计算机基础课程篇1 1引言 2018年6月教育部召开了新时代中国高等学校本科教育工作会议,陈宝生部长在会议上提出,对大学生要有效“增负”,要把“水课”转变成“金课”。2018年8月,教育部印发《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》,首次正式提出“金课”的概念,要求“各高校要全面梳理各门课程的教学内容,淘汰‘水课’、打造‘金课’,合理提升学业挑战度、增加课程难度、拓展课程深度,切实提高课程教学质量”。 2“金课”的内涵 “金课”,顾名思义是含金量高的课,与“水课”相对。“水课”是指那些教师不用心授课或者所授内容陈旧无法培养学生专业能力素养、对学生要求低轻而易举即可通过的课程。“金课”旨在真正全面地培养学生的知识能力素养,“金课”的课程内容和教学形式都将是先进前沿的,是与时代发展所结合的,教学内容设计和教学活动的创新将带给学生全新的学习体验,激发学生谈论互动,课后思考的学习热情,打破教师一言堂唱独角戏的局面,赢得学生重视;同时“金课”也是具有挑战性的,有一定难度的学习任务才能让学生学会积极探索、深入挖掘,锻炼学生高级思维的同时培养出学生解决复杂难题的决心和毅力。“金课”是技术与教育的结合,打造“金课”,不仅给课程带来活力,而且对学生和老师提出的高标准严要求,为培养适应社会发展的创新应用型人才打下基础。 3计算机基础混合式金课建设的设计思路 随着信息技术时代的来临和计算机技术的飞速发展,技术革命日新月异,对人们的生产生活已经产生了翻天覆地的变化。计算机基础课程是新时代人才培养必备的课程,已经在高等教育、高职教育中普及,其教学意义重要。其既是搭建起学生对计算机相关知识的初步了解,建立从无到有的过程,又是为培养现代信息技术化时代学生综合能力做铺垫。计算机基础课程对学生的培养强调面向应用,能力导向,注重素质,通过该课程的学习,不仅要让学生掌握基础的计算机知识,还要培养学生自主学习解决问题的能力,以及提升学生的创新精神和实践能力。由于地缘差异和家庭环境等因素,不同学生的计算机背景知识参差不齐,目前计算机基础课程以课堂授课中老师主讲为主要学习形式,且对于网络开放式教学资源未进行充分利用,线上智能辅助学习平台的使用也欠缺,实践应用型的项目活动的施行也有提高空间。计算机基础课程混合式“金课”旨在解决上述传统计算机基础课程中的相关问题。这里的混合式指线上与线下、课内与课外的结合,这种混合式不仅指形式上的结合,更是面向教学目标的课程改革与实践。因此,计算机基础课程混合式“金课”设计思路包括课前引导、项目驱动、课程学习、小组实践、多维评价这五个方面。课前驱动促进学生自主预习、自主思考、自主提问、自主求解的能力,培养学生主动学习的能力;项目驱动,指课程教学围绕项目展开,项目贯穿在教学的全过程中,通过各种渠道、各种形式的实践活动来代替单一的课堂讲授;课程学习为混合式学习方式,线下充分利用多媒体手段、线上精品课堂教学、慕课、超星等网络学习平台;小组实践为团队合作的形式,有助于进行问题交流谈论、合作比赛等方式促进学习:多维度评价是指对学生的考核要求多维,对课堂表现、学习过程、实践过程、结果等分段分层考核。以windows操作系统教学内容为例的“金课”设计如表1所示。 4计算机基础“金课”建设的实践探索 4.1“金课”课堂教学建设 “金课”课堂的建设要打破传统课堂要打破传统课堂的单一枯燥,因此要对线下课堂教学内容和教学形式进行创新性设计,例如利用视频动画等多媒体教学加深记忆。教师要用心准备,在课前可以利用互联网充分搜集教学资料,结合课前给学生发布的预习资料及学生反馈,引入问题再引导思考,避免传统的填鸭式授课。针对不同的专业计算机基础课程可以进行不同的项目任务布置,例如对office办公软件的学习中,可以让学生结合自己的专业需求制作出相关的产品,如制作图文混排的word文档、插入视频动画的PPT以及充分利用其计算功能的excel表格等,对于复杂的任务可以安排小组分工协作实现,给予学生自由探索发挥的时间和思想碰撞的机会。同时还可以利用智慧教学工具,如蓝墨云班课、雨课堂等,这些应用程序可以帮助教师使课程教学形式多样化。例如可以设置各种互动模块,设置抢答题环节,调动起学生课堂学习激情,同时这些智能工具将协助老师对教学课堂进行全面掌握,它的后台将记录学生的学习活跃度,学生还可以针对具体知识点表达自己观点等。 4.2泛在式“金课”建设 随着智能设备的普及,大部分学生都拥有自己的手机、平板等设备,这些设备将方便学生进行随时随地的移动学习。移动学习是基于通信技术和移动互联网技术的新型学习模式,为学生泛在学习提供了保障,学生还可以充分利用碎片时间进行学习,这种学习形式还有灵活性和交互性的特点。移动设备的产生为泛在学习创造了平台,通过教师引导,逐步养成学生课余自主学习的好习惯,这是课余线上“金课”的建设。教师建设网络班级,在班级中与学生实时保持联系,同时学生可以充分利用慕课、超星等公共网络学习平台,学习全国范围内的相关课程。这种课堂模式不过于依赖老师,而是老师引导,项目驱动,让学习者以自我为中心,根据自己的学习能力来进行选择性学习。“金课”课堂从线下走到了线上,走到了学习者的身边,从固定的教师空间走到了学生宿舍或其他任何学习场景,方便学生进行自学,大大提高了学习效率,提高学生的自主学习能力。 5项目实践为导向的实用型“金课”建设 计算机基础课程的教学目标离不开实际应用,“金课”建设应是以实践应用为导向的。课堂中强调实施情景引入,先结合实际提出问题,例如在Word文档编辑的知识点授课中,可以先介绍文档无处不在的应用场合,引导学生认识到计算机word文档具备非常强大丰富的功能,学习后,可以提出某些想要实现的功能,让学生分组探索学习,通过实际操作解决。对于教学内容中较为抽象的知识或者是难以解决的问题,老师可以通过多媒体技术进行实践演习,布置挑战性拔高的拓展训练,让学有余力的学生在课后主动探索。在线上学习平台上进一步布置实践操作任务,使学生对学习的知识进行巩固练习,加深印象提高熟练度。还可以建立理论结合实际的模式,引导学生小组进行社会实践,例如寻找自己专业对计算机功能的需求,并查阅资料确认计算机目前是否已经实现这种功能。这种提出问题-知识点讲解-项目实践的学习模式,能促进学生更好地掌握各种计算机基础功能,并联系生活实际学会举一反三运用所学知识,锻炼学生的创新思维和运用能力,实现真正学有所得的教学目标,同时这种实践型的课程建设也为学生学习成果评价提供了新的角度。 6评价反馈机制的建立 好的评价反馈机制的建立,可以激励学生的学习兴趣,保障教师对学生学习情况的了解。计算机基础课程的传统考核方式大多是平时成绩和期末考试成绩,平时成绩包括考勤和上机操作成绩。成绩往往是学期结束后上传至学生教务管理系统,这样的成绩评定方式无法及时反馈,既不能对学生起到激励作用,也不能让老师对学生阶段性的学习效果进行判断,且忽视了对学生学习过程的评判,缺少对学生自主学习能力、团队合作能力、复杂问题解决能力、创新性思考能力等综合能力的评价。因此,可以建立细化的评价模式,借助智慧教学工具对学生课前、课中、课后的学习情况和成效进行细化的评估,并将动态化的信息及时反馈给教师。同时还可以进行多元化的评价机制,包括教师评价、学生自评和同学互评相结合的方式,这样得到一个综合全面的评价,包括学生学习态度、自学能力、专业能力、合作能力、创新能力、解决问题能力等。通过这种动态全面的评价来实现激励学生主动学习,并指导教师更新教学,促进教师教学过程的反思与改进。 7结语 信息技术的飞速发展给教育带来机遇与挑战,面对新形势,“金课”建设是每个教师都应该思考的问题。计算机基础混合式“金课”建设借助信息技术手段,对教学过程中的各个环节进行设计,激发学生学习兴趣,重视学生自主学习的过程,鼓励学生创新发散思维,强调理论与实践的结合,为培养新时代具备综合能力的应用型人才打下基础,同时对于计算机基础课程建设提出新思路,也为其他“金课”的建设提高更多可以借鉴的经验。 作者:徐新新 单位:湖南广播电视大学 计算机基础课程篇2 众所周知,高职院校的学生和本科学校学生相比,在日常学习和生活中自控力和积极性相对较差。尤其是当今智能手机的高普及率,使得手机成为每个学生的必备品,导致一部分学生沉迷于其中,无法自拔,影响了学习生活和教师课堂的教学效果。面对这样的问题,学生有责任,但老师也更应该反思自身教学方法是不是不够吸引学生,是不是过于传统。当今信息化教学已成为教学模式与方法改革热潮,“互联网+”模式已经渗入到传统的课堂教学,促使课堂教学发生着变化。作为老师我们应该与时俱进,加强自身学科信息化教学方法的探究。 一、传统教学模式与信息化教学模式区别 传统教学模式是一种教师站在讲台上将书本的知识灌输给学生的课堂教学模式,教师往往扮演的是讲授者的角色,学生在其中是被动接受者的角色。而且教师授业往往是单向的、学生存在被动接受学习的情况,所以在传统教学模式下学生缺乏学习知识的主动性和积极性。信息化教学模式是一种在现代教学理念的指导下,依靠信息技术的支持,应用现代教学方法的教学模式。在信息化教学中,以学生为教学中心,教师通过引导学生进行探究、讨论、反思,以此实现知识内化的移动功能。信息化教学注重学生独立思考能力,批判意识、团队精神和创新意识的培养。下图展示了传统教学模式与信息化教学模式在教师、课前、课中、课后和评价这五方面的比较(见图1): 二、信息化教学特点 “互联网+”背景下的信息化教学相比较传统教学模式存在以下特点:(1)教学不再局限于课堂。随着移动网络和各种智能终端的兴起,教学迈入了混合阶段,线上、线下的O2O教学可以跨越课堂之上,教师可以采用互联网实现在线教学,将教学资源上传云平台,或者在线直播教学等。(2)教学手段变得多样。信息化教学手段以现代信息技术为基础,将人工智能技术、多媒体技术、虚拟技术、网络技术等应用于教学过程,使整个教学过程易于理解,而且更加生动、形象。(3)教学资源变得丰富。随着互联网的发展,越来越多的信息化教学资源得到开发。例如微视频、虚拟仿真技术、动画及3D打印技术等各类资源进入课堂。此外还有诸多网络教育资源,比如MOOC网、腾讯课堂等等。(4)教学主体发生转变。信息化教学充分发挥学生的主动性,自主探究意识。学生从被动接受知识向主动学习知识转变,教师从传统的站在课堂上教和讲向“导学”、“诊学”和“助学”转变。信息化教学过程一般由课前、课中、课后三部分组成。课前:布置任务,提前预习,准备相关材料,带着问题参与学习。课中:情境创设,视频等手段导入课题,教师辅助引导学生分组合作完成项目任务,并进行过程性评价。课后:布置任务,借助教学平台进行课后拓展、交流、反馈等活动。 三、计算机应用基础课程信息化教学方法探究 当今各行各业的发展都离不开计算机,掌握计算机基本操作能力是学生入职不可或缺的。对于职业学校来说,培养学生的职业技能尤为重要,而计算机实践技能恰恰是学生职业生涯必备的,所以计算机基础课程必须高质量、高标准完成。在培养学生计算机应用能力方面,教师要探究激发学生学习兴趣的教学方法,创新教学方法适应“互联网+”的信息化教学显得尤为重要,在教学过程中再结合学生实况,灵活应用现代的信息化教学手段,不断提高教学质量和效率。 (一)借助于新型教学模式和教学工具 1.云班课 智能手机的普及吸引了很多学生们的目光和注意力,而杜绝学生不看手机,已经是不贴合实际情况的,那么我们可以有效利用手机,让手机为我们课堂服务,成为教师的教学助手。云班课是一款移动端APP,在移动互联网的环境下它充当了教师的教学助手的角色。云班课可以实现教师和学生课堂内外即时反馈的教学互动,帮助教师推送学习资源、反馈学生问题以及评价学生学习成果,进而激发学生学习热情。在计算机基础课程的教学中,尝试使用蓝墨云班课APP,课前将教学资源推送给学生,学生提前学习,教师可以监测学生学习情况,课中给学生下发任务,学生独立完成或分组完成,教师答疑,课后教师对学生任务完成情况进行反馈评价。 2.微课 微视频以声像结合、图文并茂,短小精悍的形式吸引观众的注意力,在教学中,探究制作教学微视频有利于学生对知识的内化。而微课恰恰是以微视频为核心载体,它基于一个学科知识点或结合某个具体的教学要素和环节,精心设计和开发的可视化微型(5-8分钟左右)优质学习资源。制作微课时可以运用一下几点:(1)引起注意:在微课开头可以设定一个知识点运用的工作场景,吸引人往下看;(2)告知目标:即告知这门微课主要讲什么内容,解决什么具体问题,给人以清晰的框架;(3)刺激回忆:可以是关联已有的知识点让学生更好地学习理解新的知识,比如制作电子表格时,可以展示公司、学校应用的各种表格。(4)呈现教材:即呈现出主要的知识要点;(5)引导学习:通过归纳总结、步骤等让学习通俗易懂;(6)诱发行为:提供小测试或思考题等;(7)提供反馈:告知小练习的参考答案或思考路径;(8)评估行为:鼓励学生去做练习等;(9)加强保持:通过最后回顾总结、竞答游戏等加强知识点掌握。微课制作的工具有很多,例如CamtasiaStudio、Focusky动画演示大师、万彩动画大师等软件。教师可以将内化的知识、经验浓缩成一门微课,打造更快乐、有趣、交互性更强的学习生活。对于计算机基础这门功课,在设计微课时,可以采用技术演练型、任务驱动型、情境导入型等多种形式。例如Word中讲解论文排版操作,可以制作有关论文格式要求的微课,学生通过观看微课,带着论文格式要求学习论文排版操作。 3.翻转课堂 “翻转课堂”这一概念的提出是与传统课堂相对应。传统课堂模式中教师往往扮演的是讲授者的角色,在课堂上根据课程教学大纲把相关课程的知识点传授给学生,通过课后作业的形式使学生掌握课堂中老师所讲授的知识。从传统课堂的模式我们了解到,其知识传授阶段发生在课中,知识内化阶段发生在课后。而“翻转课堂”这一新兴教学模式则颠覆了传统的教学组织结构,它要求学生必须做到课前的学习,提前学习教师利用微课等形式下发的教学资料,而课中的时间主要是实践和讨论,巩固学习效果,教师扮演的是组织和答疑的角色。由此可见,“翻转课堂”模式知识传授是在课前和课中的实践完成,知识内化是在课中的讨论、实践和课后的巩固完成。“翻转课堂”这种教学模式可以更好地促进教师与学生,学生与学生之间的有效沟通,打破传统课堂的沉闷,充分调动学生的学习积极性和主动性。翻转课堂颠覆了传统课堂,对学习过程进行了重构,是一种“先学后教,以学定教”的课堂模式。学生通过互联网获取更多更优质的教育资源,而不再是单纯地依赖于教师对知识的教授。老师的责任更多是去理解学生提出的问题并引导学生将知识运用。在翻转课堂教学中,学生需要在课外进行所学内容的学习,在课上将知识完全消化,翻转课堂在重构课堂教学流程的同时,提高了学习效率。成功翻转课堂的四大落脚点是资源准备、课前自学、课堂深化及课后拓展。在计算机基础课程教学中使用翻转课堂的教学模式,例如制作“自我介绍”演示文稿这节内容,课前给学生布置任务,在网上搜集图片和文字资料,并通过观看教学视频完成相关操作的学习,课中学生根据所学知识直接完成“自我介绍”演示文稿制作,教师解决学生提出的问题,学生完成作品上传、教师点评学生作品,课后学生完成在班级根据“自我介绍”演示文稿进行自我介绍活动的拓展。 (二)教师借助在线教学资源,深化信息化教学思想 1.慕课 慕课(MOOCs)是“互联网”时代的一种新型学习方式,融合了大量的学习和教学资源,以及先进的教学理念。慕课的学习为教师的专业发展提供途径,而且教师可以借鉴慕课中丰富的教学资源,以及名师教学方法,深化自身的教学功底,同时也为信息化教学方法的探究打下基础。 2.清华平台 清华平台是学校建立的信息化教学平台,是基于混合教育,在学校层面、课程层面、专业层面的改革,旨在帮助老师利用信息化手段提升教学质量。清华信息化教学平台主要包括基本信息、学习内容、课程活动等模块。基本信息模块包括课程介绍、教学大纲等信息,通过基本信息模块向学生介绍课程的基本情况以及课程包括的主要知识点等;学习内容模块按照课程标准及课程设计方案建立对应课程的教学情境,针对每个教学情境分课前、课中、课后三个环节设计课堂教学内容;课程活动模块配合教学情境进行答疑讨论、在线测试等活动。 3.多媒体课件 多媒体课件是应用广泛的辅助教学的工具,利用多媒体课件教师可以将复杂的教学内容细化整理,并将逻辑性强、难以理解的知识点直观的展现在学生面前,帮助学生理清学习思路。在日常教学中,教师缺乏研究制作具有吸引力,生动形象的多媒体课件的意识,总是“拿来主义”,亦或照课本制作PPT。当前要学会结合O2O模式,充分利用好线上优秀多媒体课件,转换成适合自己课堂的PPT。进而提升多媒体课件的吸引力,激发学生的学习兴趣,为创新教学模式、提升教学效果奠定良好的基础。 4.教学软件 随着互联网的发展,教学软件也层出不群。教学软件在日常教学中发挥着重要作用,选择合适的教学软件辅助课堂也至关重要。教师要学会利用教学软辅助课堂,并学习新型的教学软件。好的教学软件可以提升课堂效率,先进的教学软件有助于信息化教学。 四、结语 信息技术为未来教育提供了不可或缺的教育手段和资源,我们要充分利用先进的教学资源和方法,积极探究适合本课程的信息化教学方法,从而提升课堂教学效果,培养学生自主学习和探究的能力。校应用的各种表格。(4)呈现教材:即呈现出主要的知识要点;(5)引导学习:通过归纳总结、步骤等让学习通俗易懂;(6)诱发行为:提供小测试或思考题等;(7)提供反馈:告知小练习的参考答案或思考路径;(8)评估行为:鼓励学生去做练习等;(9)加强保持:通过最后回顾总结、竞答游戏等加强知识点掌握。微课制作的工具有很多,例如CamtasiaStudio、Focusky动画演示大师、万彩动画大师等软件。教师可以将内化的知识、经验浓缩成一门微课,打造更快乐、有趣、交互性更强的学习生活。对于计算机基础这门功课,在设计微课时,可以采用技术演练型、任务驱动型、情境导入型等多种形式。例如Word中讲解论文排版操作,可以制作有关论文格式要求的微课,学生通过观看微课,带着论文格式要求学习论文排版操作。 (一)“翻转课堂” “翻转课堂”这一概念的提出是与传统课堂相对应。传统课堂模式中教师往往扮演的是讲授者的角色,在课堂上根据课程教学大纲把相关课程的知识点传授给学生,通过课后作业的形式使学生掌握课堂中老师所讲授的知识。从传统课堂的模式我们了解到,其知识传授阶段发生在课中,知识内化阶段发生在课后。而“翻转课堂”这一新兴教学模式则颠覆了传统的教学组织结构,它要求学生必须做到课前的学习,提前学习教师利用微课等形式下发的教学资料,而课中的时间主要是实践和讨论,巩固学习效果,教师扮演的是组织和答疑的角色。由此可见,“翻转课堂”模式知识传授是在课前和课中的实践完成,知识内化是在课中的讨论、实践和课后的巩固完成。“翻转课堂”这种教学模式可以更好地促进教师与学生,学生与学生之间的有效沟通,打破传统课堂的沉闷,充分调动学生的学习积极性和主动性。翻转课堂颠覆了传统课堂,对学习过程进行了重构,是一种“先学后教,以学定教”的课堂模式。学生通过互联网获取更多更优质的教育资源,而不再是单纯地依赖于教师对知识的教授。老师的责任更多是去理解学生提出的问题并引导学生将知识运用。在翻转课堂教学中,学生需要在课外进行所学内容的学习,在课上将知识完全消化,翻转课堂在重构课堂教学流程的同时,提高了学习效率。成功翻转课堂的四大落脚点是资源准备、课前自学、课堂深化及课后拓展。在计算机基础课程教学中使用翻转课堂的教学模式,例如制作“自我介绍”演示文稿这节内容,课前给学生布置任务,在网上搜集图片和文字资料,并通过观看教学视频完成相关操作的学习,课中学生根据所学知识直接完成“自我介绍”演示文稿制作,教师解决学生提出的问题,学生完成作品上传、教师点评学生作品,课后学生完成在班级根据“自我介绍”演示文稿进行自我介绍活动的拓展。 (二)教师借助在线教学资源,深化信息化教学思想 1.慕课 慕课(MOOCs)是“互联网”时代的一种新型学习方式,融合了大量的学习和教学资源,以及先进的教学理念。慕课的学习为教师的专业发展提供途径,而且教师可以借鉴慕课中丰富的教学资源,以及名师教学方法,深化自身的教学功底,同时也为信息化教学方法的探究打下基础。 2.清华平台 清华平台是学校建立的信息化教学平台,是基于混合教育,在学校层面、课程层面、专业层面的改革,旨在帮助老师利用信息化手段提升教学质量。清华信息化教学平台主要包括基本信息、学习内容、课程活动等模块。基本信息模块包括课程介绍、教学大纲等信息,通过基本信息模块向学生介绍课程的基本情况以及课程包括的主要知识点等;学习内容模块按照课程标准及课程设计方案建立对应课程的教学情境,针对每个教学情境分课前、课中、课后三个环节设计课堂教学内容;课程活动模块配合教学情境进行答疑讨论、在线测试等活动。 3.多媒体课件 多媒体课件是应用广泛的辅助教学的工具,利用多媒体课件教师可以将复杂的教学内容细化整理,并将逻辑性强、难以理解的知识点直观的展现在学生面前,帮助学生理清学习思路。在日常教学中,教师缺乏研究制作具有吸引力,生动形象的多媒体课件的意识,总是“拿来主义”,亦或照课本制作PPT。当前要学会结合O2O模式,充分利用好线上优秀多媒体课件,转换成适合自己课堂的PPT。进而提升多媒体课件的吸引力,激发学生的学习兴趣,为创新教学模式、提升教学效果奠定良好的基础。 4.教学软件 随着互联网的发展,教学软件也层出不群。教学软件在日常教学中发挥着重要作用,选择合适的教学软件辅助课堂也至关重要。教师要学会利用教学软辅助课堂,并学习新型的教学软件。好的教学软件可以提升课堂效率,先进的教学软件有助于信息化教学。四、结语信息技术为未来教育提供了不可或缺的教育手段和资源,我们要充分利用先进的教学资源和方法,积极探究适合本课程的信息化教学方法,从而提升课堂教学效果,培养学生自主学习和探究的能力。 作者:张翔 计算机基础课程篇3 一、计算机基础课程远程教学系统的体系结构 本文旨在实现的计算机基础课程远程教学系统由于最大吞吐量的原因,暂时只支持通过连接学校内网进行访问,一方面保证系统的稳定性,另一方面保证系统能够跟踪每一位用户的行为。本系统有三类主用户,分别为管理员、教师和学生。其中管理员具有最高的管理权限,能够访问教学系统内的所有资源,其次是教师和学生。而本系统亦能够为多位教师同时提供教学服务,教师之间既能够共同实现部分功能,其自身亦是独立体。具体功能如下: (1)管理员模块。由于各个教学班之间存在相互独立的状态,加之用户组别之间存在着单向管理的关系,管理员模块首先负责管理各个教师和学生的信息,其中包括信息的添加、修改、查询、删除等,如存在已经毕业的教学班,管理员需要批量对学生进行账户删除的处理。另一方面,由于教师有进行线上授课的需求,管理员需要对在线课堂进行时间段的划分及新课堂的创建、删除等操作,以保证课程的开展能够井井有条。另外,管理员能够直接干预学生及教师的个人信息,一方面能够保证教学系统的稳定性,另一方面通过学生和教师两大用户主体的使用,能够加深其对该远程教学系统的理解程度。 (2)教师模块。教师作为能够和管理员、学生两种用户直接沟通的角色,其功能主体繁杂而琐碎。教师具有查询其所在教学班学生信息的功能,但无法进行删除等操作;能够为学生在线布置作业并进行批改,亦能够为学生布置在线考场。以及教师之间亦存在着等级的分化,教学组长可以进行在线会议的布置,而普通教师缺乏该项功能。普通教师能够申请联机会议,但需要征询管理员的意见,以保证在特殊情况下如学生对该节课堂存疑时,能够继续进行网上答疑的过程。 (3)学生模块。学生仅限查看学生和授课教师的信息,并能够将该节课的课后作业进行在线完成或线下完成的操作。而直至浏览器关闭前,学生都可以保持其登录状态。学生在上课期间,能够在课堂内部统一提问的期间点击提问按钮进行提问,亦能够在在线完成作业的期间进行图片、视频的添加以及最后的提交等操作,同时能够在接受考试时全程在线操作,且该教学系统存在如下的考场监督方式:一为摄像头处于强制开启状态,教师可以全程进行查看;二为该在线教学系统禁止其他窗口的切换,且存在两次警告处理,极大保证了考试的公平性。 二、计算机基础课程远程教学系统的主要技术特点及实现方法 (1)数据库访问组件。数据库访问组件主要进行课后作业、试卷、考试结果、学生及教师等信息的存储,并由ASP脚本实现了信息的全局快速读取及查询等操作。而具体的应用程序皆由二进制代码进行存储并调用,其充分解决了存储环境对于不同存储单元之间容错性的依赖。 (2)ADSI。ASDI技术主要作为目录的接口,在上述的存储过程中,ASDI可以大大简化信息的存储流程,如学生个人信息的存储代码简化、对于教师及管理员不同管理权限的设置、账户登录流程时间的压缩等。 (3)视频流技术。视频流技术主要处理两方面的内容。一是线上授课时通过UDP进行连接,保证音频及画面传输时的完整性。二是将教师线上授课的主要内容进行筛选并存储至数据库内,保证学生有需求时的随时调取。但在授课过程中,往往音频和视频是不够的,还需要教师将本节授课的内容存储为幻灯片的形式进行上传,并保证幻灯片与教学内容的实时对应。本文拟在构建计算机基础课程远程教学系统,以便于学生和教师可以在任意时间,依托校园网访问。本文所采用的数据存储工具为NavicatPremium,前端构建框架包括手机端和web端均为Vue,后端构建语言为java。数字切片库分为教师端、学生端和管理员端。其中,数据库可以通过调用学生和教师职工的学号作为登陆的账号,对于密码的设定,初步考虑先设置初始密码,后续由学生和教师自行更改。本资源库的构建难点有如下几方面:一为前后端的交互,包括数据名称的对应等。二是设定仅在校园网环境下方能够进行访问及登录操作。三为一套前端页面如何实现跨屏自适应的过程,而如若为web端和手机端的浏览器分别两条两套前端代码,难度会大大增加。最后则是为教师提供更简洁流畅的教学体验及增删改查、在线授课、在线布置考场体验。这边需要资源库的不断更新迭代,及教师意见的定期反馈,以达到较为理想化的使用效果。 参考文献 [1]袁爱新.计算机基础系列课程网络CAI教学的研究与实践——现代远程教学系统基于Web的辅助教学平台[D].成都理工大学,2003. [2]姚远耀,游颖.“互联网+”时代计算机网络基础课程微课资源的设计与开发[J].计算机产品与流通,2019(7). 作者:傅解兰 单位:郴州技师学院
中医诊断论文:基于PBL、CBL基础上的中医诊断学系统教学模式探索 摘要:中医诊断学是中医各专业学生的专业基础课,是中医理论与临床实践的桥梁课,中医诊断学的教学目标是通过诊法的学习,达到辨证的目的,即培养学生运用四诊准确收集病情资料及中医辨证思维的能力。本文旨在PBL、CBL教学法的基础上,将二者有效融汇于中医诊断学的日常教学中,即通过系统教学法,以案例为栽体,以问题为基础,以问题为导向,通过课堂互动、学生讨论完成知识的内化与重构,即自主完成诊法的学习,辨证思维的训练,从而实现诊法与辨证的有效衔接,使中医诊断学的学习更加系统化,从而更好地完成中医诊断学的教学目标,为服务临床做好必要的准备。 关键词:中医诊断学;PBL;案例教学法;系统教学法;教学改革 PBL(Problem-Based Learning)是以建构主义理论为指导的、以学生为中心的教学方法,是基于现实问题的以学生为中心的教育形式。案例教学法(CBL,Case-Based Learning),是围绕一定教学目标把现实世界中真实的情景加以典型化处理,形成供学生思考分析和决断的案例,通过独立研究、相互讨论的方式来提高学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法。CBL是基于PBL教学方法的原理发展而来的。以问题为基础,以问题为导向,通过案例进行教与学,通过课堂互动、学生讨论完成知识的内化与重构,培养医学生的综合能力。{31CBL与PBL教学法的结合,即笔者所谓的系统教学法,习姗姗等认为:PBL结合CBL的讨论式教学,可使学生在情境中以参与者的身份去探究处理问题的方法,培养学生临床思维预判和诊断能力。覃星明等研究表明:PBL联合CBL将能力培养放在首位,重视学生能力的培养,体现其独特的人才培养优势。 一、背景 中医诊断的基本原理之一是司外揣内,其诊断疾病的方式是透过现象看本质,即通过病人表现于外的症状、体征,测知人体内在的病理变化,作出病名、证名的诊断。故传统中医诊断学的教学思路是让学生先认识临床常见的症状、体征,明确其临床意义,然后再学习辨证方法。表面看上去,知识由浅人深,条理清晰,实则将系统性的知识结构分解了,弱化了,授课过程中教师卖力讲解,学生被动学习,学习兴趣常显不足。笔者觉得医学教育不应填鸭式、以教师讲解为主,应回归临床实际,让学生以医疗参与者的身份主动学习,本着治病救人、解决病人疾苦的精神爱上学习。众所周知,PBL教学法是基于现实问题的以学生为中心的教育形式,医学所面对的正是实实在在的病人,所要解决的就是认识疾病,明确诊断,从而减轻或消除疾病所带来的痛苦。本文将以案例为载体,以问题为基础,以问题为导向的系统教学模式贯运用到中诊教学的全过程,在案例中完成诊法与辨证的交融与学习,从而使中诊教学系统化,知识结构全局化,让学生真正爱上学习,爱上医学,提高教学效果,实现教学目标。 二、实施过程 (一)课前准备 1.教师准备 PBL教学中,教师和学生的角色发生了重大改变,在实施PBL教学前,教师必须清醒地认识到学生是积极主动的学习者,教师只是学生认知与学习的引领者和推动者,教师的角色从主讲变成了主导。表面上,教师从台前走到幕后,作用似乎被弱化,事实上PBL教学的实施对教师能力的要求更高、知识面的要求更广。教师课前应围绕教学大纲,吃透教材,查阅相关的文献资料,再根据教学内容与要求精选医学案例,案例的好坏直接决定着教学效果,故案例不能过于简单、一目了然,也不可过难,一定要与教学内容紧密结合,恰到好处。因此,教师课前要有足够的认知与学习,进行教学策划、制定教学目标、设计教学内容、精选并编写案例、书写教师指南。其中的每一个环节都影响着教学效果,教师对每一个环节都要精心准备,不可掉以轻心。由于中医诊断学所要解决的是医学问题,其教学内容、教学目标、教学设计都要在案例中体现,因此,案例的选择与编写俨然成为中医诊断学系统教学模式的核心与关键环节。 2.学生准备 课前学生要主动积极配合,结合老师给定的案例及医学问题,自行查阅资料、文献,独立思考,小组协作讨论、解决医学问题和本学科及相关学科的知识点,完成自主学习过程,由于这一过程的工作量远远大于课堂学习、课下复习,占用学生较多课余时间,因此,精心设计的案例及问题要足以能激发学生的热情,以防抵触心理的产生。 (二)课上实施 笔者拟通过PBL教学作为开展中医诊断学系统教学模式的平台,通过PBL教学完成中医诊断学的理论学习,从培养临床医生的角度进行实用性教学,以临床案例为载体,以中医诊断学的教学内容为主体,学科间知识交互渗透,培养学生以疾病的中医临床诊断为目的的教学新模式。授课以临床案例为基础,将中医诊断学的知识点贯穿于一个个真实的案例之中,把相对分散的知识整合,使之整体化、系统化。由于大一的学生专业知识有限,故案例的选择与编写不应太难、太深,应紧紧围绕教学大纲,紧扣教材,确保在完成教学内容的前提下,适当进行学科交叉与知识交互,锻炼学生以案例的临床诊断为中心的发散思维和横向思维,既完成了教学内容,又培养了学生辨证思维能力,提高学生主动获取知识和运用知识的综合能力。 中医诊断学系统教学模式强调以中医诊断学所要解决的医学问题作为学习的基础,学生的所有学习内容都围绕着医学问题这条主轴展开。具体如下图: 在问题的指引下,查阅文献资料、独立思考、小组讨论、确定解决方案,将学生引入问题情境,如此反复直至问题得以完全解决。在主动获取知识的过程中,激发了学生的学习热情;在小组讨论中,培养了学生的团队合作意识;在获取解决方案后,让学生在学习中获得成就感;通过解决案例中病人的疾苦,培养了学生的责任感和职业素养。教师在整个系统教学过程中注重启发引导学生形成并掌握自主学习和解决问题的能力。学生在医学问题得以解决的同时,也完成了对医学知识的学习、理解及运用。 (三)教学评价与总结 考虑到中医诊断学是医学生的专业基础课和基础理论与临床实践的桥梁课,故而中医诊断学系统教学模式对学生PBL学习的评价不同于纯粹的PBL教学评价,是LBL(传统讲授式教学法)与PBL教学评价的结合,既重视整个教学过程中学生的表现,又重视教学结果(期末考试卷面成绩)的评价。通过这种评价标准让学生积极主动学习,不断体验进步,超越自我,促进综合能力得以全面发展;既注重形式,又注重结果。教师通过评价反馈的信息,及时对教学各环节进行反思与调整,从而促使教师教学水平与引导能力得以全面提升。 三、讨论 中医诊断学系统教学模式,即通过PBL、CBL教学平台完成中医诊断学的教学内容。教师的作用由单一的教变为教、导结合,要求学生比以往更积极的参与和主动的配合。邓娟等采用PBL和传统教学法对照两组,了解116位护士实习生对肿瘤化疗护理知识点的掌握情况。结果发现采用PBL教学法带教成绩实验组优于对照组(P 实践中针对这种新的教学模式部分学生从被动学习转变为主动获取知识的过程中表现得不太适应、信心不足、积极性不高。这需要教师做更多的努力,充分考虑学生的特点,引导学生认识并接受这一新的教学模式,转变学习观念,保证学生进行高效率的学习。如视频案例提供的问题情境更加真实,比文字描述的案例更容易引发学生的兴趣。有学生表示:“视频案例的出现,打破了原本沉闷的学习过程,患者真实的表述远比白纸黑字来得有趣,而且更真实”。有老师认为:“视频导人使学生们较传统PBL更早进入学习状态”。同时,视频案例从多方面、多角度提供了认识问}的渠道,使所要解决的问题更加鲜活、立体,富有生命力。笔者亦将通过不断地尝试,寻求最适合的方式开展中诊教学。 中医诊断论文:中医诊断临床模拟训练教学改革的实施策略 【摘要】 中医诊断学是一门实践性较强的课程,临床实践教学质量对于检验课程教学目标至关重要。针对中医诊断学教学中存在的问题,开展了中医诊断临床模拟训练课程,建设了中医诊断临床模拟训练教学团队,改革了教学内容与教学方法,体现了以培养学生中医诊断思维为核心的培养理念,经过长期的教学实践,取得了满意的教学效果,从而提高了中医诊断临床模拟训练的教学水平与质量。因此,本文通过总结中医诊断临床模拟训练的教学效果,阐释了开展中医诊断临床模拟训练教学的必要性,从而充分发挥中医诊断学作为联系基础与临床的桥梁作用。 【关键词】 中医诊断学; 模拟教学; 教学方法; 改革 中t诊断学的主体内容为四诊与辨证,是联系基础与临床的桥梁,也是指导临床处方用药的基石,其教学目的是培养学生的四诊技能与辨证思维能力[1]。中医诊断模拟训练教学是实现中医诊断学课程教学目标的重要环节之一,重在培养学生运用所学四诊知识收集患者的四诊信息,分析判断病位病性,总结证型的辨证过程[2]。由于各种因素的限制,中医诊断学教学的学时偏少,影响了教学的效果。为了提高中医诊断学教学的水平与质量,加强学生实践能力与创新能力的培养,开展了中医诊断临床模拟训练的教学,采取分小组教学,每个小组15人,由一个专业老师带教,逐一对学生的四诊操作进行指导,规范了四诊的基本操作,并开展了以案例式教学为主的临床模拟训练,分层次开展虚拟诊室的训练,从而完成了教学内容与达到了实践教学的目的,经过长期的教学实践,取得了满意的教学效果。 1 中医诊断临床模拟训练教学改革的思路 中医诊断学是一门研究判断疾病、诊察病情、辨别证候的基础理论、基本知识与基本技能的学科[3]。中医诊断学采用四诊(望、闻、问、切)收集病情资料,通过综合分析病情资料,获得病位与病性,并归纳总结出证型,用以指导临床治疗。中医诊断学不仅要掌握基本理论知识,还要掌握中医诊断的技能、中医临床辨证思维,且中医诊断学中四诊部分知识点多而且零碎,内容描述抽象,不利学生掌握。学生在记忆的过程中容易混淆,而辨证部分是需要综合分析四诊信息,然后综合判断,才能做出正确的辨证结果,中医诊断学存在的这些问题导致学生后期在临床上常常不能灵活自如地运用四诊的方法全面、准确、规范的收集病情资料,从而缺乏分析、判断疾病的基本思辨能力[4-6]。针对中医诊断学的教学现状,改革了中医诊断学的实践教学模式,采用模拟训练教学,在模拟诊室、模拟病房进行中医诊断临床模拟训练,并开展临床实践操作[7-8]。 中医诊断临床模拟训练教学目的是突出中医诊断技能与临床辩证思维训练的重要性,以明确教学内容,从而有利于学生针对性的学习[9-11]。为适应新时期以学生为本的教学需求,开展了40学时的中医诊断临床模拟训练教学,改变了以往的填鸭式教学法,注重以培养学生的四诊技能与辨证思维能力为核心,重点突出中医诊断基本技能训练、规范实践教学内容、运用新技术开展不同层次的实验,从而提高中医诊断临床模拟训练教学效率。在“以培养学生实践能力为核心”的原则指导下,在大一第二学期学习完中医诊断学之后,在大二第一学期开设中医诊断临床模拟训练,从而使中医诊断教学内容在中医诊断临床模拟训练中得以落实。中医诊断临床模拟训练教与学的特点是技能要求高、实践性强,实践教学是学好中医诊断学的关键环节,应在掌握中医诊断基础理论知识的基础下,从而充分利用舌诊软件、脉象仪等教学设备,开展一系列中医四诊与辨证技能的训练,同时借助虚拟门诊,强化中医诊断临床技能的训练[12-14]。改变教学方法与手段,增加虚拟诊室的教学环节,从而实现教学形式的多样化;教学内容,以中医诊断基本技能与临床辨证思维能力为重点,采用规范示教、模拟训练,提高学生实际操作能力和分析能力。同时,借助先进的科学技术与手段,根据学生的认知规律与特点,分层次开展临床模拟诊疗的实训,让学生在模拟中学习。在一定程度上克服了理论与实践脱节的弊端,所以中医诊断临床模拟训练是符合中医药传承模式与经验医学诊疗疾病的特点,值得广泛推广的教学模式。 2 中医诊断临床模拟训练教学改革的策略 2.1 建立教学示范中心 中医诊断临床模拟训练教学示范中心,提供了中医四诊基本技能实训、中医四诊综合应用实训、虚拟门诊辨证实训,是中医实践教学开展与教学改革的基础。中医四诊基本技能实训,配置了舌诊图片、脉诊仪与网络多媒体教学系统,开展学生四诊基本技能的训练,培养学生的动手能力。中医四诊综合应用实训,配置了各种临床典型案例的教学系统,灵活多样的开展案例式教学,从而提高学生的辨证能力[15-16]。虚拟门诊辨证实训,配置证素辨证系统,按照门诊的实际情况,学生分组担任不同角色,进行自我训练,以培养学生中医临床辨证思维的能力[6-9]。中医学院中医证研究基地拥有1个福建省级重点实验室(福建省中医健康辨识重点实验室)、1个国家中医药管理局中医药科研实验室(三级)(分子生物学实验室)、 1个福建省高校中医证研究重点实验室、3个二级中医药科研实验室(舌苔脱落细胞实验室、四诊资料标准化采集实验室、证素辨证与数据挖掘技术实验室)、2个研究中心(辨证思维与证素辨证研究中心、证候客观化研究中心),为中医诊断学实践教学提供了良好的平台。 2.2 规范中医诊断临床模拟训练教学内容 为了规范中医诊断临床模拟训练教学,在广泛开展学生调研的基础上,对于所选用的教学资源,如舌诊图片、辨证案例等,经过教研室反复多次的论证,确定了符合实际情况的教学内容。临床模拟训练与理论教学紧密联系,主要分为诊法模拟训练、辨证模拟训练、诊法与辨证综合运用模拟训练[17]。诊法模拟训练,以望诊、问诊、舌诊、脉诊等基本功的训练为主;辨证模拟训练,以各脏腑典型病案分析训练为主;诊法与辨证综合运用模拟训练,以模拟患者的病史采集、临床资料收集、辨证分析、住院病案书写与熟练使用中医辅助诊疗系统为主。中医诊断临床模拟训练与现代医学模拟教学有一定的差别,但教育理念相同,教育效果是一致的,即通过相对真实的、可重复的、规范化的训练,提升学生的临床思维[18-21]。 2.3 改革中医诊断临床模拟训练教学手段 在中医诊断临床模拟训练教学方面,充分借助现代教学方法与手段,注重实践教学环节,丰富实践教学形式,确立以学生为本、以自我训练为主、以培养学生临证能力为目的,探索中医诊断临床模拟训练教学的新方法。 传统教学模式以教师为教学活动的核心,侧重于书面知识的传授,而学生处于被接受知识的状态,学生缺乏学习的主观能动性[22]。在这种情况下,深入研究了中医诊断临床模拟训练教学的课程特点,通过创新教学模式,以实践教学环节为主,制作形象生动的教学课件,通过降低文字演板,增加形象化教学内容,促进学生理解理论知识,提升教学效果,从而增加中医诊断临床模拟训练的机会。望诊中舌诊,在传统教学手段上配合舌诊多媒体课件,采用典型舌象图片与影像资料,诠释舌诊的基本知识与理论,从而有利于学生理解舌诊的相关内容;舌诊的练习方法,在观察舌诊图片的基础之上,让学生分组相互观察,从而可以理论联系实践,充分理解舌诊的临床意义。同时,要求学生观察具有典型舌象的同学,写好观察记录与分析结果,然后集体讨论,并由老师点评。这种理论与实践融为一体的教学模式,增加了实践机会,增强了实践意识,促使学生学会观察和分析,并从运用所学知识中获得成就感,从而提高学生学习的兴趣与自觉性[23]。 开展模拟训练,模拟医院的医过程,既可培养学生理解患者、帮助患者、热爱患者的理念,提高学生的交流能力,又可锻炼学生的基本临床诊疗技能,真正掌握中医四诊技巧、辨C分析与鉴别诊断,从而提高学生的诊断技能水平与辨证思维能力。通过模拟训练,既解决了理论与实践脱节的矛盾,又避免了学生直接上临床无所适从的现象。中医诊断临床模拟训练,促使学生掌握基本操作技能,提高熟练度与规范性,激发学习兴趣,从而提高实践教学效率。如舌诊模拟训练,采用舌诊图片、典型图谱等开展训练,提高学生辨识舌象的准确性;脉诊模拟训练,采用分组同学之间互相诊脉,运用诊脉八要素:脉位、脉力、脉率、至数、脉长、脉宽、流利度、紧张度,将复杂的脉象分解成简单的要素,使得脉诊更具有操作性,让学生能够掌握正确的诊脉方法和操作步骤,并对常见脉象有感性认识,以体察不同脉象特征,通过反复模拟训练,提高学生诊察脉象的能力。 3 中医诊断临床模拟训练教学的实施效果 中医诊断临床模拟训练教学,激发学生学习兴趣,培养综合素质。新的教学方式,为学生锻炼动口、动手、动脑的能力创造了有利条件,通过一系列的模拟训练,激发了学习中医诊断学的兴趣,促进理论学习,开拓学生的临床思路,培养学生的综合素质。 强化技能训练,达到教学目标。通过开展中医诊断临床模拟训练教学,强化了技能培养与建立中医临床思维,增强了四诊操作技能与辨证分析能力,全面提升了中医诊断学的教学质量[13]。 中医诊断临床模拟训练是一门联系临床各科技能的重要基础课程,通过四诊资料收集,运用中医理论与思维辨析病情数据的方法与技能,其过程中医理论、知识与技能的具体应用。因此,临床的反复训练,是学习与掌握中医诊断学的知识的必经之路[24]。医案是临床反复实践的经验总结,学生以典型医案作为实践对象,是中医诊断理论基础与临床实践相结合的有效方法之一。中医临证特点是中医辨证思维的训练,从理论研究和实践研究两方面开展,理论研究主要是医案的规范化、辨证的标准化等,实践研究主要是启发式案例教学、虚拟诊室[25]。改革教学模式,实现教学相长。中医诊断临床模拟训练教学,要求教师要有扎实的理论基础,具备娴熟的临床操作技能,并了解现代实验的新方法、新技术。为了适应新时期的教学要求,教师要通过各种途径学习新的知识,提高教学水平与质量,在教学过程中,不断完善自己知识体系,从而有效地实现教学相长。 中医诊断论文:慢性乙型肝炎中医辨证计量诊断及用药特点的探讨 [摘要] 目的 探讨慢性乙型肝炎中医辨证计量诊断及用药特点。 方法 对我院2012~2014年收治的300例慢性乙型肝炎患者的临床资料进行回顾性分析,包括患者的临床症状、体征、中医证型、西医诊断结果、用药情况等。采用Logistic回归分析对各个中医证型中有意义的辨证计量进行筛选,根据患者的用药情况分析患者的用药特点。 结果 300例慢性乙型肝炎患者共分为9个中医证型,其中以肝郁脾虚型患者所占比例明显高于其他中医证型的患者比例(P [关键词] 慢性乙型肝炎;中医辨证;计量诊断;用药特点 现阶段,慢性乙型肝炎已成为全世界需要共同面对的公共卫生问题之一,流行病学数据调查显示,全球范围内约有20亿人曾感染乙肝病毒,其中约有100万人死于由慢性乙型肝炎引发的严重肝脏疾病。长期以来,西药治疗一直是我国临床治疗慢性乙型肝炎的首选方法。中医药在我国医学史上有着数千年的应用历史,在慢性乙型肝炎的治疗中也发挥着不可替代的应用价值[1-2]。但长期的应用发现,慢性乙型肝炎的中医分型较为混乱,各证型诊断标准和用药均缺乏规范性,不利于临床用药经验的推广[3]。针对上述现状,我院对慢性乙型肝炎的中医辨证计量诊断和用药特点进行探讨,旨在促进慢性乙型肝炎中医诊断和治疗的规范化,为慢性乙型肝炎中医用药经验的推广创造有利条件。 1 资料与方法 1.1一般资料 回顾性分析2012~2014年在我院接受中医治疗的300例慢性乙型肝炎患者的临床资料。300例患者中,男性患者171例,女性患者129例,年龄23~46岁,平均年龄为(32.5±1.6)岁。 病例资料的纳入标准:①中医诊断结果与《病毒性肝炎防治方案》中提出的慢性乙型肝炎诊断标准符合的患者;②血清HBsAg、HBeAg或抗HBc持续阳性超过1年的患者;③HBV-DNA阳性的患者;④经计算得出机体总胆红素(TBiL)1.5倍正常上限值。 病例资料的排除标准:①合并急性肝炎、重型肝炎、不稳定型糖尿病的患者;②合并心、脑、肾等严重器质性疾病的患者;③妊娠期和哺乳期女性;④有长期酗酒史的患者;⑤有吸毒史的患者;⑥明确诊断为肝硬化的患者;⑦合并血液系统疾病(骨髓抑制)的患者。 1.2 方法 收集300例患者中医症型、体征、临床症状、西医诊断结果、中医治疗用药情况等临床资料,统计其中医证型、各证型患者的体征、症状及治疗用药情况。 1.3 统计学方法 采用统计软件SPSS 24.0对实验数据进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验。计数资料以率表示,采用χ2检验,采用Logistic回归分析对各个中医证型中有意义的辨证计量进行筛选。以P 2 结果 2.1 300例慢性乙型肝炎患者的中医证型分布情况 300例患者共分为9个中医证型,其中证型为肝郁脾虚型患者所占比例为25.4%,明显高于其他证型所占比例(P 2.2 300例慢性乙型肝炎患者的中医症状、体征情况 纳呆和脉弦为300例患者最常见的中医症状、体征,排名前10位的中医症状、体征见表2。 2.3 300例慢性乙型肝炎患者的中医辨证计量诊断情况 Logistic回归分析显示,300例患者的9个中医证型均有3个以上贡献率较大的变量,因篇幅有限,具体回归分析过程未能阐述,9个中医证型排名前3位的变量见表3。 2.3 300例慢性乙型肝炎患者的用药特点分析 统计300例患者的用药情况发现,柴胡是用药频数最多的药物,其次为丹参,两种药物的用药频次分别为149次和131次,用药频数排在第3~10位的依次为白术、板蓝根、郁金、茯苓、甘草、白芍、黄芪、茵陈,用药频数分别为126、111、102、89、74、62、35、23次。 3 讨论 辨证施治是祖国传统医学的特色和精华,其实质是祖国传统医学在医疗实践过程中对多种疾病、多种体征及症状治疗方法的归纳和深化,辩证施治的应用大大丰富了中医对疾病本质的认识。西医认为机体免疫功能下降是慢性乙型肝炎患者发病的主要原因之一,祖国传统医学认为正气不足与慢性乙型肝炎的发生存在显著相关性[4-5]。在慢性乙型肝炎这一发病诱因上,祖国传统医学与西医具有一致性。本研究经回顾分析发现,300例慢性乙型肝炎患者共分为9个中医证型,与1993年我国中西医结合学会消化系统疾病专业委员会分会确定的慢性乙型肝炎中医证型基本一致[6]。对300例患者进行中医辨证计量诊断得出,9个中医证型均有3个以上贡献率较大的变量。对各证型及其各变量进行综合分析得出,慢性乙型肝炎的发病实质为湿邪疫毒乘患者机体正虚而入,先蕴伏于肝,后损伤肝脾,继而累及肾脏,故认为其发病机制为湿热毒蕴,主要病理变化为肝郁脾虚、气滞血瘀,与上述中西医观点均具有较高的相似性[7-9]。 相关临床研究发现,慢性乙型肝炎患者应用的中医方剂按属性排名,前4位分别为补虚药、清热药、活血化瘀药和利水渗湿药[10-11]。慢性乙型肝炎属于本虚标实之症,本虚体征及症状主要体现在肝脾,标实体征及症状主要以湿热瘀毒为主,虚实之间互为因果,故治疗应以补虚为主,清热为辅[12]。本研究分析慢性乙型肝炎患者的中医治疗用药特点发现,中药方剂中使用频数最高的为柴胡,其次为丹参。柴胡具有疏肝解郁的功效,现代药理研究证实柴胡具有抗病毒、保肝利胆的作用,可有效抑制纤维增生,促进纤维吸收[13-15]。丹参具有活血化瘀的作用,现代药理研究证实丹参能够活跃患者肝脏微循环,改善患者肝脏的营养情况,有效提高肝脏对病毒的免疫力[16-17]。 综合本次研究结果,笔者认为对慢性乙型肝炎中医辨证计量诊断及用药特点进行分析,不仅可以使慢性乙型肝炎患者的中医诊断和治疗更加趋于规范化,还可为慢性乙型肝炎中医用药经验的推广创造有利条件,临床意义显著。 中医诊断论文:案例教学法在中医诊断学教学中的应用效果 摘要:中医诊断学是中医学科中比较重要的一门基础医学学科,是中医基础理论医学与中医临床医学的桥梁与过渡,具有理论性强、密切结合临床实践等特点[1]。中医诊断学主要是根据中医学的理论,通过诊查病情、辨别中医证候来掌握患者的病情。本文就案例教学法在中医诊断教学中的临床应用效果进行统计分析。 关键词:案例教学法 中医诊断教学 临床应用效果 一、资料与方法 (一)一般资料 选择2014年9月-2015年9月我院中医学专业学生100例作为研究对象,随机分为两组,每组各50例。对照组中男25例,女25例,年龄17-35岁,平均年龄(24.06±4.53)岁,应用传统讲授式教学方式;观察组中男26例,女24例,年龄18-31岁,平均年龄(25.12±4.87)岁,在课堂教学过程中采用案例教学法。两组学员在性别以及年龄等一般资料上差异不明显(P 0.05),有可对比价值。 (二)方法 选择100名我院中医学专业的学生作为研究对象,随机分成两组。其中50例为对照组,应用传统讲授式教学方式;50例为观察组,在教学过程中应用案例教学法。统计比较两组学员中医诊断学的平均考试成绩合格率以及课堂教学效果的问卷调查评分。 对照组应用传统讲授式教学方式,具体如下:老师按照教材要求进行课堂教学设计,根据课本教材的安排原封不动的进行讲授,主要是将书本上的知识点照本宣科的灌输给学生。学员不主动思考和提出自己的想法和问题,只是进行被动式的听讲,并且机械的记录老师讲授的书本知识点。学员的能力考核标准是以传统的书面考试成绩为准,以考试成绩来判定学生的学习以及知识掌握的情况。老师缺乏临床经验,并且不主动与临床一线医师进行相关交流,知识点老套落伍,理论和临床实践脱节严重。学生只学习了解老师讲授的理论知识,不主动关心中医革新技术以及临床应用,普遍会感觉到的知识用处不大,课堂上提不起兴趣;观察组学员在实际的教学过程中采用案例教学法,具体如下:选择案例。老师根据课堂的教学计划和目的,选择具有代表性、象征性以及启迪性的临床真实案例,结合教材理论知识点讲解给学员。重点讲授中医诊断理论与临床案例相结合,从而引起学生的思考与讨论。老师要确保所选的临床案例真实可信,最好是由老师深入临床医院一线的亲身经验,或者是从有过临床诊治经验的同事处收集到的病例。老师在讲授案例前应该精心进行准备和备课,在讲授过程中,不仅仅要有文字和口头讲述,最好还有真实的数据、分析、图表、照片以及临床就诊单据等图文材料,只有这样才能够保证课堂教学的客观和生动。 (三)疗效评价 统计比较两组学员中医诊断学考试平均成绩合格率以及教学效果问卷调查评分。考试成绩合格率评价:满分100分,0-59分:不及格;60-70分:及格;71-85分:良;86-100分:优;教学效果问卷调查评分评价:满分10分,分数越高说明教学效果与质量越好。 (四)统计学方法 采用SPSS18.0进行研究数据统计处理,学员对于教学效果问卷调查的评分采用均数±标准差(X±S)表示,配合t校验。学员中医诊断学的平均考试成绩合格率采用百分数(%)表示,P 二、结果 (一)两组学员考试成绩合格率的比较 观察组学员中医诊断学考试成绩为优的有23例(46.00%)、成绩为良的有14例(28.00%)、成绩及格的有9例(18.00%)、成绩不及格的有4例(8.00%);对照组学员中医基础理论考试成绩为优的有21例(42.00%)、成绩为良的有13例(26.00%)、成绩及格的有8例(16.00%)、成绩不及格的有8例(16.00%)。观察组学员的中医诊断学考试平均成绩合格率为92.00%,明显高于对照组学员的84.00%,差异具有统计学意义(P (二)两组学员对于教学效果问卷调查的评分的比较 观察组学员对于课堂教学效果问卷调查中,课堂教学效果的平均评分为(8.41±1.22)分、学习促进效果的平均评分为(7.78±1.03)分、能力提高效果的平均评分为(8.23±1.13)分、成绩提高效果的平均评分为(8.71±1.11)分;对照组学员对于教学效果问卷调查中,课堂教学效果的平均评分为(6.04±0.86)分、学习促进效果的平均评分为(5.41±0.85)分、能力提高效果的平均评分为(4.26±1.07)分、成绩提高效果的平均评分为(5.78±1.74)分。观察组教学效果和质量明显高于对照组,差异具有统计学意义(P 三、讨论 中医诊断学是中医学专业的一门基础课程,是根据中医学理论基础知识,对患者的病情进行诊察和判断,辨别患者的中医证候,从而可以了解和掌握患者的健康状态以及发病情况,是中医学专业课程体系中十分重要的主干课程[2]。中医诊断学理论具有很强的抽象性与理论模糊性,大多数学生刚开始接触到中医学理论,对中医学的体系没有很深的认识,基本功底较差,当听到老师讲授时,普遍会感觉到中医诊断学课程极其深奥和难懂[3]。与此同时,传统的中医诊断教学方式单一、落后,基本上以老师的大课堂讲授为主,并且存在重视理论知识的死记硬背,轻视临床实践;重书本知识,轻操作技能培养等现象。在实际的课堂教学过程中,基本上是以强加灌输的方式,从而导致学生学习的主动性和积极性不足,缺乏思考和提问的习惯[4]。从老师的角度看,教材不能紧贴临床真实案例,所讲授的理论知识点没有经过临床的验证,也不去与临床一线的医师进行相关的交流与沟通,在中医诊断学的教学过程中一律照本宣科,流于形式,教学效果和质量大打折扣;从学生的角度来看,在课堂之上作为配角和听众,只能被动式的听讲,缺乏对于中医体系的了解和兴趣,不主动思考,不积极讨论和提问,一律靠死记硬背应付考试,严重影响课堂的教学效果和质量[5]。案例教学法是一种新型的中医诊断学教学方法和模式,主要是在学生了解和掌握一定的中医理论知识的基础上,通过应用临床真实、典型的案例将学生带入到临床一线现场进行病例分析,可以有效地调动起学生学习的主动性和积极性,激发学习的兴趣,有助于巩固和加深学生对中医诊断学的基础理论知识的理解和吸收。通过学生的独立思考和团队间的合作,能够进一步地提升学生的解决、分析问题以及理论结合实际的能力[6]。与此同时,在这一过程中还可以培养学生的语言沟通、工作作风以及团队间的协作意识。这有利于将中医基础性理论与临床实践更好的联系起来,缩短课堂教学与实际临床之间的距离,应用效果十分明显,值得给予应用和推广。本研究结果显示,观察组学员中医诊断学平均考试成绩的合格率明显高于对照组,差异具有统计学意义(P 综上所述,案例教学法注重培养学员们对于中医诊断的学习兴趣,增强主动思考、语言表达与团队协作等能力,能够显著提升学员的理论考试成绩以及课堂综合教学质量,在中医诊断学中具有非常高的应用价值,值得应用和推广。 中医诊断论文:浅析中医的诊病方法在汽车故障诊断中的运用 摘要:本文主要阐述针对汽车常见的故障,借鉴中医的“望、闻、问、切”的诊病方法,快速、准确地诊断出汽车故障的原因和故障点。 关键词:中医;诊病方法;汽车故障诊断;运用 人生病了到医院看病,可以看中医,也可以看西医。中医和西医诊病的方法各有不同,中医一般采用望、闻、问、切诊断出病人的病因,讲究的是利用大夫的经验分析病因;而西医主要是通过利用各种设备仪器对病人的身体进行各种检查,大夫根据检查结果,通过对各种身体参数的分析,得出相应的病因。汽车“生病”了,它要到汽车修理厂进行修理,作为“汽车医生”也要用相应的方法给汽车“看病”。“看病”的过程中,可以借鉴中医的诊病方法,很容易就可以诊出“病因”,找到故障部位。以下就借鉴中医的望、闻、问、切的诊病方法,对汽车故障如何诊断进行论述。 一、望 望,即望诊,是对病人的神、色、形、态、舌象等进行有目的地观察,以测知内脏病变,中医通过大量的医疗实践,逐渐认识到机体外部,特别是面部、舌质,舌苔与脏腑的关系非常密切。在汽车故障诊断中,也可以通过“望”的方法,就能看出故障的原因。如,通过“望”排气管排出的尾气的颜色,即可诊断出该车的故障原因。汽油发动机排出的尾气的正常颜色是无色的,但有颜色的尾气排出,说明发动机有故障了,而且不同的颜色代表不同的故障。 1.排气管排出的尾气颜色为蓝色。尾气颜色为蓝色,表明有机油进入到燃烧室与燃油一起燃烧,但机油是如何进入燃烧室呢?一般有几个途径:(1)当发动机中的活塞、活塞环或气缸套磨损到一定程度,在活塞上下运动时,曲轴箱内的机油有一部分随活塞向上窜入到燃烧室中参与燃烧;(2)当气门导管磨损或气门油封老化或损坏后,每次进气时,由于气缸内部处于真空状态,机油顺着气门杆被吸入到燃烧室内参与燃烧;(3)发动机曲轴箱强制通风阀(PCV)如果卡滞常开,当发动机进气管真空度较大时,机油从气门室罩盖内被吸入到进气管内,随空气进入到燃烧室;(4)在装备有废气涡轮增压器的发动机,由于增压器轴或轴承的磨损,机油沿轴向被吸入进气管内最后进入到燃烧室参与燃烧。 排气管排烟颜色为蓝色,说明有机油进入燃烧室参与燃烧,根据以上分析逐步进行相应的检查,就可得出发动机的“病因”。 2.排气管排出的尾气颜色为黑色。尾气颜色若为黑色,故障的原因一般为混合气过浓,即油多气少所致。发动机在工作时,进入气缸内的混合气浓度要在一定的范围内才能正常工作,混合气过浓,不是喷油量多了,就是供气量少了,根据此原因逐步检查,找出导致油多气少的故障点即可。 3.排气管排出的尾气颜色为白色(气温低于5℃除外)。尾气颜色若为白色,即白烟,故障的原因一般为有水进入燃烧室参与燃烧。水进入燃烧室,一般有两种途径:(1)燃油中水分过多,随燃油进入气缸;(2)发动机的冷却水进入燃烧室,一般是由于气缸盖、气缸套或进气管裂纹后,冷却水从裂纹漏入。 根据以上的途径分析,采用排除法,最后可以找到故障点。 另有汽车行驶跑偏的故障,可以采用先看轮胎气压、轮胎磨损程度,以及车身左右高矮等,即可诊断出故障点。 所以,根据中医的望诊方法,在汽车故障诊断中,有些故障实际上不需要大拆大卸,也不需要用设备仪器检测,就可以诊断出故障原因和故障点。 二、闻 闻,即闻诊,闻就是用耳朵听,用鼻子嗅。听包括讲话声、咳嗽声、呼吸声、呃逆声。嗅就是嗅气味,包括口腔气味和各种分泌物的气味。 1.用耳朵听(听诊)。在汽车故障中,由于零件长期相互运动,润滑不良,导致配合间隙增大或烧损,运动时产生冲击,从而出现不正常的声响,简称异响。在诊断此类故障时,“汽车医生”根据响声发出的部位、声响的频率诊断出故障点。 如发动机中的活塞、气缸套,两者是一对相互运动的一对元件,当两者磨损到一定的程度,就会出现相互撞击的响声。初始阶段,这种撞击声,只出现在发动机的冷态(冷却水温度低于60℃),而且声响来自发动机的中部,声音为“铛、铛”声,当冷却水温度超过60℃,响声逐步减弱,最后消失。这种响声就是典型的敲缸响,原因就是活塞、气缸套磨损。 另一种声响来自发动机的上部,声响为“嗒、嗒”声,不论冷车,还是热车,都有这种声响,一般为气门脚响,即某些气门的气门间隙过大导致。 在汽车底盘的故障中,如当发动机运行时,不踩离合器踏板无异响,当把离合器踏板踩到底时,就听到“沙沙”或“叽叽”的声响,此故障一般是由于离合器的分离轴承缺少润滑脂或分离轴承损坏所致。而另一种情况是,不踩离合器踏板时,有“沙沙”的声响,当把离合器踏板踩到底,响声消失,这种故障一般是变速器中的某个轴承或齿轮磨损所致。 2.用鼻子嗅(嗅诊)。汽车故障中,有一种故障为油耗高,即百公里消耗的燃油量较正常值高,也就是平常说的费油。这种故障除了发动机运转时每次喷油多喷外,就是漏了。如果发动机每次喷油多喷了,就会导致混合气过浓,会出现燃烧不全,也就是有一部分汽油随废气从排气管排出,这样可以用鼻子嗅排气管的尾气,如果有较浓汽油味,说明混合气浓了,根据混合气浓的相关原因进行检查即可。如果没有汽油味,则要关闭发动机,用鼻子嗅汽车周围,若嗅到有汽油味,则可判断该车的油箱或燃油管有泄漏的部位,对相关部位进行检查即可。 另在诊断自动变速器的故障检查时,可以通过嗅变速器油的气味方法,初步判断故障原因。若变速器油有严重的焦糊味,且颜色较深,说明该变速器中有部分离合器片或制动片磨损严重。 三、问 问,即问诊,是通过询问患者或其陪诊者,以了解病情,有关疾病发生的时间、原因、经过、既往病史、患者的病痛所在,以及生活习惯、饮食爱好等与疾病有关的情况,均要通过问诊才能了解,故问诊是了解病情和病史的重要方法之一,在四诊中占有重要的位置。真正的中医只问大小二便(性状、次数等),不会问什么病,问什么病的基本只配做大夫(西医医生),不配叫中医。 在汽车故障诊断中,问诊也是常用的方法。通过问诊,它可以缩小故障范围,提高工作效率。一般在汽车故障诊断中,问诊的对象有两个: 1.问驾驶员。主要向驾驶员询问车辆在产生故障前的使用、保养情况,故障的症状、特征、频率等,通过这些信息,达到全面了解故障的起因、特点,从而间接掌握故障发生的特性,提高诊断的效率和准确性。 如汽车油耗高的故障,正常使用时只需7L/百公里,现需要10L/百公里。按正常的诊断也可以诊断出故障的原因。但通过与驾驶员的沟通,得到一个信息,即该车是在一次停在地下停车场时,下雨后被洪水淹积后才出现了该故障。根据此信息,诊断范围就缩小在发动机的电子控制系统内。经检查,发现故障点在发动机控制系统的控制模块(ECU)。该故障是由于控制模块(ECU)经水浸泡后,线路连接插口氧化腐蚀接触不良,导致控制模块(ECU)收到的信息出现偏差,致使控制喷油器每次喷油多喷了一点,从而使进入气缸内的混合气偏浓,但还不至于排气管冒黑烟。如果不进行问诊,虽然通过各种设备仪器的检查,也能找出故障点,但需要的时间、劳动量就要多得多。 2.问汽车。虽然现在的汽车,维修人员还达不到用语言直接与汽车沟通,但现代的汽车,不论是发动机、变速器,还是底盘上的制动系统等等,都用电子控制系统。这些电子控制系统,都具有自诊断功能,即如果控制系统内的传感器、执行器或线路工作不正常,该系统可以把不正常的故障信息存储在控制模块(ECU)内,维修人员可以用汽车电脑故障诊断仪(俗称解码器)对汽车进行“人机对话”,从而得到相应的故障信息。维修人员就可以根据故障信息内容进行针对性的检查,从而准确找到故障点。 如汽车的制动防抱死系统(ABS),行驶途中左前轮的轮速传感器由于安装不牢导致脱落,此时仪表上的ABS报警灯随即点亮。驾驶员看到ABS报警灯亮,就知道ABS系统出故障了。当他把车辆送到维修厂,维修人员用汽车电脑故障诊断仪(俗称解码器)与汽车进行“人机对话”,根据信息,维修人员就可知道故障点在左前轮的轮速传感器或链接左前轮的轮速传感器的线路上,直接向此方向进行相应的检查即可。 四、切 指摸脉象。切诊是指用手触按病人身体,借此了解病情的一种方法。切脉又称诊脉,是医者用手指按其腕后挠动脉搏动处,借以体察脉象变化,辨别脏腑功能盛衰、气血津精虚滞的一种方法。 对于汽车故障的诊断中,汽车上也有“脉”,如传感器产生的频率信号、声响的频率、点火系统的高压点火频率等,但这些不能直接用人工感觉得出,需要维修人员用专用的设备仪器检测得出。如传感器产生的频率信号,需要用示波器检测信号波形的幅值、频率,信号波形有无杂波、跳跃、间断等,以此来诊断传感器的工作性能好坏,从而诊断出故障产生的原因。 五、总结 对汽车的故障进行诊断,实为是给汽车“看病”。在实际的诊断过程中,可以采用“中医”的方法,也可以采用“西医”的方法,不论采用何种方法,根本一点就是要能快速、准确地诊断出故障原因和故障点。对于具有一定维修经验的维修人员,根据自己多年的经验,很多故障可以借鉴中医的“望、闻、问、切”的诊病方法,就可达到目的。但对于缺少经验的维修人员,特别是刚加入汽车维修行业的新人,就只能采用“西医”的方法,利用各种设备、仪器,通过各种检测,利用检测到数值进行比较、分析,才能得出结果,这样相对于“中医”,在效率等各方面都处于劣势。 中医诊断论文:浅谈“关格”病的中医诊断与中药治则 【摘要】 “关格”是一种病, 很多人不太了解, 本文主要介绍了中医对此病的论述及中药治则。 【关键词】 关格;中医诊断;中药治则 关格, 病证名。①小便不通与呕吐不止并见的病证。小便不通名关, 呕吐不止名格。《寿世保元》:“溺溲不通, 非细故也, 期朝不通, 便令人呕, 名曰关格”。系癃闭的严重阶段。多由脾肾不足, 水邪湿浊逗留, 郁而化热上攻所致。宜用金匮肾气丸以补益肾气、温阳化水, 左金丸和胃降浊;若久郁化热, 症见腹胀便秘, 烦躁唇干, 口有尿味, 舌苔厚浊者, 宜通阳降浊, 用大黄附子汤合黄连温胆汤等方加减;若阳明腑实偏重, 可用大承气汤、黄龙汤等方。②指呕吐而渐见大小便不通者(见《医醇义》)。症见喉下作梗, 继而食入呕吐, 渐见溲溺艰难, 大便下如羊粪。系噎膈的严重阶段。详噎膈条。③大便不通名内关, 小便不通名外格, 大小便都不通名关格(见《诸病源候论・大便病诸候》)。宜用大黄散(《圣济总录》:黄连、桂枝、冬瓜子、滑石、朴硝)、黄芩汤等通利二便[1]。 关格者, 上为格, 下为关。格者, 格拒之意, 即吐逆称格;关者, 关闭之意, 即二便不通称关。《类证治裁・关格》曰:“下不得出为关, 二便俱闭也, 上不得入为格, 水浆吐逆也。下关上格, 中焦气不升降, 乃阴阳离绝之危候”[2]。 根据各家之意, 并结合现代临证, 按其病因、病机和脏腑辨证, 关格又分为实证和虚证。实证:上热下寒、痰瘀互结、火热郁闭;虚证:心肾阴虚、脾肾阳虚。 1 实证 1. 1 上热下寒 临床表现:胃中灼热, 食后剧痛, 时呕欲吐, 腹中痛, 四肢不温, 小便不利, 苔中黄, 舌质红, 脉弦数[2]。 治法方药:清上热祛下寒, 和解阴阳。用黄连汤(黄连、甘草、干姜、桂枝、人参、半夏、大枣。方解:黄连清胃中之热;干姜、桂枝温肠中之寒;人参、甘草、大枣和胃安中;半夏镇逆止呕。诸味合之但得寒热平调, 甘苦并施, 以调阴阳而和解, 胃灼痛, 呕吐, 腹中痛, 上热下寒之关格证自愈);资液救焚汤(生地黄、麦门冬、党参、炙甘草、胡麻仁、阿胶、柏子仁、紫石英、五味子、寒水石、生犀汁、滑石、生姜汁。方解:生地滋阴生津;麦冬清心润肺, 养胃生津;党参甘温补气;炙甘草补中益气调和诸药;阿胶滋阴养血;胡麻仁滋阴液;柏子仁滋阴养血;五味子生津涩精;紫石英润肺下气;寒水石清热泻火;生犀汁凉血;滑石利水渗湿;生姜汁止呕)。 1. 2 痰瘀互结 临床表现:饥欲得食, 但吞咽困难, 甚则滴水不入, 胸膈疼痛, 口干咽燥, 泛吐黏涎, 大便坚硬如羊粪, 形瘦体衰, 肌肤枯燥, 苔少质绛红, 舌有瘀点, 脉细涩或弦细[2]。 治法方药:舒肝理气, 和胃化痰。用启膈散(沙参、茯苓、丹参、川贝母、砂仁壳、郁金、荷叶蒂、 杵头糠。方解:郁金、砂仁壳开郁利气;沙参、川贝母、丹参润燥化痰;茯苓补脾;杵头糠疗噎膈;荷叶蒂行胃气);归桂化逆汤(当归、肉桂、白芍、青皮、蒺藜、茯苓、郁金、木香、合欢花、牛膝、红枣、玫瑰花、降香。方解:当归养血滋阴;白芍敛肝益阴;肉桂引火归元;青皮行气理气;茯苓补脾和中;郁金开郁散结;白蒺藜理疗降肝阳;合欢花理气解瘀;木香顺气;牛膝滋肝阴, 并引经下行;玫瑰花疏肝解郁;红枣和胃;降香降气解瘀)。 1. 3 火热郁闭 临床表现:腹痛胀满, 硬痛拒按, 躁扰不宁, 大便燥结, 溲黄不利或尿闭, 重则神昏谵语, 四末逆冷, 热结旁流, 下利清水臭秽, 烦呕吐逆, 苔黄而燥, 重者黄垢, 舌质红或绛红, 脉弦滑或沉实。[2] 治法方药:攻坚破结, 荡涤实热积滞。用大承气汤( 大黄、 厚朴、枳实、 芒硝。方解:大黄苦寒泄热通便, 荡涤胃肠为主药;辅以芒硝咸寒泻热, 软坚润燥;佐以枳实、厚朴消痞除满, 行气散结。四味合之, 以达峻下热结之功);硝菔通结汤(净朴硝、 鲜莱菔。方解:鲜莱菔理气;芒硝软坚泻热。二味合之, 功为理气消导, 通里攻下);黄龙汤( 大黄、枳实、芒消、党参、厚朴、当归、甘草、生姜、桔梗、大枣。方解:大黄、芒硝、厚朴、积实为大承气, 泻热通便, 荡涤肠胃实热积滞;党参、当归补气养血以扶正。桔梗开肺气通肠胃;姜、枣和胃调中;甘草调和诸药, 上诸味合之攻下扶正)。 2 虚证 2. 1 心肾阴虚 临床表现:脉弦如革或洪大, 有者大四倍以上, 脉来骤起骤落, 急促有力, 肢体震颤, 虚里、脐旁动悸, 左胸压痛或绞痛, 呼吸困难, 失眠健忘, 夜寐惊梦, 两颧红赤如涂朱, 头晕耳鸣, 偶有咯血, 苔少舌质红少津[2]。 治法方药:滋肾养心, 峻补真阴。用左归丸(熟地、鹿胶、枸杞子、山药、山茱萸肉、菟丝子、川牛膝、 龟胶。方解:熟地滋肾填精, 养心阴为主药;辅以山萸肉养阴涩精;山药补土固精;枸杞子补肾益精;牛膝补肝肾, 壮筋骨;菟丝子补肾生精;鹿角胶温肾阳;龟板胶滋阴潜阳, 益强精。诸药合之, 滋养心肾之阴);加味生脉散(太子参、五味子、麦冬、杏仁、玉竹。方解:太子参益气生津为主药;麦冬养阴生为辅药;五味子敛阴生津为佐使药。三药合之, 有补、有清、有敛, 具有益气生津之功;更加杏仁偏于滋润;玉竹滋阴生津, 诸药合之甘润滋液)。 2. 2 脾肾阳虚 临床表现:溲尿滴沥不爽, 重则癃闭, 呕吐不进食, 伴有面色s白, 神气怯弱, 腰膝乏力, 形寒肢冷, 周身浮肿, 咳喘上逆, 苔白滑, 脉沉细[2]。 治法方药:温阳益气, 补肾通关。用济生肾气丸(熟地黄、牡丹皮、山茱萸、山药、附子、茯苓、泽泻、肉桂、牛膝、车前。方解:附子、桂枝温肾阳为主药;熟地滋肾填精;山茱萸益肝肾;山药补脾;茯苓淡渗脾湿;泽泻清泻肾水;丹皮清泄。熟地、山茱萸、山药、茯苓、泽泻、丹皮为六味地黄丸之方, 为本方的辅佐药, 更加上牛膝、车前子以行气利尿消肿。诸药全用, 使阴阳协调, 肾气充足, 以通利小便, 消水肿);真武汤(白术、附子、生姜、芍药、茯苓。方解:附子辛热, 温壮肾中阳气, 以逐在里之寒水;主水在肾, 而制水又在脾, 脾阳失运, 故辅以白术之温运脾阳, 补脾利水;附子与白术合用, 以温壮脾肾祛水邪, 增强温煦经脉之力以除湿;佐以茯苓之淡参, 助白术健脾导水;生姜辛温, 逐水祛寒;白芍酸寒为使, 制约附子、生姜之辛燥)。 另外, 关格还有以下两种含义:①脉象。指人迎与寸口脉俱盛极, 系阴阳决离的危象(见《灵枢・终始》)。②病理名。指阴阳均偏盛, 不能相互营运的严重病理状态。《灵枢・脉度》:“阴气太盛, 则阳气不能荣也, 故曰关;阳气太盛, 则阴气弗能荣也, 故曰格;阴阳俱盛, 不得相荣, 故曰关格。关格者, 不得尽期而死也”[1]。 中医诊断论文:浅谈中医崩漏的鉴别诊断与辩证论治 摘要:崩漏从月经初潮至绝经前后都可能发生,月经淋漓不净,或量多如注,非时而下者称这“崩漏”。其日久淋漓不断称为“漏下”。突然大量出血,称为“崩中”。 致使气血俱虚,若治疗失时时,而且发作时经常出现经血暴下如注,易致气劂脱,则病情危重。两者虽在疾病发生过程中可以互相转化,但其出血状况不同,久漏不止,病势日进,可转成崩证,即崩证日久,气血耗伤,渐成漏下;所以临床上常称崩漏并称。 关键词:崩漏;鉴别;论治 崩漏的病因病机主要是血瘀、脾虚、肾虚、血热等造成冲任损伤,导致月经非时妄行,不能制约经血。 1.血瘀:经期、产后余血未净,又感于寒热,血为寒凝、热熬成瘀,以致瘀阻冲任子宫,血不归经,发为崩漏;或肝气失于疏泄,情志不畅,气滞血瘀;或新血难安,瘀血不去,久漏致瘀,发为崩漏。 2.脾虚:不能约制经血,冲任失固,统摄无权,气不摄血,损伤脾气,饮食劳倦,忧思过度,故成崩漏。不能摄血致令妄行,思虚伤脾。或气虚冲任子宫藏纳失司,崩漏耗损气血,更加剧崩漏。3.血热:迫经妄行,酿成实火;或过服辛辣助阳之品,热扰冲任,感受热邪,或郁久化火,肝火易动;素热阳盛,或致成崩漏,素性抑郁,正冲脉之太热也,血崩之为病,冲脉太热而血即沸。 4、肾阴虚:相火动血,则阴虚失守,肾阴亏损,天癸渐竭,七七之年,致成崩漏;或因素体阴分不足,或因久病及肾,暗耗肾阴,是肾水阴虚不能镇守胞络相火。 5.肾阳虚:肾失固藏,天癸将竭之际,绝经前后肾气渐衰;或因肾阳不足,冲任未盛,天癸初至,肾气稚弱,禀赋不足;或因房劳不节,难以约制经血,冲任不固,封藏失司,以致肾阳虚弱,损伤肾阳之气,乃成崩漏。 总之,崩漏虽有血瘀、脾虚、虚热、血热、肾阴虚、肾阳虚等不同的病机,但由于损血耗气,日久均可转化为气阴两虚,或阴阳俱虚,或气血俱虚。无论病起何脏,“五脏之伤,穷必及肾”,“四脏相移,必归脾肾”,最终导致肾脏受病。也有崩漏反复难愈,虚实夹杂,久漏致瘀,或久不愈而复感邪气。可见崩漏常是多脏受累,气血同病,因果相干,发病机理复杂,故属妇科重证、疑难证。崩中者,势缓症重,漏下者,热急症危,其实皆属危重之候。 一、诊断要点 1.症状:月经的经量、经期以及周期发生严重紊乱。 2.妇科检查:子宫比正常变软,可略增大,正值出血时检查,多无明显改变。 3.辅助检查:阴道细胞涂片表现为中、低度影响,或高、中度影响;出血前数日内宫颈粘液结晶仍呈羊齿植物叶状改变;基础体温呈单相型;激素水平测定孕激素(P)降低、雌二醇(E2)升高;子宫囊腺增生或内膜呈增生过长等病理变化。 二、鉴别诊断 1.经期延长、月经过多、月经先期:三者与崩漏均是以月经经量、经期或周期的改变为主要症状的月经病,但月经过多、经期延长和月经先期症状的发生仍有一定的规律可循,即经期延长、经量增多,但经血能自行停止。崩漏出血往往不能自行停止,出血则没有规律性。 2.月经先后无定期:月经崩漏与先后无定期都表现为周期的先后不定。但崩漏的出血则完全无规律可循,后者的经期正常,并且周期均在一定的范围内提前或错后。 3.经间期出血:本病与漏下的表现相似,为非经期出血。但本病持续2~5天左右,出血量少,常发生在两次月经中间,多能自动停止。月经出血与经间期出血往往形成一次多、一次少有规律的交替发生。 4.胎漏:漏下与胎漏临床容易混淆,出血都是在停经一段时间以后发生的,尤其需要注意发生胎漏的妇女原有月经先后不定期。胎漏者盆腔B超检查可见宫腔内有胎心、胚芽或孕囊,血β-HCG含量升高。 5.堕胎不全:堕胎不全常有少淋漓不断,或量血量时多时少,阴道出血不能停止,与崩漏相似。宫腔刮出物病理检查、盆腔B超、妇科检查可以鉴别。 6.异位妊娠:异任妊娠与漏下相似,都伴有阴道出血持续不止。但漏下的出血多无腹痛,异位妊娠常有程度不等的少腹疼痛。盆腔B超检查、血β-HCG测定可以鉴别。 7.葡萄胎:葡萄胎易误诊为崩漏,伴有无腹痛的阴道出血时。β-HCG测定,结合盆腔B超及血,妇科检查可以鉴别。 8、阴道、外阴外伤出血:有粗暴性行为史,或阴道、外阴创伤史,检查可见外阴或阴道口破裂出血,阴道出血色鲜红,呈活动性,可与崩漏相鉴别。 9.赤带:本病与漏下相似多由宫颈息肉、宫颈炎、阴道炎等引起,在性交后或劳累后出现夹杂有粘液的血液,妇科检查多能鉴别。 10.出血:分泌性激素的卵巢瘤、子宫颈癌、子宫内膜癌、子宫内膜息肉和粘膜下子宫肌瘤发生的非时阴道下血酷似崩漏,剖腹探查、盆腔B超、CT、MRI、子宫内膜病理检查、宫腔镜、宫颈细胞涂片或宫颈组织病理检查、阴道放大镜妇科检查或对鉴别诊断有意义。 三、辩证论治 崩漏的主证为血证,故辩证当根据出血的质、色、量变化,参合发病的久暂以及舌脉、全身症状,辨其热、寒、实、虚。若经血色淡质稀,量多势急,非时暴下,多为气虚;淋漓不净或暴下不止,血色紫红或深红,质稠多属血热,若色鲜红质稠,淋漓不止多属虚热,若色黯有块,时闭时崩,时来时止,多属血瘀。崩漏实证少而虚证多,寒者少而热者多,但即使是火,亦是虚火,非实火可比。崩漏有以漏为主的,有以崩为主的,或漏与崩交替出现的,或停经日久而忽然血大下的。久漏多瘀,久崩多虚。漏为崩之渐,崩为漏之甚,即漏可成崩,崩可转漏,须根据其转化情况,临证时审其轻重虚实。 发病年龄阶段的不同,也是崩漏辩证的重要参考。一般地说,青春期患者多属先天肾气不足,冲任未充;育龄期患者多属血热,冲任受损;绝经期患者多因肝肾亏损或脾气虚弱,冲任不固。 由于崩漏出血的新久各异,发病缓急不同,治疗崩漏尚须本着缓则治其本,急则治其标的原则,灵活掌握复旧、澄源、塞流三法。 塞流即是止血,是治疗崩漏的紧急措施。气虚不摄,必致气虚,失血过多,互相依存,血为气母,气为血帅必致新的出血,暴崩下血故塞流是崩漏治疗的第一步,宜急症处理。澄源即正本清源,亦是审因论治,辩证求因,根据不同的病因病机辩证论治,动用祛瘀、健脾、益气、滋肾、补肾、清势等法,这是治疗崩漏的重要阶段。复旧即固本善后,血止后就当以调理月经周期为治本之法。 中医诊断论文:中医药诊断及治疗流行性感冒 [摘要] 流行性感冒是因时行戾气导致的一种呼吸道传染病,潜伏期短,起病急骤,发病率高,传播迅速,可对人体健康造成严重危害,影响国民经济稳定发展与社会秩序。因此,加强中医药诊疗流行性感冒的研究具有重要的现实意义。该研究通过翻阅相关文献,现对中医药诊疗流行性感冒的研究进展综述如下,旨在能为临床研究提供借鉴。 [关键词] 中医药;流行性感冒;研究进展 流行性感冒在祖国医学中属于“时行感冒”、“温病”或者“疫病”范畴,主要表现为头痛、高热、乏力、恶寒、全身酸痛等多种中毒症状,同时伴有流泪、咽痛、流涕、咳嗽。流感依靠飞沫传播,传染性高,往往突然爆发,起病急骤,迅速蔓延,病情严重,并发症多。目前,西医针对流感尚无特异性治疗办法,金刚烷胺、病毒唑等常用药物副作用多,隐患明显。中医在诊治流行性感冒方面经验丰富,贡献卓越。该研究现对中医药诊疗流行性感冒的研究进展综述如下,旨在能为流感的临床治疗提供一定借鉴。 1 病因病机 感冒是因时行病毒与六淫侵袭人体所致,主因为风邪。风邪往往结合当令时气而伤人,例如春季之风热,秋季之燥气,夏季之暑湿,冬季之风寒。非时之气结合时行病毒容易引发流感,而且病情严重、传染性高、不限季节。春季风寒交侵,应暖反寒或者冬季形成暖冬,当寒反暖,加上人体不能及时应变调节,致使病邪自口鼻与皮毛而入,卫表失和造成流感暴发。华伦荣[1]等认为在病因上,流感的主要特点为六淫为患,夹杂湿邪。景姗[2]认为,流感传播的主要特征与“暑之特性”有关。任吉学提出,流感乃寒疫病毒与热疫病毒侵袭所致。 2 临床治疗 (1)辩证施治 任继然等[3]根据不同证性概括出4种方法治疗流感:单纯性证候宜用解表法,风寒症候宜用宣肺化痰方法治疗,风热症候适宜进行清肺化痰,消化型症候宜给予解表和中。魏喜宝通过细致观察30例流感患者的临床症状,针对暑夹寒湿的患者给予“新加香薷饮”,针对暑夹湿浊患者加用正气散治疗,发现患者体温恢复正常时间为31.5 h[4]。该次研究坚持辩证施治原则分别采用大青龙汤、白虎汤、桂枝汤、小柴胡汤、麻黄汤、银翘散等方剂治疗150例流感患者,结果显示,半数患者于12 h内退热,最迟退热时间不超过48 h,平均住院时间4.0 d,与临床报道一致。 (2)专方加减 ①解表清里:乔学军应用古方葛根芩连汤治疗冬季北方地区的小儿流感,患儿均于12 h内有效退热,临床症状全部消失。杨华等以柴葛解肌汤治疗101例流感患者,结果表明,患者均于24 h痊愈,治疗效果显著优于应用西药治疗的对照组[5]。该院针对2012年1月―2013年1月间门诊收治的960例流感病人采用金银花、柴胡、板蓝根、连翘、黄芩、石膏等中药自拟方剂治疗,并且设立运用西药口服治疗的患者作为对照。结果显示,观察组治疗总有效率达到92.87%,而对照组仅为61.67%,与杨华的研究结论类似。②清气凉营:有学者运用《治疫全书》中提出的清瘟解毒汤,并在基本方剂的基础上加入了知母、石膏等清气分热药物,另外加入了生地、赤芍、玄参、丹皮等具有清营凉血作用的药物,用以治疗200例流感患者,结果显示,病情轻者用药2~3剂即可痊愈,病情严重者服用5~6剂全部治愈,效果明显[6]。③清热化湿:临床证实,根据中医辩证原则使用柴胡达原饮加减治疗流感患者,服药24 h内,62%的患者体温降至正常,3 d全部患者体温恢复。相关文献中运用由羌活、杏仁、石膏、滑石、青蒿、白薇、知母、板蓝根组成的白虎汤治疗杭州地区夏季50例流感患者,并且与运用西药病毒唑治疗的患者进行对照,结果显示,中药组患者于48 h内即有90%的患者体温完全恢复正常,与对照组相比差异有统计学意义(P (3)针灸 温译林通过观察7例流感患者,发现针刺疗法治疗流感的最佳时机为体温尚未达到最高峰值时即可得到理想效果。临床中有研究对初发流感患者32例进行针刺足三里与大椎穴,3次治疗后,痊愈39例,有效3例。于胜华等针对高热患者选取合谷、大椎、扁桃体穴与少商穴实施放血疗法,并设药物组作为对照,治愈率得到64%。该研究中针对182例流感患者应用针刺疗法,选择曲池、大椎与合谷穴作为主要穴位,结果发现,治疗1次,治愈率达到63.74%,总有效率达到93.4%,与临床报道基本一致。此外,有学者对于流感患者进行独灸大椎的方法治疗,初起者治疗1~2次即可有效治愈,重症患者独灸2~3 d后患者病情得到有效控制[9],说明针灸治疗流行性感冒效果良好,安全有效。 (4)中成药 中医治疗流感往往采用具有清热解毒功效的药物治疗[10],该研究中通过给予流感患者双黄连口服治疗,并且以接受西药病毒唑治疗的患者进行对照组,结果发现,观察组退热时间(2.17±1.04) d、症状改善时间(3.75±1.48) d与对照组(4.93±2.51) d、(7.41±2.33) d相比明显较短,差异有统计学意义(P 4 结语 中医药能够调节机体免疫,且抗炎、镇痛、解热的功效显著,能够促使流感病毒及早消失,疗效肯定,而且中药的药源丰富、副作用小、安全性高、价格低廉,在治疗流感方面优势明显,前景广阔,值得医学界开展深入探索,更加明确的理解中医药治疗流感的机理,从而得到更加准确可靠的临床疗效。 中医诊断论文:模糊神经网络在中医临床诊断中的效果研究 摘要:目的 对腹痛中的9种中医临床病症,利用模糊神经网络( FNN)进行辅助诊断,并把诊断结果与聚类分析的结果进行比较。方法 首先利用Matlab2012a建立起模糊神经网络,把254例腹痛病例数据进行训练和仿真诊断测试,然后利用Matlab2012a中的nctool工具对254例腹痛病例进行聚类分析。结果 FNN 诊断9种腹痛病症的准确性明显高于聚类分析。结论 FNN 模型可以用来在临床上作辅助诊断。 关键词:模糊神经网络;训练函数;聚类分析 人工神经网络(Artificial Neural Networks,简称ANN)是一门涉及生物、电子、计算机、数学和物理等的交叉学科,通过模拟生物体中神经网络的某些结构与功能,来克服目前计算机或其他系统不能解决的问题,可应用于识别感知、智能控制、专家系统等。近年来在医学领域中,人工神经网络已成功用于疾病预报、方剂配伍、医学图像处理等方面。近来不少学者利用人工神经网络技术,在中医诊断、脉象识别分析、舌象图像处理等方面展开研究,从理论和方法等方面作了许多有益的探索和研究。但是,随着研究领域的不断深入,发现神经网络在对知识的表达和对网络学习得到的规则解释方面存在明显的不足,为此,一些研究者在神经网络基础上引入模糊逻辑,构建模糊神经网络系统。模糊逻辑的优点在于:①知识的表达自然容易,能够处理不确定信息,能够用模糊性的自然语言来表达知识,并且很容易利用专家经验;②可用简单的运算来实现知识的模糊推理。因此,将模糊技术与神经网络结合,形成的模糊神经网络系统将具备两者的优点,发挥各自优势并弥补不足。于是一些研究者开始采用模糊神经网络,在医学上进行广泛的研究和应用[1-4],并且取得了非常好的效果,本文章依托腹痛患者中的九类患者(大肠聚、肝郁胁痛、湿热黄疸、湿热泄泻、食滞胃痛、大肠痈、虚寒泄泻、脾心痛、气滞腹痛)的临床诊断信息,分别利用模糊神经网络和模糊聚类法进行判别分类,并对两种方法得到的结果进行比较。 1资料与方法 1.1一般资料 收集了2005年1月~2010年10月江西省中医院的254例腹痛患者的各种中医检测结果,254例腹痛患者中大肠聚患者12例,肝郁胁痛31例,湿热黄疸13例,湿热泄泻23例,食滞胃痛14例,大肠痈15例,虚寒泄泻22例,脾心痛81例,气滞腹痛43例,诊断结果均得到病理证实。 1.2 方法 1.2.1提取大肠聚患者、肝郁胁痛患者、湿热黄疸患者、湿热泄泻患者、食滞胃痛患者、大肠痈患者、虚寒泄泻患者、脾心痛患者、气滞腹痛患者的望诊、问诊、脉诊、舌诊和治则治法等11项检测结果作为第1层的输入向量。由于这些检测结果有的表示症状的有无,有些是表示患病症状的程度等级,因此本文通过利用模糊数学的"边界法"、"三角形法"和"频率统计法"来赋值。例如,可以使用"边界法"来描述腹痛时是否伴有发烧,1表示有,0表示无;使用"三角形法"来描述某种症状或患病的程度,最严重表示为0.9 无则为0.1,中间状态映射为0.3、0.5、0.7 的某个值;使用"频率统计法"来描述那些没有程度等级的症状,如中医脉诊中的细脉,用细脉患者出现的频率就作为细脉的录属值。 1.2.2建立模糊神经网络模型,该网络模型由3层前向BP神经网络组成。第1层为数据预处理层,先提取患者的11个特征值再对其进行模糊化处理,第2层为隐含层,第3层为输出层,输出层为消化道系统的9种腹痛病症。 1.2.3进行网络训练,从全部样本254例腹痛患者中随机抽取178 例(大肠聚患者9例,肝郁胁痛21例,湿热黄疸9例,湿热泄泻14例,食滞胃痛11例,大肠痈13例,虚寒泄泻13例,脾心痛55例,气滞腹痛33例)作为训练组,38例作为验证组(大肠聚患者1例,肝郁胁痛2例,湿热黄疸1例,湿热泄泻4例,食滞胃痛1例,大肠痈1例,虚寒泄泻7例,脾心痛15例,气滞腹痛6例),38例为测试组(大肠聚患者2例,肝郁胁痛8例,湿热黄疸3例,湿热泄泻5例,食滞胃痛2例,大肠痈1例,虚寒泄泻2例,脾心痛11例,气滞腹痛4例)。用MATLAB 2012a编程,分别对FNN 进行训练,并用完成训练的网络模型进行验证和测试。网络的训练函数为trainlm,学习函数为learngdm,误差性能函数为mse,各层的传递函数为logsig,训练次数设置为1000。 1.2.4对254例腹痛患者利用Matlab2012a的nctool工具进行聚类分析,聚类分析就是研究"物以类聚"的一种科学有效的方法,通过数据的相似度进行归档,并把分类结果与模糊神经网络判别结果进行对比。 2结果 通过神经网络的训练、验证和和测试,得到178例训练组、38例验证组和38例测试组的诊断结果见表1。 从表1中可以看出,模糊神经网络(FNN)具有较好的识别能力,训练组和验证组的疾病诊断准确率达100%,测试组中有一个虚寒泄泻误诊为气滞腹痛;在所有的254个样本病例中,只有一个病例出现误诊,误诊率为0.39%,模糊神经网络的诊断准确率达到99.61%。 通过对254例腹痛患者利用Matlab2012a的nctool工具进行聚类分析,聚类分析得到见图1。 图1 254例腹痛患者聚类分析 从图1中可以看出,利用聚类分析法对254例样本病例进行归档分类,只能得到7个分类,分类错误率为22.2%,其中聚集了81例、43例、23例、22例、15例、14例样本病例的组合类别与实际样本病例结果吻合,而聚集了56例样本病例的组合类别则是由大肠聚(12例)、肝郁胁痛(31例)、湿热黄疸(13例)组成,病例分类错误率为9.84%,即利用聚类分析法对病例进行分类的正确率为90.16%。 从两种方法效果上看,模糊神经网络判别诊断的准确性明显高于聚类分析,也正因为如此,模糊神经网络近年来应用越来越广泛。 3讨论 模糊神经网络结合了神经网络系统和模糊系统的长处,它在处理非线性、模糊性等问题上以及处理智能信息方面存在巨大的优越性。它通过预先设定的目标误差不断调准各神经元的权值,权值不断调整的过程,也就是神经网络学习训练的过程,此过程一直进行到网络输出的误差减少到可以接受的程度,或进行到预先设定的学习次数为止。利用训练好的神经网络就可轻松识别各类病症,而且由于神经网络已具有"智能型",因此神经网络的判别误差一般都比较小。同时,由于聚类分析只是根据数据的相似度来划分类别,而样本病例中的大肠聚、肝郁胁痛和湿热黄疸,对它们进行的望诊、问诊、舌体、舌苔、脉象诊查的结果利用模糊数学法进行赋值,发现它们的数值非常接近,由于各症状体征都没有设置权值,因此利用聚类分析的相似度来划分类别是很容易出错的。 模糊神经网络在医学诊断中应用的前景是十分广阔的,它既可以根据患者的一些信息来辅助医生对患者的情况做出更加准确的判断和预测,同时利用模糊神经网络建立专家系统,对某些疾病进行诊断,可以避免人为的主观性和片面性,可以提高诊断的准确性和可靠性。当然它在临床诊断中也存在一些弊端,例如,当某患者同时拥有几个病症的症状时,这时的神经网络就不能准确地作出判断。 今后随着模糊神经网络模型的逐步完善,在医学领域的各个方面都可以考虑引入模糊神经网络,特别是那些相对比较复杂的大规模数据、先验知识没有或不全和传统统计方法无法解决或者解决效果不是十分理想的问题,可以通过这种全新的结构模型,达到理想的效果。 中医诊断论文:中医诊断学教学的若干体会 中医诊断学是中医学专业课程体系中的主干课程,是基础理论与临床各科之间的桥梁。中医诊断学内容多而繁杂,笔者在执教中医诊断学课程中,略有体会。今不揣愚陋,浅述于下。 1 根据教学内容和实际需要,选择适当的教学媒体 随着教学改革的深入,教师们在授课过程中的教学手段和方法灵活多样,而可供选择的教学媒体也是多种多样。以计算机为核心的多媒体技术具有传统教学手段所没有的优越性,因而被越来越多地应用于课堂教学,从而突破了传统教学的“一张嘴、一本书、一支粉笔、一块黑板”的单调模式,是当前课堂教学的一大变革。 实践证明,多媒体技术在中医教学中有明显的优点:①直观、形象、生动。中医学的有关内容宏观、抽象,单凭老师的讲解会显得枯燥乏味,或有些知识凭老师的叙述,学生无法清晰的理解。直观、形象的多媒体教学能化繁为简,变抽象为具体,起到帮助学生理解、激发学习情趣的作用。②容量大,效率高。著名教育家夸美纽斯认为:“一切知识都是从感官的知觉开始的。”因此,借助多媒体技术,充分利用多种感官,实现信息传递的多元化,不仅能加速教学的进度,增加信息量,而且可以加强学生对知识的感知度,提高学生对知识的吸收率,,并有利于对知识的记忆、理解和应用,促进由知识向能力的转化,从而提高教学效率。③信息呈现快捷方便。在讲课中,教师点击鼠标就可以快捷方便的呈现教学内容,相对于黑板可以省去许多当堂板书的时间。这样教师在有限的教学时间中可以进行更多的教学活动。当然,多媒体教学也有缺点。 1.1 实用性问题。在课堂教学中使用多媒体,其目的是为课堂教学服务,课件的制作要服从于保质保量地完成教学任务这个大局,如果违背了这一点,就达不到预期的教学效果。而有的多媒体课件或文字与背景图片的对比度不够,文字都看不清楚;或有的纯粹幻灯式的等等,都没有真正地发挥多媒体辅助教学的应有作用,对教学补益不大。 1.2 主体性问题。将多媒体技术应用课堂教学中,也同样存在着如何发挥学生主体作用的问题。教学过程中,往往是教师演示学生看,教师讲解学生听,未能很好地与学生沟通,调动学生的积极性,使学生主动参与到教学活动中来。 1.3 可控性问题。多媒体课件制作好以后,内容便以线性存在,授课时教师难以改变其内容和出现的先后顺序,制约了教师的发挥和应变。相反对于黑板来说,教师可以临时书写随时调整内容,师生交互的机会更多。 总之,多媒体技术所表现出的艺术性更高,动态性更强,形象更具体,直观效果更好,给予学生的印象也深刻。因此有明显的优越性。既激发了学生的学习兴趣,又帮助学生记忆和理解,从而达到教学的最佳效果。 而传统的教学方法,布局合理的板书,优美的文字也独具魅力,也可激发学生的积极思维,是其他方法不能替代的。有位马玉顺老师曾在《光明日报》《教师请写好粉笔字》文中说的好:“教师随着教学的进行随手写下的板书是带有感情,具有艺术品位的;而用电脑打出的板书则整齐划一,缺乏灵气。教学是一种创造性的活动,比起电脑设计的板书,学生更愿意亲近教师的粉笔字板书,面对老师的当堂板书,学生的注意力也会更加集中。”所言颇为中肯。传统的教学模式也强调直观性,但它主要是通过教师用具体、生动、形象的语言、动作而展现出来,可以使学生有亲切感,可以激发学生的学习兴趣。 因此笔者认为,各种媒体有自己的特点,并不存在超媒体。教学媒体的选择,要根据教学内容和实际需要来选择,要遵循和关注教学媒体的表现力、可操作性、针对性、可行性、实用性、适度性等特点,合理地发挥各种媒体自身的优势,这样才能真正实现教学过程的优化。如果教师每有合理进行教学设计,一味强调多媒体教学,则有可能导致在课堂中教学内容呈现太多太快,造成新“电灌”现象。 2 以病带证,适当体现病的统领作用 在中医诊断学的“绪论”及“疾病诊断假说”中虽讨论了“病”与“证”的关系,但在辨证学部分却未提及“病”。虽然中医诊断学重证轻病,但将“病”、“证”完全割裂开来的做法有待商榷。病是对疾病发展全过程的特点与规律的概括,反映疾病的根本性矛盾;而证是对疾病发展过程中某一个阶段特点的概括,反映疾病的当前矛盾。中医学有异病同证的说法,亦即不同的病,在疾病发展过程中,由于患者体质相同、邪正斗争的机理相同等而表现出相同的证候,如“心悸病”的心血不足证与“失眠病”的心血不足证可均有头晕、面色淡白、唇舌色淡,脉细弱的共同表现,但由于疾病不同,其主要症状却有区别,前者表现为心慌不安,而后者则以失眠多梦为特点。故笔者认为,此时如适当结合“病”来讲解,学生将很容易理解,也不会产生如学生们所说的,中医诊断学书上描述的和临床有差距的说法。 又如在讲解“心脉痹阻证”时,可向同学们指出,,此乃“胸痹心痛”病最常见的证候,但“胸痹心痛”则常见于老年患者,此时“人阴气自半矣”,病机多为“阳微阴弦”,其本质属于本虚表实,故“心脉痹阻证”多因正气虚在先,而后气滞、血瘀、痰阻、寒凝等阻滞心脉所致。故“心脉痹阻证”虽表现为“实证”,但本质为“虚中夹实”,其实临床治疗上也常在祛邪的同时酌情配伍扶正之品。 又如“寒痰阻肺证”,按一般原则来讲,病人应咳痰清稀色白,易于咯出,但正因为此证可见于“咳嗽病”、“喘病”、“哮病”、“肺胀”等病中,故病人咳痰非独清稀色白,易于咯出,还可见到痰质粘稠、不易咯出的情况。 3 紧密结合脏腑的生理特点,阐释临床病理变化 进行中医诊断学课程学习的学生一般只学习了中医基础理论课程,对中医学的知识了解不多,因此在给他们讲授中医诊断学课程时,必须紧密结合中医基础理论内容,这样学生学习的兴趣高,也容易在理解的基础上记忆。比如脏腑兼证辨证中的“心肾阳虚证”,教材对其症状描写为“心悸怔忡,形寒肢冷,肢体浮肿,小便不利,神疲乏力,甚则唇甲青紫,舌质淡暗青紫,苔白滑,脉沉细微”。有同学问,“腰膝酸软”是肾虚的主要症状,为什么在此没有?心肾之阳气在生理上密切相关,故而在病理上也容易形成心肾阳虚,但其可以由心阳虚衰,病久及肾,也可以由肾阳虚,气化失司,水气凌心而致。正是由于心肾两脏在发病时脏腑有孰先孰后之不同,故临床表现也可有异。一般来讲,由肾及心时,患者常可见肾的“腰膝酸软”的症状,而由心及肾时则并不一定见到。 4 脏腑虚证辨证以阴阳气血为总纲,可以提纲挈领、执简驭繁之作用 在脏腑虚证辨证中,临床常见为阴、阳、气、血之不足,因此我们认为应以阴虚、阳虚、气虚、血虚为主线,结合脏腑特点加以总结归纳,形成“类证”,即阴虚类证、阳虚类证、气虚类证、血虚类证,学生心中了然,好学好记。如阴虚证临床可见有口干舌燥,眩晕,形体消瘦,五心烦热,两颧潮红,盗汗,舌红少苔,脉细数。如兼心悸失眠多梦则为心阴虚证;兼两目干涩,视力减退,或手足蠕动,或胁肋隐痛等则为肝阴虚证。 中医诊断论文:脉象仪在《中医诊断学》实践教学中的应用探析 【摘要】脉诊是中医诊断疾病的四诊之一,是医者用手指切按患者桡动脉搏动,体验脉动应指的形象,来了解和判断病症的一种诊病方法。由于脉诊是中医诊断的一个难点,必须经过长期实践才能体会掌握它的诊断方法。脉象仪的产生它不仅补充传统中医诊脉的方法的不足,而且还增加了学生对脉诊进一步理解和认识,提高诊脉技能。 【关键词】脉象仪;中医诊断;实践教学;应用探析 中国分类号:R241 脉诊是中医诊断疾病的基本手法之一,脉诊的实践教学方法就显得尤为的重要。我院先后新近十几台MM-3脉象仪仿生模拟手,它主要是乳胶管代替桡动脉,硅油代替血液,组成循环回路,通过模拟脉象装置能体会16种常见脉象,即浮、沉、迟、数、平、弦、滑、洪、等.让学生通过特定的波行来反复训练,悉心体会,做到“心中明了,指下易辨”。 1.对过去传统脉诊实践教学的方法进行分析 以往对脉诊实践教学主要采取:①讲解脉诊部位、方法、注意事项。②熟悉平脉的特征及常见病理性脉象的主要特征。③脉诊的定位、布指、以及运指的练习。④学生分组练习,进行相互体验反复进行脉诊训练。⑤教师和实训老师巡回指导纠正错误学生手法。⑥书写实验报告。 这种实践教学方法存在缺点是:①学生对脉象理论性的知识熟悉了,病理性的脉象比较少见,只能从文字上进行理解。②下指及运指把握力度不够好,诊脉不够熟练、手法生硬、而且同学相互之间练习不够严肃。③由于同学之间多为生理脉象,实践效果不明显,最终没有达到预期效果。导致进入实习阶段后不能很快适应临床诊断疾病。 2.脉象仪的使用对脉诊实践教学起到很大的促进作用,具体从以下几个方面进行分析 2.1 脉象仪的使用对脉象四种属性及八种特征有了深刻的理解认识 任何一种脉象都具有“位、数、形、势”四种属性,即有深浅、至数、节律、长短、粗细、流利度、硬度及强弱八方面的特征。脉象仪的使用不仅可以加深对各个脉象认识和理解,而且更直接的体会典型脉象的指感特征。具体体现在如下几个方面如①深浅:浮取脉象搏动即为浅,沉取即为深,不浮不沉即为中。②至数:即脉搏的快慢。③节律:脉搏是否整齐。④长短:短即“首尾俱短,不足本位”长即“首尾端直,超过本位”。⑤粗细:对比不同个体的脉象,体会粗细不同的感觉,然后再进一步认识。⑥流利度:代表脉象是滑脉和涩脉,滑脉的流利感是“如珠走盘”,涩脉的“如轻刀刮竹”。⑦硬度:代表脉象是弦脉,“端直而长,如按琴弦,脉势强硬”。 2.2 改进了传统的脉诊实践教学模式,取得了良好的实践教学效果 过去我们只重视了理论知识的理解,忽视脉诊技能操作的练习,要想培养的人才适合社会需求,不仅要有扎实理论知识,而且具有较强动手能力。在近几年我们对脉诊实践教学采取新的教学模式,不仅掌握了各种脉象的特征,而且提高了学生的动手能力。并加强脉诊实践技能的训练给学生创造了良好的反复训练的实践机会,使学生逐渐掌握诊脉的方法,实践教学也取的良好的教学效果。 2.3 脉象仪对病理性的脉象实践教学更为形象和全面化 脉象仪的作用是在理性认识的基础上加强感性认识,脉诊中许多病理性的脉象必须通过脉象仪来加强感性的认知,它不仅扩大了学生对脉诊内容的训练范围,还补充了过去单调的学生之间进行相互练习不足。脉诊指感的训练也使学生较快掌握中医常见典型脉象,对常见典型病理性脉象得到强化。 2.4 脉象仪使用提高学生的学习兴趣性,调动了学生的积极性. 脉象仪的使用改变课堂气氛,改善学生的学习态度,可充分调动学生学习的积极性,激发学生的学习热情,有利于学生对抽象、枯燥脉诊实践教学内容的理解,取得了良好教学效果,在实践教学的同时,也巩固了理论知识加深,改变了过去单纯的理论课堂教学,增强了学生的动手能力,为学生创造了一个较好的反复训练的实践机会。 3.脉象仪在使用过程中同时也发现存在一些不利因素和不足。 ①脉象是人体全身性、综合性的生理病理信息的反映,它受个体差异性与时间性影响,因此脉象模拟手不能完全模拟人的脉象特征。②它将正常脉象的特征模式化,固定化,而简化了脉象与四季、地理环境、性别、年龄、体格、劳逸意识都有联系。③脉象仪在使用过程中手指容易晃动断裂、甚至老化,寿命短。④长时间使用导致硅油耗损,设定的格式出现异常,导致脉象错误的反应。⑤脉象仪运行时噪音显得有些大,破坏诊脉时的周围安静环境。 4.脉象仪补充了脉诊实践教学中的不足,但不能代替整个实践教学方法 脉诊的实践教学不能只靠脉象仪来完成,应该是它补充了实践教学不够完善的一面,是脉诊学习的进一步提高。我们经过几年的总结认为脉诊的学习从以下几个方面做起:①首先了解脉象的主要特征,强调脉象中的重点及难点。②熟悉诊脉方法,部位和注意事项。③通过脉象仪来体会病例性的典型脉象。④在脉象仪上要求学生反复练习,掌握重点脉象指感特征。⑤训练中要多鼓励学生,激发他们进一步学习脉诊的兴趣及热情。⑥带教老师要细心、耐心,及时纠正错误手法。⑦课后书写实验报告汇总实践教学中的内容。这种脉诊实践教学方法取得了良好的实践效果,达到了预期目的,受到学生和同行的良好评。 5.结语 脉诊是中医观察体内功能变化的一个重要窗口,对识别病证、判断病情、分辨病机和推断预后具有重要意义。中医脉诊临床技能的培养也是非常重要的。脉象仪应用能够使学生能尽快全面、正确掌握诊脉方法、技巧和常见脉象的指感特点,取良好的实践教学效果,以弥补脉诊实验教学的不足。也为学生以后进入临床科室见习、实习、工作打下坚实的基础。 中医诊断论文:溃疡性结肠炎中医诊断与辨证治疗 摘 要:目的:观察溃疡性结肠炎中医辨证治疗观察的临床疗效。方法:选择2012年1月~2013年12月我院治疗的溃疡性结肠炎患者88例为研究对象。所有患者在中医辨证治疗的基础上进行对症观察。结果:所有88例患者经辨证治疗与观察,治愈72例,占81.82%,显效14例,占15.91%,无效2例,占2.27%。总有效率为97.73%。结论:溃疡性结肠炎中医辨证治疗观察疗效显著,值得应用于临床。 关键词:溃疡性结肠炎;中医诊断;辨证治疗;观察 溃疡性结肠炎属中医学“下利”、“久泄”、“久痢”范畴,是一种原因不明的肠道疾病。起病大多缓慢,有腹泻腹痛、逐渐加重,便血和脓血便的症状,可伴有乏力、纳差、消瘦等,严重者有发热、多汗、便血、进行性消瘦等表现,诸症中尤以腹泻多见。患者一旦患上该病,常常迁延不愈,痛苦万分,严重影响正常的生活与工作。目前,对于溃疡性结肠炎,临床上以中医辨证治疗为主。研究发现,中医治疗溃疡性结肠炎如果辅以有效的观察手段,能够有效缓解患者临床症状,促进患者康复。为研究溃疡性结肠炎中医辨证治疗的观察效果,我院于2013 年1~12 月展开观察,现将研究过程报道如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 选择2012年1月~2013年12月我院治疗的溃疡性结肠炎患者88例为研究对象,男性48例、女性40例,年龄26~59 岁、平均年龄(43.25±1.5)岁。为直肠型13例(14.7%)、直乙状结肠型25例(28.4%)、左半结肠型( 脾曲以远)22例(25%)、广泛结肠型( 脾曲以近)7例(7.9%)和全结肠型21例(23.9%)。大肠湿热证8例(9.1%)、脾虚湿蕴证17例(19.3%)、寒热错杂证18例(20.5%)、肝郁脾虚证32例(36.4%)、脾肾阳虚证7例(7.9%)、阴血亏虚证6例(6.8%)。统计仅以症候最为突出者入选辩证类型,其中80例(90.9%)兼有血瘀表现,如舌色暗红,舌面有瘀斑,舌底静脉迂曲等,74例(84.1%)兼有湿盛表现,如舌苔白厚或夹有黄苔,脉濡或滑;少有单一证型表现的。所有患者均按照实验室检查以及无痛内镜检查结果确诊。其临床主要表现为程度不同的发热、腹痛、腹泻、乏力、血便等症状,排除肝肾等重大疾病患者。 1.2 诊断与治疗方法 根据本病临床表现特点,可归属中医“休息痢”、“久痢”和“肠”等病范畴。中华中医药学会脾胃病分会制定的溃疡性结肠炎证候分类标准:(1)大肠湿热证。主症:①腹痛,腹泻,便下黏液脓血;②舌质红,苔黄腻。次症:①肛门灼热;②里急后重;③身热,小便短赤;④口干口苦,口臭;⑤脉滑数。(2)脾虚湿蕴证。主症:①大便溏薄,黏液白多赤少,或为白冻;②舌质淡红,边有齿痕,苔白腻。次症:①腹痛隐隐;②脘腹胀满,食少纳差;③肢体倦怠,神疲懒言;④脉细弱或细滑。(3)寒热错杂证。主症:①下痢稀薄,夹有黏冻,反复发作;②舌质红,或舌淡红,苔薄黄。次症:①腹痛绵绵;②四肢不温;③腹部有灼热感,烦渴;④脉弦,或细弦。(4)肝郁脾虚证。主症:①腹痛即泻,泻后痛减;②常因情志或饮食因素诱发大便次数增多;次症:①大便稀溏,或黏液便;②情绪抑郁或焦虑不安;③嗳气不爽,食少腹胀;④舌质淡红,苔薄白;⑤脉弦或弦细。(5)脾肾阳虚证。主症:①久泻不止,夹有白冻,甚则完谷不化,滑脱不禁;②形寒肢冷。次症:①腹痛喜温喜按;②腹胀,食少纳差;③腰酸膝软;④舌质淡胖,或有齿痕,苔薄白润;⑤脉沉细。(6)阴血亏虚证。主症:①排便困难,粪夹少量黏液脓血;②舌红少津,少苔或无苔。次症:①腹中隐隐灼痛;②午后低热,盗汗;③口燥咽干;④头晕目眩,心烦不安;⑤脉细数。上述证候确定:主症必备,加次症2 项以上即可诊断。 治疗方法:方药黄芪20g,制薏米30g,党参、白术、山楂、茯苓、北败酱各15g,木香、干姜、厚朴各9g,陈皮、荜茇、川芎、甘草各6g共煎,每日一剂,早晚各一次服用,共奏健脾益气,解毒止泻之效。该处方药性平和,体现治疗该病只可缓图、不可急取的思想,绝不是简单的收涩而止泻。黄芪、党参、白术、茯苓、陈皮、制薏米健脾益气、淡渗利湿,木香、干姜温中养胃、山楂、厚朴消食导滞,起到全身调理、益气补虚的作用;川芎为“血中之气药,气中之血药”,起到理气活血之效;北败酱、荜茇二药合用,一寒一温,一清一敛,辨证加辨病用药,解毒温中、平缓止泄。如果为直肠型或直乙型,配合中药白芨、三七粉、苦参、青黛同煎,取浓汁100ml,保留灌肠,直中病所,达清热活血,祛腐生肌之效。 1.3 治疗观察 观察患者生命体征、腹痛位置、腹痛程度以及肠鸣音的变化情况,避免患者发生肠梗阻、中毒性结肠炎、急性肠穿孔、大出血等情况。密切观察患者腹泻次数、腹泻量、大便性质以及伴随症状,进行粪便检查。加强对血红蛋白、电解质变化的检测。患者服药时间约在饭后1h,熬制好后趁热口服,切忌放凉再喝。详细记录患者排便情况。为降低患者肛门感染发生率,每次大便完成排泄后先使用柔软的纸将肛门擦拭干净再进行药物熏蒸坐浴,以达到清热止痛、消炎杀菌的目的。熏蒸坐浴要保持15min 左右,避免时间过短或过长。平时要保证肝门部位的干燥清洁,避免细菌孳生。 1.4 疗效评价标准。治愈:患者发热、腹痛、腹泻、乏力、血便等临床症状及体征全部消失,内镜检查溃疡完全愈合;显效:患者发热、腹痛、腹泻、乏力、血便等临床症状及体征基本消失,内镜检查溃疡基本愈合;无效:患者发热、腹痛、腹泻、乏力、血便等临床症状及体征无消失或加重,内镜检查溃疡无愈合或加重。 2 结果 所有88例患者经辨证治疗与观察,治愈72例,占81.82%;显效14例,占15.91%;无效2例,占2.27%。总有效86例,总有效率97.73%。 3 讨论 溃疡性结肠炎在祖国传统医学中属于“肠癖”、“痢疾”的范畴,其发病主要原因是脾脏功能障碍,治疗时辨证以活血化瘀、温中散热以及清热燥湿等治疗,能够达到固本培元,提高患者免疫能力,治疗疾病的目的。患者病机复杂,多为虚实夹杂、寒热错杂之证,或上热下寒,或胃热脾寒,或脾肾阳虚、大肠湿热留恋,不同患者有寒热多少、虚实轻重的不同;同一患者不同时期症候变化多端;治疗当辨病与辨证相结合,分期论治。在扶助正气、健脾止泻的基础上,适当加用活血化瘀之品,可以有效改善肠黏膜的血液供应,改变机体免疫状态,从而使溃疡早期愈合,改善生活质量。如果联合中药直肠灌肠,取效更佳。 中医诊断论文:中医药院校诊断学教学体会 【摘要】诊断学是运用医学基本理论、基本知识和基本技能对疾病进行诊断的一门学科,是连接基础医学和临床医学的桥梁课。文中通过对现存中医院校诊断学教学中存在的问题进行分析及采取相应的对策分析,对培养现代医学生临床诊断思维、临床实践能力及临床创新能力等起着非常重要的作用。 【关键词】教学改革;西医诊断学;中医院校 西医诊断学是运用医学基本理论、基本知识和基本技能对疾病进行诊断的一门学科,是连接基础医学和临床医学的桥梁[1]。因此,诊断学的学习至关重要。诊断学的教学效果将直接影响学生对本门课程的掌握。如何进一步提高诊断学的教学质量,增强医学生的临床实践能力,已经成为诊断学教学过程中需迫切解决的问题。特别是在中医院校,培养学生现代临床诊断思维和临床动手能力方面都有着非常重要的意义。为此,我们针对目前中医院校诊断学教学中存在的主要问题,改革教学方法和模式,将整合理念融入到诊断学教学中,加强基础医学与临床医学的联系,使医学生的医学知识结构化,系统化,从而构建自己的医学资源框架,更好适应临床的需要,现进行如下总结。 1中医院校诊断学教学中存在的主要问题 1.1学生动手能力差由于课时设置时间较少,教学内容较繁杂,以致于教师只能在课堂上选择性的讲授,许多内容不能进行深入讲解。且没有充足的时间进行临床实践,使课堂讲授的基础知识不能灵活的应用于临床,从而导致基础理论与临床实践相脱节。 1.2学生的基础知识掌握不牢固由于诊断学是连接基础医学和临床医学的桥梁课程,因此在诊断学的学习过程中,扎实的基础知识至关重要。基础医学包括生理学、病理学、病理生理学、解剖学、生物化学、组织胚胎学、微生物学等。在诊断学教学过程中,多是基础医学知识在临床中的综合运用,如果基础医学知识掌握不牢固,将很难保证的诊断学的顺利学习。 1.3教学模式过于传统在中医院校中,诊断学教学模式大多是采用传统的讲授法,对学生进行灌输式教学,且讲授内容更新较慢,学生不能积极的参与到教学过程中,造成学生对学习内容不感兴趣,创新能力及综合能力不能被很好的开发。加之考试的内容以笔试为主,学生学习的目的只是为了取得高分而死记硬背,从而使所学的基础知识不能很好的应用于临床实践。 2整合理念在诊断学教学过程中的应用 2.1基础知识与临床实践的整合诊断学的教学目的是培养学生的综合分析能力和临床诊断思维。正确的临床思维是确立正确诊断的基础。症状、体征、实验室检查和辅助检查是确立正确诊断不可分割的整体,因此在诊断教学过程中,教师要善于整合医学基础知识,引导学生回顾学习过的生理、病理、免疫、生化、病理生理等知识,采用启发式的教学方法,启发学生对典型症状、体征及理化异常的原因进行分析和推理,学会将基础医学理论知识与临床异常情况的出现进行有机的整合贯通,加深学生对其异常情况出现的理解,培养学生的综合分析能力。例如在讲授发热症状时,通过天气炎热出汗这一现象,引导学生复习体温调节的生理机制,在体温调节失衡的状态下,引导出发热的发生机制。然后通过发热临床病例分析,讲述发热的病因、热型及伴随症状。最终对发热症状全部内容进行综合,给出临床病例的最终诊断。 在临床实践教学过程中,采取启发式教学方式,在学生问诊的过程中,培养学生理顺诊断线索,根据病人提供的症状、发现阳性体征,让学生选择合理的实验室检查及辅助检查,根据异常结果,做出临床诊断。在教学过程中,教师起引导作用,使学生成为主体,充分调动学生的主观能动性,学生通过主动思考来整合诊断要素,从而明显提高了诊断学的教学效果。例如在学习腹部体格检查后,以一慢性胆囊炎急性发作患者为例,通过患者恶心、呕吐、上腹部疼痛症状,引导学生临床思维,通过对腹部触诊莫非氏征阳性,做出初步诊断。 2.2教学方法的整合将情境教学法[2]引用到诊断学教学之中,PBL与LBL教学模式有机结合。情境教学是在“培养全面型人才”现代教育理论指导下的一种创新教学方法,是指运用于教学过程中,恰当地利用多种手段力求恢复或模拟教学内容的独特情境[3]。在诊断学教学过程中,教师首先采取PBL与LBL教学模式进行基础知识的传授,在临床实践中,给学生准备几个典型案例,选择学生作为患者,或者选择“标准化病人”,学生进行病情询问,病史采集及书面记录,以达到教学目的。 中医诊断论文:谈着眼于培养创新型人才的中医诊断学教学体会 摘 要:随着我国中医学事业的不断发展,中医学人才,尤其是创新型中医学人才的匮乏成为日益突出的问题,而要培养出更多更好的中医创新型人才首先要让他们具有扎实的理论基础以及培养其具有创新精神,中医诊断学作为连接基础与临床的最重要的一门课程,其教学质量直接影响了中医临床各科的学习。本文就教学中如何转变模式,改善方法,使学生更好地掌握和运用中医诊断学的基本概念与技能,并启发其创造能力,培养出合格的中医学创新型人才进行初步的探讨。 关键词:创新型人才 中医诊断学 教学 中医创新型人才是中医的继承者、中医最新科学成果的创造者和传播者,更是未来中医人才的培育者,中医创新型人才对中医的继承和发展起着不可替代的关键作用。在中医学的各门课程中,中医诊断学是从中医基础医学向中医临床医学过渡的一门桥梁课,只有掌握好中医诊断学的内容,才能使学生更好更快接受理解其他临床课的知识, 因此,转变教学模式改善教学方法以增强中医诊断学的教学效果对培养优秀的中医学人才有着重要意义。中医诊断学教学要结合中医临床实践,加强学生综合运用中医基本理论的能力,并引导其逐步具有实践与创新能力,才能培养出合格的具有创新能力的中医学实用型人才。[1] 一、教学模式的转变 我国传统的教学模式,主要以教师讲课为主,在课堂教学中,教师占据主导地位,教师在上面讲,学生在下面听,是一种“填鸭式”教学方法。这种教学方法的优点是可以传播大量的理论知识,且理论知识的系统性比较强。但缺点在于学生始终处于被动学习的状态,而且教学模式过于单一,学生一般都不会进行主动学习,缺乏创新性与独立性,不利于培养学生主观能动性,这样培养出来的学生很难符合创新型人才的标准。因而探究新的教学模式以提高中医诊断学教学的质量势在必行。创新模式是以问题为基础的教学模式,与传统的教学模式相比,创新模式教学模式更强调的是培养学生主观能动性,让学生自己参与学习管理,提出问题并独立解决,学生可以在教师的引导下,通过查阅书籍、观看网络资料等来进行自主探索,这样不仅仅可以提高学生的学习兴趣,还能提高教学质量,培养学生独立自主、大胆创新的思维方式。创新的教学模式不仅与我国新教育理念相吻合,而且还有利于进行教育体制的改革,帮助中国学生走出教学壁垒。但这种教学模式需要学生投入大量的时间和精力来学习相对较少的知识点,对于目前我国的教育现实来说不能完全用这种模式进行教学,因此,应该将传统的教学模式与这种创新的教学模式相结合,既能使学生掌握必需的理论知识,又能有主动学习的机会,使其向创新型人才更快更好地转化。 二、教学方法的改善 要培养中医创新型的人才,就需要将中医诊断学的教学与时俱进,突出中医学的本质特点,培养学生能将所学到的中医诊断学基本知识和基本技能灵活应用于临床实践。这便需要教师对教学内容及教学方法进行针对性的调整,适当进行改进来达到这一目标。要改变以教师为中心的传统模式,转向以学生为中心的新模式,可以运用问题式教学法,讨论式教学法,病案式教学法等多种教学方法,对于不同的教学内容,采用不同的方法,如:诊法部分以问题式教学为主,如在讲到脉诊的时候,将学生分组,每组指定一类脉象进行自学,可以组内成员之间进行讨论学习,也可以各组之间进行探讨,促进学生对于脉诊知识的牢固掌握,最后由教师进行归纳总结。而辨证部分则可以采用讨论式教学法、病案式教学法,在每一种辨证方法之后,教师可以选择合适的病案,要求同学们在病案分析课之前熟悉课本内容、查阅有关资料,并进行整理,在课堂上先让学生发表各自的见解,并可以进行讨论,最后由老师整理总结。[2] 三、考核手段的改变 中医注重研究理、法、方、药四个方面,中医诊断学的学习重点在于诊断基础知识的获取,对于刚开始学习中医的学生,中医基础知识的掌握非常重要。笔试,一直是考核学生学习一门课程好坏最重要的手段,有时候甚至是唯一手段。这样就导致了两个结果,一是学生大多都认为最后的突击一下重点内容就好,平时的学习就放松了;二是试卷的内容多少有些片面,而且大多数的知识点都是死记硬背式的,无法全面的评价学生学习的成果。作为一门实验性较强的课程,在考核中应更加注重对学生知识应用和思维能力的评价。[4] 四、教师素质的提高 在教学中,无论是要转变教学模式还是考核方法,或者是内容的重组,要真正实现,必需要求教师具备相应的素质。只有教师具备较高水平才能培养更高层次的人才,教师自身素养与教学水平和教学质量休戚相关。教师应该从传统模式中的单一的知识传授者向教学资源的开发者及自主学习的引导者进行转变,据此,教师在具备精湛、丰富的专业知识以及讲授技能的基础上还需要具有丰富的临床经验,并具备掌握并灵活调节适合本专业实际需要知识的能力。教师需要针对教学内容以及教学对象的不同进行充分考虑、准备,选取适合的内容,并组织相应的形式进行教学,才能更好的发挥自学、讨论、讲授、实验以及现代教育技术等各自的特长和优势,使其优势互补,启发学生的中医思维。结合中医诊断学的学科性质及课程特点,在传授专业知识的同时还需要教会学生诊断病情的具体操作方法和中医分析、诊断疾病的独特思维方式,使学生能够真正掌握中医诊断的技能和思维方法,并能在以后的学习和临床中灵活应用中医诊断学的知识和技能。 五、结语 中医诊断学的教学需要注重知识、能力和综合素质的培养。教师只有在提升自己素质的前提下,不断寻求最适合的教学模式,改善教学方法,改进考核机制,使同学们真正掌握中医诊断学基本知识与临床技能,并使其具备一定的创新能力,才能培养出合格的中医创新型人才。
设计论文范文:浅论电子政务公告系统的设计 电子政务的概念发源于美国,由英文E-government翻译而来,现为世界各国所采取。通俗地说,就是应用信息技术,尤其是网络技术进行政务管理。它能够使政务工作更有效、更精简、更公然、更透明,为使用者提供更好的服务,更利便的操作。 本次我做的电子政务公告系统是电子政务中的1个分支模块,针对于政务管理而开发的网上利用软件,该系统战胜了C/S结构的不足,采取了基于B/S结构的散布式Web利用程序结构。从实际利用问题的需要动身,该系统的设计环境采取了国内流行的MVC软件架构模式,网络开发平台J二EE的SSH框架、DB二数据库系统以及Java语言实现该系统。 通过该系统任何人均可以在网页上能了解到某个公司已经公然的不同栏目(如新闻, 通知等)的内容,和公司内部员工了解自己公司的1个新闻动态,和通知等。各部门可以发表栏目内容(如新闻,通知等),有关负责人对于需要的内容进行审批。需要注意的是,有的栏目(如新闻)必需经由审批才能,有的栏目(如通知)则不需要审批就能。该系统共设有4种权限:普通用户、管理员、内容管理、内容审核,系统管理人员要对于用户及其权限进行管理。内容管理可以新闻、通知,内容审核则负责评审提交的新闻,普通用户可以阅读新闻、通知。 电子政务系统也是将来的1种发展方向,公司可以将自己的东西及时到网上,可让公司员工更利便的了解1个政策,和看到公司的通知等、固然这些都仅仅是电子政务的1个小的方面,要想真正做到政务管理,还有良多技术、需求要斟酌。 设计论文范文:浅谈住宅楼室内燃气管道暗埋的设计与施工 摘 要:住宅室内燃气管暗埋是现代住房发展的必然趋势。由于国家颁布的《城镇燃气设计规范》对住宅室内燃气管道暗埋没有明确规定。故至今在室内燃气管道设计仍以明敷为主。笔者从事燃气设计工作多年,对燃气管道暗埋的设计和施工方面总结出几点心得,供大家参考。 随着生活水平的不断提高,人们对住宅室内装修的要求越来越高,而室内燃气管道的敷设方式直接影响到住宅室内的装饰效果。对住户来说,墙面光洁、平整是装修最起码的要求。现住宅室内强、弱电管线以及给排水管等已从原来的明敷逐步藏入隔墙及梁柱内进行暗设。但一直以来,室内燃气管道仍采用明敷方式,大大影响了装饰效果,给装修带来困难,被住户视为眼中钉。燃气管道暗埋成为燃气工程设计、施工发展的必然趋势;而1993年国家颁布的《城镇燃气设计规范》(GB50028-93)对住宅室内燃气管道睛埋敷设没有明确规定。鉴于这种情况,我们在设计室内燃气管道时,根据用户的要求,将多栋住宅楼的室内燃气管设计为暗埋式;从投入使用情况看,效果良好,现对设计和施工服务方面谈点滴体会供参考。燃气管道暗埋虽有不影响建筑美观的优点,但其造价较高,泄漏后不易发现,易发生事故,且故障处理较困难,如何克服这些缺点,正是本文要探讨的问题。 1 如何处理防泄漏问题 (1)由于镀锌管一般采用螺纹连接,接头处容易发生泄漏;因此,我们在管材上选择了10号或20号无缝钢管;接头采有焊接连接。 (2)管道设计走向尽量选择梁底或墙角;并在墙面、楼板埋管位置尽量标明管线走向;以方便维修及防止住户钻孔凿穿管道发生危险。 (3)管道隐蔽前应做强度及气密性试验,检验合格后方可封管,其试验压力应为0.4MPa。 2 如何处理好防腐问题 燃气管道暗埋后,由于受墙面(或混凝土体)内碱性液和水气的作用,管道易被腐蚀;所以必须做好防腐措施,以延长管道的使用寿命。具体措施是: (1)采用聚乙烯防腐胶带或热收缩胶带作外防腐层,使燃气管道与外界隔绝。 (2)燃气管道周围不得存在有尖利锋日物体、碎片、垃圾或存积水气;防止防腐层被戏伤或破坏及水气的侵入。 (3)应确保燃气管道被混凝土或墙面批当完全包围,覆盖燃气管道的混凝土或墙面批当的厚度不得小于2cm。 (4)混凝土楼板内的燃气管道引出处应设套管。套管伸出地面5—10cm。套管两端应采用柔性防水材料密封。 3 如何解决好施工问题 燃气管道暗埋应在住宅楼主体施工时配合土建工程施工;在早期预埋好管线,防止后期凿楼板、梁、柱及墙面破坏主体结构,增加造价。此外,还应注意以下问题: (1)管端螺纹应在预埋前加工,并用堵头封日,以免杂物进入管内。 (2)燃气管道不得与其它金属结构(如钢筋)或中性导电体接触。避免燃气管带电的可能性。 4 体会 燃气管道的设计与施工是造福千家万户的事业,在有可能的条件下,应使设计更合理、周到,尽量使各家各户都满意。燃气管道晴埋能使家居环境更整洁、更实用,符合社会发展的趋势,就得到广泛的尝试、推广。同时,热切希望国家有关部门加快室内燃气管道暗埋的规范编写工作,使设计者做到有法可依。 设计论文范文:砖混住宅结构裂缝处理以及加固设计 1.国内建筑结构加固技术的研究现状及发展趋势 近年来出现的一些新加固技术,如粘贴纤维复合材料加固法、钢丝网水泥砂浆加固法、纤维材料的嵌入式加固法等,这些技术从一开始引进和出现在国内,就以它们优异的性能、特点和加固效果得到了工程界的关注和青睐。广大科研技术人员在新加固技术方面开展了大量的试验研究和理论分析,国家也颁布了一些新加固技术规范,在工程实践中正逐步推广。预计不久的将来,随着新加固技术的逐步成熟,一定会在工程中得到广泛应用。 1.1 碳纤维加固技术的研究现状及发展趋势 我国在利用碳纤维加固技术的研究和应用起步较晚,发展却很迅猛。1997年国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心率先开始了“碳纤维材料加固修补混凝土结构”的试验研究开发与应用,并被定为国家“九五”重点科技攻关项目.随后通过采用进口的碳纤维材料在北京、上海、辽宁、江苏等省市进行了一些实际工程结构的补强加固,并取得了较好的效果。 1.2纤维复合材料嵌入式加固技术 纤维复合材料嵌人式加固技术是将加固材料放人结构表面预先开好的槽中,并向槽中注人粘结材料使之形成整体。目前国外已经有了一定规模的研究和应用,国内在国家工业建筑诊断与改造技术研究中心开展了这项技术的试验研究,但尚未应用于工程实践。 2.砖混结构裂缝种类及其产生的原因 2.1干缩裂缝:多发生在墙面抹灰层内,一般沿墙面长度方向每隔一段距离形成一条裂缝,这种裂缝开始随时问而发展,以后逐渐稳定。另一种干缩裂缝则呈不规则的龟裂或呈放射状裂缝,此类裂缝宽度较小。产生的原因有:①抹灰用砂过细或含泥量较大;②水泥安定性不好;③砂浆过稀,抹灰不实;④抹灰层失水过快,养护不好等造成抹灰层收缩较大而形成裂缝。 2.2砖墙温度裂缝:一般有如下规律:① 顶层重,下层轻;两端重,中间轻;向阳重,背阳轻;且这类裂缝与温度变化有关。②砖墙温度裂缝随部位不同而呈不同的形状。产生的原因有:① 屋面保温层,隔热保温性能差;② 砖墙砂浆标号较低,砌筑质量较差;③结构构造上处理不当,如采用半圈梁 。 2.3地基下沉裂缝:一般共同规律是:下层多,上层少;纵墙多,横墙少;外墙多,内墙少;斜向多,竖向少。产生的原因有:①地基不均匀下沉;②房屋过长未留缝,沉降不一;③平面复杂,转角较多;④ 高低层相差较大,未留沉降缝;⑤荷载与分布不均匀;⑥ 使用不当,地基浸水或地下水位上升(多发生于湿陷性黄土地区);⑦ 地基施工质量。 3.砌体裂缝的类型和防治方法 砌体结构裂缝的类型有斜裂缝、水平裂缝和竖向裂缝三种。斜裂缝有的发生在有现浇混凝土挑檐的平屋顶房屋和无保温屋盖的房屋顶层纵墙面的两端,一般长度在1开间~2开间范围内,外纵墙两端有窗时,裂缝沿窗口对角方向裂开。有的发生在底层至二层外纵墙的两端,斜裂缝通过窗口的两个对角向沉降量较大的方向倾斜,裂缝下大上小。水平裂缝有的发生在平屋顶屋檐下或顶层圈梁下2皮~3皮砖的灰缝位置,一般沿外墙顶部连续分布,两端较中间严重。有的发生在底层至二层窗间墙的上下对角处,成对出现,沉降量大的一边裂缝在下,沉降量小的一边裂缝在上。竖向裂缝发生在纵墙中央的顶部和底层窗台处,裂缝上宽下窄。 根据裂缝产生的原因,要消除砌体裂缝。必须从根源上进行防治,尽可能在夏季或温暖季节,浇灌屋顶挑檐及圈梁混凝土,一般不要冬季施工。挑檐上最好做保温层,并达到规定的厚度:这样就能减小钢筋与混凝士和砌体之间的温差,避免顶部出现裂缝。根据建筑物的实际情况设置沉降缝、伸缩缝,提高结构刚度和施工质量,都能减少裂缝的发生。当然,处理好地基是防止墙体底部出现裂缝最有效的方法。 4.常用建筑补强加固方法 4.1 加大截面加固法 加大截面加固法是采用与原有构件同类的材料,通过增大截面的面积,提高构件的承载能力和刚度,达到对原构件进行加固的目的。 4.2 外包钢加固法 外包钢加固法是把型钢或钢板等材料包在被加固(钢筋混凝土)构件的外侧,通过外包钢与原有构件的共同作用,提高构件的承载能力和刚度,达到加固的目的。 4.3 外加预应力加固法 外加预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件或整体进行加固的方法。它通过改变原结构的内力分布、降低结构原有应力水平来间接提高结构的承载能力。 4.4 改变受力体系加固法 粘钢加固法方法是以减小结构的计算跨度和变形,间接提高承载能力的一种加固方法。为了减小构件的计算跨度,常采用增设支点(包括柱支座和弹性支座)和采用托梁技术,从而改变结构的受力体系,使承载能力得以提高。 4.5 粘钢加固法 粘钢加固法是将钢板用结构胶粘贴在混凝土构件的外部,以提高结构承载能力的一种方法。论文参考。这相当于构件的体外配筋。该项技术目前已趋于成熟。 4.6粘贴纤维复合材料法 粘贴纤维复合材料加固方法与贴钢加固法相似,只是加固用的材料是纤维复合材料,如玻璃纤维(GFRP)、碳纤维(CFRP)、芳纶纤维(AFRP)等。 5.结论 裂缝对结构有较大的危害。论文参考。主要表现在如下几方面:1)冰冻的影响。混凝土有了裂缝,水可渗入,当气温降到2℃以下时,水分就会结成冰,结成冰的水分膨胀,会导致沿裂缝边缘散裂。冻融循环每重复一次,这种散裂现象就会发生一次,这样裂缝符逐渐加宽:2)钢筋锈蚀 由于空气中二氧化碳长期作用使混凝土中性作用物质的碱度降低,丧失保护作用。当碳化到达钢筋表面时,若钢筋上有水溶液、氧和电位差,就会发生电化学腐蚀,使受力钢筋截面积不断削弱。另外,锈蚀的产物大约是钢筋被侵蚀体积的2倍~3倍,这种膨胀效应足以使外围混凝土产生相当大的拉应力,致使混凝土裂缝继续扩张。论文参考。影响钢筋和混凝土的粘结力 3)破坏结构整体性,降低结构刚度、结构承载力、耐久性,发生渗漏 4)加快混凝土碳化脱落,降低抗疲劳能力:5)影响美观效果。所以一旦建筑物出现裂缝就必须对其进行处理。建筑结构加固方法的不断进步都有利于建筑工程质量的提高,延长建筑物的使用寿命,对国民经济的发展有着积极的作用。 设计论文范文:农田水利工程中水闸设计的探索 【论文关键字】农田水利工程 水闸设计 特点 【论文摘要】农业发展是一个国家的重要基础,而水利工程的建设对农业发展会产生直接影响,所以我们必须掌握水利工程建设过程中的相关技术,比如说水闸的设计和施工技术。接下来,我们就来探索一下水闸设计的具体内容,以及水闸工作的特点,希望能为我国水利工程的建设提供一些具有可行性的建议。 我国是农业大国,农业在我国有悠久的发展史,在很早以前我国就开始修建水闸。新中国成立以后,我国更是在农业发展区大力的兴修水闸,特别是在黄河、长江、海河以及辽河流域。水闸在进行防洪、航运、灌溉和排涝工作上都起到了极大的作用,为社会和经济的发展做出了巨大的贡献。 我国平原面积广阔,这些地区地势比较平缓,农业发达,很容易出现洪涝灾害,为了克服洪涝灾害,满足灌溉和航运需要,我国大部分水利枢纽都需要修建水闸。另外在各种各样的渠道中,要想有效的控制河流的流量、水位,防止泥沙沉积在渠道中也要建设水闸。我们可以用水闸挡水,也可以利用水闸泄洪。通过控制闸门还可以调节水位。 一般来说我们都将水闸建立在软土地基上,但是它也可以修建在岩基或者是土基上。一般来说水闸既可以泄水又可以挡水,而造成水闸工作条件复杂的主要有两个原因,一是水头低而且变化大!,二是水闸的地基条件差。所以,水闸和其它用于挡水的建筑不同,它有许多自己的工作特点。 1、水闸的具体工作特点 1.1稳定问题 在正常使用水闸时,拦截上游的水位一般比较高,这样就导致水闸上游和下游之间产生很大的水位差,会出现水平压力过大的现象,从而使水闸向下游方向移动。要想稳定自身,水闸必须拥有一定的重量。另外,水闸在建成以后,如果还没有挡水或者是在正常使用的情况下遇到无水期,就会产生很大的垂直荷载,这样基底的实际压力就会大大超过地基能够承受的承载力,从而出现地基变形或者是出现闸基土被挤出的现象,这很容易造成水闸与地基出现滑动的危险。所以,在修建水闸时必须保证基础的面积,这样才能有效的降低基底的压应力。 1.2渗流问题 水闸在进行挡水时,就会造成上下游水位出现差值,在这种作用下,就会在水闸、闸基与两岸的连接处出现渗流的现象。如果出现渗流,就会在水闸的底部产生向上的扬压力,这就会缩小水闸的重力作用,从而使水闸的抗滑稳定性大大降低。如果两岸和闸基都是采用土基,再出现渗流时也会带走一些细颗粒,这就会在闸后出现翻砂鼓水的现象。如果严重的话还会掏空两岸和闸基。另外,如果出现侧向渗透,会产生水平的压力,对两岸的连接建筑物都会有很大影响,使其稳定性大大下降。还有可能导致岸坡上出现渗透现象,从而加大闸底的渗透压力。如果渗流水量过大,还会对水闸的挡水功能产生影响,妨碍蓄水。 1.3冲刷问题 在开闸泄水时,如果水闸下游水位很浅或者是没有水,在水位差的作用下,就会加大水流的流速,这种巨大的能量会对下游有严重的冲刷。一旦冲刷的范围过大,就会掏空闸基,造成水闸失事。另外,一般在水闸的两岸都是软弱的岩层或者是土层,如果修建水闸时开设过多的闸孔,一旦开启某一个闸孔就会形成折冲水流,这就会严重冲刷下游河岸,对水闸的安全和稳定性都会产生影响。 1.4沉陷问题 软土具有很大的压缩性,如果将水闸建设在软土地基上,就会在水闸自身以及外部的荷载作用下出现沉陷现象。特别是在底板传到地基上的荷载分布不均匀时,或者是分布在地基土层的荷载不均匀时,更容易出现沉陷现象。这种地基沉陷还会导致水闸出现下沉,或者是闸室倾斜。如果严重有可能造成水闸断裂,这对水闸的正常运行会产生很大影响。 2、水闸的具体分类 2.1进水闸 通过在河道、水库、渠道或者是湖泊上修建水闸,就可以进行农业灌溉、水利发电或者是其他水利事业,而控制入渠流量的水闸就是进水闸。一般进水闸都修建在渠道的渠首位置,所以这种水闸又被叫做渠首闸。 2.2节制闸 一般来说用于调节流量和水位的水闸被称为节制闸。它主要是用于在枯水期截断河流,从而使水位升高,这样就可以在上游进行航运或者是满足进水闸取水的需要。而在洪水期,节制闸可以有效的控制下游的泄流量。由于这种水闸主要是为了拦截河流建造的,所以又叫做拦河闸。 2.3排水闸 一般在江河的沿岸都会修建排水闸。当出现外河水位上涨的现象时,就关闭闸门,这样就不会出现江河洪水倒灌的现象。如果河水水位推落时就打开闸门,这样就可以将渍水排出。这种闸门的闸身较高,但是底板高程比较低,而且要受到双向水头的作用,这是因为排水闸既要负责排除洼地的积水,又要负责挡住外河水位。 2.4挡潮闸 沿海地区遭受潮水的影响,为了防止海水倒灌入河,需修建挡潮闸。挡潮闸还可用来抬高内河水位,达到蓄淡灌溉的目的;内河两岸受涝时,可利用挡潮闸在退潮时排涝;建有通航孔的挡潮闸,可在平潮时期开闸通航。因此,挡潮闸的作用是挡潮、蓄淡、泄洪、排涝,其特点亦是受有双向水头作用。 2.5分洪闸 在江河适当地段的一侧修建分洪闸,当较大洪水来临时开闸分泄一部分下游河道容纳不下的洪水,进入闸后的洼地、湖泊等蓄洪区、滞洪区或下游不同的支流,以减小洪水对下游的威胁。这类水闸的特点是,泄水能力大,以利及时分洪。 3、水闸设计要点 3.1拦河闸基本型式和尺寸的确定 拦河闸承担的任务主要是拦断河流和壅高河中水位以保证引水的需要。需要壅高的水位,称为正常壅水位,亦称正常挡水位。对于灌溉取水工程,该水位是根据灌区规划对引水高程的要求确定的。洪水时期,拦河闸则开闸泄水。为了满足泄洪要求,拦河闸应具有足够的闸孔尺寸。泄洪时,闸前的洪水位往往要高于闸前的正常壅水位,故拦河闸的闸前最高水位取决于闸前洪水位的高低。为了满足引水要求而确定的闸前正常壅水位是拦河闸的正常挡水高程,而泄洪量的大小和闸前洪水位的高低,则直接影响拦河闸的高度、闸孔的型式和尺寸、闸的上游淹没损失以及对闸下游消能防冲的要求和工程量的大小等。 3.2进水闸基本型式和尺寸的确定 从天然河道取水,按取水方式一般可分为无坝取水和有坝(闸)取水两种方式。当天然河道水量丰富,水位也能满足引水要求时,可采取无坝取水方式,即直接在渠首修建进水闸引水;当天然河道水位不能满足引水要求或引水流最较大时,由于引水有困难,常需采取有坝取水方式,即除了在渠首修建进水闸引水外,还需在河道中修建拦河坝(闸 ),拦断河流,壅高水位,迫水入渠,以满足进水闸引水要求。 进水闸是修建在渠首按需要引水的建筑物,当不需要引水时,则关闸挡水,以免河水进入渠道。显然,进水闸不但要有足够的闸孔尺寸,以满足引水要求;还要有一定的高度,以阻挡河中水流和洪水漫顶,否则就不能完成按需要引水的任务。 4、结语 设计水闸必须有正确的和足够的资料,以便作出符合实际的设计。在以往的水利建设中,有不少工程,由于资料搜集不完善或者不正确,致使有的工程重新设计,有的工程不得不临时停工,或给施工带来很大的困难,甚至于造成失事等等;这样的教训不少,应予以重视。 设计论文范文:对人大许可的制度设计与实践思考 【关键词】人大许可;制度设计;实践思考 在我国的人民代表大会制度法律体系下,各级人大代表的言论和人身自由受到法定前提的保护,非经法定程序的许可,相关国家机关不能随便限制人大代表的人身自由,这就是我们通常所说的对保障各级人大代表执行职务而设定的“人大许可制度”。这一制度设计溯源于宪法第七十四条的规定:“全国人民代表大会代表,非经全国人民代表大会会议主席团许可,在全国人民代表大会闭会期间非经全国人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者刑事审判”。之后制定的地方组织法、代表法也相应赋予了地方各级人大及其常委会的人大许可权,尤其是2012年10月新修正的代表法对这一制度的设计更具目的性、更加具体化。下面,笔者从理论与实践的角度,就人大许可的制度设计与实践运用谈一管之见。 人大许可的制度设定和不断完善。 我国的人大许可制度与人民代表大会政体制度的确立是一致的。1954年9月20日经一届全国人大一次会议通过的“五四宪法”第三十七条就明确规定:“全国人民代表大会代表,非经全国人民代表大会许可,在全国人民代表大会闭会期间非经全国人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者审判”。由于受“”影响,国家政体制度受到冲击和破坏,“七五宪法”删除了人大许可的这一制度规定,“七八宪法”也没能及时恢复。经历拨乱反正、正本清源,人民代表大会制度得到恢复和不断完善。1982年制定的现行“八二宪法”恢复了人大许可这一制度,之后的1979年7月1日经五届全国人大二次会议通过的地方组织法将这一许可制度扩大到县级以上,当时法律规定要报请本级人大常委会“批准”,到1986年地方组织法第二次修正时,才参照全国人大的做法,改为“许可”。1992年4月3日经七届全国人大五次会议通过的代表法,在宪法、地方组织法等相关法律规定的基础上,进一步扩大了人大许可的范围:一是除规定逮捕和刑事审判需要许可外,采取法律规定的其他限制人身自由的措施,也应当得到许可;二是对采取法律规定的限制乡镇一级人大代表人身自由的措施,执行机关应当立即报告人大。 2012年10月新修正的代表法关于人大许可的制度设计更具目的性、更加具体化。新增了“人民代表大会主席团或者常务委员会受理有关机关依照本条规定提请许可的申请,应当审查是否存在对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形,并据此作出决定。”(代表法第三十二条第三款之规定)的规定,限定了人大许可的审查范围和重点,进一步完善了人大许可制度设计的目的:“对代表执行的保障”。 透视代表法第三十二条之规定,人大许可制度设定的法定前提有: 一是许可层级的法定。县级以上各级人大代表,不包括乡镇一级人大代表。乡镇一级人大代表只要事后“立即报告”即可,代表法第三十二条第四款规定:“乡、民族乡、镇的人民代表大会代表,如果被逮捕、受刑事审判、或者被采取法律规定的其他限制人身自由的措施,执行机关应当立即报告乡、民族乡、镇的人民代表大会”。 二是许可主体的法定。在人代会期间由主席团许可,闭会期间由人大常委会许可。 三是许可情形的法定。代表法第三十二条第一款规定:“县级以上的各级人民代表大会代表,非经本级人民代表大会主席团许可,在本级人民代表大会闭会期间,非经本级人民代表大会常务委员会许可,不受逮捕或者刑事审判”;第二款同时规定:“对县级以上的各级人民代表大会代表,如果采取法律规定的其他限制人身自由的措施,应当经该级人民代表大会主席团或者人民代表大会常务委员会许可”。依法可见,许可的法定情形是“逮捕或者刑事审判”以及“法律规定的其他限制人身自由的措施”。 四是许可程序的法定。透过代表法第三十二条的一些关键用词(如:“非经……许可”,“不受……”;“采取……措施”,“应当经……许可”)不难看出:如果有关机关要限制人大代表的人身自由,必须要先行得到人大许可,否则就程序违法;除非是现行犯罪,才能事后报告,因为代表法第三十二条第一款只特别规定:“如果因为是现行犯被拘留,执行拘留的机关应当立即向该级人民代表大会主席团或者人民代表大会常务委员会报告”。 五是许可决定的法定,亦称审查范围的法定。代表法新增的第三十二条第四款规定了许可审查的两种情形,即:“应当审查是否存在对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形”;根据是否存在的法定情形,“并据此作出决定”,存在的应依法不予许可,不存在的应依法予以许可。 人大许可的程序操作与实践思考。 透视代表法第三十二条之规定,人大许可的程序应遵循先申请后许可的法定原则。具体来说,可通过以下步骤实现: 第一步,提出申请。由有关机关向人大提出书面许可申请,这里的“有关机关”是指能够依法限制公民人身自由的公检法机关,不包括党的纪检监察机关;因此,实践中出现的对党员干部的“双规”、“双指”,应该不属于人大许可的法定情形。这里的“人大”,如果在人代会期间向大会主席团提出申请,如果是闭会期间向人大常委会提出申请。许可申请的标题可以概括为“关于许可对×××采取强制措施的申请报告”,也可以具体到采取某种限制人身自由的措施,如《关于许可对县人大代表×××依法刑拘的申请报告》。许可申请的主要内容应包括:对拟采取限制人身自由措施的人大代表涉嫌违法违规的事实根据,拟依法采取何种限制人身自由的措施及后续可能,拟批准采取强制措施机关的审核意见,同时还应附相关事实根据的复印件。许可申请人一般应是拟采取强制措施的同级有关机关,如同级政府的公安机关和法院、检察院;如果是隶属的上下级机关,可以安排或报告同级相应机关提出许可申请;如果是不隶属的异地申请,应商情隶属的相应有关机关协同提出申请报告。 第二步,受理审核。如果在人代会期间,许可申请报告应交人代会秘书处,秘书处接到许可申请报告后应及时向大会秘书长进行报告,并根据秘书长的意见将许可申请材料交由人大及其常委会的相关机构(如:内务 司法机构、代表资格审查机构)进行初步审核;相关机构初步审核后,应向秘书处提出初步审核意见(许可还是不许可)。如果是闭会期间,许可申请报告应交人大常委会办公室,办公室接到许可申请报告后应及时向人大常委会主要负责人进行报告,并根据领导意见将许可申请材料交由常委会相关机构进行初步审核,再由常委会主任会议进行初步审查。 第三步,审查决定。人代会主席团(或人大常委会)对秘书处(或主任会议)提出的许可审核审查初步意见进行审议审查,决定是否许可;并向提请许可申请的机关作出书面决定。 纵观人大许可的实践案例,走人大许可程序仍有不可忽视的一些问题: (一)未经许可限制人身自由的问题。媒体曾报道,2012年,河南省横川县人大代表李万均未经许可被商丘市警方网上通缉并于4月30日至5月3日被非法羁押在商城县看守所;后经横川县人大方面交涉,才被释放。虽然说,早在2000年最高人民检察院就下发了《关于严肃查处非法拘禁人大代表犯罪案件的紧急通知》,但仍有少数地方司法机关人员置人大许可制度于不顾,非法拘禁人大代表。为有效避免类似于李万均事件的发生,一方面司法机关在限制公民人身自由的实践中,要落实好公民身份询问查询程序,以确认相关当事人是否具有人大代表身份;另一方面有人大代表身份的当事人一旦被限制人身自由,要主动表明自己的人大代表身份,以避免“误会”。笔者认为,限制县级以上人大代表人身自由必须坚持事前许可的原则,未经人大许可有关机关绝对不允许限制县级以上人大代表的人身自由,否则就要依法从严按涉嫌非法拘禁罪查处相关责任人。 (二)许可申请被否决的问题。关于人大否决司法机关限制人大代表人身自由的许可申请,实践中也时有出现。就媒体报道的李万均事件,横川县人大常委会就票决否定了商丘市警方的关于中止或取消李万均人大代表资格的请求。媒体还报道,2012年8月29日,浙江省温州市十二届人大常委会第四次会议,因投票表决赞成票不足半数,否决了广西玉林市公安机关对该市人大代表叶际宣采取刑事拘留强制措施的许可请求;不过在9月28日,温州市再次召开十二届人大常委会第五次会议,决定许可对叶际宣依法采取刑事拘留强制措施。以上两起许可被否定的案例有两个共同点:一是异地申请,二是投票表决。关于异地申请许可被否决,难免不让人联想到有“地方保护主义”在作祟;关于采取投票表决的方式否决许可对人大代表限制人身自由的申请,有所不妥。异地申请许可限制人大代表人身自由,应商请人大代表所在地的相应司法机关提出,最大限度地争取当地相关机关认同和协助。人大许可决定不宜采取投票表决的方式,应依据法定情形予以审查许可,有“对代表在人民代表大会各种会议上的发言和表决进行法律追究,或者对代表提出建议、批评和意见等其他执行职务行为打击报复的情形”,要依法予以否决,否则就应该许可司法机关的申请。笔者认为,法律设定人大许可制度,赋予人大代表的人身特别保护权,其目的在于保障人大代表执行职务言论免责和人身自由;人大机关不能滥用许可否决权,更不能让“人大代表”这一头衔成为违法乱纪的“挡箭牌”。 (三)主任会议代为许可的问题。关于人大常委会主任会议是否能够直接许可限制人大代表的人身自由,过去有过争议,实践中也的确有些地方就是主任会议许可,报人大常委会备案。2010年代表法修正时,草案征求意见稿就有“在本级人民代表大会常务委员会闭会期间,在紧急情况下,可以由主任会议决定许可,报下一次人民代表大会常务委员会会议确认。”的条款;但是代表法正式修正还是没有赋予主任会议许可权。笔者认为,新代表法第二次修正后,应该杜绝主任会议代行许可的现象出现,只要有司法机关的许可申请,必须经人代会主席团或人大常委会依法决定许可,主任会议不能越俎代庖。 (四)许可后代表职务的处置问题。实践中,一些地方人大在许可限制人大代表人身自由的同时,就决定其暂停执行代表职务。实际上,这一做法是有悖法律的。在许可限制人大代表人身自由的会议上,该代表的人身自由实际上还没有被限制,即使是要“被羁押”或“被判刑”符合代表法第四十八条规定情形的,也不宜在同一次会议上决定暂停其代表资格。笔者认为,在人大许可限制代表人身自由后,其代表职务的处置应顺其自然。代表涉嫌违法被许可限制人身自由后,如果“因刑事案件被羁押正在受侦查、起诉、审判的;”或“被依法判处管制、拘役或者有期徒刑而没有附加剥夺政治权利,正在服刑的。”符合暂停执行代表职务的情形,在下一次人大常委会上就应该依法暂停其执行代表职务;如果被判刑并“依照法律被剥夺政治权利的”,符合代表法第四十九条规定的代表资格终止,在下一次人大常委会上就应该依法终止其代表资格;代表因违法犯罪可以自行引咎辞职,也可以依法罢免,终止其代表资格。 (五)身兼多级人大代表如何许可的问题。2010年选举法第五次修正增加了“公民不得同时担任两个以上无隶属关系的行政区域的人民代表大会代表”(选举法第四十五条之规定),有效地防止了“梁广镇现象”的发生;但是,担任有隶属关系的多级人大代表的现象还是有的,也是合法的;那么,如何许可限制担任多级人大代表的人身自由呢?实践中,一些地方只报请最高一级的人大许可,如《锦州市人民代表大会常务委员会关于对市人大代表采取限制人身自由措施和实施刑事审判的许可办法》第二条第二款就规定“对担任两级以上人民代表大会的代表采取限制人身自由措施或者实施刑事审判,司法机关应当同时向相应的大会主席团或者人大常委会提请许可,由其中最高一级大会主席团或者人大常委会决定,并由其通报下级大会主席团或者人大常委会”。但是,这一规定没有法律依据,也不合法理。从法理上讲,上下级人大之间没有领导关系,有的只是一定的法律监督关系、业务指导关系和工作上的联系关系。只经最上一级的人大主席团或者人大常委会许可,实际上是剥夺了下级人大主席团或者人大常委会的许可权,不符合人民代表大会制度的设计。笔者认为,如果出现多级人大代表的许可,应依法多级分别进行许可;若出现许可不一致的,应以最高一级为准,因为上一级人大常委会依法有权“撤销下一级人民代表大会及其常务委员会的不适当的决议”(地方组织法第四十四条之规定)。 (六)对许可决定不服的问题。对人大许可决定不服,涉及两个方面:一是提请机关对人大的不许可决定不服,二是当事人大代表对人大的许可决定不服。如果是属于提请机关的申请报告不规范或材料不齐全等原因被否决的,应按要求补充材料再次提请许可;如果认为是被“莫须有”理由否决的,可以申请复议。申请复议的途径依法有三:申请人代会主席团或人大常委会再次复议许可;也可以申请该级人民代表大会审查复议,因为本级人大依法有权“改变或者撤销本级人民代表大会常务委员会的不适当的决议”(地方组织法第八条之规定);还可以通过上级相应机关申请上一级人大常委会审查复议,因为上一级人大常委会同样依法有权“撤销下一级人民代表大会及其常务委员会的不适当的决议”。如果当事人大代表对司法机关限制其人身自由不服的,可以依法行使公民的申诉权,向检察机关进行申诉,也可以向人大进行申诉;但是,这是涉嫌“罪 ”与“非罪”的实体申诉,而不是对人大许可程序的申诉。笔者认为,限制人大代表人身自由,司法机关不能对代表执行职务的言行进行追究,更不能打击报复代表执行职务的行为;人大行使许可权,应依据法定情形作出许可还是不许可的决定,不能“莫须有”地滥用否决权 设计论文范文:五觉设计原理的城市规划初探 1城市特色构成及评价 1.1东城新区城市特色概况 东城新区位于拉萨市东部,而拉萨本身就是一个特色资源富足区。自然生态方面,西藏有“世界屋脊”之称,野生动植物资源、水资源丰富,拉萨是世界上海拔最高的城市之一,光照充足,有“日光城”之称;历史人文方面,拉萨至今有1300多年历史,其建城制度和形制有着极高的学术价值和地方特色,拉萨拥有藏传佛教三大寺庙,是藏族朝敬的重要圣地,拉萨是国家级历史文化名城,有各级文物保护单位30处,其中有3处世界文化遗产。其次,拉萨在世界范围内具有极高的知名度和形象共识,“雪域高原、蓝天阳光、藏传佛教、低压缺氧、宁静虔诚”等是外来游客对西藏的典型评价,这为城市特色挖掘与总结奠定了良好的群众认知基础。 1.2城市特色采集及评价方法 城市特色采集按照“视、听、闻、味、触”五觉感知为线索,对拉萨市东城新区特色资源进行初级搜索整理。本次规划设置了评价项目和评价因子两个档次对旅游资源进行评估,评价项目包括资源要素价值(85分)、资源影响力(15分)两项,其中资源要素价值包含观赏游憩使用价值(25分)、历史文化科学艺术价值(25分)、珍稀奇特程度(25分)、规模丰度与几率(10分)4个评价因子;资源影响力包含知名度与影响力(10分)、适游期或适用范围(5分)2个评价因子。根据各类资源的价值、利用及影响力情况赋予不同分值,最终按照总分予以分档,形成一级(60~100分)、二级(30~59分)、三级(0~29分)三个档次,如表1所示。对城市特色资源的评价分类结果反映出了以下问题:(1)一级特色资源集中在自然资源和无形人文资源,即非物质文化资源,这说明东城新区的资源基底优良,有较多题材可以用来塑造城区特色。(2)三级特色资源集中在有形人文资源,即城市建成环境。通过实地踏勘发现,东城新区空间布局沿用了现代城市逻辑,因此其城市结构、城市肌理、道路系统、新建居住区模式以及各类建筑布局都与其他现代城市差异不大,仅仅在建筑立面装饰部分传达了藏式信息。在全国宏观层面比较,其特色较弱;在拉萨中观层面比较,与主城区传统风格有所差异,但其所表达的现代风格质量不高,与东城新区形象目标定位还有较大差距。(3)从五觉感知的角度来看,无论是外来游客还是本地居民对一处环境产生好感往往来自于多感官满足,比如每年4月日本富士山的樱花游,同时感受了雪山美景、樱花香味、乍暖还寒和拂面春风,所有感觉叠加形成的最佳体验吸引了大量人群。而目前东城新区特色资源的感觉类型过于单一,复合性较差,比如拉萨河、拉萨河湿地以及其他河网体系只能观赏,公共建筑包括二类特色资源中的西藏大学也只能停留在观赏层面,可以引发的感官刺激太少,则其发挥的作用就很有限,不具备长期吸引力。 2城市特色规划策略 2.1策略一:“五觉”设计策略——打造复合型感知体验 多感官复合体验,即打破单一的感知方式,根据体验对象特点进行策划,充分调动观赏者的感知器官,从而加深体验印象。在文化产业策划中,这是常用手段和发展趋势,比如音乐剧、演唱会、四维电影的流行,其舞台画面、完美音效以及观众的现场参与全面模拟了一个逼真的故事场景,使人印象深刻。在城市特色塑造中同样可以运用这种感知特点,根据特色资源特点,将视觉、触觉、味觉、听觉、嗅觉进行2~5种的叠合,产生多样的城市活动和场景效果,同时从需求角度推动了更多类型的城市空间产生(图2)。策划1:博物之城“博物之城”与“博物馆之城”一字之别,相差颇大,“博物”意指一种城市定位和功能系统,而“博物馆”仅仅是前者的一种表达方式。东城新区有许多可以展示的物质、非物质文化资源,每一种资源都蕴藏着一段历史、一个系统、一种流派,对这些资源的挖掘具有很好的传承、教育、科研、观赏作用,对其的展示根据资源特点的不同和所寄予的意义不同,可以呈现出丰富多样的形式,而这样一个“博物”系统的建成,不仅是对本土特色资源的梳理保护,对当地居民意识觉醒和自豪感的培养,也是一笔丰厚的旅游财富(图3)。结合东城新区城市特色资源,对其进行策划,如表2所示。 2.2策略二:图底关系设计策略——主题式城市场景设计 控制画面要素比例是摄影构图原则中的重要一条,因为它与要传达的信息和主题息息相关,摄影家瓦尔特?德?格鲁伊特曾说过“在大多数情况下,每幅照片中都有一个或一组形状或形式起主导作用,而照片中的色彩、体积、位置和其他形状等,都是为主导因素服务的”。如果把人对城市的移动体验裁剪为一帧一帧的画面,即可发现这条摄影构图原则对城市设计同样具有借鉴意义(图4,图5)。让人迷茫的画面多是主题不明确的画面,让人印象模糊的画面多是技巧滥用的画面。同样在城市设计领域,现代城市无特色往往来源于两个技术原因:一是元素过多,不知所云;二是技巧单一,四海皆同。因此,在东城新区的城市设计中通过主题确定、类型分区、方法设计三个步骤来实现特色塑造。策划2:天空之城高原城市的天空纯净、变幻多端,且在视觉上给人触手可及的感觉,所以有“天堂”之称,这是拉萨的无形魅力资源之一,因此在城市设计中以“天空”为主题背景。对于主题“天空”的表达,根据东城新区不同功能区和空间形式的要求,分为四种类型,具体分类和要求如表3所示。规划结合“天空之城”的设计主题,在东城新区形成“三双一区、五彩东城”的总体空间结构(图6)。具体空间策划则通过重点地段(包括商务中心、行政中心)的详细设计进行落实(图7,图8)。 2.3策略三:空间自组织设计策略——“上”“下”互动的特色塑造 城市系统运行包括自下而上的“自组织机制”和自上而下的“控制机制”两种动力。控制机制实现了对整体配合效率最优化的目标,然而对于社会系统这样一个复杂体系来说,其所表现出的稳定有序性是不可能依赖于一种高于一切的力量予以控制,其所表现出的丰富多样性更是基于正反馈的自发机制,即在某种约束条件和相互作用的影响下,大量随机过程最终形成了宏观结果的有序性和规律性。希利尔的空间句法理论及亚历山大的“模式语言为自组织规则”观点中均指出自组织结果背后经济、社会、宗教信仰等支撑因素发挥的重大作用。在传统城市中,自组织体现为无数建设个体的利益博弈、规则遵守及行为模仿。但在现代城市建设中,建设个 体被开发商取代,社会规则被经济利益主导,随之也就导致了形式和空间的疯狂复制,致使城市特色最终消失。因此,在充分发挥自组织多样性优势的同时,仍需要对建设规则进行全面的、有针对性的设计,实现“上”“下”互动的特色塑造。策划3:自在之城西藏传统的建筑与造城原则充分体现了自然与信仰发挥的重大作用,主要表现在以下几点:(1)自然崇拜——随山就势的造城规则。(2)信仰至上——同心圆式的空间模式。“转经”、“转山”、“转湖”,从藏族习俗中即可看出,其将崇拜之物置于圆心,所有膜拜行为和建造都呈同心圆式环绕进行,这与西方及汉族的轴线式空间模式有很大差别。(3)独特生境——围合式低层建筑院落。为抵御风雪、争取最大光照,藏式建筑多采用四面围合式院落或独栋建筑,同时因为高原地区低气压缺氧,建筑通常采用1~3层低层建筑(图9)。在《拉萨市城市总体规划》(2009-2020)的问卷调查中,针对问题“您期望的住房类型”一题,1201人选择低层独院住宅,占调查总数的60.1%。(4)生产特点——群体性室外休闲活动。藏族传统生产方式至今对其生活有较大影响,如游牧,藏族人钟爱郊外野餐与此有很大关系,在许多节庆活动中也都包含此项内容,因此在藏族生活方式中对城市绿地、郊野绿地的要求较高,这一点在《拉萨市城市总体规划(2009-2020)》所作的问卷调查结果中有所体现,40%(800份)的人认为绿地不够,占到了“影响居住环境主要原因”之首。针对以上自组织原则,规划设计从以下方面做出技术回应:(1)控制城区规模与范围,采用环城绿化带形式约束城市的生长,防止对山体、水系、农田空间的侵蚀,同时作为生态保育用地和安全防护用地。(2)通过全区及片区慢行环路设计、公共空间设计等方式体现这一传统特色,满足人行为模式要求。(3)在街区与建筑设计中,引入对传统空间和建筑形式的研究,并将其纳入现代城市的设计过程中,这种吸纳不仅包括表皮装饰,更重要的是其生态手法、空间模式以及在这种空间中形成的特色社会关系。(4)根据藏族人群日常与节庆习俗,适当增大绿地、广场比例,在绿地的类型、规模、形式、分布等方面与当地社会习俗相衔接。 3结语 在以人为本的视野下,我们必须强调,人才是城市的主角,城市应该是其安居乐业的家园,生活便利、就业及创业机会充分、生存安全、环境优美、生态良好应该是城市家园的理想品质。城市规划应该遵循人的物质、精神需求,为城市居民提供一种文化认同和空间归属。 设计论文范文:一个商业决策支持系统的设计与实现 内容摘要:本文介绍一个商流计划决策支持系统的设计思想和实现方法,并讨论开发基于知识的决策支持系统的策略。本文对决策支持系统中的问题处理系统和模型库的组织提出了新观点,给出PPS的功能结构和模型的三层表示法。把组件技术引入到系统设计与实现中来,用三层client/server结构来实现DSS。 关键词:决策支持系统 商流计划 问题处理系统 模型库 组件技术 决策支持系统(DSS)是一个日趋被人瞩目的计算机应用领域。目前DSS的研究正向群体决策支持系统(GDSS),智能决策支持系统(IDSS)方向发展。公认的DSS系统结构为四库一体,即模型库、算法库、知识库和数据库。在这一结构中模型及其管理是基础,也是系统成败的关键。本文介绍一个基于知识的四库一体的商流计划决策支持系统SLDSS的设计思想与实现方法。 系统设计思想和系统结构 商流计划是大型商业企业对本企业商品购进、销售、调配和存储各环节中各种经指标制定的目标规划,时间跨度一般为一年。商流计划应明确指出下一年度中各个季度,各个月份商品进、销、调、存中各个经营指标。商流计划的范围和内容不同的企业可能有不同的要求,但一般应包括进、销、调、存货物的数量和金额,毛利和利润额,各种费用额等。商流计划决策是典型的半结构决策问题,既需要对影响商流计划的诸因素进行定性分析又要对各因素的影响程度进行定量计算。为此,商流计划决策支持系统的主要目标是:如何对影响商流计划的各因素进行定性分析和定量计算,尽可能的帮助决策者把握市场变化的幅度,从而预测未来一年的销售总水平;根据预测结果对商品的购进、调配和存储以及企业各种经营指标提出多种商流计划的可行方案。 从实际使用的角度出发,系统应尽可能地准确模拟决策过程,所建立的模型也应尽可能是实际决策过程的描述,以期对决策者的支持更有效。另外,系统的设计应向DSS生成器的方向发展,应充分体现基于知识的特征。为此,系统的设计思想为:系统能获取、存储商业领域的经营决策经验(知识),并能准确地应用这些经验;系统使用方便,适应性强,便于修改、扩充;系统能帮助用户建立、集成、修改、查询以及正确使用各种模型;提供“友好”的用户界面;采用较先进的三层Client/Server系统结构,把组件技术引入到系统设计和实现中来。 为此,SLDSS的系统结构见图1: 在该系统结构中用户(客户端)发送请求,通过问题处理系统(中间层)对问题进行分解后,选择相应的决策模型(服务器端)对问题进行求解并返回结果,当然用户也可以直接访问各子系统。在这一结构中问题处理系统是关键,它协调各部件的运行。下面分别介绍系统结构中各部件的功能。 问题处理系统PPS PPS是用户与系统的接口,它起着衔接用户与系统环境的桥梁作用,系统通过PPS对决策问题进行分类并确定问题求解的策略。为此,PPS是反映系统功能的主要部件之一,也是整个系统的窗口。 PPS根据商流计划的一般要求把商品分成了12大类。SLDSS中的PPS根据商品的种类不同分别为用户提出制定商流计划指标决策的解决方案。SLDSS中PPS结构如图2: 识别器的任务是对用户提出的问题进行识别和判断,并引导其进入相应的处理入口。 推理机是PPS的关键部件,它根据模式知识,通过协调器调用系统环境来对用户提出的问题加以处理。其中模式知识是对具体决策模式的抽象化、规则化。模型知识的加工过程也是SLDSS的系统分析过程。协调器根据推理机的“智能”分析,完成系统调用,实现具体问题的构模任务。 系统状态参数是对决策过程的跟踪,从决策过程的非连续性出发,对系统的这种跟踪是必要的。 基于四库的系统环境 模型库管理子系统 模型及其管理是DSS的重要工作,本课题把组件技术引入到DSS模型的设计与实现中来,把DSS基模型定义为一个结构级组件,把DSS复合模型定义为由基模型经复合运算复合而成。定义如下: 定义1:我们把称为一个DSS模型模式。这里的S表示模型的属性集合,它包括模型的标示ID、模型的类型Type,以及反映模型功能和行为的变量;P可以包括对上述信息的操作和该模型向外界所提供的服务,P对S封闭;E表示模型所产生各类消息的事件集合;I为模型的多重接口,多重接口为模型的连接和了解一个模型的功能提供了一个窗口;O为模型中操作次序,它是反映模型中操作或子模型标示的一个构造数据类型,对基模型一般为空,对复合模型它反映了求解问题的步骤。 定义2:对任何DSS模型M(D(D为论域),DSS模型M为DSS模型模式的一个实例,DSS模型记为:M=;M=称为空模型,记为Mφ。 这里定义的DSS模型是一种结构级的组件。根据上述定义,我们可以定义模型的连接运算。 定义3:设M和N为两个DSS模型,如果修改模型M将影响模型N的运行或功能,则称模型N依赖模型M,记作:MN。如果模型N不依赖模型M,则记作:MN。如果模型N依赖模型M,而模型M又依赖模型N,则称模型M与模型N相互依赖,记为MN。 定理1:设A、B、C为三个DSS模型,如果AB,BC,则有AC。 定义4:设M1、M2、...、Mn和N为DSS模型,如果有M1N、M2N、...、MnN,则称N为由M1、M2、...、Mn组成的DSS复合模型。 DSS的基模型和复合模型是相对的,一个复合模型在构造更复杂的DSS决策过程模型时,又成为基模型。所以,在不造成混乱的情况下,可对两个概念不加区分。根据上述定义,我们可以使用组件开发工具实现DSS基模型,对DSS复合模型的设计与实现本课题采用下面策略。 构成DSS复合模型中所用的基模型M1、M2、...、Mn之间的关系有两种情形。其一是它们由纯粹基模型构造,并且它们之间不存在着依赖关系,即不存在基模型Mi、Mj使MiMj;其二是由基模型之间存在依赖关系,即存在基模型Mi、Mj使MiMj成立。对第一种情形我们可以通过组件容器把基模型组合成复合模型或通过编写程序的方法把基模型复合成复合模型,这里不再讨论。下面着重讨论第二种情形。两个基模型存在依赖关系意味着两个模型之间有消息的传递和方法的调用。我们可以采用在两个模型之间建立连接器的方法解决消息的传递和方法的调用,连接器与基模型的关系如图3。 这种DSS模型的调用关系与组件对象模型的调用关系有所不同。在组件对象模型的调用中,模型Mi 通常作为事件源,Mj做为事件的接受者,并在接到事件后执行相应的操作。而在DSS复合模型中Mj做为事件源,Mi作为事件的接受者,Mi在接到事件后执行相应的操 作或模型Mj回调Mi中的方法。 SLDSS的模型库管理子系统提供的功能包括自动建立模型、模型维护和模型的运算。 知识库管理子系统 SLDSS的知识库中存放了两类知识,事实类和规则类。对事实类的知识,如“今年银行利率增加”,表示为“ZJ(利率)”;再如,对于批处理的模型知识表示为GOTO(START,DLMXL);GOTO(DLMXL,JGSC),对规则型的知识以下列形式存放于规则库中,RULE(规则号,[条件1,条件2,条件N],结论)。例如,“如果工农业生产情况正常且银行利率不便且物价变化幅度不大,则用一元回归分析销售量,可表示为:RULE(22,[ZJ(“工农业”),BB(“利率”), BB(“物价”)] ,ZX(“一元回归”))。 SLDSS中的知识库由若干子库构成,不同的知识按其类别存放在不同的子库中,这样有利于知识的管理,同时也大大的提高了推理机的搜索速度。知识的推理采用正向推理和反向推理两种推理策略,对于专业领域知识的推理都采用正向推理,对系统知识的推理采用了反向推理策略,既方便又迅速。而对专业领域知识采用正向推理策略与实际情况较接近。 算法库、数据库的组织与管理 算法库的组织及管理SLDSS中算法库存放了一些与模型有关的算法,算法是模型的实现。这些算法以它们的计算机程序和有关算法使用的“智能”信息存放在算法库中,通过算法字典统一管理,算法库字典的结构为: 算法库字典是算法管理的主要依据,算法库的维护也就是其字典的维护,另外,算法库字典又是使用算法的事实性知识,系统推理机通过算法库字典的读取来完成算法的选择工作,算法库管理提供的功能有:算法建立;算法查询;算法修改;算法删除。 数据库的组织与管理SLDSS的数据有两种类型。其一是企业内部运行数据,这类数据可以采用关系模型加以描述并存储,这里不做讨论。其二是模型描述数据,这类数据描述了模型的属性、调用的条件、返回结果的要求和模型的功能(操作),它实际上是组件的接口。SLDSS中的模型采用三级结构表示法,这种表示法与人工智能中知识的框架——槽值表示法相对应。如线性规划模型,它的三级表示如下: 第一级结构:模型ID,模型名,模型用途,模型类型,算法名,同名序号,结果地址,二级结构ID;第二级结构:二级结构ID,变量数,方程数,同名序号,三级结构ID;第三级结构:三级结构ID,变量上限,变量下限,方程系数,方程系数2,方程系数3,方程系数n。 在上述三级表示中,第二级、第三级结构可以不同,这要根据具体模型而确定,但第一级结构对任何模型都是相同的,它是模型库的字典,是模型库管理的主要依据。 设计论文范文:利用磁场传感器KMZ52设计的电子指南针 摘要:介绍了目前用于定位系统中的电子指南针的工作原理,详细论述了磁场传感器芯片kmz52的工作原理,给出了用kmz52磁场传感器设计电子指南针的总体设计方案和电路,同时给出了设计中的一些特殊处理方法。 关键词:电子指南针;磁场传感器;kmz52 1 概述 指南针是一种重要的导航工具,可应用在多种场合中。电子指南针内部结构固定,没有移动部分,可以简单地和其它电子系统接口,因此可代替旧的磁指南针。并以精度高、稳定性好等特点得到了广泛运用。 Philips公司生产的半导体器件KMZ52是一种专门用于电子指南针的二维磁场传感器。它采用磁场传感器的磁阻(MR)技术,并用翻转技术消除信号偏移,而用电磁反馈技术来消除温度的敏感漂移。由于外界存在干扰,该系统集成了几种特殊的抗干扰技术来提高系统精度。 本文介绍了电子指南针的工作原理及电路设计,同时给出了其抗干扰设计以及信号和数据的处理方法。 2 工作原理与总体方案 图1是KMZ52的内部结构框图和引脚排列。图中,Z1和Z4为翻转线圈,Z2和Z3为补偿线圈。由于环境温度可能会影响系统精度,因此,在高精度系统中,可以通过补偿线圈对其进行补偿。KMZ52内部有两个正交的磁场传感器 分别对应二维平面的X轴和Y轴。磁场传感器的原理是利用磁阻(MR)组成磁式结构,这样可改变电磁物质在外部磁场中的电阻系数。以便在磁场传感器的翻转线圈Z1和Z2上加载翻转电信号后使之能够产生变化的磁场。由于该变化磁场会造成磁阻变化(ΔR)0并将其转化成变化的差动电压输出,这样,就能根据磁场大小正比于输出差动电压的原理,分别读取对应的两轴信号,然后再进行处理计算即可得到偏转角度。 整个电子指南针系统主要由传感器单元、信号调整单元(SCU)、方向确定单元(DDU)和显示单元四部分组成。电子指南针的总体设计框图如图2所示。图中,磁场传感器KMZ52用于将地磁场信号转化成电信号输出,信号调整单元用于将磁场传感器单元中的输出信号成比例放大,并将其转换成合适的信号hex和hey,同时消除信号的偏移。对于保证系统的精度来说,SCU是最重要的部件。通过DDU可将信号调整单元输出的两路信号hex和 hey进行放大,然后再按下式计算出偏转角度α: α=arctan煟瑁澹/hex 这样根据抗干扰技术算法对α进行处理就可得出该磁场的偏转角度,最后通过显示单元进行输出。 3 硬件设计 该电子指南针系统的电路设计如图3所示。由于KMZ52内部桥式结构的磁阻输出是差动电压,通过运算放大器可以成比例放大,因此,在测量地磁场信号时,为了将两个磁场传感器信号放大同样的倍数,可以将二者的翻转线圈串联,并对差动电压选用同样的运放结构。翻转信号从①口输入,X、Y轴差动电压信号则分别从②、③口输出。然后通过处理系统对传来的信号进行A/D采样、数值处理和校正后,即可得到所求的角度。 4 数值处理 由于KMZ52的输出信号很微弱,故信号干扰较大。在输出幅值很小的位置上,通常有300mV左右且变化很大的干扰;而在输出幅值时则近似保持恒值。两路信号幅值与角度的关系如图4所示。 为使二者的比值接近tanα煟埃鸡粒迹梗啊悖牭谋浠,可以在幅值较大且数值变化较小的角度范围内,使幅值保持基本不变;而在幅值较小且数值变化较大的角度范围内,用一个函数改变其幅值变化曲线。具体实现时,可按照一定角度对曲线进行分段,并对各段用一次函数y=ax+b去拟合。这样,就可以使幅值变化曲线接近tanα。角度划分越细,精度越高。磁场传感器KMZ52的精度为3°,若按15°划分,可将精度提高到1°。若按5°对其划分,精度可高达0.3°。如划分更细,精度还可进一步提高。若采用高阶函数去拟合,也可以提高精度。实际上,在精度要求不高的情况下,通常以15°划分就可以达到要求。 5 干扰校正 有时候,某些外来磁场叠加会产生一个恒定磁场,这个磁场对系统指示将造成影响。故可采用如下方法对其进行校正: 让整个系统在水平面上旋转一周,干涉磁场与地球磁场叠加会有一个最大值Vmax和一个最小值Vmin,记录下这两个值和达到最大值(或最小值)的角度φ,再经过校正,即可消除磁场的影响。现以图5所示的干扰校正方案为例来加以说明。 设地球磁场的大小为Vear,干扰磁场的大小为Vdis熢蛴校海郑澹幔颍剑ǎ郑恚幔+Vmin)/2 Vdis=(Vmax-Vmin)/2 这样,由正弦定理Vear/sinφ=Vdis/sinγ可求出γ。然后在α上加上γ角即可消除干扰磁场的影响。 6 结束语 本电子指南针采用特殊的数据处理方法提高了系统的精度。由于系统采用了抗干扰技术,因而减小了其它因素所造成的影响,使系统精度进一步得到提高。此外,该系统本身可测量2维磁场,故可以很方便地与另一个1维磁场传感器(KMZ51)组成3维测量系统,以消除倾斜现象。由于本系统可以采用各种处理平台来实现,因此具有良好的可移植性,可广泛用于定位系统,而且可靠性好,精度很高。 设计论文范文:有关企业信息发表与阅览系统的设计 1设计思想 本系统总体设计是客户端实现用户的注册和登陆界面设计与美化工作,利用Socket编程实现和服务器通信,服务器能处理客户端发出的请求,并能实现消息反馈。服务器实现与数据库连接,实现添加、删除和修改用户信息,实现多线程支持多个客户端用户同时在线。具体流程如下图: 2系统功能与实现 2.1功能设计 系统要求用户在登陆界面可以随时浏览企业的通知等动态信息,提供用户在日常生活中用到的日历、计算机等小工具,用户可以收藏自己感兴趣的网站并查看网页排名。用户在登陆前进行注册,为维护用户信息安全,需邮箱确认。为保证数据的安全性,采用C/S模式,通过服务器获取数据信息,减少客户端PC的运行负荷,充分发挥客户端PC的处理能力,提高响应速度 。 2.2模块分析 系统主要实现的功能模块有四个,分别是:用户桌面模块、系统管理模块、数据库模块、后台服务器模块。下面对这几个模块进行分析。用户桌面模块:用户桌面模块即客户端,用来显示主界面、注册界面、登录界面。主界面提供输入用户名、密码的登录操作;注册界面提供用户注册时需注册的姓名、性别、手机等基本信息;登录界面提供用户成功登录后显示企业的动态信息、用户日常使用的小工具及用户可以自己收藏的网站等。 系统管理模块:系统管理模块实现对系统进行维护和管理。数据库模块:数据库模块实现对整个系统的数据信息的存放和更新。后台服务器模块:后台服务器模块实现各模块之间数据的转发,实现多线程,完成数据更新,实现客户端、数据库及服务器三者的交互。 3系统实现的主要技术 3.1数据库设计 系统数据库配置是采用ODBC数据源加载SQL2008数据库,使用SQL数据库查询语言。数据库设计按照确定建立数据库目的和收集数据、建立概念模型、建立数据模型、实施与维护数据库四个步骤。 数据库模型采用关系(E-R)模型,关系模型是以二维表形式展现,对数据进行划分分析后,优化的关系数据模型的数据结构可分为3张表:表1(用户表)存放用户姓名、密码、邮箱等基本信息、表2(企业表)存放企业的通知等相关信息、表3(产品表)存放企业产品的编号、价格、库存等基本信息。 3.2客户端与服务器连接 客户端与服务器的连接是实现的难点。客户端是C#编写,客户端用C++编写。可以采用Socket编程。服务器端采用C++的Socket编程,完成对数据库SQL2008的登陆连接,保证数据库只存在于服务器端,通过对于不同权限的用户,设定不同的SQL执行权限,从而保证数据的安全性。客户端采用C#的Socket编程,利用TCP协议、与服务器端统一端口号与IP地址进行连接。具体步骤如下:服务器端: (1)加载套接字库,创建Socket; (2)绑定Socket到一个IP地址和端口; (3)将Socket设置为监听模式等待连接请求; (4)请求到来接受连接请求,返回一个新的对应于此次连接的Socket; (5)用返回的Socket和客户端进行通信; (6)关闭Socket,关闭加载的套接字库。 客户端: (1)用指定的端口号和服务器IP创建一个EndPoint对象 (2)创建一个基于TCP协议的套接字; (3)利用Socket对象的Connect()方法向服务器发送连接请求; (4)如果连接成功,利用Socket对象的Send()方法向服务器发送消息; (5)利用Socket对象的Receive()方法接收服务器发来的消息; (6)通信结束,关闭Socket。控制流程: 4结束语 本文通过C++、C#语言的研究,实现了一个基于C/S模式的企业信息与阅读系统。本系统在用户登陆模块实现界面友好,添加日常使用的小工具方便用户日常生活和工作安排。后台服务器端实现多线程编程,支持多个客户端同时在线。该系统可以便利企业对信息的以及用户对有关企业动态信息的阅读。加大信息传播的效率,增强用户企业之间的互动,从而提高企业的综合效益。 设计论文范文:人工景观湖生态水处理设计 一、生态水处理的社会需求 1、人的精神需求 随着社会的不断发展,人们的生活水平也在不断提高,尤其是住房条件有了明显的改善,住得宽敞,住得舒适,已经是人们对居住条件的最基本的要求。而更多的是期望生活在一个清晨推开窗,能呼吸清新的空气,能听到婉转的鸟鸣,在夕阳夕下,沐浴在如梦如诗的风景中,抛开尘世的烦恼,与自然亲密接触的环境里。 仅有翠绿,缺少了鲜活的气息,而精致的水景,使之成为水榭楼台,有了自然的灵气,使自然对人类更加亲近。平静的水常给人以安静、轻松、安逸的感觉;流动的水则令人兴奋和激动;瀑布气势磅礴,令人遐想;涓涓的细水,让人欢快活泼;喷泉的变化多端,给人以动感美……。水景不仅能增加周围空气的湿度,减少尘埃,提高负氧离子的含量,还能在小范围内起到调节气候的作用。 2、绿色环保需求 水是生命之源,不要让人类的眼泪成为地球上最后一滴水。所以人人都应该从身边的事做起,无论大小,都应考虑到我们的地球村。尤其是设计人员,在整体规划上就应该站在环保的高度,周密考虑。应该在水景水质要求和低耗能绿色环保之间寻找一个最佳的平衡点。循环过滤要投入大量人力物力财力,高耗能、高费水的设计首先就不应予以考虑。而投加药剂的方法虽然耗能不高,投资也不大,但是环境造成二次污染,威胁到人类的生存,影响到我们下一代的设计,也力求不让它成为现实。 下面我们来看一个房地产界的公式: A+B=C A——建设房屋的处理废水、能耗、维修的投入 B——房子建成后,在使用年限期间的所投入 C——全生命周期的投入 传统模式:A=336、B=340,总成本676 新型模式:提高A到390,将大大降低B的投入,B降至23. 即新技术、新材料、新的管理方式的使用,可使后期的投入成几何倍的减少,整个生命周期的成本降到413.真正的开发高手,增加建筑成本的5~10%,就能带来后期生命周期成本50~90%的降低,节约60~90%的后期管理成本。 采用何种设计能让人类与自然成为朋友,息息相关,和平相处达到环保社会效益双丰收呢? ——生态方式,最原始最自然也是最绿色的方法。 二、人工水景目前的状况 目前大多数的小区在规划设计中都考虑到了水景水质日常的维护,但大都是通过单一的手段来处理或物理或化学或生物,因而造成了前期投资大,后期运行费用多,成效却不显着的结果,水体的水质不稳定,或时而藻类泛滥,或时而水发黑发臭,蚊蝇滋生,并且整个水景常有人造的痕迹。 下面把人工湖、景观水的水处理方法进行一下简单的介绍: 1、物理方式: i.引水换水方式 当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多,水体的透明度下降,水质发浑。可以通过引水、换水的方式,稀释水中的杂质浓度,以此来降低杂质的浓度但是需要更换大量的水,而水资源在我国是相当的匮乏,势必要浪费宝贵的水资源。 ii.循环过滤的方式。 在水景设计的初期,根据水体的大小,设计配套的过滤沙缸和循环用的水泵,并且埋设循环用的管路,用于以后日常的水质保养。如果水体面积较大,必定延长循环过滤的周期,使水质不能达到预期的效果。和引水、换水相比较,虽然减少了用水量,但日常的电能耗费增加了,同时也增加了设备的日常维护保养的费用。 2、化学方法:投加杀菌灭藻剂 敞开式的水体,在阳光的照射下,会使水中的藻类大量繁殖,布满整个水面,不仅影响了水体的美观,而且挡住了阳光,致使许多水下的植物无法进行光合作用,释放氧气,使水中的污染物质发生化学变化,导致水质恶化,发出难闻的恶臭,水也变成了黑色。 所以投加化学灭藻剂,杀死藻类。久而久之,水中会出现耐药的藻类,灭藻剂的效能会逐渐下降,投药的间隔会越来越短,而投加的量会越来越多,灭藻剂的品种也要频繁的更换,对环境的污染也在不断地增加,而这种污染会影响我们的下一代。 所以说用化学的方式处理水质,虽然是立竿见影的,但它的危害也是显而易见的。 3、微生物方法:投加微生物 微生物在自然界大量而广泛的存在,是生态系统的重要组成之一。它们能将自然界中的动、植物的尸体及残骸分解,将一些有害的污染物质加以吸收和转化,成为无毒害或毒害较小的物质。 可以在景观水水质恶化的时候,投加适当的适量的微生物(各类菌种),加速水中污染物的分解,起到水质净化的作用。微生物的繁殖速度惊人,呈几何级增长,每一次繁殖都或多或少的会产生一些变异品种,导致微生物处理水质能力下降,而且很难控制其数量,其生长又受环境的影响很大,例如温度、气压等等。同时微生物的分解物,会造成藻类的大量繁殖,再次导致水质变坏。 因此用微生物处理水质,必须定期进行微生物的筛选培育、保存、复壮等等一系列专业处理过程,而且不能保证水质状况长期处于良好的状态之中。 三、EWT模式(EcologicalWaterTreatment) 生态学是一门边缘学科,它所涉及的领域相当广泛,有气象学、水文学、环境土壤学、环境地质学、环境毒理学、环境化学、环境经济学、环境社会学、环境微生物学、环境最优化、植物学、动物学、生物生理学、环境概率统计学、环境艺术设计学等等。 简单地说,生态水处理就是在水域中人为地建立起一个生态系统,无需人类的外在干预,整个生态系统能适应外界环境对它的影响,处在原始的生态平衡状态,和人类共生共存。 这个看似简单的过程却需要在施实之前,进行缜密地规划设计。 (一)了解当地的气候和水生物种情况 不同的地域气候不同,降水量不一,会显着影响生物的分布情况和生物的种类。根据当地的物种,选择适合培养的生物,能适应当地的生存环境,或耐旱、或耐涝、亦或耐低温、耐高温、耐碱、耐酸。在选择物种的同时,还必须兼顾这些生物在水生生态系统中生态功能,不仅能使整个生态系统稳定运行,还必须对整个水体有着净化功能。虽然水生植物都能吸收水中的无机盐,将其在阳光的作用下,通过光合作用为生态系 统中的其他生物直接或间接的提供食物,但是不同的水生植物对不同的无机盐在吸收能力上不尽相同,必须依据当地的水源水的水质,科学合理地选择水生植物。水生动物是生态系统中的消费者,离开它,整个生物链不能很好地循环。如果数量过多将导致生态系统中的生产者(水生植物)大大减少,生物链出现断裂;如果数量过少,生产者(水生植物)大量繁殖泛滥,生态系统也不会稳定;这些都会影响生物链进行到底。水生动物的数量一定要经过科学地计算,并结合实践经验确定。水生动物包括鱼类、贝类、各种原生动物等等。将它们引种到水体中,必须考虑到它们能否适应当地的环境,和水生植物的种类和数量进行配比;鱼类的食性不同,例如草鱼是植食性的,青鱼是动物食性的,鲫鱼是杂食性的。同一种鱼在不同的生长期,它的食性也会有所改变,例如青鱼的幼鱼以浮游动物为食,当体长达到15cm左右,开始摄食螺蛳、蚬,而成鱼主要以软体动物、底栖性的虾、水生昆虫的幼虫为食。同一种鱼,在不同季节的摄食量也不同。例如团头舫,一年中摄食量4月~11月最大。相同食性的鱼,摄食强度也不尽相同,例如草鱼的食量较大,日食量可达体重的40~70%,而团头舫的摄食强度则低于草鱼。不仅如此,鱼类的滤食特性,也会影响水质状况,所有这些都要综合考虑。 (二)微生物菌种 生物界菌种的种类繁多,都有着相当复杂的生理特性,例如有固氮菌、嗜铁细菌、硫化细菌、发光菌等等,这些生物在生态系统中起着举足轻重的作用,离开了它们自然界将堆积满动、植物的尸体,到处都是垃圾。 微生物的繁殖速度很快,数量呈几何级增长,在不断繁殖的过程中,极易受外界环境的影响产生许多变异的种类,这也是为什么微生物的种类不全部为人类了解的原因。这种变异或者会有利于人类对微生物的利用,或者会出现退化的现象。 在水生生态中,作为分解者的微生物,能将水中的污染物(包括有机物,某些重金属等等)加以分解、吸收,变成能够为其他生物所利用的物质,同时还要让它能够降低或消除某些有毒物质的毒性,成为真正意义上的地球环境的美容师。 首先根据人工湖的水源水质情况,利用现有的微生物,进行驯化,培养出适应当地情况的微生物,接着进一步对培养出来的微生物进行筛选,筛选出生理活性强的菌种,然后大量繁殖,投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性,一直处在高效的工作状态,在日常的工作中,必须定期对微生物进行筛选、保存、复壮,将变异带来的对微生物的影响降至最低,保持微生物物种的稳定性,这也是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。微生物菌种在水体中,不仅要完成它基本的分解有机物,降低或消除有害物质毒性的作用,还要能将水生植物的残枝败叶转换成有机肥,增加土壤的有机质,并且对土壤进行改良,改善土壤的团粒结构和物理性状,提高水体的环境容量,增强水体的自净能力,同时也减少了水土流失,抑制了植物病原菌的生长。 (三)人工湖的防渗漏过程 对于不同水域面积的人工湖,可以根据当地地质勘测部门提供的地质资料,设计不同的防漏设计。 人工湖的日常补水量的多少是降低日常维护开支的瓶颈,湖底防止湖水渗漏是人主观上能控制的,所以在人工湖开挖时,防渗漏工作就应该做到位。而降雨量、蒸发量虽然不能为人所控制,但可以从当地气象部门的资料上了解到相关信息,对日后的补水量的多少和何时会出现补水高峰、低峰做到心中有数,避免出现人工湖水位出现大起大落,影响生态系统的维护和人工湖的景观效果。 (四)人工湖的环境设计 人工湖投放了最佳的菌种,做成了最好的防渗层,配置了各种水生植物,放养了各类水生动物等等,才水质清澈,仅仅如此就能达到梦里水乡的效果吗? 环境设计是人工湖设计中画龙点睛之笔。 诗词有韵律美,音乐要有节奏感,水生植物的造景必须和周围的环境相协调,配合周围的陆地植物、建筑物、人工湖的土岸曲线,以及整个人工湖想体现的主题和气候特点,恰如其分地设计。 在配植构图上,要考虑色彩的调和。清澈泛绿的水色是整个水景的底色,根据水生植物的生长特性和观赏期,以及观赏部位不同(如观叶、观花等),错落有致,深深浅浅,绿色叠荡,或红或黄的花丛点缀,四季呈现色彩变化,充满韵律感。 (五)人工湖生态处理的优越性 1)无需循环设备的投资,无需额外的设备运行费用和维修保养费。 2)无需专人管理,也能达到水质要求。 3)整个水体自身调节能力增加,对水质的波动可以通过自身的生态来进行调整。 4)营造出一个更自然更优美的天然水景 设计论文范文:嵌入式设备鼠标接口的设计与实现 摘要:分析了PS/2鼠标的接口和通信协议,介绍了PS/2鼠标与单片机的接口设计方法,配合点阵LCD显示器,实现了嵌入式设备的图形化人机接口(GUI)。 关键词:PS/2接口 双向同步串行协议 GUI 当前嵌入式系统技术已得到了广泛应用,但传统嵌入式系统的人机接口多采用小键盘操作的文本菜单方式,用户操作较为不便。本文介绍了一种利用PS/2接口鼠标,在点阵LCD的单片机系统上实现图形化用户界面的方案。用窗口菜单和图形按钮取代了传统的键盘操作,具有成本低、效果好等特点,具有很强的实用性。 1 PS/2接口和协议 1.1 接口的物理特性 PS/2接口用于许多现代的鼠标和键盘,由IBM最初开发和使用。物理上的PS/2接口有两种类型的连接器:5脚的DIN和6脚的mini-DIN。图1就是两种连接器的引脚定义。使用中,主机提供+5V电源给鼠标,鼠标的地连接到主机电源地上。 1.2 接口协议原理 PS/2鼠标接口采用一种双向同步串行协议。即每在时钟线上发一个脉冲,就在数据线上发送一位数据。在相互传输中,主机拥有总线控制权,即它可以在任何时候抑制鼠标的发送。方法是把时钟线一直拉低,鼠标就不能产生时钟信号和发送数据。在两个方向的传输中,时钟信号都是由鼠标产生,即主机不产生通信时钟信号。 如果主机要发送数据,它必须控制鼠标产生时钟信号。方法如下:主机首先下拉时钟线至少100μs抑制通信,然后再下拉数据线,最后释放时钟线。通过这一时序控制鼠标产生时钟信号。当鼠标检测到这个时序状态,会在10ms内产生时钟信号。如图3中A时序段。主机和鼠标之间,传输数据帧的时序如图2、图3所示。 2 PS/2鼠标的工作模式和协议数据包格式 2.1 PS/2鼠标的四种工作模式 PS/2鼠标的四种工作模式是:Reset模式,当鼠标上电或主机发复位命令0xFF给它时进入这种模式;Stream模式鼠标的默认模式,当鼠标上电或复位完成后,自动进入此模式,鼠标基本上以此模式工作;Remote模式,只有在主机发送了模式设置命令0xF0后,鼠标才进入这种模式;Wrap模式,这种模式只用于测试鼠标与主机连接是否正确。 2.2 数据包结构 PS/2鼠标在工作过程中,会及时把它的状态数据发送给主机。发送的数据包格式如表1所示。 表1 鼠标发送的数据包格式 Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Byte1Y overflowX oberflowX sipn bitX sign bitAlways 1Middle BtnRight BtnLeft BtnByte2X MovementByte3Y MovementByte4Z MovementByte1中的Bit0、Bit1、Bit2分别表示左、右、中键的状态,状态值0表示释放,1表示按下。Byte2和Byte3分别表示X轴和Y轴方向的移动计量值,是二进制补码值。Byte4的低四位表示滚轮的移动计量值,也是二进制补码值,高四位作为扩展符号位。这种数据包由带滚轮的三键三维鼠标产生。若是不带滚轮的三键鼠标,产生的数据包没有Byte4其余的相同。 3 设计与实现 3.1 接口设计 因为PS/2鼠标接口采用双向同步串行协议,时钟脉冲信号以下皆称CLOCK总是由鼠标产生。因此,可以考虑这种方案:鼠标的CLOCK接主机的一外中断线,数据线以下皆称DATA接主机的某一I/O口线,如图4所示。 在主机程序中,利用每个数据位的时钟脉冲触发中断,在中断例程中实现数据位的判断和接收。在实验过程中,通过合适的编程,能够正确控制并接收鼠标数据。但该方案有一点不足,由于每个CLOCK都要产生一次中断,中断频繁,需要耗用大量的主机资源。 由于鼠标与主机之间以双向同步串行协议传送数据,若不考虑CLOCK,仅考虑DATA,则其数据帧的时序与单片机的UART异步串行时序类似。所以,采用了另一种方案:鼠标的CLOCK仍旧接主机的外中断,但鼠标的DATA接UART的接收脚RxD。参照图4 DATA改接RxD。在初始化过程中,主机利用CLOCK的外中断和RxD脚的I/O口线功能实现数据的传输。初始化完成后,切换到RxD功能即UART的接收引脚功能。因为鼠标已处于Stream模式的工作状态,这时鼠标能主动发送数据。这样,主机可以在每收到一帧数据时才中断一次。中断次数大大降低,减少了主机资源的耗用。 不过,在此方案中,必须实现另一个功能:主机波特率的自适应。因为PS/2接口的鼠标一般工作在10kHz~20kHz时钟频率。不同厂家制造的鼠标工作的时钟频率不同。嵌入设备主机要做到与不同鼠标的波特率同步和自适应,才能够正确接收鼠标传送来的数据。波特率的自适应是这样实现:鼠标上电自检时会产生一串时钟脉冲,利用鼠标时钟脉冲产生的中断,结合主机的定时器测量时钟脉冲周期,可以得出所用鼠标的时钟频率,进而求出波特率。通过设置相应的波特率寄存器,实现了波特率的自适应。 3.2 软件实现 软件实现原理框图如图5所示。 (1)鼠标初始化 最简单的初始化就是当鼠标上电自检完成后,主机给鼠标发送一个使能鼠标数据传送命令字节(0xf4),鼠标就会在默认设置状态下工作。主机也可实现自定义初始化,如:复位三次(Snd_CMD(0xff),Snd_CMD(0xff),Snd_CMD(0xff);设置采样率:Snd_CMD(0xf3),Snd_CMD(0x0a);设置解析度(2点/毫米):Snd_CMD(0xe8),Snd_CMD(0x01);设置缩放比例(1:1):Snd_CMD(0xe6);使能鼠标数据传送:Snd_CMD(0xf4)。鼠标每收到一个命令字节都会给出一个应答字节(0xfa)。 (2)两种方案的实现过程 两种方案的软件实现过程基本相同。只是后一种方案中,初始化时还要实现主机波特率的自适应,关闭时钟脉冲中断和打开串口中断。此后主机利用UART的接收功能接收鼠标数据。 (3)图形化人机接口(GUI)的实现 在点阵式LCD显示屏上实现图形化的人机接口界面,主要有两个方面:一个是菜单图标的实现;另一个是鼠标光标的实现。实现菜单图标,显示屏一般工作在图形显示模式。菜单图标有正常显示状态和反显状态,它们都用函数实现:void Draw_ICON(signed int xICON, signed int yICON,unsigned char *pDatICON)。xICONyICON是图标所在位置的左上角坐标值,pDatICON是各个图标及其不同显示状态的点阵码值。反显状态是当图标被光标滑到或点取时才显现的。实现鼠标光标,又分两种情况。一种是单层显示的LCD,只能由程序画出鼠标光标。但是,当光标移动较快时,画出光 标的点阵图形需要耗用较多的主机资源。另一种是有双层显示和光标功能的LCD,只需程序控制它的光标移动位置,无需程序画出光标的点阵图形,因而耗用主机资源较少,实现起来效果较好。两种方案简单、明了,容易实现,都已在实验中得到验证。并且,后一种方案已在某一仪表系统中得到成功应用。总体来说,随着嵌入式处理器性能的不断提高,在嵌入设备中接入鼠标,既可灵活使用,也可减少因接入许多按键而占用的口线数,还能使LCD的图形化显示界面更美观、更人性化。 设计论文范文:TATbed无线自组织网络测试平台设计与实现 摘要: 设计了并建立了一个无线自组织网络测试平台系统——TATbed(Tsinghua Ad hoc network Test bed)。通过开发底层网卡驱动、路由算法协议模块,使得普通PC机成为独立的自组织网络终端;同时通过监测、统计多个终端之间的数据传输状况获得网络的实测性能指标。目前平台中已经实现对多种路由算法协议的测试支持。 关键词:自组织网络 测试平台 路由算法 多跳自组织网络(Ad hoc network)由多个独立的具有路由(交换)功能的用户通信终湍组成。网络中的相邻终端可直接建立端到端的通信链路;非相邻终端可动态地搜索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至最终的目的终端。在自组织网络中,无线信道环境的快速变化及终端的移动性造成了网络拓扑结构不断变化。因此,如何搜索、维护有效的路由成为自组织网络研究中的难点问题。近年来,研究者提出了多种路由协议草案,如DSR、AODV、SAR等,其性能的评估数据基本上利用网络模块软件如OPNet、NS-2/GloMoSim等仿真得到。由于仿真软件中采用的无线信道、终端分布、终端运动等模型与真实的网络环境相比均有一定的简化,所以在自组织网络技术进入实现商业应用之前,构建实际的Ad hoc网络硬件测试平台对其各层次的网络协议算法设计进行性能测评是十分必要的。但现有的各种无线终端均不支持任何自组织路由协议。 本文设计并实际建立了一个无线自组织网络测试平台系统TATbed。通过加载相应的底层驱动及测试系统软件,使得配有无线网卡的普通PC机成为独立的自组织网络的实际终端;测试平台对各种路由算法协议提供了统一的模块接口,设定相应的路由算法和测试参数蝗,即可通过检测各个终端间的数据传输状况,得到此路由算法的实际性能的统计结果。同时,测试平台可兼容各种无线网卡标准,如IEEE802.11系列、HiperLan系列等。目前TATbed测试平台已经集成了多种Ad Hoc网络的专有路由算法协议,AODV、DSR、SAR、FSR、ZRP等,并可真实地再现Ad hoc网络应用所处的实际环境(包括终端的移动性与客观信道的实际情况),为研究Ad hoc网络在多种环境下的性能与特点提供可操作平台,对进一步研究Ad hoc网络的结构设计和其各层网络协议算法设计的测试、评估、优化更具有参考价值。 本文结构如下,第一节介绍测试平台系统的总体结构,第二节介绍系统的关键模块设计,第三节介绍其实际应用和总结。 1 平台结构 TATbed无线自组织网络测试平台的设计目标是开发支持多种Ad hoc网络路由算法协议的测试终端以构建实际的Ad hoc测试网络,并通过检测各个终端间的数据传输过程对自组织网络的各种实测性能指标进行统计、评估。 TATbed测试平台由一定数量的独立的自组织网络终端构成。在实际平台设计中,在配有无线网瞳的PC机(笔记本电脑)基础上开发了支持多种路由算法协议的自组织网络终端,每个终端依据设定的路由算法协议自行组建Ad hoc网络并进行数据传输。图1为TATbed平台的实际测试示意图。 TATbed测试平台的软件系统包括传输任何生成器、终端处理器和数据统计器三部分。 在测试开始前,传输任务生成器将根据设置的测试参数,生成每个终端的起始传输任务列表,以精确地控制测试过程网络的传输负荷。在传输任务列表中定义了整个测试过程中每组数据包的源发出节点、最终目的节点、数据包数量、发出时间。 测试开始后,每个终端上的终端处理器将读取其对应的传输任务列表,在规定的时间进入发数据包流程,处理需要发出的数据包,同时监听无线网卡接收到的数据包并进行相应的处理。在测试过程中,终端软件模块记录下本节点收到和发出的每个包的信息,包括收(发)时间、包头信息、包长度等。 测试结束后,根据本次测试的整个网络的起始传输任务列表和每个终端在测试过程 保存的收发包记录,数据统计器统计分析、计算出相应的测试指标,包括网络容限、节点平均吞吐量、数据包成功传输率、数据包平均传输延时、延时抖动、数据包传输路径平均跳数、系统路由开销等。 2 自组织网络测试终端设计 由于现有的各种通信终端设备均不支持任何自组织网络中由算法协议,因此开发自组织网络测试终端成为整个测试平台构建的关键。在TATbed测试平台中,通过在装备了无线网卡的PC机上安装终端处理器,使其支持多种自组织网络的路由算法协议,成为实际 自组织网络中的终端。 在现有的标准PC机系统下,网络层采用IP协议,终端之间的连接地址的标识来判别,应用层的传输任务经过数据打包处理后直接交无线网卡发送,并且只有当数据包的源节点和目的邛树熊处于相互无线网卡信号覆盖范围内时,才能成功发送IP数据包,终端本身并不支持任何路由功能。在TATbed测试平台系统中,终端的MAC层和网络层之间加载了自行开发的驱动模块,以支持无线自组织网络中的多跳传输,形成个虚拟的传输链路,为普通数据包的发送提供传输路由,如图2所示。 终端处理器在Windows操作系统提供的NDIS(Network Driver Interface Specification,网络驱动程序接口规范)层基础上开发,包括底层接口驱动、路由算法模块和数据包的监听记录三部分。其结构如图3所示。 为测评各种不同路由算法协议的性能,终端处理器中的接口驱动设计为一个自定义的标准路由算法接口。该接口将各种路由算法协议完成的寻找路由、确定路由民系统网络层完成的其他功能,包括与上下层之间的传递、包头内容的填写等工作分离,使得路由算法协议成为需要嵌入的单独子模块。不同的路由算法协议只需要遵循接口定义编写相应的子模块即可。目前,TATbed测试平台系统可支持AODV、DSR、SAR、WRP、Fisheye、CBRP、ZRP等多种自组织网络路由算法的测试、评估。同时,由于终端处理器接口驱动中载在NDIS层上,使得测试平台对MAC层协议透明,因此测试平台可根据测试需要选用各种基于不同传输标准的无线网卡。目前系统中选用了基于IEEE802.11b标准的网卡进行测试。 包头的第0~13字节为标准的Ethernet-MAC包头格式,第14~27字节为扩展的“路由信息”域,之后是实际的用户数据。对于来自高层(网络层)的数据包,终端从其IPv4标准包头中读出此数据包最终发送的目的地址并将这一“最终目的地址”保存在“路由信息”域的“最终目的节点IP地址”项内;同时调用路由算法模块,根 据其最终目的地址获取其对应的多跳路由信息,并将实际的下一跳的接收节点的地址写入第7”12字节处的“下一跳接收节点MAC地址”项内,然后将此数据包交下一层(MAC 物理层)无线网卡处理发出。对于来自底层无线网卡接收到的数据包,终端读取“路由信息”域的“最终目的节点地址”,如果此地址与其自身地址相符,则交上层网络继续牏如果不相符,则调用路由算法模块,得到对应的多跳路由中下一跳的接收节点地址,然后交无线网卡处理发出。对于路由算法协议中规定的其他非数据包,如路由搜索包、路由应答包、路由失败包、周期性握手信息包等,则在“包类型”域中标示区别,由无线网卡收发后直接调用相应的路由算法模块处理。3 系统应用 TATbed无线自组织网络测试平台在普通PC机上开发了支持多种自组织网络路由算法协议的实际无线终端,以构建一个实际的无线自组织网络测试系统。笔者利用此平台已经成功地对AODV、SAR路由算法在多种实际网络环境参数下进行了性能的实测比较分析。测试结果可应用于实际的自组织网络由算法的性能评估、设计优化等方面。同时,TATbed终端软件模块的设计使其可应用于任何基于Windows内核的硬件设备上,具有高度的通用性、灵活性和可扩展性,在无线自组织网络的实际网络系统性能测量、网络规划优化设计、网络各层次算法协议性能评估等诸多方面均有其独特的应用优势。 设计论文范文:红外线感应自动门的理论设计 以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。单片机与门结合的产物即自动门系统。主要应用于通过单片机对步进电机的正转、反转进行控制,从而对门进行开、关的控制。在门的两侧各有一个感应器,分别感应从里面出去和从外面进来的人。当有人或物品进入到感应器的扫描范围内,感应器就会做出感应,向中央处理器提出申请,中央处理器转而 控制电机进行正转,实现了开门的过程。 一、红外线探测器的选择与设计 (1)红外线探测器的电路设计。由电压响应度表达式可知,传感器的电压响应度与入射光辐射变化的频率成反比,因此物体移动速度越快,同样的入射功率下输出电压就会越小,只有达到报警阈值电平时,探测器电路才会有电压信号输出。利用热释电探测器Pspice 等效电路模型设计实用探测器电路原理:当人体进入警戒区,人体温度会引起环境温度辐射场的变化,通过菲涅尔透镜,热释电红外探头感应到的是人体温度与背景温度的差异信号,则在负载电阻上产生一个电信号,采集的电信号触发外围电路,最终实现报警。热释电红外探测器外电路采用的器件:红外探测器专用芯片红外传感信号处理器BISS0001,热释电红外探头RE200B (传感器),及一些外围元件(电阻电容)。检测元件BISS0001 是CMOS 数模混合专用集成电路,具有独立的高输入阻抗运算放大器,可与多种传感器匹配,进行信号预处理,另外,它还具有双向鉴幅器,可有效抑制干扰,其内部设有延迟时间定时器和封锁时间定时器。 (2)红外专用芯片BISS0001。热释电红外线传感器是一种新型高灵敏度探测元件。主要用于电源开关控制、防盗防火报警、自动门等。本次设计采用红外专用芯片BISS0001,BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。 二、红外感应自动门控制电路的设计 2.1主控芯片的选取与设计 外感应控制芯片种类繁多,如HT-7610系列,WT8075控制芯片,KC778B红外传感专用集成芯片,AT89C51红外专用芯片等。通过综合它们的性能及本设计的设计要求,本次设计选用AT89C51红外专用集成芯片。 (1)功能特性。AT89C51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个可编程I/O口线,2个16位定时/记数器,一个5向量两极中断结构,一个双工串行通信口,片内振荡器及其时钟电路。AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/记数器,串行通信口及中断系统继续工作,掉电方式保存RAM的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 (2)接口功能:Vcc:电源电压,GND:接地;P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O,即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校检时,输出指令字节,校检时,要求外接上拉电阻。P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。Flash编程和程序校检时,P1接收低8位地址。P2口:P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“ 1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI指令)时,P2口线上的内容(也即特殊功能寄存器区中的R2寄存器的内容),在整个访问期间不改变。Flash编程和程序校检时,P2亦接收高位地址和其它控制信号。P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写如“1”时,它们被上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能。端口引脚第二功能:P3.0 RXD (串行输入口) P3.1TXD (串行输出口);P3.2NT0 ( 外中断0);P3.3INT1(外中断1);P3.4T0(定时/记数器0)P3.5T1 (定时/记数器1);P3.6 WR(外部数据存储器写选通);P3.7 RD(外部数据存储器读选通);P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号;RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG:当访问外部程序存储 器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于地址的低8位直接。即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条MOVX和MOVC指令ALE 才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。PSEN:程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C51由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的PSEN信号不出现。 2.2红外感应自动门的控制电路的设计 整个过程由红外探头探测人体红外信号,然后由S源极输出给BISS0001的14脚,1IN+脚为芯片内第一级运放的同相输入端,具有极高的输入阻抗,极易与外接PIR的源极S相匹配,能将PIR探测到的人体微弱红外信号无损耗的传过来,经第一级运放高增益放大后,由C4耦合至第二级运放再次放大,经比较器,双向鉴幅器后,检出有效触发信号,去启动延迟时间定时器,由2脚输出高电平的控制信号加至AT89 C51的P3.2脚。人体的移动频率一般在0.1~10Hz的范围内,因此在设计放大器时既要考虑需要放大的信号的频率,使人体辐射的微弱信号得以通过,又要考虑抑制其他物体辐射来的红外信号和干扰信号的混入,故选择0.2~8Hz的低频带通滤波器,计算:f = 1/2 C3R3=1/6.28×103×2M = 8 Hz;f =1/2 C1R1=1/6.28×3.3K×103=0.2 Hz 当f=1Hz时,其单级增益G1为:G1=20㏒2 fC2R3/(1+2 fC2R2)(1+2 FC3R3) 由分析可知:C2=47u;R2=47K;C3=103u;R3=2M;带入公式计算得G1≈35dB,故单级增益为35dB。 同理可计算二级增益。C4=10u;R4=10K;C5=103u;R5=1M;带入公式得G2 ≈ 40dB,故总增益为75dB。以满足后级所须的驱动信号。COP1、COP2为电压比较器,组成一个双相鉴幅器。由于V =3.15V,V =1.35V,所以当V 为+5 V电压时,可有效地抑制±0.9 V 的噪声干扰,提高系统的可靠性。COP3为一条件比较器,当输入电压VC 在开门和关门的过程中,系统通过光电编码器,一直监视电机的速度和位移。如果电机的速度远小于期望的速度,我们就认为撞到了障碍物或人,就会立即使门停下,然后执行倒转运动P1口的P1.0~P1.3口与行程开关相连,与行程开关相连电阻提供电流,当对引脚写“1”时,芯片通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,进而可驱动TTL逻辑门电路。其中四个行程开关为两个控制电机减速,两个控制电机停止。P1口的P1.4、P1.5口连接手动开关按纽,与上述同样的原理,作为I口用时,当对引脚写“1”时,芯片通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,进而可驱动TTL逻辑门电路。P2口的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3分别连接嗡鸣报警,电机过热报警,电压过高报警,速度异常报警,此时作O口用,由相应的检测模块检测状态,出现异常便输送信号给相应引脚,输出电流,导通二极管,驱动报警器。C1~C12采用RTX-1/8W型碳膜电容器;R1~R16采用RT-1/8W型碳膜电阻器。
浅析露天采矿电机设备运行管理:露天采矿机电设备的运行管理措施 摘 要: 随着经济水平的不断提升,也带动了各个行业的发展,矿山开采是我国经济建设过程中的重要行业,是为社会生产提供充足的煤矿资源的重要过程。在露天矿山开采过程中各种机电设备长期使用会出现老化、损坏,必须要加强管理,及时维修,对于维修用的各种物资要准备充分,确保露天开采机电设备保持正常状态,以防对煤矿开采效率和安全性产生影响。本文对露天开采机电设备运行管理过程中的问题和对策进行分析与探讨,旨在提高露天开采机电设备运行水平,及时对各种故障进行排除。 关键词:露天开采机电设备 运行管理 检修 问题 对策 引言 露天矿山开采是我国经济建设过程中的重要内容,是为社会生产提供能源的重要途径,在露天矿山开采过程中,随着开采任务的不断增大,开采过程中的难度逐渐增大,对露天矿山开采机械设备的应用也越来越多,而且需要更多先进的开采设备。在露天开采机电设备运行过程中,安全性和稳定性是重要因素,机电设备在长期使用过程中会不断老化,零件会出现损坏,对机械设备的使用水平带来较大影响,因此在露天矿山企业发展过程中,要积极加强对各种机电设备的运行管理。尤其是针对露天开采机电设备中的各种电气设备、硬件设备,要定期进行检查,例如及时更换零件、对机电设备硬件进行维修等,发现设备故障问题则要及时进行处理,防止故障扩大影响机电设备的稳定性和可靠性,对生产人员进行安全保护。当前露天开采机电设备运行过程中的管理制度不够完善,对机电设备的维修工作的开展有一定影响。 一、露天开采机电设备运行管理的重要性 在露天矿山开采过程中,安全性是一个基本前提,在确保安全生产的基础上,要提高生产效率,促进企业经济水平的提升。露天矿山开采必须要使用各种机电设备,设备安全问题是企业发展过程中考虑的重点,机电设备的利用率、管理水平不仅会影响企业的生产水平,还会影响安全管理水平。因此在露天开采机电设备运行过程中应该要及时进行监管和检测,提高设备的利用率,同时要定期进行维修养护,对露天开采机电设备存在的问题进行有效地处理,防止事态严重化。露天开采机电设备运行管理是企业发展过程中的重要任务,可以确保露天开采机电设备正常运行,是确保露天矿山开采安全、稳定、高效生产的基础。露天开采机电设备运行管理的重要性体现在三个方面:第一,确保设备正常运转。在露天开采机电设备长期运行过程中,设备会出现老化,通过检修与维护,可以提高设备的稳定性,对设备出现的问题和故障进行处理,从而确保露天开采机电设备正常运转。第二,减少安全事故。露天开采机电设备的安全隐患较大,尤其是各种露天开采机电设备设备出现故障之后如果不能及时进行处理,则可能会引发更加严重的安全事故,不仅对企业的发展产生影响,还会影响社会和谐与稳定,而机械设备的运行管理是对机电设备安全事故进行发现和控制的重要手段,可以有效降低安全事故发生率。第三,提高企业生产效率。在露天矿山开采过程中,通过机械设备可以极大地提高开采效率,而且随着企业的生产规模不断扩大,企业还需要引进一些新的机械设备,科学合理地使用机械,对机械设备进行管理,可以提高企业的生产水平,提高产煤量。由此可见,加强露天矿山开采机械设备的管理对于煤矿企业的发展具有十分重要的意义。 二、露天开采机电设备管理存在的问题 1.机电设备管理制度不完善 露天开采机电设备是煤矿企业生产过程中的重要工具,是提高生产效率的重要物质基础,在露天矿产开采过程中必须要加强对各种机电设备的规范化管理,设计相应的管理制度,才能确保机电O备得到充分利用。但是当前有的煤矿企业在发展过程中对机电设备管理的重视程度不够高,从而导致机电设备管理水平不高,对机电设备的使用安排设计不合理,导致一些设备过度使用,一些设备出现闲置,机电设备没有得到均衡利用。 2.机械设备的维修养护问题 2.1对露天开采机电设备维修的重视程度不够高。在采矿行业发展过程中,露天矿山开采设备的安全性与稳定性直接关系到煤矿开采效率,各种机电设备都有一定的负荷量,有疲劳期,使用过程中必然会产生各种故障问题,企业对机电设备故障维修的重视程度直接影响机电设备运行水平,当前有的煤矿企业在发展过程中对经济效益的重视程度高于机电设备运行管理的重视程度,过度利用机械设备,因此导致一些机电设备故障问题得不到积极有效地解决。 2.2露天开采机电设备检修为维护水平较低。在露天开采机电设备运行管理过程中,传统的方式是人工检测与维修,对于一些机电设备故障而言,单纯地依靠人工运行管理效果不佳,很有可能会被忽视,等到故障问题比较明显的时候再进行维修,则可能会错过最佳的维修时机。总体说来,在传统的运行管理过程中自动化程度不够高,对露天开采机电设备的检修质量产生影响。 3.操作不规范问题 在露天开采机电设备运行过程中,由于技术人员的操作技能不规范,对机电设备的性能会产生十分重要的影响,例如在露天开采机电设备操作过程中,各种参数的设计不准确、操作流程不正确等,都会导致露天开采机电设备运行故障,对煤矿生产效率产生影响。 4.能耗问题严重 露天开采机电设备生产必须要有充足的能量,在使用过程中由于一些技术人员的不规范操作、使用过程中的节能意识比较薄弱,从而导致露天开采机电设备的能耗过大,不符合绿色生产理念,对于煤矿企业而言,能耗过大也会导致企业的经济效益受到影响,不利于企业现代化和可持续性发展。 三、露天开采机电设备运行管理措施 1.不断完善机电设备的管理制度 1.1加强机电设备的档案化管理。随着煤矿企业的不断壮大,企业发展过程中对各种机电设备的需求也越来越大,为了不断提高企业生产水平,要加强对各种机电设备的合理使用。在煤矿企业中针对数量巨大、种类繁多的机电设备,应该要加强档案化管理模式的应用,对煤矿企业中的开采机电设备进行分类、归档,从而能够确保机电设备的使用、维修、管理等都有章可循,更加规范,防止机电设备闲置和过度使用等极端情况的发生。在信息技术时代,煤矿企业应该要积极加强对各种信息管理系统的应用,建立不同的信息库,例如机电设备入库管理、出库管理、维修管理等,都要有对应的信息系统,及时对机电设备的档案信息进行更新,确保系统中的信息与最新情况保持对应,有助于企业的管理者以及技术人员对机电设备的状况进行了解。 浅析露天采矿电机设备运行管理:露天采矿技术及其采矿设备的发展思考 摘 要:随着经济建设的不断创新与发展,工业在整个国民经济建设中的重要地位越来越突出,尤其是在当前社会大发展背景下,作为工业的重头项目之一露天采矿也获得了较好的发展,在采矿技术及设备使用上都与以往传统的技术工艺、设备有着明显的区别,很大程度上推动了我国工业的创新与发展,但是与此同时也应该看到其存在的不足,与国外发达国家相比仍存在着许多的差距,下面文章就露天采矿技术及设备的使用情况及发展前景进行详细地阐述,希望通过文章的介绍可以为相关人员提供一定的参考意见。 关键词:露天采矿;技术和设备;发展前景 从某种意义上来讲,能源在开采的过程中将会出现各种各样的问题导致资源的浪费,其人类在开采过程中也是经历了一段相对比较漫长的探索时期,并且各个阶段所呈现出来的开采工艺也是有着较大的差别,随着人类社会的不断进步,人们在开采过程中为了适应时代社会发展的需要,不断总结其创新方法和施工工艺,相关设备也在不断更新与完善,下面文章就以露天采矿技术及设备的现状为例进行分析。 1 露天采矿技术 露天采矿技术是为了更好地适应时代社会发展的需要,而出现的一种采矿技术。但就目前发展阶段而言,于我国还处于理论与实践相结合的研究阶段,并没有完全应用于实际生产生活中,常见的几种露天采矿技术如下: 1.1 间断开采技术 间断开采技术顾名思义,就是利用大型机械设备对其进行煤矿生产。通常情况下是由卡车进行运输,但是此种作业模式由于功率较大,油耗较高,因为在维护成本方面就会大大增加,而且卡车在运输途中会造成一定程度上的环境污染。所以为了改善此种情况带来的种种问题,尤其是近年来降低油耗,减少污染等方面做了大量的研究与试验。比较常用的是卡车辅助架线技术,这种技术主要是利用供电的方式使得发动机处于怠速状态,这样就能减少大量的耗油以及尾气的排出,同时也会采取节能耗油燃料如柴油或是液化天然气,同样能够起到降低耗油的目的。 1.2 半连续及连续开采技术 这种技术是目前比较常见的一种开采技术,尤其是针对近年来提出的低碳理念、绿色能源发展,这种开采技术一定程度上实现了对环境污染小,运输成本低的作业要求,但是它对于工作环境及地质要求都比较高,在一些难度施工作业比较大的地质环境下,半连续及连续作业的爆破技术很难达到理想的效果,这就一定程度上增加了作业成本。对于所使用的机械设备而言,也提出了较高的要求,通常情况下必须选择与施工作业相符的自动式破碎剥离仪器,将岩土碎石运输至排土场中,这种技术其优点是成本低,效率高。 2 露天采矿设备 2.1 露天采矿设备的特征 2.1.1 大型化设备为主 露天采矿设备逐渐向大型化发展,无论是在开采、运输还是工程应用机械方面,都呈现这一发展趋势。就我国目前而言,大部分露天煤矿采用的自卸卡车载重量都在200吨级,但是随着机械化的进程不断加快,承载力300吨级的自卸卡车也逐渐投入应用,如某公司的930E卡车。从采剥设备来看,使用的一般是电铲,斗容量在25m3~60m3之间。如PH4100XPC电铲,斗容60m3。穿孔设备一般采用孔径为150mm~300ram的牙轮钻机,如阿特拉斯的CDM75E钻机。工程机械如履带推土机,发动机达到900马力。 2.1.2 设备日益专业化 设备的日趋专业化对于露天采矿技术而言是极其重要的,尤其是就目前的开采结构及作业特征对于设备的使用也提出了较高的要求。在开采过程中,使用先进的技术仪器可以大大提高开采效率,降低成本。其运输过程中对于设备的使用也有着特殊的要求,所以针对设备的使用情况必须依据实际施工作业要求选择合理的施工设备,从而提高工作效率。 2.1.3 设备移动性强 受开采作业的特殊环境要求,在整个作业实施过程中对于设备的移动有着较强的技术要求,所以在实际开采过程中要根据开采情况适时调整设备,确保设备在使用过程中可以随时移动,如在半连续作业的情况下通常都是采取自移式的设备来实现对煤矿的开采。 2.2 露天采矿设备的发展趋势 2.2.1 向大型化发展 近年来国内装备制造业也不断制造出了各类大型露天采矿设备,部分设备性能比肩国际品牌。如某公司生产的WK-55电铲,斗容已达55m3。某公司生产的NTE型卡车,载重量已达300吨级,制造的900马力履带推土机,在实际生产中都有良好表现。设备的大型化实现了高产高效,为企业带来了良好的经济效益,而且大型设备相对配置的人员较少,降低了管理风险。同样生产能力的设备,单台套能力越大,经济效益越好。但在生产过程中也存在相关问题。近年来,随着国家对小煤矿的整合,部分露天煤矿在开采过程中经常遇到采空区。而大型设备由于自重较重,如地面下有采空区,及易发生压塌地面的情形,对设备及人员造成极大隐患。这也为设备的大型化提出了挑战。也是今后设备大型化过程中不得不考虑的问题。 2.2.2 向智能化发展 智能化技术的出现是为了更好地适应时代社会的发展需要,尤其是近年来各种信息技术的层出不穷,很大程度上推动了相关行业的建设与发展。露天开采技术相关设备的使用在实际中也获得了较好的成效。尤其是讲智能化技术应用于开采技术设备中,使得开采效率大大提高,并随时能够针对开采进程进行合理的实施监控,依据存在的不足可以准确判断出存在的一系列问题,并提出有效的解决方案,这是传统开采技术所无法比拟的。目前,大部分的采矿设备都配有车载监视系统,在无线电技术的帮助下可实现对设备的实时监控,提高设备的使用效率和使用周期。如在钻机上安装GPS定位系统用于钻孔的精确定位,以提升爆破质量。 2.2.3 向人性化发展 露天采矿设备在设计阶段就开始注重人性化问题,全面、合理的考虑到设备使用的安全性和舒适性,不断地进行优化设计,做到“以人为本”。同时,采矿设备的安全性提高也可以减少安全事故的发生,保障施工人员的生命安全。如卡特彼勒的789卡车,驾驶室地板及平台较厚,以防止前轮爆胎对驾驶室的冲击和伤害。采矿设备舒适性的提高则有助于缓解操作人员的疲劳问题,提高工作效率。 目前在国外很多大型制造上为了更好地提升产品的竞争力都在产品设计上及技术要求上有了较大的创新与改革,将相关设备融入人性化理念,减少设备作业过程中所产生的各种噪音问题,为其人员提供更加舒适的作业环境,不仅如此,还大大提高了工作效率。 3 结束语 通过上文的分析得知,我国露天采矿技术虽然在一定程度上获得了较好的发展,但是与国外发达国家相比仍存在着许多的不足需要完善。作为一名开采者要不断提升自身对于专业知识的认知与开采技术的创新与发展,要借鉴国外先进的管理理念与开采技术,并将其与我国的实际情况相结合,从而建立一套符合我国煤矿开采的技术理念,不断加以新,从根本上推动我国露天采矿技术的发展,进而造福于社会。 浅析露天采矿电机设备运行管理:探讨露天采矿机电设备的运行管理措施研究 【摘 要】随着社会的飞速发展和人民生活水平的不断提高,在现今社会,现代化科学技术在煤矿领域的运用使得煤矿企业在安全稳定运行的同时提高着生产的效率。露天采矿机电设备的运行管理在煤矿企业的运作中有着很重要的地位,机电设备的安全稳定运行对机电设备的科学合理管理水平有着重大的考验。在我国,社会经济体制的驱动作用下,大部分地区的露天煤矿数量也随之增加,这对其使用的露天采矿机电设备有着很大的要求,本文结合个人多年实践工作经验,就现今今阶段下露天采矿机电设备的运行管理措施进行研究探讨,希望能够起到抛砖引玉的作用。 【关键词】煤矿企业;露天采矿;机电设备;运行管理;措施研究 能源在人民大众的日常生活中处处可见,煤炭资源作为我国能源体系中重要组成部分,对推进我国社会经济的发展有着重要的作用。由于煤炭资源的独特性质,在开采过程中对人员设备的依赖性非常强,在现今阶段,煤矿企业的整个生产运行过程中机电设备运行的好坏,运作过程是否稳定,直接影响着煤矿企业的安全生产任务,所以,在煤矿企业运行过程中必须对机电设备有一个科学合理的管理措施,本文结合个人多年实际工作经验,就此问题展开分析研究。 1.加强煤矿企业的机电设备管理和运行过程中所需的人员管理 (1)企业发展的好坏直接受企业制度的影响,煤矿企业想要得到长远的发展,就必须有一套适合自己的,科学合理的管理制度。在煤矿企业的运行中,不仅机电设备的运行管理是重要的,而且机电设备的相关人员对机电设备进行管理维护也是非常重要的,在现今阶段社会经济体制的影响下,煤矿企业必须加强管理维护机电设备的人员素质,在日常运作中,要有一整套具体的管理维护体系,要对机电设备管理和维护的人员有一个划分,在管理运作的同时定期对机电设备进行维护检修,把可能发生的安全隐患要从源头上杜绝。 (2)二十一世纪是一个信息化的社会,现代科学技术是煤矿企业机电设备运行的主要依靠,在煤矿企业的运作模式中,应该加入包含资产模型和设备台帐的基础应用系统,现今情况下,煤矿生产对机电设备的运用分析具有一定的依赖性,在对机电设备进行管理时,要通过煤矿生产系统中的实时监测系统,对机电设备的运作方法和运作过程中可能出现的问题做到心中有数,在发现问题时快速的对其进行解决,达到资源利用的最大化。 2.对煤矿企业的机电设备运行管理力度进行加强 (1)在企业机电设备运行管理中实行责任制管理模式。在当今社会的每一个领域,都有一套与之适应的规章制度,同样,在煤矿企业的机电设备管理运行中,也必须有一套科学合理的赏奖罚制度。由于煤矿企业生产的特殊性,导致生产管理的运行过程不能出现一点差错,所以,在煤矿企业的机电设备运行管理中应该实现责任制的管理模式,把生产操作过程所涉及的方方面面进行责任到人的划分管理,对相关管理人员的工作责任心及企业归属感进行加强,在整个管理体系中奖罚分明,提高相关工作人员的生产积极性。 (2)定期对煤矿企业机电设备运行管理人员进行量化考核。煤矿企业对于企业工作管理人员来说,是一个学习进步的平台,在企业的机电设备运行管理中,企业应该定期对相关的工作管理人员进行量化考核,通过考核使相关人员对机电设备运作过程认知进行加强,通过把考核成绩进行公示对相关工作管理人员形成一种鞭策的力量,从而保证煤矿企业机电设备运行过程中的安全稳定。 3.加强对机电设备运行过程中生产零配件的管理 (1)煤矿企业机电设备的运行是依靠各个运行机构的共同努力而完成的,由于煤炭资源开采的特殊性,导致机电设备在运行过程中所受的制约是非常大的,在露天煤矿的开采中,电锯铲大牙和大钢丝绳绳不仅不能缺少而且使用损耗率也是最高的,所以,在露天煤炭的运行过程中,要加强矿井穿孔爆破的质量和电铲的采装效率,在机电设备的整体运行过程中定期对零配件进行检修维护,及时更换把一些损耗严重的零配件进行及时更换,保证机电设备的正常运行。另外,煤矿企业也应该把替换下来的零配件进行统一收集回收,贯彻生态可持续发展的同时实现资源利用的最大化。 (2)现今阶段,在煤矿生产中,煤矿企业面临的问题还有运输问题,由于露天煤矿企业的特殊性,加上煤炭开采后一般采用卡车运输的不规范,导致机电设备运行中轮胎损坏而产生的轮胎损耗费用也产生是一笔不小的开支,所以,为了改善这种情况,煤矿企业应该对生产运输路线进行一个科学合理的规划,及时维护道路,清理道路洒块对矿区周围道路的路况进行维护,定期对动态跟踪监测轮胎适时损耗进行保养维护,并建立起与之适应的科学管理体系,报证尽可能缩短卡车运输距离延长轮胎使用寿命的,从而同时达到资源运用的最大化。 4.在煤矿企业机电设备运行过程中,减少电能资源使用的浪费 在当下社会,人民大众的日常生活离不开电能资源的使用,在煤矿企业的生产过程中,对电能资源的需求量是非常大的,煤矿企业要对企业用电量进行科学的预算控制,要对露天煤矿的电力应用线路进行合理规划,保证机电设备的正常运行。目前,全国各地的煤矿企业造成电能资源浪费的主要原因是在机电设备生产过程中操作不当造成的,所以,企业应该对机电设备运作过程中相关的管理人员进行科学完善的技术培训,提高其专业技能的同时加深其资源合理运用意识,要在使用资源的同时保证电能资源的有效利用率,从源头上对电能浪费现象进行一定程度上的遏制。因此,企业要对电锯电铲和升、钻机等设备的生产应用进行组合理织规划,通过对使用方式进行规范操作人员操作设备,来节省电力资源的运用量。 5.小结 二十一世纪是一个信息化的社会,在露天煤矿企业的机电设备运行过程中,应该结合现代化信息技术对其管理进行一个科学合理的管理规划。本文通过对现阶段露天煤矿企业的机电设备的运行管理进行探讨研究,提出了与之相应的改革方法。然而,由于本人所学知识以及阅历的局限,在文章中并未能够做到面面俱到,希望能够凭借本文引起广大学者的关注。 浅析露天采矿电机设备运行管理:探析露天采矿设备检修技术 【摘要】目前,随着我国科学技术的快速发展,机械设备的数量增加,对于大型采矿设备的要求越来越高,合理安排生产、维修、延长设备使用寿命、减少设备维修成本、提高设备使用效率、追求设备的最小投入并创造最大利润已成为企业经营者的最大目标。露天煤矿的采掘设备中,大部分设备是进口的,技术含量高,维修成本较高。随着生产任务的增加,对设备的出动率和完好率要求越来越严格,对维修工作提出了更高的要求,因此,引进设备故障诊断系统、完善检修设施,对促进维修工作的变革、降低维修成本、提高维修效率及设备的出动率和完好率都具有重要的意义。 【关键词】露天煤矿;采矿设备;检修 1.露天煤矿采矿设备的特点 1.1大型化 不管设备是电驱动、液压驱动或是机械驱动,露天采矿的开采、运输、工程机械设备都向大型化发展。如运输车辆,现在一般在用的是630E,其载重量为154t,箱容为76m2,而更大的运输车辆正在逐步地被应用,如730E,930E等,930E电动自卸车其载重量达210t。再如采剥设备电铲,引进的电铲常见的有395BI,XP2800等,它们的斗容为32m2,而发展中的495B斗容为36m3。现在准格尔正在组装的拉斗铲,其单斗斗容为85m3。单台年生产能力为6000万m3。 1.2专业化程度高 每种设备都具有自身的结构和特点,因而在采矿生产中,各自发挥着不同的作用。电铲担负采装、卡车担负矿岩运输、连续工艺中的轮斗系统只用于剥离黄土层。它们只适用于露天采矿生产中各个不同的环节,很难用于其它方面。 1.3移动灵活 在露天开采生产中,工作面在不断的变化,要求设备位置也要随之改变,因此用于露天煤矿的生产设备,必须具有随时可以移动的功能。 1.4自动化程度高 露天采矿设备,除工程机械外,其它主采设备都是体形巨大、多个系统、多种功能、控制复杂,故而采用自动化控制。如395BI电铲采用计算机控制、轮斗系统用计算机集中控制、630E电动自卸卡车虽说采用插件板控制屏,但仍属于自动控制的范筹,并且未来新型卡车都采用计算机控制。 1.5价格昂贵 由于以上特点,制造厂家都是专业生产,因而设备在价格上都比较昂贵。就采矿设备工作环境而言,也存在着两大特点:一是永远连续工作。这是指设备只要状态允许,就会不停的工作,设备只有维修时间,而没有休息时间,这是矿山生产特点所决定的。另一个特点是时刻承受着作业环境和作业条件的考验。影响设备状态的因素有自然环境气候、采掘工作面工程质量、作业过程中的各种不利因素等,因而使设备表现出冲击负荷大、振动剧烈、润滑不能保持等现象,从而经常引起设备构件的磨损、变形和损坏、参数飘移、控制失灵,甚至使设备停机不能工作。 2.露天矿山采矿设备的一般故障 设备的故障诊断比较复杂,但其故障一般都不是突然发生的,因为无论是整个系统,还是元件的磨损和性能下降,都是伴随温升、振动、噪声等征兆逐渐发展而形成的。如果这些征兆能被及时发现并加以控制,设备的故障就会相对减少。设备运行期的长短不同,发生故障的位置、状况和原因也不相同。新投入的设备因跑合不良或设计安装错误,易发生突发性异常现象,经过长期使用的设备,因已适应设备的运行条件,一般出现的问题是由于元件磨损或局部损耗而造成效能下降,以及系统混入污染杂物、紧固件松脱、润滑不良、零件损坏、液压系统泄漏、锈蚀和变形等。 3.检修策略分析 3.1常用的故障排除策略 (1)尝试法。用常规方法分析、随机检测。 (2)彻底查询、调查、测试所有可能性如果故障不大,不需要多少专门技巧,只要进行可行性查找就可以了。 (3)对分法。即把同一层次的各种原因排队,先优选A1与非A1为一组,再把非A1对分为A2与非A2一组,一直把本层次对分完,再将下层次的诸原因对分为二,依次一直对分到最后一个原因。此法只要对分得当,可大大简化分析过程,提高诊断效率,如果测试既耗时又昂贵,利用每次测试,尽量排除可能多的可能性原因。 3.2注重设备故障诊断技术及其运用 设备故障诊断技术是近期兴起的包含很多新科技内容的综合技术,其基本原理是根据机械、电气等各类设备运行过程中产生的各种信息判断设备是否正常,识别设备或机器是否发生了故障,因而它能实现设备在带负荷运行时,或基本上在不拆卸的情况下,通过对其状态参数的监测和分析,判定是否存在异常和故障及故障的位置、原因等。并对设备未来状态进行预测。设备诊断技术是应用先进的测试和分析仪器和计算机技术,检查和识别设备的实时技术状态,诊断它是否正常,并预测未来的技术。诊断系统包括故障诊断技术(监测、分析装置和诊断软件)、故障诊断的执行者(受过训练的操作人员)、被诊断对象(设备或系统)等几个部分。 设备诊断技术的具体内容: 3.2.1四个基本环节 (1)检查和发现异常。(2)诊断故障状态和部位。(3)分析故障类型。(4)提高诊断决策方案和诊断结论。 3.2.2四项基本技术 (1)检测技术。准确地采集和测量反映设备状态的各种信号和参数的技术。 (2)信号处理技术。将现场采集的各种信号经过各种变换,把真正反映设备状态的信息提出来。 (3)识别技术。根据掌握的故障征兆信息和状态参数,判断故障并找出原因。 (4)预测技术。对识别出来的故障进行预测,预测故障的发展和部件的剩余寿命。 在露天矿的采掘设备中,传动件大多数采用的是轴、轴承、齿轮等,这些部件的损坏,直接影响设备的运行,少则1d,多则7~10d,如果把振动技术应用于这些大型采掘设备上,对轴、轴承、齿轮进行监测分析,检测它们在不同情况下的运行状态,及时掌握运行情况,根据检测和分析的结果,有针对性地采取不同的维修手段及时进行维修,不仅给维修带来了极大的方便,同时还可以避免或扩大设备事故,造成不必要的损失。如轴承的损坏,不能及时的发现,导致轴的损坏,有时会导致齿轮和齿轮箱的损坏,扩大了事故的损失。在诊断技术中,就是对这些部件进行实时监测,及时检测它们的运行情况,把那些人员不易看到或检不到的地方进行监测,根据设备的运行情况及时进行处理,同时为维修工作积累详细的资料,对设备的运行状态做到心中有数,维修工作变得得心应手。 3.3完善检修设备 一个完备的工序、工艺流程、工艺标准,对检修质量确实起着决定性的作用,检修设施不完善,也就无法保证高质量的检修。以发动机的检修来说,专业厂家在装配的时候,大小零件全部检查,漏一项都不行,合格的可继续用,否则全部更换,有些矿山只能做到部分检查,其他的缺少监测设施,无法判断能否使用。因此,在露天采煤生产现场中,针对具体的检修项目和检修工艺,一定要完善各种检修设施,也只有这样,才能保证设备和总成件的检修质量,提高设备的可靠度,提高检修的功能和效率。 浅析露天采矿电机设备运行管理:浅析露天采矿技术及其采矿设备的发展 摘要:社会的高速发展需要大量的资源支持,因此采矿业的发展可以说是社会发展的基础之一。露天采矿作为一种常见的开采形式,其技术和设备在这些年来都有了极大的发展,大大促进了露天采矿的开采效率与采掘安全。本文将于此总结分析露天采矿的技术与设备在近代的发展,比较其进步之处与不足之处,希望能对相关行业的技术设备选择与研究工作起到正面意义。 地下开采和露天开采是采矿业较为常见的的两种采矿形式,与地下开采相比,露天开采在开采空间、采矿安全、劳动生产率、生产成本、设备运用等方面都存在一定的优势,因此在这些年来的发展和应用都呈现加速化和普及化的趋势。这种形势令我国在露天采矿的技术与设备两方面都得到了很大的提高,逐渐具备了与国际接轨的实力。技术的发展能够令采矿的效率获得提升,进而得到更好的发展基础与发展资本,有了发展的资本,采矿设备的大型化与智能化研究就更容易实现,优秀的设备又能有效促进技术的进步,最终形成一个相互促进、相互提高的良性循环。 1 露天采矿的技术发展 1.1充填采矿技术的发展 采矿技术往往面临着矿产资源回采率低与地表资源破坏严重两大难题,胶结充填技术正是解决这两大难题的有效手段。不过,最初的充填工艺与采矿技术本身存在一定的脱节,二者在匹配后的效率与产能上都存在一定的问题,这些问题长期制约着我国的露天采矿技术。不过,近几年的科技进步令我们拥有了分段充填、高分层充填、嗣后充填(配合阶段深孔技术)等先进充填工艺,这些工艺与现有的露天采矿技术具有很高的配合度,能极大地提升生产效率,同时有效确保资源回采率与环境保护。 1.1.1分段充填 露天矿应用充填采矿技术时需要进行分层回采,而分层的朝向不同,产生的结果也会有所区别。但只要使用分段填充,分层中原本曝露出的大面积就会变成一种多断面结构,而且在形状上会很不规则,最终达到减小露天矿场曝露面的目的。 1.1.2高分层充填 该技术优缺点并存,虽然能够扩大开采面与开采范围,便于使用各种大型机械来提高工作效率。但分层高度上有很大的限制,最高到3米就是极限了,这对生产效率有一定的负面影响。 1.1.3嗣后充填(配合阶段深孔技术) 结合了以上两种技术的技术优势,具有很高的适应性、特殊性与生产效率。具体体现为可以应用于各种不同的特殊工段,而且在性能上较为独特,这种通用的技术极大提升了工作效率与管理的便捷性。 1.2陡帮采矿技术的发展 随着开采深度的增加,我国许多大型的露天矿都不得不处于深凹开采的恶劣作业条件下。这种复杂的开采环境对开采条件与开采设备都有很大影响,进而会引起开采效率的低下。这种严峻的形式迫使人们开始研究和发展陡帮开采技术,具体来说就是对部分的剥岩量加以推迟,这样一来就能令剥采比在整个生产期得到均衡,因为露天矿在初期需要大量的剥岩量,其剥采比是比平均剥采比要高的。陡帮开采技术不仅能令基建投资得到有效控制,而且由于其令最终边帮在暴露时间上得到了有效缩短,所以可以使边坡更加稳定。 1.3爆破采矿技术的发展 露天采矿中,经常需要使用爆破进行作业,具体的环节包括微差爆破与孔内微差爆破、挤压等。这些技术能有效解决爆破减震与难爆矿岩两大问题。爆破技术的提升主要依靠的是各种新型爆破器材与炸药,这些新型器材与炸药的应用极大地提高了爆破精度,令爆破采矿获得了更高的质量与安全性。 2.露天采矿的设备发展 2.1采矿设备的大型化发展 任何工程的设备和技术都是在依循自身的特点而不断进步的,对采矿业来说,其自身就具有工程庞大的特点。尤其是露天采矿,其大的特点不仅体现在工作区域、矿产所在区域、工作量和资源量上,而且体现在对设备的需求上。巨大的工作面令露天采矿不得不需要数量极大的人力与物力,这种低效率的采矿方法可以说是对资源的一种浪费,因此采矿所需的机械设备也必须向大型化的方向发展才行。这种大型化的发展趋势体现在三方面. 2.1.1穿孔设备的大型化 穿孔设备的大型化主要体现在可钻孔直径上,能够在钻孔时直接钻出更大的钻孔直径,令开采效率得到提升。该设备的发展包括四个阶段,第一阶段为磕头钻,第二阶段为喷火钻,第三阶段为冲击钻,第四阶段为目前的牙轮钻。牙轮钻现在的最大孔径可达559毫米,钻孔效率非常之高,对露天采矿的高效化进程有极大的促进作用。 2.1.2装载设备的大型化 装载设备的大型化具体体现为各种开采设备的斗容得到了大幅度的提升,提高了单次的开采量。该种设备主要包括液压挖掘机、轮式装载机、电铲三种,其中采矿过程以电铲为主导。国外通用的电铲最大斗容可达53.5立方米,而我国随着科技的发展,所生产的电铲在斗容上已经超过了这个数值,wK 55型号的电铲斗容可达55立方米。这种先进设备的制造技术是我国在露天采矿技术上已经达到国际先进水平的证明。另外,轮式装载机、液压挖掘机则应用于矿产装载工作,这种设备的先进化不只体现在斗容的增加上,还体现在动作的灵活与操作的便捷上,三方面的提高令这两种设备获得了更高的作业率,进而提升了装载效率。 2.1.3运输设备的大型化 运输设备的大型化具体体现在运输工具吨位的进化上,包括汽车在内的各种矿产运输工具在吨位上都不断增长,令开采出的矿产资源都能迅速、高效地运输出去,避免了矿石的积压,扩大了作业空间与作业环境。其中汽车是最主要的运输设备,具有活动灵活、易于转弯、擅于爬坡等多方面的优点。汽车的吨位是伴随着露天矿整体的大型化而增长的,目前较为先进的载矿用汽车的载重吨位都超过了300吨,比如Cat797型有效载重为326吨,T282型有效载重则能达到327吨。 2.2采矿设备的智能化发展 采矿设备虽然在形体和开采量上始终在向大型化发展,但在操作和控制上,迎合目前的信息发展趋势,体现出了极强的智能化特征。这种发展融合了计算机技术、微电子技术、远程数控技术、遥感技术等多重技术,具体表现在以下三个方面。 2.2.1智能化车载监控系统 车载监控系统被广泛应用于各个采矿机械上,时刻监视机械设备的运作与维护情况,结合报警功能和无线通信功能就能将设备的问题与故障及时反馈给维修人员,令他们及时针对状况进行维修和处理。具体来说就是在主要的部件上设置监控系统和报警系统,监视这些部件的参数,一旦参数出现问题,监控系统就会发现,继而报警系统以无线通讯的方式连接中央计算机,对中央计算机的操作人员提出警告。这种监控方法具有很高的便捷性和即时性。 2.2.2智能化GPS定位系统 CPS定位系统的定位勘测功能令矿产资源的位置得到更好的确定,避免了更多的无意义作业。由于其定位精度能够被控制在1米之内甚至厘米级,所以能令露天采矿实现高精度化、高效率化。其具体应用包括如下两个方面。 (1)对露天矿的地表进行精确测量 CPS系统应用在地表测量上可以不受仪器、地形、人员、能见度、气候、位置等因素的限制,大大节省了人力物力。而且因为GPS采用卫星定位,相比传统测量,消除了大量的人为误差,令测量精度得到了有效的提升。GPS系统测出的精确地表定位图对优化作业面和采矿区域整体布置有很大帮助。 (2)对露天矿的开采进行精确定位 利用GPS系统测定出最适合钻机打孔的位置,能令现场的测量作业负担得到减轻,令钻机的操作者得以在最短的时间内以最高的精度完成钻孔的准备。而且将CPS系统与钻机结合就能更进一步促进智能化的发展,令超钻现象或欠钻现象大幅减少。 2.2.3智能化环保系统 矿业开采一直是环保工作的重点与难点,因此在设备上加入环保设计不只是目前的主流发展设计,更是我国可持续发展战略的必要要求。但由于露天采矿的环保系统受到工作环境和工作技术的约束,所以想令其实现有效化和智能化必须从技术的角度入手。举例来说,可以设置自动的环境质量监测系统,一旦采矿工作引起某项环境指标超标,立刻停止作业,检讨降低该指标的方法。 3.结语 科技的进步是露天采矿技术得以发展的基础,科技进步了,更安全、高效的采矿技术才能得到应用,更大型、智能的采矿设备才能开发出来。在这个科技日新月异的发展背景下,相关的技术人员不能停止研究创新的脚步,只有时刻关注新科学、新技术的出现,才能第一时间将相关技术应用于露天采矿工程和露天采矿设备,令我国在露天矿方面的生产力与生产效率都获得持续而长期的发展,确保经济发展所必须的那大量能源,为我国的社会主义建设做出应有的贡献。
电子设计技术论文:电子设计自动化技术的教学研究与实践 摘 要: 本文讨论了在EDA技术的教学中采用项目式教学法,使学生在参与项目的过程中学习知识。学生在教师的指导下实施并完成一个比较完整的特殊项目工作获取知识,而项目的选择需要根据学生的特点和相关的理论知识特别设置。与此同时,教师在学生参与项目的过程中穿插讲解知识,让学生更容易理解和掌握教学内容。在项目开发的教学过程中,让学生分成不同的研究小组,增强了学生的工程意识和团队意识。 关键词: 项目教学法 EDA技术 教学改革 1.引言 在传统的教学模式下,教学内容是理论教学和实践教学相结合独立开课,而且学生是在学习理论知识的基础之后再到实验室去做相关的实验。而对于电子设计自动化技术,即EDA技术,这门课程的教学来说,这种传统的教学模式存在着一定的弊端,因为很多学生第一次接触这门课程,所以在理论教学的过程中存在很多难以理解的抽象内容,而在做实验的过程中又无法将学习的理论知识运用到实践中去,理论与实践相脱节,这大大降低了学生学习的主动性和兴趣,导致了教学难度成倍增加,所以教学的改革需要加快进行。在传统的教学方式下,其教学目标不明确,传统教学注重理论知识而忽视实践能力。而社会要求高校毕业的学生动手能力提高,动手能力成了高校毕业生的一个重要能力,所以我们要着重培养学生的实践能力。因此,在进行EDA技术教学时,我们需要采用新的教学模式,而项目教学法是在学生参与项目的过程中学习知识,同时理论知识在实践的过程中获取,所以采用新的教学模式,即采用项目教学的方式引导学生成为迫切的要求。 2.研究现状分析 国外的高等职业教育形式多样,各有千秋。德国经济的腾飞与其高等职业教育密切相关,经过多次教学改革,德国目前采用“双元制”的校企合作方式取得了很大成功。法国注重产、学、研的结合,以“大学校”的模式培养人才,强调理论加实践,坚持培养人才的多面性和多学科性。澳大利亚“阶梯教育”模式与证书、学位及工作方向对应。澳大利亚实行“阶梯教育”模式,这种模式将教育水平与所取得的证书、学位及工作方向对应起来。 我国的高等教育从1979年至2009年间教育有关法律、法规及文件的变化可以看出,在改革开放的初级阶段,高等教育发展战略主要还处于探索和调整阶段。从1998年以后,随着高等教育本身实力的不断增强,也随着中国特色的社会主义市场经济体制的初步形成和走向完善,中国高等教育发展战略也逐步自成体系、重点明确,走向有详细规划、有落实措施的新阶段。 随着社会对高等教育要求的不断提高,尤其是北部弯开发区建设的深入,社会需要直接从事生产、建设、管理、服务第一线工作的应用型高等专门人才,高等院校越来越多采用项目教学法培养学生的实践能力及团队合作能力。对人才的需求不断提高,这就要求院校在培养EDA技术人才时结合产品的市场效率和技术要求,加大教学改革的力度,研究实践具有实效的教学方法,培养具有工程意识和创新能力的EDA技术人才。 3.教学形式与内容 如何让学生们对学习的兴趣进一步提高?如何让大部分学生能通过自己的思考完成任务?这些是教学急需解决的问题。理论教学中培养了学生的一种思考方式,但不能最终提高学生的动手能力。在项目教学法中,EDA课程设计和开放的实验给学生提供了进实验室的平台,在EDA课程中采用项目教学能很好地锻炼学生的学习能力、实践能力及创新能力。我们所讨论的项目教学法是以教师为主导、学生为主体、实践为导向的教学方法。在教学活动中,项目教学法最重要的特点是改变了传统教学方法中教师为主体的局面,使学生从被动学习改变为主动探究性学习。在项目教学法的教学过程中,有以下几个重点需要特别注意。 3.1选择合适的教学项目 教学项目的选择主要是从教师层面来讲的,选择好一个好的项目对教学的顺利开展至关重要。采用项目式教学的前期工作是选择合适的工程项目,这些项目应该是从工程实际出发选择符合学生知识水平的典型性的项目,项目的选择应遵循以下几个原则: 3.1.1项目的工程实用性:我们应尽量将真实的工程项目作为教学所用的项目,首先,真实的工程项目可以培养学生的工程意识,学生在参与项目的真实工作和学习环境中更能提高自身的能力;其次,学生对真实的工程项目更感兴趣,学习的热情更高,学习的主动性和积极性也更高;再次,真实的项目不应该只是采用仿真的方法模拟,最好能用实物的形式实现,让项目的真实成果给予学生更多的成就感,最大限度地激发学生的学习兴趣;最后,真实的项目能提高学生动手能力,尤其是调试电子电路的能力,还能促进学生从实践的角度对理论知识进行进一步的综合与理解。 3.1.2项目难易程度需要适合学生的层次:项目教学的进程中,所选择的项目太难可能导致学生无法完成预期目标,从而打击学生的信心,知识的传授也无从说起。另外,太容易的项目则会让学生感觉没有挑战性,即使完成了项目也会缺乏成就感,无法调动学生的积极性,违背了项目教学的初衷。所以,在EDA技术这门课程的教学过程中,项目的难易选择需要教师不断摸索,寻找出难易适中的教学项目。 3.2以学生为主体 以学生为主体是项目教学法的一个重要标志,包括以下几个内容:首先,各个学生小组是完成项目的主体,学生的分组以学生自愿为原则,以体现学生的主动性。另外,不合理的分组可能会使小组内部合作不顺畅,出现小组之间竞争不合理的现象,从而降低学生的学习主动性,所以,分组在学生自愿的基础上,还需要老师根据班级内不同学生的学习情况(包括学生的知识结构、动手能力甚至性格特点等)对分组进行一定程度的干预,从而达到成绩好的学生带动成绩较差的学生的目的,以保证教学效果。其次,小组成员中以投票的方式自由选择并确定小组队长,由队长来分配各个成员的工作任务,对于不同的项目,小组队长可以轮流当选,以培养学生的工程组织与合作能力。再次,在参与项目的过程中,小组中各个成员按不同的任务或搜集、选择信息资料,或搭建电路,或编写程序,由学员共同研究解决问题。最后,任务完成后,每个小组成员都必须汇报工作,汇报内容包括在完成项目的过程中所遇到的问题及解决问题的方法,以督促学生共同合作。 3.3教师适时引导 在项目教学的过程中,虽然是以学生为主体,但教师的地位仍然很重要。教师在教学过程中适时引导与点评是教学顺利开展的必备条件。首先,在项目式教学开始时,教师要对项目有一个整体介绍,还要给予学生必要的引导,并由此上升到理论的知识传授上,使学生在做项目时少走弯路。其次,在项目进行的过程中,学生遇到的难题,应该给予针对性的、启发引导式的指导,引导学生自己总结问题,理论联系实际,避免学生出现“卡壳”的现象而无法跟上项目的进度。只有这样,学生才能在参与项目的过程中提高技能,理解并掌握知识,以避免学生在做项目时盲目处理,手足无措。说到底,在项目式教学的过程中,教师要从知识的灌输者变成组织与引导者。 3.4评价机制 在项目教学法中,对学生的评价机制非常重要,这将极大地影响教学的质量。因为好的评价机制让学生更加勤奋,而差的评价机制则可能扼杀学生的创造性和积极性。所以,在学生的评价机制中,第一,各个项目小组成员要加强合作,学生的相互合作参与能力也作为成绩的一个重点,以提高学习成绩较好的学生对学习较差的学生进行一定程度的帮、传、带的积极性,同时也可以尽量避免出现小组中个别学生偷懒不参与完成项目的情况。第二,在项目完成时,鼓励各个小组之间相互交流,并尽量利用每一次课堂的机会,让每个小组都进行相应的汇报。第三,教师再进行适当的点评和评分,这样做不但可以提高学生的综合能力,还能提高学生对项目中所蕴涵知识点的掌握程度。第四,根据具体情况,将每次课堂的评分为学期成绩的重要组成部分,加大平时课堂评分在评价机制中的比重,让学生更认真地对待平时课堂知识的积累,同时也能最大限度地提高学生的学习积极性,培养学生的能力,增强教学效果。 4.结论与展望 项目教学法在DEA技术教学中的实践表明,学生在参与完成具体项目的过程中学习热情更高,学生的动手能力和团队合作能力得到了大幅度提高。在教学的过程中,不仅使学生在实践中巩固了理论知识,让学生掌握教学中的各个重要知识点,而且让学生学会了在探索中发现问题并解决问题,提高了学生综合能力。 项目教学法的研究与实践是教学改革的一个重要方向,它激发了学生的学习兴趣,培养了学生的综合素质。在今后的研究中,我们可以在项目的选择与讨论及对学生的评价机制上进一步进行完善,以最大限度地调动学生的学习主动性,增强教学效果。 电子设计技术论文:基于电子设计竞赛的电子技术课程教学改革探索 【摘 要】 为激发学生学习电子技术课程的兴趣,增强学生的创新能力,提高教学效果。根据大学生电子设计竞赛的特点,在分析电子技术基础课程教学现状的基础上,对电子技术课程教学方法的改革进行了探讨,提出了改革和调整的方法。实践结果证明,其对培养和激发学生学习的积极性、主动性起到了积极的作用。 【关键词】 电子设计竞赛;数字电子技术;模拟电子技术;教学改革 两年一届的全国大学生电子设计竞赛,为在校大学生开拓视野、促进理论和实践的结合、提高学生动手能力提供了平台。该比赛不但为中国电子信息领域的人才培养做出了贡献,也为促进电子类学科建设和课程教学改革,提高教学水平带来了深刻的启示。如何以电子设计竞赛为锲机,促进电子技术类课程的教学改革成为一个重要的课题。 一、电子设计竞赛的特点 1、竞赛试题的内容及要求 全国大学生电子设计竞赛试题有电源类、信号源类、无线电技术类、自动控制类、测量及仪器仪表类题目。涵盖了电子技术应用的各个方面,涉及数字电子技术、模拟电子技术、高频电路、单片机、传感器、可编程逻辑器件等[1]。竞赛要求参赛学生每3人一队分工协作,在规定的时间内完成题目要求,包括了电路系统的理论设计、实际制作和调试,最后交出制作的成品控制电路及设计报告。试题有基本要求部分和发挥部分,既考察学生的理论基础知识,也考察学生的实际动手能力、创新能力和相互协作能力。使学生在电路分析、设计、制作、调试等方面得到充分的锻炼,也使优秀学生有发挥其优势的余地[2]。 2、新技术、新观念的体现 为鼓励参赛学生使用新电路、新器件和新技术,体现“绿色产品、环保设计”的概念,近年来,一些大的电子器件公司也积极参与竞赛,为竞赛提供器件、设立奖项。例如在2011年大赛中可使用由瑞萨电子公司提供的专用板及瑞萨节能环保元器件,为学生接触新器件和新电路提供了机会。 3、竞赛的积极作用 根据电子设计竞赛的要求,参赛学生需要掌握电子技术中电路的基本分析、设计、制作及调试方法。参赛学生在备赛中都需要经过的一系列培训和磨练,基本具有较强的实践动手能力和分析问题、解决问题的能力,同时也具有较强的团队协作精神。具备这些技能,使他们就业时成为用人单位的首选。由此影响,使得近年来报名参赛的学生人数急剧上升,竞赛规模越来越大、参赛的学校越来越多。2011年第十一届,全国共有1062所高校11002支队伍,参赛学生33006名。但是由于现实客观条件限制,各学校参赛学生只能是各专业选拔出来的少数学生,受益面相对较小。 同时,通过几届电子设计大赛,从中暴露出一些问题:一方面是电子技术类课程教学中理论联系实际不够,新技术、新器件涉及少等;另一方面是学生在学习中综合运用知识能力不强、实践应用技能差等[3]。 如何借助电子设计竟赛的训练和培养模式,改革电子技术课程教学,将其特点与优势更好地发挥出来,使广大学生受益,成为当前亟待解决的问题[4],由此给于了电子技术课程教学改革新的启示。 二、电子技术课程教学的现状 电子技术课程包含模拟电子技术和数字电子技术,是电子类专业重要的专业基础课,也是理论性和实践性都较强的课程。在传统的教学方法中,基本是以理论为主, 辅之以验证性实验。容易出现教学效率不高、教学效果不够理想等问题,其弊端主要表现在以下几个方面: 1、偏重基本原理,理论联系实际不够 传统的教学模式中,侧重基本理论教学,注重基本知识、基本原理及分立元件的内部结构和工作原理的介绍,而对元器件的工程应用实例介绍的比较少,使得理论和实践分离。两者在教学内容、考核等方面由不同的教师负责,互动较少。在有限的实验课中基本以验证性实验为主,设计性、综合性实验较少,学生只能接触到有限几个的器件,了解其简单功能,自己动手设计制作电路的机会少。 2、知识的综合应用少 模拟电子技术与数字电子技术任课教师不同,实验课内容不同,学生少有机会将两门课程的知识融会贯通应用。在分析简单电路时,学生可能比较顺利, 但要分析复杂电路或设计制作一个电路系统时,常常无从下手,画的电路图不实用,不知怎样合理应用器件,不会调试电路。这些严重制约学生创新意识的培养,阻碍学生主动探索的积极性、创新性。 3、新技术、新器件涉及少 当前电子技术的发展非常迅速,特别是新器件日新月异。然而长期以来,由于教材内容更新缓慢,跟不上实际生产和技术的变化,加之课时量的限制,教学中常常仅限于基本原理和中小规模集成电路本身。对如何应用新技术构建电子控制系统的技术和大规模新集成器件,几乎没有涉及。 三、电子技术课程教学改革的措施 在电子技术基础课程教学改革中应该突出基本原理与应用并重,课程之间的衔接及综合应用。在教学内容、方法和教学手段上要多样化,特别在实践教学中突出应用性、综合性和创新性。 1、理论教学的改革 对课程的内容进行适当的调整,在讲解基本原理的基础上,注重应用实例。例如,在数字电子技术中,大量精简压缩分立元件、小规模集成电路的内容;注重器件的外部逻辑功能、特点和重要参数,而对其内部结构不作太多的讲解。如在学习555定时器时,多用实例讲其功能和使用方法,并将在电子设计竞赛中用到的电路及所制作的电路板展示给学生。使学生对这一单元电路有更深刻的了解。 适当的开辟课堂讨论,改变传统的灌输式教学方法[5]。在生动、活跃的课堂气氛中培养学生的自主学习能力,变被动接受为主动思考。在讨论中,引导学生广开思路,对学生发言中暴露的问题及时给予解答,激发学生学习的兴趣和积极性。 2、实践教学的改革 将实践教学分为实验课和电子实训课两个部分,采用由浅入深,由易而难的逐步推进方式。 (1)基础实验 主要使学生在认识器件、了解功能的基础上,完成简单的设计性实验[6]。在进实验室前,让学生先根据实验要求设计好电路,计算好各项指标达后,再到实验室进行插面包板调试。在实验教学中,理论课老师参加也指导学生实践,以便及时帮助学生解决问题,发现和弥补理论上欠缺的内容,使理论与实践一体化,克服两者脱节的现象[7]。 电子设计技术论文:关于微电子设计自动化技术的研究 摘 要 在电气化的当今,基于电子科技的发展,微电子设计技术已逐渐的运用于自动化领域,而且在实际的生产和生活中占据着重要的地位。本文主要论述微电子系统的优越性,以及其各个功能模块的生成。 关键词 微电子设计自动化技术应用研究 一、引言 随着科学技术的不断发展,电子技术已经逐渐的渗入人们的实际生产和生活之中。尤其是基于微电子的自动化技术,其很大程度上改变了我们的生产和生活方式。而且,基于现代人的生活观念的转变,对于电子技术有着更高的要求。微电子自动化的实现,需要合理的生成各个功能模块,尤其是在电子电路的功能模块上,其需要进行有效的功能模块的构建。 二、电子设计自动化的特性 基于计算机技术的发展,微电子设计系统逐渐的采用程序编程的方式进行电子的性能设计。因此,当今的电子技术正朝着高性能、环保、自动化等方向发展。尤其是基于自动化技术的微电子的系统设计,更加加快了电子设计的革新。 (一)基于计算机软件技术,进行电子系统的板块设计 通过有效的程序编程,进而设计出电子系统的各功能板块。这样可以很好的避免传统手工作图设计带来的弊端。同时,基于计算机的软件开发功能,极大地优化了电子系统的革新。 (二)拥有开放式的集成芯片 电子系统的设计可以实现程序的良好转换,并且开放式的集成电路,其电路的功能板块集中于电路板之中,而且具有消耗低、性能高、便于安装的特点。同时,这也是电子产品环保型发展的关键。 (三)具有便捷的升级软件 现代的电子系统设计都是基于计算机软件,进行有效的开发。进而,现代的电子系统具有良好的升级平台,而且依托良好的计算机程序编程,可以做到在线或即时升级。这一特性便于电子系统的性能升级以及修补系统的漏洞。 (四)具有良好的系统仿真功能 这一特性可以很好的解决系统中的电子数值问题,同时可以对系统起到试验或定量分析的目的,进而进一步的开放化系统。微电子设计自动化的过程,需要基于数学、物理等多学科的技术。尤其是计算机的程序编程,极大地丰富了微电子的系统设计,同时使得微电子系统很好的集成于芯片之中。 三、微电子设计自动化系统的功能板块生成 微电子设计自动化很大程度上是基于计算机编程技术,尤其是系统的仿真、升级、集成等功能,为系统的功能板块生成提供了良好的平台。因此,现在的微电子功能通过电子芯片就可以很好的实现。 (一)系统的子板块设计 这一板块的设计主要是对于子版块的输入功能设计,这样可以便于体统开发者对于系统的程序语言进行合理的定义。同时基于子系统的输入功能,便于系统程序的编程的优化处理。子系统的输入板块可以起到程序语言的检查或修正的作用,而且在进行系统程序编程的过程中,还需要基于输入子板块,进行合理的程序语言的数据转化,从而便于系统的内容统一化。对于输入的数据,输入板块可以实现很好的数据储存,进而便于系统的调用。 (二)数据板块的生成 系统的程序编程是一项复杂的工程,其编程的数据比较的庞大。尤其是对于系统的功能编程,会产生大量的结果和调用数据。这样就需要对数据建立一个数据板块,这样便于系统的调用,以及系统的在线升级。 (三)系统的仿真板块 这一板块的生成主要是针对系统的数据进行自动化的试验和数据分析。这样就可以比较真实反应出系统的演变情况及运行发展的全过程。同时,基于“人造”电子环境,对系统的模型进行功能测试,可以对系统进行优化处理,这也是系统现代化的主要特性之一。 (四)功能诊断板块 基于程序系统的微电子技术,其在进行编程的过程中,需要对系统进行自动化的验证和检测。也即是说,这一板块的设计,可以对各个子版块的系统进行故障的排查和诊断。这样,可以保障各个子版块做到无缝连接,避免其系统在运行的过程中,出现系统的规划不合理的问题。 (五)电路板块的有效规划 基于微电子系统的开放式的特性,其在功能的实现过程中,各个板块要实现无缝连接,电路板块的规划非常的重要。而且合理的板块规划可以实现芯片的低消耗、高性能的目的。 四、微电子设计自动化的应用 基于微电子设计自动化的优越性,其已经逐渐的渗入到我们的实际生产和生活之中,尤其是仿真技术的生成,极大地优化了高校的教学改革,以及开放的集成技术,便于各种应用程序的开发。 (一)基于微电子自动化技术的仿真特性,其广泛的应用于高校的教学领域之中 尤其是对于电气工程类的实践性教学,其具有良好的优越性。基于该项技术可以对于专业术语和操作,进行形象的展示和描述,这样便于抽象性问题的解答和知识的传授。 (二)加速了电气设备的革新 基于微电子自动化技术的开放式程序软件,其在后期的改革过程中,为电气设备预备了足够升级的空间。尤其是功能系统的扩容性,极大地优化了电气设备的升级模式。 (三)应用于各种应用软件的开发,尤其是开放式的电路模式,更加实现了电气设备的通用化的进程 一些关键的电气设备制造,已经很好的实现了ASIC的编程。同时,基于这种编程模式,便于专一化的电路集成,进而使得电气设备的规格逐渐的统一化,这样可以极大的方便电气设备的使用,同时降低了电器的生产成本。 五、结语 在电子信息科技时代,基于计算机技术的不断发展,微电子设计自动化逐渐的通过程序化的模式实现其系统化。同时,基于其优越的特性,其已广泛的渗入到实际的生活和生产之中,尤其是应用于高校的教学和应用软件的开发之中。 作者简介:赵上阁,湖北随州市人,就读于长江大学机械工程学院机械设计制造及其自动化. 电子设计技术论文:电工电子技术实验改革基于电子设计竞赛的探索 当前电子设计竞赛进行的如火如荼,作为专业基础课的电工电子技术,其教学和实验安排必然要紧跟时展的脉搏,借助于各种仿真手段,通过综合性的设计培训,达到提高基础知识、选拔优秀人才的目的。 [关键词]电工电子 实验 设计竞赛 探索 当前科技发展日新月异,电工电子技术等基础课程的教学改革也必须跟上信息时代的脚步,在国家倡导技能院校的大背景下,高职院校拥有了前所未有的发展机遇,随着大学生电子设计竞赛在全国各个省市地区的深入发展,势必带动一大批优秀的科技人才进入到科研创新的队伍中来,作为高等学校的一部分,高职院校既承担着大学教育的一部分功能,也天然地继承了作为职业院校的技能教育的基本要求。 一、结合电工电子技术实验进行培训 根据我们最近几年所进行的培训和赛前辅导的相关工作,针对高职院校的特点,探讨如何更好地提高电子技术实验在实际教学中的作用,以及如何推动电子设计竞赛在高职教学过程中的改革和创新。为保证竞赛取得佳绩,同时培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作精神,提高学生的动手能力,各高校都将在竞赛开展前进行相关的培训,并从中遴选出优秀选手参加每两年举行一届的全国大赛。 培训的过程一般从大一新生就开始入手,以电子协会的名义召集有兴趣的同学加入,然后统一培训,培训的思路基本遵从教师辅导有基础的同学,而让有经验的同学去培训新生,这样既可以节省教师的时间,又可以锻炼高年级同学的组织能力和领导能力。本着“实践、服务、创新、提高、发展、学以致用、技术强身、技术为民”的宗旨来开展工作,在传统工作中具体实现形式上要有所创新。 针对电工电子技术课程的特点,指导教师分配了相应的管理任务,具体工作如下: 1.对新会员进行学习相关协会管理制度和各种用电安全,实行一对一的进行教育和学习,力争每个新会员都能够接纳和理解此次教育目的,以便今后更好的开展各项工作。 2.对新进会员开展培训,主要课程有:电子元器件的认识、电子基本电路的认识、简易电路的制作,并开展电子设计、维修方面的学术讲座,电子设计实验:数字温度计、数字钟、秒表、稳压电源、简易液压控制装置、功率放大器、可调基准等电路的制作,单片机的简单程序的设计等。同时开放实验室让同学们能动手进行更多实际的操作。 3.为了让学生在不断发展过程中获得经验,同时也使他们懂得更多做人的道理,传承一种“团结奋进,甘于奉献”的精神,每个月在学校学院进行一次大型的家电义务维修活动,以此来带动学生的学习热情和扩大影响力。 二、开发工具软件的培训 针对以上的项目,进行相应的课程培训,并收集相关的资料。下面简单介绍一下所需的开发工具软件,当前竞赛一般都用到下面三个工具软件:Protel 2004、Keil μVision、Proteus以及EWB软件,下面具体的一一说明。 1.Protel 2004。电工电子技术的教学目的就是要求学生掌握各类元器件的类型,电路图的读图和绘制以及电路的工作原理,并掌握分析电路的方法。然而在教学过程中,电路元件的特性、工作曲线等十分抽象,课堂教学的直观性差,学习这些内容比较吃力。可以应用电路仿真技术来解决这个问题,Protel 2004就是其中之一。 2.Keil μVision。Keil μVision是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。其功能强大,生成的代码紧凑,是目前世界上使用最广的51系列兼容单片机开发工具Keil μVision可以编译汇编语言和C语言,但单片机软件是一般采用C语言编写,C51语言是ANSI C的扩展集,其语法结构、关键字等与ANSI C绝大部分是相同的。 3.Proteus设计仿真。Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合; 支持主流单片机系统的仿真;提供软件调试功能。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU的工作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。可从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。 4.EWB。EWB是一款仿真功能十分强大的电子电路仿真分析设计软件,几乎可以完整地仿真出真实电路的效果。EWB具有完整的混合模拟与数字模拟功能,可任意在系统中集成数字及模拟元器件。EWB能自动进行信号转换,在输出信号的观察上,具备即时显示的功能。该软件带有丰富的元器件库,可提供多种电路分析方法。还有虚拟的仪表设备,比如函数信号发生器、万用表、示波器以及逻辑分析仪等,可具体的模拟实际的测量情况。利用EWB提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器的测量方法。 三、综合项目设计培训 电子综合设计是电工电子技术实践教学中的重要环节。将“电工技术” “模拟电子技术” “数字电子技术” “电子线路EDA及仿真”等课程融会贯通,整合成一门综合性的实验课程,在前述理论课后单独设课。在设计内容、测试方法及数据处理方面均有一定的深度和广度,在现代电子仪器仪表及设备的使用、实验基本技能方面,使学生得到了很好的锻炼。根据电子设计竞赛所要求的能力,安排相应难度的综合性的设计项目,可以巩固所学的理论知识,并且可以在平时针对竞赛的能力进行分散的锻炼。 电子综合设计的教学目的是培养学生初步具有电子技术的工程技术能力,尽力改变以验证理论性质的纯理论实验,合理使用常用的电子仪器进行电路的设计和测试,巩固和加深所学理论,并通过电子综合设计培养学生的综合能力和创造性,提高实验技能,培养学生严谨的科学态度和作风。电子综合设计以设计为主线,采用仿真与实做调试结合、课内与课外结合、硬件与软件结合的教学模式和手段,全面而系统地培养学生的获知能力、综合设计与研究创新能力。 总之,高职院校由于时间限制,无法开展大规模的系统的集训,只好从开学就着手进行学生的动手能力的培训。经过对电子综合设计教学实践,注意在教学内容上采用适当教学方法,引入EDA仿真技术和现场调试等多种设计手段,完善了设计考核方法,使学生加深了对课程理论内容的理解和消化,培养学生了的综合分析能力和应用能力及创新能力。实践表明这是一种提高电工电子技术课程教学质量和提高学生综合素质的有效方式。 电子设计技术论文:高职电子设计课程中电子线路CAD技术的教学与应用探讨 摘要:电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程,在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图,并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列,从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。 关键词:高职 电子设计 电子线路CAD技术 应用 对于高职学生而言,要学习的不仅仅是专业知识,动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次,也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中,电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题,因此,在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索,说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。 1、电子线路CAD技术与电子设计的关系 随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用,电路在设计方面也越来越复杂与集成化,因此,对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求,在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以,就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。 2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用 电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件,然后结合学过的专业知识进行设计,以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面: 2.1 绘制电路图 在进行电子设计的过程中,要实现电路的功能最重要的就是编程,但是只有编程并不能完善整个设计,还需要有一个完善的电路来承载这个程序,让它实现它本该实现的功能。在电子设计中,我们一般运用的软件是PROTEL,绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库,能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度,并且绘制过程也更为方便。比如:我们在画好一个元器件后,觉得它应该放在其他的位置,则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。 2.2 计算机仿真 电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能,检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能,并且能够对一些数据进行仿真,可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言,在它的MULTISIM中有很多种仿真功能,这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候,我们首先要进行一个功能仿真,大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能,然后进行数据仿真,对该电路进行具体的分析,并改正错误的地方。在进行仿真过后,分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。 2.3 PCB板的设计 PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前,首先要将电路原理图导入,而导入的电路原理图必须是通过仿真的,而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后,设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线,设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线,然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。 2.4 三维视图 在将PCB板设计好之后,在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单,只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。 3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术 如上所述,掌握了电子线路CAD技术对于学生而言,可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中,我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本,介绍软件的功能、菜单等,辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆,即在课程中会用,考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。 解决这一问题的方法以,通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是: (1)先整体后具体:在学习CAD技术时,先期进行总体介绍,让学生有全局的认识,打消畏难的情绪;而后开始进入各项目的的学习实践。 (2)先低频后高频:总体而言学生进入学习后应从简而繁,低频的一些电子产品其电路较之高频的简单,学习应从其中入手。 (3)先规范后异型:突出异型电路板的设计制做,其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力,在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。 (4)先单层后多层,先分立后贴片。此处不再缀言。 最后一点是,对于各个CAD制作的电路,不应仅停留于电脑的设计,在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观,并更有成就感,随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然,这种做法也会使教学的成本大幅上扬,但从人才培养的角度看,这样的投入是值得的。 4、结语 在电子设计中运用电子线路CAD技术,不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时,让学生通过在自主地进行一些电子设计,并在的过程中运用该技术,适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。 电子设计技术论文:试论FPGA技术在电子设计中的运用 摘 要:FPGA(现场可编程门阵)在数字信号处理系统及电子设计自动化中的运用越来越广泛了。FPGA是基于PAL、GAL、PLD等逻辑编程系统发展起来的一种综合性的可编程器件。其自07年开始投入市场以来,在电子设计中的运用是极为广泛和深入的,在电子设计领域担任着各级设计基础的重要角色。 关键词:现场可编程门阵列(FPGA);电子设计;可编程片上系统 FPGA即现场可编程门阵,是一种半定制专用集成电路(ASIC),这个可编程器件的研发主要是为了解决ASIC的不足和PLD电路数的缺点。其包含了可配置逻辑模块、输出输入模块和内部连线三个部分。由于其新的特点和高的运用价值,所以在电子设计中得到了十分广泛的运用。本文就基于FPGA的一些特点结合电子设计的运用进行探讨,得出FPGA在电子设计中的运用方面的结论。 一、FPGA的简介和特点 FPGA是以可编程阵列逻辑、通用阵逻辑、可编程逻辑器件为基础发展起来的,从简单的接口电路设计到复杂的状态机,甚至系统级芯FPGA都扮演着十分重要的角色。其主要的特色就是现场可编程序性,这一点运用到电子设计中,可以灵活地进行控制,缩短产品上市的时间。其采用了逻辑单元阵列的概念,与传统的编辑电路和门列阵相对比而言,FPGA具有不同的结构,它运用的是小型的查找表实现了组合逻辑的编辑,每一个表对应一个D触发器,而这个触发器正好驱动相匹配的I/O,这样的组合模式正好完成了既可实现组合编辑又可以进行时序编辑的功能,这些每一个相邻模块运用金属线连接。通过内部静态存储单元和编程数据,实现逻辑编辑的功能。 FPGA的特点:(1)FPGA特有的可编程片上的特点,就是指设计专用的集成电路的时候,用户不需要投片生产,可直接合成芯片;(2)FPGA以其可由简单接口到复杂接口的设计特点可以作为全定制或者半定制的专用集成电路的中试样片;(3)就其特殊的结构而言,其内部含有极为丰富的触发器和I/O引脚;(4)设计周期短,开发费用低,风险小。 二、电子设计 电子设计技术是指面向专用集成电路设计的计算机技术,在和传统的ASIC的相对比而言,电子设计的性质更加偏向于自动化,所以它具备了几个很突出的特点:(1)设计时是全过程的设计,在整个集成电路中的电路系统、硬件、软件和仿真等包括在内都由计算机完成;(2)与传统的设计不同,电子设计主要担任了两方面的角色,一个是主动的设计者一个是被动的使用者,二者结合就可以直接运用于客户了;(3)实现的途径相对而言更加具有选择性,除了FPGA以外还有CPLD等可编程器件来运用于电子设计当中,但是FPGA的运用较为广泛。电子设计由于其可大规模地进行编程,并且实现了自动化,在用户体现上的优势,所以成为了近年来主要的技术。 三、FPGA在电子设计中的运用 由于市场的竞争十分地激烈,在相应的集成电路的设计中,要有一席之地就需要在电子设计中运用很好的可编程器件,这些器件和传统的相对比而言需要更好的适应市场的能力。 (一)符合电子设计要求的器件的发展 可编程逻辑器件即PLD在电子设计中的运用应该是数百万门的大规模的器件,其中为代表的就是将近10万门宏的FPGA。FPGA的主要结构中包括了一个复杂的电路系统,这样的电路系统是为了迎合电子设计中的需要一个或者多个嵌入式系统处理器,以及控制模板和对应实现控制的通信口而存在的。FPGA正好满足所有的针对于电子设计的关于大规模器件的要求,再加上其独有的可编程片上系统,可以直接装入一个芯片,不需要投片生产,即能满足所谓的SOPC的设计。 电子设计和传统的专用集成电路设计最大的不同就是它的多种专用端口,在FPGA中的一些开发的型号器件,这些器件的主要特点就是其嵌入式的系统块设计,一切的功能都是采用系统块的嵌入式结合而实现的,在这样的一种将处理器和传统器件的优势相结合,创造出的性价比极高的FPGA,适用于电子设计上是十分有利的,针对于自动化的专门集成电路的设计,这样一来可以避免很多不必要的缺点,包括其中的成本问题和高挥发性的问题。总之,FPGA的开发适应了针对于电子设计的一系列的要求是很好的可编程器件。 综上可知,FPGA的研发,结合了传统的各类可编程器件的优势和作用,真正地运用于专门集成电路的自动化设计即电子设计是十分有用的。其可自带编程片上系统,可以就复杂或者简单的芯片的使用,其能耗低可以节省运行的成本,其多种专用端口和附加功能模块的使用可以更加适用于多端口的电子设计上。 (二)植入了嵌入式系统处理器后的FPGA运用于电子设计 在FPGA中植入嵌入式系统处理器是很有必要的,来解决系统的体积、能耗和可靠性等问题。在现行的嵌入式系统中大多都是采用了ARM的32位知识产权处理器核的器件,但是在运用于电子设计领域之中,主要的还是要迎合其对于处理器多接口的要求,如果直接就将二者结合,那么系统运行时的体积和能耗必然会增加而系统可靠性就相应地减少了。将嵌入式系统直接植入到电子设计所使用的FPGA中可以很好地解决这个问题,一般采用的是将知识产权核以硬核的形式植入,和FPGA的可编程逻辑资源以及IP软核相融合,代替原来的FPGA中的硬核的功能。运用于电子设计之中,就是将FPGA的硬件设计和实现了硬件和处理器的强大的软件功能相结合起来,相辅相成实现了一种高效的全新的SOC。 (三)以FPGA为基础的DSP系统在电子设计中的运用 在电子设计当中的DSP处理器必不可少的,但是在过去的电子设计行业中,大多都是利用DSP应用系统,但是其存在的缺点在市场快速发展的过程中得以显现,比如处理的速度、硬件的灵活性或者是效率等方面。 FPGA具有大容量、高速度D的优良特性。所以FPGA为基础而开发的DSP系统可以借助其数字信号处理的能力以及灵活的配置特性来弥补传统的工具的不足,配套的嵌入式先进工具的开发是很好的一种和传统相衔接又进行优化的形式。 电子设计的流程都是自顶向下的顺序,这样的一种特点就表示它是与硬件完全无关的一种系统设置,以FPGA为基础发展起来的DSP系统就是基于这种设计流程的,在仿真测试上,利用了Matlab提供的IP核来完成,接着的转型是通过SignaiCompiier来进行的,将设计的模型转化成了RTL,在此基础上进行时序的仿真,实现硬件DSP系统的仿真测验。 以FPGA为基础的DSP系统,是结合了FPGA的大容量、高速度的优势发展起来的,并且与电子设计中的自顶向下的结构顺序相适应,对于现今市场上存在的硬件灵活性、开发效率和知识产权等许多方面存在难以克服的缺点来进行的改进,很有市场利用价值。 (四)在电子设计的处理器上运用 在通信领域的电子设计技术运用是十分广泛的,将FPGA和一般的处理器相结合来实现通信是稀松平常的一件事。但是真正地将二者相结合还是十分有挑战的,利用FPGA实现高性能的处理器是很有前景的。 如果采用FPGA直接来武装电脑,就会形成超级电脑的概念,由于FPGA拥有独特的嵌入式的微处理器,所以结合他的可重配置的特性就可以对于现场的具体情况来配置整理文件。从而使得同一硬件电路结构在不同的时间段,形成不同的等效硬件结构以高效地对付不同的处理任务。例如,此类超级计算机某一段时间可以用于预报全球天气状况,下一时间则能用于根据某一公司的主要利率对冲情况来评估债券市场的风险,然后又可进入基因组合核对的分析等等。利用FPGA发展的电子设计的处理器虽然还研究地不够深入,但是真正的研究出来的成果是十分符合现今的电子设计市场对于处理器的功能需求的。 四、总结 FPGA技术,即现场可编程门阵,在电子设计领域的运用可以说是十分重要和广泛的。本文就FPGA的主要特点进行了简单的描述,其具有的片上可编程序性是很有特色的一个特点,基于这样的一种设计也可以开发出很好的功能。在电子设计上的运用,主要体现在器件的革新,嵌入式的处理器在设计FPGA时的运用和电子设计相结合,还有DSP系统的革新,以及电子设计处理器的运用等,这些运用足以见得FPGA在电子设计领域的重要性。 电子设计技术论文:微电子设计自动化技术研究与应用 摘 要:在现今电气化的时代,电子自动化技术迅猛发展。将微电子技术应用到自动化领域越来越受到关注,并且逐渐应用到实际生活中。本文系统介绍了微电子设计自动化技术的特点以及设计过程和相关应用。 关键词:微电子;自动化 随着自动化技术的不断深入发展,电子自动化技术也逐渐应用到人们的日常生活中,在很大程度上影响着人们的生活生产过程。并且,随着生活水平的提高,人们对于微电子技术的要求也日益提高,因此深入研究基于微电子的自动化技术对于提高人们的生活质量有很大作用。系统实现微电子的自动化过程,需要构建合适的功能模块,尤其是电子电路的设计。 一、基于微电子的自动化技术特点 随着计算机技术的快速发展,微电子系统的性能设计逐步采用编程的方式完成。这种程序编程的方式使微电子技术更加的高性能化、高自动化以及高节能环保。同时,将微电子技术与自动化技术结合起来,更加推进了自动化领域的发展与创新。基于微电子的自动化技术主要有以下几个特性[1]: (一)基于计算机编程 电子设计自动化设计采用计算机软件相关技术,通过编程的手段来完成系统各个功能模块的设计与传统的手工做图方式相比,误差小、效率高、简单易行等特点。同时应用软件功能开发各个系统模块,优化了整个自动化系统的性能。 (二)芯片集成度较高 电子系统的整体设计,在一块小尺寸的电路板上集成很多具有不同功能的相关电路,减小了电子线路的占用面积,使芯片集成度高、功耗较小、性价比高并且便于安装,与此同时,这种高集成的芯片符合节能环保的设计理念。 (三)软件升级方便 电子自动化系统的设计是基于计算机技术的,利用计算机软件进行升级和维护,具有优良的系统升级平台。采用计算机编程的方式对电子系统进行升级和维护,可以做到实时在线工作,使系统的性能升级便捷,漏洞修补及时。 (四)具备仿真功能 计算机仿真功能是电子自动化技术的一大特色,可以解决自动化系统设计过程中的数值问题。同时,利用仿真功能可以很好的对系统进行检测和分析,方便进一步进行系统优化[2]。 整个电子自动化系统的设计要涉及数学、物理、计算机等多门学科的理论知识。其中计算机编程的应用,推动了系统设计的发展,使整个复杂的电子系统集成在小规格芯片之上成为可能。 二、微电子自动化系统设计过程 整个电子自动化系统的设计主要是包括各个功能模块的生成、系统的维护与升级以及各功能版的集成等内容。利用计算机编程技术来完成系统的设计过程,为系统功能模块的生成和功能的实现提供了良好的技术平台,使电子自动化系统的功能可以通过高集成的电子芯片体现出来。 (一)输入模块设计 系统的输入版块主要是负责完成系统的输入功能这一子模块的设计是基于计算机编程语言完成的。首先,要对输入内容用程序语言的方式进行定义,这样便于系统程序的优化处理。进而,还需要对程序语言进行合理的数据转化,从而使整个系统一体化。最后输入数据才可以被很好的储存供系统调用。简言之,输入版块设计就是程序语言设计过程。 (二)数据模块设计 计算机编程系统是一个数据量比较庞大的复杂的过程。在整个系统编程设计的过程中,会产生大量的过程数据和结果数据等,调用数据的过程变得很是复杂。因此,设计一个数据模块,对系统各阶段的数据进行存储和调用,便于系统的生成和在线维护。另外,数据模块可以在一定程度上拓展系统的功能,推动自动化的革新[3]。 (三)仿真模块设计 仿真模块的功能主要是完成系统的功能检测和数据分析。通过仿真模块的运行状况反映出整个实际系统的工作过程,方便及时发现系统漏洞并进行在线升级。 (四)检测模块设计 利用计算机编程技术设计电子系统的过程中,需要对系统进行故障检测和漏洞排查。检测模块可以保证各个功能模块之间更好的匹配运行,避免程序运行过程中的系统规划故障的发生。 (五)各功能模块规划 将各个功能模块合理规划集成到一块小规格的芯片之上,是系统实现高集成、低功耗的关键步骤。 三、微电子自动化技术的应用 微电子自动化技术主要是应用在高校教学、电气设备以及应用软件开发等方面。 首先,基于计算机仿真技术的电子自动化系统设计可以很好的应用到高校电气电子工程的教学实践过程中。采用各专业术语和特定操作对整个系统进行形象描述和展示,可以使抽象的知识具体化,同时自动化技术的实践教学可以提高学生的自主学习能力和动手能力,提高学生的整体素质。 其次,微电子自动化技术的发展,推动了电气设备的升级。利用计算机程序语言来完成后期的系统革新阶段,为电气设备的更新升级提供了很大的空间。同时,微电子技术的集成特性,使电气设备更好的实现了高集成、高性能的特点。 最后,软件编程技术方便了各个应用软件的开发,在电气设备设计过程中统一编程,实现各软件的兼容,从而便于各功能模块的集成,推动电气设备的统一化,同时降低了研发成本。 四、小结 随着电子信息技术的飞速发展,为电子自动化研究越来越深入,基于计算机编程的电子设计业逐渐系统化和模式化。微电子自动化系统凭借其高集成、高性能、易拓展以及低成本等特性,逐渐应用到人们的日常生产和生活过程中。 电子设计技术论文:应用电子技术专业实践性教学与电子设计竞赛研究 摘 要:随着电子信息技术的快速发展,新形势下社会需求对电子技术专业人才的“技能型”、“应用型”提出了新的更高要求,结合我校参加相关电子设计竞赛的经验提出了实践性教学模块的设计思想及其实现方法。 关键词:电子设计竞赛;实践性教学 近年来,我校学生分别参加了“全国大学生电子设计竞赛”、“全国职业院校技能大赛”、等多项比赛。经过我们努力,我们取得了可喜的成绩。通过比赛,我们深刻认识到参加电子设计竞赛不但提高了学生的水平,同时也是对我系电子专业实践性教学环节工作的检验。为了全面提升电子专业学生的实践动手能力和综合创新能力来适应各类电子设计大赛对高职学生的要求,应用电子技术专业的实践性教学体系改革刻不容缓。 1 改革传统的教育教学模式 我校应用电子技术专业于1999年开始进行招生,在早期的教学过程中,我们专业教师就根据本专业的特点和实际需要,对教学计划进行适当的微调。2006年,我校电子专业成功申报河南省教学改革省级试点专业,我们对“应用电子技术专业教学计划与大纲”进行了大范围的调整。 根据“以提高人才质量为宗旨,以培养综合能力为目标,以强化职业技能为核心,以就业为导向”的高等职业教育改革指导思想,适时对教学计划做出微调以适应电子信息技术的快速发展。如:2008年,对电子课程设计课程进行了重订,由原来的纯理论教学变为理论加实践操作的教学,使学生要通过本课程的学习,对电子系统的设计过程有个系统的了解,即:理论设计、绘制原理图、制造电路板、焊接元器件、调试电路以及完成课程设计报告。从改革的总体效果看,学生也从实践教学过程中学到了“实实在在”的知识,激发了学生的学习积极性,提高了学生的实践动手能力。 在教学模式上将理论知识和实际操作紧密结合起来,使枯燥的理论知识变得易于接受和理解,大大提高了学生的学习兴趣。要求各门专业课尽量安排在相应的实验实训场所上课,利用实物教学、网络教学,力争教学方案的最佳化,从根本上改变了传统的教学模式。比如单片机、可编程序控制器完全安排在实验室中,随讲随做,对学生进行实践训练。极大地增强了理论与实践教学的直观性和生动性,提高了课堂教学的效益,吸引了更多学生的主动参与,活跃课堂气氛,取得了较好的教学效果,显著提高了教学质量。 通过以上三个环节来综合提高学生的生产劳动技能,取得了良好的教学效果。除此之外,我们还开设了综合开发应用实验选修课来锻炼一部分动手能力比较强的学生,提高他们的学习积极性和创造性。 通过这些改革,学生的实际动手能力和工程设计能力明显提高,毕业生受到了社会的欢迎和好评。参加过电子设计竞赛的学生,他们在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,他们的自信心增强了。他们在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,受到了教师的欢迎和好评。 2 “五环”实践教学体系 按传统教学方法培养的学生,在实践性环节上发生诸多的问题,比如:单元电路正确却无法实现系统联调;理论设计正确却无法在工程上实现功能等等。这种问题的症结点在于电子设计既不是单纯的理论设计也不仅仅是实验设计,而是实践性很强的有特定工程背景的项目。 根据认识规律和学科规律而设计的“五环”实践、实训教学体系。“五环”指的是五个实践环节(基本技能训练、专业技能实训、专业综合实训、顶岗实习和毕业设计)。“五环”教学体系环环相扣、层层递进。 (1)基本技能训练:重点培养学生读图能力,电子元器件的识别、检测技能,仪器仪表的使用技能,电子元器件的焊接与拆卸技能。 (2)专业技能实训:通过EDA电路设计、电工学、数字电子技术、模拟电子技术、单片机、可编程控制器等课程的实训,培养学生按原理图组装功能电路的能力,选择正确仪器、仪表获取关键数据、波形的技能,进行电路参数调整、完成电路整体调试的能力。 (3)专业综合实训:安排一个月的专业综合实训,主要培训学生分析和解决系统问题的能力,整机电路的组装和调试技能,维护、维修技能。 (4)顶岗实习:本专业安排了10个月的顶岗实习,重点培养学生职业综合能力。 (5)毕业设计(论文):要求学生从生产、工程和实际生活中寻找设计题目,独立完成电路设计、元器件选择、印刷电路版制作、元器件焊接、整机调试等环节。本专业安排了三个月的毕业设计,培养学生的创新能力、独立工作能力。 实践教学环节在整个教学时数中所占的比重较大。应用电子技术专业授课学时总量为2600学时,理论授课学时数为1158学时,占学时总数的46%;实践教学(实验、实训、实习、毕业设计等)多达1405学时,占学时总数的54%。整个课程体系的设置中体现实践教学的重要性,为培养学生的实际动手能力和应用技能提供了保障。 3 引入虚拟仿真技术 众所周知,现代电子技术的发展为计算机技术的发展提供了物质基础,计算机技术的发展又为电子信息技术的发展提供了前进的动力,二者是相互促进、相互渗透、共同发展的。 为了将可编程技术及系统模拟仿真技术应用引入教学,我们开设了追踪电子技术发展前沿的“在线系统可编程技术”及“虚拟与仿真技术”等课程;同时,尽可能将各种EDA软件穿插于各门相关课程中,如Protel、Workbench、QuartusⅡ、MATLAB、labview等软件的应用,大大开阔了学生的视野,提高了学生的综合设计能力,提高了设计效率。 4 实践教学与电子设计竞赛紧密结合 全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,推动高等学校信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。[4] 电子设计大赛,积极推动了我系对电子专业实践性教学环节的教学改革。在平时的实践教学中综合设计环节中,引入电子设计大赛的赛题,电子设计竞赛试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点;所涉及的电类专业的课程有:模拟电路、数字电路、C语言程序设计、单片机原理、电子设计、EDA技术等; 电子设计竞赛成绩作为检验教学改革是否成功的标准。通过近几年的比赛,我们取得了可喜的成绩,2011年,获得参加全国大学生电子设计竞赛河南赛区二等奖1个、三等奖3个,获得全国职业院校技能大赛河南赛区二等奖1个,三等奖1个;2012年,获“毕杯”全国大学生创新设计竞赛全国一等奖,获全国职业院校技能大赛电子产品检测与维修项目全国第三名;从获奖情况不难看出,专业实践教学环节改革的效果在电子设计竞赛中得到了检验,切实提高了学生的实践水平。 我们将不断的调整专业的实践教学体系以适应电子设计大赛对学生知识水平的要求,从而满足不断发展的信息化时代对毕业生的更高需求。 作者单位:焦作师范高等专科学校物理与电子工程系,河南焦作 454001 电子设计技术论文:现代电子设计技术课程模块实验教学综述 摘要:为契合我院开展模块化教学改革的需求,培养社会所需要的应用型人才,我系现代电子设计课程模块化建设正是在这一背景下应运而生。本文论述了目前高校现代电子设计技术课程实验教学的现状、问题,以及我系自制定并实施现代电子设计技术课程模块以来在实验教学这一块所进行的一些新思路和新做法。 关键词:现代电子设计技术 模块化 实验教学 在市场竞争和教育竞争日益激烈的今天,如何求得合理的自身定位和发展空间是摆在各大高校面前的一大难题,正是在这样的形势和背景下,合肥学院(以下简称我院)提出了“地方型、应用型、国际化”的办学思路,并在全院各系部围绕如何更好的培养应用型人才为核心和主线开展了系列教学改革,模块化课程改革便是其中的一项重要举措。 众所周知,课程的好坏和贯彻实施的程度直接关系到人才培养质量的高低。基于这一大的前提和背景,合肥学院电子信息与工程系(以下简称我系)现代电子设计技术课程模块应运而生,经过近几年的探索与实践,现代电子设计技术课程模块已经形成了相对完善的体系,在近几年的教学实践中取得了良好的预期效果,但与此同时,与之相配套的实验教学尚未同步跟上,依然存有较大的有待完善的空间。现代电子设计技术课程模块的实验教学指的是将传统数字电路、在系统编程技术、SOPC实践这三门课程的内容按照“即学即用”、“活学活用”的原则进行重新编排,注重及时给予学生验证、操作和强化所学习理论知识的时机和实验操作机会,从而实现从“知识输入”为导向走向 “能力输出”为导向,面向社会和市场培养实践能力和动手能力强的应用型电子信息人才。 2 现代电子设计术技实验教学的现状 现代电子设计技术这一门课程,无论从外延和内涵上都很丰富。首先,从内涵来讲,模拟电路、数字逻辑电路,硬件描述语言,微机原理,单片机原理与应用,DSP原理等课程都属于现代电子设计技术的范畴;第二,从外延的角度来讲,现代电子设计技术应用的范围极为广泛,DSP技术,嵌入式系统,传感与控制,PCB设计,电源技术等在工业、农业、商业、军事等方面都有用武之地。如何在短时间内让学生对这一领域有比较精准到位的理解和认知,就相当不容易的事情。此外,身处信息社会,知识的更新速度越来越快,电子行业更是如此,知识和技术的不断创新与教学内容的相对滞后是各高校工科专业所共同面临的问题。总体而言,从各高校实践的情况来看,现代电子设计技术课程实验主要呈现出以下局面[1-12]。 2.1教材改革滞后 大部分高校依然沿用以前的老教材,这样一来,就可能存在这样的问题:教材缺乏更新显然就不能及时更新,缺少最新鲜的一线现代电子技术信息;从教材本身来讲,偏重于理论基础部分,实践部分得不到应有的重视;教材的趣味性和可操作性不够,缺乏针对性,对学生的吸引力不够;部分教材虽然加入了新内容和新元素,但是介绍得不够详细,往往一带而过;就选题而言,其范围往往有所侧重而失之全面,体系繁琐而逻辑性不够。目前我国所选用的电子设计应用设计所采用的教材以传统教材偏多,无论从内容的新颖性而言还是从教学内容的应用性而言,都跟不上现代电子设计技术的发展的节奏。 2.2硬件设备不配套 对于实验教学而言,先进的教学设备必不可少。对于相当部分高校而言,由于实验设备使用周期长,电子设备更新速度快,在硬件设备的配套方面,难以做到满足实际的客观需求。对于现代电子设计技术课程而言,基础知识的理解和掌握和内化需要建立在学生实际参与,动手实验的基础之上,迫切需要为学生提供丰富的、及时的、开放的实验室硬件支持体系。 此外,各高校纷纷采用扩招来应对高等教育大众化时代的 到来,学生数量的激增却并未能伴随实验设备购置和更新的同步增加,远不能满足现实实验教学的需求。 2.3教师的教学水平整体不高 师资队伍建设直接关系到人才培养质量的高低,电子信息专业作为一门工科专业,要求所任教的教师拥有丰富、精湛的理论知识,同时,同时对其实验、实践操作要求亦很高,需要教师能够双肩挑。但是,从目前的现状来看,教师队伍的现状还不尽如意,主要表现在:年龄层次结构不合理,一般而言,年龄结构过老化,要么年龄结构年轻化都不利于人才培养。对于刚从相关院校毕业的年轻教师而言,从业经验和专业实践经验上的缺乏,造成他们不易发挥年轻人敢于尝试敢于创新的优势,而走向“传统依赖”路径,习惯性地依从传统的教学模式,过于依赖书本知识,实践、实验教学指导力不够;同样的道理,年龄结构中青年成分不够,对于人才培养也是不利的。 2.4教学手段和方法滞后 对于现代电子设计课程这一门课程而言,如果单纯地依托传统的授课方式,恐怕是难以有效地完成教学任务的。这里不是否认传统授课方式的作用和价值,而是因为,现在电子设计技术这一课程本身的特殊性决定了必须依托多媒体等现代化这样的媒介,具体而言表现在:第一,现代电子设计技术本身就是信息革命的产物,体现了信息化社会的最新成果,具有先进性、前瞻性和复杂性;第二,现代电子设计技术的知识具有丰富性、生动性和复杂性的特点,虽然部分知识依托传统的教授和讲课方式是可行的,但是总体如若不能很好地利用现代化信息手段的作用的话,是不利于学生的理解和接受的。然而,现实的情况是,很多高校在教学过程中仍以传统的板书设计为主要内容,若教材和教法不能同步跟进,想要有良好的教学效果几乎可能性不大,这些和培养适合市场需求的一线人才是相背离的。 2.5实验教学环节薄弱 对于工科专业,对一些知识点的理解和把握需要建立在亲自实验、反复验证的基础之上;而对于一些有创意,想要拔高的学生,若脱离了实验教学这一环节,单凭大脑和想象几乎是无法获取想要的知识信息,取得原本可以的进步的,尤其是电子设计技术这样的课程,若脱离实验教学,无异于无源之水无本之木。然而,现实的情况是,在相当一部分高校,实验教学环节未能得到应有的重视,具体体现在:与理论课课时相比,实验课课时偏低;实验课内容陈旧,多为验证性实验;实验教师师资薄弱;学校重视程度不够,经费投入偏低,导致仪器设备陈旧,不能适应行业发展。 3 现代电子设计技实验教学存在的问题 3.1实验设备陈旧,利用率低 首先体现在在实验室设备陈旧。一方面,信息社会科学技术知识本身的更新速度越来越快,电子行业仪器设备更新换代的速度在加快,高校如何跟上节奏为学生提供合适的最新的实验室仪器设备本身就是一个考验;与此同时,很多地方高校,由于种种原因其所使用的设备还是几年前甚至是十几年前的东西。 再就是由于师资匮乏、实验室管理理念和技术不能同步跟上等方方面的原因,导致已有的设备并不能发挥最大的功效。一个典型的例子就是各个学生在实验过程当中的各项具体情况不能得到得到及时有效的识别和跟踪,学生是不是掌握了正确的试验方法,有没有掌握正确的操作步骤,操作是否规范等等都变得无法识别。这样一来,最有技术含量的实践考核成了学生最容易通过或那份的项目。 3.2教材内容面向基础,与社会发展相脱节 除去教材本身的局限性不讲,从现行各高校使用的现代电子设计技术教材而言,普遍存在以下问题:第一,题材范围求全,求广,百科全书的倾向严重,但缺乏针对性,深度不够,也就是当教师和学生对某一个内容和知识点需要的时候,我们的教材不能提供所需要的支持;第二,重基础,轻应用,往往对电子信息这一专业的基础知识有浓墨重彩的讲解,但是对具体知识点在现实中有什么应用缺乏必要的延伸;第三,各章节内容分立,连贯性和一致性不够,教材内容多为现代电子技术这一领域基础知识分章节的汇聚,这种知识组合未必符合所指教的教师和学生的认知和逻辑,如果缺乏指导教师深入地指导的话,学生往往学到的是一些零散的,随机的知识,而不是整体的有机的统一的知识。 3.3理论教学与实验教学相脱节 首先表现在理论教学与实验教学衔接不紧密。电子信息工程作为工科专业,学生必须在实际操作,实际动手,必须在实验教学的过程中,所习得的理论知识才可能为学生所掌握;再好的理论教学如果没有实验教学的支撑,也会因此而大打折扣。第二,从实验类型来说,验证性实验居多,而综合性实验居少、创新性实验少或几乎没有。再者,从学生毕业设计的角度而言,毕业论文设计是主体,然后才是学生的设计制作。以上种种,导致的一个基本问题就是理论教学与实验教学两者的分离,而不是统一,不利于学生的动手能力、应用能力等的培养。 3.4实验类型单一,与高速社会发展的现实相脱节 实验教学得不到足够重视的必然结果就是会导致实验类型单一,即多为验证性实验。所谓验证性实验,是在对书本知识有一定了解的基础上,提出一种假说,验证假说的正确性,往往有一套较完整和程序化的步骤和方法,因而,它更加强调实验的结果,而不是实验过程。换言之,是一种“按方抓药”、高度固化的实验模式,这对于学生的积极性和兴趣显然是不利的,因而,要论及真正提高学生的主动性,积极性,提高学生的动手能力,显然是不够的。 3.5实验环节成摆设,实验教学地位得不到应有的体现 作为工科专业,现代电子信息技术知识的习得和理解必须依赖足够的、及时的实验实践联系机会,然后现实的情况是,在相当部分高校,实验实践教学虽然也有开设课程,但是总体处于依附状态,形同摆设,其教学地位得不到应有的体现。比如总体实验实训课时不足总课时的一半;实践教学的教学考核往往伴随相关课程的考核进行,具有较大的随意性等等。 3.6实验教学师资薄弱 高质量的实验实践教学需要一支同样高质量的实验教学师资队伍,方如此,才能保证实验实践教学落到实处,进而也就无法保证学生能够保证学生习得基础的电子信息技术知识,基础不牢,学生的创新能力和动手能力也就成为空中楼阁,纸上谈兵了。一方面,在部分院校,实践教学被编排在电子相关课程的实验中,课时严重不足;另一方面,师资力量的匮乏是其硬伤,在实验过程中,一名教师需要同时指导几十名学生,除去教师讲解、示范的时间,剩余的时间学生才能用于模仿,求证,其实验效果让人质疑。再者,由于实验实践场地的限制,加上实验室管理未能同步跟上等多因素,师资不足会导致教师不能及时、充分识别、监督并及时纠正学生在实验操作过程中的种种问题。如此一来,实验实践考核成为学生最容易通过的项目也就不足为怪了。 4 新思路 如何进一步推进我院实验室信息化建设和实验教学改革与创新,促进创新人才成长,提高人才培养质量,并最终形成优质资源融合、教学科研协同、学校企业联合培养人才的实验教学新模式,我系在现代电子设计课程模块的实验教学中进行了以下尝试: 4.1“少台套、大循环” 前面我们讲到,对于电子设计技术这样的工科专业,面临着双重困境:电子设计知识和设备的更新速度越来越快;学院对于实验设备的投入资金总是有限的,不可能完全跟进电子设备的更新速度。这样一来,如何最大化地使用已购设备,同时将资金花在“刀刃”上,及时为师生引进先进设备就成为摆在我院决策和管理层面前的一大难题和挑战了。基于这一问题,我院在各系部上下进行了广泛而深入的交流和探讨,最终提出“少台套、大循环”的基本理念,一方面,充分发挥仪器、设备的利用率,另一方面,通过加强管理,逐步建立起“宽口径、厚基础、重应用、多方向”的实验管理体系,整合并优化现代电子设计课程模块的实验资源,倡导学生亲自动手,学以致用的能力,致力于培养应用型人才。 与先进硬件设备的引进和先进管理理念相配套的是,我系注重采用丰富多样的教学手段以提高实验教学的效果,如充分利用计算机网络和多媒体的优势,借助仿真软件,为学生购置机器人等模型,为学生提供全方位立体的实验教学刺激和环境,让学生在耳濡目染中不知不觉乐于动手、勤于动手,养成基本的实验素养,这点可在我系历届电子竞赛中学生的优异表现中窥见一斑。 4.2教材内容与社会发展高度挂钩 模块化课程改革的一个基本特点就是打破原来学科间的界限,依据一定的目的和标准,对若干学科的教学内容进行整合、重组、优化,形成具有可操作性的模块。具体而言,我系积极响应学院全面开展模块化课程改革的理念和号召,积极开展“电气信息类”专业电子设计技术模块建设,具体而言,就是将传统的数字电路、在系统编程技术、SOPC实践课程三门课程进行重新整合,打破了过去学科间固有的界限,按照市场对电子技术人才需求和知识本身的逻辑体系进行重新编排,重新组合,按照“即学即用”、“活学活用”的原则对各子模块进行最优化组合,将应用型办学理念深入渗透到各个教学环节,内化到师生的教学过程当中,以致力于培养符合市场需求的电子类应用型人才。从日前的改革成效来看,我系所进行的这一现代电子设计技术模块成果是喜人的。 如果说模块化课程改革是为学生精心准备的“主食”和“大餐”的话,那么组织学生开展相关竞赛无疑就是一道道美味可口的“点心”和“佳肴”了。自2007年以来,我系组织学生开展了各种类型和层次的竞赛,取得了丰硕的成果,学生多次获得国家级、省级大奖。这样大张旗鼓大力组织师生投身竞赛活动的初衷就在于为学生提供新的契机和视野,竞赛能够很好地为教材内容补充新鲜血液,及时为师生呈现电子设计技术的最新信息,增强和提高学生的动手能力,这些和我院“地方型、应用型、国际化”的办学定位是相符合的。 4.3理论教学与实验教学紧密联系,各有侧重 对于工科专业而言,如何正确处理好理论教学与实验教学的关系是一道值得认真对待的课题。传统教学中过于重视基础教学,忽视或者不重视实验教学的做法肯定是不对的,但是,我们也不能走入非此即彼的另一个误区,即重视实验教学,忽视理论教学的重要性。我们以为,理论教学和实验教学都是现代电子设计模块的两个非常重要的组成部分,学生需要具备扎实的电子设计基础知识,在这个基础上,学生的实验教学会进行的比较顺利,同时因为学生的基础知识掌握得系统、扎实,那么,在实验教学的过程当中,当学生头脑中更好的创意的时候,才有可能付诸实践并进而激发更多的灵感和创意。 在我系电子设计模块化教学的过程,采用的正是基于理论教学与实验教学并重,两者互为基础这样一种理念,比如电子设计技术模块理论和实验采用的便是灵活穿插的这样一种方式,当理论知识要验证、强化、延伸的时候,实验教学及时地跟上,什么时候需要上理论,什么时候需要上实验,能够实现比较灵活的切换,学生在书本上学到的知识能够得到及时的动手操作和强化,往往学习效果也最佳。 4.4实验体系丰富,层次多样 解决了理论教学与实验教学的关系,接下来面临的问题就是如何建立多层次、丰富的实验教学体系了。传统的实验教学是理论教学的辅助,依附于理论教学,数量上验证性实验居多,类型上比较单一,加上实验室管理未必到位,导致学生参与实验教学的积极性有限,实验教学的功效不能得到有效发挥。鉴于此,在现代电子设计技术模块在设计实验教学中,充分发挥了“即学即用”的原则,为学生提供丰富多样的实验体系,满足不同口味和需求的学生的需要。我系在“宽口径、厚基础、重应用、多方向”的指导思想下,积极建立相对独立的实验教学体系,有计划有步骤地调整实验教学内容,逐步减少验证性实验的比例,增加综合设计型实验和创新型实验的比例,建立起集验证性实验、综合型实验和创新型实验于一体的综合性实验教学体系。在实验教学过程中,通过创设宽松的氛围,引导学生积极探索,鼓励学生大胆设想并实践自己的猜测和设想,从而培养学生自主学习,主动探究,分析问题和解决问题的能力,为将来的职业生涯奠定良好的基础,比如在综合设计型实验中,我们鼓励学生根据个人兴趣和偏好自主选题,在为学生提供的实验指导书中,只为学生提供一些基本的资料题,留白部分就需要学生独立完成了,这就需要学生自己依据所学知识,多方查阅相关资料,最后再提交可行的实验方案交与老师进行探讨和完善。无疑,在学生选择可行的实验方案,制定详细的实验步骤,完成实验计划的过程中,学生的动手能力,自主意识和创新能力都得到了全面的提升。 4.5让实验教学地位得到充分体现 对于应用型高校,要培养面向市场面向社会的电子技术人才,这就意味这,相对研究型高校而言,需要更加重视实验和实践教学,唯有如此,才能促进学生动手能力,实践能力等综合素养的提升,为社会培养应用型电子技术人才。以我系电子设计技术课程模块实验教学为例,我系在领导班子的部署下,采取了一系列积极的举措,如自2007年下半年,成立专门的实验技术教研室:实验室成员主要由中青年博士和硕士担任,由他们来承担系里的绝大部分实验教学和其它实践教学的工作,确保实践教学的教师班子基础扎实;又如积极鼓励并组织中青年教师(特别是实验教师)担任学生的第二课堂指导教师,这一方面能有效提高我系学生的创新意识、创新能力、培养学生动手能力等综合素养,另一方面也能积极调动一线教职工的积极性,为他们走在电子信息技术的最前沿,立足课堂教学实践,不断总结反思搭建了一个崭新的平台,八年来,我系取得了丰硕的成果,搭建了从教学理念、教师团队、活动内容、组织形式、管理模式到年度考核等方面一体化的第二课堂实践平台。 4.6加强应用型师资队伍建设 建设一支高素质的实验室师资队伍对于实验教学而言,具有举足轻重的作用,所有物的因素,包括先进的理念,方式方法等要起作用,都必须依托教师这一能动要素才能起作用,这是因为:再好的理念,若不能被教师所理解,领会并实践到起教学科研的过程当中去,也会是海市蜃楼,不能成为现实的美景;再好的设备,若没有得到合理的组织和管理,也会丧失起先进的理由和价值,不能物尽其用;再好的模块化教学,内容设置得再合理再精巧,若没有好的教师团体去实现它,也会泯然于众不能凸显其实际的价值。 鉴于此,我系在充分挖掘人的要素方面做出了新的探索。首先,积极组织青年教师参加合肥学院青年教师大奖赛,切实提高一线青年教师的教学水平和实践操作素养,具体到实践教学这一块时,我系在教学环节、实验步骤、操作规范、操作流程等方面都作了较详尽的规范和指导。第二,组织青年教师单人第二课堂指导教师,去企业挂职锻炼。一般而言,系统化的学科知识总是滞后于生产一线的,这在瞬息万变的信息化社会更是如此,因而,为加强我系实验教师培养,丰富他们的社会实践经验,切实提高他们的业务能力和教学水平,及时更新观念和知识体系,提升我系“双师型”教师的综合素质,组织青年教师去企业挂职锻炼,使其熟悉企业的基本情况和对电子行业知识的需求。第三,以电子信息与电气工程系这一团体组织为依托,积极鼓励中青年教师,特别是实验教师开展与企业的横向合作课题。这一举措对于更好地激发青年教师了解企业发展最新动态的热情,挖掘青年教师参与横向课题研究的潜力,提高我系教职工科研水平、理论教学和实践教学水平发挥了不可估量的作用和影响,充分体现了学院“地方型、应用型、国际化”的办学定位。 5 结语 总而言之,我系紧跟学院模块化教学改革的步伐,围绕现代电子设计技术课程模块的实验室建设和教学改革教学进行的系列改革成效显著,为我系培养应用型电子信息人才提供了新思路,这对于其他高校的实验教学改革具有积极意义。 电子设计技术论文:微电子设计自动化技术研究与应用 摘 要 在当今这个科技高速发展的时代,不论是工业还是生活中无处不见自动控制的影子,随着对高级控制的需求,将微电子技术应用到自动化控制领域越来越受到人们的关注。微电子技术不仅可以使电气控制更加精确,同时还能极大的缩小设备体积,是将来发展的大趋势所在。本文就微电子设计自动化技术进行简单的介绍,了解微电子技术在自动化控制中的应用和发展趋势。 【关键词】微电子技术 自动控制 1 微电子设计自动化技术概述 随着社会的发展,自动化控制也不断更新,由原来的简单控制向更加智能的方向发展。近几年,自动化技术不断进步,微电子技术也逐渐被应用到自动化控制当中,直接促进这工业的进步和人们生活水平的提高。微电子设计自动化技术,就是将微电子技术和自动化技术相结合的综合智能控制系统。将电子电路和机械控制相结合,只要合理的设计控制电路,不仅可以大量的解放人力,还能更加的环保,并提高控制效率。微电子技术使得电路向集成化方向发展,不仅体积小,而且具有极低的功耗,目前最先进的微电子技术产品是SOC系统,它将所需要的功能和外围电路集成在一个非常小的芯片上,只要对外留出预定的接口就可以直接使用在各种控制系统中,这也是自动化控制中的“大脑”,控制这整个自动化系统的正常运行。 2 微电子设计自动化的特点 与计算机技术的发展相同步,微电子系统的设计采用计算机编程的方式来完成。只要将所需要的控制功能通过计算机程序编写出来,下载到控制芯片中就可以完成预想的控制效果。另外编程的方式,不仅大量节约了硬件资源,还是得控制系统更加灵活,需要增加或更改控制方式时,只要重新编写控制代码即可,不需要更改硬件,节约了成本,提高了效率。微电子技术与自动化技术的完美结合,更加推动了自动控制领域的发展和创新。其主要有一下几个特点。 2.1 使用计算机编程控制 集成电路的飞速发展,可以将所需要的各个功能都集成在一块芯片上,不同的控制系统所需要的控制功能可以通过计算机编程进行选择。与古老的控制系统相比,它不需要额外的硬件开销,针对不同的控制,只需要改变控制代码即可。无论是从调试上,还是从成本上,甚至是效率上,采用编程的方式都具有无可挑剔的优势。 2.2 集成度高 微电子技术的发展,决定了今后的电子线路越来越小,在一块芯片上集成很多不同功能的相关电路,减少了系统体积,而且非常方面移动和安装。当然功耗也随着集成度的提高在不断下降,无疑这是控制系统中不可忽略的优势,将这种集成控制系统应用在工业控制上,会省下大量的空间和成本。 2.3 功能调节方便 在实际的控制应用中,控制的对象不可能相同,而且就算是同一个对象,随着工业系统的升级,控制功能也需要随之升级。前面提到,微电子自动化技术是基于计算机编程控制的,需要新的控制功能时只需要将新功能编写成代码下载到控制芯片中即可。另外,采用计算机编程的控制系统还能及时的修补系统漏洞,对电子系统随时进行升级和维护。 2.4 开发时能进行仿真 在使用之前能对自动化系统进行仿真,是微电子自动化技术的一大特点,在之前所有的自动化控制技术都需要在实际的场合进行数据的调试和采集,也就是需要现场调试。微电子技术的一大优势就是可以使用计算机技术进行仿真,将微电子技术应用到自动化控制当中,可以解决之前自动化系统设计过程中的数值问题,只要经过严格的仿真就可以保证控制系统在实际的工作过程的准确性。 3 微电子设计自动化系统设计过程 微电子设计自动化系统主要有两部分组成:微电子控制端和自动化执行端。 按照详细的功能设计来划分,整个系统由输入模块、数据模块、仿真模块和检测模块组成。 3.1 输入模块的设计 输入模块是系统控制的命令输入端,所有的控制命令都由此模块输入。所以输入模块就是计算机编程的设计,采用计算机语言对输入的命令进行定义,进行解析,对整个控制系统的功能进行合理的拆分。输入模块设计的好坏直接决定着整个系统的执行效率,所以设计时要做到最简化,执行速度最大化,不要有冗余的代码出现。 3.2 数据模块的设计 控制系统中存放着大量的控制数据信息,如何管理这些数据就是数据模块功能。自动化系统对控制的精确度要求是非常高的,这也就要求对数据的提取和存储有极高的速度,数据模块的设计关键就是对数据的处理速度上。一个好的数据模块直接决定着系统的性能。 3.3 仿真模块的设计 仿真的目的就是对系统的运行情况做出反映,模拟实际的运行条件,及早的发现系统缺陷,即使调整系统功能。 3.4 检测模块的设计 检测模块不属于系统的功能模块,是在系统运行过程中,对系统分进行故障检测用的。保证系统在出现问题时及早的发现和更正。 4 微电子设计自动化技术的应用 微电子自动化技术一般应用在工业电气控制、高校教学和计算机开发等方面。 4.1 工业电气控制 首先,微电子技术的进步促使自动化的飞速发展,可以说是推动了工业社会的前进,在目前的各个工业领域自动控制机器人必不可少。例如,汽车制造行业基本上全是机器人自动控制化,解放了人力劳动。机器人自动化设备就是采用的微电子设计自动化技术[3],所有的机器人都通过微电子技术芯片进行控制,并且可以认为的干预和升级,给工业发展带来了极大的推动力。 4.2 高校教学 由于将来的自动化控制都将采用微电子技术,这是技术发展的总趋势,之前的单纯的机械控制已经淘汰,高校的教学设备也必须跟上时代的步伐,对学生进行微电子设计自动化技术的教学,使他们满足社会的需求,提高学生在新时代下的专业技能。 5 结束语 随着信息技术和计算机技术的发展,微电子自动化技术的使用会越来越广泛,逐渐渗入到人们生活的方方面面,为人类社会的发展做出重大贡献。 作者单位 湖北工程学院物理与电子信息工程学院 湖北省孝感市 432000 电子设计技术论文:汽车电子设计中仿真技术的应用分析 引言:在汽车技术开发迅速的背景下,逐渐有更多的新型技术被应用到汽车设计中,可以有效的缩短汽车总体开发周期,同时可以降低开发试验成本。仿真技术是现在被广泛用于汽车电子设计中的一种新兴技术,通过专业仿真技术的应用,结合汽车电子设计特点以及要求,利用仿真结果不断对原设计进行验证与完善,提高汽车电子设计的合理性与有效化。本文分析了汽车电子设计中仿真技术的应用策略。 电子设计是汽车设计周期中的重点,在设计管理上存在一定的难度,传统的设计方式需要借助各种液压、机械与电子零部件等来对汽车各子项系统功能进行验证,周期与成本控制难度比较大。为提高汽车电子设计的效率,可以将仿真技术应用到其中,选择合适的仿真软件等,来对汽车系统进行建模与分析,可以节约大量的试验设备与试验时间,达到缩短设计周期,降低成本的目的。 一、EDA仿真技术分析 EDA仿真技术现在已经被广泛的应用到汽车电子设计中,主要是利用计算机为工具,设计人员通过EDA软件平台,用硬件描述语言VHDL进行文件设计,最后通过计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局以及仿真等,最终完成对特定目标芯片的适配翻译、逻辑映射与编程下载等。将EDA仿真技术应用到汽车电子设计中,可以有效提高电路设计的可操作性,降低了工作量。其中EDA技术中存在的Multisin仿真设计软件可以在汽车电子线路中实现软件仿真技术所具有的虚拟设计功能[1]。 Multisin仿真设计软件可以完成对模拟、数字以及混合电路进行电路性能仿真与分析,主要包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式等,交由比较高的仿真分析能力。第一,直观的图形界面。在软件操作界面,绘制电路所需要的元器件,以及仿真所需要的测试仪器可以直接拖放在屏幕界面上,通过鼠标就可以将各个器件连接起来。并且还可以直接通过仪观察到数据、波形以及特性曲线等。第二,较高的仿真能力。软件引擎为SPICE3F5和Xspice的内核,通过Electronic workbench带有的增强设计功能可以完成数据与混合模式仿真性能的优化,如MCU仿真、RF仿真、VHDL仿真等[2]。第三,丰富的元器件。可以完成对原件各种参数的编辑与修改,并且可以利用模型生成器与代码模式创建模型等功能,来达到创建自己元器件的目的。将此种仿真软件应用到汽车电子设计中,可以有效减少资源的浪费,缩短系统设计周期。并且,通过仿真设计软件所具有的虚拟性特点,设计人员能够在计算机平台内完成模拟试验,对于存在的错误可以及时更改,最后将完善的设计方案落实到硬件上,提高设计方案的可行性。 二、仿真技术在汽车电子中应用分析 1.建立数学模型。计算机仿真即利用数学形式将实际系统的运行规律表达出来,一般情况下为微分方程或者差分方程,最后通过计算机以数值求解的方式完成方程的解答。在进行仿真设计前,应先将电子系统原理图中所有零部件抽象化并建立数学模型。一般情况下,为满足系统计算机仿真要求,应开发一个或者一组模型。通过对电路特性的研究,针对不同物理器件来建模,存在部分情况需要对大型电路或者系统建模。系统零部件数学模型质量与仿真设计结果有着直接联系,应合理设置各模型的参数属性,并且在不断计算与试验中对数模进行修正与完善。在受到外界一定条件影响下,从系统一定初始状态出发,所经历的尤其内部固有特性决定了整个动态工程,通过对系统、输入与输出之间的动态关系,就可以确定其性能属性。 2.系统原理仿真。在仿真设计过程中,通过仿真软件将数学模型转变为计算机上运行的仿真模型,并根据仿真模型来编制仿真程序。在实现系统的仿真设计后,可以随时得出各个子系统或者零部件的瞬时工作状态以及性能参数变化,包括电流、电压、功率以及转矩等参数的波形变化,通过对各类波形与试验结果的对比,即可确定设计中存在的问题,最终对其进行改善即可。 3.双电压系统。对于双电压系统,需要将用电设备分成两各部分,即中小功率负载与大功率负载。小功率负载主要通过14V电压完成供电,如中控锁、室内灯、仪表、收音机等主要车身电子设备;大功率负由42V电压供电,如电控机械制动装置、三元催化转换加热器、电控机械气门正时装置以及电控悬架等,主要为汽车发动机、底盘系统电子设备等。汽车双电压供电系统中含有两个关键性部件,即DC/DC变换器以及启动发电机,其中对于DC/DC变化器,主要是将交流发电机输出的42V高电压转换成为14V电压;而启动发电机一般会安装在发动机与变速器之间,通过半导体整流-逆变功率变化器,实现交流发电机的功能,发出42V高电压,同时也可以在发动机启动时实现启动作用,在启作用实现时,其直接作用于启动发动机,启动时间仅为0.5s,设备所具有的噪音比较小[3]。 4.仿真模型修改完善。通过对汽车电子系统的仿真设计,一般情况下得出的初步结果与理想值存在一定的偏差,为达到电子设计结果,就需要对初步结果进行研究分析,通过与试验结果进行全面对比,完成系统严厉与数学模型的修改。通过仿真软件可以实现分析工作,如直流工作点分析、顺态分析、交流小信号分析等,在进行分析时,应在模型参数值浮动的范围内随机取样,然后完成所取数值的分析,测定器件参数在特定范围内浮动对输出的影响,进而可以不断完善模型设计。 结束语 现在仿真技术逐渐被应用到新车型的开发中,并且取得了一定的成果,尤其是在选择发动机容量参数上取得显著的效果。想要进一步提升仿真技术在汽车电子设计中的应用效果,必须要不断加强对此方面的研究,选择合适的仿真软件进行设计,争取进一步缩短汽车开发的周期,提高设计的综合效益。 电子设计技术论文:探析FPGA技术在电子设计中的相关应用 摘要随着电子技术的飞速发展,对各种硬件资源、电子产品的可扩展性、可靠性的要求也逐渐提高。FPGA作为一种可编程的逻辑器件,具有高容量、高性能、低成本等优点,在电子设计中应用日益广泛。基于此本文对FPGA技术在电子设计中的相关应用进行探讨。 【关键词】探析FPGA技术 电子设计 相关应用 1 FPGA技术简介 FPGA技术是在CPLD、GAL、PAL等编程器件的基础上发展而来的,作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,解决了定制电路的不足,克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA基本的逻辑功能是由内部进行规则排列的逻辑单元阵列(LCA)来完成的。逻辑单元阵列主要由输入输出模块(IOB)、可配置逻辑模块CLB、内部连线(Interconnect)构成。电子设计人员根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,实现所需要的逻辑功能。 随着超大规模集成电路技术及计算机辅助技术的发展,FPGA的容量和性能也不断提高,FPGA内部集成的片内外设也越来越多,可集成SRAM、Flash、AD、RTC、CPU硬核等。现在FPGA已被用于实现大的逻辑电路甚至整个系统。 FPGA的设计流程就是利用EDA开发软件和编程工具对FPGA芯片进行开发的过程。简单的FPGA设计主要包括以下几个方面: 1.1 功能定义/器件选型 在FPGA项目开始设计之前,首先要根据FPGA器件在电子系统中的功能进行系统功能的定义和模块的划分;然后根据任务要求,如系统的功能和复杂度,对工作速度和器件自身的资源、成本、以及连线的可布性等方面进行权衡,选择合适的设计方案和合适的器件类型。 1.2 设计输入 指的是使用原理图输入、状态图输入、流程图输入、硬件描述语言HDL等方法对设计的电路进行描述并输入EDA工具的过程。常用的硬件描述语言是Verilog / SystemVerilog,其次是VHDL。设计输入编辑的EDA工具有很多,常用的EDA软件ModelSim、Visual HDL、ActiveHDL、Xilinx ISE、Quartus II 都有针对HDL的编辑工具。 1.3 功能仿真 功能仿真是最基本的仿真验证,主要针对实现前的设计文件。功能仿真的主要是验证设计文件的逻辑功能是否正确、满足设计要求。此时的仿真没有延迟信息,仅对初步的功能进行检测。仿真前,要先利用波形编辑器或HDL等建立仿真激励文件,仿真结果将会生成报告文件和输出信号波形,从中便可以观察各个节点信号的变化。如果发现错误,则返回设计修改逻辑设计。 1.4 综合设计 综合就是将设计输入依据给定的硬件结构组件和约束控制条件进行编译、优化、转换盒综合,最终获得门级电路甚至更底层的电路描述网表文件。综合优化根据目标与要求优化所生成的逻辑连接,使层次设计平面化,供FPGA布局布线软件进行实现。目前,各个FPGA厂家都推出了自己的综合开发工具。 1.5 实现(适配) 实现是指利用工具把综合后生成的网表文件针对具体目标器件进行逻辑映射,配置到具体的FPGA芯片上。主要包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、逻辑布局布线等过程。 实现(适配)结束后,可以利用其产生的仿真文件作精确的时序仿真,同时产生可用于编程的文件。 由于开发商对产品内部的结构非常了解,通常要选择生产商开发的布线工具。比如在Sie集成环境中,可以使用FlowEngine来进行布局布线。 1.6 时序仿真 时序仿真也叫后仿真,时序仿真是接近真实器件运行特性的仿真,是必不可少的仿真验证形式。时序仿真通过计算各信号之间的时间延迟,可以有效地分析设计中可能存在的竞争和冒险,从而确定设计的实际工作性能,将芯片的具体情况准确的反映出来。时序仿真使用的仿真工具和综合前仿真工具是一样的。 1.7 编程下载 在时序仿真和功能仿真都无误的基础上,将实现(适配)后的设计文件,通过编程器或编程电缆下载到FPGA芯片或配置芯片中。 1.8 硬件测试 将含有FPGA芯片的硬件系统进行统一测试,验证FPGA设计在整个在电路中工作情况,以排除错误,改进设计,有效的降低资源的浪费以及电路逻辑搭配功能错误的概率,提高电子设计的速度。同时这也是FPGA在电子设计中得到广泛使用的一个重要原因。 2 在电子设计中FPGA技术的应用重点 随着半导体技术不断的发展,FPGA的复杂程度也逐渐提高,所具有的功能也越来越完善,芯片体积也逐渐缩小,正逐渐成为复杂的数字化电路设计的重点。在电路设计中,FPGA技术主要在下面几个方面应用:(1)通过对FPGA内部资源进行利用,来达到一些外围芯片的功能,从而减少系统中的外围芯片,节约系统的成本。(2)作为系统外围芯片的驱动。(3)可以利用FPGA编写数字滤波器、胶合逻辑、计算密集算法加速器、FFT等,同时也可以利用IP内核来提升系统的稳定性,降低工作量,对很多的数字信号进行处理。(4)在时序上对数据流进行综合管理,尤其是进行数据存储等方面的应用。 3 电子设计中FPGA技术的实际应用 FPGA技术的不断发展为电子设计技术提供了成本低廉、设计灵活的解决方案。当前,国内外的汽车电子设计大都是基于FPGA来完成的。由于FPGA的处理速度非常快,在汽车信息娱乐系统使用非常广泛,比如影音视频播放功能、GPS导航系统、FM收音机、车载电视功能等。本文对FPGA在汽车方向盘测试仪电子设计过程中的实际应用进行介绍。如图1所示。 3.1 FPGA在ADC模块中的运用 由于精准度比较高、运行速度比较快的A/D芯片对电源的噪音很敏感,并且在连入数字系统后,精准度降低。为了解决这个问题,可以使用差分驱动器、光电耦合器对数字系统和ADC芯片进行隔离。不仅提升了A/D采样的精确度而且,A/D采样的噪音也降低了很多,数字信号和隔离模拟框图如图2所示。在ADC驱动模块中FPGA主要有下面几个方面构成:(1)ADC采样数据暂存区域;(2)ADC收集控制模块;(3)ADC数据存储区域;(4)ADC滤波数据修正模块。 3.2 在角度信号收集模块中的运用 角度信号收集模块主要是使用FPA器件和光电编码器进行设计的,利用四倍频、辨向和计数的方法对契合方向盘角度测量的精准度进行了提升,达到了汽车方向盘角度高精度测量的目的。角度信号收集模块主要是为了处理光电编码器输出的信号,主要有判向信号、四倍频信号、24位计数器,数据存储、清零、数据锁存等。FPGA的角度测量功能结构如图3所示。通过利用光电编码器,在输出脉冲不断的增加下,分辨率也有了比较的大的提高。 3.3 在接口控制模块中的应用 使用总线的方法进行MCU和FPGA通讯,使用这种方法把MCU总线转变成分离的数据总线和地址,总线通信方法具有编程容易、传播速率高、控制稳定,而且通过在FPGA中进行逻辑切换,更加便于ROM或RAM和MCU之间进行数据通讯,将MCU数据处理的能力充分的发挥了出来。 3.4 使用FFT算法处理ADC信号 在收集和处理ADC信号的过程中,使用FFT(快速傅立叶变换)对信号进行分析。FFT算法是利用FPGA自带的IP核来进行设计的,主要由IP核和接口两个部分构成,接口的主要作用是将对应的存储区域的A/D转换数据传送到IP核模块,然后利用FFT对信号进行分析处理,将变换后的结果送到对应的存储区域。FFT计算结果的精准度主要是由输入数据、精准度、运算中的位数来决定的,另外和数据表现的基本形式也有着较大的联系。通常情况下,浮点要高于定点的精准度。在定点计算的过程中,存储器数据的位数越高、数据计算的准确度就越高,可以利用逻辑单位和存储单元也越多。在实际使用的过程中,要参考具体的情况选择资源和精确度。 4 在电子设计中使用FPGA需要注意的地方 在电子设计中使用FPGA主要是为了对系统的稳定性进行提升,对系统的性能进行改善,对外界的干扰进行抑制,确保设计的合理性。在设计的过程中,主要需要注意下面几个方面的问题:(1)消除毛刺。为了降低FPGA设计电路的过程中,毛刺的出现概率,降低逻辑错误,提高电路的稳定性,要对设计进行改变,对毛刺出现的原因进行控制,从而降低毛刺的出现概率,使结构更加的科学合理。(2)时序设计的注意事项。在设计时序的过程中,要对设计的时钟速率进行考虑,尽可能使用全局时钟来对时钟信号进行控制,使用一个时钟来对数据进行寄存,不使用全局网络的时候,要将约束条件加入到设计中。(3)由于代码推断即不可靠,又很麻烦,要多使用自带的Core genrate。(4)仿真方面的设计。在进行仿真设计的过程中,要对调试工具进行充分使用,在进行功能仿真的过程中,要重点考虑功能的稳定性和可靠性,对各方面的初始情况进行考。(5)对设计功能块进行层次化。要先对顶层的功能块进行设计,然后对底层的功能块进行设计,通过对设计功能进行层次化,可以使得设计调试起来更加容易,可读性更好。 5 结语 在电子设计中应用FPGA技术,在设计完成前,通过短时间内设计和修改FPGA内部逻辑,不仅有效的提升了产品的性能,而且也降低了产品开发的时间。随着FPGA技术的高速发展,FPGA产品的规模越来越大,集成度越来越高,价格不断降低,FPGA技术必将在电子设计中得到越来越广泛的应用。 作者单位 天津市安中通讯电子有限公司天津市300300 电子设计技术论文:试述电子设计中EDA技术的应用 【摘要】随着科技的发展,电子设计也得到迅速发展。在电子设计领域中,EDA技术得到了广泛的应用,基于此,本文就对电子设计中EDA技术的应用进行了深入地研究。 【关键词】电子设计;EDA技术;应用 前 言:EDA又称电子设计自动化,它是电子技术的发展潮流,是电子技术及仿真模拟工作的基础技术,因此,在电子设计中,EDA得到了广泛的应用。 1.EDA技术概述 在电子设计技术中以可编程逻辑器件在数字系统中的应用为电子设计工作带来了极大的灵活性,可编程逻辑器件在软件编程时重构器件的结构及工作方式,从而大大的提高了设计硬件的效率。PLD应用的结构原理、下载方式及集成规模等方面的具体的进步都在一定程度上推动了现代电子技术的革命的发展,它使得传统的数字系统设计方法、设计理念及设计过程等都发生了改变。随着PLD技术的不断完善及计算机技术的快速发展,EDA技术开始在电子设计领域中发光发热。EDA技术在计算机上的EDA工具软件平台完成设计文件时利用硬件描述语言来进行系统逻辑描述。EDA技术实现了设计者利用硬件描述语言及电子设计自动化软件等完成对系统硬件功能的设计工作,EDA技术可以自动的完成逻辑编译、逻辑分割及布局布线等功能从而使电子线路系统功能全部实现。 2.EDA技术的现状及发展 随着半导体工艺技术的不断发展,EDA技术也不断地推动着电子设计技术的发展。IC设计产业在不断高度发展的同时也面临着巨大的挑战,产品上市周期越来越短、成本越来越低等要求都迫使设计者在进行电子设计时选用更高效的EDA技术。设计者在设计的过程中必须全面的考虑问题,不仅要考虑硬件的物理特性对设计时序及功能可靠性等的影响,同时也要选用合适的设计术语及抽象形式等数据来描述设计。EDA技术不仅需要测试深验证亚微米技术的物理效应的能力同时也需要提供抽象设计的能力。EDA技术的发展离不开计算机、电子系统设计及集成电路等,EDA技术的发展大致上可以分为计算机辅助阶段、计算机辅助工程设计阶段及电子设计自动化阶段这三个阶段。电子辅助阶段主要是在计算机辅助的前提下进行的电路原理图编辑,用PCB进行布线布局,从而使得设计师从传统的绘图工作中解放出来。计算机辅助工程设计阶段主要是解决电路设计中的电路检测等问题,CAE以逻辑模拟、故障仿真及定时分析等为核心,从而使得设计可以提前预知产品的相关性能及功能。电子设计自动化阶段主要是通过高级描述语言、综合技术及系统仿真等“自上而下”的完成设计前期的高层次设计。 3.EDA技术的要点分析 3.1硬件描述语言 硬件描述语言是一种进行电子系统硬件设计的计算机语言,它通过软件编程来具体的描述电子系统中的电路结合、连接形式及逻辑功能等,硬件描述语言适应于设计大规模的电子系统。高速集成电路(VHDL)硬件描述语言于1985年美国国防部推出的目的是为了克服EDA产品不兼容问题,同时也可以进行多层次设计。IEEE以VHDL为硬件描述语言柄滩以覆盖之前的硬件描述语言的各种功能。IEEE是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级、逻辑门级及寄存器传输等多个设计层次,同时也支持数据流、结构及行为等三种形式进行混合描述整个项目。VHDL硬件描述语言不仅移植性好,同时它的设计也方便了工艺间的转换,而且VHDL使得设计人员的主要工作是进行实现与调试系统功能。 3.2ASIC设计 在集成电路的设计中加入ASIC芯片可以解决电子系统集成电路存在的功耗的、可靠性差及体积大等主要问题。随着现代电子产品市场的门槛不断提高,ASIC芯片分为全定制或半定制ASIC及可编程,因此在设计ASIC芯片时应该尽可能的是芯片获得最优的性能,从而达到高利用率、高速度及低耗能的目标。 4.EDA技术在电子设计流程 EDA技术是系统级的设计方法,是一种层次相对较高的电子设计方式,EDA技术以概念为驱动从而使电子设计工作者在设计时无需利用门级原理图,电子设计工作者在确定设计目标之后就可以用EDA技术来表述电路,这样不仅可以减少电路细节的约束及限制,同时也可以使设计者的设计更具创造性。EDA系统在电子设计人员将概念构思及高层次的描述输入计算机之后在系统规则下完成对电子产品的设计。EDA技术的电子设计工作流程大致包括系统划分、代码级功能仿真、VHDL代码或图形的输入、送配前时序仿真及ASIC实现部分。首先,电子设计借助文本或者图形编辑器呈现出设计描述,也就是实现设计表述。其次,电子设计借助编译器对设计进行错排编译,即输入HDL程序。然后,设计人员需要沟通软件和硬件设计,以便实施功能仿真,即综合。最后,在确认仿真设计无误时,通过FPGA或CPLD完成逻辑映射操作,即编程下载,系统级设计完成。 5.EDA技术的应用 EDA技术在电子工程设计中扮演着非常重要的角色,它的作用体现在不同的方面。首先,电子自动化技术可以验证电路设计方案的正确性,在进行电子设计时,待设计方案确定之后,会利用结构模拟或者系统仿真等方式来验证设计方案的正确性,在验证过程中系统中的各个环节的传递函数确定之后设计方案便可以实现。这种系统仿真技术推广到非电子专业的系统设计也会得到充分的发展。EDA技术在系统进行仿真之后的电路结构进行模拟分析,从而使得电路设计方案的可行性及正确性得到充分的保障。其次,电子自动化字数也可以对电路特性进行优化设计。电路的稳定性能受到元器件容差及工作环境温度等的影响。在传统设计过程中难以对电路的整体进行优化设计,也无法全面的分析电路稳定性的影响因素。EDA技术中的温度分析及统计分析等功能的应用则可以全面的分析电路特性影响因素,从而对电路特性进行整体的优化设计。最后,电子自动化技术也可以实现电路特性的全功能模拟测试。 6.以EDA技术为基础电子设计的注意事项 在利用EDA技术进行电子设计时,首先应充分的考虑电子电路延时的不确定性,以及在系统进行自动编译时会被冗余的电路简化,因此,在应用EDA技术时,应注意采用的反向器个数避为偶数,同时以并联的方式将反向器连接成延时电路。其次,在设计过程中输入的引脚不能处于置空状态,要保证有信号源来驱动引脚,及保持部分不用的引脚保持接地,同时,器件的电源应始终与地线引脚保持相连,彼此之间可以进行滤波及去耦。最后,在设计中药避免器件过于发热。 结束语: 我国经济的进步带动着我国科学技术的不断发展,从而也使得了电子产品得到了飞速的发展。在现阶段的电子设计中,EDA技术是电子设计过程中的核心技术,是电子产品研制开发的源动力。随着EDA技术的不断深入发展,EDA技术将引发电子产业界及电子设计领域的技术革命变革,EDA技术的不断完善使得电子设计的水平在不断的提升。为了使电子系统朝着集成化及规模化等方向的发展,电子设计工程师应该充分的掌握EDA技术,以便开发出更多的高性能电子产品。 电子设计技术论文:电子设计自动化技术的发展与应用 摘 要:随着集成电路和微电子技术的发展,电子设计自动化技术(简称EDA)已经成为一门电子领域的重要学科。EDA技术的发展与应用成为21世纪电子设计的主流方向。本文主要介绍EDA技术的发展内容,展望EDA技术的应用蓝图。 关键词:电子设计;自动化发展;应用蓝图 一、电子设计自动化技术的概况 现代电子产品多体现开发周期短、更新换代快、功能多重、能耗偏低等特点,产品体积日趋小巧,相比较传统电子产品,其广泛运用现代科学技术,电子设计自动化程度提升,产品的竞争力迅速提高,能够更有效运用现代化科学技术,以适应时展变化。而这归因于电子设计自动化技术,集合众多学科的最新研究成果发展而来的一门新科学领域技术。 电子设计自动化技术内容主要为大规模可编程逻辑器件(简称PLD)、硬件描述语言(简称VHDL)、软件开发工具(主要为MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和实验开发系统四个方面。大规模可编程逻辑器件是EDA技术的设计载体物质,帮助用户利用编程实现逻辑功能;硬件描述语言是电子系统设计实现功能的表达手段;软件开发工具则是系统化、自动化的设计工具,帮助EDA技术设计电子系统;实验开发系统则是有助于电子系统设计的系列下载工具和硬件验证工具。 电子设计自动化技术的发展也并非一日而成,由一学科而诞生,其发展经历三个阶段:计算机辅助技术(简称CAD),计算机辅助工程设计(简称CAE)和电子设计自动化(简称EDA)。 (一)CAD阶段(20世纪70年代) 早期电子系统硬件设计经由分立元件向集成电路模式发展,硬件设计随之进入早期发展阶段。硬件设计主要采用集成电路,并将其焊接在电路板上,做成早期的电子系统,而对系统的调整试验则是在PCB上进行。制作过程的复杂性要求,传统的利用手工图纸方式无法实现,因此过程高度复杂的产品设计工作由CAD工具,利二维图形编辑和分析完成。在20世纪70年代EDA技术发展阶段,电路板画图工具受到计算机工作平台的约束,其设计的性能较差,工作时间受制约有限。 (二)CAE阶段(20世纪80年代) 20世纪80年代推出了新的EDA工具,伴随着计算机和集成电路的推广发展而来的计算机辅助工程设计阶段到来――CAE阶段。其推出的EDA工具主要核心为逻辑形式模拟、计划性分析、模拟故障分析和自动布局布线,解决之前无法完成的对工具功能检测的重点问题。设计师在产品制造之前可以提前知晓产品的功能,利用计算机生成有关产品制造的文件,帮助在设计古城有效对产品性能进行早期分析检测。 EDA工具核心之一――自动布局功能与早期阶段产品设计工具解决人工重复绘图的缺陷相比较,80年代的CAE工具可以保证设计和制造出最优的电子产品,该工具不仅可以为产品开发提供便利,也能帮助设计人员提供最佳脑力创作。然而,电子系统复杂多样化,EDA工具无法全面满足设计要求,无法对产品设计元件进行优化处理。 (三)EDA阶段(20世纪90年代) 这一阶段EDA技术向电子产品自动化设计方向大幅度进步,归功于微电子技术的迅猛发展――芯片集成于工作效率的技术创新。集成电路高速率设计和电子系统的高水平发展趋势,极大促进了电子设计自动化技术取得进步发展。EDA工具实现设计、测试、生成文件等系统化的电子系统设计自动化,其不仅仅具备系统设计能力,并且包含各个工艺标准元件库,实现系统设计能力独立化,帮助设计工程师熟练设计电子系统[1]。 二、EDA技术应用蓝图 EDA技术应用前景广泛,可应用于高校实验教学活动、产品开发和科研、电器设备的更新换代与改造。随着软件开发功能的完善,电子系统可以集成在一个芯片上,产品设计硬件则可以利用软件方式完成,全面实现系统的编程和升级活动,因此,在科研活动和产品的开发过程中,EDA技术可被广泛运用。 各高校电子类专业较为火热的教学活动以及研究课题,都较多借用EDA技术设计各种复杂的数字系统,完成系统的开发与实验,同时也可以便捷地应用该技术进行硬件验证,简化数字电子设计实验的流程,而不同的学生可以根据自身的设计完成各项实验活动,便于高校教学活动的进行,也有利于提高学生的自我创造能力。这种技术大大简化了高校实验教学成本,因而也被推广应用。 采用EDA技术可以对机电设备中的电器控制系统进行重新设计或改造,设计时间较短,成本较低,同时可以提高机电设备的性能,增加产品的技术含量。电子产品更新换代速率愈来愈快,为满足市场消费需求,不一定要求所有的工程师创造出新的产品设计,在传统机电设备的基础上,对设备电子系统进行规划设计或改造,有利于产品额外价值的实现[2]。 三、总结 进入21世纪90年代,随着集成电路、微电子技术和芯片组合技术的发展完善,EDA技术在数字系统和微电子技术领域不断发展,现代电子系统设计成为电子领域发展的重要内容,同时EDA技术也需要在PLD和VHDL方面做出不断的更新完善,使之在计算机、工业、电器等领域广泛拓宽应用市场,利用电子设计的优势制造出领域更宽广的电子产品。在此可以展望EDA技术的兴起将超越电子设计领域向其他领域发展,设计不再单纯是电子类专业的设计,电子系也不再是工程师的代名词。
机械工程师论文:校企机械工程师论文 1校企协同构建卓越机械工程师培养模式的探索与创新 依据南通大学自身的特色,依托长三角经济发展和南通市区域经济发展需要,积极探索、创新校企协同工程人才培养模式,以实际工程为背景,以工程需求为导向,以培养优秀后备工程师为目标,循工程技术为主线,靠校企合作为手段,以培养“双师型”教师队伍为支撑,达回归工程实践之重点。从2007年至今,倡导企业与学校按照新的模式培养工程师人才,变招收学生为参与培养学生,组织并实施了卓越机械工程师培养计划,并取得显著成效,主要进行了如下探索与创新。 1.1创立了高校和一流企业联合培养卓越工程师的新机制 从南通大学自身定位和办学特色出发,调研南通及周边地区产业结构,遴选在行业内产品技术含量高、科研实力雄厚,生产设备及管理模式先进的一流大型企业,研究论证校企协作共同实施人才培养的可行性,突破现有“订单式”人才培养模式的局限,探索面向行业需求的卓越工程师培养新机制。行业企业深度参与卓越工程师培养全过程,校企合作共同制订培养目标、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、共同评价培养质量、共同促进学生就业。 1.2校企协同下的卓越工程师培养模式制度化创新设计 在校企协同培养的机制与理念下,需要对传统的工科教育模式进行创新设计。将学生专业培养从宏观上分为学校培养和企业培养两个层面,学校培养以强化基础理论教学为主、夯实专业基础;企业培养以实践教学为主,强化工程实践能力。基于校企协同培养模式,进一步使特色课程建设、生产实习、综合素质拓展和毕业设计等具体环节设计制度化,形成具有自主特色的体系,主要体现在以下几方面。 1)创新设计特色课程体系和教学方法。 以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,优化课程体系和教学内容。结合企业和行业对工程师素质实际需要,特设与企业实际结合的专业课程,并纳入教学计划,聘请企业资深工程师讲授专业性强、实践性强、学校难以开设的核心技术课程,并针对现有技术难题和生产过程组织实施案例教学,开展基于问题的学习、基于案例的学习等研究性教学和学习方法,对调动学生自主学习的积极性、提升学生专业理论水平、加强专业技能起到重要作用,教学效果明显。 2)面向卓越工程师能力要求的综合素质拓展创新。 开设包括人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流与总结篇等涵盖多方面的系列讲座,对进一步提升学生与青年教师的工程素质、工程意识、人文科学素养和创新能力起到了积极作用。具有丰富工程背景和管理经验的资深教授、高级工程技术专家的讲座,极大调动了学生的学习热情,取得了良好效果。 3)制订规范、合理、安全且可操作性强的实习计划。 结合专业培养的需要,制定定点岗位实习与全厂多岗位流动实习相结合的实习计划,可满足学生对未来从事工作的兴趣需要,对培养未来工程技术人员的全面素质起到推动作用。 4)结合工厂实际生产,组织落实能符合学生培养要求的毕业设计。 毕业设计从选题论证、过程指导到答辩等诸多环节,以工厂工程师队伍为主、学校指导教师为辅共同负责,有力强化了毕业设计在卓越机械工程师培养中的重要地位,提高了学生解决工程实际问题的能力,深化了学生对理论知识的理解与掌握,促进工程应用与实践水平的提高。 1.3校企协同构建面向卓越工程师培养的“双师型”师资队伍 从企业层面构建稳定的企业教师梯队,选择技术水平高、责任心强的工程技术人员作为企业的指导教师,负责人才培养各个环节,同时负责对学校青年教师的再培养工作;学校组建以老教师为主、青年教师轮流参与的教师队伍,在对学生实施培养的全过程中,完成对青年教师的工程实践能力培养,逐步提升大学教师回归工程实践、服务工程需要的能力,使教师兼具工程师素养,取得对学生培养和对青年教师再培养双重教育效果;学校教师有义务培养企业年轻工程师,努力参与营造工厂科学研究、人文与管理氛围,使工程师兼具教师素质,共同构建适应卓越工程师教育培养的新型“双师型”师资队伍。 1.4以学科平台支撑卓越工程师教育培养体系的健全与完善 牢固树立大学以培养人才为宗旨,倡导一流企业为社会人才培养作贡献的理念,构建教、学、产、研系统。校企深层次产学研合作、共建实践基地和平台,促进科研与教学的融合、促进高校教师理论与实践的结合,构建寓研于教的培养模式,使校企合作平台提升到学科平台的层次。学科平台的构建对促进专业建设、实践基地建设、课程体系完善和科研反哺教学均具有重要的推动作用,最终支撑卓越工程师培养体系的完善,回归高等学校人才培养的根本任务。 2校企协同构建卓越机械工程师培养模式的实践 2007年,南通大学选择机械工程学院为改革试点单位,根据学科专业特点和服务地方经济发展的需要,与上海振华重工集团(南通)有限公司开始探索校企协同人才培养模式,从2005级300名学生中双向遴选出30名学生,成立南通大学振华港机班,实施校企协同定向培养,由企业和学校共同制定培养目标、共同实施培养过程、共同促进学生就业,这种机制与模式在南通大学尚属首次。作为校企合作单位的上海振华重工集团(南通)有限公司(以下简称“振华港机”)是世界著名企业上海振华重工集团下属生产基地之一,主要从事港机钢结构生产、总装、调试、发运以及钢桥、大型龙门吊、浮吊以及船舶配套件等海洋重型装备的研发与制造。公司先后参与承担了国家科技支撑计划、国家高技术研究发展计划(863计划)、工业与信息化产业部产业技术创新计划等几十项研究课题,并获得授权国家发明专利数十项。其中参与的:“ZPMC新一代港口集装箱起重机关键技术研制平台建设”获2008年国家科技进步一等奖、“海上重型装备全回转浮吊关键技术及应用”获得2010年国家科学技术进步二等奖。经校企双方专家共同研讨,制订了面向企业的人才培养方案,并根据机械工程师培养的目标和要求,对专业课程体系进行了调整和优化,增设了与企业生产实际紧密接轨的课程。2008年上半年组织该批学生到企业进行了认识实习,2008年暑假又组织该批学生到振华港机进行了为期1个半月的生产实习;工厂及教师团队完成了学生在企业半年的毕业设计任务,结合工厂实际题目,实施一生一题。针对公司港机钢结构装备制造的需要,开设了《钢结构力学及制造工艺》课程,共32学时;开设了《焊接结构工艺实践》,为期1周,由振华港机和学校共同实施组织完成。为适应振华公司面向进军海洋工程市场的需求,南通大学通过中远川崎公司邀请日本川崎造船株式会社及其配套件公司的日籍专家来校进行8场专题讲座。总部设在南通的中远川崎船舶制造有限公司是中国远洋运输集团公司与日本川崎造船株式会社的合资公司,是江苏乃至全国屈指可数的一流船舶制造企业,实现了行业联合实施人才培养。 2009年6月,首次由校企联合培养的30名学生到振华集团顺利就业,在各自的岗位上发挥了积极的作用,部分学生已经成长为企业骨干和中层管理,在人才培养实践过程中,通过不断积累经验,积极拓展,深化改革,进一步强化校企互动,彰显了办学特色,为地方经济社会发展做出了应有的贡献。在人才培养的基础上,南通大学机械工程学院与上海振华重工集团(南通)有限公司开展了深层次的产学研合作,积极参与企业重大项目研发和技术攻关。双方合作成功申报了2012年江苏省科技成果转化专项项目:“潮间带及近海风电设备多功能安装作业船的研发及产业化”获批经费1200万元,成功申报了2009及2012年南通市重大科技创新项目:“大型船舶动力定位推进器的研发与制造”、“大型高效回转伸缩式装船机关键技术研发与产业化”共获批经费900万元。双方合作科研项目的成果“喷射流场电沉积机理及绿色环保应用”、“喷射电沉积流场主导结晶机理与绿色技术应用”荣获2011年教育部高校科技进步二等奖、2011年江苏省科技进步三等奖;“海洋钻井平台升降系统设计与制造”、“潮间带风电设备多功能安装作业工程船设计与制造”分别荣获2012年南通市科技进步二等、三等奖各一项。协助公司申报高新技术企业、国家及江苏省首台套产品;与公司共建省级企业研究生工作站、省级技术研发中心,为企业自身发展、研究生培养、青年教师提升知识和应用能力都创造了条件和机会,在实践过程中逐步形成并完善了以公司高端人才、学校资深教授、年轻工程师、青年教师、研究生共同构成的多层次梯队,每年定期举行学术、技术研讨会,进一步促进和完成对“双师型”队伍的培养,促进科研团队与教学团队的融合。在科研合作过程中探索构建寓研于教的培养模式,在面向本科生开设的《先进制造技术》、《机械制造工程学》和《测试技术》等多门专业课中努力把与企业合作项目的科研思想、方法及成果纳入教学过程,让本科层次的学生及早了解技术发展前沿和趋势,尤其是让即将进入该行业的未来工程师们提前接触和了解行业的发展现状、技术前沿与趋势,对于学生的专业水平、科学素养、创新意识和能力都有明显提高,为这些学生毕业后能够迅速融入企业,参与企业的科技创新和技术革新,成长为社会需要的卓越工程师,奠定了良好的基础。振华港机的多名学生毕业后参与了企业的一系列重大技术攻关,获得了优秀团队的称号,体现出校企协同人才培养的良好效果。帮助公司工程技术人员进行工程理论再教育,接纳17名振华公司员工开设专科升本科的学历教育,派出学院教师参与企业文化、教育与工程技术交流等活动。把科研优势转化为教学优势,把科研成果转化为教学资源,促进科研与教学的融合、科研基地与教学基地的融合。 在成功实施南通振华港机校企定向培养的基础上,通过进一步总结经验,结合2010年6月教育部出台的关于卓越工程师教育培养计划的新要求和新形势,2011年经过与江苏苏南重工机械科技有限公司(以下简称“苏南重工”)多次协商,挑选机械工程学院30名学生组成“08苏南重工班”开展面向卓越工程师计划的培养。江苏苏南重工机械科技有限公司是由江苏苏南特钢集团有限公司于2006年投资创办的现代化冶炼大型锻件及装备的研发、生产企业,产品主要用于船舶、电力、石油化工、冶金设备制造等领域。企业拥有世界一流的生产设备和一批高端工程技术人员。2011年7月,南通大学和苏南重工校企合作签约仪式在常熟市举行,双方签署了面向卓越工程师教育培养的人才培养协议,共同推进南通大学卓越工程师教育培养计划全面启动。2011年7月,30名学生到苏南重工进行了为期一个半月的生产实习,结合学生就业兴趣和工厂需求,实施生产实习定点及岗位轮训制度,这是南通大学与苏南重工开展本科人才培养的一个重要环节,并倡导企业把工程师对学生指导、授课等培养环节纳入年终个人考核中。2011年9月,由南通大学与苏南重工共同开设的人才培养“08苏南重工班”特色课程班开课,特意安排三位享受国家特殊津贴、研究员级高级工程师周奠华、林尧武与白多智分别讲授《大功率低速柴油机用N80A高温合金排气阀的研制》、《柴油机半组合式特种曲轴制造技术及设备》、《大型锻件制造工艺及设备》等三门课程,各24学时,授课中实施了基于现场案例的教学,对照现场设备和制造过程讲授专业理论知识,深受学生欢迎。邀请了近20位校内外专家学者,围绕人生励志篇、生产组织与管理篇、制造科学与技术篇、交流总结篇几个部分组织、安排了15场特色系列讲座,着力提升苏南重工班学生的整体素质,提高人才培养的质量,取得了良好的效果。在毕业设计环节,机械工程学院根据南通大学毕业设计的规范和要求,结合苏南重工的实际情况,经过双方多次协商交流,共同落实了苏南重工班学生毕业设计题目,确定了企业毕业设计指导教师团队,以工厂工程师为主,学校教师为辅共同负责。学生在工厂为时半年,圆满完成了在企业进行的毕业设计任务。通过毕业设计环节学生进一步熟悉了工作岗位要求,学习企业先进技术和文化,为走上工作岗位参与企业技术创新和工程开发奠定了良好基础。 3结束语 2007年,南通大学与上海振华重工集团合作协同培养人才,形成初步培养方案,完成协同培养模式的设计;2011年,南通大学又与常熟苏南重工进行协作培养,更加注重培养学生的实践能力与创新能力,进一步发展完善培养模式。经过与振华港机和苏南重工的成功实践,完成了校企协同培养模式的构建,形成了校企协同的培养机制。协同培养学生的创新水平、实践能力、责任意识,沟通能力等都有了进一步的提高。该模式已经逐步成为机械工程师培养的基本模式,已逐步成为南通大学卓越工程师教育培养的示范和样板。结合南通大学卓越工程师培养的实践经验,对实施卓越工程师培养的改革与深化提出几点思考: (1)目前,实施卓越工程师培养的最大困难在于企业的认知度与参与度不够。 迄今,政府没有相应的鼓励政策与约束机制强化企业的参与,以追求产品利润为目的的企业无义务履行大学生培养的职责;而教学资金短缺、无职场氛围和规模产品生产的学校又难以满足可持续性的卓越工程师培养任务。解决困难的措施在于把握企业的人才需求,倡导企业变市场普招学生为向学校定向培养学生,选择优秀学生,根据双向选择机制,各用人单位合理出具相应资金、人力和场所,减少学校教学成本; (2)在实施卓越工程师培养中,需要为同行业或相近多家企业进行特色人才培养,遴选一、二个大型企业为基础,以其他企业为补充,以形成学生成班制的培养模式。 从目前的小规模“订单式”入手走出“订单式”,走出企业小订单,做卓越工程师培养的行业大订单,进行分类组班、分级特色培养,为相近企业联盟或行业培养人才,建立学校、企业、学生与社会共赢的、可操作性更强并可持续性发展的行业卓越工程师培养的新模式。 作者:王恒花国然何凤刘兆平单位:南通大学机械工程学院南通大学教务处 机械工程师论文:基于培养机制的机械工程师论文 1中德高校招收机械工程师专业的标准比较 在中国,高考是考生选择大学和进入大学的资格标准,考生的成绩达到所报考高校的成绩线,并在高校招收人数限制以内,考生就能顺利进入所报高校。当然,也有文理科限制,如大多高校的工程师专业接受高中理科学生。德国大学的入学条件是在学制13年的中学通过毕业考试的学生。一些较热门的专业还要经过选拔与等候学期。德国大学的培养目标是:具有本专业基础理论知识和独立工作能力的、能从事学术研究的人才。其特点是基础知识较宽、独立工作能力较强及外文水平较高。与此相应大学的科学研究也注重学术理论。很明显,德国高校招收制度采取只要达到条件就能报考,但由于人数限制,报考者或许被要求接收分配或是等候一段时间,成绩较高者有优先权。而中国倾向于直接通过考试成绩决定是否被高校录取,一旦被录取,正常情况下当年就能进大学入读。 2中德高校工程师培养计划和课程内容设置的对比 以中国某大学本科生课程设置与德国工程师本科生课程设置为例进行了对比:现行德国工科课程结构为:数理基础30%,技术基础30%,择定应用领域的专门化20%,以及非技术科目20%。中国在相应方面的比例则为:数理基础10%,技术基础50%,择定应用领域的专门化35%,以及非技术科目5%。中国高校在要求学生掌握专业知识的同时,也要求学生具有人文素养,即有中国近现代史纲要等通俗必修课。以国内某高校机械专业为例,在专业课程方面,必修课也全面地包含了成为工程师必须具备的知识理论基础课程,从机械原理、到材料成型工艺,以及其他周边相关课程,如电工电子技术、计算机基础、流体力学、热力学等。德国高校在专业课方面毋庸置疑地要求未来的准工程师们必须具备扎实的理论基础的同时,也非常注重本科生的实践能力,在工厂的实习甚至占了学分的很大一部分。根据德国《高等教育总法》的规定,应用科技大学的教授必须具有博士学位,且一般都有在企业工作的经验。因此,在授课过程中,教师会把实践教学环节放在非常首要的位置,也会把实践知识和企业需求渗透到理论教学中。如果说在专业知识方面进入中德高校工程师专业的学生有着差不多的起点,那么在语言要求方面德国学生是比中国学生具有优势的。德国学生在中学时就必须具备二门外语,即一门英语和一门选修语言。在这方面,也许因为语言语系的巨大差异,中国高校之要求学生在进入高校前具有良好的英语阅读能力即可。多一门语言的优势让德国学生在专业课学习的同时就能参考其他国家的专业知识文献了。 3中德授课模式的对比 中国高校由于招收人数相对较多,高校教师对于准工程师们的专业课授课方式限于大课教学,即一个教室六七十人,统一授课,这种授课形式的弊端在于教师无法顾及每一个学生的学习进程,只能凭作业监督管理学生的学习状态。在涉及专业机械设计的时候,教授会以小组为单位对学生进行辅导。在实验课方面,实验课作为理论教学的辅助工具,让学生对所学的理论有更直观的了解,但理论教学内容才是最后考察的依据。德国高校一般实行二三十人的小班教学,当然也有许多大教室里座无虚席的公开课。任课教授基本对他的每位学生的学习情况都能有所了解。在专业课程方面,德国人也遵循理论与实验结合的理念,但是在试验部分没有通过的情况下,教授有权不让学生进行最终的考核。 4合格的机械工程师,毕业生应具备的能力 中国高校对工程专业毕业生应具备的能力通常要求具有良好的职业道德,具有与工程相关的经管知识,掌握专业基础知识和发展趋势,具有运用专业知识解决工程问题的能力,掌握文献检索方法,具有初步产品开发设计的能力,了解政策法规,具有一定的管理能力,具有国际视野等。德国高校工程专业分为面向研究型和面向实践型两种,两种毕业生应具备的能力也稍有不同: 第一,技能与理解力。 面向研究型的学生应掌握丰富的数学、科学和工程知识,并具备工程科学的多学科融合能力。面向实践型的学生应掌握与本专业相关的工程、数学和自然科学知识,并能够科学的运用到工作中,具备多学科融合能力。 第二,工程分析。 面向研究型的学生应具备运用学科基础去精炼和解决工程实际问题的能力,具备依据系统技术分析和评估产品、过程和方法的能力,具备分析、建模、仿真和优化的能力。面向实践型的学生应依据科学事实解决问题,分析和评估产品,并把分析、建模、仿真和优化方法应用到产品当中去,使产品更具竞争力。 第三,工程设计。 两种学生都应理解复杂器械、机器、EDP程序及特殊设备的使用。面向研究型的学生应很好地理解设计方法,并做进一步的开发。面向实践型的学生也必须掌握设计方法,并以更有竞争力的方式去应用。 第四,检测与评估。 学生开展文献研究,根据所学的知识和理解的状态,通过使用数据库和其他信息来源开展工作。使用对应他们知识与理解的文献研究解释数据,并得出合适的结论。 第五,工程师实践。 面向研究型的学生应融合理论与实践知识解决问题,应理解应用技术和方法,以及它们的限制,应在考虑经济、生态、安全、可持续和环境兼容性的情况下应用并巩固所学知识,应清楚了解工程活动中的非技术方面。面向实践型的学生应能够在考虑生态等各方面综合因素下把工程和自然科学里的新发现转化到工业和商业产品中,能够计划和监控生产过程,并开发和操作系统和设备,能够独立巩固所学知识,清楚了解工程活动中的非技术方面。 第六,移动性技能。 毕业生作为个体与团队中一员有效率地工作,显示出对于健康、安全及合法问题的意识感,遵守机械行业规章准则,具有企划组织能力,理解商业惯例,且能意识到终生学习的必要性,以此完成学习课程之外的发展。 作者:毕雪峰单位:上海理工大学上海汉堡国际工程学院 机械工程师论文:于“培养创新型机械工程师”模式的实践教学的探索与实践 【摘 要】全面推进素质教育,加大对创新型机械工程师的培养,是国家赋予我国高等学府的使命。本文论述了对《金工实习》这门课的改革内容和方法,让学生更有效地掌握高端技术并学以致用。 【关键词】创新型;实践教学改革;卓越工程师;工程训练 金工实习是机机械设计制造及其自动化专业、机械工程专业、机械动力专业等机械类必修实践教学环节,也是电气类、建筑智能化专业等非机械类专业的重要实践性教学环节。在实践教学中,学生通过老师的讲解辅导,不仅对专业技能有了更加直白的认识,也同时提高了自身的动手能力。学生们还体验了各种材料的性能,认识各种动态的加工技巧和方法,掌握了各类设备的操作要领、观察能力、思维能力、自学能力、综合运用能力、动手能力,以及对未来工作适应能力等。 因此金工实习在培养学生综合素质、实践能力、和创新意识中,起着非常重要的作用。 1 “创新型机械工程师模式”的构建 创新型机械工程师模式是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展的高素质机械工程技术人才。为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对促进高等教学向社会需求培养人才,全面提高工程教育人才质量具有重要的示范和引导作用。 金工实习的教学改革的原则是“应用型”、“实践性”、“创新性”、“综合性”,“应用型”是指教学内容和教学组织形式必须有实际应用价值,可以用工厂里直接生产出来的零配件进行授课,这需要教师掌握相关产品的数据和加工技巧,能让学生能更好地吸收消化专业知识,这是教学改革中最方便快捷的教学手段。“实践性”要求课程内容和课程的教学组织形式必须要求学生能单独操作或者参与;“创新性”是指学生在已经掌握了相关专业知识,能熟练地运用机床设备及其加工技巧后的原则上,发现还有许多可以改进的地方,进行创造性地设计制造,这比实践性更上一个层次,主要需要学生用自己已经掌握的专业技能进行再次优化。“综合性”是要求学生能综合运用各个知识点,甚至多个学科的知识,多工艺的集合,需要更加庞大的知识储备,实施起来难度最大,这更需要多人合作才能完成。“综合性”是一个系统化的内容,需要更多的物力人力才力的投入。 教学改革的指导思想,以传统加工制造项目作为实践教学的基础,以先进制造技术项目作为重点,以机电一体化项目作为难点,逐步提高学生的专业能力和开阔他们的视野,最终达到综合实践能力的提高。 2 “创新型机械工程师模式”的内容框架 2.1 实践教学内容 实践教学内容分多种项目,车工、铣工、钳工、焊接、铆工、磨工、热处理、锻造、数控车、数控铣、数控磨床、线切割、电火花、激光加工、快速成型技术、CAD、CAM、慧鱼建模与控制、机构拼装设计等内容。根据传统和非传统加工可以大致分为三类。 (1)基础加工阶段:车工、铣工、钳工、焊接、铆工、磨工、热处理、锻造、这些主要是都是动手操作,通过自身技能能力决定加工质量。加工上以单件小批量,不要求很精密的零件。 (2)数字化特种加工阶段:数控车、数控铣、数控磨、线切割、电火花、激光加工、快速成型技术、CAD、CAM,数控类加工只需要操作者会编写程序,通过计算机辅助加工,计算机控制,加工精度高,是最常用快捷的加工形式。 (3)其他高端阶段:CAD、CAM、慧鱼建模与控制、机构拼装设计等内容,这些并非只是加工这么简单,CAD、CAM等都是系统化设计内容,是一种形成图纸上的内容,需要更加深厚的专业技能和知识储备。最后通过前面几种加工方法进行加工论证。加工只是将图纸变为实体,重要的还要有良好的专业水准。 以上是一些教学内容,还有许多内容没有加入进去,一名合格的工程师需要经过以上三个阶段。 2.2 实践教学对象的选择 实践教学对象以在校本科学生为主体,将学生分为三个层次 (1)初学者,主要以机械大一新生为主,他们在大一时候还未接触到大量的专业课程,只有机械工程制图,安排他们实践教学内容就是学习操作普通车床,以CA6140为主。普通铣床以X5132,磨床以内外圆磨,电焊以普通电焊为主,钳工以装配打孔为基础。 (2)主要以大二的同学为主,少量大三同学,由于已经学了专业课,可以学习学习操作数字化机床设备,比如数控车数控铣,学生也学习过《机械原理》,《材料力学》等课程,辅导教师可以安排机械机构的设计和加工以及拼装,从而提高专业动手能力。 2.3 实践教学的方法 现在的教学方法主要还是以“师傅带徒弟”的形式进行,这不仅在学校里,在企业同样是如此,在培养学生,要根据学生的特点来划分层次。 (1)以大一新生为例,教学方式是以机械的、刻板的、填鸭式的方法,由于大一学生不清楚机械专业自身的定位,加上自身没有专业知识储备,完全由教师来传授知识,教师的水平直接影响到学生的潜意识,我认为在学习理论学习的同时做到以下两点:第一,在每次的理论课程结束后必须加入实践环节,不管是参观学习还是实践教学,没有这些辅助的教学,这明显限制了学生的眼界和思维方式,实体演示教学是最能抓住学生眼球的,一般可以通过PPT演示,最好让课堂走入实验室,通过对零件的绘制,工艺的分析,最后通过设备能否制造出符合图纸需求的零件。第二点,必须融合其他类似的实践教学内容。例如简单的机床电路回路的安装,调试,电机控制方面的知识。这样才算学得细致,单一的理论教学是培养大学生最大的弊端。最终的结果是只会空谈理论。 (2)第二层次是以大二大三学生为主导的“创新开放式”学习。所需要配置的资源更加庞大。需要的设备以普通机床和数控机床为主,特种设备为辅,在课程安排上更侧重实用性,有实力的学校可以通过机械原理实验室、机构拼装实验室、金工工艺车间对学生进行教学,辅助教学的教师必须有实践经验和教学能力,一般以引导式教学模式进行,教学过程如下:引入教学内容教师对内容分析制定方案教师利用CAD、CAM仿真加工学生通过教师讲解自主学习,教师布置任务学生分析实物并制定方案动手操作最后师生统一分析。能加贴近工厂。 在教学方法上,都是以实物为主,或者按照图纸教学,没有时间上的限制,教师以教会学生如何去分析,制造,创新,侧重内在修养,不需要强制要求加工许多零件,重点在于掌握,在培养学生过程中有侧重性,定向培养比较适合学生发展,运用已有的加工手段和技术,更大程度的发挥学生的能动性和积极思考,提出问题的能力。这是在校学习的关键期。 3 结束语 学生的培养在于“精”,培养一个好学生很大一部分在于教师和学生的通力合作,缺一不可。学生的分析问题、解决问题的能力是通过教师长期的培养,和自己后期的不懈努力才可以形成。这是一项系统工程,涉及面广,通过对实践教学的改革,逐步完善教学内容,提高教学成果,增强学生自主学习思考的能力。为培养合格的卓越工程师做好铺垫工作。 机械工程师论文:机械工程师语言《工程图学》全英文教学中的若干思考 【摘要】随着中外学术交流的不断深入,我国高等教育的国际化水平不断提高,中外合作办学逐步展开,在此国际化大背景下全英文教学便应运而生。《工程图学》被认为是国际化机械工程师之间交流设计思想的高效符号语言,本文将在笔者的切身教学经验的基础上,浅谈该课程的全英文教学中的若干问题,具体为教学手段的多样化、教学与学科竞赛有机结合的重要性以及正确对待中外教材差异等几个方面。最后,笔者就《工程图学》全英文教学的未来发展趋势作了展望。 【关键词】工程图学 全英文教学 机械工程师 语言 1.前言 《工程图学》是机械工程师之间相互交流设计想法的一门高效符号语言,在产品前期构思、方案设计、加工制造及质量检测等诸多重要环节中均起到其他语言无法替代的作用。因此,对于机械工程相关专业的本科生而言,《工程图学》属于专业基础课程,对其掌握的熟练程度对后续众多课程学习中的重要性不言而喻。在该课程以往的教学实践中,我们一直注重引导学生对工程图学产生学习兴趣,并做到理论与实践的有机结合。 随着中外学术与技术交流的不断深入,各个高校中外合作办学水平也不断提高,这不仅要求我们改善教学质量、规范教学程序,也从教学语言上提出了更高的要求,于是全英文教学在这一国际化大背景下应运而生。在《工程图学》全英文教学中,尽管我们可以利用传统中文教学中积累的丰富经验,但是面对全英文教学环境仍会出现许多新情况和新问题。结合笔者的《工程图学》全英文教学经历,本着改进本课程教学与科研任务的目的,本文将从如何让学生轻松掌握《工程图学》这门国际化机械工程师语言出发,浅谈自身对教学过程中若干问题的思考。 2.学情分析 2.1 授课对象的特点 《工程图学》这门课程的授课对象为机械工程相关专业本科一年级学生。由于一年级新生刚刚进入大学校门,对大学的生活节奏还不是非常适应,且《工程图学》这门课要求学生具备良好的三维空间想象能力,故学习难度较大。此外,学生首次在课堂里接触专业课程的全英文授课氛围,学生英语水平的参差不齐及课程本身的难度都会让学生觉得学习起来比较吃力。 2.2 教材分析 本课程旨在学习研究绘制和阅读工程图纸的原理和方法,培养学生的形象思维能力,既包含系统的理论又有较强实践性环节。本课程包括画法几何、制图基础、机械图及计算机绘图基础等部分。画法几何部分学习用正投影法表达空间几何形体和图解简单空间几何问题的基本原理和方法;制图基础部分训练用仪器及徒手绘图的操作技能,培养绘制和阅读投影图的基本能力,学习标注尺寸的基本方法;机械图部分培养绘制和阅读常见机器或部件的零件图和装配图的基本能力。为了适应生产上对计算机辅助设计技术的广泛应用和今后学习的需要,亦对计算机绘图技术和计算机造型进行必要讲授。 由于《工程图学》为一门国际化的工程师语言,熟练掌握该语言能使全世界的工程师们交流不再有障碍。为了培养学生的英文思维,全英文教学中宜采用英文原著教材。譬如,笔者教学中采用的为美国普渡大学Gary R. Bertoline教授等人编写的原版教材。中英文教材对比发现(中文教学的对比教材由吉林大学侯洪生教授编著),除了国外教材花很大篇幅介绍工程图学在工业设计各环节中的应用之外,两者在主要知识点及重难点方面的编排及篇幅分配非常类似,这为我们国内的学生在学习国外教材时对照理解国内教材提供了极大的便利。不过,中英文教材对比中也发现一些差异,如多面正投影图中我国采用的是第一分角布局,而美日等国家则采用第三分角布局,这对于初学工程图学的新生而言容易混淆,因此在教学过程中可采用先讲透一种方法,而后再延伸到第二种方法的策略,可有效避免学生学习中造成思维混乱。 3.关于教学环节设计的思考 3.1 应注重教学手段的多样化 多媒体技术的迅速发展为丰富课堂教学手段提供了良好的条件,对传统板书方式存在的信息量小、讲授效率低和缺乏影音效果等不足进行了补充。然而,面对大一新生,特别是对于工程图学这类要求较好空间想象能力课程来说,普通的多媒体教学手段(如电子演讲稿PPT、教学视频短片等)也难于满足教学的要求。因此,需要我们进一步挖掘现代化教学手段的潜力,力求做到方法手段的多样化。笔者所在教学团队在多年教学过程中积累丰富的工程图学教学经验,逐步尝试并形成了多样化的教学手段,具体措施如下:针对本课程的重难点内容,我们采取“建模带动兴趣”的方法:采用有别于传统教材上的二维投影讲授方法,将三维CAD建模软件的应用与理论讲授结合起来,在课堂上采取复杂模型现场构建并同时讲解的手段,让学生能真实“看到”并“想象到”身边种类繁多的三维模型;采用“模型唤醒触觉”的方式:即尽可能将能获取的生活中的实物模型或者教具实物在课堂上展示给学生,并在学生之间传阅,以使他们能真实地“摸到”教材当中的图纸,帮助学生们理解工程图的投影规律;布置“艺术性作业”:作业量多且次数频繁是工程图学课程的一大特点,因而很容易让学生产生畏难情绪。针对这一问题,我们尝试布置一些让学生感兴趣的作业类型,如在讲授零件的表达方案时,一般作业形式为要求学生由已知视图(通常为俯视图、主视图和测视图中的两个)补全其他视图的方式,我们则要求学生由已知视图完成一项工艺品,即将零件的三维模型采用石膏或者橡皮泥等材料塑造出来,这样能大大提升学生完成作业的兴趣,因为本来可能就有一些学生对艺术雕塑等比较感兴趣,对于他们来说完成艺术与工程图学相结合的作业无疑极具吸引力,能让他们在轻松自如的环境下牢固掌握工程图学中关于零件的表达方法等方面的重要知识点。 3.2 教学应与学科竞赛有机结合 2014年5月,在河南考察时指出,要推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变和中国产品向中国品牌转变,这“三大转变”很好地阐释了高质量原创品牌产品的重要性,也为各高校培养大学生的创造性思维进一步指明了方向。大学阶段,各种学科竞赛是正是培养大学生创造性思维的重要措施以及理论联系实践的桥梁。因此,工程图学的教学过程也应该与学科竞赛有机地结合起来。学生的创作性活动主要表现在“由想法到图纸”、“由图纸到模型”以及“由模型到实物”等重要的创造过程,其中前两项过程均与图纸有关,足以见得具备扎实的工程图学基本知识对于整个大学期间学生的创造性活动过程的重要程度。正是基于上述原因,笔者在工程图学的全英文教学中,努力给学生创造机会参与各类学科竞赛。比如,在学习完一个学期的知识以后,笔者会主动与学生交流,指导学有余力的学生参加每年一届的“全国大学生三维数字化设计大赛”。该竞赛主要是应用CAD技术,将学生自己的想法表达成三维图纸的设计方案,再结合PPT演讲和各类分析计算,展示学生参赛团队自身对改变生活与生产中方方面面的各种奇思妙想。由于该竞赛注重学生的创造性思维,故学生的发挥空间很大,只要有前景或者其妙的想法,就能采用工程图学中所学的知识将该想法在竞赛中表达出来,而不会过多地受成本因素或者加工制造水平的制约。 在学生基本系统地学习完工程图学之时,笔者会尽量引导有兴趣的学生与高年级的学生一起组队参加机械设计竞赛之类的学科比赛。在这一阶段,除了要有好的想法,参赛学生还需要考虑其他的一些制约因素,比如在作品的模型制作过程中,学生需要对所设计的图纸进行反复的修改,直到形位公差及表面粗糙度等图纸的技术要求符合实际要求为止。通过上述这些竞赛的训练,学生对学习工程图学方面的基本原理知识往往会起到事半功倍的奇效,而且能更一步地提升学生的学习兴趣。 3.3 需正确对待中外教材的差异 由于思维方式以及历史发展的差异,中外文教材在语言表述与内容安排上会有一些差异,具体反映在工程图学英文教材上,多面正投影图中美日等国家采用第三分角布局,而我国采用第一分角布局;此外,外文教材注重培养学生的发散思维,对于保护学生的原始创新思想更显优势。对于这些差异,我们需要互相借鉴,取长补短。例如,全英文授课讲课时可以就英文教材中的第三分角对多面正投影法的原理进行讲解,知识点讲透之后可延伸至我国习惯上使用的第一分角投影(其实只需要调整投影物体和投影面的前后关系即可),这样不仅可拓展学生的知识,还能为方便学生将来在不同文化的公司内就职打下基础。 4.结束语 本文主要针对《工程图学》这一国际化机械工程师语言的全英文教学过程中的若干问题进行了思考。在对授课对象及英文原著教材的分析基础上,着重从重视教学手段的多样化、如何进行教学与学科竞赛的有机结合以及正确对待中外教材差异等几个方面阐释了笔者及所在教学团队成员自身在全英文授课中的经验和思考。预计《工程图学》的全英文教学未来的发展中将会更加注重引进国外优质教学资源,如聘请外教、共享网络资源和采用英文原版教材等。 机械工程师论文:关于机械工程师创新能力的培养探究 【摘要】:本文首先介绍创新能力包含的内容,然后对如何提高机械工程师的创新能力进行深入的探究。 【关键词】:机械工程师,创新能力,培养 一、机械类创新思维能力的内容 (1)创新思维能力 创新思维能力是创造力的源泉,爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”因此,培养创新思维能力对于机械类工程师来讲更为重要,包括逻辑思维能力、思维转换能力、分析综合能力、分解协调能力等。创新设计能力离不开创新思维,而思维总是从问题开始的,学会如何发现新问题、寻找解决问题的突破口,演绎出新的知识和结论,不断诱发创造性思维。而提出新问题本身就是创新。思维转换能力是用已有知识解决复杂问题的能力,将复杂问题简单化。 (2)创新设计能力 有了创新思维,还需要有敢于创新的机械设计能力,包括原理方案设计、传动方案设计、执行机构设计、结构设计等。为了更好的培养人根据需求设计机械系统、零部件的能力,初步掌握在机械工程设计实践中使用各种技术(现代机电技术、现代测试技术)、技能和现代化工程工具的能力,具有对机械设计问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力,应当去机械装备创新基地进行现代机械设计技术和设计方法的培训,掌握当前主流商业软件的使用方法,并进行相关的创造性的装备设计与分析,提高综合设计素质与技能,以加强创新设计能力的培养。 (3)创新实践能力培养 创新实践能力是创新思维和创新设计两个层次的深化和提升,包括实验设计能力、制造加工能力、分组协作能力和组织管理能力等。创新实践是将创新设计内容动手制作转换成实物的过程,通过这一环节的实践,不仅锻炼了动手能力,而且加深对机械系统知识的理解,提高了设计积极性,锻炼了分组协作能力和组织管理能力。 二、如何培养机械工程师的创新能力 2.1大力改进学校教育 主要是高等工业学校教育, 其目的是为机械工程师从事工程设计工作与进一步学习深造打下坚实的基础, 使其学习和掌握坚实的、广泛而深入的本专业基础知识和专业知识以及相应的学习和工作能力。但是,据权威调查结果表明, 我国高等学校的学生在校期间虽然学了许多知识, 但可用于创造性劳动的知识太少。这会导致一种悲剧,就是学的东西不能很好地与实践接轨,耽误了创造产品的时机。所学无异于纸上谈兵,这种状况说明, 我国高等教育对创造发明能力的培养是非常薄弱的, 那种在计划经济体制下形成的单一僵化的、用一个统一的方式“塑造”全体学生的模式, 已不适应我国改革开放的新形势和社会主义市场经济体制的新要求, 也不适应世界科技发展的新形势和新特点。特别是机械基础系列课程教学内容和体系存在一系列问题, 主要表现在: ①各门课程学科化倾向严重, 过于强调自身的系统性与完整性, 缺乏与相关课程的总体联系与配合, 出现内容重复、孤立和割裂等现象; ②教学思想方面存在严重误区,传授知识与培养能力相脱离, 造成工程实践环节教学薄弱, 使得学生形成了实践知识少与课程实践性强的矛盾; ③课程内容狭窄、陈旧, 现代科技理论与方法在课程中没有占到应有的地位; ④教学方法和手段落后, 启发引导较少, 依然停留在传统的填鸭式教育上,致使学生获得知识的能力、综合运用知识的能力和创新能力得不到很好地培养。针对以上问题,本人提出以下几方面的教学改革措施: (1) 以机械综合设计能力、创新能力及工程应用能力培养为主线, 优化课程内容, 确定教学改革目标。形体信息表达能力的提高是工程制图教学改革目标; 设计能力的提高是机械设计及课程设计教学改革目标; 机械结构设计能力的提高是机械设计及课程设计、机械制造基础教学改革目标; 机械精度设计能力的提高是互换性与技术测量、机械制造基础教学改革目标; 机械工艺性设计能力的提高是机械制造基础、机械设计及互换性与技术测量课程教学改革目标。明确各课程能力培养点及水平界定后, 对系列课程的教学内容、教学方法、实验教学和生产实习等环节进行综合性整体优化改革。 (2) 加强工程实践教育, 培养工程师的基本技能和创新思维能力, 做到工程教育不断线。要求培养人才在保持较宽学科基础的前提下, 具有较强的工程实践训练, 具有设计和开发有竞争力产品的集成知识和系统方法, 并具有开发市场的能力。学生一入校门就从“机械认知与实践”内容开始接受工程实践教育, 并保持四年不断线。除一般实践环节外,有条件的高校应与一些公司企业建立合作教育计划。学生经批准后做公司的课题, 进行工程实践, 并以工程实践为基础完成学位论文。 (3) 建立完善的工程实践教学基地, 开发设计型、综合型和创新型实验项目, 锻炼学生的工程实践能力。机械工程师要掌握的技能应包括机械设计与制造两方面, 因此学校除金工实习基地外, 还应建立比较系统综合的机械设计实践教学基地, 建立由机械基础认知实验室、机构分析和方案设计实验室、机器结构分析与设计实验室、机构创新设计实验室、现代设计实验室等组成的机械基础工程实践教学基地, 使学生从一年级开始就接触到工程实际的内容。根据人才培养的不同阶段安排不同层次的生产实践和机械设计内容, 使大学生实践性环节不断线, 贯穿于教学全过程,为培养学生工程实践能力奠定坚实的基础。 2.2积极推进社会实践 一般说来, 一个机械工程师从大学毕业到成长为一个比较成熟的设计工程师和技术带头人, 大约需要经历 7 年~ 8 年时间。在这段时间里, 至少要参加和完成 3 个~ 5 个较大的工程设计课题, 得到设计的锻炼。设计实践的锻炼必须贯彻设计系统工程全过程的始终。必须从了解设计任务和内容开始, 经过调查、研究、论证、实验、设计、审定、制造、组装、营销、安装、使用、维修、反馈有关信息, 一贯到底。设计工程师在完成这些工作时, 必须亲临现场, 包括销售现场、使用现场、实验现场、制造现场、安装现场等, 最后回到设计现场。美国的大学生社会实践活动是从学校开始的, 每个学生大学期间有一年以上到企业参加课题的研究, 使他们大学毕业后能很快胜任工程师的工作, 这一点是值得我们借鉴的。 2.3鼓励自我学习 俗话说:活到老,学到老。对于机械工程师是同等适用的。机械工程师在学校学到的主要是设计基础知识和特定的专业知识, 而在工作中会遇到一些以前学校里不曾学到的课题。所以, 作为一名设计工程师,必须坚持不断地学习、及时更新知识水平。唯有如此, 才能紧跟时代的潮流, 在激烈竞争的社会中独占鳌头。 三、结语 机械工程师创新能力的培养是一项艰巨的任务,需要一个长期的过程,不能一蹴而就,需要政府、学校、企业等更多资源和资金的投入,同时自身也要加强学习,不断提高创新能力,为社会做出贡献。 机械工程师论文:基于工程应用型卓越机械工程师人才培养的探索 摘 要 “卓越工程师教育培养计划”是提升我国高等工程教育质量的重大举措之一,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。南华大学“机械设计制造及其自动化专业”作为教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校试点专业,以“卓越计划”为标准,培养工程应用型技术人才。 我国2010年开始实施的卓越工程师教育培养计划(以下简称“卓越计划”),其主要目标是培养创新能力强、适应经济社会发展需要的工程技术人才,对提升我国工程制造业总体实力和国际竞争力具有重要意义。目前,全国首批试点实施“卓越计划”的已经有61所学校,第二批又有133所高校加入“卓越计划”的具体实施,南华大学位列其中,这意味着高校将会培养出有工程专业技术能力、人文素养、协作精神、创新意识和组织能力的工程技术人员。 1 指导思想 围绕国家《装备制造业调整和振兴计划》,我国机械制造业正在增强自主创新能力、创建自主品牌、努力实现绿色制造,实现由“中国制造”到“中国创造”的历史性跨越。目前全国很多高校响应积极“卓越计划”,在国家卓越工程师培养通用标准的指导下,按照行业专业标准的基本要求,结合各自的办学特色、办学理念、人才培养定位和专业优势,正在研究与探索各专业人才培养标准。 2012年,国家教育部颁布了新的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》,规定了各专业培养目标、培养要求、主干学科、核心课程、主要实践性教学环节、主要专业实验。因此,按照新目录的要求,全面修订本科专业人才培养方案是当前各高校教学工作中的重点。 南华大学是核行业所属三所高等学校之一,机械设计制造及其自动化专业是南华大学实施卓越计划的4个试点专业之一,是南华大学的优势特色专业,于1997年、2002年先后成为湖南省教委和中国核工业总公司重点建设专业、湖南省重点专业,拥有机械工程一级学科硕士点以及机械类工程硕士点。 因此,南华大学机械专业以“卓越计划”为创新载体,结合学校的办学方针以及具体办学情况,充分发挥学科优势,突出行业和地方特色,构建建立在机械工程大类平台上的卓越机械工程师的人才培养体系,进行有自己特色的机械专业应用型本科卓越计划培养方案的研究,这是非常具有实际意义的。 2 对实施“卓越计划”的几点思考 培养模式 南华大学机械专业“卓越计划”采用校企联合培养模式,把卓越工程师培养分为校内学习和企业学习两个培养阶段。实施“3+1”四年制本科培养模式,即学生3年在校学习,最后1年在企业实习实践和毕业设计。企业学习阶段主要采取“轮岗实习”和“项目设计”相结合的培养方式,针对企业生产环节,对学生进行轮岗训练,参与企业技术创新和工程开发,使学生掌握更加坚实的专业技能,进一步提升学生的实践能力。 课程体系的改革 依据南华大学“卓越计划”培养标准,实现了校企共同制订培养方案、共同建设课程体系和教学内容、共同实施培养过程、评价培养质量。课程体系的设立和教学大纲的制定以工程职场对于工程人才所需的能力、素质、技能和知识为基础来确定,贯穿“工程”这一主线,以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,重构课程体系和教学内容。在现有教学计划基础上,逐步完善,修订成新的教学计划,如图1所示。 教学方法的改革 “卓越计划”更加强调学生对企业实际工作平台上的经验、体验、技能、技术和知识的协调统一性。教学方法的改革更加注重理论课和实践课相融合,注重综合训练以及创新意识与精神培养、创新能力训练,并突出应用性。因此,将相关设计与制造类的课程整合,同时开设“基于工作的学习”实践课程模块——设计与制造项目:学生以团队形式通过构思、设计、实现、运作,将客户需求按工程项目规范要求来表述,掌握机械系统设计与制造过程的基本理论与知识,完成机械系统各模块的构思、设计、制造和测试。 企业课程教学体系建设 落实企业开设课程是实施“卓越计划”过程中的一个重要环节。开设企业课程才能够真正体现校企联合培养,将“产学研用相结合”的思想融入工程教育整体培养过程中,通过边教学、边实践、边科研、边应用,使工程教育更贴近社会、市场与生产实际,培养学生的实际工作能力。 本专业的教师和学生的企业实习实践,将主要依托湖南省衡阳市的大中型企业,在企业建立了工程实践教育中心;包括教育部“卓越计划”校外实践教育基地“南华大学—湖南天雁机械有限责任公司卓越工程师人才培养校外实践教育基地”,湖南省优秀实习教学基地“衡阳华菱钢管有限公司”,以及其他已签约的校外实践基地企业,保证学生在企业的学习或培养落到实处。 质量保障体系建设 1)组织和制度保障。成立了南华大学卓越人才教育培养计划领导小组,负责组织申报、管理与实施工作。领导小组下设工作小组,主要职责是组织审定“卓越计划”专业培养方案,制定校企合作、国际合作管理办法,研究制定“卓越计划”学籍管理等相关规定和文件,就“卓越计划”实施过程中的各教学环节落实、教学条件建设、质量考核、学籍管理等方面开展工作;成立了专门的“卓越工程师培养教学工作指导委员会”,聘请教学、科研及工程经验丰富的教授和企业高级工程技术人员担任委员,指导学校参与“卓越计划”专业建设工作。 2)经费保障。为了保障“卓越计划”的顺利实施,在学校的教学经费中设立专项经费,用于完善校内实践教学基地建设,学生在企业进行实践教学过程中发生的交通费、住宿费、实习费,以及聘请企业教师、支持相关的教学改革研究等费用。所资助的专业建设经费(不包含师资培训和实验设备购置经费)主要用于专业教学工作调研、人才需求情况及毕业生质量调研,主要课程建设及教材建设、现代化教学方法及手段的研究与应用,学生实践能力与创新能力培养方案的研究,条件建设、教学研究与教学改革方案试验等方面所需的调研费、资料费,教师短期进修培训费、会议费、评估验收费等。 3)“工程型”师资队伍保障。学校制定了《南华大学聘请企业兼职教师的实施办法(试行)》《南华大学教师取得企业工程经历的实施办法(试行)》等管理文件。一方面,建立教师队伍工程素质提升机制,一是制定教师教学能力互补提升计划,建设“理论教学与实践教学一体化”的教师队伍;二是从企业的工程实践教育中心聘请具有中级以上技术职称、业务精通的人员担任兼职教师。另一方面,建立“工程型”教师培养机制,按一定比例选派骨干教师定期到示范性的院校和企业进行学习、进修、挂职锻炼,不断加强工程能力训练,学习企业所需的技术,了解市场情况。 4)生源保障。南华大学机械专业实施“卓越计划”按过渡期、正常招生两个阶段进行。过渡期确定了学生分流培养的遴选方案,目前按照自愿、优选的原则,已完成了两届机械专业卓越班的选拔工作。从2012年以后,根据招生响应度,在学校高考招生计划中单列机械专业“卓越计划”指标,进行正常招生。 3 结束语 南华大学机械专业将按照国家“卓越工程师培养计划及工作方案”要求,借鉴学校工程教育实践所积累的经验,以正在探索和实践中的卓越工程师试点班和校企合作平台为基础,与行业企业联合培养机械类专业工程应用型创新人才,为提升我国工程制造业总体实力和国际竞争力作出贡献。 机械工程师论文:创新多层次协同的教育模式 培养个性化机械工程师 摘 要:“个性化培养机械工程师的多层次协同教学模式研究”是针对本科生在知识水平、认知能力和思维方式上具有各自的局限性,对科研与创新活动的接受程度各有差异,分类分层地开展本科生教学、科研与创新活动,构建个性化的多层次协同教学模式,全面推进素质教育特别是创新能力、学习能力、实践能力的培养,提高高校机械创新型人才培养的质量。 关键词:多层次协同;教育模式改革;个性化;创新教育 针对我国现阶段机械工程领域多层次人才需求的现状和学生个体素质的不同层次差异,构建“个性化培养机械工程师创新素质的多层次协同教育模式”,从教育目标、人才培养方案、课程体系、教育模式、教学评价等方面进行了有益的探索,为我国从装备制造大国向设计创新大国的战略转型提供多层次的人才支持。 1 构建个性化多层次协同教育模式的必要性 多年来,对机械大类本科学生的培养定位集中在工程应用型与工程技能型层面,但很显然,学生的个体化差异是客观存在的,主要表现为学习兴趣、认知能力、解决技能、学术愿望及职业需求等方面。这样粗线条地将机械工程高等教育服务的产品—毕业生,划入帅才、将才和兵才中的兵才一级,不利于调动机械大类学生的积极性,不利于大学生在不同层次和不同方向上的发展。为此,我们对人才市场进行了大量的调查,结果显示:高等教育的大众化导致大学毕业生就业竞争日趋激烈,所从事的工作范围和种类越来越多样化,仅有一小部分毕业生能够获取直接运用学科性教育课程内容来工作的职业;用人单位所提供的岗位,对机械工程类毕业生专业知识的广博性和运用灵活性、多学科知识的掌握、问题解决技能、书面交流技能、组织技能、对实际工作情境的理解能力及其领导素质等均有各自不同的要求。通过对2008年以来,本校机械类本科大四学生进行就业意愿问卷调查,结果显示:省属高校机械专业本科毕业生实际就业岗位类型与学生就业意愿呈现多元化、多层次现象,实际岗位中有一半以上的学生能获得在一线从事工程应用型与工程技能型的工作岗位,三成学生能获得工程设计与产品研发的工作岗位。而主要矛盾体现在:有一半以上学生的职业需求是从事设计与研发方面的工作,而现实与理想相去甚远。究其原因,我国机电产品依赖引进技术生产的企业数量较多、靠自主研发并有自主知识产权的企业比例不高,可能也是现阶段机械类本科学生就业岗位与就业意愿差距较大的原因之一,人才市场的变化、毕业生的机遇等也能在一定程度上解释调查结果,但如何主动适应社会生产力提高对科技进步的依赖和对劳动者素质提升的要求,在满足学生多层次学术愿望和职业意愿的同时,使其具备社会所需要的价值和文化,实现学生的个性弘扬与全面发展的统一,仍是省属地方高校机械工程高等教育改革的当务之急。 2 创新多层次协同的教育模式,培养个性化机械工程师 2.1 以实现“目的个性化”为目标的初级专业教育阶段 由于按机械大类招生,新生刚入校时,接受的大类专业教育是粗放、介绍性的,效果十分有限。机械大类各专业前3个学期的课程在“宽口径、厚基础”原则下设置一致,第4学期开始分专业教学。为了避免学生选择专业时的无知和盲动,我们在第2学期安排了2周的认识实习,使学生对机械大类各专业要做什么、怎么做有了大致认识和了解,为迎接“成才通道”做了思想上、感情上的准备。第3学期末在分专业之前,我们召集机械大类的全体学生,请各专业责任教授进行一次详尽的专业教育,回答学生关心的问题,目的不仅是增强学生对各专业的人才培养目标、课程体系、就业方向的了解,也是通过这样的过程,让学生可以根据自己的兴趣、能力、特长甚至社会关系,有针对性地确立自己的学术愿望及职业需求。接下来,在第4学期第6周前后,我们要求各系主任、专业责任教授、专业核心课程责任教授分专业进行一次更为详尽的专业教育,内容包括专业学习的基本任务、学科专业最新发展动态、课程特征及作用、教学组织结构、教学资源、学习方法以及协同教育的目的和形式。 2.2 以实现“过程个性化”为目标的分层次协同教育培训阶段 2.2.1 学科内整合关键技能的教育培训层次 依托学院设立的全国CAD应用工程培训网络湘南基地、国家制造业信息化培训基地、三维CAD原厂认证联考授权考试网点以及学校工程训练中心,进行学科内整合关键技能的第二课堂学习。大学生主动参加SolidWorks,CATIA,PRO/E,Ansys和UGⅡ的学习,积极参加数控操作实训的学习,并获得相应的培训证书和职业技能鉴定证书。 2.2.2 教学与科研并行的教育培训层次 在专业课程教学、专题讲座及课程设计和毕业设计环节中,以“教学与科研并行”的形式,加强教师的研究性教学和指导学生开展研究性学习。 首先,要求担任专业课程教学的教师充分尊重学生的智力,将自己在该课程领域的成果(主要是论文成果),内化为约占课程8%课时的教学内容,以拉近学生与现代科技发展的距离,并塑造别具一格的个性化教学风格,形成教学特色。其次,要求担任专业课程教学的教师在大学生科技文化节期间,为本专业学生举办一场学术讲座。老教师要将相关领域基础理论中的知识点和学科发展的前沿自然地、水到渠成地结合,真正做到深入浅出。科研资历较浅的年轻教师可以向学生解读课题标书、分享成果。再次,打破由教师承包半个班进行专业课程设计指导的传统,采用“双向选择”,由更多的研究型教师,面对更多的班级,进行短时期、高水平的学术指导,充分发挥其教研所长。最后,在毕业设计环节,我们不但继续执行“双向选择”的做法,而且在“大机械”教育教学平台下,实现各专业师资共享,让工程设计类、软件设计类、工程技术研究类的课题能够与学生的学习兴趣、认知能力、解决技能、学术愿望及职业需求很好地对接,让所有学生都“有的吃”,让尖子生“吃得饱”。 2.2.3 以工程实际问题为中心的教育培训层次 高年级学生已具有了基础理论和专业知识,但这只是智能奠基,是创新素质形成的前提,不可能自然产生创新能力。只有通过理论与实践的紧密结合,通过工程研究及生产实践的锻炼和应用,以工程实际问题为中心开展教育培训,形成以创新质量和贡献为导向的评价机制,才能增强学生的自学、观察及实验操作能力,增强其学习能力、工程意识、创新思维和创业才能,也才能增强其生产能力和组织管理能力。这种综合素质的提高,正是当前素质教育要达到的重要目标。吸纳学生参与到科技产业实体的新技术与新产品开发、生产,技术转让,技术承包,技术咨询和技术服务的过程中,是现阶段满足这一教育愿望的最好方式。 2.2.4 以联合培养为导向的教育培训层次 我校实行国家国防科技工业局、中国核工业集团公司与湖南省人民政府共建的管理体制,多年来为核电行业输送了大批高素质专门人才。我们创造条件,积极探索校企合作的新模式,本着“优势互补、合作共赢”的原则,2006年以来先后与以核能发电为主营业务的中核集团江苏核电有限公司,在核科研、铀转化、后处理、核设施退役和放射性废物治理等方面具有明显优势和科研生产力的中核四〇四有限公司、中核集团、苏州阀门厂3家企业,签订了《中核***与南华大学“订单+联合”培养核电人才协议》。从本科教育入手,加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新,积极培养战略性新兴产业所需的大机械类专业人才,满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求。 2.3 以实现“结果个性化”为目标的协同教育培训阶段 为实现“结果个性化”,我们主要做了4件事:(1)根据毕业生的职业需求和现实能力,为他们推荐和联系毕业实习单位。(2)在学校毕业生供需见面会上开设分会场,组织专业教师、特别是有企业工作经历的教师以及学生辅导员,就用人单位的岗位要求与毕业生的职业需求和现实能力,进行实时咨询和对接分析。(3)向毕业生公布专业责任教授、系室主任及专业课程教师的手机号码,在第7、第8学期为他们实时提供就业咨询服务。(4)根据专业教师所掌握的信息和资源,为考研学生提供报考学校或调剂学校及其研究方向的咨询,提供面试技巧的咨询,以满足考研学生的学术愿望。 3 结束语 通过构建“个性化培养机械工程师创新素质的多层次协同教学模式”,按照“分层实施、按需培训”的策略有效地运行该模式,实现“目的个性化”“过程个性化”和“结果个性化”高度统一,增强协同教育的教育资源配合性,为培养机械工程师创新素质人才进行了有益的探索,多年来,机械工程学院毕业生的就业率在全校名列前茅,深受用人单位欢迎。 机械工程师论文:应用型本科卓越机械工程师培养研究 摘要:“卓越工程师教育培养计划”是教育部启动的重大教改项目,在促进高等工程教育发展和全面提高机械工程人才培养质量等方面将发挥重大作用。提出要基于“工程形成”的本质,让工程教育“回归工程”,基于工程师的分类培养确立地方性本科院校的培养目标与人才规格,立足于学生的主体地位,发挥教师的主导作用,开展卓越机械工程师培养方案研究,并介绍了卓越机械工程师培养方案方面的一些具体举措。 关键词:卓越工程师教育培养计划;应用型本科;卓越机械工程师;工程形成;人才培养方案 “卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)是教育部联合有关部门和行业协(学)会,于2010年6月启动的一项重大教育教学改革项目。它的有效实施必将对促进高等工程教育面向社会需求培养工程技术人才和全面提高工程教育人才培养质量方面发挥十分重要的示范和引导作用。借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验,创建具有中国特色工程教育模式,既是我国高等工程教育发展的迫切要求,更是各高等院校提高毕业生竞争力的必然选择。本文着重介绍我校在机械设计制造及其自动化专业开展应用型本科卓越机械工程师培养方面的一些探索和实践。 一、基于“工程形成”,让工程教育“回归工程” 机械工程活动是一种综合应用自然科学、技术科学和社会科学基础理论和技术手段去改造客观世界的实践活动,具有复杂性、综合性、交叉性和迁移性等技术特征。而随着科学技术的迅猛发展和计算机辅助技术的推广应用,现代机械工程无论是可采纳的材料和技术,还是可运用的分析与设计手段都更趋复杂化。典型的“工程”问题已经发展成为一个包括研究、开发、设计、制造、运行、营销、管理、咨询等主要环节的“工程链”问题。这其中的每一环节都不太可能孤立地解决,大大增强了工程问题解决和工程素质教育的技术性、实践性、系统性、综合性、人文性和社会性。因此,高等工程教育应当培养具备复合性知识结构和能够在工程实践中运用和综合各种知识能力的潜在的卓越机械工程师。 根据工程教育内涵的发展,英国工程学家卡特(R.G.Carter)首次用“工程形成”来将工程教育与工程训练有机结合起来。从“工程教育”到“工程教育与训练”,再到“工程形成”,其内涵、外延和要求都发生了本质的变化。“工程教育”和“工程训练”的主体是教师,而“工程形成”的主体则是学生。因此,从“工程教育”发展到“工程形成”,实际上是从“教师中心论”到“学生主体论”的转变。同时,“工程形成”概念还表明工程师素质的形成是一个逐步累积和感悟养成的循序渐进过程,具有长期性、系统性和阶段性等特征。 为了让工程教育贴近工程实际,以麻省理工学院为代表的美国工程教育界提出让工程教育“回归工程”的教育理念。所谓“回归工程”模式,是指高等工程教育由过分重视“工程学科素质”教育转变到更为重视“工程实践素质”和“工程背景素质”培养上来,从而加强工程大学生的工程实践与机械创新能力。 受“重理论、轻实践,重系统、轻适用,重课堂、轻课外,重传授,轻自学”等传统习惯的影响,我国通行的机械类本科人才培养模式普遍还是以理论教学体系为主,而将实践教学体系作为重要补充。同时,随着高等教育规模的扩招和办学资源构建的不同步,模拟工程环境的实践教学环节的作用普遍未能得到应用的重视和充分的落实。因此,按照“工程形成”的基本规律,让工程教育“回归工程”,为设计和制订应用型本科卓越机械工程师培养方案提供了理论根据。 二、基于工程师的分类培养确立人才培养目标 “走中国特色新型工业化道路”和“建设创新型国家”需要大量优秀的各级层次、各种类型的工程技术人才,培养社会发展和经济建设需要的各类工程师是高等工程教育的主要功能和高等工科院校肩负的社会责任。但不同类型的工程师的知识、能力和素质结构不尽相同,其成长的途径也不完全一样。高校和企业普遍认同的工程师分类将是制订卓越机械工程师教育培养标准的基础,也有利于各类工科院校明确自己的人才培养规格,从而适应行业和企业对工程人才层次和类型的不同需求。 工程师的分类可有多种方法,立足于工程或产品的生命周期,根据从事的工作性质不同,并从有利于工程技术人才分类培养和各院校人才规格定位的角度,应将机械工程师分成四类:设计工程师、生产工程师、服务工程师和研发工程师。其中,设计工程师主要从事机电产品、工程项目或生产流程的设计与开发;生产工程师主要从事机械产品的生产制造、生产过程的运行或工程项目的建造等;服务工程师主要从事生产过程的维护与管理、工程项目建成后的运行与维护,或产品的营销、维修与服务等;研发工程师主要从事复杂机电产品或大型工程项目的研究、开发和咨询以及工程科学的应用研究等。 作为教学型地方性本科院校,我校机械设计制造及其自动化专业定位于培养在机械企业生产一线从事一般机械工程技术的应用与管理生产工程师和服务工程师,以及部分从事非标产品或装备开发的设计工程师,并统称为应用型卓越机械工程师。据此确定的人才培养目标为:着力培养掌握本专业基础知识、应用方法和基本技能,并具有创新素质和国际化视野,在机械行业生产一线从事机电产品设计制造、技术运用与改造、运行管理和经营销售的高级应用型工程技术人才。并参照应用型机械工程师培养的行业专业标准,制订了我校机械设计制造及其自动化专业“卓越计划”学校标准,在知识、能力与素质方面提出了明确的要求。 三、立足学生的主体地位,发挥教师的主导作用 在校大学生的专业学习是为就业做准备的成人学习,其学习过程应该是一种目标明确、并希望由自己掌控的一种积极能动的内化过程。因此,对于以加强工程实践能力为重点的卓越机械工程师教育培养,特别是校内、校外的实践环节教学,必须改变传统的以教师为中心的“听中学”模式,尽可能多采纳以学生为主体的“做中学”模式,而教师的作用应该定位于主导。 立足学生的主体地位就是要按照“工程形成”的基本规律,结合成人学习的特点,来制订培养计划、构建课程体系、构筑能力平台和实施理论与实践课程教学,并在实施过程中重视对学生特点和个体需求的研究,重视对学生工程意识的培养,重视对学生积极性和主动性的激发,以促进教学效率和教学质量的提高。 机械工程师论文:基于管理技巧的机械工程师论文 一、重视“润物细无声”的无形管理 在经济飞速发展、竞争无处不在的现代社会中,企业无不追求以规范化、系统化的管理获得更好的效益。管理能力几乎决定了一个企业的生产力。一个成功企业的存在所具备的条件大体可分为两方面:一是硬件条件,即企业依靠其先进的生产设备、生产工艺等生产条件以生产具备市场竞争力的产品为手段,获取良好的社会品牌声誉;二是软件条件,也可称为内部条件,即企业通过规范化、系统化的管理流程有效的安排企业的各种生产活动,从而取得最优的行动绩效。管理活动可以分为两个部分。其一为有形管理:制度、规定、日常运作安排等有序的规划。这是一种程序,有记可寻,几乎是日常不变的流程。其二为无形管理,这种管理不拘于形,也无条例可寻,是管理者对人对事的态度、思路和修为的体现。企业的有形管理和无形管理是两种既各自独立又相互联系的形态。其最突出的共同点是:两种形态的所承载者或所涉及者为同一部门或同一区域的人员,是在一个范围内的共同体。可以说是一点光源照亮一个面,管理人员就是这点光源。管理学大师有句经典的名言:管理是门科学也是门艺术。科学即是指管理者运用知识的层面,是否有逻辑,是否客观,是否合理运用了可利用的科学技术,以现有的资源获得更高的效益。而艺术,便是对那些表面与生产无关的事件的处理态度及方法。更简单的诠释即如何处理人和人的关系,领导和员工的关系,如何进行思想交流与沟通。“润物细无声”的无形管理恰恰是管理作为一门艺术的最生动体现,机械工程师应当时刻注重无形管理对其日常管理工作的重要性。 二、形成良好的团队分工 曾有这么一个故事,皇帝难为身边的一位大臣,问道:“城门一天来往多少人?都是做什么的?”大臣很机智的回答道:“每日城门来往两人,非男即女;不求名即为利。”在这位大臣的回答中我们不但见识了他的机智,更看到了他对复杂事物进行分类管理的科学思路。那一个企业又有几种人?又都是做什么的?在笔者看来,一个企业有三种人。第一种是总经理,负责掌控全局,决定战略方针,起决定性作用。第二种是中层和基层管理者,认真执行上层领导的意图,制定战术。第三种则为基层的工作人员,执行战术,付诸于实践。如果说商场如战场,那这三种人就是元帅、将军和士兵。若要打胜仗,元帅的战略正确性固然重要,但士兵的勇猛忠诚和实战能力也很重要。实战能力可随时间训练而提高,但勇猛和忠诚呢?这时,将军的重要性便体现了出来。在这里要强调一点,企业真正创造效益的是基层工作人员,他们是落实所有行动的最终体。无论领导的战略战术多么的高明,所拥有技术和设备多么先进,但最终是由基层工作人员完成,实现。中基层管理人员起到什么作用呢?一个合格优秀的中基层管理人员,不只是限于对流程、统计、计划等表格程序化的外形管理。真正做到的是其对无形管理的掌控,使之与有形管理相辅相成,成为有形管理坚实的基础,真正起到提高生产力,优化生产力的作用。机械工程师应当认识到良好团队分工对顺利完成其日常管理工作的特殊意义,在实际工作中根据团队成员的特质进行有效的分工。 三、团队管理者的素质和职责 欲治兵者必先选将。这是军事领域对于管理者的要求。要想有一支强大战斗力的队伍,必先选择好将领。一名优秀的将领将给整只支队伍带来一种思想,一种气质,一种灵魂。俘获了人心,凝聚了力量。在哈佛大学MBA工商管理的课程中,专用了很大的篇幅讲到领导者在管理体系中所需发挥的重要作用,从更基础的层面体现了管理中领头人的重要性。选好一个带头人至关重要。对企业来说,一个优秀的领导者必须具备雷厉风行、果断对事、有大局观、既不拘于小节又惩罚分明的良好素质。这就要求机械工程师不仅要懂得技术,还要广泛涉猎各个学科(特别是人文社会学科)的最新理论成果,用更丰富的知识来提升自身管理能力。在很多企业中,领导者有成熟的想法和新颖的创意,但却不能很好的将其思路贯彻到团队管理中。这充分说明对一个团队来说,只有领导者没有中基层管理者也是不行的。中基层管理者是一条纽带,是和基层员工接触时间最多的人,也是更具体的管理实施者。三国时期形成的著名典故———“蜀中无大将,廖化为先锋”也充分反映了作为领导者的诸葛亮对于蜀国中基层干部不得力状况的无奈。企业领导人将词和曲给了中基层管理者,如何使之成为一首动听的广为传唱的歌曲那就要看管理人员的实力了。作为中基层管理者的机械工程师,则必须努力在高层领导者和基层员工之间架起一道沟通的桥梁,以自己的智慧实现团队内部的和谐关系构建。 四、注重人性化管理 调查表明,能长期留任于一家公司的人员,在解释其为何不跳槽时往往提到:对所在企业有较深的感情,企业具有人情味,感受到非金钱的情感。其中更有人放弃了薪金翻倍的跳槽机会选择留任,只是因为觉得现企业对人员的态度很人性,不想轻易放弃这样的工作环境。在此,企业的人情浓厚战胜了金钱对人才的诱惑。若企业给了员工家的感觉,也是隐含的给予了员工稳定的信息。家,是不会抛弃自己的孩子的。作为孩子的员工,很大一部分是不会抛弃安稳去寻求未知的发展的,因为他也不想轻易的离开这个充满爱的家。企业留住了人,难道不是留住了生产力吗?正如死板、教条的军事化管理已经逐渐被企业所淘汰,当今企业要想留住人已经不能单纯的依靠有形管理了。这就需要作为管理者的机械工程师能够更加真心的对待每一个团队成员,尤其需要发挥无形管理的作用,很多的企业管理者都有一个困惑:基层的工作人员总是重复的出现所谓低级错误,有时也就是再小心一点、再仔细一点就能避免的错误。流程工艺制订的很完善,可一实际操作管理起来困难重重。最后只有用一个办法,加大惩罚力度,制订更为严格的条例来约束员工的行为。这样真正起到了根本的作用了吗?“攻城为下,攻心为上”条例只可限制行为,不可捕获人心。过于苛刻的条例制度有时还会起到反作用。万事不出于心,难为其意。一个人在不同的心态下去完成一件事,是不会得到同一效果的。很多时候员工是因为怕受惩罚而不去做,而不是因为知道这样做会给企业造成损失和伤害而不做。所以一旦在无人监督或随意的情况下,他仍会做出错误的行为。更有甚者由于对企业态度的淡漠,在企业某方面出现了问题被其发现后,因不属于其工作范围,他可装作毫不知情而不上报。这种行为既不会被别人所知,也未触及任何的条例和制度,而受损失的却是企业。相反,人人都以此为己任,那又会是一种怎样的情况呢?一个朋友的老板经常挂在嘴边训斥员工的一句话是:“你在家里也这样吗?如果这是你自己家的东西你会这样吗......”我想很多的管理者都说过同样类似的话。但他们都忘了一点,他是否给了员工或大部分员工家的感觉?管理上智商是不可缺少的,但我们更需要管理者运用他们的情商。人毕竟不是机器,人有欲望、有追求、有理想、有感情。机械工程师们应当在管理工作中避免像要求机器一样要求人的错误,真正尊重人,重视人,做到人性化管理。 五、结束语 优秀的企业可以通过成功的无形管理而进一步形成自己的企业文化,这种文化超越了一切的制度和利益,使自己的员工在潜意识中遵守各项的规章制度,不去做任何一件有可能损害企业利益的事情。员工真心的爱戴自己的企业,就像对自己的家庭,以自己所在的企业而自豪。“没有不好的机器,只有不会使用它的人,没有不好的员工,只有不合格的管理者,没有失败的军队,只有失败的指挥官”。在推行科学管理的今天,机械工程师应当意识到自己所面对的不再只是机器,不再只是图纸,而是有思维有意识有感情的人,需要付出自己的感情。 作者:孔亚娟单位:天津市建业工程建设监理有限责任公司 机械工程师论文:培养卓越机械工程师论文 1教学科研互动的现实和理论意义 我校为本科生开设的数控技术系列课程涉及数控加工技术、数控设备与编程技术、特种加工、CAD/CAM技术、机械制造工程学、模具设计与制造、先进制造技术等。长期以来,受经费、任课教师的知识背景和考核标准等因素影响,该课程教学有重视软件、轻视硬件训练的倾向;国内具有高水平和突出特色的教材偏少;办学模式较为单一,缺乏自身的特色和多样化风格;实践类培养环节不能保证所有学生有充裕的时间、充足的设备进行自主、创新性实验或进行科技创新活动。尽管我们承担了大量以数控技术为“使能技术”的科研课题,积累了丰富的高新技术研究开发与工程经验,但在教学和科研的关系上存在着各自为政的局限,教学和科研的融合不能令人满意。主要问题在于教师过于重视科研,而对教学工作敷衍了事,不乐意探讨教学方法、教学成果、教学业绩,不安心从事基础教材的编写;教学内容陈旧乏味,教学方式照本宣科;课堂远离科学研究氛围,科研的新成果不能应用到教学之中,科研的新动态不能融合到教学之中;教师之间科研单兵作战、各自为营,虽鼓角相闻,但交流无多。教学和科研相结合成为一句空话。相对于传统教学科研割裂的情形,教学与科研互动在4个方面具有优化作用和先进性。 1.1教育内容 教学不是按照一本相对固定、内容庞杂的数控技术教材进行授课,而是根据实际需要,以一定的理论框架为基础,将理论授课整合为结构合理、专业精深的专题讲座体系,其教学内容应是与时俱进的。 1.2教育方法 让在数控技术科研上富有学术成果的教师参加教学工作,有利于将相关领域基础理论中的知识点和学科发展的前沿自然结合,形成高屋建瓴之势,真正做到深入浅出。 1.3教育分工 不是由一位特定教师承担一两个班级至少一学期的授课,而是由多名或更多的研究型教师,经分工协作,充分发挥各自的教研所长,面对更多的班级进行短时期、高水平的学术交流。 1.4教育考核 采用研究型专题写作等灵活形式,更加注重对学生能力、素质的考核,促使教学重心向素质教育转轨,加大对理论联系实际问题的考核,加大对数控技术现实问题、热点问题的分析与考核。 2基于教学科研互动的数控技术系列课程改革 实现教学、科研的良性互动,把促进综合素质的培养作为制订课程计划的基本依据,在数控技术系列课程和社会需求之间建立明确的联系,使数控技术系列课程教学从基于理论向重视实践和面向行动转化。 2.1解决了教学和科研相融合的机制问题 建立了教学和科研相互融合的机制,主要包括三部分 (1)结合学科建设和教研室工作,建立任课教师的评价体制,即制定处理教学科研关系的激励政策,教师的奖励、晋职、招收研究生等均要求教学与科研并重。 (2)任课教师自身要实现教学和科研之间的融合,即采用互动式的教学方式,注意学生的反馈,注意与实践相结合,注意通过研究的方法来解决问题,以利于学生和教师的交流互动,有利于教师掌握当前社会的变化以及研究领域的变化。 (3)任课教师之间要实现教学和科研的融合,即形成“学科带头人”制度,以机械工程学科带头人为工作中心,数控技术的教学和科研都围绕其进行,一方面,通过相互传授和向学生传授其研究的内容,扩大团队的影响,另一方面,通过教学,相互听课,不断相互交流协作,互相学习,最终取得教学和科研的双赢效果。 2.2促进了科研成果向教学资源的转化 结合课程改革和实验教学改革,结合专业建设与学科发展,进行统筹规划,坚持高标准、高起点、高效率,在引进高新技术硬件和软件的同时,将数控技术的最新研究成果和技术引入课程教学,内化为数控技术教学内容,形成教学特色,从而使数控技术系列课程的办学水平得到提高,教师和实验技术人员的交流得以加强,知识得以更新,素质得到提高。由于改善了教学科研条件,教学、科研相互促进、良性循环。 2.3教学方式和方法迈上新台阶 自主开发了数控铣床仿真系统、数控车床仿真系统等虚拟实验系统,机械制造工程学CAI虚拟教学软件,数控加工技术、数控车床编程与操作、数控铣床/加工中心编程与操作、数控电火花线切割机床编程与操作等CAI课件。由于在教学过程中体现了自己特有的教学思想,不但有效地提高了教学效率,而且以逼真的效果加大了课堂信息量,提高了学生的空间思维能力、创新能力,从而提高了教学质量,取得了很好的教学效果。 2.4优化数控技术核心课程,发展跨学科相关课程 从数控技术的系统性、整合性出发,减少了一些专业课的课时,将数控技术系列课程中带有共性的基础原理和方法整合、加强、优化至核心课程,尽量避免对学位课程进行过于具体的设计;调整了人才培养方案,先后对本科生进行了数值分析、计算机图形学、Matlab科学与计算、复杂刀具设计等课程知识的培训,尽可能地拓宽课程基础知识;打破学科壁垒,先后聘请与我院有科研合作关系的设计与艺术学院、电气工程学院、计算机学院、临床医学院的专家举办机电产品造型技术、控制电机、计算机图像处理技术、人体解剖学等课程知识的讲座,使学生形成了较为灵活的思想和较为宽广的知识背景。 2.5花大力气编写高质量的特色教材和专著 如何编写和使用教材是数控技术系列课程改革面临的新问题。我校组织数控技术科研和教学的精干力量,编写了《数控铣床及加工中心自动编程与操作》《数控车床自动编程与操作》《数控线切割自动编程与操作》三部拟作教材使用的专著。该系列著作的特点在于:尝试将学科性教育和职业性教育的内容糅合,内容科学合理、客观翔实;突出一个“新”字,现代化内容贯穿全书,使读者处于数控技术的发展前沿,拉近读者与现代科学发展的距离;重视交叉学科和跨学科研究的发展动向,并尽可能地将这些动向反映出来;结合工程实际,融合机械设计自动化软件SolidWorks的三维特征造型技术、Matlab语言的数值计算功能,详尽地介绍数控技术CAD/CAM软件在模具和工具行业的应用;对于师生和社会读者普遍关心的数控加工技术的工艺技巧及特种加工技术等内容,也做了合理的编排。 2.6向本科生开放大型、精密科研数控设备 向本科生开放大型、精密科研设备,是在课程实践环节改革中将教学科研互动工作落到实处的一项重大举措。但这种开放不是简单的开放,而是通过拟订培养方案,提出培养措施,安排开放时间等,将其纳入专项培训、专业课程设计、毕业设计、课外科技创新活动的工作计划中。得益于该措施,学生不但有机会接触一些高精尖的数控设备,如数控高功率横流二氧化碳气体激光器、数控YAG固体激光器、立式数控加工中心等,一些学生还以主人翁的姿态参与了部分相关科研子课题的研究工作。该举措在一定程度上改变了数控技术教学中存在的课程理论化、实践环节简化、实践训练弱化的现状。 3结束语 以数控技术系列课程改革为切入点,经过较长时间的探索与实践,形成了“以教学、科研相结合为基本形式,以教学、科研良性互动为主要内容,以提高教育教学质量和提高学生综合素质为目的”的卓越工程师人才培养模式;通过在课程改革中强调通识教育与专业教育、理论性教育与实践性教育的平衡,全面促进学生综合素质的培养;探索并形成了教学与科研相融合的有效机制,取得了明显的教学效益、科研效益、育人效益和社会经济效益,实现了教学和科研双赢的效果。 作者:袁锋伟李必文龙双涟单位:南华大学 机械工程师论文:基于校企合作的机械工程师论文 一、校企合作培养模式的现状及存在问题 早在19世纪70年代,美国联邦政府开始推行《莫里尔法案》,确立工程教育在大学高等教育中的地位,这是最早以政府法案方式强化校企合作的典范。2005年10月德国国际汽车制造商大陆公司(ContinentalAG)资助设立了“全球工程教育卓越计划”(GEE),探讨全球化背景下工程师的工作环境及全球化工程师的培养模式等问题,该项目具有突出企业在工程教育中发挥的作用和多方参与工程教育的培养模式两大特点。高等院校在工程人才培养方面采用校企合作模式,可以弥补学校在实践教育和职业训练计划方面的不足,为从事技术研发的教师提供更多施展才华的空间,也有利于提高企业的研发能力,实现校企双赢。我国从19世纪末引入工程教育,但由于开始就缺乏与工程产业领域的密切联系而失去工程化的环境。与国外相比,国内高校工程教育中的工程实践能力培养还存在较大的差距。国内工程人才培养仍以应试教育为主,与工程实际需求脱节,普遍存在重理论轻实践、工程意识较差、工程训练缺乏、社会适应性差等问题,导致所培养出来的学生的工程实践能力较弱。“卓越工程师计划”实施后,上述情况有所好转。统计数据显示,在实施“卓越工程师计划”的试点高校中,有91%的院校采取“3+1”人才培养模式,3年在学校学习理论知识,1年在企业进行专业实践培养,但在校企合作培养卓越工程师方面仍存在诸多不足,主要表现在以下几个方面。 1.缺乏符合“卓越工程师计划”实施要求的师资队伍 现有教育体系下,学生对专业知识的获取更多的来源于教师的引导和直接传授。尽管近年来工科院校师资队伍的学历层次得到很大提升,但绝大部分教师来自于应届毕业生,缺乏在生产一线从事技术开发或工程实践的经历,这导致了他们在教学中所教授的知识偏理论化,与工程实践结合较少,带有一定的片面性和局限性,使学生的专业深度和广度达不到工程实际的需要,不利于机械卓越工程师的培养。 2.学生培养环节中实习和实践机会偏少 实践教学是工程类人才培养的重要环节,它有助于学生对理论知识的理解、吸收和推广应用。在美国大学课程体系中,实践教学约占30%。我国教育主管部门也认识到实践教学的重要意义,2012年教育部在《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》中提出各高校要结合专业特点和人才培养要求,增加实践教学比重,确保理工农医类本科专业不少于25%。但实际情况则不容乐观,我国高校实践教学比例基本上只达到20%,且不同的学校相差较大。同时,配套的实验设施和实践实习基地也远不能满足卓越工程师培养的实际需要。专业课程配套实验开课率较低,一般不足40%,开放性实验与创新性实验流于形式,金工实习等工程实训环节以教学型演练和模拟教学为主,学生缺少工程实际环境下的真刀真枪实践机会,专业性实习以参观为主且时间较短,很难深入企业的生产实践中,导致学生在实践教学环节中很难得到充分的训练和实践机会。 3.校内教学与工程生产实际相脱节 虽然学校为学生开设了很多理论课程,但所开设的课程要么以对口专业需要为目的,课程体系窄、专、深,要么与工程领域的生产实际结合得不够紧密,教材编写人员缺乏足够的工程实践经验,专业教材更新不及时,学生对于所学的专业知识在实践中如何应用缺乏具体的概念,使得所学的专业知识缺乏针对性,学生学习积极性不高,学习效果严重打折。实践教学环节重视不够,实验课时不足,实验设施缺乏,更新不及时;实习环节存在一定的盲目性和随机性,内容安排上缺乏系统性、针对性和全面性,导致学生动手的机会越来越少,工程实践能力有所下降,与用人单位的实际需求相脱节。 4.校企合作层次较浅,缺乏深度和广度 现行的校企合作内容比较狭隘,合作目的比较单一,缺乏互惠共赢的利益机制,难以深入和持续合作。困扰高校的是企业参与工程人才培养环节的积极性不高,由于企业普遍认为人才培养是高校的任务,很少有企业愿意接待学生实习,学生在企业的所谓实习也只是参观实习,缺乏动手实践机会,无法接触工程应用知识。究其原因,一方面,由于市场经济体制,企业以经济效益为目的,担心学生进入企业会影响其正常生产;另一方面担心学生参与生产实践易出现安全事故。更为主要的是,学校和企业没有进行有效的沟通和了解,未能形成校企联合培养人才的机制。 二、校企合作实施“卓越工程师计划”的人才培养模式 在工程人才特别是卓越工程师培养方面,世界各国高校多采用校企合作方式,依托企业的工程实践优势弥补高校在实践教育和训练环节的不足,国外成功的校企合作培养卓越工程师模式,如,德国的“双元制”模式,英国的“三明治”模式等。国内高校多采用“3+1”培养的基本模式,细分开,还有“交替型”培养模式、继续工程教育模式、工程研究中心模式、企业研究生工作站(包括企业博士后工作站)模式、校内产学研结合模式、订单式培养模式、企业顶岗实习模式、校企共建联合实验室/实训中心模式和大学科技园模式等。在校企合作形式上,包括校企联合办学、联合组建师资队伍、共建实习基地、科研项目合作和微观课程合作五大校企合作形式。针对校内师资队伍工程实践经验缺乏的情况,我校与省内外十余家企业签订了联合培养机械卓越工程师的协议,并建立了专门的培养基地,在机械卓越工程师培养中采取了“两段式、双导师制”的校企合作培养模式。“两段式”是指在学校和企业分别进行理论和实践环节的两段式培养;“双导师制”是指分别给机械卓越工程师试点班的学生配置两名导师,其中校内专业指导教师由专业能力较强和具有一定技术开发和产品研制经验的老师担任,企业指导教师由承担联合培养任务的对口企业选派具有丰富工程现场工作经验的工程师担任。 三、校企合作实施“卓越工程师计划”的思考与建议 1.做好顶层设计,确定培养方案和课程体系 试点学校应成立包括行业专家、工程生产一线的卓越工程师在内的卓越工程师教育委员会,根据机械行业企业发展需求,以卓越机械工程师培养为目标,确定卓越机械工程师培养方案,重构适合卓越机械工程师培养要求的课程系统,课程设置侧重以工程实际应用为导向、以职业需求为目标,将卓越工程师计划的专业培养标准细化为知识能力大纲,确定本校培养的卓越机械工程师应具有的知识、能力、素质和特色。根据安徽理工大学的煤炭系统行业特色,构建基于大机械观、大系统观和大集成观的机械工程知识系统,将课程体系设置为公共基础模块、公共选修模块、学科专业必修模块、跨学科专业选修模块、专业核心课程模块、专业任选课程模块、课程实践模块、专业实践模块和素质拓展模块,共9大模块。其中课程实践模块包括机械原理课程设计、机械设计课程设计、专业课程设计、工程制图实践、机械基础综合实验和电工电子综合实训;素质拓展模块是指参加或参与科技文化竞赛、才艺竞赛、社会服务等取得的奖励、表彰以及在外语水平、计算机水平、从业资格、发明制作、论文论著等方面取得的成果,按学生所取得的成绩和效果给予不同的学分,侧重学科交叉和工程实践与创新活动方面的引导。 2.出台配套政策,保障卓越计划的经费投入 来自政府、高校和企业三个层面的配套政策,是有效实施“卓越工程师计划”的重要保障。国家、省级教育部门、行业主管部门、劳动与社会保障部门等相关政府部门可以为参与“卓越工程师计划”的企业提供优惠的税收优惠政策,协调解决学生进入企业实践前后所面临的种种困难,为“卓越工程师计划”的实施创造良好的政策和社会环境。学校可以联合企业共建集产品或技术研发、测试、教学、培训等功能于一体的综合科研平台,同时面向学生和企业员工开放;制定和完善卓越机械工程师师资选拔和培养计划,引导教师有效地将教学、科研与生产实践相结合,鼓励教师融入校企联合体,促进成果转化;联合制定优秀学生奖励和就业帮扶政策,为学生研究生推免、创新创业、就业派遣提供帮助。企业还可以制定优惠政策,鼓励师生参与企业产品开发和技术改造,鼓励优秀学生就地就业,甚至可以在经费许可的条件下为高校提供科研经费,在学校设立一批竞争性的长期项目,资助工程实践项目的开展,促进工程教育的深入改革。试点高校要加大对实施“卓越工程师计划”专业专项资金及配套项目的投入,确保卓越机械工程师培养平台和各级工程实践教育中心按计划建设完成,解决学生在企业培养阶段师生所需经费的维持。 3.校企深度合作,构建校企联合培养体 为了避免以往校企合作内容狭隘、目的单一、缺乏互惠共赢的机制等弊端,校企双方应以“双主体”的方式深度合作,充分考虑双方的利益诉求,制定合作与管理机制,共同确定人才培养目标和课程体系,共建师资队伍、共同指导实践教学。通过校企产学研深度合作,使教学与生产相结合,校企互相支持、互相融合、双向介入、优势互补、资源互用、利益共享、风险共担。一方面有利于企业借助于高校众多学术性高端人才及其成果解决企业存在的关键性技术难题,促进企业的快速发展;同时,也有利于高校教师加深对生产实践的了解,丰富其工程实践经验。另一方面,也有利于学生深入企业,获得真正意义上的专业实习和实践机会,增强动手能力,并可从企业导师处了掌握企业工作流程,学会如何运用所学专业知识灵活地解决工程实际问题,有利于学生快速向工程师的角色转变。按照卓越机械工程师的培养方案的要求,安徽理工大学已与广东宏大爆破公司、江苏鹏飞集团、中泰国际(集团)高新技术有限公司、凯胜重工等十余家知名企业签署人才联合培养协议,共建工程人才培养基地、联合实验室和研究生工作站。利用企业先进的工艺设计和装备制造能力,提升学生工程实践能力的培养水平,同时实施了专业教师企业挂职锻炼工程和青年教师进企业培养工程。 4.侧重工程实践,改革考核评价体系 卓越机械工程师与传统的机械工程师在培养模式和培养方案方面不同,因而有必要改革现有的考核评价体系。在专业教师的评聘与考核环节中增加在企业工程实践经历的要求;在教学内容上应增加注重理论性和实践相结合,强调专业知识在工程实践中的灵活运用;在考核评聘方面认可并重视教师在参与企业产品开发、技术改造等过程中所取得的成果,优先考虑参与企业挂职锻炼、顶岗工作的教师。对学生的考核要改变分数决定一切的传统考核方式,从单纯的书本知识成绩向集知识、能力、素质和特色四位一体的综合评价转变。除了要具有良好的素质修养、正确的人生观、价值观和世界观,具备扎实的基础知识和基本的人文知识,还要系统地掌握本专业的知识,了解专业现状和前沿发展动态。更为重要的是要具有善于学习和独立获取知识的能力,具有一定创新思维能力和团队协作能力,学会如何分析问题并灵活运用所学专业知识去解决工程实际问题。此外,还应具有一定的专业特色和技术优势。目的是为了有效地引导各教学环节从注重学生成绩向注重学生的学习过程和能力培养转变,回归工程教育的本意。尤其是在实践环节的考核方面一定要从严、从实,采用双导师评分法,对毕业设计课题的选题也应来源于生产实际或应用型课题,具有明确的专业背景和应用价值。 四、结束语 校企深度合作、构建校企联合培养体、创建工程人才成长环境是实施“卓越工程师计划”,培养卓越机械工程师的关键。本研究以安徽理工大学机械设计制造及其自动化专业校企合作实施“卓越工程师计划”为例,探讨“卓越工程师计划”的人才培养模式、培养方案确定、课程体系构建、配套政策、校企联合培养体构建和考核评价体系的改革等方面的问题,提出了相应的建议,可为同类专业实施“卓越工程师计划”提供建议和参考,培养满足行业的需要的卓越机械工程师。 作者:王成军沈豫浙黄如杭李刚单位:安徽理工大学机械工程学院淮南郑煤机舜立机械有限公司江苏鹏飞集团股份有限公司
通信系统论文:电子通信系统关键技术问题分析 论文关键词:电子通信系统 移动卫星通信 关键技术 论文摘要:现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术,一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分,电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广,特别突出在移动电话和卫星通信两个方面,本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。 随着电子通信技术的发展,它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们,它还在改变着社会和国家,使得国家不断发展,特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题,有待人们改善和加强。 一、电子通信系统概述 电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱,是现代高新技术的重要组成部分,甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会,电子通信技术无处不在,它涉及的范围也很广,包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域,还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。 电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信,此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。 二、电子通信系统关键技术问题 近几年来,电子通信技术应用十分广泛,就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看,就存在很多关键性的技术问题,有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速,传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外,频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低,这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出,要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量,就应该突破传统蜂窝体制,应用新的移动通信技术。 1、移动通信系统关键技术问题 在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式,每个小区内都有很多个无线信号处理单元,这些单元距离都比载波波长要远得多,并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能,首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理,然后就要与核心处理单元连接,通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信,第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射,然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单,缺点则是会不断干扰系统,阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构,通过用大量的无线信号处理单元来实现,从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”,即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想,但同时它也更复杂。 分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势,第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大,第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应,还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率,还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大,反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区,还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。 子通信系统分为5层:应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确,接口应简单,从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次,它实现通信系统管理功能(如初始化、维护、重构等)和解释功能(如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等)。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能,驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口(简称MBI)的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试,监控其工作状态,控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输,传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL—STD一1553B规定,处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现,传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。 2、卫星通信系统关键技术问题 卫星通信在电子通信技术中最为先进,它也有很大的优势,包括通信距离远并且容量大,通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业,人们对信息的需求也越来越复杂多样,电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。 目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题,它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题,一个就是数据压缩技术,它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率;第二个就是智能卫星天线系统;第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究;第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术;第五个就是多址连接技术的改进和发展;第六个就是卫星激光通信技术。 未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现,激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥,因为在那里经常会应用到激光通信技术,它在外层空间进行,所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下,天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。 总而言之,电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术,移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上,而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱,所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的,掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。 通信系统论文:论软交换技术在电力通信系统中的应用前景 论文关键词:交换技术 电力通信系统 论文摘要:随着时代的发展和通讯技术发展的日新月异,新的时期对电力通信的也同样提出了新的要求:一方面,为了确保电力系统先进性、安全性、稳定性和高效性,这需要我们的电力通信系统与时俱进继续完善和提高电力通信;另一方面,充分地利用现有电力的网络和资源优势,使之成为电力企业新的价值增长途径,成为电力通信企业的技术革新的动力,进一步保持并提升电力的供应企业的竞争力。然而当前电力通信系统虽然业务量小但是种类较多,这不但造成浪费, 而且由于种类繁多对其运行管理和运行维护带来很大不便。上述问题的解决方案之一——软交换技术。这是由于软交换技术具有媒体网关接入、呼叫控制、业务提供以及互联互通等功能,可以很好的解决新时期电力通信的问题,因此,软交换技术在电力通信系统中的有着很好的推广应用前景。 自从第一款产品在电信市场上成功推出以来,“软交换”这个概念已经成为电信行业中倍受青睐的时髦用语。由于既能执行与基于硬件的传统电话交换机相同的功能,又能同时处理IP通信,软交换技术承诺可提供许多优势,如轻松整合电路交换和分组交换、降低网络成本以便运营商更快获得收入。 所谓“软交换”就是指基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的系统和设备解决方案。换言之,软交换是从媒体网关(传输层)中分剥离出其中的呼叫控制功能,再通过软件技术实现其呼叫控制功能,进而使得呼叫传输和呼叫控制二者想独立,这就为系统的控制与交换以及软件可编程功能实现各功能的可分离的平台创造了条件。一方面,软交换提供了很多实用的功能,如:连接控制、翻译和选路、网关管理、安全性和呼叫详细记录、呼叫控制等功能。另一方面,它还为在网络上提供开展新业务提供了大大便利,这主要是要归功于软交换网络资源与网络能力很好的相结合起来,并设置标准开放的业务接口和业务应用层。 1、背景 随着电力市场化、开放化的趋势以及电网建设的进一步发展,传统的电力信息系统的业务将发生变化。一方面,涌现出不少新型业务如:电视会议、变电站无人视频监控、输变电线路监控及电厂视频监控等视图业务;另一方面,传统单一主机的调度自动化体系架构向客户机/服务器体系架构的转变;同时,监视全网运行状况,提供故障记录和分析的故障滤波系统的建设以及电量计费网络系统和雷电定位系统的建设等。因此,基于互联网/局域网并能体现信息化综合业务应用的管理信息系统将成为电力企业信息化的发展方向和趋势。 2、软交换的主要功能 软交换主要具有呼叫控制、互联互通、业务提供等功能,下面分别来逐一介绍这个三大功能: (1)呼叫控制功能。呼叫控制功能是软交换的重要功能组成。它除了能完成基本呼叫的建立、维持和释放之外,还可以提供各种控制功能,如:呼叫处理、智能呼叫触发检出、连接控制和资源控制等等。 (2)互联互通功能。当前IP电话体系主要是由两大标准构成即:ITU-T H.323协议标准和IETF SIP协议标准,这两大标准均可以独立的均实现呼叫建立、释放、补充业务、能力交换等功能,但是不可相互兼容的体系结构。软交换技术可以与多种协议相兼容,自然也包括同时兼容ITU-T H.323和IETF SIP这两大协议标准。 (3)业务提供功能。一方面,软交换可以实现对PSTN/ISDN交换机的支持,并能提供的全部业务,包括基本业务和补充业务;另一方面,它还可以与现有智能网相兼容相配合,为现有智能网提供的业务。由此可见软交换在网络从电路交换向分组交换演进的过程中扮演着非常重要的作用。 3、引入软交换的意义 软交换将是下一代话音网络交换的核心。如果说传统的电信网是基于程控交换机的网络,那么下一代分组话音网则是基于软交换的网络。软交换是新、旧网络融合的枢纽。这主要表现在以下三层面: 第一个层面——用户。传统的交换网络的封闭性,一家设备供应商往往包揽所以的包括软、硬件供应、更新维护以及应用的开发在内的每一项事物,理所当然用户也牢牢地锁定在设备供应商的那里,压缩了用户选择的空间,导致用户在设备维护费用上失去了应有的主动权。然而通过软交换技术的所搭建起来的下一代网络可以有效地扭转了这种不利局面,这主要是在利用软交换技术搭建的新一代网络中设备系统供应商都是基于同一个开放标准平台开发出来的,这样一来用户自然就具有更多的选择权,可以在同一类产品中货比多家,根据自己的需求择优挑选供应商来为自己服务。 第二个层面——成本。将传统的电路交换技术与软交换技术相比,软交换技术更具经济性、低成本性,可以说是地投入高产出。这主要是得益于两方面:一方面,软交换技术实现了平台的开放性,使得新的应用可以更快、更易的与其相衔接;另一方面,软交换所以使用的元器件很多都是普通的计算机器件,这就降低了其元器件的采购成本,具有更高的性价比。 第三个层面——可靠性。 与传统的电路交换相比,软交换技术可以更好的解决网络的可靠性。用户在组网的时候可以利用软交换的优势采用功能软件的形式将传统的电路交换的核心功能先进行了分类,然后再将其往下分配到各骨干网络。由于这种根据分门别类的分布式结构是可编程的,同时也是以计算机平台为基础,并可以利用设置网络权限来更好地实现网络的可控性和安全性。 4、软交换技术在电力通讯系统中的应用前景 电力通信网分布广泛,业务极为繁琐,虽然拥有多种网络形式,但是各种网络一方面都有各自的交换设备、复接设备等, 且它们相互独立不能实现互融互通。但是随着软交换技术的出现,将可以很好的解决这些问题,这主要得益于在电力通讯系统中应用软交换技术所能取得以下几方面的优势。 4.1统计汇总的优势 采用软交换技术组建的电力通信系统具有自我统计和自我维护功能,主要包括:业务统计和错误预警。对于纵横交织的电力网络和业务繁杂的电力系统来讲,应用软交换技术可以实现:(1)方便便捷地对所有的业务进行汇总并输出分析报告;(2)发生故障时及时发出错误警报,同时显示故障错误的具体的地点和原因,并自动将其发送给电力抢修和维护部门。(3)清单的采集功能,并可提供详细的电量与电话计费清单。 4.2电力通信网中的网络互通的优势 电力通信网不但拥有电力系统独有的载波电话网络,而且同样也存在计算机网络,它们是以协议为基础的分组网络。电话网和计算机网可以利用软交换技术所提供的支 持多种信令协议的接口来实现它们之前信息指令相互传输相互识别。这样一来计算机网络能更便捷地对电力通信网进行管理和协作更好的支持各业务的开展和实施。 4.3新业务开展的优势 当前,语音和数据信息为电力通信网中的主要传输的信息,但是随着网络技术的发展和计算机技术的革新, 这对电力通信业务提出了很多新的要求如:可视业务、多媒体业务等新兴业务。面对这些新的要求,软交换技术可以大显生手,这是因为其不但可以很好地支持语音业务,而且还可以利用新的网络设施与开放式的应用程序接口为用户提供各种增值业务,为新业务的开展提供便捷。 4.4统一不同介质网络的优势 当前电力通信网中拥有多种传输介质,且各自独立不相兼容,并必须采用各自专用的设备, 若引进了软交换技术来组建网络, 利用软交换技术的优势搭建一台多介质的信息进行交换解决方案。这样一方面可以减少设备的需求降低设备的总采购额节约了成本;另一方面可以提高了网络的可靠性,使依靠各种不同介质传播的网络达到了一定的互融互通的效果,正是由于实现了不同介质在同一网络中信息传递从而简化了过去不同介质间的繁琐的数据转换;同时在管理维护上显得更加方便快捷,因为现在只需对同一类设备进行运行管理和系统维护就可以实现对整个网络的信息交换。 总之,软交换技术应用作为下一代网络的解决方案,具有多方面的优势,其应用性体现在方方面面。在电力通信网中引人并实施软交换技术,一方面,在技术上既可起到承上启下的作用;另一方面,电力供应企业顺利向下一代网络解决方案的的演进产生多方面的积极作用。基于软交换技术应该在电力通讯系统中所具有的这些优势,我们可以很好的预见其良好的市场应用与推广前景。 通信系统论文:网络通信系统的信息脆性风险评估 论文关键词:网络通信系统 信息脆性 风险评估 论文摘要:目前来看,信息脆性风险已经成为网络通信系统亟待解决的问题。而要想更好解决网络通信系统信息脆性风险,就需要采取有效的管理方法对信息脆性风险进行分析,以保证网络通信系统正常运行,从而保证不同领域信息安全。本文主要从网络通信系统信息脆性风险概况、网络通信系统与脆性环境之间的联系、网络通信系统信息脆性风险评估等方面出发,对网络通信系统的信息脆性风险评估进行分析。 随着网通通信系统不断的发展,不仅其规模越来越大,其复杂程度也越来越高,系统之间的联系也逐渐密切起来。随之而来系统的不确定性也越来越大,而系统的复杂性使得网络通信系统易受环境的不确定性影响,从而使系统出现脆性风险,甚至给环境带来一定影响。在这种情况下,有必要基于网络系统脆性风险建立脆性风险评估体系,以减少不必要的网络脆性风险。如何更好的对网络通信系统信息脆性风险评估进行分析,已经成为相关部门值得思索的事情。 一、网络通信系统信息脆性风险概况 (一)脆性定义 脆性是系统受到外界打击时而产生的崩溃,这种崩溃在脆性产生之前并没有相应征兆。从某种意义上来讲,脆性是其系统自身特有属性,其是一种状态转化成另一种状态时才能显现出来的,一旦显现出来,就会给系统造成巨大的损失。 (二)脆性特点 脆性是伴随着复杂系统而存在的,基于脆性定义,系统脆性特点进行分析。现在网络通信系统中脆性不能明显的显现出来,只有当其受到强烈干扰之后,才能显现出来,并将脆性随时激发出来。随着网通通信系统不断的发展,其脆性可能随时被激发。因此,网络通信系统信息脆性问题是具有隐藏性的;因网络通信系统容易受复杂系统干扰,当其受一定条件限制时,其系统有脆性联系的系统就会受脆性的影响而产生崩溃;因网络通信系统进化方式较多,再加上受外界环境的影响,使其表现结果具有多样性,这也使得状态脆性变化形式更加多样化,系统脆性损失也变得多样化。在系统脆性的影响下,系统工作状态会呈现出混乱的状态,其脆性持续一段时间后会产生不同程度的危害性,甚至影响社会秩序的有序进行;网络通信系统子系统之间常会因为熵相互争夺,而使其熵值降低,从而使网络通信系统信息出现非合作博弈。此外,网络通信系统脆性也具有连锁性、延时性和整合性。网络通信系统在实际运行过程中一旦受外界干扰,其系统脆性就会随之产生逐渐崩溃,但是系统崩溃是可以延时一段时间的,毕竟系统有一定的开放性和组织性。再加上脆性是具有一定属性的,在对系统脆性进行研究时,需要全局分析。 二、网络通信系统与脆性环境之间的联系 在对网络通信系统信息脆性风险进行分析时,有必要对系统和脆性环境之间的联系进行分析。系统脆性风向与系统漏洞相似的,是风险客观存在的条件,而威胁和攻击则是风险的主观条件。不管是主管条件还是客观条件,主客观条件在时间相同条件下,其风险对整个通信系统安全是有一定破坏性的,甚至使整个通信系统处于不稳定且不安全状态中。一般系统与外部环境是有一定联系的,不仅相互影响,同时也存在一定外部规定性。也就是系统必须在特定的环境下进行,即便在环境因子不用情况下,其也会以一种特殊的方式将其组合在一起,从而进行不同的系统结构性质。但是系统实际运行过程中,会呈现一种特性甚至产生与环境相适应趋势。一旦环境发生变化,其系统涌和环境也有一定依存关系。而正是因为系统和脆性环境存在上述关系,可以将系统分为封闭式和开放式脆性系统两种。封闭式脆性系统在系统运行过程中,其与外部环境在信息和能量等方面没有相应沟通和交流的,而开放式脆性系统则与外部环境存有信息、能量及相关方面的沟通。从整体上来看,开放式脆性系统是易受脆性环境影响的,其脆性风险也相对较高。理论上封闭系统的风险性虽然低于开放性脆性系统,但是要想真正的降低系统风险并保证其安全,还需要最大限度的降低系统开放性,毕竟系统是变化的,而系统变化过程中是需要相应信息、能量及相关因素支持的。随着网络变化不断的发展,人们生产、生活对网络的依赖性越来越大,这就使得网络系统脆性安全变得越来越重要。这就需要对网络通信系统信息脆性风险进行相应分析并评估。 三、网络通信系统信息脆性风险评估 对网络通信系统脆性风险进行评估,除了了解系统信息脆性风险概况、与外部环境关系外,还应在上述内容基础上建立网络通信系统信息脆性风险结构模型,以便进一步对系统脆性风险进行评估。脆性系统受内外因的影响而易引发脆性事件。一般脆性事件是由不同因素构成的,一旦这些因素某一刻在系统上发挥作用,就可能引发一系列崩溃事件。而这一时刻内所有脆性事件构成的系统脆性事件而他将其制成脆性空间,也就是我们常说的系统脆性环境。当这些脆性事件在系统上产生作用,就会使脆性发生变化,甚至使其概率处于崩溃地步。而通信系统脆性风险结构就是在此基础上通过对脆性事件的可变性和不确定性的分析构建的。 脆性结构一般可分为脆性事件和脆性因子。脆性事件作为脆性环境的直接构成要素,其不仅具有重复性多边形,同时也具有难以预测性。而脆性因子则存在于脆性事件中,其具有隐藏性、稳定性和可预测性。因此,对脆性环境分析,可以基于脆性因子进行分析。脆性事件在某一时间内受外部环境干扰后会出现系统崩溃事件集。在实际分析中,可以通过假设空间系统n个脆性事件(I1,I2,……In),求出发生概率。正常情况下,当系统概率超过零0时,系统崩溃概率将会在0-1之间,在I1作用下,系统的脆性风险期望则为E[RI2]=Pipi,(i=1,2……,n),脆性风险则为E[RIi]=E[RIi]+…+E[RIn]。而构建这种线性叠加需要所有脆性事件来保证,但是在实际应用过程中,不同脆性事件是有多种联系的,这就加大了对具体脆性事件分析和预测难度,更无法对耦合关系进行分析和处理。在这种情况下,就应该对新对系统脆性事件进行分析,并辨别出脆性事件中存在的因子,再以不同脆性事件因子危害性为依据,对影响网络通信系统崩溃程度进行分析,以更好的得到脆性风险结果。为了使网络通信系统信息脆性风险评估更加准确,还需要对系统信息脆性熵进行进一步分析。熵作为度量脆性事件集,可以以脆性事件集空间概率形式来对平均函数进行分析。因脆性事件空间中的概率都有一定的风险,使得多有空间脆性事件都存有一定概率风险,再加上熵度量值是由脆性事件集空间概率决定的,使得熵成为整体结构的唯一决定。这样在实际应用过程中,就可以通过熵来减少脆性事件的不确定性,以降低脆性风险。 四、结束语 计算机网络通信技术不断的发展,网络通信技术向自动化、智能化水平方向发展,并被人们广泛应用在生活和社会不同领域中。而在网络通信系统运行过程中,其却常受内外环境的影响而出现网络系统信息脆性问题。因此,人们对计算机通信网络同风险越来越重视,相应网络通信系统研究人员为了更好解决上述问题,开始对网络系统信息脆性问题进行了上述研究。但随着时代的发展,网络通信系统信息脆性问题将会有新的体现,仍需要相应研究人员对网络通信系统脆性问题进行深入研究。 通信系统论文:分析网络通信系统的信息脆性风险评估 论文关键词:网络通信系统 信息脆性 风险评估 论文摘要:目前来看,信息脆性风险已经成为网络通信系统亟待解决的问题。而要想更好解决网络通信系统信息脆性风险,就需要采取有效的管理方法对信息脆性风险进行分析,以保证网络通信系统正常运行,从而保证不同领域信息安全。本文主要从网络通信系统信息脆性风险概况、网络通信系统与脆性环境之间的联系、网络通信系统信息脆性风险评估等方面出发,对网络通信系统的信息脆性风险评估进行分析。 随着网通通信系统不断的发展,不仅其规模越来越大,其复杂程度也越来越高,系统之间的联系也逐渐密切起来。随之而来系统的不确定性也越来越大,而系统的复杂性使得网络通信系统易受环境的不确定性影响,从而使系统出现脆性风险,甚至给环境带来一定影响。在这种情况下,有必要基于网络系统脆性风险建立脆性风险评估体系,以减少不必要的网络脆性风险。如何更好的对网络通信系统信息脆性风险评估进行分析,已经成为相关部门值得思索的事情。 一、网络通信系统信息脆性风险概况 (一)脆性定义 脆性是系统受到外界打击时而产生的崩溃,这种崩溃在脆性产生之前并没有相应征兆。从某种意义上来讲,脆性是其系统自身特有属性,其是一种状态转化成另一种状态时才能显现出来的,一旦显现出来,就会给系统造成巨大的损失。 (二)脆性特点 脆性是伴随着复杂系统而存在的,基于脆性定义,系统脆性特点进行分析。现在网络通信系统中脆性不能明显的显现出来,只有当其受到强烈干扰之后,才能显现出来,并将脆性随时激发出来。随着网通通信系统不断的发展,其脆性可能随时被激发。因此,网络通信系统信息脆性问题是具有隐藏性的;因网络通信系统容易受复杂系统干扰,当其受一定条件限制时,其系统有脆性联系的系统就会受脆性的影响而产生崩溃;因网络通信系统进化方式较多,再加上受外界环境的影响,使其表现结果具有多样性,这也使得状态脆性变化形式更加多样化,系统脆性损失也变得多样化。在系统脆性的影响下,系统工作状态会呈现出混乱的状态,其脆性持续一段时间后会产生不同程度的危害性,甚至影响社会秩序的有序进行;网络通信系统子系统之间常会因为熵相互争夺,而使其熵值降低,从而使网络通信系统信息出现非合作博弈。此外,网络通信系统脆性也具有连锁性、延时性和整合性。网络通信系统在实际运行过程中一旦受外界干扰,其系统脆性就会随之产生逐渐崩溃,但是系统崩溃是可以延时一段时间的,毕竟系统有一定的开放性和组织性。再加上脆性是具有一定属性的,在对系统脆性进行研究时,需要全局分析。 二、网络通信系统与脆性环境之间的联系 在对网络通信系统信息脆性风险进行分析时,有必要对系统和脆性环境之间的联系进行分析。系统脆性风向与系统漏洞相似的,是风险客观存在的条件,而威胁和攻击则是风险的主观条件。不管是主管条件还是客观条件,主客观条件在时间相同条件下,其风险对整个通信系统安全是有一定破坏性的,甚至使整个通信系统处于不稳定且不安全状态中。一般系统与外部环境是有一定联系的,不仅相互影响,同时也存在一定外部规定性。也就是系统必须在特定的环境下进行,即便在环境因子不用情况下,其也会以一种特殊的方式将其组合在一起,从而进行不同的系统结构性质。但是系统实际运行过程中,会呈现一种特性甚至产生与环境相适应趋势。一旦环境发生变化,其系统涌和环境也有一定依存关系。而正是因为系统和脆性环境存在上述关系,可以将系统分为封闭式和开放式脆性系统两种。封闭式脆性系统在系统运行过程中,其与外部环境在信息和能量等方面没有相应沟通和交流的,而开放式脆性系统则与外部环境存有信息、能量及相关方面的沟通。从整体上来看,开放式脆性系统是易受脆性环境影响的,其脆性风险也相对较高。理论上封闭系统的风险性虽然低于开放性脆性系统,但是要想真正的降低系统风险并保证其安全,还需要最大限度的降低系统开放性,毕竟系统是变化的,而系统变化过程中是需要相应信息、能量及相关因素支持的。随着网络变化不断的发展,人们生产、生活对网络的依赖性越来越大,这就使得网络系统脆性安全变得越来越重要。这就需要对网络通信系统信息脆性风险进行相应分析并评估。 三、网络通信系统信息脆性风险评估 对网络通信系统脆性风险进行评估,除了了解系统信息脆性风险概况、与外部环境关系外,还应在上述内容基础上建立网络通信系统信息脆性风险结构模型,以便进一步对系统脆性风险进行评估。脆性系统受内外因的影响而易引发脆性事件。一般脆性事件是由不同因素构成的,一旦这些因素某一刻在系统上发挥作用,就可能引发一系列崩溃事件。而这一时刻内所有脆性事件构成的系统脆性事件而他将其制成脆性空间,也就是我们常说的系统脆性环境。当这些脆性事件在系统上产生作用,就会使脆性发生变化,甚至使其概率处于崩溃地步。而通信系统脆性风险结构就是在此基础上通过对脆性事件的可变性和不确定性的分析构建的。 脆性结构一般可分为脆性事件和脆性因子。脆性事件作为脆性环境的直接构成要素,其不仅具有重复性多边形,同时也具有难以预测性。而脆性因子则存在于脆性事件中,其具有隐藏性、稳定性和可预测性。因此,对脆性环境分析,可以基于脆性因子进行分析。脆性事件在某一时间内受外部环境干扰后会出现系统崩溃事件集。在实际分析中,可以通过假设空间系统n个脆性事件(I1,I2,……In),求出发生概率。正常情况下,当系统概率超过零0时,系统崩溃概率将会在0-1之间,在I1作用下,系统的脆性风险期望则为E[RI2]=Pipi,(i=1,2……,n),脆性风险则为E[RIi]=E[RIi]+…+E[RIn]。而构建这种线性叠加需要所有脆性事件来保证,但是在实际应用过程中,不同脆性事件是有多种联系的,这就加大了对具体脆性事件分析和预测难度,更无法对耦合关系进行分析和处理。在这种情况下,就应该对新对系统脆性事件进行分析,并辨别出脆性事件中存在的因子,再以不同脆性事件因子危害性为依据,对影响网络通信系统崩溃程度进行分析,以更好的得到脆性风险结果。为了使网络通信系统信息脆性风险评估更加准确,还需要对系统信息脆性熵进行进一步分析。熵作为度量脆性事件集,可以以脆性事件集空间概率形式来对平均函数进行分析。因脆性事件空间中的概率都有一定的风险,使得多有空间脆性事件都存有一定概率风险,再加上熵度量值是由脆性事件集空间概率决定的,使得熵成为整体结构的唯一决定。这样在实际应用过程中,就可以通过熵来减少脆性事件的不确定性,以降低脆性风险。 四、结束语 计算机网络通信技术不断的发展,网络通信技术向自动化、智能化水平方向发展,并被人们广泛应用在生活和社会不同领域中。而在网络通信系统运行过程中,其却常受内外环境的影响而出现网络系统信息脆性问题。因此,人们对计算机通信网络同风险越来越重视,相应网络通信系统研究人员为了更好解决上述问题,开始对网络系统信息脆性问题进行了上述研究。但随着时代的发展,网络通信系统信息脆性问题将会有新的体现,仍需要相应研究人员对网络通信系统脆性问题进行深入研究。 通信系统论文:探析移动通信在铁路通信系统中相关应用 论文关键词:移动通信 铁路通信系统 应用 论文摘要:铁路运输是国家的经济大动脉,铁路通信系统是直接保证铁路运输的重要工具,它的质量的好坏直接影响铁路运输的效率以及运输速度和安全。随着科技的进步和发展,各种高薪技术被广泛地应用在铁路通信系统中,使得铁路通信系统得到逐步提高和完善,并提高了铁路运输的运输速度、效率以及安全可靠性,本文主要讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。 一、铁路通信的作用 通信,指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。铁路通信就是指利用有线通信、无线通信、光纤通信等现代化技术和设备,将铁路运输生产和建设过程中的各种信息进行传输和处理交换。从1825年的人工摇旗引导到1839年的指针式闭塞电报设备的发明以及应用,就说明现代通信技术一开始就是与铁路运输是紧密相关的。随着我国高速铁路的建设和运行,对铁路通信技术提出了更高的要求,只有不断地发展和完善铁路通信系统,才能为现代化铁路的建设与运行提供重要技术支持和安全保障。下面我们就来讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。 二、无线列调 无线列调是重要的铁路行车通信设备,主要负责列车的位置和运行方向。无线列调系统主要解决行车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信和车站值班员、机车司机和运转车长之间的通信。虽然无线列调具有节约资源的优点,但目前使用的无线列调是同频单工电台,随着列车提速的不断深入和列车建设密度的加大,在仅有的一个频道上集中了众多用户,再加上场强的越区严重,容易致使系统阻塞,甚至于瘫痪。对于现代化的高速铁路而言,这种通信系统过于简单,满足不了建设发展的需求。 三、集群通信 集群通信系统是一种高级移动调度系统,代表着专用移动通信网的发展方向。它能按照动态信道指配的方式,实现多用户共享多信道。由于它具有调度、群呼、优先呼、漫游等功能,被广泛地应用于政府、铁路、航空等部门,其中以源自欧洲的TETRA较为出色。不过这种通信系统也有一定的缺点,比如系统设备采购、建网成本和终端价格较高,同时也存在信息丢失、保密性不高、易受干扰等,这从上海局目前所建成的集群系统就能看出来。这些缺点对普通语音通信的影响不大,但对要求较高的场合并不适用,比如列车与指挥中心的实时双向数据通信。 四、GSM-R GSM-R通信技术最早起源于欧洲,是在GSM公众移动通信系统的基础上增加了铁路运输专用调度通信功能,它主要由交换机、基站、机车综合通信设备、手机等组成,目前在德国、意大利、瑞典等大多数国家普遍应用,我国铁道部于2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路通信系统的发展方向。它主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能,可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道,并可提供列车自动寻址和旅客服务。比如全世界海拔最高的青藏铁路,它的绝大部分线路都是在高原缺氧的无人区,为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要,就采用了GSM-R移动通信系统。另外还有:大秦线、胶济线、合武线、京津城际线,京沪高铁等。 五、卫星通信 卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号,在两个或多个地面站之间进行通信。它的主要优点是通信范围大、不受陆地灾害的影响,可靠性高、电路开通迅速、多址连接等,不过也存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。相对而言,比较适合铁路应急部门使用。 六、无线宽带WIMAX WIMAX技术是一项于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。目前,在铁路通信系统中的最新应用成果就是中国神华能源股份有限公司的自主研发项目 -“WIMAX技术在铁路移动通信中的应用研究”。该项目自主研发了基于WIMAX无线宽带技术的机车同步操控通信、列尾通信、无线列调通信、视频监控等组成的铁路通信应用系统,在经过车载运行实验和室内动力分布实验后,经专家组检验,表明该系统可满足朔黄铁路运行的技术要求,具有创新性,技术成果达到国际领先水平。 七、结束语 铁路通信是以运输生产为重点,主要功能是实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥。但因铁路线路分散,支叉繁多,业务种类多样化,组成统一通信的难度较大。所以,在铁路通信系统中应当将各种现代化的通信技术有机结合,以保证行车安全、防止作业事故,提高运输效率,加速机车周转,以及改善服务质量等。 通信系统论文:一种数字语音通信系统的DSP实现 摘要:介绍了一种甚低频低码率数字通信系统的实现方案,该方案中的软件采用混合编程的方法,硬件则用DSP实现,文章给出了整个系统的DSP软硬件调试方法,并通过调试结果表明该方案具有很好的可行性和实时性。 关键词:软件无线电;DSP;混合编程 1 引言 现代通信系统已不断由模拟体制向数字化体制过渡,并越来越倾向于采用“软件无线电”的设计方案。即通过构造通用的硬件平台,以使各种相关的通信任务能够用软件完成,从而构成一个具有高度灵活性、开放性的通信系统。现代的DSP通用处理器为实现这一方案提供了极大的便利。 软件无线电的设计思想是:用一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托,然后通过软件编程来实现无线电台的各种功能,从而取代基于硬件、面向用途的电台设计方法。功能的软件化实现势必要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路,尤其是减少模拟环节,并把数字化处理A/D、D/A尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性。它通过软件的更新来改变硬件的配置结构,从而实现新的功能。软件无线电一般采用标准的、高性能的开放式总线结构,此结构利于硬件模块地不断升级和扩展。 本文介绍一种利用TMS320C31浮点型DSP芯片为核心来设计并实现甚低频低码率数字化语音通信系统的方法。这种通信系统是以DSP硬件为平台,并用硬件来实现系统的外围功能,而用软件来实现核心部分的数字化处理,从而完成整个系统的正常通信工作。 2 DSP硬件平台 本通信系统的主要功能是实现语音的数字化传输,其系统功能图如图1所示。具体工作过程如下: 整个通信系统分为两大部分,其工作状态转换由外附的MCU控制。在发送时,语音通过克麦风之后进入语音压缩板进行采样量化及数字化压缩,压缩后的比特流从串口送入DSP内进行调制,调制信号依次通过信道DAC、平滑滤波和功放,然后发送出去;在接收时,前置放大部分送来的信号再经过一次放大之后送往信道AD转换器,转换的数据FIFO通过中断方式送给DSP进行解调,在DSP内解调之后的数据仍然通过串口送往语音压缩板解压后经扬声器输出。 根据系统要求,本设计选定的DSP是TI公司的TMS320C31。信道AD转换器件选用ANALOG DE-VICE公司的AD7870,它是一个12bit的ADC,具有2μs的片上信号放大时间和8μs的转换时间,最高转换速率为100kHz,可以提供三种输出接口方式12bit并行方式、字节方式和串行方式。信道DAC选用的是TI公司的TLV5619,这是一种:请记住我站域名12bit单通道电压型DA转换器。系统中的ADC和DAC转换器都以并行12bit方式直接和FIFO相连。FIFOFirst In First Out采用的是双端口RAM构架,其读指针和写指针是完全分开的,可实现读写操作的完全独立,因此,这里选用CYPRESS公司的CY7C425。 3 软件实现 本通信系统中的软件采用C语言和混合编程,其中主程序和一部分子程序用C语言编写,而一些运算量比较大的算法子程序则用汇编语言编写,这样,既容易进行调试,又可以提高软件的执行效率,可达到最佳利用DSP芯片的软硬件资源之目的。 整个软件的主程序由发送部分程序段和接收部分段两部分组成,主程序流程图见图2所示,每个程序段又分别是一个独立的程序体,可以独立的实现通信系统的发送和接收功能。 由于要求系统能够实时完成通信任务,故相应的程序须和硬件相互配合,它们各操作之间的同步协调要求很高。而本系统可充分利用DSP芯片所提供的中断和定时器资源来很好地实现系统功能。 串行口发送/接收中断子程序用于完成DSP对串口的发送和接收任务,发送定时器中断子程序流程图如图3所示,图4所示是串口接收中断子程序的流程图。 在系统实现过程中,由于采用了混合编程,并对运算量比较大的算法用汇编程序来实现,因此,在对128点FFT算法采用汇编语言编程后,可经CCS仿真进行测试。汇编程序的执行时间为111113个时钟周期2.78ms,可在一帧时间内30ms完成5次FFT和IFFT的帧同步算法,而用C语言实现时的程序执行时间为1812409个时钟周期45.3ms。可见,用汇编程序的执行效率有明显的提高。 4 结束语 DSP软硬件开发设计是应用TMS320C31芯片进行的,这一方案在运用仿真器进行软硬件联合调试时取得了很好的效果,由此可见,在硬件设计合理的情况下,将C语言和汇编语言很好的结合,可充分发挥各自的优势,从而达到最佳的设计效果。 通信系统论文:浅析基于通信系统浅论无线通讯技术 随着因特网、多媒体和无线通讯技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通讯在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通讯产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通讯技术一个重要分支的短距离无线通讯技术正逐渐引起越来越广泛的关注。本文通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析,证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。 前言 目前,我国大型石化企业在厂内的通讯方式,一般仍然采用传统的有线传输方式,即依靠有线通讯电缆来传输信号,配合以传统的程控交换机和防爆电话,防爆扬声器等等设备终端来实现在防爆区与非防爆区之间的通讯。这样的通讯系统庞大,线缆众多不易于人员维护,加之厂区内部腐蚀性气体,工作环境,自然环境等经年累月极容易造成设备的线缆损坏,影响通讯,由于是有线电缆连接在事故发生时更加容易遭受破坏。一旦通讯中断,对企业的事故救援,员工的人身安全,都造成巨大的损失。所以要大力发展无线通讯网络在企业的应用。 1、无线通讯技术的重要作用 石化工厂厂区面积大,人员分布散,防爆区内移动作业人员和零散作业人员众多。无线通讯系统对满足人员通讯需要,加强防爆区内分布人员的动态管理,优化厂区网路结构,实现企业安全生产,调度指挥的有线,无线互联互通,相互结合的信息传递,保证企业安全高效的生产具有十分重大的现实意义。 2、常用的无线通讯技术分析 目前广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。 2.1 数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。 2.2 扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。 通信系统论文:对数字通信系统特点及应用方法的探究 1.数字通信系统的含义 数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息,或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。无论在时间上还是幅度上,它都属于离散的负载数据信息的信号。数字通信的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。数字通信研究为信息传输和存储介质的设计带来了便利。首先它的信源独立设计,一旦用信源编码器将信息转换为比特,信息就可以无差别的存储或传输,只要回复比特数据,就可以将其中蕴含的信息无差别地重构回来,也就是存储和通信媒介可以独立于信源,这也就意味着多种信源可以共享同意通信媒介,此外信道与信源的独立性带来了显着的经济效益。其次,信道优化设计,对每一个通信链路来说,信道编码器、信道译码器、调制器和解调器都可以根据特定的信道特性进行优化。由于在每条链路上都可以对传输的比特进行再生,所以没有“噪声积累”。 数字通信中还存在以下问题:第一,数字信号传输时,信道噪声或干扰所造成的差错,原则上是可以控制的。这是通过所谓的差错控制编码来实现的。于是,就需要在发送端增加一个编码器,而在接收端相应需要一个解码器。第二,当需要实现保密通信时,可对数字基带信号进行人为“扰乱”(加密),此时在收端就必须进行解密。第三,由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号,因而接收端必须有一个与发端相同的节拍,否则,就会因收发步调不一致而造成混乱。另外,为了表述消息内容,基带信号都是按消息特征进行编组的,于是,在收发之间一组组的编码的规律也必须一致,否则接收时消息的真正内容将无法恢复。在数字通信中,称节拍一致为“位同步”或“码元同步”,而称编组一致为“群同步”或“帧同步”,故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。 2.数字通信系统的优点 数字通信与传统的模拟信号不同,主要表现在以下几个方面: (1)数字信号具有极强的抗干涉能力。由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰,而且噪声会跟随信号的传输而进行放大,这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号,虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰,但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰。 (2)数字信号更适合进行高质量的远距离通信。在数字通信系统当中利用再生中继方式,能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响,而且再生的数字信号和原来的数字信号一样,可以继续进行传输,这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响,所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信,通信质量也依然能够得到有效保证。 (3)数字信号具有更强的保密性。与现代技术相结合的形式非常简便,目前的终端接口都采用数字信号。 (4)数字信号应用范围广。数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求,例如电话、电报、图像以及数据传输等等,它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网,便于采用大规模集成电路,便于实现信息传输的保密处理,便于实现计算机通信网的管理等优点。 3.数字通信系统的缺点 数字通信系统虽然优点居多,但它也存在缺点。但是随着新的宽带传输信道的采用、窄带调制技术和超大规模集成电路的发展,数字通信的这些缺点已经弱化。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用,数字通信在今后的通信方式中必将逐步取代模拟通信而占主导地位。它的主要缺点如下: (1)数字通信系统频带利用率不高 系统的频带利用率,可用系统允许最大传输带宽(信道的带宽)与每路信号的有效带宽之比来数字通信中,数字信号占用的频带宽,以电话为例,一路模拟电话通常只占据4kHz带宽,但一路接近同样话音质量的数字电话可能要占据20~60kHz的带宽。因此,如果系统传输带宽一定的话,模拟电话的频带利用率要高出数字电话的5~15倍。 (2)系统设备比较复杂数字通信中,要准确地恢复信号,接收端需要严格的同步系统,以保持收端和发端严格的节拍一致、编组一致。因此,数字通信系统及设备一般都比较复杂,体积较大。 4.数字通信系统的应用 数字通信系统的关键性技术包括编码、调制、解调、解码以及过滤等。其中数字信号的调制以及解调是整个系统的核心也是最基本、最重要的技术。数字调制是通过对信号源的编码进行调制,将其转换成为能够进行信道传输的频带信号,即把基带信号(调制信号)转变为一个高频率的带通信号(已调信号),而且由于在传输过程中为了避免信息失真传输损耗以及确保带内特性等因素,在进行信号进行长途传输以及大规模通信活动时必须对数字信号进行载波调制。 (1)现阶段的数字信号调制主要分为调幅、调相以及调频三种。调幅即是根据不同的信号,通过调节正弦波的幅度进行信号调制,目前最常见的数字信号是幅度取值为0和1为代表的波形,即二进制信号;调相即是由于载波的相位受到数字基带信号的控制,通常情况下载波相位和基带信号是保持一致的,例如二进制基带信号为0时,载波相位相应也为0;调频及是利用数字信号进行载波频率的调制。解调就是讲载波信号提取出来并经过还原得到信息的过程,它是调制的逆过程也被称为反调制。目前解调的类型分为相干解调和非相干解调两大类。数字通信的质量通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。对于数字通信系统的性能指标通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。 (2)通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信,从公用移动网络到专用网络,从而实现全球化的数字通信理念。并且,通过现有的综合业务数字网络为基础,通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围,而且还具有更加经济以及灵活的特点,能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善,利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变,还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备,为了提高长距离传输的经济性,未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势,而且随着数字集成电路技术的发展,数字通信系统的设备制造也越来越容易,成本更低、可靠性也更高。 5.结语 数字通信系统是一种全新的利用数字信号进行消息传输的通信模式,伴随着社会的不断发展,数字通信的应用也已经越来越广泛,在我们日常 生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输的,而且由于社会的发展人们对各种通信业务的需求量也在逐渐增加,在光纤传输媒介还没有完全普及以前,数字通信系统主要是利用电缆、微波等有限的媒介进行传输,但目前光纤技术的发展无疑将会推动数字通信的发展。随着数字通信系统的发展,它将真正便利我们的生活,促进经济的发展和社会的进步。 通信系统论文:论民航通信系统预防和查找无线电干扰的方法 论文关键词: 民航通信系统 无线电干扰 预防检测 重要性 方法 论文摘 要: 航空业的发展速度越来越快,国内机场和航线以及航班的次数逐年上升,无线电台的数量也在日益攀升,而在民航通信系统中,无线电干扰给飞机造成严重的飞行影响,也会给国民经济的发展带来巨大的损失。加强民航通信系统的无线电干扰的预防和查找能力是一项需要长期完善的工作。主要论述民航通信系统无线电干扰的类型和预防、查找无线电干扰的方法,以期能够为相关实践提供些许理论参考。 长期阻碍民航通信系统和导航系统高效运作的主要因素就是无线电的干扰。以某机场的航空通信系统为例,笔者分析了互调干扰和串扰这两种无线电干扰的类型,并相应提出了预防的解决办法,最后提出了可以借鉴国外的监测与查找办法来不断提高我国的无线电干扰的查找与监测能力。 1 民航通信系统无线电干扰的类型 根据某航空公司的具体设置情况和无线电干扰情况,总结出两种常见的干扰类型。 其一,互调干扰。它的涵义是如果收信机和发信机同时被输入两个以上(包含两个)的频率信号时,电路产生非线性特征,倘若另外还有一个信号正好与有用的信号频率相似或相等,这个信号也能通过收信机和发信机,进而就会对有用的信号产生干扰。带来的结果就是会降低通话的质量,甚至使接受到的信号失真,发生这种情况的时候,空中的飞行人员很难取得与地面控制中心的联系,这就容易造成民航地空指挥通信系统不能正常工作,飞机的飞行安全得不到应有的保障。这种互调干扰的影响还会波及到航空设备的正常运作。例如发射机在进行合理科学调试之后的工作频率可以达到输出电路的最佳谐振点标准,此时通过电路的电流值保持在最低限度。倘若互调干扰信号导致工作电路失灵,那么通过电路的电流量就相应地增大,致使设备元件在运作过程中产生过多的热量,很容易烧坏发射机。 因此要采取必要的预防措施来减少互调干扰的故障率。1)可以先从发射机方面入手,在每一台发射机分用天线的时候,可以适当加大各天线之间的水平隔离距离和垂直隔离距离,这样就能够有效防止馈线相互靠行敷设,也可以将高Q带通滤波器接入到发射机的输出端口,从而有效提高收发信号的间隔,还可以不断改进发射机末级功放的性能。2)可以从接受机方面着手来减小干扰程度。将衰减器接入到接受机的前端,使得干扰信号的电平降到最小限度。此外还可以采用多级调谐回路以保证接受机具有性能良好的工作回路,降低无线电的干扰程度。同时还可以在混频器中使用平方律特性比较突出的构件,这样也可以起到降低干扰的效果。3)检查所有金属配件的接触情况,发现有接触不良的及时更换,避免超负荷运行。 其二,串扰的情况是两个以上(包括两个)的无线电波道,当它们在通信时的频率间隔非常接近的时候,其中的一个电波道的通话声音就会在两一个电波道中响起,从而干扰了该电波道的正常通信。现阶段,民航通信系统的甚高频通信系统专用频段集中在7MHZ的范围内。综观我国的民航通信系统情况,由于空管的单位数量大,每一单位都需要使用几个甚至几十个频率,所以频率相近的问题也在所难免。要有效避免这一干扰的发生就需要对信号频率进行科学化、合理化的设计和布局,将那些比较相似的频率均分到不同的无线电台。如果一家无线电台中存在多个间隔相近的频率,就将这些相近的频率分布到不同的天线共用系统中去。还可以在保证地空管制系统运作良好的情况下,减少间隔相近的频率的发射机的正常发射功率,在一定程度上加大接受机的静噪门限值。另外还要经常检查与维护收发信机、滤波器、单向器等,随时随地掌握这些设备的运行情况,及时发现问题,做好设备的优化升级工作。 2 民航通信系统无线电干扰的查找方法 如何科学准确查找民航通信系统的无线电的干扰方法值得进一步研究与探索,这里以美国的实践为例来说明具体的运作方式。美国民航无线电干扰监测系统(简称IMDS)在具体的应用中不断得到完善,对无线电干扰的具有很高的监测能力,也可以对干扰源进行高精度的查找和定位,此方法转变了民航通信系统中的导航方式,即由地基导航转变卫星导航。该系统运行步骤主要有四点: 一是在用户的发送报告遭受到无线电的干扰的时候,那么该监测系统便会把这些干扰报告如实记录在案,最后汇总成无线电干扰事件报告表,详细统计了事故发生的时间、事故持续的时间、无线电的干扰程度、事故带来的后果和影响等,同时用发生时间作为检索信息的目录条件。倘若是飞行员报告的无线电干扰事件,其中记录的内容要增添事故发生的位置、海拔、航向等。这些信息经过整理后,还要使用自动化软件工具进行科学分析与鉴定,利用分析的结果可以随时掌握检测设备的使用状况。 二是如果在已经确定的搜索区域中存有民航的地面设施时,要及时和地面设施取得联系,及时将可能实施的监测行动通知下去。如果地面固定无线电干扰监测系统监测到无线电的干扰,则有关专家要立刻在该固定无线电干扰检测系统设施附近部署地面移动的便携式无线电干扰监测系统。通常来看,无线电干扰源一般位于该地面固定无线电干扰监测系统设施的无线电示向线的范围之内。 三是当用户所受干扰是间断性干扰的时候,就要运用可搬移无线电干扰监测系统来查找和定位,因为移动便携式无线电干扰监测系统不容易查找到间断性干扰信号。可搬移无线电干扰监测系统可以最大限度地拓宽监测范围,也可以在无人操作的条件下,自动实现数据搜集的目的,并且能保持较长的自动运作时间。该系统还可以由控制站通过RF调制解调器或电话线对其监测项目进行遥控。 四是在飞行员只报告RFI干扰的时候,地面设施对无线电干扰源的查找与定位工作就变得有些困难。这是因为报告飞机的无线电示向线覆盖了面积较大的地理区域,这时候可以选择机载无线电干扰监测系统来科学查找与定位出影响民航安全飞 行的无线电干扰源。 上述的方式具有一定的普遍性,但是毕竟基于外国的航空事业基础上,所以我们在借鉴的同时首先要立足于本国国情,探索出更适合自身的监测办法。 3 总结 综上所述,民航通信系统中的无线电干扰的监测与控制工作关系重大,尤其在科学技术水平不断发展的今天,很多种类的通信设备和工业生产设备的应用越来越广泛,致使无线电干扰的现象频频发生,所以加强无线电及其频率审批的管理和组织也非常重要,有效的管理可以为民航通信系统的正常运作提供良好的环境基础。同时也要充分了解无线电干扰现象发生的根本原理,对不同的类型进行不同的预防和维护措施,提高规划与布局的合理性以及科学性,争取将甚高频通信系统的无线电干扰程度控制在最低的范围内,以便为管制运行提供良好的通信导航监视服务,促进民航事业的发展。 通信系统论文:多媒介通信系统链路管理的设计和实现 摘要:军事通信系统和某些民和领域对通信可靠性和抗毁性的需求使得点到点的链路倾向于建立在多种通信媒介、多种协议上。介绍了一种借鉴OPC规范,基于COM技术,在多协议、多种协议上。介绍了一种借鉴OPC规范,基于COM技术,在多协议、多通信媒介上进行链路管理和调度的解决方案,并给出了具体实现。 关键词:多种通信媒介 多协议 链路调度 COM 在许多应用中,如军事通信中的C4I系统、政府部门和特殊行业中的某些重要通信系统,对通信网络的可靠性、抗毁性有着非常苛刻的要求,既要求在正常情况下有较高的通信效率,又要求在恶劣环境下能保证基本的通信,因此仅仅依赖单一通信媒介难以达到可靠性的要求。在C4I系统中,把现有的和未来的全部传输媒介资源综合到通信系统中已经成为通信网络追求的目标之一。在民用领域,例如高速公路联联网收费系统中,因为需要一个24×7的可靠通信平台,亦采用了不同类型的通信媒介(如图1),它通常把专线作为主用线路,把公众电信网提供的拨号线(普通调制解调顺或ISDN)连接作为临时备用线路。不同通信媒介的效率和经济性差别很大。对不同类型的通信链路必须进行综合调度,做到自适应不同的网络环境,自动在主用链路和多条备用链路间进行切换。这样才能适应这些系统对网络生存能力的要求。 传统开过程中,常把最上端的应用程序直接建立在多种通信设备上,在应用程序中直接对不同类型链路进行管理和调度,这对整个系统的开发、升级、扩展带来了很大问题。一方面应用软件开发者需要耗费大量精力在不同的通信设备上,而这些工作在别的同类项目中无法复用;另一方面,当系统需要升级通信设备,或者扩展新的通信媒介时,几乎相当于重新开发整个系统。同时,在多个应用程序共享通信设备时容易产生冲突。借鉴超链思想以及微软和工业控制界共同推出的OPC(OLE for process control)规范的设计思路,提出了基于COM技术的解决方案。 1 系统设计 1.1 设计思想 可以把所有媒介所提供的通信资源看作单一的逻辑数据链,即超链,它表示每一个节点到相邻点的连接,而并不关心具体的通信媒介OPC规范通过提供标准接口的方法,使下层设备无需了解上层应用,上层标准接口的方法,使下层设备无需了解上层应用,上层应用亦无需关心下层设备的细节。借鉴二者的思想,在应用软件和通讯设备间增加了一层类似中间件的通信平台,使得应用软件和通信设备间的无关性得以实现,并把对通信设备的访问进行统一管理,解决了并发冲突问题。 1.2 系统结构 根据ISO七层网络体系定义,在传送(Transport)层之上对底层进行封装,是因为在多媒介情况下,多种协议是分布式网络体系的一个基本要求。一方面,一般情况下,不同的通信媒介适用的传送层协议是完全不同的;另一方面,系统中所传输的不同数据类型对通信性能(如一次可传输消息大小、实时性等指标)的要求差别很大。针对不同数据类型,设计具有不同性能的传送层协议,并实现自适应调度,是实际应用的需求。只有在传送层之上进行封装才有可能屏蔽不同媒介所带来的差异。系统整体描述如图2所示。 链路的调度管理层对不同协议、不同通信媒介以及不同链路进行一管理和调度。通信媒介1~n表示诸如专线网络、拨号线-MODEM、无线调制解调器-无线电台及与此类似层次、将来扩展的不同通信媒介,链路调度管理层对这些通信媒介进行初始化、激活、配置,并获得它们的数据接口和所有应该得到的状态。协议1~n表示诸如基于TCP的协议、基于UDP的协议、半双工高速短波协议以及将来扩展的各种不同协议,它们的管理同样由链路调度管理层进行,接口并不直接暴露给上层,而是由管理层封装后向上层提供统一的接口。协议模块在需要发送数据或者有数据到来时并不直接与各通信媒介模块通信,而是通过链路管理层访问通信媒介模块所提供的接口。这是因为许多通信模块(与物理设备联系紧密)并不支持并发访问,链路管理层把对它们的访问串行化。 1.3 模块化和可扩展性 在不同的应用中,所用的协议和通信组件不尽相同,要求在链路管理层不做过多的改动,既能加入新的协议模块和通信媒介模块。这样就需要设计和实现做到模块化,且各模块和链路调度模块之间必须隔离开。链路调度模块通过尽量统一的接口对各模块进行调度和管理。微软的组件对象模型技术(COM)就提供了这种特性。OPC规范应用COM/OLE技术实现了模块化和可扩展性,但OPC规范主要针对工业控制领域,在本设计中无法完全实现,故直接采用COM技术,借鉴OPC的设计思想构建本设计。每个协议模块和通信媒介模块均是一个单独COM组件,通过接口和回调接口与链路调度模块进行通信,链路管理模块以总线方式实现对协议模块和媒介模块的管理。而协议组件和通信媒介组件之间的通信则由链路调度模块转发。 所面临的难点之一在于协议组件和通信媒介组件可以有相同的数据接口,但是这些组件的特性千差万别,在设置参数和获得当前状态方面无法做到大致统一的接口,可以通过组件自解析的方式解决。链路管理模块和这些组件之间的参数用字符串或数组的方式传递,各组件在得到这些字符串后根据本身的情况进行解析,得到特定的参数。 难点之二,如前文所述,通信媒介组件与物理层密切相关,很难做到支持并行化的输入。在多条独立链路不同的线程中同时使用同一通信媒介时,各链路对物理层的操作将产生冲突,必须对通信媒介组件的数据输入进行串行化处理(排队),使同一时刻,只处理一个输入。在COM组件的多线程模型中,单线程套间(STA)模型有如下特点:如果某COM组件的对象生成在单线程套间中,则只有与同在一个套间特定的线程可以访问该对象不在同一套间的其他线程必须通过列集(marshal)技术才能访问该对象。这种技术基于COM ORPC协议和消息阶列机制,自动把对该对象的访问串行化了。所以如果每个通信媒介组件都只有一个对象且生存在STA中,则通过列集技术它的访问自动被串行化。 1.4 媒介模块和协议模块的设计 媒介组件封装了与网络平有关的操作,向上提供了建链、断链、发送数据、接收数据(回调)、参数设置、状态改变报告(回调)、参数查询、状态查询等接口。 例如在高速公路网络中,专线网络和拨号线后备链路都基于IP网络,Windows套接字接口(Winsock)提供了一个基本与协议无关的传送接口从而封装了基本操作。但是对于不同协议,具体操作仍稍有不同,如面连接的TCP和面向无连接的UDP向上层暴露的SOCKET连接过程就很不相同,同时对不同协议参数信息的查询和设置接口差别也很大;而拨号线后备链路在SOCK ET连接之外还有拨号、挂断等操作。媒介组件在Winsock基础上又给出了一层封装,把建立链路、撤销链路、等差别较大的操作在此层完成,向上层暴露统一的建链方法。对于参数的设置和信息查询,媒介组件同外界通过不定长度的数组或字符串交换,这样就形式了掩盖了差异,保持了接口的统一性。对于特殊的后备媒介,如无线MODEM-无线电台方式,媒介组件必须提供与IP网络相一致的接口,而对设备的操作(串口、MODEM、电台)进行封装。节点ID系统(与IP系统类似)也在此组件中进行管理。 在媒介模块之上完成的协议控制以独立的COM组件方式存在。这是考虑到媒介类型与协议并非一一对应,一种协议可能适用于多种媒介,一种媒介亦可能使用多种协议。 2 链路的管理、维护和调度 链路的管理、维护和调度是本设计的重点内容之一,可从运行角度和维护测试角度分别考虑。在运行中,系统的每个节点都可能通过多条链路与多个节点通信,每条链路所使用的通信媒介和协议又不尽相同。与同一节点通信的过程中,有可能在不同的通信媒介和协议间切换。同时,链路管理层必须实时获得各条链路的运行状态和当前参数,如通断情况、吞吐量等,以作出正确的调度决策。从维护测试角度,需要设置各条链路所涉及的协议参数和涉及通信媒介的参数;新节点必须能够自动加入,成为任一节点的客户端。 2.1 多链路管理 链路管理层必须维护一张链路表,以记录各条链路的情况(如表1)。 表1 链路管理表结构 目的ID通信媒介链路标识对应目的地址优先纺链路状态000001'U'0001192.169.0.11NO目的ID是节点的全网唯一标总值,通信媒介用字符标识,链路标识是链路的唯一标识。对应目的地址为下一层(特定通信媒介)的地址:若基于UDP/IP或TCP/IP,则为IP地址;若基于短波或者别的通信媒介,则为在下一层约定的地址。优先级表示与同一目的ID通信时优先采用哪条链路。与同一节点间的链路可能有数条,它们互相独立且对等,只是优先级不相同。链路状态包括中止和激活两种。中止状态指链路保持在侦听态,能接收数据帧关上报链路管理组件,而发送线程中止运行;激活状态指两节点在此链路上进行通信。链路由中止状态到激活状态转换的过程称为激活,包括启动发送线程,通过发送握手帧和接收握手成功帧与目的ID进行握手等过程。 链路表包括了所有可能使用的链路,在本节点启动时,只激活优先级最高的链路。若优先级最高链路无法激活,则激活次高的链路,以此类推,直到连接上。若激活了非最高优先级链路,则保持高优先级链路的“试图连接状态”。若均无法激活,则停止主动激活,等待被动激活。在所有激活的链路上,服务器主动发出“心跳信号”,侦测链路状态,包括链路是否中断、心跳信号回应时间等,并实时反映到链路表上。 图3 链路切换(自动切换、非自动切换)流程图 本节点与主服务器(即主父节点)和备份服务器(如有)之间的链路必须在本节点运行之前配置,与各客户端(子节点)之间的链路可在运行中动态配置,由客户端主动发起,申请加入。 2.2 链路间切换 在与一个节点通信的过程中,当主用链路(优先级高)断链或拥塞时,必须自动切换到备用链路上进行数据通信,称为自适应切换;亦可禁止自适应切换而由上层控制,称为非自动切换。在许多网络中,父节点备用链路通信是公用的,无法由某两个节点永久占用,只能在需要时申请激活。 在自动切换模式下,切换原则是:尽量使用高优先级链路进行通信。分五种情况讨论:(1)网络层交给链路层一系列待发送消息,此消息结构中包含了目的ID。链路层通过链路列表打到此目的ID对应的已经激活的链路中优先级最高者进行通信。(2)当正在通信的链路中断时,保持该链路的试图连接状态。激活优先级次之的链路,若无,则再次之(此链路应在切换链路集内)。如果没有链路可以被激活,则认为通信中断;若激活优先级链路,则从未被ACK的消息开始发送。(3)在通信中,高优先级的链路被激活时,中断正在使用的链路,转移到高优先级的链路上,从未被ACK的消息开始发送。(4)末在通信中的链路中断时(由心跳信号侦测得知),保持该链路试图连接状态,激活优先级次之的链路,若无,则再次之(在切换链路信内)。如果没有链路可以被激活,则认为通信中断。(5)末在通信中,高优先级的链路被激活时,中断低优先级链路。 非自动切换模式下的要点是保证在切换过程中数据的安全性,不丢失也不重复。向上层提供的非自动切换接口提供三个功能:a.激活某条链路;b.将当前通信切换至某条链路;c.中止(disable)某条链路。在产生通信动作前,上层可以指定目前激活的链路(同时中止其它链路,使激活链路保持在1);如果不能激活指定链路,则报告到上层,由上层继续进行调度。激活链路只有一条,有通信动作产生时,链路层自然采用条链路进行通信。如果需要从链路A切换到链路B,上层必须先激活链路B,此时有A/B两条链路激活。但是通信仍在链路A进行;然后上层将当前通信切换至链路B;链路管理层待上条消息发送成功或失败后,再切换至链路B;最后上层disable链路A,使激活链路仍然只保持一条。在这种模式下,尽管是非自动切换,但是链路管理层仍然对其过程进行干预,保证了数据的安全性。链路切换流程如图3。 2.3 节点动态加入 新的节点希望成为某节点的子节点时,配置与该节点(服务器)之间的链路,并向该节点发出加入申请帧,等待对应回传,从回传信息中判断对方是否允许本节点加入。与服务器之间有可能多链路,申请帧中必须包含所有这些链路的信息。 本节点收到新的客户端加入本网络的申请帧时,由服务器操作员审核是否允许该客户端加入。若允许,从申请帧中获得与该节点间所有链路的信息写入链路表,并把对方发送申请帧所使用的链路设为激活状态,然后发送“成功”应答帧至该节点,至此,即加入了一个新的子节点。若未通过审核,则发送“失败”应答帧至该节点。 本系统的优点在于:(1)基于超链思想,对点到点的多种类型链路、多条链路进行统一管理,使具体通信事务不必关心链路调度;对外接口简单,易于二次开发;(2)基于COM技术和OPC规范设计思想,把协议、媒介驱动、链路管理作为独立的组件,使系统的可扩展性大大增强,可以在基本不改变其他要素的情况下,独立地升级或增加协议或媒介驱动协议,系统的灵活性和适用范围大大增加。 通信系统论文:浅论无线蜂窝通信系统中的定位技术 本文论述了无线蜂窝通信系统中的两种定位体制,并重点介绍基于移动网络定位技术的常用定位方法,即AOA、TOA、TDOA定位方法,同时分析各种定位方法的优缺点。 要想获取到目标的具体位置信息,一般都是采用GPS定位信息,但当目标处在高楼耸立的城市之间,GPS的部分卫星信号处于遮挡状态,此时为了获得到目标的准确信息,可以考虑采取其他的辅助定位方式。比如说,利用伪卫星技术,该技术实质上就是指安置在地面上的地基发射站,它发射的信号与GPS的信号相类似,但该种技术需要架设额外的设施;采用DTV技术,由于大城市环境中,DTV设施资源也有限。此时可以考虑采用无线蜂窝通信系统,该系统在城市中应用成熟,基站信号好。因基站可以发射信号,目标可以利用基站的信号信息,确定目标的位置,即可以采用无线蜂窝通信系统来弥补GPS定位技术的不足,从而准确获取目标的位置信息。 无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术,即基于移动台的定位技术;一种是基于上行链路的定位技术,即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。基于蜂窝网络的定位技术是指网络根据测量数据计算出移动终端所处的位置,通常必须利用3个或3个以上蜂窝基站接收手机信号的定位参数,即到达时间、角度或强度。 1 基于移动台的定位技术 现已提出的基于移动台的方法主要有:基于下行链路增强观测时间差定位方法、基于下行链路空闲周期观测到达时间差方法、基于GPS作为辅助的定位技术等。 2 基于移动网络的定位技术 基于蜂窝网络的定位方法目前主要有:基于Cell-ID定位和基于时间提前量定位的方法、上行链路信号到达时间定位方法、上行链路信号到达时间差定位方法以及上行链路信号到达角度定位方法等。 2.1 AOA 角度到达[1](AOA,Arrival of Angle)定位方式是根据信号到达的角度,测定出运动目标的位置。在AOA定位方式中,只要测量出运动目标与两个基站的信号到达角度参数信息,就可以获取目标的位置。蜂窝移动网的AOA定位方式,指的是基站接收机利用基站的天线阵列,接收不同阵元的信号相位信息,并测算出运动目标的电波入射角,从而构成一根从接收机到发射机的径向连线,即测位线,目标终端的二维位置坐标可通过两根测位线的交点获得。 2.2 TOA 抵达时间[2](TOA,Time of Arrival)定位方式也称为基站三角定位方式,通过测量从运动目标发射机发出的无线电波,到达多个(3个及以上)基站接受机的传播时间,来确定出运动目标的位置。已知电波传播速度为c,假设运动目标与基站之间的传播时间为t,运动目标位于以基站为圆心,以移动终端到基站的电波传输距离ct为半径的定圆上,则可由3个基站定位圆的交点,来确定目标移动的二维位置。TOA定位方式中,为了根据发射信号到达基站的接收时间,来确定出信号的传播时间,要求运动目标发射机在发射信号中,加有发射的时间戳信息。这种定位方式的定位精度取决于,各基站和运动目标的时钟的精度,以及各基站接收机和运动目标发射机时钟间的同步。 TOA算法要求参加定位的各个基站在时间上要严格同步,由于电磁波的传播速率很高,微小的误差将会在算法中放大,使定位精度大大降低。传播中的多径干扰、NLOS以及噪声等干扰造成的误差会使圆无法交汇,或者交汇处不是一点而是一个区域。因此TOA对系统同步的要求很高,并且需要在信号中加时间戳(要求基站之间的同步),而实际参加定位的基站一般在3个以上,误差是不可避免的。这时候可以利用GPS对基站进行校正并利用其他补偿算法来估计位置,提高算法的精确度,但同时增加系统的开销和算法复杂程度,因此单纯的TOA算法在实际中应用很少。 通信系统论文:双向光无线通信系统设计的综述 引言 无线光通信(OWC)正成为一项越来越受人关注的技术,因为它融合了光通信的高信息速率与无线移动通信的优点[1]。早期的无线光通信系统是以室内和室外系统出现的,现在人们正在努力攻克这些新光通信网络的技术挑战[2]。新兴的无线光通信网络与当前的光纤网络有很大的不同,无线光通信收发器通常在广泛分布的收发器之间建立双向链路[3]。双向通信可以通过简单的主动下行链路来实现,在这样的链路中所有的收发器之间通过发散的LED光束或校准的激光光束相互发送已编码的光信号[4]。或者,双向通信也可以通过被动下行链路实现,在这样的链路中,一个固定的光源发出光束,远程的收发器反射并调制入射光束[5],然后将已编码的光信息返回给光源。被动上行链路的双向逆向调制有多个优点,包括更低的能耗、实施的便捷性、移动性,以及对远程收发器布局的非敏感性[8]。但是部署的收发器必须能够高效地将入射光束反射到光源,并调制入射光束[6]。无线光通信收发器的高效逆向调制的首要问题是反射的方向性。最简单的反射器(RR),即角形反射器,可以将入射光束反射到其各自的光源,反射方向立体角最大可以达到π/2球面度,占到整个球体立体角即4π球面度的1/8[7]。角形反射器通常被用作双向无线光通讯收发器,因为其与调制器的整合简单方便,但是,还必须考虑到更大反射角的需求。因此球形反射器的方案被提出来[8]。因为其对称性,球形反射器可以实现在整个球面上的反射,即4π球面角的反射立体角[9]。但是,球形反射器的反射最终取决于折射,所以,必须审慎地确定球体的折射率,从而实现理想的反射水平[10]。无线光通信收发器的高效逆向调制的另一个问题是调制速度。调制的目的是在远程收发器上将光信息编码,然后收发器将光信息返回给光源,多项技术已经被用于此目的[11]。 1基于超快全光技术的双向光无线通信系统原理 本文采用了双向无线光通信收发器的一个新结构。这个结构整合了球形反射和全光学调制,因为球形反射能够实现更大的方向角,而全光学调制能够保证高速率的运行。本文对球形反射和全光学调制的整合方案进行了理论分析,并在三种有着不同折射率和非线性的球形逆向调制器上进行了实验测试。通过图1所示的球形逆向调制器,反射和调制功能被整合进建议的无线光通信收发器中。斜视图见图1(a),横截面图见图1(b)。平行的入射信号束照在球体上。信号束在入口处聚集,在后部反射,并在入口处再次成为平行信号束,然后返回光源。同时,无线光通信收发器生成一个本地控制光束,这个光束照在球体的后部,它对反射的入射信号束进行调制。球体后部非线性信号束的相互作用可以实现本地光信息在反射信号束上的编码,然后编码后的信号束返回其光源。整个反射调制过程的效果取决于球形反射调制器的材料特征。针对反射和调制,有必要确定合适的折射率n以及非线性系数n2。本文研究了不同类型的球体,并对三种玻璃进行了测试:N-BK7被用作基准玻璃,因为它表现出较低的折射率(n=1.51)和较低的非线性(n2=3.2×10-16cm2/W);对N-LASF9进行了测试,它表现出中度的折射(n=1.85)和中度的非线性(n2=1.7×10-15cm2/W);还对S-LAH79进行了测试,它表现出较高的折射(n=2.00)和较高的非线性(n2=2.8×10-15cm2/W)。这里的n2值是根据Boling-Glass-Owy-oung(GBO)模型[12]计算的。所有三种玻璃都有很高的透明度,且在可见和高达2000nm波长的近红外光谱中有比较稳定的折射,因此能够实现室内链路或室外链路。波长为1550nm的入射信号束沿着光轴(OA)照在球体上,照射方位角为,相对于xyz坐标系的极角为θ。波长为780nm的本地控制束照在整个球体后部。光束的分离通过系统中的一个1550nm的带通二色向滤光片实现,滤光片穿过1550nm的信号束并拦截780nm的本地控制束。在x-y平面放置了一个孔径以拦截杂散光。所有被测试的球体的半径为a=2.5mm。对长度为z=L=3.00m范围内的反射光束进行了反射强度测量。 2基于超快全光技术的双向光无线通信系统设计 针对反射调制,为了确定理想的反射水平,有必要研究球体的折射特征并定义出最优的折射率[13]。本文使用了射线跟踪模型以研究折射的特征。在这个模型中,均一强度的入射信号束照在球体上。在两个关键点测量了信号束强度,以取得球体折射率n的不同值。在近似n=2.00的折射率下,在球体的后部形成一个很强的焦点。这样的聚焦使得反射信号束变成平行信号束后返回光源,而这能提高反射性能;另外,这样的聚焦可以增强非线性信号控制束的相互作用,而这能提高调制性能。这样的观察结果与球形反射器中折射的理论近似研究结果是一致的,这说明n=2.00的球体可以将靠近光轴的近轴光线聚焦到光轴的交叉点和球体的后部[14]。这样的观察结果也与对球体的严格电磁模拟结果一致,这个球体模型基于Mie理论[15]创建,模拟结果显示出n=2.00的模拟球体在光轴交叉点和球体后部形成一个高强度的焦点。信号束在长度L的范围内传播,然后反射到光源。标准化的反射信号束强度为Is和n,对于S-LAH79玻璃(n=2.00)球体而言,它能够实现有效的反射,其反射信号强度比N-LASF9玻璃(n=1.85)球体的大9×105倍,比N-BK7玻璃(n=1.51)球体的大4×106倍。这样的结论与球体实验测试结果整体上一致。实验测试结果显示S-LAH79玻璃(n=2.00)球体的反射信号强度比N-LASF9玻璃(n=1.85)球体的大7×105倍,而N-BK7玻璃(n=1.51)球体的反射信号强度更低,比测试系统的最低噪声还要低。对S-LAH79玻璃(n=2.00)球体的进一步实验测试显示其反射光束与主要来自被照射球体近轴区域的反射光束有0.02°的发散角,近轴区域占球体中央截面积的3%。因为球面像差,球体近轴区域之外的部分入射光束丢失,而这会导致信号衰减(即信号减弱)。为了确定球形逆向调制器全光学运行的特征,本文进行了一系列的随时间变化的脉冲激励研究。实验示意图如图2所示(未严格按比例)。时长为100fs,波长为780nm的本地控制脉冲波激活球形逆向调制器的后部,强度在0.52至2.10GW/cm2之间。时长为100fs,波长为1550nm的入射信号脉冲波照射球体的入口处,完成后续的反射和调制。在随时间变化的试验中,本地控制脉冲波被一个电动平台延迟,随着时延变化的反射信号功率被相敏检波系统记录下来。请注意,反射束的传播长度取决于上面所述的0.02°光束发散角以及检波仪的尺寸。 3系统测试与分析 脉冲光波激励测试的结果如图3所示。测试的方式是测量三种玻璃N-BK7(n=1.51)、N-LASF9(n=1.85)和S-LAH79(n=2.00)球形逆向调制器(从下到上)的反射信号强度Is(t),它随着时间t而变化。这些反射信号强度都参照S-LAH79(n=2.00)球形逆向调制器的信号进行了标准化处理。很显然本地控制束可以在超短时标内有效地调制信号束。反射信号强度的特征脉冲波为大约120fs的半峰全宽(FWHM)波[1 6]。图3的逆向调制信号时域特征反映了全光学调制的机制。所有三种信号相对于时间零点都是对称的,每个信号都有与控制和信号脉冲时间相当的半峰全宽(FWHM)。因此,本地控制脉冲和信号脉冲之间的非线性被认为在性质上为非共振,其原因是玻璃的非线性电子极化而不是共振电荷载体的光子生成和重组。在施加本地控制束之后,反射信号强度增加。这种正极性说明正非线性系数使得本地控制束在球体后部表面的折射率有一个瞬时的增加,这导致反射信号强度的提升。对于780nm控制束和1550nm信号束,按照Kramers-Kronig关系,图中的微小负旁瓣被认为导致了控制束引起的整个球体内信号束吸收量的增加。对反射信号功率ΔPs的调制如图4所示,对于N-BK7(n=1.51)、N-LASF9(n=1.85)和S-LAH79(n=2.00)球形逆向调制器,随着(峰值)本地控制束强度而变化。线性趋势在图中表现得很明显,而斜率被用来计算材料的非线性系数。对于N-BK7(n=1.51)球形调制器,其信号水平特别低,只在本地控制束最高强度2.1GM/cm2的时候才能明显看到,其估算非线性系数为n2=(3±1)×10-16cm2/W。这个值基本上符合之前研究中的实验值3.5×10-16cm2/W,这也与BGO模型计算值3.2×10-16cm2/W处在相同的数量级。对于N-LASF9(n=1.85)球形逆向调制器,非线性系数n2=(1.3±0.1)×10-15cm2/W。这个值与之前研究的实验值9.6×10-16cm2/W相当,与BGO模型的计算值1.7×10-15cm2/W在相同的数量级。对于S-LAH79(n=2.00)球形逆向调制器,非线性系数n2=(1.8±0.1)×10-15cm2/W。值得注意的是,从图中的球形逆向调制器线性趋势可以看出:如果有必要,可以进一步增加本地控制束强度以获得反射信号功率的更大调制深度,因为在施加的本地控制束强度水平中没有发现更大的非线性和/或信号破坏。总的来说,S-LAH79(n=2.00)球形逆向调制器最适合用作无线光通信收发器,因为它能同时提供有效的反射和调制性能。本文的实验研究显示了严格意义的全光学转换而不是随机输入波形数字调制的脉冲反应特征,而测得的脉冲反应的近乎实时特性证明这样的收发器结构可以有效实现GB/s或更快的高速信息调制。 4结束语 本文提出了无线光通信收发器的一个双向运行结构。开发了球形逆向调制器,以实现广方向角(2π球面角)的反射以及在超快时标上(120fs时长)的全光学调制。采用三种玻璃N-BK7、N-LASF9和S-LAH79设计了球形逆向调制器。实验结果显示S-LAH79结构能够为反射和调制提供最佳的折射和非线性。这样的球形逆向调制器对于未来无线光通信系统的全光学运行来说将是重要的单元。通过对已有的提取光载波方式所组成的无线光双向通信系统的性能进行比较,结果表明本系统结构具有提取光载波功率较大、传输性能较优,适合更长距离传输的优点。
英语教育教学论文:略议初中英语教育教学形式的完善 一、分清角色,努力打造“学生为主,教师为辅”的课堂教学模式 1.做好英语课堂教学前的各项准备工作 在教学过程中,教师应当尽可能的提高学生的学习兴趣,在上课前就做好充分的准备。通过对课堂引导的仔细研究,充分准备每节课引导部分的内容,让学生们带着目标和任务来完成每一节课的学习;同时,在准备时也要对学生的兴趣问题进行注意,通过对课程内容的设计和把握,牢牢抓住学生的兴趣所在,让学生自觉地把注意力集中到课堂上来,潜移默化的学习,在良好的精神状态和良好的兴趣带动下完成课程;最后,要注意对课堂所要讲授的知识和所要传授的信息的准备,让学生更高效地完成学习任务。 2.充分发挥学生的主观能动性 为了更好地提高教学质量和学生在课堂上的学习效果,必须充分发挥学生的主观能动性,通过建立一个开放式的课堂来提高和改善课堂氛围、教学形式,让学生进入一个培养能力为主、学习知识为辅的大环境正,激发学生的学习兴趣,让学生对英语课程的感觉大幅度提高。通过唤起学生的求知欲望和对知识的自我实现,来最大限度地激发学生的兴趣。同时,还要注意每节课的开头阶段,就像一篇好的文章一样,好的开头能够奠定整个的基调。当学生们在生动形象的教学环境中学习时,必然会兴趣倍增,思维会更加的活跃和兴奋,记忆、思考的效果也会更加的好,这样就可以在很大程度上改进学生学习的效果。 3.不断增强教师对学生的“爱心” 良好的教学效果和老师的爱心是离不开的。具备爱心这个基本条件的老师会在心理上重视教学任务,不会把教育学生简单的看做教完规定的课程,还会关心学生的学习成果,知道学生的各种问题,更深层次地帮助学生掌握知识。并且,如果教师没有爱心也不能够很好地把握课堂的教学内容和教学结构,这样会使得本应愉悦轻松的课堂氛围变得紧张起来,学生在这样的环境中学习就会收获很小。同时,爱心还会督促老师对特殊学生进行更多的注意和关心,不放弃任何一个学生,帮助每一个学生完成学习任务。 二、创新思维,努力改进“课上为主,课外为辅”的教学方法 课堂教学过程是学生学习知识的主要途径,但是很少有学生可以在课上的时间把老师讲授的所有内容全部消化,因此必须寻求其他有效的教学途径。但是,这里说的其他途径并不是增加学生上课的学时,而是一些其他有效的途径。 充分利用好课上时间,授之以渔。教师在课堂上传授知识的时候要有选择性,只传授对学生有用的知识,对一些讲了也没有用处的知识进行舍弃,以免学生本末倒置,学习效果下降。通过对知识的筛选和提炼,不仅可以帮助学生抓住课程的重点也可以节省课堂上宝贵的时间,帮助学生消化知识和提出问题,让学生在自主学习和自由思考的过程中提高学习的兴趣。尤其是针对一些较简单的内容,更应该有选择性的讲解,以免简单的知识毫无意义的反复,学生听的不耐烦,效果也不大,倒不如传授一些新知识,进一步提高知识量和有用度。这样传授的精炼知识可以让学生抓住实质,画龙点睛,去粗取精,效果很好。在学生进行必要的练习过程中,要保证练习的内容适当的集中,内容逐渐增加深度,先单一在综合,通过对练习效果的反馈研究,随时掌握学生的学习进度,以便及时修正和指导。 三、结语 本文中,笔者通过对多年来从事初中英语教学工作的经验进行总结和提炼,具体介绍了研究的成果。在我国改革不断深入的今天,素质教育已经写入了每一个教育工作者的心中,作为教师必须通过努力的工作和深入的研究,切实落实国家关于提高人才培养质量的要求,通过各种方式的选择和改善,不断提高初中学生对英语的学习效果,为他们以后的发展打下良好的基础,进而为国家的发展做出应有的贡献。 作者:张子平 单位:甘肃省临洮县上营初中 英语教育教学论文:探求语言经济学下的小学英语教育教学 一、语言经济学的基本理论 从第二语言学习的角度上分析,外语学习是从学得过程逐渐过渡到习得的过程,而语言的学习理应安排在小孩成长的关键期。但小孩的职业规划还有很大可塑性,根据语言经济效用的理论,孩子将来从事的职业,能运用英语的程度如何还是未知数。德国著名的教育家福绿贝儿曾说“幼儿可以自我发展,我们应该尊重儿童的自主性,自发性,以游戏的方式去学习”。 如果小孩的学习负担过重,剥夺儿童娱乐的时间,这种学习的方式是不可取的,所产生的学习效果也事倍功半。有些家长抱有望子成龙的迫切心态,强迫孩子利用周日和节假日的时间参加英语培训班,这种拔苗助长的家庭教育模式很容易让小孩产生厌学的情绪,而这种盲目消费的现象比比皆是。一部分家长出于从众的心理和攀比的心理希望自己的小孩外语水平比其他学生好,如果不参加培训班有可能落后于其他学生。更有些家长认为价位越高的英语培训,其效果就越明显,等消费行为完成后,却发现虽然消耗了不少的财力和物力,达到的效果却不明显,由此产生了高消费低收益的问题。有些家长高价聘请研究生给小孩辅导英语,希望小孩将来能考上重点中学,其实,这种消费行为属于不理性的消费行为。 二、语言经济学对小学英语教育的指导意义 从小学生的现状出发,针对家长对英语教育大量投资的状况,笔者从经济语言学的角度提出几个建议。 (一)盲目性的英语消费,会导致学生严重偏科,阻碍学生德、智、体、美、劳全面发展 小学生现阶段花费太多的财力、物力、人力和时间在英语学习上,利用节假日参加英语培训班,很容易忽视其他科目的学习。例如,美术、音乐、自然、体育等科目都可以全方面启发学生的思维能力,扩展学生的知识面。如果学生现阶段一味地把时间花在英语上,可塑性的思维很容易发展到定势思维,不利于理科学习。比如小学英语强调学生模仿、记忆、储存、运用,而小学数学开发学生的发散思维和抽象逻辑性思维,如果学生把大部分的精力花费在英语学习上,而发散思维和抽象逻辑性思维没有能够得到及时的开发,到了中学阶段很容易产生偏科的现象。这种过度的英语消费违背了小学生的教育方针。家长应树立正确的消费观,理性地进行英语语言消费,争取用最小的成本换取最大的效益。 (二)优化外语师资队伍,提高外语的教学质量 我国的大部分地区在小学开设了英语课程,但是,小学的外语师资水平却让人担忧。有些落后地区的重点小学的英语老师是非英语专业毕业的师范生,没有接受过英语专业的训练,不仅缺乏外语教育心理学的知识,而且,几乎没有真正掌握英语学科的知识。例如,语音语调不标准、缺乏对外语学习规律的认识、不讲究教学方法,结果不但收效甚微,还误人子弟。乡镇小学的外语师资力量与重点中学相比更恶劣。这样,外语课不但不能培养学生学习外语的兴趣,还增加了学生的学习负担。没有接受过英语专门训练的英语教师在英语教师队伍中没有竞争力可言,迟早被社会淘汰。 所以,在经济相对落后地区的学校应该全力支持和鼓励英语教师参加“国培”计划,教师通过参加教师专业培训和进修,提高专业素养和专业技能,科学地掌握外语学习的规律,挖掘学生学习外语的内在动机,激发学生学习外语的兴趣点,充分调动学生学习外语的自主性和能动性,让学生真正热爱这门学科。 (三)学生用的教材也应该与时俱进,保持教材的科学性、时代性、知识性 语言具有经济价值的属性,让语言在社会建设中发挥最大的经济价值,学生教材就应该及时更新,与时俱进,富有时代的特征。目前,我国中小学外语教材落后。表现为教材主要以单词和课本为主线,不利于培养学生英语语言应用能力。教育决策者应该选择应用性比较强的教材,以任务为中心编辑教材,注重培养学生语言应用能力和创新精神。 三、结语 从语言经济学的角度分析,教师应该认识到语言的经济价值,及时更新教学理念,改进教学方法,提高教学效果和教学质量,使学生的英语投资都产生效益,教育决策者要及时调整教材达到与时俱进,保证教学质量,使学生的英语语言知识发挥最大效用。 作者:邓斯怡 单位:广西师范大学外国语学院 英语教育教学论文:探求大学英语教育教学的问题及策略 一、高校大学英语教育教学的现状和问题 1.高校大学英语教师师资培养问题 当今的高等院校英语教师多数来自各个院校英语系,院校注重的多是语言能力的培养,缺少对复合型人才的培养,尤其是具有某一专业领域知识的人才,使高校的大学英语教师与其他非英语专业的学生之间出现错位的现象。虽然目前已经有高等院校将英语教师直接分配到某一院系之中,主教该院系的学生,但是所得到的教学效果不是很理想。高校的大学英语教师在师资力量上虽然已经有所改善,但是所有的院校不是都具有提供英语教师进修学习的能力,使教师无法潜心的做科研或者是教学,从而加重教师的压力,使师资的力量得不到提高。 2.对中国传统的英语教学方法不够重视 随着我国在国际中的发展,将国外大量的教学理论引进使用,但是外国的教育理论中存在着很多不足之处,而我国的传统教育方法中存在着大量的积极因素。我国是拥有较多民族的发展中国家,国外的教学理论能否在我国的教育教学中得到应用,还有待教育学家、语言学家等专业人士的验证。 3.我国英语教育教学的政策缺乏 我国的相关教育部门在各个时期对英语的教育教学都制定了相应的部署和指示,对我国的英语教育教学有着十分重要的影响。但是我国却没有制定一个长远的,和英语教育教学相关的规划和政策,对英语的教育教学存在着一定的影响。 4.我国英语教育教学受到市场化的影响 随着我国高等院校的发展和招生率的扩大,使测试市场和教材市场具有较多的经济效益。因为教材市场有一定的经济利润,使高校大学英语的试验单位、出版社和教材的编写者之间组成了一个共同的利益链,在某种程度上形成了垄断的模式,也使高校的大学英语教师培训成为了获得经济利润的手段之一,使全国四六级大学英语考试遭到了社会各方面的批判。因此,高校大学英语的顺利发展受到了市场化的制约和阻碍。 5.我国高校大学英语教学没有明确的定位 大学英语指的是非英语专业的学生所学校的公共英语,而不是专业英语。相对于英语专业的学生而言,非专业的学生所学习的英语时间较短,但是学习者的范围却很大。将高效大学英语教育教学进行明确的定位是当今大学英语教育中所有问题的主要影响因素。高校大学英语不单是使学生通过四六级英语考试为目的,而是要使学生掌握英语的使用能力,从而达到我国高校大学英语教育教学的目标。但是我国目前仍没有对高校大学英语教育是专业的英语教育还是公共的英语教育进修明确的定位,势必会影响我国高校大学英语教育教学的质量。 二、解决高校大学英语教育教学问题的对策 1.使用针对性的措施促进高校大学英语教师的专业水平 为了进一步的使教师的师资力量得到提高,促进教师的专业水平发展,可以对师范的培养投入加大,制定英语专业的等级标准,进行动态的评估,做好在职教师的教育工作。 1.1对在职的英语教师进行鼓励,为其提高良好的进修学习环境,减少负担和压力。 1.2可以在师范类的院校进行英语教师的培养和引进,改善师资力量的不足。 1.3改善大学英语教师的培训方式,特别是师范类院校的英语专业,应主要培养复合型的人才。 2.结合西方先进的英语教学理论,注重我国的教育理念 英语在我国的发展已经有了较长的时间,伴随着我国教育的发展,英语教育教学方面也发展着变化。我国有着“中学治身心,西学应世事”、“中学为体,西学为用”等教育理论,所以教育者必要要在我国英语教育教学中找到优点和缺点,结合西方教育的长处进行互补,不可以对西方的教育方式进行盲目的遵从和追求。 3.制定科学合理的语言政策 科学合理的语言政策是应该是对老师的数量与质量、学生的基础以及社会的需求等进行详细调查,并以此为基础上,以保障国家政治经济为前提,根据语言学习环境、教育资源大小等因素进行制定的。其应该是与我国的实际国情相结合,对英语教育政策进行研究与规划。 4.制定相应措施 我国教育相关部门应该实施可以有效促进英语教育改革的效率与力度的相应措施,以解决我国英语教育由于市场化因素产生的制约效果,从而对我国大学英语评估及测试方法与教学体系等进行较大的改善。对大学英语教学管理部门进行引导,使其能够明确英语教学目标,对四六级考试通过率能够正确对待;对大学英语老师进行引导,使其能够对明确自己的学术定位,并且能够乐于研究,潜心向学。5.通过个人与社会两个方面进行功能定位从个人的角度来看,大学英雄教育是培养可以在当今时代背景下有效的通过英语进行某一领域工作的能力。英语教育不仅要顺应个人的发展,还要顺应大环境的发展。从我国培养人才的角度或者社会的角度来看,大学英语教育是培养通过英语进行借鉴与学习西方先进的的科技,以及向西方国家传播与推广我国的传统文化的能力。 三、结论 综上所述,大学英语教育承担着素质教育、文化教育以及语言教育等多项任务,可以有效的促进东西方思想交流、科技以及文化等,迄今,大学英语教育为我国培育出了大量的人才,在教育全球化的今天已然做出了巨大的贡献。但我国的英语教育改革随着社会的发展也具有它的必然性以及必要性。我们应该中西并用,统筹兼顾,从大学英语教育中认识到其中的不足之处,对大学英语教育进行改革,适当调整教学模式与内容,在以人为本的基础上,对交流活动、对话教学等多加重视,以期能够向着积极的可持续方向发展。 作者:贺青一 单位:辽宁科技大学外语学院 英语教育教学论文:简述职校英语教育教学的革新 一、分析职业院校英语教学中创新教育方式存在的不足点 1.主题教学不够明确 在职业院校英语教学中,应该要围绕相应的专业需求,从专业发展的角度进行教学设计。但是,在当前的职业院校英语教学中,往往忽视对专业的整体融入,学生在简单机械的单词记忆、句子理解中完成英语学习,对英语学习的认识也不够,造成主动学习与自我求知的严重脱节,不利于学生对英语学习的主题把握。尤其是有部分同学对于英语知识的学习兴趣不够浓厚,学习习惯不好,自制力不强,对英语学习存在恐惧心理,造成整体学习效果的不足。 2.素质教育模式不健全 大多数职业院校英语教学还是以“教师——黑板——教材——录音机”为主,外语教学严重滞后于现代教育技术的发展,缺乏良好的英语教学的硬件环境。教师的进修学习没有得到足够的重视。大多教师没有系统地参加过高职教育方面基本理论的培训,对高等职业教育的性质、特征、规律和发展趋势没有清楚的认识,不利于新的应用型人才的培养。 二、探讨创新教育模式在职业院校英语教育中的运用技巧 1.知识引导的创新方式 在职业院校英语教学中,采用系统化、全面化的知识引导模式,尤其是在具体的教学过程中,通过现代化教学手段的应用,将学生对专业知识的需求与个性化发展相结合,采用个性教学的方式,发挥学生的主动性,形成自我探求的方法运用,教师采用步步引诱的方式,让学生在自我知识探求的过程中找到知识运用的最佳点,突出对专业英语知识的运用,此外,还可以通过生动有趣的教学活动,采用灵活多变的奖励机制,激发学生的兴趣爱好,用风趣幽默的语言,并选用生动有趣的实例,让学生在轻松愉悦中享受英语学习的乐趣,做游戏、组织英语竞赛活动、教唱英语歌曲等,激活学生的内心追求。 2.学习导向的功能模式 在职业院校的英语教学中,采用多元化的评价机制,形成学生主体性学习的效果,尤其是突出职业院校英语课程的整体导向,形成在英语知识运用中的字词、句子、基本英语语法等知识的理解,让学生自主参与到英语学习的引导之中,并形成强大的内在动力,与自身在人生观、价值观等行为准则与思想作为方面的衔接,推定专业技能的导向作用。譬如在讲述IT英语运用的专业知识中,在基于J2EE的银行办公自动化系统的设计与实现中,就需要对SSH架构、struts框架、spring框架有一定的理解,同时还需要相当高的英语技术能力,对SpringAOP、ORM、DAO、web网络等都能有准确的理解,才能的更好实现平台的构建,就需要发挥英语的处理应用能力,教师可以进行相应的英语知识引导,形成导向运用的综合效果,更好的推动整个教学效果的高效化。 3.个性教育的创新模式 个性化的教学模式,就是在教学过程中要着力思考学生的个性特点,在全面掌握学生心理特点、身体表现、语言表达等多方面的情况之下,通过形象化的知识点运用,将学生对英语学习的兴趣放到最大化,形成自我学习的目的。在职业院校英语教学中,更应该采用个性化的教学手段,将英语教学与生活紧密联系在一起,尤其是结合社会需求的各大热点,细致深入的进行引导,形成良好的教学氛围。比如,在教学英语音标的过程中,老师可以将音标写在黑板上,由一名学生进行辨认,然后由这么学生的同桌进行评价,看音标读得是否准确,并由这名学生根据音标的正确读法,举出几个带有该音标的例子,使学生更加深刻的记忆英语单词,增加学生的单词量。通过结合学生个性化的性格特点,让学生在英语学习中养成良好的习惯,实现英语学习专业性、适用性、综合性的全面实现。 三、结语 职业院校英语教学是一项全面化、综合化、个性化的教学实施过程,要通过对学生英语学习兴趣的引导,并结合学生个性需求与特点,采用灵活多变、创新教学的手段,突出学生的个性参与,形成专业化、系统化、规范化的英语教学模式,推动职业英语教学的全面进步,促进学生英语专业素质的全面提升。 作者:邱丽月 单位:甘肃建筑职业技术学院 英语教育教学论文:中职英语教育教学质量探讨 【摘要】经济环境在迈进新世纪以后得到了快速的发展与进步,在新经济环境下社会对人才的要求已经越来越苛刻。为了契合经济环境的发展,我国教育领域顺应时展的新需求,制定了一系列课程改革的新措施。但在中职教育中,英语这门学科还没有得到相关的重视,如何让广大的中职学生认识到学好英语的重要性,培养新时代综合应用型的人才,提高中职英语教育教学的质量,已经成为目前我国中职教师迫切需要解决的难题。本文通过探讨几种有效提高中职英语教育教学质量的有效策略,希望能够引起中职英语教师对课堂质量的高度重视。 【关键词】中职英语;教育教学质量;提高;方法策略 一、提高中职英语教育教学质量的必要性 如何提高中职院校学生的英语水平,提升英语课堂教学的质量,是我国中职院校目前所要面对的重要课程改革之一。大部分中职院校学生学习的主动性不高,甚至厌倦学习生活,中职院校的教师要积极主动寻找有效的措施,改善问题,使中职学生学习的主动性与英语课堂的质量同步得到提高。在课堂中,如果教师充分掌握学生独特的个性特点,并能满足其心理上的需求,摒弃传统落后的教学模式,就会在教育教学上获得令人满意的效果,社会对中职学生的看法及观念也会随着英语课堂质量的提高而发生相应的改变。所以,创造良好的英语学习氛围来提高中职学生的英语水平,是当今中职院校英语教师不可推卸的责任与使命。 二、中职院校英语教育教学面临的困难 在中职院校所有学生里,来自农村的中职学生占据着非常大的比例。由于农村经济条件及基础教育设施的限制,学生的英语水平十分低。农村学生性格腼腆,而且掌握的英语知识十分有限,对新知识的接受能力不强,导致学生学习英语的信心越来越弱。大部分中职院校的学生没有意识到主动在英语学习中的重要性,都是被动的接受知识的灌输,容易形成填鸭式的教学方式,总体的学习氛围是消极的。 三、提高中职英语教育教学质量的具体措施 1.课堂活动教学法。中职英语课堂知识传授过程中非常枯燥,学生的注意力不集中,教师可以运用课堂活动,激发学生的热情,让每一个学生在充满活力与兴趣的课堂中获取知识。在英语课堂中可以穿插竞猜式的小游戏,或者以小组的形式来竞争,对胜利的个人或小组进行奖励,让学生学习欲望得到激励的同时,集体荣誉感与团体观念也得到培养。例如:教师可以利用早读时间来组织英语单词记忆大赛,把课程需要记忆的单词整理规划,让学生以小组形式参赛,之后派出代表解说所给出英语单词的中文词义,或者用单词造句子,或者制作英语单词图片让小组代表用英语来对其进行描述等。依据学生独特的心理特征及需求创造充满激情的学习环境,开展兴趣浓厚的课堂活动,充分挖掘学生潜在的学习动力,激励学生主动接受英语知识的积极性,最终达到提升中职英语课堂教学质量的目的。 2.情境教学教学法。中职教师要尽最大的努力创造无拘无束的学习气氛,使学生能够在英语课堂上没有压力的汲取知识。如果教师没有创造良好轻松的课堂教学氛围,那么无论哪一种教学方式都不能发挥其潜在的作用。在汲取英语知识的过程中,口语是中职学生最难以克服的弱点,也是英语这门学科中最重要的组成部分。大部分中职生掌握的英语知识不足,单词的使用能力很低,在课堂上无法使用英语进行对话。教师应该着重培养学生的口语能力,在课堂上为学生创造一个良好的英语口语环境。对于如何创造良好的口语环境,教师可以选择以下几个具有可行性的策略:让学生分角色扮演课文的人物,用情景对话或故事表演的形式,把文章的情景在课堂上演绎出来。对于没有人物的论述性文章,可以采用朗读的形式让学生充分进入文章的情境中,深刻体会文章的内涵。通过这些方式,给学生提供一个运用英语说话的平台,让学生胆怯的心理逐渐消除。在情景教学的课堂上,学生会不由自主的被教师所创造的情境所吸引,然后进入这些情境里,主动的用英语来进行交流,在最大限度上汲取并实践应用情境中的英语知识。 3.结合实践教学法。在中职院校英语课堂中,应用结合实践教学法是培养学生学习主动性的一个有效策略。培养学生学习的主动性,这是新课程改革对中职教师的要求。在新时代的发展环境下,学生只有主动的汲取知识,对获取知识充满了热情,才能掌握全面的知识并在实践生活中运用。在运用结合实践教学法时,教师可以采取以下策略:把课堂从教室转移到户外,把学生分成若干组,让每一个小组选择校园里的某个景点进行仔细的参观,派出小组代表,用英语描述本组学生对所参观景点的看法或感受等。通过户外的教学模式,让学生摆脱枯燥的英语课堂,在实践中运用英语,学习的主动性与积极性都得到了有效的提高,进而提高了中职英语课堂的质量。 四、结束语 针对目前中职院校对英语的关注程度不够,学生对学习英语的兴趣不高,英语水平普遍偏低的情况,我们应该加大力度,提高中职英语的教学质量,在教学中使用多种有效的策略,并不断对其进行完善与调整,使教师的教学方法契合中职学生的各种需求,提升学生综合的素质,培养实践应用的能力。作为中职院校的英语教师,要寻找课堂质量低下的根源,因材施教,从源头上解决问题,才能切实帮助学生提高英语水平。总而言之,提高中职院校的英语教学质量是一个需要长期给予高度重视的问题,并要求教师积极寻找有效的策略来解决。所以,中职教师必须不断充实自身掌握的知识,并深入了解中职学生的潜在需求,探索新型的教学模式,加强理论在实践中的应用,才能迅速提高英语的教学质量。 作者:杨飏 单位:贵州省人民医院护士学校 英语教育教学论文:职业本科英语教育教学研究 【摘要】职业本科英语教育主要为培养应用型人才的教学,与普通的高校本科教学不同,职业本科教育在教学中存在较大问题,所以本文根据问题因素,对我国职业本科英语教学进行分析,并提出有效的解决对策。 【关键词】职业本科 英语教育 教学 随着全球化的不断发展,人们为了实现经济力量的共同进步,培养应用型英语人才成为当今发展的需要。特别在职业本科英语教学中,更是专业性人才培养的主要途径,该教学形式不仅能提升学生的职业技能,还能提高整体的英语教学质量。 1职业本科英语教育教学中存在的问题 1.1没有明确的教学目标 职业本科学校中的英语教学与普通高校的英语教学课程不同,该学校在教学目标、教学内容以及教学方式上都有所不同,从而产生了职业学校与普通高校的地位不同、层次不同以及实现的人才不同。在职业教学中,主要的教学为三年,在实践教学中占有较大比重,对于英语教学来说,由于学生在入学期间英语学习的知识水平不同、掌握的英语能力不同,学生不仅没有增加对英语学习的兴趣,专业性的英语知识也得不到有效提升[1]。所以在这种形势下,职业学校必须要找出合理的教学道路来有效实施。 1.2没有合理的课程体系 职业本科教学中没有制定合理的教学结构,在课程体系教学中存在较大变化。职业本科教学的主要目标是培养素质人才以及创新性人才,但该人才的培养在教育形式上也存在较大困难。近几年,各个职业本科学校虽然已经更新了教学理念以及教学形式,但在教学课程中还存在一些问题。课程体系的培养是在一个确定目标下实现的,对各个课程进行设定、选择期间,要按照有序的方式排列起来,并根据各个课程要素培养实际的教学目标。在职业本科院校中,对英语课程教学的构成是通过选修课来实现的,对基本技能以及素质培养中,对专业性的英语知识运用还不够,形成的教学体系结构还不够合理。 1.3没有针对性的教学内容 职业本科学校在英语教学中,对实际的教学内容并没有实现针对性教学,也没有促进文科与工科教学的交融。英语课程教学是一门基础学科,在对教学内容进行选择期间存在较多问题[2]。例如:对于工科学生来说,它们涉及的专业领域比较多,不仅包括电子、机械、电力等知识,还要学会管理、教学、素质、品德教学知识等,不仅要在整体上培养综合素质,还要提升个人的专业知识水平。所以,在教学内容选择上,设定相同的教学技术根本不能满足各个专业的学习需求,也不能适合学生在各个岗位上的职业情况,学生对英语知识的学习并不能充分表达出来。 1.4其他方面的问题 职业本科教学中的师资力量也是影响专业性教学的一种方法。在实际教学中,对外语知识实施教学期间,对教师的要求不仅要考虑教师对英语知识掌握的专业素养、人文素养以及相关的技能水平,还要对外语知识进行研究,对学生的专业知识具有一定了解[3]。而且,在职业本科学校教学过程中,该学校对英语知识教学并没有充分认识,不仅投入的资金不足,利用的教学设施也比较差。在提升教学效率知识水平形式下,不仅没有利用多样性的教学方法,也没有对学生存在的个性差异进行分析,学生的自主学习和对英语知识产生的兴趣也没有得到进一步提高。 2职业本科英语教育教学的实际探究 2.1实施因材施教 在职业本科教学过程中,要实现探究性教学就要实施因材施教,根据学生掌握的英语知识水平以及学习状态进行深入分析,并在总体形式上设计出教学计划以及教学的实施对策。由于学生源水平不同、学生对英语知识水平的掌握能力也不同,要保证良好的生源质量和教学稳定性,就要根据制定的教学计划,对不同专业的学生进行因材施教。例如:针对一些考四级专业、升本科学校的学生设计一套完整的教学计划,教师在辅导过程中,根据学生对英语知识的深度、学校的教学条件实施教学,并满足学生的实际需要[4]。 2.2利用讲座教学 由于职业本科中的学生掌握英语水平比较低,对语法知识掌握的不够全面、系统。所以在实际教学中,应开展英语教学的相关讲座,对学生的英语知识、语法知识进行讲座教学,并提高学生的职业英语水平。在讲座知识教学中,应以知识讲授为主,并适度进行教学。不仅要强调英语教学中的重点、难点知识,还应全面性的、系统性的实施教学,从而提高讲座的教学效果。 2.3根据专业实施教学 职业本科英语教学主要培养专业性的应用人才,并实现高素质的人才需求。在实际教学中,不仅要实现积极教学效果,还要根据不同的专业知识适量教学,从而使学生获得较高的知识能力。职业本科英语教学中一个比较特色的教学形式,具有较强的专业性与实用性,由于职业学校受教学条件的影响,传统的教学形式以基础教学为主。所以为了提高学生的专业实用性,增强学生在社会中的竞争意识,就应利用专业性知识实施教学,从而提升职业学校的教学水平。 2.4根据社会开放教学 要培养职业学生的英语专业性教学,还要根据社会的实际变化和实际需求进行教学,并体现教学的开放性。传统的教育方式是根据教学、考试为主实现的,而学生是社会人才的主要部分,要提升人才的综合素质,就要将学生放在市场中进行检验,并实现自己的市场形象。学校在实际教学中,首先应充分了解社会中的潜在需求,了解市场需求人才的重要方面。并根据社会对人才的需求实施教育培养,不仅要改善学生的教学质量,还要提高学校在社会中的认可程度。 3结语 职业本科英语教学成为市场教育的广泛形式,也是培养应用型人才的重要组成部分。在这一领域发展下,教育者需要不断对该学科的教学形式进行分析,并提升学生的英语知识水平,从而培养全方面的高素质人才。 作者:何少芳 单位:内蒙古商贸职业学院 英语教育教学论文:英语教育教学发展哲学观浅谈 一、前言 英语教学这些年投入和产出的严重失调,与我们的观念陈旧、思路闭塞、安于现状等不能没有关系。联想当前英语教学中存在的问题,有必要对教学的失误做出理性的思考。哲学是世界观和方法论,具有重要的理论意义和实践指导意义。 二、英语教育具有普遍联系和变化发展之特征 1.英语教学的普遍联系 世界上万事万物都不是孤立的而是相互依存相互联系的,语言也不例外。语言是人类在劳动过程中的产物,是对人类活动的摹写和反映,它与社会、政治、经济、文化和生活等有着直接的联系,语言内部各要素之间也有着千丝万缕的关系:语言与文化的关系;外语技能与策略的关系;语言学习与师生心理的关系;听说读写的关系;语言学习与思维的关系;外语学习与学习环境的关系;外语与其它各种知识的联系。这些关系影响着英语教学的发展和效率。为此,作为新时代的教师他必须是个通才,除了一般专业知识和教学技能外,还必须做到:(1)了解时代和社会对人才的动态需要。(2)了解先进的教学理念和教学方式手段。(3)了解学生及学生的需要。(4)了解哲学、教育、文化和心理等知识。(5)懂得教育背景、教育政策和教育条件。 2.英语教育的变化发展 语言材料是对人类社会各项活动的反映,承载着大量的信息和知识,表达的是人的思想和感情。而人类活动与思想感情处于发展变化中,所以阅读文本也是动态的。任何事物都不会停滞不变,时代在变,社会在变,人在变,所以英语教学也应在变。有人说英语是门语言知识,没什么变的,甚至若干年前的材料一样的用,但是不知道教材的形式和内容与以前有质的变化。随着科学技术的发展,社会的进步,越来越重视人的本体,学生的主体地位受到了广泛的关注,从而教师教的角色也发生着剧变。现在,人们还提倡人与教材、教学的整合。强调教材的文化哲学内含,因而,新的教材内容体系也应运而生。人们逐渐把目光投向终身教育。把单纯知识的传授转向学生技能的提高。各种教学方式在探究中走向实践,开辟了教学舞台的新视野,多媒体等多技术教学手段的诞生,为英语教学以物理条件的支持。教师应自觉去调整自己的角色,克服各种矛盾以适应新的变化。(1)从传统型教师变成新型教师(2)从“被动接受者”的学生变成“自由者”的学生(3)从教授式的教材模式走向综合式的现代新课程(4)从单纯的课本教学走向开放式的学习(5)从原始的教学手段走向现代新技术。 三、英语教育是各种矛盾的统一体 1.英语教育是矛盾的统一体 矛盾普遍存在于一切事物之中,任何事物都是矛盾的统一体,这是矛盾的普遍性。矛盾中包含了主要矛盾和次要矛盾。世界就是一个矛盾的统一体。英语教学的矛盾也是千丝万屡。第一层次是人际之间的矛盾:学生与学生的关系、学生与教师的关系、学生与家庭的关系。第二层次为外语学习内在的矛盾:听说读写的关系、词汇语法学习与篇章学习的关系、教与学的矛盾等。第三层次为英语学习与相关学科的矛盾:传统教学与素质教育、语言认知与心理因素、课堂教学与主体实践、思维与文化、语言与环境、外语教学与道德教育、知识学习与技能发展,无不充满着矛盾和冲突。 2.英语教育教与学的质量互变性 客观事物是处于运动变化之中的,这种运动变化要通过量的变化和质的变化表现出来。量变和质变两者是相互联系、相互贯通、相互转化的。量变和质变既相互区别,又相互联系和相互转化。首先,量变是质变的必要前提,质变是量变的必然结果。事物的变化总是先从量变开始,量变累积到一定程度,才会导致质的变化。语言学习也是一个从量变到质变的过程,任何不付出主观努力的想法都是空想,捷径和绝招是不存在的。因而,无论是教还是学,都要有一个漫长的积累,教师必须向每一堂课要质量,同时要教育和管理学生,让他们学会自主学会勤奋,当然教与学的策略与方法也是质变的前提。 四、结语 哲学与语言,永远无法划清界限,这也是哲学家永远的迷惑、语言学家永远的心痛!教育需要哲学。很难想象没有一种哲学理论指导的教育会是什么样子。杜威指出,如果我们愿意把教育看作塑造人们对于自然和人类的基本理智的和情感的倾向的过程,那么哲学就可以解释为关于“教育的一般理论”。无论是教与学,必须尊重人的本性,必须从客观规律出发。英语教育也是如此,教师应及时更新自己的观念,在丰富专业知识的同时,还需吸纳其它相关学科知识的营养。不断研究教学方式方法,掌握新的教学手段,及时了解学生的认知水平、认知特点以及个性心理特点的差异,做到因时施教、因材施教。只有这样,英语教育才有生命力。 作者:圣仰芝 单位:新余学院外国语学院 英语教育教学论文:高中英语教育教学模式研究 新的英语课程标准使得我国基础教育课程改革进入到一个新的发展阶段,不同于以往的英语教学,新课改后的高中英语教学发生了很多根本性的变化,更强调学生的主体地位,要求英语教学从学生学习兴趣、生活经验、认知水平以及文化意识等方面出发,倡导多种学习方式,进而促进学生的全面发展。 一、充分利用教学资源和网络资源 作为英语教师,在英语教学过程中起到的作用也是显而易见的,因此想要改变新课程改革背景下的高中英语教学模式,首先就应该转变高中英语教师的教学观念和意识。提升英语教师在新课程改革背景下的综合专业素养,增强教师应用新教学材料的能力,毕竟我国目前针对高中英语教学资料和优秀案例方面已不再和改革前那样匮乏,而且随着网络信息技术的发展,各地高中学校已基本建设了多媒体辅助教学设施,因此教师应该提升自身的网络信息和计算机技术,以此才能充分利用网络中优秀的教学资源和信息,进而改变以往面向英语课本教材的教学模式,同时通过网络还能够了解到更多的现代化教学方法和手段,能够进一步贯彻“以人为本”“以学生为主体”的教学理念,从而推进高中英语教学模式的改变和完善,真正实施素质教育。 二、课堂教学中的小游戏大课堂 在英语教学中,教师可以在保证完成教学目标的前提下,多开展一些有关英语知识和教学内容的小游戏,因为在学生参与课堂小游戏的时候,会逐渐形成自主探究意识,而且学生很容易从这种教学方式中体验到成功的喜悦,并获得自信,学生的脑海中会深刻记忆下一些特别游戏的知识,当学生在回忆游戏的时候,游戏所涉及的知识会浮现在学生的脑海中,加深了学生对英语知识的记忆,同时一些小游戏还能起到活跃教学气氛,激发学生学习兴趣,挖掘学生学习潜能的作用,因此英语教师在开展教学活动的时候,可以适时采取一些小游戏,转变教学模式的同时,还可以在实践中不断提高自身教学的教学水平,进而更有利于素质教育的实施。 三、高中英语课堂教学模式的转变 新课标改革就是要将一些传统、落后的教学模式丢弃掉,因此在课堂中,教师应该改善英语课堂教学方式,为学生引进一些新的学习方法,比如在帮助学生记忆单词的时候,就可以向学生分享形象记忆法、联想与分类记忆法等经典或者新的记忆方法,以此提高学生英语词汇的记忆能力,激发学生英语学习的兴趣。同时在开展教学活动的时候也需要适当采取一些行之有效的教学方法: 1.情景教学方法。 对于学生来说,一个良好的语言环境也是提高学生英语水平的关键所在。根据以往的教学经验可以发现,很多中学生的英语水平不高,迟迟得不到提升,这些都是因为学生没有形成良好的英语思维,所处在的中文语言环境影响了学生的英语学习,因此英语教师在英语课堂教学中积极进行外语语言环境的创设,才能更加有效的促进学生掌握和运用所学的英语知识。这样的情景教学就需要教师在教学过程中根据学生的英语掌握情况,适当使用英语来进行教学,同时在教学中适当贯穿英语文化,循序渐进之下,提高学生的英语听力水平,同时还能从中掌握一定的交际语言,逐渐形成英语思维,当学生的英语水平达到一定程度之后,就能为学生创设纯英语的学习环境中,使其熟练的用英语进行表达和交流。 2.研究性学习。 在教学中,高中英语教师应该在基于研究性学习的应用上充分调动学生的主体地位,改善以往高中学生被动式学习的状态,使其英语学习积极性和自主性得到有效提高。也就是说教师可以将学生分为很多小组,在慢慢培养和指导学生进行课前预习的前提下,让学生在预习的过程中掌握教学内容,了解到所需要学习并掌握的课堂内容,从而才能在课堂教学中迅速进入到良好的学习状态。而且在以小组形式进行预习的过程中,英语积极性强的学生还能够很好的影响积极性和自主性不强的学生,并且在教学中,英语成绩好的学生还能够分享自己的预习和学习经验和方法,不仅丰富了课堂学习的内容,还让学生融入到了教学中。 3.小组探究合作式教学。 在英语教学中,高中英语教师应该在基于研究性学习的应用上充分调动学生的主体地位,改变以往高中学生被动式学习的状态,使其英语学习积极性和自主性得到有效提高。也就是说教师可以将学生分为很多小组,在慢慢培养和指导学生进行课前预习的前提下,让学生在预习的过程中掌握教学内容,了解到所需要学习并掌握的课堂内容,从而才能在课堂教学中迅速进入到良好的学习状态。而且在以小组形式进行预习的过程中,英语积极性强的学生还能够很好的影响积极性和自主性不强的学生,并且在教学中,英语成绩好的学生还能够分享自己的预习和学习经验和方法,不仅丰富了课堂学习的内容,还让学生融入到了教学中。 四、结束语 总而言之,对于高中英语教育教学模式来说,必须要结合当前教育改革的要求以及学生全面发展需求,不断改变和完善其教育模式,这样不仅是为了提高高中英语教学质量和效率,更是为了真正落实素质教育,促进学生的全面发展,提高学生的英语水平。 作者:吴萍 单位:安徽省六安市第二中学 英语教育教学论文:英语教育教学论文 一、突出学生的主体地位 学生是学习的主体,教师教学的出发点应定位于学生综合语言运用能力的发展上。英语教师要引导学生正确认识自己,树立自信心。教师还应重视学生的课后反思,从而促进其综合语言运用能力的不断发展。教师应引导学生认识到自我评价对于学习的意义,使其不断提高学习的自主性。在各项教学活动中,学生都应是积极的参与和合作者,教师要使学生在英语学习过程中不断体验进步与成功,从而认识自我、建立自信,调整学习策略,促进自身综合语言运用能力的发展。教师应对自己的教学行为进行反思和调整,不断提高英语教学水平。 二、注重语言运用,彰显学科价值语言的本质 特征是工具性、交际性和实践性。因此,学生在进行语言学习时既要注重知识积累,更应注重实践运用。在英语课堂上,教师应当转静为动,化繁为简,少讲精练,以活动开展为载体,以语言运用为目的,贯彻落实“学用合一”的教学原则,努力挖掘现有的教育资源,大力开辟广泛的教学渠道,积极营造鲜活逼真的课堂情境,不断提高学生的英语综合运用能力。同时,教师必须注重方式方法的转变,注重调动学生的学习热情,注重因材施教、以人为本,通过听、说、读、写四项基本训练活动的开展力求使所有学生均能在原有语言基础上得到不同程度的提高,从而体现出英语学科的教育价值。 三、切实帮助学生提高阅读能力 丰富积累教师通过阅读教学教授学生阅读策略,培养学生的语感,特别要强调培养学生在阅读过程中获取和处理信息的能力。在课堂教学中,教师要加强对学生阅读基本技能的培养。英语阅读文章题材广泛,体裁多样。教师应选择贴近高中生学习生活和语言水平的文章,同时要注意所选阅读材料具有思想性、趣味性、知识性、挑战性和时代性。教师在实际操作过程中应多鼓励、启发、引导、帮助学生,还要对学生进行监管和评价。 四、注重形成性评价的作用 形成性评价是教学的重要组成部分和推动因素。形成性评价的任务是对学生日常学习过程中的表现、所取得的成绩以及所反映出的情感、态度、策略等做出评价。其目的是激励学生学习,帮助学生及时而有效地调控自己的学习过程,使学生获得成就感,增强自信心,培养合作精神。形成性评价有利于学生从被动接受评价转变为评价的主体和积极参与者。教师要重视形成性评价的作用,合理地评价学生,促使其更好地学习英语。英语教师一定要确立正确的英语教育教学观念,因为如果我们仍然按照传统的教法去教学生,不但会教得费事,而且会使学生学得枯燥。优秀的英语教师应该学会如何启迪学生的智慧,这样,才能使学生喜欢学习。要想成为一名优秀的英语教师,树立正确的英语教学观是很有必要。英语语言是21世纪主要的国际通用语言,是全球信息的重要载体和主要来源,是人们认识世界、走向世界的桥梁,是现代社会工作、学习、生活必不可少的重要工具。为了新时期英语教学的需要,教师要以发展的眼光看问题,多对自己的教学行为进行反思,转变旧的教学观念,大胆尝试新的教学方法,不断调整自己的教学策略,力求培养出高素质的社会主义新一代的外语学习者。 作者:金山 单位:青海省格尔木市第二中学 英语教育教学论文:高校英语教育教学论文 一、高校英语教育教学实践中的问题 (一)学生自身对英语学科产生了厌倦 在大学里,英语专业的学生需要四年左右的时间来完成课程,非英语专业的学生则要花两年的时间来学习英语。而且在大多数高校的英语课堂当中,都是以讲单词、讲语法为主,甚至没有脱离高中英语的教学方法和模式。对于刚踏入大学的新生来说,他们期望大学的教学方式能够有所改进,但如果教师仍然沿袭中学的教学方法,那么学生自然会产生厌烦的情绪。 (二)外语教学模式陈旧 在很多的大学英语教学课堂当中,都是以教师为中心,教师在课堂上进行讲解,而学生则显得十分的被动。这种单向的注入式教学方法很难激发学生的学习主动性、积极性。很多学生因为过于被动,不敢问问题,也不知道如何向老师询问。甚至每一堂课的内容都是讲解词语和语法,再做练习,对答案。这样方法是不可取的,因为很多大学的英语课都是公共课,几十个甚至上百个学生挤在一起上课。一学期下来,英语教师连学生的名字都不知道,所以就不能因材施教,更不能有针对性的进行讲课。 (三)外语教师严重的不足 据调查和统计,我国的外语教师严重的缺乏,合格的英语教师更是少之又少,教师的匮乏给大学英语教学带来了一定的困难。很多的学校为了把课程安排下去,不断的外聘教师,到外面请来兼职的英语教师。外聘的教师很多在经验方面都显得不足,观念陈旧,教学方法落后,不能满足大学英语教学的需要。而且教师的教学动力很低,缺乏敬业精神,很多的教师都在寻找跳槽和发展的机会,这使得英语教师的队伍非常不稳定。 (四)太过于急功近利 目前,很多的大学都把国家英语四六级和毕业证书、学位证书相挂钩,这对于一些英语基础不好的学生来说,并不是一个明智的决策。因为学生会为了毕业证而过于急功近利,急切的想要考过英语四级,同时忽略了英语学习的真正目的。甚至还会出现高分低能的现状,即便是考试过了,也不能真正的将学到的语言知识进行运用。 (五)方言的影响 对于很多的大学生来说,母语方言会对他们学习英语产生一定的影响,使学生在发音的时候出现很多的问题。举个简单的例子,在我国的南方一些地区,因为受到方言的影响,所以n和L分不清楚。甚至在英语发音中也是如此,学生在读Skin、Scoop的时候,S后的音不浊化,还有一些学生会将Bakcd读成\bcikit\。通过进一步的研究之后发现,这些读错的音都有一定的规律,首先,在一些辅音的后面加上元音,或者是随意给一个单词加上\r\的音,这些都是错误的发音。 (六)学生对英语课的满意度很低 因为很多教师在课堂都习惯了以自己为中心,以讲解和示范为主,上课的内容也离不开读生词、讲解课文、分析课文、课堂练习等等。就算是利用多媒体技术来进行上课,也只是用将过去写在黑板上的内容放到了电脑屏幕当中。而且教师在讲台上忙于讲解、演示或者操作,学生仅仅只是被动的做着笔记,互动很少,也没有充分的参与到其中来。 二、产生问题的原因 形成以上问题的原因有很多,比如学生的基础有很大的差异,学习能力也非常不同,有的学生在单词方面很薄弱,有的学生阅读能力很差,还有的学生听力不行。另外还有学习动机方面的差异,也会影响学生的英语学习。一些学生是为了通过大学的考试而学习英语的,还有一些学生是为了应付四六级考试,如果通过了考试,学习动机便消失了。一些高校为地方经济服务的办学定位也使得不同的学生在学习英语方面有一定的差异,虽然很多的企业把英语的四六级考试当成是应聘者的一个基本条件,但是在实际的工作中能够用到英语的机会并不多。此外,教学课堂采用的是传统的“灌汤式”教学方法,教师在课堂上讲解了很多知识,但是学生没有参与到其中来,也缺乏训练和实践的机会,这就打消了学生学习的积极性和主动性,所以产生了一系列的问题。 三、解决问题的对策和方法 (一)帮助学生转变学习的观念和态度 在英语学习当中,学生自身的学习观念和态度是最重要的,只有帮助他们转变了学习的态度,树立了长远的学习目标,才能够促进学习。因此,教师要尽快的使学生了解大学英语学习的要求和步骤,树立自我学习的意识。另外还要让学生明确,在大学里,学生自己分配的时间有很多,教师布置的作业也很少了,只有科学的管理了自己的学习时间,才能够取得好的学习成绩。 (二)更新教学的观念 除了学生的因素,教师自身也要改变陈旧的教学观念,树立以学生为主的教学观念,让学生明确在自己在课堂中的主导地位。教师需要明白,自己不仅仅只是传授知识的人,而且还在教学过程中扮演着其他的角色,比如组织者、监督者和示范者。除此之外,教师还要多多利用现代的教学手段,比如信息技术,对网络课堂和校园网进行开辟,给予学生学习的空间,引导学生自主学习。同时,这样也能使英语学习朝着个性化的方向发展,不受到时间、空间的限制。 (三)摆脱母语的束缚 很多学生在学习英语的时候,很容易受到母语的束缚,或者过分的依赖母语。因此,教师在上课的时候要尽量的创造条件,完全用英语来授课,也可以采用一些直观的手段来讲授英语,使学生摆脱母语的束缚。也就是说,要避免过多的使用汉语,促使学生用英语的思维来思考学习中的问题。如果遇到一些意思较为具体的单词,要采用直观的方法和手段来解决教学难题,比如让学生看图、看视频、看手势等等,这样他们就能够养成思考的习惯。另外,在讲课的过程中还要巧妙的将一些重点的复杂的句子进行引出和插入,这样学生便能够合理的联系上下文,充分理解课文内容。同时,这样也能够避免说出一些晦涩、难懂、生硬的句子,从而帮助学生对句子的含义能很快的理解。 (四)提高课堂的效率和质量 教师只有培养了学生的兴趣,才能激发学生的学习动力。如果学生学习取得了一定的进步,教师要进行鼓励和表扬。如果学习当中出现了问题,教师则需要进行及时的指导,并且精心安排教学的内容。在课堂上要以学生为主,教师在其中要扮演主导的角色,充分的强调学生的主体地位,这样学生才会有积极性。此外,为了让学生充分的参与进来,教师要多多组织一些小组活动,通过小组的合作来提高学生的竞争力和学习兴趣。最后,要将传统的英语学习方式和现代的英语教学手段相结合,比如多媒体教学设备等等。因为语言环境缺乏,所以必须要为学生创造一个好的语言环境。 (五)强化教学反馈 课堂中的教学活动能够传递教学的信息,作业和学习成绩也能够对教学信息进行反馈。所以,为了对大学英语教学进行改进,必须加强反馈。一是合理的布置作业。作业是英语教学中的重要环节,完成作业能够巩固学生所学习的知识技能,并且为下面的学习奠定坚实的基础。教师要想对学生的学习情况有所了解,并且知道自己在教学活动中的不足,必须合理的布置作业。作业一般被分为课堂作业和课外作业,课堂作业是学生在课堂上对学习内容的练习和巩固,课外作业则为学生提供了实践和实训的良好机会。所以,作业是教师和学生双方对教学效果进行检查、反馈的方法。二是完善测试的方法。大学英语教学的重点在于培养学生的语言使用能力,以适应将来的发展。为了避免学生为应付考试而学习,教师不能只强调测试的结果,要将学业成绩的测试进行相应的调整,将学习过程和结果合理的进行整合,这样就能使教学评价和反馈更加具有真实性、客观性以及实际性。 四、总结与体会 如今,大学英语教学中仍然存在很多问题,一些是来自学生自身的问题,一些是涉及到国家的教育体制的,还有一些和教师素质、能力有关。只有在教学过程中,不断探索,不断改进,才能提高大学英语教学的效率和质量。 作者:梁瑞芳单位:内蒙古集宁师范学院 英语教育教学论文:英语教育教学探讨论文 摘要:从教十多年来,接触并使用过很多的教学方法。可谓教无定法。不同的学校,不同的学生,不同的授课内容,就要使用不同的方法。每种方法都有利有弊,可以说没有一种教学方式方法可以适合所有的学生和所有的课堂。总之英语课堂教学效率的提高,方法是多种多样的,可谓智者见智,仁者见仁,下面我就结合多年来在英语教学上的实践,谈一谈自己的一些体会。 关键词:英语数学兴趣效率 1激发兴趣,提高效率 一位教育家在一书中这样写道:“教育的艺术是使学生喜欢你教的东西。”我认为教师只有以自己独特的教学艺术和教学内容感染和吸引学生,才能增强学生学习英语的兴趣。 记单词词汇是英语教学中最基础的工作,也是最重要的工作。而学生感到最困难的恰恰就是单词词汇了。这就需要我们想方设法使学生对记英语单词感兴趣。 记单词是十分枯燥的,如果我们简单地把几十个单词抛给学生,规定用多少时间给我记下来。学生一定会非常反感,效果就可想而知了。相反,如果我们能够给学生酝造一个非常宽松的愉快的学习环境,让学生在玩中学,在游戏中记的话,学生就会轻而易举地把记音标和单词的任务完成了。 1.1指物记单词这种记忆方法就是利用了就地取材的原则,一切皆为我所用,不必为教具发愁。方便实用,学生颇感兴趣,而且还能加深他们对事物的认识。有时,我就顺手拿起学生的书包对学生说:“同学们知道吗?李明的这个书包里面的东西,看一看谁能把他们认出来”接着我就依次取出了文具盒、铅笔、钢笔、书、橡皮、直尺、卷笔刀、字典笔记本……我取一样学生就说出一个单词。 1.2比赛记单词有时我就以比赛的形式让他们来记单词。采取写出自己家里的电话号码、手机号码、车牌号以及学号等的比赛形式让学生记住了本来枯燥无味的数字。 1.3单词接龙在电视节目上我们经常看到成语接龙比赛,每一位参赛选手注意力都高度集中,想出更多的词语供选择,这时的大脑处于高速运转的状态,同时也是记忆力最好的时候。所以,如果遇到单词多而且难的单元,我就采用单词接龙的方法来帮助学生记忆单词。有时候复习时也偶尔采用,效果特别好,而且学生很感兴趣。 2培养习惯,强化能力 我国著名作家巴金说得好:“孩子成功教育从好习惯培养开始。”学生要想学好英语,就要学好英语的五大技能。学生学英语习惯归纳起来就是听说读写译习惯的培养。 2.1听的习惯一位语言专家说过“掌握一种语言,首先是听懂”。可见“听”是运用英语进行交际最重要的手段之一,也是学习英语使用最广泛的手段之一。现实生活中很多现象也说明听力差的人语言表达能力也不会好到哪里去。比如聋和哑往往就是相连的。光靠初三这两个月是不行的,所以我从初一的时候起每节课都要进行听力训练,听力训练的单词记得多,听力也就不怕了。另外就是听写课文,这也是一个很有效的练习听力的一个好方法。 2.2说和朗读的习惯我们最怕的就是“哑巴英语”,因为中国学生大部分性格内向、腼腆有一种不愿积极参与的心理障碍,而且害怕出错,这是学习语言最大的障碍,要排除这种心理障碍只有认真训练学生的说和朗读的习惯。语言这东西,读比写还重要,比如一个两三岁的小孩,他虽然写不出几个字,但他能基本掌握语言的表达功能,比较自由的交流。这就是读起了很重要的作用。 俗语说:“拳不离手,曲不离口。”拳师每天要练拳,歌手每天要练嗓子。我们学习英语也要坚持朗读英语,只要每天坚持朗读英语,只要每天坚持朗读三四十分钟,持之以恒,就能使舌头听从大脑的指挥,说出一口流利的英语。 另外,大量的、准确的朗读能够促进听力和口语的进一步完善而广泛的朗读更能充分提高阅读和写作水平。这也是我上高中时的亲身经历。之所以我现在吃英语这门饭,就是因为我上高中时每天早上坚持读半个小时的英语,英语才成了我最强项。 2.3培养写作习惯俗话说,“好记性不如烂笔头”。英语学习必须以听和读为前提,但要真正掌握英语,形成综合运用语言的能力,仅靠听和读是远远不够的,还必须通过说和写来检验和促进英语语言知识的掌握与运用能力的形成。 在我国以往的英语教学中,“哑巴英语”可谓人所共知的现象,比如许多毕业大学生毕业以后,都拿到了英语6级甚至是8级,但到了工作当中无法和外国人正常交流。而这些年来随着听,说不断受到重视,笔头工夫,尤其是写作成了学生的难题。所以从初一第一个学期起就特别重视写作能力的训练,每天都要学生写几句话,到初三写整篇的文章。原来学生写一次作文,老师都需要一词一句的改上几天,但最终效果不是太好,还是要让学生多写多练,才能提高学生的作文水平。 3鼓励赏识的力量无穷尽 俗话说,良言一句三冬暖,谁都爱听好话,表扬的话。有利与学生成长的好听的话,老师一点也不要吝啬。不经意的一句表扬和鼓励,一句真心的关怀,一个真诚的眼神,一句善意的面带微笑的责备,也许能给学生彻夜难眠的欣喜,也许能成为学生化悲痛为力量的催化剂,也许是学生一生的转折点。我们学校有一个不成文的规定:英语每天早上都要默写。不管默写多还是少,满分都是100。为了严格要求学生,都是95分过关,也就是说错三个以下过关,否则就不过关。但是我们班有几个孩子比较薄弱,别说95分过关,就是65分他们几个也过不了关。 于是我就给他们降低标准,比如今天默写对一个,就批一个“好”字,明天能默写对两个,我就给他们批一个“进步很大,加油!”好学生一样也需要表扬。如果是经常默写满分的同学,我就会这样批“你的水平就是一流的,你太棒了!”尤其是初三学生的心里压力已经够大的了,老师不应该再有恨铁不成钢的言语和做法,给学生沉重的思想包袱,这时最好的老师是能给学生减压的老师,这样的老师才是学生心目中的良师益友。 所以,在平时的教学中我经常会对学生说:“中考的题目不难,所有的题目都是我们平时做过的见过的。”这时,学生听了我的话后都会开心的笑起来。所有的压力都烟消云散了。同时,平时考试的题目不要太难,这样会给学生更多的成功体验,也是对学生的一种鼓励。超级秘书网: 教育不是灌满一桶水,而是点燃一团生命的火焰! 英语教育教学论文:英语教育教学改革及创新型人才培养 【内容摘要】在近几年全球化的趋势下,英语成为了全球通用语言,社会各界人士越来越关注高校英语课堂教学。伴随着新课改的持续推进,人们对于高校英语教学的方法和方式有着越来越严格的要求,在这种情况下,高校英语教育教学的有效性也就有所关注。同时教育对于学生来说至关重要,教师需尽可能领会到课堂有效教学的内涵,合理优化课堂教学的教学,从而达到培养创新型人才的目的。本文基于英语教育教学改革与创新型人才培养展开探讨,并提出优化高校英语教学方法的策略。 【关键词】英语教育;教学改革;创新型人才 随着我国经济的快速发展,英语教育教学方式满足不了当今社会日益增长的需求,英语教育教学改革也随之而来。我国教育教学的新视野下,创新型人才是高校英语教育教学改革的目标。为培养创新型人才,英语教师要根据学生的实际学习情况和英语课堂效率来不断改进和完善教学模式,以此提升学生的英语综合能力及其创新能力。教师可以从学生的角度出发,创新英语教学模式,有效培养创新型人才,从而为我国经济的发展提供源源不断的高质量人才。 一、英语教育教学与创新型人才的意义 随着时代和全球化的发展,人们重新认识到创新能力的重要性,开始注重学生的英语综合应用能力,培养创新型人才。高校英语教育教学要求教师与实践结合,全面培养学生的各项能力,同时有效提高学生的英语交际表达能力,对学生的生涯及其以后的生活有着极大的帮助。 (一)培养创新思维 对于创新型人才来说,英语教育教学要培养学生的创新思维。培养创新性思维能力可以通过对高校英语教育教学的模式改革来培养学生能力,从对英语音标、到单词组成及其语法等等方面的学习来掌握英语知识并能灵活运用的过程。在英语教学课堂上,教师要启发性引入英语知识点,并结合实际来分析知识点的构成要素,使得学生的创新思维得到一定程度的训练。 (二)培养创新观察 创新型人才的培养离不开英语教育教学中创新观察能力,高校英语课程的学习过程更为繁杂,这就需要每个学生具有一定的创新观察能力。英语的单词、语法知识极其相似,这就考验学生的观察思考能力,并且经过不断区分其异同点得以掌握;在高校英语句子的翻译中,不仅需要学生了解其句式及其单词的应用,还需创新观察,结合实际来翻译完美的句子。所以英语教育教学培养学生的创新观察能力。 (三)发展创新能力 当今社会下,创新能力是每个人必备的,但又不是每个人的创新能力都很高,那么具有较高创新能力的人,就会在事业或工作中有所作为。对于学生来说,英语教育教学在进行知识的补充和拓展,使得学生完善自我的同时,有利于提高学生的创新能力。所以在高校英语教学中以发展学生创新能力为主,提高综合文化素养为辅,在未来生活中能够有效地使用其进行终身学习。 二、英语教育教学的现状 (一)教学模式传统 传统教学模式———现今社会的英语教育教学模式,即教师课堂讲课,学生听讲。由于教学模式缺乏多样化,缺乏课堂学习氛围,于是,学生对于英语学习存在厌倦感,英语课堂教学效率低下。 (二)缺乏话语权 一般的英语教育教学中,师生主导地位颠倒,学生的话语权较少,一般由教师掌控课堂教学,使得英语的教学方案缺乏实践意义。这使得高校英语教育教学主动性不高,学生的口语表达练习少之又少,而且以教师为主的英语课堂学习气氛低沉,致使教育的教学效果不佳。 (三)学习方法不好 在课堂上学生没有配合教师的教学来学习,而学习知识是需要教师和学生共同努力的,而学生的学习方法存在问题,学生认为即使不听课,看看课本就能把教师课堂上所讲的知识都能学会。于是缺少了课堂上的学习,课下的学习并没有做到认真对待,而最终造成学生对于英语知识存在半知不解的状况,致使对学习失去信心,导致学生创新性和学习积极性大大降低。 (四)评价体系有所欠缺 受我国应试教育的影响,大多数的教师追求学生的分数提高,而对英语口语有所忽视,要求学生在考试时懂写、会写就行,使得英语综合能力评价存在着严重的缺陷,导致学生的能力有所限制。英语口语评价体系的欠缺,导致很多学生在英语考试高分而英语口语交际却不行。同时近几年部分高校只追求英语四六级的通过率,而忽略了英语的综合能力的培养。因此,想要以上解决问题,在教育体制改革的同时,教师要采用形式多样化的教学方式来引导学生学习英语,提高英语教学质量,达到培养创新型人才的目的。 三、优化英语课堂教学的策略 (一)更新教学理念 在传统的大学英语教学模式中,传统的教学理念限制了学生学习积极性。固然这种传统教学观念能够让学生有所收获,但同时却也束缚了学生的创新性,降低学生对英语的学习兴趣。而“互联网+”课堂教学提出了一种新的理念,它使学生的创新性有了大大的提高。教师在正式的讲课之前,应制定有针对性的教学计划,使课堂的职能不局限在讲课,还培养学生的综合英语能力。取消在很多的传统教育中分数至上的理念,使教师在训练学生的应试能力的同时,也重视学生的创新能力。 (二)增加对话教育 教师在教学时可以引用有哲理的英语真理或是有意义的句子来吸引学生的注意力,从而使学生对英语课堂有兴趣,同时教师要鼓励学生在课堂对话教育教学中来表现自己,积极参与英语问题的思考与讨论,来达到在对话教育中提高学生英语学习能力培养的目的。教师在高校英语教学课堂中,与学生交流时,要引导学生思考问题并让学生进行英语口语表达,教师与学生交流时注重学生的思想感情,以学生为主体,营造良好的英语学习氛围。而且在当今社会,交流沟通是每个人必备的生存能力,高校英语教师在教完一章的内容时,可以让学生组织语言对所学过的内容进行英语口语的总结,这就有利于提高学生的英语综合能力。在实行英语对话教学课堂后,师生在课堂的交流有了很大转变,提高了大学英语课堂的交互性,不再是教师的主场,形成一种课堂上相互交流学习的良好方式,有效提高了英语对话教育的数量和质量。同时对话教学模式能有效地克服学生学习英语的厌恶心理,从而提高学生创新思维。 (三)传统教学与多媒体技术有机结合 在传统的教学中,大学生面临着很大的压力,他们不仅需要掌握好各种知识,还要承受就业的压力,而大学知识并不是多么有趣,因而学生的学习积极性不高。将传统教学与多媒体结合能够创设出良好的教学情境,使学生拥有良好的思维能力和探索能力,提高学生的综合知识。同时也使得学生对英语教育教学的意义有了更深的认识。在新的高校英语教学方式下,学生在此环境下能更好地学习,同时学生的思辨能力和思考水平有了大大的提高,有利于活跃英语课堂的学习气氛,使得学生的英语综合能力有了较大的提高。 (四)实践教学 “理论教学为主”模式是高校英语大部分课程的教学模式。但是大学生终将是要踏入社会的人,实践经验对于他们来说十分重要。高校英语课程的教学安排要注重学生的课堂实践,要培养学生的英语应用及其创新能力。若学生拥有丰富的理论知识而没有一点经验,那么学生在就业过程中困难可想而知了。实践教学使得学生对学习产生了浓厚的兴趣,从而促进了学生的创新性学习。 (五)提高教师专业素养 高校在选择和培训教师的过程中,不仅要重视教师知识储备,更要对教师的教学能力有所要求。因为教师的综合教学能力是会随着经验的积累而提升。教师可以根据学生的实际情况来安排课堂教学,使得学生可以进行创新思考,这对于学生来说十分重要,独自思考,就会有疑问,解决了疑问,那么就会收获知识。 (六)教育机构要给予支持 为更好地培养创新型人才,教育机构要给予高校一定的支持。教育机构要为高校英语提供与多媒体技术教学相适应的硬件条件,保证了高效的高校英语教学,以实现师生拥有丰富的教学、学习资源,有效学习,来提高学生知识水平,同时使得师生在课堂中能更好地讨论对话,使课堂学习氛围浓厚,促进学生发展创新思维。 (七)完善评价体系 教师在教学英语教学时,要注重教学手段多样性及其灵活性,使得学生积极参与到英语课堂学习中,从而促进课堂的学习气氛,提高学生的课堂效率。在英语教学中教师要鼓励学生积极创新,敢于尝试,而不是默默无言,学哑巴英语。我国的英语教育相关机构及其主要负责人要完善英语口语评价,给予学生全面的评价方式,使得学生树立正确的思想价值观念。高校不仅要追求英语四六级的通过率,更要注重英语的创新能力的培养,使得学生全面发展。 四、结语 未来高校教学应以学生为主体,改革创新高校英语的课程教学,英语教师要以培养学生的英语综合能力,能有效地进行外语交流为目标,从而使得学生英语口语交际水平有了较大的提高,使得学生在未来生活中能用英语来进行交流,从而有利于培养创新型人才来服务于社会的发展。 作者:夏雪 单位:长春金融高等专科学校 英语教育教学论文:初中英语教育教学质量分析 [摘要]随着对外开放战略的不断深入实施,英语在中国越来越受到重视,成为重要的对外交流工具。而初中英语教育教学不仅是让学生学习知识,关键在于立足初中学生的实际情况,提高教育教学质量,奠定学生继续学习的基础。本文从提高初中英语教育教学质量的重要性入手,提出若干具体路径,旨在提高教师教育教学质量、保证学生全面发展。 [关键词]初中英语;教育教学;提高质量;路径 2017年9月初中英语教育既是小学基础英语教育的延伸,又是为高中英语教育打基础的阶段;初中教育既属于最后的义务教育阶段,又属于基础教育的中间环节,是连接高中与小学的桥梁,因此初中英语教育教学在基础教育阶段的位置极其重要。但是语言学习并不容易,母语学习尚且如此,更何况是英语?这就需要初中英语教师及时更新教育理念,采取多元化、灵活多样的教学方法激发并保持学生的学习兴趣,不断提高教育教学质量,使教学效果事半功倍。 1提高初中英语教育教学质量的重要性 初中生是特殊的群体,心理尚未成熟,生理处于青春期,不仅好奇心强,且容易转移注意力;不仅好动、活泼,且缺乏自我约束能力;不仅可塑性强,且自我控制能力较差,缺乏主动性,有严重的逆反心理;不仅接受新事物、新知识的速度快,且兴趣选择性强。加上现代社会传输信息的渠道多、广、杂,速度快,特别是游戏、网络等对初中学生的吸引力远远大于英语课堂枯燥的学习(张健玮,2016),如果教师在教育教学中忽视学生的这些特征,依旧使用过去的讲授教学模式,将学生视作知识容器,则不仅无法达到预期的教育教学效果,难以实现教学目标,更会造成学生学习的主动性与积极性被严重挫伤,逐渐丧失英语学习兴趣,甚至产生抵触心理。因此,教师如何在现代教育中适应素质教育要求,掌握初中学生的实际情况与学习特征,培养并保持学生学习兴趣,调动其学习的主观能动性,这是每一名教师都需要认真思考的课题。提高初中英语教育教学质量至关重要,且迫在眉睫。 2提高初中英语教育教学质量的具体路径 (1)科学安排教学内容,推动教育教学进步 在初中英语教育教学中,教师不仅可按照教材内容讲解知识,还可利用课堂讨论环节开展教学活动,这对培养学生的学习兴趣与自主性、培养学生的团队意识与交流协作能力等有重要意义。教师不但要在教育教学中为学生预留足够的课堂思考与讨论时间,还要重视提高课堂讨论质量,不能让学生盲目讨论。在课堂上,学生注意力会因时间的增加而慢慢分散(梁振华,2015),教师对于教学内容的安排应科学、合理,要有计划性、时间性,以便最大化利用学生集中注意力的时间,有效提高课堂教育教学质量。例如,当教师引导学生学习关于Shopsandmarkets的知识点时,就可先向学生展示关于bookshop,toyshop,clothesshop,shoeshop等新单词、新知识,接着提出问题:Whatdoyouwanttobuy?Whydoyouwanttobuyit?并由各小组组长组织成员讨论这些问题,注意把握时间;最后,教师让学生围绕主题Shopsandmarkets设计对话内容,进行小组比赛。如此,教师不但能让学生在课堂讨论环节发挥想象力、锻炼拓展思维能力,还能帮助学生更深刻地理解课文内容,提高语言组织能力,推动英语教育教学的发展和进步。 (2)运用多种教学手段,提高学生学习兴趣 单一的教育教学方法是枯燥、乏味的,即便是好的方法,频繁使用也会丧失魅力。随着新世纪教育教学的快速发展,信息技术得到广泛应用,教师要想提高教育教学质量,就必须细致研究教材,按照不同教学内容选择不同的教学方法,不断拓宽学生对信息的获取与接收渠道,在激发初中学生求知欲的同时保持其学习的兴趣与主动性,激励学生把英语学好。例如,在单词教学中,教师要选择合适的教学方式,让学生有趣味地学习并记忆。在教学中,有些教师每次依次讲几个单词,照本宣科;而另一些教师则将各类单词制作成卡片,让学生开展单词分类游戏,并分组比赛,使英语教育教学不仅速度快且效果好、质量高,同时还训练学生观察能力与反应能力。这两种教学方法取得两种效果,前者索然无味、后者灵活有趣。对于单词教学,教师还可充分利用直观的教具。就拿单词bas-ketball来说,教师可指着篮球说:What’sthis?It’sabasketball.接着再重复说几次basketball,basketball...篮球的音、形、意就在学生脑子里留下深刻印象,以后看到篮球就能脱口而出basketball,不再需要汉语翻译。复习词汇时,教师可选择开展游戏Guess。如在复习名词bas-ketball,bell,book,jeep,pen等时,就可将事先准备好的图片、模型、实物等摆在讲台上,让学生先看,之后收起图片,秘密地将其中一件物品如pen放进大袋子,接着拿出,用学生学过的句型提问:Whatisinmybag?学生回答:It’sabook.对于错误答案教师只说:No,itisn’t.紧接着问另一名学生,学生回答:It’sapen.学生猜对了,教师就给予鼓励:Yes,you’reright./Youareveryclever.之后教师再换一件物品继续做游戏,增加课堂趣味性,让学生在复习单词的同时熟悉句型,练听、练说,积极参与课堂学习。在句子教学中,教师可组织听力比赛,让学生比一比谁先说出自己听到的句子,看谁说得好、说得准、说得快,并进行单词组句比赛,在提高学生兴趣的同时提高教育教学质量;在课文教学中,教师则可按照不同课文的内容、体裁,选择模拟对话、讲故事、改变人称、看图说话、即兴口头作文、组句成文等教学方法,让学生保持浓厚的学习兴趣。现代教育技术为初中英语教育教学提供了更多途径,尤其是多媒体技术的应用,使教师结合实物、幻灯片、视频等手段激发学生学习的兴趣和好奇心,提高教育教学质量。 (3)拓展英语课堂教学,提高学生运用能力 教师还应巧用网络平台开展英语对话教学,将课堂教学延伸到课外,激发学生运用英语语法的能力,提高学习质量。(朱鹏程,2016)当今社会有极其丰富的网络资源,无线网络使学校、家庭、社区以及公共场所等都实现了网络全覆盖,而英语教育教学也应改变理念,学生学习英语不再仅仅局限于课堂,还应拓展到课外,让学生借助网络资源在线学习英语。其中,对话练习是学生自主学习英语的重要内容,特别是课堂对话时间很短暂、内容缺乏丰富性,学生很难及时训练对话,而用平板电脑、智能手机等硬件资源,学生就能在线训练,显著提高运用能力。例如,对于Whenwasheborn?的教学,教师就可指导学生在家中在线学习,依托网络平台再一次学习教师在课堂上讲解的英语句式、语法,通过在网络上和多名学生或教师在线对话,提高英语对话练习效果,增强实践能力。另外,教师也可定期举办英语手抄报、英语黑板报等课外活动,鼓励学生简单阅读英语杂志,或每月组织开展一次英语歌曲比赛、英语沙龙等。通过这一系列有趣的活动,学生能及时在实践中运用课堂所学知识,英语语言环境也变得更加开放、灵活,从而实现课外活动、课堂教学的相互促进,大幅度提升初中学生英语水平,切实提高教师的英语教育教学质量。 3结语 进入新世纪以后,英语作为基础的语言学科之一,随着时代的不断发展变得愈加重要,提高英语教育教学质量、搞好英语基础教学工作已经成为广大一线英语教师义不容辞、刻不容缓的职责。在实践中,初中英语教师只有积极探索更多更有效的、充满趣味性的教育教学手段,才能持续提高教育教学质量,培养更多爱好英语学习的学生,从而更有力地促进初中英语教育教学事业向前发展。 作者:曾双喜 单位:安徽省铜陵市第二中学 英语教育教学论文:英语教育教学实践中的多模态教学分析 摘要:中学不应该是应试教育的延续,应该是教学体制改革的重点。本文从多模态教学模式的内涵出发,分析了中学英语教学中应用多模态教学模式的重要性,并阐述了中学英语教育教学中多模态教学模式应用存在的问题及解决措施,意在促进中学多模态教学模式创新。 关键词:英语教育;多模态教学;模式探讨 随着经济全球化的发展,社会对英语人才的需求量越来越大,这也对中学培养英语人才提出了更高层次的要求。现在的学生必须具有牢固的专业知识、较高的素质品质、过硬的实战能力,才能够适应现代化发展的需求。采用多模态的教学模式正是将学生的视觉和听觉结合起来,全面培养学生的交际能力、思维能力和团队合作能力。 一、如何理解多模态教学模式 多模态教学模式适于英国,在改革开放后被引进到中国,并结合国内的教学情况,逐渐转化为一种具有我国特色的教育模式。它是基于多模态话语分析分析的教学模式,使学生的所有感觉器官配合工作,达到听、说、读、写各个方面能力的提升,可以从以下几方面更全面地理解多模态教学模式:第一,课程设置多模态化。2007年《中学英语课程教学要求》中提出,要将综合英语、语言文化类的层次划分开来,充分确保不同层次的学生对英语应用能力的提升。第二,教学内容多模态化。据实验对比,通过图像、声音、视频和动画等形式教学活动,要比“上传下达”的教学模态更能够吸引学生的注意力。在多媒体条件下呈现出来的教学内容更丰富,能够提升学生的学习兴趣。第三,教学互动多模态化。互交式教学方法是多模态教学模式的重点,它强调师生互动、人机互动和生生互动,全面培养学生的交际能力、团队协作能力及自主创造能力。第四,教学手段多模态化。顾曰国提出,能够调动单个感觉器官互动叫单模态,能够用到两个感觉器官的叫多模态。本中提出的多模态教学模式,是在使用现代化教学设备情况下,全面调动视觉和听觉器官,使人、机器、物件等之间形成互动的一种模式。 二、中学英语教学中应用多模态教学模式的重要性 根据每所学校的教学要求及教师的教学习惯,各个学校的教学方式存在很大差异,但采用多模态的教学模式对全面提升中学的教学质量具有重要作用。 (一)全面提升中学的教学质量 采用多模态的教学模式,将学生的视觉和听觉全面结合起来,集中注意力听老师的讲解,不仅调动了学生学习的积极性,而且有助于全面提升整个中学的教学质量,促进中学教育体制的改革。 (二)全面培养实用性英语人才 根据学生英语水平和学习需求,中学英语课程的设置主要分为三个层次:基础课程、提高课程和专门用途英语课程。专门用途英语课程是中学英语基础课程和提高课程的延续和拓展。 (三)专业人才全面能力的培养 在多模态教学中强调了两点,如教学互动多模态化、教学手段多模态化,它是在现代化教学设备的环境下,注重学生实践能力、交际能力、创新能力、思维能力、感官接受程度等多方面能力的培养。通过多模态教学模式,不仅能够促进师生间和生生间的感情,而且有助于全面培养学生的综合能力和人文素质,这些是在传统的教学模式中很难感受到的。 三、中学英语教育教学中多模态教学模式应用存在的问题 中国多以应试化教育模式为主,即使是中学教育也是如此。如中学英语课程的设置,教师根据教学大纲要求,教条式地开展课堂教学,学生被动式在下面接受,即使对很多问题不理解也不会请教,更不会深究其问题的始末。教师观念不够现代化、学生参与程度不高、中学信息化程度低等都是中学英语教育教学多模态教学模式应用存在的现状,应采取积极的措施解决现有问题。 (一)教师观念不够现代化 中国的教师是要评等级和资质的,在中学教育体系中,资质比较高的一些教师通常年龄稍长些,有些教师已是不惑之年。他们的优势是具有丰富的教学经验,但他们对现代化的教学手段和方式接受程度低,认为学习本身就应该是“学海无涯苦作舟”和“寒窗苦读”,否则很难懂得知识的真谛。但在这个知识和数据可以检索的年代,利用互联网技术能够在短时间内获得自己想要的内容,中学采用将视频、声音、图像、文字结合的多媒体教学模式,并不是打乱了传统的教学模式,而是将中国古代提倡的“寓教于学”的教学理论延续下去。 (二)学生参与程度不高 师生间平等交流的机会不多,多数情况下教师扮演着“受道解惑也”的角色,学生必须尊师重道,听从教师的安排和指挥,课下完成老师的要求。这种被动式接受的教育模式,很难提起学生的兴趣,课堂上几乎只能听见教师侃侃而谈,很难看到学生的参与和互动,“填鸭式”的教育模式已在中国根深蒂固。多模态的教学模式是将学生的感官结合起来,增加学生在学习中的投入度,全身心地配合教师讲课,参与问题的讨论与交流,形成一种相对活跃的课程气氛。但由于一些教师思想观念比较落后,多模态教学模式仍在缓慢推广中。 (三)中学信息化程度低 互联网和计算机在如今已不是新鲜事物,它已经成为中学学生的必备产品。但很多学生花大价钱配置计算机并不是用在学习上,而是便于课下打游戏、看电影、聊天等娱乐活动,这无疑丧失了计算机存在的意义。中学也配置了机房,但很少有学生去“光顾”,一台台计算机成为摆设。换句话说,中学的信息化程度非常低。因多媒体教室少,教师们也只是偶尔会申请多媒体教学,他们始终认为自己板书才是最好的教学模式,这非常不利于中学教育体制的革新。 四、中学英语教育教学中如何实施多模态教学模式 中学英语教育教学中多模态教学模式应用存在教师观念不够现代化、学生参与程度不高、中学信息化程度低等问题。若想改变现状,必须进行教育体制的改革,采取多模态的教学模式,选取新的教学方法,促进师生间的互动,增加中学教学设备的投入等。 (一)加大多模态教学宣传力度,开创新的教学方法 加大多模态教学的宣传力度,使广大师生认识到多模态教学模式所带来的好处,然后再逐步地推进整个中学体制的改革,培养出社会需要的现代化人才,这才是中学培养学生的目的。中学英语对所有学生来说是一门基础课程,重点培养学生的口语表达能力,使之在日后能够有用武之地。但实施多模态教学方法后,中学英语教学将不再是简单地培养学生口语表达能力,而是交际能力、协作能力、团队意识、思维创新能力等,它强调的是人机互动、师生互动和生生互动。 (二)鼓励多实施互动教学模式,促进师生间的互动 被动式接受的教学模式已经落伍,已不能适应现代化教学的发展需要。多模态教学模式是一种起源于英国,引进到中国后加以“改良”的新型的教学模式。通过多媒体教学或电子作业的形式,使学生了解计算机的用途,有助于提升学生计算机的应用水平;通过辩论赛、讨论会、调查研究等方式参与到老师设置的问题中,体现出了学生对教学活动的参与性,达到师生间互动的目的;通过拓展活动、集体比赛的形式,可以使学生懂得团队精神、协作意识的重要性,达到生生互动的目的。开展丰富多彩的教学活动的时候,正是培养学生思维能力、交际能力、团队精神及创造能力的最好时期。 作者:代朗朗 单位:安顺市西秀区蔡官镇蔡官初级中学 英语教育教学论文:英语教育教学实践中的教学模式探讨 摘要:中学不应该是应试教育的延续,应该是教学体制改革的重点。本文从多模态教学模式的内涵出发,分析了中学英语教学中应用多模态教学模式的重要性,并阐述了中学英语教育教学中多模态教学模式应用存在的问题及解决措施,意在促进中学多模态教学模式创新。 关键词:英语教育;多模态教学;模式探讨 随着经济全球化的发展,社会对英语人才的需求量越来越大,这也对中学培养英语人才提出了更高层次的要求。现在的学生必须具有牢固的专业知识、较高的素质品质、过硬的实战能力,才能够适应现代化发展的需求。采用多模态的教学模式正是将学生的视觉和听觉结合起来,全面培养学生的交际能力、思维能力和团队合作能力。 一、如何理解多模态教学模式 多模态教学模式适于英国,在改革开放后被引进到中国,并结合国内的教学情况,逐渐转化为一种具有我国特色的教育模式。它是基于多模态话语分析分析的教学模式,使学生的所有感觉器官配合工作,达到听、说、读、写各个方面能力的提升,可以从以下几方面更全面地理解多模态教学模式:第一,课程设置多模态化。2007年《中学英语课程教学要求》中提出,要将综合英语、语言文化类的层次划分开来,充分确保不同层次的学生对英语应用能力的提升。第二,教学内容多模态化。据实验对比,通过图像、声音、视频和动画等形式教学活动,要比“上传下达”的教学模态更能够吸引学生的注意力。在多媒体条件下呈现出来的教学内容更丰富,能够提升学生的学习兴趣。第三,教学互动多模态化。互交式教学方法是多模态教学模式的重点,它强调师生互动、人机互动和生生互动,全面培养学生的交际能力、团队协作能力及自主创造能力。第四,教学手段多模态化。顾曰国提出,能够调动单个感觉器官互动叫单模态,能够用到两个感觉器官的叫多模态。本中提出的多模态教学模式,是在使用现代化教学设备情况下,全面调动视觉和听觉器官,使人、机器、物件等之间形成互动的一种模式。 二、中学英语教学中应用多模态教学模式的重要性 根据每所学校的教学要求及教师的教学习惯,各个学校的教学方式存在很大差异,但采用多模态的教学模式对全面提升中学的教学质量具有重要作用。 (一)全面提升中学的教学质量 采用多模态的教学模式,将学生的视觉和听觉全面结合起来,集中注意力听老师的讲解,不仅调动了学生学习的积极性,而且有助于全面提升整个中学的教学质量,促进中学教育体制的改革。 (二)全面培养实用性英语人才 根据学生英语水平和学习需求,中学英语课程的设置主要分为三个层次:基础课程、提高课程和专门用途英语课程。专门用途英语课程是中学英语基础课程和提高课程的延续和拓展。 (三)专业人才全面能力的培养 在多模态教学中强调了两点,如教学互动多模态化、教学手段多模态化,它是在现代化教学设备的环境下,注重学生实践能力、交际能力、创新能力、思维能力、感官接受程度等多方面能力的培养。通过多模态教学模式,不仅能够促进师生间和生生间的感情,而且有助于全面培养学生的综合能力和人文素质,这些是在传统的教学模式中很难感受到的。 三、中学英语教育教学中多模态教学模式应用存在的问题 中国多以应试化教育模式为主,即使是中学教育也是如此。如中学英语课程的设置,教师根据教学大纲要求,教条式地开展课堂教学,学生被动式在下面接受,即使对很多问题不理解也不会请教,更不会深究其问题的始末。教师观念不够现代化、学生参与程度不高、中学信息化程度低等都是中学英语教育教学多模态教学模式应用存在的现状,应采取积极的措施解决现有问题。 (一)教师观念不够现代化 中国的教师是要评等级和资质的,在中学教育体系中,资质比较高的一些教师通常年龄稍长些,有些教师已是不惑之年。他们的优势是具有丰富的教学经验,但他们对现代化的教学手段和方式接受程度低,认为学习本身就应该是“学海无涯苦作舟”和“寒窗苦读”,否则很难懂得知识的真谛。但在这个知识和数据可以检索的年代,利用互联网技术能够在短时间内获得自己想要的内容,中学采用将视频、声音、图像、文字结合的多媒体教学模式,并不是打乱了传统的教学模式,而是将中国古代提倡的“寓教于学”的教学理论延续下去。 (二)学生参与程度不高 师生间平等交流的机会不多,多数情况下教师扮演着“受道解惑也”的角色,学生必须尊师重道,听从教师的安排和指挥,课下完成老师的要求。这种被动式接受的教育模式,很难提起学生的兴趣,课堂上几乎只能听见教师侃侃而谈,很难看到学生的参与和互动,“填鸭式”的教育模式已在中国根深蒂固。多模态的教学模式是将学生的感官结合起来,增加学生在学习中的投入度,全身心地配合教师讲课,参与问题的讨论与交流,形成一种相对活跃的课程气氛。但由于一些教师思想观念比较落后,多模态教学模式仍在缓慢推广中。 (三)中学信息化程度低 互联网和计算机在如今已不是新鲜事物,它已经成为中学学生的必备产品。但很多学生花大价钱配置计算机并不是用在学习上,而是便于课下打游戏、看电影、聊天等 娱乐活动,这无疑丧失了计算机存在的意义。中学也配置了机房,但很少有学生去“光顾”,一台台计算机成为摆设。换句话说,中学的信息化程度非常低。因多媒体教室少,教师们也只是偶尔会申请多媒体教学,他们始终认为自己板书才是最好的教学模式,这非常不利于中学教育体制的革新。 四、中学英语教育教学中如何实施多模态教学模式 中学英语教育教学中多模态教学模式应用存在教师观念不够现代化、学生参与程度不高、中学信息化程度低等问题。若想改变现状,必须进行教育体制的改革,采取多模态的教学模式,选取新的教学方法,促进师生间的互动,增加中学教学设备的投入等。 (一)加大多模态教学宣传力度,开创新的教学方法 加大多模态教学的宣传力度,使广大师生认识到多模态教学模式所带来的好处,然后再逐步地推进整个中学体制的改革,培养出社会需要的现代化人才,这才是中学培养学生的目的。中学英语对所有学生来说是一门基础课程,重点培养学生的口语表达能力,使之在日后能够有用武之地。但实施多模态教学方法后,中学英语教学将不再是简单地培养学生口语表达能力,而是交际能力、协作能力、团队意识、思维创新能力等,它强调的是人机互动、师生互动和生生互动。 (二)鼓励多实施互动教学模式,促进师生间的互动 被动式接受的教学模式已经落伍,已不能适应现代化教学的发展需要。多模态教学模式是一种起源于英国,引进到中国后加以“改良”的新型的教学模式。通过多媒体教学或电子作业的形式,使学生了解计算机的用途,有助于提升学生计算机的应用水平;通过辩论赛、讨论会、调查研究等方式参与到老师设置的问题中,体现出了学生对教学活动的参与性,达到师生间互动的目的;通过拓展活动、集体比赛的形式,可以使学生懂得团队精神、协作意识的重要性,达到生生互动的目的。开展丰富多彩的教学活动的时候,正是培养学生思维能力、交际能力、团队精神及创造能力的最好时期。 作者:代朗朗 单位:安顺市西秀区蔡官镇蔡官初级中学
机械设计基础课程教学探究:基于应用型本科人才培养模式下机械设计基础课程设计教学的探讨 摘要: 机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。针对培养应用型本科人才的教学要求,在机械设计基础课程设计实训中,在教学方法和手段、教学重点和设计成果的展现形式等方面进行了教学改革和探索。为提高实践教学质量和方法,培养符合时展需求的应用型本科人才奠定了基础。 关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革 0引言 机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。 近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。 1教学内容的改革 长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。 鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。 对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。 2教学方法和手段的改革 现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。 在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。 3设计成果的展现形式 采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。 设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。 4结束语 机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。 机械设计基础课程教学探究:如何加强高职院校学生在机械设计基础课程教学中能力的培养 摘要: 机械设计基础是一门实践与应用性很强的专业基础课。本文一方面提出开发应用一套现代化教学手段的课件系统,以提高教学效果;另一方面在机械设计基础课程教学中加强培养学生的四种能力。 关键词: 机械设计基础课程;能力;培养 1加强机械设计基础课程的教学优化 1.1 改善现有的教学手段,研究开发出一套新型适应现代化教学的课教系统,提高机械设计基础及其相关课程的教学效果电化教育是现代社会经济,科学技术与教育发展的产物,是实施教改和开展课题研究的需要,是提高教师自身业务素质的需要,是加强教师备课程度,优化课堂教学过程的需要。使用电化教学要注意以下几个要点:①要有利于创造生动和谐的教学情境;②要有利于发挥学生学习的主动性;③要有利于学生智力发展和能力培养。而不论是传统教学方法还是现代电化教学方法,都应坚持“学生为主体,教师为主导”,要有效地发挥学生的主体作用,真正突出学生的主体地位,防止电教为“电灌”。因此,在教学设计上,预先估计学生在学习过程中心理上会发生变化,适时合理运用电教媒体,实现教学过程的优化。媒体使用的最佳时机,主要有以下几种情况:重点内容尚未引起学生注意时,学生思维展开尚缺少形象材料时,复杂机械动作的运行方式难以想象时。投影片的使用方式,可以是老师先演讲,后播放,再概括;也可是先设疑,后播放,再演讲;还可以边播放边讲解等。为获得课堂电化教学的最佳效果,必须先进行教学设计,然后再动手制作教学课件。 1.2 利用新型的动态模型展示,提高学生实践感受力华裔诺贝尔奖得主杨振宁等人也多次对我国教育不重视培养学生的创造性提出批评。提倡死记硬背,实行题海战术,使用标准答案,压制学生的个性发展,把教学过程单纯理解为对现有知识传透和积累,在教学方法和考试制度上也是重继承轻创新、重灌输轻发现等等,这是当前我国教育包括高等教育普遍存在的流弊。 2提高教师自身实践创新素质 机械设计基础课程是一门创新实践性很强的课程,年轻一代的创新能力要靠教师的创造力去培养。而教师要想胜任自己的教学工作,不仅要善于不断地更新和扩充自己的知识,还要能交给学生获取新知识的方法;而这些不断更迭的新知识、新技能,又难有召之即来的现成的教科书提供答疑和咨询;只能靠教师本人在丰富多彩的实践中去摸索、去探讨、去学习、去掌握。当前部分教师在认识上有“重理论、轻实践”、“重课堂、轻课外”的思想,有些人片面的认为只有增加投入才能提高实践教育能力;另外,在教师能力方面,存在部分教师专业实践能力不足,不能积极主动地参与实践教育活动,一些从校门到校门的青年教师扎在的小圈子里,缺乏从事专业实践教育的底气。通过探讨机械设计基础课程理论教学与增强实践相结合的过程中,促进教师对自身实践创新素质提高的思考。这就要求教师必须具有相应的独立思考、自主意识和怀疑精神,具有学习能力、实践能力和创造能力;要注重自身的知识积累;要乐于参加实践活动,教师的教学实践能力不仅表现在对学生的方面,而且更体现在对自己教学活动的反思上。这种反思是教师教学实践的重要内涵。不能及时反思自己的教师不是好教师,而这种反思是教师不断提高自身素质的一个重要途径。 3在机械设计基础课程教学中加强培养高职学生的四种能力 3.1 将四种能力的培养贯穿课程教学过程中高职高专教育是培养面向生产第一线的应用型工程技术人才。从职业教育、专业、职业的关系来看,职业教育课程应以工作过程为导向。既工作过程导向课程的名称和内容不是指向科学学科的子区域,而是来自职业行动领域的工作过程,且以项目、任务、工艺、范例、案例、设备、产品、实验、厂家等作为课程的实践形式。传统的机械设计基础课程内容包括机械原理和机械零件两大部分,理论性强、概念抽象,涉及的基础理论和知识面广、系统性强,各自成体系。这种学术型的教学模式显然不能适应高职高专教育对应用型人才培养目标的要求。根绝从职业群众归纳整合出的典型的职业工作过程。结合历届毕业生的调查反馈信息及用人单位对机械设计基础课程教学的要求,可对机械设计基础课程进行全面改革,将原机械原理、机械设计的教学内容按一般通用机械的设计过程来安排。 3.2 加强教学方法和教学手段的创新研究在教学过程中,坚持教学方法与教学手段的改革,施行“精讲多练”及启发式教学、讨论式教学、案例教学等等,突出学生四种能力的培养/如对于机械创新设计方面的内容采用讨论式教学,将工程案例引入课堂中,由教师提出案例问题,学生分组讨论,激发学生自主学习的积极性,提高学生的创新能力。采用理论教学、现场教学、实验教学等教学手段相结合,形象直观,用大量的应用实例让学生对生产和生活中的机械装置和机构有更广泛的了解,开阔了眼界。 3.3 大力开展第二课堂围绕课程教学内容的改革,大力开展第二课堂活动,如举办科技文化艺术节、科技人文讲座等,同时积极组织学生参加全国性竞赛活动,如全国大学生数学建模竞赛、大学生"挑战杯"创业大赛、机械创新设计大赛等,培养学生的实践能力、创造能力和就业能力、创业能力。如机械创新设计大赛,学生可自由报名、自选课题参加比赛,在此过程中教师仅起到抛砖引玉的作用,组后学生将自己完成的作品在大赛演示并参加评奖,充分发挥学生的创造能力。此外,还可积极引导学生参与教师承担的部分科研或科研项目,学生能够从中或得许多创新设计的感性认识和理论知识,学到许多书本中没有的东西,并可以综合运用到已学过的知识,解决实际问题,从而提高学生的实践能力和创造能力。 机械设计基础课程教学探究:机械设计课程实践教学环节的改革与探究 摘要: 实践教学是提高大学生创新能力的重要环节和有效途径。本文分析了高等教育中机械设计实践教学的现状,指出了存在的不足,结合教学实际,对机械设计实践教学各环节的内容、教学方法、教学手段、考核制度等进行了研究与探索,构建了新的实践体系和实验管理模式,为提高机械设计实践教学质量提供了保障。经过教学实践,证明实践教学改革对提高学生的创新能力有较大的促进作用。 关键词: 机械设计;实践教学;创新 0引言 机械设计是一门实践性很强的技术基础课,是对学生进行机械综合设计能力、创新能力和工程意识训练的主要课程。其实践教学环节对实现课程教学的目标,培养学生的创新思维和潜能起着关键作用。目前,在实践教学环节中普遍存在,测试仪器和设备落后,教师队伍力量薄弱,实验教学内容陈旧,实践教学学时相对较少,内容脱离科技发展和企业需要等问题,不利于学生综合知识的运用和动手、创造能力的提高[1-3]。在培养过程中,教师掌握实践教学的开发、设置、实施、管理和评价的主动权,学生只是被动完成和接受,教学互动较差,无法提高学生的积极性,达不到学生运用知识和提高能力的目的。因此,完善实践教学体系,加强学生实践能力的培养,探索学生专业素质培养的新途径和新方法,是摆在学校面前的一大现实问题。 1更新教学内容,优化培养环节 实践教学是专业技术应用能力和专业技术理论的有机结合,是培养学生动手能力、实践能力、创新能力和独立工作能力的主要途径。加强实践教学环节不仅可以提高学生的综合素质和创新设计能力,而且可为学生专业课程的学习和专业人材培养目标的实现打下良好的基础。 1.1 完善基础实验,扩宽学生的知识面购置新式机械零件陈列柜、机械创新设计陈列柜等设备,增加学生的感性认识,调动学生的热情和积极性,使学生得到工程能力的培养和训练。完善实验内容,将单纯的基础性实验转变为理论知识、测试手段、方法并重的交叉性综合实验项目。如带传动实验和滑动轴承动压润滑油膜形成原理实验。在实验中,教师除了实验内容的介绍外,还要加强测试技术、设备的原理讲解。通过介绍测试手段和方法,使学生不仅掌握了课程教学中所学的理论知识,而且对各种传感器及不同测量和数据处理方式有新的认识。 1.2 增设设计性、创新性和综合性实验,提高学生的动手能力 根据学生特点和生产实际,增设和拓展实验项目,增强学生综合认识问题和解决问题的意识和能力,为学生提供广阔的思维空间,培养学生的设计能力和创新能力。这类实验只给出实验题目、实验重点、难点,由学生查阅资料,拟定实验方法,然后在教师指导下独立完成。如机构运动方案创新组合实验。学生根据自己的能力、特长、兴趣设计实验,利用各种运动副和构件搭建各种新型机构,验证机械传动设计方案,加深对机构组成理论的认识,培养学生机构创新设计意识和综合设计能力,训练学生的实践动手能力。 1.3 增加创新实践环节,提高学生的创新能力和协作能力实践教学不仅仅是为了验证理论教学中的某个公式或结论,更是设计中的一个重要环节。当学生有了一定的实验能力以后,便可给学生独立完成实验的机会,以锻炼、提高其实验能力。为了培养大学生的创新思维、竞争意识、团队合作精神和理论联系实践的能力,学院为学生提供科技制作场所,利用教学资源,广开兴趣小组,对一些在动脑、动手及创新方面有特长的学生进行重点培养,因材施教。在学生中,展开“创新设计”大赛、“挑战杯”之类的课外科技活动,鼓励学生参加教师的教改课题,拓展创新实践途径,增强学生的团队协作意识,培养了学生丰富的个性和全面的能力,为机械设计课程提供好的选题和实践项目奠定基础。 2改革教学手段,探索教学方法 机械设计实践教学相对其他课程枯燥乏味,图形复杂、结构抽象。教学手段和方法是影响学生的学习主动性、兴趣和教学效果的关键。多媒体技术、网络技术、虚拟仿真等现代信息技术可为提高教学质量提供了重要技术支持和依托。 2.1 引入多媒体,丰富教学手段应用多媒体教学,改变了传统的“教师口述+板书”的教学授课方式,扩充了课堂信息量,突破了实验设备的局限,扩大了现代实践教育的规模,提高了教学质量。如齿轮范成模拟实验和机构运动简图的绘制实验。通过多媒体给学生播放一些机构运用的录像,齿轮啮合和轴系运动的影片,将难以讲授和理解的内容表达的直观易懂,生动形象,加深学生对所学知识的直观认识和理解。 2.2 利用froe等软件,扩充实验内容实验设备匮乏是目前高校普遍面临的问题。引入计算机虚拟、仿真实验技术,可有效地弥补实践教学资源的不足,节约学生的实验时间,提高实践效果。利用计算机辅助软件,将机械零部件、机构三维化,并进行各种装配、拆卸、组合实验,可达到一些在实验设备上难以完成或无法完成的实验项目。在减速器装拆课程设计在中,学生不受所给设备和条件的限制,运用所学理论知识,利用计算机软件设计减速器,模拟机构的运动和装配,检验机构的运动状况和故障等,可充分调动学生的积极性,拓宽学生的设计思路,为毕业设计等工作提供参考。 2.3 以互联网为载体,实现资源共享利用互联网络技术,将实践大纲、指导书、课程资源库等资料上传共享。学生通过网络可以预习实验、预定实验,提交作业,甚至与老师互动交流。“以趣引思,以疑引思,以用引思”,最大限度地调动学生的求知欲和钻研精神。同时,网络教学信息量大,信息传递便捷、交互性强,不受时空限制,有利于培养学生提出问题、解决问题的能力和创造能力。 3加强教学管理,完善考核制度 实践教学是一个教学相长的互动过程。严格的管理和完善的制度是设备顺利运转,教师辛勤工作,发挥专长,学生不懈努力,健康成长的保障。 3.1 根据内容特点,改革考核方式在实践教学的考核过程中,变一次性考核为过程考核,激发学生的自主性。在实验中,随时对学生实验课程的预习情况、原理认知、注意事项、操作态度、实验进行状况等情况进行考核。在评价手段上,尽可能的采用课堂提问、书面作业、专题报告、技能测试等多种评价方式。在学习成绩评定中,加大实验操作、平日表现等方面的成绩比重,实行实验成绩的“一票”否决,加强对学生学习过程和应用能力的综合检查与评定。鼓励学生进行“产学研”合作,积极引入企业评价考核机制,及早与企业接轨。在培养方案允许的情况下,实行实践单独设课,保障学时数,提高实践教学的针对性,便于科学管理和评价。 3.2 规范管理体系,提高教学质量教学管理是实践教学环节的另一重要部分,是保证实践教学顺利进行的重要保障。加强教师和教学质量的考评,是提高教学质量的根本。学院根据学科特点,规范教学档案,实现授课经验的制度化,鼓励优秀老师的“传、帮、带”。同时,组织教师互相学习,结成梯队,参加各项学术活动。制定规范的实验课程表和计划,将实践环节与理论课程同等对待。要求对开课老师进行严格的“试讲”和“试做”考核,并定期组织听课和经验交流,保证了实践环节的教学质量。对考核不合格的老师将进行培训或停课的处理。除此之外,学院实验设备专人管理,定期检修,保证设备的使用率。对利用率低的设备,鼓励老师积极展开实验教研项目的研究,拓展实验,改进实验设备,杜绝设备的闲置。 4结语 实践教学是学生从理论知识走向社会实践的桥梁和过度,是关系高校教学质量的关键,对推动教学改革,培养学生理论联系实际的能力具有重要的意义。经过实践和思考,机械设计实践教学环节的改革,在挖掘学生的潜力、培养学生的动手能力和创新能力等方面取得了一定的成绩。通过实践教学环节的学习与锻炼,学生参与实践环节的主动性和积极性大大提高,参加各类大赛的热情高涨,取得的成果明显增多。但是,实践教学是一个系统工程,还必须在各个环节上综合运用,才能取得良好的改革效果。为此,为了进一步提高学生的综合能力,今后对机械设计实践教学模式的探索还有待于进一步完善。 机械设计基础课程教学探究:基于工程能力培养的《机械设计基础》课程改革 摘要: 分析了机械设计基础课程在培养工程能力方面的现状和存在的问题,以工程能力培养为导向,结合课程特点对机械设计基础课程进行了课堂教学、课程设计和实验的改革,达到培养学生的主动思考与探索能力、创新意识和实践能力、分析与解决问题能力、文献检索能力、思想表达能力、团队合作精神等,提高学生在社会的竞争能力,增加就业率和提高就业质量。 关键词: 机械设计基础;工程能力培养;课堂教学;课程设计;实验;改革 0 引言 《机械设计基础》是高校近机械类专业开设的一门主干专业技术基础课,是培养学生工程能力和创新能力的主要课程,是从基础课过渡到专业课的必修课[1]。工程能力是我们培养未来工程师最重要的能力之一[2]。因此,《机械设计基础课程》面临的实际问题就是如何与专业结合,与实践相结合,培养出具有工程能力的学生来。目前,我们在教学中重理论教学、轻实践教学,忽视工程能力培养的现象仍然很普遍;学生团队意识、工程意识不强;独立解决问题,研究开发能力相对较弱。因此,学生很难将学到的课本知识用于实际中去。 针对上述问题,本文对机械设计基础课程进行了课堂教学、课程设计和实验改革,以期使学生具备一定的工程能力,提高在社会的竞争力,增加就业率并提高就业质量。 1 课堂教学改革 进行课堂教学首要任务是教材以及课程体系的改革。在保证必需的知识点的前提下,避免内容冗长重复。教材内容要以“会用”为目标、“需要”为准绳,以“够用”为尺度[3]。传统的教材需要重新审核,删除陈旧的章节,增加社会发展所用到的工农业生产中产生的新知识点和新的经验。强调机械设计基础与工程实际相结合,重新确定重点、详略并重新编排课程顺序,以项目实施为主线构建出新的与实际更加接近的课程体系。 第二,增加研讨课。在研讨课的选题中要选择与工程实际相结合的题目,使学生有针对性地将理论知识应用到实际工程模型中。例如,可以讨论分析各种工厂中实际机构的设计方案,画结构运动简图,分析能否实现设计意图,并提出行之有效的多种修改方案。将学生分组,让学生自由组合分组做准备,每组在上讨论课前将题目的求解过程准备充分。在讨论课上,让每组学生展开热烈讨论,然后选出每组代表,将讨论结果到讲台上进行讲解,老师再对其讲解进行点评和总结。将讨论课成绩计入期末成绩,这样既增加了学生的参与感,又使学生对研讨课极其重视。通过选择与工程实际结合的研讨课题目,使学生增加工程意识,并培养了独立思考的能力、团队合作能力、发散思维能力以及语言表达能力。 第三,采用类比式的教学方法来理解新学到的知识点。例如,学生在学习齿轮的精度等级时容易记错。那么,我们在讲解齿轮的精度等级时,可以将齿轮的精度等级类比成中国古代的官位等级,告诉学生一品官要比七品官职位高,这样学生就会很容易地理解齿轮的一级精度比七级精度的精度要高,从而来掌握这个知识点。 第四,在教学的过程中,可采用可先实验后理论的方法。比如进行轴的结构设计时,可先让学生走进实验室,亲自对轴系进行装拆试验,这样学生就会对轴系上各个零件的先后装配顺序以及各个零件在轴系中所起到的作用深入理解和掌握,然后再回到课堂进行理论教学,相信学生就可以很快掌握轴系的相关知识点了。 第五,黑板授课与多媒体相结合。对于复杂难以理解的公式推导、学生经常出错的课后题等可以在黑板上进行讲解,而对于基本概念和复杂的设备内部结构和难以理解的运动状态可以用多媒体来进行讲解。例如,在讲解自由度计算应该注意的事项时,对于复合铰链、局部自由度和虚约束的概念都可以用动画展示出来。例如,在讲解动压油膜形成时,可以利用多媒体动画,将难以理解的概念形象、直观、生动的展现出来。 第六,经常邀请生产一线上的工程师来学校开设论坛和讲座,使学生了解到与工农业生产最接近的信息,拓宽知识面,并与时俱进,而不是“关起门来学习”。 2 课程设计改革 首先,课程设计的改革应打破“多年一题”的状态。传统的机械设计基础的课程设计是减速器设计,由于该设计题目基本上涵盖了该课程的所有知识点,因此一直被许多高校使用。然而该项目已经使用了几十年,学生在做这个题目的课程设计时,可以从网络上找到好多相关资料,然后直接按部就班,比葫芦画瓢进行设计,可以说没有什么创新。因此,可以将课程设计的题目转变为具有一定开放性满足一定条件的传动系统设计项目。例如,卷扬机传动装置设计,搅拌机传动装置设计,简易卧式铣床传动装置设计等。这些题目,让学生进行独立思考,增强团队合作性并积极查找资料。通过这样的课程设计题目,学生的解决问题的能力可以得到很大的提高。 第二,应该增加课程设计答辩环节。答辩可以督促学生对于相关知识进行复习,搞清楚细节问题,也可以避免课程设计抄袭;答辩的同时,学生的语言组织表达能力也得到了进一步的锻炼。 第三,在课程设计中,可以让学生组成兴趣设计小组,让学生对现有的设计问题提出自己的见解和想法,经过讨论选出最佳设计方案,并将之付诸于实际的设计过程中。引导学生学习和使用CAD和CAE软件,学生可以先使用软件进行有限元分析,进行结构优化,选用合适的材料,进行性价比最高的设计。对于比较好的想法和创意,可以帮助学生申请专利,写成等。 3 实验改革 机械设计基础课程中传统的实验内容仅仅是课堂理论教学的认知和验证,缺乏深度和新意,无法调动学生的实验兴趣,因此实验教学质量较低。如:机构运动简图的测绘,齿轮参数的测定等。而要培养具有工程能力的应用型大学生,必须要开设工程型、开放式、创新型的实验项目[4]。因此,本着“试验与工程实际相结合”的原则,可提出两种层次的实验课程:基础性实验和工程创新型实验[5]。例如,实验课中可增加机械设备的主要零件检测与测绘、机械设备的安装调试等与实际紧密结合的工程型创新性实验。新增实验均采用真实的机械设备,这些真实的机械设备要涉及到学生在机械设计基础这门课程中所学到的四大结构:平面连杆机构、凸轮机构、齿轮结构、带传动和链传动。这样,学生通过实验可以掌握机械参数的测量方法,学会使用量具,并通过对零件的测绘,更进一步地掌握了零件尺寸的测量方法,而且加深了理论课所学习的知识点。除此以外,可以使实验与大学生创业项目相结合,组织学生独立思考,自己搭建试验台,在指导教师的帮助下,对原有设备存在的问题进行解决,对原有设备进行改进,甚至自己设计出新的设备来。最后,要重视实验成绩的考核,不能仅仅通过考勤和实验报告给成绩,应该增加实验前的预习考核,以及实验操作过程中的技能考核,这样不仅学生重视实验,也可使实验老师重视实验。 4 结论 机械设计基础的课程改革不是一蹴而就的事情,要想培养出符合社会需求的工程型人才,必须要摒弃陈旧和重复的教学内容,增加与时俱进和创新实际的项目,提高机械设计基础课程的教学质量和层次。通过培养学生的主动思考与探索能力、创新意识和实践能力、分析与解决问题能力、文献检索能力、思想表达能力、团队合作精神等,提高学生在社会的竞争能力,增加就业率和提高就业质量。 机械设计基础课程教学探究:基于三维软件和云班课APP的机械设计课程教学实践 摘 要:针对机械设计基础课程中铰链四杆机构部分内容教师难教、学生难学的情况,本文介绍了如何运用CAXA实体造型软件和云班课手机App课前教学资源共享、课中教学环节合并、课后作业整合等方式将知识点交织利用,并配以电子任务书等手段来搭建立体的辅助学习平台,以“做中学,学中做”为指导思想,鼓励学生自主探究、发现、验证并理解知识,以培养学生知识运用能力和自学能力。 关键词:三维软件 机械设计基础 教学实践 教师教学最终目的在于让学生学会学习、主动学习、终生学习。职业学校新设课程教学应以学生运用已学的知识为基础,去学习新课程的新知识,在提高学生自信心的同时,也让学生明白了知识的用处,学以致用,从而增强学生的学习动力。在职业学校课程改革的大背景下,在信息化的浪潮推动下,教学内容急需打破原有的课堂模式,采用“双课堂结合”的模式,将教与学、学与练,练与用有机结合在一起,从学生的就业需求出发,优化教学资源,提高课堂效率。通过小组合作探究的方式,实现组内学生的优势互补,通过小组竞争培养学生的职业能力和学习能力。 一、教学现状 1.教学内容直观性、互动性较差 机械设计基础课程中的平面四杆机构传统教学手段缺乏动态,直观性差,抽象难学,往往采用先理论后计算的教学模式。学生需要掌握大量的平面四杆机构各种类型特点,动力传递方式等知识。学生锻炼较少,学习兴趣不大。通过多媒体教学的介入可以部分解决直观性的问题,但互动性的问题并不能很好地解决。 2.教与学效率低下 由于受到教学内容和教学方式的限制,以教师讲授为主的教学模式缺乏学生的主动性,学生参与度低,难以形成“教师主导、学生为主体”的教学环境。学生的练习需要通过大量的手工计算来完成,要消耗大量的课堂时间。教学反馈周期长,教师不能及时处理学生遇到的问题,学生易出现厌学、弃学的现象。 二、解决策略 数控专业高级工班学生已经学过三维软件包括CAXA实体设计,PRO/E,UG等,能运用三维软件进行零件装配,具备了本次课学习的必要条件。而他们较强的表现欲望和动手能力,有助于通过已经学习过的知识,去化解枯燥的未学知识。 本课以信息化为平台,以“动手-发现-验证-分析-总结”为主要脉络,以任务驱动为主要教法,发现学习法为主要学法,能激发学生的兴趣,吸引学生的注意力。 1.发现学习法 利用职高学生较强的动手能力,课前设计完成平面四杆机构的三维杆件库,包括机架,连架杆,曲柄,连杆等不同长度的杆件,搭建学生自主学习的舞台。将本课程理论知识和任务有机结合起来,培养学生发现问题、解决问题的能力。 2.任务驱动法 通过游戏式的任务驱动法结合学生感兴趣的三维软件,将原本以教师理论教学为主的讲演内容,转变成以学生完成任务为主的实践内容。发挥学生的主观能动性,活跃课堂气氛。 3.小组合作学习法 单独的行为参与不利于学生高层次思维能力的发展。只有积极的情感体验和思维交流,才能促进学生全面素质的提高。 4.信息化手段 运用微视频导入,点燃学生学习热情;运用电子教室,完成学生电子签到,学生可通过电子教室举手提问;下发任务书,组织学生分组完成,对学生进行屏幕控制,实现课堂信息化沟通,提高教学效率;用电子任务书代替纸质任务书,提高课堂效率,游戏式的评价机制,学习效果有效反馈。 三、教学实践 CAXA实体设计是一款在中职学校得到广泛的推广应用三维设计软件。我们已经跨入移动互联时代,智能手机、平板电脑、笔记本电脑已经在我们身边普及,而传统的教室多媒体将老师和学生固定在 PC 前教与学,教室没有开展课堂互动反馈的设施。蓝墨云班课App专门为移动环境下的教、学而设计,能实现即时的沟通分享,让教、学更轻松、自由、有趣。课前确保教师和学生手机都已下载安装蓝墨云班课App。教师课前上传铰链四杆机构的课程资源,创建铰链四杆机构的班课并发送邀请码邀请学生加入,根据需要可组织班课成员进行投票问卷,讨论答疑,头脑风暴,课堂测验,布置任务,小组讨论等教学环节,丰富移动课堂与学习体。 1.创设情景 教师结合学生闲暇时常玩的游戏跑跑卡丁车来吸引学生的注意力。学生在三维软件模拟操作卡丁车三维模型,引出铰链四杆机构实现车辆的转向机构。 2.任务一 教师进行演示并且讲解铰链四杆机构的定义和组成并布置任务一:在电脑三维软件中打开准备好的四套铰链四杆机构模型,模拟连杆现实运动,在任务书内填入四杆机构各杆杆长。该过程充分利用中职学生好动手的特点。学生在摸索中完成对知识点的理解和记忆,同时提高了积极性和自信心。 3.任务二 教师讲解铰链四杆机构的三种基本形式以及三种机构的各自特点,并列举实例,如汽车前轮转向机构、汽车雨刮器、搅拌器、火车车轮、吊车、雷达、旋转式水泵等,最后布置任务内容:判断以上任意四种实例的连架杆是否能作360度整周运动,并判断属于哪种铰链四杆机构,并鼓励学生进行相互竞赛。学生多角度地观看实例的三维模型,动手操作并找出每个模型的机构原型。带着理论知识去看实践,更能发现知识的真谛。 4.任务三 学生根据自己的分工和设想,尝试从三维软件杆件库中选择相应的杆件进行组装,进行探究。在任务书的帮助下,归纳总结曲柄机构的共同特点,进而验证曲柄存在条件,最终总结出平面四杆机构曲柄的存在条件。学生通过自主探索,培养了归纳总结的能力,团队协作工作作风,一丝不苟的职业素养。 5.任务四 教师归纳本节课的上课重点,并以寻求帮助的方式给学生提出最后一个任务,判断雨刮器和健身平步机分别属于哪种类型的铰链四杆机构。学生相互讨论完成任务,展示任务成果。 6.拓展与评估 评价是对学生项目完成情况的判断过程,包括专业知识掌握、职业能力提升情况等多方面内容,同时是对教师教学设计是否合理的反馈。学生通过电子任务书包含的自评和小组评价环节,每完成一项不同难度任务都能获得相应的“经验值”。教师可以随时让学生提交任务,主动接收每个学生的即时任务完成情况,并通过电子表格进行统计整合。 最后的拓展可以从课堂延伸至课外,作业布置,巩固提升,通过超星数字图书馆查找发现查看相应机械设计类课程电子图书,教学视频,进行拓展学习在生活中寻找更多生活中的四杆机构。鼓励学生学以致用,知行结合,培养主动学习及创新能力。 四、小结 学生利用已学过的三维设计软件,学习新的机械设计课程中的铰链四杆机构部分的内容,通过小组探究学习,在尝试过程中发现问题。教师演示解决问题,并给学生锻炼的机会,充分体现了学生的主体地位,把时间交给学生,实现了“做中学,学中做”的教学理念。采用分组互评、老师点评等评价方式,让学生交流分享,调动了学生的积极性,学生勤于动手,课堂气氛活跃。从整个教学任务情况看,知识目标完全达到,能力和情感目标基本实现。同时,电子表格、电子书、网络学习平台等信息化教学手段,使教学的各环节紧密相连,层层递进,通过多种途径实现了对教学内容的过程性评价和总结性评价。本课的教学实践证明,信息化的使用在提高学生学习效率和提升学习质量方面的确有着积极作用。 ( 作者单位:浙江省海宁市高级技工学校)
中国科技论文:中国科技核心期刊的评定 中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)的评定主要考察自然科学领域学术类和技术类期刊的学术质量和影响: 1)期刊的社会影响和学术地位 来源期刊必须具备较强的社会影响力和较高的学术地位。有较好的学科声誉,能吸引本学科国内外高水平的作者发表高质量的论文,同时拥有稳定的读者群。来源期刊的收录重点为:重要科学技术领域的国家级学术期刊;各级自然科学学会的会刊;中国科学院研究所和重点高等院校的学报;以及地方级优秀的学术研究期刊。 来源期刊必须按照国际、国内的编辑惯例进行编辑,并执行CSTPCD对源期刊的有关规范要求。应具备完整的文献书目信息,包括刊名和年卷期、论文题目和摘要、关键词和分类号、全面的作者信息,规范的参考文献,以及其他重要的科学计量数据。 来源期刊还必须保持严格的出版周期,不能随意拖期、误期,并按照规定准确、及时地将期刊和数据磁盘寄到中国科技信息研究所信息分析研究中心。 3)国内外著名大型检索系统收录情况 是否被国内外著名大型检索系统收录为源期刊是CSTPCD评估入编期刊学术水平的重要依据。例如,美国科学引文索引(SCI)、美国科学引文索引扩大版(SCIE)、美国工程索引(EI)、美国化学文摘(CA)、英国科学文摘(SA)、日本科学技术文献速报、俄国文摘杂志等,以及我国《中文核心期刊要目总览》等国内外著名大型检索系统,都是CSTPCD经常查阅和参考的检索工具。 4)期刊的学术内容和评审机制 来源期刊的学术内容应能反映本学科领域的最新研究成果和重要的科研基金研究项目。能够扩展该学科某一领域的知识体系,具有自己的学科特色和不可替代的地位。同时,来源期刊还应具有全国范围内的权威专家组成的编辑委员会,以能够对期刊论文进行严格的学术评审。 5)期刊文献计量指标的定量分析 CSTPCD利用科技期刊综合评价指标体系对申请入编期刊进行定量化的综合评估,并对所有来源期刊进行经常性跟踪测评,力求准确、客观地评价各类期刊。这些评价指标包括:总被引频次、影响因子、即年指标、基金论文比例、论文作者地区分布数等。定性与定量相结合的评价原则是CSTPCD选刊过程独具特色的方面。 6)特殊情况的统计考虑 为了使评价结果更加准确、全面,CSTPCD对一些特殊情况给予专门考虑。包括: ·照顾新学科和高技术学科的期刊,以保证学科和知识的完整性; ·照顾边远地区,以及新发展地区的期刊,以保持地区范围的完整性。 中国科技论文:中国科技期刊的登峰计划 一、“在唯SCI论文数量论的消极影响下,国内大专院校、科研机构和企业最好的科研成果论文都首先投到国外期刊上发表,我们的杂志还没有被SCI收录,想把国内好的论文留住非常难。”《中国电机工程学会电力与能源系统学报》副主编吴青华坦言。他是在近日举行的中国科技期刊登峰行动计划(以下简称“登峰计划”)现场工作指导会上作这番表述的。不只是《中国电机工程学会电力与能源系统学报》,中国工程院主管的期刊《工程》也同样面临缺乏优质稿源的难题。《工程》执行主编吴向介绍,由于宣传力量不足,期刊的可见度较低,目前《工程》还没有被国际权威的EI、SCI收录,不利于吸引高质量自由投稿,优质稿件数量目前比较少。 二、“打铁还需自身硬”。为打造一批世界一流科技期刊,中国科协2016年启动了中国科技期刊登峰行动计划,从国内期刊中遴选出16种期刊进行重点扶持,其中包括《中国电机工程学会电力与能源系统学报》《工程》等。在给予资金扶持的同时,中国科协还派出专家组,以现场工作指导会的形式对入选期刊进行“把脉问诊”。 三、在“登峰计划”的支持下,部分入选期刊的被引用频次有了明显提升。“入选‘登峰计划’之前,GoogleScholar引用频次为190余次,估测期刊影响因子为0.62;入选后到目前,GoogleScholar引用频次达到542次,估测期刊影响因子达到7.5。”吴青华列举了《中国电机工程学会电力与能源系统学报》被引用数据的变化。期刊的影响因子是论文作者在选择期刊时的一项重要标尺,同时,期刊的审稿时长也是影响论文作者做决定的因素之一。《中国电机工程学会电力与能源系统学报》目前的论文审稿周期是2—3个月。“2—3个月的审稿时间必须降下来,这么长的审稿时间不符合国际标准。审稿周期太长,别人就不愿意投稿,投稿不多,淘汰率就不高,进而影响刊发的论文质量,因此,缩短周期非常重要。”一位在我国某知名学术期刊担任主编的中科院院士指出。 四、稿件质量无疑是期刊的命门之一。一位科技信息研究专家拿起桌上一本中文版《工程》杂志说道,这期杂志里有3篇综述性文章,分别是关于三峡、高铁、煤炭能源的论文。“这3篇文章对各自领域里过去十年、二十年争论的热点问题都没有涉及。作为国家级工程类期刊,对焦点科学问题应该有所回应。” 五、为提升刊载论文的国际影响力,不少期刊选择与国际知名的出版商合作,比如斯普林格(Springer)等,在线出版OA(开放获取)论文。会上,来自期刊的负责人介绍,发表一篇OA论文,需要向国际出版商支付500—1000美金的费用,如果想实现全刊OA出版,对期刊社来说是一笔不菲的开支。 六、对此,中国科协一位负责人建议,国内的期刊可以以组团的方式去和国际出版商“砍价”,降低OA出版成本。“现在国内的学术刊物都是一个一个独立的,能不能有一个中国学术期刊的大平台,统筹各种资源,以企业模式进行运作。这个事情讨论很多年了,也没有最后的结果,需要国家层面的顶层设计。” 中国科技论文:中国科技竞跑提速美国再炒“威胁论” 要走好自己的科技兴国之路,中国就必须先学会面对阻挠。要时刻牢记一点:走自己的路,让别人说去吧 2006年岁末,一份来自世界经合组织的题为《2006年度科学、技术和工业展望》的报告再次引起世界骚动。 报告称,2006年全年中国在研发领域的投入为1360亿美元,同比增长超过20%。这一数字远远落后于美国的3300亿美元,却高于日本的1300亿美元。假若中国保持目前的科研支出增长速度,到2010年将超越欧盟,并在2013年后超过美国。 长期以来,只要中国有什么大的进步,都会招来“中国威胁论”的诋毁。此次成为全球第二大研发投入国消息的传出,同样让以美国为代表的西方国家绷紧神经。美国前参议员欧内斯特・霍林斯和商业信息公司总裁查尔斯・麦克米林,于1月16日发表文章告诫美国要严防中国“严重而迫在眉睫的威胁”。 然而,中国要取代美国科技霸主地位又谈何容易!中国科学技术促进发展研究中心研究员赵刚指出,国家统计局公布的数字显示,2005年中国公开的研发经费只有2450亿元,占GDP总量1.34%,而与发达国家的2%以上差距甚大。此次经合组织所说的1360亿美元科研投入并不真实,而美国方面的反应也未免有些杞人忧天。 中国演绎“后来者居上” 中国经济的发展速度世界各国都有目共睹。改革开放20多年来,中国企业的经营观念也在发生着深刻的变化。虽然人口优势与价格优势还在发挥着作用,但效果已在逐年减弱。随着时间的推移,经济从粗放型向集约型的转变就变得尤为重要。而这当中,科技力量的加强则是势在必行。 资料显示,在1985年明确提出发展高科技产业赶超西方先进水平的“科技兴国”战略后,中国主要从两方面着手:首先是加强内部科技实力提升,加大对高等院校和科研机构科学研究的支持力度;其次是制定更优惠的政策,积极鼓励全球先进科技公司入境,在研发与生产方面与其展开广泛的合作。 美国国内的一些分析者认为,中国政府精心制定的工业政策不仅使它获得了世界顶尖企业的顶尖专业知识,同时也扩大了与美贸易时的顺差。他们甚至恐惧地以为,美国赖以生存的科技成果,正逐步被中国蚕食。 据悉,自从1995年在信息技术领域首度出现贸易逆差后,这种被美国人称为“噩梦”的局面就一直在扩大,并延及更多的科技产品。2002年,美国开始丢失在全球高科技产品贸易上的顺差地位;两年后,在知识产权方面的版税和费用收入的顺差,也不能让美国在科技产品及服务方面逃过“全球赤字”一劫。 “中国是导致这一情况出现的最主要因素。”欧内斯特・霍林斯表示,“中国已经在分子医学、导弹、通信技术和空间技术等众多关键领域拥有世界发言权。对美国而言,这个国家正全力从模仿者的处境中挣脱出来,它发誓要向创新者的角色转变这才是最大的威胁。” 如今,几乎所有的世界级科技企业都在中国开展业务,中国也从中找到了获取科技、财务和管理能力的途径。值得关注的是,为了能绕过国外专利的束缚,中国除了加强自主品牌建设,还极力推动建立新的国际技术标准。这种情况一旦成为现实,美国现在仅有的优势必将再次受到严重冲击! 美国人把中国的科技进步描绘得犹如世界末日,赵刚对此有截然相反的观点。他表示,在美国经济增速低于世界平均水平而中国则3倍于此的大背景下,中方在科技上演绎“后来者居上”并未有违常规。恰恰相反,中国只是在调整与自己经济实力相称的科技地位。从这个意义上讲,中国还应继续加大对这方面的投入。 美国明放暗堵 过去10年中,美中贸易逆差日积月累,目前已经高达1.2万亿美元(编者注:美国的统计数据,中方认为没有这么多),但细加分析不难发现,外界对其中科技影响的关注程度远要比对数字本身更多。一些分析者以此为据,不断散播“中国威胁论”,并鼓动美国政府在处理该问题时应以前国防部战略贸管司司长约翰・康法拉在上世纪80年代末提出的“美国要在有战略意义的关键领域保持30年的领先地位,并以此决定对华出口”的建议为原则。 事实表明,美国已经采纳了这一建议。 在去年5月22日,美国商务部部长卡洛斯・古铁雷斯宣称“将尽一切可能确保美国的出口管制政策不会阻碍美民用技术出口到中国”,但随后就传出国会将通过一项对华出口管理新草案的消息。这项草案新增了40多项对华高科技产品出口审查的内容,将“出口许可证”的受限范围从占全部出口的1.5%提升到10%以上,这充分证明了美国不可能实质性地放宽对中国的高技术出口限制。 著名科学杂志《自然》的主编菲利普・坎贝尔表示,美国害怕中国没有任何道理。他举例说,2004年美国从中国进口的高科技产品为460亿美元,而出口到中国的仅有90亿美元,这一事实让不少美国高科技企业甚感“耻辱”。这些企业的老总们一致认为,政府在对华科技贸易中的明放暗堵的做法正陷入一种矛盾的境地:一方面中国经济的高速发展让它的戒备心越来越强,管制也越来越严;另一方面则是这种不合理的压制政策不仅没有达到遏制中国的目的,反而激发了它自主研发的潜能,这无疑又让贸易雪上加霜。 北京大学中国经济研究中心研究发现,尽管在上世纪90年代中国的工业资本回报率远不及美国,但现在这种情况正发生着十分微妙的变化。 曾参与该项目研究的卢锋教授透露说,以权益作为资本存量计算,中国工业的净资产净利润率已由1998年的2.2%上升至2005年的12.6%;税前利润率从3.7%上升到14.4%,总回报率从6.8%上升到17.8%。以资产作为资本存量计算,总资产利润从1998年的0.8%上升为2005年的5.3%,税前利润率由1.3%上升到6.0%,总回报率从2.5%上升到7.5%。尤其是中国的民营企业,它们与美国企业已相当接近。“在这里面,科技的贡献是最大的。”卢锋教授说。 中国无须自喜 尽管美国方面一直宣称,如果不是波音公司等一批优秀企业存在,美国丧失科技领先优势的问题会更加明显。但就目前的情况看,中国还无须因此而沾沾自喜。 中科院院士何祚庥指出,中国投入的大部分研发经费主要用于产品改进,而非基础性的科研项目。这种导致原创性和长远意义研发不足的做法,反映出国内科研投资结构以及管理部门在促进创新方面思路的不合理性。同时,在欧美国家的专利部门中,划入中国名下的专利注册数量依然较少,而类似于上海交大“汉芯”造假的科研丑行还缺乏相关法规的约束,这将可能导致研发资金流失。这位中国著名的科学家认为特别需要提醒的是,美国在散播中国科技威胁的时候既有客观描述,也有片面夸大,其用意值得警惕。 所以,中国应该冷眼看待美国的“恐慌”。 中国科技论文:被“豢养”的中国科技 这个题目在我脑海中徘徊了两个多月,起因于我在思考运营商从事信息化业务时所面临的体制困境:企业想做跨行业的信息化项目,就必须去拜那个行业信息化主导者的科技山头。另一个原因在于,温州动车追尾事件让我开始思考缺乏市场化的科技体制在缺乏竞争压力下的效率和能力问题。 我得出一个结论:在中国,科技是以一种被豢养的方式生存着。所谓豢养,我认为是这样一种状态:每个产业部门都有各自完整的科技体系,且对本部门的科技从业单位极度信任,其他独立从事相同和相似领域的业者,即使水平更高,也很难进入该产业部门。 在中国,科技被豢养的一个关键的制度形式,科技单位都是由所属产业部门的行政管理部门主管或主办,或者本身兼具所在行业的标准制定、设备检测等半官方行政职能;另一种形式,则是产业部门的主导业者是大股东。 这些被豢养起来的中国科技因此被分割得凌乱不堪,重复性的研究和同质化的产品层出不穷,使得中国的科技界很难产生出具有独立的重大产业价值的东西。 这些被豢养的科技缺乏真正的竞争力。因为,评判一个科技单位的项目的价值及其获取项目的能力,并不是看其本身的技术和科研水平,而是看其主管部门的行政级别或者大股东的实力。套用流行的话说,就是“拼爹”,看谁的“爹”更厉害。这也使得被豢养的中国科技从制度上缺乏真正的创新。 这些被豢养的科技还缺乏真正的创新能力。由于其生存依赖于行政部门或者大股东,在技术创新上,行政部门或者大股东领导的一言一行会被无限上纲上线。科技人员的存在,是为了证明管理部门或者大股东领导的正确,而不是为了创造新技术和产品以更好地生存。 这也是中国所谓“两化融合”的困境。中国成立了有史以来最大的信息化主管部门,然而,制度安排没有解决,所谓信息化与工业化的融合还是处于各个产业部门各自为政的状态,而行政主导的信息化模式,也使得所谓的“两化融合”被条块分割。 这种被豢养的中国科技的产生,从近的历史角度看,是中国行政体制条块分割,追求大而全的恶果;从大的历史角度看,笔者认为是中国自春秋战国以来,门客文化和军阀文化盛行和延续的结果。几千年沉积下来的民族心理结构,其惯性之巨大,令我辈后人瞠目结舌。 这也是中国科技创新和进步的顽疾。此顽疾不打破,中国科技发展前景堪忧。 中国科技论文:寻找中国科技股的公信力 中国科技股还有公信力吗?面对科技股行情,这是始终萦绕在人们心头的一个疑问。 在目前被采访的投资者中,多数人对科技股持怀疑态度。“什么科技股,高回报率啊,说到底就是上市公司给中小投资者画的一张大饼。”华西证券北京营业部大户室里的一位股民,面对记者的采访言词犀利。而上海万国测评的活动部经理吕沈强的话则更为直接:“科技股还有公信力吗?” 6年之前,科技股在中国的股票市场上几乎是“一枝独秀”――在2001年的大半的时间里,除了股价可以用“飙升”二字形容,更多的则是给国内的投资者上了一堂科技知识的普及课。而随着眼花缭乱的科技项目一一被揭开面纱之后,科技股的股价在6年的时间里几乎一泻千里,几无回天之力。 时至今日,科技股在2006年上半年的“牛市”行情中仍旧是一蹶不振,看不到明显走强的迹象。而在高科技概念与现实之间,饱受6年套牢之苦的投资者们开始回归理性与平和。 科技股蓝海迷津 2005年至今,对于中国企业界影响最大的,莫过于“蓝海战略”。无数企业对其顶礼膜拜,几乎奉为新的“企业圣经”。 “蓝海战略”认为,要赢得明天,企业不能靠与对手竞争,而是要开创“蓝海”,即蕴含庞大需求的新市场空间,以步入新的高速增长之路。这种被称为“价值创新”的战略行动能够为企业和消费者都带来价值的飞跃:使企业彻底甩脱竞争对手,并将新的需求挖掘并释放出来。 但在中国的高科技领域,能够做到这一点的上市公司几乎是凤毛麟角。多年的经营习惯使国内的高科技企业无不把绝大多数精力投入到如何利用价格手段去打击竞争对手上,无论在电器、PC业,还是手机等大家耳熟能详的高科技企业里,几乎都在延续同样的没落道路,其间真正能找到属于自己的“蓝海”的企业微乎其微。 格力电器(000651)显然是空调行业的得意者之一。2005年格力电器的主营业务收入同比增长了31.92%,而企业内部上下开展的“自主创新”活动,共完成创新项目1612项,其中产品开发类670项,技术类143项。另外在打造“格力”品牌方面,已将“格力”牌产品成功打入英国、法国、巴西、俄罗斯、澳大利亚、菲律宾、沙特、印度等40多个国家和地区,自主品牌出口占公司出口总量的比例接近1/3。 来看看格力周围的竞争对手:2006年澳柯玛空调停产,格兰仕空调因为业绩不佳两度换帅。与此同时,2006年上半年,格力销售收入达到123.36亿元,同比增长33%,实现净利润3.1亿元,同比增长15%,尤其是内销收入增长19%。而取得这样的业绩的背景是2006年上半年空调行业销量的零增长。 在公布了2006年上半年的业绩后,G格力(000651)在8月8日公布了关于扩产与定向增发的董事会决议。该决议表示,格力将投资新增360万台压缩机产能、新增300万台/套空调产能。 至于为何要在空调行业不景气的背景下扩产,格力证券事务代表叶永青表示,主要是由于今年外销增长非常大,出口销售收入超过39亿,同比增长约77%,而外销生产线经常需要挤占国内生产线。 但无论怎么说,格力的做法都称不上什么“蓝海战略”,而就是这样一家国内传统的家电厂商却成为2006年中国科技50强的新状元。寻找自己的“蓝海”,求新的同时,关键还要守住自己的家业。最近3年家电业在运用多元化战略寻求突破点的同时,又有多少上市公司考虑过如何守好自己的家业呢? 狂飙易,守业难? “基业长青”几乎是每一个企业的理想目标,但国内多数的企业都无法回避企业成长曲线里的下滑阶段,尤其是在高科技的新上市企业中,“一年绩优,二年绩平,三年微利或亏损”的现象几乎就是无法突破的怪圈。 在50强名单中,2005年手机厂商几乎全部跌出榜单,而在今年的榜单中依旧看不到他们的身影。显然这和中国手机市场的成熟度有关。之前的手机厂商几乎就是在市场需求拉动的环境中生存,而这样的企业必然要受到行业走势的影响。一旦行业整体陷入低谷,就会有一批在竞争中的处于劣势的企业被淘汰出局。 曾经是2005年科技股排名第34的大唐电信,今年则以每股收益1.5857元的业绩无缘2006年科技股50强。而曾经在榜单上排名靠前的中兴通讯在榜单上的名次也出现了一定的滑坡。 从《互联网周刊》开始做科技股50强的评选活动开始,4年来的科技亮点相继从家电业、通讯业和消费类电子行业次第滑过,但罕有连续在50强榜单中居前10位的科技上市公司出现(目前仅有中国联通一家)。 “通则不痛”,这句普通的广告语,对中国科技股而言则显得意味深长。变革意味着机会,也预示着风险。熊猫移动曾经是南京熊猫重要的主营业务之一,但熊猫移动事发之后,南京熊猫不得不进行产业结构的调整。2005年初,南京熊猫被迫割舍了熊猫移动的股权。时过一年,公司2005年报显示,股权投资收益仍然是公司业绩的主要支柱之一,业务主体是南京爱立信熊猫通信有限公司和北京索爱普天移动通信有限公司两家公司。南京熊猫董事长李安建表示,退出手机业务后,公司现阶段正集中精力致力于把现有业务做强做大。南京熊猫的主营业务是卫星通信产品、移动通信产品、机电仪产品和电子信息产品以及电子制造业务等。 进入科技股50强,南京熊猫是第一次。而究其原因,关键之处在于其甩掉了自有手机业务这个“鸡肋”。但转变也有风险,如果南京熊猫所投资的两家公司一旦出现业绩下滑,南京熊猫也将不可避免地受到牵连。对于能否在科技股50强中站稳脚跟,目前无法断言。 高科技的中国结 《互联网周刊》“科技股50强”的评选活动已经是第4个年头,4年中,始终有一个指导思想贯穿其中,那就是:我们要更精确地体现中国高科技的靓丽风采。但对于什么是最公正客观的评价标准,至今在上市公司的基本资料中也没有一个有绝对说服力的指标。 中国的高科技企业队伍正在壮大,中国的高科技产业也正步入正轨,像中兴通讯、深圳华为等一批具有典型科技特征的企业正为世界所认知。中国的科技力量需要声音,也需要更多的呵护和扶持。 事实上,用任何方法对中国科技上市公司进行排名都很危险,因为排名的价值全在于信誉及可靠性的确立,而在目前的中国证券市场环境中,信誉及可靠性的确立,不仅仅需要上市公司的自觉自律,还需要排名操作者去夯实每一块地基。为了尽可能公正客观,本刊选取的数据和指标都来自上市公司的年报资料,而对50家公司的解读,我们也仔细查阅了大量资料。 尽管我们的目标在于发现更多具有创新潜力和市场前景的科技公司,但更希望有越来越多的科技公司能够稳健中求胜―虽然高科技行业一直有“高风险,高收益”的说法。 中国科技论文:深化国际合作 加强中国科技教育 摘 要:空间科学与技术是近年获得迅速发展的前沿交叉学科领域,空间科学与技术领域的人才培养和科学研究为我国空间科学与航天事业提供有力的支撑,空间科学与应用专业的发展对我国国防建设、国民经济建设和社会发展有着深刻的影响,具有战略发展意义。俞俊生,北京邮电大学与伦敦玛丽女王大学联合建设的“电磁场理论与应用”国际开放实验室执行主任,兼任国家国防科技工业局航天技术专家组专家、中英空间科学教育与研究合作中方实验室团体专家组秘书长、电子科技大学“立人班”导师组总导师、中国教育发展战略学会国际教育专业委员会学术委员会专家。为透视中国在空间科学国际合作和人才培养方面的发展状况及未来趋势,本刊对俞教授进行了专访。在采访中,俞教授指出,空间科学领域的国际合作需要“地位对等”和“优势互补”;平台合作、团队稳定和优势互补是国际合作成功的关键;中英两国在空间科学教育方面的合作十分必要,取得了累累硕果;未来科技领域顶尖人才需从娃娃抓起。 关键词:空间科学;优势互补;国际合作 一、空间科学领域的国际合作需要 “地位对等”和“优势互补” 《世界教育信息》:尊敬的俞教授,您好!很高兴您能够接受本刊的专访。作为北京邮电大学与伦敦玛丽女王大学联合创建的“电磁场理论与应用”国际开放实验室执行主任和中英空间科学教育与研究合作中方实验室团体专家组秘书长,您是怎样看待空间科学领域的中英合作的? 俞俊生:空间科技体现一个国家的整体科技实力、综合工程能力和系统管理水平,国际合作能够实现经济、技术等方面的优势互补,但这一领域的国际合作也往往比较敏感。高水平国际合作很大程度上取决于合作双方整体科技实力的“地位对等”和“优势互补”。英国在近代自然科学方面的发展举世瞩目,先驱者如牛顿、麦克斯韦尔等声名显赫,他们在力学和电磁学方面的贡献帮助人类全面演进至当今的科学时代。英国的科学技术始终走在世界的前沿,具备良好的科研传统和深厚的学术积累。新中国成立以来,广大科技工作者在中国共产党的领导下,艰苦奋斗、励精图治、努力追赶,在建国之初的十几年里,初步建立起了自己的科学研究和工业体系。以钱学森、邓稼先等为代表的一批老一代科学家放弃了当时西方国家优越的生活条件,投身到新中国的怀抱,并和众多的本土专家一道,面对西方国家的技术封锁和苏联科技援助的终止,在极其艰难的条件下,自力更生,艰苦奋斗,在不到20年的时间里,取得了“两弹一星”等一批从无到有的伟大成就,在世界上展示了新中国的力量,为新中国赢得了尊严。这一时期,中国涌现出了一大批科技领军人物,这其中有28位科学家代表荣获“两弹元勋”的殊荣,他们是广大科技工作者群体的杰出代表,他们的家国情怀和献身祖国科技事业的拼搏精神,构成了中国航天精神、两弹一星精神的核心价值基础。自20世纪80年代初,中国共产党带领中国人民走上中国特色社会主义道路,经过30多年的探索和实践,我国的综合国力有了较大的提升,为科技事业的发展打下了坚实的经济基础。经过新世纪十几年的发展,我国的经济不仅迈上了更高的发展台阶,科技水平更是有了大幅度的提高。国家统计局、科学技术部、财政部联合的《2015年全国科技经费投入统计公报》显示,2015年,我国研发经费投入总量达到1.4万亿,科技发展水平迈上新台阶,里程碑式的科技成果层出不穷。例如,2016年9月25日,直径500米、全球最大口径球面射电望远镜(FAST),被形象地称为“天眼”,在贵州的自然天坑中正式启用;2016年9月15日,“天宫二号”成功发射升空;2016年6月20日,中国国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威・太湖之光”在国际比赛中以超第二名近三倍的运算速度夺得第一;2016年6月22日至8月12日,中国科考船“探索一号”在马里亚纳海沟“挑战者深渊”开展了我国第一次综合性万米深渊科考活动;2016年1月底,中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担的大科学工程“人造太阳”实验装置(EAST)成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电;2016年8月16日,中国发射了世界首颗量子科学实验卫星;2015年12月17日,中成功发射暗物质粒子探测卫星“悟空”,这标志着我国空间科学探测研究迈出重要一步;2012年底,北斗区域导航系统建设已完成,2020年前后将形成全球覆盖能力;2016年9月10日,郑(州)徐(州)高铁正式开通运营,中国高铁运营里程突破2万公里;2017年年初,中国宣布将在北京投资近50亿元建设超级同步辐射源装置“慧眼”。 经过60多年的追赶,我国科技事业的整体水平与西方发达国家的差距已逐步缩小,其中,航天、核能、高铁等多个领域已成功跻身世界先进行列,形成了广泛开展高水平国际合作所需“对等性”的重要基础。2013年12月2日,中国国家航天局与英国航天局在京签署了《中国国家航天局和英国航天局关于探索与和平利用外层空间合作的谅解备忘录》,双方进一步扩大在空间科学、空间应用、教育培训等多个领域探讨合作的可能性。2015年9月,中国国务院副总理刘延东率中方代表团访英,全面深化中英第三次人文交流机制;2015年9月19日,刘延东副总理出席在卢瑟福阿普尔顿实验室举行的“中英科技创新座谈会”,作为论坛议题之一的“中英空间科学教育合作”得到刘延东副总理和与会英方代表的积极评价。回顾中英空间科技领域的合作历程,可以很清楚地发现,随着中英空间领域合作的“地位对等”性不断巩固,双方科技优势的“互补性”亦日益凸显,英方的空间科学、探测载荷技术等与中方的卫星平台、运载火箭技术等互补性强,促成了中英合作不断跃升。 二、平台合作、团队稳定和优势互补是 国际教育合作成功的关键 《世界教育信息》:在空间科学领域,请您继续深入介绍一下中英双方在高等院校层面的合作。 俞俊生:在国际上有影响力的中英空间领域的校际合作始于2000年由清华大学宇航技术研究中心和英国萨瑞大学空间中心共同研制的微型卫星“清华一号”顺利升空。2007年11月8日,在中英两国航天局的支持下,由北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院时任院长房建成教授与英国卢瑟福阿普尔顿实验室时任主任哈德威尔教授负责组建的“中英空间科学与技术联合实验室”,开创了中英空间领域高端平台合作的先例,具有里程碑式的意义。该联合实验室作为组织协调两国的航天研究机构、大学和工业部门的合作平台,推进中英空间领域的高端合作,双方共同组织年度合作交流会的工作机制十分有效,迄今已经成功组织了11届年度交流会,取得了丰硕的合作成果。 我以我所在的实验室为例,向大家介绍中英合作的一些经验和体会。2003年11月8日,在北京邮电大学时任校长林金桐教授和伦敦大学玛丽女王学院时任院长史密斯教授的支持下,成立了“北邮-伦敦大学玛丽女王学院电磁场理论与应用国际开放实验室”,伦敦大学玛丽女王学院的陈晓东教授任实验室主任,本人担任执行主任。自实验室成立以来,通过每周五下午1个小时连线交流双方的学术进展、协助指导研究生、联合申请科研项目资助、师生学术互访等,我们在研究生培养、科研攻关、项目管理等方面取得了令双方满意的合作成果。以我们承担的“十一五”“十二五”民用航天项目为例。“十一五”时期,我们引进了英方的紧缩场天线测量技术,在对方团队的帮助下消化、吸收,已培养了三届研究生,基本掌握了系统设计方法。在此基础上,“十二五”时期,我们瞄准更高性能的系统(比英方的系统性能指标更高),搭建原理验证样机。我们负责系统设计,英方提供关键部件加工,并指导我们系统装调。由于性能指标属于世界前沿,具有较大的技术挑战和风险,我们充分发挥合作团队的协同创新能力和实际经验,克服了许多技术难题,于2016年初顺利完成样机装调、测试并达到各项技术要求,为下一步的工程样机研制服务卫星载荷整机测试打下了坚实的技术基础。 2014年5月28-30日,在由“中英空间科学与技术联合实验室”主办、上海航天技术研究院承办的第九届中英研讨会上,我荣幸地与英国国家航天学院阿努奥吉先生一起共同担任“教育与培训”分会主席,中英双方的代表讨论了中英空间教育各自的特色和优势,希望将来能有机会开展这方面的合作。2015年9月5-10日,我第2次参加了由“中英空间科学与技术联合实验室”主办、英国卢瑟福阿普尔顿实验室承办的第十届中英研讨会,并继续与阿努奥吉先生共同担任“教育与培训”分会主席,会议期间,我与阿努奥吉先生在上海会议的基础上,共同拟定了未来十年“中英空间科学教育合作”愿景,希望通过未来十年的努力,在空间科学、空间技术、空间工程三个领域利用双方的教育和研究资源,培养两国的未来空间人才,合作涉及到双方的中小学、大学以及工业部门。大会决定把这份合作计划推荐给于2015年9月19日在卢瑟福阿普尔顿实验室举办的“中英科技创新研讨会”。在得到官方确认后,该项合作计划被正式列为研讨会议题。9月19日下午,阿努奥吉先生和我被邀请出席“中英科技创新研讨会”,阿努奥吉先生向与会代表汇报了我们的建议,得到了刘延东副总理和英国高层领导的积极评价和赞同。经过近3个月的筹备,2016年1月16日,“中英空间科学教育与研究合作中方实验室团体”在北京成立,国家航天局、英国驻华大使馆和来自高校、科学院和工业部门的20家实验室代表出席了成立大会,标志着中英空间科学教育计划正式启动。 经过十多年的国际合作实践,我有几点体会。第一,平台合作保障长效机制。人才培养和科学研究要避免短期行为,只有长期稳定的合作,才能给双方带来更多的收益。第二,团队稳定保障合作稳定。科学研究中,设备仪器固然重要,更重要的是人的因素,团队稳定更能实现协同创新。第三,优势互补保障合作效能。优势互补是合作的原动力,可以优化双方资源,以便挑战更高的科技目标。 三、开展创新活动, 支持空间科学领域青少年人才培养 《世界教育信息》:我们知道,科学教育要从娃娃抓起。在这个问题上,请谈谈您的看法。 俞俊生:通过中英空间教育合作,充分借鉴英国中小学空间科技教育已有的成功经验,整合中英双方的空间科技教育资源,我们希望开辟一条空间科技人才选培的新路。众所周知,中国的航天事业取得了举世瞩目的成就,中国航天事业的杰出科学家代表钱学森先生没有沉浸在过去的成绩上,而是更具忧患意识,提出了著名的“钱学森”之,以警示后人。钱老之问的核心思想是需要培养造就一大批世界一流的科技大师,中国的航天科技事业乃至整个国家的科技事业才能有更大的发展,才能始终走在世界的前列。这应该是钱老心中的“中国梦”。人生百年,生命有限,培养科技大师应该从娃娃抓起。我国的九年制义务教育保障了所有青少年能够接受基础教育,现阶段我国中小学教育涵盖的知识内容已十分丰富,但科技教育往往受到实验设备、师资等因素的制约,虽然高科技产品已经进入家庭,如自动洗衣机、智能终端设备、宽带网络接入、汽车等,但普通大众和广大青少年对它们的科学原理和技术实现知之甚少。从青少年成长的规律来看,这一时期的青少年有强烈的好奇心和求知欲,感性认知能力强,学校和家长应该多带孩子们到学校之外的工厂、科技博物馆、国家实验室等参观学习,接触高科技、了解高科技、爱好高科技,努力学习,长大后成为高科技的创造者。这样的科技教育,才符合时代的要求和国家的需要。遗憾的是,还有不少学校纠结于学校的升学率和排名而忽视学生创新能力培养,大多数家长纠结于孩子的考试排名而忽视孩子的幸福感教育和兴趣培养。从科技人才选拔培养的角度,必须破除现存某些落后于时代的思想桎梏。数理化生学科的偏才、奇才、怪才,未来有可能成为科技大师的苗子,一经发现,学校要把他们当成“金种子”,量身定制他们的学业发展规划,而不能因为偏科影响升学考试,就得不到老师和家长的重视与呵护。 中英空间科学教育合作项目的创设,借鉴英国科技人才培养经验,在实践中积累经验并有效推广示范。我们的计划包括组织国内高校和科研单位的空间科学资源向中小学开放,展示我国最新的空间科技成果,激发青少年的自豪感和爱国热情。组织英国空间科学数理化大师班来华开展教学观摩。发展一批初高中合作学校(高中示范校、初中基地校),推荐数理化生拔尖学生(偏才、奇才、怪才),参加“中英空间科学教育与研究”暑期学校,聆听专题讲座和实验室参观,邀请其中有兴趣的学生参加实验室的科研项目。组织专家导师组,辅助他们本科阶段、硕士研究生阶段、博士研究生阶段的学业发展以及职业规划。组织部分学生代表,参加英国皇家学会举办的科学活动周,推荐有条件的学生赴英进入一流的空间科学实验室攻读学位。 《世界教育信息》:刚才您已经提到了一些举措,请您谈谈中英空间科学教育与研究合作计划启动后,在空间科学领域青少年人才培养方面的举办的活动及其具体的创新举措。 俞俊生:中英空间科学教育与研究合作计划已于2016年正式启动。第一,我们举办了两期“英国空间科学数理化大师班教学观摩活动周”。2016年3月15-19日,首次“英国空间科学数理化大师班教学观摩活动周”在北京和上海举办,来自北京、上海、天津、江苏、四川、广东、海南的近百名师生参加了北京、上海两地的平行式教学观摩,英国的4位学术大师及其助手们分别为大家讲授了空间物理、空间生物、空间化学3门课程。新颖的内容、精彩的教学让师生们大开眼界。一般来说,许多同学对物理、化学、生物学科感到有难度,英方老师的做法是先吸引同学们的注意力,利用日常生活中常见的物品,如注射器、玻璃球、干冰、酱油、牛肉块等,带着同学们用这些教辅设备做实验,一边做实验、一边问问题,实验结束后,老师启发同学们归纳总结发现的现象并讲授科学原理,以及相关科学家的故事,一节课不知不觉就结束了,同学们有意犹未尽的感觉。有同学感慨,这样的方式上课,一定会喜欢上“高大上”的数理化。中方老师们更是盛赞英方的教学方法,能够吸引学生注意力,通过教辅设备演示和学生们实际操作,结合生活常识,建立感性认识;启发学生思考深奥的科学知识,再由老师提炼出书本上给出的科学规律;讲科学家的故事,科学家各自都有鲜明的人物个性,弘扬科学精神。第二期教学观摩活动周也于11月14-18日在北京和上海成功举办。 第二,2016年7月18-29日在北京举办了首届“中英空间科学教育与研究活动周(暑期学校)”,来自全国的50名爱好空间科学的初高中学生和教师代表参加了暑期学校的培训。培训包括12场中英航天专家的精彩讲座、参观5个国家级空间科学实验室等,讲座的主题面广、内容丰富,结合图片与视频,扩大学生知识面、增长航天知识;实验室参观中,实验室的专家们向同学们介绍科研项目和实现的科学目标,展示了许多先进的实验仪器。英国专家介绍了空间基础知识,通过视频观看了英国在轨航天员提姆匹克在空间站做的碰撞演示实验。在第一期暑期学校结业式上,学员代表纷纷表示这是他们参加的航天科学方面最高端的活动,亲历了走进我国航天顶级实验室时的激动心情,忘不了实验室老师们的热情接待,增长了对航天人的亲切感和敬仰之情。短短的两周r间,学生们听到的、看到的还需要慢慢消化、吸收,但老师们的殷切希望已铭记在心头。2016年首届暑期学校的教学工作得到了国家航天局国际合作处、中国空间技术研究院钱学森实验室、中国科学院国家空间科学中心、北京大学遥感与地理信息系统研究所、北京航空航天大学中英空间科学与技术联合实验室、北京邮电大学-伦敦玛丽女王学院国际开放实验室、英国国家航天学院的大力支持。 四、高度重视科技领域顶尖人才培养 《世界教育信息》:您对科技领域顶尖人才的培养有哪些建议? 俞俊生:科技人才是国家社会经济发展的重要群体,世界各国都非常重视科技人才的培养,现在欧美发达国家纷纷推动科学、技术、工程和数学(STEM)课程进入中小学,高度重视中小学阶段科学、技术、工程和数学教育。这两年,STEM课程也在尝试进入中国市场,北京、上海等城市的一些中学与国际教育机构合作,尝试引入STEM课程。在创新科技教育的国际潮流中,我国的数学教育越来越受到欧美发达国家的关注。当今世界各国在通过普及学校教育和职业培训,培养造就大批量实用型、通用型科技人才的同时,也在努力探索拔尖人才的培养方法。“科学大师”是怎样炼成的?追寻大师的足迹,可以看出一些端倪――第一阶段,学生少年时期遇到好的启蒙老师(家长或学校老师),产生对自然科学浓厚的兴趣,得到家长和老师的保护和支持,这一阶段应该属于“兴趣+好奇”驱动型学习模式,达到不知疲倦、废寝忘食的状态。第二阶段,学生青年时期接受优质的高等教育,遇到志同道合的同学和老师,这一阶段属于“兴趣+求知”驱动型学习模式,同样达到不知疲倦、废寝忘食的状态。第三阶段是漫长的,面对各种科学难题的挑战,努力攀登一个又一个科学珠穆朗玛峰,失败、孤独、苦难常常相伴,需要巨大的勇气和耐力,克服困难的坚强意志,这个漫长的阶段属于“兴趣+信仰”驱动型学习模式,不仅有不知疲倦、废寝忘食的工作状态,还有百折不挠,矢志不渝的坚强意志,只有信仰才能具有无穷的力量。鉴于这种理解,我对培养拔尖科技人才的建议如下。第一,加强青少年的科普工作,在中小学增加科普活动,如专题报告和外出参观。增设科技兴趣班,主动发现孩子们的兴趣爱好,倡导“兴趣+好奇”驱动型学习模式。第二,兴办特色、专长高中和大学,入学条件由“全才”转变为“专才”,保障有专业兴趣的孩子能接受好的高中和大学教育,倡导“兴趣+求知”驱动型学习模式。第三,让“偏才、奇才、怪才”的偏科学生受到家长和学校的重视,创造条件早期进入国家实验室,参与科学研究和科学实验,并为他们配备学术发展导师,进入青年时期,倡导“兴趣+信仰”驱动型学习模式。我坚信,中国的未来肯定会涌现出大批的科技顶尖人才。 中国科技论文:中国科技型中小企业的融资困境问题研究 摘要:随着国民经济的发展,科技型中小企业在推动科技创新、产业机构的调整、解决就业难题等方面发挥着举足轻重的作用。但是,融资难的“瓶颈”长久以来制约着科教型中小企业的发展壮大。通过全面分析中国科技型中小企业融资困境产生的原因,并提出加强企业自身建设,提升企业自身素质;发挥市场的决定性作用,强化政府的服务职能等对策建议。 关键词:科技型中小企业;融资困境;原因;对策 一、引言 科技型中小企业是指主要由科技工作人员组成,以市场为导向,能将科技研究成果与市场需求相互转化,从事科技产品的研发、生产和销售的知识密集型中小企业。中国科技型中小企业的融资现状主要表现为科技型中小企业的融资结构失衡、风险投资不完善,信息不对称现象普遍、商业银行惜贷严重,融资服务发展滞后以及行政审批繁琐,管控严格,支持不足等。如何化解科技型中小企业的融资困境,现就其原因进行深入分析并以多个角度深入全面地提出解决科技型中小企业融资的可行性、创新性对策。 二、科技塑中小企业融资困境的原因分析 (一)企业自身方面 1.发展起步晚、规模小,抵御市场风险能力有限 首先,起步较晚、规模较小等原因,初创期只有专利技术、知识产权等无形资产,企业的固定资产、可抵押担保物很少或价值不高。其次,科技型中小企业的应收账款周转率和存货周转率普遍较低,增加了企业的财务风险。第三,企业未来经营过程中的现金流量、风险可预测性等方面都较难预测,缺乏金融机构的可靠保证,对风险的抵抗能力较弱。 2.受到企业条件的限制,管理能力存在一定问题 首先,大多的中小企业起步晚、发家于小型家族企业等原因,使得管理机制松散、权责不清,重大决策由企业主决定,缺乏民主性、科学性和规范性。其次,在企业人力资源中,技术人员占主导地位,管理人才稀缺,使企业发展受阻。 3.财务管理制度不健全,信用等级低,担保能力弱 科技型中小企业精通财务和金融专业知识的人员稀缺,尤其在一些企业中,内部控制和财务制度的混乱现状,甚至没有建立起正规的财务管理制度,在融资时并不能向金融信贷部门提供认可的财务数据。而且这些中小企业的信用观念普遍不高,存在着逃债、避税行为,甚至做假账粉饰财务报表,破坏企业的信誉度,加大了融资难度。 4.企业融资的特点和需求大大加剧了融资的难度 科技产品的研发是一个风险高企、需要充足资金保障的环节,但由于科研产品的周期性,往往满足不了申请项目长期贷款的条件,所以往往在科研成果未开发成功或者还未投产获利的时期,贷款已经到期,缺乏融资的连续性保障。 (二)政府宏观政策方面. 1.政府对于融资方式的控制。民间资本缺乏法律依据和行业规范,极大地限制了中小企业的融资渠道。另外,根据中国间接融资的规定,贷款必须要有相应的固定资产作为抵押,将绝大多数科技型中小企业拒之门外。而且,目前的科技型中小企业不能满足发行股票和债券的条件,无法走直接融资渠道。 2.繁琐低效的行政审批制度。由于缺乏一个系统化的管理机制,政府对于中小企业审批程序权责不清、程序繁琐;大大降低了融资贷款的效率。 3.相对较高的企业税务负担。近些年来,中国GDP增长速度远远低于同期财政收入的增长速度,企业的税负增长过快,负担较重。另外,现行的税收政策设计不够科学完善,使得原本资金就十分短缺的中小企业更不愿意承担创新风险。 (三)金融体系方面 1.缺乏专门服务于中小科技企业的商业银行。中国金融机构以四大国有银行为主导,政策性银行、股份制商业银行、其他非银行金融机构并存,但是高度垄断的四大国有银行将贷款的75%80%贷给国有企业、大型企业。 2.高度集中的贷款审批程序降低了融资效率。银行等金融机构发放贷款有着严格的程序,审批程序繁琐复杂,金融机构宁愿选择办理较大额度的信贷融资业务,而不是中小企业的小额融资。在抵押财产过程中,需要办理财产评估、财产登记、保险、公证等行政手续,大大增加了企业贷款成本,降低了融资的效率。 3.金融体系内部信息不对称,道德风险居高。科技型中小企业财务信息不透明、做假账现象普遍存在,参与信用评级的企业占比较低,信誉水平低,金融机构获得其真实的信息和资料尤为困难,加大了交易成本和风险。 4.债权、证券市场门槛较高,融资渠道狭窄。中国证券、债权市场发展滞后,中小科技型企业很难通过股票或者债权直接融资,大大限制了中小企业通^资本市场进行直接融资。 5.征信系统不完善,企业的信用状况不透明。中小企业信用评估体系和征信系统是建立和完善金融机构与企业之间的关系的必要条件,然而中国目前的企业、社会征信系统都在筹建阶段,企业和金融机构都对彼此的信用信誉不明了,信息不对称增加了融资成本和风险,也提升了融资难度和契合度。 6.信用担保机制不健全,缺乏统一管理监督。目前中国担保机构的制度尚不完善,立法滞后,在运作、管理方面都存在一定的缺陷。严苛的贷款担保条件,成为科技型中小企业融资的障碍。 (四)资本市场方面 1.多层次的资本市场发展缓慢,无法满足企业的融资需求。中国虽逐渐建立起了资本市场,但金融体制与配套的服务体系尚未建立健全,资本市场融资潜力尚未全面发挥。中小企业融资依赖于商业银行贷款等间接融资方式,很难得到多方面的融资支持。 2.风险资本引入较晚、发展不充分,难以转化为投资成果。中国的金融市场底部较晚,资本市场很不完善,风险投资发展缓慢。个人投资者的参与积极性不足,政府资金占比过高,投资效率低下。 三、科技型中小企业融资困境的对策 (一)加强企业自身建设,提升企业自身素质 1.完善公司治理结构,提高抵御风险的能力。在现代企业制度下,产权明晰和权责明确是对一个经营实体最基本的要求,完善的治理结构有利于科技型中小企业自身综合实力的增强。科技型中小企业应该打破传统的家族式经营管理模式,建立职业经理人管理制度,使企业的所有权与经营权分离,提升企业在经营和管理过程中的效率,实现效益最大化。 2.规范财务管理制度,改善信息不对称局面。科技型中小企业也要学习和完善企业的财务管理制度,培养引进专业的财务人才,加强与会计师事务所的交流合作,打通企业的信息交流平台,赢得更多投资者和金融机构的信赖。 3.提高强企业竞争力,树立良好的信用形象。提升企业竞争力仍需要企业自身的努力经营,必须依靠尊重市场规律、积极自主创新、降低生产成本、诚信经营才能获得良好的经济效益,同时赢得良好的信誉和形象。 4.摒弃传统融资理念,拓宽企业的融资渠道。科技型中小企业要主动去熟悉资本市场的融资途径,掌握融资所需的方式方法。根据企业自生特点探寻最适合的融资渠道。同时也要学会对于融资方式的有效组合,合理的分散、规避风险,降低企业的融资成本和负债负担。 (二)发挥市场的决定性作用,强化政府的服务职能 1.完善相关法律法规,提供基本制度保障。中国目前对于中小科技型企业尚未出台专门的法律法规支持,处于一种无法可依的状态,只能依据行业特征和所有制性质不同处理。近年来出台的《物权法》《所得税法》等是很好的开端,国家要抓紧完善立法的漏洞,并且能在推进社会主义法治化的过程中,逐步推进专门针对中小科技型企业的法律规范,更好地浇灌和培育中小科技型企业的发展。 2.削减行政审批流程,降低企业融资门槛。政府对于科技型中小企业的审批审核相当严格,行政流程繁琐。因此,政府应从服务型角度出发,明确各部门的职责,简化审批流程,适度降低科技型中小企业的门槛,给企业的创设和发展提供宽松的环境。 。 3.弱化对利率的管制,降低企业税务负担。逐步推动人民币利率市场化改革,使利率真实地反映市场主体对资本的供求状况,提高资源配置效率,促进金融机构之间的良性竞争,激发金融创新、降低交易成本。 (三)完善金融体系建设,促进融资便利化、科学化 1.成立专门服务于中小科技型企业的政策银行。中小企业的飞速发展形成了巨大的中小金融服务市场缺口,迫切需要成立大批中小金融机构,适应中小科技型企业发展的专门性政策银行,发挥其工作效率高、融资成本低、贷款门槛灵活等特点,以满足中小型企业的需求。国家赢出台相应的激励政策,促进其规范、良性发展,成为中小科技型企业发展的有力支撑。 2.建立健全完善的征信系统、信用担保体系。要贯彻落实科技部在2015年1月的《科技部关于进一步推动科技型中小企业创新发展的若干意见》提出的要求,通过财税政策推进完善中小企业信用担保体系,运用互保、联保、贷款保险等多渠道建立贷款担保基金等方式,推动担保机构加强业务创新,探索低成本、可复制、易推广的融资产品和服务模式,强化其分散风险、增强信用功能,降低中小企业融资成本。 3.发展债券、证券市场,引入风险投资基金。加快发展多层次资本市场,发挥风险投资、私募股权基金、债券市场、证券市场等的补充作用,鼓励有实力的科技型中小企业尝试多元化融资渠道。在投融资方面,将科技型中小企业作为突破口,把培育发展鹇孕孕滦瞬业作为主攻方向,加快金融机构、产品和服务模式创新,进一步推进种子基金、天使基金、创业投资基金、贷款担保(质押担保)、非上市公司场外交易等的发展。 (四)挖掘中介机构和投资者的潜力 1.规范中介机构市场运作,改善中介机构服务机制。充分发挥专业中介机构以及科技服务机构作用,在服务领域方面逐步开放并扩大,规范中介服务市场,提供并改善各类服务。 2.发挥民间资本的作用,拓宽投资者的范围和队伍。要进一步大力发掘民间资本的作用,加大社会宣传力度,深化金融体制改革和民间金融机构的培育,引导民间信贷的规范发展,拓宽投资者的范围和队伍。 中国科技论文:怀柔科学城,中国科技新地标 曾以雁栖湖、红螺寺、虹鳟鱼、红肖梨闻名的京郊怀柔正在悄悄发生翻天覆地的变化。 2016年9月,国务院印发《北京加强全国科技创新中心建设总体方案》,提出“统筹规划建设中关村科学城、怀柔科学城和未来科技城”。同年11月,北京市人民政府办公厅印l《怀柔科学城建设发展规划(2016-2020年)》。这意味着在不久的将来,一艘“科技航母”将在北京东北部启航,成为创新中国梦的新引擎。 空间布局“一核四区” “怀柔科学城概念的提出不是突发奇想,而是与这些年国家对科技创新的整体思路和近年来怀柔的定位、发展基础一脉相承的。”怀柔区副区长王|认为,通过近年努力,怀柔大力发展科技研发产业,不断完善基础设施和配套服务,具备了建设科学城的良好基础。 怀柔科学城位于怀柔区平原区东北部,北邻雁栖湖生态发展示范区,南接中国(怀柔)影视产业示范区,西邻怀柔城区。规划面积41.2平方公里,按照“一核四区”进行空间功能布局。 “一核”,即核心区,规划面积2.3平方公里,主要布局大科学装置和交叉研究平台,建设综合性国家科学中心。“四区”,包括科学教育区、科研转化区、综合服务配套区、生态保障区。其中,科学教育区规划面积5.6平方公里,主要依托中科院大学建成人才培养基地;科研转化区规划面积12.3平方公里,主要以雁栖湖经济开发区为主体,打造科技成果转化平台;综合服务配套区规划面积10.2平方公里,主要依托雁栖小镇等功能组团,提供综合配套服务;生态保障区规划面积10.8平方公里,构建科学城的生态保障空间。环绕在核心区周边,四个功能区组成了重要的配套保障圈层,将推动怀柔科学城高效协同运转。 “可以说,怀柔科学城是承接中关村溢出效应、优化创新空间的再布局,是进一步提升科技创新能力、集中资源要素的再安排。”王|说。 通过“一核四区”规划布局,怀柔科学城将覆盖科学、技术、产业、服务四个圈层。“科学城,核心是共同产生原始创新的科学圈。其次是技术圈,指的就是把原始科学成果转化成应用技术的交叉研究平台。第三是产业圈层,即把技术变成产业。以上这些,要实现良好的运转,还要提供服务圈层,让科学家、工程师、技术人员等等在这里舒适地生活、工作、学习。概括地讲,就是宜读、宜研、宜居、宜业。” “国家队”相继汇聚核心区 实际上,从怀柔科学城酝酿之初,一支国家科技战略力量就已经开始行动。 2009年6月,中国科学院与北京市政府签署《共建中国科学院北京怀柔科教产业园合作协议》,怀柔科教产业园区上升到院市合作层面,为怀柔建设科学城打下了基础;2011年,中科院与北京市签署了院市共建北京综合研究中心协议,为在怀柔建设依托大科学装置的综合性研究中心迈出了第一步。 近年来,院市高层领导多次会商并召开了合作推进全国科技创新中心建设座谈会,签署了《“十三五”期间北京市人民政府与中国科学院合作推进全国科技创新中心建设行动计划》和《中国科学院北京市人民政府共建怀柔科学城合作协议书》。 “院市双方密切配合,中科院拿出最好的项目和团队,北京市拿出最大支持力度,共同谋划建设北京怀柔科学城核心区――大科学中心。”中科院北京综合研究中心主任姜晓明说。 目前,高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置、地球系统数值模拟装置等大科学装置正加快推进,中科院怀柔科教产业园已有15个项目投入运营。 坐落在核心区以北的中国科学院大学,在芸芸学子心中是全国顶尖学府。以中科院各院所的强大科研力量为平台,师从各领域的著名学者乃至院士,在这里就读的学生享受着国内顶尖的科研教育资源。以此为主要依托,这里将建设科学教育区,为科学城的发展持续输送一批创新型国家培养高素质创新创业人才。目前,中国科学院大学已有8000名师生入驻。 核心区以南,是科研转化区,规划范围与现有的雁栖经济开发区大致吻合。近年来,这里已汇聚了一批高新技术项目。全市首家纳米科技产业园――北京纳米科技产业园,签约入驻纳米能源等项目48个,成为国家级纳米高新技术产业化基地。2016年9月破土动工的中国科学院北京纳米能源与系统研究所,2018年建成后将成为集研发、展示、交流、产业转化等于一体的国际一流纳米能源全球创新中心。与此同时,中科院已有12个研究所22个项目落户在这里,其中15项建成投入运营。 随着重大科技基础设施集群和前沿交叉研究平台的布局完善,怀柔科学城具备了更深层次融入国家创新战略、为创新驱动发展做出更大贡献的基础和条件。正如姜晓明所说,北京是全国创新要素最活跃的集聚地,“全力配合北京建设代表国家最高科技水平的全国科创中心,是中科院作为科技国家队的责任和义务”。 对中科院来说,这当然也是一种双赢。中科院怀柔科教产业园作为中科院在北京的又一次发展机遇,成为了继中关村园区、奥运园区之后,中科院在北京倾力打造的第三个园区。 “国家战略”锋芒初现 蓝图已绘就,下一个问题是,谁来做第一个吃螃蟹的人? 中科院国家空间科学中心、力学所、电子学所、计算机网络信息中心等科研单位,以及中科合成油、北龙中网、中科纳通等院属企业,它们或在怀柔建立了一批国家级重点实验室,组织开展国家级科学研究;或引领怀柔向新能源、云计算、纳米新材料等新兴领域加速聚集,从而成为了中科院在怀柔的第一批“先遣部队”。 从寸土寸金的中关村搬出来,无论对谁来说,都是一个艰难的决定。但如今看来,这些几乎是“咬着牙”做出的决定,为研究所换来更广阔的发展空间。 中科院国家空间科学中心位于怀柔园区的空间科学任务大厅,“亲眼”见证了暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、量子科学实验卫星等创造的一个又一个“中国奇迹”,多次受到国家领导人的高度赞誉。 中科院力学所研究员姜宗林和他的同事,在这里研制成功了世界首座复现高超声速飞行条件的超大型激波风洞,该风洞技术创建了先进高超声速地面试验技术的国际新高度,获得美国航空航天学会2016年度地面试验奖。 而该所在怀柔建成的高速列车动模型实验平台,则是目前国际上唯一能完成列车模型缩比1:8、最高实验速度500公里/小时的高速列车空气动力学实验专用平_。“目前该平台已为多家企业完成了CRH380系列、中国标准动车组、城际列车等高速列车研制的空气动力学实验,支撑了中国高速铁路的发展。”中科院力学所研究员杨国伟透露,他们还将继续为我国“十三五”国家“先进轨道交通”专项的400公里高速列车和中速/高速磁悬浮列车研制等提供实验数据。 “两装置五平台”今年开建 未来,怀柔科学城将建设综合极端条件实验装置、地球系统数值模拟装置、高能同步辐射光源,以及布局建设多模态跨尺度生物医学成像设施、子午工程二期等大科学装置项目。依托大科学装置集群,还将建设一系列聚焦物质、材料、生命、环境、空间等基础科学领域的跨学科交叉研究平台。今年,将有两大科学装置和五大交叉研究平台开工建设。 据悉,今年动工的两大科学装置为综合极端条件实验装置和地球系统数值模拟装置。其中,综合极端条件实验装置将建成世界上首个集极低温、超高压、强磁场、超快光场等极端条件为一体的用户装置,可满足多学科、多领域物质科学研究对综合极端实验条件的需要。地球系统数值模拟装置以认识地球环境复杂系统、模拟地球系统圈层变化和长期气候变化、精细描述和预测地球物理化学生物过程等为目标,促进重大科学成果产出。 今年将开工建设的五个交叉研究平台包括材料基因组研究平台、先进光源技术研发与测试平台、清洁能源材料测试诊断与研发平台、空间科学卫星系列及有效载荷研制测试保障平台、先进载运和测量技术综合实验平台。 其中,材料基因组研究平台将建设一个国家级的“设计-实验-应用”一体化材料基因组研究平台,为高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置等大科学装置提供高质量的材料研究样本、高效快速的高通量检测手段,建成我国首个、世界规模最大、手段最齐全的材料基因组平台,促进重要材料的发现和优化。 先进光源技术研发与测试平台将开展先进光源技术研究及关键设备验证测试,直接为高能同步辐射光源落地建设提供支持,建成先进光源技术研究中心、创新中心和技术转移中心,为我国未来在先进光源领域达到并保持国际领先水平奠定基础。 清洁能源材料测试诊断与研发平台可充分利用高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置,建设先进储能、物理储能、太阳能电池综合测试分析、LED综合测试分析及清洁能源用同步辐射光源线站等研究平台,成为我国首个开放共享的从原子级到宏观尺寸、从材料到系统的清洁能源材料、器件综合分析测试平台。 空间科学卫星系列及有效载荷研制测试保障平台项目建成后将有效支撑国际子午圈、载人航天空间科学与应用任务、月球与深空探测科学任务等国家重大任务,力争在时域天文学、太阳爆发、全球变化和地球空间耦合等国际空间科学前沿取得重大原创突破。 先进载运和测量技术综合实验平台将为临近空间超高速飞行器、高速列车、空间引力波探测等重大科技工程的技术攻关与系统方案研究,提供世界领先的实验条件。 通过建设一批大科学装置和交叉研究平台,面向全世界科学家和研究机构开放,怀柔科学城将建设世界级原始创新承载区和开放科研平台,成为未来中国的科技新地标。 这一切都将继续……可以预见,到2030年,当国人再谈起怀柔时,或许会充满自豪地想到,那里有一座世界一流的科学城。 中国科技论文:浅谈中国科技创新对经济发展的支撑作用 [摘 要]近年来,国家对科技创新的重视程度越来越高,对于研发经费的投入快速增长,依靠创新、科技提升产品价值,在高技术领域与关键技术领域拥有核心竞争力,提高中国制造在全球价值链中的地位已成为国家战略。本文关注的是科技对经济发展的支撑作用,同时考虑到科技与经济大系统之间的关系,以相互联系的系统观的视角考察创新对经济发展的支撑效率以及创新资源的优化配置问题,并从创新及管理体制角度提出了改革的方向。 [关键词]科技创新;经济发展;资源配置;创新管理体制 一、我国科技创新对经济发展支撑的现状 (一)科技创新对经济发展的支撑效率总体偏低 有关数据显示,全国各省份创新对经济的支撑效率普遍偏低。近年来我国创新对经济支撑的平均值仅为60%左右,距离100%的效率目标还有很大距离。这显示科技创新对经济发展的支持作用尚有待提升。国家的研发经费的投入快速增长,远高于GDP的增长率。然而,高技术产值平均增长率较低,规模以上工业企业新产品销售的总产值占比很低,一直没有明显提升。这表明科技创新对经济社会发展的支撑作用仍然有限,在建设创新型国家背景下,如何高效利用现有的创新资源、让科技创新引领经济发展是当前社会转型的迫切任务。 (二)科技创新对经济发展的支撑效率具有明显的区域差异 虽然总体上看,科技创新对经济发展的支撑效率比较低,然而,这种支撑作用显示出明显的区域差异性。科技创新对经济的支撑效率在东中西部地区显示出明显不同:东部地区显 著高于中部地区和西部地区,并且正是由于东部地区的高效率提升了全国平均水平。科技创新对于经济发展的支撑作用依赖于科技成果转化为现实生产力的能力与环境。而推动科技成果转化的核心在于技术转移的市场平台、技术转移体系、创新成果转化的激励机制等制度建设和市场环境是否完善,以及企业生产技术水平和能力。从这些因素看,东部地区要明显优于中西部地区。 二、创新生产系统和创新支持下的经济系统两阶段效率分析 (一)创新对经济发展的支撑作用受制于创新支持下的经济发展阶段 有关数据表明,创新投入到创新产出的转化效率(创新生产阶段)明显高于创新对区域经济发展的支撑效率(创新支持下的经济发展阶段)。这可以看出科技对经济发展的支持作用不强主要是受制于创新支持下的经济发展阶段,即创新支持下的经济系统效率低制约了整体效率的提升。这也从一个侧面表明,科技成果对经济发展发挥支撑作用的潜在空间很大。 (二)省际创新成果转化效率差异明显 据有关数据和对各省创新过程两个阶段的效率差异的比较,可以分成三类,第一类是创新对经济发展强支撑型:这一类省份创新对经济发展过程的两个阶段效率都很高,基本实现了资源优化配置,以天津、上海、广东等省份为代表。第二类是创新成果转化制约型:这种类型包含了很多省份,表现最为典型。这一类省份的特点是:创新生产阶段效率较高,但是创新支持下的经济发展效率比较低,创新对经济发展的支撑作用不强,两个阶段的效率差异明显,这种类型囊括大部分省份,甚至北京两个阶段的效率差异也较大。 这充分说明创新成果转化难是普遍现象,也是制约创新支撑经济发展的根本原因。 第三类是创新生产制约型:这一类省份表现非典型,创新支持下的经济发展阶段效率高,但是创新生产阶段效率较低,创新对科技的支撑作用受制于创新生产阶段,如江西、海南。 由此,我们可以获得两点发现:一是创新支持经济发展的效率受到创新生产阶段和创新支持下的经济发展阶段两个系统的影响,任何一个阶段无效或者低效都会对整体效率形成制约;二是我国省份之间差异巨大,创新支撑经济发展的过程在区域间表现差异非常明显,各有不同。 三、创新成果的优化配置 (一)开放型的技术转移体系建设滞后制约创新对经济发展的支撑作用 除了少数省份实现中间产出的最优配置外,绝大多数省份都没有实现中间产出的优化配置。总体来看,一是创新成果普遍不足;二是代表技术转移指标的“技术市场合同成交额”在绝大多数省份内都处于显著不足状态。 “技术市场合同成交额”能够反映我国技术交易转移体系建设情况,这项指标绝大多数省份都没有实现最优配置,充分说明目前我国技术交易转移体系建设亟待加强。当前跨区域的技术交易转移服务体系建设尤其滞后义亟须建设区域间和省际相互开放、互联互通的技术转移服务体系。 (二)创新资源和成果的区域互联互通是提升创新对经济发展支撑效率的关键 一类是由于创新资源投人过多导致,如江苏、北京、浙江和湖南;另一类是和有限创新资源投入相比,“专利授权数”相对丰裕导致,如黑龙江、重庆、安徽和新疆。无论是哪一种情况,都可以通过建立区域性创新资源共享平台和区域性创新成果协作平台来促进创新资源和成果在区域间的流动与共享。通过这些平台建设,促进这些资源和成果相对丰裕(或者由于自身能力限制成果难以转化)的地区向其他地区转移,这样不仅能够提升自身效率,而且也能促进其他地区的效率提升,实现双赢。 四、我国科技创新及管理体制改革的方向 (一)完善促进科技成果转化的法律体系 为了使科技创新更好的支撑经济发展,应尽快推动完善促进科技成果转化的法律体系,以法制为基础的科技成果转化体系的建设。消除现有法律体系中与《促进科技成果转化法》等相关法律立法精神相冲突的地方从法律上保障科技成果转化主体的权益。同时,出台配套细则,落实科技成果转化法中对创业人员的经济激励措施。推动科技创新成果向经济成果的转化,充分发挥创新在经济转型和发展的引领和支撑作用。 (二)改革科技管理体制 建立以市场为导向的科技成果评价机制和科技成果转化的激励机制。创新成果的转化率不高与成果本身的“非市场化导向”密切相关,尤其是大学和科研院所作为创新主体,其科研成果的非市场化导向与当前科技成果评价机制密切相关。 (三)建立开放型的技术转移交易服务体系和完善科技成果转化的市场环境 技术转移服务体系建设滞后是当前科技创新支撑经济发展的关键制约,构建全国层面的技术转移服务体系乃当务之急。 (四)建立共享平台和交流体制 建立区域间互联互通的创新资源和科技成果共享平台,提升区域创新支撑经济发展的能力。制定政策,支持科技人才和创新资源向中西部地区转移,实现科技创新与经济发展的区域间共赢。 目前我国科技创新对地区经济发展的支撑作用普遍偏低,其中创新成果未能有效D化是制约创新有效支撑经济发展的主因,同时开放型技术交易体系建设滞后制约创新对经济发展的支撑作用。创新资源与创新成果未能实现优化配置成为普遍现象,创新资源和成果的区域互联互通是提升创新对经济发展支撑效率的关键。中国经济增长模式的转型与外部经济及政治压力都要求中国经济必须转向创新驱动和价值驱动,这都要求中国当前亟须解决科技发展与经济发展的问题,亟待提升科技对经济发展的支撑作用。 中国科技论文:从考古三大刊文献计量分析看中国科技考古发展趋势 摘 要:根据发表在《文物》、《考古》和《考古学报》三种学术期刊上的研究论文,综合考察2005―2014年中国科技考古研究的新进展,发现过去科技考古的研究更偏重于单个遗址、单一材料或某一种技术手段的应用,而现在的研究更强调研究对象的整体性和研究方法的关联性,并初步分析科技考古发展的总体趋势。 关键词:科技考古;计量分析;发展趋势 科技考古是考古学的一个重要分支,主要是指利用现代科技手段分析研究古代人类文化遗存以及与人类活动相关的自然遗存,获得更多的古代人类活动信息,从而尽可能地构建古代人类社会的面貌。 19世纪中叶,近代考古学开始形成。进入20世纪以后,各种自然科学和技术都有快速发展,并在国外考古学中得到广泛应用。中国的科技考古事业可追溯到20世纪50年代初期,逐渐发展到21世纪的今天已有较大进步和喜人成绩。 科技考古涉及的范围比较广泛国内已有学者专文介绍过,它包括年代学研究、环境、植物与动物考古学研究、体质人类学研究、物质结构及化学元素分析、田野考古新技术、计算机技术考古及文物保护等方面。 科技考古的文章主要发表于《考古》、《考古学报》、《文物》、《考古与文物》、《故宫博物院院刊》、《敦煌研究》、《中国历史文物》( 原《中国历史博物馆馆刊》) 、《江汉考古》八种考古类刊物上。其中《考古》、《文物》、《考古学报》是中国文物考古界公认的三大权威刊物,代表了中国文物考古的学术主流,都是重要的中文核心期刊。 有学者采用科技文献计量学的方法,在对九种中文核心期刊(其中八种考古类核心期刊,一种为物理核心期刊)《考古》、《考古学报》、《文物》、《考古与文物》、《故宫博物院院刊》、《敦煌研究》、《中国历史博物馆馆刊》(现《中国历史文物》)、《江汉考古》、《核技术》等所刊登的科技考古论文的统计中发现:我国科技考古论文统计曲线呈现三个平台,它印证了我国科技考古的三个历史发展阶段:即倡导期(1950-1977),初步发展期(1978-1989),快速发展期(1990-2002)。这种采用科技文献计量学的方法,对中文核心期刊所登载的科技考古论文进行文献计量统计,很有学术意义和价值。我们借鉴文献计量学的方法收集和整理我国科技考古文献,不仅看文献的数量,也分析文献的质量和内容。综合上面各种因素,本文选择了考古学界认可度较高、影响较大的考古三大刊近十年发表的文献进行统计和分析,以期了解和总结近年来我国科技考古的发展情况,进而提出对我国科技考古发展趋势的一些拙见。 考古三大刊十年来(2005-2014)来共发表科技考古论文150篇(见表1)。每年大约都有10多篇文章,每年文章的数量变化不大,其中《考古》最多,有87篇,占总数的58%,《文物》的数量也不少,约占33.3%,《考古学报》数量最少。 按大分类统计(见表2),年代学研究19篇,环境考古学(含动植物考古)研究32篇,体质人类学研究7篇,物理化学分析技术70篇,田野考古新技术16篇,计算机考古3篇,文物保护研究8篇。数量统计表明:高新技术在考古中应用的次数频率在增多,其中应用最多的是物理化学方法(含核技术),特别是金属分析占据重要位置,环境考古学研究呈上升趋势;传统的碳十四测年仍然占有一席之地。但是这里需要特别说明的是,许多考古新技术的应用无法从这三大期刊中反应出来,这三大期刊更多的反应的是这些技术对考古研究的促进作用,许多领域还没有广泛的推广开来,受众的群体还不多,所以科技考古要得到发展,首先就要突破传统考古,将自己的优势发挥出来,让更多的人参与进来,适当的降低门槛。 十年来我国科技考古事业的确有较快发展,得到学术界的普遍重视: (1)《文物》、《考古》杂志开辟的“科技考古”专栏,几乎每期都有科技考古文献发表。(2)各地的文物,考古杂志都有一些科技考古。(3)一些科学史研究杂志也有科技考古文献发表。(4)近年来发表的考古报告和出版的考古报告,大都附有科技考古分析报告。(5)有数量可观的“科技考古”论文集出版。(6)一些考古文集和科技史论文集中发表了部分科技考古论文。(7)近年来举办了数届“科技考古学术研讨会”。(8)一些高校纷纷成立科技考古系,培养科技考古方向的硕士和博士生。(9)部分高校和研究单位先后成立科技考古研究室(所)。(10)各种中外联合考古队在全国各地的考古工地上正在进行不同规模的科技考古调查和发掘。(11)中外学者合作的科技考古研究也正在进行中。 通过分析近年来科技考古的成果,我们可以发现一些问题:1、科技考古基础理论的建设很薄弱;2、科技考古学的多学科协作研究还不够深入;3、我国考古发掘和考古研究的国际合作还不够活跃。 总起来看,随着考古学对生态环境、文化整体面貌以及文化间相互关系综合研究的不断加强,近年来科技考古的研究重心也在产生变化。如果说过去的研究更偏重于单个遗址、单一材料或某一种技术手段的应用,那么现在的研究更强调研究对象的整体性和研究方法的关联性,具体说来,如下3个趋势正变得越来越明显: 一是更加注重研究古代人类与社会及自然环境的关系,对古代遗物和遗迹的分析研究不再停留于“是什么”的层面上,而是要继续探究“为什么”的问题,也就是文化嬗变的动力问题。科技考古与考古的关系变得更加密切,因为两者的目标其实并无二致。科技考古越来越多地强调最大限度地提取考古遗物和遗迹所蕴含的信息,并从各个不同学科的角度加以释读或分析,以期更全面地了解研究对象所处的自然和社会环境及其演变的规律。 二是更加重视不同区域技术与文化发展所显示出的独特性,冶金考古对云南、新疆和陕西汉中等地区金属技术特征的揭示就是很好的例证,玉器考古对各地玉料矿物学特征的揭示亦复如是。注意技术与文化演进中的区域性特征,不仅有助于认识地理及环境背景的重要性,而且是为了更好地探讨不同区域或不同人群之间的文化交流与互动,从多种角度揭示文化演进背后的动力。 三是科技考古各分支学科之间的联系更加密切,这不仅体现在研究对象可能出自同一考古遗存,而且体现在研究手段上互相借鉴、互为补充,从而使得相关研究更加全面而深入。随着研究方法或手段的不断进步,研究者能够获得的信息也更加丰富,因而能以更广阔的视野、更多样的角度来分析或阐释这些信息,并有条件展开综合性的比较研究。 最后需要强调的是随着信息化时代的到来,计算机的应用越来越广泛,计算机软件越来越多样,许多都能很好的促进科技考古的发展,我们需要更多的了解,更多的向其他学科,其他国家,其它领域学习,拓宽视野,利用更好的科学技术来协助考古研究。 中国科技论文:中国科技创新人才培养与发展的思考 摘 要:目前,中国科技创新人才的培养与发展存在的问题突出表现在三个层面:一是在总体状况方面:科技创新人才规模相对较小;高层次的科技创新人才缺乏;育才、引才、聚才、用才、留才的体制机制还不完善,科技创新人才流失严重;全社会对人才资源开发和自主创新的投入不足。二是在理论研究与成果转化方面,缺乏成熟的理论和研究方法,研究成果尚处于积累阶段。三是在中国企业科技创新人才培养与发展方面,企业尚未成为科技创新人才培养与发展的主体,企业科技创新人才培养与发展存在障碍。因此,我们应着重从理论研究、公共管理和企业微观管理三个方面加强中国科技创新人才的培养。 关键词:中国;科技创新人才;公共人才服务体系 一、引言 无论是工业经济时代,还是知识经济时代,对科学技术的掌握及运用程度,决定了一个国家或地区的经济社会发展的程度,而科技创新人才的总体数量和质量,决定了其国际科技竞争力的高低。随着全球化进程的不断加快,知识、科技、产业创新的加速发展,科技创新人才的竞争越来越被提高到国家和地区的战略高度。科技创新人才的培养和发展,是中国经济建设和社会发展取得成效的关键。 美国关于创新人才培养与开发的研究已有近百年的历史。20世纪五六十年代,美国开始出现科研集体和一些专门的研究机构。20世纪八十年代后,北美、西欧、日本及东欧一些国家,都发展起具有本国特色的创造学研究体系,分别从心理学、性格学等角度对创造性思维进行了深入研究,为创新性人才的培养提供了思路。创新人才的培养,在前苏联、英国、加拿大等国家也取得了积极成果。前苏联在全国和各地区建立发明家组织,激发人们的创新思维和创新技法,培养造就大批创新人才。英国则通过设计方法讨论会,研讨关于创新设计的理论和方法。 中国直到20世纪八十年代才出现了进行创新理论研究的学术团体和研究组织。到1998年6月,中国政府和科技界构建和启动了包括知识创新、技术创新和教育振兴的国家创新体系。国内关于创新人才培养与开发的研究中,对科技创新人才环境建设研究比较系统和全面的是由首都经济贸易大学的一些专家学者组织的“北京市科技创新人才环境研究”课题组,他们对北京市科技创新人才环境建设进行了深入的实证研究。文魁、吴冬梅(2008)的《科技创新人才环境研究报告》和边文霞(2006)的《科技创新人才环境实证研究》两篇文章分析了人才对北京市宏观与微观科技创新人才环境各因素的满意度与需求度,并通过对有显著性差异的项目做差异性分析,指出科技创新人才环境应完善之处。而课题组成员宋克勤(2005)在《国外科技创新人才环境研究》一文中分析了美国、英国、日本、韩国和新加坡在科技创新人才环境建设方面的重要措施,总结了国外在科技创新人才环境建设方面的一般特征。一些专家学者从不同的角度对科技创新人才和宏观环境建设的某一方面进行了深入研究,并且提出了相应的改善科技创新人才环境的意见建议。还有其他一些专家学者也对科技创新人才的企业环境建设进行了研究,以企业为出发点,对企业所营造的微观环境进行了深入的分析,并提出了壮大企业科技创新人才的有效措施。另外,国内各省市(如上海、深圳)在科技创新人才资源的培养与发展方面也积累了丰富的实践经验。 二、科技创新人才的界定 科技创新人才是中国特有的名词,国际通用的概念是科技创新人力资源。科技创新人力资源,在理论上是指实际从事或有潜力从事系统性科学和技术知识的生产、促进、传播和应用活动的创造性人力资源。 目前,中国研究者对科技创新人才定义大同小异。其中对科技创新人才概念研究比较全面和深入的是刘敏、张伟,他们在《科技创新人才概念及统计对象界定研究――以甘肃为例》一文中,从狭义和广义两个角度对科技创新人才进行了界定。狭义科技创新人才,是指直接参与、从事科技创新活动及为科技创新活动服务的所有人员;广义科技创新人才,是指科技人力资源,包括现在和潜在从事科技活动的人员。科技创新人才不仅拥有良好的专业知识、专业技能和专业素养,而且具有较高的创造力,是创新型和科技型的复合型人才。其具备的个体特征为:相应的专业特长和较高的个人素质;较强的个性与独特的价值观;具有较强的创造性和团队合作精神。 三、中国科技创新人才培养与发展的现状和问题 2010年9月国务院发表的《中国的人力资源状况》白皮书披露,经过多年努力,中国的人才资源开发取得了积极进展,人才资源总量不断增加,人才素质明显提高,人才结构进一步优化,人才使用效能逐渐提高。“863计划”“973计划”“国家科技支撑计划”、自然科学基金等国家科技计划(基金)、“百千万人才工程”“长江学者奖励计划”等重大人才项目,培养造就了一支具有较大规模和较高水平的科技人才队伍,引进了一批海外高层次人才。但是,针对国际国内的形势特别是世界科技发展的趋势,中国人才培养面临严峻挑战,目前,中国科技创新人才的培养与发展存在的问题突出表现在以下三个层面。 1. 总体状况分析 中国科技创新人才培养与发展存在的主要问题具体表现在: (1)科技创新人才规模相对较小。相对于中国人力资源绝对总量而言,中国科技创新人才的相对数量还明显不足。中国经济社会已经进入快速发展的轨道,科技是第一生产力,因此,需要迅速发展和壮大科技队伍。 (2)高层次科技创新人才缺乏。在科技人才队伍中,高层次创新型人才十分短缺。中国科技创新能力在49个主要国家(占世界GDP的92%)中位居第24位,仅处于中等水平;创新能力不足,成为影响中国科技人才队伍建设、制约社会经济发展的瓶颈。在中国科技人才资源中,尤其是能够把握世界科技前沿、做出重大科技创新成果的战略科学家、尖子人才和领军人才尤为匮乏。 (3)科技创新人才流失严重。薪酬福利、工作环境、基础设施以及科研条件与国外发达国家的巨大差距,促使中国的人才外流现象十分严重。中国重点大学一些在该学科内最优秀的学生中60%~70%留学国外,但学成归国的人数却很少。人才的大量外流,不仅浪费了中国投入的巨额教育培训经费,而且这些掌握关键技术,在科、教、研领域能够创造高附加值的知识经济领域的人才一旦流失到国外,将会对中国的科技产业甚至国家安全构成严重威胁。另外,如何引进尖子科技创新人才是中国未来科技创新人才引进工作不得不面临的难题。 (4)自主创新投入不足。高水平的R D投入是一个国家具有较高创新能力的重要保障。中国的R D投入较低,科技创新竞争力与发达国家相比差距明显。 2. 理论研究与成果转化现状分析 国内关于科技创新人才的研究尚处于刚刚起步阶段,由于是一个新兴的研究领域,缺乏成熟的理论和研究方法,研究成果尚处于积累阶段,因此不可避免地存在以下问题。 (1)局限性。相比较于国外的研究,国内关于科技创新人才培养与发展的研究起步较晚。对科技创新人才培养和发展的研究,不论是环境研究,还是对策研究,国内专家学者主要集中在宏观层面,而关于微观层面的研究比较缺乏。一是现有文献关于科技创新人才环境研究主要集中于两个方向――宏观环境和微观环境。宏观环境涉及国家层面、省级行政区域层面和行业层面,研究多集中于农业领域;微观环境涉及组织层面,研究则主要集中于高校。二是在对策研究方面,部分文献一般停留在政府层面进行对策研究,而对企事业单位如何开发和培养科技创新人才,没有进行深入的实证研究,较少提出系统化的具体方案。三是真正有理论依据的定性研究和规范的实证研究较少。 (2)科技创新人才及其研究成果的数量大于质量。由于目前政府、企业和研究机构人力资源的管理机制,尤其是激励机制建设不完善,一些科研人员往往难以专注于科技创新的研究与开发工作,将更多精力关注创新成果的数量而非质量,影响了高水平科研成果的产出。具体表现在:一是国际论文数量虽多但质量不高;二是国际专利产出极少,产业技术国际竞争力处于严重弱势;三是应用型及产业化人才明显少于学术型人才;四是能够把握世界科学前沿、做出重大科技创新成果的尖子人才匮乏。 3. 中国企业科技创新人才培养与发展现状分析 (1)企业尚未成为科技创新人才培养与发展的主体。企业应是科技创新人才培养的主体,但长期以来,高层次的科技创新人才集中于科研机构和高等院校,而企业的研发人才非常少,且专业技术人员占企业全员的比例较低,大多数企业没有建立自己的研发机构。企业专业技术人员中的高层次科技创新人才不仅缺乏,而且流失严重。而企业科技创新人才培养与发展能力的薄弱使企业自主创新能力较差,已成为制约中国经济社会发展的瓶颈。 (2)企业科技创新人才培养与发展存在障碍。企业在创新理念、管理机制、组织结构等方面存在不足,从而阻碍了企业科技创新人才的培养与发展。主要表现在:一是企业创新意识不强。大多数企业缺少对研发和创新足够的重视,自主创新和研发意识较弱,而更多地关注如何扩大市场份额以增加销售收入。二是承担技术新风险的能力低。由于绝大多数企业规模小,资金少,筹资渠道少,生产的产品技术含量低,附加值低,企业承担风险的能力比较低。三是组织机构不健全,缺乏长期战略性规划。中国企业大多不具备长远的发展战略,没有建立推动自主创新的机构和组织,没有制定长期的自主创新规划以及科技创新人才培养计划。四是科技创新人才的选聘、培养、评价以及激励等机制不完善。 四、中国科技创新人才培养与发展对策 1. 理论研究方面 一是国内专家学者应该注重在具体领域(行业和个体组织)和城市的科技创新人才方面进行研究,研究出来的成果应贴近实际,具有实用性。二是注重对科技创新人才微观环境建设的研究。推进企事业单位科研工作站点建设,支持科研成果与企业和社会的对接转移,促进产学研的紧密结合。三是国外对创造性人才的研究形成了各种科技创新人才理论,建立起比较系统的理论体系和研究方法论,还编制了大量测量工具,为研究的客观性、可操作性及可验证性提供了有力手段,值得借鉴学习。四是建设人才交流合作平台,加强学术交流与科研合作。通过人才交流,促进创新人才的相互交流和信息沟通。通过国内外人才合作项目,发展和完善各种形式的科技人才国际化培养模式,鼓励科技创新人才进行广泛的学术交流与科研合作。 2. 公共管理方面 (1)创造科技创新人才发展的有利环境。国家应充分发挥政府的主导作用及市场在科技资源配置中的基础性作用,积极创造科技创新人才发展的有利环境。一是加大科研投入力度,尤其是提高R D的投入强度,促进高层次科技创新人才队伍的建设。二是完善公共人才服务体系的建设,重点建设科技创新公共基础设施、公共技术平台以及科技人才数据库等。三是建立、健全各类人才管理机制,包括科技创新人才的评价、激励、保障机制和其他相关的知识产权保护制度、人才自由流动制度等。 (2)吸引和培养高层次的科技创新人才。一是加强产学研合作。产学研合作是实施科技创新的重要环节和科技创新人才培养的有效途径,政府应鼓励企事业单位与高校、科研机构之间建立多种形式的产学研战略联盟,通过共建科技研发平台、联合实验室、开展合作教育、共同实施重大项目等方式,培养引进高层次的科技创新人才。二是建立、健全市场化的教育培训体系,包括人才服务与培训机构、社会中介培训机构等各类社会教育机构。三是打造科技创新人才引进的绿色通道,建立灵活的人才引进机制,强化人才、智力引进的政策措施。 3. 企业微观管理方面 (1)完善科技创新人才管理体系。一是创新科技人才评价体系,改革传统的人才评价方法。二是建立、健全鼓励科技创新人才创新的分配制度和激励机制,坚持向关键岗位和优秀科技创新人才倾斜的政策。三是在人才培训方面,可以充分利用国家职业教育、高等教育和各种社会技术交流、专家论坛等形式开展培训工作,既要注重培训的内容,又要注重培训的层次,提高员工的知识和技能水平,鼓励和支持员工的创新活动。四是在薪酬福利方面,为员工提供基于工作表现和个人能力发展的薪酬体系,鼓励人才跨部门、跨团队进行广泛参与和广泛合作,以激发创造性。五是在绩效管理方面,以创新能力和工作业绩作为主要衡量标准,进行科技创新人才职称的评聘、成果评奖等。六是为人才制定科学的、个性化的职业生涯发展规划,注重科技创新人才的发展。 (2)创造理想的工作环境。理想的工作环境,可为科技创新人才提供充分发挥创造力和施展才能的空间,不仅可以提高人才的忠诚度,而且可以促进高质量的科技创新成果的产出与转化,进而实现组织的创新与发展。一是满足科技创新人才的需求。科技创新人才追求自我实现,自我管理能力较强,企业应丰富工作内容,增加工作挑战性,不定期地为科技创新型人才提供各种形式的培训。二是营造相互尊重、相互信任、推动创新的工作氛围。企业应淡化领导者角色,引导员工敢想、敢说、敢做,敢于创新,乐于创新,营造良好的工作氛围。三是打造舒适的外在环境。积极打造健康舒适的环境,如舒适的办公室、功能齐全的健身房、弹性工作时间制、不定期的企业活动等。 (3)构建学习型组织。学习型组织具有促进企业员工持续学习、不断提高适应和变革能力的功能。学习型组织强调终身学习、全员学习、全过程学习、团队学习,企业只有通过不断学习,拓展与外界信息交流的深度和广度,才能不断突破极限,实现科技创新。一是以企业文化为载体,倡导组织成员“全员参与”“系统思考”“终身学习”的学习理念。二是建立灵活的扁平式组织结构,促进信息的交流与沟通。三是开发企业内部信息交流系统,促进知识的共享、互动与创新。四是建立和完善奖励学习与创新的激励政策。 中国科技论文:新型光源投影在中国科技馆的应用 【摘 要】投影机的传统光源主要指高强度气体放电的光源,包括超高压汞灯、短弧氙灯和金属卤化物灯。新型光源主要有LED光源和激光光源。经过分析传统光源与新型光源的特点,指出各种光源的优缺点,并根据中国科技馆的实际情况,给出新型光源投影替代传统光源投影的建议。最后指出逐步实现节能、环保、高性价比投影的更换是未来科技馆的发展的趋势。 【关键词】投影;光源;LED;激光;科技馆 投影机是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备,光源从经过不到1英寸的显示芯片,到清晰地投射在大屏幕的过程中,显示面积需要放大成千上万倍,因此高亮光源是相当重要的。现阶段,在投影机领域,传统光源包括超高压汞灯、短弧氙灯和金属卤化物灯,新型光源指LED和激光光源。 1 传统光源的特点 传统光源主要是指高强度气体放电光源,包括超高压汞灯、短弧疝灯和金属卤化物灯,它们的发光原理都是一样的:在一个充满高压气体的灯管里使两根相距1毫米左右的电极尖端产生高压放电,从而激发气体产生可见光。 1.1 超高压汞灯 当灯管内的高压气体为汞蒸汽时,这个灯就叫“超高压汞灯”。超高压汞灯具有很高的亮度,汞放电的蒸汽压越高可见光就越丰富,电弧亮度也就越高,超高压汞灯稳定放电时汞蒸汽压强通常要达到104Pa以上,这就要求灯泡在工作时腔体内最少要能承受10MPa以上的气体压力。该灯色温高,对视觉刺激大,但是本身很脆弱,因为它本身受到温度太高,加上现在的技术限制,因此寿命很短,一般正常使用在2000小时左右,且其光衰性很强。由于较高的性价比,超高压汞灯被广泛用于中高档投影机的中高亮度产品中。 1.2 短弧氙灯 当灯管内的高压气体为氙气时,这个灯就叫“短弧氙灯”。短弧氙灯的亮度比超高压汞灯更高,辐射光谱接近日光,最高亮度可达到4万流明,而且亮度衰减性控制良好,随工作电流和工作时间变化较小,但是该灯价格昂贵,而且寿命短只有可达1000小时左右。目前只用于少量高档投影机的高亮度产品中。 1.3 金属卤化物灯 当灯管内的高压气体为金属卤化物时,这个灯就叫“金属卤化物灯”。金属卤素灯,其特点是寿命长,价格便宜,但是亮度的衰减性也很快,一般1000小时衰减50%左右。并且发热量高,对投影机散热系统、工作环境防尘要求也高,不宜做长时间投影使用。目前,主要用于低档品牌的高亮度产品中。 2 新型光源特点 2.1 LED光源 LED光源就是以发光二极管(LED)作为投影机的光源,来代替传统光源,LED光源分为两类,一是以单色的白光LED作为光源;二是以红、绿、蓝三色LED作为光源。 与传统光源相比,节能是LED光源最大的特点,耗电不到传统光源的三分之一。此外又由于LED是冷光源,在工作时产生的热量远远低于传统灯泡光源,大幅降低了光源对投影机的散热要求;全封闭的光学引擎完全杜绝灰尘的进入做到了光路零维护;LED光源具有超长的使用寿命,使投影机更换灯泡的频率降低并减少了后期使用成本了。目前LED投影可以做到十年不用更换灯泡,真正做到零维护。内置的高温隔热膜,外置的真空散热,再加上两级温控保护可以使LED投影工作时间长达十年,是传统光源寿命的10倍~20倍。 目前LED光源已逐渐成熟,并在逐步进入了平常百姓人的家中,但其使用成本还是偏高且光源亮度不足。近年来,由于世界各大投影生产商对LED光源的日益重视,纷份加大LED光源的改进力度,使其性能不断在改进中提升。经过对LED光源的改进,如今其已经具有了更好的发光率和发光角度以及更高的单色发光性能,但目前亮度也只可以达到3000流明,然而这个亮度已经可以满足很多要求不高场合的使用需求了。而且根据LED光源具有超低的光衰,行业标准表明1000小时光衰为0,3000小时光衰为1%,10000小时光衰仅为3%,这显然也为LED光源长期使用效果提供了保障。 2.2 激光光源 激光光源就是以由全固态激光器产生的激光作为投影机光源,从而代替传统光源,激光光源也分为两类,一是以单色激光为光源;二是以红、绿、蓝三色激光作为光源。 激光显示技术是最新一代显示技术,是近几年来才新兴的技术。激光作为投影光源最显著的优势就是亮度高和使用寿命长,使得人们不断加大对该光源在投影领域地不断开发与利用。另外激光的色域、色彩和饱和度等各方面的出色表现都在传统电视之上。超低的售后维护成本,超低的光衰,使得激光光源有取代传统光源的趋势,目前生产商对激光投影光源的设计寿命已达10年之久。 但受限于美国国家标准学会、食品管理局、药品管理以及欧盟相关标准:民用激光器不能超过1mW,工业用激光器不能超过5mW,因此所有在售的激光投影机的亮度不可能超过5000流明,但作为最有前途的新兴光源,各大厂商(如BARCO、爱普生、科视、NEC、SONY等)都在进一步试验高亮度的激光投影机,目前最高亮度已经达到了72000流明。此外作为新型光源的投影,激光光源的投影目前的价格较高,尤其是高亮度的投影,加之体积很大,目前还不能被广泛地应用在生活中。 3 中国科技馆新型光源投影的应用 中国科技馆新馆建成于2009年,展厅内现有投影机180余台,且投影种类众多,但大多采用高汞灯灯泡,给展品维护带来了很大的难度。平日馆内展厅观众较多、温度较高、灰尘很大,投影仪在这样恶劣的环境下每天运行近八个小时,使投影机与投影灯泡的寿命大幅降低。而且经过多年使用,很多投影效果已经明显不能达到当初设计要求而影响到了展品展示效果,使展品完好率下降,影响观众参观效果。随着投影机老化程度不断加大,投影机的日常维护消耗也在逐年增加。 鉴于此情况,根据对中国科技馆内投影机的实际使用情况和对展品维护标准的不断探索研究,暂时由不同的亮度需求可以将中国科技馆的投影分为三类,低于3000流明,5000流明左右和10000流明及以上的。 根据LED和激光投影的特点,目前可以用LED投影取代低于3000流明的小型投影机;将5000流明左右的用激光投影替换;由于目前高流明的激光投影价格十分昂贵,10000流明及以上的仍采用目前流行的传统灯源的高亮度工程机。 2014年,中国科技馆已经将部分影响投影效果的低亮度投影更换为LED投影,经过一段时间的运行表明,LED投影完全可以满足低亮度投影的要求。由于激光投影价格较贵,只更换了一台激光投影来替换中高亮度的投影,也达到了相当好的效果。像这样采用高性价比的主流投影机,逐步淘汰那些陈旧过时且不环保的机器,将是未来科技馆发展的大趋势。 4 结语 目前新型光源投影机仍有亟需改进的技术,各大投影生产商仍在不断地加大对新型光源投影机的研究投入。经过近几年的高速发展,越来越多的新型光源已经逐渐出现在了人们的生活中,相信在不久的未来,新型光源的投影机会更加稳定、成熟。 中国科技论文:中国科技期刊的品牌意识与品牌战略 摘 要:根据我国科技期刊的实际情况,笔者论述了科技期刊品牌的基本概念及现实意义。讨论了创立科技期刊品牌的条件以及实现科技期刊品牌的具体途径,并从建立健全编辑部的规章制度,筹建国际化的编辑委员会,注重塑造期刊品牌的形象,构建高素质的编辑队伍,增加期刊选题组稿的力度,搭建期刊网络现代化平台等方面探讨了创建科技期刊品牌战略的基本对策。笔者强调,在市场竞争意识日益强烈的今天,办刊人员应树立起强烈的期刊品牌意识,把准期刊定位,突出办刊特色,转变观念,与时俱进,使科技期刊得到持续发展,从而打造中国科技期刊的品牌形象。 关键词:科技期刊;品牌意识;编辑素质;品牌战略 科技期刊常常能够显示一个国家科学技术总体发展水平,是开展对外科技交流的重要载体。伴随着科学技术水平的提高,我国也逐渐成为科技论文产出大国,我国每年出版发表的科技论文总量居世界第二,形成了具有一定数量和规模、门类比较齐全、涵盖各个学科、基本能满足科技人员成果发表和学术交流的科技期刊体系。尽管我国科技期刊数量不少,然而国际知名品牌科技期刊并不多,我国科技期刊的全球传播力和国际影响力与国际高水平期刊相比仍有很大的差距,这与我国的国际地位、综合国力和科学技术研究实力极不相称。因此,探索中国品牌科技期刊的发展道路,打造中国的品牌科技期刊,促进中国科学技术的发展,是中国科技界及期刊界的历史责任。 一、树立科技期刊的品牌意识 科技期刊是进行知识传播、推广科研成果、探讨学术观点的重要平台。随着国家对期刊管理体制的逐步完善,国内外科技期刊的品牌化竞争日趋激烈,因此,树立科技期刊品牌意识是期刊在市场竞争中获胜的基础,打造品牌期刊已成为科技期刊发展的必然选择。21世纪以来,品牌意识已开始自觉或不自觉地融入到了中国科技期刊的变革行列之中。在知识经济时代,我国科技期刊要求生存、求发展,必须创立自己的强势品牌。期刊品牌是科技期刊发展的无形资源,是衡量科技期刊竞争力强弱的一个重要标志。在科技期刊竞争已达到白热化的今天,谁拥有了品牌期刊,谁就能取得更大的发展。打造品牌期刊是科技期刊发展的最好对策,否则,科技期刊就很难在期刊市场中立足和发展。因此,加强科技期刊的品牌建设,对科技期刊的发展具有重要的现实意义。办刊人员应树立品牌竞争意识和品牌战略意识,积极挖掘各方资源,吸引并留住作者及读者,在广大读者心目中牢固树立起期刊的品牌形象。 二、期刊品牌的基本概念与现实意义 基本概念:期刊的品牌是指期刊的办刊宗旨和期刊定位、创意策划和特色风格、学术地位和公众形象等多方面的抽象和概括。品牌期刊在本行业具有较强的学术影响力, 被本行业的专家学者广泛认可[1~3]。品牌期刊的价值是一种无形的巨大资产。品牌期刊对于期刊的未来发展有着十分巨大的促进作用。 现实意义:在文化体制改革不断深入、市场竞争日益激烈的今天,品牌经营正成为学术期刊在竞争中获胜的重要法宝。品牌科技期刊主要表现为整体形象的标识性、文化内蕴的先进性、读者群体的专一性、同类科技期刊的统领性和开发经营的增值性。因此,加快实现科技期刊品牌战略对于期刊的发展具有深远的现实意义。 三、科技期刊的品牌战略 一个科技期刊能否成为品牌期刊是长期以来该期刊的学术质量、期刊影响力、受众认可度等诸多因素凝聚和积累的结果。科技期刊品牌对科技期刊持续发展起着举足轻重的作用,因此,办刊人员必须十分重视期刊的品牌发展,笔者将从六个方面论述实施科技期刊品牌战略的基本对策[4-7]。 (一)建立健全完善的规章制度 科技期刊的品牌地位竞争日趋激烈,因而创建先进的期刊管理制度势在必行。完善的编辑部规章制度和规范的编辑出版程序不仅是创建品牌期刊的的重要保证,也是提高工作效率的有效措施。因此,建立和完善科技期刊管理体制和运行机制是保证科技期刊质量,树立期刊品牌的重要环节。期刊社或编辑部应当按照岗位工作性质和编辑业务特点,建立一套科学公正、合理有序的编辑出版管理制度,分工到位、职责明确,保证整个编辑出版工作井然有序,使科技期刊的发展步入良性轨道。 在期刊日趋国际化的形势下,积极组建一支国际化的期刊编辑委员会队伍是十分必要的。一定要把那些国内外在本行业有影响力的专家、学者吸引到编辑委员会里来,他们是影响期刊发展和期刊品牌建设的重要因素。这些专家、学者专业知识背景深厚,见多识广,具有敏锐的科学观察能力,他们对期刊办刊宗旨及期刊组稿理念、期刊市场定位及期刊发展战略会提出切实可行的合理化建议。例如,《西北地质》编辑部在第五届编辑委员会的换届改选工作中,经过与国内外专家、学者的及时沟通,补充了不同专业的学科带头人、院士及国际编委,同时充分发挥了《西北地质》编辑委员会的作用,极大地提高了《西北地质》的学术影响力和广泛知名度。 (三)注重塑造期刊品牌的形象 期刊品牌的形象是读者、作者对品牌期刊的基本印象和总体感觉,这种感觉能在本领域专家学者中迅速形成期刊识别印记[8]。期刊品牌形象的塑造总体要具有简洁性和统一性,在视觉上应当简洁生动、易于识别。其次这些视觉形象应当具有统一稳定的特点,期刊品牌形象长期就会在读者、作者及其他科技人员心目中形成固定形象识别印记, 从而使期刊得到本领域的专家和学者、读者和作者的认可。 科技期刊要成为品牌期刊,人才战略是期刊品牌建设中的重要环节,优秀的期刊管理人才、专题策划人才、编辑出版人才可以使期刊的学术水平和外界声誉不断提高。随着学科领域的不断延伸和相互交叉,编辑人员只有具备了深厚的编辑业务知识、宽广的科学研究视野、扎实的文字语言功底、熟练的现代信息技术、良好的外语表达能力,才能向读者呈现出编排规范标准、具有科学价值的高水平科技论文。品牌期刊的编辑应当具有一种较强的期刊品牌意识,无私奉献精神和终身奋斗的思想品格。构建一支高素质的编辑队伍,对于创建品牌期刊便具备了十分巨大的潜能。 (五)增加期刊选题组稿的力度 提高论文质量是创造品牌期刊的关键,编辑一定要关注行业热点问题。专家学者和青年才俊所撰写的稿件具有一定的理论深度和较高的科学价值,他们的稿件将有助于提高科技期刊的学术质量。因而编辑部应有计划、有重点地进行选题组稿,聘请某一专业领域权威性的专家撰写稿件,让那些真正代表学术水平的稿件在第一时间发表。编辑人员必须及时掌握本学科的学术动态,站在学科发展的前沿进行选题策划。 (六)搭建期刊网络现代化平台 随着数字化时代的来临,互联网为科技期刊的发展提供了保证。期刊网络现代化既有利于期刊的广泛传播,充分展示期刊的品牌形象,又提升了期刊的学术影响力。期刊网站可以发挥办公自动化的优势,完成期刊的基本信息以及目次、摘要、全文等内容的在线,一些重要的文章在网站上能够很快地与读者见面;建立期刊办公自动化系统,如在线投稿、在线审稿、在线查稿、在线编辑;建立读者与作者互动机制,加强编者与读者的网上交流,为读者和作者提供优质服务。内容丰富和构建完善的期刊网站,既可提高期刊的品牌影响力,又可获得广泛的社会认知度。 (七)注重科技论文的质量审查 期刊刊载的科技论文学术水平高低与专家审稿环节有极大的关系,一般来讲,编辑部都实行两审制度,同时选两位本学科的专家从不同角度对论文进行审查。编辑要认真阅读专家的审查意见,结合编辑的审读将退修意见准确地传达给作者,当作者修改好论文返回编辑部,编辑一定要认真审读,修改不到位的论文退回再行修改。论文审改过程一定不能省略,只有紧紧抠住审改的每个环节,才能使论文质量达到一个较高的水平。 (八)加强同行间的相互交流 科技期刊的办刊人员特别是责任编辑要加强继续教育学习,在学习的过程中,注意与同行进行相互交流。积极参加各种学术研讨会,扩展视野,提高学术水平。编辑人员如果不走向各种科研活动的第一线,那么学术思维也就逐渐枯竭,就无法抓住好的稿件。经常到相关的编辑部学习交流,可以开阔思路,促进办刊理念。积极主动与专家学者交谈,可以活跃学术思想,提高科学认知的敏感度,更有利于创办品牌期刊。 四、结 语 科技期刊的品牌建设是一个长期的过程,中国科技期刊的办刊人员应当树立品牌意识,充分利用专家学者和编辑人才,借鉴国内外期刊编辑出版的成功经验,从品牌战略的角度出发,建立健全完善的规章制度,筹建国际化的编辑委员会,注重塑造期刊品牌的形象,构建高素质的编辑队伍,增加期刊选题组稿的力度,搭建期刊网络现代化平台,打造中国科技期刊品牌。相信在不久的将来,中国期刊业的发展将更具活力,中国的科技期刊将会以崭新的品牌形象及较高的国际知名度出现在国际出版业的舞台上。 中国科技论文:中国科技标准与国际标准的差距 摘 要:众所周知,美国已经是一个典型的创新型国家,而中国的目标是未来建设一个创新型国家。两个国家目前在创新型国家建设方面的差距到底有多大?这些差距到底与社会制度有没有关系?这些差距能不能弥补?需要多少年才能建成?等等,这些问题都需要我们回答。研究认为,中美两个国家在创新型国家建设方面确实存在很大的差距,但是这些差距并不是因为社会制度的原因造成的,在很大的程度上是由于我们“缺乏系统作为”造成的。只要我们找到付出艰辛努力的具体办法,我们一定能够赶上。 关键词:WBS 科技创新 技术成熟度 1、引言 上个世纪五十年代,美国大量的科技投入产出效果不佳,特别是美国军方科技投入饱受“拖降涨”之苦。美国军方就开始以科研项目为对象,研究如何管理才能控制投入产出。经过十多年努力,在1975年,美军正式颁布了一个标准,即MIL-STD-881A(防务装备项目工作分解结构)。这个标准出自军方,后来演变为欧美商业领域全部采用。 2、创新型国家的目标与现实差距 科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色自主创新道路,以全球视野谋划和推动创新,提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力,更加注重协同创新。 中国大多数的企业研发费用占主营业务收入的比重比外国企业低,国有企业比其他所有制企业低。为什么企业不愿意投?他们最担心的是研发经费投入打了水漂。企业研发投入增长的动力机制是:已有的科研投入,其产出为企业带来了现实的回报,让企业感到不一定每次都能成功,但总体上产出大于投入,就会形成良性循环,企业才会继续提高投入。 现在的问题是,绝大多数企业一是不放心这笔钱投给自己的研发中心,二是不放心这笔钱投给研究机构,三是不放心这笔钱投给大学。因为他们过去“搞”出来的科研成果距离生产力尚有很大的距离,科研经费花了,除了“纸面上的科研成果”,实用的生产技术还是需要从外国引进。关键问题的“死结”在于必须解决每个科技人员“投入产出的效率”问题,拿出真正能解决实际生产技术问题的科研成果来,树立起科研人员和科技界的口碑和声誉,才能提升企业投入的热情和信心。 3、国家标准与国际标准的差距 中国的国家创新体系,在将力量变为做功的能力方面,与世界的差距比较大。在美国国会图书馆公布的《中国的航天计划:中美合作的多种选择》中:美国扩大与中国的合作,可以减少两国在太空目标上存在的相互猜疑和不信任,避免制定具有威胁性的计划。同时可以保持中国对美国技术的依赖,同时了解中国技术的性能和进程,使美国能够在两国关系中具有掌控力。可以利用中国目前的经济实力,节约美国航天任务的成本。这段话的核心意思是:别看中国正在研究该项目,出钱出力,但距离真正推动生产力发展尚有距离。真的形成生产力,美国人就降价。 中国的国家创新体系,在将做功变为功率的能力方面,与世界的差距很大。一个日本学者讲:中国的技术人员只向尖端技术挑战,对生产技术漠不关心。他们有很强的技术开发能力,但不能用到生产中去。大量生产廉价优质产品的技术水平之低,令人意外,这是中国落后的最大原因。 中国的国家创新体系,在将功率变为效率的能力方面,与世界的差距很大。一个美国的同行专家讲:在同样的器件水平和仪器设备的前提下,你们研制出来的雷达与我们研制出来的雷达MTBF相差一个数量级。我很不服气地问为什么?他说:你们一部雷达的参研人员需要30个,我们最多需要15个。这就是根本原因。最后我才知道,他们用工作分解结构WBS这个国家标准衡量每一个参研人员的WBE的TRL,而我们只知道增加人员。 4、科技评价的基础标准 4.1、WBS 对于一个科研项目来说,在其研制的过程中,将所要完成的工作自上而下逐级分解所形成的一个层次结构体系叫工作分解结构。一般由图或表两种表示方式。该工作分解结构纵向自上而下按层次划分,横向从左到右依次由若干个工作分解单元组成。工作分解结构管理所有的工作分解单元,需准确提供每一个工作分解单元的时空位置;与科研项目相伴生的,并贯穿于科研项目的全寿命周期。 4.2、EVM 把实际完成的工作的价值与实际发生的成本关联起来,从而确定已经花去的那部分经费的效用和收益。获得价值管理是一种控制“成本和进度”这两个要素的有效办法。任何有价值的评价方法都有其局限性。获得价值管理(EVM)的局限性主要表现两点:一是适用性。对于技术风险小的工程项目非常适用,对于技术风险大的研制项目不太适用。二是线性假设。EVM在核算的过程中全部采用线性假设。这使EVM容易应用,但没有考虑不同价值的权重,也没有考虑活动顺序。 4.3、TRL 技术就绪水平,对于工作分解单元来说,在其研制过程中,将其从思想火花到货架产品的全过程分为九个台阶。这九个台阶基本能够代表这个工作分解单元的技术就绪水平。每一个工作分解单元的成熟状态都应该由一个TRL来表述。TRL是根据所在专业通用模型结合本项目的实际情况建立的。工作分解单元应该属于专业领域,不同专业领域具有不同的TRL表述模版。 5、结论 坚持走中国特色自主创新道路,以全球视野谋划和推动创新,提高原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力,更加注重协同创新。完善科技创新评价标准、激励机制、转化机制。实施知识产权战略,加强知识产权保护。促进创新资源高效配置和综合集成,把全社会智慧和力量凝聚到创新发展上来。
现代建筑结构检测探析:浅析现代建筑结构缺陷检测及加固技术 摘要:浅析了建筑结构检测的类型、常用的检测技术方法及建筑结构加固技术方法。就各种建筑结构检测、加固技术方法的主要特点、用途和适用范围及施工重点进行了介绍。 关键词:建筑结构;缺陷;检测;加固技术 1 引言 通常对建筑物的施工质量进行评定时,或者认为建筑物因某种原因不能满足相应的功能要求,或者对满足某项功能的要求产生质疑时,这是就有必要对建筑物的整体结构、结构的某部分或某些构件进行检测。通过检测后,判定其被检结构是否存在安全隐患。然后再对其进行采取必要的加固技术处理,或者是否予以拆除重建。在此,就建筑结构检测技术类型、方法及加固技术进行研究和探讨。 2 建筑结构检测的类型 过去建筑结构的检测和加固,重点针对旧建筑。随着科技的发展,近年来不论是旧建筑或新建筑都存在着检测和加固的问题,且该类事宜越来越多。 1)建筑物检测、鉴定和加固的标准。一般在下列情况下要对建筑物进行检测、鉴定和加固:①设计不当或有误。一是对工程地质、水文地质尾部和地基情况了解不全,地基承载力估计过高,漏算或少算了作用于结构上的荷载;二是设计人员受力分析概念不清,致使结构内力计算错误等。②施工质量低劣的。一是象混凝土强度等级低于设计标准要求,钢筋混凝土结构构件有蜂窝、孔洞、露筋等缺陷,且钢筋力学性能不符合设计要求;二是砌体砌筑方法不当,造成了通缝,空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱;三是钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计要求。③使用或改造不当的。一是未经核算就在原有建筑物上加层或对其进行改造,以致造成原有结构承载力不足,使用过程中又任意改变用途加大荷载;或随意拆除承重墙或墙上开洞;④建筑物使用环境的恶化。建筑物结构由于长期受到高温、振动、酸、碱、盐、杂散电流等不利因素的作用,从而引起结构构件的腐蚀性和损伤等。⑤灾害影响。由于各种灾害事件的影响使结构产生裂缝或者破坏。⑥建筑物年久失修、损坏的。建筑结构有损伤或破坏,不能满足了使用要求或安全度不足。⑦古建筑的维护与保护。需要对古建筑、历史性建筑进行进一步维护、保护。 2)建筑物检测、鉴定和加固的依据。建筑结构试验检测技术是以相应的现行规范为根据,以实验为技术手段的。测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数,从而为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用,对于危旧建筑的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等也能提供直接的技术参数。 3 常用的检测技术方法 建筑结构检测工作内容较多,包括结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。结构种类检测方法分为:混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。一些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。一些重要建筑和大型公共建筑还可进行结构的动力测试。静力实荷检验分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤,结构或构件经过检测后又必须满足正常使用要求;承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力;破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。混凝土结构的混凝土材料强度广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验,结果准确可靠,但会造成对结构物局部的损坏,尤其重要的结构部位,无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声-回弹综合法所测定的参数(回弹值、声速值)对混凝土强度并不很敏感,测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法,操作简便易行,对结构物损伤也极小,且有足够检测精度。后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件,是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌人的方法将锚固件置人并固定其中,适应性很强,检测结果可靠性高,特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时,是非常有效的检验评定手段。砌体结构的检测,主要使用轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。该检测方法大致分两类:直接法和间接法。直接法为检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法;间接法为测试砂浆强度的方法。直接法的优点是直接测试砌体的强度参数,反映被测试工程的材料质量和施工质量,缺点为试验工作量较大,对砌体有一定的损伤;间接法是测试与砂浆强度有关的物理参数,进而推定强度,但难免增大测试误差,也不能综合反应工程的材料质量和施工质量,使用具有一定的局限性。优点是测试工作较为简便,对砌体工程损伤较少或无损伤。总之,检测方法的选用应综合考虑,宜选用直接或间接或两者综合。因钢结构的材质均匀,其具有强度、塑性与韧性均能较方便地测试,所以有很大优势。 4 建筑结构加固技术方法 建筑物加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害(象火灾、腐蚀、冻害等)或施工质量不到位或功能改变等因素的影响,从而导致结构承载能力的不足。采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发(加大载面法等)减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径(增加支撑法等),最终降低结构构件的受力,达到加固的目的。加固方法分类:一是混凝土结构加固方法;二是砌体结构加固方法;三是钢结构加固方法。不论哪种结构加固,都需要根据实际条件及使用要求选择适宜的加固技术方法。 在一般常用的混凝土结构中,选择加固方法的同时还要选配一定的技术。施工技术主要有:①托换技术。该技术系托梁(或析架,以下同)拆柱(或墙,以下同)、托梁接柱和托梁换柱等技术的总称。它属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位及废弃构件拆除等技术组成,比较适用于已有建筑物的加固改造。该技术与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、生活和生产影响小等优点,但对技术要求比较高,需要熟练人员操作方可确保安全。②植筋技术。该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋、螺栓式锚筋,被广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。③裂缝修补技术。其根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复;适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施。④混凝土表面处理技术。该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣及其它附着物的专门技术。⑤碳化混凝土修复技术。系指通过恢复混凝土的碱性(钝化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术,如今该技术还不成熟,有待于进一步研究。 5 结束语 建筑物结构通过科学的检测、加固,它是一项保障建筑工程质量安全体系稳定的重要内容,严格按照规范要求对建筑工程进行检测,发现缺陷及时进行加固、修补,能确保建设的建筑物安全、永续使用。 现代建筑结构检测探析:现代建筑结构检测与加固施工技术 摘要: 系统分析和介绍了目前建筑结构常用的检测方法与加固方法,重点介绍了各种建筑结构检测方法的主要特点、用途和适用范围以及各种建筑结构加固方法的主要特点、适用范围和施工要点。结合实际工程体会,指出了在建筑结构检测与加固工作中一些需要注意的问题。 关键词:筑结构检测方法 主要特点 用途 在现代建筑结构设计和施工中,建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。建筑物在规定的时间内,在规定的条件下( 正常设计、正常施工、正常使用和维护) ,应满足安全性,适用性和耐久性的要求。在需要对建筑物的施工质量进行评定时,或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时,就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时,就应该对 其进行加固处理,或者拆除。建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段,测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数,为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用,而且对于危旧房屋的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。 1、常用检测方法 结构检测工作包括的内容比较多,一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为:混凝土结构检测( 如:结构性能实荷检测、混凝土强度回弹法、超声波法、超声回弹综合法、取芯法、拉拨法) 、砌体结构检测( 如:轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法,回弹法、点荷法、射钉法) 、钢结构检测( 如:结构性能实荷检测与动测、超声波无损检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、涂层厚度检测、钢材锈蚀检测) 和钢- 混凝土组合结构检测( 如:钢管混凝土的强度与缺陷检测) 等。对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤,结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求;承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力;破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验, 结果准确可靠, 但会造成对结构物局部的损坏, 尤其是对重要的结构部位, 无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声―回弹综合法所测定的参数( 回弹值、声速值) 对混凝土强度来说并不很敏感, 测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法, 操作简便易行, 对结构物损伤极小, 又有足够检测精度,尤其是近2 0 年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件, 而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌入的方法将锚固件置入并固定其中, 因此,在己硬化的新旧混凝土的各种构件上都可以使用, 适应性很强, 检测结果的可靠性也较高, 特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时, 是非常有价值的一种检验评定手段。但在我国, 研究起步较晚,且受各种因素限制, 其应用却不及回弹法和超声法那么广泛和普遍, 仍有待于加强对拔出法的深入研究以及在工程实践中的推广与应用。对砌体结构的检测目前主要使用轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。这些检测方法大致可分为两类: 直接法和间接法,前者为检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法, 后者为测试砂浆强度的方法。直接法的优点是直接测试砌体的强度参数,反映被测试工程的材料质量和施工质量,其缺点是试验工作量较大,对砌体有一定的损伤;间接法是测试与砂浆强度有关的物理参数,进而推定其强度,“推定”时难免增大测试误差,也不能综合反应工程的材料质量和施工质量,使用时具有一定的局限性,其优点是测试工作较为简便,对砌体工程损伤较少或无损伤。检测方法的选用应综合考虑结构情况,选用直接或间接或两者综合。 2、常用加固方法 一般所需加固的结构大都存在由于结构自身的承载能力因灾害( 如火灾、腐蚀、冻害) 或施工质量不到位或功能改变等因素的影响而导致结构承载能力不足的现象,所采用的加固方法多是从提高结构的有效受力面积出发( 如加大载面法等) 减小截面的应力,或者直接改变结构的受力体系,改变其传力途径( 如增加支撑法等) 从而降低结构构件的受力,最终达到加固的目的。1 、混凝土结构加固方法( 如:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力途径加固法、粘钢/ 碳纤维加固法、全焊接补筋法、套箍加固法、喷射混凝土补强加固法、植筋法、局部修补加固法等);2 、砌体结构加固方法( 如:扶壁柱加固法、钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等);3 、钢结构加固方法 结构加固中需根据实际条件以及使用要求选择适宜的加固方法。对于混凝土结构,在选择加固方法的同时还需选择相应的配套技术。其中施工技术一般有: ( 1) 托换技术该技术系托梁( 或桁架,以下同) 拆柱( 或墙,以下同) 、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称。托换技术属于一种综合性技术,由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点。但对技术要求比较高,需要由熟练工人来完成,才能确保安全。 ( 2) 植筋技术 该技术系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术, 可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。 ( 3) 裂缝修补技术 该技术根据混凝土裂缝的起因、性状和大小,采用不同封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复;主要适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外,尚应采用相应的加固措施:1 、碳化混凝土修复技术。该技术系指通过恢复混凝土的碱性( 钝化作用) 或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术,目前这一技术还不够成熟。2 、混凝土表面处理技术。该技术是指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。 3、结语 建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。严格遵循规范要求是建筑工程检测、加固工作的前提。建筑结构检测、加固的设备在日益发展,同时,结构的问题也经常表现出个性特征,因而检测、加固方法也必须不断发展和创新。灵活的运用检测、加固方法,可以取得事半功倍的效果。加固施工重视施工监测,可以保证施工质量和施工安全。 现代建筑结构检测探析:对现代建筑结构加固技术发展的探讨 【摘要】:结构在长期的自然环境和使用环境的作用下,其功能必然逐渐减弱,本文通过对建筑结构加固的深入研究,并对各种建筑结构的加固技术及其发展趋势进行了阐述。 【关键词】:建筑结构;加固技术;发展趋势 引言 在城市化建设进程中,一栋栋高楼大厦拔地而起,不仅很大程度上满足了人们对建筑的要求,而且为城市增添了一道道亮丽的风景线。然而随着时间的推移,建筑结构也会因为劣化、损伤造成使用功能下降,或因施工技术条件的限制,以及使用功能的改变等原因使的建筑结构无法为人们所正常使用。因此,对建筑结构的加固技术进行研究迫在眉睫且意义重大。 一、加固结构的受力特征 结构在加固之前所受荷载称之为第一次受力,加固之后的所受荷载称之为第二次受力。在结构加固后,新增的部分并备有立刻发生作用进行荷载的承受,而是在第二次加荷载时才开始进行受力,与原结构共同分担荷载。已知从整体的受力情况看,新增部分在应力、应变累计应力、应变等方面都会出现滞后的现象。因此,往往出现当原有结构以及出现破坏时,新增部分还没有达到极限状态,无法充分发挥出其潜在的作用。因此,新旧两部分如何更好的共同工作是加固过程中必须关注的重点问题之一。 二、建筑加固处理的基本原则 1、绝对保证结构的安全可靠; 2、维护结构体系的整体稳定性; 3、尽可能减少对于使用功能(观感、防水、渗漏、保温、隔音)的影响; 4、有足够的使用年限; 5、加固具有可执行性,便于施工操作; 6、经济节约,减少开支; 7、应注意分析、比较,进行优化选择。 三、建筑结构加固技术 1、加大截面加固法 顾名思义,加大截面法就是在混凝土构件的四周再包筑一层混凝土,增大结构的受力截面积,从而提高结构的承载力。该法,应用十分的广泛,施工工艺简单成熟,适应范围广,可应用于柱、梁、墙、板等混凝土构件。但是,增大截面法现场是作业量大,混凝土养护期长,而且构件的截面尺寸加大后会影响房屋的空间及美观。 增大截面法又可以分为以增大截面尺寸为主和以增大截面配筋为主两种形式。前者,为了确保后补浇筑的混凝土正常的工作性能,必须配置适当的构造钢筋;后者,为保证后增加钢筋的工作性能,必须浇筑一定厚度的保护层。增大截面法加固通常是采用普通混凝土,若外包层比较薄,钢筋较密集,应该采用细石混凝土,确保混凝土的密实度;增大配筋法可采用钢筋,也可以采用型钢等。 2、粘贴钢板加固法 采用粘结剂和锚栓将钢板粘贴固定于混凝土结构的拉面或其他弱势地位,钢板与钢筋混凝土结构的形成,提高结构承载能力的目的。该方法是广泛采用。该方法基本上不改变原结构的截面尺寸,施工工艺比较简单,施工周期短,可靠性高,成熟的技术和工艺的强化效果好,特别是这一技术的应用,每单位面积的加固费用下降,一般和增大截面法等在体外预应力预应力价格的方法相比,加固成本是最低的,是目前一个非常乐观的前景的加固方法。它的主要缺点是:使用环境温度的限制,耐腐蚀性差。节点位置不易加工。然而,容易腐蚀加固方法所面临的问题,与粘钢加固表面是必要的保护,如水泥砂浆保护层或环氧砂浆层,但在长期使用钢筋锈蚀程度是难以估计的,一定程度上降低加固构件的可靠性,增加维护成本。 3、增设构件加固法 (1)增设墙体加固法 当抗震横墙间距超过规定值时或者墙体的承载能力不足时,宜采用增设墙体的方法加固。增设的墙体可为钢筋混凝土墙和砌体墙。 (2)增设柱子加固法 设置外加柱可以增加其抗倾覆能力,当抗震承载力差别较小时,可采用钢筋混凝土柱与圈梁、拉杆等构件连接进行加固, (3)增设拉杆加固法 此法多用于受弯构件的加固和纵横墙连接部位的加固,也可用来代替内墙圈梁。 (4)增设圈梁加固法 当抗震圈梁设置不符合现行规范规定时,可采用钢筋混凝土外加圈梁或者板底钢筋混凝土夹内墙圈梁进行加固,外墙圈梁沿房屋四周应形成封闭,并与内墙圈梁共同约束房屋墙体及楼屋盖构件 (5)增设刚架加固法 当因为使用要求需要不能采用增设墙体加固时可采用增设刚度较大的刚架来提高抗震能力。 4、碳纤维的加固技术 其主要是指通过对碳纤维以及结构胶进行运用对房屋建筑结构进行加固,在众多房屋建筑结构的加固技术中,这是其中一种相对比较合算经济的加固技术。其所使用的材料是一种具有特殊结构以及新型的材料。碳纤维加固技术的主要特点就是:具有非常高的强度、具有非常强的耐侵蚀性、使用寿命比较长、相对于其他几种房屋建筑结构的加固技术而言非常的轻巧,这也是一种具有非常高的实用性以及具有特殊性质的技术。这种加固技术具有显著的优点,例如、功能性比较强、方便快捷、占用的土地面积少以及不需要特别的管理监控。这种加固技术相对其他加固技术而言,被运用的比例相对比较高、比较广泛,主要是因为这种加固技术的造价非常低、使用寿命也比较长以及工艺制作简单,因此,也深受众多设计者的喜欢。目前我国能够生产碳纤维的企业非常多,并且资源比较丰富,这就能够为各个客户提供需要的资源。 5、预应力加固法 预应力加固是采用高强钢筋等材料,该加固方法具有能够减少构件上的应力值,减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点,为达到对砌体结构进行加固,通过施加预压应力迫使高强材料与原构件共同受力,通常采用钢绞线或型钢等材料。该加固方法具有能够减少构件上的应力值,减小砌体构件裂缝宽度和挠度等优点。特别适用于提高抗震要求的楼盖、屋盖等水平受力构件,即为:提高构件承载力、整体刚度和构件抗裂能力,而且加固后占用空间小。 6、高效预应力加固法 高效预应力加固法是指采用经过防腐处理的带有套管的钢绞线或镀锌钢绞线布置于被加固构件体外,通过千斤顶张拉钢绞线达到加固目的的一种加固方法。预应力拉杆横向收紧加固法采用的是Ⅰ级钢筋或Ⅱ级钢筋作为补强拉杆布置于被加固构件上,通过人工横向收紧螺栓的方法使钢筋横向收紧产生预应力,达到加固的目的。高效预应力加固法是在体外布索,与被加固构件截面内的配筋大小没有直接联系,体外预应力作用是荷载平衡的概念。所以对超筋构件加固同样有效,这一点是前述的许多方法所不具备的。试验研究表明,高效预应力加固法采用的高强低松弛钢绞线的数量可根据需要量配置,其加固量比其它方法要大。根据荷载平衡原理,高效预应力加固法可满足现有使用要求下的所有补强加固的需要。 四、加固技术的发展趋势 传统的加固方法如增大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法等的技术和研究都较为成熟,并广泛运用于工程实际,取得了较好的效果。我国近年来出现的一些新加固技术,如粘贴纤维复合材料加固法、钢丝网水泥砂浆加固法、纤维材料的嵌入式加固法等,它们以优异的性能、特点和加固效果得到了工程界的关注和青睐.随着新加固技术的逐步成熟,一定会在工程中得到广泛应用。纤维复合材料嵌入式加固技术,克服了碳纤维材料粘贴加固技术存在的防火性能差、粘贴在楼面上(负弯矩区域)易被人为或环境破坏、易产生剥离破坏等缺陷,加快完善和推广纤维复合材料嵌入式加固技术;建立此项技术的标准和规范;进行这方面的理论研究。 结语 目前我国六七十年代建造的建筑和现在广大村镇多数的居民住宅,大多数都是低层或多层砌体结构房屋,但其中有相当部分的砌体结构并不满足现行抗震规范要求,一旦发生类似唐山、汶川那样的地震,损失将不可估量,而近期内这些房屋又不可能全部淘汰或拆除;因此房屋的抗震加固也是急需考虑的内容。
矿业工程论文:矿业工程的应用与发展 一、专家系统在矿业工程中存在的问题 专家系统在矿业上的开发已经有十多年的时间,开发出的矿业专家系统数量不少,但是运用到实际工作中的却少之又少,现在的矿业专家系统的开发研究还处于不成熟阶段。在矿业工程中引入专家系统技术,存在着许多问题。第一,现在,专家系统技术试用的知识范围窄而且深,不能够满足矿业发展需要的宽与浅的需求。第二,矿业知识下文与下文之间互相矛盾现象经常发生,这一问题暂时还没有解决。以上问题的存在,对于矿业专家系统的研究具有深入限制性,也不利于实际的使用。因此,需要对这些问题进行深入研究,探索恰当的解决方法。假如这些问题不能很好的解决,只是争相追逐矿业专家系统的开发,结果只是竹篮打水,一场空,不利于专家系统的发展。 二、专家系统在矿业工程中的发展方向 专家系统在矿业工程中的发展还有很长的路程,发展中需要注意一些问题,并且要掌握好发展的方向。对此,笔者提出一些个人看法。第一、确定矿业工程中需要开发专家系统的部分。毋庸置疑,矿业工程中,不是任何问题都可以通过开发专家系统进行解决,开发的目标要事先进行选择。否则,矿业专家系统盲目的开发,其后果是大量人力、财力、物力的损失。个人认为,专家系统适用于危险事情的预测以及灾害预防、治理方面。在普通的计算机程序中引入专家系统,比如矿业信息的管理、生产计划等,由此,矿业相关数据进行处理的同时,系统也会自动进行维护等功能,进而提升工作人员的工作效率,促进了矿业的生产管理水平。第二,掌握专家系统的最新研制成果,同时,根据矿业工程的特点,实际运营情况,提升专家系统在实际工作中的作用。第三,将专家系统与其他研究方法相结合,形成强有力的方法,在此方法的基础上,会有更多的新观念、新方法被引入到矿业工程中,增强矿业工程处理问题的能力,促进矿业工程的发展。 三、结束语 专家系统技术在矿业上还有很长的路要走,应用的范围也会不断扩大,影响力也会随之加深。矿业专家系统在不断开发、研究、应用以及未来发展过程中,还有许多问题需要解决。专家系统的应用与发展,极大的促进了矿业领域的发展,进而促进了经济的发展。 作者:韩小贤 单位:赤峰市国土资源局松山区分局 矿业工程论文:探究矿业工程技术创新能力培训 对于技术创新理念和必备知识,可以通过矿业工程硕士研究生通过在学习培养高校,通过课堂讲授或专题报告及相关的科研训练、试验等教学环节获得的;而技术创新的科学方法以及对创新的敏感性是矿业工程硕士研究生在其所工作煤矿企业,勇于承担技术创新实践活动中,通过一次次成功与失败中“干中学、学中干”获取的。立足于培养煤矿企业自主创新人才这一目标,制订矿业工程硕士研究生培养的技术路线是一项重要任务。从一个系统角度出发,输入端为研究生,输出端为掌握基本方法与技能的技术创新型人才,而中间部分则是由培养要素构成的培养核心模块,相当于计算机中的CPU。在这个核心模块中,赋予了两大培养路径:一方面通过借助于高校知识密集、人才荟萃的优势,充分要获取显性知识进行充电,努力在创造理念、创新意识和创新方法方面得到提升;另一方面,通过在自己工作的煤矿企业中积极承担技术创新实践活动,在创新精神和创新能力方面得到锻炼和培养,二者有机互动,构成了较为完整的矿业工程硕士研究生创新性人才培养的基本框架。很显然“知识、能力、意识、精神”四大要素协调一致,是煤矿企业自主创新人才培养的关键。 一、矿业类工程硕士技术创新能力培养的关键环节 对于矿业类工程硕士的培养,应重点把握好“课程设置与授课、选题要求、答辩”三个关键培养环节。 1.在课程设置与授课内容力求“实效性”尤为重要。由于国民经济各个行业都有其特殊性,仅仅承认创新的共性,而忽略行业特点,往往创新做不到“实”处。煤炭行业就有着其特点,施工地点狭小、自然灾害多、安全易患多、对技术的可靠性要求很高;同时,不同矿区因地质条件的复杂性,面临技术难题的类型和特点也有很大变异性。因此,依靠科技进步,进行煤矿安全、高效生产是企业实施人才战略不能仅仅停留在一般的口号中,而是要落到实处。这就要求矿业工程硕士研究生的培养方案的制订,应充分考虑学生所在企业技术需求,由高校和企业协商共同制订量体裁衣式的培养方案。根据我国煤矿特点,对矿业工程领域硕士研究生提出了如下培养方向:并实施模块化管理:矿山压力与岩层控制、采矿方法与工艺、绿色开采技术、资源经济与管理、矿井特殊开采、安全技术与工程、矿业地质工程。对上述方向,实施模块化管理。 2.强化论文选题的“实战性”。采矿工程最大的特点是地质条件变化大和采掘施工进程的动态性。矿业工程专业硕士研究生必须在选题上贴近实际,进行实际工程的训练,日积月累方能做到创新能力的提高。如果选题仅仅停留在“模拟”上,其创新能力就有可能呈现“教条式”性态,无法应对未来千变万化的工程环境。因此,矿业工程专业学位论文的选题要特别注重应用相关理论和、知识,解决矿山生产实际中技术的研发,这种“务实性”是矿业工程硕士研究生学位选题必备基本条件。 3.注重过程、严格细化培养环节、全程严格监控。由于矿业工程技术人才要求的特殊性,要培养过程必须严格把关。矿业工程硕士学位论文质量评价最主要的标准是学生能否已经掌握实际工程技术创新的能力,而不是推演出新的理论公式,这一点与学术型硕士生的培养有着质的区别。从某种意义上讲,一篇矿业工程硕士学位论文质量好坏直接体现在是否为企业解决了生产中的某些关键技术问题,是否已经获得发现实际技术问题、有效解决实际难题的能力。为了达到这一培养目标,根据实际需求,矿业工程硕士学位论文的指导可以采取双导师制,即学校导师和企业导师联合指导:校内导师重点指导理论、方法及创新理念的提升;企业导师重点指导创新实践技能的提升。 二、矿业工程硕士技术创新能力培养初步实践 山东科技大学矿业工程专业学位研究生作为教育部改革试点单位,积极探索矿业工程专业学位硕士技术创新能力的培养,取得了良好效果。在授课方式上按照培养方案要求,为了便于学员学习和力求教学效果,组织建立多个教学基地如新汶、内蒙、枣庄、济宁、淮南、攀枝花等,并选派富有教学和科研实践经验的高职称教师亲临各个工程硕士教学点进行授课,并有企业对听课人员严格考勤。这样,在教学地点、时间上体现了高度灵活性;在教学内容上,根据学员构成和企业需求,进行专场技术讲座或报告会:深部矿山岩石力学灾害、采动巷道支护技术、综采综放工作面关键技术、薄煤层开采方法、煤矿火灾防治技术等,把学员带入矿业工程最新技术前沿。在学位论文选题上,要求以解决矿山企业在工程技术中的急需技术难题为目标,基于开发研究新技术、新工艺、新装备等,来训练提高自己的技术创新能力。自2002—2011年10年间招收和培养的矿业工程硕士452人选题的专业方向比例为:矿山支护技术占24%;采矿方法、工艺等方面占22%;选择资源经济与管理等偏软方面的占到了6%;涉及地表沉陷控制等特殊开采技术方面约占17%;与煤矿安全有关的占19%;选择矿业地质工程方面占到了7%;而选择矿山岩土加固工程方面占5%。从选题的工程特点来看,有94%的论文源于矿山生产和安全技术急需的课题,直接指导和应用于矿山开采与安全生产实践中。严格答辩程序,是保证矿业工程专业学位研究生培养质量的最后关口。山东科技大学矿业工程专业学位硕士研究生在答辩以前必须通过分学位委员会组织的专家内部盲评。对于盲评不合格者,将延期半年答辩。同时严格控制全票通过率,自2002—2012年期间,有32%的学生全票(5票)通过论文答辩,有34%的学生4票通过论文答辩,有18.1%的学生3票通过论文答辩,有15.9%学生未通过论文答辩。通过严格的答辩程序,提高了学位论文质量并维护了学校办学声誉。通过对237名已经毕业矿业类工程硕士工作情况调查表明,有93%以上的矿业工程专业硕士学位毕业生已经成为煤矿企业的骨干力量。创新使企业的灵魂,教育是保障企业可持续发展的关键。努力提高矿业工程专业学位研究生培养质量,是保障我国煤炭工业可持续发展的重要举措,任重而道远。 作者:刘鲁萍 谭云亮 单位:山东科技大学 资源与环境工程学院 矿业工程论文:垂直布置工艺在矿业工程中的实用性 1副井双提升垂直布置工艺的工程研究 1)中国黄金集团公司要求将金源矿业公司3000t/d采选改扩建工程建设成国际一流、技术领先、指标先进、管理现代化、高效节能减排、绿色环保的环境友好型样板工程。这就要求设计单位采用技术先进的工艺和设备,并在要求的设计周期内完成高水准的设计产品。2)利用一套提升系统代替梯子间。正常生产时,该提升系统可以辅助提升,克服了梯子间只能作为检修和安全通道的单一性,使系统更加灵活,适应性强。3)为适应垂直布置工艺,井架采用箱型焊接结构,克服了垂直受力的复杂性,填补了国内空白。4)先进的自动化仪表控制系统使提升系统的控制更加科学化和现代化。 2副井双提升垂直布置工艺 2.1设计方案 金源矿业公司3000t/d采选改扩建工程竖井设计中,采用副井双提升[1]垂直布置工艺,省去了单套提升布置的梯子间,两套提升系统垂直布置缩小了井筒断面。两套提升系统一套为主提升,一套为副提升。主提升系统采用6号罐笼,单罐笼配平衡锤提升方式。采用JKMD-2.8×4(Ⅰ)E型塔式多绳摩擦落地式提升机[2],配套Z500-1A-01型直流电动机,电压440V,转速504r/min,功率410kW。提升系统最大速度6.42m/s[3]。采用冷弯方钢管罐道。主提升系统主要负责井下废石、大设备(2m3铲运机等)、上下班期间人员的提升和下放。副提升系统采用2号罐笼,单罐笼配平衡锤提升方式。采用JKMD-1.85×4(Ⅰ)E型塔式多绳摩擦落地式提升机,配套Z355-3A-01型直流电动机,电压440V,转速465r/min,功率133kW。提升系统最大速度5.19m/s。采用冷弯方钢管罐道。副提升系统主要负责班中少量人员上下竖井、小型设备、部分材料的提升和下放。两套提升系统采用一个井架,井架为箱型焊接式,两方向垂直受力,全高38m,井架重360t。 2.2工艺特点 1)副井采用双提升垂直布置,工艺先进。该工艺在金源矿业公司祁雨沟矿区井下开拓首次应用,填补了国内大型岩金矿山地下开采竖井提升系统的一项技术空白,标志着中国在提升技术领域达到了国际先进水平。2)副井采用双提升垂直布置,工艺简单。与常规一套提升系统配梯子间的配置方式相比,该工艺简化了井筒内的装备,两套系统独立电源、独立工作,方便了使用,减少生产过程中副井的压力,减轻了井筒装备的维修强度,利于生产管理。目前,由于矿山生产能力的加大,井下生产、探矿任务更加繁重,副井的生产压力越来越大,两套提升系统的采用更加体现出了优越性。3)副井采用双提升垂直布置,工艺具有较好的节能性。该系统采用副提升(电动机功率小)替代了常规配置中需要提升系统提升和下放的小负荷作业(电动机功率大),避免了能源的浪费。同时采用副提升后由于主提升的工作强度降低,配置电动机功率也降低。4)副井采用双提升垂直布置,工艺具有较好的经济性。与常规提升系统配梯子间相比,基建投资节省52万元,运营费用比单提升系统每年节省41.90万元左右,经济性显著。 2.3实施效果 金源矿业公司3000t/d采选改扩建工程项目设计工作于2008年4月开始,可行性研究工作于2008年5月完成。改扩建工程于2009年8月建成并投入试生产,仅用7d时间就达到设计指标。副井两套提升系统在2009年2月投入使用,工期提前了半年。副井的提前投产有效地保证了矿山井下开拓和采切基建工程量的完成,为改扩建工程的按期投产起到了决定性的作用。副井双提升的使用有效地保证了金源矿业公司生产规模和经济效益同步增长,2009年9月至2010年5月生产黄金734.64kg,利润16408.46万元;2010年5月至2011年5月,改扩建工程处理能力达到3400t/d,产金1400.642kg,利润总额1861.6万元。金源矿业公司3000t/d采选改扩建工程投产至今,副井双提升垂直布置工艺运行平稳,主提升系统日提升废石800t,并保证了铲运机、长材料及上下班人员的提升和下放。主提升每班工作不超过4h。辅助提升系统每班工作不超过2h,有效保证了零星人员的下井和升井。,金源矿业公司在原矿品位降低的情况下,重选回收率比改扩建前生产指标和扩建设计指标都有提高,总回收率比改扩建前提高了近3个百分点,特别是重选段的优异指标实现了金的尽早回收,减轻了后续工段的回收压力,为矿山实现清洁生产提供了重要保障。 3结语 金源矿业公司3000t/d采选改扩建工程项目,根据祁雨沟金矿区资源储量大、品位低等特点,并结合改扩建生产实际需求,在竖井设计中采用了副井双提升垂直布置工艺,为3000t/d采选改扩建工程顺利投产运行发挥了重要作用,应用取得了良好的技术经济指标。副井双提升垂直布置工艺,生产运营费用低,建设周期短,填补了黄金系统双提升垂直布置工艺应用的空白,标志着中国在提升技术领域达到或超过了国际先进水平;双提升垂直布置工艺具有创新性、先进性、环保性、经济性,充分体现了高效、节能、减排的技术特点。金源矿业公司3000t/d采选改扩建工程项目经过2年多的生产运行,取得了巨大的经济效益、社会效益及环境效益,也使得金源矿业公司建成了一座井下采矿机械化、选矿作业自动化的岩金矿山企业,成为中国黄金行业目前最大的单体地下开采矿山。 作者:陈晓飞 赵晓峰 刘丛生 单位:长春黄金设计院 中国黄金集团公司 矿业工程论文:矿业工程力学教学和实验平台建立 科学的创新与发展必须以人为本,因此人才培养就成为西部高校的重中之重。基础工程尤其是矿业工程专业人才急需已成为西部矿山等基础设施建设和发展的不争事实[1~3]。据统计,目前只有中国矿业大学、北京科技大学、西安科技大学、中南工业大学、东北大学、辽宁工程技术大学、山东科技大学、重庆大学、安徽理工大学、河南理工大学以及太原理工大学等院校设置采矿以及矿业类工程专业,且招生人数受到限制,有个别学校(如北京科技大学等)已将其融为土木工程专业之中,中南工业大学尝试将采矿工程专业拓宽为“采矿与岩土工程”,毕业生就业更是流失严重。 全国正在规划建设的13处大型煤炭基地,其中西部地区占7个,西北地区占5个。目前西部地区矿业工程专业的毕业生需求量较大,从近3a采矿工程等专业毕业生就业率高达90%以上就能说明这一点。所以必须针对西部地区经济特点等实际情况,提高西部矿业工程大学生的综合素质、科研及创新能力等综合素质。在这种意义上称之为“基于西部情结的综合素质”,也就是说西部的人才培养体系主要依靠西部人来支撑与建设。 1特色及优势分析 根据调研资料分析[4~6],结合我校西部矿业这一特色与优势学科的实际情况,对国内外目前矿业工程力学课程体系与实验示范(基地)构建的模式及特色进行全面分析,其主要包括以下几大优势。 1)国际优势及特色。在国外,采矿专业,目前只有美国的西弗吉尼亚大学、哥伦比亚大学、宾尼法尼亚州立大学、印度矿业学院、英国诺丁汉大学、澳大利亚的新南威尔士大学等还保留有采矿专业,波兰的矿业领域人才培养也已经萎缩。在国内,只有我校拥有西部惟一的矿业工程一级学科,而中国矿业大学、太原理工大学、山东科技大学、重庆大学虽然还开设有矿业类基础工程专业的课程,但毕业生所服务的地区很少涉及西部矿区。 2)项目构建优势。2000年山东科技大学获得的教育部教改项目“矿业类专业课程体系整体优化与实践”属于“世行”贷款21世纪初高等教育教学改革项目,并于2002-12-17在西安交通大学由教育部召开的高等理工科教育教学改革交流会上进行了经验交流交流,获得好评与认可。但是针对力学实验教学与示范建设,涉及西部矿山工程力学实验教学改革却是凤毛麟角。 3)地域优势。若仅从工程力学的角度进行教改项目申请,在西安乃至全国,我校均不占优势,如果站在西部矿业工程人才培养的角度来进行矿山工程力学实验教学与示范构建,我校有独特的优势。西部地区经济相对东部地区落后,这是不争的事实。西部的教育更需要加强,贫困地区必须立足自己的实际,培养自己的高素质精英人才。作为西部地区的高等教育,尤其是工程基础类专业的教育,对西部经济发展有重要奠基性作用,其教育内涵必须拓宽与拓深。随着国家对西部大开发的力度逐渐加大加强,西部矿山能源的战略地位已经凸显,采矿类优秀能源科技人才的培养、质量提高、需求模式等问题更是亟待研究的重大问题之一。 4)学科特色优势。我校在矿业工程领域虽然已形成特色和优势,但还需借鉴国内外著名大学相关课程设置与教学改革的成就和做法,结合我校矿业工程类专业课程与教学体系的建设以及毕业生综合素质拓展进行综合建设,以教学研究型大学的定位,争取建成西部矿山工程力学教学与示范基地或平台,为巩固我校西部矿业特色以及夯实内涵奠定基础。从传统的基础力学与矿业工程专业的课程设置方面分析,采矿工程专业学生的数学、力学知识学习较多,但有关矿山工程力学(包括岩石力学、岩层控制学、井巷工程、瓦斯动力学以及工程流体力学等)的教学与示范建设还比较薄弱,这一矛盾在近2a从采矿工程与安全工程专业的研究生招生与教育过程中也凸显出来。 5)人才需求优势。矿业工程学科中涉及到的采矿工程等专业属于矿业工程类基础性专业,毕业生在矿山主要从事矿山生产(安全开采与灾害防治)技术管理与科学研究方面的工作,要求基础知识扎实,综合性强。从现场反馈的信息亦如此。在教学改革中拓宽专业后需要夯实工程力学(矿山岩石力学与岩层控制)知识及实际应用能力,尤其是工程现场所需要的工程力学监测方面的仪器仪表相关配套课程与知识体系。这样毕业生到现场后能立即找到自己的定位,为后期发展奠定基础。 2理论教学平台内涵构建 2.1内涵构建目标与关键 随着现代科学技术与生产组织模式对高等教育要求的不断提高,人们更多地倾向采用项目(case)教学法来培养学生的实践能力、社会能力以及其他关键能力。根据国家教育部门有关的方针和政策,结合我校的优势学科和已经取得的一系列优秀教学科研成果情况,要实现西部矿业工程力学理论与工程实践的渗透,完成教学内涵的拓展,“基础厚、专业宽、能力强、素质高”的目标是理论教学平台构建的关键。 1)基础厚:系统学习理论力学、材料力学、弹性力学、结构力学等基础理论与矿山工程力学(主要包括矿山岩体力学、岩层控制学、井巷工程、矿山工程流体力学等)实验课程; 2)专业宽:在系统掌握矿山工程力学基础与实验(实践)理论的前提下,拓展对实验数据的深入分析与问题解决; 3)能力强:能对所遇到的工程问题形成正确判断,提高研究与创新能力; 4)素质高:能综合提出(或解决)现场工程问题的技术方案和具体运作程序,为决策者提供依据。 2.2关键教学手段 根据目前我校的教学软硬件建设环境,该课程开设的前提条件是学生建立在已经参加过认识实习和已经建立现场工程感性认识的基础上。教学方法主要采用4种:①理论教学;②实验室观摩与体验(有条件的情况下,自己亲自动手开展实验);③进行野外岩(土)石的参观与实践;④采用论文(大作业)和考试相结合的方式进行考核。 要有效实现以上过程,概括地讲,Case教学法是最有效的教学方法。该方法是由美国著名教育家、伊利诺易大学教授凯兹博士和加拿大教育家、阿尔伯特大学教授查理博士共同推创的一种以学生为本的教学法。该教学法在北美高校广为使用,因效果良好颇受欢迎,是符合构建教学理论、促进学生全面发展的科学的教学方法。清华大学等著名高校的教学研究人员,在构建性教学理论的指导下,结合我国高校的教学改革,进行了深入研究,取得了重大进展。由于矿业工程力学专业及课程的特点和学生毕业后所从事工作环境的特殊性,在力学课程教学与实践中采用Case教学法是非常有必要的。 2.3网络辅助教学 为了更好地实现以上教学手段,需要利用校园网、数字化和视频资料辅助进行Case教学,其中数字化格式主要为下列3种(正在进行修改素材):①MSWord文档,主要是教案和本书的主要教学与授课的关键点;②MSPowerPoint文档,主要授课讲义;③AdobePDF文档,为网络教学提供图片等素材。另外,为了及时更新教学内容,反映本课程或学科的当前状况,摒弃教学内容陈旧等缺陷,采用(最新)科研成果进课堂和教学名师上讲台等模式,对丰富课程内涵和提高教学质量大有裨益。 3实验示范教学平台构建 创建一流大学离不开实验室,建设教学研究型大学要有完善的本科教学体系的实验室条件保障、研究生培养的实验室条件保障[7,8]。为此,结合我校的矿业工程的西部特色,提出整合资源、组建矿山工程力学实验示范教学的平台。 3.1实验教学平台建设 1)构建以岩石力学性质伺服试验系统(MTS)为中心的基础实验平台。以岩石力学伺服试验系统(MTS)为中心,对已建岩石力学实验室进行改造,构建岩石(土)力学行为基础实验平台,进行岩层控制和岩土工程领域的基础教学与实验研究。 2)建设以三维可加载相似模拟系统为中心的物理模拟实验教学平台。围绕“大比例可加载三维实验模型系统”“固-液-气三相模拟实验系统”“可变角块体模拟架”,构建物理模拟实验平台,以提高试验测试水平和精度为目标,使物理模拟向定量化和可重复性发展,进行岩层运移和围岩灾变控制理论教学和实验技术教学与研究。 3)以三维相似模拟实验平台、固液气三相模拟实验台和数值模拟实验系统为中心,结合数值模拟试验系统和边坡稳定性物理实验系统,建设矿区地表移动与环境灾变预测实验平台,对西部特殊赋存条件下矿山开采引发的边坡稳定基础理论和控制技术、采动损害主导因素与控制机理的基础理论和方法以及矿区地质环境承载能力的基础理论和技术体系进行教学与研究。 3.2实验教学体系建设 根据学校的办学指导思想和人才培养目标,形成新的实验教学理念,从根本上改变实验教学依附理论教学或作为理论教学的延伸和补充的观念,把实验教学作为独立的课程,以能力培养为核心,形成培养基本能力的基础性实验、培养综合能力的综合性和设计性实验、培养创新意识和科研能力的研究性实验的分层次的实验教学体系。开设3个层次的实验教学课程:①基础性实验;②综合性、设计性实验;③研究性实验。此外,作为补充还开设了部分演示实验。分层次实验项目便于不同专业、不同年级的学生进行选择组合。 矿业工程论文:矿业工程高材生创新能力锻炼认知及思考 研究生教育是高层次人才的培养,肩负着为国家现代化建设培养高素质、高层次创新型人才的重任。硕士研究生(以下简称研究生)创新能力培养已成为当前我国教育界、科技界共同关注的热点。最新的《国家中长期教育改革和发展规划纲要》(2010~2020)中也提出我国要进入到人力资源强国的行列,研究生教育就尤其重要。国务院学位委员会主任陈至立在2008年国务院学位委员会第二十五次会议上明确指出,以增强研究生创新能力为核心,提高研究生教育质量,以重大科研项目和国家重大工程为依托,加强研究生培养基地建设,创新研究生培养模式,强化研究生创新意识、创业精神和创新能力的培养。教育部曾在2002年就提出了研究生教育创新计划,并多次下发文件、制定相关政策和措施,如建立创新人才基地、提出科技创新项目等,旨在提高人们对科技创新的认识,通过强化研究生创新能力培养,提高我国科技创新能力。随着我国研究生教育规模的不断扩大,特别是矿业工程学科研究生数量的急剧增长,如何保证和提高矿业工程学科研究生培养质量,尤其是如何培养出具有创新能力的研究生,已经成为各高校与相关科研机构必须解决的问题。本文作者结合自身多年从事矿业工程学科研究生教学与指导的经历,对矿业工程硕士研究生创新能力培养的认识作一些探讨。 一、加强矿业工程研究生教材建设 编写具有专业特色的高质量研究生教材是培养创新型研究生的一个重要前提。由于研究生教学有自身的特点,教学目标、教学模式、教学方法与本科生也不一样,因而所使用的教材也有很大不同。目前国内各高校对研究生基础课有统一的要求,使用的是全国统编教材,但是就专业课来讲,各个学校还没有统一,因此使用的研究生教材差异很大,有些院校所使用的研究生专业课教材还主要是教师所编写的讲义,且内容陈旧,很难激发起学生的学习兴趣。如何编写具有专业特色的高质量的研究生教材已经成为培养创新型研究生的一个瓶颈。针对这个问题,很多高校建立了“研究生教材建设基金”,其主要目的在于提升研究生的教育质量。正如白春礼院士所说,中科院研究生教材有四个原则———科学性、基础性、系统性和前沿性。科学性和基础性是强调研究生应获得比较系统的科学基础,系统性是保证研究生教材内容全面而广泛,前沿性是能够体现学科发展最先进的内容,使学生能了解该领域的最新知识。这也是加强矿业工程研究生教材建设所应该遵循的一个原则。 二、深化矿业工程研究生课程教学改革 研究生课程教学与本科生有所不同,要培养研究生的创新能力,必须使他们具备合理的知识结构。传统的教学方式灌输多、启发少,不利于创新型研究生的培养。 因此在研究生教育中必须深化教学改革,优化培养方式,建立科学的教学体系。首先,要优化课程设置,课程设置不仅要注重研究生掌握系统的专业知识,而且要特别注重掌握坚实、宽广的基础理论,突出教学内容的前沿性、交叉性和启发性。同时还应加强不同学科之间的交叉和融合,对部分有专长和特殊才能的研究生,培养计划可不受培养方案的限制,实行个性化培养和个性化管理。其次,改革教学方式,在研究生教学中,更应突出学生的主体地位。研究生一般有较强的自学能力,采用讨论式、参与式、启发式的教学方式,不仅能充分发挥学生的主动性,而且有利于培养学生的逻辑思维能力和语言表达能力,使学生在课程教学中由被动接受转化为主动参与,实现角色的转变。在知识传授的过程中,以科学发展的实例引导研究生获取知识显得尤为重要,这就要求采用案例教学法来培养研究生的创新能力。美国高校的教师在课堂教学中,运用案例分析来激发研究生对所学内容的浓厚兴趣。应该说每个有能力培养矿业工程研究生的学校,其所从事的研究项目都比较多,老师对这些研究项目进行分析整理后可以形成很好的教学案例,这不仅可以提高研究生解决实际问题的能力,而且能够激发他们的创新意识与创新灵感。 三、对矿业工程研究生培养模式进行创新 (一)试行科研团队指导研究生 古人语为师者的任务是传道、授业、解惑,如今站在创新型人才培养的高度来看,导师除了承担授业和解惑的责任以外,还要担当评论者、支持者和帮助者等多种角色。首先导师要成为研究生最好的学术评论者,在研究生培养过程中,研究生通过参加一定的科研实践,收集与实测大量的基础数据,在对实验数据进行整理分析后,集中体现在研究生发表的学术论文和学位论文中。 其次,导师也要当好研究生生活和个人成长的支持与帮助者。当前,研究生培养机制改革的总体思路是实行以科学研究为主导的导师负责制,建立新的研究生资助体系,要求导师在研究生培养过程中,对研究生进行理想信念、人文素质和科学精神等方面的教育,对研究生的学术道德进行教育和监督。同时,还要关注研究生的生活、家庭和个人成长,在他们遇到生活困难的时候,导师能够像家长一样提供实际支持和心灵慰藉;在他们处于人生抉择的关键时刻,导师能够像朋友一般给予帮助、指点和疏导。由此看来培养研究生时对导师的要求是相当高的,尤其是矿业工程学科的导师要经常带领学生到矿山企业的生产现场进行相关的研究试验,导师一个人的时间精力及知识的深度广度都是有限的,加之现在指导的研究生人数都比较多,最好是一个科研或教学团队来指导研究生,从而弥补了导师个人的不足,为培养具有创新能力的研究生提供有力的保障。 (二)交流式培养研究生的探索 硕士研究生交流培养一般是在一年的时间内,由学校董事单位的指导教师进行培养研究生的教育教学模式。实施硕士研究生的交流培养模式可以产生良好的效果。首先,交流培养的模式开阔了其研究视野,拓宽了知识结构,避免了一校之内本、硕连读造成的知识结构单一的现象,可以吸取对方培养单位学风、教风和研风之长,实现优势互补,提高研究生的学术水平;其次,实施交流培养模式可以增强研究生的社会实践能力,为学生的择业及进一步深造奠定良好基础。此外,就交流培养活动中学校与董事单位双方导师的合作关系而言,通过研究生的交流培养,也加强了与学校董事单位导师的沟通与合作。这种沟通与合作主要围绕培养的研究生学业情况、科研能力以及各自内在潜力的开发而展开。双方导师的这种合作也是另外一种集体指导或团队指导,它对于研究生的科学研究精神和创新能力的培养非常有利。 (三)面向国际拓展研究生的交流培养 除了在学校董事单位交流培养研究生外,打通国际教学科研交流的渠道,一方面经常聘请国外矿业工程领域的知名教授来校讲学、联合培养研究生及合作科研项目。与国际上的一些知名大学或科研机构间建立实质性战略合作关系,吸取外来先进的教学理念、知识资源与成果,以及先进的研究生管理方法等,对拓宽矿业工程研究生创新能力的培养是非常必要的。另一方面,要尽可能地创造条件,鼓励研究生尽量多地参加国际学术会议,甚至将研究生直接送到国外的合作单位进行培养,使研究生直接与学科前沿接触,扩展视野,增长见识,提升创新能力。在这一方面,西南科技大学已经做了较好的探索,如我校与澳大利亚联邦科学工业研究院勘探采矿所(CSIROExploration Mining),通过五年多的相互交流合作,聘请了该所的首席科学家为我校的“讲座教授”,其每年不定期在我校工作2~3个月时间,直接参与学校矿业工程学科及实验室建设工作,为本科生和研究生开设了系列学术讲座,主讲一门研究生的课程,每年指导矿业工程的研究生1~2名。同时,学校还先后派出了多名青年教师及研究生到澳方交流学习与合作研究,极大地提高了西南科技大学在矿山与工程微地震监测技术应用领域的国内外知名度。 四、结束语 在建立一个创新型国家的新形势下,培养矿业工程研究生的创新能力是个系统工程,也是一个长期的不断创新思路的过程,需要考虑矿业工程研究生培养的全过程和各个环节。实践证明,凡是实力比较雄厚、发展速度比较快、研究能力比较强的重点大学,如重庆大学、中南大学、中国矿业大学、东北大学等,在这些方面都积累了很好的经验,这也正是地方高校与重点高校在培养矿业工程研究生上真正的差距所在,但是地方高校也要重视自身的区域优势与特点,大胆进行矿业工程研究生教育教学方法的创新,提高研究生培养质量,探索出适合自身的创新人才培养之路。 矿业工程论文:管窥矿业工程跨专业硕士研究生培养 一、矿业工程跨专业硕士研究生大量出现的原因 新招收的矿业工程类硕士研究生中,跨专业的学生越来越多。比如:武汉工程大学去年矿业工程录取的研究生,跨专业比例达到60%;河南理工大学能源学院2008年招收的25名采矿工程硕士生中,跨专业的学生占了将近一半;2009年,采矿招生的47人中有24人来自其他专业,占招生人数的51.1%,说明矿业工程类研究生跨专业录取的比例还在逐年上升。出现这种情况主要有以下几个方面的原因: 1.行业因素 采矿行业自从走出了20世纪90年代的低迷之后,随着我国经济的发展,经济所需采矿行业的支撑越来越大,再加上我国加入世界贸易组织之后矿石价格与国外接轨,从而带动了国内采矿相关行业的发展。由于采矿行业在现阶段所具有的高收益吸引了大批非本专业的学生,跨专业报考矿业工程专业硕士研究生。 2.学生自身因素 放弃本科学习了四年的专业,换到另一个不是很了解的专业,大部分学生做这个决定都是需要勇气的。就学生自身来说的原因可能是: (1)对自己的本专业失去兴趣。有些学生在升入大学时就不喜欢自己的专业,或者在本科时期没有学好本专业,对自己原来所从事的专业失去信心,不感兴趣,心理上希望能换个专业。 (2)担心就业率。由于矿业工程领域所需专业技术人才缺口较大,所以,相关的采矿、安全甚至选矿专业的就业率都能得到保证。然而,一些竞争比较激烈的工科专业,或者是就业率本身就不高的基础学科专业或者文科类专业学生过分担心自己本专业毕业后的就业问题,从而在考研时选择了矿业工程专业。 (3)家庭影响。矿业企业系统的子弟,为了毕业后能够顺利回家乡工作,或者为了将来自己的事业能发展得更好,由于在高考时并没有考虑那么长远,就会在考研时选择对他们将来发展更有利的专业。这部分人从小就对采矿行业耳濡目染,对这个行业也并不陌生。因此,对于他们来说放弃原有专业选择矿业工程这个专业并不困难。学生自身因素是出现大量矿业工程跨专业硕士研究生的最重要原因,大部分学生除了受矿业工程专业的外在利好影响外,还都是基于自身的情况对于现实的一种选择。 3.学校因素 受矿业工程领域毕业生毕业后的工作环境以及人们传统观念的影响,矿业工程相关专业对我国来说仍然是冷门专业。但是,这不妨碍原有的几所煤炭部所属院校在他们本校所拥有的报考热度。这些院校大部分在煤炭资源储量丰富的地区,并且这些学校的前身大部分都是矿院,矿业类相关专业在他们所在院校开设时间较长,技术力量雄厚。因此,矿业类专业一直受到他们所在院校师生的尊敬,考研时跨专业考取他们本校最好的专业也就不足为奇。由于这些院校报考矿业类相关专业的生源太多,本校所拥有的招生指标远远不能满足考生要求,因此,这也就间接带动了其他开设有矿业工程硕士点院校的招生工作。在一定时期内,学校因素导致学生热衷于跨考矿业工程类硕士研究生,这个现象还会一直存在。其实,考生们放弃了自己原有的专业而报考有一定风险的矿业工程类专业,原因肯定不止以上几点,造成这个结果的原因也是综合的。 二、培养过程出现的问题 矿业工程跨专业硕士研究生由于来自不同的专业,每个人的知识背景和文化结构也都不尽相同。导师在培养过程中所面临的问题也是复杂多样的。 1.专业基础良莠不齐对于跨考矿业工程的硕士研究生原有专业基础不同,对于学习矿业工程所具备的专业基础也有所差别。如有些学生在很早就准备跨考,本科的时候就注意到了对矿业工程相关知识的储备;或者一些学生读的是跟矿业工程相近的地质等专业,他们原本学习的内容就跟矿业工程的知识有所交叉;而有些矿业类院校则把一些矿业类基础课程添加到部分工科基础课程中。上述现象决定了学院和导师所面临的学生专业基础是参差不齐的,给基础教学和培养方案造成困扰。 2.学习过程过于浮躁跨专业的学生由于没有完整的知识结构框架,在研究生的学习过程中还需要进一步夯实自己的矿业类基础知识储备。然而,很多学生对此不以为然,忽视基础知识的学习,在自身没有专业基础的前提下就急于参与导师的科研项目,这样往往使得学生不能将所学知识结合到科研活动中,造成对学生的事业长远发展不利的局面。 3.前途悲观失望心理大部分学生作出跨专业的选择都是根据自身情况深思熟虑后作出的选择。但是,跟风报考现象依然存在,特别是在一些矿业工程专业热门院校之中。由于在考试之前并没有对这个专业进行充分的了解,只是为了逃避原有的本专业仓促作出的选择。又因为矿业工程硕士研究生毕业以后大部分需要到艰苦行业、艰苦地方去工作,煤矿事故时有发生,无形之中会对他们的心理造成压力,使他们不能安心学习,患得患失,过于担心自己的事业和前途,而表现得忧心忡忡。实际上,由于每个学生情况的不同,可能出现的问题是多种多样的。发现培养过程中出现的问题,还需要根据每个学生的观察、交流才能作出判断。并且在不同时期,遇到的问题也会是不同的。 三、跨专业培养措施 跨专业研究生在培养过程中所遇到的问题虽不尽相同,只要找到行之有效的方法,对跨专业的研究生培养还是很有帮助的。 1.补充专业基础知识 研究生往往已经具备一定的自学能力,导师可以根据学生选择的研究方向和其自身的专业知识储备情况,由导师和学生共同制定一个合理的学习方案。学生应定期向导师汇报学习情况的进展,在必要的情况下导师再加以指导。跨专业研究生补充专业基础知识应遵循的原则应该是:首先要持之以恒,不怕麻烦;其次是要制定短期目标和长期计划;最后是要想办法提高学习效率。只有长期坚持这三项原则,拥有了坚实的专业基础之后,研究生才能更顺利地进行科研工作。 2.充分发挥导师的指导作用 跨专业研究生由于对行业动态不够了解,选择研究方向会不知所措。导师应根据学生的自身情况提出切实可行的学习计划、培养目标和培养方案,定期检查学生的学习情况,以便培养目标和培养方案能够顺利实现。研究生管理部门也要制订相应的指导跨专业研究生导师须知,以确保研究生培养的落实。 3.积极开展科学研究工作 研究生由于在本科时期很少接触科学研究工作,而对矿业工程领域的基础知识储备不足,在科研上存在不小的差距。这方面就需要导师的耐心指导,循循善诱,也需要学生自己在基础知识的储备上勤奋努力。跨专业研究生开展科研工作,建议采取的原则是“从基础工作做起,边干边学,将专业知识与科研实践有机结合,努力培养科研思维能力,重在形成科研思路”。同时,鉴于矿业工程专业的特殊性,矿业工程研究生学习的知识不应该只停留在书本或者是实验室,而应该在导师的带领下多看看实践现场是什么样的,那样才不至于纸上谈兵,也能增长见识。在导师的带领下,制订正确的培养目标和培养方案。依靠学生的自学能力,补充好应有的专业基础知识,积极参加科研和实践活动。坚持不懈、持之以恒就会收到应有的效果,以期培养目标和培养计划能够实现。 四、结语 矿业工程跨专业研究生与本专业研究生比起来,在专业基础上具有一定的劣势。但是,跨专业研究生在培养复合型和创新型人才方面具有优势。跨专业研究生的培养需要根据他们自身的情况制订合理的培养计划,在打好专业基础的同时,在科研和实践中慢慢培养其专业素养,争取能够培养出高层次、复合型的优秀矿业领域人才。 作者:柴修伟王智峰尹涛单位:武汉工程大学环境与城市建设学院 矿业工程论文:矿业岩土工程探测的缺陷与质保举措 我国煤矿岩土工程勘察中存在的主要问题 (1)工程勘察的前期准备工作表现不足。为了能够保证完成煤矿岩土工程的勘察工作任务,在实施工程勘察工作之前必须要严格编写工程地质勘察纲要、设计勘察方案等,以有效、准确的勘察纲要保证勘察工作任务顺利进行。但是,部分勘察单位并不是具有合理指导性的勘察纲要,这在一定程度上影响了工程勘察的质量,后果不可设想。分析其原因主要是由于我国工程勘察市场的激烈竞争和一些建设单位对勘察工作重要性的严重低估,以工程成本作为工程的主要目的,而忽视可靠质量的重要性。 (2)岩土工程勘察工程中漏洞百出。一般来说,在对岩土工程展开勘察工作中主要存在两方面比较明显的问题弊端,其一是在具体的勘察工作过程中由于技术人员对于质量意识的淡薄所产生的问题,其二是在土工试验方面所存在的问题。第1种情况主要是包括外业勘察工作方面的问题和原位测试以及原状取土方面所存在的问题;第2种情况主要是包括对土体颗粒的划分等级不够明确,相关土工试验的方法和检校办法比较单一等问题。 (3)撰写岩土工程勘察报告中存在的问题。岩土工程勘察报告在煤矿岩土工程勘察工作中起着重要作用,往往问题也很多,主要是由于在撰写过程中对包括单位书写不规范、报告偏重定性分析而忽略定量分析的重要性、对于承载能力概念的理解误差以及在岩土工程分析评价方面等问题。还有,由于相关技术人员自身的原因对于承载能力的概念理解不够透彻清楚,也是比较常见的问题之一。 煤矿岩土工程勘查问题的质保措施 1改善目前我国煤矿岩土工程勘察工作现状 为了能够适应目前高速发展的工程勘察技术应注重加快对专业技术人才的培养,加大培训力度,可以考虑定期有计划地开展各种培训机构,主要以加强勘察技术人员对新型技术的掌握水平,以充实我国工程勘察的队伍力量。同时,岩土工程勘察公司应该在一个更为规范化的市场环境中发展,所以要更进一步的规范我国矿产勘察市场,清理探矿权与开采权的关系,并明确各个职权部门的权责,对于煤矿岩土工程勘察的投资力度要逐步加大,更合理有效地处理与解决勘察工作中的问题。 2加强岩土工程勘察工作的管理力度 针对我国煤矿岩土工程勘察工作出现的一系列问题,应从各个方面的管理工作抓起。加大有关勘察政策的宣传贯彻力度,尤其是对国家规定的新规范、新标准以及新技术的宣传与贯彻实施和对国家在市场经济体制下对促进工程勘察事业可持续发展的相关政策的响应。政府有关行政主管部门在切实落实国家政策的同时,还需要了解当地的具体地质状况,并按照各种规范规程的要求对各个岩土工程勘察机构进行监督审查,以遵守国家强制性条款为准则,在不扰乱勘察市场的前提下,保质保量完成建设单位委托的任务要求。由于勘察工作往往比较复杂,技术人员配备不足则有可能导致现场勘察技术管理不到位的情况发生。因此,要提高煤矿工程勘察工作的质量,必须要严格控制现场技术的管理工作,要求勘察技术人员培训合格、持证上岗。 项目技术负责人主要主持煤矿项目的勘察工作,必须要编写勘察纲要和勘察报告,并定期组织参加施工验槽以及有关工程的专题集会,现场技术管理人员负责执行勘察纲要技术要求和现场编录。现场勘察取样钻探质量的优劣主要决定了煤矿工程地质分层的准确与否,原位测试、取土样的规范与否决定了岩土参数的准确与否,加强钻机的管理,应强调勘察质量与责任的挂钩联系。 3加强针对煤矿岩土工程勘察工作的监管措施 加强针对煤矿岩土工程勘察工作的监管措施主要是为了能够大力宣传勘察工作的重要性,以达到各级主管监督的部门领导提高对工程项目建设之前的勘察工作重要性认识程度的目的。伴随着我国市场体制改革的深入,工程勘察机构一般都实行一种“自负盈亏,从业盈利”的生存模式,保质保量完成工程勘察任务应以一定适当的利润率予以保障,成本价格的确定应由当地工程岩土勘察协会通过邀请一定数量的专家组成专家团进行评估测定。成本价评估测定后,组织结构需要针对勘察成本单价作进一步的监管与控制,旨在限定勘察单价不得低于成本单价。 4加强岩土工程勘察成品报告的审查管理力度 岩土工程勘察成品报告审查制度已在我国初具模型,它的实施可以在一定程度上促进岩土工程勘察报告质量的提高。加强岩土工程勘察成品报告的审查管理,可在发现质量问题后及时上报有关管理部门予以处理与解决。 5实施有效的勘察监理制度 岩土工程勘察工作实施有效的勘察监理制度也是勘察工作管理的一环重要内容。煤矿岩土工程勘察监理的工作内容主要包括:取样钻机按照操作规程进行钻探、取样和测试工作。现场技术管理人员要到岗到位,适时编录。试验室的试验工作要严格按照国家制定的规范要求标准进行相关测试工作等。 结束语 分析了目前我国煤矿工程地质勘察工作的现状以及存在的一些常见问题,并对相应的质保措施提出了一些相关意见及建议。旨在能够明确岩土工程勘察是确保工程安全开展的前提,需加以强调和重视,以促进我国煤矿事业更进一步发展。 作者:付进省单位:河南省建筑设计研究院有限公司
化学与医学论文:TBL与PBL教学法相结合在医学生物化学教学中的应用 摘 要:在医学生物化学教学中,传统以教师为主导的教学模式已经不能适应于综合型人才的培养。尝试PBL与TBL相结合的教学方法后,由于各小组中成员相互合作,学习积极性高,参与性强,能使学生能更好地发现问题、分析问题、解决问题,达到自主学习的目的。 关键词:TBL教学法;PBL教学法;医学 生物化学是一门理论抽象、概念繁多的学科。笔者在5年的本科教学过程中发现,大多数学生反映该门课程学习的难度大,对教师讲授的知识点难以理解和记忆,以至于在学习过程中缺乏学习兴趣,学习难以达到预期效果。更不要说将其与后续的基础课程和临床专业课的内容进行横向联系,由此导致基础理论课与临床专业知识脱节,所学知识不成体系。 进入新世纪,人们开始致力于教学方法、教学手段的改革,多种创新型教学方法随之产生并运用到了教学活动当中,获得了一定的成效。目前,国内外的医学院校中尤其受到关注的是以问题为基础的教学方法(problem-based learning,PBL)和以团队为基础的教学方法(team-based learning,TBL),其在以往的教学中已取得较好的效果。但对于生物化学这样一门基础学科,在教学实践中我们发现,单独开展PBL、TBL都有一定的局限性,尤其是对于我院这样一所新兴的本科医学院校,学生人数多、资源少、学生素质差异大。由此,我们提出一个设想,即将PBL与TBL结合起来,综合两者在教育教学中的优点,力争实现两者“弊端最小化”。 一、PBL教学方法总结 PBL教学法于1969年由美国的神经病学教授Barrows首创,是一种以学生为中心的教学方法,强调学生自主提出问题、分析问题和解决问题。为了提高教学质量,笔者在本科临床专业大二学生的生物化学教学中,首先选取了“维生素与微量元素”这一章节开展PBL教学法,结合实际病例进行教学,取得了一定教学效果,但也发现了弊端。 首先,教师围绕教学内容精心设计有关的问题,学生带着问题自行查找资料看书思考,极大地改善了以往教师“满堂灌”的教学模式,每个学生都需要参与到学习中,一起思考讨论,有效调动了学生学习的积极性。通过本次的PBL教学,笔者发现,学生基本都能积极主动地参与到课堂中来,或提问或讨论,甚至有的还需对一个问题进行辩论,课堂气氛活跃,大大改观了以往死水一潭的课堂。但由于是首次采用PBL教学,讨论的又是一些与临床病例有关的问题,而且针对的是还没有开始系统学习专业知识的大二学生,要求学生查找资料解决问题的难度大。通过课后调查反馈的信息来看,在开展PBL教学时,学生需要花费更多的时间和精力查找资料和自学总结。同时,学生必须面对其他学科的学习压力,难免顾此失彼,不能面面俱到,这也是开展PBL教学后学习效果未能达到预期的一个最主要的原因。 二、TBL与PBL相结合的教学设计 为了能改变这一现象,笔者在本科临床专业平行班中尝试PBL与TBL相结合的教学方法。TBL教学法是20世纪70年代末由美国Oklahoma大学Michaelsen等正式提出的一种以团队为基础的教学方法,它强调促进学习者团队协作精神,注重人的创造性、灵活性的培养。 在此教学活动中,学生可自由组合,每组5~6人,选出组长,负责设计学习方案,统筹协调组员任务。小组成员利用课余的时间查阅和整理资料,并制作讲解课件。课堂上由每组的代表发言,阐明本组观点,在此过程中其他学生可对此组成员提出问题,由该组成员共同回答。在学生讨论过程中,教师则起到引导作用,并根据学生讨论情况了解其学习情况,制订进一步的教学计划,这对于教师也是一个更高的要求。 这次的教学活动中,学生能够较之前更好地完成课程任务。一方面,通过各种渠道搜集整理了较为完善的学习资料,学习方法和学习能力得到了培养,学习效果也优于以往,成绩有了明显的提高;另一方面,通过相互合作,学生之间协作的能力和自我表达能力也得到了提高。 三、总结和体会 实行教学改革是时展的必然,在众多教学方法突现的医学院校中,PBL与TBL相结合的教学法不仅顺应时代的发展,还可调动学生的主动性和积极性,同时提高教师对相关学科之间的理解。通过自主学习,学生能更好地将基础知识与临床知识结合起来,将理论与实际联系起来,为今后临床专业知识的学习打下了良好的基础。 总之,随着学科分化更细且学科间交叉增多,TBL与PBL教学法相结合以后在教学中的优势更加明显,必将成为一种更高效的教学模式。 化学与医学论文:分层教学在医学生物化学与分子生物学实验教学中的应用 摘 要 医学生物化学与分子生物学实验是联系医学理论知识与实践应用的重要学科,对培养学生的动手能力、科研素质、创新能力等有重要的启示作用。但传统医学生物化学与分子生物学实验教学存在理论知识更新迅速,实验内容陈旧落后;学生被动参与实验课程,机械重复课本操作等局限性,不利于医学学生参与实践和发展创新能力。针对这些弊端,本文根据各学生对生物化学与分子生物学知识的掌握程度、能力水平及个人发展方向等教育资源的差异,提出“分层教学”的概念,将实验课分为基础实验、综合实验、设计性实验,并分析了“分层教学”对生物化学与分子生物学实验教学改革的重要作用。 关键词 医学生物化学 分子生物学 实验教学 分层教学 教学改革 医学生物化学与分子生物学是从分子水平研究生命现象本质、疾病发生机制的学科。由于生物化学、分子生物学的内容繁多、理解和记忆难度较大,对于临床医学的学生而言,医学生物化学与分子生物学实验既有利于学生理解理论知识、掌握相关技术,又可以提高动手能力、参与能力、分析及解决问题的能力、团结合作的能力,可以说实验课的学习过程是一个理论与实际联系的过程,更是一个对理论知识进一步升华的过程。通过实验课的学习,可以让学生充分认识到医学生物化学与分子生物学对人类医学发展的重要作用。但是,在实际教学中出现了很多不利于学生学习和发展的问题,显示出传统医学生物化学与分子生物学实验教学模式的局限性。分层教学的应用可以解决这些弊端,让学生根据自己的知识、能力、发展倾向选择不同层次的实验课题,从调动学生的主动性和创造性出发,对培养高素质的创新型人才发挥重要作用。 1 传统医学生物化学与分子生物学实验教学的局限性 生物化学与分子生物学知识繁多、内容抽象、概念枯燥,理解和记忆的难度很大,使得不少学生越学越记不住,越学越难理解,产生厌烦和畏难情绪。随着时间的积累,各个学生对生物化学与分子生物学知识的掌握参差不齐,从而影响在实验课上的表现和发挥;生物化学与分子生物学教材更新迅速,但实验内容陈旧落后,主要为一些简单的验证性实验,与临床实践、实际应用明显脱节,严重滞后于学科发展;①实验课教学采用教师预先优化实验环节,讲授实验原理、介绍实验试剂、演示重要操作步骤、强调注意事项,然后学生按照操作步骤依次做实验、写实验报告的教学方法,学生仅仅被动学习,缺乏主动思考,很多学生甚至出现了抄袭实验报告的现象,根本不知其所以然,更不懂得实验中观察实验现象,发现问题、分析并解决问题的重要性;生物化学与分子生物学实验课是一门强调学生动手操作,在动手的过程中独立思考,发现问题、分析问题、解决问题的重视实践的学科,但由于实验操作中以组为单位,有些学生不亲自做实验,抄袭实验报告,养成了眼高手低的习惯,对于临床本科生而言,不利于今后的发展;可见,传统实验教学理论与实践脱节,对其改革是学科发展、培养创新型人才的教育需求。 2 应用分层教学法,全面改革医学生物化学与分子生物学实验教学 分层教学又称分组教学、能力分组,是教师根据学生的知识、能力水平和潜力倾向把学生科学地分成几组水平相近的群体并区别对待,使得各群体在教师恰当的分层策略和相互作用中得到最好的发展和提高。根据分层教学的理念,教师可以根据各个学生对生物化学与分子生物学知识的掌握、能力水平及个人的发展方向,将实验课分为基础实验、综合实验、设计性实验等。医学的学习过程是一个重视实践的过程,所以基础实验、综合实验作可为必修课程要求每个学生都参加并进行实验考核;而设计性实验可作为选修课程,根据学生自己的科研兴趣及未来发展志向,自愿选择。大体规划如下: 2.1 精选基础实验,掌握基本实验技能 基础实验的教学目标是掌握基本实验技能,如医学生物化学与分子生物学实验中常见玻璃仪器的使用、清洗和干燥、电泳技术、层析技术、光谱光度技术、离心技术、物质的分离提纯及含量测定。按照教学目标,可安排如下基础实验:血清蛋白含量的测定、血清蛋白醋酸纤维薄膜电泳、氨基酸薄层层析、肝脏DNA的提取等。通过基础实验,学生加深了对基本理论知识的理解,掌握了分光光度计、离心机、电泳仪、水浴锅等常见生化仪器的使用,熟悉了基础实验的操作过程,为开设综合实验、研究型实验奠定了基础。 2.2 开设综合性实验,提高动手能力和科研素质 综合性实验的教学目标是提高学生的动手能力,培养分析问题、解决问题等科研素质。综合实验侧重以生物大分子的分离、提纯及测定为主,涉及各种实验技术的综合。②为了达到上述教学目标,可筛选以下实验:细胞核分离纯化及DNA、RNA含量的定量测定、聚丙烯酰胺凝胶电泳分离血清蛋白、碱性磷酸酶的提取和测定等。通过基础实验课的学习,学生已掌握了基本实验技术。在综合性实验的开展过程中,要突出学生的主体地位,以学为主,以教为辅。学生通过预习课本,动手实验、发现问题、分析问题,最后解决不了的问题,教师可以组织学生讨论,最后再答疑,指导实验的完成。通过实验,学生对实验原理有了更深入认识、提高了发现问题、分析问题及解决问题的能力,发挥了学生的主观能动性。如“细胞核分离纯化及DNA、RNA含量的定量测定”实验中,由于细胞质、细胞核的水解液中容易吸入少量沉淀,导致比色时吸光度偏大,实验数据有偏差,出现该问题怎样解决呢?首先让学生观察实验现象,试管中的反应液是不是有悬浮物,不清澈呢?然后分析问题。根据分光光度计的测定原理Lamer-Beer定律A=KCL可知,在实验条件一定的情况下,A与C成正比,那么吸光度(A)偏大是由反应液的浓度(C)增大而引起的。是什么原因引起反应液的浓度增大呢?引导学生思考,是由于吸取水解液时混入少量沉淀而造成的。那如何解决该问题呢?是不是可以采用离心技术,将悬浮物沉淀,再用上清液比色呢?通过离心前后实验结果的比较,学生懂得了实验中发现问题的重要性,体会了运用所学知识去分析并解决问题的成就感。当然,也有同学实验数据还没认真分析,就已经把反应液倒掉了,若实验数据有问题,已来不及查找原因,在这种情况下,可以让学生再重复进行测定部分的实验。通过重复实验,学生了解到保存实验材料的必要性及其对实验结果分析的重要性。综合实验的开设,提高了学生分析问题、解决问题的能力,更重要的是学生通过自己的主动学习,参与实验的热情提高,对实验过程的理解更加透彻,科研素质得到了提升。 2.3 组织“研究性实验”,突出学生创新能力的培养 研究性实验可作为选修课,实验题目待定或由各学业导师出相关题目,让学生参考。学生根据自己的专业特点、兴趣爱好、发展倾向选择研究项目,由学业导师负责指导。学业导师负责做好以下相关工作:(1)帮助学生选题,引导学生查阅资料,设计实验并跟踪指导实验;(2)做好实验室开放工作,保障实验药品、器械的正常供应;(3)帮助学生分析实验结果。③当然,研究性实验也可以在学业导师自己的实验室进行。在完成实验的过程中,学生围绕自己感兴趣的课题经历了查阅资料、选择材料、确定方案、准备试剂、分析结果、撰写研究报告等一系列过程,教师则全程跟踪指导。研究性实验的开设让学生体会到科研的过程,体会到自己查找资料、学习知识的过程,体会到发现问题、解决问题的过程,体会到独立思考在科研中的重要性,培养了严谨的科学态度,同时提高了学生的动手能力,激发了学生对科研的热情,提高了学生的创新能力,更重要的是提高了学生的独立性和自信心,这对学生日后从医或搞科研是非常重要的。在教师的指导下,一些学生通过查阅资料后提出有价值的问题,写出课题申请,获得了大学生创新项目的资助,还有一些学生将自己的研究成果在学术刊物发表。④可以说研究性实验为那些喜欢做实验、搞科研的学生提供了一个平台。 总之,应用分层教学法,开设基础实验、综合实验、研究性实验,是全面改革医学生物化学与分子生物学实验教学的有效途径。各学校根据情况设定实验内容,本文只提供了一种改革思路,仅供参考。 化学与医学论文:高职医学生物化学实验教学问题与改革建议 摘 要:在医学生物化学实验教学过程中,发现实验教学存在教学观念落后,不能适应现代教育等问题。为此,教师要改变教学理念,更新实验设备,开展实验安全教育和结合临床进行实验教学。 关键词:医学生物化学;实验教学;改革创新;改革意见 一、存在的问题 (1)教学观念陈旧。目前医学生物化学实验教学仍以“灌输式”和“填鸭式”教学为主,学生在实验过程中处于被动接受地位,本应为参与主体,现实却成为被动参与。所有实验均在教师的指挥和安排下进行,教师观念是学生要按要求完成实验学习,掌握实验方法及原理;而学生在实验过程中不思考,按着教师教授的方法进行操作,完成学习及作业。这些方法和观念严重限制了学生思路的扩张和创新性的形成。 (2)实验设备落后。随着医学生物学的发展,许多新技术和设备日益增多,对于生物化学的发展起到了重要作用。使用新的、先进的设备对于提高学生对实验课的兴趣性具有积极作用;让学生了解先进设备的发明思路对于激发学生的创新思维具有不可替代的作用。医学生物化学实验课的目的在于让学生进一步了解生物化学在医疗中的作用,并明白其作用机理,为进一步的临床应用和医学基础研究奠定基础。新的医学检验技术及设备不断更新,让学生接触使用先进的设备和技术对于未来临床和科研具有启蒙性作用。 (3)实验教学内容枯燥。医学学习本来就死板枯燥乏味,学生长时间浸泡其中,难免对学习内容失去兴趣,而大多数医学院校对医学生物化学实验课不重视,课时少,甚至作为选修课。实验教学本来可以作为调节医学枯燥乏味的调味剂,实验内容丰富多彩,试剂变化多端,对大多数初次参与实验的学生来说是神奇的。在合理的引导下让学生理解这些变化的原理,了解生物化学的现实意义,改变对医学枯燥的印象。在现在的实验教学过程中,学生处于被动参与地位,每次实验课都是严格按照教师规定,完全是在指令下完成,实验课依旧是完成作业,学生没有主动参与其中,感觉枯燥乏味。学生在完成实验报告的过程完全是抄袭实验流程,无法体现学生的个人能力和实验的目的。 (4)缺乏实验安全教育。医学生物化学在实验过程中接触到很多有毒有害化学物质,对人体会产生巨大的毒副作用,如丙烯酰胺等具有神经毒性。在医学生物化学实验开始前应对学生进行实验安全教育,让他们懂得如何实验操作,以最大限度地降低试剂毒副作用,保护师生及环境安全。 (5)医学生物化学实验教学内容脱离医学临床。医学生物化学是医学基础课,其内容为医学生奠定临床基础,其目的是为临床服务。医学生物化学实验课是理论学习后的实践,学生进一步理解理论,能为今后的临床工作做铺垫。生物化学内容涉及临床药理学、医学检验学、生理病理学等内容的深入学习和理解。 现在的生物化学实验课是纯粹的实验课,与临床无关,不能体现临床的实用性。同时,教师和学生都处于完成教学和学习任务的状态,不能体现其实用性的目的。 二、改革建议 (1)改变教学观念,使学生成为实验主体。教学学生占主体,教师起到引导的作用。尤其在实验教学中,要引导学生积极参与实验,明白实验原理,掌握基本的实验操作技能后,不能再限制学生实验的流程,而要让学生自行操作,不是在教师指令下完成。每个实验的流程并不是不可更改和变动的,学生有疑问和新的操作方法都是允许的,经过教师的指导和论证,只要合理,就鼓励学生去操作,实验成功了给予鼓励表扬,让学生感觉到是自己有所发明和创新,他们就有了积极参与实验的主动性和成就感。 (2)不断更新实验设备。科研和实验需要先进的设备仪器来支撑,新的实验设备对提高科研教学单位的科研能力和增加实验承担能力具有重大作用,同时对于提升实验教学水平具有积极意义。实验室设备的更新对于学生来说是一件新鲜事,有刺激学生了解和求知的欲望,能提高他们对实验的积极主动性。新的仪器设备具备先进的功能,现在部分实验设备具备了人工智能作用,对于提高学生的实验能力具有积极作用。因此,教师应在实验教学中将新的仪器设备展示给学生,让学生了解这种仪器的大概特征、使用方法。 (3)开展实验安全教学课。医学院校实验课程较多,开展实验安全教育是今后必须开展的课程。在实验过程中,学生会接触到许多有毒、有害的化学物质,教师在实验课开课前应对学生进行安全教育,让学生知道哪类试剂有毒有害,如何尽量避免及减少接触,发生中毒如何及时处理、实验废物如何处理等。在每次实验前,教师应先告知学生本次实验所用试剂及物品哪些有毒有害,操作过程应注意什么,这样能为实验安全、师生安全和环境安全起到保障作用。 (4)结合临床进行实验教学。医学生物化学是医学基础课,具有重要的临床作用。生物化学实验结合临床病案分析,不仅培养了医学生的动手能力、发散思维及综合判断能力,还增强了教师现代教育思想与观念。医学生物化学是医学院校一门重要的医学基础学科,对奠定学生医学基础具有重要作用。 总之,医学生物化学实验教学存在的问题是多方面的,且具有普遍性。实验教学的提高对于培养医学生的实验动手能力、发散思维能力及综合判断能力具有重要作用。 化学与医学论文:医学高职院校学生化学实验安全知识匮乏的原因与对策 摘 要:医学高职院校学生因为专业需要,需频繁进出化学实验室,这一特殊的学生群体若缺乏化学实验安全知识,容易引发实验安全事故。文章对现阶段医学生缺乏化学实验安全知识的主要原因进行了分析,从实验课程改革、激发学生兴趣、建设教师队伍等方面探讨了提高学生安全意识和知识的对策。 关键词:医学高职院校;化学实验;安全知识匮乏 医学类高职院校拥有设备齐全、品质精良的各种化学实验室,并且针对药学、护理、医学检验技术等医学类专业学生设置了无机化学、有机化学、分析化学、仪器分析、医用化学、药物化学等课程。在实验的过程中,学生不可避免地接触易燃、易爆、有毒、具腐蚀性等危险化学试剂,如若缺乏相关化学实验安全知识和良好的实验习惯,容易引发实验事故,造成不必要的生命和财产损失。提高学生的安全意识和丰富学生化学实验安全知识,有利于培养学生良好的科学素养,保障安全,构建和谐、稳定、平安的校园,维护自然环境,利于社会的稳定和繁荣。 一、存在的问题 从近三年来基础化学课程从教经验来看,医学高职院校学生极度缺乏化学实验安全知识,主要体现在以下几个方面: 1.实验前 学生不提前预习,对实验目的、原理、内容一知半解,经常出现看一次教材做一个步骤的情况。相当数量的学生着装不规范,部分学生不穿实验服;女生披散长发进实验室;夏季身着短裤、短裙、拖鞋,将大部分皮肤暴露在外;冬季将棉服穿在实验服外面,帽子、手套、围巾不取下就做实验。 2.实验过程中 偶有学生带饮料、食品进入实验室,边做实验边进食;不按要求佩戴护目镜、使用通风橱、摆放药品和仪器;态度不端正,边做实验边聊天,甚至出现追逐、打闹的现象,实验室环境嘈杂;取用药品的方法、用量不规范,抛洒滴漏;操作不规范,时常损坏仪器,并且不及时清理和报修;遇到紧急情况,第一反应找任课教师和实验教师询问,不懂得独立思考、及时处理,且不清楚实验室的应急处理设备的具体摆放地点和使用方法。 3.实验结束后 学生不及时整理实验台面、药品试剂架和水槽里的残渣、水渍、废物等,随意处理实验废弃物,时常造成下水道等管路堵塞,对环境安全造成潜在威胁;不及时关闭各种仪器,既耗费能源,又减少仪器使用寿命,还容易引发火灾、爆炸等事故;课后很少反思在实验中遇到的问题,反复犯同样的错误。 以上问题,在医学类三年制、五年制学生中均有发生,五年制学生更易犯此类错误。 二、原因分析 1.抵触情绪 近年来,高等院校化学实验室发生了一系列安全事故,引起了社会的广泛关注,使得化学这一门学科在人们的心中留下了负面印象,人们谈化学色变,相当数量的学生认为化学是一门存在安全隐患的学科。化学各分支学科的知识体系庞大、繁杂,题海浩瀚,高职学生不免会对化学产生畏惧、厌烦的心理。在药学、检验和护理专业中,由于护理专业以女生居多,部分学生更是产生了抵触情绪,只满足于课程考核过关,不愿意去了解化学实验的相关安全知识,锻炼自己的实验操作能力。 2.学生个体差异 高职学生大多数是异地就学,来自全国各地,各地的教育水平不同,实验课程的开设情况不同,学生接受实验教育和训练的程度不同,造成入学后掌握化学实验安全知识的情况存在明显差异。这一点在新生群体中体现得尤为明显。 3.高职院校校课程体系缺乏对化学安全知识的系统培训 在高职化学课程中,一般不单独开设实验课程,往往将其作为辅助性技能训练穿插在理论课程之中。由于课时限制,在实验课程编排中,教师更注重实验内容的完成和主要操作技能的培训,并不系统讲授化学实验安全知识,只在实验的具体实施过程中针对每次实验的具体项目和潜在危险有针对性地做提醒和示教。采用此方式向学生传授化学实验安全知识是零散、不全面、不连贯的,因此学生掌握的效果较差。当学生在进行化学实验的过程中真正遇到问题的时候,往往惊慌失措,不能及时联想、调用过去所学及时处理。 4.化学实验安全知识占课程考核比例低 在传统的课程考核和评价中,无论是教师还是学生,都更加注重理论课程的考核,对实验课程的考核在课程总评中所占比例较低,约为10%~20%,其中对于化学实验的安全知识考核更是少之又少。缺乏过程性考核和评价是造成高职学生化学安全知识匮乏的原因。 三、对策 1.深化化学实验课程改革,加强实验考核过程性评价 为了让高职医学类专业学生增强化学安全意识、丰富安全知识,高职院校教师可根据化学相关课程的教学目标,进行实验课程改革,力求够用、实用,将化学实验安全知识的学习纳入课程体系,将化学实验安全知识的考核评价纳入实验考核范畴。对于高职新生采用系统培训的方法教授化学实验安全知识,对于老生在巩固知识的基础上定期强化安全意识。在实验考核的过程中,从实验态度、实验习惯、遵守实验室规章制度、实验操作规范程度、仪器使用熟练程度、安全设备的摆放地点和使用方法的掌握、实验结束后的清洁工作、完成实验报告、课后反思总结等方面全面评价学生,提高考核结果在总评中所占比例。 2.激发兴趣,提高学生的安全意识 化学是一门有趣的学科,更是和生活实际紧密相连的科学。教师应联合学校其他部门的力量,采取多样化的形式激发学生的学习热情和兴趣。例如:减少课程讲堂讲授、笔试这种传统的且容易使学生产生反感的教学考查模式,多邀请国内专家进院校开设化学实验安全知识讲座;与院团委、学工处等部门联合举办化学实验安全知识和技能竞赛,给予优胜学生适当的表扬和奖励;利用学校的微博、网站、微信等公众平台和推送相关化学安全知识;定期和院校保卫部门开展化学实验事故安全演习。 3.建设一支高水平教师队伍 德高为范,身正为师,教师在潜移默化中对学生产生影响。高等职业学院要重视教师队伍的建设,对理论和实验教师定期培训,从药品管理、实验准备、实验规范、事故发生的应急处理等各方面进行强化训练。适当增加实验辅带教师的数量,提高师生比,消除主带教师和实验教师在实验课程中无法照顾每一位学生情况的现象。 作者简介:王炜祺(1986― ),女,江苏南京人,硕士研究生,助教,从事无机化学与分析和仪器分析教学与研究。 化学与医学论文:基于Blackboard平台的医学生物化学与分子生物学教学题库建设及应用 摘要: 利用Blackboard 考核管理模块创建设完整生物化学与分子生物学网络试题库,在此基础上和使用上课前的预习题库、上课结束后的复习题库、以及阶段性的测试题库有利于提高本科生物化学与分子生物学的教学效果,探讨了BB平台的网络教学使用优点。 关键词:lackboard;生物化学;试题库;教学改革 生物化学与分子生物学是生命科学的前沿学科,在分子水平探讨生命的本质。该课程对于医学本科生是基础必修课,可以培养学生观察、理解、分析和解决问题的能力,而且是学生后续专业课程的基础,对于科研能力的培养更是具有深远的影响。但该课程内容系统性、联系性强,知识点较抽象性,难度较大[1]。 随着计算机网络技术的飞速发展,利用网络进行教学和辅导教学已经成为当前教育技术和教学活动中的一种重要形式[2]。为了加强教学管理,提高教学质量,特别是针对独立学院大部分学生,他们入学分数较低,学习能力和主动性比一本、二本学生要差,我们对于独立学院学生学习生物化学与分子生物学,采用了多媒体教学和随堂测验相结合的教学模式[1]。上课时间的有限性使我们萌生了建立网络教学题库,让学生随时随地可以使用并且和老师交流想法,随后在已有的教学模式上,我们进一步着手建设完整网络试题库,并在教学中使用,效果良好。 1 BB网络平台介绍 "BB"平台 (Blackboard Learning System MLTM,简称 Blackboard或BB)作为一个界面非常友好的教学管理系统软件平台, 教师可以用它创建、和管理课程的网络内容, 为传统教学的课程增加在线内容,甚至可以开发基本或完全没有面授环节的网络课程[3]。BB网络教学平台的使用,在全球范围内已经有超过2800所大学及其他教育机构,其中包括著名的美国普林斯顿大学、哈佛大学、斯坦福大学、西北大学、杜克大学等,我国也有200多所大学使用该平台。该网络教学平台具备以下4个独立的功能模块:内容资源管理模块、在线交流模块、考核管理模块和系统管理模块。 2题库建设 依托BB平台的考核管理模块,我们建立了完整的总试题库,在总体库的基础上又分立了预习题库、复习题库、以及测试题库。 2.1题库的选题要求 以严格的遵循教学大纲和指定的教材为基本原则选择收集试题;即将入选试题库的试题要经过细致的筛选和更正,生物化学的学科进展快,很多的内容又经过了重新的界定:酶的新名称、呼吸链产生ATP的数量改变、新定义的概念等等,按照现有教材的内容更改试题的术语,删除更改模棱两可的答案,根据一定的质量指标筛选;入总题库的试题量要足够大,题量不足,难以按照教学需求筛选组成所需小题库,也难以自动生成不同难度层次的测试试卷;各类小题库选题时要考虑各个章节的重点和难点试题比例适中。 2.2试题的选择 首先参考本教研室老师编写的"生物化学实战考试题解",这本习题2005年由人民军医出版社出版,学生使用至今,由于封面主色调为绿色,俗称"绿皮书"。根据历届学生使用情况,从中选择典型的、足以考察各个知识点的试题,重新整理归纳,以星号数量标记难易程度:无星号表示基础题、一颗星号表示难、两颗星号表示较难,当然这也意为着基础题是所有专业必须掌握,二本以上要求做有星号的题目,将来有研究生学习要求的学生去测试两颗星号的题目。其次是每年使用过的试卷,由于这些试卷在一本、二本、三本不同层次、不同专业考试中反复测试使用过,对每题都有分析记录,如该题的答题正确率、问答题的得分率等,为选题提供了必要的依据,通过统计分析,确认难度系数,统一放入总题库后,筛选适当的试题入小题库。还可借鉴各兄弟院校和西医综合考试中的试卷及习题集,以满足试卷库广度的需要。最后由于生物化学与分子生物学是一门发展迅速的学科,每两年就会出引进学科最新进展出版新教材,针对这些知识还可以由出题经验丰富的老教师,根据具体教学的实际情况,结合大纲要求出题,以弥补现成试题的不足之处,完善试卷库。 2.3总试题库建设操作 进入课程的"控制面板",点击"测试"区的"题库管理器",再点击"添加题库"按钮,在界面输入题库名称和说明,我们按照总试题库的原则,依次以章节名称命名(第一章蛋白质、第二章酶等)进行题库的添加。本科生的医学试题主要是名词解释、单选题、填空题和问答题四类,按题目类型和题目难度分别建立子题库,接下来就可以将对应的题目添加入题库中去。 以"单选题"为例,按"单选题"按钮,就会出现添加单选题的界面。题干输入"问题文本"框里。在"答案"区设置答案数为5,在出现的5个选答案框内依次输入相应的答案。点击正确答案之前的圆框,填上实心表示该选项是正确答案。对于单选题,只能选一个正确答案,如果是多选题可以点击多个圆框。在"类别和难度"中添加相应星号数量,填完各项后就"提交",返回到"题库"界面。填空题和单选题添加方法相类似:在"问题文本"框里输入题干,在"答案"区设置答案数,在出现的相应数量答案框内依次输入相应的答案,在"类别和难度"中添加相应星号数量,填完后"提交",返回到"题库"界面。名词解释是作为"简答题"添加,添加方法也类似:进入添加简答题的界面,在"问题文本"框里输入题目,在"答案"区输入答案,在"类别和难度"中添加相应星号数量即可点击"提交"。问答题是以"论述题"的方式添加,添加方法和简答题完全相同。 最后每个相应的库中会出现所有添加的题目。对于每个题目都可以进行"修改"或"删除",注意最后按"确定"进行确认,最终还可以对该题库进行"导出"存盘,或"修改"或"删除"。 2.4各级子库的建立 根据学习的目的不同,分别建立上课前的预习题库、上课结束后的复习题库、以及阶段性的测试题库。课程预习往往是盲目,学生随意翻翻不如不看,上课前的预习题库主要是以基础概念为主的名称解释和选择题,使学生快速浏览预习的过程中掌握最简单的知识点,有效节省了预习时间。平时没有考试压力,学生在上课结束后就不及时记忆知识点,到真正考试时,往往已经遗忘,考试时时间紧、压力大,学生为了考试过关,以押题、押重点的形式复习,考完既忘,没有达到学习的目的,复习题库主要以单选题和填空题为主,并且设置使用时间,记录学生使用频率,计入学生平时成绩,督促学生课后及时复习。生物化学与分子生物学的学习分为四个部分:生物大分子结构和功能、物质代谢与调控、生命信息的传递与调控和分子生物学技术与应用。每学完一部分内容,利用测试题库让学生进行阶段性测试。测试题库主要以名称解释、选择题和问答题为主,让学生加强知识记忆,并且融会贯通。 进入"控制面板"界面,点击"测试"区内的"测试管理器",进行"添加测试",然后测试取一个名字,比如"预习第一章蛋白质",然后提交。提交后会出现"测试编辑器"界面,在"添加"菜单里面"取自题库"选择相应题型,在"创建设置"中设置题目的分值。若需选择某题,就在某题前面打勾;若想全不选用,可点击界面上方的全选框。选完题目后"提交",单击"确定",测试建立就完成了。 3子试题库的应用 3.1测试题的 进入"控制面板"界面,点击"内容区"的"创建内容",名称命名为预习、复习、测试三部分,每部分添加测试,此时"添加测试"框会出现已经建立的测试。选择你要添加的测试(比如"预习第一章蛋白质"),然后"提交"-"确定"-"修改"测试界面。进入"修改测试"修改每道题的分值;点击"修改测试选项" 点击"测试可用性",其中"将链接设置为可用"必须选择是,否则测试不能用;为测试添加通知可选"为此测试添加新通知"。课后复习设置"不限次尝试",并且不限制答题时间;预习和阶段性测试设置"有限次尝试"3次,在"设置计时钟"设置答题时间。设置"显示开始时间",学生在特定时间看到试题。"自我评估选项"区,则选择复习和阶段性测试包括在平时成绩簿中。"测试反馈"区选择在测试完成后向学生反馈此次测试的 "分数",以及学生自己提交的"答案"及"正确答案"等。在"测试显示"区选择将所有的题目都同时显示出来。"随机排列问题"选项中,除预习是随机选择问题出现次序,其他是按照测试中题目的顺序出现。设置完了后"提交","确认"后就返回到"作业"界面,在该测试旁点击"管理",随后出现"管理该测试"界面点击"选择性",设置时间,选择"所有用户小组",点击"提交"后完成设置。 3.2测试的应用 老师把学生的信息以Excel表格的形式交给BB平台的管理员,导入BB平台的相应课程中,学生以学号登入BB平台,就可以选择进入相应的课程,在作业区中看到相应的测试。测试完成后一定要"提交"否则没有成绩。通过BB平台,对于客观题(选择题)可以自动判分,学生可及时看到成绩,而主观题由老师进行给分。实时的测试可以提高学生的学习兴趣,体会成功的喜悦。老师可以点击"控制面板"的"测试"区进入成绩查看、管理成绩,也可点击"下载成绩",以Excel表格形式保存。老师可以通过实时的测试结果,检查学生学习的效果,及时调整教学进度,收集学生错误率高的题目,上课及时解答学生问题。 4总结 BB网络平台的出现,在空间上提供远距离的学习机会,拓展了课堂学习的空间;在时间上提供在不同时候进行学习的机会,增加了课堂外学习的时间。BB网络平台的医学生物化学与分子生物学教学题库建立,使得试题一次录入可多次重复使用,减少了教师教学出题的负担,实时的测试以及电子成绩单的使用可以让教师随时了解学生的学习情况,在教学中具有较明显的优势,适合实际教学,在本科阶段教学中取得良好的教学效果。 化学与医学论文:医学生物化学与分子生物学的教学探讨 [摘要] 生物化学与分子生物学是当代医学和生命科学的前沿学科,也是医学专业重要的医学基础课,同其他课程有着广泛的联系与交叉。在具体教学中存在着教学难、学习难的困境。本研究从教材内容、教学手段和方法、实践教学等方面探讨如何解决教学难的困境,以实现提高生物化学与分子生物学的教学质量的目标。 [关键词] 生物化学与分子生物学;教学方法;教学手段 生物化学与分子生物学是当代医学和生命科学的前沿学科,主要研究的是生物体内生物大分子的结构、功能和化学反应,分子生物学则以核酸和蛋白质为中心。分子生物学的研究极大地扩展了生物化学的内涵。近几十年来,分子生物学领域不断发现的新理论、新技术,已渗透至基础医学和临床医学的各个领域,在迅猛发展的同时也给生化教学带来了很多难题。理论内容抽象、结构式多、反应式多、代谢通路长等,导致学生理解和记忆难度较大。在具体教学中,学生难学,教师难教[1],这就要求在生物化学与分子生物学的教学中,不断改革教学方法,以满足生物化学的教学。这种改革不仅体现在课程体系和教学内容的改革上,还可以体现在教学方法和教学手段的改革上[2]。为了学生能在有限的时间内更好地掌握生化理论知识,我们在实际的教学工作中总结了几点体会,具体介绍如下。 1 教材内容、教学手段的调整和优化 随着生物化学与分子生物学研究手段的不断进步,分子生物学知识不断更新,相应的教学内容也应不断调整和优化,以体现学科发展。最新的八版教材内容更多篇幅更大[3],有限的学时内确实很难顾及全部,因此,我们将“聚糖的结构与功能”“组学与医学”列为自学内容;把“维生素与无机盐”糅合在“酶”那一章里讲解;把“DNA损伤与修复”整合在“DNA的生物合成”那一章里讲解;“真核基因与基因组”和“常用分子生物学技术的原理及其应用”等只讲基本概念与基本原理。这样安排教材,既突出了重点,又体现了新进展,并容易为学生接受。这样就能保证在全面掌握教材内容的基础上,抓住重点,在教学过程中紧扣大纲,将教学任务中的重点、难点转化为授课时的中心思想。同时还能根据不同的学时和授课对象,选择恰当的章节与合理的顺序进行安排。在教学中还通过总结,进行纵向联系与横向比较。帮助学生分清概念,记住要点,刺激学生的求知欲,使内容具体化,易于理解记忆,如讲授完生物遗传中心法则的理论内容后,通过列表来比较复制、逆转录、转录和翻译的一些异同点,这样便于学生探寻规律并掌握重点。 2 开放实验室,加强实践教学 除了理论教学,实验教学也很重要。传统的医学实验课内容多以简单的重复性实验为主,在重视基本技能操作培养的同时,忽视了对学生综合能力的培养。为了适应现代医学发展对医学人才的要求,我们对医学专业的生物医学实验课教学进行一些探索。以病例分析为基础进行的综合性实验教学是以一些疾病的病例为中心优化组合教学内容[4],将相关的几个生化内容有机整合成一个连续性的实验。以学生为中心,辅以课堂讨论,使学生有条理和系统地掌握知识,培养学生的综合能力。让学生参与实验准备工作,这样可以让学生了解整个实验过程。开放实验室,让学生熟悉掌握一些常用仪器的工作原理和使用方法,加强理论与实践的联系,提高实验操作的动手能力[5]。以问题为基础、学生为中心、教师为引导的小组讨论和学生自学的教学方式[6-7],已在众多医学院校的医学专业教学中应用。这种教学方法应用于医学专业生物医学实验教学中,可以为培养新时代合格的医学人员打下良好的基础[8-9]。 3 基础与临床相结合 传统的医学生物化学与分子生物学的教授过度地强调课程知识的系统性和完整性,容易导致基础与临床,理论与实践脱节,这是现行医学教育教学过程中遇到的最主要问题[10]。学习知识的意义是对于知识的运用,因此我们在基础课程讲授的过程中,应适时、适度地结合临床内容,由临床医学知识引出要学习掌握的基础知识,实现基础教学理论与临床的结合,调动学生学习的积极性和主动性,这样就可以大大提高学生学习的效率。很多临床疾病与生化过程有关,如酶原在胰腺的异常激活可引起胰腺炎,这样学生就记住了酶原的激活以及酶原激活的生理意义。苯丙酮酸尿症以智力低下为主要表现,是由苯丙氨酸羟化酶缺陷引起的,这样学生就记住了苯丙氨酸羟化酶。用75%的乙醇或碘酒消毒,其目的和原理是什么?进而引入蛋白质变性内容的学习。将医学生物化学与分子生物学的理论与临床的疾病进行联系,让学生们逐渐认识到生化的这些基础理论也可以在具体的临床疾病中得到充分利用,而不再是空洞乏味的“无用”理论知识[11],通过这样的结合,既可以加深学生理论上的理解和记忆,也可以为今后进一步的临床实习打下基础。 化学与医学论文:针对临床医学专业的病例引导型生物化学教学方法实践与体会 摘要:生物化学是临床医学专业的一门必修专业基础课,本教研室根据该课程的特点和临床医学专业学生的专业需求进行分析,在生物化学课程教学中实施“病例引导型”教学方法,并对该方法的具体实施情况,优越性和存在的问题进行探讨,努力提高生化教学效果。 关键词:病例引导;生物化学;教学法 现阶段,对于临床医学专业的本科生教育主要是采用基础教学、临床实践以及实习三个阶段的阶段教学方式[1]。这种教学方式固然存在其优点,例如:学生在临床实践之前就有较为系统和完整的基础知识储备,提高学生独立解决问题的能力等。然而,由于临床医学专业的本质是直接面对疾病、病人,并且对病人直接实施治疗的科学。这就决定了对于临床医学这门专业的教学要以实践性,实用性为主。而生物化学的内容大多较为抽象,内容较为烦琐。因此在教学过程中,一方面,学生对所学内容难以理解,容易对所学知识和将来所从事职业之间的关系产生质疑,因此逐渐丧失学习的积极性和主动性;另一方面,教师很难就所学内容调动学生的情绪,导致课堂效率低下。因此,新时代的临床医学教育对教育工作者们提出了新的挑战,即如何在教授基础类课程的过程中,灵活运用简单的临床病例柔化基础理论到临床实践的过渡。本教研室自成立以来一直在探索针对临床医学专业学生的生物化学的教学改革,我们积极实践了多种教学方法,在一定程度上取得了较好的效果。在具体实践中,我们发现,在课堂上提出的与临床知识相结合的内容,尤其能引导学生的学习热情,因此我们进一步明确以病例引导型为主的生物化学教学方法,在此将该方法的具体实践情况和体会进行汇总,以期进一步与各院校的生物化学教学工作者们对“病例引导型”的生物化学教学进行探讨。 一、病例引导型教学的优点 病例引导型教学(Case Based Study,CBS)[2],即在教学的过程中,充分利用临床病例的一种新的、互动的启发式教学方法。其优势在于:①建立基础理论知识与临床病例之间的对应关系,让学生明确学习的目标。②以临床生动的案例克服基础知识学习中的枯燥感,提高学习兴趣,调动学生学习的积极性。③临床案例中创造的虚拟情境,诱发学生的探究欲及解决问题的渴望,这样的训练有利于学生明确自身职业定位。 1.明确学习的目标。由于目前我国大学的教育与中学教育之间有着很大的差别,学习内容由之前的十几门变成几十门,而且由于现在许多大学的授课方式多为使用投影仪、多媒体授课,授课手段多样化的同时,授课的内容也大大增加,有的时候甚至出现一节课讲两、三个章节的内容,此外还可能增加一些教材上没有的内容。学习方式也更多地以自习为主,而不像中学时期老师会手把手地教。对于这些学习上的变化,很多新生会由刚进校时的对自己将来所从事的职业充满新鲜感,转变为对所学课程实用性的质疑,最终会导致厌学情绪的产生。生物化学这门课是临床医学专业的主要基础课程,对于医学基础知识的架构起着非常重要的作用,但由于其涉及面广,内容繁杂,概念抽象使它又有异于其他较为生动的临床其他课程。因此,在课堂上融入实际的临床案例,在学生心中建立起基础理论知识与临床病例之间的对应关系,对坚定学生学好这门课的信念起着非常重要的作用。例如,在上代谢之前,我们先让学生看几张血液化验单,问题围绕什么是三高,什么是血糖,什么是血脂开始,之后引导学生思考为什么血糖和血脂要稳定在一个特定的范围之内。由此展开糖代谢是调节血糖平衡,脂代谢调节血脂平衡的概念,最后学习调节各物质平衡的来源及去路,具体到每步代谢反应,循序渐进地进行代谢各章节的学习。 2.调动学生的积极性基础知识的学多是枯燥而乏味的,许多知识点和名词都需要死记硬背。但是如果通过一个个生动的案例将这些知识点串起来,学习的效率将会事半功倍。例如在讲蛋白质功能与结构之间的关系时,我们引入镰刀型贫血症这一遗传疾病,具体说明一个基因的突变导致一个氨基酸的突变,导致一个蛋白结构的变化,导致功能改变从而个体异常或死亡这样一个线索。建立学生对于从核酸到蛋白再到蛋白结构和功能,最后和疾病联系在一起的思维方式,加深了这一系列过程涉及的概念。又例如,在生物氧化一章中,我们通过介绍新生儿硬肿症,说明婴儿和成人脂肪构成的差异,引入棕色脂肪线粒体的解偶联蛋白的作用机制(此处强调呼吸链的位置是在线粒体内膜上),强调了呼吸链的作用,从而对呼吸链相关知识进行串联和巩固。既克服了重复知识点的枯燥感,又拓宽了学生的专业知识,提高了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性。 3.明确自身职业定位临床案例的引入,无形中创造了一个虚拟的场景,让学生身临其境地面对问题。例如在介绍磷酸戊糖途径时,引入蚕豆病。由急性溶血的临床特征推测是红细胞膜被破坏,说明NADPH起重要的还原力的作用的同时,引导学生推测病因。再根据病因制定相关的治疗策略。在这样一个引导的过程中,学生对于这些病例的好奇感伴随着探究欲被调动起来,在解决问题的时候有强烈的成就感,继而升华为身为医生的自豪感,从而明确并更加坚定了自身的职业定位。 二、需要克服的问题 虽然“病例引导型”的生物化学教学存在着以上诸多优势,但是在具体实践中,我们深刻地体会到要很好地实施“病例引导型”的教学方式还需要重视以下几个问题。 1.对教师能力的要求。由于“病例引导型”教学方式不仅涉及到生物化学的内容,还要求教师巧妙地融入临床案例,因此对教师的能力和专业背景有着较高的要求。教师除了对生物化学的内容非常熟悉之外,还必须不断地学习临床案例,要求对案例中疾病的临床特征生化指标、诊断及依据、治疗用药等细节都有所钻研。此外,还要求教师紧跟国内外行业动态,将最新的技术和论点带到课堂中去。 2.病例的选择要符合教学要求。对于病例的选择,首先,病例要与生物化学内容的关联性要强,要能影射出生物化学教学内容尤其是教学重点的病例,才能达到较好的教学效果。其次,病例的选择不易过难也不易过于简单,太过于简单的常识性问题不能激发学生的积极性,而太难的案例容易让学生产生挫败感。应当循序渐进,由简单、单一的病例着手,个别难度较大的病例分析可以作为思考题,让学生在课后查阅资料。 3.结合传统教育模式“病例引导型”教学方式固然存在其优越性,但并不是万灵药,重点的突出教学,知识点的重点记忆,课前预习和课后复习等这些传统的教学和学习手段仍然要强调。“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海。”再好的教学方法也无法保证所有的学生都能完全学到课堂上所讲的知识,因此在采用新的教学模式的同时,也不要放弃传统教学方法中稳定、系统的优点。要将二者相互结合,将灵活多样的教学模式呈现于课堂之上。 化学与医学论文:医学应用型人才培养的生物化学实验教学改革与探索 摘 要:生物化学实验教学是医学教育的重要组成部分,为了更好地完成教学目标,培养出有较强实践能力、综合素质良好、富有创新精神的应用型医学人才,必须改进和加强生化实验教学,全面提高生化实验教学的质量。就生化的实验教学内容、教学方法、实验考核方式等方面进行了改革。 关键词:生物化学;实验教学;教学改革 生物化学是从分子水平探讨生命现象本质的学科,是当代生命科学领域中的前沿学科,也是医学教育中最为重要的专业必修课之一,其理论和技术渗透至基础医学与临床医学的各个领域,是医学生在学习后续课程及进行临床实践的重要的理论基础。生物化学,作为一门实验学科,生物化学知识点的理解、掌握和运用离不开生化实验的证明,对巩固学生的课堂理论知识、提高学生的操作技能以及提高学生分析和解决问题的能力,均起到极其重要的作用。 为此,结合学院的实际条件,为培养出面向社区和基层医疗服务的应用型人才,开展生物化学实验教学的改革尝试。 一、更新实验教学内容,合理安排实验项目 为促进学生的实践能力和技术基本素质的提高,以及创新意识的培养,结合本院对学生的培养目标,进行实验教材编写,优化实验内容,与临床知识相结合。该教材内容减少了验证性实验,增加了综合性实验和设计性实验,将现行研究热点结合知识点融入进去,培养学生的创新意识。 综合性实验涉及的理论知识多,解决问题的能力不像验证性实验那样单一,要求的是要有综合能力。如,“兔肌酸激酶的分离纯化及部分性质的测定”,该内容包括酶的分离、纯化、酶活力的测定,本实验内容难度中等,涉及多个知识点,要求学生查阅资料、细化实验方案,从而激发学生对实验的兴趣、调动学生的积极性。以综合性实验为主的教学方法,能提高实验教学的层次和水平,为开展设计性实验打下坚实的基础。 实施设计性实验时,提前向学生布置方向,学生自拟题目,要求学生查阅文献,设计实验方案。整个实验过程由学生按照自己的设计独立完成,从溶液的配制到具体的各项操作,教师在旁指导协助。实验完成后,要求学生对实验所涉及的理论、操作方法和学生在实验当中出现的错误进行讨论和分析,提出相应的解决办法。这样有利于培养学生实际操作能力和创新能力,激发学生对科研的兴趣。 二、实验教学方法多样化 为了取得良好的教学效果,应用多种先进的教学方法,以激发学生学习的主观能动性。 1.应用多媒体教学。在实验课里利用多媒体电子课件辅助教学,把生化实验过程自然生动地展现在学生面前。比如,在凝胶过滤分离高铁血红蛋白与高铁氰化钾的实验中,通过图片、动画或视频将微观抽象的层析原理和透析技术等操作过程形象直观地模拟出来,方便学生学习,提高学生的学习兴趣和注意力,收到了良好的教学效果。 2.开放实验室。随着实验改革的不断深入,我们将全天开放实验室,针对学生的不同情况,因材施教,对一些学有余力的学生,教师作场外指导,鼓励他们参加大学生创新课题,自己设计实验,自己作可行性分析,充分利用实验室的现有条件,确定实验课题,独立完成实验。 三、改革实验考核 1.实验态度的考核 根据学生的考勤、值日(实验物品的领取、发放、收回和卫生情况)、课堂提问、实验报告的书写情况以及同学间的团结合作情况等进行综合评分。 2.实验理论知识的考核 笔试考核主要考查学生对生物化学实验理论、基本知识、基本原理的掌握情况以及对实验现象及结果的分析、解释等,按照学生的实际得分评定。 3.实验操作的考核 考查学生独立进行综合性实验的能力,要求学生写出实验方案,正确选择实验仪器和化学试剂,通过实验操作,观察并记录实验现象,写出实验报告。老师根据实验情况、实验现象的解释是否正确等方面进行评定,给出成绩。督促学生平时在实验过程中能够更好地进行练习,学到更多的知识,改进和发展学生的学习方法,提高教育教学质量。 研究探索并建立适合医学院校学生的生物化学实验教学的模式与方法。要根据学院的实际情况,改善实验条件,重视实验教学,建立科学的实验教学体系,改变陈旧观念,更新实验内容,改革考核评价体系,将多种教学方法与手段综合运用,因材施教,激发学生对生物化学的兴趣,积极发挥学生的主观能动性,提高教学质量。 化学与医学论文:医学检验专业分析化学教学实践与探索 摘要:文章首先分析了实施医学检验专业分析化学教学实践与探索的答题思路,然后从四个方面分别提出了分析化学教学效果的措施。 关键词:医学检验专业;分析化学;教学质量;公式 医学检验指的是利用现代手段并借助各种物理以及化学方法进行医学诊断,进而为临床诊断以及治疗提供科学依据。因此,加强医学检验专业建设、提升该专业的教学水平对于确保临床治疗的准确性、提升医学水平具有重要意义。对于医学检验的学生而言,分析化学是非常重要的一门基础课程,其中所涉及到的检测手段以及方法在医药卫生事业比如药品检验、病因调查、新药的研制、环境分析、临床检验以及三废处理中的应用都具有作用。此外,分析化学同时也是该专业的学生学习临床生物化学检验、分子生物学检验以及免疫检验等后续课程的基础。因此,学习好分析化学不仅是医学检验专业学生学习后续课程的基础,同时对于医疗、医药以及疾病的检测与预防都有着重要意义。基于此,如何激发学生的学习兴趣、最大限度地提升教学效果是医学检验专业教师需要重点研究的问题。 一、关于分析化学教学的思考 分析化学是一门实践性非常强的专业,因此实验教学在其中占据着重要意义。教学的开展离不开实验教学,学生在实验教学中可以学到更多实践知识,动手能力与实际操作能力也会随之获得提升。而随着科学技术的发展,大量的新型仪器以及检验技术相继出现,医学检验专业对学生动手能力的要求也会越来越高,学生只有同时兼具高实验操作技能、较高的理论水平、独立设计医学实验的能力以及较强的分析问题能力才能成为时代所需要的医学检验人才。由此,在医学检验专业的日常教学活动中,教师需要重视实验教学、利用实验教学来提升整体教学质量,让医学检验专业的学生在掌握牢固理论知识的同时可以同时获得实践机会,提升实践操作能力。此外,需要注意的是,在教学过程中,教师还需要纠正学生只重视医学部分内容而忽视化学部分内容的不正确思想,全面巩固基础知识,以免由于知识的漏洞而影响到实验教学的效果。 二、强化医学检验专业分析化学教学效果的措施 1.在教学内容方面,抓住重点,积极进行总结和归纳。医学检验的学生在学习分析化学之前就已经学习过相关的医用基础化学课程,教师只需要将教学内容梳理一次学生就会明确自己薄弱以及所需要掌握的地方。然后教师可以针对性地对重点内容进行讲解,节省教学时间。分析化学所涉及的内容包括数学统计以及化学等,都属于比较复杂的内容,并且会出现比较多的公式。因此,教师在教学过程中需要善于归纳,将相似内容总结在一起,让学生可以更快记住重点内容。比如在计算弱酸性体系的分布系数时,涉及到的公式比较复杂,教师可以通过其中发掘规律的方式为学生找出便于记忆的方法:公式中的分母是按照氢离子浓度降幂的顺序排列的,分子则取决于型体中所含氢的个数。抓住这样的规律之后学生就可以更快并且更深刻地记住计算公式。 2.在教学模式方面,多种教学模式相结合,丰富课堂。在教学模式方面,教师可以在确保教学质量的基础上加强与学生之间的互动。以讲授为主,同时结合谈论、提问、小论文以及习题课等辅助手段让学生的思考成为教学中心,激发学生的创造性思维,让学生感受到学习的乐趣并逐渐取得进步。首先,教师可以从溶液的移取、天平称量的操作方法等入手进行讲授教学,在与实验课结合的基础上培养学生对检测结果精度的重视。其次,在一部分知识结束之后教师可以利用提问教学的方式来强化学生对知识点的记忆,并让学生在抢答过程中获得成就感,激发出他们对分析化学的学习热情。再次,教师可以根据学生的知识掌握情况确定一个课题,让学生围绕该课题展开谈论并相互交流。学生在交流过程中不仅可以看到自己与同学之间的差距更可以明确认识到自己的不足,然后有针对性地进行强化训练。讨论教学的开展同时也可以提高学生在教学过程中的参与度,让学生成为教学主体,在活动过程中发挥主观能动性,更加积极、主动地学习。 3.在教学手段方面,将传统教学手段与多媒体技术相结合。多媒体教学的直观性非常强,因此教师可以利用文字、动画、图表以及声音等刺激学生的感官,让学生在多媒体教学手段的帮助下加深对知识的理解,加快教学进度。但需要注意的是,多媒体教学虽然具有诸多优越性,可以有效提升教学质量,但有些知识如果单纯使用多媒体教学学生反而会因为速度太快而无法更好地理解并掌握相关知识。比如重要的公式,由于公式无法利用多媒体教学手段的直观性来强化大脑对它的记忆,因此如果教师只是利用多媒体教学让学生过一遍公式的推导过程学生将很难领悟其中的思路。而板书教学手段则可以弥补这一缺陷,教师在推导公式时如果采用半数教学的形式,虽然速度会比较慢,但是在教师一步步板书的过程中学生可以跟随推倒过程进行思维活动,而这种板书过程也为学生的思维活动提供了足够的思维时间,既可以加强学生对公式的理解同时也可以让课堂教学手段更加丰富多样。 4.在教学方法方面,改革考核方式。考试是每个学生都需要经历的过程,其主要是为了测试学生对知识的掌握程度、了解学生的情况。教师可以重视学生的考试成绩,但是更应该表现出对学生能力进步情况的关注。但是很多学校对于考试结果侧重点从了解学生学习情况转移到了对考试成绩的在意,不仅让学生背负较大的学习压力,同时也无法根据学生的实际情况改善教学情况,让学生获得进一步的提高。针对这种情况,改革考核形式非常关键。第一,教师可以利用平时的小测验来了解学生的学习情况,并将这种小测验趣味化。比如可以通过举办知识问答的方式进行考核,这样学生就可以在轻松的游戏氛围下接受考核,教师也可以达到自己的目的,而学生也不用背负太大的压力。第二,引入案例教学。对于医学检验专业的学生而言,分析问题的能力是非常重要的一种能力,直接关系到这门专业课学习的优劣。因此,教师在分析化学教学过程中可以有意识地锻炼学生分析问题的能力。比如通过引入案例分析的方式对学生进行考核,这种考核方式不仅可以更加全面地了解学生的知识掌握情况,更可以让学生自己分析问题、寻找解答,教师也可以通过案例教学发掘出学生更大的潜力。比如社会上引发大众关注的三聚氰胺事件等就可以作为教师的案例引入到教学过程中,让学生提出分析其中有害化学成分的方案,学生也会真正理解分析化学这门课程的意义。 三、结束语 综上所述,分析化学对于医学检验专业的学生而言是一门非常重要的基础课程,教师需要通过不断地教学实践以及探索来优化教学内容、提升教学质量。文章基于我国医学检验专业的分析化学教学现状,分别从教学内容、教学模式、教学手段以及教学方法等四个方面提出了强化分析化学教学效果的措施,为全面提升我国医学检验专业分析化学课程教学效果提供了参考。 化学与医学论文:临床医学专业生物化学形成性评价改革的探索与讨论 摘 要: 考试改革是课程改革中的一个重要组成部分。形成性评价是目前医学院校考试改革的主要方面。如何进行形成性评价?本文以具体的实践为基础对此问题作了探讨。 关键词: 临床医学专业 形成性评价 教学改革 考试改革 考试是教学过程中的一个重要组成部分,它是评价和改进教与学,使之有利于培养创新人才的基本途径。审视当今我国高校课程考核方式,仍普遍保持应试教育的传统,不利于高素质创新人才的培养。有必要对传统的课程考核方式加以反思并改革,充分发挥课程考核的导向作用,更好地实现高等教育培养目标。 世界医学教育联合会专家组在医学教育全球标准认定在中国的试点性评估中提出:“在考试方法上显著减少课程的终结性评价,增加形成性评价……”为更好地在临床医学开展形成性评价教学改革,促进学生综合能力的提高,必须开展深入的调查研究,不断修订和完善考试制度,推进考试制度改革,促进医学考试与教学改革纵深发展。 1.采取多元化考试形式 考核形式以形成性评价与终结性评价相结合,注重考题的质量和难易度,保证试卷的主观题量,灵活运用闭卷、口试、随堂提问、课堂作业、小论文、小组讨论、实验技能操作考核等多种考核方式测评学生的知识运用、动手、语言交际能力等。 1.1在理论教学中,进行课堂测验,对之前教学中的一些重要知识点进行考察。可以是在正式上课前抽5-10分钟,出题让所有学生在课堂上完成,再由教师课后评分;或者是在学期中段进行阶段性测验,自行组卷并组织考试,对前一阶段的学习内容进行考察。这种方法一方面可以让学生对教学内容中的重难点更加清楚,另一方面可以督促学生对所学知识点及时复习,巩固所学知识。此外,教师还能通过学生的表现及时掌握学生的学习情况,并及时改进教学方式,提高教学质量。 1.2形成性评价的另一种方式是布置课后作业,作业内容可以是与本次课内容有关的几个题目,也可以是之前所学的部分知识的总结性题目。此外,教师可以准备一些与课程内容相关的专题,给学生几周时间,让学生自行收集相关资料并写出综述或小论文。这种方式的目的是督促学生及时巩固所学知识,提高对所学知识的综合应用能力,通过自行查资料写论文,培养自主学习能力。 1.3课堂提问是形成性评价的组成部分。教师在每次上课之前,对上次课所学的内容进行适当提问,复习重要知识点。形式采取随机点名,学生回答;或是出题让部分学生到黑板上书写答案等。教师对学生在课后提出的问题要进行记录,并在下一次授课前在课堂上进行统一反馈。 1.4开展PBL、CBL或互动式教学。实施前,教师向学生提出相关问题,学生以小组为单位选择某一具体论题,通过课后自行查阅资料、组员交流讨论等方式寻找答案。各组将讨论结果制作成PPT课件由该组主讲人在课堂上讲解,其他各组学生可就该组的结果提出问题,共同参与讨论。最后由教师就学生的讨论结果及讨论中出现的问题进行总结。开展此类教学,进一步提高学生的自主学习能力,培养查阅资料、分析和解决问题及表达能力,使学生有效将生化知识与临床或科研进行联系,提高学生的学习兴趣,进而取得良好的教学效果。 1.5生物化学实验课同样进行形成性评价。实验成绩由实验报告成绩、课堂操作成绩及实验考试成绩组成。实验操作成绩的评定主要根据学生在课堂中听课情况、动手积极与否、操作有无错误和结果是否合理等方面进行综合评价,也可在课堂上抽查学生进行某一项实验操作,考查学生对实验技术的熟悉及掌握情况,并把考察结果进行计分。对学生在实验完成后,以实验报告的形式对本次实验的过程及结果进行记录并总结,教师再对其点评、计分。对学生在实验操作中及实验报告书写中出现的问题,教师要进行记录,并在下一次实验课授课前进行统一反馈。通过这种方式及时解决实验中出现的问题,提高实验教学质量。在本期实验课程结束后,组织实验现场考核,检验学生的学习效果。 1.6根据学科特点,《生物化学》课程的终结性评价仍采用课程结束闭卷考试的方式,这种方式不仅能直接反映学生对知识的掌握情况,而且能对教学效果进行有效反馈。 2.强化考核反馈制度 教学评价过程如果没有有效的考核反馈制度支撑,评价就将失去意义。教师应高度重视对平时考试结果的分析和评价,形成考核反馈制度化。根据学生考试成绩的分布和对学生平时学习情况的了解进行认真分析向学生及时反馈平时考核的成绩,进行考核情况分析、点评。一方面,帮助学生发现学习中的薄弱环节,以便学生及时改进学习方法,增强学习效果。另一方面,学生可以向任课教师或教研室反馈前段时间的教学情况,帮助教师发现教学过程中的不足之处,改进教学方法,增强教学效果。
石油化工行业论文:石油化工行业离心式压缩机干气密封典型故障案例分析 [摘 要]随着社会的不断发展,石油化工业逐渐得到了人们的关注。但应用范围的扩大也使得离心式压缩机的故障频发,主要表现为机组的能耗性过大、干气密封性不强、部件间的连接不紧密等等。针对以上问题,工作人员应该转变原有的处理观念,根据典型的离心式压缩机故障进行分析,提升机械的运行速度。因此,本文针对干气密封技术的基础原理,对典型故障案例予以讨论。 [关键词]石油化工;离心式压缩机;干起密封;典型故障;案例分析 从本质上来讲,干气密封属于一种新型的轴端密封设备,并在无液体的状况下形成非接触性流动中心。干气密封设备作为离心式压缩机的重要控制设备,能够在极大程度上促进机械的运转速度。但由于现代化工石油业的严格性需求,传统的干气密封设备已经无法满足现有的生产要求,使得故障频发。因此,主要案例的分析必不可少。 1 干气密封技术基本原理构造 干气密封技术的基本原理构造主要分为以下几个方面:第一,从设备的安装上来讲,弹簧、旋转环、不锈钢密封器件都是其关键部分。由于不锈钢弹簧座内含有O型颈环,工作人员要将动环组件固定在密封转子上,这样才能够保障在转子转动的过程中螺旋槽受到压力的推动,在根部外的无槽区形成密封孔位。第二,密封孔会在气压的阻止下形成对流,并增大气膜之间的间距。同时,螺旋槽在密度坝中起着重要的作用,它不仅能够对气膜表面的压力进行感应,对机组表面的构件气隙进行分配,还可以起到密度平衡的作用。试想一下,当动环组件脱离了气体膜,弹簧座也会受到影响,从而失去平衡。但如果干气密封孔位之间的距离相等,每两个组件之间都有一层稳定的气体薄膜,设备的两端面会在一定程度上起到连接纽带的作用,关键部位也不易出现磨损情况,减少了故障发生的频率。 2 干气密封故障典型案例分析 2.1 隔离气中断 隔离气中断是干气密封中非常容易出现的问题,其产生的主要原因如下:第一,在盘机启动的过程中需要一定的时间,工作人员要设定机械轴承的位置,保障驱动器的正常运行。但很多情况下,盘车的冷却速度会在压缩机组的影响下减小,驱动器中没有足够的压力来推动,使得润滑油无法正常提供,甚至出现中断的现象。此时氮气在管网中的分布会呈现不均匀的状况,使机组的运行受到影响。表现如下:在石油化工装置的运行过程中,两孔板之间的间距变大、其中个别板位上还出现了污染性杂质。经过一段时间的检修发现:干气密封的后壳已经出现了裂纹,甚至传送套也不能在润滑油的作用下进行运转,颈环表面出现了严重的裂痕。第二,在盘车机组的运行中隔离气中断,并进入润滑油当中。密封端面受到压力气体的影响已经不能够按照原有速度进行运转,在初期受到磨损。但动环在惯性摩擦下会使密封性减弱,以裂纹不断扩大的方式进入二级密封腔体中,使得大部分石墨粉泄漏出去。最后,干气密封也会因机组结构的混乱而加大裂纹的产生范围,并冲开动环构件,出现散落现象。 采取的主要措施:针对这种情况,工作人员要定期对干气密封设备进行检查,以内部管壁的布局为控制方向,更换干气密封构件。另外,如果隔离气源与标准气体的差异过大,工作人员也要进行测定,确定管道的吹扫空间,保证压缩机能够稳定运行。 2.2 机组喘振 导致机组喘振的主要原因就是公用工程系统故障的出现。工作人员要第一时间对相应构件进行检查,调整机组运行中的速度,并对最小转距进行调整,保障低压缸的震动频率。故障异常主要体现在以下几个方面:第一,当压缩机停止运行时,润滑油还在继续输送,甚至在两隔板处发现了压缸阻力浮动的情况,使得机组内部的运行混乱,出现了干气密封泄漏现象。第二,工作人员以两端轴承的连接情况为检点,并没有发现相关构件出现磨损。但在驱动器启动的前提下,设备外壳的金属保护层融化。故障出现的主要原因是机组在加速运行中离心设备的内置压力失衡,大量的密封气体被吸入到了缸体的缓冲区内,导致机械在振动的过程中出现损伤,润滑油淹没密封管线,对关键器件产生腐蚀。 采取措施主要为控制机组启动的速率。工作人员要通过阀门来调节机组的运动速度,使密封装置不受到阻力浮动的影响,满足设定的基本要求。同时,要关闭装配机组的阀门,对轴承两端的接线位置进行确定,并调整冲区的密封气体容量。 2.3 密封环浮动性 密封环浮动性故障出现的原因表现为以下几个方面:第一,机组空间的差异。一些干气密封环境相对较差,内部较为狭窄,会影响密封缓冲区的气流速度。同时,在机组运行前,工作人员没有对内部构件进行清洁性处理,使杂质在密封性装备中浮动,令现场出现泄漏情况。第二,由于干气密封金属器件的规模存在一定的差异。例如:在弹簧座的表面就容易出现密封圈过大的情况,使密封量超标并泄漏。根据这种现象,工作人员应该采取新工艺,在压缩机的端口对污染气体进行过滤,并将浮动密封圈的厚度降低,在隔离设备的中心处安装上前端处理器,阻止机组内部的气体与外部污染接触,以保证密封装置的使用效率,提升离心式压缩机的质量,达到故障减少的目的。 3 结语 综上所述,本文主要从两个方面进行论述。第一,分析干气密封的工作原理。第二,从实际故障出发,探讨操作中容易出现的问题和解决措施。从而得出:工作人员应该根据离心式压缩机的运行情况对机组状态进行整合,检查机械设备的启动速度,设计干气密封的流动空间。同时,也要做好机组的维修和保护工作,为石油化工的长期发展创造有利条件。 石油化工行业论文:石油化工行业节能策略及在间歇式本体法聚丙烯工艺中的应用 摘 要:石油化工行业受到能源短缺的严重影响,因此在使用化工行业中实行节能策略是建设社会主义和谐社会的必然要求。本文对石油化工行业的节能策略进行了简要的介绍,并对节能策略在间歇性本体法聚丙烯工艺中的应用进行了简要的分析。 关键词:间歇式本体法聚丙烯工艺;节能策略;石油化工行业 我国在经济飞速发展的同时也面临着能源和资源消耗量过大的问题,石油供需矛盾已经成为制约石油化工行业发展的一个重要因素。因此在使用化工行业中应该积极推行节能策略,提倡节能降耗改变传统的经济增长模式,推动石油化工行业的稳定、健康发展,改变粗放型的增长模式。 一、石油化工行业的节能策略 石油化工行业主要有三方面的节能策略:能量回收、工艺利用、能量转换和传输。3种策略之间相互影响、相互联系。因此石油化工行业的节能技术也可以分为三大类:能量充分利用与回收技术、先进工艺的开发与应用、能量的高效转换和传输技术[1]。 (一)能量充分利用与回收技术。在石油化工行业中需要一定的温度和压力条件,并且会产生一定的余冷、余热和余压资源,要实现节能策略就需要对这些能源进行回收和充分利用,这样能够取得良好的经济效益。一部分具有较高品位的低温余热资源可以用于制冷,用以替代电能或者蒸汽。余压资源也可以拖动机械设备,用以替代电能。当前还没有对余冷资源进行充分利用的技术,造成了一定的资源浪费。 (二)能量的高效转换和传输技术。通过一定的技术来使能量传输和转换的效率得以提高,达到节约能源的目的。当前有4种途径能够达到这一目的:①通过自发的装置对废水进行转换,使其成为蒸汽并加以利用,能够达到80%的综合利用效率。②通过窄点技术来对患者网络进行优化,使能源传输过程中的消耗减少。③将催化裂化装置催化再生器中排放出的烟气用于发电机发电或者驱动主风机。④通过热电联产来利用燃气透平发电的排放气体,使其成为加热炉中的燃烧空气加以利用[2]。 (三)先进工艺的开发应用。通过先进的工艺和技术能够进一步提高资源的利用率,降低能源的消耗。国外在石油化工行业中的炼油行业中已经开发出了很多节能降耗的新技术,应用新型的助剂和催化剂、新型节能蒸馏技术、新型过程控制技术和大型延迟焦化装置、内部换热型蒸馏塔等等,以及加热炉和新型换热器等节能设备,能够起到良好的节能降耗作用。 二、石油化工行业的节能策略在间歇式本体法聚丙烯工艺中的具体应用 (一)间歇式液相本体法聚丙烯工艺。上世纪70年代我国研发了间歇式液相本体法聚丙烯工艺,该工艺立足于我国炼厂气资源分散、储量丰富的特点。在高效催化剂体的作用下,精丙烯中的分子量调节剂为H2,在液相丙烯中分散催化剂颗粒。该工艺的压力范围为3.2-3.6Mpa,控制反应温度范围为72-76摄氏度,反映具体时间为3-5小时,该工艺得到的产品为立构规整性的聚丙烯产品[3]。 该工艺的优点在于建设快、投资小、设备简单、工艺流程短,能够取得良好的经济效益,在石油化工行业中应用的比较广泛。但是该工艺也具有加工损失大、装置能耗高、丙烯单耗高的缺点。 (二)工艺优化技术。1、新型催化剂的使用。在聚丙烯的生产工艺中催化剂发挥着核心作用。当前聚丙烯催化剂的发展方向为得到合适的聚合物粒径分布、有效控制聚合物分子量分布、高定向性和超高活性。在间歇式本体法聚丙烯工艺中应用的新型催化剂主要是第四代 DQⅢ型高效球形聚丙烯催化剂,该催化剂是由我国中石化公司研发的。该催化剂的优点在于产品加工性能优良、分布窄、产物粒子大、立构性好,是一种高抗冲共聚物、无规共聚物、均聚物树脂产品,具有良好的性能指标。2、运用智能控制。平滑衔接问题一直存在于聚合反应过程中的升温到恒温过程之间,在加热升温之后、开始反应之前会有大量的热能被释放出来。一旦停止加热,反应温度仍然会急剧上升,为了将多余的反应热量带走必须使用冷却水进行及时降温,这样对能源造成了极大的浪费。然而要实现该阶段的控制并不容易,其具有扰动因素多、聚合反应速度快、容量滞后大、时间常数大、聚合釜容积大特点,难以用常规的方法和仪表进行控制,需要使用更加先进的控制技术。预测性控制技术能够使聚丙烯的生产过程更加稳定,同时使生成过程中冷凝水的用量得到极大的减少。使用预测性控制技术之前,冷凝水的月使用量约为70万吨,在使用预测性控制技术之后使用量仅需52.4万吨,具有良好的节水效果。 (三)做好能量利用率传输工作。1、使用高效换热设备。如果产生了激烈的聚合反应,必须对气相聚丙烯进行回收,从而使反应的温度得以降低。在结束聚合反应之后进行间歇的冷凝套和丙烯气体操作。回收和冷凝操作具有不确定的时间,而高压丙烯冷凝器需要连续使用,造成循环水的极大浪费。使用双台冷凝器冷凝可以使应急回收的工作效率和冷凝能力得到提高,增大换热面积,从而使冷凝套的能耗得以降低。与此同时还可以将原有的指形内冷管换为U 形冷却管,使操作弹性得以提高,也能够起到提高担负产量、,提高各釜车辙能力的作用。2、维护和清洗传热设备。夹套中的冷却循环水会带走正常聚合反应中的热,因此循环水的利用率和聚合釜的生产效率都会受到撤热能力的影响。夹套内壁受到较高的釜温的影响容易出现结垢,温度越高的地方结垢程度越高,会对聚合釜的撤热效果造成影响。可以使用超声波除垢技术或者酸洗的方式来清洗夹套,降低循环水的使用量。 (四)回收丙烯。会有很多惰性气体氮气在聚丙烯闪蒸过程中随着丙烯气进入到气柜之中,这些氮气的压缩之后又会被排出,造成一定的资源浪费。可以使用有机蒸汽膜法来降低丙烯资源的损耗,提高丙烯的回收率。 在石油化工行业实行节能策略势在必行,化工行业会排放出大量的废物,也需要消耗较多的能量和原料。因此通过3项策略能够有效地节能降耗,促进石油化工行业的健康发展。在间歇式本体法聚丙烯工艺中应用节能策略能够取得良好的经济效益和环境效益。 石油化工行业论文:试论自动化仪表故障在石油化工行业中的分析和处理 【摘要】石化生产中,常规仪表主要分为四大类,即流量检测仪表、物位检测仪表、温度检测仪表及压力检测仪表,日常维护中,需要工作人员掌握这些仪表的工作原理、构造、性能指标等,同时,还要注重控制系统各个环节的特点、衔接及易发故障节点等,并熟悉相应的工艺流程及介质。本文从石油化工行业检测执行仪表概述,重点的讲述了自动化仪表故障分析思路及常规处理措施和方法。 【关键词】石油化工 自动化 仪表故障 分析处理 前言 在石油化工行业中,常规自动化仪表主要包括温度检测仪表、流量检测仪表、压力检测仪表、物位检测仪表等。工作人员在对这些仪表进行日常维护时,必须掌握好仪表的内部构造、工作原理、工作指标和性能等事项,与此同时要加强控制仪表中易发生故障的节点。由于工艺因素和仪表因素均可能是引起自动化仪表故障的因素,所以工作人员要熟悉仪表的工艺流程,及时、准确判断仪表故障出现的根源,在最为有效地时间内处理故障,确保正常生产,减少故障对生产造成的影响。 一、石油化工行业自动化工业仪表的特点 石油化工行业自动化控制仪表主要特点是采用先进的微电脑芯片及技术减小了体积,并提高了可靠性及抗干扰性能。概括起来主要包括以下几点: 1.自动化工艺仪表的可编程功能 在控制电路的过程中,硬件软化可以通过一些接口芯片来进行一个比较复杂的功能控制,它的软件编程就是以储存控制程序代替往常的顺序控制。如果在这个过程中用硬件代替,则需要一个完备的定时和控制电路。所以,总的来说,如果可以利用软件置入仪器仪表来代替常规的逻辑电路,则可以极大地简化了硬件的结构。 2.自动化工业仪表的记忆功能 往常,仪表采用的形式一般都是时序电路和组合逻辑电路,它们只可以在一定的时刻里记忆一些简单的状态,但是当下一状态到来之后,前面记忆到的状态就完全消失掉了。但自从把微机引入到仪表的应用之后,它的随机存储器本来就可以记忆前一状态中的信息,所以只要一充上电,这些记忆便可以一直被保护存下来,同时还可以记忆其它状态的信息,再进行信息的重现和处理。 3.自动化工业仪表的计算功能 由于微型计算机是自动配置在自动化仪表中的,因此可以实现高精度的多种复杂计算。在自动化仪表的计算中,我们还可以进行确定极大和极小、被测量的给定先检测和乘除一个常数等各方面的比较和运算。 4.自动化工业仪表的数据处理功能 在测量中,我们往往会遇到很多问题,例如自检自校、线性化处理、抗干扰和测量值和工程值的转换等等。但是因为有了微处理器和软件,我们都可以很方便地用软件来处理这些问题。第一,可以极大地减轻软件的负担,第二,丰富了处理功能。除此之外,自动化仪表在检索和优化等方面也是存在极大的功能的。 二、石油化工行业检测执行仪表概述 1.温度仪表 石油化工企业的管道内介质温度和现场生产设备温度均应在温度监控的状态下进行安全生产,一般温度控制的范围为-200℃~1800℃,大部分温度测量均采取接触式测量方式。在现场温度仪表中,常规使用的品种包括热电阻、顺贵金属温度计、热电偶等。其中,热电偶信号和热电阻往往可以直接与DCS或温度采集仪器相接入,在现场总线技术日益成熟的情况下,一体化温度变动器的应用具有较大的发展空间。 2.压力仪表 在石油化工生产中,压力控制与安全生产的联系十分紧密,所以压力控制一直被企业视为生产管理的重中之重。压力仪表在生产中可控制的压力范围为300MPa左右,对于变动器、压力传感器、特种压力仪表等设备,可以根据生产需要运用多种工作原理,如脉动介质、粉状、高温介质、粘稠状、易结晶介质等压力测量等,能够确保较高的测量精确度,现阶段,石油化工生产主要使用的压力仪表包括弹性式、液柱式、活塞式三种类型。 3.物位仪表 通常情况下,石油化工生产采用液位测量的方式,以提高测量的精确度,准确了解被浮力式仪表。物位仪表根据压力和压差的不同,其测量放肆也有所不同,主要包括静电式、雷达式、直读式、电容式、点接触式、浮力式、雷达式、辐射式、超声波式、重锤式、激光式、矩阵涡流式、磁致伸缩式等。在这些测量方式,具备较高测量精确度的方式为磁致伸缩式、雷达式和矩阵涡流式,并且已经在石油化工生产中得到了良好应用。 4.流量仪表 流量参数与温度、液位、压力参数共同构成了石油化工行业生产的重要信息数据基础,所以同样也必须确保流量参数测量的精确度。在流量考核中要遵循优化和稳定的原则,确保流量仪表能够准确获取单位时间内物体有效截面的流体体积、温度和压力补偿数值,为正常生产提供可靠数据。 三、石油化工行业自动化工业仪表的控制技术 1.常规控制 其实,石化工业自动化的顺序控制、批量控制和连续控制等这些基本控制策略是依然不变的,这些我们都可以从电动单元组合仪表、气动单元组合仪表、常规DCS和新一代DCS的变化中观察出来。这些控制主要包括很多方面的内容,例如比率调节、均有调节、前馈调节、自动选择调节、分成调节、串级调节、单回路控制、连续控制、分成调节、非线性调节和自动选择调节等。但是,PID调节依然是最基础的。具体来说,就是控制算法和功能块基本没有什么变化,而组态能力和控制方案的变化则是最大的。 2.先进控制和优化 在现代化的控制论推动之下,各种各样的智能化算法呈多样化。其实除了只能PID控制器之外的其他多变量控制都已经在石化行业和炼油行业实现了生产实践阶段的运用。虽然它的基础是DCS,但是它既可以是一个软件包,也是一个独立的个体。多变量动态过程软测量技术和模型辨识技术都是和它有着极大的联系的,多数都是采用PID串级控制和测控相结合的方式。单一油源在炼油厂中的成功率最高,尤其是在卡边控制上,它的平稳操作基础的增效效果是最明显的。 3.人机界面 目前,石化企业的形势已经不再是一对一的装置和控制室,二是发展到多个装置对应一个控制室的形式,并且他们的最终表现是以LCD和CRT显示屏为主的,偶尔辅以一些显示仪表和指示灯。鼠标和键盘操作为主,触摸屏和少数旋钮与按钮则是辅助工具。工业电视的摄像头画面也实现了以DCS代替专用屏的目标。 在DCS的组态过程中,人机界面的操作策略是和控制策略紧紧相伴的。在工位号操作的过程中,细目画面、趋势画面和分组画面等这类典型的“仪表棒图”都是可以相伴的,可以快速实现“组态”。但是模拟图的制作则需要比较谨慎,需要我们按照工艺要求来实现,这些都是关系到报警、优化操作、事故判断和信息处理能力等人机界面是否能够取得友好相处的问题。一方面,我们需要提高DCS和HMI等软件产品的性能,另一方面,我们除了需要控制方案等指标的实现之外,还需要注意控制在系统集成过程中的硬指标的实现,在人机界面这些软指标方面也需要尽到百分之一的努力,更加需要工作人员树立无私的服务思想,和工艺操作人员之间进行密切的配合,从而在工艺装置中实现最完美的操作。 4.安全仪表系统 石化装置的安全性要求如今越来越备受各方面的关注,主要都是由于连续化和大型化以及工艺过程中易燃易爆等原因引起的。以往的单纯又DCS设备来实现安全连锁保护的方法如今已经不能再满足企业的需求,所以紧急停车系统的加入显得尤其重要。自动化仪表基于IEC61508和IEC6151的安全仪表系统(SIS),正极大地满足了企业的安全需求。 四、自动化仪表故障分析思路及常规处理 石化生产中,常规仪表主要分为四大类,即流量检测仪表、物位检测仪表、温度检测仪表及压力检测仪表,日常维护中,需要工作人员掌握这些仪表的工作原理、构造、性能指标等,同时,还要注重控制系统各个环节的特点、衔接及易发故障节点等,并熟悉相应的工艺流程及介质。因为,通常仪表的异常现象,可能是由工艺因素、仪表因素或者二者共同引起的。当故障发生时,仪表维护人员需要与工艺人员确认后及时判断故障发生的根源,以在最短的时间内排出故障,保证生产安全平稳。 1.流量检查仪表故障分析及处理 流量指示经常会不正常,比如指示偏高、偏低等。 (1)流量控制仪表系统指示到最小时,首先检查现场检测仪表指示也最小,则检查调节阀开度,若调节阀开度为零,则常为调节阀到调节器之间故障。当现场检测仪表指示最小,调节阀开度正常,故障原因很可能是系统压力不够、系统管路堵塞、泵不上量、介质结晶、操作不当等原因造成。若是仪表方面的故障,原因有:孔板差压流量计可能是正压引压导管堵;差压变送器正压室漏;机械式流量计时齿轮卡死或过滤网堵等。 (2)流量控制仪表系统指示值达到最大时,则检测仪表也常常会指示最大。此时可手动遥控调节阀开大或关小,如果流量能降下来则一般为工艺操作原因造成。若流量值降不下来,则是仪表系统的原因造成,检查流量控制仪表系统的阀门是否动作;检查仪表测量引压系统是否正常;检查仪表信号传送系统是否正常。 (3)流量控制仪表系统指示值波动较频繁,可将控制改到手动,如果波动减小,则是仪表方面的原因或是仪表控制参数PID不合适,如果波动仍频繁,则是工艺操作方便原因造成。 在此我以电动差压变送器为例(ROSEMOUNT 1151 系列)。仪表保运人员在处理故障时应先向工艺人员了解故障情况,了解工艺情况。 2. 物位检查仪表故障分析及处理 (1)液位控制仪表系统指示值变化到最大或是最小时,可以先检查检测仪表看是否正常,如指示正常,将液位控制改为手动遥控液位,看液位变化情况。如液位可以稳定在一定的范围,则故障在液位控制系统;如稳不住液位,一般为工艺系统造成的故障,要从工艺方面查找原因。 (2)差压式液位控制仪表指示和现场直读式指示仪表指示对不上时,首先检查现场直读式指示仪表是否正常,如指示正常,检查差压式液位仪表的负压导压管封液是否有渗漏;若有渗漏,重新灌封液,调零点;无渗漏,可能是仪表的负迁移量不对了,冲洗调整迁移量使仪表指示正常。 (3)液位控制仪表系统指示值变化波动频繁时,首先要分析页面控制对象的容量大小,来分析故障的原因,容量大一般是仪表故障造成。容量小的首先要分析工艺操作情况是否有变化,如有变化很可能是工艺造成的波动频繁。如没有变化可能是仪表故障造成的。 以电动浮筒液位变送器为例,当液位指示不正常,偏高或偏低时,首先要了解工艺状况、工艺介质,搞清楚被测对象是精馏塔、反应釜,还是储罐、反应器、用浮筒液位计测量液位,往往同时配置玻璃液位计。工艺人员以现存玻璃液位计为参照,判断电动浮筒液位变送器指示偏高或偏低,因为玻璃液位计比较直观。 3. 压力检查仪表故障分析及处理 当容器压力指示偏低、偏高或者不变化时,首先要了解被测介质是气体、液体还是蒸汽,了解简单的工艺流程。 (1)压力控制系统仪表指示出现快速振荡波动时,首先检查工艺操作有无变化,这种变化多半是工艺操作和调节器PID参数整定不好造成。 (2)压力控制系统仪表指示出现死线,工艺操作变化了,压力指示还是不变化,一般故障出现在压力测量系统中,首先检查测量引压导管系统是否有堵的现象,不堵,检查压力变送器输出系统有无变化,有变化,故障初处在控制器测量指示系统。 4. 温度检查仪表故障分析及处理 温度指示不正常通常指指示偏高、偏低或者变化缓慢甚至不变化等。 分析温度控制仪表系统故障时,首先要注意两点:该系统仪表多采用电动仪表测量、指示、控制;该系统仪表的测量往往滞后较大。 (1)温度仪表系统的指示值突然变到最大或最小,一般为仪表系统故障。因为温度仪表系统测量滞后较大,不会发生突然变化。此时的故障原因多事热电偶、热电阻、不畅导线断线或变送器放大器失灵造成。 (2)温度控制仪表系统指示出现快速振荡现象,多为控制参数PID调整不当造成。 (3)温度控制仪表系统指示出现大幅华南的波动,很可能是由于工艺操作变化引起的,如当时工艺操作诶有变化,则很可能是仪表控制系统本身的故障。 (4)温度控制系统本身的故障分析步骤:检查调节阀输入信号是否变化,输入信号不变化,调节阀动作,调节阀膜头膜片漏了;检查调节阀门定位器输入信号是否变化,输入信号不变化,输出信号变化,定位器有故障;检查定位器输入信号有变化,再查调调节器输出有无变化,如果调节器输入不变化,输出变化,此时是调节器本身的故障。 在此以热电偶为测量元件进行说明。 首先应了解工艺状况、被测介质的情况以及仪表安装位置,在气相还是液相等,可以通过询问工艺人员来了解。因为是正常生产过程中的故,而非新安装的电热偶,所以可以排出热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素。 5. 简单控制系统故障分析及处理 在实际生产中,控制系统经常会出现不稳定、输入信号波动大等现象,为了不影响生产及产品质量,我们必须对此作出及时的判断和处理。在处理这类故障时,作为仪表保运人员,必须很清楚控制系统的组成情况,在此我以流量on告知系统为例。简单的流量控制系统由电动差压变送器、单回路调节器和带电气阀门定位器的气动薄膜调节阀组成;此外,还要了解工艺情况,诸如工艺介质、简单工艺流程、流量类型以及介质的存在状态等。 石油化工行业论文:石油化工行业的预先危险性分析 摘要:基于预先危险性分析方法的理论基础,介绍预先危险性分析方法在鄂州球团厂的尝试应用。研究中尝试将生命周期法和木桶理论引入预先危险性分析方法,以求扩大预先危险分析法应用的时间范围,提高其分析精度,并使之分析更加系统化。 关键词:预先危险分析法;鄂州球团厂;生命周期法;木桶效应 一、预先危险性分析方法 (一)预先危险性分析方法概述 预先危险分析法(Preliminary Hazard Analysis,PHA)又称初步危险分析,[1]是一项为实现系统安全而进行的危害分析的初始工作,常用在对潜在危险了解较少和无法凭经验觉察其危险因素的工艺项目的初步设计或工艺装置的研究和开发中,或者用于在危险物质和项目装置的主要工艺区域的初期开发阶段(包括设计、施工和生产前),对物料、装置、工艺过程以及能量等失控时可能出现的危险性类别、出现条件及可能导致的后果,做出宏观的概略分析。在PHA中,分析组人员应考虑工艺特点,列出系统基本单元可能的危险性和危险状态,这些是概念设计阶段所要确定的,包括:原料、中间物、催化剂、三废、最终产品的危险特性及其反应活性,装置装备,设备布置,操作环境,操作(测试、维修等)及操作规程,各单元之间的联系,防火及安全设备等。当识别出所有的危险情况后,列出可能的原因、后果以及可能的改正或防范措施。 (二)预先危险分析法的步骤 PHA分析法包括三个步骤,及分析准备、分析和编制分析结果文件。 1.分析准备 (1)确定系统。明确所分析系统的功能以及其分析范围。分析准备PHA分析通过经验判断、技术诊断或其他方法调查确定危险源(即危险因素存在于哪个子系统中)。对所需要分析的系统的生产目的、物料、装置和设备、工艺过程、操作条件以及周围环境等进行充分详细的调查了解。 (2)调查收集资料。调查生产目的、工艺过程、操作条件和周围环境。收集设计说明书、本单位的生产经验、国内外事故情报以及有关标准、规范、规程等资料。分析组需要收集装置或系统的有用资料,以及其他可靠的资料(如任何相同或者类似的装置,或者尽管工艺过程不同,但其使用方法相同或者相似的设备的资料)。危险分析组应该尽可能地从不同的方面、方式和渠道汲取相关经验或者教训,包括详细装备的危险性分析、相似装置设备的操作经验、标准等。 (3)概念设计。为了让PHA达到预期的目的,分析人员必须写出工艺过程的概念设计说明书。因此,分析人员必须知道过程所包含的主要化学物品、反应、工艺参数以及主要设备的类型(如容器、反应器、换热器等)。明确装置需要完成的基本操作和操作目标,这些工作有助于确定设备的危险类型和操作环境。 2.完成分析 系统安全分析的目的不是分析系统本身,而是预防、控制或减少危险性,提高系统的安全性和可靠性。因此,必须从确保安全的观点出发,寻找危险源或者危险有害因素产生的原因和条件,评价事故后果的严重程度,分析措施的可行性、有效性,采取切实可行的策略,把事故与危险降低到最低的程度。PHA分析可能发现一些危险和事故情况,因此PHA还应对设计标准进行分析并找到能消除或减少这些危险的其他方法或途径,要做出这样的评判需要一定的经验。危险分析组在进行PHA的过程中应该考虑一下几个方面的内容: (1)危险物料和设备。如燃料、高反应活性物质、有毒物质,爆炸系统、高压系统、其他储能系统。识别危险的设备、零部件并分析危险发生的可能性条件。 (2)分析系统中各个子系统、各元件的交替面及其相互关系和影响。设备与物料之间与安全有关的隔离装置。如物料的相互作用、火灾爆炸的产生与发展、控制停车系统等。 (3)影响设备和物料的环境因素。如地震、振动、洪水、极端环境温度、湿度、静电等。 (4)分析工艺过程及其工艺参数或者状态参数。 (5)操作、测试、维修以及紧急处置规程。如认为失误的重要性、操作人员的作用、设备的可接近性、人员的安全保护。 (6)人机关系。包括人的适应性,机的可靠性、维修度,界面的以人为本等。 (7)辅助设施。如储槽、测试设备、培训设施、公用工程。 (8)用于保证安全的设备、防护装置等。如调节设备、备用设备、灭火以及人员防护设备。 (9)划分危险因素的危险等级。对工艺过程的每一个区域,分析组都要识别危险并分析这些危险产生的原因及可能导致的后果。系统或子系统查出的危险因素可能有很多。为了使采取的安全措施有轻重缓急、先后次序,对这些危险因素按照造成后果的严重程度,划分成四个危险等级。 (10)制定安全措施。针对危险因素出现条件及形成事故的原因制定相应的安全措施。 3.编制分析结果文件 为了方便起见,PHA的分析结果以表格的形式记录。其内容包括识别出的危险、危险产生的原因、主要后果、危险等级以及改正或预防措施。PHA结果表常作为PHA的最终产品提交给装置设计人员。 二、预先危险分析法应用实例 (一)实例简介:鄂州球团厂 武钢矿业有限责任公司鄂州球团厂是武汉钢铁(集团)公司在鄂东南地区投资兴建的一座特大型球团矿生产基地,[3]地处湖北省鄂州市鄂城区新庙工业园,占地面积66.7万平方米。该厂于2002年12月24日经武钢批准立项,2004年11月18日奠基开工,2005年12月31日建成投产。其球团一期工程拥有世界上单体规模最大的 500 万吨/年球团生产线,固定资产总投 资达人民币 11.7 亿元,采用国际先进的链篦机―回转窑―环冷机生产工艺,[4]由美卓矿机和国内长沙冶金设计院联合设计,并以外方为技术总负责,重要工艺设备全部引进国外的先进设备,自动化控制水平高,实现了计算机集中操作并进行工艺参数的调整,系统稳定可靠实用,各项技术经济指标达到国际先进水平,其中球团品位达 65%以上, Ф9~16mm,粒度均匀,各种化学成分稳定,硫、磷含量在 0.015%以下,FeO 工厂主要有原料作业区、球团作业区、检修作业区和运输作业区。这里我们仅选择球团作业区中的链篦机―回转窑―环冷机生产工艺为例,进行重点分析。 (二)预先危险性分析结果(选取部分示例) 三、关于预先危险分析法改进的建议 (一)预先危险分析法弊端 1.预先危险分析法主要针对某一特定的设备装置或者某一特定危险源,针对范围小,对于庞大的工厂难以适用。 2.预先危险分析法主要是定性分析,难以对危险和事故进行准确的量化分析。 3.预先危险分析法主要在事前进行预测分析,现状评价难以适用。 (二)改进性建议 任何方法都不应该是一成不变的,不应该说它改变了之后就不再成为原来的名字(预先危险分析法),随着实践情况、时代情况进行逐步调整,不仅是理论上的创新,而且有利于提升实际生产创造活动的效率,保障工作人员的身心健康。 1.概略方面 将生命周期法的思路引入安全评价的过程。任何系统都有一个产生、发展、成熟、消亡的过程,这个过程被称为系统的生命周期。[5]所谓生命周期法就是严格按照系统生命周期的各个过程和步骤去评价系统。包含两方面的内容:一方面,坚持完善的一种安全评价方法贯穿于某一生产活动的整个过程,而不是以往的事前用危险分析法,事中用安全检查表法等。整个生产的生命周期采用同一种方法不仅利于操作人员掌握,而且加强了衔接,避免了脱节,明确了责任,更重要的是,同一种安全评价方法起到了追踪的作用,有更好的安全评价效果。另一方面,预先危险分析法不仅应该有事前评价,而且应该有事后的反馈。这样,不仅可以有完善的评价过程,而且评价效果的经验和教训可以对以后的评价工作起到启发作用。 2.技术方面 在控制措施阶段根据木桶理论。木桶理论是指一只木桶想盛满水,必须每块木板都一样平齐且无破损,如果这只桶的木板中有一块不齐或者某块木板下面有破洞,这只桶就无法盛满水。是说一只木桶能盛多少水,并不取决于最长的那块木板,而是取决于最短的那块木板。也可称为短板效应。同样的道理,整个生产系统的安全性也是由最危险的环节决定的。首要对最危险的环节采取措施,不仅达到了安全的效果,而且符合经济性的原则。 总之,预先危险分析法简单,但又具有可编辑性。不仅适用于项目的初期,而且经过实际情况补充也适用于高级复杂的项目。尽管还有不足之处,但是其强大的应用功能将使其在工业生产中发挥越来越大的作用。 石油化工行业论文:浅谈石油化工行业消防设计的问题及遵循原则 摘要:近些年来,石油化工企业火灾频发,使该行业的消防设计受到广大行业内人士的重视。本文就石油化工企业消防设计应注意的问题进行了探讨,并对当下消防设计应遵循的原则进行了论述。 关键词:石油化工;消防设计;遵循原则 近些年来,随着国民经济的发展和交通基础设施的不断完善以及机动车保有量的快速增加,石油的需求量越来越大,内地越来越多的地区开始建设石油化工工厂的项目。 石油化工企业是以石油、天然气及其产品为原料,生产、储运各种石油化工产品的炼油厂、石油化工、石油化纤厂及其联合组成的工厂,其加工、储运、运输的物料多数具有易燃、易爆、高温、高压的特点。这些特点使石油化工成为了发生火灾的高危行业,尤其是近几年国内石油化工厂火灾频发,使石油化工厂内的消防设计受到了国大企业的重视。对于石油化工企业消防,应贯彻“预防为主,防消结合”的工作方针,针对保护对象的特点,合理设置固定式和移动式消防设施,减小火灾危害,保护人身和财产安全,同时做到消防设施安全可靠、技术先进和经济合理。本文就石油化工企业中消防设计中常见的问题进行论述,供相关设计人员进行探讨。 一.设计中存在的问题 1.1防火间距的问题 在总图布置时,不能严格审视周围环境条件,周密地考虑与相邻建筑物的关系和防火间距。不能严格按规范规定执行,存在着很大的随意性。如:某装置的消防水炮与装置之间距离不到8米,造成水炮仰角太大,不能有效地保护装置的设备;另外,如果装置发生严重火灾,则在火焰强烈辐射下,将不能进行水炮的正常操作和使用。又如,某火灾危险性为甲类的装置,在总图布置时,把装置的生产区布置在了南侧,装置所属的办公区建筑物布置在了北侧,造成与其南侧的另一个工厂的办公楼的防火间距不足20米,另外东北的常年主导风向为西南风,这样的布置给装置留下了消防隐患。所以,在总图布置时,应避免办公楼处于生产装置下风向,以此满足防火间距的要求。 1.2 消防站的设置 根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)的要求,大中型的石油化工企业应设消防站。即对于大中型石化企业,无论其周边的依托条件如何,企业自己必须设置消防站。该消防站的设置主要是考虑到大中型石化企业的火灾危险程度高,设置消防站立足于着火初期快速出车灭火,企业自救。消防站的设计规模则需根据企业的规模、火灾危险性、固定消防设施的设置情况及周边可依托的移动消防力量确定。对于固定消防设施设置完备,周边协作单位能够提供适用于扑救石油化工火灾的消防车,消防站的设计规模可适当减小。 对于小型石化企业,当周边设有消防站,该消防站在接到火警后消防车到达火场的时间不超过5min(对丁、戊类的局部场所,行车路程加大到4km),当其消防车的配置满足企业消防需求时,该消防站可作为企业的依托消防站。 对于园区内的大中型石化企业,即便是园区集中设置的消防站接到火警后消防车到达火场的时间不超过5min,能够提供适用于扑救石油化工火灾的消防车,考虑到企业内部消防站消防人员熟悉本企业内部情况,了解石化火灾特点,能第一时间到达火灾现场,对扑灭初期火灾、控制火势发展有很大作用,所以认为企业仍需设置自己的消防站,但消防站规模可适当减小。 1.3 设备选型问题 一些消防专业设计人员缺乏实际生产经验,造成了设计的消防设备不符合实际要求,一些设施不能正常工作。如某装置露天现场设置的火灾探测器,设计上选择了感温感烟型,投用后全部不能正常工作。作为业内人士都清楚感温感烟型式的探测器只适用于封闭的空间内,而唯一适用于露天场合的是光电感应型火灾探测器。又如,某氯盐加工装置,正常生产情况下现场挥发大量油气,而现场所设置的火灾探测器选择了感烟型,造成火灾探测系统误报频频。某化工厂,生产现场存在氯、氮、硫等杂环化合物,现场设置了催化燃烧型可燃气探测器,由于氯、硫化合物导致催化剂中毒,致使该现场设置的可燃气探测器全部失灵。 1.4 罐区消防冷却水系统的选型问题 《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)第8.2.4条注(4)规定“地上储罐的高度大于15m或单罐容积大于2000m3时,宜采用固定式冷却水设施”,而《石油库设计规范》(GB50074-2002)第12.1.5条规定“单罐容量小于5000 m3且罐壁高度小于17m的油罐,可设移动式消防冷却水系统或固定水枪与移动式水枪相结合的消防冷却水系统”,两者不一致,而且两规范规定的罐壁高度17m和15m也不明确,因为油罐都有基础,该部分高度是否计入总高度,规范及条文说明中都未提及。笔者认为:(1)油罐高度应从室外设计地坪标高算起,因为灭火救援行动中油罐高度就是从室外地坪到罐顶的垂直距离。(2)应以15m为分界点,并把“宜”改为“应”,原因为《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-2005)第7.4.6条中解释“经过训练的消防队员能够承受的水枪最大反作用力不应超过20kg,一般不宜超过15kg”。油罐越高,消防冷却时需要的水枪充实水柱越大、水枪出水量也越大,相应水枪的反作用力也越大。当油罐总高度超过15m时,根据水枪充实水柱公式Sk=(Hl-H2)/Sinα,水枪上倾角一般为45°,为了保证消防队员的人身安全和扑救效果,水枪的最大倾角不应大于60°,取α=60°,Hl=15m,消火栓灭火高度HZ=l.0m,由此可知,当油罐总高度为15m时,水枪充实水柱为16.2m;若为安全起见,取17m,水枪口压力则超过0.355Mpa,此时水枪的反作用力超过20.13kg,超出了消防队员承受的压力范围。 二.消防设计中应遵循的原则 对于消防设计中的常见问题,为了使消防设计更加合理、安全、可靠,应遵循以下几方面原则进行设计: (1)要以规范为设计依据 国家起草和颁布了相当数量的规范和各类行业标准,并且就一些已经不适应新形势的标准、规范,进行了重新修改和完善。现在,就消防设计而言,可以说是有法可依、有据可查。笔者认为,设计行为应严格地、认真地履行相关法律法规的规定,对于各种消防、防火、报警设施的设计,应严格按照规范执行。 (2)要以生产实际为依据 由于我国相关标准规范的不完善性、不具体性,导致在实践中一些具体问题无可适从。如对于固定式干粉灭火设施,哪些场所应该设置,哪些场所不应该设置,规范中就没有进行具体规定,只是笼统地说火灾危险性较大场所宜采用固定式干粉灭火系统。于是,在一些企业,固定干粉灭火设施到处泛滥,无论是封闭空间还是露天场所,无论着火介质适不适合当即扑灭,只要是火灾危险性较大,一律被设计单位所采用。根据生产实际情况,笔者认为,起码有两种场所不适合设置固定自动干粉灭火系统,一是露天场所,二是存在液化烃的场所。这是因为:1、固定自动干粉灭火系统属于全淹没式灭火系统,它只适用于封闭空间(开口面积不超过封闭面积的 15%),而露天场所存在气流的扰动,所以固定干粉灭火系统不适用于露天场所进行灭火。2、一旦因液化烃类气体泄漏而发生火灾,固定自动干粉灭火系统将自动喷发实施灭火。而液化烃类气体发生火灾后,如果无视现场状况而盲目把火扑灭,液化烃类气体的扩散更容易引发更为严重的后果。 (3)进行专家论证 实践表明,专家论证制度,是解决诸多实际难题的有效机制。如果规范中没有明确规定,根据实际情况也无从选择,则应该召开相关专家参加的专家论证会议,对所做的设计进行充分论证。论证会议通过的设计方案,设计工作可以继续进行。没有通过的设计方案,必须推倒重来,重新开始设计工作。 结语 本文对石油化工企业消防设计中经常遇到的问题进行了探讨,并论述了消防设计中应遵循的原则:在消防设计时,应严格执行现行规范要求;对于大型、特大型的项目,应根据项目的实际情况进行设计,并且设计方案一定要通过专家论证。 石油化工行业论文:浅析石油化工行业自动化仪表的安装调试 摘 要:随着科技的迅猛发展。石油化工行业的生产经营也步入了自动化,尤其是自动化仪表的广泛应用,更是为石油化工行业的发展带来了翻天覆地的变化。降低了人为的操作难度,提高了生产的效率,使得化工行业的产品质量更上层楼。本文就围绕着石油化工行业自动化仪表的安装调试谈笔者几点看法。 关键词:石油化工 自动化 仪表 随着科技的迅猛发展。石油化工行业的生产经营也步入了自动化,尤其是自动化仪表的广泛应用,更是为石油化工行业的发展带来了翻天覆地的变化。降低了人为的操作难度,提高了生产的效率,使得化工行业的产品质量更上层楼。 一、石油化工行业自动化仪表的施工工艺 1.仪表单体校验。首先对仪表进行外观检查。内容包括:铭牌及实物的型号、规格、材质、测量范围、刻度盘等,应符合要求。一般仪表单体校验应不少于五点,基本误差应小于允许误差。温度计示值校验应不少于两点,有特殊要求的温度计,应作四点试验。压力表校验过程中指针的上升和下降应平稳、无迟滞现象。一般真空压力表真空部分选取至少两点,压力部分测量上限超过零点三兆帕时,真空部分选一点。 2.调节阀调试要求。气密性试验将相当于调节阀输入量程上限的气源压力送到薄膜气室,切断气源后五分钟,气室压力应不下降;强度试验在阀门全开状态下用洁净的水(或煤油)进行试验,压力为最大压力的一点五倍;泄漏量试验试验介质为水或空气,试验压力为零点三五兆帕,当阀的压差小于零点三五兆帕时用规定允许压差。行程试验根据阀的输入信号要求,分别加入零、四分之一、二分之一、四分之三、一。允许偏差正负百分之零点二五(不带定位器);十负百分之一。灵敏度试验分别使阀停留在百分之十五、百分之五十和百分之八十五的位置上,增加或减小信号压力,测量使阀杆开始移动的压力变化值,不得超过信号压力的百分之一点五。行程时间测定事故切断阀和设计明确规定的全行程时间的调节阀,必须进行全行程时间试验。在阀全开(或全关)状态下,使阀动作并走完全行程趋于全关(或全开)。用秒表测定从阀开始动作东动作完成的时间,应符合设计要求。 二、石油化工行业自动化仪表的安装调试 要按照校验接线图进行零点调校:在AP为零时,调整调零螺丝,使输出电流为4mADC,向正压室加入AP,使输出电流满量程为20mADC,然后泄除压力,观察仪表回零隋况,反复几次,使零点稳定。测量范围的调整:缓慢加入压力信号到满量程,观察输出电流。调整量程微调螺丝,使得在规定量程下输出为20mADC。调整好量程后将输入差压信号分为五个点,对仪表进行基本精度的校验。 1.仪表的安装。 仪表要在现场条件具备后方可进行安装,其安装位置应考虑操作及维护方便,不宜安装在震动、潮湿、有强磁场干扰或温度变化剧烈的地方。仪表安装应进行外观检查,其外观应完整无破损,附件齐全,型号、规格、材质符合设计要求,安装时不得敲击、震动仪表,应轻拿轻放,安装应固定牢固平正。 直接安装在工艺管道上的仪表应在工艺管道吹扫后压力试验前安装,并随管道一道进行严密性及强度试验。仪表设备的接线引入口不应朝上,以避免灰尘、水或其它物品进入接线盒内,接线完毕,接线口应及时封堵。 2.关于调试应力的产生及处理办法。 调试应力的产生通常仪表内部都有机械传动部件,如差压(压力)变送器在调试过程中,对其机械支点及零点进行机械调整时,使其传动机构在正反作用力作用的情况下达到新的平衡点,从而使其零点及量程符合要求参数,但在新的平衡点建立过程中,调试应力随之产生。在调试中发现,仪表在相同的标准器、等值的输入信号、相同的调试环境下,在不同的时间进行调试,其所得到的参数不一致,其变差与机械调整幅度的大小成正比,经过分析,造成这种现象与机械传动机构在调整正、反作用力时受力产生的变形有关。所以平衡点会随着这种变形恢复过程而变化,产生调试应力,影响了仪表的精确度。 消除调试应力的方法消除调试应力采用恒温二次调试,具体方法如下:取仪表全量程的百分之零、百分之二十五、百分之五十、百分之七十五、百分之百进行校验,并观察仪表的稳定度和灵敏度,做好调校记录,校验合格后将仪表放进保温箱,进行二十四小时恒温(恒温温度参照当地该时段的自然平均温度或按仪表使用温度高限设定)。二十四小时后,取出仪表使其处于常态(温度、湿度),实测百分之零、百分之二十五、百分之五十、百分之七十五、百分之百输入一输出值,两组数据比较后发现产生变差,然后进行第二次调试。第二次调试宜采用仪表电气线路中的可调元器件进行微调,避免产生新的调试应力,使其零点、量程、线性误差符合要求。 3.石油化工行业自动化仪表各个参数的测量。 现场仪表测量参数一般分为温度、压力、流量、液位四大参数。根据测量参数的不同,来分析不同的现场仪表故障所在。 第一在分析现场仪表故障前,要比较透彻地了解相关仪表系统的生产过程、生产工艺情况及条件,了解仪表系统的设计方案、设计意图,仪表系统的结构、特点、性能及参数要求等;第二在分析检查现场仪表系统故障之前,要向现场操作工人了解生产的负荷及原料的参数变化隋况,查看故障仪表的记录曲线,进行综合分析,以确定仪表故障原因所在;第三如果仪表记录曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线),或记录曲线原来为波动,现在突然变成一条直线;故障很可能在仪表系统。因为目前记录仪表大多是计算机系统,灵敏度非常高,参数的变化能非常灵敏的反应出来。此时可人为地改变一下工艺参数,看曲线变化情况。如不变化,基本断定是仪表系统出了问题;如有正常变化,基本断定仪表系统没有大的问题;第四,变化工艺参数时,发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小,此时的故障也常在仪表系统;第五,故障出现以前仪表记录曲线一直表现正常,出现波动后记录曲线变得毫无规律或使系统难以控制,甚至连手动操作也不能控制,此时故障可能是工艺操作系统造成的;第六,当发现显示仪表不正常时,可以到现场检查同一直观仪表的指示值,如果它们差别很大,则很可能是仪表系统出现故障。总之,分析现场仪表故障原因时,要特别注意被测控制对象和控制阀的特性变化,这些都可能是造成现场仪表系统故障的原因。所以,我们要从现场仪表系统和工艺操作系统两个方面综合考虑、仔细分析,检查原因所在。 另外,自动化仪表前期质量好坏,决定仪表本身的使用的好坏,使用的寿命长短。自动化仪表的中期,也就是仪表的使用过程,使用的好坏,维护的质量,对仪表的使用寿命来说起到致关重要的作用。 三、结束语 总之,有关部门注重提高仪表自动化建设的步阀,真正让仪表仪器取代人工操作。定能大大提高石油化工行业的生产效率,为石油化工行业的发展带来了翻天覆地的变化。 石油化工行业论文:石油化工行业工程项目的风险管理问题 【摘要】石油是当今世界最重要的能源,也是近代有机化工的重要原料,素有“工业的血液”之称,所以,在国民经济中占有重要地位。文章对石油工程风险管理的常见问题进行了探讨,针对各种因素对石油工程项目的不确定性造成的影响,提出了一些控制石油化工工程项目风险的管理措施,以供参考。 【关键词】石油工程项目,风险管理,风险因素,管理措施 1、石油化工工程项目风险管理的意义 石油化工工程项目风险管理就是以石油化工工程项目为对象,对石油化工工程项目的不同环节,针对自然风险(主要是地质风险)、技术风险、管理风险、技术风险、经济风险和政治风险(在跨国工程项目中考虑政治风险),进行风险管理规划、风险识别、风险估计、风险评价、风险处置、风险监控活动,来预防、控制、消除风险,实现降低石油化工成本,提高投资效益的目的。 在石油化工工程项目中实施风险管理,其意义在于:(1)有利于安全生产、人员健康和环境保护;(2)有利于减少各种事故的发生;(3)有利于减少工程项目成本,节约能源和资源;(4)有利于提高石油化工行业的风险管理水平,改善企业的形象;(5)有利于增强公司的市场竞争能力;(6)有利于把经济效益、社会效益和环境效益有机的结合在一起,为社会发展做出应有的贡献。 2、工程项目成本风险因素 2. 1经济风险 (1)采取其他不当筹措资金的方式,使得成本增加,导致不必要的损失;(2)业主信誉度低,对项目的支持度和满意度低,推迟对承包商支付的费用;(3)物价工涨,工资水平和材料价格增加了承包商的成本和经济损失也是许多工程项目失败的根本原囚。 2. 2技术风险 所采用的技术的先进性,安全性与可靠性,以及工艺技术在能耗,三废处理等方面是否能够满足项目预期的风险,以及技术认识不足可能的风险。承包商和是否有顺利完成该项目的能力和经验,风险管理的监测是否到位。还有由于技术的变更造成施工计划,材料、人工等方面的变化,影响到工程成本。另外要十分重视工程地质风险。 2. 3自然风险 (1)超标准洪水暴雨、不利的气象条件或地质灾害等自然环境条件,造成工程停工,财产损失;(2)环境污染健个法规要求严格,造成人员和财产损失。 2.4政治风险 主要是指项目所处宏观环境的局势稳定性,项目建设和运营所受法律法规的约束和政策性调控影响,以及项目的审核批准过程中各种不确定性问题。这类风险由下列因素引起:一是政府或主管部门对工程项目干预。二是产业政策调整,工程建设体制、工程建设政策法规变化或不合理。三是在国际工程中,国家间的关系变化等。 3.石油化工工程项目风险控制对策 实施风险管理,其目的就是通过这套管理来防止各类事故的发生。由于工程项目的工艺特殊性和工程项目场所的环境特殊性,各种突发事件随时都可能发生。为了将各种损失降低到最低限度以阻止事态的蔓延和扩大,必须制定一套针对工程项目活动中各种突发事件的应急计划,以保证在发生紧急情况时都能做到有条不紊、胸有成竹。 1.硬件措施 在削减风险危害的措施中,硬件措施必不可少。削减工程项目风险的硬件措施包括配备控制和消除危害的设备、仪器、工具、防护装置以及安全劳保用品等硬件的配置和保证设备、设施的完整性及有效使用措施。没有专门用于控制有害操作和保证设施完整性的硬件措施,削减风险也许就是一句空话。硬件措施包括:安全设备配置以及劳动保护措施。 2.技术措施 风险预防技术对策是以工程技术手段解决风险问题,预防事故的发生及减少事故造成的伤害和损失,是预防和控制事故的最佳安全措施。石油生产的特点决定了生产过程中存在着各种危险因素,采用新的工艺新技术,并运用到生产实践中,无疑会提高质量和速度。但由此可能会破坏危及原有的安全保护系统,对新工艺、新技术的掌握,也有一段适应的过程。为减少对工程作业人员的健康、安全危害,避免环境污染或因不适应新工艺、新技术而造成失误带来损失,进行技术变更时应同时做好以下工作: (1)针对采用的新工艺或新技术,对可能产生对健康、安全与环境的危害风险进行识别与评估,从而修改或重新制定新的预防和削减风险的措施; (2)当使用新的液体系或引用新的液化学处理剂时,须进行毒性试验和对人员健康及环境影响的评价,并制定相应的保护措施; (3)在施工中往往会因地质或其它方面的原因改变设计或原定的施工方案,由此可能会产生新的危害风险或原定的风险防范措施不再有效或不适应,需要制定新的措施; (4)当引进某项新工艺或新技术时,应针对新工艺或新技术的特点,对所有员工进行培训。培训的内容包括新工艺或新技术的掌握;新工艺或新技术可能带来哪些新的对工程作业人员健康、安全和对环境方面的危害以及防止、减轻和处理这些危害的措施、方法和技能等方面的知识。 3、 掌握市场信息 石油工程项目建设企业掌握、利用市场信息,显得尤为重要。石油企业要及时了解外信息,并根据市场供求关系的变化,有选择地多渠道、全方位地开经营活动,不仅可以大力开展合作经营,分包施工、配合工,而且还能有效保证规模效应及良好的收益。同时通过适地掌握项目东道国的新政策、新动向,与先进技术进步相联系,提高专业水平,强化资源的最佳配置,这也是追求规模经济效益最大化现风险转移和控制的有效途径。 4..建立完善的工程项目风险应急反应体系 包括应急反应组织、应急反应管理、应急反应指挥和应急反应实施系统;从工到下,有可靠的、方便的信息传递系统,保证应急计划的顺利实施。 (1)工程项目风险应急反应组织体系 风险应急组织属于风险管理组织的一部分,当发生重大险情时,应成立临时性的专门机构,如抢险指挥部。通常应急组织分为三个级别。①局属风险应急管理机构或应急管理部门;②公司风险应急管理机构或重大险情抢险指挥部;③队(平台)现场应急不组。 (2)应急反应管理的内容 应急反应管理是风险应急反应体系中的重要环节,内容包括:①应急反应组织机构和人员的落实;②应急组织及成员的应急岗位和职责与任务;③应急反应计划的制定与实施;④应急抢险防护设备、设施及工具的配置与管理,使其处于良好状态;⑤制定紧急情况下的报告制度;⑥员工的应急反应培训和应急演习;⑦应急反应准备情况的检查;⑧发生紧急险情后,实施应急处理的结果报告等。 5.对员工加强培训 由于人员变更改变或补充的组织机构成员、设备监督员及操作人员,为了保持其基本能力和风险管理工作的一致性和连续性,应针对油气工程项目的特点进行必要的培训。当员工的岗位改变或设备操作人员发生变更时,须针对新岗位的要求进行培训,对特殊工种需持证上岗的,必须经培训考取合格证后方能上岗。新参加工作的员工必须经过安全培训,取得培训合格证后才能上岗。 6.要考虑法律变更因素 公司和队应研究和评价己颁布的或新的法律、法规内容,使健康、安全与环境管理体系与这些规定的要求相适应。当有关法律、法规变更后,风险管理计划及相应的措施必须重新制定和修改。 结束语 综上所述,通过风险分析,提出预防、处置工程项目中各类突发事故和可能发生事故险情的应急反应计划,并且按照应急的要求,进行严格的训练和模拟演习,提高员工的应急处理能力。当工程项目中发生各种紧急情况时,能确保员工和财产的安全,最大程度地降低各种损失和影响。 石油化工行业论文:石油化工行业流量仪表选型 摘要:伴随着我国石油行业的不断发展,石油化工行业也在不断的发展。众所周知,石油化工的流量仪表是一个相对比较重要的能源计量器具.同时流量仪表也是自动化装置中的―个非常重要仪器,无论实在电力行业还是石油行业,它都发挥着相当重要的作用。但是因为仪表的种类、价格都有很大的区别.所以对于石油化工企业来说,选择适合自己的仪表也是相当重要的。本文就仪表的选用做出了简单的阐述。 众所周知,石化化工行业流体的种类相对比较多,流体主要包括蒸汽、新鲜水、软化水、等。从石油化工的原料或者产品来看,又主要包括瓦斯、液化油、轻烃等。因为存在着输送流体的管线粗细差别相对比较大,而且流体的一些物理性质也存在着一些差异,所以这就造成了无论任何一种流量计都不能够全部测量出以上的流量。所以对于石油化工行业来说,选择合适的仪表是相当重要的。 1 石油化工行业流量仪表选用时应该考虑的因素。 因为在石油化工行业中,经常会遭遇到高温高压的环境,或者是易燃或者易爆的工作环境。所以石油化工行业的流量仪表的选型首先必须要遵循石油化工自动化仪表选型的设计规范和一些相关的标准。必须要选用经过国家相关部门批准的仪表。一定要禁止选用一些没有经过工业部门鉴定仪器仪表。而且在同一个项目工程中,选用的仪表种类和规格应该尽量统一。以便为以后的维护工作作出一些方便。因为各类流量计都有一些各自的特点,而石油化工仪表的选型目的是为了发挥仪表的长处,避免仪表的短处。所以在石油化工行业中,应该选择最适合本厂使用的流量仪表。选型主要应该从以下的几个方面来考虑: 1.1.所选用的仪表的防爆性能是否满足相关要求。 1.2.选用的仪表是否满足工艺对压力损失的要求。 1.3.是否满足被测流体的相关特性。 1.4.各个仪表之间的准确度是否配合恰当。 1.5.选用的仪表是否可以满足现场的安装要求。 1.6.选用的仪表是否满足耐温和耐压以及抗振动的相关要求,以及是否满足日后修复和更换的相关要求。 同时我们也应该考虑到生产环境的温度和湿度等外界因素对仪表造成的损害,对于那些具备一定条件的管线,应该尽可能的安装副线,以便于日后的维修工作和离线校验工作的顺利进行。 2.流量仪表类型及选型。 2.1.流量仪表的分类。因为现在国际上对于流量仪表没有统一的一个分类的标准。所以我们可以从不同的角度、不同的层面,来对流量仪表进行分类。从实际运行情况来说,石油化工行业生产过程中主要应用到了五类流量仪表。 2.1.1.根据流体的差压和流量之间平方关系来测定的差压式仪表,这种仪表在石油化工行业的使用中仍然位居首位,这种流量仪表是一种应用非常广泛的流量仪表。但伴随着一些其它种类的流量仪表技术不断的成熟和价格的逐渐降低,这种仪表的市场竞争力也在不断的降低; 2.1.2.利用叶轮的旋转带动检测线圈中检测到感应电动的涡轮式流量仪表,这种仪表具有一些明显的优点,它具有结构相对简单牢固,安装费用相对较低,测量的范围相对较宽$等优点。 2.1.3.利用电磁感应现象来测定流量的电磁式流量仪表,这种流量仪表测量水的效果相对较好,但是这种仪表不能用于测量一些非导电的液体。同时对蒸汽和气体和对电磁的抗干扰能力也比较差。 2.1.4.由时差法和多普勒法这两种测量方法共同工作的超声式流量仪表,相对于其他种类的流量仪表,超声波流量计的价格相对较高。但是因为于管线的口径无关,而且也不需要对管线进行开口和加工,所以这种仪表的后期维护量小。 2.1.5.容积式流量仪表,这种仪表适用于油脂类和水等介质的测量工作。但是这种仪表不适和测量蒸汽和空气等介质,在应用上有一定的局限性。 除此之外,还有质量流量仪表等。这些仪表都有各自的特点,在工程选择中,我们应该发挥其优点,避免其缺点,才能更好地让企业有更大更好的发展。 2.2.石油化工行业流量仪表选用准则。 在石油化工行业流量仪表选用中,我们应该充分考虑以上的六个主要的影响因素,然后进行仔细的分析后,然后再选择一个具体的适用于现场生产的流量仪表类型。应该尽可能的满足以下的几点要求。 2.2.1_对于流量测量的相关系统,应该尽可能的具有较高的准确度,争取测量出来的流量和实际的流量相符。 2.2.2.对于流量测量仪器,流量测量的量程应该尽可能的达到一定宽度标准,高于正常生产中对于流量的要求,防止超流现象的发生。 2.2.3.对于石油化工行业,流量仪表要拥有较小的永久压力,应该尽可能的减少管道损失,争取降低能耗,实现企业利润的最大化。 2.2.4.对于石油化工行业,流量仪表的选用工作应该满足流量仪表具有良好的可重复l生和重复利用率。这样就可以很大程度上的减少开支。 2.2.5.直管段的长度应该尽可能的短一些,而且在没有流动调整器的情况下,流量仪表可以进行自身的流动来进行调整。 2.2.6.因为流量仪表的本身的部件要求是全部不能动的,所以这就要求流量仪表应该拥有较长的检定修理周期和较长的使用寿命。这样才可以可以降低后期的检修投资。 2.2.7.石油化工行业中的流量仪表应该具有较强的耐磨蚀能力、而且可以进行长期稳定工作。 2.2.8.石油化工行业流量仪表应该具有较高的性价比。因为现在是市场经济的模式,所以企业的投资应该尽可能的考虑成本的大小,所以,在流量仪表的选用工作中,选型何种流量仪表不仅单单要考虑技术上是否适用,同时我们也要考虑到投资的经济性。应该在满足技术的相关要求的前提下,选用合适的,较高性价比的仪表。 3.结语 其实石油化工行业的流量仪表选型是一项具有专业技术性、实用性、和责任性的工作,要想做好仪表的选型工作就必须对测量对象的一些工况条件、一些物理或者化学的性质等都有较好的把握,而且还应该熟悉各个流量仪表的生产厂家的最新动态,争取熟悉流量仪表的工作工艺,并且充分结合现场流体的实际状况来作出正确的选择。这有这样,才会做好石油化工行业的流量仪表的选型工作。 石油化工行业论文:石油化工行业低压配电系统的设计策略 【摘要】石化企业内采用何种供配电方式,既能满足生产需要,又能使供配电系统安全地运行是摆在我们面前急需解决的新 问题 。结合我国石油化工行业低压配电系统设计现状,根据大型石油化工企业供配电特点,介绍了石油化工企业内的供配电特点,并对其进行了较详细的 分析 比较,为石油化工行业低压配电系统的安全运行提供了借鉴。 【关键词】石油化工企业;低压配电技术;电气施工;安全 大型石油化工企业是由中、小型逐步扩容起来的,石油化工企业的规模不断扩大,电气低压配电正朝着智能化方向发展,但是由于电气设备的过电流和过电压耐受能力差,区域内发生雷击或设备直接遭受雷击,雷电的脉冲电磁场、过电流和过电压会通过控制线路、供电线路等途径进入到弱电电子设备当中,很多大型石化企业的供配电方式选择不合理将会给企业带来极大的经济损失。因此,大型石化企业内采用何种供配电方式,既能满足生产需要,又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题。 一、大型石化企业供配电特点 1.要求高 连续运行的石化企业对供配电的可靠性要求很高,电力系统故障容易导致造成大量生产装置停工,甚至引起灾难性的后果。而且要求负荷相对平稳,日负荷曲线的变化几乎数周甚至数月不变。以大型异步电动机拖动的风机以及异步电动机拖动的机泵为主。需要对其功率因数进行有效的补偿,缩短装置变电所故障时自动投入时间。 2.启动难 大型电动机的启动虽然次数很少,但启动时间会影响大型石化企业内供配电系统。有些规模大的用电需要本企业提供一定负荷及保安电源。石化企业的热电厂电力系统发生故障造成石化企业大面积停电,生产装置会立即停止用汽,需要石化企业要克服启动难的问题。 3.安全性 安全性对电气设备选择和控制方式的拟定有较大的影响。随着石油化工企业的不断壮大,企业在关注自身经济效益的同时,需要完善自身的安全机制,保障化工企业电气系统设计与线路安装的安全性,防止造成巨大的经济损失。这一形势下,石油化工行业开始采取防雷补救措施,采用浪涌保护器对回路的某部分实施保护。石油化工有很多易爆品,在生产准备阶段和生产过程中容易发生重大安全事故,在电气系统设计中应重点注意火灾,均衡设计线路走向及分支变电系统的安全性,保证走向的安全性。所以,线路设计时应保证足够的防火空间 二、石油企业低压配电设计的措施 1.接闪技术 电气施工质量控制中对于直接雷击的防护主要是由接闪技术,即建筑物防雷装置来实现的,现场低压配电系统的防雷中,应同附近储油罐设备的防雷措施结合在一起,共同进行设计,从而形成石油化工企业雷击的直接防护。 2.均压技术 均压技术在电气施工质量控制中的应用,是为了消除雷击瞬间电压放电和电流路径。电气主接线设计时,要考虑配电的可靠性、运行灵活性,然后确定推选方案。对于推选方案要给出电气主接简图。电气设备的选择结果应以表格的形式给出。对配电装置的保护和控制方式有较大的影响。需要结合低配系统的额定电压、站用电的电压等级以及开网的情况确定系统的输电电压等级及出线回路路线;金属设备的组件、设备同元件的设施和外壳连接在一起,连接到控制室形成等电位的完善连接。 3.接地技术 石油化工电气配电系统的接地技术主要是多点接触和浮地两种。多点接地技术是通过保护地进入系统,浮地技术是进行了电子设备外壳的保护接地,当存在较强雷电时,设备外壳同内部电子电路间就很可能产生高电压,击穿绝缘间隙,损坏电子线路。低压配电系统在供电系统的设计和运行中,还要考虑到可能发生的故障以及不正常运行情况。对配电系统危寄最大的是短路故障。需要按照短路电流计算电气主接线的方案。相与相之间的水中性点直接节地系统中的相与地之间的短接都是短路。为了保证配电系统的安全,要考虑系统等不正常工作状态。计算短路发生在短路电流为最大值的瞬间。 4.屏蔽技术 当前石油化工电气控制系统中,传递信号、集成电路、半导体电子器件电缆被大量的采用,这些元件会受到雷击瞬态电磁脉冲的直接辐射。同时,电源和信号线上也可以对瞬态过电压产生感应,沿线入侵到电子设备当中,造成电子设备的损坏和失灵。而屏蔽技术的应用就有效地衰减或阻挡了电磁脉冲能量的传播。控制室屏蔽技术,电气控制室采用无窗封闭结构,进行墙壁结构钢筋交点的电气连接,并同金属门框焊接起来,从而构成的屏蔽笼带门开口,再在墙壁四周接入防雷地,使得屏蔽笼同防雷地进行有效的电气连接;继电气屏蔽技术,将综合保护设备进行外壳接地处理,同时加装spd 于工作电源上,并将其计入到配电接地系统当中;电源线和信号线屏蔽技术,采用双屏蔽电缆或将电缆穿入金属管内,外层屏蔽采取多点接地,内部屏蔽采取一端接地,既保证了安全,又对低频干扰起到了抑制作用。 5.分流技术 分流技术的电气施工质量控制中的应用十分重要。根据企业的实际情况及可能的最大输出功率,拟定可行的接线方案,尽可能考虑继电保护及自动化装置等方面要求。接线简明清晰,故障影响范围最小。继电保护要简单,根据系统经济运行的要求,而限制石油企业的输出功率,考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。还要考虑低压配电系统的运输条件等因素,对于主变压器的10.5KV侧的中性点采用直接接地方式。在选择载流导体及电器元件时,为了保证设备在正常运行和短路情况下都能安全,可靠地工作,需对有关短路电流值进行动稳定、热稳定和开断能力的检验。为选择继电保护方式和进行整定计算提供依据。 石油化工行业论文:探析石油化工行业的安全管理措施 摘要:石化行业危险性大,通过采取安全管理措施,加大安全管理,做到事前预防和事后及时处理,才能创造最大的经济效益。本文对石油化工行业的安全管理措施进行了分析探讨。 关键词:安全;石化;管理;措施 一、石油化工行业加强安全管理的必要性 从原材料和产品的性质看,石化生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石化生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 从工艺条件看,石化生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 从生产方式上讲,石化生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。 从设备装置看,石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 从动力能源上看,石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 二、加强石化企业安全管理的措施 1、建立安全模式体系 1.1把好设备质量关 随着石油化工企业生产规模的不断的改进以及产量的提高,常年运行的设备和仪器出现运行不正常,异响、振动、仪表指示不准,操作人员对其不熟悉,从而引发各种生产事故,所以化工企业应该重视设备安全管理,制定一套完整的设备设施安全管理制度,建立完善生产设备设施台账制度。 1.2完善安全预警体系 首先是建立健全安全制度体系。企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是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,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。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。 其次是建立安全事故隐患预防与控制的制度体系,是降低事故发生率的必需保障措施。必需要做到正确处理石油化工生产作业过程中留置的危险源,对生产工艺及流程中的危险要进行分析和研究,主要是针对针对一些工艺缺陷问题作重点预控,有必要的可建立起长期的预防与控制计划,有效实施现场动态监控,如发现有事故前的征兆,应立即停止生产,并及时报警和整改。在制度上有有效抑制突发事件的发生,从而避免企业的经济损失。另外,石油化工企业相关的安全主管部门应以常备状态做好安全隐患治理的预备工作,加大对安全生产的检察与管控力度,并以安全第一为基本原则贯彻实施石化企业安全管理体系,积极应用新兴的工艺技术和新型的设施设备,最大化的提高管控水平。 1.3用电安全技术措施 临时用电申请人、审批人等,在制订和落实安全技术措施之前必须充分了解用电作业的环境和火灾危险物质的物理性质和化学性质,如爆炸极限、引燃温度、闪点、密度等;了解现场通风状况;了解该环境属于何种爆炸危险区域,根据上述情况,制定相应的技术对策和防范措施。配电系统应根据负荷条件合理的进行规划,配电线路的导线截面应根据负荷的发展规划正确地进行选择;施工单位安装线路时应由电工负责,并应严格制度,不准乱拉电线和接入过多地负载;定期用测量或计算的方法,检查线路的实际负荷情况;安装合适的断路器、熔断器,以便线路过负荷时能及时切断电源;严谨滥用钢丝、铁丝代替熔断器的熔丝。 为了防止线路发生短路和过载,在安装电气线路时应重视导线的类型、截面和绝缘强度的选择,做到防患于未然。在干燥无尘的场所,可选用一般绝缘导线;潮湿的场所,应采用有保护的绝缘导线,如铅皮线、塑料线以及在钢管内或塑料管内敷设的一般绝缘导线;有腐蚀性气体的场所,可采用铅皮线、管子线(钢管涂耐酸漆)、硬塑料管线;高温场所,应采用石棉、瓷珠、瓷管、云母等作为绝缘的耐火电线电缆;可燃粉尘、可燃纤维较多的场所,应采用有保护的绝缘线。 导线与导线、导线与电气设备的连接,必需牢固可靠;为了防止接触电阻过大,必须经常对运行的线路和设备进行巡视检查,发现接头松动或发热,应及时紧固或做适当处理;大截面导线的连接可用焊接法或压接法,铜铝导线相接时,宜采用铜铝过渡接头。采用在铜铝导线接头处垫锡箔,或在铜线鼻子上搪锡再与铝线鼻子连接的方法,也是一种简单易行的减少接触电阻的措施;在易发生接触电阻过大的部位涂变色漆或安放试温蜡片,可以及时发现过热情况。有防爆性能的电气工具及通信器材,使用前必须认真检查铭牌上的防爆类别、级别、温度组别,当达不到使用环境可能释放物质的级别、温度组别,或类别不对时,应视为非防爆电气设备。当生产装置发生事故,工艺异常或生产中必须进行采样、脱水、排放等操作,临时用电容易引起爆炸火灾事故时,用电人员必须绝对听从生产岗位人员的指挥,立即停止用电,在非防爆区进行停送电操作。 2、做好安全事故的预防措施 变事后管理型为事先管理型:通过系统化的管理,强调对安全危害和风险进行事前控制,在尚未构成危害时及时纠正,而不是通过总结事故教训开展工作,变被动管理为主动管理。 加强差错管理:降低差错、杜绝违章是减少事故的根本,主要抓好以下管理:一是加强规范管理,完善安全规章制度并严格执行;二是科学合理地分配工作时间和人员,使各项工作井然有序;三互动纠错,发扬团队精神。 抓好职工安全教育、促进班组安全建设:构成企业的最小单元是班组,班组职工直接接触危险因素和操作生产设备,搞好职工安全教育,提高技术素质,消除主客观危害因素,才能实现以局部保整体的安全目标。对不同工种和岗位分类安全教育,使职工充分掌握石化行业的特殊性。加强新工艺、新技术、新材料、新设备、新操作方法的培训,经过正规培训,考核,持证上岗操作。 重视安全技术:为了预防或消除对人健康有害的影响和事故的发生,改善劳动条件,采取各种技术和组织措施推广使用安全技术,消除生产中的不安全因素,保护劳动者安全和健康,预防伤亡事故和灾害性事故发生。根据同行业的经验预测存在的不安全因素,研究控制措施,在设计安装的开始或生产运行期间,加强工艺改革,提高技术装备水平,加入安全技术的保障措施,消除生产过程中的不安全因素,预防事故的发生,主要采用防火防爆、电气、压力容器与管道、装置检修、石油化工操作等安全技术,使生产装置本质安全化,安装安全保护装置、报警装置措施。在预防事故措施和监控手段上采用先进技术,通过信息联网、遥控等措施,增加对异常情况、突发事故的控制和处理速度,通过自动控制,将职工从有危险的场所替换下来。 加大检修检测力度:及时检修、检测安全技术装置,如安全阀,泄压防护装置、超限自动保护、阻燃装置、各种报警仪,这些装置起到避免或减少事故发生的作用,必须确保灵活有效。这些装置如失效,将起不到任何作用,导致事故发生。 加大安全检查力度,抓好隐患整治:石化企业的生产现场是发生事故的重点部位,抓好安全检查,排查安全盲区,可及时发现生产过程中不安全因素,监督安全规章制度的落实情况。 结束语 石油化工企业安全生产不仅关系到企业的经济利益,更关系到企业生产人员的人身健康安全,因此,加强石油化工企业安全管理十分必要。要进行安全管理不仅需要国家的政策支持和规范,同样要求企业管理人员和企业员工在日常生产过程中落实安全责任和管理意识,强化生产安全的重要性,把握好安全生产的关键环节,防微杜渐。只有重视企业的安全管理,才能真正提高企业的生产效率,保证企业人员安全,从而实现企业的经济效益和社会效益,促进企业长远发展,实现我国新能源建设目标。 石油化工行业论文:石油化工行业人才需求及其培养途径的研究 摘要:本文通过对石油化工行业发展及人才需求市场调研的分析,阐述了石油化工行业生产的特点,当今石化产业发展的现代化发展的现状,指出了这一行业的人才需求定位,现阶段职业院校为满足社会需求而实施的人才培养途径与方法,从人才培养目标模式、教材、教学方法、实训基地、校企合作等方面提出具体做法,为高技能创新型人才的培养提供了一定的理论参考及实用价值。 关键词:石油化工 行业特点 发展现状 人才需求 高技能创新型人才 途径方法 劳动和社会保障部在《国家技能振兴战略》中提出,我国21世纪新人力资源的开发体系是“以职业活动为导向、以能力为核心的全方位的人力资源开发体系”。在职业培训教育的目标中明确提出了以能力为核心、实现能力人的培养。特别是高技能的创新人才的培养。职业核心能力的定义是:自我学习能力、信息处理能力、数字应用能力、外语应用能力、与人交流能力、与人合作能力、解决问题能力、创新能力8个模块。尤其强调为适应国际社会的飞速发展,要特别观注和强调职业院校学生的技能与创新创业能力的培养。 职业教育的规划布局必须适应产业的发展趋势。当今世界石油和化学工业发展趋势是“集约化、大型化、园区化、临港化”,而职业教育的相关专业布局却呈现“小型化、分散化”状态。调研中发现,差不多1/3的职业院校承载着60~80%的专业规模,相当数量的专业点属于“低水平”重复建设,不仅造成了资源浪费严重,也带来了管理上的难度和质量的严重参差不齐。教育部为加快推进《国家中长期教育改革发展规划纲要》的贯彻落实,成立并重组了53个行指委。2013年成立的全国石油和化工职业教育教学指导委员会(简称石化行指委),作为石化行业指导的有力抓手,在职业教育领域的作用逐渐凸显。行指委建议,应当压缩、撤减“小、散、差”的职教专业点,资金和政策向石化专业配套倾斜。 一、石油化工行业人才需求状况 (一)石油化工行业特点 石化产业的特点是生产规模大,资金、技术、人才密集,对安全生产要求高,生产连续性强,自动化程度高,对节能、环保及物流要求也比较高,因此对技能型人才也提出了新的要求,新近修订的“中华人民共和国职业大典”中,石化类职业岗位和职业资格标准有了很大变化。随着产业结构的调整和先进生产工艺、高科技产品和新型装备的不断应用,以及信息化程度的提高,企业对生产一线技术工人的技术能力、复合能力及综合素质提出了新的要求;在从劳动密集型向知识和技术密集型转变的过程中,企业采用了更多的先进设备和生产线,生产一线涌现出许多与高新技术有关的职业岗位,一线技术人员和技术工人原有的知识和技能已难以满足岗位的要求;在一些现代化程度较高的大型石油化工企业,对人员知识技术层次要求逐步提高,急需大批高端的具有良好理论基础和实践能力的技能型人才。 我国石油和化学工业是国民经济的能源产业、原材料产业、基础产业和支柱产业。经过60多年的发展,我国石油和化学工业由小到大,初步形成具有40多个子行业,生产6万多种产品,门类基本齐全,品种基本配套,具有一定国际竞争力的完整工业体系。2012年我国石油和化工行业经济运行克服了下行压力,实现企稳回升。全年规模以上企业完成工业总产值12.24万亿元,比上年增长12.2%,占全国工业总产值13.3%,利润总额15.3%。2013年,石化行业经济运行总体保持平稳态势,稳中趋好。目前我国石化行业共有规模以上企业2.7万家,从业人员700多万人。全行业经济总量位居全球第二,其中化学工业2010年起位居全球第一。“十二五”期间以及今后一个时期,石化行业仍然需要增加大量的技能型人才,全行业技能劳动者每年需要增加27.4万人,高技能人才每年需要增加10.4万人,而目前职业教育的培养能力远不能及。 在工业领域,随着自动化技术的广泛应用,传统的简单操作性技能人才需要量越来越少,大量的手工劳动已被机器替代。但与此同时,设备安装、调试、维修的难度越来越大,对操作者技术知识要求越来越高。生产者只有具备现代技术知识和创新能力,才可能解决生产中不断出现的各种疑难问题。要培养具有创新能力的学生,首先就要具有扎实的理论知识、熟练的操作技能、较强的创新能力。职业技术教育担负着培养一线创新型人才的重要任务。企业急需具有创新能力的技术技能型人才,只有培养目标和培养途径问题解决了,才能彻底打通学生就业之路。 (二)吉林省石油化工行业的发展 吉林省石油化工产业历经50多年的发展,已经形成了石油、天然气、汽柴油、基本有机化工原料、合成树脂、合成橡胶、合成纤维、化肥、农药、氯碱、浓硝酸、橡胶制品、涂料、化学试剂、赖氨酸、燃料乙醇、化工醇、化工机械、化工仪表等多门类千余种较为完整的生产体系,成为我省具有代表性的支柱产业之一,在全省国民经济和社会发展中占有重要位置。“十一五”以来,我省石化工业产值年均增长19.2%。2008年,完成工业总产值1311亿元,占全省工业总产值的15.6%,居全国同行业第16位;资产总计1274亿元,居全国同行业第14位;完成固定资产投资379.2亿元,居全国同行业第10位。主要产品生产能力形成规模。石油和天然气750万吨/年;原油加工量1200万吨/年;乙烯85万吨/年;燃料乙醇50万吨/年;赖氨酸50万吨/年;丙烯腈42万吨/年;尿素40万吨/年;氯碱30万吨/年。重点企业为中国石油吉林油田公司、中国石油吉林石化公司、长春大成实业集团有限公司、吉林燃料乙醇有限公司、中化吉林长山化工有限公司、通化化工股份有限公司、美国嘉吉生化有限公司松原分公司、四平昊华化工有限公司、中国石化东北油气分公司、锦湖轮胎(长春)有限公司、汪清龙腾能源开发有限公司、吉林省松原石油化工有限公司、吉林省新大石油化工有限公司、四平精细化学品有限公司等。重点企业工业总产值约占全行业85%左右。我省石油化工产业发展早,起步高,具备适当快速发展和产业跃升的条件。2009--2012年,石化产业实现工业总产值实现了2000亿元,年均增长11%;实现工业增加值达到780亿元,年均增长12%。地方化工企业总量有较大幅度增长。全省石化产业产值在全国位次前移。主要产品产量大幅增长。2012年,原油加工量达到1200万吨;乙烯达到115万吨;ABS树脂达到58万吨;化工醇达到100万吨;氯、碱产品达到40万吨;苯乙烯达到35万吨;丁辛醇达到48万吨;丙烯腈达到42万吨;苯酚丙酮达到37万吨;双酚A达到15万吨;乙丙橡胶达到7万吨;赖氨酸达到50万吨;苯胺达到30万吨;子午胎达到1000万条。 2009--2012年,建设吉林市国家级化工园区,重点发展石油化工、精细化工、化工新材料、生物化工、新能源化工;建设松原市省级石油化学工业循环经济园区,重点发展石油化工、天然气化工、煤化工、生物化工、石油机械;建设长春市玉米工业园区,重点发展多元醇、乳酸、氨基酸、合成纤维、生态和工程塑料、聚乳酸等生物化工;建设四平市氯碱化工基地,重点发展氯、碱产品;建设白山市临江硅藻土环保功能材料产业园区,重点发展新型建材、医用材料、复合颜料催化剂、精品助滤剂、无毒杀虫剂;农安、扶余、汪清、桦甸开发油母页岩,重点开发页岩油、联产发电、集中供热、轻质建材。所以,吉林省需要大批实用型高技能的创新人才。 (三)石油化工行业对人才的需求 最近几年,我国各类院校石油和化工及相关专业学生总量持续增长。2011年,在校生规模突破了百万,其中本科在校生占总量的59%,高职占25%,中职占16%。本科继续增长,高职与中职招生则出现连续下降。虽然人才总量持续增长,但却存在着结构比例失衡的问题。2011年,中国化工教育协会在全国范围内对部分石油和化工企业职工结构和新进员工情况进行了调查,结果显示:在员工总数中,生产人员所占比例最高,达69.09%;其次是管理人员,占13.71%;研发人员和营销人员的比例接近,在4%-5%之间。在新进员工中,生产人员的比例高达76%。另一方面,来自连续多年的调查显示,全行业每年新增从业人员总量中,职校毕业生占77%,本科教育和职业教育的培养规模与企业的需求存在着严重倒挂,这也预示着,大量本科毕业生将面对就业难题。行指委建议,今后一个时期,要控制本科规模,大幅度地增加高、中职后备人才的培养比例。以满足我国对石油化工行业大量一线创新型高技能人才的需求。 二、石油化工行业人才培养的途径和方法 (一)明确培养目标 梳理创新教育的教学理念、理论体系;归纳总结构建创新教学培养高技能创新型人才的各种新模式;投置创新实践活动体系。通过对吉林石油化工行业、企业的调研分析,企业普遍要求毕业生具有较好的职业素质和职业道德,良好的专业知识的实践应用能力,和良好的成长发展潜力。根据石油化工职业岗位群对从业人员的要求,石油化工生产技术专业的人才培养目标为:以就业为导向、职业能力培养为目标,培养具有较强实践动手能力,具备必需的文化基础知识、石油化工工艺基本理论和从事石油化工生产操作、工艺运行、技术管理等工作的职业能力和综合素质,在生产、建设、管理、服务等一线工作精工艺、懂管理的高素质技能型专门人才。 (二)途径和方法 通过对国内外职业院校培养创新型高技能人才的比较研究,我国创新教育培养创新型高技能人才的内涵研究,二十一世纪对高技能创新型人才具备的基本素质的研究,尤其是对我省石油化工生产技术专业人才培养新模式运用的研究,创新实践培养创新人才的实践基地实训研究及先进的教学方式方法、深化石油化工校企合作培养人才研究等。确立科学正确的人才培养途径和方法。 1.要提升学校对技能型创新人才模式培养理论教育水平 企业在发展中有与教育机构的需求和愿望;发挥校企合作中政府的作用,努力营造创新教育培养创新人才的实践环境;构建技能型创新人才机制的实践探索;职业院校技能型创新人才培养中存在的问题、难点与建议。对创新人才利益驱动机制、政策、法律保障机制的建立与完善。基于培养技能型创新人才的专业教学方案开发研究,基于技能型创新人才的课程教学资源建设、使用、评价研究。 2.撰写石油化工类企业人才需求和岗位要求调研报告 了解周边化工企业现状,分析化工技术专业的发展现状,预测化工技术专业的未来前景,为学校专业建设和调整提供依据。调查本专业毕业生在企业的就业岗位,明确岗位任务和要求,为制定人才培养方案提供依据。分析岗位工作任务,明确不同岗位所需的知识、能力和素质要求,为课程建设提供依据。调研周边典型企业对化工专业人才的需求情况和企业对高职院校毕业生的看法和基本要求,为我院教育建设指明方向。为吉林省石油化工行业的发展提供大量的较高技能创新人才需要培养做出贡献。 3.坚持深化“校企合作、工学结合”的办学模式,构建完善石油化工专业科学合理的课程体系 通过与企业人力资源部门探索“以工作过程为导向,以真实工作任务为载体”来构建课程体系的课改思路,实现“工学结合”人才培养模式的转变;召开实践专家研讨会邀请行业实践专家(如技师,班组长等),通过研讨会共同回忆和陈述个人职业历程及工作任务实例,确定本专业主要从事的职业工作岗位,找出各成长阶段有代表性和挑战性的工作任务,通过分组讨论和集体研究提炼出描述该职业领域的典型工作任务,并为教学过程设计确定这些任务的难度范围和归类,深入进行典型工作任务分析以及子任务的汇总,构建本专业的课程体系。 4.明确石油化工生产技术专业职业技术领域对应的工作过程分析、职业岗位分析 通过调研,企业可为石油化工生产技术专业毕业生提供的职业岗位主要包括:石油化工生产操作(工艺操作)、化工产品检验(化工分析)、化工设备维护(化工机械)、化工电器及自动化、化工产品营销、车间管理等岗位。其中石油化工生产操作是目前化工企业的急需岗位。需要的核心能力主要有:工艺操作能力,事故判断与处理能力,设备仪表使用维护能力,识图、制图能力(CAD),班组日常工作管理能力等。需要的基础知识包括基础化学知识、化工原理、化工机械与设备、化工仪表自动化、化工工艺以及对新知识的理解能力等。 各岗位对石油化工专业人才的要求各不相同。企业中大专层次毕业生的就业主要是生产车间的技术骨干、技术员、车间主任。对就业人员的基本要求为:具备扎实的基础化学知识,懂得化工产品的基本性质,了解化工产品的检验方法,熟悉化工生产流程,具有很强的实际操作技能、良好的人际沟通能力和一定的工作协调能力。 5.教学方法的改革和创新 采用多种多样的教学方法:理实―体化的教学方法;案例;行动导向教学法;项目教学法;实验法等等。 改革考试方式,减少背诵性的试题,实行终结性考核与过程性考核相结合的方式,以实际技能为导向,把实践能力和项目能力纳入考核范围,逐步与职业资格考试接轨。可采用笔试、口试、机试、综合作业、项目评审、毕业实习考核等方法,并以此全面衡量和控制教学质量。 6.石油化工生产技术专业师资与教学条件配置建议 继续参加国培省培,提高教师的理论素养和专业水平,拓宽教师的视野。技能型人才培养应采用专职教师与兼职教师相结合的方式。现有专业教师要定期到石化企业学习和实习,地方和学校要为教师的企业实践创造必要的条件。 7.合作开发实训资源,建成一流的应用化工实训基地 大资金投入,建立多功能的校内实训基地;校企结合,建立稳定的校外实习基地。 8.强化技能大赛引领专业建设 主题为“技能―中国化工”的石化行业技能大赛,自2005至2011年来已成功举办7届33场行业全国大赛的基础上,2012年中国石油和化学工业联合会成为23个与教育部合作主办技能大赛的部委及行业之一,全国石化行业职业院校技能竞赛首次纳入教育部技能大赛系列,由国家教育部、中国石油和化学工业联合会联合主办,各省市教育主管部门、中国化工教育协会、化工职业技能鉴定指导中心和承赛院校等承办。石化行指委提供技术支撑。来自全国29个省市地区的253个职业院校参赛队伍参加了石化类大赛。其特点:一是石化行业和教育部共同搭台,是政府与行业合作,教育与企业交流的平台;二是石化赛项专家组由行业企业和职业院校专家组成,比例各半,确保竞赛内涵与现代石化工业发展接轨;三是石化赛项技术方案由石化行指委相关专业委员会制定,覆盖化工领域职业教育的重点和主干专业,竞赛方案贴近行业对企业职工的技术技能要求,大赛内容覆盖专业核心技能点;四是公平办赛,办绿色竞赛,启用行业企业专家现场裁判,第三方执裁。赛场即是竞技场也是德育教育基地。使赛项内容引导专业教学改革,竞赛设备引领专业实训基地建设。积极参加各种技能大赛。 9.教产对接搭建职教与企业互动平台 10.文化对接 瞄准行业企业对人才素质的核心要求 总之,一方面,收集和发现和实践石油化工行业“技能人才”与“创新型人才”培养的成功经验,提出培养主要模式和各环节的规范性要求,以及评估验收标准;教学资源开发共享的办法。对人才培养模式进行模式化、标准化的梳理,提出“基于创新型人才培养的职业院校专业方案建设规程”等。另一方面,从制度机制上提出突破人才培养中存在的难题办法。着重提出解决企业与职业学校合作的积极性不高、学校师资队伍难以适应技能型创新人才培养教学的实际需要的可行办法,包括理法建议、政策建议、制度制定等。 石油化工行业论文:石油化工行业的安全管理和事故预防措施 [摘 要]提高石油化工企业的安全管理水平,抓好安全生产工作,才能保证石油化工生产过程的平稳运行。本文主要介绍了石油化工生产过程中安全管理的重性,提出了加强石化企业安全管理的措施以及安全事故的预防措施。 [关键词]安全;石化;管理;事故预防 前言 石油化工行业存在易燃易爆、高温高压、有毒有害等危险性较大的特点,安全管理是石油化工行业管理的重中之重,只有采取及时有效地安全防范措施和事故预防措施,对石化生产过程进行有效的安全监控与管理,才能保障企业财产和员工人身生命健康安全。 一、石油化工生产中安全管理的重要性 石化行业的特点是:程序多而且复杂,生产具有高度连续性,石化产品多以气体和液体形式存在,易泄露和挥发,遇火源即燃;石化产品或原料多含硫化物,氮氧化物等,本身既有毒又有腐蚀性。安全管理在石油化工生产过程中的重要性有以下几点: (1)从原材料和产品的性质看,石化生产中涉及物料危险性大,发生火灾、爆炸,群死群伤事故几率高。石化生产过程中所使用的原材料、辅助材料半成品和成品绝大多数属易燃、可燃物质,一旦泄漏,易形成爆炸性混合物发生燃烧、爆炸;许多物料是高毒和剧毒物质,极易导致人员伤亡。 (2)从工艺条件看,石化生产工艺技术复杂,运行条件苛刻,易出现突发灾难性事故。生产过程需要经历很多物理、化学过程和传质、传热单元操作,一些过程控制条件异常苛刻,如高温、高压,低温、真空等。 (3)从生产方式上讲,石化生产装置大型化,生产规模大,连续性强,个别事故影响全局。装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。 (4)从设备装置看,石油化工生产的设备大型化、立体化、集团化;管道纵横贯通,装置技术密集,资金密集,一旦发生事故,扑救难度大,损失严重。据有关资料对近年来世界石化行业重大事故进行分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。 (5)从动力能源上看,石油化工生产具有火源、电源、热源交织使用的特点。这些动力能源如果因设备缺陷、设置不当、管理不当等原因,便可直接成为火灾爆炸事故的引发源。石油化工生产安全管理是企业经营的重要组成部分,它关系到企业经营状况的好坏和企业的整体形象,是企业振兴与发展的一项重要工作。 二、加强石化企业安全管理的措施 石油化工企业安全管理是一项综合性管理工作,建立和保持适用的安全管理体系是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,关系着企业存亡和发展,一个企业如果没有安全保障,就根本不可能在激烈的市场竞争中取胜,企业要走向市场争取理想的经济效益,生产经营就必须以安全为前提。可以通过以下几种措施加强石化企业的安全管理。 (1)建立健全安全管理制度体系:树立安全就是效益的经营理念,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”,有效预防和遏制事故的发生。通过制度化建设来提高各基层员工的制度文化素质。安全管理制度是人创造的,但制度常常也能反过来塑造人,使员工不知不觉地适应于制度,从而达到约束规范员工的行为。 (2)用安全科学观建设企业的安全文化:科技越进步,文化事业越繁荣,人民的安全科技文化程度也需要相应提高,促进安全向着科学化管理迈进。科学的工作态度可以为人们提供正确的工作方法,科学、合理、有序地工作,成功防范各类事故的发生,使人类真正拥有安全、健康、和谐的环境,文明的社会。注重用安全文化的功能、安全文化的手段和力量去开拓基层员工的内心文化世界,去挖掘基层员工的精神文化世界;用正确的安全价值观去引导、激励基层员工的思想文化世界;用科学的思维文化方法去完善作业程序,提高操作技能,进而形成全体员工的安全文化场。 (3)培养安全工作管理人员:石化企业基层员工的安全文化和技术素质是石化企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着石化企业安全管理的效果,也决定着石化企业的命运。只有提高全体员工的安全文化素质,才能全面提高施工企业的整体素质和安全管理水平。一个安全工作者如果不懂施工专业知识,就发现不了问题。 三、做好安全事故的预防措施 加强安全管理力度,追求人身伤亡事故零指标管理,这是体现企业以人为本管理的一种追求,努力做到零指标,鼓励职工开动脑筋积极参与,实行全员安全管理。通过以下措施进行安全事故的预防。 (1)变事后管理型为事先管理型:通过系统化的管理, 强调对安全危害和风险进行事前控制,在尚未构成危害时及时纠正,而不是通过总结事故教训开展工作, 变被动管理为主动管理。 (2)加强差错管理:降低差错、杜绝违章是减少事故的根本,主要抓好以下管理:一是加强规范管理,完善安全规章制度并严格执行;二是科学合理地分配工作时间和人员,使各项工作井然有序;三互动纠错,发扬团队精神。 (3)抓好职工安全教育、促进班组安全建设:构成企业的最小单元是班组,班组职工直接接触危险因素和操作生产设备, 搞好职工安全教育,提高技术素质,消除主客观危害因素,才能实现以局部保整体的安全目标。对不同工种和岗位分类安全教育,使职工充分掌握石化行业的特殊性。加强新工艺、新技术、新材料、新设备、新操作方法的培训,经过正规培训,考核,持证上岗操作。 (4)重视安全技术:为了预防或消除对人健康有害的影响和事故的发生,改善劳动条件,采取各种技术和组织措施推广使用安全技术,消除生产中的不安全因素,保护劳动者安全和健康,预防伤亡事故和灾害性事故发生。根据同行业的经验预测存在的不安全因素,研究控制措施,在设计安装的开始或生产运行期间,加强工艺改革,提高技术装备水平,加入安全技术的保障措施, 消除生产过程中的不安全因素,预防事故的发生,主要采用防火防爆、电气、压力容器与管道、装置检修、石油化工操作等安全技术,使生产装置本质安全化,安装安全保护装置、报警装置措施。在预防事故措施和监控手段上采用先进技术,通过信息联网、遥控等措施,增加对异常情况、突发事故的控制和处理速度,通过自动控制,将职工从有危险的场所替换下来。 (5)加大检修检测力度:及时检修、检测安全技术装置,如安全阀,泄压防护装置、超限自动保护、阻燃装置、各种报警仪,这些装置起到避免或减少事故发生的作用,必须确保灵活有效。这些装置如失效,将起不到任何作用,导致事故发生。 (6) 加大安全检查力度,抓好隐患整治:石化企业的生产现场是发生事故的重点部位,抓好安全检查,排查安全盲区,可及时发现生产过程中不安全因素,监督安全规章制度的落实情况。 结束语 石化行业危险性大,通过采取安全管理措施,加大安全管理,做到事前预防和事后及时处理,才能创造最大的经济效益。 石油化工行业论文:浅析石油化工行业国际石油贸易安全管理的筹划 摘 要:石油化工行业国际石油贸易安全是涉及行业稳定和发展的大问题,必须在石油化工行业的国际石油贸易中加强安全管理的筹划。本文根据当前石油化工行业国际石油贸易的具体情况,以宏观环境打造、实际操作养成和微观竞争能力培育为手段,展开了对石油化工行业国际石油贸易安全管理筹划的探讨,希望对石油化工行业国际石油贸易中加强完全管理,控制石油化工行业国际石油贸易风险,进而达到促进石油化工行业整体健康稳定发展的目的。 关键词:石油化工行业 国际石油贸易 安全管理筹划 宏观环境 竞争能力 石油是世界上最重要的战略资源,同时也是被国际炒家严重操纵的商品,任何的影响因素都可能产生石油价格的剧烈变动,因而,石油化工行业进行国际石油贸易的风险量是巨大的。我国年石油进口总量早已突破亿吨,并于2010年超越日本成为亚种最大的石油进口国,面对波动幅度大、风险显著的国际原油市场,如何降低国际石油贸易风险,提高石油化工行业问题,维护我国能源和材料安全成为一项重要的研究课题。当前,国际上降低和防范石油贸易风险的方式有很多,通常以优化石油来源地、影响石油市场走势、稳定贸易形势、优化资源结构等方法达到降低国际石油贸易风险的目的。作为石油化工行业应该在借鉴国际通行做法的同时,将目光转移到石油化工行业内部,在各个层面和各个角度探寻符合自身实际的措施和办法,形成有效的石油化工行业国际石油贸易安全管理筹划,促进行业的发展,体现出石油化工行业对社会和经济建设的价值和作用。石油化工行业国际石油贸易安全管理筹划是一个复杂性的系统问题,应该在建立石油化工行业国际石油贸易安全管理筹划观念的基础上,根据当前石油化工行业国际石油贸易的具体情况,以宏观环境培育、实际操作养成和微观竞争能力培育为手段,科学地对当前石油化工行业国际石油贸易安全管理筹划进行探讨,形成真正有效的措施对石油化工行业国际石油贸易加以筹划,在实现安全管理的同时,控制石油化工行业国际石油贸易风险,达到促进石油化工行业整体健康发展,稳定我国经济的根本目的。 一、打造石油化工行业国际石油贸易的宏观环境 根据国际通行的参照系数,国际市场油价每桶上升10美元并持续1年,通货膨胀率将会有0.8%左右的上升,可见石油对一个国家经济的重要影响。我们看到这一点,国际石油垄断组织也同时注意,这就为他们操纵石油价格,控制我国经济提供了原始动力。为了实现石油化工行业国际石油贸易的安全,就必须建造一个适合我国特点的宏观环境,降低宏观因素变化产生的石油化工行业国际石油贸易安全问题。 1.降低石油化工行业对国际石油的刚性需求 我们应该通过提高石油化工行业生产效率、提升石油化工产品质量,稳定对国际石油的总体需求量,当需要恒定时,就减少了相关炒家和操作者的获利空间,降低了他们提高石油价格的可能。 2.建立石油化工行业进口石油的基金 政府应该组织行业全体建立石油进口的专项基金,通过将基金注入海外石油资源的勘探开发、开辟新海运、管道和铁路的石油通道、参与国外石油期货市场交易等方式影响国际市场油价。 3.营造有利于石油化工行业国际石油贸易的世界典论 要将我国石油的需要与我国的发展和对世界的贡献练习在一起,让世界了解到,我国石油化工行业国际石油贸易的必然性,争取更大、更多的理解和支持。 4.积极开展有效的开展能源外交 政府应该主动加强与相关国家的合作,确保我国石油进口的稳定性,从而提高石油化工行业国际石油贸易的安全,实现石油化工行业国际石油贸易的经济性。 二、养成国际石油贸易实际操作的习惯 1.国际石油贸易观念的正确培养 我国石油化工行业在相当长的阶段,在国际石油贸易市场中将主要以买方的身份出现。因此,必须积极培育石油化工行业正确的国际石油贸易观念和风险意识,推进石油化工行业石油贸易安全管理筹划的体系构建。 2.国际石油贸易风险意识的正确树立 石油化工行业进行石油贸易时要始终把风险意识放在首位,将其融化在企业文化中,推行全员参与的以风险管理为核心的企业文化,把风险意识印到员工的头脑中,贯彻到企业考核中,与每个人的利益挂钩。 3.国际石油贸易风险预警机制的建立 石油化工行业石油贸易时应该组建专业的风险预警机构,实现风险预警专业化,累积风险预警方面的经验,开发风险预警分析技术。 三、培育石油化工行业的微观竞争能力 1.建立石油化工行业的内控制度 抓住国际石油市场上稍纵即逝的贸易机会,提高;二是权利过多地集中于上层管理者,一般员工不负责任。这两种情况都是与设立内控制度的初衷相违背的。 2.培育我国石油化工行业的石油期货队伍 建立高薪养能、养勤和养廉制度,将薪酬制度和从事石油期货的人员的业绩挂钩,实行股权、期权、延期支付等激励机制,使其更注重企业和自身远期的根本利益。 3.理顺进口与石油化工行业的关系 应适度引入竞争机制,优化石油贸易进口商,把进口商和国内石油化工行业利益联系在一起,形成紧密的利益共同体,实现石油化工行业国际石油贸易安全管理的筹划。 四、结语 综上所述,新时期面对世界资源和能源的激烈竞争,必须树立社会和行业的安全理念,特别是石油化工行业,面对着竞争激烈、价格变动频繁的国际市场,就更应该建立石油贸易安全的观念。本文从实际出发,提出了宏观环境培育、实际操作养成和微观竞争能力打造等不同层面的措施,希望为建立石油化工行业国际石油贸易安全管理筹划有所启迪和帮助,以便使石油化工行业可以更加有效地实现国际石油贸易的安全,在确保行业稳定和健康发展的基础上,保障社会发展和经济进步的质量和速度。 石油化工行业论文:我国石油化工行业上市公司A股现金红利分配行为实证研究 作者简介:何之望(1992.5-),汉族,海南省琼海市,西南财经大学,工商管理专业,研究方向:数理统计以及信息管理。 摘要:股利政策关系着公司股东的利益还关系着公司的稳定发展,合理的股利分配政策对于股东的利益和公司的稳定发展都有着重要的意义。影响我国上市公司现金分红的因素有很多,本文选取了沪深两市石油化工行业的上市公司A股2011年的数据资料进行分析,通过实证研究找出影响石油化工行业上市公司现金股利分红水平的影响因素。并通过具体地分析,进一步为该行业股利政策的制定和规范提出具有合理性和可取性的建议,以提高企业的价值,实现股东财富最大化的目标。 关键词:上市公司;现金股利政策;实证研究 一、国内外文献综述 上市公司的股利政策受到诸多内外部因素的影响,采取何种股利政策虽然最终由管理层决定,但实际上在其决策过程中会受到许多主观和客观因素的影响。近年来,诸多学者针对其影响因素展开广泛而深入的研究,取得了一系列的研究成果。 (一)国外文献综述 Lintner(1956)从不同产业的600多家公司中选取了28家上市公司作为样本,并向其高层管理者进行实地调查股利政策的影响因素,在此基础上建立起了著名的Lintner股利模型。通过实证研究发现,该模型可以解释高达85%的股利变化,并认为每股收益是影响股利政策的重要因素。自Lintner之后,西方学术界开始重视有关股利政策的研究。Holder(1980)在企业规模、成本和交易成本的变量基础上,研究了企业的集中度与股利支付水平的关系,并得出二者具有负相关关系。 (二)国内文献综述 国内对现金股利政策的研究最早是刘星等人(1997)对1992、1993年的30家上市公司为样本进行检验,发现企业的盈利能力、股票市盈率以及资产流动性水平对公司的现金股利有显著影响。赵春光等人(2001)通过研究1999年底之前上市的210家A股公司的1999年相关数据研究发现,上市公司是否分配现金股利与是否分配股票股利、上年度是否分配现金股利有关;还发现每股现金股利与市盈率和主营业务利润增长率都有关系。 (三)文献综述小结 从国内外关于现金股利分配的文献综述来看,对现金股利分配的影响因素基本上集中于上市公司的盈利能力,公司规模,现金流动性,上年股利的支付情况和股权结构上。但是由于不同的学者在对这些不同的能力考察上选择的指标不同,得出的结论也可能会有差异。本文基于上市公司的盈利能力、偿债能力、现金流动性、公司规模、市场前景、上年股利支付情况和股权结构选择了一系列的指标来进行实证研究。 二、研究设计 (一)、问题的提出 经过分析及以前学者的研究,提出问题:影响石油化工行业上市公司现金股利分配分配的因素可能有该上市公司的盈利能力、偿债能力、现金流量充裕性、市场前景、公司规模、股利政策的连续性和股权结构。 1.上市公司的盈利能力 盈利能力是指特定时期内公司利用资源创造利润的能力,会直接影响其当期利润和未来利润,由于现金股利是以公司利润为主要来源。所以公司的盈利能力是现金股利分配最重要的影响因素和基础。一般而言,一个公司的盈利越稳定,则其现金股利也就越高。这是因为,从稳定股票价格、维持较好市场形象的目的出发,企业总是力图维持较为稳定的股利政策。公司股利政策的制定从一开始就要考虑到此项政策长期维持下去的可能性。盈利稳定的企业对保持较高的股利支付率更具信心。此外,收益稳定的公司由于其经营和财务风险较小,因而比其他收益不稳定的公司,更能以较低的代价筹集负债资金。对于中国的上市公司,一方面现行的财务制度已经规定公司当年亏损则不得分配利润,使得现金股利的分配受制于公司的盈利能力。另一方面,由于中国证券市场的历史较短,使得资本市场的发育程度不高,市场主体意识不强,“盈利多则多分,盈利少则少分”的现象比较普遍。 2.公司的偿债能力 公司的偿债能力强,那么公司的富余资金就比较充足。这样公司就有足够的资金支持其派发现金股利。 3.公司的现金流动性 公司资金的灵活周转是企业生产经营得以正常进行的必要条件。公司现金股利的分配自然也应以不危及企业资产的流动性为前提。企业的现金流量与资产整体流动性越好,其支付现金股利的能力就越强。而成长中的、盈利性较好的企业,如其大部分资金投在固定资产和永久性营运资金上,则通常不愿意支付现金股利而危及企业的安全。 (二)、样本选取及数据来源 本文对在2011年沪深两市A股主板的石油化工行业的上市公司进行初步选择的基础上,进行了相应的数据处理。首先,选择在2011年之前上市的石油化工行业的公司。其次,删除了样本中标示为ST和*ST的公司数据。最后,剩下了103个样本数据。公司的财务指标资料及数据全部来自大智慧软件的个股资料。 三、结论及建议 (一)、研究结论 采用理论分析与实证分析结合的方法,对沪深两市石油化工类上市公司A股进行分析,得出以下结论: 影响上市公司现金股利分红的因素有很多,但是本文实证作出的结论与理论分析和以前的国内外的文献综述之间存在很多异同点。从理论分析及文献综述中的叙述来看,上一年分配的现金股利、每股收益和现金充裕度都对本年度分配现金股利产生显著的影响,这在本文的实证研究中也得到了证明。但是在理论分析中,公司规模、股权结构还有市盈率这一系列的因素对本年度分配的现金股利产生显著的影响却在本文中没有得到足够的证明。在本文实证的研究中,选择衡量公司规模、股权结构的指标分别是总资本的自然对数和流通股比率。虽然从回归结果看有一定的相关性,但是显著性不强。可以看出,在衡量上市公司不同方面时选择不同的指标,实证研究所得到的结果也可能是不同。 每股净资产、每股经营现金流量、流通股比率、市盈率和总资产规模可能也是影响现金股利分配水平的因素,但从本文的实证分析结果来看,显著性并不强。 (二)、建议对策 1、努力提高上市公司盈利水平。企业自身的获利能力是保障先进股利分配的关键,企业应该通过加大技术改进创新、重塑品牌、多渠道融资以运用财务杠杆、进一步晚上产业链等多种手段提高企业的盈利能力。高回报的上市公司,应该进一步强化回报中小股东的意识,严格依照《公司法》和公司章程的规定,自动决策公司利润分配事项,制定明确的回报规划,积极主动保障投资人的合法权利。 2、证监会应该加强证券市场的法律环境建设,规范我国股利政策制度,提高上市公司上市门槛,严格上市要求,将现金分红与企业上市再融资以及退市制度结合起来。借鉴其他国家通过立法形式强制要求上市公司派现的做法,制定明细最低现金分红率,对留存盈利过多的现象用税率工具调节。进一步建立完善退市制度,对于连续亏损、不分红、违法违规、财务状况恶化、公众持股比重过低的上市公司予以退市。通过入市源头把关和退市制度可以优化证券市场结构,真正遏制炒作。(作者单位:西南财经大学)
管理心理学论文:人力资源管理心理学研究 摘要:管理心理学提出的有关人力资源管理与开发的新观点、新理论,已成为人力资源开发的理论基础。本文在论述管理心理学和人力资源管理关系的基础上,着重阐述管理心理学在企业的选人、用人、育人、留人方面的应用,旨在使企业的人力资源开发与管理更具有效性。 关键词:管理心理学;人力资源管理;应用 管理心理学是研究组织中人的心理与行为,正因为如此,许多学者、企业家都越来越重视管理心理学的学习和研究,并将学习或研究成果应用于企业管理实践,尤其是应用于人力资源管理。 一、管理心理学概述 (一)管理心理学的概念 管理心理学是运用心理学的一般规律去解决管理过程中人的心理问题,并使之在管理领域具体化。它主要研究一定组织中人的心理和行为规律,从而提高管理者预测、引导、控制人的心理和行为的能力,更为有效地实现组织目标。研究哪些因素最能在员工心理上起到激励作用,如何保持和加强员工的积极行为等。这些就是管理心理学所要研究的问题。 (二)学习管理心理学的意义 管理心理学的意义有两个,一方面是充分发掘人的潜能,不断提高工作绩效,另一方面是对员工进行心理方面的培养和训练。通过掌握工作中员工的心理活动及其需求,才会在管理上制定出相关政策和方法,从而切实提高企业员工的工作效率和企业的生产效率。通过对管理心理学知识的掌握、吸收并理解才能将其真正运用到企业管理当中去,对提高工作积极性以及全体员综合素质的提升有着积极的作用和影响。 二、管理心理学中企业人力资源管理的开发与应用 (一)管理心理学对人才选择方面的应用 从管理心理学的角度来看,企业在人才选择方面,为了更好地了解岗位的具体信息,通过利用管理心理学能够对其工作的内容、性质、任职者需要具备的素质进行综合分析考虑,由此对任职者个人的能力和素质进行有效地判断。为了真正了解员工对自己任职的岗位是否真的合适,岗位的细致化判断和员工的综合素质都需要通过管理心理学进行明确分析,企业在岗位设计的同时适当增加岗位职责,增加工作的挑战性,使员工的潜能得到最大限度的发挥,对企业和职工双方都有了更大的发展空间。 (二)管理心理学在人才使用方面的应用 人力资源管理的核心是能岗匹配,为了让员工的能力与工作岗位的任职条件相匹配,首先要对员工的个性心理和身心素质等具体方面进行分析考量,以此判断其工作能力是否符合任职的岗位和团队环境。通过对员工的心理素质和生理等方面的管理,加强与员工之间的沟通交流,在实际工作中进行相关内容的培训和学习,才会对员工的身心素质的把握更进一步,逐渐使其适应工作岗位的需要,对个人的发展空间也起到了积极的作用。此外,在人力资源的开发和管理活动中,要尽量发挥每个人的优势与强项,也要尽量回避个体的劣势和弱项,根据每个人不同的特点来为他们提供最合适他们的工作岗位,让他们能够在工作中发挥出最大的能力和长处,使每个员工都能够在工作中体现其自身的价值,企业能够有效地实现其整体目标。比如说,外向善言的员工,适合从事影响他人想法和行为的工作;沉稳、内向的员工,适合做严谨细致的工作。因此,在企业用人或员工职位晋升时,要特别考虑员工的气质、性格和能力等个性心理特征。 (三)管理心理学对人才保留方面的应用 从管理心理学的角度出发,一个企业的成功与否,与企业中的每一位员工有着密切联系,企业为了留住人才,首先要切实了解员工的真实需求并尽量满足,员工对企业的忠诚度和工作积极性才会有所提升,同时员工也会满足企业发展的需求,最终达到双赢的管理效果。 (四)管理心理学激励理论的应用 员工个体的积极性会直接影响到企业整体的绩效,而提高员工积极性最直接的方法就是给予适当的激励,对于企业管理者来说,要在日常工作和生活中观察员工的行为和心理,了解他们内心的需要并适当的采取某些激励手段来满足他们的需要,比如说提高薪酬待遇,为员工创造良好的工作环境、制定合理的管理制度让员工职位能得到晋升和生活中给员工更多的关心与照顾等。另外,给那些有能力的员工安排比较有挑战性的工作,这样也可以激发员工的成就感,对于那些在事业发展中遇到瓶颈的员工,可以为他们提供合适的培训机会,这样不仅能让员工胜任本职工作,还能对员工产生激励效果。 三、小结 综上所述,人力资源是在组织各资源要素中居占首要地位,是组织最重要的资源。我们在企业人力资源管理中,要注重掌握和运用管理心理学原理并对企业人力资源管理与开发作用的研究和讨论,让企业管理者在选人、用人及留人等方面掌握和熟悉管理心理学知识并真正将其运用到企业的人力资源管理与开发上。 作者:黄亚敏 单位:广东科技学院 管理心理学论文:管理心理学应用下高校行政管理论文 一、根据动机合理设置目标 动机,是心理学的概念,是行为的直接原因。人的行为是动机引起的,并且都是指向一定目标的。动机对人的行为起着引发、加强推动和导向的作用,它驱使一个人的行为走向既定的目标。在调动职工积极性的工作中,我们不仅要了解职工的需求,还要根据职工的需求,适时地树立起有价值的目标来激发职工的动机。高校管理者在为职工设置目标时,应尽量做到以下几点:第一,目标必须与需要和动机结合,它既是鼓舞人心的奋斗方向,又是满足人们需要的目的物。因此心理学通常把目标称为“诱因”。第二,无论设置个人目标或团体目标,要让职工本人参与。参与程度越深,义务感也越强。若上级为其设立目标,就会认为不是自己的目标,从而减低诱发力量。第三,科学性。目标高度适中,因人而异。我们必须为行政人员设置恰当的目标,既要符合和谐、高效执行学校各项职能的总目标,又要根据其自身特点和工作性质,制定切实可行的工作计划。让职工认为通过努力自己有能力去达到目标,即个体主观上的期望值很高,就会有信心,有决心,就能激发出强大的力量;反之,如果目标过高,可望不可即,或目标过低,唾手可得,都不足以有效调动其积极性,充分发挥其潜能。第四,阶段性。采取“少吃多餐”、“引人入胜”、“逐步推进”的战术,因为总目标往往显得太大、太遥远,而分阶段目标容易达到,这种成就感能催人奋进,激发职工的活力。第五,可变性。目标设立后,往往由于情势的变化会使它变得过易或过难,这时应该适当地加以调整。 二、运用目标管理提高行政效率 目标管理,是一种有名的管理技术,实质上是一种管理上的激励技术,也是职工参与管理的形式之一。目标管理是1954年美国著名管理学者德鲁克在《管理的实践》一书中首先提出的。他论述“目标管理和自我控制”的主张时认为,一个总目标的实现,必须有计划周密、方向一致的分目标来指导每个人的工作。他提出,让每个职工根据总目标的要求,自己制定个人目标,并努力达到个人目标,就能使总目标的实现更有把握,每个职工因此就为组织做出了自己的贡献。为达到这个目的,他还主张,在目标管理的实施阶段和成果评价阶段,应做到充分信任职工,实行权力下放和民主协商,使职工进行自我管理,独立自主地完成各自的任务;此外,成果的考核、评价和奖励也必须严格按照每个职工目标任务完成的情况和实际成果大小来进行,以进一步激励每个职工的工作热情,发挥每个职工的主动性和创造性。目标管理如果能很好地运用在高校管理中,就能提高行政效率。其具体措施包括:第一,实行目标管理。让每个职工既了解组织的总目标,又掌握团体和个人的分目标,形成目标的一致性。第二,实行参与制。使每个职工都感到自己是组织的一员。有与职位相应的权利,明确责任。实行民主式的管理,在组织和制度上保证职工有参与管理的机会。使每个人都明确在实现总目标中自己应负的责任,让他们在工作中实行自我管理,独立自主地实现个人目标。第三,加强领导和管理,主要是指加强与下级的意见交流以及进行必要的指导,领导者布置工作时,只对下级交代任务,明确要求;具体的实施计划和方法,由下级考虑拟定,这样就能极大地发挥各级人员的积极性、主动性和创造性,从而提高工作效率,保证目标的全面实现。第四,目标的实施者必须严格按照“目标实施计划表”上的要求来进行工作。目的是为了在整个目标实施阶段,使得每一个工作岗位都能有条不紊地、忙而不乱地开展工作,从而保证完成预期的各项目标值。实践证明,“目标实施计划表”编制得越细,保证措施越具体、明确,工作的主动性就越强,实施的过程就越顺利,取得的目标效果也就越好。第五,在实现组织目标的同时,使个人获得“合理程度”的满足,包括物质的、精神的、使职工具有组织优越感和个人成就感。第六,信息及时反馈。让每个职工及时了解组织目标实现的程度,个人的工作成果。建立良好的意见沟通渠道。 三、结语 高校行政管理最重要的是处理“人”的问题,通过研究管理心理学,充分了解员工的心理需求,运用目标管理的方法,让员工充分了解学校行政管理高效、统一、和谐运作的总目标,并根据这个总目标自主制定个人目标,使每个人都明确在实现总目标中自己应负的责任,独立自主完成各自的任务;此外,成果的考核、评价和奖励也必须严格按照每个员工目标任务完成的情况和实际成果的大小来进行。这样就能激励员工的工作热情,发挥其积极性和主动性,从而提高高校行政管理效率。 作者:高雅洁 单位:复旦大学哲学学院 管理心理学论文:红楼梦中管理心理学研究 一、管理者的特征 修身,齐家,治国,平天下是每个传统的中国人所推崇的。管理者的素质是一种修养,是为人处世的智慧,是每一个人都应该具备的素质。红楼梦中有具备卓越管理才能的人,“金紫万千谁治国,钗裙一二可齐家”。综合薛宝钗,王熙凤和贾探春的特点,管理者的特征可总结如下。 (一)恩威并施 管理不能多恩无罚,仅靠下人的良心是不行的。应该恩威并施,因为管理就是管理者和被管理者之间的PK。王熙凤评说过家中的奴才:“你是知道的,咱们家所有的这些管家奶奶们,那一位是好缠的?错一点儿他们就笑话打趣,偏一点儿他们就指桑说槐地抱怨。‘坐山观虎斗’,‘借剑杀人’,‘引风吹火’,‘站干岸儿’,‘推倒油瓶不扶’,都是全挂子的武艺。”平儿也训过奴才:“你们素日那眼里没人,心术利害,我这几年难道还不知道?二奶奶若是料差一点儿的,早被你们这些奶奶治倒了。饶这么着,得一点空儿,还要难他一难,好几次没落了你们的口声。众人都道他利害,你们都怕他,惟我知道他心里也就不算不怕你们呢。”管理的理想境界不应该是因为权利而生出的对权力的惧怕,而是应该由自身的影响力决定的。凤姐的失误在于威多恩少。在王熙凤协理宁国府一回中,凤姐一到宁国府,她就发表了措辞极其强硬的就职演说:“既托了我,我就说不得要讨你们嫌了。我可比不得你们奶奶好性儿,诸事由得你们。再别说你们‘这府里原是这么样’的话,如今可要依着我行。错我一点儿,管不得谁是有脸的、谁是没脸的,一例清白处治。”薛宝钗和王熙凤一样,深知管人是要讨人嫌的。但她的处理风格却和王熙凤完全不同,她在就职演说中说道:“我本也不该管这事。就你们也知道,我姨娘亲口嘱托我三五回,说大奶奶如今又不得闲,别的姑娘又小,托我照看照看。我若不依,分明是叫姨娘操心。我们太太又多病,家务也忙。我原是个闲人,就是街坊邻居,也要帮个忙儿,何况是姨娘托我?讲不起众人嫌我。倘或我只顾沽名钓誉的,那时酒醉赌输,再生出事来,我怎么见姨娘?”薛宝钗把自己参与管理说成是身不由己、万般无奈的事情,这样不仅在相当程度上淡化了管理者与被管理者之间的矛盾,而且在一定程度上赢得了被管理者的同情。即使是强化治安管理,薛宝钗也不是金刚怒目式的,而是循循善诱,尽可能启发人们的羞耻之心。事实证明,薛宝钗的这套柔性管理确实具有很强的感化作用,人们对此都口服心服。 (二)德才兼备 中国的传统儒家文化要求管理者应是有德之人。下属对管理者的德行进行评价,进而决定管理者所具有的影响力。凤姐所不足的就是德行。她的精明中含着狡诈,泼辣中带有阴险,追求独立的个性中又包藏着权欲和贪心。作为贾府的实际管家人,凤姐并没有以维护家族利益为出发点,她的一举一动都是在为自己的利益打算[5]。兴儿演说荣国府中说:“一辈子别见他才好。嘴甜心苦,两面三刀,上头一脸笑,脚下使绊子,明是一盆火,暗是一把刀:都占全了.估着有好事,他就不等别人去说,他先抓尖儿,或有了不好事或他自己错了,他便一缩头推到别人身上来,他还在旁边拨火儿。”(六十五回)显而易见,正因为王熙凤的无德,她实际上并没有真正的权威,有的仅仅是一时的权势而已;靠山一倒,便寸步难行,一败涂地,任凭她再有管理才能也无力回天。 (三)心里口里都来的 1.心理素质结构 (1)上进心上进心就是要求向上、进步的心情。这是管理者必须具备的首要品质。林黛玉没有。林黛玉擅长写诗,有文学才华,她多愁善感,伤春悲秋,以为爱情便是生活的全部。她从不曾劝宝玉追求“仕途经济”,宝玉也深深感激林妹妹“从不说这些混账话”。薛宝钗、王熙凤、贾探春都是有上进心的,薛宝钗在《咏柳絮》中写道:“好风频借力,送我上青云!”贾探春说过:“我要是个男人,我早走了,到时做出一番事业来,自有我说的,偏我又是个女孩,话也没有我多说一句的。”而凤姐最喜揽事逞强:“你是素日知道我的,从来不信什么是阴司地狱报应的,凭是什么事,我说要行就行。” (2)经济头脑做管理者一定要有经济头脑。宝钗懂得“生计”,且会“理家”,对社会的商业运行非常熟悉。她认得当票(五十七回),知道商人会如何给人参作假(七十七回),她与王熙凤都知道钱的用处,所以凤姐拼命敛财,宝钗使劲散财。凤姐敛财有三条主要途径:第一,下人送礼;《红楼梦》中有三处写到凤姐弄权,弄权铁槛寺、贾芸种树、金钏月例;第二,利用月银放高利贷;第三,当家中顺手得利,比如给凤姐凑份子过生日时,凑的银子多花不了,凤姐就赚下了一部分。宝钗用自家的钱财帮助姐妹,得到了姐妹们的高度赞扬和评价。宝钗帮助史湘云办过中秋螃蟹宴,给林黛玉送过冰糖燕窝,给王夫人送过金钏的装裹衣裳,给袭人送过戒指,还把哥哥从南方带回的土特产分送给每一个人,甚至包括赵姨娘。贾探春作为一个千金小姐,本可只知安富尊荣,但她颇有经济头脑:“我因和他家女儿说闲话儿,谁知那么个园子,除他们带的花,吃的笋菜鱼虾之外,一年还有人包了去,年终足有二百两银子剩。从那日我才知道,一个破荷叶,一根枯草根子,都是值钱的。”探春在管家期间,兴利除弊,不仅节流,精简不合理的费用,而且开源,把大观园承包出去。(五十六回) (3)情商高薛宝钗在贾府获得了上下的一致好评,这与她在人际关系上付出的努力是分不开的。薛宝钗白天要到贾母王夫人处去问安,还要承色陪坐,姐妹那隔三差五也要去问候看望,白天几乎没有时间做针线活,每天晚上忙到后半夜。从情感智商的角度来说,林黛玉与薛宝钗相比的确是逊色的。假如在我们周围,有一个像林黛玉那样的人,她(他)只专注于自己的感情,不大注意别人的情绪反应,甚至时常为了“我的心”而开罪别人;另有一个像薛宝钗那样的人,她(他)不动声色地把别人的情绪看在眼里,作出适当的反应———或排忧解难,或慷慨相助,我们会更愿意和谁做朋友呢? (4)处事灵活研究表明,管理者中外向性格占90%以上。外向性格的人把注意力和能力集中于外部世界,经常而且是自然地被外部的人和事物吸引,更多趋向于参加外部活动。与之相对应的特点就是灵活。他们在根据外部环境调整自己的行为,表现出相当高的适应性。对环境十分敏感,能根据不同情境采取不同行为(随机应变)。宝钗扑蝶是宝钗思维灵活性的最好表现。宝钗在大观园中看到一只美丽的蝴蝶,一路追逐来到一个亭子旁。亭子里两个丫头正在说悄悄话,怕人听见就打开了窗户,宝钗想走已经来不及了,急中生智,遂含笑喊道:“颦儿,你还不快出来,我看到你了!”然后向两个丫头问道:“你们可见到林姑娘了?”两个丫头心惊胆战,生怕悄悄话被林姑娘听去了。宝钗扑蝶一直为人所诟病,认为是她心底狠毒的表现,但是事实上这个事件并不能给黛玉带来什么实质性的伤害。王熙凤的思维灵活性更是功夫非同一般。正如王蒙先生所说:“王熙凤其人虽然没有高水平的战略眼光,个人品德上也颇可非议,但她的精明强悍机变却使她成为能够胜任贾府的日常管理的唯一的、无可替换的人物。” 2.表达能力 (1)口才王熙凤言谈爽利,说话风趣,素日善说笑话,肚内有无限的新鲜趣谈。元宵节家宴上,凤姐要讲笑话,下人们纷纷开心地去叫亲属来听笑话,可见其语言表达能力之强。山东大学张瑞芳教授曾说:“恨凤姐,骂凤姐,不见凤姐想凤姐。”薛宝钗和贾探春的语言表达能力从她们的诗词水平上就可看出来,宝钗的诗词水平与黛玉难分伯仲,探春的诗词水平虽不如钗黛二人,在贾府的姐妹中算是出类拔萃。 (2)反应快反应快慢与神经系统的活动特点有关。心理学研究认为,王熙凤是典型的多血质气质类型,贾探春是典型的胆汁质气质类型,薛宝钗是多血质和胆汁质的混合型。这三种气质类型都是外向型,精力充沛型。林黛玉是典型的抑郁质气质类型,内向、易倦、孤僻。 (四)雅俗共赏 雅指的是知书达理,俗指的是世俗事情。管理者要做到上上下下都敬服,需要做到两点: 1.懂礼日常生活中王熙凤在贾母面前貌似随意说笑,其实从未离过正谱。贾母说:“我喜欢她这样,况且她又不是那不知高低的孩子,家里没人,娘儿们原该这样。横竖礼体不错就罢,没的倒叫她从神儿似的作什么。”(三十八回)围绕贾母生活所展开的谐趣横生,欢乐活跃的场景,几乎都是王熙凤“效戏彩斑衣”(五十四回)的效应。既表现了她对老祖母的一片孝心,又表现了她千方百计讨老祖宗欢心的心计。凤姐在贾母跟前的承欢取乐,是其他小辈所不敢为也不能为的,是她独有的才干———“心眼子“和”巧嘴儿”的绝妙结合。在贾琏娶取尤二姐的问题上,她抓住了“国孝”和“家孝”两重违礼的把柄,牢牢地把握了事情的主动权。 2.懂理理就是道理,做事的智慧。凤姐再强悍,也要讲理,做事情要能堵住别人的嘴,就是俗语说的“天下逃不过一个理字去了”。在秦可卿的丧事上,凤姐的风度无人能敌,“一应张罗款待,独是凤姐一人周全承应。合族中虽有许多妯娌,但或有羞口的,或有羞脚的,或有不惯见人的,或有惧贵怯官的,种种之类,俱不及凤姐举止舒徐,言语慷慨,珍贵宽大,因此也不把众人放在眼里,挥霍指示,任其所为,目若无人”。(十三回)在刘姥姥第一次进荣国府,见到凤姐时,凤姐的表现既不失贵族少奶奶的身份,更不失热情。“凤姐也不接茶也不抬头只管拨手炉内的灰慢慢地问道:‘怎么还不请进来?’一面说一面抬身要茶时,只见周瑞家的已带了两个人在地下站着呢,这才忙欲起身犹未起身时满面春风的问好又嗔着周瑞家的怎么不早说。刘姥姥在地下已是拜了数拜问姑奶奶安。”(第六回) 二、结语 《红楼梦》被认为是一部自传体小说,书中人物的性格和命运反映了一定的心理规律。性格的养成与家庭环境和参加的实践活动有密切关系,其中的规律可以帮助我们在家庭教育和学校教育中做得更好。 作者:赵冬梅 王雪艳 单位:天津中医药大学 管理心理学论文:管理心理学在企业管理的运用 摘要:当今社会,经济发展进入新常态,企业要想取得可持续的发展,就需要对其进行有效的管理。掌握好管理心理学,开辟一条企业管理新途径,对于提升企业的综合竞争力有着极为重要的作用。本文通过分析管理心理学在企业管理中的具体运用,旨在提高企业的经营效益,为企业长远发展,在竞争日益激烈的市场中立于不败之地提供可参考性建议。 关键词:管理心理学;企业管理;运用分析 一、当前企业管理新形势及管理心理学的必要性 随着经济全球化和大数据时代的到来,企业发展面临着一系列新的挑战。在2016年12月14日至16日的中央经济工作会议上,强调,稳中求进工作总基调是治国理政的重要原则,也是做好经济工作的方法论。在深入改革的过程中,企业要想提高自身竞争力,就必须全力以赴地深入实际,提出可行性的管理办法并予以实施。“互联网+”使实体企业纷纷将经营管理与网络挂钩,企业的管理也日趋复杂,不仅涉及生产和销售的管理,还要涉及财力、人力、物资、售后等一系列的管理;而贯穿这一系列管理过程中最关键的因素则是对人的管理。人才是一个企业发展的灵魂和核心,只有合理管理好人才,才能保证生产、销售等“一条龙”的良好效益,不断促进企业向前发展。而管理心理学的运用,恰好是针对人才而量身打造的一种可行的方法,它通过研究人的心理活动,使个人的需要和企业的发展紧密结合,从而达到互惠互利、共创佳绩的局面。因此,运用管理心理学的理论,结合企业的实际经营而制定出相应的管理策略,是非常重要而且必须的。 二、管理心理学的概念阐释 在百度词条中,管理心理学的定义是一种把心理学的知识应用于分析、说明、指导管理活动中个体和群体行为的工业心理学分支,是研究组织管理过程中人们的心理及行为现象、心理过程及其发展规律的科学。在苏东水所著的《管理心理学》(第五版)中,管理心理学被定义为运用心理学的理论,他认为管理心理学是用管理学、行为学、心理学、社会学、生理学、伦理学、人类学等学科的原理,以研究人的心理行为和人际关系、人的积极性为对象的一门综合性的科学。实质上主要是研究人的行为激励问题,探索人的心理活动,通过激励人心和行为的各种途径与技巧,达到最大限度提高效率的目的。还有的解释说管理心理学就是运用心理学理论,将组织中的人作为研究对象,把握其在社会生活中的心理活动规律,从而达到对组织中的人进行管理的目的。各种定义虽表述形式不同,但归纳起来其实质都可以浓缩为一点--那就是以人的内心活动为研究重点,为了管理向着更好的方向发展而采取的一系列努力;在企业管理中,就表现为对管理者和员工进行充分了解分析的基础上,针对不同类型的人群,采取各种有效的措施,使管理者和被管理者双方都能更好地为企业的发展做出贡献。 三、管理心理学在企业管理中的作用分析 1.管理心理学是管理者有效管理的重要手段 企业的发展很大程度上是人的发展,企业的管理从根本上来讲还是对人的管理,人本管理逐渐成为当代企业所追求的方式。如今我们大力倡导企业文化,核心就在于营造和谐而又充满激情的氛围,增强员工的凝聚力和向心力,使他们紧紧团结在企业周围。人之所以复杂多样最重要的区别就在于思想,而掌握好人的心理,有针对性地进行管理,是管理心理学在企业管理中发挥作用的有效途径。对于企业中扮演决策和计划角色的管理者,充分认识到这一点,并将管理心理学的专业知识结合企业实际加以运用,是当前企业进行有效管理的重要手段。 2.管理心理学是企业职工赖以生存的摇篮 任何人都渴望被理解、被尊重、被认可,尤其是基层一线的员工们。企业若是能坚持以人为本的管理艺术,运用管理心理学的原理方法,在深入了解每位员工的基础上,分析他们的心理和行为,站在他们的角度看待问题,有针对性地制定不同的方案,并贯彻执行到企业的实际管理中去,就会充分调动员工的积极性;当企业职工得到内心的满足,就会更用心地投入工作中去,切实做到“要我干”到“我要干”的态度转变,在转变的过程中个人的潜能得以挖掘,价值得到体现,生命得以充实。从这个角度上来讲,可以说管理心理学是企业职工赖以生存的幸福摇篮。 3.管理心理学是企业长远发展的有力保障 企业发展的活力源于劳动者的积极性和创造性,当他们的主人翁地位得到保障,物质和精神得到双重满足的时候,其自身的主动性和积极性就能充分彰显出来,从而最大限度地发挥内驱力和创造力,为企业谋取更高的经济效益和社会效益,使企业保持持续的生命力,在激烈的市场竞争中拥有长期稳定的竞争优势。运用管理心理学,建立符合企业发展的管理制度,对企业的人力资源合理配置,提升企业的综合竞争力,促进企业高效运作有着重要的现实意义。因此,管理心理学从一定程度上来讲,是一个企业长远发展、立于不败之地的有力保障。 四、管理心理学在企业管理中的具体运用 1.合理用人,让金子发出应有的光芒 优秀的管理者通常都有敏锐的洞察力,他们通过管理心理学的应用,善于发现人才,并且秉持着任人唯贤的原则,拥有一颗爱才惜才的心,他们学会揣摩对方心理活动,客观公正地给予评价。在知识大爆炸的时代,有些单位用学历作为新录用人员的第一道门槛,于是高分低能的“天之骄子”屡见不鲜,企业的新鲜血液也只是空有其表,而把真正有能力有担当的人才拒于千里之外,这是非常不理性也不科学的做法。知识虽然在某种程度上有利于能力的高水平发展,但不能完全预测将来个人综合能力形成的方向,也不能保证个人未来会达到的高度。能力包括多方面的内容,如学习能力、实践能力、创新能力、领导能力、专业技术能力、善于处理人际关系的能力等。对于不同的人来说其侧重点必定不同。通过管理心理学的思想理论,研究不同群体、不同个人的性格、气质、期望、心理活动、思想价值等特征,用柔性管理和刚性管理相结合的方式,把不同的员工放在合适的、也适合他的岗位上,将恰当的机遇赋予恰当的人选,充分运用他们擅长的知识和能力,最大限度地挖掘出其内在潜力,发挥出无限正能量,从而提高工作效率。兴趣是最好的老师,用人之长已成为亘古不变的真理。因此,企业应善于发现员工的兴趣所在,人力资源管理者要善于观察,发现不同员工真正感兴趣的领域,合理安排岗位职责;同时,还要学会倾听基层员工的心声,打开沟通渠道,确保高层管理者能接收到最底层的信息,如通过公开邮箱,提供面对面交谈的方式等,保证信息沟通顺畅。在了解到真实想法之后,可提供自由选择岗位的机会,通过企业和职工之间的双向选择,让人才匹配到最合适的岗位上去,确保“事得其人、人适其事、人尽其才、事竞其功”的理想局面。 2.善于育人,使栋梁之才不断向上成长 俗话说:“十年树木百年树人”,一个人的一生,从最初的家庭培养到后来的学校培养再到社会培养,这个过程是一个长期的阶段。对于企业来说,培养出优秀的人才也仍然任重道远。随着时代的发展、社会的进步,人才资源如长江后浪推前浪一样,随时面临着更新和换代,优秀人才正常流动,有进有出,职务能上能下,待遇也能高能低。企业要想使优秀人才引得进、管得好、留得住,就需要运用管理心理学的科学方法,结合员工实际情况,摸索出一条合理的育人之路,畅通流动渠道,使职工年轻化、专业化,打造一支充满生机和活力的优秀队伍。在管理心理学中,有一种理论叫做双因素理论,又称“激励保健理论(hygiene-motivationalfactors)”,它是由美国著名心理学家赫茨伯格于1959年提出。该理论认为引起人们工作动机的因素主要有两个:一是激励因素,二是保健因素。只有激励因素才能够给人们带来满意感,而保健因素只能消除人们的不满,但不会带来满意感。因此,管理者要想使员工发挥最大的潜能,就需要采取多样化、人性化的管理方式,激发出员工的责任心与进取心,在发展培养员工的同时,谋得企业的利益,实现个人和组织的双赢。首先,通过运用目标管理理论,鼓励员工终身学习。制定科学可行的奋斗目标,让他们通过自己的努力去实现去达成;目标分为长期目标、中期目标和短期目标,每完成一个目标,就根据实际情况制定下一个目标,如此形成良性循环,让员工养成终身学习的好习惯。其次,适当设置挑战,提供机遇。没有机遇和挑战,就没有动力和未来,适当地增加压力,会促使一个人身心不断茁壮成长。运用激励理论,把具有成就需要的人才放在重要的、有挑战性的岗位上,充分激发潜在的能力,使他们发挥出聪明才智,切实做到从要我干到我要干,从为别人干到为自己干的彻底转变。再次,还需要为员工提供广阔的发展平台。有调查表明,人的大脑智力一般只开发了百分之十三,而余下的百分之八十多在很大程度上都处于被浪费的区域。若是能根据员工的不同需求,实时提供发展平台,引进专业培训,就会从根本上提高员工的专业技能水平,激发出平时被埋没的那部分可能。有人说心有多大舞台就有多大,这里想说,舞台有多大,心就能走多远。 3.学会懂人,让心与心找到正确的方向 在管理方格理论中,领导行为的结构维度和关怀维度是重要的两个方面,根据对工作和对人不同程度的关心分成了若干管理类型,如贫乏型管理、权威型管理、乡村俱乐部型管理、中庸型管理、团队型管理等。现实中,在不同的团队里,也可以找到每一种类型对照的缩影。企业要有意识地营造爱才惜才、尊重信任人才的良好氛围,尽最大可能保障员工的切身利益和需求,使物质、精神得到双重满足,让有志之士获得尊重感、事业感、成就感、归属感和荣誉感。在美国著名心理学家马斯洛的需求层次理论中,他将人的需要分为五个层次,即生理需求(Physiological-needs)、安全需求(Safetyneeds)、爱和归属感(Loveandbelong-ing)、尊重(Esteem)和自我实现(Self-actualization)。企业中的管理者要根据员工的不同需求来动态调整相应的激励措施,使员工更好地投入工作,提高效率;要完善绩效考核体系,公开公正地评优评先,奖励先进,淘汰后进,为其他员工树立榜样。同时,要培养企业核心价值观,建立良好的企业文化,转变员工的工作态度和理念,切实激发他们的积极性、创造性和主动性。另外,还要采取措施确保员工之间、部门之间、上下级之间的良好关系,化解矛盾,解决问题;必要时还可提供心理咨询服务,使心与心之间的交流更顺畅,从而找到正确的前进方向。 作者:侯巧姣 单位:重庆师范大学 管理心理学论文:管理心理学在学生干部培养的实践 【摘要】高校学生干部是支持学生管理工作顺利开展的主要力量之一,因此,加强对学生干部的培养,能够促使高校学生管理工作的效果得到提升。本文在分析管理心理学研究对象及价值的基础上,探索了高校学生干部培养过程中管理心理学原理的应用与实践。 【关键词】管理心理学;高校;学生干部;实践 1管理心理学的研究价值 高校学生自治组织(包括学生会)在学生管理工作中具有非常重要的作用,学生干部作为学生自治组织的核心力量,其培养工作越来越受到重视。将管理心理学原理应用到学生干部培养工作过程中,其主要是将组织中的学生干部作为研究对象,加强对其社会心理系统的研究,进而培养学生干部的积极性、主动性,使其创造性得到充分发挥,为提升学生管理工作的质量提供强有力的支持。经过实践证明,管理心理学原理的应用对提高学生自治组织活力、调动学生干部工作积极性、提高管理水平具有非常重要的作用[1]。 2塑造学生干部积极的人格特质 2.1赋予高校学生干部足够的自主权大学生具有较强的自我意识,在工作方面享有自主权利的欲望较为强烈。对此,学生管理者在学生工作方面给予学生干部一定的自主权能够促使学生干部的内在动机、工作积极性等得到充分激发[2]。反之,若是过度干预学生干部的工作,或只为其提供控制性支持条件,就会大大影响学生干部的工作主动性和内在动机,对学生干部积极性和创造性的发挥产生较为不利的影响。需要注意的是,学生管理者应当促使学生干部认识到权利仅仅只是完成工作的必要条件,并不是满足一己私欲的手段。2.2在学生干部工作能力方面加强培养当学生干部在工作中产生了胜任的体验,而且发自内心的认为胜任是由自己个人自主决定的时候,其在工作中产生的胜任感才可以增强其内在动机。所有学生均拥有属于自己的优势与个性,学生管理者应当帮助所有学生探索发现适合其自身发展的道路。所以,在培养学生各方面能力前,应当对学生的个性特质与内在需要进行充分调查,从而根据不同学生的不同个性特点,通过适当的引导促使学生自我实现。在学生干部培养方面,学生管理者也应当按照这样的规律加强对学生干部自我实现能力的培养。2.3在满足学生干部交往需要方面提供支持交往行为能够为人带来不同的体验,使其产生不同的心态,从而影响人从事某项工作的内在动机。在学生干部培养工作中,若是能够满足学生干部的交往需求,必然能够激发其完成工作的内在动机,调动其工作积极性。所以可以说,良好的交往关系能够为学生干部内在动机的形成提供强有力的支持。经过研究实践可以发现,在良好、平和的心态条件下,学生干部的内在动机将显著增强,带有良好心态参加工作能够获得更多的成就感和喜悦感。相反,若是在紧张、担忧的心态条件下继续工作,则会抑制学生干部的内在动机,使其在工作中产生孤独感和无力感。因此,学生管理者应当加强对学生干部之间紧密合作关系的建立,使学生干部之间结下深厚的友谊,促使学生干部个体在班级集体中产生安全感、依赖感,进而充分发挥出自身的才能[3]。 3营造良好的管理环境,提升学生干部工作的积极性 3.1妥善处理学生管理者与学生干部之间的关系学生管理者不仅应当保持作为引导者的尊严,还应当与学生干部建立学生关系。在心理方面应当促使学生干部感受到公平性、平等性,在日常工作方面还应当体现出权威性和合作性。在学生工作过程中,学生管理者应当勇于自我批评,与学生共同体验成长的快乐,应当包容具有不同人格特质的学生干部,充分发挥集体的力量。同时,以平等的态度与学生干部建立良好的合作关系,从而共同努力开展学生管理工作。3.2妥善处理学生干部与学生干部之间的关系学生管理者应当淡化权力,将权力适当的下放。同时,还应当注意对学生干部合作意识的培养,促使其形成集体观念,保证分工而不“分家”。另外,学生管理者还应当为学生干部之间的交流互动提供更多的机会,促使其在合作中共同成长,同时进步[4]。3.3充分运用激励机制科学、有效的工作制度对工作效果具有十分重要的作用,不仅为积极人格建构提供重要的支持,还为学生干部获得积极体验提供重要前提。在学生自治组织中建立积极的工作制度,首先需要保证的就是提高学生干部对日常工作的满意度,进而对自己的工作产生成就感,进而成功完成工作目标。在工作制度中,影响学生干部工作满意度的因素主要有五个:其一,技能的多元化,多元化技能应用于工作中能够丰富工作的挑战性,促使学生在不断努力中产生成就感;其二,工作任务的同一性,共同完成同一个任务能够促使学生干部在合作中获得成长和进步;其三,工作的重要性,工作越重要,成功完成后就会获得加倍的喜悦;其四,工作的自主性,若是工作具有较强的自主性,学生干部可以依靠自己的力量控制并完成这项工作,在完成后就会产生较强的成就感;其五,工作的反馈性,及时获得相应的反馈能够增强学生干部的工作动机。 4结语 综合上述分析可知,加强对高校学生干部的培养和管理对高校学生工作具有非常重要的作用,不仅能够促使学生干部的工作能力得到显著提升,还能够满足学生干部的各类需求,使其工作积极性和创造性得到进一步的提高。在高校学生干部培养过程中,应当加强鼓励和激励策略的应用,相较于直接授予,运用鼓励和激励的策略所获得的效果更好。高校学生工作者应当基于管理心理学原理采取有效的策略激发学生干部工作的积极性,使学生干部在工作中能够获得积极的情感体验。 作者:郑思思 单位:四川航天职业技术学院 管理心理学论文:管理心理学视野下辅导员队伍建设 一、目前高校辅导员队伍建设中存在的问题 (一)辅导员的数量不足且结构不合理。从数量上看,按照《普通高等学校辅导员队伍建设规定》文件要求:专职辅导员的配备原则上应遵循不低于1:200的师生比。根据相关统计,很多高校的辅导员配备不足。从结构上来看,大多数高校招聘的辅导员都呈现了趋于年轻化、学生工作经历少、辅导员工作理论知识不足等特点。这就需要学校完善辅导员培养计划,激励辅导员队伍保持竞争的范围和创新的活力,引导他们快速认识自我身份、转变观念。优化辅导员队伍是高校有效落实教育工作、开展教育活动的重要保障和必要保证。 (二)辅导员的职位定位不清晰。一是很多高校辅导员被赋予双肩挑或多肩挑的岗位职责,辅导员除了繁忙的思想政治教育工作,还承担教学研究、行政管理等工作。因此,辅导员的本职工作精力严重受到了影响,从而导致很多事务性的工作未能及时完成而影响追求工作进步和发展的兴趣。二是辅导员对于自身职业的角色认知不足,从而导致工作在职感不强。很多辅导员视工作为清闲的差事,可以选择多干事、少干事也可以不干事,加上考核制度的不完善,最终导致有的辅导员没有及时、有效地落实工作。比如,有的辅导员在选拔干部、评奖评优、推荐党员等工作中没有遵循公平、公正、公开的原则,从而影响其在学生中的整体形象,更加不能使众人信服。同时,有些辅导员将辅导员工作作为一个跳板,入职后没有投入完全的热情和充分的时间,在几年之后考取公务员、转岗专任教师或者读博进修,极大地影响了辅导员团队的团结和稳定。 (三)辅导员的职业能力缺乏。学校在选拔辅导员时态度要严谨,把乐于奉献、热爱大学、擅长思想教育事业、具有管理领导才能和一定语言表达能力的人选拔到学校工作队伍中。这就要求学校定期开展系统且具备一定吸引力的辅导员职业培训或活动,如辅导员职业能力大赛或辅导员心理知识系列培训、团的工作实务培训等。通过形式多样的培训及活动,高校可不断夯实辅导员的专业知识及拓宽其工作思路。由于思想政治工作是辅导员工作的主要任务,所以辅导员的选拔在满足中共党员的条件下,应尽量从具备教育学、心理学、管理学、社会学等学科背景知识的人才中挑选。现实情况是高校录用的辅导员来自多个专业,有的专业离辅导员职业要求相差甚远,因而这些辅导员在实际工作中给学生做思想工作时的实效性比较差,甚至容易经常与学生起言语冲突。这样的队伍知识结构严重阻碍了辅导员队伍职业化的步伐。因此,只有将短期培训和长期学习相结合,才能不断提高辅导员的理论知识和实践技能。日常生活中,辅导员应当深入学生群体搜集学生成长的信息,比如,向相关老师了解学生课堂表现、定期造访宿舍,关心学生生活、寻找机会与学生交流,倾听意见等。在实践中拉近师生关系,保持和谐融洽的氛围有助于辅导员工作的有序开展。 二、用管理心理学的方法促进高校辅导员队伍建设 (一)以“人本理念”为核心理念促进高校辅导员队伍建设。以“人本理念”作为高校辅导员队伍科学建设的根本理念,注重辅导员切身需求及能力发展为基础,为高校辅导员队伍实现专业化、专家化发展提供有力的平台。著名心理学家马斯洛提出人的需求层次理论,把人的需求像金字塔一样分为五个阶层,从低级需要到高级需要分别是生理需要、安全需要、情感和归属需要、尊重的需要和自我实现的需要。由于个体存在差异,这就要上级领导既要考虑到辅导员不同等级的需求,也要因人而宜地去考虑个别辅导员的具体化需求。安全需要包括人身安全、健康保障、工作职位保障等。马斯洛认为整个有机体是追求安全的机制,因此学校和领导给予辅导员适当的安全感和归属感是十分必要的。比如根据工作需要、合理的分配制度和辅导员的劳动特点量化工作,改善青年辅导员的在校住宿和值班的条件,并保证住宿和值班地点的安全性、改善工作条件与工作环境,创造良好工作氛围,扩大办公用房,定时更新办公设施等。从情感和归属需要来看,适时开展有组织的辅导员集体活动,为同事交流提供平台,提倡同事之间建立和谐温馨、互帮互助的关系。从尊重需要的角度分析,每个人在工作岗位上都希望取得优秀的业绩并得到他人的尊重和社会的认可。尊重感得到满足之后,个体才会充满自信,对工作和社会充满激情,愿意尽自己所能完成工作任务。在每学期辅导员测评工作结束以后,各级领导可以开展公开表彰的活动,给予表现优异的辅导员正面肯定和高度评价,并鼓励工作业绩暂时一般的辅导员。只有上述四个基本需求满足后,辅导员才有可能满足自我实现的需求,追求更崇高的个人理想。所以各级领导要本着“严格要求,精心培养,切实爱护,保障待遇”的原则,辨别并关心各辅导员所处的需求层次阶段,为辅导员工作输送源源不断的动力。 (二)以不断完善的辅导员选拔和激励体制促进辅导员队伍建设。一是要激活选拔及考核机制。高校选拔辅导员时可完善笔试环节和面试环节。在笔试环节,高校可加强心理测评如PDQ人格测试、MBTI测试、霍兰德职业性格测试及职业价值观测试等。借助心理测评,高校管理者可进一步了解候选辅导员的人格类型与辅导员职业的匹配度,心理健康状态和水平是否能满足辅导员工作的心理素质要求。对于面试环节,高校可安排包括院级领导及部门领导在内的8~10人的大规模面试领导小组。领导的提问除了结构性问题外,可提前准备好少量的开放性问题,如管理心理学方向的开放性问题。比如让候选辅导员解释非语言沟通中的微表情可有效地缓解候选人的紧张情绪和促进双方的信任。这将使得面试气氛趋于自然,利于增强面试的实效性。同时要严格辅导员工作考核制度,全面考核辅导员工作方方面面的沟通,如与宿管阿姨的交流、与任课老师的交流、团的活动的开展、心理活动的推进、资助工作完成的及时性等。采用360度绩效评估法,建立多方考核的机制,增强考核结果的客观性和实效性。考核结果可与对辅导员的发展规划建立一定的关联。二是管理者要加速调整辅导员与其他群体尤其专职教师之间各种不平等的关系,如不平等的经济分配制度、职称培养制度、人事制度及培训制度等。从薪资待遇、工作时间的灵活性等方面给予辅导员以支持性的考虑。三是管理者要真正关心辅导员队伍,除了推行和改革考核制度,更要加强对辅导员的工作激励。合理安排辅导员培训将会提供非常有效的激励。比如从辅导员的专业背景、心理特征、职业目标等方面考虑,因势利导安排辅导员参加其感兴趣的、真正有助于其成长的培训。 (三)以学习型组织氛围促进辅导员队伍建设。美国管理学家彼得·圣吉研究的学习型组织解释了学习规律以及引导学习者将个人成长与团队发展相结合。他指出了学习型组织必须具备:超越自我、改善心智模式、建立共同愿望、团体学习及系统思考这五项修炼。借助学习型组织理念,辅导员队伍建设可通过安排集中学习的形式不断完善起来。同时辅导员团队通过树立共同的愿景和积极探索新理念,在实践中不断检验,及时更新理念和方法。在辅导员队伍中努力营造“热爱学习”的团队文化氛围有助于团队学习力的提升,而学习制度化是保证团队学习力的重要举措。美国心理学家沙因提出著名的组织文化三层次理论。该理论强调制度建设对于营造学习型组织的文化氛围的重要性。因此,高校学工管理部门要不断细化、完善辅导员学习规章制度,通过具体的实施来激励辅导员学习的持久化、经常化。同时,要加快完善辅导员学习成果转化制度,通过开展培训成果交流分享会、定期的教职工读书分享会,在逐渐升温的辅导员学习活动中,最终实现辅导员队伍学习力的提升。 三、结语 总之,辅导员队伍建设是一项任重而道远的重大工程。它关系到学校思想政治工作的稳健实施和推进,也事关学生的未来和发展。因此,运用科学的管理心理学理论促进辅导员队伍建设势在必行,这也将给高校的稳定发展提供很大的保障。 作者:丁慧 单位:南京邮电大学通达学院 管理心理学论文:管理心理学运用于档案管理论文 要建立完善的档案管理机制,就必须首先重视和研究档案管理人员的心理行为问题。人是社会的主体,是最基本的生产力,也是档案管理工作的主体。将管理心理学应用到档案管理中,能够最大程度的调动工作人员的积极性与主动性,对于建设一支有社会主义精神文明的档案工作队伍,提高管理人员素质和工作效率,实现档案管理的科学化与现代化,落实科学发展观,具有重要意义。 一、目前档案管理工作中存在问题 档案管理人员由于其工作性质枯燥、繁琐的原因,一般都会有职业倦怠症的心理问题。其主要表现为:一是对档案管理工作热情不高,情绪低落、烦躁易怒,对周围的任何事呈现漠不关心的状态;二是在工作态度上,工作责任感消失,经常出现一些错误,对工作敷衍了事;三是对自己和工作岗位的评价不断降低,对前途感到迷茫。据笔者分析,产生这些问题的原因一是由于档案管理工作各个工作环节的规则化较为严重,而且长期与资料、电脑打交道,重复性强、没有新鲜感;二是外界对于档案管理工作的评价较少,使工作人员失去外界评价对其的督促力;三是理论上对档案管理的过高期待与管理工作现状之间的巨大差距,也会挫伤工作人员的工作积极性,从而使工作人员对档案事业的发展失去信心,进而影响档案管理工作。 二、管理心理学在档案管理中的具体运用 (一)运用激励策略 激励是管理心理学的核心要素,所谓激励主要是指激发人的动机,使人可以有一种内在动力,促使人想着所期望的目标前进的心理活动过程,也可以说激励就是吊顶人的积极性的过程。美国哈弗大学的心理学家威廉·詹姆士在《行为管理学》一书中表述在对员工的激励研究中发现,俺是记仇的员工只能发挥其能力的20%——30%,而如果受到充分的激励的员工他的工作能力可以达到80%——90%。因此,正确运用激励措施,能够使档案工作人员充分发挥其自身的技能,将以往的消极一扫而光,转向积极的工作态度,保持工作的高效率。激励的方式主要有内在和外在两种:所谓外在激励,就是人们所说的福利、晋升、表扬、嘉奖、认可等等;内在激励包括组织工作人员学习新的知识和新的技能,增强工作人员的责任感、胜利感、光荣感以及成就感等等。通过内外激励,激发档案管理人员的积极性和主动性,从而提高工作人员的档案管理水平和工作效率。 (二)注重个性差异管理 在工作中要注意工作人员的个性差异,发挥个人特长的心理需要,注意心理品质和专业工作相适应。在人员任用上要重视官员的能力类型,坚持贯彻各取所长,发挥每个人优势的原则,使档案管理工作人员得到合理使用。档案管理人员通过长时间的学习和工作都会形成各自的专长,并希望能够使自己这种特长得到发挥与使用。一个人如果能够在自己的工作岗位上得以施展自己的才华,就会产生一种自我满足的体验,反之就会产生压抑烦闷的情绪,从而影响工作。抱负水准较高的的档案管理人员往往都会有十分强烈的发挥自己专长的需要。这就要求管理者要对工作人员的个人差异要有所了解,对不同的工作人员实行的不同的管理办法,以扬长避短,充分发挥工作人员的特长的同时能够激发档案工作人员的工作热情,从而提高档案管理的质量。 (三)掌握群体心理规律,提高组织意识 提高档案管理工作人员对档案事业的热爱以及与档案事业同呼吸、共命运的组织意识是提高档案工作人员工作做积极性主动性的根本性措施。可以说,组织意识是档案工作凝聚的“粘结剂”。要是工作人员齐心协力的为档案工作而奋斗,就需要有一种强大的组织意识将大家都集聚在一起,并将这种集体的内聚力转变成提高档案管理工作的动力。可以通过三个方面对组织意识进行培养:一是培养档案管理工作人员的集体意识,即“档案团队意识”,培养工作人员的共同价值观,使每一个档案管理者都有一种工作的自豪感和自信心;二是在档案管理工作人员之间建立起相互信任的关系,在各个成员之间形成一种稳定、坦诚的工作关系;三是在相互信任的基础上,每个工作人员之间建立起相互依赖、密切合作的关系,建立一个休戚与共、求大同存小异的团体意识和团结精神,从而使档案管理部门建设成一个有战斗力的集体。 三、结论 管理心理学在研究方法方面并不是适用于任何问题的解决,它主要是依托心理学以及社会学的研究方法为基础,并与实际的管理工作相结合,根据所遇到的问题不同及情况的差异,采用最相适应的方法,从而使问题的解决有客观的依据。虽然在档案管理中管理心理学并不能代替其工作,但是有了这一理论的指导,结合档案管理自身的特点以及以前的管理经验,不断学习和运用管理心理学的理论和方法,及时总结自身经验,相信一定会成一个符合档案管理规律、适应社会发的要求、具有档案管理特色并在档案管理中发挥巨大作用的管理心理学体系。 管理心理学论文:管理心理学教学思考 一、情景模拟教学法在管理心理学教学中的实施过程 1.前期准备阶段。情景模拟教学与其它的教学形式有所不同,它对准备工作的要求相对较高。教师要根据教学目标与教学内容,把教学内容设计成模拟情景脚本。课程内容的设计一定要具有较强的真实性、可模拟性、典型性、针对性和启发性,确保学生能领悟、有兴趣并能够在课堂上模拟出来,让同学们有身临其境的感觉。情景模拟的内容最好直接来源于管理一线的实际工作,如人才招聘、团队组建、冲突解决等。另外,模拟情景的设计不但要有一定的完整性,并且必须给学生留出较大的发挥余地。模拟实践任务的设计是整个情景模拟教学设计中最为重要的部分。同时,要做好情景模拟教学的辅助工作如人员分组、模拟对象的选定、情景模拟的编排、评委的确定、评判规则的制定等工作。这些辅助工作的充分完成,才能为教学的顺利进行奠定良好的基础。对学生而言,首先做好基础理论知识的学习与准备,充分收集与模拟情景和角色相关的信息进行补充学习。模拟演练一般分组进行,各小组成员在组长的安排下对情景模拟内容进行研讨分析,熟悉各自扮演的角色与承担的任务,根据角色要求尽快补充相应的知识和技能,商定本组活动的流程。 2.课堂实施阶段。情景模拟的关键在于角色和任务,情景模拟过程就是首先对角色和任务进行明确、再对角色和任务进行分配、最后是扮演角色和履行任务。在模拟实施阶段,各小组成员按照预先商定的方案进行正式的模拟演练。在模拟招聘课程中,由招聘方扮演者说明招聘要求,招聘小组依据提前制定的面试评价细则对应聘方扮演者进行面试。学生一定要熟悉情景和规则,尽快了解角色并真正融入角色,在模拟演练的过程中要保持高度的积极主动性。在模拟任务操作中要善于系统思考,以教材理论知识指导实践操作,以实践操作经验验证教材理论知识。每个小组模拟演练结束后,教师和其他小组学生可针对该小组的演练内容提出质疑,演练小组对提出的质疑进行答疑,提高学生分析和解决实际问题的能力。在整个模拟实施阶段,学生是情景模拟教学活动的主角,要充分发挥主体作用,全身心地投入到角色扮演中。教师在实施过程中不是主角而是配角,主要是扮演导演角色,在模拟操作开始前给学生简要介绍情景模拟的理论背景、实施规则和注意事项,调动学生的积极性,让每个学生都参与进来。在模拟实施过程中注意观察学生表现,发现学生模拟操作中出现的问题及其不足,及时解答学生遇到的困惑。控制场面以保持课堂的热烈氛围,使学生围绕主题畅所欲言,适时提醒学生时间和进度等。在此过程中,教师应注意一定不要打断学生演练,防止影响和干扰学生的思路。每小组演练结束以后,教师一般暂时不作评论,避免对后面小组演练产生影响。 3.评价反馈阶段。分析评价是情景模拟教学的重点。情景模拟活动结束后,首先要组织学生进行自我分析和评价。一般来说,主要要求学生从场景是否贴题、立意是否鲜明、准备是否充分、表演是否自然、配合是否默契、表达是否流畅、语言是否恰当等多方面进行分析评价。在点评的过程中,要求学生运用所学的理论知识分析现实生活中的社会现象,以加深学生对理论知识的理解,锻炼学生的分析判断能力、逻辑思维能力、语言组织能力和口头表达能力。同时要求学生对模拟演练中涉及到的理论知识点进行讲解,完成将抽象的理论知识转化为具体的实践操作,再将具体实践操作回归到理论知识的过程,最终做到知行统一、理论联系实践。模拟招聘课程涉及人职匹配理论、社会知觉偏差等理论,要求学生简要讲解这些理论,分析理论在招聘活动中的应用,并结合自身参与模拟招聘活动的体验思考这些理论的内涵与精髓。最后,教师必须对情景模拟活动进行分析与评价,这是情景模拟教学中的重要环节,可以起到画龙点睛的作用。教师可以从理论知识、技能和态度三个方面对情景模拟活动进行评价,要对整个情景模拟教学活动的各个环节、各种观点以及各演练小组的方案和演练内容进行详细点评,还要对学生的语言表达、沟通技巧、应变和解决问题等相关表现进行整体评价。教师不但要对学生在演练过程中的闪光点和创新之处给予积极肯定和表扬,而且要指出演练过程中出现的问题和不足,并加以分析,给学生以启迪。 4.课后总结阶段。课程结束后,要求学生尽可能去回顾一下情景模拟课程的准备、实施和评价阶段,根据切身体会进行书面总结,促使学生进一步思考,以巩固学习效果。通过自我总结,学生可以看到情景模拟活动中存在的问题以及对情景模拟活动经验、教训的深刻体会,有利于对管理心理学知识的把握和实战能力的锻炼与提升。另外,教师在课后也要及时分析教学过程中出现的问题以及教学目标的达成情况,并思考情景方案和组织实施方法的改进与完善,对情景模拟教学进行全面总结。 二、情境模拟教学法实施中应注意的问题 1.模拟情景要贴近组织管理实际。情景模拟法要为学生创设一种仿真的实践平台,设计的工作任务中必须要有足够的实践操作内容,否则难以实现教学目的。因此,情景模拟法的任务设计一定要尽可能地贴近组织管理实际。在条件具备的情况下可聘请企业管理人员参与模拟活动,对情景创设任务设计给予最直接的指导和建议,以充分调动学生学习的积极性,增强情景模拟的实践效果。 2.要给予学生及时、有效的指导。在模拟实践的过程中,学生面对情景中陌生的“实际任务”可能会出现不知所措的情况,甚至会失去完成实践操作任务的信心。因此,教师一定要及时发现学生模拟实践中出现的困惑,并给予适当的点拨和指导,循序渐进地引导学生完成情景模拟中的实践任务,并有针对性地提出问题激发学生去积极思考。在学生模拟任务结束后,教师要对学生的表现给出直接评价和解决问题的建议。 3.要做好实践教学的理论储备。教师要主动探究前沿性管理心理学理论以不断完善自身知识体系,同时要更多地接触组织管理实际,不断补充积累大量的管理实践相关案例进行案例研究,为开展实践教学做好充分的理论储备。另外可通过校企合作等形式,积极探索“教学——科研——生产”相结合的有效途径,增加接触社会实际的机会,不断提高自身理论联系实际的能力。 作者:李根强 单位:河南省新乡医学院心理学系 管理心理学论文:员工选拔中的管理心理学论文 一、管理心理学与员工选拔的联系 管理心理学把心理学的基本原理和研究成功应用到管理活动中,分析和研究组织中人的心理活动和行为规律,探索激励人的心理和行为的各种途径和技巧,提高对人的行为的预测、引导和控制,以达到充分调动人的积极性、提高工作绩效的目的。管理心理学认为任何组织都是由众多的个体组成,个体的积极性、主动性、创造性的发挥如何,直接影响到群体、组织乃至整个工作的活动效率。从管理心理学角度来看,人的心理过程具有共同性,但由于个体的遗传因素、成长的环境以及生活的经历等因素,导致个体在形成需求、动机、兴趣、信念、理想和世界观、价值观等方面有着这样或者那样的差异,管理心理学将这类差异称作个性倾向性。相同的心理过程反应在每一个具体的个体上,得出的反应也是不完全相同。在能力方面,对同一事物的认识过程中,个体在认知及活动效率方面存在着差异,有的感知敏锐、思维深刻,而另一些则相反;有的善于形象思维,有的善于抽象思维;有的喜欢创新突破,有的喜欢循规蹈矩;有的对数字敏感,有的擅长归纳总结。在气质方面,有的性情温和,有的暴烈激动;有的情感外向反应迅速但不迟久,有的情感内敛反应缓慢但持续。个体经常的态度和行为方式上体现着个体性格上的差异,有的经常活泼愉快,有的经常多愁伤感;有的勇敢顽强,有的胆小懦弱;有的积极乐观,有的消极悲观;有的机智果断,有的优柔寡断……。个体在能力、气质和性格等方面表现出来的差异,心理学称为个性心理特点。个性的倾向性和个性特点有机地、综合的体现在一个人的身上,也就形成了一个人完整的个性心理,简称个性(朱吉玉,2010年)。个性是个人能否施展才能、有效完成工作的基础。一个人如果在个性方面存在缺陷,肯定会使其拥有的才能大打折扣。对组织而言,一个干劲十足,心理和个性都很健康的员工,远比一个情绪不稳定、动力不足的员工更有价值。 美国著名心理学家麦克利兰于1973年提出了一个著名的素质冰山模型,所谓“冰山模型”就是将人员个体素质的不同表现表式划分为表面的“冰山以上部分”和深藏的“冰山以下部分”,“冰山以上部分”是指个人的“显性素养”,包括基本知识和技能,即:个体所拥有的资质、知识、行为和技能,这些可以通过各种学历证书、职业证书来证明,或者通过知识技能测验来验证,亦比较容易通过培训来改变和发展。而“冰山以下部分”是指个人的“隐性素养”,包括社会角色、自我形象、特质和动机,即:个体求职动机、人生观、价值观以及职业道德、职业意识和职业态度等,这些是人内在的、难以测量的部分,它们不太容易通过外界的影响而得到改变,但却对人员的行为与表现起着关键性的作用。所以,组织在员工选拔中按筛选申请材料(如简历、应聘申请表)、预备性面试、知识技能测验、职业心理测试、结构化面试、评价中心测试、身体检查、背景调查等步骤来完成员工选拔工作,不仅对基本知识和技能进行检测,还要运用管理心理学的知识和理论,优化知识技能测验+结构化面试的简单选拔方式,从选拔方案的遴选开始到选拔过程中的系列测试工作,遵循心理规律的客观要求,因势利导,保证优势动力的充分发挥,深入了解应聘人员的“隐性素养”,从而实现提高人岗匹配的准确度目标。 二、管理心理学在员工选拔中的运用 1.管理心理学在员工选拔策略选择的运用员工选拔对员工来讲是一种特别有效的激励工具,员工选拔策略选择得当将有效促进员工不断学习、努力工作,保持较高的生产率;员工选拔策略不当常常会成为组织与员工之间产生矛盾矛盾的根源。组织在制定员工选拔方案时应高度重视员工的群体心理,慎重选择员工选拔策略,一方面要满足员工的需要,另一方面要保证被选拔员工保持持久、稳定的高效率,还要有效激发未被选拔的员工的工作、学习积极性。一般来讲,员工选拔策略一般可分为内部选拔和外部选拔两大类,内部选拔包括竞争上岗、民主推荐和交流调配;外部选拔包括对外招聘和招收应届毕业生。内部选拔是一种承认和开发员工能力的重要方法,其本身还体现了组织对员工忠诚度、工作态度、工作表现和工作绩效的认可,更多时候还会伴随着职务等级或者薪酬待遇不同程度的提升。从管理心理学角度来讲内部选拔对员工可以起到正强化的作用,既能起到加强被选拔员工的积极行为的作用,又能使得其他员工出现积极行为的可能性增加。对于组织稳定员工队伍和吸引有价值的人才具有十分重要的作用。当组织急需补充或即将需要补充一定数量的初级员工岗位时,或为获取现有员工不具备、不掌握的特定技术、技能时,或为获得具有不同背景、能够提供新思想、新理念和创新的员工时,可采取外部选拔方式。如果内部选拔人选的条件大致相当,竞争比较激烈,但却又都不太合适,在这种情况下,亦可外部选拔可以缓解这一矛盾,使未被提拔的员工获得心理平衡。开展合适的外部选拔可以在无形当中给组织现有员工施加心理压力,产生危机意识,激发斗志和潜能,从而产生“鲶鱼效应”,提高组织整体业绩。对于非空缺岗位的外部选拔需谨慎,避免给现有员工的心理造成不安全感,致使工作热情下降,影响员工队伍的稳定性。 2.管理心理学在应聘材料审查上的运用筛选申请材料(如简历、应聘申请表)是员工选拔中的第一个环节,组织通过应聘人员填写的各种申请表了解应聘人员的基本信息(如学历、工作经验等),从客观的角度对应聘人员进行判断,了解应聘人员的职业发展情况、近年来工作的稳定性,从管理心理学角度去初步评估应聘人员对应聘岗位的需求和动机,并据此预测其未来的工作绩效和可能的任职期,淘汰不符合绩效和稳定性预期要求的应聘人员,淘汰比例通常为6:1。关键岗位的选拔程序应包括背景调查环节,背景调查对提高应聘人员提供资料的准确性和真实性有着积极的意义。背景调查是指组织通过应聘人员原来的雇主、同事以及其他了解应聘人员的相关人员对应聘人员的情况进行了解和验证。组织在公布的选拔公告中明确提出选拔包括背景调查环节,应聘人员预先了解提供不符合真实材料的行为可能引起的后果,将会增加应聘人员使用真实材料和信息的可能性,降低组织核实材料的成本费用开支以及人员选拔上岗后的使用风险。 3.管理心理学在面试中的运用面试的关键是组织选派出的主考官的能力素质以及正确实施面试的方式。组织在选派主考官时要充分考虑选派人员的知识经验、人格品质和情绪现状,避免主考官用“有色眼镜”来审视应聘人员,主考官不应用第一印象给应聘人员定位,不应以应聘人员的长相和地域产生歧视,不应凭个人经验对应聘人员草率下结论,应尽量避免出现首因效应、晕轮效应、经验效应、定势效应,客观看待应聘人员,既不能因为某个优点而给予高度评价,也不能因为某个缺点而全盘否定,而是应该全面评估应聘人员是否符合岗位的招聘要求。主考官在面试实施过程中,一方面要通过简单的提问来缓解面试的紧张气氛,消除应聘人员的心理压力,使得应聘人员能够轻松的进入角色,充分的发挥自己的水平和潜力;另一方面在提问的过程中多用诱导式提问让应聘人员更多的发挥余地,从而使得组织更加深入地了解应聘人员的能力和潜力;还可以通过比较式提问或者举例提问的方式要求应聘人员对进行比较分析或举例说明,以增加应聘人员的心理压力,更好地观察应聘人员的心理活动,辨别应聘者所谈问题的真假,了解应聘人员个人品格、工作动机、解决问题的能力。 4.管理心理学在职业心理测试的运用职业心理测试主要包括职业兴趣测试、职业能力测试、职业人格测试等等。职业兴趣测试主要检测个人在进行职业选择时的价值取向,评价工作价值观对人员选拔有着十分重要的意义,有些职业或空缺岗位与应聘人员的工作价值观并不符合,导致员工上岗后对职业或岗位可能并不满意,这不仅仅降低其工作绩效,甚至还会影响组织的效率。职业能力测试主要是通过测试个人的非生活经营积累而形成的能力来预测其在某一职业领域的发展潜能。能力不等同于知识、技能,能力更能表明个体在未来学习某一知识或技能可能达到的水平,也就是所谓的“潜力”,在心理学中也称为“性向”,它是一种能力倾向(李蕾,2008年)。职业能力测试包括一般能力(智力)测试和特殊能力(能力倾向)测试。职业人格测试即个性测试,它主要是对个体的稳定态度和习惯化的行为方式的测试,旨在测量个体的性格、气质等方面的个性心理特征,以便了解个体人格(个性)差异,在促进员工和谐发展的同时为组织合理配置人员提供参考。 5.管理心理学在评价中心测试的运用评价中心是一种综合性的人员测评方法,它主要通过公文筐测试、情景面试、无领导小组讨论或沙盘推演测评等情景模拟技术,加上一些传统的测试方法,对人的知识、能力、个性、动机进行测量,通过书面沟通、一对一的单向或群体互动的环境,运用多种测评手段,对个体现有能力,更对其潜在能力提供的客观、公正的评估。公文框测试的适用对象为中高层管理人员,它可以帮助组织选拔优秀的管理人才,考核现有管理人员或甄选出新的管理人员(安鸿章等,2010年)。它主要是通过赋予个体一个角色,并框定一个条件受限、时间受限的高压力高强度的虚构真实情景,观察个体心理活动的变化,了解个体自信心、组织领导能力、计划安排能力、书面表达能力、分析决策能力、风险倾向能力、信息敏感度,从而达到预测个体在拟任岗位上独立工作的胜任能力即发展的潜力与素质。在情景面试中,主要是一些情景性的问题,即:给定一个情景,让个体扮演一定的角色,完成一定的任务,并在过程中对应聘人员施加心理压力甚至设计冲突,观察个体在特定的情景中的各种心理活动以及反映出来的个体特点,它主要考查个体的思维灵活性与敏捷性、语言表达能力、沟通技能、处理冲突的能力、组织协调能力、人际关系处理能力等。 无领导小组讨论是评价中心技术中经常使用的一种测评技术,采用情景模拟的方式对个体进行集体面试。所谓“无领导”,是指不指定主持讨论的组长,不安排座位、也不布置议题与议程,但介绍一种管理情景,其中隐含待决策的问题,引导群体(5-7人)在一定时间内自由讨论,组织通过对个体在讨论中的表现及所起的作用来观测考生的组织协调能力、口头沟通能力、宣传鼓动与说服力、人际协调团结能力等方面的能力和素质,以及自信程度、创新力、心理压力、耐受力等个性特点,由此来综合评价个体是否达到拟任岗位的要求。沙盘推演因强调个体参与企业运行管理中的某一具体角色,赋予群体(6人/组,2-3组)相同的场景,它要求个体在短时间内高度投入到模拟情景中,具有竞争力、趣味性、实用性和实战性等特点,在群体互动中个体掩饰或者伪装较为困难,从而能够让组织有效地观察到个体的实际能力。通过沙盘推演,可以考察个体的决策能力、计划能力、统筹能力、预测能力、分析能力、沟通能力、解决问题能力、团队合作能力,它适用于高级管理人员的选拔。 综上所述,每一个应聘人员之间都有着或多或少的差异,每一个岗位之间亦存在着不同的岗位胜任特征,采用管理心理学的理论和视野分析员工选拔中的各种现象,并提出科学的解决方案,既充分体现人本思想和人文关怀,又可以进一步了解和识别应聘人员的心理及其特征,为准确的评价和判断提供参考依据,同时也能有意识地帮助组织选择合适的员工选拔策略。有效地开展应聘材料的审查、面试和各类测试,对于构建和谐稳定的劳资关系,提高员工选拔工作水平和质量,打造团结高效的员工队伍是非常重要的。 作者:童童单位:深圳市建筑设计研究总院有限公司 管理心理学论文:教育管理心理学研究 一、依据教育心理学进行开放教育的研究范畴和研究原则 1.1依据教育心理学进行开放式教育的研究范畴 开放教育打破了传统的教育模式,是一种新型的教育体制,但是开放式教育仍然属于教育的范畴。所以,开放式教育不管在教育方面还是教学方面的研究都离不开教育心理学的理论支持。 1.1.1把握研究开放式教育与教学的核心环节 首先,要找到开放式教育与教育心理学的相通之处,这是使开放式教育能够与教育心理学理念相互融合的关键。只有让教育心理学成为开放式教育的一部分才能充分地发挥出教育心理学的指导作用,并且在这个特殊教育体系当中搭建出一个有机的运作框架。其次,要运用教育心理学的理论知识调整教师与学生之间的关系,巩固“以学生为主体”的教育理念。保证教师对学生的兴趣、能力和特长等方面进行综合考虑,提出一套切实可行的教育方法。最后,要经常开展健康辅导、健康咨询等活动,运用教育心理学排除学生在学习过程中的不利心理因素。只有让学生在学习过程中时刻保持健康向上的心态才能保证教育的质量和教学进度的顺利推进。 1.1.2研究教育和教学之间的关联性 运用教育心理学的理论知识把握教育和教学之间的关系是让教师更好开展教育工作、学生积极学习的保障和前提。教师只有全面地了解学生的心态才能有条不紊地进行科学的管理,这是教育的要求,也是教学人性化和个性化的体现。 1.2依据教育心理学进行开放式教育的研究原则 为了保证远程开放式教育的教学质量和教育心理学在开放式教育中的正确应用就必须有一个明确的研究框架,在此基础上确立一系列工作原则才能确保教育心理学在开放式教育中的应用,最终达到优化教育体制的作用。 1.2.1针对性原则 在依据心理学对开放式教育进行研究的过程中,要清楚地认识到整体与部分的联系和区别。在从整体入手把握发展全局的同时不可忘记对开放式教育的各个组成部分进行深入的了解。具体研究中,要把握“开放性”这一核心问题,逐步向个性化学习、学生学习适应性等方面进行深入,在每个细微部分的研究过程中也要分清其主次层面,依次类推。让每个环节都有针对的重点,而每个重点又包含在大的整体之中。这样才能做到对问题的充分研究和全面掌控,让研究成果蕴含实实在在的价值。 1.2.2系统性原则 在开放式教育中运用心理学的研究是一项涵盖面非常广的工作,而且涉及的层面也十分丰富。首先,依据心理学对开放式教育进行研究包括了教师和学生两个方面,而每个方面又有着截然不同的要求。其次,研究中的专业、课程、学习进度等方面也都无法进行统一。最后,就学生而言,每个学生的领悟能力、学习态度、学习动机等方面都不同。综上所述,开放式教育面临的问题十分复杂并且划分也十分细致,逐一去解决问题是不可能的,因此就需要教育心理学对其进行系统的管理。 1.2.3实践性原则 所有的理论研究都源于实践,并且最终要应用于实践。在开放式教育的研究中保证思想的深度和研究方法的科学性,能确保其研究成果在日后应用中地更贴合实际要求。在研究的侧重点上要注意目标和方向的选择,要以实践为基础、以操作性为前提,脚踏实地地推广教育心理学在开放式教育中的应用。 二、依据教育心理学进行开放教育优化的途径探讨 2.1在教育心理学的基础上拓展公共服务平台全方位服务的深度和广度 2.1.1增加学习的方便和快捷度在远程教育中我们要不断增加学生利用远程操作系统进行学习时的方便和快捷度。平台的合理设计是关键所在,比如将管理和学习区分,并且在学习系统中更加明确地设置课程、学习安排、书目等,这些人性化的设计都能够让学生能够对所选科目有更清晰的认识,操作上也更加简洁和直观。其次,要全面达到学习的数字化和信息化,这不仅要求学生能够通过网络进行自主学习,同时也包括了管理上的要求。在远程教育平台上建立一个学习的记录窗口就能够针对不同地区的学生进行统一的管理。学生要如实地将每次的学习内容、学习时间等信息详细地记录在内这样就能使老师了解到每个学生的学习状况,制定合理的教学计划。 2.1.2要增强远程教育平台功能,增强互动性 我们要运用强大的服务系统在学习平台上增设电子图书馆、学生交流窗口、论坛、成绩榜单等各项功能能够很好地刺激学生的学习积极性,并且增强学生的学习兴趣。此外,在远程教育中我们要加强自身规范的建设。远程教育的推进主要依靠学生的自觉性,但是要达到更好的教学效果,合理的制度规范不可或缺。比如签到制度和学分制度的应用就能很好地对学生形成有力的约束和鼓励。这对教师的教学管理和学生的学习质量都有所帮助。 2.2合理运用教育心理学完善教学结构,增强管理力度 教师和学生是开放式教育的两个方面,要协调好上方的关系其核心就在于完善教学结构和增强教学的管理力度,保证开放式教育体制能够不断地优化和前进。开放式教育分为两种形式,一种是面授式,另一种是虚拟式。但无论是哪一种形式都要注意教学的灵活性,要充分利用教育心理学手段,调动起来学生的学习兴趣来,万万不可照本宣科犯了以往教学中的“灌入式”错误。在具体的教学中可以使用提问题和讨论等多种教学手段,让学生之间能够进行讨论和互动,在轻松的环境下掌握知识,能够有效地提高学生的理解记忆的程度。在教师和学生之间开展关于教育心理学在开放式教育当中的应用讲座,让教师能够更加科学和准确地把握学生心理,从而控制教学的进度、对教学方法进行改进并进行有效的课堂管理。对学生而言则可以清楚地认识到自身学习方法、学习态度等方面的不足,加紧改进,提高学习成绩。 2.3基于教育心理学建立督导模式 督导模式在开放式教育当中的建立意在强化对学生的管理和引导。是保证教学顺利开展、规范教学纪律的必要选择。教育心理学是督导模式开展工作的理论依据,并贯彻到了督导模式队伍、内容、机制三方面的建设工作当中。督导队伍的建立采用“金字塔”模式,采用由上至下的管理机制,顶层领导统筹全局,其余领导针对详细工作,符合从“整体到部分”的办事规律。而在督导的内容上则主要以教育心理学为主,以学生文本,真正做到了硬性管理与人本主义相结合。 三、总结 远程开放式教育是教育的新体制,在应用上更加灵活,在教学方法上更加丰富,很好地迎合了社会的需求,满足了社会成员希望深造或再教育的要求。在教育心理学的辅助指导中,远程开放式教育正朝着健康、全面和系统的方向发展着,相信在不久的将来远程开放式教育模式将更加普遍地应用于教育领域,并能够向社会输送更多的人才,为我国教育领域的发展做出贡献。 作者:刘清菊陈炘单位:江西广播电视大学江西工程职业学院 管理心理学论文:学校管理心理学理论运用 人们运用科学的原理和方法,遵照国家教育方针、政策,合理组织人力,有效地使用各种资源,为实现教育目标而进行的指挥、组织、协调的活动过程就是学校管理。要提高学校管理的效能,除了制订正确的学校管理目标,还要摸清人的心理活动规律及其特点,才能管好人、用好人。在学校管理中,心理学的理论和方法都可以得到广泛的应用。 一、教师选拔中的心理学应用 在学校管理中,教师选拔具有十分重要的地位。教师选拔要考虑到两个方面:一方面是客观情况,即工作特点、工作条件、工作环境;另一方面是主观条件,即教师的气质、能力、知识水平和性格特征等。不同的职业对人们的心理品质有着不同的要求,而每一个人所具有的心理品质又是各不同的,人对客观事物的感觉、知觉、思维、评价是不同的,每个人的兴趣、需要、动机、信念、世界观、能力、气质、性格等也是千差万别的。这是由于人的先天素质、后天的生活条件、文化素养、社会实践的不同所造成的。所以在选拔教师时,要考虑到教师这一“特殊”职业所特别需要的某些心理品质。在进行教师选拔时,应根据职业的要求进行以下几个方面的心理测试,这对教师的选拔具有重要的意义。 1.性向测试。进行此项测试的目的,在于通过测定个人对某种专业或职业的特殊能力,来判断应测者是否适合于教师行业。当一个人所从事的专业或职业与其性向相符合时,就容易取得较大的成就。 2.能力测试。进行能力测试的目的,主要是测定个人的观察能力、理解能力、表达能力、应用能力、记忆能力、推理能力、判断能力、想象能力等。被使用者的知识水平、表达能力与其工作的绩效之间存在正相关,这对教师这个行业表现得尤为突出。 (3)兴趣测试。一个人对专业或工作是否有兴趣,对于工作的进展和个人的发展有着重要意义。无数事实表明,一项工作,如果让有兴趣的人来担任,其成效肯定比由没有兴趣的人担任要大得多,高度的兴趣,往往能导致创造性的成就。 二、教师使用中的心理学运用 教师的选拔是为了使用,“人尽其才,才尽其用”是人力资源管理的核心目标,为了做到这一点,我们必须注意以下几点: 1.使学校的全体成员,对学校集体的目标产生认同感,形成共识,并为实现这一目标而群策群力,共同努力使学校目标与各部门及其成员的个体目标融为一体,产生心理合力,从而提高学校管理的效能,即心理认同。这是学校管理中最重要和核心的原则,因为目标具有启动、导向、激励、聚合、评价等作用。但是,学校目标若不能内化为各部门及其成员的个体目标,则这些目标的作用也荡然无存,甚至会起相反的作用。因此搞好学校目标的内化,使各部门及其成员的个体目标与学校目标一致,是值得研究的。要做到这一点,首要根据学校的实际制定出切实可行的目标。目标的要求一定要符合实际,切实可行,若目标的要求过高,给人以高不可攀、无法实现的感觉,就不可能被全体成员认同,就失去了目标的启动、导向作用。若目标要求过低,给人以无需努力、轻而易举的感觉,就失去了目标的激励、聚合的作用。其次要提供各种积极的诱导和榜样,引导学校全体成员认识学校集体目标的正确性、必要性以及与自己的相关性。最后要重视目标的强化工作。就是要根据目标制定出相关的规章制度和行为准则,把目标和制度、准则联系起来。只有这样,才能使个体目标与集体目标尽快地结合起来,合二为一。 2.学校教育是通过教师塑造学生的一种社会活动,因而学校管理则是“通过人管理人”的一种反射活动。管理对象的能动性,是教育管理的根本特点之一。充分运用这种能动性,引发师生的主观能动作用,更好地发挥领导在管理中的指挥、调控作用,是实现科学化管理,提高管理绩效的根本。因此,要提高学校管理效能,就必须贯彻心理参与原则。首先是发挥好各职能部门的管理作用。学校管理者及各职能部门应分工明确,做到有职、有权、有责,各司其职。学校领导不能一手包办,而是尊重他们,帮助他们提高业务的能力和水平。要对他们进行定期考核,发扬优点,克服缺点,切实做好各自的工作,发挥好他们的作用。其次是发挥好工会、团委等群体组织工作的作用,虚心听取他们对学校工作的意见和建议,以便在今后的工作中加以改进;涉及教职工切身利益的重大事件的决定必须先听取他们的看法,邀请有关的教师一起参加讨论。发挥好这些群体组织的桥梁和纽带作用。因此,学校管理者一定要全心全意地把集体所有制成员当成管理的主人。这样就可以提高每个成员的心理参与的意识,同时也有利于形成一个内聚力强的集体,以保证目标的顺利完成。 3.依据评教系统,进行激励。激励就是指激发人的动机,使人有一股内在的动力,朝向所期望的目标前进的心理活动过程,即是调动人的积极性的过程。心理激励就是利用人的心理因素来调动其积极性的过程。要提高学校管理的效能就必须贯彻心理激励。因为它可调动学校所有成员的潜在积极性和创造性,出色地去实现既定的目标。激励方式可以分为两种: 其一,是适当的物质激励。就是把教师的工作质量同奖金挂钩,制定出相应的奖励制度,对工作认真、成绩突出的教师进行物质奖励。而对工作马虎、成绩较差的教师进行适当的处罚,以此来调动教师的工作积极性。当然,物质激励要有一定的限度,过多反而会起负面作用。 其二,是精神激励。就是把教师的工作质量同评比先进、职务晋升、年度考核等结合起来,把思想品德好、业务水平高、工作成绩突出的教师推荐出来,并加以宣传。应该看到,精神激励所产生的作用比物质激励的大,并且持续的时间也较长。另外,在贯彻心理激励原则时,还必须注意激励的时机、激励的对象、激励的程度,只有这样,才能起到激励应有的作用。 当今世界科学技术突飞猛进,国力竞争日趋激烈。而国力的强弱越来越取决于人才的质量和数量,这对于培养和造就我国21世纪的一代新型大学生提出了更加迫切的要求。因此,我们在高等教育的建设中必须有新的探索,运用心理学理论拓展新思路、探索新模式和新方法。 管理心理学论文:工艺质量管理心理学探讨 摘要:针对工艺质量管理工作的新形势、新发展,运用管理心理学的方法分析工艺质量管理要素,以构建人本管理的有效结构和作用机制。从心理学的角度提出解决工艺质量管理工作中的职责分工、制度落实、绩效管理等问题的办法,有力地促进工艺师与操作者之间的良性互动。案例分析验证了管理心理学方法对于工艺质量管理工作的适用性和有效性。 关键词:质量;心理学;工艺;管理 工艺是科研生产的重要环节,工艺过程包含了“人、机、料、法、环、测”六个主要的组成要素。在这几个组成要素中,“人”作为具有主观能动性的核心要素地位特别突出。在科技飞速发展的今天,“人”在工艺过程中起着主导作用,如何在工艺工作中深入挖掘人的主观能动性,不断提高生产效率、持续提升产品质量,这是一项值得深入研究的课题。“人”区别于其它工艺过程要素的本质特点就是具有独立的思维特性,其行为会受到心理因素的直接影响。运用心理学的方法分析研究工艺过程中各要素对“人”心理的作用机制,对于工艺生产过程的质量控制具有重要意义。工艺质量管理过程中应用心理学的例子俯拾皆是,比如蓬勃发展的管理心理学研究的重点是组织、企业中人际关系方面的人的心理因素的作用,是管理中更纯粹的人的因素问题[1]。运用管理心理学的方法可以研究人与人的关系,探讨组织中个体、群体、组织的心理活动规律,说明如何通过调整人际关系、激励动机、增强组织凝聚力等手段,来协调工艺生产的组织系统高效运行。又如“策动心理学”认为人的一切行为都是受目的的引导和驱动的[2],所以要花力气重点解决人的行为激励问题,总结激励人心理和行为的各种途径与技巧,以达到最大限度地提高工效的目的。 1工艺质量管理的核心要素 现在质量管理工作越来越细化,质量管理水平不断提高,人在工艺质量管理中的核心地位日益明显。应用心理学方法在工艺质量管理过程中关注人的心理活动,以人的心理活动规律性为研究对象,主要是基于这样几个原因:首先,工艺生产过程是人来完成的,工艺生产过程要靠人来实现质量目标。即使是整个企业的管理,最重要的仍然是对人的管理,因此研究人的行为和心理规律,以调动人的积极性,必然成为工艺质量管理的研究对象。其次,随着现代科学技术的发展,重视人的因素,发挥人的主动精神,挖掘人的潜在能力显得更加重要。技术范畴之外的情感交流和人际交往会成为核心话题。日渐复杂的环境也要求团队有快速适应能力、较强可塑性及对不确定因素的承受力[3]。这些因素使得心理学成为工艺质量管理的刚性需求。再次,人是质量管理的主体,现代质量管理体系强调以人为中心,科学技术越发展,就越要重视人的因素,建立以人为中心的管理制度,因此,在工艺质量管理过程中着重研究人的心理活动的规律性,将有助于在科学分析的基础上,了解人的心理规律,采取科学有效的管理方法,促使质量管理取得最佳的成绩。每个人的思维、情绪、习性及外在表现千差万别,正是因为世界上没有绝对相同的两个人,所以,需要通过建立工艺师与操作者“此时此地”的联系,在彼此的联系中产生互动,工艺师通过分析在互动中呈现出来的操作者的心理特征,以此来把握工艺指导的时机和方法,以期收到更好、更直接的指导效果。我们可以通过操作者对于某种色彩的喜好来分析他的潜在性格特点,可以通过操作者的外在表现推断他是否有需要及时更正的癖好、习性。进而给出我们一些积极的建议,让操作者可以懂得如何控制自己的情绪,在工作时始终保持平和、阳光的心态。 2工艺质量管理案例分析 2.1手表效应 一个人如果只有一块手表,在他心里会有一个确定的时间。但如果一个人有两块或者更多的手表,而且这些手表显示的时间并不相同,那么他将不知道哪块手表的时间更准确而出现思维混乱,进而变得无所适从。不同手表的时间会让看表的人失去对准确时间的信心,而手表效应的深层含义就在于:每个人都不能同时挑选两种或两种以上的行为准则或者目标信念,否则他的工作和生活很快就会陷入混乱[4]。(1)案例车间的操作者在安装某产品的过程中发现,工艺文件中对于产品的防护漆固化列出了常温固化和加热固化两种方法。现有的环境条件和设备条件可以保障操作者按照工艺文件规定要求完成两种途径的固化过程。但操作者面对这两种选择产生了犹豫,是选择常温固化还是加热固化?思虑再三,还是请来工艺师最终确定采用加热固化方式完成产品防护漆固化。(2)分析车间的操作者所表现出来的犹豫正是手表效应在作祟。在执行工艺规定时,操作者的态度是谨慎的,“按照工艺规定执行肯定没错”,对执行文件也怀有很大的依赖性。当面对选择时,会主动放弃判断。(3)措施在制定具体产品工艺时,明确工艺方法的适用环境,同时对应一种情境给出唯一的工艺操作方法,避免操作者做选择题。 2.2旁观者效应 在处理一件事情时,如果是单个个体被要求单独完成某项任务,个体的责任感就会很强,会做出积极的反应;但如果要求多个个体共同去完成某项任务,群体中的每个个体的责任感就会变弱,面对困难或遇到责任时就会退缩。这被称为“旁观者效应”[4]。旁观者效应的实质就是人多不负责,责任不落实。(1)案例在编制某产品的工艺文件时,设计师要求A工艺师在工艺文件中增加某元器件的安装注意事项。同时B工艺师负责的其它产品也安装了该元器件,设计师认为A工艺师会转达B工艺师这项要求,所以没有通知B工艺师。A工艺师认为B工艺师会去询问设计师,所以没有转达B工艺师这项要求。结果A工艺师在该产品的文件中落实了这项要求,但B工艺师没有落实这项要求。文件校对时发现了文件差异,B工艺师落实了这项要求。(2)分析A工艺师、设计师都存在着思维惯性,没有进一步明确工作任务的状态,认为“责任”是别人的事。(3)措施针对“旁观者”的心态,改进工作方法,职责分明,责任到人。同时通过监督环节,督促责任落实到位、不放空枪,落实到制度中。所有的设计要求都按程序明确固化,通知到人。工艺人员进行“A、B角配伍”对工艺文件质量进行校对、复核,保证工艺文件编制质量。工艺师定期举行交流活动,把工作中解决问题的经验、操作的技巧、产品的共性特点等进行分享。工艺副总一直及时向工艺师推广工作经验。工艺文件各级审签环节严格把关,人人分工明确,一级对一级负责。主体责任和监督责任通过占比进行科学地细化、具体化。同时责任落实情况纳入绩效考评,履责后要在绩效考评时述责,倒逼责任人紧绷“责任弦”,不能有丝毫懈怠。 2.3马蝇效应 林肯年少时曾经和他的兄弟在农场里犁地,林肯吆喝着马,他的兄弟负责扶犁。可是那匹马很懒,走得慢腾腾的。可是过了一会儿,马开始走的飞快,林肯非常奇怪,等走到地头他才发现有一只很大的马蝇叮在马身上,林肯顺手将马蝇打落了。看到这一幕,林肯的兄弟抱怨道:“你怎么能将马蝇打掉呢?刚才就是因为那个家伙,马才跑起来的!”没有马蝇叮咬,马走得慢腾腾的,有马蝇叮咬,马就跑得飞快。因为有压力,所以才有动力,这就是马蝇效应[5]。在工艺质量管理工作中,找到压力源,运用好压力源,才能切实提高工作效率。(1)案例生产现场的操作者曾经害怕见到工艺师,因为工艺师会发现并指出操作者生产过程中不符合规定的细节,操作者因此可能会受到处罚或者感到难堪。工艺师也曾经觉得“只要工艺文件编制完成,指导生产不出问题就万事大吉”,生产现场去得少,缺乏同操作者的有效沟通。(2)分析操作者和工艺师都有自己的“痛点”,并尽力回避自己的“痛点”。如何对症下药,改变讳疾忌医的心理?这需要管理者找到激励源,把握激励源,实现操作者与工艺师之间形成良性互动。(3)措施组织工艺师深入生产一线,实行工艺师生产现场轮值制度。零距离指导生产、零距离发现问题、零距离解决问题,取得明显效果。在生产现场工艺师同操作者有效沟通,工艺师可以审视工艺文件的可操作效果,操作者可以直接咨询操作中遇到的问题。有好的建议也可直接便利地传达给工艺师。在工艺师的绩效考核体系中,引入“事业心和责任感”、“团队精神”、“服务意识”、“沟通能力”等考核项目,使得考核制度更符合对员工的管理需求,让工艺师自觉进步,发挥出最大的潜能。 3工艺质量管理的人文机制 团队的素质能力、富于激励的奖惩制度、强大的质量文化构成了相互作用、联系紧密的工艺质量管理人文机制。心理学在工艺质量管理人文机制中起到了活化作用。通过心理学的方法可以有效地锻炼人的意志力,提升自控能力。团队成员在工艺工作中有意识地控制自己的情绪,同其他成员进行有效沟通,都可以运用心理学的技巧;在运用奖惩制度时,不仅仅把奖惩制度看作是管理的手段,更要让员工在心理上作为一种激励来接受;在工艺质量管理工作中,通过分析人的心理表现,制订相应的质量文化内容;运用心理学的方法推进质量文化的宣贯更易让人接受。 4结语 心理学方法在工艺质量管理工作中应用空间广阔,是细化工艺质量管理的重要途径。认真梳理工艺师与组织的关系,坚持以人为本的核心理念,积极营造工艺师与操作者的良性互动,就会顺利地破解工艺质量管理工作中的难题。心理学方法不仅适用于工艺质量管理,也可以推广到整个质量管理工作中。 作者:张宴程 崔宏敏 张广学 王万生 单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所 管理心理学论文:管理心理学在组织管理的应用 摘要:管理心理学是现代管理理论的一个重要组成部分,以组织中的人作为特定的研究对象,运用心理学的一般规律去研究管理活动中人的潜在心理机制和行为规律进行研究的一门学科。在人力资源管理中研究管理心理学的目的是在一定的成本控制条件下,提高管理者预测、引导、控制人的心理和行为的能力,并且最大限度地调动被管理者的积极性和创造性,进而更为有效地实现组织目标。 关键词:管理心理学;组织管理;应用 随着管理心理学在组织管理中运用和所达到效果愈加普遍和明显,管理心理学与同样把“人”作为研究对象的人力资源管理密切相连。在解决实际问题的时候,心理学能够充分阐释人力资源问题中的各种现象,不仅得出科学的解决方案,还能体现人本思想和人文关怀。总之,利用管理心理学的原理进行人力资源开发成为了组织管理的必然的趋势。 1管理心理学的研究内容 管理心理学的整个知识体系分为两个部分,一是涉及人和其所在组织的相关研究,包括个体研究、群体研究、组织研究、绩效管理研究;二是研究外部环境、内部环境及心理学理论对上述自体研究的影响,强调了人的因素在管理环境中的作用。因此,管理心理学要通过对动机管理、认知管理、情绪管理、行为管理、组织管理等方面的研究进行对人的动机和激励理论、人的认知思维与决策、群体意识和管理、情绪劳动与管理、领导行为和决策方法、组织气氛管理和组织变革发展等方面进行梳理,从而指导实践。 2管理心理学在组织管理中的应用 2.1消除人员心理障碍,促使目标达成一致 组织、部门间和个人的三者目标和利益一致,是组织正常运转的必要条件,也是组织存在的基本条件。只喊口号脱离组织内人员利益的组织目标是不切实际的,运用管理心理学的研究方法,如观察法、访谈法、问卷法、公众意见调查等方法,可以及时了解个体的思想动态,部门的思想倾向,作为解决问题的客观依据。积极消除实现组织目标达成的障碍,消除组织内部个体和部分群体的心理障碍,要从心理这个切入点去解决问题,帮助他们调整心理、矫正心理,建立组织人员心智模式研究、建立关爱人员心理健康机构,配合形势教育、理论教育,以情感上的理解、融洽、支持和和谐的心理气氛进行实现目标一致的手段和方法。 2.2提高组织人员的自我效能感 社会心理学家班社拉指出,自我效能感的理论贯彻人力资源管理工作的整个过程,对建立更加人性化的人力资源管理机制意义重大。自我效能是指人们对自己实现特定领域行为目标所需能力的信心或信念。在组织中,具有高自我效能感的员工才能实现自我调节、自我激励、适应组织的要求,取得好的工作绩效,保证组织目标的实现。如何提高组织人员的自我效能感,是组织管理中需要关注的问题。了解组织人员对提高自我效能的意愿,如何采取措施调动个体积极性,采用什么方式和内容激发和提高自我效能,这些环环相扣的解决问题,都需要管理心理学的渗透才能有效完成。比如,在培训中引入个体成功榜样案例,用于培养个体正确的个人能力观,让其相信成功的因素很多,但在很大程度上还是受制于自身的努力和技能。再如,提高自我效能感也能促进群体决策的良性循环,能够满足个体被尊重和信任的需要,另一方面由于个体参与决策的人数越多,次数越多,对群体的认同感就会增强,进而做出越有利于群体的决策。只有管理技巧中加入心理学的因子,就会在管理效果上达到事倍功半的效果。 2.3完善组织激励体系和机制 心理学认为,激励即激发人的行为动机,以促使个体有效地完成行为目标。在组织管理中,激励就是组织通过设计适当的外部奖酬形式和工作环境,以一定的行为规范和惩罚性措施,借助信息沟通,来激发、引导、保持和归化组织成员的行为。激励体系是由激励主体、激励方式、激励机制和报酬系统构成的,并保证激励机制与制约机制相结合。对于薪酬激励,根据马斯洛的需要层次理论,薪酬是成为组织成员满足自己高层次需要,即尊重的需要和自我实现需要的重要手段之一,薪酬的设置,要兼顾外部竞争性带来的高薪酬的要求,也要保证薪酬在内部公平性。亚当斯的公平理论指出,员工的工作动机不仅受到其所得报酬的影响,也受相对报酬的影响。因此作为管理者,如何把控这个薪酬设置的度,是需要用管理心理学植入来考量的。对于成员的工作及发展激励,根据赫茨伯格的双因素理论,只有与工作直接相关的激励因素才能产生激励作用,因此,只有靠工作、成就、成长等激励因素才能更好地调动员工的积极性。 2.4协调内部关系的管理心理学效用 在组织运营中,成员与外部环境的矛盾、部门间的矛盾、部门内部的矛盾,都是运营中不可避免的冲突,却又是如果处理不好直接影响组织成败的管理问题。如何处理冲突,要看冲突的性质,是建设性冲突还是破坏性冲突,建设性冲突是为实现集体目标、为提高工作效率提出新思想、新建议,以增强企业员工主动参与意识,这个时候要充分发扬民主,召开一些工作协调会,把各方意见建议摊开,避免因信息传递不到位,不全面造成的矛盾,把矛盾方的问题进行梳理,哪些可以避免,客观分析解决办法,这样不仅可以让矛盾方对组织想解决问题持信任态度,保持对组织的忠诚度,也更能以共赢的态度解决各矛盾方问题。对于破坏性冲突,要把握好管理心理学的应用方法,要了解矛盾各方的文化背景、各方诉求、各方利益,做好心理疏导、从而有的放矢。 2.5推动企业心理资本的积累 心理资本是管理心理学界提出的概念,其是个体一般积极性的核心心理要素,具体表现为符合积极组织行为标准的心理状态,超出了人力资本和社会资本之上,并能够通过针对性的投入和开放而使个体获得竞争优势。在组织中积极应用管理心理学的概念和逻辑,会逐渐为组织积累心理资本,因为人的心理成长是一个重要课题,作为组成组织的各成员,研究他们的心理进行多维度考量,搞好心理建设,注重培训具有健康心理、积极向上、情绪稳定、相互协作、开放包容、坚定忠诚的队伍,就是积累心理资本的过程,是把企业竞争力的内涵和外延不断加深扩大,是使企业基业常青的战略体现。组织领导层一定要重视管理心理学带来的附加价值,其能为企业塑造重要的软实力,保持组织的健康持续发展。 作者:崔宁宁 单位:对外经济贸易大学 管理心理学论文:管理心理学在人力资源管理的作用 摘要:管理心理学主要研究对象为人和其内外部环境,对人力资源管理有着极大的现实意义。随着国家政策改革的持续深化,使得各大企业改革力度不断加大,企业人力资源管理模式的改变随其管理水平逐渐加强,这时新型管理模式应时而生且被应用于企业管理模式中,打破了传统式企业人力资源管理模式瓶颈期,同时也有效提升了企业人力资源管理水平。 关键词:管理心理学;现代企业;人力资源管理 一、人力资源管理概论 1.人力资源管理概述。人力资源管理始于20世纪70年代,应该说其发展时间并不长,但人力资源管理可推进企业发展,其间重要性一直被人们认可。1990年之后,人力资源管理相应理论成熟及发展快速,社会各界也更加注重人力资源管理对企业战略性发展的重要性。人力资源管理及企业综合管理工作的充分结合可有效提升综合管理能力,这也是现代化企业人力资源管理工作的坚实基础。2.人力资源管理对企业发展的作用。人力资源管理可推进企业生产经营有序运转,利用科学合理的劳动力资源组织,协调其间劳动力和劳动对象与劳动资料之间的关系,使得各方面资源充分应用,且发挥其最大功能。再者,人力资源管理可有效提升企业职业工作积极性,从而提升劳动生产率。企业应着眼于员工需求而创设良好的工作环境,这样员工亦能积极地展开工作,以更高的热情及激情投入工作,发挥自身最大能力为企业创造经济效益。人力资源管理亦可促进企业现代化综合管理制度构建,优秀人才的培养应注重人力资源管理,采用科学合理的管理制度培养优秀人力资源,以提升企业现代化管理水平及职员自身综合素质。同时人力资源管理亦有助于企业文化建设,企业文化可谓是企业可持续发展的宗旨及源泉,对职员更具向导力、凝聚力和激励性,可降低管理成本及企业各项运营风险。 二、心理学在人力资源管理中的应用 心理学在人力资源管理中应用主要包括以下几个方面。1.职业生涯管理方面的应用。这有助于职员职业生涯规划制定,可充分调动职员工作积极性,从而提升职员各层面水平。这样亦可适应职员物质性需求,且尊重职员自我价值实现要求,达到职员为企业服务动机的激发,实现企业可持续发展战略性目标。2.精神调节方面应用。企业要在市场竞争中处于一定优势,务必具备自身核心影响力,应注重职员工作积极性的引导,从而达到企业战略性目标,同时应激励职员对工作的热情及积极性。心理学家认为,人于早期活动中价值观已然固定,其对事物均带有显著的倾向性,往往善于接受符合自身价值观念的事物。所以管理时应注重给职员提供足够的心理调适时间及空间,引导职员树立正确的三观,这也有助于其自身心理矫正,增强信念化理论教育,从而突破陈旧思想,以促使职员紧跟时展潮流,具备时代精神。3.工资激励方面应用。人是需求动物,若是人处于某种需求中,则会经过自身努力达到自身心理需求,心理需求则转为具体目标。职员找到目标则极易形成经过奋斗实现目标的潜在性动机,从而产生及实现目标步调一致的行为。若按照职员个人绩效给出对应薪酬奖励,则该时期需求之后极易激发职员更高需求,从而更加积极主动地确定新目标,且为其努力,这样可达到企业、职员双赢格局。4.职员帮助计划应用。企业职员帮助计划主要是指为职员设置整套心理援助,加上长时间精神福利支持项目。经过心理医生对职员的现状,帮助职员处理工作方面的压力及消极情绪等,同时提供心理咨询,确保职员各方面工作可有序开展。定期展开健康生活培训教育,注重职员良好生活习惯的养成,采用这些系列化组织及计划等策略提升企业绩效,从而改善企业组织氛围。 三、企业应用心理学展开人力资源管理的策略 企业人力资源管理中,结合心理学方式可充分改变企业管理现状,促使企业健康且有序发展,心理学对企业人力资源管理有着极大现实意义。具体管理中,则企业应注重自身竞争力的提升,着眼于公平、公正、合理的工作环境创设,以便调动职员工作热情,激发职员工作积极性,使得职员时刻注意企业利益;并且,应注重职员心理管理,因市场经济的大力冲击,很多企业效益不好而进行裁员及降薪,该项策略严重打击了职员工作热情及积极性,因此企业自身竞争力的提升,务必注重职员心理管理,换位思考,注重职员角度进行问题思考,这样可将心理学充分融入企业职员管理中。 四、结束语 企业人力资源管理方式诸多,但心理学理论的应用可充分提升企业人力资源管理水平及效率,由于心理学理论及其对应实践逐渐增多,开始被现代化企业广泛关注及应用。现代化企业发展中管理面临着诸多挑战,企业领导者应具备较高的管理水平,这样才可有效掌握企业发展总体趋势。因此,对人力资源管理进行概述,分析人力资源管理对企业发展的作用,着眼于心理学在人力资源管理中应用,提出企业应用心理学展开人力资源管理的策略,以期提升管理心理学于现代企业人力资源管理中的应用水平。 作者:张仁 单位:贵州大学公共管理学院 管理心理学论文:学生管理心理学论文 一、思想政治教育心理学在高校学生管理工作中的应用 我们已经清晰直观地看到了思想政治教育心理学在高校学生管理工作中具有的重要意义,并逐步完善管理能力,将两者紧密结合在一起实施管理。但是据调查发现,其在实际应用中还存在很多问题,具体表现为对思想政治教育心理学的认识不到位、相关教材不完善。管理力度不够、师资力量欠缺等等。针对这样的现象,我们一定要找到切实可行的对策提高其应用,加强学校管理工作的有效性。 (一)健全科学合理的思想政治教育心理学体系 现如今,教育教学新观念不断深入推进,现代化教育是集学科教学和管理于一体的教学内容。在新的时展背景下,我们一定要摒弃固有的老旧思想,转变管理观念,健全思政政治教育心理学的科学性,将心理学内容贯穿于其中,并强调管理的积极作用,以学生综合素质的提升为基础,促进学校管理的有效落实。 (二)加强思想政治教育心理学成果在高校学生管理工作中的有效应用 思想政治教育心理学是与人的思想内涵有关的教育内容,心理学使其中的重要组成部分之一,它能够外化为一种表现形式,体现在学生的行动、技术等各个方面。有些高校虽然认识到了思想政治教育心理学对学生管理工作的重要性,但是在具体利用的过程中却无法使其有效的发挥。因此,各大高校一定要加强高校的学生管理工作,将思想政治教育心理学切实应用到管理中来,构建符合新时代的管理形式,逐步转变教育者的思想理念,坚持培养他们的优秀品质,运用科学的思想政治教育心理学知识引导学生提高自我教育和自我管理能力,从而完善学校管理水平,加强学校管理力度。 (三)完善师资建设,加强研究力度 思想政治教育心理学在高校学生管理工作中的有效应用,一定要以科学合理的研究为基础,以完善的师资力量作保证。因此,学校一定要不断增加资金投入数量,对教师进行严格的培训,提升他们的素质水平和能力水平,设立专门的研究组织,对思想政治教育心理学教学内容进行探索,找到其与高校学生管理工作的紧密联系,并结合学生的实际情况,有针对性的开展思想政治教育,真正提高教育的有效性,以正确的思想完善学校管理,增强学校管理能力。 二、结束语 综上所述,在社会主义教育教学改革深入发展的大背景下,高校规模不断扩大,学生数量逐年递增,学校管理工作面临的困难越来越大。将思想政治教育心理学应用到高校学生管理工作之中,有助于提高学生的思想素养,起到育人功效,推进管理力度的提升。因此,各大高校要准确了解思想政治教育心理学对学校管理的重要意义,并结合自身管理工作的实际情况,找到以往工作存在的不足,将思想政治教育心理学有效运用到管理工作之中,促进高校的进一步发展。 作者:郭海娜单位:周口师范学院新闻与传媒学院
水利专业论文:水利工程特色专业探索 一、提高教师队伍的质量,加强教学团队建设 第一,采取“引进来,走出去”的师资培养方式,全面提高教师教学能力及国际化水平。在教学过程中,教师是知识的传播者和创造者,对学生的学习起着引导和监督的作用,教师的教学能力决定着大学教学的质量。(1)加强对青年教师的培养,发扬“传、帮、带”的优良传统,倡导资深教师无私地指导、帮助中青年教师,使之尽快成长为教学骨干和教学核心力量。在学校及教学指导委员会带领下开展“老、青教师结对子活动”“青年教师再提高工程”“青年教师讲课竞赛”等,提升青年教师的教学水平。(2)重视优秀人才引进工作,严把人才引进质量关。按照专业办学规模与教学需求,根据人才引进规划,加强优秀人才引进工作。对拟聘用人员,由教学指导委员会对其教学、科研及其他方面的能力进行综合考核。考核主要由试讲和面试两部分组成,试讲需采用板书和多媒体相结合的授课方式,考查其语言表达能力、沟通能力以及对所学专业的熟悉程度;面试主要考查其专业知识面、外语能力以及性格等方面。(3)鼓励青年教师承担实践性教学任务,成为各专业实验室和实训基地的兼职教师。提高教师的工程意识和工程能力,并将这种意识和能力贯穿到教学的每一个层面,以保证教学质量稳步提高。(4)适应现代农业水利工程建设国际竞争的新要求,加强学生国际交流能力的培养,提高教育国际化水平,培养具有国际视野的教师队伍。目前主要是利用国家各种出国政策提供的契机,建立多种国际合作模式,与国外高等院校密切合作。通过举办国际学术会议,选派优秀中青年教师出国进修,引进高水平外籍教师来校等方式,为年轻教师创造条件,为学生创造国际化的教学环境,力争在学生交流和联合学位项目中取得新进展,在吸引留学生和建立联合研究项目等方面取得更大的突破。第二,加强教学团队建设,以核心课程为单元,组建农业水利工程国家特色专业主干专业课程群教学团队。组建以“农田水利学”“水土资源规划与管理”“水工建筑物”“水土保持工程学”“设施农业工程学”“水泵及水泵站”“小型水电站”“工程施工”等专业核心课程为单元的教学团队,设立课程负责人,责任到人,落实到位。努力建设一个开放、和谐的教学工作环境,特别是为青年教师在教学和科研等方面提供良好的工作环境和广阔的发展空间,使人才在此教学团队的大环境中,在教学、科研上都能够充分发挥自己的聪明才智,与教学团队共同成长,营造出既敢于争论,又善于合作的学术氛围。 二、不断改善教学条件,加强课程与教学资源条件建设 第一,以专业课程教材建设为重点,促进专业核心课程群的建设。瞄准专业发展前沿,响应新农村建设和现代农业发展的农业水利工程专业人才需求,在原有教材建设基础上进一步完善各核心课程的质量保证体系,明确各章节教学内容,找出各章节专业技术的重点、难点和关键点。根据新制订的2012版本科人才培养方案,通过有关课程内容的整合与重组,组织编写核心课程和有关选修课教材;并与成熟的教材相匹配,发挥团队的作用,制作图文并茂、反映教学要求与规范的多媒体课件。第二,建设一流的全方位、立体化农业水利工程专业类教学资源库。整合课程建设成果,创建以多媒介、多形态、多用途、多层次的教学资源。(1)按课程体系建立素材资源库,包括该课程的教材与多媒体课件、教学案例、影视图片、教具、习题库、试题库等。每门课程资源库由专人负责,设定建设时间,划分建设经费,并由专业建设指导委员会组织验收;(2)建设农业水利工程专业教学网站,反映专业建设最为重要的、基础的以及动态的教学信息,包括学科介绍、精品课程、主讲教师简介、培养方案、教学大纲、教学实践环节、视频集锦、国际交流、创新平台、师生论坛等栏目,供教师与学生“享用”公共资源;(3)进一步完善和补充教学实验设备,在确保现有实验设备满足教学需求的前提下,开发、研制和购买与专业发展相适应的实验设备,满足专业发展的需要。 三、鼓励教学创新,加快教学方式方法改革 第一,树立科学的教学观念,从教学方式、教学内容、教学要求等多方面转变传统的教学理念,建立现代化教学方法体系。构建教与学的和谐关系,以学生为教学过程中的主体,关注个体差异与不同需求,确保每个学生受益。同时,调动以教师为主,师生共同参与教学改革的积极性。推进以新生研讨课、专业研讨课为核心的研究性教学体系建设,以探索和研究为指向,强调师生互动和学生自主学习。教师是组织者、指导者和参与者,围绕老师选定的专题,在老师—学生、学生—学生间进行平等的互动与交流,对学生在掌握知识、开阔视野、合作精神、批判思考、交流表达、写作技能等诸多方面进行整体上的培养与训练。学院鼓励教师积极申报各类教改项目及精品课程建设项目,并根据学院的实际情况出台了多项鼓励政策:(1)从特色专业建设经费中拨出专款鼓励教师积极进行教学改革、发表教改论文、参加精品课程建设、教材建设等;(2)加强课程建设,对课程体系和课程内容进行改革,以适应大类招生和专业人才培养的要求;(3)鼓励教师积极申报各级各类教学成果。第二,改革教学方法,综合运用启发式、研讨式、开放式等教学方法,拓展学生思维空间,培养学生创新意识。教学方法的改革和创新应从学生、教师、教材内容等多方位考虑,树立科学、先进的教学观,真正建立起启发式、研讨式的方法体系[4]。针对学生的实际情况,教师根据新形势对人才培养的要求认真研究和创新教学方法和手段,及时更新教学内容[5-6]。鼓励教师采用现代教学方法和手段,开展启发式教学、研讨式教学。实行“教学与科研、课程与学术、学科与专业”相结合的教学模式,提高教学团队综合教学水平,鼓励教师把科研成果融入到课堂教学内容中,让学生了解本专业的最新研究成果和进展,激发学生的学习热情和兴趣。此外,还通过加强课堂教学的拓展在一定范围和深度上将外部相关的内容密切联系起来,挖掘资料,实现课内向课外拓展,本学科向其他学科拓展,在深度和广度上培养学生的探究意识和兴趣,使学生在认识问题和解决问题的能力上得到提高。 四、构建实践教学体系,强化实践教学环节 实践教学是开展创新教育必不可少的重要环节,如何强化实践教学,培养学生的创新能力、动手能力等都是需要进行探索的课题。农业水利工程系在实践中以完善“实习—设计—实验”体系为主,在专业建设中落实第一第二课堂贯通、校内校外结合,促进学生在知识、能力和素质等方面的协调与全面发展。第一,建立稳固的认识实习基地和灵活的生产实习基地,强化实习教学。农业水利工程专业早期以培养单科工程技术人员为主,而现在则要求人才综合素质好、知识面宽、业务水平高,具有创新能力。为跟上农业水利工程事业不断发展的形势,在高等教育大众化背景下,探索和更新实习教学思想,使专业教育逐步转变为适应社会发展需求的全面素质教育。(1)强化与安徽淠史杭灌区(全国第二大灌区)等大中型灌区的合作,依托其下属大中型取水枢纽、灌溉渠系、闸门、渡槽、水泵站等类型全面、设备先进、技术力量强、管理规范的优势,共同建立大型实习教学基地。此外,广泛吸纳各方面的优质资源,紧密结合新农村建设、农业节水、农村环境整治等国家重大目标,使实践性教学更贴近实际。(2)调整实习教学知识结构,建立实践性教学质量管理体系,促进实践性教学质量持续稳定提高。对实习、实验、课程设计、毕业设计等都建立教学质量保障体系和相应的管理文件,使实践性教学的全过程及各环节的主要质量监控点和质量标准有据可依。通过建立完善的质量管理体系,适时调整和完善实践性教学方案和课程体系,突出了创新实践的重点。第二,建立具有自主选题、题型多样、院内外、校内外对口单位联合指导毕业设计的模式,优化课程设计和毕业设计教学。在基础课程和专业课程学习之后,进行适当课时的以培养动手能力为目标的课程设计极为必要。目前课程设计有钢筋混凝土课程设计、钢结构课程设计、农田水利学课程设计、水泵及水泵站课程设计、水土资源规划与管理课程设计、水资源规划及利用课程设计、水工建筑物课程设计、水电站课程设计、工程施工课程设计等9门,另有毕业设计。(1)在课程结束之后,通过设置相应的课程设计指导讲座,帮助学生从基本概念、理论的学习转入应用知识和拓展概念的阶段,使学生能更主动地、目标明确地在设计过程中发现问题、解决问题、巩固知识,达到课程设计的目的。(2)在毕业设计环节,允许学生在一定范围内自主选择设计题目和方向,以充分发挥学生自主学习意识,激发学生的学习兴趣。针对学生毕业设计之后即走上工作岗位的特点,鼓励学生到生产单位结合生产任务进行毕业设计,使学生能更快地进入角色。根据学生的实际情况,创造条件使部分具有科研潜质的学生到国内知名高校甚至境外高校参与具有一定科研色彩的毕业设计工作,使毕业设计在培养创新科研人才的教育体系中发挥重要作用。(3)制订了《河海大学本科生毕业设计(论文)工作若干规定》《河海大学本科生校外进行毕业设计(论文)暂行规定》《农业水利工程系毕业设计(论文)期间纪律管理规定》《农业水利工程系毕业设计计算说明书(或毕业论文)格式要求》等文件,在各实践性环节中,要求指导教师严格按照管理规定,有效地组织学生实习,加强对学生的纪律、安全教育,对学生严格要求,认真指导学生实习、课程设计、毕业设计等,做好实习报告的批改、课程设计、毕业设计的中期检查以及答辩、成绩的考核与评定等工作,保证各实践性环节的时间和质量。第三,开发设计性、综合性的创新性实验项目,打造综合性实验平台,全天候向学生开放实验资源,激发学生的学习兴趣,培养学生的创新精神和动手能力,提高学生将理论知识应用到工程实际的能力[7-9]。实践教学的另两个环节是教学实验和学生创新活动,这部分活动以国家级和省级水利工程实验教学中心为龙头,以农业水利实验室为依托,结合农业水土研究所、农业环境研究所以及水利部河海大学节水园区的实验场地进行。依托水利工程国家级实验教学示范中心的建设,可以更好地完善实验平台和创新平台建设,进一步拓展实验中心的功能,更好地为学生服务。农业工程实验室是开放型实验室,不仅满足正常本科生的实验教学,还满足学生开展科研或创新活动的各种需求,学生不论是做实验还是创新活动,都可以随时来实验室,实验室都会为有需求的学生尽可能地提供条件和帮助。创新平台的建设主要着眼于在学生中开展创新活动和组织创新竞赛两部分,依托的平台包括全国大学生水利创新设计大赛、河海大学“农业节水创新大赛”、“水工创新杯”竞赛、校级和国家级创新训练计划、专利申报等。为进一步调动学生参与到创新活动积极性、扩展学生受益面,在国家级和校级创新训练计划项目之外,设置院级学生科技基金,设立院级创新创业计划,让更多学生参与到创新创业活动之中,将学生主动的创新、创业意识培养融合在整个本科学习阶段,使得低年级学生主要在科技制作方面的技能得以提高,高年级的学生在科研和创业方面得到实践。 五、改革教学管理体系,提高教学管理效率 第一,改革教学管理体系,实现基层教学管理由传统的“教学过程管理为主”向“专业建设管理与教学过程管理相结合”的转变。围绕本专业的人才培养目标,牢固树立“质量是生命、管理是关键”的意识,从教学管理机制、教学管理制度和教学管理措施等方面,推进教学管理改革与创新,促进本专业人才培养质量的全面、持续提升。学院成立了专业建设办公室协助做好专业建设工作,专业建设办公室与系功能定位不同,相互补益。前者侧重于专业建设管理,主要在对专业发展趋势、人才培养的社会需求等进行调研的基础上组织修订人才培养方案,制订方案实施与教学管理的措施,在专业人才培养模式改革创新和专业建设与发展等方面发挥智囊作用;后者为本专业教学组织实施机构,侧重于教学过程管理,主要在参与人才培养方案修订及实施与管理措施制订的同时,具体负责相关教学环节的落实,强化教学改革的探索与实践。第二,建立激励教师静心教书、潜心育人,有利于学生全面发展和个性发展相辅相成的教学管理制度体系。在学校对学籍管理、学分制管理、课程教学管理、实验教学管理、实习管理、教风管理以及学风管理等方面,已有一整套教学管理制度和教学质量标准的基础上,结合实际情况,制订和完善相关配套的教学管理文件、制度和评价考核办法,突出教学管理制度的系统性和可操作性。主要内容包括:课程质量保证体系,课程负责人制度,教学文件档案管理制度,新教师教学责任导师制度,课程试讲制度,教学督导制度,班导师工作制度,教学教育管理工作联席会制度,学生综合评价工作制度,优秀学生研究性学习业务导师制度,学生评教工作实施办法,院内大学生“创新训练计划”和“创业实践计划”项目实施管理办法以及毕业生质量跟踪与社会评价制度和实施办法等等。 六、结束语 专业建设是高等学校教育教学基础建设的重要组成部分,专业建设水平能集中反映出一所学校的办学理念、办学特色和办学实力。河海大学水利水电学院农业水利工程专业经过多年的探索与实践,采取了多种措施积极推动特色专业建设,并充分发挥国家级特色专业建设的辐射作用,使得人才培养质量明显提高。学生学习成绩稳定提高,每届学生中均有保送清华大学或武汉大学等名牌大学攻读研究生,每届毕业生中约30%的学生保送或者考取重点大学的研究生。学生创新能力和综合素质得到较快提升,在各类竞赛中表现优异,硕果累累,毕业生深受用人单位的欢迎,一次就业率连续十多年达96%以上,名列学校前茅。农业水利工程专业建设中人才培养模式改革、教学团队建设、教学资源条件建设、教学方式方法改革、实践教学建设以及教学管理体系改革等方面进行的尝试和实践,在工科类专业建设中具有借鉴和推广价值。 作者:冯建刚 朱成立 王为木 单位:河海大学 水利水电学院 水利专业论文:水利工程专业培养计划探讨 一、构建水利工程专业“卓越工程师”培养计划 1.制定水利工程专业“卓越工程师”培养总体目标 培养面向新疆区域发展战略和经济建设需要,德、智、体全面发展,具有扎实的自然科学、人文科学的基础,具备良好的外语和计算机应用能力,掌握水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面的专业基本知识与专业技能,并能在相应部门工作,成为知识面广、能力强、素质高、有创新精神的高级工程技术人才。 2.制定水利工程专业“卓越工程师”培养模式 依据教育部“卓越计划”的有关要求,结合新疆农业大学的实际,以培养本科工程型为我校“卓越计划”人才培养目标定位。本科工程型的培养模式以(3+1)方案实施,即3年在校学习,累计1年在企事业工程基地实习和毕业设计。 3.制定水利工程专业“卓越工程师”培养方案 根据“卓越计划”通用标准的共同要求,在与企事业工程基地充分沟通基础上,科学制订专业“卓越计划”培养标准,构建卓越工程师的人才培养目标,以此为导向,制定水利工程专业人才培养方案。学校“卓越计划”的人才培养方案由专业培养目标、专业培养要求、学位与学制、本科生人才培养方案组成。每个层次的人才培养方案又由校内培养方案和企事业培养方案构成。校内培养方案主要包括教学计划、专业培养标准、培养标准实现矩阵组成;企事业培养方案明确学生在企事业基地实践阶段要达到的目标要求,学生在企事业基地实践期间的教育教学活动安排、学习模式和实习内容的安排及考核要求。在人才培养方案中增加专业职业教学课环节,为使学生能够在走进工作岗位后尽快地进入角色,进行各种注册师考试需要,增加了注册建造师(水工)、土木工程师(水工)培训、水工职业技能培训、水利工程应用软件培训等环节。 4.制定水利工程专业“卓越工程师”教学计划 专业教学计划包括基础科学、工程教育、专业知识、实践教学四大模块。基础科学模块包括政治、英语、高等数学、计算机、大学物理等课程与实践,培养学生进行大学学习乃至终身学习所必须具备的人文素质、科学素质和工具性技能,同时引导学生为学科领域的后继学习打下坚实基础。工程教育模块,按卓越工程师的人才培养目标以及卓越工程师应具备的知识结构、能力和素质要求设置工程模块课程体系,进行面向水利专业的工程基础教育,掌握扎实的工程技术基础知识、工程设计能力和创新能力。专业知识,根据新疆水利发展对人才的需求,灵活设置专业方向,构建有特色的专业和专业方向选修课程组,集成知识、加强实践、学有特长、发展个性,提高人才培养的针对性;实践教学模块,确定了认识实习、课程设计、课程实习、专业社会实践、综合(生产)实习、毕业设计、毕业实习七个实践能力培养平台,形成了公共课基础实验、普通基础课实验、专业基础课实验、专业课实验四个实践环节,简称为“七层次四环节”实践教学体系。采取分层次、分对象(民、汉学生)的模式,由浅入深、由简单到复杂、由基础到综合、由课内到课外进行有机结合,并通过开放实验室充分调动学生学习的积极性和主动性,培养学生的科学素质以及综合分析问题的能力。 5.逐步建立“双师型”教师队伍,实行“订单式”培养 依托校企共建自治区级、校级工程实践教学基地,组建有一支具有深厚理论基础和实际工程经历的高水平专兼职教师队伍,实行双导师制。采取“双师指导+校企培养+学业监控+思政辅导”的指导模式,为学生配备由校内教师和企事业工程专家担任的双导师,校内导师负责学生学业规划,企事业导师负责学生现场实践和工程课题的指导。同时积极邀请企事业工程师和专家到学校兼课,派教师到企事业学习。进一步加强与新疆水利用人单位联系,根据行业对专业人才的实际需求,在拓宽专业口径的基础上(如增设水土保持、节水灌溉等课程)在高年级灵活设置专业方向(如工程管理、造价管理等),逐步实行“订单式”培养。 6.制定创新能力培养的相关制度 邀请国内外高校水利专业教授和新疆企事业工程单位高工来校为不同年级进行授课和专题讲座,使同学们开拓了眼界,对水利工程的科学问题和工程技术问题有效系统的了解和认识,提高了学生的专业水平和创新能力。同时开放实验室、大力开展课外科技文化活动,经常开展职业技能竞赛(如工程测量大赛、CAD制图大赛、力学竞赛、混凝土大赛等),不断培养学生对专业的兴趣和学习积极性,提高学生综合素质、培养创新能力、增强学生的社会竞争力。学生获得专利、等成果、在各级竞赛中取得优秀成绩可给予创新学分。在社会实践、社会活动中表现显著者可获得奖励学分。两类学分均计入学分绩点,并可抵冲相应课程学分。 二、结论 “卓越工程师培养计划”是我国高等工程教育的重大改革项目,也是为培养创新能力强、综合素质高、社会竞争力强的高质量工程技术人才的战略需要。根据新疆水利工程专业的特点,从“卓越工程师”培养目标、模式、方案,以及“卓越工程师”教学计划制定、教师队伍建设、创新能力培养制度建设等方面进行了改革探讨,初步构建了新疆农业大学水利工程专业“卓越工程师”培养计划,希望在今后实施过程中不断完善,供其他高校相关专业参考。 作者:牧振伟 崔龙 石铁玉 曹伟 周峰 单位:新疆农业大学水利与土木工程学院 水利专业论文:水利类专业毕业设计探索 1水利类专业团队毕业设计的实施 1.1毕业设计团队的组建 1.1.1教师团队的构建团队培养模式下指导教师团队的构建是保证教学质量、实现培养目标的前提和基础.不同于传统单一毕业设计指导方式,基于团队培养的水利类毕业设计指导模式转变为团队指导,即由多名水利类专业教师组成教师团队对学生进行指导,有利于实现师资的整合与共享.指导教师团队的组建,应根据选题的类型采取不同的组建方式,一般可采取以下方式进行:(1)科研团队建设比较成熟的院校可选择以科研课题组为毕业设计指导团队;(2)校企合作比较密切的院校可采用由校内水利类各专业教师和校外企业导师组成的毕业设计指导团队;(3)科研团队尚未形成青年教师居多的新兴本科院校可由科研兴趣或科研方向相近、不同专业背景的教师组成毕业设计指导团队.指导教师团队一般由2-3名不同的学科专长教师构成,以达到优势互补;同时确定1名负责人,负责人由责任心强、专业业务素质高的教师担任,并由其负责组织协调团队内指导教师及优质教学资源的使用.在构建教师团队的同时,也要注重青年教师的培养,通过“以老带新”激励青年教师积极投身生产实践,增加工程实践经验,进而完善教师梯队建设.鉴于我校为新升本科院校,青年教师占的比重较大,且尚未形成科研团队,故采用后一种方式组团. 1.1.2学生团队的构建学生团队是水利类专业毕业设计团队培养模式的重要组成部分.学生团队的组建,可采取以下方式进行:(1)以教师科研团队为背景的毕设团队,该种模式下先由学生自愿报名,然后由指导教师团队再从中选择符合条件的学生进入设计团队;(2)以赛制项目团队及科研训练等课外科技活动团队为背景组建毕设团队,如学校立项的科研训练计划、省级大学生创新创业计划、大学生挑战杯等,以这些课外科技活动项目构建的团队组建毕业设计团队;(3)以学生研究兴趣为基础的自组团队,学生选择团队成员,自己联系指导教师,自己构思项目整体研究思路,该模式下学生参与程度最广的.水利类毕业设计团队一般由水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程等多学科多专业组成,学生设计团队具体构成需根据项目内容及项目工作量来确定,可以同专业,也可以跨专业、跨学科组建团队,同时安排沟通能力好、责任心强的学生为作为团队负责人,负责整个项目的协调.由于学校水平及学生能力限制,我校水利类专业毕业设计团队组建一般是采用前面两种方式进行. 1.2团队毕业设计的选题毕业设计课题的选择是毕业设计教学的关键环节,直接关系到团队毕业设计的最终效果.好的选题应具有综合性、应用性与创新性,不仅能最大限度地调动学生自主学习的热情,也能较全面的提升学生专业能力.在进行团队毕业设计选题时要做好总课题与子课题的设计工作,每个子课题既要符合学校关于毕业设计选题所做的要求,同时各子课题之间要有密切联系,使得以团队毕业设计选题工作较传统方式要求更高,难度更大.团队毕业设计的选题一般可采取以下方式进行:(1)以教师在研或刚结题的科研课题作为毕业设计选题的来源,设计出团队毕业设计选题,这样一方面可以保证团队毕业设计课题的新颖度,同时又能较好地反映各学科的前沿技术;(2)以赛制项目及科研训练等课外科技活动项目作为毕业设计选题的来源,设计出团队毕业设计选题,课外科技活动的可持续性、综合性强的特点,能调动学生兴趣、充分发挥主体作用,也有利于学生创新能力和团队精神的培养;(3)以与地方施工单位或设计院所合作的实际工程项目作为毕业设计选题的来源,这种选题面向实践项目,有利于提高学生的工程实践能力;(4)由教师根据生产实际自拟毕业设计课题,该类课题一般多为校企合作的水利工程设计,如水库工程初步设计、中小河流治理工程等.在具体选题时,应根据学生的毕业去向有针对性定制相应课题,同时优化毕业设计课题内容. 1.3团队毕业设计的过程管理与传统毕业设计一样,团队毕业设计其过程一般可分为三个阶段,即毕设前期阶段、毕设中期阶段和毕设后期阶段.团队毕业设计需对每一阶段提出具体的任务和要求:(1)毕设前期阶段,以查阅国内外相关文献、熟悉课题研究背景为主,总课题负责人组织团队成员进行研讨学习,明确总课题与子课题的关系;分课题的指导教师按要求布置并详细讲解毕设任务,同时要求学生通过集中讨论的形式深入研读学习(.2)毕设中期阶段,团队安排专门指导教师定期检查并督促各个子课题的研究进度,学生要定期汇报工作进展;学生每天做好工作日志,同时,指导教师对工作日志给出评语;团队成员要定期进行讨论,尤其是对毕业设计过程中遇到的问题要共同讨论,提出问题的解决方案,对仍不能解决的问题,由相应的指导教师以毕业设计讲堂的形式进行专题讲解毕设后期阶段,指导教师要督促学生按照学校要求认真撰写毕业设计论文,期间可安排一场科技论文写作讲座,以更好指导学生撰写科技论文;撰写完论文后,先交具体指导教师进行审阅,再由评阅教师评阅,只有指导教师和评阅教师都认可后,才能参加答辩. 1.4团队毕业设计的成绩考核团队毕业设计模式中,学生成绩的评定既要考虑学生个人的贡献和工作水平,又要兼顾学生在团队中的协调配合能力和团队整体工作质量[3].因此,在团队毕业设计中,学生成绩由平时成绩、团队协作成绩、评阅成绩及答辩成绩4部分组成.团队毕业设计平时成绩根据该学生在毕业设计期间的学习态度、纪律、独立思考、创新能力及解决问题的能力进行评价,并由具体指导教师给予评分;团队协作成绩主要由指导教师团队根据学生日常汇报、平时讨论情况、中期评估对学生的团队协作能力进行评价;论文评阅成绩包括由指导老师对学生毕业设计完成情况和质量进行评价给予评分,以及由不同评阅老师给出评阅成绩;答辩成绩由答辩教师根据团队成员在答辩过程中的表现给予成绩.上述四方面成绩按一定比例加权得出该学生的综合成绩. 2水利类专业团队毕业设计的实践 南昌工程学院是一所水利特色鲜明、以工为主的应用型地方本科院校,培养的人才既要体现宽口径、厚基础的特点,又要体现应用型的特色.其下属水利与生态工程学院拥有水利水电工程、水文与水资源工程、农业水利工程、水土保持及荒漠化治理等四个水利相关专业.我校配置完善的专业群为开展水利类专业团队培养模式提供了良好的外部条件. 笔者在多年本科生毕业设计指导过程中,一直鼓励学生以团队形式完成毕业设计,不论是本专业的课题,还是跨专业的课题.在此过程中每人负责课题中的一部分,由于课题之间的联系,在做毕设过程中,学生为完成毕设,就需要主动交流、互相讨论,相互协作.以笔者所带的水利类跨专业团队为例,为了能使毕业设计课题更科学,指导教师团队在第7学期初就开始进行毕业设计选题工作.经过多次讨论,最终确定毕业设计团队的题目为“留金坝水利枢纽工程初步设计”,该课题来自工程实践.然后,将大题目拆分为两个子课题,分别为“留金坝水利枢纽工程初步设计—水工设计”、“留金坝水利枢纽工程初步设计———水文水利计算”.同时为方便学生选择,在各子课题下标明难易程度和具体指导教师.通过双向选择,最终组建了学生团队.该团队共有9名学生,3名学生来自水文与水资源工程专业(简称水文组),6名学生来自水利水电工程专业(简称水工组);团队指导教师有2人,由一名水文与水资源工程专业教师和一名水利水电工程专业教师组成,其中,水利水电工程专业教师是该项目的负责人.水文与水资源工程专业老师具体指导3个学生,其课题主要任务是通过对留金坝坝址处历史流量资料进行设计洪水及调洪演算,得到留金坝水库设计洪水位及校核洪水位,为水工组坝体设计计算提供数据支撑,除此之外,水文组还需自行编程,实现水文计算程序化.一名水利水电工程专业教师指导6个学生,其课题主要是通过水文组计算出的设计洪水位数据进行坝体设计,包括坝线、坝型的选择、枢纽布置方案比较、溢流坝的剖面设计、非溢流坝的剖面设计、细部构造设计等.由于本次团队毕业设计项目工程大、涉及的专业多,在毕业设计的各个环节,团队都安排指导教师进行指导,如查阅文献、熟悉课题研究背景、专题讲解、撰写毕业论文及毕设答辩等;同时,为督促学生毕设进度,要求学生每周做好工作日志,指导教师每周一对周工作日志给出评语,并现场就毕设做的情况进行提问,检查学生掌握情况,平时通过见面、发邮件或QQ进行指导,解决毕设过程中碰到的问题.通过团队各专业师生团结合作及相互配合,最终该团队较好地完成了毕业设计任务,其中,4人毕业设计成绩获优秀,5人获良好.通过这种基于团队培养模式的水利类专业本科毕业设计指导法,一方面培养了学生的团队合作精神,学生团队协作能力得到了较好的锻炼,另一方面,也拓展了学生的知识面;同时,通过这种团队培养模式,也锻炼了团队中的年青教师,使青年教师指导水平得到较大提升.总得来说,本次毕业设计取得了很好的效果,受到学生的普遍欢迎. 3结语 新形势下如何提高水利类专业本科毕业设计的质量成为每一位水利领域教育工作者普遍关注的问题.笔者根据所在单位南昌工程学院的水利类专业本科毕业设计团队在多年毕业设计指导过程中的实践和体会,提出了基于团队培养模式的水利类专业本科毕业设计指导法.连续四届本科毕业设计团队模式的实践尝试表明,该培养模式下学生毕业设计质量有较明显改善,学生的团队协作能力得到了培养,专业素质得到了提高,工程实践能力得到了锻炼.本文所提出的水利类专业本科毕业设计团队培养模式及其相关措施对水利类专业本科毕业设计及其他工科专业毕业设计质量的提高也具有一定的参考意义.然而需要指出的是,基于团队培养的毕业设计模式是水利类专业人才培养模式的有益探索,要进一步推广应用这种培养模式,还需要从学校层面建立并完善相关教学管理制度,特别是在团队培养模式指导教师工作量、考核等方面要出台相应激励政策,以充分发挥指导教师的积极性,保障毕业设计团队培养模式的顺利实施。 作者:刘丽娜 刘卫林 单位:南昌工程学院 水利与生态工程学院 水利专业论文:水利院校电子专业论文 1水利院校电子专业面临的挑战 1.1传统维修行业的萎缩 电子集成化、小型化的不断发展、成熟,生产加工水平的不断提高,大规模生产下的电子产品价格一路下滑。如液晶彩电、手机等消费类的电子产品价格一路走低,一方面使电子产品的生产消费呈现繁荣和快速发展,另一方面电子消费类维修行业的快速萎缩,从事电子消费类产品的大量维修技术人员转行。同时智能化集成化技术发展使得电子消费类产品电路复杂,维修困难,知识技能要求高,行业技术垄断,社会吸纳维修技术人员能力下降,都降低了维修行业吸收消化电子专业人才就业的能力。 1.2招生宣传导向不利于电子专业 调查显示,初中毕业生受到父母、老师或者朋友、同学影响而选择专业的占60%以上。而水利院校以水利专业为特色,国家又对水利类中职生提供助学金的政策,导致学生扎堆于所谓的热门专业,冲击了电子与其它专业的招生。 2水利院校电子专业发展机遇 2.1开拓新产业 传统的电子行业不断萎缩,产业的升级转型注定电子专业的发展要适应新兴产业。现在的汽车电子、LED照明、智能防盗、物联网技术等都是未来发展的方向,这些行业吸收消化职业院校电子专业学生的能力较强。因此我们要认准方向,与时俱进,在专业方向、课程设置、人才培养方向上往这些方面靠拢。 2.2立足于传统产业 传统产业没有消亡,机器代替人工是一项高投入的行为,动辄上千万,并非是每个企业能够承受的,故机器代替人工目前仍然是大型企业才能做到的。中小型电子企业仍然需要大量的技术人员来满足生产需求。比如电子玩具产业,需要较多具有电子专业能力的人才。近年来,电子专业的毕业生到中小企业就业,受企业管理层重视,岗位较好,有发展前景。打铁还需自身硬,提高自身职业能力完全可以在传统产业中占有一席之地。 2.3自主创业 为支持学生创业,国家和各级政府出台了许多优惠政策,涉及融资、开业、税收、创业培训、创业指导等诸多方面。电子产业分工的精细化,产品加工成本的下降,使学生有机会在电子产业链中的一环立足,开创事业。一种电子产品从方案设计,项目推广,元件采购,电路加工,产品组装,产品营销一整套完整的生产链中,每个环节都孕育着巨大的商机,可以吸纳大量的学生自主创业。学生所学的电子技术知识完全可以胜任创业需要。在深圳,笔者调研过两个人的微型电子公司,该公司的经营模式是接收产品方案,根据需方要求设计电路板,采购元件,外包完成产品贴装,返回公司经过调试完成产品的初级加工,再销售给下游企业。这种模式投入小,见效快,对专业技术要求不高,非常适合学生创业。 3水利院校电子专业发展之路 3.1服务于社会、服务于本地、服务于水利行业 电子信息业是全国五大支柱产业,在珠三角、长三角、闽三角地区及杭州、宁波等沿海地区广泛建设了电子产业群,吸引了大量的电子专业的技能人才。随着产业的转移,内地经济区引进一大批的高端新型电子信息企业,使培养的人才更方便地服务于江西,服务于本地,能为本地经济发展做出贡献。电子信息技术越来越多地应用于水利工程、水土保持等水利领域。比如水土保持科研项目,水利枢纽建设中就大量应用了电子传感器、智能自动控制等电子信息技术。随着物联网的推广应用,未来在水利类专业开设电子信息课程将更有利于培养出更多的具备电子信息技术知识的水利人才。 3.2加强校企合作 电子行业分工精细,每个企业对专业技术的需求都是不同的,对于学生来讲,在学校学习的课程广泛,在校学习时间短,针对性不强,会造成工作后专业技术不够用,满足不了企业对专业技术的需求。故校企合作、订单式培养是专业发展的出路,有利于学生的自身发展。江西水利职业学院电子专业一直在探索校企合作的模式,通过订单培养或定向培养的形式为企业培养和输送人才,让更多的学生能够对口就业,提高毕业生的就业质量。 3.3进一步推动教学改革 笔者认为改革的方向和重点应该是确定专业培养方法,提升学生职业能力。首先,教师要注意追踪产业革命带来的新技术新成果,更加努力学习新知识新理论,以提高自身的职业能力。二是整理以往教学改革的成果,形成一套行之有效的教改理论。三是形成一套教学质量评价体系,促进学生职业能力的培养。 3.4引进高端综合性人才 引进在电子技术硬件和计算机软件方面有一定造诣电子信息高端人才,可以满足未来电子信息技术的发展需要。这些人才经过几年的教学实践,锻炼、成长为专业带头人,带动电子专业团队的发展。 4结束语 信息与自动化技术的发展,使得电子产业分工更加精细,电子专业的人才培养必须更具针对性,只要我们与时俱进,锐意改革,培养的学生职业能力强,就能够在未来激烈的岗位竞争中脱颖而出,实现自身的价值。 作者:王文军单位:江西水利职业学院 水利专业论文:农业水利专业实习教学模式革新 一、认识实习的目的 通过认识实习,使学生建立干旱区内陆河流域水文特性、水资源分布和开发利用的概念,了解流域水资源综合利用规划和水利水电枢纽工程的设计和运行管理等所包含的水文水资源内容,领会其在国民经济建设中的重要性、复杂性和发展前景。参观水文站,了解水文气象仪器工作原理,进行流量测验和泥沙测验,提高动手能力。了解典型蓄水枢纽、取水枢纽工程作用、平面布置,主要建筑物布置和细部构造及运行方式等;了解取水排沙原理,熟悉水闸、涵洞、渡槽、桥梁等水工建筑物的组成、作用、结构、平面布置及基本原理;参观水电站工程,了解水力发电流程,主要机电设备和各种水工建筑物类型、作用及布置。了解绿洲大型灌区规划、各种灌溉排水工程规划设计基本原理;了解渠系建筑物种类、作用和布置;了解新疆先进节水灌溉技术应用现状。了解水利工程的管理方法及特点,增强对工程实际的感性认识,丰富和扩大学生的专业知识面。通过认识实习,可使学生对水利工程的总体或分部工程的结构构造、施工技术与施工组织管理等内容有一定的理解,进而培养学生独立分析问题和解决问题的能力;通过实习,可促使学生学习广大现场技术人员的优秀品质,为进一步学习水利工程专业知识打下良好的基础,并巩固专业思想,树立献身祖国水利事业的决心和信心。 二、认识实习实践教学模式 1.实习点 由于农业水利工程专业是培养具备农业水利工程专业基本理论和基本技能知识,能在农业、水利、水电、水保等部门从事水利工程(灌排工程、农业水土资源开发、水库枢纽、渠系建筑物等)勘测、规划、设计、施工、管理和教学科研等方面工作,也可在土木建筑相关部门工作的综合性高级工程技术人才。因此认识实习的实习点必须丰富多样,涵盖主要典型水利工程。经过多年的实习积累,石河子大学(以下简称“我校”)已形成了相对稳定而又具优化组合的认识实习点库。主要有以下几类:水文实习点:玛纳斯河肯斯瓦特水文站、头屯河水库水文站、金沟河水文站、乌鲁木齐河英雄桥水文站。蓄水工程实习点:平原水库:大泉沟水库、蘑菇湖水库、夹河子水库、猛进水库(均是土坝类型);山区水库:塔西河石门子水库(双曲拱坝)、头屯河水库(土石坝)、鸿雁池水库(土石坝)、乌拉泊水库(土石坝)、玛纳斯河肯斯瓦特水库(在建)。引水工程实习点:红山嘴电厂引水渠首(一级直线沉沙槽式、二级人工弯道式)、头屯河渠首(底栏栅式)及渡槽工程、乌鲁木齐河渠首。水电站工程实习点:玛纳斯河红山嘴梯级电厂=塔西河石门子水库坝后式水电站。灌溉工程实习点:玛纳斯河灌区灌溉工程、222团大型喷灌机及各种灌溉工程,大学试验农场灌溉工程、头屯河量水工程观测站。科研试验站:现代节水灌溉兵团重点实验室(石河子大学)、兵团灌溉中心试验站(五一农场)、中科院阜康荒漠生态系统观测试验站、国家节水灌溉工程技术研究中心(新疆)。水管单位:玛纳斯河流域管理处、头屯河流域管理处、巴音沟河流域管理处。生产企业:天业集团有限公司。以上各类实习地点可根据当年实际,优化实习路线和单位,形成不同的实习模式。 2.旨导教师 实习指导教师是实习环节的关键因素。学生在专业实习中是否有所收获以及收获的大小,在很大程度上取决于指导教师主导作用的发挥。结合实际情况,实行老中青结合的不同专业合理搭配的专职教师加外聘教师以及实习单位技术人员组成实习指导教师队伍。每次实习时,根据实习内容和实习地点由系领导遴选具有高度责任感、丰富实践经验和深厚专业知识的教师担任主指导教师,当师资紧张时,通过聘用企业优秀技术人员担当实习指导教师,同时鼓励部分青年教师作为辅助教师参加实习指导,形成实习指导教师小组。我校水利建筑工程学院教师的相关专业方向主要有:水工水电方向、灌排及水保方向、水文水资源方向、水文地质及岩土工程方向、施工监理与测绘方向,实习时根据需要从各方向教师中优选。 3.实习模式 根据实习目标,对各实习点及路线进行优化组合,形成了以下几种相对稳定的实习模式。 实习模式一: 第一天:石河子——塔西河石门子水库、坝后式水电站——红山嘴梯级水电站、引水渠首——石河。 第二天:石河子——头屯河水库、水文站——渠首、渡槽、排沙漏斗——量水工程观测站——石河子。 第三天:石河子——夹河子水库——大泉沟水库——现代节水灌溉兵团重点实验室、大学农试场——天业集团有限公司。 第四天:石河子——玛纳斯河肯斯瓦特水文站——肯斯瓦特水库工地、红山嘴梯级水电站一级渠首——石河子。 第五天:专题讲座、整理实习笔记、撰写实习报告。前四天可根据各实习点实际情况调整先后次序。 实习模式二: 第一天:石河子——塔西河石门子水库、坝后式水电站——红山嘴梯级水电站、引水渠首——石河子。 第二天:石河子——头屯河水库、水文站——渠首、渡槽、排沙漏斗——量水工程观测站——昌吉头屯河流域管理处。 第三天:昌吉——猛进水库——222团——中科院阜康荒漠生态系统观测试验站——石河子。 第四天:石河子——玛纳斯河肯斯瓦特水文站——肯斯瓦特水库工地、红山嘴梯级水电站一级渠首——石河子。 第五天:石河子——现代节水灌溉兵团重点实验室、大学农试场——天业集团有限公司。整理实习笔记、撰写实习报告。 实习模式三: 第一天:石河子——塔西河石门子水库坝后式水电站——红山嘴梯级水电站、引水渠首——石河子。 第二天:石河子——头屯河水库、水文站——渠首、渡槽、排沙漏斗——量水工程观测站——昌吉头屯河流域管理处——乌鲁木齐。 第三天:乌鲁木齐——乌鲁木齐河英雄桥水文站——乌鲁木齐河渠首——鸿雁池水库——乌拉泊水库——乌鲁木齐。 第四天:乌鲁木齐——猛进水库——兵团灌溉试验中心站—石河子 第五天:现代节水灌溉兵团重点实验室、大学农试场——天业集团有限公司。整理实习笔记、撰写实习报告。 4.保障措施 实习前准备、实习中思维实习后反馈三段式。 (1)实习前准备:知识准备+思想准备+行动准备。注重实习前的校内实习动员和课堂实习相关内容教学,往年实习情况介绍,组织观看往年实习相关图片。通过课题教学明确实习重要性及相关内容。认真学习实纲和指导书。实纲和指导书是指导实习顺利进行的纲领性文件,应根据实习地点的实际情况和要求,提前自学相关专业知识。先期通过网络等途径搜索了解目标实习地点工程概况。预先充分了解实习目的、实习单位、实习工程、实习程序、内容、实习计划安排、实习成果格式、考核方式、实习纪律、安全规章等相关要求和知识,熟悉实习中动手操作部分程序步骤、方法、要领,如流速仪工作原理、仪器操作、流速计算办法、公式等。召开实习动员会。实习动员是实习进行的第一个环节,指导教师可以按照不同水利工程类型分类指导动员部署。由指导教师明确实习性质、实习分组和指导教师组成,简略介绍实习地点工程情况,强调实习的重要性。明确实习任务,要求实习过程中,要把所学理论知识、规范、制度、定额与实际问题紧密结合,力求融会贯通。做好实习衣食住行等相关准备工作。明确应该有哪些收获,注意培养团队精神。强调安全注意事项和实习纪律是保证实习效果的基本要素。 (2)实习中思维:多看、多听、多问、多动手、多思考。实习过程中注意培养学生思考能力、创新能力、动手能力、观察能力。事实上,学生对实际工程的认识是一个循序渐进和不断积累的过程,在不同的阶段,学生所具备的专业基础和专业知识的程度不同,其实习的收获有所不同。实习过程中多引导学生注意观察,学会思考,提醒学生完成实习规定的实习日记、实习报告,实习体会等资料。让学生带着问题到实地去观察、体验和学习,这样有助于学生对所学知识的理解和巩固,有利于逐步强化对实际工程和具体建筑物的感性认识,也有利于提高学生的学习兴趣,往往可以取得事半功倍的良好效果。实习现场引导学生换位思考,启发学生运用专业知识、理论积极为工程单位出主意、想办法,解决实际问题。 (3)实习后反馈:实习报告撰写、实习心得体会、实习建议意见、实习效果评价。实习结束后,督促学生尽.陕完成实习报告、实习心得体会、实习建议意见。创新考核办法,重视实习过程和效果,充分考虑实习前准备、实习中表现和实习后报告情况,主要考虑实习前的专业知识预习和准备工作、实习中出勤、组织纪律、团队精神、吃苦耐劳、奉献精神等实习综合表现、报告撰写、心得体会、建议意见等,给出实习成绩和学分召开实结会议,根据实习中出现的问题,总结经验教训,查找原因,根据学生和老师对实习单位建议的汇总凝练,可根据情况适时向实习单位反馈。总结会议按小组进行答辩。答辩中不仅教师提问实习问题,也要求学生提出一些实习的问题,调动了学生的实结积极性和创造性。 三、改革建议 在以上已形成的认识实习实践教学模式基础上,采取适当措施,进一步改革完善,主要建议措施有6点。1.制作实习实践教学网站通过往年实习图片展提前勾起学生兴趣和积极性。可以把一个或几个具有代表性的工程全录制下来,制作成照片、图片,课件或录像等,供学生随时观看,作为实习的一个补充措施。2.构建水利工程模型实验室通过沙盘模型将各种典型水利工程、水工建筑物、灌溉排水工程、天山北坡典型地形地貌、河流、地质等反映出来,使学生在不同学习阶段均可观看、思考。3.建立学校与实习单位年度互访交流机制学校应与遴选的校外实习基地保持经常联系,挂牌实习基地要签订相关协议,领导层面要进行互访和交流,或者每年适当时候在学校召开实习实践教学年度总结会,邀请所有实习基地管理层参加,应派社交能力强的教师保持经常的联系,同时加强科研、技术服务等方面的全面合作。学校应真正投入人力物力,建设实习基地,改善实习条件。4.尝试集中实习与分散实习相结合充分利用校内实验室、节水重点实验室、校企产学研基地,除了传统的集中实习方式外,可考虑采用部分分散实习方式,利用课余、周末和节假日空闲时间到事先约定好的实习单位进行参观、调研、召开座谈会等。也可由学生自己联系实习单位,完成与专业密切相关的工作。5.创新考核方式适当抓取反面典型,实行综合考核末位重修制。另外,为提高实习效果和保证实习质量,可抽取部分学生进行实习答辩。6.建立表彰优秀实习指导教师制度由于实习指导教师工作非常辛苦,既要对学生讲解专业知识,还要负责学生的安全和管理,每天工作时间较长,相对课堂教学而言,实习指导教师的付出与收获很不成比例。为鼓励各位教师积极参与实习实践教学,建议对于每次实习中表现突出的指导教师给予表彰和奖励。四、结语经过对认识实习实践教学的总结和不断改革探索,逐渐形成了具有我校特色的农业水利工程专业认识实习实践教学模式,即实习点丰富可优化组合,内容丰富、形式多样,面向工程应用为核心的实习前准备、实习中思维、实习后反馈三段保障式的认识实习实践教学模式。做到具体指导、严格要求、严格考核,确保实习安全、顺利、高质量地完成,进一步增强认识实习实践教学环节在人才培养中的重要作用。 水利专业论文:农业水利专业招生难问题分析 农业水利工程专业(即原农田水利工程专业)是我国普通高等工科院校的传统专业,50多年来为国家培养了数以万计的农业水利工程技术人员,足迹遍布祖国各地,他们为我国农业水利事业的不断发展建立了不朽的功勋。随着水资源危机的不断加剧,节水已成为我国的一项基本国策。建立节水型社会,首当其冲就是要发展节水型农业。在党和国家的高度重视下,“九五”期间,我国的节水灌溉事业取得了不菲的成就;进入新世纪后,党和国家又为农业水利制定了更加宏伟的“十五”规划,令人振奋。但是,一个不容忽视的严峻问题现有农业水利工程专业高级工程技术人才严重匮缺,并且大有后继乏人的态势,已经真真切切地摆在我们的面前。我国是一个农业大国,农业人口约占全国总人口的5/7,因此水利是农业的命脉、水利是国家的命脉的地位就显而易见,这就决定了我国经济社会的发展对农业水利有着极强的依赖性。也就是说,农业水利事业的与时俱进和兴旺发达应该是整个国家经济和社会发展的坚实基础。众所周知,人是生产力中最活跃的因素,人才是生产力发展的核心要素,只有掌握了农业水利工程技术的人才,才是我国农业水利事业兴旺发达的不竭动力。但我国农业水利事业是一个包括有亿万农民参与的劳动力密集型的弱质事业,其现状是人力资源丰富而人才资源严重缺乏。 纵观我国目前从事农业水利事业人员的知识结构、年龄结构和数量结构,均不容乐观。因此,除急需对包括广大农民、基层水利工作者以及有关专业设计院所的工程技术人员进行农业水利科技素质的提高外,更需要培养一大批适应新世纪科学技术发展要求的农业水利工程专业高级工程技术人才,否则就无法真正实现“十五”规划的目标。现在国内许多具有甲级、乙级资质的水利勘测设计单位中,农业水利工程专业毕业的本科生很少,“九五”期间,许多国家级节水灌溉工程和大型灌区续建配套项目的设计只有靠水工专业或其他专业的毕业生去做,结果在专家对设计成果审查时,经常会发现许多不该出现的关键性技术错误。在过去计划经济条件下,高校招生计划较少,大学生包分配,毕业后就有了“铁饭碗”。 农业水利工程专业的毕业生与其他专业的毕业生一样,既不愁工作,工资待遇也有保证,所以报考该专业的生源供大于求。但现在,我国正处于由计划经济向社会主义市场经济转轨的过渡时期,大学生毕业后不包分配,推向人才市场,双向选择。特别是随着信息时代的到来,新能源、新材料、生物工程、微电子技术、信息技术等新兴专业的建立和高新产业的迅速崛起,对这类人才的需求量持续上升,使得这些高新专业的人才倍受宠爱,并且待遇丰厚,其他专业人才遭受冷落。在这种人才市场的导向下,出现了更多的生源在填报志愿时向新兴专业、时髦专业一边倒的现象,而高等院校农业水利工程专业的招生就必然要面临十分尴尬的局面。现以2001年全国普通高校在河北省的招生计划为例:在河北省招生的理工类普通本科院校361所,而设有农业水利工程专业的院校仅有10所。原来在农业水利工程专业方面办得很有历史、很有成就的院校,如西安理工大学、太原理工大学、郑州大学(原郑州工学院)等,现在都没有该专业的招生计划,具有百年历史的河北农业大学也只有30人的招生计划,用以维持专业不断线。在河北省计划招收的理工类本科学生约4.7万人中,农业水利工程专业的招生计划仅有96人(其中华北水利水电学院50人;河北农业大学30人;其他8所院校共招16人)。 再以各校录取的农业水利工程专业学生的填报志愿情况为例:华北水利水电学院录取的考生中,第一志愿只有1人;第二志愿只有12人,余下的37人均从服从调剂志愿中录取;扬州大学该专业计划招生175人,第一志愿者没有,均为调剂志愿;武汉大学农业水利工程专业计划招生100人,但报考第一志愿的为数不多,主要从服从调剂者中录取。出现上述情况,究其原因,我们认为主要是:①考生对该专业的认识带有一定的偏见性,在填报志愿时,偏重于当前流行的、时髦的专业,认为当今处在电子信息时代,既然是“农业水利工程”专业,不会有什么科技含量。②因为在市场经济条件下,考生从自身的利益考虑,认为农业水利工程专业带“农”字,又是搞水利,肯定工作环境艰苦、待遇低。那么,同样是拿钱上大学,为什么不去选择待遇高、就业形势好的时髦专业呢?③国家虽然把农业水利作为国民经济的基础设施来抓,但利用各种新闻媒体培养农业水利工程专业高级工程技术人才的重要性和紧迫性的宣传力度小。④国家对开设农业水利工程专业的学校和就读该专业的学生缺乏必要的倾斜政策和激励机制。在信息社会中,高新技术和新兴专业飞速发展,这是历史的必然,也是时代的需要,无可非议。但在任何时候,一个有13亿人口的泱泱大国,其国民经济决不允许出现畸型发展,作为国民经济重要基础设施的水利事业也万万不能偏废。 我国在今后更长的历史时期内,水利工作的主要任务是要解决因“水多、水少、水脏”引发的事关国计民生的大问题,特别是要下大力气解决由“水少”和“水脏”而形成的制约我国经济社会发展的瓶颈问题。因此,急需大量能够在有9亿农民的农业大国中从事建立节水型农业、保护水环境的高素质人才。这种需求在经济全球化进程日益加快、我国已经成为世贸组织成员后,就愈发显得紧迫。同时,充分开发和利用水利人才资源,用人才资源之长,补自然资源之短,也不失是一种积极应对我国水资源日益短缺局面的重要战略举措。而高等教育正是实现人才资源总量增加、质量提高、为经济发展和社会进步的需要提供优秀人才的根本途径。为此,高校开设了农业水利工程专业,也相继培养了大批此类人才。但随着在岗的农业水利工程专业人才逐步走向退休年龄,再加上前几年金融专业热、房地产专业热、计算机专业热等,在一定程度上造成年轻的农业水利工程专业人才出现断档趋势,使得现有该专业人才明显不足。从目前开设农业水利工程专业的院校反馈的信息来看:武汉大学该专业的毕业生大部分都到了省级水利部门和国家各大流域机构工作;扬州大学、河海大学该专业的毕业生就业形势也不错;还有不少省、市级的水利部门专门到华北水利水电学院去要该专业的毕业生等等。这足以说明农业水利工程专业并不是社会需求明显不足的专业,而是一个对我国这样的农业国来说,其现实需求量和潜在需求量均很大的长线专业。现在,当国家更需要农业水利工程专业的人才时,考生却都不愿报考该专业,任其下去,必将后患无穷。 因此,我们提出解决“农业水利工程”专业招生难的问题刻不容缓,决不是杞人忧天,也不是耸人听闻,而是摆在我们面前的严峻现实。我们认为,要解决这个问题,一方面需要开设农业水利工程专业的院校加大教学改革力度,进一步拓宽该专业口径,在主动适应我国社会发展和人才市场需要上下功夫。另一方面也需要中学教师和学生家长教育考生应从国家长远利益考虑,积极报考农业水利工程专业。但是,更重要的是希望国家从政策上给农业水利工程专业以保护,比如对就读该专业的学生由国家资助学费等,充分利用经济杠杆的作用和国家的舆论导向,及时向社会公布基础性产业对人才的需求情况,引导学生报考国家经济建设需要的专业。水利是国民经济的基础设施,不培养和储备足够的掌握了现代化农业水利技术的专门人才资源,要完成历史赋予水利事业的伟大使命将无从谈起。所以,在发挥市场人才资源基础性作用的同时,政府应加强宏观调控,更要注重对年轻人才培养的均衡发展,实现人才资源培养上的有序化、合理化和可持续发展,以保证国民经济各行业实际需要的人才资源源远流长。 水利专业论文:农田水利专业拓宽探讨 1农业水利技术专业的性质、服务对象 农业水利技术专业的学生要具备该专业的基础知识,能在农业水利部门从事勘测、规划、设计、施工等工作,把新方法、新技术、新工艺运用到实际工作中,成为具备在农业水利生产、服务、管理第一线工作的有较高素质的劳动者中的高级专门人才。从其目标看,农业水利技术专业应该是培养为我国农村经济服务的工程技术人员,是今后农业与水土资源工程之间的一个宽口径专业,从探索植物生长和生态环境保护的相互关系出发,揭示田间水、肥、盐、热等物质能量运移、转换效应的规律,开发有效的水土资源利用技术,规划建设水利、生态工程,达到兴利除害、发展农业、保护生态资源环境的目的。 2对农业水利技术专业的要求 山西省是一个农业大省,农业状况对全省经济发展和社会稳定起着举足轻重的作用,但山西省又是一个气候、环境条件比较恶劣、水资源十分匮乏的省份,进一步提高粮食产量困难较大。其主要原因有三:一是目前境内的小泉、小水已基本开发利用,地表水开发潜力很小。二是地下水严重超采,恶性循环不断加剧。三是随着社会生产力的发展,工农业用水量不断加大。这样,靠开发境内地下水、地表水发展常规灌溉,促进农业上台阶可能性较小。这就要求水利职业技术院校的农田水利专业向农业水利技术专业拓宽,为此应作好下述工作。 2.1促进水利学科与农业学科的相互渗透,推动高效农业进一步发展经过多年努力,山西省农田水利基本建设已具有一定规模,但不少地方仍然存在着缺水的威胁,农业增产受到制约。主要原因之一就是农业与水利脱节,人们忽视了水只有在得到适时适量的供应时,才能使农作物优质高产。这就要求农业水利技术能够从有利于农作物生长角度出发,对水土环境加以调节,同时,还需要采取农业生物措施。这样“双管齐下”,才能推动高效农业的更快发展。 2.2推动水利资源、农业生态环境的综合治理 随着工农业生产的发展,山西省水资源日趋短缺,水土流失、植被破坏,更加重了水资源紧缺的压力。山西省土地资源并不丰富,水土流失、荒漠化、农田有机质减少、养分亏缺等土地质量退化现象突出,大批农田仍处于低水平耕种状况。这就要求水利措施必须同生态环境治理相结合,采取退耕还林、植树种草等水保措施,从山地农田的蓄雨耕作做起,从小流域综合治理做起。农业水利技术应该在保护水土资源、改善生态环境中发挥重要作用。 2.3提高水土资源利用效率,建立可持续发展农业农作物生长与土壤、水分、肥料和大气等因素密切相关,SPAC系统是一个连续的物质和能量转换系统,其中任何一个因素的变化都会影响农作物的生长。农作物在生长发育过程中,对水分环境因素的逆境条件具有一定的适应性。为了增强作物的生长抗旱能力,获得最佳产量,掌握作物在各个不同生长阶段允许水分亏缺的极限值和作物对干旱逆境适应的能力限度,也是农水技术专业需要解决的问题。该专业的有关课程将提供非充分灌溉的理论依据,使人们能够利用非充分灌溉理论促进水土资源的有效利用,发展节水型农业,促进农业生产可持续发展。 2.4推进农业水利的现代化、自动化管理 高效的农业水利工程需要现代化的管理手段,山西省目前尚无完善的自动化灌溉系统,现有灌区设施老化、退化现象也很严重。要加强遥控遥测等自动化管理新技术的应用,例如大面积土壤墒情、农作物生长情况的自动监测预报和遥感遥测技术,水土资源、生态环境的地理信息技术、灌排工程的自动量测,控制技术等。在管理方面,要用科学的规划方法研究水利工程的最优管理方案,要研究水资源开发利用等方面的经济效益、生态环境和可持续发展理论,促进农业水利现代化建设。 3专业拓宽的几点设想 原农田水利工程专业以其基础扎实、技术基础课与专业课覆盖面宽、毕业生适应性强而受到用人部门的欢迎。但是,由于受传统落后观念的影响,人们存在着轻视农业、不愿下基层工作的社会偏见,严重制约了该专业的发展。而把农田水利专业向农业水利技术专业拓宽的目的正是在于适应人才市场变化的需要,以利于学生择业。新专业要保持原有优势,办成特色鲜明、适当向农业拓宽、适用性更强的专业。 3.1增设节水灌溉新技术课程 山西省缺水的事实,使供需之间矛盾日益尖锐。为使有限的水资源能够满足灌溉需要,必然要采用节水灌溉技术。因此,该专业应开设节水灌溉新技术课程。 3.2增设乡镇供水课程 随着国民经济的发展,人民的生活水平、生活质量日益提高,农村也不例外。昔日农村的生活用水不论从质量还是保证率方面都满足不了当今建设新农村的要求,因此。必然要对农村生活用水系统进行改造,针对县以下的广大乡镇及农村的改水任务,应开设“乡镇供水”课程。 3.3增设水利法规与定型设计课程 我国现在已进入法制社会,依法治国是党的十五大确定的治理国家的基本方略。水利系统的干部和职工必须学习法律知识,提高法律素质。水利专业的学生也应全面系统地掌握各种水利法规,以便在各种工作岗位上推进依法治水工作,使水利改革与发展的任务能顺利完成。大量田间建筑物定型设计可节约投资,快速施工。因此,应开设水利法规与定型设计课程。 3.4增设新能源技术及环境与发展课程 能源、环境和可持续发展是当前世界性的问题,为适应21世纪经济与社会发展的需要,培养学生的创新精神,农业技术专业所开设的课程也应具有超前意识。增设新能源技术及环境与发展两门课就是为了适应这一需要。新能源技术课程主要介绍风能和太阳能的内容,环境与发展课程主要介绍环境与可持续发展的关系。 另外,考虑到农业水利技术专业对水土保持专业的内容也有所涉及,因此,还应增设水土保持与荒漠化治理课程。 以上课程的新设对教师提出了更高要求,不但要求教师更新知识结构,而且要求教师提高综合素质。为此,在改造课程体系的同时,更应先对教师进行培训,以适应新的专业教学体系需要。 水利专业论文:水利专业教学改革 1专业的优势、特色与不足 学院成立以来,学院领导曾多次组织专家对农业水利工程专业进行评估,总结了本专业的优势、特色与不足。主要有以下几方面: (1)本专业有一支高水平的师资队伍。主讲教师中博士2人,博导2人,硕士导师6人,教学、科研能力较强。 (2)近两年来科研经费比较充足。以本专业教师为主承担的国家“863”项目:“东北干旱、半干旱区节水农业技术集成与示范”,总经费700万元。此项目的实施,使本专业所有教师的科研能力明显增强。 (3)本专业是黑龙江省唯一具有博士学位、硕士学位、学士学位3级学位授予权的水利类专业,毕业生在黑龙江人才市场上具有极强的竞争力。 (4)由于黑龙江省地处寒区,所以本专业的特色是在课程设置上突出了寒区的特点,例如开设了“水工建筑物冻害防治技术”、“寒区建筑物”等课程。适应了东北季节冻土区对农业水利人才的特殊需要。 (5)农业水利工程专业的不足主要表现在:实习经费不足,实习基地建设滞后,致使有些实习内容、时间大大缩水,有些实习项目无法开出,从而影响学生实践能力和创新能力的培养。 2发展机遇 农业水利工程专业的发展恰遇建专业以来最好的机遇,主要为以下几方面: (1)“98”洪水之后黑龙江省连续遭遇5a干旱,使得全社会的水旱灾害意识进一步增强,一批水利工程相继上马,国家对水利行业的投资大幅增加,水利行业呈现出一派生机勃勃的景象,从而对水利人才的需求大增。 (2)东北农业大学为教育部“211”建设大学,为了达到预期的建设目标,国家和黑龙江省都对学校大幅增加投资。 (3)东北农业大学正在积极准备迎接本科优秀教学质量评估,为了能够顺利通过本科优秀教学质量评估,学校增大了对各专业的建设投入力度。 3教学改革实践 通过专家评估,教师讨论,统一了全系教师的认识,认清了专业的优势、特色与不足,明确了专业建设的主攻方向和建设思路,即抓住当前的有利时机,进一步深化专业教学改革,力争将农业水利工程专业再上新台阶、新水平。为此主要从以下几方面对农业水利工程专业进行了建设。 (1)重视师资队伍建设。教师是教学改革的主体,教师的素质决定着教学效果的好坏。针对学生实践能力和设计能力偏低的客观实际,学院从黑龙江农垦勘测设计研究院引进两名业务骨干,承担本专业4门主课“工程水文学”、“水利计算”、“农田水利学”和“水泵与水泵站”的教学工作。由于两名教师具有丰富的工程设计经验,同时工作态度又非常积极、认真,使得该4门课的教学取得了良好的效果,在师生中获得了一致好评。同时学院也非常重视农业水利工程专业高学历人才的引进,学院先后从四川大学、中科院地理所引进本专业博士后两名,这两名教师的加盟,大大增强了本专业的科研能力,同时对其他教师也是一个带动和提高,提升了整个师资队伍的素质。 (2)进行了教学计划的修订。教学计划的修订,是教学改革的重中之重,因此从2001年起,连续3a对教学计划进行了修订。其中尤以03级教学计划的改动最大,具有以下几方面的特点:①增加了选修课的课源。选修课的课源达到33门之多,增大了学生选择选修课的空间,使学生有更多的机会按照自己的兴趣选择,主动学习,扩大知识面;②部分选修课模块化。在选修课中,设置了3个模块:即水土保持模块,水电及建筑模块和工程管理模块。3个模块的设立,就是将选修课中一些相关的课程组合在一起,形成新的专业方向。学生选修了一个模块,既相当于增加了一个专业方向,从而避免了部分同学盲目选课和选课不系统的现象,同时也会增大学生毕业时在就业市场上的竞争力;③突出“水利工程造价”和“土木工程CAD”两门课在选修课中的地位。由于这两门课是实用性很强的课程,是对学生基本工作能力的培养,在实际工作中会经常应用,所以在选修课中特别突出了这两门课的地位。为了保证该两门课能被学生选到,不仅在各模块中设置,同时在非模块的选修课中也设置了这两门课。④将专业课前提至第六学期。将专业课前提至第六学期,将选修课集中放在第七学期,主要目的是保证主要专业课的教学效果。从以往的教学实践中发现,一部分学生由于考研,在第七学期几乎放弃了与考研不相关的专业课的学习,从而导致一些主要专业课的教学效果明显下降。为了保证主要专业课的教学效果,对专业课的教学时间进行了调整。 (3)积极进行实验室建设。农业水利工程专业涉及7个实验室,它们分别是农田水利、水泵、工程地质、土力学、水力学、建材和水工实验室。由于设备老化及实验设备不足,致使有些实验无法开出,有的即使能够开出也达不到预期效果。为此学院借“211”建设和“本科优秀教学质量评估”大好时机,积极争取学校对各实验室的投资。3a累计争取投资300多万元,各实验室的设备基本得到了更新和补充,使得教学计划中的实验项目能够顺利开出,取得了较好的建设效果。 (4)加强实习基地建设。为了弥补实习经费不足,保证实习环节的教学质量,学院先后与黑龙江省水利水电勘测设计研究院、黑龙江农垦勘测设计研究院、哈尔滨市水利规划设计研究院、黑龙江省水利科学研究院、西泉眼水库管理局等单位合作,建设实践、实习基地。经过2a的运行,取得了满意的教学效果。 (5)结合工程实际进行毕业设计。学生毕业设计90%都直接派往设计部门或其他生产实践部门,使得学生毕业设计选题结合生产实际达到90%以上。这既使学生对学过的专业知识进行了复习运用、加深了理解,同时又使毕业生提前进入了工作状态,受到用人单位欢迎。 水利专业论文:农业水利专业汉语教学方法 1课程简介 水利专业汉语是一门基础课,是学校针对农业工程学院农业水利工程专业大学二年级维吾尔族、哈萨克族等少数民族学生而开设的一门先修课程。鉴于民族学生汉语水平普遍较低的实际情况,为使学生能够顺利完成水利专业各课程的学习,学校编写了《农业水利工程专业汉语》这本教材,内容共有三十八课,涉及十几门专业基础课及专业课课程。纵观全书,有覆盖面广、概念多、信息量大等特点。通过本课程的教学,使学生对于以后将要开设的专业基础课和专业课,有一个基本的认识和简单的了解,为进一步深入学习打下良好的基础。 2学习现状 农业水利工程专业所开设课程难度相对较大,对于少数民族学生来说有一定的困难。少数民族学生在进入专业学习之前,首先要在文理学院预科一年,主要学习汉语基础知识。尽管如此,农业水利工程专业的少数民族学生涉及到专业学习时仍然存在一定困难。对于这样的现状,该课程的教学就存在学生难学、教师难教的“两难”问题[1]。摆在学生面前的任务是,既要努力学习汉语知识,克服语言障碍,又要学习专业课知识;作为教师,应改进传统的教学形式[2],采用灵活多样的讲授方法,努力探索适合于少数民族学生的教学方法,激发学生学习兴趣,讲透讲懂该门课程。 3教学方法及要求 3.1课堂教学 3.1.1语言及板书 针对以上所述学生状况,该课程任课教师务必使用普通话授课,避免使用方言,且必须掌握较适当的语速,对于某个问题的解释,尽量做到不用成语或多义词,多使用与专业相关的口语化的字词句,努力做到深入浅出,便于学生理解。同时,板书要工整规范,符合汉字书写的笔画顺序,对于生字、生词要用拼音给学生注明,并解释其意义。另外,对少数民族学生要一边解释,一边摘重点板书,否则学生就没法做笔记,从而影响到学习效果。 3.1.2互动式教学 互动式教学是任何一门课程教学都必不可少的教学方法,尤其对少数民族学生显得尤为重要。只有不断的与学生互动,才能够激发学生的学习兴趣,引导学生去获取知识,解决问题,体验学习的快乐,从而提高学习质量,获得较好学习效果[3]。教师才会及时地掌握学生听课的具体情况,比如,哪些问题完全听懂了,哪些问题还一知半解,哪些人掌握了,哪些人还没有完全明白,等等的信息通过教师与学生的互动便可一目了然。另外任课教师随即可以针对具体问题采取相应的对策,一种是调整自己的授课节奏,课堂上向学生作进一步解释;一种是增加课外辅导。同时必须强调学生预习和复习的重要性,在每节课开始之前,要对前一堂课的内容提问,进而更好地了解学生对基本知识的掌握情况,以便教师及时调整授课方法,每节课授课结束要督促学生做好课前预习,只有严格做到教师与学生的每一教学环节的互动,才能够达到良好的授课效果。 3.1.3多种教学辅助工具的使用 农业水利工程专业的课程中,无论是概念还是某个理论,都有一定的抽象性,单凭语言解释,学生很难理解,如果教师能够很好的利用一定的教具进行讲授,会收到很好的教学效果。常用的教具有模型、挂图、照片、实物等。比如:画法几何当中的各种平面、曲面和立体,教师可以自己制作一些模型,并结合学生身边可见的事物进行联系讲授,往往可以使一些比较抽象的概念形象化,具体化,便于学生对知识的理解和掌握。涉及到水利工程测量的知识,比如水准测量,可以利用S3水准仪或自动安平水准仪讲授仪器组成及其使用方法,以及怎样进行水准测量的相关知识。 3.1.4开展课堂讨论 针对某些课程内容的讲授,采取课堂讨论的形式,可以更好的发挥学生的主观能动性,活跃课堂气氛[4],激发学生的学习兴趣。比如,建筑材料部分,可以引导学生积极发言,常见的建筑材料有哪些种类?能不能举出一些例子?不同的材料有什么特点?等等的提问讨论,既可以使学生很好的把书本理论知识与实际当中的事物结合起来,又能使学生加深对知识的理解[5],提高学生分析问题的能力,收到良好的教学效果。 3.1.5合理把握讲课的深度 由于本课程是一门专业课开始前的先修课程,其教学目的是引导学生对后续课程有一个定性的认识和对基本概念、基本理论的了解乃至掌握,所以,要求教学当中对基本概念、基本理论的解释一定要准确,要能够体现本节内容的教学目的和重点,对知识的拓展,应该把握合理的深度,要根据学生听课中的具体反映进行调整,对于未能拓展的知识要给学生留为思考,以便学生在后续开设课程当中进一步重点学习。 3.2阶段性测验 针对本课程涉及面广、信息量大的特点,加之授课对象的具体情况,为保证良好的教学效果,阶段性测验是必不可少的。教师可以采取词语听写、名词解释、问答题等的形式,对学生掌握知识的情况进行摸底,并给予准确的评分,结果向学生公布,记为平时成绩。这样既可以检查学生学习的状况,还可以激励学生互相竞争,形成较好的学习氛围。 3.3考试命题 考核方式采取闭卷考试,题型可以有填空、名词解释、问答、论述等多种形式,但无论选择哪种命题方式,都应该注意突出本课程的教学要求,能够反映本课程的主要知识点和其在本专业课程教学当中的意义。闭卷考试命题考虑题量不要太大,既考查学生记忆知识的能力,还要考查学生理解问题的能力;评分办法:平时测验及上课提问等占总成绩40%,期末成绩占总成绩的60%。 4结语 合理的课堂教学组织是保证良好教学效果的关键,是衡量教师教学水平的一把标尺。《农业水利工程专业汉语》课程有其专业性和针对性,应注重使学生弄清楚该课程与以后专业课程之间的联系和区别,把握好这门课程的深度和覆盖面,突出该课程对学生以后专业学习的引导作用。只要教师勤于思考,积极探索适合于少数民族学生的教学方法,激发学生学习兴趣,才会取得良好的授课效果。 水利专业论文:高校设农业水利专业的必要性 1农业水利工程专业概况 农业水利工程是水利工程学科的一个重要分支,是随着水利学科的发展而发展起来的。1951年~1953年,在我国高校专业调整中,水利类设置的4个专业中就有农田水利工程。1963年,教育部组织修订高等学校通用专业目录时,又在农科类也增加了农田水利专业。其后,高校本科专业目录又分别于1985年、1993年和1998年进行了三次调整。1998年调整时,将农田水利工程改为农业水利工程,归为农业工程类[1]。目前全国有近30所高校设有农业水利工程本科专业,主要分布在水利类院校、农业类院校和部分综合性大学。由于各高校专业基础不同,在规划、设计、勘测、施工、监理、运行管理及科研等领域各有侧重。农业水利工程专业是建国后进行学科调整时从水利学科划分出来的一个分支,其专业基础与水利水电工程、水文学及水资源工程等水利类专业相近,知识结构、专业内容和课程体系等也基本相近或相通,主要的区别是服务对象不同,农业水利工程专业主要服务于农业和农村。农业水利工程是多学科交叉融合、 跨专业运用、理论与实践相结合的应用技术型专业。 2专业设置的必要性 2.1农业的基础地位决定了农业水利工程专业的重要性农业是第一产业,是国民经济中最基本的物质生产行业,是人类的生存之本、衣食之源,是社会安定的保障。农业的基础地位是否牢固,关系到人民的切身利益、国家经济的发展和整个社会的安定,也关系到在国际竞争中能否坚持独立自主地位。中国是一个农业大国,农业不兴,百业之兴无从谈起,农民不富,难以国泰民安。从我国农业发展现状看,尽管建国以后,开展了大规模的农田水利基本建设,农业生产条件得到很大改善,农业产量大幅增加,农民生活水平显著提高,但我国农业的基础地位仍然比较脆弱,发展速度相对滞后,农业仍是制约国民经济发展的薄弱环节,农业生产条件的进一步改善还有较大的空间。在党的十七大报告中明确提出,要加强农业的基础地位,走中国特色农业现代化道路,建立以工促农、以城带乡长效机制,形成城乡经济社会发展一体化新格局。 总理在博鳌亚洲论坛2009年年会上指出,中国将重点加强农村建设和中西部基础设施建设,着眼于巩固农业基础地位,加快农田水利重大工程建设,增强农业稳定增产、农民持续增收的能力。因此,今后较长一段时期我国仍需要大量的农业水利工程专业人才。“水利是农业的命脉。”农业水利是农业发展的支撑和保障,离开农业水利事业的发展,农业的发展将无从谈起。随着农业基础地位的加强,国家及各级地方政府在以往重视农业水利建设及管理的基础上,还将进一步加大对农业水利的投入,在全国范围内将长期需要大量的农业水利工程建设和运营管理人才,来科学合理地进行农业水利设施的建设布局以及管理运行。我国农业水利的建设和发展,经历了以解决人类生存生活为目的的原始水利阶段、以兴建水利工程为主要手段来解决经济建设和社会发展问题的工程水利阶段,现在正逐渐向着以可持续发展为目标的环境水利阶段过渡。人才作为社会劳动力的智力要素和科学技术的能动载体,是现代生产力发展的重要先决条件。农业水利工程的专业人才是现代农业水利工程建设合理布局、科学管理、高效运行及可持续发展的基石和保障。 2.2教育资源的分布不均造成广西及西南地区农业水利工程专业人才的短缺 由于我国地域辽阔以及各种历史和现实的原因,经济和文化发展存在较大的不平衡性,这种不平衡性必然带来区域高等教育发展的不平衡,直接导致区域社会经济发展对高等教育需求的不平衡。目前,我国开设农业水利工程本科专业的高等院校有29所,主要分布在东北、华北、西北、华东,以及华中的湖北、西南的云南、四川等地,而华南的广西、广东、海南以及周边的贵州、湖南、福建、江西等省份的高校尚未开办农业水利工程本科专业。在这些未开办农业水利工程本科专业的地区,恰是我国农业总体发展水平较为滞后,同时也是气候条件较好、农业发展潜力较大的地区,在未来的农业发展中,本科层次的农业水利工程专业人才可在这些地区发挥更大的作用。农业水利工程在全国范围来讲,尚不属于紧缺专业,但由于招生现状以及人才流动的自身规律,老少边穷省(区)无论在生源输送,还是人才吸引力方面,均处于劣势,人才短缺的解决较大程度上需要通过从本省(区)招生加以解决。广西是一个人多地少、耕地资源和水资源均短缺的地区,农业增产、农民增收必须以提高土地生产率为主要目标,把科技进步放在重要位置,通过改良农作物品种、加强农业水利建设、提高农业灌溉效率、合理使用化肥和农药等措施,提高单位面积农产品产量。广西作为我国经济欠发达的少数民族边疆省区,农业在整个区域社会经济中的地位及作用尤其重要。因此,十分有必要开办农业水利工程本科专业,为广西培养用得上、用得起、留得住的农业水利工程专门人才,并兼顾周边省份人才需求,为广西及所在区域的农业发展提供有力的支持。 3专业设置的可行性 3.1生源状况 按照现行招生状况,在广西高校设置农业水利工程专业的招生对象70%左右面向广西,区外招生以西南为主兼顾全国。而广西及西南地区目前的高等教育毛入学率为50%左右,本科升学率仅为20%左右。随着高等教育改革的逐步深化,国家教育政策向老少边穷地区的进一步倾斜,区内本科升学率将不断提高,升学率的提高以及广西及西南地区各族人民对高等教育的渴求是本专业生源的保障。此外,人们对教育的最朴素要求就是能够学以致用,广西及西南各省均是农业大省(区),农业在经济中所占比重较高,农业水利与人们生产生活紧密相关,而农业水利工程本专业最直观的学有所用特点也是生源的重要保证。 3.2就业分析 国家对于农业水利事业历来十分重视,从中央到县乡均有与农业水利工程专业关系密切的机关和企事业单位,如水利部设置农水司、省区水利厅设置农水处、市县水利局社设置农水科、乡镇也有农水站,而各级各类水利水电勘测规划设计单位,大部分都设有农水设计室。这些机构的正常运转需要农业水利工程专门的人才不断补充;水利施工单位也急需具有农业水利工程专业背景的施工技术人才;众多的大、中、小型灌区更需要大批具有农业水利工程和农业灌溉知识的运行管理人才。随着国家大力加强农业基础地位的进程,农业水利的地位和作用也将愈加重要,农业水利事业的大发展更进一步增加了对本专业毕业生的需求。在广西及西南各省,农业的发展对促进区域经济的增长及社会稳定起着重要的作用。“科教兴农”,必须以科教兴水为先导。在广西区内从事水利工作的人员中,本科以上学历的人员比例仅为8.4%;全区灌区管理单位具有初级职称以上的技术人员仅占职工总人数的14.3%[2],造成这种局面的重要原因就是较高学历人员的严重短缺。改变广西及西南各省落后面貌,必然需要大量高素质的人才,改变水利人才短缺的局面更需要大量的农业水利工程专业人才的补充。根据一些先期开设农业水利工程专业高校的招生规模和近十年来的社会需求,及未来10年的社会与经济发展趋势,国内每年需要农业水利工程专业人才约为600~800人/年,其中广西区需40~60人/年,加上西南华南的农业水利工程专业人才需求约为60~80人/年,在广西高校设立农业水利工程本科专业招生规模控制在60人以内,也就是两个班,将能够保证毕业生就业。 4结语 广西是一个农业大省(区)、水利大省(区),农业水利工程专业设置的空白与农业水利在广西的地位极不相称。广西也是高等教育水平相对落后,各类专业人才较为缺乏,总体的生产及管理技术水平亟待提高的省(区),无论从加强农业的基础地位,促进地方整体经济快速发展,解决“三农”问题,还是从提高老少边穷地区整体教育水平,促进地方整体人才素质的提高来看,在广西高校设立农业水利工程本科专业都是十分必要的;而根据广西高等教育的招生情况,以及农业水利工程专业人才的需求来看,该专业的设置也是切实可行的。 水利专业论文:水利专业实践教学改革 一、认识实习的目的 通过认识实习,使学生建立干旱区内陆河流域水文特性、水资源分布和开发利用的概念,了解流域水资源综合利用规划和水利水电枢纽工程的设计和运行管理等所包含的水文水资源内容,领会其在国民经济建设中的重要性、复杂性和发展前景。参观水文站,了解水文气象仪器工作原理,进行流量测验和泥沙测验,提高动手能力。 了解典型蓄水枢纽、取水枢纽工程作用、平面布置,主要建筑物布置和细部构造及运行方式等;了解取水排沙原理,熟悉水闸、涵洞、渡槽、桥梁等水工建筑物的组成、作用、结构、平面布置及基本原理;参观水电站工程,了解水力发电流程,主要机电设备和各种水工建筑物类型、作用及布置。了解绿洲大型灌区规划、各种灌溉排水工程规划设计基本原理;了解渠系建筑物种类、作用和布置;了解新疆先进节水灌溉技术应用现状。了解水利工程的管理方法及特点,增强对工程实际的感性认识,丰富和扩大学生的专业知识面。 通过认识实习,可使学生对水利工程的总体或分部工程的结构构造、施工技术与施工组织管理等内容有一定的理解,进而培养学生独立分析问题和解决问题的能力;通过实习,可促使学生学习广大现场技术人员的优秀品质,为进一步学习水利工程专业知识打下良好的基础,并巩固专业思想,树立献身祖国水利事业的决心和信心。 二、认识实习实践教学模式 1.实习点 由于农业水利工程专业是培养具备农业水利工程专业基本理论和基本技能知识,能在农业、水利、水电、水保等部门从事水利工程(灌排工程、农业水土资源开发、水库枢纽、渠系建筑物等)勘测、规划、设计、施工、管理和教学科研等方面工作,也可在土木建筑相关部门工作的综合性高级工程技术人才。因此认识实习的实习点必须丰富多样,涵盖主要典型水利工程。经过多年的实习积累,石河子大学(以下简称“我校”)已形成了相对稳定而又具优化组合的认识实习点库。主要有以下几类: 水文实习点:玛纳斯河肯斯瓦特水文站、头屯河水库水文站、金沟河水文站、乌鲁木齐河英雄桥水文站。 蓄水工程实习点:平原水库:大泉沟水库、蘑菇湖水库、夹河子水库、猛进水库(均是土坝类型);山区水库:塔西河石门子水库(双曲拱坝)、头屯河水库(土石坝)、鸿雁池水库(土石坝)、乌拉泊水库(土石坝)、玛纳斯河肯斯瓦特水库(在建)。引水工程实习点:红山嘴电厂引水渠首(一级直线沉沙槽式、二级人工弯道式)、头屯河渠首(底栏栅式)及渡槽工程、乌鲁木齐河渠首。 水电站工程实习点:玛纳斯河红山嘴梯级电厂、塔西河石门子水库坝后式水电站。 灌溉工程实习点:玛纳斯河灌区灌溉工程、222团大型喷灌机及各种灌溉工程,大学试验农场灌溉工程、头屯河量水工程观测站。 科研试验站:现代节水灌溉兵团重点实验室(石河子大学)、兵团灌溉中心试验站(五一农场)、中科院阜康荒漠生态系统观测试验站、国家节水灌溉工程技术研究中心(新疆)。水管单位:玛纳斯河流域管理处、头屯河流域管理处、巴音沟河流域管理处。 生产企业:天业集团有限公司。 以上各类实习地点可根据当年实际,优化实习路线和单位,形成不同的实习模式。 2.指导教师 实习指导教师是实习环节的关键因素。学生在专业实习中是否有所收获以及收获的大小,在很大程度上取决于指导教师主导作用的发挥。结合实际情况,实行老中青结合的不同专业合理搭配的专职教师加外聘教师以及实习单位技术人员组成实习指导教师队伍。每次实习时,根据实习内容和实习地点由系领导遴选具有高度责任感、丰富实践经验和深厚专业知识的教师担任主指导教师,当师资紧张时,通过聘用企业优秀技术人员担当实习指导教师,同时鼓励部分青年教师作为辅助教师参加实习指导,形成实习指导教师小组。我校水利建筑工程学院教师的相关专业方向主要有:水工水电方向、灌排及水保方向、水文水资源方向、水文地质及岩土工程方向、施工监理与测绘方向,实习时根据需要从各方向教师中优选。 3.实习模式 根据实习目标,对各实习点及路线进行优化组合,形成了以下几种相对稳定的实习模式。 实习模式一: 第一天:石河子——塔西河石门子水库、坝后式水电站——红山嘴梯级水电站、引水渠首——石河子。 第二天:石河子——头屯河水库、水文站——渠首、渡槽、排沙漏斗——量水工程观测站——石河子。 第三天:石河子——夹河子水库——大泉沟水库——现代节水灌溉兵团重点实验室、大学农试场——天业集团有限公司。 第四天:石河子——玛纳斯河肯斯瓦特水文站——肯斯瓦特水库工地、红山嘴梯级水电站一级渠首——石河子。 第五天:专题讲座、整理实习笔记、撰写实习报告。 前四天可根据各实习点实际情况调整先后次序。 实习模式二: 第一天:石河子——塔西河石门子水库、坝后式水电站——红山嘴梯级水电站、引水渠首——石河子。 第二天:石河子——头屯河水库、水文站——渠首、渡槽、排沙漏斗——量水工程观测站——昌吉头屯河流域管理处。 第三天:昌吉——猛进水库——222团——中科院阜康荒漠生态系统观测试验站——石河子。 第四天:石河子——玛纳斯河肯斯瓦特水文站——肯斯瓦特水库工地、红山嘴梯级水电站一级渠首——石河子。 第五天:石河子——现代节水灌溉兵团重点实验室、大学农试场——天业集团有限公司。整理实习笔记、撰写实习报告。 实习模式三: 第一天:石河子——塔西河石门子水库、坝后式水电站——红山嘴梯级水电站、引水渠首——石河子。 第二天:石河子——头屯河水库、水文站——渠首、渡槽、排沙漏斗——量水工程观测站——昌吉头屯河流域管理处——乌鲁木齐。 第三天:乌鲁木齐——乌鲁木齐河英雄桥水文站——乌鲁木齐河渠首——鸿雁池水库——乌拉泊水库——乌鲁木齐。 第四天:乌鲁木齐——猛进水库——兵团灌溉试验中心站——石河子 第五天:现代节水灌溉兵团重点实验室、大学农试场——天业集团有限公司。整理实习笔记、撰写实习报告。 4.保障措施 实习前准备、实习中思维、实习后反馈三段式。 (1)实习前准备:知识准备+思想准备+行动准备。注重实习前的校内实习动员和课堂实习相关内容教学,往年实习情况介绍,组织观看往年实习相关图片。通过课题教学明确实习重要性及相关内容。认真学习实纲和指导书。实纲和指导书是指导实习顺利进行的纲领性文件,应根据实习地点的实际情况和要求,提前自学相关专业知识。先期通过网络等途径搜索了解目标实习地点工程概况。预先充分了解实习目的、实习单位、实习工程、实习程序、内容、实习计划安排、实习成果格式、考核方式、实习纪律、安全规章等相关要求和知识,熟悉实习中动手操作部分程序步骤、方法、要领,如流速仪工作原理、仪器操作、流速计算办法、公式等。召开实习动员会。实习动员是实习进行的第一个环节,指导教师可以按照不同水利工程类型分类指导动员部署。由指导教师明确实习性质、实习分组和指导教师组成,简略介绍实习地点工程情况,强调实习的重要性。明确实习任务,要求实习过程中,要把所学理论知识、规范、制度、定额与实际问题紧密结合,力求融会贯通。做好实习衣食住行等相关准备工作。明确应该有哪些收获,注意培养团队精神。强调安全注意事项和实习纪律是保证实习效果的基本要素。 (2)实习中思维:多看、多听、多问、多动手、多思考。实习过程中注意培养学生思考能力、创新能力、动手能力、观察能力。事实上,学生对实际工程的认识是一个循序渐进和不断积累的过程,在不同的阶段,学生所具备的专业基础和专业知识的程度不同,其实习的收获有所不同。实习过程中多引导学生注意观察,学会思考,提醒学生完成实习规定的实习日记、实习报告,实习体会等资料。让学生带着问题到实地去观察、体验和学习,这样有助于学生对所学知识的理解和巩固,有利于逐步强化对实际工程和具体建筑物的感性认识,也有利于提高学生的学习兴趣,往往可以取得事半功倍的良好效果。实习现场引导学生换位思考,启发学生运用专业知识、理论积极为工程单位出主意、想办法,解决实际问题。 (3)实习后反馈:实习报告撰写、实习心得体会、实习建议意见、实习效果评价。实习结束后,督促学生尽快完成实习报告、实习心得体会、实习建议意见。创新考核办法,重视实习过程和效果,充分考虑实习前准备、实习中表现和实习后报告情况,主要考虑实习前的专业知识预习和准备工作、实习中出勤、组织纪律、团队精神、吃苦耐劳、奉献精神等实习综合表现、报告撰写、心得体会、建议意见等,给出实习成绩和学分。召开实结会议,根据实习中出现的问题,总结经验教训,查找原因,根据学生和老师对实习单位建议的汇总凝练,可根据情况适时向实习单位反馈。总结会议按小组进行答辩。答辩中不仅教师提问实习问题,也要求学生提出一些实习的问题,调动了学生的实结积极性和创造性。 三、改革建议 在以上已形成的认识实习实践教学模式基础上,采取适当措施,进一步改革完善,主要建议措施有6点。 1.制作实习实践教学网站 通过往年实习图片展提前勾起学生兴趣和积极性。可以把一个或几个具有代表性的工程全录制下来,制作成照片、图片、课件或录像等,供学生随时观看,作为实习的一个补充措施。 2.构建水利工程模型实验室 通过沙盘模型将各种典型水利工程、水工建筑物、灌溉排水工程、天山北坡典型地形地貌、河流、地质等反映出来,使学生在不同学习阶段均可观看、思考。 3.建立学校与实习单位年度互访交流机制 学校应与遴选的校外实习基地保持经常联系,挂牌实习基地要签订相关协议,领导层面要进行互访和交流,或者每年适当时候在学校召开实习实践教学年度总结会,邀请所有实习基地管理层参加,应派社交能力强的教师保持经常的联系,同时加强科研、技术服务等方面的全面合作。学校应真正投入人力物力,建设实习基地,改善实习条件。 4.尝试集中实习与分散实习相结合 充分利用校内实验室、节水重点实验室、校企产学研基地,除了传统的集中实习方式外,可考虑采用部分分散实习方式,利用课余、周末和节假日空闲时间到事先约定好的实习单位进行参观、调研、召开座谈会等。也可由学生自己联系实习单位,完成与专业密切相关的工作。 5.创新考核方式 适当抓取反面典型,实行综合考核末位重修制。另外,为提高实习效果和保证实习质量,可抽取部分学生进行实习答辩。 6.建立表彰优秀实习指导教师制度 由于实习指导教师工作非常辛苦,既要对学生讲解专业知识,还要负责学生的安全和管理,每天工作时间较长,相对课堂教学而言,实习指导教师的付出与收获很不成比例。为鼓励各位教师积极参与实习实践教学,建议对于每次实习中表现突出的指导教师给予表彰和奖励。 四、结语 经过对认识实习实践教学的总结和不断改革探索,逐渐形成了具有我校特色的农业水利工程专业认识实习实践教学模式,即实习点丰富可优化组合,内容丰富、形式多样,面向工程应用为核心的实习前准备、实习中思维、实习后反馈三段保障式的认识实习实践教学模式。做到具体指导、严格要求、严格考核,确保实习安全、顺利、高质量地完成,进一步增强认识实习实践教学环节在人才培养中的重要作用。 水利专业论文:高职水利专业在新型城镇化进程中面对的机遇与挑战 摘要: 本文试图对我国高职水利类专业进行一定的剖析,并提出个人的一些建议,以期对促进我国高职水利类专业的研究和发展提供一点有益的参考。 关键词: 高职水利专业;新型城镇化;机遇与挑战 1 我国新型城镇化建设基本概述 所谓新型城镇化,是指坚持以人为本,以新型工业化为动力,以统筹兼顾为原则,推动城市现代化、城市集群化、城市生态化、农村城镇化,全面提升城镇化质量和水平,走科学发展、集约高效、功能完善、环境友好、社会和谐、个性鲜明、城乡一体、大中小城市和小城镇协调发展的城镇化建设路子。 1.1 我国新型城镇化建设的政治背景 2012年11月8日召开的党的十八大报告指出“新型城镇化是我国现代化建设的历史任务”。2012年12月16日,中央经济工作会议指出,城镇化是我国现代化建设的历史任务,也是扩大内需的最大潜力所在,要积极引导城镇化健康发展。2013年11月9日召开的党的十八届三中全会上提出要加快构建新型农业经营体系,赋予农民更多财产权利,推进城乡要素平等交换和公共资源均衡配置,完善城镇化健康发展体制机制。 1.2 我国现阶段新型城镇化建设现状 在未来二、三十年里,我国城镇化率每年将有1000多万人口转移到城市,这必然会带来劳动生产率和城市集聚效益的提高,带来城镇公共服务和基础设施投资的扩大,带来居民收入和消费的增加,为农业现代化创造条件。 2 新型城镇化建设中所面对的水利建设问题 2.1 城镇水利建设问题 2.1.1 中小城市和小城镇防洪标准偏低,排涝能力不足 中小城市和小城镇几乎都依河而建或河流贯穿其中,随着城市的发展以及城市的辐射作用,人口与财富大量集中在城市,而目前小城市及县城的防洪标准低,仅为五年一遇或十年一遇,有些县城几乎不设防;同时由于城区扩张,大面积地面硬化,使得暴雨产生的径流量成倍增加,加上受外河水位顶托,使得内水排不出,外河又倒灌,而目前大部分城区几乎没有排涝设施,造成市内排水系统不畅,排涝设施不足,城区经常遭受洪涝灾害,损失十分严重。 2.1.2 现有部分城镇盲目侵占城区河道,减少水面,导致洪涝灾害和生态系统的破坏 新型城镇化的快速发展,必然造成人口增长、工业勃兴,同时也会出现对环境的忽视,因为在小城市及县城建设中,土地利用价值高,受经济利益驱使,为了多争一块土体,盲目侵占河道和蓄滞洪区,将城区河道排水改为管道排水,在上面兴建街道和商业城等设施,使得城区水面积急剧减少,天然调蓄功能不足,内河排水不畅,易淤积、堵塞洪水通道。 2.2 农村水资源利用问题 2.2.1 水资源利用率低,生活安全用水不能保障 长期以来,传统的粗放灌溉方式造成水资源极大浪费。在农村生活用水方面,中国农村自来水普及率很低,大部分地区没有给水排水设施。随着农村城镇化进程的加快,中国水资源短缺和水污染问题日益严重。目前,中国农村安全饮水发展水平与中等发达国家相比还存在明显差距。 2.2.2 水资源需求结构不合理 目前农村用水量中,农业用水占绝大部分,工业和生活用水比重很小。随着工业化、城镇化进程的加快,工业用水和城镇用水将大幅度增加,农业、工业、生活用水结构将发生变化,三者之间的矛盾将会明显体现出来。 3 新型城镇化进程中水利建设的任务 3.1 城镇水利建设任务 由工程水利向资源水利转变,改造整治内河水系,以适应城市发展的需要。主要解决防汛、引水、排水、水环境等问题。坚持水利建设与生态环境建设同步规划、同步实施、同步发展,建立起良好的河流景观与滨水环境,绿依水,水依城,将城区建设成与水融为一体的特色景观环境。 3.2 农业水利建设任务 在城镇化进程中,必然会伴随农业活动的比重逐渐下降、非农业活动的比重逐步上升,以及人口从农村向城市逐渐转移这一结构性变化,但是粮食安全保障是我国的国策,这就要求通过专业大户、家庭农场、农民合作社、农业企业流转等手段完善这一保障,这些手段就要求大力发展现代农村技术,提高水资源利用率,把水利工程措施和农业技术措施相结合,最大限度地利用水资源。 4 高职类水利(群)专业毕业生在新型城镇化进程中的机遇 4.1 机遇好 中央确立的新型城镇化和农村现代化的发展规划将本质上推动水利建设的发展。十二五规划全国水利投资累计总额将达到1.8万亿元。中央统筹将有利于农田水利建设财政资金的落实。每年土地出让收益提取10%资金(1000亿左右)用于农田水利建设资金,尤其中央财政按20%比例统筹资金的提取将逐步落实到一些重点项目中,并平衡部分区域水利建设。 4.2 高技能型水利建设人才需求旺盛 随着我国新型城镇化和农村现代化的发展不断深入,要完成上述任务就需要大量的水利工程施工与管理人员,大量农村人口的转移,部分人员经过一定的技术培训,可以填补水利行业中对普通技术工人的需求,然而基层一线的水利管理队伍人才,特别是具有高端技能型专门人才十分缺乏。水利行业一线具有环境复杂、条件艰苦、技术难易差异大、生产系统复杂庞大等特点,同时社会的发展,大量的新材料、新技术、新设备和新工艺等高新科技的应用也已初见端倪,这就更是需要具有高素质的技能人才。 4.3 高职类水利(群)专业毕业生具有的优势 高职类水利(群)专业培养的人才目标是适应生产、建设、服务和管理第一线需要,具有良好的职业道德和敬业精神,具备水利工程读图、绘图、施工技术、设计变更、监理、预算等能力,能够从事水利建设一线的施工、管理、小型工程设计等工作任务的施工员、监理员、预算员、质检员、材料员、安全员等高端技能型专门人才。而这就注定了这类毕业生适应人才市场的需求。 5 高职类水利(群)专业毕业生在新型城镇化进程中的挑战 5.1 专业知识与新型城镇化建设的需求有一定的差距 水利面临着从工程水利向资源水利、从传统水利向现代水利、可持续发展水利的转变。培养新要求的水利人才,加强水利基础设施建设,强化水资源管理,优化水资源配置,保护水环境,建设节水型社会将是今后水利建设的重点任务。目前高职院校开设的水利类专业基本上是传统水利工程,这就要求专业设置或课程选择上要逐步适应现代水利和可持续发展水利的需要。 5.2 求职意愿与市场需求存在一定的差距 目前毕业生基本都是独生子女,生活水平的提高和环境改变造成择业问题,一是部分毕业生缺乏吃苦耐劳的精神,不愿意到生产一线,怕苦怕累。二是就职地区选择方面,仍倾向于大中城市或离家近的地区。三是不愿到与国营企事单位脱钩单位和私人企业单位,只想去国营企业、行业单位。四是没有人生的规划,盲目追求高工资,不能正确认识自己的能力与就业的环境。 新型城镇化建设恰恰是需要农田水利建设,小型湖泊河道生态整治,小城镇防洪治理等工程一线的高端技能型专门人才。如果毕业生不能有正确的就业观,就会失去在新型城镇化进程中所得到的机遇。 水利专业论文:水利类专业创新型人才培养模式研究 摘 要:本文针对水利类专业创新型人才培养模式现状,系统分析人才培养过程中在教学理念、教学内容以及教学模式方面存在的弊端。结合水利事业发展趋势和人才培养的迫切需求,从“能力本位教育”出发,首次提出 “一个导向、一个原则、两个适应、三个转变”的创新型人才培养目标定位,创建“3+2+1+1+1”创新型人才培养模式,为水利及其他相关专业创新型人才培养提供借鉴与参考。 关键词:水利类专业;创新型人才;培养模式 “十二五”时期是全国加快推进水利现代化建设的重要战略机遇期,特别是《中共中央、国务院关于加快水利改革发展的决定》(中发[2011]1号)首次将水利事业提升至国家安全的战略高度,列入各级党委、政府的核心工作。按照中央部署,为实现水利事业的跨越式发展,各省相继实施“水利人才111工程”(即:“十二五”期间,培养100名优秀高级水利专业技术人才,100名优秀中青年水利技术人才,100名高技能水利职工人才)。为实现这一目标,教育部门应担起重任,加快培养一批具有创新意识、创业精神和实践能力的水利事业高端人才,为加快发展水利事业提供坚实的人才保障。 一、水利类专业创新型人才培养模式研究现状 近年来,国家对水利人才的需求一直呈上升趋势。目前,全国共有72所高校和科研单位招收水利专业学生,其中,每年招收本专科学生5000余人,招收研究生2000余人,在校生总数约为18000人。虽然专业学生的数量逐年增加,但从实际需求情况看,仍急需一批专业技术扎实、实践能力强的优秀技术型人才。按照总理在第四次全教会讲话中重点强调的创新人才培养方针,各高校一直在致力于水利类专业创新型人才培养模式的研究,并付诸于实践。侯新(2012)提出[1],水利高职院校应采取“校企一体、学训融合” 的人才培养模式;王婉莹(2012)对水利科技人才进行界定[2],从内培外引、完善人事机制、拓宽交流渠道等方面分析人才培养现状,提出水利科技人才培养的措施和建议;莫崇勋(2011)提出“以比赛促创新,高年级带动低年级滚动式发展”的专业创新型人才培养模式[3];刘汉东(2011)以华北水利水电学院为例[4],就省部共建模式下如何完善水利人才培养进行研究;陈楚(2009)论述水利行业人才内涵与特征[5],介绍水利部创新型人才培养的实践与探索、取得的成效以及我国水利人才目前的结构,针对我国在水利人才方面存在的总量规模较大而高层次人才相对不足,人才知识和能力技术技能单一、专业知识面较窄、人才学历偏低等问题,提出改进水利人才培养机制的建议;孙兴民(2008)创新水利人才培养模式、提高水利人才培养质量、增强社会服务能力[6],提出要坚持工学结合,构建以基本技能与专业技能培养为主的理论与实践结合的课程体系,及以岗位技能训练为主的实践训练体系,把职业技能认证课程融入到课程建设中去;张朝晖等(2007)围绕农业水利人才培养目标定位、人才培养方案架构、方案付诸实践支持条件等三个方面进行较为系统的研究[7],重新审视原来专业人才培养体系,同时对原有人才培养体系进行较大改革与重组,建构新的人才培养体系,通过实践基本达到预期效果;张黎骅(2006)根据四川农业大学农业水利工程专业特点及规划发展的需要[8],构建并打造适应新世纪经济与社会发展需求的农业水利工程专业创新人才培养的新模式;陈永灿(2002)对清华大学土木水利学院实行“专业技术+建设管理”的培养模式[9]。这些研究成果进一步完善和丰富了水利创新人才培养模式,并做出了有益的探索并付诸实践。 二、水利类专业创新型人才培养目标定位 根据国家“十二五”水利人才规划纲要确定的目标,“十二五”末,水利系统高级专业技术人员占专业技术职务人员的比例由2010年的13%提高到15.0%,其中,部属单位高级专业技术人员比例由36.0%提高到41.0%;地方水利系统高级专业技术人员比例由17.0%提高到20.0%。按照这一需求,结合水利产业的发展,提出新时期高校水利类专业创新型人才培养应在 “三个转变”的基础上,确定人才培养目标定位。 (一)必须注重教学观念的转变,由注重知识传授变为注重学生实践能力的培养 教学的最终目的是“学以致用”,但传统教学模式多以理论传授为主,对学生实践能力的培养相对不足。这种模式下培养出的学生,常表现为“谈理论头头是道,一谈实践则不知所措”。这也是很多大学毕业生在找工作时,同等工资标准竞争不过技校学生,出现白领过剩、蓝领短缺现象的根本原因。知识天天更新,技能终身受用,在人才培养过程中,既要授予学生知识,更应教给他们学习应用知识的技能,将理论课和实践课融为一体,如“工程测量”、“水利工程施工”、“工程地质”、“建筑材料”等水利专业核心课程,在讲授时要突出实习课的教学效果,要在实践、实习课上注意渗透基本理论知识,将检验学习成绩的考场设在实践当中,这样才能把学生培养成为复合型人才。 (二)必须注重教学内容的转变,由注重大纲教学变为注重适应就业需求教学 当前,学生面临的最大问题就是就业问题。但是,当前很多高校教学内容与社会需要存在着脱节现象。学生获得一份工作来之不易,工作中却发现学非所用,需重新学起,不能很快地进入工作角色。出现这种情况的直接原因是,长期以来,水利教学过于以课本与大纲为主,教学内容没有结合当前水利工程设计、监理、施工等实际需要,不能在教学内容上做到与时俱进,不能在教学需要上满足社会需求,不能在教学目标上适应就业需要。所以,在人才培养过程中,要注重加强教学内容的调整与更新,要多与用人单位沟通,及时掌握了解最新的社会需求,及时调整教学重点。要在专业课设置方面突出“适用”原则,使培养出的学生具备“人无我有、人有我精”的优势,提高学生的就业与从业能力,适应水利就业岗位的用人需求。另外,学校每为社会和企业输送一个优秀的人才,就会提高本院校的声誉,带动更多学生就业,从而形成一个良性循环,从根本上解决就业难的问题。 (三)必须注重教学模式的转变,由传统讲授式变为师生互动式的教学方法 现在大学课堂主要以教师讲授为主,教师在课堂上实施单向控制,课堂上多为教师的声音,少有学生的声音,课堂上传递的只有知识,而少有沟通和交流,课堂气氛较沉闷。对于像“水力学”、“水工建筑物”、“灌溉与排水工程学”等专业课,学生面对着陌生的构筑物进行分析计算,如果不保持高度集中的精神状态,很难达到教学目的。造成此现象存在若干的客观因素,如学时有限、教学任务过重、班级学生人数过多、合班上课、学生性格内向(上课只愿意听,不愿发言)、 学生学习兴趣不浓等。另外,新时代学生的思维活跃,个性均较强,对不感兴趣、不喜欢做的事绝不参与,即使对学习与考试亦是如此,课堂上常表现为“隐匿式”逃课的现象:或看小说,或交头接耳,或玩手机发短信,或吃东西,这在某种程度上也影响了教师的讲课热情,故应多开展互动式的教学方法改革与实践。 综上所述,针对国内水利类专业创新型人才培养存在的主要问题,结合水利事业发展前景以及复合型人才的实际需求,本研究提出“一个导向、一个原则、两个适应、三个转变”的水利类专业创新型人才培养模式的目标定位:在农业水利国家特色专业建设中,从建设创新型国家的宏观战略出发,立足于水利高等教育的可持续发展,以“现代水利建设人才需求”为导向,以“强基础、宽口径、多方向、重在素质教育”为原则,遵循创新技术人才培养规律,适应现代经济和农业发展的需要,适应农业院校产学研办学模式发展的需要,从“以专业为中心”向“以综合素质培养为中心”转变,从“以课堂为中心”向“课堂教学与实践教学相配合”方向转变,从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变。水利类专业创新型人才培养模式的本质就是与农业水利工程的发展、现代农业水利注入新的内涵外延、人才规格的特征、人才知识、能力结构等诸多因素保持动态平衡的过程。 三、水利类专业创新型人才培养模式的构建 水利类专业创新型人才培养模式的具体结构如图1所示,基于“一个导向,一个原则,两个适应,三个转变”的水利类专业创新型人才培养模式的目标定位,以突出学生厚基础、重个性发展为具体方式,从“能力本位教育”出发,优化水利类专业创新型专业课程体系、实践教学体系、教学模式。(1)在水利类专业创新型课程体系优化方面,合理构建水利类专业课程(公共基础课程、学科专业基础课程、专业方向课程)平台,对专业课程知识体系进行梳理和调整;对各方向模块进行重新整合,增加创新教育类选修课,使学生每选修一个模块,就相当于增加一个专业方向,避免盲目选课与选课不系统现象,切实增强学生的就业竞争力。(2)在水利类专业创新型实践教学体系方面,依托水利专业基础教学平台、实践教学平台、科技创新活动平台,结合实验、实习、课程设计、毕业设计、创新训练、科技制作等实践教学环节的要求,从基础实践、综合实践、设计实践、创新实践四个层次出发,探索构建水利类专业创新型实践教学体系,改革实践教学方法与手段,创造优良的实践教学软硬环境,完善实践教学管理制度。(3)在水利类专业创新型教学模式优化方面,在教学方法、教学手段选用的教学环节中,探索系统的、可操作的教学范式,优化教学模式,构建创新型课堂。基于以上三方面的优化,构建“3+2+1+1+1”的水利类专业创新型人才培养模式,即“3个学期的专业素质教学+2个学期的职业技能培训+1个暑假认识实习+1个暑假生产实习+1个学期的顶岗实习”,实现工学交替、强化生产育人。其基本思路是:新生入校后,先经过前两个学期的公共基础课程平台教学(“教、学、练、做”一体化),使学生初步具有水利工程读(识)图、工程测量、计算机应用等能力;利用第一个暑假认识实习,在生产中进一步培养学生的识读水利工程图、工程测量的能力,增强感性认识;通过第三学期通用技术平台课程(包括工程水力学、工程地质与土力学、建筑结构、建筑材料等)和第四学期职业技能训练课程(水工建筑物、水利工程施工等)的教学,使学生学到相关的专项技能;通过第二个暑假生产实习,加强学生的专项技能,学生适应生产的能力将进一步提高,并且为全面参加顶岗实习奠定基础;第五学期的校内职业技能培训,主要针对专业技能考核、选择专业方向安排的学习,还包括聘请企业工程技术人员进行的专题讲座等;第六学期学生参加第三阶段的顶岗实习。通过三个阶段的实习,使学生的专业技能层层递进,职业素质全面提升,在生产中逐步实现学生向生产者的转变。这种以校企合作为途径、以工学结合为手段,工学交替的人才培养模式,必然要求师资队伍、实验实训条件、课程体系、教学内容、教学方法、教材方面予以配套,从而促进专业建设的全面提升。 本文紧密结合当前水利事业国际化的特点和水利科技领域的人才需求,科学全面地分析导致水利类专业人才创新能力不足的根本原因,首次提出培养水利类专业创新型人才的方案(定位培养目标并构建培养模式),本研究成果将直接应用于东北农业大学农业水利工程、水利水电工程、水文与水资源工程三个水利类专业人才培养,每年受益人数稳定在450人左右,同时可为其他相关专业人才培养方案的改革提供借鉴与参考。 水利专业论文:农业水利工程专业《水力学》课程双语教学模式探索 摘 要:《水力学》课程双语教学是安农大工学院农业水利工程专业本科教学的新尝试。该文对《水力学》课程双语教学模式进行了探索,从教学前准备、教学模式和教学组织及教学考核3个方面阐述了具体实施情况,总结了实施该教学模式的体会,并提出了改进建议。 关键词:《水力学》课程;双语教学;农业水利工程专业;教学模式 双语教学是高校培养具有国际竞争力人才的一个重要举措,也是在经济全球化背景下高校教学改革创新的重要尝试。与传统的英语教学相比,双语教学更重视英语与学科的渗透,让学生全方位地应用英语。双语教学不仅仅让学生以英语为工具获取知识,更重要的在于引进国外先进的教育理念和教学模式、教学方法。2001年10月,教育部颁布了《关于加强高等学校教学工作提高教学质量的若干意见》,明确要求各高校在本科教育方面积极推动使用英语等外语进行公共课和专业课教学,这对我国高校双语教学的发展起到了极大的促进作用。目前在我国各高等院校中,双语教学已成为衡量本科教学水平的一项重要指标[1-4]。我院于2011年起开展校级双语教学课程的教学质量工程建设工作,其中,对农业水利工程本科专业《水力学》课程实行双语教学,这是对传统教学模式的改革和突破,是在教学实践中值得不断探索、实践的一种有效的教学方法。 水力学是力学的一个重要分支,主要研究水的客观运动规律,以及水与其它物质之间的相互作用。水力学广泛应用于土木建筑、给排水、水文环境、机械、动力、动能、化工、石油等领域,也是本校农业水利工程本科专业重要的专业基础课。随着我国水利事业的发展,国家对水利工程建设的投入逐年加大,建设项目增多,任务繁重,而水利工程专业的人才却十分紧缺;与此同时,对水利工程人才的质量也提出了更高的要求。从高校培养人才的责任层面来说,作为教师有责任和义务提高教学质量,为社会培养输送更多更优秀的人才。为此,在本科教学模式和教学方法上,不断地开展相关的研究探索是非常必要的。 《水力学》双语教学模式的探索是本校深化教学改革、提高本科教学质量的重要举措之一,本文将具体阐述该课程双语教学的模式及实施情况与体会。 1 《水力学》双语教学前的准备 双语教学不同于纯外语教学,不再是以前常说的“用外语上课”。纯外语教学把外语当作一门课程,把语言学习作为教学目的,而在双语教学中,外语教学是一种获取知识的手段,因此,在教学过程中,对学生和教师的英语运用能力都有了更高的要求。在教学实施前,对学生们的英语水平进行摸底是非常必要的。《水力学》课程通常在本科二年级下学期开课,在此之前有部分同学已经通过了英语四级甚至英语六级考试,这部分同学无论是听课能力还是理解能力都有一定的优势。而对于农业院校的工科同学来说,英语水平不高是普遍现象,有部分没有通过英语等级考试的同学在词汇量、听力等方面非常受限,因此,有必要在教学实施前对学生的英语学习情况进行摸底。笔者对我院农业水利工程专业一年级和二年级本科生进行了问卷调查,问卷调查内容涉及3个方面,一是当前学生通过英语等级考试情况;二是学生学英语的主要渠道和时间保证情况;三是对《水力学》双语教学的中英文学时分配比例的建议和双语教学中可能出现的困难预测。从调查结果分析来看,50%以上的同学还没有通过英语四级,同学们学英语的方式比较单一,基本上以背单词、看外文电影为主,每天学英语的时间基本保持在1h左右,对双语教学的期望是30%英文,70%中文,普遍认为听力是双语课程教学中的最大困难。通过问卷调查,我们初步掌握了学生的英语使用水平,为在教学过程中有针对性地实施具有本专业特色的双语教学提供了依据,奠定了基础。 同时,为了配合双语教学的顺利开展,我们为同学们准备了《水力学》教学中经常用到的专业词汇表,便于同学们在课程教学前进行预习,以利于学生听力水平的提高,促使学生在教学过程中阅读教学材料。 教学前的英语水平摸底工作有利于教师做到心中有数,以便因材施教。 2 《水力学》双语教学模式和教学组织 教材选择和教学内容的选定是课程教学前需考虑的重要内容。经过广泛调研和结合本专业的学生特点,我们使用化学工业出版社出版的《水力学》双语教材。该套教材比较适合于初次接触《水力学》双语教学的学生学习,中英文并重,先用英语阐述,后面紧跟汉语内容,能够使学生循序渐进地逐步适应双语学习模式。同时,在教学内容选择方面,主要考虑《水力学》课程内容比较多,基础部分使用双语教学,学生比较容易理解和接受,因为基础部分的内容和大学物理的衔接比较紧密,学生对课程内容比较熟悉,而进展到课程教学的中后部分内容时,学生比较陌生,许多概念对他们来说都非常新,应用双语教学,学生学起来会比较吃力,因此,在教学内容选定上,我们初选以前4部分章节作为双语教学的重点内容。 在课堂教学模式探索和教学组织方面,采用多媒体教学十分必要。《水力学》课程涉及很多公式的演算,在传统教学模式中,板书是主要的教学方式,用英文推算公式,学生不容易理解。因此,精心制作能够抓住学生眼球的多媒体课件非常必要,特别是在基本概念的讲述中,适当穿插某些概念的趣味性应用或者是比较知名的历史事件的介绍,辅以图片或视频资料,可增加课堂的新颖性,提高学生的接受程度,也可帮助学生加快适应双语教学。 同时,我们在教学过程中,还有意识地在教材的基础上结合教师的科研工作,补充学生可以亲眼目睹、亲自参与的科研实例,使学生学习掌握的水力学专业知识不仅仅停留于书本。比如在教学中穿插介绍我院在全国大学生水利创新设计大赛中获奖的科研项目,通过学生们自己用英文介绍,教师辅以说明,激发同学们学习水力学的兴趣,提高应用英语的能力,收到了比较好的效果。 3 《水力学》双语教学考核方式 双语教学的目标是培养学生的综合素质,既掌握专业知识又能提高语言能力。在《水力学》双语教学中,根据本专业与课程要求,结合双语教学的特点,采用开卷与闭卷、笔试与口试、理论考试与实践考核相结合的考核方式,既要衡量基础知识的接受程度,又要反映能力的提高程度,真正达到培养学生综合能力的目的。在《水力学》课程考试中,采用了闭卷考试(占70%)与课堂考核(占30%)相结合的办法。闭卷考试着重考核学生基础知识的掌握情况,以基本理论与概念的考核为主;课堂考核着重考察学生实际运用知识的能力,以课堂发言为主,这样学生就必须在认真学好水力学基础知识的前提下,努力提高英语交流水平,避免出现学生消极对待双语教学的现象。 4 体会与建议 抓住校级教学质量工程建设的契机,笔者进行了《水力学》双语教学实施方式的探索,取得了初步的成绩,也积累了一定的经验和体会,并提出了相关建议如下。 双语教学是教学改革的一种尝试,是一项复杂的系统工程,需经过学校、教师和学生的共同努力。首先,学校层面应进一步加大双语教学的支持力度,并积极加以引导,充分重视双语教学专业创建工作,创造和完善双语教育环境,成立校双语教育实验领导小组和教学研究小组,加强对开展双语教学工作的组织领导和教学指导,减少双语教学的盲目性。其次,提升师资水平。双语教学实施的关键在于有一支过硬的双语教学师资队伍。因此,要对双语教学的教师进行培训,包括组织到其他开展双语教学比较好的学校观摩学习,教师之间要开展相互听课、相互督促和相互学习活动,提高教学水平。第三,夯实学生的英语基础,特别要注意因材施教,要对学生的英语水平进行摸底,做到心中有数,而且应尽早让他们接触专业英语词汇,这些都是促进双语教学顺利开展的重要举措。因此,建议从大学一年级开始就应该为双语教学的开展打下基础,加强专业词汇、专业术语的学习。此外,在课堂教学中,还要避免采用枯燥的教学模式。本来学生接受工科知识就觉得难,而加入英语后更增加难度。为了避免学生产生厌学、弃学的情绪,最好能在课堂教学中辅以趣味性较强的教学视频、图片等以及实际科研项目,培养学生乐学的兴趣,让学生从心理上接受双语课程,提高双语课程教学效果。 水利专业论文:水利工程全日制专业学位研究生校企联合培养模式探索 为了大力培养适应水利水电行业和国家(尤其是西部地区)经济社会发展所需要的水利工程高层次应用型专门人才,西安理工大学水利水电学院水利工程专业积极探索和创新水利工程专业学位研究生培养模式,打造理论研究与实践应用有机结合的水利水电工程高层次人才培养平台,提出推进专业学位研究生校企联合培养改革工作,与企业人事部门协作,优选企业导师,并制定企业导师管理办法,积极探索校企联合培养模式。本文将就水利水电学院水利工程专业校企联合培养方案、已有成果进行分析讨论,以期对现有模式进行更好的改进。 一水利工程专业学位研究生校企联合培养方案 水利水电学院水利工程专业以实际应用和职业需求为导向,将专业基础知识、应用技术和分析解决问题的先进方法和能力培养进行有机结合,同时基于水利工程领域对高层次应用型人才的需求现状,建立针对性强、知识结构完整、课时配置合理、理论学习与实践锻炼紧密结合的课程体系。在课程设置时充分考虑与水利工程相关的职业资格认证体系相联系,提高所培养研究生在本行业相关职业资格认证中的优势;同时将专业学位研究生的中期考核与西安理工大学研究生学术年会有机结合,不仅考核研究生课程学习情况和论文研究进展情况,同时锻炼学生语言表达和交流能力。 同时,根据学校与行业联系紧密的特点,发挥校友纽带作用,依托校友关系在青海、新疆、甘肃、宁夏、陕西、黑龙江等地的国有大中型企业已建立实践基地有19个,其中西北水电勘测设计院、中国水电第三工程局、中国水电第十五工程局、陕西省水利电力勘测设计院、黄河上游水电开发公司、黄河上中游管理局等西北大型企业更是与水利水电学院签订联合培养研究生的协议,并设立了研究生实践基地。同时学校投入大笔资金建设实验室及完善实践基地,各大型企业均有配套资金用于实践基地建设与完善。 为了更好地推行本培养模式,水利水电学院不仅在硬件上进行改革,在软件配套上同样极为重视。学院秉承知识结构、年龄结构、学历结构合理的原则,为培养研究生建立了一支校企联合,以名师、专家为主体的实力雄厚的培养团队。同时学院还投入大笔资金用于为专业学位研究生开展专家讲座、学术论坛,进而为研究生学习创造良好的学术氛围,同时鼓励学生多与企业联系,积极参与企业实践,并向参加企业实践的学生每个月发放一定额度生活补助。 同时为确保校外导师培养质量,水利水电学院还制订了严格的校外导师遴选制度,要求校外导师需由经单位推荐、全日制专业学位研究生本人认可的人员担任,同时要求具有大学本科及以上学历,业务水平高、责任心强、极为了解本工程领域前沿发展状况且具有副高级专业技术职称,年龄不超过55岁;掌握本专业学位领域坚实的基础理论和系统的专业知识,教学或实践经验丰富,具有解决所属专业学位领域实际问题的能力,有独立指导硕士生进行实践活动和论文写作的能力。校外导师负责制定论文研究计划,检查论文进展情况,作好全日制专业学位研究生的思想工作,督促论文工作进度计划的按期完成,保证3次进度报告的考核与检查。双导师应加强联系与沟通,为专业学位研究生顺利完成学业负责。 在整个全日制专业学位研究生的培养过程中,校外导师主要负责全日制专业学位研究生在工程技术实践与工程管理实践活动中应用所学知识能力的培养与指导,以及论文选题与学位论文实践部分的指导等。校外导师应经常交流指导情况,使全日制专业学位研究生的理论知识与实际应用能力不断提高。为确保研究生培养质量,每名校外导师须与我校一名导师合作共同指导,不可独立指导全日制专业学位研究生。 二水利工程专业学位研究生校企联合培养的成果 1研究生培养质量稳步提高 在推行校企联合培养模式的几年时间内,已毕业研究生在各自单位发挥了重要作用,涌现出一批大中型企业的董事长、经理、企业的总工等,在各自的工作岗位上发挥了重要作用,对企业的技术进步、企业的发展做出了重要贡献,如我校毕业的工程硕士夏忠,是全国首届“做出突出贡献的工程硕士学位获得者”,获得全国“五一”劳动奖章;端木礼明作为河南黄河河务局总工,主持南水北调中线工程多个专题和项目。 2产生学校其他学科探索校企联合培养的联动效应 继水利水电学院水利工程专业推行校企联合培养模式取得一定成效之后,学校其他专业亦纷纷推出适宜自己专业的校企联合模式,电气工程、工商管理硕士还被选作为校专业学位研究生教育综合改革试点学科,电气工程学科与西安宝德自动化有限公司签署了联合培养专业学位研究生协议,并设立了研究生实践基地,同时设立每年10万元研究生创新基金,用于专业学位研究生实践创新。由此可以看出,这一新型模式的推出,在学校内产生了较好影响。 3推动学术型研究生培养目标与培养模式改革 由于学术型研究生与专业型研究生培养目标不同,就业方向不同,因此,在强化专业学位研究生教育改革的同时,必须改革学术型研究生培养机制,提升学术型研究生理论与方法创新能力。由于本专业用于创新,结合严格、缜密的培养方案,我校水利工程(本、硕、博)入选国家首批卓越工程师培养计划,进一步促进提升了水利工程专业学位研究生的培养水平。 4促进同行业专业学位研究生教育的改革 2011年11月,召开了由水利工程领域工程硕士教育协作组承办的全国水利工程领域工程硕士培养工作研讨会,会议就“全面推进工程硕士培养工作,切实提高工程硕士培养质量”进行了探讨,我校做了大会主题发言“水利工程专业学位研究生教育综合改革探讨”,与兄弟院校交流综合改革经验,反响较好。 三水利工程专业学位研究生校企联合培养的主要体会 1以实际应用和行业需求为导向,优化了培养方案 根据行业对人才知识与能力的需求,优化培养方案,制定面向企业的课程体系;根据工程技术难题,确定论文选题;采取校企联合指导小组模式,指导学生开展研究工作;论文采取企业和高校双盲审制度,保证培养质量。 2以实践教学为主线,构建了校企联合的订单式培养模式 以人才需求和科技合作为基础,以订单式培养为着力点,构建校企联合培养模式,建立校企联合培养机制,实现校企双赢。一方面解决了学生就业难的问题,另一方面为企业人才引进提供了便利。 3以能力素质提高为核心,改革专业学位研究生培养方式 以企业需求为导向,以订单式培养为主线,在招生中,实行双向选择,校企联合考核能力,订单式招生;在理论实践与教学过程中,实行模块式培养,半年在学校学习基础理论与专业知识,半年在企业、实验室和实践基地完成实践环节;在论文研究阶段,一年时间在企业完成论文工作;毕业后订单企业审核并就业。 西安理工大学在水利工程专业学位人才培养过程中,形成了“严谨的治学作风,严肃的教学态度,严格的培养管理”的优良传统;我们将不断加强研究生专业学位教育综合改革与实践,依托学校学科和企业优势,构筑高水平的办学平台,实施校企联合订单式培养模式,注重基础,强化实践,致力于培养扎根西北、敢为人先的专业学位研究生。 四关于水利工程专业学位研究生校企联合培养的思考和建议 我校水利水电学院的这次创新性研究培养模式改革,根据行业对人才知识与能力的需求,并进而优化培养方案,制定面向企业的课程体系;同时根据工程技术中存在的难题,确定论文选题,采取校企联合指导小组模式,指导学生开展论文研究工作,构建校企联合培养模式,建立校企联合培养机制,实现了校企双赢。 研究生经过校企联合培养模式的培训具有了就业竞争能力,但由于国家近年来本科生、研究生的招生数量逐年增大,因此就业时本校学生之间竞争也非常激烈。为缓解研究生就业压力,可以考虑订单式培养模式。在招生中,实行双向选择,校企联合考核能力,订单式招生;在理论实践与教学过程中,实行模块式培养,半年在学校学习基础理论与专业知识,半年在企业、实验室和实践基地完成实践环节;在论文研究阶段,一年时间在企业完成论文工作;毕业后订单企业审核并就业。一方面解决了企事业单位人力资源问题,另一方面缓解了学生就业压力,再次有效实现企业双赢。 同时应进一步加大对全日制联合培养学位研究生实践单位的政策或资金支持力度,并尽快出台联合培养专业学位研究生学位论文质量标准及考核方法,进一步提升研究生培养质量。 水利专业论文:高职院校水利工程施工技术专业课程体系构建研究与实践 【摘要】高职教育重在培养应用型高级技术人才,基于工作过程导向的课程体系开发已成为我国当前高职教育教学改革的热点。本文按工作过程系统化要求,分析高职水利工程施工技术专业课程体系建设思路,构建了基于工作过程的课程体系。 【关键词】高职教育 课程体系构建 研究与实践 一、引言 我国高职教育正处于改革和发展的关键节点,在以服务地区经济、培养应用型高级技术人才的根本目标下,大多高职院校均改革了人才培养模式,调整了课程体系。但由于没有进行广泛的行业企业调研,以及对职业岗位和岗位群典型工作任务分析研究深度不够,导致调整后的课程体系与职业岗位要求并不一致,制约了人才职业能力素质的培养,影响了高职院校毕业生零距离上岗。因此,为了开发出更符合高职教育人才培养目标的水利工程施工技术专业课程体系,我们进行了深入的调查研究,并构建了该专业较为科学合理的新课程体系。 二、基于工作过程的课程体系构建思路 基于工作过程的课程体系开发是现行较为先进和科学的职业教育课程开发方式,常通过对本地区行业企业的广泛调研,得出本专业职业岗位及岗位群典型工作任务,并对其进行较为深入的分析和研究。在此基础上,按照工作性质相同,行动纬度一致性原则,结合相关职业标准,将相互关联的典型工作任务整合为一个行动领域。在已知工作时需要做什么的基础上,按照教学论、方法论要求,依据岗位职业能力复杂程度,结合学生认知及职业成长规律进行排序,将专业行动领域转换成学习领域,即基于工作过程所需的专业课程。并总结教学改革经验,以职业岗位技能要求为依据、以就业为导向、以专业核心能力为切入点,构建出“基于工作过程系统化”的专业课程体系,以适应人才培养模式的要求。具体操作步骤为:人才需求和专业定位工作岗位调研工作任务分析确定典型工作任务归纳行动领域转换学习领域构建课程体系。 三、高职水利工程施工技术专业课程体系构建 1.典型工作任务分析 为了更好的掌握本地区水利施工行业企业对人才数量、规格的要求,我们对省内16家水利施工企业进行实地走访、座谈调研,通过对调研资料的整理分析,得出了水利工程施工技术专业职业岗位群工作任务及其能力素质要求,根据岗位群工作任务对学生职业成长的作用,在职业发展不同阶段出现的频率,筛选和归纳出水利工程施工技术专业“五大员”岗位群典型工作任务。并对典型工作任务进行详细分析,剖析其工作对象、工作内容、工作手段、工作流程及工作结果等组成部分,深入研究各典型工作任务的内涵。 2.行动领域归纳 在水利工程施工技术专业典型工作任务分析中,我们已经得出水利工程施工技术专业典型工作任务,并在对其深入分析和研究的基础上,按照工作性质相同,行动纬度一致性原则,结合水利行业国家相关职业标准,将相互关联的典型工作任务整合为一个行动领域。根据这一思路,我们通过分析与归纳,将水利工程施工技术专业20个典型工作任务归纳为17个专业行动领域。 3.学习领域转换 学习领域是指由学习目标描述的主题学习单元,它包括实现该专业目标的全部学习任务。行动领域是学习领域的基础,从行动领域到学习领域是转化的过程,也是提炼和升华的过程,是按照教学论要求对职业行动领域进行归纳后用于职业学校的教学行动领域。我们根据已经得出的行动领域,在已知工作时需要做什么的基础上,按照教学论、方法论要求,依据岗位职业能力复杂程度,结合学生认知及职业成长规律进行排序,将知识要求相近或相通的行动领域进行整合。最终,我们将水利施工技术专业17个专业行动领域转换成15个专业学习领域。 4.课程体系构建 以水利工程施工岗位的能力要求为目标,按照“四五分段,能力递进”的人才培养模式,将行业技术标准和职业岗位要求融入到专业教学之中,构建基于工作过程的课程体系,制定水利工程施工技术专业标准。 四、结语 通过课程体系的构建,使高职院校水利工程施工技术专业人才培养更加符合“以企业为中心”的理念,教学目标更加贴近以“就业为导向”思路,强化了职业教育职业能力培养的核心地位。在教学过程中,依据“专业跟着水利行业走,教学跟着岗位能力走,课程跟着施工过程走”的思路,采取灵活的教学方法、教学手段,全面培养学生的方法能力和社会能力, 提高人才培养的质量。 水利专业论文:水利工程专业实践教学的研究与探索 摘要:水利工程专业是一个实践性很强理工科专业,毕业的学生不但需要扎实的专业理论知识,也要具备较强的实践能力,因此需要制定一份科学的教学方案,将实践性教学环节贯穿和融合到理论教学的各个环节。本文总结了笔者所在学院在这方面所作的研究与探索以及取得的效果,并讨论了有待解决的问题及解决思路。 关键词:水利工程专业;实践性教学;实践能力;教学改革 水利工程专业实践性很强,毕业生很大一部分将从事工程设计与施工等工作,因此基本技能和实际工作能力的培养显得尤为重要,培养专业实践能力成为本专业教学的一个重要目标。水利水电工程专业实践教学包括实验教学、教学实习、课程设计、毕业设计、社会实践及学科竞赛等环节。加强这些实践性教学,有助于有理论知识的巩固,有助于培养具有较强实际技能及独立工作能力,也有助于培养创新意识、创新精神和创新能力,从而使学生更好地接受挑战、适应社会的需要。 1改革培养方案,强化实践教学 为突出实践教学的重要性,学院根据按专业大类招生的要求,本专业在广泛调查、深入研究的基础上,制订了符合专业培养目标和培养规格要求的人才培养的新方案,将实践课从理论课的辅助课程中独立出来,单独设置实践课程、编写实践教学大纲、设计实践培养计划,这样学生可以加深对理论课的理解,同时还可以使学生通过掌握知识的过程,发展他们的独立性和创造性,充分发挥个体的主观能动性,也有利于实践教学课程建设。为加强创新能力,在新的教学大纲中还增加了实践创新学分。 在实践性教学中,树立“重理论,强实践”的思想。以认识实习、生产实习、综合实习、毕业实习、毕业设计等实习实训为保证,强化基本技能的训练,培养学生的实践能力、动手能力、创新能力;在日常理论教学中,同样贯彻实践与理论并重的指导思想,通过在各门课程中开设的试验及课程实践等单项技能实践,使学生得到不间断的实践能力的培养。贯穿课程的实践内容主要包括:基础课程试验、课程大作业和课程设计等。部分实践性较强课程采取边讲、边实践、边练习的方式,通过理论与实践的交互渗透,将理论与实践融合在一起。如计算机应用技术、测量学和水力学等课程可采取边讲、边练、边实验的学习方式。 2结合理论教学,加强能力培养 在理论教学过程中,实践性教学主要包括专业课程实习、课程实验(试验)和课程设计等。其中课程实习主要有认识实习、工程地质实习和工程测量实习等。 认识实习是学习中重要的实践环节,通过工程现场实习,使学生对我国水资源的特点、水利枢纽类型、水工建筑物型式及水利水电工程的勘测、规划、设计、施工和管理等方面有初步的了解和认识;对水工建筑物的分类、形式、布置特点及构造有一定的感性认识;提高学生现场识读水利水电工程图纸的能力;初步了解水利水电工程专业思想。对于认识实习,一般由一名专业教师为负责人和三到六名各专业的教师组成,按认识实纲要求,提前一至两星期联系好实习地点和参观内容及车辆;对于认识实习,学生要认真完成实习报告,教师认真批改,对于不能自己完成者,不给予实习成绩。 课程设计主要有混凝土结构课程设计、水工钢结构课程设计、农水课程设计、水利工程施工课程设计、水工建筑物课程设计、水泵与水泵站课程设计、概预算课程设计。课程设计的主要目的是使学生融会贯通该门课程的理论知识和基本设计技能,完成一个较完整的设计计算过程,以加深对所学理论的理解与应用。培养学生综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工程设计问题的初步技能,全面分析考虑问题的思想方法、工作方法、善于运用设计图、国家标准规范以及计算、绘图和编写设计文件的能力。通过课程设计可了解学生对该课程的理解和掌握程度,从中发现教学中存在的问题。课程设计主要由任课教师或课程设计组教师负责课程设计的任务布置、指导及成绩评定。 3重视综合实习,实现培养目标 综合能力培养主要包括毕业设计和生产实习。生产实习主要培养学生从事水利水电工程施工和组织管理的工作能力。学生通过施工工种的实际操作、现场参观、听取专题报告和参加施工劳动,培养学生的实际操作技能和技术应用能力和爱岗敬业、吃苦耐劳的工作作风。通过实习学生可对水工建筑物的施工、施工组织设计、设计和管理等建立一个整体概念,掌握几项施工工种的操作技能;了解工程概况、施工组织设计、施工技术、施工场地的布置和工程管理模式;了解现场采用的主要机械设备的性能、构造及新工艺、新技术和先进的施工设备。生产实习中做到有计划、有安排、有生产实习指导书,学生在实习过程中按生产实习指示书和施工单位的规章制度的要求参加生产实习,最后写出实习报告和现场考试,按优、良、合格、不合格四级制评定成绩。 毕业设计重点培养学生综合运用所学理论知识和技能解决实际问题的能力,培养全面分析考虑问题的思想方法,独立思考、解决问题的工作能力;培养设计计算、编写设计文件、使用规范手册和应用计算机的能力、调查研究、查阅技术文献和资料及编写技术文档的能力。 4出现的新问题及解决思路 对于水利工程专业来说,毕业设计是一个十分重要的实践性环节,学校对毕业设计高度重视,制定了一系列的规章制度,但是实际教学效果却不容乐观。主要问题表现在以下几个方面:一是部分学生因找工作,主要精力放在了找工作上,无心从事毕业设计,对布置的毕业设计敷衍了事。部分已经找到工作的学生,由于找到的工作与当初的定的毕业设计题目不太对口,觉得没有实际意义,也缺乏做好毕业设计的积极性。面对上述问题,设想采取以下解决办法:一是提前布置毕业设计,不必等大四下学期布置毕业设计,可以在进入大四初毕业设计选题。大四上学期学生还没有进入找工作阶段,此时大部专业课已经学完,课程学习任务也不太繁重,具有一定的课余可支配时间,因此部分学生可以利用课余时间安心从事毕业设计。对于找到工作后,出现学生工作性质与毕业设计不对口的问题,可以通过加强教育解决其思想问题,教育学生明白毕业设计不仅是巩固某方面的专业知识,更重要的一个学生综合能力的培养,这种能力对于从事各方面工作都是必需的。另外,从以人为本的角度出发,也可以根据学生即将从事的工作性质,适当调整毕业设计内容,激发学生做好毕业设计的积极性。 水利专业论文:广西水利电力职业技术学院建筑工程技术专业课程体系改革探究 【摘 要】分析广西水利电力职业技术学院建筑工程技术专业课程体系现状,改革建筑工程技术专业课程体系,开发设计基于房屋建造过程的“五阶段”项目化课程体系。 【关键词】建筑工程技术 课程体系 改革 基于国家骨干高职院校广西水利电力职业技术学院建设项目,建筑工程技术专业作为国家骨干高职院校中央财政支持建设重点专业,以《教育部 财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》等文件精神为指导,主动适应北部湾经济区发展和广西建筑行业现代化建设的需要,改革课程体系,开发设计基于房屋建造过程的“五阶段”项目化课程体系,提高育人质量。 一、广西水利电力职业技术学院建筑工程技术专业课程体系现状 广西水利电力职业技术学院建筑工程技术专业的课程体系为学科性的“三段式”课程体系,划分为公共基础课、专业基础课、专业课。该课程体系比较臃肿,重理论轻实践、先理论后实践,不利于培养新时期建筑工程技术专业高素质人才。因此,需对其进行改革。 二、改革广西水利电力职业技术学院建筑工程技术专业课程体系 (一)改革的思路 通过职业岗位及岗位能力分析,获取各个岗位的主要工作职责;以房屋建造过程为导向,进行实际工作任务分析,获取“4个工作领域”;以完成工作领域的工作为目标,通过主要工作职责分析,寻求与工作领域对接的课程,使完成岗位任务的职业能力与教学内容相一致。在研究从“初学者―高级初学者―有能力者―熟练者―实践专家的五阶段职业成长模式”的基础上,考虑到各个职业岗位的职业成长阶段,有不同的岗位基本能力、通用能力(关键能力)成长要求,结合高职的可操作性,在学校主要培养前三个职业成长阶段的能力,并为后两个阶段的可持续发展打下基础。并按照从自由人到职业人的规律、人的认知规律,进行方案设计,最终形成项目化课程体系。 (二)改革的具体实施 1.职业岗位主要工作职责及岗位能力分析。通过社会调研、企业调研、岗位调研,得出岗位主要工作职责,并以此为基准,分析岗位应具有的能力,详见表1。 2.以房屋建造过程为导向,进行实际工作任务分析,获取“4个工作领域”,即承接任务、施工准备、工程施工、竣工验收。 3.以完成工作领域的工作为目标,通过主要工作职责分析,进行课程开发。“4个工作领域”与课程对接情况详见表2。 1 承接任务 完成工程招标与投标文件的编制;熟悉施工合同的主要条款、熟悉建筑法规;进行方案的技术经济分析。 招投标与合同管理 课程13:建筑工程经济 2 施工准备 参与施工组织管理策划;参与制定管理制度;参与图纸会审、技术核定;参与做好施工现场组织协调工作,合理调配生产资源;落实施工作业计划。 3 工程施工 负责组织测量放线、参与技术复核;参与制订并调整施工进度计划、施工资源需求计划,编制施工作业计划;参与现场经济技术签证、成本控制及成本核算;参与制定施工项目安全生产管理计划;参与建立安全生产责任制度;参与制定施工现场安全事故应急救援预案;参与制定工序质量控制措施;负责核查进场材料、设备的质量保证资料,监督进场材料的抽样复验。 4 竣工验收 负责分项工程的质量验收、评定,参与分部工程和单位工程的质量验收、评定;负责施工资料的立卷、归档;负责汇总、整理、移交质量资料;负责施工资料的收集、审查及整理;负责施工资料的封存和安全保密工作;负责施工资料的验收与移交。 工序质量控制;质量资料管理;质量问题处置;资料收集整理;资料归档移交。 课程25:建筑工程资料整编课程 26:建筑工程质量与安全管理 4.进行课程体系设计。按照从自由人到职业人的规律、人的认知规律,以及建筑行业的项目特点,将人才培养划分成5个阶段,设计基于房屋建造过程的“五阶段”课程体系,详见表3。 其中,课程27(员级实务)主要针对学生考取施工员、质量员、安全员、资料员、材料员、标准员等职业资格证而开设的综合训练课程,是专业主干课程的综合训练,进一步培养施工员等能力。课程28(综合实训)以实际工作任务为载体,采用项目化教学完成该实训课程。在学完1~4学期的专业基本技能课程与专业核心技能课程之后,在第五学期安排课程27及课程28,达到“强化提高学生专业能力”的教学目的,为第六学期的顶岗实习打下良好的基础。 (三)“五阶段”项目化课程体系的内涵 采用“能力递进”式培养人才,贯穿以岗位能力培养为主线。第一阶段“通用能力培养阶段”,在第一学期进行。第二阶段“专业基本技能培养阶段”,在第一、第二学期进行。实践课程建筑工程见习安排在第一学期,是为了让学生尽早接触企业实际工程,专业学习以专业实践知识为起点,而不是以理论知识学习为起点。第三阶段“专业核心技能培养阶段”,在第三、第四学期进行。根据项目化课程,需要到南宁―东盟经济开发区、广西建工集团下属企事业单位进行技能培训,工学交替,边理论边实践,边打基础边应用。第四阶段“专业能力强化提高培养阶段”,在第五学期进行。在岗位群的共性知识、技能培养的基础上,根据南宁―东盟经济开发区、北部湾经济区、华南地区建筑行业的人才需求,结合学生就业的不同岗位,开设相应的员级实务课程,进行专业能力强化训练。学生可以根据建筑行业、市场需求来选择2~3个职业岗位进行强化培养,呈动态状。如资料员的培养,就是对深圳市宝鹰建设集团股份有限公司等建筑企业考察调研,了解到目前建筑行业非常紧缺工程资料整编的人才,于是着手进行培养的。广西水利电力职业技术学院“宝鹰特色班”在第五学期工学交替以真实工程项目为载体完成综合实训。授课任务由深圳宝鹰建设集团选派的技术骨干和技术能手与学院的专任教师共同承担,专业课教学以企业兼职教师为主,教学内容与工作内容对接,建立在学习中工作,在工作中学习的教学管理制度,同时学生的日常管理要引入深圳宝鹰建设集团管理要素,对学生进行职业素养培养。另外,校企每年定期开展学生职业技能大赛,提高学生的职业素质和团队合作能力;聘请企业技术专家开设新技术、新规范讲座2~4次,使学生掌握建筑工程技术的前沿技术。第五阶段“能力应用培养阶段”,在第六学期进行。学生到企业进行顶岗实习,在完成该专业培养目标的基础上,针对市场需求和个人特点,强化提高某一特长,提高应用能力。如在第六学期到宝鹰建设集团以工作为途径,以学习为目的进行顶岗实习。学生真正达到“零距离”上岗,到企业上班之前就已经接受了企业的文化、形象、设备、技术等,大大减少了企业对新职工岗前培训的时间和经费开支。 综上,基于房屋建造过程的“五阶段”项目化课程体系改变传统重理论轻实践、先理论后实践的做法,重视学生技能的培养,实现理论和实践一体化,其中专业核心技能培养阶段的课程大部分为项目化课程,所以也称为基于房屋建造过程的“五阶段”项目化课程体系。本专业培养过程既有系统的实践能力培养,也有系统的基础理论知识学习。系统的基础理论知识学习不是单设的理论为主课程,而是理论实践一体化课程;系统的实践能力培养不是实践为主课程,而是有理论知识的深化和拓展,是实践理论一体化课程。手段是“工学结合、校企合作、顶岗实习”, 真正的“做中学”。 水利专业论文:高职水利工程施工技术专业“工学结合”课程体系探讨 为了实现工学结合的目标,探索构建了高职水利工程施工技术专业包括“专业素质教育课程+专业基础平台课程+职业核心技能课程+专业选修课程”的模块化工学结合的课程体系;通过“项目化课程”建设和教学方法的改革,推动了“工学结合”人才培养模式的发展,强化学生职业能力培养。 高职教育水利工程施工技术专业工学结合课程体系职业技能水利工程施工技术专业是我院的重点专业,专业成立50多年来,为京郊乃至全国水利行业培养了3000余名水利人才。但随着北京及全国地区水资源的日趋紧张,工程水利向资源水利的转变,水利行业对人才的需求发生了很大变化,2011年中央一号文件明确锁定水利,提出把水利工作摆上党和国家事业发展更加突出的位置。北京农业职业学院水利施工技术专业是北京市唯一一个水利类高等职业教育专业,专业为培养适应水利行业发展的高技能人才,承担着重要的社会责任和历史使命。为此紧迫需要重构人才培养模式和课程体系,在现有基础上把“工学结合”作为专业人才培养模式改革的切入点,探索工学交替,项目导向、顶岗实习等,使学生综合素质满足行业需求,满足社会需求。 一、人才培养模式设计 教师们于2012年上半年到近3~5年该专业就业的单位进行走访、调查和调研。在专业调研及职业岗位分析的基础上,确定本专业毕业生的首次就业岗位为:从事工程施工技术与管理、灌溉工程设计及施工管理、水库管理、灌溉设计与施工、工程监理等。水利工程施工技术专业的服务面向、毕业生就业部门、就业岗位及首次就业本岗位对应的职业证书见表1。 对水利工程施工技术专业从事的工作岗位进行分析,应该在原人才培养模式基础上建立“模块化、动态化、工学结合”的人才培养模式。以“工学结合”为切入点,通过课程设置模块化、教学过程项目化、教学组织灵活化、师资队伍“双师”化、实训条件生产化、教学评价社会化,来实现水利工程施工技术人才培养目标。 二、课程体系与教学内容改革 1.建立基于生产过程的“项目化课程” 首先,根据专业调研结果进行分析,明确本专业面对的主要工作岗位,从工作岗位入手确定本专业的工作领域;其次,通过对所在工作领域工作任务和过程进行分析,得出本专业毕业生应具备的职业能力。最后,根据职业能力所具有的逻辑关系,并参照国家职业技能标准,以工作过程为导向构建本专业项目化课程。 根据“工学结合”人才培养模式的要求及特点,对理论课程与实践教学进行整合、重组、分解。对水利工程制图与读图识图实训、工程测量与测量实训、建筑材料与建筑材料综合实训等课程进行整合;将工程地质与土力学两门课程重组为工程地质与土力学,将水利工程施工课程按照学生认知能力分解为水利工程工种施工和水利工程专项施工,根据调研,毕业后有一部分部分学生跟着师傅从事质检工作,所以新增加了水利工程资料整理与质检课程。整合水文学、水力学为水文水力学应用。水工建筑物课程内容主要是对建筑物、构筑物进行鉴定、加固、维修、检测及处理工程质量事故的初步能力,减少大量的设计内容。学生在灌溉公司就业时,就需要学生具备很熟练的CAD技能,在工作中学生要进行中小型灌溉工程的规划设计,然后进行工程施工和运行管理。 在课程学习顺序时也充分考虑了学生对水利工程施工由浅到深、由简单到复杂,由单一到综合的任知规律,如以前同时学习水利工程施工、施工组织设计这两门课程,学生还不懂得怎样施工怎么会组织管理呢?在项目化课程设计中,先安排学生学习水利工程施工设计的工种施工技术,学生在了解了钢筋工、混凝土工、砌筑工、模板工等单一工种的施工内容及程序后,再开始学习水利工程专项施工技术(如水闸、渠道、橡胶坝等),在学习这些专项建筑物施工时,结合实际工程案例,将施工组织管理纳入整个工程项目施工与管理中。通过对以上课程内容的改革和调整,一方面,既实现了理论和实践的融合,又能以实践促进教学来提高学生的全面职业能力;另一方面,能使课程要求和职业岗位相结合,并根据教材建设和实训条件建设,建立“项目化课程”,并实现教学环境、实训环境和“教、学、练、做”的一体化,通过项目驱动来提高教学效果。同时,将专业技能认证与课程建设、课程设置与顶岗实习制度结合起来,实现工学结合的人才培养模式,加强学生职业素质的养成教育。改革后的课程体系如表2所示。 2.构建“模块化、动态化、工学结合”的课程体系 以水利工程施工技术专业职业岗位技能要求为依据,以就业为导向,结合北京水利行业需求,围绕水利工程施工技术应用及施工组织管理、水利工程造价、水利工程质检与资料整理、灌溉工程技术4个核心能力为切入点,结合水利行业的发展,增加专业选修动态模块,打破知识系统性的课程体系,构建以岗位职业能力为本位的“专业素质平台课程+职业技术平台课程+专业选修课程”的模块化、动态化、工学结合的课程体系。 该课程体系的“专业素质教育课程”主要是培养学生职业素质、职业道德,必备的人文基础、外语水平和计算机基础能力;“职业技术平台课程”主要是培养学生识图、水利工程测量、材料运用与检测、结构分析与计算、水文水力学等基本岗位能力和专业核心能力的支撑能力,达到满足基本岗位顶岗实习的技能要求;“专业核心技能课程”主要是培养学生的核心职业能力和职业资格考证能力,设置有:“水利工程施工技术与施工组织设计、水利工程造价、水利工程质检与资料整理、灌溉工程设计与施工管理、水工建筑物应用维护等专业知识,使其达到综合岗位顶岗实习要求;“专业选修课程”主要是适应北京水务行业的发展,满足学生多方面发展需要而设置的一些选修课程。设置有:水利工程监理、污水处理、水文化知识、水利行业法律法规等。 3.建立与课程体系相适应的“1+3+1+1”的教学组织模式 为保证“工学结合”人才培养模式的实现,使学生有半年以上的顶岗实习时间,建立与模块化课程体系相适应的“1+3+1+1”(即:1个学期专业素质平台课程+3个学期职业技术课程+1个学期职业综合技能训练+1个学期顶岗实习的教学组织模式)。 基本思路是:学生入校后,通过1个学期的专业素质教育课程的学习,首先进入第2学期职业技术课程中的专业基础平台课程的学习,使学生初步具有水利工程读(识图)、工程测量、计算机应用、材料检测等能力,利用第一个暑假参加企业的社会实践和服务活动,让学生及早进入社会,在工程建设中进一步培养学生的识图能力、测绘能力,材料检测能力,在社会实践和服务中,进一步了解水利行业的发展和对人才的需求,培养学生热爱行业和所学专业。 再经过第3和第4个学期的职业技术课程学习,学生初步具有水利工程施工、水利工程造价、灌溉工程的规划设计与施工、水利工程质检与资料整理专业基本技能,通过前4个学期的学习,学生已具备初步的顶岗实习能力,再利用第二个暑假的社会实践和社会服务等活动,加强学生的专项技能和提高学生适应企业的能力。第5学期进行核心技能的综合实训,学生参加职业资格考试,为顶岗实习奠定基础。第5学期采用动态组织教学,也可根据企业需求,学生提前进入顶岗实训,第6学期全部进入顶岗实训,学院通过实行“捆绑”式管理,将学生的顶岗实训和未来就业放在同一个平台。专业教师在带领学生顶岗实训过程中,充分了解用人单位的需求,有利于项目化教学的推进,促进了通过校合作。从而学生的专业技能和职业素质也不断提高。 在整个教学组织中,可穿插进行培养学生综合素质的活动,如在工程施工淡季,利用水利专家或校友的时间让他们走进校园,为学生进行宣传水利企业文化、节约水资源、施工新技术等各种专题讲座,组织进行丰富多彩的水文化教育等活动,让学生在大一就聆听到行业专家的讲座,了解行业的发展,了解目前北京水利企业的发展,这会激发学生的学习兴趣和明确自己的就业规划。 三、实施工学结合课程体系的保障 1.构建“双师型”优秀教学团队 水利系围绕水利工程专业人才培养模式,加强师资培训,引进企业技术骨干,建设专兼结合的专业教学团队。教学团队有专业带头人、专职教师组成和企业兼职教师组成。专业带头人要求能熟悉高职教育理论和水利工程领域的最新技术,能组织2~3门专业主干课程教学和实践教学,至少取得建造工程师、造价工程师、监理工程师等国家职业资格证书中的一个。对专业教师提出“一体化”要求,即集理论、实践和技术于一身,建立教师围绕职业能力培训的“循环式”到企业实践学习制度。企业兼职教师应该具有二级建造师以上职业资格或技师资格,具有丰富的专业知识和实践经验,参与专业建设和课程建设、专题讲座、校内外生产实训和顶岗实践指导等。用动态的技能训练改变传统教学,用竞赛推动教师主动学技术、掌握教学做真功夫。目前我院水利工程技术专职教师的实践能力还需要提高,兼职教师不固定,还需要进一步优化。所以只有构建一支优秀的教学团队,才能实施项目化课程。否则尽管有项目化教学的理念,还是不能突破传统的人才培养模式。 2.实践教学条件构建 实施工学结合项目教学,首先要解决的是硬件条件即实践教学条件建设。与行业企业紧密合作,根据专业岗位能力要求和项目化课程体系要求,开设相应实验实训项目,建设与教学内容相适应的实验实训条件,制定确保实验实训质量的相应管理制度。 一是校内实验实训基地建设。按照项目化课程体系和教学要求,开发与之相适应的实训项目,确定科学合理的实训流程,营造职业氛围,让学生进入实验实训场就能受到职业环境的熏陶。并根据实训项目的要求,将过去传统的学科验证性实验室改建为生产性实训室。采取校企共建的方式,我院目前与房山建委、北京市水利行业等企业深度合作,建设仿真性水利工程综合实训基地,为课程教学提供真实的教学环境,实现学习过程与工作过程对接。 二是校外实习基地建设。校外实习基地分为专业认知实习基地和顶岗实习基地。专业认知实习基地要选择有代表性的水利工程枢纽及建筑群,要相对固定,具备必要的教学条件和相对稳定的企业兼职教师;顶岗实习基地主要有相应专业实习的岗位和相对稳定的指导教师。建议学院专业要建立校企合作办公室,实行严格的质量管理,学校教师和企业指导教师负责对学生实习的指导和管理,学院和企业负责对指导教师进行考核。只有严格的质量管理,才能提高学生的素质。目前水利工程施工技术专业与企业共建成15个校外实训基地,基本完全满足学生认识实训和顶岗实习的要求。 3.编写“三位一体、有机融合的教材 围绕水利工程施工技术专业服务的技术领域和职业岗位的任职要求,根据工学结合的人才培养模式、模块化的课程体系及“项目化课程”等改革要求,组建由水利行业专家、课程专家、专业教师组成的课程开发团队,采用“任务驱动,基本知识学习+实践”和“案例引导,理论+实践”模式编写能够满足“专业教学、职业培训、技能鉴定”要求的三位一体、有机融合的专业核心课程教材。在编写中,围绕一个工程任务或核心案例组织教学内容,,把理论教学与实践教学结合起来,同时,教材内容要体现职业岗位的新技术、新方法、新规范、新标准,并使技能考证与课程建设相衔接,通过教材建设规范教学内容,把“双证书”制度落实到教学内容中去,实现与工作岗位的“零距离”对接。目前水利施工技术专业教师在中央财政支持专业服务能力项目的资助下,正在编写项目化教材,预计2013年8月出版。 四、结语 调整后的工学结合课程体系已在2012年级实施,到2014年完成一轮实施方案,在实践过程中不断探索和完善。通过课程体系改革,使水利工程技术专业课程体系可以最大限度地适应“工学结合”人才培养模式的要求,提高学生职业能力的培养效果,让行业、社会来检验学生,体现了“以企业为中心”的办学理念,兼顾课程建设特点与职业资格培训要求,强化职业教育的就业导向性及岗位职业能力培养的核心地位。 水利专业论文:公路概论作为水利工程专业非主干课程教学改革的探讨 [摘 要] 《公路概论》是交通工程专业的一门专业课程,通常也是水利工程的一门非主干课,是一门理论和实践结合较强的课程。主要为非路桥专业的学生系统地介绍公路各方面的基本知识,使学生了解公路的发展、公路工程基本知识及公路各组成部分,掌握公路平、纵、横及路线交叉线形的基本知识、公路路基的排水设施和防护与加固措施、公路路面的结构组成及常见类型、桥涵的组成及分类、公路沿线设施的类型等方面的知识。该课程以课堂讲解为主,辅以课堂讨论和习题课,录像课,尽量调动学生的积极性和学习兴趣,保证教学质量,提高学生学习效果。利用计算机多媒体教学,开发电子多媒体教学课件可帮助学生快速理解、加深印象,同时提高课堂效率,使讲授更生动、更形象。 [关键词] 公路该路;教学内容;教学方法;改革实践 1、该课程的在水利工程领域课程体系中的地位及作用 《公路概论》是交通工程专业的一门专业课程,通常也是水利工程的一门非主干课,是一门理论和实践结合较强的课程,有的学校开设的是《道路工程概论》。《公路概论》是主要为非路桥专业的学生系统地介绍公路各方面的基本知识,是一门理论和实践结合较强的课程。目前,对于工科非路桥专业,作为专业选修课开设,对于水工专业而言,很多工程涉及到该方面内容,比如“堤顶路”等设计施工等问题,所以又是非常重要的一门课程。 2、课程教学改革的背景及意义 非主干课程开设的意义在于扩大知识面及提高专业综合素质。然而,在非主干课程的教学中, 经常是课堂气氛沉闷, 学生启而不发,呈现弱态学习情况, 严重背离开设非主干课程的目的, 对培养高素质的毕业生是十分不利的[1]。目前存在的主要问题:教学方法单一,多以教师讲授、板书为主,或即使用多媒体教学也仅仅停留在图片展示阶段,而对直观的视频教学、动画教学应用有限;目前在授课过程中偏重基本理论的讲解,而忽视其工程应用背景;重课堂教育、轻学生自学及创新能力培养[2]。 3、教学内容的改革 教学内容紧跟规范的变化,根据现行的公路概论统编教材,结合交通部新的沥青路面设计规范和新出版路基设计手册和水泥混凝土路面设计规范,对公路概论课程中高速公路“7918”网的规划进行适当调整。设置必要的专题讲座以弥补公路概论课程教学的不足,及时反映公路概论中的新技术、新材料、新成就,体现我校土木工程专业道路与桥梁方向的特色。在《公路概论》教学过程中不断的补充大量有利于促进学生主动学习的教学支撑材料,这些资料大大提高学生对路基工程理论知识的理解深度和路基工程技术的应用能力,受到学生的广泛欢迎,为学生参加工程实践训练打下扎实的基础。 4、教学方法的改革 4.1教学方法方面 利用计算机多媒体教学,开发电子多媒体教学课件可帮助学生快速理解、加深印象,同时提高课堂效率,使讲授更生动、更形象。该课程以课堂讲解为主,辅以课堂讨论和习题课,录像课,尽量调动学生的积极性和学习兴趣,保证教学质量,提高学生学习效果。 4.2教学手段方面的改革 采用多媒体与传统板书相结合的教学手段,多媒体教学是教学改革的方向之一,它能形象、生动、直观的显示在传统教学手段下很难表达的教学内容,可大大增加课堂信息量,提高教学效率,成为解决学时矛盾的重要途径。多媒体教学的显著特征使教学信息量明显增大。但它并不能完全取代传统的教学方法,而应该将多媒体与传统的教学方法结合在一起,增加了师生之间的互动性,有助于提高教学质量[3-5]。 4.3引入案例教学 在讲解课本理论知识时结合实际案例将起到较好的效果[6-8]。比如路基部分的讲授可以结合坝体填筑进行,其过程和方法是一致的,也就是说很好的水利工程想结合,这样学生就会感觉到该课程的重要。并且重点给同学介绍目前国内外主要的软土地基的处理方法及意义,可引入相应哈大高铁桩承式路基的处理措施,一旦地基处理出现问题,就会引发大的工程事故:比如加拿大特朗斯康谷仓地基事故、香港宝城滑坡、比萨斜塔、美国Teton土坝的溃坝事故等等,帮助学生了解导致事故发生的原因以及学会如何在以后的工作中避免类似事件的发生。让学生通过惨烈的教训真正意识到工程安全的重要性,树立强烈的职业责任感。案例教学的引入,不但可以提高学生的学习兴趣,而且可以启发他们思考和分析如何有效地避免类似工程事故再次发生。 5、结语 《公路概论》是交通工程专业的一门专业课程,通常也是水利工程领域的一门非主干课,但是对于水利工程专业的学生开阔视野及工程应用方面又是一门非常重要的专业课程,其重要性往往被教学管理人员及学生所忽视,通常以“鸡肋”视之。由于目前水利工程专业的学生毕业后很多从事公路、市政、高铁等方面的施工,而从课程体系设置方面看,以上内容很少能在相关课程中体现。即使是从事水利工程方面的工作,大坝的地基处理、填筑方法及密实度检测,涵洞的施工,堤顶路的施工等方面内容的介绍都可以通过该课程的讲解予以实现。因此,从实际应用角度讲,又是一门应用性非常强的课程。所以对该课程教学内容及教学方法的改革与实践具有重要的现实意义。
断裂力学论文:承压热冲击下压力容器断裂力学探索 摘要:按照有限元分析研究及热工水利系统程度,对承压热冲击下压力容器断裂力学进行分析研究,并且探索在不同瞬态下所具有的危险性能,了解压力容器脆性的改变。研究结果表明,压力容器表面裂纹及内壁裂纹深度较深的情况下,压力容器在实际应用过程中更容易出现裂纹问题。在相同条件之下,压力容器具有轴向裂纹时,出现裂纹的可能性要远远高于环向裂纹,严重情况下轴向裂纹甚至会贯穿整个压力容器内壁。 关键词:反应堆压力容器;承压热冲击;断裂力 学美国核管会所颁布的承压热冲击法规要求,主要内容分为两个方面,分别是10CFR50.61与R.GI.154技术,其中包含了保守因素,这样也就表示压水堆机组经济效益下的运行时间及延长寿命受到了一定限制。美国核管会在1999年之后,就以保守技术作为基础,对于承压热冲击进行了分析,在流程及模型等处理方法上进行了一定的调整。研究之后发现,承压热冲击主要承受的风险来自于回路管道及一回路阀卡上。在材料层面上,轴向裂纹是造成压力容器出现贯穿裂纹的主要原因,并且建议使用无延性转变温度作为鉴别主要方法。美国核管会在2010年颁布了新的承压热冲击法规。 1新承压热冲击法规的要求和压力容器贯穿概率分析方法 1.1新承压热冲击法规的要求 美国核管会在对承压热冲击评估的时候,应用的是美国现阶段还在应用的压水堆,因此美国核管会所推出的承压热冲击法规仅仅能够在2012年之后所生产的压水堆内应用。反应堆压力容器在设计制造过程中,是按照美国核管会在1998年或者是更早之前所制定的压力容器规划。这种设计并且制造的压水堆在评价过程中,也可以应用新承压热冲击法规。压水堆要是在2010年之后开始施工建设,并且是按照美国核管会所颁布的《ASME锅炉与压力容器规范》作为建设标准,对于压水堆进行设计制造,在对于这种压水堆评价过程中,只可以应用新承压热冲击法规进行评价。要是对压力容器评价所得到的时间超过鉴别原则,但是还是希望压力容器能够在电厂生产中应用,首先就应该将带区内所具有的中子注量进行降低,要是压力容器评价所得到的使用时间并没有超过鉴别原则,就需要在对压力容器安全分析过程中,进行全面详细分析,进而保证压力容器能够应用到规定的时间之内。在承压热冲击状态之下,压力容器出现贯穿概率大约为1×10-6。 1.2压力容器贯穿概率分析方法 压力容器贯穿概率计算流程与美国核管会所推荐的R.GI.154基本相同:首先,对压力容器贯穿热工序列进行划分,然后在使用拉丁超立方抽样方法将每一组内的频率进行统计出来,每一个小组内所包含的热工序列可能有几十个,也有可能高达上百个,在众多序列中只需要选择一个典型序列;其次,计算出通道在每一个时间段下的压力与温度等系数;再次,应用概率断裂力学进行分析研究,通过先进科学技术形成虚拟状态下的PVR,PVR之间使用不同参数标准进行随机组合,主要包含的内容为中子注量、裂纹尺寸等参数;最后,将之前所计算出来的热工参数导入到断裂力学内,这样就能够计算出某一组压力容器在瞬时状态下的贯穿概率。在对压力容器贯穿概率统计过程中,应用矩阵乘法将每一个小组瞬态贯穿概率相乘,选择每一个小组内压力容器贯穿概率的最大值,每一个小组贯穿概率最大值相加之后所得到的数值,也就是压水堆机组承压热冲击风险数值。小组对压水堆机组承压热冲击风险数值影响程度较低,并不需要进行详细的分析研究,但是承压热冲击数值还是会受到一组数值的影响,只需要对该组数值进行详细分析即可,从多种小组内选择出具有代表性的数据重新进行评价,最后保证承压热冲击数值不会在受到小组的改变。 2模型与载荷 2.1热工水力系统程度与有限元的模拟分析功能 热工水力系统程序在实际应用过程中,能够将压水堆核电厂内热工水力在某一个时间上面的瞬时状态模拟出来,所以热工水力系统程序能够应用到对于承压热冲击瞬时状态下热工响应研究上面,进而对于下降通道内部的压力及温度等等参数进行收集,了解到这个参数伴随着时间变化的规律。有限元模型在实际应用过程中主要是使用有限元分析软件,能够对于断裂力学进行详细的分析,同时还能够将断裂力学在线性及非线性状态下进行分析研究。有限元模拟在对断裂力学进行分析中,主要是通过弹性材料在裂纹上面所具有的奇异场应力强度因子判断依据,主要是通过三种开裂模式进行计算,分别是张开型、滑移型与撕裂性。 2.2压力容器模型 伴随着电厂运行时间与实际寿命较为接近,核反应堆芯带区材料所具有的断裂韧性会伴随着快中子的辐照逐渐下降,因此在过冷瞬时状态之下,核反应堆芯带区是受到影响最为严重的地区。所以,需要创建压力容器带区筒体的有限元模型。在回路压水堆压力容器内具有代表性的就是不锈钢,压力容器内部直径应该为4000mm,厚度大约在4mm。压力容器模型所具有的缺陷主要有六种,分别是半椭圆轴向表面裂纹、半椭圆环向表面裂纹、堆焊层下半椭圆轴向埋藏裂纹、堆焊层下半椭圆环向埋藏裂纹、椭圆面轴向深埋裂纹与椭圆面环向深埋裂纹,在这六种裂纹中,前四种裂纹深度大约为20mm,长度大约为80mm,后两种裂纹主要都位于压力容器基体低碳钢层内,裂纹的长度大约为40mm,裂纹的深度大约为20mm。在裂纹前缘的结构单元内,应用到的单元为SOLIDI186单元,裂纹前缘第一个单元与奇异单元之间通过节点连接,并且连接在奇异单元1/4的处,剩余的裂纹单元全部应用SOLID95单元。图1压力容器内节点图 2.3载荷 应用美国核管会最新颁布的承压热冲击法规,对某核电厂内的一回路建模,该核电厂在压力容器堆芯带区所使用的下降通道如图1所示,节点上面所应用的规划方法为二维划分法。核电厂在出现事故之前反应堆是在满功率状态之下运行,进入都系统内的信号全部都能够正常打开,压力容器的水纹为29.4℃,用大破口事故的方法,对冷管段及复压进行破口事故处理,然后再使用稳压器处理该事故。 3不同裂纹形式计算结果比较 在对承压热冲击风险重新进行评估时,美国核管会将热预应力效应归纳到了研究模型之中,表示压力容器在以下五种情况容易产生裂纹:开放性应力强度因子、材料静态断裂韧性最小值、断裂前端问题、K值与时间。将下降通道内的温度及压力有关参数全部都应用到有限元模型内,并且输入压力容器在边界上面的条件。有限元断裂力学模型在实际分析过程中,主要计算的是压力容器所具有的应力强度因子。对于压力容器内部应力及线弹性材料等原理进行叠加之后,在一个真实的应力情况下创建辅助性应力场,根据这两个应力场之间的重叠就能够计算机压力容器强度因子。有限元模型要是在尺寸及材料等方面的条件相同,压力容器表面裂纹应力强度因子所形成的裂纹深度越大,压力容器也就越容易出现裂纹。在承压热冲击损失状态之下,压力容器内部要是被注水进行冷却,所具有的裂纹深度也将更深,裂纹前缘在温度上面的梯度也就较大,所受到的热应力数值也就较高。要是模型尺寸及裂纹形式相同,埋藏较深的裂纹所具有的应力强度因子要远远小于埋藏较浅的裂纹所具有的应力强度因子,同时也小于在静态下断裂系数的最小值。主要是由于埋藏较深的裂纹所能够感受到的热应力数值较小,作用在裂纹上面的应力无法促使裂纹出现。 4结语 本文在对于承压热冲击下压力容器断裂力学分析研究中发现,裂纹离表面越近,就非常容易出现开裂的情况,但是埋藏较深的裂纹,在应力的作用之下,出现开裂可能性较低。模型尺寸及载荷数值相同的情况之下,环向裂纹要比轴向裂纹更加难以开裂。与此同时,压力容器出现大破口事故的危险要远远小于小破口事故的危险。 作者:陈思宇 张文华 单位:新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 断裂力学论文:断裂力学理论的压力容器分析 1断裂力学理论及判据 1.1线弹性断裂力学理论及判据线弹性断裂力学是用弹性力学中的线弹性理论对裂纹体进行力学分析,并采用由此求得的应力强度因子、能量释放率等特征参量作为判断裂纹扩展规律的准则。这种理论可以用来解决大型构件和脆性材料的平面应变断裂问题,如果裂纹尖端附近的塑性变形区比较小时,也可以采用断裂力学进行分析。当材料的中心出现穿透裂纹,在远场拉应力作用下裂纹张开,若板状样品很薄时可以将其考虑为平面应力问题,若板状样品很厚时则考虑为平面应变问题。图1表示的是一张“无限大”平板,壁厚可以忽略不计,考虑为平面的应力问题。在材料中心处有一长为2a的裂纹,受与裂纹面相垂直的拉应力σ作用,按线弹性断裂力学进行分析,可以得到裂纹尖端的应力分量。上式表明,裂纹前沿应力场都和KI有关,裂纹前端任意一点的应力分量完全由KI决定。也就是说KI控制了应力场的“强度”,所以通常称KI为“应力强度因子”。应力强度因子控制着裂纹尖端应力场强度,两者之间为正相关,因此应力强度因子可以用来描述裂纹尖端附近应力场强度。Irwin通过一系列实验的结果,统计得到了KI的临界值,在平面应变条件下,这种临界值被记为KIC,它代表材料阻滞裂纹扩展的一种特性,被称作“断裂韧性”。大量实验表明,当KI>KIC时,裂纹开始发生初始的扩展,此为线弹性断裂力学的判据。 1.2弹塑性断裂力学理论基础不同于线弹性断裂力学理论,弹塑性断裂力学适用于裂纹尖端的塑性区尺寸已接近甚至超过裂纹尺寸的情况[3],根据研究对象不同,主要分为J积分理论和COD理论。 1.2.1COD理论COD(CrackOpeningDisplacement)就是裂纹尖端的张开位移量,通常用δ表示,其基本思路是把材料受到载荷时的裂纹尖端的张开位移δI作为一个参量,建立这个参量和外加应力与裂纹长度的关系,计算出弹塑性加载荷时裂纹尖端的张开位移δI。然后把材料起裂时的δIC值作为材料的弹塑性断裂韧度指标,最后利用δI与δIC的关系判定结构是否起裂。裂纹顶端张开位移值(COD)是表征裂纹顶端塑性应变的一种度量[4],COD理论主要是从裂纹周围的应力、应变出发,参考裂纹顶端张开位移,进行大范围屈服问题处理的理论,在中、低强度钢的焊接结构和压力容器的的断裂的安全分析中得到了广泛的应用。狭义上讲,COD基本理论有两种,一种建立在D-B模型的基础上,用于描述部分屈服条件下的COD。D-B模型主要用于中低强度钢制造而成的压力容器或者管道,但是在具体应用当中还需要进行鼓胀效应、等效贯穿裂纹换算以及材料硬化的修正。另一种理论是由Wells提出,主要是用经验公式进行描述完全屈服条件下的COD。 1.2.2J积分理论COD理论是一种经验方法,并不是一个直接且严密的参量,对裂纹尖端张开位移的分析计算的都是很困难的,所以美国一位教授Rice从系统的能量守恒的角度提出了一个既能用于描述裂纹尖端应力应变场的强度,又方便进行理论计算的参量J积分。J积分概念明确、理论严密,对线弹性与弹塑性条件下的断裂分析都适用,所以在压力容器缺陷安全评定中得到广泛的运用。J积分理论裂纹失稳扩展判据是通过含缺陷压力容器由于外载荷作用产生的断裂推动力和压力容器材料的抗断裂阻力比较得到的。式中,c表示裂纹下表面某点到裂纹上表面某点的简单积分,W表示弹性应变能密度;T为积分回路的张力分量;u为回路的位移分量。在弹塑性断裂分析中,我们可以使用J积分作为参量,建立起相应的断裂判据:。此判据适用于弹性、弹塑性和全塑性的情况。 2压力容器失效评定图 对于压力容器的缺陷验证,我国多采用COD方法,即断裂产生的应力和应变值的组合达到临界值。由于含缺陷构件的失效必须满足含缺陷构件的塑性失稳载荷大于外加载荷,断裂韧度大于应力强度因子两种判据,从而导出了基于塑性失稳与线弹性断裂两种判据的不同机理的曲线图。失效评定图技术(FAD)最早是英国CEGB的Harrison提出来的,并编制出了R6评定规范第1版,这种曲线图就是以COD理论为基础的失效评定图,由英国中央电力局提出,被称为旧版本R6评定图技术,如图3-1所示。J积分是力学、工程研究界内公认的科学的判定弹塑性断裂参量,在实践中得到了广泛的应用。它可用于评定裂纹体起裂、分析裂纹体撕裂过程、撕裂失稳的评定。虽然R6评定图是由英国专家提出,但是J积分的失效评定曲线是美国学者提出来的,从而引起R6第3次修订版的出现[5],即目前使用的通用失效评定图,如图3-2所示。 3结语 近年来,我国的工业水平得到了很大的提升,各种先进的技术和方法不断的在工业生产制造中得到应用。但是在工业生产中,加工的材料不可避免地会出现各种裂纹、缺陷,断裂力学理论在常规的设计中的普遍使用具有很好的意义。通过不同理论方式的计算,得到的相应的评价指标,再通过相应的判据或者失效评定图进行比较,就能够在设计初期得到一个有参考价值的数据,避免了后期因为缺陷的产生而使得产品提前失效,造成不必要的人力财力的浪费。 作者:彭博 单位:成都市工业职业技术学校 断裂力学论文:断裂力学在桥梁工程中的应用 【摘要】 叙述了断裂力学形成过程和发展,简要介绍了计算断裂力学理论,并通过与桥梁工程实践相结合,介绍断裂力学在桥梁工程中的应用。 【关键词】 断裂力学;桥梁工程;应用;裂纹 断裂力学是近几十年发展起来的新的力学分支,它主要是利用连续体力学的原理,从这个角度出发,研究含缺陷或裂纹的物体在外界条件(荷载、温度、介质腐蚀、中子辐射等)作用下宏观裂纹的发展、失稳、开裂、传播和止裂规律,断裂力学应用力学成就研究含缺陷材料和结构的破坏问题,由于它与材料或结构的安全问题直接相关,它虽然起步晚,但实验与理论均发展迅速,并在工程上得以广泛应用。 1 断裂力学的形成和发展 断裂力学是一门现在仍在不断发展和完善的科学,因此,它是具有前沿性和挑战性的研究成果。20世纪20年代起到50年代末期,在工业发达国家逐渐形成断裂力学这样一门新兴的强度科学。大量断裂事故分析表明,断裂起源于构件有缺陷。传统的设计思想存在一个严重问题,就是把材料作为无缺陷的均匀连续体。在传统的强度理论中,均假定材料是连续固体,为保证构件安全的工作,要控制构件应力不超过该材料的对应的限定值,即σ≤[σ]。其中为构件的应力;[σ]为构件的限定应力,该限定值是根据材料试验后考虑一点的安全度确定下来的。而实际上构件总存在不同形式的缺陷,因此实际材料的强度要大大低于理论模型的强度。断裂力学就是研究有裂缝的构件在各种环境条件下(荷载、温度变化、化学腐蚀)裂缝的平衡、扩展和失稳的规律,并且研究构件强度条件的一门学科。显然它要研究裂纹尖端区的应力状态、应变状态和位移状态,研究裂缝本身抵抗裂缝扩展的能力,还要研究测定这种抵抗能力的方法和标准。通过对构件的分析,运气断裂力学的观点、判据能把构件内部裂纹的大小和构件工作应力,以及材料抵抗断裂的能力定量联系起来,从而可对含裂纹构件的安全性和寿命给出定量或半定量的估计,这就为工程构件的安全设计、制定合理的验收标准和原材原则提供了新的理论基础。 2 浅谈断裂力学理论 简单说来,断裂力学就是研究裂纹的力学。它研究裂纹扩展的规律,研究材料的强度与韧性的关系,研究带有裂纹的物体在外力作用下应力应变的规律及其判据,其主要分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学。 线弹性断裂力学的研究对象是带有裂纹的线弹性体,其断裂类型主要有三种,各种复杂的断裂形式都可以分解为这三种。这三种断裂类型分别为Ⅰ型裂纹、Ⅱ型裂纹和Ⅲ型裂纹(如图1所示)。其中Ⅰ型断纹属于张开型断裂,Ⅱ型裂纹属于滑移型裂纹,Ⅲ型裂纹属于撕裂型断裂,前两种都属于平面问题,第三种属于反平面问题,其中以第一种裂纹形式为最常见、最基本也最危险,通常对其研究得也最多。 目前,对于裂纹的研究,主要是以Trwin的应力强度因子理论。应力强度因子K1是度量裂纹端部应力场强弱程度的一个参量。裂纹尖端是一个奇点,它随着荷载σ增加而增加,当荷载增大到某一临界值时,构件就发生破坏,此时,应力强度因子K1也达到了某一临界值Kcro,这样,对于带裂纹的构件来说,其强度准则就应该是K1 对于那些裂纹端部已有很大塑性区的大范围屈服断裂问题和全面屈服断裂问题,线弹性断裂理论已不再适用,而必须采用弹塑性断裂理论来进行分析。当前,用于弹塑性断裂的方法主要有COD和J积分法。当裂纹受到垂直于裂纹线方向的拉伸时,原先贴和在一起的上、下两个裂纹面就将分离,从而使裂纹张开,裂纹面在裂纹顶端的张开位移量就是所谓的COD,可以用来间接地度量裂纹端部的应力、应变场强度。J积分法是采用一种与积分路径无关的积分来分析缺陷周围的应力和应变场,它可以作为裂纹端部应力、应变场强度的度量。当此J积分值达到某一临界值时,裂纹就开始扩展。此临界值就是材料的断裂韧性。 3 断裂力学在桥梁工程中的应用浅述 断裂力学的应用从60年代起就显示了它巨大的作用,从而推动了断裂力学本身理论和实验技术的发展。近年来,断裂力学的应用得到很大的重视,它的应用范围极其广泛。 在桥梁工程中,混凝土作为一种常见的非均匀的结构材料,其中含有微裂纹,甚至有宏观的缺陷如裂纹、夹碴、孔穴等。混凝土的强度、变形和破坏性能都与裂纹的扩展有关。基于断裂力学理论,混凝土的破坏是由于对象体系中潜在的各种缺陷引起的,其破坏过程实际上就是微裂缝萌生、扩展、贯通,直到产生宏观裂缝,导致混凝土失稳破坏的过程。因此,运用断裂力学理论可以建立带有裂纹的有限元模型,进而对其进行桥梁结构的极限承载力。 目前分析蛄航峁辜限承载力的方法很多,但基本上都是利用有限元方法对结构进行分析,对于钢筋,在混凝土发生断裂破坏时,钢筋还处于线弹性阶段。对于混凝土材料来说,由于混凝土本身性能的复杂性,基本上是通过试验数据回归拟合而得。断裂力学为我们提供了一个很好的衡量混凝土抗裂性的指标――断裂韧性。它揭示了材料的裂纹和强度的内在规律,反映了材料的一项新的力学性能。一项新指标的确立,必然会带来一批具有更优越性能的新型材料。我们可以根据此指标指导材料的配方、工艺、生产,设计具有要求性能的新材料、新品种。国外对纤维混凝土等新品种混凝土的研究,就是用断裂韧性为指标的。 断裂力学理论研究和裂纹测试技术的发展,引入混凝土领域中,必将对混凝土的破坏理论的研究、发展起促进作用,应用断裂力学的理论结合有限元模型可以判断桥梁极限承载力,避免桥梁事故的发生。 4 结束语 断裂力学理论是在现实生活中重多的灾难断裂事故中形成,并在不断发展和完善起来的。断裂力学涉及面很广,有金属物理学、冶金学、材料科学、计算数学等多学科内容,现在乃至将来一段时间内仍将处于发展研究阶段。断裂力学在桥梁工程中的应用一方面促进和丰富了桥梁理论的发展,另一方面,断裂力学在桥梁工程中的应用,反过来也会对断裂力学的内容,给予极大的提升和发展。 断裂力学论文:断裂力学在压力容器分析中的应用 摘 要:伴随社会经济的快速发展及科学技术的不断进步,我国机械设备行业也得到了极大的发展。压力容器是一种需要承载压力的密闭设备,在我国工业经济发展的过程中发挥着重要的作用。随着工业发展规模的不断扩大,压力容器也逐渐向大型化方面发展,但在其快速发展的今天,仍存有大量质量问题,如裂纹现象。为更好地提升压力容器的质量,本文基于断裂力学理论,对压力容器的各项内容进行了探讨。 关键词:断裂力学;压力容器;应用分析 1 断裂力学理论分析 一般情r下,可由超声探测方式检测裂纹,但仪器无法检测到裂纹扩展早期的情况,长此以往,小裂缝呈现出稳步增长的现象,最后达到许用临界值,产生脆性断裂。工作应力在许用应力以下是计算传统结构强度安全的依据,但具体操作中,往往会出现应力破坏问题,这是情况下与传统强度计算依据存有差异,即存有结构内部缺陷问题。为防止出现此类问题,在分析压力容器缺陷时可依据断裂力学理论进行研究。以研究对象进行划分,线弹性断裂力学、弹塑性断裂学为构成断裂力学理论的主要内容。线弹性断裂力学主要是对大型构件、脆性材料平面应变断裂问题进行处理。其通过弹性力学内的线弹性理论分析裂纹体力学性能,且通过分析获取确定断裂纹扩展规律的相关因素,如应力强度因子等。在裂纹尖端周围具有较小塑性变形区的情况下,通常也会选取断裂力学进行探讨。而弹塑性断裂力学理论与前者存有极大的不同,其主要用于裂缝尖端塑性区尺寸与裂纹尺寸相近或在其之上,因研究对象存有差异性,可具体划分为2类:J积分理论、COD理论。在验证压力容器缺陷时,选用最多的断裂力学理论为COD理论,也就是断裂出现的应力、应变值组合与临界值相符。因构件存有缺陷,只有在其外加载荷低于塑性失稳载荷、或应力强度因子在断裂认读以下时,才能断定其为失效状,进而可将基于塑性失稳和线弹性断裂的2种依据的曲线图导出。在断裂力学理论内,COD理论只能被看做是一个经验方式,如作为一个参量,其不具备直接性、严密性,特别是在计算、分析裂纹尖端张开位移时难度较大,因此,由系统能量守恒方面出发,美国Rice教授提出了参量J积分。其不仅能够对裂纹尖端应力变场强度进行全面描述,还能够便于理论分析、计算。J积分具备清晰的理念、严密的理论,并适用于线弹性、弹塑性等环境下的断裂分析,尤其是在弹塑性断裂参量判定中J积分得到了人们的认可,且被广泛应用于实践中。其可对裂纹体起裂现象进行评定,并能够对裂纹体撕裂过程进行分析,是评定撕裂失稳的科学依据。 2 断裂力学在压力容器分析中的应用 在压力容器运行使用过程中,往往会产生大量质量问题,为此,必须按照现行规程开展在役压力容器安全技术检验,将安全隐患彻底扼杀。针对超标等缺陷问题,如采取传统方式予以消除,呈现出效果不佳、成本高等问题。为此,在安全评定时更多人倾向于采取断裂力学理论,其不仅能够确保设备运行安全,还节省时间,增加经济效益。为更好地了解断裂力学在压力容器分析中的应用,可以某压力容器缺陷为例进行探讨。 2.1 设备技术参数 某压力容器属于II类容器,设定1.5Mpa为其设计压力,CH3CI为介质,16MnR为材质,1Mpa为工作压力,要求在60℃以下控制其设计温度。 2.2 计算缺陷 通过X射线进行该压力容器缺陷探测,得出其环焊缝底片存有超标缺陷,共两处分别为102、106。随后选取超声波再次进行检测,结果如图1所示。由此得出,埋藏裂纹为其缺陷。 其中,埋藏裂纹到2自由表面的最小距离可通过P1(8mm)、P2(10mm)表示;板厚方向平面缺陷的尺寸最大值则由H(2mm)表示; 板宽方向平面缺陷长度最大值可由实际L1(20mm)、L2(15mm)表示。因H小于L1、L2;且0.4H小于P1、P2,可将该缺陷转化为椭圆形埋藏裂纹,由此计算其等效裂纹尺寸,分别为0.99mm、0.97mm。 2.3 缺陷的断裂分析 (1)计算应力及应变。通过以上论述,计算应力时可在水压试验最危险的情况下进行。因,可依据弹性情况进行计算分析,则对应于的应变公式为: 其中,弹性模量可由E表示,其选取2x105Mpa。 这种情况下,可得出应变。 (2)确定材料性能数据。按照相关规范规定,应以实测数据为主,但本压力容器试样难以获取,无法进行实测。此时可参考16MnR系国内类似压力容器用钢数据,可获取实测数据。安全技术分析过程中,选取0.06mm作为最低值,为确保压力容器运行安全,应选取0.06mm的50%进行分析,即选取0.03mm作为裂纹张开位移COD临界值。此时,可通过下式表示材料平面应变断裂韧度。 其中泊松比由v表示,且v=0.24,最终获取。 (3)脆断评定。第一,根据相关规范要求,进行应力强度因子计算,公式为=311N/mm3/2 由此可见,Kl/Klc=0.177,0.6 0.177,此时属于安全状态。 第二,根据相关规范要求,进行允许裂纹尺寸计算,公式为 因等效裂纹尺寸最大为0.99mm 3 结束语 综上所述,压力容器在日常运作的过程中需要承载一定的压力,容易出现裂纹等问题。因此要定期对压力容器进行质量检测,及时发现压力容器存在的质量问题,减少安全隐患,保证人民群众的生命财产安全。但是由于压力容器的特殊性能,在检测过程中应严格遵循断裂力学相关理论,要求在不损害压力容器使用性能的情况下,对压力容器的质量进行检测。且根据压力容器的具体情况选取合适的方法进行检测。 断裂力学论文:基于断裂力学的GFRP加固梁有限元分析 [摘 要]传统钢筋混凝土结构抗裂性能差,使用阶段常常带裂缝工作。基于断裂力学理论解释了GFRP加固梁的阻裂机理,同时,运用ABAQUS有限元软件计算并对比了不同加固形式的GFRP梁的加固效果。结果表明:各种形式加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均有不同幅度的提高;各种加固形式中以U型加固效果最好。 [关键词]断裂力学;钢筋混凝土梁;GFRP;有限元分析 目前,钢筋混凝土结构在建筑结构中应用广泛,但由于混凝土的抗裂性能较差,结构常常带裂缝工作,而在混凝土表面粘贴GFRP是一种有效的阻裂加固方法。本文首先利用断裂力学理论解释GFRP加固中的阻裂机理,然后通过大型通用有限元软件ABAQUS对不同加固形式GFRP梁的加固效果进行对比分析。 1 基于断裂力学的GFRP加固梁阻裂机理[1] 断裂力学以裂纹的应力强度因子作为裂纹是否扩展的依据。当裂纹的应力强度因子小于混凝土的断裂韧性时,裂纹将处于稳定状态;等于混凝土的断裂韧性时,裂纹将扩展。 阻裂机理一:变边裂纹为内部裂纹 钢筋混凝土梁抗裂性能差,在很小的荷载作用下裂纹就会在混凝土的受拉侧产生,且是以边裂纹的形式出现。当我们在混凝土梁受拉侧粘贴断裂韧性较大的GFRP后,将边裂纹变为内部偏心裂纹,使裂纹的应力强度因子介于和之间[2],降低了裂纹的应力强度因子。 阻裂机理二:起裂点集中拉拢力阻裂 GFRP通过在裂纹出现但未扩展时于起裂点处施加一集中拉拢力,产生一较大的负应力强度因子抵消一部分裂纹的应力强度因子,从而使裂纹尖端的应力强度因子减小,推迟了裂纹的扩展,提高了结构的承载能力。 2 GFRP加固梁有限元分析 2.1 结构简介及有限元模型的建立 结构采用4000mm×180mm×450mm的简支矩形梁,净跨径3600mm,截面高宽比为2.5;材料采用C40混凝土;加载方式采用三分点的两点加载,荷载间距1200mm。钢筋构造:受拉主筋为6Φ10,设计配筋率为0.58%,箍筋为Φ8@50mm,架立钢筋为2Φ10,斜筋为Φ8@100mm。 本文利用ABAQUS有限元软件对上述钢筋混凝土结构进行建模分析。混凝土、钢筋与GFRP分别采用C3D8R、T3D2与S4R单元,材料属性分别为混凝土塑性损伤、理想弹塑性与线弹性。在相互作用模块中,采用Embeded Region和Tie[3]来分别定义钢筋与混凝土和GFRP与混凝土、GFRP之间的相互作用。 为了对比不同加固形式的GFRP梁的加固效果,建立三种计算模型见表1。 钢筋混凝土梁配图及有限元模型见图1。 2.2 结果与分析 对有限元计算结果进行归纳,得到三种形式的GFRP加固梁荷载与跨中挠度的关系曲线见图2。 2.2.1 荷载-跨中挠度曲线形状 从图2中可以看出,GFRP加固梁与普通钢筋混凝土适筋梁一样,荷载-跨中挠度曲线均具有明显的三个阶段,分别为:混凝土开裂前阶段、混凝土带裂纹工作阶段、钢筋屈服后阶段。在钢筋屈服以后,普通钢筋混凝土梁已不能继续承载,而对于GFRP加固梁,由于GFRP的阻裂增强作用,仍能继续承载,荷载-跨中挠度曲线在这一阶段表现为有一定的倾角。 2.2.2 开裂荷载、屈服荷载与极限荷载对比 根据图2荷载-跨中挠度关系曲线并结合有限元计算结果,将三种形式梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载列于表2。 从表2可以看出,由于GFRP的阻裂增强作用,加固梁相较于普通梁在开裂荷载、屈服荷载和极限荷载方面均有一定幅度的提高,且越到后期,GFRP的作用越大,荷载提高的幅度也越大。对于水平粘贴加固梁,三种荷载分别提高了6.90%、26.95%和30.61%;对于U型粘贴加固梁,三种荷载分别提高了12.07%、39.72%和75.51%。 2.2.3 加固形式选取 从上面的叙述中可以得出,U型加固要好于水平加固。因此,在今后的实验研究和工程实践中推荐优先选用U型加固方式。 3 结论 本文基于断裂力学理论解释了GFRP加固梁的阻裂机理,同时运用ABAQUS有限元软件对比分析了不同加固形式梁的加固效果,得到以下结论: ①加固梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载要高于普通梁,且U型加固高于水平加固; ②在以后的实验研究和工程实践中推荐优先选用U型加固形式。 断裂力学论文:边坡稳定的断裂力学分析 摘要:如今边坡工程越来越多,然而现今对边坡进行分析的方法还不够完善。常规的分析方法假设坡体整体滑落,假设了一个滑动面,但是坡体的受力在微观的角度是复杂的,其中由于土体受外界因素产生的张拉收缩作用会在坡顶产生裂缝,裂缝的发展将会破坏土体的整体性,因此其受力不能简单的用平衡法进行分析,而一般的屈服判断条件又不适用于土坡等边坡,但断裂力学的相关知识适合于解决此类问题,本文正是基于断裂力学进行边坡稳定性分析 关键词:断裂力学;边坡稳定;失稳分析 引言 边坡的稳定性是工程中要考虑的重要问题,然而常规的屈服破坏准则并不适用于坚固土和超固结土这样的脆性材料,此外岩土工程的受力复杂,更加重了边坡稳定性分析的复杂程度。对于边坡稳定性分析通常采用的是极限平衡法,比如:圆弧滑动面稳定性分析、条分法稳定性分析、Bishop条分法稳定性分析、非圆弧滑动面的杨布法等[1]。其基本思路是假定一个滑动面,将边坡分为两个整体,然后进行宏观的受力分析。这类方法的参数容易获得,计算简便,是经典的分析方法,但其中有明显的不足之处:由于土的收缩和张力作用,土的坡顶一般会产生裂缝,边坡的破坏往往是从细小的裂缝开始的,因此对边坡进行整体分析会不精确。本文介绍的是基于断裂力学的边坡稳定性分析。 1基于断裂力学的边坡稳定性研究现状 滑坡是在一定地形、地质条件下,由于岩体或土体内部裂隙的损伤、扩展、断裂以及扩展断裂过程中的相互作用,导致边坡产生滑移、崩塌或失稳破坏的现象。因此研究裂隙扩展断裂及扩展断裂相互作用对岩体或土体强度特性的影响,对于边坡工程的加固、设计和施工具有十分重要的意义。关于裂隙对岩石强度的影响,目前国内外已在这方面有所成果,如赵平劳[2][3]针对层状岩体的抗压和抗剪强度作了大量的实验研究,得出了比较有意义的结果,范景伟[4]对含定向闭合断续节理岩体的强度特征也作了较详细的探讨,并从理论上推导出了含节理岩体的强度公式。王桂尧[5]利用实验观测到的结果、对节理裂隙岩体而言,其软弱结构面的方向和长度对岩体的强度会产生重要的影响。所以对于带裂缝的岩质边坡的稳定性分析已形成了一定的理论基础,有关这方面的文献也较多。 2一般边坡失稳分析 常规的边坡稳定性分析是假设一个滑动面,考虑滑体的自重以及抵抗滑动的摩擦力,通过他们的受力平衡来进行分析,下面以粘性土的土坡进行稳定性分析。 粘性土的颗粒之间存在着粘结力,产生滑坡时,土体整块向下滑动,土体受到自身重力以及摩擦力[6],这里采用土坡圆弧滑动整体分析法。对于简单均质的粘性土坡的稳定性, 在不考虑裂缝的影响时, 采用圆弧滑动面的整体稳定来分析. 设土坡可能沿着圆弧面AC滑动, 滑动面半径为R, 使土体产生滑动的力为滑动土体。 重量为W, 抗滑力是沿圆弧面上分布的土体的抗剪强度。将抗剪力与重力对圆心O 取力矩, 得到抗滑力矩Mr 和滑动力矩Ms分别为: Mr =τfLR , Ms =Wx .` 其中τf为土体抗剪强度; L 为滑动的圆弧长度; R为滑动的圆弧半径; W 为滑动的土体的重量; x 为W 对滑动面圆心O 的力臂, 如图1 所示. 图1 整体圆弧滑动受力分析 取抗滑力矩与滑动力矩的比值作为土坡的稳定性分析的安全系数K, 即 K= Mr / Ms =τfLR / Wx 3边坡失稳的断裂力学分析 本文用断裂力学理论进行边坡稳定性分析,而断裂力学能否用于土体中裂缝的产生和拓展,是本文研究的首要前提。根据相关文献资料可知,断裂力学在土体中尤其是坚硬或脆性土体中的应用已经得到广泛认可[1]。 3.1基于断裂力学的边坡稳定性分析的理论依据 土坡在使用期间, 会遇到土体干缩硬化固结、坡体不均匀沉降、水分蒸发、冻结融化以及气候变化等多种情况, 土粒之间的结构联系在薄弱环节破损, 土体原本存在的微小缺陷相互融合, 逐渐形成可见的宏观裂缝, 在外界因素地持续作用下, 这些宏观裂缝进一步发育生长, 直至坡体发生失稳破坏. 边坡由于结构和荷载的复杂,裂缝受到张拉和剪切共同作用,属于Ⅲ型复合型裂缝。 在边坡中,裂缝稳定性与坡体的稳定性密切相关,应力强度因子是缝端应力强弱的表征,裂纹的生长拓展由端部应力控制,因此应力强度因子K的大小反应了裂缝的稳定性。当缝端应力强度因子K等于材料的临界值时,裂缝会扩展并失稳,进而导致边坡的损坏。此时的裂缝长度为裂缝拓展的临界缝长lc。当裂缝长度小于lc时,坡体是稳定的;当裂缝长度大于lc时,坡体就破坏了。 3.2基于断裂力学的边坡稳定性分析过程 采用断裂力学对边坡进行分析的过程是这样的,首先确定边坡的最易开裂位置,由于边坡坡顶存在张拉区,因而很容易产生张拉型裂缝,而张拉型裂缝又往往是产生滑坡的诱因。首先对研究的边坡进行应力分析,根据应力分布规律,确定滑动面起裂的大致位置,然后在此位置周围开始搜索,找到其确切的最易开裂位置。具体做法为:先在大致开裂位置周围设置长度相等的铅直裂缝,然后进行断裂力学分析,得到其相当应力强度因子,相当应力强度因子最大的地方即为边坡最易开裂的位置。 然后确定边坡的临界缝长,在最易开裂位置设置从小到大的铅直裂缝,得到它们的应力强度因子,代入断裂判据。随着缝长的增加,裂缝会经历一个从不开裂到开裂的过程,最先达到开裂条件的缝长即为边坡的临界缝长。 最后寻找边坡的最危险滑动面,由于己经得到了边坡的开裂位置和临界缝长,在坡顶开裂位置设置一条铅直裂缝,此裂缝的长度应等于或略大于临界缝长,第四章基于断裂力学的粘土边坡稳定性分析再在这条裂缝的基础上进行搜索。 4 结论 (1)常规的采用极限平衡法分析的边坡稳定性问题存在一定的不足,其产生的安全系数不可靠,在采用极限平衡法进行边坡稳定性分析时应适当的调高安全系数以防止事故的发生; (2)临界缝长用来作为裂缝失稳的判据相比较于应力强度因子K更方便,其作用等同于应力强度因子K,可通过缝端应力强度因子K达到临界应力强度因子时对应的缝长间接得到。 断裂力学论文:半刚性基层沥青路面温度应力断裂力学分析 【摘 要】进行路面裂缝开裂扩展评估工作时,需要应用J积分与路面裂缝尖端应力强度因子两个关键指标。本文采用ABAQUS软件,创建有限元模型,结合断裂力学与奇异单元理论,从温度应力与荷载两个方面分析广西几条半刚性基层沥青路面裂缝的情况。 【关键词】半刚性基层;沥青路面;温度应力;断裂力学 横向裂缝是高速路半刚性基层沥青路面早期主要破坏形式。它的形成往往是由于沥青路面半刚性基层反射性开裂、温度疲劳裂缝、低温收缩裂缝等多方面原因综合影响之下的结果。单单依靠试验,是没办法有效评估上述多方面因素与高速路沥青路面温度应力之间存在的联系大小的。所以通过数学模型,结合断裂力学与奇异单元理论评估因素与高速路沥青路面温度应力之间存在的联系,有着十分重要的现实意义。 1 断裂力学理论概述 1.1 判断应力强度因子的基本准则 所谓的断裂力学指的是研究在(湿度、温度、荷载等)环境之下构件上裂缝的失稳、扩展、平衡规律的一种学科门类。在荷载影响之下,根据裂缝不同的扩展方式,可以分成撕开型裂缝、剪切型裂缝、张开型裂缝三种基本类型。一般在高速公路施工项目中会涉及到剪切型裂缝与张开型裂缝两种。 根据线弹性断裂理论,张开型裂缝裂纹尖端区域的位移场可表示为: 式中,G为含裂纹弹性体的剪切模量;r、θ是以裂纹尖端为坐标原点的极坐标;K1为常数。从式(1)、式(2)可以看出,随着r的减小(tg就是越接近裂缝尖端的地方),所有的应力分量都增大,并且当r趋向无穷大时,这些应力分量均趋向无限大,亦即裂缝尖端处的应力场具有奇异性。只用应力大小来判断结构强度的方法不再适用,由于裂缝尖端附近的应力场与K1成正比,K1可以用来反映裂缝尖端附近的应力场强度,称为应力强度因子,其量纲为[FL-3/2]。 1.2 J积分 J积分是为了避开直接计算裂纹尖端附近的弹塑性应力应变场,提出的一个围绕裂纹尖端的围线积分,与积分路径无关,为一常数,即J积分的守恒性。J积分被公认为在其主导区能正确反映HRR奇异性,其守恒性使得可以在分析中避开裂纹尖端这个难以直接严密分析的区域。 如下图所示,围绕裂纹尖端作一回路,并沿此回路积分得: 式中,ω是在弹塑性条件下,在单调加载过程中裂纹体的应变能密度;τ为自裂纹下表面的任意一点起,沿逆时针方向绕过裂纹尖端而止于裂纹上表面任意一点的任意一条曲线;Τi是作用在回路上弧线ds对应的面元素ds、dz上的表面力矢量;ui是该处的位移矢量;n是线元素ds的外法线单位矢量。 2 等参有限元分析 奇异性是裂缝尖端应力应变的重要特点,通过SNGULAR命令在裂缝尖端设置奇异单元,如下图,能将裂缝尖端奇异性特点十分好地模拟出来。 3 高速公路层状路面结构的数值计算模型 为分析在温度变化影响之下,路面不同结构层裂缝的扩展规律,首先假设有一个贯穿基层底部的裂缝。与此同时,为了讨论裂缝的扩展规律,研究沥青面层受到裂缝反射的状况,假设沥青面层底部也有一个完全贯穿的裂缝。 在本文计算过程中均作下面几项假设: ①高速路层与层之间是连续的,地基、沥青混凝土、基层材料都是均匀的、各向同性的线弹性材料;②路面所有裂缝面都是自由面,横向裂缝之间的距离是均匀的,且贯穿整个沥青路面的宽度;③路表层有温度荷载,热传导定律所有条件路面体内温度都满足,与此同时,我们假定路面最下层与水平向无限远处位移与应力为零;④当应用温度应力进行研究时,设定沥青路面表层温度从六十摄氏度降低到二十摄氏度,计算路面温度场时,路面温度场不是出于瞬态传播的状态,而是以稳态传导的形式进行传播。 在计算路面受到温度变化影响而出现的变化时,参考的是2005年北京科学出版社出版的吴赣昌《半刚性路面的温度应力分析》这本书。 4 温度应力断裂力学计算 为了让计算数据对比性更强,在进行多个结构层的温度应力强度因子计算的时候,设置全部计算模型的精度与单元分布都是一样的,仅仅变更沥青路面裂缝自由边的长度大小,本文K1(应力强度因子)计算量纲为[N・m-3/2]。 4.1 厚度不同的基层裂缝所造成的影响 因为受到温度应力的影响,在沥青路面会出现张拉型水平裂缝,所以剪切型应力强度因子KⅡ等于0。从下面两张图我们可以知道,当增加基层裂缝开裂的厚度时,基层裂缝尖端的应力强度因子也随着增加,进而裂缝裂开程度及裂开速度均明显增快。 4.2 当路面基层开裂完全时,厚度不同的路面面层裂缝所造成的影响 从下面两张图我们可以得知,如果沥青路面基层出现开裂的时候,随着路面面层底部裂缝的长度慢慢加大时,裂缝的扩展速度也逐渐加快,直到面层底部完全破坏。比对基层开裂应力强度因子K1变化图我们可以知道,基层应力强度因子明显比面层应力强度因子K1值,表明面层比基层更容易受到温度应力的影响。而我们国家建设的半刚性基层沥青路面往往在当初进行面层铺设之时裂缝就已经出现,在温度应力影响之下,路面裂缝出现的速度及扩展的速度都大大提高了。怎样有效降低沥青面层铺筑施工阶段之前裂缝出现的概率有着十分重要的现实意义。 4.3 基层模量应力强度对裂缝所造成的影响 如果裂缝出现在基层时,当基层模量的加大时,应力强度因子也会随之加大。而一般来说我们国家高速公路沥青路面的基层有着较高的强度,也就是说沥青路面水泥剂量都可以达到百分之五至百分之六,因此在高速公路沥青路面施工的阶段,我们可以结合实际情况,适当降低路面水泥稳定碎石半刚性基层的水泥剂量。 4.4 基层开裂在面层模量作用下所出现的变化 从下面两图中可以知道,当沥青路面基层出现裂缝的时候,基层温度开裂进展不会因为面层模量的增大而变化。 4.5 当路面面层出现裂缝时,面层模量对裂缝进展的影响 从下面两图可以知道,当路面面层模量出现变化时,应力强度因子也随之变化,因为沥青路面的温度收缩一般出现在周边环境温度下降的时期,而道路周边环境温度下降原本就会加大路面面层的劲度,进而加快路面裂缝的进展。 4.6 当沥青路面出现裂缝时,基层模量对裂缝进展的影响 当沥青路面出现裂缝的时候,即便基层模量慢慢加大,面层裂缝尖端的应力强度因子也出现相对应的加大趋势,然而通过对照相关数据发现,面层裂缝尖端应力强度加大幅度十分小,甚至可以忽略这个加大幅度。从另个角度来说也证明了基层强度太大对防止温度型裂缝并没有明显的好处。 4.7 面层开裂时厚度变化对开裂的影响 随着面层厚度的增加,温度变化对沥青层底裂缝尖端的应力强度因子有下降趋势,但是,对比其数值可以发现,影响非常小。具体如下面两图所示。 5 结束语 综上,对半刚性基层沥青路面温度应力开裂进行断裂力学分析,结果能真实反映层状路面结构基层裂缝扩展现象和规律,可以为沥青路面早期开裂破坏机理分析提供依据。 断裂力学论文:浅析岩石的断裂力学 摘要:论述了国内外断裂力学及损伤力学的学科发展历程,总结了岩体断裂力学损伤力学的研究内容、研究特点以及岩石力学专家们一些年来所取得的主要成果,并简单介绍了断裂力学损伤力学在岩土工程中的实际应用。最后,通过对岩石破坏的断裂-损伤理论的阐述,指出了综合考虑损伤与断裂的破坏理论是能更好地反映岩石实际破坏过程的一种新的理论, 可在以后的理论研究和实际工程中得以更为广泛的应用。 关键词:岩石 断裂力学 损伤力学 岩石的破坏过程总是伴随着损伤(分布缺陷)和裂纹(集中缺陷)的交互扩展,这种耦合效应使得裂纹尖端附近区域材料必然具有更严重的分布缺陷。岩石的破坏, 如脆性断裂和塑性失稳, 虽然有突然发生的表面现象, 但是, 从材料损伤的发生、发展和演化直到出现宏观的裂纹型缺陷, 伴随着裂纹的稳定扩展或失稳扩展, 是作为过程而展开的。事实上, 物体中往往同时存在着奇异缺陷和分布缺陷。在裂纹(奇异缺陷)附近区域中的材料必然具有更严重的分布缺陷, 它的力学性质必然不同于距离裂纹尖端远处的材料。因此, 为了更切合实际, 就必须把损伤力学和断裂力学结合起来, 用于研究物体更真实的破坏过程。 一、岩石I型断裂韧度测试方法研究现状 岩石的断裂韧度是用来表征岩石材料抵抗因裂纹扩展引起断裂的能力,是材料的固有属性,应该与测试试件的形状、尺寸和加载方式无关。对岩石进行断裂韧度室内测试是将断裂力学引入岩石力学的基础。然而,由于研究的不足和问题的复杂性,目前只有国际岩石力学学会在1988 年和1995 年给出了两个测定岩石静态断裂韧度的推荐方法,更重要的是,试件构形和尺寸大小对岩石断裂韧度测试值的影响,即尺寸效应(或尺度律),也越来越受到了岩土工程研究者的关注。 1.岩石I型断裂韧度测试方法 由于岩石材料的特殊性和断裂韧度(KIC)测试比一般的强度测试更加复杂和困难,至今国际上还没有岩石断裂韧度测试的统一标准,自从20世纪60,70年代以来,许多学者在借鉴金属断裂韧度测试方法的基础上,针对岩石材料的特殊性,在岩石断裂韧度测试方法研究方面进行了很多有益的探索。通常用于测定岩石断裂韧度的方法有以下几大类:短圆棒试件、扭转试验、梁的弯曲试验和圆盘试验。其中,梁的三点弯曲试验常被采用。具体来讲,曾被用来测试岩石I型断裂韧度的方法及试样类型有:中心直裂纹试样(CSCBD)、单边切槽裂纹试样(SECBD)、不预制裂纹的巴西圆盘测试(BDT)、修正岩石I型断裂韧度测试方法以及圆盘测试 (MRT)、压痕试验(IT)、径向裂纹环状试验(RCRT)、修正环状试验(MRT)、单边切槽半圆盘三点弯试样(HDB)、环形盘紧凑拉伸试样、轴向切槽圆棒压缩开裂试验(ACRBC)、单边切槽圆棒弯曲试验 (SENRBB)、环向切槽圆棒弯曲试验(CNRBB)、环向切槽圆棒离心加载试验(NRBEL)、环向切槽圆棒拉伸试验(CNRBT)、预制裂纹空心筒内压测试或爆破测试、单边直裂纹三点弯曲梁测试(SC3PB)、单边直裂纹4点弯曲梁测试(SC4PB)、双扭测试(DT)、双悬臂梁撕裂试验(DCB)、紧凑拉伸试验(CT)、边切槽圆盘劈裂试验(END)、厚壁圆筒试验(TWC)、点荷载试验等。迄今为止,岩石I 型断裂韧度测试较为常用的试样类型主要有:单边直裂纹三点弯曲梁试样(SC3PB)、“V”形切槽三点弯曲圆梁试样(CB)、“V”形切槽短棒试样(SR)、“V”形切槽巴西圆盘试样(CCNBD)。此外,紧凑拉伸试验(CT)、单边切槽圆棒弯曲试验(SENRBB)及双扭测试(DT)、厚壁圆筒试验(TWC)等方法也被广泛采用。 二、岩石断裂力学的研究特点 岩石断裂力学是岩石力学的新的分支学科,是研究岩石断裂韧性和断裂力学在岩体中应用的科学。它也包括两个内容:分析裂缝端部的应力场和位移场; 确定岩石断裂韧度。由于断裂力学逐渐被许多岩石力学工作者所接受,近年来这方面的研究成果显著增加。当前岩石断裂力学的主要问题也是合理地确定岩石断裂韧度。 近几年来,在金属断裂研究与应用方面,开展了许多工作。对于裂纹岩石断裂的研究和应用,国外也已引起高度重视,但国内尚处于初始阶段。许多采矿工程中的实际问题,如矿山地压,井巷破坏,采场顶板的下沉与管理,岩层移动,露天矿边坡的稳定性,岩石断裂机理等等,都将提到岩石断裂力学研究的日程上来。可以预料,断裂力学将在矿山工程实际应用方面表现出强大的生命力。 三、岩石断裂力学的工程应用 1.岩石断裂力学在地震研究中的应用 由于浅源地震过程,本质上是地壳岩石大规模的断裂过程,所以引用断裂力学来研究地震,便成为人们所注意的向题。在这方面,国内已经做过不少工作。例如把断裂力学中的应变能释放率公式和位移公式与震级一能量公式用来求得震源参数与地壳岩石应力状态之间的关系,以服务于地震预报的目的;又如采用流变一断裂模型,来解释余震序列的时间滞后特性;再如用断裂力学理论分析圆盘裂纹稳态扩展条件,进而讨论断层参数、应力场参数和岩石物理力学特性参数与膨胀现象间的关系,以解释有的地区震前没有膨胀现象而有的地区震前却有强烈的膨胀现象;目前金属断裂力学多注意拉应力的作用,但用到多裂隙介质的岩石中来时,则多是断裂面处在压应力下的断裂力学问题,会具有自己的特点。 2.断裂力学对改进重力坝剖面的设计和稳定分析方法极有前途 现行重力坝设计规范规定,在正常荷载作用下,上游面不应出现拉应力。空腹坝坝踵应力状态更为复杂,又无明确规定。因此国内一些空腹坝不得不把距坝基以上3 米高处上游面拉应力为零作为设计基准。实际坝踵是应力奇点,用连续介质力学分析其应力是困难的。视坝踵为V 型切口,用断裂力学方法分析其开裂条件是可行的,对于较完整岩基上的重力坝,坝与基岩胶结面显然是大坝的薄弱环节。试验已证实,在胶结面上存在一定的凝聚力。同时,由于施工缺陷、应力集中等原因,胶结面上可能存在裂缝。因此坝踵开裂后至大坝失稳前,裂缝沿胶结面有一个发展过程。用断裂力学方法分析坝的稳定性,研究裂缝的止裂条件和剩余韧带区的强度条件,可能比目前采用的剪摩或纯摩公式更为接近实际。 3. 岩石断裂力学中存在的主要问题 目前,岩石断裂力学的研究与应用存在问题不少,难度较大,尚待作出巨大的努力。今后应该着重探讨下列问题:a在受压下,岩体内裂纹闭合,边界条件发生变化,因此,必须发展脆断模拟与弹塑性断裂模拟,进行闭合裂纹尖端应力场与位移场的解析研究以及分支裂纹端应力强度因子的计算研究;b岩石材料的本构关系;c岩石在各向受压条件下的断裂机理;d岩石在单轴或多轴压缩下的复合型断裂判据;e 建立岩石静、动态断裂韧性测定的标准方法,探讨各类岩石断裂韧性与传统力学性能的关系;f现场岩体内裂纹的监测手段与防断措施,;g非均质、各向异性与加载速率等因素对岩石断裂的影响。 四、小结 岩石的断裂韧度是一个用来表示材料抵抗裂纹和扩展能力的参数,其断裂韧度的准确测定是岩石断裂力学中一项非常重要的基础性工作。断裂力学是50 年代开始发展起来的固体力学的新分支. 主要按断裂力学发展的成熟度, 重点是线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学、断裂动力学这三种经典断裂力学的基本理论与断裂准则,断裂力学是一门工程学科,目的是给出完整的工程结构构件由于裂纹扩展而破损的定量描述。 断裂力学论文:情系断裂力学教研相长结硕果 断裂力学起源于20世纪中期,发展于20世纪后期,并且仍在不断发展和完善。因此,它是具有前沿性和挑战性的研究领域。 在这项极具挑战性的研究领域里,柳春图见证并亲身参与了我国断裂力学从发展起步到不断成长的整个历程。作为一位重要的参与者,柳春图在断裂力学及其工程应用、海洋工程力学、夹层结构等方面都有着深入的研究和探索,他多次主持重大的科研项目,获得无数赞誉。 缘结断裂力学勤耕耘 我国断裂力学起步于20世纪70年代初,从这个时候开始,柳春图就有幸成为这一学科的首批科研学者。当时,对于这门新的学科,年轻的柳春图甫一接触,就有了继续探索和研究的兴趣,他开始着手去研究并做一些工作,并不断学习相关理论,随时关注国际上断裂力学学科的发展和走向。 1972年,河南平顶山大型国有发电厂安装了一台中国自行生产的30万千瓦的汽轮机转子,经检测发现有裂纹,按国家标准不允许运转。在那特殊的年代,转子能否运转上升到了政治高度。柳春图凭着“初生牛犊不怕虎”气概揽下了这个活,团结课题组全体成员努力工作,获得了可以监控运行的结论。 柳春图还负责承担了航空工业部某部门委托的某型飞机国内首次在主要受力结构部件采用夹层结构的研究任务。地面结构试验表明,夹层结构应用于飞机的主要受力结构部件是优越的、可行的。 再接再厉勇攀登 在这个领域不断积淀成长的柳春图,眼界和思维越来越开阔。他定性定量论证了经典理论应用于板壳断裂分析的重大理论缺陷,获得考虑剪切变形理论板、球壳、圆柱壳Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型裂纹尖端局部解,这就给出了解决各种结构断裂问题的理论基础。这些研究在国际上都是首次得到,并获得实验证明。 在分析和计算方法的研究,柳春图提出了一个具体断裂力学特点的计算方法――局部整体法。他指出,这与已有计算结果比较该方法体现出显著的优越性,如表面裂纹问题;局部整体法的结果与光弹试验结果符合良好;与国际上公认的Newman有限元结果精确度相当,而计算自由度数仅为其1/10;在国际上首次给出有限尺寸板壳Ⅱ、Ⅲ复合型的分析结果。由于上述成绩,柳春图受到第七届国际断裂会议的大会邀请并作了报告。 柳春图还主持了十几项较大海洋工程研究项目,其中突出的是中国海洋石油总公司“八五”攻关,“涠11-4导管架平台结构强度全尺度原位监测”研究项目。这是国内首次进行的大规模原位综合监测,是一个技术难度较大、组织协调复杂的系统工程。这个项目被鉴定为总体研究水平达到了国际先进水平。在监测的范围和规模上优于国际上同类工作,获得1998年中国科学院科技进步二等奖,1999年国家科技进步三等奖。 由于多年奋斗在科研第一线,柳春图获得了许多经过实践检验的科研结论。经过地面结构的试验,柳春图得到了夹层结构应用于飞机的主要受力结构部件是优越的、可行的结论。并发表专著《夹层板壳的变形、振动和稳定性》,这是国际上发表在此领域的第一部专著,获1978年全国科学大会重大成果奖。由于柳春图在断裂力学领域的声望和取得的成绩,他干1974年组织和主持了全国首届断裂力学会议,以后多次主持断裂会议、组织断裂讲座等,为促进了我国断裂力学及工程应用的发展作出了重大贡献。 断裂力学论文:混凝土断裂力学的发展简介 [摘 要]混凝土断裂力学研究含裂缝体的混凝土材料和混凝土结构的破坏过程以及裂缝传播规律,建立断裂准则,探讨如何控制和防止混凝土结构断裂破坏的措施。本文通过分析混凝土断裂的几个模型,简述混凝土断裂力学的发展过程。 [关键词]断裂力学 模型 1 前言 混凝土断裂力学是固体力学的一个分支,主要是研究带裂缝固体的强度及裂缝扩展规律的科学。最早的概念来源于上个世纪二十年代初英国物理学家Griffith对脆性材料,如玻璃的断裂研究。他指出材料内部的微观缺陷或不连续现象如裂缝的存在将影响材料的强度,并使用Inglis的椭圆孔无限平面介质的弹性解提出了脆性断裂力学的基本理论框架。 2 混凝土断裂力学的发展 2.1 混凝土断裂力学的理论基础 1961年Kaplan首先发表了线弹性断裂力学应用于混凝土的试验成果,该研究引起了学术界的注意和重视。此后三十多年,很多学者进行了大量的混凝土断裂试验研究。随着研究工作的不断深入,发现原先适用于金属的一些基本假定、理论和试验方法并不能适用于混凝土,并采用了能反映混凝土本身特点的新假定、新理论及新的试验方法。 早期混凝土断裂力学方面的研究成果大都以线弹性断裂力学为基础。由于不能将线弹性断裂力学直接应用于混凝土材料,人们把研究的重点转向了非线性断裂力学。 2.2 混凝土断裂力学模型的建立 2.2.1 Hillerborg的虚拟裂缝模型 Hillerborg的虚拟裂缝模型认为裂缝的扩展以缝前形成的微裂区为先导,将微裂区视为一条虚拟裂缝,随外荷载的增加,此区域内材料的刚度降低,使缝前端部分传递应力的能力降低,但由于骨料和基体的桥联作用在虚拟裂缝面上作用有使裂缝闭合趋势的粘聚力,使缝前仍有传递应力的能力。此外,粘聚力与虚拟裂缝宽度存在一定的反比关系,即粘聚力随虚拟裂缝宽度的增加而降低。当虚拟裂缝的宽度达到某一极限值时,粘聚力变为零,此时宏观裂缝出现(见图1)。虚拟裂缝上传递应力和虚拟裂缝宽度(张开位移)之间的关系为材料的软化本构关系,它反映材料上一点的应力状态,不论采用何种测试方法,其值均应相同。 虚拟裂缝模型将裂缝分为两部分: (l)不传递应力的物理裂缝。此区域内位移和应力不连续。 (2)虚拟裂缝。即在裂缝端有一断裂过程区,它具有以下特性:①在缝尖的峰值应力等于混凝土的抗拉强度关;②从虚拟裂缝尖端的应力关递减分布到物理裂缝尖端处,沿断裂过程区位移不连续但应力连续。 2.2.2 Bazent裂缝带模型 1985年RLEM根据虚拟裂缝模型推荐了用三点弯曲切口梁法测定混凝土断裂能的规范方法。在此之后,RLEM委员会组织进行了大量系统的试验,结果发现断裂能存在着显著的尺寸效应。 Bazent的裂缝带模型将裂缝的断裂过程看作一密集平行的微裂缝组成的裂缝带,这条带具有一定的宽度,对混凝土材料,裂缝带的宽度磷取为最大骨料粒径的3倍。由于裂缝带有一定的宽度,因此缝端也有一定的宽度,即缝端并非尖状的,而是钝状的。将裂缝带看作是正交各向异性介质,可以很方便地确定裂缝带及结构的应力和变形。在进行有限元分析时,为消除网格敏感性,应调整软化本构关系,以保证网格宽度为h和WC的裂缝带吸收的能量相等,即扩展单位长的裂缝吸收的能量唯一。 2.2.3 双参数断裂模型 Jenq和Shall的双参数断裂模型是修正的线弹性断裂模型,以线弹性断裂力学为基础,并引入一些符合混凝土非线性特性的假设。Jenq和shah提出了两个断裂控制参数即临界失稳韧度和临界裂缝尖端张开口位移CTODC。,并使用它们建立了断裂准则。文献提出了临界等效裂缝长度的概念,即初始裂缝长度a0与裂缝的亚临界扩展aC之和。若直接由线弹性断裂力学公式计算KIC,又不考虑裂缝的亚临界扩展长度aC,从而使断裂韧度具有明显的尺寸效应。而根据临界等效裂缝长度和试验测得的极限荷载,利用线弹性断裂力学方法得到的断裂韧度无尺寸效应,这才是混凝土实际的断裂韧度。该模型以线弹性断裂力学中的应力强度因子的解析表达为目的,没有考虑分布在断裂过程区内的粘聚力作用。 2.2.4 其他模型 除以上模型外,另外两个经典的模型就是Karilialoo和Nallathambi的等效裂缝模型以及Swartz和Refai的等效裂缝模型。对Karilialoo和Nallathambi的等效裂缝模型来讲,它研究的对象是三点弯曲梁,基本的思想与双参数断裂模型相似。 我国学者徐世娘教授于1992年基于线弹性断裂力学并考虑断裂过程区内粘聚力的作用,以应力强度因子为参量提出了描述混凝土断裂的双K断裂模型。在这个模型中,除了使用失稳断裂韧度这一参数来控制裂缝的临界失稳外,还引入了一个新的概念即起裂断裂韧度来作为裂缝起裂的控制参数,并创立了双K断裂判据。 3混凝土断裂力学的未来发展 随着混凝土技术的发展,混凝土的性能也在不断改进和提高,逐渐向着高强、高韧性的方向推进。Navailurkar和Hsu,试验结果表明:混凝土软化曲线形状对混凝土抗折强度、断裂过程区的大小、峰值后的荷载变形曲线影响非常显著。 Raghu Prasad等试验结果发现在混凝土中掺入了粉煤灰、矿渣等矿物质材料后,因而会存在一些未水化的粉煤灰或矿渣大颗粒,而这些大颗粒的存在使混凝土中产生了一些裂隙,导致混凝土断裂过程区尺寸增加。通常情况下,高强混凝土的脆性增加,而在高性能混凝土中掺入粉煤灰、矿渣等矿物质材料会使混凝土的脆性减小。 断裂力学论文:基于断裂力学的钢筋混凝土保护层锈胀开裂探讨 摘要:本文基于钢筋均匀锈蚀时混凝土的开裂实验现象建立了混凝土保护层开裂的计算模型,考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况以及混凝土界面中的原始裂纹与缺陷,裂纹在钢筋锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况,利用断裂力学和弹性力学得到了混凝土保护层开裂时钢筋膨胀力和均匀锈蚀率的理论预测模型。分析了影响钢筋锈胀开裂的诸多因素,认为混凝土保护层厚度的增加、混凝土材料界面相的加强、混凝土断裂韧度的提高和钢筋直径的变小都有利于钢筋混凝土耐久性的提升。 关键词:混凝土保护层;钢筋锈蚀率;断裂力学;弹性力学;锈胀开裂 1 研究背景 钢筋混凝土结构的耐久性失效最主要的表现形式为钢筋锈蚀引起的结构破坏。在美国,因各种锈蚀造成的损失为700多亿美元,其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占40%。钢筋锈蚀后其锈蚀产物的体积是原有体积的2-4倍,对钢筋周围的混凝土产生挤压,随着钢筋锈蚀程度的加剧,混凝土保护层受拉开裂。保护层一旦开裂将会加速钢筋的锈蚀,进一步加剧裂缝的扩展导致结构破坏,严重影响混凝土结构的耐久性,因此研究钢筋锈蚀引起的混凝土保护层开裂具有重要的工程实际意义。 现有的模型多以混凝土抗拉强度作为保护层开裂判断条件,很少考虑混凝土保护层中存在的初始裂纹和初始缺陷。实际上,受干缩、温度等因素的影响,在承受荷载之前混凝土内部,特别是骨料和水泥砂浆界面上就存在着初始裂纹。对于混凝土的开裂,断裂力学是一种有效工具。国内曾尝试利用无限介质中的孔边双裂纹模型来预测钢筋锈蚀的膨胀力,但其裂纹构型和混凝土基体无限介质假设与实际保护层尺寸和锈胀开裂试验现象之间还存有差别。本文以均匀锈胀开裂试验现象为依据根据保护层有限体中的应力分布和最终裂缝状态利用断裂力学和弹性理论建立混凝土保护层锈胀开裂时刻的锈胀力和临界锈蚀率预测模型。 2 模型的建立 2.1 混凝土锈胀开裂的断裂模型 研究海洋环境下混凝土中钢筋锈蚀的物理模型时指出:当钢筋间距较大时,混凝土保护层沿顺钢筋方向胀裂;当保护层厚度较大时,混凝土保护层沿着平行于钢筋层面方向开裂。根据均匀锈胀开裂的试验现象,假设内部混凝土界面上有钢筋锈胀力作用,保护层中有裂纹出现,初始裂纹与径向的夹角为,具体特征如图1所示。现利用断裂力学来建立混凝土保护层的锈胀开裂分析模型。 图1所示裂纹的起裂准则为 式中:KⅠC为混凝土的Ⅰ型断裂韧度;KⅠC为混凝土的Ⅱ型断裂韧度。 裂纹的Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子为 式中:为作用在裂纹面上的等效正应力,是和函数;为关于倾斜角度和裂纹长度、钢筋中心到锈胀后混凝土与锈胀物之间界面距离、钢筋中心到混凝土保护层外缘距离的函数,;为等效剪切应力,是和函数;为与、、和有关的函数。 由式(1)及式(2)可得:给定值,当时,取得最小值,即此时的方位角为最易开裂的裂纹方位角,即在此方位角下裂纹扩展需要的膨胀力最小。因此对于混凝土开裂时钢筋锈胀力的讨论宜采用如图2所示的裂纹构型。 对于普通混凝土,骨料和水泥砂浆之间的界面为混凝土中的薄弱环节,现有研究认为可假设混凝土开裂先沿界面发展,当界面裂纹发展到一定长度后受水泥砂浆的束缚而停止扩展,随着荷载增加,满足一定的开裂扩展准则后,裂纹失稳扩展、串接而形成宏观裂缝。对于图2所示结构界面裂纹开始发生扩展的条件为 式中:由权函数法可得裂纹的应力强度因子,为混凝土界面相的断裂韧度。 此时所得的膨胀力认为是混凝土开始发生开裂的初始临界力, 当界面裂纹发展到一定长度后,受水泥砂浆的束缚裂纹停止扩展,此时可得到其应力强度因子。 随着荷载的增加,当满足如下的开裂准则时混凝土中的裂纹发生失稳扩展: 式中:为混凝土的断裂韧度。 3 影响因素分析 3.1 混凝土保护层厚度的影响 图5为钢筋临界锈蚀率与混凝土保护层厚度之间的关系图。由图可以看出,随着保护层厚度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增大,这与现有的试验结果一致。说明适当增加混凝土保护层厚度有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.2界面裂纹长度的影响 由图6可以看出,随着界面裂纹长度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小,说明良好的混凝土界面有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 3.3界面裂纹长度的影响 由图7可以看出,随着锈蚀产物膨胀率的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小。 3.4 钢筋直径的影响 由图8可以看出,随着钢筋直径的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率减小,说明在一定的保护层厚度条件下选择小直径的钢筋有利于钢筋混凝土结构的耐久性。 3.5 混凝土断裂韧度的影响 由图9可以看出,随着混凝土材料断裂韧度的增加,混凝土保护层胀裂时刻所需的钢筋锈蚀率增加,说明选择高性能高强混凝土材料有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。 4 结论 混凝土材料的开裂总和裂纹的扩展有关,以均匀锈胀开裂现象为依据,利用断裂力学和弹性理论得到了混凝土保护层开裂时钢筋的膨胀力和均匀锈蚀率预测模型,其不仅考虑了混凝土和钢筋的实际变形情况,还考虑了混凝土界面中的原始裂纹和缺陷,及其在锈蚀膨胀作用下的起裂、扩展情况更为符合工程实际。对影响因素的计算分析表明,混凝土强度的提高、界面相的合理加强及混凝土保护层厚度的增大都有利于钢筋混凝土结构耐久性的提升。在一定的保护层厚度条件下,钢筋直径的变小对提升钢筋混凝土结构的耐久性有利。
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
力学性能论文:水性聚氨酯胶粘剂力学性能研究 1实验部分 1.1材料与仪器 三乙胺(TEA),分析纯;甲苯二异氰酸酯(TDI-80),化学纯;聚己内酯二醇(PCL220N)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)、1,4-丁二醇(BDO)、环氧树脂(E-44)、丙酮、松香均为工业级。D211-2水浴锅;JJ-1型电动搅拌器;XWW-20电子万能试验机。 1.2环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂的合成 将一定量的PCL220N、TDI-80加入三口烧瓶中,在75~85℃反应到一定程度后,加入一定量的扩链剂BDO进行扩链约1.5h,再降温至70℃左右,加DMPA(或E-44、TMP和DMPA),继续反应约4h至—NCO含量达到预定值后加入松香,搅拌均匀,然后冷却至40℃,在高速搅拌下加入三乙胺水溶液中和、乳化,即得产品环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂。 1.3力学性能的测试 材料的力学性能常用其拉伸强度来衡量。拉伸强度(TS)的测定:采用电子万能试验机,将样品制成哑铃状(样品的有效长度t为20mm,厚度为0.5mm,宽度W为10mm),在常温,拉伸速率为100mm/min条件下进行测定。其TS按下式计算[6-8]:TS=Fm/WT式中TS———拉伸强度,MPa;Fm———记录的最大力,N;W———裁刀狭小平行部分宽度,mm;T———试验长度部分的厚度,mm。 2结果与讨论 2.1环氧树脂用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当不含松香和三羟甲基丙烷(TMP)时,不同环氧树脂用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图1。由图1可知,环氧树脂的引入增加了水性聚氨酯的韧性,表现为软而韧的特性。随环氧树脂含量的增加,拉伸强度均先增加,后降低,当环氧树脂用量为5.73%时,改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大,为1.94MPa。这是由于随着环氧树脂用量的增加,环氧树脂(E-44)中的环氧基和羟基通过反应将交联点引入聚氨酯主链,提高了聚氨酯的交联密度,同时聚氨酯分子链上苯环的数量也增加,从而使得改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度增加;但是环氧树脂含量增大到一定程度后,再继续增大环氧树脂含量时,使聚氨酯的交联密度提高,而亲水性基团的数量不变,这样就降低了聚氨酯分子的亲水性,从而使分散颗粒变大,乳液稳定性下降,使得改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的力学性能亦变差[6-7]。 2.2松香用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 保持环氧树脂(E-44)含量为5.73%,改变松香的用量进行实验,其中松香用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图2。由图2可知,随松香含量的增加,其拉伸强度先增加,后降低。这是由于松香与聚氨酯有良好的相容性,可增加胶粘剂的塑性。当体系中松香含量较低时,松香所起的稳定作用超过其增塑作用,造成胶膜的拉伸强度有稍许上升,当松香含量增加到8.92%时,改性TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大,为2.38MPa;但是再继续增加松香含量时,松香所起的增塑作用远大于稳定作用,从而造成拉伸强度快速下降[8]。 2.3三羟甲基丙烷(TMP)用量对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当环氧树脂含量为5.73%,松香含量为8.92%时,不同TMP用量时对TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图3。由图3可知,随三羟甲基丙烷(TMP)含量的增加,拉伸强度先增加,后降低。这是由于TMP虽然不利于聚氨酯的结晶,但能显著提高聚氨酯分子链的交联度。随TMP用量的增加,预聚体的内交联度增加,从而使得胶膜的拉伸强度较高,当TMP用量为2.68%时,产品的拉伸强度达到最大,为3.43MPa,同时曲线有一个明显的屈服点;而当TMP用量超过2.68%时,由于交联度太大,预聚物难以乳化,不能形成稳定的乳液[9]。 2.4n(—NCO)/n(—OH)比值对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响 当环氧树脂含量为5.73%,松香含量为8.92%,三羟甲基丙烷含量为2.68%时,不同n(—NCO)/n(—OH)比值对改性TDI水性聚氨酯胶粘剂力学性能的影响见图4。由图4可知,随n(—NCO)/n(—OH)比值的增加,拉伸强度先增加,主要是由于随着n(—NCO)/n(—OH)比值的增大,分子链中含有氨基甲酸酯基、芳基、脲基等刚性基团增加[10-12],当n(—NCO)/n(—OH)=1.23时,产品的拉伸强度达到最大为4.72MPa,当n(—NCO)/n(—OH)比值大于1.23后,产品的拉伸强度随着n(—NCO)/n(—OH)比值的增大而降低。 3结论 本实验合成了环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂,主要对其力学性能做了简单的研究,结果表明,环氧树脂、松香、TMP含量以及n(—NCO)/n(—OH)比值对环氧树脂和松香改性的TDI水性聚氨酯胶粘剂的力学性能影响较大。当环氧树脂含量为5.73%,松香含量为8.92%,三羟甲基丙烷含量为2.68%,n(—NCO)/n(—OH)比值为1.23时,TDI水性聚氨酯胶粘剂的拉伸强度达到最大值为4.72MPa。 作者:王孝华 李传强 汤琪 牟元华 单位:重庆交通大学 力学性能论文:材料力学性能课程改革思考 1建构主义理论及学生特点 1.1建构主义理论 建构主义理论创始人著名心理学家皮亚杰认为,学生是教学关系中的主体,教学应以学生为中心,教师应引导学生积极主动的探索、发现和对知识意义的主动构建[1]。皮亚杰认为,教师是学生学习的促进者,学生的学习是积极主动且不断地建构认知和知识结构的过程。建构主义理论认为学习是学生在原有经验的基础上主动进行意义建构的过程,这种过程要在实践中或者在学生与环境的相互作用中通过新旧知识间反复的相互作用而建构成的。在教学中教师不能把对知识的理解传递给学生,而是从学生原有的知识经验出发,引导学生从原有的知识经验中生长出新的知识经验,即教学的关键是向学生展示这些结论是如何得到的[2]。 1.2分析学生特点 现在的本科生自幼开始接受传统的以教师为主体的“填鸭式”教学,基本未接受过“启发式”教学等新的教学方法。他们在经过严格的应试教育和惨烈的高考竞争后进入大学,逐渐放松了紧绷的神经,普遍失去了奋斗的目标并且对学习渐渐放松。学生的状态大体分为三类[3]:(1)少数同学有长期的规划和学习目标,能够自觉努力地学习。(2)多数同学比较茫然,没有规划也没有努力的方向,随波逐流,学习上敷衍了事。(3)极少数同学彻底放松,对学习和未来前途都漠不关心,认为到了大学就应该轻松自在地享受生活,花费大量时间和精力去玩游戏或者谈恋爱,对学习完全是应付甚至厌学情绪严重,即使不能毕业也毫不担忧。离开了家长的呵护和老师的督促,多数学生不能合理的安排自己的学习和生活,更不能保证学习态度和学习热情。习惯了接受教师“消化”加工好的知识和方法,学生在大学的学习过程中对知识的归纳、总结能力以及在旧知识的基础上生长新知识点的建构能力和知识的迁移能力比较差。鉴于学生学习能力、学习状态和学习目标大不相同,本课程在讲授过程中,务必不能采用传统的灌输式教学,应该积极探讨新的适合本课程的教学方法和手段。 2改革教学方法及评价考核 2.1树立新的教学观 现代教育学倡导“以教师为主导,以学生为主体”的新型教育观,对大学教育也同样适用。在教学过程中,如何把以教师为主导的“教”与以学生为主体的“学”有效结合起来;老师如何能够引导学生在已掌握的知识和已有的生活经验的基础上构建起新的知识增长点;结合本门课的特点和学生特点,怎样能够更有效的引导学生学习本课等问题都需要教师深刻思考。 2.2采用多种教学方法 本课程工程应用性较强,单纯的讲授知识点,会增加学生理解的难度。多媒体课件的制作尤其重要,大量图片、动画的运用,能够对视觉、听觉形成有效冲击,有助于学生将枯燥的知识形象化。在讲解本门课程时,应较多的结合生活实际和工程实际,采用“举例法、对比法”等教学方法,引导学生构建新的知识要点。例如在讲解脆性的章节时,可以列举二战期间,美军8艘自由轮因脆性断裂问题失事等历史事件,形象具体的描述脆性的产生原因及危害,给学生直观的印象。根据各部分的教学目标和教学内容,精心设定题目请同学来回答,也可以布置作业来引导学生完成,从而考查学生对知识的掌握程度。在这个步骤上可以“因材施教”,即对于学习目标明确、学习能力突出的学生,给他们的题目或作业可以适当拔高,难度或深度更加突出;对于多数同学来说,采用数量、难度普通的题目;对于厌学或者对学习漠不关心的学生来说,即要努力培养其学习积极性,又要严格作业的规范,明确告之不能完成作业就会影响期末成绩的考核规定。由于《材料力学性能》涵盖的概念较多,也可在进行了一定的教学内容后总结各知识点,有利于学生深入理解。 2.3改革评价考核 对学生的评价考核,既要体现学生的学习能力的差别,又要体现其学习态度及平时表现的差别。这样的评价考核要求仅凭期末一张试卷是不能完成的。对学习态度端正、学习目标明确、学习能力突出的同学,考核成绩应对其有所肯定;对于学习目标不明确、随大流的学生,在调动其学习积极性的同时,应有平时表现的约束,督促其保持学习习惯;对于完全没有学习目标的同学,在培养其学习兴趣、督促其平时表现的同时,教师要经常找其谈心,帮助他们培养学习习惯。笔者根据多年教授《材料力学性能》课程的经验,建议期末试卷中增加附加题,得分以附加题目分值的40%计入总分;增加平时表现分数,建议占总分30%比例,70%比例为卷面成绩。增加平时出勤率的检查,该门课教学时长内累计旷课次数达5次及以上的同学,建议取消考试资格,重修后再参加考试。这些措施对优秀学生有鼓励作用,并且能督促学生出勤、端正其学习态度。 3优化教学内容 很多版本的《材料力学性能》教材是基于金属材料板块编写的,已经不再适应材料一级学科的教学要求,优化教学内容需要对三方面进行改革。 3.1修订教学大纲 复合材料是一种较为新兴的材料,与金属材料和无机非金属材料息息相关。随着复合材料的进一步发展,它与高分子材料的关系也会越来越密切。修订复合材料专业教学大纲,既要满足兼顾复合材料、金属材料、无机非金属材料和高分子材料的共性要求,又要满足以介绍金属材料和复合材料特性为主、以介绍无机非金属材料和高分子材料特性为辅的教学要求,且需要将各类材料有机的协调起来并融合到各个章节中去。在学习本门课程之前,学生应该学习了《材料科学基础》《材料力学》和《工程力学》,对于已学知识可以略讲或不讲,达到节约课时的目的。 3.2编写适合本专业的《材料力学性能》教材 《材料力学性能》所包含的概念公式较多,公式推导步骤也很繁琐。在编写教材的时候,既要注意到本课程与其他课程的联系,又要减少公式的推导步骤。太多的公式推导不利于学生对知识点的理解,不必要求学生掌握公示的推导过程。编写适合本专业的教材,难点是如何体现知识点的实际应用。例如讲授冷脆性时,可结合《金属材料与热处理》中钢的常存元素为开篇导语,复习五种常存元素对力学性能的影响。另外,还可以配图且采用小号字做知识延伸,将与材料力学性能有关的著名历史事件和日常生活的事例与本课程结合起来。例如泰坦尼克号的沉没,就是由于当时冶炼技术落后,钢板中的硫元素过多从而造成材料具有较高的冷脆性,在船体撞击冰山后导致了船体破碎、快速沉没等内容。这些看似不重要的知识延伸能都够直白的展现各知识点的工程背景,使知识不再抽象,调动了学生的学习积极性。 3.3整合实验课程内容 现行教材中涉及材料力学性能的实验总共三个,“拉压实验”、扭转实验和弯曲实验。这样的实验安排容易使学生将材料的各种性能割裂开来,认为各种力学性能的检测方法是彼此独立的[4]。虽然各种力学性能检测方法的适用范围、操作方法不同,但可以起到相互补充的作用。只有将不同的测试方法有机的结合起来,才能更好地理解材料力学性能。所以,该课程将三个实验合并为“材料性能综合实验”,安排在整体课程之后。此外,精心设计实验过程,合理安排实验报告的知识点等,都有助于调动学生实验课的积极性,从而形象直观的理解《材料力学性能》。 4结语 《材料力学性能》课程改革进行了多年,收效甚微。深化该课程的教学改革,不能仅停留在某一方面。探讨行之有效的教学方法,就要全面分析现在学生特点、结合现代教育理论、结合现代教学手段并对课程内容和教学大纲进行相应的调整。经过两年的探讨和教改尝试,复合材料专业《材料力学性能》的课改已经取得显著的成效,学生的学习积极性和对知识的掌握程度都有明显提高。在后续的教学过程中,我们将对新发现的问题继续进行改革,并以此课程为试点,逐渐推广并形成一套成熟完善的教学体系。 作者:张振亚 陈刚 杨睿 赵玉涛 单位:江苏大学材料学院 力学性能论文:TIG焊焊接接头的组织与力学性能 铝及铝合金材料具有密度低、强度高、导热性好、断裂韧性高等优点[1],已经广泛应用于航空航天和交通运输等行业.近年来,中国飞速发展的飞机和高铁制造行业,对性能优良铝合金材料的需求越来越大.AlCuMg硬铝合金是一种室温性能优良的高强铝合金,但因其焊接性能不佳,从而限制了其在工程中的应用.搅拌摩擦焊[2-4]和激光焊[5-6]的出现在较大程度上改善了AlCuMg硬铝合金的焊接质量问题.然而,这两种焊接方法的设备成本都很高,在发展中国家难以得到普及.因此,传统的交流TIG焊焊接方法依然具有较高的研究价值.已有研究[7-10]表明,AlCuMg硬铝合金TIG焊焊接接头主要存在焊接热裂纹、焊接接头软化、气孔和焊接变形等缺陷.本文采用典型的AlCuMg硬铝合金(2A12)进行了焊接实验.文献[7]表明,焊接硬铝合金2A12时主要采用抗裂性较好的ER4145、ER4043或BJ380A焊丝.其中,ER4145(Al10Si4Cu)焊丝的抗热裂能力很强,但焊丝及焊缝的延性很差.ER4043(Al5SiTi)焊丝的抗热裂能力较强,形成的焊缝金属的延性也较好.当ER4043焊丝用于钨极氩弧焊时,能有效防止焊缝金属产生结晶裂纹,但该焊丝抑制近缝区母材产生液化裂纹的能力较差.BJ380A(Al5Si2CuTiB)焊丝的主要成分与ER4043(Al5SiTi)焊丝基本相同,而且添加了较多的Cu元素及适量的B元素,因此,BJ380A焊丝能很好地防止焊缝的结晶裂纹以及近缝区液化裂纹的产生,但该焊丝在市场上的销量非常小,很难购买到合格的产品.综合比较后,本文选用了容易购买的ER4043焊丝.选用ER4043焊丝的另一个优点是在焊接过程中,母材中的部分Cu、Mg等合金元素可以过渡到焊缝中,使焊缝金属产生微合金化.已有研究[11]表明,微合金化能够增加由ER4043焊丝焊接得到的焊接接头的强度和塑性.本文将热影响区中的软化区域称为“过时效区”,而将热影响区中的硬化区域称为“固溶区”. 1实验材料及方法 实验母材为2A12硬铝合金,且其热处理状态为T4态,即经过了固溶(495~505℃)+自然时效处理.试板尺寸为150mm×60mm×4mm.实验采用ER4043焊丝,且其直径为12mm.母材与焊材的化学成分如表1所示.由于焊丝中Si元素的含量较高,可以有效地抑制焊接热裂纹的产生.采用自动送丝机构和自动行走机构配合交流TIG焊接电源进行焊接实验.在焊接过程中,利用琴键式卡具强制固定试板.焊前对母材坡口周围进行机械清理,同时注意保持焊丝的洁净.试板的坡口角度为60°,在焊接过程中需要使用引弧板和收弧板,且试板背面需加散热铜垫板.实验中采用单面单层焊接工艺.其中,焊接电流为140A;焊接电压为17V;焊接速度为15cm/min;送丝速度为250cm/min;钨极直径为32mm.焊缝正反面成型照片如图1所示.可见,由ER4043焊丝焊接得到的焊接接头成型良好.在外观检查合格后,再对焊接接头进行拉伸、硬度与金相试样的制备.金相腐蚀剂采用Keller试剂(1mLHF+15mLHCl+25mLHNO3+95mLH2O). 2实验结果与分析 2.1硬度曲线 采用维氏硬度计测量焊接接头的硬度曲线,由于焊接接头具有对称性,实验中只测量了焊接接头一侧的硬度值,结果如图2所示.由图2可见,焊接接头的硬度曲线中存在两个低点,一个位于热影响区的过时效区,另一个位于焊缝区.处于热影响区的固溶区的硬度值得到了提高,且几乎与母材的硬度水平相近,且固溶区与母材的硬度均约为140HV.近缝区的硬度值朝着熔合线方向呈现出较为剧烈的下降趋势,且近缝区的硬度从120HV下降到了90HV左右.熔合线区的硬度约为95HV.焊缝中心的硬度约为90HV,故该区硬度约为母材硬度的65%.处于热影响区的过时效区硬度约为120HV,且该区硬度约为母材硬度的86%. 2.2显微组织 图3为焊接接头各区域的显微组织.图3a为焊接接头的母材的显微组织.可见,该区域晶粒大小均匀,变形程度一致,并沿轧制方向有序排列.母材基体上散落分布着一些较大的黑色颗粒,这些黑色颗粒主要为固溶时未溶入母材的粗大S相(Al2CuMg)和杂质.图3b为位于热影响区中的固溶区的显微组织.可见,经腐蚀后该区域的金相图片发黑,且粗大黑色颗粒略微长大.造成固溶区金相图片发黑的原因是在焊接过程中,由于该区域温度高于人工时效温度,但是低于母材固溶温度,基体中的Cu原子发生聚集,使得过渡相(S′相)转变为粗大的S相,即出现过时效现象.这些弥散分布在基体中的S相被腐蚀剂腐蚀后会变黑,因此,固溶区的金相图片也同样发黑.另外,S相生成的同时基体也会变软,因而在金相试件的制备过程中很容易产生划痕.图3c为位于热影响区的固溶区的显微组织.可见,该区域晶粒变形程度低于母材,但依然沿着轧制方向有序排列.该区域基体中散落分布的粗大颗粒进一步长大并发生聚集.在焊接过程中,固溶区温度达到了母材的固溶温度,但是低于母材的固相线温度,因而平衡相(S相)重新溶入基体,并在冷却后形成了过饱和固溶体.随后在焊后自然时效过程中析出S′相.经过上述过程,该区域相当于经历了一次固溶处理,强度能够得到恢复,因此,该区域称为固溶区.图3d为近缝区的显微组织.可见,该区域晶粒呈等轴状,并未出现明显长大的晶粒.该区域发生了明显的晶界液化现象,散落分布的黑色颗粒已经全部溶入基体中.在焊接过程中,该区域温度达到了母材的固相线温度,因而可使母材中的低熔点共晶体和散落分布的粗大颗粒相发生熔化,而熔化后的低熔点共晶体会聚集到晶界,形成了粗大共晶体,从而降低了基体中合金元素的含量.越靠近焊缝,基体承受的温度越高,晶界形成的低熔点共晶体也就越多,基体中的合金元素含量也就越低,基体强度也就越低,因此,在硬度曲线上表现出硬度急剧下降的趋势.同时,虽然近缝区温度达到了母材的固相线温度,但是由于母材中由各种合金元素形成的弥散分布的细小强化相颗粒较多,限制了晶界的大范围移动,因而晶界只能进行平直化运动,因此,晶粒并未大幅度长大,只是形成了正常大小的圆润等轴晶.图3e为靠近熔合线的焊缝组织.可见,此区域为柱状组织,形成原因是在结晶过程中,该区域的温度梯度很大,晶粒平行于温度梯度方向的生长速度较快,而垂直于温度梯度方向的生长速度较慢,因此,最终形成了朝焊缝中心生长的柱状晶.图3f为焊缝中心的显微组织,该区域呈现出明显的枝晶组织,晶界处出现了大量低熔点共晶体聚集的现象.由于焊丝中的Si含量很高,在焊缝金属结晶凝固的过程中,Si元素和从母材中过渡而来的Cu、Mg等合金元素将会被排挤到晶界,因而在晶界形成大量的低熔点共晶体.这些低熔点共晶体一方面能够改善焊接接头的抗结晶裂纹能力,但另一方面也会降低焊接接头的塑性. 2.3TEM分析 图4为处于热影响区的固溶区的透射电子显微(TEM)图像.由图4可以观察到大量均匀分布的S′相,这些S′相是在固溶后的自然时效阶段形成的,可以对基体起到有效的强化作用.固溶区的脱溶序列可以表示为GP区—S″—S′—S(Al2CuMg)固溶区在受到焊接热循环作用后,基体中的平衡相(S相)会发生溶解,而分解出来的Cu、Mg原子将会重新固溶到基体中形成过饱和固溶体.随着温度的下降,过饱和固溶体中的Cu、Mg原子将会发生聚集,依次形成GP区、S″相和S′相.S′相为非平衡组织,是基体快速冷却后形成的可以在室温下长期存在的强化相,且与基体存在部分共格关系,因此,S′相能够产生较大的畸变能,并起到应变强化、弥散强化和化学强化的作用.S′相不但可以提高焊接接头的强度,而且也能提高其塑性,故S′相的强化效果最为理想.但是S′相在受热时容易聚集转变成S相,S相的尺寸较为粗大,与基体无共格结合,故其强化效果大大降低.这就是处于热影响区的过时效区硬度低于母材和固溶区的原因. 2.4拉伸实验 焊接接头的拉伸实验结果如表2所示.在拉伸实验中,拉伸试件大多断裂于焊缝中心区域.由表2可见,焊接接头的平均抗拉强度约为270MPa,为母材平均抗拉强度的60%.焊接接头的断后伸长率为65%,为母材的断后伸长率为176%.因此,焊接接头的平均抗拉强度和断后伸长率均大幅度低于母材. 2.5SEM与EDS分析 对近缝区和焊缝区的低熔点共晶体进行扫描电子显微(SEM)观察和能谱(EDS)分析,结果分别如图5和表3所示.图5a为近缝区晶界共晶体的SEM图像,可见亮灰色共晶体沿着晶界断续分布(如图5a中A区所示).结合能谱分析结果可知,该区域Cu元素的含量高达2671%,导致基体强度会由于Cu元素含量的急剧降低而随之降低.同时,存在于近缝区晶界的大量低熔点共晶体也会增加近缝区的液化裂纹敏感性.图5b~d为焊缝组织中具有不同形貌的低熔点共晶体的SEM图像.结合表5中的EDS数据可知,由于这些共晶体的Cu、Mg和Si元素含量各不相同,因此,这些共晶体应该是由不同成分的组元构成的低熔点共晶体.由图5b~d可见,焊缝组织存在大量的低熔点共晶体.在这些共晶体的共同作用下,焊缝金属在结晶过程中具有“愈合”作用,能很好地抑制结晶裂纹现象,但其塑性变形能力较差.这是因为在焊缝凝固后期,如果晶界处存在的低熔点共晶体较少,则容易被焊接拉应力拉开形成裂纹;如果晶界存在较多的低熔点共晶体,则被拉开的晶界可以及时得到足够的液体(低熔点共晶体)来补充,即起到“愈合”作用. 3结论 AlCuMg硬铝合金焊接接头的组织和性能变化较为复杂,焊接接头的各个区域均具有各自鲜明的特点,且AlCuMg硬铝合金焊接接头的焊接性能较差.本文选用ER4043焊丝对AlCuMg硬铝合金进行焊接,并研究了所得焊接接头的组织与性能.通过以上实验分析,可以得出如下结论:1)在焊接接头的过时效区,由于S′相转变为强化效果较差的S相,因此,该区域硬度值大幅度下降.2)焊后焊接接头的固溶区强度可以自行恢复,且在该区域能够观察到大量的S′强化相.3)近缝区晶界存在大量富含Cu元素的低熔点共晶体聚集现象,造成基体中合金元素的含量下降,并对基体硬度产生了明显的影响.4)利用ER4043焊丝焊接得到的焊缝组织存在大量的低熔点共晶体,这些低熔点共晶体在结晶过程中可以产生“愈合”作用,能够有效地抑制结晶裂纹,但同时也会降低焊缝的塑性. 作者:刘政军 刘继国 苏允海 单位:沈阳工业大学 材料科学与工程学院 力学性能论文:等通道角挤压力学性能研究 1实验材料和实验方法 1.1材料的制备 实验材料以铸造高纯铝(纯度为99.99%)作为实验对象。将材料加工为尺寸为15mm×15mm×90mm的长方体试样。将试样放入等通道角挤压模具中,采用石墨润滑剂,以1mm·s-1的速度,进行多道次的室温ECAP变形。其中ECAP模具通道的内角φ=90°,外角Ψ=20°。采用Bc路径反复挤压1~8道次。采用C路径反复挤压1~4道次。Bc路径是指前一次挤出的试样按同一方向旋转90°后进入下一次挤压。C路径是指前一次挤出的试样按同一方向旋转180°后进入下一次挤压。 1.2拉伸试验 对高纯铝多道次等通道角挤压后的试样进行拉伸性能测试,按照GB/T228.1—2010[9]制备拉伸试样,采用200kN型电子万能试验机进行拉伸试验。 1.3硬度实验 金属材料的硬度是其力学性能的主要参考之一,试样的晶粒越细,硬度越高,所以通过硬度值也可以反映出材料晶粒的尺寸变化。切取硬度试样,采用FM-700数字显微硬度计,对挤压后的试样进行显微硬度测试。 1.4热稳定性实验 为检测高纯铝经过ECAP实验后的热稳定性,设计两组实验:第1组将1~4道次的试样进行加热到100℃保温1h的退火实验;第2组将1~4道次的试样进行加热到200℃保温1h的退火实验,对退火后的试样进行拉伸试验和维氏硬度实验。 2实验结果与分析 2.1抗拉强度和伸长率分析 高纯铝经过ECAP实验后的拉伸力学性能见表1。可见高纯铝的抗拉强度在经过挤压后有了明显的提高,抗拉强度从第1道次到第3道次不断提高,升高趋势相似,在第3道次达到最大值为108MPa。在第4道次时抗拉强度出现下降趋势,如图1所示。这应该是由于第1次变形后高纯铝晶体内部晶粒减小且产生大量位错,使抗拉强度大幅度提高,随着应变量增加,抗拉强度不断提高。到挤压至第4道次时,位错被堆积和湮灭,位错数量有所下降,且保持稳定,进而出现动态回复和动态再结晶使强度下降[9]。在5道次挤压后,抗拉强度比前一道次略有提升,但随后几道次的抗拉强度还是呈下降趋势,在第6道次达到最低,为81MPa。高纯铝经过ECAP挤压变形后的伸长率在经过第1道次的挤压后明显下降,随着挤压道次的增加,试样的伸长率略有提升,但总体呈下降趋势并逐渐趋于稳定。这是因为经过第1道次挤压后高纯铝内部产生大量内应力,导致伸长率下降。 2.2硬度分析 经过Bc路径ECAP第4道次的挤压后高纯铝的硬度从最初的43.38HV提高到59.8HV,提高了37.8%。同样,C路径ECAP挤压至第4道次后,硬度也达到了54.6HV,提高了25.8%。可见从1道次至4道次晶粒在不断地细化。从图2看出,对比Bc路径和C路径可以发现在第3和第4道次挤压后,Bc路径挤压得到的硬度比C路径挤压后的硬度高。Bc路径在第2到3道次之间硬度剧烈提高,相比C路径硬度则均匀升高。 2.3热稳定性分析 高纯铝热稳定性的检测是通过对加热处理过的高纯铝进行拉伸试验和硬度测试。图3和图4分别是Bc路径和C路径制得的高纯铝退火后硬度,从图中可以得出,经过加热到100和200℃进行退火后,试样的硬度明显下降。对比可以发现,经Bc路径挤压的试样退火后,第3和第4道次比前两道次硬度下降的幅度大。而C路径则是第2和第4道次的硬度下降幅度大,而其他两道次退火后硬度下降较小。对比加热温度可以发现,加热到100和200℃后退火,对退火后的硬度没有太大的影响。图5是挤压过第5道次至第8道次的高纯铝试样,从图5中可以看到:高纯铝在经过较高道次的ECAP挤压后,试样经过200℃退火后,其抗拉强度下降;试样经过100℃退火后,抗拉强度在第6和第7道次均高于未经热处理的挤压试样。对比100和200℃退火,试样经200℃退火后的抗拉强度明显下降,下降幅度比100℃退火后大很多。可见退火温度不同对抗拉强度的影响不同。 3结论 (1)高纯铝在ECAP第3道次后抗拉强度达到最大值为108MPa,伸长率在第1道次后剧烈下降,由44%下降至18.3%,随后抗拉强度下降,随挤压次数增加趋于稳定。(2)高纯铝的硬度随着挤压道次的增加不断上升,到4道次后,Bc路径高纯铝硬度为59.8HV,C路径高纯铝硬度为54.6HV。(3)退火后高纯铝的的硬度和抗拉强度都有所下降,不同的退火温度对退火后硬度的影响几乎相同,而对抗拉强度的影响差别较大。 作者:高松松 王进 单位:青岛理工大学 力学性能论文:酚醛树脂炭力学性能研究 1实验方法 1.1原材料 ①多聚甲醛,分析纯,天津福晨化学试剂厂生产;②苯酚,分析纯,天津博迪化工有限公司生产;③氨水,分析纯,天津福晨化学试剂厂生产。 1.2热固性酚醛树脂的制备 根据反应中引入催化剂的不同,酚醛树脂可分为酸催化合成的热塑性树脂和碱催化合成的热固性树脂。其中,热固性酚醛树脂具有不溶不熔的特性。本文将使用热固性酚醛树脂为树脂炭材料的前驱体,具体的合成工艺如下:将多聚甲醛与苯酚按照1∶1.3的摩尔比混合后,加入到三口烧瓶中;将三口烧瓶置于水浴炉中加热至65~95℃,同时加入少量NH3·H2O,保持反应过程中体系的pH值在7.5~9.5;搅拌反应一段时间后得到粘稠状液体,即为热固性酚醛树脂。 1.3酚醛树脂炭的制备 将合成的热固性酚醛树脂模压固化(即树脂注入模具中,160℃固化48h以上脱模),再置于电阻炉中,在氮气保护下进行炭化处理(炭化温度为850~900℃),得到酚醛树脂炭材料。 1.4酚醛树脂炭结构与性能的表征 采用NETZSCHSTA409型热重分析仪表征酚醛树脂炭的前驱体———酚醛树脂在N2气氛下的热失重行为。采用JSM6700型场发射扫描电镜观察酚醛树脂炭的微观形貌。采用RenishawInVia拉曼光谱仪分析酚醛树脂炭的元素杂化态。采用CMT-5304电子万能试验机测定酚醛树脂炭的压缩强度。加载速率为0.5mm/min,试样尺寸为10×10mm3。并通过试样的压缩应力-应变曲线,分析试样的断裂失效机制。 2力学性能分析 2.1酚醛树脂炭的微观结构 高聚物材料的热分解温度定义为失重10wt.%所对应的温度[11]。固化后的酚醛树脂在N2气氛中的热失重曲线,酚醛树脂的热分解温度为239℃,失重5wt.%时的温度为211℃,至850℃时的残炭率为50.7%;酚醛树脂在237和543℃附近的两个阶段发生明显的失重现象;600℃后,酚醛树脂进行结构重排,有机芳环结构逐渐向无机结构演变。第一阶段的失重是因为固化反应过程中残余的低分子物质挥发及分子间的交联缩合而引起的;第二阶段的失重则是因为自由基裂解、大量分子链断裂、脱氢等非均相分解所致,该过程分解出CO、CO2、CH4等气体,同时释放大量的热量。在1348cm-1附近出现代表sp3杂化的无序乱层炭结构的D峰,而在1589cm-1附近出现代表sp2杂化的取向度较好的微晶石墨炭结构的G峰。根据D峰与G峰的强度比值判断材料中炭结构的类型。使用Origin8.0软件计算两峰的积分面积,得到ID/IG=2.15,大于1,表明酚醛树脂炭主要以非晶炭结构为主。从图2(b)可以看出,酚醛树脂炭主要由树脂炭基体、微孔和微裂纹组成。酚醛树脂在固化和炭化热处理过程中出现小分子逃逸,因而在炭基体中留下大量微孔,微孔的孔径为3~8μm。在炭化过程中酚醛树脂内部产生较大的热应力,在热处理结束后未得到完全释放,残余应力留在树脂炭基体中,从而形成一些宽度为1~2μm的微裂纹。 2.2酚醛树脂炭的压缩性能 酚醛树脂炭典型的压缩应力-应变曲线酚醛树脂炭的压缩强度为8.58MPa,酚醛树脂炭的压缩过程主要为弹性变形区,无屈服平台区。弹性变形区主要受静应力影响,反映了炭泡沫泡孔结构的强度特性,而屈服平台区主要反映了微孔孔隙结构被压垮的过程[3]。酚醛树脂炭的压缩应变较小,当应变达到4%左右,材料突然失效,曲线无屈服平台区,压缩断裂过程呈脆性断裂模式;应力-应变曲线出现一些“台阶”(图中箭头所示区域),表明在受压过程中,裂纹在材料内部发生多次偏转。由此可推测酚醛树脂炭的断裂过程(如图4所示):酚醛树脂在固化过程中残存一定的内应力,其在炭化阶段未得到完全释放,并在材料内部形成一定数目的微裂纹;这些微裂纹在受压过程中不断扩展-连通,形成更大的裂纹;当大裂纹在其生长方向上遇到基体相中的微孔,发生裂纹偏转和裂纹弯曲效应,并吸收少量裂纹扩展能。由于树脂炭基体的脆性较大,微孔的出现不足以吸收足够的裂纹扩展功,难以阻挡裂纹进一步扩展。随着载荷的不断增大,材料内部的大量长裂纹迅速扩展-连通,致使其发生脆性断裂,同时在应力-应变曲线上出现明显的瞬间应力衰减现象。通常情况下,吸收的总能量越低,材料的韧性越差。由图3可计算出酚醛树脂炭在压缩过程中吸收的总能量为0.135MJ/m3。而多孔树脂基炭泡沫断裂韧性最差的试样,其吸收的总能量为0.3018MJ/m3[3]。与该研究结果相比,树脂炭在压缩过程中吸收的总能量降低了55.3%以上。平台区是吸收能量的主要阶段,而树脂炭的压缩断裂呈现脆性断裂模式,其压缩变形主要以弹性变形区为主,因此在断裂过程中吸收的总能量较低,断裂韧性较差。 3结论 (1)采用碱催化法合成的热固性酚醛树脂,其热分解温度为211℃;酚醛树脂经固化-高温炭化热处理形成了以非晶炭为主,含有树脂炭基体、微孔和微裂纹的酚醛树脂炭材料。(2)酚醛树脂炭的压缩强度为8.58MPa,应变较小,仅为4%左右;压缩应力-应变曲线以弹性变形区为主,压缩断裂特征为脆性断裂模式。(3)酚醛树脂炭的断裂韧性较差,由于压缩应力-应变曲线无屈服平台区,压缩断裂过程中吸收的总能量较小,仅为0.135MJ/m3。 作者:赵毓梅 单位:西北工业大学 力学性能论文:980钢组织与力学性能探究 1试验材料和方法 试样采用980钢试样,尺寸为150mm×50mm×20mm,共制作4个试样,打钢印进行标记。试验使用炉膛为260mm×160mm×100mm的实验室箱式炉。热处理工艺为调质,即860℃×0.5h水冷10s转油冷至室温+620℃×1h回火,开炉门冷却至室温,工艺曲线如图1所示。对1号试样不进行调质,对2号试样进行一次调质,3号试样进行两次调质,4号试样进行三次调质,每次调质工艺相同。试样经打磨、抛光、4%硝酸酒精侵蚀后,于高倍金相电子显微镜下观察显微组织。按照GB/T228.1—2010《拉伸试验第一部分:室温试验方法》进行试样制作和拉伸试验;按照GB/T229—2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》进行试样制作和低温冲击试验。 2试验结果与讨论 2.1调质次数对力学性能的影响 980钢经过不同次数调质后的力学性能如表1及图2所示。结果表明,980钢经过第一次调质后,强度显著提高,但低温冲击吸收能量无明显提高。980钢经过第二次调质,强度与第一次调质相比无明显变化,低温冲击吸收能量显著提高。980钢经过第三次调质,强度与第一次调质相比无明显变化,低温冲击吸收能量略有降低。 2.2调质次数对显微组织的影响 为不同次数调质态980钢的显微照片。可以看出,980钢未进行调质时,组织为铁素体,晶粒度级别为7.0级,进行第一次调质后,组织为回火索氏体和残留奥氏体,晶粒度级别为7.5级,存在颗粒状碳化物。经过第二次调质,残留奥氏体基本消失,为回火索氏体,晶粒度级别提高到8.0级,存在少量颗粒状碳化物。当进行第三次调质时,组织为回火索氏体和粒状珠光体,晶粒度级别为8.0级。回火索氏体是铁素体与粒状渗碳体的混合物。回火索氏体使钢的脆性降低,冲击性能提高[3]。析出的细小颗粒状碳化物,作为第二相质点,可以阻碍晶界的迁移长大,所以,随着调质次数增加,晶粒细化。此外,淬火的冷却过程存在形核和核心长大的过程。淬火冷却时间受到控制,新的晶粒没有长大到原始晶粒尺寸时,重新进行加热后冷却,再一次进行形核和核心长大,在原始晶粒中形成多个细小的晶粒,晶粒得到细化。钢的冲击韧性与晶粒大小有关[4],韧脆转变温度T与晶粒直径d的关系可用公式T=K-lnd-1/3描述,因此,细化晶粒可以提高钢的冲击性能。从屈服和抗拉强度来看,经过第二次调质,980钢的屈服强度和抗拉强度明显提高,这可能与晶粒得到细化有直接关系。塑性变形过程中,由外加切应力直接引起滑移的晶粒只占少数,多数晶粒的塑性变形是由前面晶粒中的位错塞积群的应力集中所引起的,只有所有晶粒都进行了塑性变形,才会引起塑性变形的宏观效果,它的作用效果与晶粒尺寸有关。可见,通过细化晶粒,可以提高屈服强度和抗拉强度。 3结论 1)980钢经过第一次调质,屈服强度和抗拉强度明显提高,低温冲击吸收能量提高不明显,显微组织为回火索氏体和残留奥氏体。经过第二次调质,屈服和抗拉强度无明显变化,低温冲击吸收能量显著提高,显微组织转变为回火索氏体,晶界变得明显,晶粒得到细化。经过第三次调质,屈服强度、抗拉强度无明显变化,低温冲击吸收能量略有降低,显微组织为回火索氏体和粒状珠光体。2)980钢经过两次调质处理后,力学性能显著提高,效果最好。 作者:陈亮 单位:武汉船用机械有限责任公司 力学性能论文:高阻尼橡胶隔震支座力学性能研究 1力学性能试验研究 本实验所用的水平加载设备是美国MTS公司提供的动力液压伺服作动器,此作动器由MTS公司提供的FlexTestGT控制系统控制。同时FlexTestGT控制系统留有外部输入信号的接口,这样拟动力子结构实验中的数值子结构计算程序和DSP中控制程序就能和FlexTestGT控制系统连接进行数据信号交换。实验中使用的动力液压伺服作动器在动力加载时可以达到±1000kN,水平位移的范围是±300mm。竖向力由4个750kN的静力作动器产生,整个竖向加载是自平衡装置,大幅度的减少了设备的自重和加载过程中的摩擦力。本实验的试件为4件性能相同的新型高阻尼橡胶隔震支座,其平面尺寸和橡胶层数都为400mm×400mm×6层,橡胶每层厚度为20mm,橡胶层总厚度为120mm,橡胶的水平剪切弹性模量采用G12(1.2N/mm2)。 1.1试验方案 首先进行顺应变加载实验,实验中支座的竖向荷载为960kN(面荷载6N/mm2),并在实验中保持恒定。水平方向通过水平动力液压伺服作动器输入正弦激励波,为了研究频率对支座性能的影响,对3件新型高阻尼橡胶隔震支座分别输入频率为0.1Hz、0.3Hz、0.5Hz的正弦波,对于每一频率的正弦波其振幅分别按100%、175%、250%应变的顺序进行改变,每一应变往返进行6次。而每一振幅实验之间将支座静置24h,使其能恢复到弹性状态。其次,为了研究加载经历对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能的影响,对未进行过实验的1件新试件进行逆应变加载实验。实验中竖向荷载还是保持960kN不变,水平方向输入频率为0.5的正弦波,其振幅按250%、175%、100%应变顺序进行改变,每一应变往返进行6次。同样对于每一振幅实验之间将支座静置24h,使其能恢复到弹性状态。 1.2实验结果及分析 顺应变与逆应变实验中得到的新型高阻尼橡胶隔震支座的滞回曲线如图1所示。并且根据每一频率下第2~第6回的滞回曲线按最大位移法计算在不同应变下的等效水平刚度与等效阻尼系数。其等效水平刚度、等效阻尼系数和加载频率、应变的关系如图2、图3所示。从图2中可以看出随着加载频率的增加,等效水平刚度有增加的趋势,大致上频率每增加0.01Hz,其等效水平刚度增加0.042(kN/mm)。但是实验结果等效阻尼系数随着频率的变化几乎没有多大的变化,这说明新型高阻尼橡胶隔震支座的阻尼性能是稳定的,与激励频率的相关性小。同时从图3中可以看出随着应变的增加,等效水平刚度与等效阻尼系数都变小。从逆应变滞回曲线可以看出,当新型高阻尼橡胶隔震支座首先经历了大应变变形后,小应变实验的初始刚度比顺应变实验结果降低了,同时等效水平刚度与等效阻尼系数也发生了变化。根据每一频率下第二回至第六回的滞回曲线按最大位移法计算逆应变实验的等效水平刚度和等效阻尼系数,并与顺应变实验结果进行对比,其结果如图4所示。可以看出,在顺应变实验中100%、175%应变的等效水平刚度比逆应变分别高25%、19%,而250%应变时两者却几乎相同。对于等效阻尼系数,逆应变实验结果均比顺应变的实验结果小,100%、175%、250%应变时分别小了7.3%、0.9%、16.9%。由此可见新型高阻尼橡胶隔震支座的等效水平刚度、等效阻尼系数与加载顺序有很强的相关性。 2隔震性能分析研究 (1)力学模型。在分析中采用了10m高的混凝土桥墩,桥墩基础的平面尺寸6.3m×6.3m,基础高度为2.0m,桥墩的断面尺寸为5.22m×2.4m,高度为9.5m,桥面的重量为714ton.实验的桥墩模型的1次振型为{0.08,0.133,0.991}T,其周期为1.27s,(2)橡胶隔震支座及其地震波。在本次分析使用的是板式橡胶支座NR,新型高阻尼橡胶隔震支座HDR.其平面尺寸都采用方形400mm×400mm,纯橡胶层总厚度为120mm,橡胶的剪切弹性模量为1.2N/mm2。其175%应变时的阻尼比设计值分别为0.04,0.21.采用针对2类场地的地震波L2T1Soil2,其最大加速度峰值为0.22g,地震波的标准输入时间间隔为ΔT=0.01.(3)实验结果及分析。10m高桥墩在L2T1Soil2地震波输入条件下,2种支座的地震反应滞回曲线如图7所示。为了定量的评价其隔震效果,从分析结果中直接得桥墩顶部的最大位移,桥面的最大位移,桥面的最大加速度,同时通过计算求得桥墩底部的最大弯矩,结果如表1所示。分析结果表面新型高阻尼橡胶隔震支座对桥梁有良好的隔震效果。 3结论 本文对新型高阻尼橡胶隔震支座的力学性能与对桥梁的隔震性能进行了实验研究。实验结果表明新型高阻尼橡胶隔震支座是速度相关型支座,加载频率对其等效水平刚度有较大的影响,但对其等效阻尼系数影响不大。通过分析精确的定量地验证了新型高阻尼橡胶支座对桥梁的减隔震效果。 作者:邵丽霞 单位:长安大学 力学性能论文:骨料对混凝土力学性能的影响 1引言 混凝土是以骨料为填料,以硬化水泥浆为基体组成的复合材料。骨料在混凝土中占其体积的70%~80%,是组成混凝土的骨架,骨料的粒径、颗粒形状、级配、弹性模量等均会对混凝土的强度、耐久性和抗渗性等产生重要影响,尤其对混凝土的力学性能影响较大。本文从混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学三个方面总结分析骨料对混凝土力学性能的影响,期望为改善混凝土的力学性能和研制出高性能混凝土材料提供参考。 2基于混凝土宏观力学的影响研究 天然骨料粒径、种类和级配等对混凝土抗压、抗拉等性能的影响较大,轻骨料、再生骨料的粒径、替代率等对混凝土力学性能的也有较大影响。成振林等[1]通过实验发现粒径小的粗骨料,在相同浆体条件下,其混凝土抗压强度较低,在非连续级配中,当单粒径增大时,混凝土强度呈递减趋势;在连续级配中,最大粒径占量最多时,混凝土抗压强度最大;随着粗骨料粒径增大,抗压强度增加,粗骨料级配好,混凝土抗压强度较高。徐仁崇等[2]发现在相同水泥用量的情况下,使用大粒径碎石配制的透水混凝土抗压强度较低,但透水系数较高。何锦云等[3]认为小颗粒的骨料存在缺陷的几率小,可降低骨料与水泥石界面的应力差,增加与水泥浆的粘结面积,使粘结强度提高;大颗粒的骨料下沉速度快,造成混凝土内部分布不均匀,影响混凝土的强度,过小的颗粒影响粘结强度。李嘉进等[4]发现混凝土抗拉强度随骨料粒径的增大而降低,骨料最大粒径为150mm试件的抗拉强度,只有骨料最大粒径为40mm试件抗拉强度的80%左右,但是骨料粒径对抗压强度的影响不明显。田砾等[5]通过三点受弯和直拉试验,研究发现放大骨料最大粒径,并通过颗粒级配来调整界面过渡区的组成,在满足必要的力学性能要求下,可显著改善纤维增强水泥基复合材料的应变硬化特性。周立欣等[6]通过试验研究发现,骨料类型对早龄期混凝土抗压强度和弹性模量影响较小,对早龄期混凝土劈裂抗拉强度影响较大。周敏等[7]发现无论是由单粒级还是连续粒级配制的无砂大孔混凝土,随着骨料最大粒径的增大,抗压强度逐渐减小,在浆体总量相同的情况下,单粒级骨料抗压强度低,且最大粒径增加,强度降低。Jawahar等[8]发现不同粒径混合的粗骨料,对自密实混凝土的抗压强度影响不大,在粗骨料含量一定的情况下,最大粒径粗骨料含量越多,自密实混凝土弹性模量、劈拉强度越大,粗骨料含量越大,自密实混凝土弹性模量、劈拉强度越大。Vu等[9]发现无侧限压缩时,粗骨料粒径对混凝土强度影响不大,在高围压下,粗骨料粒径越大,对应极限变形的平均应变越小,在高围压和高偏压力条件下,粗骨料粒径越小,混凝土轴向切线刚度越大。李凤兰等[10]发现当粒径小的轻骨料所占混合比例多时,可获得强度高于普通混凝土而弹性模量低于普通混凝土的复合骨料混凝土,当粒径大的轻骨料所占混合比例与粗骨料比例相当或多时,复合骨料混凝土的抗拉强度明显降低。于本田等[11]过对混凝土强度和电通量的测试,采用灰色关联分析方法研究发现,粗骨料的紧密空隙率与混凝土不同龄期强度的关联度最大,破碎面所占比例和压碎指标值次之,针片状颗粒含量最小,故降低粗骨料的紧密空隙率,提高破碎面所占比例可使混凝土获得较高的抗压强度。对于普通混凝土,一般情况下,骨料粒径越大,抗压强度越大,抗拉强度越小,级配越好,抗压强度越高,非连续级配下,骨料粒径越大,抗压强度越大,连续级配中,最大骨料粒径含量越大,抗压强度越大,一定条件下,放大骨料最大粒径,可以改善应变硬化特征,对受高围压的混凝土,粗骨料粒径越大,对混凝土应变,刚度越有利。但是对其它类型混凝土,如对无砂大孔混凝土,骨料粒径越大,抗压强度越小,对轻骨料混凝土,粒径小的轻骨料含量越多,抗压强度越高,故骨料对不同混凝土的影响不同。 3基于混凝土断裂力学的影响研究 混凝土宏观力学性能的研究,很难揭示材料变形和破坏的物理机制,研究骨料对混凝土断裂参数的影响,分析骨料对混凝土内裂纹的扩展演化过程的影响,这些基于混凝土断裂力学理论的研究受到关注。林辰等[12]利用双参数模型研究发现对于高强混凝土最大粗骨料粒径增大,临界应力强度因子增大。吴智敏等[13]发现当骨料最大粒径Dmax≤40mm时,混凝土断裂韧度、断裂能随Dmax的增大而增大,当Dmax>40mm时,断裂韧度和断裂能随Dmax的增大而减小且趋于稳定,而临界裂缝尖端张开位移与Dmax无关。应荣华等[14]发现粗骨料可以较大地减小应力强度因子,其作用类似于加筋作用,粗骨料的粒径越大,粗骨料离裂纹尖端的距离越近,加筋作用也就越明显,裂纹尖端的应力强度因子降低的幅度越大,应力强度因子的值越小。朱亚超等[15]基于试验结果和改进的J积分计算方法,得出砂浆-骨料界面的ⅳ型断裂能随着砂浆基体强度的提高和骨料表面粗糙度的提高而提高。郑丹等[16]采用断裂力学方法分析了混凝土在拉压多轴情况下的破坏准则,结果表明拉压状态下的不同尺寸和骨料级配的混凝土试件抗拉和抗压强度均低于相应的单轴拉压强度,并且混凝土的骨料粒径越大,其双轴强度下降越大,最大骨料粒径对混凝土的双轴破坏准则并无影响。Zhang等[17]发现对普通强度的混凝土,骨料总含量一定时,小骨料颗粒导致高抗拉强度和急剧的峰后应力下降,骨料颗粒越小,峰后应力σ-w曲线越陡;但对高强度混凝土,对不同的骨料颗粒σ-w曲线基本相似,峰后应力σ-w曲线比普通强度的混凝土更陡,骨料颗粒越小,抗拉强度越高;对普通和高强混凝土,断裂能和特征长度随骨料颗粒的增大而增大。张海等[18]利用四点剪切加载的试验方法发现骨料不同,主要的断裂形式不同,骨料对混凝土断裂韧度影响较大;陶粒混凝土断裂韧度低于花岗岩和石灰石混凝土的断裂韧度。刘进宝等[19]基于稳定断裂试验,采用逆分析方法,发现断裂能随骨料粒径的增大而增大,表明骨料对裂缝有阻碍作用,随着骨料粒径的增大,骨料从基体中拔出的长度越大,最大黏聚裂纹宽度逐渐增大。郝彩哲等[20]发现不同骨料的混凝土断裂轨迹不同,骨料的强度越大,混凝土的断裂荷载越大,变形越小,也就是脆性越大,骨料不同,裂纹扩展的方式也不同,陶粒几乎完全断裂,花岗岩和石灰石少部分断裂。吴静等[21]认为弱化了的细集料-水泥石界面,细集料表面的初始缺陷将宏观分离裂缝诱导为均匀分布于砂浆基体中的弥散裂缝,增加了有效裂缝长度,也增大了断裂过程区,提高混凝土的断裂能和延性指数。通过断裂力学理论研究混凝土力学性能,发现粗骨料粒径越大,断裂韧度、断裂能、临界应力强度因子越大,表明粗骨料对裂缝的发展有阻碍作用,可以提高混凝土的延性和抗压强度,骨料越小,抗拉强度越高,峰后应力下降越剧烈,与骨料对混凝土宏观力学的影响一致。此外骨料强度越高,断裂荷载越高,变形越小,骨料表面越粗糙,断裂能越高,这些都提高了混凝土的强度,延性等。 4基于混凝土细观力学的影响研究 断裂力学研究宏观裂缝对混凝土性能的影响,但是无法分析宏观裂纹出现以前材料中微缺陷或微裂纹的形成及其发展对材料力学性能的影响,研究者将细观力学引入混凝土的研究。在混凝土细观力学的发展中骨料对混凝土力学性能的影响主要集中在细观力学数值模型建立,细观层次混凝土损伤研究两个方面。基于混凝土的细观结构,人们提出了许多混凝土细观损伤断裂的数值模型,如格构模型、随机粒子模型、随机骨料模型、随机力学特性模型等[22],数值模型仍不断改进发展。孙立国等[23]提出了一种新的高效投放算法,通过一次性随机投放形成同种骨料的所有三角形基骨料,然后在此基础上随机延凸,生成任意形状的随机骨料。李建波等[24]通过提出骨料粒径极值比阈值的方法,剔除奇形骨料颗粒,并针对骨料填充过程采取半人工干预方式,切实做到在保证骨料目标填充效率及成功率的条件下,兼顾骨料形状与分布的随机性。汪卫明等[25]把骨料当作刚体,砂浆当做弹性体考虑,骨料用块体元模拟,砂浆用有限元模拟,提出了运用于混凝土细观力学仿真分析的块体元-有限元耦合方法,可以大大地减少有限单元的数目,简化前处理,减少计算量。王旗华等[26]提出的混凝土三相结构细观模型生成方法,避开了复杂的侵入判定,提高了骨料的投放效率,综合应用的极坐标方法、布尔运算方法以及图层管理方法,使筛分简单、计算量小、有限元处理便捷。Chen等[27]应用自定义的3D细观离散单元法分析沥青混凝土的断裂性能,在建立的细观模型中,骨料的形状、颗粒级配、骨料含量通过定义的功能能容易的控制。梁听宇等[28]应用随机骨料模型,进行数值模拟,发现骨料随机位置对混凝土试件强度的影响比较小,对变形影响比较大,骨料尺寸对强度的影响比较大,混凝土骨料相对试件越小,其脆性越明显。琚宏昌等[29]运用Monte-Carlo方法模拟三相复合材料混凝土试件,采用各向同性的Mazars损伤演化模型描述混凝土细观各相弹性损伤退化过程,利用有限元方法分别进行了混凝土二、三、四级配圆形、多边形骨料试件的单轴拉伸数值模拟。试验结果表明,同一级配任意多边形骨料试件的极限承载力总体上要大于圆形骨料试件的承载能力;二、三、四级配混凝土试件强度依次递减;在应力-应变曲线的软化阶段,圆形骨料较多边形骨料试件软化曲线平缓;多边形骨料混凝土试件的脆性指数较圆形骨料混凝土试件的脆性指数高。唐欣薇等[30]对混凝土切口三点弯梁试验进行了数值仿真,分析了同级配不同骨料颗粒分布特征对裂纹扩展性态及宏观力学性能的影响。裂纹主要沿着骨料与砂浆界面扩展,当离开界面时,则从砂浆内部扩展,强度较高的骨料颗粒对微裂纹扩展有阻碍作用,断裂一般不发生在骨料内,数值仿真的力-位移曲线的应变软化段存在微幅波动现象。黄修山等[31]首先通过试验测定了数值模型中需要的砂浆、骨料强度和变形参数,在颗粒流数值平台上实现了砂浆、1~3mm、1~4mm和1~5mm粒组骨料数字混凝土单轴压缩虚拟实验,发现骨料对混凝土材料强度和变形特性具有明显的增强特性,骨料越大,微裂纹多绕骨料产生和发展,骨料粒径范围越大,越容易形成架空结构,造成应力应变曲线峰值附近的波动,形成次稳定和多级强化。Zhang等[32]运用骨料生成和打包算法建立了考虑混凝土非均匀性的数值模型,此模型表达了骨料分布的随意性,三点弯曲梁试验和数值分析发现骨料对断裂性能影响较大,裂缝不沿着原有裂缝发展,而是在附近呈Z字行分布,断裂方向上的骨料也破裂。王宝庭等[33]采用适宜极限分析及处理微裂纹行为的刚体-弹簧元法,以随机圆形颗粒模型代表混凝土的结构,模拟计算了混凝土试件的单轴抗压的本构特性,全级配混凝土试件的弹性模量与骨料的弹性模量的关系为二次曲线。黄俊等[34]用有限元方法模拟了轻骨料混凝土在单轴拉伸载荷作用下的破坏形式,发现轻骨料混凝土裂纹首先在轻骨料中萌生、扩展,断裂面扩展几乎不受骨料阻碍,破坏过程比较突然。骨料形状、颗粒级配、骨料分布、骨料含量、骨料和砂浆的模拟方法等都极大地影响了普通混凝土细观力学中数值模型的建立和处理,在数值模拟分析中,骨料粒径、强度越大,微裂缝多绕骨料产生和发展,骨料粒径范围越大,越易形成架空作用,任意多边形骨料试件的极限承载力大于圆形骨料试件的承载力等,可见骨料的粒径、级配和形状等影响了裂缝的萌生和发展,对混凝土细观力学性能影响同对混凝土断裂力学性能和宏观力学性能的影响基本一致。 5结语 本文从混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学三个方面分析总结了骨料的粒径、颗粒形状、级配和密度等性能对混凝土的力学性能的影响。骨料特性影响了混凝土的抗压、抗拉强度等,影响了混凝土断裂形式、断裂参数、强度判据、数值模型,裂缝发展等,骨料对混凝土断裂性能、裂缝扩展、应力应变场变化等的影响和对混凝土宏观强度的影响基本一致。混凝土宏观力学、断裂力学和细观力学的研究,使人们从不同层面全面了解骨料对混凝土性能影响、混凝土的破坏机理及其复杂的应力应变场等,可为改善混凝土的力学性能和研制出高性能混凝土材料提供参考。 作者:王赟 单位:陕西理工学院土木工程与建筑学院 力学性能论文:钢渣混凝土性能及力学性能应用 1试验概况 1.1原材料 水泥:呼和浩特市冀东水泥厂生产的P·O42.5级水泥;细骨料:呼和浩特市产河砂;钢渣采用包钢转炉钢渣,本试验选取钢渣均经过热闷工艺,释放其膨胀性,符合混凝土粗骨料相关标准,经破碎筛选,粒径15~25mm。试验对比用天然碎石采用呼和浩特市大青山机制硬质花岗岩碎石,粒径15~25mm。水胶比为0.3、0.4时,使用聚羧酸高效减水剂;水胶比为0.6时,使用萘系减水剂。 1.2试验配合比 混凝土配合比共三种,分别为0.3、0.4、0.6;钢渣代碎石率(体积比)分别0、50、100%。1.3试验内容试验内容分为三类:一是骨料性能测试,具体依照JGJ52—2006《普通混凝土用砂石质量及检验方法标准》;二是混凝土拌合物坍落度及含气量测试,参照GBT50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》;三是钢渣代碎石混凝土的力学性能测试,参照GBT50081—2002《普通混凝土力学性能测试方法标准》。混凝土强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm,采用试验室标准养护,压缩强度试验龄期分别为3、7、28、90d、半年及一年,劈裂抗压强度试验龄期为90d。 2试验结果与分析 2.1骨料性能测试结果 密度、含水率测试结果见表1。钢渣表观密度为3126.67kgm3,含水率为2.17%。碎石表观密度为2843.35kgm3,含水率为1.1%。钢渣表观密度及含水率均大于碎石。表2为钢渣与碎石压碎指标测试结果。有试验结果可知,钢渣压碎指标平均值为4%,碎石压碎指标平均值为7%,钢渣压碎指标小于碎石压碎指标。 2.2混凝土拌合物 混凝土拌合物含气量及坍落度试验结果见表3。当水胶比为0.3时,相同配合比条件下,钢渣代碎石混凝土的坍落度与普通混凝土相近。当水胶比为0.4时,要达到与普通混凝土相同流动性,钢渣代碎石混凝土减水剂用量需增大到普通碎石混凝土的2.3倍。当水胶比为0.6时,钢渣代碎石混凝土单独增加减水剂已无法调配出与普通混凝土相同的流动性,需要同时增加水的用量。观察不同钢渣代碎石率的混凝土含气量,可发现在同等水胶比条件下,钢渣代碎石混凝土含气量比普通混凝土含气量大,且随着钢渣代碎石率的增大,拌合物的含气量逐渐增大。随着水胶比的增大,钢渣混凝土拌合物含气量有进一步增大的趋势。 2.3硬化混凝土力学性能 2.3.1抗压强度 表4显示了混凝土抗压强度试验结果。表5是混凝土各龄期相对强度增长率。图1为混凝土抗压强度随龄期的发展曲线。期龄90d后,普通混凝土抗压强度增长率开始逐渐减小,不足8%;而钢渣代碎石混凝土增长率逐渐增大至15%左右,钢渣代碎石混凝土增长率明显大于普通混凝土。到180d时,同水胶比下钢渣代混凝土已和普通混凝土抗压强度非常接近。180d后,不同钢渣代碎石率混凝土抗压强度增长速率已逐渐趋于稳定,钢渣代碎石混凝土强度增长率仍大于普通混凝土。且同等水胶比下钢渣代碎石率越高,混凝土强度增长越快。 2.3.2劈裂抗拉强度 表6为90d劈裂抗拉试验结果,图2为不同水胶比钢渣代碎石混凝土与普通混凝土90d劈裂抗拉强度变化曲线。由试验结果可知,不同替代率的钢渣代碎石混凝土与普通混凝土的劈裂抗拉强度随水胶比的变化趋势相同的,均随着水胶比的增大,劈裂抗拉强度不断减小。相同条件下,钢渣混凝土与普通混凝土劈裂抗拉强度无明显差异。 3结论 (1)钢渣与碎石在物理性质上存在的差异:钢渣表观密度和含水率比碎石大,压碎指标要小于碎石。(2)在相同配合比条件下,要配出与普通混凝土流动性相同的钢渣代碎石混凝土,需增大水和减水剂的用量;且随着水胶比的增大,所需水和减水剂用量逐渐增大;混凝土拌合物含气量随钢渣代碎石率的增加而增大。(3)与普通碎石混凝土相比,钢渣代碎石混凝土抗压强度早期增长率基本相同,长龄期抗压强度增长率大于普通碎石混凝土。(4)钢渣代碎石混凝土与相同配合比条件普通混凝土的劈裂抗拉强度接近。 作者:石东升 单位:内蒙古工业大学 力学性能论文:瓦楞纸板力学性能论文 1引言 近年来随着经济社会的发展和人们生活水平的不断提高,使得社会对物质产品消费不断提高,从而促进了作为商品重要包装形式的瓦楞纸板行业迅速发展,瓦楞纸板的需求量十分巨大。商品在流通过程中,瓦楞纸板这类纸质包装材料受到流通环境温度、湿度制约,其力学性质和动力学特性也直接受到环境的影响[1]。所以要求产品包装必须满足流通运输环境要求,保证产品的安全可靠性。在实际的流通运输环境下,引起瓦楞纸板力学性能变化的影响因素很多,温度和湿度的变化影响尤其显著,直接影响到瓦楞纸板包装物品的安全性和使用时限。王俊丽、李广生、肖文娟、程小琴等[2-5]通过在不同的含水率条件下瓦楞纸板力学性能的测定,得出瓦楞纸板的力学性能随纸板含水率的增加而下降。DongMeiWang[6]等人在不同温度下,研究温度对纸蜂窝夹层板的含水率的影响,结果表明瓦楞纸板的含水率随着温度的升高而下降;随着温度的变化,瓦楞纸板的含水率发生了变化,最终影响到瓦楞纸板的力学性能。在实际运输过程中,瓦楞纸板的力学性能在不同温湿度环境下的变化比较显著,但目前对瓦楞纸板在模拟运输环境下力学性能的研究却鲜有报道。当前,瓦楞纸板的种类繁多,不同类型的瓦楞纸板会有不同的力学性能。三层UV型瓦楞纸板的需用量非常大,已在精细产品、中小型和高档包装领域逐渐扩展,特别是在一些精密仪表、中小型家电、玻璃陶瓷器皿、医药、干鲜果品、饮料及礼品等的包装上体现得尤为明显。为了更好的解决三层UV型瓦楞纸板实际使用过程中出现的问题,为企业提供更多实际可行的借鉴方案,很有必要的对三层UV型瓦楞纸板的力学性能进行深入研究。 2材料与方法 2.1材料与仪器 实验材料:三层UV型瓦楞纸板,A型,克重为180g/cm2,南宁新大海纸箱厂。实验仪器:17-76型抗压强度测试仪,美国TMI仪器制造公司;LP-80U型恒温恒湿实验试验箱,广东宏展科技有限公司。 2.2实验方法 选择在流通环境下比较常见的温湿度。一般在车厢里面或集装箱内的温度为10℃-50℃,湿度为30%-80%。结合实验室相关条件,相对湿度选取40%、50%、60%、70%、80%、90%,100%的7个水平。温度选取20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的7个水平。裁切100mm×25mm(长×高)的试样,试样采用GB/T22906.2-2008《纸芯的测定第2部分:试样的温湿处理》[7]进行试样温湿度处理。平压强度采用GB/T22906.9-2008《纸芯的测定第9部分:平压强度的测定》[8];边压强度采用GB/T6546-1998《瓦楞纸板边压强度的测定法》[9],粘合强度采用GB/T6548-2011,《瓦楞纸板粘合强度的测定》[10]。 3结果与讨论 3.1温湿度对瓦楞纸板力学性能的影响 3.1.1温湿度对瓦楞纸板平压强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在20℃-30℃和40℃-50℃范围内变化不大,在30℃-40℃范围内的变化大,说明三层UV型瓦楞纸板平压强度在温度为30℃-40℃时的影响大;引起这一变化的原因是在30℃-40℃时,在各相对湿度下,瓦楞纸板内的纤维之间容易散失水分,瓦楞纸板的含水率不高,纸板纤维间的氢键力作用比较大。相对湿度为80%时的曲线波动最大,说明温度对相对湿度为80%时的影响是最大的;相对湿度为100%时的曲线波动最小,说明当相对湿度达到最大值时,在各个温度条件下瓦楞纸板内的含水率都非常高,平压强度在此湿度下随着温度的变化比较小。当相对湿度为40%,温度在35℃-45℃时,瓦楞纸板的平压强度达到最大值,这是因为纸板内纤维之间的水分含量比较低,纤维之间的作用力比较大。不同温度时,当瓦楞纸板的相对湿度增加到70%-80%,瓦楞纸板的平压强度下降明显加快。影响瓦楞纸板平压强度主要因素是纤维的作用力,纤维间水分的含量直接影响着纤维间的相互作用力,当环境相对湿度增加到70%后,纸板纤维润胀达到最大程度,纤维间的氢键就会被破坏,使瓦楞纸板的平压强度下降。 3.1.2温湿度对瓦楞纸板边压强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在20℃-30℃范围内,变化大,在30℃-50℃范围内,波动值小。说明三层UV型瓦楞纸板边压强度在低温时容易受到温度变化的影响;引起这一变化的原因是当温度升高到25℃左右时,纸板纤维之间的作用力变小造成的;相对湿度为90%和100%时的曲线波动最大,说明在高湿度环境下,瓦楞纸板内随着温度的升高水分散失严重;从图可看出边压强度最大值范围出现在相对湿度为40%温度在35℃-45℃之间,这是因为在低湿高温的环境下,纸板内的水分含量低,水分对纸板结构力学造成的影响比较小,所以纸板结构力比较大。边压强度随着相对湿度的增大不断地变小。不同温度时,当瓦楞纸板湿度增加到80%,瓦楞纸板的边压强度下降更快,说明当瓦楞纸板的湿度到达80%以上时,瓦楞纸板的平压强度受湿度的影响加大,若湿度继续增加,瓦楞纸板就可能失效,在运输中就丧失了作为运输包装的保护产品的功能。 3.1.3温湿度对瓦楞纸板粘合强度的影响 不同湿度条件下,随着温度升高,各条曲线呈上下波动趋势,波动值在30℃-40℃范围内,变化比较大,说明三层UV型瓦楞纸板粘合强度对高温的影响是比较明显的,粘合强度主要的影响因素是粘合剂,在此温度范围内,水分的散失比较慢,导致粘合剂的含水量大,降低了粘合剂的粘合力。从图3还可以看出,随着湿度的增大,粘合强度都在不断下降。粘合强度的最大值范围出现在相对湿度40%,温度为40℃-50℃时,在高温低湿环境下,粘合剂的含水量比较少,粘合剂的粘合力比较大。当相对湿度大于70%时,三层UV型瓦楞纸板的粘合强度下降速率非常大,可能由于相对湿度大于70%时,水分增加较快,瓦楞纸板的粘合剂开始慢慢变软,粘合剂的粘合力不断下降,使得瓦楞纸板的粘合强度下降的速率变大。综合图1-图3所示,在温度为35℃-45℃的运输条件下,当相对湿度为40%时,三层UV型瓦楞纸板的三种力达到相对的最大值,在此条件下最适合物品的运输,可以更好的保护产品。对三层UV型瓦楞纸板力学性能影响比较大的是相对湿度,温度次之。 4结论 本文探讨了模拟流通环境中不同温度和湿度对三层UV型瓦楞纸板的力学性能的影响。研究表明,流通环境的相对湿度对瓦楞纸板的影响较大,温度对瓦楞纸板影响次之;当温度在35℃-45℃之间、相对湿度为40%的状态下,瓦楞纸板的力学性能达到最佳值,此时瓦楞纸板可以最大限度的保证产品的安全性。在运输流通环境下,保证相对湿度不超过70%,瓦楞纸板可以更好保护产品。但要探究其原因,还需要从微观层面,楞纸板的内在纤维的影响等因素进行深入研究,在未来的瓦楞纸板力学性能研究中需要结合结构力学,材料力学等进行细致地分析瓦楞纸板内在的影响因素,开展深层理论研究。 作者:黄剑宗 单位:广西大学轻工与食品工程学院 力学性能论文:汽车用钢连续退火力学性能论文 1试验材料及方法 试验原料为真空冶炼并锻造而成的锻坯,首先在锻坯上截取直径为4.0mm、长10.0mm的圆柱试样,采用热膨胀仪测得合金钢材料的A1和A3分别为710℃和930℃。采用二辊轧机将1200℃保温90min的锻坯热轧为厚度为3.0mm的热轧板,并对其依次进行酸洗、冷轧,最后得到厚度为1.2mm的双相钢冷轧薄板,其主要化学成分w(%):0.10C、1.35Si、1.88Mn、0.007P、0.0056S,余量为Fe。在冷轧钢板上沿轧制方向截取长220mm、宽60mm双相钢试样,并进行连续退火试验。根据实验测得的A1和A3,确定退火温度分别为735、760、785、810和835℃。将试样加热至退火温度并进行保温处理,保温时间为6min,然后将试样冷却至685℃后淬火到240℃,保温12min后冷却至室温。对工艺参数不同的退火板取样,利用热场发射扫描电子显微镜及EBSD技术对其进行显微组织观察和相结构分析,并采用电子万能试验机对其力学性能按照国标要求进行测试。 2试验结果及分析 2.1显微组织 图1是退火温度为735、760、785、810和835℃时双相钢连续退火后的组织。可以看出,不同温度条件下的退火组织均为马氏体和铁素体,无明显差异。同时发现马氏体(硬相)呈凸起岛状,且均匀分布在铁素体(软相)的晶界上,形成了由软相和硬相组成的双相组织[4]。通过ImagesProPlu和彩色金相图片对不同退火温度下马氏体的体积分数进行定量分析,研究组织中的相构成[5]。统计数据显示,马氏体的体积分数随退火温度的升高由13.8%增加至19.7%,且马氏体岛尺寸增大。这是由于在退火过程中,奥氏体随退火温度的升高逐渐增多;同时,C元素以及其他合金元素的扩散率也增大,奥氏体的尺寸增大。大部分奥氏体组织在淬火处理后转变为马氏体,增加了马氏体的体积分数以及尺寸。由图1还可以看到,马氏体岛中心位置颜色较暗,而与铁素体交界区域出现了光亮圈。这是因为C元素的热扩散速率较大,使其在连续退火过程中扩散较充分,使铁素体与奥氏体中的碳浓度达到了平衡状态。而Mn元素在奥氏体组织中的扩散速率小于其在铁素体组织中的扩散速率,导致铁素体与奥氏体的交界区域成为富Mn区,而淬透性与Mn的含量呈正比例关系,不同淬透性导致其内部较暗,而与铁素体的交界呈现光亮圈。 2.2相结构 退火温度分别为735℃和785℃时,汽车用高Si双相钢材料连续退火后的EBSD图像如图2所示。(采用黑色标记残余奥氏体,其他颜色标记马氏体和铁素体)可以看出,不同退火温度条件下双相钢组织中均得到了分布于铁素体晶界上的粒状残余奥氏体组织。这是由于双相钢材料中Si元素的含量较高,在退火过程可促进铁素体中C元素向奥氏体扩散,提高了奥氏体相中的含碳量;同时在冷却过程中Si元素还可以对碳化物的析出起到抑制作用,降低了奥氏体相中的碳损失。高碳奥氏体相的Ms点较低,因此具有较高的热稳定性,在室温条件下稳定存在并被保留。经测量,残余奥氏体的晶粒直径均小于1μm,稳定性较高。图3给出了双相钢在760℃时退火后的透射照片。可以看出,部分残余奥氏体组织呈薄膜状,分布于板条马氏体组织中。薄膜状奥氏体由于尺寸较小,同时周围包裹了马氏体束,提高了其成核所需表面能,因此增加了其向马氏体转变的难度。 2.3力学性能 表1给出了不同退火温度下双相钢连续退火后的力学性能。可知,随着退火温度升高,试验钢抗拉强度呈现先升高后降低。这是由于当退火温度高于735℃后,马氏体的体积分数开始急剧增加,抗拉强度也随之大幅提高;当退火温度超过785℃后,马氏体的体积分数不再增加,但在冷却阶段生成的铁素体体积分数逐渐增加,相比原始铁素体,新生铁素体的含碳量较高,导致马氏体的含碳量下降,抗拉强度也随之降低。传统低Si双相钢材料的抗拉强度为630MPa时,伸长率为23.0%。相比之下,退火温度为785℃时高Si双相钢材料的综合力学性能较高,抗拉强度为702MPa时,伸长率为25.5%,均高于传统低Si双相钢。伴随退火温度的升高,试验钢的屈强比未发生明显变化,最大为0.58,最小为0.44。传统低Si双相钢材料的屈强比为0.47,相比之下,除735℃退火外,双相钢的屈强比较低,因此其成型性能较好。这是由于钢中的Si元素不仅可以降低铁素体中C元素的含量,还可以对冷却及时效过程中碳化物的析出起到抑制作用,使C元素聚集在奥氏体中;此外,由于新生铁素体出现的无沉淀区降低了双相钢的屈服强度,因此其屈强比也随之下降。 3结论 (1)在汽车用高Si双相钢在连续退火后,铁素体晶界上均匀分布有岛状马氏体和粒状残余奥氏体,这是由于Si元素在退火过程中促进C元素的扩散,在冷却过程中抑制碳化物的析出造成的。(2)随着退火温度的升高,双相钢的抗拉强度呈现先升高后降低。当退火温度为785℃时,高Si双相钢的综合力学性能均高于传统低Si双相钢,有利于改善双相钢的成型性能。 作者:莫树懂 单位:广西交通职业技术学院 力学性能论文:混凝土力学性能试验研究 1原材料性能试验分析 1.1水泥 试验所使用的水泥是江西省生产的万年青牌P.O42.5,其细度为1.23。 1.2砂 采用武夷山当地的河砂,中砂,级配良好。 1.3粗骨料 采用武夷山当地产的碎石,表观密度为2867kgm2,最大公称粒径为40mm,级配良好。碎石的含水率小于0.2%。 1.4废弃混凝土 废弃混凝土集料(简称RG),是武夷山当地旧建筑物上拆下来的废弃混凝土块,经人工破碎筛分、分级,按一定的比例混合后,粒径为5~40mm,级配良好。 1.5矿渣微粉 矿渣微粉是福建三钢集团龙海分公司生产的,比表面积为450m2kg。 1.6水 武夷山当地的自来水。 1.7减水剂 选用福州君安建材有限公司生产的YS-A型混凝土高效能减水剂,减水率为15%。 2试验研究 2.1混凝土基准配合比 根据《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55—2011)的要求,按照强度等级C35设计混凝土基准配合比,水胶比为0.4,坍落度120mm,砂率取38%。 2.2矿渣微粉再生混凝土配合比 试验采用废混凝土等质量取代天然粗骨料,取代率分别为0,25%,50%,100%。在废混凝土取代率试验的基础上,掺入矿渣微粉等量取代水泥用量,取代率分别为0,30%,50%,70%。采用均匀设计法制定了16组试验方案。 2.3混凝土试件的制作 根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GBT50081—2002)(以下简称《标准》)的规定,试块采用150mm×150mm×150mm标准试模,按照试验方案制作成16组试块,分别测试7,28,60d的抗压强度和工作性能,每次确定的强度值取3个数据的平均值,故每组按照7,28,60d的养护龄期分别制作9个试块,总计144个试块。2.4流动性测试根据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GBT50080—2002)进行坍落度试验,测定不同组别混凝土拌合物的流动性。2.5抗压强度试验根据《标准》进行抗压强度试验,使用微机控制电液伺服压力试验机(HCT306A)进行试验,以0.5~0.8MPas匀速加压,试验分7,28,60d共3次进行,每次试验3个试块,抗压强度结果取平均值。 3试验结果分析 3.1流动性影响分析 以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量,通过测试不同方案再生混凝土的坍落度值,得出对再生混凝土流动性的影响规律。当矿渣微粉取代率不变时,随着废混凝土掺量的增加,再生混凝土的坍落度呈现出比较明显的降低趋势;当掺入矿渣微粉后,再生混凝土的坍落度均有所提高;当废混凝土取代率不变时,随着矿渣微粉取代率的增加,再生混凝土的坍落度也有一定程度的提高。研究结果表明:废混凝土在破碎过程中产生很多的颗粒棱角,使其具有表面粗糙、孔隙率大和吸水性好的特征[5],进行混凝土拌制时,在水胶比不变的前提下,由于废混凝土自身要吸收水分,减少了实际用于拌合混凝土的水量,导致混凝土的流动性变差。而矿渣微粉是细微球状体,其颗粒直径比水泥细,且表面光滑,可以起到填充水泥颗粒空隙的作用,而且吸水量小[6]。因此,在水泥刚开始水化时,矿渣微粉包围着水泥颗粒,起到了减水剂的作用,降低了水化速度,提高了混凝土拌合物的流动性。 3.2抗压强度影响分析 本试验以矿渣微粉和废混凝土掺量为变量,通过测试不同方案混凝土的抗压强度值,得出每组方案对不同龄期混凝土抗压强度的影响规律。混凝土7d的抗压强度的变化规律:在废混凝土取代率不变时,当掺入矿渣微粉后,其抗压强度降低。这是由于矿渣微粉的水化速度慢,当水泥用量随着矿渣微粉的掺入而减少时,混凝土的早期强度会出现明显降低。混凝土28d和60d的抗压强度的变化规律:再生混凝土后期抗压强度相比7d的抗压强度高,能够达到设计强度等级C35。当废混凝土取代一定量天然骨料,混凝土强度有一定程度地提高,但随废混凝土取代率的提高,抗压强度呈下降的趋势。当取代率超过50%时,混凝土的抗压强度下降较快;当再生骨料取代率为50%时,掺入适量矿渣微粉,使再生混凝土的流动性得以改善,抗压强度影响不大,28d均能达到35MPa;当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%时,其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高,28d最高达到40MPa。分析表明:废混凝土不仅棱角多,而且表面粗糙,具有粘结面较好、界面粘结强度较高的特性[7];另外,由于废混凝土的吸水性强,遇水后能很快湿润,促使其表面的许多微裂缝的立刻吸入水泥颗粒,使水化更加充分,形成致密的界面结构,在一定程度上补偿了废混凝土强度较低的缺陷;同时,矿渣微粉的细度比水泥颗粒细,起到了很好的填充作用,改善了再生混凝土的孔隙结构,使孔隙率降低,形成了密实充填结构[8];此外,由于废混凝土的吸水率较高,降低了混凝土的有效水胶比,提高了再生混凝土的抗压强度。 4结语 当再生混凝土中矿渣微粉掺量为50%,采用水泥标号为P.O42.5时,其抗压强度随着废混凝土取代率的增加而提高,28d最高达到40MPa。由此可见,矿渣微粉再生骨料混凝土既能节约资源,又能消耗大量的建筑垃圾,对于减轻环境污染十分有效。随着科学技术的快速发展,矿渣微粉再生骨料混凝土一定会成为可持续发展的绿色材料。 作者:谷艳玲 单位:武夷学院土木工程与建筑学院 力学性能论文:石灰石粉混凝土力学性能研究 1试验原材料及配合比 1.1试验原材料 水泥:采用P.O42.5水泥,其主要性能见表1。石灰石粉:密度2700kg/m3,需水量比95%,其化学成分见表2。细骨料:采用天然河砂,表观密度2640kg/m3,细度模数2.77。粗骨料:采用天然卵石,粒径分别为5~20mm、20~40mm,表观密度2670kg/m3,压碎指标6.6%。外加剂:采用Gk—4A固状缓凝高效减水剂和GK—9A固状引气剂。 1.2试验配合比 试验采用内掺法,以石灰石粉替代不同掺量的水泥然后按表3的配合比成型混凝土试件。试验以R0为基准配比,通过改变石灰石粉掺量,研究石灰石粉对碾压混凝土工作性能、力学性能和耐久性能的影响。 2石灰石粉对碾压混凝土工作性能的影响 碾压混凝土工作性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2000)进行测试。掺入石灰石粉后,碾压混凝土拌和物的VC值出现降低的趋势,但随着掺入量的增加降低幅度减小。不掺石灰石粉时R0配比的VC值为8s,当掺入石灰石粉时,配比R1、R2、R3、R4都降至5s以内,说明石灰石粉具有固体减水剂的作用,适当的石灰石粉对改善碾压土的工作性能有益。VC值的大小是决定碾压混凝土可碾性和层间结合技术的关键。随着石灰石粉的加入,碾压混凝土液化泛浆时间缩短有利于碾压混凝土的层间结合,这主要是由于石灰石粉的密度低于水泥密度。采用等量替代法大大提高了碾压混凝土中浆量的体积,同时提高了浆砂比。同时,把混凝土看作是一个连续的颗粒堆积体,石灰石粉中的细颗粒对碾压混凝土起到级配微调作用,从而改善碾压混凝土的工作性能[3]。 3石灰石粉对碾压混凝土力学性能的影响 碾压混凝土抗压强度、静力抗压弹性模量和极限拉伸值按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)进行测试。配比编号为R1和R2的7d强度比基准配比R0强度高,28d时虽仍有提高但提高幅度不太明显,到了90d强度基本接近;配比编号R3和R4的早期强度和后期强度均比基准配比强度低。说明:当石灰石粉的掺量不超过20%时可提高碾压混凝土早期抗压强度,对碾压混凝土后期强度无不利影响;当石灰石粉的掺量超过20%时,随着其掺量加大,碾压混凝土各个龄期强度降低。同时,从表4中可知,随着石灰石粉掺量的增加,碾压混凝土的静力抗压弹性模量出现先降低后增加的趋势,而碾压混凝土的极限拉伸值则出现与其相反的趋势,即先增加后降低。这表明适当石灰石粉掺量对防止碾压混凝土坝的裂缝是十分有利的。混凝土可以视为连续的颗粒堆积体,石灰石粉的细度比水泥小,石灰石粉的细粉分散在水泥颗粒之间,起分散剂的作用,可以对碾压混凝土进行级配微调,使碾压混凝土内部更加密实。同时在水化早期,有大量的网状C—S—H生成,石灰石粉的支点咬合作用有利于水化物产生,从而加速了C3S的水化[4],这种作用在早期十分明显,故一定量的石灰石粉可提高碾压混凝土的早期强度,但随着掺量的增加,混凝土内部参与水化反应的水泥越来越少,从而影响了碾压混凝土的强度。由于石灰石粉的等量替代提高了碾压混凝土的浆砂比,降低了碾压混凝土的VC值,从而起到提高碾压混凝土极限拉伸值、降低碾压混凝土静力抗压弹性模量的效果。 4石灰石粉对碾压混凝土抗渗性能的影响 碾压混凝土抗渗性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)采用逐级加压法进行测试,抗渗等级以每组6个试件中2个出现渗水时的最大水压力表示。抗渗等级按公式:W=10H-1计算。分别对5组试件90d龄期进行抗渗实验得出如下结果:R0试件的抗渗等级大于W10;R1、R2、R3、R4试件的抗渗等级均大于W12。碾压混凝土的抗渗性能是指碾压混凝土抵抗压力水渗透的能力,碾压混凝土的密实程度决定了其抗渗性能的高低,随着石灰石粉的掺入,碾压混凝土抗渗性能有一定程度的提高,这是由于石灰石粉的掺入起到了微填充的作用,阻断了碾压混凝土内部的毛细通道,提高了碾压混凝土的密实度,进而提高了碾压混凝土的抗渗性能。 5石灰石粉对碾压混凝土抗冻融性能的影响 碾压混凝土工作性能按《水工混凝土试验规程》(DL/T5150—2001)进行测试。不同石灰石粉掺量的碾压混凝土90d龄期200次快速冻融结果。随着石灰石粉掺量的增加,碾压混凝土的质量损失率增加,相对动弹模量降低。当石灰石粉掺量不超过20%时,碾压混凝土试件可达到200次冻融循环;当掺量达到30%时,只能达到150次冻融循环;当掺量达到40%时,只能勉强达到100次冻融循环。碾压混凝土抗冻性能的好坏与碾压混凝土用原材料、碾压混凝土内部的孔结构及碾压混凝土密实程度等因素有关系。目前常用的方法是提高碾压混凝土的密实度和掺加引气剂。由于石灰石粉中的细粉颗粒对碾压混凝土有级配微调的作用,在一定程度上提高了碾压混凝土的密实度[5-6],但随着石灰石粉掺量的增加,碾压混凝土中的含量明显降低,导致其抗冻性能降低。所以,在碾压混凝土中掺入适量石灰石粉,并合理调整引气剂的掺量,仍可保证碾压混凝土具备一定的抗冻融循环能力。 6结论 a.一定掺量的石灰石粉具有降低碾压混凝土VC值、改善碾压混凝土的工作性能的作用。b.当石灰石粉的掺量不超过20%时,可提高碾压混凝土早期抗压强度,对碾压混凝土后期强度无不利影响。当掺量超过20%时严重影响碾压混凝土的抗压强度。c.适当掺量的石灰石粉具有提高碾压混凝土极限拉伸值、降低碾压混凝土静力抗压弹性模量的作用,对防止产生碾压混凝土坝裂缝十分有利。d.石灰石粉的加入对碾压混凝土的抗渗性能无不利影响。e.石灰石粉的过量加入会大大降低碾压混凝土的抗冻性能,但若掺量合理并适当调整引气剂的掺量,碾压混凝土仍具有一定的抵抗冻融循环的能力。石灰石粉作为一种新型掺和料,在碾压混凝土中的应用显得尤为重要,其合理利用具有广阔的应用前景和良好的经济效益,符合变废为宝、节约资源、保护环境的可持续发展的思路。 作者:赵哲 单位:石家庄滹沱新区投资开发有限公司 力学性能论文:管线钢组织及力学性能应用 1有限元模型建立 对模型作如下假设:基体是连续相,填料粒子是分散的;填料粒子具有均匀性和周期性;填料添加比例为5%。根据假设,建立反映不同填料粒子分布形式的有限元模型。实验所用材料为建筑工业用X90管线钢,其化学成分如表1所示。对真空脱气工艺冶炼后的工业用钢连铸坯料进行轧制。采用MULPIC层流冷却设备对矫正后的轧制钢板进行热处理。并依据多相组织调控机理对层流冷却设备进行参数设置,试验板材尺寸为18mm×3000mm×12000mm。对试验钢板的轧制表面、沿宽度方面的截面和沿长度方向的截面分别取样,进行打磨和抛光处理。其中所使用的金相腐蚀液为3.5%的硝酸酒精溶液。采用Axiovert-200MAT型光学显微镜(OM)和FEIQuanta600型扫描电镜(SEM)对试验钢组织进行观察;使用H-800型投射电镜(TEM)对双喷薄后的试样进行微观形貌的观察;采用GenesisXM2对实验样品进行能谱分析(EDS)。 2试验结果及分析 2.1X90钢的组织分析 热处理前试验钢板厚度中层纵截面处的微观组织。可以发现,试验钢的原始奥氏体组织为长50.0~65.0μm,宽20.0μm的长条状扁平形晶粒,并沿着钢板轧制的方向分布。同时在其晶界处出现大量多边形的铁素体组织,尺寸范围为3.0~7.0μm。由于基体的相变温度受到钢内高能奥氏体晶粒的影响,因此随着奥氏体晶粒的长大,相变驱动力增加,促进相变发生。同时,生成的铁素体的力学性能、晶粒大小及相变过程中的动态也与原始奥氏体晶粒尺寸相关。在工程生产实际中,可以采用细化奥氏体晶粒尺寸的办法,达到增加其形变量和降低形变温度,优化X90管线钢材料的力学性能。与X70管线钢不同,X90管线钢的主要组织为粒状和板条的贝氏体、多边形的铁素体以及残留M/A。图2为试验钢不同位置光学和扫描电镜分析。可以发现,试验钢的基体组织为贝氏体、铁素体以及M/A构成的多相组织。准多边形铁素体在横、纵截面的试样中沿轧制方向呈带状分布。这是由于过冷处理增加了奥氏体晶界能量,促使铁素在轧后空冷过程中形核、生长;经挤压后,试验钢中贝氏体相互交错且取向不同,增大过冷处理的冷却速率不利于增加粒状贝氏体及M/A的数量。终轧厚度为18mm的试验钢板透射电镜分析如图3所示。其中,粒状贝氏体和板条贝氏体分布在准多边形铁素体周围。板条状贝氏体是在中低温的转变温度下制备得到的,其宽度为0.5μm,位错密度高,可提高钢强度。在试验钢板条束间隙中发现M/A相,该相在TEM图片中呈白色或黑色条状,如图3(d)和3(e)所示。另外,由于试验钢添加了0.09%的Nb元素作为晶粒细化剂,因此X90钢的晶粒得到了一定程度的细化。这是由于Nb可以抑制奥氏体晶粒的生长。 2.2力学性能分析 试验钢不同位置试样的力学性能测试结果如表2所示。可知,轧制钢板的最高屈服强度为653MPa,最低为609MPa;抗拉强度为713~723MPa;最大的屈强比为0.89。在低温的抗冲击实验中,DWTT重锤冲击实验的剪切面积不小于80%,冲击做功的范围在213~247J的范围内。X90第三代管线钢的具有较低的屈强比及较高的延展性能,可减少裂纹和开裂的产生,增加其在应用过程中的安全性能。 3结论 (1)建筑用X90第三代管线钢组织由板条和粒状的贝氏体、M/A以及准多边形的铁素体的多相组织构成。低密度的准多边形铁素体能够提高钢基体的韧性;含Nb析出物可抑制位错的滑移和扩展;夹杂在位错之中的极硬M/A可以提高钢的强度。(2)经热处理后,试验钢具有较低的屈强比,较高的延展性能,能有效减少裂纹和开裂的产生,提高材料的安全性能。 作者:申喆 单位:焦作大学 力学性能论文:铝硅合金力学性能探析 1实验方法 1.1合金成分 为使合金具备较高的抗拉强度、良好的充型能力及较高的耐磨性等性能,选择硅含量为18%。实际生产中,常将含铁量超过2.0%的回炉料,做废铝处理或给压铸厂回用,为增加高铁铝合金的回收利用率,同时保证良好的工艺性能和使用性能,将加入铁含量定为3%。根据文献报道[1-2],高铁铝硅合金中锰的最佳添加量存在差异,现有报道主要集中在w(Mn)/w(Fe)=0.5~1.1,锰和铁含量相同时对高铁含量铝硅合金中的富铁相具有较好的中和效果,因此选锰加入量为3%(即w(Mn)/w(Fe)=1.0)。有资料表明[3-4],随着铜含量增加,合金密度和热裂倾向增大,耐腐蚀性和铸造性能降低,根据合金的种类和用途的不同,所选铜的含量不一样,铜的含量取5%。 1.2热处理工艺选择 根据相关文献[5],T6处理对于铝合金效果最好,即固溶处理后再进行人工时效。该热处理工艺可使高温时出现的富铁相扩散于基体中。人工时效可使富铁相均匀化。固溶温度选择525℃,保温时间4h,淬火采用水介质,温度为70~80℃的水。人工时效选择温度180℃,保温5h。 2试验结果与分析 2.1抗拉强度检测方法与数据 零件试样按GB/T228-2010《金属材料拉伸试验室温试验方法》规定尺寸加工,在电子万能试验机上进行拉伸试验,高铁含量的铝硅合金在加入一定量的锰后性能有所提升,但提升幅度较小(抗拉强度由118MPa提升到135.2MPa,提升幅度为14.58%),不足以消除铁元素对合金的影响。在加入锰的基础上,加入铜后合金性能有较大提升(抗拉强度由135.2MPa提升到168.8MPa,提升幅度为24.85%),基本已经能够消除铁元素带来的不利影响。合金经过T6热处理后,可以使性能再次提升到193.1MPa,相对于不含铁的铝硅合金(Al-18Si)抗拉强度提升28.73%,有利于扩大合金使用范围,这对铝硅合金的回收再利用具有重大意义。 2.2合金SEM及EDS分析 图1为Al-18Si-3Fe-xMn合金中主要相的SEM形貌。图1(a)为未加锰时即Al-18Si-3Fe中长条状和细长的针条状富铁相的形貌,含铝、硅、铁分别为65.79%、21.42%和12.79%,不含锰。图1(b)和图1(c)为Al-18Si-3Fe-3Mn中富铁相形貌。图1(b)含铝0.85%,含硅99.15%,不含铁和锰。图1(c)含铝、硅、铁锰分别为64.77%、18.51%、8.68%和8.05%。当锰含量为零时,即Al-18%Si-3Fe合金中富铁相的组成元素为铝、硅、铁,可认为这些相为三元富铁相。当锰含量为3%时,富铁相组成元素为铝、硅、铁、锰,可认为这些相为四元富铁相。图中浅灰色的相为初生硅。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金热处理前后主要相的SEM形貌和微区成分分析的位置,图2(a)含铝75.65%、铜24.35%,图2(b)含铝78.34%、铜21.66%。图2(a)中白色珊瑚状组织和图2(b)中白色组织是铝和铜组成的一种物相,铝和铜的原子比例分别为3.11和3.62,结合Al-Cu二元合金相图可以判定为Al2Cu相,虽然实际测得铝铜比大于2∶1,这是因为受到基体中α-Al的干扰和能谱仪电子束聚焦能力有限的影响。从图2可知,富铜相是以富铁相为核心方式析出和(Al+Al2Cu)共晶形式析出两种方式同时进行,这与文献[6]记载,当铜的质量分数大于1%时的析出方式吻合。从图2(b)中存在富铜相可以得知,部分富铜相尺寸较大,固溶处理并不能将其完全溶解。 2.3铸态组织结构观察与分析 从图3(a)和图3(b)可以观察到,Al-18Si合金中加入3%的铁后,出现粗大的双锥状富铁相,这种富铁相一般称为α铁相,双锥状富铁相对合金基体的割裂作用非常明显(合金强度从150MPa下降到118MPa)。从图3(c)可以观察到,在富铁含量的铝硅合金中加入3%锰可使富铁相和初生硅得到细化,富铁相形态由双锥状转变为三叶状、四叶状、块状、田字状和块状(即β相)。通过对相关文献分析[7-8],α铁相和β铁相都是通过δ高温铁相和剩余液相发生包晶反应生成,α铁相也可以通过包晶反应转变为β相。在平衡凝固过程中,δ高温铁相先析出。非平衡凝固组织中出现δ高温铁相,是由于在较大冷却速度下,δ高温铁相向β铁相的包晶反应变得困难,而不是较大的冷却速度抑制了β铁相的形核生长。在高温区,α铁相和β铁相分别通过包晶反应转变为β铁相,当冷却速度非常大时,包晶反应难以进行,而使δ高温相保留至室温。锰的加入,使α相从准稳定相转变为稳定相,L+αβ的包晶反应不再发生,L+δβ的包晶反应也受到抑制,L+δα的包晶反应受到促进。因富铁相由α铁相转变为β相,以及晶粒的细化,合金的抗拉强度得到一定提升(从118MPa提升到135.2MPa)。从图3(d)可以看到,在富铁含量的铝硅合金中加入3%锰的基础上加入5%铜后,合金中富铁相形态变化不大,Al2Cu相在富铁相周围析出。是由于Al2Cu相包裹了富铁相,从而减小了富铁相对合金基体的割裂作用,使得合金抗拉强度得到提高(从135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu合金经过T6热处理后,富铁相和初生硅相边角被钝化,铸态下的CuAl2在固溶处理过程中,重新溶解入基体中,形成过饱和固溶体。此时,快速淬入70~90℃的热水中,溶质的扩散和重新分配来不及进行,CuAl2的形核和长大无法实现,从而得到过饱和的单相α固溶体。从图4可以看到,固溶处理后铜元素的分布明显均匀化,铜元素在单相α固溶体中有较大的过饱和度,共格界面处的基体晶格产生畸变,对基体起到强化作用。同时认为,由于高温下原子扩散作用增强,热处理后富铁相周边剩余的CuAl2相与富铁相结合更紧密,CuAl2相与基体结合部分更圆滑,因此更有利于消除富铁相对基体的割裂影响,提高合金强度。通过两种方式对合金的强化,合金的力学性能得到较大提升(从168.8MPa提升到193.1MPa)。 3结论 Al-18Si-3Fe合金中加入3%锰后,富铁相形态得到改善,能够小幅度提升(抗拉强度幅度为14.58%)高铁含量铝硅合金强度,但不能完全消除铁元素带来的不利影响。Al-18Si-3Fe-3Mn合金加入5%铜后,析出的Al2Cu相包裹富铁相,减小富铁相对合金基体的割裂作用,使得合金抗拉强度得到提高(从135.2MPa提升到168.8MPa)。Al-18Si-3Fe-3Mn-5Cu经过T6处理后,铜元素在单相α固溶体中形成较大的过饱和度,对基体起到强化作用,同时由于高温下原子扩散作用增强,热处理后富铁相周边剩余的CuAl2相与富铁相结合更紧密,CuAl2相与基体结合部分更圆滑。通过两种方式,合金的力学性能得到较大提升(从168.8MPa提升到193.1MPa),优于不含铁Al-22Si合金性能,实现铝硅合金的有效回收利用。 作者:李林鑫 单位:四川化工职业技术学院
微电子论文:微电子技术在航空系统中的应用 文章摘要:随着微电子技术的不断发展,在我国的各行各业中科技水平也在不断提高,微电子技术不仅仅可以应用于工业等各种领域,我们也可以看到微电子技术,同样可以应用在航空系统之中,促进航空系统的进步,从而推动其向综合化、模块化方向发展。本文就将以微电子及微电子在航空系统中的发展的重要内涵为着手点,从而提出将微电子技术更好地应用于航空系统中的重要策略。 关键词:微电子技术;航空系统;综合化 微电子技术的进步在很大程度上提升各领域的科学水平,促进了各领域上的发展,目前在微电子技术在航空系统中的应用效果中,我们可以看到微电子技术的重要作用,不仅仅能够促进航空系统向经济性、技术性方向发展,同时也能促进航空系统整体性的进步。所以我们要明确微电子技术及微电子技术应用于航空系统的重要作用,从而对如何更好地应用微电子技术进行探究,希望可以促进微电子技术在航空系统中的发展。 1微电子技术的基本概念 微电子技术是较为复杂精密的科学技术之一,是建立在各种高密度微电子组件的基础上的高微电子技术。作为目前国内较为高精尖的基本技术端电子技术,其应用领域十分广泛,不仅仅可以使用于航空航天中,也可以使用在各个工业领域及商业领域上,微电子技术的展现形式通常是以微电子商品或者集合多种电子元器件的综合系统载体等出现,同时这也是各种半导体元件的产品的相关统称,作为集成电路的一个重要载体,微电子技术对于促进各领域的发展是有重要作用的,但是微电子技术的学习与创新是微电子技术发展的难点,在目前的信息化时代,我们既要正视微电子技术的重要性,又要对微电子技术进行学习与创新,从而促进国家科学、经济、国防等进一步发展。 2微电子技术在航空系统发展中的重要内涵 随着航空系统的不断发展,我们可以看到微电子技术在航空发展过程之中起到相当大的推动作用,促进航空系统向智能化、科学化、模块化方向发展,而且往往这个时候航空系统的发展也呈现出了综合性这一具体特性,微电子技术在航空系统中的发展不仅仅是航空水平的具体体现,同时也是国家科技水平及相应的国防实力的重要体现,微电子技术不仅仅是理论性的技术工种,当微电子技术应用于航空系统发展过程中时,也在证明我国微电子技术的基本专业知识理论能够很好地和实践应用有机结合起来,体现了我国航空系统发展状况。除了在航空系统中,微电子技术往往也会体现在航空微电子技术产品上,但无论是系统上还是产品上,微电子技术在航空系统发展过程中仍扮演了重要的推动角色。 3如何更好地将微电子技术应用于航空系统之中 3.1将微电子技术的专业理论知识与航空系统应用进行有机结合 我们可以看到目前航空系统的应用已经偏向于综合化、具体化、模块化方向发展了,所以电子技术基础知识应该在明确目前航空系统的基本发展现状之上,与实际航空系统应用进行有机结合,保障航空系统能够使用图像及语音信号实时传送功能,提高航空系统发展中的经济性与技术性,无论是在控制系统还是传感器及显示系统中,都促进了航空系统的灵活性和可靠性特性的发展,解决综合系统中所存在的相应问题,提升客观的显示技术及控制技术,从而推动微电子技术在航空系统中的深化与进步。 3.2提升相关人员的微电子技术水平,引进高质量的人才 无论是航空系统方面还是微电子技术方面其发展都需要高质量、高水平的人才进行相应的实验与应用,所以我们必须提高整体队伍的综合素质,以促进微电子技术在航空系统中的发展与应用。传统的固体物理基础课程、半导体器件与微电子综合课程设计等基本知识理论课程并不能满足微电子技术发展的具体要求,为了培训相应的航空方面的微电子技术人才,我们必须要革新课程,提高课程难度,在一定程度上加入相应的航空理论知识,增加实践课程的相应比例,促进相关专业人员能够将微电子与航空系统的理论知识与现实实际发展情况的有机结合,也可以加强对于VLSI设计、SOC设计方法学嵌入式微处理器体系结构的学习等,但无论是哪种专业知识,都需要相关人员对于相应的微电子技术水平及航空系统的相应技术进行学习与创新,只有这样微电子技术才能在航空系统的发展过程之中得到更好的应用。 3.3对航空系统中的微电子技术设备进行相应的保护 在微电子技术的应用过程中我们也不应该忽视对于微电子技术载体即微电子技术设备的相应保护,一般这些设备会出现静电损害及电磁干扰等常见损害问题,在一定程度上阻碍了航空系统的正常运作,我们必须对微电子技术设备进行相应的保护,从而促进微电子技术可以正常应用于航空系统之中。我们可以利用带有防静电的相应装置,以及防尘罩、导电袋等多种防护准备,保证微电子技术设备不被静电损坏,除此之外还可以考虑降低航空系统各部分的摩擦状况,处理好相应的飞机操作面,安装静电故电器等多种方式降低电磁对于微电子技术设备的干扰,同时对微电子技术设备进行相应的保护。 3.4对航空系统中所使用的集成电路及电子元件进行创新 航空系统中微电子技术应用往往体现在集成电路与元器件的使用过程中,在这个航空系统运行当中,无论是对于信息进行存储或是处理,都需要使用相应的通用高端芯片以及集成电路等,但是目前国内的芯片及核心元器件都主要依赖于进口,国产的集成电路及电子元件不能够满足目前微电子技术在航空系统中的发展需求,面对这一问题,我们必须要注重在航空系统中对于相关技术及电子元件的创新,从而促进微电子技术的提高与航空系统的进步。 4结语 在微电子应用于航空系统中的这一个方面,我们还有好长的路要走,不仅仅需要从理论上获得突破与提高,同时也要在微电子技术及航空系统的实践应用上进行有机融合,明确微电子技术在航空系统中发展的重要内涵,从而通过人才引进、元件升级、设备保护等多种方式促进微电子技术在航空系统发展中的具体应用。 作者:顾晓清 单位:上海电子信息职业技术学院 微电子论文:机械系统微电子论文 1微电子机械系统的概述 1.1微电子机械系统的概念 微电子机械系统主要结构有微型传感器、制动器以及处理电路。其是一种微电子电路与微机械制动器结合的尺寸微型的装置,其在电路信息的指示下可以进行机械操作,并且还能够通过装置中的传感器来获取外部的数据信息,将其进行转化处理放大,进而通过制动器来实现各种机械操作。而微电子机械系统技术是以微电子机械系统的理论、材料、工艺为研究对象的技术。微电子系统并不只是单纯的将传统的机电产品微型化,其制作材料、工艺、原理、应用等各个方面都突破了传统的技术限制,达到了一个微电子、微机械技术结合的全新高度。微电子机械系统是一种全新的高新科学技术,其在航天、军事、生物、医疗等领域都有着重要的作用。 1.2微电子机械系统技术的特点 1.2.1尺寸微型化 传统机械加工技术的最小单位一般是cm,而微电子机械系统技术下的机械加工往往最小单位已经涉及到了微米甚至纳米。这以尺寸的巨大变化使得微电子机械系统技术下的原件具有微型化的特点,其携带方便,应用领域更加广阔。 1.2.2集成化 微电子机械系统技术下的原件实现了微型化为器件集成化提供了有力的基础。微型化的器件在集成上具有无可比拟的优势,其能够随意组合排列,组成更加复杂的系统。 1.2.3硅基材料 微电子机械系统技术下的器件都是使用硅为基加工原料。地面表面有接近30%的硅,经济优势十分明显。硅的使用成本低廉这就使得微电子机械系统技术的下的器件成本大大缩减。硅的密度、强度等于铁相近,密度与铝相近,热传导率与钨相近。 1.2.4综合学科英语 微电子机械系统技术几乎涉及到所有学科,电子、物理、化学、医学、农业等多个学科的顶尖科技成果都是微电子机械系统技术的基础。众多学科的最新成果组合成了全新的系统和器件,创造了一个全新的技术领域。 2微电子机械系统的技术类别 2.1体微机械加工技术 体微机械加工技术主要将单晶硅基片加工为微机械机构的工艺,其最大的优势就是可以制作出尺寸较大的器件,最大的弊端是难以制造出精细化的灵敏系统。并且使用体微加工工艺难以优化器件的平面化布局,制作出来的器件难以与微电子线路直接兼容。体微机械加工工艺一般在压力传感器和加速度传感器的制造中普遍应用。 2.2表面微机械加工技术 表面微机械加工技术就是通过集成电路中的平面化技术来实现微机械装置的制造。其主要优势表现在充分利用了已有的IC工艺,能够灵活掌握机械器件的尺寸,因此表面为微机械加工技术与IC之间是兼容的。表面微机械加工技术与集成电路的良好兼容性使得其在应用领域实现了快速普及。 2.3复合微机械加工技术 复合微机械加工技术就是体微机械技工技术与表面微机械加工技术的结合,其结合了两者的优点,但又同时避免了相应缺点。 3微电子机械技术的应用 3.1环境科学领域 微电子机械系统技术下的微型设备可以在环境监测和数据处理分析上发挥巨大的作用。由化学传感器、生物传感器以及数据处理系统所集合的测量与处理设备。该微型装置可以用来监测空气和液体的成分,其独特优势在于尺寸微小,便于携带。 3.2军事领域 纳米器件所构成的装置先要对半导体器件运行速度高,携带方便,信息输出和处理快捷,在军事领域其能够用来制作各种微型设备,例如“蚊子导弹”、“麻雀卫星”等。 3.3医疗领域 在临床化验分析、介入治疗领域其也能够实现巨大的价值。近几年获得发展的介入治疗技术与传统治疗技术相比临床治疗效果优越,能够有效缓解患者痛苦。但是当前介入治疗仪器价格高,体积巨大,准确性难以保证,尤其是在治疗重要器官时风险较大。微电子机械系统技术的微型与智能特性可以显著降低介入治疗的风险。 4结束语 微电子机械系统技术将机电系统的实用性、智能化和多样化发展到了一个全新的高度。当今微电子机械系统技术已经对农业、环境、医疗、军事等领域产生了重大的影响,也影响着人们的生产和生活方式,相信在不久的以后微电子机械系统技术将会成为我国社会经济发展不可或缺的重要部分,为我国经济发展起到巨大的推动作用。 作者:王志宏单位:中国科学院长春精密机械与物理研究所 微电子论文:校企合作下的微电子论文 1校企合作的可能性及重要意义 1.1无锡是我国微电子产业的南方基地,需要大量的微电子专业人才 无锡是中国微电子产业的摇篮,是我国第一块集成电路的诞生地,微电子产业有着优良的传统和深厚的产业基础。近年来,无锡政府出台了一系列优惠政策(比如530计划),大力吸引微电子高端人才,创办了一批有竞争力的集成电路设计公司。2013年无锡市政府又出台了《无锡市微电子产业规划(2013—2020)》,为无锡市微电子产业的进一步发展提供了强有力的支持和保障。经过30多年的发展,无锡微电子产业形成了产业结构比较完整,产业规模庞大,管理比较完善的良好局面。2013年无锡市微电子产业合计完成营业收入652.12亿元,规模列全国第二[7]。SK海力士和华润微电子分别以第二名和第四名入围2013年度中国半导体十大制造企业。江苏新潮科技集团、海太半导体(无锡)有限公司和英飞凌科技(无锡)有限公司分别以第一名、第七名和第九名入围2013年度中国半导体十大封装测试企业[8]。虽然无锡市微电子产业的发展取得了很大的成绩,但也存在一些问题,比如:微电子产业的优秀专业人才比较匮乏,已经成为制约微电子产业发展的瓶颈之一。而高校是优秀人才的聚集地,江南大学微电子专业可以发挥人才优势,为无锡的微电子产业培养大量的优秀人才。 1.2江南大学注重校企合作 无锡日报2013年9月21日发表题为“江南大学发挥高校优势,开展校企合作,服务地方经济———做无锡的创新引擎和发展智库”的文章,文章指出:“江南大学提出要以项目为平台,广泛开展校企合作,为地方科技创新和经济转型添砖加瓦,这是江南大学推进与区域、产业协同创新的方式和途径。”江南大学作为无锡唯一的一所211重点建设的高校,非常注重与企业的合作,积极参与国家、无锡地区的科技创新,推进科技成果产业化,为本地区的经济服务。比如:与无锡市政府合作建立的江南大学国家大学科技园,已成为高科技研究项目的重要孵化基地;江南大学的科研经费每年以30%的速度在增加,其中60%~70%的科研总经费来自于与企业的合作。总之,江南大学一直探索的校企合作模式取得了显著的成效。这也为我校微电子专业寻求校企合作提供了机遇和挑战。 1.3微电子专业自身建设的特点 微电子产业是近几十年来全球发展最迅猛的产业之一。目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业。集成电路自诞生以来一直遵循摩尔定律的发展规律,即集成度和产品性能每18个月增加一倍。各种半导体新材料和新器件层出不穷。微电子专业又是一个实践性很强的专业。因此,学生在学习过程中不仅要学好专业基础知识,还有必要进行专业的实验技能培训和不断接受新知识、新技术,才能跟得上微电子技术发展的潮流。这就要求学生不仅要进行专业的实验培训,还有必要阅读一些最新的参考文献,参加一些前沿科学的研究,甚至参与企业的技术研发。但是,微电子专业实验室建设的投入非常昂贵,一个小型的微电子工艺实验室的建设要几百万到几千万人民币,这还不包括每年实验室的维护费用。对于一般高校来说,这是很难承受的。其实,对于国内微电子专业实验室建设的比较好的高校,其实验室也主要面向研究生开放。所以,为了更好地提升本科生的教育教学质量,必须寻求校企合作。而微电子作为无锡最主要的优势产业,也给我校微电子专业提供了加强校企合作的机会。因此,无论是从学校周边地区微电子产业发展的状况,以及学校的政策,还是从本专业自身建设的特点来看,校企合作是提升微电子专业本科生教育质量的主要途径之一。因此,积极探索提高我校微电子专业本科生的培养质量的校企合作模式,具有非常重要的意义。 2校企合作联合培养的教学模式 校企合作的目的是共同发展,实现双赢。学校为企业提供智力和技术支持,为企业解决具体的技术难题。企业参与学校教学科研环节,提高教育教学质量,培养优秀的创新型人才。为了更好地实现校企合作,我们从三个方面进行了有益的探索。 2.1学研结合 我们可以采取多种方式的校企合作,实现微电子专业本科生培养过程中的理论学习和研究相结合。例如:实施以项目为导向的校企合作模式,鼓励老师承担企业和研究所的横向课题,让大三和大四的一些优秀学生参与项目的研发,这样既发挥了学校的智力优势,为企业解决了技术难题,也使得学生积累了宝贵的实践经验,提高了教学质量,实现了共赢。也可以让学生在学习过程中,参观一些重点企业、研究所的生产车间和设计实验室;并且,让学生在参与的过程中,积极地与企业、研究所的一线工作人员进行交流,让学生切实感受一下微电子工艺和设计的实践过程。学校也积极为大四的学生联系周边的微电子企业和研究所,鼓励学生去这些企业实习,让学生积极参与企业的研发和生产,既为企业提供了优秀的人才,又培养了学生的实践与创新能力。 2.2在职人员互聘 我校微电子专业80%以上的教师具有博士学位,而且,有许多教师具有海外留学的背景。目前的状况是老师有很扎实的基础知识,并且对微电子学科的前沿比较了解。但是,对企业的需求和微电子产业的市场需求不是很了解,导致研究与市场需求脱节。还有一些教师,在多年的研究过程中,获取了一些核心技术,但苦于没有资金的投入,没法把一些研究成果产业化。而我国的一些微电子企业研发能力相对不强,没有自己的核心技术,在市场上的竞争力不强。因此,有必要加强学校和企业的联系,通过校企合作,鼓励教师积极承担企业和研究所的课题,发挥自己的专业特长,为企业技术攻关。或者,鼓励教师到企业中挂职,真正深入的生产的第一线,与企业的研发人员合作,研发新产品,增强企业竞争力。同时也鼓励企业和研究所的工程师和专家来学校做兼职教授,讲授一些微电子专业的核心课程和实践课程,甚至也可以请这些有实际生产和研发经验的专家参与编写本科生的教材。由于这些工程师和专家均来自生产的第一线,他们有更丰富的生产和研发经验,对微电子产业的市场寻求更了解,对提升微电子专业本科生的实践和创新能力非常重要。 2.3共享实验室 微电子实验室的建设需要一笔很大的费用,但凭高校自身的力量是无法完成的,需要微电子企业的大力支持和帮助。当然,高校可以为企业培养大量的优秀人才和提供智力支持。企业可以有偿开放一些实验设备和设计软件让学生用于科学研究、实践操作甚至参与企业的研发;这样既有助于企业能提前了解这些学生的实践和创新能力,从而能留住一部分优秀人才;也有助于提升学生的实践能力和更好地了解企业文化,从而使学生也愿意留在企业工作。而高校的微电子实验室,也可以面向企业开放,从而共享实验室。总之,通过共享实验室,提高了实验室的利用效率,高校和企业实现了共赢。 3结论 本文分析了我校微电子专业实现校企合作的可能性和重要意义。并在此基础上提出了在三个方面进行校企合作的探索—“学研结合”、“在职人员互聘”、“共建实验室”。这三种教学模式在一定程度上解决了我校微电子专业的学生在学习、实践和研究中普遍存在的问题。因此,只有加强校企合作,才能提供更好的教学条件和资源,有效提高学生的理论知识水平和实践创新能力,培养更多的优秀微电子专业创新型人才。 作者:王福学虞致国肖少庆闫大为单位:江南大学电子工程系 微电子论文:微电子控制机电设备论文 1微电子控制机电设备系统的组成和原理 在设计系统时,首先应确定变频器的输出频率。因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果,应根据水泵流量。扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。系统中用水量的大小由压力变送器反映到PLC,再由PLC进行分配给循环泵,随时调节循环泵的频率,实现能源合理分配。在此套系统里面,主要的被控变量是管路循环水的压力,管路循环水的压力随着使用点的多少而变化,再由压力变送器反馈到PLC进行调节。 2可编程序控制器((PLC)的优势 可编程序控制器是微电子控制机电设备系统的重要组成部分,英语缩写为PLC。可编程序控制器有很多的功能,比如计数控制、数据处理等。可编程序控制器得到广泛的运用,不仅是因为它有很多的功能,更是因为它有很多的优势。接了下来笔者就简单地概述一下可编程控制器的主要优势: 第一,可编程序控制器所占的空间小,节能,能够随意的进行组合。所占的空间小,这样就能够节约厂房的空间资源,可以存放更多的机器设备;节能就是变相的节约成本,减少对整个微电子控制机电设备系统的整体支出;能够灵活的进行组合,这样既方便存放和管理,又提高了工作的效率。 第二,可连接工业现场信号。利用可编程控制器的这一优势,可以随时掌握工业现场的情况,出现问题,及时地解决,避免了很多不必要的损失。 第三,控制程序灵活多变。这一优势可以减少很多的麻烦,在设备产品进行更新换代时,不用对可编程控制器的硬件进行改变,只要改变控制程序即可,程序的改变并不会影响其性能的发挥。这样就省略了很多的环节,减少了麻烦,对可编程控制器的损害也小。 第四,编程易于掌握。因为可编程控制器的编程容易掌握,所以在具体操作时就非常容易,方便对其进行安装和维修。这是因为可编程控制器自身带有编程器,操作人员只要懂得梯形语言即可,再加之,可编程控制器有自我诊断的功能,发生故障时,可以非常迅速的查出原因,所以维修时特别方便。 第五,安全性能好。可编程控制器的安全性能特别好,不容易发生故障,有些控制器甚至5年以上都能保持安全的运行,再加之,可编程控制器有很好的环境适应能力,对厂房并没有特别的要求。所以很多企业都在现场使用可编程控制器。 3变频调速器的优势 变频调速器是微电子控制机电设备另一组成部分,它的优势主要有以下几点: 3.1性能优越。 随着科技水平的提高,变频器的性能有了很大的提高,不再使用以前传统的正弦波控制技术,而是采用先进的电压空间矢量控制,最大的优势就是能够对输出电压进行自动的调整,非常适合我国现行的电网情况,这样就提高了运行的安全性能。 3.2在功能上采用键量、键量电位器、外部端子、多功能端子等操作方式。 多种模拟信号输人方式如电流、电压、最大值、和、差等组合输人频率水平检侧、频率等效范围检测,S曲线加减速、转速追踪等增强功能,摆频运行、多段速度、程序运行等模式。 3.3在可靠性上它的结构独特,全系列主元件采用SIEMENS产品。 完善的保护功能,即使短路、过流或过压等均不会引起本机故障,先进的表面贴装技术(SM''''T)。低温升、长寿命。PCB精良。绝缘耐压性能优越;严格的生产过程质量管理。键量布局合理、美观耐用、设定简洁、操作方便。 4电路的调试 电路调试的方法主要有两种,一种是整个电路安装完之后,再进行调试,另一种就是边安装边调试。在对电路进行调试时,首先要做的工作就是确定调试方法。我们现在一般采用的方法就是第二种。它是把复杂的电路按原理框图上的功能划分成单元进行安装和调试。在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围,然后完成整机调试。那么用第二种方法具体应该如何调试呢?接下来笔者就详细地说说。 第一,看。看的目的就是要全面的了解一下电路的整体情况,看看电路面板的线是否准确无误的连上,有没有看似接上实际没有接上的线,或者容易短路的线,有时还会出现两条或多条线出现混淆的现象。这是看需要完成的工作。 第二,查。在看完之后,就要进行检查。查主要运用的工具是万用表。需要注意的是,一定要用万用表的电阻最小量程档,主要检查电路面板,看看开路的地方和闭路的地方是否都进行了正确的开路和闭路,地线有没有漏接的,电源连线的连接是否都可靠安全,还要测量一下电源到底有没有短路的情况。值得注意的是,在整个电路安装完成之后,千万不能通电,首先要依据电路原理仔细地查看电路连线有没有准备无误的连接上,有没有搭错的线,有没有少连接的线或者多连接的线,尤其要注意查看有没有短路的情况。在进行测量时,最好直接测量元器件的连接点,这样就可以在查看上述情况的同时查看接触点是否有不良的地方。 第三,电路调试的过程最为关键的是硬件电路的调试。在调试的过程中,一定注意细小的环节,严格按照电路功能原理,对各个单元电路进行详细的调试,然后再进行整体的调试,最后准确无误地完成整个电路的整体调试。 5结论 由上文可知,微电子控制机电设备主要包括可编程序控制器、变频调速器等组成,在工业中起到了很大的作用,因为各自都有不同的优势和功能,所以在工业中得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展,微电子控制机电设备会得到更大的改进,在工业中会发挥更大的作用。本文是根据笔者多年的工作经验总结出来的,希望能够为相关部门和人士提供有益的参考和借鉴,也希望能够为我国的微电子控制机电设备在工业中的发展贡献出自己的一份力量。 作者:吴笑天单位:辽宁省公路勘测设计公司 微电子论文:新领域发展下的微电子论文 1.微电子技术概述 1.1认识微电子 微电子技术的发展水平已经成为衡量一个国家科技进步和综合国力的重要标志之一。因此,学习微电子,认识微电子,使用微电子,发展微电子,是信息社会发展过程中,当代大学生所渴求的一个重要课程。生活在当代的人们,没有不使用微电子技术产品的,如人们每天随身携带的手机;工作中使用的笔记本电脑,乘坐公交、地铁的IC卡,孩子玩的智能电子玩具,在电视上欣赏从卫星上发来的电视节目等等,这些产品与设备中都有基本的微电子电路。微电子的本领很大,但你要看到它如何工作却相当难,例如有一个像我们头脑中起记忆作用的小硅片—它的名字叫存储器,是电脑的记忆部分,上面有许许多多小单元,它与神经细胞类似,这种小单元工作一次所消耗的能源只有神经元的六十分之一,再例如你手中的电话,将你的话音从空中发射出去并将对方说的话送回来告诉你,就是靠一种叫“射频微电子电路”或叫“微波单片集成电路”进行工作的。它们会将你要表达的信息发送给对方,甚至是通过通信卫星发送到地球上的任何地方。其传递的速度达到300000KM/S,即以光速进行传送,可实现双方及时通信。“微电子”不是“微型的电子”,其完整的名字应该是“微型电子电路”,微电子技术则是微型电子电路技术。微电子技术对我们社会发展起着重要作用,是使我们的社会高速信息化,并将迅速地把人类带入高度社会化的社会。“信息经济”和“信息社会”是伴随着微电子技术发展所必然产生的。 1.2微电子技术的基础材料——取之不尽的硅 位于元素周期表第14位的硅是微电子技术的基础材料,硅的优点是工作温度高,可达200摄氏度;二是能在高温下氧化生成二氧化硅薄膜,这种氧化硅薄膜可以用作为杂质扩散的掩护膜,从而能使扩散、光刻等工艺结合起来制成各种结构的电路,而氧化硅层又是一种很好的绝缘体,在集成电路制造中它可以作为电路互联的载体。此外,氧化硅膜还是一种很好的保护膜,它能防止器件工作时受周围环境影响而导致性能退化。第三个优点是受主和施主杂质有几乎相同的扩散系数。这就为硅器件和电路工艺的制作提供了更大的自由度。硅材料的这些优越性能促成了平面工艺的发展,简化了工艺程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大规模集成电路得到了迅猛的发展。 1.3集成电路的发展过程 20世纪晶体管的发明是整个微电子发展史上一个划时代的突破。从而使得电子学家们开始考虑晶体管的组合与集成问题,制成了固体电路块—集成电路。从此,集成电路迅速从小规模发展到大规模和超大规模集成电路,集成电路的分类方法很多,按领域可分为:通用集成电路和专用集成电路;按电路功能可分为:数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路;按器件结构可分为:MOS集成电路、双极型集成电路和BiIMOS集成电路;按集成电路集成度可分为:小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI、大规模集成电路LSI、超导规模集成电路VLSI、特大规模集成电路ULSI和巨大规模集成电路CSI。随着微电子技术的发展,出现了集成电路(IC),集成电路是微电子学的研究对象,其正在向着高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向发展。 1.4走进人们生活的微电子 IC卡,是现代微电子技术的结晶,是硬件与软件技术的高度结合。存储IC卡也称记忆IC卡,它包括有存储器等微电路芯片而具有数据记忆存储功能。在智能IC卡中必须包括微处理器,它实际上具有微电脑功能,不但具有暂时或永久存储、读取、处理数据的能力,而且还具备其他逻辑处理能力,还具有一定的对外界环境响应、识别和判断处理能力。IC卡在人们工作生活中无处不在,广泛应用于金融、商贸、保健、安全、通信及管理等多种方面,例如:移动电话卡,付费电视卡,公交卡,地铁卡,电子钱包,识别卡,健康卡,门禁控制卡以及购物卡等等。IC卡几乎可以替代所有类型的支付工具。随着IC技术的成熟,IC卡的芯片已由最初的存储卡发展到逻辑加密卡装有微控制器的各种智能卡。它们的存储量也愈来愈大,运算功能越来越强,保密性也愈来愈高。在一张卡上赋予身份识别,资料(如电话号码、主要数据、密码等)存储,现金支付等功能已非难事,“手持一卡走遍天下”将会成为现实。 2.微电子技术发展的新领域 微电子技术是电子科学与技术的二级学科。电子信息科学与技术是当代最活跃,渗透力最强的高新技术。由于集成电路对各个产业的强烈渗透,使得微电子出现了一些新领域。 2.1微机电系统 MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微机电系统主要由微传感器、微执行器、信号处理电路和控制电路、通信接口和电源等部件组成,主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分,它融合多种微细加工技术,并将微电子技术和精密机械加工技术、微电子与机械融为一体的系统。是在现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。当前,常用的制作MEMS器件的技术主要由三种:一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段,即利用大机械制造小机械,再利用小机械制造微机械的方法,可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置,如微型机器人,微型手术台等。第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基MEMS器件,它与传统IC工艺兼容,可以实现微机械和微电子的系统集成,而且适合于批量生产,已成为目前MEMS的主流技术,第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻,电铸如塑造)技术,它是利用X射线光刻技术,通过电铸成型和塑造形成深层微结构的方法,人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。MEMS的应用领域十分广泛,在信息技术,航空航天,科学仪器和医疗方面将起到分别采用机械和电子技术所不能实现的作用。 2.2生物芯片 生物芯片(Biochip)将微电子技术与生物科学相结合的产物,它以生物科学基础,利用生物体、生物组织或细胞功能,在固体芯片表面构建微分析单元,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞及其他生物组分的正确、快速的检测。目前已有DNA基因检测芯片问世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余种DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维,不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基本片段。采用施加电场等措施可使一些特殊物质反映出某些基因的特性从而达到检测基因的目的。以DNA芯片为代表的生物工程芯片将微电子与生物技术紧密结合,采用微电子加工技术,在指甲大小的硅片上制作包含多达20万种DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化,对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。生物工程芯片是21世纪微电子领域的一个热点并且具有广阔的应用前景。 2.3纳米电子技术 在半导体领域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代电子器件,如:高电子迁移晶体管(HEMT),异质结双极晶体管(HBT),低阈值电流量子激光器等。在半导体超薄层中,主要的量子效应有尺寸效应、隧道效应和干涉效应。这三种效应,已在研制新器件时得到不同程度的应用。(1)在FET中,采用异质结构,利用电子的量子限定效应,可使施主杂质与电子空间分离,从而消除了杂质散射,获得高电子迁移率,这种晶体管,在低场下有高跨度,工作频率,进入毫米波,有极好的噪声特性。(2)利用谐振隧道效应制成谐振隧道二极管和晶体管。用于逻辑集成电路,不仅可以减小所需晶体管数目,还有利于实现低功耗和高速化。(3)制成新型光探测器。在量子阱内,电子可形成多个能级,利用能级间跃迁,可制成红外线探测器。利用量子线、量子点结构作激光器的有源区,比量子阱激光器更加优越。在量子遂道中,当电子通过隧道结时,隧道势垒两侧的电位差发生变化,如果势垒的静电能量的变化比热能还大,那么就能对下一个电子隧道结起阻碍作用。基于这一原理,可制作放大器件,振荡器件或存储器件。量子微结构大体分为微细加工和晶体生长两大类。 3.微电子技术的主要研究方向 目前微电子技术正朝着三个方向发展。第一,继续增大晶圆尺寸并缩小特征尺寸。第二,集成电路向系统芯片(systemonchip,SOC)方向发展。第三,微电子技术与其他领域相结合将产生新产业和新学科,如微机电系统和生物芯片。随着微电子学与其他学科的交叉日趋深入,相关的新现象,新材料,新器件的探索日益增加,光子集成如光电子集成技术也不断发展,这些研究的不断深入,彼此间的交叉融合,将是未来的研究方向。 作者:金撼尘工作单位:哈尔滨工业大学 微电子论文:煤化工微电子论文 1微电子技术简介 微电子技术,它是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术,特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快,微电子技术对信息化时代具有巨大影响。其之所以称为核心虚拟网络技术,主要是因为整个计算机网络的任意2个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台,如internet,ATM(异步传输模式),FrameRelay(帧中继)等之上的逻辑网络,用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。核心技术主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。在虚拟专用网络设计之前,要严格划分煤炭矿区资源线路数据,并实施图层管理,再通过矢栅划分的方式进行数据储存,这是因为存储空间数据的格式在系统端口缓存中有着至关重要的作用。计算机核心技术中的虚拟专用网络属于远程访问技术。在虚拟专用网络系统中,用户端设计通常由11个功能模块组成,这11个功能模块中都可以2次划分为多个子功能,而且各个系统功能、子功能之间又进行再扩充,依据用户的不同需求实施调整维护。并根据其不同功能进行不同设计。服务器端拥有通过查询数据库,进而实现对煤炭运输计划信息化的作用,可以为虚拟专用网络模型提供很多实用服务。服务器的ArcMS与空间数据库建立连接要通过ArcSDE,它可提供大量专业GIS服务。在核心网络模型组成部分中服务器端缓存模块是相当重要的,服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。2部分组件分工合作,缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果,在缓存中处理请求数据然后向客户端发送,或者利用数据库中已存数据,而索引管理组件先索引分析客户端请求,制作出瓦片空间待处理数据列表。 2微电子技术在煤矿化工产业上的应用准备 2.1规范制度,端正思想 人们知道,一个良好的组织机构,除具备较好的运行机制和管理制度之外,还应该具有健全的岗位制度而且能够将之贯彻执行。因此,微电子技术在煤矿机械的应用过程中,很需要一个合适的技术管理结构,以便于明确各个技术人员的职权问题,保证个人任务到位,避免权力交叉和责任推诿的现象发生,这些问题都可以通过建立健全的岗位责任制度得以解决。此外,工作人员不但要对微电子技术知识有一定的了解,尽可能全面地掌握综合煤矿机械管理的内容与方法,还要对煤矿生产安全制度和相关法规有着全面的认识,思想上时刻保持着“安全第一”的意识,保证将微电子技术安全意识渗透到工作的每一个层面,最终提升机械作业人员的工作责任心与使命感。 2.2加强微电子技术产品的设备管理 加强设备巡视管理是建筑工程监控的重点,预防设备异常的发生是机械运行管理的主要内容。为了保障煤矿机械施工的安全性与使用性,应该建立完善的设备定检制度,机电一体化产品设备需要进行定期的检测,对于一些使用频率高的机械设备,更是要依据规定检测并建立相应的维护记录以随时了解其运转状态,保证其正常的运行和及时的维护。 2.3提高微电子技术机械监控的技术管理 由于煤矿化工产业存在很大程度上的特殊性,而作为贯彻于机械监控整个流程的重要要素,技术管理在其中的作用不容小觑。因此,加强机械设备的绝缘监督工作,利用声波检测、光谱分析等监督手段,及时地发现并排除故障无疑势在必行。微电子技术工作一旦脱离了技术的支持,就难以称作是有效的监控工作。当煤矿化工产业发生异常情况时,及时采取跟踪测温,利用图谱库进行分析对比,并提出检测修改的建议,以此来加强设备的有效运行。 3基于微电子技术的煤矿化工产业监控系统 3.1智能监控模式的自动化控制和管理 由上述内容可知,在统一模式下的信息系统中,微电子技术对煤矿井下监控子系统的控制管理内容,可以通过4个步骤来得以实现,即自动检查、自动寻的、自动求解和自动执行。其具体自动控制管理框架,可用图1所示来进行加以描述。这当中的“被控制管理的电网子系统”既能够是一个系统层子系统,也可以是电网元件或厂/站层子系统。对于一个系统层子系统而言,其功能就是通过利用各级调度控制中心的管理权限,对智能网络在煤矿井下电网监控系统的安全性、合理性、经济性进行尽可能全面的分析,并对系统的所有目的状态实施检查和监视,实现对智能监控子系统所有状态的智能化监控。图1中的监控子系统表明,如果被监测的煤矿井下状态与目标限定数值不一致,那么智能监控系统就会自动启动相关的任务处理,对限定以外的突发时间进行控制并做状态输出,同时作用在该子系统所包含的元件上,进而对该子系统的输出状态实施调控,最终将它调回正常运行状态。 3.2监测技术的应用 作为煤矿安全生产监控工作的关键性内容,信息的获得无疑至关重要,而获得信息的主要手段就是监测技术。一般而言,通过煤矿安全生产现有的客观资料,人们可以初步确定远程监控的初始方案,进而在煤矿工程运营过程中根据监测数值、经验方法等内容,开展反馈分析等工作,修正初步方案与施工网络计划,以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此,监控工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿工程质量中的一些不安全因素,监测技术在远程监控中的应用能够很好地解决此类问题,它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态,利用监控数据对流量方案进行整改,并指导开采质量作业;还可以预见事故风险,采取一系列的事前措施,给建筑的安全管理提供信息,将事故突发率降至最低,保证了煤矿安全生产的稳定性。此外,太阳能是一种取之不尽、用之不竭的环保能源。通过太阳能光伏技术,可以很好地将太阳能转换为电能,并广泛应用在远程视频监控系统当中,太阳能供电部分监控结合了煤矿开采的相关特点,对煤矿地点的自然环境等因素进行分析,确定了系统设计相关参数,优化了供电系统的相关参数,对煤矿领域的网络视频监控起到了一定的作用。 3.3视频流管理服务端口设计 视频流管理服务器是IP视频监控系统的精神内容,具体视频采集预览实现过程如图2所示。服务器端拥有通过查询数据库,进而实现对煤炭安全生产信息化的作用,可以为远程计算机提供很多实用服务。视频流管理服务器与空间数据库建立连接,可提供大量查询服务,例如属性查询服务、矢量和栅格地图服务等。在网络视频监控系统组成部分中视频流管理缓存服务器模块是相当重要的,服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。2部分组件分工合作,缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果,在缓存中处理请求数据然后向客户端发送,或者利用数据库中已存数据,而索引管理组件先索引分析客户端请求,制作出瓦片空间待处理数据列表。若能发展好缓存数据的利用,数据库交互即可免去,同时数据的响应速度也会大大提高。总的来说,视频流管理服务端为煤矿的安全生产提供了有效的图像监视选择和视频存储的功能,可以彻底实现用户权限管理、自动报警与生产安全建议。应该说明的是,视频流管理服务端口设计的研制尚在初步阶段,要想为煤矿系统数据提供一个良好的信息传输平台,尚还任重道远。 4结语 通过将微电子技术监测系统应用到煤矿化工产业中来,建立视频监控的远程计算机服务端口,对煤矿监控的各个阶段实施三维可视化的监控,在监控前了解各种节点在实际环境中的相对位置和相互关系,不但可以大幅降低企业管理难度,还能很好地控制企业成本,最终求得安全生产管理的最优化解。为此,人们务须不断探索新型网络视频技术在煤矿安全生产工作中的应用策略,做到事前控制,提前排除,预先处理,未雨而绸缪,防患于未然。全面加强煤矿化工产业微电子监控管理水平,使煤矿的施工作业更加安全稳定地进行,确保实现煤矿微电子监控系统零故障目标,以便更好地为社会主义现代化服务。 作者:张德迪工作单位:淄博职业学院 微电子论文:抗辐射加固微电子论文 1引言 预计在未来10到20年,微电子器件抗辐射加固的重点发展技术是:抗辐射加固新技术和新方法研究;新材料和先进器件结构辐射效应;多器件相互作用模型和模拟研究;理解和研究复杂3-D结构、系统封装的抗辐射加固;开发能够降低测试要求的先进模拟技术;开发应用加固设计的各种技术。本文分析研究了微电子器件抗辐射加固设计技术和工艺制造技术的发展态势。 2辐射效应和损伤机理研究 微电子器件中的数字和模拟集成电路的辐射效应一般分为总剂量效应(TID)、单粒子效应(SEE)和剂量率(DoesRate)效应。总剂量效应源于由γ光子、质子和中子照射所引发的氧化层电荷陷阱或位移破坏,包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移,以及双极晶体管的增益衰减。SEE是由辐射环境中的高能粒子(质子、中子、α粒子和其他重离子)轰击微电子电路的敏感区引发的。在p-n结两端产生电荷的单粒子效应,可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁。SEE中的单粒子翻转(SEU)会导致电路节点的逻辑状态发生翻转。剂量率效应是由甚高速率的γ或X射线,在极短时间内作用于电路,并在整个电路内产生光电流引发的,可导致闭锁、烧毁和轨电压坍塌等破坏[1]。辐射效应和损伤机理研究是抗辐射加固技术的基础,航空航天应用的SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理是研究重点。研究新型器件的辐射效应和损伤机理的重要作用是:1)对新的微电子技术和光电子技术进行分析评价,推动其应用到航空航天等任务中;2)研究辐射环境应用技术的指导方法学;3)研究抗辐射保证问题,以增加系统可靠性,减少成本,简化供应渠道。研究的目的是保证带宽/速度不断提升的微电子和光(如光纤数据链接)电子电路在辐射环境中可靠地工作。图1所示为辐射效应和损伤机理的重点研究对象。研究领域可分为:1)新微电子器件辐射效应和损伤机理;2)先进微电子技术辐射评估;3)航空航天抗辐射保障;4)光电子器件的辐射效应和损伤机理;5)辐射测试、放射量测定及相关问题;6)飞行工程和异常数据分析;7)提供及时的前期工程支持;8)航空辐射效应评估;9)辐射数据维护和传送。 3抗辐射加固设计技术 3.1抗辐射加固系统设计方法 开展抗辐射加固设计需要一个完整的设计和验证体系,包括技术支持开发、建立空间环境模型及环境监视系统、具备系统设计概念和在轨实验的数据库等。图2所示为空间抗辐射加固设计的验证体系。本文讨论的设计技术范围主要是关于系统、结构、电路、器件级的设计技术。可以通过图2所示设计体系进行抗辐射加固设计:1)采用多级别冗余的方法减轻辐射破坏,这些级别分为元件级、板级、系统级和飞行器级。2)采用冗余或加倍结构元件(如三模块冗余)的逻辑电路设计方法,即投票电路根据最少两位的投票确定输出逻辑。3)采用电路设计和版图设计以减轻电离辐射破坏的方法。即采用隔离、补偿或校正、去耦等电路技术,以及掺杂阱和隔离槽芯片布局设计;4)加入误差检测和校正电路,或者自修复和自重构功能;5)器件间距和去耦。这些加固设计器件可以采用专用工艺,也可采用标准工艺制造。 3.2加固模拟/混合信号IP技术 最近的发展趋势表明,为了提高卫星的智能水平和降低成本,推动了模拟和混合信号IP需求不断增加[2]。抗辐射加固模拟IP的数量也不断增加。其混合信号IP也是相似的,在高、低压中均有应用,只是需在不同的代工厂加工。比利时IMEC,ICsense等公司在设计抗辐射加固方案中提供了大量的模拟IP内容。模拟IP包括抗辐射加固的PLL和A/D转换器模块,正逐步向软件控制型混合信号SoCASIC方向发展。该抗辐射加固库基于XFab公司180nm工艺,与台积电180nm设计加固IP库参数相当。TID加固水平可以达到1kGy,并且对单粒子闭锁和漏电流增加都可以进行有效加固。 3.3SiGe加固设计技术 SiGeHBT晶体管在空间应用并作模拟器件时,对总剂量辐射效应具有较为充分和固有的鲁棒性,具备大部分空间应用(如卫星)所要求的总剂量和位移效应的耐受能力[3]。目前,SiGeBiCMOS设计加固的热点主要集中在数字逻辑电路上。SEE/SEU会对SiGeHBT数字逻辑电路造成较大破坏。因此,这方面的抗加设计技术发展较快。对先进SiGeBiCMOS工艺的逻辑电路进行SEE/SEU加固时,在器件级,可采用特殊的C-B-ESiGeHBT器件、反模级联结构器件、适当的版图结构设计等来进行SEE/SEU加固。在电路级,可使用双交替、栅反馈和三模冗余等方法进行加固设计。三模冗余法除了在电路级上应用外,还可作为一种系统级加固方法使用。各种抗辐射设计获得的加固效果各不相同。例如,移相器使用器件级和电路级并用的加固设计方案,经过LET值为75MeV•cm2/mg的重粒子试验和标准位误差试验后,结果显示,该移相器整体抗SEU能力得到有效提高,对SEU具有明显的免疫力。 4抗辐射加固工艺技术 目前,加固专用工艺线仍然是战略级加固的强有力工具,将来会越来越多地与加固设计结合使用。因为抗辐射加固工艺技术具有非常高的专业化属性和高复杂性,因此只有少数几个厂家能够掌握该项技术。例如,单粒子加固的SOI工艺和SOS工艺,总剂量加固的小几何尺寸CMOS工艺,IBM的45nmSOI工艺,Honeywe1l的50nm工艺,以及BAE外延CMOS工艺等。主要的抗辐射加固产品供应商之一Atmel于2006年左右达到0.18μm技术节点,上一期的工艺节点为3μm。Atmel的RTCMOS,RTPCMOS,RHCMOS抗辐射加固专用工艺不需改变设计和版图,只用工艺加固即可制造出满足抗辐射要求的军用集成电路。0.18μm是Atmel当前主要的抗辐射加固工艺,目前正在开发0.15μm技术,下一步将发展90nm和65nm工艺。Atmel采用0.18μm专用工艺制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存储器、加固处理器等,如图3所示。 5重点发展技术态势 5.1美国的抗辐射加固技术 5.1.1加固设计重点技术 美国商务部2009年国防工业评估报告《美国集成电路设计和制造能力》,详细地研究了美国抗辐射加固设计和制造能力[4]。拥有抗辐射加固制造能力的美国厂商同时拥有抗单粒子效应、辐射容错、抗辐射加固和中子加固的设计能力。其中,拥有抗单粒子效应能力的18家、辐射容错14家、辐射加固10家,中子加固9家。IDM公司是抗辐射加固设计的主力军,2006年就已达到从10μm到65nm的15个技术节点的产品设计能力。15家公司具备10μm~1μm的设计能力,22家公司具备1μm~250nm的设计能力,24家公司具备250nm~65nm设计能力,7家公司的技术节点在65nm以下,如图5所示。纯设计公司的抗辐射加固设计能力较弱。美国IDM在设计抗辐射产品时所用的材料包括体硅、SOI,SiGe等Si标准材料,和蓝宝石上硅、SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物、非结晶硅等非标准材料两大类。标准材料中使用体硅的有23家,使用SOI的有13家,使用SiGe的有10家。使用非标准材料的公司数量在明显下降。非标材料中,GaN是热点,有7家公司(4个小规模公司和3个中等规模公司)在开发。SiC则最弱,只有两家中小公司在研发。没有大制造公司从事非标材料的开发。 5.1.2重点工艺和制造能力 美国有51家公司从事辐射容错、辐射加固、中子加固、单粒子瞬态加固IC产品研制。其中抗单粒子效应16家,辐射容错15家,抗辐射加固12家,中子加固8家。制造公司加固IC工艺节点从10μm到32nm。使用的材料有标准Si材料和非标准两大类。前一类有体硅、SOI和SiGe,非标准材料则包括蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅(amorphous)。晶圆的尺寸有50,100,150,200,300mm这几类。抗辐射加固产品制造可分为专用集成电路(ASIC)、栅阵列、存储器和其他产品。ASIC制造能力最为强大,定制ASIC的厂商达到21家,标准ASIC达到13家,结构化ASIC有12家。栅阵列有:现场可编程阵列(FPGA)、掩膜现场可编程阵列(MPGA)、一次性现场可编程阵列(EPGA),共19家。RF/模拟/混合信号IC制造商达到18家,制造处理器/协处理器有11家。5.1.3RF和混合信号SiGeBiCMOS据美国航空航天局(NASA),SiGe技术发展的下一目标是深空极端环境应用的技术和产品,例如月球表面应用。这主要包括抗多种辐射和辐射免疫能力。例如,器件在+120℃~-180℃温度范围内正常工作的能力。具有更多的SiGe模拟/混合信号产品,微波/毫米波混合信号集成电路。系统能够取消各种屏蔽和专用电缆,以减小重量和体积。德国IHP公司为空间应用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工艺SGB25RH[5],其工作频率达到20GHz。包括专用抗辐射加固库辐射试验、ASIC开发和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工艺可达到250GHz/300GHz的ft/fmax。采用该技术,可实现SiGeBiCMOS抗辐射加固库。 5.2混合信号的抗辐射加固设计技术 如果半导体发展趋势不发生变化,则当IC特征尺寸向90nm及更小尺寸发展时,混合信号加固设计技术的重要性就会增加[6]。设计加固可以使用商用工艺,与特征尺寸落后于商用工艺的专用工艺相比,能够在更小的芯片面积上提高IC速度和优化IC性能。此外,设计加固能够帮助设计者扩大减小单粒子效应的可选技术范围。在20~30年长的时期内,加固设计方法学的未来并不十分清晰。最终数字元件将缩小到分子或原子的尺度。单个的质子、中子或粒子碰撞导致的后果可能不是退化,而是整个晶体管或子电路毁坏。除了引入新的屏蔽和/或封装技术,一些复杂数字电路还需要具备一些动态的自修复和自重构功能。此外,提高产量和防止工作失效的力量或许会推动商用制造商在解决这些问题方面起到引领的作用。当前,没有迹象表明模拟和RF电路会最终使用与数字电路相同的元件和工艺。因此,加固混合信号电路设计者需要在模拟和数字两个完全不同的方向开展工作,即需要同时使用两种基本不同的IC技术,并应用两种基本不同的加固设计方法。 6结束语 微电子器件抗辐射加固是军用微电子技术争夺的焦点之一。对微电子、光电子器件辐射效应和损伤机理的研究是抗辐射加固技术的基础。CMOS,SOI,SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理的研究是基础研究的热点。为了保证战略级加固能力,美国等国家保留了相当数量的专用抗辐射加固设计、工艺和制造能力。同时,也在开发采用标准商用工艺线的加固设计技术(RHBD),这是快速发展的热点技术之一。建立一个完善的设计和验证体系是抗辐射加固设计的基础设施和体制保障。在技术趋势方面,亚微米CMOS,SOI,SiGe微电子器件、电路、系统的抗固设计和工艺技术是信号处理集成电路的重点发展方向。蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅等非标准材料也是某些特定应用的重点发展技术。 作者:王健安谢家志赖凡工作单位:中国电子科技集团公司第二十四研究所 微电子论文:高职微电子人才培养模式探索与实践 1发挥省实训基地作用,提升学生核心能力 “集成电路版图设计”、“微电子工艺及管理”、“半导体设备维护”为微电子技术专业学生培养的核心工作岗位.在省实训基地的建设中,建立了IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室和IC封装测试实验室.依托省实训基地,瞄准本专业的核心工作岗位需求,进行本专业的新技术、新工艺、新材料等实训,使学生在校期间掌握本行业的先进技术,提升就业竞争力.在微电子工艺的教学中,改变原来学生只能通过教师解说、观看录像等了解相关工艺过程,没有机会亲自动手的状况,采用理实一体化的教学模式;在IC版图设计、IC封装测试的教学中,进行大力教学改革,以项目或任务驱动,面向工作过程,实现融知识、技能与职业素质于一体的人才培养[4]. 2校内外实训基地相融合,推进教学改革 微电子涉及的实训设备昂贵,学校由于本身经费的限制,只能建立非常有限的微电子实验环境,其它的要依靠校企合作方式来解决.为发挥企业的优势,与苏州中科集成电路设计中心进行紧密合作.苏州中科集成电路设计中心是中国科学院和苏州市政府联合创办的大型院地合作项目,是苏州市集成电路公共实训基地.双方合作的主要内容有:中科积极参与学校微电子专业人才培养方案的建设,在教材及教学内容上互相学习,相互渗透,该专业基于项目教学法的“IC版图设计”课程就是双方合作开发的结果,中科每年都免费接受该专业学生到中科进行为期2-3天的参观、实习、设计体验等活动,每年都派工程师到学校给学生进行行业发展及职业规划的辅导,该专业每年推荐优秀的学生,由学生自愿参加中科组织的有关“集成电路版图设计”和“集成电路测试”方面的高技能培训,并由学校与中科共同择优推荐学生就业.校企深度合作,校内外实训基地相融合的培养方式,使学生参与到企业的实际工作中,按企业员工的要求进行实战训练,提高学生的责任感、团队意识和实际技能,也降低了学生的就业成本. 3工学结合,提高人才培养质量 国家在“十二五”高等职业教育发展规划中明确提出:继续推行任务驱动、项目导向、订单培养、工学交替等教学做一体的教学模式改革.顶岗实习是让学生对社会和专业加深了解的有效方法和途径.在学校的大力支持下,先后与苏州中科集成电路设计中心、信音电子(苏州)有限公司、秉亮科技(苏州)有限公司、旺宏微电子(苏州)有限公司等公司建立了紧密的合作关系,成为本专业的校外实训基地.2009级微电子专业三个班的同学2011暑期在信音电子(苏州)有限公司进行了为期三个月的顶岗实习,这也是学校第一次一个年级的全专业学生到企业去.这是一次难得的了解企业的机会,锻炼了学生各方面的能力,特别是毅力和个人意志品质及团队合作精神.学生到企业顶岗实训,虽然很辛苦,但加深了对社会和企业的了解,挣了自己所需的学费,学生感到特别自豪,也体会到父母挣钱给自己读书的艰辛,深刻体会到以后努力学习、提高自己谋生手段的重要性.本专业探索出既增强学生的就业竞争力,又降低企业的用人成本的人才培养模式,实现企业、学校、学生、家庭等多方共赢. 4构建双师结构教学团队 实施“请进来,走出去”的培养方式,向校外实训基地苏州中科集成电路设计中心、苏州玮琪生物科技有限公司、无锡华润矽科微电子有限公司等先后派出5名教师以项目合作的方式到企业短期工作,深入企业一线亲身了解最新技术、体验工程环境,促进双师型教师队伍的建设.另外,也把企业项目带进来,目前本专业教研室的教师们承担了来自校外实训基地的3项研发项目.与此同时,实训基地先进的仪器设备,也为教师开展科研创造了条件,提升了教师的科研水平,为指导学生实训打下基础[5]. 5结语 近两年多来微电子技术专业就业率和签约率较高,连续3年签约率高达85%以上,也高于学校的平均水平,2012届的签约率更高达96%.近3年的毕业生约有1/4—1/3进入集成电路设计公司从事IC版图设计的工作,成为研发辅助人员,这在高职院校各专业中是不多见的.其中不少学生被本行业的著名公司,如旺宏微电子、秉亮科技、奇景光电(苏州)有限公司等公司竞相录用,不少学生已成为公司的技术骨干.在苏州地区的主要集成电路设计公司,其后端版图设计人员,基本上有一半以上的员工是本校微电子专业毕业的学生.在微电子工艺领域,本专业也有不少学生进入像苏州纳米所等单位从事微电子工艺工作.通过推行校内外实训基地相融合,教学和课程相渗透的人才培养模式,提高了学校微电子技术专业学生的人才培养质量,成为本地区特色鲜明并有一定影响的专业. 本文作者:吴尘陈伟元工作单位:苏州市职业大学 微电子科技发展关键走向 微电子技术对现代人类生活的影响极大,自从1947年第一个晶体管问世以来,微电子技术发展速猛。Intel公司的创始人之一Moore在上个世纪1965年研究指出,晶成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍,性能将提高一倍,而价格却不相应的增加,这就是所谓的摩尔定律(Moore,sLaw)。根据美国半导体工业协会预测,至少到2016年,集成电路(IC)线宽依然按“摩尔定律”缩小下去,2016年可以达到25nm的技术水平。根据发表的大量资料可知,在2016年以后的十几年,芯片的特征尺寸将继续缩小。微电子技术新的发展及应用方向是系统芯片(SOC),它的发展时间可能会更长,所谓的系统芯片是随着微电子工艺向纳米级迁移和设计复杂度增加,一种新的产品把系统做在了芯片上,该芯片被称为系统芯片(简称SOC)。系统芯片将逐渐取代微处理器,SOC必将成为今后微电子技术发展新宠之一。另外,微电子技术还会与其它技术相融合,诞生一系列新的经济和技术增长点,例如MEMS技术和生物芯片等。 一、微电子的集成技术 微电子器件的特征尺寸缩小将持继下去。目前,建立在以Si基材料为基础、CMOS器件为主流的半导体集成电路技术,其主流产品的特征尺寸已缩小到0.18~0.1?m。硅基技术的高度成熟,硅基CMOS芯片应用的日益扩大,硅平面的加工工艺技术作为高新技术基础的高新加工技术也将持继下去。据国际权威机构预测,到2012年,微电子芯片加工技术将达到400mm(16in)硅片、50nm特征尺寸,到2016年,器件的最小特征尺寸应在13nm。然而,硅基CMOS的发展和任何事物一样,都有其产生、发展、成熟、衰亡的过程,不可能按摩尔定律揭示的规律长期的发展下去。随着特征尺寸的缩小,将达到器件结构的诸多物理限制。当代各种集成电路发展状况,越来越接近物理限制。 采用新材料的非经典CMOS必将发展起来,高K材料和新型的栅电极;采用非经典的FET器件结构;采用新工艺技术等。在非经典CMOS迫切需要解决的问题中,功耗是一个最严峻的问题,能否圆满解决这一问题,将是制约发展非经典CMOS发展的一个重要因素。 二、正在成长的系统芯片—SOC 由芯片发展到系统芯片(SOC),是改善芯片集成技术的新举措。微电子器件的特征尺寸难于按摩尔定律无限的缩小下去,在芯片上增加集成器件是集成技术发展的另一方向。与当年从分立晶体管到集成芯片(IC)一样,系统芯片(SOC)将是微电子技术领域中又一场新的革命。 上个世纪90年代以来,集成芯片系统(SOC)讯速发展起来,它基于硅基CMOS工艺,但又不局限于CMOS和硅平面加工工艺。它是以硅基CMOS为基础技术,将整个电子系统和子系统整个集成在一个芯片上或几个芯片上,它是集软件和硬件于一身的产物,SOC的设计是通过嵌入模拟电路、数字电路等IP的结合体,可以具有更大的灵活性。一个典型的SOC可能包含应用处理器模块、数字信号处理器模块、存储器单元模块、控制器模块、外设接口模块等等多种模块。微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术发展的必然结果。集成系统的发展是以应用为驱动的,随着社会信息化的进程,它将越来越重要。21世纪仅仅是SOC发展的开始,它将进入空间、进入人体、进入家庭,它将进入需要所有需要掌握信息处理的信息空间和时间。有的科学家就把集成芯片系统—SOC称为USOC(UserSOC)。 三、MEMS技术是微电子技术新的增长点 微机电系统制造(Micro?Electro?Mechanical?systems—MEMS)是微电子发展的另一方向,它的目标是把信息获取、处理和执行一体化地集成在一起,使其成为真正的系统,也可以说是更广泛的SOC概念。MEMS不仅为传统的机械尺寸领域打开了新的大门,也真正实现了机电一体化。因此,它被认为是微电子技术的又一次革命,对21世纪的科学技术、生产方式、人类生活都有深远影响。 微机电系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微机电系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令进行操作。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。?微机电系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生极大性影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。?微机电系统(MEMS)的研究已取得很多成果。在微传感器方面,利用物质的各种特性研制出了各种微型传感器;在微执生器方面有微型马达、微阀、微泵及各种专用微型机械已组成微化学系统和DNA反应室。此外,还有其它很多方面的应用。 微机电系统(MEMS)的制造,是从专用集成电路(ASIC)技术发展过来的,如同ASIC技术那样,可以用微电子工艺技术的方法批量制造。但比ASIC制造更加复杂,这是由于?微机电系统(MEMS)的制造采用了诸如生物或者化学活化剂之类的特殊材料,是一种高水平的微米/纳米技术。微米制造技术包括对微米材料的加工和制造。纳米制造技术和工艺,除了包括微米制造的一些技术(如离子束光刻等)与工艺外,还包括利用材料的本质特性而对材料进行分子和原子量级的加工与排列技术和工艺等。 随着信息时展需要,后硅时代的将来还无法预料,但微电子方面的科学工作者普遍期望基于分子结构新方案和工作原理的发展,在基础研究方面,已有分子电子的设想,但还不能估计其技术可转换性。有机微电子技术、超导微电子技术、纳米电子技术等,都将是微电子领域新的亮点。 微电子论文:硅微电子学研讨论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 微电子论文:微电子封装金丝倒装键合的微织构研究论文 【摘要】采用EBSD取向成像技术研究了各工艺参数(功率、载荷、超声作用时间)对倒装键合组织及微织构的影响,并与对应的剪切性能值进行比较。结果表明,功率的影响最显著,它可在增大形变量的同时提高键合强度;负荷加大形变量,但提高界面结合强度的效果不显著;超声持续的时间不明显提高形变量,但能在一定程度上提高界面强度。超声是通过软化金属,加强界面扩散的方式提高键合强度;超声的存在使取向变化的速度变慢。 【关键词】金倒装键合EBSD微织构 引言微电子封装中超声键合工艺参数对键合强度的影响已有大量研究[1-3],一般认为影响其键合强度的主要因素是超声功率、键合压力和键合时间。由于这些参数主要通过改变金丝球与芯片焊盘间界面上的摩擦行为而起作用,必然会引起焊点组织及织构的变化,这些变化到目前尚不清楚。此外,金丝球键合与倒装键合形变方式与形变量都有很大差异,其形变组织与微织构就会不同,它们也会影响焊点强度、刚度、电阻率和组织稳定性。织构的不同会影响弹性模量及拉拔时的界面强度、晶体缺陷的多少一方面产生加工硬化,提高强度,另一方面影响电阻;含大量晶体缺陷的组织是热力学不稳定的,可加速原子的扩散,也会造成后续时效时软化速度的不同。倒装键合的受力状态和应变速率都与常规的低应变速率下的单向均匀压缩不同,键合过程中会有一系列的微织构变化。本文分析了功率、负荷、时间对形变组织和取向变化的影响;另外通过剪切力试验,对比了各参数对键合强度的影响区别;讨论了金丝球凸点键合与倒装键合形变组织及微织构的最大差异。 1样品制备 试验样品为直径为1mil(254μm)键合金丝,经电子火花(EFO)形成金丝球,再经过Eagle60XL金丝球键合机形成金丝球凸点,倒装焊点是在AD81911TS焊接机上形成的。各种焊点均采用树脂镶样,然后经过磨样、机械抛光,最后采用离子轰击的方法达到EBSD试验样品要求。利用高分辨场发射扫描电镜ZeissSuppra1530及HKLChannel5EBSD系统进行取向成像分析。 2结果及分析 2.1超声功率的影响图1(a)为不同超声功率下样品的形变量和性能的关系曲线。可见功率由02W增大到07W后,因功率增大而导致的键合样品形变量增加~20%,总形变量达70%。性能也由无功率时的不能键合增加到2400gf(注:这是几个样品的总值),并且未出现下降。图2为各样品的取向成像,红色为〈111〉压缩轴的取向,黄色为〈100〉取向,蓝色为〈110〉取向。前两种主要是原始取向,后者是压缩变形的稳定取向。组织形貌显示,原始柱状晶被完全压扁。〈110〉区域明显增多。图1(b)为各样品不同织构的定量结果,可见,因超声软化作用提高形变量使〈110〉增加约125%。形变不均匀性还表现在两侧的形变量明显小。图1不同超声功率下样品的形变量和性能的关系曲线(a)及对取向的影响(b) 图2不同功率下样品的取向成像;红色:〈111〉,黄色〈100〉;蓝色〈110〉 2.2载荷的影响图3(a)为不同载荷下样品的形变量及性能变化的曲线。可见,负荷从800gf增至1600gf时,形变量只增加7%,增加幅度较小,不如功率的影响大。性能变化不大,有微弱的先增加后减小的趋势。由于形变量增加就不大,所以还不能说,形变量影响小。与图1的性能数据相比,还未达到最佳键合强度。即使形变量达到70%,也难以达到提高超声作用的效果。图4给出不同载荷下样品的取向成像。也明显看出,载荷变化的范围小,形变量变化也不大,形变组织比较相似。从定量数据看(图3(b)),〈110〉织构含量在下降。这应属于波动。组织上的另一特点是,下侧中心部位为原始金凸点的尾部,即自由球下的热影响细晶区。倒装键合时,该部位所受变形量最大,这也是要键合的界面,因此,大量的晶体缺陷会促进扩散键合。与文献3数据相比,本实验所用力是很大的。图3载荷对形变量、剪切强度(a)及织构百分数(b)的影响. 微电子论文:微电子科学与工程教学改革的研究与实践 21世纪是知识经济时代的竞争,归根结底是人才的竞争,努力培养出高素质及创新能力强的微电子专业人才是我们专业改革的重要目标。两年来,我们在微电子领域的教学内容和方法上进行一系列探索性改革。 一、巩固基础、因材施教 当今,芯片时代的到来,标志着一个国家的经济强盛。在全面建设伟大复兴中国梦的同时,微电子产业需要得到蓬勃发展。微电子专业领域很宽很广,为了更好的展开微电子专业教育,就需要合理的安排微电子专业课程巩固基A,微电子专业是一门知识和技术高度密集的专业性很强的综合学科,涵盖的达到几十个不同领域的理论和技术,例如电子信息技术、计算机技术、化工材料科学、光刻技术、薄膜技术、太阳能技术、真空技术等,综上可以看出,微电子领域要求具有宽阔的知识面和跨学科综合运用分析知识的能力。为了实现培养目标,在制定大纲的时候,基础课方面,如数学,在原来高等数学基础上,增加复变函数作为基础课,是为了后续更好的从事科学研究;在专业必修课方面,增加了模拟集成电路设计课时,目的让学生学会充分分析电路;在选修课方面,增设了版图方面内容的教学,可以更好的培养学生就业兴趣,在专业课程设计方面,增设集成电路设计课程设计,帮助学生更深入了解芯片设计。伴随着社会进步的脚步,微电子专业也需要深入改革,跟上时展的脚步。 社会需求的变化,会提供给大学生的岗位有器件工程师、集成电路工程师、版图工程师,太阳能研发人员等。因此在完善基础学习内容的情况下,还要因材试教,大学的时间是有限的,因个人的爱好选择,培养自己的热爱方向。对专业必修课,要求每个人都学好,在选修课上边就把以后的就业方向分开、分细,做到因材试教。 二、升级教学内容、提高教学方法 微电子是当今发展最快的行业之一。伴随着中国的崛起,社会进步的需要,就要求进一步升级课堂教学内容。首先要以科研带动教学,组成一个庞大的教研室,只让一个老师每学期带一门课,提高科研指标,让本科学生配合老师一起完成项目,这样只有让学生亲身感受到做项目的兴趣,才能真正走进专业学科当中来;其次结合当地微电子公司,带领学生参观当地的微电子工艺生产线,微电子设计公司等,了解前沿发展,提高学生对本专业的兴趣。只有提高学生对微电子领域的兴趣,我们才会培养出更多更优秀的人才,来造福社会。 教学方法的改进也是很重要的,对于工程类的专业学习,不要一味的照本宣科,要结合实际,培养学生自己解决问题的能力,课堂教学求“精”,让学生把每个问题吃透,理解深刻,如何构建解决问题思路的教学过程才是最核心的任务。 通过这两年的教学改革,巩固学生们的专业基础,提升了学生的就业水平,培养了学生对微电子领域的热情,一批抱有更高志向的年轻人准备考研在这个专业继续走下去。可以说,吉林大学珠海学院微电子专业的学生,基础扎实,素质高,动手能力强,很受欢迎。 微电子论文:微电子电路校准技术和自动测试 摘 要在社会经济和科技不断发展的过程中,微电子电路技术也称为目前科学技术的研究重点,我们要保证微电子电路技术能够与时俱进的基础上,具备完整、一致且准确的检测及校准方法。所以,就要加强对微电子电路校准技术及自动测试的研究,从而提高微电子电路电气设备的质量,保障人们的生活,稳定社会经济。 【关键词】微电子 电路校准技术 自动测试 在电子技术不断发展的过程中,各种电子电路技术被广泛应用到社会各方面的电器中。获取电器中的微小微电子参量,能够保证生产的电器产品达到质量标准。但是由于微电子参量容易受到干扰,所以就要使用专业的校准技术对其进行校准及自动分析,从而使电器产品的质量能够得到保障,以此更好的应用到电子电路技术中。 1 微电子电路校准技术和自动测试技术的基本认识 1.1 微电子电路校准技术 在测试设备满足相关要求的基础上,测试软件的质量影响着监测数据的可靠性及准确性。如果检测设备自身没有满足准确性的要求,那么即使测试软件具有良好的质量,也不能够全面保证测试结果的准确性。一般,如果生厂商对质量的要求比较高,那么校准技术系统量值的准确性也就比较高。以此提高了生产及管理成本,从而影响了产品的生产速度。 1.2 微电子电路自动测试技术 根据相关要求,对微电子电路进行严格测试,能够有效保证商家产品不受其他商家的影响。为了能够保证使用微电子电路技术产品的质量能够达到标准,就要根据产品的实际情况完成测试。如果测试的设备级别高于产品测试水平,那么软件自身的质量也能够影响测试的质量。但是软件自身的质量与检测依据和其过程中使用的方式、验证有效性及测试覆盖率和有着一定的关系,这方面也是目前自动检测技术重要的研究课题。 2 微电子电路校准技术及自动测试技术重点 2.1 微电子电路校准技术及自动测试技术的依据和方法 目前,我国微电子电路校准及自动测试并没有正式的标准,其主要依据为电子计量测试应用手册及GB3843-83、GB3439-82、GB6798-1996等,这些只是对测试方法的基本理论进行了规定,并没有涉及到编程规则,所以其并不完善。如果校准及测试只有基本理论没有编程规则,那么使用同种标准编制出的程序质量并不同,那么就没有办法保证校准及测试的一致性及完整性。微电子电路校准及检测使用的设备并不是一般的设备或者系统,其检测过程能够通过程序控制,不需要人为干预。所以对其的研究也可以看做是对校准及检验程序设计规则的研究。校准过程中的控制本文为规程,检测过程中的控制文本为规则,两者都是通过程序设计的形式进行实现。 2.2 设备的校准依据和方法 设备的校准依据指的是生产制造厂设计的指标,包括范围和不确定度、基准量值、输入/输出通道量值。如果通过传统手工的方式进行校准,显然校准的量值较多,一个六十通道的测试系统需要十天或者二十天左右完成,在此过程中要使用三百多页表格。所以就要使用自动校准方式进行。 设备校准主要有两种方法: 2.2.1 基于基准参量分别溯源法 因为微电子电路检测设备为综合测量设备,有多个不同类型的参量要进行校准,比如电阻、电压及时间频率等,他们相互之间并没有关系。通过此方法校准,首先要对基准量溯源,之后使用合格的基准量对设备的所有参量进行校准检测,以此对整个系统进行校准。 2.2.2 标准物质法 这种方法是通过已知不确定度的标准样片,对不确定度使用的检测设备进行测量校验,如果其在参量类型范围内是完整的,那么测量的过程就是校准,否则只是核查或者比对。核查和比对在过程条件及目的方面存在一定的差别,如果此测量过程是为了能够检查系统样片的可用性,这叫做核查。制备微电子标准样片一般为自制芯片,因为芯片结构较为复杂,制作也非常精细,自制的话要花费大量的资金。所以可以从同批的产品中进行选择,在不确定的条件下,实现参量的一致性是可行的。 2.3 检测覆盖率及校准的完整性 检测故障的覆盖率越高,那么就说明检测校准的过程越好,使用最少的代码获得最大的故障覆盖率是最理想的。在传统测试码生成算法研究过程中就有多种使用的算法,但是实际上除了穷举,其他都是实现不了复杂电路的全部故障覆盖率。 与测试故障覆盖率相比,校准的完整性对测试码的量是不太重视,它重视的是需要检测的参量是否被完全检测。所以,其与检测的过程及方法有着一定的联系。比如使用标准物质法,重视的是输入/输出参量是否都被全部检测,尤其是第一个通道的范围及参量。因为系统一般都自带验证程序,在自己校验的过程中,都会以零通道为基础,从而实现测试系统中通道的一致性。 2.4 软件校准及检测的验证方法 对于此类的专用软件,除了实测验证之外,并没有其他较好的办法。所以对于校准软件的检验,首先可以使用可测性设计技术,以此保证测试过程中都能够验证。另外,使用局部化原理,保证测试过程中的测试都与一个参量相关,以此保证唯一的测试结果。最后,根据电路通过及不通过不断变化状态的特征,使用相对性原理,对测试结果有效性进行全面的检查,以此保证程序的可靠性,降低错误检测的机率。 2.5 量值溯源 量值溯源指的是将量值通过不间断的一条链追溯到国家及国防的最高标准。在微电子电路校准及检测过程中,量值溯源校准的方法及溯源方法有着一定的联系,所以也就是量值溯源具有两种方法,分e为溯源法及标准物质法。由于后者在使用过程中具有一定的限制,所以就要使用溯源法对微电子电路进行校准。 3 结语 随着我国社会的不断进步和发展,不断是大型工程中的电气设备,还是日常生活中的家用电器,都会使用微电子电路技术。微电子电路技术就是一种将多种半导体作为基础的电子技术集成电路,其特点就是重量轻、体积小,并且具有较高的可靠性。为了能够保证微电子电路电气具有较高的质量,就要对其进行检测,以此控制器质量。基于此,以上本文就针对微电子电路的校准技术及自动测试进行了研究和探讨,以此保证电气设备中微电子电路的安全性。 微电子论文:基于微电子学的无人机技术 摘 要随着电子信息技g发展,无人机技术已成为一种重要的信息技术手段,相较于有人机而言,无人机系统具有一定的“自主性”,能够在一定程度上实现系统的自主控制,强化系统的智能性,是无人机系统发展的重要方向。本文就对无人机系统自主控制技术研究现状进行分析,并展望无人机系统自主控制技术的未来趋势。本文研究了无人机技术的国内外研究现状,重点分析六轴飞行器研究领域当前的关键技术,包括无人机的研究与设计,并对无人机未来的发展进行了探讨。 【关键词】电子信息 无人机 六轴飞行器 研究与设计 1 前言 无人机首次出现在 1917 年,主要应用于防空导弹打靶、军事侦察、载弹远程打击,尤其美国“全球鹰”、“捕食者”、“沙漠鹰”等型号的无人机在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战中在侦察和主动攻击中所取得的良好军事效果,使得世界各国首先在军事上开始重视无人机的研制与开发。我国无人机发展起步于 20 世纪 50 年代末,20 世纪 90 年代末,发展才得以提速,国内大学相继成立了无人机专门研究机构,西安爱生技术集团公司(西安无人机研究发展中心)成为国内一家主要的无人机研制生产厂商。它是航空工业总公司设在西北工业大学集科、工、贸一体化的现代化高科技企业,主要研制和生产系列化小型无人机系统,被国务院发展研究中心确认并入选“中华之最(1949-1995)”,是我国最大的无人飞机科研生产基地。随后,无人机的发展逐步扩展到民用市场,而在测绘行业的应用成为民用最大且发展较早的一个分支。中国测绘科学研究院于 2003 年完成并通过国土资源部验收的“UAVRS-II 型低空无人机遥感监测系统的研制”项目,实现了无人机遥控、半自主、自主三种控制方式,利用获取的影像制作了数字正射影像和线划图,开创了国内无人机应用于测绘领域的先河。 目前国际上对多轴飞行器研究与设计较为深入,后期经过大量实验及不断地调整和改进,合理的设计了六轴飞行器的整体结构。六轴飞行器的支架通过3D打印而整体打印出成品模型,飞控板和电机都固定在打印出的架子上,将六个电机呈六边形放置,使飞行器灵活并易于控制。电池利用扎带固定在飞行器下方,以保证飞行器的重心偏下,增加飞行的灵活性。遥控器通过铜柱将两个PCB板子连接起来,增加握持的手感,并且主要元件都放在两块PCB板中间,增加系统的安全性能前端引出无线通信模块天线,增加传输的功率与距离。 2 调试问题 系统的软件和硬件调节是一个漫长而复杂的过程,而且在调试过程中会不断遇到各种问题如电机坏掉、MOS管烧掉、连接突然断掉甚至在飞行过程中飞行器直接从空中衰落导致整个系统的崩溃。这些问题必须及时的解决,否则根本不能进行下一步的工作。虽然在调试过程中问题不断,但是整个制作过程累积的大量的宝贵的经验,在飞行器终于能飞的时候,会发现自己的这些努力是值得的。下面列出调试过程中的遇到的主要问题。 2.1 电机控制与驱动设置问题 动力系统是多轴飞行器的核心系统,因为整个系统的最终目的就是通过PWM波来控制电机的转速,保证动力系统的稳定是飞行器能运动的前提。在开始调试的时候,总出现电机不转的问题,通过不断的验证发现是电路MOS管选择错误,最终选择了P沟道增强型MOS管进行对电机的控制。在飞行过程中总会出现MOS管烧毁的情况,还有NRF24L01总是失联,最终发现是没有焊接保护电容导致,还有数字地和模拟的地信号没有分开。并且STM32的PWM控制需要较高的的频率,当频率较低时,可能会出现电机转速不均匀的情况,最终选择的电机频率为20KHz,能够保证系统流畅的运行。 2.2 飞行器的重量问题 在开始设计时由于没有考虑飞行的重量,导致飞行器根本飞不起来。之后更换飞行器支架,更换更大功率的电池,总体来说就是让飞行器的重量更轻,让飞行器电机的拉力更大。还有飞行器电机的垂直放置也是相当重要,当倾斜时,会有一部分的力是飞行器向某个方向飞行,并且这个力不容易抵消。 2.3 PID的参数整定问题 PID控制器直接控制的是飞行器的电机输出,直接影响六个电机的转速,控制飞行器的飞行姿态。因此合理的PID参数可以使飞行器更加平稳的飞行,所以说PID参数对飞行器的姿态确定至关重要。并且在飞行器的飞行过程中,可以通过PID的调整来实现不同的飞行效果如翻滚动作,以达到在各种控制环境下的稳定运行。PID参数中,P、I、D三个参数作用各不相同,在实际中,其输出的结果是相互影响的。为了保证飞行器的平稳飞行,需要多次对PID三个参数进行调节,保证系统对飞行姿态的快速响应以及在外界干扰到来时系统能够稳定的运行。 2.4 遥控器控制频率问题 在刚开始遥控飞行时,遥控器对飞行器的控制总是慢0.2秒左右,导致遥控器不能实时的控制飞行器的姿态,出现一些意外的碰撞等状况。调试遥控器的过程中发现,在主循环中加入了过多的程序,导致系统循环一次的时间过长,系统响应慢,传输数据的频率过低,整个系统反应过慢。最后解决办法是增大遥控器的频率,并减小主函数中循环的代码量,留下最基本的代码,保证整个系统的流畅运行。 3 结论 六轴飞行器是一种较为新型的飞行器,目前国内外的发展迅速,在各个领域中都起到了重要的作用,并且将来会发展到更广阔的空间。随着技术上的发展,多轴飞行器会向微型化、自动化方向发展,能够更好的结合实际,发展到各个领域。本课题研究比较了许多国内外的产品,并通过比较,结合其优点,弥补其不足,根据实际情况进行研发,最终完成了六轴给星期的设计。随着科学的发展,本文设计的六轴飞行器还可以得到更好的改进,随着时间的推移,会有更好的产品出现在人们的面前。 微电子论文:当前微电子学与集成电路解析 摘 要 微电子学属于电子学的分支学科,以半导体为主要对象,形成微小型电路和系统等。而集成电路属于微型电子器件,将各类元件通过合理的布线方式,成为一个具备完整电路功能的结构。微电子学与集成电路直接关系到相关高新产业的发展和进步。展开对微电子学与集成电路的分析,旨在明确微电子学与集成电路的基本情况,推动微电子学与集成电路的有效应用,实现相关产业的创新和发展。 【关键词】微电子学 集成电路 半导体 微电子学与集成电路是现代信息技术的基础,各类高新行业在具体发展中,均会对微电子学和集成电路进行应用。其中,集成电路选择半导体镜片作为基片,并结合相关工艺,将电阻、电容等元件与基片连接,最终形成一个具备完整电路功能的系统或是电路。较比集成电路微电子学是在集成电路的基础上,研究半导体和集成电路的相关物理现象,并有效的对其进行应用,满足各类电子器件需求的效果。基于此,本文对当前微电子学与集成电路展开分析,具体内容如下。 1 微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。 集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2 微电子发展状态与趋势分析 2.1 发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发以组件为基础的混合元件(锗集成电路)半导体场效应晶体管MOS电路微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。 现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下: (1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。 (2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。 (3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2 发展趋势 微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多新型电子器件,为推动学科完善提供帮助。另外微电子技术与其他产业结合,可以极大的拉动产业的发展,推动国内生产总值的增加。微电子芯片的发展遵循摩尔定律,其CAGR累计平均增长可以达到每年58%。 在未来一段时间内,微电子技术将按照提升集团系统的性能和性价比,如下为当前微电子的发展方向。 2.2.1 硅基互补金属氧化物半导体(CMOS) CMOS电路将成为微电子的主流工艺,主要是借助MOS技术,完成对沟道程度的缩小,达到提升电路的集成度和速度的效果。运用CMOS电路,改善芯片的信号延迟、提升电路的稳定性,再改善电路生产成本,从而使得整个系统得到提升,具有极高研究和应用价值。可以将CMOS电路将成为未来一段时间的主要研究对象,且不断对CMOS电路进行缩小和优化,满足更多设备的需求。 2.2.2 集成电路是当前微电子技术的发展重点 微电子芯片是建立在的集成电路的基础上,所以微电子学的研究中,要重视对集成电路研究和分析。为了迎合信息系统的发展趋势,对于集成电路暴露出的延时、可靠性等因素,需要及时的进行处理。在未来一段时间内对于集成电路的研究和转变势在必行。 2.2.3 微电子技术与其他技术结合 借助微电子技术与其他技术结合,可以衍生出诸多新型技术类型。当前与微电子技术结合的技术实例较多,积极为社会经济发展奠定基础。例如:微光机电系统和DNA生物芯片,微光机电系统是将微电子技术与光学理论、机械技术等结合,可以发挥三者的综合性能,可以实现光开关、扫描和成像等功能。DNA生物芯片是将微电子技术与生物技术相结合,能有效完成对DNA、RNA和蛋白质等的高通量快速分析。借助微电子技术与其他技术结合衍生的新技术,能够更为有效推动相关产业的发展,为经济发展奠定基础。 3 微电子技术的应用解读 微电子学与集成电路的研究不断深入,微电子技术逐渐的应用到人们的日常生活中,对于改变人们的生活品质具有积极的作用。且微电子技术逐渐成为一个国家科学技术水平和综合国力的指标。 在实际的微电子技术应用中,借助微电子技术和微加工技术可以完成对微机电系统的构建,在完成信息采集、处理、传递等功能的基础上,还可以自主或是被动的执行相关操作,具有极高的应用价值。对于DNA生物芯片可以用于生物学研究和相关医疗中,效果显著,对改善人类生活具有积极的作用和意义。 4 结束语 微电子学与集成电路均为信息技术的基础,其中微电子学中囊括集成电路。在对微电子学和集成电路的解析中,需要对集成电路和微电子技术展开综合解读,分析微电子技术的现状和发展趋势,再结合具体情况对微电子技术的当前应用展开解读,为微电子学与集成电路的创新和完善提供参考,进而推动微电子技术的发展,创造更大的产值,实现国家的持续健康发展。 微电子论文:军事信息作战领域的微电子技术应用 【摘要】 自80年代以来,军用微电子技术得到了快速的发展,及其微电子技术在信息作战领域发挥突出作用。特别是雷达领域,微电子技术的成熟日渐提高了雷达系统的各项性能。本文主要阐述在90年代中美国军用微电子技术当中的两个支柱型产品超高清集成电路与微波单片集成电路的发展现状以及它在雷达系统当中发挥的先用。 【关键词】 雷达 微电子技术 分析 在现代化的军用雷达与电子设备之中军用微电子技术属于非常重要的技术之一,是现代军事信息作战的基础。在军用微电子工业当中,集成电路属于最具活跃的产品。在美国非常重视开发与应用军用集成电路。美国相关的国防部门早在十几年前曾提出^超高速集成电路与微波单片集成电路的发展规划。只要真正的实现这两者的发展计划对于军用雷达与武器装备未来的发展有着巨大的影响,对打赢未来信息战争发挥举足轻重作用。 一、超高速集成电路与微波单片集成电路的特点 1、超高速集成电路的特点。在未来的信息作战当中,电磁信号的环境十分汇集而且复杂,军用雷达与电子情报系统需要面对一百至二百万脉冲美妙的信号方面的强度,处理信号的系统极有可能需要执行几十亿条指令。面对极其复杂的信息作战环境,然而目前一般的集成电路处理信号系统的效率很难满足相关的需求。要想真正的处理好这方面的问题,美军便加大力度促进超高速集成电路发展。 2、微波单片集成电路的特点。微波单片集成电路将超大规模集成电路、超高速集成电路以及超高性能集成电路使用至数字电路中的微波电路,它属于集成电路处于微波电路中主要的发展。微波单片集成电路将诸多晶体管、电阻、电容等管线集中至一个芯片上,制成许多功率放大器、低噪声放大器、移相器等。仅有很少的微波单片集成电路芯片组合起来就能组成一个收发构件,用来代替很多元件。 二、超高速集成电路与微波单片集成电路的发展现状 1、超高速集成电路的发展现状。美国国防部门早在很多年前年对超高速集成电路的发展就已经开展实施以硅为主要材料发展计划,之后又转化成将硅和砷化稼作为主要材料并举的超高速集成电路发展计划,为了促使军用电子系统发展的快速进程。此计划主要是为了促进民用半导体商家的发展所难以解决的军用信号需要的元器件工艺,就是为了满足军用信号处理、抗辐射、故障容限等能力的有关需求所提出的。这个计划的的总提目标就是为了研制出功能先进、价格合理、高质量的超高速集成电路芯片,确保处理信号速率、功耗减少、可靠性、维护性合理提高的终点目标,并且使目前具备处理数据的速度必须提升一级。其实际的目标是为了使芯片的微加工线宽达到标准的规格,各项功能要比同样种类民用的产品高出百倍,将其的可靠性提升十倍。按照制定的范围超高速集成电路应当于1990年完成计划,共投资量达到十亿美元,通过集中开发了来实现亚微米特有的尺寸要求的技术。 2、60年代中期才得到逐渐的发展,70年代,砷化镓材料制造工艺的逐步成熟,对于微波单片集成电路的发展形成了很大影响。因为砷化镓材料的电子迁移率比硅高出7倍,且半绝缘砷化镓的电阻率的高度达到108,因此砷化镓属于最合理的微波传输介质材料,非常适合用在单片微波单片集成电路的衬底。正是因为砷化镓技术的普遍推广,促进了工业界集团朝向微波单片集成电路的方向发展。 三、超高速集成电路与微波单片集成电路在信息作战领域的应用 1、超高速集成电路在雷达和军用电子设备中的应用。超高速集成电路应用至军事雷达与电子装备系统中有效的提高了的在战场上获取情报、侦查情报、分析目标、处理数据等方面的能力;在很大幅度上,有效的提高了雷达、电子设备、武器系统在复杂的环境当中,以最快的速率反应能力与应变能力,实现了信息作战武器系统的高速、高效和精准性。 2、微波单片集成电路在军用雷达中的应用。与普通使用的陆基雷达相比较之下,微波单片集成电路器件与之同样的雷达在相同条件下所耗费的性能提高十倍。相控阵雷达的真正优势在于产生的微波功率的与传输效率较高,发射机的功能消耗等于使用功率管的三分之一,同时接收机的灵活度也提高了2倍。另一方面的优势在于可靠性较强,在此过程中,就算其中有百分之五的构件失灵。雷达系统依然能保证供应更好更多功能工作性能。微波单片集成电路 T/R组件极具紧凑、可靠性高、重量轻、成本低等结构方面的优势。 结束语:综上所述,超高速集成电路能够有效的提高处理信号与处理数据的能力,还能增强信号方面的接收、传输、发射能力的微波单片集成电路电路能实现构建出新一代全新的军用微电子系统,这种系统在军事信息作战领域特别是雷达和电子设备中拥有良好的应用前景。在下一代中的军用雷达关键特征在于它器件方面的模块化与集成化,而超高速集成电路与微波单片集成电路属于提高军用雷达器件集成化、模块化过程中最重要手段之一。
学生信息管理系统论文:学生信息管理系统设计 摘要:根据学生信息管理系统的设计要求,提出符合要求的设计方案。同时,针对不同的模块,利用C语言进行程序的编写与程序调试。最终,将所有的模块进行整合,进行调试,设计出符合要求的学生信息管理系统。 关键词:学生信息管理系统;C语言;结构体;函数定义;指针 一、引言 本篇文章是对针对学生信息管理系统的设计的有关内容而展开的C语言编程的论述。目的在于锻炼C语言程序设计的熟练度和技巧性。毋庸置疑,程序语言的编写已经成为一种必须具备的基本素质之一。在信息高速发达的今天,掌握一种甚至几种程序语言的编写对自身将来的发展是大有裨益的。 学生信息管理系统是一个比较庞大的系统,程序编写起来是比较繁杂的。首先,需要在设计之前,做到整体了解,主要把握设计要求;其次,确定具体的设计方案,根据确定的方案,编写代码,完成局部功能;再次,模块综合,将设计的模块综合在一起,完成系统的设计;最后,调试,检测,增强系统的鲁棒性。 二、设计要求 不同的学生信息管理系统所囊括的学生信息是不尽相同的。因此,对学生信息的囊括程度决定了信息管理系统的繁杂程度。由于系统每个功能对应着相应的程序段,因此,对信息管理系统功能的深刻认识对于程序的编写时尤为重要的。 该学生信息系统的设计要求如下:(1)能够对学生的成绩信息进行创建;(2)可以对该系统中学生信息进行浏览;(3)能够根据不同的关键字对系统中的学生信息进行查询;(4)必要时能够将系统中的学生信息删除;(5)在录入学生信息错误时,可以对该学生信息进行修改;(6)试用文件夹来对数据进行保存 三、程序设计 (一)算法分析。在这里需要用到结构体和函数的有关知识。所谓结构体,即由一系列具有相同类型的数据构成的数据集合。除此,之外还要进行相关函数的定义。如主菜单void mainmenu();打印信息void print();等等系统中需要的功能。同时,还需要囊括C语言中基本的函数库,如stdio.h、stdlib.h、malloc.h、string.h。 (二)各模块程序设计。1.用户选择主菜单。对于用户选择界面的设计,针对“选择”这一动作的设计是运用switch()语句来实现的,其中要实现对选择项选择完毕后的跳出,break语句起到重要的作用,针对每一个case语句后面跟上一个break语句,这样就可以是用户的可视界面发生跳转了,从而实现设计的要求。2.学生成绩信息的录入。针对成绩信息的录入这个子系统,其设计的关键在于对存储空间的申请和对输入信息的获取与保存,同时还要考虑,在某个时刻,录入的新的学生成绩信息。针对这些问题,可以运用malloc函数申请必要的存储空间,同时利用函数scanf()来实现对成绩信息的录入;至于程序的保存可以用到数据结构中链表的有关知识,将每次录入的学生信息插入到链表中,实现数据的保存;与此同时,需要设计一个有关成绩信息插入的新的程序块,运用指针的知识,比较新录入学生的序号,完成学号大的学生先罗列的功能;最后,为了使用户更好的了解自己所输入的信息,可以设计一个printf()语句来实现所输入信息的输出。3.学生成绩信息的浏览。对学生信息的浏览,无疑就是对整个输入信息的一个输出。其中,最关键的问题就是如何实现两个学生信息之间的连接。不能用无穷多个printf()个函数,换言之,也不会知道用户一共会输入多少个学生信息。为了更好的解决问题,可以选用指针的有关知识,通过if语句的判断来实现所有学生信息的输出;同时,运用p=p- next;语句来实现两个学生信息的连接。4.学生成绩信息的查询。该子程序块至少需要两组程序,一组程序实现关键字的选择,另一组则是实现针对该关键字的处理过程的程序编写。其中第一组程序的编写与主菜单程序的编写是基本相同的在此不再赘述;至于第二组程序是由多组程序组成的。其必须包含多个子程序块,但是对每个子程序块的编写思想是完全相同的。5.学生成绩信息的删除。要想实现学生成绩信息的删除要解决两方面的问题,一方面是如何找到满足条件的学生;二是如何实现学生信息的删除;由于涉及到对象属性的问题,那么指针的设计的思想成为了程序设计的关键。同时结合比较函数strcmp(),就可以找到要删除的对象。对于第二个问题的解决就更加的容易了,只要对该学生信息存储的空间进行释放,就可以完成对该学生信息的删除。6.学生成绩信息的修改。要实现对学生信息的修改同样的要解决两方面的问题,一是如何找到要修改的对象;二是如何进行修改。显然,经过对上面程序的编写,第一个问题的解决方案与对学生信息进行删除程序块的设计思想是完全相同的。至于对学生信息的修改,要由学生信息的选择窗口,实现对修改信息的选择;同时运用scanf()函数录入新的信息,并将其覆盖到原存储空间。7.信息的读入与保存。对于文件的写入与写出是一些通用的方法,没有什么特殊的技巧。其中对文件的读取,将用到fopen()函数对文件打开,同时运用fscanf()函数实现对文件信息的读取,最后,用fclose()函数关闭文件;同样的思路可以用在对文件的写入上,只是对文件的写入要用到fprintf()函数,其余思想基本相同。 四、调试结果 将编写好的各模块进行综合,进行程序编写,最终,进行调试。下面将几个重要的调试结果说明如下。 主菜单信息查询菜单信息修改菜单 通过,上面对程序的编写调试。最终设计出基本满足要求的学生信息管理系统。 学生信息管理系统论文:Web服务在学生信息管理系统中的应用 摘要:论述了基于Web架构,采用ASP技术设计与开发学生信息管理系统的实现方案。提出了用户管理、学生信息管理、成绩管理的设计方法,并对系统的运行环境进行了IIS安全管理设置,对储存到数据库中的用户信息进行加密,采用ADO技术访问OLE DB直接连接的数据库,使数据访问过程简单,访问效率高,从而使整个信息管理系统始终能够高效、稳定的运行和应对比较大的访问流量。 关键词:B/S架构;学生信息管理;数据库 1 引言 如何提高学生信息管理的水平,建立适合自己院校的学生信息管理系统,已成为学校信息化建设过程中堕特解决的重要问题。从实用性和经济性考虑,构建基于Web技术的网络管理平台是当前大多数院校教学管理的一个重要任务和发展方向[1-4]。运用Web技术,建设学校学生信息管理平台,旨在探索一种以互联网为基础的教学管理模式。通过这种新的管理模式,为学院营造一种新的教学管理环境,使管理突破时空限制,提高工作效率和管理水平,使学校管理者、教师和学生可以在任何时候、任何地点通过网络进行学习与交流。 2 学生信息管理系统设计 本系统开发的基本要求与功能是实现学生信息数据包括与学生有关的数据的管理与操作处理,基于Microsoft SQL Server 2000数据库系统的数据管理使该软件有更优异的性能。系统的基本数据流动为用户数据的输入、学生档案信息、课程信息、班级信息、学生成绩信息的输入,以及用户提出的对学生信息的查询和其它要求所产生的数据输出。数据的输入与输出处理流程都依靠数据库的支持。图1是系统的程序功能图。 整个系统只要一个管理员登录入口,所以只要在数据库里建一个管理员表即可,根据不同的管理权限进入不同的后台管理系统对其中的数据进行操作。表1~表4是本系统涉及到数据表。 3 数据库的完整性和安全性 本系统中定义了表与表之间的联系有助于实现完整性规则,一般在程序中实现具体的完整性控制。 3.1 使用数据库完整性约束 为了防止终端用户输入错误的数据,以保证所有数据库中的数据是合法的、完整的。在设计数据库表时采用数据库完整性约束,它是数据库完整性的一种机制,这种约束是一系列预先定义好的数据完整性规则和业务规则,这些数据规则存放于数据库中,具体来说,数据库的完整性约束有以下几种:非空约束(NOTN ULL):缺省值约束(DEFAULT VALUE):唯一性约束(UNIQUE);主键约束(PRIMARYKEY):外部键约束(FOREIGN KEY);规则约束(CHECK)。由于这种约束是加在数据库的表的定义上的,它与应用程序中维护数据库的完整性不同,它不用额外地书写代码,所以代价小而且性能高。 在多用户的Internet/Intranet里,在对多表进行插入、删除、更新等操作时,可能会出现多客户同时操作数据库时带来的“死锁”和破坏数据一致性的问题。为此在设计时采用调用存储过程的方法来解决上述问题。存储过程是由流程控制和SQL语句书写的过程,它是一组经编译和优化后存储在数据库服务器的SQL语句,使用时用户只要调用即可。这种己经编译好的过程可以极大地改善SQL的性能,而且执行速度快,可以大大减少网络通信流量,提高应用系统的性能。由于它是模块化程序,可减少操作出错,从而有效地保证数据的一致性和完整性。 WHTH RECOMPILE执行计划不保存的高速缓存中,每次执行过程需要重新编译ENCRYPTION加密syscomments表的内容,syscomments表中包含CREATE ROCedure的文本,保证无论何时都不删除syscomments表FOR REPLICATION过程在前台执行,不在服务器上执行。 本系统包括数据库的安全和服务器的安全。采用管理员表示和鉴定的方法实现数据库的安全,此安全管理措施并不在前台开发工具中实现,而是在后台数据库中实现。在登录数据库时,系统让管理员户表示自己的身份,不同的管理员权限不同,系统进行核实,鉴别此管理员是否为合法用户,若是,系统进一步核实用户,通常要求用户输入口令,系统和对用户口令以鉴别用户身份。服务器的安全也是通过用户在登录服务器时输入合法的用户名和密码来实现的。这是一种简单可行的方法,实现起来比较方便。没有采用更加复杂的系统安全管理措施是因为本管理系统一般是应用在校园网中,采用安全管理措施主要是为了防止没有修改权限的用户无意间修改了数据,因此采用用户标识和鉴定的安全管理措施就能够保障数据库的安全性。 4 学生信息管理系统的程序实现 系统开发与运行环境确定如下: 体系结构:Brower/Server结构,编程语言:ASP,网络操作系统Windows2000 server、Windows2003 server,数据库操作系统:Microsoft SQL2000,客户端:Windows98/Windows2000/windowsXP。 4.1 成绩管理模块实现 学生成绩查询模块提供了两种查询方式:按考试查询和按科目查询。按考试查询可以在选定考试后,查询某一科或几科的成绩、目标分、是否达标、合格人数、优秀人数、合格率、优秀率等信息。此种方式便于班主任掌握相应考试的考试情况。按科目查询可以在选定科目后,查询某一次或几次考试的成绩、目标分、是否达标、优秀人数、合格率、优秀率等信息。此种方式便于任科老师掌握学生的学习情况。学生成绩修改/删除模块:管理员首先选择查询条件,筛选出符合条件的记录,再进行选择是修改/删除一条记录还是多条记录,并在删除前提示确认信息,以防操作失误造成的数据丢失。计算总分与排名模块:非常实用的一个模块。当各位科任老师将各科成绩录入后,班主任轻点几下鼠标,即可计算出总分、平均分、班级排名与全级排名。学生成绩录入页面如图2所示。 4.2 信息管理模块实现 本模块主要实现对学生信息的录入、查询、修改、删除、打印和班级的设置,下面是这一功能的实现,如图3。 4.3 用户管理模块实现 用户管理(如图4所示)主要是对系统的管理员级别的用户(包括系统管理员、区域管理员和学校管理员)进行管理。 本模块在进行保存用户名和密码时对用户密码进行MD5加密。MD5的全称是Message-Digest Algorithm 5,在90年代初由MIT的计算机科学实验室和RSA Data Security Inc发明,经MD2, MD3和MD4发展而来。Message-Digest泛指字节串(Message)的Hash变换,就是把一个任意长度的字节串变换成一定长的大整数。请注意我使用了字节串而不是字符串这个词,是因为这种变换只与字节的值有关,与字符集或编码方式无关。MD5将任意长度的字节串变换成一个128bit的大整数,并且它是一个不可逆的字符串变换算法,换句话说就是,即使你看到源程序和算法描述,也无法将一个MD5的值变换回原始的字符串,从数学原理上说,是因为原始的字符串有无穷多个,这有点象不存在反函数的数学函数。MD5的典型应用是对一段Message(字节串)产生fingerprint(指纹),以防止被,篡改。举个例子,你将一段话写在一个叫readme.txt文件中,并对这个readme.txt产生一个MD5的值并记录在案,然后你可以传播这个文件给别人,别人如果修改了文件中的任何内容,你对这个文件重新计算MD5时就会发现。如果再有一个第三方的认证机构,用MD5还可以防止文件作者的,抵赖,这就是所谓的数字签名应用。MD5还广泛用于加密和解密技术上,在很多操作系统中,用户的密码是以MD5值(或类似的其它算法)的方式保存的,用户Login的时候,系统是把用户输入的密码计算成MD5值,然后再去和系统中保存的MD5值进行比较,而系统并不知道用户的密码是什么。 当用户注册成功,正式建立一个账号的时候,数据库中就必须为这个用户增加一条记录。以下的程序代码实现了建立一个账号的功能,在页面中,程序要求用户输入账号、密码等信息,然后,将这些信息作为账号信息存入名为UserCount的数据表,在这个表中,用户密码是使用MD5加密保存的。 5 结论 本文的基于Web服务的学生信息管理系统具有如下特点: 采用Browser/Server三层体系结构,使系统具有很好的可维护性和重用性。在本系统的开发过程中采用的是ASP+IIS+SQL Server模式,此模式将明显的把显示和逻辑分离,使代码容易管理,适合于大型项目的开发。中间层使用数据库连接池技术加快与数据库服务器之间的数据处理速度,也加快对客户端响应速度。后台数据库采用的SQL,它功能比较强大,除了可以处理包含在各种平台上运行的数据库管理系统内核之外,还包括了数据复制、数据库系统管理、Internet网关支持、在线分析处理、多媒体支持和各种并行处理能力。 学生信息管理系统论文:用UML建模技术构建学生信息管理系统模型 摘要:UML统一建模语言,是软件分析设计中的标准语言,可用于软件分析、设计和实现的全过程。该文试图通过学生信息管理系统开发实例的设计,经过用例建模、静态建模、动态建模、代码设计、界面设计等步骤,介绍如何应用UML的方法设计和开发一个软件模型,从而提升软件设计人员和客户之间交流水平,加快软件开发进程,提高软件开发质量。 关键词:UML;学生信息管理系统;用例建模;静态建模;动态建模 1 引言 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,信息产业的相关技术得到了突飞猛进的提升。而计算机软件作为信息产业技术的一个重要方面,也应不断更新,从而符合产业发展的需求。这就要求软件设计人员在软件开发过程中能够更加人性化、友好化,从而提高软件设计人员和客户之间交流水平,加快软件开发进程,提高软件开发质量。 1.1 UML的简介 Unified Model Language(简称UML),是一种面向对象的可视化的标准建模语言。运用UML中的图形符号可以表示系统中的对象及其之间的关系,从不同的角度描述待开发的系统,并进行相应的语法检查和一致性检查,保证系统模型的完整性。同时,在软件系统的分析和设计中,UML的合理运用能对项目开发、团队的合作以及与用户的交流起到重要的作用。首先,UML用图形表示完整的系统,在实际应用时要反复审查和修改。虽然在分析和设计时会耗费一定的时间,但会提高编码的准确性和效率,从而有利于项目的整体开发。其次,目前,诸如像Rational Rose这样的建模工具,可以将UML模型直接转换为高级语言代码,从而节约了软件开发的时间、减少了软件代码的错误率。最后,UML作为面向对象的分析和设计技术具有与人的思维方式一致、稳定性好、可重用性好、可维护性好等优点,能大大提高系统开发的效率和质量。 1.2 UML产生背景 早期的面向对象的建模语言具有如下不足之处: 首先,面对众多的建模语言,用户由于没有能力区别不同语言之间的差别,因此很难找到一种比较适合其应用特点的语言;其次,众多的建模语言实际上各有千秋;第三,虽然不同的建模语言大多类同,但仍存在某些细微的差别,极大地妨碍了用户之间的交流。因此在客观上,极有必要在精心比较不同的建模语言优缺点及总结面向对象技术应用实践的基础上,组织联合设计小组,根据应用需求,取其精华,去其糟粕,求同存异,从而触发了UML(统一建模语言)的产生。 1.3 UML的建模机制 UML是一种面向对象的可视化的标准建模语言,以图形符号表示系统中的对象及其之间的关系,从不同的角度描述待开发的系统。UML提供了5类、9种模型图:第一类,用例图:从用户角度描述系统功能,指出各功能操作者,为需求分析提供标准化手段;第二类,静态图:描述系统静态结构,类或对角的属性、操作和相互的关系,是建立动态模型的基础,主要有类图、对象图、包图;第三类,行为图:描述系统动态模型和组成对象间交互关系,有状态图、活动图;第四类,交互图:描述对象间交互关系,有顺序图、合作图;第五类,实现图:包括构件图和配置图。 UML的建模过程主要有以下几个步骤: 1) 建立需求模型。即从功能需求出发建立用例模型; 2) 建立对象模型,包括静态模型和动态模型。静态模型使用类图、对象图、包图描述系统的对象和对象之间的静态关系,得到系统的对象和对象之间的静态关系,得到系统的整体结构。动态模型使用状态图、活动图、顺序图、合作图等描述系统的对象和对象之间的动态关系,得到系统的运行机制。 3) 建立系统实现模型,使用配置图定义系统的软硬件结构及通讯机制,表示软硬件系统之间的合作关系;使用构件图描述系统由哪些构件组成; 4) 检查模型之间的一致性,通常这个过程需要反复多次才能完整地描述系统; 5) 在构件图的基础上生成开发语言的代码框架。 1.4 UML的应用领域 UML的目标是以面向对象图的方式来描述任何类型的系统,具有很宽的应用领域。 1) 建立软件系统的模型,但它同样可以用于描述非软件领域的系统,如机械系统、企业机构或业务过程,以及处理复杂数据的信息系统、具有实时要求的工业系统或工业过程等。总之,UML是一个通用的标准建模语言,可以对任何具有静态结构和动态行为的系统进行建模。 2) UML适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试的不同阶段。 ① 在需求分析阶段,可以用用例来捕获用户需求。通过用例建模,描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统(用例)的功能要求。 ② 分析阶段主要关心问题域中的主要概念(如抽象、类和对象等)和机制,需要识别这些类以及它们相互间的关系,并用UML类图来描述。为实现用例,类之间需要协作,这可以用UML动态模型来描述。 ③ 在分析阶段,只对问题域的对象(现实世界的概念)建模,而不考虑定义软件系统中技术细节的类(如处理用户接口、数据库、通讯和并行性等问题的类)。这些技术细节将在设计阶段引入,因此设计阶段为构造阶段提供更详细的规格说明。 ④ 编程(构造)是一个独立的阶段,其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。在用UML建立分析和设计模型时,应尽量避免考虑把模型转换成某种特定的编程语言。因为在早期阶段,模型仅仅是理解和分析系统结构的工具,过早考虑编码问题十分不利于建立简单正确的模型。 ⑤ UML模型还可作为测试阶段的依据。系统通常需要经过单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。不同的测试小组使用不同的UML图作为测试依据:单元测试使用类图和类规格说明;集成测试使用部件图和合作图;系统测试使用用例图来验证系统的行为;验收测试由用户进行,以验证系统测试的结果是否满足在分析阶段确定的需求。 总之,标准建模语言UML适用于以面向对象技术来描述任何类型的系统,而且适用于系统开发的不同阶段,从需求规格描述直至系统完成后的测试和维护。 1.5 常用的UML建模工具 自从1997年正式UML以后,大量商用UML建模CASE工具不断涌现。CASE 是英文 Computer Aided Software Engineering的缩写,主要是指利用一整套的方法和工具对系统规则进行建模,并自动生成合适的程序。目前常用的CASE工具主要有:Sparx Systems的Enterprise Architect(EA)和IBM Rational的Rational Rose。大体上,EA和Rose在UML建模能力上有相似的功能,但Rose比EA支持更多的语言,如C#、VB等。基于软件的实用性考虑,本文在系统设计过程中将选用Rational Rose 软件。 2 系统分析 2.1 系统功能简述 系科综合管理系统是为了适应现代化学校管理的需要,加快推进我校数字化校园建设、充分利用校园网,利用网络、多媒体等计算机应用技术和手段,提高办公效率、改善质量的高效管理信息系统。 学生信息管理系统是系科综合管理信息系统的重要组成部分。主要用于对学生的基本信息如入学登记、课程、班级、交费等问题进行管理。此系统用户主要涉及主管学生部门、主管教务部门以上层领导。对于主管学生部门的工作人员来讲,需要掌握每个学生的基本情况,新生入学时需要做好学生的入学登记、了解学生的学费交缴情况并登记学生的班级信息,即要掌握学生及班级的所有信息。对于主管教务的工作人员来讲,需要掌握所有专业的公共基础课程、学生的专业课程,并做好学生的所有课程的成绩登记。 2.2 学生信息管理系统的结构 需求分析是定义系统功能及用户界面,使用户知道系统功能,开发人员知道系统的需求。它的主要工作是寻找系统的用例,建立系统需求模型,主要成果是用例图和系统的参与者。下面首先分析一个系统的主要功能。 1) 管理员通过系统管理界面进入,建立学生基本档案、学生交费档案、学生选课档案等,并将所有信息保存在数据库中,同时管理员还能够对以上信息进行添加、删除等基本操作。 2) 学生可以通过使用该系统查询课程、修改用户密码等。 2.2.1 学生信息管理系统的总体结构 为了直观描述学生信息管理系统的各项功能,我们用图1来大体讲述一下该系统的总体架构。 2.2.2 学生信息管理系统各模块的功能描述 在上图学生信息管理系统总体架构的基础上,为使学生信息管理系统的各模块更为清晰,我们接下来分别描述了学生信息管理系统的各模块功能。 1) 系统管理模块 系统管理模块用于对系统的用户的基本信息进行管理,如设定系统使用权限、进行新用户注册、修改用户密码等。它是其它所有模块运行与否的前提条件。 2) 班级管理模块 班级管理模块主要用于对班级的基本信息(名称、教室、班主任等)进行管理,包括添加班级信息、删除班级信息、修改班级信息、查询班级信息等。 3) 档案管理模块 档案管理模块主要用于对学生的档案信息即入学档案(姓名、班级、专业、家庭住址、班主任等)进行管理,包括添加学生入学登记信息、删除学生入学登记信息、修改学生信息、查询学生信息等。 4) 学生交费管理模块 学生交费管理模块是用于对学生所在班级的基本学费、学生应缴学费、学生已缴学费等基本信息进行管理,包括浏览和查询学生以及班级交费信息、添加学生交费信息等。 5) 课程管理模块 课程管理模块主要用于对学生所在班级的公共课程、学生的自选课程等进行管理,包括添加班级基本课程信息、添加学生选修课程信息、删除班级基本课程信息、删除学生选修课程信息等。 6) 成绩管理模块 成绩管理模块主要用于对学生所在班级的公共课程、学生的自选课程等科目成绩进行管理,包括添加学生成绩信息、删除学生成绩信息、查询学生成绩信息、浏览学生成绩信息等。 2.3 学生信息管理系统的基于UML的详细设计 下面利用Rational Rose工具,通过对学生信息管理系统的动态模型、静态模型(包括类图、序列图、协作图)的分析来进行学生信息管理系统的UML建模。 2.3.1 学生信息管理系统的用例建模 学生信息管理系统的用例主要包括对学生基本信息、班级基本信息、学生交费信息、课程信息、成绩信息进行操作的功能。其基本行为者为:管理员、教师、学生,如下图所示。对学生信息管理系统的主体类图进行解释如下:在系统中管理员可以对课程信息、班级信息、学生档案信息、成绩信息、交费信息等进行管理;学生可查询相关基本信息如:个人档案、成绩等;教师可以对所教课程的基本信息进行查询。 1 ) 学生信息管理系统的主体用例图(如图2) 问题描述:管理员(Administrator)可以对课程、学生成绩、学生档案信息、学生交费信息以及系统进行管理。而一般用户(User)包括教师、学生、课程管理员、学生成绩管理员、学生档案信息管理员、学生交费信息管理员等六个部分,其他类是User类的泛化,继承了一般用户类(User)。 2) 班级管理模块的用例图(如图3) 问题描述:班级管理员能够浏览班级信息、查询班级信息、更新班级信息、打印班级信息。班级管理员对班级信息的更新包括添加、删除、修改。 2.3.2 学生信息管理系统的序列图 序列图用于描述按时间顺序排列的对象之间的交互模式,它按照参与交互的对象所具有的基本属性和它们相互发送的消息来显示这些对象。当收到消息时,接收对象立即开始执行活动,即对象被激活了。通过在对象生命线上显示一个细长矩形框来表示激活。消息可以用消息名及参数来标识。消息也可带有顺序号。在时序图的左边可以有说明信息,用于说明消息发送的时刻、描述动作的执行情况以及约束信息等。下面是对学生信息管理系统的序列图的描述。 1) 添加用户序列图(如图4) 问题描述:管理员登录系统主窗体;单击“系统管理”菜单及“添加用户”选项;加载“添加用户”主窗体;输入用户基本信息;交信息提交到数据库;更新数据库。 2) 档案添加序列图(如图5) 问题描述:用户登录系统主窗体;单击“档案管理”菜单及“添加档案”选项;加载“添加档案”主窗体;输入学生基本信息;将信息提交到数据库;更新数据库;返回窗体。 2.3.3 学生信息管理系统的协作图 协作图用于描述相互合作的对象间的交互关系和链接关系。虽然时序图和协作图都用来描述对象间的交互关系,但侧重点不一样。时序图着重体现交互的时间顺序,协作图则着重体现交互对象间的静态链接关系。协作图中对象的外观与时序图中的一样。对象间的链接关系类似于类图中的联系。通过在对象间的连接上标志带有消息串的消息来表达对象间的消息传递。Rose工具具有能够直接将设计好的序列图转化为协作图的功能,其具体实施步骤为:双击待转化的序列图,利用菜单栏中的Browse菜单,接下来选择Create Collaboration Diagram选项。转化部分结果如下: 1) 用户登录协作图 (如图6)。 2) 添加用户协作图(如图7)。 2.3.4 学生信息管理系统的类的关联图 类图描述类和类之间的静态关系,在系统的整个生命周期都是有效的。与数据模型不同,它不仅显示了信息的结构,同时还描述了系统的行为。类图是定义其它图的基础。在类图的基础上,状态图、协作图等进一步描述了系统其他方面的特性。通过分析类与类之间的关系,我们知道在上述设计的学生管理系统的功能描述中涉及到管理员类(Administrator)、学生类(Student)和教师类(Teacher),由于上述三个类具有相近的属性,因此建立一个基本类(User),包括Name、Password、Sex、Department、Username五个属性,管理员类、学生类、教师类是基本类的泛化,继承了基本类。除此之外还应设计一些控制对象,例如登录(FrmLogin)、添加用户(FrmAddUser)等。具体关联如图8。 3 结束语 结合学生信息管理系统的功能,通过Rational Rose 软件的使用,从用例图、序列图、协作图和关联图的抽象描述构建出满足软件功能要求的软件模型,从而提升了软件设计人员和客户之间交流水平,加快了软件开发进程,提高了软件开发质量。 学生信息管理系统论文:学生信息管理系统的设计与实现 摘要:管理信息系统是一个不断发展的新型学科,任何一个单位要生存要发展,要高效率地把内部活动有机地组织起来,就必须建立与自身特点相适应的管理信息系统。 该系统是在 JAVA环境下采用“自上而下地总体规划,自下而上地应用开发”策略开发出的学生信息管理系统。通过分析学校学生管理的不足,创建了一套行之有效的学生信息管理方案。学生信息管理系统的系统分析部分,包括可行性分析、业务流程分析等;系统设计部分主要介绍了系统功能设计和数据库设计及代码设计;系统实现部分说明了几个主要模块的算法。本系统界面友好,操作简单、实用。 关键词:管理信息系统;整体架构;数据库;学生管理;JAVA应用 本系统是用JAVA语言开发的一个学生信息管理系统,为学校学生信息的管理工作效率带来了一个质的飞跃。系统主要用于学校学生信息管理,总体任务是实现学生信息关系的系统化、规范化和自动化,其主要任务是用计算机对学生各种信息进行日常管理,如查询、修改、增加、删除,另外还考虑到学生选课,针对这些要求设计了学生信息管理系统。 本系统主要包括学生信息查询、教务信息维护和学生选课三部分。其功能主要有:1)有关学籍等信息的输入,包括输入学生基本信息、所在班级、所学课程和成绩等;2)学生信息的查询,包括查询学生基本信息、所在班级、已学课程和成绩等;3)学生信息的修改;4)班级管理信息的输入,包括输入班级设置、年级信息等;5)班级管理信息的查询;6)班级管理信息的修改;7)学生课程的设置和修改。 1 相关技术 系统采用B/S架构实现。在B/S体系结构系统中,用户通过浏览器向分布在网络上的许多服务器发出请求,服务器对浏览器的请求进行处理,将用户所需信息返回到浏览器。 1.1 系统整体架构 系统整体结构上分为:数据层、应用层、展示层。 数据层 主要由像Oracle或SQL Server等大型数据库作为底层支撑完成数据的存储和访问,数据层是系统建设的关键部分。 应用层 提供完整的系统功能实现,是系统建设的核心部分。应用层将学生基本信息管理、教师信息管理、课程信息管理等的逻辑实现。系统采用JAVA语言编写应用层,完全可以满足快速高效的处理需求。 展示层 用于提供用户操作界面,要求界面布局合理、分格清晰明朗、操作方便快捷。 1.2 系统采用的技术 JAVA语言是目前企业级应用中使用频率最高的开发语言,JAVA语言有安全、简单、“一次编译、导出运行”等特点,在保证系统功能完善、性能稳定、安全可靠的前提下维护简单,而且迁移方便。JAVA语言具有简单、面向对象、体系结构中立、小巧健全、快速等优势。 本系统所有动态实现全部采用JAVA技术,方便后续系统的升级扩展、服务迁移等工作。 1.3 采用MS-SQLSERVER2000数据库 考虑到系统长期使用数据量的增加,以及系统升级的需要,拟采用MS-SQLSERVER2000数据库作为数据层支持。MS-SQLSERVER2000是目前企业级应用最为普遍的数据存储系统,相比其它大型数据(如Oracle)有性能稳定、管理简单、环境要求低等特点。 1.4 采用JSP进行前台展示 JSP事实上也是JAVA语言,但JSP是将JAVA语法和HTML等前台页面语法结合,以达到动态展示数据的功能。JSP有编写简单、调试方便,而且,JSP借助强大的JAVA语言,具有很高的处理效率。 1.5 采用Tomcat中间件提供Web服务 Tomcat是目前免费Web服务器中使用最多的一种,有体积小、安装容易、配置简单、便于管理等特点,使用Tomcat完全能够满足不同的应用系统服务。 2 系统功能实现方案 2.1 系统总体设计思想 本系统在设计时遵守“操作简单、结构清晰”原则,以解决实际问题为目标,避免繁杂多余的代码。 数据库设计简单明了,充分使用了“主键”、“外键”功能,既避免字段重复出现,又保证了数据一致性。 系统中的各项数据关系,都可以通过设置完成,尽量避免在系统中使用“固定值”来表达数据间关系,方便系统以后升级。数据库连接同样采用配置文件的方式,方便迁移部署。 2.2 系统操作流程 管理员设置系统用户;管理员设置本校教师信息;管理员设置本校班级信息,并为班级指定班主任(教师);管理员设置本校所有课程信息;教师添加本班级学生;教师添加本班级学生所要学习的课程;教师添加本班级学生的学习成绩;学生成绩查询。 2.3 系统用户及权限设计 用户信息管理维护是本系统的基础工作,依据系统设计思想并结合实际情况,本系统的用户分为三种:管理员、教师、学生,各自权限描述如下: 1)系统管理员:系统管理员登录后,可以对系统用户以及本校教师、班级进行管理。管理员只能进行系统基础信息维护,不能进行学生成绩信息的添加、查询。 教师信息由管理员维护,如果教师离职或因其他原因不在职时,需要对该教师信息进行禁用。 班级信息也由管理员维护,班级信息中通常需要指定班主任,班主任信息来自用户信息中级别为“教师”的用户。 课程信息也由管理员维护。 2)学校教师:教师登录后,可以对本人负责班级进行课程设置和班级学生成绩维护、成绩查询。教师无权查询非本人负责班级学生的成绩。 3)学生:学生登录后只能查询本人各课程的成绩,无权修改。 2.4 系统各功能模块的实现 1)用户管理:用户信息包括了用户名称、密码、用户真实姓名、用户级别等。为了便于操作及管理,将所有用户的信息存入一个数据库表,表结构详见附录:数据库表结构中的“用户表”。 用户信息中“管理员”和“教师”信息由管理员维护,“学生”信息由各班主任维护。每个用户只能属于一个级别,对于“学生”用户需要指定班级信息。管理员可以对“学生”基本信息进行修改,但不能将“学生”用户设置成其他级别的用户。 系统在初始状态下只有一个“管理员”用户,用户名:admin,密码:1234。 系统用户状态分为正常和禁用两种,只有处于“正常”状态的用户才能正常使用本系统。考虑到数据完整性要求,为了保存历史数据,对于一些需要停止而又不能删除的用户,可以进行“禁用”处理,不做物理删除。对于确实需要删除的用户,系统也提供了物理删除的功能。在删除用户前必须先删除与用户相关的其他信息,如删除学生时必须首先删除该学生的成绩。 2)课程管理:对课程信息的操作包括以下部分: 课程信息维护 课程的添加、修改等维护工作由管理员完成,管理员有权设置课程当前是否有效。只有设置成“正常”的课程才能被各班级采用并且录入学生成绩。课程表结构详见附录:数据库表结构中“课程表”。管理员负责学校所有课程的维护,不负责各班级选修哪些课程。 班级课程设置 各班级的课程设置需要由各班级班主任完成。课程设置时,系统会自动列出当前所有有效的课程供选择。教师有权设置自己负责的班级的教学课程。教师取消某一课程不会影响到已经录入的该课程的学生成绩,被取消后的课程在下一次成绩录入时将不会被显示。教师应按实际情况进行课程设置。各班级对应的课程信息存入“班级课程表”中,通过“班级id”和“课程id”关联,表结构详见附录:数据库表结构中“班级课程表”。 3)班级信息:对班级的操作包括以下部分: 班级信息管理 班级信息的维护由管理员完成。设置班级信息时可以设置班主任也可以不设置,班主任信息来自用户中级别为“教师”的用户。管理员有权设置班级是否“毕业”。设置为“毕业”后的班级将不能进行“课程”、“学生成绩”的录入维护,只能查看成绩。班级表结构详见附录:数据库结构中“班级表”信息。 4)学生成绩:对学生成绩的操作包括以下部分: 学生成绩录入 各班主任负责本班学生成绩的录入。系统保留每名同学每个课程的最新成绩,即:如果需要修改成绩,则只需要重新录入该学生对应课程成绩即可。成绩录入时,系统只会列出当前学生所属班级所选的所有有效课程,成绩只能填数字。学生成绩数据存入“学生成绩”表,通过“用户(学生)id”和“课程id”关联,表结构信息详见附录:数据库表结构中“学生成绩表”。 学生成绩查询 教师登陆后查询本人负责班级所有学生的成绩。学生登陆后只能查询本人的成绩。 5)其他:用户登陆时,首先判断输入的用户名、密码是否正确,如果正确,系统会根据用户级别的不同显示不同的功能;否则,系统自动返回到登陆界面。 用户退出时,系统会有一个提示确认过程,以避免误点。确定退出后系统返回登陆界面。 3 结束语 本管理系统功能全面、易于日后程序更新。具有数据库管理容易、界面友好、操作方便、效率高、安全性好等优点,是一套在学校日常管理中必不可少的管理软件。 学生信息管理系统论文:探究现代高校学生信息管理系统的现状和发展 [摘 要] 因为高校学生信息自身所存在的诸多特点,导致建设高校学生信息管理系统的过程中的难度明显上升,所以当前的系统建设过程中,出现了诸多的问题,例如对于信息系统的设计定位依然是基于传统的职能部门方面。针对所出现的这些问题,应当构建高校学生信息管理系统平台,并且确保面向的用户是高校学生,以求高度集成高校的学生信息,并且实现学生信息的共享,从而确保高校学生信息管理系统能够更加适应多种环境,并且可以基于学生信息提供各项服务。 [关键词] 高校;学生信息管理系统;问题;现状;发展措施 1 高校学生信息管理系统建设的过程中所存在的诸多问题 1.1 信息系统的设计依然是根据传统职能部门进行定位 当前高校学生信息管理系统的设计依然是基本按照传统的职能部门进行定位,其管理模式是多头管理,导致学生信息的存储很是分散,每个部门在进行信息的录入的时候,互相之间缺乏沟通,使得高校学生信息管理系统数据出现频繁的重复存储。同个学生,其信息数据存在偏差以及所谓的“信息孤岛”的情况出现。就目前状况而言,学生的课程信息以及学生成绩信息和学籍变动方面的信息都是由教务处负责汇总录入和管理的;而且图书馆、就业处等职能部门也能够和有义务收集学生的信息。所以综合这些可以看出,尽管各个部门互相收集的学生信息都是各自需要的,并且主要热荻疾幌嗤,但是从计算机的角度来看,这种行为必定会导致大量的学生信息出现重复,而且还会导致学生信息数据存在大量偏差。 1.2 高校学生信息管理系统所存储的学生信息不够完善和全面 一般而言,高校学生在入学前,其所在的高中学籍档案是高校的学生信息最为开始的来源,但是这些信息的载体往往都是纸质版的。而当学生参加高考时候,会采集部分电子信息,这些电子信息才是构成学生电子档案的基础信息,其存在内容极少的情况,对于学生的实际基本情况,电子档案是无法完全和细致反映出来的。很多高校对于入学后的学生采集的信息只包括基本的学习信息、课程成绩信息、奖惩信息第一季学历信息等,而诸如班级的日常管理信息、勤工俭学信息等各种辅助类的信息,都是不会录入高校学生信息管理系统中去的。并且很多高校中,都是分部门对学生信息进行存储的,在学生的信息平台中是无法看到这些信息的的,导致信息的使用者无法对学生的全部情况详细完整的了解。 1.3 缺乏促进高校学生信息管理系统建设的统一 因为缺乏的标准,导致各所高校学生信息管理系统互相之间存在较大的差异性。第一是对学生信息的收集内容以及范围不尽相同,例如部分高校所采集的学生信息只是学籍信息,但是部分高校所采集的学生信息则是较为全面,而且即便是所采集信息的类型相同,其在数据的结构上也是存在差异的;第二是构建高校学生信息管理系统所需要的软硬件要求不一,例如不同的高校所使用的数据库以及硬件参数各不相同。 1.4 没有强有力的支撑促进高校学生信息管理系统的建设 1.4.1 没有精神支撑力促进高校学生信息管理系统的建设 因为很多高校从上到下对于学生信息的管理重视程度不足,导致无法从精神层面强力支持信息系统的建设,所以很多情况下,各个部门在进行学生信息的录入时候都不够认真彻底,甚至学生在对自己的信息进行填写的时候也较为随意,这些都是未来进行高校学生信息管理系统建设所面临的问题。 1.4.2 没有资金支撑促进高校学生信息管理系统的建设 开展高校学生信息管理系统的建设,是必须要依赖大量硬件设施,如果在资金上存在问题,那么就无法购买先进的硬件设备,而且也无法选择可以适合本高校发展的信息系统软件,无法开展日常的信息系统管理工作,最终使得高校学生信息管理系统建设形同虚设。即便是前期投入大量的资金完成了高校学生信息管理系统的骨架建设,但是如果后期没有资金继续投入,信息系统无法正常运行,自然也就无法达到设计的目标。目前,很多高校都把教室、宿舍以及校园环境的建设作为工作重点,在高校学生信息管理系统上的资金投入则较为不舍,从而渐渐造成较大影响。 1.4.3 没有人才支撑促进高校学生信息管理系统的建设 高校学生信息管理系统的建设成功与否直接受到工作人员自身计算机水平、素质水平以及工作态度等因素的影响,如果只是单纯的继续使用原来负责录入学籍、管理档案的人员进行学生信息的录入,进行高校学生信息管理系统的操作和维护,而不请专业的管理人员参与管理,则信息系统势必会处于半瘫痪甚至瘫痪的状态,高校学生信息管理系统完全无法发挥出应有的作用。 1.4.4 没有技术支撑促进高校学生信息管理系统的建设 当前高校学生信息管理系统还处于初期阶段,很多都是使用计算机简单替代手工录入学生信息而已,数据库的构建也是基于较为简单的VF和Access技术,如果只是拿来简单办公,这些技术可以满足要求,但是这些技术远不能满足复制的信息系统运行。 当前很多高校进行学生信息的存储依然是用Excel,即便是部分高校使用SQL Server技术的大型数据库进行学生信息的存储,也经常会面临信息超载的情况。 2 构建面向用户的高校学生信息管理系统平台 高校学生信息管理系统平台汇总,主要有学生和高校的各个职能部门两类用户,可以把高校各个职能部门以及学生看作是信息的输入端,同时也可以被定义为信息的输出端,换而言之,学生和高校的各个职能部门可以使信息提供者也可以是使用者。 在信息系统的输入端,由学生登录到信息系统的界面,然后输入各种基本的学生信息,这些信息属性基本都是被固定化的,学生只需要根据实际情况选择对应的内容即可。课程管理模块由教育处登录系统平台管理,对于学生成绩的录入,按照学生的学号进行。教程模块、救助模块以及勤工助学模块等都由学生处登录系统平台管理,其对于奖惩情况、勤工助学情况以及救助情况的录入都需要按照学号进行学生的查询确定。就业模块由学生和就业处分别登录进行录入和管理。进行学生的基本信息以及派遣信息的输入。系统平台汇总的日常管理模块以及班级管理模块则是由学院负责登录管理,进行学生在大学四年学习以及学院的生活中基本表现情况的录入。系统平台的辅助信息模块则是由图书馆、校医院以及公寓管理中心进行登录和信息的录入管理。 高校学生信息管理系统的处理系统和数据存储部分使用的技术是数据仓库技术,数据仓库实质上是数据集合,其特点是面向主体、集成、相对稳定并且能够对历史变化进行反应,在管理决策的支持上效果显著。通过对数据仓库的选择应用,能够确保分析和查询更加的高效和便捷。此外还能够帮助信息使用者对信息进行查询,并且在此基础上做出决策,以及开展数据挖掘技术。 在信息系统的输出端,构建人机系统界面,确保友好易懂,高校的各职能部门以及学生都能够访问系统平台中的查询与打印模块,可以按照不同的学生信息,进行各种学生相关信息的查询,并且能够与打印机关联,按照需求进行打印。 基本的系统一般的组成结构是输入、处理、输出以及外部环境等,在高校学生信息管理系统平台中,内部支撑就是外部环境,其支撑力主要包括如下几种:第一是来自高校领导和教师对于信息建设重要性的认识,提高其精神层面支持;第二是保障信息系统的建设及维护所需要的各项资金,提高其资金层面支持;第三是主动开展信息系统相关人才的培养,提供人才层面支持;第四是应用先进的数据仓库以及信息技术,提高其技术层面支持;通过构建统一健全的规章管理制度,提高制度层面的支持;借助科学的方式收集整理数据信息,提高其管理方法层面支持。 3 结 语 高校学生信息管理系统作为一项工程,存在复杂的特点,而且其中存在的诸多问题,需要广大教育工作者通过持续的实践慢慢进行解决,除了单纯的提升技术之外,更多的是对管理理念进行转变,实现各个部门之间的沟通配合,才能够确保高校学生信息管理系统切实有效地发挥作用,更好的促进高校的发展。
土木工程类论文:高职学生土木工程专业设计理论与实践研究 摘 要:高职学生土木工程设计是学生在大学期间职业技能的综合训练,对全面提高学生的专业素质和综合能力具有重要意义。本文对土木工程专业大学生在进行测试实验和土建施工图绘制中常出现的问题进行总结和探讨,并提出了改进方案。 关键词:土木工程专业;工程设计;测试实验;土建施工图 高职土木工程专业设计是学生对专业知识进行综合应用的体现,是在校期间重要的结合实际的学习实践活动。由于学生对如何在土木工程设计中应用所学基本理论缺乏经验,在土木工程设计中使用规范规程的意识也不强,往往对规范规程中的要求理解不透,土木工程设计中常出现—些貌似细微却导致整个过程失败的错误。总结多次土木工程设计的经验,高职土木工程设计中应该对以下问题加以注意。 1、测试实验设计 在试验设计前要先了解试验的目的,并加以理解,在试验时必须做好记录,每个小组必须要分工明确,要达到每个同学都能操作到仪器,并要知道原理,在实验课后要认真的写好试验报告,千万不要认为我会了,懂了,可以不写实验报告了,这是大错特错的。写实验报告不仅是对数据的整理,重要的是对整个过程的温习和确保下次使用仪器,读写数据的详细掌握。 设计前的归纳总结。通过一个学期的学习,学生对大部分的知识都已经掌握,但是在设计过程中的实际问题,书本上的知识是不能够完全解释的,所以要对自己的笔记加以详细的归纳如绪论中的核心问题是: 1.1点的位置确定; 1.2点位确定的原理和方法; 1.3基准面认为平面的限度。 这样以来在实现设计的时候哪里有问题不是很明白,拿出笔记查阅一下,就能快速的解决问题,这对将来在工作上遇到问题时,解决起来也是很方便的。 实地设计就好比自我测试,从中找出自己薄弱之处,并加以强化。不理解的问题千万不能逃避,因为这是最后的理解掌握的机会。比如经纬仪为什么要进行盘左盘右观测取平均值等的道理,教材中有一些内容只叙述方法,不讲为什么的道理。 2、土建施工图设计 2.1平面图与立面图、剖面图的配合 建筑施工图关键是平面图、立面图和剖面图之间图示内容一致,且相互补充。因为是初次绘制内容复杂的建筑施工图,学生没有全局观,造成平立剖面图的表达不一致。比如,平面图上有个侧窗,而立面图上却没有画出;立面图上有些凸凹的构造,在绘平面图时却忘记了画。在剖面上,不仅应完整表达各空间高度和楼梯间的剖面设计,也要正确反映柱子、主梁、次梁、楼板和墙之间的位置关系。只有平面、立而、剖面三者相互配合,才能完整地反映一幢建筑物的做法和特点。此外,各图所注的标高、尺寸、定位轴线等在每张图纸上都要认真核对无误,作为一项基本要求,要求高职学生务必落实做好。 2.2楼梯的平面图与剖面图设计 楼梯间首层休息平台板下如果有通向室外的门,应注意休息平台板下净高尺寸要能使人通过而不碰头,不能小于2000mm。楼梯顶层的栏杆位置高职学生也易出错。我们有这样一个经验:注意楼梯设计为双跑楼梯时,首层第一跑楼梯从哪儿上,顶层栏杆就应设计在哪一面。同时还要注意楼梯间窗口标高是否与立面图上窗口位置一致。 2.3结构施工图 2.3.1基础图反映的是地面以下结构的平面布置位置、尺寸和做法。基础平面图和基础详图应画在同一张图纸上,而高职学生却常把基础详图画在楼层结构平面图上,造成读图的不便。 2.3.2基础垫层尺寸不应作为设计尺寸,它只是结构构造要求,而有的高职学生所绘制的基础详图(条形基础)无论是埋深,还是基础底面宽度都包括例了混凝土垫层尺寸,使得基础底面宽度不够。 2.3.3基础平面图上应标注基础墙的厚度、基槽的宽度及其定位尺寸,而高职学生所绘图上往往只标注定位轴线间尺寸。 2.4结构施工图只是用来表示房屋内各种承重构件的位置、尺寸和做法,并不涉及它的帖面、抹灰等。有的高职学生概念不清,常在结构施工图中出现建筑标高,还有高职学生在结构施工图中根本就不注写标高,使得构件无法定位。针对这种情况,应提醒高职学生在绘制结构施工图时,注意定位轴线位置的准确性。核对轴线距离是否与建筑施工图相一致,保证构配件的正确位置及结构构造处理时尺度量值的准确性。 2.5钢筋混凝土结构施工图的构件详图 要是配筋图,最容易出差错的是钢筋的位置。在不同的削切位置,构件剖面图中钢筋的位置是不相同的。例如,梁的支座断面图与跨中断面图中钢筋的位置由于钢筋弯起而发生了变化。 3、土木工程设计应注意的问题 3.1建筑设计与结构平面布置问题 在建筑设计时高职学生需要考虑结构平面布置问题,例如,土木工程设计常用的结构形式为框架结构.框架结构在平面上力求柱网简洁、规整,柱距或梁的跨度尺寸要尽量统一,还要注意梁的经济跨度问题(有特殊要求者除外)。高职学生在进行柱网布置时,往往不注意基本要求,随意布置柱网。 3.2图面质量问题 有高职学生绘图基本功不扎实,对每种线型的适用范围不了解,图面质量较差。如钢筋线应采用粗实线,构件轮廓线应采用细实线,而有的高职学生把构件轮廓线也画为粗实线,主次不分。还有一些符号的画法不按“国标”规定,而是自己随意去画,如详图索引符号、标高符号等。 对构件编号及钢筋编号概念不清,常出现漏号或一号多示的现象,应分清构件编号与钢筋编号的不同表示方法.采用两种表示方式,这样就能使构件编号与钢筋编号区分开,从而使图面清楚.表示完整。 还有其他一些问题.如在构件详图中未注明分布钢筋、构造柱未伸入到屋顶女儿墙等等。这些问题具有普遍性,虽属细枝末节,但关系全局,直接影响高职学生土木工程设计的质量。教师在指导过程中应特别强调并认真把关,使学生在综合训练过程中掌握在校所学的基本原理与技术。 土木工程类论文:对如何加强土木工程施工中质量的控制探讨 摘要:随着我国社会经济水平的不断提高和城市化进程的加快,有效的推动了我国工程建筑行业的发展。土木工程是建筑工程施工的重要组成部分,也是我国国民经济发展的重要支柱。近年来,我国土木建筑施工在取得蓬勃发展的同时,其中也不断暴露出质量控制、安全隐患等诸多问题。加强土木工程施工中质量控制探讨,对我国土木工程建设的长远发展具有不容忽视的现实意义。本文主要分析了我国土木工程施工中质量控制存在的问题,及其相关解决策略。 关键词:土木工程 质量控制 探讨 土木工程施工与人类生活息息相关,紧密联系,对我国国民经济发展具有举足轻重的重要地位。工程质量是施工建设企业发展的命脉和血液,也是施工单位树立良好的企业形象,实现生产活动有序进展,提高企业经济效益,避免安全事故、工程隐患等现象发生的有效保证。土木工程建设是一项工种多、专业多和工期长的交叉性复杂作业工程,施工建设质量容易受到人、材料、机械、方法和环境等多方面的影响。现阶段,如何加强土木工程施工质量的管理控制已经成为施工企业单位不得不思考并付出实践的话题。笔者结合多年来的工作经验,从事前、事中和事后三个角度,对强化工程质量控制提出了浅要的几点思考。 一、工程施工质量的事前控制 (1)优化质量控制目标 质量控制目标方案是实施工程建设质量管理和控制的基础前提,也是评价质量控制管理活动成效的标准依据。随着人们逐渐意识到施工项目质量安全的重要性,在施工建设过程中,做好项目工程的质量控制管理工作,不断优化质量控制目标,提高质量控制方案的可行性和合理性已经成为工程建设施工准备阶段的重要任务。优化施工质量控制目标需要结合土木施工建设的工程特点及其施工过程中容易造成安全、质量事故的因素。同时,还必须考虑施工企业的质量目标、用户意见和合同要求等个方面条件。比如说,对于生产经验不是足够丰富的施工单位,新施工产品质量控制管理目标的设置,应当不断引进先进的管理控制方案,结合同类工程的质量标准,进而确保施工质量控制管理方案的科学性。 (2)提高施工人员的质量意识 物质决定意识,意识对物质具有能动的反作用。施工人员是土木工程建设的第一资源,在优化施工建设质量控制管理目标的基础上,还应当注重对施工人员工程质量意识的教育培训,使其树立“工程质量第一,速度第二”的安全生产认识,进而从源头上强化工程建设的质量控制管理,形成“‘预防为主”的管理模式。然而现阶段,大部分土木施工企业在工程建设中,过于看重施工进度给企业带来的经济效益的流入,忽视了工程主体核心质量安全重要性的认识。有些企业甚至存在质量控制管理是表面工程、样子作业的错误认识,在一定程度上加剧了工程施工质量控制的难度。因此,提高施工人员的质量意识,加大对施工人员对工程质量的专业培训,营造良好的质量管理控制环境等。 (3)材料采购控制 材料是土木工程建设施工的基础前提,也是影响工程质量安全问题的重要因素。研究表明,某些工程质量事故、安全问题出现的原因之一工程建设企业为了节约项目成本,缩减材料用款的支出,造成了购买的材料质量不达标,使用不合格的伪劣材料所导致的。因此,做好项目建设的质量控制管理,需要加大对建设材料的审核和监督。在材料采购之前,就应当就工程建设所需材料的品种、规格、数量和标准等方面做出相应的说明,对材料采购计划书或者采购合同进行严格的批阅。在材料采购过程中,对供应商提供的产品要对其产品质量进行了解,在需要的情况下,可以要求供应商提供相关的产品证书、经营证书等,对供应商的可靠度、生产能力、业务数量等进行深入调查。材料采购供应商的选择上,尽量选择长期性的合作伙伴。另外,对于采购采购资金,需要加强监督管理力度,落实每一笔材料用款的取向,为提高材料质量提供有力的物质基础和资金来源。 二、工程施工质量的事中控制 事中控制是工程施工质量管理控制的重要环节,也是提高工程质量控制管理效果,落实施工建设项目方案的重要保障。开展事中工程质量管理控制工作,具体可以采用以下的方法途径。 建立健全企业工程质量控制体系。现阶段,大部分施工单位在工程管理过程中,普遍使用项目经理责任制。以项目经理为工程建设的责任主体,打破了传统 “大锅饭”的管理模式,落实了工程建设责任承担者的义务,在一定程度上,规范了工程项目建设,为工程质量控制和管理提供了基础。其次,组建工程质量监管小组。工程项目施工是一个渐进的建设过程,因此工程质量控制必须贯穿整个施工建设过程。工程质量控制小组是整个工程建设活动监控管理的专职团队,是工程建设质量控制的主体核心。在工程小组监管过程中,应当严格的按照工程质量标准进行控制管理工作,加大施工文件批准、变更的确认,及其工序验收的质量标准审核等。另外,土木工程在施工建设过程中,由于其工程项目本身的工期长、投入量多、生产规模大等特点,再加上容易受到政府政策、环境等外在因素的影响。在质量管理过程中,需要结合具体的施工现状开展管理控制活动。 三、工程施工质量的事后控制 事后控制是工程质量控制的重要组成部分,也是完善企业监督控制工作的重要途径。事后工程质量控制主要是指项目质量的验收。因此,事后监控关系着工程质量认可、评定和办理验收交接手续等方面。在事后的控制过程中,需要根据工程项目合同书、项目质量控制目标对完工产品的材料、工艺、设备及其每一道工序进行审查验收。对项目验收存在分歧或纠纷的现象,应当组织专业的技术人员开展现场检验评定。对不符合生产要求和质量标准的项目工程,要及时的给予纠正的通知,并对该项目的责任人进行严肃处理,以示警戒。在确保工程建设项目各项指数达标、规范的前提下,才向发包人、监管部门提出工程竣工报告。 土木工程类论文:土木工程混凝土施工技术探析 摘 要:随着经济全球化的冲击和我国社会经济的快速发展,建筑行业如火如荼的崛起,与此同时对混凝土的施工技术和质量也提出了越来越高的要求。因为土木工程的混凝土施工技术与工程的质量和施工安全息息相关,但目前在建筑行业广泛应用的混凝土施工技术已经愈发无法适应社会发展的需求。文章着眼于目前土木工程商品混凝土的施工及其质量状况,为探索更为科学的施工技术提出一些建设性建议,力求在土木建设行业中形成一种更为科学有效的施工技术。 关键词:建筑工程;土木工程;混凝土;施工技术;工程质量 近年来,随着我国建筑行业的快速发展,商品混凝土因其具有可连续作业、输送能力强、容易成型等特点得到了广泛的应用。尤其是随着高层、小高层等建筑物快速发展,商品混凝土愈发呈现出炙手可热的趋势。但混凝土优良的建筑特性也是一把双刃剑。因其自身具有优良的性能所以混凝土成为了当下工程建设中应用最为广泛的建筑材料,正因为如此,在建筑质量保障方面,更是有国家颁布的建筑准则规定,在现在的建筑工程中必须使用商品混凝土。随着商品混凝土的广泛应用,商品混凝土的质量问题也受到多方的重视。商品混凝土是半成品,只要混凝土的生产商和应用单位都切实合作,遵循国家的有关标准安全生产,规范生产,才能保障质量。 1 混凝土质量保障难的原因 商品混凝土是指应用于商业用途,可出售、购买的混凝土。现代建筑施工大部分均是使用商品混凝土的。商品混凝土又称预拌混凝土,俗称灰或料;是指由胶凝材料将集料胶成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥做胶凝材料,砂、石作集料;与水按照一定比例配合,在搅拌站经过搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程。混凝土的质量主要因以下几个方面而难以得到保障: 1.1 混凝土的强度较低 商品混凝土的配置按照一定的标准进行,按照相应的保证率进行配置。但是生产商由于从经济效益出发,考虑经济成本。因而在评定混凝土的强度上使用的是系统整体考虑,所以实际中的混凝配合比设计中更为经济,但与此同时混凝土的强度也较低。 1.2 施工应用中随意的水灰比例 混凝土的强度主要取决于配置过程中水和灰的配比。当水和灰的强度的增加混凝土的强度就会相应的降低。在建筑施工现场,由于劳动工人和技术操作人员的建筑知识水平有限,操作技术不规范。在配置过程中常常采用添加大量的水来稀释混合物,这样虽然便于搅拌、浇泵和泵送,增大了坍落度。但是由于水的比例的加大导致混凝土的强度大大降低,降低了混凝土的优质性能。 1.3 用水量不能迎合砂石含水量的变化 配置混凝土时,根据相关配置要求,要保障砂石骨料在配置过程中保持稳定的含水率。所以在每一天的工作中至少测量一次含水率,尤其是在遇到雨雪天气时更是应该增加测量含水率的次数,根据测量的标准随时调整含水量,以满足施工过程中对混凝土的强度要求。目前市场上用来测量混凝土含水率的机械主要是自动测定砂石含水率的机器,但在目前的施工现场这种用来测量的机械应用的并不广泛,多数搅拌站仍然采用的是原材料试验的含水率或者一些经验丰富的技术工人凭经验来判断含水率,随时根据情况进行含水量的调整。这种并不科学的检测方式不仅影响了工程的质量还增加了施工的强度和困难。 2 商品混凝土的检测控制 2.1 生产环节的监控 施工单位向商品混凝土的生产商提供自己的原材料质量标准,生产产家按照相关规定对交货的混凝土质量进行检测。检测标准主要是检测其坍落度、强度和拌合物的性能,并要考虑商品混凝土在运输过程中在坍落度上的损失值。 2.2 运输过程中的检测 生产加工之后的商品混凝土务必在1到2小时内进行卸料,以保障施工现场用料的连续性。 2.3 施工现场的检测监控 商品混凝土在运送到施工现场之后要严谨防止注水和二次运转和搅拌。对于某些超过初凝时期的混凝土不得再次应用于施工。 在整个建筑过程中,监理工程师要对生产产家、运输过程、施工单位各个环节严谨检测和监控。认真检测每一车商品混凝土并签认检验单。 3 商品混凝土在施工过程中的检测控制 3.1 合理选择商品混凝土的生产商 施工单位在施工过程中要仔细 甄选商品混凝土的供应商。选择一些信誉良好,生产资质好的供应商。除此之外还要考虑生产商的生产厂址的地理位置、交通运输状况。商品混凝土的搅拌商要和施工方保持联系,沟通了解施工现场的施工情况,了解施工现场用料的速度,安排好运输混凝土的时间表和运输车辆。以保障商品混凝土按时保质保量运送到施工现场。 3.2 合理甄选质量好的混凝土模板 模板影响混凝土的质量主要集中表现在以下几个方面: 3.2.1 模板的不完整 在目前的商品混凝土施工现场,许多生产模板常常存在空洞、肮脏不洁、凹凸不平、拼接不实、缺失隔离剂等缺陷[1]。使用这样质量的模板生产出来的商品混凝土表现极易出现类似蜂窝的麻面,影响混凝土的强度。 3.2.2 拆模时机不当 混凝土要达到一定时间才可以拆模。如果在商品混凝土还没有达到一定的强度时过早的拆模常常会导致混凝土出现缺掉棱角的情况产生。除此之外,过早的拆模还极易导致混凝土失去支撑力,因而无法与钢筋有效的结合。 3.2.3 振捣的不当 振捣时间得当才能生产出质量上乘的商品混凝土。如果振捣时间较短,混凝土强度将会较低,不够密实。若振捣时间过长又常常会导致在混凝土的表面积淀大量的石子和出现水泥浆漂浮的现象。 影响商品混凝土质量的因素除此之外还有很多。因此在施工过程中要加大监督管理的机制,强力促进生产产业诚信生产,强化行业的自律。实施施工过程的检测控制,保障生产的有效性、稳定性、连续性,切实提高和保障商品混凝土的质量。 3.3 加强施工现场的检测 制定合理有效的管理政策,通过培训提高施工现场技术操作人员和劳动人员的操作水平和生产质量意识、强化从业人员的生产责任心[2]。 3.4 严格施工操作 科学组织施工过程,合理安排施工的速度,杜绝过早的使用施工的材料,不盲目追赶施工的过程。堆放重物时要注意在房梁上添加方木,减轻对楼板混凝土的压力冲击。 3.5 混凝土养护措施 在施工现场常常会发现混凝土发生固化[3]。这是因为水和水泥常常会发生水化反应从而导致混凝土固化。发生水化反应的混凝土常常会出现裂缝。除了水化反应的影响,温度的骤降也极易造成浇筑体出现裂缝。因此在浇筑的初期利用相应的措施实施养护,对混凝土进行保温措施护理可以有效防止表面出现裂缝。保温措施主要集中在以下几个方面:首先要避免混凝土长期暴露在温度较低的地方,尽量保持稳定的混凝土表面温度。其次是要尽量减少混凝土的内外温度差,防止混凝土出现裂缝。最后是加大对混凝土的养护,保持混凝土的最佳品质保障施工的顺利进行。 随着经济的快速发展,建筑市场对混凝土的需求日益加大。只有不断研究、创新、不断提高混凝土的施工水平,从而保障施工的质量安全和施工过程的顺利进行。 土木工程类论文:浅谈土木工程施工技术及创新 摘 要:改革开放的不断深入与实施,经济建设的快速发展与前进,对于建筑施工行业而言,更是一种挑战又是一种机遇,土木工程建设作为建筑行业中最重要的一部分,现阶段土木工程的施工技术还处于初级阶段,很多技术和理念还不够完善,文章主要针对我国目前而言,土木工程施工技术进行简要的分析与总结,并针对其存在的问题提出相应的解决措施。 关键词:土木工程;工程施工;施工技术;创新 引言 土木工程建筑作为建筑施工中最重要的施工组成部分,在建筑行业中起到了至关重要的作用,随着经济建设的不断变化与发展,人们对于建筑行业的认识与了解,越来越多的建筑者们开始开始注重建筑施工的施工技术与理论基础。为了更好的完善土木工程建设,我们要针对现阶段存在的一些问题提出科学性的解决措施,不断加强土木工程建设的发展,采取针对性的发展对策,促进经济建设更好的发展。 1 土木工程概述 严格意义上来讲,土木工程施工建设涉及的内容很多,在建筑行业中得到了广泛了发展与使用,对于土木工程专业来讲,不仅仅要求其相关工作人员要具备相应的专业知识,还要具备完善的施工技术技巧以及其他相关专业知识的学习与掌握。就目前而言,土木工程施工已经在多项工程建设中有所发展,并逐渐成为建筑施工行业的重点。 2 传统的施工技术 2.1 地基基础施工 地基在进行建筑施工时,有着严格的标准与界定,所以在进行地基处理时,要不断的加强其稳定性与强韧性,增强其使用强度,保证在任何情况下,地基所承受的建筑物都不会出现裂缝或是施工质量问题。在进行地基检查测试的过程中,要采取沉降观测法进行有效的合理检测。常用的地基处理方法有:换填基层法、强夯法、沙石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤压桩法和土挤密桩法等。 2.2 混凝土结构施工 严格意义上来讲,混凝土结构施工有很多种,按照不同的划分,其结构施工也是有所不用的,按照浇制特点可以分为预制和现浇两种,预制由于其自身成本较低,性能较好,因此在建筑行业中将被广泛运用,它并非是在施工现场进行的一种结果施工作业,而是在施工现场外进行的。现浇混凝土这种施工作业方式是最早的结构施工作业,它主要是采用现场支模浇筑的方式进行混凝土施工作业,可以在现场进行尺寸的测量,便于更好的在建筑使用中发挥功效。 2.3 钢结构施工 钢结构施工的主要工作是构件的安装,在施工前要切实做好准备工作,包括场地清理、道路修筑、基础准备、构件运输、检查装备等。钢构件运送先后顺序要按照施工顺序进行,构件运到现场后,应尽量存放在起吊位置,并用足够支承面的木枕垫底。吊装前应该核准构件标号、位置。并清除表面,摩擦面要保持干燥清洁。考虑到钢结构工程的特殊性,可能会在施工过程中用到氧气、乙炔类焊接工具,所以要准备灭火器谨防发生火灾。同时高空作业人员在进行登高作业前,一定要仔细检查安全带是否正确佩戴,挂绳是否安全牢固,挂钩有否出现松动,如果发现安全带出现任何质量问题,必须立即更换,并在检查合格后方可进行登高作业。在高空作业过程中,安全带的挂钩必须时刻挂设在临时固定在钢梁侧面的钢丝绳上。 钢结构在施工过程中,关键点有还有连接的出来,主要有螺栓连接、焊接等,铆接因为其灵活性的限制而逐渐被淘汰。同时关键点还包含构件预制的尺寸和连接斜面的角度,控制不好,连接点会出现很大的缝隙,所以在钢构件在预制加工的过程中一定要注意检查和核实,保证构件的尺寸和斜面角度符合技术规格书和设计要求,避免在安装过程中出现不合格部位和不合格产品。在处理连接问题时分两个部分,一是选择连接方式,二是准确确定连接位置,如果连接不当对整个结构的整体性会产生不利影响,成为结构的薄弱点,构成安全隐患。 3 土木工程施工技术的创新 3.1 深基坑施工技术 随着人们对于建筑质量的越来越重视,城市建筑发展空间的局限性,越来越多的建设者们开始采用新的施工技术进行土木工程建筑的开展,深基坑这种施工技术就是应时而生,它有效的改善了土木工程建筑在安全方面所存在的问题,它是利用一种信息技术支护软件进行地下的检测,与建筑施工的实际情况进行有效的结合 不仅仅对周围建筑群体进行了有效的掌控与了解,还将加固其基础地基的使用性能,因此将在未来建筑中被广泛使用,现阶段我国应该大力提倡深基坑建设的使用及发展。 3.2 钻孔灌注桩基础施工技术 高层建筑的大量出现,对于建筑行业而言,正面临着严峻的形式,钻孔灌注桩技术也不断的发展起来,但是在技术使用上与其他发达国家而言,仍存在着一定的问题,对于施工设备,施工材料,施工工艺等都有着严格的要求。所以在进行使用过程中,必须加强对钻孔灌注桩基的质量重视,保证其在建筑行业的顺利开展与使用。 3.3 新型的预应力技术 (1)体系一是有粘结体外预应力体系,优点是预应力摩擦损失小,因为孔道管在结构体外,容易检查和控制管道的铺设质量及其水密性;(2)体系二是无粘结体外预应力体系,优点是可采用单根张拉工艺,易于操作,且单根无粘结筋的摩擦损失极小。体外预应力相对于传统预应力体系有很多优点,对工程经济效益有积极影响。 4 施工技术的发展方向 4.1 生态化方向发展 建筑施工设计的目标,设计的进程和施工的整个过程,都必须考虑到对生态环境的影响,尽量减少污染,减少能量的消耗,选择适当环保的建筑材料和技术设备。建筑材料的开发也必须考虑到生态因素,向低消耗,低污染,长寿命,性能完善,和废弃物影响程度小的方向去设计发展,来提高建筑物的寿命,并且和周围生态和谐共存。 4.2 复杂化方向发展 目前,我国的建筑业处于迅猛发展的阶段,传统的机械制造、运输、园艺、地质勘察、冶金等活动也不断被应用于建筑施工设计中。因此,这些外沿学科的相应的技术形态也被纳入了建筑技术体系,无限扩张了建筑施工技术的外延,体现了建筑施工技术的包容性和综合性,而复杂性是建筑施工技术综合性和包容性积累的结果。 4.3 高新技术方向发展 建筑施工技术的高技术化发展基本的表现形式是新技术革命成果向建筑领域的进行全方位和多层次渗透,凸显了现代特征。这样的渗透推动者建筑施工技术体系内涵与外延的快速拓展。出现了功能多元化、驱动电力化、布局集约化、控制智能化、操作初械化、结构精密化、运转长寿化的高新技术化发展趋势。新技术是建筑施工高新技术化发展的一个基本的形式,研究主要包括有空间结构技术、开发建筑节能技术、建筑地下空间技术等。尤其是计算机的应用更是大大提高了建筑施工工程的建设技术、信息服务和科学管理的水平。 5 结束语 土木工程建设作为一项综合性的工程,它关系着人们的生命和财产的安全,所以施工技术的好坏十分关键。此外,土木工程的施工存在着管理体制不完善、缺乏验收标准和规范、理论研究无法适应工程建设需要等问题,解决这些问题的办法便是努力发展和创新施工技术。 土木工程类论文:地方高校土木工程材料实验室开放的探索与实践 以培养大学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育,是当前教育改革的重点。土木工程材料实验是土木工程专业的重要组成部分,是一门实践性很强的课程。传统的土木工程材料实验教学方法多表现为灌输式,偏重于所学知识的演示和验证。这种实验教学方法将学生限制在教师规定的框架里进行实验,难以激发学生的主观能动性和创新思维。因此转变教育观念,改革传统的实验教学方式势在必行。实践证明,实施开放性实验本文由论文联盟//收集整理教学可有效地避开传统实验教学的不足,为学生提供了自主学习和独立思考的空间。让学生处于教学的中心地位,有利于调动学生的学习积极性,培养学生分析问题和解决问题的能力。 1 实验室开放面临的问题 土木工程材料实验室开放是土木工程材料课程教学改革的重点内容,也是新形势下土木工程材料实验室工作的发展方向。土木工程材料实验室的开放应包含两个方面:一是时间和空间上的开放;二是实验内容和方法的开放,即学生实验的内容和方法,只要符合实验室管理制度,经过实验中心相关负责人的审批,都是许可的。实验室的开放有利于提高学生的实践能力和综合素质;有利于提高现有设备的使用效率,发掘实验室的潜力,加速实验室的建设。 但是,任何事情都有两面性,实验室开放在带来上述好处的同时,也会带来很多新的问题,例如使实验室管理工作量大大增加,实验教师的数量必须增加;学生实验内容的多样性,对实验指导教师提出了更高的要求;实验室开放使实验室的消耗材料、仪器设备维修等经费的支出也快速增长,必须加大投入,以保证实验室开放的正常进行等等情况。由此可见,实现实验室的完全开放需要有充足的开放基金,较强的师资队伍,先进的教学设备和管理制度,这对我国的一些重点部属院校来说尚难于完全达到,对广大的地方高校而言,要实现实验室的完全开放更是难上加难。 2 土木工程材料实验室开放的形式 基于地方高校的办学定位和生源素质的基本判断,为培养学生创新思维和实践能力,地方高校土木工程材料实验室应实行多层次开放,根据不同的教学对象、目的和条件,采取多种形式的开放,完成各种开放实验内容。实验室层次开放主要有以下三个层次: (1)基础实验型。此类开放主要是针对一些设计性、综合性实验教学内容。此类实验往往受课时限制,一般在实验规定的学时内无法完成。利用基本实验型开放模式,学生可以利用实验室开放时间,继续完成这些实验内容。 (2)科研助手型。此类开放是实验室根据老师科研项目,或者是各类学科竞赛活动的需要,预先公布一些开放实验项目,吸收部分优秀学生进入实验室参与教师的科研活动。指导教师引导学生学会用多种方法思考问题,用专业知识分析和解决问题,这种形式对于学生形成积极的学习态度和良好的学习策略都有重要的意义。 (3)自主创新型。此类开放是学生结合兴趣或自己的学生科研课题,自带项目进实验室,这种方法学生按要求独立查阅文献资料,设计实验方案,由老师审核同意后自主进行实验。学生通过对实验结果的分析得出结论,从而达到自我提高的目的。 3 实验室层次开放的实践及效果评价 基于创新人才的培养目标,笔者在管理土木工程材料实验室过程中做了一些有益的尝试,实行多层次开放模式,有效地培养了学生的创新精神和实践能力,同时也大大提高了实验室的利用效率。 3.1 基础实验型开放实践及效果评价 基础实验型开放主要是在正常实验教学计划外,专门安排一定的时间开放,为不能在课内完成的综合性或设计性实验提供平台。例如普通混凝土配合比设计实验,依据课程教学大纲的安排,该试验总共5个课时,其中混凝土的搅拌、测试并调整混凝土坍落度、测试混凝土拌合物表观密度以及试块成型只有2个课时,任务非常重。特别是混凝土坍落度的调整,对于混凝土初学者来说,由于缺乏经验和操作技术不熟练,为使混凝土坍落度符合设计要求,学生往往需要调整多次才能达标,这造成普通混凝土配合比设计实验要在课内完成,往往是无法达到的。针对此类情况,我们实验室制定了基础实验型开放模式。实验室首先将实验视频放入实验室网站,让学生结合实验教材和视频预习实验内容;然后将实验仪器和试验耗材准备好,在实验课内将学生统一召集到实验室内进行实验课的讲解;最后通过预约让学生进行分组实验。通过这种开放模式,有效的解决了实验课时不足的问题,同时还增强了学生的主体地位,提高了学习效果。 3.2 科研助手型开放实践及效果评价 科研助手型开放是安排一些有兴趣、有想法并学有余力的学生参加到老师的科研项目当中。我们学院近三年申请并立项各种纵横向项目80多项,大部分都是需要在土木工程材料实验室完成其实验部分内容的,其中一部分基础性工作吸引了大量感兴趣的学生参与。考虑到学生的理论知识水平情况,目前吸纳学生充当科研助手基本上都是让其参与项目的实验部分。在具体操作过程中,由项目负责人拿出一块实验内容,指导学生查阅文献资料,制定可行的实验方案,然后进入实验室熟悉仪器,最后通过预约让学生在老师的指导下进入实验室进行实验。在整个过程中,项目负责人都会循序渐进,逐步引导学生采用科学、合理的方式来完成各项实验任务。 3.3 自主创新型开放实践及效果评价 自主创新型开放模式是本实验室最高层次的开放,不仅实现了时间、空间上的开放,还实现了实验内容、手段和方法的开放。本层次的开放的实验内容由学生自己制定,只要通过实验中心的审批,最终都可以在土木工程材料实验室内完成其实验。笔者所在学院的学生每年都可以申请浙江省大学生科技创新项目4项,校立项目8项,开放性实验16项。例如我院2010年的一项浙江省大学生科技创新项目《混凝土管桩余浆用于制备环保型节能砌块的研究》,在指导老师的指导下,学生查阅相关文献资料,确定项目研究目标、研究内容、研究方案和技术路线,填写申报书;项目成功立项后,制定详细讲究方案,特别是包括实验设备、实验耗材和试验安排的实验方案的制定;然后进入实验室进行实验,观察实验现象、记录实验数据、分析并解决试验中出现的各种现象,整理实验报告,最终申请并授权国家专利1项。本层次的开放模拟了科学研究的基本过程,学生可以受到研究过程的全程的训练,提高了学生对知识的活学活用能力,锻炼了独立分析问题和解决问题的能力。 4 结语 地方高校土木工程材料实验室开放,是实施素质教育,培养学生创新精神和实践能力的重要途径。实验室开放是一项系统工程,涉及实验室资源的调配、师资队伍建设、实验室管理制度建设,同时必须与实验教学体系、教学方法和手段等的改革相配套,与各地方高校的实际条件相适应。实验室多层次开放,可较好地解决现阶段地方高校实验室开放与基本条件之间的矛盾,是一种比较切实可行的实验室开放模式。 土木工程类论文:探讨土木工程建筑混凝土结构施工技术 摘 要:木工程不仅为人类生活、生产提供了物质保障,而且大大推进了科技的进步,同时这是一门不断发展的学科,因而土木工程施工技术也在不断涌现新材料、新技术。近年来,土木工程建设随着经济的发展而不断发展,对混凝土结构的施工技术也提出了更高的要求。 关键词:土木工程; 混凝土施工 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一,通常是指用水泥作为凝胶材料,石子、砂等作为集料,加入一定量的水进行混合,经过搅拌形成的水泥混凝土。混凝土结构就是指以混凝土为主要材料的建造结构,包括素混凝土结构、预应力混凝土结构、钢筋混凝土结构等。 一、施工中存在的问题及原因分析 1、材料方面 在很多建筑工程项目中,选择的混凝土原材料不合格,达不到建筑工程行业的相关标准。混凝土材料中的辅助材料要求有一定的含水量,但大多工程项目中的沙石骨料都不具备含水量,使得混凝土结构的相关建筑质量达不到要求标准。因而,材料选择上必须严格按照相关标准进行,对沙石骨料的含水量进行定期的检测,确保混凝土的强度达到施工的要求标准。 2、技术规范方面 在土木工程建筑中,混凝土结构的施工技术没有统一的技术标准和规范,很多企业为了达到目标结果,使用一些不标准的工艺技术,从而达到立竿见影的效果,但这种做法,并不利于建筑物的长期使用。 另外,混凝土的配比在技术规范上存在一定差异。因为在施工的过程中对混凝土进行配比过程中比例要求不严格,存在了一定的主管弹性空间,不能达到技术规范规定的标准。因而,工过程中的混凝土配比应该按照实验室的标准进行,使得项目工程中的混凝土施工强度达到标准。 3、检测手段的方面 在土木工程建筑中,混凝土结构的施工技术没有严格的监督、检测体系,使得混凝土结构施工中没有严格监督检测机制技术规范的执行中存在的问题无法完全体现出来,从而建筑物的质量达不到标准。 二、土木工程混凝土施工技术 1、混凝土的浇筑技术。建筑物混凝土施工中,涉及到混凝土的浇筑,其中主要有墙体混凝土浇筑、基础底板混凝土浇筑、顶板混凝土浇筑、楼体混凝土浇筑等。因为基础底板一般来说都比较厚,混凝土的施工工作量比较大,所以要充分的考虑到混凝土的散热问题,避免产生温度裂缝,并且完好的保持混凝土的受力能力,所以施工中不能留有施工缝,注意材料和设备选择以及供应,从而确保基础底板浇筑的连续性。在墙体混凝土浇筑时,需要事先在地步浇筑5厘米与墙体所用混凝土成分相同的砂浆,浇筑要均匀,并且选用铁锹下料替代吊斗直接灌模,还要控制浇筑的高度在 40 厘米左右最佳。分层浇筑时,上下相邻层面见的浇筑时间间隔不能超过2个小时。进行顶板浇筑时,要保证虚铺的厚度大于板厚度,振捣器要选择平板类的,沿着垂直的方向往返的振捣。当板顶比较厚时,要根据实际状况选用插入式的振捣器来进行振捣。在混凝土浇筑完成后,需要用木抹子完成找平处理。 2、钢纤维混凝土的施工技术。建筑工程的施工,对于钢纤维混凝土的施工特别是其搅拌的过程要进行严格监管。在搅拌过程中,混凝土内含的钢纤维要均匀的分布,需要使用强制的搅拌机,从而保证搅拌的均匀度能够到达要求。同时,要不定时的进行施工抽查,确保施工的质量。在搅拌方式的选择上,主要有干拌和湿拌。搅拌时间和投料顺序也是需要注意的,这主要是要确保钢纤维在混凝土中能够结成团状,进而有利于施工进程和确保工程的质量。 3、混凝土拆模技术。对于混凝土模板的拆除,一般是按照 支先拆、先支后拆的顺序进行,并且要先拆除不承重的部分,再拆除承重的部分。拆模的时间也会影响到混凝土最终的质量,时间的设计应该根据要求、气温以及强度等级这些情况综合确定。对于不承重的部分,要在混凝土强度达到2.5mpa 后拆除这样就可以不会破坏其表面和棱角;对于承重的部件,需要在混凝土的强度达到规定的设计标号后才可拆除。模板的拆除不能对楼层造成冲击负荷并且拆掉的支架和模板要及时的运走。 4、混凝土养护技术。混凝土在完成浇筑以及振捣之后,需要在12 个小时以内,对混凝土进行覆盖处理,浇水和养护。在拆模之后,要对混凝土进行喷水,通常条件下这种喷水养护要大于7天,喷水的频率需要根据混凝土自身的湿润情况而且混凝土要保证具有足够的湿润状态。现在,常用的养护方法主要有围水养护法、浸水养护法、覆盖浇水养护法以及塑料薄膜法等,但是常用的通常为覆盖浇水发、浸水养护法以及塑料薄膜法这三种。在冬季施工时,如果气温连续 5天平均低于5℃,就要按照冬季施工进行处理,采用蓄热法以及添加外加剂等方法进行养护,防治混凝土受冻而降低强度。 5、混凝土的测温控制方法。混凝土施工时,混凝土内部热量较难散发,外部表面热量散发较快(在夜间及下雨天气时更甚),内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。温差大到一定程度,混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时,混凝土表面就会产生有害裂缝,有时甚至形成贯穿裂缝。另外,混凝土硬化后随温度降低也会产生收缩,由于受到地基约束,会产生很大外约束力,当超过当时的混凝土极限抗拉强度时,也会产生裂缝。为了解基础混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律,掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况,需要采取必要的措施。对于工程混凝土的测温, 施工者应制定严格的温控方案加以控制,即控制混凝土内外温差在25℃以内,根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑测温点的布置。 6、混凝土后期修补缺陷。在拆模之后,如果发现有缺陷,应该给予及时的修补,确保工程质量。对于面积较小、数量较少的露石或者是蜂窝的混凝土,要用钢丝刷进行基层的洗刷,之后用1:2 的水泥砂浆完成找平处理。而对于大面积的蜂窝、露石或者是露筋应该砸去薄弱的混凝土层,之后用钢丝冲刷,之后需要用比原来混凝土强的等级高的细骨料混凝土进行填塞,并捣实。对于那些对工程质量构成安全威胁的缺陷,需要跟设计单位、建设以及建立单位研究完成处理,确保施工质量。 三、土木建筑混凝土结构的施工的质量控制 在建筑物的施工过程中经常出现混凝土出现裂缝等质量问题。混凝土结构出现裂缝主要是由于水泥的质量、骨料的选择和施工会的护理养护等原因造成的。因此在混凝土结构的施工过程中要注意对其施工质量的控制。 1、要控制水泥和骨料的质量。应根据不同的建筑和建筑的不同部位,选择合适的水泥品种和水泥标号。在水泥进场时要检查水泥的包装标志是否齐全,是否有受潮结块等质量问题,对符合要求的水泥,还要进行抽样检查,待检验项目全部合格后才能进行施工。施工用的骨料必须满足混凝土对骨料的各种质量要求,建筑用砂应控制其中泥和有机物的含量,在储存时选择高程合适、储量大、场地开阔、具有防洪功能的储料场。 2、要设计合理的混凝土配比。如果混凝土中的水量小,则水泥浆的数量不能完全包裹骨料的表面,会使混凝土的保水性和粘聚性不够,影响混凝土的质量;当用水量过多时,混凝土会出现流浆、离析和分层的现象,同样会降低混凝度的质量。还要控制水泥和骨料的配合比,控制骨料的含水率和含泥率。一般为了改善混凝土的性能,提高其强度,有时会在混凝土中添加各种外加剂。混凝土的配合比一般是在实验室中完成的。 3、运输和施工过程中的质量控制。控制好混凝土从搅拌卸料到浇筑完毕的时间,如果需要运输,应采用罐装车运输,在运输的过程中应缓慢搅拌,防止混凝土凝固,保持混凝土的均匀性。在进行混凝土的施工时,当倾倒高度超过2米时,应使用溜槽或串筒。进行大体积的混凝土浇筑时,应分层进行浇筑和振荡。混凝土的振荡应按照施工技术采用振动棒进行。在进行墙、桩等竖向结构的浇筑时,底部应先预垫50-100mm的水泥泥浆,浇筑墙体洞口时, 振动棒应距洞边300mm 以上,并从两侧 同时振捣,防止洞口变形。混凝土不能连续浇筑施工完毕时,应留置合适的施工缝。 四、结束语 总之,土木工程施工技术不断的发展和成熟很大程度上提高了建筑的质量,加快了整个施工的速度,降低了施工的成本,从整体上提高了工程施工的经济效益及社会效益。从多个方面、各个角度来进行施工技术的掌握,可以确保土木工程项目顺利的进行,只有不断的提高土木工程施工中的技术水平,才可以使施工效果达到最佳的状态。 土木工程类论文:新型土木工程材料使用技术 摘要:新型材料在土木工程施工中的应用,不仅能够起到很好的节能效果,还能提高施工效率,并在施工的同时对环境进行保护,减轻传统材料在施工中对环境造成的污染程度。而材料是土木工程施工的基础保障,材料质量决定着整个工程的质量,因此,在实际的土木工程施工中,应把握好新型材料的使用技术。本文对新型土木工程材料的类型进行分析,并就其使用技术进行探讨,希望能够促进土木工程的顺利施工。 关键词:新型材料;使用技术;土木工程 科学技术的进步推动着土木工程材料行业的发展,各种新型的土木工程材料不断的涌现出来,并冲击着建筑材料市场。如果能对新型材料加以合理利用,则能够为施工企业节约施工成本,降低工程施工中的能源消耗,并对生态环境进行保护,从而提高土木工程的性价比。 1新型节能墙体材料的使用技术 1.1新型节能复合墙板材料 新型节能复合墙板材料是由三种材料复合而成的,一种是高效的绝热保温材料,一种是外墙板,还有一种是内墙板。工厂在生产这种材料时,一般是采用工业化生产模式进行的,新型节能复合墙板材料有标准的尺寸和模数,这也是生产的依据。门和窗等都可通过一体化制造,在制造完成后再运输到施工现场,将其安装在相应的结构框架下,成为房屋建筑的外围护结构。新型节能复合墙板材料的厚度一般为10-15cm,不会受到外力的影响,具有良好的保温性能。由于其尺寸的精准度很高,所以利用这种材料施工,能够提高施工效率。 1.2新型节能砌体材料 砌筑施工是我国土木工程施工使用频率最高的墙体施工方法,为提高墙体的保温性能,应选择导热系数比较小的砌体材料,且其要具备较好的隔热性能,所以空心砖在墙体施工中使用得比较多。随着保温材料生产技术水平的提升,实心黏土砖和混凝土开始应用于土木工程的墙体施工中。而在实际的墙体施工中,为提高建筑墙体的节能性,会采用常规性材料或者一些新型的复合材料。比如,将空心砖和泡沫塑料结合起来使用,能够达到跟好的施工效果,增强墙体的保温能力。目前,我国土木工程墙体施工中的复合墙体,其节能保温效果明显优于一般的单一施工材料。 2高性能新型混凝土材料的使用技术 2.1轻质混凝土材料 轻质混凝土材料主要是由三种原料组成的:首先,天然轻骨料,如浮石、凝灰岩。其次,工业废料轻骨料,如陶粒可利用粉煤灰制作而成;煤矸石可利用自燃酶制作而成。最后,人造轻骨料,如陶粒可用不同的材料制成,包括页岩、黏土等。轻质混凝土材料具有许多优点,不仅密度小,拥有较高的施工强度,还能起到很好的保温效果,其抗冻性能也很强。此外,由于工业废料的成本很低,所以由其制作而成的轻质混凝土材料在土木工程施工中的应用,能够大幅度的降低企业的施工成本。最重要的是,在节约成本的同时,还能确保工程质量。 2.2自密实混凝土材料 自密实混凝土材料是利用混凝土自重实现混凝土密实的,所以不需要利用机械对其进行振捣。自密实混凝土材料具有很高的流动度,但却能对离析现象进行有效的控制。自密实混凝土材料按照以下步骤配制:第一,原材料主要有四种,即粗骨料、固体混凝土、细骨料、砂浆。粗骨料与固体混凝土的体积比为1:2,细骨料与砂浆的体积比为2:5。第二,将混凝土的水灰比调整为0.9-1.0。第三,对自密实混凝土进行流动性试验,合理控制超塑化剂的用量,并确定出水灰比的最终值,以确保自密实混凝土能够达到最优的性能。自密实混凝土材料因为不需要利用机械进行振捣,所以在其施工过程中不会产生噪音,在夜间仍可施工。并且,此材料安全性很高,不会对施工人员的健康造成影响。此外,对于一些在钢筋布置上比较密集,或者体型比较复杂的构件进行施工时,也可采用这种材料,不仅施工效率高,还能降低施工人员的工作强度。 2.3低强度混凝土材料 低强度混凝土材料在土木工程的基础施工中红应用得比较多,在路基施工的填筑环节、孔洞施工中的使用频率也比较高。此外,低强度混凝土还可用于对地下工程结构进行改造,以提升结构的稳定性。这种类型的混凝土材料能够对混凝土的施工密度进行调整,增强其抗压能力,并对混凝土的各项参数进行调整,如弹性模数。低强度混凝土具有许多优点,在完成混凝土的施工后,基本不会出现收缩、裂缝等情况。 3其他新型土木工程材料的使用技术 3.1高掺量新型粉煤灰混凝土材料 随着研究者对粉煤灰颗粒各种效应研究力度的加大,人们逐渐认识到其形态、火山活性、微集料等效应的潜能。再加上混凝土外加剂技术的发展速度非常快,粉煤灰在建筑行业受到的关注越来越多。所以,除外加剂以外,粉煤灰也成为混凝土中必不可少的一种组分。在高掺量粉煤灰最初的研究中,粉煤灰的掺量在总胶凝材料的比例超过55%。高掺量粉煤灰在土木工程施工中的应用,不仅能够节约原材料费用,还能改善环境,创造更好的经济效益。西方国家向来比较重视环保问题,所以西方国家的工业废料二次利用率很高。随着我国经济水平的不断提升,土木工程施工所产生的环境效益和社会效益备受人们的关注,因此,工业废渣在未来的利用效率也会得到大幅度的提高。 3.2RPF复合材料 过早退化、结构功能不足,是土木结构中最为常见的问题。RPF复合材料是指纤维增强聚合物,其在土木工程施工中的应用能够有效的解决这两类问题。根据大量的实践研究,现代工程结构会逐渐向大跨、重载、轻质等方面发展,未来的工程结构能够承受更加恶劣的环境条件。而RPF复合材料能够满足现代工程结构的发展要求,所以其逐渐被广泛的应用于桥梁、建筑以及各地下工程结构的施工中。这类材料主要是通过两种方式应用的,一种是取代原有的钢筋和钢管,直接在新建结构中使用,还有一种是对旧的结构进行维修和加固,以提高结构性能。 3.3智能材料 土木工程结构和基础设施是使用年限一般都比较长,通常要达到几十年,而有的结构甚至要使用百年以上。但是,在过程结构和基础设施的使用工程中,受环境、荷载、腐蚀等因素的影响,会加快其老化的速度,使其产生疲劳效应,从而导致结构出现不同的损伤。随着损伤的累计,其抗力会逐渐衰退,从而引发一些安全事故。因此,为避免在土木工程建筑的使用过程中出现意外事故,就需要对过程结构和基础设施进行实时监测,智能材料的作用就在于此。智能材料是指碳纤维机敏混凝土材料,其能够对土木工程健康状况进行监测,与利于工程养护工作的顺利开展。 4结束语 综上所述,土木工程施工对材料的要求越来越高,新型土木工程材料的技术含量比较高,不仅能达到很好的节能效果,降低企业的施工成本,还能对环境进行保护。因此,在土木工程的实际施工中,要对新型节能墙体材料、高性能新型混凝土材料、智能材料等新型土木工程材料进行合理应用,以提高工程施工效率和质量。 作者:陈明明 单位:陕西铁路工程职业技术学院 土木工程类论文:土木工程结构设计问题及设计措施 摘要:工程设计人员对土木工程项目建设中设计阶段的控制与管理,必须全面了解此项工作的技术重难点,同时充分结合其实际情况,对设计阶段管理作出相应调整,从而构建完善的工程设计管理体系,不断适应其发展的现实需要,进而对设计阶段在土木工程项目建设中的强化控制与管理产生积极的作用。 关键词:土木工程;结构设计;存在问题;设计措施 一、引言 在土木工程项目管理过程中,其中一项重要的组成部分就是工程结构设计措施的控制与管理。而对于土木工程项目管理来说,各种内外部因素均容易影响工程项目中工程结构设计措施的管理应用工作,因此,工程设计人员在项目设计阶段必须将各种影响因素充分考虑在内,并制定相应的对策,尽可能在整个土木设计的阶段中运用最新的控制管理技术。只有这样,土木工程项目设计阶段的结构设计措施控制与管理才能得以强化,从而为土木工程项目设计阶段管理乃至整个项目管理打下扎实基础。 二、土木工程结构设计理念存在的问题及设计原则 (一)从设计理念上加深对土木工程结构使用寿命的理解 我国在土木工程结构的设计理念上,逐渐改变了原本的简单的设计符合荷载强度的设计原则,保证不但符合荷载强度需求,而且要符合使用寿命需求的设计思路,因而国际上要求的土木工程结构建设的使用寿命相一致。深刻理解土木工程结构的使用寿命,并对结构的重要性的确定手段展开研究。然而,在确定使用寿命上较为简单,而可靠性不够,必须由大量模拟实验进行验证。使用寿命得以确定后,必须全面考虑土木工程结构建设的规划、设计、施工、运行(包括养护、维修、管理),保证修建的土木工程结构能实现预期寿命。 (二)进一步关注土木工程结构的耐久性问题 在建造和使用土木工程结构中,必然会受到环境、有害化学物质的影响,同时还会遭受巨大的交通荷载、地震荷载、风荷载、疲劳荷载甚至是超载,这会产生人祸等安全意外,并且土木工程结构使用的材料会随着时间不断老化损耗,结构中各个部门或多或少会被损坏。从大部分的病害实例可知,不仅包括施工和材料两个因素,而且构造上也就是设计上的不足对结构耐久性也有影响,并具有决定性作用。 (三)不能忽视环境对于土木工程结构及构件的影响 在设计土木工程结构耐久性时,特别要对环境因素对钢筋和混凝土产生的腐蚀反应给予高度重视。针对海边的土木工程结构来说,必须要对环境的氯离子侵蚀状况进行充分了解,该类型的环境因素会严重腐蚀土木工程结构耐久性,这会产生极大影响。 (四)更深入地研究土木工程结构在疲劳荷载作用下的反应及对策 因为在土木工程结构中承担着动荷载作用,包括活荷载作用和风荷载作用,该类的作用力会对土木工程结构内部形成循环往复并产生变化的应力,不仅会对结构产生影响,使其震动,甚至会给结构带来疲劳损伤,这一问题逐渐积累,对内部结构产生较大的伤害。因为土木工程结构使用的材料一般难以实现真正的均匀和连续,同时会导致出现较小的问题和不足,在上述循环往复并不断变化的应力的作用和影响下,这些细小的问题都会逐渐扩大,进而形成一定损伤,这些必须受到重视,否则会逐渐恶化,对整个结构产生不利,影响其安全性。而在研究疲劳荷载作用上,不单单是研究土木工程结构的整体结构,通过实践可知,一些土木工程结构关键部位上的构件由于未能有效抵抗疲劳荷载作用,进而导致局部失效,最终则造成了土木工程结构整体结构失效。 三、土木工程结构设计存在的问题及设计措施 (一)基础连系梁设计的常见问题及设计措施 对于桩基础而言,需要在单桩承台彼此呈90°角的方向安装连系梁;且设计安装过程中需要首先考虑短向问题。对于单一扩展型基础而言,实际施工阶段,需要提供对单一基础及其连系梁间的缝隙进行处理,选择混凝土填充,确保和基础顶面完成对齐,接着便可以开始基础连系梁浇筑工程。经过上述处理,能够让连系梁计算跨度合理减小,更加符合设计要求。如果是通过基础连系梁完善柱底弯矩,那么需要按照框架梁状态,对其配筋与截面尺寸实施合理的设计。在这种情况下,需要对所有梁正弯矩钢筋进行处理,且位置选择1/2跨处,对于基础连系梁而言,框架柱部分的纵筋需要采用箍筋的方式进行加密、锚固,确保和上层框架梁之间完美一致。 (二)框架结构柱设计的常见问题及设计措施 在考虑抗震性能问题时,需要按照抗震设计要求开展加密工程。除此之外,加密柱的高度不可以超过柱高区范围这一要求作为前提条件,采用加密方法,使楼梯和角柱间梯柱、框架柱得到有效保护。一般来讲,框架结构柱截面部分应当满足以下标准:如果土木工程结构需要达到1、2、3级抗震标准,那么截面边长需要超过400mm;如果土木工程结构需要达到4级抗震标准,那么边长需要超过300mm;如果并未考虑抗震问题,那么边长需要超过250mm。实际施工过程应当严格遵循以上标准进行处理,防止结构出现问题,引发严重的安全隐患。 四、结束语 综上所述,对于现代土木工程项目建设而言,在整个体系中,一个至关重要的部分就是工程建筑结构的设计措施管理,各种内外部因素都容易对其产生影响,因此,必须以工程结构设计措施的控制与管理作为其依据,有助于各设计单位有效提升土木工程项目的品质,保障广大社会人民群众的基本权益。工程设计人员对土木工程项目建设中设计阶段的控制与管理,必须全面了解此项工作的技术重难点,从而构建完善的工程设计管理体系。总而言之,唯有保证土木工程项目良好的设计措施应用质量,积极做好技术优化与创新的控制和管理,才能确保土木工程项目建设的质量和品质。而设计阶段的结构设计措施管理,对于土木工程的发展也将越来越重要。 作者:魏文君 孙耀辉 吕鹤 单位:长春市海威市政工程设计有限公司 长春市远胜房地产开发有限公司 土木工程类论文:土木工程边坡支护技术浅析 摘要:在土木工程中边坡支护是一项重要的施工技术,其施工质量和效果对整个土木工程的质量和效益有着直接的关系。本文首先分析了边坡支护技术的作用,接着提出了几种常用的边坡支护技术,最后工程实例论述了边坡支护技术的应用技术。 关键词:土木;边坡;支护;挡土墙;锚杆 引言 在土木工程施工中,边坡支护施工不断能够对整个工程的质量和安全进行保证,还能够避免对周边建筑物等设施产生影响。在土木工程边坡工程施工中,必须要充分的考虑到工程中的各类因素的影响,做好边坡支护施工,进而确保工程的顺利进行。 1边坡支护技术的作用 边坡支护技术指的是为了对边坡及其环境的安全进行保证,对边坡采取的合理的支挡、加固和防护措施。在边坡支护施工中,需要对施工周期、周边堆载、遭遇降雨以及振动等多种不利影响进行考虑。边坡支护工程包括护坡墙体结构、支撑锚固系统、土方开挖和加固等多个部分组成。边坡支护的主要作用是为了挡土、挡水,对边坡变形进行控制,主要有下面几个方面的作用:①确保基坑开挖和基础结构施工的安全和顺利;②对环境安全进行保证,也就是确保基坑附近的隧道、管线、地铁以及房屋建筑等正常使用;③确保主体工程地基和桩基的安全,避免地面出现塌陷和坑底管涌的情况。 2土木工程中常用的几种边坡支护技术 2.1重力式挡土墙 重力式挡土墙指的是利用自身对土体侧压力进行抵抗的挡土墙。挡土墙主要是利用片石或者块石作为砌体材料,或者是利用现浇钢筋混凝土,重力式挡土墙的形式主要有台阶式、倾斜式和直立式等。重力式挡土墙的主要优点是工艺简单、取材方便,具有良好的经济性,适合用在石料比较丰富的地区。但是重力式挡墙具有自重大、对地基承载力要求比较高的缺点,不适合用在软弱下卧层的地基以及边坡较高的情况下。如图1为重力式挡土墙示意图。 2.2加筋土挡土墙 加筋土挡土墙指的是将土作为填料,通过在土中布置适量的拉结筋,对拉结筋和土体之间的摩擦力进行利用进而对土体强度进行增强。加筋土挡墙主要是由面板、筋带及填料三部分组成柔性的复合支挡结构。加筋土挡土墙的主要有点事美观、材料消耗少、施工简便以及占地面积少等优势,同时对地基承载能力要求不高,具有较好的抗震性能,适合用在大型路堤墙和路肩墙边坡。由于加筋土挡土墙是利用拉结筋和填料直接的相互作用来达到效果,所以对拉结筋材料质量及其铺设和连接、填料压实等工艺要求较高。如图2为加筋土挡土墙受力示意图。 2.3喷锚支护 喷锚网支护边坡支护施工中的关键技术之一,该支护技术主要原理是给土体施加应力,对土体结构进行改变,进而对土体的抗剪能力进行增强,对喷射混凝土、锚杆、钢筋网和土体共同作用的支护体系对其后主动或者被动的土压力进行抵挡,进而起到围护土结构的支护作用,具有安全可靠以及施工方便的特点。 3案例分析 3.1工程概况 某土木工程边坡拟采用1:1.25坡率自道路边线进行放坡,坡面设置土钉,土钉采用1根20钢筋,孔径71mm,长度3m,倾角20,间距1.0×1.0m,挂钢筋网喷射混凝土封闭,混凝土厚度120mm,钢筋网采用准8@150单层钢筋网。每隔25m设置伸缩缝一道。坡脚处设置重力式挡墙,挡墙高5.5~6.5m,顶宽1m,台宽0.8~1.0m,挡墙基础应进入地面以下不小于1.0m,且进入坡脚排水沟沟底以下不小于0.5m。 3.2基础及墙身施工 3.2.1模板工程 该挡墙采用双面支模,模板采用18厚竹木组合模板,模板横向上下边缘采用3cm×8cm的方木固定,竖向设置3道固定方木。模板加固采用准48×3mm钢管作为竖向、横向支架和支撑,并在模板边缘上下10cm位置钻孔(50cm×50cm的梅花型),作为准12水平拉杆穿孔。水平拉杆经PVC管穿出,拉杆的两端长度必须留足足够的距离用燕尾扣加固。模板拆除时应经技术人员同意后方可拆模。 3.2.2脚手架工程 脚手架搭设采用准48无缝钢管、300×300带形混凝土底座(混凝土强度等级为C20),各种配套扣件。根据要求,立杆着地要求土质坚硬,如发现立杆区域土质松软,则应做地基处理,最好用夯锤夯紧夯实,上面覆盖一层混凝土。脚手架立杆纵向间距为1.5m,大横杆第一步高度按1.5m搭设,以后每步按1.2~1.4m高度搭设。底层应挂设一道水平安全网,操作面按相邻上下操作层铺设双层竹跳板,操作层还应铺设挡脚板和三道防护栏杆。整个外架立面挂密目安全网进行全封闭施工。外架每绑扎一层,应对脚手架进行检查验收,严格对照验收规范要求,发现问题及时整改,不留隐患,每验收一层,均应组织有关人员办理签字手续。沿纵向设置连续竖向剪刀撑。沿横向每隔五排立杆设置一道横向竖向剪刀撑。斜杆与地面的倾角按45°控制。 3.2.3基础及墙身混凝土浇筑 基础及墙身采用C20毛石混凝土浇筑,要求毛石占总体积的30%,混凝土含量70%。在浇筑混凝土时,应铺上一层8~15mm混凝土打底,再铺上毛石,毛石插入混凝土约一半后,再浇筑,填满所有空隙。每次(天)浇筑≤1m高度混凝土,混凝土浇筑注意按设计要求DN100mmPVC透水管的安装@2000mm梅花状设。混凝土浇灌除执行按正常的浇灌申请制度,混凝土浇灌前应与气象部门联系,掌握天气情况,确保顺利浇灌。混凝土采用商品混凝土,场外运输采用混凝土搅拌车,现场浇灌采用地泵施工。混凝土塌落度为180~200mm。混凝土浇灌应分层布料和振捣,层厚500mm,每阶浇筑高度为1000mm。布料时混凝土接槎时间严格控制在规范规定的时间内。混凝土浇灌顺序:原则上先深后浅,由一侧呈阶梯形分层向前推进。混凝土振捣应全面,不能只注意模板表面的振捣,忽视内部的振捣,混凝土内部的密实度对混凝土的抗裂、抗渗有着重要的意义,振捣过程中产生的泌水要及时排除,混凝土上表面用抹子压实抹光。在振捣时严禁振动棒接触预埋的钢筋、对拉螺栓、预留孔、止水带,以防引起变形和位移。对已浇筑完毕外露的混凝土及时派专人用麻袋加以覆盖并浇清水进行养护,养护期7d以上。 3.2.4施工缝处理 浇筑新混凝土前,在接缝面上应先铺一层厚度为1~1.5cm的水泥砂浆,将施工缝附近的混凝土细致捣实。当从施工缝处开始继续浇筑混凝土时,须待已浇筑的混凝土抗压强度达到12kg/cm2后才能进行,而且需对施工缝作一些处理,以增强新旧混凝土的连接,尽量降低施工缝对结构整体性带来的不利影响。 3.2.5墙背碾压回填 该部位挡土墙回填料按设计要求采用碎石土回填,含水量在25%以下的粘土,内掺入30%的碎块石填筑,块石粒径最大不超过200mm。挡墙采用分层回填夯实,每层厚度不超过0.5m,采用蛙跳式打夯机逐层夯实,压实系数不小于0.94。挡墙影响范围内填土压实严禁采用大型压路机或强夯,避免引起挡墙开裂或过大位移。墙背回填过程中逐层按设计要求设置泄水孔后反虑层,反滤层为墙顶下30cm,设置一道30cm厚的砂卵石,卵石底设一道15cm厚的不透水层,泄水管采用准100的PVC管,尾部设置在砂卵石里面。 4结语 综上所述,边坡支护施工是土木工程中的中环节之一。在实际工程施工中,需要结合工程实际情况选择合理的边坡支护方案,综合考虑各类边坡支护技术的适用性。上述工程综合各类情况采取了合理的边坡支护施工方案,取得了良好的施工效果。 作者:刘庆川 单位:大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司工程二公司 土木工程类论文:土木工程项目施工管理浅析 摘要:随着我国建筑行业的不断改革,原先传统的管理方法已经不能适应现代土木工程的要求。施工企业对工程安全管理机制的建立不够健全,监督力度不够。对于我国颁布的管理办法实施不够到位,责任分工不明确,导致了在工程管理中责权脱节现象很严重,以前的大锅饭形式依然存在,是对土木工程质量得不到保证的另一个主要原因。本文就土木工程施工管理现状和管理方法做了简单的概述。 关键词:土木工程;项目管理 1前言 随着我国经济的快速发展,土木施工工程项目的管理标准和要求也越来越高。土木工程施工管理是施工企业对施工项目整个过程所实施的一种行为活动,其过程的内容包括对项目的设计、勘察、研究和施工等,以及对各个阶段都进行全方位的规划组织和协调发展。土木工程施工管理问题所涉及的内容很广泛,它包括对工程的质量管理、设备管理、安全管理以及施工项目的现场环境管理和项目成本管理等许多方面。因此,施工管理项目是一个很复杂、需要耗费诸多人力和物力的过程,它要求管理工作部门要研究出一套科学的方法来做到事半功倍的效果。 2土木工程项目施工管理的主要内容 土木工程的建设工作是建筑企业有效运转的重要保障,它不仅关系到施工的进度,更是整体施工品质的关键所在。可见,对于土木工程项目施工的管理理应被纳入建筑企业的日常管理工作当中,并结合多方面因素进行综合考虑。从项目施工管理的各个环节入手,合理进行管理工作的组织与安排,力求在每一个细节的处理上都做到最好。 2.1对于土木工程项目施工质量的管理 对于任何工程建设来说,工程项目的施工质量始终都是最为关键的。作为土木工程项目施工管理的基础环节,项目施工质量的管理可谓是最为基本也是至关重要的一个内容。这不仅体现了管理人员的能力和水平,更是工程整体质量的重要保障。不同的土木工程建设任务在施工时都有着其不同的施工特点,从建筑材料、建筑设备到建筑工艺的质量控制都必须经过严格把控,从而做好建筑施工的物质准备。 2.2对于土木工程项目施工进度的管理 土木工程的施工进度也是项目施工管理的重要内容之一。在保证施工质量的前提下尽可能地缩短施工周期,这不仅有效地减少了企业施工成本的支出,而且对于企业经济效益的提高也有积极的推动作用。项目施工前,基本都会规划好大概的施工进度和施工周期,若是不能在预定的周期内完成项目施工的任务,那势必会造成一定的经济损失,这对企业形象的树立也是极为不利的。可见,对于施工进度的管理也应引起相关人员的足够重视。 2.3对于土木工程项目施工成本的管理 随着建筑企业之间的市场竞争不断加剧,企业的建设成本支出也是逐年增加,企业的经济效益正面临着严峻的考验。如何在高质和高效的施工环境下最大程度地减少企业成本的支出,是建筑企业尤为关注的问题。因此,在土木工程的项目施工管理中着重对于企业成本的控制与管理,是降低企业成本保证经济收益的重要途径。在对施工成本进行管理时,必须有一套切实可行的成本管理体系作为依托,从而最大程度地扩大建筑企业的实际利润空间。 3土木工程项目施工管理分析 如何使得当前土木工程项目施工的管理工作跟上现代经济的发展步伐,是值得我们每一个人去深刻思考的问题。只有积极转变自身的管理理念,科学有效地提高对于项目施工管理各个环节的控制能力,才能最大程度地促进土木工程项目施工管理工作的有序开展,保障工程建设的质量,提升企业的经济效益。就如何提升土木工程项目施工的管理水平,可从以下几方面加以分析: 3.1做好土木工程项目施工原材料的检查与管理 从项目施工的设计方案入手,检查该方案是否确实可行,原材料的购置是否符合相关的政策规定,原材料的质量是否通过了相关的科学检测,原材料的发放与使用是否是按照相关的既定方案来执行的。原材料是土木工程建设重要的物质基础,原材料的质量优劣及使用情况对于项目施工的进行有着重要的促进意义,只有切实做好施工原材料的控制与管理才能保证项目施工的有序进行。 3.2管理中适当加入一定的奖惩机制 为了更好更有效地实现土木工程项目施工管理的功能,管理人员可在工作中适当地加入一些奖惩机制,来促使施工人员严格按照相关标准来开展自身的岗位工作,服从项目施工的管理,保证工程施工的质量与效率。对于严格遵守施工步骤和施工程序的人员,可给予一定的物质奖励,严厉抵制那些违反操作规定、不服从管理的施工现象。 3.3对于项目施工的全过程必须进行严格的管理与审查 对施工项目进行全方位的管理与审查也是施工管理重要任务之一。监督项目施工的全范围,处理好施工工序的转化,严格处理小项目的验收任务,对于特定的工程项目必须有负责人的亲自署名,才能进行下一阶段的施工任务。 3.4对于施工设备的检查与维护也是管理工作之一 在施工前,必须对可能用到的施工设备进行及时检测,确保它们能够在项目施工中发挥其最大功能,不影响项目施工的正常进行。此外,还应对施工设备进行定期的保养与维护,进而延长施工设备的使用寿命,促进使用效率的提高。对于使用人员的技术管理也应落实到位,尽量减少因设备使用不当而造成的安全隐患。 3.5做好项目施工各环节的抽样检查工作 做好施工环节的抽样检查既能最准确地获得项目施工的实际效果,又能及时发现施工过程中存在的安全与质量问题,进行积极整改与完善。同时,对于发现的施工问题,应作好书面记录,以便再次检查时能够进行有效核对,确保施工的质量。从施工人员的方面来看,也应做好自身的岗位工作,随时准备应对管理人员的检查与审核。只有管理人员与施工人员在意识和行动上都能达成一致,才能真正实现项目施工管理工作的功能和意义。 4结束语 对于建筑企业来说,保证土木工程的项目施工质量是极为重要的,它直接关系到建筑企业自身的发展以及经济效益的提高,是企业立足于市场经济体制下的重要保证。其中的施工项目管理更是一项极其复杂和系统的环节,需要配合高素质的管理人才和科学有效的管理方法,才能真正实现项目管理的职能,促进建筑企业的可持续发展。此外,合理的项目施工管理对于施工安全和施工质量方面也是一种强而有力的保障。 作者:焦建欣 土木工程类论文:土木工程管理施工过程质量控制措施 摘要:由于最近几年,城市建设的步伐十分迅速,并且也相应的带动了许多其他领域的发展,比如土木工程施工领域的建设,与此同时,后者在开展的过程中也同样的起到了带动城市发展的作用。本篇文章主要将研究重点放在了土木工程施工过程中的质量控制上来,并且针对可能有的控制措施做出了给出了一定的解释与分析。 关键词:土木工程管理;施工过程;质量控制措施 正文: 1.土木工程施工质量管理的概述 土木工程质量管理这一概念的引入,通常与建筑行业密不可分,为了最终能够确保工程项目的结果符合预期的期望与效果,就需要在施工的过程中严格把握各个环节的质量控制,并且有组织的对其进行监督与管理。由此可见,所谓质量管理,不仅考虑的是其计划阶段,同时对于后期的资源分配以及实际的施工过程,同样应该基于考虑。一般来说,在开展建筑土木工程之前,就应该根据最终需要达到的项目效果形成一个质量方针,该方针的制定能够在一定程度上为后期项目的各项指标提供一个大的前提与方向,在完成这个方针的过程中,整个项目的经理人、各个组织部门都应该以其为目标,并对该目标按照层级进行不断的分解,转换成为现阶段本部门应该达到的目标要求,这样一来才能够做到各个环节都切实的遵循质量控制管理的总方针要求。 2.土木工程管理施工过程质量控制中存在的问题 2.1缺乏有效的监督与制约机制。对于现阶段土木工程建筑项目来说,比较显著的一个问题就是难以形成实际有效的监督化管理体系,而对于类似的项目部门来说,建立一个系统化的管理机制有限的十分必要,这样就产生了一个必要严重的矛盾问题。现在许多的施工单位企业首先没有把质量作为其建设的根本目标,同时也就缺失建立一个质量监督与制约机制的意识,即使构建起来了,同样也存在着各种目标不明确,管理不到位的问题。这样一来为企业带来经济损失与名誉损失还是小事,如果后期所开设的工程项目在施工时出现了质量问题却又难以发现,后果将不堪设想。2.2施工设计方案频繁变更。一旦进入施工环节以后,就会出现较为频繁的变更现象。产生这类现象的原因,主要来讲还是质量难以过关所导致。通常情况下,会出现这样几种较为集中的情况:首先,在设计环节就出现了一定的问题,如果一旦设计出现不规范的情况,就会直接影响到后期项目的施工进程,甚至有可能影响最终的项目工期。其次,由于施工进度出现拖后的情况,出现了一个项目多人争抢的情况,这时项目企业就会忽视对工程质量的控制,最终的设计方案与原本的质量控制方案就会出现一定的差异,这样一来后期在施工的过程中还会因为各种指标不符合再次出现频频的变更情况。2.3施工人员素质有待提高。对于城市的大规模施工建设项目来说,在选择施工劳动力的过程较为单一,一般选择一些受教育水平不是很高的外来务工人员来进行,有些建筑人员甚至在很多技术指导指标上都难以过关。但是项目企业则为了更快的追求进度以及短期的效益指标而选择忽视对施工人员技能的相关要求,这样一来越来越多的施工建筑人员也就渐渐忽视了对自己的技能教育要求,因此对于后期的建筑工程质量也会存在一定的威胁。 3.土木工程管理施工质量控制的有效措施 3.1制定完善的质量管理体系。无论对于哪种建设项目来说,在开展施工项目之前,制定一个良好的质量监督管理体系都是十分重要的,施工过程每个环节都需要严格执行体系中的规定,各个部门各司其职,管理人员严格监督,只有做到这样,才能够在方针指导上首先满足后期工程项目的质量要求,切实的保障整个工程项目的整体质量要求。3.2施工对象的控制。所谓施工对象,不仅仅是所指是一些施工队伍,同时也涵盖了在施工过程中所使用到的一些大型设备、材料设施,对于这些项目开展的“必需品”而言,必须设置有专门的人员进行集中统一的质量检查,并且在后期进行妥善保管。对于管理人员来说,同样要求其具备较高的责任意识与管理能力,能够保证设备与材料在需要的时候以完好的质量运送到施工现场。对于选购的材料与设备来说,必须在选购的过程中就确保其质量与保质期是否符合施工的质量需求,这样才能够更好的保障后期的施工项目开展的质量符合要求。3.3建设资金管理力度要强。在整个项目开展的过程中,会使用到各种资金,因此资金成本问题同样不可小觑。对于企业来讲,就应该严格的记录与控制在施工环节的各项开支,将有限的资金进行合理的计划,企业内部还应该设置专门的财会机构,并且内部职员应该责任相互独立,保证资金使用质量的独立性与完整性,这样不仅能够为企业创造价值,同时也能够起到保障后期工程质量的作用。3.4对施工人员加强管理。在施工项目的各个环节中,无论是施工人员还是管理人员,都是整个项目的一部分,因此为了能够保证整体项目的质量符合规定,人员的管理必不可少。在日常的工作中,不仅要制定相应的规范来对职员行为进行约束,同时还应该主动开设一些课程的学习,让员工能够继续学习新的技能与知识,不断提高综合的技能水平。此外,企业还应该尽量通过宣传、会议等方式,来帮助各个岗位的员工将提高综合素质与职业道德作为后期教育的主要任务。最后,企业内部还应该根据员工的实际情况制定分明的奖罚制度。 4.结束语 质量控制环节一直都是土木工程项目开展过程中的一个关注重点,只有对质量控制足够重视,才能够更好的保证施工项目在后期运行过程中的安全与稳定。在这个过程中需要综合考虑许多方面,但是总的来说,还是应该形成这样一种质量控制的独立意识,只有这样才能够使城市建设的道路走得更将坚定有力。 作者:岳星 土木工程类论文:土木工程建设管理及发展方向 摘要:土木工程行业作为我国的重点产业项目,将直接影响了我国建设行业的发展速度。新型技术、新工艺、新材料的出现,对传统土木工程的建设造成了较大冲击。为了顺应科学技术发展,土木工程行业势必会向得到更好的发展。文章对土木工程建设管理及其未来的发展方向进行探讨,以供相关从业人员的参考借鉴。 关键词:土木工程;建设管理;发展方向 土木工程施工项目建设管理主要是施工企业对所实施的工程项目进行全过程、全方位的规划、组织、控制、协调。在社会经济的日益发展下,土木工程施工管理标准对施工企业提出了更加严格地要求,强化施工项目的管理,改变以往在施工项目管理方面的陈旧管理思想、方式、方法,文章主要分析了土木工程建设管理的特点以及未来的发展方向。 1现代土木工程的特点 为了在一定程度上符合当今社会经济高速发展的需求,我们需要建造出大规模、大跨度、大型、高耸、轻型等建筑物,不仅能够满足高质量的要求,还实现了经济效益高。使得现代土木工程出现新的特点,其特点主要如下。 1.1工程规划方面 结合以前工程项目的施工经验,提出诸多施工方案,并且就其中进行择优选择。因为土木工程施工规模的日益扩大下,应该不断的提高其建设规划的水平,实现工程项目不断发展。在特大土木工程施工过程中,比如水坝建设将在一定程度上造成自然环境变化,影响生态平衡与农业的发展,与社会效益之间存在着利弊关系。在实际规划的时候,我们需要全面的分析利害关系,趋利避害,促使土木工程项目顺利进行。 1.2工程施工地质与地基 土木工程施工区域的地质、地基构造将在自然状态下应力情况与理性性能是复杂多样的,不仅决定基础设计与施工,还影响到工程选址、结构构造、材料选择,对地下工程的影响则是更大。工程项目地址与地基的勘察技术,在现阶段通常都是采用现场钻探取样,为了满足建筑工程需求,应对其勘察方法进行不断的创新,利用现代化科学技术,使得土木工程行业不断发展。 1.3建筑材料 随着科学技术不断的发展,建筑工程施工原材料也呈现出多样化的发展趋势,一些高强度、轻质的新材料得以出现。比如,铝合金、镁合金、玻璃钢等都得到了广泛的应用。但是这些材料具有弹性模量较低、价格高的特点,促使其应用范围受到一定局限。所以,我们应该不断提升钢材、混凝土强度和耐久性,进行新材料研发,实现社会发展需求。 1.4工程设计方面 我们需要对其施工设计进行优化,以满足工程建设项目实际情况,达到经济、美观、安全和适用的目的。基于此,现在已经采用概率统计的方式,实现对荷载值、材料强度值的确定,研究自然界风力、地震波与海浪等的时间、空间分布,积极的发展反映出材料的非弹性、结构大变形、结构动态以及岩土共同作用的分析,进一步研究结构可靠度的极限状态设计法与结构优化设计的理论,应用计算机技术进行设计。 1.5项目施工方面 在进行土木工程施工建设阶段,土木工程随着建设规模不断扩大,因此,相应的施工设备及施工队伍也越来越多,让建设工程逐渐实现现代化和机械化。而且让施工单位管理更加科学合理,促进了建筑建设的进一步发展。因此,我们要加强对建筑建设的结构和体系全面的完善,实现标准化、科学化的建设,有利于降低建设成本,另外,还在一定程度上提高了劳动效率及缩短施工周期,针对性的解决了建设施工中所产生的问题。 2现代土木工程管理的要点分析 2.1施工企业的监管制度 建筑施工的系统十分复杂和庞大,其中不但会消耗大量的人力、物力,甚至严重的情况下回造成安全事故的发生。为了能够确保施工的质量,就需要规范施工企业的管理制度。只有不断的对施工企业的监管制度进行规范,才能够将管理与监督进行有效的结合,使得施工管理更加的严谨 2.2施工现场的管理 管理人员在施工过程中起到重要的监督作用,并成立相应的安全监管小组,要及时的调整和解决检查出来的安全问题以及质量问题。在每次检查之后,要进行相应的记录和汇报,以便给施工人员进行是供参考。 2.3对土木工程施工安全理论的深入 在土木工程的施工阶段,施工及其管理人员的安全管理理念属于企业开展安全生产管理的基本指导思想,加强对施工人员的安全教育、技术教育,以确保在实际施工阶段,施工人员技术能力可以确保工程质量和自身安全。合理确定每天休息的时间,以避免因为工作人员疲劳操作等所出现的安全事故,可以按照实际情况,合理安排其工程施工作业,以起到有效预防安全事故的发生。 2.4监督水平 土木工程的施工监督人员应该知法懂法,加深相关法律掌握的程度,就法律角度,明确出工程项目建设监理部门以及人员在建设工作中的法律赋予监督性行为的规范。不断的完善自身法制观念、法律意识,提升自身业务水平,使得工程项目的监督工作能够更加的规范化、标准化。 2.5加强施工质量的管理 企业若想获取市场核心竞争力,则需要把土建工程施工质量放在第一位,进而对企业未来的发展方向才能产生深远的影响。因此,加强质量管理工作是企业发展的重中之重。在施工的过程当中,首先就需要针对工程建设当中存在的难度较高的问题,详细的对方案进行研究和分析,要对质量问题进行严格的把关;其次,对于施工中出现的材料问题和施工工序问题进行强化,防止出现偷工减料的行为,按照相关的标准完成所有的工序。 3土木工程建设项目未来的发展方向 3.1指导理论继续的发展 就可以预见未工程来的分析,土木工程施工技术理论核心主要是力学,新分析方法和数值处理方法,使得土木力学研究能够突破方向。经过对其复杂结构、流体介质受力情况分析,发现了其方法还受到了限制,更加专业化地数学将在日后有着更大的发展空间,加强对土木工程施工技术复杂数值问题的处理,积极的引进了一些先进电子计算机,使得复杂的情况模拟,变得更加有把握。 3.2工程全过程信息化 随着科学技术不断的发展,土木工程行业也得到了不断发展,而土木工程信息技术的应用重点在于就工程施工设计至竣工阶段进行有效的控制,对建筑结构的强度、可靠性的分析,制定出相关应对的措施。 3.3主动控制技术 迄今为止,绝大多数的土木工程都是一项静态或是动态化的物体,对周围环境的影响主要依靠了自身的结构进行被动抵御,在日后土木工程的施工阶段,其发展方向就是应用主动控制技术在建筑施工阶段,采取计算机技术、模糊控制技术、预设控制结构使得建筑物能够对各种环境变化进行反应。 4结束语 总而言之,土木工程建设管理工作需要与时俱进,文章主要通过对工程项目进行全过程、全方位的规划,使工程项目管理工作不断优化。在社会经济的日益发展下,要不断严格要求、强化标准,加强施工项目的管理,改变以往在施工项目管理方面的陈旧的思想、方式和方法。 作者:徐飞 单位:南京高科置业有限公司 土木工程类论文:土木工程施工管理问题 摘要:本文以土木工程施工管理重要性为切入点,对现阶段土木工程施工管理面临的难点与问题进行分析,并以此为基础,提出几点强化土木工程施工管理工作的建议,意在从根本上促进土木工程整体质量的提升。 关键词:土木工程;施工管理;问题与对策 建筑业作为社会经济发展的主力军,需高度重视其发展的意义。而建筑业若要寻找发展空间,则难以离开土木工程的支持。对此,应在建筑业蓬勃发展的背景下,对土木工程予以高度重视,如施工管理工作的开展,以施工水平、施工质量逐步强化的手段,优化土木工程施工管理工作,促进建筑业长远发展。 1对土木工程施工管理重要性的分析 土木工程具有复杂化、规模化特点,其项目的开展需由大量施工材料、资金与人力、机械设备的支撑,而是施工技术则是维持土木工程建设的关键指标。针对此,土木工程若在施工环节缺少科学性、合理性管理工作的支持,则会导致工程建设难以进行。在此过程中,关于土木工程施工管理重要性,可从以下两点进行分析:首先,提升效益。项目施工管理工作的开展,可对项目周期与进度予以科学预算,使其能够在规定期限内完成建设目标,以便对工程造价的把控。其原因在于:土木工程作为庞大工程体系,其施工管理可在人力资源、资金投入与施工材料等层面进行针对性管控,即无论各项工程建设,均需对各类资源实施协调分配与运用,否则无法对工程安全问题予以有效预防。其次,保质保量。由于土木工程包含理论知识、施工技术等内容,甚至在施工环节易出现诸多工种同时作业现象,若因施工管理不严或执行力度较弱,则施工现场会呈现混乱无章的状态,使之工艺流程与工程工序难以得到合理协调。 2现阶段土木工程施工管理面临的难点与问题 (1)管理体系不健全。于土木工程施工建设过程中,施工质量作为施工管理的重中之重,也是影响工程整体效果的核心因素。因此,施工质量管理的重要性不容小觑。但是,实际情况却恰恰相反,质量管理体系不健全,致使各类问题频发。例如:材料设备采购环节,采购人员为获取自身利益,中饱私囊,以供应商回扣的方式,将劣质材料滥竽充数,最终对土木工程整体质量不合格,导致其难以投入运营。(2)安全意识薄弱。现阶段,经济社会的持续发展,促使建筑业呈现持续发展的局面,而房价飙升,导致商品房如雨后春笋般涌现。而在此过程中,商品房房产商仅依据自身利益层面,将建筑安全问题抛之东流,甚至在部分工程建设中,施工人员安全意识薄弱,也是诱发安全事故的关键点。例如:施工人员高处坠落;工作人员砸伤等,该类型安全事故的发生,导致伤员呈现轻重伤不等,最重者则为生命安全威胁。对此,施工人员、项目经理安全意识教育工作的开展,可对其安全意识予以唤醒,避免安全事故的发生。 3强化土木工程施工管理工作的几点建议 (1)制定岗位责任制。若要从根本上实现对土木工程施工管理问题的控制,降低系列漏洞的衍生,则应制定岗位责任制,通过对人员岗位职责的明确规定,切实土木工程施工管理工作的重要性。基于经济水平的快速发展,土木工程规模、数量均呈现大幅度上升的趋势,为保证项目施工质量,对其施工管理工作提出更为严格的规定。针对此,建设单位相关管理部门应制定岗位责任制,依据传统管理模式的演变,摒弃施工管理误区,使其能够在人员责任明确的前提下,切实政策规章落实的意义,用以保障土木工程建设项目的稳定进行。(2)加大进度管理。任何工程项目的开展,均需在施工前,通过现场勘探的方式,对施工进度予以科学编排,既是对项目工期、施工成本的控制,又是促进建设单位经济效益提升的核心手段,土木工程工程项目也同样如此。但是,经笔者实际调查工作发现,土木工程建设将施工进度管理工作流于形式,仅依据施工图纸,对其工期进行随意调配,不仅延误工期,还增加项目资本的投入。对此,建设单位应高度重视工程进度管理的意义,结合其全面分析与探究工作的进行,将进度管理贯穿于项目整体周期,即前期准备、中期施工与后期验收。只有做到上述工作,方可确保工程按期竣工。其中,施工进度、施工质量二者并未存在本质矛盾,需在具体项目施工管理中,利用二者兼顾的方式,预防盲目赶工。(3)注重质量管理。关于土木工程施工质量管理,需从以下几点入手:材料质量:由于施工材料是决定项目整体施工质量的关键,若发生材料质量不过关或不合格问题,则难以对土木工程施工质量进行管控;质量意识:施工人员作为项目建设的主体,对施工质量起到决定性作用,倘若施工人员质量意识的缺失,易诱发“豆腐渣”工程;技术培训:施工人员技术培训工作的开展,也是工程质量管理的重要内容,即以施工人员先进技术、先进工艺的学习为前提,促进土木工程施工质量的提升。(4)强化安全意识。安全教育、逃生演练是强化施工人员安全意识的关键手段。在此过程中,安全教育手段类型具有多元化的特点,如口头教育、安全规章、教育影片等,其通过对施工安全作用价值的着重强化,促使施工人员可将“安全意识”放于项目建设的首位。而逃生演练是施工人员对安全设施操作流程的熟悉,并结合自救、他救方法的掌握,促使其可在安全事故发生后,及时逃生。 4结束语 综上所述,虽然土木工程施工管理工作仍存在诸多问题,需要人们深入研究与探索。但是其对城市建设、经济发展的重要性不容忽视。对此,项目经理、管理人员与施工人员应善于寻找土木工程施工管理问题制因,结合制定岗位责任制、加大进度管理、注重质量管理、强化安全意识等针对性措施的执行,确保高质量、高水平土木工程建设。 作者:白晓敏 单位:包头铁道职业技术学院 土木工程类论文:土木工程施工管理问题与对策分析 摘要:土木工程建设包括前期设计、部门协调、道路交通、水利工程、防灾害工程等,只有通过有效管理,才能保证土木工程的顺利施工。当前,在土木工程施工中还存在许多问题,这些都影响着土木工程的施工管理,所以必须高度重视土木工程的施工管理。 关键词:土木工程;施工管理;存在问题;对策 1土木工程施工管理的意义 1.1降本增益 通过对土木工程进行有效管理,可以合理划分施工前、中、后各个阶段,对工程进度进行科学的预算,便于在工期内完成建设。大量实践证明,如果对工程建设进行科学预算,在很大程度上可以节约施工材料、建设资金,从而把节省的材料、资金等用到关键施工环节上,整个施工过程也可以得到有效的控制。其中,通过合理利用、分配施工材料、人力资源等,可以使工程预算更加明确,便于监督,施工建设也会更加稳定。倘若不对工程建设进行科学预算,那么在施工中必然存在各种浪费现象,工程建设质量也不敢保证,由此可见,通过科学预算深化土木工程施工管理是非常有必要的,既能保证工程建设的质量,也可以大大提高工程建设的经济效益。 1.2提高质量 土木工程涉及各种施工知识,牵涉的专业知识门类也多,由于施工前后持续时间长,在实际施工中,会出现各种类型的工种,如果对这些工种不进行管理,那么具体的施工协调、责任划分等就会出现混乱的现象,所有的工程技术细节、施工工艺等就不能按照技术标准进行,许多技术难题就不能得到有效的解决,很容易出现各种施工安全问题。在科学管理下,工种之间的关系将得到有效协调,岗位职责也将进一步明确,施工之间的推诿扯皮现象将大大减少[1]。 2土木工程施工管理中常见的问题 2.1管理人员专业理论素养有待提高 在当前的施工中,不少管理人员存在讲人情,靠关系,走门子现象,对现代的管理知识、经济知识、财务知识、技术知识等掌握不到位,缺少这些知识的支撑,对施工中出现的问题就很难妥善的解决,那么,就会影响整个工程建设。由于改革不彻底等原因,还存在着管理人员职责不清,权责交叉等,这就会导致管理脱节现象,这些都需要高度重视,进一步明确、理清。1)设备材料管理不完善。在材料选择上,很多施工企业的采购人员不按照既定方案采购,讲关系,将认清,在材料选择上存在很大的随意性,容易购买到质量不合格,型号不匹配,高出市场价等的材料,也会为工程质量埋下安全隐患。施工期间,材料往往都是堆积在施工现场,虽然便于材料选用,但是,很容易受到恶劣天气、偷盗等的影响,整个施工期间,都会因为管理不善损失为数不少的施工材料。同时,缺少专业的材料管理人员,他们对材料储存选址、注意事项、常见问题等不明确,不能提前发现各种影响材料安全的现象[2]。在材料质量检测上,很多企业沿用传统的观察、目测等方法对材料进行把关,在引进和使用专业的检测仪器上积极性不高。2)施工操作不规范。①在操作机械设备上,很多技术人员是靠经验操作,对一些基本的安全规程和操作指南掌握不牢固,不少年轻操作人员存在操作不熟练等现象,很容易出现安全事故。②不遵守施工标准。施工前都会制定一系列规章制度,但是,在施工中,却很少有人自觉地遵守,对安全管理认识明显不够,有些安全制度,一旦不遵守,很容易诱发严重的施工安全事故。 3提高土木工程施工管理水平的策略 3.1建立质量管理体系 施工前,对施工牵涉到的工程投资、使用的机械设备、专业技术人员数量、雇佣的民工数量、施工地址的地形、水文、责任划分等要准确掌握,形成专门的台账。施工中,各个环节出现问题后,及时补充到该体系的对应类目中,方便查找,准确把握施工中可能出现的问题,有针对性地进行预防;强化安全防范意识[3]。所有的管理人员、技术人员、一线民工,要主动的学习与工程建设相关的安全知识,明确质量对工程建设的重要性,自觉的配合各项协调工作,增强责任感和使命感。 3.2加强人员、机械设备管理 根据机械设备的种类,完善机械管理制度,将所使用的机械明确到个人,定期进行检修维护,防止机械长时间使用无人管理现象,尽可能地延长机械的使用寿命,定期组织施工人员学习机械使用指南,明确使用中的安全注意事项,防止麻痹大意出现安全事故。加强施工材料的控制,严格按照施工方案进行,施工材料严格登记审核,尽可能地减少不必要的浪费现象,控制好整个施工过程中的成本。 3.3加强施工现场的管理 根据施工进度,不断完善施工现场材料领用、纪律遵守、工程协调等方面的规章制度,通过制度进行管理,尽可能地减少人情关系,有助于工程有序进行,保证工艺流程的正确,保证工程质量。逐步建立一套严格的现场管理制度,实施责任式、赏罚分明的工作制度,既有利于管理,也能提高工作效率,提高整个工程建设人员的责任感。 4结束语 土木工程建设涉及的内容复杂,环节较多,在充分认识施工中常见问题的基础上,需要进行科学有效的施工管理,才能规避以往施工中常见的问题,提高工程建设质量,保证工程建设顺利完工。 作者:康立华 单位:西安工业大学
石油化工应用论文:DCS在石油化工中的应用 摘要:DCS主要由控制站、操作站和工程师站、数据通信及网络等三部分构成,它具有模拟量的数据采集和控制,开关量的顺序控制,开关量、模拟量结合进行控制,即混合控制功能,除此之外还有人机界面友好、安全可靠、易于安装、容易使用、便于维护、便于扩展和升级换代等特点。该系统在石油化工等行业中应用广泛。 关键词:控制站;操作站和工程师站;数据通信及网络;应用问题 1DCS在石油化工等行业中的市场情况 基本控制器可以分散的设置,通过数据高速公路的数据总线把多台控制器与操作站连接在一起,形成各节点都有计算机的分布式计算机控制系统,这类产品统称DCS(Distributed Control System)。 DCS能在石油化工系统中广泛应用是因为它能满足以下功能:①模拟量的数据采集和控制;②开关量的顺序控制;③开关量、模拟量结合进行控制,即混合控制。除此三项控制功能外,还有人机界面友好、安全可靠、易于安装、容易使用、便于维护、便于扩展和升级换代等特点。 据估计,由于DCS在石化行业大中型自控装置中近五年内没有可替代产品,到2005年,我国石化行业要有一千多套装置需要应用DCS控制,而设备更新改造扩容也需要扩大原来DCS系统,至於日常维护、备品备件,那也是很可观的,所以今后一段时间内,DCS在石化行业中的重要性是不容置疑的。 2DCS的主要构成 DCS主要由控制站、操作站和工程师站、数据通信及网络等三部分构成。 2.1 控制站DCS系统中,控制站是一个完整的计算机,实际运行中可以暂时在不与操作站及网络相连的脱机情况下,完成过程控制策略,保证生产装置运行。从计算机系统结构来说,控制站属于过程控制专用计算机,其微处理器从8位发展到今天的32位甚至64位。控制站作为一个完整的计算机,它的主要I/O设备为现场的输入、输出处理设备,即过程输入/输出(PI/O),包括信号变换与信号调理,A/D、D/A转换。在信号变换过程中采用隔离技术以防止来自现场的干扰信号,以及与现场连接的端子及输入、输出信号的物理位置的方便确认,这是至关重要的。 控制站是整个DCS的基础,它的可靠性和安全性最为主要,死机和控制失灵的现象是绝对不允许的,而且冗余、掉电保护、抗电磁干扰、构成防爆系统等方面都有效而可靠,才能满足用户要求。 2.2 操作站和工程师站DCS系统形成初期操作站各工程师站合一,即操作站具有操作员功能、工程师功能、通信功能和高级语言功能等。其中工程师功能中包括系统组态、系统维护、系统通用(Vtility)功能。 DCS操作站是典型的计算机,有着丰富的外围设备和人机界面。目前大多数DCS操作站和工程师站已采用高档PC机或工控机,Windows NT(或Windows98以上)操作系统、客户机/服务器(C/S)结构、DDC(动态数据交换)或OPC(用于过程控制对象链接嵌入)接口技术,可通过以太网接口与管理网络相连。在采用通过监控图形软件(如iFIX、Intouch)这一点上,各DCS厂家做法不一,有的厂家以此为平台,形成“软DCS”操作站,这多用于中小型DCS系统,或以此类软件为核心,进行二次开发;有的厂家对原来的组态软件进行改造,使之符合上述特点,满足系统开放要求。操作站要实现其多项功能,必须完成数据组织和存储两方面任务,如与工位号相关的一些数据,在操作站中要对由某控制站某端子与现场仪表相连的,由物理位置决定的工位规定工位号(即特征号或标签Tag)各工位说明(可以用汉字),使之与工艺对象一致,以保证工艺操作人员的操作,工位号可以在整个系统中通用。其它还有系统配置、操作标记、趋势记录、历史数据管总貌画面组态、工艺单元或区域组态等,这些均组织成文件,最终形成数据库,存储在硬盘的相应区域,使数据具有独立性和共享性、保证数据的实时性、完整性和安全性。 DCS系统组态、操作站组态、控制站组态(上小节中已讲到)均有相应软件,为DCS用户的工程设计人员提供人机界面。 2.3 数据通信及网络上两节所述控制站、操作站、工程师站,均为通信网络的节点,DCS网络上的节点还可能有上位机(或称高级控制计算站)、与工厂管理网相连的网关等。DCS网络是DCS的生命线,在DCS整个系统的实时性、可靠性和可扩充性方面起着重要的作用。 在当前DCS中通信功能的发展是与全厂管理网络(以太网)技术相融合,逐渐实现通信网络由多重结构向扁平化过渡,所以更具有开放性。 DSC系统的规模与通信能力有关系,而通信的复杂性主要表现在品的互联问题,这样才能够既保证了系统的扩展性,又保护了用户的初期投资。到目前为止,IEEE802.4令牌总线传输方式的通信协议和IEEE802.5令牌环网传输方式的通信协议在DCS系统中应用最广,又近年来因为采用以太网的互联网的普及以太网技术的提升,IEEE802.3办公自动化用局域网标准(人们俗称以太网标准)在DCS系统中已有多家采用。 3结语 到目前为止,用户对DCS所存在的问题,有三个方面的意见是一致的,即系统开放性问题;与现场传感器、变送器、执行器的接线问题;价格较贵问题。这些问题在第三代DCS中已开始得到解决。在21世纪,新一代的DCS应满足用户这方面的需求。下面谈谈在石油化工行业中应用DCS两个问题。 ①选型问题。DCS选型应在标书中多列出国际或国外的各项标准同时,也要重视国内DCS相关标准。②服务问题。服务问题成了DCS厂家或系统集成商的新亮点。如何做好前服务、中服务、后服务是非常重要的。 目前DCS系统在炼化公司广泛使用,而且种类较多,主要有HONEYWELL公司的TPS和TDC300系统,横河公司的CS1000和CS3000系统等等,在今后即将投建的新装置中,将把这些系统各自的特点更好的加以总结,选择更好的DCS系统为炼化生产服务。 石油化工应用论文:自动化仪表在石油化工发展中的应用 摘 要:随着自动化水平的不断提高,自动化仪表在石油化工发展的过程中起着越来越重要的作用,关于自动化仪表在石油化工行业中的应用更是一个关键问题。目前自动化仪表在企业中已经得到了很多的应用,对生产产生了很多积极的帮助,本文就自动化仪表在石油化工中的应用进行了探讨。 关键词:自动化仪表;石油化工企业;应用 1自动化仪表 石油对于我们现代社会来说是一种宝贵的资源,也是我们社会发展必不可少的资源,无论是机动车还是其他的一些生活用品,都需要从石油中来获取能源和原材料,石油的需求量也是十分的巨大,因此石油市场得到了很快的发展,并且市场规模十分巨大,在石油的生产中,自动化仪表发挥着很大的作用,可以说自动化仪表是石油化工企业不可缺少的一种设备。 所谓的自动化仪表,就是由很多自动化元件构成的一种具备很多功能的工具,它能够检测一些参数,并且将检测到的内容通过传输系统输出,具备显示功能,并且对于检测到的数据可以进行记录。比如在工业生产中,很多环节都有自动控制的仪表,有电动、气动控制的调节仪表。对于自动化仪表来说,它可以是一个单独的自动控制系统,也可以是对于整个系统而言的一个小的环节,在整个工业生产当中,自动化仪表的作用就是将输入的信息显示出来,让人们随时掌握生产的状态,这样才能保证生产的效率和安全性,在石油化工企业当中,各种自动化仪表在生产中发挥着重要的作用。 2自动化仪表技术在石油化工中的应用 2.1温度检测仪表 在石油化工生产过程中,温度的变化对于生产有着很大的影响,因此要对温度进行实时的监测。温度仪表中有一类是接触式仪表,这种仪表的构造一般比较简单,并且测量温度比较准确,但是温度仪表和被测物体的温度达到一致才能保证这种精度,这靠的是热传递的原理,被测物的温度变化之后,需要有一定的时间才能让接触式仪表达到相同的温度,因此,在检测过程中,存在一定的延时,而且如果温度过高的话,也会对仪器产生一定的影响。非接触式仪表,是通过热辐射的原理来进行测量的,测量过程中,不需要进行接触,可以有一定的距离,测量的温度范围也较广,反应速度比较快,但是由于其与被测物体有一定的距离,容易被其他物质影响,测量精度难以保证。在目前的温度仪表中,非接触式的有红外线式的和辐射式的,接触式的有热电阻式和压力式等几种。 2.2压力仪表 在石油化工生产中,压力也是一种十分常见的测量参数,压力如果不在正常范围之内的话,会对生产产生很大的影响,甚至会阻断生产的顺利进行。在压力的测量中,有很多的类别,有绝对压力、负压力等等。压力测量的原理也很多,比如电容式、电感式、液柱式等。压力检测的范围也比较广泛,因此,针对不同的测量需求,有很多对应的压力仪表可供选择,选择合适的压力表来精确的测量压力值,对于生产来说十分的重要。 2.3流量仪表 石油化工企业中,生产的产品很多都是流体性质的,在生产中,流量仪表也是最为常见的一种仪表之一。它主要测量的就是在一定时间之内,通过管道的流体的体积,这个在石油化工企业中的很多环节都要用到,比如石油的开采过程,运输过程以及最终的交易过程都需要流量仪表来对流量进行精确的测量。在实际的生产过程中,需要对流量进行精确的控制,来保证合理的生产,自动化的流量仪表在生产中可以对流量进行实时的检测,如果流量大于之前设定的值,那么仪表将可以提示控制系统,从而对阀门做出控制,减少阀门的大小,来控制流量,这样可以保证其他环节与生产相配合,保证生产的精度,自动化仪表还可以将这些数据记录下来,可以在一些分析软件中进行分析,从而做出调整,让生产过程更加的合理,生产更加安全,效率更高,对于石油化工企业来说,这无疑是保证其经济效益的重要一环。 2.4物位测量 在石油化工生产过程中,常遇到大量的液体或固体物料,它们占有一定的体积,堆成一定的高度,对此物料高度的测量称为物位测量。物位测量主要有两个目的:一是通过物位测量来确定容器中的原料、产品或半成品的数量,以保证连续供应生产中各个环节所需的物料或进行经济核算;另外通过物位测量,了解物位是否在安全范围内。这两个作用无疑对于生产是很重要的,如果物料不足,难以保证下一步生产的顺利进行,对整体的生产会有阻断,而如果物料过多,超过了一定的值,那么对于生产来说,同样会出现问题,所以,必须靠物位仪表来保证生产的进程和安全。物位仪表按测量方式的不同可分为直读式、浮力式、超声波式、雷达式、辐射式、激光式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等等。他们的测量精度高,反应迅速,测量数据可靠,石化企业中的物位仪表与阀门配合,当物位超出设定值时阀门会相应的开启或者关闭,可以保证安全的物位高度,在石油化工企业中得到了普遍的应用。 3结语 在科技的不断发展过程中,科技的进步给石油化工企业的生产带来了很多的便利,在石油化工企业的生产中,比较重要的一个应用就是自动化仪表,它的应用使得生产的各个环节都能够在科学合理的掌控之下,对于企业生产的安全和效率有着很大的帮助,可以让企业实现更多的经济效益,而自动化仪表以后还有很大的发展空间,还有很多地方可以进行创新,相信在不远的将来,自动化仪表能够给企业带来更多的帮助,实现更多的价值。 石油化工应用论文:石油化工方向应用型人才培育改革试点思考与实践 摘要:学校化工专业2014年被列入“应用型人才培育改革试点”专业,本文结合团队教师及其他参与共建教师的经验,对本专业改革过程中的经验进行思考与总结,如教师工程背景、企业参与力度、课程体系建设和机制建设等,以期提高本专业的改革成效。 关键词:石油化工;应用型人才;人才培育改革 应用型人才培养示范专业重点突出适应广东省产业升级和结构调整需求,且与产业行业对接紧密的应用型本科专业。学校化学工程与工艺专业石油化工方向充分依托中国石化集团茂名石油化工公司,注重“理论联系实际、科研促进教学、强化英语教学、培养国际视野”,培养适应社会需求,主要在石油化工及相关行业工作的应用型人才。本专业是学校石油化工特色鲜明的标志性专业,对在应用型人才培养试点过程中的经验进行思考与总结,以期提高本专业的改革成效,更好地服务于学生。 一、加强专职教师的工程背景 本专业专职教师每年有近一个半月的时间去炼油厂或润滑油厂指导学生进行生产实习和认识实习,为年轻教师及学生提供接触企业装置和工艺的机会。我校联合茂名石化公司,针对缺乏工程背景和经验的年轻教师,为他们进行相关培训。 途径一:针对专业建立的课程群,定期聘请企业一线的有经验工程师为校内教师进行专题讲座。比如,对《乙烯生产》这门课程,定期聘请茂名乙烯厂各个车间的工程师来校为教师做专题讲座,主要针对每个车间(如裂解车间、芳烃车间、苯乙烯车间、丁烯车间、环氧乙烷车间等)的产品、装置、工艺流程、生产原理、实际遇到的技术问题等进行讲解,一方面可提高任课教师对课程的直观深入的认识,理论联系实际,另一方面为教师和企业人员搭建沟通、交流的平台,通过技术交流和探讨,促进教师和企业人员的科研合作,以科研促进教学。 途径二:定期送教师外出培训、交流、实习。学校会选派教师去参加一些高水平、高质量的培训,达到提高教师工程经验的目的。比如,学院曾经与茂名瑞派化工设计院达成培养协议,选派三名新进教师去该公司进行为期3个月的“Aspen plus”软件应用专题培训。这几位教师均表示这类专题培训非常专业,能很快地掌握此软件的应用并将其应用于教学和科研过程中。他们在教学过程中指导学生参加“大学生化工设计大赛”、“大学生创新创业竞赛”、“毕业论文”等环节得心应手,学生给出的反应都比较好!这在某种程度上间接地提高学生的实践和社会服务功能。此外,学校也定期外派教师去国外大学(如英国知山大学)进行交流和培训。本专业教师队伍应积极走出去进修或参加学术交流,扩宽视野,吸收更好的教学方法和构建课程体系的经验。 途径三:实施新进教师的“导师制”和“听课制度”。最近几年,学校引进很多新教师,并安排有经验的教师或专家做新进教师的指导教师,对这些新教师的教学把关,同时将这些教师引入学科团队,使其发挥所长。此外,学校建立了新教师的“听课制度”,成立学校或者学院“教学督导小组”,定时对新教师进行听课,与他们一起分享上课的技巧或方法,使其能够更快地适应角色,承担教学任务,在一定程度上可以提高新进教师的教学质量和教学水平,为更好地完成本专业的改革服务。 二、加强企业参与力度 学校建立了企业参与的应用型人才培养模式,加大投入,加强企业参与力度。 1.近两年来,学校依托广东茂名石油化工公司、湛江东兴石化公司和广州石化公司等企业,获批三个国家级工程教育实践中心,使学生的化工认识实习、仿真实习及生产实习等实践环节得到保障。同时,充分利用可共享资源,培养工程素质好、动手能力强、踏实肯干的应用型人才,取得学校、学生、企业、社会多方共赢的效果,实现良好的社会效益和经济效益。学生在企业的学习情况,由专家组采用现场考察或问卷调查等方式来检查企业培养方案的落实情况。 2.学校制定形成“企业参与的3+1人才培养模式”实施细则,聘用企业技术人员参与制定人才培养的有关制度,明确人才培养过程中学校、学生、企业的权责,制定培训费用、兼课人员的酬金发放、学生的实习生活补助等事项。学校与企业签订“实习基地建设协议”、“毕业生就业见习基地建设协议”等,建立“以师徒定岗培训形式进行实践培训”的机制,完善各种配套管理措施,为落实人才培养方案提供保障。 3.本专业以“专业认证”和“卓越计划”为契机,跟踪开展专业人才社会需求调研,了解市场和人才的双向需求。比如,本专业教师去北海炼化调研时,发现很多毕业生结合实际工作需求,对学校某些课程及内容的设置都有自己独到的见解和体会。用人单位也不例外,北海炼化人事部部长反映:现在对石油化工专业人才需求的趋势和方向将可能侧重于“煤化工”,企业希望毕业生既具有石油化工的专业背景,也具有煤化工的专业背景,建议可在石油化工专业方向增加几门煤化工的相关课程,拓宽学生就业渠道和适应企业需求的能力。而且,炼油厂工程师反复向学校教师反映:“现在既懂工艺又懂设备的人才太少了。”基于此,学校考虑为化工专业开设一些设备方面的课程,或将这些知识渗透到课程中,以适应社会和企业的用人需求。明确工作中所需要的知识、能力和素质等,学校会开展有针对性的研究。 三、加强课程体系建设 人才培养是通过课程教学内容实施的,选择什么样的课程内容,设置哪些教学环节,要根据所从事的职业能力要求来确定,但所有的课程设置都需要为培养必要的职业能力服务。 根据学生能力与课程的对应关系,将课程内容进行归类、整合、安排,形成脉络鲜明、清晰的课程结构,以真正有利于实际能力的培养。 1.学校构建出适应“应用型人才培养示范专业”要求的课程体系。主要改革内容为:①在学校完成3年的主要教学内容,第四学年主要在企业参与实践教学;②化工设计课程结合全国大学生化工设计大赛项目和学校化工设计大赛项目进行课程改革;③认识实习分散进行,为新生进行专业教育并增设《化工导论》课程;④第七学期的主要教学内容为生产实习(含仿真实习),分散到各个企业,以师徒定岗的培训形式进行实践培训;⑤第八学期的主要教学内容为进行毕业设计或撰写毕业论文,部分学生可在企业选题,由企业专家与学校教师共同指导。 2.目前本专业建立“油类”课程群,如《石油炼制工程》、《石油化工工艺学》、《石油储运基础》等,形成课程群网站,加强课程群中各个课程之间的内容划分、整合与衔接,使每个课程单元中的各个内容模块与实际工作所要求的能力要素相对应和适应。 3.将工程案例教学法引入部分课程的理论课堂教学中,广泛搜集、筛选和整理、编写涉及“油类”课程群的典型工程案例。将整理收集的“油类”课程群中的典型工程案例引入课程教学,让学生以工程师的角色去体会解决工程实际问题的过程,感受理论知识运用、设计过程、工艺操作等面对的实际工程问题,为学生搭建理论学习与工程应用的桥梁。同时,促使教师深入生产一线,编写具有知识性、科学性、实践性和启发性的高质量工程案例,并在教学过程中正确地把握案例教学的节奏和方向。 四、加强机制建设 应加强应用型人才培养模式改革保障体系的建设,对保障机制进行研究与改革是应用型人才培养的关键环节之一,学校逐步加强应用型人才培养师资队伍、教学条件、教学管理体制、学生管理与考核、教学质量监控、教学质量评价等系统建设,制定科学的人才培养质量监控机制。只有建立好这些保障措施和监控机制,才能保证应用型人才的培养水平和培养质量。 五、总结 为了进一步加强学校化工专业应用型人才培养改革试点的顺利进行,本文就上述若干层面提出一些个人的见解和思考,或许存在片面性,仅供参考! 石油化工应用论文:石油化工仪表控制系统的应用分析 摘 要:随着科学技术的发展,仪表控制系统逐渐向智能化、信息化、数字化、微型化的方向发展,信息化的发展直接推动着我国工业的发展,石油化工仪表控制系统取得了非凡成就。但是我国的石油化工仪表控制系统的发展也存在一些不足。本文将对石油化工仪表控制系统的应用进行分析。 关键词:石油化工;仪表控制系统;质量控制 近年来,随着社会主义市场经济发展速度的不断加快及科学技术水平的提高,我国化工仪表自动化设备及控制系统也得到了极大的发展。石油化工仪表越来越趋向于多样化、精密化及智能化与数字化的方向发展。在工业生产过程中,石油化工仪表是检测、显示、记录及控制工艺参数的基础。随着自动化工业发展速度的不断提升,要求加大仪表控制系统的力度,实现数字化电动仪表的目标。 1 石油化工仪表控制系统的应用 石化企业经营管理中,仪表控制系统是否完善将直接影响到整个企业的管理水平。基于此,相关部门必须严格按照相关要求,对石油化工仪表控制系统中存在的问题进行充分了解及分析,提高技术水平,规范操作流程,建立与完善石油化工仪表控制系统。只有这样才能做好风险防范与控制工作,才能实现企业发展的利益最大化。 1、新型自动化检测与分析仪的应用 随着科学技术水平的不断提升,化工仪表系统也逐渐发展为数字化、智能化及网络化,这种发展极大地提升了是由化工企业自动检测仪表的使用水平。现场总线型变送器为满足现场总线控制系统的需求,也得到了极大的发展。现场总线型变送器作为新型自动化检测仪表的重要组成部分,其特点主要表现为全数字式、结构简单、高可靠性与操作性,与其他智能型变送器相比,现场总线型变送器具有较高的分辨力、稳定性,基于此,在石油化工事业发展中得到了广泛地应用。 在线分析仪表的广泛使用及推广,在提高石油化工产品质量方面起到了关键性的作用。在对石化企业产品质量及先进控制应用水平提升的同时,石化系统也逐渐完善。其中主要包含以下几个内容:在线油品质量分析仪、在线气相与液相色谱仪等。在石化企业炼油调合系统中在线多路近红外光谱分析仪这种新型分析仪得到了大量的应用,并获得了良好的应用效果。在中石化杭州炼油厂等企业内新一代实验室低成本汽油质量指标快速测定仪已经开始使用,并得到了广泛好评。 2、先进控制的应用 目前,随着我国社会主义市场经济的快速发展以及石油化学工业的不断进步,人们开始对自动化仪表提出越来越高的要求。过去传统的自动化仪表已无法满足现代化石油化学工业的需求,所以必须进一步提升自动化仪表的控制技术,使之实现网络化、集成化与智能化,只有这样才能取得最大化经济效益与社会效益。选用先进控制作为石化企业生产装置,不仅可以对装置运作的稳定性、安全性进行有效提升,还可以起到产品质量及收益提升的作用。同时先进控制的应用可以达到运作成本降低及实现企业经济效益最大化的目的。现阶段石化企业化工仪表控制系统内部分先进控制技术已经日渐完善,如多变量预测控制技术等。其特点主要体现在以下几点:首先,基于模型的控制策略。如模型预测控制与推断控制等。现阶段智能控制与模糊控制主要为知识控制的范畴,这也是今后先进控制发展的主要趋势。其次,一般情况下先进控制都是用于复杂多变量过程控制问题处理中。如多变量耦合等。作为在常规单回路控制以上建立的动态协调约束控制,先进控制必须符合具体工业生产过程中的动态特点及操作规定。最后,实现先进控制必须具备较为强硬的支持平台,如计算能力。其主要实现工具为上位机、DCS、FCS。目前我国石化系统和美国Honeywell公司合作,实现了催化裂化装置先进控制的应用。 2 石油化工仪表控制系统的质量控制 为有效提升石化企业自动检测仪表的使用能力,必须逐渐向数字化、智能化等方向发展。在保证关键仪表系统质量时,应进行工序质量控制点和共检点的设置,在石油化工仪表系统安装过程中,应做好以下几点,才能实现质量控制的良好效果,也只有这样才能做好预控工作,才能实现企业的社会效益与经济效益。 1、安装就位变送器后,为确保仪表系统导压管线的质量符合相关规定,应选用2.5到5倍的工作压力用水对一次阀后的仪表导压管线进行试压作业,这样可以防止使用过程中因焊接不牢及安装不正确等原因,导致泄漏等问题的出现。 2、检查仪表接线。在确保端子接线符合相关规定后,必须对线路电阻进行准确测量,并对各线末端标记情况进行详细检查。导线屏蔽接地线必须连接到计算机房一侧,同时确保中间端子箱的防爆接头等不存在损坏情况。 3、检查与确认计算机系统送电前的相关条件。作为整个安装过程的中心环节,计算机系统送电前检查结果是否真实将直接影响到未来的使用状况。基于此,相关部门必须组织设计单位、施工单位等相关工作人员对其实际情况进行检查。其检查内容主要含有:检查中央空调、UPS不间断电源与计算机接地系统等。 4、计算机硬件的性能测试及软件组态。遵循相关设计要求,检查其基本功能测试内容,组态任务主要由设计代表和软件组态单位一起完成。自控仪表设计交底和图纸会审由监理组织设计人员与施工技术人员完成。在对设计图纸与设计文件认真审核的基础上,进行仪表安装作业。在安装前期应进行技术交底工作,要以会议纪要为主要依据。安装过程中如发现问题,应及时改正,尽可能降低失误与危害。同时校验仪表单机,对仪表元件进行测试检查。对其仪表的质量及精准度进行检测与确定。如不符合相关规定,由有关单位以书面形式通知制造厂商进行处理与更换。避免安全问题的产生。 5、在仪表工程设计施工图中未作出具体规定的部分应执行《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093―2002和《石油化工仪表工程施工技术规程》SH/T352―2007;对引进装置的仪表工程,施工应执行有关国外标准规范和参照安装手册;在执行过程中应做好各类仪表调试安装记录,应填写仪表工程交工资料记录表,要求做到数据真实,字迹端正,各级签署完整,按照规定上报。为了保证电缆敷设顺利进行,应在汇线桥架完工合格的基础上,对全部待敷设的电缆进行现场清查、核对型号、规格、实际长度、绘制电缆作业表,并测其绝缘电阻值,做好各种位号标记,以防混错。特别应注意的是室内外本安电缆和非本安电缆应分开敷设,不得混放以防信号干扰。 3 结束语 综上所述,随着石油化工仪表事业发展速度的不断提升,其控制系统也愈加完善。逐渐向着数字化与微型化的方向发展。新型自动化检测与分析仪作为石油化工仪表控制系统的重要组成部分,其技术水平的高低对整个系统的顺利运行起到关键性的作用。为满足社会经济的发展要求,为确保仪表控制系统的正常运作,石化企业必须重视相关技术的应用,规范操作流程,只有这样才能实现其经济效益。 石油化工应用论文:催化精馏技术在石油化工中的应用探究 摘 要:近年来,我国经济得到了快速发展,在社会的各个行业中石油化工行业的发展尤为突出,并且该行业在最近几年中的总产值在不断的上升,为国家的经济发展做出了巨大的贡献,在此基础上该行业在各类产业技能方面也不断发展改进,以此不断适应行业及社会发展的需要。本文就针对石油化工行业中的催化精馏技术来分析其特征、作用及应用探究。 关键词:催化精馏技术;石油化工;应用探究 催化精馏技术是石油化工行业中普遍应用的一项科技,由于催化精馏技术便于实践、应用性较强且相比其他技术拥有生产效率等的优势,所以该技术得到了石油化工行业的重视,并加大了该技术的利用领域。催化精馏技术之所以能到的广泛引用,是由于该技术具有应用价值高、投入资本较低、温控技术便利、反应速度快等优势特点。所以本文就催化馏技术的特征及其在石油化工中的应用进行探究,进一步了解其在石油化工行业中所起到的作用及贡献,并对应用技术进行总结,以此归纳催化精馏技术的应用经验,为该技术的发展革新提高文献资料。 1 催化精馏技术的认识及特征分析 1.1 对催化精馏技术的概念认识 催化精馏技术是从其形成原理的角度来书是指由化学工程中通过合成或者分离耦合的方式来促进催化精馏塔性能的一种技术。而从根本上来讲,该技术的整个过程是较为复杂且对于技术应用的要求是极为严格的,我们从其采取固体催化物质的方法可以看出,其原理是较为新颖且高效的,而且,该技术在催化的过程中还需要将催化物质用科学的方式在塔内进行布设,以此使得催化作用更加高效安全,与此同时最重要的是化学反应与精馏分离相结合进行协同操作,由此可见,新颖操作理念和高要求的操作是该技术成功的最主要的原因。 1.2 催化精馏技术的特征分析 催化精馏技术之所以得到极为广泛的应用,是由于其在传统的催化反应和精馏分离中得到了不断的发展和革新,使得两种技术合二为一。催化精馏技术作为反应精馏中的一种,将催化反应过程和精馏分离过程两个独立的过程结合到一起,并进行了设备的结合,以此大大提供了催化效率。从其具体特征来看,催化精馏技术具有选择性优良、转化率较高、耗能较低、设备投资成本较低等特点。从选择性优良方面来说,其主要优势是能够极快的将连串反应过程中的中间目标产物清离,使得后续反应得到高效、高质量的反应效果。转化率较高则能提高难分离物质的分离效率。耗能较低则体现在节约能源、促进能源可持续利用并节约生产成本等方面。投资成本较低的则是由于催化精馏技术本身为石油工程节约了大量的时间、资金设备,并且提高了工作效率,以此节约了大量的投资成本。 2 催化精馏技术在石油化工中的应用 2.1 催化精馏技术在石油化工中应用的作用 上文中我们就催化精馏技术的们就催化精馏技术进行了深入的认识,并且得出了催化精馏技术的一些先进性的特点,而且,在石油化工行业中也常常运用依稀装置,并且近年来依稀装置已经成为了石油生产中的一项重要技术。所以,为了适应社会对石油质量的要求的不断提高,我们必须采用先进的催化和分馏技术,并且,需要不断的改进装置,来满足行业发展的需要。而近年来各个行业间的竞争日益激烈,质量、效率、成本成为了一个企业成功与否的关键,而从催化精馏技术的几个特点来看,它不仅仅能够提高生产效率,生产出高质量的产品也能节约能源和降低投入资本,以此使得石油化工的原油分离工作事半功倍,所以,在石油行业中引进依稀装置汽油催化精馏塔催化技术是及其必要的。 2.2 通过催化精馏技术提高石油化工效能 基于石油化工行业中的一些生产问题,我们将针对性的将催化精馏技术应用到其中,以此改进石油化工生产环节的生产装置,从而起到提高生产效能的作用。例如;石油化工行业中常用的依稀装置在高温环境下运作,而催化精馏技术本质上也有热能传导的作用,所以,我们可以引进催化精馏塔装置来改进石油化工生产环节的一些生产装置。此外,催化精馏技术本身集催化反应过程和精馏分离过程为一体,并且将这两个过程放入同一个装置中运作,所以这在无形中便减少了许多环节,从而节约了生产时间,提高了生产效能。 2.3 催化精馏技术在石油化工生产中的总和考虑 从现今情况来看,由于社会对石油化工产品的质量要求不断提高,石油化工行业面临巨大的压力,因此,该行业现今最主要的是技术革新和设备换代,而催化精馏技术虽然在石油化工生产中的实践经验不足,但其生产优势也是显而易见的。所以,若能将该技术应用到石油化工生产中,将能极大的提高生产效能,而节约下来的资源可以用了扩大产业规模,有利于规模经济的发展形成。所以,催化精馏技术在石油化工行业中的应用不仅可以提高产业效能,还能促进石油化工行业的可持续发展,促进生产的安全性和管理的高效性。 综上所述,石油化工生产行业面临挑战,而催化精馏技术也能在一定程度上提高石油化工行业生产效率、降低其生产成本,可以改善行业内部资源利用情况,是石油化工生产行业改革生产结构的一个重要节点。所以石油化工行业引进催化精馏技术,可以为行业内部生产提供新的技术力量,促进行业的发展进步。此外,面对国内外行业间严峻的竞争压力,石油化工行业必须及时的抓住机遇,推进技术革新,不断的改进自身的生产设备,在谨慎决策的同时大胆尝试新科技,在发展、创新科技的同时,走可持续发展的道路。 石油化工应用论文:石油化工污水处理技术的应用与分析 【摘要】油化工废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为有毒有害的有机物,对环境污染严重。对不同种类的石化废水,往往需要不同的处理技术才能达到理想的效果。近年来,石油化工的废水处理技术研究成为热点,以化学法、物化法和生化法为主的大量新的处理技术。 【关键词】石油化工;污水处理技术 一、物理化学处理技术的应用 (一)高效絮凝浮选技术 随着我国煤油加工能力的不断提高,废水处理规模也需要及时扩大。而废水回用目标对废水处理后的水质要求更高。气浮技术是利用微气泡捕捉并除掉水中的细分散油、乳化油、胶质及悬浮物,既为生化处理提供水质保证,也常用于生化后处理,是煤油厂废水处理中必不可少的单元。其中叶轮气浮由于具有设备结构简单、投资省、占地少、能耗低、操作简单等特点,发展得更快。在叶轮气浮除油技术中,自吸式气液混合叶轮是关键之一。针对现有自吸式气液混合叶轮存在的问题进行攻关,开发了一项能有效去除含油废水中的油和COD的技术-FYHG-DO型叶轮气浮除油技术。该技术的叶轮真空度和吸气量均明显高于对比叶轮,很好的解决了吸气量和吸液量的协调问题,肯有良好的气液混合效果。实际结果表明,隔油池出水经叶轮气浮除油技术处理后,今油废水中的油去除率为67%COD去除率为31%。专家建议尽快进行工业应用试验。 (二)光催化技术 目前Tio2,纳米颗粒光催光催化处理废水的先进性已被公认,但如何将TIO2应用于难降解有毒有机物废水的产业化处理过程,却是光催化技术在环保领域发展的瓶颈问题。南京工业大学化工学院完成的TIO2晶须光催化处理难降解有毒有机物废水成套技术及装备研究解决了这一难题。该项目通过烧结法和离子交换法,成功地俣成出外部具有微米级尺寸、而内部具有纳米级的连续光催化废水处理剂。采用TIO2晶须催化剂的连续光催化废水处理装置的废水处理效率与小试相比难以分离、回收及工业化困难等问题。以TIO2晶须光催化降解印染废水,可将未经任何处理的印染废水的COD降至50mg/l以下,色度小于40倍(稀释倍数),并可将苯环等大分子有机化合物转化为烯烃类的化合物。 二、石油化工污水生物处理技术的应用 (一)菌种选育技术 用用生物自固定化技术分离选育出了株油脂化工废水高效降解菌、1株制药废水高效降解菌和2株焦化废水高效降解菌,工程应用发明高效菌对污染物降解能力强,以自固化后可有效地截留在反应器中并保持其降解活性。他们还分离筛选了降解石化和化纤废水的高效菌8株,开发了适合高效菌种附着的特殊生物填料。此外,他们对高停职硫有机工业废水建立了硫酸盐还原菌的筛选和培养技术,分离了5株可提高废水打中生化性并达到理想脱硫效果的厌氧脱硫菌。工程投运后解决了企业废水的处理问题,并指标均优于废水排水票准,降低了建设与运行成本。 (二)生物强化(QBR)技术 炼油碱渣废水是炼油厂在油品电精制及脱硫醇生产过程中产生的强碱性、高浓度、验生物降解的有机废水,含大量的中性油、有机酸、难生物降解的有机废水,含大量的中性油、有机酸、挥发酚和硫化物等有毒有害污染物。由于污染物浓度高(COD约为2×105 mg/L,挥发酚和硫化物约为3×104 mg/L,含盐量为150 mg/L以上),采用常规方法验以达到处理要求。QBR技术是一项专门针对高浓度、验降解的有机废水的处理技术,是将现代微生物培养技术应用于好氧废水处理技系统中,通过生物强化技术将专一性、活法10倍以上的容积负荷,将传统生物法验以处理的高浓度、高毒性废水进行生化处理,极大地降低了高浓度有机废水的处理成本。采用QBR技术的设资、运行费用只有湿式催化、焚烧法的几分之一或几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定,而且不产生废气和废渣等二次污染。 (三)4MBR技术 MBR技术是将生物降解作用与膜的高效他离作用结合而成的一种高效水处理工艺,采用这种工艺几科能将所有的微行物截留在生物反应器中,使出水的有机污染含量降到最低,具有流程简单、效率高、操作简便、易实现自动化控制、投资少、费用低,出水水质稳定等特点,在废水处理与回用中良好的应用前景。采用MBR的废水处理工艺在美国应用以来,在水处理领域受到高度重视,美国、日本、德国、法国、加拿大等国的应用规模也不断增大,处理量从103 mg/L扩大到100003 mg/L,处理对象出不断拓宽,除了对生活污水进行处理并回用外,还在工业废水如食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料成本、石油化工废水及填埋场渗滤液的处理获得成功。 三、生物法与物理化学法组合技术的应用 (一)电-生物耦合技术 硝基苯类、卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品,但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企为业面临的一项难题。中国科学院过程工程研究所经过深入研究发明了电-生物耦合技术,利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原(或氧化)成生物易降解的有机分子,微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100 mg/L的废水为例,经过10h的处理,硝基苯去除率大于98%,COD去除率大于90%,出水达到国家排放标准。 (二)化学模拟生物降解处理技术 该技术采用微生物法与降解废水处理综合技术。该技术采用自行研制的可逆氧化还原“活性物”,在化学模拟生物降解池中的有机物降解,然后现利用电化学技术再次将废水进行有机降解,然后再利用电化学技术再次将废水进行强制处理和脱色,从而取得较好的废水处理效果。 四、结束语 综上所述,在石油化工污水水质分析的基础上,结合近年来石油化工发展的动态,深入探究了石油化工污水处理技术,指出清洁生产、组合工艺、污水回用是石油化工污水处理的发展方向。 石油化工应用论文:催化精馏技术在石油化工中的应用 摘 要:伴随社会经济发展速度的不断提升,我国石油化工行业也得到了极大的进步。与传统反应和分离单独进行的过程相比,催化精馏具有投资少、操作费用低、节能、收率高等特点,日益受到人们的重视,其研究与应用日趋广泛。 关键词:催化精馏;石油化工 1 催化精馏技术的概况 催化精馏是将固体催化剂以适当形式装填于精馏塔内,使催化反应和精馏分离在同一个塔中连续进行,是借助分离与反应的耦合来强化反应与分离的一种新工艺。由于催化剂固定在精馏塔中,所以它起到了催化和促进气液热质传递的作用。其优点如下: 1、催化精馏技术具有高生产、高收率的能力。这是因为通过可逆反应的利用这种方式,产物能够得到不断地生产,从而有效增加了反应速率,使反应物的浓度增大,而在这个过程中的原料的转化率还得到有效的提高,因此该技术的生产及收率能力较高。 2、催化精馏技术具有低消耗、低投入的优势。在精馏塔中催化反应与精馏可以共同进行,这样既使流程得到简化,又节省了能量,减少了资金、资源等的投入与消耗。 3、催化精馏技术具有高选择性。这是由于可逆反应大多是平衡移动的,这就从某种程度上抑制了副反应或是逆反应的发生,进而使选择性得到提高。 2 催化精馏催化剂装填技术分析 由于催化精馏过程中,催化剂起到催化和促进气液热质传递的作用,所以不仅要求催化剂结构有较高的催化效率,同时又要有较好的分离效果。目前,用于催化精馏的催化剂主要是离子交换树脂和分子筛等,催化剂必须采取特殊的装填方式,满足反应和精馏的基本要求。肖剑等圆将催化剂装填方式分为两类,即固定床式和规整填料式,这两类装填方式中均有成功的应用实例。规整填料型催化剂装填方式更适宜于精馏操作,气液接触好,塔内不需要特殊构件,催化剂利用率高。但这种装填方式中的催化剂更换困难,需要停车后人工进塔更换。Sulzer公司采用新型催化精馏填料是Katpak型填料,有流体力学性能测试和热模实验的研究报道 。反应段采用特殊的催化剂装填方式,一般有3种方式: 第一,将粒状催化剂与惰性填料混装,该法的优点是催化剂装卸方便,但细颗粒催化剂堆放在塔内导致上升蒸汽阻力过大。 第二,将粒状催化剂置于多孔容器中形成催化剂构件,多孔容器可以是尼龙丝等编织物,也可以是铝、不锈钢等材料的丝网。这种催化剂构件又必须和弹性构件相连形成催化精馏元件,并具有较大的开孔空间。这种放置方式应用较广,但因催化剂置于多孔容器中,扩散对反应有一定的影响,且构件复杂。 第三,催化剂颗粒放入金属波纹丝网或平板丝网的夹层以及多孔板框的夹层中。这种放置方式传质效果好,但装卸麻烦。 3 催化精馏技术在石油化工中的应用 1、催化精馏技术在酯化反应中的应用 乳酸正丁酯在食品、医药、燃料及电子工业等部门得到了广泛的应用。传统的乳酸正丁酯合成采用间歇反应釜,操作复杂,催化剂分离、净化等工序繁琐。杜海明研究了用Hβ沸石催化剂合成乳酸正丁酯的催化精馏酯化工艺。他们发现,催化精馏技术的引入,不仅减少了设备投资,而且可以进行连续化生产。 2、催化精馏技术在醚化反应中的应用 迄今,催化精馏技术在MTBE和ETBE的工业化生产中的应用已比较成熟,其他的过程也逐渐发展起来,如用于异戊烯醚化和二醇醚的生产等。异戊烯是一种非常重要的精细化工中间体,可用于生产农药和香料。目前,广泛采用甲醇与C5馏分中的粗异戊烯醚化制取甲基叔戊基醚再分解为高纯异戊烯的方法。该工艺的核心是粗异戊烯的醚化。范存良等在外循环固定床反应器、中间取热固定床反应器和催化精馏反应器。 3、催化精馏技术在加氢反应中的应用 在加氢反应中,应用催化精馏技术可以降低投资费用,提高目的产物的收率,延长催化剂寿命等。目前,催化精馏技术在选择加氢、苯加氢、加氢脱除含硫化合物中都有应用。选择加氢主要用于C4,C5原料的预处理,以除去对某些深加工过程和产品均有负面影响的有害杂质,应用催化精馏技术有利于不需要的烯烃杂质选择加氢,并减少发生连串反应。渠红亮等采用氧化铝粉末制备了镍基拉西环催化剂填料,用于MTBE装置C4原料的催化精馏预处理工艺中。 4、催化精馏技术在水解反应中的应用 在工业中,乙酸甲酯常以副产物的形式出现,将乙酸甲酯水解成甲醇和乙酸是比较常见的处理方法。传统乙酸甲酯水解工艺系采用固定床水解工艺,其水解率低,回收系统能耗高、流程复杂,而采用催化精馏技术可提高水解率,实现节能降耗。苏文瑞采用催化精馏工艺实现了乙酸甲酯的水解。结果表明,催化精馏工艺的水解率比常用固定床工艺高出一倍以上,处理能力比固定床水解塔大得多,且其反应温度低于固定床工艺,催化剂的结垢现象比固定床少,催化剂的寿命较长,回收能耗比固定床节省27.8%。 5、催化精馏技术在酯交换反应中的应用 乙酸正丁酯是重要的基础有机化工原料。近些年,文献报道了酯交换法制备乙酸正丁酯的催化精馏工艺,可以得到高纯度的甲醇、乙酸正丁酯,且丁醇的转化率有很大地提高。其反应系统主要由再沸器、催化精馏塔、冷凝器、进料泵和回流比控制器组成。其中催化精馏塔有由集液板、升气管、催化剂包、支撑板和底板组成的催化反应段;在集液板下端的升气管的管壁上有溢流孔,其高于催化剂包;在底板上有泪孔;在支撑板上有催化剂包和筛孔;位于支撑板和底板之间的升气管的管壁上有漏液孔;将物质的量比0.5∶5的乙酸甲酯和正丁醇分别从催化反应区的顶部和底部加入到塔内,反应温度50~90℃,回流比0.5~30,常压下进行操作。该工艺提高了乙酸甲酯的转化率,简化了操作步骤,克服了设备腐蚀等问题。 6、催化精馏技术在烷基化反应中的应用 乙苯是重要的溶剂和中间体,加在汽油中还可以提高抗爆性能。目前,大量生产乙苯仍然是靠在酸催化下苯与乙烯的反应,与固定床反应工艺相比,采用催化精馏技术时,该反应过程的反应温度不受泡点温度制约,避免反应区热点的形成,提高了催化剂的寿命,消除了大量苯的循环,使反应放热得到了有效利用,而且操作压力较低、乙苯选择性高、副产物生成量少。研究表明,采用催化反应精馏技术克服了传统工艺不足,实现了高收率、高质量地合成N-异丙基苯胺。 4 结束语 综上所述,催化精馏是一种改进工艺的重要手段。但只有当反应与精馏的条件相适合时,二者才能耦合。另外,催化剂的类型及装填方式的选择也是非常重要的,其发展重点在于如何制备高效适用的催化剂及开发合理的催化剂装填方式。催化精馏模拟研究主要集中在对过程的模型研究及模型求解,试图通过数学模拟方法获得工程放大所需的参数。但催化精馏过程较为复杂,建立的模型外延性较差,用于工程放大时与实际生产有一定差距,这方面还有待深入的研究。 石油化工应用论文:石油化工过程及装备课程教学中项目设计的应用 【摘 要】本文分析石油化工过程及装备课程教学中项目设计教学环节的意义,提出石油化工过程及装备课程教学中项目设计教学环节的实施措施。 【关键词】项目设计 石油化工过程及装备 卓越工程师 2010年6月23日,教育部在天津大学召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)。东北石油大学的过程装备与控制工程专业是国家级和省级“卓越计划”试点专业,石油化工过程及装备是过程装备与控制工程系根据“卓越工程师”培养要求,对该专业课程进行调整和整合出的一门专业主干课程。本文试以东北石油大学为例,对石油化工过程及装备课程进行项目设计教学研究和探讨,以培养学生解决实际问题能力,并促进构建具有鲜明工程教育特色的卓越工程师培养体系,为进行专业认证奠定良好基础。 一、项目设计教学环节的意义 石油化工过程及装备是一门综合性、实践性较强、涉及知识面较广的课程。该课程既具有较强的理论性又紧贴工程实际,对学生毕业后从事设备专业及相关工作具有举足轻重的作用。为了提高课程教学质量,有必要引进项目设计教学环节。 项目设计教学环节是在学生掌握了有关基本知识和分析的基础上,在教师精心策划和指导下,根据教学目的和教学内容要求,运用实际案例设计,通过学生的独立思考和集体协作,提高学生自主学习的能力,培养其解决实际问题的能力。 石油化工过程及装备是过程装备与控制工程专业的核心课程,该专业培养模式以专业核心课程的学习为专业能力培养的基础。在石油化工过程及装备课程的教学过程中,通过项目设计的训练,可以使学生加深对课程主要知识点的理解和掌握,加深对核心知识点与典型设备设计之间的对应关系的掌握,从而以一个未来工程师的角色定位面对本专业课程知识的学习。 二、项目设计教学环节的实施措施 针对学生设计能力差、对课程中学习到的典型设备设计不会应用、理论联系实际能力差、绘图能力差等问题,为了解决问题,实现卓越工程师的培养目标,从2013年开始,东北石油大学过程装备与控制工程专业在石油化工过程及装备课程中增设了项目设计环节,注重培养学生对典型设备的设计思路与方法,它通过实际案例的设计,使学生深入理解典型设备设计的过程,更重要的是让学生掌握如何利用所学理论知识去解决工程实际问题。 (一)项目设计教学环节培训目标。石油化工过程及装备课程项目设计教学环节是配合学生在学习了有关设备类课程的基础理论和基本知识后,对基本技能的训练,培养学生设计能力和解决实际问题能力。通过本项目设计教学环节,使过程装备与控制工程卓越工程师教育培养试点专业的学生掌握过程装备中典型设备的工艺计算、结构设计和强度计算,以及工艺流程类图的阅读和绘制等。 (二)培训对象。石油化工过程及装备课程项目设计教学环节的典型过程设备包括换热器、塔设备和反应器。过程装备与控制工程专业3个班,90人,采用小组合作学习的方式,分成30组,每组3个人。30组对应30个设计题目,其中10个换热器题目,10个塔设备题目,10个反应器题目,每组3个人的部分设计参数不同。学生通过课下以完成大作业的形式进行项目设计,课上配比4个学时供教师与学生研讨,制订了详细的实施计划,规定每一个环节必须达到标准后才能进入下一个环节,更好地保障设计任务的完成。 (三)项目设计教学环节的内容。具体如下: 1.化工工艺图。为了促使学生熟练阅读工艺流程图、掌握工艺流程图的绘制原则,在这部分实训内容,需要每名学生绘制1张带控制点的工艺流程图并撰写工艺流程;绘制1张辅助管道系统图。 2.典型过程设备设计。完成一种典型过程设备的设计计算。以苯-甲苯连续精馏塔设计为例。 设计条件如下:在常压连续筛板精馏塔中精馏分离含苯41%的苯、甲苯混合液,要求塔顶馏出液中含甲苯不大于4%,塔底釜液中含甲苯量不低于96%(以上均为质量分数)。苯、甲苯混合液处理量6t/h;泡点进料;操作回流比取为最小回流比的1.8倍;塔顶压强,4kPa(表压);热源,低压饱和水蒸气;单板压降,不大于0.7KPa。 设计步骤如下:(1)工艺计算。运用给定的工艺参数进行工艺计算,采用图解法求得理论塔板数,如图1所示,图解得NT=12-1=11(不含塔釜)。其中精馏段NT1=5块,提馏段NT2=6块块,第6块为加料板位置。并得到部分塔的操作工艺条件及相关数据。根据工艺计算数据,然后进行结构设计。(2)设备的结构设计。根据塔设备的常用结构,参考有关资料和规范确定塔的各零部件的结构类型和尺寸,并进行塔板上的流体力学验算,得到塔板负荷性能图。(3)设备的强度计算。根据规范和相关标准对设备进行强度、刚度、稳定性进行设计和校核计算。(4)撰写设计计算说明书及绘制设备的总装配图。通过前面的工艺计算、结构设计及强度校核,每名学生撰写一份设计计算说明书,并绘制相应设备的装配图。 图1 苯-甲苯气液相平衡曲线及图解理论板层数 3.化工过程模拟软件的应用。利用化工流程模拟系统ChemCAD对塔的工艺参数和结构参数进行辅助设计和操作性能的验证。首先选择精馏单元的Shortcut模块,算出最小理论塔板数及相关数据,然后用SCDS模块依据此塔板数,计算出塔顶、塔底组分是否满足给定的工艺条件,得到相关数据,模拟得到塔顶苯的摩尔分率95.999998%满足要求,模拟得到塔板数为15块,进料板位置为第8块。最后采用了最优化方法中的灵敏度分析,以进料板位置为自变量,以再沸器负荷与回流质量流率为因变量,分别得到再沸器热负荷、回流质量流率随进料板位置变化的曲线,如图2、图3所示。由图2可看出,第10块塔板进料时,再沸器热负荷最小,第8块塔板到底11块塔板进料,热负荷变化较小。由图3可看出,第10块塔板进料时,回流量最小,第8块塔板到底11块塔板进料,回流量变化较小。通过对比,软件模拟和计算稍有差别,软件模拟对过程进行了优化,找到最优的进料板。 图2 再沸器热负荷随进料板位置变化的曲线 图3 回流质量流率随进料板位置变化的曲线 4.成绩组成。项目设计环节占石油化工过程及装备课程成绩的30%,这30%组成包括4个部分,化工制图部分占30%,工艺设计计算部分30%以及设备设计与制图部分占40%。 经过以上项目设计环节的训练,可以培养学生以下方面的能力:设计化工过程设备能力;绘制工艺流程图、设备装配图等化工制图的能力;应用化工流程模拟软件进行设备设计模拟与分析,学习优化设计,从而降低成本的能力。同时,由于采用小组学习的形式,每组学生的设计条件相近,经常在一起研究设计,因而也可以提升团队意识,培养吃苦耐劳的精神。 总之,项目设计教学环节使得学生从实际工程问题出发进行本专业课程知识的学习,激发学生对实际工程问题的兴趣,引导他们探索并掌握解决实际工程问题的途径与方法,也为学生从事石油石化设计工作打下基础,是高等工程教育的有利途径。 石油化工应用论文:浅谈换热器在石油化工中的应用及维护 摘 要:换热器在石油化工中是非常重要的,因为石油化工中涉及到的生产流程是非常多的,这样就需要进行不同程度的换热,换热器的主要作用就是进行流体温度的转换,这样就可以满足石油生产的需要。本文就是对换热器在石油化工中的应用及维护进行具体的分析,为相关的研究提供借鉴。 关键词:换热器;石油化工;应用及维护 石油化工的生产是一个比较复杂的过程,每一个环节都是极为复杂的,如果没有将这些环节中的换热工作做好,就会影响着产品的质量,也容易出现安全事故。换热器主要的作用进行进行温度的转换,将温度比较高的流通传达给温度比较低的流体,这样就可以保证受热的均匀性。换热器必须有一定的安全性和稳定性,否则就会产生泄露,造成的危害是无法预料的,因此在使用换热器的过程中,要做好应用维护工作。 1 换热器的主要类型和原理介绍 在石油化工中使用比较广泛的换热器是单相流换热器,这种换热器一般是用在气体到气体、液体到液体和液体到气体的换热中,流体在换热的过程中,不会出现相变的现象,在石油化工生产中,主要的形式是对流传热,利用对流传热的方式需要使用螺纹管、内波外螺旋管和波纹管,波纹管和内波外螺旋管的主要作用是增加壁面的扰动,而螺纹管的主要作用就是将表面传热的效果增大。厚壁波纹管和内波外螺旋管在加工方式上是比较相近的。在石油化工生产的过程中,换热器的应用是极为重要的,也是不可或缺的一种设备,换热器的主要作用就是换热,加热、预热、蒸发、制冷和过热,换热器就是在温度上进行一系列的变化。 温度在发生变化的时候,有着多种方式进行操作,例如复合型换热、蓄热式换热、表面式换热和流体连接式换热,这些方式在石油化工生产中是经常使用的,但是无论是什么样的方式都是离不开换热器的,换热器的种类也是非常多的,按照换热器的结构进行划分主要有固定管板式换热器、浮头式换热器、板式换热器和U形管板换热器,但是在使用的过程中,一定要注意一些事项,否则会给具体的使用带来很大的问题,需要注意的问题如下:(1)要保持网管的清洁,不管是在什么时候,工作之前和工作之后都要将网管清洁好,这样就可以最大程度的避免出现网管堵塞的现象,这样换热器就无法正常的使用。(2)在软化水的使用上要严格的把关,在对软化水进行处理的过程中,一定要做好软化罐和水质的检查工作,这两者都会影响着软化水的质量,在确定合格之后,才能够使用。 2 换热器在石油化工中的应用及维护 2.1 螺旋缠绕管式换热器的简单介绍 2.1.1 结构特点 这种换热器主要是对管束、壳体和中芯管构成,在管板与管热管相连接之后,就要使用焊接技术进行固定。在壳体和两端的接头上会有流体进出。除此之外,还有缠绕管束的影响,缠绕管束主要是由螺旋管缠绕形成的,必须要保证层与层之间是保持着一致的,在缠绕方向上也要是相反的,最大程度的保证流体的均匀分布,避免出现短流的现象,在使用的过程中,也容易产生很多的危险性因素,需要引起我们的注意。 2.1.2 性能优势 这种换热器可以最大程度的保证质量,对应力可以实现自动化的消除,如果是大温差的一些工艺,使用缠绕管束结构,可以最大程度的提高设备的使用寿命。对螺旋缠绕管进行表面处理,可以最大程度的保证污垢的降低率,在沉降速度上也会加快。螺旋缠绕管式换热器在结构上是极为简单的,重量也较轻,可以腾出更多的空间,这样就会节省大量的费用,在维护费用上也会大量的减少。 2.2 浮头式换热器的简单介绍 浮头式换热器主要是由浮头部分构成的,这一结构可以按照不同的要求进行设计,在设计的过程中,一定要满足壳内自由的浮动,保证管束和壳体是绝对自由的,这样在温差较大的时候,壳体和管束之间就不会产生较大的温差应力。浮头端也可以自由的进行拆卸,这样管束既可以设计成为可拆卸的,也可以设计成为不可拆卸的,在检修的过程中也是极为便利的,清洗也十分的方便。 浮头换热器的浮头部分结构,按不同的要求可设计成各种形式,除必须考虑管束能在设备内自由移动外,还必须考虑到浮头部分的检修、安装和清洗的方便。钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用。随着浮头式换热器的设计、制造技术的发展,以及长期以来使用经验的积累,钩圈的结构形式也得到了不段的改进和完善。钩圈一般都为对开式结构,要求密封可靠,结构简单、便于制造和拆装方便。浮头式换热器以其高度的可靠性和广泛的适应性,在长期使用过程中积累了丰富的经验。尽管受到不断涌现的新型换热器的挑战,但反过来也不断促进了自身的发展。故迄今为止在各种换热器中扔占主导地位。 2.3 泄露问题 焊接质量是换热器制造上的关键。换热器管子与管板焊接时,在焊缝两侧形成热影响区,这是焊接接头的薄弱部位,容易产生残余变形和残余应力,即容易形成应力腐蚀的基本条件。若遇到腐蚀环境的影响,例如在H2S、OH-等环境中,就会发生应力腐蚀开裂,造成换热器管接头处泄漏。管子与管板之间的缝隙处存在不流动液体,与缝隙外液体形成浓差电池,引起缝隙腐蚀,也会造成换热管接头处泄漏。管子与管板焊接结构的特点是具有排列紧密的小圆形单道焊缝,如果焊接工艺不当,就易造成焊缝根部夹渣、熔合不良、裂纹、气孔等焊接缺陷。在运行过程中这些缺陷受到交变应力的影响便会扩展,使泄漏通道扩大,导致泄漏。 2.4 维护 2.4.1 清洗 换热器运行一段时间或一个周期,就要进行清洗,换热器循环冷却水中含有大量的盐类物质、腐蚀产物和各种微生物,由于未对其进行水处理,换热器运行一段时间后水侧会结有大量的钙镁碳酸盐垢及藻类、微生物淤泥、粘泥等,这些污垢牢固附着于内表面,导致传热恶化、循环压力上升、机组真空度降低,影响机组的运行效率,造成较大的经济损失。 2.4.2 注意事项 ①施工人员进入现场必须按规定戴好劳保用品,需要穿胶鞋、胶皮手套、口罩及眼罩;②施工现场要有良好的通风,操作现场要有方便、充足的水源。③在搬运有腐蚀性的药品时,应尽量采用叉车等专用搬运工具。严禁溅入眼、口、皮肤上。如误触,立即用大量清水冲洗,严重者,请立即就医。④施工药品应放在阴凉通风处,并做好"危险品勿动"等醒目标记。 3 结论 综上所述,技术人员应当加深对换热器的了解研究,掌握正确的换热器应用方法与维护策略,以保障换热器的工作效率与质量。充分节约能源,提升生产效益。 石油化工应用论文:石油化工油品储运自动化系统中PLC技术的应用研究 摘要:近年来,石油化工油品储运自动化系统(也即罐区监控系统)中PLC技术应用极其广泛,其重点实现数据采集功能,以及监控现场执行机构功能,能够有效增强系统的实时性、安全性和可靠性。 关键词:油品储运 自动化系统 PLC技术 数据采集 监控 针对所有石油化工企业生产经营活动而言,如何做好油品储运工作都是其必须认真面对的关键工作环节之一。应该说油品储运属于综合性工程科学领域范畴,其涉及范畴广泛,并且针对不同行业、企业及部门其要求也存在较大差异。比如说军用和民用油品储运存在差别,矿场和炼油厂油品储运也存在较大差别,尽管其从理论上差别较小,然而设备以及技术措施却各具特色。并且,其涉及业务较多,包括的内容较广,比如油品的存储、核算和计量以及管理等各方面工作均有所涉及。实践表明:实现油品储运自动化对于石油化工企业生产成本的降低、生产损耗的减少以及经济效益的提高等方面都具有重要意义。 1、油品储运自动化系统简介 该系统主要包括装卸车控制及其销售管理自动化系统,以及罐区监控管理系统(包括油品在线调合功能),部分还有储运污水处理监控管理系统等几个系统组成。由于对储罐甚至全部罐区进行监控与管理工作是油品储运的核心工作所在,所以这里的罐区自动化技术直接决定了油品储运系统的总体自动化技术水平高低。本文主要对PLC技术在油品储运自动化系统(也即罐区监控系统)的实际应用情况进行了研究。 2、油品储运自动化系统中PLC技术的应用 通过PLC技术重点实现的就是罐区现场数据采集工作,再把采集数据向上位机进行传递,与此同时按照上位机所发指令要求,进一步控制罐区现场执行机构工作,执行相关指令。这里需要的罐区现场数据采集信号包括很多类别,其中有开关量信号(比如电磁阀回讯信号、输出的各种报警信号等等;模拟量信号(比如可燃气体报警器等等);以及脉冲信号(比如刮板和涡轮等流量计);还包括数字信号(比如质量流量计和液位计等)。其中控制输出信号包括开关量信号、模拟量信号以及PID调节模拟量信号等组成。 2.1 关于PLC的重点技术指标要求 (1)输入指标要求。这里的检测精度全部针对系统本身而言,而传感器、变送器等并不包含在内(下同)。 1)字检测要求:不能有附加误差产生。 针对质量流量计和钢带液位计等具有各种通讯协议功能的数字输出变送器可以实现兼容。 2)模拟量检测要求:其精度必须±0.1%以上。 要求输出变送器为:4-20mADC、0-20mADC、1-5vDC、0-10VDC。 3)脉冲量检测要求:不能有附加误差产生。 要求计数频率50KHz以下,输入电压5-24VDC以下,比如涡轮、齿轮以及腰轮和刮板等流量计。 4)开关状态检测要求:必须全部采用开关量读入模式,具体无触点开关容量在24VDC500mA。比如阀位、泵开关、液位开关和气体报警开关等。 (2)输出指标要求。针对输出的控制信号,要求无触点开关的具体容量是24VDC500mA。采用4-20mADC、1-5vDC、0-10VDC进行模拟量输出,以及通过比率PID进行调节输出。 (3)PLC数据采集要求。1)定时采集。即根据确定的采样时间对被控对象进行数据采集操作,同时在数据区进行存储。2)变化采集。就是在采集量变化超出精度范围时进行数据采集操作,对采集时间也要记录下来。当采集量未超出精度范围时不采集实现数据区的节约。针对本系统定时采集主要在现场模拟量信号应用,其采集周期一般以500ms/次。而针对来自现场仪表脉冲量而言,PLC通过高速计数单元完成采集操作,可能通过PLC的定时中断功能获得采集信号频率信息。而针对液位计、质量流量计等数字信号而言,其是以通信形式传递的,因此可经过通讯口与PLC的专用高级语言模ASCII进行连接,能够避免采集数据和现场测量仪表没有误差产生,实现PLC下(数字信号与I/O信号)的统一采集和控制管理功能。为了预防采集数据时可能产生的干扰,针对脉冲量可执行定时中断采集子程序的方法,确保脉冲不会有丢失现象。针对模拟量可运行数字滤波技术(平均值或者加权平均等)预防干扰问题。 针对本罐区监控系统来说,最关键最核心的工作就是实现罐区现场执行机构的控制执行以及过程监控功能,针对各储罐的收付油、循环以及注水等尤为重要。 通过PLC监控现场执行元件的方法一般有两种,其一为“看门狗”监控,其二为动作反应检测的方法,分别是看设定时间内的动作完成情况,以及在不考虑延时时的动作执行情况。他们的逻辑关系大体一致,只是其一不读取回讯信号,PLC不增设I/O点,实现相对简单;另一对回讯信号进行反馈,PLC增调了I/O点,能够实现实时监控功能。 为了实现隔爆功能,针对储罐控制阀门通过以气动阀门为主,并经由电磁阀实现控制操作。因此监控罐区储罐阀门需要“看门狗”检测与动作反应检测有机结合起来进行,如果开关气动阀,就可以检测到两点的回讯反馈信息。再经过PLC编程后,能够让气动阀两点回讯之间有逻辑关系产生,这样控制执行与监控就变得可靠性更强,基本不会有失误现象。上述都为开关量检测,通过PLC也可实现模拟量监控功能。具体需要同时对两个传感器信号进行采集,对比他们的测量值,看偏差范围的大小确定,如超过规定范围时,对时间再行判断,一旦超过误差时间和范围的情况,则表示存在问题。 3、结语 实践表明:通过PLC进行数据采集以及控制执行等操作,能够有效增强系统的实时性、安全性和可靠性。纵然与上位机脱离也能根据预定程序执行相关操作,尤其是新型PLC拥有更大的数据存储区,能够存储大量数据信息,因此在石油化工油品储运自动化系统中PLC技术的应用近年来迅速得以推广应用。 石油化工应用论文:石油化工企业仪表自动化控制系统应用研究 摘 要:科技在不断的发展,对工业生产有着重要的影响,科技的进步使得工业生产的效率也得到了提高,在进行石油化工的生产时,对科技的要求的是非常高的,石油化工在生产的过程中需要使用仪表自动化控制系统,这一系统的应用对化工企业的发展是十分有利的,需要得到我们的重视。 关键词:石油化工;仪表自动化;控制系统 石油化工企业的发展对国家的经济有着十分重要的影响,随着科技的不断发展,人们对石油化化工的要求在逐渐的增加,在整个石油化工的生产中,需要使用仪表自动化控制系统,这一系统随着石油化工企业的发展,要求在逐渐的增加,在这样的发展状态下,就需要进行改进,在企业生产的过程中使用的是智能化的仪表,也就是仪表自动化系统,这样的系统在整个功能上有了很大的提升,还在效率上也得到了极大的提高,这样对石油化工企业的生产是十分重要的,使用仪表自动化控制系统为石油化工企业的发展做出了贡献。 1 石油化工企业仪表的重要性 石油化工企业要想发展就离不开仪表,仪表系统在整个化工企业的发展中扮演着重要的角色,现在的石油化工企业生产已经逐渐的走向了现代化和数字化,数字化的应用提高了使用的效率,在仪表中除了使用数字化,还使用了智能化、网络化等手段,这样就可以很大程度的促进石油化工企业的发展。随着石油化工行业的不断发展,人们对石油化工仪表的要求在逐渐的增加,在这样的发展趋势下,对仪表进行了改进,尤其是自动检测仪,自动监测仪在性能上的改进是十分大的。 从现场的总线上来说,可以更好的适应了工业的生产,在性能上的提高使变送器也在不断的发展,这样对整个变送器来说也是十分有利的。现代化的自动化仪表在使用的过程中需要在安全性和稳定性上得到提升,这样就可以将整个石油化工企业的发展水平体现在仪表系统的使用上,因为自动化仪表的改进可以提升石油化工企业的生产侠效率,对整个生产有着十分重要的影响,需要得到我们的重视。 数字化仪表的出现不仅仅在性能上得到了极大的提升,在结构上也得到了极大的提升,数字化仪表在操作的时候变得更加便捷,因为现在的很多货物都是进出口贸易,这样对整个生产的要求就在逐渐的增加,在这样的情况下,就需要在产品的质量上有着严格的要求,尤其是在整体性上,需要将整体性总合的运用到仪表控制系统中,还要将在仪表的管理上加强,使用性能和结构较好的仪表,对生产的产品也是非常有利的,在质量上可以得到保证,这样出口到过国外的产品就会更加的受欢迎,对整个企业的影响也是非常大的,因此要使用较为先进的仪表自动化控制系统,这样对石油化工企业的生产是非常重要的。 2 石油化工企业仪表自动化系统的介绍 2.1 DCS(分布式控制系统) 在石油化工的生产中,使用的较为频繁的系统就是分布式控制系统和集中式控制系统,这两大系统在石油化工产业中是十分关键的。但是在我国的石油化工企业中使用的都是DCS系统,DCS系统在性能和结构上都有着一定听的优越性,相对于传统的仪表自动化系统来说,DCS系统在使用的过程中,使用了数字化和智能化技术,在兼容性上是非常好的,这样对整个企业的发展就有了要求,在整个企业的发展中,一定要有着足够的重视,兼容性的体现是DCS系统在功能上有着优越性的体现,在整个企业的生产中,需要将整个企业的发展作为重点,因此兼容性就变得十分重要,在企业的发展中,可以将本企业不同的型号的系统与厂商的DCS系统连接在一起,这样就可以形成一种控制体系,对整个企业的发展是十分有利的,在控制的时候也是非常便利的,提高了企业的生产效率,在出现问题的时候也可以及时的沟通,这样对整个企业的生产有着十分重要的影响。 2.2 新型DCS系统 DCS系统在石油化工企业的发展中是非常重要的,尤其是在炼油的时候,炼油是不能够离开DCS系统的,在生产的过程中,会生产出半成品和成品,在石油化工企业中使用DCS系统可以增加其控制能力,提高自动化的性能,石油化工企业的生产可以利用DCS系统进行石油化工的生产,应用DCS系统进行控制,在一定程度上能够更好的利用系统进行控制和管理,但是,还是有很多的企业在进行生产的时候无法更好的利用DCS系统的所有功能,导致自动化系统在使用的时候出现情况复杂的问题。我国在DCS系统生产方面也有很大的发展,在这种情况下,很多的软件开发更加适合于石油化工企业的生产,这样在功能方面也出现了更好的情况,同时在使用的时候可靠性也是非常高的。 3 具体分析 3.1 检测执行仪表方面 石化现场设备或者管道内界质温度一般都在-200~1800℃之间。现场的水银玻璃温度计都会被双金属温度计取代。热电阻和热电偶信号都会直接进入DCS中。在所有仪表中压力仪表是最受重视的,因为它是与人们的安全联系最紧密的仪表。压力传感器和特殊压力仪表都是采用很多原理生产的,能抵御住高温,能在脉动介质、粉状和易结晶介质中测量压力等。再从物位仪表来讲,石化行业都以液位测量为主,并且除了浮力式仪表外,物料仪表都没有通用的产品。但从测量方式可分为浮力式、静电式、超声波式、电容式、磁致伸缩式和雷达式等等。仪表中还有流量仪表、分析仪器、在线过程分析仪和执行器等仪表。温度、压力、流量和液位都是工艺参数的保证,对生产过程中物料成分的分析和对最终产品的分析都是非常必要的。要对排放的物质进行详细的分析,不能对环境造成污染。 3.2 控制策略 从如今的新一代DCS系统的变化可以看出,石化工业在自动化连接控制、批量控制和顺序控制等基本控制策略还是没有改变。智能化算法如智能PID控制器和多变量控制等都已经开始普遍采用,其都是以DCS为基础的控制,但也都可以独立控制。传统的生产过程都是一个装置一个控制室,但现在几乎都是多个装置一个控制室或全厂都由一个控制中心进行控制,并且都是以LCD屏幕或CRT显示为主。现在人机界面方面都在以DCS操作站屏幕为主,这样能让公益操作人员轻松地进行操作。 石化装置的工艺过程复杂,很容易发生火灾或爆炸等。因此对安全性的要求在不断提升,若仅由DCS设备完成,则已经不能满足现在的要求了,如ESD系统就会在DCS之外单独运行。智能化和自动化控制仪表不仅使得安全生产成为现实,而且现在应用的SIS系统都是以人性化和安全性为主的生产系统。不仅要紧抓安全生产,还要在生产线的危险场所设置警报系统,一旦有可燃气体或有毒气体泄漏后能及时得到提醒。全厂的每个角落都要在火灾报警控制系统的监控下,对重要的工艺装置进行控制和检测。 4 结论 石油化工在生产过程中实现了安全生产,同时在控制方面也发生了很大的变化,因此,企业在发展过程中要不断提高自动化控制水平,这样能够保证企业在激烈的市场中获得更好的发展控制,提高企业的竞争力。 石油化工应用论文:石油化工行业节能策略及在间歇式本体法聚丙烯工艺中的应用 摘 要:石油化工行业受到能源短缺的严重影响,因此在使用化工行业中实行节能策略是建设社会主义和谐社会的必然要求。本文对石油化工行业的节能策略进行了简要的介绍,并对节能策略在间歇性本体法聚丙烯工艺中的应用进行了简要的分析。 关键词:间歇式本体法聚丙烯工艺;节能策略;石油化工行业 我国在经济飞速发展的同时也面临着能源和资源消耗量过大的问题,石油供需矛盾已经成为制约石油化工行业发展的一个重要因素。因此在使用化工行业中应该积极推行节能策略,提倡节能降耗改变传统的经济增长模式,推动石油化工行业的稳定、健康发展,改变粗放型的增长模式。 一、石油化工行业的节能策略 石油化工行业主要有三方面的节能策略:能量回收、工艺利用、能量转换和传输。3种策略之间相互影响、相互联系。因此石油化工行业的节能技术也可以分为三大类:能量充分利用与回收技术、先进工艺的开发与应用、能量的高效转换和传输技术[1]。 (一)能量充分利用与回收技术。在石油化工行业中需要一定的温度和压力条件,并且会产生一定的余冷、余热和余压资源,要实现节能策略就需要对这些能源进行回收和充分利用,这样能够取得良好的经济效益。一部分具有较高品位的低温余热资源可以用于制冷,用以替代电能或者蒸汽。余压资源也可以拖动机械设备,用以替代电能。当前还没有对余冷资源进行充分利用的技术,造成了一定的资源浪费。 (二)能量的高效转换和传输技术。通过一定的技术来使能量传输和转换的效率得以提高,达到节约能源的目的。当前有4种途径能够达到这一目的:①通过自发的装置对废水进行转换,使其成为蒸汽并加以利用,能够达到80%的综合利用效率。②通过窄点技术来对患者网络进行优化,使能源传输过程中的消耗减少。③将催化裂化装置催化再生器中排放出的烟气用于发电机发电或者驱动主风机。④通过热电联产来利用燃气透平发电的排放气体,使其成为加热炉中的燃烧空气加以利用[2]。 (三)先进工艺的开发应用。通过先进的工艺和技术能够进一步提高资源的利用率,降低能源的消耗。国外在石油化工行业中的炼油行业中已经开发出了很多节能降耗的新技术,应用新型的助剂和催化剂、新型节能蒸馏技术、新型过程控制技术和大型延迟焦化装置、内部换热型蒸馏塔等等,以及加热炉和新型换热器等节能设备,能够起到良好的节能降耗作用。 二、石油化工行业的节能策略在间歇式本体法聚丙烯工艺中的具体应用 (一)间歇式液相本体法聚丙烯工艺。上世纪70年代我国研发了间歇式液相本体法聚丙烯工艺,该工艺立足于我国炼厂气资源分散、储量丰富的特点。在高效催化剂体的作用下,精丙烯中的分子量调节剂为H2,在液相丙烯中分散催化剂颗粒。该工艺的压力范围为3.2-3.6Mpa,控制反应温度范围为72-76摄氏度,反映具体时间为3-5小时,该工艺得到的产品为立构规整性的聚丙烯产品[3]。 该工艺的优点在于建设快、投资小、设备简单、工艺流程短,能够取得良好的经济效益,在石油化工行业中应用的比较广泛。但是该工艺也具有加工损失大、装置能耗高、丙烯单耗高的缺点。 (二)工艺优化技术。1、新型催化剂的使用。在聚丙烯的生产工艺中催化剂发挥着核心作用。当前聚丙烯催化剂的发展方向为得到合适的聚合物粒径分布、有效控制聚合物分子量分布、高定向性和超高活性。在间歇式本体法聚丙烯工艺中应用的新型催化剂主要是第四代 DQⅢ型高效球形聚丙烯催化剂,该催化剂是由我国中石化公司研发的。该催化剂的优点在于产品加工性能优良、分布窄、产物粒子大、立构性好,是一种高抗冲共聚物、无规共聚物、均聚物树脂产品,具有良好的性能指标。2、运用智能控制。平滑衔接问题一直存在于聚合反应过程中的升温到恒温过程之间,在加热升温之后、开始反应之前会有大量的热能被释放出来。一旦停止加热,反应温度仍然会急剧上升,为了将多余的反应热量带走必须使用冷却水进行及时降温,这样对能源造成了极大的浪费。然而要实现该阶段的控制并不容易,其具有扰动因素多、聚合反应速度快、容量滞后大、时间常数大、聚合釜容积大特点,难以用常规的方法和仪表进行控制,需要使用更加先进的控制技术。预测性控制技术能够使聚丙烯的生产过程更加稳定,同时使生成过程中冷凝水的用量得到极大的减少。使用预测性控制技术之前,冷凝水的月使用量约为70万吨,在使用预测性控制技术之后使用量仅需52.4万吨,具有良好的节水效果。 (三)做好能量利用率传输工作。1、使用高效换热设备。如果产生了激烈的聚合反应,必须对气相聚丙烯进行回收,从而使反应的温度得以降低。在结束聚合反应之后进行间歇的冷凝套和丙烯气体操作。回收和冷凝操作具有不确定的时间,而高压丙烯冷凝器需要连续使用,造成循环水的极大浪费。使用双台冷凝器冷凝可以使应急回收的工作效率和冷凝能力得到提高,增大换热面积,从而使冷凝套的能耗得以降低。与此同时还可以将原有的指形内冷管换为U 形冷却管,使操作弹性得以提高,也能够起到提高担负产量、,提高各釜车辙能力的作用。2、维护和清洗传热设备。夹套中的冷却循环水会带走正常聚合反应中的热,因此循环水的利用率和聚合釜的生产效率都会受到撤热能力的影响。夹套内壁受到较高的釜温的影响容易出现结垢,温度越高的地方结垢程度越高,会对聚合釜的撤热效果造成影响。可以使用超声波除垢技术或者酸洗的方式来清洗夹套,降低循环水的使用量。 (四)回收丙烯。会有很多惰性气体氮气在聚丙烯闪蒸过程中随着丙烯气进入到气柜之中,这些氮气的压缩之后又会被排出,造成一定的资源浪费。可以使用有机蒸汽膜法来降低丙烯资源的损耗,提高丙烯的回收率。 在石油化工行业实行节能策略势在必行,化工行业会排放出大量的废物,也需要消耗较多的能量和原料。因此通过3项策略能够有效地节能降耗,促进石油化工行业的健康发展。在间歇式本体法聚丙烯工艺中应用节能策略能够取得良好的经济效益和环境效益。 石油化工应用论文:管线试压技术在石油化工工艺设计中的应用 [摘 要]管线是石油化工生产活动中的重要组成部分,石化企业可以通过运输管线完成对各种原材料的运输工作。在石油化工企业中,大部分危险品的运输和存储都是由管线完成的,因此,管线在石化企业的经营过程中发挥着不可替代的作用。而在石油化工工艺设计中,管线试压技术是保证管线运行安全的重要措施,只有提高管线试压技术的水平,才能确保石化生产的正常运行。本文将对石油化工工艺设计中管线试压技术的应用进行分析和探讨。 [关键词]管线试压技术;石油化工;工艺设计;应用 1引言 近年来,随着社会经济的快速发展,人们对石化产品的需求量正在逐步增加,这为我国石油化工行业的发展带来了前所未有的巨大挑战。石油化工企业生产中使用的材料都具有易燃易爆的特性,为了保证这些材料的安全,企业通常采取管线运输的方式来实现这些材料的运输和存储。在材料的运输和存储过程中,一旦管线中出现了某些故障,就会影响整个材料运输过程,导致石油化工生产工作无法顺利进行,降低生产工作效率,严重的还会引发生产过程中的安全事故,造成巨大的经济损失。管线试压技术则能够对管线的质量进行检测,保证管线的正常运行,提高企业生产活动的安全性。因此,我们必须在石油化工工艺设计中重视管线试压技术,保证企业安全生产。 2 管线试压技术的概念 管线试压技术是石油化工企业生产过程中最常用的一种检验技术,其检验的对象是石化企业生产系统中的材料运输管线,目的是为了检验这些运输管线的完整性、密封性、管道强度以及管线支架稳固性等指标,进而掌握运输管线的实际质量状态,发现其中存在的问题,并针对问题产生的原因对其进行妥善的处理。在石油化工工艺设计中应用管线试压技术,能够将此项技术贯彻落实到石化工艺中的所有环节中,并在这些环节中发挥重要作用,提高石油化工工艺设计水平,有效的控制石油化工工艺的实施质量,保证石化企业运输管线的安全性和稳定性,减少安全事故的发生概率,确保企业生产过程的顺利进行。 3 管线试压技术的应用的前期准备工作 在应用管线试压技术的前期准备阶段,需要做好相应的前期准备工作。在这一阶段,科学合理的准备工作是管线试压技术能够发挥作用的前提条件,只有做好了这些工作,才能保证管线试压技术应用中各环节的有效性,确保管线试压技术的应用效果。前期准备工作主要有以下几点内容: 3.1 做好技术准备工作 在石油化工工艺设计中,管线试压技术是一项技术水平较高的检验技术,需要技术人员具有较强的专业能力以及综合素质,能够根据石化运输管线的实际情况对其进行深入的分析,探讨并制定针对性的管线试压技术实施计划,这些具体的计划完成后,要提交给上级部门审核计划的可行性和规范性,在通过审核后,才能正式的形成相关文件,用于指导管线试压技术的实施。此外,技术准备工作中还需要制定完善的安装计划,安装计划的制定要以管线试压技术实施计划为依据。只有这些技术准备工作都按时完成,才能够为管线试压技术的实施提强有力的供技术支持。 3.2 做好试压材料的准备工作 试压材料是管线试压技术的关键因素,是保证管线试压技术能够顺利实施的前提条件。为了能够保证管线施压技术的合理性,必须选择符合管线实际情况的试压方法,通常情况下,试压方法主要分为液体试压与气体试压,其中气体试压的材料为具有较低成本的气体,一般使用氮气作为试压材料。而液体试压的成本投入则相对高些,需要使用纯净的水作为试压材料。因此,要根据不同的试压方法准备相应的试压材料,保证这些材料的质量符合技术实施要求,并确保材料数量充足,不会出现试压过程中材料短缺的现象。 3.3 做好试压管线安全性的检测 在管线试压技术的实施过程中,必须保证试压操作与管线的安全性,这就需要在试压技术应用前对整个管线的状态以及附属的安全附件做好安全检测工作,对于不符合安全规范要求的环节采取相应的维护措施,保证试压管线的安全性,为管线试压技术的实施提供一个安全的应用环境,降低管线试压过程中安全事故发生的概率。 3.4 做好管线的完整行检查工作 运输管线的完整性是保证管线功能性以及安全性的关键,只有完整的管线系统才能够完成其在生产系统中的运输和存储功能。在管线试压技术实施前,我们有必要对管线的完整性进行全面的检查,确保管线具备完整的运输与存储功能。 4 管线试压技术在石化生产系统中的应用 4.1 在塔装置与容器系统中的应用 在石油化工工艺设计中,塔装置是非常重要的组成部分。塔装置的类型主要为分馏塔和气体塔,塔在进行石化生产时还要有与其配套使用的各种容器。在工艺设计中,塔与容器之间的运输管线需要进行科学的设计和铺设。在设计过程中,要尽量杜绝管线中存在位置不稳定或产生振动的现象。为了保证这些装置能够稳定的运行,必须要采用管线试压技术对塔与容器之间的管线进行管线实施试压检验,工艺设计人员则需要对试验结果进行分析,并根据分析结论确定汽液两相流的布置,保证石油化工工艺设计的安全性和稳定性。 4.2 在泵装置管线中的应用 在石油化工企业的生产过程中,泵装置是为石化材料运输与存储提供动力的主要装置。想要确保材料运输与存储系统的正常运转,必须确保所有泵装置能够安全稳定的运行,需要根据实际情况对泵装置入口处的支架、管道柔性以及汽阻等进行检查。利用管线试压技术检查并控制管线中的汽阻状态,获取并分析与泵装置连接管线的内部所受压力的装填,确保泵管线的稳定性,提高石化材料的运输和存储效率,减少因管线质量原因对生产造成影响。 4.3 在管线支架装置中的应用 在管线试压技术中,对于管线支架稳固性的检测也是重要的组成部分。在对管线支架进行工艺设计时,必须保证弹簧支架设计的合理性,为管线的稳定性提供基础支持。但是,弹簧支架的成本相对较高,在应用中需要对结构进行适当的优化,减少支架的使用数量,控制成本投入。管线试压技术能够完成对管线支架稳固性的检验,设计人员需要根据检验结果优化管架设计。 5 结束语 总而言之,为了保证石油化工生产过程的安全性,我们需要在工艺设计中合理的应用管线试压技术。通过试验技术的检验提高管线的稳定性,保证管线在石化生产中做好材料的运输与存储工作,提高生产效率。 石油化工应用论文:高效液相色谱技术在石油化工中的应用分析 [摘 要]高效液相色谱(HPLC)技术的研究在许多工业领域上都得到了应用,同时也成为石油化工生产中广泛使用的技术。HPLC技术优势有很多,尤其体现在在难挥发化合物、复杂混合物以及多环芳烃的分离中,具有巨大的发展前景。 [关键词]高效液相色谱 石油化工 分离 应用 由于高效液相色谱 ( HPLC )的分离能力具备高效、迅速、高灵敏检测的优势,因此受到各领域的青睐,在生物医药、石油化工、食品、环保以及检疫等等不同领域上均得到广泛推广和应用,跃居成为当今其中一个最受欢迎的分析技术。色谱甚至贯穿了石油化工的整个生产流程,从石油开采、炼制、成品、质量检测监控,成为不可替代的技术。本文将简要论述高效液相色谱在石油炼制和石油化工产品分析中的应用。 一、高效液相色谱在石油炼制中的应用 原油是石油化工企业进行化工生产所必需的原料,它的族组成与加工工艺的方式有着紧密的关联。原油的简单族组成是通过将其组分分离进行分析,主要为饱和烃、芳烃、胶质和沥青质四种,而较重的原油组成也相对复杂。传统方式是通过常规四组分法对原油中沥青和重质油族组成进行分析,但类似这种传统的柱色谱法,除了分析流程长之外,还要耗费许多溶剂和吸附剂。 HPLC初始是借助于硅/矾土柱来对轻质石油组分进行分离,通过不断发展后开始通过键合相 HPLC柱来对重质石油组分进行分离。相比ASTM 方法来说,此法在分析速度上具有明显的优势,并且重复性好,自动控制较为容易、稳定。而我国石油化工行业也早已引入了HPLC技术来进行原油组分分析,并出台了相应的石油天然气行业标准。 随着国家的不断发展,石油资源的开发进程也越发深入,使油品陷入不断重质化、劣质化的趋势,给催化裂化工艺带来了巨大的挑战,重质油组分的分析也成为了控制流化催化裂化和加氢工艺条件的基础,此时,HPLC技术开始得到认可与推广。 一方面,清除沥青质是色谱柱进行分离前的重要步骤,因为沥青质会对饱和烃洗提过程中的吸附和沉淀对定性定量结果产生较大的干扰。另一方面,HPLC解决了上述挑战性难题,其切换反冲阀反冲技术在氰基柱上使原油中的重质组分分析得到了实现,特别是胶质含量的分析,借助比较法对使用极性和非极性不同溶剂反冲洗实验研究来确定极性溶剂测定的结果较为准确。此外,成跃祖等人还对化学键合相高效液相色谱和反冲技术分析原油烃族组成的色谱条件相结合进行研究,对四种国产原油进行了烃族组成分析。 而后,俞鹏程等相关研究人员进行了典型分子的测定校正因子和切片进行分类后,成果的实现了用 HPLC技术来进行含有渣油的催化裂化原料油中的芳烃类别的监测,并得出了最为理想的催化裂化原料油为饱和烃、一环芳烃以及二环芳烃。在这之后,国外研究人员对HPLC法进行了进一步的优化,并对示差折光、紫外检测器进行了结合,借助质谱来进行数据的比较,最后得出了饱和组分的含量会随着馏分的变重而逐渐减少,而芳烃组分的含量则会随着馏分变重而逐渐提升,并得出了在利用紫外检测来进行单环芳烃的测定时,最理想的波长是210 nm。 HPLC技术除了可以使用在原料油的族组成分析上外,还可以运用在沸点和分子量分布的测定上。如果将HPLC的模拟蒸馏与ELSD法进行结合,则可以进行重油中的从中到高沸点馏分的测定,而且这样的方法可以直接进行不可蒸馏组分的测定,省去了内标的需要,并且该方法与GC模拟蒸馏测定的结果是完全相符的。在HPLC的测定方法中,以正构烷烃为标准物来建立的重质馏分油的分子量分布校正曲线,并进行面积归一化,则可以清楚的知道实际油样中每个分子量分布范围的百分比。不仅如此,HPLC技术还是石油炼制过程中分析抽提溶剂质量的一种较为理想的选择。 二、高效液相色谱技术在石油化工产品分析中的应用 (1)高效液相色谱技术在汽油产品分析中的应用 在汽油产品分析中,GC的使用非常广泛,特别是在烃族组成和单环芳烃的检查分析中,使用的频率更高,在这一点上,HPLC同样有着一定的效果。在进行汽油中芳烃的测定是,HPLC技术的使用不仅有着更高的效率,而且操作简单,同时还可以清楚的知道C6到C10芳烃的含量以及部分异构体的含量。如果利用硅胶柱串联氨基柱来作为固定相,正己烷作为流动相,再利用示差折光检测器来进行石脑油中烷烃、芳烃的含量测定,不仅可以有的提高测定的准确性,还可以简化测定过程,同时情况下只需9分钟就可以完成一次测定,这样的HPLC测定方法比GC法有着明显的优势,所以在进行较重油品中的芳香烃类化合物测定时,HPLC技术同样也是一个非常理想的方法。 (2)高效液相色谱技术在润滑油中的应用 高效液相色谱技术在润滑油、柴油中也有着非常不错的效果。目前,HPLC除了应用在石油产品的烃族组成分析外,在石油化工产品添加剂中也同样运用到了HPLC法。在润滑油的使用过程中,经常会出现氧化、缩聚等情况,导致润滑油的质量变差,如果在其中适当的加入抗氧化剂则可以有效的防止润滑油氧化反应的发生,使其抗氧化性得到更换的提高能。而在润滑油抗氧剂的制备过程中,HPLC则是一种必不可少的方法。 (3)高效液相色谱技术在聚合物中的应用 除了上述中高效液相色谱技术的运用外,在许多的塑料、橡胶等聚合物的生产过程中也普遍的使用到了HPLC技术。在聚合物的生产过程中,都需加入相应的添加剂,例如:抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、染色剂等。而HPLC在添加剂的分离、分析中,可以在不破坏分析物的结构的基础上进行,相对于GC有更更明显的优势,灵活性更大。除此之外,运用反相 HPLC进行PVC塑料中光稳定剂的提取与分离检测同样有着效果高、结果准确的效果。 三、结论 综上所述,在石油化工企业生产过程中,高效液相色谱(HPLC)已经成为其不可替代的技术之一,尤其是HPLC在复杂原油、重质油等石油化工产品组分的分离、分析上的突出贡献,能够使样品结构、性质不受破坏的同时,还能将样品进行无损回收,完全将传统的 LC法整体比下去,达到高效迅速分离分析的目的, 体现出其巨大的应用价值。将HPLC技术与其他先进的检测技术、多维分析模式进行适当的结合应用,还能够大大提升HPLC定性、定量的准确率,将实现其在石油化工领域中应用逐渐趋向最大化。 石油化工应用论文:浅谈催化油浆在石油化工方面的应用 摘 要:我国的石油资源还是很缺乏,燃料油价格的不断上升,这就要求我们加快催化油浆在石油化工中的应用,催化油浆特有的价值可以为企业减少成本,本文将对催化油浆在石油化工方面的应用做出明确的分析。 关键词:催化油浆 应用 软化剂 溶剂 对于石油化工产业来说,能否拥有高产量的油浆就意味着企业的经济形式的好坏和资金运转的好坏。一般催化,裂化过程中能够产生高量的油浆,从而能够在一定程度上提升企业的效益,保证企业资源的合理使用。如今,我国的石油资源还是很缺乏,燃料油价格的不断上升,这就要求我们加快催化油浆在石油化工中的应用,催化油浆特有的价值可以为企业减少成本,本文将对催化油浆在石油化工方面的应用做出明确的分析。 1催化油浆在石油化工方面的应用 据专家所了解,催化油浆里面含有一些碳氢元素,尽管其所占的比例非常小,但整体的密度却是比其他石油的密度大。由于其含有的碳氢元素形成各种芳烃,便具备了这类化学物品的特性。就当前情形来看,我国专家对它们进行了猜测和研究,能够有很大的把握认定它们是各种附加化工商品的重要原材料。例如,能够软化橡胶的试剂,填充油制品,纤维材料的生产,增加塑料可塑性的试剂等,我国需要采用高科技进一步对催化油浆的应用做出研究与探讨。 1.1在石油化工方面可以作为软化剂 软化剂一般被用于改变橡胶等产品性能方面,主要包括改变塑料的可塑性,减少塑料的粘性,降低时间等。一般来说它可以分为三类,其中包括芳烃软化剂,而催化油浆中含有的芳烃化学物品就是很好的一种软化剂,对改善橡胶产品性能方面有很好的效果。在橡胶软化剂的制作过程中,由于催化油浆中的原料所含有的密度非常大,且碳氢元素所形成的化学物品含量非常高,粘度也比较高,就能够很好的参与到橡胶的加工过程中去,软化橡胶的功能是非常显著的,而且可以有效地实现油浆资源的使用功能,对石油化工企业产品的制造带来了巨大的便捷。 1.2可以作为改善沥青质量的溶剂 随着我国经济的快速发展,交通运输方面也得到了很大的发展,人们对道路沥青的需求也呈现持续增长趋势,因此,生产沥青的企业具有光明的发展前景。但我国往年沥青的生产等级都比较低,很大一部分原因来源于石油的质量问题,以往生产沥青时都采用的是含蜡程度比较高的油,用此建造的道路质量问题得不到保障,人身安全问题更是遭受危险。而今可以采取催化油浆来对沥青的性能进行改善。过去使用沥青的质量不达标,很难生产出比较高质量的道路,所以目前油浆根据自身密度较大,含蜡比例较低,粘度较小的特点,可以将自身的芳烃化学物品和其他物品保留在沥青中,使沥青的品质能够得到很大程度的改善,进而修建出高质量的公路,且降低了道路修建部门的成本,解决我国的道路沥青含蜡量较高而带来的道路质量问题。 1.3可以生产出优质的石油焦 油浆在化工企业的用途十分广泛,不仅作为普通的日常燃料油,还可以进行优质石油焦的提炼。石油焦的生产工艺非常繁琐,精准,它需要大量的芳烃化合物和较少的杂质,而其他原料油不包含这些高价值的原料,另外,优质石油焦的产生需要许多较复杂的程序,对各方面的要求也很高,如在提炼过程中对温度的控制等,这些工艺过程导致难以形成针状焦。而催化油浆很好的解决了针状焦生成原料不足的问题,达到了油浆的合理利用。另外,优质的石油焦可以用来制作纯度非常高,结晶度也很高的石墨产品,它被广泛的应用于钢铁等行业中。 1.4可以作为废油的蒸馏活化剂 在石油工业企业中,进行废油的提纯和循环利用是节约成本的一个重要举措,因此需要通过蒸馏体制的完善进行废油的提炼。然而提高蒸馏的出馏率是一个相当有难度的工作,但如今随着科学的不断发展,技术的不断进步,可以通过活化剂进行蒸馏体系的强化。工业企业目前采用催化油浆作为基本的活化剂,主要根据是油浆中含有很多数目的芳烃化合物,它是蒸馏活化剂的一种,能够非常有效的将原料中的物质放入到工业原油中去,进而快速的提高蒸馏出率,增强企业资源利用的程度。 2结语 石油化工产业在不断的发展进步,但为了能够长久的在这个市场上生存下去,我们必须开发新能源,进行催化油浆的充分合理利用。目前,我国催化油浆在石油化工方面的应用取得了良好的效果,专家通过将油浆与石油化工企业中不同工艺的正确结合,研究出了一些新型化工产品,在此基础上能够有效改进原有产品的特性,减少企业的综合成本。因此,对我们国家来说,进行催化油浆资源的合理开发及应用具有十分重大的意义,这需要广大石油化工企业和人员的共同努力。
化学工程论文:化学工程领域工程硕士培育 1全日制化学工程工程硕士培养的实践与创新 1.1突出实践能力的培养 研究生的培养是一个系统工程,研究生培养过程的各个环节必须紧密配合,才能培养出合格的、受社会热捧的人才。特别是对于全日制工程硕士的培养来说更是如此。根据全日制工程硕士的特点,把研究生关闭在校园里培养已不能满足社会对人才的要求,异地培养,多地培养成为必然。必须把实践能力的培养作为主线贯穿于全日制工程硕士“培养链”的各个环节。在招生环节,我们对全日制化学工程工程硕士的考生的面试采取了与科学学位考生不同的方式,把对考生的实践经验作为主要的面试内容,让考生感受到实践经验的重要性,许多考生面试后积极主动地到工厂企业锻炼,入学后带着在实践中遇到的问题来学习,增强了解决实际问题的能力。在课程培养环节,我们的课程设置体现理论与实践相结合的原则,分为公共课,专业核心课,专业拓展课,专业实践教学四个模块。我们加大了公共课的比重,利用我校的有效资源,合理整合了专业学位研究生的计算机与管理类课程。无论是公共课还是专业课,都把实践教学内容贯穿其中,理论课中包含实践知识,实践课中包含理论知识。在实践培养环节,我们建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、国家农药创制工程技术研究中心、湖南四达试剂有限公司等多个培养基地,实践条件得到了有力的保证。另外,鼓励研究生在学校组织的集中实践之外增加自主分散实践。在学位论文环节,我们要求化学工程工程硕士研究生在开题前认真查阅文献,尽量了解国内外相关的最新研究成果,选择直接来源于具有实际应用价值的应用技术课题和现实问题的课题。同时,聘请企业的专家、学者参加开题报告会,对选题进行严格审定,多角度考虑选题的合理性、可行性及实用价值。学位论文形式采用产品开发、工程或工艺设计、工程放大及新技术工程应用报告、典型案例分析等多种形式。 1.2突出课程教师和导师的主导地位 应用型人才的培养首先要通过相关课程和案例的学习和研讨来提升其解决实际问题的能力,我们通过聘请企业专家来校担任课程教师,通过改进教学方式方法加强课程教学。如研究生自主参与教学、由多位教师担任一门课程的“拼盘式”教学模式等等。在课程建设方面,学院加大了研究生教师编写适合我院工程硕士实践的教材或讲义的支持力度,加强了研究生精品课程的建设。研究生的培养离不开导师的主导作用,特别是全日制工程硕士的导师最少两位,或多位导师,无论哪个培养环节都需要导师的指导与配合,校企导师分工配合,共同提高研究生的培养质量。在导师的选择上,我们把有横向课题,应用实践经验丰富的教师选作化学工程工程硕士的导师和授课教师,把与培养基地联系较密切的老师选为校内导师,有利地促进了校企导师之间的交流与沟通,也能及时准确掌握论文选题的进展情况等等。 1.3突出工程硕士研究生的主体地位 工程硕士的培养目标是培养具有宽广知识结构的复合型应用型专门技术人才或技术管理人才,能独立从事专业技术工作和技术管理工作。如何实现这个目标,除了学校为研究生营造合理的宽松的环境,搭建良好的学习实践平台外,只能靠研究生自己长期的积累和持续的训练,知识结构的改善,实践能力的提高,学位论文设计都需要独立完成,最终自我实现培养目标。 1.4重视工程硕士培养管理制度和管理机制 尽管化学工程工程硕士培养时间短,但我校研究生教育历史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也较为健全。我校研究生处成立了专业学位培养科,负责工程硕士的宏观管理与控制,学位论文的质量标准由研究生处学位办负责管理与控制,化学化工学院成立了由科研副院长负责的化学工程领域工程硕士培养管理小组以及由院长、教授、领域带头人、企业专家组成的学位分委员会。 2全日制化学工程工程硕士培养的困境 2.1生源问题 就我们这两年的招生情况来看,生源问题非常严重,直接报考化学工程工程硕士的比例相当少,大多是其他专业调剂过来的,与我院同类专业学位教育硕士相比,化学工程工程硕士推免生只占其1/10。 2.2工程硕士学制问题 我校化学工程全日制工程硕士学制为两年至三年的弹性学制,我们目前先按两年的计划安排课程学习、实践和学位论文,然后根据学位论文的进展情况安排论文答辩或适当延长学位论文的时间。普遍存在的问题是,在国家的全日制工程硕士的学位标准还未广泛 宣传执行之前,导师对工程硕士的学位论文还是沿用科学学位研究生的学位标准,而学校研究生处在办理各种证件时(如学生证、毕业证)都只体现两年学制,普遍反映两年的时间培养既要实践能力强保证充足的实践时间又按时完成高质量学位论文的人才导师压力相当大。为了保证全日制工程硕士的培养质量,以免出现矮化工程硕士的现象,现在大多数工科院校都把全日制工程硕士的学制确定到了三年。 2.3课程体系建设问题 课程体系建设是一个长期的开放的系统工程,需要持续不断的更新。课程建设是高校人才培养永恒的主题,目前我们在课程体系建设方面还主要借鉴科学学位的课程体系,需要政府、企业、高校、教师等多方面的热情参与。 3建议 3.1加强宣传力度,改变观念和教育理念 全日制工程硕士教育是为了适应社会经济发展对高水平应用型人才的迫切需要而开设的专业学位研究生教育类型,但无论是导师、研究生本人还是社会,对此都没有足够的认识,在我院关于“科学学位与专业学位的本质内涵与区别”的小型调查中,非常了解的导师只占9%,了解和比较了解的导师各占36%,不太了解的导师还占18%。由于工程硕士的生源大都是调剂生,研究生本人也是不自愿接受工程硕士教育的,重学术轻专业的倾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人单位、宣传媒体等都要发挥其作用。 3.2推进职业资格认证 职业资格认证考试不仅是对从业人员接受职业教育和专业知识水平的考核,也是对行业发展趋势和职业技术要求的导向,是高校调整人才培养方案的依据。是课程体系建设的指挥棒,方向标。推进职业资格认证,是全日制专业学位教育持续发展的得力助手。在这方面,教育硕士就比较规范,工程硕士可以借鉴其他专业学位的经验。 3.3加强师资队伍建设 人才培养离不开教师、导师,要加强专门的工程硕士导师队伍建设,对新导师要及时培训,了解工程硕士的特点和培养目标。要改革教学方式,要大力研究完善与经济社会相适应的课程体系等等都离不开师资队伍建设。师资队伍建设是高校发展的关键。 3.4加强产学研合作,加强高校间实践基地平台共享 随着工程硕士教育的发展,高校的实践基地平台会越来越难以满足人才培养的要求,加强产学研合作,建立更多实践基地势在必行,这是一方面,另一方面,高校间实践基地平台共享,不仅可以缓减实践基地紧张的局面,还可以加强不同培养单位研究生之间交流与合作,取长补短,共同提高研究生培养质量。 化学工程论文:对化学工程毕业生教改分析 1毕业生调查结果 1.1在校期间状况回顾 为了掌握学生在校期间的专业教育及能力培养的效果,重点调查了对专业了解及能力培养的情况,学生回答的结果如下:1)对本专业的了解:了解61.45%,不是很清楚36.46%,不了解2.09%。2)获得的能力培养:各方面都得到培养30.21%,少数几个方面得到培养64.58%,只是专业能力得到培养4.17%,都得不到培养1.04%。3)最大收获:专业能力8.15%,综合能力21.20%,独立工作能力22.83%,动手能力13.04%,组织管理能力8.15%,社交能力15.22%,其他11.41%。 1.2工作后能力自评 学校的专业与素质教育和学生能力的培养锻炼的好坏直接反映在学生工作后的各方面能力上,因此从工作适应能力等11个方面进行了调查。 1.3教学印象 为了解设置的相关教学环节的确切效果,调查了拓宽专业知识等5个方面。 1.4对教育的评价或看法 旨在改革教学体系、教学环节及教学方法等,调整课程设置,使其更适合实际应用需要,调查结果如下:1)课程结构:基础课时多11.72%,专业基础不厚20.69%,专业课太深4.14%,人文课太少26.21%,实践环节弱33.10%,其他4.14%。2)需增加的课程与知识:环保10.37%,安全9.13%,营销9.96%,经济14.94%,企业管理17.01%,公共关系18.26%,人文修养20.33%。3)教学内容和教学方法:应结合学科前沿14.41%,应结合生产实际29.26%,应生动活泼7.42%,应形式多样8.73%,多培养思维与创新能力22.71%,不行、需改进2.18%,还好4.37%,要互动10.92%。4)喜欢的课堂教学手段:采用多媒体课件16.48%,采用黑板板书4.40%,采用多媒体课件与黑板板书相结合79.12%。5)喜欢的课堂教学模式:注重教材内容与顺序5.04%,注重前沿专业知识与实际40.34%,注重思维方式与启发54.62%。6)最关注的教师素质:人格魅力32.24%,对待学生的态度19.13%,教学水平29.51%,学术能力15?30%,其他能力3.82%。 1.5期望对教学方法的改进 1)喜欢的创新能力培养途径:提前进实验室20.00%,开展前沿性讲座22.31%,参加创新活动53?85%,其他3.84%。2)喜欢的毕业环节科研展开方式:围绕导师的方向5.16%,在导师指点下主动、自由发挥71.13%,按照自己的兴趣组合团队23.71%。3)喜欢的毕业环节科研选题:理论性强5.16%,与企业生产结合67.83%,个人兴趣爱好17.35%,与个人就业相关9.66%。 2所在单位调查结果 2.1用人单位对浙科院毕业生的评价和毕业生的自我评价与定位用人单位对毕业生使用后的评价和满意度,是非常有价值的数据,这些数据能够反映毕业生群体各方面情况是否适应用人单位的需要,以及适应程度如何;还能够影响这些单位现在和今后是否继续招聘相关院校的毕业生。用人单位对浙科院毕业生的总体评价:25%非常满意,69.4%比较满意,5.6%不好说;从用人单位层面看浙科院毕业生的自我评价与定位:89.2%准确合适,10.8%偏低,没有出现过高现象。结果说明绝大部分用人单位对浙科院毕业生是比较满意的,大多数毕业生对自己的评价和定位是准确的。 2.2用人单位对浙科院毕业生各方面的评价 表4中的各方面全面体现了用人单位对浙科院毕业生的评价。用人单位比较看重毕业生具有工作负责踏实、敬业精神,合作(团队)意识与奉献精神,竞争意识与挑战意识,创新意识与勇气;对适应、应变能力,人际交往能力,人文素养,社会实践和社会工作经历,专业学习成绩、学习能力等也比较看重;学校声望和户籍等不再成为影响学生就业的主要因素。 2.3对学校教育的建议 表6综合了用人单位对浙科院培养应用型人才的相关建议(在回答者中占的百分率)。 3调查结果的启示与对策思考 调查结果显示,用人单位对学生的思想道德水平评价很高,很多单位对浙科院学生在工作中的朴实和踏实精神给予了肯定。毕业生与单位对“专业素质”和“知识面”认可程度很高,其原因是浙科院通过不断深化教学改革,拓宽专业口径,增加学科交叉,增设不同学科选修课,增强实践实习环节,让学生走出课堂,走进实验室,到单位进行实地实岗的生产实习,充分做到理论与实践相结合,更好地吸收专业知识并灵活运用,较好地提高学生的专业素质和拓宽了知识面,使许多毕业生已成为基层单位的技术骨干和业务能手。随着计算机的普及和相关课程学习,毕业生的计算机应用能力已经不成问题;但外语的实际应用能力仍欠缺,在听、说、写、译上存在着一定差距,因此学校在外语教学上应注重应用能力培养,特别要利用好专业外语与文献检索课程和科研实践及毕业研究,锻炼学生的外文文献查阅、翻译和消化利用能力。整体素质的满意度较高,但某些方面的素质(能力)有待于增强,因此还需强化以下几方面的工作。 3.1加强专业教育 从对专业的了解情况看,有38.5%的学生在学校时对自己所学专业不清楚或不知道,这对学生专业知识的学习掌握有很大影响,没有明确的目标,没有学习的原动力。因此,应该加强学生进校后的专业教育:始业教育进行专业的介绍,让学生了解专业及行业在 国民经济中的地位,毕业后能从事什么工作;了解在学校学些什么,需要注意和掌握什么,通过哪些环节培养哪些技能,学校有什么平台和措施,等等。专业教育要通过始业教育、认识实习、课程教学、技术实习、科研实践、专业技术人员讲座及毕业环节等实现贯穿整个大学学习生涯。 3.2强化教学环节的效果 从教学印象的调查结果看,除计算机能力较好外,其他环节学生印象不深,效果不明显。究其原因,对“拓宽专业知识”宣传不够,重点没有突出,课程的安排反而使学生不知道本专业到底哪些课程是重要的。这就需要从始业教育开始向学生介绍专业的基本情况、基本要求、适应领域、所学的基本课程、专业课程以及为拓宽专业知识而需拓展的相关课程知识。对“社会实践活动”除实践小分队有实效外,大部分学生留于形式,也没有真正的考核;要讲明社会实践活动的意义,是锻炼能力的重要途径,事前要充分发动,事后总结汇报、评比,既要抓好集体小分队,又要抓好个体的活动,千万不要只填个表、找个单位盖个章。对“科研实践活动”还缺乏发动、组织和考核,只是少量学生在协助教师做科研的具体工作;相关人员要早发动、早安排,使学生要有创新的科技意识,通过申报科技项目和参与教师的科研活动来完成该环节,要避免到毕业时发现缺该环节的学分时找教师填个表来充数。对“专业学术讲座”还缺少气氛,学生的理解、沟通与接受能力还欠缺;针对不同年级的学生开展相应的学术讲座,大一大二可以是行业的介绍,大三大四可以是专业的研究领域和发展动态、成功的创新、创业和个人的发展等,千万不能为了营造气氛拉人凑数,学生不知在讲什么,从而就不喜欢。 3.3加强素质教育与能力培养 现代社会需要那种“诚信为本,才智并举,具有一定创新能力”的综合性人才。学生只有全面提高自身的综合素质,才能在激烈的竞争中立于不败之地。目前大部分学生只重专业技术,而轻视文化素质的教育,造成知识面过窄,文史哲、艺术修养不足,思维简单、呆板,应变能力和创新能力较差,这样的学生将难以适应市场对人才的需求。现代企业不仅需要具有良好专业知识的人才,同时要求员工具有较高的文化素养和较为广阔的知识面,具有良好的口头表达能力与社交能力,因此必须加强学生文化素质的培养与提高工作。从在校得到的能力培养与工作后能力自评看,大部分学生在学校时没有得到各方面能力的锻炼,工作后大部分感觉工作适应能力、团队合作能力、解决问题能力较好,动手操作能力基本满意;然而组织管理能力、人际交往能力、口头表达能力、文字写作能力、竞争创新能力、胜任专业能力还不够。学校要精心组织多种学生活动,如社会调查、社会服务、课外科技活动,以及各类文娱、体育活动,融素质教育于活动之中,并注意与专业培养相结合。要注重发挥学生个体的不同特点,力求做到让学生人人积极参与、人人从中受益。通过班级组织、学生会分团委、学生社团组织等干部的轮训和竞聘等方式,及社会实践、社团活动等,让更多的学生得到领导能力、应变能力、组织管理能力、人际交往能力、口头表达能力等综合能力的锻炼;重视与创造条件,通过课程实验、设计与综合性实验、开放性实验、科研实践、技术实践、各类学生科技计划与竞赛、参与教师课题等多种途径,锻炼学生的动手能力与专业能力;通过各类报告与论文的撰写锻炼学生的文字表达能力;通过课程、实验与科研的启发式教学与培养,锻炼学生发现问题、思考问题与解决问题的能力。强化以提高学生创新能力为目标的大学生科技活动运行机制,以培养学生的创新意识、创新思维和创新技能。使毕业生不仅有较强的专业知识和业务能力,同时也具备较高的综合素质,能不断适应新环境和新形势的挑战。 3.4加大课程体系改革力度 人才培养要与社会的需求相适应,做到学以致用;合理的课程设置不仅是培养复合型应用人才,改善学生知识结构的重要保证,而且是使学生个性得以充分发展的基本条件。现在的课程体系中,选修课不多,较多注意培养学生的“共性”而忽略了他们的个性发展,因而影响创新能力的培养。学生个人的兴趣爱好是激发学习兴趣的内在动力,现代经济社会更注重人的个性发展,大型企业是按照人的性格特点并结合其专业来定位人才的使用岗位。调查结果显示,有相当部分学生认为基础课时多、但专业基础又不厚实,人文课少,实践环节薄弱;许多学生根据实际工作中的感受,提出应该增加环保、安全、营销、经济、管理、公共关系及人文修养等课程。增开跨学科、跨专业课程,要根据专业培养目标来设置课程内容,增加一些实践性、操作性强的教学环节,培养学生实践动手能力;要适当减少一些理论性课程的课时,以期用来增加实际工作中需要的应用性知识;要适当削减课堂教学时间,增加学生自学时间和社会实践时间,使学生有自我发展的时间和空间。增加实践教学时间,丰富实践教学内容,加强创新开放实践项目与内容,充分利用现代科学技术最新成果和手段,激发学生创新兴趣,发挥学生的聪明才智,提高学生实践能力。同时,加大实践教学经费投入,不断改善办学条件,为学生的创造精神和创造思维培养提供有效保证。 3.5努力改进教学方法 素质教育是一项以知识传授、方法训练、能力培养和精神陶冶为实践内容的综合性系统工程,必须贯穿于专业教育、学科教育[4]。一个学生在学校所学的知识,无论是多么的现代化,都不能应对日新月异的科学技术的发展,学习方法的掌握优于系统知识的掌握。调查结果显示,近35%学生认为教学内容应结合学科前沿、结合生产实际,40.34%喜欢注重前沿专业知识与实际的内容;教学方法上22.71%要求多培养思维与创新能力,79.12%喜欢多媒体课件与黑板板书相结合的课堂教学手段,53.85%喜欢参加创新活动的创新能力培养途径,71.13%喜欢 在导师指点下主动、自由发挥和23.71%按照自己的兴趣组合团队的毕业环节科研展开方式,67.83%喜欢与企业生产结合,和17.35%喜欢个人兴趣爱好的毕业环节科研选题。为此,教学中教师要注意知识的更新,结合学科的发展动态与实际生产应用讲解相关知识,及时更新相关工程应用实例;教学手段上充分利用现代化教学方式,多采用图片、动画等,但要克服只读电脑课件的弊病;教学方法上要改变过去只重知识传授的做法,把发展独立思考和独立判断的能力放在首位,重在激发学生的学习主动性和学习潜能,重点加强与创造性活动有关的方法、能力的教育;教学方式上要多启发、要多互动交流、要给学生有思考的时间与机会,使之真正理解,能举一反三、活学活用;专业类课程教学中教师要始终贯彻工程理念,与实际应用紧密结合。要发挥学生的主体作用,培养学生自主学习意识,传授学生探索性的学习思想和研究思路,培养学生获取知识的能力。要探索产学研相结合的办学模式,以教师的科研带动学生的实践,使之与学生的创新能力培养与毕业环节紧密结合,并逐步引导学生根据企业实际需要与自己的爱好选择课题,使学生所学知识与生产实际相结合,有利于培养学生创造性思维。同时还需要加强各实践环节的指导,使学生真正能通过实践环节得到实践应用能力的锻炼和提高。 3.6培养一支高素质的教师队伍 没有适应现代化需要的教师,就不可能培养出现代化的人才。教师是高校教学活动的主导,教育改革的直接参与者和具体执行者,更是现代化人才的塑造者。在教学中要充分发挥学生的主体作用,教会学生学习的方法,培养学生创造性思维方式,使他们成为“可持续发展”的人才,关键是要建立一支具有现代意识、创新精神、创新能力和良好政治、业务素质的教师队伍[5]。调查结果表明,学生最关注的教师素质:人格魅力32.24%,教学水平29.51%,对待学生的态度19.13%,学术能力15.30%。通过提高学历、交流进修、与企业接轨、科研等多渠道来增强教师的理论与实践能力,特别是创新能力的提高。基于浙科院培养高层次、应用型人才的特点,特别要加强既具备扎实的基础理论知识和较高的教学水平,又具有与专业有关的实践工作能力的“双师型”师资队伍的建设,引进有企业或科研院所实际工作经历的人才充实教师队伍,但需要提高他们的教学水平;引进高学历的毕业生补充教师队伍,要通过下企业实习、与企业合作、开展各种科研项目等方式强化他们的实践能力,同时也要通过传、帮、带等方式提高他们的课堂讲授水平;对现有的低学历和没有实践经历的教师也要通过进修、下企业锻炼、开展项目研究等来提高其理论水平和实践能力。 3.7应加强全方位的就业指导工作 学校除了深化教学改革,对大学生进行专业知识教育,从入学开始就着力培养学生各方面素质、能力外,还要针对目前的就业压力、毕业生期望值与定位过高等问题,进一步加强对毕业生进行思想教育(含艰苦创业教育)、理想教育、形势教育,开展社会实践活动和心理咨询活动,引导大学生树立正确的择业观,客观地进行自我评价,增强他们的心理素质和在人才市场上的竞争力,培养出适应社会需求的合格人才。学校还应大力加强就业技巧指导,提高服务质量,为毕业生提供更多的就业信息。同时还要充分发挥教师的个体作用,如通过教师的个人关系网络为学生联系、收集和提供人才需求信息,毕业环节的指导教师要在指导论文(设计)的同时多联系多提供就业职位,多关心多指导多促进学生的就业,这样就可以使学生有更多的信息、更强的紧迫感和更大的信心来完成就业。相信只要齐抓共管,一定能将就业率最大化。 4结语 毕业生的跟踪调查和用人单位调查,给学校提供了很多重要的信息,相信这些数据对培养适应市场需求的具有较强综合素质能力的应用型人才,对改革人才培养模式和方法,对提高毕业生的就业能力、真正实现学校的办学目标有所裨益 化学工程论文:生物化学工程环境改造分析 一、我国生态环境现状 目前我国工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染,严重的影响了国内的生态环境,使得水污染日益加剧。水资源严重短缺,全国600多个城市中已有一半城市缺水,农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难;土壤污染严重,耕地面积锐减,近10年来每年流失的土壤总量达50亿吨,土地荒漠化日益加剧;森林覆盖面积下降,草场退化,每年减少森林面积达2500万亩;人们的身体健康受到严重威胁,疾病发病率急剧上升。环境是人类和生物赖以生存和发展的各种因素的总和。环境包括自然环境和社会环境。环境与人相互对立又相互制约。环境给人类的生存和发展提供了必要的条件,而人类通过调节自身以适应不断变化的外界环境;同时也不断地改造环境,创造有利于自身生存、发展的环境条件。人类对环境的改造能力越强,环境对人类的作用就越强。人类在改造环境的同时,也将大量的废弃物带给了环境,造成了环境污染,对人体健康产生了不良影响甚至危及生命。因此,加大环境保护和环境治理力度,加快应用高新技术,如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡,提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。几大环境问题:一是大气污染对健康的危害,空气污染物在短时间内大量进入人体,会导致急性危害。产生的原因,一种是污染地区的气象条件发生了变化,大量污物积聚在低空,扩散不开;另一种是事故排放使大量有害物质短时间内进入大气,造成严重污染。二是慢性危害:长期生活在低浓度污染的空气环境中,机体可受到慢性潜在性危害,使慢性呼吸系统疾病的发病率增高。如目前吸烟引发肺癌、石棉引起石棉肺、二氧化硅致矽肺等已为人们所共知。三是致癌作用:空气污染物的致癌作用是慢性危害的又一表现,是现代肺癌发病率增高、死亡率增加的重要原因之一。实验证实,有30余种空气污染物具有致癌作用,其中最突出的是多环芳烃化合物,以3,4苯并芘为代表。它是煤炭、石油、天然气、木材等燃烧不完全所形成的一种高活性致癌物,在煤烟、煤焦油、汽车废气、飞机尾气、柏油路灰尘中都能分离出3,4苯并芘。某些元素如砷、铅、镉、铬、铍的致癌性已在动物实验中被证实。 二、现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程,细胞工程,酶工程,基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术,已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视,发展十分迅猛。与传统方法比较,生物治理方法具有许多优点。首先,生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构,降解的产物以及副产物,大都是可以被生物重新利用的,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度,这样既做到一劳永逸,不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。其次,利用发酵工程技术处理污染物质,最终转化产物大都是无毒无害的稳定物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷气体等,常常是一步到位,避免污染物的多次转移而造成重复污染,因此生物技术是一种既安全又彻底的手段。再次,生物技术是以酶促反应为基础的生物化学过程,而作为生物催化剂的酶是一种活性蛋白质,其反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的,所以大多数生物治理技术可以就地实施,而且不影响其他作业的正常进行,与常常需要高温高压的化工过程比较,反应条件大大简化,具有设备简单、成本低廉、效果好、过程稳定、操作简便等优点。所以,当今生物技术已广泛应用于环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理以及有毒有害物质的无害化处理等各个方面。 三、现代生物技术在环境保护中的应用 (一)污水的生物净化 污水中的有毒物质其成分十分复杂,包括各种酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇及蛋白质等等。微生物通过自身的生命活动可以解除污水的毒害作用,从而使污水中的有毒物质转化为有益的无毒物质,使污水得到净化。当今固定化酶和固定化细胞技术处理污水就是生物净化污水的方法之一。固定化酶和固定化细胞技术是酶工程技术。固定化酶又称水不溶性酶,是通过物理吸附法或化学键合法使水溶性酶和固态的不溶性载体相结合,将酶变成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物,微生物细胞是一个天然的固定化酶反应器,用制备固定化酶的方法直接将微生物细胞固定,可催化一系列生化反应的固定化细胞。运用固定化酶和固定化细胞可以高效处理废水中的有机污染物、无机金属毒物等,此方面国内外成功的例子很多,如德国将能降解对硫磷等9种农药的酶,以共介结合法固定于多孔玻璃及硅珠上,制成酶柱,用于处理对硫磷废水,去除率达95%以上;近几年我国在应用固定化细胞技术降解合成洗涤剂中的表面活性剂直链烷基苯磺酸钠(LAS)方面取得较大进展,对于含100mg/L废水,降解率和酶活性保存率均在90%以上;利用固定化酵母细胞降解含酚废水也已实际应用于废水处理。 (二)污染土壤的生物修复 重金属污染是造成土壤污染的主要污染物。重金属污染的生物修复是利用生物(主要是微生物、植物)作用,削减、净化土壤中重金属或降低重金属的毒性。其原理是:通过生物作用(如酶促反应)改变重金属在土壤中的化学形态,使重金属固定或解毒,降低其在土壤环境中的移动性和生物可利用性,通过生物吸收、代谢达到对重金属的削减、净化与固定。污染土壤的生物修复过程可以增加土壤有机质的含量,激发微生物的活性,由此可以改善土壤的生态结构,这将有助于土壤的固定,遏制风蚀、水蚀,防止水土流失。 (三)白色污染的消除 废弃塑料和农用地膜经久不化解,估计是形成环境污染的重要成分。据估计我国土壤、沟河中塑料垃圾有百万吨左右。塑料在土壤中残存会引起农作物减产,若再连续使用而不采取措施,十几年后不少耕地将颗粒无收,可见数量巨大的塑料垃圾严重影响着生态和环境,研究和开发生物可降解塑料已迫在眉睫。利用生物工程技术一方面可以广泛地分离筛选能够降解塑料和农膜的优势微生物、构建高效降解菌;另一方面可以分离克隆降解基因并将该基因导入某一土壤微生物(如:根瘤菌)中,使两者同时发挥各自的作用,将塑料和农膜迅速降解。同时,还需大力推行可降解塑料和地膜的研发、生产和应用。有些微生物能产生与塑料类似的高分子化合物即聚酯,这些聚酯是微生物内源性贮藏物质,可以用发酵方法进行生产,由此形成的塑料和地膜因有可被生物降解、高熔点、高弹性、不含有毒物质等优点而在医学等许多领域有极好的应用前景。为了降低成本、提高产量,人们正在用重组DNA技术对相关的微生物进行改造,此方面目前一个研究热点是采用微生物发酵法生产聚-羟基烷酸(PHAs),研究人员正设法构建出自溶性PHAs 生产菌种,即将PHAs重组菌进行发酵,在积累大量的PHAs后,加入信号物质,使裂解蛋白产生,细胞壁破坏,PHAs析出,以简化胞内产物PHAs的提取过程,降低提取成本。 (四)化学农药污染的消除 一般情况下,使用的化学杀虫剂约80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。因此多年来人们一直在寻找更为安全有效的办法,而利用微生物降解农药已成为消除农药对环境污染的一个重要方面。能降解农药的微生物,有的是通过矿化作用将农药逐渐分解成终产物CO2和H2O,这种降解途径彻底,一般不会带来副作用;有的是通过共代谢作用,将农药转化为可代谢的中间产物,从而从环境中消除残留农药,这种途径的降解结果比较复杂,有正面效应也有负面效应。为了避免负面效应,就需要用基因工程的方法对已知有降解农药作用的微生物进行改造,改变其生化反应途径,以希望获得最佳的降解、除毒效果。要想彻底消除化学农药的污染,最好全面推广生物农药。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防止病虫害和除杂草等功能的一大类物质总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组DNA技术克服其缺点来提高杀虫效果。例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中以增强杆状病毒的毒性;将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育从而达到杀死害虫的目的。 化学工程论文:绿色科技在化学工程中的应用 1 绿色科技能有效减少温室气体的排放 目前主要造成温室效应的气体是二氧化碳,从工业革命以前人们开始应用含碳类的能源物质开始,无论是科技生产还是工业生产,知道现代的科技,即便是已经开始了全球化的大生产,每年都会由于生产而产生数十万吨的CO2,这些气体被爱芳到大气中,就是造成温室效应禅城的最根本的原因。而过去并未有相应的法律法规对此类问题进行规范,因此很长的一个时期,工厂对大气的这种破坏是无需承担任何责任的。 目前针对这一问题,很多化工企业都开始积极的开展新的技术,通过利用新技术以改善高CO2气体排放的现状,随着投入的加大,这种现象得到了有效的控制。甚至目前已经在某些生产环节可以达到利用二氧化碳作为原料进行生产,以此降低其排放量。比如,尿素的生产过程中,化工企业就可以再生产中将CO2进行收集通过一些反应进行利用。这一工艺每年就可以减排数十万吨的二氧化碳。 2 海水淡化预处理中绿色科技的应用 水是生命源泉,无论是生活还是生产,最基础的生存都离不开水。水作为社会发展的基础资源,本身有具有着有限性,尤其是淡水资源。而随着社会以及经济的发展,淡水资源曾经的利用毫无章法和度,因此世界开始面临了淡水危机这又一环境问题。中国虽然地大物博,但是相对于整个世界而言,是淡水资源最缺乏的国家之一,因此就需要寻找到可以解决这一难题的有效途径,海水的淡化技术的产生和应用不得不说是成为了解决这一问题的有效途径。海水淡化技术在初期研发阶段的应用成本较高,只有少数发达国家才有技术以及资金使用,称得上是奢侈技术,但是随着科技的发展,海水淡化的应用成本随之降低,其开始作为一种普通技术为一些发展中国家引用并应用。 淡化海水本质上就是通过一些物理方法或者是化学方法将海水中的盐分以及水分进行相互分离的过程。在对海水进行淡化的过程中不会对环境造成任何不良的影响,并且获取海水对生态也没有造成结构上的破坏,这一点和目前我国提出的可持续发展的思想十分吻合,即满足了自身的需要,同时也给后代留下了能够发展的资源以及环境。这一点就符合了绿色科技的基础理念,所以海水的淡化中的一个重要环节就是绿色化学工艺的应用。而将这种绿色科学的理念同化工相互联系的过程实则就是现代化工发展的重要方向之一。氢氧化镁在海水的预处理淡化中产生,这种物质不但环保可靠,并且成本较为低廉,具有简单的操作工艺,同时不会造成换进的二次污染,在海水的淡化效果上又十分的明显,因此应用前景十分广阔。 3 传统香精香料生产中的绿色化工的应用 香精香料不仅仅是我国日常添加剂之一,同时在国际市场上也是我国进行进出口的贸易组成主要内容。作为日常化学产品之一,香精香料也受到了经济危机的影响,由于这种影响的逐步加深,经济萧条的状况开始蔓延整个世界,因此,随着这一影响的加深,我国在香料香精的出口活动中,由于订单的减少,受到了一定程度的打击。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 4 绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 近年来,随着国民经济的快速发展和科技水平的不断进步,化学工程也得到了前所未有的发展,其目前已经渗透到与人们生活息息相关的各个领域当中。化学及化工虽然促进了我国经济的发展,但是在这一发展的背后,却隐藏着环境的污染、生态平衡的破坏等严重问题,这与我国现阶段提倡的可持续发展的战略目标不符。因此,为了解决化学工程所带来的负面影响,必须合理应用绿色科技。基于此点,本文首先阐述了化学工程中发展绿色科技的必要性,进而分析了化学工程中绿色科技的特点,最后提出了绿色科技在各个领域中的具体应用。 化学工程论文:有关办好化学工程与工艺专业的几点思考 自1994年我校开设化学工程与工艺专业以来,十多年间,我校化工专业蓬勃发展,培养了千余名合格的毕业生。我校化工专业分两个专业方向培养,分别是煤化工专业方向和高分子化工方向,大三第二学期由同学们自愿选报专业方向。据统计,报高分子化工专业方向的学生不足11%,为了了解同学们的想法,我们对学生进行了一次问卷调查,调查结果显示,同学们选择专业方向的主要依据是考虑到就业的便利。近年来我国,尤其是西部,陕西、山西、宁夏等地煤化工行业较热,结合我院生学来源,超过一半的学生在考虑就业时倾向回原籍工作,于是参照往届同学的经验,大多选择了煤化工方向,无暇顾及到自身的兴趣。不少同学对这两个方向都不甚了解,对我国化工行业了解甚少,选报哪个方向都无所谓。还有相当一部分学生反映对专业的培养计划不了解,培养计划在实施过程中课程的设置和安排不尽合理,课程安排有前松后紧的现象。这些不解和困惑都在很大程度上影响到同学们的学习热情,从侧面反映出我校化学工程与工艺专业建设上亟待解决一些问题。 基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。 1 调整培养计划,进行培养规范的整体设计 专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。 应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的定位决定了人才培养模式的基本框架。 2 加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作 化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自2006年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:(1)有良好的职业道德,了解本行业的相关法律法规,体现出较好的人文素养。(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。 3 灵活设定培养方向 专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异。 4 优化各级结构,提高培养质量 当前, 大学生毕业后难就业已经成为社会主要关注的问题,也是每所高校所面临的最为严峻的挑战。要解决这个问题除了国家宏观上的一些制度和政策的支持外,高校还应该根据市场所需人才,有针对性的提高培养质量。提高培养质量,既要从宏观上把握高等教育的结构,明确学校、院系和学科的定位,满足地方经济社会的发展对高等教育的要求,另外,要从微观上、从学校本身把握高等教育的内部结构,理顺专业结构、学科结构与理论结构,使我们培养的人才和社会需求相一致。 我国的高等教育逐渐从精英教育转向大众化教育阶段,大学之间的功能也由以前的趋同转向为逐渐分化,这就使得学校的专业定位显得尤为重要。我校化工专业应根据主要生源地的用人需求,将培养的方向和层次准确定位,针对培养什么样规格的人才,满足哪些领域的社会需求等这些问题开展广泛的研究,谨慎决定。此外,认真处理好专业建设中适应与对口的关系,在一般的学校,学生是直接面对市场就业的,应该将专业设置得窄一点,对口性更强一点。 通过以上论述可以看出,要想扩大我校化工专业在西部地区的办学影响力,还需要我们多了解学生的思想动态,提升认识水平,根据市场的需求,提高培养质量,能够很好的在地方经济建设中发挥主要作用,扎扎实实做好专业建设工作。相信在不远的将来,我校化学工程与工艺专业一定会成为西部最具影响力的王牌专业,为我国化工行业培养出更优秀的人才。 化学工程论文:基于国内外环境化学工程发展的思考 化学工程随化学工业的发展而发生并演变,反过来又推动化学工业的发展。在过去的一百年,化学工业与化学工程技术历经了孕育、诞生、发展,直至形成今天庞大产业的过程。它每年为社会提供数以亿吨计的千百万种合成产品,是我们衣、食、住、行须臾难以离开的物质基础,为社会繁荣做出了巨大的贡献。 一、环境化学工程的现状 20世纪60年代和70年代初期,工业发达国家经济发展迅猛,增长速度较快。但由于忽视对环境污染的控制与治理,致使环境污染问题日趋严重,公害事件不断发生,社会反应强烈,引起了各国政府的关注,采取了各种环境保护措施和对策,加强环境管理,制订各种环境保护法规和法律,规定污染物排放标准,增加环境保护投资,以控制污染,改善环境。这些措施虽然在局部地区或一定时期内起到一定的作用,但却未从根本上消除或减少污染的增长,不能适应经济发展和人类进步的要求。 1979年在日内瓦召开的“环境保护领域内进行国际合作的全欧高级会议”上,通过了《关于少废无废技术(工艺)和废物利用宣言》,指出:“无废技术是使社会和自然取得和谐关系的战略方向和重要手段”。欧洲共同体委员会在一篇报告中对“清洁工艺”下的定义为:清洁工艺就是以最合理地使用原料和能源来生产产品的一种技术,同时在生产过程和成品的使用过程中,减少排入环境中的可产生污染的废水和废物量。同时对环境的任何作用都不致破坏它的正常功能。有的学者认为,无废工艺的概念应当包括无害、节能、省地、复用、闭路等内涵。从技术上讲是一种具体技术。 化学工业作为造成大规模严重环境污染的主要过程之一,为了从根本上解决环境污染问题,实现化学工业的可持续发展,必须以预防为主,从源头着眼,从工艺入手,开辟绿色化工技术,将污染减少或消除在生产工艺过程之中;化学工程进入了环境化学工程时期。 二、环境化学工程的发展 新原理、新方法和新技术研究开发仍然是环境分析化学获得质的飞跃的原动力。可适用于极复杂基体中众多已知和未知污染物同时定性鉴定和准确定量的具有高分辨能力的新型色谱和质谱联用技术需要给予高度关注,例如,色谱技术中的多维色谱由于其高分辨能力可在复杂环境样品分析中发挥重要作用,而亲水性相互作用色谱则可完成高度极性和水溶性代谢产物和降解产物的分析和鉴定。飞行时间质谱(TOF-MS)、四极杆飞行时间质谱(Q-TOF-MS)和高分辨质谱(HRMS)等具有全扫描和准确质量分析功能的质谱与各种色谱技术的联用将使得同时鉴定和测定目标和非目标污染物以及超复杂基体样品的分析变得更加简单,从而在新型污染物发现和识别中扮演重要角色。先进的同位素质谱技术和手性分离分析技术将在微量污染物的准确定量、污染源解析中获得更多应用,生物检测、生物标志物和被动采样等可反映污染物生物效应和环境风险的新方法将得到更大发展,原位、现场、快速检测方法将在环境污染事件的快速处置中大显身手。此外,要高度重视新型污染物、纳米材料污染物、污染物代谢和降解产物的分析技术研究,而前苏联切尔诺贝利和日本福岛核事故造成的严重核素污染提醒我们必须高度关注核污染的检测、预警和处置研究。 环境污染化学研究在贴近世界环境科学前沿的同时,要密切结合我国环境污染的复合型、压缩型、结构型和严重性特点。在污染生态化学和环境健康研究方面,需要高度重视典型污染物的生物转化和生物致毒机制,低剂量、长时间、复合污染暴露下的生态毒理效应的分子机制,复合污染在种群、群落、生态系统水平上的生态毒理效应,污染胁迫下生物的抗性和适应机制,重要污染物在体内的吸收、分布、转化与消减排泄过程,污染胁迫下疾病发生的机制,纳米材料本身及其与有机污染物相互作用、生物有效性和毒性机制等关键科学问题的研究。 新原理、新方法和新技术的研究仍然是污染控制化学研究的重点。基于新型纳米材料催化剂、分子氧和可见光体系的高效、绿色、温和条件的高级氧化技术仍然是水体、大气污染控制技术的前沿课题,基于电化学原理的氧化还原、絮凝、沉积、气浮等将在电活性污染物的处理中发挥作用,用于大气和室内气体污染物处置处理的高效高选择性吸附剂、催化剂和低温等离子体技术仍然是持续努力的方向,绿色、环保、分散性、稳定性和运移性良好的纳米吸附和降解材料将更多地应用于地下水污染的修复治理,高效的植物-微生物联合修复技术和重污染场地的强化修复技术是土壤污染修复的关键。在对以上各新型的末端治理技术研究探索的同时,环境化学工作者需要比以往任何时候更密切地与工业、农业、工程技术等领域合作,尽可能地将清洁生产、绿色化学、生态工业和循环经济等源头控制理念贯彻于生产和环境治理当中,改变主要依靠末端治理的被动局面。 三、总结 环境化学仍然处于快速发展中,其学科的理论体系仍有待进一步完善。发展基于机理的可以用于反应性混合化学品环境暴露与联合毒性理论模拟的混合物毒性-构效关系预测方法,建立可用于污染物生物毒性分子机制和复杂环境过程研究的基于量子化学计算、分子力学和蒙特卡罗模拟结合的理论模拟方法,进行以污染物风险评价为目标的环境理论计算方法和模型研究,将是今后理论环境化学研究的重点。 化学工程论文:谈化学工程中的绿色科技 一、绿色科技促使温室气体排放量减少 我们所谓的温室气体,主要指的就是二氧化碳。无论是以往的科技革命和工业革命之前的生产,还是现阶段科技含量高,日趋现代化、国际化的社会化大生产,这些工厂每年要向大气排放数万甚至数十万吨的二氧化碳[1]。这些二氧化碳气体的排放,成为了造成全球性的温室效应的罪魁祸首。而在应对气候变化的法律法规出台之前的相当长的一段时期内,造成这一现象的那些工厂却不用为温室效应负担任何一点费用。 现在这一状况已经得到了明显的改善,许多化工企业正积极的开发和利用新的科学技术,来达到减少二氧化碳排放量的目的。甚至有一些企业将二氧化碳作为化工产品生产过程中的一种原材料来使用。例如,有的化工企业将其他化工产品的生产过程中所产生的二氧化碳气体作为一种原材料来生产尿素。仅这一种工艺,就可以使该企业的每年的二氧化碳气体排放量减少数十万吨。 二、海水淡化工程的预处理过程中运用绿色科技 每个人的生活都不能离开水,水对于每个人的生命和整个社会的发展而言是绝对不能缺少的,资源。而这种重要的资源,又具有这有限性、不可再生性等特点。随着社会和经济的迅猛发展,淡水的危机成为了世界性的环境难题。而我们中国,又是世界上最缺乏淡水资源的国家之一。因此,海水淡化技术的应用,就成了缓解我国淡水资源匮乏现状的一种有效的途径。随着近年来科技的快速发展,海水淡化所必须的成本也在逐渐的趋于大众化,使这一技术不再是那些经济发达的国家才使用的起得奢侈的技术。许多发展中国家也引进并采用了这一技术。 海水淡化技术指的就是一种利用物理上的或者化学上的方法将海水里面的盐和水进行分离的技术。在进行海水淡化技术的预处理进程中,任何影响环境状况的不良影响都没有产生。并且在获取海水资源的过程中,并没有继续对生态环境构成伤害。我们的党所提倡的可持续发展战略的思想,就是指要在满足自身生存发展的需要的同时,为子孙后代留下了可以继续发展的环境状况。因此,将绿色的化学工艺运用于海水淡化的过程中的这一举措至关重要。因此,将绿色的科学理念与化工产品的生产过程联系在一起,便成为了现代世界化的化工生产中的主要方向之一。在海水淡化构成的预处理过程中产生了一些氢氧化镁,成为了环保领域新的宠儿,这种物质具有成本低廉,工艺简单、不产生二次污染,处理效果良好的特点,具有非常广阔的发展前景。 三、绿色化学技术在我国传统香精香料工业中的应用 在日常化学产品的生产中,香精香料是不可缺少的添加剂之一。我国的香精香料产品在国际市场上的出口,是我国进出口贸易的一项重要组成部分。但是由于经济危机的影响逐渐加深,及全球性经济萧条的状况逐渐加剧,我国的香精香料出口产业收到了很大的打击,产品订单大幅度减少。 在深入地调查我国香精香料产品出口订单锐减现象的原因之后,不难发现,产品中有害杂质含量超标,是其真正并且主要的原因。造成有害杂质含量超标的原因则在于生产工艺方面的缺陷。例如提取原料的成分在产品中有残留以及包装材料的使用不当等原因。其中,提取原料的成分在产品中的残留的问题,可以通过研究和开发新的提取技术来改变。包装材料使用不当的问题,则应通过加强企业和工厂的监管力度,督促生产商家和企业反复试验,选取符合有害杂质含量标准的外包装物等方法来改善。还要牢牢掌握我国香精香料产品的优势方面,不断加强新技术的研究和其在实际生产中的应用,才能够满足生产出高质量、低能耗的香精香料产品的要求。 四、绿色化学使可持续发展战略任务逐步向前推进 传统的化工生产,给我们的生活创造了非常丰富的物质基础和能源。其在对人类历史的发展进步的工程中所做的贡献是不不忽略的。但是呢,又由于化工产品生产的原材料和生产过后的残余物中,存在着大量的有毒有害物质,这些物质又造成了很多环境污染问题以及生态平衡的失调。这样,就又阻碍了社会经济的继续发展。新世纪,面对严峻的环境污染所提出的挑战,可持续发展战略这种道路的选择,成为了历史的必然。 实现社会经济的可持续发展,已经成为了我国的一项基本的国策。作为社会经济的重要组成部分的化学工业,在这一基本国策的指导之下,最行之有效的实现可持续发展战略的方法便是绿色化学的开发和利用。绿色化学,不单单是指那些对环境产生的有害影响小甚至没有有害影响的化学生产过程,更重要的是包括那些行之有效的且作用明显的价格平民化的化学化工技术的研究以及应用。绿色化学的生产过程只产生非常少量的废物处理,或者不产生废物处理。其最主要的特点便是在生产的过程中,最大程度地充分利用资源,使原材料转化为产品,尽量不产生污染。有利于化学化工产业的发展以及可持续发展战略这一道路的切实执行。 化学工程论文:分析化学工程与工艺 1 化学工程与工艺概述 化学工程,简称化工,是研究以化学工业为代表的,以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律,如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等,并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题,它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上,主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质,来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。 化学工程的研究领域最初只是化工单元操作,如:输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展,后来又发展出一些新的分支,化学工程领域的分支庞大,可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作,因应现代工业发展的需要,以化工的知识背景为基础,例如半导体工业。随计算机的快速发展,数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。 2 化学工程与工艺专业简介 2.1 化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质,化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识,受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造,对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多,化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外,还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况,重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用,以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。 2.2 化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用,以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分,提供过程分析和设计所需的有关基础数据,研究传递过程的方向和极限,化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础,它决定着产品的收率,对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究,可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反应工程的共同基础,化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递,这三种传递,实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。 合成化学是化学学科的核心,化学家不仅发现和合成了众多天然存在的化合物,同时也创造了大量非天然的化合物,使人类社会所有的化合物达到2230万个(美国化学文摘1999年12月10日收录的化合物数),并且以几个月就有100万个的速度发展,大量新化合物的产生是化学工业产品开发的基础。信息技术及工程技术的进步为设备和工艺创新创造了条件,推动了化工行业的技术进步。 化学工业的生产技术和许多深度加工的产品更新换代快,要求化学工业必须不断发展和采用先进科学技术,从而提高生产效率和经济效益。不断寻求技术上最先进和经济上最合理的方法、原理、流程和设备是化学工业工艺创新追求的目标。化工新技术开发程序是一套科学的程序,它是以市场为导向、以创新为宗旨,以工业化和商业化为目的的创新过程。世界上经济发达国家化学工业的研究开发费用、科研人员以及专利和文献的数量都居各工业部门的前列。 3 化学工程与工艺实验数据处理分析 传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来。 化学工程与工艺专业实验是初步了解、学习和掌握化学工程与工艺科学实验研究方法的一个重要的实践性环节。化工实验的特点流程较长,规模较大,数据处理也较为复杂。因此依靠计算机处理数据会使繁琐的数据处理过程变得简单快捷,大大提高工作效率。数据处理是每一个化学工程实验必不可少的步骤,也是至关重要的一个步骤。通过实验可以建立过程模型、分析工艺技术的可行条件。但是化工实验数据的处理往往并不是那么简单,它需要通过复杂的数学计算,若仅仅依靠手工计算则需要花费大量的时间,而且化工实验数据的处理量很大、重现性很高,因此应用计算机来处理实验数据可以大大提高工作效率。化学工程与工艺专业是一个以实验为基础的专业学科。实验的目的是通过有限的实验点去寻找某一对象或某一过程中各参数之间的定量关系,从而揭示某化工过程所遵循的客观规律。 MATLAB在化学工程与工艺实验中的应用进行初步的尝试。传统的化工实验的数据处理是相当复杂的,需要花费大量的人力物力,由于化工实验需要平行实验,数据处理过程的重复性也非常大。而MATLAB是一个强大的数学软件,能够方便地绘出各种函数图形,一方面可以解决符号演算问题,另一方面可以解决数学中的数值计算问题。MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像的处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。它已成为国际控制界的标准计算软件。借助MATLAB软件的应用,可以使人们从大量的数据处理当中解脱出来,利用MATLAB软件编写一个数据处理程序:只需输入任意一组原始数据,就可以把实验结果,数据模型以及作图一起显示出来。 4 结束语 21世纪世界进入资源、能源短缺的时代,解决由国家提出的节约资源对保护自然生态环境的任务,需要化学与化工学科的共同发展,社会经济的可持续发展,我国提出转变经济发展模式,为此,化工教育首先要端正学生和家长对化工产生的片面认识。融合从分子水平的化学到大规模制各工程科学的宽阔视野,现代化学工程教育内容既应跨越和涵盖整个化学和化工领域,也仍要重视工程教育的特征,强化工程实践环节,培养学生解决复杂问题的能力,完成化学工程教育的历史任务,探讨化工与其他学科的跨学科交叉,并落实到教学实践中,正确认识化学工程的学科范式和内涵。 化学工程论文:虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用 一、虚拟仪器的发展和结构组成 电子仪器的发展,一共经历了四个重要阶段:模拟仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。前三个阶段的发展实际上是为第四阶段的发展奠定坚实的基础。第四代虚拟仪器,是通信技术、测试技术和计算机技术相结合的产物,三门学科最新技术的结晶,融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。虚拟仪器的产生是仪器发展史上一次大的革新。虚拟仪器是指将一些比较灵活高效的软件和一些性能较高的硬件结合起来,将其应用在各个领域中对各项参数进行测试和调节、控制等的一个应用性很强的平台。一般来说,完整的虚拟仪器系统中有三部分的组成结构,一部分是电子计算机,一部分是仪器软件,最后一部分是仪器硬件。在电子计算机和大型集成电路高速发展的今天,相比较传统仪器,虚拟仪器得到了飞跃发展。在基本硬件的支持下,虚拟仪器可以利用电子计算机合理的调用相应的高级软件模块来完成数据的采集、控制、分析、处理以及结果的存储和显示。与传统仪器相比,虚拟仪器具有成本低、性能高、扩展性强、开发时间短以及出色的集成这五大优势。基于此,本文对虚拟仪器的发展及在化学工程领域中的应用进行了探究,为其未来的发展提供参考依据。 二、虚拟仪器的技术支撑和特点 硬件是虚拟仪器的基础,软件是虚拟仪器的核心。计算机主要完成数据处理和结果显示。硬件接口电路主要完成被测输入信号的采集、放大、模/ 数转换。根据构成虚拟仪器的接口总线不同,主要分为基于通用接口总线GPIB 的仪器系统、基于数据采集卡的虚拟仪器系统、基于VXI 总线仪器实现虚拟仪器系统、基于PXI 总线仪器实现虚拟仪器系统、基于串行口仪器的虚拟仪器系统和基于现场总线设备的虚拟仪器系统等类型。软件可定义仪器的功能图。虚拟仪器系统的软件结构从底到顶层分为仪器I/O 接口软件、驱动程序和应用软件3 个层次。 虚拟仪器作为新型的仪器种类,主要具有以下几个特点:首先,技术和接口技术,具有方便、灵活的互联性,可方便地同外设、网络及其它应用连接。其次,开放式体系结构,缩短系统开发周期。虚拟仪器开放性构成方式,使其具有灵活性和功能的可重构性,可使用户提高重复利用率,缩短系统组建时间,降低开发费用。最后,“软件就是仪器”,仪器功能由用户定义。虚拟仪器系统中,软件是整个仪器的关键,用户可以根据自己需要定义仪器的功能,通过修改软件,很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模,打破了传统仪器有厂家定义、用户无法改变的模式。 三、虚拟仪器在化学工程领域中的应用 虚拟仪器技术就是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。灵活高效的软件能帮助客户创建完全自定义的用户界面,模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成,标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。它在化学工程领域的应用有以下几方面: 虚拟仪器可以应用在化工过程控制领域中、是由化工领域中以及化学工程模拟领域中。虚拟仪器可以对化学反映系统中的各个参数进行实时的检测,还能通过参数的检测来调整和控制各项参数,以更好地确保化学反应的正常进行。在化工过程控制领域中的应用有很多,例如,东南大学的王晓等人通过基于labview开发平台的虚拟仪器开发了换热器试验装置测控系统,这个系统有很多功能,包括对各项参数的检测、记录,同时还能对这些参数进行分析和调节,基于此,应该加强对该系统的研究和推广,使其在更多的领域得到应用。石油化工领域中也经常需要运用到虚拟仪器,通常是将计算机技术和虚拟仪器结合在一起进行应用。在这方面的应用实例有:通过虚拟仪器,对石油管道的压力进行监测,来判断石油管道在运行过程中会否出现泄漏现象。化学工程模拟,实际上是通过建立化工过程的一系列数学模型,然后根据标准的条件要求以及各项参数,利用计算机,对这些模型进行计算,并根据计算的结构模拟出整个化工过程中所发生的行为。在化工领域中,如果要使用一种新的仪器或者是使用一项新的工艺,需要先依靠计算机对这些仪器或者工艺进行模拟,得到一系列数据,并鉴定其可靠性。虚拟仪器在化学工程领域中的应用,使得整个过程的各项参数判断更加具体和直观,有利于判断其对于工程的影响。这方面的应用实例也有很多,例如,新疆大学的付志新等人开发出了一套基于全混流反应器的模拟系统,并且模拟计算了其中的不可逆的放热反应。 五、虚拟仪器的发展趋势和光明前景 虚拟仪器还可广泛应用于航天航空、军事工程、汽车、电力工程、机械工程、建筑工程、铁路交通、地质勘探、生物医疗等很多需要高性能测控设备进行科学分析的场合。例如,利用虚拟仪器系统可以开发复杂的汽车驾驶室模拟仿真系统,汽车ABS 传感器功能测试系统;可以测试飞机飞行过程中的噪音,进行飞机发动机测试,飞行控制系统测试;可以用于电力参数的测试,构建电力测量控制系统;可以用于开发内燃机测试系统,等等。 自从虚拟仪器出现以来,其技术也不断发展和成熟,逐渐向着图形化这一开发平台中的更强适应性、更高级别的硬件模块以及更符合标准的驱动程序等方向发展,而该平台自身的不断完善和发展也是促进虚拟仪器技术不断发展和提高的重要保证。同时,怎样缩短用户的学习时间和学习量,就能确保其进行具有强大功能虚拟仪器的使用,怎样让用户轻易地对该模拟系统中得到的结果进行判断,或者如何确保用户采用一些系统构成比较简洁的虚拟仪器来对复杂的内容 进行测试,都是虚拟仪器在未来的发展中需要解决的问题。 结束语: 虚拟仪器的结构具有很强的优越性,发展经历了四个阶段,目前,其相关技术的发展已经越来越成熟,被广泛应用于各个领域中。随着科学技术的不断发展,虚拟仪器的应用将不断扩大。除了上述提到的在化学工程领域中的各种应用,它应用的范围将不断扩展到其他相关领域中。因此,虚拟仪器的市场前景是广阔的。 化学工程论文:能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践 东北石油大学于2010年成功申请了能源化学工程专业——国家战略性新兴产业相关本科专业。如何在深化教育改革,全面推进素质教育的过程中,突出本专业学生创新素质的培养,积极探索培养高素质创新型工科人才的途径和方法,是培养我国能源化工人才和教育改革发展的主题。人才质量的高低在很大程度上取决于其创新意识和创新能力的高低,而这正是目前高等教育的薄弱环节。“授人以鱼,不如授人以渔”,就是对培养和锻炼学生创新意识和创新能力重要性的最好诠释。 一、优化课程结构 创新能力来源于宽厚的基础知识和良好的素质,仅仅掌握单一的专业知识是很难做到的。因此,加强学生专业基础教育的内涵更新和外延拓展及构建合理的课程体系非常重要。首先要优化课程结构,按照“少而精”的原则设置必修课,增加选修课比重,允许学生跨系跨专业选修课程。还要提高学生获得信息的手段,使学生有机会接触各学科发展前沿,了解科技发展的趋势,掌握未来变化的规律。 二、优化课堂教学形式 课堂教学是教学的基本组成形式,学生的创新精神和创新能力的培养也必须渗透到各科教学过程中。教师既是知识的传授者,也是创新教育的实施者。要结合学生的认知水平和生活体验,创设新的教学情景导入新课,营造一个鼓励学生创新的课堂氛围。采用多样的课堂教学形式,鼓励学生提出不同的见解。加强各学科的相互渗透和交叉综合,有利于学生整体素质的提高;注意融合学科前沿知识和高新科技,激发学生的创新精神。 三、探索开放式实验教学体系 充分利用我院省级化学工程实验教学示范中心的仪器设备和师资力量,探索和完善实施开放式实验教学的方法及其在课堂教学、实验技能竞赛、创新实验设计竞赛、新能源设计竞赛、数学建模竞赛、本科生毕业设计(论文)中的应用,改革和完善实验课程成绩的科学评价体系,改革实验室管理运行机制,探索开放实验室的管理方式和体制,探索保障实验仪器设备不断更新以跟上学科发展的途径,完善实验仪器设备、实验经费和实验耗材的实验室管理体制。 四、完善学生科技创新体系,建立校内外创新实践基地 实行学生研究训练计划,引导学生在教师的指导下进行科研训练;鼓励学生参加教师的科研课题,与教师合作进行科学研究;实行学生科研立项制度,从政策和经费上鼓励学生进行科技创新;聘请国内外着名专家学者为学生作学术报告等形式,使学生了解能源化工专业发展的学术前沿;鼓励学生申报国家创新实验项目,省、校级挑战杯项目等,提高学生的科学素质,培养学生的科学精神。发挥区域经济优势,签约合作企业,并对创新设计实验室进行重点投入建设,本专业已建成国家级石油化工工程实践教育中心和大庆炼化公司的创新实践基地,为学生创新实践提供了保障。 五、完善评价体系,建立创新激励机制 评价是教育管理中实施控制的特殊手段,是教育管理的重要环节。传统培养体系不利于培养创新人才的弊病反映在评价体系上采用简单划一的方式,未能反映出学生的真实全面的水平和能力。对学生的评价不仅要重视知识的全面性考查,更要重视创新能力的考查。考试方式多样化,考试时间自主化。同时建立对学生的创新意识、创新能力、创新成果积极的激励机制,即对学生的各种创新行为和成果给予正面的激励和奖励。建立专门制度,从政策导向上鼓励和支持教师在传授知识过程中,积极探索创新思维能力培养的方法并付诸实践。 六、实践成果 1.丰富和完善了教育教学研究的改革和实践。项目在 能源化工专业2009级中进行了三年的应用,收到了良好效果,极大地推动了其他化工专业类拔尖人才和创新人才的培养和实践,对促进石油化工类拔尖创新本科人才培养质量的提高发挥了积极的作用。2010年以来,石油化工类专业承担省级教改项目3项。发表教学研究论文9篇,主编教材3部;完成了《分离工程》等省级精品课程的建设,《化工热力学》、《化学反应工程》、《工业催化》3门重点课程建设。 2.促进了石油化工专学科建设。石油化工创新拔尖人才培养的改革促进了以化学工程与工艺为主的石油化工类学科建设。目前在学科建设方面已有1个国家级特色专业—化学工艺,1个国家级战略性新兴产业相关专业—能源化学工程,1个省重点(特色)专业—化学工程。已有1个国家级实践教育平台—国家级石油化工工程实践教育中心,1个轻烃加工与利用部级重点实验室,1个石油与天然气化工省重点实验室和1个省级石油化工技术研发中心,已成为黑龙江省石油化工工程技术人才培养和培训基地。 3.学生创新实验与竞赛获奖。通过创新培养体系的实施,能源化工09-2班25名学生,8名学生参加国家级大学生创新实验计划,10余名学生参加国校级大学生创新实验,公开7篇,申请专利2项。英语四级一次性通过率100%,六级一次性通过率80%;国家二级计算机考试一次性通过率100%,并有40%的学生自愿考试通过国家三级计算机考试。同时该专业学生积极参加各种竞赛活动,3名同学获全国大学生化工设计竞赛1等奖,5名同学获得全国化工设计竞赛二等奖,2人获得全国英语竞赛三等奖。1人获得2011年“国信蓝点杯”全国软件人才设计与开发大赛黑龙江赛区C语言程序设计三等奖,1人获得2011年高教杯全国大学生数学建模竞赛二等奖。校级英语竞赛、物理竞赛,软件设计大赛和挑战杯等获奖30余项。经过系统化、有针对性的培养和严格的考核,学生的综合素质得到了极大的提高,班级大多数学生获得了“三好学生”、“优秀学生干部”、“优秀团干部”等荣誉称号。在此基础上班级的学风日益浓厚,多次获得校级荣誉。 七、理论水平与推广价值 项目研究从能源化学工程—战略性新兴产业相关专业设立的目标与东北石油大学化工学院特色优势实际出发,构建能源化学工程专业创新人才培养体系。研究成果既有高度概括的模式框架,又有具体可行的实施方案、操作办法,为全国相关专业的教学体系构建,深化教学改革,提升教学质量,为培养学生创新能力提供了较为全面的理论和实证参考,尤其是是对工科学校教学质量提升和专业教学改革具有推广价值。 化学工程论文:化学工程技术及发展动态 一、新型反应技术的研究 1.1 超临界化学反应技术 超临界液体是指在温度和压力都处于临界点之上时,此时状态处于液体和气体之间,具有这两种状态的双重性质。这种状态的流体不仅在化学工业、生物化工、食品工业有广泛的应用,而且还在医药工业等领域应用很广泛,已经显示出巨大的魅力,极具发展前景。近年来,化学界将超临界水氧化法应用到保护环境的领域,但是都处于初级发展阶段,很不成熟。 1.2 绿色化学反应技术 绿色化学是指对环境不会造成污染的,有利于保护环境的化学工程。绿色化学简单说就是采用化学的技术和方法来减少或消除那些对人类有害的、妨碍社区安全的、对生态环境会产生不利影响的原料或溶剂等。绿色化学是将污染从源头进行消除的工程,因此很彻底,这主要包括原子经济性和高选择性的反应,生产出对环境有利的材料,并且回收废物循环利用的一门科学技术。 1.3 新的分离技术 研究从广义上说,分离强化首先是对设备的强化,然后是对生产工艺的强化,综合起来说就是只要能将设备变小、将能量转化效率提高的技术都是化工分离技术强化的结果,有利于实现可持续发展,这也是化工分离技术的主要趋势之一。古老的化工分离技术原理:利用沸点的不同,将不同的组分从分离塔里分离出来。随着科技的发展及国内外的分工合作共同研究除了大量新的分离技术,具有广阔的发展前景,但是这些在应用中同样也存在着很多问题,那就是:此项研究对相关分子蒸馏的基础理论探究比较少,没有在理论上充分说明和指导,对设计刮膜式分子蒸馏器也没有深入的研究。随着信息技术的不断进步,分离技术也不断得到改善,取得了长足的进步,逐渐信息技术引入到分离技术的研究与开发上,例如在研究热力学和传递的性质、多相流等方面,这些都是信息技术发生功效的主要分离技术,再如分子模拟大大提高了预测热力学平衡和传递性质的水平。对分子的设计加速了可以加速分离,因此对研究和开发新的高效的分离剂有深远的意义。信息技术的引进有利于新的分离过程的深入,提高工作效率。 二、传热过程的一些新的研究进展和方向 2.1 微细尺度传热学研究进展 微细尺度是从空间尺度和时间尺度微细的探讨和研究传热学规律,现在在传热学中已经自成一个分支,发展前景广阔。当物体的特征尺寸远大于载体粒子的平均尺寸即连续介质时假定依然会成立,但是由于尺度的微细,原来的假设的影响因素也会相对的发生变化,这就导致了流动和传入规律发生着惟妙惟肖的变化。目前,微米、纳米科学已经取得长足的进步,受到人们的广泛关注,诸多领域都是围绕微细尺度传热学进行研究的。其中高集成度电子设备、微型热管、多空介质流动传热等多项研究都是微热尺度传热学研究取得的丰硕成果。 2.2 强化传热过程的研究进展 这项研究主要是从改进换热器设备的形式入手,提高传热的效率,并想办法改进设备使其持续对外放热,这种改进包括发明新的传热材料和改进生产工艺,将过去的设计进行优化等方法。 2.3 传热理论研究进展 近年来,传热研究者一直都致力于滴状冷凝在工业生产上的应用,但至今仍未能很好的实现,主要问题是如何获得实现滴状冷凝,并且使其冷凝表面寿命延长。改变冷凝界面的性质,将滴状冷凝应用到工业上进行传热改造是传播热学研究的主要热点之一。沸腾的传热方式不仅在机械、动力和石油化工等传统的工业之中广泛使用,而且在航空航天技术等高科技领域也广泛的应用着。长期以来,人们都在对液体发生核态沸腾的原因和具有高换热强度的机理进行着深入的探究。由于沸腾的现象是复杂和多变的,这些都导致了我们不能利用常规的计算方法来计算出沸腾所能传输的热量。到现在为止,加热器表面受到水沸腾时产生的气泡的影响,这一问题是最需要得到解决的,也是研究的重点所在,对沸腾传热进行计算大都采用机理模型,这种方法存在严重的缺陷就是计算的准确率很低,而且需要大量的实验做基础,所以目前应用的范围较窄,目前没有能较准确计算沸腾传热的计算式,因此我们有另辟蹊径,从新的角度来探究和研究问题,从基本理论出发,提出新的理论与计算方法或研究出新的模型,将数学与之相结合计算出沸腾所传出的热量,这将成为今后研究的重中之重。 2.4 与计算机技术相结合 计算机技术的进步使化学中大量的计算问题和数据采集分析的问题得到了解决,同时解决了人力物力和财力,也增加了数据的准确度与精确度,主要表现在计算机技术对计算流体力学和数值传热学上的主要贡献,其主要的研究方法是数值模拟法。这种方法的特点是需要大量的数据计算,而且需要大量的实验作为补充,采用计算机进行分析和计算,有利于将数据直观的表现出来,方式更加灵活多变,费用更加低廉,并且得出结论的周期比较短,对于应对此类问题计算机技术是最好的选择。 三、化学工程学科未来的发展动态 3.1 将化工过程与系统过程研究相结合 化学变化是一个复杂的过程,这是因为性质决定的,其非对称性和不平衡性打破了人们的惯性思维,使其控制因素增多,结构尺度变多,其中结构是对过程工程研究的中心问题,主要解决办法是简化其结构,使复杂的结构变得简单,更具有使用价值;首先研究特殊系统,然后推理出一般性的结论,进而推而广之,这些都为解决结构问题打下了良好的基础,解决了复杂系统不容易被分析的问题,采用整体法和还原法研究复杂的系统有利于把握系统的主要变换方向,多尺度的思考问题的方式可以将过程问题转换成平时的时间和空间问题,对研究化学工程的复杂结构有好处。化学工程的这一转变趋势预示着化学正在向着应用领域进行扩张,更加注重其实用性和价值性,而非学科本身理论的研究。这也在化学课堂上出现了明显的改革,从只有实验和理论两个过程的化学转换成有实验、有计算最后才产生结论的过程,这就需要化学与数学物理等相结合,甚至与计算机技术相结合,进而实现化学过程的更好研究。 3.2 将化学工程与材料科学研究相结合 科学的进步使大量新的技术和产品能源不断涌现,并且在先进技术的引导下得到了广泛的应用,这就为化学工程的研究提出了新的问题那就是如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务并不断形成新的完整的理论,化学工程的发展就此进入老人一个新的发展阶段。在学科研究的方法上更多的注重学科的交叉,更多的研究材料其中包括信息和化学、生物与化学、能源与化学、环境与化学相结合的工程学科,这些都为化学工程的发展提出了新的发展方向和研究课题,为化学的发展做了良好的铺垫。 3.3 将化学工程与信息工程研究相结合 化学工程技术的热点是将化学工程与信息工程研究相结合,随着信息技术的发展,信息技术已经深入各行各业,通过计算机技术可以收集大量信息,并对此进行精细的计算,随着大量的数据的 统计和分析,可以得出很多重要的规律和结论,这些规律可以用来作为提高效率和生产效益的理论依据,同时可以预见,将化学工程和材料科学结合起来进行分析必将是化学工程领域的重点研究课题,必将成为引领化学研究的主要方向。 四、结语 化学的影响以及需要重点探讨的方向,就是化学环保问题。由于化学工程往往都会涉及污染问题,因此从化学工程技术角度分析,将从技术角度出发,从而尽最大限度来降低化工技术对环境的影响。未来化学工程技术的发展,直接影响着其发展态势。 化学工程论文:化学工程中化工生产的工艺解析 1 引言 化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染。随着人们对环保理念的关注,化工生产的工艺受到了挑战。以往化工厂的污染问题一直得不到彻底的解决,污水化学残留物的排放,给人们的生活带来了很大的影响。化学生产造成污染,从很大程度上是其生产工艺存在问题。因此,为了解决其污染问题,并在一定程度上提高其生产效率,重点就在于改善其化学生产工艺。 2 我国化工生产的现状分析 我国工业的几大主体:机械工业、煤矿工业以及化学工业。化学工业之所谓成为工业的重要组成部分,其重要因素在于化工生产能够在很大程度上满足人们生产与生活的需要,从而推动了我国的工业以及农业的迅猛发展。化学肥料是目前我国农业农作物的主要肥料,在很大程度上维持着我国农业的发展与稳定。然而,由于化学生产过程中必然会产生化学废物,造成一定范围内的污染,尤其是排放的废水以及废渣,成为了自然中的主要污染源。从目前我国的化工厂的化工生产分析,总体上处于一种以牺牲能源以及环境为基础的化工生产。具体分析如下: 化工生产的效率不高;我国工业发展存在一个共同的弊端,主要在于其生产的效率不高。在化学反应过程中,主要由于生产环境以及生产设备的不过关。例如在进行化学肥料的生产过程中,反应器皿往往无法达到反应温度。从而使反应不充分,造成废气以及废物的产生。不仅如此,反应不充分,造成的最大问题在于反应后生产的化学产品合格率太低,无法满足人们的生产以及生活的需要。最为严重的是,不充分的化工生产,造成巨大的能源与资源的浪费,从而大大降低了化工生产效率。 化工生产造成自然环境污染严重;化工生产是目前我国主要自然污染的源头之一,尤其是重金属的生产与化学反应。在化工场附近的废水检测中的结果显示,废水中的重金属严重超标,造成水源的污染,从而影响土质,造成自然环境的失衡。此外,对于化工生产过程中造成的废水与废物,化工厂为了节约成本等原因,而采用直接排放的方式,将污水以及废物直接排放到自然中,造成了大范围的污染。 化学工程中,连续的化工生产环节不连贯,造成整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,就会对化学工程造成很大的影响。而化工生产环节中,出现的影响,其主要原因也在于生产工艺的不合格。 综上所述,目前我国化工生产的主要现状为生产效率不高,防污染环节不重视,没有专门的污染处理系统以及化工生产的不完善等。这些问题,一起阻碍了我国化学工业的发展。 3 我国化工生产工艺解析 从上文中,对于我国目前的化工生产过程中,存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题,化学的生产工艺需要有哪些改进呢?在化工生产过程中,采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢? 首先,化学生产过程中,提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节,为了达到高效生产,提高生产效率,减少废料的产生,反应条件是最为关键的因素。因此,提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准,才能保证在化工生产过程中,高效生产,并减少废物的产生。其中,废物包括废水、废气以及废渣。保证这些废物不直接排放到自然环境中,就能保证化工生产的相对环保。 其次,化工生产过程中,并非只是提高产品生产的环境,更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。目前,我国规定,有毒物质以及重金属是绝对不允许直接排放到自然环境中的。此外,还包括我们经常看到的废气,这些都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放一般要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单,主要是通过化学反应中最基本的原理,将废水中的重金属通过沉淀的方式,使其沉淀,从而减轻其危害性。此外,废气的处理应该在排气的中部以及顶部,都设置一出废气处理系统,这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤,从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。 最后,真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手,工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。例如制造氧气的方式就有很多种,那么哪种方式才是最为简单、效率高并且更适合化工生产呢?当然,在不同的环境下,对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的,并能通过改变来进行适应性生产,从而提高化学生产的效率,并实现高效以及绿色生产。 总之,化工生产工艺的提高,应该从当前的现状分析,找出生产环节中的弊端吗,从而大力发展化工工艺。 4 结语 以上分析主要探究化学工程中,化工生产的工艺问题。化工生产在环保以及节能减排等多个主流理念的影响下,开始不得不提高其生产工艺。传统的生产工艺以牺牲自然环境为代价,生产大量的化工产品。虽然这些化工产品对于我国农业以及整个工业的发展都起到了非常重要的作用,但是合理生产、绿色生产才是工业发展的基础。化工生产的工艺亟待提高,因此出现最新的化工生产技术以化工生产工艺,旨在能够在提高生产效率的同时,并能满足节能减排以及环保的要求。如果生产工艺无法真正实现环保与节能减排,那么也可以开发化工后期的环保处理工艺。总之,最大限度提高化工生产工艺,从根本上解决化工生产中的问题,实现合理化生产。 化学工程论文:浅议绿色化学工程和工艺对化学工业节能的促进作用 工业产业的发展,对国民经济的提高具有重要意义,但在工业产业的发展过程中,国家能源及生态环境也面临着越来越严峻的挑战,能源消耗、环境污染越来越受到关注[1]。工业污染物处理、生活废品处理等已经成为一个值得进行深入研究的重要课题。绿色化学工程是一个新型项目,其发展的主要目标为对化学生产过程中产生的资源浪费及环境污染现象进行处理,促进化工环境污染及资源浪费得到改善。 一、绿色化学工程与工艺的开发 在传统化学的生产过程中,在有毒、有害物质的处理上存在较为严重的滞后性,因此导致化学工艺一直处于被动生产。应用这样的化学工艺对污染物进行处理无法取得理想的效果,资源优化也无法得到有效实现。化学工艺的应用不但导致化学生产污染物成本提高,还导致污染物处理效率严重下降。绿色化学工程的应用可有效弥补传统化学工程中存在的缺陷,其通过对相关科学技术及先进方法的利用,对化工生产相关污染物进行除尘、脱硫等处理。绿色化学工程与工艺具体实施方法主要有以下几种。 (一)采用绿色化学原料 在化工生产工艺及具体流程中,化学生产原料是起着决定性作用的主要因素,在传统化学工程中,所用原料大部分为不可再生能源。采用这些原料不但大大提高国家不可再生能源的消耗,同时还导致污染物的排放量大大增加,加重生态环境污染程度。将绿色化学原料作为化工生产材料是绿色化学工程重要研发内容之一。在化工生产过程中,可使用绿色化学物质、自然物质等无染污、可再生的化学原料。典型的绿色化学原料主要有芦苇、苞米杆、纤维植物等。将这些作为原料投入到化工生产过程中,可使其转化为酮、醇、酸类等多种化学品。在整个转化反应过程中,这些原料仅会产生一定量的氢气,而不会有任何一种有害、有毒的物质产生。 (二)提高化学反应的选择性 在化学工程的物质反应中,化学反应作为必不可少的重要组成部分存在。所有化学原料的转化均是需要化学反应才能得以实现。在化工生产过程中,合理选择有效的化学反应形式可有效促进化学工程生产效率及质量得到提高[2]。对化学反应产生影响的因素有很多种,反应原料、环境、时间、特点等均会对化学反应产生不同程度的影响。在化学生产过程中应用最为普遍的反应形式为氧化反应。在氧化反应过程中会有大量的热产生,所有化学原料均会在热的催化作用下发生变质,因此会大大降低化学品的生产质量。在绿色化学工程中,应用新型的反应形式,这种新型反应形式为烃类氧化反应。这种反应形式的应用不仅可促进催化物反应催化能力得到提高,同时还可有效促进生产物同分异构反应时间增加。 (三)使用无毒无害催化原料 随着化学工业发展速度的不断加快,将化学反应合理的应用于化工生产过程中已经成为促进工业可持续发展的重要前提之一。在化学反应过程中均离不开催化剂的使用。将催化剂应用于化学反应过程中,可有效加快反应速度,缩短法宁时间。所以,在化工生产过程中使用无毒无害的催化原料成为推动绿色化学工程与工艺不断深入发展的重要前提条件之一。目前,我国相关部门已经高度重视对催化原料的选择及应用进行深入研究。越来越多的催化剂得到开发和研制,化学反应过程中使用的催化原料不断得到改善,分子筛除催化剂等优良催化原料在化工生产过程中的应用越来越广泛。无毒无害催化原料的应用可有效提高化学反应效率,降低能源消耗量,同时也可减少环境污染。 二、绿色化学工程与工艺对化学工业节能产生的促进作用 目前,在各工业产业的生产过程中均已广泛应用到绿色化学工程与工艺。该工程中具有的应用性能不仅可有效改善化工产业发展过程中存在的资源浪费和环境污染问题,同时还可有效促进化工生产的结构不断得到优化。绿色化学工程与工艺在化工产业中的应用主要表现在如下几点。 (一)清洁生产技术的应用 清洁生产技术是一种具有较高价值的绿色技术,该种技术主要是通过对化工原料进行无害、无毒、无废处理,实现原料利用率得到提高,进而促进化学工程的生产质量得到提高。在清洁技术中,应用最为普遍的技术分别为脱硝和脱硫两种技术。应用该两种技术对存在较为严重的污染的化学废物、生活垃圾等进行绿色处理,经过相关技术的处理后,生活垃圾可有效转化为沼气。应用自然发电技术来代替传统发电技术。太阳能、风能的开发和应用是清洁生产技术飞速发展的重要标志。在生物工程中合理应用清洁生产技术,可有效促进细胞及基因工程的发展效果得到显着提高。在辐射加工中应用清洁生产技术,可促进催化剂的作用得到显着提高。 (二)与生物技术相互结合的应用 在生物技术领域中,其技术范畴具体包含细胞、微生物、基因、酶等多种技术。其在各化工生产中的应用主要包含有生物化工合化学仿生学两个方面的内容。在生物体内,生物酶作为催化剂存在,其具有显着的专一性和高效性,在生物合成的每个过程中均无法脱离酶的作用。在绿色化学工程与工艺中对生物技术进行合理应用,通过相关技术处理,可使再生资源转化为相应的化学品。早期所应用的有机化合物原料大部分是直接源自动物和植物,后来才逐渐发展为将煤炭、石油作为原材料使用。在绿色化学工程与工艺中,通常情况下均是应用工业酶或存在于自然界中的酶作为催化剂。将酶与通常应用的化学催化剂进行比较,酶在应用过程中的优点主要表现为无污染、产物性质好、反应条件温和等。例如通常情况下均是应用丙烯腈进行丙烯酰胺制备,当使用酶作为催化剂后,能耗消耗量大大降低,反应具有彻底性,并且在反应过程中无任何副产物产生。 (三)生产环境友好型产品 绿色化学工程与工艺的主要发展目的之一即为为社会生产处环境友好型产品,如清洁汽油、磷洗衣粉等无毒无害产品。通过绿色化学工程可以生产出与社会、自然环境发展相符合的友好型产品。绿色化学工程生产的出现在很大程度上起到了保护环境的作用。在社会生产、生活中,人们的购买的产品均为绿色产品,不仅有效保证了人们身体健康,同时也可促进社会健康、和谐发展。因此,在化工生产过程中,如能够促进绿色化学工程与工艺对的优势得到充分发挥,可有效降低生态环境的染污,促进国家自然环境和社会经济得到可持续发展,对国家的长远发展及社会的进步具有重要意义。 三、结束语 在绿色化学工程与工艺中,应用无毒、无害的物质作为原材料,使用节能减排的生产工艺,应用清洁生产的技术,可有效降低化学工业生产过程中能源消耗,减轻生态环境污染,促进人与社会和谐发展、产品与生态互补得以实现。因此,对绿色化学工程与工艺进行开发和研究是对当代化学工业的发展产生严重影响的主要因素之一,是促进化学工业可持续发展的重要前提条件。 化学工程论文:化学工程与工艺专业的煤化工特色建设 1化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则 1.1以市场为导向 随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。 1.2发扬创新精神 只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。 1.3稳定发展原则 化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。 2建设煤化工特色的对策 2.1创新教育观念 专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。 2.2创新课程体系 煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。 2.3理论与实践相结合 化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。 2.4建立健全质量保障体系 完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。 3结语 化学工程与工艺专业的煤化工是高校的特色专业,因此要坚持以市场为导向和创新性原则,在稳定发展的基础上,促进本专业特色发展。煤化工特色建设要创新教育观念,将理论与实践相结合,健全教学质量监督机制,突出特色,促进教学目标的实现,为社会培养更多的煤化工专业人才。 化学工程论文:探讨化学工程中的结构问题 1 结构的定义及其时空多尺度特征 “结构”在《辞源》中有如下定义:1)连接构架;2)物体构造的式样;3)诗文书画各部分的组织与布局。 结构具有多尺度和随时空变化的特征。如太阳系由太阳、地球、月亮等不同尺度的星体构成,它们在万有引力的相互作用下处于有序而不停的运动之中。又如一棵树由不同尺度的树干、树枝和树梢组成,相互依分数维的规律连接形成一个有机整体。化学工程同样具有多层次、多尺度并随时空变化的结构,一般可分为从分子到颗粒的小尺度区、从颗粒到单元设备的中尺度区和从单元设备到系统流程的大尺度区。各区中均有各自不同的结构。小尺度区中的结构,如超分子和离子液体结构。 2 多相流结构的预测 结构需要若干参数来定量表达,以工业快速流化床提升管中的流动结构为例,需要 8 个参数来描述,分别为密相表观气速、密相颗粒表观速度、聚团平均直径、密相空隙率、密相体积分率、稀相表观气速、稀相颗粒表观速度、稀相空隙率。李静海、郭慕孙在研究快速流态化床的局部结构时,提出了能量最小多尺度作用模型。 (Energy-Minimization Multi-Scale Model,EMMS)。该模型认为在快速床中流体用于颗粒的悬浮输送能最小,并以此作为系统的稳定性条件,与稀密两相的动量守恒方程、等压降方程、气固两相的质量守恒方程、聚团尺寸方程一起求解,成功预测了反映快速床局部结构的 8 个参数。借鉴 EMMS 模型的方法,结合研究不同床型、内构件、外力场对多相流动的影响规律,可望建立各种类型流态化床结构参数的预测模型。 3 结构—性能关系 众所周知,物质的分子结构与其热力学特性密切相关;材料的微观结构、介观结构与其宏观的物化和力学性能密切相关,如金刚石与石墨同样都是由碳元素组成的物质,由于碳原子排列的方式不同,金刚石坚硬无比,而石墨则非常柔软。同理,以尺度大小不同、空间分布不均的气泡、液滴、颗粒、聚团组成的化工多相流的局部结构与其流动、传递、反应行为密切相关。 图 1 为离子液体的结构图。各离子之间通过氢键形成网络结构,因此具有较高的黏度。图 2为微乳液中的胶团(水包油)和反胶团(油包水)的结构示意图,虽然其尺度微小,仅 10~100 nm,但结构复杂。以反胶团为例,其核心为自由水,核心周围是结合水层,再往外为表面活性剂和助剂双亲分子层,最外是油相。该结构与微乳液的萃取分离和反应性能密切相关。图 3 是由微观像探头(镜头直径 3 mm)拍摄到的快速循环流化床中的局部结构的照片,从中可见快速流化床中存在颗粒的聚集相(聚团)和颗粒的分散相(稀相)两相结构,聚团的形状不规则,大小不相同,这种结构对快速流化床中的传递与反应具有直接的影响。图 4 是纳微颗粒鼓泡流化床层流化时和断气塌落后的照片。纳微颗粒表面过剩的自由能使其具有聚集成团的特性。从图 4 可见,床下部是大尺度聚团,床中部是中等尺度聚团,床上部是小尺度聚团。颗粒聚团内部的颗粒与气流接触很差,严重影响传递和反应速率。图 5 为气固鼓泡流化床的照片。其中,图 5a 的床中无内构件,床层由气泡相和乳化相组成,气泡尺寸较大;图5b 的床中有多块百叶窗型横向挡板,床层由气泡相和乳化相组成,但气泡尺寸较小且均匀。气泡会形成气体短路,严重降低气固接触效率。图 6为工业流化床中设置的组合式横向斜片挡板,可以有效破碎气泡和颗粒聚团,斜片导向可进一步强化气固接触。图 7 为工业萘氧化制苯酐流化床反应器的内部结构图,床底的气体分布板可使气流均匀分布,床中的垂直换热管内构件可强化气固接触,减少放大效应。由于这种多相流结构的难以预测性和构效关系的复杂性,传统的化学工程采取平均的方法,必然造成预测的偏差,成为化学工程放大的瓶颈问题。 4 多相流结构的调控——散式化方法过程 工业多相反应和分离设备中局部结构由气泡、液滴、颗粒和聚团等尺度不同的分散相和气、液介质连续相组成。这种分散相的尺寸越小,它们在连续相介质中分散得越均匀,相间接触界面就越大,越有利于传质、传热和化学反应;同时如果相间的滑移速度越高,则相间界面越薄,界面的更新速度越快,同样有利于传质、传热和化学反应。影响结构的最主要因素是系统或设备条件(包括颗粒和流体的性质、设备与内构件的结构与形状、外力场的影响等)和操作条件(包括温度、压力、气液固三相各自的流速与流向、稳态操作与动态操作等)。当前引人注目的微通道与膜反应和分离技术的优势也在于可有效调控结构,得到尺度均匀而微小的气泡或液滴,强化相间接触。 5 多相流结构与计算机模拟 20 世纪 80 年代以来,随着计算机科学和测试技术的飞速发展,计算流体力学和过程的计算机数值模拟应运而生,人们可以通过实验和理论分析建立数学模型,并采用高效计算机对复杂过程进行计算机数值模拟,进一步通过多种实验参数的测量对模拟结果加以验证。这方面的工作已经取得了很大的进展。流化床结构的预测、优化调控以及规模放大的最终解决,无疑应当寄托于计算机的数值模拟和仿真技术。当前用于气固流化床数值模拟的数学模型主要有两流体模型(Two-Fluid Model,TFM)、颗粒轨道模型(ParticulateTrajectory Model,PTM)和流体拟颗粒模型(Pseudo-Particle Model,PPM)。巨大的计算量使 PTM 模型和 PPM 模型的应用受到限制,应用 PTM 模型和 PPM 模型对含有大量颗粒的工业系统的模拟目前还不现实。两流体模型将颗粒也视为流体来处理,由两套分别描述流体和颗粒相的流体动力学方程组来描述,其间通过相间作用项来封闭,两相同在 Euler 坐标系下处理。该模型主要是在微观足够大和宏观足够小的尺度上进行平均化,这使得这些微元适于在衡系统获得简单的本构方程,从而可以通过数值的手段预测系统的时空变换。由于系统的复杂性和局部非均匀结构的存在,真正能满足这种要求的微元尺度与反应器宏观尺度相比往往过于微小,目前的超级计算机速度也很难满足其需要,所以不得不采用加大尺度的微元,其内部含有丰富而显着的非均匀结构,这时现有的本构方程已经不再适用。目前多数具有应用价值的模拟成果都是应用双流体模型得到的。FLUNT、CFX 等以双流体模型为内核的商业软件被广泛采用。 结束语 化工多相流反应与分离设备中存在颗粒、气泡、液滴、聚团,且其尺寸大小不同、空间分布不均匀。该局部不均匀结构与流动、传递、反应行为密切相关。传统的化学工程忽视局部多尺度不均匀结构而采取平均的方法,造成对“三传一反”行为预测的偏差,成为化学工程放大的瓶颈问题,应引起学术界关注。近年来在结构参数的预测理论研究、结构与传递和反应的关系理论研究、结构的优化调控理论与方法研究以及结构参数与两流体模型相结合的多相流计算机模拟研究等方面已经取得一定进展。但面对复杂得多尺度结构问题,需要付出更多的努力。
材料力学论文:材料力学公式分类记忆方法 【摘 要】根据课程特点,结合教学实践,摸索出了一套行之有效的材料力学计算公式分类记忆方法,取得了良好的教学效果,学生的计算准确性和学习积极性均得到提高。 【关键词】材料力学;计算公式;分类记忆;教学效果 材料力学是针对我校机械类、材料类专业学生开设的一门理论性较强的技术基础课。由于课程内容复杂,计算公式繁多,多数学生在记忆上存在一定的难度,计算准确性和学习积极性受到影响,进而导致教学效果很不理想。因此,材料力学计算公式的记忆问题成为一个急需解决的主要问题。根据课程特点,结合教学实践,借鉴他校和他人教学改革思路[1-4],摸索出了一套行之有效的材料力学计算公式分类记忆方法,取得了良好的教学效果。 经过观察不难发现,这几组公式的结构完全相同,都是分数的形式。如果记忆的是轴向拉伸和压缩的计算公式,那么后面的剪切、扭转和弯曲的计算公式可以记忆为:分子中的截面内力变换一下形式,分母中的截面参数和变形刚度也相应变换一下形式。 类似地,还有主应力、主应变和主惯性矩公式也可以用这样的替换方法来记忆。 通过分类记忆,就算再难的公式也会记住的。养成分类记忆的习惯,不仅有助于提高记忆力和观察力,还有助于提高想象力和创造力。 2 教学效果 在分类记忆方法的影响下,学生就能主动地记忆看似复杂、繁乱的材料力学计算公式了,课堂练习和课后作业的计算准确性就会相应地得到提高。在教师的正确引导下,学生学好材料力学的信心就会逐渐增强,学习积极性不断提高,从而体会到学习材料力学不再是一件很痛苦的事情,而是一件很快乐的事情。 2.1 提高了学生的计算准确性 以往学生对学习材料力学缺乏兴趣,原因之一就是计算公式没有记住。在教学过程中,经常有学生反映材料力学公式多,不好记,结果导致课堂练习和课后作业的计算准确性低。经调查发现,这种情况具有普遍性。这个问题如果解决不好,势必会影响教与学的效果。引入分类记忆方法后,公式记住了,学生的计算准确性自然就提高了。 2.2 提高了学生的学习积极性 以往学生对学好材料力学缺乏信心,原因之一就是辛勤付出没有回报。经常出现这种情况:虽然学生学习很努力,但是成绩不理想。分析原因,公式没记住,解题错误多,努力没收获,结果导致学生的自信心受到打击,学习积极性上不来。引入分类记忆方法后,公式记住了,成绩上去了,付出有回报,学生的学习积极性自然就提高了。 3 结束语 材料力学计算公式的分类记忆探索取得了一定的成效,现已获得校方和学生的认可。通过对材料力学计算公式的分析整理,进行分类记忆探索,进一步强化对知识的学习和掌握要求,不仅仅是能领会教材中的知识,而且能把获得的知识在头脑中记忆下来。只有这样,才能在作业、考试及以后的工作中灵活运用,也才算真正掌握了知识。因此,这种记忆方法值得进一步推广,以获得更好的教学效果。 材料力学论文:对新时期材料力学教学的几点思考 【关键词】 材料力学;青年教师;思考 材料力学是工学学科中力学类、机械类、土木类、航空航天类等专业一门重要的专业基础课。在上述专业课程体系当中,按照授课时间排序,材料力学是第一门系统性讲解变形体(杆件)在外部载荷(以集中力、布力、集中力偶与温度为主)作用下形变与内部应力相关计算的课程,内容上完成了从质点、刚体到变形体的过渡,上承高等数学、理论力学,下启弹性力学、结构力学、岩土力学、机械设计等专业课程,是连接基础课与专业课的不可或缺的一环。目前,以建设世界一流大学和一流学科为目标,笔者所在的上海理工大学正实施“卓越工程师教育培养计划”,同时大力推进多个专业的工程教育专业认证。在这样的背景下,如何将材料力学这门由于内容相对经典且逻辑性强,而在部分学生眼中显得抽象枯燥的课程讲好,使得学生通过课程学习能够掌握材料力学中的思想方法及重要结论,并具备将其应用于解决实际工程问题的能力,是值得从事材料力学教学工作的青年教师思考的一个重大问题。下面,笔者结合工作实践谈几点自己的看法。 一、讲好绪论课 材料力学的绪论部分一般包括对本课程研究对象、研究内容、研究方法、基本概念、实际应用,以及历史沿袭、最新进展、未来趋势等的介绍。由于绪论并不涉及具体的公式推导与问题求解,容易被相当数量的习惯于应试导向性学习的学生贴上“内容空洞,学而无用”的标签,甚至一些授课教师也持有类似观点,以几句话将绪论匆匆带过,进入相对“言之有物”的后续内容。实际上,绪论的重要性并不亚于其他章节,一堂好的绪论课不但应当能够使学生对课程内容产生清晰的整体印象,还应起到拓宽其视野,激发其学习兴趣的目的。绪论课的作用就好比“藏宝图”加“指南针”,使学生在后续的学习过程中可以主动地按图索骥而不至迷失方向,最终获得“宝藏”――即解决问题的思想方法与需要掌握的知识点。 材料力学教材绪论部分所包含的知识点之间联系相对松散,不存在能够串起全部知识点的较长逻辑链,因而在讲课方面留给教师自由发挥的余地较大;但也正是由于无定式可循,讲好绪论课的难度甚至还要高出讲好具体理论课程的难度。为了使绪论课发挥其应有的作用,组织课程内容时不妨考虑以下几点: 1. 以现实生活中常见实例作为开头,以设问的形式引出材料力学的研究内容,即强度、刚度与稳定性的概念。如,由建筑地基不均匀沉降导致的墙体裂缝多与地面呈45°的现象,以及2012年8月24日发生的哈尔滨阳明滩大桥垮塌事故,引出强度的概念与重要性;由客机起飞时通过舷窗所观察到的机翼弯曲现象,以及1998年6月17日发生的因Ka-50直升机上下两副反向旋转的旋翼桨叶碰撞而导致的坠机事故为例,引出刚度的概念及重要性。 2. 以材料力学的发展史为主线,重点介绍做出过突出贡献的著名科学家及其工作,如伽利略、胡克、欧拉、拉格朗日、纳维等人,使学生在深入学习具体理论之前即对课程内容的背景及历史沿革有所了解,对课程产生更加立体的第一印象。与此同时,还应适当增加与中国古代材料力学成就相关的部分内容,如东汉末年经学家郑玄对于胡克定律的等价描述0,建于公元600年前后、世界现存第二古老的单孔敞肩圆弧石拱桥――赵州桥,以及建成于公元1056年、世界现存最高大的古代木构建筑――山西应县佛宫寺释迦塔等等。 3. 在讲解材料力学基本假设时,不但需强调其在理论推导方面的意义,同时还应从正反两个方面举例说明其适用范围,使学生对真实世界的复杂性与理论的局限性产生一定的感性认识,为将来进一步学习更高层次的课程做一铺垫。如,对于连续性假设,可指出只有物体所占据的空间内均充满物质不存在空隙,且物体变形后不发生重叠或开裂现象时,物体的变形及内力才能表示为物体内部每一个物质点的坐标的连续函数,便于利用数学分析的方法进行研究。尽管此假设在原子尺度上、甚至对于某些多孔材料在微米尺度上不再成立,但只要作为研究内容的材料的力学行为所发生的尺度远大于上述范围,则仍然可以应用此假设。如果物体的确包含宏观裂纹或类似缺陷,那么采用断裂力学的分析方法则更为适合。对于均匀性假设,可指出此假设意味着物体内部各物质点处均有相同的力学性能,所以材料属性可以是独立于物质点坐标的常数。尽管此假设对于金属材料在晶粒尺度上、对于某些包含颗粒或纤维组分的复合材料甚至在10 μm的尺度上不再成立,但在宏观尺度上仍可应用均匀性假设。对于各向同性假设,可指出其适用于大多数金属与高分子聚合物工程材料,但同时也存在大量不满足此假设的常见材料,典型如竹子、木材、连续纤维增强型复合材料单层板等。另外,还可举例说明宏观尺度上各向同性的材料在细观或介观尺度上并非各项同性。最后,应特别强调各向同性只是针对材料的弹性行为而言,并不包括强度,避免学生混淆概念。 二、优化课堂内容 现阶段我国高校中材料力学的教学进程大多沿著“直杆轴向拉压圆截面轴扭转直梁对称弯曲应力状态与强度理论组合变形”的主线展开,再附加压杆稳定与能量法有关内容;对于杆件的三种基本变形(拉压、扭转、弯曲),又多沿着“变形假设几何关系本构关系平衡条件应力公式变形公式”的顺序进行演绎推导。国内外多种教材的内容也基本按照上述思路编排或略加调整0-0。这种整体进程安排符合由浅入深、从易到难、循序渐进的一般教育原则,同时通过讲解杆件的三种基本变形问题,可加深学生对于材料力学中普遍采用的分析方法的理解与记忆。但是另一方面,这种传统安排的不足之处表现为教学内容重复性较大,且各部分之间的逻辑联系不够紧密,不利于学生在较短时间内掌握材料力学的核心内容0, 0,影响学习效率与积极性的提高。面对传统的教学进程安排、有限的课时(根据学生专业不同通常为64或48)与不断增长的对实际传授知识量的需求三者之间的矛盾,优化课堂内容显得十分必要。 1. 由于生活在信息时代、习惯于在若干目标间快速转移注意力的学生难以被包含较长逻辑链的数学推导过程长时间吸引,所以需要将传统的“连续式”教学过程变为“脉动式”教学过程,将每堂课所应覆盖的内容归纳划分为若干个知识点,每个知识点都包括设问形式的开头、具体内容讲解、为下一个知识点铺垫的结尾所构成。考虑到学生一般可持续集中注意力的最长时间约为10 分钟左右,每个知识点所需讲授时间在10~15 分钟左右为宜,这样一节时长45分钟的课程中即可安排3~4个知识点。 2. 对于杆件的基本变形,除按照现有教学顺序进行讲授之外,还可在每一种基本变形相关内容讲授完毕之后,沿“外力内力应力应变能量”的主线0重新演绎所学内容,使学生从不同角度观察分析问题,拓宽思路。在所有基本变形讲授完毕之后,应充分比较直杆在轴向拉压、扭转、弯曲时的分析方法与重要结论,并归纳提炼出共同特征,使学生从更高层次上整体理解与掌握课程内容。另外在不改变基本教学顺序的情况下,还可适量增加教材以外的内容,目的在于加强学生对于解决材料力学问题的一般方法的理解,不求艰深。例如,可利用推导直梁横力弯曲时平衡微分方程的微元法,推导直杆轴向拉压与圆截面轴扭转时的控制方程0,而后两者在现行教材中一般较少出现。 3.形形色色的有限元分析软件已经在工业界得到了大规模应用,而材料力学的知识又是掌握有限元软件使用方法的必要前提。为了培养学生的工程实践能力,同时加深对于材料力学所学内容的理解,可以在课程中增加有限元软件的简单介绍与实际操作模块,使学生具备利用ANSYS或者Abaqus解决简单材料力学问题的能力。 三、合理运用现代化教学手段 目前,以微软公司的PowerPoint(简称PPT)为代表的电子演示文稿已经成为各高校必不可少的多媒体教学手段。传统的以板书为主的教学模式中,授课教师需花费大量时间在黑板上写字绘图,期间背对学生,无法观察学生的反应,与学生的互动时间也会相应减少。而且板书的表现力有限,难以用生动的形式解释某些较难理解的概念。同时,以板书为主的教学模式要求授课教师对于在课堂上所要呈现的全部内容都烂熟于心,否则一旦记忆不牢,就有可能在面对空白的黑板时无从下手,致使教学效果大打折扣,而这也正是许多初上讲台的青年教师所要面对的问题。板书的弱项却是PPT的长项,若以PPT为主要教学手段,由于不用花费时间在黑板上写字绘图,授课教师可一直面对学生,便于师生互动,提高教学效率。另外,因为大部分讲授内容均已预先记录在PPT上,教师不用为偶尔忘记内容担心,实际上减轻了教师的负担。不过另一方面,PPT在展示数学推导过程方面也有自身的局限性,由于所有内容均为事先制作,缺乏根据需求临场改变的自由度,不便于教师根据学生的反馈而从多个角度解释部分推导过程。此外,较快的显示速度也不利于学生对于推导逻辑的理解消化,而高度集中的注意力也容易造成学生的疲劳。在这方面,板书的点显而易见,理论推导过程明晰,节奏适中,便于学生理解。因此,青年教师应合理结合传统板书与以PPT为代表的现代教学手段,利用自身熟悉多媒体素材与手段的优势,用大量可视化的内容解释材料力学中理论性较强、相对晦涩的概念;而在进行理论推导时,则依靠板书,详细讲解思路与每一步的依据,并结合学生的反馈,重复重点步骤,这样才能取得更好的教学效果。 智能手机是另一个可以利用的教学手段。尽管目前智能手机的滥用已经成为一个普遍存在的影响课堂教学效果的因素,但不可否认的是智能手机与互联网的结合的确大大加快了信息传播的速度,也大大方便了人与人之间的交流。正如大禹治水,堵不如疏,与其禁止学生在课堂上使用手机,不如引导其适度“正面”地使用手机或其他移动通信终端,使手机为提高课堂教学效果服务。 材料力学作为工学学科多个专业的一门重要的专业基础课,随着“卓越工程师教育培养计划”的实施与工程教育专业认证的推进,对这门经典力学课程的教学效果提出了更高的要求。作为从事材料力学教学工作的青年教师,在不改变现行教学体系的前提下,可充分发挥主观能动性与熟悉新兴教学方法与传播手段的优势,从讲好绪论课、优化课堂内容、合理运用现代化教学手段三个方面着手,精心打磨材料力学,使其在新形势下焕发生机,为培养适应时展要求的创新型工程技术人才作出自身的贡献。 材料力学论文:材料力学虚拟实验系统设计与实现 摘要:本论文Y合我校实验教学的实际情况,同时借助于材料力学理论知识,自主设计并开发了材料力学虚拟实验系统。材料力学模拟实验系统是一个基于web平台开发,采用B/S模式三层架构,通过J2EE、SQL等技术开发而来的一款网站系统,通过网页接入服务器方式,在客户端网页进行虚拟的材料力学模拟实验,从而替代或补充在现实世界进行的真实材料力学实验教学活动。该论文将详细分析材料力学虚拟系统的各种需求和特性,以及所需的各类技术支持,剖析材料力学模拟实验系统内部的逻辑实现。 关键词:虚拟实验系统 web 材料力学 1 引言 随着计算机的发展,计算机已经在日常各类教学活动中扮演着无可替代的角色,计算机的高效和智能解决了教学生活中许多重大或者难以解决的问题。计算机网络也继承了这些特性,同时,计算机网络比起计算机软件又拥有着许多特有的优点,比如计算机网络可以做到实时更新与维护,而且比计算机软件占用更少的资源,开发难度也大大降低。 虚拟实验是以计算机技术为基础的虚拟技术。早起仅在模拟电路中被提出。比如著名的电路模拟软件Labview便是虚拟实验系统的典型案例。在结构和力学领域,国内外采用有限元软件、结构设计软件、以及部分建造软件进行实验,但是,这一类软件主要是以分析和设计为主,但是在功能上,操作的流程和实验的现象展示往往很难满足实验教学的需要。 力学实验教学一直是力学教学中一个必不可少的组成部分,但是随着力学科学的发展,以及力学学科内部划分的纷繁复杂,力学实验器材种类特别繁多复杂,而且作为教学器材,数目巨大,且频繁使用增加了器材的损耗,这无疑大量增加了教学费用的开支。 本课题利用计算机网络所具有的特性,通过计算机web的开发,利用计算机网络技术,制作了一款解决现实世界材料力学实验教学所面临的各类问题的虚拟实验系统,通过网页接入的方式,非常方便快捷高效的将现实世界材料力学实验教学移植于网络平台。将所有教学活动网络化,将使材料力学实验教学变得非常低廉、高效和可持续。 2 系统结构概述 材料力学虚拟实验系统开发分为以下几个阶段完成。第一个阶段由材料力学教研室完成典型的实验项目和内容,为进一步开发提供理论保障;第二阶段由学习材料力学的学生提实验操作的实际要求,操作的简易程度;第三阶段由开发人员根据教师和学生提出的实验要求进行开发和推广。材料力学虚拟实验教学系统的总体设计目标为:(1)对已有的教学实验内容和项目进行有效分析、整理和完善。特别对影像照片、力学图纸、力学使用说明和操作流程等技术资料进行归档,为后期开发提供素材;(2)利用计算机虚拟技术,在线模拟实验的全过程,再现不同测试方法和实验现象,将该技术应用于本科实验教学的各个环节;(3)利用大型虚拟设备,并借助于虚拟现实技术再现实验外的典型应用和操作流程,用于本科生入学,其他专业学生和实验人员开展相关活动。 本系统主体是web网站,采用了B/S模式下的三层架构的实现模式和 JavaEE及相关技术进行界面开发,采用SQL数据库管理技术对信息进行高效安全管理。系统主要由三大功能模块组成:学生界面模块:主题是在线模拟实验模块,同时包含在线交流答疑、公告广播接收等辅助功能。教师界面模块:主要提供模拟实验的更新、公告广播的、学生档案管理等功能。数据库模块:主要是对各类信息数据的管理。 3 系统的需求分析 在力学虚拟实验系统中,系统需求分析主要分为三块,一块是学生端实现,一块是教师端实现,另一块为数据库实现。 3.1 学生端 学生端主要为虚拟实验的实现。系统的虚拟实验模块,虽然包含多个物理实验模型,但其基本技术原理相同,受文章篇幅的限制,本文将以拉伸实验为例介绍虚拟实验模块的原理。 3.2 学生端登陆 学生若要使用本系统,必须拥有已注册于服务器的账号,如若没有则需通过注册向服务器录入学生个人信息。注册将会对注册信息进行必要的合法性检查,其利用本地的JavaScript,通过后才会将个人信息录入服务器数据库中。登陆完成后即可进入学生端界面。 3.3 虚拟实验 虚拟实验界面中包含“实验大纲”、“实验指导”、“仪器试件”、“虚拟实验”、“实验报告”、“留言答疑”以及“我的信息”等板块。“实验大纲”、“实验指导”界面为收录的本次实验的原理教学和实验流程,“仪器试件”则通过图片形式展示本次实验所用到的各类仪器。学生用户可以通过浏览这些分类板块了解本次实验的原理、流程、目的以及实验要求等信息,达到实验前的教学目的。当学生充分理解实验后,就可以正式开始“虚拟实验”环节,这也是本系统核心功能模块。 “虚拟实验”环节开始后,系统会通过前提JS,一些复杂的实验则通过后台servlet和 javaBean,依据具体实验随机生成一定合理范围内的实验数据,并通过request或session对象传递给jsp页面。当完成以上实验步骤后,学生用户即可将虚拟实验所得数据代入具体公式计算得出实验结果,至此整个“虚拟实验”环节结束。 3.4 报告提交 当学生完成整体虚拟实验后,即可将整个实验流程和所得数据结果整理成报告,并通过网络上传提交与服务器数据库中,以备教师调阅或者学生自己查阅。同时系统也提供在线答疑功能,学生可将实验步骤中难以理解的环节通过邮件形式发予任课教师进行咨询,回复也以邮件形式发回学生邮箱中。 3.5 教师端 教师使用此系统也需要进行账号注册以及信息的验证,验证过程同学生模块,注册完成后将信息收录数据库中。教师模块的权限要高于学生模块,教师模块拥有整个系统的控制权限,教师可以通过教师端界面管理整个系统的数据库。 3.5.1 报告管理 当学生将实验报告提交于服务器数据库之后,教师即可通过“报告管理”模块查询到所需要调阅的报告。查询功能采用模糊搜索方式,可以根据 “名称”、“起始时间”、“结束时间”等条件对数据库中的报告进行检索。教师拥有对报告数据库表的更新管理权限,可以随时删减数据库中的报告文件,并且教师可以上传报告模版文件,供学生下载使用。 3.5.2 成绩管理 通过“成绩管理”模块,教师可以在线打开学生提交于报告数据库中的文件。在打开后的报告界面会出现“评分”选项,教师可以通过审阅学生提交的报告对学生虚拟实验的完成情况进行等级评定工作。当评定完成之后,评定的结果信息会被储存于服务器数据库中,对不及格的报告,教师可在“报告管理”模块将其删除。学生可在收到评定结果为“不合格”的消息后再次进行模拟实验并重新提交报告,直至评定结果为“合格”为止。教师也可在评定结果后再次进行修改,更改评定的结果。 同时,教师也可在此模块中进行检索,搜索出所有“合格”或“不合格”的学生信息及报告,并通过相应模块做后续的管理操作。 4 结语 本文通过详细的介绍,描述了材料力学虚拟系统的组成结构及工作流程,阐述了材料力学虚拟系统的优越性,以及对现实物理实验所面临的问题的解决策略,材料力学模拟系统极大减少了现实物理实验的人力财力支出,是对现实物理实验的强大补充和替代。 材料力学论文:材料力学在力学学科及工程实际中的应用 摘 要 材料力学是力学及机械、土木等相关专业的基础学科,其主要任务是研究杆状材料的强度、刚度和稳定性。本文重点探讨材料力学在其他力学学科,包括弹性力学、板壳力学及振动力学等学科中的应用。此外,还介绍了材料力学在工程实际中的应用。这不仅能深刻阐明学习材料力学课程的意义,还通过实例及工程背景来加深学生的印象,提高教学效率。 关键词 材料力学 弹性力学 板壳力学 振动力学 工程应用 0 引言 材料力学①是研究杆状材料的强度、刚度及稳定性的学科,也是力学、机械工程、土木工程等专业的必修课程。该学科的应用范围非常广,不仅能解决一些强度校核、稳定性验证问题,还与其他力学学科,例如弹性力学、②板壳力学③和振动力学④等的交叉非常普遍。此外,材料力学在工程实际和生活中的应用也非常多。本文就通过材料力学在力学学科及工程实际中的应用这两部分来进行说明。 1 材料力学在力学学科中的应用 1.1 材料力学在弹性力学中的应用 弹性力学是研究弹性体在外力作用、温度变化及支座沉陷等外部因素作用下产生的应力、应变、位移的一门学科。其研究对象、基本假设及研究方法与材料力学不同,且它的基本研究思路是基于平衡方程、物理方程和几何方程。其中,弹性力学中物理方程的推导与材料力学息息相关,如图1所示,根据广义胡克定律,容易得到 式(1)中,%l1,%l2和%l3分别是材料力学中的第一、第二及第三主应力,E和%e分别为弹性模量和泊松比。材料力学在弹性力学中的应用还有很多,例如平面应力问题和平面应变问题的区分、应力集中现象在弹性力学中的推广、圣维南原理、利用切应力来求解弹性力学问题等等,此处不再一一赘述。 1.2 材料力学在板壳力学中的应用 板壳力学是研究工程中的板壳结构在外力作用下的应力分布、变形规律和稳定性的学科。其主要研究内容为薄板弯曲理论以及经典解法、薄板稳定问题、薄壳一般理论。板壳问题的求解过程中,通常会用到材料力学挠曲线方程的微分关系,例如,1820 年,Navier 首先成功求解了均布荷载作用下的简支矩形板的挠度问题,如图2中,四边简支矩形板的边界条件为 其中,挠曲线的曲率等于0,即是利用了材料力学中简支端的弯矩M=0的概念。此外,该方法求解简支矩形板的挠度,还利用了材料力学中的力法及位移法建立方程,且最终得到板的最大挠度发生在矩形的中心位置,即=a,=b处,这也与材料力学中简支梁中心位置处挠度最大的概念相符。 1.3 材料力学在振动力学中的应用 振动力学是研究机械振动的运动学和动力学的一门学科。固有频率的计算,是振动研究重点关注的问题之一。而利用柔度法求解系统固有频率时,材料力学的应用可以让问题大为简化。如图3所示为一带有质量块的悬臂梁,为得到系统的固有频率,可以将梁等效为弹簧,列振动方程进行求解,然而该方法比较复杂。此处,可以根据材料力学中集中力作用下悬臂梁自由端的挠度公式得到梁的柔度,从而可以进一步得到系统的刚度和固有频率,让计算和推导过程简单化,基本计算过程如下: 类似地,还可以将材料力学中弯曲变形的概念应用于振动测试当中。如D4(a)、(b)表示用力锤法测试固支梁固有频率和阻尼比的振动测试实验及其原理图。其中,实验构件由四根两端固支梁和两块矩形钢板组成,用力锤敲击矩形板的侧面,测试出的系统固有频率即为四根固支梁的振动频率。将系统看成四根并联的弹簧,由材料力学知识,单根两端固支梁的刚度为: 其中,E为弹性模量,I为惯性矩,L为固支梁的长度,系统总刚度即为 = 48EI/L3,再根据 = ,即可求解出系统的理论固有频率,并将其与振动测试设备得到的固有频率相比较,便能验证该实验的精确性。 2 材料力学在工程实际中的应用 除了在弹性力学、振动力学等力学学科和专业课程以外,材料力学在工程实际和现实生活中的应用也非常广泛。例如,如图5利用有限元软件分析结构的强度,其中,材料的属性:包括弹性模量、泊松比等都需要参考材料力学的内容,且分析结果的正确性及其精度,也都可以通过材料力学的理论分析予以证明。在数控机床强度分析、大型自然通风冷却塔的优化设计中,通常会涉及材料力学的基本概念。 此外,如图6(a)所示,法国著名景点埃菲尔铁塔的形状,也可以利用材料力学中弯曲内力的概念予以解释。由于铁塔水平风向通常仅受到水平方向风力的作用,因此从单个方向上可以将其等效为悬臂梁受水平风载作用,其在均布载荷作用下的弯矩图如图6(b)所示。越靠近地面,弯矩越大,要保证结构的强度,对建筑物的尺寸要求就越高。再考虑塔身自重以及不同高度和不同季节情况下风速的差别等原因,才最终确定了埃菲尔铁塔的形状。巧妙利用了材料力学中弯矩的概念对建筑结构进行优化设计,这也是它与其他塔型建筑物的最显著区别。 最后,在日常生活中接触到的包装袋会有锯齿形状或者小孔裂缝,方便与人们撕开,这就用到了材料力学中小孔或者缝隙处会发生应力集中的现象。此外,在汽车、船舶等交通运输工具中,通常会有材料拼接,拼接处由于材料不同,刚度出现急剧变化,此时也会发生应力集中现象,因此,一味增加此处材料厚度往往会适得其反。这些也都是材料力学在工程实际或现实生活中的应用。 3 结束语 随着工业4.0概念的普及,高校教育越来越偏重于信息化、智能化,对学生的要求是理论联系实际、知识用于实践。本文通过介绍材料力学在力学学科及工程实际中的应用,既可以激发学生对材料力学的兴趣、提高课程的教学效率,又能让学生真正了解材料力学的工程背景和实用价值。 材料力学论文:材料力学教改思考 摘 要 材料力学是工科类专业的一门重要技术基础课。本文从培养目标、教学内容、教学手段三方面出发对材料力学课程的教学改革进行了初步的探讨和思考,以期能够在今后的教学实践中培养出适合国家需要的多层次、多类别专业人才。 关键词 材料力学 教学内容 改革 材料力W是工科类专业的一门重要技术基础课,对航空航天类、土建类、机械类各专业显得尤其重要。材料力学课程的任务是为解决工程实际问题(强度、刚度、稳定性)提供必要的理论基础。随着材料制造工艺的飞速发展及计算机技术的日益普及,传统的材料力学课程在教学方法和内容上需要改革调整。本文以下结合笔者所在高校的教学实践活动,对今后材料力学课程的改革进行了初步的探讨和思考,以期能够在新的历史时期下,培养出国家所需要的多层次、多类别的专业人才。 1 进一步明确培养人才的目标 目前,中国正处于快速发展阶段,急需大量的各行业人才,而培养人才的重任便落在各种高校身上。中国有几百所工科大学,但每所高校培养人才的方式不一样,其中绝大多数高校是以培养应用型人才为主,少数高校是以培养研究性人才为主。以培养应用型人才为主要目标的高校,学生毕业后绝大多数都流入了生产型企业,他们主要从事相关产品的研发和设计工作,是产品生产过程中的中坚力量。而以培养研究型人才为主要目标的高校,学生毕业后有相当一部分会流入研究所和设计研究院,主要从事以技术创新为主的研究和深度研发工作,是产品研发阶段的创新型人才。培养技术应用型人才的高校,应侧重教会学生如何“用”的问题。而对于培养研究性人才的高校,更为重要的是告诉学生“为什么是这样”的问题。所以,首先应该根据学校自身的定位,明确学生的培养目标,从而合理组织教学内容。其次,应根据不同的专业设置来明确教学内容。 材料力学是力学、航空、航天、机械、动力、土木、水利等专业的一门重要专业基础科,而且是一门理论性很强的学科,其包含的公式,定理,思维方式,建模思路等对于各行业的产品研发,创新发展,优化问题等方面起到很大帮助作用。不同专业对材料力学课程所要求的深度、广度和侧重点有所不同。所以,必须根据不同的专业设置,来安排和组织教学。在但无论培养什么样的学生和什么专业的学生,都应注重学生分析问题的能力和解决问题能力的培养,另外也应注重学生的创新能力的培养。 2 教材内容与时俱进 传统的材料力学课程主要以宏观尺度的一维杆件为研究对象,在教学内容上先安排讲授杆件的四种基本变形形式及对应的强、刚度问题,在此之后讲授组合变形并通过引入应力状态的概念引出组合变形模式下的强度问题,最后安排讲授压杆的稳定性问题。以上讲授内容,自上世纪八十年代中后期就已经成型,到30年后的今天仍然是材料力学的核心讲授内容。这样的教学方式和考查形式着重培养学生学习材料力学中的定理,理论和研究方法,然后解决一些传统的问题,然而这并不利于培养学生的创新能力,与我国快速发展的现状越来越不适应。因此,使教材内容适应国家发展是很重要的。 随着科学技术的不断发展,材料制造工艺水平的不断提高及新材料的不断涌现,对材料力学这门“成熟”的课程提出了全新的力学问题。如何在传统的材料力学课程中适度、适时地反映这些全新的课题和进展是十分必要的。特别是近年来有限元思想的快速发展,这对材料力学的学习和教学有了很大影响,在研究工程变形和静定结构的基本变形中,有限元思想更是突出了它的便利之处。另外,随着新的交叉学科的不断涌现,传统材料力学中的一些结论和分析方法,也已在其他一些学科中得到了具体应用。但是,这种全新的应用并没有在传统的材料力学课程中得到体现。因此,在当前学科交叉日益密集的趋势下,如何对传统的材料力学内容进行安排和重组,以反映这种学科间的交叉和渗透也是十分必要的。 传统的材料力学内容已不能满足现代工程技术的发展,这并不是说要舍弃那些传统内容,而是要保留核心内容,并加入一些新的思维方法,重组教学内容,优化课程体系,以达到完善教材,适应时展的效果。这不仅可以激发学生的学习积极性,还可以提高学生的创新能力,提高学生解决问题的能力,并有利于高校培养专业的人才,满足国家的需求。因此,教学内容与时俱进势在必行。 3 完善教学手段 目前,随着计算机技术的飞速发展,利用计算机的计算能力来解决实际工程问题以成为当前的一种主流趋势。计算机的普遍使用,也为材料力学课程教学方法提供了很大发展空间,老师应该利用学生对计算机的兴趣,合理使用计算机辅助教学,不仅可以提高信息的输送和表达,而且还能激发学生的学习热情和创造性。另外,利用多媒体教学,还能加深学生对材料力学基本概念的理解,相应的提高了学生解决问题的能力,计算机教学方式是传统教学手段的有力补充。还有一些大型的商业有限元软件,尤其是ANSYS软件早已被用来进行结构的强度计算。很多工科院校也已经将ANSYS作为本科生或研究生的一门必修课程,通常都安排在材料力学课程之后学习。但是,在讲授材料力学的过程中,也应该充分利用ANSYS直观形象的图形显示能力和强大的计算分析优势,来演示材料力学课程中的一些重要结论和验证一些主要假设的合理性问题。举例来说,在学习梁的弯曲变形时,采取了平截面假设,也就是说当梁发生弯曲变形的时候,变形前原为平面的梁的横截面变形后任保持为平面,且仍然垂直于变形后的梁的轴线。①这一假设的实质是忽略了剪应力对梁弯曲变形的影响,而且仅对长高比较大的梁( 5)近似成立。 在教学过程中,一般仅是定性的告诉学生这一结论。利用ANSYS软件,通过不同的单元选择,比如可以利用Timoshenko梁单元,二维实体单元和三维实体单元,具体形象地展示不同单元的数值结果,从而定量的告诉学生这一假设合理性及适用性的问题。此外,另外一款数学软件Matlab也因其强大的分析和仿真功能,被广泛地应用于研究及教学领域。事实上,Matlab也早已被列为本科生的一门选修课。国内一些高校也开展了Matlab和材料力学课程相结合的一些有益探索和尝试,比如利用Matlab计算超静定机构的支反力及绘制挠曲线的形状等。②在材料力学课程中的把ANSYS,Matlab等仿真类软件引入到材料力学课程教学中来,不仅可以激发学生的学习兴趣,还可以加深学生对材料力学基本概念的理解,并有助于提高学生实际分析能力和解决问题能力的提高,为其将来更好更快地解决实际工程问题打下基础。因此,在今后的材料力学教学中,应该加大ANSYS,Matlab等软件的介绍,在更深的层次上和教学过程相结合。 在利用计算机辅助教学的同时,也应该注重加强学生进行材料力学试验,材料力学是一门理论性较强的学科。学生在学习基本概念和理论后,并不能完全理解,@就需要进行材料力学试验来加深学生对理论的理解,使理论与实践相结合。从简单的力学现象引出复杂的问题,通过理论的学习进而解决力学问题揭示力学原理,激发学生的学习热情,通过看得见、摸得着的实验可以加深学生对抽象概念的理解,提高学生的自主学习能力和创新能力。 最后,要完善教学课堂,老师在完成规定的教学内容后,应该不断鼓励学生乐于提出问题,并在课堂上解决,这不仅能激发学生的思考和发散思维,还能起到现学现用的作用,更能加深学生对基本概念的理解,提高学生解决问题的能力和创新能力。对于学有余力的学生,应该给他们一些力学问题,让他们合作解决,最后在课堂教学之余举行一个小竞赛,促使学生独立思考和钻研。这种教学方式不仅增强了学生自己查阅文献和书籍的能力,还提高他们的学习积极性,培养他们接受新知识、新思想的能力,在使学生独立思考的同时,也让学生意识到团队合作的重要性,加强了学生发现问题、解决问题的能力。总之,材料力学这门课程虽然是理论性学科,但是从课程理论学习、教学方式、课堂实验的创新等各个环节入手,并在各个过程中大胆创新,努力实践,最终可以提高教学质量,促进学生学习,提高学生创新能力,使学校培养出高素质,复合型人才,满足国家对工程性技术人才的需求。 4 结语 材料力学是工科类专业一门重要的技术基础课程,笔者作为工科类材料力学课程的一线授课教师,对材料力学课程今后的教学改革方向提出了以上几点思考和建议。为了培养出国家所需要的多层次、多类别的专业人才,在今后的教学工作中,只有明确了培养目标,不断改进教学方法、与时俱进地更新教学内容,才能使学校培养出的学生肩负起时代所赋予的责任。 材料力学论文:以学生为主体的启发式材料力学实验课程改革 [摘 要]材料力学是工科高等院校十分重要的专业基础课,涉及机械工程、土木工程、石油工程等许多专业。针对工科高等院校材料力学实验课程,提出以学生为主体的启发式课程组织方法以及相应的保障措施,打破传统的材料力学实验教学模式,能使学生真正形成从“被动”向“主动”,再由“主动”到“创新”的转变。 [关键词]材料力学;学生主体;启发式;方法与措施 材料力学是工科高等院校十分重要的专业基础课,涉及机械工程、土木工程、石油工程等许多专业。该课程的本质是探寻不同类型材料对于各种外力的承受能力以及内部变化,从而进一步分析各种材料的强度、刚度和稳定性。因此,在课堂理论教学的基础上,它非常强调与之对应的各种材料力学性能实验。良好的实验教学过程,不仅能够提高学生对基本理论知识的掌握,而且能够激发学生的学习兴趣,培养其分析和创新能力。 一、材料力学实验课程现状分析 当前的材料力学实验教学效果不尽如人意,总体而言存在以下几个方面的问题。1.教学模式单一。目前,材料力学实验教学均采用传统的教学模式,即教师讲解实验原理及实验过程,之后学生分组进行实验,最后填写统一的实验报告,获取实验成绩。2.学生参与度和积极性不高。由于缺乏对材料力学实验教学的认识,学生普遍存在不重视实验的问题。由于材料力学实验均为分组实验,每组成员2~8人不等,因此部分学生在实验过程中完全依赖同组其他同学,有些对于实验原理都不甚了解。3.缺乏质疑能力和创新意识。当前,高校学生的学习具有很强的惰性,一味地接受书本和教师传授的知识。在实验过程中,学生不会对实验的原理或者方法展开自己独立的思考或者提出疑问,更不会在现有实验的基础上进行更深层次的研究和创新。 二、材料力学实验课程的改革方法 针对以上问题,本文就材料力学实验课程提出以下改革思路。 (一)从被动“填鸭”式向学生主体式转变 当前,课程教学改革大力倡导以学生为中心,培养学生的学习能力、质疑能力以及创新能力。同样,对于材料实验课程,也需要从传统的以教师为主的教学模式,向以学生为主体的教学模式转变。具体实施办法为:充分发挥学生在材料力学实验课程中的主体作用,由学生自行分析材料力学实验原理、参照大纲制定实验方案、分配实验任务、操作仪器设备、获取试验结果、撰写实验报告等。在这一系列过程中,教师的身份要由从前的“讲师”转变为“导师”,即在学生遇到问题时以参与者的身份负责答疑解惑。同时,为督促和提高每一位学生对实验的参与度和积极性,在实验完成后,教师针对每一小组各随机选取一名成员作为汇报人,对实验原理、方法和结果等以前完全由教师讲授的内容进行讲解,该名成员汇报的得分,将成为本小组最终的实验成绩。这样不仅能够有效地促进小组成员之间的沟通和学习,而且能够很好地避免部分学生的惰性和依赖性。 (二)从表格式的实验报告向小论文的转变 传统的材料力学实验报告形式单一,学生在完成实验后,只需将实验结果逐一填入设计好的表格中即可。这样的实验报告不仅会在很大程度上限制学生的分析思考能力,而且非常容易出现相互抄袭的现象。为此,若能将格式固定的表格式实验报告转变为小论文的形式,将会从根本上解决这一问题。在材料力学实验小论文中,学生需要简述该实验的实验原理、制定实验方案的依据、人员组织、具体实施情况、实验结果以及本次实验所存在问题等。教师对小论文的评分也应从单纯地重视实验结果,变成对以上各方面内容的综合评判。对于实验结果不理想的学生,若能在小论文中正确地分析其原因,并且找出切实可行的解决方法,同样能够获得较好的实验成绩。 (三)基础实验与开放实验相结合 在当前高等院校大力倡导提高学生创新意识的大环境下,材料力学实验教学应进一步向基础实验与开放实验相结合的方向发展,为学生提供一个良好的实践平台,从而提高学生的思考、创新以及实际工程应用能力。开放实验的题目,可通过三种渠道获取。1.学生自拟。通常由3~5名学生形成实验小组,根据材料力学课堂理论教学和基础实验内容,结合自己的学习兴趣,拟定相应的开放实验题目。实验教师为学生提供所需的实验条件和相关理论指导,使其实验内容能够顺利实施。2.教师提供。以学生未来的职业和专业为导向,教师为学生提供2~3个开放实验题目供学生进行选择。例如,材料力学中的直梁弯曲正应力实验,其原理是直梁弯曲时,其表面粘贴的应变片产生电阻变化,由应变仪将信号放大并显示其应变情况。虽然学生在实验仪器准备充分的情况下,大都能够顺利地完成实验,但是很少有学生能够亲自动手粘贴应变片或者搭接电桥线路。因此,教师可以在此实验的基础上,提供相应的开放实验题目,给学生提供深入学习和实践的机会。3.研究生科研项目带动。工科高校研究生在完成科研项目时,通常需要进行相关的实验。例如,研究生利用力学实验室材料试验机进行PDC复合片压缩实验。在其实验过程中,可带领1~2名本科生开展相关实验工作。这样,不仅能够提高本科生的学习兴趣,培养其应用及创新的能力,而且能够为他们今后的学习或者研究工作奠定基础。 三、材料力学实验课程改革的保障措施 为了保证以上材料力学实验课程改革的顺利实施,需要做好相应的保障工作,具体而言包括以下方面。 (一)实验教师能力的提升 新的材料力学实验课程组织方法,突破了传统的教学模式,必然会为实验教师带来更多的挑战。实验教师自身的能力和素质,很大程度上决定了材料力学课程改革的效果。传统的材料力学实验教师只需根实验大纲和指导书按部就班地指导学生进行相应实验。然而改革后,实验教师更多的是扮演“导师”的角色,参与学生的实验,为其提供指导和帮助。这样,势必要求实验教师具有更深更广的专业基础知识,以及辅导各类型实验的综合能力。为此,对于现有材料力学实验教师而言,应当不断充实自己。对于学校来说,应当吸引更多有能力的优秀人才从事材料力学实验教学工作,并且提供有利的条件,加强其与其他开设相关课程的高校之间的交流和学习,让实验教师“走出去”,把好的思路和想法“引进来”。 (二)实验设备条件的保障 加强现有设备的维护和保养,并在此基础上,增加新的仪器、设备的投入。目前一些学校的材料力学实验设备,如静态应变仪、扭转试验机的年代都相对比较久远,已无法完全满足新的材料力学实验课程的需要。因此,对于有条件的学校,可购置一批先进的实验设备,以保证课程改革的需求。同时,在新的材料力学课程组织模式下,应把基础实验与开放实验相结合,各类型实验设备和实验室之间需要进一步加强协调与配合,制定相应的管理制度,这样才能保证材料力学实验课程改革的顺利开展。 (三)给予学生创新实践学分激励 在材料力学实验课程改革中,学生的主体地位,学生的积极性、主动性和创造性直接影响着新的实验课程的实施程度。只有充分调动学生的学习热情和积极性,才能从真正意义上打破传统教学模式,提高材料力学的实验教学水平。然而,当前大学生学习具有很强的惰性,只要与学分无关的事情就不愿意去做。作为学校,恰好可以利用学生的这一特点,采用创新实践学分激励的办法,对于材料力学基础实验后,成功完成相应开放实验的学生,给予额外的学分奖励,由此推动材料力学实验课程改革的顺利进行。 四、结语 打破常规实验教学模式,充分发挥学生的主体作用,提高学生的学习兴趣、培养学生的创新能力,是以学生为主导的启发式材料力学实验课程改革的关键。同时,需要从实验教师、实验O备等方面为改革的实施提供保障。本文所提出的材料力学实验课程改革方法,也能为其他相关实验课程的改革提供参考和思路。 材料力学论文:材料力学与结构力学课程的相互渗透与融合 【摘 要】本文通过材料力学和结构力学两门课程的对比,已完成教学上两门课程的融会贯通。 【关键词】材料力学;结构力学;融会贯通 0 前言 材料力学是许多工科专业的一门重要基础课,是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础、理论与实验相结合的课程,主要研究杆件在拉、压、扭、弯等基本变形以及组合变形形式下构件的强度、刚度以及稳定性的计算,而且还为结构力学、混凝土结构等课程奠定良好的基础。 结构力学则是力学以及土木工程等专业的更为重要的专业基础课程,是一门为设计实际工程结构提供理论依据和计算数据的课程。材料力学和结构力学这两门课程在土木工程专业中占有非常重要的地位,同时又是该专业硕士研究生的考试课程之一,课程中许多地方有着几乎相似的知识体系内容,但又因研究的结构体系的复杂程度不同而有差异,若能将两门课程深入研究,在讲解结构力学课程的同时将两门课程知识内容相互渗透与融合,完成课程间的衔接过渡、交叉与融合,完成在学习新的知识内容的同时又能进一步理解原有基础知识的内容,实现两门课程的融会贯通,从而可以取得良好地教学效果。 1 材料力学与结构力学课程的不同与相似之处 材料力学主要研究简单构件的强度、刚度以及稳定性的计算原理和方法而结构力学则是研究复杂构件体系相同方面的计算,所以结构力学要研究结构的几何组成分析。 材料力学是基础课程,它为更多的不同工科专业奠定基础,如机械设计与制造、材料成型、机械电子工程、土木工程、化工机械、轨道交通等众多专业都以此课程为基础,因此该课程内容涉及范围广泛,变形杆件的变形复杂,相应的不同变形下的内力以及位移计算复杂,甚至包括各种组合变形形式下的内力和位移计算,虽然构件体系简单,但变形复杂多样。因此不同变形形式下的内力、应力以及位移计算各有不同。 结构力学是工科专业的专业基础课程,只有少数专业开设结构力学课程,如:土木工程、桥梁隧道、水工工程等专业,由于它更注重于大型复杂结构体系在弯曲、剪切、拉压这三种变形形式下的强度、刚度以及稳定性的计算,相对于材料力学,涉及到的变形简单,基本不涉及组合变形的计算,相应的计算弯曲、剪切、拉压变形形势下的内力以及位移的方法则更加具体灵活,相应的方法也更加简单多样,所以应用结构力学的方法来解决材料力学的某些弯曲及拉压问题则显得非常简单,特别是材料力学中由于弯曲或拉压引起的位移计算尤为简单。 2 材料力学课程与结构力学课程的相互融通 材料力学课程是结构力学课程的基础,尽管材料力学所提供的各种计算方法与结构力学的方法相比显得较为麻烦,但如果没有这些最基础的方法的奠定,后面的方法在学习的过程中理解起来会有一定的难度。如在材料力学中所提供的计算位移的方法虽然很多:(1)变形位移比较法;(2)实功方程法;(3)挠曲线微分方程法;(4)叠加法;(5)能量法的卡氏第二定理,虽然方法很多,但这些方法更具基础性,分析和计算都较为繁琐,有些还有一定的局限性。而在结构力学课程中由变形体系虚功原理的虚功方程导出的计算位移的单位荷载法,则无论是任何因素引起的位移也无论变形体系的变形在什么变形范围都可以解决。特别是应用单位荷载法莫尔积分的图乘法可以较为轻松的解决线弹性范围内荷载作用下的位移计算问题。不仅如此,各种广义荷载因素如:温度变化、基础沉陷、材料收缩、制造误差等众多因素引起的位移计算都变得非常简单。如果能够掌握结构力学中杆系结构的内力计算,那么解决单个杆件的内力那也将易如反掌。所以学习好结构力W对更好的理解和掌握材料力学的教学内容起到很好的促进作用。只要老师在讲解结构力学的同时,与材料力学的知识内容相互结合并比较,就可以完成两门课程知识内容上的融会贯通,这样不仅可以提高学生的学习兴趣,还可以充分理解以往所学材料力学课程的知识内容,使得两门课程的知识内容衔接自然流畅,完成材料力学和结构力学两门课程的完美结合,知识内容的融会贯通。 材料力学论文:对比法在材料力学教学中的重要性及应用举例 【摘 要】材料力学作为土木工程及机电工程系学生重要的专业基础课程之一,其在基础力学教学中有着非常重要的位置,这部分内容学习的特点是需要记忆的知识点比较多比较散,学生记忆掌握起来比较困难,很多学生往往是课程开始兴趣十足,学到一半却兴趣尽失。那么如何在讲课中避免这种现象发生呢?本文从对比法在材力研究的问题、方法、公式及有关规律等几个方面的应用举例出发,阐述了对比法在材料力学教学中的重要性。 【关键词】材料力学;教学方法;对比法;应用举例 材料力学作为土木工程及机电工程系学生重要的专业基础课程之一,其在基础力学教学中有着非常重要的位置,这部分内容学习的特点是需要记忆的知识点比较多比较散,学生记忆掌握起来比较困难,因此,这部分内容对学生而言学习起来感觉比较头疼,往往是课程开始兴趣十足,学到一半却兴趣尽失。那么如何在讲课中避免这种现象发生呢?讲课中多采用对比法不失为一种行之有效的方法。 1 从材料力学中研究的问题上对比 材料力学主要研究地是件在各种基本变形及组合变形情况下的强度、刚度及稳定性计算问题,而研究强度、刚度及稳定性问题都从外力入手,然后研究其构件内部受力及内力图,进而进一步研究应力、变形及相应的强度刚度和稳定性条件,进行必要的强度、刚度和稳定性计算。从这些研究内容上看,每种变形研究地问题都是相同的,但是因为多数教材体系分章是以变形形式为主线进行的分章,从而使研究的问题相同这一特点变得不再明显,也即人为造成学生第一知觉是材料力学的内容比较多,知识点比较散。如果教师在讲完绪论后,讲授具体问题之前,能把研究的问题做个比较说明,那么学生就会对所要学习的能容有个比较清晰的认识,就会在教学过程中始终让学生感觉到材料力学的内容是形散神不散,从而达到学起来事半功倍的比较好的教学效果。 2 从研究方法上对比 首先,从大的方面看,强度计算和刚度计算方法是类似的,即强度计算和刚度计算都是从外力、内力计算、应力和变形计算入手,然后用工作应力和杆件变形量与各自许用值作比较建立一个不等式的强度和刚度条件,进而解决三种类似的问题,即强度和刚度校核问题,设计截面问题和确定许可载荷问题,所不同的只是强度条件与刚度条件中描述应力与描述变形的量所用的记号不同,计算公式不同,所以讲课时如能对这两部分的内容做个简单的比较说明则同样也可达到事半功倍的效果。 其次,从具体内力计算方法、正负规定、内力图作法和应力公式推导方法上看,各种变形下的内力计算基本方法都相同都是截面法,但截面法不是最好的方法,因此,在其基础上又总结出规律法,如求指定截面上的轴力、剪力和弯矩的规律法,规律法的具体规律虽各不相同,但规律的基本骨架基本相同,而各种内力的正负规定内力图的规定方法也都相同,即正负都是从微段变形情况出发规定各种内力正负,内力图都是平行杆轴的坐标表示界面位置,垂直杆轴的坐标表示内力,正的内力在位置坐标上负的在下(土木工程的弯矩正负规定除外)。除此以外,各种变形的应力公式推导方法也是相同的,即都是从观察试验入手,然后提出假设,再综合其变形几何关系、物力关系和静力学关系推导出具体公式,而且这种方法不仅仅是推导应力的专属,在求解超静定问题时同样是结合这三个方面进行的推导计算,所以由此可见,在材力教学中采用对方法的重要性。 3 公式和规律方面的对比 材力中除了研究问题和研究方法有相同之外,各种基本变形的应力公式、各种基本变形的变形公式及变形能公式及强度条件和刚度条件也都有着相似性,除此以外求各种内力的规律也是相似的,如果在讲课中能加以比较,使学生在比较中去记忆势必使记忆变的容易,这不仅可以避免记混淆,而且还可以起到温故知新、加深理解的目的从而也能达到事半功倍的教学效果。 综上所述,在材料力学教学中应用对比法不仅可以使研究问题和相关知识点变的清晰,让学生感觉到其形散神不散,也能让大量的公式和规律记忆起来不易混淆,使学习变的更容易,从而避免学生因内容繁杂、枯燥、难记而丧失浓厚的学习兴趣,激发学生自主学习热情,进而收到事半功倍的教学效果。 材料力学论文:探讨材料力学在水利水电工程中的应用 摘 要:伴随着近些年大型水利工程建设各种失败案例的发生,人们越来越清楚的认识到材料力学和水利水电工程中的重要作用,无论是水平水电工程强度的合格与否,或者是怎样选择更合适的材料,材料力学都提供了有效解决措施。本文从材料力学的应用原理入手,详细探讨了材料力学在水电工程中的实际应用情况,通过本文的研究,更好的表明了材料力学在水利水电工程中发挥的重要作用。 关键词:材料力学;水利水电工程;应用 在科学技术日渐发展的时代背景下,人们越来越重视管理的进步和科学技术的创新,在水利水电工程中也是如此。材料力学主要探索的是材料在外力条件下发生应变、应力、强度的变化以及对材料造成的破坏极限等,其被广泛的应用于生活的方方面面。无论是机械中的结构,还是生活中的食品包装,所有的物件都必须要满足其应有的强度、刚度以及稳定性,才能够真正的做到安全,可见材料力学的重要作用。那么,现将材料力学应用于水利水电工程中,能够有效的将水工建筑安全性和稳定性问题解决。 1 材料力学的应用原理 从力学材料变形的原理看,其结构为:R-S≥0,其中,S代表的是结构作用的效应量,R代表的是抗力。在具体应用中,除了要对一系列在和工况以及不利载荷组合条件下的变形进行计算之外,还需要构建变形和强度以及稳定性之间的函数式子。通过材料力学法,能够把不同载荷情形下的各个截面的压应力以及截面中心点的变形等等计算出来[1]。值得注意的是,由于在水利水电工程中,抗力R是有特别规定的,所以,在计算效应量S之后,便能够知道设计的合理与否。 2 材料力学在水利水电工程中的应用 2.1 材料力学在混凝土变形中得应用 首先,混凝土在绝对湿度以及恒温条件下,受到水化作用的影响而造成体积的变形,这种变形我们称之为自身体积的变形。它实际上是和水泥的用量、水泥的类型以及掺用混合料等有着直接联系的。膨胀性的自身体积变形,在混凝土结构降温时,对拉应力会产生补偿作用。从宏观层面看,自身提及的变形应该是比较均匀的,因而,它对由于室内外存在夭疃造成的温度应力是没有补偿作用的。 其次,混凝土的干湿变形。混凝土如果没有了水分的保证,便会产生收缩作用,而一旦吸入水分,则又会产生膨胀,而我们知道,在干湿度作用下造成的体积的变化便是我们所说的干湿变形,混凝土的内部温度状态会对环境的温度和导湿性等造成巨大的影响[2]。 再者,混凝土的温度变形,如果没有任何的约束,直接在温度变化作用下产生变形,则为自由温度变形,则怀中变形的公式是:。其中α所表示的是热膨胀的系数,它会对温度应力的数值产生直接的影响,所以,它是一个关键性的参数,不容忽视。 最后,混凝土的弹性变形,如果处于单向受力条件之下,它的应力以及应变之间会遵循这样的规律:,其中,E代表的是弹性模量。按照这样的规律,可以知道,如果应力不变,应变也随之不发生改变,但在现实情况中,却并不是这样。相关的研究也证明了应力不变的情况下,混凝土的应变会随着时间的增加而不断增加,这种现象我们称之为混凝土的徐变。 2.2 材料力学在混凝土实际应力计算中的应用 假设θ规定从x轴到外法线n上的逆时针转向的方位角θ是正向。那么,通过公示,我们可以得到: 从而,可以得出最大主应力以及最小主应力,其公式为: 那么,最大剪应力的公式为: 2.3 材料力学在建筑材料选择中的应用 2.3.1 预应力混凝土 预应力混凝土的结构主要指在结构承受到负荷之前,事先对它加压,使其在外荷作用的这一过程中,受到拉区混凝土内,从而形成压应力,以压应力将外载荷出现的拉应力抵消,当然,这一过程,必须要保证结构在使用的过程中,没有裂缝产生。 2.3.2 水利水电工程的构造设计 水利水电工程工件的构造设计中,材料力学主要是把固体作为研究对象,研究的内容则是构建受到拉力、剪力以及弯曲力等作用时,材料力学的性能。当然,对于不同的材料,其在这些外力作用下的材料力学性能也是各不相同的,所以,按照不同的力学性能,进行构件材料的选择就显得十分重要了。 首先,拉力,在受到拉力作用之下,构件的材料选择需要对构件内不由于拉压存在而造成的反向应力进行充分的考虑。钢材以其良好的抗拉压能力而成为了比较好的建筑材料。实际上,很多单一的材料或多或少都会体现出抗拉压的特点,如果将一系列具有不同性能的材料,通过复合作用混合在一起,从而使其变成力学性能好、物理化学性能优的复合材料。 其次,剪力以及弯曲变形力。当构建在弯曲变形力之下,会产生拉压应力,在扭曲变形和剪切作用之下,构件的横截面会产生剪应力,但是,两者之间是存在着巨大不同的。在剪力作用之下,构件的断面是不会有相对错动产生的,同时构件的表现局部会有应压力,因而在工作状态下,建筑的构建会发生扭转变形,这样一来,无论是构件的强度,还是刚度,都会被大大削弱,所以,在设计阶段,就应该尽量减少扭曲变形的出现,如果有可能,应该完全避免扭曲变形的产生。 综上所述,水利水电工程项目是一项重要的工程,它和我国的民生息息相关,是一项利国利民的特殊工程,所以,必须要对其引起足够的重视。而在科技日益进步的时代背景下,对材料力学的研究也将日渐深入,在今后的探索实践中,必然会涉及出安全性、可靠性更好,性能更好的水利工程,带动我国经济的更进一步发展。 材料力学论文:结构案例法在材料力学教学环节中的应用 摘要:建筑专业材料力学是重要的专业基础课程,是解决工程实际问题的前提,可是传统的教学模式及方法不能够很好地调动学生的积极性和创造性。针对这一突出问题,本文借助已有力学实验设备,利用各类不同构件让学生自由组合成不同结构案例来测定其在荷载组合作用下各杆件的力学性能,这样不仅能够让学生掌握材料力学的特性及实验方法,而且还能更好地培养学生的技能和创新意识与能力,以适应新时期大学生培养的要求和目的。 关键词:建筑力学;教学模式;结构案例;力学特性 一、前言 目前,大多数高校在进行材料力学课程教学环节中所采取的主要方式还是“教师在讲台讲授、学生在下面听课”的模式,有条件的高校还会以实验教学环节作为必要的补充,二者是相辅相成互为补充的。但这种教学方式和方法缺乏科学性,难以调动学生求知的积极性和创造性。特别是有时在实验过程中,有的实验项目学生往往不能人人亲自动手,甚至有的人只能演示实验后记下实验报告中所要求记录的数据。这样一来容易使得学生产生依赖性,对在实验过程中出现的其他实验现象和数据不记录分析,更不会总结和提问。这样就严重束缚了学生的自主性,阻碍了学生大胆探索和勇于创新的能力。 二、建筑力学结构案例法 所谓案例(case)也被称作实例,是来源于生产实践的。案例教学法是将生产实践中的实际工程实例为基础,将之应用在课堂教学中的一种教学方法。案例本质上就是提出一种决策的两难情境,没有特定的解决之道。在教学中,教师扮演着设计者和激励者的角色,鼓励学生积极参与讨论,而不是像传统教学模式传授教学法那样,教师扮演着传授知识者的角色,这样才能使教学变得更加生动和有趣[1,2]。而所谓材料力学结构案例法,其实质就是通过学生自己动手、自由组装来确定合理的结构模型形式,并且要求该结构模型必须要涵盖所要实现的实验教学内容和环节,从而使学生能够应用所学过的力学课程知识,达到自己设计结构形式、实验内容,已改以往被动接受学习的模式为主动求学的模式,这是传统力学教学模式改革的一种尝试。 培养创造型人才,大学生的创新能力是当下高等教育的首要任务,而创新型人才的健康成长则需要实实在在的创新实践。特别是对于建筑专业的学生而言,学生的创新灵感和智慧不会从书本和教师那里直接学到,教师通过对有工程意义和背景的实际案例来积累和探索实践过程,从点滴收获中逐渐领悟和感悟出来[3]。通过甄选适合本专业学生特点和教育要求的案例,展现创新实践的魅力,就能让学生们在探索实践中体验到研究的快乐,激发出无限创新的欲望[4]。因此,将材料结构案例教学法应用于建筑专业的材料力学教学环境中,可以改变传统的教学模式,激发学生的求知欲,提高材料力学课程的教学质量,从而最大限度地发挥学生的创造潜能,培养学生的创新能力和想象空间。通过自主学习、独立思考、创新思维、营造崇尚真知、追求真理的氛围,使学生能够综合应用所学的力学理论和知识,提高分析问题和解决问题的能力。加强理论与实践相结合,对提高学生的材料力学整体教学效果具有深远意义。材料力学结构案例教学法则是培养学生创新精神和实践能力的一个有效途径。 三、建筑结构案例分析 建筑专业材料力学课程是重要的专业基础课程是解决工程实际问题的前提,还涉及到与实践教学环节相互配合、相互补充。因其主干课程地位,实验教学的任务就不只是巩固理论知识,了解掌握力学检测技术和手段的问题,还应在力学理论的深化、运用、工程问题的认识等方面有所要求。而加强实践教学,提高创新能力,是高校人才培养模式改革的重点和难点。材料力学实验教学是涉及面较大的理工科专业的重要基础实践教学环节,加强和改进这一环节对巩固力学概念、加深理论认识、了解力学检测方法与检测技术、增强力学分析意识、提高力学分析能力具有重要意义。 1.传统材料力学实验教学。按照现行材料力学及其实验教学大纲中的要求,其主要包括金属材料的拉伸实验、弹性模量实验及电测试验等。传统的授课方式是在教师讲述完实验原理及方法后,让学生以小组为单位按照所讲述的实验步骤重复模仿进行实验,所得的实验结果基本相近,实验所写报告形式统一。这样讲授的好处在于学生只要按照固定的实验步骤进行操作就不会出现问题,结果不会有太大偏差;而不好之处在于学生无需认真动脑去思考,只要按照教师的要求去做就可以,对结果不会去追究其“怎么得到的”、“为什么会得到”。学生完全是一种“填鸭式”的被动受学模式,从而磨灭了学生的求知欲、探索精神和主观能动性,何谈学生的创新精神和创造性,因此有必要对这种教学方法进行改革。 2.材料力学案例分析。减少验证性、演示性实验,增加综合性、设计性实验是实验教学改革的重要方向。同样是上述的实验项目,如果能够选取一系列合理的建筑结构模型案例形式,使其涵盖所要求的实验内容。这样,学生通过自己设计、思考来组合不同的结构模型,而后通过不同的加载方式、不同的加载点和不同级别的载荷可以得到无穷的实验结果,这样极大地调动了学生的热情和积极性、造性和求知欲,改变其被动学习为主动学习。这种模式的好处还在于即使是同一种结构、同一种加载方法,其所得的结果也是不一样的,从而可以避免和杜绝学生的抄袭现象,使理论和实践得到统一。具体表现在:(1)能够组合搭接出多种结构构型,具有真正的设计功能;(2)各种构型具有实际的工程意义;(3)组合构件尽可能简单,组合搭接与拆解方便;(4)加载与测量方便,投入成本低。 本研究以秦皇岛协力科技有限公司研制的新型XL3418T系列材料力学多功能实验台为基础来进行研究。上课时将之稍加变动,即可进行教学大纲规定内容的多项实验,在保留了原有的基础实验上增加了由多根杆件搭接的桁架结构,横向压杆和组合梁组合的框架结构,桁架可任意组合拆卸。学生可以利用学过的理论力学和材料力学知识,根据自己的认识实践自行设计喜欢的结构类型,并根据不同阶段的实验教学目的设置加载方式,以实现拉伸、弹性模量、应变片的粘贴、弯曲正应力的测定等一系列实验。这样可以充分调动学生的积极性和创造性,实现变被动学习为主动学习,“从学未知”到“求未知”的转变。 学生根据事先设计好的桁架模型在实验台上进行组合,同时配上静态电阻应变仪、数据采集系统等实验设备便可实现对加载的整个过程实时采集和处理。这种实验装置和教学模式不适用于进行破坏性实验项目的研究及教学工作。 四、结论 培养创新能力既是培养适应社会需求的高质量人才的必然要求,也是一种全新的教育思想和理念,应该从那种单纯书院式的课堂教学方式中走出来,更多地和实践与工程相结合,让学生在“干”中“学”、在“学”中“干”。理论课教师没有必要讲得很系统、很完备,可以留下一些空间让学生自己去体验,适当地拿出部分学时给实验课无损理论课教学。 案例教学为学生提供了一个近乎真实的场景,缩短了教学与实践之间的距离。其成功之处在于教学内容针对性强、接近实践,缩小了学校培养目标与社会职业素质需求的距离,抓住了职业素质中最本质的因素。案例教学着眼于学生创造能力和分析问题、解决问题能力的发展。以教师为主导、以学生为主体的案例教学在不断循环中完成知识的更新或创新。加强案例教学的研究,对于创新人才的培养将具有重要的作用。 材料力学论文:ANSYS软件在材料力学教学中的应用研究 摘 要:ANSYS软件是材料力学中常用的基础性软件,同时也是世界上应用最为广泛的应用程序。在教学中应用ANSYS软件,可以凭借其自身强大的分析功能,将图形形象的显示出来,让学生对相关知识原理及现象有直观的了解,加深学生对知识的理解程度。本文就ANSYS软件在材料力学中的应用作简要阐述。 关键词:ANSYS软件;材料力学;应用研究 作为一款有源分析软件,ANSYS将多学科知识融于一体,包含了结构,电磁,流体,声学以及热等领域。在应用方面则涉及到了造船、生物、轻工、水利、能源等科学研究领域。通过软件应用方面可以看出,在相关领域知识学习具有一定的难度,如果单纯依靠教师用传统方式进行教授,在教学效果方面一定是差强人意。ANSYS软件应用其中,则可以起到一定的辅助作用,教学工作可以达到事半功倍的效果,学生学习质量也有了一定的保证。 1 材料力学教学现状及内容 (一)教学现状 材料力学科目自身的特点在于具有一定的抽象性,导致理论知识理解方面存在一定难度。教学工作安排不合理,教学时间没有从学生的理解能力以及应用能力方面考虑,学生没有充足的学习时间,教师在教学过程中为了在有效时间内完成相应的教学任务,在教学的方法上存在一定的不合理性,没有有效的调动学生参与学习的兴趣与热情。 (二)教学内容 材料力学中有几部分关键的知识难度较大,学生在理解的时候存在一定的问题。比如应力集中。所谓应力集中是指构件在受力的情况下,形状及外形发生了突变从而导致的局部范围内的应力显著增大。教材通常只给出了应力集中的影响因素,但对于在相关因素的影响下具体的系数却没有给出确定值,学生对于这一点知识未能深入理解。 2 ANSYS软件及有限元 ANSYS软件是由美国一名博士在1971年推出的,最早的版本仅仅提供了热分析及线性结构分析,其不足之处是只能在大型计算机运行,并且只是批处理程序。在上世纪70年代初期及后期有一定的发展,随着技术不断的进步,ANSYS软件的功能也越来越强大,为用户对某些问题进行深入的研究提供了帮助。有限元的发展有三个阶段,探索时期,独立发展时期,专家应用与其它软件相互补充,共同发展时期,并且呈现出了相应的趋势特征。 3 ANSYS软件特点 (一)处理能力强大 处理能力强大主要体现在四个方面,其一是建模,其二是网格划分,其三是参数设置,其四是与CAD无缝集成。网格划分主要有两种方式,自由与映射网格划分,对于不同的几何体而言,则有拖拉网格,层网格,局部细化。无缝集成方面,能够与多款件进行数据交换。 (二)加载求解 在ANSYS软件中,位移,温度,力等任何载荷可在任意几何体或有限元实体上,可以是数值,也可以是相关的函数。 (三)后期处理 对于利用ANSYS软件获得的数据,可以采用不同的方式进行输出,比如,图表,动画,此外还可以进行载荷叠加分析。 (四)开放性 开放性主要体现在与其它软件的有效对接,用户在开放的环境下可以根据自己的需要对软件进行相应扩充,对于边界条件,材料结构等可以由用户自定义。在不同类型的需求方面还可以进行二次开发。 ANSYS软件将自身技术与相关软件有效的结合在一起,自带的语言可以进行二次开发。比如用户可以在CAD中建模,然后通过接口将数据导入到ANSYS软件中进行相关计算。也可以用程序自带语言建模,计算,此时采用的是命令流的方式。 4 分析步骤 ANSYS软件分析步骤主要有三个方面。首先是模型创建,包含读入或创建模型,定义属性,以及网格划分。其次是施加载荷及选项,条件设定并求解。最后一步是结果的分析及验证。 5 ANSYS软件在材料力学教学工作中的优势 (一)教学效果提升 材料力学首先是一门专业基础课,其次是将多专业知识集中于一体,主要研究内容是构件在力的作用下产生的变形,损坏,以及失效等存在的规律。教学内容涉及到公式多,逻辑性强,计算过程难度大,计算量大,如涉及到微积分等知识,学生对于知识的掌握及理解存在问题,对于教师而言,如何进行有效的教学是不得不思考的问题。 ANSYS软件针对问题进行建模,将数据转化为图象,从对人体大脑的刺激来看,视觉上的刺激更为有效,大脑对于信息的理解量更大,层次也更深。将抽象的知识变为具体,有效降低了学习难度。并且ANSYS软件教学是动画过程,学生对于知识以及相关原理的变化有清楚的认识,表现形式更加生动有趣,能够在一定程度上调动学生学习的热情和积极性,实现教学质量的提升。 (二)应用能力培养 材料力学理论知识的学习是为了更好的在实际工作中应用,单纯的理论教学不足以培养学生的实践应用能力。学生对于学习存在畏难情绪。ANSYS软件应用通过建模对实际情景进行模拟,学生在一种高度真实的环境下学习,无论是理解能力方面还是在实践能力的培养方面都有很大好处。 (三)增强探究性学习能力 ANSYS软件在生活中的应用非常广泛,学生有必要了解熟悉并掌握。学生动手的过程是为今后积累一定的经验,培养并提升其解决问题的能力,同时也为走向社会奠定基础。 6 实例探究 在对ANSYS软件有了基本的了解之后,可以结合具体的例子加深认识。比如ANSYS软件研究不同载荷下的悬臂梁。现假设有一悬臂梁,长、高、厚度分别是500,60,20。弹性模量为200GPa,泊松比为0.3。分别在载荷1500N及集中力偶230N・m发生横力与纯弯曲。 由左图可看出正应力在自由端附近为零,随截面位置左移,应力相应增大,最大值出现在固定端。在固定端处最上与最下分别存在最大拉应力,最大压应力,二者相等。 图3为载荷下的米塞斯应力图,左为集中载荷,右为集中力偶。结果与实际情况完全相符合。 7 结束语 本文对ANSYS软件相关方面进行了说明,立足于教学实际,从软件在教学工作中的优势以及目前材料力学教学现状作阐述。教师在教学工作中将软件教学作为教学工作的一个重点来抓,让学生通过自身动手实践,对书中知识及原理有自身的领悟,同时培养学生的专项技能。无论是从教师教学还是学生学习的角度来看,ANSYS软件应用都具有无可比拟的优势,是针对教学存在问题的有效解决途径。教师要重视,学生也要重视,学校更应该重视,从多方面为教学工作提供相应的保障。 材料力学论文:基于ANSYS软件在材料力学实验课程中的应用 摘 要:材料力学课程概念较多,知识比较抽象,学习起来难于理解,而ANSYS软件模拟分析能力很强,能够使相关知识变得更直观、形象,因此,可以实现两者的有效融合。文中运用ANSYS重点分析了拉伸实验中拉伸应力、应变及弯曲实验中梁的弯曲应力应变情况,展示了ANSYS与材料力学相关实验相结合的可操作性。 关键词:ANSYS 材料力学 拉伸 弯曲 1 材料力W课程实验特点 材料力学[1]对于机械专业而言是一门必修课,目前,“材料力学”课程中一些重要的内容,如拉压、扭转和弯曲变形,除课堂上多媒体教学外,通常依靠现有的实验条件进行验证性实验教学,而有时存在实验条件不具备的情况,这样就无法对相关知识进行实验验证,此时如果在实验教学中采用直观的图形显示,也可以将抽象的概念形象化,同时增强学生对结构的感性认识,培养较强的结构分析能力,因此,可以尝试引入ANSYS软件进行简单的建模计算,并将计算结果形象地展示给学生。 2 ANSYS软件应用特点 ANSYS软件[2]中分析计算模块包括结构分析,可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析,能形象、直观地显示结构的变形、位移及应力分布情况,同时还能以动画的形式展示结构从最初加载到最终变形的整个过程。 3 ANSYS在材料力学实验中应用实例 (1)拉伸实验。材料力学中的低碳钢拉伸试验[3]通常在实际中通过拉力机拉伸,宏观上可以观察到试样缩颈现象,在此,可采用ANSYS模拟,选用拉伸试样弹性模量为0.175e6,泊松比为0.3,密度为7.85 kg/m2。图1为材料拉伸变形的整体过程,其中a图为变形初始,b图为变形后期。 通过加载求解后,得出试样拉伸变形应力变化和应变变化如图2和图3所示。 (2)弯曲实验。材料力学中的弯曲实验[4]通常采用简支梁、悬臂梁等结构进行实验分析,该文采用简支梁进行分析,给梁沿长度方向施加均匀载荷10 kN,梁的横截面积1.5 mm2,转动惯量IZZ=0.28125,IYY=0.125。力的加载如图4所示。 通过ANSYS模拟,绘制出的剪力图、弯矩图分别如图5、图6所示,这样得出的结论和实际计算结果相一致。 4 结语 通过ANSYS对拉伸实验和弯曲实验的模拟,将其与材料力学课程教学有机结合起来,既发挥了计算机的数值计算功能,又与直观的图形显示功能相结合,使得学生更易于理解和掌握所授课程的抽象力学概念,培养了学生的兴趣,提升了学生的形象思维能力,拓宽了学生的视野,提高了教学质量和效率,同时也培养了学生的计算机应用能力,有助于学生运用软件进行实际工程实例分析,在一定程度上可以使学生理论联系实际,为以后的工作打下坚实的基础。 材料力学论文:6005铝合金材料力学性能研究 摘 要:采用万能材料试验机,对典型车用的6005铝合金材料进行准静态拉伸试验。输出载荷-变形量关系,获得应力-应变曲线,进而分析材料的弹性模量、极限强度、极限应变、屈服强度和延展率等力学性能。 关键词:6005铝材;准静态拉伸;应力-应变曲线;力学性能 1 概述 车辆用6005铝合金属于Al-Mg-Si系中等强度铝合金。由于其优良的挤压成形性、耐腐蚀性和良好的焊接性,在国外被广泛用于高速列车、地铁列车、双层列车和客货汽车车体所需的薄壁、中空的大型铝合金壁板型材以及其它工业用结构型材。在我国,铝合金大型材已研制成功并投入生产,随着我国交通运输业的发展,6005铝合金在高速、轻型铝合金列车和地铁列车以及轻型客货汽车上的应用必将越来越多[1-3]。 6005具有较高的工艺性能。万普华等人对6005铝合金试样进行了水淬和水淬并深冷处理,来观察金相组织、抗拉强度等对6005铝合金力学性能的影响[4]。张健等人利用热塑性试验研究了6005A铝合金的热裂纹敏感性[5],张大新等人将6005铝合金铸态试样和挤压制品试样在不同温度固溶加热后淬火处理,制备金相组织,用混合酸溶液侵蚀后在金相显微镜下观察金相组织[6]。 文章主要就6005铝合金材料的力学性能性能通过万能材料试验机开展了系统的实验研究。测定试件在准静态拉伸时,材料的应力应变曲线;提取加载曲线中的屈服点、强度极限;同时,测量实验前后试件实验段(即试件的标距段)的长度变化,算断裂伸长率和断面收缩率。 2 准静态拉伸试验 2.1 试件及仪器 运用Instron 5969标准电子万能拉伸试验机对6005铝材进行了准静态拉伸试验。试件参照GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分:室温试验方法》[7]制作。板状试件的尺寸示意图如图1所示。本试验采用比例试件,形状为板状,其厚度为4mm,平行长度为55mm,总长度128 mm。 2.2 试验结果 将试验试件在室温(10~35℃)环境下,试验试件及试验用夹头安装在试验机上,试件轴线应与力的作用线重合,将引伸计连接在试件上。试验机匀速进行拉伸,加载速率为10mm/min,测试试件在拉伸过程中的载荷-变形量的关系。针对横向切取和纵向切取材料,分别进行五次试验。试验过程如图2所示。 将试验结果绘制曲线,得到如图3所示的位移-载荷曲线。 名义应力可定义为?滓=F/A0,即载荷F除以原始截面积A0,而对应的名义应变可由?着=?驻L/L0计算得到,即伸长量?驻L除以原始标距L0。将结果绘制曲线,得到如图4所示的名义应力-名义应变曲线。 名义应力应变曲线并未真实地反映出材料随应变变化的关系,因而实际过程中的应力应变要进行相应的修正,需将实验所没测的名义应力与应变曲线转化为真应力真应变曲线。试验中采用引伸计,可直接测得拉伸过程中的应力和应变数据,绘制得到如图5所示的真实应力-真实应变曲线。 各次试验的结果如表1所示。 3 结束语 由准静态拉伸的位移-载荷曲线、名义应力-应变曲线、真实应力-应变曲线,得到以下几点结论:(1)相同应变情况下,真实应力略大于名义应力。分析可知,此现象符合实际。因为拉伸试验过程中,横截面发生收缩,小于初始横截面积,导致真实应力大于名义应力。(2)6005铝合金样件所能承受的最大拉伸力在2500-2750N范围内。(3)6005-T5的抗拉强度可达到260MPa,屈服强度约为230MPa,五次重复试验测得试件的延展率均为12.08%。 材料力学论文:创新材料力学实验的几点想法 摘要: 提出了目前材料力学实验教学中存在的几个问题,结合实际情况提出了几点创新,提出要更新传统材料力学实验教学模式,重视基础实验的延伸,按专业类单独设课,实行开放性实验和网上选课等创新方法。 关键词: 材料力学实验 创新 0引言 在《材料力学》科学发展史中,实验促进了材料力学理论的发展,同时由于材料力学的理论是建立在将真实材料理想化、实际构件典型化、公式推导假设化基础上的,他的结论是否正确以及能否在工程中应用,都只有通过实验验证才能确定。 1材料力学实验教学现状 1.1 材料力学实验教学水平落后实验教学一直处于理论教学的从属地位,试验方法单一,只注重拉伸、压缩、电测等几个基础实验教学。教学设备、内容方法陈旧,测试技术和手段落后,学生所学材料力学知识与工程实际不能同步,学习兴趣不大。材料力学实验大部分为基础实验。以材料拉伸压缩试验为例,课上只是对典型的塑性材料低碳钢和脆性材料铸铁做测试,一般只提供标准试件,能够测试出低碳钢弹性模量E、屈服强度?滓s、抗拉强度?滓b、延伸率?啄和断后伸缩率?鬃以及铸铁的抗拉压强度即可,测试要求比较简单,学生只是被动接受,很难有兴趣。 1.2 现有的材料力学实验教学指导书不能与新进的实验设备同步材料力学实验设备――特别是电测设备更新是比较快的,这样就要求实验教材必须与设备的更新同步。 1.3 学生对实验课的认识存在误区由于材料力学实验是非独立实验,实验成绩所占该门课程的总成绩比例较小,对期末成绩影响不大,形成了重理论、轻实验的思想。 材料力学实验大部分为分组验证试验,许多同学认为只要会做实验就可以了,甚至有些学生认为实验课上不上无所谓,实验报告的处理也是拿别人的数据照抄应付。 1.4 各学校的实验教学水平参差不齐一些学校由于投入等原因,可能连基本实验还难以保证。一些学校则开发了设计性、综合性、开放性的实验,以及相应的实验装置等。有些学校还开发了新的实验设备,并获得了具有自主知识产权的实验设备专利。这些都是近年来我国高等学校教育教学改革所取得的成果。 2实验教学的几点创新 2.1 授课中穿插力学史,激发学生兴趣比如在讲述电测实验时,可介绍电阻应变计测试技术起源于19世纪。1856年,W・汤姆逊(W・Thomson)对金属丝进行了拉伸试验,发现金属丝的应变与电阻的变化有一定的函数关系;惠斯登电桥可用来精确地测量这些电阻的变化。1938年,E・西门斯(E・Simmons)和A・鲁奇(A・Ruge)制出了第一批实用的纸基丝绕式电阻应变计。 2.2 重视基础实验的延伸以材料力学性能测试为例,可以使测试材料多样化,除碳钢、铸铁两种材料以外再提供塑料、铝合金、木材、玻璃等多种材料,有条件话,还可以使用各种新型材料。要求学生分别测试不同材料的性能指标,通过比较,自己得出结论。同种材料不同截面(圆截面、矩形截面等)、不同尺寸,让学生结合理论课知识自己测算标距,求出所有参数。通过这种脱离只提供标准试件的模式,使简单、枯燥的材料性能试验多样化,活泼化,可以让更多的学生动起手来,从而提高学生的实验兴趣。 弹性模量E和泊松比?滋分别在材料的拉伸试验和电测实验中测得。这两个参数的测试方法很简单,学生一般在老师讲授完后很容易就能测定出来,由于操作简单,学生做完实验后很容易忘记他们是如何测得的,也很少有学生去研究实验原理。在学完了电测实验后,可鼓励学生自己动手粘贴应变计,研究如何接桥,利用电阻应变仪把弹性模量E和泊松比?滋在拉伸试验机上测试出来。 2.3 更新传统材料力学实验教学模式,探索新的高效直观的教育方法实行传统教学与多媒体教学相结合的教育模式。该校工程力学实验中心从2007年开始在几位老师的精心努力下,开发了一套直观、形象的材料力学实验多媒体教学课件,在实验课板书教学中通过穿插多媒体课件,大大激发了学生对材料力学实验的兴趣。为了改变以往材料力学实验设备陈旧和测试手段落后的现状,从2002年开始在原有液压万能试验机的基础上,陆续引进了新型的电子万能试验机若干台;陆续淘汰了旧的、低效的电阻应变仪和配套组合装置,开始使用操作简单、自动化程度高、数据处理方便的电测仪器。 2.4 实行开放性实验和网上选课系统给学生充足的时间和空间,突破材料力学实验教学的传统方式,实现全面开放实验室,建立相对独立的实验教学体系,打破班级授课制,开发网上选课系统,让学生自己在网上选课,按分散式教学模式组织实验教学。全面开放实验室,调动学生的主观能动性,使每个学生都有动手操作机器的机会,提高仪器设备的使用率。同时实验室开放能最大限度地利用实验室资源,实验室开放后,学生自己选择实验项目,实验的频率和实验循环的节奏由学生自己调节,这使得实验室的容量大幅度提高,实验用房得到充分的利用。 2.5 加强实验室建设要更新观念、提高效率,抛弃固有、陈旧的管理模式,选拔一批爱岗敬业,有高度责任心和事业心的优秀青年来充实实验室队伍。重视实验教师的培训,多与国内外知名高校交流,提高实验教师的业务素质。 3总结 材料力学实验实验课是一门技术基础课,在工科院校中占有相当重要的位置。但是,受多种因素的影响,力学实验教学设备陈旧,内容枯燥乏味,学生难有兴趣。传统的材料力学实验内容远远达不到培养学生实验技能的目的,也跟不上科技发展的步伐。因此,对实验内容必须进行大胆的改革和创新。 材料力学论文:材料力学课程教学方法的实践 【摘要】本科阶段《材料力学》课程主要培养学生对简单杆件结构进行强度、刚度和稳定性进行分析的能力,是土木工程和道路桥梁与渡河工程等专业的一门重要专业基础课。针对实际课程教学中存在的问题,提出了一些改进措施。如适当引入前沿知识,激发学生求知欲和学习兴趣;恰当使用传统板书和多媒体授课方式;有效利用虚拟仿真技术;引入科技竞赛活动,培养学生的实践和创新能力等。实践证明上述措施有助于学生掌握相关知识。 【关键词】教学方法 教学手段 实践能力 创新能力 一、概述 《材料力学》是许多工科专业的专业基础课,我校的土木工程、道路桥梁与渡河工程、机械设计与制造、材料成型等专业均开设这门课程。它主要培养学生具备对简单杆件在外载荷下的强度、刚度和稳定性问题进行分析和设计的能力。对于土木工程专业而言,它还是一门承上启下的课程:《高等数学》和《理论力学》是它的先修课,而它又是《结构力学》、《钢结构设计》、《混凝土结构设计》、《弹性力学》和《组合结构设计原理》等课程的先修课。因此掌握好该门课程的基本概念和知识十分重要。但是该课程内容多、概念多并且相对抽象,同时还缺少足够的实践动手机会,因此一些学生反映该课程理论抽象、内容乏味,甚至少部分学生产生畏学现象[1]。所以,需要进行多方面的教学改革,以期达到预定的学习效果。近年来,在实际教学中进行了一些教学方法的改革和实践,取得了一定效果。 二、激发学习兴趣 好奇心和兴趣对于学生学习效果有决定性的作用,培养学生的实际工程应用能力和创新能力需要培养学生对科学的兴趣[2]。因此在实际教学过程中需要不断激发学生的好奇心和兴趣。主要采取的措施是适当引入前沿知识和身边的力学知识和案例。如在绪论课中介绍近年来我国和其他国家的典型的建筑物和道路桥梁等。同时从其他专业相关的国际权威期刊上检索相关文献,通过多媒体介绍其他相关专业中材料力学知识的一些应用,如展示Journal of Biomechanics杂志上检索到的膝关节置换术中需要解决的生物材料力学性能测试的问题;展示Journal of Biomechanics和Journal of Mechanical Science and Technology中检索到的关于鞋子设计中的材料选择和鞋底外形设计的问题;展示International Journal of Mechanical Engineering检索到的齿轮齿形设计和优化的材料强度问题;展示Ocean Engineering中关于海洋石油钻井平台的强度和刚度设计问题;展示Engineering Failure Analysis中关于大型矿用自卸车车轴断裂的分析。同时,结合时事介绍材料力学所研究的一些问题,如天宫二号发射时,介绍卫星发射塔及周边建筑物在面临强动载和高温时所面临的强度和刚度问题,介绍空间站在太空中所面临的恶劣环境及遭受空间碎片超高速撞击时的强度问题。这些内容的适当增加一方面可极大激发同学的好奇心和学习兴趣;另一方面也能拓展同学的眼界,这些知识也将告诉学生将来读研究生时也可选择其他相关专业。 三、合理使用传统板书和多媒体授课 过去的课堂教学手段主要是板书,这种授课方式对《材料力学》这种概念多和理论公式推导多的课程比较有效。其优点是学生和教师共同思考同一个问题,学生能紧紧跟随教师的思路和节奏[3],教师边板书、边讲解、边推导、边启发和边提问,而学生则眼、耳、口和脑并用,这样可形成多维印象和刺激,就有利于学生掌握相关知识。但传统的板书也面临一些挑战:(1)展示复杂的变形形式时耗时较多,如实心圆柱在扭转载荷作用下的变形以及任意位置切应变的计算和推导需要画出较复杂的图形。(2)该课程的工程实践性较强,板书时无法有效传递实际工程的相关信息。而这两个缺点恰恰可以通过多媒体教学进行弥补。这种教学方式的展现能力强,信息传递量大,可以创造生动和逼真的教学氛围,激发学习兴趣。因此,涉及复杂图形特别是变形图的绘制以及变形过程的展示时可以借助多媒体技术进行授课,同时需要结合工程背景时也可通过多媒体展示。 四、有效利用虚拟仿真技术 《材料力学》是一门与工程实践密切联系的学科,因此安排有试验课程。但为使学生达到预期的学习效果,试验课通常安排在理论课讲授相关内容之后进行。但这样带来的一个问题是理论课堂上部分学生对相关知识理解不到位。比如讲授低碳钢在单向拉伸载荷下的力学性能时需要讲解径缩并计算应变值,应变值通过引伸计测得的伸长量除以原始标距段长度得到。但这种单向拉伸试验应变值的计算是建立在均匀变形的基础上的,而径缩后材料的变形在标距段内已不再均匀,因此径缩后按原公式计算得到的值理论上已不能再叫作应变。仅凭讲课和图片展示有时不足以让学生理解透彻,这时可以利用有限元计算提前完成单向拉伸试验的仿真,并展示其变形过程及变形过程中应变的分布,这样就能直观地讲解径缩,并清晰地展示径缩前后应变的分布情况。 另外,部分变形形式较复杂和抽象,部分学生无法深刻理解和掌握。如扭转载荷作用下实心圆柱的切应变分布,部分同学不能理解切应变随半径的线性变化。这时可以建立实习圆柱扭转的三维有限元模型,施加扭角,然后在后处理时显示标距段内3/4横截面的应变分布,这样便可以清楚展示应变的分布情况,易于学生深刻理解和掌握该知识点。 五、引入科技竞赛活动 《材料力学》是一门理论课程,但它来源于工程又服务于工程,在培养学生逐步建立工程概念和逐渐形成解决实际工程问题能力方面有着十分重要的作用。但对于一般和新建本科院校而言,通常缺少充足的实践锻炼机会和试验设备。近年来,科技竞赛活动渐多,如省级结构建模大赛、中南地区结构建模大赛等。在这些竞赛活动中需要设计和制作出屋盖、塔式建筑、桥梁、输电塔、广告牌支撑结构等。通过这些竞赛,学生需要确定具体的分析对象,通过检索文献资料和力学分析确定初步结构形式,完成制作,进行加载和多轮优化等,这对于巩固理论知识,培养实践能力和创新意识具有重要意义。为让更多同学参与这种活动,在学校层面设计了“挑战杯”竞赛活动,并将这种竞赛活动纳入《材料力学》课堂教学,在成绩评定中计入该项成绩。 六、结语 《材料力学》是一门重要的专业基础课,又能直接服务工程实际,但内容相对多且枯燥。因此在教学过程中,要注重激发学生的学习兴趣;合理使用传统板书和多媒体技术进行授课;在相关知识的讲授时可以采用虚拟仿真技术增加直观性,以便于学生理解和掌握;同时,还要重视科技竞赛活动对于巩固理论知识、培养学生实践能力和创新意识方面的作用。
包装工程论文:包装工程卓越工程师培养的课程体系研究 【摘 要】“卓越工程师教育培养计划”改革了工程教育人才培养模式。本文阐述了包装卓越工程师计划的指导思想和培养目标,提出了包装卓越工程师计划的课程体系。 【关键词】卓越工程师教育培养计划;包装工程;课程体系 一、前言 截至2010年,我国开设工科专业的本科高校1003所,占本科高校总数的90%;高等工程教育的本科在校生达到371万人,研究生47万人[1]。但是,由于受教育观念、经费投入等因素的制约,我国的工科教育培养的人才重理论轻实践,导致我国工程人才质量在国际上的排名靠后[2],制约着我国社会经济的发展。为此,国家提出了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)。“卓越计划”将卓越工程师的培养分为本科、硕士和博士三个层次,改革和创新工程教育人才培养模式,创立了高校与行业企业联合培养人才的新机制。本文以本科层次包装工程专业卓越工程师培养为背景,探讨其课程体系建设的问题。 二、包装卓越工程师计划的指导思想 贯彻落实国家科教兴国和人才强国战略,树立包装工程教育要“面向工业界、面向未来、面向世界”的理念,以工业界各领域对包装工程技创新型人才的社会需求为导向,以国民经济发展各生产领域包装工程实际为背景,以保护产品、提高产品附加值、提升核心竞争力为目标的包装工程技术为主线,通过整合课程体系和加强校企联合培养,夯实理论基础,强化工程实践,着力提高学生的创新意识、工程意识、工程素质和工程实践能力,培养适应社会需求的具有综合素养和创新能力的新型包装工程人才。 三、包装卓越工程师计划的培养目标 包装工程专业培养适应社会主义现代化建设和未来社会与科技发展需要,德、智、体、美全面发展,知识、能力、素质协调统一,具有解决实际问题能力的包装工程应用技术人才。本专业培养的学生具有扎实的自然科学基础知识、较好的管理科学、人文社会科学基础,具备扎实的包装工程基础理论与相关设计与艺术知识,具有现代包装设计、包装制造技术,包装技术研究与开发,包装生产与管理等工作能力。毕业生能在各类与包装相关的企业、科研机构、外贸、商检、商品生产和物流等部门的产品包装领域从事包装系统设计、包装材料选用、包装工艺设计、产品质量检测、管理与研发等工作。 结合卓越工程师的培养目标,包装工程专业卓越工程师应培养以下能力[3]:①具有良好的包装工程职业道德和人文科学素养;②具有良好的质量、环境、职业健康、安全和服务意识;③具有从事包装工程工作所需的各学科的知识;④掌握扎实的包装工程基础知识,具有设计包装容器、制订包装工艺、设计包装机械的能力;⑤了解包装工程专业领域的技术标准,相关行业的政策、法律和法规;⑥具有良好的学习能力;⑦具有较强的解决包装工程实际问题的能力,能够参与生产及运作系统的设计,并具有运行和维护能力;⑧具有较强的创新意识以及进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力;⑨具有较强的组织管理、交流沟通、环境适应和团队合作能力;⑩具有应对危机与突发事件的初步能力;具有一定的国际视野和跨文化环境下的交流、竞争与合作的初步能力。 四、包装卓越工程师计划的课程体系 根据包装工程卓越工程师的培养目标,结合我校实际,包装工程课程设置采用“通识教育模块”、“专业教育模块”、“集中实践教学模块”、“素质拓展第二课堂教育模块”的课程体系。 (一)通识教育模块 通识教育模块包括思想政治理论课、大学英语、计算机、语文、大学数学、大学物理、体育、文化素质课。文化素质课对提高工科学生的人文素养是非常重要的,包装工程专业学生文化素质课选修主要以人文艺术、社会科学、语言和心理健康类课程为主,应选修至少4门课程。通过加强文学、历史、哲学、艺术等人文科学教育,提高工科大学生的文化品位和文化素养。 (二)专业教育模块 专业教育模块由学科基础课、专业核心课和专业选修课三部分组成。学科基础课和专业核心课以专业为主线,强化专业基础知识的教学,使学生具备扎实的专业基础知识;专业选修课程以社会人才需求为引导,培养学生具备本专业领域和专业方向所必须的专业知识,能综合应用所学知识解决工程技术问题,同时使学生了解本专业领域和方向的最新成果和技术发展方向。 学科基础课包括工程图学、工程力学、机械设计基础、电工电子技术基础、计算机辅助绘图等。 专业核心课包括包装材料学、包装工艺学、包装结构设计、包装应用力学、运输包装、包装机械、包装印刷技术和包装装潢与造型设计等8门。 专业选修课根据专业方向设置,大致包括包装工程概论(双语)、包装平面图形图像处理技术、包装计算机辅助设计、包装系统自动控制原理、包装管理、包装测试与标准、绿色包装、现代物流包装设计、销售包装技术、防伪包装技术、食品药品包装技术等课程。 (三)集中实践教学模块 实践教学的目的是提高学生的实践能力和创新精神,应着重培养实验技能,工艺操作能力,工程设计能力,科学研究能力,创新能力,社会实践能力等。实践教学体系包括:①课程教学中的实验教学环节,如工程力学实验;②独立设置的实验课、实训课、课程实习、专业实习、课程设计、工程设计、科技训练、综合论文训练等多种形式;③企业在岗实习。 “卓越计划”本科阶段采用“本科3+1”培养模式[4],在校学习时间3年,在企业实习时间累计为1年。根据我校实际情况,包装工程卓越工程师的1年企业实习阶段包括以下几个阶段:①认知实习(1周)。学生到包装企业现场感受企业的设计、开发、加工制造等的工程实施流程,了解企业概况和企业文化,增强对企业的认知和认同。②生产实习(4周)。生产实习可以加深学生对已学的包装专业课程的理解,为后面的教学环节打下良好的基础。③寒暑假社会实践(12周)。学生利用寒暑假到包装企业带薪实习,锻炼学生在某一具体的工作岗位上的实践能力,如纸箱生产质量检测岗位等。④带任务实习(4周)。在企业和学校老师的共同指导下,根据企业实际情况,确定某一产品的完整包装解决方案,如选材、结构设计、加工制造工艺设计、运输方案设计等。⑤包装工程技能实训(8周)。建立企业生产概念,确定企业导师,通过跟班倒班实习,掌握包装工艺流程、技术规程、设备操作方法等操作技能。⑥毕业实习及毕业设计(20周)。毕业设计要求结合包装企业实际项目, 真刀真枪地做。毕业设计必须是包装企业应用技术相关的工程型课题,毕业设计实施双导师制,由企业导师和学校导师共同指导。 (四)素质拓展第二课堂教育模块 通过 “36182”素质拓展工程,加强学生文化、社科、经济、法律等方面的人文底蕴。鼓励学生积极参加社会实践活动、各类学科知识竞赛、课外科技制作、参加教师科研项目、撰写论文等活动,努力提高学生的综合素质。 强化第二课堂教学,加强学生的综合能力训练。学生在一年级以“看”为主,读中外名著,养成读书习惯,陶冶高尚情操;二年级以“写”为主,写读书笔记,养成勤于思考的习惯,提高语言表达能力和文化修养;三、四年级以“听”、“用”为主,通过社会实践、专业活动策划等,深入工厂、农村和社会,将所学的知识运用于实践,服务于社会,培养创新精神和工程实践能力,养成密切联系群众、密切联系实际的工作作风。 五、结论 由于国家刚刚开始实施“卓越计划”,各个工科专业的培养方案还在摸索中,再加上包装工程专业涉及的行业和系统较多,所以本文的包装工程卓越工程师的培养计划为初步计划,其合理性和可行性有待进一步完善。 包装工程论文:包装工程实验室的现状与发展探讨 摘 要 结合国内包装工程实验室的特点和实际情况,分析包装实验室的现状与不足,提出改善我国包装工程实验室现状的建议:强化实验室管理和实验师资队伍建设,实现实验室开放式管理,创新实验室发展模式。 关键词 实验室;包装工程;师资队伍 包装工程作为一个新兴的、综合性的工程类专业,发展极为迅速,近年来国内很多院校相继开设了包装工程专业。实验室是实践教学和科研的重要基地,是学生提高实践和创新能力的重要场所,也是衡量高校教学质量和管理水平的重要标志之一。因此,如何解决和处理好各高校包装工程实验室在发展建设中反映出的问题和矛盾,完善和改革实验室管理体制,如何科学、规范地使用实验室,已成为实验室建设的重要组成部分。本文结合包装实验室的现状,就如何解决实验室建设方面的几个问题做初步探讨。 1 包装工程实验室现状及存在的问题 包装工程专业在国内经历了30多年的发展,每年为社会输送包装专业人才达3 000多人。由于包装工程专业与实践密切相连,各包装院校对包装工程实验室的建设都非常重视,但多数实验室依然存在一定的问题。 1.1 实验室管理不规范,规章制度不健全 实验室规章制度是实验室开展正常工作的依据,是仪器设备、实验耗材、安全操作及人员管理工作的准则,同时也反映了实验室各项工作的进展情况。很多实验室没有专人管理,责任分工不明确,没有完善的规章制度或者仅仅制定了规章制度而未能按照这些规章来实施,以至于造成管理的混乱。 1.2 实验室开放程度不够,利用效率不高 目前高校包装实验室多用于实验教学和教师的科学研究,未能对学生开放实验室,这样一方面使得实验室利用效率不高,造成实验室资源的浪费;另一方面因包装测试课程的实验多为验证性、演示性实验,多数学生在课堂上没有亲自动手的机会,不能独立使用仪器设备,这样也会影响学生通过实验学习包装专业知识的积极性。若能够在实验室开放制度范围内合理开放实验室,则可以提高学生学习的积极性。 1.3 缺乏高素质的实验技术人员,缺乏对仪器设备的维护意识 很多实验人员认为只要会使用仪器即可,缺乏对仪器的保养和维护等相关技能,对仪器设备的性质、规格、特点及使用方法缺乏足够的了解[1]。另外,某些实验人员敬业精神不强,不按操作规程使用仪器。例如,很多仪器开机以后要求预热一定的时间,但有些教师为了节省时间开机后就开始实验,这样不仅会导致实验数据不准确,甚至会影响仪器的使用寿命,造成仪器的损坏。有些实验技术人员在实验过程中基本操作不规范,对低值易耗品造成浪费。实验技术人员的知识体系跟不上时代的步伐,实验室管理的水平难以提高。 1.4 实验室用房紧张 包装工程专业是一个多学科交叉的边缘学科,融合材料、设计、运输、食品、印刷等多门学科的相关知识,研究领域涉及包装材料、包装结构、运输包装、包装设计、食品包装等。因此,包装工程实验室的仪器设备及实验材料要占用很大空间。而随着近年来高校的扩招,实验室资源也日趋紧张,设备及材料的摆放越来越拥挤,造成很大的安全隐患。同时一些大型的实验设备也无法进入实验室。 1.5 缺乏高尖端分析仪器 因为实验设备经费投入不足,目前国内高校的包装工程实验室多为普通的实验设备,包括:l)材料测试设备,如透气性测试仪、水蒸气透过率测试仪、耐折度仪、挺度测试仪、测厚仪等;2)产品和包装分析测试设备,如振动试验机、整箱抗压试验机及包装内气体分析仪等;3)包装设计及制作设备和软件,如盒型设计与打样系统、各类CAD/CAE/CAM软件系统等。而一些价格昂贵的或高端的进口分析仪器很少,如纸浆模塑成型机、万能材料试验机、跌落试验机、冲击试验机、高效液相色谱分析仪、气质联用仪、原子力学显微镜等[2-3]。随着社会的发展,科技的进步,实验内容和研究方向需要不断地优化和完善,同时也需要高端设备的支持。 2 发展包装工程实验室的建议 包装工程实验室存在或多或少的问题,只有不断地改进和提高实验室的建设和管理水平,规范实验室管理制度,才能更加充分有效地利用实验室,更好地为教学和科研服务,同时发挥学生的主动性和创造性。 2.1 健全实验室管理制度,加强实验室规范管理 在实验室管理上只有建立严格的实验室制度,才能真正做到有章可循,有据可依。应严格按照实验示范中心的标准进行实验室建设,健全各项规章制度。比如制定《学生实验守则》《实验室安全卫生管理制度》《实验室仪器设备管理制定》等专项管理制度,实验人员要严格按照制度规范使用实验室。要为每台设备制定悬挂《仪器设备操作规程》牌,避免对仪器造成损伤及一些不安全事件的发生。实验人员都要在《实验室使用情况记录本》上如实记录对仪器设备及低值易耗品的使用情况,对实验过程中仪器的损坏情况及时分析原因,明确责任,实施一定的赔偿制度,以增强师生节约和爱护公物的意识。实验室管理制度化可以改进实验人员的操作程序,提高实验室管理水平,提高检测工作的有效性,及时发现实验室管理中存在的问题并加以改进、完善,最大限度地发挥实验室功能。 包装工程论文:以课程建设促进包装工程创新创业型人才的培养 摘 要:培养具有自主创业意识和开拓创新能力的高素质应用型人才,是全面推进素质教育的重要目标。根据专业特色,以课程建设为平台,搭建科学合理的课程体系,强化实践教学内容,改革课堂教学方法,实现从注重知识传授向重视能力培养和素质提高的转变,培养具有创新能力和突出实践能力的创新应用型包装技术人才。 关键词:课程建设 人才培养 创新创业 1.引言 为探索适应我国经济社会发展需求的人才培养模式,培养满足市场需求的包装专业人才,根据学校定位,结合包装行业发展需要,遵循“宽口径、厚基础、重实践、有特色”的原则,按照“思想先进、目标明确、改革领先、师资优化、教学优秀、设备精良”的要求,结合当前包装行业和市场需求的特点和趋势,坚持知识、能力和素质协调发展,培养和提升本专业学生的综合素质。实现从注重知识传授向更加重视能力培养和素质提高的转变,培养既具有较强理论基础又兼具创新能力和突出实践能力的创新应用型包装技术人才。陕西科技大学包装工程专业在“理论教学与实践教学并重”的改革构想框架下,以加强思想文化素质为基础,培养具有自主创业意识和开拓创新能力的高素质应用型人才为目标,通过课程建设有效地带动了专业建设,取得了不少成绩:其中“包装工程”专业教学团队获得省级教学团队(2007年),“包装工程”专业获得国家级特色专业(2010年),陕西省名牌专业(2006年),以下是我们在人才培养模式改革实践中的一些具体方法。 2.人才培养方案改革模式 2.1课程体系建设 课程体系包括:通识课、专业课、选修课,以包装专业主干课程为主,以交叉学科(物流包装、包装印刷、包装装潢设计、电子商务等)课程的选修模块为辅,同时强化基础理论课程和实践环节。 通识课设置的目的在于引导学生培养良好的人格品质,在通识教育阶段在原有的政治理论课的基础上,加设科学、文化、艺术、公民与国家的关系、民主法治、职业规划、军事理论、时事评论等课程与讲座,培养学生高度的社会责任感、开放的思维态度、理性批判的精神、坚韧的性格品质等基本品质。 专业核心课程在结合生产实践、社会发展需求,并充分吸收国外一流大学相同学科专业课程精华的基础上确定;专业选修课则是在充分调研用人单位以及行业部门意见的基础上确定,以构建有利于学科交叉融合,形成厚基础、宽口径的课程体系。基础课加设了工程材料、有限元分析方法、控制工程基础、复变函数与积分变换等课程,专业课新增包装管理与法规、瓦楞纸箱成型与印刷、包装与环境、包装经济学、工厂设计等选修课,更新完善了课程体系。 2.2实践教学环节建设 瞄准国际前沿,紧跟产业发展动向,充分利用校企结合的资源优势,加强校内和校外两个实践教学与科研平台建设。 2.2.1完善校内实践教学体系的建设 建立健全了与新的人才培养方案相适应的实验体系,为学生在校内进行工程技能训练打下坚实硬件基础,通过电子实习、金工实习、生产实习、毕业实习四个实践环节,加强学生解决实际生产问题的能力,循序渐进的提高学生的创新能力及应用能力,逐步激发学生的自主性和创新性。我们建立了在西北地区比较先进的软包装材料测试实验室和运输包装测试实验室、包装工艺与设备实验室、包装结构设计实验室、包装印刷实验室、丝网印刷实验室、包装设计研究中心,增加了力学及材料综合实验、机械基础实验、包装结构设计实验、运输包装及测试综合实验、软包装材料综合实验、机械零部件测绘实验、包装印刷综合实验。课程设计增加了社会实践和工程设计内容,增加综合性实验、设计性实验比例,把实验课程内容的技术性、综合性和探索性结合起来,有效培养学生的实践能力和创新能力。 2.2.2积极进行校外实习基地、暑期社会实践基地建设 根据包装行业特点,把定点实习与参观实习相结合,让学生既能参与实际操作,又能开阔视野,了解各类包装技术和包装设备,培养了学生的工程实践能力,做到实践教学和能力训练不断线。 2.2.3理论教学与实践教学相补充 以卓越工程师培养计划为指导,增加实践性教学学时,适当削减课堂教学学时,确保在校实践教学时间不少于半年,力争企业实践教学的实践达到半年或以上,使得专业教学课堂实现第一课堂(教室)、第二课堂(实验室、实习基地)和第三课堂(社会)的有机结合。 2.2.4规范实践性教学环节 制定规章制度,保证实践性教学环节的实施与进行。完善实验室开放制度,进一步完善实践性教学环节的教学大纲、指导书、时间、任务、参加生产实践的记录报告、验收、评比总结等环节,保证实践性教学环节落到实处。强化毕业设计选题来源于生产实践的要求,同时建立学校、用人单位和行业部门共同参与学生考核评价的机制。 2.3课程教学方法的改革 培养具有创新型创业型的学生,首先就是要激发学生对专业的爱好和兴趣,课堂作为学生学习的第一场所,教师的课堂教学效果及引导力就显得尤为重要。我们建立了有效公平的竞争的机制和淘汰机制,充分发扬团队的传、帮、带作用,加强对中青年教师教学能力的培养、教学水平的提高以及学历的提高(“包装工程”专业教学团队2007年被评为省级普通高等学校教学团队)。 2.3.1教学方法,重视引导学生探究性学习、研究性学习,体现以学生为主体的教育理念,恰当充分地使用现代教育技术手段开展教学活动,激发学生学习兴趣、提高教学效果。 2.3.2形成完整的传统教材与网络教学、多媒体教学结合的教学体系,充分利用现代化的教学手段,构建共享型专业教学资源库。 2.3.3由于包装工程专业属于交叉学科,对教师的实践能力要求较高。针对这一特点,我们提出了“走出去,请进来”的方针,积极创造机会,选派教师到国内外高校、研究所、生产企业进修学习,对专业教师建立轮流定期培训的长效机制,以三年为周期,确保每位专业教师到包装企业培训3个月以上,以充实专业知识,更新教学内容,提高实践教学水平、科研工作能力、工程服务能力,更好地将教学与生产实际接轨。 2.3.4通过制度化的实践培训促进教师的知识更新与应用能力提升。在加强师资队伍建设的同时,将业内资深专家引入校内,通过兼职授课、实践指导、专题讲座、学术交流等方式,使师生更为便捷的接触和享受到各类型的行业资源,通过岗前培训夯实新进教师的教学基本功。 2.3.5课程改革与培育:全面改革现行高等院校课堂教学主要由教师承担的现状,采取由校内主讲教师讲解专业核心课程的基本概念、原理等,由国内外知名专家讲授现代工业所采用的最新技术,加大精品课程建设力度,实现使用多媒体教学的课程占专业课程总数的90%以上。 3.结语 培养创新创业人才是近年来对高校人才培养质量提出的新的更高要求,无论是创新还是创业,都必须利用高质量的人才培养方略才能实现。实践证明,注重专业特色,利用课程群构建符合社会需要的知识体系,是促进学科建设、加强人才培养的有效途径。 包装工程论文:浅谈广电行业舞台制景及包装工程内部审计 摘要:近年来,以歌唱类选秀节目和真人秀为代表的娱乐综艺持续火爆,成为各广电媒体比拼收视率和广告收入的主要战场之一,再加上原有的各类自办栏目、文艺晚会及大型专场活动,广电行业对舞美制景及包装的需求快速增长,相关成本在整体运营成本中的占比持续提高。如何在保证节目效果的前提下,控制舞美制景及包装工程成本已成为广电行业的重要关注点。结合本人近年来的工作体会,本文将对广电行业如何加强对舞美制景及包装工程的内部审计进行探讨。 关键词:广播电视行业;舞美制景及包装工程;内部审计 一、舞美制景及包装工程内部审计过程中遇到的困难 (一)舞美制景及包装工程的行业特性 舞美制景及包装工程不同与一般的基建装修,既有基建装修工程项目的普遍特点,又有广电行业的行业特性,其主要包括舞台搭建、灯光音响及显示屏布置、道具制作等项目,涉及舞美设计、施工、设备租赁、演职人员劳务等环节。内部审计人员在审计过程中,需对业务的预算、采购、施工、验收、回收处置等进行全程关注。由于舞美制景及包装工程的特殊性,内部审计人员在掌握审计、财务、工程造价知识的同时,还必须培养在美术、戏剧方面的艺术修养。种种因素给舞美制景及包装工程内部审计增加了难度。 (二)节目生产部门的不理解,对内部审计有抵触心理 节目生产部门缺乏对财务部门和审计部门的理解,经常出现抵触情绪。(1)在大型活动制作过程中,时间紧,任务重,需要协调方方面面的工作,有时候为了赶进度,节目生产部门可能出现操作的不规范,有意无意规避相关监督。(2)舞美制景及包装是一个艺术创作的过程,不管是前期设计还是现场执行,都有可能出现片面追求舞台效果,忽视成本效益的情况。 (三)外部因素的干扰 广电行业的常态性节目一般都有比较完整的年度计划及预算。但在实际执行过程中,不可避免的会出现各种突发情况,同时承接的各类政府临时活动也具有较大不确定性,这些给舞美制景及包装工程采购在程序上的合规性和工程执行过程的监督带来难题:(1)经常无法履行正常采购流程。公开招标或邀请招标需要较长时间,但因为各种突发情况,节目时间紧迫,经常需要采用特殊采购流程,不可避免的会出现采购流程的不规范,例如先开工后补办审批手续,缺少对工程项目的事前监管,可能导致工程造价成本过高以及发生采购舞弊的风险。(2)舞美制景及包装工程单项多,单个项目造价不高,制作使用时间短、变动大。从设计到验收往往在很短的时间内就要完成,道具等耗材更是需要根据节目需求进行随时制作及修改。内部审计部门要开展事前、事中审计监督,很可能跟不上节目生产的节奏。 二、如何开展舞美制景及包装工程内部审计 (一)对舞美制景及包装工程内部控制的审计评价 完善的内部控制有助于舞美制景及包装工程执行过程的合规、资产安全、节目制作效率和效果。内部审计中应加强对舞美制景及包装的事前立项、方案设计、项目采购、施工监督、项目验收、资产回收及处置、道具库管理等各内部控制关键点进行评价,确保对不相容岗位进行分离。 (二)对方案设计阶段的审计评价 关注项目设计阶段是否因片面追求舞台效果的高大上造成铺张浪费,是否存在因设计方案、图纸不够清晰造成施工阶段重复修改,产生资金和时间浪费的可能性。合理确认设计方案在保证节目质量和安全生产的前提下,尽可能节约成本,减少资源占用。 (三)对采购阶段的审计评价 关注是否严格按照政府采购相关规定,采用恰当的采购方式组织采购。对无法履行正常采购程序的项目,应提前做出预判,取得财政和主管部门同意后选择适合的采购程序。对特事特办的采购项目,内部审计部门应给予重点关注,尽可能在日后的施工阶段进行全程跟踪,并加强对工程结算的审计。 (四)对施工阶段的审计评价 在舞美制景及包装施工过程中,到施工现场实地跟踪,审查项目整体施工是否符合设计方案,施工工艺以及施工单位使用的材料在材质、尺寸规格等是否符合合同约定,对隐蔽部分进行重点审查,防止施工单位偷工减料,以次充好。关注工程签证是否合规合理,防止施工单位虚报工程量。审计部门尽可能督促施工问题在现场整改,减少发生安全隐患的可能性。 (五)对验收结算阶段的审计评价 参与归口管理部门组织的对舞美制景及包装工程的验收。关注项目实施效果是否达到设计方案的要求,是否完成工程量清单规定的事项,对不符合要求的工作量,督促归口管理部门从合同价款中予以扣除。结合验收对设计、采购进行评价,关注是否因设计、采购环节的问题造成浪费。 (六)对回收处置阶段的审计评价 关注节目完成后,归口办理部门是否对相关可重复使用的回收资源进行有效回收,对资金来源于财政的大中型项目是否按规定移交行政事业资产管理中心统一处置。 (七)对道具库的审计评价 关注道具库是否建立详细的出入库档案,审查道具和设备的质量是否完好。结合项目预算,可以要求优先选用道具库的道具和设备,避免重复采购造成浪费。 三、舞美制景及包装内部审计体会 (一)完善审计制度 目前的广电媒体大部分还处于事业单位的行列,审计制度的建立和完善相对于企业特别是上市公司来说还处于相对落后状态。但广电媒体在保障党政宣传任务的同时大多数都承担生产经营的任务,兼具事业单位和企业的双重属性。因此建立和完善审计制度,是广电行业内部审计的坚强后盾,有利于内部审计活动得到领导的重视和节目部门、财务部门、纪检监察部门等部门的理解和配合,实实在在的将内部审计的事前、事中、事后监督落到实处。 (二)加强审计知识和审计数据的积累 内部审计人员的素质是内部审计质量的重要保证,而舞美制景及包装工程审计是一项跨专业的审计,要求审计人员在巩固审计、财务知识的基础上,多学习工程造价方面的知识,对舞台构造、灯光、音响、显示屏、特种设备要多了解。在日常工作中,内部审计要建立审计数据库,对舞美制景及包装工程经常使用的材料的材质、用途、市场价格、供应商状况等进行归类整体,对地方造价部门的相关文件要充分学习,掌握相关工程定额和取费标准。 (三)重视对施工现场的了解 坐在办公室闭门造车是干不好审计的。舞美制景及包装是一种艺术创作行为,评价项目工作好坏的标准比较模糊。审计人员必须多跑施工现场,了解施工工序,多收集相关数据。只有清楚了解整个施工过程、施工所使用的材料、制作耗费的工时等基础数据,才有可能确定合理的审计评价依据。 (四)探索适合舞美制景及包装的评价体系 目前,地方性的广电媒体尤其是城市台,对大型活动的评价仍然停留在以收视率/收视份额为主导的评价体系,对于投入产出比的评价是否科学、合理方面的考虑不足。收视率/收听份额是目前广播电视行业广告收入的保障前提,但其高低受统计样本的选择,播出频道和播出时间的不同以及插播广告时长等原因的影响。简单的以收视率/收听份额作为主导考核指标,不能全面评价舞美制景及包装工程的经济性、效果性、效率性。因此如何建立科学的舞美制景及包装评价体系是一个需要讨论的问题。由于广电行业的特殊性,节目生产往往兼具社会效益和经济效益,对于社会效益很难找到适合的行业评价标准,但我们可以探索建立可行的评价体系来评价舞美制景及包装工程的经济效益,提高审计的质量和价值。 四、结束语 现阶段,新媒体对广电媒体的冲击越来越大,广电媒体在资本运作、互联网技术运用等方面已经处于落后地位,必须守住自身在节目内容生产方面的传统优势。在节目生产不断推陈出新的阶段,舞台置景及包装大投入的趋势不可避免,这就要求内部审计部门严把成本关,做到审计思维和审计方法的与时俱进,为广电的发展贡献力量。 (作者单位:厦门广播电视集团) 包装工程论文:多媒体信息时代包装工程专业《摄影》教学模式探究 摘 要:本文研究的关键问题在于运用多种手段的艺术实践,颠覆旧有的意识形态、教学观念和教学模式,如何通过摄影实践课程的改革,培养学生的创新思维和创新能力,培养学生的审美观点和审美素养是本课在教学实践中重点思考的问题。 关键词:摄影;实践;教学模式 摄影是一门科学、一门艺术,同时也是信息传播的一种重要手段,广泛应用于人类社会的各个领域。《摄影》对于包装工程专业来说是一门基础性学科,是继《艺术概论》、《美术基础》之后开设的一门专业课程。学生必须有一定的理论功底、绘画功底、造型能力和色彩审美表现能力的基础上开设的。同时它又与包装设计、广告设计、室内空间环境设计平行同步开设。摄影可以说是为所有视觉艺术搜集创作素材的最有效手段之一,对专业课的学习具有很大辅助作用。随着信息时代的发展,传统影像艺术逐步走向数字化,构成了全新的多媒体摄影艺术,形成了全新的创造手法和表现形式, 使得摄影课的目标定位、教学内容、实验室建设和实践教学环节等都发生了很大变化。 作为一门实践性、应用性很强的课程。摄影在教学时要重点强调实践教学环节。传统的摄影教学理论课程在教室进行,教师以传授为主,较多运用图片,对照相机各部位结构、功能、工作原理进行讲解,缺乏直观的操作展示, 学生学起来枯燥无味,导致教学效果较差;另一方面实践教学课程中,一般在摄影室、室外或企业中进行, 沿袭的是先理论后实践的教学方法, 由于时间上理论教学和实践教学的不同步, 理论与实践严重脱节,学生所学的专业理论知识遗忘较多,而不能应用于实训操作,最终导致技能训练效果差。从现实来看,教师对相机的使用、曝光的控制、暗房技术等基本原理在拍摄技法上的运用讲解较多,而忽视了实践教学中具有发展性和创造性的艺术性摄影。这造成了多数学生只能拍出技术性较强图像清楚的照片,而缺乏摄影的艺术价值,使得学生作品雷同毫无特点。传统教学模式和滞后的教学方式已不符合多媒体时代下摄影教学,达不到以人为本的素质教育。必须突破传统摄影教学模式,构置一种框架(纲领),进行教学创新,把科学、技术、艺术结合起来,加大艺术摄影实践课程的设置。故如何启发学生创造性思维,挖掘学生的个性,将技术更好地运用在实际的操作中,是我们在教学中思考和解决的重点所在,改变一成不变的授课方式,做实验的教育,才能更好的培养学生创造力和想象力,并应用于社会。 针对上述现状,本论文研究依托于食品工程学院包装工程专业所开设的《摄影》课程,结合教师本人自己的教学实践实例进行实际研究,突出学生的主体地位,以实践教学为主要内容, 在实践课程目标、实践教学模式、实践教学方法、实践教学环境与资源,考核方式等各个环节进行分析,提出"基础原理实践课程+摄影专项实践课程+摄影创作综合实践课程"三位一体的教学思维模式,以期通过推进开放式和互动式实践课堂建设、加强学生创新基础能力和自主设计能力。这无疑对今后多媒体环境下摄影课程的教学具有很好的参考和借鉴作用。 一、实践教学目标创新思想的再定位 摄影教育不是简单的技术教学,教师的作用是引导。有效培养学学生的逻辑思维能力,使学生在编辑梳理拍摄意图、拍摄方式、拍摄内容的过程中,建立起自己发现和解决问题的良好方法,形成自己独立和特别的审美方式和观察视点。因此新的实践课程的目标是:理论和实践的互动,实践中掌握摄影基本理论。 课堂讲授只是这门课程的一部分,教学是教与学的交往、互动,强调课堂教学的生成性,根据每章小节不同的拍摄题材,或室内或室外,边讲解边实际操作。便于教师有针对性地对每个学生所遇到的问题进行个别讲解。不仅极大地激发了学生的学习兴趣,同时也使他们更牢靠的掌握了课堂所学的知识。 二、实践教学模式的创新 教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。为教学提供一定理论依据的模式化的教学法体系,使教师摆脱只凭经验和感觉,在实践中从头摸索进行教学的状况,搭起了一座理论与实践之间的桥梁。教学模式的这种中介作用,是和它既来源于实践,又是某种理论的简化形式的特点分不开的。 《摄影》实践教学模式的研究是对具体教学活动方式进行优选、概括、加工的结果,另一方面,教学模式又是某种理论的简化表现方式,它可以通过简明扼要的象征性的符号、图式和关系的解释,使人们在头脑中形成一个比抽象理论具体得多的教学程序性的实施程序。 便于学生对《摄影》教学更加深入的理解,将实践课程分别以"基础原理实践课程+摄影专项实践课程+摄影创作综合实践课程"三位一体的教学思维模式来设计指导, 经过三年的《摄影》实践教学研究,构筑这样的“三位一体”以全新理念统领,以理论教学、实践教学、创新拓展为支撑的实验教学体系,效果明显,是新媒体环境下《摄影》课程实验教学创新的必由之路。 三、实践教学方法的创新 1、“课题化”的教学理念 即要求学生带着问题去学习的教学方法,在实践中培养解决问题的能力。做好课题的设计,课题设计实际上就是对研究课题进行详细规划的过程和结果。如,新学期初即布置本门课程的期末结题作业“其实很…”半命题作业,要求学生利用这一学期的学习期间,边学习边做课题研究。像一根主线一样贯穿整门课程各个环节, 注重发展性和创造性地知识教学, 将技术更好的运用在实际的操作中,创作出具有创意的作品。 2、“同中求异”的教学方法 摄影实践教学大模块无外乎新闻摄影、体育摄影、人像摄影、产品摄影、动植物摄影、风景摄影这几大类,在教学中如果过分重视陈述性、技术性材料的教学,学生必被动地接受知识,思维被禁锢,结果造成每个学生的作品几乎雷同,没有特点。故如何启发学生创造性思维,挖掘学生的个性,从被动学习中解脱,并能够帮助准确的传达思想,是我在教学中思考和解决的重点问题所在。采用“同中求异”的教学方法,如进行风景摄影实践的时候,要求所有学生对同“一棵树”进行拍摄,每个同学都发挥自己的创造性思维,进行创新拍摄,有的拍“这棵树”的全貌,有的拍细节枝、叶、花、树根,有的选择雨天拍摄,有的选择逆光拍摄,看似相同却大有差异,学生创作出不同情境、不同观念、不同手法的作品,培养学生的创新能力,大大调动学生学习的积极性。 3、实践课堂与企业、报社、影楼的互动 将课程作业与实际企业需求相结合,让学生进行实地操作,使学生对传媒第一线的摄影工作的真实面貌有更直观清晰的认识。加强与社会联系,进行校企结合。摄影协会,引导学生进行有偿的摄影服务实践,尝试市场化运作,以市场需求为导向,新闻传媒领域,在摄影教学中有意识的帮助学生分析当前传媒领域摄影图片特征,结合大学校园里和校园周边的新闻题材,如新生入学,学校艺术活动,校园买卖,等拍摄出有意义,符合要求的作品,有针对性的向各类网络媒体、新闻媒体投稿。加强与社会摄影机构如婚纱影楼、广告公司、婚庆公司等的联系,定期带领学生做一些交流访问,在企业允许下安排学生做兼职活动,不但培养学生的能力,也扩大了学校的影响。 四、实践教学考核评价方式的创新 课程的考核不以作品的数量为标准,学生作品的呈现不仅仅是课程的一个结束环节,是学生对摄影媒介认识的深入,提升的关键环节。学生作品的有效考核是:作品+表达+意境。首先要求学生自己讲解:所拍摄的作品某处刺痛了我?然后老师或其它同学问这样几个问题:你的作品提出了什么问题?为什么要用这种形式?怎样进行工作的?你的方法是什么?作品之间的联系是什么?某些细节说明了什么?对以上问题学生以第一人称向老师和同学作答。这些问题的回答,能显现出学生对作品情感思维的表达。经过实践证明文字讲解的好的画面视觉语言也较好。随后教师进行点评与学生互动讨论,最后综合得出学生作品的成绩。评分标准有如下几个方面:作品构图合理、层次丰富、内容有深度、拍摄主体明确、有无创新性等。 包装工程专业《摄影》实践教学模式探究,是笔者的一种探索与尝试,更能受学生欢迎,也取得了明显的成效,但还需进一步优化、实践。本文旨在引起同行对摄影理论与教学的探讨,教师应当更新教学观念,改变一般摄影的教学模式,走出限定,统揽全局,将教学过程作为一个系统来进行设计,充分认识艺术创造的本身和艺术创造过程的积极因素,以提高教学效率,让教学效果得到最优。 包装工程论文:包装工程专业中包装机械课程教学改革探讨 摘 要 提出一种包装工程专业包装机械课程的教学改革方案。通过包装机械教学现状的分析,提出从教材、授课内容、授课方式及实验实践等方面进行改革。 关键词 包装工程;包装机械;教学改革 包装工程这一本科专业起始于20世纪80年代,试办至今已有30多年的时间了。在这30多年的时间里,我国的包装高等教育取得很大的发展,受教育面越来越广,学科体系逐步完善[1]。虽然我国的包装机械行业取得长足发展,但也要看到我国与西方发达国家所存在的差距。这就要求包装工程专业努力培养包装机械方面的人才,从而促进我国包装行业更好、更快地发展。 我国高校的包装工程专业都要开设包装机械这门课程。由于它的重要性,很多高校的包装工程专业把这门课程列为重点教学的内容。它与包装工程专业开设的包装材料、包装流通、包装容器、包装测试、包装装潢、包装印刷、包装管理等课程组成一个完整的体系。 随着科学技术的快速发展,包装机械的教学也要进行改革以适应新的要求。如何对现有的教学模式进行改革,如何让学生更全面、系统地掌握知识,成为本文探讨的重点[3]。 1 包装机械教学现状分析 课程设计不合理 目前,河南科技大学的包装工程专业属于非机械专业的工科专业,学生在学习这门课程之前掌握的机械类知识较少。这就造成学生在学习的过程中缺乏学习兴趣,没有积极性,从而导致学生陷入听不懂不学习更听不懂更不学习的恶性循环。 课程内容更新慢 包装机械行业是个快速发展的行业,新技术、新设备不断涌现。但是由于包装机械类的教材较少以及更新速度慢,导致学生选用教材较老,学习内容跟不上时展。 实习及课程设计周期短 由于区域限制,学生参观实习工厂较少,并且设备老化现象严重。在课程设计方面,由于掌握的机械类知识较少,造成学生学习兴趣低下,没有积极性。同时由于时间短,也达不到目的要求。 2 包装机械教学改革措施 精选教材和授课内容 合理地选择教材以及参考书籍,对于刚刚接触新知识的学生来说更加有利于知识体系以及思维方式的培养。目前,本专业所选用的教材为印刷工业出版社出版,孙智慧主编的《包装机械概论》一书。这本教材无论在内容体系还是编写的特点上,都比较适合教学的需要。但在教学过程中也发现这本教材与教学大纲及培养方案中的要求有不相符的地方。这就要求教师在本门课的教学过程中做到及时的查漏补缺。因此,根据教材的特点以及实际教学的需求,笔者建议按以下内容进行教学。 第一章:主要讲解本门课程的绪论,包括包装机械的概念、分类,包装机械分类和型号编制方法,包装机械工业概况,包装机械的组成和特点等基础知识。 第二章:主要讲解常见的充填机的分类,以及容积式、称重式、计数式等典型计量装置的结构及工作原理。另外,块状、散体类固态物料的供送装置作为补充知识。本章是重点讲解的章节。 第三章:主要讲解灌装机的组成以及工作原理,几种常见的灌装机的主要部件和工作原理。另外,液态产品常用的灌装方法作为补充知识。本章是重点讲解的章节。 第四章:本章需要了解各种封口机的类型、工作原理和特点;掌握各种封口机执行机构的结构原理;了解各种封口机的适用范围及选用原则。 第五章:本章需要了解常见裹包机械的概念及分类,进而掌握常见的裹包机械的工作原理及过程。另外,卷筒材料供送装置、典型执行机构的工作原理及设计要点作为补充知识。 第六章:本章主要讲解几种常见的多功能包装机的结构以及工作原理。另外,常用的制袋成型器的设计与计算、横封器以及纵封器的设计与计算作为补充知识。本章是重点讲解的章节。 第七章:本章主要讲解贴标机的分类以及贴标方法,几种常见贴标机的工作原理与执行机构。 第八章:本章主要讲解清洗、杀菌机械。另外,干燥机械作为补充知识。 第九章:本章主要讲解捆扎、集装机械。 第十章:本章主要讲解多功能包装机。 选择合理的教学方式和教学手段 通过参考本门课的教学大纲和培养方案,制订适用于本门课的教学方式和教学手段。在教学的过程中理论与实践分开教学,但不能只讲理论而忽略实践,这样会使学生缺乏动手能力;也不能只讲实践忽略理论,这样容易使学生理论基础薄弱,也就偏离了本门课程的基本培养目标。因此,就要求教师在讲授包装机械课程的时候要全面把握,让教学过程生动、有趣、富有吸引力。同时,教师要整体把握课程中章节与章节之间的联系,从而让学生在学习的过程中能把握知识体系。在实验和实践环节中,教师要引导学生学会利用理论知识来解决实际问题,同时学会利用实验中观察的东西来夯实理论知识,以此激发学生学好这门课程的兴趣以及信心,从而体现学生是学习的主体,注重创新意识的培养,充分发掘学生积极探索与研究的潜力[4]。 本门课程以往的教学方式是以板书的形式进行的。这样的话,教师和学生之间缺乏交流。并且本门课程中包含大量的机械和机构图,只能对照课本来讲解,缺乏生动性和趣味性,学生只能被动地接受知识。 通过改革,现在学校选用多媒体进行理论教学,这就要求教师在制作多媒体课件的时候一定要突出重点,充分利用图片、声音、视频等资源。这就要求教师在制作多媒体时首先不能照搬、照抄课本上的知识。有些教师就是直接把课本上的东西扫描下来然后复制到多媒体课件中,虽然这样会缩短课件的制作时间,但是有照本宣科嫌疑,并且不容易吸引起学生的兴趣。其次就是要求课件不能制作得过于眼花缭乱,这样会分散学生上课的注意力,教学效果也会不理想。因此,教师在多媒体课件的制作上应把握:每张课件上文字不要太多,要精练;合理安排讲授内容的次序;尽量使用图片、声音、视频等资源;突出重点。 在教学过程中,教师要加强与学生的交流,要进行互动。教师不能总是自顾自地讲授,而是应该在讲授过程中提出问题,让学生尝试去解决问题,然后针对问题的解决方式再提出为什么要这样解决,这样解决的优势在哪里,一步一步地引导学生自己去发现问题的本质和知识的根源。这样不但增加了学生学习的兴趣,而且也掌握了知识。 通常在讲授完一次课程以后,直观上学生会以为自己已经听懂了,但实际上由于他们的知识范围和理解能力所限,不能完全掌握已学的知识脉络。对于这个问题,通常的做法是:首先,通过预留作业的方式要求学生尽量在课堂以外复习巩固已学的知识;其次,在下次课讲授新内容前复习旧内容。 强化实验与实践环节 包装机械课程是一门非常注重实验和实践的课程,它的内容都和工程实际相关。合理地安排和强化实验和实践的教学,不但有利于学生掌握理论基础,而且有利于培养和增强学生参与工程实践的能力。本门课程共安排以下几个实验:振动供送装置实验、封口包装实验、多功能包装机实验及捆扎机实验。学生通过自己操作这些实验,不但可以提高动手能力,还可以提高分析能力、判断能力和推理能力。 本门课程结束以后还会安排学生去工厂参观实践。通过工程实际的参观,学生可以全面把握本门课程的应用场景及应用范围,另外对所学习的知识可以进一步的巩固。 3 结束语 教学中课程改革的决策是个漫长和复杂的过程。这个决策既要包含以往的教学经验以及学生认知能力的变化,也要包括包装机械行业的发展现状和趋势等因素。通过这门课的改革,不但要让学生掌握扎实的理论基础,同时也要在实践中提高学生的动手和创新能力,这样才能达到培养出社会需求的人才的目标。 包装工程论文:包装工程中电磁感应电加热技术应用 摘 要:当前,商品包装行业发展迅速,产值不断上升,国家对包装产业经济的关注在不断加强。文章首先简单的介绍包装工程这个行业的当前所存在的基本情况,分析了包装工程发展路程及以后的发展走向,根据以往的经验总结,在结合包装工程这个行业的现状,针对本行业的薄弱环节,在以前出现错误的地方进行精心的学习,详细的分析。争取在以前的工作上有更大的进步。为我们经济的发展,为包装工程的进步,进行一系列的分析探讨,争取取得最优化的效益。 关键词:包装工程;电磁感应技术;电加热技术 1 电磁感应加热技术的优点 电磁感应加热技术的发展历史、应用及优点。电磁感应加热技术的速度比其他的媒介加热的速度快,电磁感应技术在加热的时候损耗铁屑的数量较少。电磁感应技术在加热的时候起动比较快。电磁感应技术的节能效果比较好,因为在不用的时候可以将电磁感应加热技术的电源关掉,比较环保。可以关闭,因为感应加热有启电磁感应技术的工作效率比较高,在短时间内加热就可以到达效果,可以降低成本。除此之外,感应加热还有几点好处:(1)便于控制,易于实现自动化;(2)减少设备占地面积;(3)作业环境安静,安全和洁净;(4)维护简单。正是因为电磁感应技术技术的很多优点,所以才将其用于包装工程的工作中,争取取得更大的效果和最优化的结局。 2 感应电加热技术 电磁感应加热技术法是基于电磁感应技术原理,当交流电流通过初级线圈时,环绕着线圈产生交变磁场,交变磁场在次级线圈上(金属炉料)产生感应电动势。由于此感应电动势的作用,在闭合的线圈(被加热的金属)中产生感应电流使金属加热。为中间包侧面感应加热装置。该装置中的感应器由铁芯、线圈和引入钢水的通道组成。当绻圈中通入交流电后,钢液中产生的感应电流放出焦耳热使钢水加热。在浇注初期,因中间包耐火材料吸热,应供以较大的功率使钢水迅速升温。当中间包容量为10t时,最大功率约为1000kW。采用中间包电加热技术后,可使中间包中钢水温度相对稳定;而且利用磁感应加热钢水时,由于电磁搅拌作用,可使钢中夹杂物上浮。据资料介绍,在5t中间包中采用电磁感应技术电加热技术,当功率为1000kW时,升温速度达25℃/min,热效率为90%,可控制钢水温差在士2.5℃范围内。 感应电加热技术依靠两种能量转换过程以达到加热目的,即焦耳热效应和磁滞效应。第一种是非磁性材料,如铝,铜、奥氏不锈钢和高于居里点(即磁衰变温度)的碳钢产生热量的唯一途经,也是铁磁性金属(如低于居里点温度的碳钢)中主要产热途径。对于铁磁性金属材料,感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热可以这样来解释,磁滞现象是由分子(或称磁性偶极子)之间的磨擦力导致的。当铁磁性金属被磁化时,磁性偶极子可以看成是小磁针,它随着磁场方向变化(即交流电的变化)而转动,这种来回转动所引起的发热,就是磁滞发热。交流电频率越高,磁场变化就越快,单位时间内产生出的热量也就越多。焦耳热效应是由涡流损耗产生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流一样,涡流也必须有一个闭合回路。假设该电路中电压为V,电阻为R,电流为Ⅱ,由欧姆定律V=ⅡR。当电势降低时,电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是由于在重力作用下,物体由高处向低处落下时发生的。电势降低时产生热,其关系式可以给出。必须清楚,感应加热的机理和直流电或交流电产生的电磁场有密切的关系。对于一个带直流电的导体而言,磁场(感生磁场)的方向垂直于电流方向。距离导体越远,磁场强度越弱。磁场强度的大小和电流大小成正比。磁场极性或磁力线的方向由右手定则给出。假如直流电流过一螺旋线圈,则螺旋线圈内的场强大载流体(中心凋围的磁场(O箭头)而线圈外的强度小。相邻两匝线圈之间的场强很小。这是因为相邻两匝之间的磁力线方向相反,彼此互相抵消了。现在再来考虑在一个通有直流电的螺旋线圈中插入一个实心棒时磁场将会发生怎样的变化。如果棒是非磁性的,则磁场不受影响;反之,如果插入磁性钢棒,则磁力线的数量就会大大增加。这是因为钢的导磁率比非磁性物的导磁率大得多的缘故。实际上,在电学计算中只需要知道相对导磁率即可。非磁性物质和空气的相对导磁率都定为1,磁性的物质的相对导磁率都大于1。 3 包装工程的内容和特点 目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构;同时发挥多学科综合专业的优势,在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段,以提高包装设计的质量、效率,并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。 4 结束语 现代的包装工程是许多技术的综合运用,因此我们应该加强各个方面的技术的应用,从包装产品的特点、性能、运输、储藏、安全、销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步,也是最重要的一个步骤。可以应用电磁感应技术这个技术制造更好的包装材料。如果包装材料都不好的话,包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整,还要做到美观,包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球,应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果,让包装发挥最大的视觉冲击,吸引更多更广的消费者。利用电磁感应技术这个技术为包装工程作出更好的贡献。 包装工程论文:食品包装工程专业《高分子化学与物理》课程教学初探 摘要:高分子科学已渗透于各个领域与学科,形成了一个无法替代的交叉学科,因此,除化学或材料专业外,相关专业纷纷开设高分子相关课程。高分子化学与物理作为北京农学院食品包装专业的专业主干课之一,向学生讲解高分子化学和高分子物理,其中高分子化学部分侧重高分子化学的基本理论知识,高分子物理部分则侧重于高分子的结构与性能的关系。本文基于食品包装工程专业的需求,分析了高分子化学与物理的课程授课特点,总结了在有限学时的情况下课堂教学中如何采取的行之有效的措施和教学尝试来提高学生的学习兴趣,加强教学效果。 关键词:CAI教学;高分子化学与物理;实例教学;教学改革 随着高分子科学与技术的不断发展,高分子科学已渗透于各个领域与学科,形成了一个无法替代的交叉学科[1]。对于与高分子相关的专业,专业课程一般设置高分子化学与高分子物理两门课,其中高分子化学侧重聚合反应机理的学习,高分子物理从分子运动的观点出发重点介绍高聚物的结构与性能间的关系。对于食品科学与工程学院的包装工程专业的学生一般将这两门课揉合在一起,开设高分子化学与物理,课程48~72学时之间,要求掌握有关高分子的基本理论知识和应用技能。 对于在食品学院中的包装工程专业,结合北京农学院的办学定位和服务对象,学校专业定位在食品包装技术以及与包装相关的食品质量安全与控制[2]。要培养学生这两个方面的能力,学生的学习内容必须涵盖包装中食品接触材料生产、监管、检测和风险评估等与卫生安全质量相关的各个方面。而讲述这些内容的前提是掌握高分子化学与物理以及包装材料学中关于食品接触材料的各种知识点。我们只有在介绍高分子食品接触材料的特性、用途、生产工艺的基础上,才能让学生懂得食品接触材料安全卫生相关的质量控制和管理要素,培养学生对食品接触材料安全卫生相关的质量控制能力,以及准确合理地选择包装材料进行食品产品包装设计的能力。所以,高分子化学与物理是我们食品包装专业非常重要的专业基础课。 在学校“3+1”的教学模式[3]影响下,高分子化学与物理课程的学时数压缩为56学时。在这样少的学时条件下,要使那些对于高分子完全陌生的学生理解并掌握高分子的基本概念与原理,授课内容的选择及讲授方式是非常重要的。通过几年不断地尝试和教学实践,作者结合非高分子专业学生的特点,积极进行教学改革探索,积累了一定的教学经验,取得了比较满意的教学效果。本文结合我校高分子化学与高分子物理课程教学改革与探索的实际,就教学内容的选择、完善以及教学方式与多媒体课件的研制方面提出一些自己的见解。 一、理论联系实际,调整教学内容,加强实例教学 在传统高分子专业的高分子化学课程中,高分子化学涉及的概念公式繁多,而且复杂难懂,要想完全靠死记硬背记住这些公式是比较困难的,而将这些公式熟练应用则更加困难[4,5]。对于食品包装工程系的学生学习高分子化学对聚合物的化学反应部分应当有目的地选择高分子包装材料所涉及的化学反应进行讲授,对于复杂的聚合反应速率方程的推导可以不学。可重点学习各种包装材料如:聚乙烯,聚碳酸酯,聚氯乙烯,聚偏二氯乙烯,聚乙烯醇,聚对二苯甲酸乙二醇酯等现实经济生活中常用高分子材料的合成方法,重点讲述他们的化学合成方法,催化,以及包装材料中单体与催化剂的残留造成的健康风险。在充分体现学科特点的前提下,适当削减了与专业关系不大的聚合反应机理部分的内容,如配位聚合反应的机理。在“聚合物的化学反应”章节中,增添了与专业相关的化学反应。 比如讲述聚苯乙烯(PS)合成时,应当结合包装专业特点来举例聚苯乙烯合成过程对其在包装工业上的应用具有深刻的影响,如聚苯乙烯发泡餐盒白色污染的风波[6]。向学生解释为何2013年2月,国家发改委“21号令”,将被称做白色污染且长久被认为有毒的一次性聚苯乙烯发泡餐具解禁。解禁依据是什么?通过联系实际,同学们都急切想从专业角度得到解答。10年前国家禁止聚乙烯发泡餐盒的应用是基于以下考虑。 1.PS泡沫塑料餐具带来白色污染的问题。 2.PS泡沫塑料餐具受热65℃时或燃烧时会产生“二英”强致癌物的问题。 3.PS泡沫塑料餐具中含有残存单体苯乙烯或在65℃以上使用会释放出单体致毒的问题。 4.PS泡沫塑料餐具遇热会释放出二聚体、三聚体等危害人体物质的问题。 5.PS泡沫塑料餐具含双酚类,导致生殖机能失常的问题。 6.PS泡沫塑料餐具难以回收利用。 7.PS泡沫塑料餐具不能耐高温,高温变形,不能在微波炉里使用。 从向学生介绍高分子化学中聚苯乙烯的分子构造,聚合机理,聚合方法以及化学反应后处理,我们就能解释第2、3、4、5问题。从高分子化学专业的角度向学生讲述“白色污染”的成因是管理不善及随意丢弃垃圾的人,而不属聚苯乙烯材料本身,PS泡沫塑料餐具≠“白色污染”,更不是造成“白色污染”的元凶。PS的生产过程是苯乙烯单体在高温高压和催化剂作用下,在密封的反应内,无氯条件下进行聚合反应,从而无产生二英的条件。PS泡沫塑料饭盒是直接采用食品级的PS材料,加入滑石粉、硬脂肪酸钙、丁烷等,通过挤出、发泡制得,生产过程全部为物理混合过程,无化学反应,不具备产生二英的条件。如果我们工业界使用符合国家标准的食品级聚苯乙烯原料来制造一次性泡沫发泡饭盒,最终产品很难在单体残留量上超标。而且,国外公布相关报告研究结果,明确澄清有关二聚体、三聚体环境荷尔蒙的问题,它们不属所谓拢乱内分泌的化学物质。食品级PS材料中并没有双酚A,在加工过程中也不可能产生双酚A副产物等。以上解释都需要我们高分子化学的知识,通过理论联系实际,我们能让学生们对学习高分子化学对包装材料的认识加深印象。 再如,讲解聚碳酸酯(PC)[7]的逐步缩聚合成过程中,为了加深学生的理解,引入聚碳酸酯“双酚A风波”。生产聚碳酸酯用到双酚A,在材料与食品相接触后,残留双酚A单体迁移进食品,造成一定的健康风险。从高分子化学角度,向学生解析为何2011年在欧盟和加拿大,双酚A被列为有毒物质,被禁止用于生产婴儿奶瓶。在PC实例中,通过聚合机理,单体结构,聚合单体残留等高分子化学方面的知识向学生们展示PC食品接触材料的优缺点。 同理,我们在讲解聚氯乙烯(PVC)时[8],从分子结构的特点引入“塑化剂风波”,讲述聚氯乙烯由于分子的刚性需要塑化剂才能加工成型,这与食品相接触后必然造成有毒塑化剂的迁移。我们在讲解各种包装材料的高分子合成化学时,就应该通过现实生活的同学们已经有所耳闻、鲜活的例子来帮助学生对知识点的理解与记忆,提升他们对专业的学习兴趣。 二、加强《高分子化学及物理》与《包装材料学》的有机联系 高分子物理部分以分子运动的观点来聚合物的转变与松弛,聚合物的粘弹性,聚合物的力学性能等内容。因为《高分子化学及物理》是为《包装材料学》服务的,应让学生重点掌握高分子结构与性能之间的关系。高分子物理部分是教学重点,在讲解基本概念时,同时注意结合《包装材料学》所涉及的结构与性能之间的关系,使《包装材料学》与《高分子化学及物理》真正有机地融合起来。比如,在讲解聚苯乙烯发泡餐盒的时候,我们还是可以通过餐盒禁止与解禁来讲解其分子的构效关系与应用。以前禁用一次性聚苯乙烯泡沫饭盒,存在很多知识的误区,比如对毒性的误解与使用方法的不当。当加热至聚苯乙烯的玻璃化转变温度(80~90℃)以上,PS转变为高弹态,且保持这种状态在较宽的范围内,PS开始热变形,熔融温度为240℃,PS在高真空和330~380℃下剧烈降解。由于其分子结构的特性,一次性聚苯乙烯饭盒不能在70度以上或微波炉的情况下使用,这和聚丙烯餐盒使用是有很大差异的。由于知识普及不到位,许多人把一次性聚苯乙烯泡沫饭盒在高温下加热,在微波炉使用,造成饭盒溶化变形,并伴有刺激性气味。如果我们知道使用说明,一次性聚苯乙烯餐盒在一定条件下使用是无毒,绿色,安全且价廉,比如,在外就餐,我们可以用价廉的一次性聚乙烯发泡餐盒打包你的冷却后的剩饭剩菜而无需采用价格昂贵的替代产品。我们在讲解聚苯乙烯高分子分子运动时,就应该把分子运动的特点引导到聚苯乙烯作为现实包装材料由于分子运动的特点所带来的优缺点。同理,我们讲解聚氯乙烯分子[8]时,就需要结合高分子物理中分子运动的特点来讲解的塑化剂溶出。讲解聚乙烯醇(PVA)时,就应该把高聚物的结晶与分子之间的氢键作用引入到结晶与分子材料透气透氧之间的关系上。 三、改进了教学手段,有效利用多媒体资源和化学作图软件,运用多种方法加深学生的理解 高分子化学与物理的基本概念繁多,有些概念很容易混淆,还有些概念很抽象,难于理解。针对抽象的概念,我们可以有效利用多媒体资源和化学作图软件,使基本概念的理解变得容易,大大增强了记忆的效果,避免了死记硬背。比如,高分子应力松弛与蠕变讲述。对于蠕变,只是通过经典的教科书上的举例,“如在悬挂的软质PVC丝下面勾住一段一定质量的砝码,软丝会慢慢伸长,撤销砝码后,软丝会慢慢地回缩”这种书本讲解,笔者觉得不足以让学生加深印象。而是应该通过形象的多媒体实验演示或现实实验来讲解。由于实验课时有限,笔者在课前对实验进行录像,然后在课堂上进行视频演示,能很好地帮助学生理解。利用实验能让学生充分理解高分子聚合物的结构与性能之间的关系。 例如,结晶概念的诠释,是比较难比喻生动而且易懂的。高聚物结晶分子的排列在书中被用很小的部分来讲述,但是高分子结晶对高分子薄膜材料物理性质影响显著,对于食品包装的学生,急切需要知道结晶度与透气性的构效关系,但是如此小的篇幅根本不能让学生掌握高分子结晶的知识点。书本上的高分子晶体图学生很难理解,这就需要我们教师去寻找更好的化学物质单晶图,我们可以找刚性的芳香有机物的单晶图来阐述分子间的各种力造成的分子有序堆积。通过这种举例,可以让学生更好的理解高分子链之间相互作用力造成的部分链段的有序堆积。可见,生动的举例对于抽象概念的理解是有很大帮助的。 使用多媒体可以将枯燥乏味的理论知识直观和形象化,可以将教学过程生动地展示给学生,使学生更容易理解所学内容。对于高分子化学与物理中一些概念的讲述,我们需要CAI教学[9],多利用化学分子结构软件制作课件。通过化学软件制作三维空间构型,再结合三维动画,动态演示分子骨架旋转,能轻松地带学生进入微观的分子世界,让抽象的分子结构与概念形象化,有利我们教学。比如高分子链的柔性是由于分子内各个化学键和原子在不停地转动或振动,高分子链的形状时刻在变化着而造成的。如果我们制作动态三维的大分子的内旋转图,让学生亲眼目睹这个“动”,才能更好促进学生对分子动态旋转以及高分子柔性的理解。 四、创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动 在课程教学过程中,除老师引入实例教学、有效利用多媒体资源等教学措施以外,有时引申话题,创设开放性的交流空间,鼓励学生主动参与教学活动也是非常重要的[10]。采取让学生分组讨论,查找文献,撰写小报告的形式拓展学生的知识面,培养学生自主学习的能力。如,高分子聚合的教学中,结合聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等分子的结构特点说明其应用的基础上,提出问题:“为什么限制聚氯乙烯在食品包装保鲜膜上的应用?”“为什么限制聚碳酸酯在婴儿奶瓶上的应用?”“为何聚苯乙烯餐盒只能在70度以下使用?”以及“为何聚乙烯醇容易结晶以及吸水,这些性质会给作为包装材料的它带来哪些优缺点?”然后学生分组从聚合物分子结构、柔韧性等角度讨论,积极参与到教学活动中。每一个问题都与高分子的基础知识息息相关,都是从一些实际现象引出问题,再通过理论分析加以解释、归纳;这样不仅可以引起学生兴趣,重要的是可以加深学生对基本理论知识的理解和掌握,达到事半功倍的效果。 五、结语 高分子化学与物理是一门理论性强、概念抽象难懂且较难掌握的课程,作为包装工程专业,特别是偏重食品包装技术的学生的重要专业基础课,学生需要在有限的学时里掌握高分子的基本概念和理论,教师则需要不断地探索教学方法,采用多种手段提高教学的交互性和生动性,以调动学生学习的主动性和积极性,才能取得令人满意的教学效果。 包装工程论文:探讨包装工程、包装技术体系与包装工程教育若干问题 【摘要】时代的发展,社会、经济的进步使得人们对于生产、生活中的各个方面的要求越来越高,对于各类产品的包装也提出了更加多元化的个性需要。在世界发展历程中,包装工程的历史也是十分漫长的,总体而言经历了原始、传统、现代包装工程三个阶段。本文主要介绍了包装工程大致经历的这三种时期,对包装工程在经济中的重要作用进行了具体阐述;深入分析了包装技术体系中存在的方面,并对包装技术中独有的理论、设计方法、技术等加以介绍。最后,在了解国外包装工程教育概况的情形下,对于我国的包装教育存在的问题进行了深刻的探讨,并提出了相应的解决建议。 【关键词】包装工程;包装技术;包装工程教育 0.引言 在世界产业结构、制造业布局进行大调整的大背景下,我国要想成为世界中的制造业大国、强国,必须要有大量的优秀工程技术人才予以支撑,因此也就必须重新对包装工程、包装技术以及包装工程教育加以十分重视。包装工程教育主要是进行有关包装工程内容的学习,包括了解其进程、主要技术等,只有为包装行业提供出优秀、杰出的专业人才,才更好地促进我国包装工程教育以及包装行业的健康、可持续发展[1]。 1. 包装工程 1.1 包装工程的历程 从包装工程出现至今,也经历了一个十分漫长的发展历程,大体可以分为原始包装,传统包装,现代包装三个阶段。其中,原始包装时代,包装的方式十分得粗糙、简陋,所使用的包装材料也是各种天然的材料。之后的传统包装不管是在方式还是在材质上都取得了很大的进展。包装的形式向产业化、现代化迈进,其在商品的流通、销售中的作用日渐增加,其功能也得到了与延伸[2]。 在现今社会,商品的价值不单单只是体现在其使用价值之上,还包括了更多的经济价值以及美学价值,只有质量与功能兼备的产品才能得到消费真的青睐,因此,包装技术在商品的运输、流通、销售环节同样非常重要。当今的消费者对于商品的品种、品质等要求越来越多元化,对于商品包装的材料、工艺、设计等的要求也相应增强。 1.2包装工程在经济方面的重要作用 经济发展的区域化、全球化促使商品在整个世界中进行流通,市场竞争变得更加激烈,人们的生活质量得到普遍提高,商品消费需求更加多样化,商品的包装技术也得到了生产者的高度关注。在当今社会,包装在几乎所有的行业,如贸易、食品、医药等都有涉及,特别是对于我国这样一个制造大国而言,包装任务以及责任更是重大,在极大程度上影响着国家以及世界经济的发展。包装工程、包装技术在各种类型产品的生产、流通销售环节起着重要、独特的作用。在经济活动中,如果没有包装技术(工艺、材料、管理)的支持,那么将会出现许多不良的后果:影响产品的外观;不利于产品的流通;影响产品的使用;污染环境等。由此可见,包装工程对于现代商品的生产、物流十分的关键,包装的重要性不可估量。 2.包装技术体系 对于包装工程而言,其中的包装技术形成了一个庞杂的技术体系,通常对其进行一下的概念解释:根据产品的物质形态、性能、功能要求, 通过最优的成本和最有效的措施保证产品贮存、流通中的安全, 以实现产品的各种价值需要的专门化的知识、技能等的总和。按照国际标准,根据产品的性质和包装技术侧重的不同,可以把包装分为以下三种类型:销售中的包装目的在于提高商品的使用便利性;运输中的包装主要是为商品提供安全防护性能;特殊情况中的军用包装主要是为了军需品等各种军用物资运输和储存保护。 三种包装类型虽然有所区别,但是使用的包装技术体系是一致的。尽管世界各国中的包装工程学对于包装技术体系有不同的见解,但是总体的体系构成还是大同小异的。综合、归纳之后可以得出,各个国家对于包装工程专业中的各课程都包括了包装材料学、包装标准法规、包装测试、包装设计包装管理等。 3.包装工程教育 3.1 我国包装工程教育发展历程 我国的包装工程教育特别是高等教育随着世界国家对于包装工程、包装技术体系的重视也取得了一定的发展。具体而言,我国的包装工程教育大致经历了三个时期:初期是包装工程专业教育的初试阶段,大概从1985年持续到了1991年;之后是包装工程教育活动渐渐步入正轨的时期,时间大约是从1992年到1998年;第三时期则是从1998年至今,这一时期是我国的包装工程教育全面发展的黄金时期[4]。 自包装工程教育在我国起步至今,我国的包装工程教育取得了显著的成效,具体包括了包装工程教育中的教师队伍的整体素质有了显著地提高;包装工程教育的质量不断增强;包装工程高等教育的科研水平不断上升;包装工程专业教育规模不断扩大,国家对于该专业的教育重视程度显著提高,整体呈现欣欣向荣的发展势态。 3.2 我国包装工程教育存在的问题 一方面,在我国大多高校中的包装工程专业的特点还不够突出,没有良好的学科发展平台以及应有的教育科研能力,无法达到国家经济发展需要的水平;在许多的学校,盲目的对包装工程教育专业的学生进行招生,在教学资源短缺、方法落后的情形下根本不能培养出优秀的包装工程专业人才,造成大量教育资源的浪费;从事于包装工程高等教育的青年教师缺乏对包装工程、包装技术体系的深刻认识,包装工程行业的实践知识耶十分得欠缺;包装工程高等教育和行业的联系十分少,无法给该专业的学生提供更加真实的实践训练。 另一方面,我国的包装工程教育的技术培训以及相应的职业教育环节十分薄弱,不能达到现今经济发展中各行业的发展要求[5]。因为种种落后观念以及客观条件的限制,我国的教育大多重视理论而轻视实践,因此各种高职、专科人才的教育培养力量也十分欠缺,具有熟练水平的包装工程人才更是十分匮乏。 3.3提高对包装工程人才培养教育的重视 相对于国外包装工程教育及发展水平而言,我国的包装工程学科是十分薄弱的,但是由于国际经济的全球化发展以及商品经济的日渐繁荣,加强对包装工程教育的重视显得十分迫切。我国的包装工程教育需要得到更大力度的支持,包括意识上的重视以及政策、制度方面的支持,培养出更多的适应经济发展的包装工程专业人才,更好地促进我国商品经济的发展。 4.结语 当前,经济全球化过程促使商品市场竞争加剧,商品消费需求也愈加多样化,随着我国正逐步成为世界制造强国,商品包装技术成为人们关注的问题[6]。由于包装工程涉及人们生产生活的方方面面,尤其对于我国这样一个制造大国而言,包装工程业的发展、包装技术的成熟以及包装工程教育水平的提高都影响着我国制造业整体水平的发展。唯有积极创新包装技术,提高对包装工程人才培养教育的重视,全面发展包装工程业,才能更好地促进我国制造业健康稳定发展。 包装工程论文:包装工程专业人才培养模式研究 [摘要]分析了我国包装工程专业的现状,结合包装专业人才培养和需求,对包装工程专业人才培养模式进行了探讨,阐述了创新性培养模式、开放性培养模式和研究型培养模式的建立,明确了包装工程专业人才培养模式的目标和宗旨。 [关键词]包装工程 培养模式 一、引言 发达国家的包装工程专业教育开始于20世纪50年代初,其中美国是第一个设置包装工程专业的国家,密歇根州立大学在20世纪50年代建立了世界上最早的包装工程学院,欧洲的包装工程教育起步时间与美国差不多,较发达的为德国、英国和法国。国际上包装学科在近十几年得到了飞速发展,新的包装材料、包装技术、包装工艺、包装设备层出不穷,为包装工程学科的研究提供了丰富内容。 我国高校包装工程学科发展始于20世纪60年代初。江南大学最早创建包装工程学科。1984 年试办包装工程本科专业,并于同年起培养包装技术与装备研究方向的研究生。教育部于1984 年将包装工程专业列入本科专业目录,包装教育和科研得到了高速发展,为国家培养了一大批急需的专门人才。目前全国已有70余所高校开办了包装工程本科专业,每年可培养3000多名本科毕业生。但是,为适应社会需求,包装工程本科人才的培养还面临重要的研究课题。 二、我国包装工程专业教育中存在的问题 1.我国的包装高等教育起步晚,体系和内容不够完善 美国上世纪中期就开始了培养包装工程专业的研究生,90年代有了包装工程专业的博士,现在美国、英国、德国等多所院校可以接受外国留学、进修生,而我国包装工程专业的高等教育培养体系很不完整,因此,不仅是建设开始时间的落后,未来发展的步伐也远落后发达国家。 教育部1984年将包装工程专业列入本科专业目录以来,全国已经有70余所高校开办了包装工程本科专业,每年培养本科毕业生3000余人。1996年经国务院学位委员会通过,将包装工程专业作为“轻工技术与工程”一级学科下的二级学科,确定列入授予博士、硕士学位和培养研究生的专业目录中,但第二年国家修订公布的“授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录”中,该学科被取消。在这之后,多所院校通过自设包装工程二级学科或在相关学科中增设包装工程发向,培养包装工程的研究生,时至今日,包装工程学科已经有了一定的发展规模,但包装工业的档次、水平还有待提高,包装工程的高等教育的体系还有待完善。 我国包装高等教育的不完整性,使得包装企业在人才的使用上也面临诸多的问题,包装企业的创新性发展和高级包装人才的匮乏成为包装企业发展的瓶颈。 2.实践和创新能力培养不强 我们在学生的教育培养方面,面临很多问题,其中实践和创新是当前迫切要解决的问题。现在的教育就是让学生没有问题,而不是提出问题,很多学生别说是创造能力和动手能力,即便简单的生活能力都不具备,这不仅值得学校教育,也包括家庭教育和整个社会教育所思索的。从一些材料上我们可以得知,我国教育和社会发展中存在的突出问题主要表现在这样两个方面:一是人才结构上;二是片面发展严重,可持续发展能力不强。学生的学习能力、创新能力、实践能力不足,适应社会和就业创业能力不强。 3.包装工程专业理论体系建立不够深入 包装工程学科以商品生产和流通过程中的包装件及其形成的整个系统为研究对象,研究它们的功能组合、形成及在物流过程中实现的规律,是一门既涉及自然科学又涉及社会科学的综合性交叉科学。具体研究内容包括包装功能实现的原理方法、物质基础和技术手段。 现有包装工程学科没有独立的理论体系支撑,在学科交叉过程中过于依赖其他领域的理论平台,这也是学科未来发展的一大问题。如何建立相对独立的深入的理论体系将决定未来包装学科的发展。 三、包装工程专业人才培养模式 1.创新性培养模式――个性化教育模式 个性化教学,源于一个古老的教育梦想“因材施教”。2000多年前,孔子在杏坛授课,提出“因材施教”,门下诸多弟子,皆有成就。 而我国现代教育逐渐将个性化教育推上日程,《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的第二条“工作方针”中提出:“关心每个学生,促进每个学生主动地、生动活泼地发展,尊重教育规律和学生身心发展规律,为每个学生提供适合的教育。”第三十二条提出:“创新人才培养模式。适应国家和社会发展需要,尊重教育规律和人才成长规律,深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,形成各类人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的局面。”规划纲要中还多处提到要因材施教,把全面发展与个性发展统一起来。 个性化教育思想就是在整合各种教育资源的基础上,在完善知识结构的前提下,充分开发个性思维模式,实施个性化的教育方式,培育现代化的创造性人才,开展素质教育。“个性”主要有两个方面的含义:一是教学过程中的有针对性的教学;二是发挥个性思维的精英教育。这是个性化教育的两个途径,与之对应的是教学内容的共性和培养能力的共性,要求你我们在教育共性的基础平台上,发展个性,这是个性化教育的前提。以吉林大学包装工程专业培养为例,培养方案中共设置普通教育、学科基础、专业教育、专业拓展教育和独立实践教学五部分。对于包装工程专业的学生而言,这些都相当于共性教育,为了培养学生的个性发展,在各类中开设大量的选修课程,包括文、理、艺术等学科共计658个学时,这是个性化教育平台,培养学生的学习兴趣,提高个体的能力属于个体化教育。个性化教育是对教育资源的重新整合,而教师成为资源配置的基础,因此课程体系的建立只是基础建设,而教师在个性化教育方面是关键,所以教师的能力的提高和协作方式的转换成为解决个性化教育的枢纽。 要树立人人成才观念,面向全体学生,促进学生成长成才。树立多样人才观念,尊重个人选择,鼓励个性发展,不拘一格培养人才。相信每个学生都能成才,不放弃任何一个学生。因材施教,扬长避短,充分发挥学生的优势。 2.开放性培养模式――社会参与培养模式 随着高校的扩招,越来越多的学生步入了大学这座象牙塔,理论知识的学习与实践锻炼分家,加之较为单一的人生经历,使得他们对社会的适应有着比上一代多的困难。由此而导致学校培养的人才与社会的需求之间的差距越来越大,究其造成差距的原因,不是学校培养的学生本身资质的问题,更不是培养学生的导师不够尽职,而是学校的单一环境不同于社会的大环境。从而形成了社会要求人才的适应力强、适应快与当今大学生的适应难问题这一对矛盾,欲解决这个矛盾,就必须迫切需要帮助学生增强综合能力和加快适应速度。 面向社会,通过校企合作、社会参与等方式,积极探索学校主导式、校企共建式、教学工厂式等人才培养模式,使“专业融入产业,教学融入企业”,不断提高教学水平和人才培养质量,着力培养动手能力强,符合社会需要的应用型人才。 吉林大学包装工程专业已经与可口可乐、月明试验机、吉林沃达食品等企业建立良好的合作关系,积极推进产、学、研基地,从我校与企业的合作来看,学校提供了一个平台,学生和企业成为主角,实现企业和学生培养的双赢。学生可以在第一线发现问题,并解决问题,反馈到课堂上,同学们倍加珍惜学习的机会,在学习的过程中投入更大的热情和兴趣;而企业依托高校平台完成新产品,新技术,新信息的追踪和反馈,推进新产品的开发和新技术的创新,提高自身的市场竞争力。而对于学校和教师在这一过程中,可以积极调整教学内容和人才培养的市场需求,并指导教师提出具有实际意义的研究性课题。 基于培养优秀大学生而提出的社会导师制,通过社会导师的指导和帮助,学生可以在知识、能力、心理素质等多方面获得成长。一是有利于学生获得各类丰富的知识。社会导师制在学生在和带教导师的互动过程中,一方面可以学到导师所从事职业(岗位)要求的知识、技能等直接知识,另一方面也可以收获宝贵的间接知识,即学生在过程中所感受、体会、领悟到的待人处事之道。二是有利于学生增强与人相处的能力,习得人际交往技巧。三是有利于学生提高适应社会的能力,从而缩短其从学校生活到社会生活的适应期。在校大学生可以通过和带教导师的接触、观察,甚至亲自到相应的岗位上挂职锻炼,取得直接和间接的工作经验及印象,从而提早对自己的未来做好规划。 3.研究型培养模式――高级研究型培养模式 吉林大学包装工程专业新的培养方案增设了包装工程导论、专业拓展课、包装在人们中的应用和前沿讲座等理论课程;进一步加大实验教学比重,独立设置实验课程;设立本科生科研计划,积极倡导课外学术活动为学生提供自我发展和自我创新的空间。把实践能力、创新意识和创新能力的培养贯穿于人才培养的始终,初步构建了研究型大学创新人才培养的新体系。 实验、实习等实践性课程在本科生培养中有非常重要的作用。实验教学不仅检验理论知识、学习实验技能与研究技术,还可发展学生分析问题、解决问题的能力,为学生从事研究创新奠定基础。吉林大学包装工程专业通过推行“课内与课外结合、教学与科研结合”的创新人才培养机制,依托农业机械化国家重点实验室创建“三层次”的试验教学体系,分为基础实验、综合性实验和研究型实验三个层次。本科生参与科研训练有两种模式:一种是学生参与到教师的科研项目和研究小组中,在其中担任部分基础工作;一种是学生自己提出项目方案,并在校内或校外自主联系指导教师。鼓励学生尝试跨院系、跨学科应用型研究。由于研究课题源于学生感兴趣的问题,通过从选题立项、写课题申请书、确定任务目标,与教师共同设计和实施技术方案,到完成科研项目,让学生经历了一个完整的研究过程。学生直接参与科学研究既可以检验他们课堂所学知识和技能训练,激发学习兴趣,提高学习能力,又可以进一步提高他们的实际科研能力。部分学生在本科生科研项目工作的基础上,撰写并发表了论文,并申请了国家专利。 四、包装工程人才培养模式对包装行业的影响 改革开放三十年来,我国包装工业发生了明显的变化,取得了世人瞩目的成就,目前已基本形成了一个以纸、塑料、金属、玻璃、印刷和各类包装机械为主要构架,以纸包装制品、彩印包装制品、塑料包装材料及制品、金属包装材料及制品、包装装潢、包装机械等主要产品的独立完整、门类齐全的现代工业体系。中国包装行业发展迅速,包装产业总产值从2003年的2500亿元,发展到2011年约13000亿元。由于全球包装行业向亚洲转移,特别向中国转移,趋势预测,未来三到五年中国包装总产值增长将加速,年增长率大于21%,将继续保持仅仅次于美国的世界第二大包装产品生产国,甚至有望超越美国。 然而,与世界先进国家相比,我国包装工业仍存在较大的差距,这种差距反应在企业规模、人员素质、产品质量与档次、科技水平及开发能力、包装基础工业水平以及综合利用与环境保护等多个方面。其中,科技人才的不足和开发能力的薄弱是制约我国包装工业发展和技术进步的重要因素。按产业发展预测,每年需培养学士5000名、硕士800名、博士100名,以满足企业需求。 五、结论 积极推进包装工程专业学士、硕士、博士的人才培养体系的完善是包装专业发展的保障。 建立新型的包装工程本科生培养体系,以创新性培养模式、开放性培养模式和研究型培养模式为重点,完善本科生教育。 包装工程学生能力的提高和创新意识的形成和提高得益于包装专业培养模式的改革和探索。 (作者单位:吉林大学生物与农业工程学院 吉林长春) 包装工程论文:新形势下包装工程专业课程体系的构建 摘要:本文对新形势下创新创业应用型包装工程人才培养的课程体系进行了探索与研究,根据该专业人才培养目标,采用模块化思想对其进行了设计,包括必修课、选修课和实践环节三部分,即在必修课方面,调整核心课程和学时,加大实验和实践环节的学时;在选修课方面,增加创新学、创业基础等5门课程;设置15个实践环节,其中针对创新创业能力培养设置产品创新实践课程设计。 关键词:包装工程;课程体系;新形势 国外,以美国为例,包装专业本科阶段的培养主要是包装技术方面的“通才”,包括包装材料、包装过程、包装测试、包装系统开发等宽泛的知识,面向包装工业培养实用型人才,强调理论结合实际,重视课程设置和实验技能训练,而且必须至少有半年的包装工业实习[1-2]。国内,各高校整体趋势是重视理论知识的传授,忽视学生独立动手能力、综合分析问题和解决问题的能力的培养,统一培养口径、重“学”轻“术”、忽视实践锻炼、偏重课堂教学等做法,在创新创业能力培养方面,缺乏完善的培养模式和科学合理的课程体系[3-4]。本文在分析国内外包装工程本科专业培养特点的基础上,根据社会对人才需求的特点,结合包装工程学科的特点,对当前新形势下培养创新创业应用型包装工程人才的课程体系进行了探索与研究。 一、新形势下包装专业的培养目标定位和原则 近二十年,包装工程得到了飞速的发展,一系列新材料、新技术、新工艺和新装备的不断出现,丰富和扩宽了包装工程学科的研究内容和领域。因此,现代包装工程已发展成为一门高度综合和交叉的学科。2012年教育部调整后的包装工程专业(081702)属于轻工类学科下专业。新形势下本专业的培养目标是培养德、智、体等方面全面发展,知识、能力和素质协调统一,掌握包装防护原理和技术,具备包装系统分析、设计以及技术管理等方面的能力,能在商品生产与流通部门、包装及物流企业、科研机构、商检、质检、外贸等部门从事包装系统设计、生产、质量检测、技术管理和科学研究的高级工程技术人才。 课程是高校教育教学活动的载体,是实现教育目标的基本途径[5]。课程体系设计是指运用系统方法,在全面考察课程体系各要素及其相互关系的基础上,确定课程体系目标,组织课程资源,制定课程体系并做出评价的过程。它是贯彻教育思想,制定课程实施方案,保证人才培养目标的实现[6]。以教育部印发的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》为指导思想,注重教育教学理念和专业知识结构,以社会需求为导向,以学生创新创业能力培养为主线,结合本校三学期制的改革方案,进一步构建与优化包装工程专业课程体系。在课程设置的过程中,以板块形态进行设计,强调整体优化思想并充分突出本专业特色,合理安排各类课程比重,建立满足当前新形势需要的科学的课程体系。课程体系总体结构如图1所示,根据本专业的社会需要、知识的类型以及学生的未来发展要求,全部课程按其所要达到的知识、能力、素养目标,分成若干个模块,如必修课程模块、选修课程模块、实践环节模块。 图1课程体系总体结构图 二、必修课程模块:调整核心课程与学时 必修课程主要由公共基础课、学科基础课和专业课三部分组成。佳木斯大学目前实行大类招生,因此,公共基础课和部分学科基础课属于机械大类平台课,前三个学期全部修完。主干课程是专业课程体系中的基石和灵魂,根据最新颁布的教育部本科专业核心课程要求,对本专业的核心课程和学时进行了相应调整,具体包括:包装结构设计、包装装潢与造型设计、包装CAD、包装材料学、运输包装、包装工艺学、包装印刷、包装机械等,其他课程则结合本专业的特点和要求,提供相应的创新与创业知识和技能服务。 对必修课的实验课程体系进行了改革,主要专业实验课程有:专业基础课程实验(包装材料学实验)、专业课程实验(包装测试技术实验、包装工艺学实验、包装结构设计实验、包装印刷实验、运输包装实验等)。根据课程特点,增设课外综合性和设计性实验,培养学生的自主创新思维和设计能力。 图2必修课程组成 三、选修课程模块:增加选修内容与范围 选修课一方面可以对必修课的内容进行拓展或深化,另一方面又可以发展学生的技能、特长。由于工科各专业的教学内容具有变动性大和可选性小的特点,为实现培养目标,大多数课程应该是必修的,而选修课一般是同核心课程关联程度不紧密的内容,这就致使在课程设置中普遍存在必修课程模块所占比例大的现象,这在一定程度上限制了选修课程的开设。由于新形势,要求培养具备较强适应能力且具备一定创新创业能力的学生,因此要求选修课的内容应与时俱进,关注“前沿”的新技术,目的主要在于开阔学生的视野。 佳木斯大学新一轮培养方案制定要求中明确规定了选修课的学时数和学分数占总数比例,为满足社会发展和个体成长的多样性的需要,增大学生选修的内容和范围,增加了创新学、创新案例、包装工程学科前沿、创业基础和创业案例等课程。选修课程模块主要划分为包装设计、专业技术知识及扩展、创新创业能力三个部分。所有选修课都定为考查课,每门课学时数为30左右。 四、实践环节模块:增加实战与实验学时 实践环节在整个课程体系中占有十分重要的地位,在重视理论教学的同时强化实践环节对学生能力的培养,学生的综合素质将能得到显著提高。对于新一轮实践教学环节体系的设计,主要包括各类课程的实验和实践学时、课程设计、实习和实训、毕业设计等,共计43周,如图4所示。其中,一方面调整了必修课程中的实验和实践学时的比例,另一方面增加了机械类专业认知、工程实践认知实习、产品包装创新实践。另外,把工程制图测绘、机械类专业认知、工程实践认知实习、金工实习、专业认知实习、装潢与造型课程设计和专业实习安排在夏季短学期。 图4实践环节组成 按照课程体系模块化、拼接合理化和体系弹性化要求,依据专业自身特点,对包装工程专业课程体系进行了构建;从注重提高学生创新创业能力、实际动手能力的角度,对各类课程设置进行了优化,提出了一套能够实现知识、能力、素质全面发展的人才培养方案。具体结果是总学分189学分,其中公共基础课60学分,学科基础课47学分,专业课28学分,专业选修课11学分,实践教学43学分;总学时2528学时,公共基础课1000学时(占总学时的39.5%),学科基础课814学时(占总学时的32.2%),专业课492学时(占总学时的19.5%),专业选修课222学时(占总学时的8.8%)。 包装工程论文:包装工程中电磁感应加热技术的应用 摘要:近年来,我国商品包装行业发展迅速,产值不断上升,国家对包装经济的关注在不断加强。文章先是简单的介绍包装工程这个行业的现在所存在的基本情况,分析了包装工程一路走来的发展路程其以后的发展去向,根据以往的经验总结,在结合包装工程这个行业的现状,针对笨行业的薄弱环节,在以前出现错误的地方进行精心的学习,详细的分析。争取在以前的工作上有更大的进步。为我们经济的发展,为包装工程的进步,进行一系列的分析探讨,争取取得最优化的效益。 感应加热原理感应加热系统包括交流电源,感应线圈和加热工件。感应加热所依据的基本现象就是线圈和;工件之间的相互作用。电源的作用是向线圈提供适当大小和频率的交变电流。用这种方法,通过线圈的感应,工件上便出现了电热效应。奉章重点讨沦线圈和工件间的相互作用,我们将把这两个技术相应结合,我们将把这个技术应用于包装工程。 关键字:包装工程;专业建设;完整包装解决方案;电磁感应;加热技术 包装工程是人们运用包装学知识,在社会、经济、资源及时间等因素限制范围内,为满足包装的主要功能而采取的各种技术活动。现代包装是指具有一定科学技术、艺术、经济、社会含量的包装材料、包装容器和包装操作活动的总称,这决定了包装工程是一门实践性较强的应用学科。工程实践能力需要在掌握一定理论知识的基础上,经过有目的、有计划、有组织的系统训练后才能获得。 1电磁感应加热有很多优点 先简短地介绍一下电磁感应加热的发展历史、应用及优点。1、电磁感应加热的速度比其他的媒介加热的速度快,2、电磁感应在加热的时候损耗铁屑的数量较少。3、电磁感应在加热的时候起动比较快。4、电磁感应的节能效果比较好,因为再不用的时候我们可以将电磁感应加热的电源关掉。比较环保。可以关闭,因为感应加热有启5、电磁感应的工作效率比较高,在短时间内加热就可以到达效果,可以降低成本。除此之外,感应加热还有几点好处:(1).便于控制,易于实现自动化(2).减少设备占地面积(3).作环境安静,安全和洁净(4).维护简单。正是因为电磁感应技术的很多优点,所以我们才将其用于包装工程的工作中。争取取得更大的效果最优化的结局。 2感应加热技术。 电磁感应加热法是基于电磁感应原理,当交流电流通过初级线圈(癌应器)时,环绕着线圈产生交变磁场,交变磁场在次级线圈上(金属炉料)产生感应电动势。由于此感应电动势的作用,在闭合的线圈(被加热的金属)中产生感应电流使金属加热。为中间包侧面感应加热装置。该装置中的感应器由铁芯、线圈和引入钢水的通道组成。当绻圈中通入交流电后,钢液中产生的感应电流放出焦耳热使钢水加热。在浇注初期,因中间包耐火材料吸热,应供以较大的功率使钢水迅速升温。当中间包容量为10t时,最大功率约荚1000kW。 采用中间包加热技术后,可使中间包中钢水温度相对稳定;而且利用磁感应加热钢水时,由于电磁搅拌作用,可使钢中夹杂物上浮。 据资料介绍,在5t中间包中采用电磁感应加热技术,当功率为1000kW时,升温速度司 达25。C/min,热效率为90%,可控制钢水温差在士2.5℃范围内。 2.1感应加热的基本原理 感应加热技术依靠两种能量转换过程以达到加热目的,即焦耳热效应和磁滞效应。第一种是非磁性材料,如铝,铜、奥氏不锈钢和高于居里点(即磁衰变温度)的碳钢产生热量的唯一途经,也是铁磁性金属(如低于居里点温度的碳钢)中主要产热途径。对于铁磁性金属材料,感应发热的一少部分来源于磁滞损耗。磁滞发热可以这样来解释,磁滞现象是由分子(或称磁性偶极子)之间的磨擦力导致的。当铁磁性金属被磁化时,磁性偶极子可以看成是小磁针,它随着磁场方向变化(即交流电的变化)而转动,这种来回转动所引起的发热,就是磁滞发热。交流电频率越高,磁场变化就越快,单位时间内产生出的热量也就越多。焦耳热效应是由涡流损耗产生的。涡流损耗和焦耳的表达式和直流电、交流电的能量消耗公式相同。和其它电流一样,涡流也必须有一个闭合回路。假设该电路中电压为V,电阻为R,电流为Ⅱ,由欧姆定律V=ⅡR。当电势降低时,电能就转变成热能。这种电能的转化过程类似于机械运动过程中势能的转化。势能转化过程是由于在重力作用下,物体由高处向低处落下时发生的。电势降低时产生热,其关系式可以给出。必须清楚,感应加热的机理和直流电或交流电产生的电磁场有密切的关系。对于一个带直流电的导体而言,磁场(感生磁场)的方向垂直于电流方向。距离导体越远,磁场强度越弱。磁场强度的大小和电流大小成正比。磁场极性或磁力线的方向由右手定则给出。假如直流电流过一螺旋线圈,则螺旋线圈内的场强大载流体(中心凋围的磁场(O箭头)而线圈外的强度小。2)相邻两匝线圈之间的场强很小。这是因为相邻两匝之间的磁力线方向相反,彼此互相抵消了。现在再来考虑在一个通有直流电的螺旋线圈中插入一个实心棒时磁场将会发生怎样的变化。(图2.3)如果棒是非磁性的,则磁场不受影响;反之,如果插入磁性钢棒,则磁力线的数量就会大大增加。这是因为钢的导磁率比非磁性物的导磁率大得多的缘故。实际上,在电学计算中只需要知道相对导磁率即可。非磁性物质和空气的相对导磁率都定为1,磁性的物质的相对导磁率都大于1。 3 包装工程的内容和特点 目前我国的包装主要研究和应用的重点是包装理论、技术方法、结构设计、包装测试、包装材料强度和结构; 同时发挥多科性综合大学的优势, 在计算机辅助设计、包装机械、市场营销、管理以及造型设计诸方面开展工作。 计算机与测试技术可为包装工程设计提供计算、分析、实验和数据处理的手段,以提高包装设计的质量、效率,并适应现代包装工程高速化、智能化、自动化的要求。应包括包装CAD、包装测试技术、包装自动控制等。 5结论 现代的包装工程是许多技术的综合运用,因此我们应该加强各个方面的技术的应用,从包装产品的特点,性能,运输。储藏。安全,销售等等很多方面考虑包装工程的要求。包装工程还有一个重要的步骤就是包装材料的问题。包装材料的好坏是包装完成的第一步,也是最重要的一个步骤。我们可以应用电磁感应这个技术制造歘更好的包装材料。如果包装材料都不好的话,包装的任何一部都无法进行。不仅要包装包装的安全完整,还要做到美观,包装材料的安全完整美观才能吸引消费者额眼球,我们应该以最安全完整的包装材料达到最完美的包装效果,让我们的包装发挥最大的视觉冲击。吸引更多更广的消费者。利用电磁感应这个技术为包装工程作出更好的贡献。 包装工程论文:包装工程专业包装设计方向教学改革的研究与实践 摘要:目前包装教育研究性学习和创新性应用型人才的培养顺应国家高等教育研创型人才培养的步伐才刚刚起步,现有的培养模式和包装经济全球化以及企业对复合型人才的需求还有一定的差距。适应社会需求以及俱有前瞻性的培养模式一直在不断地探索与研究中。本文从构建专业方向人才培养模式、优化专业方向课程体系、专业教学团队培养、拓展优化教学内容等多个角度探索和改革现有人才培养方式,为适应社会需求的包装领域创新人才的培养提供参考依据。 关键词:包装工程;包装设计;专业方向;工程素质;创新能力 我国包装高等教育自上世纪70年代开办以来还不过30多年,人才培养模式和方式方法一直在不断地探索与研讨中。如何紧密联系包装科研机构、广大包装企业及包装高等院校,构筑和指导现代包装工程专业的学科体系结构和产学研网络,我们一直在积极探索和改革现有人才培养模式和教学方法及内容,以期能逐步完善和适应包装企业对工程素质型创新人才的需求。 一、构建专业方向“4+师徒制”人才培养模式,突出人才培养的个性化与多样性,充分发挥学生潜能 师徒制口传身授的方式,方便教学生只能靠感悟才能学到的知识,最大可能地把师傅的手艺和品质传给徒弟,师徒制教学有悠久的历史,当代的师徒制教学依然焕发着活力。我们提出“师徒制”人才培养模式,是受益于英国、澳大利亚等西方国家对设计类人才培养的启发,包装工程设计方向不同于其他专业方向,包装学科多学科交叉的特点也要求培养包装工程拔尖人才时需要针对学生个人的潜质、兴趣、特长等对部分学生进行个性化培养,使学生能够学有所长学有所精,促进就业率的提高,为全国包装工程专业培养模式积累经验。 1.目前考研已是部分理论基础好的学生的强烈愿望,将他们组成考研小组,学院和系里都充分给予支持和关心,指派专业教师定期给予指导。 2.包装工程设计方向对学生的绘画基础有一定要求,集中选拔一批有较好基础的学生,指派艺术专业的指导教师,加强学生对平面设计和三维立体设计的强化训练,让学生去参与各类级别的包装设计大赛。 3.还有一部分同学对实践动手和科研很感兴趣,可以直接参与大学生研创项目或教师课题。在导师的指导下,完成力行实验,成果在核心期刊和普通期刊上发表科技论文。 4.有的同学对工程设计课题感兴趣,则直接参加老师承接的企业项目,如同学们参加了老师承接的“美的空调运输包装的改进设计”,所得的成果被企业直接采用,获得了一定的经济效益。还有的同学参加老师承接的企业课题“时代橡塑的半导体散热器的缓冲包装设计”和“深圳三浦雨@能吸顶灯的包装设计”,所取得的成果直接被企业采用。 “师徒制”人才培养模式可以做到统一培养与个性培养相结合,而与现有培养方案不发生冲突,可以按照学生的潜能和兴趣因材施教,不仅符合教育基本规律,且师生自愿组合,便于推广实施。 二、以工程素质教育为主线,突出时代性、应用性,优化专业方向课程体系 工程素质是指从事工程实践的工程专业技术人员的一种能力,是面向工程实践活动时所具有的潜能和适应性。也就是说,包装工程设计方向一定要以工程设计为基准,培养具备工程素质的现代工程师。在课程改革上要注意跨学科综合与调整,需要理论与实践相结合、技术与艺术相融合、科学与人文相契合地优化课程内容。同时通过对包装工程设计方向核心课程的体系建设,促进专业建设。鼓励老师进行全面深入的研究和改革。 三、多渠道、多方式构筑一个学科构架合理的优秀教学团队 通过联合培养提升学历、出国访学深造、产学研实践等多种方式,逐步形成一支包装工程专业设计方向的教学团队。 1.鼓励团队内教师攻读博士学位,为青年教师培养提供支持。目前团队中在中南大学读博的教师有3人,1人被推荐去瑞士皇家理工大学访学一年,1人已经去韩国首尔大学做博士后研究一年。 2.建立“传帮带”制度,一对一为青年教师指陪导师,确定专业研究方向,打造梯队。 3.与长三角和珠三角多家包装企业建立“产学研”合作,派驻青年教师去企业常驻调研,收集和参与解决企业难题,培植青年教师专业素养。 四、以研创型人才培养为目标,引导核心课程建设,拓展教学网络和凝练教学内容,全面提升课程建设水平 改革设计方向课程体系和教学内容,采用以实用技术为重点的教学方法,以教师科研成果为补充,使精品课程建设特色化、多样化。我们制作的纸包装结构设计多媒体课件,在2002年湖南省课件比赛中获得了二等奖。在2007年湖南工业大学优秀教案比赛中,获得了二等奖。2002年,“包装容器结构设计与制造”课程获湖南省优秀课程;2006年获省级精品课程;2008年获得国家精品课程。将精品课程建设与特色课程特色专业建设紧密结合,为此我系获得了2008年校级特色专业、2009年省级特色专业的立项。 五、通过产学研基地建设,加强青年教师和学生的工程能力培养,有效提高青年教师专业技能 依托学院在珠三角和长三角建立的实习基地和产学研合作单位,定期组织教师驻企业参加工程项目的开发和研究,通过产学研合作项目促进青年教师工程素质和科研能力,提高青年教师的教学水平,同时通过产学研网络提高学生的就业率。依托“产学研”基地,不仅提高了本科教学质量,特别是实践教学的质量。如有的老师指导的毕业设计(设计成果被企业采用)获得过一等奖、二等奖。有的老师通过产学研合作课题的锻炼,教学和科研水平明显提高,在我校讲课比赛中获奖,参与两项国家自科基金项目,发表三大检索论文10多篇,被提拔到重要的教学管理岗位。 六、以工程素质培养为基础,以创新能力培养为核心,加强实践性教学环节改革 包装工程专业包装设计与制造方向是应用性实践性很强的专业方向,要达到理想的教学效果,理论上初步形成包装工程类学生一体化包装设计能力培养的独特方法。应用探究性教学方法,将学生的创新精神,创新思维,创新能力等统一起来进行训练,同样实践环节非常重要,设计技能的训练可通过以下途径来实现。 1.与时俱进,展开广泛调研和教学研讨,提高对实践性教学在人才培养中的重要作用的认识。我们从2001年开始有计划、有步骤地组织老师就中国包装工业发展、人才培养模式、创新教育、包装工程研究领域、学科内涵、与其它学科关系等方面进行广泛研讨。 2.以激励学生的创新思维为目标,构建符合行业需求的创新型包装设计实验教学体系。一是通过实验环节使学生了解和掌握一般包装容器和包装材料性能的测试方法,培养学生的基本测试技能;二是通过课程设计环节使学生结合实际产品进行内、外包装容器的设计,培养学生的理论联系实际的能力与创新能力;三是通过现场实践教学环节,使学生直观形象地了解包装容器的加工制造过程,培养学生形成科学的设计观。 3.以综合训练和提高学生包装设计综合能力为目的,实行不同学科背景协作式毕业设计模式改革。包装工程的毕业设计是一个多学科知识综合运用的过程,各学科在不同阶段各有侧重。因此,进行毕业设计指导时,可以根据专业培养计划,实行包装工程专业各个专业方向的毕业设计联合指导组。 4.加强学生包装创新设计的能力训练,通过感知、认知包装,试制、改制、创制包装来培养学生的创新能力。我们认为,只要把“创新人才培养”作为包装工程专业实践教学的主要方向,就一定能够在教学环节、教学内容和教学方法的改革中取得成效。 包装工程论文:包装工程专业的本科人才培养方向探讨 摘要:分析了目前包装工程专业本科人才培养存在的若干分歧,并提出了相应的意见与主张。同时建议将“包装结构设计与加工”以及“包装防护技术、工艺及设备”作为专业本科人才培养的两个方向。 关键词:包装工程;人才培养;交叉性;综合性 社会发展的需要促进了包装高等教育的发展,并取得了长足的进步。近三十年来,先后有七十余所高校申办了包装工程本科专业,包装工程作为一个本科专业已得到社会的广泛认可。基于包装工程多学科交叉的特点,很多学校申办专业时考虑的多是自身学科的优势和了解到的就业需求。尽管1996年该专业成功申报到硕士点、博士点,但1997年随即取消了包装工程这一二级学科目录。即便经过众多专家的努力,到现在也未能恢复其二级学科目录。这与当前包装高等教育办学特色过多、过程过泛有莫大的关系。特色过多、课程过泛,影响了包装工程专业本身的独立性和完整性。但作为包装高等教育工作者,有责任也有义务积极探索如何加强包装工程专业的内涵建设、完善学科体系,办出包装工程专业的真正特色来。 作为包装教育专家的杰出代表,姜锐先生一直在为包装高等教育的发展呼吁[1],并高屋建瓴的提出包装工程专业人才培养的重点是现代包装设计人才和管理人才。宋宝丰教授运用学科交叉理论和方法,对如何构建跨学科教育模式提出了建设性的思路[2]。当前,不少从事包装教育的研究人员都提出了自己的见解,如袁志庆、王彩印等从工程教育的角度各自阐述了如何培养包装专业人才[3,4]。无可争议的是,目前我国包装教育存在着较多的问题。如宽口径宽基础、非工程化、将包装装潢等同于包装设计等等。归根结底,其主要原因在于目前业内对于包装工程专业的人才培养方向还存在以下分歧。 一、包装工程本科专业培养方向的分歧 (一)分歧一:包装材料作为培养方向是否可行 材料是包装的载体,是从事包装活动的物质基础。其重要性对于从事包装工作的专业人员来讲是毋庸置疑的。然而包装材料作为包装工程本科专业的人才培养方向是否合适则值得商榷。事实上要能较好地从事包装材料的设计与应用工作,必须系统地掌握材料的相关知识。而包装材料不仅包含高分子、金属材料,也包括玻璃陶瓷等非金属材料。要在学好其他包装工程专业有关课程的同时,再掌握好材料相关课程显得不切实际。 需要说明的是,基于包装材料在包装工程领域的重要性和专业性,笔者认为可以考虑将包装材料作为专业教师的研究方向,或作为有条件的院校中材料类本科专业的一个培养方向,或包装工程专业研究生培养方向。 (二)分歧二:包装艺术学可否作为专业人才培养方向 由于人们对美的不断追求,包装设计出现了一种过分包装的现象。也因此包装所带来的附加值被过分放大。一些艺术类师资相对较强的院校将包装艺术学作为包装工程本科专业的培养方向。事实上,这种做法的合理性值得探讨。其一,包装工程首先突出的是其工程特色,是一门工学专业。它研究的是如何保护商品、方便储运、促进销售以及为实现这一目标而采用的技术和手段。由于专业本身的特点,它要求从业人员具有较高的审美能力,包括色彩构成、装饰装潢等。也正是这个原因,很多院校介绍包装工程专业时都提到了包装技术与艺术的结合。事实上基于其工程技术学科的特点,我们更应该关注的是包装的造型美、结构美与安全性。以包装艺术学作为培养方向对工学知识背景的学生提出的要求偏高;而以包装造型与结构设计作为包装工程本科专业方向又缺乏足够的理论作为支撑,它必然要与包装容器的结构设计与制造结合起来进行研究,方能形成一个培养方向。 (三)分歧三:包装印刷不分家,印刷应该就是包装工程本科培养方向 众所周知,产品包装装潢是通过印刷来实现的。一直以来,部分院校依靠自身办学特色,将包装印刷作为包装工程本科专业的一个重要培养方向。结果导致大批包装工程专业毕业生涌向印刷企业。诚然,印刷技术作为一个独相对立的技术行业对专业人才的需求的确很大。而仅以此为由,就认为包装工程本科专业培养方向应以印刷为主则不尽然。不可否认,印刷企业需要包装工程专业技术人才,但不应是包装工程专业毕业生的主要就业方向。在包装工程这一大的系统中,印刷仅是其中的一环,将大批包装工程专业毕业生推入印刷企业不仅有“抢人饭碗”之嫌,而且不能真正推动包装工程技术的发展和满足市场对包装专业人才的需求。 (四)分歧四:加大管理类课时以培养包装管理人才 现实社会的情况是,包装企业的技术人才和管理人才明显不足。在加强包装技术人才培养力度的同时,加强包装管理人才的培养势在必行。据此有人指出,包装工程教育应分为自然科学和社会科学两个培养方向,或将包装管理作为专业人才培养方向之一。诚然,包装管理人才的不足在一定程度上制约了包装企业的发展,但这并不意味着非要通过加大包装工程专业的管理类课程比重来培养管理人才。否则按照这一逻辑发展下去,包装企业需要包装工程专业管理方向的人才,采矿企业需要采矿工程专业管理方向的人才,电气企业需要电气工程专业管理方向的人才……如此一来,管理专业人才的培养就会陷入困境。应当承认,有包装工程专业背景的人从事管理工作具有一定的优势,但这类人才的培养应通过相关专业课程或实践环节实现。需要说明的是,目前这一方案的可操作性不是很强,因为这对相关教师要求非常高,不仅要懂专业,还要有管理方面的经验,同时也增加了学校的管理难度。事实上,目前包装管理人才缺乏的主要原因是现在企业可用的真正懂包装技术的人才缺乏,或是高校培养出来的专业人才满足不了企业的需求。因为专业技术人员的管理能力完全可以在工作实践中得到锻炼和提高。因而培养企业需要的合格专业技术人才才是当前的首要问题。
浅谈生物医学工程课程教学改革:生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学探究 摘要:结合生物医学工程专业人才培养的特点和要求,以医疗电子仪器中的电子电路为重点,以培养学生电子电路设计能力、电子产品组装能力和电子系统调试能力为教学目的,对“电子电路课程设计”的教学内容与教学方法进行了改革,包括构建课程设计选题库、改变课程设计指导方式、加深加宽训练内容和要求等方面。改革后的课程设计可以提高学生发现、提出、分析和解决实际问题的能力,这对于训练学生综合运用所学知识、培养学生的综合素质有重要的意义。教学实践证明,该课程的改革取得了较好的效果。 关键词:生物医学工程;电子电路;课程设计;教学改革 生物医学工程是利用生命科学、电子信息科学、材料科学及机电控制技术的原理和方法,对与疾病的预防、诊断、治疗、康复以及相关产业等方面有关的问题进行应用基础理论和方法的研究,并进行产品开发与应用的一门工程技术学科。[1-3]在该学科的人才培养中,实践教学有着重要的地位,是培养创新型人才的关键环节。电子电路在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用,任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子电路完成信息检测与处理、系统控制等核心功能。[2-4] “电子技术基础”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,是理工科相关专业的技术基础课程,也是生物医学工程专业的重要专业基础课和技术基础课。生物医学工程专业开设“电子电路课程设计”课程,对提高学生的电路设计能力、硬件制作能力和系统调试能力,以及培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力具有非常重要的意义。如何利用科学的选题在较短的时间内训练和提高学生的这些能力,并有意识地培养学生的创新意识和科研能力,是该课程在教学过程中重要的教学研究课题。[4-6] 一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题 由于生物医学工程专业的特殊性,目前在生物医学工程专业的“电子电路课程设计”教学过程中,普遍存在以下几个问题: 1.课程设计的选题没有考虑专业特点,实施的目的性不强,与专业的整体发展建设结合较差,达不到课程设计要求 一个突出的问题是,课程设计的选题大部分是沿用电子信息类专业的传统选题,如多级低频阻容耦合放大器、功率放大器、语音放大器、函数发生器、交直流放大器、数字电子钟、定时器、智力竞赛抢答器、简易数字电容测试仪等选题,这些题目与生物医学工程专业的联系较少。这样既不能体现专业特点,也不能提高学生的兴趣,从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节。 2.课程设计内容不完善,所设计的内容不能充分体现课程设计的目标 “电子技术课程设计”课程应该是由许多关键环节构成的一个整体,从多个方面训练和提高学生的能力和素质。但原有的教学过程中,往往会忽略其中的一些重要环节。这些问题表现在:只要求学生完成电路制作,对于任务分析、方案选择、分析计算要求较少,把课程设计简化成操作实训;不重视测试和数据分析,不能充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力;不注重使用设计软件和选择流行器件,只使用过时的器件,甚至老旧的分立元件,制作的电路达不到任务要求。这些对于提高课程设计的效果都有不利的影响,导致学生实际动手能力练习不够、电路设计能力偏低、综合调试能力不高。 3.评价方法和标准简单,随意性大 教学过程中没有严格的评价标准,课程成绩评定基本上流于形式,从而造成课程设计质量下降。 在这种情况下,培养出来的学生普遍存在电路设计能力和系统调试能力不足,发现问题、分析问题、解决问题的能力偏低,这样培养出来的学生难以在工程设计领域中发挥独当一面的作用,不能快速适应社会要求。 二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践 几年来,在“电子电路课程设计”教学过程中进行了几点改革尝试,取得了较好的教学效果。 1.明确专业培养目标,构建课程设计选题库 “电子电路课程设计”是电子信息类专业的传统课程,有大量的课程设计选题,但这些选题中,大部分与生物医学工程专业和生物医学电子技术课程的教学内容和要求有较大的区别。为此,学院组织教师从众多的课程设计选题中,选出若干与专业相关的训练内容,进行加工改造,并对每一个设计选题提出具体的训练要求和目标,构成课程设计选题库。题库中题目所涉及到的课程内容和设计内容的统计分析见表1。从表中可以看出,与生物医学工程专业的教学内容密切相关的选题占总选题的72%,这样就形成了有专业特色的电子电路课程设计内容和要求。 另外还结合专业的特色,对与医疗仪器密切相关的设计,如测量心电、脑电、心音、血氧饱和度、脉搏波等信号的电子系统的采集电路部分,要求学生做成完整的模块,作为以后系统课程设计的子模块。 2.以学生为主体,改革传统课程设计指导方式 改变过去教师全程指导,有问必答,甚至直接给出参考电路的指导方式。教师在给出选题和要求后,将学生分成若干小组,每个小组在选题范围内选定设计题目。学生自己查阅资料,提出方案,独立设计,最终完成设计并进行完整的调试和测试。在整个课程设计过程中,教师每周留出固定或灵活的课堂答疑时间,回答学生提出的问题或启发学生提出问题,直至课程设计结束。 3.充分发挥学生潜能,加深加宽课程设计的训练内容并提高要求 在课程设计过程中,教师提出设计的目的和要求后,实验室只负责提供材料及仪器,其他工作全部由学生自己完成。为了更多地训练学生的综合素质,学生需要独立完成实践步骤确定、任务分析、方案选择、电路设计、元件选择、电路布线、印刷板设计及制造、元件测试、电路焊接、系统调试、测试方案设计、电路测试等训练步骤,并将这些步骤作为课程考核的训练点(见表2)。通过这种完整的训练过程,学生不仅能够初步掌握电子产品的设计开发流程,还能较好地锻炼自己的专业素养。 4.重视现代电子技术的发展和应用,鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片 做到软件和硬件结合,学生除了完成电路设计以及硬件的焊接、安装、调试外,还需要至少掌握一种印刷电路板设计软件和一种电路仿真软件,有条件的学生还应掌握一种数字电路设计软件(如EDA软件)。学生既要熟练掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管等分立元件的选择和使用外,还应尽量掌握和使用最新的集成芯片,以进一步训练工程设计能力。这样,电子电路课程设计可以达到更好的教学效果。 5.培养学生兴趣,将课程设计与创新课题训练相结合 鼓励教师将本科创新课题、教师科研课题等进行简化、分割,形成适合课程设计的课题,供学生选择。鼓励学生进行电子产品整机设计、开发、组装、调试,并且组织学生共同交流,互相学习,不断提高。 三、结束语 “电子技术”课程的理论性和实践性都很强,而“电子电路课程设计”作为教学过程中的重要一环,体现出了越来越重要的作用。对该课程进行的一系列教学改革实践,取得了良好的效果。按照改革后的教学模式,“电子电路课程设计”不断能够巩固课堂上所学的理论知识,加深学生对课堂抽象概念的理解,提高了学生的设计能力和创新能力,还能使学生对生物医学工程专业的认识更加明确具体,这些都有利于培养出理论基础扎实、实际工作能力强的高素质生物医学工程专业人才。 浅谈生物医学工程课程教学改革:生物医学工程电子类课程教学方式的改变与探索 摘要:电子类课程是生物医学工程专业的重要专业基础课。本文根据广东医学院生物医学工程课程研究小组在课程建设和教学改革方面的探索与实践,结合生物医学工程专业特点介绍了我们在电子类课程考核方式改革方面的实践与探索。 关键词:生物医学工程;考核;电子类课程 广东医学院生物医学工程专业于2003年开始第一届本科招生,针对如何进行具有生物医学工程专业特点的教学改革进行了大量的研究和实践。作为工科专业,电子类课程是专业的基础课程,与电子信息专业要求不同,生物医学工程专业以小信号、低频率电路为主要研究对象。本专业侧重培养高水平的应用型人才,毕业生要能够快速开展医疗仪器方向的研发、测试等工作。因此,我们从2008年开始着手进行了相关电路课程的改革和探测,下面针对专业特点和考核方式进行讨论。 一、生物医学工程专业课程特点分析 生物医学工程是以技术与工程的手段研究和解决生物和医学中的相关问题,并综合了生物学、医学和工程技术学的交叉学科[1-3]。它要求学生掌握物理学、数学、电子学、医学等相关基础知识,并能够融会贯通[4-5]。其中电子技术的相关知识是生物医学工程专业课程的主要内容。与普通高校电子信息专业和自动化控制专业不同的是,本专业电子类课程内容局限在低频、弱电范围内,同时要求学生具备较强的操作和分析能力。因此,在课程教学和考核中应该更加注重与本专业特点相结合,发展具有专业特色的考核评价体系。作为课程发展的导向,考核方式是课程建设水平的集中体现,也是评价教学质量的重要手段和课程改革的参考依据。在本专业发展初期,电子类课程的考核主要体现在:(1)一考制,即将期末考试成绩作为学生的最终成绩,方式比较单一,特点不突出,忽视了学生在实验技能、创新设计方面的评价;同时在期末考试中所暴露出来的问题也来不及纠正。(2)与专业领域衔接不够紧密。考核内容只强调基础知识的掌握,考核内容与普通电子工程专业内容一样,忽视了生物医学工程专业的特色;(3)考试题型单一。最初的考试题型也只有计算分析一种,覆盖面较窄,考试评价主观性较强,难以全面评价学生的综合能力。 二、考核方式的改变与实践 从2008年开始,我们便针对电子类课程存在的问题进行了专项研究,提出考核改革的目标,即把教学作为提高学生综合素质的关键环节,将考核向过程考核转移。课程组从2009级本科生开始推行一系列课程改革措施,目前已经进行了三届改革试验。逐步形成了一套具有生物医学工程专业特色的考核方式。考核方式改革具体内容是:(1)专业基础课的考核由平时作业和阶段测验成绩、实验课成绩和期末成绩组成。①平时作业由主讲教师根据教学计划通过在线课程网站布置,学生在学习完一章内容后在一周以内提交作业。该项成绩占总评成绩的10%。②阶段测验包含两种形式,一种是传统的随堂测验,另一种是在线测验,即由测验系统给出成绩。阶段测验根据学习内容,安排2~3次,占总评成绩的5%。③我们特别加强了对实验课程的考核力度,实验课成绩包括实验完成情况和实验报告的撰写两方面,占总评成绩的15%。④期末成绩则延续传统闭卷考试形式,在统一阅卷的基础上给出,占总评成绩的70%。考试题型更加丰富,一般不少于四种类型题,客观题占50%左右。考试难度适当降低,但是知识覆盖面增加到了课程内容的80%以上。(2)电子类专业课程考核则注重课程设计、大作业(或课程论文)等更加自由的形式。①考核也贯穿于整个教学过程。以综合设计课程为例:教学和考核都是以分组方式进行,电路设计为主要教学内容,设计结果和课程论文则是考核依据。这里还强调了团队合作,同一小组成员的考核成绩是相同的。②通过计算机辅助进行。在电路设计软件课程中,学生在课程学习中除了要掌握软件的基本知识外,综合能力的提高也是主要的一个方面。考核也是通过计算机完成的,教学可以为每位学生设置不同的题目,内容更加灵活多变。我们进行考核方式改革的方针是以学生为主体,注重培养学生兴趣和综合能力,在教学过程中也尽量增加小组讨论和团队项目。总之,考核方式的改变就是力求做到全面、有效,能够在学习过程中对学生进行促进。 三、网络平台的建设和作用 专业课程学习网站的建设是教育教学改革的重要内容,在电子类课程的改革中成为了重要的工具。截止到2011年,生物医学工程专业的专业基础课已经陆续完成了网络课程的组建工作并迅速投入到教学中。在线网络课程建设为考核方式提供了更多的选择,已经逐渐成为改革成功的关键一环。我们在网络课程建设中,特别强调了其参与考核的功能。因此,将题库建设作为重要的一环。目前,已将完成了500道网络习题的初等规模题库,包括在线自测试题10套,为课程考核方式改革提供了重要的硬件支撑。学生在线考试的形式反应积极,认为形式新颖、操作方便。目前,我们在过程测试中至少包含一次在线考试,平时的作业布置和提交也都通过在线网络进行,也就是说约40%的平时成绩是通过网络考核获得的。除此之外,网络课程还为教学提供了重要的支撑平台,这主要体现在两方面:(1)扩展了教学内容,丰富了学生的知识面。以往学生获得知识的渠道单一,枯燥的内容制约了学生的学习积极性。我们在网络课程中提供了大量的相关资料,包括文献、新闻、图片、视频等,充分延伸了教材内容,满足了学生多元化的学习需要;(2)提供了交流的平台。我们同样组建了学习小组,小组成员作为团队活跃在网络中。教师为各个小组布置了不同的讨论题目,有的作为作业成为考核的一部分。在网络环境中,学生拥有了充分的发挥空间和自由,能够以更加放松的心态融入到学习中。 生物医学工程专业电子类课程考核方式改革是新时期人才培养模式改革的重要组成部分。是在培养创新性人才的指导思想下进行的有益的探索和尝试。根据三年来的教学实践,改革获得了任课教师的支持,得到了学生的认可。我们所提出的综合型的过程考核思想正在切实地促进教学质量的提高。我们下一步的工作重点是继续深化考核方式改革,使其不流于形式并带动整个课程的建设,不断地提高教学质量和学生的综合应用能力。 浅谈生物医学工程课程教学改革:生物医学工程专业普通化学课程教学改革初探 【摘要】根据生物医学工程专业的特点,针对普通化学课程及其教学的基本要求,从教学大纲和教学方法两方面提出普通化学教学改革的具体措施。 【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革 一、生物医学工程专业的特点 生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法,研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是:从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括:生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力,它所带动的产业在国民经济中占有重要地位,世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生,不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术,而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能,以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽,就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用,又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术,国家技术监督部门,以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外,本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面:打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础,掌握宽厚的生物医学工程专业知识,具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。 二、普通化学课程及其教学的基本要求 (一)课程的地位、性质和任务 化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中,化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言,它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分,是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习,学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能,并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用;培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力;为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。 (二)课程教学的基本要求 通过对普通化学课程的学习,学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。 三、普通化学教学改革的具体措施 (一)修改教学大纲 应根据生物医学工程专业的培养方案,修改普通化学的教学大纲,并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时,实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言,它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。 为了培养学生的动手能力,应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则;培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯;了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时,应培养学生正确处理实验数据,正确书写实验报告的能力;促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风,并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力,从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下:玻璃工操作实验(2学时);离解平衡与沉淀一溶解平衡(2学时);铜、锌、银、镉及其离子的鉴定(2学时);烃的性质和鉴定(2学时);粗盐的提纯(4学时)。 值得注意的是,理论教学大纲和实验教学大纲的修订,应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。 (二)探索新的教学方法 1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课,主要介绍化学学科基本情况,化学各个分支对社会发展的作用,化学学科的发展现状、发展趋势,化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此,普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大,需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而,在教学实践中,本课程的教学课时不足,教学过程中,化学理论和化学与专业结合选择是,教师往往容易顾此失彼,使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积,枯燥乏味。同时,学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透,在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题,针对生物医学工程专业特点,在教学过程中,教师可首先和学生进行讨论,解决如下问题:(1)学习的原动力。(2)学习的方法和习惯;告诉大学课程内容多,上课进度快、信息量大,并且辅导课和习题课少,要掌握好学习方法;设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。(3)学习精神,只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范,激发学生的学习兴趣,以求达到最佳教学效果。 将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨,在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点,再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课,采用实验前提问和预习,代替实验课先讲实验原理和步骤的方式,要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时,及时发现问题,引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室,为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动,和指导教师一起选题,查阅文献,学习相关知识,进行科研活动。当然,也可结合其他课外科技活动展开教学。 2引入实例。在实际的教学过程中,针对生物医学工程专业特点,可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时,利用具体实例,引入每一章节内容,再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上,将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来,指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识,加强基础,提炼基本,按需拓宽,注重实践性和应用性。 在讲到酸碱时,可把知识点延伸,把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性,检测出酸的浓度,也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号,信号的强弱就能反映酸的浓度。同样,电子舌检测其他味觉,就是将其味觉物质,通过化学传感器转化为可检测的信号,通过信号的强弱来反映味觉物质的含量,进一步体现味道的内涵。 可引入直观形象的化学反应动画效果,加强学生对反应机理和抽象概念的理解;同时,可采用动态图表,充分发挥各类图形的优势。 3.突出重点,扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点,可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点:热力学的基本概念;盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法;化学反应自发进行的判剧;化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算;分散体系的概念及分类;溶液的依数性;胶体分散体系的性质及结构;弱酸、弱碱解离平衡;溶度积规则和溶解平衡;电极电势的概念;用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度;配位体的相关概念及命名规则;核外电子运动的特殊性;四个量子数的取值及物理意义。教学难点为:化学反应等温方程式的应用;相似相溶液原理;能斯特方程式的应用;吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点,可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式,讲解后再让学生来回答问题,加深学生对重点知识点的印象与理解,在原有知识点的基础上扩大信息量。 综上,本文针对生物医学工程专业专业特点,从修改教学大纲、确立教学主线和实验操作人手,对普通化学课程进行了教学改革尝试。实践表明,教师授课和学生学习,目的更为明确,重点更为突出,实验更有可操作性。通过教学课程体系的调整和教学方式的改革,可以提高学生的学习热情,激发教师对教学内容、教学方式等不断进行探索的兴趣。这种双向的促进,有利于普通化学课程课堂教学的良性发展。随着教改的不断深入,相信普通化学课程将在提高非化学专业学生学习素质、培养学生创新精神和实践能力方面发挥更大的作用。 (责编 何田田) 浅谈生物医学工程课程教学改革:生物医学工程专业《机械制图》课程教学方法的探索 摘 要 文章结合生物医学工程专业的特点,根据本校的实际情况,分析了制图课程教学过程中存在的问题,对制图课程的教学内容和教学方法提出了相应的改革措施和建议,并在教学实践中应用,取得了良好的教学效果。 关键词 机械制图 生物医学工程 教学方法 0 引言 生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)专业是涉及生物学、医学、工程学等多门学科的新兴专业,其目的是培养具有复合型知识结构,具备医学与工程技术相结合的初步科学研究能力,能在各级医院临床第一线配合医护人员从事医疗仪器设备的实际操作及维护、管理、研究、安全检测等技术支持工作的实用型高级工程技术人才。随着医疗卫生事业在中国的蓬勃发展,生物医学工程专业在各地医学院校陆续开设。《机械制图》是所有工科专业的主干课程之一,也是生物医学工程专业的一门专业基础课,它是培养学生具备一定的绘图和读图能力,启发并培养学生的空间想象能力,为后续课程的学习及为以后接触医疗仪器设备的实际操作、维护、设备设计等打下坚实的基础。 1 生物医学工程专业《机械制图》课程教学过程中存在的问题 首先,和理工科院校的学生不同,我校生物医学工程专业的学生在学习《机械制图》课程之前没有接触过与绘图相关的其他课程,如画法几何、制图基础、计算机辅助绘图等,也没有参加过金工实习,因此在空间想像能力和绘图功底上不如理工科学生。其次,《机械制图》本身是一门实践性很强的技术基础课,主要研究的是点、线、面及其空间几何形体与其投影之间的对应关系。在教学中,我们发现学生上课听课较认真,也能够跟得上老师的思路,但是课后作业情况不是很理想。学生普遍反映作业难度较大,要花大量时间思考并完成作业,有时还无法独立完成,由此产生了畏惧心理,久而久之失去了学习该课程的兴趣,认为自己学不会了而放弃对这门课程的学习。再次,工程图样是工程界用于技术交流的“语言”,因此要符合《技术制图》国家标准,图纸有多大,图框怎么打,字体怎样写,图线如何画,甚至是每个符号代表什么含义都有明确的规定,这就要求学生在作图时要认真细致,严格遵守制图的国家标准,来不得半点马虎,也没有自由发挥的余地,这些对初学者来说是比较困难的,学起来也很枯燥乏味。再加上有些同学自身基础比较薄弱。就拿我校生物医学工程专业的学生来说,民考汉学生占班级人数的1/4左右,部分学生来自于较为偏远的农村。故而在《机械制图》课程的教学上如何采用灵活的教学手段切实的提高学生的学习兴趣,提高课程的教学质量成了当务之急。 2 制图课程教学内容和方法的探索与改革 2.1 充分了解学生,合理制定教学大纲,调整教学内容 作为理工科专业的一门公共基础课程,机械类学生和非机类学生对《机械制图》课程的教学目标是不同的。就我校生物医学工程专业的学生来说,主要是让学生学习国家制图标准的一些基本规定和正投影法的基本理论;能够识读、绘制简单的机械图样;学会使用AutoCAD绘图软件绘制简单机械图样。根据教学目标,我们设定总教学参考学时为64学时,其中理论48学时,实验16学时。实验部分主要介绍AutoCAD软件常用命令的使用,使学生学会使用AutoCAD绘图软件绘制简单机械图样。 2.2 改变传统的板书教学模式,采用多媒体计算机辅助教学 传统的制图授课方式,主要是通过粉笔+直尺+圆规方式在黑板上进行演示性教学,有些院校也会借助实物模型和挂图进行辅助授课。这种教学方式虽然能给学生留下较为深刻的印象,但是尺规绘图会花费大量时间,模型和(下转第98页)(上接第82页)挂图又缺乏动作和连续性,难以满足现代教学的需要。多媒体计算机辅助教学,将传统的课堂教学内容与多媒体技术和计算机辅助教学技术相结合,集文字、图形和动画等多种信息于一体,形成一种全新的现代化教学系统。①如教师在讲解点、线、面的三面投影时,可以利用AutoCAD、PowerPoint等软件,将它们的三面投影用多种色彩的线条绘制出,并通过动画制作,将投影的作图步骤一步一步地演示给学生,使之产生动态效果,既增加了直观性,又活跃了课堂气氛;在讲解机件的图样画法时,可以利用绘制出的三维立体图,将抽象的制图教学具体化,帮助学生建立空间概念,丰富空间想象能力;在讲解螺纹紧固件及常用件章节时,还可以对零件的加工过程进行动态仿真演示,以帮助学生理解,提高学生的学习兴趣,达到帮助学生掌握知识的目的。 2.3 将机械制图与计算机辅助绘图有机融合 在传统的教学中,《机械制图》与《AutoCAD》这两门课程是相对独立、分开授课的。②这种教学方法存在很多弊端,如课时量加大,内容讲解重复等。我校生物医学工程专业的学生,所学课程科目较多,不可能同时开设《机械制图》与《AutoCAD》两门课程。为了在有限的课时里,既让学生掌握读图画图的基本方法,又能跟上时代的发展需要,掌握计算机绘图的基本技能,根据学生的实际情况,我们采用将机械制图基础知识的传授与AutoCAD软件介绍有机融合,在对教学内容进行优化重组的基础上对教学内容合理组织,使两门课程的内容相辅相成,相互促进,相互结合。既提高了教学效率,改善了教学效果,又提高了学生的学习兴趣,学习效果。如在讲解《技术制图》的基本规定时,让学生用AutoCAD软件根据国家图纸图幅标准的相关规定,绘制出带有图框线、标题栏、明细栏的A1图纸模版;在讲解图线的型式及应用时,引出AutoCAD软件中“图层”的设置与意义;在讲解基本体的三视图时,让学生学会使用AutoCAD基本绘制命令:点、线段、圆弧等绘制三视图;在讲解立体表面的交线时,汇同基本编辑命令进行介绍;在讲解尺寸标注时融入AutoCAD尺寸标注的设置;在讲解机件图样的画法章节时,融入图案填充等命令;在讲解标准件和常用件章节时,融入块和属性的操作;在讲解轴测图章节时,融入三维建模的相关知识。 2.4 加强课外实践,巩固课堂知识 《机械制图》是一门实践性很强的课程。完成一定数量的习题和作业,是巩固基本理论和培养绘图、读图能力的保证。③在制图课程的学习过程中,我们不仅要求学生在课堂中认真听课,积极思考,还要求学生利用业余时间完成相关的习题作业,以加深对教学内容的消化理解。同时,为了解决学生在学习过程中遇到的问题,每学完一章节后,我们会安排特定的时间对学生进行答疑。在答疑过程中,采用互动教学方式,鼓励学生积极参与解答,以加深对知识点的理解和巩固。 3 结束语 教学实践证明,在保证完成制图课程教学任务的前提下,科学合理的安排教学内容和进度,采取灵活多样的教学方法,可以提高学生的学习兴趣,增强学生的实践能力和严谨的科学态度,使学生基本具备一定的读图能力和空间想象能力以及计算机绘图的操作能力。
浅谈生物医学工程课程教学:生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学探究 摘要:结合生物医学工程专业人才培养的特点和要求,以医疗电子仪器中的电子电路为重点,以培养学生电子电路设计能力、电子产品组装能力和电子系统调试能力为教学目的,对“电子电路课程设计”的教学内容与教学方法进行了改革,包括构建课程设计选题库、改变课程设计指导方式、加深加宽训练内容和要求等方面。改革后的课程设计可以提高学生发现、提出、分析和解决实际问题的能力,这对于训练学生综合运用所学知识、培养学生的综合素质有重要的意义。教学实践证明,该课程的改革取得了较好的效果。 关键词:生物医学工程;电子电路;课程设计;教学改革 生物医学工程是利用生命科学、电子信息科学、材料科学及机电控制技术的原理和方法,对与疾病的预防、诊断、治疗、康复以及相关产业等方面有关的问题进行应用基础理论和方法的研究,并进行产品开发与应用的一门工程技术学科。[1-3]在该学科的人才培养中,实践教学有着重要的地位,是培养创新型人才的关键环节。电子电路在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用,任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子电路完成信息检测与处理、系统控制等核心功能。[2-4] “电子技术基础”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,是理工科相关专业的技术基础课程,也是生物医学工程专业的重要专业基础课和技术基础课。生物医学工程专业开设“电子电路课程设计”课程,对提高学生的电路设计能力、硬件制作能力和系统调试能力,以及培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力具有非常重要的意义。如何利用科学的选题在较短的时间内训练和提高学生的这些能力,并有意识地培养学生的创新意识和科研能力,是该课程在教学过程中重要的教学研究课题。[4-6] 一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题 由于生物医学工程专业的特殊性,目前在生物医学工程专业的“电子电路课程设计”教学过程中,普遍存在以下几个问题: 1.课程设计的选题没有考虑专业特点,实施的目的性不强,与专业的整体发展建设结合较差,达不到课程设计要求 一个突出的问题是,课程设计的选题大部分是沿用电子信息类专业的传统选题,如多级低频阻容耦合放大器、功率放大器、语音放大器、函数发生器、交直流放大器、数字电子钟、定时器、智力竞赛抢答器、简易数字电容测试仪等选题,这些题目与生物医学工程专业的联系较少。这样既不能体现专业特点,也不能提高学生的兴趣,从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节。 2.课程设计内容不完善,所设计的内容不能充分体现课程设计的目标 “电子技术课程设计”课程应该是由许多关键环节构成的一个整体,从多个方面训练和提高学生的能力和素质。但原有的教学过程中,往往会忽略其中的一些重要环节。这些问题表现在:只要求学生完成电路制作,对于任务分析、方案选择、分析计算要求较少,把课程设计简化成操作实训;不重视测试和数据分析,不能充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力;不注重使用设计软件和选择流行器件,只使用过时的器件,甚至老旧的分立元件,制作的电路达不到任务要求。这些对于提高课程设计的效果都有不利的影响,导致学生实际动手能力练习不够、电路设计能力偏低、综合调试能力不高。 3.评价方法和标准简单,随意性大 教学过程中没有严格的评价标准,课程成绩评定基本上流于形式,从而造成课程设计质量下降。 在这种情况下,培养出来的学生普遍存在电路设计能力和系统调试能力不足,发现问题、分析问题、解决问题的能力偏低,这样培养出来的学生难以在工程设计领域中发挥独当一面的作用,不能快速适应社会要求。 二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践 几年来,在“电子电路课程设计”教学过程中进行了几点改革尝试,取得了较好的教学效果。 1.明确专业培养目标,构建课程设计选题库 “电子电路课程设计”是电子信息类专业的传统课程,有大量的课程设计选题,但这些选题中,大部分与生物医学工程专业和生物医学电子技术课程的教学内容和要求有较大的区别。为此,学院组织教师从众多的课程设计选题中,选出若干与专业相关的训练内容,进行加工改造,并对每一个设计选题提出具体的训练要求和目标,构成课程设计选题库。题库中题目所涉及到的课程内容和设计内容的统计分析见表1。从表中可以看出,与生物医学工程专业的教学内容密切相关的选题占总选题的72%,这样就形成了有专业特色的电子电路课程设计内容和要求。 另外还结合专业的特色,对与医疗仪器密切相关的设计,如测量心电、脑电、心音、血氧饱和度、脉搏波等信号的电子系统的采集电路部分,要求学生做成完整的模块,作为以后系统课程设计的子模块。 2.以学生为主体,改革传统课程设计指导方式 改变过去教师全程指导,有问必答,甚至直接给出参考电路的指导方式。教师在给出选题和要求后,将学生分成若干小组,每个小组在选题范围内选定设计题目。学生自己查阅资料,提出方案,独立设计,最终完成设计并进行完整的调试和测试。在整个课程设计过程中,教师每周留出固定或灵活的课堂答疑时间,回答学生提出的问题或启发学生提出问题,直至课程设计结束。 3.充分发挥学生潜能,加深加宽课程设计的训练内容并提高要求 在课程设计过程中,教师提出设计的目的和要求后,实验室只负责提供材料及仪器,其他工作全部由学生自己完成。为了更多地训练学生的综合素质,学生需要独立完成实践步骤确定、任务分析、方案选择、电路设计、元件选择、电路布线、印刷板设计及制造、元件测试、电路焊接、系统调试、测试方案设计、电路测试等训练步骤,并将这些步骤作为课程考核的训练点(见表2)。通过这种完整的训练过程,学生不仅能够初步掌握电子产品的设计开发流程,还能较好地锻炼自己的专业素养。 4.重视现代电子技术的发展和应用,鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片 做到软件和硬件结合,学生除了完成电路设计以及硬件的焊接、安装、调试外,还需要至少掌握一种印刷电路板设计软件和一种电路仿真软件,有条件的学生还应掌握一种数字电路设计软件(如EDA软件)。学生既要熟练掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管等分立元件的选择和使用外,还应尽量掌握和使用最新的集成芯片,以进一步训练工程设计能力。这样,电子电路课程设计可以达到更好的教学效果。 5.培养学生兴趣,将课程设计与创新课题训练相结合 鼓励教师将本科创新课题、教师科研课题等进行简化、分割,形成适合课程设计的课题,供学生选择。鼓励学生进行电子产品整机设计、开发、组装、调试,并且组织学生共同交流,互相学习,不断提高。 三、结束语 “电子技术”课程的理论性和实践性都很强,而“电子电路课程设计”作为教学过程中的重要一环,体现出了越来越重要的作用。对该课程进行的一系列教学改革实践,取得了良好的效果。按照改革后的教学模式,“电子电路课程设计”不断能够巩固课堂上所学的理论知识,加深学生对课堂抽象概念的理解,提高了学生的设计能力和创新能力,还能使学生对生物医学工程专业的认识更加明确具体,这些都有利于培养出理论基础扎实、实际工作能力强的高素质生物医学工程专业人才。 浅谈生物医学工程课程教学:生物医学工程电子类课程教学方式的改变与探索 摘要:电子类课程是生物医学工程专业的重要专业基础课。本文根据广东医学院生物医学工程课程研究小组在课程建设和教学改革方面的探索与实践,结合生物医学工程专业特点介绍了我们在电子类课程考核方式改革方面的实践与探索。 关键词:生物医学工程;考核;电子类课程 广东医学院生物医学工程专业于2003年开始第一届本科招生,针对如何进行具有生物医学工程专业特点的教学改革进行了大量的研究和实践。作为工科专业,电子类课程是专业的基础课程,与电子信息专业要求不同,生物医学工程专业以小信号、低频率电路为主要研究对象。本专业侧重培养高水平的应用型人才,毕业生要能够快速开展医疗仪器方向的研发、测试等工作。因此,我们从2008年开始着手进行了相关电路课程的改革和探测,下面针对专业特点和考核方式进行讨论。 一、生物医学工程专业课程特点分析 生物医学工程是以技术与工程的手段研究和解决生物和医学中的相关问题,并综合了生物学、医学和工程技术学的交叉学科[1-3]。它要求学生掌握物理学、数学、电子学、医学等相关基础知识,并能够融会贯通[4-5]。其中电子技术的相关知识是生物医学工程专业课程的主要内容。与普通高校电子信息专业和自动化控制专业不同的是,本专业电子类课程内容局限在低频、弱电范围内,同时要求学生具备较强的操作和分析能力。因此,在课程教学和考核中应该更加注重与本专业特点相结合,发展具有专业特色的考核评价体系。作为课程发展的导向,考核方式是课程建设水平的集中体现,也是评价教学质量的重要手段和课程改革的参考依据。在本专业发展初期,电子类课程的考核主要体现在:(1)一考制,即将期末考试成绩作为学生的最终成绩,方式比较单一,特点不突出,忽视了学生在实验技能、创新设计方面的评价;同时在期末考试中所暴露出来的问题也来不及纠正。(2)与专业领域衔接不够紧密。考核内容只强调基础知识的掌握,考核内容与普通电子工程专业内容一样,忽视了生物医学工程专业的特色;(3)考试题型单一。最初的考试题型也只有计算分析一种,覆盖面较窄,考试评价主观性较强,难以全面评价学生的综合能力。 二、考核方式的改变与实践 从2008年开始,我们便针对电子类课程存在的问题进行了专项研究,提出考核改革的目标,即把教学作为提高学生综合素质的关键环节,将考核向过程考核转移。课程组从2009级本科生开始推行一系列课程改革措施,目前已经进行了三届改革试验。逐步形成了一套具有生物医学工程专业特色的考核方式。考核方式改革具体内容是:(1)专业基础课的考核由平时作业和阶段测验成绩、实验课成绩和期末成绩组成。①平时作业由主讲教师根据教学计划通过在线课程网站布置,学生在学习完一章内容后在一周以内提交作业。该项成绩占总评成绩的10%。②阶段测验包含两种形式,一种是传统的随堂测验,另一种是在线测验,即由测验系统给出成绩。阶段测验根据学习内容,安排2~3次,占总评成绩的5%。③我们特别加强了对实验课程的考核力度,实验课成绩包括实验完成情况和实验报告的撰写两方面,占总评成绩的15%。④期末成绩则延续传统闭卷考试形式,在统一阅卷的基础上给出,占总评成绩的70%。考试题型更加丰富,一般不少于四种类型题,客观题占50%左右。考试难度适当降低,但是知识覆盖面增加到了课程内容的80%以上。(2)电子类专业课程考核则注重课程设计、大作业(或课程论文)等更加自由的形式。①考核也贯穿于整个教学过程。以综合设计课程为例:教学和考核都是以分组方式进行,电路设计为主要教学内容,设计结果和课程论文则是考核依据。这里还强调了团队合作,同一小组成员的考核成绩是相同的。②通过计算机辅助进行。在电路设计软件课程中,学生在课程学习中除了要掌握软件的基本知识外,综合能力的提高也是主要的一个方面。考核也是通过计算机完成的,教学可以为每位学生设置不同的题目,内容更加灵活多变。我们进行考核方式改革的方针是以学生为主体,注重培养学生兴趣和综合能力,在教学过程中也尽量增加小组讨论和团队项目。总之,考核方式的改变就是力求做到全面、有效,能够在学习过程中对学生进行促进。 三、网络平台的建设和作用 专业课程学习网站的建设是教育教学改革的重要内容,在电子类课程的改革中成为了重要的工具。截止到2011年,生物医学工程专业的专业基础课已经陆续完成了网络课程的组建工作并迅速投入到教学中。在线网络课程建设为考核方式提供了更多的选择,已经逐渐成为改革成功的关键一环。我们在网络课程建设中,特别强调了其参与考核的功能。因此,将题库建设作为重要的一环。目前,已将完成了500道网络习题的初等规模题库,包括在线自测试题10套,为课程考核方式改革提供了重要的硬件支撑。学生在线考试的形式反应积极,认为形式新颖、操作方便。目前,我们在过程测试中至少包含一次在线考试,平时的作业布置和提交也都通过在线网络进行,也就是说约40%的平时成绩是通过网络考核获得的。除此之外,网络课程还为教学提供了重要的支撑平台,这主要体现在两方面:(1)扩展了教学内容,丰富了学生的知识面。以往学生获得知识的渠道单一,枯燥的内容制约了学生的学习积极性。我们在网络课程中提供了大量的相关资料,包括文献、新闻、图片、视频等,充分延伸了教材内容,满足了学生多元化的学习需要;(2)提供了交流的平台。我们同样组建了学习小组,小组成员作为团队活跃在网络中。教师为各个小组布置了不同的讨论题目,有的作为作业成为考核的一部分。在网络环境中,学生拥有了充分的发挥空间和自由,能够以更加放松的心态融入到学习中。 生物医学工程专业电子类课程考核方式改革是新时期人才培养模式改革的重要组成部分。是在培养创新性人才的指导思想下进行的有益的探索和尝试。根据三年来的教学实践,改革获得了任课教师的支持,得到了学生的认可。我们所提出的综合型的过程考核思想正在切实地促进教学质量的提高。我们下一步的工作重点是继续深化考核方式改革,使其不流于形式并带动整个课程的建设,不断地提高教学质量和学生的综合应用能力。 浅谈生物医学工程课程教学:生物医学工程专业普通化学课程教学改革初探 【摘要】根据生物医学工程专业的特点,针对普通化学课程及其教学的基本要求,从教学大纲和教学方法两方面提出普通化学教学改革的具体措施。 【关键词】生物医学工程普通化学课程教学改革 一、生物医学工程专业的特点 生物医学工程旨在运用工程技术的原理和方法,研究和解决生物学和医学问题的新兴、边缘、交叉学科。其主要任务是:从工程学角度研究、解释生物体特别是人体的生理、病理变化过程。其主要研究方向包括:生物系统的建模与仿真、生物医学信号的检测与分析、生物医学成像和图像处理、电磁场生物效应、脑科学与认知、人工器官以及相关的医疗设备的研制等。生物医学工程学是医疗卫生健康、保健性产业的重要基础和动力,它所带动的产业在国民经济中占有重要地位,世界各国都在不断加大对生物医学工程的投入。经过本专业培养的学生,不仅应能够在医学中较熟练地运用电子技术、信息处理技术、计算机技术,而且还应具备生物科学理论基础以及医工结合的研究和实验技能,以及医疗电子设备、医学信息处理的初步开发、研究、应用、维护和管理能力。本专业毕业的学生择业面宽,就业适应能力强。毕业生既可以在医疗仪器行业从事新产品的开发与应用,又可以在医院医学工程部门比如医学仪器、医学影像设备与技术,国家技术监督部门,以及其他电子技术、计算机技术、信息产业等部门从事研究、开发、维护与维修、教学及管理等方面的工作。此外,本专业的学生还可以进入生物医学工程、电子信息工程、通信工程与技术、计算机应用技术等方向继续深造。生物医学工程专业培养要求知识方面:打好坚实的数学、化学、物理学、外语、计算机与信息科学和电子技术的基础,掌握宽厚的生物医学工程专业知识,具备宽广而深远的科技视野、强烈的求知欲望、事业心和创新意识。 二、普通化学课程及其教学的基本要求 (一)课程的地位、性质和任务 化学是在原子、分子层次上研究物质的组成、结构、性质及其变化规律的一门科学。在解决人类最关心的环境、材料、能源、医药保健、粮食增产、资源利用等问题中,化学科学处于中心地位。而普通化学则是化学的导言,它包含了现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,是现代大学生应该普遍掌握的自然科学基础知识的重要部分,是高等院校非化学专业必修的一门重要的基础课。通过本课程的学习,学生在一定程度上掌握一些必需的近代化学基本理论、基本知识和基本技能,并了解这些理论、知识和技能在生物医学工程领域中的应用;培养学生具有应用化学观点分析生活、生产中的一些简单的化学问题的初步能力;为今后的专业学习和工作打下一定的化学知识基础。 (二)课程教学的基本要求 通过对普通化学课程的学习,学生应掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡以及原子、分子结构等方面的基本理论和基础知识;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学、环境保护、新材料的研究与应用、能源开发与利用以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。 三、普通化学教学改革的具体措施 (一)修改教学大纲 应根据生物医学工程专业的培养方案,修改普通化学的教学大纲,并将本课程分为理论教学和实验教学。理论课时为32学时,实验课时为16学时。首先从普通化学课程的地位、性质和任务来定位。普通化学则是化学的导言,它包含现代化学的基本理论、基础知识和基本技能,使学生掌握化学热力学、化学动力学、化学平衡;掌握一定的元素化合物的基本知识;掌握重要的有机化合物结构、性能以及一些重要的有机合成反应;掌握分析化学基本原理和一些重要的化学、仪器分析方法;并了解化学在生物医学以及生命科学研究等领域的作用,为生物医学工程专业课程打下化学理论基础。 为了培养学生的动手能力,应让学生熟悉化学实验及实验室的基本规则;培养学生认真观察实验现象、正确记录和实验数据的习惯;了解常用化学仪器的性能、使用和维护方法。同时,应培养学生正确处理实验数据,正确书写实验报告的能力;促使学生逐渐养成严谨的科学态度、实事求是的实验习惯和工作作风,并初步具有独立思考、独立设计实验、独立进行实验以及独立分析、综合问题的能力,从而为后续课程的学习和进一步的科学研究打下基础。主要实验项目如下:玻璃工操作实验(2学时);离解平衡与沉淀一溶解平衡(2学时);铜、锌、银、镉及其离子的鉴定(2学时);烃的性质和鉴定(2学时);粗盐的提纯(4学时)。 值得注意的是,理论教学大纲和实验教学大纲的修订,应体现专业特色明确、重点突出、思路清晰的教学思路。 (二)探索新的教学方法 1.理论联系实际。普通化学是非化学化工类专业学生开设的一门基础化学课,主要介绍化学学科基本情况,化学各个分支对社会发展的作用,化学学科的发展现状、发展趋势,化学与其他自然科学、工程技术学科的关系。因此,普通化学课程知识点多、内容复杂、概念跨度大,需要与学生所学专业及实际情况有机结合起来。然而,在教学实践中,本课程的教学课时不足,教学过程中,化学理论和化学与专业结合选择是,教师往往容易顾此失彼,使化学教学演变成一堆化学名词和专业术语的堆积,枯燥乏味。同时,学生重视度不够、学习兴趣不浓。但是化学知识在各种领域中不断渗透,在日常社会生活中起着越来越重要的作用。面对实际问题,针对生物医学工程专业特点,在教学过程中,教师可首先和学生进行讨论,解决如下问题:(1)学习的原动力。(2)学习的方法和习惯;告诉大学课程内容多,上课进度快、信息量大,并且辅导课和习题课少,要掌握好学习方法;设计了从实验现象一引发思考一理论内容一实验内容一在线测试的教学路线。(3)学习精神,只有更加刻苦才有可能适应大学阶段的学习。通过讨论和示范,激发学生的学习兴趣,以求达到最佳教学效果。 将普通化学中基础部分的讲授与中学化学教学良好接轨,在上课时首先回顾一下中学化学相关知识点,再引入新的知识点。在讲例题的采用为“先示例、后解析”的方式。上实验课,采用实验前提问和预习,代替实验课先讲实验原理和步骤的方式,要求、鼓励学生预习和思考。在指导实验时,及时发现问题,引导学生深入思考。建议学校平时适当开放实验室,为对化学感兴趣的学生提供实际操作平台。鼓励学生根据个人兴趣参加项目创新活动,和指导教师一起选题,查阅文献,学习相关知识,进行科研活动。当然,也可结合其他课外科技活动展开教学。 2引入实例。在实际的教学过程中,针对生物医学工程专业特点,可适当引入生活和专业应用中的具体实施例。课堂讲授时,利用具体实例,引入每一章节内容,再将每一章节的重点、难点内容在学生深入挖掘的基础上,将内容分解成若干小问题或将若干相关小问题合并起来,指导学生联想、讨论思考、联想归纳、比较总结本课程的目标是系统讲授化学基本理论和知识,加强基础,提炼基本,按需拓宽,注重实践性和应用性。 在讲到酸碱时,可把知识点延伸,把电子舌知识和酸碱性结合起来。电子舌测量酸味时就是利用酸性,检测出酸的浓度,也就是将酸的浓度通过化学传感器转化为可检测的信号,信号的强弱就能反映酸的浓度。同样,电子舌检测其他味觉,就是将其味觉物质,通过化学传感器转化为可检测的信号,通过信号的强弱来反映味觉物质的含量,进一步体现味道的内涵。 可引入直观形象的化学反应动画效果,加强学生对反应机理和抽象概念的理解;同时,可采用动态图表,充分发挥各类图形的优势。 3.突出重点,扩大信息量。根据培养方案和生物医学工程专业的特点,可将下列内容列为普通化学的教学重点和难点:热力学的基本概念;盖斯定律和标准生成焓、标准熵、标准吉布斯自由能计算方法;化学反应自发进行的判剧;化学平衡常数、化学平衡移动的规律及有关计算;分散体系的概念及分类;溶液的依数性;胶体分散体系的性质及结构;弱酸、弱碱解离平衡;溶度积规则和溶解平衡;电极电势的概念;用电极电势的数据判断氧化剂和还原剂的相对强弱及氧化还原反应自发进行的方向和程度;配位体的相关概念及命名规则;核外电子运动的特殊性;四个量子数的取值及物理意义。教学难点为:化学反应等温方程式的应用;相似相溶液原理;能斯特方程式的应用;吉布斯自由能变、原电池电动势、氧化还原反应平衡常数的关系。根据重点和难点,可采取理论讲解、PPT、板书和学生互动相结合的教学模式,讲解后再让学生来回答问题,加深学生对重点知识点的印象与理解,在原有知识点的基础上扩大信息量。 综上,本文针对生物医学工程专业专业特点,从修改教学大纲、确立教学主线和实验操作人手,对普通化学课程进行了教学改革尝试。实践表明,教师授课和学生学习,目的更为明确,重点更为突出,实验更有可操作性。通过教学课程体系的调整和教学方式的改革,可以提高学生的学习热情,激发教师对教学内容、教学方式等不断进行探索的兴趣。这种双向的促进,有利于普通化学课程课堂教学的良性发展。随着教改的不断深入,相信普通化学课程将在提高非化学专业学生学习素质、培养学生创新精神和实践能力方面发挥更大的作用。 (责编 何田田) 浅谈生物医学工程课程教学:生物医学工程专业《机械制图》课程教学方法的探索 摘 要 文章结合生物医学工程专业的特点,根据本校的实际情况,分析了制图课程教学过程中存在的问题,对制图课程的教学内容和教学方法提出了相应的改革措施和建议,并在教学实践中应用,取得了良好的教学效果。 关键词 机械制图 生物医学工程 教学方法 0 引言 生物医学工程(Biomedical Engineering, BME)专业是涉及生物学、医学、工程学等多门学科的新兴专业,其目的是培养具有复合型知识结构,具备医学与工程技术相结合的初步科学研究能力,能在各级医院临床第一线配合医护人员从事医疗仪器设备的实际操作及维护、管理、研究、安全检测等技术支持工作的实用型高级工程技术人才。随着医疗卫生事业在中国的蓬勃发展,生物医学工程专业在各地医学院校陆续开设。《机械制图》是所有工科专业的主干课程之一,也是生物医学工程专业的一门专业基础课,它是培养学生具备一定的绘图和读图能力,启发并培养学生的空间想象能力,为后续课程的学习及为以后接触医疗仪器设备的实际操作、维护、设备设计等打下坚实的基础。 1 生物医学工程专业《机械制图》课程教学过程中存在的问题 首先,和理工科院校的学生不同,我校生物医学工程专业的学生在学习《机械制图》课程之前没有接触过与绘图相关的其他课程,如画法几何、制图基础、计算机辅助绘图等,也没有参加过金工实习,因此在空间想像能力和绘图功底上不如理工科学生。其次,《机械制图》本身是一门实践性很强的技术基础课,主要研究的是点、线、面及其空间几何形体与其投影之间的对应关系。在教学中,我们发现学生上课听课较认真,也能够跟得上老师的思路,但是课后作业情况不是很理想。学生普遍反映作业难度较大,要花大量时间思考并完成作业,有时还无法独立完成,由此产生了畏惧心理,久而久之失去了学习该课程的兴趣,认为自己学不会了而放弃对这门课程的学习。再次,工程图样是工程界用于技术交流的“语言”,因此要符合《技术制图》国家标准,图纸有多大,图框怎么打,字体怎样写,图线如何画,甚至是每个符号代表什么含义都有明确的规定,这就要求学生在作图时要认真细致,严格遵守制图的国家标准,来不得半点马虎,也没有自由发挥的余地,这些对初学者来说是比较困难的,学起来也很枯燥乏味。再加上有些同学自身基础比较薄弱。就拿我校生物医学工程专业的学生来说,民考汉学生占班级人数的1/4左右,部分学生来自于较为偏远的农村。故而在《机械制图》课程的教学上如何采用灵活的教学手段切实的提高学生的学习兴趣,提高课程的教学质量成了当务之急。 2 制图课程教学内容和方法的探索与改革 2.1 充分了解学生,合理制定教学大纲,调整教学内容 作为理工科专业的一门公共基础课程,机械类学生和非机类学生对《机械制图》课程的教学目标是不同的。就我校生物医学工程专业的学生来说,主要是让学生学习国家制图标准的一些基本规定和正投影法的基本理论;能够识读、绘制简单的机械图样;学会使用AutoCAD绘图软件绘制简单机械图样。根据教学目标,我们设定总教学参考学时为64学时,其中理论48学时,实验16学时。实验部分主要介绍AutoCAD软件常用命令的使用,使学生学会使用AutoCAD绘图软件绘制简单机械图样。 2.2 改变传统的板书教学模式,采用多媒体计算机辅助教学 传统的制图授课方式,主要是通过粉笔+直尺+圆规方式在黑板上进行演示性教学,有些院校也会借助实物模型和挂图进行辅助授课。这种教学方式虽然能给学生留下较为深刻的印象,但是尺规绘图会花费大量时间,模型和(下转第98页)(上接第82页)挂图又缺乏动作和连续性,难以满足现代教学的需要。多媒体计算机辅助教学,将传统的课堂教学内容与多媒体技术和计算机辅助教学技术相结合,集文字、图形和动画等多种信息于一体,形成一种全新的现代化教学系统。①如教师在讲解点、线、面的三面投影时,可以利用AutoCAD、PowerPoint等软件,将它们的三面投影用多种色彩的线条绘制出,并通过动画制作,将投影的作图步骤一步一步地演示给学生,使之产生动态效果,既增加了直观性,又活跃了课堂气氛;在讲解机件的图样画法时,可以利用绘制出的三维立体图,将抽象的制图教学具体化,帮助学生建立空间概念,丰富空间想象能力;在讲解螺纹紧固件及常用件章节时,还可以对零件的加工过程进行动态仿真演示,以帮助学生理解,提高学生的学习兴趣,达到帮助学生掌握知识的目的。 2.3 将机械制图与计算机辅助绘图有机融合 在传统的教学中,《机械制图》与《AutoCAD》这两门课程是相对独立、分开授课的。②这种教学方法存在很多弊端,如课时量加大,内容讲解重复等。我校生物医学工程专业的学生,所学课程科目较多,不可能同时开设《机械制图》与《AutoCAD》两门课程。为了在有限的课时里,既让学生掌握读图画图的基本方法,又能跟上时代的发展需要,掌握计算机绘图的基本技能,根据学生的实际情况,我们采用将机械制图基础知识的传授与AutoCAD软件介绍有机融合,在对教学内容进行优化重组的基础上对教学内容合理组织,使两门课程的内容相辅相成,相互促进,相互结合。既提高了教学效率,改善了教学效果,又提高了学生的学习兴趣,学习效果。如在讲解《技术制图》的基本规定时,让学生用AutoCAD软件根据国家图纸图幅标准的相关规定,绘制出带有图框线、标题栏、明细栏的A1图纸模版;在讲解图线的型式及应用时,引出AutoCAD软件中“图层”的设置与意义;在讲解基本体的三视图时,让学生学会使用AutoCAD基本绘制命令:点、线段、圆弧等绘制三视图;在讲解立体表面的交线时,汇同基本编辑命令进行介绍;在讲解尺寸标注时融入AutoCAD尺寸标注的设置;在讲解机件图样的画法章节时,融入图案填充等命令;在讲解标准件和常用件章节时,融入块和属性的操作;在讲解轴测图章节时,融入三维建模的相关知识。 2.4 加强课外实践,巩固课堂知识 《机械制图》是一门实践性很强的课程。完成一定数量的习题和作业,是巩固基本理论和培养绘图、读图能力的保证。③在制图课程的学习过程中,我们不仅要求学生在课堂中认真听课,积极思考,还要求学生利用业余时间完成相关的习题作业,以加深对教学内容的消化理解。同时,为了解决学生在学习过程中遇到的问题,每学完一章节后,我们会安排特定的时间对学生进行答疑。在答疑过程中,采用互动教学方式,鼓励学生积极参与解答,以加深对知识点的理解和巩固。 3 结束语 教学实践证明,在保证完成制图课程教学任务的前提下,科学合理的安排教学内容和进度,采取灵活多样的教学方法,可以提高学生的学习兴趣,增强学生的实践能力和严谨的科学态度,使学生基本具备一定的读图能力和空间想象能力以及计算机绘图的操作能力。
数字电路设计性实验探索与实践:基于CPLD/FPGA的数字电路设计方法变革必要性研究 摘 要: 大规模可编程逻辑器件的应用已经为数字系统的设计带来了极大的灵活性。标准化逻辑设计语言的引入,极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念。作为大学的技术基础教学环节,应做出相应的调整。分别通过组合逻辑和时序逻辑设计实例比较了传统设计方法存在的问题和现代逻辑设计方法的优势。通过对比可以看到,现代逻辑设计技术取代传统的数字系统设计方法而成为数字电路设计的主流,是电子技术发展的必然趋势。 关键词: 数字电路设计; 现代数字逻辑设计方法; 数字电路教学改革; 转换真值表 0 引 言 20世纪90年代,国际上电子和计算机技术较为先进的国家,一直在积极探索新的电子电路设计方法,并在设计方法、工具等方面进行了彻底的变革,取得了巨大成功。在电子技术设计领域,可编程逻辑器件(如CPLD、FPGA)的应用,已得到广泛的普及,这些器件为数字系统的设计带来了极大的灵活性。这些器件可以通过类似软件编程的方式对其硬件结构和工作方式进行重构,从而使硬件设计像软件设计那样方便快捷。这就极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念,促进了数字逻辑电路设计技术的迅速发展。本文通过几个设计实例的对比阐述一个道理,随着数字电路中先进设计方法的引入,高等学校中数字电子技术的教学内容必须随之得到改善,使之与技术进步相互适应[1?3]。 数字电路根据逻辑功能的特点,分成两类,一类叫组合逻辑电路(简称组合电路),另一类是时序逻辑电路(简称时序电路)。组合逻辑电路在逻辑功能上的特点是任意时刻的输出仅取决于该时刻的输入,与电路初态无关。而时序逻辑电路任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,还取决于电路原来的状态。本文从这两方面就传统手工设计存在的问题进行讨论。 1 组合逻辑设计中传统设计方法与可编程逻辑 设计方法的对比 列真值表,逻辑关系式,逻辑化简是组合逻辑设计的几个重要步骤。但这一经典的组合逻辑设计步骤并不总是必须的。实现特定逻辑功能的逻辑电路也是多种多样的。为了使逻辑电路的设计更简洁,通过各种方法对逻辑表达式进行化简是必要的。组合电路设计就是用最简单的逻辑电路实现给定逻辑表达式。在满足逻辑功能和技术要求基础上,力求电路简单、可靠。实现组合逻辑函数可采用基本门电路,也可采用中、大规模集成电路。 例1:三个人表决一件事情,结果按“少数服从多数”的原则决定这一逻辑问题[4?5]。在“三人表决”问题中,将三个人的意见分别设置为逻辑变量A、B、C,只能有同意或不同意两种意见。将表决结果设置为逻辑函数F,结果也只有“通过”与“不通过”两种情况。 传统的逻辑设计需要由下面的4个步骤完成: (1) 列真值表 对于逻辑变量A、B、C,设同意为逻辑1,不同意为逻辑0。对于逻辑函数F,设表决通过为逻辑1,不通过为逻辑0。 根据“少数服从多数”的原则,将输入变量不同取值组合与函数值间的对应关系列成表,得到函数的真值表如表1所示。 (2) 列逻辑函数表达式 三人表决器的逻辑表达式为: [F=ABC+ABC+ABC+ABC] (1) 设N为上式中的逻辑项数,这时,共有逻辑项[N=C23+C33=4]项。 (3) 逻辑化简 三人表决器的逻辑表达式可化简为: [F=BC+AC+AB] (4) 画出逻辑电路图如图1所示。 尽管上面的分析看上去没有错误,但上例中的“三人表决器”设计给学生一个误导,好像按照上述的设计步骤就可以进行组合逻辑设计了。可以推导,若表决人数用[p]来表示,逻辑表达式的项数为[Np=k=p2+1pCkp,]其中[Ckp]为逻辑项的组合数。以[p=7]为例,这时表1中的表项为27=128项,式(1)中的逻辑项数N变为[N7=C47+C57+C67+C77=64]。 图1 例1的逻辑图 显然,随着表决者数量的增加,逻辑项数急剧增加,真值表不易绘制,逻辑公式无法手工书写,逻辑化简也非常困难。 多数表决器的逻辑公式由于过多的项数不易采用公式法化简。如果采用卡诺图化简法也会因输入变量过多而导致传统化简方法失效。 标准逻辑设计语言的出现给大规模逻辑设计带来了新的希望。硬件描述语言(HDL)的采用可以使设计者的精力集中于所设计的逻辑本身,不必过多的考虑如何实现这个逻辑以及需要用哪些定型的逻辑模块。这在以往中小规模集成电路逻辑设计与大规模可编程逻辑设计方法上产生了本质的差别。Verilog是一种以文本形式来描述数字系统硬件结构和行为的语言,用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式,还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。在此,用Verilog设计一个“七人表决”逻辑,以考察采用现代逻辑设计方法较传统设计方法的优势。 在表决器的设计中,关键是对输入变量中为1的表决结果进行计数,如果把全部的逻辑状态列表分析,势必存在冗余的设计资源。根据多数表决的性质,考虑采用加法逻辑来统计表决结果,之后再判决加法器输出中1的个数即可实现该逻辑。 在“七人表决”逻辑中,不再专注于每个逻辑变量状态的变化,只抓住关键问题多数表决有效,并用条件操作符“?”设计出所需的Verilog行为逻辑,剩下的实现问题交由计算机综合(synthesis)。可以看到,采用标准化的硬件描述语言,能有效地避开以往组合逻辑设计中逐一考察每个输入逻辑状态所带来的逻辑状态分析的爆炸,从而可以用较短的设计时间得到正确的逻辑输出。众所周知,加法器、比较器都是传统的组合逻辑教学内容,但以往的教学中由于采用手工分析方法,很难把这些不同的逻辑设计内容综合考虑进来。笔者认为,现代逻辑设计方法的引入将逐渐转化人们对传统逻辑设计中的关注点,势必引起逻辑设计教学方法的更新。有必要加大逻辑功能综合设计的内容,减少元器件级逻辑单元选型在教学中的比例。 2 时序逻辑设计中传统设计方法与现代可编程 逻辑设计方法的对比 数字电路的另一类设计内容是时序逻辑设计。时序逻辑设计分为同步与异步时序逻辑设计。一般地,同步时序逻辑设计的难度要高于异步时序逻辑。因此,也在时序逻辑电路设计上占有较多的学时。如果在教学改革中仅把可编程逻辑设计作为传统时序逻辑设计内容的补充,不但不能使学生体会到先进的计算机辅助逻辑设计所带来的便捷,还可能使学生按照传统的手工时序逻辑设计步骤去理解可编程时序逻辑,导致时序逻辑设计的复杂化,增加逻辑验证的成本。因此,有必要探讨传统设计方法与现代逻辑设计方法之间的差别。下面根据一个典型的时序逻辑设计来说明。 例2:试设计一个序列编码检测器[6?7],当检测到输入信号出现110序列时,电路输出1,否则输出0。 这个序列编码检测器如果按照传统的时序设计步骤,将会异常繁琐: (1) 由给定的逻辑功能建立原始状态图和原始状态表 从给定的逻辑功能可知,电路有一个输入信号A和一个输出信号Y,电路功能是对输入信号A的编码序列进行检测,一旦检测到信号A出现连续编码为110的序列时,输出为1,检测到其他编码序列时,输出为0。 设电路的初始状态为a,如图3中箭头所指。在此状态下,电路输出[Y=0,]这时可能的输入有[A=0]和[A=1]两种情况。当CP脉冲相应边沿到来时,若[A=0,]则是收到0,应保持在状态a不变;若[A=1,]则转向状态[b,]表示电路收到一个1。当在状态[b]时,若输入[A=0,]则表明连续输入编码为10,不是110,则应回到初始状态[a,]重新开始检测;若[A=1,]则进入状态[c,]表示已连续收到两个1。在状态[c]时,若A=0,表明已收到序列编码110,则输出[Y=1,]并进入状态d;若[A=1,]则收到的编码为111,应保持在状态[c]不变,看下一个编码输入是否为[A=0;]由于尚未收到最后的0,故输出仍为0。在状态[d,]若输入[A=0,]则应回到状态[a,]重新开始检测;若[A=1,]电路应转向状态[b,]表示在收到110之后又重新收到一个1,已进入下一轮检测;在[d]状态下,无论[A]为何值,输出[Y]均为0。根据上述分析,可以得出如图3所示的原始状态图和表2所示的原始状态表。 (3) 状态分配 化简后的状态有三个,可以用2位二进制代码组合(00,01,10,11)中的任意三个代码表示,用两个触发器组成电路。观察表3,当输入信号A=1时,有abc的变化顺序,当A=0时,又存在ca的变化。综合两方面考虑,这里采取00011100的变化顺序,会使其中的组合电路相对简单。于是,令a=00,b=01,c=11,得到状态分配后的状态图。 (4) 选择触发器类型 这里选用逻辑功能较强的JK触发器可以得到较简化的组合电路。 (5) 确定激励方程组和输出方程组 用JK触发器设计时序电路时,电路的激励方程需要间接导出。表4所示的JK触发器特性表提供了在不同现态和输入条件下所对应的次态。而在时序电路设计时,状态表已列出现态到次态的转换关系,希望推导出触发器的激励条件。所以需将特性表做适当变换,以给定的状态转换为条件,列出所需求的输入信号,称为激励表。根据表4建立的JK触发器激励表如表5所示。表中的[x]表示其逻辑值与该行的状态转换无关。 从上例可以看到,传统的时序逻辑设计方法尽管可以用来实现时序逻辑的设计,但设计步骤不仅复杂且需要设计者大费周折。可以预见,使用传统的时序逻辑设计方法设计复杂时序电路的难度很大。那么,采用什么方法才能使教学与现代逻辑设计技术接轨呢? 时序电路也被称为有限状态机(FSM)[6,8],因为它们的功能行为可以用有限的状态个数来表示。在与可编程逻辑设计的对比分析中,这里采用FSM设计这个序列检测器。 根据图3的状态转换图(采用图4中化简的状态转换图亦可),给逻辑状态[a,b,c,d]分别分配以Gray编码(00,01,11,10)。之所以采用Gray编码方法,是可以省掉序列检测中的计数检测。序列检测器的FSM逻辑如图7所示。经仿真验证,符合设计要求。 图7 例2的FSM实现 从上面的对比可以看出,传统时序逻辑设计以人工逻辑分析为基础,现有逻辑器件为基础构件,历经基本逻辑方程转换及最后的状态验证等多个环节,设计周期长,仅适合设计小规模、时序简单的逻辑单元[9];现代标准逻辑设计语言的设计方法以逻辑状态转换本身为要点,从逻辑门与触发器级逻辑设计上升的行为逻辑设计,更易于用来设计复杂的现代大规模时序逻辑。 3 结 论 现代逻辑设计方法的引入将逐渐转化人们对传统逻辑设计的关注点,大学基础教学中逻辑电路的设计方法也应随着这一技术的引入更新它的内容,改变传统逻辑设计占主导地位的现状。可以预见,大规模可编程逻辑器件的引入将会从根本上改变数字电子技术的教学模式。现代逻辑设计概念的引入,减少手工逻辑设计方法的比重、增加现代数字电路设计方法,注重基本概念的灵活运用都是数字电路教学改革的选题。广泛开展现代逻辑设计方法的研究,势必带来逻辑设计方法教学的变革。对于高等学校的教师来说,做好改革的思想准备已经是刻不容缓的了。 数字电路设计性实验探索与实践:高速数字电路设计中信号完整性分析与研究 摘 要:在高速数字电路的设计过程中,必须确保信号的完整性,因此对信号完整性进行分析和验证十分必要。当下电子产品的更新换代速度极快,完整性设计的重要性也愈加突出,本文将对高速数字电路设计中的信号完整性影响因素进行分析,并在此基础上,针对其主要影响因素,提出几种信号完整性的仿真分析方法。 关键词:高速数字电路;设计;信号完整性;分析 前言:高速数字电路有一个重要的衡量指标,即时钟频率,由于时钟频率不断提升,信号完整性也在不断发生变化,在电路设计过程中,应以信号完整性为导向,在提升时钟频率的同时,做到对信号完整性的实时监测,确保电路运行安全。从影响信号完整性的主要因素着手,探讨信号完整性的分析和验证方法。 一、信号完整性的主要影响因素 (一)反射影响作用 PCB板是高速数字电路设计的关键部分,对电路稳定性和可靠性有重要影响,在PCB板设计过程中,必须处理好信号完整性问题。但是信号完整性有多种影响因素,而且对供电和时序的稳定有直接影响,因此,需要对信号完整性的主要影响因素进行深入分析。传输影响作用是信号完整性的主要影响因素之一,作为高速数字电路的基本组成部分,传输线组是电流的媒介, 信号以电流的形式在传输线组中通过,线组的阻力直接决定着电流的流畅性。因此,传输线组的阻力上升,会直接导致信号完整性下降。当传输线组上的阻力非常大时,会阻碍部分电流通过,导致另一端接受到信号时出现信号失真现象,使信号完整性遭到严重破坏[1]。 (二)串扰影响作用 串扰是信号在网络回路中传输的一种普遍效应,信号经过一个网络到达另一个网络时,有害信号总是具有较快的传输速度,再加上相邻网络传输速度的影响,信号在传输过程中,会产生一个电磁场,其作用是引导信号,在引导过程中,磁场线圈绕磁场旋转。因此,串扰是由静态线和动态线两部分组成的,其各自产生的传输阻力不同,这种差异的存在使网络中传输信号的电流强度不同。在串扰模型中,其中性点位置是绕组电压能够保持正常的主要影响因素,如果中性点位置处于模型中部,则绕组电压速率较高,信号通行能力较强。而中性点位置如果位于模型首部,则会导致电压电流无法通过,出现定子接地异常[2]。 二、信号完整性的仿真分析技术 (一)EDA技术 EDA技术即电路仿真技术,目前在数字电路设计中得到了较为广泛的应用。EDA技术以计算机为基础,通过软件设计方式和仿真测试验证,将硬件设计的操作过程和测试过程转化为软件处理过程,极大的提高了数字电路设计的自动化程度和设计效率。相比于传统设计方式,EDA技术具有许多优点,目前在高速数字电路的信号完整性验证方面也得到了广泛应用。采用EDA技术对高速数字电路完整性进行验证,可以在电路实现以前完成,避免重复设计,保证设计的合理性,提高一次性设计的成功率。 (二)反射仿真分析技术 高速数字电路是数字电子产品设计与开发的重要组成部分,对电路系统的稳定运行有至关重要的影响,而数据完整性分析则是保证高速数字电路合理设计的基础,因此在数字电子产品的设计与开发中占有重要地位。在EDA技术的支持下,可以通过模拟电路实际运行过程中的信号高低问题,为电路设计提供参考,对信号完整性加以测定。反射仿真分析技术的应用关键是建立信号完整性的分析模型,并使验证过程在PCB生产前进行,提前确定信号完整性是否符合要求,对PCB电流进行模拟,建立反射仿真模型,并利用端接技术,改变信号的完整性。这是目前反射仿真分析的主要发展方向,在该模型建立过程中,引入了IBIS模型,驱动端和接受端采用IBIS模型对电路传输信号的完整新进行验证。其中,主要运用的元件是电流阻力线。 (三)串扰仿真分析技术 串扰仿真分析技术在EDA技术的支持下,利用相邻网络的信号串扰作用,建立串扰仿真分析模型,通过模型对信号完整性进行分析和验证。在该类线路仿真设备维护中,经常会出现一个保护屏柜内存在多条传输线路的情况,而且有一部分线路不在系统运行范围内,多以要对工作线路和非工作线路加以区分,并对临近传输线进行隔离。避免传输线路在复杂的工作环境下出现误接线等状况,从而避免设备跳闸和设备误动。串扰仿真分析技术遵循PCB走线规律,对其实际运行线路的走线和与临近传输线路的作用进行信号完整性模拟验证,判断是否存在上述问题。应创新防误闭保护方式,提高设备敏感度,利用电子系统和感应系统提高设备自身的防误闭能力。针对目前使用广泛的接线端子,采用串扰仿真分析技术对其进行模拟测试,并采用防误闭隔离工具在接线端子出进行警示和保护,提高电路运行的安全性。 结束语:总而言之,信号完整性的分析验证是高速数字电路设计中的重要环节,对电路的运行效率和信号传输效果有直接影响。必须采用有效的分析验证手段,针对高速数字电路信号完整性的主要影响因素,对其进行准确验证。本文主要分析了高速数字电路信号完整性的影响因素,包括反射影响作用和串扰影响作用,并针对这些主要影响因素,提出采用EDA技术进行信号完整性分析,通过建立相关模型,在PCB板实现前对信号完整性进行准确验证,保证设计和合理性。 数字电路设计性实验探索与实践:高职院校数字电路设计性实验的探索与实践 论文关键词:高等职业教育 设计性实验 实验教学 创新能力 论文摘要:结合高职院校数字电路实验教学现状,以培养学生的电子设计能力、实践能力与创新能力为目标,对数字电路设计性实验进行了研究,提出了构建实验课程体系、加强实验教师队伍建设、完善实验考核机制等措施,取得了良好的教学效果。 随着高职院校实验教学改革的深人,实验教学已成为高职院校教学工作的重要组成部分。实验教学已从过去单纯的验证性实验逐步深人到综合性、设计性实验,从利用实验来加深对已学理论知识的理解,深人到将实验作为学生学习新知识、新技术、新器件,培养学生实践能力、创新能力的重要目的。 1高职院校实验教学存在的问题 数字电路实验是高职院校电子信息类、机电类专业必修的实践性技术基础课程,对培养学生的综合素质、创新能力具有重要的地位。在传统的实验教学中,数字电路实验教学多以验证性实验为主,并按实验指导书的实验步骤去完成实验,这种实验教学模式禁锢了学生的创新思维,失去了“实验”真正的含义,培养出来的学生实践技能差,无法达到高职教育人才培养的要求. 2开设数字电路设计性实验采取的措施 通过多年来的实验教学改革实践,证明了开设设计性实验有利于巩固课堂所学的理论知识;有利于提高学生电子系统设计能力、综合素质、创新能力[’]。2005年我校电子技术实验教学中心(以下简称中心)以“加强基础训练,培养能力,注重创新”为指导思想,在面向各类专业的数字电路实验教学中,开设了以学生为主、教师为辅的数字电路设计性实验教学,取得了良好的教学效果。 2. 1构建实验教学课程体系 数字电路设计性实验是一种较高层次的实验教学,是结合数字电路课程和其它学科知识进行电路设计,培养学生电子系统设计能力、创新能力的有效途径,具有综合性、创新性及探索性[[4]。数字电路设计性实验是学生根据教师给定的实验任务和实验条件,自行查阅文献、设计方案、电路安装等,激发学生的创新思维。设计性实验的实施过程,如图1所示。 为了提高学生的电子设计能力和创新能力,中心根据高职教育教学特点与规律,构建了基础型、提高型、创新型三个递进层次的数字电路设计性实验课程体系。三个实训模块的内容坚持以“加强基础型设计性实验,培养学生的电子设计能力、创新意识”为主线,由单元电路设计到系统电路设计,循序渐进,三年不断线,为不同基础、不同层次的学生逐步提高电子设计能力、创新能力的空间,如图2所示。 基础型设计性实验是课程中所安排的教学实验,学生在完成了验证性、综合性实验以后,具有了一定的实验技能,结合数字电路的基本原理设计一些比较简单的单元电路,学生按照教师给出的实验要求根据实验室所拥有的仪器设备、元器件,从实验原理来确定实验方法、设计实验电路等,且在规定的实验学时内完成实验。如表1所示。这一阶段主要是让学生熟悉门电路逻辑功能及应用,掌握组合逻辑电路、时序电路的设计方法,培养学生的设计意识、查阅文献等能力。 提高型设计性实验对高职院校来说,可认为是数字电路课程设计。它体现了学生对综合知识的掌握和运用,课题内容是运用多门课程的知识及实验技能来设计比较复杂的系统电路,如表2所示。整个教学过程可分10单元,每个单元为4学时,每小组为一个课题。学生根据教师提供的设计题目确定课题,查阅文献、设计电路、电路仿真、电路安装调试、撰写课程设计报告等,完成从电路设计到制作、成品的全部实践过程。通过这一阶段的训练,学生的软硬件设计能力进一步提高,报告撰写趋于成熟,善于接受新器件,团队协作趋于成熟。 创新型设计性实验主要为理论基础知识扎实、实验技能熟练的优秀学生选做,为“开放式”教学,实验内容主要是结合专业的科研项目、工程实际及全国或省级电子设计竞赛的课题。通过创新型设计性实验,强化学生电子系统设计能力,充分发挥学生的潜能,全面提高学生的电子系统设计能力、创新能力,为参加大学生电子设计竞赛奠定坚实的基础。 数字电路设计性实验课程体系将数字电路基本原理、模拟电路、eda技术等多门课程知识点融合在一起,从单元电路设计到系统电路设计,深化了“系统”概念的意识。在每一轮设计性实验结束后进行总结,开展学生问卷调查,对设计性实验的教学方法、手段等进行全面评估,从而了解设计性实验教学的效果。在实验过程中,实验教师鼓励学生从不同角度去分析,大胆创新,设计不同的方案。 2. 2加强实验教师队伍的建设 近年来,中心依托省级精品课程“数字电路与逻辑设计基础”、省级应用电子技术精品专业建设,合理规划,制定了实验教师队伍培养计划;专业教师定期到企业培训;专职实验教师参加实验教学改革研讨和对新知识、新技术的培训;同时制定优惠政策,吸引企业中具有丰富实践经验的工程师、技师到实训基地担任实验教师tb},形成一支能培养高素质技能型人才、能跟踪电子信息技术发展、勇于创新并积极承担教学改革项目的专兼职结合的实验教师队伍,实现了实验教师队伍的整体优化。 2. 3开放实验室 为了保证设计性实验教学的有效实施,中心实行时间和内容两方面开放的教学方法。学生除了要完成教学计划内指定实验外,还可以根据自己的专业和兴趣,选择规定以外的实验项目。为了提高设计性实验的教学效果,学校制定了系列激励政策,调动了实验教师及学生的积极性。 2. 4建设创新实训室 为了培养学生的电子设计能力、创新能力,给优秀学生营造良好的自主学习环境,提供展现创新设计的舞台,中心先后投人了30多万元,更新了实验仪器设备,建设了一个软件环境优良、硬件条件先进的创新实训室。该实训室配置了计算机、函数信号发生器、频率计、扫频仪、数字存储示波器、单片机系统设计实验开发系统、打孔机、制版机等仪器设备〔7〕。 2. 5完善实验考核机制 对于数字电路设计性实验的考核,不能仅靠一份实验报告或作品来评定成绩,要关注设计方案的可行性、实验过程中学生的操作能力、创新能力等方面。如以100分计,分别从实验设计方案(20分)、实验方案的实施和完善(40分)、设计的创新性(20分)、实验报告或论文、成品(20分)几个环节来评定学生的实验成绩。为了激励优秀学生,激发创新欲望,中心建立了“创新设计性实验优秀论文、作品评奖制度”,对经专业教师评审选出的优秀论文、创新作品的学生给予表彰、奖励。 3结束语 通过开设数字电路设计性实验教学,不仅加强了学生的电子系统设计能力、制作能力和工程实践的训练,还促进了不同层次学生的实践能力、创新能力、写作能力。教师的专业知识水平、科技创新能力、学术水平也得到了提高。
工程系列论文:软件工程系列课程的双语教学改革与实践 摘要:软件工程专业具有较强的实践性,在软件工程专业系列课程中实施双语教学改革,能使学生更加深入地理解和掌握软件开发技术,从而锻炼学生的基本技能,提高其解决实际问题的能力。 关键词关键词:软件工程;双语教学;实验课程;教学改革 0 引言 随着信息化的普及和IT技术的不断应用,高等院校在培养软件工程专业应用型专门人才方面已逐步形成了一定规模。面向英语、日语等外语与中文环境相结合的软件外包服务业也迅速发展,大型IT企业需要大量的掌握双语文化知识的软件开发人才。同时,教育部在《关于加强高等学校本科教育工作,提高教学质量的若干意见》中指出:为适应经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用外语进行公共课和专业课教学。因此,在软件工程专业系列实践课程中引入双语教学,改革教学模式,使学生通过实践环节深入理解和掌握课堂教学内容,使学生得到基本技能训练,提高其解决实际问题的能力,适应社会对人才的需求。 1 双语教学的内涵与作用 双语教学指用非母语进行部分或全部非语言学科的教学。在课程教学中,使用中文、英语语言文字作为教学媒体,使学生在整体学识、两种语言能力以及这两种语言所代表的文化学习及成长上,均能达到顺利而自然的发展。 本文通过在软件工程专业系列课程及实验中开展双语教学,采用新的与国际环境相适应的教学模式,构建双语实验教学体系,主要起到三大作用: (1)有利于软件开发人才与国际接轨。近年来,欧美公司的软件外包服务逐步向印度、中国等新兴国家转移,印度由于其母语为英语,其软件公司和软件人才无论从数量还是质量上都明显好于中国,中国要获得更多的软件外包或培养有国际竞争优势的软件人才,必须让从事软件开发的大中专学生广泛接受英语语境教育,实现跨国软件人才的无缝接轨。 (2)有利于教师教学质量的提高。教师通过双语教学,锻炼了教学语言能力,开阔了国际视野,真正实现了教与学的统一。 (3)有利于实验教学体系的完善,通过开放、标准的双语实验教学体系,更能使外来人才和学生适应当前社会和企业的需求。 2 课程教学环节设置 在软件工程专业系列课程及实验中设置双语教学环节,这对教师提出了更高的要求,需要具备通晓国内外的软件开发环境、理论体系及实践环境的知识。能进行双语教学环节的软件课程有:数据结构、软件工程、软件项目管理、操作系统、编译原理、数据结构、汇编语言、C语言、Java语言、数据库原理等。 课程涉及的外语环境软件,比如电子设计软件Protel、Java开发平台Eclipse、C#应用软件VS2008、操作系统Linux、Cisco Systems、SQL Server 等开发平台及软件大部分都是全英文版的。并且从国外引进的比较先进的实验技术和实验课程教材大部分也是英文版的。 3 双语教学案例分析 由于实验课程平台的多样性,需要在软件实践课程中采用双语实验教学。 现以数据库实验课程和Java实验课程为例,进行相关的实验课程双语教学。数据库实验课程由具备海外留学经验的教师主讲,采用的是自编SQL Server 教材(电子工业出版社)和Administering a Microsoft SQL Server 2000 Database(英文版)两本教材相结合,实验软件为SQL Server 2000。实验教学模式采用案例分析和分组实验方式,实验演示软件和数据库软件采用英文版,讲授和示范采用中英文结合的方式。 主要通过如下几个环节来提高学生对双语实验教学的认知能力: ①实验指导预习环节:在进行实验课之前,先给学生列出有中英文对照翻译的详细实验指导,并让学生自行熟悉SQL Server 2000等英文版软件; ②实验操作环节:对实验的关键部分用英文注释并向学生作中文解释; ③实验小组采取“1+1+1”模式,即1个英语好的学生+1个软件操作能力强的学生+1个理论理解能力强的学生组合; ④实验报告环节:实验报告主要以英文撰写的模式,并附上中文解释; ⑤综合性实验环节:借鉴香港大学IS信息系统集成方面特色,实验数据库技术和其它系统进行集成和整合。 实施教学的过程中也遇到一些困难,学生对英语特别是与数据库相关的专业英语术语的接受程度不一,并且对软件操纵能力的水平不一,这要求教师在教学过程中对学生实验分组的搭配要合理。在进行该门课程的实验教学前,可制定一份详细的摸底调查表,对学生的英语水平和软件开发能力进行摸底,然后进行人员搭配和分组。 根据摸底情况进行差异化教学,先对英语能力和软件掌握程度好的学生进行培训。以掌握英文阅读能力和英文软件为主,而英文能力差的学生则以掌握中文为主。再通过“1+1+1”模式,让英文好的学生传、帮、带英文水平差的学生,最后实现共同进步。 关于实验过程中教师在进行英文讲解时与学生的沟通问题,由于一些术语比较专业,学生往往难以理解,这就需要教师预先给予注释并进行解释。 由于数据库实验课程引进了双语教学,其实验课时的安排有所增加,具体课时如表1所示。 4 双语教学效果分析 通过对双语教学课程中学生反馈信息的总结,可以确定双语教学的开展产生了如下效果: (1)学生不仅掌握了相关课程的基本概念和基本理论知识,而且通过双语学习掌握了准确系统的英语专业表达方式,并提高了专业英文的阅读能力和自学能力。 (2)通过课堂提问、软件实践、书面作业等形式,以介绍软件开发的基本概念、基本理论为重点,结合软件开发规则、编程特点和设计思想、强调容易发生错误和编程应注意的地方,使学生能对软件工程专业理论知识有全面了解,初步培养了学生用外语进行专业交流的能力,增强了学生开口说、动手写的技能,提供了学生与教师间进行专业交流的平台,提升了学生的综合素质。 在进行双语教学实践后,学生在毕业论文设计初期可以充分自由地利用新的外文资料。这有利于培养学生毕业后从事软件服务行业的外文阅读能力,从而提升学生面向市场的竞争力。 经过几年的努力,软件专业系列课程双语教学改革取得了一定的成效,学生能力前后对比如表2所示。 5 结语 通过以上措施的改革,可以提高学生对各门专业课程的综合运用能力,拓展学生解决实际问题的思路,提高实验效率。 实验室也是科研的基地,是出人才的地方,也是出成果的地方。把实验课教得更好,把科研搞得更好,才能为我们的教学、科研做出更大的贡献。 工程系列论文:基于卓越工程师培养的冶金类专业控制理论与控制工程系列课程改革 摘要 根据冶金类专业控制理论与控制工程系列课程的现状,结合应用型本科“卓越工程师教育培养计划”的基本要求,文章提出了控制理论与控制工程系列课程建设的基本思路和改革方案,阐述了课程建设与改革的基本内容,确立了培养学生工程知识、工程素质和工程能力的目标。从课程整合优化与更新、教学方法与手段改革及教材建设等几个方面进行改革与创新,全面提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。 关键词 卓越工程师 冶金类专业 控制理论与控制工程 课程改革 苏州大学沙钢钢铁学院成立于2010年5月18日,是苏州大学与世界500强企业江苏沙钢集团合作共建的苏州大学二级公办学院,是目前国内第一家校企合作创办的新型钢铁学院。本文主要针对“卓越工程师教育培养计划”的要求,论述冶金类专业控制理论与控制工程系列课程改革的思路与方案。 1 “卓越工程师教育培养计划”提出的基本要求 “卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要》的重大改革项目,致力于面向工业界、面向世界、面向未来,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定坚实的人力资源优势,增强我国的核心竞争力和综合国力。① “卓越工程师教育培养计划”是推进我国高等工程教育改革,促进高等工程教育质量全面提升的重要举措。②它从指导思想、培养目标、参与专业、培养标准、培养模式和师资队伍等六个方面对我国高等工程教育进行了规划。本文将从“卓越工程师教育培养计划”的角度,分析沙钢钢铁学院冶金类专业控制理论与控制工程系列课程现状,探讨相关课程建设的思路与方案。 2 控制理论与控制工程系列课程现状 学院现有冶金工程一个本科专业,以及机械工程及自动化(冶金过程装备及控制)和材料科学与工程(冶金过程自动化)等2个本科专业方向,开设的控制理论与控制工程系列课程包括:《热工仪表与自动化》、《冶金过程检测与仪表》、《高炉过程控制》等几门课程。 目前国内冶金类专业的控制理论与控制工程系列课程通常由自动化专业课程简单削减而成,体系不够完整,针对性差,缺乏冶金行业背景。控制理论与控制工程系列实验通常采用电路模拟分散的、个别的典型环节与系统,其结构简单,难以模拟复杂的生产过程,与冶金工程实践脱节较大,缺少针对冶金生产过程自动化的综合性实验,学生难以将自动化基础知识与实际冶金生产联系起来,实验教学成效不显著。 3 课程建设与改革 3.1 课程整合优化与更新 学院现开设控制理论与控制工程系列课程(热工仪表与自动化、冶金过程检测与仪表、高炉过程控制),由自动化专业课程简单削减而成,体系不完整。但另一方面,“卓越工程师教育培养计划”在工程人才培养模式上明确要求按现有学制培养工程人才,在增加企业学习的情况下,不增加学习时间,因此,冶金类专业就需要在有限的课时内,完成控制理论与控制工程基础知识到实际应用的全部教学。 针对课时有限,又要保证课程体系完整的要求,将已有的三门课程,更改为过程控制与检测技术,冶金过程控制,增加选修课程现代控制工程,并对课程内容进行优化调整。过程控制与检测技术包括自动控制原理(比例-积分-微分控制)、系统辨识与滤波、过程建模与仿真以及冶金企业常用仪表及检测技术,对于控制理论中较复杂且不常用的部分归并到选修课程现代控制工程中,供学有余力的学生选修。冶金过程控制则覆盖钢铁企业典型生产过程(高炉炼铁,转炉炼钢,连铸连轧等)的控制系统,并涉及部分有色冶金的典型过程控制系统,使学生能够全面掌握冶金工业中常见的控制系统,缩小学校教学与实际应用的差距。 3.2 教学方法与手段改革 (1)课堂教学和实验实习相结合。包括课程实习和毕业实习,通过生产一线的工程训练,增加学生接触社会的经历。通过结合工程实际,使学生能够理论联系实际,通过实际应用加深对课堂学习知识的理解。并针对实际工程中遇到的问题,结合学习的理论知识,分析其原因,寻求解决方案。做到理论和实践相互促进,共同发展,培养学生的工程创新能力。③ (2)学校教学与冶金工程实践相结合。通过产学研合作,鼓励学生参与教师科研项目及校园各种科技活动,营造浓厚的工程实践氛围。以社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,通过学校和企业的密切合作,统筹规划学生校内学习和企业学习所应达到的培养目标,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。 (3)实验教学改革。改革实验课教学体系,从根本上改变原有教学体系中验证性实验多,综合性、设计性实验少的状况。④在加强基本操作技能训练的基础上,向以综合性、设计性实验为主,验证性实验为辅的方向发展,使实验教学由被动模式转变为主动模式,使学生掌握初步的科研设计方法,提高实验的科技含量。⑤ (4)教材建设。综合性实验的开展离不开实验指导书的支撑,由于针对冶金行业的综合性实验没有现成材料借鉴,因此设计冶金专业综合性实验的同时,应同步编写综合性实验指导书,确保综合性实验的教学效果。 4 总结 本文针对苏州大学沙钢钢铁学院现有专业控制理论与控制工程系列课程现状,结合“卓越工程师教育培养计划”的基本要求,从课程整合优化与更新、教学方法与手段改革以及教材建设等方面,对课程建设与改革的思路与方案进行了详细的论述,为学院推进“卓越工程师教育培养计划”打好了基础。 工程系列论文:面向工程创新人才培养的电气工程系列课程建设探讨 摘要:结合浙江理工大学机控学院电气工程及其自动化专业的培养要求与教学特点,对电气工程系列课程教学改革问题进行探讨。根据多年从事电力系统自动化系列课程的教学工作体会及多年的实践工作经验,结合当前社会就业与人才的需求情况,从系列课程建设的角度出发,阐述电力系统自动化系列课程的教学队伍建设、教学内容与课程体系改革、实验(实践)教学的改革与建设、教学方法与手段的改进、考试改革、教材建设等。经过几年实践,取得了良好的效果,为培养符合社会需求的工程创新人才提供了一条新思路。 关键词:创新人才;电气工程;课程改革;教学改革 随着社会的发展,其对学生的能力、素质要求越来越高,《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》又一次明确要求学校在人才培养上坚持“德育为先,能力为重,全面发展”。[1]目前,我国高等教育长期形成的以传承知识为中心的观念使教师注重传授知识,忽视工程能力,使学生满足于对知识的学习和记忆,注重模仿和重复以应付考试,缺乏解决实际问题的能力和创新能力。社会更看重的是学生的工程应用能力与创新能力,而对学生能力素质的培养需要相适应的培养方案、课程体系。[2-4] 浙江理工大学(以下简称“本校”)电气工程及其自动化专业2009年经教育部批准开始招生,本校的电气专业主要有两个培养方向:电机与电器和电力系统自动化。由于是新专业,这两个方向并没有严格分开,也就是说,这两个方向的课程学生都要学习。与国内清华大学、上海交通大学、西安交通大学、浙江大学及东南大学等高校的电气专业相比,本校的电气专业刚起步,办学经验不足,专业建设更处于较低水平。为了避免电气专业学生在起步阶段与其他名校学生拉开差距,本校汲取其他高校在电气专业办学上的经验和长处,结合该专业的培养目标及培养特色,开展面向工程创新人才培养的“电气工程”系列课程建设,这对电气新专业的建设将起到举足轻重的作用。 一、建立教授为首的系列课程 本校以实际工程为背景,以工程素质和工程创新能力培养为目的,构建电气工程及其自动化专业的知识体系和课程体系。电气工程系列课程主要包括电力电子与电气传动、电力系统自动化、嵌入式系统及自动控制四个系列课程。电力电子与电气传动系列课程包含的课程有“电机及电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电机设计”、“运动控制系统”、“MATLAB与系统仿真”及“电气传动大型综合设计”;电力系统自动化系列课程包含的课程有“电力系统分析”、“继电保护技术”、“电力系统自动化”、“高电压工程”、“供变电技术”及“建筑电气与自动化”;嵌入式系统系列课程包含的课程有“单片机原理与应用”、“电源技术”、“ARM嵌入式系统技术及应用”、“现场总线技术”、“DSP技术及应用”及“单片机原理与应用”课程设计;自动控制系列课程包含的课程有“自动控制原理”、“现代控制理论”、“智能控制导论”、“计算机控制技术”、“纺织电气控制”及“控制系统组态设计”。 以本校电力系统自动化系列课程建设为例,探讨一下电力系统自动化系列课程的改革情况以及建设特色、建设成效。 二、系列课程建设改革 1.加强教学队伍的建设 为了建设电力系统自动化系列课程,保证教学质量,提高教学水平,不断深化教学体系和教学内容的改革,本校建立了一个电力系统自动化课程教学团队。该教学团队共有教师9人,其中教授2人(博士生导师1名),副教授5人,讲师2人;具有博士学位6人,在读博士1人;45周岁以上2人,其余均为35周岁以下的青年教师。成员学历与职称层次高,年龄、知识、学缘结构合理,团队意识强,合作出色,另外,还聘请了5名相关专业指导教师。 电力系统自动化系列课程建设组的职责、功能、任务是:制定课程体系;整合课程内容;修订教学大纲;相互随课堂听课;开展教改和教学法研究;规划和编写教材建设;教学与检查实验;培养青年教师。 2.教学内容与课程体系改革 (1)课程体系科学化。以电力系统分析精品课程的建设为龙头,按照整体优化、突出特色的原则,围绕本校纺织电气特色,形成一整套科学的、具有鲜明特色的专业课程体系和建立一套适应性更强的“421”全方位教学新体系,即通过理论教学、CAI技术、实践教学、参与科研等环节,促进教学质量和教师学术水平的提高,最终促进学科建设的发展。而学科建设的发展是否达到预定目标,还要和预定目标进行比较,根据比较结果改进教学方法与手段保证目标的实现。同时,根据各课程之间的内容衔接完善现有教学计划,从时间上顺序相连,从内容上环环相扣,使课程体系科学化。 (2)教学内容现代化。根据本校电气工程及其自动化专业的培养目标和特色,修订面向21世纪、科学合理、严格规范的电气工程系列课程教学大纲和教学方案,更新教学内容,使教学内容现代化;选用面向21世纪课程教材、“十一五”国家级规划教材或国家级优秀教材等,注重教材的先进性与前瞻性;讲课时引入教师科研中运用的新技术、新方法、新设备等,使学生不仅能够掌握基础理论与实际应用,而且能够关注学科前沿。 3.实验(实践)教学的改革与建设 电气工程及其自动化专业是工科专业,培养的是工程人才,必须以工程实践为基础,以实践作为立足的根本。[5]目前,本校电气工程专业开设的实验都是验证性的实验,学生只要按照实验指导书上的实验步骤按部就班地操作就可完成实验。但是,电力安全生产具有一定的特殊性和重要性,对于电气设备的操作、电气设备事故和异常情况分析处理等电力生产运行的主要内容,需要学生动手操作,要求学生有工程实践体验,不能只纸上谈兵。基于以上的认识,本校在以下几个方面进行了改革和建设: (1)根据电气工程行业特点结合本校的实际情况,通过软、硬件开发改造实践教学平台,使实验过程接近于实际的工作环境,为课程设计、毕业设计和学生科技创新提供一个良好的实践场所。 (2)开发电力系统分析实验平台,精心设计实验教学内容并修订实验指导书,增加创新性、综合性、设计性实验的内容。综合性实验要体现专业课程间的整体性和连贯性,打破单个课程进行实践教学的界限,实现一体化实践教学体系。例如在“微机保护”实践教学中,可以综合“单片机原理”、“电力系统分析”、“电力系统调度自动化”、“电力系统仿真”等多门课程知识。此外,鼓励学生积极参与实验室的建设和设备开发,综合训练学生的自学能力、独立思考能力、实践动手能力及对所学知识的综合应用能力等,提高学生的科技创新能力。 (3)选择教师科研过程中的生产实践问题作为教学案例,使学生将实践教学与工业现场相结合,从而锻炼学生解决生产实际问题的能力,同时可以为生产企业提供技术支持。 (4)编写电气工程大型课程设计任务书,课程设计来自教师的工程设计课题,与实际应用相结合。例如35kV或110kV变电站的设计等,让学生通过大型课程设计,熟练掌握变电所设计主要内容及设计流程,把电气工程系列课程知识串在一起,形成系统化,使学生得到一次综合性应用锻炼,有利于他们对知识的掌握、巩固、以及对知识的综合应用。同时将课程实验、毕业设计、课程设计、科研实训多个环节相结合,充实教学内容和提高教学效果及本科生毕业设计质量。 (5)对学生开放实验室,开展预约实验、兴趣实验,力争实现网上实验。这个开放包括两个方面:一是实验时间开放,实验室安排一个时段完成某一个或某一类实验,由学生自己来预约实验时间和实验内容;二是实验内容开放,即实验指导书只提出实验的基本要求,由学生自己来设计实验的具体内容、步骤和实验线路。 (6)利用MATLAB电力系统仿真工具箱开发潮流计算软件、负荷计算软件、短路电流计算软件、微机保护算法等,搭建电力系统仿真平台,进行电力系统各种短路、变压器励磁涌流、变压器保护、线路保护等各种仿真研究。并将开发的各种软件移植到电力系统自动化实验装置中,检验这些软件和算法的实用性。 4.教学方法与手段的改进 (1)提问式教学与启发式教学相结合。在课堂教学中,应以教师为主导,学生为主体。学生可以自由发表意见,对有见地的学生发言要充分肯定,鼓励创新思维,鼓励个性发展。对理解有失偏颇甚至理解错误的学生,不要挫伤他们的学习积极性,要给以鼓励,给予正确引导。教师要潜心研究、精心备课,做好课堂教学策划,营造一个和谐宽松的课堂氛围,让学生怀着轻松愉快的心情参与学习,调动学生学习专业知识的兴趣和学习的主动性;教师结合课题进行案例分析,把研究性学习的方法贯穿在专业课程的教学中。 (2)互动式教学与讨论式教学相结合。在课堂教学中,教师充分调动起学生“参与”的兴趣,引导学生积极思考并提出问题和解决问题,与学生形成互动。此外,在教学结束时,教师可以给学生提出一些问题,让学生在课外准备,留作下次课进行讨论。学生为了准备这些问题,事先必须对本章节进行学习,查阅相关资料。这种方法促使学生积极地思考,提高学生的自学能力和创新意识。 (3)多媒体教学与传统教学方法相结合。多媒体教学具有信息量大、速度快、图文并茂、声形相应、生动逼真等特点,可以使教学过程更加生动、直观,使学生全方位地接受信息。例如,继电保护的动作过程、控制回路的动作过程、高压电器的工作原理等内容都可以开发和制作成FLASH动画,教师在讲课过程中反复操作,既可以吸引学生又使该内容容易被学生接受。但是,多媒体教学也有不足之处,例如会使学生来不及记笔记,或为记笔记而不注意听课。课堂上全部采用多媒体教学,效果往往也不理想。因此,可以将多媒体教学与传统的理论教学结合起来,一方面通过多媒体让学生了解更多的知识,扩大信息量;另一方面,学生也可向教师直接提问,形成互动以解决学生在学习过程中遇到的问题。 (4)充分利用网络。目前,本校已经开通了无线上网功能,学生可以非常方便地通过手机等在校园和生活区上网,这为加强教师与学生的互动提供了条件。学生有问题时可以利用网络将问题发往邮箱,教师通过回复邮件来解答学生的问题;此外本校建立了4A网络教学平台,“电力系统分析”、“供变电技术”等已经申请了网络课程,学生可以在课程网站直接下载许多学习资源。教师也可以通过“网上答疑”系统与学生在线交流,解答学生的疑问,探讨共同关心的问题,了解学生的学习和其他方面的动态,及时调整教学方法和进度。 (5)教学与科研互动。本校提倡“双师制”教学模式,将理论讲解和工程实践相结合。以教学带科研,以科研促教学,实现教学科研双赢。 (6)采用案例教学、现场教学。采用现场教学手段不仅使教学内容形象化而且可以加大教学信息量,使学生能以工程为背景,理论联系实际,加探对知识的掌握,做到学以致用。 (7)数字虚拟实验。随着电力系统的发展,现有的纯物理的动模实验室已经难以满足现代电力系统实验教学要求;而且,本校电气工程及其自动化专业是新专业,实验仪器数量不足,实验场地和教学经费有限。数字虚拟实验可以使学生在计算机上仿真电力系统的各种稳态和暂态过程,例如利用LabVIEW中的Prony分析工具对三相短路电流进行分析,得到各个模态的信息。此外,出于安全性的要求,很难将纯物理的实验做到开放性和设计性,数字虚拟实验可以实现实验的开放性和设计性,对于培养学生的实践能力、创新意识和创新能力大有裨益。 5.考试改革 学校应注重对学生平时学习状况与效果的考查,将其按适当比例计入期末总成绩,其中卷面考查占50%,综合性、设计性实验占20%,平时成绩占10%,案例分析占10%,机动奖励分(、参与项目)占10%。逐步实现教、考、评分离,使考试更加科学、规范、公平。考核方式采用多元综合考查法,同时鼓励学生参与教师的项目,发表研究论文。 6.教材建设 教材编写必须整体考虑系统性和学习的渐进性。教材与课程以及与课程体系乃至知识体系密不可分,因此在编写教材时必须要注重教材与课程、课程与课程体系、课程体系与知识体系的衔接。本校相关课程组针对电气工程及其自动化专业培养目标和特色,结合电气工程系列课程建设情况,编写了《电力系统综合实验原理与指导》实验教材一部。内容涵盖“电力系统分析”、“电力系统自动化”、“电力系统继电保护”、“电力系统分析”“供变电技术”、“建筑电气与自动化”等课程的主要实验项目、实验原理和实验方法,增加设计性、综合性及创新性实验内容,并计划出版一本符合本校电气工程及其自动化专业特点与定位的《电力系统综合自动化》教材。 7.教学文件的制订与完善 这一环节由相关部门辅助完成,主要包括:修订教学计划、教学大纲,突出实践性环节;制定实践教学的各项规章制度,对教学过程实施动态监控,建立实践教学的质量评价指标体系,定期由教师和学生填写,对检查的结果进行分析和综合并形成反馈,再根据反馈的信息调整教学计划,以此形成良性循环;将教学大纲、教学计划、教学日历等相关教学文件装订成册,规范管理。 三、结束语 本系列课程的建设通过“优化理论课程、强化实践环节”,形成一系列颇具特色的教学理念、内容、方法和手段。主要课程教学特色如下:进行了理论课程的优化重组,形成了课内研究型授课方法、课外自选研究专题、数字化实验平台、研究型实验等系列研究性教学方法。总结和补充国内外科研重大成果和学科前沿;加强实践教学环节的作用,通过建设可由以前单一的基础性实验模式发展为基础实验、设计型实验及综合开发型实验,并对综合设计型、创新型实验实行开放式教学;综合运用多媒体课件、Flash动画、数字化实验新技术等多种现代化教学手段。突出网络教学特色,可实现网上课件演示、习题提交解答、制定网上学习活动等,对加强教学效果,激发学生的学习热情,将起到积极的促进作用;建立实验教学网站、构建网络实验教学平台,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习的实验教学新模式;将教师的最新的科研成果转化为教学资源,开发先进的电力系统动模数字化实验平台,同时教学研究也可以带动科学研究,促进数字化实验平台的研究。 工程系列论文:新疆焦煤集团中级以上管理人员工程系列知识分子中层管理人员163人体检分析 2007年对焦煤集团中级以上管理人员及工程系列知识分子中层管理人员进行了一次健康体检,共检163人,其中男124人,女性39人,年龄32~55岁,平均42.55岁;汉族153人,少数民族10人,焦煤集团公司部分领导因工作关系,未在此体检之列,检查结果具体情况分析如下。 根据体检的要求,做了心电图的检查,肝、胆、脾、胰、双肾的B超检查,X线胸片的检查,乙肝表抗及大生化的检查,以及内科的一般检查。经检查发现163被检中,心电图提示窦缓伴律不齐的10例,肢导低电压伴ST-T异常改变8例,肺型P波1例,左室肥厚1例,右心扩大1例,右位心1例。B超提示胆囊炎合伴胆石症的28例,脂肪肝46例,右肾囊肿3例,多囊肾1例,右膈粘连1例,肺气肿5例。表抗+大生化检查,甘油三脂偏高或明显升高66例,尿酸增高或明显增高41例,胆固醇增高28例,丙氨酸氨基转移酶升高29例,草氨酸氨基转移酶升高19例,空腹血糖增高或明显增高27例,肌苷升高2例,表抗阳性2例。一般内科体检,心律不齐10例,心动过高3例,心动过缓5例,血压偏高或明显增高36例,其中血压122/82~140/98mm之间25例,血压 142/100mm者11例。 甘油三脂偏高或明显升高的66例,占体检人数的40.49%;脂肪肝46例,占体检人数的28.22%;尿酸增高或明显增高的41例,占体检人数的25.15%;丙氨酸氨基转移酶增高29例,占体检人数的17.79%;胆固醇增高28例,占体检的17.17%。经过心电图检查及内科听诊,心脏有异常的38例,占体检人数的23.31%,血压偏高或明显增高36例,占体检人数的22.08%,空腹血糖偏高或明显升高27例,占体检人数的16.56%;草氨酸氨基转移酶升高19例,占体检人数的11.65%。胸片提示有异常情况9例,占体检人数的5.52%。 从上述分析可以看出,集团公司中级以上的管理人员以及工程系列知识分子中层管理人员人员,目前身体状况不容乐观。163人体检高血脂的人达66人,其次是脂肪肝46例,尿酸高41例,心脏有异常情况38例,血压偏高或明显增高36例,胆囊炎合并胆石症28例,血糖高27例。前面所列举的有明显异常情况的,一般与生活习惯有很大关系,现在人民生活水平普遍提高了,所以导致上述疾病的明显增高。 笔者建议,要保持清淡、低油、低脂、低糖饮食,多食水果蔬菜、戒烟限酒,多运动、劳逸结合的良好习惯,必要时及时就诊治疗。 工程系列论文:博物馆展陈建设工程系列问题的思考 内容提要:博物馆展陈建设是多项专业工程的综合建设,本文针对博物馆展陈建设中容易发生遗憾和遗漏的环节,提出有益于工程建设的想法。文中重点分析了博物馆展陈建设中的分项工程管理,在安防建设、多媒体和灯光搭设方面从专业的角度给出了相关建议,为提升博物馆建设水平提供有益的理论和经验。 关键词:安防;多媒体;灯光;进度 “十一五”期间,国家出台了一系列针对博物馆建设发展的政策,为中国博物馆未来的发展指明了方向。今后博物馆的发展应注重数量与质量的共同提升,①从“馆舍天地”走向“大千世界”,让博物馆更加满足公共文化设施的功能需求,成为文化大繁荣大发展中的一个重要组成部分。 博物馆作为丰富人民文化生活的场所,通过对展陈环境的搭建,把精美的藏品展现在观众眼前,吸引更多的人走进博物馆,是博物馆质量提升的具体表现。而博物馆在展陈建设方面,由于缺少相关专业人员,使得工程建设不得不以请代建公司代为管理的方式进行,博物馆的建设工程成了交钥匙工程,导致了建设完工后经常会发现有这样和那样的遗漏,甚至出现不宜使用的情况。下面将通过对展陈工程建设中几个重要环节的分析,探寻其中具体问题的解决办法。 招标文件的制定 博物馆作为非营利性质的公共服务设施,其建设资金一般都来自政府财政,近年来政府对于财政的支出管理相当严格,这就要求建设方在建设中严格按照国家法律法规执行。在招标文件制定过程中充分考虑到每一个细节,这其中除了馆舍的展区设施项目外,还有一些容易被遗漏的项目,如公共服务设施、无障碍设施、环境绿化、电容量扩容等方面。此外,在招标文件中应对标书中的工程造价确认有所规定,所有主材和辅材的品牌材质要做细致的界定,对于各方的权利和责任做详细的划分,由监理人员和审计人员共同对造价进行控制,做到合理申报,多方控制。在招标阶段,由于有些不诚信的施工单位会通过对招标文件的修改,达到降低价格的目的,所以就要求建设单位必须仔细比对招投标文件,避免漏项的出现而造成不必要的损失。 分项工程的管理 ㈠分项工程管理原则 由于博物馆较高的功能需求,使得其分项工程种类繁多,包括:强弱电、消防、安防、暖通、加固、展柜等。多项目同时进场开工,直接导致施工面的重叠和人员设备的难以管理,所以总的原则就是把握每个施工项目的流程和熟悉相关专业项目的规范要求,根据现场的情况和实际使用需求,合理的划分和衔接各分项工程的施工面。当出现施工重叠面较多的情况时,宜采取以下措施: 1、要求施工单位提前排定施工进度和材料进场表,错时进场施工。 2、保证每周召开一次分项工程协调会,根据现场情况制定分项工程施工细则,汇总和公布各分项工程进度,并做到赏罚有分。 3、主线施工单位必须在每个任务节点考虑次线施工单位的因素,例如强弱电施工时必须考虑展柜的设计尺寸,计算预留管线长度以及为其他布线工程预留空间和管道,避免重复施工。 4、所有分项工程的设计与施工必须服从政策法规要求,例如同样是顶部施工,暖通设备的管线如果与消防管线设计重叠,则必须以消防管线的布置为先。 5、对于已出现的施工矛盾,建设方代表必须深入现场直接协调解决,避免由于时间因素导致矛盾的扩大。 安全设备的搭建 博物馆既是公共服务设施,又是文物保管单位,所以安防建设是博物馆建设中最重要的分项工程。但在进行安防建设中,防火与防盗究竟谁该服从谁,一直困扰着博物馆的建设者们,而要建成一流的展馆,协调好它们之间的关系尤为重要。如何做到既满足文物的安全要求,又符合消防验收规范呢?综合多方经验告诉我们,只有在建设初期,针对消防和安防统一规划设计才能从根本上解决这个难题。我们知道,目前展馆安防的主要手段是由物防与技防组成,在没有统一规划的情况下,其只能实现单一的防盗功能,一旦其与消防设备功能融合后,矛盾就迎刃而解了。这里以消防通道为例,我们可在钢制防火门上安装门磁感应器,正常情况下闭合门磁,当入侵发生时可以通过报警设备通知值班人员,如发生火情,消防主机可以接管操作,优先处理,切断门磁电源,打开生命通道同时通知监控主机发出入侵报警,也就是双联动的概念。 ㈢多媒体设备的搭设 多媒体展陈作为现代化展览中必不可少的展示工具和辅助手段,其在博物馆展陈工程建设中所占的比重越来越大,对它的验收要求也区别于普通的安装工程,除了要在展览中起到画龙点睛的作用,还必须兼顾造价、节能等多方面的因素。 在硬件选择方面,如何让硬件配合软件双向和谐发展是建设者们需要仔细考虑的问题。在硬件选择时,应从博物馆的实际情况出发,充分考虑配置、维保等各方因素对造价的影响,通过对每个单元软体程序的分析,以及其在展览中所处地位的高低,阶梯式地选择合适的硬件,避免攀比之风和铺张浪费等情况的出现。同时考虑到未来的维护成本,尽可能选择同品牌且易于维护的产品将有效降低维保的难度。 柜灯光的布局 如果说展品是展览的骨骼,多媒体是让展览流动起来的血液,那么灯光就是展览的灵魂,好的灯光设计可以让展览更具艺术气质,合理的灯具类型和照度角度的选择,可以为观众营造一个和谐舒适的展厅氛围的同时又满足凸显文物展品的需要。环保与创新将成为未来展览灯光设计的主要方向,大环境中过去我们经常看到的顶部直接照明已渐渐被展柜与场景中的反射光源所取代,不仅满足了环境效果的要求还间接达到了节能的目的。在通柜中选择可调照度与角度的轨道射灯除了可以让文物的轮廓更加突出,也为日后的灯具维护提供了便捷。在射灯灯口选择合适的滤镜,将有效避免光斑的形成,也使得照明光线对文物的损害减到最低。为独立柜配上寿命更长,能耗更小的Led光源将大幅降低由于维护展柜而对文物造成损坏的几率。大型场景中,分轨分层照明的应用可以使得人物和背景的明暗关系更加分明,同时方便博物馆根据不同的展览需求及时调整照明层次。 施工进度管理 在最后的环节中,我们不得不提到工程进度这个概念,博物馆建设作为政府工程,在造价和质量都满足要求的前提下,加快施工进度,按时交付使用是最难完成也是最不可预见的目标。由于并没有立竿见影的控制手段,所以根据实际经验,采取以下措施将会在一定程度上降低工期延误的发生几率: 1、划分时间控制节点,采取进度考核的方法,利用每周的进度会,对上周的进度进行总结和考核,对下周的进度提出节点控制要求。 2、以总进度为依据,明确各分包单位的分包目标,通过合同责任书落实分包责任。 3、及时协调施工中遇到的各种问题,顾全大局,围绕核心问题把握进度。 4、尽量避免边设计,边施工的建设模式,频繁变更设计方案同样会使工程进度受到影响。 博物馆功能的特殊要求使得其区别于普通的大型公共建筑,它建设完成后需要集展览陈列、文物保护、公众服务宣传、修学休闲于一身。而建设过程更是涉及招投标、展览格局设计、消防安防、强弱电、进度管理等多个领域。作为涵盖多项专业领域的展陈工程,就需要建设者们在设计与建设时站在全局的高度统一规划,充分考虑准备阶段、建设阶段和维护阶段中各分项环节的具体要求,对博物馆建设过程中的规律及遇到的问题,做出理性的思考,为工程建设提出合理化的建议,帮助施工单位及时修正错误的工程决策。希望文中对当下博物馆展陈工程建设思路的梳理,有助于提炼、归纳出有益的理论和经验。 摘自《博物馆功能和职能的加强与完善》作者:单霁翔 在国际博物馆协会第 22 届大会管理委员会学术会议上的发言 工程系列论文:案例式教学模式在岩土工程系列课程教学中的探索与实践 摘 要: 岩土工程系列课程是土木工程专业的重要专业基础课程,也是实践性较强的应用技术类课程。文章在教学实践中结合岩土工程系列课程的特点,坚持土木工程应用型人才培养的目标定位,以工程实践能力培养为核心,将工程案例引入岩土工程系列课程教学中,深入探索分层次培养学生工程实践能力的途径,为土木工程专业应用型人才培养提供有力保障。 关键词: 案例式教学模式 岩土工程系列课程 工程实践能力 1.引言 近年来,随着教育部“质量工程”、“卓越计划”的实施及土木工程行业的发展,我校作为省属一般性本科院校将土木工程专业人才培养目标定位调整为:为地方经济和土木工程行业培养具有创新意识和较强工程实践能力的复合性应用型人才,其中工程实践能力的培养是应用型人才培养的关键。 岩土工程系列课程是土木工程专业课程体系的重要组成部分,系列课程的教学与实践对土木工程专业人才培养具有重要意义。为实现土木工程类专业应用型人才培养目标,我校岩土工程系列课程教师以提高教育教学质量为宗旨,以改革课程体系、教学内容、教学方法和手段为重点,在教学质量与效果、教学环境与教学条件建设等方面均取得较好成绩,其中案例式教学在岩土工程系列课程理论教学中取得较显著的教学效果。 2.案例式教学的实施 岩土工程系列课程(包括工程地质、土力学、地基与基础工程等课程)是土木工程专业的重要专业基础课程,也是工程实践性较强的工程技术类课程。系列课程教师在保证实现人才培养目标的前提下,与精品课程建设相结合突破以传授知识为中心的传统教学模式,通过案例式教学将理论教学与工程实践相互融合、理论教学中渗透工程应用培养学生理论联系实际及分析问题解决问题的能力,探索以能力培养为核心的新型教学模式,这项研究与实践开辟了综合素质与工程实践能力培养的新途径。 在教学实践中,岩土工程系列课程的案例式教学以工程应用为导向,与教学内容结合适时引入工程案例,激发学生的学习兴趣,引导学生深入思考。案例式教学模式从真实的工程案例出发,注重“主导―主体相结合”,既重视发挥教师在教学过程中的主导作用,又充分体现学生在学习过程中的主体地位。经过多年的探索与实践,系列课程的案例式教学已形成两个教学层次,即工程案例引入式教学模式与工程案例探究式教学模式。 2.1工程案例引入式教学模式 岩土工程系列课程均为实践性较强的课程,如果只按教材的章节按部就班地介绍成熟的基本理论和设计方法,则学生会感到抽象和枯燥,不利于学生对知识的理解,违背课程的学习规律。为此,收集整理国内外土木工程建设、防灾减灾及软弱地基加固等工程问题及所运用的技术方法,以实施这些技术方法形成的真实而完整的典型工程案例为教学资源,结合相关教学内容进行介绍与分析,将理论与工程实践紧密结合,加深学生对理论知识的理解。工程案例引入式教学是以激发学习兴趣和增强感性认识为核心的案例教学,已经成为岩土工程系列课程最常用、最有效的教学模式。 2.1.1结合重大地质灾害开展教学 在工程地质课程的地震部分引入2008年“5.12四川汶川地震”和2011年“3.11日本大地震”等重大地震灾害。2008年5月12日14时28分,四川汶川县发生8.0级特大地震,震中位于北纬31.0度,东经103.4度。而在2011年3月11日,日本气象厅宣布,日本于当地时间11日14时46分发生里氏9.0级地震,震中位于宫城县以东太平洋海域,震源深度20公里。地震引发大规模海啸,造成重大人员伤亡,并引发日本福岛第一核电站发生核泄漏事故。教学中,及时将这些典型地质灾害引入课堂,并在此基础上介绍地震的形成原因、类型及地震的危害等相关概念与知识,以帮助学生建立防灾减灾的意识与责任感,促使学生探索防灾减灾的工程措施。 2.1.2结合社会焦点和热点工程问题开展教学 在土力学课程的地基变形与稳定部分曾引入“成都楼歪歪”事件和“上海市闵行区莲花河畔景苑小区在建住宅楼倒塌”事件等社会关注的工程事件。2009年7月17号,成都“校园春天”小区6栋和7栋两栋楼发生倾斜,两栋楼越向上贴得越近最窄距离为6厘米,6栋、7栋相邻的墙壁呈20度夹角,屋内墙面出现细微裂痕、房门变形,邻近的8栋楼业主家里也陆续发现了细细的墙面裂缝。而在这3栋居民楼的楼下,道路路面出现多条纵横交错的裂痕,最宽达1厘米以上。道路与两边绿化带相交处,出现最宽达14厘米的裂缝。路边就是小区的围墙,上面也有五六条裂缝,最宽的一条达到4厘米。经过分析认为是相邻的“德馨苑”小区开挖基坑,影响到“校园春天”小区楼房的稳定性。此事件被网友称为“成都楼歪歪”事件。而在2009年6月27日,上海闵行区莲花南路罗阳路口一幢13层在建商品楼发生倒塌事故。事故发生后专家分析事故原因与该商品楼的地基基础问题有关,此事件的发生在社会上引起强烈反响。将这些社会的焦点与热点工程问题作为案例引入教学,对激发学生的学习兴趣和增加学生对工程问题的感性认识具有事半功倍的作用。 2.2工程案例探究式教学模式 工程案例探究式教学模式以工程实践能力培养为核心的教学模式,教师通过对工程案例的介绍,引导学生了解工程实践背景,对当前教学内容进行自主学习与探索,为工程实践能力的培养奠定基础。 2.2.1课内探究式教学模式 此方法在学生已掌握理论知识的基础上针对具体的工程问题提出观点,课堂上学生可以各抒己见,互相启发、集思广益地找出解决问题的最佳答案。这种方式有利于培养学生独立思考的能力与语言表达能力,提高分析问题和解决工程问题的能力。 比如,曾在工程地质课程中的地下水危害部分引入地面沉降、海水入侵等内容,以此引导学生探索解决问题的途径。其中地面沉降问题是区域性地面高程下降的一种环境地质现象,也是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。地面沉降成因复杂,公认是由于抽汲地下流体,而引起松散层内液压降低,是导致区域整体性沉降的主要原因。随着我国工业化的快速发展和城镇化进程的加速,由于过度开采地下水,我国的地面沉降问题越来越突出。目前,我国的地面沉降主要发生在长江三角洲、华北平原和汾渭断陷盆地这三个地区。而海水入侵问题则以大连地区为例,大连市作为海滨城市长期以来由于布井不合理,地下水开采量过大,渐渐引发区域地下水位下降、地下水资源衰竭、海水入侵等问题。这些发生在身边的事件增强了学生对地下水引起的地质灾害问题的认识,促使学生围绕这些问题展开深入思考。 又如在地基与基础工程教学中结合经典工程案例“意大利比萨斜塔”开展教学。教学中向学生介绍几个世纪以来,比萨斜塔倾斜的原因始终是广泛关注的问题,各种解释众说纷纭。进入二十世纪后,“地基原因”逐渐占了上风,这种解释认为,比萨斜塔倾斜的主要原因是塔本身的重量较大,塔基北部的地下的土质较松软,无法承受塔的压力而导致塔身发生不均匀沉降。同时,列举拯救“意大利比萨斜塔”的历次地基加固方案,如环形基坑卸载、灌浆加固等引导学生开展课堂讨论。 2.2.2课外探究式教学模式 此方法由教师布置课外综合性作业,考查学生对课程知识的掌握情况,并以此作为评定学生成绩的依据。学生根据课堂所学内容,课外积极查找资料完成作业,事实上学生查找资料的过程就是再学习的过程。通过课外的自主探究学习,学生运用理论知识解决工程实际问题的能力得到提高。 在教学实践中,一般结合重点工程问题布置课外作业,要求学生以小论文等形式提交学习成果。近年来,曾结合大连地区建筑工程、道路工程等普遍存在的滑坡问题及地铁、隧道工程存在的坍塌问题,以“建筑工程中滑坡的防治措施”及“地铁、隧道工程坍塌问题产生原因及防治方法”等为题目,引导学生探究综合、复杂工程问题的解决方法。 3.结语 教学实践证明,在岩土工程系列课程中进行案例式教学模式的尝试可以丰富课堂教学内容,强化学生的自主学习意识和工程实践能力,有利于提高岩土工程系列课程的教学质量,有利于实现土木工程应用型人才的培养目标。 工程系列论文:基于系统思想培养的系统工程系列课程建设 摘 要 在系统工程系列课程的教学过程中加强系统思想的培养对控制类研究生树立完整的系统观具有重要作用。结合教学实践,对基于系统思想培养的系统工程系列课程建设进行了探索和实践,从加强对学生培养系统思想的引导、加强学生系统思想培养方面的训练、引入系统级任务驱动的教学模式、将科研成果融入到实际教学中等方面探讨了基于系统思想培养的系列课程建设。实践表明,在控制类研究生的系统工程系列课程的教学过程中加强系统思想的培养有利于学生系统思想和创新能力的培养。 关键词 系统思想 系统工程 系统观 课程建设 系统工程师的培养已经成为国内外大学教育的一个重要方向,如果在控制类研究生教育中忽略了系统思想与理念的培养与引导,而只是局限于具体的、具有非常强的时间性的技术细节,将很难培养出符合飞速发展的时代要求的具有很强的适应能力与创新能力的新型人才。①②作为系统思想和工程技术核心体现的系统工程系列课程的建设对控制科学与工程、系统科学等学科的研究生培养有着重要意义。③该系列课程包括系统工程理论与方法、线性系统理论、运筹学、系统辨识与自适应控制、制造系统工程、生产系统的建模与仿真等,在控制科学与工程学科体系建设中占有举足轻重的地位,可为研究生形成关于系统工程的知识体系奠定基础。探索与实践表明,在控制类研究生的系统工程系列课程的教学过程中加强系统思想培养对培养学生树立完整的系统观,使其能站在系统观的高度来观察、分析和处理现实世界中的实际问题具有重要作用。④ 1 在系列课程建设中加强系统思想培养的意义 控制科学与工程学科所设置的一些基础课程和专业课程最终都是为系统设计服务的,特别是系统工程系列课程,是进行系统设计的基本工具,与系统设计结合紧密。⑤⑥而培养控制科学与工程学科研究生的目标,学生应当具备系统级设计能力,因此系统思想的培养应该贯彻在学生的培养过程中。 在系统工程系列课程中加强学生系统思想的培养,可以让学生学会站在系统层面上看问题,具有系统观和整体意识;让学生掌握基础知识的体系结构,将各个基础知识点融会贯通,并将基础知识与实际工程相结合;让学生学会对系统进行逐级分解,并进行设计的方法。总之,加强系统思想的培养有利于将学生培养成具有总体系统设计能力的人才。 2 当前系列课程教学过程中存在的问题 系统工程系列课程经过近几年的建设,为本学科硕士研究生形成关于系统工程的基础知识体系发挥了重要作用。这些课程主要讲授开发、运行各类复杂系统所需要的思想方法、工作程序和分析手段,包括贯穿始终的系统思想和系统工程技术,既有系统工程的理论基础,又有系统工程的方法论和应用。系统工程系列课程在控制科学与工程学科研究生人才培养过程中所具有的重要地位决定了其在教学中的重要性。在实际教学中,学生对课程学习非常重视,学习热情也很高,但在教学过程中还存在不少问题,影响了教学质量和效果。 (1)传统的系统工程系列课程的教学方法偏重于其中数学方法的掌握和应用,而对于更重要的系统思想却很少关注。 (2)教学中忽视了实践的重要作用。学生们只是学会了基本原理,而不注重系统工程在实际中的应用,不能将系统工程的理论和方法与本专业结合起来。 (3)学生的头脑中没有完全形成“系统”的概念,表现在理解系统最优化比较吃力。这主要是因为学生对“系统”的认识不足造成;另外,教学方法和教学手段的相对落后也阻碍了学生头脑中及时形成“系统”的概念。 基于以上教学实践中遇到的问题,并结合本校办学定位与人才培养目标,系统工程系列课程需要结合控制类学科的建设目标,将系列课程建设成培养学生系统思想的示范性重要平台。 3 基于系统思想培养的系统工程系列课程建设实践 (1)加强对学生培养系统思想的引导。引导学生瞄准世界科学的前沿,研究和思考人类社会和科学面临的重大现实问题。正面地介绍现代系统科学的思维方法和思想成果,使学生对于现代系统科学带来的启示有所了解,有所体会,让学生们能和国际学术界同步地研究和思索。教师以专业学科领域研究的历史沿革和跨学科分析的视角准备自己的教学内容,通过基础理论的传授方式引导研究生了解所学专业领域的研究前沿。教师引导学生对系统思想进行培养,包含指导学生对本学科或者相近学科领域相关的方法论理论进行比较深入的学习。 (2)加强学生系统思想培养方面的训练。在系列课程的授课过程中有意识地加强学生系统思想培养方面的训练,在课堂上组织学术报告、学术交流、学术辩论等,课后组织学生进行资料查阅、对实际问题进行系统分析并进行论文撰写。着重细化系统初步分析、规范分析、综合分析方法,并要求学生根据实例利用系统工程的思想和方法做出相应分析。⑦如在“系统工程理论与方法”课程的授课过程中,组建由三到四人组成的分析小组,各个小组首先完成第一阶段布置的思考讨论题,并且在“系统工程方法论”一讲结束前,结合自己所要开展的课题研究或者以前自己曾实现过的系统提出一个可以用系统分析原理进行分析的问题,或者根据教师提供的问题背景,初步形成小组拟进行分析的题目(课堂讨论Ⅰ);随着课程内容的推进,各小组完成系统分析报告的框架,结课前在课堂上进行交流(课堂讨论Ⅱ);课程结束后需要完成正式的系统分析报告,分析中鼓励学生使用必要的专用软件。课外自觉并及时地做好各章节的思考与练习题,并在此基础上做好两三次集中的课堂练习,强化对基本知识的掌握。 (3)引入系统级任务驱动的教学模式。以系统级任务为脉络展开教学,并在教学过程中始终强调系统分析与设计的思想,通过系统级任务将各个基本知识点整合在一起,让学生可从整体上把握知识的体系结构。系统级任务设计应当体现系统设计的基本方法,如果总体任务具有一定的复杂度,则可将任务逐级分解为一些子模块,从而将系统思想融入到任务当中。 (4)加强系列课程之间的联系,建设案例库。在尽量考虑系列课程联系的基础上,加强对系列课程中各门课程教学理念、教学方法、教学内容等方面的研究。在考虑完成本课程教学内容的基础上,增加能增强系列课程中课程间联系的知识点的讲解学时。⑧对课程内容相关的案例进行收集与设计,加强系统工程相关案例库建设,以丰富课堂内容,供学生进行案例分析使用。 (5)将科研成果融入到实际教学中.老师们在承担相关研究生课程时,将自己的科研成果尽量融入到实际教学中去,将实际的工程系统作为工程实例呈献给学生,让学生进行系统分析。通过将实际工程系统作为教学案例并和理论教学结合,让学生融会贯通所学的知识点,通过自己的思考拓宽自己的视野,使其能站在系统观的高度来处理现实世界中的实际问题。⑨ 4 结论 系统工程系列课程的建设对研究生建立完整的系统观具有重要意义,对学生系统思想和创新能力的培养意义深远,通过这些课程的学习,基本掌握了系统工程方法论,能初步用系统的观点分析问题,并基本掌握系统工程分析解决问题的基本概念、基本原理和基本方法,初步具有运用系统工程方法分析解决实际问题的能力。我们对基于系统思想培养的系统工程系列课程建设进行了一些探索和改革,将系统思想的培养融入到系列课程的教学过程当中,既有利于培养学生的系统设计思想,也有利于学生知识体系结构的形成。当然,在系列课程建设中培养学生系统思想的教学改革是一项长期而艰巨的任务,还有大量工作需要我们去继续努力,我们要不断积极探索和研究培养学生系统思想的方法、措施和管理手段,以适应培养具有很强适应能力与创新能力的新型人才的需要。 工程系列论文:面向移动应用的软件工程系列课程改革方案的研究 摘 要:近年来,移动软件行业蓬勃发展,市场对此方向的人才需求也急剧增加,鉴于移动应用与传统桌面应用在软件开发过程、开发方法、质量管理等多方面存在不同,高校现有的软件工程系列课程内容也需随之调整。在深入分析了移动开发的特点和目前高校软件工程系列课程所存在问题后,该文从教学内容、教学方法和考核机制三方面论述了面向移动应用的软件工程系列课程建设的研究内容及实施方案,该方案的初步构建和实施,对于系统的增加学生的移动开发知识,训练移动开发能力具有重要的意义。 关键词:软件工程 移动应用 课程改革 当前计算机的发展已经进入了移动互联网时代,智能手机、平板电脑,甚至电视机都成为了计算机终端,继而社交、导航、支付等应用日益盛行。随着对移动设备使用率的飙升,人们对移动应用的需求骤增。从2011年至今,移动软件开发成为就业首选,移动软件开发技术也成为学习热点和就业必杀技。分析移动互联网行业的人才需求,首先是熟练的移动开发技术,此外还要求人才的创新能力和知识结构的跨界复合能力。该院将软件工程专业设为教学试点,调整培养目标,改革软件工程系列课程,强化移动开发知识和技能,以适应日益完善的移动开发生态体系。 1 教学改革的目的和意义 移动应用(Mobile Application)简称APP,是指运行在智能移动设备上的软件。从本质上讲,移动应用仍是软件,其开发过程依然遵循软件工程过程。但是,移动开发有其自身独特的技术特点,平台多样化、数据安全性、系统能耗等传统桌面软件开发相对关注程度较少的问题,在移动应用领域尤为突出。 另外,移动应用也有其独特的开发模式。2014年8月15日,在主题为“在移动计算时代获得成功”的客户研讨会上,Gartner研究副总裁Van Baker提出了“传统应用程序开发实践将对移动应用失效”的观点。他表示“应用程序开发经理应该采用功能、性能、负载、用户体验测试以及敏捷开发实践。”以区别于传统的线性软件开发过程。移动应用所采用的这一开发模式将开发和测试周期延长至企业应用使用的整个周期。开发完成一定功能,立即测试,并部署上线使用,根据反馈和需求变化,再继续开发,测试,部署。即将原来线性的周期,变为更短的不断循环的多个小周期[1]。 综上所述,移动应用呈现出一种不同于传统桌面应用的开发模式和特点。而与此同时,在高校的软件工程系列课程中,却缺乏对近年来蓬勃兴起的移动应用软件开发过程的应有关注。为此,研究移动应用开发中的需求工程、软件重用与软件质量度量等问题,分析相关研究者的研究成果与开发者在工程实践中的实际应用成果,并将其引入软件工程系列课程中来,作为相应的教学内容,对于提高计算机相关专业学生的移动应用开发能力与移动互联软件工程意识都将有着重要的推动意义。 2 教学改革的内容 通过在该院建立软件孵化实验室作为改革试点,对移动应用软件开发过程进行跟踪和分析,总结经验不足,将软件工程系列课程改革的重点集中在3个方面:优化教学内容、改进教学方法和完善考核机制。 2.1 优化教学内容 该院软件工程系列课程包括理论类课程、系统开发设计类课程和实践类课程等,而鉴于移动应用开发与传统桌面应用开发的主要区别集中在软件过程模型、软件质量度量、对用户界面和用户体验的关注上,因此,该次课程改革方案主要集中在《软件工程》、《统一建模语言UML》、《人机交互》和《软件测试》四门核心课程上。 (1)在《软件工程》课程中,除介绍传统软件工程知识体系以外,增加移动互联软件开发过程和模型的相关知识,并在实践环节中,使用并验证此类知识。 (2)在《统一建模语言UML》课程中,依然采用案例驱动的教学模式。在实践环节,增设移动应用开发案例,并指导学生通过UML对案例进行分析与建模,对比非移动开发案例,体会其间异同。 (3)在《人机交互》课程中,除介绍人机交互界面的一般设计原则及方法以外,补充有关移动界面的设计原则、要素、设计技术与工具的相关知识。在实践环节,增设基于Android的移动应用设计实战项目,让学生体验移动界面开发过程。 (4)在《软件测试》课程中,除介绍常规功能测试和性能测试的方法以外,针对移动应用在用户操作方式、界面布局、设备网络连接方式等方面的特点,补充移动应用的用户体验、网络链接及安全性、兼容性等方面的测试知识。在实践环节,增设移动应用的系统测试项目,让学生参与测试用例和测试过程的设计,总结其与传统桌面应用测试间的异同。 2.2 改进教学方法 由于软件工程系列课程具有理论与实践紧密结合的特点,所以仅采用传统教学方法是不能满足社会对软件工程人才的培养需求的,因此需综合运用各种先进的多媒体技术作为教学手段,配合多样化的教学方法,以达到既普及知识又训练技能的目的[2]。 (1)课堂教学方法的改革 鉴于软件工程类课程具有较强的应用和实践性,在授课过程中,建议采用案例教学方法,教师变身为项目导师,充分调动和发挥学生的主导作用,引导学生独立思考,寻求和验证解决方案,激发学生的创新能力。 在此基础上,推动实施软件工程课程群“一案到底”教学法[3],摒弃传统教学中以课程章节或知识点作为案例的讲解方法,改进原有系列课程中独立选择案例的教授方法。精心挑选综合性的系统案例,既保证学生对其业务处理熟悉、感兴趣,且功能足够全面、具有代表性,又要兼顾传统桌面应用和移动应用的特点。通过课堂教、学互动完成对案例核心部分的分析和设计,并形成完整的解决方案,使学生深入理解课程内知识点之间、课程之间、以及课程与实践之间的衔接关系,并逐步形成整个软件工程课程体系的全局观。 (2)实践教学方法的改革 在完成核心部分的解决方案后,综合性案例的扩展部分可作为学生自主实验内容。如果案例规模较大,则可采取分组形式完成。通过案例实战,将理论与实践紧密联系在一起,有效调动学生主动学习的积极性,锻炼学生在课堂所学知识的指导下独立分析问题和解决问题的能力,加强学生团队合作和沟通表达的能力。 在单独开设的实践环节中可采用“项目式-任务驱动”教学方式,以学生为主体,将项目或案例进行任务分解,并分配到各小组,要求学生严格按照时间要求完成任务,并进行讲评和答辩。同时,针对移动软件开发中具有的软件规模较小、需求较明确等特点,采用“场景法”,由学生扮演最终用户的角色,切身感受和想象手机用户在不同场所需要的交互和功能,继而完成软件的需求采集、需求分析、设计和测试任务,在很大程度上调动学生学习的兴趣和主动性[4]。 (3)加强课程信息化建设 充分利用学校的在线教学平台,共享教学资源,将教学计划、教学内容、自学任务和课后作业等及时,帮助学生更好的学习。教师主动与学生进行网络互动,利用各种沟通交流工具,了解、解答学生在学习过程中遇到的问题,掌握学习情况,及时调整教学进度,帮助学生实现课外主动学习的目标。 教师在授课的同时,通过此平台进行网络课程建设。教师定期对内容进行维护和更新,修订教学大纲、课件、案例库等教学资源,增设有关移动软件开发的相关知识和内容,收集有关移动应用领域的成功案例,对软件工程系列课程完成全方位覆盖,并保证知识新颖、内容详实,实现网络平台内容的动态化。 (4)扩宽学生获取新知识的途径 除了课堂教授、实践过程巩固等教学方式外,通过“任务型”教学、案例分析拓展实战、推荐阅读经典教材、借助网络资源等方式鼓励学生多渠道获取知识,培养学生自主学习的能力,增强职业素养。 2.3 完善考核机制 由于软件工程系列课程的特点,其培养目标要求学生在理解基本理论和原理的基础上,能够熟练掌握主流软件的工程管理体系、质量管理体系、系统建模工具、程序设计方法等技术,培养科学的思维方法和开发方法,并提高动手实践能力和独立分析解决问题的能力。而现有的考核方式过于单一,重结果而轻过程,考核内容偏理论轻实践,大大影响了学生学习的积极性和兴趣,而对学生动手实践能力的培养没有得到应有的重视。因此需建立科学完善的课程考核机制。 (1)注重过程考核 将过程考核纳入考核评价体系中,并适当增加比重。过程考核内容主要体现为课堂出勤率、案例的参与度、自主完成作业的质量、实践环节解决方案等。通过将考评侧重点向过程考核转移,督促学生积极主动的学习。 (2)完善实验考核制度 在传统的实验教学中,实验指导教师对学生实验成绩的评定主要是以出勤率、实验成果和实验报告作为评价依据,这种考核方式通常无法考核出学生的真实水平,且所有学生用同一种标准来衡量,尽管公平却不利于学生个性的发挥和创造力的培养。可将实验项目分配至各小组,对学生实验成绩的评定综合考虑整个小组的实验结果、学生的态度和表现、在小组内部发挥的作用等方面,并增加小组集体答辩和小组互评环节[5],增强学生团队合作意识和集体荣誉感。 3 结语 随着移动互联软件开发产业的蓬勃兴起,移动互联企业的人才需求突飞猛进。与移动互联开发相关的软件工程领域的研究也方兴未艾。作为人才培养土壤的高等院校,其软件工程系列课程中目前更是缺乏其应有的支撑内容。因此,在高校软件工程系列课程中,提出合理的软件互联知识域框架,引入移动互联开发所需知识,增加移动互联实践案例,建立配套的考核机制将成为必然之举。一方面可以为面向移动互联及“大数据”的先进软件工程技术提供理论研究基础,另一方面也为学生在移动互联开发时代提供技术利器,以更好的适应社会发展的需要。 工程系列论文:以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究 摘要:培养工程设计型人才是工业现代化的迫切需求。我校结合机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标,针对机械工程系列核心课程的教学现状,进行了以培养学生工程设计能力为目标的教学改革。以完成工程项目的CDIO过程作为核心课程群设置或整合、教学内容安排,以及师资和教材建设的核心,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。已历经机械工程系累计4届学生的实践,取得了很好的效果。 关键词:工程设计;核心课程;CDIO;完整技术工作;角色转变 一、培养工程设计型人才是工业现代化的需求 随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展,工业自动化正向集成综合自动化过渡。机械设计制造及其自动化技术的综合应用正起着越来越重要的作用,由于机械产品及设备的技术复杂性和涉及知识的交叉性,使得现有的技术人才难以胜任技术含量较高的工作。 机械制造业是工业自动化的重点,机械设计制造及其自动化是工科院校主要专业,其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向工程应用与设计的现代化主战场。而现有的高等教育人才培养模式长期采用灌输式理论教育,且受多种因素制约,学生对工程实际的认知较少,综合运用知识的能力较差。学生毕业进入企业后,由于遇到的实际工程问题通常是隐性的,无法再像课堂学习一样,根据已知条件和固有步骤就可得到答案,加上新的科学技术成果大量应用于生产实际,设备的复杂性和涉及学科的交叉性大大提高,使得现阶段的高等教育人才培养模式已经阻碍了高素质工程技术人才的培养,其培育的纸上谈兵型人才已经远远不能适应工业现代化的需求。因此,各高校工科专业进行以培养学生工程设计能力为目标的教学体系改革已经迫在眉睫。 二、机械设计制造及其自动化专业工程设计能力的内涵 机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标是现代机械工程师,使学生接受机械工程领域的基本知识和专业理论知识,受到机械工程师基本技能的训练。学生毕业进入企业后,除具备机械设计制造及其自动化专业的一般知识与能力外,作为现代机械工程师,还应具备以下能力:(1)能够正确判断机械设计制造及其自动化专业领域的工程实际问题;(2)具备针对工程实际问题的系统分析能力和解决问题的能力;(3)具备机械制造行业的工程设计、工程开发能力;(4)能适应机械制造行业涉及学科的交叉性和复杂性,具备协调与合作能力;(5)具备终生学习的能力。 三、机械工程系列核心课程教学培养现状 机械工程系列核心课程包含机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子技术、互换性与测量技术基础、机械制造工艺学、机电传动控制、液压传动与气压传动、数控技术等理论课程,以及课程设计、专业课程设计、毕业设计、认识实习、生产实习等实践教学环节。每门课程的理论性和实践性都非常强,与相关课程关联关系强,在机械类学生的知识结构中都具有举足轻重的地位。 以《机电传动控制》为例,该课程的理论性、实践性和综合性强,涉及动力学基础、电机与拖动、传感器、机床电气自动控制、电力电子技术、传动控制系统、可编程序控制器等知识面,关乎《理论力学》、《电工电子技术》、《机械制造技术基础》等前期课程,和《金属切削机床》、《机床夹具设计》、《液压传动与气压传动》等同期课程,甚至《数控技术》、专业课程设计、生产实习、毕业设计等后期课程的关联教学,在机械设计制造及其自动化专业人才培养体系中尤为重要。现有教学体系中,机械工程系列核心课程均存在内容量大,知识面广,教学以理论为主,实验为辅的现状。理论教学方面,由于原理图多,文字叙述较抽象,学生又无实物接触,难以全面了解、掌握机械工程技术在生产实际应用中的内涵和精髓,不仅影响了学生的实际应用能力,也降低了学生在今后的工作中不断学习提高的后劲。在工科教学中尤为重要的实验或实践教学环节,多采用验证型实践教学,且往往由于受控对象体积大、重量重、价格高、维护难等因素,难以大量装备于实验室,使学生在实践教学中无法感受工程实践的趣味性、知识性和实验成功后的成就感,在很大程度上挫伤了学生的积极性,更谈不上对工程设计能力的培养。对于教学另一重要环节,即考试,现有的考试方式仅注重于考查具体知识点的了解或掌握,比较理论化,并不注重与工程实际的联系,往往出现教师为考而教,学生为考而考、考后即忘的现象,无助于对工程技术人才的培养。 机械工程领域知识的复杂性和交叉性,使得实际工程问题通常是隐性的,学生毕业进入企业后,无法再像课堂学习一样根据已知条件和固有步骤得到答案,企业必须投入相关资源进行二次培养,企业的经济效益和高校的人才竞争能力都大受影响。因此,工科院校机械设计制造及其自动化专业,针对机械工程系列核心课程实施以培养工程设计能力为目标的课程改革,培养学生对工程实际问题的分析判断能力、工程设计能力和终生学习能力是实现该专业人才培养目标的需要,是适应社会发展需求的需要。 四、以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究与实践 我校以培养工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革的思路是以培养学生工程设计能力为总体目标,贯彻以工程项目构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运作(Operate)全过程为载体的CDIO高等工程教育理念,打破以理论知识全面性为原则的专业课程群设置方式和课程教学内容安排方式,以完成工程项目CDIO过程作为课程群设置或整合、课程教学内容(含实践教学)安排、教学方法以及师资和教材建设的核心,系统推进教学改革。一个典型的领域工程项目(一级项目),其CDIO过程所需的专业知识和技能几乎可以涵盖一个专业方向甚至一个专业的所有课程(含实验),这就给专业课程群设置及其教学内容整合提供了一个内在的“纲”,极大地增强了专业课程群的整体性。与此同时,工程项目的实施流程及各部分工作内容也为专业课程的教学内容和教学重点安排提供了有效依据。以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,构建真实的工作场景,以完成“完整技术工作”的训练并以此来实现工程综合应用能力的培养,加速学生从在校生到工程技术人员的角色转变。解决现有教学体系中重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题;解决现有实验环节以传统的验证型实验为主的实验教学模式下,学生动手能力差、综合分析问题能力欠缺,以及现有实验设置与工厂实际脱离、与先进技术的发展和应用相脱离的现状,使实验教学环节与培养工程设计人才目标相促进;解决现有考试方式“考”老师所“教”、考试内容简单化、命题标准化等教学问题,真正避免现有教学制度下,老师教学生“考”而不是教学生“学”和“用”的现状。 针对教学体系改革,建立以能力培养为中心、以工程设计为主线的课程教学体系,优化课程结构,改革教学内容。如教学过程中,以“车用气瓶螺纹接口自动加工专机”的完整设计工作为主线,给出学生某企业待加工气瓶产品的不同形状与尺寸规格、加工精度要求、加工效率与设备成本要求等参数,要求学生直接进行该产品加工设备的设计。整个教学过程既围绕“气瓶螺纹接口自动加工专机”的实际工程课题研究,又紧密围绕《机电传动控制》课程各章节内容,注重工程实际在恰当知识点的引入。如进行第二章“机电传动系统的动力学基础”内容的教学时,将转矩折算与电机选择、专用钻孔动力头设计、车床变频器主轴改造等工程实际案例逐层相结合,扎实培养学生的工程设计思路和能力。教学过程中适当引入“三通球阀加工专机设计”、“铝塑药品包装机改造”、“80喷漆线伺服系统”等相关工程设计实例贯穿课堂的教学和设计指导。部分章节如“继电器接触器控制系统”、“PLC控制技术”等采用了现场教学模式,使学生易学,老师易教。 在《机电传动控制》课程教学改革过程,共有三条主线:其一,课程自身教学系统主线;其二,工程设计项目与实验教学主线;其三,对相关课程知识进行验证学习的主线。三条主线围绕工程设计项目主线同步展开,最终为学生的《机电传动控制》课程服务。学生在课程学习过程中,在授课教师的带领下,进行了企业委托项目《气瓶螺纹接口自动加工专机》的研究与设计。因涉及学习内容多,工作量大,单靠课堂学时远远不能完成。但是由于构建了一个学生进入企业后真正的现代化生产主战场,极大地激发了整个团体的学习积极性和创造性。依靠课后大量的资料查阅与学习,课堂上再结合教师对《机电传动控制》相应章节的讲解与对该工程项目的设计思路引导,学生在课程学习期间即完成了该项目的工厂调研、工艺分析、方案设计、刀具设计等工作,完成了企业要求的设计任务。并成功申请了发明专利“气瓶螺纹接口自动加工生产线”1项和实用新型专利“直动式电控叠加溢流阀”、“专用锪车复合刀具”等9项,目前均已获得授权。由于学生学习积极性高涨,课后主动学习时间大增,在这个环节中扮演重要角色的教师的实际教学过程相对以往教学模式轻松。教师更多是扮演“导师”角色,而不是以往的“填鸭式”教学;学生通过实际的工程设计历练逐步建立和深化了工程意识与能力,达到的是双赢效果的工程设计人才培养目标的实现。同步实施的实验环节改革,强调针对工程实际进行设计、选型、搭建、调试的系统性实验,培养动手操作和创造能力,注重该课程与相关课程的关联设计,注重该环节理论与实践的联系;对于考试环节,不以最后一考来定输赢,而以阶段性工程设计与期末整体性设计相结合,笔试与口试结合,注重工程设计的实际应用方面的考评。 五、总结 目前,我校《机电传动控制》课程以培养学生工程设计能力为目标的教学改革已经实施了五年,并带动了机械工程系列相关核心课程群的教学改革。由于在改革实践过程中,以工程项目运行过程来驱动课程教学实施,以完成“完整技术工作”的训练实现工程综合应用能力的培养,加速了学生从在校生到工程技术人员的角色转变。从用人单位反馈情况(两届)看,就业学生在创新能力、实践能力、知识结构、团队意识、岗位适应能力等方面较往届有较高水平的提升。 总之,我们将继续积极进行改革,密切观察实施过程,冷静分析成绩和不足,不断总结经验教训,期望能为中国的工程教育改革做些实事,提供新的改革思路,为培养符合现代企业要求的工程技术人才做出贡献。 工程系列论文:机械工程系列核心课程的交叉渗透浅析 摘 要 机械工程技术的综合应用正起着越来越重要的作用。研究机械工程系列核心课程的知识交叉渗透,能解决教学中各课程步调不一的问题,消除“知识孤岛”现象,帮助学生建立完整的专业知识体系。同时,提出了进行核心课程交叉渗透研究需注意的一些问题。 关键词 机械工程 核心课程 交叉渗透 知识孤岛 1 工业自动化的集成综合发展对机械工程领域人才培养提出了更高的要求 随着计算机、微电子、自动控制等技术的发展,工业自动化正向集成综合自动化过渡,机械工程技术的综合应用正起着越来越重要的作用。机械工程的发展已经进入一个新的阶段,其概念和体系已经涵盖了信息处理技术、自动控制技术、系统工程理论、计算机技术和现代设计方法等知识的高度综合交叉。 机械制造业是工业自动化的重点,机械设计制造及其自动化专业是本科院校常设的主要专业,其培养的学生毕业后相当一部分将直接面向工厂、面向车间、面向机械工程应用与设计的现代化主战场。机械工程领域的技术复杂性和涉及知识的交叉性,使得市场需求对未来就业者的知识结构、综合素质能力提出了更高要求,制造业对具有厚机械基础、宽专业口径,同时实践能力和适应能力强的复合型人才的需求很大,这给我们的教学工作带来了严峻的挑战和切实的机遇。 2 国内外高校机械工程类专业课程设置及其教学现状 基于机械工程类专业平台,能灵活应对该领域技术复杂性和涉及知识交叉性的人才培养模式及教学体系,国内相关专门研究及实践均较少。国外在这方面的研究目前主要有美国大学提出的“本科整体知识观”,其强调大学课程的完整性,各课程之间应构成一个相互关联的统一知识体系,使本科教育内容尽可能系统、连贯并形成一个整体,并正成为美国21世纪大学教学改革的发展趋向。日本机械类课程比较注重应用性和广泛性,着眼于与实际工程应用和工程设计的联系,扩大机械相关知识的学习。德国的工科类高校则比较注重理论课程与实践教学的衔接,注重对复合型人才的培养。这些都是值得我们借鉴的经验。国内,吉林大学针对会计学专业课程进行过知识交叉性的研究。 国内高校机械工程类专业的人才培养方案,基本都按照“厚基础,宽口径,注重实践环节”的原则设置,不可避免地出现理论课程压缩的问题,又进一步限制了学生学习和发展的空间。因此,培养适应社会需求的复合型机械人才,建立合理的专业知识培养框架知识体系,更重要是培养学生的自学能力,在实践中能灵活分析和解决问题,从而将高等教育的阶段性教育转化为终身教育,是目前国内高校亟需研究的问题,也是国外机械工程类高等教育研究的热点。 机械工程类人才培养模式一般采用基础课、专业基础课和专业课构成的三段式框架,基于这一框架,由主干课构成机械类人才培养的主要知识系统,由其他课程构成关联知识系统和辅助知识系统。通过近几年来调研国内外众多高校的机械类专业人才培养方案及其教学现状发现,目前在机械类专业人才培养体系的课程设置及教学过程中,主要存在以下问题: (1)相同的知识和内容,在诸多门课程中重复出现和重复讲解的现象,即各专业课程间存在知识的交叉与渗透问题。各课程教学体系在知识的呈现和表述上各自为政,出现“你唱你的,我说我的”步调不一致现象,教学的广度和深度取决于教师对教学大纲、课程的理解和对学生的了解,而不是来自社会对人才的需求。这样一来,在其他专业课或专业基础课中已经讲授过的知识和内容,在教学中重复出现,不仅浪费了教学资源、教学时间和教师的劳动,同时也收不到应有的教学效果。特别是在中、后期的教学实践中,专业课程间的交叉与渗透出现的频率更高。 (2)不合理的课程交叉点设置打断了完整的“教”与“学”的链条。具有先后知识衔接关系的课程可能同时进行甚至错位安置,使得本应实现的拓宽同期课程学习、印证前期课程学习、为后续课程打下教学衔接基础的完整教学链条被打断,学生难以建立完整系统的专业知识体系。尤其在工科教学中尤为重要的实验教学环节,在一些高校纷纷实施的“开放型实验”模式教学改革过程中,对培养创新能力和实践能力,并对理论课程进行验证学习的实验环节与理论学习环节存在着更为严重的脱节现象。 (3)各课程独成体系,缺乏连接能力,课程与课程之间的衔接存在诸多知识“孤岛”,不能使学生建立完整的机械工程知识体系,进入社会后适应能力差。忽视课程之间的衔接关系,各自为政的教学模式使得有些知识支离破碎、关联松散,学生的整体知识体系构建过程受到影响,掌握的知识具有片面性。学生毕业进入企业后,由于遇到的实际工程问题通常是隐性的,无法再像课堂学习一样,根据已知条件和固有步骤就可得到答案,加上新的科学技术成果大量应用于生产实际,设备的复杂性和涉及知识的交叉性大大提高,知识“孤岛”缺乏连接,导致学生“只见树木,不见森林”,难以应对在将来工作中出现的新问题,适应力差。这也是美国一些高校失败的教训,我们应当注意。 3 实施机械工程系列核心课程交叉渗透研究需注意的问题 (1)工业自动化集成综合发展形势下,机械工程人才培养模式、课程体系与社会对人才需求之间的关联关系与契合程度。机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标为具有宽厚的现代机械工程及自动化理论基础和较强的工程意识、实践能力及创新精神,能在机械工程及自动化领域从事设计、制造、技术开发、科学研究、生产组织和管理等方面工作的高素质应用型高级专门人才。视野开阔、具有灵活应对机械工程领域复杂技术和涉及交叉知识的能力、社会适应性强的专业人才才能适应工业自动化的集成综合发展。机械类专业的人才培养方案及课程体系,就必须具有完整性和连贯性,注重学生知识结构的平衡,建立起结构紧密、整合的本科课程体系。 (2)探索可行的教改模式,机械工程系列核心课程间的交叉渗透,促成知识和技能的灵活迁移与紧密联系。在现有各课程体系各自为政的情况下,研究如何创设一种类似于学术(或科研)研究的情景,协调机械工程系列核心课程的交叉与渗透,在教学中加以引导,推陈出新、举一反三,促使学生在学习的过程中加强知识与技能的迁移和练习,培养学生自主独立地发现问题,运用实验、操作、搜集与处理信息等探索活动,达到知识、技能、态度的发展,特别是探索精神和创新能力发展。 (3)基于机械工程系列核心课程交叉渗透平台下各课程的具体教学体系、知识体系、教材体系、实验体系,研究各课程具体的教学广度与深度。需注意机械工程领域知识复杂性与交叉性背景下,人才培养方案的适应性修订或调整;解决专业平台下课程之间的知识交叉渗透问题的同时,需注意衔接课程教学的深度与广度问题。 同时,需注意在教学过程中,创设一种类似于学术(或科研)研究的情景,利用机械设计制造及其自动化专业核心课程的交叉渗透,增强学生对其他课程乃至整个专业知识体系的关注度和信赖感,培养其大机械工程的视野和主动学习能力。 4 总结 通过研究机械工程系列核心课程的交叉衔接关系,可完善机械设计制造及其自动化专业核心课程群逻辑上的一致性与连贯性,消除现有教学体制下课程间的重复或“孤岛”。同时,帮助学生建立机械设计制造及其自动化专业整体知识体系,使其面对机械工程领域实际问题能融会贯通、相互促进、多角度思考以及综合判断,提高他们的竞争能力和生存能力,变阶段性教育为终身教育。 工程系列论文:结构工程系列课程的综合改革与整合实践 【摘要】本文提出把结构工程系列课题的专业课设计部分,以一个整体方案将各分支连接起来,然后进行整合,使其达到系统化的教学目的,从而明确学习理论知识的目的,提高专业设计的质量,培养学生的综合能力。 【关键词】结构工程 综合改革 整合实践 本科教学中的理论部分都是多年延续的知识,学生在学习的过程中不知道如何将书本上的知识合理的应用到现代建筑结构中,因此,多数毕业生反映工作后还要重新学习,导致学生学习兴趣差,理论学习不扎实[1];同时设计和施工部门也反映学生在实践和理论的结合方面领悟性差,培养起来时间长。因此,本文对结构工程的系列专业课进行了综合改革与整合实践的初探,希望使毕业生能够尽快进入实战的工作环境中,达到入手快、实践能力强的目的。 1. 结构工程设计类课程现状分析 (1)学生从大学一年级和二年级进行基础课的学习,从大学三年级开始进行专业课学习,结构工程设计类专业课安排见图1,专业理论课和设计课彼此独立 [2]。而进行一个具体结构工程其包含的设计理论知识是多方面的,首先甲方下达设计任务,建筑和结构设计人员按照场地情况(水文地质条件、周边环境等)和设计要求,初步确定建筑方案和结构选型,方案通过后进行建筑设计,然后由结构设计人员开始结构设计。内容主要包括荷载计算――构件主要内力计算――梁、板、柱等主要结构构件的选择和计算――节点、附属构件、围护结构的构造和计算――基础的设计和构造。 (2)一个结构工程设计中所涉及到的专业课有:房屋建筑学、结构选型、结构力学、钢筋混凝土、基础工程、土力学、土质工程学等各门专业课程,在一个工程中各环节彼此衔接的非常紧密合理。而在教学任务中则拆开授课,各自完成独自的教学任务,学生学完专业课后,所掌握的专业知识是孤立的,缺少完整性。 (3)以钢筋混凝土结构为例,见图2,理论部分讲解的是在各种受力状态下,钢筋混凝土结构的计算方法,包括各种主要构件的计算;设计部分讲解的是在各种结构体系中主要构件梁、板、柱以及剪力墙等部件的计算。授课方式也仍然是基础课的教学方式,学生通过学习也只是了解混凝土结构构件怎么设计计算。当在实际工程中,遇到各部件的衔接部分时,就不知道如何下手。因此,这样的传统教学模式(各门专业课课程内容相对独立),导致了理论与实践的严重脱节。 2. 结构工程专业课程整改措施 在现有理论教材和课时的基础上进行整合,合理的布局,进行整合优化现有课程,使学生学习达到事半功倍的效果。 2.1课程改革与整合。 (1)从大一到大三的基础课内容和授课方式保持传统授课模式,需要学生牢固的掌握专业基础知识,从大四开始,进行专业设计部分,首先,教师通过基础课对学生的了解选择由浅入深的设计方案,再根据设计方案选择需要的教师,不要采用一个方案一个老师讲到底的传统教学方式,这样教师各自发挥各自的长处,同时与现代结构形式相联系。但是需要教师之间彼此沟通,集体备课,共同讲解一个设计方案的整个设计过程,防止知识的漏讲和重复讲解,每个教师在讲解每个阶段的设计时,要尽量让学生联想专业基础部分的知识。这种授课方式是设计任务不变,设计人员不变(即学生),而老师在变,每个设计阶段都是由对该设计方法最为熟悉的教师去讲解,充分保证教学质量。 (2)设计内容不再是纯粹的砌体设计、钢结构设计或混凝土设计,按照设计院的要求布置任务,模拟真实的设计工作流程,按照工程招标要求和工程地质条件,进行结构选型以确定合理的结构形式,结构形式的确定要突破传统的结构体系,与当代建筑的发展需求相结合,由此得到的结构设计方案可能不再拘泥于一种材料,可能是:钢材、混凝土或砌体,或者是某两种或三种材料的结合,根据教师的教学领域选择不同的专业教师进行深入讲解。在整个专业课设计过程中,学生随着教师的讲解,需要进行一榀框架的手算和整体结构的电算,将结构从基础到主体部分的设计全部完成。 2.2整改方案的优势。 (1)学生尽快进入实战状态按照设计流程进行教学。 (2)教学质量容易保证,因为每个环节都由最熟悉该部分的教师讲解。 (3)避免教师讲授的永远是自己熟悉的方案,讲来讲去十几年不变,严重与社会脱节,对学生的发展不利于。 (4)增加学生的学习兴趣,由于明确了学习目标,增强了学生学习的兴奋点,学生对下一设计环节充满期盼。 3. 结束语 结构工程设计类课程是结构工程学科专业基础课的总结,具有非常重要的作用,是学生进入工作岗位之前的专业准备阶段。对于这一重要的教学阶段,教师应很好的运用,真正要学生从理论升华到实践,培养出更有特色的学生,使其更能适应建筑业的快速发展。 工程系列论文:“公路工程系列课程”国家级教学团队建设 【摘 要】教学团队的建设是“质量工程”的主要内容之一。文章对长安大学公路工程系列课程国家级教学团队的设置特色与建设发展进行了归纳和总结,阐述了团队在公路工程系列教材与教学队伍方面的建设内容与成果和教学改革措施,以及在全国范围内应用推广教学成果的情况。 【关键词】公路工程 系列课程 国家级教学团队 基金项目:“公路工程系列课程”国家级教学团队建设项目(2009)资助。 教育部要求,各地、各高校要通过国家级教学团队的建设,改革教学内容和方法,开发教学资源,促进教学研讨和经验交流,推进教学工作的传、帮、带和老中青相结合,提高中青年教师的教学水平;探索教学团队在组织架构、运行机制、监督约束机制等方面的运行模式,为兄弟院校培训教师提供可推广、借鉴的示范性经验。 根据公路工程课程的特点,针对教学中存在的问题,本课程教师队伍在教学方法、课程内容、教材编写和实践教学改革上进行了大量的探索与实践,取得了显著成效,《路基路面工程》与《道路建筑材料》分别于2008年和2010年被评为国家级精品课程。 教学团队的建设是“质量工程”的主要内容之一,是精品课程的支撑者和执行者,是保证课程教学质量的关键因素[1]。 团队概况 长安大学道路与铁道工程学科经过五十年的建设与发展,已成为我国公路交通科学研究和高层次人才培养的重要基地。1981年以来先后取得硕士、博士学位授予权,1999年建立了博士后流动站,2000年获准设立长江学者奖励计划特聘教授岗位,2002年被教育部批准为国家重点学科,拥有特殊地区公路工程教育部重点实验室和道路结构与材料交通行业重点实验室,“道路桥梁与渡河工程专业”被评为国家级特色专业和陕西省名牌专业,“土木工程实验中心”为省级教学实验中心。 在本学科发展过程中,形成了一支面向道路桥梁与渡河工程专业及相关专业的本科生,讲授由公路工程专业基础课和专业课构成的课程群,教师的政治素质好、业务水平高、职称年龄结构合理、治学严谨、专业配套且稳定的“公路工程系列课程教学团队”。团队中现有教师7人,其中教授6人、副教授1人,博士生导师5人,6人具有博士学位。教学团队中包括省级教学名师、国家新世纪“百千万”人才、教育部新世纪优秀人才、交通部优秀青年骨干教师等优秀人才。团队带头人是著名的公路专家、“新世纪百千万人才工程国家级人选”、“陕西省优秀留学回国人员”和“教育部优秀青年教师”。 团队建设 1.教学队伍建设 (1)现在教学队伍情况。团队建设需要成员具有优秀的教师风范。团队成员具有良好的教师风范不仅为学科建设作出突出贡献,也为全校师生树立榜样,发挥引领和示范作用[2]。配置好团队成员是建设和培育高水平教学团队的基础[3]。 团队中现有教师7人,其中教授6人、副教授1人,博士生导师5人,6人具有博士学位。本团队以公路工程本科专业系列课程建设为平台,经过长期的教学科研积累和改革实践,形成了学历层次高、年龄结构合理、教学质量好、学术水平高、团结协作、富于创新的团队特色。 (2)培养青年教师,接受教师进修工作。 ①为使青年教师尽快提高教学水平,对青年教师培养实行导师制,由教学经验丰富的教师作为指导教师,言传身教,在各个教学环节指导青年教师适应教学要求,从课堂助课、批改作业、参与课程设计等环节参与教学实践,培养青年教师认真扎实的敬业精神和教学方法。 ②定期组织讲课观摩、经验交流等活动帮助青年教师成长,定期开展教学内容和方法的研讨活动,培养青年教师树立热爱学生、热爱教学、热爱教育事业的思想。 ③有计划地安排青年教师进入同济大学、美国弗吉尼亚理工大学等国内外著名大学深造和进修。 ④鼓励并带动中青年教师参加各类科研课题,特别是积极鼓励中青年教师指导和参与学生的课外实践活动,所指导的学生多次在全国竞赛中获奖,其中获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项和三等奖4项,还获得过“挑战杯”创业计划竞赛、第二届全国大学生交通科技大赛、全国大学生数学建模竞赛以及全国大学生电子设计竞赛等奖励。 ⑤在加强对团队内青年教师培养的同时,本团队还指导来自福州大学、重庆交通大学、兰州理工大学、西安建筑科技大学等多所兄弟院校的青年教师在职攻读博士学位,收到了良好的效果和派出学校的好评。 2.教材建设 公路工程是实践性很强的专业,随着工程技术的发展,尤其是我国近年来公路基础设施建设的快速发展,新技术、新工艺、新材料不断涌现,教学内容的更新和教材建设必须适应新的形势。 本教学团队注重教材建设,编写了8部本科生教材,其中《路基路面工程》与《道路勘测设计》2部为国家“十一五”规划教材,2部为面向21世纪教材,3部获得了省部级优秀教材奖。道路承担教改项目10余项,获得省级奖励5项和软件著作权多项。《路基路面工程》与《道路建筑材料》被评为国家级精品课程,《基础工程》被评为省级精品课程。 3.教学改革措施 (1)改进教学方法。为进一步提高教学效果,学校投入大量资金用于多媒体课程的建设。本团队积极组织教师制作多媒体教学课件,通过电子邮件或网络答疑等方式探索与实践网络教学,积极改进教学方法和手段,极大地提高了学生学习的主动性和积极性。 采用启发式教学方法,重视实验和实践,注重学生创新精神的培养,所指导的学生多次在全国竞赛中获奖,其中获得“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛二等奖1项和三等奖4项,还获得过“挑战杯”创业计划竞赛、第二届全国大学生交通科技大赛、全国大学生数学建模竞赛以及全国大学生电子设计竞赛等奖励。 (2)改进教学内容,修订教学大纲。在教学中注意教学重点与专业发展需求相结合,根据专业技术的国内外发展动向和新的行业标准规范的修订,结合教师科研与生产活动中的研究成果与工程经验,及时更新教学内容,保持教学内容的前瞻性,拓展学生的专业视野,增强学生的工作适应能力。 根据调整的教学内容和新编写的教时完成若干示范工程和培育创新研究基地用于教学。 本教学团队利用充足的科研经费自行开发或购置了相关实验设备,在进行科学实验的同时,分批组织学生进行参观,拓宽了学生的眼界,提高了其分析问题与解决问题的能力。 在科研工作中,有意识地给部分本科学生提供参与科研活动的锻炼机会,以培养其动手能力与创新能力。本团队教师指导的学生的科技创新作品《高性能化学构网改性桥面防水材料》获“挑战杯”全国二等奖,《基于废橡胶微波处理的以废治废型沥青路面再生剂》“获挑战杯”全国三等奖,《AMF-I型沥青路面磨光仪的研发及室内评价体系的建立》获全国第二届交通科技大赛三等奖。 本团队平均每学期举办学术报告与讲座3-4次,结合最新的科研成果,进行广泛地学术交流,极大地开阔了学生的视野。 应用推广情况 团队经过多年建设取得了丰硕的成果。本团队主持的教改项目的研究成果现已广泛应用于教学管理与本科人才培养之中。本团队进行的教学内容、教材建设、教学大纲等方面的教改成果已经在本专业的教学过程中得到贯彻。根据《道路桥梁与渡河工程专业人才培养模式及教学内容的研究与实践》的研究成果,按照我国目前公路建设大发展对人才知识结构的需求,调整了公路工程专业本科生课程体系和学时分配比例,一方面加强了学生的实习实践环节,另一方面增加了专业选修课的门类,不仅增强了学生的动手能力,还拓展了学生的知识面,增加了学生对毕业后工作的适应性,满足了公路大发展对专业人才的需求。 在公路工程专业的课程设置中,测量实习、道路勘测课程设计、勘测实习和道路勘测毕业设计是四个主要的实践性教学环节。以前由于受实习场地(校园)、仪器及经费的限制,测量实习和道路勘测设计生产实习只能采用传统的仪器和方法,这非但不能使学生得到全面的技术训练,也不利于学生对先进测设仪器和方法的掌握。自《公路勘测实习基地生产实习教学改革与实践》教改项目完成以来,加强了学生的教学实践环节,提高了学生的动手实践能力及独立从事测设工作的能力。与此同时,注重测量实习、勘测实习与道路勘测课程设计、道路勘测毕业设计之间的有机联系,加深了学生对实践教学内容的理解,提高了学生的实践效果。目前学校太白公路勘测实习基地在国内已颇具影响,不仅满足了本校公路专业学生实习的需要,而且多次接受本校土木大类专业和西安建筑科技大学、西北工业大学等学校的学生前来实习。 目前本团队教学研究成果不仅在本校的专业教学中取得了良好的效果,而且这些教学方法和教学内容,尤其是所编写的教材和制订的教学大纲也为国内多所高校的同类专业所采用和借鉴,对国内其他高校同类专业的课程建设起到了促进作用。 作者单位:长安大学公路学院 陕西西安 工程系列论文:浅谈交通土建工程系列特种新材料的性能与应用 摘要:由于我国有着极为广阔的幅员面积,无论是从地理因素、从地质因素、还是从气候环境因素的角度上来说,都有着较大的变化。为了能够确保各类环境条件下,交通土建工程建设项目质量的安全与可靠,就需要积极展开对各类特种材料的研发与应用,以适应不同环境对于建筑结构提出的挑战。本文以交通土建工程为切入点,对近年来交通土建工程施工领域所涉及到的新材料性能以及新材料的应用要点展开了较为详细的分析与探讨,希望能够通过对上述各类材料的综合应用,达到提高交通土建工程项目整体施工质量的目的。 关键词:交通土建工程;特种材料;性能;应用 交通土建工程的主要构成项目包括以下几个方面:1)公路建设工程项目;2)铁路建设工程项目;3)机场建设工程项目;4)海港码头建设工程项目。在上述各类工程项目施工作业的实施过程当中,受到环境、气候等多个方面因素的影响,施工难度会相对比较大。以我国西部地区广泛存在的盐湖区以及盐碱地而言,由于地下水当中存在有大量的硫酸盐以及硫酸成分,使用常规混凝土材料下可能会受到硫酸的侵蚀影响,对此区域内的建筑物使用寿命产生极为不良的影响。同时,在隧道等项目施工作业的实施过程当中,所穿越山体结构当中含有大量的煤层,煤层中的瓦斯浓度较高,常规内衬混凝土施工下的气密性无法满足其施工要求,存在一定的安全性隐患。为此,展开对特种新材料的研发,并将其作用于交通土建工程施工领域,具有极为重大的现实意义与价值。本文即围绕此问题展开详细分析与探讨。 1 超早强混凝土快速抢修材料性能与应用 超早强混凝土快速抢修材料首先应用于对军用机场跑道在受到敌方攻击的情况下需要进行的紧急性修复工作当中。超早强混凝土快速抢修材料是一种建立在特种超早强剂渗入干预状态下的水泥基复合材料。按照流动性的不同,可以划分为两种类型:1)超早强混凝土快速抢修材料。此类材料的流动性取值在30.0~50.0 mm范围之内;7d抗压强度高于80.0 MPa,28d抗压强度高于90.0 MPa;7d抗析强度高于10.0 MPa,28d抗析强度高于12.0 MPa;7d限制膨胀率为0.03 %,28d限制膨胀率为0.04 %;2)高流态型混凝土快速抢修材料。此类材料的流动性取值为260.0 mm;7d抗压强度高于60.0 MPa,28d抗压强度高于80.0 MPa;7d抗析强度高于5.0 MPa,28d抗析强度高于7.0 MPa;7d限制膨胀率为0.04 %,28d限制膨胀率为0.04 %,无明显变化。 超早强混凝土快速抢修材料的技术性能优势体现在以下几个方面:1)材料凝结硬化速度较快,支持在3.0~60.0 min时间范围内实现材料的终凝反应;2)早期强度发展速度较快,7d时间内的抗压强度、抗析强度数值能够迅速提升;3)超早强混凝土快速抢修材料具有一定的膨胀性特点,无收缩,同时具有较高的材料粘结强度;4)此类材料对于酸碱、高盐侵蚀环境具有良好的抵抗性,耐久性优势突出,抗冻等级高,不会对钢筋材料产生锈蚀作用。 超早强混凝土快速抢修材料的应用价值则表现在:对于超早强混凝土快速抢修材料而言,可将其作用于对道路混凝土材料的紧急快速抢修工作当中,路面修复完成后45.0 min内即可投入使用,具有相当快的恢复功效;而对于高流态型混凝土快速抢修材料而言,当前主要将其作用于对复杂环境与结构条件下,混凝土的灌注作业当中。道路抢修完成后10.0 min内可以承受重载货车碾压,对道路交通通行不会产生明显影响。 2 抗腐蚀混凝土泵送剂材料性能与应用 对于我国西部地区广泛存在的盐碱地、盐湖区而言,地下水当中往往含有大量的硫酸盐、以及硫酸成分。使得在以上区域内所形成的建筑物混凝土材料无法避免受硫酸的侵蚀作用、同时,由于我国当前所生产的抗硫酸盐水泥原材具有成本高、效果差的特点,始终无法从广泛意义上替代常规混凝土在工程中应用。而对于抗腐蚀混凝土泵送剂材料而言,由于将此类材料渗入常规普通水泥后可发挥良好的反应,对于当前的抗硫酸盐水泥原材具有良好的取代价值。值得在盐碱地、盐湖区有关交通土建工程的建设作业中加以广泛应用。 抗腐蚀混凝土泵送剂材料的性能优势体现在以下几个方面:1)在抗腐蚀混凝土泵送剂材料的干预作用下,所配置形成的混凝土抗蚀系数达到0.9 以上;2)抗腐蚀混凝土泵送剂材料满足我国当前有关行业标准《混凝土外加剂》(GB8076-2008)中对于混凝土泵送剂材料一等品的划分标准,对酸碱、高盐侵蚀环境具有良好的抵抗性,可提高混凝土使用寿命。 抗腐蚀混凝土泵送剂材料的应用价值则表现在:以隧道工程为主要作用区域,可以解决超强侵蚀性地下水环境当中,混凝土材料抗腐蚀方面的问题。大量隧道工程内衬混凝土抗蚀系数监测结果显示:在该材料作用下的实测强度可达到35.0 MPa以上,满足设计要求。 3 高压灌注堵漏材料性能与应用 在地铁工程、隧道工程等项目施工作业的开挖阶段当中,针对所涉及到的地下压力水围岩,需要通过灌注堵漏的方式,对此类质量问题加以可靠的解决。同时,针对已投入使用的大量地下工程而言,受到环境侵蚀以及使用年限等因素的影响,也不可避免的存在开裂、以及渗漏等方面的问题。而高压灌注堵漏材料无疑在此类工程灌注堵漏中具有深远的意义。 高压灌注堵漏材料的性能优势体现在以下几个方面:1)高压灌注堵漏材料遇水后会呈现出一定的发泡趋势,能够在较短时间内达到制止结构性渗漏水问题的目的,且可渗入直径在0.02 mm以内的发丝性裂缝当中,堵漏效果良好;2)在高压灌注机的压力干预作用之下,高压灌注堵漏材料能够通过止水针头渗入墙壁裂缝当中,并具有面向四周进行扩散的优势,能够实现大面积的灌注堵漏目的。 高压灌注堵漏材料的应用价值则表现在:可作用于对下工程开挖面岩缝渗水的灌注堵漏,以及隧道、地下室、大坝、屋面等各种已建混凝土工程的灌缝堵漏工作当中。在此基础之上,还可将此类材料应用于对地基的加固、以及护坡工作当中。 4 结束语 受到技术投入、设备投入等方面因素的影响,我国大量的已建交通土建工程项目的质量相对较低。加之环境、自然灾害、以及突发情况等因素的影响,往往会对交通土建工程运输作业的开展产生极为不良的影响。特别是针对如本文所提到的公路、铁路、机场、海港码头工程项目而言,一旦出现结构失稳等方面的质量问题,就需要及时对其进行修复,避免产生更加严重的后果。因此,就需要结合交通土建工程施工的实际需求,展开对特种材料的研究与开发,并将其作用于实践。总而言之,本文针对当前具有较大发展潜力的几类特种材料展开研究,总结了特种材料的性能优势以及应用要点,望能够引起各方人员的特别关注与重视。
铁道论文:铁道车辆车体强度提高研究 摘要: 介绍了以铁道车辆结构的高强度化及轻量化为目标,对车辆结构的最优化方法所开展的研究工作。 关键词: 铁道车辆;结构;最优化方法;日本 1概述 近年来,对于铁道车辆提出了诸如安全性、高速化或乘坐舒适度等各种各样的迫切要求。应该对铁道车辆的车体结构进行设计,来满足这类需求。而关于高强度化与轻量化,如从结构方面看,有相反的要素。另外,为评价可靠性,也有必要研究车辆车体结构及焊接区的寿命,不过,传统的设计方法中难以开展这类研究。针对这样的课题,瞄准确立车体结构合理设计方法的目标,引进了有限元法数值仿真的结构优化方法。该优化方法已在汽车、航空、设备、机组等各个领域应用,但是,零部件规模的应用占据大多数比重。铁道车辆作为大型结构物,由于载荷传递复杂,认为要将整个车体结构列为对象的研究必不可少。因此,本研究以原有的车辆车体结构为对象,精确地建立整车模型,构建假定能实现高强度以及轻量化的车体结构设计的结构优化方法。同时,关于车体焊接区,也根据建立精密模型的方法,研究建议的高可靠性车体结构方法的可行性。 2车体结构优化方法 2.1结构优化的分类 假设大致划分寻求结构优化的方法,而这些结构收稿日期:2015-09-28要满足根据某原型的结构所给与的设计必要条件,则有尺寸优化、形状优化、拓扑学优化等3种方法[1]。尺寸优化是将现行设计的尺寸作为设计变量,进而当作参数进行评价的方法。最优化方法中应用了线性规划法[2]等。假设外形形状为设计变量的形状优化,以及内部结构也设定为设计变量的拓扑学优化是根据组合FEM分析、灵敏度分析、最优化方法,进行结构优化的方法。这些方法的设计变量多,所以,虽说优化的自由度高,可是,在收敛性方面,需要最佳性基准法[3]等适当的优化方法。本研究中根据对生产制约等了解少的情况,认为拓扑学优化的结果评价困难,所以,运用形状优化法进行研究。该方法的优点是可以考虑强度、刚度、局部压曲以及几何约束等诸多的约束条件。此外,也容易开展实体结构的设计,缺点是对FEM分析的早期网格的依赖性大,要素出现变形(或分布不均)情况下,需要变更网格。因此,形状变更范围狭窄,大幅提高性能就要借助于拓扑学优化法。 2.2形状最佳化 形状最佳化是将FEM模型的边缘及几何表面的边界部节点作为设计变量,进行最佳化的方法。该方法1973年由Zienkiewicz与Campbell[4]建议采用,统一FEM分析及灵敏度分析,求解结构的均衡状态与设计灵敏度。运用该灵敏度,根据最优化作为设计变量的节点坐标的方法进行更新,是推导出最佳结构的途径,由此,面向实用化开辟了通道。不过,本研究中应用的非参数形状最佳化[5],为缓和应力,在表面变更的同时,变更有限元网格的过程带来最大的困难。许多的形状最佳化程序,每一个最佳化环节(回路),自动地再生成有限元网格,避免变更原有网格的处理。因此,早期的要素拓扑学(初期网格)被破坏,多数情形下,成为新的模型被建立。一边保持要素拓扑学,一边由表面部分按顺序计算网格的变更,这样实施的程序少。本研究中,将形状变更范围设定为要素尺寸以下,根据约束条件的设定,做到避免要素拓扑学的破坏,实施了形状最佳化。 2.3结构最佳化算法 为实现原有的不锈钢制车体结构的高强度化及轻量化目标,提出结构最佳化算法的建议。本研究中,为进行原有车体结构的最佳化,应用形状最佳化的方法。此外,由于铁道车辆是大型结构件,其实际动态复杂,运用部分模型评价载荷传递路径及应力的大小是困难的。另一方面,承受高载荷区域,是限定的区域,基于单车车体模型实施最佳化的方法并不高效。因此,如图1所示,首先根据单车车体的精密模型实施应力分析,根据评价高载荷区域以限定结构最佳化的实施区域。其次,根据部分车体结构模型,实施结构最佳化。这时,由一个车辆模型的分析结果来决定载荷条件。车辆的车体结构有许多部位是同一结构,所以,不但将根据结构最佳化以实现高强度化及轻量化的结构应用于该部位,而且,也对相同部位予以同样的应用。最后,根据应用了最佳化结构的单车车体模型进行应力分析,验证其结果,不满足最佳条件的情况下,再次实施部分区域的评价。 3部分车体结构建模 3.1分析模型结构 最佳化方面,基于FEM应力分析的精度是重要的。因此,建立图2所示的部分车体结构模型,验证了进行结构最佳化是否得到足够的精度。该车体结构是既有线用不锈钢制作车体侧墙板块的普通车体。由接头构件结合外板、侧柱、腰带组成车体。关于构成模型的要素,因为外板及骨架是薄板结构,所以应用薄壳结构要素。点焊部有必要建立更精确的模型,所以,并非只基于刚体要素的结合,而是运用实体要素与刚体要素,才能做到描述力学上的实际动态。建立点焊部模型的情况下,普通的方法是,如果为通用FEM代码,就运用再现焊接的刚体要素以结合模型。但是,本模型因为是刚体要素,并不能表达点焊部(熔核)的弹性状态。因此,使用实体要素建立点焊部的模型,通过运用刚体要素结合这类要素与构件的壳体要素,建立了能再现点焊部的FEM分析模型。至于刚体要素,根据从实体要素结合到壳体要素的节点间的距离,对载荷传递进行加权计算,由此,因为能够结合成任意的网格模型,不依赖于结合构件的网格形状,可再现点焊区,评价点焊内部及焊接引起的应力集中。 3.2部分车体结构模型的验证 3.2.1基于部分车体结构模型的应力分析 利用图2所示的部分车体结构模型,进行了应力分析。从材料常数看,由于模拟SUS304不锈钢,所以设定弹性常数为210GPa,泊松比为0.3。此外,也考虑构件间的接触进行计算,所以,设定摩擦系数为0.3。从边界条件看,为了与下节所述的试验相吻合,载荷条件设为10kN。另一方面,约束条件设定腰带两端完全固定。图3为基于FEM应力分析结果所得到的最大主应力轮廓线图。将在分析结果中计算的高应力部位,以及在点焊区等应该关注的部位设定为下节的强度试验中的应力测试点。 3.2.2基于部分车体试件的强度试验 为验证基于壳体要素描述的车体结构以及运用实体要素的点焊区模型的妥当性,采用与图2的部分车体结构与形状相同的实物大小的部分车体试件(图4),实施了拉伸试验。试样采用SUS304不锈钢。此外,拉伸试验的载荷条件与应力分析的载荷条件相同,为10kN载荷。试件的约束条件为固定腰带的两端。由此,通过使侧柱向上方拉伸,在腰带的接合部位附近施加载荷。应力的测试采用应变计,由测试的应变根据弹性系数进行换算。应力测试点是由分析结果选定的图5所示部位。 3.3分析与试验结果的比较 表1给出分析及基于实物大小的部分车体结构试件进行的拉伸试验得到的各测试点的应力。如表1所示,在低应力部分虽然有若干波动,可是,高应力部分却能够以充分的精度再现出来。在低应力部分产生波动的原因,可以推测为缘于试验中测试应力低的情况下,测试误差较大。至于测试点1~测试点5,是点焊区附近的测试结果,但可看到分析与试验结果十分吻合,因此,可认为点焊区的建模是妥当的。 4基于单车车体模型的强度分析 4.1分析模型 为实现结构最佳化,评价运行时车体结构承载载荷的传递路线及发生应力分布,利用图6所示的既有线用不锈钢制车辆的单车(1辆车)车体模型,基于FEM实施了动态应力分析。从分析中应用的要素看,车体构件是三维壳体要素,点焊区是刚体结合的连接要素。分析模型只考虑将车体结构的地板下机组及制冷装置等附带设备,作为质点表示的载荷(或质量),没有考虑内装修(如座椅等)。 4.2分析条件 作为应力分析中的载荷条件,对枕梁两端部的空气弹簧安装部位施加了加速度。根据运行试验中产生了最大应力时的加速度测试值,假定了从1位到4位的加速度(图7)。图7(a)是以车体长度方向为轴的无扭转的垂直方向的变化;图7(b)是车体有扭转的条件。 4.3高载荷区域的评价 从运用单车车体模型实施动态应力分析的结果得知,由枕梁起靠近车体中部的侧墙体,尤其是车窗转角部以及车顶上安装制冷机组附近产生明显的应力。本文考虑节省篇幅,只论述车窗转角部位。如按照有、无扭转情况的比较,则车体有扭转条件下产生了高应力;车体无扭转情况下,车体侧面的应力分布大体上呈现左、右对称。有扭转情况下,1位、4位及2位、3位分别形成同样的应力分布。图8表示车体有扭转条件下车体侧面的应力分布。 5车体模型的结构最佳化方法 5.1面向最佳化的FEM分析 根据前节所述的基于单车模型进行动态应力分析的结果,已弄清楚了车体侧面的车窗转角部形成高载荷区域。因此,就这些区域而言,建立适于FEM分析用详细的部分车体结构模型,将高强度化及轻量化作为最佳的必要条件,尝试结构的最佳化。实施结构最佳化时,运用了FE-Design公司研制的结构最佳化工具TOSCA[6]。实施结构最佳化时,建立了图9所示的车体结构侧面的FEM分析模型。从该分析模型看,为提高计算精度,相比于单车车体模型,设定了更为精细的网格模型。根据3.1节中说明的应用了实体要素的方法,建立了点焊区模型。车体侧面的模型是由侧墙外板、使用了帽形型材的柱件及腰带、接头等构件构成的。因为构件全部用板材,所以,分析模型使用壳体要素。此外,关于外板的压肩部使用钢板用的粘接材料,分析中使用NASTRAN的黏着功能来描述。至于结构最佳化的过程,由单车车体模型切出高载荷区域作为部分车体结构模型,以部分车体结构模型为对象进行应力分析,运用所谓Zooming法[7]。从部分车体结构模型的边界条件看,根据将单车车体模型的边界节点的位移值作为强迫位移施加的方法,使得与单车车体模型的应力载荷状态相同。由此,就能够只在高载荷区域用更精细的网格模型进行计算。 5.2关于最佳化条件 本研究中根据形状最佳化方法实施车体结构的高强度化及轻量化。作为最佳化条件的设定,首先,从进行最佳化的设计区域看,只设定柱件及车顶椽子等骨架结构,外板除外。这是为了不改变车体结构的外观。关于点焊区,因为利用刚体要素结合壳体要素与实体要素,所以,设计范围不包括点焊部。其次关于目标函数与约束条件,假设各个应力与质量。将应力的最大值作为目标函数,使该值为最小,将轻量化率作为约束条件进行指定,以便部分车体结构的质量按照指定的比例(轻量化率)减小。作为载荷条件,能够同时考虑多数情形。因此,由基于单车模型的前述的2种加速度条件(图7中车体有、无扭转)的分析结果,分别计算出部分车体结构模型受到的强迫位移,将计算结果作为载荷情况应用。 5.3车体的最佳结构 应用前文所述的应力分析模型,以及根据应用最佳化条件的非参数形状最佳化方法,为实现车体侧面车窗转角部的高强度化与轻量化,实施了最佳化。结构最佳化计算,首先,为减小质量,使涉及范围的要素均等地缩小。例如,缩小骨架构件或者缩小接头构件。然后,对已修正的形状进行应力分析,根据计算结果,将应力高的部位相对于应力缓和方向扩大形状。反复进行这一工作程序,直至满足最佳化条件。最佳化条件的设定,作为约束条件,设定质量减轻的比例(轻量化率)为0%、12%和20%。作为目标函数的应力,将最大值设定为最小(降低设计范围内的最大应力值)。图10表示基于结构最佳化方法,轻量化率的变化与最大应力值的降低。由该计算结果可知,经过10次左右反复计算,其计算结果收敛。通常情况下,结构最佳化方面需要几十次至几百次左右的反复计算,而本方法仅用少量的反复计算次数,就能达到计算结果收敛。这可认为是应用最佳性基准法的效果。第1次计算中,由于缩小形状的比例高,所以,应力值比初期值升高。在以后的反复计算中,要求应力值缓和以进行结构最佳化。图11为在设定轻量化率为12%的情况下,最佳化前后的应力轮廓图。观察图11的模型形状,则骨架的形状发生了变化,可知应力值也在缓和中。从最佳化后的部分车体结构看,虽然相比于初期形状质量降低了12%,但最大应力值却减小了12%。图12表示骨架结构形状的变化。从骨架构件看,可知由于做成曲线形状,比呈直线形状的弯曲强度要高。还需要开展制造上的约束等研究。通过形状变化,由于强度提高,形状缩小成为可能。关于车顶部等其他高应力区域,同样实施结构最佳化。由于在车辆车体结构的相同构件上应用的缘故,可推测车辆整体强度会提高。另外,关于高强度化与轻量化的效果,通常情况下存在协调(平衡)的关系。因此,对于单车模型应用最佳化的部分车体结构,分别评价了效果。其结果见图13,根据结构最佳化的约束条件,改变了最佳化载荷的结果,表明了在保持质量不变的情况下,最大发生应力可降低40%;在保持最大应力值情况下,能够实现7%的轻量化。 6结束语 瞄准铁道车辆车体结构的高强度化及轻量化目标,对结构最佳化的一种有效方法即非参数形状最佳化方法开展了研究。为应用于车辆车体结构,在单车整体的FEM分析中,运用Zooming法,力求分析的高效化,将根据结构最佳化所得到的部分区域的车体结构模型,应用到单车模型中,再次实施结构最佳化,直至达到规定的目标值,建立了结构最佳化的算法。列为形状最佳化对象的部分车体结构模型,要求能够高精度,并且有效地评价点焊区及其周边的应力状态,进而建立模型。关于应力分析精度,利用实物大小的车体结构试件进行拉伸试验,模拟了车体试件实施应力分析,根据与试验结果比较的方式,确认了分析模型的妥当性。作为结构最佳化的实例,运用不锈钢制作精确的车辆单车车体模型,将运行试验数据作为边界条件施加,进行动态应力分析,评价了车体的高应力部位。基于该分析结果,以车体侧面车窗转角部附近区域为对象,实施结构最佳化,寻求最佳结构,能够得到提高强度的形状。将最佳化部分区域的骨架结构应用于单车车体模型的方法,可以使车辆整个车体实现高强度化及轻量化。 作者:高垣 昌和 单位:日本 铁道论文:铁道运营管理专业顶岗实习 【内容摘要】 本文就铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理展开研究,分别讨论了“2+1”顶岗实习模式下集中型管理模式、集中型管理概况以及集中型管理现状分析,最后提出了铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理的改进措施。 【关键词】 “2+1”顶岗实习模式;集中型管理;铁路运营管理 一、“2+1”顶岗实习模式下集中型管理模式概述 所谓“2+l”教育模式,即学生在学校学习两年后,最后一学期或两学期要到专业对口的企业等用人单位,由企业安排在一定工作岗位上实习,然后由学校统一组织毕业考核、就业指导等。在学生实习过程中,企业按需培训,校企双方共同管理,为学生提供实习机会,毕业时能做到就业与社会的要求无缝接轨,实现高职教育技能型、应用型人才的培养目标。集中顶岗实习模式一般是在院系与企业合作建立起的校外实习基地进行,校外实习基地用工量较大,专业对口率高,院系相关专业可统一组织安排学生进行集中顶岗实习。集中型顶岗实习模式在管理流程中贯彻了“几个统一”,即统一实习基地、统一实习计划、统一实习管理、统一实习指导、统一实习检查、统一实结等。这种模式在管理和专业教育上整体效率较高,管理成本相对较低,效果较好,利于专业教学目标的实现。 二、铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理 武汉铁路职业技术学院铁道运营管理专业学生在完成两年或两年半的专业学习后,就要到对口的企业进行为期一学期或两学期的实习。虽然参加实习的学生有的已签约铁路局,有的还未签约就业单位,但均属于专业对口的顶岗实习。对这部分学生顶岗实习的管理,武汉铁路职业技术学院铁道运营管理专业采用的是集中型管理,其具体的操作流程如下:一是学校联系实习单位,由实习单位确定所能接受的实习生数量。二是学校落实学生的具体实习车站,一般来说,分到车站的学生人数较多,一般都有几十个人,指派专任教师或已退休辅导员跟班指导实习,并确定实习学生中的学生会干部充当在站实习学生负责人,协助教师指导实习。三是召开实习动员会,由跟班指导实习教师与辅导员对学生分别进行安全教育,填写安全协议书等。四是学生和指导教师进驻武昌站、汉口站等,正式开展为期一学期或两学期的顶岗实习。五是学生进入车站后,由车站安排具体实习岗位,一般来说学生会安排检票、售票,站厅服务等岗位。六是学生正式上岗实习,由企业和学校进行双重管理。企业实习负责人、学校指导教师、实习学生负责人定期召开会议,就某阶段实习情况进行汇总,了解企业、学生、教师三方的意见,并进行沟通。七是实习结束前,指导教师根据学生表现及企业反馈情况进行实习成绩的双重考核。 三、铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下集中型管理现状分析 近几年来铁道运营管理专业在武昌火车站、汉口火车站、武汉火车站三大站对“2+1”顶岗实习模式下的集中型管理进行了实践。在实践过程中发现,集中型管理实施过程中存在着一系列问题。 (一)顶岗实习计划的制定和落实不合理。从学校层面来说,顶岗实习计划是由跟班指导教师制定。从实习的实际情况来看,三大客运站都是以自己的生产计划来安排铁道运营管理专业学生的顶岗实习,并没有考虑到学校制定的顶岗实习计划。学校对学生实习内容的安排没有主导权,形成了一味配合运输企业岗位需求的怪圈,学生的专业技能难以得到提升,顶岗实习的效果大打折扣,不利于人才培养方案的完成和完善。 (二)岗位层次过低、顶岗实习轮岗难。武汉铁路职业技术学院铁道交通运营管理专业与武昌车站、武汉站和汉口车站形成了长期合作关系。通过近几年合作,发现铁路运输企业从自身的岗位需求出发,将学生安排在检票、售票、放行等简单重复性的一线基层岗位上,学生很少能在专业技能较强的岗位上顶岗,更不用说企业的核心技术岗位。而且为了减少顶岗实习对生产的影响以及管理的方便,将轮岗这一环节舍弃,学生几乎没有轮岗机会,学生在同一岗位实习一段时间后,觉得顶岗实习没有挑战性,跟专业相关性低,甚至产生车站的工作是个人都会做这样的想法。 (三)顶岗实习学生工作积极性低。铁道交通运营管理专业在武昌火车站、汉口火车站等单位实习时,企业提供实习学生住宿、工作餐,除此之外,没有任何酬劳,这是影响学生工作积极性的主要因素。另外,学生进入三大车站实习后,安排的基本都是检票、售票、站厅服务等岗位,实行三班倒的工作制,遇节假日客流高峰时,还需要加班。学生认为自己没拿任何劳动报酬,是车站的免费劳动力,自己到车站实习没学到什么专业知识和技能,一点都不划算。而且实习的学生长期处于比较嘈杂的环境,经常上夜班,辛苦且无法忍受,岗位适应能力差。 (四)部分学生面临就业困境,实习不安心。在实习期间,有的学生已签约其它铁路局,而有的学生还未落实工作单位,造成在实习期间部分学生面临找工作这样的困境,导致实习期间,学生请假外出面试应聘,给实习单位的工作安排带来不便。而有的学生由于家里已联系了其它的工作单位,想去就业单位实习,但按照学校规定又必须留车站实习,觉得在车站实习纯属浪费时间,故实习期间也是得过且过,实习效果非常不理想。 四、铁道运营管理专业“2+1”顶岗实习模式下加强集中型管理的措施 武昌火车站、武汉火车站、汉口火车站与武汉铁路职业技术学院铁道运营管理专业形成了长期的合作关系,在学校出台顶岗实习学生自主确定实习单位后,就出现部分学生不愿意在这三个客运站进行顶岗实习的现象,为此,有必要对“2+1”顶岗实习模式下的集中型管理进行改进。 (一)校企共同制定集中式顶岗实习计划。根据学生身心特点,共同制定适宜的实习计划和管理办法。计划明确实习目的、实习内容及能力目标,明确双方的权利、义务以及学生实习期间双方的管理责任。根据岗位、三班倒情况,对实习学生进行分小组管理,强化离站外出请假规定,强化早晚车站留宿情况的检查。 (二)做好入职前的教育。统一组织学生进行实习前的入职培训,培训内容包括学生实习的意义、安全教育、家长告知与请求协助、岗位操作规程、职业素养教育、出勤管理、实习的考核内容、实习成绩评定办法、实习资料的上交等,让学生对即将工作的单位和岗位内容有系统的了解,尽快进入工作角色。特别是针对前往三大车站实习的学生做好人身安全保护教育。 (三)多岗位轮换顶岗实习。通过轮岗,一方面,学生可以适应不同岗位要求,熟悉各岗位对知识技能的要求;另一方面,通过不断轮岗实习,学生最终掌握了众多岗位技能,一专多能,以适应运输企业的众多岗位,这对于那些已签约铁路局的学生来说非常有利。这部分学生由于专业对口,在没有去用人单位就业之前,是非常愿意在运输企业提前进行专业对口的实习。 (四)实习企业提供适当实习报酬。学习生在选择实习单位时,有些比较看重实习单位支付的实习报酬,有些会看重工作经验和专业知识技能。铁路运输企业由于自身职工人数不足,客流变化大,长期需要大量的实习生来补充企业的岗位,为保证顶岗实习的可持续性,在考虑提升专业知识的技能的前提下,应支付学生适当的实习报酬,保证实习学生的工作积极性。 (五)建立实习奖励制度。顶岗实习是高职教育的重要组成部分,需制定完善而有效的实习奖惩制度,企业指导教师、跟班指导教师、班主任三方共同评定的成绩作为该学生的实习成绩,实习结束后对实习优秀的同学进行大力表彰和奖励。并且在学生职业技能考证中,考虑学生的顶岗实习情况。如部分学生考客运员的职业资格证,如果参加了车站客运岗位的实习,在客运员实践技能考证中可以申请免考。 作者:张立平 叶清贫 石烺峰 单位:武汉铁路职业技术学院 铁道论文:铁道车辆转向架重型转盘设计 1装置构成设计与实施 该转向架重载转盘由盖板、转盘架、转盘定位装置、上轮器及活动手柄、液压泵站、遥控装置等组成。 1.1盖板盖板由防滑花纹钢板及构架组成,与转盘架通过螺栓连接,构成转盘盘面。转盘旋转时,盖板始终保持在同一水平面内,与周边混凝土地坪圆心同心,与地坪高差处无凸台,平滑过渡,方便作业。 1.2转盘架及回转装置转盘架由相互垂直的两股轨道(轨距为1435mm)及焊接构架组成。转盘架整体支承在直径φ2100mm的单排球式回转支承上,增大中心点支撑,垂直和偏载能力达300t以上,整个结构具有足够的承载强度及刚度、过轨的偏载强度和抗冲击强度,保证旋转作业无扇形摆动和轴间晃动,转动方便灵活,无别劲现象。 1.3转盘定位及支撑装置转盘盖板边缘处设置可转动定位板,并与存放线轨道的定位装置锁定,保证转盘轨道与地面线路钢轨对位准确,并防止过机车和推动转向架过轨时转盘转动,又是过机车时支撑点,保证机车通过时整机通过载荷能力。 1.4止轮器转盘配有2套止轮器,防止转盘转动过程中,转向架自由转动,造成转向架脱轨。 1.5活动手柄转盘盖板上设置2套美观实用的活动手柄,不用时,可拔出放在一边,需要使用时,插入盖板上的方孔即可。 1.6转盘地面轨头固定装置主要解决机车、转向架上下转盘时冲击轨道引起的地面轨头松动。 1.7转盘上“井”轨道端部均设有支撑轮,保证转盘转动到任何位置平衡和稳定性。 1.8基坑内设有固定的检修照明装置,方便检修。 1.9变频调速装置启停时,实现缓启缓停,减少冲击,精准定位。 2设备装置的主要技术特点 主体结构为框架形,承重轨道固结在主梁上,2主梁由多个连接梁连接。转盘回转定位轴从中间连接梁穿过,定位轴除起回转定位作用外,还可以承受转盘径向和轴向向上的外载荷。圆形台面面板和辅助梁固结在主体框架上,形成转盘钢结构主体。8个钢制车轮固结在4个主梁两端,承受全部自重和外载荷。车轮在圆坑内环行轨道上运行。转向架转盘为圆形地坑式布置,上设相互垂直的两股轨道,旋转工作中转盘轨顶与车间轨顶保持齐平。转盘旋转面板与周边地坪圆柱形孔壁同心定位。转盘转动时平稳、轻便、灵活,承载能力强。转盘转动时对位准确,无扇形摆动和轴间晃动。转盘设有转向架、轮对止轮器,以防止转向架、轮对脱轨。 止动装置安全、可靠。转盘可顺时针和逆时针回转,转盘轨道日常处于过机车状态,转向架转向后,转盘返回过机车状态。定位状态下,轮对、转向架及车辆通过转盘时,转盘在径向移动不大于2mm,周向不大于2mm。转盘轨道与库内钢轨的对位误差满足:纵向间隙≤4mm,顶面高差≤2mm,侧向偏差≤2mm。转盘面板与转盘上钢轨轨面高差≤2mm。转盘圆周基础坑的上地面与转盘台面平齐,即转盘台面与库地面平齐,无凸台。转盘台面外侧圆周与转盘基础坑圆周,在任何转动位置的间隙≤10mm。转盘圆周基础坑的上地面与库地面成一体,无接缝,且与库地面平齐。设备工作中不能对轮对踏面等部位造成损伤。 3设备能力参数及控制线路 3.1设备能力参数转盘直径Φ6000mm。转盘旋转承载45t。转盘过车载重100t。轨距1435mm。外形尺寸Φ6000×1000mm。转盘钢轨与存放线钢轨对位偏差要求:钢轨纵向间隙≤4mm,轨顶高差≤2mm,接头侧向错位≤2mm。液压系统工作压力16MPa。总功率11kW。旋转速度0.2~2r/min。操作方式:遥控/电动。遥控器主要技术参数:a操作温度:-45℃~80℃;b识别码:32位元组(约43亿组);c汉明码≥4;d抗静电 15kV;e操作距离可达50m。 3.2控制线路 4结论 铁道车辆转向架重型转盘设计成功,实现了当初的设计初衷。该装置具有设计精巧、适用性强、质优价廉、操作简便、防误措施完备、安全性能好的特点。投入使用后,切实优化了车辆转向架分解、组装流水线的功能,是一套适用性较高的车辆修造装置。 作者:于洪易单位:哈尔滨铁路局哈尔滨铁路车辆段 铁道论文:铁道工程概论课程教学研究 1针对铁道工程概论课程的多元化教学模式 1.1课堂教学和讨论 立足于学生的实际水平和培养目标的要求确定教学目标,由于本课程是作为交通运输专业学生学习后续专业课的前期准备,因而教学内容的组织以“广度优先”为原则,注重培养学生专业素质和分析问题的能力,降低对初学专业知识的学生而言层次过深、难以理解部分内容,如力学分析等的学习要求,适当增加与其专业关系密切的如铁路运输设备、车站和铁路运输组织等知识的比例。对课程中学生自己能自学或一看就明白的内容,教师在课堂上可少讲,把讲深的重点放在对一些难点的讲解上[3]。同时采用课堂提问形式,培养学生预习、复习教学内容的习惯;开展小组讨论,培养学生互助和互动学习的能力;鼓励学生在已有知识的基础上通过自学探寻分析、解决问题的方法,培养他们探索学习的能力等等。 1.2课后交流按照认知主义学习理论,仅凭课题上教学和讨论的时间和强化效果,均不足以满足学生对知识内容的掌握。然而,现在大学的教学区域与学生宿舍和教师办公地点相距较远,师生除了上课时间之外,几乎很难有面对面的机会。在一定程度上,影响了学生在课后对于所学知识的消化理解,教师也无法即时为学生提供有效的指导和帮助。这就使得课堂之后的师生交流变得尤为重要。现代通讯和网络技术的发展,也为专业教学提供一个师生交流和讨论的良好平台。手机、电话可以使学生在遇到疑问和困惑的时候,即时联系到教师,而互联网提供了多种途径的信息传输方式,例如聊天软件、电子邮件和专业辅导网站等都可以快捷地传输图形和文字资料,极大的提高了学生的学习效率和教师的管理效率[4]。 1.3现场观摩兴趣是最好的老师,是推动学习的动力。孔子说:“知之者,不如好之者;好之者,不如乐之者。”教学实践也告诉我们,学习兴趣是学生顺利完成学习任务的心理前提。学生一旦对所学内容产生兴趣时,就能积极主动的去学,乐学不倦。而铁道工程本身就是一门与实践结合非常紧密的课程,在课堂理论教学的基础上,结合现场实际,更能激发学生学习的兴趣[5]。长沙火车南站始建于1934年,至今已有70多年历史,2007年,湖南省长沙市对长沙火车南站实施整体拆迁规划,将老车站整体迁出中心城区,在其原址建立起一个毗邻湘江的火车广场公园。火车广场公园包括客运景观记忆区、主题展厅及中心服务区、货运景观记忆区等7个功能观赏区,生动直观地展示了铁道工程中所涉及的轨道、线路、机车、车辆和站场等基本概念,极大的提高了学生学习的兴趣,激发了对专业知识的求知欲以及对以后学习工作规划的参考。 2多元化教学模式的关键问题 铁道工程专业教育将培养满足社会经济建设需求的行业生力军,结合素质教育和创新人才培养目标进行多元化模式教学是高校发展的必然趋势。在实现多元化教学模式的过程中,着重需从以下三个方面来把握。一是教师在努力提高教学水平的同时,还应该利用各种资源积极参与铁道工程科研项目,加强与现场实际工程的合作,跟踪本行业最新发展动向和趋势。二是教师增强讲课技巧,利用多媒体技术保证时间较为充裕,为进行互动式教学提供便利,采用“提问式”、“点评式”和“讨论式”等形式,增加学生在课堂教学中的参与度,形成互动式教学的氛围,达到良好的教学效果。三是本着尊重和平等的前提,以饱满的热情与学生进行交流和讨论,努力为学生打开思路拓展视野,使学生得到该领域最新的研究成果以及研究方法,为学生今后的学习和研究打开一扇智慧之门。通过近年来从事该门课程的教学摸索和体验,以素质教育和创新人才培养为目的,逐步形成了以多媒体为技术支持,课堂教学、课内讨论、课后交流和现场观摩相结合的多元化教学模式,具体架构模式如图1所示。它表明,在新的铁道工程教育体系中最重要的是素质教育和创新教育,而深厚宽广的素质教育为创新教育提供了必要的基础,只有把素质教育的观念和内容内化到教育教学活动的全过程中,二者相互呼应,相互联系,才能培训出立足专业、面向社会的新时代创新型技术人才。 3结语 通过对多元化教学模式的研究和探讨,可以给我国铁道工程教育体系的建立提供可借鉴的经验和方法,使现有的以教师为中心的教育方式逐步变为以教师为主导、以学生为主体的新型教学关系,有利于学生的创造力和创新意识的培养。但是如何使之更为科学化和更具可操作性,适应我国的国情和现实需要,则依然是一个长期而复杂的系统工程,广大教育工作者任重而道远。 作者:汪优单位:中南大学土木工程学院 铁道论文:铁道通信专业实习的研究 1、高职铁道通信信号专业顶岗实习环境 高职铁道通信信号专业顶岗实习单位,大体有以下三个:电务段、信号厂、工程局。 1.1电务段。由于铁路的快速发展,电务段的管理更加的严格,以前“要点”检修到现在的“天窗”检修,使得实际工作时间有限,并且现场不能对全部学生观察学习的。 1.2信号厂。“十二五”铁路发展的目标是:到2015年全国铁路营业里程达12万公里左右,这样使得铁路需要大量的信号器材,信号厂的工作量就加大,这样我们的学生可以到这些地方进行顶岗实习,从中了解各种信号器材的结构及安装顺序。 1.3工程局。现在学生的数量比较多,电务段和信号厂只能招收部分的学生进行顶岗实习,一部分的学生我们将会安排去工程局进行顶岗实习。 2、高职铁道通信信号专业顶岗实习存在问题 2.1实习单位与专业不符。由于现在学生的数量比较大,电务部门又涉及安全,所以部分单位是不接收大量的学生。因此部分学生的毕业实习就只能去些电子厂等与电有关的相关单位进行实习,这些单位已经于专业不符并且与其就业方向也不符,长此以往是不利于学生的培养,在实习过程中,学生的积极性也不高。 2.2学生对实习认识的不足。学生实习过程中,会错误自认为处于两不管的状态(实习单位对学生的要求,一般是不按正常工人对待,并且又脱离了学校的管理)。他们就会对自己放松,这样对实习的效果有很大的影响。 2.3学生的技能水平不足。由于铁道通信信号专业,它是一个复杂的系统,它保证了整个铁路运输的安全,它的课程比较多,从基本的理论课程到专业的核心课程是需要2年多的时间来学习,那么大三的学生就开始顶岗实习,他们的实做能力是不够的。 2.4实习地点的分散,学生难以管理。上述提到,我们的实习单位有电务段、信号厂还有工程局。本身就把我们的学生分成三部分,并且这些单位都不能大量的接收学生实习,这样就会使有些在电务段的学生继续分有的去A段,有的去B段等等。对于工程局的呢,有的会去一项目,有的会去二项目等等,这样使得我们的学生实习过程中天南海北那都有,过于分散不利于管理。 2.5学生顶岗实习期间的工作时间、工作强度、工作收入、安全保障等问题。由于学生顶岗实习是远离学校,深入实习单位工作。在企业中的工作时间、工作强度、工作收入、安全保障等问题就随着浮现出来。 3、高职铁道通信信号专业顶岗实施方案 我吉林铁道职业技术学院对上述问题施行方案如下以及效果: 3.1就实习单位与专业不符问题,我们把学生分批次的送入实习单位进行学习。我院2010级铁道通信信号学生,在大三开始毕业实习,我们施行单双号分批次的去实习单位学习。单号先去实习单位学习,双号留校进行专业拓扑教育。主要学习一下课程:铁路新技术、城市轨道交通语与信号、铁道信号业务管理。并在校组织学生技能鉴定,开放实训室,邀请电务段职教科的专职教师进行信号设备的检修、常见故障的分析查找及处理进行实做培养。这样能够充分的利用有限的时间对学生进行培养。 3.2就学生实习认识不足,我们是进行思想教育。分一下几个层次进行教育: 3.2.1由系主任等校内领导对学生进行顶岗实习的核心、意义等方面进行教育。 3.2.2学校邀请电务段等企业领导到校进行讲座,主要讲述下现场的实际工作环境、现场需要人才类别、自身的成长过程来激励毕业生。 3.2.3邀请往届优秀毕业生返校,对在校学生进行主要通过自身的经历契合实际的问题,给予学生正确的、积极的工作态度。 3.2.4由指导教师讲述人身、财产等安全问题。 3.3.对于实习地点分散,难于管理。我们的实施方案如下: 3.3.1师徒制,为了保证学生的实习质量及人身安全,我院与企业做了大量的交流,在企业接收学生之后根据师徒制进行分配,由现场工作经验丰富的专业人才来带我院学生。我院从2008级顶岗实习就开始实施该方案,获得了相当显著的成果。在实习期间,学生的实做能力、专业的深度都得到了提高。 3.3.2进修制,为了促进校企合作、为了培养出实做能力强的”双师型”教师,我院从2008级顶岗实习就开始施行让年轻的教师深入企业,到用人单位与学生一起进行顶岗实习。同时配合学校对学生进行相应的管理与指导。 3.3.3考核制,在顶岗实习结束后,学生返校组织学生对信号设备常见故障分析查找及处理等实做考核。 3.4为了保证学生在实习期间的利益及人身安全。我院施行以下方案,在学生离校前都进行了相应的安全教育及保险。与企业多次交流下,制定了师徒制,确定了实习工作时间及工作强度,学生跟随师傅进行工作。对于工作薪酬,在保证学生食住的基础上,给予一定的酬劳。 4、结束语 随着铁路的发展,用人单位的需求提高,我们必须按照国家教育部规定的方案,坚持有效的执行顶岗实习,深入的与企业交流,从而提高铁道通信信号专业学生的就业能力。 作者:宋福顺单位:吉林铁道职业技术学院 铁道论文:铁道信号设施的防雷措施 1铁路信号设备防雷措施 铁路信号设备遭受雷击过电压和过电流的类型主要有三类:直击雷击、感应雷击和雷电磁脉冲。我们按照防护范围可以将防雷措施分为两类:内部防雷和外部防雷。 1.1内部防雷内部防雷是对室内设备如电源系统等过电压的防护。主要措施有等电位连接、屏蔽、合理布线、设置过电压保护装置等。(1)为了解决雷电引起的电位差,就需要各个设备之间等电位连接。通过过压保护器对电源线、信号线、接地线等进行等电位连接,且各个局部等电位连接后都要与主等电位连接棒连接,实现电位均衡连接。(2)电源雷电侵害主要是通过线路侵入,可以选择在电源线可入口、室内核心机柜的单元电源入口安装过电压保护装置,抑制电源浪涌电压。(3)分区分级设置防雷保安器。 1.2外部防雷所谓外部防雷就是对安装信号设备的建筑物本体例如信号楼等以及户外缆线的防护。主要防雷措施有避雷针、避雷线、屏蔽网、均衡电位、接地等。(1)信号楼:埋设接地网(接地系统),在四周和屋顶使用镀锌铜条构成屏蔽接地栅(避雷带),与引下线同时构成法拉第笼,将主要的雷电引入大地,对雷电进行分流,避免造成局部过电流。(2)户外缆线:在铁路上有很多铺设在户外的缆线,容易遭受雷击,因此可选择在信号线路入口处串接过电流保护装置。高柱信号机的点灯线缆应采用屏蔽线缆。(3)信号设备金属箱、盒壳体:首先它本身必须具有良好的电气贯通和电磁屏蔽性能。其次进出金属箱的信号线、电源线需采用屏蔽电缆或非屏蔽电缆穿钢管埋地敷设,屏蔽电缆的金属屏蔽层或者钢管应该接地。(4)电子设备区域:在铁路信号设备和机房等30m以外的地方要安装多个独立的避雷针。还要防止避雷针引雷后的雷电感应,尤其是避雷针的接地线一定要与站场内的电缆径路、钢轨等有一定安全距离,以避免雷电反击。 2综合防雷整治施工方案 2.1避雷带、避雷网、引下线设计施工方案信号楼的雷击防护一般采用避雷针、避雷网结合的方式。(1)在信号楼屋顶一周应敷设一圈避雷带,采用Φ10mm的热镀锌圆钢材料,距墙体高度150mm,并相隔1m安装避雷带支撑柱,避雷带焊接在支撑柱外端,且在连接处加150mm圆钢助焊片。(2)沿机房等建筑物外墙均匀敷设4~6根引下线,尤其在建筑物的四角处。引下线应平直牢固的安装,间距不小于1m。引下线上端与避雷带焊接,下端与接地网焊接相连。它的入地点和分线盘,电源线等设备的接地入地点需有5m以上间距。(3)接闪器、引下线焊接结束后,焊点上沥青漆,晾干后再刷银粉漆。 2.2接地网施工设计在建筑物离墙1m外开挖地沟,建设一个由水平接地体和垂直接地体组成的环形地网,如果受条件限制不能闭合成环时可沿四周设成“C”字形或者“L”形。避雷带引下线处设接地系统,垂直接地体需与水平接地体牢固焊接。建筑物四周与环形地网连接处,设置垂直接地体,与引出线焊接,焊点上沥青漆。在环形接地网上,连接点与其他信号设备间距之手5m。 2.3等电位连接施工设计继电器室接地汇集线采用30mm×3mm紫铜排,设置成环形时不得闭合。铜排一般距离地面高度200~300mm,相互间连接的接触距大于60mm。走架线若从外面直接引入室内,可在室外直接与地网连接。室内组合架、电源屏、机柜、机架、接地端子等的防雷地线、安全地线、电缆屏蔽地线,都以最短距离分别就近与铜排相连。 3小结 从以上分析中可以看出:铁路车站信号设备的雷电防护是一个整体的系统工程,它一定要有良好的避雷设施、下引线和统一的接地网构成的完整的雷击防护措施。而且需要综合运用“搭接、传导、分流、屏蔽、接地”等技术措施和方法,在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面进行完整的、多层次的综合防护。 作者:金丽丽单位:柳州铁道职业技术学院 铁道论文:铁道施工中地质选线分析 1铁道施工中地质选线技术应用 地质选线的目的,既包括总体的把握铁道周围地质情况的把握,根据地质的实际情况,决定如何选择施工路线,判断铁道的走向。也包括在细致的施工过程中,综合分析如何施工、线路纸质条件的再判断等工作。 1.1地质基本选线标准与操作原则首先,在选线过程中要躲开断层带、地下水丰富地段。无法避开时,要尽量选择垂直穿越方法为佳。其次,应躲开开采的矿区,防止地质变化出现不安全因素。再次要规避开熔岩地段。最后,对于容易产生坍塌,或者难以治理的落实地段,要进行规避。当避开难以实现时,要选择潜在危险小,可以利用预防措施防止危害的,考查地段进行治理。 1.2工程地质选线关键地质因素首先要充分的收集待施工地区的详细地质信息数据。利用遥感技术、测绘技术、工程测量技术来细化地址选线。在确定实质的路线前,要把路线选择的优点和弊端进行列举。探讨弊端造成的影响以及有无措施,防止危害的发生。在总体线路选择完毕后,要在施工的各个阶段,不断进行分段的地质信息搜集,及时分析,帮助施工正常完成。并协助后期检验工作的进行。 2道口铺面板材选取技术探索 目前较为流行的技术是采用混凝土进行整体道口铺面板。这里对它进行介绍。这样的方法,可以把道床和铺面视为整体进行浇筑。这种方式一举两得,可以让火车安全通过,也为汽车通行提供了可能性。具有较好的拓展空间。完全符合铁路道口可以及时进行更换,更滑过程简单快捷。使用过程中承载力强,安全系数高等特点。这种方法能够保证大流量,大符合的汽车、火车等交通设备通过。它的特点介绍如下:承载能力强:承载能力超过用刚铺面和橡胶材料铺面的铁轨。在负载较重的交通设备通过时,收到的伤害较小。 牢固度高:钢铺面是在碎石道床线路轨枕上铺设钢铺面道口板,板与板之间通过焊接连接,受震动易发生开焊;橡胶铺面是在碎石道床线路轨枕上铺设橡胶道口板,用螺栓穿接各道口板,板与板板与钢轨间无刚性连接,长期使用易松动翘起;混凝土整体铺面是在原线路路基上刊物基坑,基础层设置干拌混凝土层和水泥干砂层,找平后直接铺设整体道口板,板与板件实现双重连接,实现一个刚性整体。效果良好:钢铺面平均三个月就会出现开焊现象,维修频繁;橡胶铺面使用一年后会有部分道口板出现松动起翘,个别由于汽车超载对混凝土轨枕进行间接破坏甚至断裂;混凝土整体铺面未发现道口板破裂和轨枕断裂现象,道床密实性及整体抗冲击行好。使用年限要长于橡胶铺面,但低于刚铺面的使用年限。维修费用低,几乎无大的维修费用。远远低于橡胶和刚铺面的维修费用。 混凝土铺面技术成为最流行的铺面板施工技术是有原因的。它具备了承载能力强、安全系数高、维修费用低,很少出现大范围损坏的有点。当然它也有不足的地方,比如安装过程中,安装过程稍为复杂,需要耗费一定的工时。但是综合考量,混凝土整体道口铺面技术,还是具有一定的优势的。 作者:张凤阳单位:哈尔滨铁道职业技术学院 铁道论文:铁道运输能力的培育 一、培养学生的沟通能力 沟通即运用语言和肢体行为,确切表达个人意志,获得他人信息和支持,达到化解疑难的方法和技巧。沟通是一个人生存和发展的必备条件,是一个人事业的基石。1.学生方面学生要学会沟通;真诚地向他人学习讨教。真诚地提出问题,多听、多思。拜人为师,聚精会神、专心致志。有什么疑难问题要准确地表达出来,这样对方才能有针对性地作答,自己听课也有重点。2.教师方面教师要把握学生心理,把握学生想什么,要得到什么。通过课堂设计把握教授内容,突出重点。通过实例,生动形象地讲解,环环相扣,使学生的注意力、思维始终围绕授课内容运转。例:学习货物装载加固时,可选定某种货物进行装载示范。利用模型、挂图等讲解装载方法的选定、装车要求、加固要求等,边讲解,边示范,边讨论,师生相互沟通,课堂气氛活跃,效果较好。必要时,讲个小故事,既可活跃课堂气氛,又得到了必要的休息和放松。 二、培养学生的创新能力 创新能力是知识的升华过程,即发明创造,是发展的需要。教育要面向世界、面向未来、面向现代化。创新要求学生解放思想,把自己置身于社会之中,敢于发现、敢于发明。创新要有相应的知识作其础。应用曾经的知识,解决全新的问题。开拓进取,做前人没有做过的事。创新要求理解知识的本质,并将其继承和发扬光大。钱学森、袁隆平是我国科学事业的巨匠,我们要学习他们对民族的热爱、对科学的执著。技工生发明家张金龙,从普通矿工到研究生导师,拥有14项专利;技工学校里的发明家,两项专利获得者蒋惠良;多功能农田作业机的发明者朱洪雷,一个个“我爱发明”的实例,都是发明者根据生产中的难题,强化该方面理论知识,进行针对性设计,研制、修改,最终使难题得以化解,生产效率大幅提高。技校学生是单纯的,可塑性极强。经过教师的引导和教育,发明种子就会在他们心中发芽。学生有了创新意识,对有意无意的问题,探寻究竟,追根求源。查阅信息,多思考,解决每个小问题,最终解决整个问题。孜孜以求,成功就在他们的努力之中到来。 三、培养学生的专业能力 专业能力是在某领域、某行业人们运用所学专业知识应对职业难题所表现的智慧和从容。它要求知识的深度、广度和熟练程度,要求过硬的心理素质和挑战困难的品质。铁路客货运知识,行车组织、行车规章,客运安全、货运安全是铁道运输专业必备知识,是从事铁路运输工作的基础。在铁道运输专业教学过程中,笔者的要求是:学生要掌握知识、条文、规章,但不能满足于现行结论,要更注重学习过程,要掌握本质,应用基本原理解决铁道运输的实际问题。以铁路发明创新的辉煌业绩教育和鼓舞学生热爱铁路、尊客爱货,热衷于发明、热衷于创新,以提高铁路客运、货运生产效率为动力,促进铁路行车安全为己任。人字折返线使火车穿行于崇山峻岭之中;组合列车使列车高速、重载成为现实;夕发朝至,极大地提高了铁路客运工作的竞争力;跟踪信号,为千里铁路线上运行的列车提供了可靠的安全保障;高铁的建设,使我国铁路客运工作走上了世界铁路的前沿。 一个个辉煌的成就,不胜枚举,极大地鼓舞了学生的学习情趣,调动了学生学习的积极性、主动性和热情。反面事例的讲解,如“7.23”特大旅客交通事故,造成40死,172伤,中断行车32小时,铁路损失达19371万元。又如1988年3月24日,311次旅客列车与208次旅客列车在匡巷站正面冲突,造成28死(日本旅客27人),重伤20人。生命的代价,血与泪的事实,教训惨痛,性质恶劣,损失巨大。反面案例极大地提高了学生的安全意识,提高了对铁路规章知识学习的渴望。师生互动,相互激励,在讲授铁道运输专业知识的同时,强化了方法的学习、能力的培养,强化了学生的责任和对社会的担当,为学生走向工作岗位提供了一条专业知识的运用、创新和发展之路,使学生专业能力得以培养、发展和提高。 能力是生存之本,潜在成分居多。突出能力教育,挖掘其潜质是社会的需要,是教育的根本。处于青春发展时期的中职学生精力充沛,却无定型,可塑性极强。教师正确引导学生,强化能力教育,从适应能力提升的相关方面着手,唤醒学生,激发其潜能。培养创新意识,立志发明创造,以社会生产的发展为己任,解决生产中的难题和关键问题。师生共同努力,成就社会,成就教育,使学生的聪明才智充分发挥。 作者:杨萍单位:新疆铁路高级技术学校 铁道论文:铁道交通运营管理人才培育 一、调研结果 (一)企业现有技术人才情况及岗位类型随着铁路快速化的发展,社会人才需求结构也发生很大变化。企业在人才需求上已由理论型转向技术型、技能型。调查显示,在企业进行人才招聘时,考虑大学本科以上学历的企业占33%,考虑高职高专学历的占45%,考虑中专以下学历的企业占22%。这说明企业招聘优先考虑应聘者的条件不是学历,而是技术技能能力,特别是那些适应能力强,技能水平高,并具有创新精神的毕业生特别受企业的欢迎。尤其是一线或岗位管理需要更多的是实践能力强的高技能型人才。调查中还发现,目前技术性职业岗位仍处于不饱和状态,尤其是客运专线的兴建,客运人才大量紧缺。目前企业提供给应届高职铁道交通运营管理专业学生的技术性岗位主要为:一是车站行车方向———制动员、助理值班员等工种;二是车站货运方向———货运员、货运核算员等工种;三是车站客运方向———客运员、售票员等工种;四是列车段———列车员、计划员等工种。随着我国进入铁路大发展时期,对铁路相关人才的需求持续增长。“十二五”期间,全国铁路建设系统人才需求量约为50万人,其中高职层次的一线操作人员就占到70%~80%,铁路人才总体上处于供不应求状态。 (二)近年来毕业生就业岗位类型。近年来铁道交通运营管理专业应届毕业生就业岗位可以分为两大类,一为国有铁路;二为地方铁路。前者约占80%,后者约占20%。毕业生工作2~3年后,就业岗位发生了变化,从事技术含量较低的熟练工种岗位(制动员、连结员、列车员等)比率下降,而从事技术含量较高的技术工种岗位(车站调度员、车站值班员、计划员等)比率上升。少数特别优秀的学生甚至从事路局调度或列车长等岗位。从学生岗位的变化可知,随着学生实践技能的增强,理论知识得以与实践经验相结合,使职业能力得到质的提升,而知识和能力均实现正迁移。这种变化与职业成长规律相一致,即由初学者高级初学者有能力者熟练者实践专家,每个阶段对职业能力的需求不同,这为铁道交通运营管理专业职业能力等级的划分提供了依据。 二、调研结论 (一)铁道交通运营管理专业设置符合人才市场需求。本专业的培养目标是培养拥护党的基本路线,适应生产、建设、管理、服务一线需要的德、智、体、美等方面全面发展的,具有良好职业道德和敬业精神的,掌握铁路运输生产、管理和服务等专业知识和基本技能的高素质技能型专门人才。调研结果表明,开设铁道交通运营管理专业符合运输一线企业对运输人才需求和办学规律,符合企业对人才的需求。 (二)岗位职业能力明确。通过调研结果分析,本专业毕业生主要面向铁路运输企业、城市地下铁道、大型厂矿企业和港口的铁路运输部门,从事运输生产、组织、指挥和管理等工作(见表1)。取得国家劳动与保障部核发的本专业铁路货运员、车站客运员、售票员、列车员、连接员、车号员等中级及以上职业资格证书之一。职业岗位知识、能力、素质(行为方式和态度)构成了人的职业能力的组成元素。1.知识要求。一是具有本专业培养目标必备的文化基础知识;二是掌握本专业必需的铁路线路站场、机车车辆、信号通信设备的基本知识;三是掌握铁路、城市地铁行车组织工作的基本理论和方法;四是掌握铁路客货运组织工作的基本理论和方法;五是掌握市场营销的基本知识、基本理论和基本方法;六是具有计算机应用技术的基本知识。2.能力要求。一是具有正确使用、操作有关行车设备的能力;二是具有正确执行和运用规章解决运输生产实际问题的能力;三是具有运输生产组织、管理与调度指挥的能力;四是具有解决设备故障和突发事件的应变处理能力;五是具有解决铁路运输企业管理中的基本问题的能力;六是具有较强的计算机操作能力。3.素质要求。一是政治素质:树立正确的政治观,热爱社会主义祖国,拥护中国共产党的领导,具有为国家富强,民族振兴而奋斗的理想、事业心和责任感。二是道德素质:树立正确的世界观、人生观和价值观,具有自主学习、独立思考的能力;具有积极探索的精神和开发创新的思维;由于铁路运输具有高度集中,各工作环节紧密联系的特点,因此本专业尤其强调学生具有强烈的爱岗敬业态度、团结协作精神和遵纪守法的思想。三是人文素质:具备健康、高雅的审美情趣和正确的审美观点,个性鲜明、学有所长。四是身心素质:具有良好的心理素质,具有较强的心理调适能力和自我保护能力;了解体育运动的基本知识,初步掌握锻炼身体的基本技能,养成科学锻炼身体的习惯,身体健康,达到大学生体育合格标准。 (三)关于现有人才培养方案的调整意见。一是压缩理论课时,开设和加大适合运输一线需求(客运专线)的课程,如铁路客运英语、铁路客运服务礼仪等。同时,加大专业技能和职业技能的培训,培养学生扎实的专业知识基本功,以便学生实现“零距离”上岗。二是增加实践环节和更新实训项目,在主干课程中推广“工学结合”项目教学法,让学生有更多的机会进行实际操作。安排专业教师下现场锻炼或者聘请企业有经验的人士担任兼职教师,参与设计实训项目,使学生在学中做、做中学。 作者:吴荣波单位:吉林铁道职业技术学院 铁道论文:铁道工程实训教学的研究 一、铁道工程施工的典型工作过程 (一)铁道工程各专业工程工艺过程铁道工程包括路基、桥梁、隧道、轨道等专业工程,每一专业工程又有其具体的工艺过程。如桥梁工程包括上构、下构和附属工程,具体包括基础(明挖基础、桩基、沉井等)、承台、桥墩、托盘、支座、梁片等,每个工艺部位都有其施工工艺过程。轨道工程则可以分为一般轨道和道岔两大类,而一般轨道又可以分为普通有缝轨道、无缝线路等,还可以分为有砟、无砟轨道等。工程实体的工艺是基本稳定的,但多数工艺过程随着施工条件(自然环境、施工队伍能力、管理能力等)变化而变化,不是一成不变的。 (二)企业或项目的组织管理过程施工项目组织机构的建立与运转,成本、安全、质量、工期、环保等目标策划、实施等,项目的验收、评估、审计等,还有项目管理的诸多方面,都是整个项目实施过程不可缺少的环节。 二、当前铁道工程专业教学的一些误区 (一)片面强调技能对铁道施工方向的岗位技能要求认识不足,过分、片面强调操作技能,欠缺对施工过程管理能力的培养。过分强调操作技能表面上看起来符合高职教育的要求,但实际上培养出来的人才难以适应铁道施工现场需要。 (二)认为施工对人员素质要求低招生过程中一般认为,铁道工程专业的要求较低,所以录取分数线也较低(相对其它铁道类专业),殊不知恰恰相反,由于高职铁道工程专业施工方向培养的是施工管理人员,而非工人,综合素质要求更高,要求的学习能力更高。 (三)教学脱离工作过程授课过程中不结合铁道工程工作过程,脱离岗位要求,纯粹教授知识点,没指明职业的应用点。有些老师的授课很有条理,从理论的角度可以算得上一堂经典课,但实际上从岗位的要求来看远远达不到要求,原因就在职业的需求不明显;甚至可能误导学生,让学生偏离方向。因此,应将基于工作过程真正落到实处,要明确所讲内容在职业岗位的应用。 三、铁道工程施工的实训项目设置 必须基于施工方向的铁道工程专业特点及其工作过程来设置铁道工程技术专业的实训项目。目前,要从以下几个方面来改善: (一)加强技术管理过程的实训项目这类实训项目是成本最低的实训项目,一般只需投入一些规范、标准、图纸资料以及通用的计算机,不需要太多的实训设备。但同时又是最基本的实训项目,是其它实训项目的设置基础。但对教师的要求相对较高,要求教师具备相应的实践经验,能够进行相应的案例设计及配套工程设计、计算。如要求任课教师根据施工现场的职业岗位需求设置相应的训练项目,但部分老师没有基本的专业实践经验,难以设计出来。又如在课程体系中设置施工测量放样、施工识图、质量验收标准应用、办公自动化训练等项目,但限于教师素质等方面原因,只能逐步完善、深化训练的项目、内容。 (二)深化工艺过程的实训项目当前工艺过程的实训项目基本只涉及测量、材料试验及轨道状态检测中的部分项目,施工过程的工艺质量检测项目有待深化。这类实训项目需构建相应的实景条件支持,需投入的场地建设、设备相当大。目前测量实训项目由于场地(如需土质、起伏场地、需反复打木桩)的原因,难以按照现场实际测量工作过程实施;现场施工试验检测项目多,且需配套的设备投资大,如高铁路基检测,需要进行路基的特殊检测;二次变形模量EV2和动态变形模量EVd两项指标,需要专用仪器检测,如高铁轨道检测,需用到高端的轨道检查仪等。 (三)施工组织管理过程的实训项目结合顶岗实习完成这类实训项目由于学校难以构建实训条件,一般安排在顶岗实习中完成,但由于教师数量的不足和实习地点分散,学校教师难以全程现场跟班指导,必须构建深度的校企合作,为学生安排企业的指导老师。 四、关于实训教学的建议 (一)区分实训与建造工程实体往往有人将实训与建造工程实体等同,认为实训就是要建造工程实体;实际上又不可能经常建造,这很容易走进“实训没法搞”的死胡同。其实,只要认真领会了上面所说的三大类工作过程,就不难看出,实训项目更多的应从管理需求出发。如识图训练,这是施工行业技术员的基本技能,给出一份图纸,能算出工程数量和材料数量,就是基本的要求,而要做到这一点,不需要工程实体,只需要图纸,必要时配上一些理实一体设施,如模型、沙盘等。 (二)注重实训项目所涉及的职业基本素养的养成一些人满足于实训项目的表面完成,不注重实训项目所涉及的职业基本素养的养成。如铁路测量放样实训项目中,且不论放样的具体方法,先要将放样中涉及的距离丈量、打桩、对点、落点、仪器操作等严格要求;而我们在实际中经常只注重最后结果的验收。又如试验项目,较注重试块的最终试压结果,至于试验取样的依据、频度、方法和试块的制作、养护乃至试验报告的解读等,就往往忽略了。 总之,铁道工程专业人才培养目标的完成有赖于专业实训教学的真正有效开展,应通过深入的专业剖析和专业调研,真正按照岗位技能需求、岗位工作任务设置实训项目并加强考核,促使学生有效形成职业能力。 作者:梁斌单位:柳州铁道职业技术学院 铁道论文:铁道车辆管件的研制 1试验台设计方案及结构 1.1设计方案本设计方案提供了一种新型的试验台,这种新型试验台主要采用了实现准确试验数值的新设计理念。在保证简单操作的基础上,实现安全的试验过程,从而得到准确的试验数据。试验过程如下。1)将工件(管件、阀件)安装在工作台的定位装夹装置上,采用双工位,安装紧固。2)操纵供风系统,充风稳定后,观察压力表是否达到试验要求的压力值。3)操纵进、排水系统,储水槽供水,达到水槽刻线位置。4)操纵气缸升降系统,自动带动工作台做升降运动,已经紧固好的工件随工作台向下移动,浸入储水槽内水面以下。5)观察水面有无气泡产生,无气泡则为试验合格。6)试验结束后,操纵气缸升降系统,使工作台向上移动,供风系统排风后,拆卸工件。所有工件的试验结束后,再操纵进、排水系统,进行排水。试验台的供风系统可连接外供风源,试验压力可依据用户的要求进行调整;因此,试验台适宜压力范围广。对于定位装夹装置,根据工件的种类和规格的不同,配备了相应的装夹附件,以适用于形状各异的工件要求,且操纵简单、方便。由于采用了气缸升降系统,可同时将双工位装夹的工件完全浸入储水槽内水面以下,目测有无气泡产生,比原来手工逐一涂肥皂水的方法更准确、便利、简单,避免了漏检现象,降低了劳动强度,提高了工作效率,并得到了准确的试验数据。 1.2试验台结构试验台构造如图1所示,具体包括:1)储风缸,利用储风缸提供稳定供风,用于满足整个试验台的用风需求;2)压力表,用于检测试验压力;3)定位装夹装置,整个试验台的关键机构,采用双工位、V形夹具,将工件准确定位,紧固装夹,保证试验安全性;4)供风系统,采用专用的滤尘、滤水SMC三联体、由不锈钢截断排风塞门及不锈钢管路,给工件充、排风;5)工作台及机体,工作台采用不锈钢板组焊件,耐腐蚀,机体由支架及不锈钢板组成,支架为角钢组焊件,是整个试验台的支承机构,不锈钢板围成箱体,外观美观、干净;6)气缸升降系统,专用的手动换向阀、调速装置和气缸,是整个试验台的核心机构,气缸最大行程为150mm;7)储水槽,用于储水,采用不锈钢板制作,耐腐蚀,使用寿命长;8)进、排水系统,提供稳定供水,用于满足整个试验台的用水需求。图1所示试验台为双工位,可根据生产批量的大小,将双工位改造为多工位,同时装夹多个工件,进一步提高生产效率;同时,根据工件的结构不同,需要配备一些相应的定位装夹附件,例如:弯头V形夹具(如图2所示),具体包括:1)调整丝杠,材质选用45优质碳素钢,起调整夹紧作用;2)手柄,材质选用尼龙6,采用人性化设计,使用方便;3调整螺母,材质选用45优质碳素钢,起调整夹紧作用;4)导杆,材质选用45优质碳素钢,起导向作用;5)微调螺母,选用细牙螺纹,起微调锁紧作用;6)充风管路,材质选用不锈钢管及管接头,选用管螺纹联接方式;7)密封板,材质选用橡胶板,密封效果良好;8)支承架,选用不锈钢板组焊件,为夹具的支承机构。 2结语 试验台在管件、阀件气密性试验方面具有一定的推广应用意义,主要用于铁道机车车辆的弯头、管接头、活接头、三通、塞门和紧急制动阀等制动配件的气密性试验,类似此种管件、阀件的水暖和气动系统配件,亦均可采用此试验台。目前,该试验台已广泛应用于铁道机车车辆的各类管件、阀件的气密性试验过程中,试验压力可依据用户的要求进行调整,适宜压力范围广。此试验台使用了V形定位装夹装置,定位准确,夹紧可靠;配备了相应的装夹附件,用以适应形状各异的工件要求;采用了气缸升降系统,使其便于组织试验;操作简单、方便,且易维修,降低了劳动强度,提高了工作效率,保证了试验数据的准确性,达到了提高产品质量的目的。 作者:张瑞玲赵丽娜李文娟马霄锋单位:唐山轨道客车有限责任公司 铁道论文:铁道客车电源装置结构的设计 1满足统型接口的相关设计 接口统型主要是指:在满足电路板、模块互换的前提下,结构件设计必须保证有统一的接口。所以在设计过程中首先要考虑的就是保证互换性的接口,这个接口根据不同的系统分别满足如下要求。 1.1客车空调逆变电源(系统)如图2所示的客车空调逆变电源(系统)主要保证的接口尺寸有:(1)客车空调逆变电源(模块)固定在箱体中的前后位置尺寸98.5mm(模块框架前平面至箱体前平面间距);(2)客车空调逆变电源(模块)固定在箱体中的高度位置尺寸125mm(滑轨至模块左下固定块中心间距);(3)客车空调逆变电源(模块)本身的尺寸716mm×500mm×460mm。 1.2充电机箱(客车充电器/客车单相逆变器)如图3所示的充电机箱(客车充电器/客车单相逆变器)主要保证的接口尺寸有:(1)客车充电器、客车单相逆变器固定在箱体中的前后位置尺寸134mm(模块框架前平面至箱体前平面间距);(2)客车充电器、客车单相逆变器固定在箱体中的高度位置尺寸75mm(滑轨至模块下固定块中心间距);(3)客车充电器本身的尺寸540mm×500mm×490mm、客车单相逆变器本身的尺寸540mm×360mm×490mm。 2关键部位的结构设计 2.1箱体密封设计 一般情况下客户要求铁道客车DC600V电源装置密封性能需满足IP54等级,为达到等级要求,需对门、散热器的密封方式进行合理设计。 2.1.1门密封设计箱门设计可以采用的门框折边,门页带卡槽内嵌一个密封胶条的方式密封,这种结构对门折边平整度要求相当高,是面面接触密封,如图4所示。这种结构的实际使用效果非常不好,由于焊接结构的特殊性,折边的门框很难得到所需的平整面,所以在气密性和水密性方面均无法达到要求。为了更好地满足密封要求,可以采用双密封胶条密封结构,这种结构的最大特点是:门框采用了翻边结构并同时对翻边面和箱体表面密封,这样一个类似迷宫设计后,水很难再通过箱门进入箱体内部,如图5所示。 2.1.2散热器密封设计散热器密封是指模块塞入箱体后,散热器裸露在箱体后面,需要对其与箱体的接口处进行密封。由于散热器结构的特殊性,如果采用箱门的双密封,结构布置和安装都有难度,如果要最大限度地保证散热效果,就必然减少密封胶条安装槽的宽度;由于箱体和模块均为焊接结构,双密封会有对接不准确问题。为了避免这些问题,采用线密封方式,即箱体部分后窗框只折弯一道边,可以理解为一线(板厚一般为2~3mm)与整个密封胶条面(一般为20mm)接触,这种方式比较传统,已经得到多年运营的验证,效果良好。如图6所示。除了以上两种典型的密封结构外,就箱体整体而言其密封性能的保证还包括箱体外表面焊缝均采用满焊、箱体内表面间断焊部分在油漆时打密封胶处理、过线孔采用葛兰结构等。 2.2隔离变压器的散热和安装方式设计与传统的逆变器箱相比,统型后的客车空调逆变电源(系统)将隔离变压器布排在一个单独的腔体内,腔体采用透气的结构,以便隔离变压器的散热。考虑到对隔离变压器的有效防护,腔体采用百叶窗门结构(图7)并在腔体的下部增开漏水孔,既能起漏水作用,又能增加散热功能。由于结构所限隔离变压器在腔体内的位置比较紧张,如果采用传统的螺栓自上而下的连接,则只能安装两套紧固件,不利于隔离变压器的紧固,为解决这个问题,我们在底板上设计了两道槽,同时要求隔离变压器在安装位置上增加焊接螺母,螺栓从下而上反扣连接,这样4组螺栓都能有效地紧固。如图8所示。 3结语 通过本次统型和结构优化设计,铁道客车DC600V电源装置在继承了传统产品优点的基础上,实现了互换,有利于产品的维修,同时有利于良性市场竞争的形成,打破了原来各自为战的格局,使各商家有了更大的提升产品质量的动力。通过优化设计使产品更加成熟可靠。可以说这次统型和优化工作,对于铁路客车安全运营也具有重要意义。 作者:彭高军刘晶单位:新誉集团有限公司 铁道论文:铁道工程施工的建议 1缺乏有效的监督管理制度 缺乏有效的监督管理制度是造成铁道工程施工出现问题的主要原因之一,具体来讲包括以下几个方面:一是对施工人员的管理。消极怠工的情况是目前大多数施工人员的工作常态,他们往往秉着“当一天和尚撞一天钟”的心态,对自己的本职工作不积极,极大的延误了工程的进度;另一方面是对施工团队等各个施工组织的管理。由于铁道工程施工必须得在多个部门的协同作业下才能完成,一个部门的工作出现问题都会给以后的施工带来严重的影响,互相扯皮推诿正是各部门之间的常态,这些最终导致铁道工程施工的混乱无章。 2解决铁道工程施工问题的具体措施 基于经济发展以及生活等的交流沟通方面的需要,各种交通通讯工具应用而生,铁路工程的建设也日益被提到日程上来。针对当今铁路施工中的各种问题,如何解决这些问题并进一步完善各项施工条件,为铁路工程施工创造一个和谐的工作环境已经成为当今的铁道部门亟待解决的重要问题之一,具体的解决措施下面将做具体阐述。 2.1完善规章制度,实现管理的有章可循、有法可依没有规矩不能成方圆,只有在完善的规章制度的管理下铁道工程的施工工作才能实现有条不紊的发展,降低施工工作潜在的危险性,具体的规章制度包括以下几个方面:第一,建立经济惩处制度。经济惩处是激励机制中的一个重要环节和手段,通过制度的完善的经济惩处制度可以实现对施工过程中各种潜在问题的巧妙解决。铁道部门根据施工人员的实际表现进行评估,并把这一评估纳入考核,对爱岗敬业、踏实肯干的员工给与相应的物质奖励,那些消极怠工、给工程带来危险的施工人员应给予一定的经济处罚;第二,完善管理制度,如《施工人员管理条例》等,对积极遵守规章制度的员工做相应的口头奖励并加之通报表扬。这是因为“精神激励法”在提高员工积极性与工作热情方面发挥重要的作用。 2.2加强技能培训,提高施工人员的专业素养科学技术是第一生产力,没有先进技术的支撑企业、单位创新发展的目标就失去了技术方面的支撑,而难以实现。对此施工单位、铁道部门一方面要加大有关技能培训的宣传,使知识改变未来的观念深入人心。积极鼓励施工人员自学专业知识,把学习当做终身的奋斗目标并为其提供相应的条件。另一方面对员工做定期的培训,并加强与各兄弟单位的交流,实现员工之间的取长补短,并把员工知识水平专业素养的高低作为奖励员工的评判标准之一。另外,铁道部门还可以把一些表现较好并有一定潜能的人员送入学校继续深造,在用人招人方面也要摒弃传统的观点,招贤纳士积极吸收高学历、该水平的施工人员。 2.3优化设计方案,并制定相应的应急预案设计人员在设计方案的时候应该积极听取施工单位的要求,并对施工地点做相应的实地考察,努力做到实际情况实际分析,根据具体情况设计方案。在方案完成之后应仔细审查,并交给施工单位听取施工单位的意见从而实现优化设计方案的目的。另外应急预案也是在施工过程中必不可少的方面,它在合理应对紧急情况、降低紧急情况下的人身、财产损失,实现施工的顺利进行等方面有重要意义。对应急预案的制定应该具有不拘于形式创新性和实用性。 3结论 铁路作为我国交通运输的主要枢纽之一,其工程质量与安全是否达标是关系着国计民生的重大事件,因此对铁道工程施工各方面的研究有重要意义。针对铁道工程施工中的各种问题,应从完善规章制度、加强技能培训、优化设计方案、健全监督机制四个方面着手。本文通过对铁道工程施工存在的问题的研究,希望能对现实生活中的铁道工程改革提供相应的理论指导。 作者:孙丽丽单位:哈尔滨铁路局海拉尔工务段满洲里线路车间 铁道论文:铁道工程技术人才的培养 一、铁道工程技术专业多元人才培养质量评价指标体系 1.学校评价。人才培养质量的学校评价指标主要包括:培养体系、师资队伍、教学管理、培养质量四个方面。 1.1培养体系。(1)培养目标:培养目标主要包括人才培养目标和人才培养方案。人才培养目标的标准是能够主动按照学院制定的总的人才培养目标,制定符合学科专业特点的人才培养规划。人才培养方案的标准是人才培养方案符合培养目标的要求,可行性和操作性较强。(2)专业建设:专业建设包括专业结构与布局、课程建设情况、教学内容体系、实践教学情况。专业总体布局与结构要趋于合理,专业优势比较明显;课程建设规划要科学,与专业建设规划相一致;教学内容体系的具体计划和配套措施得力,改革成效显著;重视实践教学,注意内容更新和能力培养。 1.2师资队伍。(1)师生比:师生比是衡量教学质量的一个重要指标,合理的师生比是教学质量的前提,必须满足人才培养需要。(2)整体结构:整体结构是指教师的年龄、学历、职称结构,整体结构的合理性直接决定教学质量。(3)教学水平:教学水平的高低,科研能力的强弱在评价体系中起到主体作用。 1.3教学管理。(1)教师风范:重视师德师风建设,教师能够严格履行岗位责任,严谨治学,从严执教,教书育人是教学管理的前提条件。(2)学习风气:教学是否能够根据学风现状制定学风建设措施,实施得力;学生是否能够严格遵守课堂纪律,专心听讲,思维活跃,这都是评价人才培养质量的核心指标。 1.4培养质量。(1)道德修养:在个人综合素质结构中,“德”位于最高层次,引航和导向着个人的发展前景。①思想政治素质。要求政治方向和思想信念要坚定的和牢固,坚持政思想治理论的学习,注重理性思维及独立思考能力的培养,能遵守党纪、国法及其他任何规章制度。②职业道德。是体现在职业生活中的社会公德,培养学生吃苦奉献、爱岗敬业的精神,言行要符合职业规范要求,能自觉做好岗位工作、履行岗位职责。(2)知识水平:指的是学生基本理论的实际水平,要求学生能够牢固掌握所学知识。(3)能力水平。①学习能力。学习能力主要包括基础理论课程、专业基础课与专业主干课程的学习以及持续学习能力的培养。②沟通表达能力。要求学生在与人沟通和交流过程中,能够用书面和口头语言清晰、完整、流利的表达自己的观点。 2.企业评价:铁道工程技术专业不断深入企业进行调研,广泛搜集企业对本专业毕业生的评价,主要包括: 2.1职业道德。要求学生能吃苦,甘于奉献,具有较强的职业道德,做到“下得去,留得住,用得上,干得好”,挑战极限、勇创一流。 2.2实践动手能力:能够运用自己的理论知识指导工程施工或维护作业、进行相关检测试验及结果分析,解决一般工程实际问题。 2.3团结协作精神:要求学生能够团结协作,发挥集体的优势,杜绝个人主义。 2.4创新能力:要求能打破常规,善于发现和分析问题,用新思维去解决问题,培养学生的创新意识及创造能力。 2.5英语水平:铁道工程技术专业的学生主要从事工程建设,随着国外工程的开发建设,学生的土木专业英语水平需要提高,听、说、读、写、译的能力是十分必要的。 2.6计算机应用水平:要求能够运用计算机办公软件处理办公文件,进行工程制图、计算分析、试验分析。 3.学生评价:学生则以初次就业率、专业对口率等主要指标加以评价,反映毕业生对自己在学校接受的能力培养与职业岗位要求的吻合度,为修订完善专业人才培养目标、人才培养方案和课程标准提供第一手资料。 3.1初次就业率。高职院校的初次签约率更为直接地反映毕业生的质量和专业人才的社会需求程度。因此,初次就业率就成了评价高职院校教育的一个非常重要的因素,也会成为学生选择学校接受高等教育的重要参考和依据。 3.2专业对口率。评价高职院校专业设置的一个必要条件就是专业对口率,它可以用来评价高职院校专业设置的社会认可度,以及学生能力培养和职业岗位的吻合度,从而指导专业的科学设置。 二、评价指标的权重设定 对于选定的三个指标,在实际应用时必需设定三者的权重。评价体系的三个层面不属于同一个层次:在人才培养质量评价体系的三个方面中学校和学生评价是最为直接的因素,而学校及学生个人的策略选择又受人才的“消费者”企业的需求特征影响,只有“企业——学校——学生”三方互相协调,建立一个有效的互动的发展机制,才能够提高人才的培养质量。在学校及学生两个层面的关系中,学校是教育的主体,即施加方,负责制定人才培养方案并实施与教学;学生是人才培养过程的客体,即接受方,配合学校实现人才培养目标。但他们都是内因,要同时受到企业需求这个外因的引导,因此,学校和学生对人才需求的反应敏感性也是十分重要的。从上面的分析能够看出,企业发展的人才需求属于外因,依赖于学校和学生这两个层面的内因,据此进行相应的反应并加以实施,因此,在三方的权重指标上,企业层面的权重应当低于三分之一的平均权重,学校及学生层面的权重均应该高于三者的平均权重。由于高校在内因中处于主体低位,其权重应略高于学生评价的权重,所以,学生层面的指标权重应该高于三分之一,学校层面的指标权重应该更进一步高于学生层面的权重。因此,铁道工程技术专业的多元人才培养质量评价体系可以按照以下参考值分配三个层面的指标权重:企业层面25%,高校层面40%,学生层面35%。 三、结语 铁道工程技术专业的人才培养质量评价体系是通过多方调研取证而建立的,因此,该体系的建立具有很强的客观事实依据,对高职院校的专业设置、教学质量等具有很强的指导意义。然而,调查的局限性也会影响到体系建立的客观性,更会影响到评价体系指标取值的不确定性。因此,铁道工程技术专业人才培养质量评价体系的建立对高职院校的教学质量有一定的指导意义,同时,该体系需要在实践中得到完善。 作者:任庆国张碧詹祥元单位:陕西铁路工程职业技术学院
煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术相关研究 1煤炭工业节能减排过程中存在的不足 1.1产业结构不得当,生产效率总体水平偏低、能耗偏高 即便最近几年,煤炭产业在产业结构调整上做出了很多的努力,然而从整体来分析,当前全行业产业结构依旧存在很多不足,生产效率和世界主要产煤国家相比要低很多。在2007年全国共计1.5万多个煤矿,工作人员大约550万人,生产煤总量达到25.36亿吨,平均每年人均原煤产量达到400多吨,然而美国每年人均原煤产量达到14285吨,超过中国30倍之多,澳大利亚年每年平均原煤产量达到7560吨,超过中国20倍。 1.2煤矿很多技术装备都十分的滞后,系统不相符,能耗偏高 中国煤矿数量比较大‘面积比较广阔,生产系统相当复杂、工艺体系比较滞后,能耗比较大、设备比较陈旧,系统不相符,调控技术十分落后等现象严重。根据统计,全国煤矿大概有40%的能源被消耗,设备大都属于落后的设备,中国的重点煤矿主通风机、主排水泵的平均效率仅仅达到60%,系统运行效率更是低于55%,和国外的相比其水平水平要低15个百分点。即便是最近几年对高耗能设备进行了些许改造,然而还有不少的低效高耗设备没有经过改造,这与节能和安全标准是完全相违背的,是以一定要注重高耗能设备的更新与改造,把握好结构的优化,并且要加大这方面的投入,经过估算,目前依旧有20一40%的节电空间。 1.3原煤入洗加工效率偏低 当前,世界上主要产煤国的原煤入洗率控制在70%到80%之间,然而中国原煤入洗率长期控制在35%左右,在2007年中国原煤入洗率第一次实现了43.6%。许多原煤被直接燃烧,致使煤炭利用效率偏低,使得环境受到严重的污染。没有经过加工的原煤在长时间运输之中,会浪费许多运力,同时会致使煤炭消费地环境被污染。根据调查了解到,当前国内煤炭铁路总调运量大概为15.4亿吨,平均运距达到600公里,其中大概5亿吨没有经过洗选加工。假如严格依照经洗选可使得洗歼达到18%的计算,而参与调运的煤炭中大概有0.9亿吨砰石被运走,这途中会使得54例乙吨公里被浪费到。 2中国煤炭工业实现节能减排的方案 2.1加强煤炭企业的能源计量、统计、定额管理工作的开展 对于煤炭企业的能源计量、统计、定额管理工作的开展我们可从以下三方面着手进行分析:第一方面,对能源计量方法进行完善。对能源计量器具的配备与管理实施完善,确立健全的能源计量测试方案;强化生产系统,将能耗设备的性能测试作为其首要工作,煤矿是能源传输转换的主要场所,同时耗能设备、炉窑站房等都离不开先进的能源计量仪表,这样可使得能源计量器具配备率、监测率、完好率得到有效的提升。对于启用能源统计管理信息系统进行深入研究,进而使得能源消耗信息实现的程序化、网络化、共享化,促进能源统计管理水平的提升。第二方面,对于煤炭行业节能减排统计制度要实施完善。首先是对原始记录和统计台账的确立,将节能减排统计报表定期报告给有关部门。对于能源统计分析制度要严格执行,清楚的掌握企业用能情况、用能效率、节能效率,并了解全行业能源消费状况、为能源统计提供精准的数据信息。第三方面,注重工序能耗定额管理工作的开展。首先应该把握好工序能耗定(限)额指标的管理。把好锅炉、提升、压风、通风、排水五大耗能系统的关,依照行业标准找到其中的不足,将工序能耗和能源消耗定额管理作为其工作重心。其次要注重能效水平对标活动的开展。要与国家和行业开展的对标管理工作相符,注重企业能源管理水平的提高,将企业能源利用效率有效的提升上去,进而使得产品的综合能耗、单耗、重点工序能耗有效的降低。 2.2加大先进适用型节能减排工艺的推广,保证其技术和设备更为先进 对于潜力比较大、适用范围比较广的、技术较为先进的节能减排工艺、技术和设备要加大其开发力度。促进热电联产、余热余压的利用效率,加强矿井生产系统的节能效果,使得工业锅炉节煤、电机系统节电等更好的使用共性节能技术,对于电机变频调速、煤矿瓦斯发电、砰石电厂低真空供热、绿色开采节能技术、LED冷光源节能照明、高效工业煤粉锅炉系统等节能技术要注重其使用;要降低煤矿区在矿井水、煤歼石、502、煤泥、瓦斯等方面的事故的发生机率,提高减排技术的使用效率。节能减排是我国经济发展的主题,尤其是在富有黑金之称的煤炭业,质量更是一个大问题。计量监督部门更好做好这个一领域中的质量分析和检测工作。 3总结 综上所述,在中国经济的快速成长的动员下,煤炭在中国的耗损数目越来越大。中国煤炭工业节能减排技术可使得煤炭工业早日实现节能减排,促进中国煤炭工业节能减排效度的提升,同时更是实现可持续发展目标的主要途径。 作者:潘锋 杨波 单位:河南省洛阳市质量技术监督检验测试中心 煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术及管理 摘要:煤炭工业在国民经济中占据非常重要的位置,同时也属于我国基础能源领域,为我国经济长足稳定发展坚实保障,其战略地位可以说是非常高的。参照发改委颁发《煤炭工业节能减排工作意见》及《煤炭工业“十一五”发展规划》始终秉承技术与经济为导向,安全为前提的原则,促进节能减排事业贯彻落实下去,将环境污染,资源损耗和能源浪费尽可能降至最低,而努力把生产效益提升上去,最终达到经济和环保双赢的目的,让我国煤炭工业事业真正实现可持续发展,本文也正是在此背景下展开一系列相应研究,希望可以促进我国相关事业更进一步发展。 关键词:煤炭工业;节能减排;管理 最近几年,我们国家的经济可以说得到了突飞猛进的发展,取得突出成就,但是资源环境和经济发展矛盾也日臻明显。经济发展和环境发展一直都是让人感到头疼的矛盾体,国家想要实现国富民强,却也不希望破坏环境,而二者很大程度上却是此消彼涨的关系,所以如何实现环境与经济共赢低碳能源方针,便是摆在人们眼前当前以及未来亟待解决的事情。不单在我国,金融危机与温室效应再次告诫我们:经济与环境问题是全人类需要共同面对的。作为全球人口最多发展中国家,煤炭能源蕴藏巨大潜能与效益是不容忽视的。 1节能减排的重要意义 温室效应与能源安全两个全球难题引出低碳相关概念,我国同时又为碳排放与能源消耗大国,可以说所承担减排压力是空前的。不难看出低碳经济占据着全球经济发展龙头地位。所以,我们国家未来碳减排及能源走势备受国内国外高度关注。低碳经济主张开发清洁能源,将绿色GDP作为发展目标,希望利用先进技术来带动社会经济发展,而我国现在低碳经济发展也受到很大阻力[1]。(1)目前我国城市化与工业化步伐加快,对于能源的需求量也与日俱增;(2)少气,缺油以及富煤让煤成为我国主要能源,在低碳能源选择方面受到很大局限;(3)主体产业排名第二,工业生产水平相对落后,我国经济高碳特征鲜明。煤炭它属于高碳能源行列,所以想要发展煤炭低碳经济,可以看出存在不小的难度,而且无论开采,分选还是加工应用等各环节都有多多少少的碳排放问题出现。从该层次出发,我国大力倡导绿色能源当下,节能减排不单具有明确内涵,而且是温室减排强有力手段,煤炭能源高效洁净应用及温室效应控制为全人类共同发展目标,也是实现可持续发展不二法门。 2节能减排的技术路线 技术路线旨在对某产业后续发展规划进行描绘,帮助该产业对未来相关产品与技术需求展开预测,进而对产业技术研发或产品开发等工作予以指引,对技术创新风险尽可能降低,达到知识资源共享,团结协作吸纳更多合作者。早在1970年左右美国等诸多发达国家便已对技术路线这种管理方法广泛应用,美国行业协会与能源部甚至联合对能源危机相关问题制定规划,将2020年展望报告公诸于世。当中针对不同行业节能目标和对人类生活构成影响各类指标画出相应技术路线。从21世纪初至今,美国开启大批节能项目全部依据相应技术路线而决定投入运行,我国近年来也开始采用技术路线这种管理办法,对实现可持续发展攻克难点和关键技术予以明确,搭建技术、产品以及市场间桥梁,通过科学有效管理来对相关环节予以规范。我国煤炭事业节能减排很大程度上受洁净煤相关技术所影响,因为该项技术我国仍然处于发展初级阶段,所以难免还会有很多不足之处,同时也代表我国在相应领域还有很大进步空间[2]。想要真正达到节能减排的目标,那么制定相应技术路线来辅助管理则是当务之急,它的内容应该包括:技术研发,产品设计,生产技术,技术引进以及产品的市场推广等路线图。而煤炭事业节能减排整体效果某种程度也是由产品质量与技术水平决定的,而这两者又和国外引进与自主创新密不可分。无论是企业亦或是科研院校等团结奋进,为我国节能技术开发和产品生产保驾护航[3]。向更深层次挖掘,煤炭行业关键技术图与产品设计图等制定也可视作向更深层次进行研究的阶段,给各方提供一个畅所欲言的空间,当各方达成共识就致力于同一目标努力前行。现如今我们不得不承认,部分发达国家在节能减排方面确实比我们做的要好,而我国有时节能减排还需要依赖这些国家的技术,由此我国付出的代价也是惊人的。因此我国务必要制定相关技术设备购置路线图,尽可能避免不必要的浪费。此外产品推广和效果评估等各环节,也需要制定路线图来一一对应管理。 3结语 综上所述,煤炭领域节能减排贯彻落实,不单对当世人有益,同时也是福泽子孙的丰功伟绩。对于煤矿开采生产时节能减排相关工作提高重视力度,多角度引进新兴技术,最终的目的旨在低开采率与排放量,高利润回报,让煤炭工业真正迈到绿色化与节能化持续稳健发展道路上。 作者:郭雪岭 单位:皖北煤电集团安全环保部 煤炭工业节能减排技术研究:我国煤炭工业节能减排技术现状及发展 摘要:阐述了当前我国煤炭工业节能减排技术发展面临的形势和挑战,从七个方面对近年来煤炭工业节能减排技术研发、应用及推广现状进行了阐述和分析,有利于明确煤炭工业节能减排技术发展中存在的薄弱环节,找准技术发展的共性和重大关键技术攻关的方向.同时,对未来的发展战略和方向进行了有益的思考,提出了制定我国煤炭工业节能减排技术发展蓝图的一些建议,进一步促进我国煤炭工业节能减排技术快速发展. 关键词:煤炭工业;节能减排;洁净煤技术 自18世纪人类第一次工业革命以来,煤炭的开发和利用对世界工业的进步、人类文明和经济的发展起着巨大的推动作用,被认为是促成工业革命技术加速发展的四大要素之一.根据2014年《BP世界能源统计年鉴》[1]数据,2013年底,中国煤炭探明储量为1145亿t,占世界煤炭探明储量的12.8%,储采比仅为31年,远低于世界平均水平.2013年我国煤炭产量37亿t左右,煤炭消费量达36.1亿t,预计2014年我国煤炭消费量将占全球需求量的50%以上.根据国家能源局统计[2],2013年煤炭消费占一次能源消费的比重为65.7%,仍居主导地位.煤炭资源的可得性、廉价性和相对的丰富性,使其在未来相当长一段时期仍将是我国不可替代的战略性能源。 1煤炭工业面临的节能减排形势 与石油、天然气等其他能源相比,煤炭是一种低利用率、高污染、高排放的能源.我国煤炭资源的特点是难选煤多,高灰、高硫煤比重大,大部分原煤灰分在25%左右,原煤中约12.8%的煤含硫量高于2%.20世纪发生的大气环境污染事件,如酸雨、气候变暖、臭氧空洞、城市煤烟雾以及光化学烟雾污染等,都与燃煤有关.大气中的主要污染物,如SO2、NOx、CO、颗粒物、有机污染物、烟尘、汞等重金属,主要源自燃煤.这些排放物对人类健康和生态环境都造成了不可逆转的损害.国家环境保护部《2013年中国环境状况公报》[3]显示,全国监测PM2.5的74个重点城市中,只有3个城市空气质量达标,占比仅4.1%;年平均霾天数为36天,为1961年以来之最;酸雨面积约占国土面积的10.6%;SO2和NOx排放量分别达2043.9万t和2227.3万t,我国生态环境保护形势十分严峻.世界卫生组织调查报告显示,世界每8个死亡人口中就有1人死于糟糕的空气质量.随着我国经济社会的快速发展,人们深刻认识到能源消费量不断增长导致能源资源紧缺的同时,对生态环境的诉求更是越发强烈.2010年以来,国家将节能环保和新能源产业放在七大战略性新兴产业的高度进行培育.虽然近年来非化石能源消费比重有所增长,但至2013年仅占比9.8%.国务院《节能减排“十二五”规划》[4]和国家发展与改革委员会《煤炭工业“十二五”发展规划》[5]要求,2015年全国能源消费总量控制在40亿t标准煤,单位GDP(国内生产总值)能耗下降16%,SO2和NOx排放量分别控制在2086.4万t和2046.2万t.因此,当前煤炭工业节能减排面临着十分严峻的形势和挑战,煤炭工业节能减排是煤炭工业未来可持续发展的必由之路. 2煤炭工业节能减排技术发展现状 我国是世界最大的煤炭生产与消费国,并且在相当长时期内以煤为主要能源的生产和消费结构不会发生改变,因此我国也成为受燃煤污染最为严重的国家.长期以来,煤炭集约开采程度低、粗放式的生产经营、资源浪费等问题仍然比较突出,煤炭平均回采率只有40%左右,仅为发达国家的一半;同时,与煤炭共生的资源损耗很大,每开采1t煤约损耗与煤炭资源共生、伴生的铝矾土、硫铁矿、高岭土、耐火粘土、铁矾土等达8t[6];煤炭产业整体性差,开发粗放,浅加工,利用低,废物利用少,未从开采、加工和利用的全生命周期,以系统工程的高度,从经济社会环境多维度考虑煤炭资源的集成优化利用;环境污染严重,在开采、洗选、加工、储运、利用等过程中产生大量废水、废气、固体废弃物等,对大气、水、土壤、地质地貌等生态环境造成破坏.煤炭高效清洁利用技术是解决当前能源资源紧缺和环境污染困境的重要途径,也是世界各国煤炭工业节能减排的主导技术之一.20世纪90年代以来,我国一直高度重视发展煤炭高效清洁利用技术,经过多方多年的努力,我国在煤炭节能减排技术研发、推广和应用等方面取得了显著的成效. 2.1煤炭加工技术 煤炭加工技术是指采用物理、物理化学、化学或微生物等方法将原煤脱灰、降硫,并加工成质量均匀、用途不同的分品种的洁净煤,是实现煤炭高效、洁净利用的源头技术,主要包括煤炭洗选、型煤、水煤浆技术等.发达国家煤炭洗选始于20世纪30年代,到90年代已实现高灰高硫原煤100%入洗,平均洗选率达50%以上,近年来已达到100%.在工艺和方法上,美、澳等发达国家普遍采用块煤重介和跳汰分选、细粒煤螺旋分选、煤泥浮选、精煤脱水、干燥工艺等,应用重介质旋流器、螺旋分选机、摇床等设备,自动化程度高,选煤厂处理能力大,效率达95%以上[7-8].我国煤炭洗选晚于发达国家20多年.改革开放以来,我国煤炭洗选有了长足的发展,20世纪末全国原煤入洗率为22%,近年来煤炭洗选率达到60%左右.重介选煤、跳汰选煤等工艺有了较大提高,自主研发的跳汰机、重介质分选机旋流器、浮选机等已接近国际先进水平,无压重介质旋流器、旋流静态微泡浮选柱的研制使提升分选技术得到了发展,XJM-S型机械搅拌式浮选机达到国际先进水平.但整体选煤厂自动化程度不高,处理能力不大,平均洗选率为85%左右,与发达国家有较大差距.型煤是由粉煤或低品位煤加工制成的具有一定强度和形状的煤制品.20世纪初,德国开始利用年轻褐煤采用高压无粘结剂成型工艺生产褐煤砖后,陆续有热压成型工艺、褐煤成型两段炼焦工艺、弱粘结煤或不粘结煤生产型焦工艺等,并迅速普及推广,而且从未停止对型煤技术的研究.目前,生物质环保型煤技术已日趋成熟.我国从20世纪中叶开始型煤研究,工业燃料型煤研究还处在起步阶段,尚未形成规模.目前工业和民用型煤开发已经形成了具有我国特点的粘结剂、低压集中成型工艺和集中配炉前成型工艺,其中民用型煤技术已经达到国际水平,但尚需普及推广.生物质型煤、环保固硫型煤、型煤粘结剂及烟煤型煤技术等方面也取得了进展,民用型煤、动力型煤、气化型煤等已形成一定规模[9-10].当前,我国正重点围绕环保型煤、生物质型煤、低变质程度烟煤型煤技术等方面开展研究.水煤浆是20世纪70年代爆发石油危机时兴起的代油新型煤基液体燃料.80年代美、澳、日、法等发达国家已开发超低灰煤、化学煤、精细水煤浆等技术.我国于20世纪80年代初开始研究水煤浆技术,经过近30年的科技攻关,已研发出高性能水煤浆添加剂,一磨机高浓度制浆工艺,低阶煤环保型水煤浆、贫煤贫瘦煤石油焦制备低挥发分煤浆、褐煤制备气化煤浆、精细油水煤浆,以及水煤浆液态化-悬浮燃烧、压缩空气雾化精细水煤浆燃烧、流化-悬浮燃烧、多重配风旋风燃烧、催化燃烧及水煤浆低温低氧燃烧等技术,整体技术水平已达到国际先进水平[11].针对我国低阶煤储量丰富的特点,经过多年的努力,研发出高效节能的低阶煤制备高浓度水煤浆技术.该技术将多破少磨、分级研磨和优化级配的理念成功融入到制浆工艺中,将选择性磨机和超细磨机结合,提高了煤浆堆积效率,扩大了制浆原料煤的范围,成浆浓度进一步提高.该技术在国内成功推广,已形成年产1000万t的规模[12]. 2.2燃煤发电技术 在超超临界发电技术方面,我国已经投运的600℃超超临界燃煤机组达100台,超过8000万kW,数量和总容量居世界第一.截至目前,我国在超超临界发电方面,已经具备制造100万kW、25MPa、600℃等级发电机组的基础和能力,但600℃超超临界机组核心元件材料全部依赖进口,同时我国在耐高温材料基础方面的研究与发达国家有较大差距[13].2010年起,我国成立了“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”,设立了“国家700℃超超临界燃煤发电关键技术与设备研发及应用示范”项目,旨在对700℃超超临界燃煤发电技术进行研究,攻克技术难关,实现700℃超超临界燃煤发电技术的自主化.这标志着中国加入了世界开发700℃超超临界火电技术的行列.由华能集团等单位共同组织600MW700℃超超临界燃煤示范电站的方案研究.该示范项目采用燃煤空冷机组,汽机侧的蒸汽参数为35MPa/700℃/720℃.2013年已完成了锅炉炉膛的初步选型和特性参数选取,同时完成了汽水流程设计、受热面布置以及烟气余热设备的设计等工作,部分取得了阶段性成果[13].在大型循环流化床方面,自2007年国产首台300MW循环流化床机组投入运行以来,我国大型循环流化床燃煤锅炉技术取得了迅速发展.目前,我国突破了600MW超临界循环流化床锅炉启动调试、机组合理运行、性能及其测试等关键技术,掌握了超临界循环流化床升负荷过程湿-干态转换及超临界转换点的特殊性.2013年我国自主研发的世界首台最大容量600MW超临界循环流化床锅炉成功投入运行.该锅炉可使用价格低廉的劣质煤,无需加装额外烟气处理装置,性能优于国外相关技术,发电效率比亚临界循环流化床锅炉约高4%,标志着我国在循环流化床燃烧及工程技术领域达到了世界领先水平.另外,针对燃用劣质燃料、大型超临界循环流化床(CFB)锅炉系列、节能型CFB锅炉技术也在进行研发[14-15].目前,在洁净煤发电领域中整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)发电技术被普遍认为是最具竞争力和发展前景的燃煤发电技术之一.自20世纪80年代中期第一台整体煤气化联合循环电站投运以来,经过近40年的发展,全世界已建、在建IGCC电站近30座,在役纯发电IGCC电站为5座.目前投入运行的单机容量最大的IGCC机组为300MW,位于西班牙.现在IGCC发电技术正处于第二代技术的成熟阶段.20世纪80年代初期,我国开始跟踪IGCC技术的发展,90年代开始启动IGCC示范项目的可行性研究,2007年将其列为洁净煤发电示范工程,2009年正式开工建设,2012年265MW机组建成投产发电,形成了具有自主知识产权的两段式干煤粉加压纯氧燃烧气化炉技术等多项新技术、新工艺.该技术比国外的水煤浆气化技术和干煤粉气化技术有着更高的转化效率,并将该项自主技术出口[15]. 2.3煤基清洁燃料技术 煤基清洁燃料技术指煤制清洁气体燃料、煤制油和化工品技术.“十五”以来,国家专门立题支持了多项技术内容的开发,在煤制天然气、浆态床费托合成、煤加氢液化、煤制烯烃等方面进行了工业示范及产业化,并且煤制烯烃、浆态床费托合成、煤加氢液化等工业技术达到国际领先或先进水平.我国从20世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术的研究和攻关,在日本NEDOL工艺、美国HTI工艺和德国IGOR工艺的基础上,我国开发出煤直接液化工艺技术,并建成世界唯一的百万吨级煤直接液化装置,经过了工业化规模和长周期运行的验证,代表了世界煤直接液化技术的领先水平.我国煤炭间接液化技术的研究始于20世纪50年代初,重启于80年代,目前已具备建设万吨级规模生产装置的技术,在关键技术、催化剂的研究开发方面已拥有了自主知识产权,自主研发的煤炭液化技术已达到世界先进水平.国内首个采用煤间接液化制油项目(16万t•a-1)实现年产油18万t,吨油煤耗、水耗及催化剂产油能力、产品选择性等指标优异,处于国际前列.目前国内已投入示范运行的煤制油项目有5个,总规模近200万t.煤制油技术成熟度和经济可行性已经得到验证,正式进入了商业化开发阶段.目前,我国共有煤制油在建、拟建商业化或示范项目10个,全部15个项目投入运行后,预计将实现煤制油总产能年产1800万t.另外,我国已经开发出kW级燃料电池堆技术,煤炭气化与燃料电池联合的相关研究正在进行中.煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃,是比较公认的第二个新型煤化工路径.目前国际上使用的煤制烯烃技术主要包括美国及挪威开发的MTO技术和德国开发的MTP技术.我国在吸收借鉴国外技术的基础上,研制出甲醇制取低碳烯烃DMTO、DMTO-Ⅱ工业化技术[16].对MTP技术的研发也取得了进展,“流化床甲醇制丙烯FMTP”技术研发运行成功,产生了具有世界先进水平和自主知识产权的新型煤化工技术.目前,我国已投入运行7个煤(甲醇)制烯烃装置,总产能达326万t•a-1.我国对乙二醇的进口依赖一直在70%以上.无论是国内还是国外,都在采用煤制乙二醇技术.国外乙二醇生产的技术主要是利用合成气-草酸酯-乙二醇的生产工艺.我国煤制乙二醇的研究始于20世纪80年代,2009年20万t•a-1煤制乙二醇项目投产结束了只能采用石油技术路线生产乙二醇的历史.目前草酸酯合成法是比较成熟的煤制乙二醇间接合成技术,很多科研机构也在不断研制新型设备[17].目前正在研发的高压生产草酸二甲酯工艺同与之配套的第三代羰化、加氢催化剂将在合成气制乙二醇大型工业化和工程放大中进行示范应用,有望突破煤制乙二醇大型规模化的瓶颈,还可用于草酸及草酸酯的大型化改造中.目前,我国已建成7套合成气经草酸酯路线制乙二醇项目,产能共计110万t•a-1.预计2014年煤制乙二醇产能将达208万t•a-1.此外,还有30多个项目处于建设、前期工作和计划中,预计2017年煤(合成气)制乙二醇产能将达到672万t•a-1.近年来,我国以煤气化油电联产和IGCC发电工程为依托,开展了大型煤气化、合成气低污染重型燃气轮机、煤基液体燃料、系统优化集成、运行及控制等关键技术的研发与示范;建设了IGCC绿色煤电、新型水煤浆气化、费托合成技术、清洁能源动力技术研究基地和煤基合成油IGCC联产研发基地,取得了一系列创新性成果.这标志着我国在以煤气化为基础的多联产及IGCC关键技术研发和工业示范方面取得了重大进展,具备了相关技术自主研发、系统集成和工程成套能力. 2.4燃煤污染物控制和治理技术 我国燃煤烟尘的治理始于20世纪70年代初,最初使用的是惯性、旋风等机械式除尘器.目前,主要采用湿式除尘器、静电除尘器或布袋除尘器.近年来,有学者针对燃烧后不能被捕获的超细微颗粒物提出电袋耦合技术、团聚技术和水汽相变脱除技术.在对SO2的治理时燃烧前脱硫技术中的物理洗选技术得到大规模应用,燃烧中包括燃用固硫型煤、炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫和循环流化床技术等.燃烧后脱硫常见的有石灰、石灰石、氧化镁法等脱硫工艺.国外已开发出上百种烟气脱硫技术.目前,我国对20t•h-1及以上燃煤工业锅炉烟气的治理主要采用一级除尘十二级脱硫装置,并配备脱硫除尘监测系统[18].在氮氧化物治理方面,通过烟气回流降低燃烧区局部温度以及采用分层供风两段燃烧等措施降低氮氧化物排放,主要的脱硝方法为选择性催化还原法(SCR)等,同时在锅炉上安装低氮燃烧器、脱氮装置等.此外,还发展了几种多污染物协同控制技术,如活性焦一体化技术、有机催化烟气综合清洁技术和氧化吸收协调控制技术等[19].在脱汞方面,有以活性炭吸附为代表的吸附法、利用现有脱硫除尘装置的脱汞法、电晕放电等离子体脱汞法、电催化氧化联合处理脱汞法以及SCR技术等[20].我国主要采用湿法脱硫装置去除氧化态汞,利用除尘装置除去大部分颗粒汞,但对不溶于水的气态汞效果不显著. 2.5工业锅炉高效燃煤技术 目前我国正在使用的工业锅炉总量约有57万台,容量达290万蒸t•h-1,年用煤量6.0~6.5亿t,占我国煤炭消费量20%以上,仅次于发电用煤[21].国内早在20世纪70年代就曾开发过煤粉工业锅炉应用技术,但因煤粉制备、锅炉自动控制、布袋除尘等配套技术不成熟或价格昂贵,专用装备的加工工艺落后,最终放弃了对该技术的研发和应用.90年代,煤粉工业锅炉有了初步进展,如PW型旋流式小型煤粉锅炉.2000年,开发出0.7~7.0MWCWNS型锅壳式煤粉锅炉(也称金水锅炉)[22].近十余年来,我国在借鉴发达国家相关技术的基础上,成功研发出高效、节能、清洁煤粉锅炉技术,燃尽值达98%以上,锅炉效率达90%以上,比传统锅炉节煤30%~50%,节电20%.利用高倍率灰钙循环稀相烟气净化技术、低温燃烧环境与均匀的温度场分布、袋式除尘技术等,SO2排放质量浓度≤100mg•Nm-3,NOx排放质量浓度≤200mg•Nm-3,烟尘排放量≤10mg•Nm-3甚至更低,无分散地面排放造成的二次污染问题[12].目前,单机容量最大蒸吨达64t•h-1,该技术已经在全国推广应用,已建设完成近200台套、1000t•h-1的规模. 2.6煤层气利用技术 我国对煤层气开发利用起步较晚,20世纪80年代后期开始进行煤层气勘探开发试验,将煤层气作为一种能源进行研究.经过多年努力,我国在煤层气开发利用的理论和技术方面已取得实质性突破与进展,取得了一定成就,初步实现了煤层气的规模化开发和利用.研发了井下水平定向钻孔钻进及多分支水平井钻完井等重大核心技术,组建了煤层气开发利用国家工程研究中心、煤与瓦斯治理国家工程研究中心以及煤层气产业技术创新战略联盟,不断完善煤层气开采和利用技术[23].2011年我国实现煤层气产量达115亿m3,实际利用53亿m3,预计2015年实现煤层气产量300亿m3.20世纪80年代,美国开始进行煤层气的勘探和开发,目前已形成世界上最成熟、最完备的煤层气开发技术体系.加拿大、澳大利亚等在借鉴美国经验的基础上,开发了一系列新技术,如水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替技术、连续油管压裂技术、水平井分段压裂技术、U型井技术、多层扩孔技术、大排量氮气泡沫压裂技术、利用二氧化碳回收煤层气技术等,水力压裂改造技术在我国也得到了很好的应用[24-25]. 2.7废物利用技术 在煤炭开采及下游加工过程中产生了大量的煤矸石.目前,我国煤矸石堆放量超过40亿t.在所有的工业废弃物中,煤矸石所占比例最大.因此,煤矸石的资源化利用具有重要价值.传统意义的煤矸石低层次利用伴随着煤矿的开采一直在进行,如翻矸再次选煤、利用煤矸石铺路筑墙等.20世纪80年代以来,对煤矸石的资源化利用创新出了很多途径,例如:煤矸石作为基建材料,用于采空区回填、塌陷区复垦、路基填料及路面基层集料;煤矸石直接作为燃料发电,目前国内煤矸石电厂装机容量已达500万kW,2015年将有一大批煤矸石发电项目建成投产,“十三五”期间全国可新增煤矸石发电装机超过2500万kW;回收煤矸石中富含的矿物,如硫精矿、高岭石等;以煤矸石为原料生产无机盐类化工产品,生产结晶氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、水玻璃、白炭黑及分子筛等[26];利用煤矸石生产建筑材料技术已经比较成熟,如水泥、混凝土砌块和陶粒轻骨料等;在农业方面,用于有机肥、农药载体和改良土壤,提高产量;用于加工日用陶瓷产品、釉面砖等.从目前整体来看,煤矸石主要利用途径是发电、生产水泥和烧砖,但利用总量较少,规模不大. 3煤炭工业节能减排发展浅析 当前,我国正处于产业结构战略调整和经济发展转型升级时期,这对煤炭工业的发展是机遇和挑战并存.我国煤炭工业经过十余年的快速发展,取得了一系列重大成就,为国家和社会进步起着巨大推动作用.煤炭工业节能减排技术伴随着煤炭工业的巨大发展,取得了一系列重大进步,某些方面获得了突破甚至达到了国际领先水平.但是,从整体上看,与发达国家仍相距较远.借鉴发达国家的技术和经验是一条重要的途径,走吸收引进再创新和自主创新相结合的道路是未来发展的方向.20世纪末,美国开始制定能源及相关问题的技术发展规划,提出了煤炭等相关行业2020年展望和目标的报告.其中,就不同行业的节能目标以及影响人类生活的各种指标制定了比较明确的技术蓝图,对技术研发的机会和价值、关键技术、难点和对教育的需求都做了深入的分析[27].21世纪以来,美国启动的一系列节能项目,就是依据这些相关技术蓝图实施.这对于我国的节能减排发展,包括煤炭工业节能减排技术的发展,均具有重要的借鉴意义.我国制定煤炭工业节能减排技术蓝图的目的在于明确煤炭工业节能减排技术研发及应用和未来的发展方向,清晰实现发展目标需要的重大关键技术和需要攻关的高难度问题,建立起技术与产品、市场之间的联系,使煤炭工业节能减排技术的发展能够按既定的路线稳步推进.毋庸置疑,洁净煤技术是当前乃至今后影响我国煤炭工业节能减排技术发展的主导技术之一,也契合我国产业结构转型升级的发展战略.虽然我国在这方面已经取得了一些实质性突破,并已有成熟的技术和示范应用,但仍无法推动全面深入推广和应用,市场化程度不高.因此,研制煤炭工业节能减排技术发展蓝图不仅包括研发,还包括设计生产、加工制造、推广应用、政府和市场协调推进等方面,是全方位立体的架构设想.从现有的情况来看,我国基本形成了以企业、院校和研究机构三位一体的研发格局,但未来还应加大协作力度,共同发起对重大关键共性技术的攻关,避免重复和人力资源的浪费;在引进吸收国外先进经验和技术方面,不要盲目和急功近利,要选择当今国际先进技术和引进后对我国该领域有重大推动作用的相关技术,避免陷入价格营销和发达国家过时技术的倾销;在技术、产品推广应用方面,国家要尽快建立起推广和应用节能技术与产品的机制,以利于现有的技术和产品发挥作用,形成良性循环,企业得以再次投入进行技术攻关和研发;在政府和市场方面,政府要为企业的技术和产品搭建筹融资平台,对于具有普遍利益和只适合财政买单的技术和产品,政府要加大采购以惠及民生,同时构建灵活规范的市场机制,促进技术和产品的流动,推动其走上市场化良性机制的轨道. 作者:何波 单位:中国煤炭科工集团有限公司 煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排技术及管理研究 摘要:煤炭工业在国民经济中占据非常重要的位置,同时也属于我国基础能源领域,为我国经济长足稳定发展坚实保障,其战略地位可以说是非常高的。参照发改委颁发《煤炭工业节能减排工作意见》及《煤炭工业“十一五”发展规划》始终秉承技术与经济为导向,安全为前提的原则,促进节能减排事业贯彻落实下去,将环境污染,资源损耗和能源浪费尽可能降至最低,而努力把生产效益提升上去,最终达到经济和环保双赢的目的,让我国煤炭工业事业真正实现可持续发展,本文也正是在此背景下展开一系列相应研究,希望可以促进我国相关事业更进一步发展。 关键词:煤炭工业;节能减排;管理 最近几年,我们国家的经济可以说得到了突飞猛进的发展,取得突出成就,但是资源环境和经济发展矛盾也日臻明显。经济发展和环境发展一直都是让人感到头疼的矛盾体,国家想要实现国富民强,却也不希望破坏环境,而二者很大程度上却是此消彼涨的关系,所以如何实现环境与经济共赢低碳能源方针,便是摆在人们眼前当前以及未来亟待解决的事情。不单在我国,金融危机与温室效应再次告诫我们:经济与环境问题是全人类需要共同面对的。作为全球人口最多发展中国家,煤炭能源蕴藏巨大潜能与效益是不容忽视的。 1节能减排的重要意义 温室效应与能源安全两个全球难题引出低碳相关概念,我国同时又为碳排放与能源消耗大国,可以说所承担减排压力是空前的。不难看出低碳经济占据着全球经济发展龙头地位。所以,我们国家未来碳减排及能源走势备受国内国外高度关注。低碳经济主张开发清洁能源,将绿色GDP作为发展目标,希望利用先进技术来带动社会经济发展,而我国现在低碳经济发展也受到很大阻力[1]。(1)目前我国城市化与工业化步伐加快,对于能源的需求量也与日俱增;(2)少气,缺油以及富煤让煤成为我国主要能源,在低碳能源选择方面受到很大局限;(3)主体产业排名第二,工业生产水平相对落后,我国经济高碳特征鲜明。煤炭它属于高碳能源行列,所以想要发展煤炭低碳经济,可以看出存在不小的难度,而且无论开采,分选还是加工应用等各环节都有多多少少的碳排放问题出现。从该层次出发,我国大力倡导绿色能源当下,节能减排不单具有明确内涵,而且是温室减排强有力手段,煤炭能源高效洁净应用及温室效应控制为全人类共同发展目标,也是实现可持续发展不二法门。 2节能减排的技术路线 技术路线旨在对某产业后续发展规划进行描绘,帮助该产业对未来相关产品与技术需求展开预测,进而对产业技术研发或产品开发等工作予以指引,对技术创新风险尽可能降低,达到知识资源共享,团结协作吸纳更多合作者。早在1970年左右美国等诸多发达国家便已对技术路线这种管理方法广泛应用,美国行业协会与能源部甚至联合对能源危机相关问题制定规划,将2020年展望报告公诸于世。当中针对不同行业节能目标和对人类生活构成影响各类指标画出相应技术路线。从21世纪初至今,美国开启大批节能项目全部依据相应技术路线而决定投入运行,我国近年来也开始采用技术路线这种管理办法,对实现可持续发展攻克难点和关键技术予以明确,搭建技术、产品以及市场间桥梁,通过科学有效管理来对相关环节予以规范。我国煤炭事业节能减排很大程度上受洁净煤相关技术所影响,因为该项技术我国仍然处于发展初级阶段,所以难免还会有很多不足之处,同时也代表我国在相应领域还有很大进步空间[2]。想要真正达到节能减排的目标,那么制定相应技术路线来辅助管理则是当务之急,它的内容应该包括:技术研发,产品设计,生产技术,技术引进以及产品的市场推广等路线图。而煤炭事业节能减排整体效果某种程度也是由产品质量与技术水平决定的,而这两者又和国外引进与自主创新密不可分。无论是企业亦或是科研院校等团结奋进,为我国节能技术开发和产品生产保驾护航[3]。向更深层次挖掘,煤炭行业关键技术图与产品设计图等制定也可视作向更深层次进行研究的阶段,给各方提供一个畅所欲言的空间,当各方达成共识就致力于同一目标努力前行。现如今我们不得不承认,部分发达国家在节能减排方面确实比我们做的要好,而我国有时节能减排还需要依赖这些国家的技术,由此我国付出的代价也是惊人的。因此我国务必要制定相关技术设备购置路线图,尽可能避免不必要的浪费。此外产品推广和效果评估等各环节,也需要制定路线图来一一对应管理。 3结语 综上所述,煤炭领域节能减排贯彻落实,不单对当世人有益,同时也是福泽子孙的丰功伟绩。对于煤矿开采生产时节能减排相关工作提高重视力度,多角度引进新兴技术,最终的目的旨在低开采率与排放量,高利润回报,让煤炭工业真正迈到绿色化与节能化持续稳健发展道路上。 作者:郭雪岭 单位:皖北煤电集团安全环保部 煤炭工业节能减排技术研究:煤炭工业节能减排措施的探析 摘要:在新形势背景下,我国煤炭工业有必要加强技术革新,通过节能减排实现煤炭资源的最大化利用,减少环境污染,是实现迈向可持续发展道路的重中之重。从我国煤炭工业节能减排的现状出发,对煤炭工业节能减排技术进行分析整理,并对我国煤炭工业未来的发展前景作出展望。 关键词:煤炭工业;节能减排;煤矸石;锅炉燃烧技术 自改革开放以来,我国经济水平不断提高,城市化进程加快,但是在大搞经济建设的同时,生态环境也遭受到了前所未有的破坏,能源的日益匮乏引起了国家政府的高度重视。节能减排倡议书中明确指出,2016年全国煤耗量必须控制在30亿吨,二氧化硫、二氧化氮等有毒气体排放量不能超过2000万吨。在此背景下,我国煤炭工业节能减排势在必行,关乎到国家与社会的健康、稳定、和谐。 1我国煤炭工业节能减排现状综述 煤炭工业是我国国民经济的支柱,无论是产量,还是消耗,在世界上都是名列前茅的,而且在未来相当长的一段时间内,这种现状也难以有所改变。这就导致我国煤污染现象十分严重,集约水平低,传统的开采手段再加上煤炭利用率不高,与发达国家相比还有着不小的距离。另外,在开采煤炭的过程中对其他资源的损耗过高,资料显示,开采2t煤就会消耗15t左右的硫矿、铁矾、铝矾等物质。从环境角度分析,污染范围广,治理难度大,污染水体、气体以及废物都是开采、运输、应用时产生的垃圾,造成水质、土质、气体质量日益下降,使环境受到严重破坏。为提高环境质量和能源利用率,一种新型的高效清洁技术受到了普遍的关注与重视。21世纪初,这种技术在我国大力推广,使煤炭工业逐渐走向节能减排的可持续发展道路。 2煤炭工业节能减排技术分析 2.1煤炭加工 煤炭加工是一种提高煤炭资源利用率的先进技术,使煤炭更加清洁、干净。其加工方式主要是通过物理、化学等手段对原煤进行脱硫、除尘,在保证煤炭质地均匀的同时,还能够满足差异化需求。目前,煤炭加工技术主要以型煤和水煤浆技术为主,型煤主要由粒度较小的煤灰和杂质煤组成,我国对型煤的研究已经有60多年,比如环保、生物、烟煤等型煤技术正在逐渐完善,并且这些技术也是我国未来在型煤研究方向上的主要课题;水煤浆技术发展到今天,突破了传统的研磨少、研磨分散、优先分配等限制,通过精细设备的加工能够使煤浆迅速堆放成型,在浓度、制浆范围等方面有着历史性突破,每年产量在9.0×106~1.2×107t不等,是煤炭加工中十分重要的技术之一。 2.2燃烟的控制和治理 这项技术最早是从20世纪60年代末由我国专业领域人士提出,由于科技水平限制,只是利用风力设备达到除尘目的。时至今日,除尘技术有了不小的进步,利用静电、布袋或是增加湿度等机械化手段提升除尘效率。目前,脱硝脱硫除尘一体化是治理燃煤油烟的主要方式,在此基础上增设勘测系统进行除尘监测。针对一氧化氮、二氧化氮等毒气的治理,一种方法是利用气体回排降温,另一种方法是分层供风分散燃烧面积,其中,脱硝技术以SCR为主,使用催化剂、还原剂加速无毒气体产生,并配以脱氮设备和低燃烧设备。 2.3锅炉高效燃煤 锅炉燃烧技术在我国有着一段曲折的发展历程。20世纪70年代,相关人士提出利用煤粉加工锅炉燃烧技术,但是煤粉、锅炉以及相关除尘设备需要大量资金投入,再加上技术落后、工艺手段迟迟不能更新,导致锅炉燃煤技术被搁置了很长一段时间。后来直到90年代,锅炉燃烧技术的雏形才真正形成,比如功率较小的旋流煤粉燃烧设备。21世纪初,金水锅炉的问世使这一技术得到了进一步发展。通过几十年的努力、创新与研究,目前的锅炉燃煤技术更加环保节能,并且锅炉热利用率高达90%以上,燃烧效率接近100%,与传统技术相比,其煤炭节约率提高了40%左右,同时也节省了一部分电力。这种技术是将纯度高的灰钙粉投入到循环系统中,稀释煤油烟气实现清洁目的,再加上布袋除尘、低温燃烧等措施,使有害气体比如二氧化硫、一氧化氮等的排放量和浓度得以降低,解决了因集中排放而导致的多次污染。 2.4煤矸石利用 在煤炭开采和清洗时会产生煤矸石等固体废弃物。相关资料显示,我国煤矸石“堆积如山”,总量已接近42亿吨,是废弃固体中数量最多的,所以关于煤矸石的有效利用是煤炭行业一直以来研究的问题。传统的煤矸石再利用一般以铺设高筑或是二次选煤为主,利用率低。随着科技的不断创新,煤矸石的其他利用途径也被开发出来,比如开采空洞再次填补、破坏土地复垦以及路面补料等。同时,煤矸石还可以为电力发电提供保障,各大煤矸石发电厂的投成标志着我国电力事业的新形势。除此之外,煤矸石在工业、农业方面都有着不小的用途,包括水泥混凝土、肥料、改善土质等。从实际角度出发,煤矸石的利用规模较小,仍需大力推广使用。 3我国煤炭工业未来发展浅析 3.1加强政府职能 政府是低碳生产的“引路人”,政府要在节能减排中起主导作用,落实煤炭行业内部改革措施,强化机制作用,加强资源整合,使产业走向正轨。同时,为煤炭行业制订科学、合理的有利政策,加速低碳生产运营机制构建,实现绿色行业、环保行业。此外,加强技术开发,强化职员技能素质,行业内部要形成“低碳”氛围,将政府引导企业低碳生产的桥梁作用体现出来,形成一个良性循环的低碳行业系统。 3.2改变传统的煤炭开采观念 改变传统的煤炭开采观念,秉持开采工作效率化、环保化、安全化,提高煤炭回采工艺水平,在科学发展观的基础上,构建一条矿区、资源、环境三者协调发展的开采之路,确保煤炭开采工作符合可持续发展定义。同时,结合不同地区的不同特色,加大伴生资源保护力度,加强资源回收、开发、再利用,完善新型高效、环保、低碳的经济发展体系。除此之外,盘活人才资源,发挥各地区资金、技术效应,提高煤炭清洁率,拓展产业道路,提高市场占有率,在确保环境绿化建设的同时,使企业收益最大化。 3.3重视煤炭分选 为提高煤炭提取率,改善整体质量,需要对煤炭分选加以重视。煤炭洗选环节通过物理、化学以及微生物等手段使煤炭质地平均、功能不一,通过对煤炭严格分选、深加工等工序,使原煤杂质诸如硫、灰等进行有效去除,是保证煤炭清洁干净的关键所在。通过对有关数据分析可知,2亿吨原煤经过合格分选后,使二氧化硫排放减少了250万吨。可见,为了提高煤炭提取率,确保燃煤的效率性、经济性、整洁性,有必要认真进行煤炭分选工作。 4结束语 综上所述,本文就我国煤炭工业现状进行了分析,介绍了有助于节能减排的相关技术和措施。煤炭行业绿色体系的构建,标志着我国“低碳”时代的到来,为加强节能减排、缓解环境压力、资源利用最大化提供了重要保障。 作者:何磊 单位:陕西省一九四煤田地质有限公司
医学影像学论文:医学影像学实践教学问题探讨 〔摘要〕 医学影像学实践教学中存在一些伦理学问题,为此,医务人员和医学生应增强医学伦理与法律观念,加强医患沟通能力。在教学过程中,师生要尊重和维护患者的权益,要切实落实患者知情同意权,保护患者隐私权,注重对患者人文关怀,从而增强医患互信、构建和谐的医患关系,让患者愿意配合教学活动,创造良好的教学环境,进而有利于影像学教学的开展。 〔关键词〕 医学影像学;教学;医学伦理学;患者权益 医学影像学在现代医学中发挥着越来越重要的作用,医学生对医学影像学知识的掌握必不可少。医学影像学是一门理论性和实践性很强的科学,分为理论教学、见习和实习教学。为提高医学影像学教学质量,各个院校进行了一系列的教学改革。精品课程网站、慕课、微课等互联网教学的兴起和发展,拓展了医学影像学教学的空间和对象。教学影像归档和通信系统(PictureArchivingandCommunicationSystems,PACS)为医学影像学教学提供了更为先进的载体。PBL教学(ProblemBasedLearning,PBL)等教学方法,客观结构化临床考试(objectivestructuredclinicalexamination,OSCE)等在医学影像学教学中逐渐应用。与传统教学手段相比,这些新的教学模式或方法更注重学生临床思维和实践能力的培养,同时也需要临床资源更及时地向教学资源转化[1]。具体而言,影像学教学尤其是实践教学中,常常需要利用患者的影像学和临床资料作为教学内容,有时还需要在临床一线直接面对患者进行示教,以求教学更贴近临床实际应用,便于学生掌握。然而,临床患者配合医学教学工作的矛盾与冲突,已成为突出问题[2]。因此,为规范医学教育临床实践活动,保护临床实践过程中患者、教师和学生的合法权益,保证医学教育教学质量,2008年8月,卫生部、教育部联合颁发了《医学教育临床实践管理暂行规定》,并从2009年1月1日起执行。 1医学影像学实践教学中存在的问题 1.1对患者的知情同意权重视不够 患者的知情同意权,是患者在接受医疗服务时的一项基本权利。在医疗过程中,患者有权利决定其本人是否配合教学,也有权利决定其病例资料能否作为教学资料。但在临床和教学实践中,受传统观念的影响,有些医务人员简单认为,患者选择到医学院校的附属医院或临床教学医院看病,就相当于已默认愿意配合医院的教学和科研工作。所以,有些医生在不征求患者同意的情况下,任意使用患者的影像学资料进行教学和科研,或者带领实习学生进行影像学实践教学。事实上,患者在不知情的情况下被观摩或示教,很容易产生反感和不满情绪,并可能由此引发医患纠纷。 1.2不注意患者隐私和人格尊严的保护 患者的个人资料信息、健康信息、身体隐私等都属于患者的个人隐私。但在临床和教学科研实践中,个别医务人员对此认识不够,在未经患者许可的情况下,将患者的影像学资料未经匿名等预处理,便在科研、教学、学术交流中公开,甚至未做匿名处理便将患者的影像图片传至互联网上。另外,影像检查过程中,一些检查项目按照检查规范要求,需要暴露患者身体隐私部位,如乳腺摄影、子宫碘油造影、尿道造影等,若事先未就这些问题与患者进行充分沟通,检查时态度冷淡、语言生硬,会让患者觉得尴尬难堪、人格尊严受损,如果此时被观摩示教,就有可能会产生冲突。 1.3教学与临床工作的冲突 临床教学实践与患者的利益存在着一定冲突,一方面,医学生培养离不开临床实践;另一方面,患者期望医疗行为都由经验丰富的医师亲自实施。对影像学而言,医学影像科每天要接诊大量的患者,在医疗繁忙时间段进行观摩、演示等教学活动,可能会造成拥挤混乱,进而影响到患者的就诊和检查。另外,部分带教老师责任心不强,缺乏及时监督和指导,任由实习学生操作影像科的检查设备,而实习学生可能对于一些复杂的影像学操作不熟练、对检查的辐射风险认识不足,从而可能导致影像检查效果不佳、甚至失败,或导致患者接受不必要的辐射暴露。 1.4患者配合医学教学的意愿降低 随着经济社会的发展,医疗改革不断探索的同时,也产生了一些负面影响。市场经济引入医疗系统后,医院运行和发展与经济利益密切相关,尤其是一些医院与医生的逐利行为,让患者对医院公益性和道德性产生质疑。一些医生过度依赖辅助检查,医患关系物化,导致患者对就医结果期望值过高,而忽略了医学的局限性,一旦医疗结果达不到预期要求,极有可能引起医患纠纷。医务人员医疗工作繁忙,医患沟通交流的时间减少,导致医患间缺乏人文关怀的滋润,缺乏互相理解和尊重。医患信任度降低、医患关系紧张、患者维权意识增强而忽略了自己的伦理责任等,都会导致患者对医学教育的认同度下降,配合医学教学的意愿降低。 2伦理对策 2.1落实患者知情同意权 患者维护自身权益的法律意识在逐渐提高,如果医生在对患者实施诊疗行为及带教时,还在延续着老的方法和思路,显然已经跟不上时展[3]。《医学教育临床实践管理暂行规定》第十一条规定:“临床带教教师和指导医师应牢固确立教学意识,增强医患沟通观念,积极说服相关患者配合医学教育临床实践活动;在安排和指导临床实践活动之前,应尽到告知义务并得到相关患者的同意。在教学实践中要保证患者的医疗安全和合法权益。”因此,在需要患者本人配合教学,或者使用患者的临床和影像学资料进行教学时,我们必须积极与患者沟通,努力征得患者同意,鼓励患者配合教学,说服患者主动参与教学,并最终签署知情同意书。 2.2患者隐私权的保护 在进行这一类的医学影像学检查的实践教学时,必须考虑到患者的人格尊严问题,在检查前与患者做好充分交流,详细、耐心地说明注意事项[4]。积极说服患者配合教学后,方可进行检查与示教。检查过程中应关闭窗帘、房门,创造良好的私密空间,患者更衣、裸露身体时,必须充分考虑到患者的心理和生理的合理诉求,忌用粗鲁、冷漠的语言要求患者,维护患者尊严和保护患者隐私,带教的学生人数不可过多,应尽量减轻患者的不愉快和不适感。此外,保护患者隐私,是医生应该遵循的职业道德,不得将患者的病情、健康情况泄露给无关人员,不得随意谈论患者的个人隐私,除非获得患者同意,患者的个人资料包括姓名、住址、联络方式等,均不得在科研教学资料、学术交流等方面公开。因此,在教学图片和教学内容中,均不应出现患者的上述个人资料内容。在多媒体教学和实践教学时,需要将影像图片上的患者姓名等个人隐私内容删除或屏蔽;在利用PACS教学时,最好能通过软件设置,将患者个人信息作匿名预处理后,再进行示教。在互联网教学兴盛的今天,很多幻灯片和医学图片都能被检索到,极易传播,如果患者隐私因为没有事先处理而被暴露,很可能会造成不良影响,这一点尤其需要引起同行重视。 2.3患者利益优先原则 当教学与临床工作有所冲突时,我们应坚持患者利益优先原则。安排实践课程时,尽量避开繁忙时段,减少教学对患者就医环境和检查流程的干扰。在影像学操作实践的带教中,一方面,教师应积极为学生创造动手机会并认真做到“放手不放眼”;另一方面,教师不得因教学需要而增加患者检查频率、不必要的检查项目,不能为了教学资料的准备或增加学生的实践机会,而对患者实施不必要的检查。在现场教学过程中,应注意患者及师生辐射安全与防护,避免意外辐射暴露。 2.4患者就医期间伦理责任的履行 患者就医期间,在行使知情同意等自主权的同时,也有着履行配合医生诊疗和医学教育等伦理责任。附属医院和临床教学医院的临床教学行为,最终的目的是为了社会公共利益,是为了更好地为更多的患者服务,符合患者的自身利益。因此,一方面,医院应告知患者所承担的社会伦理责任,不能只强调自己的权利,如果每位患者都强调自身所享有的权利,拒绝配合教学,那将不利于医疗卫生和医学教育事业的健康可持续发展,不利于医学专业人才的培养。所以,我们应该对患者加强宣传,以增加患者对医学教学工作的理解与支持;另一方面,影像学教师在传授影像学先进技术的同时,也要加强对患者权益的维护,注意医学人文的传承,教会学生用心去维护和谐医患关系,用对待病人的“热心肠”“软心肠”去使用“硬设备”“冷机器”,这将有助于增强医患互信,让更多的患者更好地配合影像学教学工作。 3结论 影像学教学中,教师要不断增强带教责任心和教学意识,认真组织安排教学实践内容,在安排和指导学生临床实践活动之前,应积极与患者沟通,使其主动配合教学,做到患者知情同意。教学过程中,师生要尊重和维护患者的权益,注重对患者的人文关怀,保护患者隐私权,从而增强医患互信,构建和谐的医患关系,让患者愿意配合教学活动,创造良好的教学环境,以有利于影像学教学的顺利开展。 作者:徐贵平 金晨望 李文荣 强永乾 张明 郭佑民 单位:西安交通大学第一附属医院医学影像科 医学影像学论文:研究生医学影像学教学体会 摘要: 临床专业学位硕士研究生教育仍处于探索阶段,医学影像学是其重要的组成部分,而且该学科具有不同于临床学科的鲜明特点。在实施过程中,有的放矢地安排教学内容;改革教学方式,提高学习效果;利用T-PACS系统,严查学习效果;注重沟通,做到人性化管理,这些方法对于有效的、有针对性地开展临床专业学位硕士研究生医学影像学教学提供了帮助。 关键词: 医学影像学;专业学位;研究生教育 随着我国教育的快速发展,高层次人才的需求变得愈加紧迫,而研究生教育作为我国最高层次的学历教育肩负着培养高素质、高层次创造性人才的重任。我国传统的临床医学硕士研究生培养与临床实际需求仍存有巨大差距,为了适应新世纪我国快速发展的临床医学对高级应用型人才的需求,国务院学位办1998年正式下发《关于开展临床医学专业学位试点工作的通知》,开始了临床专业学位硕士研究生的培养工作,以期缓解临床对高素质专业技术人员的需求[1]。医学影像学作为一门重要的临床学科,既是医学生在临床学习中所必须学习的重要组成部分,又因其知识结构特点,是临床医学与基础医学学习的桥梁学科之一,因此其在临床专业学位研究生培养中,不同于临床课程学习,有其自身特点。我们科室作为三甲医院附属医学影像学教研室,承担了我院各科室临床专业学位研究生影像学教学的工作,本文旨在总结我们科室的教学方法及教学效果,现总结如下。 1合理安排教学内容,做到有的放矢,注重实效 专业学位研究生已经经历了大学本科教育,掌握了医学影像学的基本知识及技能,但现代医学发展迅速,临床各个专业之间的分工也愈加精细,我们医学影像学教研室负责这些专业学位硕士研究生的培训,如何使得每个研究生在有限的培训时间内学习到真正能应用于未来临床工作的影像学知识?我们教研室根据各个专业特点,制定了不同的教学内容。例如针对骨科专业研究生,安排的教学内容主要以骨骼肌肉损伤、骨肿瘤诊断为主,而对心内科专业研究生我们则重点安排了冠状动脉造影、胸部X线及CT的识读等相关教学内容。此外,针对临床专业研究生,我们还注重培养其进行影像学检查方法的优选能力,而且利用各种讲座,让其了解影像学的新技术、新方法,以便于更好地应用于临床。通过这种有的放矢的教学安排,提高了专业学位研究生的学习兴趣,也为他们在以后自己相关领域的工作中更有所专,更有所长,从而达到为相关领域培养高层次人才的目的。 2注重教学方式,提高学习效果 作为高层次医学专业人才培养,这些学员个人教育背景不尽相同,有部分是从大学本科应届直接进入研究生学历阶段,也有部分具有临床工作经历后才进入研究生学习阶段,就是具有临床工作经历的学员也来自不同等级的医院,每名学员可能已经养成了自己的工作学习习惯,因此如何提高教学效果就显得愈发重要。我们教研室因此设计了多种教学方法,其中PBL教学在学校的大力推广下,取得了较好的教学效果。以问题为导向(problem-basedlearning,PBL)教学方法是以问题为基础,以学生为主体,以小组讨论的形式,围绕某一专题或者病例的诊治等问题进行研究的学习过程,已成为现代医学教育的主流方法[2,3]。我们依据各个研究生专业特点建立了PBL教学题库,比如面对急性胸痛的患者,教员首先提问哪些疾病可以引起上述的临床表现,引导学生回答,从而引出胸痛三联征的概念,即主动脉夹层、肺动脉栓塞和冠心病,进一步提问针对这三种疾病应选择怎样的检查方法,先给出患者胸部X线片及胸部CT片,如果学生在胸部X线片中未发现明确异常,那么引导学生在胸部CT纵膈窗中观察主动脉的宽度是否有改变,进一步观察主动脉腔内移位的内膜片影,进一步提问如果高度怀疑是主动脉夹层确诊需要什么检查,再给出主动脉CTA的图像,主动脉夹层的情况一目了然,最后再引导学生对主动脉夹层的分型进行判断,从而指导临床治疗。 3严格考查学习效果,充分利用T-PACS系统 医学影像学教学是以大量影像病例图片为基础。在过去教学中,主要依靠胶片进行教学考核,而胶片存放要求高且长期使用过程中易老化、褪色,影响了教学效果,尤其在考核中,每位同学随机领取的胶片可能难易程度不尽相同,从而难以保证考试的公平公正。随着医院信息化的发展,医学图像存储与通信系统(picturearchivingandcommunicationsys-tem,PACS)已广泛应用于医学影像学[4]。我们医学影像学教研室于2009年基于PACS系统,结合我们医院特色,建立了教学PACS系统(teachingPACS,T-PACS),并已经应用于教学,取得了良好的效果[5,6]。该系统包括了影像学理论试题库、影像图谱题库、考试系统及成绩分析系统等四部分。该系统的应用可以让教员根据每个专业学位研究生临床需求进行理论试题及影像试题的维护,明显提高工作效率,而且可同时进行多人考试,并可记录考试过程,保证了结果的公平公正。 4采用多样化方式,加强与学员沟通,注重人文教育,做到人性化管理 我们医院专业研究生培养实行指导老师与轮转科室老师双导师管理模式,这样有利于学员在临床轮转中的学习管理,但也存在两个导师管理、两个导师均管理不到位的情况。因此我们教研室充分利用互联网快速、易被学员接受的特点,依托第四军医大学网站,搭建自己的学科网站,并将多媒体课件以及精心筛选的教学病例上传网络,从而满足学生不同层次的学习需求。并且通过微信群、QQ群等现代化电子手段,加强与学员的交流、管理,时刻掌握学员学习、工作动态,解决他们的疑惑,从而提高教学质量,加强研究生管理。此外,注重教学中良好医德医风的养成,导师不但在教学环节中处处渗透医德医风的培养,而且与学员定期沟通,及时了解学员的思想动态,尤其在目前医患关系紧张的情况下,针对一些社会不良问题,及时和学员展开讨论,抵歪风、树正气,帮助学生正确认识医患关系中存在的问题,把人文教育贯彻始终。 总之,自从影像学教研室承担临床专业硕士研究生的培训以来,不论在教学任务安排,教学手段改进以及取得的教学成果来看,均取得了一定的成绩,但作为一种新的研究生培养模式,如何在以后工作中做好住院医师规范化培训与医学硕士专业学位研究生教育有机衔接,如何在培养过程中解决好临床与科研的矛盾仍需我们不断探索[7,8]。 作者:陈宝莹 于军 王文 颜林枫 南海燕 胡玉川 崔光彬 单位:第四军医大学唐都医院放射诊断科 西安医学院第二附属医院中心实验室 医学影像学论文:临床医学影像学课程教学实践 【提要】 器官、系统整合课程体系改革是目前临床医学专业课程改革的主流趋势,医学影像学是重要的基础与临床的桥梁课程之一,也是改革中的一门关键课程。在形成大连医科大学“卓越医生教育培养计划”的背景下对五年制临床专业新的整合课程体系中医学影像学教学改革实践进行总结和分析,对改革未来进行了客观思考,如医学影像学在整合课程中的地位与作用、实现教学改革的基本保障、教学内容如何重新设置、教学方法的探索及崭新的考核评价体系等。 【关键词】 教育,医学;诊断显像;教学方法;系统整合 21世纪医学教育已呈全球化发展趋势,近年来,国内众多医学院校先后进行了医学教育模式的改革与探索,其中课程之间合理、有效的整合已被国内外学者广泛认同[1]。在此大背景下本校于2012年发起“卓越医生教育培养计划”,以五年制临床专业为对象,将临床阶段所有学科进行以器官、系统为基础的整合,构建全新课程体系,为培养卓越医生及提高教学质量进行了积极的探索和实践。医学影像学以此为契机,力争上游,也进行了一系列教学改革实践。 1医学影像学在临床医学器官、系统整合课程中的作用 1.1医学影像学是重要的桥梁课程 医学影像学是应用医学成像技术对人体疾病进行诊断和在医学成像技术引导下应用介入器材对人体疾病进行微创性诊治的医学学科[2]。其是临床医学的重要组成部分,与解剖学、组织胚胎学、病理学、分子生物学、内科学、外科学、神经内科学等多种学科均有紧密联系,使其成为基础医学与临床医学之间的重要桥梁和纽带。 1.2影像诊断学渗透在整合教学体系各系 统疾病教学中器官、系统整合课程模式是以人体器官、系统为中心,根据临床需要综合和重组医学基础各学科知识,实现功能与形态、微观与宏观、正常与异常、生理和病理等多种综合,淡化了学科意识[3]。而随着医学影像设备和技术的迅猛发展,影像诊断学已被誉为人类一双能透视的眼睛,在各系统疾病诊断中发挥重大作用;且影像学几乎涵盖全身各个系统,与整合课程体系具有天然亲和力。本校教改提出的器官、系统整合课程分为呼吸、循环、消化、骨肌、神经、泌尿生殖、内分泌、血液及风湿免疫8个系统疾病,而医学影像学渗透在各系统疾病的诊断、鉴别诊断、临床分型分期、预后及随访中,其作用举足轻重。 2教学改革实施的基本保障 2.1教学对象分析 学情分析是优质教学的先导。处于大学三年级的临床医学本科专业学生有如下特点:(1)基础医学知识扎实,对人体各系统的解剖及生理、病理已有了初步认识,为进一步学习各系统疾病打下了良好基础;(2)求知欲强,学习热情高,思维活跃,但缺乏持之以恒的精神;(3)专业英语能力欠缺,查阅文献及自学能力稍差;(4)对教学改革没有准备。故提出相应策略,教学中反复复习所学知识,建立与临床疾病的联系;根据学习兴趣,适时设置问题、布置中英文作业、考评奖励等调动学习积极性;组织教学前动员会,讲解教学改革的意义和方法,增强学生的学习信心[4]。 2.2师资队伍建设 在学校及教学医院的支持下积极利用网络、院报、工作会议、继续教育活动等各种渠道在校内广泛宣传系统整合教学的先进理念和方法,逐步转变教师的教学观念和方式,并借鉴上海交通大学医学院关于教师培养的方法,重视骨干影像医学教师的培养,设立各层次教师培训项目,学科带头人、项目负责人重点培养,提升教学水平,树立名师风范[5]。具体途径如下:(1)适时派遣各层次教师参加国内外影像医学教学培训和交流,本校各影像学教研室至今已有多名教师到国内外学习先进教学理论、方法,并有多名教师在国家级临床技能大赛中获优秀指导教师奖,增强了教学荣誉;(2)不定期组织教师参加国内教学会议、各类教学公开课程[如“以问题为基础的学习(problem-basedlearning,PBL)”教学],学习先进教学理念,提高教学质量及技巧,不断优化教学方式,为开展新的影像医学教学模式打下坚实基础。 2.3教材选择 以人民卫生出版社2013年出版的白人驹、徐克编著的第7版《医学影像学》为教材基础,参考上海交通大学出版社的各器官系统教材,编写适合本校影像学教学改革的教材草案。 2.4系统整合课程的硬件准备 本校创建临床技能实验教学中心十年余,主体包括两部分:(1)校本部建立临床技能实验中心总部;(2)各附属教学医院分别设立独立的临床技能实验中心,具备各项临床操作技能教学的功能,形成了满足多专业临床实践需要的综合性教学训练平台。另外各教学医院医学影像科均应用国内先进的医学影像存档与通讯系统(picturearchiveandcommunicationsystem,PACS)获取、显示、存贮、处理医学影像学资料,PACS是一种高效率、无胶片化的图像综合管理系统。在大幅提高医疗工作效率的同时也为医学影像学实践教学提供了一种先进的教学工具[6-7]。 3教学内容的设置 3.1设置原则 借鉴国外医学院校相对成熟的教学内容设置方式,结合我国具体要求,做到先破后立[8]:(1)教学内容必须涵盖国家五年制临床医学专业医学影像学教学大纲规定所有要求,保持教学目标不变;(2)为达到课程纵向整合,加强学科间融会贯通,打破原有大纲顺序,结合其他临床学科各系统知识教授次序重新安排相应教学内容;(3)删减学科教学中的低效重复,促使内容间的有机融合,增加见习学时。 3.2具体安排 为配合系统整合教学改革将医学影像学理论内容拆分重组为8个系统包括呼吸、循环、消化、骨肌、神经、泌尿生殖、内分泌、血液及风湿免疫系统,并按系统总论和系统各论分步教学,另外创造性设置了PBL课程,占16学时。总论内容包括不同影像学方法的成像原理与临床应用,各系统的正常影像学表现与基本病变的影像学表现,熟悉常见的影像学术语;各论教学重点为各系统不同疾病的影像学特征,以呼吸系统为例,与其他学科系统整合课程同步,以疾病为中心,依次按照肺炎、支气管扩张、肺癌、纵隔疾病等逐一讲解,利用具体临床病例,结合疾病临床及病理表现,将学生之前所学相关临床学科理论知识与医学影像学真正应用到病例中,重点讨论影像学特征及进展、转归,并学习该疾病的影像学描述,从而提出疾病诊断及鉴别诊断(其他各系统疾病不做赘述)。将所学重点内容贯穿整合,培养学生医学影像学诊断思维方式,增强学生对影像学理论知识的认识,提高诊断信心,并创造性加入少量涉及执业医师资格考试实践技能部分中医学影像学考试内容,为学生未来的职业生涯建设添砖加瓦。 4教学方法探索 在医学影像学系统总论、系统各论及实践课程3个阶段的教学中应用不同的教学方法。传统教学(lecturebasedlearning,LBL)以教师为中心,以课堂讲授为主要形式,强调学科知识的系统完整,条理清晰,框架明确,故选择应用于第一阶段系统总论授课。第二阶段系统各论的教学中借鉴国内多所医学院校改革经验,根据各系统疾病的特征选择PBL与LBL相结合的方法,使学生和教师均成为课堂主体的一部分,为学生主动获取知识提供了平台。实践课程中更加充分体现了学生的主体能动性,利用先进的医院PACS,应用案例导入式教学法[9],既提高了学生的临床思维与综合分析能力,又培养了学生自主探索、独立解决问题的能力,增强了学习兴趣和信心,同时教师也从中获取了教学效果的初步信息。 5考核评价体系 将以往卷面考试为主转变成综合考评方式,保证了教学质量评估的科学性、客观性和公正性。本课程成绩包括采用课堂案例导入式教学参与度成绩、期末理论笔试成绩及病例实践考试评分三方面。其中教改评分采取量表形式进行,主要考查学生对教学方式改革、教学内容改进、课前准备重要性等方面的认识程度。并创新性应用数学公式的方式计算最终成绩,公式如下:总成绩=18%×课堂表现成绩+80%×期末考试成绩+2%×调查问卷评分。学期结束后将不同教学方式的班级成绩进行对比,归纳总结,结果发现系统整合教学改革班级成绩优于传统教学方式的班级。 6思考与展望 以系统整合课程为中心的医学影像学教学改革是医学教育不断发展创新的产物。本校医学影像学教研室借此良机,依托原有教学大纲设计改进教学内容,学习并应用先进的教学方法,在让临床医学生减负之余,增强自学能力,收获了更多的知识和学习乐趣,且提高了影像学诊断能力,值得参考借鉴。但仍有很多不足,如整合临床课程与自身内容逻辑关系之间的冲突,丰富的教学内容与教学时间、手段匮乏之间的冲突,传统内容与知识更新之间的冲突,考试方式改变与学习兴趣的冲突等[10],在未来的实践中尚有待于进一步探索。 作者:孙博 苗延巍 张维升 刘爱连 易桂兰 许驰 刘静红 刘铁利 单位:大连医科大学附属第一医院放射科 大连医科大学附属第一医院教务部 大连医科大学影像系 医学影像学论文:高职医学影像技术专业电工电子技术课程教学改革 摘要: 根据高职医学影像技术专业电工电子技术课程教学中存在的问题,针对高职生特点,从教学内容选取,教学方法、教学手段、考核方法改革等方面进行分析、总结。 关键词: 高职;医学影像技术专业;电工电子技术 电工电子技术是医学影像技术专业一门重要的专业基础课程,理论性和实践性都非常强。本文针对医学影像技术专业高职生专业和职业能力需求,根据高职生特点,以实践、应用为主线浅谈其教学改革。 1存在问题 1.1理论与实践脱节 传统教学中理论教学与实践教学是分开的,且过分追求教学内容的系统性与完整性,忽视了电工电子技术作为应用学科的实用价值,学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程目的和意义,影响了教学质量提高和应用型、技能型人才培养。 1.2教学方法陈旧 教学基本上采用“教师讲,学生听”的灌输式方法,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉、不适应,课堂上讲得过多、过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,导致其始终处于被动状态,无法产生学习兴趣和热情。 1.3考核方式单一,内容片面 电工电子技术课程考核采用闭卷笔试方式,主要考查学生理论知识掌握情况。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职生学习特点。 2改进措施 2.1课程整合和优化 打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现高职教育特色。以实际应用能力培养为主线,精简教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与职业岗位需要相一致的教学内容。从职业岗位需要出发,将课程知识与技能有机结合起来,增加实用性和针对性,删去与今后工作关系不大的内容。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性、三极管内部载流子的传输情况,然而在实践中,只有专门从事研究的人员才可能用到这些原理,对于高职生而言,教学重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对电子电路应强化集成电路方面内容(特别是集成电路的应用),而难度较大、求解过程复杂的例题、习题应予以删减。 2.2加强与专业课程的对接 电工电子技术是专业基础课,一般在大一第一学期开设。此时,学生对专业还不够了解,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾同后续课程的联系。教学内容应满足各层次学生对课程深度和广度的要求。 2.3课堂教学方法灵活多样 高职生基础相对薄弱,教师应根据学生实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生克服厌学心理,树立自信心,提高学习兴趣。对于理论性较强的内容,教师要耐心讲解,引入各种案例,多讲多练,反复强化,务必使学生掌握。 2.4充分利用现代科技,丰富教学手段 抽象的电工原理讲解起来容易使学生觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电容的充放电等,若合理巧妙地使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像、实物模型、幻灯片、投影以及生动详尽、图文并茂的教学课件,激发学生学习兴趣,开阔学生视野,进一步强化对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数又要增加课堂信息量的教学改革形势,培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源是有效可行的方法之一。在理论教学中引入仿真技术来提升教学质量,使理论得以验证。比如,对于一些较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多概念需要通过实验阐述和验证。在讲授需要实验演示的电路时,可利用事先建立的仿真电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。实验教学中引入仿真技术,具有3个优点:(1)实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察到,借助仿真技术可以方便观察;(2)将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,再到实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;(3)进行虚拟仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计。 2.5理论教学与实践教学相结合 电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,还要把这些理论灵活应用于实践。但是,学生到企业实践的机会很少,无法了解具体工作流程。为此,教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手引入相关知识和理论,由实训引出相关概念。首先,教师提出学习内容、目的、要求及注意事项,学生自主学习,再通过自己动手来加深对所学知识的理解,同时训练相关技能。这种在教师指导下,感性认识与理性认识的交互,对学生自主学习能力的培养起到了促进作用。教学所选实训项目应与医学影像技术专业相关,这样会极大地激发学生学习兴趣。此外,实践教学场所应按照职业环境来布置,突出职业特点。同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,强化学生职业技能和职业素质,促使学生形成一丝不苟、严格认真的工作作风。 2.6建立以能力为中心的课程考核体系 改变传统考核方式,强调学生能力考核,实现向过程考核的转变。学生学习效果的好坏主要取决于教学过程,与之相对应的考核也应贯穿整个教学过程。考试不再局限于单一的闭卷形式,而是采用开放灵活的方式,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等。不同内容采用不同考核形式,如基本理论考核采用闭卷形式;实训技能考核采用项目任务形式,根据学生态度和操作情况,综合评定实验实训成绩;平时作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成。为使学生全程参与,将其注意力转移到日常学习上来,可扩大平时成绩和课程测验比例,具体为:平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,改革平时测试和实验考核记分方式,实行实质性评价,部分考核可按照A、B、C、D级评分,淡化分数,促进学生全面发展。注重考核反馈,通过反馈使学生了解自己的不足,使教师调整教学方式。 3结语 医学影像技术专业电工电子技术课程教学改革是一项长期的工作,在以后的改革中应将理论与实践相结合,真正实现做中学,快乐学习,切实减轻学生负担,激发学生学习兴趣,提升教学效果。 作者:袁凤男 单位:苏州卫生职业技术学院医技学院 医学影像学论文:医学影像学眼外伤司法鉴定应用 一、超声检查在眼外伤司法鉴定中的应用 (一)B型超声在眼外伤司法鉴定中的应用 B型超声对外伤所导致的玻璃体积血、玻璃体后脱离、视网膜脱离、脉络膜脱离、视神经萎缩、视盘水肿、眶内脓肿或血肿、球壁和球内异物等可作出诊断。B型超声是由扇形或线阵超声波扫描无数个回声点反射所形成的二维显像,对眼球内组织显影具有迅速、简便、无侵害的独特优势。在正常情况下B型超声仅显示晶状体后界面的蝶形强回声,可辨别晶状体密度的高低、晶状体是否脱位以及是否为人工晶体。玻璃体正常为暗区,缺乏反射界面,在混浊和积血时可呈现絮状、斑片状或点状回声。对于玻璃体积血或视网膜脱离是新鲜性还是陈旧性在B型超声下有不同的影像学改变。可对视网膜脱离与脉络膜脱离进行鉴别。脉络膜脱离为半球形凸向玻璃体腔膜状隆起,膜状光带较厚回声略强,可越过锯齿缘,达赤道部球壁。而视网膜脱离光带较细可位于后球壁任意部位并与视盘相连。B型超声可诊断后巩膜葡萄肿,后巩膜葡萄肿是高度近视的病理改变,B型超声影像上,患者的眼轴变长,后球壁呈矩形改变,在眼外伤鉴定时可作为视力损害鉴别伤病关系的有力依据。B型超声还可以显示视视盘水肿与视神经萎缩,视盘水肿在影像上可见视盘回声光斑凸向玻璃体腔。视神经萎缩可见视盘回声呈凹陷性改变。B型超声还可应用于眼内异物的诊断,金属、砂石、玻璃、塑料、木屑等异物在超声的切面声像图显示为回声光点或光斑,能够显示眼内异物与眼球壁的关系。在B型超声检查中,法医学工作者应注意的是,通常诊断报告传递出的信息包含两层意思,一是检查者所看到的动态客观影像,二是检查者依据自身经验对这些动态影像所做出的主观判断。眼部的B型超声检查是基于图像的动态观察,B型超声报告则为静态的图片以及文字性描述。在进行B型超声检查的过程中,后运动是否呈阳性是进行鉴别损伤部位或组织的主要依据。嘱被检查者转动眼球后即行停止,当停止后脱离光带仍在明显晃动,则为后运动征阳性。后运用阳性通常为玻璃体的损伤或病理改变,为玻璃体后界膜脱离的一种影像学表现。新鲜性视网膜脱离后运动则不显见。陈旧性视网膜脱离则有轻度的后运动征,为膜样回声轻度抖动。脉络膜脱离时则无后运动征。因此,后运动征阳性是区分玻璃体后界膜脱离与视网膜脱离的关键。在B型超声的形态学表现上,新鲜性玻璃体积血发生时为近后球壁的均匀回声,而陈旧性玻璃体混浊或积血则为不均匀回声。新鲜视网膜脱离与陈旧性视网膜脱离亦可以通过膜样回声的形态进行鉴别,当陈旧性视网膜脱离时,脱离光带呈不均匀增声,陈旧性脱离的视网膜大部分连于视盘,呈“Y”型或“T”型。当视网膜发生新鲜浅脱离时与球壁形态一致,凹面朝向玻璃体腔,新鲜性全视网膜脱离时,B型超声显示呈“V”型的膜样回声,同样与视盘连。这些不同的影像形态学改变可以帮助法医学工作者明确损伤组织、鉴别陈旧性及新鲜性损伤,并可根据不同的影像学改变对损伤和疾病进行鉴别,分析评判伤病关系。 (二)超声生物显微镜在眼外伤司法鉴定中的应用 超声生物显微镜(ultrasoundbiomicroscopy,UBM)属于B型超声的一种,不同之处在于UBM换能器的频谱高,一般在40MHz以上,与B型超声相比可获得分辨率更高的图像,对组织结构的观察更详尽,可获得类似低倍光学显微镜的图像特征,其局限性在于穿透力弱,一般的成像范围在5mm×5mm~8mm×12mm之间,因此只能对眼前段组织进行检查。 1.UBM在眼组织结构损伤中的检查应用 MPÇÖzdal等使用UBM对109眼进行实验和统计学分析,UBM可检查出的损伤包括晶体悬韧带异常、房角后退、虹膜根部离断、晶状体异位、前房积血、周边部脉络膜脱离、虹膜前粘连、晶体前囊破裂、睫状体脱离、人工晶体脱位、虹膜内血性囊肿、眼内表浅异物等,认为UBM特别在评价晶体悬韧带状况,房角后退,睫状体脱离和定位微小表浅异物方面优于其他的检查方法。 (1)睫状体脱离与睫状体分离 睫状体损伤常见于严重的眼外伤,在瞬间的暴力作用下,眼球赤道部的被动扩张和轴向压迫使得睫状体与巩膜之间分离,在UBM影像表现为,睫状体矢状面呈三角形与巩膜相贴处两者之间出现裂隙状、条形无回声暗区。外伤导致睫状体损伤有两种损伤概念,一是睫状体脱离,二是睫状体分离。在UBM图像下睫状体脱离为睫状体与巩膜间隙状暗区的形成但在巩膜突处仍相连。睫状体分离则为纵行纤维在内的睫状体与巩膜间的隙状暗区包括与巩膜突的分离,在前房与睫状体-脉络膜上腔之间有异常通道的形成。睫状体脱离与睫状体分离区分的关键标志是巩膜突,巩膜突是UBM在眼前段结构测量中的重要标志,角膜与巩膜间回声由弱至强的移行区为角巩膜缘,角巩膜缘内侧面的三角形强回声有一突起点称巩膜突。睫状体脱离损伤相对较轻,通常不形成房角漏,临床通常给予激素、双眼包封制动等保守治疗。睫状体分离损伤较重,可形成睫状体分离房角漏,需手术治疗。在进行UBM检查时,显微镜探头常规放置在4个位点扫查,即被检查者眼周6点、12点、3点、9点方位分别进行扫查,当这4个位点均探及离断口,此种损伤情况为全周睫状体脱离,检查者通常将报告描述为睫状体离断与前房相通,提示有睫状体房角漏的存在。李桥等对30眼的眼挫伤行UBM检查发现,全周睫状体脱离26眼(87%)经UBM证实均存在睫状体分离房角漏,2眼全周睫状体脱离但无房角漏,1眼非全周睫状体脱离但有房角漏,2眼非全周睫状体脱离无房角漏。当睫状体分离房角漏发生时,前房与睫状体脉络膜上腔相通致房水引流增加发生低眼压,长期持续低眼压可造成白内障、黄斑变性及眼球萎缩等视功能及眼部组织受损的并发症。 (2)前房积血及房角后退 UBM可诊断房角后退。当眼球受到外力打击时可导致睫状体的纵行肌纤维与环形肌纤维撕裂分离,UBM影像显示睫状肌挛缩后退仍与虹膜根部相连,与巩膜突脱离,前房角加宽变圆钝,巩膜突至房角隐窝的距离增大,房角变深。房角后退≥180°圆周时,常导致外伤性青光眼并合并有前房积血。前房积血在UBM下显示为前房内有密集的高回声点。前房积血多为虹膜血管破裂所致,微量的出血在房水中可见红细胞,出血多时可积聚在前房形成一液平面。可导致继发性青光眼、角膜内皮损害、角膜血染和高眼压。前房积血在裂隙灯显微镜下可被观察,但如果角膜有血染,则不能清晰了解前房内情况。 (3)晶状体脱位及虹膜根部离断 UBM可诊断晶状体脱位以及虹膜根部离断。UBM能够观察晶状体脱位的程度和范围,能清晰显示晶状体轻微的不全脱位,晶体悬韧带的距离是否改变,晶状体与虹膜、睫状突的结构变化。虹膜根部离断是指虹膜根部与睫状体发生分离,UBM下可见虹膜和睫状体、巩膜突之间失去连接,虹膜回声不连续可见暗回声通道。 2.UBM在眼内异物检查中的应用 眼球的穿通伤和破裂伤可导致眼内异物的发生。眼内异物的位置并不确定,可位于眼的任何解剖部位。当异物位于巩膜和角膜浅表面时在裂隙灯显微镜下可被观察发现,位于前房、睫状体、晶状体内及眼后段的异物则需借助影像学检查来进行明确。UBM主要应用于眼前节异物的诊断,对眼前节异物的定位及细小异物的诊断独具价值。无论金属或碎石、塑料等非金属异物均呈强回声,与周围组织界限清楚,甚至0.5mm细小异物也呈高反射,可以被发现。 二、光学相干断层扫描在眼外伤司法鉴定中的应用 OCT可对眼前节和眼后节组织进行检查。眼前节OCT主要是观察眼前节的组织断层图像,通过角膜各层所具有的不同光学特性显示角膜的组织学结构,如角膜屈光手术后的角膜瓣在OCT图像下清晰可见,可对角膜屈光手术后剩余的基质床进行定量分析以及青光眼手术前后的眼前节生物测量。眼后节OCT主要用于视网膜黄斑部疾病的诊断以及青光眼神经纤维层厚度的定量与检测。与眼外伤法医学检案密切相关的是眼后节OCT,可用于外伤后视网膜损伤情况的观察。可对视网膜震荡和视网膜挫伤进行鉴别,在眼底镜下这两种病理改变都是视网膜的灰白水肿,但两种损伤的预后却有显著差别。视网膜挫伤在OCT图像上显示为神经感觉层脱离,其脱离的高度和厚度以及范围与视力损害呈正相关,OCT图像上视网膜挫伤的检查结果可用于视力损害的鉴定依据。视网膜震荡则无神经感觉层脱离的影像学改变。OCT的图像分辨原理是根据组织结构的不同反光特性来区分不同的组织结构,目前临床应用的OCT可以区分视网膜神经感觉层和色素上皮层以及脉络膜,而视网膜神经感觉层之间的结构不能分辨。OCT能够显示视网膜增厚的高度,还可以用于监测视网膜水肿的体积从而对治疗的效率进行评价,其缺点是不能像荧光素造影那样显示血管渗漏。中心视力的损害通常取决于黄斑区的损伤程度,OCT可观察到黄斑区裂孔以及黄斑区增生膜形成,也可观察到出血性色素上皮脱离、视网膜内出血、神经感觉层变薄、神经感觉层浆液性脱离、神经感觉层间水肿等。OCT可对视网膜损伤后的治疗效果进行动态监测,如治疗后黄斑裂孔的闭合、神经感觉层间水肿消失等。在眼外伤的法医学检案中,OCT检查形成的视网膜图像可作为判断视网膜损伤程度、鉴别视网膜震荡和视网膜挫伤、观察黄斑区损伤情况以及评定外伤性视力损害的依据。 三、计算机体层成像在眼外伤司法鉴定中的应用 在眼部的影像学检查中,计算机体层成像(computerizedtomography,CT)占据重要的地位。因眼眶内的大量脂肪组织,在CT影像上因明显的密度差异可有良好的对比,通过骨、软组织和脂肪的形成的自然对比图像,可清晰显示眼部组织结构。CT可用于诊断眶骨骨折、晶状体损伤、前房积血、眼外肌损伤、视神经挫伤、眼内异物以及眼球破裂等眼部损伤,其中对于眶骨骨折以及眼内异物的诊断具有独特的影像学价值。因眼部X线平片有较多的软组织重影及其显影的有限性,眼部CT检查所包含的诊断信息明显优于X线。CT是国内外研究者一致公认的眼科急诊的首选影像学检查方法,认为对于骨折的敏感性优于其他影像学方法,是诊断眶骨骨折最为精确的检查方法。眼眶为四边椎体形,分为眶顶、眶底、眶内和眶外四壁。眼眶的内侧壁是筛骨纸板,是眼眶最为薄弱的地方,当眼球遭受钝性外力时此处易发生骨折。眶尖部是眼外肌和视神经集中的地方,因此眶部骨折常伴随复合伤。CT能够用高分辨、薄层、多维切面的骨窗和软组织窗影像来显示框部的骨折及软组织损伤,表现为眶壁正常的高密度连续影中断,可见骨折线和骨折碎片,同时能显示眶内的出血、气肿,在眶部的爆裂性骨折通常伴随眼外肌和视神经损伤,眼外肌的损伤会导致眼球运动功能障碍出现复视、斜视等,视神经挫伤会导致不可逆转的视力丧失。CT扫描可清晰观察眼外肌增粗或嵌顿,视神经的直径、视神经有无损伤水肿。通过眼部CT检查还可以获得眼球是否变形、眼内容积是否改变、眼环不连续(眼球破裂)、玻璃体内积血、晶状体脱位或密度改变(外伤性白内障)等眼部损伤的影像学证据。CT检查可用于观察眼前节及眼后节的异物。尤其当异物位于眼后节时,如玻璃体内、视网膜前或网膜下、脉络膜上等需要影像学检查进行排除和定位。即使眼前节异物已被裂隙灯显微镜所诊断,通常为了排除多发异物,影像学检查也是必不可少的。CT能够探测到的异物包括金属、沙粒、玻璃、石块、塑料等,这些异物在CT片上均呈高密度而获得满意显示。而植物性异物木片或竹片等,密度较低容易与软组织块影相混淆,CT显示缺乏特异性,当被出血和炎性渗出包绕时则更难分辨。在临床眼内金属异物的发生比起非金属异物更为常见,许多金属碎片具有毒性,如铜或铁质碎片可引起视网膜机械性和化学性损伤,如不及时手术取出可导致失明。Antonio等在对比了超声和磁共振的检查方法后认为,CT是探测球内金属异物最灵敏和首选的检查方法。Saeed等对临床204个病例进行回顾性调查分析后认为,CT能够探测到X线平片所探测不到的眼内异物,即使眼内异物已经被X线平片所证实,但使用3mm或6mm的薄层CT扫描对异物精确定位是必不可少的。在眼外伤中的眼内异物存留CT是重要的检查手段。 四、磁共振成像在眼外伤司法鉴定中的应用 磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI),是一种不使用放射线无辐射的临床影像学检查技术。MRI尽管有眼内金属异物和起搏器的禁忌以及运动伪影的限制,但MRI对于软组织显影有其独特的优越性,能够提供CT所不能获得的信息,已成为眼科检查中一个重要的影像学检查方法。在眼外伤中,眶部爆裂性骨折会导致眼外肌和视神经损伤。高分辨MRI能够提供从脑干至眼外肌的颅神经通路的重要影像信息,包括动眼神经麻痹相关的解剖结构异常、动眼神经通路压迫性损害和颅神经相关的麻痹,MRI还可以显示受损眼外肌萎缩及收缩力降低的程度。在MRI检查中视神经损伤显示为视神经肿胀增粗呈椭圆形或球形,不同方向的迂曲、移位、受压等改变。MRI对评价视神经撕裂、视神经鞘膜血肿、局部缺血性改变、视交叉、神经束、膝状体、视辐射和枕叶的病理改变独具价值。外伤导致的动眼神经麻痹在MRI图像下与正常眼对比可见眼外肌增粗,眼球运动时眼外肌的收缩性降低。关计添等对69例外伤性视神经损伤病例,通过脂肪抑制STRI序列扫描,全部病例都被检测出来,没有漏诊。在怀疑眼内金属异物或眼外伤首诊时,MRI检查是被限制使用的,因磁性异物在磁场作用下会移动和发热对眼内组织产生二次损害。当眼内有含金属的异物而进行MRI检查时可导致异物移动引起视网膜穿孔、脱离以及前房积血等损伤。因此,临床检查在未明确眼内异物的性质时,MRI是被禁止使用的。CT可以确定金属、玻璃、砂石等大部分的眼内异物,但对于眼内的木质异物并不能获得满意的影像。在排除了金属异物以及心脏起搏器的禁忌后,MRI可用于对眼内木质异物的探测。MRI可直观显示异物与晶体、玻璃体、睫状体、视网膜和脉络膜的关系,在揭示异物与眼内组织的位置关系及显示眼内非磁性低密度异物方面优于CT。 五、医学影像学在眼外伤司法鉴定中的应用之讨论 应用于眼科学的影像学检查技术和方法各有其优缺点。B型超声检查由于其方便、快捷、无创性,在临床眼科检查中被广泛应用,做为眼科检查仪器中一项较为方便实用的检查手段,可为眼外伤司法鉴定检案提供直观而有价值的影像学信息,法医学鉴定人可通过B型超声的特征性表现,明确玻璃体积血、视网膜脱离、脉络膜脱离、视盘水肿与视神经萎缩等常见眼部损伤,并可依据特征性表现对新鲜性与陈旧性损伤进行鉴别与判断。但B型超声对于眼睑、角膜、前房等眼部浅表位置的组织结构显影不具有优势,因此UBM检查可作为对B型超声的有效补充。UBM可对眼前节组织结构进行直观清晰的观察,其利用高频率超声,达到相当于低倍显微镜的分辨率得到眼前节组织的清晰图像,展现裂隙灯显微镜、前房角镜及普通超声波无法观察到的眼前段盲区,唯一不足在于探测深度较浅,最深只能探及到晶状体前囊,晶体悬韧带也可显见,而晶体的皮质与核、玻璃体则为无回声的暗区。在眼内组织损伤的检查中,UBM能够探测到其他影像学方法无法呈现的睫状体分离与脱离,明确外伤性睫状体房角漏的形成以及房角后退,可作为眼压降低、外伤性青光眼等继发性眼内组织损害的客观参照依据。在眼内异物的检查中其优点是能够探测眼前节的微小异物,而对于眼后节的异物探查仍需选用B超、CT、MRI等检查作为补充,才能不至遗漏。在眼外伤的影像学检查中,UBM应是眼前节组织结构损伤及结构间相互关系损伤的首选影像学检查方法,但在眼球破裂伤时是被禁忌使用的。CT可应用于眼外伤首次急诊中,用于诊断眶骨骨折、晶状体损伤、前房积血、眼外肌损伤、视神经挫伤、眼内异物以及眼球破裂等眼部损伤,可获得常见眼部骨与软组织损伤的影像学证据。新近应用于临床的3DFLAIR序列使用了1mm薄层切面,可得到整个脑部包括视觉通路的高质量多维2D重建图像。由于眶骨在CT影像的密度高,在骨质和各裂孔之间反差大,对于眶骨骨折的诊断具有独特的影像学价值,可清晰显示骨折线及骨折碎片。可显示眼外肌4条直肌影像,以及晶状体脱位、外伤性白内障、眼环不连续眼球破裂等影像学证据,并可明确大部分的眼内异物存留,但对于视网膜及脉络膜脱离只表现为后球壁的增厚。MRI检查对于眼部软组织的分辨率优于CT,对于视神经及眼部软组织显像具有优势,可提供眼外肌损伤、视神经损伤、动眼神经麻痹相关的解剖结构异常的重要影像学信息,可检查出CT不能获得满意影像的木质异物,与CT检查形成互补优势。眼是人体重要的视觉器官,由于其组织结构的特殊性以及生理活动的复杂性,应用在眼科学中的各种检查手段种类繁多,更新较快,是各种先进科学技术应用最多的学科领域。现代科学技术的进步推动了医学技术的发展,高效、安全、非侵入性、分辨率高、从宏观趋向微观是各种眼科检查仪器的发展趋势。应用于眼外伤的各种影像学检查可为司法鉴定提供客观的眼部组织损伤信息,各种仪器检查设备都具有独特的优势和缺陷,通常是综合性运用,对于法医学检案证据的获得具有重要的意义。对于进行眼外伤司法鉴定的法医学工作者来说,应能够掌握各种检查仪器的特点和适用范围,根据不同类型的损伤选择进行有价值的影像学检查,能够熟练分析所获得的各种影像学资料,进行综合分析评判,使得鉴定意见的形成具有科学性、客观性和权威性,减少争议。 作者:宁娟 单位:华东政法大学司法鉴定中心2012级司法鉴定专业 医学影像学论文:住院医师培训质量医学影像学论文 1严把住院医师入选关 凡在我院接受规范化培训的医学影像学住院医师,都必须通过入选考试。虽然住院医师以应届本科生或硕士生、博士生为主,缺乏临床工作经验,但基本理论和操作应该有所掌握。进行入选考试一方面有助于选拔优秀住院医师,另一方面有助于摸清住院医师的基础,做到有的放矢、因材施教。住院医师要想在2~3年时间内轮转完所有二级科室,并达到一定专业水准,其自身素质十分重要。此外,进修医师将承担一半以上的临床一线工作,其质量直接关系到医疗服务水平。选拔基础较好的住院医师是提高培训质量的第一步。 2做好住院医师岗前培训工作 所有入选的住院医师在入科接受培训前,都要先进行岗前培训。对于住院医师来说,一旦入科,就意味着从学生到医生身份的转变,必须尽快熟知科室相关工作流程、医院各项规章制度及医疗相关法律、法规等;同时要了解住院医师规范化培训的内容和要求,尽早明确培训目的、流程、考核方法及相关政策、法规,做到学习目标明确、方法得当。 2.1了解学习目的和特点 入科后,首先要了解住院医师的基本概况,包括年龄、毕业院校、工作经历、主要工作及兴趣方向,同时要了解其学习目的。由于住院医师本人及所在医院的要求不同,其轮转目的也各不相同:(1)已有接收医院和接收科室的住院医师,学习目的性较强,除了学习阶段考核所必须的各种理论知识和技能外,主要对即将从事的专业表现出极大的兴趣,以便轮转结束后能够快速适应工作;(2)目前尚无接收医院和接收科室的住院医师,学习积极性较高,对各方面知识都比较感兴趣;(3)少数住院医师学习目标不明确,学习积极性不高,需要督促。 2.2考查基础理论知识 除了入选考试外,住院医师在岗前培训期间还要进行医学影像学专业知识及相关临床医学基本理论知识测评,以试卷或口头提问等方式进行,目的是了解其基础理论知识掌握情况,然后根据测试结果制订相应培训计划,既要“查漏补缺”,使大多数住院医师知识结构得到巩固和提升,又要避免“拔苗助长”,使某些基础相对薄弱的住院医师接受困难。因此,培训计划既要有共性,所有规定的二级科室都要轮转完,同时又要根据每位住院医师的特点,在不影响整体轮转计划的前提下,适当调整轮转科室的先后顺序,相对增加某一学科的轮转时间及学习难度。 2.3考查临床实际工作能力 选择临床常见病例、多发病例让住院医师进行实际诊断分析,考查其对不同影像诊断技术的认识程度、图像存储和传输系统应用的熟练情况、病例诊断分析能力及影像诊断报告书写是否规范等方面的情况。通过考查,可以初步了解住院医师是否具备一定的临床经验和基本操作技能。对于基础较好、有一定临床工作经验的住院医师,要求其在完成基本专业知识培训和临床工作能力培养的同时,增加一些新知识及新技术的学习;而对基础较差、缺乏临床工作经验的住院医师,则着重对其基础知识和基本技能进行培训。 3实行共性与个性兼顾的培训方案 住院医师学历不同、基础不同,兴趣和发展方向也不尽相同,这就要求规范化培训既要顾全大局,按计划要求轮转完相应科室,同时又要兼顾每位住院医师的特点。为此,科室进行了一系列探索和尝试。 3.1引入导师机制 为提高住院医师培训质量,科室借用研究生培养模式,为每位住院医师安排一位导师,选择业务水平高且有带教经验的副高以上职称的高年资医师担任,并由其负责制定住院医师个性化培训方案。根据住院医师的要求,导师可以有针对性地安排住院医师的学习。同时,为保证教学质量,科室还设定了如教学讲课次数、签片数量和疑难病例会诊次数等量化指标来考核导师。每期住院医师轮转结束时,还要通过量化表为各导师及带教教师打分,作为其年终评优指标之一。对于考评分数较低的导师和带教教师要限期改正,对屡教不改者,则采取撤销其带教资格,并在科室教学会议上予以通报批评等惩罚措施。 3.2实施案例教学 住院医师轮转是为了更系统地学习,尤其要在基本理论、基本技术以及科研和教学等方面进行系统的培训与学习。案例教学法采用对话式、讨论式、启发式等教学方法,引导学生对实例中出现的各种问题进行深入思考、探讨,从而培养学生分析与解决问题的能力。我院案例教学是住院医师在导师指导下,选取典型病例,利用每日晨读时间展示患者病史及影像资料,并进行病例分析,最终通过讨论、整合做出确定诊断。住院医师通过上述病例分析过程,实现了从理论到实践、从实践到理论的提升,也增加了向其他住院医师学习的机会,提高处理实际问题的能力。案例教学将理论知识与临床实践紧密结合,充分调动了住院医师的主观能动性,提高其逻辑思维能力,拓展诊断与鉴别诊断视野,加深对影像学知识的理解。 3.3实施混合培养 混合培养就是将住院医师与在读硕士、博士研究生安排在一起工作和学习。由于研究生科研和教学意识较强,英语水平较高,对住院医师科研和教学意识及能力的提升有促进作用。另外,在导师指导下,住院医师要搜集相关临床资料,查找文献,制作教学幻灯片,积极参与全科病例讨论,并进行小范围的继续教育授课。通过上述培养,住院医师在轮转结束时都会具备一定的科研和教学能力,为其今后的工作打下坚实基础。 3.4加强信息及学术交流 科室配备了放射科信息储存和调用系统及PACS系统,可供住院医师根据自身兴趣随时在网上调阅近6年间所有影像报告及图像资料(包括X线、CT、MR、DSA、超声、核医学图像以及病理图片等)。同时配备嘉禾电子病历系统,可供住院医师随时查阅住院患者的既往或现病史、住院病程、手术记录以及各种检查、检验报告,可随时掌握病情,进行综合分析。我院图书馆以及首都医科大学图书馆均为住院医师开放,提供中、外文学术性全文电子期刊及电子图书、纸质版医学图书、国内外医学杂志,可供住院医师检索、下载和阅读。除此之外,为加强学术交流,科室每周安排一次医疗或科研学术讲座,讲座内容可根据住院医师的要求和兴趣进行调整。每日晨读时间,组织住院医师结合典型病例进行诊断和鉴别诊断以及相关基础知识培训。每周四定期举行手术核对,给住院医师提供更多影像与病理相结合的学习机会。同时,科室还提供各种信息及便利条件,鼓励住院医师参加医院相关科室、其他医院影像科或学会举办的各种学术讲座或疑难病例讨论会。 3.5专业与人文素养并重 住院医师通过对基本理论、基本知识及技能的学习和掌握,专业素养得到提升,达到“业有所进”的目的。同时,住院医师自身职业素养也很重要。因此,在提高住院医师业务技术的同时,应加强对其医德医风和人文素养的培养。指导教师要言传身教,以良好的职业道德、高度的责任感和使命感、高尚的人格魅力去吸引、影响及教导住院医师,使其医德医风、工作方式、诊断思维乃至行为举止等在潜移默化中得到提升。 3.6建立考核及奖励制度 在住院医师培训期间及培训结束时,由科室主任及各专业组组长组成考核小组,对住院医师培训的全程表现、基础理论、基本技能、服务态度、医德医风等方面进行综合考核。这次考核要比入科考核严格,涉及的内容和知识面更为广泛,考核合格者才能轮转下一个科室,并允许其参加北京市住院医师统一考试;对轮转期间工作学习表现突出的先进个人予以奖励,并颁发荣誉证书,对其中特别优秀者可以推荐其攻读硕士研究生。出科考核的目的,一方面是考评住院医师的学习效果,督促其认真学习;另一方面也是对导师的教学成果进行客观评价,为今后的培训工作积累经验。这一制度的实施,对提高住院医师培训质量、保证医院医疗质量和安全、提供优质服务起到了积极作用。上述多种方式为住院医师的学习提供了便利,使其能够较快地对本专业基础理论知识和学科前沿有较为系统的掌握,专业理论水平在短期内有较大幅度的提高。住院医师学习结束回到原单位工作时,我院会与其单位或本人保持长期联系,通过远程会诊、学术交流等机制,建立长期合作关系,解决其后顾之忧。 4结语 总之,住院医师规范化培训是大型综合性医院临床教学工作的重要组成部分,上述实践与探索不仅提高了医学影像学住院医师的工作质量,也提高了影像科带教教师的知识水平,提升了医院的影响力,从而吸引更多的住院医师来我院进行轮转学习。 作者:薛艳萍 蒋涛 顾华 王双坤 单位:首都医科大学附属北京朝阳医院 医学影像学论文:医学影像信息系统教学设计论文 1学习目标分析 (1)学生理解并掌握医学影像信息系统(PACS)的概念、功能、分类,学习完毕后能够口述并写出来,教师课堂抽查。(2)学生了解并熟悉医学影像信息系统工作流程,学习完毕后能够口述并画出工作流程图,教师课堂抽查。(3)学生能够区分PACS与HIS/RIS之间的关系,教师课堂抽查。(4)学生能够熟练操作医学影像信息系统,通过演示来判断是否达到目标。 2学生特征分析 (1)中职医学影像专业学制为3年,该部分内容安排在二年级第二学期学习。通过学习该部分内容,学生能够提前熟悉医院信息化环境,较快进入实习角色。(2)该专业学生大部分住校,每人都有智能手机,班级建有QQ群,可随时上网学习;学校机房也提供上网学习条件;教室安装有多媒体教学设备(投影仪、电脑),学生在课余时间或自习时可进行自主学习。(3)学生前期已学习了WindowsXp操作系统Office办公软件(Word\Excel\Powerpoint)。(4)中职生普遍轻理论、重实践,对计算机课感兴趣,喜欢动手操作。但缺乏自主学习能力、自控力差,很少提出问题、主动学习,应采取有效教学策略和激励措施。 3课前任务设计 3.1设计思想 (1)运用翻转课堂整体教学设计思想,将课前任务与课上活动相联系,形成性评价与总结性评价相结合,遵循“努力 正确、质量 数量”原则,例如,学生完成任务4,可免除本次理论测验。(2)课前任务设计遵循教学问题设计原则,例如,角色扮演、生活实例。(3)课堂任务设计遵循小组活动设计原则、及时检测与反馈原则及课堂活动高度结构化原则。 3.2教师提供资源 (1)文字版校本教材《医学信息技术》P154~156:岗位对接篇———项目5“医学影像信息系统”,附医学影像信息系统工作流程图。(2)电子版校本教材《医学信息技术》P154~156:岗位对接篇———项目5“医学影像信息系统”,附医学影像信息系统工作流程图(电子版可通过班级QQ群或网盘下载)。(3)电子版PACS(医学影像信息系统)操作说明书,里面有详细的系统操作步骤。(4)教学视频“PACS工作流程”。(5)拓展资源:以PACS为关键词检索相关视频信息。 3.3学生任务 对任务完成情况进行评分并计入平时考核成绩,满分10分。(1)学习文字版或电子版校本教材,掌握医学影像信息系统的概念、功能和分类,口述并写出来。评价方式:教师课堂抽查,小组评分,1分。(2)认真阅读PACS操作说明书,为课上系统操作做准备。评价方式:课堂个人测验,4分。(3)观看“PACS工作流程”视频,口述并画出工作流程图。评价方式:教师抽查,小组评分,重点考查学生表达是否清晰、合乎逻辑,2分。(4)对照工作流程图,以患者身份到医院体验,按照自己的理解画出(或叙述)工作流程,并找出与教材所示工作流程的区别。评价方式:此任务为附加题,完成者可免于理论测验。(5)简述PACS与HIS/RIS的关系。评价方式:教师抽查,小组评分,1分。(6)以PACS为关键词,上网检索相关视频和信息,了解医学影像信息系统的现状及发展趋势,写出至少3个有用内容的标题并附链接地址,提前两天通过QQ反馈给教师。评价方式:教师评分,2分。 4课上任务设计 (1)内容热身(10分钟):教师检查任务6完成情况,并展示好的收集案例(学生介绍展示),给出学生评分,总分2分。(2)任务检查(20分钟):教师随机抽查小组长任务1~5完成情况,小组长检查各组成员任务1~5完成情况。分项评分,总分4分。(3)及时教学(5分钟):教师评价学生任务1~5完成情况,对难点和不易理解的地方进行讲解、说明(70%以上学生不理解的知识点统一讲解,否则以小组讨论或个人查找资料的途径解决)。(4)个人测验(10分钟):教师针对课前学习内容指定小组出题(选择、判断、填空共12题,每组出两题)并批改,巩固学生课前学习成果。该活动不计分。(5)及时教学(5分钟):根据测验情况,教师将集中性(70%以上学生反映)问题、错题再次讲解。(6)个人测验与小组讨论(35分钟):结合任务2要求学生独立完成PACS的预约登记操作、患者列表界面操作、影像处理界面操作、图像接受操作、打印模板设计操作、查询统计操作等操作任务。个人自评与组员互评相结合,总分4分。(7)归纳总结(5分钟):教师巡视、观察学生任务完成情况,通过演示解决学生操作中遇到的问题(70%以上学生存在的问题),并进行概括总结。(8)机动时间(10分钟):用于处理课堂上临时出现的问题,如学生展示超时或小组活动延时等。(9)说明:该班级共32名学生,共分为6组(采取自由组合,教师协作分配),小组长由组员选举产生。 5教学设计反思 这是一堂理实一体化岗位对接翻转课,理论是学习的基础,技能操作是学习的目标。由于学生缺少社会经验,对医院工作环境认知度低,利用视频讲解PACS工作流程,将抽象知识变为具象知识,便于学生理解。另外,以案例和角色扮演方式,让学生以患者身份体验岗位工作流程,使学生能很快熟悉医院信息化环境,为学生熟练操作PACS做准备;以PACS为检索词检索相关视频和信息,有助于了解该领域发展趋势和医院信息化水平,对于提高学生专业知识水平也有所帮助。 作者:李新宇 单位:长治卫生学校 医学影像学论文:人才培养模式下医学影像学论文 1优化人才培养方案,构建应用型人才培养的教学体系 1.1构建“四个教育平台”,提高学生综合素质及临床综合能力 以公共基础课为基础构建大学通识教育基础平台;以基础医学课程、基础医学实验教学中心为基础构建基础医学教育平台;以临床医学课程及“标准化病人模拟实训室、临床技能实验教学中心”、见习、实习等为基础构建临床医学教育平台;以医学影像专业课程、医学影像数字化仿真实验教学中心、PACS实验室、电子阅片室和附属医院影像科室为基础构建医学影像学专业教育平台。通过上述“四个教育平台”,加强学生医学人文、职业情感、心理健康教育及基础医学的实践训练、临床技能训练及专业技能训练,不断提高学生综合能力。 1.2拓宽专业基础,强调临床与影像并重 优化课程结构,专业课教学形成以影像诊断学为核心的8门专业课程体系;加强形态学基础课程教学,使系统解剖学、组织胚胎学、病理学等形态学课程教学时数与临床医学专业同步,内科学、外科学教学课时与临床医学专业并重,将断层解剖与影像解剖学合并为一门课程,增加了图像处理、放射防护学等选修课程,拓宽了培养口径。 1.3采用3+0.5+1.5培养模式,加强学生的综合分析能力 即第一阶段:三年基础学习(学习公共基础、医学基础、临床医学等课程);第二阶段:半年临床科室轮转实习(进行内、外、妇、儿等科室实习);第三阶段:一年半影像专业学习(其中半年学习专业核心课程,半年进行医院影像科室实习,半年在数字化仿真实验教学中心进行综合阅片能力培养及科研能力训练),学习内外妇儿等临床医学课程后,即到医院进行为期一个学期的临床实习,实习后再学习影像诊断学等专业课程,然后再进行一个学期的影像专业实习。这样使得学生在学习影像诊断专业课程时,能够结合临床医学的理论与病例等问题听讲,有利于学生综合能力的提高。 2形成以学生为中心的教学理念,实施学习、实践、探索相结合的应用型人才培养教学模式 2.1改革教学内容,促进课程知识体系的更新及相关知识的交叉和融合 医学影像学与基础医学中的解剖学、病理学、内科学、外科学等多门学科均有密切的联系,是联系基础医学与临床医学之间重要的桥梁学科之一。因此专业教学过程中加大教学改革力度,通过PACS系统调阅所有影像、临床病历、病理图像等资料,将影像诊断理论知识与实践融会贯通;通过见习、实习的读写片训练及临床病例读片讨论等形式,培养学生独立思考、灵活运用理论知识去认识、观察、分析问题和解决综合问题的能力,提高学生临床适应能力和职业素质。使放射诊断学与CT、MR诊断学课程融会贯通,按系统讲授,避免教学内容的重复,注重传授专业理论基础,讲授新技术、新进展,实现学生在网上自主学习,突出对学生基本技能、临床思维能力、科研能力的培养。教师通过临床实例及案例讨论,言传身教、教书育人,寓医德于教学之中。 2.2改革教学方法,提高学生的阅片能力及影像学诊断与鉴别能力 灵活运用启发式、以系统、疾病、问题为中心及病例讨论等多种教学方法,因材施教,培养学生的独立阅片能力,训练学生熟练运用临床思维方法,使学生掌握人体各系统的影像学解剖及常见病的影像诊断与鉴别诊断。 2.3改革教学手段,提供丰富的教学资源 建成了数字化影像仿真实验中心网站,包括实践操作指南、教案与课件、影像试题、影像诊断学仿真课件、视听教具(如人体断层标本、病理标本、手术录像、各种影像检查录像和电影)等资源,完善更新“医学影像学电子教学片库和试题库”,构建网络化、多媒体化新型影像学见习、实习教学模式,形成了网络化的医学影像教学和管理平台,使学生可以通过医学影像学电子教学片库和试题库及医学影像学电子阅片室进行专业技能训练和考核。 3加强实践教学改革,构建集知识、能力、素质培养于一体的实践教学体系 3.1加强专业实验室建设 建成PACS实验室,实现了与附属医院进行无缝对接,能够实时、安全、有效地将附属医院CT、MR、DR、DSA等设备所产生的数字化图像信息同步传输到PACS实验室,使学生能实时调阅典型病例的影像和检查报告,形成了一个开放、仿真和资源共享的教学环境,有效提高了学生的影像诊断能力,实现影像资源的最大化利用,加强临床资源向教学资源的转化。更新和丰富医学影像资源库和试题库,建立涵盖医学影像原理及全身各大系统、病种齐全、内容表达形式多样、功能强大的医学影像网络资源库,便于学生随时在网上学习。 3.2加强校内外实践基地建设 加大实验室开放力度,做到时间、空间、内容的全面开放,建立了师生互动平台。实施“三早”教育,开放附属医院影像医疗工作现场,实行专业基础课前先到临床见习的培养模式,让学生身临其境在医疗实践中学习,将临床问题渗透到基础教学中,强化实训氛围,开辟了省内外十余家三甲医院作为学生的实习基地。 3.3加大实践技能训练和考核比重 教学中所有专业课程理论授课与课间见习课时分配为1∶1,理论授课与见习全部由富有经验的临床副教授以上教师讲授并带教;毕业考试实行理论考试加实践技能考核的全方位考核模式,毕业专业课考试实行理论成绩与读片成绩的分值分配为1∶1的考核模式。总之,结合学校办学指导思想与定位实际,通过改革医学影像专业应用型人才培养模式,培养的学生基础扎实,自主学习能力、终身学习能力、综合素质全面提高,在首届“万东杯”全国医学影像学专业大学生实践技能大赛中获得了团体三等奖、个人三等奖,学生就业率连续三年在95%以上。 作者:张淑丽 张晓杰 钱丽丽 杨颠 刘慧临 单位:齐齐哈尔医学院医学技术学院 齐齐哈尔医学院 医学影像学论文:医学影像团队教学创建思考 本文作者:吕秀玲 平学军 单位:宁夏医科大学总医院放射科 随着近为适应社会对影像专业人才队伍的发展要求,提高教师队伍素质,优化师资队伍建设和教学水平建设,以国际医学教育基本标准为依据、以培养高素质创新型影像医学人才为根本、以本专业中已招收的学生教育为契机,改革现行影像医学教育体系、课程设置、教学内容以及教学方式等,探索一套符合国际发展趋势、适合中国国情,能够满足本地区医学影像人才的培养要求,实现教学内容的现代化和国际化,全面提高医学影像学专业教学质量。培养出基础理论扎实、动手操作能力强、综合素质好的高层次的应用型影像医学专门人才,提升本专业的教学水平。 课程特色 在影像专业各课程体系有机整合的基础上,教学队伍中所有教师对课程教学内容进行大力改革,修订影像学专业教学大纲和考试大纲,剔去各课程间的重复和老化内容,强化各课程的基本理论、基本知识和技能;增加新知识、新技能和新进展;逐步推行双语教学,定期开展双语教学公开示范课。根据学生培养目标的调整,通过认真调研对影像专业的培养计划、课程课时设置进行有效合理的调整。通过调整增加实践教学的课时数,改革教学模式,将进一步加大影像学实践教学的力度,以利于提高影像实践教学的效果。在系部领导下组织优势教学资源力争取得校级精品课程,构建以区级、校级、院级精品课程为主体的优质专业课程群,注重课程建设的基础性工作,重点建设影像学专业校级精品课程2~3门。大力推进专业课程教学方法与教学手段,积极推行“小组合作性学习”“、参与型”“、角色扮演”等形式,激发学生学习兴趣,注重学生实践能力与综合素质的培养,增强学生自我学习、自我管理能力和创新能力的培养。 教学团队精神在创新性改革措施、实验教学或实践性教学改革中发挥的作用 医学影像学是一门实践性很强的学科[1],近几年来,医学影像学教学模式改革与医学生实际应用能力的培养,有不少新问题急待解决[2,3]。本系部所有教师在教学中注重学生互动,设立模拟讲堂,鼓励学生站上讲台进行讲课,培养学生的综合学习能力。在教学活动中,运用多媒体教学、问题启发式教学及讨论式教学以及PBL教学等多种教学方法相结合来组织教学,增强和学生的互动,将大课讲授、影像实验室专题讨论等教学方法有机地结合起来。强调以病例为先导、以问题为基础、以学生为主体、以教师为导向的教学,有助于学生批判思维、主动思维的形成[4]。在教学过程中,将理论和实验的教学内容全部融合在多媒体课件和大量的影像图片里,让学生每接受一个理论知识点后,提问题、学生讨论与自学、回答教师提出的问题,最后由教师归纳总结进行启发式教学。 在讲授理论知识之余,向学生展示大量数字教学图片,给学生自由思考、分析、讨论的空间,教师集中讲解和补充的教学形式能调动学生的学习积极性,最终由授课教师分析总结,对所讲内容使学生不仅将理论和实际相结合,又使所学理论得到良好巩固。激发、吸引了学生的学习兴趣,充分体现出放射诊断学教学的科学性、启发性、先进性和适用性的教学特色。获得了较好的教学效果,培养了学生自我获取知识、分析和解决问题等多方面能力,受到了学生的欢迎。实践性教学是人才培养的重要环节。加强学生实践技能培养,做到放手不放眼,医学影像教学的目的是培养学生具备合理选择应用各种影像学方法的能力[5]。 探索推进实践教学改革的方法,进一步明确实践教学改革的指导思想,完善实践教学体系,加强实践教学的改革与创新,需要构建独立的实践教学体系,整合实验教学内容、改革实践教学模式,加强实践教学管理体制,建立科学合理的实践教学评估体系和实践教学质量保障体系。以影像学实验室为依托,充分利用宁夏医科大学总医院数字信息平台,大力加强数字化实验教学条件建设。开展数字化实验教学和虚拟性实验教学的研究,促进教学手段的现代化。联合教学管理、教学质量监控部门跟踪观察教学效果。协调相关部门及时调整解决教学工作中存在的问题,提出改进意见。在实践教学中,教师队伍经过不断地总结经验,逐步完善在校生、实习生、研究生教学(专人管理、每日读片、专题讲座、病例讨论、出科考试、实习结束考试、研究生读书报告会等),使学生的工作能力大大提高,从而提高就业率。 团队今后的建设计划 基本任务和目标:以邓小平的现代教育理论和“三个代表”重要思想为指导,坚持正确的政治方向;壮大影像学学术梯队,优化物质条件,提高影像学学科带头人的学术水平,培养和壮大人才队伍,形成高层次的专门人才队伍,优化人才梯队;加强国内外学术交流与合作,逐步建设成开放型的教学、科研基地,加强原有自治区级重点学科专业的建设,发展影像学其他专业的建设,使部分专业具有自治区级和学院级重点学科水平。完善影像学硕士学位点建设工作,争取达到博士学位授予点的条件。 学术队伍建设:充实队伍、优化结构、提高素质,继续加强影像学学科学术队伍建设,成为一支具有专业结构、年龄结构和职称结构合理,团结协作,学术协作,学术思想端正、活跃的学术队伍,并能持续不断地进行较高水平的教学和科研工作,积极培养中青年教师,增强师资力量,做好教师梯队建设;加强影像学硕士点导师队伍建设,有效实行动态管理,及时充实导师队伍,确保队伍质量。 学科研究方向及科研立项:充分发挥我院及医科大学的资源优势,提高资源使用效益,为教师教学工作创造有利的条件,鼓励、引导教师积极申报各类各级教学科研项目,开展教学科研,并立足于国内外发展现状,开展影像学专业建设研究与评估工作,加强国内外学术交流与合作,逐步建设成开放型科研基地,加强原有学科研究方向的发展,发展有针对性的研究方向,使专业的一些研究项目具有较高的水平。 影像学硕士点导师队伍建设:严格坚持遴选制度,有效实行动态管理,及时充实导师队伍,确保队伍质量。为了实现跨越式发展,进行影像学专业博士点申报工作。人才培养的发展目标和措施:①以科学发展观为指导,以培养与国际标准接轨的高素质创新型医学人才为根本,紧跟医学影像学发展前沿,提高教师人员学历层次。鼓励青年教师积极报考硕士、博士研究生,提高教师队伍的学历层次;要对青年教师组织专人对其进行指导,提高他们的科研、教学能力;培养他们的创新精神和创新能力。②加强梯队建设,积极选拔培养中青年学术带头人,为学科建设奠定高素质、高层次的人才基础。③加大对外交流工作,加强交流,学习和引进国内外其他同类学科的经验。请外院及外地专家来院讲学,派中、低、高年资教师参加国际、国内、区内外各种学术交流,以期了解各相关专业最新科研动态和最新技术,打造高素质、高专业技能的医学影像专业人才。#p#分页标题#e# 修订影像专业学生毕业实习计划,调整实习内容;加强实习管理,提高实习效果。根据培养目标及培养计划的调整,对影像专业学生的毕业实习计划进行修订,在加强学生基本技能培养的基础上,增加新型影像技术的实习内容,扩展学生的知识面,并在实习过程中注重学生医学职业道德教育、语言表达能力、沟通能力、讲课能力的培养。进一步建立健全各类实习管理制度,如实习学生的带教制度、实习轮岗交接及小结制度、实习学生的请假制度、实习学生自讲自习制度、对实习学生的教师小讲课制度等,进一步规范实习管理。巩固现有的影像专业实习基地,联合相关部门对现有实习基地的教学条件、师资情况及教学能力进行调研。协助非直属教学基地规范实习管理,更好地落实并完成实习计划。必要时可为教学基地医院进行师资培养,提供课件、教学图库等教学资料,协助各实习基地提高教学质量。 建立教学工作目标责任制。要进一步强化教学工作与教学质量的责任意识,各级领导要高度重视教学工作,亲自抓教学质量,进行教学工作目标评估。教师是课堂教学质量的第一责任人,加强教师的质量教育,强化质量意识,开展教师教学的工作考核制度,促进教学质量提高。严格实施“核心教学工作量”制度,坚持教授上讲台。把教授、副教授及相应高级职务的教师讲授本科课程作为上岗聘任的必要条件,以确保授课质量。立全方位、全过程的教学质量监控体系。在校、院、系三级管理的模式下,充分发挥影像系的管理职能,坚持从严治教,精心组织教学,强化过程监管和质量控制。严格执行学校各项教学管理制度,从理论教学、实践教学、教学考核等各个环节贯彻执行学校质量标准。并结合我院实际,制定相关的教学管理制度,建立学生评教,教师评学,同行评价,专家听课等教学质量评价监控体系。 医学影像学论文:医学影像学磁共振临床实习 第一阶段为实习检查等待区患者的准备工作,安排实习时间为1周 1.接诊、登记、预约、排程并发放鞋套:掌握HIS系统预约、排程的操作步骤。 2.患者检查前的准备:磁共振检查是一项非常特殊的检查,需掌握并严格执行磁共振检查的适应症、禁忌症,杜绝一切铁磁性物件进入扫描间,这是保障医疗安全最重要、最关键的一点。(1)首先询问患者是否佩戴心脏起搏器、支架,身体是否有钢板等金属内固定材料,佩戴心脏起搏器的患者绝对不能接受磁共振检查;(2)按照患者身体从上到下的顺序检查:义齿、首饰、手表、手机、钥匙、打火机、身份证、磁卡、腰带、胰岛素泵、电极、假肢、膏药及各类针。告知患者及家属将随身携带的检查禁忌症中的所有部件取下;(3)协助将轮椅、病床上的患者转移至磁共振室专用无磁检查床,杜绝轮椅、病床、氧气瓶进入扫描间;(4)用金属探测器检查无报警声方可允许患者及家属进入检查等待区。 第二阶段为实习扫描间患者的准备工作,安排实习时间为1周 1.放置线圈。(1)掌握颅脑、四肢关节、脊柱、腹部、盆腔等常规检查部位所需要的线圈,根据检查部位选择合适的线圈,选择原则是形状及大小合适、最大可能地接近检查部位、患者舒适;(2)磁共振线圈是精密部件,要轻拿轻放,注意保护插头不要摔碰,注意连线不要卷折;(3)再次确定患者及家属无随身携带禁忌物品(尤其是心脏起搏器),将患者带入扫描间。 2.摆位:协助患者躺在检查床上,将检查部位放置在线圈中间,双手放在身体两侧(不要交叉),系上安全带。3.定位。(1)掌握颅脑、四肢关节、脊柱、腹部、盆腔等常规检查部位的中心,把定位线定在检查部位的中心;(2)告知患者检查过程大约需要的时间、检查过程中会有噪音、检查过程中要保持不动、医务人员会在检查结束协助其下床;(3)为患者佩戴耳塞或耳机,将患者送入磁体中心,关闭扫描间大门。4.检查结束协助患者下床,关闭扫描间大门。在与患者的整个接触过程中,要耐心、热情和细心,患者上、下床时要嘱患者小心坠床,患者行走过程中要嘱患者小心滑倒,防止患者坠床、滑倒等不良事件的发生,以确保保障医疗安全。 第三阶段为操作间学习磁共振成像设备的操作,安排实习时间为2周。 目前国际、国内各大医院应用的磁共振设备主要是由美国GE公司、德国Simens公司和荷兰Philips公司生产,设备场强多为超导型1.5T和3.0T。 1.熟悉磁共振成像序列的原理及其临床应用。目前三大磁共振生产商开发的已经成熟应用于临床的成像序列主要有自旋回波序列和梯度回波序列。因为涉及到专利问题,各大磁共振设备生产商对序列的命名是不一样的,但基本原理是一样的。这部分内容在校期间开设的《医学影像检查技术学》和《医学影像检查设备学》已经讲授过,实习的内容主要是各序列的临床应用,能够正确选择应用合适的成像序列来显示病变,这是获得优秀的、能满足诊断要求的图像以及能正确诊断疾病的前提。 2.熟悉医院应用的磁共振设备的操作:同样因为专利问题,目前美国GE公司、德国Simens公司和荷兰Philips公司生产的磁共振成像设备的操作界面差别是非常大的。因为每个部位磁共振检查的时间平均大约为10分钟,在整个检查过程中患者要保持不动,所以要熟悉检查操作界面,保证以最短的时间获得最佳的图像来完成检查:(1)RIS系统调入患者信息,通过对讲机与患者核对患者姓名、性别、年龄及检查部位,以防检查患者及检查部位错误等不良事件的发生;(2)选择成像序列和成像断面方向:科室将每个部位检查常规应用的序列已经存放在各个文件夹中,拖动常规序列至检查界面中开始检查。但是在检查过程中,我们要根据前面已经检查完成序列的图像随时做适当的调整,实现检查个体化,以获得最佳的图像质量;(3)打印胶片:调节已经获取图像的黑白、对比,合理排班后打印胶片。 第四阶段为阅片室学习规范书写诊断报告,做出正确的磁共振诊断。 对于一名磁共振影像诊断实习医师来讲,学习规范的书写诊断报告是最重要的环节,安排实习时间为3个月。 1.掌握医院PACS报告系统的应用,包括患者的调入、图像的调阅和处理、报告模板的选择及建立、报告的书写、暂存及申请审核按钮;这部分内容可以安排在第一周,学生在已经熟悉报告书写的学生旁边观看、学习,同时完成报告与胶片的装袋工作。 2.掌握颅脑、四肢关节、脊柱、腹部、盆腔等常规检查部位的磁共振报告书写规范。在诊断报告学习阶段,带教教师结合PACS系统及PBL教学法来完成[3~6]。(1)填写检查部位、检查方式、检查序列及断面位置;(2)书写病变的MR影像表现:包括部位、数目、信号、大小、毗邻及强化方式等;(3)形成MR影像诊断结果,包括肯定性诊断、可能性诊断、否定性诊断。 3.掌握报告书写流程。(1)调入并核对患者信息、调阅患者申请单查看患者临床资料(需要时可以借助医院的电子病历系统查看患者的详细病情资料)、查看患者的历史信息(包括各种影像学资料及病理资料),时刻牢记影像诊断与临床、病理密切结合的原则;(2)调阅患者图像、按照报告书写规范录入报告文字;(3)暂存报告或申请审核;(4)审核医师签名,严格执行报告审核制度,报告必须要取得主治医师以上医师的签名后方可装袋、发放;(5)发放报告单及胶片,患者或家属在登记本上签名。最后,要想成为一名合格的磁共振影像诊断医师,还要熟悉磁共振相关伪影的原理及避免、减弱方法。这部分内容在校期间开设的《医学影像检查技术学》和《医学影像检查设备学》已经讲授过,实习的内容主要是认识常见伪影在图像上的表现,并掌握避免、减弱伪影方法,这对提高图像质量非常重要;熟悉磁共振相关伪影在图像上的表现,才能准确识别伪影假象与疾病,取得正确诊断。这部分内容的学习是在整个实习过程中完成的。总之,医学影像学专业的研究生在磁共振室的实习内容包括检查室等待区检查前患者的准备、扫描室线圈的选择、摆放和患者定位、操作间检查序列的选择、操作及阅片室报告的书写四个阶段,这四个阶段实习内容是相辅相成、密不可分的,经过这四个阶段有序、规范的实习教学,收到了很好的教学效果。另外在学生的整个实习过程中,医疗安全教育要贯穿始终,以培养符合临床工作要求的、优秀的磁共振诊断医师。 作者:葛艳明 单位:潍坊医学院附属医院影像中心 医学影像学论文:医学影像技术员的素质教育 本文作者:赵子周 戈欣 路青 许建荣 单位:上海交通大学医学院附属仁济医院放射科 医学影像学是当今医学领域中知识和设备更新最快的学科之一。随着科学技术的进步,新型医疗没备不断更新换代。医学影像设备也以日新月异的速度飞速发展,相继出现CT、核磁共振(MRI),以及CR、DR、DSA等数字医学影像设备。医学影像检查技术已不是原先单一X线透视和摄影技术,而是多项技术的综合。随着医学影像设备不断的更新换代,影像技术将得到更多的发展空间,尤其是介入放射学的展开、分子影像学的应用,体现了医学影像检查技术在临床医学领域中的重要地位,将来有可能发展成为一门相对独立的学科。这将对医学影像技术人员的技术和素质提出更高要求,因此,提高医学影像技术人员的综合素质也成为了新时代医学影像发展的一个重要方面。放射科没有一支好的影像技术队伍,就会为临床诊断带来很多不便,甚至误诊、漏诊。本文浅谈一下新时代医学影像技术人员的综合素质教育。 1医学影像技术学发展的特点集中体现以下四个特点 医学影像技术的数字化。随着CT、MRI、CR、DR、DSA等数字医学影像设备出现与应用,照片图像也由原来屏片系统的模拟图像转变为数字图像。强大的图像后处理技术使图像的质量有了明显的提高且数字化图像便于存储和传输。目前,全国大部分大中等医院已经普遍应用了X线数字成像设备。医学影像技术的网络化。PACS系统的广泛应用,有利于开发新型影像学技术,如远程放射学和远程介入治疗等。PACS的建立不仅解决了图像的存储、查询、管理、无胶片化、远程传输和诊断等问题,而且为影像学科的一体化提供了必要的条件。例如,临床医生可以在网络上互相调阅各种医学影像学图像,进行后处理,统一发出所有影像学检查的综合报告,为疾病的诊断和鉴别诊断服务,为建立“大影像科”奠定坚实的基础。医学影像技术的融合化。不同设备、不同图像、不同专业人员之间的融合即是医学影像技术的融合。其是利用计算机技术,将各种影像学检查所得到的图像信息进行数字化综合处理,将多源数据协同应用,进行空间配准后,产生一种全新的信息影像,以获得对研究对象的一致性描述,同时融合了各种检查的优势,从而达到计算机辅助诊断的目的。医学影像技术的标准化。影像学科一体化及远程放射学都需要统一的影像质量和影像技术的标准。 2医学影像技术人员综合素质要求 思想素质要求。医学影像技术人员要摆正自己的心态和位置。医学影像技术人员应具备强烈的专业自豪感和爱岗敬业的精神,实事求是的科学态度和高度的责任心,要克服自卑感,坚决反对诊断第一、技术第二的错误观点。由于技术人员处在第一线,直接与病人接触,所以要牢固树立以被检者为中心的理念,设身处地地为患者着想,一切为了患者。注重团体精神,互相配合,充分把握各个环节,才能认真完成患者在放射科的检查、治疗工作。在思想上要把技术路线向以下3个方面转移:灯箱上的照片硬拷贝向软拷贝的影像质量评价转移;单一的图像技术向具有综合图像诊断技术的能力转移;单纯的技术操作,向发挥设备、软件功能最优化的能力转移。没有影像技术人员第一线的辛勤工作,也不能体现诊断医生的诊断价值。专业素质要求。医学影像技术学是一门具有相对独立性的学科,是医学影像诊断的基础,使医学影像技术学成了一门新的边缘学科。它涉及面较广,包含放射物理、人体解剖和生理、药理、临床医学、影像设备、影像技术、影像诊断、电子技术、医学工程、计算机知识、放射治疗、暗室化学、高等数学、医学心理学等多门学科。因此,技术人员要掌握必要的医学基础理论知识、计算机图形处理技术、现代医学影像学的基本原理、特点和临床应用;掌握现代医学影像设备的正确使用和日常维护操作技术以及必需的外语能力;掌握文献检索、资料查询方法,同时具备一定的科研能力。继续教育素质要求。医学影像技术员要有时代的紧迫感,危机感。加强自身专业学习,定期学习交流,组织集体阅片评片,分析照片质量,参加各种专业学术会议,增加见识,选送部分人员外出学习进修,参加技术培训,组织有丰富经验的技师定期对年轻技术人员讲解技术操作经验和理论基础,增加基础理论学习。医学影像技术应专业化、正规化、现代化;建立高等专业教育体制,增加高层次的培养渠道及强化在职人员的继续教育。现行的教科书和培训教材要及时更新,以适应高科技发展的要求,技术人员队伍应该由大学程度的专业技术人员来充实。外语素质要求。务必加强外语能力和计算机技术学习,只有具备一定的外语能力才能阅读和设定设备的各种参数,了解设备的性能,掌握其安全操作,了解国外新技术的信息,吸取先进经验。熟练地掌握计算机技能,才能很好地操作越来越智能化的新型医学影像设备,才能完成各种图像处理技术。对外宾的接待和检查工作也能顺畅的进行,避免遇到语言不通的尴尬情况,这是新时代的基本语言能力要求。道德素质要求。要加强职业道德和防护知识的培训学习,严格掌握医学影像的适应证,尽可能以最小的辐射剂量来获得最大的诊断信息,要把辐射剂量最小化的原则提高到职业道德,对人类、对自己负责的高度来认识。心理素质要求。影像技术人员应具备有良好的心理素质,爱岗敬业,认识技术工作的重要性,正确对待自已的工作,最终达到为患者提供良好、优质的服务。 3讨论 在医学影像飞速发展的今天,大约每2-3年就出现一项新的成像技术。再加上影像处理软件及工作站的开发、计算机辅助诊断系统的应用,使得影像信息更具有直观性、早期性、特异性、敏感性。因而,加速不断的知识更新与继续教育和终身教育已成为必须;人机英语对话、网络化英语传输已不能回避;作为医院工程人员对高科技的大型医疗设备的维修已不能承受;影像方法学及影像重组技术已成为必然。然而,在很长时期内,我国放射技术人员的培养主体主要为中专教育,培养技术人员毕业于高等院校的比较少,还有部分技术人员是从其他行业转过来,没有接受正规的专业教育,工作后又未能加强自身的继续教育,对X线产生机制、影像解剖结构认识不足,面对影像学的飞速发展已力不从心。还有部分技术员平时工作责任心不强,自身定位不恰当,日常工作简单应付,不能满足不断更新的专业技术的要求。同时,现有的教材是以传统X线摄影为主要内容进行技能训练,已大大落后于现在医学影像技术的发展。当今的医学影像技术是多学科知识综合以及多种技术相融合的影像技术,不掌握一定的基础文化和医学基础知识,包括影像诊断理论、医学工程学、计算机图像处理、信息传输知识,以及医学工程和辐射防护等方面的知识,是很难胜任的。现代新型的影像设备大都是进口的,智能化程度很高,其操作界面及使用说明书基本都是英语,远程放射的国际交流等,这都需要一定的英语能力。所以,加强基础理论学习,学习新知识、新技术,提高专业技能是当前放射技术人员最迫切的任务。综上所述,未来的医学影像将是数字化的医学影像、多学科知识融合的医学影像,医学影像技术向多元化发展是必然结果。医学影像技术员要与时俱进,不断提高自身素质以适应时代的要求。良好的职业道德,扎实的理论基础,精湛的专业技术,丰富的专业知识和临床经验,不断更新的知识及良好的心理素质,以及一定的外语水平和计算机技术,这些都是医学影像技术人员所应具备的综合素质的体现。新时期医学影像技术人员,除了应具有娴熟、灵活的操作技能外,还应加强各个领域、各个学科的综合素质教育培养,成为知识全面的新型人才,才能适应影像医学的飞速发展。 医学影像学论文:医学影像专业的预防医学课程教学创新思索 预防医学是以人群为主要研究对象,以环境-人群-健康为模式,探讨疾病在人群中发生、发展和转归的特点,以及自然因素和社会因素对人群疾病和健康的影响规律,从而制订群体防治策略和公共卫生措施,并在实践中不断完善,以达到预防疾病、促进健康和提高生活质量为目的的学科[1]。医学模式正从传统的生物医学模式逐渐转变为生物-心理-社会医学模式,群体-预防-社区保健的治疗模式,已经成为现代医学发展的必然趋势。随着医学模式的转变,现代医学要求培养出“预防、医疗、保健、康复、健康教育、计划生育”六位一体的全方位医学人才[2-3],预防医学日益显示出其在医学领域中的重要性。尽管我国各所医学院校已将预防医学作为非预防医学专业的必修课,但是很多非预防医学专业的学生并不重视预防医学[3],从2008年开始,连续三年笔者担任了右江民族医学院2006、2007、2008级医学影像专业预防医学教学工作,调查发现医学影像专业学生普遍认为预防医学这一学科一点不重要,没有实用性,与他们所学的专业以及未来要从事的工作没有相关性,因而忽视对预防医学的学习,没有学习兴趣。如何提高医学影像专业学生的学习兴趣,消除对预防医学的片面认识,使他们成为具备预防医学素质的医学人才,笔者总结了以下几点: 1强化预防为主的观念,充分强调《预防医学》课程的重要性 在医学影像专业预防医学教学中,首先要学生树立预防为主的思想,让学生充分明白,作为医学生掌握预防医学知识和方法,树立预防为主的大卫生观念的重要性。这就要求教师在上第一次课《绪论》时,应充分挑起学生对预防医学的兴趣火花,从古至今阐述预防医学的重要性。在两千多年前,《黄帝内经》中就有“上医不治已病治未病”,《易经》中曾提出“君子以思患而豫防之”,《千金要方》中提出“上医治未病之病,中医治欲病之病,下医治已病之病”。这表明自古就形成了预防为主的思想。结合预防医学三次卫生革命和20世纪以来随着工业发展,社会环境的巨大变化,非传染性疾病的发病率和死亡率的大幅度增高,以及近几年来发生的一些突发性公共卫生事件的成功控制,突出预防医学在当代医疗卫生事业中举足轻重的重要地位。例如2003年发生在我国的“非典”、曾经肆虐的“禽流感”、2009年全球爆发的“甲型H1N1”流感等都是利用预防医学的理念和技术才得到有效控制,同时应让学生了解到,近十年来,由于个人不良行为习惯、生活方式所引起的慢性病呈明显上升趋势,不少慢性病的防治都与合理的膳食、改善生活方式、个人卫生习惯有着密切联系。这都要求医学影像专业的学生运用预防医学知识,进行对自身和他人的防病教育。强化医学影像专业的学生的预防医学观念不仅仅是医学发展的必然,医学工作的需要,更是对自身的保护,从而引起学生对预防医学这门学科的高度重视。 2改革教学内容,理论联系实际,突出预防医学的实用性 医学影像专业的学生一直认为预防医学对他们而言实用性不大,因此在教学过程中要充分做到理论联系实际,突出预防医学的实用性,重点讲解与学生自身密切相关的知识,让他们感觉到预防知识就在身边。比如讲到饮用水消毒,大部分来自农村的学生对分散式给水的消毒很有兴趣,还有很多学生家庭有外出务工人员,他们对职业中毒的危害和预防很关注,这些都需举出实例进行详细讲解,讲到营养与健康,同学会比较关注如何吃得科学营养,在当前食品安全问题、转基因食品也是同学们比较关心的问题,对于这些知识结合实际进行讲解,比如“三鹿奶粉”事件,甚至是购买食品时候应该注意什么,怎么看食品的包装标识等都突出了预防医学的实用性,会大大激发学生的听课兴趣。 3优化多媒体课件,配合视频短片,进行案例讨论 当前的教学都是利用多媒体进行,好的多媒体课件,图文并茂,配合视频短片,可以活跃课堂气氛,加强学生对知识的直观理解,提高学生的学习兴趣。比如在讲解水俣病时,配合播放发生在日本水俣病事件的视频,让学生直观地了解了水俣病的病因、危害。在讲解地方性氟中毒时,播放我国氟中毒的视频画面,学生能充分认识我国氟中毒的病因、病区分布、临床表现、预防和治疗。在介绍矽肺时,利用当前影响比较大的农民工开胸验肺事件进行案例讨论和分析,讲解食物中毒利用发生在本校的食物中毒事件进行案例讨论,不但能活跃课堂气氛,还能使学生更深层次地掌握所学的内容。通过实例讲解和启发思考,培养学生独立思考、分析问题、解决问题的能力,让学生充分地认识如何探索病因和预防医学在其中发起作用。 4开展专题教学,互换师生角色,调动学生积极性,促进师生间的交流与互动 如今的教学提倡多样化的教学模式,我们贯彻“启发式”的教学原则,充分发挥学生主体作用;提倡“交互式”的教学形式,注重师生之间的交流。教学是一个双向的过程,不仅仅是知识的传递,同时还有情感、思想以及观念的交流[4]。教师传授学生知识的过程中不仅仅是“教”还可以是“学”,而学生在学习的过程中不仅仅是“学”,也可以“教”。为了促进教师与学生的互动交流,创造民主、自由、和谐的教学环境,发挥学生的积极性及主动性,我们在教学中开展了“专题”教学。如在对“生产性粉尘与职业性肺部疾病”进行教学时,把教学内容分为三个小专题,包括“矽肺”、“煤工尘肺”、“硅酸盐肺”三部分。让同学们分成三组,每组同学利用课余时间去查阅资料,收集资料,做多媒体课件,每组派一名同学上到讲台充当老师的角色,做专题汇报。在这过程中,不但能够培养学生利用网络查阅文献主动获取知识、制作多媒体课件等动手能力,还能提高学生对预防医学课程的兴趣。在进行专题汇报的过程中,教师和学生之间,学生与学生之间的互动交流也得到了增加,教学效果得到了很大的提高,教师在这个过程中也学到一些与学生如何互动的知识,更加了解本班学生。 5开展科研带教活动,实现教学和科研相结合 积极鼓励学生利用课余时间参与本教研室教师的科研课题,使学生的课堂理论知识与社会实践相结合。引导学生能利用所学的预防医学知识进行课题设计、参加课题调查、资料统计分析,论文撰写,培养学生解决和思考问题的意识和能力,使他们具备一定的科研能力,并有助于学生掌握预防医学知识,增强团队协作精神。 6改革课程考试方法 医学影像专业的预防医学考核应摈弃单一的书面考试,采用多种形式的考试方法,并从主要考核理论知识变为考核综合能力。建议采用测试学生解决问题、分析问题的能力的测试方法。例如完成一个课题的设计。 医学影像学论文:小议专升本医学影像学的教学特色 我院自2002年成为扬州大学第二临床医学院以来,笔者即开始参加《医学影像学》的理论教学工作,授课的班级有临床医学本科班、妇产本科班、皮肤性病本科班、中医本科班、全科医学本科班以及临床医学专升本班。特别是从2003年开始,已连续6年担任临床医学专升本班的《医学影像学》理论教学工作。截止到2008年12月底,完成授课的临床医学专升本班有8个班级,学生总人数已达531人。笔者在教学的过程中深深体会到这些学生与其他本科生相比有以下特点: 1.学生来自于不同的单位:据笔者调查统计,这些学生除个别来自于大专毕业后继续深造而无单位外,绝大部分来自于乡镇中心卫生院,县市级医院,地市级医院,以及厂矿和大学的职工医院。既有西医院,也有中医院。这些单位既有一级甲等医院,也有三级甲等医院,规模不等。学生生源及素质差异较大,主要分布在江苏省内。 2.学生在单位内从事不同的专业:这些来自于不同单位的学生,既有从事内科、外科、妇产科、儿科和骨科,也有从事全科医学、检验、超声、药学、影像专业等,既有医院内院、科级负责人、也有普通医务人员。把这些学生聚积在一起,可谓医学专业齐全,甚至可以开一所小型医院。 3.学生的学习目的基本相同:这些来自于不同单位的不同专业的学生通过成人高考再次重返课堂学习,其目的主要有二点:(1)是通过学习,获得一个本科医学文凭及医学学士学位,将来可以在职称上得到进一步晋升。(2)是通过学习,改变自己的知识结构,提升自己的专业水平。毕竟《医学影像学》与大部分专业如内、外、妇、儿、骨科都有联系,在工作中用得上。这部分学生的敬业精神特别强烈,他们带着工作中的疑问来学习,学习特别认真,他们也格外珍惜这样的学习机会。这一点是普通本科生所比不上的。 4.这些学生大都具有工作实践经验:他们有的工作了四、五年,也有的工作了十几年,个别人甚至工作了二十几年的,都具有丰富的临床实践经验。大部分人已结婚,建立了自己的家庭,人生阅历较为丰富。由于改革以及社会的发展,一部分学生的单位已由公办非民营医院改制为民营医院,即使在公办非民营医院的,也大都进行科室成本核算,学生的学习与工作时有矛盾、有冲突,在校集中学习的时间有限,这些学生大部分是集中一段时间返校进行学习,少部分为脱产学习。针对以上这些临床医学专升本学生的特点,并结合 医学影像学》课程的自身的特点,在教学过程中,我们主要采取以下一些措施: 1.抓住重点核心、优化教学内容:随着医学影像学的快速发展,使《医学影像学》课程的架构发生变化,我们结合教学大纲,对原有教学内容以突出影像诊断与临床治疗的联系,注重实践,加强技能训练,适应基层医院发展的需要为主。在课堂上紧紧抓住重点内容进行讲解。并利用每次下课前的5分钟,分清轻重点,告诉学生们哪些内容是要必须掌握的,哪些内容是要熟悉了解的,并在书上划下,给出一些思考题,使他们有的放矢地在课堂后去学习与复习,这也有利于他们最后阶段《医学影像学》的考查考试。 2.把握教学特点,强调学以致用的教学目标:《医学影像学》特点之一是内容多,难以理解。这既有普通x线、CT、眦u诊断,也有介入放射学。由于《医学影像学》学习任务重,时间紧,只有短短的36个学时,要在课堂上全部讲解,并要学生们全部掌握这些内容是不太可能的,学生们对这些内容也不全感兴趣。因此,只有结合各个学生的专业特点,强调学以致用的教学,如有的学生从事呼吸内科,对呼吸系统影像学感兴趣,有的学生从事骨科专业,对骨骼系统影像学感兴趣。我们紧紧围绕这一点,突出以实践应用为特征,结合多媒体教学中信息容量大、形象、直观的特点,应用大量的教学影像图片并结合理论进行教学,这些影像图片质量高、典型、量又特别多,很多图片是在基层医疗单位不易见到的,使学生们拓宽了视野,提高了他们的学习兴趣,确保了实践应用性教学的质量,使他们将来能应用到自己的工作实践中去。 3.针对学生的工作特点,结合理论与图像,列举自己工作中积累的实践经验,这既有成功的医疗实践活动,也有误诊误治的经验教训,来激发学生们的听课兴趣,提高他们的学习效率。同时,也避免他们再犯同样的错误。笔者工作二十年来,积累了大量的典型的医学影像学图片,当然,也包括经验教训图片,建立有自己个人的医学影像学图片库,按系统与内容编排,对学有余力、感兴趣有要求的学生,结合学生的专业,赠送相关的医学影像学图片,供学生在今后的工作中学习参考。 几年来,在临床医学专升本的《医学影像学》理论教学过程中,我们通过采取以上的教学措施,于课程结束后,学生们反映有明显的收获。通过毕业后学生们反馈的信息表明,《医学影像学》对他们的工作实践是有所裨益的。
光纤通信工程技术的问题及运用:光纤通信工程中的光纤材料的选取问题 [论文摘要]在光通信领域中,传统的光纤材料的选取通常要考虑价格、性能、性价比等因素,但由于科学技术的进步,光纤材料的价格大幅下降,这使人们更加关注光纤性能。光纤材料选取的原则已经由“适宜”改变为“适度超前”。“适度超前”能够在考虑价格因素的同时,又考虑光纤技术的更新换代,这使由于网络带宽需求的不断扩大造成的现阶段更新速度不断加快的光通信网络具有更长的使用年限。“适度超前”的原则可以在相同的投资情况下延长光纤网络的使用年限,达到节约成本的目的。 关键词: 光纤;通信工程;单模;数字通信 0 引言 光纤通信就是在光导纤维内传输光波信号,实现信息传输过程。这个过程首先是将欲传送的电话、电报、图像和数据等信息转换为调制的电信号,在进行电/光转换后,即把电信号变成光信号,由光纤将信号传输到信宿,在信宿端接收到的光信号进行光/电转换,将信号重新变成电信号,从而完成一次光纤通信的全过程。可见,光纤通信与我们熟悉的电缆通信主要有两点不同,一是传输信号为光信号而不是电信号;另一个是传输介质是光纤而非电缆(包括明线、双绞线、多芯电缆和同轴电缆等)。光纤通信与电通信方式主要差异有两点:一是以很高的频率的光波作为载波传输信号;二是用光导纤维构成的光缆做为传输介质。因此,在光纤通信中起主导作用的是产生光波的激光器和传输光波的光导纤维。光纤通信之所以能够飞速发展并成为未来通信的发展方向,是由于它具有如下突出的优点:首先是通信容量大。因目前使用的光波频率比微波频率高103~104倍,所以理论上光通信的通信容量与微波通信相比约可增加103~104倍。光纤通信适合高速、宽带信息的传输,能在高速通信干线以及宽带综合业务通信网中发挥极为重要的作用。目前实用的光纤均为二氧化硅。若要减少光纤的损耗主要依靠提高玻璃纤维的纯度来达到。由于目前制造的二氧化硅玻璃介质的纯度极高,因此光纤的损耗极低。由于光纤的损耗低,因此,中继的距离可以很长,这样可以在通信线路中减少中继站的数量,以大幅降低成本。对于要求400MB/s的速率信号的场合,光纤通信系统可以达到100km以上的无中继距离,当然了速率要求得越低,光纤的距离可以越长。而同样的速率如果使用同轴电缆来传输的话,其无中继距离仅为1.6km左右。未来的石英系的超长波长光纤传输损耗将更小,届时将可以实现1000km以上的无中继传输,这对于海底光缆、穿越长距离无人区、跨地通信等应用而言意义极为重大。 一.光纤的分类 光纤的分类划分主要有三种:一是按照传输模式来划分;二是按照纤芯直径来划分;三是按照光纤芯的折射率的分布情况来划分。其中在按照传输模式来划分的情况下,光纤的传播模式实际上是光纤中的电磁波场场型。也称为光场场形(HE)这光场的场型都是在光波导中通过数次的反射与干涉下形成的。呈离散型模式。在光纤中稳定存在条件是形成驻波。它在光纤的横截面上反映各种形状有光场。一个光斑的出现的光纤我们称之为单模光纤,多个光斑的出现的光纤我们称之为多模光纤。在按照纤芯直径划分的情况下,光纤可以有缓变型多模光纤、缓变型增强型多模光纤和缓变型单模光纤。按照光纤芯的折射率的分布情况来划分的情况下,光纤可以有阶越型光纤、梯度型光纤、环型光纤和W型光纤等。在信息化快速发展的社会中,与人们学习、工作和生活密切相关的资料传输需要先进的通信设备去实现。光纤由于输出性能比较优越而被广泛应用。实践证明,光纤通信系统在军事领域的应急通信设备和通信系统等方面得到广泛应用。 二.光纤的性能指标 判断光纤质量好坏的最重要的指标就是光纤的传输性能以及光纤的几何尺寸参数。由表2可以知道G.652、G.653、G.654、G.655光纤的涂覆直径、薄层不圆度等几何尺寸的参数指标是一样的,G.652A、G.655A光纤只能够使用C波段,但是G.652B、G.652C、G.655B不仅可以使用C波段,而且还可以使用L波段。 三.光纤的选用 3.1 各种光纤的特点及应用场合 3.1.1 单模光纤。单模光纤时指只能在指定波长下穿插一种模式的光纤,中心玻璃芯很细,只能穿一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性能要号。后来又发现在1.31微米波长处,单模光纤的材料色散与波导色散一为正,一为负,大小也正好相等。 3.1.2 多模光纤。多模光纤是指可以传输多个光纤导模的光纤。局域网一般选用多模光纤,因为多模光纤收发机便宜,另外多模光纤的纤芯直径大,连接方便简单。但是多模光纤的色散系数大,传输的损耗大,宽带小,因此它只能用于短距离、小容量的数据传送以及模拟光的信息传输。 3.2 光纤材料的选用 在现代光纤传输系统中,光纤是一种作为信号来传输的材料。光纤材料的正确选用对通信工程设计有着至关重要作用。随着我国高新技术的迅猛发展,以光纤材料为代表的高新技术材料成为支撑产业发展的重要因素之一。在选用光纤材料时,一是要根据光纤所支撑的业务范围、传输速度、传输距离以及系统传输质量等因素来选择合适的光纤材料。使光纤材料在使用过程中获得良好性能价格比。因此我们选择光纤材料时对各种类型的光纤的性能有一定的了解,依据光纤的传输性能和系统单信道速率等因素选用光纤材料。 在通信工程中通常我们普遍采用的光纤材料是石英玻璃光纤。在国际电信联盟电信标准中,根据光纤折射率分布、传输模数以及色散等因素可将石英玻璃材料分成几类,G.651多模光纤模式色散限制工作宽带,促使开发了G.652的单模光纤。根据G.652光纤有研发出了G.653的光纤。G.653的光纤在用于1550nm波分复用传输系统中又出现了非线性的问题,会损害系统的传输质量,因此由研发出G.655光纤。朗讯公司依据城域网100信道以上的密集波分复用系统对光纤波长宽度的要求,在1998年又研发出了全波光纤,康宁公司在2000年开出了Metrocor光纤。这两种光纤就是所说的G.652C,其工作的波长是1280-1625nm,适合作于城域网宽带业务的传媒介质。 结语 光纤的品种繁多,不同种类的光纤根据其特有的性价比,存在其适宜的应用方面。随着经济的发展以及传输的信息量的增长,光纤的应用需求正逐年增大。因此在考虑实际情况后,适当的选取性能相当且价格适当的光纤产品可以有效利用有限的资金。我们应在充分了解各类光纤的基础,根据实际情况,选取适宜的光纤。 光纤通信工程技术的问题及运用:电网数字光纤通信工程标准化建设体系构架初探 摘要:电网数字光纤通信技术的发展与应用已经到了“如日中天”的地步,而如何打造一流的光纤通信系统精品工程,使数字光纤通信系统的建设更加具有技术上的标准化、规范化、先进性、实用性和科学性,并与计算机科学技术有效融合;从而使得这一信息技术平台在整个智能电网系统的健康、稳定运行中发挥更好的效能,成为摆在生产一线通信工程人员面前的重要课题。 关键词:数字光纤;通信工程;标准化建设 0 引言 数字光纤通信工程建设是一个十分复杂的系统工程,工程施工环境恶劣,难度大,涉及面广,工艺要求高。比如程控交换系统设备、PCM接入系统设备、SDH传输系统设备、VDF数字音频配线系统设备、DDF数字配线系统设备和ODF光纤配线系统设备以及通信系统不间断电源(UPS)系统设备等对施工质量要求都很高,所以要达到数字光纤通信系统工程的质量要求,信息技术平台的正常、稳定、高效运行是必要保证。 1 通信机房与机柜的总体设计要求和安装 通信机房和机柜的总体要求及施工与安装是一个复杂而繁重的系统工程。从机柜的采购、运输到实施设计安装,需要投入大量的人力、物力和财力。通信工程施工包括新建和改建两部分,新建变电站按照设计图纸直接安装施工即可,而改建通信系统设备要不断将老化设备拆除,对新设备进行重新设计,符合设计要求后方能组织施工。信电公司由于所辖500KV、220KV、110KV变电站就达50多台次,其施工任务繁重和技术上遇到的难题是显而易见的。首先是每个机柜底座的设计和安装,既要保证底座设计的合理性,又要保证通信机房设备的统一性。规范合理的通信系统机柜安装是后续系统工程施工的基本保证。 2 数字光纤通信系统传输设备的施工与安装 数字光纤通信系统传输设备是光通信系统的核心组件。是以进入站内第一光纤活动连接头为运行维护的分界面,连接光纤配线架(或光缆线路终端接续盒)的尾缆、光端机、数字复接设备、PCM基群设备、数字配线架、音频配线架均属站内传输设备。首先是将机房设备安装在相应的机架位置上,并根据机房设备平面图确定电线槽道或走线架、列柜、电源并紧固好设备。连线时一定注意以下问题:1、根据机房内设计平面走向图确定电缆敷设方式和走向。2、根据电源线缆图将各种设备电源线连接好,连接时注意电源正负极,千万不能接错。3、根据机房地线线缆接线图,将各种设备地线连接好。设备外壳应与机房接地端子用绝缘电缆相连,机房接地端子应使用绝缘电缆与变电站或主建筑物网相连,接地电阻要小于设计值。4、根据设备信号电缆走向图将光缆、数字电缆音频电缆连接好。一般按照的顺序为:光分配架光端机切换设备数字复接设备数字配线架PCM基群设备音频配线架。5、根据站内设备告警及监测线电缆连接图,将各种设备的告警及监测信号与监测设备连接。6、配线架应接地并装有限幅装置。音频电缆在接入光纤通信设备前,要首先接入保安设备。 3 不间断电源(UPS)系统工程的安装与施工 电源系统设备是整个光纤通信系统的重要组成部分,电源设备运行正常与否直接影响通信系统的畅通。在通信故障统计中,电源故障所占的比例很高,远远大于其他故障的比率。所以,电源系统的施工安装必须满足如下基本要求:1、电源设备安全可靠,保证为通信设备提高稳定的、不间断的直流电源。2、供电电压稳定,其变化应不超过通信设备的要求。3、有良好的滤波性能,使杂音电压符合通信设备的要求。4、技术先进,经济合理,便于安装和维护。无论是高频电源和蓄电池组的施工安装都应符合总体设计要求,真正符合通信电源系统技术规范标准。机房内两路独立的交流电源系统应具备自投切换功能。电源正极应与机房地线相连,设备必须良好接地,地线不应与防雷接地、高压防护接地共线,不能与交流供电零线接地相连。机房内各种电缆的金属外皮、设备的金属外壳和框架、水管等不带电金属部分、门窗等建筑物金属结构以及保护接地、各种接地等,应以最短距离与环形母线相连。采用螺栓连接的部分应用银环氧树脂导电胶 粘合。 4 数字光纤通信系统工程验收及运行 1、通信系统通过安装调试正常后, 进入竣工验收阶段。系统传输设备安装工程的验收应按有关部门颁发的工程验收标准进行,一般分为随工验收和竣工验收两部分。验收项目如下:光端机机房要求、安全要求、器材清点检查、机架及配线架检查、布放电缆、编扎卡接电缆芯线、通电检查、数字复用设备、PCM基群设备、连接测试和通信系统测试等等。 2、开通前检查:(1)、检验机架安装及连线是否正确,特别是电源线的正负极连接是否正确,机器地线是否连接好,各种电气连接接触是否良好;设备内是否打扫干净,设备和电缆沟内不能遗留线头和工具等。(2)、检查机器上电源开关是否都在“关”的位置。(3)、检查电源是否符合要求。机房内电源盘的输出电压应符合传输设备电源电压的要求。交流电源电压的波动范围应符合电源设备的要求。(4)、整流器安装调试合格,能对设备正常供电,蓄电池安装完毕并已充好。(5)插上总熔断器,测分熔断器电压是否正常。(6)、合上分熔断器,检查设备入口电源是否正常。(7)、机架各机盘先不插入,开通机架电源,测量机器输出电压是否正常。(8)、逐步插入机盘,观察是否有反常现象。机盘插满后复核电源盘输出电压,若查上某盘,电源过载保护动作,一般是该机盘有问题,必须更换电源盘。全部机盘插入后,观察整机状态;电源盘内集成块不明显发热,发送盘LD散热片无显著升温,机内无异味后可进一步作整机检查。 3、故障判断和定位方法:(1)告警等级处理。根据告警或监视系统判断是紧急还是非紧急告警。紧急告警表示已严重影响通信,必须马上处理;非紧急告警表示告警暂时不影响通信;也可能表示上游设备故障,应及时进行判断,避免扩大告警范围。(2)、判断告警发生的部位。出现告警后,应迅速判断故障发生部位,即是线路故障还是光端机设备故障;是光部分故障还是电部分故障,是群路故障还是单路故障。(3)、定位方法。对于故障定位,一般比较常用的是采用环路法。首先根据告警判断故障发生的范围,决定相应自环的级别,不能因为故障处理扩大通信中断的范围。 4、常见告警原因分析:(1)、供电中断或配电箱分熔丝熔断。(2)、电源盘发生过压或过流保护动作,原因是有可能某个机盘短路,拔出机盘查找短路原因,消除后自动恢复。如果不是机盘原因,则是电源盘的问题,更换电源盘后应恢复。(3)、AIS告警。发生AIS告警一般为上游设备告警,应在上一级设备查找故障原因。(4)、远端告警。远端告警并不意味着是对端设备故障,而是指由本端发信开始到对端接收的某个或多个环节有故障。故障处理一般是换盘而不提倡修盘。 5 结束语 现代智能电网的建设日新月异,而数字光纤通信系统工程的建设与发展同样取得了长足的进步。要真正打造出一流的电网通信系统标准化建设体系框架,就必须将计算机技术与通信技术高度融合,进而为现代智能电网的安全、可靠、稳定运行提供强大的信息技术支撑。 光纤通信工程技术的问题及运用:光纤通信工程技术传输的最新发展动态 摘 要:光纤通信工程技术传输在通信领域处于重要地位,该文以当前我国光纤通信技术传输的发展现状为基础,对光纤通信工程技术传输的未来发展做出了一定的分析和研究,探讨了未来光纤传输的发展态势。 关键词:光纤 通信工程技术传输 发展动态 光纤是通信网络中比较优良的传输媒介,光纤具有损耗小、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,受到业内人士的肯定。当前,光纤通信工程传输已经进入到了有线通信的各个领域,光纤技术也得到了长足的发展,通信范围不断扩大,有着很强的发展潜力。 1 我国光纤通信技术传输的发展现状 1.1 波分复用技术 波分复用技术对单模光纤低损耗区进行充分的利用,以此带来巨大的带宽资源。由于每一信道光波的频率都是不同的,所以将光纤的低损耗窗口区分为几个小的信道,然后在将光波作为信号传输的载体,发送端使用分复用器,把不同波长的信号光载波合并到一起,再送入同一根光纤当中进行传输。在接收端使用一波分复用器使这些不同波长表达的不同信号的光载波区分开来。因为不同波长的光载波的信号在不考虑光纤非线性情况下,可以当做是相互独立的,所以在同一根光纤中可以实现多路光信号的复用传输。 1.2 光纤接入技术 光纤接入是信息高速公路的最后一个组成部分。为了实现信息的高速传输,满足人们的信息传递需求,不仅在传输网络上要保持带宽,还要求对用户接入部分引起足够的重视。 光纤接入技术是实现信息有效传输的关键技术,在光纤接入当中,光纤到达位置是不尽相同的,有多种不同的应用方式。比较有代表性的FTTF,即光纤到户是光纤接入的常见最终方式,这种方式提供的是全光接入,可以充分利用光纤的宽带特性,为用户提供不受限制的带宽,充分满足用户的宽带接入要求。当前,国内的技术可以为用户提供FE或者GE的带宽,这对于大中型企业来说也是比较理想的接入 方式。 2 光纤通信工程技术传输的发展动态 随着通信技术的发展,电信管理体制的改革以及电信市场的全面开放,光纤通信又一次呈现出良好的发展态势。 2.1 向超高速系统发展 从电信的发展史来看,网络容量的高需求与传输速度的提高一直存在着矛盾,传统的光纤通信发展是按照电信复用方式进行的,当传输的速率大提高时,传输的成本就有一定的降低,所以高比特率系统的经济效益大致上是按照指数规律上涨的,这也是光纤通信系统传输速率持续增加的根本原因。当前情况下,商用系统的传输速率已经有过去的45 mBPS,持续增加到10GBPS,这样的增长速度在过去的20年内增加了2000多倍,这样的速度比之同时期的微电子技术的集成度还要快得多。高速系统的出现不仅能够增加业务传输的容量,而且也能够为种类繁多的新业务,特别是宽带业务和多媒体业务提供了实现的技术基础。 2.2 向超大容量波分复用系统演变 当前情况下,复用系统扩容的潜力已经耗尽,但是光纤的宽带自用利用率依然极低,还有相当大部分的宽带资源等待开发挖掘。波分复用的基本思路是将多个发送波长适当错开的光源信号放在同一极光纤上进行同时传送,这样能够大大增加光纤的信息传输容量。采用波分复用系统有着较多的好处,可以对光纤的巨大宽带资源进行充分的利用,迅速的将传输容量扩大到几倍甚至百倍;这样就能够有效降低在传输基础设施上所消耗的成本;而且波分复用系统的速率与电调制方式并没有很大的关联,能够有效地引入宽带业务的新开发;同时使用波分复用系统还能够实现网络交换和恢复的透明化及生存性强的光互联网。 2.3 实现光互联网 在实用化的波分复用系统中尽管能够实现巨大的传输容量,但基本上都是点对点的通信系统,在灵活性和可靠性上还无法达到要求。如果在光路上达到领域SDH相类似的电路分叉功能和交叉连接功能,却可以使波分复用系统实现更加强大的功能。根据这样的思路,光的分叉复用器和光的交叉连接设备目前已经研制成功,光的分插复用器更是已经投入了使用。实现光互联网的目的在于能够使超大容量的光网络得以实现,于此同时,实现网络的扩展性,使网络的节点数量和业务量随之不断增加,通过实现网络的可重构性,使网络重组更加灵活,允许相互连接融合系统和不同制式的信号对于网络的透明性来说也指日可待,而且能够实现快速的网络恢复,从理论上来说恢复时间可以达到100 mS。由于光互联网有着巨大的发展潜力,发达国家已经投入了大量的人力、物力、财力进行科研。光互联网必将成为光纤通信的有一搭发展高潮。 2.4 新一代光纤 近几年网络IP业务呈现爆炸增长的态势,电信网络已经向可持续发展的方向发展,构建起巨大的传输容量的光纤基础设施是构成新一代网络的基础。传统的G652单模光纤已经不能适用高速长距离传送网络的发展需求,开发下一代基础网络设施就包含了开发新型光纤。 目前,根据干线网络和城域网络发展的不同需求,已经出现了两种不同的新型光纤,有非零色散光纤和无水吸收峰光纤。随着通行工程技术传输的发展必然涌现出更多种类的新型光纤。 光纤通信工程技术传输是信息技术发展的重要支撑,在现代以及未来的信息化社会发展中起着重要的作用。从现代光纤通信工程传输技术的发展来看,光纤通信必将成为未来信道发展的主要方式。光纤通信工程技术传输的演变和发展结果在很大程度上来说影响着电信网络以及信息业的未来格局,对社会经济发展产生着巨大的影响。 光纤通信工程技术的问题及运用:论电力系统光纤通信工程的应用探讨 【摘 要】在大容量输送成为趋势的情况下,光纤技术得到了快速的发展,势必成为通信传输的主要方式。本文介绍了光纤通信技术的原理,详细介绍了电力系统中运用的三种特殊的光纤光缆,同时阐述了电力系统光纤通信系统的组网技术,仅供参考。 【关键词】电力系统;通信;架空地线复合光缆;无金属自承式架空光缆;金属自承式架空光缆 1.光纤通信技术 光纤通信技术是光导纤维通信技术的简称,它的传输介质是光纤,载体是光波。终端站和中继站组成了光纤传输系统,光缆组成了传输线路。 2.光纤通信工程在电力系统的应用 由于电力电网系统大力发展的根本需求,大容量和长距离的输送成为电力传输的发展态势。如何在电力通信传输网络中,达到安全传输、高效运行、经济核算最优化,是我们最为关注的问题。 电力系统的通信系统与其他公用网相比,有自身独特的特点,比如电力系统通信的业务量大,但单个业务的容量较小,可靠性要求比较高,具有丰富的杆路资源。所以在进行电力系统的光纤通信网络建设中必须结合电力通信本身的特点进行考虑,同时要利用现有的优势进行建设。 在电力系统中运用较多的专用特殊光缆一般有3种:架空地线复合光缆(OPGW)、无金属自撑式光缆(ADSS)、金属自撑式架空光缆(AD-Lash)。 2.1 架空地线复合光缆 架空地线复合光缆俗称OPGW(OpticalFiberVomposite OverheadGroundWire),是电力系统特有的一种通信光缆,它具有普通地线和通信光缆的双重功能。结构总共分三层:最外层是铝线;中间层是钢芯;光纤包含在钢芯内。根据结构类型可以分为三种:层绞式、中心束管式、骨架式。它的主要特点是:通信容量大;光纤在不锈钢内,抗强电干扰能力强;温度特性好;导电性能好,机械强度高;悬挂在高压电力线路的杆塔顶端,不受外力破坏,安全可靠。建设电力输电线路的时候可同时建设架空地线复合光缆通信通道,而不需另设空间走廊,目前架空地线复合光缆普遍应用于110KV以上高压线路中。 2.2 无金属自承式架空光缆 无金属自承式架空光缆的抗张元件是芳纶纤维,正是由于芳纶纤维具有弹性模量较高、重量较轻、具有负膨胀系数、有防弹能力、强度大的优点。芳纶纤维是通过松套层绞填充方式进行套装而成,里层还有PE 内护套、高强度、耐电痕护套等,所以整体抗电腐蚀的能力很强。由于光缆是采用无金属加强材料,可以有效的避免雷电、高温损害,减少电力线出现的故障。无金属自承式架空光缆可与高压电力线路同塔架设,在电力系统中应用较多。 2.3 金属自承式架空光缆 金属自承式架空光缆是将单模或多模光纤套入由高模量的塑料做成的内填充防水化合物松套管,缆芯中有中心金属加强芯,某些芯数光缆的金属加强芯外还会包一层聚乙烯。涂塑钢(铝) 带纵包后加钢绞线和吊带聚乙烯护套成光缆。它具有以下特点:松套管的耐水解性能良好;光纤余长能精确控制;光滑的外护套使其在安装中摩擦系数很小;护套的抗紫外线辐射性能良好。 3.电力系统光纤通信组网技术 由于电力系统的独特性,要求对传输速率的要求较高,而影响光纤传输速率的重要因素就是光纤通信的传输组网方式。目前,在电力系统通信中使用较合适的是SDH和OTN技术以及PTN和EPON技术有机结合的方式。 3.1 SDH技术 同步数字体系(SynchronousDigitalHierarchy,SDH)是一种光纤通信系统中的数字通信体系,它是融复接、线路传输及交换功能为一体的综合信息传送网络,由统一网管系统操作。SDH技术赋予速度不同的数位信号相应的等级,通过标准的复用方法和映射方法,将低等级的SDH信号复用为高等级的,实现了网络传输的同步,解决了局部网络与核心网之间的接入瓶颈问题,使网络带宽的利用率大大提高。SDH体系同时具有一套完善的自我保护体系,可以满足电力通信高可靠性的要求。 3.2 OTN技术 OTN(Optical Transmission Net,光传送网)在继承了传统DWDM (Dense Wavelength DivisionMultiplexing,密集波分复用)技术优点的基础上,很好地增加了组网的灵活性和电路调度的灵活性,实际上是ASON与DWDM 的综合体。 OTN是为了克服SDH与WDM网络不足而提出来的一种新的光传送技术,一方面它具有SDH网络与WDM网络的技术优势,既可以像WDM网络那样提供超大容量的带宽,又可以像SDH网络那样可运营可管理。另一方面它还具有路由功能与信令功能,能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输效率。OTN是传送宽带大颗粒业务最优的技术,受到业界一致青睐。代表着光网络未来的技术发展趋势。 根据电力通信集中式管理的方针,未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚,各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司可采用OTN方式承载。 3.3 PTN技术 PTN(分组传送网,Packet Transport Network)是指这样一种光传送网络架构和具体技术:在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面,它针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计,以分组业务为核心并支持多业务提供,具有更低的总体使用成本,同时秉承光传输的传统优势,包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。 PTN可以更好的适应当前电力迅猛发展的以太网业务需求。PTN兼容SDH的的所有业务,不过重点还是数据业务方面更出色。PTN是以数据业务的需求出发,以太网技术发展来的。对数据业务可以无缝对接。具有高效的带宽管理机制和流量工程。 3.4 EPON技术 EPON是千兆以太网技术与无源光网络(PON)的结合。EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络。EPON网络可以灵活组成树型、星型、总线型等拓扑结构。EPON系统由网络侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成。 随着电网建设的智能化,配网自动化是智能电网建设中的一部分。考虑配电终端分布区域分散,终端节点数多, 通信节点分布分散, 单个节点的通信数据量小.数据实时性要求特点和配电网停电区故障处理能力的要求。EPON在无源光网络机制基础上可以合适的解决这些问题,还可以满足配网自动化提高供电可靠性和供电质量,提高整个配电系统的管理水平和工作效率。 4.结语 光纤通信是通信技术发展的重要方向,是电力系统专用通信网一种先进实用的通信手段。在电力系统运用光纤通信具有其它通信方式不能比拟的一些优点。但随着电力系统光纤电路日益增多,必须加强电力系统专用通信网光纤通信的管理,使其更有效地为电网服务。
软件工程专业论文:互联网+背景下地方院校软件工程专业教学 摘要:“互联网+”概念与教育融合,给教学和课程改革带来了新的机遇和挑战。本文以地方本科院校软件工程专业为例,进行了教学改革方面的探讨。分别进行了课堂教学现状分析,教学改革可行性分析,并提出了教学模式创新方案和教学改革建议。 关键词:教学模式;课堂教学;翻转课堂 信息化技术的发展,打破了传统教学模式的束缚,促进教育教学的急剧变革。“互联网+”概念与教育融合,给地方本科院校软件工程专业的教学和课程改革带来了新的机遇和挑战。因此,进行更加深入的教学改革研究,建立多样化的适应不同高校和专业实际情况的教学模式,有利于促进教学质量的提升,提高地方本科院校学生的市场竞争力。 一、课堂教学现状分析 1.学生自主学习能力有待提高。尽管我们不赞同依据成绩片面评价学生的能力,然而,大学阶段和高中阶段教学模式存在一定的相似性,因此,高中阶段的成绩,对学生学习能力的评价依然具有一定的参考性。笔者所在学校是一所地方性本科院校,在全国高校统一高考招生录取时属于本科第二批次录取的院校。受现行招生考试政策约束,相对于重点大学的学生,学生的学习能力存在一定差距。这就需要教师在教学过程中加以考虑,以提升教学效果。2.学生课堂学习积极性不高。当前阶段的大学生,出生并成长在互联网时代,习惯于通过计算机或智能手机等途径获取海量的网络资源,因此接触新事物的机会较多。这一方面扩展了学生的知识面,增强了学生对新事物的接收能力。然而另一面也影响了其学习方式和学习态度。对于系统化、规范化的课堂教学,容易产生一定的排斥心理,课堂环节学习的积极性下降。功利化心态较为严重,对理论性和基础性较强的专业课程,存在一定程度的抵触心理。更倾向于操作性强的实践性课程。3.传统教材难以充分调动学生学习积极性。目前本科院校基础性专业性的课程教材,通常采用国内知名大学和知名出版社的教材。这类教材较为成熟,具有较好的市场认知度。然而这类教材的作者来自于知名大学教授,因此编写教材是并没有考虑地方本科院校学生的特点。通常由于理论性较强、难度较大等因素,难以激发地方院校学生的兴趣。部分实践类教材,以小型的实验性项目为基础进行展开,组织结构较为合理。然而,由于纸质教材主要有静态文字和效果截图组成,并不能足够直观的还原真实项目场景,一定程度上,降低了学生对此类教材的依赖性。4.传统课堂教学模式教学节奏较难控制。传统课堂教学中,通常教师为主导,在规定地点和规定时间内教授规定的内容,学生被动的参与课堂教学。学生的学习能力存在一定的差异,对新知识的接收能力和理解程度并不完全一致。因此,统一的教学方式,存在一部分同学‘消化不了’,另一部分又‘吃不饱’的两难局面。教师较难掌控教学节奏。而前述两类学生的积极性也容易受到打击,难以全面调动学生的学习积极性。5.教学资源现状分析。受制于地方经济发展程度等诸多因素影响,政府在地方性本科院校的投入相对较少。现有地方性本科院校的教学设备较为落后,以简单的多媒体教室为主,硬件资源闲置情况较为明显。多媒体软件资源较为贫乏。教师对多媒体资源的理解能力和操作水平参差不齐,资源利用率不高。互联网技术的发展提供了多渠道的资源获取途径,然而受计算机操作水平限制,互联网资源挖掘技巧不足,使用的频率较低。 二、互联网+背景下教学改革的可行性 1.学生为互联网+的到来做了充分的准备。90年代末期时,大大小小的网吧已经遍布全国各地。2009年初,随着中国电信业改革重组的完成和3G牌照的正式发放,中国全面进入移动互联网时代。现有的普通本科院校的学生大多出生在1995~2005之间,其出生和成长经历正赶上互联网和移动互联网普及的大好时光。因此这一代人对互联网+时代的到来,已经做了充足的思想上和信息技能上的准备。2.人才队伍壮大,为教学改革的提供了新鲜血液。人才队伍建设是教育事业发展的第一要务,是提高高校核心竞争力的重要推动力量。地方本科院校正处于改革和发展的关键时期,深入贯彻科学发展观,必须加强人才队伍建设,全面提升人才队伍的整体素质。我校发展至今,已经取得了一定的成绩。随着各类人才支撑计划的出台,人才队伍不断壮大。高学历教师数量显著增多,这些都为教学改革的开展注入了新鲜的血液。3.政策支持力度加大,有利于保障教学改革的顺利进行。教育部2014年工作要点明确提出,要引导一批本科院校向应用技术类高校转型。2015年10月,教育部联合发改委和财政部出台文件,引导地方普通高校向应用型本科院校转变。2015年11月,国务院出台“双一流建设”方案,鼓励和支持不同类型的大学差别化发展。这些密集出台的各类政策,充分体现了政府在高校改革问题上的决心和力度,这必将为教学改革的顺利发展注入强大的动力。 三、互联网+教育的创新教学模式 1.MOOC。MOOC(MassiveOpenOnlineCourse,中译:慕课),最早于2008年提出,特指加拿大的马尼托巴大学(theUniversityofManitoba)所提供的开放式在线课程资源。随着类似平台资源的涌现,MOOC及其思想被各类媒体广泛讨论,最终被发展成一个专用的教育术语。MOOC将对学习感兴趣的人(或”学生”)和寻求辅助教学平台工具的专家吸引到同一个平台上来。MOOC平台通常不对参与者设置参与门槛。参与者本着完全自愿的原则加入到平台中来,并根据各自的爱好进行选择性活动。MOOC的空间跨度大,通常跨越多种不同的平台和技术。通过社交网络和免费的在线学习资源来提供强有力的平台黏性。这也是其区分与传统在线学习的重要特征之一。2.翻转课堂。翻转课堂(FC,flippedclassroom)是近年来流行的一种教学模式。在翻转课堂教学环境下,学生拥有了学习主动权。教师的身份,从传统的单向知识传授者,转换为学习过程的组织者和引导者。学生在进入面对面的教学课堂之前,可以提前接触到与新课题相关的学习材料(如,视频教程、在线资源等)。课题教学环节内,学生通过协作学习、分组讨论等形式,来获取对材料相关知识的更深入的理解。通过将传统的被动学习转变为学生的主动知识获取过程,可以有效发挥学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣和学习积极性。随着技术的进步和以学生为中心教学方法的流行,翻转课堂已经成为一种重构教学模式的新范式。3.微课。微课是近年来引起广泛重视的一种新的教学组织方式,尤其在成人教育和培训领域中广为使用。微课中的微是指微小、短小、轻量等含义。微课通过教学内容进行知识点拆分成,分解成较小的学习单元,并重点关注这种相对较短时间内的学习活动的优化和安排。微课中的“微”,既指待学习内容的少,也指学习时间的小。由于较小的内容模块能够较容易的被获取、存储、处理。学生能够通过一种放松的态度参与学习过程中来,较易实现一种轻松愉悦的学习体验。微课的针对性强、灵活性大、信息含量丰富,可以作为传统课堂教学手段的一个有利补充。 四、结语 在“互联网+教育”的背景下进行教学改革,需要根据地方本科院校学生自身的特点,以及软件工程专业课程的特征进行展开。要加大教育教学资源的投入力度。加强教师队伍的培养和建设,增强教师的课题教学创新意识,全面提高教师的信息化技术的水平。借力互联网技术,整合各类资源,创新方法和手段,实现弯道超车。 作者:张平 单位:湖南科技学院电子与信息工程学院 软件工程专业论文:谈软件工程专业实践教学构建 摘要:文章在分析现有软件工程人才培养实践教学现状的基础上,深入研究软件工程人才培养规律,围绕实验、实训、实习三种不同实践教学类型以及导入、展示、训练、评价、强化、反馈、应用、监管八个实践教学环节,较为深入地讨论“三类型八环节”软件工程教学体系的内涵,论述校企合作实践教学基地及开放式的师资队伍的形成过程,建立量化可控的过程化实践教学保障机制,将软件工程过程管理方法引入实践教学管理,运用自主研发的软件工程实践教学管理平台,为实现教学过程和质量评价的实践教学全生命周期管理提供支撑。 关键词:软件工程;人才培养;实践教学体系;教学质量保障 一、引言 目前,针对我国信息化发展进入互联网时代的要求,高等院校培养软件工程人才的模式也不断地进行改进和调整,特别是在工程实践能力上的加强,已经成为衡量软件工程人才培养的一个重要指标。培养出工程实践能力强、职业素养高、具有国际竞争力的软件工程人才,是软件学院人才培养中需要解决的主要问题。在软件人才培养过程中,加强工程实践教学环节,提高解决实际问题的能力是软件学院培养人才的主要目标。软件学院在工程实践教学改革等方面进行不断地探索和调整,以便满足社会发展对软件工程人才的需求,并在实践教学中取得一定的成效。但仍存在一些问题,如:实践教学体系与软件产业需求、专业培养目标不协调,对实践教学过程内涵理解不够,软件工程实践教学质量保障机制不健全等,表现为实践教学缺乏理论指导,模式各异,产学脱节,教学过程管理不规范,学生创新创业能力欠缺,发展后劲不足等现象。为了更好地适应软件产业的不断发展,为我国培养出更多高水平的软件工程人才,建立新型的软件工程人才培养模式和工程实践教学体系是我们所面临的新挑战。重庆大学软件学院自从成立以来,在办学模式、管理体制、教学目标、培养方法、考核体系、质量保证体系等方面进行了一系列的研究和改革,取得了许多有益的尝试和经验教训[1]。本文结合重庆大学实际情况,深入研究软件工程人才培养的规律,提出了基于“三类型八环节”的软件工程实践教学体系。 二、“三类型八环节”的软件工程实践教学体系内涵 针对新时期实用型软件工程人才培养需求与软件工程实践教学中存在的问题,通过深入研究实践教学内涵,重构软件工程实践教学环节,建立量化可控的过程化实践教学质量保障机制,探索与国内外名校名企深度互动融合模式,我们构建了“三类型八环节”的软件工程实践教学体系(见图1)。同时对学生工程实践能力的培养实施以“课程实验、课程设计、程序设计实训、项目开发实训、系统管理和开发实训以及企业实习”为主的软件工程实践教学体系,并贯穿融合“教授讲座、科研训练、素质拓展、专业竞赛、创新实验与创业计划”等课外实践教学形式。“三类型”是“实验、实训、实习”,三者相互联系、渐进性地进行,从而保证了软件工程人才培养对实践教学要求[2]。实验是为满足理论课程教学要求,根据课程的不同在实验室完成不同任务。它是软件工程人才培养的一个重要的、不可缺少的实践环节;实验是在实验室培养学生对科学原理或者工程原理的发现和验证,即培养学生实际操作能力,论证新原理,开发新技术;实验是对理论教学的进一步补充。实训是模拟实际工作环境,采取来自企业真实工程项目的实际案例,由具有丰富经验的教师或项目经理小组化指导,培养学生在有限时间内,完成软件工程专业的技能、经验、方法、团队合作等方面的训练。软件工程专业实训分为3个过程,第一过程由软件学院有经验的教师指导,以小型软件项目为训练题目,项目小组一般由2~3人组成,主要训练学生软件编程技巧,使学生软件编程能力得到提高。第二过程由经验丰富的学院教师或企业导师指导,以中型软件项目为训练题目,项目小组一般由4~6人组成,主要训练学生系统开发能力,包括:项目计划、需求分析、软件设计和软件测试等,并能够应用常用的软件设计和软件测试工具。第三过程由企业导师指导,以具有一定规模的软件系统为训练题目,项目小组一般由6~10人组成,主要训练学生对大型项目的开发和管理能力,训练学生对软件生命周期各个环节的认识,以规范的过程和标准来有效地开发和管理软件系统。实习就是在实践中学习。软件工程专业实习是让学生去现代的软件工程生产企业开阔眼界,认识现代软件生产过程,在已有的基础上创新改变,把现代的一些理论知识融合到现代软件工程企业里面。根据“实验、实训、实习”三种类型的实践教学要求,采用导入、展示、训练、评价、强化、反馈、应用、监管八个环节,渐进完成软件工程实践教学。教师通过具体的项目导入要解决的问题,根据项目的要求,有目的、有计划地展示开发方法和过程。以一定的形式训练学生完成相关工作,并通过系统地分析,对学生的各种活动、过程和结果进行评价,从而强化学生对软件过程各个环节的认识,并不断完善自我,达到主动学习的目的,把已经学过的理论知识在实训实习中更好地加以展示[3]。总之,根据“实验、实训、实习”三种实践教学的具体内涵,实现对软件工程人才不同阶段的能力培养:实验侧重培养专业技能;实训侧重培养工程实践、团队协作与沟通、创新等能力;实习进一步加强工程能力、社会适应以及产业融入能力。通过“三类型八环节”的软件工程实践教学过程,使学生全面了解和掌握软件系统开发的全过程,能够熟练应用规范的软件工程标准和CASE工具开发软件项目,从而使其软件编程能力、系统开发能力和项目管理能力得到进一步提高,进而适应现代软件企业对软件工程人才的要求。 三、校企合作实践教学基地及开放式的师资队伍 根据“三类型八环节”的软件工程实践教学的目标,要有效地实施“实验、实训、实习”三种类型教学过程,必须有符合要求的实践教学基地及良好的师资队伍。(一)建立校内外的实践教学基地,为软件工程实践教学体系的顺利实施打下良好基础在软件工程人才的培养过程中,不但要有合理的培养方案和课程体系,良好的教学团队和师资队伍等,而且还需要提供培养学生的基础设施,包括理论课程实验需要的各种仪器设备和环境等。对于培养高素质软件工程人才,实践教学基地的建设尤为重要。软件学院非常重视实验室和实践教学基地的建设,制定了实践教学基地建设的具体方案,并逐步实施和完善。除了更新和改建现有的实验室和实验设备,还不断扩展校内外的实训实习基地建设。在校外实践基地的建设方面,与国内外一些著名IT企业建立了广泛联系,如IBM、Mi-crosoft、SUN、HP、NTDATA等公司,一方面共同创建软件工程人才培养实践教学基地;另一方面与企业广泛接触,优先为学生提供良好的校外实习、实训机会。学院也与国内的IT企业进行了合作,如:深圳软酷网络科技有限公司,在学院建立了学生实训、实习基地,并已经应用于软件工程的人才培养过程,经过几年合作运行,达到了软件工程人才在实践教学方面的培养要求。此外,学院还开拓了新的合作领域,特别是重庆市的IT企业(如:重大高科技股份有限公司信息产业分公司、金蝶重庆分公司、重庆宏声新思维集团等)广泛合作,建立校外实践教学基地。由于有良好的校内外合作企业和实践教学基地,在人才实践教学培养方面得到了保障。并在观念上破除传统的由学校包办实习,注重形式而不完全注重效果的现状,提倡企业和学生双向选择。学院非常重视用高科技园区孵化器的形式建立由学院控制的、市场化运作的校外学生实践基地,吸引国内外IT企业,在企业研发软件产品的同时,使学生有真正参与软件产品研发的机会。(二)构建专兼职相结合的开放式师资队伍通过遴选本院具有工程实践经验、教学效果好的教师,聘请合作企业具有较高理论与实践水平的高级工程师担任兼职教师和企业导师,为软件工程人才培养构建起一支高素质的开放式教师队伍,并参与实践教学的指导工作。在“三类型八环节”的实践教学过程中,开放式的师资队伍保障了实践教学的顺利实施和效果,实验由经验丰富的学院教师指导;实训指导由本学院教师或企业导师担任;企业实习指导采用双导师制,由本学院教师和企业导师共同指导,企业导师为学生提供实习环境和实习项目,完成主要指导工作,本学院教师负责实习监管与过程审定工作。 四、成立质量保障机制工作小组,监督实践教学的实施过程 为了加强“三类型八环节”的软件工程实践教学体系的实施,软件学院成立了由教学指导委员会、教学督导、学业导师、企业专家等组成的实践教学质量保障组织机构。教学指导委员定期听课,对青年教师的授课进行试听和特别指导,改进教学质量。教学督导随机抽查教学进度、教案、教学日志、作业布置及批改情况,召开学生座谈会等,全面考察任课教师工作态度、教学能力与水平。学院为学生安排了学业导师,每一位学业导师指导5~8名学生,指导学生的专业学习,鼓励学生参与科研立项、创新训练、学科竞赛等科技活动,提升学生的科研素养,为学生的专业学习做充分的引导和监管。企业专家熟悉软件企业的系统研发过程,加强企业专家的教学参与力度,更好地完成监督实践教学的实施过程和质量. 五、构建软件工程实践教学质量保障机制 软件工程实践教学质量保障机制主要包括组织机构、师资队伍、管理制度和考核评价四个方面。组织机构主要规定教学指导委员会、教学督导、学业导师、企业专家等组成机制和工作机制。师资队伍主要明确本学院教师、企业兼职教师和导师要求机制。管理制度给出教学督导制度、实训过程管理制度、实习基地筛选制度以及实习管理制度等。考核评价包括工具的使用与使用技能评价、过程管理与制度评价、工程设计与实现评价、团队协作与沟通评价等。软件工程实践教学质量保障机制依托于软件工程实践教学管理平台,该管理平台实现了实践教学中知识管理、项目开发的代码管理、错误跟踪管理、项目进度管理和软件测试管理等功能。为实现教学过程和质量评价的实践教学全生命周期管理提供了支撑。 六、结论 重庆大学软件学院是首批教育部批准的国家示范性软件学院之一,自成立以来就积极探索软件人才培养的新模式,不断改进软件人才培养方案和课程体系。按照示范性软件学院人才培养目标,在软件工程专业课程体系总体规划下,制定了基于“三类型八环节”的软件工程实践教学体系,通过“实验、实训、实习”三类型,循序渐进地实现了软件工程人才不同阶段的实践能力培养,通过“导入、展示、训练、评价、强化、反馈、应用、监管”八个环节,保证了软件工程人才的工程实践和专业技能训练,有效地培养了学生团队协作精神和创新创业能力,提高了学生的适应能力和竞争能力,使其在毕业后能更快地适应企业的工作要求。为了保证软件工程实践教学各个环节顺利实施,制定了软件工程实践教学质量保障机制,并研发了软件工程实践教学管理平台,有效确保了“三类型八环节”的软件工程实践教学过程的实施和质量。总之,基于“三类型八环节”的软件工程实践教学体系能够提高软件工程人才的实践能力和综合素质,保证软件工程人才培养质量,具有一定的适用价值和推广意义,可为同类专业的人才培养和教学改革提供借鉴与参考。 作者:张毅 文俊浩 熊庆宇 柳玲 吴映波 单位:重庆大学软件学院 软件工程专业论文: 面向航空领域的软件工程专业人才培养 摘要:基于国内外软件工程人才培养机制的主要不足之处,提出以面向航空领域的软件工程专业人才培养模式,主要以能力培养为核心、以应用和创新为主线,培养遵从软件工程专业人才成长规律和满足经济社会发展需要凸显航空特色的应用型人才。实践证明,面向航空领域的软件工程专业人才培养模式弥补了航空领域软件工程培养模式的不足为培养面向航空领域的应用型软件人才做出了贡献。 关键词:航空领域;软件工程;培养模式 近几年来,软件产业作为信息化建设的核心得以迅速发展,航空工业正是以信息技术为代表的高新技术改造的重点,所以迫切需求面向航空领域的软件工程专业应用人才。现在,国内各工科高等院校基本都开设了软件工程专业,软件工程专业毕业生数目也变得庞大起来。但是,符合社会需要的软件人才不仅数量不足,而且结构失衡[1-2]。高校培养的软件人才与软件企业的实际需求存在明显差距,根本原因在于软件工程人才培养模式不能适应软件市场发展所致。各个高校都在探索应用型软件工程人才培养与实际需求差距的解决办法,有些高校从软件工程课程建设方面来研究[3-4];有些高校从校企合作方面对实践教学体系进行改革[5];还有的从适应国际化软件工程需求方面研究[6]。实践表明,应用型本科院校的软件工程人才培养模式大多数都是追随计算机科学与技术专业培养模式的指挥棒[7],我国高校对面向航空领域的人才培养研究还处于探索阶段,符合航空领域的软件工程人才少之又少,还没有形成一套行之有效、适应软件工程专业领域和凸显航空特色的应用型人才需求的培养体系。因此,如何改革应用型软件工程专业人才培养模式,改新课程教学体系,培养出合格的、适应我国软件产业需要的凸显航空特色的软件工程人才迫在眉睫,改革具有航空特色的应用型软件工程人才培养模式对催促进信息化产业发展具有重要现实意义。 1培养目标与培养模式 充分分析沈阳航空航天大学软件工程专业培养目标,发现存在定位模糊、培养模式单一、专业课程内容缺乏规划、专业特色不突出的现状。遵从《GJB438B-2009军用软件开发文档通用要求》《GJB2786A-2009军用软件开发通用要求》相关标准和创办“依托国防航空、融入地方工业”的特色专业的办学理念。需要构建遵从软件工程专业人才成长规律满足经济社会发展需求的、凸显航空特色的、工程实践应用能力和创新意识并重的应用型人才培养目标。沈阳航空航天大学是航空类所属一般理工科本科院校,根据该校特点建立合理的培养模式。应多方合力加强学生实践动手能力和综合应用能力,探索学分置换与联合培养的培养模式。扩充学生视野,使培养的学生适应软件工程专业领域和凸显航空特色的应用型人才。尝试“基础+专业方向+集中实训”“1.5+2+0.5”的人才培养模式。开始1.5年完成基础课学习,然后2年完成专业和专业方向课程的学习与实践,后0.5学年采取学分置换的方式进入格微软件等实训,实际参与软件工程相关的系统分析、设计、开发、测试和运营管理。 2专业课程体系 构建以工程实践能力、团队合作能力和人际交流能力培养为核心,设计具有专业特色的专业核心课程,依托软件工程专业项目团队模式下实景教学平台建设研究成果,重点研究适合应用型、工程型和凸显航空特色的人才培养的课程体系。该校软件工程专业课程体系建设采用了两种路径:一是参考其他院校软件工程专业的课程体系设置,二是结合行业需求调研、技术交流、专家咨询,以及该校人才培养经验和教学工作积累等方式对已有体系进行不断修订与完善。在教学过程中凸显航空特色,全面引入《GJB438B-2009军用软件开发文档通用要》和《GJB2786A-200军用软件开发通用要求》两个军用软件开发通用标准,严格规范学生在学习过程中各相关文档的书写规范以及加强在软件开发过程中各相关环节的管理,使学生了解并掌握军用软件的整体流程,从而使学生具备航空航天领域方面企业的就业优势。软件工程学科与计算机科学、管理科学、数学、项目管理、质量管理和系统工程等学科相关。这说明该专业需要开设一些相关学科的基础课程,以提高学生对相关专业基础知识的了解,但是要确定软件工程与相关学科之间的知识公共边界,要对相关课程进行内容裁剪。同时,在提供必要的软件工程专业理论知识基础上,为满足学生兴趣、拓宽学生知识面,了解更多的与软件工程专业相关的应用领域,增加院级选修的方向模块课程和跨专业的个性课程。除此之外,组织学生参观航空企业、军工企业和IT企业等,了解专业技术在企业的应用,提高学生的专业学习兴趣,减少学习的盲目性。 3实践教学模式改革 3.1实践教学体系改革 依托课程体系与实践教学体系的有机无缝融合,建立“凸显航空特色的应用和创新能力培养为牵引”的实践教学体系。增加不同环节(四层递进的实践教学体系)不同类型(综合性、设计性、创新性和开放性实验)实验比例,满足不同层次学生实践能力培养需求。充分利用软件工程实验室、数据管理系统(USDM)和校企联合(格微软件)等平台、让学生参与教师科研项目、鼓励学生参加各种大学生大赛、竞赛和创新项目,并在整个过程中,教师进行全程指导、掌控进度和监控实践教学质量。具体实践教学体系见表2。 3.2依托数据管理系统(USDM)建设信息化实景教学平台 USDM是常州伍杰公司开发的一个分布式应用的软件系统,它支持软件开发过程的动态管理。依托USDM平台,建设信息化实景教学平台。对学生实行项目团队式管理,即模拟真实项目团队组织方式。在项目开发过程中对学生强调两个军用软件开发通用标准、将软件工程的知识由浅入深、阶梯状、循序渐进地贯穿到项目各个阶段开发中。负责教师在该平台上实现学生角色划分,各个阶段项目团队划分,指定各个团队项目经理,并给予项目经理较高权限。项目经理根据组员个人能力和今后发展方向对他们进行角色分配,如设计人员、测试人员等。使每个学生都能参与其中,每个人至少担任一项以上角色。学生凭借电脑,互联网、自己的学号,随时随地登陆USDM进行项目开发。项目经理监控整个项目开发过程,从总体上把握项目的总进程和项目完成质量。教师在实践过程中与项目经理沟通并实施指导,学生根据实验要求设计算法,进行数据测试及测试结果分析。将项目实践的项目管理、业务阶段、需求、设计、编程、测试、阶段和建模工具的各种图(动态图、静态图和数据库概念模型)全部形成文档的形式通过该平台并提交。提高学生在项目规划、队伍组织、工作分配、成员交流等多方面能力;培养学生团体合作精神,培养学生团队合作级项目研发的能力和软件工程化方法开发大型软件的能力,为研究和学习软件生产线新技术埋下伏笔。利用USDM的可视化论坛提供聊天、白板、音频、视频、协同浏览等功能。项目团队工作人员在其机器上打开某个文档并进行操作浏览时,其他相关人员也可以在自己的机器上看到操作过程,操作和观看几乎是同步进行的。通过可视化论坛方便项目开发小组内部和小组之间经常交流情况和信息,以便减少误解,删除软件中的个人特征,提高软件的质量。使学生提早接触大型IT企业实际工作环境,学习专业CASE工具的使用,为今后工作打下良好基础。开发团队根据实践项目自己拟定汇报的内容,由教师修改审核后,负责教师和各个小组选择代表作为答辩评委,各个项目小组进行项目答辩,答辩成绩作为开发团队实践成绩一部分。负责教师在数据管理系统平台上审核项目实践过程中提交的文档体系,审核成绩作为团队成绩一部分,优先实践项目运行结果、代码和文档等公开展示。提高了学生研究立项、总结概括、演讲交流和团体竞争意识的能力。 3.3创新团队培养等课外培养模式 团队模式培养,以教育部“卓越工程师”培养方案为创新人才培养模式的建设目标。旨在加强专业创新人才培养,建立以学生为主体、教师为主导的创新型团队培养模式。从大一就开始实行本科生导师制,由专门导师直接对本科生的思想、学习进行指导,对学生管理实行动态准入制度,制定阶段目标,严格考核制度。团队学生可以参加导师的科研项目,在导师指导下撰写论文。参加“大学生创新大赛”“ACM大赛”等学生创新比赛,鼓励学生参加职业资格认证考试。除此之外,还采取了一系列有效措施,如聘请同行领域专家和学者做讲座,第二课堂等。用以培养学生的科研能力,让学生了解专业应用方向和前沿技术,增强学生的专业体验度和兴趣度。 4考核方式改革 采用过程化考核机制,加强对学生的早期学习干预,适当开展个性化教学。教学过程中取消一考定成绩的考核方式,设置阶段性考试,避免出现期末突击学习、背诵典型题目等高分低能情况。根据课程知识点设置多次阶段考试,既可以有效地把握学生的学习过程,又可及时获得相关数据,便于对教学效果定量分析,对学习差的同学早发现早干预,对小群体实施个性化教学。通过USDM系统可获得如下数据:学生编写程序数量分布、学生在线总时间分布、学生和教师登陆次数分析、各次考试的成绩变化和分布、提交时间间隔情况分析、学生成绩的变化情况跟踪等。通过对以上数据的定量分析可以获得学生的学习情况(包括刻苦程度、学习时间分配的合理性、学习质量、是否抄袭等),把这些数据作为评估学生过程成绩的一个指标;不仅如此,通过以上数据分析还可以了解到教师的教学态度(布置作业数量、作业批改及时性、与学生互动的频繁度、对后进学生的关注度等),及时发现教与学双方面存在的问题,及时整改以获得更好的教学效果。面向航空领域软件工程专业人才培养模式研究与实践是一项系统工程。依据国家战略新兴产业创新人才需求,重点研究人才培养模式与现实需求的符合程度,与时俱进多方面优化改革人才培养模式。培养毕业后能胜任航空领域的军工企业以及其它IT行业、科研机构、企事业中从事计算机应用软件系统的开发和研制的软件工程应用型高级专门人才。 作者:刘香芹 张翼飞 丛丽晖 单位:沈阳航空航天大学计算机学院 软件工程专业论文:软件工程本科专业建设的实践 【内容摘要】信息化时代背景下,我国软件产业逐步迈入了健康、持续的快速发展通道。在此过程中,大量工程型、应用型的高素质软件工程师发挥了不可或缺的作用。本科院校作为软件工程师人才培养的主要阵地,其专业建设在某种程度上直接关联着软件产业发展,有关研究备受关注。本文在对软件工程专业建设现状作出简要分析和论述的基础上,重点就软件工程本科专业建设实践进行了研究。 【关键词】软件工程;专业建设;课程设置 目前,我国软件工程本科专业建设的成果有目共睹,但同时也存在人才适应性、实用性差等问题,课程设置与市场需求脱节成为顽疾,不利于学生实践能力的培养。21世纪是一个以知识经济为主的时代,人才作为企业竞争的核心,其战略地位不言而喻。然而,软件工程本科专业建设存在的一系列问题,直接影响了人才培养水平,限制了软件产业发展,其创新与优化工作至关重要。 一、软件工程本科专业建设的现状 近年来,随着我国高等教育的普及化发展,软件工程本科专业建设大肆扩张,并取得了一定成效。但是在实践过程中,软件工程本科专业建设依然存在不少问题,具体体现在以下几个方面。 (一)保障体系缺失。软件工程本科专业建设是一项体系化工程,需要大量的保障基础作铺垫。现阶段而言,大部分本科院校应时展需求,逐步开设了软件工程专业课堂,并按照新课程改革要求,采取了一系列创新改革举措,建立了相对完善的实践机制。然而,我国软件工程本科专业保障体系建设依然不尽如人意,在教学内容设计上缺乏与软件产业及相关技术发展变化的有效弹性配合,体现了多阶段逐级过渡的特性,很难实现理论、实践与工程的循环。在这样的教学模式影响下,软件工程专业人才培养拘泥于书本知识灌输,忽视了对学生个性差异与全面发展的考查,不利于其实践能力的提升。究其根本,造成此类现象主要是因为素质教育建设与渗透不足。在软件工程教学实践中,部分教师固守传统思想,本身专业化水平不高,缺乏应有的创新素质与优化意识,在方法选择上显得过于拘谨,忽视了学生主观能动性的发挥,最终限制了学生的全面发展。因此,保障体系缺失是影响软件工程本科专业建设步伐的重要因素。 (二)产学联盟滞后。软件工程本科专业建设并非高校一方的责任,其社会价值决定了需要政府支持和企业配合。事实上,软件工程人才培育与相关企业人才需求缺乏反复性地对接与持续性地跟踪,使得本科院校教育逐步脱离了经济市场的导向,所培养的毕业生人才必然不能满足企业需求,其基本价值沦丧。新时期,市场经济运行规律决定了,软件工程本科专业建设必须走产学研一体化发展道路。目前,很多本科院校与企业建立的产学联盟还停留于表面,并未深度挖掘软件工程专业建设需求,在人才培养方面尚未真知灼见、长治久远。有些企业过度“计较”对合作育人的成本投入,专业选择具有强烈的“功力”色彩,参与软件工程专业建设的积极性不高。在此过程中,政府如何发挥引导职能,合理介入校企合作,为其提供良好的法律政策及资金支持是当前一个较为突出的问题。没有健全的管理措施,校企双方的权责就不能得到有效拷问与执行,一旦发生纠纷,势必会影响两者之间的长期合作关系,产学研一体化也因此走向尽头,不利于软件工程专业建设的完善与深入。 二、促进软件工程本科专业建设的实践策略 软件工程本科专业建设实践成果,受诸多因素的影响。结合分析,有针对性地提出了以下几种软件工程本科专业建设实践策略,以供参考和借鉴。 (一)优化课程设置。学科是高校生存与发展的基石,同时还是专业建设的前提和基础。一个健全的专业往往需要多个学科的支撑,否则势必沦亡。因此,本科院校在软件工程专业建设之初,就需要综合考查自身现有的学科实力,有针对性地做好铺垫工作。具体而言,本科院校要树立良好的市场意识,并以此为导向,明确软件工程专业人才培养目标及要求,合理配置相关学科,设计完善教学内容,逐步形成科学体系,实现人才的全面发展,最大限度地发挥自身社会价值。为适应软件产业发展对多元人才的需求,本科阶段应放宽口径,不细分专业培养方向,但需要考虑专业课程模块设置,夯实毕业生理论基础的同时,拓展其知识面,使之深入了解某类系统软件及其应用领域。一般而言,软件工程本科专业核心课程包括软件数学类课程、软件基础类课程、软件系统类课程、软件工程类课程等内容,着重突出对学生应用能力与实践能力的培养。基于此,对于软件工程本科专业学生的考评也应关注其软件数学知识、基础知识以及工程知识水平,全面考查其综合素养及能力,并据此决定下一阶段的教学目标及方向。 (二)加强师资建设。素质教育背景下,教师作为主导,既是软件工程本科专业建设的对象,又是软件工程本科专业建设的参与者,其表现出的综合素养和能力直接决定了最终工作成效。在高等教育普及化阶段,本科院校面临着巨大的人才引进压力,需尽量在短时间内优化整个师资团队的学历结构、年龄结构以及职称结构等。在此过程中,本科院校要致力于专业化师资队伍建设,加强教师培训工作,及时更新其理论知识素养及专业技能构成,提高他们的综合业务能力,使之提供良好的教学服务。简单来讲,本科院校应制定完善的教师培训计划,以职业培训为主、脱岗培训为辅,根据软件工程本科专业建设需求,分清轻重缓急,优先发展特色学科,为广大教师搭建互动交流平台,分享有效经验,从而为软件工程本科专业建设提供强力支撑。同时,本科院校还需建立完善的激励制度,保证双师型教师团队建设资源充沛,给予表现优异的教师适度职位晋升、薪酬增长等奖励,鼓舞他们自主创新,树立其良好的职业发展愿景,从而使之投入更多的时间和精力在本职工作上。 (三)推进校企合作。本科院校的核心价值是促进学生全面发展,其根本目标是打造满足市场需求的应用型人才。从某种意义上而言,企业作为市场经济活动的主体,只有其自身才清楚需要什么样的人才,也是软件工程本科专业建设方向的决定者。政府方面应充分发挥引导职能,制定完善的法律制度、政策体系支持校企合作,明确双方承担的责任和义务,帮助两者构建长期战略合作关系。而企业方面也需要深刻认识到校企合作对自身发展的重要意义,可就软件工程本科专业建设提出可行性建议,也可与校方专家共同协商专业课程设置,将行业最新发展动态引入到软件工程专业教学体系当中。在企业的积极参与下,本科院校需树立良好的市场意识,将软件工程专业建设紧密联系市场,结合自身实践,走特色发展道路,以服务于地方产业经济发展。同时,校企双方还应整合可以利用资源,合理配置,积极打造校内实验室和校外实训基地,引入先进技术及设备,最大限度地发挥各方优势,为软件工程实践教学提供良好的环境与氛围。总而言之,软件工程本科专业建设实践十分重要和必要。由于个人能力有限,本文对软件工程本科专业建设作出的探索可能存在不足,未来其实践工作还有很大的改善空间。因此,希望业界更多专家和学者持续关注我国软件工程本科专业建设实况,全面总结其现状及问题,并深度剖析其中存在的问题,有针对性地提出更多促进软件工程本科专业建设对策,从而推动软件工程专业创新优化发展,为我国软件产业持续发展提供强力人才支撑。 作者:林峰 李萍 软件工程专业论文:高职教育软件工程专业综合改革课程建设 摘要:软件工程专业人才培养的定位是在熟练掌握计算机软件编写的基础上,让学生可以利用所学计算机方面的知识,与传统的工程领域相结合,培养可以进行各个层次软件开发的复合型人才。为了更好地实现人才培养目标,必须加强课程与教学资源建设,不断完善培养方案,优化课程体系,建设开放、立体的网络教育资源平台,创新学生课外实践平台和实训教学平台。同时也要不断探寻新的专业管理路径,以科学管理促进教学水平提升。 关键词:高职教育;专业课程改革;软件技术 淮北职业技术学院软件技术专业经过多年建设,形成了独具特色的“多层次、分流式”人才培养模式;在课程建设上,坚持“瞄准岗位设课程”;在教学内容上,将社会职业资格认证与专业教育紧密结合;在教学模式上,坚持“瞄准职业能力搞教学”,形成了独具特色的“项目案例教学法”;在实训基地建设上,着力建设教学、服务、科研“三位一体”的实训基地,有效地构建了计算机应用技术专业综合试点改革的基础。2015年与武汉慧众聚成合作开设ACCP软件工程师班,共同培养软件工程师。同年软件工程专业获得安徽省质量工程的专业综合改革试点项目立项。软件工程专业培养的定位就是在熟练掌握计算机软件编写的基础上,让学生可以利用所学计算机方面的知识,与传统的工程领域相结合,培养可以进行各个层次软件开发的复合工程型人才。 一、课程与教学资源建设 在专业课程体系改革方面,坚持课程体系和教学资源建设以市场为导向、学生为根本、学科知识为基础、专业技能为重点的原则,构筑软件工程专业学生的知识体系,搭建教学平台,完善培养方案,优化课程体系和模块化课程结构,推进精品。 1.完善培养方案。依据我校软件工程专业培养移动互联网软件工程师的人才培养定位,软件工程专业的培养方案将突显课程结构模块化、块内课程群组化,分模块、分群的特色,保证培养目标的实现。专业基础课模块:主要包括面向对象程序设计、数据库原理、软件工程等课程,通过本模块体现基础的“厚”。专业技术课模块:主要包括移动互联网技术、嵌入式系统等课程,另外在每个课程群中增加企业课程模块,通过聘请外教、企业专家承担与市场或工程结合紧密的相关课程的全部或部分内容的主讲工作,并加强国际交流,提高授课质量。增加的企业课程模块包括:Android软件开发、信息工程项目管理、网络系统架构等课程。通过本模块体现出“多方向”。技能拓展模块:主要包括WAP技术及其应用、嵌入式Linux-ARM应用开发、人工智能等课程,通过本模块,体现出应用能力训练。课程模块如图1所示: 2.优化课程体系。在培养方案的基础上,优化课程体系。以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标,让学生做中学(Learning by doing)和基于项目学习(Project based on learning)。工程项目为载体,使学生以主动的、联系的方式学习工程,通过项目设计将课程体系有机地结合起来,通过项目将知识、能力和素质有机结合,项目按规模和范围分为三级:一级项目为:课程设计、综合项目设计、创新项目设计;二级项目为:软件算法综合设计、整个培养计划是以一级项目为主线,二级项目为支撑,三级项目以移动互联网技术、智能手机应用软件开发等核心课程为基础,将核心课程教育与对应的专业整体统一起来,强调以软件工程项目复现方式进行实践教学,让学生自己成立小组,从头到尾参与到工程化的软件开发的全过程。在三级课程体系中,一级项目中课程注重以单元知识点为基础,利用实训巩固知识点内容;二级项目在单元实训的基础上实现串联,让学生针对具体工程进行程序设计,三级项目在二级项目基础上,进行项目实训和毕业设计,对实训和程序设计内容进行整合,按照工程项目开发流程进行完整的项目开发。在教学过程中体现了知识(Knowledge———专业知识)、能力(Ability———分析与问题的能力,交流与组织协调的能力,主动获取知识的能力,科学高效管理项目的能力,工程实践的能力和参与国际竞争的能力)和职业素质(Professionalism———创新素质、团队素质和敬业素质)的培养。 3.建设开放、立体的网络教育资源平台。由于课堂学习的时间十分有限,教师不可能在授课时间内将某项专业能力发展的所有知识点完全细致地讲解到,应积极激发学生学习的主观能动性,可以通过多种途径和方法给学生提供课后自主拓展学习的平台。因此,建立开放、立体的网络教育资源平台是十分必要的。对于一级项目,我们建议学生自主拓展学习时间不低于学量的1/3,对于二级、三级项目,则建议学生自主拓展学习时间至少为学量的一半。①以网络课程为核心,在网上开通“软件工程专业在线学习中心”,实现校企专家讲座、校内课堂直播及资源点播;②建立“移动互联网软件工程师网上教学论坛”,QQ群,微信群等平台,为学校教师、学生、企业教师及技术人员等提供一个互动的交流平台,让学生遇到困难时可以随时提问随时进行探讨,获得解答;③与企业合作,围绕专业教学目标、课程体系、教学内容、模拟实验实训、教学指导、学习评价等方面来建设各种资源库,包括精品视频公开课、精品课程、网上案例库、素材库、试题库,并进行资源整合,建设成开放、立体的网络教育资源平台,构建立体化育人环境。 4.软件工程实训教学平台与北大青鸟、武汉慧众聚成合作,加强软件工程专业实验室建设,建立软件工程实训教学平台,模拟企业真实工作环境,根据角色划分将实验室分隔成若干个独立的工作区间,如工作区、项目经理区、技术总监区等;优秀教师组建软件工程咨询和辅导团队;对外开展相关的有偿服务(典型情况如CMMI咨询辅导);按软件企业项目开发摸式,进行软件系统开发实训。结合成熟软件产品的开发过程进行体验式教学,结合软件技术的应用和开发进行实训教学,为学生和教师提供软件开发实战平台。 5.学生课外创新实践平台在北大青鸟、武汉慧众聚成实验室基础上,以学校各种学生课外软件大赛(如蓝桥杯)为牵引,通过“课外科研项目实践”课程、设立科研助理、暑假小学期等渠道建设学生课外创新型实践平台,实现本专业学生早进课题、早进实验室、早进团队、早进社会。 6.积极推动外版教材的选用。采用校企合作的方式,共同建设系列化的实训教材,尤其是智能手机应用开发、移动互联网技术方面的实训教材。 二、专业管理路径 计算机系多年来致力于教学体系建设,并取得显著的成绩。计划在未来四年,继续深化改革、拓展创新,逐步形成科学、完备的专业教学体系。重点做好以下工作: 1.基本教学制度优化与创新改革的重点是提高课堂教学质量和完善监查评价制度,形成规范有效的课堂教学行为监管机制;不断完善教师指导制度,切实做到学生从入校到毕业,指导教师不间断地指导学生的学业和职业规划;建立和完善学科带头人、专业负责人、专业课程(群)负责人制度,教学改革研究制度、实验室开放制度,科学研究、社会实践方面的奖励制度,致力于调动学生的研究兴趣,培养学生的知识运用能力与科研创新能力。 2.采用规范性约束与激励结合的模式充分体现以教师为本、激励为主的理念,注重规范性约束与激励相结合,在教学改革、教学质量评价指标体系和评价办法、教师业务水平考核、教学酬金分配、学生学业测定、教学管理制度等方面建立科学合理的激励机制,为师生营造大胆开拓创新的宽松环境;从制度建设方面强化和激励学生实践能力和创新意识自我提升,使每个学生的人格、个性、兴趣和能力都得到尊重与发展。 3.改传统的行政型管理为新型的学术型,实行新型的学术型体制。由熟悉本学科、专业、行业的理论和发展动态与趋势,熟悉对本专业、行业所需人才的专业知识结构和能力需求的专业教师和企业高级技术人员组成教学指导委员会,制订企业人才培养方案、课堂教学质量和监查评价制度。 4.整合网络信息化教学管理平台,分析现有教学过程中存在问题,通过广泛的调查和需求分析,构建新的教学系统结构,完善其功能,使之更有效地服务于教学。开发学生毕业设计选导师系统、实验室系统等,有效促进教学的科学化、规范化和网络化建设,理顺教学管理流程,提升教学水平。 作者:胡静静 郑吉鸿 单位:淮北职业技术学院计算机科学与技术系 淮北职业技术学院招生办公室 软件工程专业论文:本科院校软件工程专业人才培养模式改革 [摘要]针对新型本科院校软件工程专业人才培养模式存在的问题,围绕软件工程学科领域的“卓越工程师教学培养计划”和IEEE推出的SWEBOKV3知识体系,以强化学生工程实践能力培养为导向,系统重构软件工程专业课程体系和教学内容,以程序设计不断线为目标,形成“基础实践->综合实践->创新实践->专业实践”的渐进式实践教育体系。 [关键词]软件工程;实践教学;人才培养模式;工程能力 1引言 软件产业是信息产业的重要组成部分,是国民经济信息化的基础。2011年,软件工程成为与计算机科学与技术并列的一级学科和目录内本科专业,可见国家对软件人才的培养越来越重视。目前大部分地方新型本科院校都设置了软件工程专业,但由于受到生源层次、师资类型、办学条件等诸多因素的影响和制约,培养的毕业生的应用能力与用人单位的需求存在矛盾。一方面,企业迫切需要具有实践经验,动手能力强的软件人才,另一方面刚毕业的学生却不能找到合适的工作。当前社会上出现大量的软件人才培训机构,从高校的高年级招收学生,为企业培养具有较强工程实践能力的专门人才,这从另外一个角度也反映了高等教育应用型人才的培养脱离了社会需求的实际,教学内容没有跟上社会发展的步伐,教学方法、教学手段和实践环节等需要进行改革。当前,新型本科院校的软件专业人才培养主要存在以下几个方面问题: 1.1专业定位与实际不符 计算机软件专业的教材、教学计划、课程设置、教学方法从985高校到地方新建本科院校,基本相同,培养目标也基本相似,新建本科院校培养的学生没有自己的特色,操作能力和工程实践能力相对于985和211高校软件专业的学生较弱。 1.2培养模式不适应计算机行业的发展 计算机行业的发展速度非常快,几乎每天都有新的技术、新的产品产生,但计算机软件专业的课程设置却没有大的变化,教材落后于IT技术发展的前沿,课程讲授脱离软件工程的实际,课程体系设计不是以职业化为导向,而是以专业学生发展和研究为导向。 1.3重理论、轻实践 由于学校过分地强调学习、掌握理论知识,导致学生把学习的考试成绩看得比较重,却忽视了实践能力的运用。其次,现在的IT行业注重团队合作,而传统的教育模式往往更注重个人能力的考查,忽视了对学生团队合作精神的培养。 1.4缺少有项目实践经历的师资 目前,高校的教师大都是“从学校走向学校”,缺少实际项目开发的经验。另外,学校与行业和企业联系不够紧密,教师难以及时了解和掌握企业的最新技术发展和体系,致使专业实践能力明显不足。本文探索新型本科院校的软件人才培养模式,从实际出发,以着力培养服务地方经济发展的应用型人才为目标,将工程化教学和职业素质培养作为人才培养的核心任务之一,以软件工程方法为指导,系统设置软件工程理论课程体系和验证、设计、实训、实习等实践环节。 2相关工作 “软件工程”概念最早是由北约组织(NATO)在1968年召开的软件工程会议上,为应对“软件危机”而提出的。二十世纪70年代末至80年代,国外很多大学计算机科学系开始开设软件工程课程,例如,卡内基•梅隆大学建立软件工程硕士教育计划。1991年,ACM和IEEE/CS制定的计算教程(CC1991)将软件工程列为计算学科的9个知识领域之一。1993年,IEEE计算机学会和ACM考虑建设软件工程专业,并成立了软件工程协调委员会(SECC,SoftwareEngineeringCoordinationCom-mittee)。2004年,SECC制定软件工程知识体系(SWEBOK),标志着软件工程学科正式确立[1]。我国软件工程教育研究开始于20世纪80年代,当时部分高校开设了软件工程研究生班。2001年经教育部和国家计委批准,全国成立了35所示范性软件学院(后增加到37所),目标是“培养具有国际竞争能力的多层次实用型软件人才”,推动产学研合作办学模式,积极探索教学模式的改革,实现我国软件人才培养的跨越式发展。2006年教育部成立了软件工程专业教学指导分委员会,开展我国软件工程专业战略发展和专业规范的研究工作。2011年,软件工程学科独立出来,成为与计算机科学与技术并列的一级学科。近年来,国内很多高校在软件工程人才培养模式、实践教育体系、校企合作等方面进行了探索和改革。电子科技大学软件学院陆鑫和傅彦结合CDIO工程教育理念,提出以专业实践能力培养为导向的专业评价手段[2]。合肥学院借鉴德国应用科学大学人才培养经验,提出软件工程模块化教学理念,将软件项目管理分为6项一级能力和60项二级能力,确定不同能力的知识点,并对知识点进行优化和重组,从而形成模块[3]。孙红敏等针对教学质量管理问题,提出构建面向能力培养的软件工程专业教学质量保障体系,从而提高软件人才的培养质量[4]。梁宏涛等提出一种专业导师制的人才培养模式,对民办本科高校的软件人才培养具有借鉴作用[5]。林耀进等针对传统教学模式存在实践内容难以有效衔接问题,提出以项目开发为驱动的多课程联动教学模式[6]。 3专业培养目标和课程体系 3.1培养目标和规格 为适应皖江城市带承接产业专业示范区、合芜蚌自主创新综合试验区以及合肥经济圈等重大发展战略对应用型人才培养的需求,以应用型人才为目标,以提高应用型人才培养质量为核心,对接岗位需求,明晰人才培养目标和规格,优化“平台+模块”课程体系。软件工程专业人才培养目标:本专业立足安徽、面向区域软件产业,以软件工程行业标准为导向,以工程化人才培养为目标,兼顾社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素,培养的毕业生应掌握软件工程专业的基础知识及应用知识,具备分析、设计、开发和解决软件工程问题的能力,有创新创业意识,具有扎实的理论基础、较强的工程能力和良好的科学人文素养,能够在软件行业中从事软件设计与开发、测试和管理等工作。软件工程专业学生培养规格主要瞄准两个岗位:软件测试和软件开发。软件测试岗位要求学生掌握软件测试相关技术,熟悉软件开发流程与项目需求分析,了解软件项目开发管理;会按规范编制技术文档。软件开发岗位要求熟悉软件开发和维护流程,能熟练使用IOS或Android进行移动应用软件开发和调试,熟悉Web项目开发及应用。 3.2模块化课程体系设计 根据学校设立“三大平台”+“八个模块”的课程体系框架,我们构建的基于模块化的软件工程专业课程体系。,1、2、3、4代表四个年级,横向的框代表不同的课程群模块。整个课程体系分成:通识课程(必修、选修)、专业基础、专业核心、专业拓展、综合实践课程、校园文化与社会实践、创新创业与科技活动。具有以下3点特色:(1)程序设计不断线。从大学一年级至三年级,每学期均开设程序设计相关课程,涵盖程序设计基础、Web开发、移动开发、嵌入式系统等领域,全程化、多方位锻炼学生的编程能力。(2)实践环节由浅入深,层次渐进。我校软件专业实践环节包括课程实验、课程设计、综合实训、专业见习/实习、毕业设计等多种形式。(3)创新创业与学术科技活动融入培养方案。定期邀请企业人员来我校进行创新创业讲座,学生参加全国大学生创新创业、互联网+、挑战杯等竞赛项目或者获得CCF软件能力认证、PAT计算机程序设计能力考试等证书进行学分认定。 3.3实践能力培养体系 通过整体规划课程实验、课程设计、综合实训、企业见习/实习、毕业设计等实践环节,建立有效的实践能力训练体系,全面提高学生的工程化实践能力。在新修订的软件工程人才培养方案中,将课程实验从理论课中独立出来,进行独立考核,对于高级语言程序设计、数据结构、Java语言程序设计等语言类课程,引入浙江大学PTA平台(ProgrammingTeachingAssistant),系统支持自动考试、评判。课程设计安排在学期结束前1-2周,布置一个大的作业,2-3个学生一组,共同完成。综合实训课是运用多门课程知识的综合实践类课程,比如:在开设数据结构、Java程序设计、Web程序设计之后,安排软件项目实训课,使学生了解一个完整的软件开发过程。设置创新创业与科技活动模块,鼓励学生积极参加学科竞赛和学术科技活动,要求在大学四年中至少参加一次全国大学生创新创业、互联网+、挑战杯等竞赛活动,或者参与教师主持的科研项目,发表一篇学术论文,或者获得CCF软件能力认证、PAT计算机程序设计能力考试等证书。 4结束语 探索与实践新型本科院校软件人才培养模式,注重培养工程能力强的软件应用人才具有重要的理论和现实意义。本文以软件工程方法学为指导,以工程化应用型人才培养为目标,系统构建模块化软件工程专业课程体系和循序渐进的实践教育体系,切实提高软件人才培养质量。 作者:谢飞 范庆春 单位:合肥师范学院计算机学院 软件工程专业论文:远程开放教育软件工程专业创建 摘要:随着我国科学技术的发展,电子信息技术已经被广泛应用。远程开放教育在时代进步的潮流中,将多媒体信息技术开始软件工程专业应用。软件工程专业是远程开放教育开设的新专业,旨在满足社会需求。笔者结合当前我国对软件人才的迫切需要,提出社会发展进程中存在的问题,针对软件工程专业教学模式进行了探讨。 关键词:远程开放教育;软件工程;专业建设 一、国内软件市场人才要求 我国与印度同属为发展中国家,但是我国的软件出口数量却落后于印度。虽然我国的软件市场在不断丰富和增长,可是软件的整体发展还较为缓慢,仍然处于初级阶段,这为我国的软件市场提供了更为广阔的发展空间,软件工程将会得到相关部门的大力扶持。目前我国的软件市场人才处于较为匮乏时期,高端人才更为稀少。所以,针对国内的现状和市场需求的不断增长,应该开放教育来弥补高校教育中的人才培养疏漏,为更多的人才提供较多的学习机会和成长空间。 二、软件工程专业建设的缺陷 我国计算机软件专业教育与其他发达国家相比,其标准化程度、国家化水平都明显落后。第一,我国软件毕业人员的英语教育水平相对较弱。软件高新产业中,英语是进行交流的第一语言;印度能够出口大批软件,与英语软件人才的储备是紧密相连的。我国的高端人才,在英语的各方面能力都阻碍了国际化的交流。因此,英语水平的提高成为了软件人才外流的重要原因之一。第二,我国的高校教材更新频率相对较低,与软件行业的发展相比,具有严重的滞后性,所以,大批毕业生难以面临企业工作的需求。印度的相关教育模式较之我国,更新频率较快,每年都会进行更新,这就为英语人才的储备提供了客观条件与学习环境。 三、依托电大优势,发挥创新精神 1.教学课程内容的更新。在进行软件专业化教育过程中,教育部门应该依据每个学科与学生的特征,结合实际情况,制定操作性较强的教学计划,防止过度注重理论化。教学方案的制定也应该以数据库知识的储备、软件工程知识的更新以及程序设计的变化为基础。软件工程专业与其它专业相比,具有变化速度快的特点,教学更要应该保持实时更新,与实际社会需求情况接轨。 2.教师队伍素质的提升。软件工程专业人才的培养需要专业性强、实践能力丰富的师资队伍。教师对学生的学习有重要的引导作用,也是教学过程的主要实施者。所以,想要完善相关专业建设,可以从师资队伍入手,以及其知识的掌握深度。软件工程的特征决定了基本理论与方法,通常都要经过很长时间的经验积累。因此,中青年教师不仅仅是课程的教授者,也是程序的设计与软件开发工程的负责人,所以,教学课程还是以年轻教师担任较为适宜。 3.教师教学手段的丰富。教学手段是否合理在很大程度上决定了教学效果的好坏,也是教学工作中必不可少的环节。软件工程专业,很多课程都具备较强的实践性,有些课程除理论教学外,上机实习和动手实践是更为有效的教学手段。多媒体技术的发展为课程的教授提供了客观条件,教师可以利用多媒体教学手段,将内容贯穿于课堂当中,必要时进行上机操作。由于软件专业工程专业性较强,学校可以邀请负责人进行讲解,帮助学生理解。 4.实践应用性的增强。实践教学是以理论教学为基础,深度培养学生分析问题与解决问题的能力,强化他们的专业实践,设置必要的教学环节,进行师生之间的互动。实践教学的地位极其重要,加强实践教学,将教学质量的提高作为日常工作的工作内容,进行全面的统筹,加强各方面的协调,确保实践教学能够落实到各个环节。实践教学基地是实践教学环节得到落实的重要条件,应该依据软件工程课程,进行科学、合理的安排,并建设实践教学基地。产学研三者的紧密结合,对于提升学校的教学质量、教师的整体素质以及整个师资队伍的科研水平有极大的便利。教科研相长,产教结合,更加有利于培养学生掌握理论知识,增强应用型人才,减少学生适应社会的时间,提高就业的竞争性,满足社会需求。因此,在专业建设期间,需要加强校企合作,扩大产学研合作范围,力争有更大成果。 四、结语 综上所述,优秀的师资队伍,需要客观条件的搭建来实现,建立好一个基地是为我们开设软件工程专业的重要保障。相关部门与单位要坚持开拓创新,探索新思路,为社会培养出更加优秀的人才,实现我国人才兴国战略。 作者:马宜佟 单位:沈阳市第三十六中学 软件工程专业论文:软件工程专业程序设计课程群创建 摘要:程序设计课程群是软件工程专业系列课程的重要组成部分,建设该课程群有利于提高学生程序设计能力,进而提高就业竞争力。分析了学生在学习程序设计课程中的一些问题,提出了程序设计课程群的主要知识和能力体系要求,通过精讲课程主要内容、大规模开展程序设计训练、课程设计、改革考核与评价方式等方法进行课程群教学改革,取得了较好的教学效果。 关键词:软件工程;程序设计;课程群;建设;实践 软件工程专业的培养目标是面向我国软件产业培养急需的工程应用型人才。软件产业的发展要求学生具备较强的系统分析、设计、开发与维护能力[1]。为培养学生软件系统方面的相关能力,许多高校的软件工程专业都设置了系列课程模块,如程序设计课程模块、网络技术课程模块、计算机体系和操作系统课程模块、软件工程课程模块等,这些模块往往是一些单独课程的组合,有很多学生学了这门课程,又忘记了那门课程,到毕业时专业能力达不到社会所要求的层次。程序设计课程群是软件工程专业系列课程的重要组成部分,其承载的技能培养目标是专业培养的子目标[2],处于非常重要的地位。课程群建设是专业建设的一部分[3],有利于打通课程知识脉络,避免课程内容重复或前后脱节,使前后连贯,内容融合,进而获得整体优势[4]。程序设计课程群主要培养计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力和系统分析开发能力[5]。学生通过程序设计课程群的学习,可掌握1~2门程序设计语言,更进一步理解程序设计方法,熟练掌握常用的数据结构和算法,形成良好的程序设计风格,可独立分析、设计和开发中小型软件系统。所以对程序设计课程群进行研究并积极实践对专业培养目标的实现具有重要现实意义。 1问题分析 目前,大多数高校信息类相关专业都开设了程序设计系列课程,一般为C语言程序设计、数据结构与算法、java程序设计等。许多高校都将C程序设计作为第一门程序设计课程[6],一般安排在第一学期或者第二学期,学完C语言之后,再学其他程序设计课程,如数据结构等。由于C语言本身比较灵活且语法内容比较多,对于初学者来说并不太好掌握。一些教师在授课过程中,没有站在软件设计的高度思考教学内容,往往过多地强调语言成分的语法和语义,而忽视了计算思维能力[7]的培养,使学生从开始就扎进程序设计语言的细枝末节中去,忽略了软件工程思想的渗透,到最后学生掌握了一些语法,却不能写出较为优美的程序或没有形成较好的程序设计思维和风格。算法是程序的灵魂,数据结构和算法在课程群中具有基础和核心地位[8]。在实际教学过程中,学生普遍反映数据结构和算法课程抽象难学,在学习和实际应用中出现的问题比较多,很难写出能正确运行的程序,学习过程中成就感不强,学完之后还是不知道如何应用,很难达到预期的效果。由于在前期的学习中,程序设计基础没有打牢,对常用的数据结构和算法没有真正掌握,模块化程序设计思维没有有效建立,良好的程序设计风格没有形成,导致后续的高级面向对象语言程序设计学习很难深入,最终导致软件分析与设计能力得不到有效的提升。 2程序设计课程群建设 我校软件工程专业采取校企合作办学模式,由吉首大学和中软国际共同建设,企业参与人才培养的全过程,在具体实施过程中,学校侧重于理论教学部分,企业侧重于实践教学部分[9]。程序设计课程群是软件工程专业课程体系的重要组成部分,企业参与讨论与建设,确定该课程群以软件设计能力培养为主线,以C语言程序设计、数据结构、面向对象技术、算法设计与分析几门课程为基础组建课程群,C语言程序设计开设在第一、二学期,数据结构、面向对象技术、算法设计与分析分别开设在第三、四、五学期,第六学期可开设JavaWeb程序设计或Web程序设计,使课程群在能力构建和开设形式方面形成一个不间断的体系。 3程序设计课程群实施 3.1精讲课程主要内容,提高程序设计能力 课程组教师首先需要站在软件分析与设计的角度研究各门课程在课程群中的地位和作用,把课程群中的系列课程作为一个有机的整体,研究各门课程的主要教学内容,针对课程重点、难点、疑惑点进行精讲,做到理论与实践课并重,有效提高学生程序设计水平。在课程群系列课程中,由于第一门课程是后续系列课程的基础,所以学生必须掌握它。在C语言的教学中,要渗透软件分析与设计的思想,把握程序的主要框架,不纠缠于一些细枝末节的语法。函数是C语言教学中的重点,需要重点突破,从模块设计的角度来考虑函数设计,对于一个具体的函数,则要掌握函数的返回类型、参数类型以及参数个数。如用函数处理一个数组时,需要传递数组的首地址和数组的规模,首地址用指针表示,数组的规模则有两种表示方法,一是数组的长度,二是数组的起始下标和结束下标,这两种方式可能会分别应用到不同的地方,如果教师一直不提示第二种方法,则将来学生在写数组做参数的递归程序时可能会遇到困难。从多年的教学实践来看,如果学生真正掌握了函数设计方法,再加上必要的算法知识,一般情况下,程序设计就会变得得心应手而且十分有趣;对于数据结构课程,采取以数据存储(内存)为主线的方法,将重点放在数据的存储和相关算法方面,在算法实现时渗透模块化的思想,需注意头文件和实现文件的定义,因为数据结构内容具有很强的连贯性且程序的初始化工作较多,如链表的具体应用则先要建立链表、树的遍历和节点的查找等则先要建立树、图的遍历和最短路径及关键路径等则先要建立图,在实验过程中有意识地把一些基础工作放入头文件,则会极大地提高实验的效率;在面向对象技术教学中,以面向对象程序设计的方法为核心,以语言中的面向对象机制为主要内容,在适当的时候引入《ThinkinginC++》、《EffectiveC++》、《ThinkinginJa-va》等优秀书籍中的一些思想和经验,要注重面向对象程序设计过程中大的程序框架的合理性以及具体处理算法的正确性;在讲授算法设计与分析的时候,应集中精力将主要算法讲透,直到学生学懂为止,在实现算法时,应充分运用面向对象设计的思想,将算法封装在类中;在web程序设计教学中,采用案例驱动的方式,精讲软件项目设计中的主要方法和主要问题,培养学生工程化设计思想。精讲的目的是让学生多练,精讲之后要布置任务并为学生提供练习环境和相关指导,必须充分发挥教师主导和学生主体作用,教师要认真检查学生的作业、实验和练习情况,及时纠正问题,引导学生运用软件工程的思想设计程序,培养学生良好的程序设计思维和程序设计风格,激发学生自觉学习和实现相关算法,最终提高程序设计能力。 3.2大规模开展程序设计训练,培养程序设计能力 为培养学生算法设计与分析能力,学院在晚上和周末开放了实验室,在实验室搭建了ACM在线测评系统(ACMOnlineJudgeSystem),并接入了校园网,结合C程序设计、数据结构与算法等课程部署了大量习题。学院利用课余时间,有计划组织学生进入实验室进行编程训练,并为每次训练配备了指导教师。平时,学生也可以在寝室登录平台进行训练。教师在讲授C程序设计等课程的时候,要求学生利用课余时间在ACM平台上完成至少上百道题的训练,并将完成情况计入课程的平时成绩。通过大规模开展在线程序设计训练,学生的程序设计能力有了明显的提高。 3.3开展课程设计训练,培养工程化设计思想 在课程群中除开设理论课程对应的实验项目之外,还针对整门课程开设了综合性课程设计项目,如C语言课程设计、面向对象技术课程设计、javaweb课程设计,单个课程设计周期为1-4周。学院课程设计项目主要由企业教师指导完成,该类项目采用分组形式,在组内模拟软件企业运行模式设置相关岗位角色,学生在仿真企业环境中,利用仿真的软件开发项目,进行轮岗和角色体验,培养学生的软件工程应用能力、软件项目开发与测试能力、职业素质等,从而使学生熟悉软件项目开发流程和规范,养成良好的软件开发习惯。课程设计结束时,要求学生演示并讲解自己的项目开发情况,由学院教师和企业教师组成评定小组进行评分。 3.4改革考核与评价方式,理论与实践、平时与期末相结合 理论与实践相结合。程序设计课程群内的课程都是实践性很强的课程,其目的是运用所学的知识解决实际问题,决定了课程的期末考核要综合考虑理论和实践两部分内容。理论部分主要考查学生对基本概念的理解和对基本知识的掌握情况,实践部分侧重考查学生的综合应用能力,这两部分成绩都在期末完成,占课程总成绩的60%左右。平时与期末相结合。期末考核重在体现学习的结果,平时成绩则侧重于体现学习过程,在课程总成绩中,平时成绩占40%左右,即一门课程约有40分来自平时的学习过程。平时成绩一般由出勤、作业和平时实验情况、课程设计情况组成。在学期开始第一堂课的时候将课程评分方式告知每一个学生,必须抓紧平时的学习,若平时分小于20分,则取消课程考试资格或直接将课程总成绩记为不及格。 4结语 程序设计课程群对培养学生计算思维能力、算法设计与分析能力、系统分析与设计能力具有重要作用。本文分析了学生在课程群学习中遇到的一些问题,从软件分析与设计的角度对课程群进行建设与改革,提出了以C语言程序设计、数据结构、面向对象技术、算法设计与分析等几门课程为基础组建程序设计课程群,给出了课程群的主要知识与能力体系要求,通过精讲课程主要内容、大规模有组织地开展程序设计训练、企业教师指导课程设计、改革考核与评价方式等方法进行教学改革,学生的程序设计能力得了到较大的提高。 作者:徐洪智 蔡国民 单位:吉首大学软件服务外包学院 软件工程专业论文:软件工程专业实践教学研究 0引言随着现代社会的进步和各种移动终端设备的使用,当前市场对大数据处理和移动技术支持方面的人才提出了新的要求。一些大型软件企业正在实施大数据处理的软件项目及对相应软件产品移动需求的支持,如淘宝、百度等。高校软件工程专业作为与软件行业关系最为密切的专业,为使本专业毕业生具备更好的大数据处理和移动开发能力,更适应软件行业的需求,应该以新的行业需求为导向,开展有针对性的相关软件开发实践。目前,软件工程专业实践教学主要以工程化项目进行驱动。文献[1]提出以项目实践为中心的软件工程课程教学大纲的制定以及项目实践教学方法、教学内容和要求,全面提高计算机专业学生的工程化能力。文献[2]提出理论与项目实践结合的案例教学方法,即通过设计适合学生的项目课题,让学生在项目中应用所学的理论和技术,从而更牢固地掌握知识。文献[3]提出以开发工程项目为主线开展软件工程专业课程设计实践教学的方法。文献[4]提出统一实践课程的课程群建设思路,根据具体案例详细阐述整合实践课程的实施方案。这些项目实施方法在一定程度上增强了学生的动手实践能力,在培养学生的开发能力上取得了一定的效果,但仍然存在一些问题,如项目的设置比较简单、项目要求与企业需求有较大差距、项目开发过程缺乏有效的过程管理等。这些问题的存在使得软件工程专业学生的专业素质和能力不能完全满足软件行业的现实需求。 1教学中的问题 1.1项目的设置不够深入,同质化现象严重 不同教学阶段设置的配套项目要求大致相似,即按照软件工程的7层瀑布模型开发管理信息系统。系统主要的功能是用户将数据插入数据库、简单处理数据、显示数据至界面,这些功能要求具有较强的同质性。 1.2项目的规模和难度较小,与企业项目有较大差距 以往教学用项目一般要求学生开发如注册、登录等简单模块,涉及的功能规模较小,体现不出软件工程化的特征,特别是软件功能几乎不涉及大量数据有效存储和处理的问题,项目难度较小,与现实需求脱节。随着大数据时代的到来,软件系统需要处理的数据量越来越大,如果项目不体现大数据量、数据的有效存储及复杂处理过程,则项目不能反映市场特点;而且,如果软件项目的实施不支持移动技术,那么也无法适应日益增长的移动用户群体需求。 1.3项目的开发以个人为主,缺少团队开发的环节 以往教学过程中的项目开发大多由学生个体独立完成,极少由学生团队完成。当前的工程化软件一般规模较大,必须组建开发团队来完成。团队开发项目会使项目开发的本质发生改变,这不仅指团队有多个成员,更重要的是团队成员的分工以及成员之间的沟通与协同能力,涉及人员配置、共同策划、协作完成、进度控制等项目管理中各个环节,这是进行大型软件项目开发必需的技能和经验。 2企业项目驱动教学改革措施 项目的实践必须本着循序渐进的原则,按照教学大纲的要求进行专业基础知识的教学和实践,而在重要实践环节引入企业项目,引导学生按照企业的要求进行软件项目的开发实践,从而培养出满足企业岗位需求的合格人才。教师通过市场调查及与合作企业的交流,掌握企业项目的需求,可选择具有海量数据存储、处理、移动开发等功能的企业项目作为实践项目。当项目确定后,为每个项目形成需求文档,方便随时启动项目。 2.1项目设置逐步深入,消除同质化 项目实践从本科一年级或二年级开始起步,这个阶段的学生只掌握了基础知识,项目实践更注重于程序逻辑的编写。项目规模相对较小,但强调程序逻辑。本阶段可以设置一些逻辑性、趣味性强的游戏程序开发项目,以激发学生的学习兴趣,促进学生掌握项目开发必需的基础知识,如基于Android系统的手机游戏开发。在本科二年级第2学期到三年级第1学期的项目实践中期,学生已经具备一定的软件开发能力,能够从事数据库的设计和操作、Web项目开发,可以进行相对大型项目的项目开发。本阶段可以设置网络流量分析系统的开发项目,该系统用于监控交换机、路由器、IP网络在指定时间内的Netflow数据流,通过统计分析这些流量数据可以查看不同应用软件的流量信息,如QQ、电子邮件、FTP应用占用网络带宽的情况等。系统运行的过程中需要不停采集设备、网络的流量数据报,因此需要存储和处理海量数据。该项目的实践对锻炼学生的处理海量数据存储、检索等技能有积极作用。在本科三年级第2学期到四年级第1学期的项目实践后期,学生已经具备一定的大数据量问题处理能力并学会企业开发技术,此时配置数据量大、复杂的实际企业项目,可以进一步提高学生的开发能力和积累项目经验,为毕业和就业奠定基础。本阶段设置的实践项目为网络舆情分析系统。该系统通过主动采集主要网络媒体(如新浪、凤凰、搜狐等)信息,获取当前网络舆论情报并将关注的舆论热点通过曲线图、饼图、热点地图等统计图表加以显示,使用户能够直观地掌握所关注的网络舆情。该系统可以应用于政府部门,也可以应用于商业领域,如汽车厂商可以通过本系统了解自己产品的问题(如大众汽车断轴、DSG问题所引发的网络舆情热点)并采取相应的解决方案。上述3个阶段项目侧重点不同,项目难度逐层深入,有利于逐步提升学生的实践能力,缩小学生能力与企业用人需求之间的差距。 2.2以企业项目要求实施项目 1)起步阶段项目。实践项目开发需要软件开发人员具有良好的面向对象分析、编程的能力,能够熟练掌握集合的使用,了解图形界面编程,掌握多线程程序设计和文件操作,特别是具有一定的基于Android的移动开发经验。本阶段项目是基于Android的手机游戏开发,项目所需的知识体系如下:①面向对象编程,对游戏中所有对象进行分析、抽象,形成抽象类、接口、具体类以及类与类之间的关系;②集合与常用算法,对象的存储涉及集合以及相关算法,如遍历、排序、查找等;③图形界面编程,游戏对象需要以图形界面编程来展示;④多线程编程,不同的游戏对象有不同的行为,需要利用多线程处理;⑤文件操作,游戏对象需要加载文件中的信息形成游戏场景等;⑥移动开发,将游戏迁移至Android平台,使游戏软件能够为手机用户所使用。游戏开发能够提升学生开发软件的兴趣,有利于学生系统、深入地掌握软件开发必要的知识,为后续的学习和开发打下良好的基础,特别是通过将游戏移植到Android平台可以初步掌握移动开发的基本知识,为后续的移动开发打下必要的基础。 2)中级阶段项目。实践项目开发需要具备良好的JSP/Servlet、数据库设计与实现、数据处理以及相关行业开发经验。网络流量分析系统是一个网络管理行业的工具软件,需要对行业需求有所了解,重要的是软件开发人员需要学会抓取和解析Netflow协议报文、存储并处理海量数据,因此项目具有较大的难度。该项目的知识点主要包括以下方面:①Web开发技术,掌握JSP/Servlet开发技术,能够进行Web应用编程;②数据库技术,掌握主流的数据库产品如Oracle、MySQL等,熟练进行系统分析和数据库设计,熟练使用编程语言进行数据库的访问;③Netflow协议,理解Netflow协议,掌握协议中每个字段的意义;④数据抓取与解析,学会使用模拟设备发Netflow数据报的方法并通过编程抓取数据报,根据Netflow协议格式解析数据报,将每个字段的内容插入数据库;⑤海量数据处理,系统时刻抓取设备和IP组的数据报,因此需要存储的数据量非常庞大,考虑到系统对查询的要求较高,因而海量的数据需要按时间规则自动建立表格,每条流量数据根据其时间戳确定要插入的表格;⑥数据处理,将信息按设备、IP组进行统计处理并以图形加以显示,使用户能够直观地掌握网络流量情况。项目的实施涉及数据报的抓取、解析以及海量数据存储与处理等问题,项目难度接近企业真实项目,有利于迅速提高学生的实践能力。 3)高级阶段项目。该阶段项目为网络舆情分析系统,以大数据、移动开发为出发点而设计,是真实的企业项目,贴合企业需求。项目的主要技术点有以下方面:①行业项目需求分析,分析项目的功能、运行环境、适用行业等;②数据来源,项目所涉及的数据主要来自网络,如新浪、搜狐、凤凰等主流媒体网站,项目需要从这些网站上抓取舆论数据,进行舆情分析;③数据抓取技术,需要利用网络蜘蛛等工具进行网络数据抓取并使用内存数据库提高数据插入的效率;④数据存储,主流媒体的海量数据用一个数据表难以有效地存储和检索,因此需要按时间段来分表存放,这样才能够为数据表格建立索引,方便用户进行高效查询;⑤数据分析,对海量数据进行检索和分析,形成对用户有用的统计信息;⑥权限管理,通过系统授予/撤销权限等操作限制用户的行为;⑦移动支持,系统能够支持舆情关注人员在任意时刻、任何地点通过Android平台进行访问。 2.3以团队为基础实施项目的开发 随着软件规模的增加,软件的复杂性也随之增加,因此工程化软件开发方式是以团队开发为基础。团队开发涉及项目功能分割、团队成员协作、人员调配、进度控制等具体要求,是一种过程比较复杂、难度较大的开发方式,因此学生需要进行适当的培训和训练才能成功地实施大型项目。团队开发训练包括如下几个部分:①团队的组建,团队成员之间要相互了解、相互信任,能够为完成同一目标而通力协作;②团队协作,多个成员共同完成一个软件项目需要使用合适的源代码管理服务器,团队成员通过客户机共享服务器中的资源进行开发,由于多人同时修改源代码,可能造成不同成员的修改发生冲突,团队开发人员要制订和熟练掌握团队开发规则,如遵循修改的操作顺序、应用多配置文件等,以避免编程过程发生冲突;③任务分割,团队成员在项目负责人的领导下进行充分的交流,将项目划分为多个可同时进行的子任务,团队各成员负责若干部分进行并行开发;④进度控制与人员调配,项目成员每天提交进度报告给项目负责人,项目负责人根据报告掌握项目进度并根据项目进度情况进行适当的人员调配,使项目能够顺利进行。网络流量分析系统和网络舆情分析系统,项目规模较大、难度较高,需要进行团队开发。其中,网络流量分析系统工作量相对稍小,可以组建3人的团队进行开发;而网络舆情分析系统复杂程度较高,需要进行Web版本的开发和Android版本的开发,需要组建至少5人以上的开发团队。通过团队方式开发企业项目可以提高学生的项目领导能力和项目管理能力,进一步提高学生的专业素质。 3结语 为了保证项目的质量,不同阶段的项目侧重点不同,降低了项目的同质性,而且项目的需求规模较大,满足了行业软件的需求,特别是海量数据处理和移动开发的引入缩小了与企业项目之间的差距;同时,通过团队开发训练,学生具备了项目领导、项目管理、团队开发的基本能力,掌握了企业需要的团队开发技能,所具备的专业素质更符合企业的岗位需求,增强了就业能力。 作者:邓泽林 单位:长沙理工大学 软件工程专业论文:软件工程专业建设中服务外包定位 随着全球信息技术的快速发展,全球产业转移正快速地由制造业转向到服务业,服务外包因此得到了极大的发展空间。近些年来,参与服务外包的发展中国家越来越多,服务外包产生的影响也越来越受到人们的重视。近几年中国政府对服务外包的发展极为重视。财政部、国家税务总局等五部委的《关于技术先进型服务企业有关税收政策问题的通知》(财税[2009]63号)文件明确规定了ITO、BPO及KPO范围。信息技术外包ITO(InformationTechnologyOutsourcing)包括软件研发及外包、信息技术研发服务外包和信息系统运营维护外包等;商业流程外包BPO(BusinessProcessOutsourcing)包括企业业务流程设计服务、企业内部管理服务、企业运营服务和企业供应链服务等;以及外包演变过程中出现的新形式——知识流程外包KPO(KnowledgeProcessOutsourcing)包括知识产权研究、工业设计、分析和数据挖掘、工程设计等。其中信息技术外包ITO是最基本的外包方式,技术及数据的处理一般都属于信息技术外包ITO范围,信息技术外包(ITO)仍占主导地位,主要集中在软件研发外包和信息系统运营维护外包。而且2009年教育部、商务部在联合的《关于加强服务外包人才培养促进高校毕业生就业工作的若干意见》中早就指出:高校要根据服务外包产业快速发展的需要,调整服务外包人才培养结构,扩大服务外包人才培养规模,着力提高人才培养质量。因此,软件工程专业建设中,首先要在设计或制定专业人才培养方案时从专业人才培养方案的基本要素来寻找一些切入点,来更好地实现高等教育及职业教育为社会及行业发展的基本服务和基本支撑。 1人才培养目标 人才培养目标就是依据社会需求和自身特点所确定的,在一定时期内的人才培养定位及服务面向。以我校拟申报软件工程本科专业为例,首先,要根据学校的办学定位和专业设置部门的实际情况,设定基本知识和能力要求;其次,是有针对性对具体服务面向提出要求。自2009年,国务院批准武汉成为中国服务外包示范城市以来,武汉已成为中国软件及服务外包业增长最快、集聚度最高的城市之一。仅2014年全市的服务外包产业营业收入就达1020亿元,同比增长41.8%。其中离岸服务外包业务合同金额达5.6亿美元,同比增长10%。全市从事服务外包的企业已达900家,员工数量超过20万人。作为武汉实施光谷和硅谷“双谷合作”战略的核心启动项目——武汉软件新城,也同时获批为服务外包示范基地。该软件新城位于花山生态新城,于2012年5月开工建设,总面积约3.4km2,是中部最大的软件开发、服务外包基地。作为武汉地区的一所高校,加强服务外包在软件工程专业建设中的地位尤其重要。于是,我们的专业人才培养目标可以大致确定为:本专业按照软件行业和现代服务业发展对人才的要求,立足武汉,面向湖北地区,培养适应软件市场发展需要,德、智、体、美全面发展,掌握自然科学和人文社科基础知识,掌握计算机科学基础理论、软件工程专业的基础知识及应用知识,具有软件开发能力以及软件开发实践的初步经验和项目组织的基本能力,能够在软件行业和信息技术外包ITO企事业单位,从事软件设计、开发、管理、服务等工作的应用型高素质人才。 2人才培养规格及特色 人才培养规格是实现人才培养目标的工作细化,主要说明本专业毕业生应具备的专业知识、专业能力和专业核心能力、基本素质等。根据我们与IT企业多年合作的经历,我们认为当今IT行业对毕业生的能力需求有: (1)学生应掌握IT行业中使用的主流软件开发平台与工具,这包括:(1)C语言和VC++; (2)JAVA语言或基于JSP或SSH的WEB开发技术,甚至是基于.NET的WEB开发技术; (3)近年来需求旺盛的手机软件开发技术;同时对掌握嵌入式软件开发和软件测试技术与工具的学生的需求量也很大。同时,IT行业也十分看重学生具有的软件项目开发经历。除此之外也比较看重学生的外语水平和人际交往能力。于是结合服务外包的具体要求,我们可以从以下几个方面来展示特色。 (1)知识结构包括基础理论知识水平、专业知识与技能要求、综合应用知识要求。除专业相关的内容外,可以强调的是:了解软件服务外包的全过程,掌握信息技术外包ITO的JAVA方向基本知识。 (2)能力结构包括社会能力(语言文字表达能力、信息获取与处理能力、组织协调与现场处理能力、沟通交流与社会适应能力等),专业能力(专业基本能力、专项能力、岗位综合能力等)。强调:具备从事软件工程实践所需的实际专业能力;能阅读本专业的英文文献资料,具备一定的外语应用能力;具备团队协作能力、人际交往和沟通能力以及一定的组织管理能力;了解软件工程学科的前沿技术和软件行业的发展动态,具备一定的创新意识和创新能力;具备终身学习的能力。 (3)素质结构包括的基本素质有政治素质、人文素质、科学素质、心理素质、身体素质等;专业素质有法律意识、职业道德、安全质量意识、环境意识、敬业精神、团队精神等。强调:具有健全的人格、强壮的体魄,良好的道德修养、心理素质和行为习惯,具有诚实守信、热爱劳动、遵纪守法、自律谦让、团结协作的品质。使学生具备工作岗位需求的基本素质和特殊素质。 (4)职业资格要求主要要求本专业学生必须积极参加各类综合素质培养及教育活动,并至少获得一定的学分才能毕业。如要求参加全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试,或者全国服务外包岗位专业考试至少取得以下一项专业相关从业资格证书:软件设计师、软件测试师、信息技术外包ITO软件工程师、信息技术外包ITO软件测试工程师等。 3人才培养模式 人才培养模式主要是结合计算机类专业特色定位,从“校企合作、产学研结合、学工交替、订单培养”等方面提炼出的专业人才培养模式,主要是实现人才培养目标通过的途径。经过我们研究和讨论,要特别加强学校与学生未来就业行业的沟通。我们的人才培养模式可以概括为:通过校企合作,构建“123”人才培养模式,即1个培养目标,以培养从事软件设计、开发、管理、服务等工作的应用型高级专门人才为目标;2个主要就业面向,将信息技术外包ITO企事业与移动互联网软件开发企事业的岗位要求和行业的职业标准融入课程体系,提高学生上岗后的适应能力;3个评价主体,由学生、学校、企事业单位共同参与教学质量管理制度的制定,以及教学过程的监督与评价。 4课程 课程是融入服务外包行业特色的具体体现,其中包含课程的名称,设置相关课程的目的。根据课程的分类我们可以从以下几个方面进行。 (1)通识课。通识教育有两层意义:其一是指一种通才的教育;其二是指一种全人的教育。通识课主要是指高等学校根据各专业培养目标而开设的自然科学和人文社会科学基本理论、基本技能的课程,它具体体现在前面所述的人才培养规格及特色中。 (2)学科基础课。学科基础课由各院系根据专业人才培养目标及主干学科的基本要求来拟定的,由学校教学主管部门如教务处来统筹协调。同一学科类的各个专业,基础课程大体相同。为达到软件工程专业的人才培养目标和基本要求,本专业的基础课都规定为专业必修课。为提高教育质量,使软件工程专业的学生具有适应社会发展的能力,学校都很重视加强学科专业基础课程的教学,往往会选派经验丰富、水平较高的教师担任基础课教学工作,对专业学生发展起到引领作用。在具体设置中,可以考虑服务外包概论,甚至信息技术外包ITO接包操作实务之类的课程。以适应服务外包行业的需要。 (3)专业课专业课(含专业拓展课及综合应用课)一般由院系根据专业人才培养目标和特色定位自主拟定。专业课与通识课、学科基础课只是相对而言的。专业课是指高等学校根据所制定的培养目标而开设的专业知识和专业技能课程,设置专业课的是让学生掌握必需的专业基本理论、专业基本知识和专业基本技能,以达到让学生了解专业的前沿科学技术与发展趋势的目的,通过专业培养,提高学生分析、解决本专业范围内一般问题的能力。因为计算机类学科的发展比较迅速,且专业知识的范围也广泛,在多数情况下,专业课的设置并非一成不变。因为在学校里只能打下一定专业知识基础,而更专业或特殊的知识,需要我们的学生在未来的实际工作岗位上继续学习。因此,软件工程专业的课程设置及主要的课程内容,应在一段时期内具有一定的稳定性。在专业必修课的具体设置中,可考虑如信息技术外包ITO其一方向的相关课程的嵌入,如:面向对象编程、Java程序设计、JavaEE应用开发技术、软件体系结构与设计、软件测试、软件项目管理等。在专业拓展课具体设置中,可考虑如信息技术外包ITO未来面对的形形色色的开发对象的嵌入,如:网页与网站建设、商务信息管理系统设计与实现、移动网络应用开发、嵌入式系统开发等。在专业综合应用课具体设置中,可考虑如信息技术外包ITO其一方向的系统训练课程的嵌入,如:服务外包项目实务、软件项目综合开发实践等。 5结语 根据国家商务部2014年公布的数据:2014年1~8月,我国承接离岸信息技术外包(ITO)、知识流程外包(KPO)和业务流程外包(BPO)执行金额分别为169.3亿美元、108.7亿美元和45.6亿美元,占比分别为52.3%、33.6%和14.1%,同比分别增长23%、32.4%和28.5%。信息技术外包仍占主导地位,知识产权研究、分析学和数据挖掘、动漫及网游设计研发、工业设计等知识流程外包业务增长迅速。正是基于这样的考虑,我们在进行计算机类专业为服务外包行业/软件行业服务的研究同时,不仅仅局限在计算机类专业人才培养方案这个层面上,而是应将软件工程专业建设放入一个更广的社会背景中去思考。根据高等教育的目的,不断研究专业人才培养模式,从课程嵌入、校中厂(在校内用企业标准培养学生)、厂中校(在企业中进一步加强学生能力的提高)三个不同层次上进一步拓展计算机类专业发展为服务外包行业的发展提供支撑,以及学校与服务外包企业的融合。 作者:周天宏 张思卿 戴歆 单位:武汉商学院信息工程系 郑州科技学院信息工程学院 软件工程专业论文:软件工程专业人才培养探究 随着经济、社会和技术的不断发展,骨干高职院校课程建设和人才培养模式必须及时调整,满足企业和学生的双重需求。课程建设和人才培养模式建设不能闭门造车,学习兄弟院校优秀的经验是一条捷径,但是也不能完全照搬,毕竟各个院校所处的区域不同,社会、经济、文化等发展程度上参差不齐,人才培养模式和课程建设必须从区域企业需求、院校实际情况、专业基础等客观情况出发。 一、目前高职院校软件工程专业建设存在的问题 高职院校经过十几年的高速发展,数量上和规模上有了显著提高,为社会和企业提供了大量技能型人才,为中华民族的腾飞做出了巨大贡献。近几年由于信息技术特别是软件外包发展迅速,软件工程专业也得到蓬勃的发展,具有计算机和信息背景的高职院校普遍开设了软件工程专业。近5年通过调查研究,发现在人才培养方面软件工程专业存在一系列以下问题: 1、院校“同质化”严重,职业特色不够突出 高职院校人才培养模式和专业设置关系着高职院校的生存和发展,在高等教育“大众化”的背景下,高职院校的专业设置“同质化”十分严重,完全没有从区域经济发展的需求,盲目投入巨大资金,造成资源上巨大浪费。现在大部分高职院校软件专业学生的理念、知识和技能与社会和企业的期望差距非常大,无法满足需求,造成“结构性失调”。[2]大部分高职院校重理论,轻实践,照搬本科院校的学历教育,没有显著突出职业教育的特点。高职教育培养第一线需要的高级应用型人才,培养的人才具备与高等教育相适应的基本知识、理论和技能,掌握相应的新知识、新技能和新工艺,有较强的实践动手能力和分析、解决生产实际问题的能力。 2、人才培养与社会要求差距大矛盾突出 企业为了适应社会发展和满足消费者的需求,对创新型高素质技能人才需求极大,提高产品的质量,获取最大的回报。但现实是企业招聘到合适人才的机会越来越小,而中国每年近七百万的大学毕生业大部分找不到合适的工作,特别是高职院校学生就业质量不理想。社会对技术人才需求量非常大和大部分学生找不到合适工作的矛盾,主要原因是院校的人才培养模式落后,所传授知识难以满足社会企业的需求,不适应社会需求。 3、“工学结合、校企合作”层次低 高职院校领导都具有“工学结合、校企合作”的思维,但受多个因素影响,大部分高职院校的校企合作仅仅停留在备忘录或纸面协议,即使有,深度也不够,仅仅是高职院校利用寒暑假组织学生到企业定岗实习,学生在流水线从事简单枯燥的机械式工作,与期望相差甚远,未能充分体现工学结合理念,效果不佳。 二、提高高职院校软件工程专业人才培养模式和课程建设的措施 《教育部财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》(教高[2010]8号)中,对专业建设与人才培养模式改革提出了具体要求。陕西职业技术学院通过对软件专业人才培养模式和课程体系建设进行深度改革,促进软件专业建设更上一层楼,具体措施如下: 1、吃透政府政策,立足服务区域产业,准确定位专业建设方向 软件外包产业被称为“高科技、高附加值的绿色产业”。根据《西安软件外包发展规划(2010-2015年)》,西安市软件外包发展的总体定位是成为国际软件外包中心之一,总体目标是成为全球知名的软件外包中心城市,服务区域经济发展。学院应抓住这次契机,为西安市软件外包储备人才。软件产业包含软件测试、软件架构、物联网、云计算、虚拟化、智能穿戴、智能家电、APP等新兴产业。在国家政策的鼓励和社会需求的推动下,新兴产业在未来的10年将有较大发展,成为中国由“中国制造”向“中国智造”产业升级的主力军。但是,目前许多高职院校软件工程专业的课程极少涉及上述核心技术,无法满足社会和企业的需求。高职院校为了提高软件专业学生的就业率和就业质量,领导和教师必须密切关注软件产业的发展趋势和热点,深入到软件企业调研,了解企业真正需求,预测未来几年软件发展热度,做好课程建设方面的知识储备。 2、紧抓市场契机,与企业深度合作,力求实现共赢 陕西职业技术学院处在西部大开发的桥头堡——西安,新的形势为西部高职院校和西部企业提供了合作机会,院校改变办学思维,主动要求相关企业合作办学,特别是软件外包的相关企业,使企业参与到软件工程专业的课程建设和人才培养上,学院根据企业反馈的信息,及时调整课程结构,优化教学内容,使学生第一时间学习企业最急需的技术,毕业后及时融入企业工作环境中,合作企业每年优先从毕业学生中选取优秀毕业生充实到企业中,分享合作办学的硕果,由被动转化为主动,解决“院校热、企业冷”的校企合作办学难题。高职院校对学生的培养目标定位在实用性“蓝领”人才,侧重于培养学生的专业技能、动手能力,院校和企业之间可以采取“联合办学”、“订单式”培养模式,使学生实际操作能力显著提高,院校的就业率得到保障。软件工程专业学生可以与西安高新区多家软件外包企业签订联合办学协议,为学生多方面提供带薪顶岗实习,熟悉企业工作流程。顶岗实习学生可以从最简单的软件测试开始,熟悉软件测试中的单元测试、模块测试、系统测试和集成测试等方法,掌握黑盒测试和白盒测试等技术,为自己就业奠定基础。 3、构建“校企合作,工学结合”的专业课程体系 “校企合作,工学结合”模式是目前高职院校相对成熟的人才培养模式,突出了高职院校教育的职业化,是高职院校公认的“金”模式,核心是骨干课程建设,使毕业生第一时间胜任工作岗位,短时间内获得更大发展空间。 三、结束语 高职院校人才培养要按照“企业引入学校、把课堂搬进车间”的思路,把握领会各级政府的政策方针,同时积极寻求与企业的合作,进一步加大校外实训基地的建设。经过几年建设,使陕西职业技术学院软件工程专业的人才培养质量显著提高,课程建设更加丰富,更加多元化,软件工程专业毕业生就业率与就业质量均有所突破,为陕西省区域经济的蓬勃发展添砖加瓦,尽自己应尽的责任。 作者:赵艳妮 郭华磊 单位:陕西职业技术学院计算机科学系 西安通信学院信息服务系 软件工程专业论文:软件工程专业Java语言教学改革 1前言 软件工程专业是一门实用性强、与企业紧密关联的专业,其教学质量决定了所培养学生的专业素养和软件从业能力,因此,大量的教学人员从各个方面对软件工程教学进行改革探讨。文献[1]提出以企业需求为导向的Java课程教学改革,着眼于提高学生实践能力;文献[2-3]提出基于教学团队增强系列课程的教学效果;文献[4]提出软件工程专业实践教学改革,提高学生的实践能力;文献[5]提出软件工程教学改革与学生能力评估的探讨,更客观地反映教学效果。在软件工程专业中,Java相关课程构成一组系列课程。这些课程之间相互关联,前修课程的教学效果直接影响后续课程的教学质量。因此,系列课程的教学计划、教学大纲、教学团队等元素要整体规划、统一安排,将多门课程的教学方案做成一个整体,使得各课程之间能够紧密衔接、阶段项目之间合理进阶,最终改善Java系列课程的整体教学效果。 2教学中的问题 课程之间衔接不够紧密,课程安排不合理传统Java系列课程在安排上存在如下问题。 1)课程安排不够紧密。在这些课程之间还要穿插DoNet课程,如C#语言程序设计、程序设计等,因此,学生在学习一段时间的Java课程后,又需要进行一段时间DoNet课程的学习,使得之前学习的Java知识容易被遗忘,教学效果差。 2)课程安排不合理。如JavaWeb程序设计与XML与Web应用这两门课程的讲解内容都是Web开发,可以合并为一门课程,而Java框架技术则是一门重要的企业级开发课程,没有配置足够的课时来保证课程的教学质量。教师之间缺乏交流,教学内容衔接不够Java系列课程较多,参与教学的教师较多,教师之间没有进行频繁有效的交流,这不仅使得教师之间难以形成良好的团队教学氛围,而且影响了教学效果。 1)教学内容衔接不够顺畅。不同课程的教师往往按照自己的理解进行课程的讲解,没有考虑到该课程的教学如何为后续课程的学习打下坚实基础。 2)教学案例进阶不够。不同教师的教学案例设计只考虑到本课程的教学需要,没有考虑本课程在整个系列课程中的位置,使得不同课程的教学案例之间几乎不存在继承性和延续性,导致整体教学难以有效地进阶,无法将学生的能力提升到一个新的高度。实践环节不够深入,难以提升学生的动手实践能力实践环节是保障学生动手能力的重要环节,安排适合每门课程的阶段项目是非常必要的。目前的教学没有考虑不同课程的实践重点,只注重完成相似功能的项目,难以深入全面地改善学生的实践能力。 3教学改革措施 修订教学计划针对传统Java教学中课程之间衔接不够紧密,课程安排不合理的问题,对教学计划进行修订,主要内容如下。 1)基础知识部分。该部分的课程为Java程序设计,课程主要讲解Java语言的基础,设定课时为64课时,开设时间为第一学年第二学期。 2)高级开发部分。本部分的课程将JavaWeb程序开发与XML与Web应用合并为Java高级编程,教学内容主要是结合Web开发技术讲解抽象的组件开发技术,如表单封装、数据库模板、数据库连接池、分页等常用组件的编写。本环节安排的课时为80课时,开设时间为第二学年第一学期。 3)企业级开发部分。企业开发部分的课程为Java框架技术(40学时)和Java框架技术实践(32学时),开设时间为第二学年的第二学期。通过这一系列的教学计划修订,在没有总体增加课时的基础上达到对Java系列课程教学方案的优化,使得Java系列课程能够尽早、连续地开出,而且每门主要课程的学习课时得到显著增加,有力地保证教学质量的提升。基于教学团队开发教学内容参与Java系列课程教学的教师自动组建教学团队,按照团队制订的教学大纲进行教学是保证Java系列课程深入有效开展的重要因素。因此,制订符合每个阶段课程的教学大纲是非常重要的。具体来说,每个阶段的教学内容和教学案例如下所示。 1)Java程序设计阶段:本阶段的知识点涉及较多,主要是Java基本编程思想以及为后续课程准备的知识点,如多线程、反射、设计模式等,主要内容如下所示。 ①类与对象:掌握必要的抽象思维,学会类的编写和对象的使用;掌握类的继承与多态,学会使用多态进行程序设计。相应的案例是利用多态对不同的形状对象计算面积。 ②集合类:掌握常用的集合类及相关的数据结构,理解集合框架的结构及集合内存动态增长原理,理解迭代模式。案例是编程模拟实现ArrayList类。 ③输入输出:掌握字符、字节的输入输出,理解装饰者模式。案例是编程将学生对象输出到外部文件。 ④多线程:多线程的创建、并发控制等。案例是利用多线程模拟多用户取钱业务。 ⑤反射机制:掌握利用反射创建对象、反射调用对象方法。案例是将文件中的学生信息自动封装为学生对象。 ⑥设计模式:模板模式和动态模式。案例是利用动态模式实现中介卖票程序。 2)Java高级编程阶段。本阶段利用第一阶段的学习内容开展深入的学习,以Web开发为基础讲解重要组件的编程实现,如利用反射、模板模式和动态模式实现表单封装组件、JDBCTemplate组件、分页组件等,主要内容如下所示。 ①DHTML:掌握HTML标签、CSS、Javascript语法,特别是Javascript面向对象的特征。案例是制作网上商城主页。 ②Web服务器:介绍Web服务器Tomcat,并使用网络编程的方法模拟服务器的响应。 ③数据库访问技术:掌握利用JDBCAPI进行数据库操作,结合模板模式来重构数据访问的代码。案例是利用模板模式、反射机制等实现JDBCTemplate组件;结合动态模式实现数据库连接池组件,并利用多线程测试多用户环境下程序的性能。 ④Web开发技术:掌握Servlet的开发方法,掌握客户端参数的传递和获取。案例是结合反射机制实现表单自动封装组件。 ⑤标签技术:掌握JavaBean、EL表达式和标准标签,掌握数据显示的方法。案例是使用反射和JavaBean实现分页组件。 3)Java框架技术阶段。本阶段主要讲解Struts、Spring和Hibernate三个框架的使用,其创新点在于通过利用Java高级编程阶段编写的组件来对框架主要功能进行模拟实现,主要内容如下。 ①Struts框架:掌握Struts的基本使用方法,理解Struts的工作流程,掌握Struts标签、国际化、输入验证等。案例是利用表单封装组件、反射机制、多态、XML等技术实现Struts框架功能。 ②Hibernate框架:掌握Hibernate主要功能,特别是对象—关系映射ORM功能、缓存、HQL查询、数据库锁、继承、关联等。案例是利用JDBCTemplate组件和XML解析实现Hibernate的ORM功能;利用CGLib动态模式模拟实现Hibernate的延迟加载(Lazy)功能。 ③Spring框架:掌握Spring的主要功能,包括控制反转IoC、面向切面编程AOP等。案例是利用AOP实现系统日志管理、数据库事务管理。 ④框架整合:将Struts、Spring、Hibernate框架进行整合,并利用团队开发环境进行项目开发。从这个教学大纲的设计来看,基于团队开发的教学大纲在内容上是无缝衔接的,将Java系列的主要课程整合为一个整体,有利于快速进阶,改善学生的知识结构,提高学生的编程素质,达到企业用人需求。阶段项目的设计对于每门课程,设计合适的、递进的阶段项目,对于深入掌握相关知识点,强化学生的动手能力是至关重要的。 1)Java程序设计阶段。本阶段课程主要涉及Java语言的编程基础,综合掌握相应的知识点对于理解Java编程思想、后续Java课程的学习有重要的作用。这一阶段知识点众多,而且受知识结构的限制,难以实施大规模的项目,为此,考虑将这些零碎的知识点结合起来,形成一个有实际意义的游戏项目——《飞机大战》。通过游戏的开发,学生可以在界面上看到程序中对象的状态,直观地了解程序运行的过程;而且通过游戏开发,可以提高学生的程序设计兴趣;更重要的是,游戏集合了众多知识点,这为学生深入掌握和应用这些知识点提供了一个良好的平台。 2)Java高级编程阶段。本阶段主要进行可复用Java组件的开发,因此,项目的设计与考查侧重于Java组件的实践。这一阶段的项目是《网上商城》,该项目的背景清楚,学生大都具有使用网上商城的经历,这能够直观地帮助学生了解项目的需求背景。将Web组件开发技术应用至《网上商城》的开发,不仅可以使学生深入地掌握Java编程思想,而且可以大大加快软件项目的开发。项目在考查时不仅需要查看项目的外观、功能等因素,还需要了解学生在实践中是否设计、开发并应用了Java组件,这对于提高学生的抽象思维能力以及动手实践能力具有重要的意义。 3)Java框架技术阶段。本阶段主要是框架技术的使用,需要设计大型的企业级开发项目,并利用Java框架技术实践课程来保证项目的实施质量。本阶段的项目为《企业固定资产管理》,通过提供项目需求,使学生掌握软件需求分析的步骤和方法,提高学生的系统分析能力和实践能力。通过第二、三阶段课程的学习,学生能够深入理解框架的原理,而通过第三阶段项目的开发,则能使学生熟练掌握软件开发的步骤与方法、框架技术的使用,从而达到企业的用人需求。 4结束语 本文针对Java语言系列课程在教学过程中出现的问题,提出一系列的优化方案。通过优化已有课程,使Java系列课程能够尽早、连续地开出;通过建设Java教学团队,设计了符合Java系列课程特点的教学大纲,使得Java系列课程的知识点形成一个渐进的整体;通过阶段项目的设计,使得学生能够在不同的阶段开发侧重点不同的项目,显著提高学生的动手实践能力。通过这一系列的改革措施,学生在学完Java系列课程后对Java语言、数据库技术、设计模式、框架技术具有更好的综合应用能力,对于提高学生的综合素质有明显的改善作用。 作者:邓泽林 谢中科 软件工程专业论文:软件工程专业校企合作下的研究 1.校企合作人才培养方法 1.1构建新型人才培养方案 软件行业发展和更新很快,短时间内就有可能发生很大的变化,高校在课程设置等方面常常落后于企业,如何缩小学校培养的软件专业学生和企业对软件开发人员的要求的差距是亟需解决的一个问题。为了解决这一问题,武昌理工学院信息工程学院软件工程系围绕软件工程专业建设目标,联合软件开发企业高级技术人员和高级管理人员,成立校企联合教学指导委员会,共同制定符合企业培养目标的人才培养方案。软件开发公司参与人才培养方案的设计与讨论,根据企业的需求动态调整教学方案,设置符合企业人才需求的课程,打破了高校关起门来,独立设置人才培养方案的习惯,打破了人才培养方案相对稳定的惯例,校企合作联合制定的人才培养方案更符合企业的对人才的需求。除了企业参与人才培养方案的制定外,武昌理工学院信息工程学院经常组织担任企业软件工程师的校友,对人才培养方案提建议,优化和完善人才培养方案。实践证明,使用学校和企业共同设计的人才培养方案后,学生的应用能力更强,更能适应企业的要求。 1.2构建真实的教学平台 为了提高学生的实际动手能力,尽快适应真实的企业开发。武昌理工学院信息工程构建了基于真实的工作环境(RealWorkingEnvironment)、真实的实训项目(RealTrainingProjects)、真实的项目经理(RealPro-jectManagers)、真实的工作压力(RealWorkPressure)和真实的工作机会(RealJobOpportunities)的教学平台。武昌理工学院信息工程学院在项目实训期间,严格按照企业办公环境的设计,每人一个独立机位,严格执行企业的考勤制度和工作汇报制度,真实感受企业的工作环境。实训的项目来源于企业的真实项目,让学生在完整的项目中学习整个项目中的每一个具体环节,充分体验一个团队的工作过程。在实训中,每个项目都由企业项目经理和学校教师共同指导,带队的项目经理都具有丰富的项目经验。在实训项目中有模拟客户代表给项目组施加真实的项目压力,当遇到客户需求变更等问题时,考察其应变能力。在实训项目中,根据学生的表现,企业提供真实的就业机会,企业直接与学生签约。通过构建真实的教学平台,进行企业级真实项目实训,让学生体验真实的软件开发过程,积累实践经验,培养创新能力。通过项目实训,学生普遍感到充满信心,能够很快适应企业的开发环境。 1.3改进教学体系 ACM和IEEE-CS的SWEBOK定义了软件工程学科的内涵。武昌理工学院信息工程学院教学委员会基于SWEBOOK框架,按照软件工程课程群的总体知识结构,重新设计了应用型软件工程专业的教学体系,对课程的学时、权重、结构,以及课程间的衔接进行了改进。将课程分为通过通识类、开发类和工程类三类,分阶段逐步培养学生的应用能力。同时注重基础理论课、课程实验课、课程设计、企业项目实训、毕业综合实践等环节,通过这些环节,将课堂理论学习和企业实训相结合,使学生具有坚实的理论基础的同时,具有一定的实践能力,实现理论与实践的零衔接。基础理论课主要涉及软件工程专业需要的基础和公共性知识。这部分知识主要由学校任课教师讲授。课程实验主要针对具体课程的某些知识点设计的实验。其可分为验证性实验、设计性实验、综合性实验。通过课程实验,学生掌握常用的软件开发语言,了解常用的算法,具备软件开发的基本技能。课程设计采用小组分组,自组团队,模拟企业设置岗位角色,进行角色体验,熟悉软件开发流程,培养软件开发能力。企业项目实训在企业高级开发技术人才的指导下,以真实项目为载体,进行软件设计,提升软件开发能力。在毕业设计和毕业实习阶段,采取企业开发人员和学校教师组成的双导师制,企业导师为其提供综合实践环境,提供技术指导。学校教师负责毕业设计相关文档的指导工作。 1.4编写合适的校企合作教材 目前,市面上校企合作的教材比较少,有的教材并没有企业软件开发人员真正参与,有的教材理论多,实践少,有的教材难以适应企业对软件开发人才的需求。武昌理工学院信息工程学院与企业开发人员紧密合作,编写精品实训教材。实训教材以项目为中心,案例教学,项目驱动。根据真实工作的情景设计课程的学习情景,确定教材的框架和编写模式。根据真实的岗位需求,编写典型的工作任务。根据真实的能力需求,培养学生的应用能力,并根据市场需求变化,分阶段更新教材。 1.5加强师资建设 建立一支结构合理、水平高的师资队伍是校企合作人才培养的重要保证,武昌理工学院信息工程学院构建了由学校教师、企业研发工程师和项目经理、高水平的外聘教师三部分组成的高质量应用型师资队伍。学校十分重视双师型师资队伍的建设,鼓励教师到合作单位进行学习和交流,参与企业项目研发,增强实践经验,鼓励教师到企业挂职锻炼和进行“产、学、研”合作,鼓励企业不定期为教师开设培训班。学校依托甲骨文工程(武昌理工学院)工程实践教育中心等的合作,每年固定派教师参加学习。学校还直接从企业引进实践经验丰富的优秀开发人员担任实训课程教师,充实教师队伍。 1.6加强第二课堂建设 除了课程教学和项目实训外,积极引导学生利用课外时间,自组团队、自拟课题、自主设计、自主管理完成项目设计,对于创新型强、应用水平高的项目学校进行创新学分奖励,并可冲抵相关课程积分。学校积极引导学生参加各种软件设计大赛、信息技术应用水平大赛等比赛,以赛促学,通过竞赛活动,提高学生发现问趧趶题和解决问题的能力,提升其应用能力。 1.7鼓励学生获取职业技能证书 对于应用型人才来说,职业技能证书十分重要。学校积极鼓励学生参加各种技能培训,获得技能证书。为了学生顺利获取接技能证书,学校安排集中时间进行集训,组织经验丰富的教师进行考前辅导。在人才培养方案中,对获得指定证书的学生,允许进行课程置换或学分奖励。不少学生在毕业时获得了思科的CCNP、CCIE和甲骨文的OCP、OCM证书,应用能力有较大提高。 1.8建立质量监控体系 改变以前单纯教学督导对教学质量进行监控的现状,由企业开发、管理人员和教学督导共同组成质量监控小组,负责对教学质量进行监控,根据项目实战的特点,检查教学大纲和教学课件,不定期组织质量监控小组进课堂听课,了解学生反馈,不断完善教学质量。企业随时与学校沟通,反馈教学各个环节中的意见和建议,对教学和实训中的各个环节质量进行监控。 2.结语 武昌理工学院信息工程学院软件工程系建立校企联合指导委员会,构建新型人才培养方案。基于真实的教学平台进行企业真实项目实训。通过改进教学体系,编写合适的校企合作教材,加强师资队伍建设和第二课程建设,鼓励学生获取职业技能证书,并建立质量监控体系,保证校企合作的效果。通过几年的校企合作实践证明,学生的应用能力和创新水平有较大的提高,毕业生的就业率和就业水平进步很大,校企合作的人才培养模式成效显著。 作者:阳小兰 钱程 吴亮 单位:武昌理工学院信息工程学院 软件工程专业论文:高校软件工程专业教育改革论文 1传统软件工程专业教学模式的不足 1.1重理论,轻实践 传统的软件工程专业教学模式体系的基本教学理念是重视“知识型”人才的培养,注重书本知识理论的讲解与掌握,忽视了学生实践能力的培养。从当前高校软件工程专业教学情况来看,课程的授课基本都是沿用理论课——实验课单一模式。其中理论课所占课时比重更大,实验课则相对弱化,而且理论课与实验课的结合程度并不十分密切。所占课时比重较小的实验课教学环节,多数都是进行教师事先安排的实验内容,教师在实验过程中给予指导和评测。实践证明,这种课程教学模式下出来的软件工程技术人员与时展要求严重脱节,难以满足社会对综合软件设计与开发技能人才的需求。 1.2教学目的脱离实际 软件工程专业课程是计算机软件、硬件和网络相结合,注重软件理论和软件开发能力的培养,该课程强调理论与实践的有机整合。然而,现行的高校在开展软件工程专业教学活动的过程中,却难以做到理论教学与实践教学的统一,时有厚此薄彼的现象发生。在强化理论知识的同时忽略了实践的应用,在加强实践教学的同时却又忽略了理论知识的融合。不能很好的体现高校软件工程专业教学围绕职业发展需要开发,职业特点不明确,不利于学生综合能力的发展。 2高校如何进行软件工程专业教学改革的几点做法 2.1以社会需求为导向,革新教学模式 随着社会经济体系结构的进一步调整,软件行业人才标准也在不断发生变化,高校教育的人才培养目标,人才培养方式也应跟随时代变化进行相应的改革。教师在进行授课的过程中,要跳出“教”的禁锢,从总体目标出发,进行学科教育向职业化教育的转型,以满足社会对高级软件工程师的需求。 (1)根据社会需求,合理确定知识结构 知识结构是培养学生专业技能和提高学生素质能力的前提与基础,知识结构的确定,必须满足社会发展需求,以“必需、够用”为度,并要求学生具备足够的发展潜质。因此,教师在分析知识结构时,应首先以社会发展对软件工程专业的能力要求为出发点,通过对能力进行分解,分析满足学生能力发展要求应具备哪方面的知识和技能,对相应的知识点进行组织,合理确定知识结构,努力体现“三个面向”,面向软件工程专业发展最新潮流、面向软件工程专业市场需求、面向软件工程专业社会实践。例如在开展实践教学活动时,教师除了要重视企业级应用开发的服务器端技术,还要注重云计算技术同JavaEE的整合,同时跟随当前应用开发趋重RIA的特点,加强Flex技术的学习,增加JavaEE和Flex的架构集成技术,以培养市场严重紧缺的具有相当经验的RIA、云计算开发人员。通过对知识结构的合理确定,让学生不但能够对专业知识进行巩固,还能紧贴IT行业的用人需求,从而真正达到学以致用的目标。 (2)以能力要求和知识结构为主线,构建动态教学计划 教学计划是各教学环节的整体设计方案,包括有:课程体系、实践教学环节等的时间分配和次序安排。软件工程专业教师在设计教学计划时,应以本专业能力要求和知识结构为主线,进行教学计划的调整,给以学生明确的思维方向,让学生能够参与到教学的全过程并在课堂教学活动中获得最大的收获。一方面,教师可以注重课程体系的国际化,引进10门美国著名高校卡内基梅隆大学(CMU)软件工程专业的课程,通过与传统教学模式的融合,进一步提高教学水平。另一方面,教师可以注重课程体系的先进性与及时性,定期召开合作伙伴峰会,企业参与人才培养方案和教学计划的制定及审阅,保证课程教学体系与专业信息的及时更新,做到因材施教。 2.2采用案例教学法,通过实例开展学习 案例教学法是指在学生掌握了解相关基本知识和分析技术的能力基础上,通过教师的精心策略和指导,根据教学目的和教学内容,运用经典案例,把学生带入特定教学情景进行分析,通过学生的自主探究和小组合作,进一步提高技术技能水平,同时培养学生沟通能力和协作精神的一种教学方式。软件工程专业教学以培养学生实践、动手能力为主要途径。在实践教学环节,通过案例教学,能把知识点与例子相结合,使学生从个案的分析、比较中,更深入地了解软件系统开发与管理过程,最终达到技术和知识点的掌握。如:《JAVA程序设计》课程的教学时,JAVA程序设计以编程为主,如果照搬教材内容,只会让教师讲得枯燥,学生听得乏味。通过融入案例进行教学,可以在向学生灌输编程语言知识点的同时,进一步培养学生分析问题和解决问题的综合能力,进而激发学生的创新能力。2.3强化实践教学环节,提高应用型人才专业技能。据有关数据显示,目前,我国对软件人才的需求已达20万,并且以每年20%左右的速度增长。在未来5年内,合格软件人才的需求将远大于供给。在中国十大IT职场人气职位中,软件工程师位列第一位,软件工程人才的就业前景十分乐观。然而,各大企业在面向各大高校招聘软件工程应用型技术人才时,普遍注重学生的综合实践能力。对于如何把学生培养成为受企业青睐的技术型人才,强化教学活动中的实践教学环节,提高应用型人才专业技能,是促使学生综合实践能力全面发展的必有之路。因此,一方面教师在开展教学活动的过程中引入现代化教学手段和仿真实验教学手段,调整教学重点,发挥软件工程专业实践教学的中心地位。另一方面可以进一步加大实验室对学生的开放力度,尽可能地为学生创设动手实践的氛围、为学生提供更多的动手实践机会。同时,还可以开展大型综合实验、综合实训、企业实习、毕业设计等实践教学内容教学,通过开设大型综合性的实验课程或综合实训课程、组织学生到Ⅱ企业顶岗实习、利用所学知识进行项目开发的能力和就业竞争能力。 2.4加强教学队伍的建设 高校软件工程专业教学水平的高低,取决于教师队伍的素质,他们素质的高低将直接影响到课堂教学活动的开展和学生能力的培养。因此,加强高校教学队伍建设,强化教师业务培训,提高教师的业务水平,是顺应教学改革的重要举措之一。首先,学校要组织鼓励软件工程专业教师加强学习、钻研业务,掌握教学技能,提高他们的教学水平和教学技巧。同时,学校加大对软件工程专业教育的投入,多组织高校软件工程专业教师参加省级培训、校级培训等再培训工作,着手培养基础好、教学技能优秀、有事业心、敬岗爱业的专业教师,增强软件工程专业教学师资力量。 3结束语 随着社会现代化进程的不断加快,社会对软件工程技术人才的要求也越来越严格。高校作为我国高等素质人才的重要培训基地,必须着力于教学模式的革新,提高课程教学质量,培养全面发展的应用型软件开发与管理人才,以适应社会对软件工程专业人才的发展需要。 作者:蓝斌 单位:同济大学 软件工程专业论文:浅析软件工程专业的实践教学建设 1专业教学改革与教学研究 在专业教学内容上,遵循以软件工程学科为主线、以社会需求为导向、与其他学科进行充分交叉的模式,构建科学、合理的课程体系,分别创建软件工程理论课程群、软件工程技术课程群、软件工程实验课程群,按课程群成立研究小组,通过调研、讨论,并结合软件行业的需求,设置软件工程专业的课程群,并制订相应的教学计划和大纲,构建适应行业需求的课程体系,使课程教学更具规范,提高课程教学质量。在专业建设上,继续追踪软件技术的前沿,注重软件技术、嵌入式系统、通信技术的发展。这些教学理念和专业建设思路继续贯穿在本专业的课程体系中,以进一步提高学生的素质和质量。在软件工程学科的基础上,考虑相关学科交叉性,同时注重对本学科人才需求的现状以及未来变化调整的调查分析,主动进行本学科结构和专业结构的调整。 在实际教学过程中,积极推进“以教师为主导、学生为主体”的教学方法改革,重视学生独立思考和创造思维的培养,采用“问题牵引、项目驱动”教学方法、积极采用多媒体课件与教学网站辅助教学方式,教学中加强符合学生特点的个性化教学及指导方式,通过课程大作业、课程设计等方式,使学生根据自己的兴趣和爱好选择题目进行学习,激发学生学习兴趣,提高教师教学效率,全面提升教学水平。 2实践教学建设规划 结合我院办学特色,以软件工程能力培养为核心和切入点,依照国家软件工程人才培养标准和我院软件工程专业人才培养方案,设计软件工程专业实践教学体系,主要如下: (1)明确软件工程人才培养的工程能力要求依照国家软件工程人才培养标准和我院软件工程专业人才培养方案,细化软件工程人才培养的知识与能力结构,特别是工程能力的知识体系。 (2)制定与工程能力培养相配套的课程实践教学大纲紧密结合软件工程专业工程能力培养要求,突出软件工程项目实践,制定与软件工程能力培养相一致的课程实践教学大纲,使专业的理论教学与实践教学形成一个有机的整体,相辅相成。 (3)构建适用于应用型本科,具有软件工程专业特色的“层次化、模块化、渐进式”的实践教学体系制订“层次化、模块化、渐进式”的实践教学体系建设方案,实现学生实践训练不间断,教学内容从“工程认识”到“基础训练”,最后到“综合创新训练”,由低到高、由单一到综合、在不同阶段将理论和实践有机结合,满足“实践—认识—再实践—再认识”的认识论规律。 (4)改革实践教学模式、教学内容和教学方法实施“以工程项目为核心、学生为主体、学用合一”的实践教学模式。推进教学改革,按工程问题、工程案例和工程项目组织实践教学内容,通过项目引出知识点,结合学生科技活动、教师科研项目,让学生参与项目的构思、设计、实施和运行,提升其工程设计能力。 3结语 计算机软件专业的发展,从基础上决定着信息化建设进程;改革人才培养方案,构建经济社会发展需要的课程体系,进行软件工程专业建设,对于我国的信息化建设进程具有十分重要的基础意义。 作者:闫俊伢 单位:山西大学商务学院