1集成电路的基本概念 集成电路是将各种微电子原件如晶体管、二极管等组装在半导体晶体或介质基片上,然后封装在一个管壳内,使之具备特定的电路功能。集成电路的组成分类:划分集成电路种类的方法有很多,目前最常规的分类方法是依据电路的种类,分成模拟集成电路、数字集成电路和混合信号集成电路。模拟信号有收音机的音频信号,模拟集成电路就是产生、放大并处理这类信号。与之相类似的,数字集成电路就是产生、放大和处理各种数字信号,例如DVD重放的音视频信号。此外,集成电路还可以按导电类型(双极型集成电路和单极型集成电路)分类;按照应用领域(标准通用集成电路和专用集成电路)分类。集成电路的功能作用:集成电路具有微型化、低能耗、寿命长等特点。主要优势在于:集成电路的体积和质量小;将各种元器件集中在一起不仅减少了外界电信号的干扰,而且提高了运行速度和产品性能;应用方便,现在已经有各种功能的集成电路。基于这些优异的特性,集成电路已经广泛运用在智能手机、电视机、电脑等数码产品,还有军事、通讯、模拟系统等众多领域。 2集成电路的发展 集成电路的起源及发展历史:众所周知,微电子技术的开端在1947年晶体管的发明,11年后,世界上第一块集成电路在美国德州仪器公司组装完成,自此之后相关的技术(如结型晶体管、场效应管、注入工艺)不断发展,逐渐形成集成电路产业。美国在这一领域一直处于世界领先地位,代表公司有英特尔公司、仙童公司、德州仪器等大家耳熟能详的企业。集成电路的发展进程:我国集成电路产业诞生于六十年代,当时主要是以计算机和军工配套为目标,发展国防力量。在上世纪90年代,我国就开始大力发展集成电路产业,但由于起步晚、国外的技术垄断以及相关配套产业也比较落后,“中国芯”始终未能达到世界先进水平。现阶段我国工业生产所需的集成电路主要还是依靠进口,从2015年起我国集成电路进口额已经连续三年比原油还多,2017年的集成电路进口额超过7200亿元。因此,在2018年政府工作报告中把推动集成电路产业发展放在了五大突出产业中的首位,并且按照国家十三五规划,我国集成电路产业产值到2020年将会达到一万亿元。中国比较大型的集成电路设计制造公司有台积电、海思、中兴等,目前已在一些技术领域取得了不错的成就。集成电路的发展方向:提到集成电路的发展,就必须要说到摩尔定律:集成度每18个月翻一番。而现今正处在技术变革时期,摩尔定律推进速度已大幅放缓,集成电路技术发展路径正逐步向多功能融合的趋势转变,围绕新型器件结构的探索正成为集成电路技术创新的主要焦点,物联网、云计算、大数据等迅速发展,引发了CPU计算架构发生变革。 3集成电路的设计方法 集成电路的设计流程主要有:设计规划和架构划分阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、封装测试阶段,具体设计方法介绍如下: 3.1设计规划和架构划分 由于现在数码产品更新换代迅速,市场需求千变万化,在设计之初,就要对市场有大量调研并要有前瞻性的思考。此外,要将设计需求与实际产品设计的可行性与成本进行综合考量,由此初步确定产品开发蓝图。在系统设计阶段可以使用SPW、TannerEDATools等软件完成系统的描述、外部接口的情况、功能的定义、工作量的估计等各方面工作,再通过构建抽象的算法仿真模型,根据功能和性能的要求,选择和设计算法,然后通过仿真进行验证和评估。当验证通过后,一个集成电路的设计架构就被搭建起来了,接着就可以进入下一步的逻辑设计。 3.2逻辑设计 逻辑设计简言之就是写代码,编写硬件描述语言(HDL)代码,通过仿真手段验证代码,这里的验证指的是功能级验证,不涉及时间的信息。集成电路设计的关键一步就是用一些专业工具如ISE等把代码映射到库原件实现的门电路,也就是门级的网表,当然,门级网表也要验证,如果出现错误要从以上各个步骤寻找出错的原因。 3.3物理设计 在上一阶段得到网表之后,就可以着手各种元器件的布局以及导线的连接,连接后再次进行仿真模拟,然后就可以开始插入时钟树,形式验证。当这些步骤通过后,集成电路的大致版图就规划好了。 3.4集成电路的封装测试 将合格的晶圆按照设计好的版图进行加工组装成芯片的过程就叫做集成电路的封装。江苏的新潮科技和华达微电子是我国目前规模产值比较大的封装测试企业。此外,综合多家市场调研机构的数据,2016年全球集成电路封装测试产业的市场规模为509.7亿美元,具有很大的发展前景。 4结语 随着时代的发展进步,对集成电路的能耗、稳定性等方面的要求也不断增加,这就要求我们不断创新发展集成电路的设计思路与方法,为我国微电子技术的发展与崛起不懈努力。
产品设计毕业论文:小议现代产品设计的仪式性 1藏礼于器 1.1礼器之“礼”性 第一,器物本身具有很高的象征性。象征性表现在器型、装饰2个方面。在器型设计上,礼器强调庄重中正的形式,蕴含天圆地方等朴素的时空观念,追求造型的对称性。据考证,我国古代传统容器的设计当中,蕴含着许多规律的几何比例关系,尤其涉及到黄金比例的占到一定数量。装饰上,再配以饕餮纹、夔图1茶道Fig.1Teaceremony龙纹、夔凤纹、蟠螭纹等具有图腾意义的纹饰,进一步标明拥有者不可企及的特权。 第二,礼器使用过程遵循祖制,并固化成一个被严格遵守的秩序。这里所论及的秩序包含两层意思,一是使用者的等级秩序,二是使用过程中所遵循的严格秩序。以鼎为例,其使用制度等级森严,对于鼎的拥有者和使用者的身份有着严格的限制,不得逾制。据载西周天子用九鼎八簋,诸侯用七鼎六簋,卿大夫用五鼎四簋,士用三鼎二簋。礼器的使用过程配以礼乐,按照严格的范式和繁琐的程序演进。参与礼器的使用过程,不但是一种神往的体验,也是一种社会地位的象征。 1.2以器明礼 礼器的价值在于“以器明礼”。昂贵的材料,庄重而威严的型制,富有神启意义的装饰,加上礼器的陈设和使用过程遵循严格的秩序,所有的一切都是为了唤醒使用者心中的群族认同感,以维系“礼”的秩序,并以此影响和规范着世俗生活。这使得礼器超脱了其原始的器物功能,而成为表达神性,表达“礼”性的一个物化载体。礼器在造型、用材、装饰、工艺、乃至使用的程序等方面,均以突出“礼”为特征。这里则将这种突出“礼”性特征的属性定义为产品的仪式性。 2现代生活对产品仪式性的需求 现代社会中,完全与古代礼器相同的产品已难觅踪影,但这种仪式性却在现代产品的很多方面有所传承,仪式性产品需求在个人、家庭、社会团体、国家等不同层面时时凸显。人们追求更高层次的精神需求,寻找归属感,希望被尊重。因此,在各种社交活动中,人们越来越关注仪式感的体验。例如,茶道,见图1。即便是平常的朋友小聚,也追求类似茶道表演的那种形式和过程的审美感受。交换并佩戴结婚戒指已经成了现代婚礼上不可或缺的神圣仪式。戒指这种产品已经完全摒弃了具体的使用功能,无论它的造型还是选材,所展现出的都只有仪式性意义了。在高规格社交活动和大型仪式场合,则需要更富有仪式感的“礼”性产品,以满足隆重庄严的仪式性需要。奥运火炬就是这样一个典型的例子,见图2。 3突出仪式性的设计 人们追求仪式感体验,也喜欢具有仪式性的产品。为满足这方面的需要,在设计中,借鉴古代礼器的设计原则和方法——“以器明礼”,不失为一种较为有效的增强仪式性的设计方法。要突出产品的仪式性,现代产品也可以在珍稀性、象征性和秩序性3个方面用足功夫。 3.1保持珍稀性 产品越珍贵,越稀有,使用过程中所获得的仪式性体验就越强烈。首先,采用昂贵稀有的材料、高超精湛的工艺制作产品,自然可以让其获得不同凡响的价值感,进而增强仪式性体验。事实上,各种宝石、贵重金属等稀有材料,常常被制作成珠宝首饰这一类最富仪式性的产品。再者,通过创新设计,采用独一无二的造型和装饰,并依靠专利保护和授权生产等手段控制产品的产量,也可以保证产品的稀有性。另外,对使用者设置门槛,即该产品只有通过技术和经验认证,获得特别许可才能使用,也可以使得使用行为本身变得很稀有。使用者在产品的使用过程中将获得一种超然的别体验,增添使用的神圣感,增加仪式性感受。越是稀有的商品,其价格也就越高,其受众就越贵族化。从商业设计的角度来说,通过人为操控获得稀有性,从而获得更高的价值认同无可厚非,但从设计伦理的视角看,一味通过高价追求稀有性并不是现代设计应该积极倡导的。 3.2强调设计的象征性 相对于功能,仪式性产品更关注产品本身所蕴含意义的表达,其造型和装饰的象征性变得尤为重要,造型符号化倾向也更加明确。设计上也常常借用某种文化中的经典形式和符号,以唤醒使用者心中的共鸣,获得更强烈的仪式感。喜多俊之设计的餐具则给人们提供了更好的启示,见图3。作品仅在轮廓上保留“鼎”或“鬲”三足鼎立的造型特点,但“供奉”的意味已充分显现“,礼”味十足,反映出了无与伦比的仪式感。 3.3突出理性的使用秩序 3.3.1和谐严谨的空间秩序 我国古代礼器陈设都有严格的秩序,包括陈列和摆放的秩序,以及陈设品系统之间的和谐。秩序性源于宗教传统,也源于潜在的审美意识。保持严格的秩序性对彰显产品的仪式性,获得神圣感,有着重要的作用。喜多俊之设计的只有两张榻榻米的冥想空间,完美地诠释了这种秩序空间所带来的仪式感。空间纯粹简约空灵,其中陈设的类似青铜器的道具使得空间弥漫着浓重的禅味。 正如古代的礼器大多源于餐饮器具,在现代数不清的产品当中,现代餐具所遗留的仪式性特征是最为明显的。正统的西餐用餐时遵循严格的用餐礼仪,或为感谢上帝恩赐食物,排盘、餐点与餐具的配搭等均以突出陈列感为要。餐具设计更是中规中矩,有较强的仪式感,见图5。相较于中餐,日本料理更侧重追求禅意的美感。除了注重食材造型和食材色彩配搭之外,日本料理对餐具的衬托作用也有着独到的认识。餐具设计较为克制,相对内敛的风格更好地衬托了食物的精美。在进餐过程中,用餐者可从这种君臣相辅、琴瑟和鸣的空间秩序中获得近乎“道”的体验。现代灶具见图7,在一个近乎扁平的空间里,展现了一种极具理性的秩序感。平展光洁的台板上,灶头的形式洗练庄重,开关旋钮形式简约冷峻。灶头和开关旋钮在空间位置上按照相合性原则排列,呈现出一种严谨的对应关系,疏密有度,秩序肃然。灶具产依靠严谨的空间秩序获得对火的精确控制,仪式感非常突出。 3.3.2清晰的时间秩序 强调使用过程的体验,是产品仪式性的重要内容,也是产品强调仪式性的目的。当一个产品需要一系列的操作步骤才能完成某项任务的时候,严格的操作秩序就构成了仪式性的一个重要方面,能有效地增强使用者的仪式性体验。以自动咖啡机为例,要想冲出一杯咖啡,必须要经历放杯、按启动按钮、等待(磨豆、冲泡)、出咖啡、取咖啡这一系列过程。为避免可能出现的操作失误,产品必须使用恰当的设计语言,通过明确的语义清晰地表达出产品使用秩序。杯座、咖啡出口、启动按钮等一系列造型语义简单清晰,使用步骤清晰地呈现在操作界面上。人们在冲泡咖啡的体验中,理解咖啡机内部各系统间的有机关系,感悟其中所蕴含的“理”,进而受到“礼”的启迪,获得仪式性体验。 4结语 藏礼于器,以器明礼。古代礼器在其型制、纹饰等几个方面蕴含了丰富的“礼”性内涵,对现代产品如何增强仪式性有着很好的启发。借鉴礼器的用材、形制、使用程序和使用方法,可为现代产品设计谋求到另一维的极致审美——即“仪式性”体验。现代设计的目标已逐步从追求功能的“物性”向追求体验的“人性”转变,沉睡在人们心底的仪式性需要被逐步唤醒。为突出现代产品的仪式性,借鉴以器明礼的方法,既可以通过突出珍稀性得以强化,也可以通过强调产品造型和装饰的象征性而得到突显。而且,若能在产品的空间秩序和操作秩序上做到礼器那样肃然有序,产品的仪式性将得到进一步升华。另外,还需特别指出的是,产品仪式性的展现离不开使用环境的气氛烘托。 作者:刘洋 任宏 单位:同济大学 沈阳航空航天大学 产品设计毕业论文:回纹纹样在产品设计中的可行性 1回纹的追本溯源 现代设计提倡“形式服从功能”,注重设计的合功能性与合目的性,这正是老子折射出的美学观。回纹在古代装饰运用上非常频繁,特别是在传统装饰艺术中展现出了独特魅力。如楚汉文化时期的壁画、青铜器,在原始回纹纹样的基础上,不断发展衍生出单独纹样、角隅纹样和连续纹样等独具特色的楚汉符号。这些符号抽象生动的表现了兽面纹、凤鸟纹、龙纹、云纹、花瓣纹、菱形纹、蟠螭纹龙、变形凤纹等。这些纹样在以后的几千年中,成为中国传统文化的瑰宝。 2回纹样式的传承创新 原始回纹纹样在经历了几千年的发展演变后,在应用中从形式和内容上得到不断升华。从构成学角度划分,大概可以分为以下几种几何连续图案形式:散点排列、错位排列、折线区划、波线区划、格子意匠等多种构成形式。这些纹案的产生的特点在于,形式简洁,易于记忆和识别,因此被广泛应用于现代绘画、设计之中。由此可以看出,人们的审美取向是不断变化的,打破了传统的回纹形式,突破了高度对称和连续的样式,去追求韵律和节奏之美。但是变化中又存在着统一,其基本的图形构成原理是相同的,都是建立在回纹的二方连续、四方连续等的基础之上。 总的来说有以下几种规律: (1)以纵向维度进行分布; (2)以横向维度进行分布; (3)以对角线维度进行分布; (4)以某种曲线维度进行分布。 总之,最终的效果是达到一种视觉上的冲击力和美感,形成稳中求变、变种求奇,形成艺术上的和谐对比。 3回纹元素融入现代设计 在经济快速发展的今天,人们不断倡导高品质的生活,对产品的需求已经超越了对基本使用功能的满足,追求“人有我优”的个性化,这也是推动产品不断更新换代的动力之一。回纹有着“富贵不断头,子孙万代,连绵不断”这一吉祥寓意,不仅符合中国人的情感需求,而且能彰显民族特色,因此,在产品设计中深受广大设计师和消费者推崇。如今,在许多仿古家具产品造型设计中融入了回纹元素,见图4。回纹样式融入家具产品既满足了现代设计提倡的简洁、朴素之美,又有机融合了传统设计的装饰韵味。实现了吉祥寓意和时代精神完美的结合,使家具设计更具文化品位和民族特性。此外,回纹在众多设计类型中也被广泛植入。在手机产品设计中,诺基亚曾经推出“绝色倾城”系列手机。这一系列手机的设计亮点就是将手机正面的屏幕周围、键盘区域和背面的图案采用了回纹装饰,形成了强烈的视觉冲击力,赢得了消费者的认可。在装饰产品设计中,家喻户晓的“中国结”,正是传统回纹的化身。“中国结”从石器时代古人的缝衣打结,历经千年演变成今日的装饰品。在这一漫长的过程中,人们培养起情有独钟的审美观和强烈的民族情结,以致成为当今中国的象征符号之一,真可谓是中华民族悠久的历史的见证。 在CI设计中,“中国联通”正是以回纹为设计原点,在“中国结”的形式上创新而来的。无独有偶,中国邮政电信总局,中国移动总公司的企业形象也用了吉祥纹样——“回纹”。可见,回纹这一吉祥纹样在现代企业,特别是高科技领域里,也有其独特的、丰富的象征意义。在服装产品设计领域,从每年的新装会中我们可以发现有些就采用了回纹的设计。有应用在面料中作为底层的纹理,还有直接把回纹的连续设计运用在服饰领口、低摆、袖口中,甚至还把回纹的造型体现在手包和鞋跟的设计中,展现了优雅、大气的民族风情。在首饰产品设计中,无论是考古挖掘发现的古代首饰,还是现代流行的多种饰品中,都离不开回纹的应用。从某种程度上说,这一传统韵味正引领人们的审美观。在家居产品设计中,尤其以古典设计风格较为突出,在床、抱枕、壁柜、楼梯扶手等设计中,把传统回纹图案和现代流行材质相结合,形成了古韵和时尚的完美融合。纵观当今许多的经典设计,都离不开对传统元素的挖掘与应用。同时,回纹也在不断的应用中得到持续的传承与创新。 4回纹在产品设计中的意象表达 目前,虽然在许多设计中会出现一些回纹的意象性元素,但很少有将其上升到产品设计意象表达理论研究的层面。鉴于此,笔者分解一次设计实践的过程,来阐述回纹在设计中的表达方法。设计构思:从中国传统符号中解构,获得“通用模块”的元素,然后针对这些元素进行重构,从而在产品设计中满足个性化消费需求。经过研究,发现我国内蒙传统回纹图案,二方连续纹样的结构特征符合模块化设计要求。设计流程:(1)解构内蒙传统图案,获得“通用模块”;(2)根据通用模块的造型特点,加以重构,获得易于包装运输的“基础模块”;(3)在“通用模块”的基础之上进行设计整合,获得满足不同设计定位的独立产品。最终的产品能够根据消费者的不同需求,进行自由组合配置,满足个性化消费需求,这也是当今设计的发展趋势。 通过上述设计案例可以看出,由“通用模块”组合配置的产品,虽然每个产品均具有独立的属性,但他们有着相同的文化元素,从而使这一系列产品既有传统造型的神韵,又有现代设计简约的风格特征。总而言之,在产品设计中运用回纹元素进行意象表达,就是要充分应用传统元素特点,进行解构、重构,不断进行再创造,使具象的传统元素,在设计中表达出抽象的文化内涵。不断运用现代设计方法、理念对传统元素进行提炼与升华,使其融入现代设计中。不仅做到取其形——“形”似,更要做到传其神——“神”似,通过产品的整体意象来使人们产生情感共鸣,达到赋予设计长久生命力的目的。 5结语 在现代设计中强调应用传统回纹元素,并不是一味地追求对古代的简单模仿,而是要善于挖掘有价值、经典的传统符号,融入到现代生活之中,使现代设计在传承中不断创新,同时担负起民族文化传承的责任。 作者:杨艳石 阮向群 单位:宿迁学院 产品设计毕业论文:探求产品设计的具体设计方法 1两种设计方法的基本概念 Top-Down设计方法从本质上讲是分解一个系统,从而得到它的组成子系统,通常使用“黑匣子”来辅助进行定义。在理念上,Top-Down设计方法设计强调整体设计与优化。在实现过程上,Top-Down设计方法强调计划和彻底理解系统。它要求除非在系统设计中有足够层次的细节信息被定义,否则不设计任何一个零件。Top-Down设计方法使用“黑匣子”来代替模块。直到整体设计完成后,它才开始具体模块和单元的设计和验证。现代产品设计方法通常是Top-Down和Bottom-Up两种方法的结合。完整理解整个系统通常被认为是优秀设计的基础,于是在理论上产品设计中趋向于采用Top-Down方法,但是实际设计过程中多数产品设计趋向于在一定程度上利用已有的设计数据,而使用已有的模块又使设计具有Bottom-Up的味道。 2两种设计方法的优缺点 Bottom-Up设计方法的优点在于方法简单、操作容易;零件独立,关注细节;设计人员上手快,模块重用方便;另外对管理要求低,人员要求低,硬件要求低。其主要缺点在于不符合传统设计流程;整体修改困难;设计过程中重复工作多,整体效率低下。适用于企业中2D设计到3D设计的过渡期、小版本修订、标准件的设计。Top-Down设计方法的优点是积木式模块化设计,层层分解;模块化设计,模块之间相互独立;产品结构布局清晰,模块间接口明确;错误更少(模块独立设计,工程师专注于设计);开发时间更短(合作开发,并行设计);优化设计方法(分工明确,便于工程师的知识积累与经验的总结);容易维护(如果输出错误,容易定位该错误是整个程序中哪一模块产生的)。其主要缺点在于设计人员培训周期长;数据重用困难;各方面要求高,包括协同要求高,管理要求高,人员要求高,硬件要求高。由于Top-down设计方法具备符合传统设计流程、全局把握通盘考虑、设计快速高效的优点,适用于新产品开发和成型系列产品设计。 3Top-Down设计的问题研究 现有CAD软件的功能可以较好地完成Bottom-Up设计(零部件的详细设计),但对于解决Top-Down设计问题并不理想。首先在Top-Down设计的第一阶段,概念设计阶段,也就是进行方案设计时,需要建立概念模型来记录概念设计的结果。那么怎样表达这个概念模型是Top-Down设计方法所遇到的第一个难题。在第二阶段,装配结构布局设计阶段,需要建立产品的装配结构模型。那么怎样表达这个装配体结构是Top-Down设计方法所遇到的第二个难题。第三个难题是如何实现概念模型向装配模型的自动映射,以便有效地解决装配结构设计问题,这是最大的难题。最后在第三阶段,零部件详细设计阶段,此时零部件之间要求保持相互关联。如何用计算机实现和维护这种关联是Top-Down设计方法所遇到的第四个难题。 要想在产品设计中应用Top-Down设计方法,必须熟练掌握Bottom-Up技术。以三维设计软件SolidWorks为例,必须掌握全部相关零件、装配与工程图设计的方法,必须掌握SW参数化传递原理,具备较强的SW错误修改能力。另外,要求明晰产品的设计流程与参数变更趋势,具有良好的团队整体实力与协同以及优良的软硬件环境。对Top-Down设计方法而言,完美的零件是指零没有错误、便于修改、便于协同;完美的装配是指装配没有错误、条理清晰、配合合理;完美的文档管理是指文档管理具备合理的参数驱动,符合设计、制造习惯。 4Top-Down设计的主要方法 Top-Down设计中的主要方法包括关联设计、布局和主零件法。关联设计的优点在于简单、易学易用,比较基础。缺点在于零部件间关联单向传导,没有规划,不易理解,修改困难。关联设计适用于部件级应用、位置和形状关联简单的情形下。布局分为布局法布局和草图法布局。布局法布局可以直接采用SW的布局命令。其优点在于容易表达机构方案和布局原理。缺点在于块只能点对点传导到单一零件,不能传导到装配体,局限很大。草图法布局的优点在于灵活自由,可以用草图、基准、实体、曲面等多种方式布局,容易将装配布局传导至指定零部件,缺点是过于随意,不可控,无法传导变量,对总工、硬件、网络、文档管理要求太高。布局的适用范围是整机及部件级的应用。主零件法的优点在于能够控制零部件间复杂形状或位置关联,关联传导层次清晰,适用于零部件间具有复杂形状或位置参考的产品设计,比如电子类产品、玩具等。 5Top-Down设计的应用实例 对某零件进行设计时,采用关联设计法和主零件相结合的方法,SW建模+MEGMA铸造分析,铸件缺陷率由10%~15%下降至3%~5%。铸件、砂芯、冒口采用主零件法;其余采用关联设计法。 6结语 自底向上设计方法(Bottom-UpDesign)和自顶向下设计方法(Top-DownDesign)是目前应用较为广泛的两种产品设计方法,其中自顶向下设计方法更为新颖,对各方面要求也较高,企业在熟练应用这种方法后能够大大提高企业信息化水平,提高企业的设计水平和能力,从而能够缩短产品设计周期,提高设计和生产效率,更快地推出新产品。 作者:李健 单位:武汉职业技术学院机电工程学院 产品设计毕业论文:仿生思维的产品设计策略管窥 1国内外研究现状与分析 国内对于仿生学的研究目前主要还是处于一个较为初期的阶段,主要是在机械仿生学和化学仿生学方面开展研究。研究的重心还是针对观察到的生物界的某种生物的特殊能力进行机理分析和模仿。这类例子很多,从陆生动物到水生动物再到飞禽,从两栖动物到爬行动物再到哺乳动物,人们都成功地对各类动物的特有能力进行了机理分析并通过模仿获得这些特殊功能的机理制造出能为人类服务的各类产品,并在实践中得到应用而造福人类。 例如,人们模仿蝙蝠的回声定位功能发明了雷达,模仿蜻蜓的特殊飞行本领发明了空中悬停飞机,模仿壁虎的垂直和倒立爬行机理发明了能完成夹缝清理和户外高楼墙壁清理的爬行机器人,模仿白蚁的巢穴设计了冬暖夏凉的节能建筑。相对国内而言,国外对于仿生学的研究的领域更宽泛一些。在计算仿生学方面取得了一些成果。例如,模仿蚂蚁的找食行为提出了蚁群算法,利用收获蚁的找食行为模式发现了其与互联网协议的高度相似性。另外,一些学者在经济和管理领域也引入了仿生学原理。例如,通过隐喻和类比的方法,将企业或是人类生产活动隐喻或是类比为某种生物的某种特定行为,然后通过学习生物的行为模式来改善企业的管理模式和人类生产活动的模式。 2拟开发的仿生创新设计方法 然而,文献检索发现关于如何将仿生原理用于设计方法的相关研究还很少。与人类相比,其他生物的智力相对较低,可是生物却能利用其有限的思维能力完成人类用复杂计算机系统都无法完成的设计工作。例如,蜜蜂、蚂蚁和很多鸟类能够设计出结构合理、外形精美和用料环保的巢穴,可是它们是如何做到的呢?多年来,人类已经行成了一种固定的认识、感知和思维模式,并且倔强地认为这种思维模式是唯一正确和高效的。然而,事实并非如此,其他生物有其特殊的生理结构,他们获取和处理信息的模式与人类完全不同。他们的设计方法也与人类不同。因此,我们应该首先分析清楚其他生物获取和处理信息的方法,特别是它们与人类的不同点,人类可以向它们学习从中得到灵感。最终,努力构造一种基于以上新的获取信息和处理信息的模式构造一种新的设计方法,以改善传统的设计方法的单一性和刻板化。 在很多国际大公司,例如波音和微软,他们的设计产品设计过程是有明显的阶层特点(Hierarchy),任务层层下放,大系统不断分割,每一组完成某一特定模块的设计工作,最后各个组的工作通过接口连接在一起。传统设计方法已经广泛为人们所接受,形成了习惯思维和思维定式,很少有人再去考虑是不是有其他设计方法和设计组织形式。然而,自然界中除人类以外的其他生命虽然智力都不如人类,但是它们也经过千百万年的进化而得以生存下来,它们进化出了它们特有的生存模式和生存本领。现代设计方法可以从其他生物的生存方式和行为模式中获取设计灵感,开发出全新的设计方法,该设计方法重点在于通过类比或是隐喻方法将需要设计的产品的功能与生物完成的某项任务的过程相对应,模仿生物完成任务的模式来设计产品。下面分别介绍该方法的目标、内容、关键问题、研究方法、技术路线和可行性。 1)仿生创新设计的目标 通过学习和模仿生物的行为模式来设计出新产品造福人类。新的设计方法具有简洁、绿色、环保和可持发展的特点。 2)仿生创新设计的研究内容 确定需要完成的某项任务,例如,需要在浑浊的水域寻找目标。寻找具有类似功能的生物体原形,例如,鲶鱼或是墨鱼的捕食动作。对选定的生物体原形的完成任务的模式和组织过程进行全面分析。运用类比方法,模仿生物的行为模式,给出设计方案。将新的设计方法应用到实际设计中,发挥其效用。 3)拟解决的关键问题 如何建立正确的生物模型以准备描述生物的行为模式,模型中要包括生物的信息传递模式、能量传递模式和机械运动模式。如何利用关键问题1得到的生物行为模式信息来构建新的更简洁、环保和符合可持续发展要求的设计方案。 4)拟采用的研究方法 通过对生物某种行为特性的深入分析,运用三维动画软件模拟生物的行为特征。运用MATLAB软件构建生物行为特征的数学模型。运用比对现有设计方法,开发出新的基于仿生原理的设计方法。 5)拟采用的技术路线 6)可行性分析 仿生学正式提出是在本世纪的60年代,经过50余年的发展已经涉及到很多领域,并在一些领域发挥了作用。形成了建筑仿生学、机械仿生学、化学仿生学和管理仿生学等多个分支。以上研究成果都为我们开展仿生设计方法的研究提供了借鉴和基础理论。相信通过进一步深入分析生物行为特型,并结合过去前人的研究经验,以及生物35亿年进化的成果,我们势必能从这无比丰富的宝库中找到一种区别于传统设计方法的新方法。 3结论 基于生物行为特征,通过对生物行为特征的分析,获取其信息、能量和运动等方面的特性,再通过对生物行为的模拟,形成较为固定的基于仿生学原理的新型设计方法,为设计出更为绿色更符合可持续发展要求的产品提供借鉴。 作者:周祖鹏 莫秋云 蒋占四 单位:桂林电子科技大学机电工程学院 产品设计毕业论文:医疗产品设计对策初探 1医疗产品的情感化设计分析 1.1医疗产品情感化设计的意义 医疗产品作为特殊产品,不同于普通的家电产品,其使用和考虑的对象更广。对于普通产品来说,产品的购买者就是产品的最终使用者;但是对医疗产品而言,是由医院的管理者来购买,由医生和护士来操作,最后由患者来接受治疗。情感化的医疗产品就是要综合考虑到这三者的需求和利益,让产品有效有益的提供服务:使医院管理人员易于安装、维护和清洁,使医护人员觉得他们的工作环境舒适愉快,把更多的精力集中在病人身上;使病人在使用过程中感到安心和放心,尽量让患者乐于接受治疗。 1.2医疗产品用户情感特征 医疗产品的使用者主要可划分为以下几种: (1)医护人员:这类人群在工作过程中常常精神高度集中,不允许有半点差错,承受压力比较大。工作压力对人的心理与生理有一定的影响,这是影响人的动作的可靠性以及效率的一个重要因素。因此,他们希望医疗产品便于操作,界面清晰外,还能给其良好的感受,使用较长时间不易疲劳和厌倦,能激发人舒适愉快的工作状态。 (2)患者:包括儿童、青年、中年和老年四类。每种类人群都有不同的情感特征。但同为患病的弱势群体,疾病的折磨使他们心理脆弱、情绪低落,一些不良的刺激可能引起患者很大的反应。所以,医疗产品的安全性、舒适性对于患者来说更为重要。 1.3病人的心理活动 从生理学和心理学角度来分析,病人属于弱势群体,他们一旦知道自己患了病,在心理上必然有反应,概括起来,病人易于产生抑郁,焦虑,怀疑,孤独感,否认等各种心理活动。病人在患病期间的心理相对来说是比较脆弱的,除了医护人员的心理辅导之外,我们在医疗产品的设计上也应该尽量进行富有人情味的设计,在最大程度上缓解病人的心理压力。 1.4医院环境影响 医疗产品作为一种特殊环境和场合下使用的产品,其设计必然要考虑到它特殊的使用环境。医院是病患生病以后进行检查和治疗的地方,从心理上患者就本能的对医院产生恐惧与排斥感,《住院病人心理健康状况及其影响因素的调查研究》一文中,作者运用医院焦虑抑郁情绪测定表(HAD)、艾森克个性问卷(EPQ)等对综合性医院825名住院病人进行心理健康状况及其影响因素的调查和分析,实验结果发现:影响住院病人焦虑的因素依次为对疾病认知水平低、对诊疗手段恐惧、医院环境不理想、性格内向等因素。由此可见,医院环境也是情感化的医疗产品设计必须考虑的重要一环。 2医疗产品的情感化设计策略 2.1基于医疗产品用户体验因素的感官层面的设计策略 (1)安全可靠感设计策略。 医疗产品是保障人类健康的产品,在感官层面上第一眼就要给人以安全感。安全可靠感设计主要通过产品的形态、色彩、材质等设计语言来实现,但安全可靠语义的传达不仅仅是依靠某个设计元素,而是通过诸多设计元素的有机结合。功能良好、质量上乘,外观感觉舒适安全、整洁干净的医疗产品会给消费者带来积极的心理感受。 (2)形式美感设计策略。 医疗产品作为特殊的产品,一方面产品形态语意的表达要准确、鲜明,符合人们的生理需求,操作方便舒适;另一方面,应重视产品形态对人的情感影响,使形态达到与人沟通和亲和的目的;具体到形态设计上要体现出一种知觉感染力。医疗产品的整体造型尽量采用大曲面、大倒角来实现:大的曲面和倒角一般会使产品显得柔和,具有亲切感,会给医护人员和病人的心理上产生安全感。并尽可能的把机械部件予以隐藏,没办法隐藏的部件可通过产品形态或是色彩使医护人员和病人产生兴趣和安全感。形态比例要协调,外形要规整,面棱清晰,衔接适度,整体形态与环境相融合。医疗产品分为主动使用的医护人员和被动使用的病人,因此在进行色彩设计时要充分考虑两者之间的不同色彩需求,达到和谐统一。医护人员是受过专业训练的群体,具有较高的审美观点,所以在能与医护人员相接触的产品部份,特别是对操控装置和显示面板,要注意色彩的时代感和流行感,使医护人员在身心愉快的状况下工作。病人属于弱势群体,心理因素极不稳定,随时都有可能产生的心理恐惧和不安,因此,在色彩设计的时候要注重色彩的宜人性,来缓解和降低病人的心理压力、不安和恐惧。 (3)材质亲和感设计策略。 医疗产品的材质是用户直接与之接触的部分,因此医疗产品在材料上应力求人性化,以提高产品的“EQ”。材质亲和感设计策略应把材料与人的情感关系远近作为选择材料的重要选评尺度,通过选择合适的材料来增加感性成分,增强产品与人之间的亲近感,使产品与人的互动性更强。在具体设计中可以尝试对产品表面进行合理化处理或是多重材质的复合运用。由爱惜康内镜外科公司设计生产的ENSEAL?G2SuperJawandCurvedandStraightTissueSealers超级颚组织密封枪获得2012年MDEA医疗设计杰出奖,该产品轮廓圆滑流畅、无棱角,整体由大块的白色与灰色和谐搭配,给人一种干净整洁之感;机身由合成材料制作,抓握更舒适;产品操作部由医用工程软塑料制作,明亮、精细,更具有科技感。基于产品外观所带来的美感与安全感,能够使患者的心情放松,对于医生来说,人机化的设计使操作更加精确舒适。整个产品的功能、结构、安全性、美感形成了完美的统一。 2.2基于医疗产品使用方式的行为层面的设计策略 医疗产品行为层面的设计策略主要涉及医疗产品的易用设计、人体工学、人机交互界面设计、用户体验设计等。 (1)易用设计策略。 医疗产品在行为层面上必须是易用的,它应具备以下设计特点:产品是易被感知的;界面是易操作的;外观是可理解的;功能是可拓展的。基于易用设计的这些特点,具体到医疗产品易用设计策略上应注意以下几点:1)建立合适的用户心理模型。我们可以通过在实验或者真实场景中请用户自己体验和被测试用户的语言表或者问卷调查来建立比较准确的心理模型。2)设计符合人操作的逻辑。通过分析用户操作的过程,得出大多数人易于操作产品的逻辑。3)提供一定的语义说明。产品应提供正确的符号和象征,以适应人的视觉理解和操作过程 (2)用户体验设计策略。 产品与用户之间的交互过程决定用户体验,医疗产品的交互过程是一种特殊的双重人机关系,它所面对的是介于病人———机器———医护人员之间的双重人机体验。因此在用户体验设计策略方面我们要用双重人机交互设计策略。1)医护人员与医疗产品的人机体验策略。①显示部位在设计上应力求简洁、直观、清晰,色彩上一般采用低明度、低纯度的中性色为底色和背景。在显示界面设计时,应减少显示的视觉密度,控制好显示界面的视觉平衡性,并要考虑内容的配置与注意容度的保留,适当的留白会使整个界面看起来清楚且美观。②操作部位主要通过手来实现各种控制的,要求手的动作在人机操作中处于方便、安全、舒适的区域。③医疗产品整体协调性,宜人性考虑。医疗产品的造型要具有整体感,空间的利用和布局要合理,局部与整体的风格要一致,在形式与功能上要统一。2)病人与医疗产品的人机体验策略。①造型:病人通常对产品造型更在意,因此要求产品造型符合美学的观点,给人在视觉上有赏心悦目的感觉,同时具有安全感,以缓解病人的心理恐惧和忧虑。②合理选择颜色:主体色尽量选用中性色彩、色彩配置要合理,使医疗器械具有人性化特点。③安全性:医疗器械与病人接触部位要安全舒适,界面要简洁。 2.3基于医疗产品以人为本的反思层面的设计策略 (1)系统设计策略。 医疗产品是由人-机-环境组成的一个整体,关注以人为本的医疗产品设计需要有系统设计策略。系统设计策略的重点在于对医疗产品、医院环境氛围营造等各个环节精心的组织协调。在医疗设计行业具有领导地位的飞利浦公司采用融入式的环境体验的医疗系统设计就是个很好的例子。由飞利浦公司为儿童患者设计的是一台微型的CT扫描仪,与大型诊疗设备具备相似的工作原理。小患者可以选择一个出了故障的玩具,把它放在小型检查台上,并传送到玩具扫描仪中,这时屏幕上会显示出生动的动画,解释玩具生病的原因。通过亲手操作这种玩具扫描仪,患者对检查过程有了较为直观的了解,心理压力能够得到很大程度的缓解。接下来,孩子们可以从一组卡通动画主题的“情绪卡片”中按照自己的喜好选择一张,只需在读卡器前晃动磁卡,整个扫描室的环境就可以瞬间发生改变。每张卡片都与对应的图像和声音数据库相连,娱乐系统在检测到卡片后随即启动相关内容。图像被投影到检查室的墙壁和天花板上,并伴有相应的音乐和声效,专门的照明系统还会为患者带来色彩斑斓的体验,使其全身心地置身于自己选择的环境氛围之中。于是在轻松地体验中进行诊断检查,以往令人恐惧的沉闷的检查过程在不知不觉中完成;而且,由于患者的良好情绪和积极配合,检查结果的准确性也得到很大的提高。 (2)人道主义设计策略。 医疗产品不仅直接关系到人体的健康问题,还必须关注人类情感需求的最高层次:人道主义的关怀。这也是医疗产品的最本质的要求,在反思层面的设计策略需要充分体现医疗产品的人道主义精神。一个长期关注用户使用过程与感受的医疗品牌,在用户长期与产品的感受和体验过程中,人们的反思层面会形成独特的偏爱和见解,因而形成品牌效应,品牌效应是医疗产品对人道主义关怀的最直接结果,它能让病人在情感上得到信赖,引起美好的回忆,放松的接受治疗。人道主义设计策略最直接最有效的策略是以人为本的品牌设计策略。飞利浦医疗自创建以来,在企业文化中一直注重产品的人道主义精神,形成了良好的品牌效应,用户也在情感上、使用上对其充分信赖,它的产品使用户在情感上获得极大的满足。 3结论与评价 目前,国内外关于医疗产品的情感化设计策略方面的研究较少,本文在前人关于产品情感化研究的基础上,结合现代医疗产品创新设计趋势,对医疗产品的情感化设计策略进行了初步归纳与总结,提出了基于情感化设计理论的医疗产品的三个层面的情感化设计策略,为医疗产品设计的情感化提供了一定的理论指导和帮助,希望对我国医疗产品设计师有一定帮助,能提高我国医疗器械产业竞争力。但情感化这一课题对研究者的哲学、心理学等相关知识储备的要求甚高,笔者虽竭尽所能,但由于实践积累不足,导致论文研究尚处于比较浅显的理论层面,在研究深度上有很大欠缺,希望在以后不断的设计实践积累过程中,能更深刻的体会与完善医疗产品的情感化设计策略。 作者:王凯 单位:广东工业大学 产品设计毕业论文:特色产品设计中符号学的适用性 1蒙古族元素及符号学理论 1.1蒙古族元素 蒙古族元素可以大致分为:蒙古族文字、蒙古族装饰花纹、蒙古族服饰、蒙古族音乐舞蹈、蒙古族建筑、蒙古族家具等。这些蒙古族元素在现代设计中经过一些创意加工可以运用在各个领域,它不仅体现了人们的审美情趣,更是对一个民族的推广和传承。如果运用好这块具有文化价值、历史价值和艺术价值的瑰宝,那么所做出的设计就既具有民族特性又具有现代风格。 1.2符号学理论 行为符号学理论把符号分为语构学、语义学和语用学。语构学是研究符号造型构成要素与符号材料之间的关系;语义学是研究符号与符号意指对象之间的关系;语用学是研究符号与使用者只见到关系。通过对蒙古族元素的符号学概括,基本可以分为形态符号、材料符号、装饰符号。其中形态符号包括点符号、线符号、面符号和体符号。材料符号包括木材符号、布料符号、金属符号和石材符号。装饰符号包括图案符号、装饰线脚符号和装饰构建符号。 2运用符号学理论提取蒙古族元素 以蒙古头盔为参照物运用符号学的原理提取出的蒙古族符号元素,进行蒙古族特色产品的设计。首先明确研究对象是蒙古头盔,研究方法是符号学方法。对蒙古头盔的形态、结构、材料、装饰和造型等进行分析。研究以上各方面所对应的符号形式,总结蒙古头盔在符号学意义上的构成要素和特征。 2.1蒙古头盔的结构符号 结构符号一般是指物质条件,即结构上的受力构件。由于蒙古头盔的结构大多数具有自身独立特性,也就是说结构本身就是形态;同时由于蒙古头盔的自身特点,这种结构符号也具有装饰和象征的特性。 2.2蒙古头盔的形态符号 (1)点符号:点符号主要集中在头盔的顶部,它既是结构的表现形式又是装饰功能的主要体现。 (2)线符号:线符号既体现在蒙古头盔的外轮廓线,又表现于图纹的装饰部分。 (3)面符号:面符号可以是一个个体或者一个空间,整个蒙古头盔就是一个面符号,可以直接提取作为产品造型的特征符号。 (4)体符号:体符号是由多个部件组合成的。蒙古头盔整体是由帽顶、帽檐、帽遮和帽体组成。蒙古族头盔体符号的恰当选取,可以有效地体现民族特色与现代产品的有效结合。 2.3蒙古头盔的装饰符号 蒙古头盔中的装饰符号种类繁多,形态符号和结构符号本身就起到了装饰符号的作用,图案装饰符号更是深刻体现时代文化的内涵,但这些装饰符号也决定了头盔的整体风格。蒙古族头盔在不同时期受不同文化的影响,其形态有一定的变化,特别是蒙古族头盔上图案风格特征。蒙古族独特的苍狼、白鹿图腾信仰和尚武豪迈的性格特征是早期蒙古头盔的表现图案装饰符号;到后期,随着藏传佛教文化的传入,蒙古头盔的装饰图案又出现一些与藏传佛教有关的图案。总之不管是图腾图案还是宗教图案,所有头盔上的装饰符号都是具有吉祥和象征的意义。 2.4材料符号 金属符号:蒙古族头盔的材料取决于用途,头盔的用途是在战斗中起到保护头部的作用,所以要求其材质必须坚硬。一般的蒙古头盔都是由金属材质和皮革材质组成的。绳材符号:蒙古头盔的绳材符号主要是辅助头盔固定在头部上。 3蒙古族元素符号在现代灯具设计中应用 头盔是用于使头部免受伤害的一种单兵防护装具,历来为各国军队所重视。中国古代称为胄、首铠、兜鍪或头鍪。蒙古族作为英勇善战的少数民族,头盔是特征文化表现的重要符号。通过以上对蒙古族头盔符号元素的提取和概括,设计出既保持原有灯具的特征又融入蒙古族头盔元素的现代灯具。以一个具体的蒙古头盔为参照点,从结构形态符号上来说,这个头盔的形态完全可以作为一个灯具的灯罩部分,但是并不能突出特别浓郁的风格特色,所以要对这个蒙古头盔进行元素提取再做整合变形。该头盔分为上中下三部分,想从整体改变其形态又要保留部分特征,就要做到有取有舍,本方案保留该头盔上中下的结构特征,增添了装饰图案形态特征。这样既保持了头盔的部分元素又使其具有浓郁的民族特色。 形态符号主要是在体符号丰富的造型形态和线符号的装饰得以体现的,从点、线、面、体的符号分析上总结出蒙古头盔和现代灯具都具有一个共同的内部空间形态,保护比较重要的部分。从装饰符号方面来讲,不管是蒙古头盔还是现代灯具都会有一些花纹或者有吉祥寓意的图案或者有象征意义的图腾,起到点缀装饰或者民族信仰的作用,本方案就是采用具有蒙古族风格的图案作为灯罩上的图案,而底色采用了蒙古族代表性的色彩蓝色,更加凸显出蒙古族特色的现代产品设计。材料符号选用金属符号,既忠实于参照物的材料符号,又符合现代消费者的审美需求。综合以上几点,总结蒙古头盔和现代台灯的相似性,既保持原有灯具的特征又融入蒙古族头盔的元素,设计出一款具有蒙古族特色的现代灯具。 4总结 社会的发展必然会推动设计的不断创新,随着人们对民族意识的不断提高,宁静祥和的蒙古族元素为现代设计提供源源不断的灵感。蒙古族元素种类繁多且实用功能强大,其工艺造型简洁自由,在蒙古族特征元素的提取过程中需要取其精华去其糟粕,运用符号学理论对蒙古元素分析,在不同领域中作为设计素材进行创新,从而形成民族传统和现代时尚相结合的蒙古族特色产品。 作者:侯晓鹏 杜丽 单位:内蒙古科技大学艺术与设计学院 产品设计毕业论文:机械产品设计中开放式循环系统的运用 1开放式循环系统应用的特点 集约型经济增长方式是机械制造自动化发展的必然趋势,并且受到社会主义科学发展观的先进指导,对机械产品加工发挥了重要的推动作用。开放式循环系统是集约型经济的典范,涵盖了集约型理念及机械制造业生产的诸多要素,研究这一新产业模式必然有助于机械经济体系的优化改革。开放式循环系统应用于机械制造业生产,其基本内涵主要包括: (1)开放性。 经济全球化环境下,机械制造业产业经营不再局限于国内,国际市场应当是本国机械制造业开拓的主要方向。这就要求企业制定产品制造方案期间,以国际销售质量标准为总指导把产品“做精、做细”,实行开放式的加工制造策略。另外,机械产品设计与制造加工阶段所用的工艺方式也要进行更新调整,根据不同产品销售对象设计出相匹配的产品形式,以满足采购方购买产品的质量标准。 (2)经济性。 引入先进的循环系统辅助机械产品设计与制造,所创造的经济收益额度也是相当可观的。基于开放式循环系统的产品制造,既降低了原始物料的生产投资,也引入了国际市场上推广的新产品形式,这些都帮助本国企业产品增强了其市场销售的竞争力。借助新型机械制造业系统也可自动化计算企业生产的盈亏情况,督促经营者及时调整产品生产方案。假设:企业产品销售单价为p,销售量为x,企业产品销售为y;企业的固定成本为a,单位变动成本为b,企业总成本为c; (3)循环性。 机械产品设计与制造所用原材料的种类复杂,许多原材料均能够重复处理应用,循环性是开放式循环系统的另一大特点。可持续可持续发展观也提出资源循环利用的先进指导,号召机械制行业从事生产加工活动时注重资源的高校利用。企业根据机械产品设计与制造剩余的原物料,经过二次处理后循环利用,既降低了原材料成本资金的消耗,也提高了物质资源、人力资源等方面的有效利用率。 2开放式循环系统应用于机械产品设计与制造研究 科学技术是先进生产力的主要来源,任何一个企业掌握先进的科学技术均有助于日常生产效率的提升。开放式循环系统推广应用之后,企业必须要设计出符合开放式系统运行要求的技术方案,以辅助机械产品设计与制造的顺利实施。虚拟现实与仿真是开放式循环系统运用的关键技术。通过建立数字化操作平台改革产品制造方式,引导机械产品设计、制造朝着“自动化、智能化、一体化”的发展趋势升级调整。 (1)设计模块。 机械产品不同于其它产品范畴,其在生产制造前期需要经过严格的设计处理,只能选择最优方案投入到实际生产活动中,这是由于机械产品种类繁多、功能不一、结构复杂等特点决定的。虚拟现实与仿真配备了设计模块,用户只需将产品需要控制的参数标准输入系统,即可自动生成二维、三维等数据模型,如图2所示。根据模型分析所得的产品制造方案进行全面性的工艺研究,从而为企业提供出“质量最优、效益最优”的双优制造模式。 (2)传输模块。 创设虚拟现实及仿真作业平台,必须要借助传感器完成各类数据的传输,如图3所示。确保生产信息能够及时地传递给生产人员。现代传感器主要是指用户与虚拟环境的接口,一方面接受用户的操作并将其作用于虚拟环境,另一方面将操作结果以综合形式反馈给用户,使用户形成对虚拟环境的感知。如:产品制造流程运行时,经过传感器模块把机械产品重要的参数传输给制造人员,引导其严格按照标准进行加工处理,使成品质量符合图纸设计的规范。 (3)检测模块。 自动化是机械产品设计与制造发展的一大趋势,开放式循环系统用户操作将面临各种复杂信息的处理,强化生产信息的检测是必不可少的。虚拟现实与仿真系统设置检测模块,可科学地辨别机械制造业数据的准确性。如:检测分析由传感器模块接收到的数据信息,并将其转换为系统操作指令传输给控制模块操控虚拟环境,使机械产品实现了“边加工、边检测”的局面。无论是成品、半成品或在制品,均可利用检测模块识别最终的质量。 (4)控制模块。 所有机械产品的制造流程都是有控制模块完成,这是仿真系统的核心部分,既可以仿真控制虚拟环境以应对用户操作,又可以将虚拟环境的反馈通过反馈模块控制传感器使用户获得仿真体验。为了减少产品制造的物资消耗量,降低企业生产加工的成本耗资,需利用虚拟现实与仿真技术进行加工模拟。生产人员向虚拟系统发出操作指令,自动选取不同的制造加工工艺,详细地判断各种制造方案的成本投入、物资消耗、操作难度等标准,筛选出最优制造方案且完成自动化加工控制。 (5)反馈模块。 虚拟现实技术融合了人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制等多个学科知识,属于一个系统性的产品加工制造过程,符合了开放式循环系统的运行特点。除了在机械产品设计与制造流程里发挥出传输、检测、控制等功能外,虚拟系统也具备了分布式信号反馈功能。主要把实际生产中遇到的问题如实地反馈给生产人员,以促进制造工艺的优化改进。如:反馈模块能够接收来自控制模块的处理信息,为广大企业用户提供与产品制造相关的反馈服务。 3高科技系统应用的注意事项 新型系统用于机械产品设计与制造具有科技创新的价值,其彻底改变了传统手工绘图、编程、质检等方面的缺陷,以机械制造技术为核心创建了新型的生产方案。开放式循环系统是基于电子信息技术、机械制造及其自动化技术等共同创建的新模式,推广高科技系统加快了机械产品设计与制造的一体化流程。由于开放式系统与机械设计系统之间的独立性,实际使用阶段还要考虑循环系统开放式控制的技术要求。 (1)技术创新。 考虑到开放式循环系统的诸多优势,以及机械产品自动化加工的必然趋势,选择新型生产系统辅助产品制造是企业可持续经营的基本保证。随着国外采购客户的增多,机械制造业生产制造更应注重产品质量的“高标准”,必须充分发挥开放式循环系统的优势,借助虚拟现实与仿真技术的多项模块,编制科学可行的产品加工工艺。例如,CAD/CAM等技术辅助机械产品的设计、制造,三维建模技术辅助机械产品设计方案的演变模拟,这些都是开放式循环系统应用需要采用的技术。 (2)设备创新。 机械产品设计与制造是一项复杂的技术活动,由于从手工绘图设计转变为软件制图设计,机械产品加工工艺均发生了明显的变化。未来机械制造业要考虑设备技术的创应用,手动式机床必须被数控机床所取代,再配备开放式循环系统才能发挥出最大的生产价值。数控设备是机械制造自动化的主要工具,涉及到数控机床、加工中心、数控刨铣等应用。开放式循环系统指导下,需把计算机控制平台与机械产品设计联合起来,创建远程式生产控制系统,对X、Y、Z等三轴的工作坐标精确划定。 4结论 总之,机械经济对国民经济收益具有极大的影响力,也是带动其它两大产业结构发展的有利因素。机械产品设计与制造方案是行业开发产品的研究重点,其必须要以高科技系统作为前台支撑,才能挖掘出更多优越的生产工艺方案。面对经济全球化创造的机遇与挑战,国内机械产品制造企业必须积极引入开放式循环系统,辅助机械产品设计与制造方案的顺利实施。借助于虚拟化操作系统详细地分析产品结构,对其中反馈出来的问题给予有效的改革指导,促进企业在设计方案、生产工艺、产品质量、制造成本等方面实现优化升级。 作者:焦斌 单位:郑州航空工业管理学院 产品设计毕业论文:金融产品设计中测试的必要性 1测试的含义与种类 测试是银行业乃至整个金融行业面临的最大挑战之一。测试有很多种类,包括性能测试、压力测试、功能测试、容错测试、界面测试、安全测试等等,每个测试类型中都有自己的测试方法,比如白盒测试、灰盒测试、黑盒测试等,测试人员运用这些测试方法保证金融产品能够正确满足客户的需求、产品设计流程的正确。但是谁负责承担测试角色,是设计出产品的开发人员,还是产品的项目经理,还是具备计算机基础知识的测试人员,或者说金融背景出身的业务人员等?这些一直是学者们讨论与争论的焦点,本文将从实际业务的角度和定性分析的角度探析独立测试的重要性。 2第三方机构独立测试的重要性 所谓的第三方机构独立测试,就是指在测试过程中扮演测试角色的人员是由经济和管理上独立于开发机构的组织进行的。他们在经济资源和测试工作上不受开发机构的控制,而是单独的职能部门,专门负责产品与产品关联性的测试工作,因此他们测试的结果往往更具有客观性和可靠性,具有其他机构担任测试角色时所无法比拟的优势。 第一,独立的第三方测试机构是由专门的测试队伍构成,其目标就是为了在投产前发现产品缺陷来进一步提高产品的质量。早期开发人员在设计产品的同时会兼顾测试的角色,他们不单是程序编码人员,还是程序检测人员、程序维护人员等,这种多重身份不仅会给程序员增加工作负担,还会使他们的目标变得矛盾而不可协调。作为开发人员总是希望自己的产品是优良的、无缺陷的、能够满足用户需求的;但是作为程序检测人员总是希望自己能发现更多的缺陷,产品的设计过程是有漏洞的。如果程序员既承担开发的角色又承担测试的角色,则其目标难以统一并且不协调,既希望自己的产品是完美的又希望测试过程能发现更多的缺陷,最终的结果难免会出现偏差,工作目标变得矛盾而不统一。所以,研发人员开发出的金融产品,不应该由自己负责测试工作,而是应该由专门的测试人员测试,这样测试的目标不再是矛盾而不可协调的,而是希望在测试的过程中暴露出产品更多的缺陷与漏洞。 第二,金融产品的使用用户分类繁多,比如按资产规模、受教育程度、风险偏好程度分类等等,不同类型的客户对产品的需求是不统一的。比如:风险偏好高的客户会偏向于风险高的金融产品,而风险偏好低的客户会偏向于风险低的金融产品;对于资产规模较高的客户可能偏向理财产品(增值产品),而资产规模较低的客户可能偏向于基本的储蓄产品(保值产品)。多样化的客户群体、多样化的产品需求下,如果开发人员既设计金融产品又测试软件程序,测试任务不但繁重,而测试的重点可能会在程序的代码编码上,设计出的产品难免功能单一化、简单化。相反,如果测试由独立的第三方机构测试,测试人员的重点就放在测试工作上,从客户的角度出发去验证产品是否符合自己的要求,从柜员的角度出发验证产品设计流程是否合理。而测试员作为产品最直接的体验者,在测试的同时体验产品的功能,再将体验结果反馈至开发人员,比如产品界面展现是否合理、用户操作是否方便等。 第三,测试参与人员角色的多样化,意味着测试人员在测试过程中应该做到测试与业务融合。最初开发人员担任测试人员,其专业背景比较单一,可能局限在计算机专业,导致对产品的业务背景与设计原理了解不是很透彻。而如今参与测试的人员专业背景越来越多样化,包括金融相关专业、计算机相关专业、会计相关专业等。在测试的过程中,由这些具有多样化专业背景的测试人员测试,可以拓宽思路,设计出更多有实际意义的测试案例,测试案例也可以更加贴近真实的业务运用。相反,如果由程序员担任测试角色,其专业知识可能局限在计算机知识,而不了解产品背后真正的含义,在这样的情况下,测试只能从代码的正确性验证产品的质量,而不能更好地站在使用者的角度去检验金融产品功能是否正确。 第四,由于第三方测试机构在其经济和管理上具有独立性,所以可以充分发挥自己的测试角色,对产品以及产品之间的关联性做出验证。在产品设计成功后,测试人员应该尽早介入测试工作,了解项目的需求说明书。测试方法可以简单地分为静态测试、动态测试,而静态测试贯穿在整个测试过程中。在项目启动前期,测试人员应该认真审查项目的文档资料,其中包括软件需求说明书等,在分析文档的过程中,应当注意文档设计思路是否正确、是否有遗漏的地方,而测试员还可以在这个过程中提前学习项目的流程,包括项目中新加功能、删除功能、修改功能,这些都是在测试中需要特别注意第地方;动态测试,是静态测试的补充,在测试过程中发挥极其重要的角色,指的是通过运行软件程序来验证产品的质量。在动态测试过程中,独立的测试人员可以发挥自己的想象设计多样化的测试案例,测试中可以用等价类划分法、边界值分析法、错误猜测法等去验证产品设计的正确性。比如存款金额输入项,在测试过程中开发人员可以输入负数(边界值法)或者特殊字符,验证程序运行过程中是否有正确的提示。 3结语 软件测试保证产品的质量,而专业的测试是提升软件质量的重要手段,也是金融业防范风险的重要途径。承担软件测试角色的人员,应该是第三方专业化的测试团队,在经济与管理上独立于开发机构,充分发挥自己的测试角色。不但可以在测试过程中利用多种测试方法如静态测试、动态测试、功能测试、性能测试、压力测试、容错测试等,保证产品的质量;还可以从产品使用者的角度验证产品是否满足需求;同时对产品设计提出优化与建议反馈至开发部门,在开发部门的再次设计与修改后,再对产品做出功能性验证。在这种循环模式下,开发人员与第三方测试机构既是相互补充也是相互制约的,这种彼此制衡的关系不但有利于产品的稳定,还可以提升产品的质量甚至提升客户的满意度,让金融行业的创新与稳定都得以保证。 所以测试的角色应该由第三方独立机构扮演,利用他们资源上、专业上、技能上等方面的优势,设计出更多精细化并且符合业务场景的测试案例,并及时将测试情况反馈至开发部门进行维护与调整,以此保证金融产品的质量与稳定性和灵活性。 作者:陈林轶 兰秋颖 单位:中国工商银行数据中心(北京) 产品设计毕业论文:冰雪体育旅游产品设计管窥 1辽宁冰雪体育旅游产品现状 冰雪是我国北方独有的一种自然旅游资源。近年来,北方充分地利用冰雪,将其作为冰雪旅游的基础而进行开发,进而成为一种新型的旅游形式。冰雪旅游以其丰富多彩的内容,新颖多样的形式满足着人们日益增长的物质文化生活需求,使人们在这独特的旅游过程中,感受与体验着冰雪世界所带给人们惬意。冰雪体育旅游是冰雪旅游的重要组成部分之一。冰雪体育旅游是人们在旅游中借助冰雪所作的各种身体娱乐、身体锻炼、体育竞赛及体育文化交流等。冰雪体育旅游具有较强的参与性、刺激性和挑战性。辽宁地处我国的东北,现有17座滑雪场,占地111万平方米,主要有沈阳棋盘山冰雪大世界、沈阳白清寨滑雪场、沈阳东北亚滑雪场、辽阳弓长岭滑雪场等。 由于辽宁省内除了沈阳白清寨滑雪场拥有可承办大型冰雪体育赛事的条件外,其他雪场规模普遍不大,雪道长度和宽度达不到标准,设施不够完善,因此,普遍开展的是娱乐性冰雪项目,如滑雪、滑冰、冰车、冬泳、雪上摩托、冰陀螺、冰滑梯、冰上摩托、卡丁、爬犁、雪地滚球、驯鹿拉雪橇、雪雕、冰雕等,不同雪场的项目内容基本上大同小异。从中可以看出辽宁省目前的冰雪体育旅游产品与其他地域类同,缺乏独特性,如此很难吸引大量游客的到来,而且与吉林省、黑龙江省这些冰雪旅游发展历史较久,冰雪体育旅游开发体系较为完善,已形成良好口碑且有很高知名度的地区无法抗衡。因此,只有立足市场,充分利用冰雪的满文化特征,打出冰雪体育旅游的文化品牌,设计独特的、极具文化特色冰雪体育旅游产品,才能成功地吸引旅游者。 2满族文化特色冰雪体育旅游产品设计原则 2.1文化性原则 在设计满族文化特色冰雪体育旅游产品的过程中要坚持文化性原则,充分体现产品的满文化特征,才能够在众多现有的冰雪体育旅游产品中脱颖而出,吸引更多游客前来。一方面,要对冰雪体育旅游产品的自身进行满族文化特色的包装与融合,东北的诸多冰雪体育旅游项目均是源于满族先民冬季的生活需要、休闲娱乐以及满族儿童于冰天雪地中的玩耍与嬉戏,从本质上就有一种满族文化的特性蕴藏在其中,且这种文化性是任何其它产品所不能复制的。在开发与设计满族冰雪体育旅游产品过程时要始终贯彻文化性原则,不断挖掘其深层文化内涵,赋予旅游产品的满文化含义。另一方面,对展示和呈现满族冰雪体育旅游产品的外部环境的设计,同样也要坚持文化性原则,为满族冰雪体育旅游产品营造浓厚的满族文化氛围,使前来的游客在冰雪体育旅游中感受极具满族风情的冰雪文化,使满族冰雪文化成为辽宁冰雪体育旅游的亮点,以吸引游客前来体验。 2.2创新性原则 在进行满族文化特色冰雪体育旅游产品设计时还要遵循创新性原则。将满族特色文化融入冰雪体育旅游产品之中本身就是一种思想上的创新,但也不能原原本本地复原传统。由于现在旅游市场上所推出的冰雪旅游产品具有趋同性,基本上都是从休闲型、节庆型、观光型、赛事型等角度开发设计冰雪体育旅游产品。长此以往,游客就会逐渐对这些旅游产品失去兴趣。设计具有满族特色并能够与现代冰雪文化相融合的冰雪体育旅游产品,推出具有新意的、新颖的、极具满族冰雪文化特色的体育旅游产品,满足冰雪体育旅游市场及游客所需求的新、奇、特,与其他地区现有的冰雪体育旅游产品区分开来,树立辽宁满族文化特色冰雪旅游的品牌,满足游客的猎奇心理。 2.3参与性原则 满族文化特色的冰雪体育旅游产品在具有文化性与创新性的同时,还要具有较好的参与性,能够调动广大游客参与到其中,形成良好的互动关系,使来到辽宁进行冰雪体育旅游的旅游者能够在融洽愉快的氛围中尽情享受其特色旅游产品所带来的另类体验。这就要求在设计满族文化特色冰雪体育旅游产品的过程中始终要坚持参与性原则。游客可以通过对满族文化特色冰雪体育旅游产品的体验,体会到团队合作以及竞争所带来的乐趣,给他们带来不一样的旅游体验,并在心目中留下深刻的印象。不仅如此,随着极具参与性的现代化满族文化特色冰雪体育旅游产品的投放市场,还可以对辽宁周边居民的冰雪体育旅游印象进行更新,提升周边居民的广泛参与度,进一步开发冰雪体育旅游的本地市场,使辽宁的冰雪体育旅游得到更好地发展。 2.4趣味性原则 游客进行冰雪体育旅游就是为了在游玩过程中收获快乐、愉悦身心,获得美好的体验。为了满足冰雪体育旅游市场及游客的需求,除了遵循了以上三项设计原则外,还要坚持趣味性设计原则。在提高游客参与性的同时还能增强产品的趣味性,使参与其中的旅游者感受到满族人那种质朴的民风以及充满激情的拼搏精神,体会最纯粹的欢乐,使人们能够在运动体验过程中感受到欢愉,在收获健康的同时体会当地的特色冰雪文化,获得更高层次的精神满足。满族文化特色冰雪体育旅游产品所遵循的趣味性设计原则可以让人们在游玩过程中自然而然地获得美的体验,使之身心愉悦的同时满足旅游市场和游客对于增加产品趣味性的要求。 2.5环保性原则 随着人们环保意识的加强,人们对环境保护问题也愈加重视,使得环保理念成为冰雪体育旅游产品设计开发所要考虑的因素之一。因此,在设计冰雪体育旅游产品时还应该遵循环保性原则。值得一提的是满族文化特色冰雪体育旅游产品的开发及使用本身就具有一定的环保性,十分符合现代人对于环保的要求以及环保性原则。因为其产品的开发使用不会对场地、设施设备、技术指数和人员有太多要求,这也就意味着对周围环境不会产生过多影响,不会造成对自然旅游资源及能源的过度浪费,做到真正意义上的环保,实现经济效益、社会效益和环境效益的协调统一。 3满族文化特色冰雪体育旅游产品设计 着眼于满族文化特色,是因为文化是旅游的灵魂,只有给辽宁冰雪体育旅游以文化定位,才能增强冰雪体育旅游产品的市场竞争力,才能利于满族冰雪体育文化更好的传承和发展。我们认为将满族文化作为打造辽宁地域冰雪体育旅游转型升级的文化内动力,并最终将其确定为辽宁省冰雪体育旅游的特色定位,设计开发出新颖独特、参与性、趣味性兼具的满族文化特色的现代冰雪体育旅游产品以吸引旅游者的到来,不断研究挖掘满族文化的深层内涵,将其作为辽宁冰雪旅游业的核心竞争力,打造辽宁满族文化特色冰雪体育旅游品牌。结合辽宁冰雪体育旅游产品现状,在进行冰雪体育旅游产品设计时要因地制宜,立足满族文化特色,充分发挥辽宁省的资源优势,同时还要注意不断优化产品结构,推出特色鲜明、凸显满族文化特色、经济和环境协调可持续发展的高品质冰雪体育旅游产品。根据上述分析,遵循冰雪体育旅游产品设计的原则,设计如下类型的冰雪体育旅游产品。 3.1竞技娱乐型冰雪体育旅游产品 随着时代的发展,休闲娱乐是人们参与冰雪体育旅游的主要目的,在娱乐中附加一定的竞技性,更能提升娱乐的程度。因此,在满族文化特色冰雪体育旅游产品设计中,要求在凸显满族文化的基础上加入娱乐、竞技元素以增强游客的参与性。在繁多的满族体育运动中狩猎无疑是典型的代表,但是不能照搬其模式,要进行加工改良,设计成为针对大众可以普遍操作的简单模式。同时可以将“猎物”的制作工艺进行创新,使用藤编技艺将其制成各种“猎物”,让游客在活动过程中体会到满族先民狩猎的生动场景,在冰天雪地中获取“猎物”享受运动的快乐,收获的快乐,做到竞技与娱乐共存。不仅如此,在运动中还可以进行团队合作意识的培养,增加成员间的交流与沟通,促进友谊。将这种带有满族文化特色的新型冰雪体育旅游产品推广到滑雪场,组织游客进行参与,还可以将其运用到学校或企事业单位的冬季素质拓展活动之中。同时滑雪场可利用现有资源开展雪地射箭比赛,抽冰猴比赛,雪爬犁比赛、雪地走比赛等娱乐竞技活动。这些活动简单易学,具有很强的操作性和易组织性,可以随时组织广大旅客参与其中。 3.2刺激冒险体验型冰雪体育旅游产品 满族是一个勇敢的民族,因此满族文化又被烙上了骁勇善战的印记。在设备设施较完善,拥有专业从业人员的雪场开展冬季森林穿越、越野滑雪、仿满族战场的cs等活动。其中仿满族战场版cs可以将迷彩服装改换成清朝满族士兵所着服装,这样可以让游客体验当时满族官兵在冰天雪地中作战的情境,而且cs本身就是一项集刺激冒险于一体的运动。参加这种新型刺激冒险运动的旅游者可以体验到满族先人的争战场景,是一项集休闲性、参与性、娱乐性以及满文化体验于一体的冰雪体育运动,而也正是现今冰雪体育旅游市场尚未进行开发的,应该以其为突破口,使其成为极受欢迎的满族文化特色冰雪体育旅游产品。 3.3观赏艺术型冰雪体育旅游产品 满族传统的冬季体育运动———冰嬉具有很强的可观赏性和文艺性。我们认为可以在适当的地点组织排练、展示这一大型冰上表演,可以使游客在视觉上感受浓郁的满族文化风情,丰富冰雪体育旅游产品的类型,为游客和民众献上一道视觉饕餮盛宴。与此同时还可以加入一些现代冰雪艺术的元素,如冰上舞蹈、冰上体操等等,体验具有满族文化特色的新型旅游产品。如此可以使冰雪体育旅游者在体验满族冰雪文化的同时从视觉上享受古代满族的冰雪运动盛况,加深游览体验,对满族文化特色冰雪体育旅游留下深刻印象,提升辽宁冬季特色旅游形象在广大旅游者心目中的地位,树立辽宁满族文化特色冬季旅游的品牌。 3.4开发冰雪旅游附带产品 在满足游客需求、完善雪场相应基础设施的基础上,还可以在滑雪场销售一些与满族传统冬季体育运动有关的造型玩偶、图画等工艺品,或者组织游客进行现场性的给泥塑涂色、剪纸、制作、品尝满族食品等活动。这样不仅可以增加旅游收益,还可以调动旅游者的参与积极性,进行互动,打破游客到雪场仅是进行冰雪运动的单一活动模式,打造一条完整的辽宁冰雪体育旅游产业链。 4结语 坐落于祖国东北的辽宁,应充分利用其自身的地域、历史、文化等优势,以市场为导向,坚持文化性、创新性、趣味性、参与性、环保性的原则,设计出系列的具有满族文化特色的冰雪体育旅游产品,为游客设计极具满族文化特色的冰雪体育旅游“盛宴”,打造“冰雪旅游第一站”,树立辽宁冰雪体育旅游的文化品牌。 作者:蒲玉宾 姜娟 胡雁 单位:沈阳体育学院 产品设计毕业论文:探微材料的发展对产品设计的影响 1原始材料局限下的设计 在“刀耕火种”的原始时代,人类开始使用了第一把工具。这里所说刀,就是人类所加工的第一种材料,石材。在使用这之前,人类还仅仅局限在使用一些天然的木石作为工具。但随着人类的发展,人类智商的提高,天然的木石已经无法满足原始人的一些狩猎、刀割的需要。于是人类第一次动手加工了第一把刀。这也开创了人类对与工具对于产品以至于材料的依赖与相互发展的关系。在石器时代,石器所做成的工具也在一步步的精细。虽然设计的概念并不存在。但是,设计本身已经作为一种行为,融入到人类在对工具的加工生产之中了。如果以现在产品设计的概念来套用当时原始人类的行为的话,当时的设计方案,是被材料所局限的。当时所创造出的石器工具,以材料作为限制,却以人的需求所为导向。伴随着人类对于大自然的进一步探索,人类又接触了另一种材料———铜。也就迎来了所谓的青铜时代。青铜的装饰品,祭祀品还用武器,都被大量的生产制造。 中国作为一个代表,在青铜器的加工生产使用上,可以说是空前的。从另一个角度来说,当时是因为材料的扩充,才形成了所生产出的物品的增多。陶、瓷、木材、竹材也是中国传统文化下应用非常广泛的传统材料。陶器喝瓷器,是中国文化中非常具有影响力的一部分。从最初的陶器制成的一些钵盆开始,对于材料的使用逐渐延伸到审美的高度。瓷器就是中国人对材料的巧妙加工而成。它的发展,延伸向更高的高度。它逐渐摆脱了实用性,讲材料按照工匠的设计意图,加工生产成一些具有极高审美价值的艺术品。而明式家具是中国家具史上独领风骚的一支。家具的原料都是一些硬木原木,这样在材料本身的美感上,工匠师才能运用他们独具的匠心,灵动的巧手创造出如此流芳千古的明式家具。纵观历史发展,人类对于物品的设计与创造,无不是在当时材料发展的基础上发生和发展的。 2现代材料出现后的设计 那么在现代,一个设计被单独提出并高度重视的时代,又是哪些材料为设计师所用却又制约着设计的高度呢。 2.1金属材料 金属材料已经不仅仅对于设计而是整个社会构架的物质基础。钢筋混凝土,已经成为像上海这样大城市的根基了。那么金属对于整个世界发展的功劳是巨大的。它不同于古时的青铜和铁器,这些被现代社会充分利用的金属,是经过现代人类的提炼、加工、合成而成。它具有多种多样的类别千变万化的特性。金属分为黑色金属喝有色金属。黑色金属包括纯铁、碳钢、合金钢、铸铁,都可以称为钢铁材料。这些材料组成了工业的基础。钢材,包括型钢,钢板,钢丝,大量运用于工业生产。不锈钢也成为在设计家用等各种产品时必不可少的材料。有色金属包括铜铝镁等金属以及它们的合金,有着更旷阔的应用范围。从日常生活中的一些厨具首饰电脑,到工业用的合金材料,有色金属已经是遍布各个角落了。 2.2塑料合成材料 塑料材料的发现可以说是最伟大的发明之一,尽管也有些应用造成了人类的困扰,但它的功劳是任何材料的无法代替的。塑料是一种有机高分子材料,使在合成树脂中加入填料,增塑剂,色料等添加剂,经过加工而成的塑性材料,或经过固化交联形成的刚性材料。人们对塑料非常熟悉,因为它有着其他材料无法替代的优点,从而设计师在设计中大量的运用到了塑料,进而使人们才有可能与塑料充分的接触,所以又反向促成了人么对它的熟悉。那么也可以说由于塑料材料的出现与不断的开发,设计师才能利用这种材料的特性设计出新产品。这些产品可能是重量上的改进,也可能是功能上彻底的革新。那塑料究竟占据了怎么样的地位。可以想象一下如果我们现在身边的所有塑料都变成金属,那么我们的生活将会沉重多少倍啊。即便是用木材替代,也会让便利的生活大打折扣的。将不再存在一元钱一瓶的矿泉水,没有方便携带的塑料椅子,没有塑料牙刷,没有方便的绝缘材料,设计师可发挥的空间也大大的缩小了。苹果公司1998年的iMac,从商业上来说是一次巨大的成功,为苹果公司转亏为盈。隐藏在商业成功的背后,却是设计上的突破。半透明的机壳,给人们带来了从未体验过的视觉冲击,从而引发的一种对新潮的生活方式的向往。这种消费者的拥簇是由设计师创造的。但从另一方面来说,也是这种材料以及一种全新的应用方式的诞生所孕育的。 3当下由材料引发的新设计 谈到当下的设计,我们会立刻想到新技术对设计的影响。从互联到物联,ipv4到ipv6,云计算,这些新技术新概念的提出,是设计的推动,也推动着设计。这一切创新,都要基于一个共同的载体与材料。现在最引人注目的新材料之一当属OLED。OLED全称OrganicLightEmittingDisplay,即有机发光显示器,在手机上的运用属于新突显的种类,被誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同,无需背光灯,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。新材料与新产品是在这种相互作用的关系中发展的。设计通过概念的设计给材料的发展指出方向,而新材料的发现有给设计提供更大的空间。 4总结 新材料与新产品是在这种相互作用的关系中发展的。设计师通过设计理念给材料的发展指出方向,而新材料的发现又给设计提供更大的空间。任何一件设计的完成,都是设计师主观的想法在现有材料的大环境的支撑下完成的。甚至有时想法本身也是出于材料的。所以,对材料的研究有时比设计方案本身更重要。 作者:程建新 平思嘉 单位:华东理工大学 产品设计毕业论文:3D打印技术在产品设计中的可行性 一、3D打印技术的主要应用 1建筑设计领域 以前建筑样品的制作方法,现在没有办法使高水平设计内容的需要得到满足。现在许许多多的设计主体的大型场馆以及设施都运用了3D打印的技术,设计建筑初期的模型,准确形象的展示建筑效果以及有关的测量,3D打印技术的设计所不能相比的真实感以及散发出的优点是所有设计人员都认可的。在建造的行业,设计师们以及工程师逐渐的都在应用3D打印机来制作建造的外形,运用3D技术能够降低费用、保护环境、逼真的效果,同时还可以节约时间。对于设计人员的需要相当的符合,能够降低建筑所应用的材料以及设计所需的时间。 2机械制造领域 因为3D打印技术本身的设计优势,使得3D技术在机械制作行业内,能够得到全面的运用,大部分的都用在制作小需求量、单间金属器件的制作。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用3D打印技术直接进行成型,成本低,周期短。3D打印以“每层的叠加”为加工方式。高水准的商品的产生,一定对打印器械的稳定程度、准确性有有超高的需求。 3模具制造领域 例如玩具制作等传统的模具制造领域,往往模具生产时间长,成本高。把以前的模具制作水平以及3D打印水平有机的联系在一起,能够大大的减少模具制作的开发时间,生产率已能够有效的提升,是改善制作薄弱问题以及模型的设计的有效合理的方法。3D打印水平在模具制作领域的运用能够分成间接制模以及直接制模两个类型,直接制作模型主要指运用3D打印水平直接堆积制作出模型,间接制造模型是先做出成型较高的器件,再复制器件就能够生产出要用的模型。 4医学领域 在医学方面的运用几十年以来,人们对3D打印的水平在医学方面的运用有着较多的探究。把医学视频资料当作基本,把人体感官模具用3D打印技术来制作形成,它有着极大的价值对于医生的外科手术的进行。从2010年美国成功打印活体器官开始,似乎直接打印人体也并不是不可能,它更类似于克隆技术,他打印出来的活体器官不会与患者排斥。他还可以打印骨骼、牙齿等。我们能够预想在以后的3D打印机的发展经历中,一个展新的人体引进意义将会引进到医疗方面上,让更多的患者看到希望。 5航天技术领域 在航空航天方面上,风洞实验是航天飞机不可缺少的主要条件。这个实验中所需的模型有着很高的精度要求、还有着非常复杂的外形,运用3D打印的科技,参照CAD模具,用3D打印机直接打印输出,可以保障模具的形状以及质量。 二、3D打印技术设计的未来 未来的3D打印我们可以做什么?可能我们居住的屋子不在需要人类的建设,直接用3D打印机进行打印输出,我们再也不会被食物的缺少而舒服着,想喝什么自己打印就可以了;生活用的日常用品不用出门购买,想要什么随手打印,我们就可以得到了,3D打印技术能够给我们提供许多的方便。 1制定数字化制造规划,促进3D产业优先发展 建议把3D打印技术的设计定位在产品设计、建筑设计、机械制造、模具制作、医学方面、航天技术方面及创新设计的研究。在金融税务制度上,生产、投资、开发、运用3D打印技术被企业的发展所提倡,企业倡导运用3D技术。 2构建行业协会、产业的有机结合,3D产业技术的逐渐运用 主动的指引3D打印技术的供应商、相关材料、工业产品的设计以及3D打印机探究的主体以及部门、3D打印技术通过供应商构建产业联合。拓展3D打印技术水平应用的市场平台的构建,其中包含3D打印数据保密、保护产权体系,产业也能够稳定发展。 3加大科技扶持力度,提升3D打印技术水平 专门基金的建立,主要是拓展软件调控、材料技术水平、数字化的技术水平、打印设备等主要技术水平的研究。在探究过程中,要重视公正、公平的探究成绩评估系统的构建,倡导各研究机构的不一样的探究水平以及方法。提升支持3D打印技术的后备力量,尤其是对履行商品化的公司在社会宣传、市场销售上提供相应的国家政策制度。 三、结语 3D打印技术对产品设计者的应用相当广泛,伴随着3D打印水平的逐渐完善以及提高,逐渐多的方面会应用到以及普遍3D打印技术。假如3D打印技术的发展可以打印出皮肤、骨骼以及肌肉,在以后,一个准确的三维图都可以打印出人的相貌。 作者:刘勇利 单位:海南灵狮创意产业投资有限公司 产品设计毕业论文:刍议市场细分与产品设计定位 一、市场细分——设计创新的基本前提 按消费者生活位置分类,然后针对特定区域的客户制定专项产品设计开发策略。消费者需求的“互异性”与“相同性”是市场细分的客观条件与理论基础。进行市场细分的基本前提和有效依据,即在复杂的异质化市场中锁定需求一致的顾客群——“异中求同”。市场细分对于企业发展及产品设计开发具有重要的促进作用。 二、产品设计定位——与正确的客户建立正确的设计关系 (一)产品设计定位的内涵 菲利普•科特勒认为,产品设计定位是为了适应消费者心目中的某一特定地位而设计公司产品和营销组合的行为。一个产品想要投入市场,并得到消费者的认可,设计者在前期一定要确定好产品的使用人群,即所谓的“目标消费群”。如果把新潮的时尚服装向思想较为保守的中老年人推销,或者让他们购买新型前卫的电子产品,其结果可想而知——错误的设计定位会导致企业的失败乃至倒闭。 (二)可感知的预设用途 可感知的预设用途是由唐纳德•A•诺曼提出的。其在《情感化设计》中提到产品设计的真正挑战是“去理解终端用户未得到满足的和未表达出来的需求”。唐纳德•A•诺曼曾举例:某公司请HerbstLazarBell设计公司设计一种地板清洁机,以满足更多需求。最终设计出的产品多了茶杯座。而且,市场证明该产品是成功的。为什么呢?原来,当设计者观察维护工人如何清理大型建筑的地板时,发现工人在操作大型清洁打蜡机时喝咖啡很困难。于是,茶杯座应运而生。由此可见,优秀设计的产生需具备以下几点:1.丰富的生活经验是基础;2.对市场的深入了解是前提;3.设计的创新思维与技能是条件。设计来源于生活,其是通过观察、体验、感悟而引发出的灵感火花。另外,产品设计定位还要考虑到设计风格及文化内涵的层面,可以把民族文化的精粹引入产品设计的谱系风格定位。 三、市场定位——市场细分与产品设计定位的桥梁 通过市场细分确定目标市场,亦可称之为市场定位。市场定位对于新产品开发能产生很大影响。产品设计通过精准的市场定位,可以对目标消费者的购买能力、同类产品的竞争情况进行分析对比,寻找产品创新的切入点,使企业能适应市场的需要进行“精准式开发”。可以说,市场定位是市场细分与产品设计定位之间的桥梁,起着不可取代的连接作用。市场细分和目标市场选择是企业活动的第一步,没有合理的市场细分和正确的目标市场选择,所有的设计活动将因不能针对目标顾客需求、不能聚焦优势资源、不能摆脱红海竞争而显得苍白无力。企业经营者在头脑中有清晰的思路和目标,可以根据公司的经营模式、指导方针以及实际的销售情况改进设计策略。例如,海尔集团的成功,可以归结于对市场的深入研究和准确定位。如海尔的小神童洗衣机,就是根据消费者夏天洗衣次数多、单次量少的特点而专门推出的,取得了很好的市场销量。 近年来,海尔通过特殊市场细分制定了专项产品策略,推出“定制冰箱”:消费者可以根据自己的喜好定制自己喜欢的外观色彩或内置设计的冰箱,这是一种突破性创新。市场定位是市场细分与产品设计定位的桥梁。总体来说,正确进行市场定位具有以下好处:1.获得消费者较高的忠诚度;2.便于设置壁垒,保护企业利润;3.针对性强,易于成功。没有市场定位,企业在经营时就如同“瞎子摸象”“大海捞针”“航海中没有方向感”。不锁定目标市场,就难以在市场竞争中找到自己的定位,不进行明确的市场定位,企业也就难以规划和塑造差异化的品牌形象,并赋予品牌独特的核心价值,当然有针对性地设计新颖独特的产品去满足市场也就无从谈起了。实际上,广义的产品范畴包含很多内容,只要是用于商品价值交换的设计物,皆可称之为产品。例如,建筑就是一种供人居住的特殊产品,其设计要求、理念与方法在本质上同产品设计是一致的,道理相通。 四、结语 市场细分、市场定位、产品设计定位这三者之间有着密不可分的关系,市场细分是产品设计成功定位的保障,市场定位是市场细分与产品设计定位的桥梁。经营者怎样才能赢得未来市场,一个重要方面就是要深入认识这三者间的关系。面对激烈的市场竞争,经营者应充分研究市场,研究相应消费群体的心理特点,进行符合品牌价值的市场细分,然后进行准确恰当的市场定位与产品定位,才能设计出满足“正确客户”和“潜在客户”需求的产品。 作者:郑刚强 陈婉彦 单位:武汉理工大学艺术与设计学院 产品设计毕业论文:议陶瓷产品设计在信息时代的发展趋向 1关注情感的人性化设计 科学技术的发展与进步改变了人类生活的方式,给生活带来很大的方便,提高了人们生活的质量。无疑高科技使人的物质生活中充斥着越来越多的高科技产品。如电脑已经广泛进入生活空间,实现了家庭生活自动化、工厂自动化、办公自动化,为人们带来方便快捷。同时又使人类生活远离了自然,人与自然物的接触越来越少,对自然的体验也越来越少。人与人之间交流的网络化,导致了人与人之间对情感因素的忽略。使人之间变得疏远,人的行为变得懒惰。最为重要的是有学者提出,在高科技发展的同时,必须用情感的力量取得平衡,即高科技与高情感的平衡。正如奈斯比特所说“:无论何处都需要有补偿性的高情感。人类社会里高技术越多,就越希望创造高情感的环境,用技术的软性一面来平衡硬性的一面。”人们渴望获得高科技与内心情感的平衡、理性与感性的平衡。如今,多数日用陶瓷产品采用机械化、批量化生产。机械化生产的产品具有严格、理性、秩序、规整、刻板、科技、精确的特征,在一定程度上存在着一种冷漠感,与传统工艺制作的器物相比较,缺少亲和力和人情味。因而这种所谓高情感的平衡,在陶瓷产品设计中采用机械化生产方式是很难做到的。 只有采用手工造物,因为手工艺浓缩着制作者的情感,手工造物与大机器产品不同,它是人情感的造物,在造物中流露了人间真情。在高科技的设计和生产中,吸取传统手工艺造物的优秀经验和方式,将高科技的工业生产、设计和手工艺结合起来,走一条所谓的中间道路,即在技术上介于手工技术和现代大工业技术之间的技术。这是英国经济学家舒马赫提出的“中间技术”的生产方法,这种生产方式更灵捷、更智能,是适应小批量化、个性化产品的生产方式,这种生产方式是对大工业生产方式的变革,蕴含着产品设计和生产的一种艺术化趋势,是“一种具有人性化的技术,这种生产方式不会使人的双手和大脑成为多余,二是使人的大脑变得比以往任何时候的生产能力都大得多。”对信息时代的日用陶瓷产品设计与生产而言,传统手工艺不仅作为一种文化和艺术形态存在于社会生活中,而且作为高技术结构强有力的一个互补机制,平衡着人的精神和心理承受能力。手工艺积聚着人的情感,促进了人与物之间互融互助的交流。传统陶瓷器物的工艺制作不同于纯粹的机械物件的加工生产,制瓷者从制泥—拉坯—修坯—装饰—吹釉—烧制—包装,整个制瓷过程都要手工制作,在制瓷过程中,手工艺人不仅把对生活的体察、人文的关照、人间的真情都不自觉地融入到了器物之中,而且制瓷过程周密严谨,严格按照美的规律进行创造,因而有的工艺本身就是艺术表现,制作技术和艺术一体化,实现了真善美的统一。从某种程度上讲,“技”即是“艺”,“艺”是“技”的体现,到达了“技近乎艺”的境界。因而有些手工艺做出来的作品象“梓庆削木为鐻,见者惊犹鬼神”那样具有强大的震撼力和感染力。例如,纯手工制作而成的茶具、杯子、盘子。 制作者融入了一些“陶艺”表现元素,产品上刻意流露出“手工”的痕迹,在造型上运用压、拉、扭、刻、堆等多种手段进行变形夸张,它不完全遵守造型的规整有序、比例的对称,而努力发掘各种空间形态,甚至造成扭曲、变形和透空的形体,使造型产生丰富的变化。同时,在装饰上,陶瓷肌理的丰富性潜能在现代陶瓷产品中被充分地显露展示出来,它们或追求自然材质的质朴与纯真,或追求釉色的华丽效果,或追求雅致清淡的恬淡之美。总之,手工造物不仅比机械化生产更具情感化、艺术化、个性化、自由化、人性化,还改变了以往机械化大生产产品给人的僵化呆板的感觉,使产品极具个性,富有活力,使产品既纯朴又具有人情味,使产品获得丰富的艺术性。此外,手工艺的生产方式更能够挖掘人的创造潜力与创作激情。 2关注用户的交互设计 信息时代是科技日新月异的时代,高度发达的科学技术为设计师尽情地发挥创造力和想象力提供了物质保障,设计师的创作才能在信息时代被不断放大。以电脑和互联网为依托的信息时代,使设计师的创作手段变得灵活而快捷。传统的创作方法完全是由手绘完成,如今,设计师已经运用数字化工具制作设计效果图。同时,随着互联网技术的不断发展,数字科技改变了人们原有的生活方式,衣、食、住、行的方方面面乃至娱乐,都因为网络技术产生了巨大的变化,使得相当部分的体验与感受从虚拟的世界跨度到真实生活,网络不再是一个虚拟的存在状态,而是实用的有形的并不断创造人们新型生活模式的技术。因此,交互设计的部分理念对现代日用陶瓷产品设计的影响也将是巨大的。数字技术的确对人类现实生活造成很大的影响,尼葛洛庞帝在《数字化生存》中说道:“人类已经进入了一个艺术表现方式得以更生动和更具参与性的新时代,……互联网络将成为全世界艺术家展示作品的全球最大的美术馆,同时也是直接把艺术作品传播给人的最佳工具。”传统日用陶瓷产品的设计与生产,是由陶瓷工艺师制作模具后经过注浆、挤压等方法批量成形,这种方式生产出的产品缺乏与消费者的沟通与互动,很难适应千变万化的市场需求。 目前,数字技术的发展为设计者和使用者的角色融合提供了可能性。将虚拟现实技术运用于日用陶瓷产品设计中,构建虚拟陶瓷产品设计的VR(虚拟现实)展示平台。在这个虚拟现实系统中存在着与产品设计有关的大量信息和模型,这些信息通过互联网与消费者进行相互联结。消费者可以通过网络利用陶瓷产品的VR(虚拟现实)技术展示平台,在该平台上根据自己的喜好来设定该项产品的造型、装饰纹样、花色、肌理、材料等,并把这些定制信息反馈给厂家,使其按照定单进行生产。通过运用虚拟现实技术,设计师将消费者的设计理念做成三维模型,并利用视频、动画等手段进行动态展示,模拟现实的使用情况,使消费者在十分逼真的状态下,体验自己的设计理念和产品的使用状况,从而产生身临其境的感受和体验。这种方法不仅使消费者参与到日用瓷的设计中,而且更好地满足了消费者的审美需求,适应了千变万化的市场需求,还解决了传统日用瓷的造型单调、花色老套、品种少、材质单纯、功能格式化的问题。这就是利用交互设计的性质特点,在保证陶瓷产品可用性原则的基础上,进一步强化陶瓷产品的一致性与可识别性。 3追求创新的个性化设计 日用陶瓷产品由于传统设计观念的根深蒂固和设计思维的惯性,一直处于设计观念滞后、产品更新缓慢的状态,日用陶瓷无法摆脱实用功能对设计的制约,在造型样式上缺少突破,一味套用固有形式,导致日用陶瓷产品缺乏时代精神和现代气息,设计与时代的进程脱节。这种设计观念已经不能满足信息时代的审美需求。不同于工业化时代下的产品强调规模化、标准化、低成本的经营方式,个性化需求很难得到满足,个性化是被抑制的需求。而在信息时代,科学技术的高度发展,使人们的需求变得“一切皆有可能”。人的个性化需求也被不断地激发出来。需要认识到,如今进行陶瓷产品创新设计的过程,不仅仅是设计师借助技术和发挥想象力的过程,还是设计师与使用者不断沟通表达消费者需求的过程。设计师要充分考虑产品使用群体的审美心理,满足用户的物质与精神需求,并在此前提下将个性和风格融入其中,为产品创新设计起到指导作用,从而提高产品吸引力和企业核心竞争力。在信息时代,个性设计是必然的发展趋势。 首先,互联网的运用,使人们生活在一个信息泛滥、信息爆炸、信息开放的环境中,人们在浏览网页时,就会被大量的广告信息包围着,只要在网页上使用搜索引擎,网络广告无时不在。如此丰富的广告信息使人们在工业时代被压抑的个性化需求被放大和满足,人们通过互联网寻找更能彰显个性的事物。另外,互联网的使用,使产品的商业模式网络化、集中化,如淘宝商城、京东商城、当当网等,电商企业运用互联网平台将成千上万的商品,以相对于传统商业模式更便宜的价格出售。这种商业模式无疑大大促进了人们的购买欲望,满足了个性化需求。其次,信息时代是科学技术日新月异的时代,计算机的使用是“三维打印”的物质保障,“三维打印”技术无需机械加工或制作任何模具,直接运用计算机图型数据生成任意形状的产品或零件。与传统的制造工艺相比,“三维打印”技术成型快,生产周期短,生产方式灵活而快速,适合小批量化、多样化、个性化生产。因而,这种柔性的生产方式为日用陶瓷产品的个性化设计提供了物质保障。 4结语 信息时代下,科学技术的发展为日用陶瓷产品设计提供了良好的物质前提,拓展了日用陶瓷产品设计的视角与表现空间,为日用陶瓷产业提供了更加广阔的舞台。 作者:王爱红 陈汗青 单位:武汉理工大学 景德镇陶瓷学院 产品设计毕业论文:趣味小产品设计初探 一、流行影响趣味小产品 流行是一种社会现象,也是一种历史现象,其是人类社会发展到一定阶段才可能出现的。现代社会的流行不同于以往的流行,它是一种大众一时崇尚和追求的行为方式。流行现象最为显著的特征是标新立异。短暂性和周期性反映了流行的时间特征,是人们求新求变心理的必然结果。流行也是精神文明和物质文明的一种良好体现,反映了整个国家的人文发展状况。MP4、CS、SONY智能玩具狗、HIP-HOP、漫画、卡通、大片等流行的名词不绝于耳。流行影响着当代的消费者,同时也影响着趣味小产品的设计和生产导向。 1.影视的影响 它们分别受到《麦兜的故事》和《超人》这两部比较流行的电影影响。张着大嘴的猪形象夸大了嘴而忽略了身子,似乎在闹着向你要食物,当你向它的嘴里塞进毛巾或其他东西时,它似乎会满足地向你微笑,把东西拿出来它似乎又开始哭闹。人们就是在这种使用的过程中与物体产生了愉快的互动,体验到产品带来的快乐。产品既具有使用功能又有趣味性,既有视觉冲击力又兼具亲和力,在使用过程中给使用者带来了些许幽默感。 2.趣味小产品取材多样 趣味小产品取材广泛,它不仅可以取材于当前最流行的服饰、电影、游戏、卡通形象,也可以从流行风格、流行材料、流行色等方面进行设计。设计师利用当下一些流行设计元素与一定的功能相结合赋予其幽默、夸张的艺术效果,从而形成生动活泼、妙趣横生的小产品。有些流行虽然稍纵即逝,但真正能够独领风骚的趣味小产品是可以长久存在的,甚至可以登上时尚巅峰。 二、设计手法影响趣味小产品 1.遵循传统物品的功能原理,但在外观设计上极具诱惑力 趣味小产品极力挣脱传统外形赋予它们的性格特征,在遵循传统功能原理的前提下对产品的材质、图案、色彩及形式等做改变,给消费者以耳目一新的感觉。订书机是我们平时工作中最常用到的一件物品,而其几十年如一日的老面孔让人们产生了视觉疲劳。有一种新款订书机,与传统的订书机大相径庭,其外形是一条张着大嘴、神情可爱的鱼,再配上鲜艳的颜色,造型、颜色夸张大胆,给人们耳目一新的感觉。当人们看着它“咬”着一层厚厚纸张的时候,是不是也会感到一丝轻松呢?只要人们略微观察就会发现它的功能原理丝毫没有改变,只是外在形态和材质上做了较大改变。所以笔者认为对于传统的功能较为合理的物品,在趣味小产品设计时仍然沿用其功能原理,这种设计不失为一种好的设计方法。 2.让人出其不意、幽默、调侃的设计缓解生活压力 小男孩MR-P台灯以其固有的招牌献宝姿势,带给人们意外惊喜。泰国设计师将创意发挥到了极限,让饱受生活、事业压力的人们不禁会心一笑。 三、结语 通过以上分析我们不难发现,虽然趣味小产品材质普通、工艺简单,但设计师经过独具匠心的设计,使其焕发了生机,很大程度上增加了人与产品的情感互动并赋予产品生命力、亲和力。其设计不仅满足了人们的使用需求,而且满足了人们对快乐生活的向往,同时也增加了产品的附加值。 作者:衡小东 单位:苏州工艺美术职业技术学院 产品设计毕业论文:浅议铁水联运产品设计 1铁路货运及铁水联运产品现状 (1)大宗货物产品 在我国铁水联运班列中,煤炭、矿石等大宗散货比重较大能占到60%以上,大宗散货运输是铁水联运的重要内容而且有明显的竞争优势,提高大宗货物直达列车开行比例一直是铁路重要的战略思路。各港口开行的大宗货物铁水联运产品主要有:始发直达列车、技术直达列车、煤炭直达列车、石油直达列车及固定车底循环列车,能够实现从港口装卸线到企业专用线的直达运输。 (2)集装箱产品 我国铁路集装箱班列的组织形式有快速集装箱班列、一站直达双层集装箱班列、有途中作业的双层集装箱班列、一站直达单层集装箱班列、有途中作业的单层集装箱班列、“五定”班列、固定车底、不固定车底的班列等多种形式,并且创出了一些精品班列,在铁水联运中发挥了很好的效果。 2铁水联运产品设计 2.1设计方法 铁水联运产品开发一般包括运输需求与市场分析、货运产品设计和货物运输组织方案设计三个过程。铁水联运产品设计的面向对象分为三个层次,即面向市场的战略层设计、面向运输组织的战术层设计和面向运输生产的操作层设计。 (1)面向市场的产品概念开发 铁水联运产品的概念层开发包括对产品的类别、品质、价格和品牌等的规范和设计,而制定规范和进行设计的标准都基于客户的运输需求,属于战略层次的设计。客户的运输需求是一个定性的比较抽象的概念,因此,概念层的产品不包括具体的发到时间、地点和运输量等定量的指标。铁水联运产品概念层开发以实现从运输需求向产品功能转换为核心,通过对运输工具性能的比较,通过组合形成系统的产品方案。 (2)面向运输组织的运输计划编制 运输计划编制即针对具体的运输需求,结合铁路路网的实际能力而指定的运输方案,其中包括货物的属性、货运量、走行径路、发到地点等定量的运输指标,属于产品的战术层设计。战术层产品与战略层产品最大的区别在于战术层产品通过制定具体的服务方案,能够为客户带来切身的利益。 (3)面向运输生产的作业计划制定 在运输计划编制完成之后确定各个运输生产部门的作业计划属于操作层产品设计,即将战术层的运输计划细化到每一个运输生产部门进行实施,以保证运输过程的安全和通畅。 2.2设计流程 基于上述铁水联运产品设计方法绘制的铁水联运产品设计流程。 3实例分析——大连港铁水联运产品设计 3.1需求分析 2011年大连港的货物总吞吐量,在我国沿海主要港口中排名第7位;2011年大连港的集装箱吞吐量,在沿海主要港口中排名第8位。2006年到2011年大连港的货物吞吐量见表2。大连港是中国最大的进口油中转基地和最大的矿石中转港、中国最大的冷藏集装箱进出口港。大连港的综合货种优势比较明显,集装箱、油品、汽车、矿石、设备、木材、煤炭等货物种类齐头并进,吞吐量增加较快。表3列举了大连港分货种吞吐量的统计情况。 3.2能力分析 (1)大连港铁路设施比较完善,建设有铁路集装箱中心站。 (2)大连港的集装箱作业主要港区为大窑湾港,大窑湾港区配备有港区铁路,以及调车车场,能够实现铁路运输与水路运输的无缝衔接。 (3)大连港的粮食码头、矿石码头、散杂货码头、油品及液体化工品码头均有铁路线路接入,大连港矿石码头的铁路单线装车能力可达4500t/h,装一节车皮的时间仅为48s;大连港散杂货码头的铁路装卸线贯穿整个港区的码头和库场,日接卸货车可达800veh以上;油品及液体化工品码头也铺设由铁路装卸线。 (4)大连港疏港铁路通过设备改造,由半自动闭塞的单线铁路改为电气化的双线铁路,能够满足电力机车的直进直出,并且能够支撑金窑线上更大的行车量。 (5)大连港各主要港区的码头都铺设有铁路装卸线,铁路装卸线接入临近大窑湾港区的一分区车场,可以满足车列的解编,具备港口站直接接发列车的条件。事实上。大窑湾港目前已经执行了路港直通的运输模式。 (6)大连港至东北地区的通道的主要铁路干线为:沈大、京哈、滨州线,金窑线为疏港铁路。除了以上最主要的铁路干线外,还有覆盖东北各个地区的铁路干支线。 3.3产品设计 在确定大连港的铁水联运产品之前,先对具有相同运输需求的货物及其运输需求特征进行归类。设计大连港的铁水联运产品如下: (1)针对大宗货物运输 ①港企直通货运班列面向大企业整列承租,适合产销计划较稳定的大型厂矿企业;企、路、港全程直通,中途不进行技术作业,开行班次规律稳定。 ②港企循环运输列车在厂矿企业和港口之间重去重回循环运输,特别适于钢铁企业的钢铁集港与铁矿石疏港运输;企、港之间循环运输,固定车底。 ③路港直通货运班列在港口站和内陆站点间开行,适于承租给不同的几个货主,比较适合粮食运输;路港直通运输,开行班次规律稳定。 ④合同制直达专运列车面向大客户,按照大客户需求签订运输合同,单一货种,如石油专运班列,矿石专运班列、粮食专运列车等;企、路、港全程直通,中途不进行技术作业。 (2)针对集装箱运输 ①客户定制服务品牌专列 面向单一大企业,按照客户的产销计划定制个性运输合同,如华晨宝马汽配专列、沈阳远大幕墙专列等;路港直通运输,直达运输至企业所在城市内陆港,在经物流配送至企业。 ②路港直通快运精品班列 面向货源稳定、对运输时效性要求极高的客户,以高质量的运输服务吸引来自中小客户的高附加值货物;路港直通运输,采用客运化的运输组织方式。 ③路港直通五定班列 面向货源稳定、对运输时效性要求极高的客户,以高质量的运输服务吸引来自中小客户的高附加值货物;路港直通运输,采用传统五定班列的“五定”运输组织方式。 ④普通集装箱班列 面向货源不充足的资源性、初级加工产品等对运输质量要求不高的客户;可以与非铁水联运的集装箱货物混编,接续式地发往港口城市。如上所述,进行了需求分析和能力分析后的铁水联运产品设计方法,有效地规避了大连港原有五定班列,直达、直通货物列车不能满足铁水联运运量需求、针对性差的缺点,是适应性较强的、更加科学合理的新产品设计方法。 4结束语 铁水联运作为多式联运的一种,有利结合了铁路运输和水运的优势。大力发展铁水联运运输方式,开发经济高效的铁水联运运输产品,对于实现铁路集装化运输,促进我国物流产业的快速发展,加快我国内陆地区对外贸易,优化我国综合交通的结构有着重要意义。希望本文提出的铁水联运产品设计方法能在产品实际设计过程中起到一定的参考作用。 作者:颜研 陈韬 曹可 倪少权 单位:西南交通大学交通运输与物流学院
电子测试论文:电子设备强迫风冷散热特性测试与数值仿真 摘 要:针对电子设备发热导致其可靠性下降的问题,对某电子设备机箱内部PCB(Printed Circuit Board)板强迫风冷的散热特性进行热测试实验,利用热分析软件ICEPAK对该设备的工作情况进行热仿真,并比较实验结果和仿真结果,结果表明二者一致性较好. 分析数值仿真产生误差的因素并提出改进数值仿真的方法. 该研究表明数值仿真可以为电子设备的热设计开发提供依据. 关键词:热仿真; 热测试; 电子设备; ICEPAK 0 引 言 随着现代电子技术的发展,电子设备不断向高功率、高密度方向发展,如果各种发热元件散发出来的热量不能及时散发出去,各个元器件的温度就会超过各自所能承受的极限,导致电子设备可靠性大大降低.这就要求对工作温度有较高要求的电子设备进行结构的热设计.[1]目前,对电子设备的热设计工作主要采取数值仿真与实验相结合的方法.在对电子设备进行风冷热测试实验所产生的大量实验数据基础上,进行软件热分析仿真,通过实验数据检验模拟结果,从而指导软件热分析,为进一步做好电子设备的热设计,保证电子设备正常、可靠的工作打下基础. 1 热测试方案与实验设备 1.1 热测试方案 实验在西安电子科技大学机电工程学院自行研制的DF―1型低速风洞中进行,被测试电子设备结构形式见图1.在PCB(Printed Circuit Board)板上用型号为HW200JB8的厚膜电阻模拟发热元件,电阻值为25 Ω,其安装形式见图2. 每块PCB板按顺序排列25个发热元件,6块PCB板构成5个通道,其中5和6号板为光板,1号板为元件并联板,2,3和4号板为元件串并联混合布置,通过加载不同的电压可得到元件上不同的功率分布变化.[2] 1.2 实验设备 (1)低速风洞: 工作段面积为300 mm× 400 mm,风洞通过严格设计完成,在工作段无物体时可保证段内各点风速相等. (2)风速测量仪:用以测量风洞的实际流速. (3)ATM―3型多点温度测试仪:可1次测量63个温度点. (4)铜―康铜热电偶:测温范围为-260~ +300 ℃. (5)稳压电源:模拟PCB板加电状态. 实验的主要目的是研究电子设备在不同工况条件下的散热特性,因此测试时将被测电子设备放在低速风洞工作段中,分别对4块板加不同的电压,以模拟功率变化的情况:1号板加电压为1~3 V;2号板为5 V,10 V,20 V,30 V变化;3号和4号板为 10 V,15 V,20 V变化.通过改变入口风速与PCB板间距等进行热测试,主要测试元件表面、背面与入出口的温度以及风洞内不同测点的流速. 2 数值模拟 2.1 模型的建立和求解 用ICEPAK进行热仿真的过程可分为5个基本步骤[3]:建立计算模型,设定问题参数,划分网格,求解计算和后处理. 图3为在ICEPAK中模拟该电子设备实际工作环境所建立的物理模型. 被测电子设备水平放于风洞工作段内,用openning模拟风洞的入口与出口,在入口openning处可设定不同的流速;风洞用cabinet模拟,4面绝热;PCB板与底板固连,底板材料为铝;设置厚膜发热电阻与PCB板紧密固连.在数值仿真中先根据每个PCB板所加不同电压计算出每个发热元件的热功率,再将所得热功率加载到每个热源上. 该模型的主要参数为流体状态.通过软件自动计算得到的普朗特数和雷诺数可以确定流体类型为紊流.根据不同的实验工况,设置环境温度和风速等边界条件[4].实验主要为强迫风冷,因此忽略辐射换热与重力影响. 由于PCB板上的发热元件排列紧密,为了得到较精确的计算结果,要保证在发热元件周围有较细的网格划分.然而整个风洞容积较大,如果采用相同精细的网格对整个风洞进行网格划分,将使得求解时间大大增加.因此,对每块PCB板及其安装的发热元件建立1个assemble ,适当调整assemble的大小,以保证在PCB板与元件周围有较细的网格划分,风洞内其他部分使用较粗的网格,而计算精度不受影响.最终网格划分HEXAS数量为128 830,NODES数量为142 084.在设置好求解残差和迭代次数之后开始求解并最终收敛. 2.2 计算结果 对热测试中几组不同工况下的实验进行仿真计算,图4为1号PCB板在入口风速为1.5 m/s和25.5 ℃环境温度条件下的温度云图. 从图4中可见在流体入口处元件温度低于出口处元件,与热测试结果相同.热分析结果相对于热测试的大量数据结果显得更加直观明了. 对热测试中几组不同工况下的实验数据与仿真计算结果进行对比.图5为环境温度25.5 ℃,风速1 m/s条件下2号PCB板加不同电压时,中间元件温度变化的测试与计算结果.从图中可以看出,当电压改变时,元器件的温升有较大幅度增长,显示计算结果与测试结果具有良好的一致性. 图6为环境温度25.5 ℃,U1=U4=3 V,U2= 5 V ,U3=15 V条件下1号PCB板上某一元件正面和反面测点温度的测试与计算结果.从结果可见随着风速的增大,发热元件正反面的温度逐渐降低,这表明仿真结果与测试结果吻合较好.从图中可以发现在0 m/s工况下计算结果较实验数据存在较大偏差,这主要是由于此时被测设备处于自然散热状况,而在仿真中没有考虑重力与辐射传热的影响,造成温度偏高. 图7为环境温度25.5 ℃,U1=U4=3 V,U2= 5 V ,U3=15 V条件下2号PCB板入出口测点温度测试与计算结果.数值仿真结果表明随着风速的增大,PCB板入出口的温差逐渐降低,与测试结果一致.由于在入出口处无热源且流体相对处于层流状态,因此数值仿真误差较小.图 7 不同风速下PCB2入出口测点温度 将数值仿真结果与热测试数据对比发现,计算发热元件表面的温度要高于实际测量结果,而计算PCB板入出口处的温度要低于实际测量结果,这主要是因为实际发热元件与PCB板之间存在由热源管脚到PCB板的热传导,而在热仿真中只是模拟热源与PCB板的固连热传导,没有模拟管脚的热传导,造成部分热量没有从热源传导至PCB板上,从而产生上述结果.预计如果考虑上述影响,通过更详细的建模分析,可以得到更精确的仿真结果,这对进一步改进热分析,提高数值仿真精度具有指导意义. 3 结 论 在对电子设备进行强迫风冷热测试的基础上,运用热分析软件进行数值仿真,并将计算结果与热测试结果进行对比,表明计算结果与测试结果具有较好的一致性,并从数据对比中得出改进热仿真的方法.电子设备的热测试与数值仿真都是进行热设计的重要手段,只有将两者更好地结合运用,才能进一步做好电子设备的结构设计,保证电子设备正常、可靠的工作. 电子测试论文:基于虚拟仪器的新型汽车电子测试平台 上海聚墨仪器有限公司 邢咏红 摘要:针对汽车电子的测试要求的日益增高,本文介绍了一种基于虚拟仪器的测试平台,可以极大地方便汽车电子产品的测试。 关键词: 虚拟仪器;汽车测试;LabVIEW PXI 随着半导体及软件技术的快速发展,汽车电子在汽车产业中所占比例越来越大。从汽车的舒适性到稳定性乃至安全性的实现中,汽车电子产品都担任着至关重要的角色,并且正发挥着越来越广泛的作用。汽车电子产品厂商也正面临着巨大的市场挑战――提高产品质量、加快生产周期、降低生产成本等等。 在这样的条件下,对汽车电子产品的测试设备的要求日益增高,主要体现在以下方面。 复杂的测试要求 汽车电子产品在整车系统中的比例和实现的功能不断增加,要求其具有丰富的功能;随着基于CAN、K-Line、LIN等总线的车身网络的发展,还需要实现单个设备与整车网络之间可靠的实时通讯。这都要求汽车电子产品出厂前需要经历复杂的功能和参数测试过程,从而保证产品满足车厂所规定的功能上及质量上的诸多要求。 严格的质量管理流程 除了能够实现测试功能,测试设备还需要保存测试数据、提供测试数据在线分析功能,并能方便地据此进行生产过程统计(SPC),如测量系统分析(MSA)和工序能力指数(Cpk)等,从而作为企业质量管理的数据来源。 开发现测试周期 目前汽车厂商推出新车型的周期越来越短,以满足不断发展的市场要求。对于在国外设计,国内生产的汽车电子产品而言,国内厂商需要在短时间内建立完整的测试线;而对于国内自主设计的汽车电子产品,往往要求测试线不但能够进行出厂前测试,还需要承担部分设计验证任务,因而在产品研发阶段就要实现测试系统,同时需要预先考虑由于产品改进而引起的测试设备变动。 苛刻的时间要求还体现在提高测试效率上。对于大批量生产的产品,利用功能单一、需要操作人员手工操作的传统测试设备很难达到时间和质量上的要求。因此使用自动化测试设备成为提高产品质量和产量必不可少的条件。 成本控制 汽车电子厂商往往需要生产多种型号、具有类似测试要求的产品,这就要求测试设备具有可复用性,可以简单的实现多种产品共用同一条测试线,以达到降低生产成本的目的,同时也降低了设备维护的开支。 如果完全采用进口测试设备,则设备的引进及维护成本高、检修周期长,已经有越来越多的厂商在考虑将进口设备国产化,利用本地的供应商或自行开发和维护。 由以上可见,在汽车电子产品测试中,所采用的测试设备是一种需要根据被测产品的不同而快速灵活定制、能够提供丰富的测试功能、便于本土工程师快速开发及维护的软、硬件平台。 测试平台 针对以上应用需求,本文介绍一种基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台,可以极大地方便各厂商进行汽车电子产品测试。 如图1所示,该测试平台基于虚拟仪器技术构建,由两部分组成――软件和硬件。硬件采用美国国家仪器公司(NI)的PXI模块化仪器;软件采用NI的LabVIEW图形化编程语言和TestStand测试管理软件开发。 硬件组成 PXI是一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,具备系统的模块化、容易集成、容易装卸和连接,以及方便提高设备同步与触发精确度等卓越特性。 同时PXI模块化仪器具有丰富的产品,如NI所生产的PXI模块在汽车电子产品测试领域中所适用的有各种模拟和数字信号采集、调理、信号多路复用及矩阵连接控制、各种总线接口、射频及任意信号发生器等等。可为汽车电子厂商提供宽广的选择余地。 图2示出一组典型的用于汽车电子产品检测的PXI模块化仪器,其中包括了基于Pentium CPU的PXI控制器、由数字万用表和多路复用开关及矩阵开关组成的多路电流,电压测试系统、用于产生汽车收音机电台信号的射频信号发生器、汽车收音机音频分析仪等设备。为了实现自动化测试,汽车电子产品厂商通常利用产品本身具有的总线,如CAN、K-Line等,开放特定的控制指令用于产品状态控制,从而无需人工干预。因此在这些模块化仪器中,通常包含一个总线控制器(如CAN、K。Line、LIN控制器等)。除此以外,通常配置一块具有宽电压输入输出和光隔的DIO卡,用于与自动化生产线之间进行时序同步和夹具控制等。 图2的示例中包括了各种经常用到的汽车电子产品测试仪器。在大多数应用中,可以对上述模块化仪器进行定制,选用其中的一部分仪器,即可实现如汽车收音机(包括VCD/D V D/导航)、仪表板、行车记录仪、HVAC(Heating,Ventilation and Air Condition―ing)等产品在PCB及整机状态下的功能及参数测试。 软件组成 如图3所示,汽车电子测试平台中的软件部分由产品驱动程序、测试设备驱动程序、测试项目实现、测试序列(Test Sequence)和用户定制程序(如用户操作界面、测试数据库管理软件)等部分组成。 产品驱动程序――用于实现被测产品的程序控制,通常由各种总线方式(如CAN、K―Line、串口等)进行控制。以达到无需人工设置产品状态而进行测试的目的。对于特定类型的产品,需要进行控制的参数通常是统一的,与型号无关的。例如对于汽车收音机的音频测试,不论任何型号,所需要控制的参数通常有音量、波段、调谐频率、音效控制等。从而保证在为新型号产品开发测试软件时,无需修改调用它们的函数,只需要重新开发一组符合预先定义的接口类型的收音机控制程序即可。 测试设备驱动程序――主要指PXI模块化仪器的驱动,用于保证仪器的正常操作和向开发者提供应用程序接口(API)。这一部分无需用户自行开发,PXI模块化仪器的生产厂商会随硬件提供相应的驱动程序,通常还具备界面简单、易操作的硬件管理环境(如NI的MAX),通过这个硬件管理环境,用户无需编程即可实现硬件自检、手动测试、硬件配置等功能。 测试项目实现部分――是产品驱动程序和测试设备驱动程序的结合。汽车电子产品厂商针对其不同产品,都会有特定的测试规范,而同一类型产品的测试规范通常是相同的。一旦根据厂商的要求开发完成,在构建同类产品测试线时不用或很少更改测试项目的执行程序。 测试序列――按照厂商所有的测试要求,将测试项目组合起来,就构成了一个测试序列。在此平台中,测试序列的表现形式为.seq文件(TestStand文件)。在这个测试序列中实现了所有的数据采集、分析、记录功能。 用户定制程序――包括用户操作界面和 测试数据库管理软件等。在此测试平台中,用户操作界面和测试数据库管理软件作为一个通用的组件,可以应用于各种产品的测试线上,而无需任何修改。 该软件平台具有以下特点: 同一个测试软件平台可以测试不同型号的同类产品。 由于同类产品的测试内容和测试方法通常是相似的,因此软件中的测试项目实现部分只需要针对不同产品进行相应的配置,就可用于所有具有相同测试方法的测试项目,用户无需重新编写代码。 同一个测试序列可以在不同测试站上运行。 考虑到产品平均出厂时间的限制,厂商在选择PXI模块化仪器时,通常会选用多个测试站来分担全部测试时间。这些测试站可以具有相同或相似的配置,在某些测试站上还会采用GPIB仪器以充分利用现有资源。如果其中一台测试站发生故障,该站上的测试软件可以在无需重新编写程序的条件下完成测试站的互换,只需要更改测试设备的资源名称。而测试设备驱动程序中已经同时支持了PXI模块化仪器和传统GPIB仪器。 开发及维护时间大大缩短 从图3中可以看到,除了被测产品驱动程序和测试序列会随着被测产品不同而变化,其它部分在一次开发完成后无需或很少改动。因此大多数情况下,无论是系统集成商还是厂商自己的开发工程师都只需要将精力投入到特定的被测产品控制和实现测试序列上。 同时,由于在一个工厂内采用了统一的软件平台,极大地减少了软件维护的时间开销。不同的测试线对工程师的要求也趋于统一,从而降低了因人员流动而造成的风险。 应用实例 某汽车电子厂商选用了上海聚星仪器有限公司的汽车电子测试平台组成汽车收音机的测试线,为了满足产品Cycle Time的要求,采用七个PXI测试站来分担上百个测试项目。其中两个测试站进行PCB形态的测试,如PCB上的测点电压、电流等参数;另外的测试站均为整机形态的测试,如调校、CD/MP3、AM/FM、音效控制、写入产品追踪及生产信息等等。如图4所示。 每个测试站上运行不同的测试序列,但采用相同的用户操作界面和测试数据管理软件。 由于采用了基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台,目前该测试线同时承担了三种类型、十几个型号的汽车收音机自动测试任务,而该测试平台的维护只需要一个工程师即可完成。 结语 基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台能够有效的满足日趋复杂的测试要求,提高测试线的开发效率并降低生产成本,正逐渐成为汽车电子产品测试领域中新的趋势。 电子测试论文:新形势下电子测试技术需求新趋势 摘要:伴随着经济形势的变化,电子制造产业受到很大冲击,与电子产业密切相关的测试技术也随着市场重点的变化而变化,本文通过对多家公司的访谈,探索新形势下电子测试技术需求新趋势。 关键词:电子测试;无线测试;测试测量;3G 对于电子技术来说,测试测量几乎贯穿了每个电子产品的设计、开发与生产的全过程,并且成为电子工程师必须掌握的一项技能。受电子业整体低迷的影响,电子测试市场近期有所下滑。但总的来说,测试行业市场需求有升有降,技术发展的需求增强。普通家用电子产品和通信产品行业许多企业处于困难时期,产量下降。近期没有生产扩容需求。因此。作为质量控制的生产线测试市场需求有所下降。随着目前3G的兴起和发展,一些技术领先的企业和研发以及检测机构,要求测试测量行业提供顺应通信标准和技术发展的仪表。因此针对研发和检测市场需求是增长的。 中国市场的测试测量需求依然在提升,有数据显示,2008年国内电子测试仪器进口量有明显的增长。而中国扩大内需的政府举措更是给测试测量产业发展带来巨大的空间。据粗算。2009年一季度大部分测试仪器厂商在中国国有企业和科研院所方面的销售有相当程度地提升。 抓住市场成长的热点 虽然遭遇经济危机,但并不是每个行业都受到牵连,有些产业依然蓬勃发展,因此,一些市场发展的热点领域依然存在着促使测试测量厂商取得突破的机遇,比如对先进生产技术的支持,又如一贯是测试测量重要应用的国防和航天,更有最近逐渐兴起的3G网络。 测试与测量技术的发展与电子行业的发展密不可分。即使遇到一些问题,电子行业的发展动力依然来自于消费者对体积更小、功能更强、更多互连计算和通信产品的需求。为满足这些需求,电子企业不断推出新产品,将新无线协议、新电池技术、新元件和半导体技术等各种功能集成在这些电子产品中,并且这一趋势在每一代新产品中的应用似乎逐渐加快了,所有这些都促使测试行业必须采用新的方法去测试这些新型产品和前沿技术。吉时利公司认为,目前这方面的热点包括:对于每种新的无线协议都相应需要新的测试方法和测量仪器;工艺尺寸低达45nm甚至更小,半导体小型化的每一次新进展都要求测量技术相应进步;要想制造出世界上最便宜的笔记本电脑或手机,也需要对测试技术进行革新,不断降低购买价格,降低测试成本。解决所有复杂的问题都需要进行更多的测试。在生产条件下以最高的产能进行更多的数据采集和分析工作,以改进这些新工艺。 上海横河国际贸易有限公司市场总监吴启尧则认为,一方面随着新兴国家的崛起,带来了能耗的直线上升,使全球变暖及污染日趋严重,为了应对能源紧张及环境保护。节能、环保、新能源成为全球发展的共同课题。另一方面,中国国内的3G牌照发放也会带来新一轮的大规模建设和投资,而在3G建设的同时已经在逐步向4G领域迈进。无线通信已经不再单单局限在通话这一简单的功能,而是从照相功能、音乐功能向网络功能和电视功能等全面迈进。而这些也给作为领域排头兵的测试测量行业带来了新的机遇和课题。随着新能源的逐步开发和节能技术的不断成熟。变频控制器越来越被广大行业领域所重视。另外、芯片功能的不断加强也同时带动了多通道数字领域测试测量要求的提高。同时网络的广泛应用将对高速、快捷的通信领域提出更高的要求。这些领域都要求测试技术在多通道、高频率、高精度等方面能更上一层楼。 同样看好3G市场的还有罗德与施瓦茨中国有限公司产品支持部产品经理陈峰,他认为近期在测试测量领域有两大热点:3G移动通信和航天与军用测试。3G通信测试可以分很多方面,如关于核心网的测试、基站子系统的测试以及终端的测试等,可能需要进行射频辐射测试(包括EMC测试)、射频传导测试、协议测试、SIM测试、音频测试、CTIA/OTA测试、SAR测试、产品安全性测试等。航天和军事领域的测试涵盖范围极广。在射频微波测试方面,包括卫星测控、雷达测试、环境仿真、材料测试、元部件测试、基带测试、天线测试、信号仿真与分析等等。对于罗德与施瓦茨公司而言,保持技术领先并不断创新是公司的基本方针。在通信测试领域,保持着与3Gpp标准的同步和前瞻性的统一,随着目前3G和LTE的飞速发展,带来的是公司新的机遇;在航天与国防领域,无论是飞船和卫星、新型飞机和雷达还是舰船和航母,都给公司的发展带来机遇,同时也是挑战。 泰克亚太区市场开发经理孙志强则从我们身处的“全新的数字时代”的5大市场驱动力具体分析了测试技术发展新趋势。 ・基于数字RF技术的全新RF和微波市场: ・需要对随时间变化RF信号进行跟踪、监视和捕获分析; ・需要对“宽带”RF信号无缝“复制”、分析; ・可定制的灵活测试完整方案。 ・基于数字视频技术的全新视频应用: ・既要对传统的视频技术又要对全新的数字视频进行测试; ・对全新的数字视频内容进行测试分析; ・高效灵活的数字视频测试方案。 ・基于高速串行技术的全新计算、通信和娱乐应用: ・对复杂的高速系统进行“全信号通路”检测和分析(从发射端,到中间连接,到接收端); ・针对高速信号系统测试。要设备具有极高的信号保真度(即要测试设备有“全量程”的最低“噪声”); ・高效灵活的测试解决方案,缩短用户产品开发周期。 ・基于嵌入式系统技术的全新而广泛电子应用: ・需要对大量“新技术”一之前只在高速系统中使用的技术,现在也广泛应用在嵌入式系统; ・需要对混合信号环境进行测试分析; ・针对多样化的总线,需要高效灵活的测试方案。 ・基于无线通信技术的全新下一代网络应用: ・以中国为例,需要最全面的能够支持包括CDMA2000,WCDMA,TD以及核心网的NGN、WiMAX、LTE在内的各种技术的网络和终端测试解决方案; ・需要有支持2G/3G融合互操作的网络优化解决方案和管理QoS客户体验的质量分析方案;下一代通信不只是技术的竞争,更重要是网络应用和用户管理。 挑战与解决策略 对于测试测量厂商来说,不仅仅要针对技术需求的重点来进行策略调整,同时还要面对测试工程师提出的更多新要求,像如何满足多样化的测量需求和任务?如何降低选择和使用测试仪器的风险?如何加快用户产品设计和调试周期?如何帮助用户仪器投资最大化和产品创新?以上种种 挑战,归结到一点就是:现在我们身处在一个以方案为中心,以需求为导向,以服务为根本的新型电子测试市场。 面临的挑战中很重要的一点是如何在改进性能的同时降低测试成本。当然,改进性能涉及到很多方面,与实际应用是不同的。在研发实验室中,改进性能通常意味着实现更高的测量精度。在生产条件下,中心问题是提高产能同时保持测量可重复性和精度。在这两种情况下,最复杂的事情是上一问题中所提到的快速变化的环境;每当一种测量系统或测量方案变得比较完善时,似乎另外一种新的无线协议又需要进行测试,或者半导体器件的几何尺寸又在迈向45nm的道路上经过了新一轮“缩小”,从而必须要对测试系统进行重新设计甚至重新构建。降低这种情况下的测试成本意味着仪器制造商必须在设计新产品时极富创意。他们的设计是否向后兼容之前的产品?是否能够将多种仪器的功能集成到一套工具中,或者在尺寸更小的设备中集成更多的通道?是否集成了智能的固件和软件功能。从而缩短系统配置和调试所需的时间? 吉时利公司认为。应对挑战必须不断创新,其中包括研制出灵活而实用的测量仪器。例如。一种能够在不同环境下用于不同测试的仪器,或者集成多种功能的单台仪器,能够节省用户购买多台仪器分别执行各个任务的投资成本。很多先进材料。包括纳米技术和基于半导体的材料,都需要进行多种电气测量,例如超低电流和/或超高电阻特征分析。吉时利已经在低压测量领域获得了经验。虽然吉时利在这一领域处于领先地位,仍不断推进测量技术,降低对产能增大的敏感性,提高生产良率,降低测试成本。 罗德与施瓦茨陈峰则展望了在通信和航天与军用测试领域的技术发展需求及挑战。新的电子技术的发展主要体现在通信技术和航天与国防技术的发展,具体频率和带宽以及数字处理的能力的提高,因此,测量技术在这方面也要随之提高。需要有更高的速度、更宽的带宽和更高的精度。在通信领域,LTE的应用是近期发展的目标;在航天与国防领域,新的测控技术、新型飞机与舰船、电子对抗以及隐形飞机和对应的雷达技术带来新的测试需求。 从性能上讲,技术革新体现在数字处理技术的发展及其与射频器件的优化配合,将会有更高的精度和速度、更大的带宽,从而帮助通信技术和国防应用的技术发展。从功能上讲,测试仪器会在通用性集成功能方面带来突破。简单说就是一台多功能仪器完成以前一套测试系统的工作。例如,一台接收机,同时具有频谱分析、场强分析、调制分析、噪声分析、矢量分析以及功率测试等等各项功能。同时,测试仪器要具有通用性和前瞻性,开放用户接口,给用户开发空间,从而帮助技术人员在研发中尝试新技术和方案,推动技术发展。 结语 随着电子技术的飞速发展,线路复杂性的不断增加,环保节能的要求越来越严格,作为基础工具的测试测量仪器被提出了更高的要求,精度、测试范围、应用领域的拓展和功能的多样性都成为各测试厂商不断追求的目标。 全球的金融危机已经对各行各业造成了重大的影响。各行业也都在不断的消减经费,压缩研发预算,这些都对测试测量行业有一定的影响,由于总体用户的需求下降,也造成各测试仪器厂商对于销售预期的不确定性。技术上各仪器测试厂商可能对一些前景并不理想的行业产品进行消减。这就要求测试仪器厂商本着如下原则进行战略调整: ・提供更精确的仪器硬件平台,最大限度地提高信号保真度,减少测试方案的导入误差量; ・提供高效的应用解决方案,包括针对各种技术标准的专有软件方案和探测方案{探头和夹具等); ・提供可定制的测试中心平台。既能执行标准测试流程,又能定制专有条件下的极限测试; ・提供世界级的专家咨询网络,最大限度地为用户增值。 以上这些测试方案的创新,必将贯彻到电子行业从设计、开发到生产制造每一个环节,会极大推动用户的技术创新进程。尤其在当前,那些意识到这些变化的电子测试设备厂商必将和中国用户一起,最终实现了产品和产业的技术升级。 IPC职业培训与认证项目走进中国大专院校 5月14日,IPC(国际电子工业连接协会)中国区总经理彭丽霞与来自南京职业技术学院、哈尔滨工业大学的代表签属协议,该协会将免费赠送一定数量的标准文件作为两所学校的教学使用。 目前,IPC在电子制造方面共有五项带有培训认证的标准,它们是:IPC-A-600、IPC-A-610、IPC/WFLMA-A-620、IPC J―STD-001和IPC-7711/7721。 另外,IPC还与南京电子学会电子制造专业委员会签署合作协议,双方将开展互换会员行动,彭丽霞还宣布IPC的航空航天标准向中国开放。 电子测试论文:基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品的开发及测试 摘要:为某整车厂商开发了一款基于cAN总线及蓝牙技术的车载娱乐设备,实现了免提通话、音频流音乐播放等功能,本文结合产品开发与测试经验,介绍综合运用cAN总线和蓝牙技术开发汽车电子产品及测试中的关键技术。 关键字:cAN;汽车电子;蓝牙 引言 在汽车电子系统中,CAN总线通信技术不仅减少了线束减轻了汽车重量从而提高了效率,更重要的是它实现了汽车电子网络的信息共享和数据传输,利用它可以把某项应用按照功能分拆在不同的组件中实现,这样在实现各个功能子系统时非常灵活,系统中组件的使用更广泛更充分,单个组件可以在多个功能系统中被应用。可以说CAN总线的出现更好地体现了网络复用的特点。蓝牙技术在消费电子领域中的成功运用经验推广到汽车电子领域后,其开发与测试遇到了一定的挑战,笔者结合为某整车厂商开发的一款基于CAN总线及蓝牙技术的车载信息娱乐设备,介绍基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品开发及测试中的关键技术。 产品开发 该产品是一个集成usB音频播放、蓝牙免提、蓝牙音频流播放等功能于一体的汽车电控单元(以下以USB-BOX来表示),通过CAN总线与车内音响系统组合为一体,实现播放普通u盘内音乐文件(MP3、WAV、wMA等),同时可以通过蓝牙功能实现免提接听、拨打电话及播放流媒体音乐等。音响系统包括液晶屏、收音机、方向盘和USB-BOX,其中液晶屏用于实现歌曲文件信息、电话相关信息以及电话本的显示等功能,收音机实现CD音乐播放及控制等功能,收音机和方向盘上带有按键控制接口,实现对USB-BOX的音乐控制和免提操作,系统结构如图1所示。 在这个CAN网络汽车音响系统中,收音机和方向盘CAN节点提供人机操作接口控制USB-BOX,而USB音乐播放和蓝牙免提功能相关的液晶屏显示页面则由USB-BOX来控制。USB-BOX的程序设计采用基于有限状态自动机的软件架构,将整个控制流按照功能分解为若干并发的子状态机,每个状态机被实现为一个任务,在子状态机中将该功能实现的过程节点做为子状态,以过程的推进作为状态机的跳转,这样使得整个系统构架清晰,简化了实现,便于系统调试和后续功能扩展。 在状态机的实现中,关键跳转条件是CAN帧和蓝牙信号,CAN帧方面主要是标识符的管理,标识符是指当前液晶屏应该显示什么样的页面。提供什么样的显示信息和导航选择,在该页面下收音机和方向盘按键操作对应哪些控制命令,可以实现哪些选择性的操作(选择、退出、向上向下导航、向前向后导航),由USB-BOX和收音机共同管理。而蓝牙信号涉及到不同手机在同一功能上的不同差异,信息组合不完整,次序不固定,这就会带来一定的兼容性问题。下面以电管理为例描述一下状态机的设计。 首先根据整个来电管理的过程设计Ready、IncomingCallEstablish、ActiveCall三个状态,USB-BOX默认起始状态为Ready,当手机来电时,手机把蓝牙信号CALL SETUP IND(呼叫过程提示)、RING IND(来电响铃提示)和CALLER_ID_IND(来电号码)等来电信息传给USB-BOX,USB-BOX进入IncomingCallEstablish状态。通过CAN帧将响铃提示信息发送给管理功放音响的收音机,把来电号码发送给液晶屏,这时收音机播放铃声,同时液晶屏上弹出显示页面。包括该电话号码,并提供是否接听的两个可导航选项,这个页面的标识符便是来电管理标识符。这时可以利用收音机上的导航按键选择是否接听,在导航到接听按键上按下选择键时,收音机会把接听来电命令发送给USB-BOX,USB-BOX通过蓝牙信号把接听来电命令发给手机,手机接听来电,通话建立后手机把蓝牙信号CALL IND=1(呼叫建立)发送给USB-BOX,USB-BOX进入ActiveCall状态,在该状态下,在收音机上按下选择键时,USB-BOX接收到该按键操作命令,发送CAN帧给液晶屏,弹出一个可导航页面,包括挂断、保持选项,选择挂断,收音机把挂断命令通过CAN帧发送给USB-BOX,USB-BOX通过蓝牙信号发送给手机挂断电话,挂断后手机把蓝牙信号CALL IND=0(通话结束)发送给USB-BOX,USB-BOX进入Ready状态,同时通过CAN帧把通话结束发送给液晶屏和收音机。 产品测试 下面以该产品蓝牙特性的测试来说明一下如何综合采用CAN总线及蓝牙技术完成对该产品的蓝牙测试,在这里将被测试的产品以EUT来表示。 由于无法搭建产品运行时需要的所有外部环境去直接测试产品的各项功能,所以设计了测试工装在生产线上对产品进行测试,同时由于EUT实现的功能比较多,完成单个BUT测试需要的时间比较长,这样为了满足生产节拍的快节奏,在生产线上需要多个工装分别测试多个BUT。EUT的蓝牙特性是指其蓝牙射频通信上是否稳定,软件是否正常运行,不涉及具体的功能项,我们通过确定EUT的信号强度来判断其射频通信,通过一个具体的功能项一配对来判断其软件是否正常运行。 下面首先描述一下测试环境及测试方法,然后详细介绍测试方法的实现。 由于EUT是有效范围为10m的Class 2蓝牙设备,而生产线本身就10米左右,在10m范围内存在多个测试工装和多个EUT,所以为了保证测试工装确实在测试其测试台上的EUT,需要确定工装测试台上这个特定EUT的蓝牙地址以进行后续的配对功能以完成测试。由于测试工装与其测试台上的EUT距离是固定的,而且在某测试工装和多个EUT之间,工装与其测试台上的EUT的距离是最近的,所以在测试工装上实现可以测量被搜索设备的信号强度的搜索功能,对有效范围内的BUT进行搜索,只要测试台上的EUT的信号强度是OK的,那么信号强度最强的蓝牙地址便是工装测试台上的EUT所对应的蓝牙地址。 而EUT配对过程的实现(图2)是一个典型的采用CAN总线及蓝牙技术综合实现的功能,首先EUT将来自蓝牙手机的配对请求通过CAN总线发送到液晶屏上显示,然后利用收音机上的按键允许配对,通过CAN总线发送给EUT,BUT接着把弹出PIN码虚拟键盘请求发送到液晶屏上,接着在液晶屏上的虚拟键盘上通过收音机上的按键输入PIN码,然后通过CAN总线把PIN码发送到BUT上,BUT接受蓝牙手机配对,发送PIN码完成配对。 在这里约定一个统一的PIN码,只需要在测试工装上实现蓝牙配对、接收BUT通过CAN总线发送的配对请求、通过cAN总线发送允许配对命令及发送PIN码到BUT的功能即可完成对BUT配对功能的测试。如果测试台上EUT蓝牙特性OK,便可以顺利完成配对操作,如果该EUT的信号强度没有满足要求,而通过搜索最强信号强度得到的蓝牙地址是另外一个EUT的话,由于测试工装跟另外一台工装测试台上的BUT不存在CAN总线连接,所以无法接收配对请求,在这里设定一个超时时间,便可以得出EUT测试不OK的结论。 结语 笔者开发了一款基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品,该产品运行稳定可靠,目前已经成功装车应用,本文分析了其产品开发及测试的原理及特点,并结合具体实例介绍了开发及测试的实现。 电子测试论文:基于虚拟仪器技术的航空机载电子设备自动测试系统 机载电子设备自动测试系统需要对上百种部件进行功能测试,涉及的信号种类和数量都很多,这些信号按照频率分为低频和高频两种,按时域特性分为连续和离散信号,按照形式分为电信号和非电信号(如温度、速度、高度、气压、航向等)。为满足复杂的测试需求,我们采用虚拟仪器技术。 系统硬件设计 PXI模块化仪器相对于GPIB、VXI、RS232等仪器而言,具有速度快、体积小、易扩展等优势,因此作为硬件的主体。再选用常规信号源(SOURCE)和信号测量模块(SENSOR),通过GPIB和RS232总线扩展专用和自研设备。整个系统硬件原理如图1所示。 由于PXI模块较多,且为了今后的扩展,选用了18槽的PXI-1045机箱;为了进一步提高系统平台的集成度,选用PXI-8187零槽嵌入式控制器,摒弃了以往系统中利用MXI-2将工控机作为主控器的方式。PXI-8187带有GPIB接口,可以方便的扩展GPIB总线设备。部分仪器资源和部件需要串口通信,故选用PXI-8421扩展4个串口。 1 信号采集 以61/2数字万用表PXI-4070和51/2数字万用表PXI-4060作为常用的测试模块,可以测量0~300V的电压,0~1A的电流,0~100MΩ的电阻。 示波器PXI-5112(2通道8位分辨率,100MHz带宽)和模拟输入PXI-6070E(16路单端输入/8路差分输入,12位分辨率,1.25M采样率)配合使用,可以满足常用的连续波和单点电压信号的采集。PXI-6070E在进行数据采集时,前端连接了两块SCXI-1125,用于信号的调理(10kHz或4Hz的低通滤波、衰减)。此外,PXI-6070E还可用于控制器与SCXI机箱之间的通信。 高速DIO PXI-6534可以采集和输出高低速离散量。特殊和复杂信号的采集处理则采用GPIB设备和RS232自研设备,如频谱分析仪。 2 信号输出 函数发生器PXI-5421(16位分辨率,100MS/S采样率,带宽43MHz)和高速模拟输出PXI-6733(8路输出,16位分辨率,刷新率1MHz)配合使用,可以满足常用的连续波和单点电压信号的输出;SCXI-1124用于隔离模拟电压和电流的输出。 特殊和复杂信号的输出采用GPIB设备和RS232自研设备,如交直流电源、射频信号源、大气数据测试系统、模拟器等。 3 信号路由 由于大部分机载电子设备的信号数量众多,不可能将所有信号同时直接连接到资源上,必须经过继电器矩阵进行切换。因此继电器必须有足够快的响应时间,才能通断较大的信号。选用两块继电器矩阵模块SCXI―11 29和附件SCXI-1333、SCXI-1339,组合成合适的继电器矩阵(最大通断能力150Vdc/A,150Vrms/250mA)。在信号的连接、断开过程中,为了实现最优路径的自动选择和安全保护(避免源于源相连),我们重新编写了继电器矩阵驱动,在实际使用中取得了满意的结果。 4 资源接口和适配器 资源接口是所有资源接口的集合,每个部件根据需要通过适配器连接部分资源。一个或多个UUT共用一个适配器,因此测试系统根据UUT的信号情况,可以配置一个或多个适配器。 系统软件设计 CVI在标准C语言(Ansi C)的基础上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件,提供了很多实用的例程,具有友好的图形用户界面,并且c语言是大家都比较熟悉和易于使用的开发工具,因此选用CVI可以加快测试程序(TP)的开发。系统软件原理见图2。 为了方便和规范TP的编写,TP开发管理软件根据输入的测试信息自动生成测试程序代码框架和仪器操作代码。测试程序编写完成后编译生成动态库,由测试程序执行管理软件调用和管理。在测试程序开发过程中,仪器操作和虚拟仪器界面的开发是两个重点。 1 IVI仪器驱动的开发和使用 仪器驱动的用途是对仪器进行程控,简化测试程序开发人员对仪器的操作。传统的仪器驱动与仪器耦合太紧密,仪器发生变化,驱动也要重新编写,进而使用此驱动的测试程序也要重新编写和编译。 IVI(可互换虚拟仪器)驱动采用了类驱动的概念,实现了同一类仪器之间的互换,同时增加了仪器仿真和状态缓存的特性,提高了TP开发调试的效率。CVI提供了方便的IVI驱动开发工具,因此可在开发测试程序过程中选用IVI驱动来控制仪器。 目前,IVI驱动标准只了八大类仪器的类驱动,为了保证非IVI标准的仪器在一定范围具有可互换和仿真功能,我们借鉴了标准IVI驱动的机制,开发了自定义IVI驱动。利用IVI驱动,我们成功实现了NI公司的PXI-4070卡式万用表与Agilent公司的HP34401GPIB台式万用表之间的互换,实现了不同公司生产的单相交流电源和三相交流电源之间的互换。 IVI驱动采用逻辑名和XML配置文件机制,在硬件资源描述发生变化时,只需更改配置文件,不需要更改和重新编译测试程序,就能保证测试程序的正常运行。如果不采用IVI驱动,就必须更改所有用到函数发生器的测试程序,将在很大程度上延误工程进度。 此外,利用IVI驱动的仿真功能,使得测试程序开发人员可在自己没有安装任何硬件的计算机上进行仿真调试,提高了平台的使用效率和测试程序开发效率。 2 虚拟仪器界面的开发 虚拟仪器界面提供人机接口,可以让操作员根据需要施加信号,实时监测信号。CVI提供了开发虚拟仪器界面的用户接口资源文件(*.uir)和各种控制和显示控件,用于模拟实际仪器界面。目前,NI LabVIEW、CVI和HP VEE是最为出色和方便易用的虚拟仪器界面开发软件。图3是其中一个TPS的虚拟仪器界面。 此例中,打开激励开关时,PXI-6733连续输出RMS 1.5V,频率400Hz的正弦波作为磁传感器的激励;用PXI-6070E的三路模拟输入通道同时采集磁传感器输出的三路航向信号(最大幅度小于100mV,频率为800Hz),并显示在同一个波形显示控件中,再利用算法计算出角度,显示在表盘控件中。由于增加了信号调理板SCXI-1125和端子板SCXI-1313,将PXI-6070E的测试范围扩展到2.5mV~300V,从而精确的测量了磁传感器输出的小信号,测算出精确的角度。 应用成果 采用NI PXI模块、CVI、IVI工具、MAX管理软件,以及第三方的设备,我们成功构建了多套通用、开放的航空机载电子设备自动测试系统。利用这些系统成功开发了多机型、总数量达三百多种的TPS,帮助用户实现了UUT快速的定检、维修。相对于用传统仪器搭建测试台的方式,自动测试系统在效率和质量上有了很大提高,为机载电子设备提供了有力保障。 电子测试论文:面向航天嵌入式电子系统的测试语言研究 摘 要:测试语言主要分2类:面向仪器的测试语言和面向信号的测试语言。通过分析2种测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,该语言主要借鉴ATLAS的关键语句,将其解释为测试框架配置文件和测试文档;同时还描述该测试语言的程序格式和执行机制。 关键词:航天嵌入式电子系统;虚拟仪器;测试语言;ATLAS;自动测试 随着我国航天技术的发展,航天嵌入式电子系统的复杂度不断增加,可靠度要求越来越高,产品研制周期也越来越短。这就给航天嵌入式电子系统的测试提出了新的挑战。在新一代自动测试系统中,自动测试语言――如ATLAS语言,在系统级仿真、测试与验证中起着非常重要的作用,人和机器均可翻译的自动测试语言不但可以作为用户与测试人员沟通的桥梁,而且可以编译成可执行测试代码,在目标机器上运行。 本文通过分析面向信号和面向仪器2类测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,目的是将测试过程中的各种资源和功能单元进行组态,并将其涵盖于既定的测试框架中,实现“积木式”软件开发。同时,该测试语言还融入了软件工程的思想,加入测试文档和测试程序的自动生成功能,进一步提高了测试系统开发效率。 1 测试语言综述 测试语言大体上可分为2类:面向信号的测试语言和面向仪器的测试语言。 面向仪器的测试语言,如LabView主要通过直接调用仪器驱动实现测试过程,面向仪器的测试语言与具体仪器紧密相关,因此程序移植比较困难,可重用性也比较差。而面向信号的测试语言,如ATLAS(Abbreviated Test Language for All Systems),则主要通过对信号的操作(施加激励信号,测试响应信号)来映射底层测试仪器的操作,达到与仪器无关的目的,因此面向信号的测试语言具有较好的可移植性和可重用性。ATLAS语言作为一种面向信号的测试语言,还采用了类似于英语自然语言的语法格式,使得它成为一种人机均可翻译的测试语言,既可以作为工程师和测试人员之间交流的文档规范,也可以经编译后作为测试程序执行,鉴于此,ATLAS成为美国国防部首推的军方测试语言。 但由于ATALS语言是一种接近于英语自然语言的测试语言,并不适合国内用户使用;同时,为了能够满足各个方面的测试需求,IEEE组织不断对ATLAS进行修改,使得其语句非常臃肿,仅语言关键字就有1 000个(IEEE ATLAS STD-95),使得ATLAS语言的培训费用十分高昂;再者,ATLAS的编译器价格极其昂贵,使得其优势难以在国内测控领域发挥。 而另一方面,面向仪器的测试语言却在商业领域取得了长足的发展,鉴于仪器互换的问题,NI和惠普等公司联合推出了一系列的仪器驱动标准:VISA(Virtual Instrument Software Architecture)和IVI(Interchangeable Virtual Instrument)。VISA是VPP(VXI plug play)联盟于1996年2月推出的新一代仪器I/O标准,VISA具有与仪器硬件接口无关的特性,即VISA是面向器件功能,而不是面向接口总线。使用它控制VXI,GPIB,RS 232,PXI等仪器时,不必考虑接口总线类型。如图1所示。 为了进一步提高仪器驱动程序的执行性能,达到仪器的互换,1998 年由9家公司成立的IVI基金会,在VXI-PNP 技术基础上为仪器驱动程序制定新的编程接口,在VISA 标准驱动程序上插入VXI-PNP 框架结构和类驱动程序,它通过定义类驱动器和专用驱动器实现了部分通用仪器之间的互换,缩短了程序开发时间,提高了系统的运行性能。如图2所示。 针对于此,IEEE推出ATLAS 2版本,它整合了VISA,IVI和面向对象技术,给ATLAS语言注入了新的活力。总体来讲,面向信号的语言和面向仪器的语言各有优势,面向仪器的语言具有直观,易用的特点;而面向信号的语言编写的测试程序具有较好的可重用性和仪器可互换性。 2 航天嵌入式电子系统测试需求 航天嵌入式电子系统测试主要是针对航天专用的三模冗余或两模冗余嵌入式电子计算机,这些系统在出厂前必须进行全面的测试,测试主要可分为内部测试和外部测试,内部测试主要是指那些无需借助外部测试仪器,而可以直接通过嵌入式系统内部执行测试程序所进行的测试,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、端口测试等;外部测试则是指需要外部测试仪器配合所进行的测试,如开关量测试、串口测试、计数器测试、AD/DA测试等。 航天嵌入式电子系统测试的传统方法为:根据测试需求分别设计内部测试程序和外部测试仪器及测试程序;嵌入式电子系统和外部测试系统分别上电初始化后,外部测试系统向嵌入式电子系统上传测试程序(嵌入式系统本身的ROM内固化有1个RTOS);嵌入式系统加载测试程序后向外部测试系统发握手信号,并等待外部激励;外部测试系统向嵌入式系统发送激励信号,嵌入式系统接收激励并做出响应,如此循环下去。 为提高测试系统可重用性和测试的准确性,开展了面向航天嵌入式电子系统的测试技术研究,并对一些测试模块(软件)进行了标准化工作,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、AD/DA测试等;同时还采用标准的基于PXI的测试仪器,以达到仪器可重用,系统可配置的目的。 3 面向航天嵌入式电子系统的测试语言 面向航天嵌入式电子系统的测试语言不但要解决外部测试问题还要解决内部测试问题,这里在融合面向信号测试语言与面向仪器测试的各自优势的基础上,通过系统建模的方法,定义了适用于航天嵌入式电子系统测试应用的测试语言,以达到测试系统的可重用及可配置的目的。 系统建模包括3个方面:信号建模,UUT(Unit Under Test,被测对象)建模和测试仪器建模3个方面。信号建模主要针对航天嵌入式电子系统所常见的接口信号类型及特点,定义出一组常见信号,用户可以通过参数设定,达到描述UUT或测试仪器接口信号特征的目的;UUT建模主要是通过对UUT外部接口,内部组件参数及体系结构的描述,达到内部测试测试程序的自动装配,UUT建模同时支持黑盒建模(仅描述其外部接口)和灰盒建模(同时描述其内部体系结构及组件参数);测试仪器建模则通过描述测试仪器的本质信号特征及关键接口特征,并最终映射实际仪器(所建立的测试仪器模型与实际仪器可能存在一对多或多对一的对应关系),达到测试程序可重用,仪器可更换的目的。 因此,本文所描述的面向航天嵌入式系统的测试语言主要包括5个部分: 信号描述及定义通过定义一组航天嵌入式电子系统常见的基本信号,如数字信号(包括开关量和脉冲量)、模拟量(DC,AC)等。用户可通过配置信号参数设定信号; 被测对象描述通过描述被测对象的接口关系,并建立状态机功能模型,仿真被测对象的功能模型,并自动生成内部测试程序。在未建立状态机功能模型时,系统可以将被测对象作为一个黑盒考虑,此时不生成被测对象内部测试程序; 测试仪器描述通过描述测试仪器,达到建立测试需求模型,并最终与1个或多个实际测试仪器相映射,测试仪器本身相当于一个信号描述集合,通过定义虚拟测试仪器,提高了测试仪器的可互换性和测试程序的可重用性。这样既保留了面向仪器测试语言的直观性和易用性,也提高了程序的可重用性; 连接关系描述连接关系描述定义了UUT与测试仪器之间的连接关系,连接关系描述还可以包含适配器描述,使得测试系统的层次性更加明显,也更有用; 测试策略描述测试测量是测试语言中的最重要的部分,通过一系列的测试动作:apply,measure,verify等,控制测试仪器完成测试过程。测试策略描述语句选择提取ATLAS关键测试语句:单信号语句、多信号语句、总线操作语句、定时和事件相关语句,并对其进行了一定的改进,使之更直观,且更易于实现到图形化语言的转换。测试语言的具体格式如下: 每一个TEST_ITEM(也即测试策略描述)对应于测试框架中一个测试细则,测试细则是图形化的测试执行界面的一个子界面。 测试语言经编译/解释后生成测试框架配置文件和测试文档,用户通过加载测试框架配置文件,设置执行次数和选择测试项目,系统即开始进行测试,测试界面主要分两部分:测试总览和测试细则,其中测试总览主要采用文本框的形式显示当前的测试记录,包括当前正在进行的测试项目和捕获的错误信息等;测试细则是由一个或多个图形化的详细测试分项构成。 4 结 语 通过研究国内外测试语言发展现状,结合面向信号测试语言和面向仪器测试语言的优势,采用软件工程的思想,建立了基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言模型,为以后的进一步研究奠定了基础。基于虚拟仪器的测试语言还处于研究的初级阶段,仍有不完善的地方,需要进一步改进。 电子测试论文:高过载下电子元器件测试方法研究 高过载条件下测试电路需要达到高速测试要求,本文从研究电容、电阻、二极管以及电感等电子元器件的测试方法入手,在高过载下电子元器件测试过程中,设计与之相配套的测试电路,以此保证测试电路能够符合特定要求,为高过载下引信系统运行的稳定性与可靠性提供文献参考。 【关键词】高过载 电子元器件 测试方法 我国电子元件的平均每年的生产总量占全球的39%左右,但是我国电子元器件检验技术的发展并不成熟。而检测电子元器件是维修电器的一个基本内容。一般而言,采取的是从电阻器、电容器、二极管、电感器变压器这四个方面进行检测的方法。电子元器件检测朝着自动化方向的不断发展,使得研究高过载下电子元器件测试方法成为了热点话题。 1 研究高过载下电子元器件测试方法的必要性 在检测电子元器件的过程中,一般利用LCR数字电桥以及UT708新型数字万用表进行检测。LCR数字电桥的测试精度较高,但是它的测试频率却偏低,每秒平均10个。UT708新型数字万用表的测试频率比数字电桥还低,每秒平均3个,难以满足高过载下高速测试的要求。此外,一般情况下,利用本万用表只能有一个测试通道,无法同时对多组数据信息进行实时监视。虽然本万用表配备了相应的计算机接口,然而其数据信息的传输速度很慢,且不利于数据信息的记录。因此探究在强应力场环境下,电子元器件参数的动态监检测方式是十分有必要的,以此才能够达到不同试验情况下与不同环境下的各种要求。 2 高过载下电子元器件测试方法研究 2.1 选择试验方法 文中探讨的高过载是指由机械冲击产生的高过载。笔者将标准锤击机作为本试验设备。因为标准锤击机与加速传感设备具备较强的重复性能,所以能够用作恒定应力的试验设备。利用锤击机产生高过载,然后发生惯性力,以此进行试验。标准锤击机上的棘轮中,有三十个齿,且每个齿的转角为12度。在实验中,锤击机的转动齿数多,锤击过程中的产生惯性加速度也就更大。用棘轮上的齿数,来控制锤击机模拟的具体惯性力。通常情况下,击锤的碰撞时间大约为150μs,占实际时间的几十分之至几百分之一。 在高过载试验条件下,电子元器件的具体特征参数多会出现不同程度的变化,过载水平地不断增加,特征参数也会不断地发生改变,当冲击结束后,待测参数将会恢复为初始值。 2.2 设计测试电路 2.2.1 设计电阻测试电路 (1)运放测电阻阻值的利用。测试原理公式如下: Uo=-Ui (1) 在本公式中:Ui为基准电压,Rx为待测电阻,R1是基准电阻,Uo为输出电压。在明确基准电压Ui和基准电阻R1的基础上,输出电压Uo与Rx是存在一定的联系,所以将待测电阻Rx更换为与之相符的输出电压Uo,然后利用下述公式进行换算,就能够得出待测电阻Rx的实际阻值。 Uo=-Ui ,Rx=-R1 此实验结果显示,该测试电路适用于高速测试以及高温测试环境。 (2)利用RC振荡法测试电阻值。此测试原理为:在电路中,当待测电阻和电容形成一个完整的RC振荡回路时,电容的放电与充电均要通过被测电阻。因此放电时间与充电时间是相等,且振荡集成电路自带2个恒流源,并以控制电容充电的实际电流作为恒值,由此,在电容两侧的电压将会出现线性变化。通过实验证明,本测试电路达到了高速测试要求。 2.2.2 电容测试电路 (1)RC振荡方法对电容充电特性与放电特性的测试。测试原理:笔者利用电路形成RC多谐振荡设备,在电容中的电压为Vcc的情况下,电路内将会出现1个短路通道,且电容放电;当电容电压为Vcc时,电路中的短路通道将会被关闭,电容充电,同时还将会输出波信号,而方波高电信号在幅值上和Vcc相等,可以利用此方波信号进行定时。试验中,取电容端压是以分析放电、充电时间来反映实际的容值,由于其只对电容单向进行放电、充电,因此适用于无极性电容以及有极性电容的测试。然而,此测试法的缺点在于:难以保证充电时间与放电时间的一致,振荡频率在20kHz以下,电容端压值为非线性。经过实测与仿真后,证明本测试法操作简单,符合高速测试要求。 (2)改进RC振荡法。利用改进后的RC振荡法对电容进行测试。测试原理是:运用集成函数发生设备,在本电路中,电容与电阻构成一个完整的RC振荡回路,而电容放电、充电经过电压后,放电与充电相同,发生设备自带的2个恒流源,将其中的控制充电、放电电流作为一个恒值,由此,在电阻两侧电压呈三角波形状。当振荡频率为100kHz的情况下,三角波的线性度是0.1%。通过实验证明,本测试电路符合高速测试要求。 2.3 二级管的测试电路 此测试原理是:在电路中,利用LF353和ICL8038形成交变信号电源,并将该信号加在由待测二极管与一线性的基准电阻形成的分压网络上,采集二极管两侧的电压,大约是0.5V。该测试结果证明,本测试电路符合了高速测试要求。 2.4 电感参数测试电路 在本电路中,明确某一电阻以及待测电感的串联电阻,利用本信号发生器所引发的正弦波试验信号,以及待测电感两端的电压,然后经过电感与电压这两者进行转换,最后从示波器中输出导纳,并获得待测电感的实际感抗。 3 结论 综上,对实验结果进行研究分析后得出,将笔者所阐述的测试电路用于高过载试验中,待测二极管、电感参数、电阻以及电容等电子元器件参数,与实际数值相比误差偏小,测试结果有效。因此本文所阐述的4种测试电路满足了高过载实验条件下的高速测试要求。 电子测试论文:光学玻璃折射率测试仪电子学系统设计 摘 要:为达到较高精度测量光学玻璃折射率的要求,研制了基于直角照准法、最小偏向角法和三最小最小偏向角法的光学玻璃折射率的测量设备。文中介绍了该测量设备的电子学系统控制和测量的设计方案,并对关键元器件的选用进行了分析。结果表明:电子学系统控制和测量设计方案可满足高精度光学玻璃折射率的测量精度要求。 关键词:光学玻璃 折射率 电子学系统 控制和测量 伴随光学精密仪器的高速发展,对光学玻璃的折射率的测量精度要求越来越高,光学玻璃折射率的数据精度对保证光学系统像质起着非常关键的作用。新型光学玻璃材料的研发也对光学玻璃折射率提出较高的要求。 很多人对光学材料折射率的测量提出了多种有价值的测量方法[1-2],主要有测角法和干涉测量法。文章介绍了基于测角法中使用的直角照准法、最小偏向角法和三最小偏向角法测量光学玻璃折射率的测试仪中的电子学控制和测量设计方案。 1 电子学方案 高精度光学玻璃折射率测试仪主要由底座、测角系统、传动机构和微调机构、自准光管、平行光管、载物台和光源箱组成。 1.1 系统 电子学部分是以单片机为前台机,系统机为后台机对位敏传感器(PSD)和轴角编码器进行数据采集,以步进机为执行机构,系统机进行数据运算的光电瞄准实时控制系统。 1.2 关键元器件的选用 1.2.1 轴角编码器 示值分辨率0.05″;精度0.5″;转速≤90°/S;显示箱:XXX°XX′XX″XX,按BCD码以度(百、十、个)分(十、个)秒(十、个)小数秒(后1、2位)顺序连续发送。其内容高4位(D7-D4)为标识位码(0-8),后4位(D3-D0)为BCD数据码。传输速度15?s1/字节-20?s1/字节。 1.2.2 位敏传感器 采用位敏传感器(PSD)作瞄准探测器是本系统的重要特点。它反应快、灵敏度高、精度高。与CCD不同,属于非离散性器件,适配电路也比较简单。PSD是具有横向光电效应的PIN光电位置传感器,I1、I2的输出和光点位置有关,经适配电路处理有: 式中:X:光点偏离中心位置座标;L:PSD光敏面长;I1、I2:PSD两端输出电流。 设计中选用滨松(HAMAMATSU)线阵PSD S3931,其主要技术指标如下: 上述PSD 0.2 ?m的位置分辨率,相当于度盘角度0.075″。6 mm的探测范围,折合角度为37.5′。 1.2.3 步进机和驱动器 步进机和精密微调机构相连,采用四相步进机和驱动器。整步模式下步进角可达0.9°,对应轴角0.2″,谱线在PSD上移动0.5 ?。 1.2.4 A/D转换器 AD转换器的位数 = 取14位AD,转换时间小于步进周期的10倍,以便多次平均。取100?s。本设计采用了12位逐次比较型AD转控器AD574。在接近PSD中心时,精瞄将位置信号切换到放大8倍,从而达到15位AD的跟踪精度。 1.2.5 瞄准时间 当步进脉冲取600 Hz/S时,从边缘到中心整步6000步,粗瞄所需时间为:(6000/600)=10s。 1.3 单片机测控系统设计 单片机是该系统的前位机,承担PSD和轴角编码器的角度数据采集,步进机的驱动控制,键盘和LCD显示的人机交互和数据予处理(例PSD的多次采集平均,加减除运算等)以及和系统机的串行通讯。 1.4 显示 采用240×64中小屏幕有背光的点阵液晶显示器,可进行汉字显示,并用电子游标模拟出谱线在PSD上的粗略和精确位置。给出角度数码和PSD上谱线位置偏移码。 1.5 系统机 系统机不附加接口板,它通过RS232串行口与前台机(单片机系统)相连。在0帧(监控0)联机状态下(联机2)它的功能和前台机一样,通过键盘对系统进行遥控,PSD和轴角码进行实时CRT显示。在1帧(监控1)联机状态下,接收前台机某模式下的逐项参数(角度值),进行运算,给出折射率的精确值。还可输入当时的温度、气压值、对折射率进行修正。 1.6 软件设计 前台机的逐程序由8051汇编语言编写,系统机的程序由C语言编写,采用模块化结构。包括程序清单和功能、全部程序列表、软件框图(主程序和监控0程序框图、调整和显示子程序框图、电机调整(跟瞄)子程序框图)、PSD值采样A/D转换防干扰平均值法子程序(INTO中断服务程序-读AD、给出模式1(直角照准法)测试流程框图、给出模式1叠代法解方程模块)。 2 结语 该文介绍了高精度光学玻璃折射率测试仪电子学设计方案,并对关键元器件的选用进行了分析,通过实际应用表明,电子学方案可满足高精度光学材料折射率测试仪的指标要求。 电子测试论文:汽车空调电子调速器老化测试系统的设计 摘要:介绍了一种汽车空调电子调速器老化测试系统的设计。采用三菱Q00JCPU为主控器,MT4414T触摸屏作为人机界面。用户可直接在触摸屏上设置工作主电压、信号类型、5段老化参数;同时具有风机工作电流、风机转速、产品温度等参数的显示和历史趋势查看功能。并集成了烟感报警、声光报警器等报警装置,实现无人化安全监控。系统最终实现了电子调速器功能和性能的在线老化测试,可自动检测出产品的隐藏缺陷,为产品质量改进提供了决策依据。目前该系统已经应用于汽车空调电子调速器的产品老化测试中。 关键词:电子调速器 风机 老化 随着社会经济和科学技术的快速发展,汽车已经成为人们生活中的主要消费品之一,并逐渐影响和改变人们的生活。汽车空调电子调速器作为汽车空调的重要组成部分,市场需求也逐年扩大。目前市场上电子元器件的质量良莠不齐,真假难辨,严重影响了电子整机产品的质量。汽车电子因其工作环境的特殊性,本身比一般电子产品要求高,如何保证汽车空调电子调速器的质量能满足客户的要求,显得十分迫切。设计一种专门针对汽车空调电子调速器的老化测试系统可有效降低产品的故障率。电子整机产品的老化,是指接通电源在室温或高低温情况下进行连续若几个小时甚至几十个小时的正常工作,然后再检测产品的性能是否符合要求。在产品出厂前及时发现有异常的产品,送往检修部门检修。这种异常产品往往是由于元器件质量或生产工艺比如虚焊等造成的,一般检测工序不容易发现。同时在产品开发阶段,对样品进行老化测试,还可以全面了解产品的性能,对后期进行批量生产提供依据[1]。 1 硬件设计 汽车空调电子调速器老化测试系统主要由以下单元模块组成:PLC主控单元、人机界面单元、稳压电源单元、信号发生单元、风机转速检测单元、电压/电流采样单元、温度检测单元、报警单元等。另外还包括工作电压为12V/24V的大小功率风机若干个,基本可满足各型号电子调速器要求,所有模块和风机都安装固定在一个铝合金工作台上。系统主要结构框图见图1。 1.1 PLC主控单元 PLC主控单元负责系统各单元的协调控制,执行用户设定的各项操作。Q00JCPU是三菱MELSEC-Q系列PLC中的基本型CPU,是以小规模系统为对象的,最适合于简单而又紧凑的控制系统。所支持的最大I/O点数为1024点,可以使用梯形图、语句表、ST(结构化文本,类高级语言)、SFC、FB等5种编程语言对基本型QCPU进行编程。Q00J为CPU、电源和主基板(带32点输入输出)一体机,同时内置串行通讯功能RS-232和RS485接口能与使用MC通讯协议的外部设备进行通讯[2]。系统中使用其RS-232接口与上海步科的MT4500触摸屏通信。RS-485接口与电源单元的数控直流稳压电源通信,用于设定当前电源输出。另外在0#插槽上额外配置了一个QJ71C24N通信模块连接信号发生单元。 1.2 人机界面单元 人机界面选用的是上海步科生产的MT4414T触摸屏,7寸TFT、65536显示彩色、800*480分辨率、4线精密电阻网络等,并具有COM0和COM2两个串口,支持RS-485和RS-232通信接口[3]。可直接与三菱Q00JCPU的RS-232接口连接进行通信数据交换。使用的通信协议是 MC协议,使用兼容3C帧,4格式。波特率 57600,数据位8,停止位1,奇校验。 1.3 稳压电源单元 为使系统操作更加简单和智能化,风机工作电压直接在触摸屏上设置。使用具有远程控制功能的数字稳压直流电源作为风机主电源,电源电压范围0~30V,最大输出电流50A,自带过流、过热等保护功能。完全可满足当前12V/24V常见功率的汽车空调电子调速器的测试老化需要。数字稳压直流电源与PLC之间采用的是自由通信协议。PLC可对电源进行开/关机、改变电压大小等操,并能实时读取当前输出电压、电流值和电源故障状态指示。 1.4 信号发生单元 产品老化过程中,需要定时间隔调整风机转速控制信号的大小,进而改变风机输出。常规的直流或函数信号发生器已经无法满足要求。系统采用的信号发生器是自制的汽车空调电子调速器专用信号发生器。可支持0~10V分辨率0.1V的直流输出;频率10~1000Hz,占空比0~100%的PWM输出;LIN-BUS总线输出;并且支持RS-485远程通信控制。PLC可通过QJ71C24N通信模块对其进行远程控制。 1.5 风机转速检测单元 在Q00JCPU的1#插槽上增配了一个脉冲I/O模块QD60P8-G,该通用模块可以测量转速检测装置输入脉冲的个数[2]。转速传感器采用的是霍尔型转速传感器SC12-20K,单片集成、高可靠性、温度特性好、响应频率大于20KHz、检测距离4mm、工作电压DC6~36V,三线NPN常开输出。在风机主轴上镶嵌一个直径10mm的永磁铁,将SC12-20K垂直对准永磁铁截面并固定离其4mm处。传感器使用24V供电,并将输出信号接到QD60P8-G的脉冲输入端。 1.6 电压/电流采样单元 Q64AD模拟输入模块,支持4通道模拟量输入。使用其中的3个通道分别检测风机两端电压、工作电流和电子调速器散热铝壳的温度。风机两端工作电压最大不超过主电源电压30V通过50K和10K电阻分压后接到Q64AD的通道1。将风机电源回路电缆穿过一个直流电流变送器LHB-50A,即可检测风机工作电路,变送器采用24V供电,输出4~20mA电流信号,在回路中串联一个250Ω的精密电阻,转换为1~5V电压信号送到Q64AD的2号通道。温度传感器使用的是K型热电偶变送器,温度范围设置为0~200度,输出4~20mA,同样使用24V供电,串接一个250Ω精密电阻后接到Q64AD的通道3。使用时只需将探头抵在电子调速器的散热铝壳上。 2 软件设计 系统软件分为触摸屏端上位机程序和PLC端下位机程序。MT4414T程序使用EV5000_V1.6_CHS开发环境编写,选择连接PLC型号为Mitsubishi Q00J,站号1、RS-232方式、波特率 57600,数据位8,停止位1,奇校验;上位机界面设计见图2。 本界面为系统用户操作界面,可直接在界面上设定主电压、信号类型、五段参数值、循环次数等;同时显示风机电流、风机转速、产品温度等参数,并绘制出风机电压、风机电流、风机转速、产品温度四个参数的历史趋势。主电压设置范围,0~30V;信号类型可选择DC、PWM、LIN-BUS三种目前主流的信号类型。当出现风机短路、烟感报警现象时,报警指示显示“故障”。 PLC端下位机程序在GX Developer Version 8开发环境下编写。程序主要分为下面几个模块程序。通信模块程序,包括PLC与触摸屏、数控直流稳压电源、信号发生器之间通信;风机电压检测模块、风机电流检测模块、风机转速检测模块、故障报警模块。 3 结语 本方案设计的汽车空调电子调速器检测老化系统已经形成产品,在汽车空调配件企业的产品老化车间使用,有效的检验了产品的性能和可靠性,大大降低了产品的出产故障率,提高了产品的市场竞争力。本文提出的电子调速器检测老化系统设计方案对其他电子产品老化检测具有一定的参考意义。
建筑工程材料论文:节能新材料和新技术在建筑工程中的应用探讨 摘要:节能新材料和新技术在节约能源,缓解能源危机,提高人民的生活质量和提高环境质量方面都发挥着重要的作用。本文分析了节能新材料和新技术的概念和包括的范围,并且对具体的节能技术在在建筑工程中的应用进行了一定的探讨。 关键词:建筑工程;节能技术;技术应用 节能新材料和新技术是伴随着国际能源危机而产生的。另外,从目前我国建筑行业发展的状况来看,节能新材料和新技术的应用也是十分必要的。近些年,我国建筑行业快速发展,但是,这种发展是建立在高能耗的基础之上。调查数据显示,我国建筑业目前以每年平均20亿平方米的速度在发展,但同时,建筑耗能也已经占到了社会终端能耗的27.5%。而从节能新材料新技术的发展状况来看,无论从产品构成还是从总体工艺水平或者质量上,都和发达国家有很大的差距。当国内正在讨论如何提高建筑节能率的时候,国外已经在考虑如何降低二氧化碳的排放量,以降低“温室效应”,当国内正在讨论研究节能材料的同时,国外已经研究如何将节能材料推广到全世界。 一、节能新材料和新技术 降低建筑耗能就必须考虑建筑节能,我们这里所说的建筑节能,是指在满足人们正常生活、学习和工作需要的前提下,在建筑规划、建筑设计、建筑材料生产和使用、建筑设备选型和使用及建筑物施工和投产过程中,采用新材料、新技术达到降低建筑耗能的目的。 合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷,照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,降低能耗,合理、科学、有效的利用可再生能源,从而达到提高建筑舒适性及节约能源的目的。简单来说,就是用尽量少的能源,过尽量舒适的日子。一般地讲,节能新材料是不同于传统的砖瓦、灰砂材料的新型建筑材料,它的品种十分丰富。从功能上,可以分为墙体材料,装饰材料、门窗材料、保温材料以及配套的五金件,塑料件以及各种辅助材料;从材质上来看,则可分为天然材料、化工材料、金属和非金属材料等等。 节能新材料和新技术的应用在缓解能源危机、改善环境质量和提高人民生活水平等方面都有着重要的意义。首先,节能新材料和新技术的开发和利用能够缓解能源紧张的局面。其次,以节能新材料代替传统的砖、砂材料能够减少土地资源的浪费和二氧化碳和酸性气体的排放量,这一方面可以缓解大气污染,提高空气质量。再次,随着我国现代化建设的水平不断提高,人们对于环境质量的要求也越来越高。健康舒适的环境已经成为人们生活的需要。 二、节能新材料在建筑工程中的应用 1、新型节能墙体 新型墙体材料的品种较多,从目前的应用状况来看,新型墙体材料在墙体材料中所占的比重正在逐渐增加。新型墙体材料主要包括砖、块、板三个大类,如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土轻质板材、复合板等等。从目前建筑业的发展状况来看,各地需要根据本地的实际,因地制宜地发展新型节能墙体,通过改变墙体材料结构来达到节能环保的目的。在这方面欧美国家的发展情况很值得借鉴,欧美国家的砖产量目前已经趋于稳定,并且在技术上向着大孔洞率和薄壁的方向发展。各种新型的建筑材料在欧美国家都有着比较好的发展,如混凝土空心小砌块主要向着装饰、轻质和保温隔热的方向发展,而加气混凝土则向着轻质和高硬度的方向发展。另外,国外加气混凝土容重普遍在 400—500kg/m3,非承重产品容重降低到 300kg/m3,且原材料大量采用工业废渣。另外,其他的一些新材料,如stp外保温板,粉煤灰砖在国外建筑市场上也有着广泛的应用。 2、节能门窗 门窗是建筑物热交换和热传导最活跃的部分,因此成为建筑热能消耗比较大的部分。因而,节能门窗的使用,对于建筑业的节能有着重要的意义。以采暖居住建筑的能耗为例,建筑物的热能消耗量主要由建筑物围护周围结构的传导耗热量和通过门窗孔的空气渗透量两部分构成。而使用节能门窗,一方面通过门窗型材自身材质的选择或增加断桥或穿条等办法提高门窗框的热功性能,同时通过使用中空玻璃、loe 玻璃保证玻璃的气密性和隔热性,另一方面,通过发泡保温材料减小门、窗边框和建筑物搭接之间的缝隙,减少由于门、窗的空气渗透而造成的热量流失。 3、节能屋面 屋面也是热量损耗的重要通道之一。一般情况下,屋面的节能保温是通过将容量低、导热系数小,吸水率低并且有一定硬度的保温材料铺设在防水层和屋面之间实现的。因此,可选择的保温材料有很多,可以使用加气混凝土块、膨胀水泥板块、水泥聚苯板、聚苯板、挤塑板等板块状材料,还可以使用膨胀珍珠岩、陶粒、浮石、炉渣等散料加入水泥进行现场浇筑。再者,还可以采用膨胀珍珠岩、玻璃棉、岩棉等松散料装进袋中,铺在屋面或者吊顶上部。最后,还可以采用硬质聚酯泡沫塑料和粉煤灰、水泥为主的泡沫混凝土等材料进行现场泡发浇筑。 三、节能新技术在建筑工程中的应用 1、建筑中的绿色节能技术 笔者认为,在住宅的设计过程中,应当充分地利用太阳能、地热能,通过对这些清洁能源的充分应用达到降低建筑能耗和环保的目的。首先通过对建筑进行合理的规划,能够很好地利用太阳能,从而达到节约能源的目的。例如,良好的住宅设计能够通过对太阳能的利用来实现绿色节能的目标。较好的房屋朝向能够利用太阳能控制建筑内的日照环境,改善居住环境的小气候,提高舒适度,合理的建筑布局能够提高小区的通风效果,根据当地的气候特点,充分利用环境制造自然风,可以减少夏季降温的能源消耗。其次,在当今世界面临能源危机的时代,开发人类脚下巨大而诱人的深部能源—地热,具有很大的现实意义。地热可用于很多方面,地热发电技术、地热制冷技术、地源热泵技术、地热供暖技术等等;其中地源热泵技术也是建筑节能的重要手段之一。地源热泵系统是从地温能源中取热,提升温度之后为建筑物供暖和供热,解决居民采暖和生活热水供应的问题。作为绿色清洁的新能源,地热资源具有投资少、见效快、使用方便、节能环保等特点,开发利用前景广阔,是不可多得的清洁能源。再次,可调节遮光窗帘技术也是建筑节能技术的重要方面,常规的遮光窗帘是在传统窗帘基础上换装不透光或加厚面料,从而实现对光线的基本控制,实现遮光效果。可调节遮光窗帘即可满足遮光、防风的作用,还能通过电脑控制转换角度导风入室,自然环保,节能美观;可调节遮光窗帘产品简约洁净,方便实用,抗风防震,实现了无边缝、全遮光。 2、墙体保温技术 墙体保温系统的施工是墙体节能措施的关键环节。墙体的保温层通常设置在墙体的内侧或外侧,设在内侧技术措施简单,但保温效果不如外侧。设在外侧可节省使用面积,但措施不当易产生开裂、渗水、脱落、耐久性减弱等问题。造价一般也高于内设置。施工工艺一般采用抹灰、喷涂、干挂、粘贴、复合等方式。目前,外保温墙体主要有4种体系,:粘结固定方式薄抹灰外保温体系、机械固定方式外保温体系、挂板式外墙外保温体系、保温砌块外保温体系。针对不同的保温材料、不同的施工方法,采用不同的施工技术措施。.zl胶粉聚氨醋喷涂就是一种外墙保温节能施工技术。 3、其它节能技术 太阳能是可再生的清洁能源而且蕴含量十分丰富,因此在未来的建筑业中将会大有作为。从建筑施工的角度来看,它无需运输而且可以免费使用,对环境不产生任何污染。笔者认为,太阳能技术在保温和节能方面应当有很大的发展潜力。因此,在建筑节能的过程中,应当将太阳能节能装置和建筑有机地结合起来。 随着我国现代化进行的进一步推进和节能思想的深入人心,建筑节能必将成为未来节能研究的焦点。我们相信通过推广环保型建筑材料,应用现代科学技术,一定能使我国的建筑业朝着绿色、环保和节能的方向发展。 建筑工程材料论文:提高建筑工程材料质量检测的措施 摘 要:本文从材料取样测试、环境温度与湿度、试件尺寸及精度、加荷速度、检测误差、数据处理等几方面进行论述,并总结出几点提高建筑工程材料质量检测措施。 关键词:建筑工程材料;检测;措施 建筑材料是建筑工程的核心,其质量的优劣直接影响整个建筑工程质量的好坏。因此,把好材料关尤为重要,这就需要重视材料质量的检测工作。通过科学的检测,才能准确的鉴定建筑材料合格与否,能否适用于建筑工程中,从而保障建筑工程的质量。 1 建筑材料质量的检测 1.1取样检测。 ①材料性能的检测报告是通过对所取材料样品进行检测得出的,检测报告得出的数据准确与否就在于样品的取用是否规范。因此,要科学、规范的取样,以保证相关检测人员能准确的检测出材料的性能,并做出正确科学的检测报告。 ②代表性取样是进行检测的关键环节,取样量过少或取样部位、取样方法的偏差,都会造成检测的误差,从而影响整个材料的质量检测。因此,取样的过程中还要取用有代表性的样品,这就需要从数量、取样方法等方面严格按照相关规定进行取样。一般情况都是从同一批材料中的不同部位进行抽取一定数量的样品(钢材必须从规定部位抽取)。然而,在真正的实践检测过程中,都存在着抽取的样品没有代表性或取样数量没达到标准、取样方法不符合规范等的不良现象。故材料抽取样关一定要加强。 1.2环境温度与湿度。环境中的温度和湿度是影响材料检测的重要因素。因此,要严格按照养护标准和检测标准进行养护和测试,这样才能得出具有可比性的检测结果。例如,采用标准养护的试件,应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜,然后编号、拆模。拆模后应立即放人温度为20±2“c,相对湿度为95%以上的标准养护室中养护。 1.3加荷速度。由于快速的加荷速度和荷载,在常温条件下对水泥材料进行性能测试时,测试出的材料强度值就会高出材料本身的强度值。但在进行芯样混凝土等试件的抗压强度测试时,常温下的加荷速度的快慢对测定结果却不同。例如,在进行混凝土试件抗压实验时,就可以发现,加荷速度过快,材料裂纹扩展的速度就慢于荷载增加的速度,从而应使得测得的强度值偏高。故要严格按照材料标准和正确的操作程序进行加荷速度,并在标准范围内取最低值。 1.4试件尺寸及精度。试件必须要按照标准的尺寸和精度进行材料力学性能测试。例如,混凝土抗压强度试件的试件标准为边长150mm的正方体。若尺寸和形状都在要求范围之内,这就说明了该试件为标准的试件,混凝土抗压强度值会受到其试件的精度高低的影响检测结果。例如,因为不够平整引起偏心受压从而导致由强度会下降5%左右。 1.5检测误差。检测结果会受操作人员的熟练程度、材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响,因其因素差异,都会造成检测出现误差。因此,要严格按规范、标准、规程规定进行检测。一般造成检测误差有3种情况:①平行检测误差,就是用同种方法同种仪器对同一样品进行分段式样检测时,得出的结果会有误差。它偏重于材料的匀质性,在相关的规定里一般不允许有这样的误差;②同组试件之间的误差,它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异,并有一定的误差范围;③再现性误差或对比检测误差,此误差是在用不同设备对同一材料、同一样品进行检测时所得出的误差。该误差是对所有影响到检测结果的因素进行考虑,其也有允许误差,并规定误差范围在3种误差中是最大的。 1.6数据处理。因受各种因素的影响,在进行同组试件测试时得出的数据结果离散性较大。因此,只有对材料的测试结果规定标准的取舍要求才能保证测试结果的准确性。例如,在对水泥胶砂进行强度抗压、抗折测试时有3种情况:①如果在三个强度值中的其中一个超过了平均值±10%的需要去掉该超出值,将剩余两项强度值取平均数来作为最后的测试结果;②如果在三者中有两项两个强度值超过平均值的±l0%,这时就以剩下的一项作为测试结果;③如果三项测定值都超过平均值的±10%,这时就需要进行重新检验。在对混凝土和砂浆的抗压试件强度测试时其平均值的计算都有不同的取值方法。但需要注意的是,两者的计算方法不是简单的相加,其计算后的数据要按照cb/t8170 - 1987的修约的方法来进行,尾数按照四舍五入单双法进位,还须保留数据的位数。由于测试结果在进行测试过程中有时会出现比预期值要高或过低,即便是在对同组试件,其得出的数据也会相差很大,或是在对同试件进行各项性能指标测试时也会出现相互矛盾等现象。因此,在数据的处理上要认真对待,找出出现不良现象的原因,并及时进行再次测试。 2提高措施 2.1严守建筑材料三证关,加强对材料的检验是保证材料质量的重要环节。制定和完善各项设计标准和检测标准是检验的重要保障。故用于建筑工程所需的材料、设备等必须要符合符合国家技术标准或设计要求,并有相应的中文质量合格证明文件、规格、型号及性能检测报告。这些材料、设备在进场验收时,一定要经过监理工程师的严格审查。实行生产许可证和安全认证的制度的产品,要有许可证编号和安全认证标志,在选购这样的产品前需对产品的生产许可证及安全认证标志原件进行检查,以为防止伪造产品。在进行招标或采购时,产品样品、投标书、合同等重要文件资料有要专人保管,同时甲方工地代表或监理工程师也要要全面掌握这些资料内容,当材料到达施工现场时要按照该资料进行检查,检查产品的型号、规格、性能指标、产地、数量,外观质量,严禁接收不达标的材料。在较为重要的设备、仪器验收时也需要甲方去现场检查监督生产过程。因为这项工作是甲方最容易忽视的环节,如果建设单位材料管理部门或相关部门在进行整个操作过程并没有及时向监理工程师上报,也没有给该监理工程师相关的复印资料,或是当货到现场后没有及时通知监理工程师来进行检测验收,而是由材料部门或工地未经标准验收方式直接接收该材料,这样的不良现象都会造成问题材料的出现。因此,一定要严守验收环节,才能首要保证工程质量。 2.2必要的强制性检测根据相关设计要求和规范要求进行项目检测,以保证建筑结构的安全,才能根除工程中的质量通病,防止伪劣材料进入工地。对建筑工程中的一些项目进行强制性检测,例如,对钢筋数量的检测,对混凝土试块检测,对瓷砖性能检测,对水泥质量检测,对成品、半成品检测,对有机污染物含量检测等,并需要严格按照标准和相关程序进行。 建筑工程材料论文:建筑工程材料的质量监理之我见 摘 要:本文从监理的角度,并结合自己的建筑工程实践,阐述了建筑工程材料的质量监理,并详细介绍了钢筋、水泥、混凝土等材料质量控制的方法及要点。 关键词:材料;监理;质量。 建筑工程材料的质量好坏,直接影响着整个建筑物质量等级、结构安全、外部造型和建成后的使用功能等。因此,建筑工程材料的质量监理无论在建筑、安装还是交通行业均是项目监理工作中一个至关重要的内容。本文结合自己的监理实践,谈谈建筑工程材料的监理与质量控制。 一、建立健全质量保证体系,加强合同管理 由于建筑工程材料的质量低劣造成的建筑工程质量事故和损失往往是非常严重并难以弥补和修复的,因此,建筑工程中必须尽力避免发生此类问题,防患于未然。在材料的质量监理中,首先要求施工单位建立健全质量保证体系,使施工企业在人员配备、组织管理、检测程序、方法、手段等各个环节上加强管理,同时在施工承包合同和监理委托合同中要明确对材料的质量要求和技术标准,并明确监理方在材料监理方面的责任、权限以及建设单位的要求。在我们的监理委托合同中有关材料监理的内容是相似的,即:监理方有权对材料进行必要的抽检,施工单位要在监理方的监督下,同时取样和试(化)验工作,监理方负责提供准确、可靠的检验结果,当监理方的检验结果如与施工单位的试验结果不相一致时,以监理方所提供的检验结果作为标准。在项目实施过程中,严格按合同办事,加强合同管理,以合同为依据,始终坚持施工单位自检和监理方独立抽、复检相结合,以施工单位自检为主,以监理方的复检作为评定自检结果的标准,同时还坚持目测和检测相结合,抽检和监测相结合,直接控制和间接控制相结合。改变过去只有施工单位自检为准,而没有第三方监督管理的状况。这样可以防止不合格的材料用于建筑工程,保证了建筑工程建设质量。 二、明确材料监理程序,制定材料监理细则 作为国际惯例的建设监理制度引入我国,尚未形成规范的管理模式,因此要在建筑工程项目实施监理的过程中使参建各方明确监理工作的性质、方法以及监理工作程序。具体做法就是针对每个建筑工程实际情况,制定详细的材料监理规划和细则,明确材料监理程序。在材料监理细则中,明确材料监理建筑工程师的职责、工作方法、步骤、手段以及对材料的质量要求和保证质量应采取的措施等。在材料监理过程中,监理建筑工程师则严格按材料监理规划、细则开展工作,使材料监理工作逐步走向正规化的轨道。 三、审核施工单位材料计划 材料监理建筑工程师进场后,首先了解施工单位的材料总体计划,并审核其是否满足施工总进度的要求,对发现的问题提出改进建议,使材料总体计划与施工进度相干致。在此基础上,每月25日前,施工单位应向监理方提交下月的材料进场计划,包括进货品种、数量、生产厂家等,材料监理建筑工程师根据建筑工程月进度计划予以审核,使材料进场计划符合建筑工程进度要求。 四、材料采购的质量监理 由于最近建筑材料市场呈现供不应求趋势,钢材、水泥两大材料尤为严重,因此,凡是对计划进场的材料,监理方都要会同施工单位对其生产厂家资质及质量保证措施予以审核,并对订购的产品样品要求其提供质保书,根据质保书所列项目对其样品质量进行再检验。样品不符合规范、标准的,不能订购其产品。 五、进场材料的质量监理 在材料监理实施细则中,明确提出要加强现场原材料的试(化)验工作。例如:对建筑工程中使用的钢筋、水泥要求有出厂质保书,砂石、砖等要具有材质试验单,施工用水要有水质化验报告等,以掌握其技术参数资料。同时在监理委托合同中明确规定:为提高试(化)验数据的可靠性、准确性,确保建筑工程质量,甲方同意监理方独立对国家建设部颁发的《建筑安装建筑工程质量检验评定标准》中明确规定的质量保证内容进行必要的检查检验,施工单位的检验工作可在监理方指定的具有省一级实验资质的试验室中进行(主管部门有更高要求的,按主管部门要求),也可在监理方监督下由施工方在有临时资质的现场试验室中进行,监理方负责审核,以确认施工单位提供的试(化)验报告。 监理方应与施工单位同步进行材料的取样和试(化)验工作,监理方负责提供准确、可靠的检验结果,当监理方提供的检验结果与施工单位的试验结果不相一致时,以监理方所提供的检验结果作为标准。监理方在对现场材料的质量监理中,应严格按照材料质量监控流程,严格按照国家规范、标准、设计文件。合同及材料监理细则办事。 下面介绍几种主要材料的质量监理: 1、钢筋、水泥 鉴于目前钢材市场货源紧张,施工单位难以做到大批量进货,针对来料的多源头、多渠道,对进场的每批钢筋、水泥,要求施工单位分批、分品种堆放、贮存,并及时提供出厂合格证。在此基础上,对每批钢筋均要求做机械性能试验,特殊部位所用钢筋或进口钢筋要另做化学成分分析试验。水泥要求做强度、安定性等试验,并进行现场监督取样。未经检验的材料,不允许用于建筑工程;质量达不到要求的材料,及时清退场外。 2、钢筋焊接制品 绝大多数进场钢筋均要进行现场加工后方可用于建筑工程。如钢筋焊接、成型、张拉等。下面仅以钢筋对焊为例谈谈焊接制品的质量监理。钢筋验收合格后,监理方可通知施工单位进行加工。在施工之前,要求施工单位提供其内部质量保证体系、技术措施交底、质量监控程序等,监理方进行审核,并要求施焊人员必须具有焊工上岗证,杜绝无证人员上岗施焊。对待有焊接操作上岗证的人员,要求对不同品种、不同焊接工艺的钢筋接头,先做焊接试件,试件经检验合格,方可施焊。 对焊接成品的质量检查是监理工作的重点,除施焊前对试件进行合格试验之外,对成品的质量监理要按监理方确认的监控程序进行。具体做法是:目测和检测相结合,首先从外观上,对如轴线位移、弯折角度、裂纹凹坑、烧伤等进行检查,随后作随机油样,坚持每200根接头取一组样品进行试验,并且始终坚持抽测时间与材料加工进度基本吻合,发现不合格焊接头,退回施工单位,并分析原因,改进技术措施,然后重新焊接,使之全部达到规范、标准的要求,并严格按《建筑安装建筑工程质量检验评定标准》进行验收。 3、混凝土 混凝土是建筑工程中使用最为普遍的加工材料,它的质量不仅涉及到各种原材料的质量,而且影响建筑物的建筑工程质量。影响混凝土的因素很多,诸如,各种组成材料的计量、配合比、搅拌、运输、振捣、养护等一系列环节,均是影响混凝土质量的重要因素,因此,材料监理的一大内容便是对混凝土的质量监理。在混凝土的质量监理中,必须要在水泥、砂、石、水、外加剂等均满足质量要求的前提下,首先审核混凝士的配合比是否正确,用于计量的各种表具、量具等是否俱全,搅拌时间是否适中,运输中是否发生离析,振捣、养护、试块留置等各环节均有施工人员专管,对于大体积混凝土、重要结构必须采用自动计量设备或采用商品混凝土。并严格按照监理方提出的质量监控图进行。哪一道工序不符合规范、标准要求,立即通知施工单位质检人员组织整改,加强管理。如杭州大厦二期建筑工程的浇筑底板混凝土项目,监理人员在连续浇筑132小时的过程中跟班蹲点,对后台上料、搅拌、出料质量、振捣以及混凝土试块留置等均有专人管理,实行旁站监理,层层把关。根据现场配合比和砂、石的含水率,随时调整搅拌用水量,并随时检测计量设备的计量准确度,发现偏差,立即通知施工单位加以整改。 六、试验室资质检查 以上曾提到,材料的试(化)验可在监理方监督下由施工单位在现场(若现场有试验室)进行,也可以在监理方监督下现场取样,由乙方和监理方同时进行试验。监理方所进行的检验.一方面用于平时的随机抽检.另一方面也可以验证施工单位试数据的准确可靠。无论采用哪一种方法,重要的是保证实验室的资质水平和实验数据的准确可靠。 监理方审核通过的检验单位要具有省一级试验资质的检测单位,对其试验资质要检查,对乙方现场试验室同样要审核其临时资质和所用器具的准确可靠度,只有在符合要求后,方可开展工作。杭州大厦二期建筑工程的浇筑底板混凝土中,由于底板混凝土集大体积、结构自防水、补偿收缩、泵送施工特性于一身,对混凝土的质量要求特别是抗渗要求极为严格。因此,在施工开始之前,材料监理人员亲自与施工单位一起事先与杭州建科院取得联系,要求其亲自指导抗渗试块的制作,且在做抗渗试验时,在监理方面的直接监督下进行,通过措施落实,层层把关,使3000多方防水混凝土的所有技术指标均达到规范、标准及设计要求,经过几年的使用无一处漏水,得到了甲方的好评。 通过几年的监理工作,在材料监理的实践中深深体会到:对建筑工程材料的质量监理要采取目测和检测相结合;抽检和检验相结合;直接控制和间接控制相结合;严格遵循监理程序,加强合同管理,以监为主,监、帮、促相结合,方可确保建筑工程材料质量,为有效地控制建筑工程质量奠定基础。 建筑工程材料论文:论建筑工程材料质量监理之我见 摘 要:材料是建筑工程项目的实体,也是决定最终建筑质量的好坏,要提高工程项目的质量,就必须狠抓工程材料的质量控制。本文结合工作实践,从监理的角度,阐述工程材料的质量监理,并详细介绍钢筋、水泥、混凝土等材料质量控制的方法及要点。 关键字:材料;监理;质量。 工程材料的质量好坏,直接影响着整个建筑物质量等级、结构安全、外部造型和建成后的使用功能等。因此,工程材料的质量监理无论在建筑、安装还是交通行业均是项目监理工作中一个至关重要的内容。本文结合自己的监理实践,谈谈工程材料的监理与质量控制。 一、建立健全质量保证体系,加强合同管理 由于工程材料的质量低劣造成的工程质量事故和损失往往是非常严重并难以弥补和修复的,因此,工程中必须尽力避免发生此类问题,防患于未然。在材料的质量监理中,首先要求施工单位建立健全质量保证体系,使施工企业在人员配备、组织管理、检测程序、方法、手段等各个环节上加强管理,同时在施工承包合同和监理委托合同中要明确对材料的质量要求和技术标准,并明确监理方在材料监理方面的责任、权限以及建设单位的要求。在我们的监理委托合同中有关材料监理的内容是相似的,即:监理方有权对材料进行必要的抽检,施工单位要在监理方的监督下,同时取样和试(化)验工作,监理方负责提供准确、可靠的检验结果,当监理方的检验结果如与施工单位的试验结果不相一致时,以监理方所提供的检验结果作为标准。在项目实施过程中,严格按合同办事,加强合同管理,以合同为依据,始终坚持施工单位自检和监理方独立抽、复检相结合,以施工单位自检为主,以监理方的复检作为评定自检结果的标准,同时还坚持目测和检测相结合,抽检和监测相结合,直接控制和间接控制相结合。改变过去只有施工单位自检为准,而没有第三方监督管理的状况。这样可以防止不合格的材料用于工程,保证了工程建设质量。 二、明确材料监理程序,制定材料监理细则 作为国际惯例的建设监理制度引入我国,尚未形成规范的管理模式,因此要在工程项目实施监理的过程中使参建各方明确监理工作的性质、方法以及监理工作程序。具体做法就是针对每个工程实际情况,制定详细的材料监理规划和细则,明确材料监理程序。在材料监理细则中,明确材料监理工程师的职责、工作方法、步骤、手段以及对材料的质量要求和保证质量应采取的措施等。在材料监理过程中,监理工程师则严格按材料监理规划、细则开展工作,使材料监理工作逐步走向正规化的轨道。 三、审核施工单位材料计划 材料监理工程师进场后,首先了解施工单位的材料总体计划,并审核其是否满足施工总进度的要求,对发现的问题提出改进建议,使材料总体计划与施工进度相干致。在此基础上,每月25日前,施工单位应向监理方提交下月的材料进场计划,包括进货品种、数量、生产厂家等,材料监理工程师根据工程月进度计划予以审核,使材料进场计划符合工程进度要求。 四、材料采购的质量监理 由于最近建筑材料市场呈现供不应求趋势,钢材、水泥两大材料尤为严重,因此,凡是对计划进场的材料,监理方都要会同施工单位对其生产厂家资质及质量保证措施予以审核,并对订购的产品样品要求其提供质保书,根据质保书所列项目对其样品质量进行再检验。样品不符合规范、标准的,不能订购其产品。 五、进场材料的质量监理 在材料监理实施细则中,明确提出要加强现场原材料的试(化)验工作。例如:对工程中使用的钢筋、水泥要求有出厂质保书,砂石、砖等要具有材质试验单,施工用水要有水质化验报告等,以掌握其技术参数资料。同时在监理委托合同中明确规定:为提高试(化)验数据的可靠性、准确性,确保工程质量,甲方同意监理方独立对国家建设部颁发的《建筑安装工程质量检验评定标准》中明确规定的质量保证内容进行必要的检查检验,施工单位的检验工作可在监理方指定的具有省一级实验资质的试验室中进行(主管部门有更高要求的,按主管部门要求),也可在监理方监督下由施工方在有临时资质的现场试验室中进行,监理方负责审核,以确认施工单位提供的试(化)验报告。 监理方应与施工单位同步进行材料的取样和试(化)验工作,监理方负责提供准确、可靠的检验结果,当监理方提供的检验结果与施工单位的试验结果不相一致时,以监理方所提供的检验结果作为标准。监理方在对现场材料的质量监理中,应严格按照材料质量监控流程,严格按照国家规范、标准、设计文件、合同及材料监理细则办事。 几种主要材料的质量监理: 1、钢筋、水泥 鉴于目前钢材市场货源紧张,施工单位难以做到大批量进货,针对来料的多源头、多渠道,对进场的每批钢筋、水泥,要求施工单位分批、分品种堆放、贮存,并及时提供出厂合格证。在此基础上,对每批钢筋均要求做机械性能试验,特殊部位所用钢筋或进口钢筋要另做化学成分分析试验。水泥要求做强度、安定性等试验,并进行现场监督取样。未经检验的材料,不允许用于工程;质量达不到要求的材料,及时清退场外。 2、钢筋焊接制品 绝大多数进场钢筋均要进行现场加工后方可用于工程。如钢筋焊接、成型、张拉等。下面仅以钢筋对焊为例谈谈焊接制品的质量监理。钢筋验收合格后,监理方可通知施工单位进行加工。在施工之前,要求施工单位提供其内部质量保证体系、技术措施交底、质量监控程序等,监理方进行审核,并要求施焊人员必须具有焊工上岗证,杜绝无证人员上岗施焊。对待有焊接操作上岗证的人员,要求对不同品种、不同焊接工艺的钢筋接头,先做焊接试件,试件经检验合格,方可施焊。 对焊接成品的质量检查是监理工作的重点,除施焊前对试件进行合格试验之外,对成品的质量监理要按监理方确认的监控程序进行。具体做法是:目测和检测相结合,首先从外观上,对如轴线位移、弯折角度、裂纹凹坑、烧伤等进行检查,随后作随机油样,坚持每200根接头取一组样品进行试验,并且始终坚持抽测时间与材料加工进度基本吻合,发现不合格焊接头,退回施工单位,并分析原因,改进技术措施,然后重新焊接,使之全部达到规范、标准的要求,并严格按《建筑安装工程质量检验评定标准》进行验收。 3、混凝土 混凝土是工程中使用最为普遍的加工材料,它的质量不仅涉及到各种原材料的质量,而且影响建筑物的工程质量。影响混凝土的因素很多,诸如,各种组成材料的计量、配合比、搅拌、运输、振捣、养护等一系列环节,均是影响混凝土质量的重要因素,因此,材料监理的一大内容便是对混凝土的质量监理。在混凝土的质量监理中,必须要在水泥、砂、石、水、外加剂等均满足质量要求的前提下,首先审核混凝士的配合比是否正确,用于计量的各种表具、量具等是否俱全,搅拌时间是否适中,运输中是否发生离析,振捣、养护、试块留置等各环节均有施工人员专管,对于大体积混凝土、重要结构必须采用自动计量设备或采用商品混凝土。并严格按照监理方提出的质量监控图进行。哪一道工序不符合规范、标准要求,立即通知施工单位质检人员组织整改,加强管理。如菏泽某工程的浇筑底板混凝土项目,监理人员在连续浇筑98小时的过程中跟班蹲点,对后台上料、搅拌、出料质量、振捣以及混凝土试块留置等均有专人管理,实行旁站监理,层层把关。根据现场配合比和砂、石的含水率,随时调整搅拌用水量,并随时检测计量设备的计量准确度,发现偏差,立即通知施工单位加以整改。 六、试验室资质检查 材料的试(化)验可在监理方监督下由施工单位在现场(若现场有试验室)进行,也可以在监理方监督下现场取样,由乙方和监理方同时进行试验。监理方所进行的检验.一方面用于平时的随机抽检.另一方面也可以验证施工单位试数据的准确可靠。无论采用哪一种方法,重要的是保证实验室的资质水平和实验数据的准确可靠。 监理方审核通过的检验单位要具有省一级试验资质的检测单位,对其试验资质要检查,对乙方现场试验室同样要审核其临时资质和所用器具的准确可靠度,只有在符合要求后,方可开展工作。在施工开始之前,材料监理人员亲自与施工单位一起事先与杭州建科院取得联系,要求其亲自指导抗渗试块的制作,且在做抗渗试验时,在监理方面的直接监督下进行,通过措施落实,层层把关,使3000多方防水混凝土的所有技术指标均达到规范、标准及设计要求,经过几年的使用无一处漏水,得到了甲方的好评。 通过几年的监理工作,在材料监理的实践中深深体会到:对工程材料的质量监理要采取目测和检测相结合;抽检和检验相结合;直接控制和间接控制相结合;严格遵循监理程序,加强合同管理,以监为主,监、帮、促相结合,方可确保工程材料质量,为有效地控制工程质量奠定基础。 建筑工程材料论文:建筑工程材料试验检测技术的重要性 前言;建筑工程材料试验检测是建筑工程施工技术管理中一个主要组成部分,同时也是建筑工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的一个重要环节。通过科学地管理试验检测技术,对充分合理利用当地原材料、推广新技术、新材料、新工艺;对科学地定量评定材料和构件质量及工程质量;对降低建筑工程造价等都有极为重要的意义。材料试验检测是一项技术性很强的工作,涉及知识内容广泛,如材料类型纷杂、仪器种类多。本文通过分析检测工作中所接触的一些现状,对建筑工程材料试验检测的重要性论述,并就加强工程材料试验检测的措施及对策进行了探讨。 一、工程材料试验检测的重要性 1、通过工程材料试验检测,可以优化工程材料的选择 通过试验检测,可在众多同类合格产品中优先选择综合费用低的原材料。可以科学地评定建筑用各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。对于任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,评定其产品是否合格。这对于合理地应用材料,提高工程质量,是非常重要的。比如对于建设地点的砂石、填料等等,可借助试验检测这种有效手段,以确定上述材料是否满足施工技术规范的要求,以便于就地取材,降低工程造价。又如选择土场,在完成土样的组成分析时,应进行达到压实标准所需的机械台班消耗与最佳含水量水分补充的总费用比较,选择标准击实较低、补充水分量少的土场,可节约工程用水量,从而节约了费用。 2、通过工程材料试验检测,有利于选择新材料、新技术、新工艺通过对新材料、新技术、新工艺进行试验检测,可以鉴别其可行性、适用性、有效性、先进性,对于推动施工技术进步,提高工程进度和质量等将起到积极的作用。 3、通过工程材料试验检测,可以优化材料的配合比设计 在进行配合比设计方面,多做几个试配方案,以便有选用控制成本主要材料用量比例小的配比的经济方案。如通过试验,在满足设计强度的情况下,可以选择灰剂量较小的砼、基层配比;在沥青路面上,选择用油量相对较小的方案。通过配合比试验检测可以选择合理经济的材料配合比有效地降低工程造价。 4、通过必要的试验检测,可科学地评定各种原材料及其成品、半成品材料的质量好坏。 通过必要的试验检测,对于任何一种材料均可通过对其规定性能的相关检验,从而评定其产品是否合格。这对于合理地应用材料,提高工程质量是非常重要的。 二、加强工程材料试验检测的措施及建议 1、建立完善工程材料试验检测制度 为了对工程材料实施有效的质量控制和检验评定,需要建立健全工程材料试验检测制度。首先,针对建设项目规模,建立相应等级试验检测机构和质量保证体系,对工程材料质量负责。试验检测机构业务范围内的有关规范、规程、标准等技术文件应齐全,试验检测应严格按有关标准、规程及规范进行。其次,建立健全试验检测工作制度。建立各级人员的岗位责任制度和内部工作文件、技术文件的管理及保密制度、检测样品及抽样管理制度、质量管理手册执行情况检查制度等。要明确试验检测的责任人,建立保证检测工作质量的各种措施及规章制度。在实际工作中,首先应严格实行质量自检,加强质量管理和质量监督,逐步建立完善四级质量保证体系;其次要增强建设各方面的质量意识,分工负责,责任到人,真正落实质量岗位责任制。作为建筑行业的一个组成部分,工程质量检测随着全民质量意识的提高面不断被个重视。最后,制定详细的试验检测工作细则。在试验检测过程中,完全按照经试验检测工作细则规定的方法进行操作,试验室对各种工程材料做到有检测、有取样、有试验报告,并确认试验检测合格后才进入下施工现场使用,以保证工程的施工质量。 2.合理配备试验检测人员和设备 首先,根据工程规模确定工地试验室的数量和中心试验室的布置。要确保以上设置能够满足施工的需要,以做到跟踪检测,及时掌握试验数据,有效地控制工程质量。其次,合理的配备试验检测人员。配备的技术人员必须经过专业培训且成绩合格,为了提高试验检测人员的技术水平,要求工程材料试验检测人员必须接受全面、系统的工程材料试验、检测技术培训,做到持证上岗。最后,加强仪器设备的配备与计量。中心试验室及工地试验室的所有这些仪器设备都经计量检测机构检测合格后才能使用,并根据其使用的频率,随时进行计量检定,保证试验仪器的准确性。 3、加强工程材料检测技术的规范化管理 (1)标准、规程的执行。标准是以科学技术和实践经验的综合成果为基础而制订的,各有关部门必须无条件严格遵守,但在实际工作中,不按标准、规程进行试验检测的例子很多。如:水泥仅做安定性检测;砂、石各项检测不做平行试验;钢筋拉伸试验不拉断,有的不做弯曲;试验时不严格控制加荷速度等等。这样的试验检测结果准确性很差,完全不符合标准、规程要求,所得结论几乎没有实际指导生产的价值,必须坚决制止。另外,随着社会进步,科学发展,新规程、标准不断产生,要及时采用新标准。如:1999年颁布《水泥胶砂纯度检验方法(is0)》,2000年颁布的《混凝土和砂浆配合比设计规程》,2001年颁布《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》等都应及时取代旧规程、旧方法、旧标准,须严格落实执行新规程、新方法、新标准。 (2)规范读数、记录、计算、报告等内容。试验检测是用数据进行指导生产的。因而读数、记录、计算、报告等,任何一个环节均要严格规范。 ①读数。试验的每一次读数必须准确,如万能材料试验机、压力机、抗折机的度盘、量简体积刻画及架盘天平游码标尺等都必须读到指示的最小分格的目测读数,读数不准确,即造成试验最后结果不准确。 ②记录。计量单位一律采用国际单位制,要求在专用记录纸上填写,字迹清楚整齐、记录完整,记录要有试验人、计算人的签字,有错误需改正时,要按要求改写,不得涂改。 ③数据处理。按标准要求进行,要特别考虑到一组数据中是否有最小、最大值的取舍,计算所得数值应按技术要求进行保留。 ④检测报告。检测报告应接要求填写完整,最后结论必须明确,切莫笼统。如普通烧结砖一般只对强度进行检验,检测时可写成:根据gb 5101298标准该砖符合mu10,而不要写成:根据gb5101298标准该砖符合mu10(因为砖的检验除强度外还有其他检测项目)。 4、加强试验操作管理及试验数据的管理 (1)严肃检测过程。每一项试验检测都应了解来样、取样、试样、制作过程、试验环境条件、操作人员的熟练程度、试验检测过程等,发现问题及时纠正,并分析对结论有无影响,必要时要予以说明或重新检测。 (2)严格数据处理。检测项目确定后,原始记录、计算方法和数据计算是否标准等,都直接影响检测结论的正确性,必须慎重、细致。当检测数据与标准要求相差过高或过低时,要加以分析研究。为此,要求审核人员除熟悉材料试验方法外,还必须掌握各类建材的技术性能以及在不同条件下材料性能间的关系。 (3)检测结论反馈。对经试验检测后得到的结论,无论是否合格,都应将信息如实地及时通知施工现场或有关部门,以便有效指导施工,提高工程质量。 三、结束语 在建筑工程施工中,工程材料试验检测质量控制技术贯穿于工程施工质量管理的全过程,是建筑工程施工质量控制和竣工验收评定工作中不可缺少的环节。工程材料试验检测对工程质量的控制主要通过对各种原材料的验证试验和施工过程的抽样试验来实现。其间要处理大量的原始数据,而客观、准确、及时的试验检测数据,是指导、控制和评定工程质量的科学依据。通过试验检测工作能用定量的方法科学地评定各种材料和构件质量,使工程费用和进度得到有效的控制,发挥出最大的经济效益和社会效益,并能合理的控制并科学地评定工程质量。因此,认真做好建筑工程施工过程中的工程材料试验检测工作,对于工程质量的控制尤为重要。 建筑工程材料论文:试论提高建筑工程材料质量检测的措施 一、建筑材料质量的检测 1.取样检测。 (1)材料性能的检测报告是通过对所取材料样品进行检测得出的,检测报告得出的数据准确与否就在于样品的取用是否规范。因此,要科学、规范的取样,以保证相关检测人员能准确的检测出材料的性能,并做出正确科学的检测报告。 (2)代表性取样是进行检测的关键环节,取样量过少或取样部位、取样方法的偏差,都会造成检测的误差,从而影响整个材料的质量检测。因此,取样的过程中还要取用有代表性的样品,这就需要从数量、取样方法等方面严格按照相关规定进行取样。一般情况都是从同一批材料中的不同部位进行抽取一定数量的样品(钢材必须从规定部位抽取)。然而,在真正的实践检测过程中,都存在着抽取的样品没有代表性或取样数量没达到标准、取样方法不符合规范等的不良现象。故材料抽取样关一定要加强。 2.环境温度与湿度。 环境中的温度和湿度是影响材料检测的重要因素。因此,要严格按照养护标准和检测标准进行养护和测试,这样才能得出具有可比性的检测结果。例如,采用标准养护的试件,应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜,然后编号、拆模。拆模后应立即放人温度为20±2“c,相对湿度为95%以上的标准养护室中养护。 3.加荷速度。 由于快速的加荷速度和荷载,在常温条件下对水泥材料进行性能测试时,测试出的材料强度值就会高出材料本身的强度值。但在进行芯样混凝土等试件的抗压强度测试时,常温下的加荷速度的快慢对测定结果却不同。例如,在进行混凝土试件抗压实验时,就可以发现,加荷速度过快,材料裂纹扩展的速度就慢于荷载增加的速度,从而应使得测得的强度值偏高。故要严格按照材料标准和正确的操作程序进行加荷速度,并在标准范围内取最低值。 4.试件尺寸及精度。 试件必须要按照标准的尺寸和精度进行材料力学性能测试。例如,混凝土抗压强度试件的试件标准为边长150mm的正方体。若尺寸和形状都在要求范围之内,这就说明了该试件为标准的试件,混凝土抗压强度值会受到其试件的精度高低的影响检测结果。例如,因为不够平整引起偏心受压从而导致由强度会下降5%左右。 5.检测误差。 检测结果会受操作人员的熟练程度、材料的匀质性、设备仪器、环境条件等因素的影响,因其因素差异,都会造成检测出现误差。因此,要严格按规范、标准、规程规定进行检测。一般造成检测误差有3种情况:(1)平行检测误差,就是用同种方法同种仪器对同一样品进行分段式样检测时,得出的结果会有误差。它偏重于材料的匀质性,在相关的规定里一般不允许有这样的误差;(2)同组试件之间的误差,它主要是考虑操作人员的熟练程度的差异,并有一定的误差范围;(3)再现性误差或对比检测误差,此误差是在用不同设备对同一材料、同一样品进行检测时所得出的误差。该误差是对所有影响到检测结果的因素进行考虑,其也有允许误差,并规定误差范围在3种误差中是最大的。 6.数据处理。 因受各种因素的影响,在进行同组试件测试时得出的数据结果离散性较大。因此,只有对材料的测试结果规定标准的取舍要求才能保证测试结果的准确性。例如,在对水泥胶砂进行强度抗压、抗折测试时有3种情况:(1)如果在三个强度值中的其中一个超过了平均值±10%的需要去掉该超出值,将剩余两项强度值取平均数来作为最后的测试结果;(2)如果在三者中有两项两个强度值超过平均值的±l0%,这时就以剩下的一项作为测试结果;(3)如果三项测定值都超过平均值的±10%,这时就需要进行重新检验。在对混凝土和砂浆的抗压试件强度测试时其平均值的计算都有不同的取值方法。但需要注意的是,两者的计算方法不是简单的相加,其计算后的数据要按照cb/t8170-1987的修约的方法来进行,尾数按照四舍五入单双法进位,还须保留数据的位数。由于测试结果在进行测试过程中有时会出现比预期值要高或过低,即便是在对同组试件,其得出的数据也会相差很大,或是在对同试件进行各项性能指标测试时也会出现相互矛盾等现象。因此,在数据的处理上要认真对待,找出出现不良现象的原因,并及时进行再次测试。 二、提高措施 1.严守建筑材料三证关,加强对材料的检验是保证材料质量的重要环节。 实行生产许可证和安全认证的制度的产品,要有许可证编号和安全认证标志,在选购这样的产品前需对产品的生产许可证及安全认证标志原件进行检查,以为防止伪造产品。在进行招标或采购时,产品样品、投标书、合同等重要文件资料有要专人保管,同时甲方工地代表或监理工程师也要要全面掌握这些资料内容,当材料到达施工现场时要按照该资料进行检查,检查产品的型号、规格、性能指标、产地、数量,外观质量,严禁接收不达标的材料。在较为重要的设备、仪器验收时也需要甲方去现场检查监督生产过程。因为这项工作是甲方最容易忽视的环节,如果建设单位材料管理部门或相关部门在进行整个操作过程并没有及时向监理工程师上报,也没有给该监理工程师相关的复印资料,或是当货到现场后没有及时通知监理工程师来进行检测验收,而是由材料部门或工地未经标准验收方式直接接收该材料,这样的不良现象都会造成问题材料的出现。因此,一定要严守验收环节,才能首要保证工程质量。 2.必要的强制性检测根据相关设计要求和规范要求进行项目检测,以保证建筑结构的安全,才能根除工程中的质量通病,防止伪劣材料进入工地。 对建筑工程中的一些项目进行强制性检测,例如,对钢筋数量的检测,对混凝土试块检测,对瓷砖性能检测,对水泥质量检测,对成品、半成品检测,对有机污染物含量检测等,并需要严格按照标准和相关程序进行。 三、结束语 建筑材料是建筑工程的核心,其质量的优劣直接影响整个建筑工程质量的好坏。因此,把好材料关尤为重要,这就需要重视材料质量的检测工作。通过科学的检测,才能准确的鉴定建筑材料合格与否,能否适用于建筑工程中,从而保障建筑工程的质量。 建筑工程材料论文:对建筑工程材料质量控制的应用与分析 引言:目前,在建筑行业中建筑业已经成为一项必不可少的支柱型产业,并且成为各行各业存在和发展的基础。因此,建筑工程的质量对整个国民建设至关重要,必须对于建筑工程项目要进行全过程的质量控制。质量控制全过程中所采取的一系列技术和活动等措施的目的,是保证建筑物能够达到质量要求。为了达到该目的,就需要对建筑过程进行全面跟踪与控制,本采取一系列有效的技术措施,通过质量策划、质量控制、质量保证和质量论文联盟//改进等手段,使建筑物满足质量要求,提高安全和经济效益。 一、建筑工程材料质量控制的作用 工程材料的质量是工程质量的基础,是提高工程质量的重要保证,也是创造正常施工条件的前提。一般的建筑工程中材料费用约占总项目费用的60%左右,因此,建筑材料的质量控制是保证建筑工程质量的最关键的因素。只有有效的控制好建筑工程材料的质量,整个建筑工程质量才能得到基本保证。建筑材料的质量控制存在于整个施工现场材料使用的全过程,从订货、加工、采购、包装、运输,一直到检验、堆放、储存、保管、加工,每一道程序都需要严格控制材料的质量。 二、建筑工程材料质量控制的目标 凡运到施工现场的材料、半成品或构配件都应出具产品合格证及技术说明书,并按规定进行试验和检验,经抽查合格后,方能允许进入施工现场;进料的生产厂家和相关的质量等级要求必须在合同中作出明确说明;同时要加强材料的存储和使用的质量控制;对于工程中采用的新型的的建筑材料,必须根据相关部门的现场试验报告以及技术检验部门出具的鉴定报告对材料进行审查;建筑工程施工项目建设施工作业前必须对施工组织设计以及建筑材料计划进行审核,所有的材料计划应在建设单位或监理单位进行备案,既便于检查,又能作为开工后建筑材料控制工作的顺利进行提供依据。 建筑工程材料计划备案后,监督管理部门必须制订相应的监管程序和监管制度。在建筑工程材料的采购、存储、使用过程中均需要相关技术人员进行质量把关。在施工组织和材料计划编制时,要确定材料的采购时间能够满足先检验后使用的要求,并且兼顾到施工前材料的储备及检验等问题。在建筑工程施工过程中,与材料质量相关的文件都必须经过监督管理人员审核,确认合格后方可进行后续的进场使用。由于建筑工程材料质量控制与工程质量控制密切相关,而且由于材料价格不断上涨,建筑工程材料造价在全部工程造价中所占比例越来越大,如果出现材料质量问题,造成的经济损失是比较大的,因此必须加强对建筑工程材料的质量控制 三、建筑工程材料的质量控制标准与方法 (1)建筑工程材料的质量控制标准。建筑工程材料的质量必须以设计中为准,如果没有特殊要求的则以国家规范为准。在实际工程中要坚决杜绝使用不合格的材料;对于材料的等级,如果符合相应等级的相应标准,则对该等级合格,否则视为不合格,如果此材料本身不一定是不合格的,只是不符合使用的等级标准而已,经三方商定,材料亦可降低等级使用。 (2)建筑工程材料质量控制方法。质量控制主要有试验,检查验收,管理技术以及多单位控制等四种方法。试验方法主要通过各种技术手段与试验检测,对建筑工程材料的技术性能进行检测,确定材料的质量,从而得出科学可信的试验结果。检查验收则是通过一些比较直观的方式,借用简单可靠地试验方法以及工具对材料的数量以及外观质量进行检测。管理技术法主要是针对材料进入施工现场之后的堆放阶段,通过科学的管理确保建筑工程材料的保存过程不会发生质量变化。多单位控制法则是指通过联合设计施工以及监理单位等多方共同监督管理,对建筑质量进行严格控制管理。 四、常用建筑工程材料质量控制的的基本程序 (1)施工作业前的建筑工程材料准备阶段。首先,深入了解材料质量、价格以及供货能力信息,尽可能的在确保材料质量的前提下节约成本,既要保证工程质量,又要降低工程造价。由业主单位提供的材料,应及时了解信息。由承包单位供应的材料,要及时进行建筑材料的审检论证,报业主同意后方可选择。在工程开工前的施工准备阶段,施工单位应制定合理科学的材料、加工、运输的组织计划,掌握相应的材料信息,优选供货厂家,建立严密的计划、调度、管理体系,确保材料的周转速率,减少材料的占用时间,确保工程的质量。 (2)进场材料的质量控制。建筑工程材料进场时,必须检查实际到场材料情况以及与所要求材料在品种、规格、型号、强度等级等方面是否相符,检查材料的生产编号或批号、型号规格等与产品质量证明书是否相符,如有不符,应要求更换材料或者更换相关材料的信息。凡运到施工现场的材料、半成品或构配件都应出具产品合格证及技术说明书,并按规定进行试验和检验,经抽查合格后,方能允许进入施工现场,避免材料变质和使用规格、性能不符合要求的材料造成工程质量事故,如水泥受潮结块、钢筋的锈蚀等。施工单位还要做好对材料的合理调度,避免现场材料的大量积压。进场后的材料,使用时若担心不能满足要求,可以进行二次复试,并根据所得的结论视情况进行处理。 (3)建筑工程材料进场后质量控制。对于审批合格后,经监理以及业主批准进入施工现场的建筑材料,首先必须根据种类、生产厂家、或者品种型号分别堆放保管,需要设专人管理。采用新材料前必须通过试验检测,代用材料必须通过科学分析研究,必须符合结构构造要求。在建筑施工作业过程中,结合工程实际进度,做好进场材料的补充工作,建筑工程材料的补充,必须执行严格的质量检验标准,确保建筑工程重要结构施工部位建筑原材料的同一性。尽可能的避免造成使用混淆的现象发生,也有利于工程质量跟踪监测,或者作为出现质量事故时的调查依据。 结束语: 综上所述,建筑工程材料的质量对建筑工程质量具有直接重要的影响,是保证建筑物使用安全的先决条件,因此必须严格控制其质量。完善材料的质量保证体系,加强质量的监督管理,对材料质量控制的各个环节进行严格的把关,才能确保工程材料的质量,进而更好地确保整个建筑工程的质量。 建筑工程材料论文:六类建筑工程材料产品质量国家监督抽查质量公告之一(新型墙体材料) 新型墙体材料主要分为砖、砌块、板材三类。砖类主要有多孔和空心砖、煤矸石砖、页岩砖、粉煤灰砖、灰砂砖、混凝土砖等;砌块类主要有普通混凝土砌块、轻质混凝土砌块、加气混凝土砌块、石膏砌块、粉煤灰砌块、烧结空心砌块等;板类主要有grc板、石膏板、各种纤维增强墙板和复合墙板等。新型墙体材料具有符合建筑功能要求的技术性能,如轻质、高强、保温、隔热等。通常用于建筑结构的承重部分或框架结构、多层和高层建筑的隔墙和围护部位,或用于建筑的隔热保温内外墙。 为保障建筑工程材料产品质量,维护广大消费者的合法权益,促进行业健康发展,国家质检总局组织对新型墙体材料(砖类、砌块类)产品质量进行了国家监督抽查,共抽查了河北、内蒙、山东、河南、浙江、江西、福建、湖北、湖南、海南、贵州、四川、陕西、甘肃、宁夏、新疆等16个省、自治区70家企业生产的70种产品,产品抽样合格率为87.1%。其中,抽查了55种砖类产品?产品抽样合格率为87.3%;抽查了15种砌块类产品?产品抽样合格率为86.7%。自2000年起已连续7次对新型墙体材料产品质量进行了跟踪抽查,本次产品抽样合格率比2006年提高了4.7个百分点,通过抽查本次所有产品放射性核素限量指标均未超标。 抽查中发现的主要质量问题: 1.抽查中有部分产品抗冻性和强度等级不符合标准要求,有的产品强度等级项目实测值达不到强制性国家标准规定的80%,抗冻性项目中冻后全部脱皮和断裂,强度等级不够的产品抵抗自然界环境风化性能差。 2.抽查中有部分产品尺寸偏差和外观质量超标。尺寸偏差和外观质量项目的设定是为了满足新型墙体材料产品在建筑设计预算、施工处理以及建筑物美观方面的要求。抽查中有的产品尺寸偏差多、大小不一、外观缺损严重。 针对抽查中发现的主要质量问题,国家质检总局已责成各地质量技术监督部门严格按照产品质量法等有关法律法规的规定,对抽查中产品质量不合格的企业依法进行处理,督促企业限期整改;对抽查中质量较好的产品及其生产企业,加大宣传力度。国家质检总局将继续对该类产品质量进行跟踪抽查,促进新型墙体材料行业整体质量水平的提高。 建筑工程材料论文:建筑工程材料检测重要性 摘要: 随着人们物质文化水平的不断提高,人们对节能环保越来越重视,特别是现代建筑的节能环保由于与人们息息相关,人们对其要求也在不断提升。近年来,建筑市场一些新型节能环保材料不断涌现出来,鱼龙混杂,为了确保建筑工程中使用的材料能够达到环保要求,则需要做好建筑工程材料的检测工作。文中分析了建筑工程材料检测的内容,并进一步对新时期建筑工程材料检测的重要性进行了具体的阐述。 关键词: 建筑工程;材料检测;内容;重要性 前言 近年来,随着环境情况的不断恶化,人们节能环保意识越来越强,建筑材料的节能环保由于与人们的身体健康、生活环境等息息相关,因此越来越受到人们的重视。这也带动了建筑工程材料质量检测行业的快速发展,检测技术取得了大幅度的提升,对建筑工程质量控制起到了非常重要的作用。 1建筑工程材料检测的内容 1.1原材料性能检测 建筑工程施工过程中,会使用各种类型的原材料,对于施工中需要使用到的原材料需要做好检验工作,确保原材料各种技术性能要与规定的具体要求相符,在具体检测过程中,需要对进场的每一批原材料都需要在监理监督下进行取样,由具有相应资质的检测单位进行检测,在建筑工程施工过程中,检测的材料多以钢材、水泥及沙为主。 1.1.1关于钢材的性能 钢材具有高强度、可塑性、可焊性及冷脆破坏性等性能,在对钢材进行性能检测时,需要根据其各项指标进行有效的评估和判定,同时在具体判定过程中,还需要收集好相关数据,并以其作为重要的参考依据确保其检测的准确性。 1.1.2关于水泥材料的性能 建筑工程施工过程中水泥作为非常重要的一项原材料,其质量的好坏对建筑工程载体质量具有直接的影响,同时还与人们的生命安全息息相关,因此在检测过程中,需要对水泥的泌水性和抗渗性进行检测,有效保证工程施工中水泥的性能,确保整体工程具有较好的承载力。 1.1.3关于沙的性能 沙颗粒的精细程度可以通过沙的细度模数进行反映,因此在混凝土配置过程中,需要充分考虑沙的细度模数,当对混凝土强度要求较高时,则需要选用中沙,对混凝土抗渗性能和抗冻性能具有要求时,还需要控制好沙中最大杂质的含量。 1.2桩基检测 在对桩基进行检测过程中,需要对桩基勘察、设计和施工单位的质量水准进行检测,检测结论与建筑物的安全和正常使用息息相关,在具体检测过程中,由于检测方法会对检测结论带来直接的影响,因此需要根据具体的情况选择适宜的检测方法,如静载试验、低应变、高应变、钻芯取样、开挖检查。 1.3结构实体检测 结构实体检测内容包括钢筋保护层的厚度及间距、实体混凝土强度、构件的尺寸、植筋拉拔等。影响钢筋混凝土构件的力学性能和寿命因素除了原材料外,很重要的一方面就是构件自身的钢筋保护层厚度。因为受力钢筋承担了混凝土结构及构件中绝大部分的拉应力和压应力,如果钢筋保护层厚度过小容易形成露筋和锈蚀现象,降低混凝土与钢筋间的黏结力,导致混凝土强度下降,耐久性也随之降低,给工程结构安全带来质量隐患。而钢筋保护层厚度过大,则会使构件的有效截面尺寸变小,造成混凝土表面开裂现象的发生,最终影响承载力。另外,由于受力钢筋自身变形或位移而造成的钢筋保护层过厚,对工程实体结构危害性更大,甚至会对整个结构体系构成影响,大大增加了房屋整体性能的不安全因素。 2新时期建筑工程材料检测的重要性 2.1有助于保障工程施工质量 在建筑工程施工过程中,需要应用到各种建筑材料,建筑材料自身的质量是建筑工程施工开展的重要前提条件,因此建筑材料的质量好坏会对建筑工程施工质量带来直接的影响。通过对施工前对建筑工程材料进行检测,可以有效的确保建筑材料的质量,这对于提高建筑物质量及延长建筑物使用寿命具有极其重要的作用,而且能够有效的避免施工过程中安全事故的发生,保证施工人员的生命安全。因此需要强化建筑工程材料检测工作,这样建筑工程在采购和使用的建筑材料质量和性能才能符合国家相关的规范要求,有效的确保整体工程的施工质量。 2.2优质的建筑材料检测有利于新型建筑材料的推广和使用 相较于其他工程来讲,建筑工程不仅成本较高,而且工程量较大,在施工过程中,对建筑工程质量和安全具有较高的要求。在这种情况下,建筑施工过程中,对于一些新型建筑材料往往保持联谨慎和观望的态度,通常还是会选择传统、技术相对成熟的建筑材料。但建筑工程材料检测部门通过对新型建筑材料进行科学检测后,针对于各种新型材料的检测结果,建筑施工单位则可以根据实际情况来选择适宜的新型建筑材料,这对新型建筑材料的推广和使用带来非常积极的作用。通过对这些新型建筑材料的应用,可以有效的提高工程的质量和安全性,实现建筑节能环保的目标。通过对建筑材料进行检测,能够制定出不同施工现场的材料配比方案,并从中选择性价比最高的方案,这不仅能够有效的降低工程造价,而且对提高建筑企业的经济效益也具有积极的意义。通过检测工作,新型材料、设备及工艺的应用得以大范围的扩大,这对于提高施工效率及施工整体质量具有非常重要的作用。 2.3保证建筑工程效益得到提高 建筑节能材料多以外墙保温隔热材料、主墙体材料和建筑节能门窗材料为主,这些节能环保材料的使用能够有效的提高建筑物的销售价格,而且相较于传统材料来讲,新材料用量较少,有利于减少建筑成本,对建筑工程效益的提高能起到积极的作用。特别是现在新型节能墙体材料如空心砖、粉煤灰及矿渣砖等的使用无论是在承重、强度及隔热保温性能方面都是要比实心砖更具有优势。而这其中粉煤灰和矿渣砖自身成本十分低廉,有利于建筑材料采购成本的降低,能够有效的提高建筑工程的整体利益,因此做好这些新型环保材料的检测工作,确保这些空心砖、粉煤灰及矿渣砖在质量和标准上都能够符合建筑施工的标准要求,有效的保证建筑工程效益的提高。 3结束语 近年来,建筑工程项目不断增加,建筑工程质量也成为人们投诉的重点问题,因此需要对建筑工程施工过程中的材料做好检测工作,确保所使用的每一样材料都能够做某达到施工的具体要求,这不仅能够有效的提高建筑质量,而且能够确保建筑使用寿命的延长。因此在实际工作中,需要加快对工程检测方法的改进,在具体检测工作中不断总结经验,及时发现问题,确保工程能够安全、顺利的开展,有效的保障施工人员及建筑使用人员的生命财产安全。 作者:廖龙 单位:赣州市建设工程质量检测中心 建筑工程材料论文:材料价格视角下建筑工程论文 一、材料价格的构成和分类 1.1材料价格的构成 所谓的材料价格在广义上来讲是指建筑工程所需要的成品、半成品从供应商到建筑工程施工地或者施工仓库的综合平均费用。一般来讲,材料价格是由四个方面构成的即:材料供应价、材料运杂费、运输损耗费、采购及保管费。与此同时,如果这四项中的任何一项材料被附加了检验试验费,要将这项费用记入材料价格,并且在记录形式上,要进行单独的立项。 1.2材料价格的分类 材料价格根据其使用的范围可以分为两类:一类是地区材料价格;另一种为针对某项工程的材料价格。第一类地区材料价格,很明显指的是根据地区、或者建筑区域来进行编制的,很显然,这种分类方法能够为其它工程的材料价格提供一定的参考。而第二类,针对某项工程的材料价格,则是以某个具体的工程为依据,因而,与其它工程的材料价格没有可比性。这两种材料价格的分类不同,但事实上,材料价格的组成和确定方法却是一样的。之所以使用两类不同的材料价格分类,其材料价格不同主要是因为由于我国地域辽阔,产地、所需的材料、以及材料规格有所不同。 二、材料价格的编制依据和确定方法 由上述可知,无论是材料价格的构成方面,还是材料价格的分类方面都是比较复杂的。然而,也正是这些复杂性使得建筑工程领域的专业人士在材料价格的编制和确定方法方面面临着各种多方面的困难。本文在此对材料价格的编制和确定方法进行了一定的研究,希望能够为材料价格方面研究的提高献计献策。 2.1材料消耗量 就笔者看来,研究材料价格编制的依据和确定方法首先应该考虑的就是材料的消耗量。这是由于在建筑工程的材料价格中,材料的消耗量是不确定的,也是最不容易估量的。而所谓的材料消耗量主要包括三个部分:构成实体材料净用的材料数量、施工场内运输和操作过程不可避免的损耗量。现有的对消耗量确定方法的研究有很多种类,如实验室实验、现场统计等等,但其中比较常用的一种是理论计算法,该理论计算法通过利用数学公式,对材料消耗量进行严格的计算,因而较之于其他的方法来讲,更具有精确性。 2.2材料基准价格 (1)材料原价即材料的出厂价,一般指没有经过商品流转领域的生产厂出厂价格或商店的批发牌价。 供应价是生产厂家出厂至商品流转领域后的价格,其中包括了供销部门的手续费和包装费,这两项费用未必会发生。其中包装费是为了便于材料运输、减少运输损坏以及保护材料进行包装所需的费用。 (2)材料运杂费指材料来源地起,运至施工地仓库或堆放场地,全部运输过程中所支出的一切费用。 包含外埠中转运输过程中所发生的车、船运输费、调车费、驳船费、装卸费和附加工作费等。一般分二个步距:第一次运杂费和第二次运杂费,并根据相关主管部门规定的运价规定和有关规定计算。建筑工程上用的主要材料一般按重量来计算运输费。 (3)运输损耗。 建筑工程的材料由于数量大、形式多样,所以,在运输的过程中,难免会出现运输上的损耗。比较大型的建筑材料损耗比较小,而小一点的,特别是散装类的材料,例如沙子,瓷砖等都会产生很大的损耗,由于损耗的费用可能比较大,所以,必须加以重视。 (4)材料采购及保管费。 材料采购以及保管费也是材料基准价格的重要组成部分。这部分的费用主要包括建筑领域相关部门在采供、保管等方面所需的费用。材料采购及保管费的确定方法是比较复杂的,需要按照材料原价、运杂费、运输损耗费三者之和乘以采购及保管费费率进行计算。 2.3检验试验费 除了上述的材料消耗量、材料基准价格外,在建筑工程中材料价格的组成和确定方法还应该考虑的一个重要因素就是检验试验费。由于建筑工程在施工的过程中所涉及的方面比较多,所以无论是在建筑材料、安装物,还是在构件方面都需要进行一定程度上的检测。但是检验试验费不包括对新结构、新材料的试验费用。材料价格的编制和确定方法是一项十分复杂的研究,以上也仅仅只是对材料价格方面粗略的研究。然而,仅仅凭借这些来提高建筑工程领域在材料价格组成和确定方法方面的提高是远远不够的。因此,对于材料价格的研究还需要建筑工程领域专业人士进行进一步的研究和分析。 三、结语 综上所述,材料价格的编制和确定方法对于建筑工程领域的发展有着十分重要的作用。然而,材料价格的组成和确定方法涉及的方面很多,是一项难度系数较高的课题,再加之我国建筑工程领域在材料价格组成和确定方法方面的研究还没有达到一定的深度和广度,所以,无论是给当下的研究,还是对于材料价格在建筑工程方面的应用来讲都是不利的。因此,在今后的建筑工程领域的发展中,材料价格方面的专业人士应该加强对价格组成和确定方法方面的研究,并且要从组成的多个部分,确定方法的多个角度进行分析,从而研究出更适合于当下建筑工程领域发展的材料价格组成和确定方法,进而促进建筑工程领域又快又好的发展和进步。 作者:刘爱芝 单位:齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司 建筑工程材料论文:建筑材料与建筑工程论文 1.关于建筑钢结构材料的检查 1.1关于钢结构材料的性能 一些材料在进行性能判断时,应该按照各项相关的指标进行有效的评估以及判定,在对检出材料性能进行判定的过程中,应该对其数据进行采集,并且作为主要的参考依据。例如:钢结构在生产过程中的时间以及年限、产品说明书以及牌号等。由于钢结构自身在建筑上具有庞大的市场,并且还具有着自身所具有的性能优势,因此在建筑工程这有着强大的生命力。针对钢结构体系而言,不仅制造的过程中具有工场化,并且其施工的工期相对来说也比较短,没有建筑垃圾以及污染,在一定程度上是建筑市场发展的主要趋势。由于钢结构深度不断的发展,一定会在民用建筑中得到广泛的使用和推广。 1.2关于水泥材料的性能 针对水泥产品而言,它在一定程度上是建筑工程建设过程中比较重要的一项材料,水泥产品质量的好坏对建筑工程的载体质量有着直接的影响,对人们的生命安全也有着一定的联系。为了对水泥的施工性能进行有效的保证,水泥调和水在一定程度上都会多余水泥水化水量的一到二倍,这多出的水分会在水泥运过程中渗透到混凝土的表面,这就是水泥的的泌水性,但是抗渗性主要指的就是构件抵抗水渗透的作用。 1.3关于砂的性能 砂的细度模数将会对其颗粒的精细程度进行有效的反映,然而细度模数并不能够反映出级配的情况,在对混凝土进行配置的过程中,必须要对砂的细度模式进行考虑,对于强度比较高的混凝土应该要选用中砂,然而细度模式大概是在二点六左右。砂的坚固性对于一些存在着抗冲击和耐磨要求混凝土的砂,其循环之后的损失率不可以超过百分之八。砂中的最大杂质含量以及对于具有着抗渗和抗冻要求混凝土用砂,其含泥量不可以超过百分之三,泥块不可以超过百分之一。要是砂中含有着硫化物以及盐酸盐,对其进行耐久性的测试,以此来满足在以后当中的使用。 2.关于建筑钢结构材料的有关检查标准以及方法 2.1关于钢结构材料的检查方法 对于我国强制性的钢结构材料的检查标准,对于钢结构材料的检测主要是有以下几种方法:钢结构材料在性能方面的检测,首先要对钢结构材料在强度性能方面的检测,对于检测机械侧力度的盘指针进行调节,使其能够对准在零点的位置上,并且要对副指针进行波动,从而能够和主指针进行重合。把需要检测的试件放置到试验机的夹头之内,进而启动试验机来对其进行拉伸处理,在进行拉伸的过程中,测试的力度停止转动的时候变为恒定的荷载,或者不计初始时候的最小荷载。向试件不断加力一直到拉断位置,进而读出测力盘上面最大的荷载,变为抗拉极限的荷载。强度比较高的构件性能比较安全,并且高强度的钢筋对于建筑的承载力也比较强。其次就是在钢筋的性能方面,钢筋的变形程度是钢筋延伸性的体现,并且和强度有着一样的地位。对以往建筑施工原因调查可知,由于钢筋延展性的不足,进而导致建筑出现断裂。对其主要的检测方法就是把已经拉断的试件两端对齐,使其轴线的位置能够处在一条直线上。如果是因为拉断处各种原因所形成的缝隙,那么分析应该处在试件被拉断之后标记部分的长度之内,如果是处在短处那么采用卡尺直接测量被拉长的长度,如果实际标距处出现断裂,那么则表示试验结果无效,应该对其进行重新的试验。最后,在对钢材料的弯曲性能进行检测,钢材料的力学稳定性也体现在钢筋的弯曲线方面,因此,弯曲试验主要是检测钢材料弯曲性的检查方法。冷弯试验主要是把钢筋试验规定的直径弯心上弯到九十度进行检测,如果没有裂缝和断裂等现象的出现,这表明钢材料的质量比较好,这种方法也能够检测钢筋焊接接头的质量。 2.2关于水泥的检查办法 在选择试验之前,必须要把负压筛放到圆柱体的筛座上面,并且要将筛盖进行盖上,之后在接上物理电源,与此同时还要对电子控制系统进行检查,并且将负压调至到四千帕到六千帕之间。之后在对样品进行取出放置到负压筛当中,然后盖上盖子,启动筛析仪器,运转两分钟的时间,在这期间要是需要中途加入试验,那么应该将已经准备好的式样附着到筛盖上面,并且还要对其进行轻轻敲击,从而使其能够完全落入到负压当中。 2.3关于砂的检查办法 选择称取烘干的试验五百克,将其放入到根据筛孔大小配料的套筛上面,然而将其晃动,在十分钟之后取出,再根据筛孔从大到小的顺序进行筛选,之后放置到干净的浅盘上面进行手动筛选,直到每分钟所筛出来的量低于试样的百分之零点一的位置,然后在通过颗粒并入到下一只的筛子中,根据顺序来进行,一直到全部筛完。 3.总结 随着建筑材料的不断发展,进而促进了建筑行业的快速发展,在建筑过程中,材料不仅仅具有着重要的地位,同时也对建筑质量的好与坏有着直接的影响。为了能够保证建筑行业可持续发展,必须要对材料进行加强检测,以此来提高建筑工程的安全,同时要对建筑材料检测的管理人员进行加强管理,并且建立起有关的监测标准,以此来保证建筑材料的质量。 作者:乔培 单位:河北汇发装饰有限公司 建筑工程材料论文:我国建筑工程材料管理论文 一、建筑企业在项目管理中存在的问题 1、施工现场材料管理中存在的问题 很多建筑企业由于管理不严格,施工现场的管理混乱,规章制度不执行,施工时没有计划,施工过程没有标准;施工人员纪律松驰,生产效率低;各种材料、工具、设备没有专门的管理人员,或者管理程度松懈,乱丢乱发,浪费惊人,施工现场环境比较杂乱、脏等。其原因主要表现在以下几个方面: ①建筑企业的重视程度不够,材料管理人员没有经过专业的培训,其专业素质和水平较低,对系统的工作程序不熟愁,根本不能适应企业内部管理的实际需要。 ②材料采购过程中有暗箱操作情况,导致整个预算成本提高,更有一些企业的使用材料出现了假冒伪劣产品。 ③材料的储存保管的过程中,没有专门的管理人员进行管理,或者管理不到位,材料的堆放不科学,也没有明显的管理章程,对材料的存放环境不太重视,直接忽视防火、防潮、防盗等安全规范,所以浪费现像比较严重,影响了施工周期,提升了成本。 2、工程材料在采购的过程中存在的问题 许多企业在采购材料时,根本没有做前期的预算,只有一个采购的意识,没有详细计划,材料管理人员,直接根据施工招投标文件、合同以及施工图等对整个项目工程所需的主要材料在技术人员的配合下按当期市场的行情进行大致的估算,从而导致预算成本放大。还有一些在未签定订购合同或者签订的合同过于随意和简单。在材料验收的时候,管理人员把关不严,现场收验人员因为许多因素而怠于查验,致使材料数量不够或者质量不符合规定之要求。更有甚者,在材料运往施工现场的过程中,将材料变卖等问题。 3、工程材料管理方面中存在的问题 大部份企业没有制订消耗定额,现场管理人员在没有经过技术部门或者相关部门的同意之下,随意的领取材料。还有就是对周围转材料及低值易耗品等一次性出帐,过后便不再注意。领料人员领取材料过后,出现严重浪费或者私下变卖等问题。企业领导与材料人员串通一气虚开发票将一些财经制度不准报销的东西通过材料出帐,甚至开具没有任何实物内容的发票从材料出帐。 4、材料在存放管理中存在的问题 在很多材料的保存过程中,根本不材料环境条件。直接将材料乱放,也没有明显标示,也没有意识防火、防盗、防潮等安全措施。更没有材料的生产厂家、日期、型号、规格等。同样,在管理的时候没有登记材料收发台帐,没有做好收发记录。严重时,还有管理人员与采购人员出具假入库单,与采购员共同实施违法活动,或者与领料人员合谋将库存的材料领出变卖。还有采购人员故意多方面难为供货方,以索取好处。 5、材料核算环节存在的问题 很多企业内部的工作人员,只注重财务核算的材料帐与材料部门的台帐核对情况是相符,而忽略了实地盘点。怠于按责任成本控制方法对材料按责任中心进行核算。财务人员在材料核算时发现问题,在追查时,不仅遇到一些材料人员的消极或者故意对抗,从而遭到上级的阻拦,导致整个成本上升。 二、建筑施工企业材料管理的应对措施 为解决以上问题,企业在进行材料的管理时,应该加强监管力度,消除管理盲区,提高施工企业的整体队伍素质。作为施工企业,在施工之前,应该对项目工程所需要材料进行货源的研究与调查,多方面收集供货信息,寻找货与价的最佳结合点,根据施工组织设计与相关计算实际需要的材料与设备总量,编制好需要计划。而在施工的过程中,做好旬、月之计划,充分考虑资金的合理运转与现场实际管理水平,根据现场需要合理的安排施工所需要的机械。尤其是要注意材料的保管,防止出现因为环境素质而出现材料的变质等问题。严格缩小浪费现场。并且制定合一的材料采购、保管制度,建立材料价信息中心与材料价格监管机制,更要提高采购人员与管理人员的自身素质与业务水平,减少工程成本,提高企业利润。1、采购与预算阶段 ①渗透建筑工程材料相关的法规条文 国家有明确的法律法规对建筑工程材料的采购与使用进行规范化,且明确指出,工程项目部门应及时的对施工工地上的各种材料、设备进行登记与记录,并且正确的填写《建设工程材料采购验收使用综合台帐》,同时还需相关单位的签字证明,方能进场。比如,对钢材、水泥、商品混凝土、胶合板等,这些建筑材料在《建设工程质量管理条例》中都有明确的规定与管理办法。 ②实时掌握市场行情,合理降低材料成本 如何做到采购性价比最优化,这就需要单位在购买材料时,要确保所购买的材料,既是高质量,也是价格相对较低的。这就需要购买材料之前,采购部门成立市场信息收集小组,可对市场上不同产地、时期、型号、质量的材料信息进行分析,以确保最少的资金尽可能的够买到最佳性价比的材料。从而降低材料购买成本。 ③就近取材 在建筑企业对材料的核算工作中,若购买材料所需的人工费用以及运输费都是要计入企业材料采购中的,也就是说过多的运输费用就会使采购的成本增加。反之,节约运输费用就可以降低不少采购材料之成本。倘若想减少材料采购成本,则需要减少运费是必不可少的。因此,在选购材料时,需要了解供货方的交通状况,若是质量同优,则应该就近取材,减少运输费用,降低采购成本。 2、储存、发放阶段 ①专门库房,妥善存放 我们知道建筑材料大多与自然环境因素会发生化学反应,许多材料与材料之间也会发生反应。因此,在储存与管理材料的时候,应该将不同类的建筑材料存放在专有的存放点。为了减少材料存放的损失,也便于管理与取材,一定将设立不同的存放点,存放同类的材料。 ②材料标识,分类存放 建筑材料都需要存放材料的时候,一定要区分不同型号的材料,以满足不同建筑结构对于不同型号的材料需求,将材料的形状、原材料、材料的类型标明存放。在建筑建设过程之中,不同结构一定要选取不同的型号材料进行施工,这就需要材料在存放的时候要根据不同型号的同一种材料进行区分标明存放,防治施工时误用材料状况的出现。确何建筑物建设的质量。 ③推陈储新,先进先出 在材料发放的过程之中,要遵循先进先出,推陈储新的基本原则,其目的就是避免由于领用不当造成的旧货长时间囤积以至不能在优质期内使用的现象的出现。同时,项目部在领用材料时必须由项目施工人员开签限额材料领用单,根据不同的使用需求,凭领料小票多次发放,最后对于破损的材料,在发放时材料分发员要注意验交,同时,领用方应该在领用凭证上签字领取。 3、施工队段 在施工阶段的时候,材料管理工作要从如下几个方面抓起,严格执行,控制安全、材料、以及建筑工程整体质量。 ①履行供应合同,保证施工之需要 ②合理安排材料与设备进场,作好现场材料验收 ③加强日常清查记录,减少材料损失与浪费 ④掌握施工进程,及时调整材料供给,满足施工需要 ⑤综合使用,尽可能的变废为宝 如,材料在使用过程中产生的钢筋头,经加工可制作双层钢筋用的马凳及预埋件等,砂砾可做散水或非工程部位用料平整场地等,木材边皮板可用于临时设施等。另外材料包装品要尽可能的周转使用,如水泥包装袋、桶装的油品、贵重物品的包装物等。从工程细部抓好综合利用,达到“双增双节”向管理要效益的目的。 建筑工程材料论文:建筑工程材料采购及管理 一、对甲供材料中出现不足原因的分析 没有建立完善的甲供材料管理制度和程序甲供材料管理在工作中与基建工程、主体工程、装饰装修工程等各类专业工程都有很大的关系,在管理中要涉及到各个部门,但是对于甲供材料的管理没有形成健全的材料管理制度和工作程序,部分单位和部门不能协调统一,而是各行其是,管理过程中的考核、监督制约机制未能有效履行,严重失职造成甲供材料得不到规范的管理,造成项目损失。 二、关于甲供材料管理和控制的有效措施 1、在甲供材料的管理过程中,要加强事前控制,积极做好招标阶段的控制 (1)在建安工程招标中,招标文件要明确规定甲供材料需要用作的承包项目,对于不能应用甲供材料的项目和施工也要进行详细的说明。发包人按耗用指标×工程量的总额控制,如果发生超领、超用的情况则要按照市场价格进行计取。 (2)在甲供材料招标过程中要严格材料采购控制,对于供应商的资质和能力要在招标文件中进行明确的标示,对材料供应的数量和质量进行明确说明,确保材料供应过程中的稳定性,也将不合格材料拒之门外。必要时可设置拦标价,这在一定程度上能有效控制材料成本。 (3)在甲供材料管理中,要制定详细的实施管理方法,同时结合实际的需要对甲供材料的申报、审核、核销等都进行详细的说明,对实施的具体规则进行说明和规范,对甲供材料的合理消耗进行规范,杜绝浪费。 (4)在甲供材料的使用手册编制过程中,要根据承包人在工程投标书中表明的消耗指标来合理的编制甲供材料的使用手册,从而合理规范甲供材料的使用。 (5)在甲供材料的管理过程中,要不断的更新观念,保证甲供计划的效果,将职能管理方式转变为流程型管理模式。 2、在甲供材料的管理中,要加强事中控制,根据专业工程的特点对不同的工程项目采用不同的管理模式 (1)基建、技改、电力安装等工程在材料的供应中都可以采用甲定乙供模式,即施工单位自行控制材料的使用量,按照市场价格向正规厂家进行购买,整个过程中没有跟建设的单位进行实物的移交,对于最终的结算也是由管理部门进行计算。这种工程基本上是由很多单位施工的,但是在材料的管理中只需要明确主要装置性材料需要经过中心招标即可。 (2)对于外包工程、大修工程、装饰装修工程等仍然要采用甲供材料管理模式,因为这些工程项目管理要比基建、技改等项目相比要小得多,所以项目管理就比较散乱,这种情况进行甲供材料管理效果十分显著。 (3)在材料管理中,要不断的加强现场的监督和管理,业主也可以派遣专业能力过硬的管理人员进行监督管理,而供应商要对供货的清单进行明确的记载,对品种、规格、数量等等要详细的记录,在经过工程双方、监理、供应商四方的核对签字之后,在财务决算的时候作为凭据,促进账款往来的核对。 3、在管理中加强事后控制,不断完善项目的材料管理,对投资金额进行管理 对材料管理要根据工程的进度,对甲供材料进行总结,对甲供材料中的招标、采购、供应等数据及时进行收集和管理,通过对比分析来控制目标和标准之间的差异,对出现的错误和超标问题进行及时的纠正,不断完善材料管理过程,控制工程投资。 三、结语 在工程项目中,甲供材料管理应该不断完善管理的制度和工作流程,增强监管的力度,对于管理中的漏洞进行及时的修补,控制好甲供材料的整个过程,为工程质量和投资都打下坚实的基础。 作者:徐晓青 单位:杭州市地铁集团有限责任公司 现代建筑工程材料管理方法以及措施 一、建筑工程材料管理存在的问题 1.工期组织不合理。主要体现在对工程总体规划方面不够重视,企业所做各种计划没有科学根据、与实际不符合等。企业主要都是根据以往积累经验来确定工期,以及确定工期组织实施、但是,没有考虑本项工程的特殊性或与以往工程的差异。遇到新形势、新结构等新项目则是一筹莫展。完全靠主观臆断制定的工期以及相应措施往往是不得当、不合理的,必然会给材料管理带来很大麻烦。 2.管理控制方式落后。主要体现在企业内部对工程管理控制缺乏足够地重视力度,缺少完整得控制手段体系,总是凭以往经验以及管理者的主观臆想来进行控制,管理控制内容往往被检查工作所取代。检查是建设任务结束以后才能进行的,都是事后控制。对于项目管理的事前控制和事中控制,企业却没有给予足够重视。这从管理控制方式上来看依然是沿用了落后的经验管理方式,这是就是不科学。因此,工程材料也不会做到齐全和完整。 3.人员素质不高。建筑企业材料管理队伍素质整体偏低,并且人员结构层次也不是很合理。经过高等教育并获得学历的管理人员不多,大、中专学历人员占据大多数。建筑行业往往是重工程技术人员、轻项目管理人员的一个倾向。甚至,有一些企业材料管理人员由某些亲属来担任。他们本身没有经过专业素质训练,管理过程中必然会出现混乱现象。 二、现代建筑工程材料管理方法以及措施 1.建立健全岗位职责 建立健全工程材料管理部门和各级管理岗位责任制,实行管理技术负责人负责制。施工技术材料控制一般分为三个等级:项目经理对分管生产经理签订责任制;工程技术员对项目经理签订责任制;工程材料管理员对技术员签订责任制;另外,各相关工作人员也要签订材料工作协调负责制。材料采购时,应及时向经销商索要产品合格证以及检验报告;质量检测员检查每道工序的结果,必须要如实告诉给材料员,并准确填写相关内容;技术员在测量放线、施工组织、工程变更等重要环节的必要材料时,必须及时反馈给材料员。特别是工程竣工图绘制等,更需技术员和材料员就工程变更逐条地进行修改,为以后改(扩)建工作提供有据可查、真实可信的技术材料。工程建设、工程施工及工程监理单位各级管理人员要责任到位,各个建筑工种工作人员之间要互相积极配合,认识到工程技术材料在工程建设中重要意义。就有关材料不健全的坚决执行岗位职责或者处罚,确保工程技术材料及时性与完整性。 2.必须执行新规范新标准 建筑行业中的新规范、新标准是随着现代化技术以及科学的发展而不断变化的,工程项目材料管理规程也会随其适当修改及补充。为加强建筑工程材料管理规范化,使其能够真实地反映工程建筑实体的工程质量及工程技术管理水平,统一建筑工程材料编制内容及具体要求,建立准确、真实、完整的工程材料档案就很重要。根据工程材料管理的实际情况,要制定建筑工程材料管理的相关规章制度,并要求各级工程材料管理部门配备相应工程技术管理人员。经过专业技能培训,并要求考试合格具备岗位资格证后,方能从事工程材料编制、收集、整理及归档工作。 3.材料管理应客观 工程材料管理必须准确客观地反映工程实际,工程技术材料管理要务求真实,切记伪造材料数据。一些材料管理员平时懒于材料积累,等到工程交工时才手忙脚乱地拼凑材料甚至伪造材料数据,以致材料漏洞百出、材料内容失实。这就要求建设单位、监理单位、施工管理人员及施工单位负责人都应该对工程技术材料审查监督。建筑企业技术负责人必须对工程材料做到心中有数,关键部位必须亲自现场审查把关。材料管理员必须深入建筑现场,在做各种材料前,当面核对工程的具体情况,准确无误后方可填写相关材料文件。 4.管理职责分明 根据建筑工程质量检验及评定标准,规定工程质量检验评定程序及各级工程质量管理人员都应明确各自的本质职责,不可越级评定,蒙混过关。工程自检要通过现场及技术员、质检员、工长的共同检查,对各种工序施工质量进行记录。做到实际施工质量及评定结果相一致,并签字确认。对于各种隐蔽工程、工程变更及关键工序等部位,均要求有关人员见证并签字确认。坚决杜绝代签或漏签等材料管理漏洞,将各种责任落实到位。 5.加强敬业精神 材料管理员要养成三勤(嘴勤、手勤、腿勤)的工作作风:应勤问安全情况、质检情况、材料方面问题,做到及时了解工程施工与用材情况;应勤于及时通过三方报验、见证、送检;应勤于及时填写各种隐蔽工程材料并及时签证;应勤于随时到现场落实工程施工情况。 三、结语 建筑工程药加强工程材料管理,从监理单位、施工单位进场开始就应该进行管理。建设主体必须建立完善的质量管理体系,材料管理必须从制度、计划、责任制、现场管理多方面着手进行监控。施工单位以及监理单位的质量管理体系要正确运行,就应该把好签证关,包括工程报验等。应该设立良好的控制方法,勤于检查与跟踪。这样才能有效地控制材料质量,进而确保在施工建设中使用合格材料,以达到建筑设计、工程施工、竣工验收等规范要求的目的。 本文作者:史鸿飞 单位:河北省秦皇岛市建设工程质量监督站 建筑工程材料论文:建筑工程试验与材料质量管理的强化措施 摘要: 试验检测工作与材料质量管理在整个建筑工程过程中具有重要的价值与意义,可以有效的提高建筑的整体质量,增强建筑的实际经济效益。在实践中实试验检测工作与材料质量管理主要就是对于具体的建筑工程内容进行全面地监测实验继而提高建筑工程建设材料的管理性,在源头上保障整个工程项目的质量与效果。 关键词: 建筑工程试验检测;材料质量管理;强化举措 建筑工程过程中,要提高对试验检测工作与材料质量管理的重视,避免各种劣质材料在工程建设中的应用,可以有效的解决建筑工程过程中存在的安全隐患与问题继而有效的增强建筑工程的质量与效益。 1增强对建筑材料工程试验检测与材料质量工作的重视 在建筑工程的角度来说,其材料的质量直接关乎整个建筑工作的质量,因此实践中,建筑工程的各种建筑材料要符合我国国家的规定的标准,根据各种技术规范对建筑材料进行全面地检验,在出具各种质检报告之后,才可以根据实际的技术规范应用。但是根据我国目前的材料质量工作角度来说,工作人员缺乏必要的建筑材料管理意识,并没有对其进行全面地监督与管理,导致在实践中各种假冒伪劣产品出现在建筑市场中,直接增加了建筑材料检建筑材料工程试验检测与材料质量工作的复杂性,因此在实践中可以根据以下各种内容开展工作:(1)要对目前建筑市场的材料信息进行全面地收集与整理,对于存在的各种信息进行分析,利用对不同的生产商家的材料质量的特征与弊端分析,选择最为合适的材料供应商;(2)在对建筑材料运输的过程中,要对材料运输进行全面地管理与控制,避免因为运输导致的材料损害问题的产生;(3)要保障建筑材料的储存环境的优良性,避免在存储过程中粗线材料变质等相关问题。 2创设建筑工程质量管理系统 (1)要全面地创设建筑工程管理监督系统,利用专业人员以对整个建筑工程中的关键技术进行全面地分析与指导,及时优化与完善实际中存在的各种问题,降低其存在的问题,在根源上杜绝各种质量与安全问题的产生;同时在实践中,要全面落实各种科学的建筑工程试验检测与材料质量管理管理模式,对工程进行全面地监督与管理,深入到实际的各个建筑工程试验检测与材料质量管理之中;同时要加强对监督人员的技能培训的重视,继而有效的提高其专业能力,在源头上保障建筑工程的整体质量与效果。(2)要规范建筑工程材料质量管理制度模式,在建筑工程开展中,要根据建筑工程中存在的各种质量问题,要利用各种制度的制定对各种建筑工程行为进行全面地规范,因此根据各种考核制度之下,对于建筑工程地点进行实际的考察与分析,对于建筑工程地形以及地质状况等各种因素进行全面地分析,继而获得有效的数据信息,保障在正式工作开展过程中可以提供有效的数据信息,继而在源头上提高提整体工作质量。同时,个别建筑工程单位在项目的建设过程中,并没有对于建筑工程的实际过程进行明确的规范,在实践中缺乏合理的管理制度,导致建筑工程试验检测与材料质量管理工作无法有效开展,因此要想增强建筑工程的整体质量,就要制定各种完善的规范以及管理制度,明确实际的建筑工程岗位以及具体的责任制度,在实际的工作开展过程中要对明确建筑工程试验检测与材料质量管理工作的具体范围以及工作内容,进而让工作人员在实践中根据既定的标准开展工作,这样可以提升整个工作的质量与效果。 3完善建筑工程试验检测与材料质量管理制度,提高整体质量 各种工作人员要提高对建筑材料质量的重视,根据建筑材料标准对其进行系统的检查,检查与标准相符合之后才可以在建筑作业中应用。在建筑工作开展中,因为建材市场没有完善的管理模式,缺乏对建筑工程试验检测与材料质量管理工作的重视,致使各种劣质材料流入建筑现场,对于建筑工程质量产生了直接的影响,因此在工程的开展中要增强对建筑工程试验检测与材料质量管理工作的重视,加强对建筑材料的管理,对于存在问题的建筑材料要进行系统的处理,避免因为建筑材料质量问题导致的施工质量问题。同时,要明确其应用建筑筑材料的主要来源,继而在源头上有效的推动建筑工程的整体质量与效果。 4应用各种先进的建筑工程试验检测与材料质量管理手段 在实际的建筑工程开展过程中,要应用各种先进的建筑工程试验检测与材料质量管理手段与技术,进而在根本上提升其工作的整体效果,避免因为技术手段等引导引发的建筑质量问题,因此在实践中要对目前建筑工程的质量信息进行分析了解,建筑工程中应用各种先进的技术手段,构建一个全新的建筑工程试验检测与材料质量管理模式,对整个建筑工程进行全方位管理,因此,在实践中要不断的优化各种问题,要通过在工作中存在的各种问题与质量问题进行不断的优化与完善。同时,要利用先进技术手段优化建筑工程试验检测与材料质量管理模式与方式,利用各种智能化、信息化的i技术手段解决实际问题,提升整个工作的有效性。同时,在实践中,要培养具有一定先进技术管理能力的建筑工程试验检测与材料质量管理队伍,进而提升工作的有效性,在实践中有效推动建筑行业的稳定发展。 5结束语 在经济的发展过程中,我国的城市在高速发展中,因此在实践中要提高对各种建筑工程试验检测与材料质量管理的重视,在实践中要根据建筑工程试验检测与材料质量管理工作中存在的各种问题与弊端,在多方面、多角度的解决,制定系统完善的管理制度模式,进而在源头上增强整个建筑工作的整体质量。 作者:李小强 单位:临洮县洮阳试验室
引言 合成革涂饰处理不仅可有效提高合成革成品质量,还可多元化合成革品类,从而提高合成革制品附加值,因此选择合适的涂饰剂十分关键。在高分子科学与皮革工业稳定发展及环保法律法规日趋完善下,合成革涂饰材料已经从溶剂型逐渐转变为水溶液型[1-2]。20世纪60年代初期,聚氨酯树脂首次被应用于皮革涂饰中,其以光亮丰满、耐磨损、易成膜、耐低温、耐曲挠等优点,转变了丙烯酸涂饰剂独霸市场的局面,衍生了新型涂饰特色风格。在聚氨酯树脂类合成革涂饰剂中,溶剂型聚氨酯树脂生产工艺简洁且成膜性能较好,但是需以有机溶剂为载体,成本高且毒性大,环境污染非常严重。随着环保政策的不断强化与人们环保意识的持续增强,研发了水性聚氨酯树脂,以水代替溶剂作为分散介质,以减少环境污染,实现绿色环保。在皮革工业与聚氨酯工业持续发展趋势下,对聚氨酯合成革涂饰剂性能要求也随之提高,聚氨酯涂饰剂类型也趋向于多元化,性能也日趋优化。虽然由于不同合成革制品配方与改性方法存在一定差异,合成革涂饰剂发展方向也大不相同,且呈现出制品多样化趋势,但是研究目的相对统一,即最大限度上满足多种类型中高档合成革制品对涂饰剂的要求。总而言之,目前聚氨酯类合成革涂饰剂的研究侧重点在于基于改性提升制品使用性能,并满足生态环境保护需求与涂饰剂乳液稳定性、高固含量等相关要求[3-4]。聚氨酯类合成革涂饰剂未来的发展方向将会体现在针对不同改性材料的复合改性,研发新型改性材料,提升涂饰剂稳定性,从而普遍应用于球类制品、箱包等多领域,获取良好经济效益方面。 1篮球用环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂制备 1.1原料 篮球用环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂[5]制备用原料主要有:尿素,山东德坤生物科技有限公司;丙酮,南通润丰石油化工有限公司;聚四氢呋喃醚,济宁三石生物科技有限公司;己二酸、醋酸铵,江苏普乐司生物科技有限公司;1,3-丙二醇、二羟甲基丙酸,三井化学有限公司;1,4-丁二醇,山东鑫城化工有限公司;二月桂酸二丁基锡,山东辉安化工有限公司;异佛尔酮二异氰酸酯,济宁三石生物科技有限公司;三乙胺、丙烯酸羟乙酯,山东耀佳化工有限公司;乙酸乙酯,济南汇世化工有限公司。上述原料均为分析纯。罗丹明B(人工合成的红色碱性荧光染料),济南汇锦川化工有限公司。 1.2仪器 篮球用环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂制备用仪器主要有:ZH,24标准口三颈烧瓶,南京滨正红仪器有限公司;RC-2000Ⅲ型控温仪,济南泰医生物技术有限公司;SHZ-DⅢ型真空泵,郑州凯米克仪器设备有限公司;CQM750高速搅拌器,青岛科尼乐机械设备有限公司;油浴加热装置,苏州迈浦特机械有限公司;涂膜器,山东盛德利机械设备有限公司;H11393台式测厚仪,邢台德延科技有限公司;DV-2-PY0型Brookfield黏度仪,德国布鲁克公司。 1.3制备 适量尿素放置于坩埚内,放上盖子之后将坩埚转移至高温炉内加热,加热速率控制在9℃/min,于60min之内持续加热温度上升至550℃,以此温度持续加热180min后静置冷却,然后移开坩埚盖子,再以550℃温度状态下继续加热180min,这时坩埚中的尿素已经转变成石墨相氮化碳。取出来之后将其倒入丙酮溶剂内,以超声波技术加以剥离,120min停止,制备生成石墨相氮化碳丙酮分散液,留置待用。于三颈烧瓶上设置搅拌器、冷凝管、温度计、控温仪,再在烧瓶中逐步添加聚四氢呋喃醚、己二酸、醋酸胺、1,3-丙二醇,于三颈烧瓶中充入氮气作为保护气体,随后加热直至温度上升到95℃。通过300min持续反应之后,于室温状态下静置冷却,以生成聚酯-聚醚改性多元醇。再加入石墨相氮化碳丙酮分散液,并添加二羟甲基丙酸、1,4-丁二醇、二月桂酸二丁基锡,进行加热,温度上升至85℃时添加异佛尔酮二异氰酸酯,通过240min持续反应之后于室温状态下静置冷却,在温度下降至60℃时添加适量丙酮溶剂加以稀释,然后加入丙烯酸羟乙酯继续进行反应120min,便可制备生成石墨相氮化碳预聚体,最后于溶液内添加三乙胺以中和反应获得盐类物质。将预聚物放置于常温状态下,添加蒸馏水之后高速搅拌快速乳化,再以旋蒸方式去除丙酮,最终生成的物质便是水性聚氨酯涂饰剂。把待涂饰的合成革贝斯放置于水平操作台面上,提取适量水性聚氨酯涂饰剂均匀涂抹于贝斯上,确保涂刷时无气泡和裂缝,涂刷完成之后放置于烘干箱内,在70℃温度环境下烘干2min之后取出,于室温环境下静置冷却,再进行性能测试[6-8]。 1.4性能测试 黏度测试:按照GB∕T39452—2020规定的皮革涂层粘着牢度测试方法进行黏度测试;乳液粒径测试:以Mastersizer2000型激光粒度分析仪进行乳液粒径及其分布测试,测量温度为25℃,测试3次取均值;涂膜耐水性:按照GB/T1733—1993规定的漆膜耐水性测定法进行涂膜耐水性测试;光催化活性测试:以罗丹明B光催化法进行涂饰剂光催化活性测试;VOC含量测试:以卡尔-费休法进行VOC含量测试。 2篮球用环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂性能测试结果 2.1黏度测试结果 水性聚氨酯涂饰剂黏度与多元醇的固含量息息相关,所以合成革贝斯涂饰剂通常都具备适宜的固含量与黏度,并且在制备时可切实应用于判断体系反应的进程[9-10]。所以,在水性聚氨酯涂饰剂制备时,通过监测分析固含量与黏度,可评估得知石墨相氮化碳预聚体内聚合高分子物质的实际聚合状况。据此,水性聚氨酯涂饰剂黏度测试结果如表1所示。表1水性聚氨酯涂饰剂黏度固含量/%15182325313957多元醇黏度/mPa·s1750200024302700310038005550预聚体黏度/mPa·s2000240031003440400046506200由表1可知,预聚合反应120min时黏度指标增长处于相对稳定的态势;在适度调整原料与溶解配比之后制备生成的透明无色改性多元醇的固含量<40%时,通过黏度指标测试发现相对偏低且保持稳定;基于此制备的石墨相氮化碳预聚体(石墨相氮化碳占比1%)表现为浅黄色透明液体状,通过测试明确预聚体粒径处于50~80nm范围,pH值相对稳定,黏度指标偏低且长时间处于稳定状态,易加工。 2.2聚氨酯乳液性能测试结果 为确保环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂效果,需添加既定亲水扩链剂。在不同添加量的亲水扩链剂二羟甲基丙酸中添加相同量的扩链剂1,4-丁二醇、催化剂二月桂酸二丁基锡,以制备生成水性聚氨酯合成革涂饰剂,以此进行黏度测试[11-12],结果如表2所示。由表2可知,亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量越高,制备生成的环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂黏度越大,但是乳液粒径越小,综合考虑涂饰剂在使用时对于黏度性能的相关要求,需科学合理控制亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量。根据市场产品特性与具体要求,可选择亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量分别为4%、4.5%,有助于生产上辊涂等相关操作。 2.3涂膜耐水性测试结果 根据涂膜耐水性测试标准,提取一块已经涂饰完成的合成革,再裁剪为尺寸相同的正方形,以电子天平称重,质量以n1表示,并将正方形合成革小块分别放置于装有纯净水的器具内,经过1d浸泡之后及时取出,以滤纸擦拭合成革表面,将表面水分去除干净再称重,质量以n2表示,据此基于下述公式进行合成革吸水率计算。由表3可知,在亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量为3%时,已涂饰完成合成革的吸水率最小。 2.4涂膜光解小分子有机物测试结果 环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂的光催化活性评估依据是将已涂饰完成的合成革放置在阳光下直晒,以测试合成革分解小分子有机物速率变化,据此以罗丹明B光催化法测试涂饰剂光催化活性[14]。根据技术标准配制10g/L罗丹明B溶液,并添加涂饰剂以快速均匀搅拌,再提取少量以涂饰合成革,在中午12时放置于阳光下直晒8h再取回。结果发现含带石墨相氮化碳纳米片的水性聚氨酯合成革涂饰剂的光催化活性更加显著,可有效光解小分子有机物。在此基础上基于紫外-可见分光光度法进行光谱测试,结果表明环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂经过2h光照之后对于罗丹明B的降解率可以达到92.5%。 2.5VOC含量测试结果 以卡尔-费休法对环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂内VOC含量进行测试[15]。具体即以干净的微量注射器量取既定体积纯净水,再利用卡尔费休水分测试仪器测试5次,以其均值为测试值(σw),并以干净的微量注射器量取既定量涂饰剂,以测试其含水量,测试5次取其均值(ϑv),就水性聚氨酯合成革涂饰剂理论固含量(ϑ),可知本文环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂VOC含量>15%,按照水性聚氨酯涂饰剂固含量计算方法计算涂饰剂VOC含量,计算公式具体即:VOC含量=(100-ϑ-ϑv)×σw×10以相同方式对工业用雾型涂饰剂与油亮型涂饰剂内VOC含量进行计算,以此与环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂对比分析。测试结果如表4所示。由表4可知,相比工业用雾型涂饰剂与油亮型涂饰剂,环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂内的VOC含量相对更低,更具生态环保价值。 3结语 在环保理念逐渐深化的趋势下,生态型、环保型、经济型水性聚氨酯合成革涂饰剂的研发制备越来越重要。据此本文针对篮球制作需求制备了环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂,并对其相关性能进行了测试分析,从而得出结论:预聚合反应120min时黏度指标的增长处于相对稳定的态势;在适度调整原料与溶解配比之后,在多元醇固含量<40%时,制备的石墨相氮化碳预聚体表现为浅黄色透明液体状,粒径处于50~80nm,pH值相对稳定,黏度指标偏低且长时间处于稳定态势,易加工;亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量越高,制备生成的环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂黏度越大,但是乳液粒径越小,综合考虑亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量为4%、4.5%时最佳;在亲水扩链剂二羟甲基丙酸添加量为3%时,已涂饰完成合成革吸水率最小;含带石墨相氮化碳纳米片的水性聚氨酯合成革涂饰剂的光催化活性更加显著,可有效光解小分子有机物,且涂饰剂经过2h光照之后对于罗丹明B的降解率可以达到92.5%;相比工业用雾型涂饰剂与油亮型涂饰剂,环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂内的VOC含量相对更低,更具生态环保价值。总之,本文制备的环保型水性聚氨酯合成革涂饰剂内的VOC含量相较工业用涂饰剂更低,更加适合合成革清洁生产与生态环保发展理念,且更符合篮球制作要求与性能标准。 参考文献: [1]李钢东.高性能水性聚氨酯皮革涂饰剂制备改进工艺研究[J].石油化工技术与经济,2022,38(1):25-27. 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基于网络的新媒体技术论文:新课标下多媒体网络技术在教学中的作用 摘要:多媒体技术引入课堂教学后,已经对传统的教育思想、观念、方法、模式、内容、结构和评价等等形成了极大的冲击,无论是教师还是学生,凡是亲身参加了这一实践的人都能深切感受到多媒体进课堂引起的革命性变化。多媒体教学不仅信息量大,而且化繁为简、化难为易、化静为动。多媒体的交互性特征增强了学生的参与意识和能力,极大地提高了学生的兴趣。 关键词:多媒体 网络 教育 随着信息技术的发展与普及,人类的教育方式和学习方式发生了深刻的变化。教育资源不仅局限在教材、教师、图书馆等方面,还要通过互联网等现代信息传递技术,把整个世界都呈现在学生面前,引导师生进入一个全新的学习时代。多媒体、网络技术在教学中的应用,促进了教学方法和教学结构的改革,为我们进行教学模式、教学方法和教学手段等方面的改革提供了空间,为中学物理的教学注入新的活力。面向21世纪,教育改革的一个重要课题就是如何培养创新人才,如何培养学生探索知识、发现知识的能力。学校教育不仅要让学生学到一定的知识,更重要的是要让学生自己去探索知识、发现知识,形成自我教育的能力,提高分析问题、解决问题的能力。 一、多媒体与网络技术挑战现代教学模式 随着信息技术的发展与普及,多媒体网络技术在教学中的应用,推动了“主体”教育思想的确立,强化了教学方法的改革,为中学教学注入新的活力。并对对传统的教学模式提出了严峻的挑战。 1、新的生机、新的模式、新的方法 科技的发展,尤其是数字化、网络化技术在我国日新月异的应用和扩大,知识信息的爆炸性在不断增长,旧机制下的传统教学再也不能满足师生的要求,旧机制向新机制的转变势不可挡,势在必行。这就要求我们必须跟上时代步伐,做到Information、Intelligence和Idea的结合。为此,在教学机制上应实现4个转变;1)实现由旧体制下的单向教学模式向新机制下的双向或多项式的教学模式的转变。2)实现由旧体制下的教师主体向新机制下的学生主体的转变。3)实现由旧体制下的师生对话向新机制下的人机对话的转变。4)实现由传统教学向综合教学,再由综合教学向多媒体、网络教学的转变。 2、教学新模式 由于受中国传统文化的影响,从孔孟时期的私塾至今,教师一直扮演的是知识传播者的角色,他们控制着课堂,而学生则是被动的知识接受者。但是多媒体教学软件的设计,遵循学生的认知规律,以超媒体非线性方式组织教学信息,学生可以根据自身的特点和需要主动地、个性化地学习,从而克服了以教师为中心的传统教育的弊端。多媒体技术、网络技术的崛起和普及为我们的教学改革提供了契机。一方面,多媒体实验室的建成和网络化教学的硬件设备的完善;另一方面大量教学软件的开发,课件光盘的问世,为我们加快教学改革,满足教学需要创造了良好的条件,且具有传统模式无法比拟的强大功能: 1)知识传授功能――容量超大的实用性多媒体光盘可通过音像媒体帮助学生自行掌握有关的背景知识和语言知识,包括社会、文化、政治等信息,从而达到取代教师部分课堂面授的目的。而且,凭借多媒体的优势,知识容量增大,网络资源实现共享,通过网络信息技术手段,改变传统单一的以文本表示知识的形式,用文字、图像、动画、声音、图形、视频等多媒体的方式,最恰到好处地表现将要传达给学生的知识,以模拟仿真某些内容的情节,使学生面对知识犹如身临其境、闻其声、究其源,在效果上可大大超过课堂上教师单一的口头讲解。 2)深刻理解知识的重点、难点――声像并茂的趣味性借助电脑的功能,多媒体在声像内容和形式处理上的丰富多彩,从而提高学习的趣味性。运用powerpoint的动画效果和颜色对比,清清楚楚地再现明暗条纹形成过程和条件,加深学生理解;仅靠语言描述,学生想象空间有限,理解不够透彻,视觉的享受使学生在愉悦中牢固地掌握了知识。 3)解题练习功能――学生为主的客体性多媒体光盘凭借电脑软件的菜单功能,使用者可根据本人的特点和要求,对学习内容进行灵活选择,既可跳过本人认为浅显易懂或已经学过的项目不学,也可无限制重复个人觉得困难复杂不易理解的内容直至彻底掌握。多媒体光盘也具备一般教学软件的解题练习功能,围绕单元学习重点和难点设置的习题,可供学生自行训练之用,并可当场打分判断对错,给出正确答案,俨然一个习题老师,承担了大量繁琐的劳动。 4)因材施教功能――因人而异的灵活性学生在多媒体光盘使用中可根据本人基础水平和学习要求在菜单中选取适合本人需要的项目内容进行学习。 而该网络教程的目的也就是实现物理在线学习、复习、答疑等等,充分利用网络方便快捷,多媒体信息量大,知识丰富,不受时间、地点和区域的限制等优点来实施师生在知识学习和传授上的互动和提高。 二、多媒体网络技术为新课标教学注入新的活力 1、教育方式和学习方式变化 在传统的教育模式中,我们的教学在很大程度上沿袭了以教师为中心。教师是知识的源泉等偏颇的教育理念,使教师及管理者的热点都投注在怎样“讲”好课上,学生通过接受教师所提示的信息进行学习,学生在教学过程中只是处于被动接受知识的地位,其主动性和能动性未得到充分的调动。另外,学生矛盾一直是困扰学生学习和学校对学生进行教学与管理的突出矛盾。就应该树立“以教师为主导,以学生为主体”的观念,把教与学的关系转化为信息交换的关系。要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识的主动获取者;要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动获取知识的帮助者、促进者。教师负责整个教育活动的情境、内容、方法、条件等的设计与安排,鼓励学生积极主动地参与,并为学生提供必要的指导与帮助。学生对教育活动的参与不仅停留在对教师提问的简单应答上,而是有更多自主选择的空间。比如,选择学习内容、进程,自主安排学习时间和场所等,多媒体和网络技术为这种教学思想的实现提供了理想的条件。多媒体和网络技术由于能提供界面生动、形象直观的交互式学习环境,能提供图文、声像并茂的动态知识信息,因而对学生认知结构的形成与发展是非常有利的,也是其他的教学媒体或其他学习环境所无法比拟的。这种学习环境的提供,激发了学生的学习兴趣,调动了学生参与教学活动的积极性。 2、强化教学方法的改进 教学方法是指为达到一定的教学目的,师生在教学活动中采取的教学手段和途径的总称,是教授方法和学习方法的有机结合体。 教育培养技术应用型人才,强化理论联系实际,更需要教学方法多样化。在传统的教育模式中,由于传递信息的媒体单一和传递方法单调,教师不能集多种教学方法于一身或任意切换教学方法进行教学,即使有录音、录像、幻灯等手段辅助教学,仍然不能形象、直观、生动地表达某些无法观察到的实验现象或教学内容。由于其交互性不强,学习者只能被动接收或有限地控制信息资源,使学习者很难根据自己的实际情况选择教学内容和教学进度,学习主动性不强。而多媒体课件通过模拟仿真的动画设计出的想象效果,使无法观察到的实验现象显现在学生面前。多媒体系统突破了信息表现方式的单一化,利用信息技术建立了优化的学习环境。这种教学方式具有声画并茂、视听结合、动静相宜、感染力强的特点,使往日呆板的教学形式变得丰富多彩,增加了学习的趣味性,能有效地激发学生的学习兴趣、欲望和情绪,极大地调动学生的学习积极性,强化感性认识,加深对所学知识的理解。在物理多媒体网络教学中,教师组织教学是一个讲授、讨论、归纳、分析、观察、实验,练习等综合动作的过程。用大屏幕投影代替粉笔加黑板,用图文、声像代替口说手画传递信息,用课件中的模拟图像完成演示、参观和实验等多种教学环节,通过Internet布置和提交作业,利用电子邮件解答问题等,形成一个全新的讲课模式。多媒体教学中,学生根据自己的需要,在合适的时间、合适的地点、合适的条件下,反复利用点播、观看,学生听到的不只是教师的声音,看到的也不只是黑板、教科书和教师的面孔,多媒体的大容量、快节奏、有动感的学习内容,改变了单调、信息有限、节奏缓慢、沉闷的学习模式,学生以求索和体验代替了被动学习。学生可以自行考试,模拟实验,使教学真正做到尊重学生的个性差异,因材施教,从而建立了一种综合性、创造性、灵活性的学习模式。多媒体教学可以大大提高学生在有限的单位时间内获取更多的信息,减少信息在大脑中从形象到抽象,再由抽象到形象的加工转换过程,充分传达教学意图。教师可以考虑课堂与课外形式的相互补充,有意识地精选课堂教学内容,突出重点,节省学时。多媒体网络教学模式带动了教学方法的改革,它不仅应用于理论教学,在实验课、操作技能训练、教学实习等许多方面,大有用武之地。在实验技能课教学实践中,难以实地、实景、实体操作训练和无法示教的教学内容,可以运用计算机多媒体来进行模拟教学。 3、促进教师素质的提高 只有具有高素质的教师,才能有力推动学生的素质教育;只有具有创新精神和创新意识的教师,才能对学生进行启发式教育,培养学生的创造能力;只有了解当今高新技术发展最新成果的教师,才能站在高科技革命的高度,鼓励学生勇敢的探索;只有掌握丰富知识的教师,才能教会学生如何学习,如何研究问题。在网络、多媒体技术教学环境中,教学的物质条件发生了质的变化,因而对教师的素质也有了更高的要求。教师是新技术运用的关键要素,教师素质的提高、知识不断的更新,是新技术发挥作用的前提条件。教师除了要有扎实的专业知识,更要有除专业知识之外的广博文化知识,需要掌握一定的电脑技术,具备丰富的网络知识,能熟练运用各种现代化教育技术手段。同时要有一定的教学实践经验,通晓教育学与心理学知识。更重要的是教学模式的变化,使教师从一个单纯教授知识的角色,向教学的组织者、引路人的角色转变。因此,在新的教学模式下,作为一名合格的教师,他在教学过程中,必须富有创造性,善于教学设计,具备驾驭教学知识的综合教育能力。教师在教学中要突破传统课堂教学空间限制,在进行教学设计时,要吃透教材,了解哪些形成智力技能,哪些形成操作技能,突出重点、难点、疑点,掌握教材的内部联系,充分利用信息资源,驾轻就熟地把各个知识点连接起来,制作出能体现物理多媒体教学优势的课件。多媒体网络教学模式探索与实践,激发和促进了广大教师进行教学改革和求索新知识的积极性。多媒体教学不仅可以用于远程教育的专业,其教学模式在许多课程教学中发挥越来越大的作用。 三、多媒体教学目前还存在的问题 我们应该看到,多媒体教学仅仅开始,还有许多不尽如人意的地方。比如;有些课件像教案搬家,不能充分体现多媒体教学的特点;有些学生习惯于教师面授,学习仍然处于被动状态等等。这些都需要我们在建造多媒体网络教程上下大力量,从转变观念入手,扎扎实实地工作,努力进行教学模式、教学手段和教学方法的探索。 四、结论与建议 多媒体教学尚需继续改进目前,多媒体教学的使用面比较狭窄。以现实情况而论,现阶段拥有的还是低档计算机和简易网络(带宽窄,速度慢);CAI课件处于开发推广阶段,仅直接用于演示型课堂教学,未能体现CAI的个别化和交互性特点。交互型多媒体教学,它打破了课堂教学的时空限制,提供了教师和学生之间的交互手段。能使教师照顾到程度不齐的各类学生;学生也能自行安排学习时间、地点、内容和难度,有利于跟不上课程进度的学生主要掌握基础知识,尽快赶上来;更有利于学有余力的学生自学更多的知识和技能,掌握提高性的知识;调动各类学生的积极性,提高学习效率,改善学习效果;能达到因材施教、因人施教的效果。然而,交互型多媒体教学的真正实现,涉及到很多问题;学校拥有的交互型多媒体教室总是有限的;发展网络教学不失为万全之策,网络教学是计算机技术和现代通讯结合的一种崭新的教学模式,但传输网络和众多的学生终端,以及交互型多媒体课件的制作都是投资很高的。随着国家教育投入的增大,企业积极参与教育市场,其状况将会有很大改观。多媒体教学以其独特的优势成为现代教育技术中一个重要组成部分。它不仅是课堂教学的延伸,而且给现代教育注入了新的生机和活力。在当今扩大教育规模,提高教学质量的环境下,要努力发挥多媒体教学这一教学模式,促进教育现代化。教育现代化,除教育观念现代化、教育设施现代化外,还必须有教育技术的现代化作基础,多媒体教学是现代教育技术的集中表现之一。因此,发展现代教育技术是教育现代化的主要内容, 它是教育现代化的突破口和制高点。 基于网络的新媒体技术论文:多媒体网络环境下信息技术课程新型教学与学习模式的探索 摘 要: 本文提出应利用多媒体网络教室具有的教学信息的多样性、教学系统的交互性、教学反馈的实时性等众多特点,利用学校现有的多媒体网络环境,对基于多媒体网络的开放式教学课堂教学新模式作一些有益的探索和尝试。 关键词: 多媒体网络 信息技术课程 教学模式 当前高中信息技术教学中普遍存在着这样的现象,教师不敢放手让学生自主学习、探索知识,不敢让学生自主探索,怕耽搁时间完不成规定的教学任务。结果教师忙于教书,学生忙于练习,教师不知道为什么教,学生不知道为什么学,为操作而操作,只重知识不重能力。面对日新月异的时代,教学模式的改革迫在眉睫。 我校现有四个网络机房,可以实现一人一台机,并且已经连入校园网络。我尝试改变传统的以计算机多媒体技术辅助教学的形式,直接将它作为我的“教”和学生的“学”的必需工具,也就是以计算机为工具学习信息技术。 一、多媒体网络环境下信息技术教学模式的构建 (一)基于网络的开放式教学是以学生为中心,在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、协作、会话等学习环境要素,充分发挥学生的主动性、积极性和创新精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构。结合信息技术课的特点及我校网络技术的教学实际,我尝试建立一种新型的网络教学模式。这种模式可表述为“提出课题(教师)――搜索相关主题(学生)――提取知识要点(教师协同学生)――融合知识、自成体系(教师帮助学生)――讨论研究、百家争鸣(学生为主)――综合总结――发散练习”。具体指教师设计一些与教学内容相关的适合学生解决的问题,通过教师机给学生,引导学生进行思考,与此同时,教师还要提供大量的与问题有关的信息资源供学生在解决问题过程中查询。该模式有四个基本要素,即问题、资料、提示和反馈,将这四个要素组织和衔接好,便可收到良好的学习效果。在这种模式中,学生有困难或需要帮助时,可利用多媒体网络教室的助手功能,向教师或同学发出求救信号;教师也可以通过控制机看到教室里任一学生机的当前操作,检查学生的学习情况或给学生一些启发性的提示。这种全新的网络教学设计模式既发挥了教师的指导作用,又充分体现了学生的认知主体作用,更推动了“传递―接受”教学活动的进程,同时又是一个互逆的过程,吸收以学生为中心的教学设计思想,让学生自主探索、思考、发现,让每一位学生时时体验知识的发现或“创造”过程,激发学生的创造热情。学生的学习结果是学生发现或“创造”出来的,应促使不同的学生根据自己的原有的水平不同程度地“创造”出知识和能力,并融合到自己的知识体系中去,真正变为自我的知识,并能运用知识。 (二)教案。下面以《利用Word给自己班制作一个板报》为例,对此模式作一简单介绍。 1.教学设计思想 体现计算机学科特点,体现现代教学的教学观点,充分利用机房和多媒体网络工具,以“提出课题――搜索相关主题――提取知识要点――融合知识、自成体系――讨论研究、百家争鸣――综合总结――发散练习”为一个统一的有机整体,充分发挥学生的能动性和创造的热情。 2.教学过程设计 (1)提出课题。由学生提出课堂上最难解决的问题,教师适时通过网络提出本节课的中心问题:如何制作一期自己班的板报。(是凌波多媒体教学网) (2)自主探索。先由学生通过网络访问教师放置在网络共享资源库上的资源并进行程序式学习,明确学习目标。学生带着问题随机进入教师设置的学习环境中探索问题的解决方法。 (3)网上协作。学生在通过人机协作进行自主探索的同时,可以通过网络进行各种协作学习(如学生与学生的协作,教师与学生的协作,学生与计算机的协作等),通过协作充分构造自己的知识体系和提高运用知识体系的能力。 (4)课题小结。学完知识点后由学生完成本课小结,教师作适当补充,并与课堂上的小结进行比较,把书本上知识变为自我的知识。 (5)发散练习。课题小结后,教师指导学生进入题库。每个学生根据自己的实际情况与能力水平选择不同层次的测试题,独立在网上完成测试,测试结果由计算机网络反馈给师生,使教师和学生找到自己的不足之处,以便加以充实,及时更正。(学生利用凌波多媒体教学软件可以将其完成的测试交到教师机上) 二、网络教学模式在实验教学中的检验 (一)教学模式代表了教学改革的方向。 经过一段时间的研究和实践,构建出:“提出课题(开门见山)――搜索相关主题――提取知识要点――溶合知识、自成体系――讨论研究、百家争鸣――综合总结――发散练习”七个环节的网络教学模式,取得了较好的教学效果。 (二)学生的自主学习能力明显提高。 主要体现在: 1.学生学习自觉性有明显提高,能自觉地利用网络工具访问网络资源库进行预习和复习,在信息平台上讨论问题。 2.学生能较好地从网络资源库、因特网中获取所需要的信息和资料。 3.学生能够很好地利用网络资源进行探究性学习。 (三)学生的学科能力明显提高。 主要体现在: 1.学生的成绩有明显的提高,他们对学习自然的兴趣明显增强。 2.学生的知识面明显拓宽;解决信息题的能力增强,有较好的信息素养;综合能力测试表明促进学生综合能力的提高,能促进其他学科的学习。 三、教学的体会 (一)运用现代技术激发学习兴趣。 利用多媒体网络技术组织教学,教师可以利用网络为学生提供大量的感兴趣的信息资源,学生学习的手段是利用具有时代性气息的网络,教师教学的手法不再是传统的灌输,而是教师辅导下的学生自主探究。因此,学生在这样轻松、活泼的良好氛围中自主、积极地学习,大大提高了学习兴趣。同时网上提供的大量信息拓宽了学生眼界,激发了学生探索知识的强烈欲望。 (二)自主建构知识,培养探究能力。 利用多媒体网络技术进行组织教学,学生可以根据学习目标,充分利用网络资源进行自主探究学习活动,最终达到解决问题的目的。学生寻找相关信息,通过独立思考、人机对话形成自己的知识体系,这样既培养了他们运用网络根据学习目标独立获取知识、分析问题和解决问题的能力,又培养了他们的独立精神和首创精神。 (三)营造自由时空,促进个体发展。 利用多媒体网络技术组织教学时,网上信息浏览的异步性使每个学生可以根据自己已有的基础知识围绕目标或学习任务进行个别化学习成为可能。一些基础知识薄弱、接受能力较差的学生,可以有足够的时间思考,得到教师具有针对性的指导和帮助;而一些接受能力较强的学生,则可以通过网络去访问更多的信息,获取更多的知识,不会在等待中浪费学生的时间,真正实现了因材施教原则。网络技术的交互性,为学生进行协作学习提供了便利。这种“师生互动,生生互动”的协作交流,可以使差异得到互补和完善,提高学生的学习速度,为学生个体的发展提供更广阔的空间。 基于网络的新媒体技术论文:浅谈多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用 [摘要] 加深对现代教育技术发展和农民培训特点的认识和理解,对多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用进行分析和探索,利用现代教育技术重建现代农民培训体系,帮助农民培训机构改进培训效果,提高培训效率,达成培训目标。 [关键词] 多媒体及网络技术 新型农民培训 应用 多媒体技术和网络技术的飞速发展,推动了现代教育技术的巨大革新和深入应用。现代教育技术不但在学校教育中得到普及,而且在新型农民培训等领域获得了越来越多的应用。但是,相当多的农民培训机构对现代教育技术的认识还局限于电视课堂、放录像、ppt课件等简单的外在形式,对于现代教育技术尤其是多媒体和网络技术缺乏深入了解,或者装备了先进的硬件设施却不知道如何系统实施和有效利用,不能充分发挥其在现代农民培训中的巨大作用。针对这种现状,必须加深对现代教育技术发展和农民培训特点的认识和理解,对多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用进行分析和探索,利用现代教育技术重建新型农民培训体系,帮助农民培训机构改进培训效果,提高培训效率,达成培训目标。 一、多媒体及网络等现代教育技术的发展和影响 教育技术也称教学技术,是一门年轻的交叉学科,发端于20世纪20年代美国的视觉教育运动。目前,我国的教育技术也进入迅速发展阶段。多媒体技术和网络技术广泛的应用,也为新型农民培训提供了丰富的资源和便捷的条件,促使培训的观念、内容以及思维、学习方式的变革,对培训的各个方面都产生了深远影响。 1.对学习资源的影响 现代教育技术促进了学习资源的设计、开发和使用,从传播渠道来说,学习者容易获得更多的知识,因此培训教师和课堂不再是知识的唯一获得渠道;从传播特性来说,提供了形象化的间接经验来代替直接经验,使培训更加生动有趣。 2.对培训者的影响 培训者不仅仅是知识的传递者,更是学员学习的帮助者或指导者。培训师的角色从原来以教师为中心的讲解者转化为以学生为中心的指导者,也是学生活动的导演者。 3.对学员的影响 学员的地位从原来单纯听讲、接受灌输的被动地位,转化为有机会主动参与、发现、探究的主体地位。 4.对培训模式的影响 使原来单一的班级授课模式转变为个别化培训、集体培训、远程培训等多种培训模式的有机结合。 5.对教学媒体的影响 教学媒体向多媒体化、信息处理数字化、信息储存光盘化、信息传输网络化、培训过程智能化发展。 二、新型农民的特点与培训要求 新型农民培训的特点是学习者的身份是在乡的农民,是成年人。作为成人知识的获得,主要不是通过讲师传授得到的,而是学习者在一定的社会文化背景和情境下,利用必要的学习资源,通过与他人的协商、交流、合作和本人进行意义建构方式获得。 成人的学习特点和方式与青少年有显著差异,主要表现在: 1.问题导向 成人的学习是一个密切结合真实生活情景的目的性极强的学习过程,不是单纯地为了学知识,而是为了应用,是为了解决问题而进行的。 2.自主学习 学员在学习过程中有其自我意识,他们在培训中不仅是被塑造的客体,也是主动自我塑造的主体,喜欢按自己的学习方式和进度学习,喜欢借助已有的知识经验来接受和理解现在的学习内容,掌握和运用新的知识; 3.体验式学习 成人会自觉不自觉地抵制单纯的知识单向传授,而对于“在体验中学习”则非常欢迎,通过在一种情景模拟的环境中经过反复体验与总结,能够较快地自己找出存在的问题及实用的工作方法,这样的培训效果是传统讲课式教学所达不到的。 三、多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用 应用多媒体及网络技术构建新型农民培训的新模式,必须通过学员的参与,培养学员的创新思维,提高学员的创造能力。具体地讲,多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用主要体现在以下几个方面: 1.音像播放技术 传统的音像培训资料包括录像带、录音带、CD片、电视教学片等,不具有线性播放的特点,课堂播放不便。多媒体技术则可将音像技术与计算机技术、数码技术将迅速融合,计算机检索、非线性控制播放系统与录像带素材库相结合,实现了音像教材在课堂教学中实时非线性任意组合播放。 2.多媒体课件(CAI) 多媒体课件简单来说就是用来辅助教学的工具,将文字、图形、图像、声音、动画、影像等多种媒体素材在时间和空间两方面进行集成,使他们融为一体并赋予它们以交互特性。多媒体课件以其丰富的表现力、良好的交互性和共享性,提高了学员的学习兴趣,促进了传统的以教师为中心的教学模式向以学生为中心的自主学习模式的转变。 3.远程培训 多媒体和网络技术使得培训在对象、时间、空间都实现了突破,将培训从固定的时间、空间的束缚中解放出来,学员可以突破时空的限制进行自主的学习,改变了以往单一的集中培训模式。对于分散居住的农民朋友,远程培训技术使不同地区、不同部门的农民兄弟接受大规模分散式培训成为可能,节省了巨额的培训开支,并可大大减少因集中培训带来的工作延误和时间损失。 4.开放式学习资源 利用远程教育网络实行开放式培训,利用大容量存储技术和信息组织结构的超链接技术,建造符合人类联想方式非线性的超文本信息组织结构,培训机构可以提供多样化的学习资源,为学员创造一个宽松的自主学习环境。 四、多媒体及网络技术在新型农民培训中存在的问题及对策 多媒体及网络技术在新型农民培训中有很多的优势,但是,要保证多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用和实施,一是需要培训机构投入大量的资金和软硬件系统,二是储备多样化的学习资源和知识不断更新的培训教师团队,三是需要进行复杂的培训方案设计和技术运用工作。因此,运用好多媒体及网络技术进行新农民培训应坚持做到: 1.加大资金投入 充足的经费,才能保证多媒体及网络技术在新型农民培训中的应用和实施。要改变经费来源机制,采用政府投入为主,社会参与,办学机构和广大农民共同分担的办学模式,多渠道筹措办学经费,保证培训经费的需求。 2.强化师资培训 多媒体及网络技术在新农民培训中的应用,关键是教师的多媒体及网络技术的掌握水平及应用能力。要不断加大师资培训力度,积极与相关高校联合,采用走出去、请进来的方式,定期对培训教师进行新理念、新技术等方面的培训,保证培训师资的质量。 3.加强过程管理 培训工作要根据农民朋友工作的特点,错位思考,加强培训过程的管理,做到事前要进行详细的调查论证和方案设计,事中要不断对培训方案进行修正、优化,事后加以小结,为下次培训积累经验,提高培训质量。 具备了硬件环境、软件环境、教师队伍和过程实施四个因素,多媒体及网络技术将会充分发挥其巨大的作用,为新型农民培训开创一片全新的天地。 基于网络的新媒体技术论文:网络媒体新技术给新闻采制和传播带来的变革 摘要:在网络上的视频技术、数字技术发展起来的今天,新闻记者通过网络对地球上任何地方的任何人,通过视频进行面对面的采访已经变得在通常不过的事情。网络采访(即电子邮件书面采访、视频面对面采访等)最终将成为媒介工作者日常新闻报道的主要采访手段。这种采访手段将大大扩展新闻记者的采访范围,大大减少采访所需的时间、人力和费用,大大提高新闻报道的时效。 关键词:网络媒体;数字技术;新闻传播 人们按照传播媒介方式的不同把纸媒介的传统报纸、电波媒介的广播、基于电视图像传播的电视分别称为第一、第二和第三媒体,互联网囊括了传统媒体的一切表现形态,同时又具备了许多传统媒体不具备的特点,如电子邮件、电子商务等重要功能,广义上讲,因特网并非仅有传播信息的媒体功能,但人们对因特网使用最多的功能是通过网络获取新闻和各种信息。所以,狭义上说,人们把因特网成为“第四媒体”。 国际互联网络的出现打破了传统的地域政治、地域经济、地域文化的概念,形成了虚拟的以信息为中心的跨国界、跨文化、跨语言的全新空间。互联网上信息的极大丰富、迅速及时、无边无际、交互往来、多媒体等特点对传统的报纸、广播和电视形成了极大的挑战。这一新的传播媒体正以无可想象的空间使传播领域发生着革命性的变化,使得我们长期以来一直使用的新闻的采访、新闻的写作、新闻的制作和新闻的传播等等在方式方法上通通有了根本的不同。 1 新闻采访手段的变革 目前,新闻记者采访的主要手段是面对面的访谈和电话采访,网上采访(如电子邮件等)还只是辅助手段。据调查,使用频率最高的采访手段是面对面采访(61%),其次是电话(22%),电子邮件目前仅名列第三(13%)。但是调查也表明,在过去两三年里,将电子邮件作为采访渠道的人数有了急剧的增长。在网络上的视频技术、数字技术发展起来的今天,新闻记者通过网络对地球上任何地方的任何人,通过视频进行面对面的采访已经变得在通常不过的事情。网络采访(即电子邮件书面采访、视频面对面采访等)最终将成为媒介工作者日常新闻报道的主要采访手段。这种采访手段将大大扩展新闻记者的采访范围,大大减少采访所需的时间、人力和费用,大大提高新闻报道的时效。 2 新闻的写作方式的变革 在电脑文字处理系统、多媒体和互联网络等新技术、新媒介的广泛普及和冲击下,大众传播媒介的新闻写作方式、特别是报纸等印刷媒介的写作方式将逐步发生根本性的变化。以文字新闻写作方式为主将逐步转变为以多媒体新闻写作方式为主。 迄今为止,报纸等印刷媒介的新闻报道与写作方式是以文字为主。但是,在新闻报道中,文字报道同广播报道、电视报道相比,又有很多弱点,一是不如广播、电视报道生动、形象;二是在报道新闻事件时不如图像报道立体。单一的文字写作报道方式迫使记者在报道纷繁复杂的新闻事件时要做线性的描述及抽象的概括、主观的形容,这就在报道新闻事件时难免与客观真实有差距。 多媒体和超文本技术给印刷媒介“避短”带来了机会。在网络和多媒体的条件下,随着各种智能、易用软件的不断推出,报纸记者除了可以用文字来进行新闻报道与写作外,对于声音、图画、照片乃至三维动画、影像等多媒体表现形式的使用也越来越容易。记者可以通过超文本结构,在力所能及的范围内,既有声有色、声情并茂、图文并茂,又全方位地、客观地报道新闻事件。 电脑网络编辑系统主要是靠媒介的内部网络来实现的。记者、编辑和媒介内部各部门、各级领导的电脑相互联网,使得编辑工作变得无纸化、高效化、高质化。传统的新闻编辑方式,,都以线性编辑为主,记者和编辑对所采集的大量新闻素材(分别包括文字、图片、声音、影像)进行整理,从中选出新闻报道所需要并能容纳的片断,按先后顺序组合成新闻成品的工作方式。传统的线性新闻编辑方式同传统的线性新闻写作、报道方式一样,受到印刷术和模拟式电子传播技术的限制,使得编辑过程十分复杂,新闻成品中的任何一次内容改动,都可能引起全部内容的线性重组;新闻成品的容量受到线性结构的严重限制;模拟信号的多次复制和长期保存都会不断降低信息传播的质量。以数字式多媒体编辑设备和技术为基础的非线性编辑方式,完全突破了传统的编辑方式和观念,它可以随意提取任何文本,可以把任何一段子文字文本、图画文本、声音文本和影像文本等编入任何主文档(文字报道、广播报道或影视报道等),可以根据需要任意调整子文本的长度,可以在报道新闻的过程中进行编辑部与新闻事件现场、中央台与地方台之间的实时沟通和编辑,可以无限复制和长期保存新闻信息而同时保证信息传播的质量。 4 新闻传播方式的变革 传统媒体的传播是单向的,传播者制作信息,受众通过媒体被动地接受信息。传媒本身很难及时、全面、有效地了解受众的反馈信息,传播效果较难把握。而第四媒体在传播信息的过程中,打破了传播者与受众之间的界限。媒体进入互联网络后,将新闻传播过程中的单向传播及有限的双向交流进行根本性的变革。受众既是信息的接受者,又是信息的者,任何个人或组织都可以在网络上新闻或信息,受众也可以及时地向媒体反馈自己的意见或建议,也可以就某一话题大家开展讨论,发表观点。这不仅仅是双向交流,而且是多向的互相交流新闻信息。 5 关于传统媒介中“守门人”地位的变化 传统媒体报道什么不报道什么,报道的份量是重还是轻,哪些详细报道哪些简要介绍以及报道的分寸等,都可以由“守门人”根据需要和具体情况来把握。由于舆论导向和正面报道为主的需要,媒体往往是“舆论一律”的总体格局。“守门人”由于长期以“大众的代言人”的身份出现,作为职业的传播机构,它较常人更具有接近信息源的特权。“守门人”一般掌握着新闻媒体,哪些信息可以传播,哪些信息不予传播,哪些信息应该少报或缓报,这都要根据“守门人”自身的新闻价值观、自身的利益、社会的制约力量等来决定。由于经过“守门人”的过滤,受众得到的信息往往已不是“原汁原味”了。在我国媒体高度集中、信息渠道较为单一的情况下,“守门人”的作用尤为明显。这些特点面对互联网络的迅速发展正面临着严重的挑战和冲击。互联网络是一张互相交错、四通八达的网络,在这张互通的网上,信息资源共享,信息传播呈多向性、发散式,整个网络很难受政府部门控制,是个高度开放的空间,人们可以几乎不受限制地自由调阅网上的信息,在网络信息面前人人平等,因此以往“守门人”所具有的一些特权如接近信息源的特权、“过滤”信息的特权、垄断信息的特权等将不复存在。在高度开放的互联网上,人为设置障碍阻止人们获得他们想获得的信息已变得不可能,任何一位用户,都可以轻易饶开某个节点,从另外的节点到达想要到达的站点。以往线形的传播方式及信息的需要大量的物质投入,不是一般做人能所为,因而“守门人”容易形成信息垄断,而在网络传播中,传者和受者将成为真正意义上的平等,网络用户不仅可以自由选择信息,而且可以自由信息。总之,面对互联网络,传统意义上的“守门人”的特权和地位正面临崩溃。 综上所述,新生的第四媒体与传统的三大媒体形成激烈竞争的格局,势在必然。然而,竞争的实质是争夺受传者。无论新闻通过哪种方式采制、播出,都离不开支撑它的受众。从这点上说,受众是新闻媒体的“衣食父母”。存在着受传者,且受传者乐于接受传者所传的信息,新闻媒体所传播的内容才能显示和实现其价值。 基于网络的新媒体技术论文:利用多媒体与网络技术构建新型体育训练模式 摘要 随着社会的发展、科技的进步,多媒体与网络技术已得到普及,在体育教学训练中也发挥出重要的作用。就多媒体与网络技术在竞技体育运动学校体育训练中的应用谈几点认识。 关键词 多媒体与网络技术;体育;训练模式 作为新时期的竞技体校教练要变革传统训练模式,贯彻现念,创新训练方法,紧随社会潮流,让教学训练方式现代化,提高教学训练效率和质量。多媒体与网络技术作为一种现代化的手段已经得到广泛应用,而且会起到事半功倍的效果。 1 多媒体辅助,构建演示型教学训练模式 随着社会的进步,传统的训练模式已经跟不上时代的发展,枯燥乏味的传统训练教学无法激发学生学习的积极性,学生的兴趣受到压制,研究表明,在所有获得知识的途径里,通过语言获得知识是记忆率最低的,只有15%;通过视觉与听觉结合获得知识的记忆率最高,达65%。传统的体育与健康知识的教学内容往往比较抽象,如果只是以语言描述为主,即使配合挂图、模型等直观手段也显得较为呆板。引入多媒体课件会使复杂的教学过程变得生动形象,利用二维、三维空间的设计对重难点进行全方位的剖析,化难为易,加快学生学习的速度,提高学习效率。此外,形成技能的最重要基础是让学生建立清晰的动作表象,这个表象主要来源于教师的讲解、示范与演示。 在体育教学训练过程中,很多技术动作用言语很难描述清楚,尤其对腾空之后的一些技术细节的讲解,往往难度很大,示范的效果也不好。运用多媒体课件可以很好地解决这些疑难问题,帮助学生理解动作,形成概念,记住结构,并建立清晰的动作表象。所以教练要在传统教学的基础上,结合多媒体技术如计算机、投影仪、音响、模型、大屏幕等现代科技向学生展现教学训练内容和传授知识。如武术的手势招式、体操的基本动作都可以通过多媒体形象生动地展示出来,直观的镜头可以加深学生理解掌握。再如教学“跳高”时,其中有一个动作是腾空,教师的示范是完整连贯的,不会停留在空中让学生仔细看清楚。这对于初学者来说只能在脑中留下支离破碎的模糊印象,不利于学习。教师可以运用多媒体课件放慢整个腾空过程,而且可以随时暂停,帮助学生建立清晰的动作表象。这是互动的教学模式,师生面对面的交流既可以加深师生间的感情,教练又能及时得到学生学习状况的信息反馈,从而制定符合学生进度的教学训练计划,调整教学训练进度,提高教学训练效率。 教练在教学训练活动中要注意着重解决几个问题,例如:如何将多媒体和训练内容有机结合,最大限度地发挥多媒体的优势;教练如何在教学活动中发挥学生的主体作用,让学生主动积极地参与到教学训练活动中;教练如何发挥“主导”作用,设计有创意的课件材料,引导学生独立思考问题,探索发现,培养学生思维的活跃度。只有有针对性地设计多媒体课件,才能最大限度地发挥多媒体教学训练模式的优越性。 2 利用网络资源,构建探讨式学习训练模式 计算机网络技术的普及为学生带来丰富的学习资源,教练要充分利用这个广阔的平台,组织学生集中学习,尊重学生的主体地位,教练要扮演好一个引导者的角色,组织教学训练活动,利用多媒体的开放性,通过摄像头等工具与学生进行双向交流,解答学生的疑惑和难题,指导学生学习训练方法,及时掌握学生学习情况的反馈信息,把握学生的学习状况。当然,解答疑惑不是直接回复,而是给予启发和指导,为学生指引解决问题的道路,让学生自主思考解决问题。如当学生有疑问时,可以为学生指明方向:“请参照某某网站或论坛的某某文章”。网络不仅可以师生互动,学生之间也可以交流探讨,培养合作意识,提高协作能力,并且可以增进学生之间的感情和友谊,营造一个和谐的学习氛围。新型的教学训练模式重在创造有助于学习的氛围,培养学生主动提出问题解决问题的意识和能力,突出学生的主体地位,通过学生自主寻找答案,变被动学习为主动,让学生告别“你听我讲”“你教我学”的传统教学训练模式,激发学生创新思维和对学习的兴趣。 3 利用虚拟现实,模拟训练模式 随着科技的进步和发展,计算机虚拟模拟技术日渐成熟。这种模式就是利用计算机虚拟技术建立虚拟的空间,来模拟现实生活中的实验、训练等真实情景,再运用三维制图、高分辨显示和传感技术,营造仿真的现实情境,让使用者佩戴专业的传感设备如头盔手套、键盘鼠标等以虚拟成员的身份进入到虚拟空间,学习训练,身体力行地感受各种体育动作技巧和要领,把现实中各种抽象化的技术和动作形象具体化,让各种高深的动作技术简单明了。这样可以帮助学生克服训练上的难点,增强学生的信心和探索的积极性。一些高难度的技术就可以利用虚拟技术来练习领悟。如体操项目中单杠骑撑前回环的动作,现实中不好练习也不易领悟精髓,但利用虚拟现实技术,通过标准动作和错误动作的虚拟比较,学生可以轻松地掌握动作要领。 学生在学习过程中,由于思维的活跃,总会有奇思妙想,对各种运动项目和技术动作有自己的见解和看法,这时教师就可以通过虚拟技术来虚拟学生在现实中提出的假设和想法,通过对比标准的动作,看得出的结果,得出学生假设是否合理科学。如在跳马项目中,可以通过虚拟现实技术,将学生自己设计的动作和技巧运用到跳马动作中,查看效果,既可以看到创新的效果,又避免了不科学性带来的人身伤害。这种安全系数高的学习模式,可以放心地让学生投入练习训练中去,学生在虚拟世界中扮演主角,可以全身心投入其中,不懈努力。 如现在的模拟高仿真射击系统,就是清华大学的专家与行业企业共同合作开发的一套虚拟现实系统,利用光、声和计算机虚拟现实技术的结合造就一个超现实的比赛场景,让运动员如身临其境,计算机将精确分析运动员射击数据,时刻监控、分析运动员的训练情况,将运动员握枪的姿势和射击准度等运动员的一切射击数据记录到存储器中,并对其加工分析,对运动员的射击成绩和射击水平作出科学的判定和统计,并针对个人情况安排合理的训练科目,强化训练,巩固强项,加强弱项,提高运动员的能动性,起到训练运动员观察、分析和判断能力的效果,可以完成现实状况下无法完成的任务。这是一种全新的教学模式,安全高效的训练环境可以最大限度地开发学生的潜能,超越自己。 总而言之,多媒体的应用是对传统体育教学训练的完善,是应时代要求和教学训练需求而诞生的。教练要注意加强与学生之间的交流和沟通,尊重学生的心理发展规律,课件制作要坚持以人为本,为人所用,给学生充分思考的空间,激发学生想象思维和创新意识。同时要注意推陈出新,创新教学训练模式和教学理念,并不是完全弃之,而是要在其基础之上剔除陈旧,融入新的生机,更好地为教学训练活动服务,发挥出多媒体技术的优势,激发学生兴趣,调动学生积极性,提高训练质量。
浅谈微特电机技术:驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术探讨 摘 要:在驱动领域中,微特电机的应用越来越广泛,可靠性问题影响到其能够得到顺利应用,为此,加大对微特电机的研究,进一步提高其可靠性,是避免故障、减少损失的前提。本文主要探讨了微特电机的控制系统可靠性技术,主要目的是为微特电机日后的应用提供有效的借鉴和参考。 关键词:驱动领域;微特电机;控制系统;可靠性技术 20世纪30年代,微特电机开始兴起,它是应军事装备、科学技术发展而快速发展起来的一门技术,按照其用途可划分为驱动用微特电机和控制用微特电机两种类型。对于驱动用微特电机来说,转换能量是其最主要的任务,在农业、工业等各个领域中发挥着不可替代的作用。在微特电机及其控制系统运行过程中,电力电子器件不可避免地出现故障现象,影响到电机驱动系统的可靠性,尤其是在军事装备以及航天等重要领域,对电机驱动系统可靠性要求更为严格。为此,加强对驱动用微特电机系统可靠性技术的研究,具有重大的现实意义。在国际的相关研究成果中,把可靠性技术划分为冗余和容错两种方法。本文主要是从微特电机驱动系统可靠性、系统主要故障进行分析,并在此基础上提出提高微特电机驱动系统可靠性建议,希望能够引起国内相关科研人员的高度重视,加大对驱动用微特电机及其控制系统的可靠性技术研究,推动国内在此领域技术进一步发展。 1. 可靠性理论概述 所谓的可靠性主要是指在规定的时间以及条件内,产品可以顺利完成某一规定功能的一种能力,或者说是产品维持功能的时间。电机驱动系统在多个领域当中都得到了充分应用,电机驱动系统在不同的场合完成规定功能的能力也会存在差异。例如:对于电动车来说,虽然它的驱动系统有一部分发生了故障,但因为系统具备容错能力,为此可以带故障继续运行,及时电动出的转速质量在不断地下降,这些故障不会影响到它的运行。可以及时把电动车送到维修店进行维修,在这种情况下,可以说电动车在存在故障的情况下顺利完成了规定的功能,它的功能并没有失效。又例如,对于高射炮来说,它的3个主要功能分别为射速、射程和命中精度3个方面,如果该电机驱动系统发生了故障导致仅有两个功能符合要求,这种情况下是不能说明其顺利完成规定的功能。所以,在判断一个产品是否顺利完成规定功能,首先需要把判断故障的主要依据明确出来,接着再于实际情况进行结合分析。工况不同,判断产品功能失效的标准也会有所不同。 2. 电机驱动系统主要故障 一般来说,电机驱动系统的故障情况可划分电气故障和机械故障两种。 不同的类型,其表现出来的故障也会存在差异。对于电机结构来说,其内部一般存在励磁绕组和电枢绕组两套绕组。因此,电机本体内的主要故障主要是指励磁绕组和电枢绕组两套绕组发生短路或者断路。对于永磁电机来说,其电机体内只有电枢绕组没有励磁绕组。在条件相同的情况之下,绕组发生故障的几率往往比较低。但是,永磁电机自身也存在一定的局限性:因为永磁体主要是在转子的表面进行安装且不容易冷却,容易导致高温发生退磁故障现象。在运行环境一样的条件之下,和其他一般的电机对比,开关磁阻电机发生故障的几率也是比较低,因为在内部均不存在永磁体,也不存在绕组。 一般来说,电机本体故障主要分为以下几种情况: (1)绕组发生断路。 (2)绕组匝间、绕组出线端、绕组相间发生短路。 (3)永磁体励磁发生故障。 此外,驱动电路的功率变换器故障也是电机驱动系统的故障表现,一般可分为以下几种: (1)直流母线接地。 (2)输入电源对地短路。 (3)开关器件操作过程中发生失误。 (4)功率开关器件操作过程中,发生断路。 对于电机驱动系统来说,要具备高可靠性应满足以下几个基本特征:电机的结构设计以及驱动控制电路相间的电耦合、磁耦合、热耦合可以达到最小,当发生以上描述的各种故障的时候,可以及时对一部分故障进行物理隔离,在最大程度上降低故障产生的影响,即发生一个或者多个故障的时候,电机依然可以在仅符合某一种技术指标的条件下带着故障继续运行,具备比较高的可靠性。 3. 如何进一步提高微特电机驱动系统可靠性 一般来说,可通过以下几个有效途径来进一步提高微特电机驱动系统可靠性: 3.1 从驱动电路拓扑结构着手 不断开发高容错性的驱动系统电路拓扑结构是提高微特电机驱动系统可靠性的关键。在一般情况下,并联冗余相和提高缺相容错能力的方法来实现高可靠性的电路拓扑结构,电路需要具备一定的独立性是两者的前提要求。当发生故障现象的时候,其他相会承担这一部分的工作,不会给其他相的工作造成任何的影响。冗余技术可以确保系统正常运行,并进一步增强电机驱动系统的可靠性。并对控制线路和相数进行备份。虽然采用冗余结构可在很大程度上提高驱动电路的可靠性,但是由于用相的驱动电路增加了,也进一步增加了整个系统的成本,在一定程度上造成累赘以及浪费。 3.2 从电机本体结构着手 电机本体自身具有良好的容错性,对于SR电机来说,双凸极是其主要的结构,磁体、绕组、电刷等都没有在转子上安装,由于结构比较简单,当其处在高速度运行状态系的时候可以降低故障发生几率。集中绕组是R电机定子主要采用的方式,从空间上来分析,相对的定子极串联形成一相,所以它们之间是相对独立的,这种独立又可以分为电路的独立和磁路的独立。当发生短路或者断路等故障的时候,不会给其他相关的工作造成影响,利用检测装置,对故障及时进行监测,并及时在该系统把该相进行切除,防止电机运行的过程中出现故障。当电流一定的时候会不但会促使转矩脉动不断变大,还会促使平均转矩不断下降,为了提高电机在断路故障下的运行特性,把驱动电路分别于每一个极下的绕组互相进行连接。如果在运行的过程中,某一极绕组发生了故障,且该极下绕组电压为零,此时电机的转矩主要是由该相的另外一极的绕组来产生。但是,当SR电处在这种结构下发生故障的时候,不但会产生比较大的径向力,还会导致电磁力产生不平衡感。针对这些存在的问题,使用双绕组结构的SR电机进行布局可以进行弥补。 3.3 从传感集成技术着手 在电机驱动系统中,传感器是重要的组成部分,发挥着无可替代的作用。与此同时,它也其中一个安全隐患之一,长时间使用之后,受到各种因素的影响,传感器会出现不同程度地损坏,加之灰尘会给光电信号造成阻挡,容易导致系统发生故障,给整个驱动系统的正常运行造成影响。为此,在电机驱动系统的传感器集成技术方面还需要进一步深入研究,才能进一步提高系统的可靠性。 在无位置传感器技术方面,很多国外相关学者也进行了大量的研究,并或缺了很多成果,总结出很多方法。一般来说,无位置传感器检测方法主要是通过构造一个转子位置信号的检测电路,而不是在定子上直接安装位置传感器。采用较为先进的检测技术和计算机技术,主要从硬件、软件两个方面来着手,电机本身具备一定的电压、电流参数,可以充分借助这些参数达到获取转子的位置信息的目的。续流二极管法、查表计算法、反电势法以及查表计算法等等都是经常被使用到的方法,且都比较成熟。此外,在国外有很多类型的研究成果,研究者主要借助相关的软件和硬件对电机驱动系统的温度传感器以及电流传感器进行研究,并取得了较为理想的研究成果,这些成果为日后微特电机驱动发展以及应用提供了有效的借鉴和参考。 结语 综上可知,对高可靠性的微特电机及其控制系统进行开发具有重大的现实意义。本文分析了可靠性工程的基本原理,并探讨了提高微特电机驱动系统可靠性的有效途径,虽然对于微特电机驱动系统可靠性技术的研究取得了一定的成果,但由于起步较晚,技术还未完善,理论和技术还需要加以完善。 浅谈微特电机技术:微特电机的误差测试分析 【摘 要】当今社会文明最基本的支撑技术中有一项就是电机技术的发展和广泛应用,电机的使用改变了我国传统的生产和生活方式。而微特电机是电机技术领域最先进、最活跃、最具有潜力的一个分枝。在我国已经渐渐发展成为一个相对比较完善、独立的产业体系和技术体系,并且拥有自己的一套技术考核标准,成为应用较为广泛的一个电机门类。 【关键词】微特电机;误差测试;分析 微特电机在人们的生产生活中使用较为广泛,为人们带来方便的同时也存在一些问题,需要对微特电机的测试误差加以控制。微特电机的测试误差是测量过程中无法避免的,测量技术中检测仪器的测量误差和误差的记录方法一直是备受大家关注的话题。 一、微特电机的发展方向 微特电机的发展方向大致分为六个方面,第一,机电一体化的发展趋势,此阶段的特点是借助数字化的传感器、集成化的电路等技术实现电机系统的机电一体化。第二,高智能化的发展趋势,对电机的转矩、运行速度等进行了控制。第三,小型化和微型化发展趋势,追求低噪音,电机小巧的特点。第四,永磁无刷化的发展趋势。第五,直接驱动的发展趋势,要求高速大功率。第六,大功率集成化的发展趋势,追求电机驱动单元的网络集成化。 二、交流异步感应电机转速测量 电网频率的大小直接影响着交流电机的同步转速,电网频率低,交流电机的同步转速就慢;电网频率高,交流电机的转速就快,电机的实际转速随着电网频率的高低变化而发生变化,电网频率的不稳定导致交流电机转速出现不稳定。为了加强对交流电机转速的控制,有了相对转速和绝对转速的区分。相对转速是交流电机在50Hz电源频率标准下的转速;绝对转速则是电机运行标准中一分钟的实际转速。电动机的相对转速和绝对转速随着电网的频率高低呈现出两条不同的波浪线,当电网的实际频率大于50Hz的标准时,相对转速高于绝对转速;当电网的实际频率正好是标准的50Hz时,相对转速与绝对转速相同;当电网的实际频率小于50Hz的标准时,相对转速低于绝对转速。 交流电机的测试工作需要注意一些问题,当交流电机的测试工作涉及到转速是判断电机是否合格的临界点时,需要采用相对转速作为评价的标准,就是通过电网频率的分布得到电机自动伸缩闸门的时间。电网频率最高时,电机的转速也最快,闸门自由伸缩的时间最短,测量的结果是相对于标准50Hz的转速;电网频率最低时,电机的转速最慢,闸门自由伸缩的时间最长,测量的结果同样是相对于标准50Hz的转速,通过这种方法补偿电源频率不稳导致的误差,对电机的转速做出正确的评价。如果闪光测速仪中配备了50Hz相对转速测试的功能,交流异步电机的转速测试最好采用相对转速的测试档,以此避免因电网频率变化造成电机测试误差;如果没有具备相对转速测试档,需要对电网的频率进行鉴别。 三、多级旋转变压器电气误差测量中相对误差与绝对误差 相对误差是用户使用的标准指南,反映了“基准电气零位”误差偏离实际值的大小,使用者通过产品的相对误差值就可以知道使用过程中产生误差的大小。相对误差是对产品提出的更高生产要求,即使相对误差是绝对误差的两倍甚至是极端值,只要绝对误差很小,生产出来的产品就是合格的。相对误差符合电机的实际使用情况,所以现行的多级旋转变压器电气误差测量中普遍采用相对误差的表示方法。传统的电气误差标准只在乎生产制造,忽视了用户的使用环节,因此现行的误差标准针对传统标准的弊端做出了修改。相对误差标准对产品的生产规格和测试环节都提出了更加严格的要求。相对误差把“基准电气零位”作为参考点,真实、准确的反映电机的误差,误差的测试环节具有重复性。绝对误差可以选择“基准电气零位”作为测试的参考点,也可以选择其他的“电气零点”为参考点,两者测量出的绝对误差值都是固定不变的。因为相对误差选择“基准电气零位”作为误差测试的参考点,具有一定的局限性,无法精确地评点电机合格与否。 四、步进电动机的步距误差测量采用绝对误差 步进电动机步距误差分为累积误差和分步距误差。累计误差是指根据步进电动机起始位置的相对值、每一步转的实际角度与理论值的差,选取这一周转动中最大正值和最大负值的绝对值之和记为步进电动机步距误差测量中的累积误差。分步距误差是步进电动机每一步实际歩距和理论歩距之间的差,通常选取一周中步距误差绝对值中最大的数值作为实际的分步距误差。累计误差的测试点是随机选取的,因此累积误差不能采用相对误差进行表示,不同测试点产生的误差数值不同,误差的测试工作不具有重复性。绝对误差测试中无论测试的参考点是什么,都不影响误差值的变化,符合了步进电动机误差测试参考点随机性的特点。分歩距误差实际上是相对误差,测量得到的误差数值大小一样,只是测量误差选择的起点不同,每个起点中表示误差的符号不同。 五、微特电机误差和仪器仪表误差的不同之处 微特电机测量的绝对值中没有理论上的真值,只是有类似于真值的数值。例如步进电动机误差测量的歩距角和位置角,都只是理论上的角度,绝对误差就是测量时电机实际的旋转角度和理论角度的差。还有一种绝对误差测试中只有实际值没有理论数值,例如多级旋转变压器电气误差测试中测量得到的电气角度影响着正切函数电桥绕制的准确率。仪器仪表的绝对误差是测量值与真值的差,具有正负数的区分。真值需要借助高一级的测量工具得到,在没有利用低一级测量工具得到的测量数值时,此数值也只能是实际值,不可以称为真值。 仪器仪表误差的表示方式和电机产品的误差表示方式基本一样,但是由于电机产品误差测量具有一定的特殊性,误差的表示方法也存在一些不同。例如相对误差的表示方法,仪器仪表采用百分比的表示方法。虽然电机中旋转变压器的余弦函数采用百分比的表示方法,但在实际的操作过程中为使用的方便通常用各点的角度误差代替百分比的误差表示方法。多级旋转变压器电气误差的测量不能选用百分比的表示方法。多级旋转变压器电气误差是以“基准电气零位”为标准的电机实际旋转的角度和理论电气角度的差,并且即使随着转角的角度不断增大,误差数值的大小基本不变,误差数值之间不存在任何比例关系,因此多级旋转变压器电气误差用“基准电气零位”的最大正负值表示误差,不采用百分比的表示方法。 六、结语 伴随着科技的进步、经济的飞速发展和社会文明的不断进步,微特电机凭借它自身高效率、高节能和机电一体化的特点会迎来一片快速发展的新天地。虽然我国微特电机使用范围广泛,但是微特电机的产业结构布局还不完善,微特电机的技术水平发展还比较落后。我国必须加大微特电机技术研发方面的资金投入,提升微特电机在市场竞争中的核心力,使我国微特电机的发展迈向一个新的高度。 浅谈微特电机技术:《微特电机及系统》教学改革与实践 摘要:《微特电机及系统》是电气工程及其自动化专业运动控制研究领域的一门重要的专业课。针对新成立的应用型本科院校,为了提高教学质量,培养高素质复合型应用人才,本文从教学内容、方法、手段以及实践环节几个方面,提出了《微特电机及系统》课程建设的改革与实践。实践表明,学生学习《微特电机及系统》的积极性和主动性提高,激发了学生的创造型思维,在教学实践中取得了较好的成效。 关键词:微特电机及系统;教学改革;实践;电气工程及其自动化 微特电机系统通常是由与常规电机结构、性能、用途或原理不同,体积和输出功率较小的微型特种精密电机、控制器及驱动硬件电路组成的复杂系统。融合了电机、计算机、电力电子、控制、机械、新材料和新工艺等高新技术,是现代武器装备、工业自动化、办公自动化和家庭生活自动化不可缺少的重要技术[1]。本文结合新成立的本科院校的特点,以培养应用型人才为目标,准确定位本课程在电气工程及其自动化专业中的地位和作用,对现有的教学内容、方法及实践环节进行改革与实践,为培养高素质创新型应用人才提供必须的平台与保障。 一、教学改革与实践 1.人才培养目标定位。针对新成立的应用型二本院校的特点,明确人才培养目标定位,在明确课程地位的基础上做好课程性质、任务和教学目标的细化工作[2]。学校提出以“应用型人才”作为人才培养的最终目标,落实到《微特电机及系统》这门课程中,就是要培养出能够将微特电机技术、控制技术和计算机技术相结合,能够在微特电机系统遇到的问题中,分析、定位好问题的所在,提出问题解决方案的应用型人才。 2.教学内容的改革与实践。①增加预备知识。《微特电机及系统》是以电机学和电机拖动基础等课程为基础,但有些同学电机基础薄弱,因此在课程讲授前,应将电机学的基本内容和概念作详细讲解[3,4],为进一步学习打下基础。②优化课程体系,调整教学内容。笔者所在的学校电气工程及其自动化专业主要分为电力系统、高电压技术与电气工程三个学科方向。教学计划将课程分为:公共基础课、专业基础课、专业限选课、专业任选课等,缩短专业课程的学时,精简课程教学内容,形成“伺服电机—测速发电机—步进电机—自整角机—旋转变压器—永磁无刷直流电机”的教学主线,通过试点,取得了满意的效果。③增加新型电机教学内容。随着控制技术等相关技术的发展,电机在很多方面突破了传动概念,已经不再局限于传动的电磁理论,而是与其他学科相互结合、互相渗透。 3.教学方法与手段改革。①采用推理式教学方法。采用推理思路教学,如交变电流交变磁场交变磁通交变电势电流电磁转矩,推动转子旋转,进而输出机械功率。通过诸如此类的推理式教学,学生不仅可以准确理解“电机的本质就是一个能量转换工具”,而且有利于他们理解电机的可逆性原理。②采用对比式教学方法。大部分微特电机在结构和分析方法上存在共性内容,因此,比较不同种类的微特电机结构和原理,根据已经学习的内容帮助学生掌握新知识。如学生对开关磁阻电机和磁阻电机的原理和控制方法理解比较困难,而对步进电机非常熟悉,这时,可根据步进电机工作原理和控制方式来讲解开关磁阻电机的内容。③互动法教学。采用互动法教学,积极发挥学生的主观能动性,如在讲解直流测速发电机的结构和工作原理时,应根据其与普通直流发电机原理的相似性,提问学生,让学生回忆已学过的直流发电机的相关内容,然后再分析直流测速发电机的独有特性。同时还可以采用课堂讨论的方式,如解决永磁式同步电机启动问题,首先讨论得出无法自启动的原因:第一,转子本身存在惯性;第二,定、转子磁场之间转速相差太大,进而得出永磁式同步电机自行启动方法:在转子上安装启动绕组,启动时,依靠鼠笼式启动绕组产生电磁转矩,使转子转动起来,当转速接近同步速时,定子旋转磁场就与转子永磁磁场相互吸引牵入同步。这样通过讨论和归纳,学生就明白了为什么永磁式同步电机转子上会安装启动绕组。④理论联系实际教学。学习《微特电机及系统》目的是为了应用,教师讲解时只要重点把握微特电机结构和基本原理,并增加应用实例,激发学生的兴趣。如在讲解微特电机的基本用途时,一枚导弹中需要60多台电机,仅一艘潜艇导航仪表配套设备就用90多台电机,并采用多媒体动画教学的方法演示随动系统跟踪和定位过程,形象地让学生了解随动系统中的力矩电动机、自整角机和伺服电动机在其中所起的作用。当学生听到和看到这些生动的微特电机应用实例,他们就会明白《微特电机及系统》这门课程和高新技术是紧密结合的,具有广泛的用途,能激发学生在课堂上的学习兴趣。 二、实践环节的改革 1.理论教学穿插实验教学。结合电子与电气工程学院电工实验中心为国家与地方共建项目的契机,添置了新的微特电机教学模型和实验设备,在进行理论教学的过程中穿插实验教学,教学模型通电时,可以让学生直观的看到电机运行中的起动过程、制动和可逆等。因此,学生在学习理论知识的同时,对电机也有了直观的认识。 2.严格要求实验预习报告。在学生进入实验室之前,应详细检查学生的预习报告,应该包括以下几个方面:本实验的目的、该电机的结构和工作原理、电机的静态特性和调节特性、转速如何调节、主要性能参数和指标有哪些、控制系统硬件组成、完成本实验需要用到的仪器设备、实验的具体步骤等,可通过提问的方式完成实验预习的检查,使得学生对实验有整体的把握,使他们带着目的做实验,这样在实验过程中易于发现、解决问题。 3.增加设计性综合实验。传统的实验教学都是单一的验证型实验,为培养创新性应用人才,设计性综合实验势在必行。在设计性综合实验中,教师只需给出实验目的、实验要求和注意事项,具体的实验方案和实验步骤、以及所需的仪器设备,都由学生自己拟定。 4.专业方向课程设计。由于《微特电机及系统》课程的特殊性,通常的考核方式难以体现学生的学习效果,在结束理论学习后,要增加两周的专业方向课程设计对学生进行考核,将每五个学生分成一组,选择以不同的微特电机为对象,给出设计要求,完成控制系统硬件和软件的设计工作,最后通过答辩确定学生成绩,这样可以充分激发学生的创造性。 《微特电机及系统》是一门内容丰富、理论抽象、实践性非常强的运动控制方向专业课程。在课程教学中,应进一步丰富内容,尽可能大的提高学生学习的积极性和主观能动性,采用多种灵活的教学方法,注意理论联系实际,特别注重实践教学环节,改革课程考核方式,拓展学生的知识面,培养学生的创新意识和动手能力,从而取得令人满意的教学效果。
电力光纤通信设备的运行和维护:光纤通信设备在电力通信网中的应用分析 摘 要:随着我国社会的进步,经济水平的不断提高,电力工业得到了飞速的发展,通信和计算机等方面的技术越来越多的应用于电力行业,所以对电力通信网的内存储量和网络的稳定性提出了更高的要求。光纤通信设备以其容量大、扩大容量简便、可高兴强、通信质量优及方便转型等诸多特点在电力通信行业得到了越来越多的重视,可以说是通信行业的重要手段,本文首先就电力通信网的结构及特点进行了细致的阐述,然后分析了电力通信网络传输的具体要求进行了分析。就光纤通信设备字电力通信网中的实际应用进行了分析,然后对今后光纤通信设备在电力通信网中应用的主要事项及在日常生活中维护的注意事项进行了一一阐述,目的是促进光纤通信在电力通信网中的良好应用。 关键词:光纤通信设备;电力通信网;应用分析;网络传输 1 前言 光纤通信的主要特点就是容量大、抗干扰能力强、功能性持久,并且还能进行大批量信息的远距离传输,这些特点使得光纤通信得到了电力通信行业的广泛应用,是电力通信行业发展的主要方向。光纤通信的主要原理就是利用光导纤维进行信号的传输,然后实现信息传递的功能,故光纤通信也成为光导纤维通信,在光纤进行通信传播的时候使用的纤维,不是一个单独的纤维,而是使用多根纤维聚集在一起的纤维束,这个纤维束也就是我们平时所讲的光缆。作为传输介质的光纤主要分为两种通用介质和传输介质,作为功能器件的光纤主要应用于光波的分频整合放大调频等工作并且经常作为某种功能性原件出现。 2 电力通信网的结构以及特点分析 光纤、微波及卫星电路组成了电力通信网的主干路,电力通信网的各个附属支线充分利用电力线载波、特殊光缆及光纤束等各种各样的通信设施,再加上远程控制交换器、总调度器等一系列的设备及元构件组成了用户广泛、功能齐全的综合的通信网络。电力通信网存在的主要形式有以下几种:光纤通信、载波通信、声频电缆及扩频通信设施等 3 电力通信网络传输的具体要求以及解决方案 电力通信网是一种专用网,它的作用不仅仅是为电力行业的生产、电力调度进行服务,还要进行信号的传送,这些信号包括远动信号、自动化办公信号和用电保护信号等,基于电力通信网络如此复杂的工作,它的可靠性。扩展性等特性都有着非常高的要求,我们来对具体的要求进行细致的分析。 首先,电力通信系统必须具备高可靠性,由于电力通信的特点决定了其在任何情况下,无论刮风下雨,春夏秋冬都不能中断服务,这就要求电力通信系统必须具备稳定性好的特点。光纤传输的质量较高,由于传输信号是通过光纤内部进行传播的,所以也几乎不受外界环境的干扰,在自身的性能方面是比较稳定的;其次,应该具备的特点是便于进行业务扩展,电力通信行业是不断发展的,所以企业对于其运营成本的变化也越来越快,所以这就需要能对成本进行灵活的调节,这就需要电力通信系统在配置方面应该充分考虑到网络系统的扩展性,这样能够大大减少在升级过程中对设备的报废率,采用先进的技术保证电力通信系统的良好操作性,最大限度的减少维护费用;还有一些特点就是要求通信的速度必须迅速,音频和视频效果必须是高清晰的,还有一点就是要注意能源的可持续发展,做到保护环境,光纤魇涞闹饕介质――光纤,其主要材料是SiO2,在自然界中储量丰富,因此,光纤通信的发展不会遭遇资源短缺的现象,因此现阶段的光纤传输技术从环保方面讲也是符合要求的。 4 光纤通信设备在电力通信网中的具体应用 4.1 地线复合光缆的应用 OPGW是地线复合光缆的的简称,又称为架空地线内含光缆,电力传输线束中底线中含有供电通信用的光纤结构,该种光缆主要有两个方面的作用,首先就是保护地线的电性能和机械性能不会由于光纤的变化而受到损坏,同时对光纤单元也有一定的保护作用,主要的类型有前骨架型、不锈钢管型及海底光缆型。 4.2 地城缠绕光缆的应用 地城缠绕光缆是利用专用设备将光缆以缠绕的方式架空在底线上,此种光缆的缺点是光纤芯数少所以极易断裂,但是优点是经济实惠,使用方便,稳定性也比较好。 4.3 介质自承式光缆 介质自承式光缆又称全介质自承式光缆,这种光缆的优点是在传输过程中损失较少、不易发生色散,并且介质自承式光缆的机械性能和环境性能都是比较好的,即使在恶劣的环境下光纤也不会自身受力发生不必要的损坏,由于光缆的质地都是非金属,所以质量较轻,有很强的抗电磁干扰,自称是架设的光缆韧性也是非常强的,受到外界环境的干扰小,同时抗弯曲能力也比较好。 5 工程实现过程以及注意事项 5.1 实现应用的具体过程 全面的通信网络包括三方面信息的传输、信息的接受和信息的交换,在整个通信网络系统中,传输平台是最重要的,传输层在通信网络系统中充当着传输平台的角色,所以传输层必须稳定、灵活、安全才能保证通信网络系统的正常运行。在光纤通信的网络系统中,工程拓扑结构设计有链形的也有环形的,根据线路之间的间距对对应的光纤进行合理的选择。在光缆的设置上,应该将电力系统输电线路的各个因素充分考虑在内,选用的光缆应该便宜且易于安装,在使用的过程中易于调整。 5.2 日常维护需要注意的事项 为了保证光纤通信设备的正常连续运行,相关的操作人员需要做到以下几点:首先,不要对光纤的接头进行直视,以免射伤眼睛,还要注意设备室的卫生,减少灰尘入侵;其次,对设备室内的温度以及湿度都要随时注意,最大限度的保证设备在规定的温度下进行工作;在对光纤的接头进行插拔时,应该特别小心,以免对光纤产生损害造成折断,在不使用时,应该用护套将光纤的连接器包好,防止灰尘入侵,影响设备的精密性和使用寿命。 6 结语 综上所述,光纤通信设备在电力通信网中得到了广泛的应用,并且满足了电力数据、音频、视频等多种传输需要,同时也提高了网络通信的实时性、速度性和稳定性,保障了电力通信网络的安全经济运行,促进了行业的健康快速发展。 电力光纤通信设备的运行和维护:浅谈电力光纤通信设备及其运行维护措施 【摘 要】本文介绍了光纤通信分类,分析了SDH 设备常见故障与原因、提出了在故障定位及排除的常用方法。 【关键词】电力光钎;通信分类;SDH 1 光纤通信 1.1 光纤通信分类 光纤通信是指利用激光作为载波信号,通过光纤来传播信息的通信系统。是当今社会应用最为广泛的通信系统。单模光纤是指仅允许一个模式传播的光纤通信,传播路径单一,适用于长距离传输。单模光纤芯径小,宽带大,无模间色散,同时需要使用半导体激励器 LD 激励。多模光纤是同时允许多个模式进行传播,传播路径较多。光纤芯径大,可使用发光二极管 LED作为光源。但是由于存在模间色散现象,只适用于短距离传输。 1.2 光纤的传输特性 1.2.1 损耗特征 光纤损耗的原因有吸收损耗、散射损耗和附加损耗等。吸收损耗是指光波通过光纤材料时,有一部分光能会变成热能,造成光功率的损耗。由于光纤的材料、折射率等的缺陷或不均匀,造成光纤中传导的光与微小粒子相碰撞发生散射,引起的损耗称为散射损耗。附加损耗主要有微弯损耗、连续损耗和弯曲损耗等。 1.2.2 色散特征 光纤通信中的信号是通过不同的模式成分携带的,其传输速率也不同,到达光纤端时有时间差异,从而引起的一种波形畸变的现象成为色散。光色散因不同颜色的光折射率不一样、折射角不同而分开。色散又可分为:模间色散、波导色散和材料色散。 1.3 光纤通信的优缺点 1.3.1 容量大 光纤通信路如同宽阔的马路,准许通过的车辆多,运输能力强。通信线路的频带宽,容许传输的信息多,通信量大。 1.3.2 损耗低 石英光纤在 1.55 mm 波长区内的损耗极小,可以低到 0.18Db/km。同轴电缆通信的中继距离只有短短的几公里,而光纤通信系统的最长中继距离已达到数千公里,甚至数万公里,远远优于同轴电缆通信。 1.3.3 保密性强 普通电子通信较容易被人偷听,光纤通信具有很强的保密性能。因为光在光纤的传输过程中不会离开光纤和向外辐射电磁波,即使在拐弯弯度大的地方,漏出包层的光也微乎其微。 1.3.4 抗干扰能力强 光纤属于绝缘体。不怕雷电和高压,电磁源干扰影响小,抗核辐射能力强等原因都使光纤具有强抗干扰能力的特性。 1.3.5 体积小,重量轻 光纤体积小、重量轻、柔软易弯曲,运输、铺设非常方便。1 kg 的高纯度石英玻璃相当于成千上万公里的光钎重量。 1.3.6 光纤材料丰富 普通电线主材主要是铜、铅等有色金属,属于有限资源,受储藏量、开采量的影响。而光主材是普通的石英砂,地壳化学成分有一半是石英砂,储存量大,价格也较低。 1.3.7 其他优点 光纤材料耐腐蚀力强,架在空中、埋于地下都可以。再者,具有较强的耐高温能力。适用范围广,可实现多功能传输、传输多种信息的功能。 1.3.8 光纤通信的缺点 光纤通信也有其缺点,如易折断、连接困难、耐低温性较差、防潮性差。我们在使用光纤的过程中,要努力克服这些困难,将光纤的优点发挥至最大化。 2 光纤通信发展趋势 2.1 收发模块 光纤通信是现代社会信息通信的主要手段。光收发模块作为光纤接入网的核心器件,在推动了光纤网络的配置更加完备合理优化、光纤传输向低成本方向发展等方面起到重要作用。通信设备在不断发展,体积越来越小,要求的接口板包含的接口密度越来越高。为获得利润最大化,要求光纤向低成本、低能耗方向发展。光收发模块未来发展方向是超高频、超高速、超大容量、远距离等。 2.2 真正实现光纤接入(FTTX) 在 FTTX 领域中,我国仍处于起步阶段。发展前景优良。三网融合、光电子器件的进步发展,光收发模块和光纤的价格正在逐步降低等情况都加速了 FTTH 的实用性发展。FTTX 将是光通信市场的主要需求之一。 2.3 新型光纤光缆 为求得更大运输量,更大传输率,发展新型光纤光缆成为光纤传输发展方向之一。现代信息社会已出现两种不同的新型光纤。即非零色散光和无水吸收峰光纤,可适应不同的干线网和城域网的不同发展需求。从长远的发展方向看,XPON 技术是未来宽带接入技术的发展方向。但是当前的技术发展、高成本等情况远远不能满足大面积使用新型光纤。发展新型、低成本、高频率的光纤是光纤通信的发展需求。 2.4 光互联产品 网络链路层为了直接连到高性能路由器的光纤波分复用(WDM)“专用”的互联网被称作光互联网。光互联网可满足用户日益增长的宽带需求和预计网络发展而产生的大容量需求。光互联产品主要有:光发放大器、转换器、光交叉连接器、光交换路由器等。使用光联网具有更大的灵活性。随着光交换和全光路由技术的发展成熟,光互联网会发展越来越广泛。 2.5 全光网络 传统意义的光网络实现了节点间的全光化,但网络结点处仍采用电器件,限制了通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。全光网是光纤通信术发展的最高目标,理想阶段。全光网络是以光节点代替电节点,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。减少节点间损耗,提高传输速度。 目前,全光网络的发展仍处于初期发展阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM 技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 3 SDH 设备常见故障与原因 3.1 故障定位原则 故障定位一般应遵循“先外部,后传输;先单站,后单板;先线路,后支路;先高级,后低级”的原则。 3.1.1 先外部,后传输 在确定故障时,应先排除外因造成的故障,例如检查光缆连接是否完好、网管系统是否正常、是否是交换故障等。 3.1.2 先单站,后单板 排查故障时,首先要准确判断故障是出自哪个站,然后再具体定位故障是出在该站的哪一块板。 3.1.3 先线路,后支路 在 SDH 设备中,线路板的故障经常会引起支路板的异常告警。在故障定位时,需要遵循“先线路,后支路”的原则。 3.1.4 先高级,后低级 定位故障时,先分析告警级别,首先处理高级别的告警(如危急告警、主要告警),因为这些告警已经严重影响通信,所以应马上处理;然后再分析较低级别的告警(如次要告警和一般告警)。 3.2 在运行维护工作中故障定位及排除的常用方法 一般情况下,当故障发生时,首先可通过登录 SDH 设备的网管系统进行查看,对告警事件、性能数据和信号流向分析,初步判断设备故障范围。笔者将常见的设备故障检查方法归纳为 6 种:告警性能分析法、环回法、替换法等。 3.2.1 告警性能分析法 告警性能分析法是通过 SDH 设备的网络管理系统获取告警和性能信息,分析信息数据,进行故障定位。此方法可以全面了解全网设备的当前或历史告警信息;一般告警灯常有红、黄、绿三色,红色表示紧急告警及重要告警;黄色表示次要告警及一般告警;绿色表示系统正常运行。也可通过机柜顶部指示灯和单板告警信息,定位故障。将故障分级,及时处理高级告警。 3.2.2 环回法 环回法是 SDH 设备故障定位最常用的方法之一。环回法有多种方式,例如:内环回与外环回、线路环回与之支路回环、远端环回与本地环回等。维护人员进行回环操作时,应先进行环回业务通道采样工作。从多个有故障的站点中选择一个站点,再从所选站点的多个有故障的业务通道中选择其中一个。画出所采业务的路径图。图中需表明业务源、通道所经站点等,最后逐段环回,定位故障站点或单板。 3.2.3 替换法 当维护人员不确定某一器件是否有故障时,可用一个正常工作的器件替换它。得以定位故障,排除故障。本文所说的器件可以是模块、芯片,甚至是一段光纤。该方法较适用于排除外部因素。如光纤中断、交换故障等问题。故障定位到站时,可用替换法排除单板的问题。 3.2.4 配置数据分析法 分析设备当前的配置数据,例如:时隙配置、板位配置、复用段的节点参数、线路板和支路板通道的环路设置、支路通道保护属性等,分析以上的配置数据是否正常,来定位故障。若配置的数据有误,需进行重新配置。 3.2.5 仪表测试法 仪表测试法顾名思义,是指采用各种仪表、光功率计、光反射造仪、SDH 分析仪等来定位故障。例如:用 2 M 误码仪测试业务通断、误码;用万用表测试供电电压,检查电压过高或过低问题。 3.2.6 经验处理法 在一些特殊的情况下,通过复位单板、单站的掉电重启、重新下发配置等手段可有效及时地排除故障,恢复业务。但建议此方法应尽量少用,因为该方法不利于故障原因的彻底清查。遇到这种情况,除非情况紧急,一般还应尽量使用前面介绍的几种方法或请求支援,尽可能地将故障定位出来,以消除设备内外隐患。 4 光纤通信设备维护内容 SDH 光传输系统的维护内容,包括光缆设备、电源、配线架等附属设备的维护。具体要求如下: 4.1 保证设备工作条件 保证通信设备的正常工作环境。例如供电条件、传输设备工作的直流电压――48V±20%,允许的电压范围――38.4~-57.6V。SDH 网管监控系统和本地维护终端用的计算机是专属设备,禁止挪用,以免病毒侵害。 4.2 故障排除 判断处理系统故障。根据告警指示和故障现象,进行排除,故障地位,找出故障原因。在最短时间内解决故障,确保通信设备正常运行。 4.3 集中维护 通信设备维护常采用集中维护方式,可成立维护中心,将维护人员和必要的维护仪表集中在一个主要站,设备较少的站可不设值日维护人员。 5 运行维护人员工作要求 光纤系统的运行维护是一项细心缜密的工作,要求维护人员严格按照规定操作。 5.1 做好安全、清洁工作 处理光接口信号时,不得将光发送器的尾纤端面或其上面的活动连接器的端面对着眼睛,并注意尾纤端面和连接器的清洁。 5.2 做好防静电工作 在操作机盘前,必须戴上防静电手腕,同时保证其有良好的接地。更换机盘时,也需要戴上防静电手腕。将换下的机盘及时装入防静电塑料袋,并置于防静电环境。 5.3 加强操作技能 熟练掌握工作人员所维护传输设备的基本操作。熟练掌握组网拓扑情况、保护属性、业务分配情况、时隙配置情况等。做好设备日常巡视工作,最大化地保证设备安全运行。 电力光纤通信设备的运行和维护:探讨电力光纤通信设备的运行和维护 摘要:光纤通信是现代信息化社会的常用信息传播系统,具有众多优点。 关键词:电力;光纤通信;运行;维护 我国光通讯在电力通讯方面占有重要地位,光通讯的不断完善将促进通讯事业的发展。我国SDH光传输设备的工作过程还不完善,经常会出现问题。因此,做好SDH光传输设备的日常维护以及故障分析处理工作显得十分重要。本文主要从SDH光传输设备的环境要求和网管的巡视查看等方面探讨如何做好其日常维护工作,同时对SDH传输设备常见的故障和处理手段进行了研究和探讨。 一 SDH传输设备常见故障的分析处理 1分析故障的原则 在分析设备的故障时,一定要遵循一定的原则,这对于快捷有效地发现故障并排除故障十分重要。要遵循“先外部,而后传输;先单站,然后单板;先线路,然后支路;先高级,然后低级”的原则。 1.1优先外部原则 在查找故障时,首先去分析、排除外部的诸多可能因素,如断纤或者交换侧故等。如果外部因素没有问题,再检查传输。 1.2优先单站原则 进行下一步的故障分析和研究时,要尽可能地通过分析和研究来确定出是哪个站出了问题,而后再进行分析,进一步确定是该站的哪个板出了问题,要一步一步把问题分析出来,使问题得到解决。 1.3优先线路原则 线路板如果出现故障,常会引发支路板的异常告警,为此在进行故障的定位时,一般要遵循“先分析线路,后查看支路”的原则。 1.4优先高级原则 进行警告级别的分析时,首先对高级别的警告进行分析,比如主要告警、危急告警等,因为这些警告已对通信造成了严重影响,所以必须马上对其进行处理。 2故障分析法 2.1全方位故障检测法 全方位故障检测法的方法是SDH传输设备查找和定位故障的最有效方法。全方位故障检测法,就是通过对整个线路运行通道进行的一种全方位检测,然后根据定位来具体查处存在的问题。全方位故障检测法较实用,可多次运用此方法击破多处存在的问题。在进行全方位故障检测时,一般采用以下步骤,首先应对整个通道进行采样,也就是从多个有故障或存在问题的站点中选出其中一个站点,尔后在这个站点的多个可能有问题的通道中选出一个,经过分析后画出这个业务一个方向上的路径图,标出业务源及所经过的一些站点等信息,最后采用逐段检测的方法就可以定位出故障的站点及单板。 2.2信号指示信息分析方法 信号指示信息分析法就是在网络管理的总站取得有关设备的相关信息,包括性能参数、运行工况以及设备的网络运行状况等,根据相关信息对设备进行维护和故障排除工作。具体的实施方案:首先,通过网管来获取一些重要的指示信息以及性能的信息,综合有效汇总后,进行故障定位工作,进而迅速、有效地解决存在的故障。与此同时,可以全面的了解全网设备历史的或当前的与设备有关的重要信息,这对以后有效预防此类故障有重要意义。 二、设备维护 1.熟悉掌握情况 光缆的维护人员主要包括线务和机务,以站内外分开,运行维护人员必须熟练掌握站内外的各种情况: 1.1光缆线路 光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分,维护人员要熟练掌握光缆线路的长度、跳纤、芯数及接头情况;开通设备具体光纤的型号、长度、光纤段衰耗值及备用纤的情况等。 1.2站内设备 主要包括设备制式、型号、配置、接口情况、各种告警灯及其他指示灯的现实情况,比如光端机发送|接受指标及开通时的具体测试值;设备供电、ODF架跳纤、本地维护终端等情况。 1.3仪表、工具、器材、资料 常用仪表的操作性能及使用。常用工具、器材的使用,如卡线钳、压接钳、法兰盘、尾纤等。资料登记情况,如光缆竣工资料、光缆线路路由图、配线资料、设备技术说明书、障碍登记、施工熔接记录等。 2.机务故障处理原则 故障处理原则是,先处理干线系统,再处理支线系统;先排除站内故障,再排除站外故障。对于某个线形网络或支线系统的站内故障,先处理高速部分,再处理低速部分;先处理主要故障,再处理次要故障。先排除WDM设备故障,再排除SDH设备故障;先排除SDH、PDH群路故障,再排除支路故障;先分析判断主要高级别的告警,再分析判断次要低级别的告警;先排除主要业务通道故障,再排除附属通道故障。先抢先通,后修复。 常见故障类型及分析排除办法: 2.1故障类型 2.1.1光缆线路中断,整个线路总衰耗过大,某一点有衰耗突跳(接头衰耗或弯曲过度)等。 2.1.2尾纤断、弯曲半径过小、接错位置,法兰盘(衰耗器)接头有灰尘等。 2.1.3机盘损坏,网管控制错误等。 2.1.42M(155M)电缆损坏、接头不良,供电系统故障,ODF架线松动及接头错误等。 2.2分析排除常见办法 这里主要介绍一下网管监测系统之外和未配置网管监测系统的支线系统进行故障处理的方法: 观察法。设备机架、机盘提供了丰富的告警指示灯,通过观察告警灯的指示情况来分析判断故障;对于光缆、尾纤断裂,或连接器接入不好等引起的故障,也可以通过直接观察来判断。 测试法。利用各种仪表和本机系统,可对各种接口(电接口和光接口)参数及其他项目进行测试来分析和压缩故障。 环回法。近端环回和远端环回;群路和支路环回;电路和光路环回;软件和硬件环回。。实际中,可利用不同的现象,对设备和线路进行环回来压缩判断故障。 复位法。故障的出现有时候是因为某些机盘的临时死机造成的,通常对它进行复位(按复位键或插拔盘)后,即可恢复正常。 换盘法。对某些有故障的机盘或怀疑有问题的机盘,用相同型号的盘进行替换来压缩判断故障。 3.线务处理故障应注意 经机务判定是属线路障碍时,线务查修人员应立即出站巡查。此时,线务查修人员,应注意以下几点: 3.1接到障碍通知后,首先应了解故障的性质,发生故障的中继段别,携带好发生故障中继段别的线路明细资料,掌握好应携带抢修光缆程式、规格,做到心中有数,并及时报告上级主管领导,必要时,应报告当地公安机关。 3.2应立即组织线务人员携带开挖工具(直埋),上杆、摘除挂钩工具(架空)及应急抢修光缆,及时赶往发生故障中继段,对易发障碍部位进行巡查,并和维护中心光缆支援中心保持联系,发现障碍点组织人员开沟或落地,安排好保障工作。在熔接人员不能及时赶到时,可用应急光缆,临时抢通电路。经巡查确定不了障碍点时,通知维护中心光缆支援中心携带好测试仪表(OTDR)及光通信工具帮助查询障碍点。支援人员到达障碍中继段后,应准确无误地测试障碍的距离长度,判断出发生障碍的性质。并和机务人员搞好电路倒通、调通电路的配合工作,以便快速查找障碍点。 3.3查修人员查到障碍点后,应及时通知熔接人员,做好接续抢通电路监测准备工作,在光缆接续前,应对接续场地进行净化处理,应尽量保持场地干燥,光缆开剥接续是光缆线路施工中工程量大、技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程。接续时,应先抢通主要纤芯,后接续其它纤芯,纤芯接续衰耗较大,并不影响电路开通时应以抢通电路为原则,并做好记录,接续一对纤芯,开通一个系统,待全部电路开通后,可利用热备系统和备纤导通电路,改善较大衰耗纤芯。 3.4障碍抢修时,应服从统一指挥,查修指挥人员在抢修过程中,应及时向上级主管领导汇报抢修进度及情况,始终保持联络系统顺畅,做好上传下达工作。对于20芯以上光缆的接续不仅要求施工人员技术熟练,而且要求施工团队组织严密,在保证质量的前提下,确保施工的时间。 3.5障碍抢修接续完毕后,查修人员应主动和机务人员配合,问清电路开通后情况是否良好,通达地点是否正确,如有问题及时查找处理,及时恢复电路,并交付机务验证,记录号电路恢复时间。然后,查修人员应对修复现场进行清理,废料应收集装袋统一处理。 3.6抢修结束后,查修人员应记录好各种技术测试资料,将测试结果、接续资料录入微机记录,为修改线路明细资料提供可靠依据。 结束语 随着电力通信的不断发展,SDH设备将会被广泛应用,如何做好SDH光传输设备的日常维护工作十分必要。由于目前的SDH光传输系统具有运用广泛、工作量大、组网方式复杂等特点,要不断加强工作人员的日常维护工作。同时,维护设备的工作人员要不断提高自己的专业能力以及分析和处理问题能力,在工作中灵活运用以上定位原则和解决问题的方法。只有不断地研究总结和探讨,才能提升能力,更好地做好SDH光传输设备的维护.
集成电路设计专业人才培养模式探索:集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的探究 摘 要:结合当前经济形势,分析了我国集成电路设计与集成系统专业人才的供求关系以及该专业人才培养模式的局限性,以现有集成电路设计与集成系统专业的课程体系为基础,提出了基于CDIO理念集成专业的人才培养目标。以培养“具有扎实理论基础,宽扩的知识面,善于分析和解决问题的集成电路设计与集成系统专业及相关专业高级专门人才;具有专业技能、很强的实践和科研创新技能的高级人才”为目标,制定了以项目为导向的人才培养模式的具体实施方案。 关键词:CDIO;集成电路设计;人才培养模式 随着经济全球化的飞速发展,现代企业急需高技能人才,企业的用人标准逐渐提高,毕业生的就业形势越来越严峻。同时,又有相当一部分毕业生动手能力差,分析问题、解决问题的能力弱,难以满足社会要求。为了缓解企业人才的需求和大学人才培养模式之间的冲突,国内外各高校都开始积极调整现有的教学模式,提出工程创新教育与课程教学模式相结合的全新理念,即CDIO(构思,设计,实施,运行)理念。它是“做中学”和“以项目作为核心的教育和学习”的集中体现,以产品的生命周期为载体,让学生将理论知识和实践有机结合起来。在CDIO理念的指引下,培养学生的工程能力,通过对项目整个过程的构思、设计、实施和运行作为载体的操作来提高学生的工程实践能力,这些能力包括个人的学术知识,个人的终身学习能力,团队的沟通能力和系统的控制能力等[1]。 作为一门新兴专业,集成电路设计与集成系统专业具有门槛高、内容新、发展快、属于交叉学科、与产业联系紧密、实践性强等一系列突出特点。它还没有像其他专业一样形成完成的知识体系,也没有制定出专业的人才培养规范,导致我国各高校培养出来的集成电路专业人才无法适应现代企业的需要,造成高技能人才的紧缺[2]。因此,研究基于CDIO理念的集成电路设计与集成系统专业人才培养模式,切实做好集成电路设计与集成系统专业的工程教育,改革高校的工程教育模式,培养出能适应经济和社会发展需要的专业人才是十分必要的。 一、集成电路设计与集成系统专业人才培养模式的局限性 作为具有很强的工程性和实践性的专业,集成电路设计与集成系统专业的人才培养目标应定位于具有较高的工程素质、很强的实践和科研创新技能的高级人才。但由于我国集成电路专业人才培养模式存在局限性,导致企业需求与人才能力相脱节,具体局限性表现如下。 1.教学严重学术化,过分重视学生的理论教育,而轻视实践教育。在教育教学过程中,忽视了学生的自学能力和实际的动手能力,使得教学与实际相脱离。 2.专业课程之间存在知识的冗余,课程内容之间的相关性、相承性、互补性得不到有机整合,使得学生对项目的思路混乱,阻碍了学生构思能力的提升。 3.实验与实践环节缺乏系统的规划,导致实验内容陈旧,实验方法单一,实验模式过于呆板。而实验内容大多为针对理论教材的验证性实验,呆板的实验模式和实验内容很难使学生对学习产生兴趣,不能充分挖掘学生的创新能力。实践环节没有明确的培养目的,缺乏整体规划,实践环节是学生工程实践能力提高的重要环节。因此,实验与实践环节应与教学大纲相辅相成。 4.专业教师缺乏企业管理经验和工程训练能力。大多数教师虽然学位和学历很高,但一直从事教育教学工作,缺少实际工程背景和实践经验,带领并指导学生做实际工程项目时,学生遇到的实际问题得不到很好的解决。 二、基于CDIO理念集成专业的人才培养目标 集成电路设计与集成系统专业旨在培养具有良好的科学素养和国际竞争力,适应社会主义现代化建设需要的高级人才。通过基础与专业、理论与实践相结合的培养模式,培养既具有良好的文化修养和科学素质,又具有坚实的理论基础,同时具有丰富的集成电路开发、设计和工程管理能力的应用型高级人才[3]。通过大学四年的学习,使得集成专业学生毕业后掌握得以下几方面的知识与能力。 1.具有深厚的理论修养、扎实的专业基础知识、开阔的视野和高尚的职业素养。 2.具有良好的科学素养和较强的外语应用能力,对全世界科学和技术的发展动态有敏锐的观察力。 3.具有工程推理与判断、发现问题和解决问题的技能,能够进行科学研究和开发应用实际的项目。 4.具有良好的沟通、组织协调、团队合作的能力。 5.能够掌握集成电路的基本设计原理,熟悉制造工艺,能从事或参与集成领域产品的研究、开发、设计、制造、测试、应用、销售和管理工作。 三、CDIO理念下集成专业的人才培养模式的具体实施 (一)制定基于CDIO理念的专业教学大纲和实验大纲 将CDIO理念融入到专业教学大纲和实验大纲中,结合具体实际的项目制定集成专业课程大纲。大纲应体现以下四个方面的内容:基本技术和理论知识、个人的专职技能、人际交往能力和在现实社会环境中的CDIO能力。因此,制定专业教学大纲时,首先考虑在低年级引入导论课程,使学生对专业前景、发展方向有清晰的认识和了解。其次,要充分考虑课程导论与其他相关课程之间的内在关系。考虑课程的教学对象与教学目标、课程的内容、学时具体分配及主要的教学方法、实践环节的要求、课程与教师考核等问题。大纲制定过程中,自始至终都要充分体现CDIO理念、本专业的教学课程同企业项目之间的紧密关系。在制定实验大纲时要结合教学大纲,明确实验目的,将每门课程的实验按照基础类型、设计类型、创新类型和综合类型的比例合理划分,充分考虑实验学时、实验内容、使用的工具及具体方法等问题,培养学生的动手能力、创新能力和应用能力。 (二)制定基于CDIO理念的模块化课程体系 按照CDIO理念的教学大纲对学生能力的要求,结合集成专业培养应用型人才的定位,建立了以“基础课程、专业课程、实践课程、核心特色课程”相结合的模块化课程体系[4]。其中,基础课程主要由公共基础课程、素质课程、学科基础课程三部分组成,通过基础课程的学习,使学生具有良好的科学素养和文化修养的同时,又具有坚实的理论基础。专业课程主要包括专业平台课程、专业方向课程,由教师课堂传授专业知识。实践课程主要包括课程设计、生产实习和毕业设计。培养学生具有良好的科学与工程素养,具有较强的自学能力和分析解决问题的能力。核心特色课程主要包括专业选修课程,聘请国内外集成专业资深教授、企业高级人才以实际项目作为案例进行授课。 (三)举办基于CDIO理念的电子设计竞赛 电子设计竞赛是在教师启发引导下,学生通过竞赛来提高自己的自主学习能力、创新实践能力。围绕指定的竞赛题目,或学生以小组形式自主选择的题目,让学生进行构思,设计,实现和运作,将所选题目进行产品化。通过构思,分析客户的需求,预估产品的功能,设计技术方案,制定技术程序,并对小组成员进行分工,细化每个成员的任务。设计的任务主要包括产品的规划、原理设计、技术方案等。以构思和设计为基础,将最终的设计方案转变成实际产品,并对产品进行测试的过程即为产品的实施过程。对产品的运作主要包括对产品的前期程序调试,对系统功能进行改进。通过电子设计竞赛,将CDIO理念的构思、设计、实现和运作融为一个有机的整体,提高学生的工程实践能力,充分培养学生独立发现问题、解决实践问题的能力,培养学生团队合作能力和大系统掌控能力。 (四)基于CDIO理念的教学方法改革 改变传统的教学手段和教学方法,在教育方法上力求做到教师讲授与学生实践相结合,个人学习与团队合作学习相结合,让学生“主动学习”。将案例教学引入到课堂中,采用 “探究式”的授课方法,引导学生主动思考,并分组进行讨论,确定解决问题的方法,给学生创造实验环境去验证方法的可行性[5]。聘请校外专家、学者或企业工程管理人才为学生做专题讲座,进行辅导与授课,并定期派学生到企业去学习与实践锻炼。 (五)加强教师队伍建设,提高教师的CDIO能力 为教师提供去国外或者企业学习与交流的机会,让教师亲自参与到项目实训中,通过与企业项目工程师学习与合作提高教师自身的工程实践能力。聘请集成领域的国内外专家、学者、企业的项目经理、工程管理人员、工程设计人员,与本专业教师共同组建一支“多样性、复合型、高精端、产学研”的师资队伍,一起承担集成专业的人才培养任务。 针对我国目前集成电路设计与集成系统专业工程人才紧缺的现状,本文提出了CDIO理念下的人才培养模式,强调高校学生的专业知识技能和实践创新的工程能力,有效地解决了企业和人才能力相脱节的问题,从而为社会和企业培养更多合格的“专业型、创新型、应用型”的工程人才,更好地推进高等工程教育的改革,使我们的创新实践教育更上一个台阶。 集成电路设计专业人才培养模式探索:集成电路设计与集成系统专业创新型人才培养的课程体系研究 摘要:集成电路设计与集成系统本科专业是国家特设专业,又是一个多学科交叉、高技术密集的新兴专业。目前国内没有形成完善的专业规范,因此如何合理、有效地设置课程体系成为本专业建设的重点和难点问题。本文对集成电路设计与集成系统本科专业人才培养特点进行了研究,确定了创新型人才培养目标定位,根据学科交叉融合发展规律,确定了人才培养规格,提出了一种理论与实践并重融合的课程体系。该课程体系具有系统性、完备性、交叉融合性,通过教学内容的有机组织,实现知识的连贯性、内容的先进性和实用性,将为集成电路设计与集成系统本科专业的创新型人才培养奠定良好的基础。 关键词:集成电路设计;集成系统;本科专业;创新型人才;课程体系 一、引言 集成电路产业是信息产业的基础和核心,是推动信息产业发展的源泉和动力。国务院于2000年6月25日颁发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(18号)》,大力支持和鼓励我国集成电路产业的发展。在国家政策的扶持下,我国集成电路设计业发展迅猛,伴随着国内集成电路的发展,对集成电路设计相关人员的需求也日益增加。教育部于2003年开始批准设置“集成电路设计与集成系统”目录外本科专业,2012年普通高等学校本科专业目录中调整为特设专业,以适应国内对集成电路设计与应用人才的迫切需求,截止2014年,全国已有28所高校设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。国务院于2011年1月28日颁发了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策(新18号)》,要求高校要进一步深化改革,加强集成电路设计相关专业建设,紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式,加强专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地建设,努力培养国际化、复合型、实用型人才。 “集成电路设计与集成系统”专业涉及的新概念、新技术、新方法不断涌现,是一个工程性和实践性很强的本科专业。集成电路领域技术和管理人才严重不足、人才质量普遍不高已成为制约我国集成电路产业健康、快速发展的瓶颈。国家集成电路产业“十二五”发展规划提出加强人才培养,着力发展芯片设计业,2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》进一步指出,要着力发展集成电路设计业,加大人才培养力度。因此,研究适合本专业的理论与实践并重融合的课程体系,培养创新型集成电路设计人才具有十分重要的现实意义和历史意义。 二、集成电路设计与集成系统专业人才培养的特点 集成电路是推动当前经济发展的重要技术,由于集成电路设计与集成系统领域发展迅速且新知识、新技术层出不穷,多学科交叉融合,毕业生就业具有国际性,要求教学体系和实践平台建设必须跟上最新的产业需求,才能培养出适合社会和企业需要的集成电路设计与集成系统创新型人才。在进行集成电路设计与集成系统领域创新型人才培养时我们需要紧紧抓住以下几点。 1.集成电路设计与集成系统专业是新兴专业,国内还没有形成该专业的人才培养规范,目前国内各高校该专业的教学计划是从国外或者相关专业延伸来的,系统性、完备性差,还没有形成完整的知识体系。 2.集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科,因此要利用综合性学科知识为该类人才的素质培养服务,从注重单一知识和能力的培养,要转变到注重综合知识和能力的培养。 3.集成电路设计与集成系统是国家特设专业,根据高校自身办学特色和市场需求设置的专业,需要针对企业对该类人才的需求,将企业需求融入课程体系,与企业联合制定培养方案,建立核心课程体系,实时调整专业课程教学内容。 4.集成电路设计与集成系统专业具有较强的工程性和实践性,不仅要具有较强理论知识基础,而且要具有较好的工程实践能力以及一定的创新能力,需要建立一种基于项目驱动的多层次的实践教学体系,保障四年工程实践训练不断线,逐步提升学生的工程实践能力和创新能力。 三、集成电路设计与集成系统专业课程体系的构建 根据集成电路设计与集成系统专业人才培养特点,按照通信、计算机和集成电路融合发展的科学规律,结合我校学科专业优势特色,确立了本专业人才培养的课程体系。 (一)人才培养目标 2006年全国科技大会上提出,到2020年,我国将建成创新型国家,使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。具有较强的自主创新能力是创新型国家的主要特征之一,只有培养具创新精神和创新能力的人才,才能提升自主创新能力。集成电路产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是最能体现科技进步对创新型国家贡献率的行业。 因此,本专业旨在培养德、智、体、美全面发展,适应社会主义现代化建设和信息领域发展需要,掌握宽广的人文知识、坚实的自然科学知识以及扎实的专业知识,具备工程实践能力和创新能力,具有自主学习集成电路与集成系统领域前沿理论和技术的能力,能在集成电路与集成系统领域从事研究、设计、实现、应用的高素质创新型人才,为全面实现创新型国家提供强有力的支撑。 (二)人才培养规格 集成电路设计与集成系统专业是一个涵盖通信、计算机、集成电路等多领域的交叉学科,如图1所示。其中,图1中①就是通信算法(应用)的直接IC(实现)化的ASIC、FPGA电路或者可重构电路;②就是算法(应用)的指令集合(体系结构)化的目标程序;③就是指令集合(体系结构)的IC(实现)化的处理器;④就是集成电路技术发展推动的先进处理器。 根据多学科融合发展和人才培养目标定位,确定了本专业知识、能力、素质的人才培养规格如下。 1.知识结构要求。(1)具有坚实的自然科学理论基础知识、电路与系统的学科专业知识、必要的人文社会科学知识和良好的外语基础。(2)具有通信系统、计算机系统结构、信号处理等相关学科领域的基础知识。(3)掌握集成电路与集成系统领域的基础知识和工程理论。(4)掌握集成电路与集成系统电子设计自动化(EDA)技术。 2.能力结构要求。(1)具有使用电子设计自动化(EDA)工具进行集成电路与集成系统设计的能力。(2)具有较强的科学研究、工程实践及综合运用所学知识解决实际问题的能力。(3)具有了解本专业领域的理论前沿、发展动态和独立获取知识的能力。(4)具有自主学习能力、创新能力、协同工作与组织能力。 3.素质结构要求。(1)具有良好的思想道德修养、职业素养、身心素质。(2)具有奉献精神、人际交往意识和团结协作精神。(3)具有一定的文学艺术修养、科学的工程实践方法。(4)具有一定的国际化视野、求实创新意识。 (三)课程体系 集成电路系统设计涵盖“系统设计、逻辑设计、电路设计、版图设计”四个设计层次,课程体系应覆盖四个设计层次需要的所有知识点,各知识点之间要具有连贯性、系统性和完备性。集成电路设计与集成系统专业具有很强的工程性和实践性,通过计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养,强化学生的工程实践能力和创新能力。集成电路设计与集成系统专业是一个多学科的交叉新兴专业,课程体系中应该包含通信、计算机和集成电路的相关知识点,各知识点之间要具有交叉融合性。集成电路系统设计是一个高速发展的学科领域,知识和技术更新速度非常快,课程体系应该体现先进性,使得学生能够接近先进的技术前沿,同时课程体系中也应该包含一些面向企业的工程设计与实践的实用性课程,进一步提高学生的就业竞争力和工程创新能力。 因此,根据人才培养规格和特点以及课程体系的连贯性、系统性、完备性、融合性、先进性和实用性,结合我校自身优势特色,构建了如下页图2所示的知识、能力、素质协调统一的理论与实践并重融合的课程体系。课程体系以能力培养为导向,集中实践环节为支撑,核心课程为基础,一组集中实践环节和核心课程培养一种能力。同时,设置综合素质教育模块和课外科技创新活动模块,提升学生的工程素质和创新能力。 课程体系主要突出计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力以及工程创新能力的培养,进行分学年重点培养。第一学年主要培养学生的计算机应用能力,第二学年主要培养学生的电子技术应用能力,第三学年主要培养学生的嵌入式系统设计能力和集成电路设计能力,第四学年主要培养学生的工程创新能力,通过设置“数字集成电路”、“混合信号集成电路”、“嵌入式系统”三个方向课程模块,实现人才的个性化培养。 通过嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力和工程创新能力培养过程中的集中实践环节和核心课程设置,将集成电路设计与通信/计算机相结合,体现课程体系的交叉融合性。将集成电路系统设计层次中的“系统设计”贯穿于工程创新能力、嵌入式系统设计能力培养,“逻辑设计”体现在电子技术应用能力培养中,通过“电路设计”与“版图设计”实现集成电路设计能力的培养,实现了课程体系的系统性和完备性,通过教学内容的组织实现知识的连贯性。 课程体系设置了一系列集中实践环节和独立设课实验(集成电路EDA技术实验、微处理器设计实践)以及课内实验,在教学内容的组织上将软件无线电(SDR)系统(包括算法、体系结构、集成电路)设计与实现的科研成果融入教学过程,实现四年工程实践训练不断线,体现课程体系的工程性和实践性。同时通过下一代无线通信系统的核心器件――SDR系统处理芯片设计为牵引,设置通信集成电路系统工程设计与实践相关课程,采用世界主流EDA厂家先进EDA工具完成集成电路EDA技术实验以及集成电路系统设计,实现课程体系的先进性和实用性。 (四)教学内容组织思路 以“高级语言程序汇编语言程序机器指令序列计算机组成(CPU、存储器、输入输出、数据通路与控制单元)计算机部件设计计算机部件(FPGA和专用集成电路)实现整机(FPGA或专用集成电路)实现面向通信、信号处理领域系统(嵌入式系统、数字集成电路、模拟集成电路)设计与应用”为主线组织教学内容,体现知识的连贯性,培养学生的计算机应用能力、电子技术应用能力、嵌入式系统设计能力、集成电路设计能力。通过通信集成电路系统工程设计与实践(包括数字集成电路工程设计与实践、嵌入式SoC工程设计与实践、模拟集成电路工程设计与实践等),将软件无线电(SDR)系统的设计与实现的科研项目成果融入课堂教学,贯彻我校“教研统一”办学理念,突显我校信息通信行业优势特色,培养学生的工程创新能力。 四、结论 课程体系设置是专业建设中的关键核心问题,对人才的培养质量起决定性的作用。本文充分考虑了集成电路设计与集成系统专业多学科交叉融合、工程实践性强等特点,结合我校本专业在通信专用集成电路设计、专用处理系统设计方面的优势特色,形成了通信、计算机与集成电路设计相结合、理论教学与项目实践相结合的课程体系。以能力培养为导向,以集成电路设计和嵌入式系统设计融合为主线组织教学内容,培养学生的集成电路设计与嵌入式系统设计(计算机应用、电子技术应用、微系统设计)能力,通过面向通信领域的集成电路与嵌入式系统工程设计与实践,提高学生的工程创新能力。 集成电路设计专业人才培养模式探索:集成电路设计专业创新型人才培养模式探索 摘要:集成电路产业是电子信息产业发展、促进社会信息化的基础。创新型人才是集成电路产业发展的重要因素。随着集成电路设计相关人员需求的日益增加,国内很多高校都开设了集成电路设计相关本科专业。针对目前集成电路设计本科人才培养模式存在的问题,结合长沙理工大学实际,通过改革课程教学、完善实验实践环节、增加就业相关知识三个措施增强学生的学习兴趣,培养学生的创新能力,逐步建立集成电路设计专业创新型人才培养模式。 关键词:集成电路设计;创新型人才;培养模式 集成电路的产业规模和技术水平已成为一个国家综合国力的重要标志之一。近年来,我国集成电路产业发展迅速。2004年,我国集成电路产量为211亿块,销售额为545.3亿元。2011年一季度,我国集成电路总产量达到191亿块,销售额达348.4亿元,中国已经成为全球集成电路产业发展最快的地区之一。 我国集成电路产业经过多年的发展,已基本形成了四业(设计业、制造业、封装业和测试业)并举协同发展、四个相对集中的产业集群(长江三角洲、珠江三角洲、环渤海地区和京津地区)和多个国家集成电路产业化基地。[1,2]一直以来,国家对集成电路产业的发展高度重视,《中共中央国务院关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定》中将IC产业放在了电子信息产业的第一位。[3]随着我国集成电路设计产业突飞猛进地发展、繁荣,对集成电路设计相关人员的需求也日益增加,仅靠国内少数高校的研究生已很难满足产业发展的需要。为满足快速发展的集成电路产业对人才的需求,2001年教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业。[4]集成电路设计在国内众多高等院校都由原来纯粹的研究生教学逐渐转为由本科教学开始。 本文从课程体系设置、实验实践教学等多方面详细分析了目前集成电路设计本科教学存在的问题。在此基础上,从三个方面提出了集成电路设计本科人才培养的改革措施,探索集成电路设计本科创新型人才培养模式。 一、集成电路设计本科人才培养存在的主要问题 1.课程设置及课程内容不合理,从而降低了学生的学习热情 目前,国内多数院校的集成电路设计专业在本科阶段主要开设有“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”、“数字集成电路设计”和“模拟集成电路设计”等专业课程。对于这些课程的开设主要存在下列问题: (1)不重视专业基础课程的教学。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路方面的基础课,为后续更好地学习集成电路专业课提供理论基础。如果这些基础课程没学好,学生在学习后续相关专业知识时就会比较困难,进而直接导致学业的荒废。但有些高等院校将这些课程设置为选修课,设置较少的课程教学课时量,甚至少数院校不开设这些课程。 (2)课程开设顺序上存在很多问题。在部分高等院校的培养计划中,“固体物理”课程和“晶体管原理”课程同一个学期开设,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“固体物理”课程的基础,从而很难快速地进入状态,学习兴趣受到严重影响。 (3)基础课程的理论性太强,学生学习的兴趣不高。“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是专业基础课程,理论性较强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。然而,一般来说,本科学生都比较厌烦复杂的理论分析和繁琐的公式推导,特别是基础相对较差的学生,再加上较强的数学基础要求,学生学习的积极性受到极大打击。此外,部分高校设置的专业基础课程教学课时量较少,学生不能全面、深入地学习,进一步削弱了学生的学习热情。[5] 2.实践教学量不足,学生动手能力差 电子设计自动化(Electronic design automatic,EDA)是集成电路设计技术的必备基础手段。集成电路设计专业的本科毕业生必须掌握一些常用的EDA工具,对将来工作和继续深造学习都具有很大的促进作用。为了推广EDA工具的使用,许多EDA公司实施了专门的大学计划。我校购买了CADENCE软件以及高性能服务器,搭建数/模混合集成电路设计EDA平台,并与ALTERA公司共建了EDA/SOPC联合实验室。但学生的实际使用情况却喜忧参半,难以实现软件使用量的最大化。一方面,购买的软件等资源主要供学生实验课上使用,其余时间学生很少使用。另一方面,教师在上实验课时一般都采用填鸭式灌输方式,而不是学生自己摸索,从而难以理解、使知识融会贯通。因此,学生很容易忘记实验课上学到的知识点,在后续的工作或学习中要用到相关软件工具时需重新学习。动手能力差成为了集成电路设计方向本科生择业时的一大障碍。[6] 3.门类分科不合理,属性不一致 无论是从专业内容还是专业性质上分,集成电路设计方向都应该属于工科性质。然而,我校将该专业划归理科专业。这将导致虽然学习的课程与内容和其他高校工科性质的集成电路设计方向基本一致,毕业时学生却是获得理学学士,造成很多学生在就业时遇到问题。许多单位招聘时首先看的是毕业证和学位证,使得很多学生错失了就业的好机会。最终直接导致下一学年选择该专业的学生越来越少,只能靠调剂维持正常教学。另一方面,学生对集成电路产业现状和发展趋势了解甚少,对集成电路设计专业的优势了解不够,对集成电路设计人才市场需求和该专业的良好就业形势认识不清,从而不能充分激发学生的学习兴趣。 二、创新型人才培养的具体措施 1.改革课程教学,增强学生的创新能力 建立由公共基础、专业基础、专业方向和工程实践四大模块组成的集成电路设计专业课程体系。压缩公共基础课,取消与集成电路设计方向关系不大的基础课程(比如计算机文化基础课程)。合理安排专业基础课程和专业方向课程的开课顺序、课时量。在教学内容和教学方法上,集成电路设计的教师应该做到“授之以渔,而不是授之以鱼”。对于集成电路设计方向的本科生而言,其学习的内容是集成电路相关的最基础理论知识、电路结构及特点。其学习重点应该是掌握基础的电路结构以及分析电路的基本方法等,而不是电路各性能参数的具体推导。因此,教师在讲授“固体物理”和“晶体管原理”等集成电路设计专业基础课时,应该尽量避免冗长的公式及繁琐的推导,以免影响学生的学习兴趣。另外,适当减少理论教学中复杂的公式推导,而着重半导体器件工作原理和特性的物理意义的学习,既可使学生容易接受又有利于后续专业方向课程的学习。 2.完善实验实践环节,培养学生的创新能力 实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。对于集成电路设计专业而言,完善实验实践教学环节需要从以下三个方面着手: (1)增加实验教学的课时量。目前,集成电路专业本科教学中的实验教学量过少。以“模拟集成电路设计”课程为例。总课时量为48学时,其中理论课38学时,实验教学仅10个学时。38学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。仅10个学时的实验教学还包括2~4学时的EDA工具学习,留给学生独自进行电路设计的就只有6~8个学时。学生不可能很好地理解理论课所学知识,更谈不上融会贯通,极大地削弱了学习兴趣。因此,增加本科教学的实验教学课时量可以有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。 (2)完善和优化由课程设计、课程实训、生产实习、毕业实习和毕业设计构成的专业实习实践教学体系。该实习实践教学体系具备分级教学和多层次教学的特点,对集成电路专业创新型人才的培养具有重要作用,尤其是其中的课程设计和毕业设计。课程设计和毕业设计是理论基础和工程实践的有机结合,可以很好地培养学生的工程素质和创新能力。在这两个环节中,选题是关键,也是难点。选题既要具有一定的工程背景又要让学生感兴趣,从而不但培养学生的工程能力,而且激发学生学习的主动性、积极性和实践创新能力。 (3)应该将以CADENCE软件为主体建立的数/模混合集成电路设计EDA平台,以及与ALTERA公司共建的EDA/SOPC联合实验室作为开放式电子设计训练和综合创新性实验基地的重要组成部分,成为学生进行课程设计和毕业设计以及课外实践活动的平台,从而实现软件资源使用的最大化。 3.增加就业相关知识,增强学生的竞争能力 据相关部门统计,极少数集成电路设计专业的本科毕业生会从事集成电路设计方向相关工作,多数选择改行或继续学习深造。这是因为一方面本科生基本知识储备不够,更主要的原因是设置集成电路设计专业研究生课程的高等院校越来越多。然而,集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等与集成电路设计相关的工作岗位对集成电路设计知识的要求较低。从事上述几个工作岗位若干年将有助于从事集成电路设计工作。因此,就个人的长远发展而言,集成电路版图、集成电路工艺以及集成电路测试等工作岗位对于本科生而言更具有竞争力。因而,教师在讲授集成电路设计方面知识的基础上应有重点地讲授基本的集成电路版图、集成电路工艺流程、芯片测试等相关内容。 再者,定期举办学术报告会,让学生了解集成电路产业的最新发展现状和发展趋势,了解集成电路产业的市场需求,了解集成电路设计及相关人才市场需求,了解集成电路设计专业就业前景,从而激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。 三、结论 集成电路产业是我国的新兴战略性产业,是国民经济发展与社会信息化的重要基础。创新型人才是发展集成电路产业的关键。因而,大力推进集成电路产业的发展必须提高集成电路设计人才的培养质量。目前,我国内集成电路设计本科教育尚处于孕育发展阶段,虽适应IC产业发展的需求,但仍存在很多问题需要解决。本文根据调研结果分析目前集成电路设计本科人才培养存在的问题,结合我校实际情况提出了几项改革措施,但远没有涉及集成电路设计本科创新型人才培养模式的诸多方面。但是,可以预测,有政府的大力扶持和相关教师及学生的共同努力,我国的集成电路设计本科人才培养定会逐步走向成熟,最终建立完善的集成电路设计本科创新型人才培养模式。
电子小制作论文:鉴于GIS的电子政务系统制作分析 党的十六大报告提出;“稳妥推行电子政务,提高行政效率,形成行业规范、公正严明、廉洁高效的行政管理体制。”电子政务建设已成为提升一个国家或地区特别是城市综合竞争力的重要因索。我国政府也把构建电子政府作为提高国家竞争力的一个重要战略加以实施。随着GIS技术的不断完善,利用GIS建立电子政务已日趋成熟。电子政务与GIS的关系突出体现在:GIS是电子政务的地理空间定位平台;GIS赋予了电子政务以空间辅助决策的功能;GIS为电子政务提供清晰易读的可视化工具;电子政务的建设为GIS提供了新的发展机遇。 1电子政务的基本概念 1.1电子政务的内涵。在西方国家,政府机构的信息化和网络化被称作“电子政府”。我国的政府机构设置与运行模式与国外有很大差别,除政府首脑机关国务院之外,还有党中央、全国人大和全国政协,为了反映我国政府机构的实际运行情况,我国将“电子政府”称作“电子政务”。电子政府至今尚无确切的定义。西方学者的一般定义是:所谓电子政府,实质上就是将工业化模型的大政府(特点是集中管理、分层结构、在物理经济中运行)转变为新型的管理体系,以适应虚拟的全球性的以知识为基础的数字经济,这种新型的管理体系就是电子政府。从我国的国情出发,电子政务的内涵有广义和狭义之分,广义的电子政务包括电子党务、电子人大、电子政府、电子政协等;而狭义的电子政务主要指国务院、国务院所属专业部门和地方政府的综合业务管理和科学决策活动。狭义的电子政务主要由三个部分组成:政府内部的信息化和网络化办公;政府部门之间通过计算机网络进行的信息传输和信息共享;政府部门通过信息网络与企业(事业)以及社会大众进行信息交流。 1.2电子政务的基本功能。电子政务就是利用电子技术手段开展政务活动的全新的政府工作模式,具有五项基本功能。1.2.1实现协同办公。也就是通常说的办公自动化,这是电子政务应用中最基本的功能。1.2.2实现政务信息资源共享。目前的政务信息基本上是在各单位内部,利用效率太低,实施电子政务,就是要通过网站和数据交换系统,使政府部门之间、政府与公众之间共享政务信息资源。1.2.3实现政务公开。推行政务公开是党的十六大提出的基本要求,是发展社会主义民主,保障人民群众的民主权利,提高依法行政水平,加强对行政权力的监督的重要形式。各级政府都要广泛利用功能强大的政府网站向社会公开大量政务信息。1.2.4提供网上公共服务。政府不仅要对社会进行管理,更主要的还要为社会提供公共服务。比如审批办证、查询政策资料,与百姓交流等等。1.2.5提供安全保障。在电子政务的平台上,集中了所有的政务信息,是政务信息流通的主要通道,其安全性尤其重要。因此,还要为电子政务本身提供安全保障。 1.3电子政务的技术基础。电子政务的建设以计算机科学、信息科学、政务科学、空间信息科学和通信网络技术为基础。从政府信息、政府网上服务到政府部门间及政府部门内的信息共享和网络办公都需要持续地研究和开发与电子政务相关的理论与技术,从而保障电子政务的健康发展与高效应用。电子政务的主要支撑技术包括:Web技术、数据库技术、多源海量数据的融合与管理技术、全文信息检索技术、GIS技术、RS技术、GPS技术、数据仓库和数据挖掘技术、空间数据挖掘技术、空间决策技术、虚拟现实技术、网络技术、数据通信技术、标准化技术、信息安全技术和信息共享技术等。 2GIS的基本概念 GIS(GeographyInformationSystem,地理信息系统)是融合计算机图形和数据库于一体,用来存储和处理空间信息的高新技术,它把地理位置和相关属性有机地结合起来,根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户,满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求,借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能,进行各种辅助决策。GIS作为一种地理空间信息的采集、处理、存贮、应用和分析技术,随着其技术自身的发展和经济与社会的信息化,开始融入信息技术的主流。政府拥有80%以上地理信息资源,政府在相当长的一段时间内仍然是GIS应用的主战场,GIS在电子政务中的广泛应用将对经济与社会的信息化产生深远的影响。信息的共享、交换与整合问题是当前电子政务建设所要解决的核心问题,电子政务建设是打破“信息孤岛”和“信息烟窗”,构建由政府各部门的信息系统互操作形成的信息系统体系的过程,电子政务建设涉及网络、数据、应用、流程和服务的五个统一集成,数据的集成是应用和服务集成的基础。 3GIS与电子政务的关系 电子政务的深入发展和应用必须以地理信息系统(GIS)平台为支撑,GIS技术在电子政务中的应用越来越广泛,大的方面如环境监测、土地规划、防灾减灾、城市交通、通讯指挥、道路建设、医疗卫生,以及突发应急事件等;小的方面如车辆导航和定位、物流配送等。基于GIS的电子政务赋予电子政务新的特色和内容,丰富了电子政务的内涵,为其以后的发展拓宽了空问。长期的实践经验表明:电子政务的建设和应用离不开地理空间信息和以GIS为代表的“3S”技术的支撑。 4基于GIS的电子政务发展的对策研究 4.1基于GIS的电子政务的建设要与政府管理和GIS技术的改进相适应。政府管理是一个动态的、不断适应的过程,同时GIS技术也随着信息技术的发展而不断提高,这就决定了基于GIS的电子政务的建设也是一个动态的、不断改进的过程;4.2整合各种政府信息资源,数据源要稳定可靠。通过相应的GIS技术把现存的海量、分散的地理空间数据、统计数据和专题数据等集中起来进行分析、提取和集成,为政府部门的各项决策做支持。4.3在国家信息化领导小组的领导以及GIS相关组织的合作、指导下,制定和完善基于GIS的电子政务的统一标准,消除“信息孤岛”。现有的标准建设还存在一些问题,例如:应用数据、业务流程与信息系统的整合不够,一些通用的数据表示和数据交换标准难以确定,标准未反映应用业务的共性和基础性等;4.4建立信息共享机制,对信息资源进行深度开发。由于现有执法水平的不足,这方面光靠立法解决是不够的,要考虑和承认数据资源拥有者的利益,并帮助掌握这些数据资源的政府部门增加其所拥有数据资源的信息价值,增强其信息共享的积极性;4.5加强和完善基于GIS的电子政务信息安全保护体系,处理好信息保密和利用的关系。在实际应用过程中,一些大比例尺地理空间数据和统计数据、专题数据属于保密范围,容易成为不法分子所攫取的目标,影响和限制了电子政务的发展,使得信息安全成为电子政务建设的一个“瓶颈”,阻碍其向前和深入发展。 5基于GIS的电子政务发展趋势展望 随着国家一系列关于电子政务的方针、法规和政策的出台,特别是《国家信息化领导小组关于我国电子政务建设的指导意见》(17号文件)、《电子政务标准化指南》等政策措施,基于GIS的电子政务建设已逐步进入统一的轨道。基于GIS的电子政务系统,不仅为政府领导进行宏观分析决策提供多要素、多层次、摘要:在世界各国积极倡导的“信息高速公路”中,包括电子政务、电子商务、远程教育、远程医疗和电子娱乐等5个部分。电子政务多时态的空间型信息,同时还能提供科学的分析、预测、规划和决策等技术手段。将会进一步提高政府行政管理决策的科学化和合理化。GIS是电子政务建设的空间定位基础平台,GIS特有的空间分析能力,给电子政务辅助决策赋予了空间化的手段和方法,各种与地理空间分布密切相关的信息可以在空间上进行各种组合叠加分析,进而提高政府决策的有效性和科学性。GIS对空间数据的综合处理和操作能力,为电子政务提供了业务管理和辅助决策的可视化工具,可以提高政府办公决策的效率和质量。因此,电子政务的建设实施工作与GIS是密不可分的。 电子小制作论文:电子服务系统的结构制作与技术创新 1电子服务系统发展概述 目前,全球经济发展呈现出了从制造型经济向服务型经济转变的趋势[1]。这种趋势性的转变,直接推动了电子服务业的快速发展。电子服务系统[2]作为新兴的服务技术手段,其特点是快速、方便、交互性强、不受时间和空间的限制,有利于个性化服务的实现。随着互联网从Web1.0、Web2.0发展到Web3.0时代,电子服务系统已从典型的数据库应用系统,发展到了强调互动、交互的电子服务系统。 1.1以信息为主的第一代电子服务系统 Web1.0时代,用户阅读网站提供的信息[3]。代表站点为新浪、搜狐、网易3大门户。在Web1•0时代的电子服务系统以信息系统[4]为主,如新闻系统、电子公告板系统、广告系统等等,它们都是基于数据库的应用系统,不同系统间的区别主要是数据库中的数据表字段设置及操作这些字段的权限不同。这个时期电子服务系统的特征主要表现为信息从系统单向流动给用户,用户与系统间没有交互,用户被动接受系统提供的信息。 1.2强调互动、交互的第二代电子服务系统 Web2.0时代,网站实现了用户的交流与参与[3],典型的电子服务系统有blog(博客)[5]、wiki(维基百科)[6]、sns(社会网络)[7]等。这个时期电子服务系统的特征主要表现为强调用户的交流与参与,强调系统与用户间的交互作用,用户既是内容的消费者,也是内容的制造者。 1.3可直接进行信息交换、互动和信息整合分类的第三代电子服务系统 Web3.0.时代,网站的信息可以直接和其他网站进行交换和互动,能通过第三方信息平台同时对多家网站的信息进行整合分类[3]。Web3.0用户可以在互联网上拥有自己的数据,并能在不同网站上使用[8]。目前,Web3.0正处于概念阶段,还未有Web3.0网站及系统出现。第一代、第二代、第三代电子服务系统,都是围绕着信息的、互动、交换、整合、分类来开展信息服务,但信息服务仅是传统服务很小的一部分,更多的传统服务是生活服务、商务服务、社会服务等。比如医疗服务就是传统服务的一种,医疗指令、病况信息、生命体征都是一种信息,都可以通过互联网进行传递,然而怎么通过互联网将医疗指令转换为服务,直接为病人服务?解决这一问题是建立新型电子服务系统的重要意义和价值所在。互联网要突破“最后一米”,将传统服务传递给用户。依据这一思路,本文设计了一种具有丰富外设、具备强大服务能力的,可将控制指令、服务指令直接转换为用户服务的电子服务系统。 2新型电子服务系统体系结构设计 任何一个系统都是从系统目的出发,按照一定规律组织起来的、相互关联的系统元素的集合。新型电子服务系统包括服务机构、服务者、服务对象、服务信息、服务指令、控制指令、互联网及相关实体或服务环节。其体系结构由服务提供层、服务协作层、服务传输层、服务解释层共4层构成,是呈喇叭形状的开放式体系结构(如图1所示)。 2.1服务提供层 服务提供层由提供传统服务的服务提供者或服务设备等组成。服务提供层接受服务协作层的服务指令,通过传输控制指令为用户提供服务,同时广播服务信息。服务提供层中每个服务者/设备,可单独为用户提供服务,也可通过基于某种机制形成服务网络,联合起来为用户提供服务。如远程医疗服务系统中的专家会诊服务,可把每个专家看成提供医疗服务的服务者,多个专家之间通过专家会诊的形式,联合专家智慧为用户提供医疗服务。另外,服务提供层接纳服务提供者或服务设备接入的机制是动态、开放的。各位服务提供者或各台服务设备只要遵循服务提供层的接入协议,即可加入到服务提供层为用户提供服务;相反,如果不遵循协议,按照一定的退出机制,即可退出服务层。 2.2服务协作层 服务协作层由多个服务Agent组成。服务协作层接受服务提供层向用户传输的控制指令,代替服务提供层与用户交互。每个服务Agent都代表着一个特定的服务者/设备,系统根据用户的需求选择特定的服务Agent。通过服务Agent,服务者/设备能够从操作员的角色中解放出来,由服务A-gent直接跟用户进行协作。服务协作层通过一个平台把各种传统服务集成在一起,在这个平台上,用户可以对传统服务进行语义查找,并绑定其需要的服务。而服务提供商则通过这个平台来注册、、监控和管理其不同的服务应用。其系统结构如图2所示。 2.3服务传输层 服务传输层由互联网或者专用网络组成,传输服务指令、控制指令、服务信息等。 2.4服务解释层 服务解释层由多台具有丰富终端的计算机设备组成,它将服务提供层的服务直接传递给用户,为用户直接提供服务。这些具有丰富终端的计算机设备主要由软件系统、输入设备及输入转换器、输出设备及输出转换器等部分组成(如图3所示)。 2.4.1软件系统 在具有丰富终端的计算机设备中,软件系统是设备的核心。软件系统负责服务请求传递、接受服务/控制指令、解释用户请求、解释服务/控制指令等任务。当多个外设间出现请求、响应等冲突时,或各种服务间出现服务冲突时,软件系统负责协调它们之间的冲突,使整个系统能够以有序的方式为用户提供服务。同时,软件系统将输入设备及输入转换器、输出设备及输出转换器等各种元素有机联系在一起,让服务者可以通过系统为服务对象提供有效的服务,使整个系统能够以一种稳定的方式存在。 2.4.2输入设备及输入转换器 具有丰富终端的计算机设备的输入设备不仅仅包括常用的键盘、鼠标等设备,它还包括摄像机、数位仪、传感器、RFID读写器等信息采集设备。当这些设备连接到计算机时,计算机就具备了采集图像、音频、视频、动画等多媒体信息的能力,计算机就可以感知服务对象的形状、位置、动作等变化,就可以感知服务对象发出的各种各样信号。这些信号均是模拟信号,在通过输入转换器进行输入转换后,这些信号将可转换为对应的数字信号,然后传递给服务者。 2.4.3输出设备及输出转换器 具有丰富终端的计算机设备的输出设备包括绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等丰富多样的输出设备。未来,输出设备将朝着可精确响应服务指令、控制指令的方向发展。如数据手套是虚拟现实应用中主要的交互设备[9],它作为一只虚拟的手或控件用于3D虚拟现实场景的模拟交互,可进行物体抓取、移动、装配、操纵、控制等操作。利用输出设备精确响应的特性,当前许多传统服务将可通过互联网直接传递,可直接服务于用户。这样一来,互联网“最后一米”的问题,就能得以解决。 3新型电子服务系统逻辑结构设计 从逻辑结构来看,新型电子服务系统既包含有一定的物质成分,又包含一些非物质成分,它是从用户需求出发,利用不同的系统元素协调作用,通过互联网传输传统服务的控制指令、服务指令,并反馈用户需求信息,最终协调满足用户需求的有机整体(如图4所示)。 新型电子服务系统元素间逻辑关系如下: a.在新型电子服务系统中,联系各元素的核心是用户需求,集中表现为对某种传统服务的需求。根据中国互联网络信息中心(CNNIC)提供的数据,截至2010年6月底,我国网民规模达4.2亿人,互联网普及率持续上升至31.8%。手机网民2010年上半年内新增4334万,达到2.77亿人,增幅为18.6%[10]。日益增多的上网用户为新型电子服务系统提供了源源不断的需求驱动力。用户需求将新型电子服务系统各层级紧密地联系在一起,形成一个有机的整体。与用户需求相对应的需求信息流,它的流向与用户反馈信息流正好相反,从用户需求开始,用户反馈后,再回到输入端。 b.用户需求从输入端开始,经过需求识别、业务处理、输出等环节,通过传递、解释、表达等动作处理后反馈给用户。此时用户的反馈又形成新的需求源,这新的需求源又从输入端输入到系统中,再通过传递、解释、表达等动作后反馈给用户,这样就不断形成循环,不断满足用户的需求。 c.输入、需求识别、业务处理、输出这4层都对应不同系统设备或者软件系统,并且一层可能对应几个不同的设备。尽管输入层与需求识别层之间,或者需求识别层与业务处理层之间的联系介质可能是互联网或者其他网络系统,但从逻辑上看相邻层级之间的元素联系还是非常紧密,上层级某个元素可以对下层级中多个元素任意选择,下层级元素也可以被上层级多个元素选择。这多种多样的选择,让新型电子服务系统可处于稳定的运行状态中。在新型电子服务系统中,这种维持系统稳定的功能体现在处理用户需求的某个环节出现问题时,系统可以迅速建立起新的“需求”与“反馈”对应关系,以使系统正常运行。 d.和自然生态系统一样,新型电子服务系统同层次元素之间也存在竞争,就输入层多个输入设备之间而言,键盘、鼠标、摄像机、数位仪、传感器、RFID读写器这些输入设备适应不同的输入要求,对应着不同输入场景,输入信号也不相同,输入信号对信号处理的要求也不尽相同,几种不同输入同时进行时就会产生资源共享冲突或者资源需求协调的问题。当然,这些冲突或者协调,不一定能构成严格意义上的竞争,但它们都是资源需求的竞争,需要新型电子服务系统进行协调或者控制。 4新型电子服务系统关键技术研究 新型电子服务系统虽然在电子医疗、汽车电子、现代物流等领域有了一定的应用,但是还不能够真正通过互联网来传递众多传统服务,如生活服务、商务服务、社会服务等。新型电子服务系统要广泛投入应用,就要提高信号采集过程中采集信号的准确度,就要避免信号处理或数据传输过程中损失信号信息,特别是要研制出能够将输出信号准确地转换为相应动作或操作的精确响应设备。新型电子服务系统主要涉及的关键技术如下。 4.1高速度、高精度的模数转换技术 在新型电子服务系统中,模数转换器的精度、速度以及系统的成本直接影响到系统的实用性。因此,模数转换器的高精度、高速和系统的低成本是衡量系统是否具有实际应用价值的标准。一般来说,想提高模数转换器的精度、速度,势必会引起成本的增加,而且精度与速度之间也存在一定的相互制约关系。在精度要求很高的情况下,就要牺牲一定的转换速度。反过来,追求高转换速度,就要容许一定的精度损失[11]。在新型电子服务系统中要根据输入信号类型不同,选用不同的模数转换器,如人体的脉搏和血压等微弱信号,就与货物位置、电网电流等信号的转换要求不同。 4.2超大数据处理与数据传输技术 新型电子服务系统要处理大量的模拟信号,必然要求系统具有高效的处理能力及稳定的数据承载能力。随着系统处理数据量不断增加,以及系统实时处理要求能力不断提高,当面对高质量信号传输要求时,普通的视频基带、一线通、双绞线、微波等传输方式均无法适应传输要求。目前只有2种传输方式在高质量信号传输中得到了认可,一种是采用光纤专线传输,另一种则是网络传输。在数据传输过程中,干扰和设备故障常使数据传输产生错误。为了检测通信错误,传输数据中设有冗余的错误检测码,这些冗余的错误检测码和传输的数据按一定的数学关系组合。数据在传输中产生错误而不满足预定的数学关系时就能被检测出来。 4.3小信号采集抗干扰技术 在新型电子服务系统中,要想实现信号的采集、分析、处理、智能控制等完整的控制过程,必须使用系统现场数据(包括温度、压力、流量、湿度、电压、电流等),信号采集是通过相应的传感元件将其转换为电压或电流信号,经过数据传输通路进入计算机外部数据采集器,将其转换成数字量进入计算机,计算机按照相应控制程序,进行实时控制。计算机数据采集器采集到的信号既包含真实的现场信号,也包括一些外界通过传输线路传入的干扰信号。如果现场信号转换成相应电信号数值较大,相对来说其抗干扰容限较大。对于小信号,其抗干扰容限较小,较容易受到外界干扰[12]。现场信号源一般与数据采集器有一定距离,现场数据通过传输线路传到计算机数据采集器,外界很多因素会通过传输线路形成干扰,使数据采集的准确性受到不同程度的影响,尤其对小信号的干扰可能使传输失败。因此,信号采集质量的提高对新型电子服务系统意义十分重大。 4.4精确响应设备制造技术 新型电子服务系统的响应设备是指接受系统的输出信号,将输出信号转换为相应动作或操作的设备。在计算机系统中响应设备通常是显示器、打印机、绘图仪,这些设备都仅是将计算机的输出信号进行输出,并没有根据这些输出信号进行相应的动作或者操作。相对比普通计算机系统对响应设备的要求,新型电子服务系统对响应设备的要求更为精确和更为严格。 5结束语 新型电子服务系统的应用势在必行,是传统电子服务系统的发展方向。目前,虽然制约电子服务系统快速发展的因素仍存在,但相信随着传感器技术、精确响应设备制造技术等关键技术的不断突破,新型电子服务系统的应用指日可待。本文对新型电子服务系统的系统结构、逻辑结构、系统关键技术等进行了分析研究,提出了具有丰富外设的电子服务系统是传统电子服务系统的发展方向这一论断,这一系列的研究和探索成果无疑可以为电子服务领域研究者今后的工作提供有力的参考。 电子小制作论文:鉴于GIS定位与导航电子地图制作 进入新世纪以来,随着互联网的不断普及,地图已经从纸上走进了互联网和个人电脑甚至移动设备里面。如今,人们可以很容易地在电子地图里面搜索感兴趣的地点、行车线路和公交线路等,大大方便了地图使用者,电子地图已经成为越来越多的人们的一个常用工具。现有的电子地图可表示的范围大者如亚洲或者中国平面图,小者如学校平面图或一个社区的平面图,表示的都是室外区域,尤其对于定位导航应用,电子地图与GPS定位技术广泛结合,为人们的日常出行提供了极大的方便。但是,随着物联网行业的发展,物联网感知定位技术也逐渐由宏观向微观演进,定位导航技术越来越向小型化发展,随着十万平米以上的大型建筑如雨后春笋般的出现,基于大型场馆的室内定位与导航显得越来越重要[1]。 本文正是利用电子地图的特性,结合室内定位与导航技术,设计了一种新的用于室内定位导航的电子地图。在进行室内定位导航电子地图的开发时,本系统是在AutoCAD开发的基础上,采用GIS的二次开发方式,能够在电子地图上显示定位导航终端的位置,对某一指定的方位,可以在电子地图上显示导航路径,该电子地图操作方便简单、显示直观清晰,符合室内定位导航的功能需求。 1室内定位导航地图模型 1.1室内定位导航地图模型的应用 1.1.1室内场景模拟 快速调度数据、绘制虚拟场景是室内场景模拟的关键问题。将整个室内空间中的房间、走廊、门窗等建立合适的关联,这便可以有效缩短数据查询调度的时间。于是用代表门窗的线将室内的房间和过道连接起来,建立起单个楼层上的门窗与房间、室内物体与房间的拓扑关系,实现对空间的剖分,从而提高查询效率,加快浏览速度[2]。 1.1.2室内路径发现与空间可达性 室内空间路径发现问题在认知学领域多有研究,侧重点在探索人对整个室内环境不断完善认识,自身行动不断判断调整的这一路径发现过程。在地理学领域,人们多是将现有的理论方法进行改进,以适应各种不同的应用。如在图模型的基础上提出的混合空间模型。明确划分了各个结点和各条边的建筑功能,用于辅助建筑物空间内部路径的描述[3-4]。空间句法理论[5]应用时,将移动过程的代价和阻抗因素纳入空间可达性问题的计算过程,得到更为符合实际的室内定位导航结果。 1.1.3室内应急管理 大型建筑物内部结构复杂,人员流动大,这些都为室内应急管理增加了难度。将GIS技术应用于室内环境,一方面可在突发事件发生时,积极有效地对楼宇内部实时监控,疏散人群。在一般室内监控系统上辅助以GIS和定位手段,可以解决目前视频监控系统面对目标移动速度快、多个摄像头频繁切换等情况,从而解决快速定位的问题[6]。另一方面,可以在室内空间中模拟灾害蔓延如有毒气体泄漏的状况,从而评估该室内空间构造的安全性。 1.2室内定位导航电子地图同室外定位导航电子地图的差异性比较 室外定位导航电子地图的应用从全球范围来看已经发展了二十多年,可以说已经成为传统应用,现在已经被人们广泛所接受。而相比于室外定位导航电子地图,基于大型场馆的室内电子地图虽然发展时间比较短暂,但也有其自身特点,下面表1列出了本系统设计的室内电子地图同当前室外电子地图的比较。 2定位导航电子地图设计的基本流程及创新点 2.1电子地图设计到应用的基本流程 本地图的应用场景为10万平米以上的室内大型场馆,本文以北京邮电大学教四楼为例,结合GIS软件,对室内定位导航地图进行专门制作。室内定位导航地图制作流程图如下图1所示。 2.2电子地图设计阶段创新的关键技术 2.2.1地理数据库 地理数据库的开放式结构将空间数据及其对应的属性数据统一存放在数据库管理系统DBMS中[7]。本系统采集使用的地物要素作为地理数据库中的空间要素类(FeatureClass),如网格、线等,对应存储在DBMS中的一个表中,每一个具体的要素(Feature)则对应于表中的一条记录,其空间几何特性存储在长二进制字段中。为便于数据的组织和使用,可以按习惯和需要将相关的一组具有相同空间参考的要素类(FeatureClass)组织在一起,形成一种更大的结构,称为要素数据集(FeatureDataset)。除存储空间要素类外,地理数据库中还可以建立关系类(RelationshipClass)、几何网络、注记要素,定义要素子类型(SubType)、属性域(Domain)及有效性规则等。所有的要素类均可以通过通用的CASE工具(如Visio、RationalRose等)建模来进行定义与扩展。地理数据库以要素为对象的存储结构提示我们,以地理数据库为目标的数据转换最直接的方式就是对象间的对应转换[8]。 由于手持终端其本身硬件的限制,其存储空间不可能与电脑相比,当前大部分电子地图设计都是采用B/S架构,把大量的地理数据库信息放到本地服务器上,通过远程调用服务来实现对地理数据库信息的存取,但是过分依赖无线网络会限制数据加载的速度。本系统开发的地图是基于大型场馆的室内定位与导航地图,手持终端存储空间足以存储大型场馆地理数据库信息,因此,可以在手持终端直接保存地理数据库信息,不必再从服务器端下载,而是直接调用缓存中的数据,这样可以大大加快数据显示和加载的速度,而且就算中断网络连接也不会影响手持终端的操作。 2.2.2网格要素图层 图层按照类型划分主要有3种:点类型(Point)、折线类型(Polyline)和多边形类型(Polygon)[9]。每一层(Layer)是某一类元素(Feature)组成的集合,每一个图层表示一类地图信息,如房间、走廊、楼梯、出口、设备等等,还有一些扩展应用类型如导航路径层、导航连接点层,以及标注层等,而这些图层(Layer)相互叠加(但不覆盖)形成一个图层组(LayerGroup)。网格要素图层就是其中一个多边形类型(Polygon)图层,它是为数据采集阶段专门添加的图层,该网格图层每个网格存储了当前网格的坐标、网格号等属性,用于在数据采集时提供给采集者每个网格的属性信息。 该网格要素图层具有下述优势: 1)避免了人为手动的输入网格信息,降低了出错的几率,使操作起来更加方便。 2)可以对每一个网格实现颜色的填充,用不同的颜色来区分网格的不同作用。3)准确计算每个网格的间距,可以提高手持终端定位精度。通过GIS软件制作出加入网格要素图层之后的北京邮电大学教四楼四层电子采集地图,如图2所示(圆点代表网格要素)。 2.2.3导航路径规划 室内电子地图相对于室外电子地图来说,包含的地理信息比较少,可以直接在GIS软件上直接规划出所有的路径信息,因此,要做导航电子地图,只需在现有图层的基础上建立一个折线类型(Polyline)的道路(road)图层,它是为路径导航专门添加的图层,在该道路图层上会规划出所有的路径信息,实现每个房间、每个所要达到的地方都是通路状态。道路图层建立完毕后,利用ArcGIS软件中的ArcCatalog生成网络数据集(NetworkDataset)[10],ArcCatalog提供的网络数据集功能是非常重要的,通过它能获得两张图层,一张是点图层,存储road图层上每个线段终点的集合;另一张是线图层,存储road图层上每个线段的集合。通过这两张图层,可以给每个点和线段添加属性信息,把每个逻辑上不相关的路径信息结合到一起,形成一个路径之间有关联的网。每个点按照出生的前后,都存储了该点的序号;每条线段存储了当前线段的起点和终点的坐标及编号等属性,这样每个线段就有了关系,在两个相邻的线段中,前一个线段的终点肯定是下一个线段的起点,用于在路径导航时提供给导航者属性信息,从而把每条线段连成一条线,实现导航。最后,为了能在程序中调用GIS服务接口,需要再次利用ArcCatalog软件生成地址定位器(AddressLocator)[11],把road图层信息加入到指定的地图中,这样在程序中直接可以调用ArcGIS提供的导航接口。通过GIS软件制作出加入道路图层之后的北京邮电大学教四楼四层电子导航地图,如图3所示。 3定位导航电子地图应用 3.1终端数据采集阶段 数据采集是实现定位技术的前提条件,之前添加了网格要素图层就是为实现定位技术所做的准备。终端会加载本地缓存数据,把数据采集地图加载到手持终端,实现采集无线信号(wifi)。加载地图完毕后,在手持终端点击所要采集的网格要素点,此时,手持终端会搜集周围的无线信号(wifi)并与该网格属性信息进行绑定。当采集完毕后,在手持终端的数据库中会存储每个终端所对应的无线信号的信息,并把该网格的颜色置换成深色,表示该网格已经采集完毕,此网格信息就是实时定位时所用到的比对数据,如图4所示(浅色网格为未采集网格,深色网格为已采集网格)。 3.2终端定位应用 数据采集阶段完毕后,可以进入到定位功能界面,开始进行终端定位。在定位时,手持终端实时接收周围的无线信息,并且结合定位算法与采集阶段所采得的指纹数据进行对比,得到最匹配网格,通过读取该网格的属性信息得到未知位置的信号采集终端的坐标信息,此时定位电子地图的作用就是把终端当前位置准确及时地显示在我们的电子地图上,并且能实现电子地图的放大、缩小、移动等操作。下图5展示了在手持终端的定位及对地图的操作。 3.3终端导航应用 终端载入本地缓存数据后,可以直接进入导航功能界面进行导航。因为北京邮电大学教四楼所有导航路径信息已经规划在电子地图上,当加入缓存地图后,可以在终端直接调用所需路径信息。起始位置是终端定位的坐标,目的地位置是某个房间区域号。导航时,只需输入目的地的区域号便可以导航,程序会找到这两个点的所有相关线段,逐一排查,找到距离最短的一条线段,然后输出,并且能实现电子地图的放大、缩小、移动等操作。下图6展示了一幅具有导航路径信息的电子地图。 4结束语 本文根据大型场馆的室内定位导航的需求,引入了室内GIS矢量电子地图模型的概念和设计方法。室内GIS矢量电子地图的开发充分利用了GIS软件,结合地理数据库、网络数据集等技术,实现了在北京邮电大学教四楼的定位导航功能,该定位导航电子地图在北京邮电大学教四楼的成功应用,对同类室内定位和导航电子地图的设计与实现具有一定的参考价值。该电子地图虽然在定位导航上取得了较好的显示效果,形成了一定范围内的实际可操作性和实用性,但也存在一些不足,例如整个电子地图制作都是用线框图画出来的,虽然也能够清楚展示北京邮电大学教四楼的结构设计图,但没有侧重视觉效果的体现,不太人性化,也不太美观,这是该电子地图在以后需要改进的地方。 电子小制作论文:电子系统实施中元数据方案制作 1研究背景 1.1国际范围内元数据标准颁布情况 作为描述文件(records)背景、内容、结构及其管理过程的数据,元数据(metadata)对于文件(包括档案)管理的重要性已经获得了广泛的认同。上个世纪末以来,澳大利亚[1]、英国[2]、加拿大[3]等国家纷纷推出了不同适用范围、使用目的的文件管理元数据标准;而相关国际标准的颁布,与各国、地方的标准形成良性的互动,[4]推动元数据标准不断走向成熟。ISO14721:2003《空间数据与信息移交系统———开放档案信息系统(OAIS)参考模型》的,引发了数字保存(digitalpreservation)领域基于OAIS的信息模型开发元数据方案的热潮。在文件管理元数据(recordkeepingmetadata,recordsman-agementmetadata)标准缺失的情况下,也有一些档案部门据此模型开展了元数据标准的探索和实践。[5]ISO23081-1:2006《信息与文献———文件管理流程———文件元数据———原则》和ISO/TR23081-2:2007《信息与文献———文件管理流程———文件元数据———概念与实施》[6]则开辟了面向文件形成机构文件管理元数据标准的疆土,其提出的多实体、多属性的元数据框架结构,则被此后很多国家、地区、单位制定的文件管理元数据标准、方案所采纳。文件管理元数据和长期保存元数据的区别和联系也日益为大家所重视。[7]ISO/TR23081-3:2011《信息与文献———文件管理流程———文件元数据———自我评价方法》则进一步明确了评价现有文件管理元数据的方法。国际上对于文件管理元数据的探索焦点从原则、概念逐步走向实施、应用。 1.2我国电子文件元数据标准的建设 2002年底,青岛市档案局颁布的规范性文件《青岛市电子文件归档与管理规范(试行)》以“附录A电子文件著录项目”的方式规定了电子文件的元数据项目;2005年底,天津市档案局制定了《天津市电子公文元数据表》;2008年3月,我国核行业标准《核电电子文件元数据》(EJ/T1224-2008)颁布;同年7月,广州市地方技术规范《电子文件档案资源管理规范第4部分:元数据》(DBJ440100/T10.4—2008)出台;2009年底,档案行业标准《文书类电子文件元数据方案》(DA/T46-2009)问世;2011年1月,ISO23081-1《信息与文献———文件管理流程———文件元数据———原则》被正式采纳为国家标准,标准号为GB/T26163.1-2010;国家档案局承担的国家标准《通用电子文件元数据规范》研究项目正在推进过程中,建设、石油等行业的电子文件元数据标准正在酝酿出台。这些行动标志着我国电子文件的元数据管理从自由探索步入了标准引导、从地方规范和行业规范走向国家规范的发展阶段,且标准的内容和形式也不断与国际标准接轨。[8] 1.3元数据标准的实施问题 随着诸多标准规范的出台,文件形成单位和保存单位如何贯彻实施有关标准,在相关系统中产生、管理和利用元数据,日益成为关系到系统建设质量乃至最终文件管理状况的关键。本文所指元数据方案(metadataschema),是文件形成单位或保存单位对电子文件元数据元素语义、语法、赋值及其相互关系(结构)的系统性规定。本文根据电子文件元数据形成和积累的规律,结合杭州市电子文件中心建设的实例,围绕着一类单位———文件形成单位在建设一类系统———电子文件管理系统(ElectronicRecordsManagementSystem,ERMS)过程中的元数据方案设计问题展开探讨。 2电子文件元数据形成、积累的规律 电子文件的元数据随着文件形成和管理过程而不断产生、累积,而这样的产生、累积是要通过系统实现的。探究元数据形成、积累的规律,首先要辨析电子文件生命周期中的系统类型。 2.1电子文件生命周期中的系统类型 从系统的功能来看,电子文件整个生命周期中的系统通常包括三类:[9]支持文件形成单位日常业务工作的开展,在此过程中形成合格、完整的电子文件的“业务系统”(BusinessSystem,BS);[10]从业务系统中将信息以文件的方式加以捕获、维护、利用和处置的ERMS,捕获和处置分别是该系统文件管理功能的起点和终点,我们也可以将ERMS理解为立档单位档案辅助管理系统在数字世界中的功能拓展;长期保管各类电子文件,保证其真实、准确、可理解的“文件保存系统”(RecordsPreservationSystem),国际上也将此类系统归入“可信任数字仓储”(TrustedDigitalRepository,TDR)。 2.2元数据在各类系统中形成、积累的过程 电子文件不同生命阶段的元数据依次在BS,ERMS,TDR中形成,前一阶段形成的关键元数据将随着文件一起进入下一个系统。但是,不同系统管理文件的目的不同,管理成本亦有限,不可能也不需要将所有的元数据都保留下来。也就是说,电子文件的元数据是动态增加的,但并非所有的元数据都会和文件同步积累、转移,某些元数据只存在于产生它的系统中,不会进入下一个系统。当一份文件从BS进入ERMS,或者ERMS进入TDR的时候,部分元数据会与之同行,部分则会与之分离,这样的过程如图1所示。 2.3电子文件元数据的运动规律 通过图1可以看出,电子文件元数据的行程好比一条不断汇聚的河流,沿途会消耗掉一部分水分,同时也不断有新的河水注入其中。总体来说,这是一个细水长流、日积月累的过程。就在这个平缓向前的过程中,尤其是在ERMS和TDR的运转过程中,可能因为文件管理的某种需要临时性地增加元数据。这样的需要至少包含两种情况:第一,移交的需要,为便于TDR长期保存文件,ERMS在向TDR移交文件的时候可能需要临时增加元数据。比如全宗名、全宗号原本只是全宗级的元数据,文件级元数据可不包含此项,在移交时为了让每份文件具有自我说明的能力,需要给每份文件重复记录同样的全宗名、全宗号。再如为TDR制定并实施合理的文件保存规划,可能需要大量补充电子文件的技术环境元数据,除了文件格式外,还注明软件产品、版本号、压缩类型,字符编码方案、软件商信息等。第二,利用的需要,为更好地实现信息服务、知识挖掘等,可以通过元数据自动抽取工具临时挖掘文件的主题信息,并加以标注。应需临时增加的部分,通常借助特定的插件、工具完成。正如ISO23081-2:2009所言:“优质的元数据体系是动态的,能够在必要时随时增加文件管理元数据”。[11]因此,我们认为电子文件元数据具备持续形成、选择积累、应需增加的特点。 3ERMS元数据方案设计的准备 为设计出适用的元数据方案,除了人员、资金等方面的准备之外,还需要明确ERMS的系统功能定位,了解相关标准及其实施路径,掌握ERMS元数据方案设计的内容和方法,以便最终逐一确定元数据元素及其规则。 3.1系统功能定位的确定 上述BS,ERMS,TDR只是概念划分的结果,各单位需要购置的系统既可能与之对应,也可能具备其中一类系统的部分功能,或者其中两类系统的全部或部分功能,需要根据系统实际的功能定位来制定元数据方案。比如西方国家所称的ElectronicDocuments RecordsManagementSystem(EDRMS)即为一类从电子邮件系统、桌面办公软件、工作流系统、扫描系统等办公类系统中捕获非结构化文档,并实施集中存储、统一利用和文件管理(档案化管理)的系统,有些EDRMS本身也提供工作流、扫描等功能。提供工作流并支持文件形成业务的EDRMS元数据方案,通常要单纯的ERMS包含更多的业务类元数据。类似地,如果我国有单位要实现OA系统和档案管理系统相集成的电子公文一体化管理系统,或者工程项目文档协作系统和档案管理系统相集成的项目文件管理系统,也要设计更为丰富的业务类元数据。此外,一些大型企业面临建设ERMS和TDR的双重任务,在系统选型的时候,也倾向于将两者集成在一起,对此类系统的元数据方案,则要在文件管理元数据之余,更多地考虑长期保存元数据。本文以独立的ERMS实施为假设前提展开讨论。 3.2标准环境 任何单位在设计ERMS元数据方案的时候,都要寻求标准的支持。虽然我国已经出台不少相关元数据标准,不过,标准实施还是面临两个方面的困难: 3.2.1标准适用性不够 早期出台的电子公文元数据规范在适用范围上规定得很明确,区分了文件形成单位和文件保存单位的需要,比如《青岛市电子文件归档与管理规范(试行)》明确指出面向青岛市市直机关、团体和其他社会组织等文件形成单位,《天津市电子公文元数据表》分别对电子政务系统归档电子文件和档案室向档案馆移交的电子文件的元数据加以规定,后者比前者多出5个元数据元素,同时还有各自配套的数据结构规范。但是这些标准大多为经验性总结,缺乏元数据顶层框架的支持,在与文件形成系统的互操作性方面的支持力稍弱。2008年之后出台的《电子文件档案资源管理规范第4部分:元数据》(DBJ440100/T10.4—2008)和《文书类电子文件元数据方案》(DA/T46-2009)则分别依据OAIS和ISO23081的概念模型,元数据元素的设计相对严谨,但是其内容较全面,同时包含文件管理元数据和长期保存元数据,适用范围较广,同时面向文件形成单位和文件保存单位,导致这两种具有不同文件管理职责的单位,面临实施同一个标准的境况,这就需要其根据各自的功能目标加以选择、拓展、改造、具体化的实际问题。 3.2.2标准实施支持力度不够 从国际范围的实践经验来看,ERMS元数据标准实施路径有两种:第一,将系统功能要求标准和元数据标准衔接,通过系统测试的方式强化合规性要求,使得元数据标准由书面的规定变成市场通用软件内嵌的事实标准。这样的系统功能要求标准包括:1997年开始颁布、并且每隔5年更新一次美国国防部标准DoD5015.2-STD《文件管理软件设计标准》,其中具体规定了文件、文件夹的元数据;[12]2002年英国公共文件局推出的《电子文件管理系统功能要求》系列标准,元数据标准是其中第2部分;欧盟《文件系统通用要求》(MoReq)的2008年版本MoReq2,元数据方案是其重要的一个附录[13];在MoReq2基础上推出的改进版本MoReq2010,则将元数据方案和功能要求条款密切融合,即在功能要求条款中明确具体的元数据要求。[14]第二,制定元数据标准的实施指南,指导各单位具体应用。比如加拿大国家图书与档案馆(LAC)在颁布《加拿大政府文件元数据标准》的同时,颁布了《加拿大政府文件元数据应用方案》,阐明了元数据元素的应用规则和方法。[15]据笔者了解,已经完成起草任务的我国《电子文件管理系统通用功能要求规范》和《通用电子文件元数据规范》以及《文书类电子文件元数据方案》(DA/T46-2009)相对独立;亦未见有关文件元数据标准的实施指南。作为文件形成单位,应该牢牢立足于文件形成单位ERMS的基本定位及其元数据的构成特点参考既有标准。鉴于ISO23081提出的元数据模型以及实施建议已经成为国际最佳实践经验,本文将此标准为基础展开探讨。 3.3ERMS元数据方案设计的技术路线设计 ERMS元数据方案,就是选择元数据元素并建立其相互关系。根据ISO23081-2:2009的规定,元数据元素的选择路径是有基本规律可循的,那就是基于文件、责任主体、业务、法规、关系等五类实体的文件管理元数据模型,依次定义和标识实体及其级次;按照标识、描述、使用、事件计划、事件历史、关系等六类属性的模块化设计思路,描述实体及其级次所必须的元数据,建立相关实体/级次元数据之间的关系;[16]根据ERMS需要管理的文件的特点,以及系统实施单位业务和文件管理的情况,建立元数据赋值规则(如赋值范围、赋值格式、赋值方式等),建立元数据管理规则(如存取权限、导出格式)等。一个元数据方案,只有具体定义到每个元数据何时由谁如何产生、修改、利用、删除的程度,方可实施。本文主要聚焦于实体、实体级次及其相互关系的确定上,这是元数据方案设计的根基。 4实体的确定 4.1基本实体模型 ISO23081:2009确定的元数据模型,包含文件、责任主体、业务、法规、关系等五大实体,如图2所示,这是ERMS实体实施的顶层框架。[17]其中的业务实体分为形成文件的业务和文件管理业务两部分,这进一步印证了本文图1所揭示的元数据形成和积累的过程。区分实体的意义在于准确定位元数据描述的对象,理解构成文件管理整体环境的各要素及其相互关系。通过分实体的元数据描述,有助于实现系统功能的模块化设计,以及跨系统的互操作。 4.2实体的实施方式 ISO23081标准申明并不要求直接实施五大实体,而是可以采取非常灵活的策略,既可以选取其中的一种或多种实体,也可以在上述五大实体之外,扩展新的实体。实体的实施方式取决于不同实体描述保持持续链接的能力,也和系统功能的实现方式有关。具体说来,主要包括以下几种实施方式: 4.2.1单实体实施 采用以“文件为中心”的实施方式“简化”实体模型,即在文件实体中包含了其它实体的信息。早期时候出台的元数据标准多采用这种模式,如1999年1.0版的澳大利亚联邦政府机关文件保管元数据标准。早期的档案辅助管理系统也多采用这种实施方式。 4.2.2多实体直接实施 在文件、责任主体、业务、法规、关系实体中选择2-5种实体实施。比如我国《文书类电子文件元数据方案》(DA/T46-2009)采用了文件、责任主体、业务和关系4类实体;MoReq2将文件保管期限与处置表理解为特定的法规标准,采用了文件、文件保管期限与处置表(法规标准)、责任主体三类实体,而业务、关系实体则作为其他实体的属性。[18] 4.2.3多实体扩展实施 即除了文件、责任主体、业务、法规、关系这五大实体之外,还拓展应用其他实体类型。文件、责任主体、业务、法规这四个实体都是多层级的,每个层级都可能包括标识、描述、使用、事件计划、事件历史、关系等六个方面的属性元数据,而且实体的元数据本身还要靠元数据来描述,如此形成多实体、多层次、多属性的循环、关联,由此可以将实体层级、属性、元数据定义等也作为实体来实施。MoReq2010是多实体扩展实施的典范,其规定已经细致到可以在系统中直接应用的程度。MoReq2010共定义了文件聚合(aggregation)、类(class)、组件(component)、背景元数据元素定义(ContextualMetadataElementDefinition)、处置保留(DisposalHold)、保管期限与处置表(DisposalSchedule)、实体类型(EntityType)、事件(Event)、功能定义(FunctionDefinition)、组(Group)、元数据元素定义(MetadataElementDefinition)、文件(Record)、角色(Role)、服务(Service)、模板(Tem-plate)、用户(User)共16个实体类型。[19]这16个实体类型大致可以分为六类,如表1所示。其中聚合、类别、文件、组件属于文件实体的不同层级,处置保留、保管期限与处置表属于法规标准实体的三个具体类型,组、角色、用户属于责任主体实体的不同层级;其余8个实体类型分别从属性、元数据定义(元数据的元数据)、系统这三个角度作的拓展:事件乃属性元数据实体,背景元数据元素定义、元数据元素定义、模板、实体类型属于元数据定义实体,而功能定义、服务这两个实体类型属于ERMS系统本身的元数据。 4.3杭州市电子文件中心 ERMS的元数据实体杭州市电子文件中心项目是由杭州市档案局承担的系统建设项目,其主要任务是为杭州市党政机关统一建设ERMS,即在全市范围统一采购、部署和维护ERMS,杭州市档案局为各ERMS使用单位提供基础设施、系统平台和应用软件的服务,但不代替其完成本单位内部的文件管理业务。这也是我国地方政府电子文件中心建设的一种新定位,不同于永久保管文件、文件中转站、现行文件查询服务、文件备份等其他各地电子文件中心的功能定位。[20]该项目计划分四期开展,一期已经于2010年完成,实现了杭州市政府机关统一使用的办公自动化系统(OA)的元数据改造,使其产生合乎文件管理要求的元数据;二期于2011年10月完成,完成了ERMS的选型、研发和试点,可以接收管理OA中的电子文件;三、四期的建设将逐步扩大ERMS的使用范围,逐步和其他系统衔接,以捕获更多类型的电子文件。本文简单介绍二期项目设计完成的元数据方案。杭州市电子文件中心ERMS的元数据方案采用多实体实施模式,包含文件、责任主体、文件形成业务、保管与处置、权限管理五大实体。其中保管与处置、权限管理属于法规标准类的实体。文件实体处于核心地位,与其他实体相互链接。关系实体作为文件实体的属性加以实施。本项目并未采用完整的业务实体,仅将文件形成业务作为一个实体,这跟整个系统的实施方式有关。描述文件形成业务,即收发文处理过程的业务元数据,并非在ERMS中产生,而是在OA中产生、被ERMS接收管理。这些元数据在OA中被固化为一个XML文档,作为文件的有机组成(可以视为文件的一个特殊的组件———笔者注)随同文件内容一起进入ERMS。这个XML文档相对独立,目前暂不进入文件元数据库中,日后若普遍存在查询文件形成业务数据的需要,可比较方便地将其中元数据导入文件元数据库中。至于文件进入ERMS之后产生的文件管理业务元数据,则作为文件实体的一个属性存在,其中大多被包括在“事件历史元数据”中。本项目借鉴了MoReq2和MoReq2010,将保管与处置作为独立实体加以实施,系统将将该实体中包含的保管期限、ERMS保存期限、触发条件、处置行为等元数据作为一组相互关联的元素加以实施,定义好的保管与处置规则可直接应用在类、案卷或文件上。权限管理实体实施的思路与此类似。 5实体级次的确定 5.1实体的级次 ISO23081的概念模型中,文件、责任主体、法规标准、业务等4个实体都具有多个层次,其中文件实体涉及全宗、系列、案卷、文件等层级,责任主体实体包括机构、部门、工作组、个人等层级,业务实体包括联合职能、职能、活动、事务等层级,法规标准实体包括法律、政策、业务规则等层级。区分层级的意义在于精确地定义各层次的元数据,同一实体不同层级的元数据,既有相同的部分,也有不同的部分。而对于每个层级都有的元数据,下位层次则可以通过链接继承上位层级实体的元数据,而不一定要全部重复描述,这可以在一定程度上精简元数据方案及其实施成本。 5.2文件实体级次模型及其实施 文件实体是各种实体实施方式中必备的实体类型,因此在各种层次体系中,文件实体的层级最为关键。笔者综合考察了MoReq2,MoReq2010,I-CAREQ以及我国标准《电子文件管理系统通用功能要求》研究成果中所规定的信息模型,构建了如图3所示的文件实体级次模型,该模型包括聚合(aggregation)、文件(record)、组件(component)三个层次。聚合是由文件组成的,文件是由组件组成的。这三个级次是任何一个ERMS元数据方案都要描述的对象,缺一不可。 5.2.1聚合 聚合即按照机构职能、业务或者文件的性质形成的文件集合体。在ERMS中,聚合通常表现为文件夹(folder)的形式,也可以表现为文件类型(recordstype)的形式。按照档案管理的传统,聚合又可以细分为三个层次:全宗、类目和案卷。其中,全宗(fond)是最高的文件聚合层次,在ERMS中,它表现为根文件夹(rootfolder)。类目(class)一般指全宗下具有有机联系的文件集合体,在传统意义上的档案分类体系中,类目的设定一般比较稳定。类目可以有多级,在ERMS中,可以建立多个父文件夹(parentfolder)和子文件夹(childfolder);也可以根据多个维度建立不同的类目结构。案卷(file)是最低的文件聚合层次,可以在类目下根据需要灵活地增加案卷。在ERMS元数据方案中,既可以将全宗、类目和案卷设定为聚合(文件夹)这一个级次,也可以区分为全宗(根文件夹)、聚合(子文件夹)这两个层次,或者保留全宗(根文件夹)、类目(中间层次文件夹)、案卷(最低层次文件夹)这三个级次。一个实体级次的好处是系统设计更为简单、统一;三个实体级次的好处在于更便于区别化对待不同的聚合层次,比如不同级次聚合的编号规则不同,且与档案管理传统有效衔接;两个实体级次则综合了一个实体级次和三个实体级次的好处。值得一提的是,在MoReq2010的实体模型中,对等使用了聚合、类两个实体级次,前者指文件系统中的文件夹,通常是为了文件形成者对文件归类而设置;后者则是指产生于同一业务活动因而具有相同保管期限的文件集合,通常是为了文件管理员(可以理解为文件形成单位的档案管理员)鉴定处置文件而设置。在实际单位,聚合和类可能一致,也可能不一致。这样的设置照顾到了有些单位分类方案和保管期限表不衔接的情况。 5.2.2文件 文件是能够独立记录业务活动过程和结果的信息对象。文件是文件管理业务意义上而非技术意义上的最小单元。在数字环境中,文件本身可以被理解为一个容器,其中可能包含一个或多个组件(component)。包含单个组件的文件为单文件(singlerecord),包含多个组件的情况则又两种:第一,组成文件的组件之间具有技术上的紧密关联,如网页文件中的HTML、CSS、JPEG图片,或一份嵌入外部音频、视频的年度报告等,它们共同构成一份复合文件(compoundrecord)。第二,组成文件的组件之间具有管理意义上的紧密关联,如请示和批复是两个相对独立的文档,但二者需要组合在一起才能表示一个完整的管理活动,这样的文件被称为组合文件(combinedrecord)。只有理解了复合文件和组合文件的存在,我们才能够充分认识到ERMS管理到组件级次的必要性。 5.2.3组件 组件是计算机系统中一组数字信息流,是技术意义上的最小管理单元,如一个图片,一个word文档,数据库的一个视图等。识别哪个(些)组件构成一份文件,主要看这个(些)组件能否独立地反映业务活动。组件可能有两种表现形式:单组件和复合组件,后者本身是有多个技术上紧密关联的组件组成。比如就一个问题产生的一问一答两封电子邮件共同构成一个组合文件,其中一封电子邮件带着附件,这封邮件及其附件共同构成复合组件。对于以非结构化形式存在的组件,IT领域也称之为文档(document)。 5.3杭州市电子文件中心 ERMS的元数据实体级次杭州市电子文件中心ERMS的元数据方案中,文件实体包含全宗、类、案卷、文件、组件五个级次;责任主体实体包含单位、部门、角色、人员四个级次,其中角色是一定数量操作权限的集合,部门可以按需改变,人员也可以流动,而角色是相对稳定的;文件形成业务实体目前只有一个级次,随着三期、四期ERMS管理对象由OA公文向行政审批系统中业务文件的扩大,该实体的级次可能增加;保管与处置包括保管与处置规范、保管与处置规则两个级次,前者描述国家档案局及相关主管部门颁布的有关电子文件保管期限和处置要求的法规规范,后者描述具体的处置规则;权限管理实体只有一个级次。 6元数据的确定 6.1元数据的模块化设计 确定了实体及其级次之后,需要确定每个实体级次的元数据元素。ISO23081—2:2009推荐采用模块化设计思路,即每个实体,尤其是文件实体,包含标识、描述、使用、事件计划、事件历史、关系等六类元数据,这样的元数据,被张正强教授称为“属性元数据”。[21]可以看出,这样的设计思路吸收借鉴了戴维?比尔曼提出的“可为业务活动接受的通信的元数据参照模式”的成果,该模式将文件管理元数据分为登记、期限和条件、结构、背景、内容、利用史六个层次。[22] 6.2属性元数据的实施 具体的ERMS项目,可根据六类属性元数据模型灵活变通,设计出可在系统中实施的元数据。比如MoReq2010将实体的属性信息区分为元数据、事件历史、权限控制列表三类,如图4所示。其实这三类信息都是元数据,只不过因为事件历史、权限控制列表(使用类属元数据)这两类元数据非常重要,MoReq将之凸显出来。因为实体是有级次的,故需要根据实体及其级次的特点,选择实施上述六类元数据的部分或全部。对于文件实体而言,这六类属性元数据都是必须的,但是实施的方式有别,不同级次同类属性元数据包含的具体元素亦有别。下面分别阐述文件实体中标识、描述、使用、事件计划、事件历史、关系元数据的一般实施要求: 6.2.1标识类元数据 此类元数据用于标识文件实体,是每个文件实体级次都必备的属性元数据,如全宗号、类号、案卷号、文件号、组件号等。 6.2.2描述类元数据 此类元数据用来描述文件的内容,以方便检索,是每个文件实体级次都必备的属性元数据。如全宗名、类名、案卷标题、文件题名、摘要、主题词等。 6.2.3使用类元数据 此类元数据用来描述和文件利用、权限有关的信息,至少可以细分为三类:技术环境、秘密程度、访问权限等。技术环境元数据描述文件的软件、硬件、格式等方面的信息,如存储格式信息、计算机文件名、计算机文件大小、完整性等。秘密程度元数据用来标识文件实体内容的保密要求,如密级、开放等级等。访问权限元数据用来记录文件利用的详细信息,一般要定义何文件能够由谁执行什么操作,通常由一组相互关联的元数据组成。虽然都属于使用类元数据,但是技术环境、秘密程度、访问权限这三类元数据的实施层次及其方式有所区别。技术环境元数据需要在最低文件实体级次———组件上精确定义,只有组件才是ERMS切实管理的内容对象,才具备存储格式信息、完整性等属性信息。其他高层次的文件实体级次则并没有此类属性信息。秘密程度元数据需要在文件、聚合级别实施,下级实体可继承上级实体的秘密程度元数据,原则上组件不具备独立的秘密程度元数据,虽然让同一文件的不同组件具备不同的秘密程度在信息系统中毫无问题,但是这样设置会增加管理的复杂度。访问权限元数据可在各个文件级次上都要实施,下级实体可继承上级实体的访问权限元数据,不过在组件级别上定义的情况较为罕见。也可以将访问权限元数据单独作为一个实体来实施,与文件实体进行链接。 6.2.4事件计划类元数据 此类元数据用来描述文件进入ERMS后将要发生的管理行为,体现了对于电子文件管理过程的事前计划和控制,比较典型的事件包括创建、捕获、处置、调整开放程度、调整密级等。这类元数据通常包括事件时间、类型、描述等一组相互关联的元数据,可能由ERMS根据其他元数据自动产生,比如某类文件的处置计划元数据可以根据其应用的“保管期限与处置”规则自动产生。事件计划类元数据是传统档案辅助管理软件相对缺失的部分。 6.2.5事件历史类元数据 此类元数据用来描述ERMS已经发生了的管理行为,通常即执行了的事件计划。通过对电子文件管理过程的同步记录,可以支持对于ERMS管理过程的事后监督和审计。事件历史类元数据也由ERMS自动记录。6.2.6关系类元数据虽然关系也可以作为单独的实体来实施,不过目前大部分的ERMS规范和项目都是将关系作为文件实体的属性。 6.3杭州市电子文件中心 ERMS的文件实体元数据除了将使用类元数据中的访问权限元数据单独作为一个实体之外,杭州市电子文件中心ERMS的文件实体元数据包括其他所有属性元数据。此外,在设计文件实体的元数据时,还需要注意处理不同文件类型、组件类型的元数据设置问题。所谓文件类型,是指根据业务活动的需要,对若干具有共性的文件的抽象表示。文件类型可以为一个单位的分类方案所直接体现,也可能无法在分类方案中直接体现。典型的文件类型如发文、合同、工程图纸、发票、订单等,不同的文件类型在文件级次往往具备一些不同的元数据,如合同的发文的签发者,合同的甲方、乙方、合同金额等。对于这种情况,本项目设置了一个通用的文件级次元数据集,未来随着ERMS管理范围的拓展,将在此基础上再逐一明确各文件类型个性化的元数据。除了多文件类型外,ERMS还要管理不同类型的组件(即计算机意义上的文件),一般根据技术属性划分组件类型,比如文本、图片、音频、视频等,不同类型的组件的技术环境元数据(可能还包括其他属性元数据)并不相同,这类元数据也被黄玉明局长称为“编码元数据”或“技术元数据”,国内外也有很多标准支持。[23]对于这种情况,仍然可以借鉴对于不同文件类型元数据的处理方法,即先设置一个通用的组件级次元数据集,在此基础上再逐一明确各媒体类型组件个性化的元数据。 7小结 元数据是ERMS的血脉,元数据方案与其所有功能都存在关联,设计阶段需要考虑的问题复杂而细致。本文只对实体、实体关系的确定以及元数据模块化思路进行了初步的探索,未涉及到更为细致的语法、语义规则、赋值要求和系统实现方式,更未涉及多元化的元数据管理规则。在写作的过程中,笔者深觉ERMS元数据方案设计的不易,需要在实践中不断的摸索。ISO23081为ERMS元数据方案的设计提供了坚实的概念框架,国内相关标准则为ERMS元数据方案的设计提供了丰富的元素。然而,任何的标准都不可能一成不变地应用到每个单位,系统实施者需要根据系统使用单位文件及文件管理的实际情况,以及软件产品本身的基础加以变通。与此同时,任何一个具体的元数据方案本身也需要不断发展完善,在初始设计的时候,要充分考虑其日后的变化,保证方案的可持续性。 本文建立的文件实体级次模型,得益于中国人民大学钱毅副教授的启发,本文关于文件类型的定义,得到了加拿大英属哥伦比亚大学兼职教授谢丽的指点;作者在此表示感谢。 电子小制作论文:电子膨胀阀的流量测试台研发及制作 电子膨胀阀作为一种重要的传统节流元件,既可控制蒸发器供液量,又可节流饱和液态制冷剂,已广泛应用于空调、制冷和低温冷冻系统。它具有调节速度快、流量调节范围宽、节能效果好、温度控制精度高等特点[1]。电子膨胀阀在不同的开度下的流量是其重要特性,直接关系着制冷系统的质量,因此,流量测试是电子膨胀阀合格与否的一个关键测试指标[2]。而由于目前电子膨胀阀流量测试设备自动化程度低、测试方法不合理、测试件安装困难、替换工装夹具费时等,导致测试结果不准确、一致性差,准确的流量测试成为了电子膨胀阀生产企业的技术瓶颈[3]。因此,设计开发测试结果准确、操作快捷的电子膨胀阀流量测试设备,满足电子膨胀阀生产企业的需求,是提高电子膨胀阀产品质量的有效途径。该产品在空调等制冷业有广泛的应用前景。 1测试台的设计与开发 以电子膨胀阀流量特性研究机械行业标准为基础,遵照JB/T10386—2002[4]标准的测试方法,对流量测试精度要求为1.5%,压力测试精度为0.1%,流量检测压力为1.5MPa。电子膨胀阀流量特性测试方法是在一定的实验条件下,调节阀口进气压力,锁定电子膨胀阀前后压差在0.1MPa,然后在流量计出气端排空的条件下测量规定脉冲数下的空气体积流量。气路部分主要包括空气压缩机、储气罐、过滤器、精密减压阀、电磁阀、软管等。软件部分则由VB开发,该软件可以直接控制电子膨胀阀各项检测内容,实时显示工作状态和测试参数,将测试结果以报表、图形的方式显示,还可以将报表保存或打印。 1.1电器单元 测试台主控机采用研华IPC610工业控制计算机(P42.4G,内存256M,硬盘40G)实现界面操作和过程控制。人机交互由一个带触摸屏的研华液晶显示器实现,测试台提供了3种操作方式:触摸屏、鼠标键盘、功能按键和提示灯,操作方便。利用高性能电子膨胀阀驱动器实现电子膨胀阀的控制,采用研华数据采集卡PCI—1711进行传感器信号的采集,驱动器与计算机之间通过串口进行数据传输。电子膨胀阀驱动器在测试台中起着至关重要的作用,用来驱动和控制电子膨胀阀的开度和与工控机实现双向通信。它是由PIC24单片机、电源模块、最小系统、通信模块和驱动模块组成。其中驱动器主控芯片使用PIC24FJGB110,它是PIC单片机系列中比较先进的一种单片机,有着高性能的CPU[5]。测试台系统框图如图1。 1.2气路单元 依据标准JB/T10386—2002[3]设计了电子膨胀阀流量测试的气路系统(如图2所示)。空压机和钢瓶构成的气源部分提供稳定的高/低压气体。电子膨胀阀前后安装NS501压力传感器用来测定前后压差。气源中的压缩空气经过过滤器、精密减压阀再通过被测电子膨胀阀,最后由流量传感器测出气体流量。流量传感器前设置过滤器,用来过滤气源气体中的杂质,以防空气中的杂质损害流量传感器。用精密调压阀来调节被测电子膨胀阀上游的气体压力,根据显示值与需要的压力调节电控比例阀保证电子膨胀阀两端的压差。考虑到流量测量的准确性,在过滤器后分别设置三条分支,每条分支上安装有不同量程的流量传感器,分别用来测试三路气体的流量,其量程分别为0.05~0.5,0.1~10,2~200L/min,精度为1.5%FS。系统可以根据被测流量,自动选择某一支路流量传感器实现测量,以防止大流量通过时破坏小量程流量计。 2测试台的操作控制界面 测试台的软件由VB来实现的,为操作者提供一个友好的用户界面,实现整个系统的现场控制,方便地对测试台进行监控、数据采集处理、调试实验。系统首先完成各硬件的初始化,通过显示屏,针对不同的测试目标进行设置、电气检测和仪表修正。上位机以流程图、表格等形式显示工作状态和各类过程参数,在检测时,把采集到的数据实时处理,一方面图形显示或数据显示,另一方面实时存储以备存档或后续处理,最后判断电子膨胀阀合格与否,自动统计生产数和不合格数。在测试的过程中可以更改各项参数,并以文件的形式保存下来,比如:设定曲线参数,包括测试点数和各点测试值,最多测试点数可以达到100点(默认测试20点)。该测试台还能将本机的数据输出为EXCEL格式,供用户分析,同时具备条码输入功能,能按照条码信息进行数据存储。另外,系统亦可通过以太网络或局域网实现数据共享。 3实验结果分析 被测样品为浙江盾安人工环境股份有限公司的DPF(N型)电子膨胀阀,阀口径为6.35mm,采用弯管的形式。 3.1不同开度下电子膨胀阀的流量特性 将电子膨胀阀安装在测试装置上,开启驱动电源,保持电子膨胀阀进口温度为常温,调节电子膨胀阀前后压差为0.1MPa,根据工况规定进行参数设置,待工况稳定后,然后使电子膨胀阀从全闭逐渐增大到全开即从0~500脉冲(正行程),每隔50个脉冲驱动一次。在条件不变的情况下,电子膨胀阀从全开到全闭(反行程),测定数值如表1。到全开的状态,各个开度下流量基本与标准阀相对应,最大引用误差为1.5%,在要求的范围内,上下行程误差也符合要求。 3.2流量计的前后位置对流量测量的影响 在上述条件不变的情况下,将流量计置于电子膨胀阀的后端,分别在正行程和反行程测试电子膨胀阀的流量数据。改变流量计的位置于电子膨胀阀的前端,分别在正行程和反行程测试电子膨胀阀的流量。得到流量特性曲线如图3。由以上数据可以知道,与流量计置于电子膨胀阀前端时相比,流量计置于电子膨胀阀后面时的流量明显较大,这是因为流量计位于被测阀后面时有备压,整个气路内的压强就变大,电子膨胀阀两端的压力就增大,压缩空气的进气流量变大,所以,测得的流量数据就变的偏大。实验证明:流量计放在电子膨胀阀前面测得的流量相对更精确,经计算,精度维持在0.11%以内。 4结论 电子膨胀阀的流量测试是电子膨胀阀的主要性能指标,针对这个性能指标的测试,自行设计开发了电子膨胀阀流量特性测试台。该测试装置结构简单,基本完成电子膨胀阀的流量测试,压力测试精度达到0.1%FS,流量测试精度小于1.5%FS,测量参数指标达到技术要求,并且具有方便的计算机控制操作界面。以采集卡PCI—1711为核心硬件,开发设备驱动程序用VisualBasic6.0编写同时把采集处理过的数据用图形和列表显示,完全满足实际工程要求。 电子小制作论文:校园电子商务系统制作及创新 1引言 校园电子商务是电子商务在校园这个特殊环境下的具体应用,它是指在校园范围内利用基础网络、计算机硬件、软件和电子通信手段构建的满足于校园内单位、企业或个人进行商务、工作、学习、生活各方面活动需要的一个高可用性、伸缩性和安全性的计算机系统。校园电子商务带给在校师生的不仅是便利,还有效率和满足。当他们急用某些东西而又没有时间去购物时,只需用鼠标轻轻在网上一点,用不多久这些东西就会出现在面前,还可享受送货上门的服务;另外,当有东西长期闲置但仍有价值舍不得扔时,去二手交易市场商品出售信息是他们最佳的选择。所以这一切,使得电子商务进入了大学校园,走近了在校师生的日常生活。 2功能模块 校园电子商务系统是一个比较庞大和复杂的系统,它涉及到广大师生员工和学校管理事务的各个方面。根据需求分析,设计的功能模块如图1所示。现在电子商务及其相关技术己经发展到了比较成熟的阶段,但是如何将电子商务与高等学校校园中广大师生现实的学习工作生活紧密的结合起来,充分发挥电子商务的优越性,提高工作和生活质量,当前广大师生员工有一些对校园电子商务的实际应用需求,主要体现在这几个方面:网上商城,网上自由市场,网上支付,后勤服务,社区服务,娱乐活动等。 2.1网上商城(B2C) 学校内有很多便利店、超市,师生员工日常生活所需之物基本上都有售。可是,学习的压力、教学任务和科研的压力使得广大师生员工的生活节奏日益加快,闲暇时间越来越少,这样如果每次所需物品都要到商店购买,就给他们的生活带来很大的不便,因此师生普遍对网上购物的呼声较高。目前,学校内外的商业实体很多,但都没有自己的电子商务系统,如果能通过一个统一的平台,将这些商业信息都都网络上,师生员工就可以足不出户地选购自己所需要的商品,自由而方便。只要是学校授予经营权的商家都可以通过电子商务平台进行网上商品销售,提升商家的影响力和客户服务能力,快捷高效公平,透明程度也高。 2.2网上自由市场(C2C) 在学生宿舍楼和教学楼的公告栏上,经常可以看到一些求购信息和出售信息,在学生毕业期,校园内也可看到许多学生在摆摊出售自己的学习用品。这些信息一般只有少数学生注意到,而且注意到的学生也不一定有购买意向,因此,这种交易方式效率很低。网上自由市场提供一个交易平台。买卖双方都到这个自由市场里进行商品交易,采取撮合成交的形式,可以是进行网上拍卖的形式交易或者二手交易市场,学生只要是有物品需要出售,都可以信息到这个平台,进行交易。高校的二手交易市场是一个大市场,学生们的消费水平本来也不高,都希望能买到物美价廉的商品,这个时候,网上二手交易市场的作用就发挥出来了。 2.3信息服务 信息服务主要包括资讯、通知、在线申请、招聘信息等。如目前,大多数高校的后勤服务效率都很低,比如学生公寓报修,一个简单的日光灯的修理,从报修到最后修理可能要等上好几天。如果将维修消息到网络上,修理工在家就可查看,准备好器材即可上门修理,方便快捷。因此,校园后勤的很多服务可以放到网络上进行,方便大家获得快捷的后勤服务。比如报修维修、订火车飞机票、买电影或节目门票、包车租车、汽车驾驶培训等服务,通过电子商务这个平台使得在校园内的生活工作的师生更方便地获得后勤服务,并且可以整合学院管理业务,降低管理成本。 2.4网上教育 学校教学资源丰富,学生众多,大家在进行本专业知识的学习同时也会有很多学习其他方面知识的需求,学校有能力提供教学服务的单位或个人可以在网络上出教学服务和各类培训的广告。这些服务可以是免费也可以是收费的,可以进行网下教学服务,也可以直接在网络上提供教学内容,形式可以多种多样,可以是视频、音频、课件等多种形式,这样一方面能提供更丰富的教学资源给大众,另一方面也能促进和补充教育培训体系。 2.5在线娱乐 学校师生有许多电子娱乐资源,比如视频节目、音乐、图片等,通过电子商务平台大家可以下载或在线享用这些娱乐资源,还可以推荐上传好的娱乐资源供大家欣赏。综合这些需求以及挖掘师生的潜在需求,这些需求主要体现在服务的全面性、资源的丰富性、信息的时效性、支付的安全性、操作的方便性等几个方面,根据这些需求,建设校园电子商务系统的的主要目标如下:内容丰富多彩,为师生提供及时获取日常信息的快速平台,将师生日常交易活动电子化和信息化,提供全24小时的服务,提高交易效率。提供高效全面的服务,给师生提供实际的方便,让师生满意。师生对系统的掌握与控制,根据自己需要定制个性化的服务。系统内容表现形式多样化,信息更新速度快,操作与使用方便,才能产生黏性。 3电子商务的模式 校园电子商务的特点决定了校园电子商务不同于传统电子商务的特性。通常而言,校园电子商务包含普通电子商务的两种模式,即B2C,C2C模式。 3.1校内B2C 校内B2C是指企业或部门对个人(师生员工)的电子商务业务,其网络流程如图2所示。这种形式的电子商务一般以提供个人服务为主,主要借助于校园电子商务平台开展在线服务活动。譬如网上计算机等级考试报名、购买书籍等。 3.2校内C2C 校内C2C是指校内个人与个人(师生员工)之间的交易行为,其网络流程如图3所示。目前校园电子商务C2C模式为双方搭建拍卖平台,或是提供平台方便个人在上面开设店铺进行交易。校园电子商务是一个综合业务系统。校园内的财务中心(结算中心)发挥网上银行的作用。财务中心(结算中心)与校园电子商务平台之间通过支付网关进行数据通信。用户包括个人、部门或企业,通过平台发出需求请求,电子商务平台把不同的需求发往不同的目标,譬如拍卖商户、相应部门等。需求订单确认后交财务中心(结算中心)审核监督,当业务流程完毕后进行费用的结算处理。 4影响 4.1方便师生员工的日常学习工作生活 师生员工的很多日常事情都可以通过电子商务系统来完成,例如在线购物、学校缴费、网上订票、教室申请等等,而不必像过去那样为一件事情跑好几个部门、盖好几个章、办很多手续才能完成。学校或部门只需在网上公布相应的信息就可以做到信息的及时传达,保证了信息传递效率。 4.2降低了交易和管理成本,提高了效率 采用电子商务系统大大减少了交易环节,大幅度地降低了交易成本,提高了交易效率。师生们只要轻点鼠标,就可以获得满意的商品和服务。对于校内企业来说,不仅可以减低交易成本,还可以及时了解商品销售情况,从而适时调整产品结构,减少库存。对学校来说,采用电子商务系统数字化的管理方式,为管理工作带来了新的变革,大大提高管理效率。 4.3实现了资源共享 高校内师生员工众多,所拥有的各种资源数量巨大。通过校园电子商务这个平台,汇集大家的智慧,即使互相不认识的同学之间都可以共享一些学习资料,教师之间也可以共享科研和教学资料,相互联系的部门之间可以共享文件资料,有利于学习科研等各项工作的顺利开展。 5存在问题 显然,校园电子商务带给在校师生的不仅仅是便利,还有效率和满足。当他们急用某些东西而又没有时间去购物时,只需用鼠标轻轻在网上一点,用不多久这些东西就会出现在面前,还可以享受送货上门的服务。另外,当有东西长期闲置但仍有价值舍不得扔时,去二手交易市场商品出售信息是他们的最佳选择。但是,校园电子商务的发展也是困难重重的。一些高校开展电子商务的初衷只是设立教学平台或鼓励学生创业的平台,是以非盈利为目的,但是没有盈利,也就没有能让校园电子商务网站继续运作的资金,最终以失败而告终。更进一步的就是为了方便在校师生的日常生活,但其经营状况也都不容乐观。鉴于目前的现状有以下几个目前阻碍校园电子商务良好发展的问题。 5.1信用、物流 淘宝网总裁马云曾说:“中国电子商务存在信用、支付、物流3大瓶颈。”信用问题不容忽视。物流配送方面,一个小型校园电子商务B2C系统,需要自己进货、存储、送货一条龙,这相当于一个小型的物流系统,需要大量的时间精力做保证,而学生的精力是有限的,还有兼顾学习,实在心有余而力不足。 5.2市场规划 在Google和百度搜索校园电子商务,所搜索出来的大多是学校为教学所需设立的教学平台,或教育、鼓励学生创业而把校园电子商务作为创业教育试验课题来搞。学校为了鼓励学生创业,资金投入较大,学生创业的风险性大的同时也给学校带来的高风险,学校毕竟不是金融投资公司,对待投资项目的管理上也不是那么完善,这些问题也构成了阻碍校园电子商务发展的关键因素。 5.3安全支付 网络安全和支付风险是校园电子商务发展的两大障碍。一方面,学校师生一般以电话线或宽带等方式接入校园网,由于网络传输的可靠性,网络的硬件或软件可能会出现问题而导致交易信息传递的丢失与错误;尤其是计算机病毒在校园网传播快,影响了正常的网络运行。另一方面,学生利用下载或自编的黑客程序对校园网进行攻击,破坏系统数据的完整性和可控性。 6结语 随着电子商务在我国的蓬勃发展,越来越多的高校对校园电子商务也日趋重视,而决定校园电子商务的发展成功与否的校园电子商务模式也成为目前研究的重点。如何使各高校的校园电子商务能走出去,摆脱本校的局限,逐步实现真正的商业化,这也是今后继续研究的重点。 电子小制作论文:电子商务网站制作策划创新 自从互联网进入商业应用以后,人们对互联网的依赖程度逐渐增强,网民数量逐年稳步上升。在众多的网络行为中,电子商务应用占据了很大部分。CNNI《C第29次中国互联网络发展状况统计报告》中的最新数据显示:截至2011年12月底,中国网民数量达到5.13亿,全年新增网民5580万人。让众多网民们在互联网上流连忘返的一个重要去处就是——网站。同样的,中国网站的数量也与日俱增,2011年12月底达到了230万个。这个数字似乎显示了网站欣欣向荣的局面,然而令人遗憾的是,CNNIC数据显示,中国网站的使用率却非常低,其中近八成网站几乎处于闲置状态。 1电子商务网站重构策 1.1电子商务网站重构策划 网站的浏览量及使用率过低便滋生了另一个行业,那就是企业对网络营销的重视和利用,在注重网站内容提高的同时,大多数企业加大网络营销的推广力度,不惜砸以重金采用名目繁多的网络推广手段。这样有可能网站排名和网站访问量都不错,但是却没有有效的转化率、回报率,这时就应该思考网站自身的原因。所以,网站重构及网站重构策划日益得到相关人士的重视。电子商务网站重构策划,属于电子商务的一个部分,是网络营销策划中的一个方面,是网站策划人员的工作范围之一。由于网站工作内容不断细分,用户对网站专业化程度、网站易用性等要求不断提高,因而诞生的一个工作类别。网站重构策划归根到底就是网站架构的梳理、优化、整合与框架布局的重新搭建,应该说,网站重构属于一种理念。这里我们思考“以用户体验为中心”的设计理念来重构网站,从电子商务应用的角度,它包括网站目标定位、网站用户访谈、网站的结构梳理、用户体验流程设计、网站框架设计、网站交互设计等内容。 1.2电子商务网站重构策划的原因 分析网站重构的原因可以从三方面来考虑: (1)企业原因。网站比比皆是,也许网站的点击率很高,网站排名也靠前,但是企业网站的收益不理想,也是企业投资所得到的回报率(ROI)不理想。衡量企业投资收益的度量标准最常用的是“转化率”,通过跟踪用户在网站浏览的过程中有多少被“转化”到了下一个步骤,就可以衡量网站达到企业“商业目的”的效率有多高,通常需要重构的网站在这方面是不尽人意的。所以通过网站重构,不仅可以提高用户访问的有效性,还可以降低企业成本。 (2)用户原因。用户访问网站,是希望网站能够给自己带来效率,“以用户体验为中心”的设计理念就是站在用户的角度,考虑网站访问的可用性和方便性,从而能主动地访问网站,这直接带来网站访问量和企业的网站收益。 (3)网站自身原因。在研究网站的过程中,发现网站自身也存在许多隐患因素,常见的因素是由下列构成的: ①网站程序安全性不高。 ②网站结构不系统。 ③网站不符合W3C等国家通行标准。 ④网站可扩展性差。 ⑤网站色彩丰富,但栏目布局杂乱。 在网站重构策划中,考虑了这三方面的因素才能使得网站的“存活”的更久。 2“以用户为中心”的网站设计理念 2.1“以用户为中心”的设计理念 “以用户为中心”的设计是一门高度综合的交叉学科。要求必须具备认知科学知识,才能构想适当的网站界面和用法;要具备营销知识才能对网站的整体市场策略和定位进行深入思考;要善于与客户(即用户)交流沟通才能洞悉客户在网站上的真实动机;要有战略的思维才能对网站的整体架构和布局作出有正见的决策;要有美图设计的眼光才能使得网站排版赏心悦目;当然还要能够编程用户体验(UserExperience,简称UE)是指“人们对于针对使用或期望使用的产品、系统或者服务的认知印象和回应。”因此,用户体验是一种纯主观的、在用户使用一个产品(服务)的过程中建立起来的心理感受。又因为它是纯主观的,所以带有一定的不确定因素。因而个体差异也就决定了每个用户的真实体验是无法通过其他途径来完全模拟或再现的。不过设计者可以界定一个明确的用户群体,这些用户体验的共性是能够经由良好设计的实验来认识到。“以用户为中心的设计方法(UCD)”是AJAX之父的JesseJamesGarrett提出来的。用UCD来进行网站设计关注的是网站的思路而不是工具或技术。他灌输了关于“网站用户体验开发的总体概念”,即从战略和信息架构需求到视觉设计。这种方法有助于任何一个网站开发团队去创建一个成功的用户体验。 2.2“以用户为中心”的五个要素及网站设计思路 用户体验的整个流程开发,要考虑到用户有可能采取的每个行动的每种可能,并且站在用户的角度去理解整个过程的每个步骤的期望值。因此,可以把设计用户体验的工作分解成五个要素。将用户在网站中的浏览过程看作是用户对整个网站的体验,将这个过程自下而上地设计成五个层面:战略层、范围层、结构层、框架层和表现层。见图1所示。在最低的战略层只关心网站如何满足我们的战略(同时也满足用户的需求),在最高的表现层只关心网站所呈现的最具体的细节,这样,随着层面的上升,网站的决策就一点点地变得具体,并关系到越来越精细的细节中,同时,每个层面都是根据它下面的层面来决定的。所以,表现层由框架层来决定,框架层则建立在结构层的基础上,结构层的设计基于范围层,范围层则是根据战略层来制定的。这种依赖性具有“连锁反应”,层层制约,共同保障着整体网站建设的进程和质量。 (1)战略层。战略层关注用户的需求,也就是用户希望从网站上得到什么,这对应的就是企业的网站目标和用户需求。明确这些因素就知道:企业为什么建这个网站;企业要从这个网站上得到什么;用户要从这个网站上得到什么。 (2)范围层。进入范围层,网站建设关注网站的内容需求和功能,要弄清楚如何去满足战略目标,也如何满足用户需求,即网站要建设什么。用户的需求会有优先级别之分,需要站在用户的立场,采用一些方法去收集需求和确定需求优先级。 (3)结构层。战略层的决策和范围层都有些抽象,进入结构层,要转移到用户体验的具体因素,实质是范围层的内容建设的具体化。通过对用户需求的优先排序,综合多个学科内容,用户交互设计和信息架构来构建用户体验。 (4)框架层。充满概念的结构层中开始形成了大量的需求(这些需求来自战略目标的需求),在框架层,需要更进一步提炼这些结构,确定很详细的界面外观、导航和信息设计,这样能使晦涩的结构变得更直观实在,逐步将下层的抽象过渡到了具体。 (5)表现层。五层模型的顶端,实质就是用户会首先注意到的:视觉设计。在表现层,内容、功能和美学汇集到一起产生出网站的最终设计,这就是最终的网站设计效果。表现层将满足其他四个层面的所有目标。 3电子商务网站重构策划的核心及内容 3.1电子商务网站重构策划的核心 以“用户为中心”的设计理念去重构电子商务网站,策划的核心内容是:从用户需求层、管理战略层、编辑运营层对电子商务网站进行重新诠释、并定位包装,使网站在既有基础之上,更满足用户的使用需求、更符合管理层的战略定位、更便于运营人员的编辑使用。 3.2网站重构的内容 用UCD进行网站重构,需要站在用户的角度,按照UCD五要素从下至上进行分析和构建。首先进行网站目标的定位,从战略高度确定网站目标;为了实现网站目标,进行网站用户访谈,分析得出用户的需求;将用户需求进行优先级别排序后,梳理网站的结构;进行网站框架设计,进一步提炼满足用户需求的结构层次,用详细的界面外观、导航设计和信息设计等诠释网站的内容;最后,考虑到用户的感官活动,通过视觉设计和网站交互设计,将网站的内容、功能、和美学高度融合在一起,最后是一气呵成,整体网站展示在用户眼前。 4电子商务网站重构的策划流程 根据UCD的思路,网站重构策划的流程如下:首先进行网站目标定位(战略层设计,确定网站目标)——用户访谈(范围层设计,了解用户需求及其优先级别)——用户体验流程设计(结构层设计,通过流程体验确定用户界面的友好)——网站框架设计(框架层设计,确定网站详细的界面外观、导航和信息设计)——网站交互设计/交互菜单(表现层设计,网站内容、外观和视觉元素融为一体)——网站策划原型展示。 5电子商务网站重构策划过程中的注意事项 在电子商务网站的重构策划过程中,也需要注意以下事项: (1)注意承前启后。应该尽量对原有的网站体系进行形式或内容上的传承,并在此基础上发展、深化。 (2)标准化开发。网站开发时贴近最新技术形势,使用标准化开发,从而可以促进多平台模块的互通,也强化了相互之间的沟通渠道。 (3)建立完整的用户体验流程,设计完善的交互菜单。 电子小制作论文:基于Ajax和CULT3D电子商务系统制作 虚拟现实技术的发展,使得网络三维世界成为可能。近年来,虚拟现实技术在电子商务方面已成为一个非常重要的应用。网络虚拟商店如雨后春笋,应当采用的技术也众说纷纭。但由于受到软硬件及网络带宽等条件的限制,还无法做到完全地展示网络三维世界。 针对B2C的电子商务模式,从购物顾客的角度出发,考虑到大多数顾客在网上购物真正关心的是产品的质量以及购物的快捷方便,提出了基于CULT3D与Ajax技术的网络购物系统的设计方案。使用户可以根据自己的需求进行个性化产品的设置,并且通过互动的操作充分了解产品的功能。通过更加完善的网上购物模式,让用户在网络购物中既放心又省时,提高顾客对商品的满意度,同时也促进商家产品的销售。 1CULT3D技术 1.1三维显示技术简介 虚拟现实技术的发展,出现了许多实现网络三维显示的技术和开发工具。先后出现了VRML和X3D虚拟现实行业国际标准。当前比较主流的三维显示技术还有Shockwave3D,Java3D和Cult3D等。Cult3D是Cycore公司的一个面向电子商务的交互三维软件,是一种崭新3D网络技术,主要应用于主流操作系统和应用程序的交互三维渲染软件。使用Cult3D技术,用户可以在线浏览、观察可交互的三维产品模型。Cult3D三维的交互展示可以通过Cult3D对象和JavaScript之间的通信来实现。Cult3D的文件量非常小,在低带宽的连接上提供了高品质的渲染技术。采用Cult3D技术的另一个理由是,它的开发环境比较人性化,开发效率高。 1.2CULT3D的应用及开发流程 使用Cult3D,必须安装Cult3DDesigner、Cult3DExporter插件和Cult3DPlayer插件。Cult3DDesigner是Cult3D的核心技术,通过它可以让已有的三维模型实现交互。Cult3DExporter插件是给3D建模软件(如,3DSMAX或者Maya)使用的导出插件,通过它可以从3DSMAX或者Maya中导出Cult3DDesigner可以接受的.C3D文件格式。Cult3DPlayer插件是给浏览器(如,IE或者Netscape)使用的显示插件,安装了Cult3DPlayer的IE或者Netscape才可以播放Cult3D对象并展示其交互性能。以3DSMAX为例,Cult3D的开发流程如图1所示。 首先,在3DSMAX进行建立模型,放置场景中的对象,如摄像机等。接着,将所建立好的模型导出成.C3D格式的文件。再将.C3D文件导入到Cult3DDesigner中,对三维模型对象设计交互,并导出成.co文件。生成的.co文件可以看成网页中的一个对象,最后将它加入到网页中,网页。安装了相应版本的Cult3DPlayer的浏览器打开网页就可以看到三维交互对象。如果使用Dreamweaver来制作网页,可以再安装Cult3DforDreamweaver插件,安装了该插件的Dreamweaver很容易就可以将.co文件放入网页中。 2Ajax技术 AJAX全称为“AsynchronousJavaScriptandXML”(异步JavaScript和XML),是指一组创建交互式网页应用的网页开发技术组合。Ajax提供与服务器异步通信的能力,从而使用户从请求/响应的循环中解脱出来。 如图2所示,与传统的Web应用不同的是,在浏览器客户端和Web服务器之间添加Ajax引擎。借助于Ajax,可以在用户单击按钮时,使用JavaScript和DHTML立即更新用户界面,并向服务器发出异步请求。这时用户不需要等待服务器的响应,而能够继续浏览和交互。当请求返回时,就可以使用JavaScript和CSS来相应地更新网页数据,而不是刷新整个页面。这样以异步的方式得到所需的请求数据,大大提高了网页的响应速度,提高了网站的交易效率。Ajax的核心是Xml格式的,嵌入对象的代码也一样。 objectclassid="clsid:31B7EB4E-8B4B-11D1-A789-00A0CC6651A8"width="300"height="300"codebase="///download/cult.cab#version=5,2,0,99" paramname="SRC"value="file.co" embedpluginspage="///download/"width="300"height="300"src="file.co"type="application/x-cult3d-object" /embed /object 如果有的商品需要观看其内部结构,没办法通过旋转看到,那么在建模的时候应该放置几个摄像机以获取多个视角,再通过编程来实现触发更换摄像机事件。实现方法类似更换商品材质。 4.1.2商品材质更换 对于有些商品,可以有不同的材质或者颜色选择,那么客户可以通过点击网页上的按钮来更改材质或者颜色。以更换材质为例,解决的办法是当客户点击按钮时,通过JavaScript脚本来调用JAS脚本或Java程序,以触发更换材质的动作。具体要更换什么材质,由JavaScript脚本中传递进来的参数决定,如果使用JAS,那么该参数决定了应该执行JAS脚本中的哪一个动作块。如下是更换桌子材质的具体实现代码。 首先,在Cult3DDesigner中,放置可供更换的材质图片,同时在JavaActionScript.txt添加如下代码: javaActionsScript(1,0,0){}//场景初始化actionsList(“table1”){setTexture(“table”,“table1.jpg”);}//更换材质为table1.jpg样式actionsList(“table2”){setTexture(“table”,“table2.jpg”);}//更换材质为table2.jpg样式同时还需要在网页上添加JavaScript代码。在的开发环境中,需要在.aspx页面中加入如下代码。 %@PageLanguage="C#"% scripttype="text/jscript" functionchangeMaterial(pra){if(CultObject.triggerAction(“JASExecuteBlock”,pra))returnture;elsereturnfalse;} /script scriptrunat="server" protectedvoidPageLoad(objectsender,EventArgse) {//如下对服务器端控件添加JavaScript事件属性Button1.Attributes.Add("onclick","returnchangeMaterial(‘table1’);");Button2.Attributes.Add("onclick","returnchangeMaterial(‘table2’);");} /script 在.aspx页面中,按钮控件脚本如下: asp:ButtonID="Button1"runat="server"Text="Button"OnClick="Button1Click1"/ asp:ButtonID="Button2"runat="server"Text="Button"OnClick="Button2Click1"/ 同样的功能也可以使用Java语言来实现。Java语言实现相对比较复杂,开发效率不如使用JAS脚本,但是对于比较复杂的交互控制,使用Java语言实现起来会比较灵活。 AJAX技术的应用 使用AJAX技术,并不是完全抛弃了传统的web开发技术。可以根据实际功能模块的应用特点选择性地使用AJAX,以充分发挥该技术的优点。以论坛模块模块为例:在论坛模块中,可以采用AJAX技术。当许多人参与交流讨论时,每次有新的回复,点击提交时向服务器发送异步请求,这样服务器只要将新提交的回复信息显示出来,以最快的速度刷新了部分网页信息,避免了整个网页的刷新带来的等待。 4.3网站效果图 如下截取网站的部分效果图,如图5所示。 5结束语 实践证明,对于同样的一个模型,保存为.C3D格式的文件大小远远小于把它存为.WRL格式,甚至连后者的一半大小都不到,cult3d的优势是显而易见的。特别是对于电子商务系统,使用cult3d进行产品3D制作有它独特的优势,模型的精细度较高,3D产品互动操作也比较流畅,产品3D交互文件小提高了网站总体响应速度。同时,对于特殊的一些模块,AJAX技术的图5产品展示应用优化了网站的运作,使得B2C网站更加的人性化。 电子小制作论文:电子军务中T-RBAC访问控制组件的制作及尝试 1引言 近年来,军队加大了信息化建设力度,指挥自动化网络体系已基本建成,以数字证书管理中心为代表的网络安全基础设施也已投入使用。同时,军队各业务部门构建了大量信息管理系统,逐步实现了部队作战、政工、后勤等业务数据的网络传递、存储、远程查询和管理,有效提高了信息化条件下的军队整体防卫作战能力。网络时代的电子军务系统不再是孤立的单机版系统,而是基于开放网络协议标准,运行于军队内联网上的分布式、综合性、实时信息管理系统。然而,网络的开放性、复杂性和扩展性导致系统安全漏洞增多,使电子军务系统面临日益严重的安全威胁。 因此,研究和应用符合军队特殊工作环境的安全机制,确保系统、人员编制、业务数据的安全,已成为构建电子军务系统时首要关注的问题。在当前电子军务系统面临的各种威胁中,破坏认证和会话管理、破坏访问控制两种安全漏洞威胁最大。一方面,一些军务系统仅采用了简单的口令鉴别机制;另一方面,尽管传统的访问控制策略,如强制访问控制(MandatoryAccessControl,MAC)、基于角色的访问控制(RoleBasedAccessControl,RBAC)、基于任务的访问控制(TaskBasedAccessControl,TBAC)机制已经广泛使用,并且有一些适应性改进[1-2],但都不能很好地适应部队的特殊需要。针对军用访问控制模型的相关研究[3-4]在与实际应用环境结合方面有所不足。 针对上述两种主要的安全威胁,本文探讨了将权限控制与业务部门的人员编制、任务分工和工作流程相结合保护系统与数据安全的方法,并利用公开密钥基础设施[5](PublicKeyInfrastructure,PKI)和轻量级目录访问协议[6](LightweightDirectoryAccessProtocol,LDAP)实现了基于数字证书的统一认证以及基于任务和角色的访问控制(Task-RoleBasedAccessControl,T-RBAC)安全组件。在司政后多种军务系统中的实际应用结果显示,安全组件能够对用户访问和操作权限进行严格、规范和灵活地控制,有效保证系统、工作流和数据的安全。 2电子军务系统的安全需求及对策 部队作战、政工、后勤业务系统运行于内部开放的网络环境中,所面临的安全威胁既可能来自于非授权用户的各种恶意渗透行为,也可能是授权用户的故意或者误操作[7]。其中,政工业务系统由于既要向普通用户开放,又要保护关键数据,因此安全风险最大。现以人民武警报社投稿和编审系统为例,分析电子军务系统安全需求。 (1)各级官兵均可通过内联网访问该系统投稿、查稿,用户的复杂性导致可能存在恶意攻击行为,因此需要依托指挥自动化网安全基础设施,建立统一的用户认证机制。 (2)编审人员处理稿件的流程比较规范,稿件按编、审、定、发的工作模式流转,一般不允许编者有跨越编审步骤和超出职责范围的行为,更不允许稿件作者介入编审流程。 (3)业务人员编制级别不同,各司其职,下级只对直接上级负责,上级对下级有监督管理权,这使得系统含有多类具有不同角色和等级的用户。 (4)业务部门希望部分工作流程能够人为控制,从而获得更好的灵活性,以便能应对突发事件。 可见,《人民武警报》编审系统的需求涉及到用户群、人员编制、任务分工、业务流程等多个方面,其面对的安全问题可以推广到网络环境下的多种电子军务系统。因此,需要将权限控制与业务工作流、部门编制、人员职务和角色分工紧密结合在一起,把以角色为基础的访问控制模型和以任务为基础的授权控制模型结合在一起,实现以任务为中心的认证与访问控制,保护系统和数据的安全。 3T-RBAC访问控制策略基本原理 3.1基于角色的访问控制 RBAC的基本思想是:将系统资源的访问权限,包括对处理功能的使用权和对数据的读写、搜索、比较等操作权,进行分组、归类或建立层次性关系,抽象为“角色”,再根据安全策略为用户指派角色,从而实现用户和权限之间的灵活对应关系(一对一、一对多或多对一)。角色是一个逻辑意义上的概念,它在实际中可以映射为一个主体的集合,同时角色又对应为一个权限的集合,因此,角色表现为一个将主体和权限联系起来的纽带。RBAC[8]访问控制模型如图1所示。基于角色的访问控制策略本质上属于强制访问控制的扩展,其用户与访问权限隔离的特性减少了授权管理的负担。RBAC允许灵活地定义角色之间的关系,容易实现最小权限分配,能够适应范围广泛的安全策略,极大地简化权限管理,因此是目前最流行的访问控制策略。 3.2基于任务的访问控制 TBAC[9]有两点含义:首先,它在工作流的环境中考虑对信息的保护问题,是一种上下文相关的访问控制模型。在工作流环境中,每一步对数据的处理都与以前的处理相关,相应的访问控制也是这样。因而TBAC中的许可不是一个固定的状态,授权和许可等行为都在被不断地监控,许可状态也随着不断地变化。其次,它不仅能对不同工作流实行不同的访问控制策略,而且还能对同一工作流的不同任务实例实行不同的访问控制策略。它能抽象出任务之间的一些访问/授权关联关系,包括顺序依赖、失败依赖、分权依赖和依赖等。比如,顺序依赖表示只有当任务A被授权访问后,任务B才能被授权访问。TBAC授权模型[10]如图2所示。TBAC采用“面向任务”的观点,从任务角度来建立安全模型和实现安全机制,在任务处理的过程中提供动态实时的安全管理。它能够很好地适应工作流、分布式处理以及交易管理等系统中的分布式计算和多点访问、控制和决策的信息处理任务。 3.3基于任务-角色的访问控制策略 RBAC根据任务职责设置角色,可以在人员职务变动的时候方便地分配新角色,然而RBAC在权限的动态管理方面显得力不从心,仍然无法胜任对分布性、协作性和实时性要求较高的应用领域。解决方法就是在RBAC的框架下再加入任务的概念,结合基于角色和基于任务策略的优点,利用任务来动态管理权限,这就是基于任务-角色的访问控制。T-RBAC模型[11]在RBAC的角色和权限之间加入了任务层,模型的核心已经不是角色而是任务。模型将权限直接与任务连接起来,角色只有通过执行任务才能获得权限,实际上,角色只是用来限制可执行任务的一个途径。任务是一个动态的概念,动态产生,动态分配权限,这样就实现了动态授权和最小权限限制。T-RBAC模型如图3所示。T-RBAC具有RBAC和TBAC两者的优点。在T-RBAC中,工作流中的每一步操作在执行之前都会检查操作者是否具有权限,这样就能在任务级别上免除军务系统受恶意操作和非授权使用数据的威胁。同时,每个任务都是一个独立的活动单位,因此任务之间可以相互协作,并根据上下文环境控制任务的各种状态,解决了RBAC在灵活性以及实时性应用环境中的不足。 4认证与访问控制安全组件的设计与实现 基于上述思想,本文将RBAC访问控制策略与业务流程结合在一起,设计并实现了基于T-RBAC的安全控制组件。以《人民武警报》投稿编审系统为例,在嵌入认证与访问控制安全机制后,系统能够在确保数据与操作安全的前提下,支持用户在线投稿、编辑在线审稿、稿件管理等功能。本节介绍基于LDAP和PKI的身份认证、基于RABC的访问控制以及它们与报社编审工作流绑定的实现方法。 4.1基于LDAP和PKI的身份认证 由于LDAP服务器可以用于存储各种不同的数据类型,本文采用LDAP数据库服务器作为认证系统的核心,将其与PKI结合起来,使用LDAP作为数字证书库的存储和备份系统,实现了基于LDAP和PKI的身份认证构件[12]。LDAP用于存储当前网络环境中所有资源的信息,包括基本的个人账户信息和各种系统服务。如图4所示,在LDAP目录树中设定了以下组织单元,分别是用户person、用户组group、应用系统对象ser-vice、角色role、数字证书Certificate。这样,每个用户的安全信息,包括PKI提供的数字证书、用户对系统资源的访问权限,都被保存在活动目录中。编审系统通过活动目录控制用户的登录,用户对系统资源的访问也受到活动目录控制。 4.2基于RBAC的访问控制 系统基于RBAC模型对用户访问和操作数据的权限进行控制[13-14]。 (1)用户 根据武警部队的编制,在LDAP中建立一个全局的部门目录树,所有投稿和编审用户都可表示为目录树上的结点。例如,从结点的区别名(Distin-guishedName,DN)“userUid=llx,ou=newspaper,dc=apf,dc=cn”可唯一定位到报社编审用户llx。利用JNDI(JavaNamingDirectoryInterface),能够对目录树进行AUID(add/update/insert/delete)操作,这样就同时实现了对用户和部门的管理。(2)角色系统中的用户根据功能被分为8类角色,即通信员、管理员、编辑、副主任、主任、副社长、社长、主编,这些角色与编审工作流相关联,具有不同的职务和职责。在T-RBAC模型定义中,表现为他们所拥有的对文稿(OBS)和操作(OPS)的权限各不相同。 (3)文稿 首先根据报纸的结构定义一个版面与栏目树,文稿被划分到相应栏目分支下。用户通过角色与许可的绑定,能够获得对文稿的访问权。目录结构树允许通过AUID进行操作,这使系统具有了针对突发事件增加临时版或专版的灵活性。 (4)许可 许可用于限定一个角色可以访问报纸哪些版面和文稿,以及可以执行哪些操作。用户首先被赋予角色,然后再与文稿类型以及删除、提交、返修、录用等各种操作相关联。在将用户、角色和许可进行绑定之后,用户就获得了在系统中访问文稿、进行操作的权限。用户登录时,系统首先访问LDAP验证用户身份,然后根据用户的角色显示不同的操作功能列表,包括公共操作和由角色控制的操作。用户的操作权限如图5所示。可见,在同一应用环境下,不同角色的用户除具有公共操作项目外,还可得到特殊的操作权限。例如,编辑可将误投给自己的稿件转投其他编辑;主任享有查看本处所有稿件、对稿件进行重分配的权限;主编有录用稿件、安排版面、查看所有稿件的权限;社长则监督全局、处置突发事件。 4.3基于T-RBAC的工作流控制 工作流是工作流程的计算模型,它是整体或部分业务过程的自动化,其间文档、信息或者任务按照一套程序规则,从一个参与者到另一参与者进行处理。在报社编审系统中,首先将编审流程分解为由多个操作任务构成的具有时间约束的任务集合,再将任务集关联到用户角色集和许可集,就实现了基于任务-角色相结合的工作流控制。系统对业务工作流的管理任务主要体现在如何控制报社人员对稿件的访问、编审、管理等工作。报社编审流程实行四审制,即编辑初审、主任复审、社长审定、主编组版。因此,可将与编审相关的用户划分为6类角色:编辑、副主任、主任、副社长、社长、主编,每种角色在工作流程中可以对稿件执行不同权限的操作(OPS),每个操作动作都会改变稿件的状态。编审过程的状态转换过程如图6所示,审稿工作是由多个并发的编审任务构成的。一个稿件的编审过程,是一个稿件由新稿到编辑、审定、终审、录用等各个状态的转换过程。每个用户的角色将他限制于四审制流程的某一个位置。当具有不同角色和权限的用户登录时,系统筛选出的稿件将会因用户的工作职责(编辑、主任等角色)的不同,对数据的访问权(所负责的栏目)不同而不同。当用户完成所负责的编审任务并“提交”稿件时,会改变该稿件的状态,使稿件进入流程的下一阶段,并显示在流程中具有更高层次角色用户的任务列表中。通过这样逐步的编审和提交,就能完成对稿件的编审工作。同时,在稿件编审过程中,可以选择“返修”、“淘汰”等提交动作,使该稿件的状态转换回退或终止,支持更复杂和灵活的编审任务。 4.4系统测试与改进 我们对所实现的《人民武警报》投稿编审系统在实际工作环境中进行了测试。以2011年3月数据为例,系统管理报社编审用户47人,各类通信员773人;处理文稿5328件,录用稿件1484篇,平均状态转换4?2次,无恶意操作与数据安全问题发生。应用测试结果显示,在嵌入安全组件后,系统能够实现对用户权限和编审业务流程严格、规范和灵活地控制,有效地提高了报纸新闻的时效性、报刊信息处理的集成度、网络化和自动化。在测试中发现,编审系统中的访问控制组件与业务功能关联比较紧密,不利于组件的移植。为了进一步提高所实现安全组件对多种电子军务系统的适用性,对组件进行了两方面改进:首先,对代码进行了封装和优化,将组件与业务流程进行了分离,减小了安全机制与业务功能之间的耦合度;其次,为用户提供了业务流程编制接口和权限配置管理接口,使操作和访问权限与业务流的结合变得更加灵活。我们将改进后的安全组件分别嵌入到作战公文处理系统和后勤经费管理系统中。在用户和角色管理方面,只需经过少量编程和设置即可完成。而在操作权限、工作流程管理方面,通过分析作战系统中公文的撰写、提交、审核、签发等流转过程,以及经费管理系统中的预算、申请、审批、核算等执行流程,并将操作权限与流程进行编程绑定后,系统能够正常运转。整体来看,该安全组件具有较好的扩展性和可移植性。 5结束语 针对电子军务系统的数据与操作安全问题,本文提出基于业务工作流,结合部门编制、人员职务和角色分工,以任务为中心进行认证与访问控制,从而保护系统操作和数据安全的思想。本文实现的基于PKI和LADP的统一认证以及任务与角色结合的T-RBAC访问控制组件适用于司、政、后多种业务系统。实际工作中的应用效果显示,基于PKI和LADP的认证组件严格限定只有合法用户才能登录系统,防止了非授权用户的恶意渗透攻击;基于T-RBAC的工作流控制组件确保了业务流程中的操作和数据安全。在未来工作中,我们将进一步提高安全组件的完备性和易用性。 电子小制作论文:多重数字签名的电子签章制作及实现 在电子政务中,公文流转系统极大推进了政府部门办公自动化、网络化、电子化,不仅突破了时间与地域限制,而且提高了工作效率。与传统书面信息传递中保证有效性的签字、盖章不同,公文流转中电子签章技术可以在虚拟的网络环境中提供有效性、完整性的安全保障。随着技术的发展,一些实用的电子签章方案已经出现,如文献[1-6]中提到的系统。但是,在一些特定的应用下,某些重要文件需要经过多方签署确认才可生效。根据该需求,电子公文需要多个部门进行签章认证,共同认可公文的有效性和完整性,并且需要用户对多个签章认可。但是,目前现有电子签章系统全部面向单用户,不能解决多签章问题,即使可以改造,原有系统在印章管理及计算量上仍然存在很大问题。针对这一问题,本文在电子公文系统中引入多重数字签名技术,设计一种新的签章系统,使得公文流转系统能够方便的解决多用户签章问题,具有很强的实用性。 1多重数字签名与多重电子签章方案 1.1多重数字签名 多重数字签名[7-10]是由多个签名者对同一份文件进行签名的特殊数字签名,目前主要有两种形式:有序多重签名(sequentialmultisignature)和广播多重签名(broad-castingmultisignature)。有序多重签名是按照一定顺序将电子文件依次发送给签名者,除第一位签名者外,每一位签名者收到文件后需要验证之前签名的有效性。签名有效的情况下继续签名,并将签名后的文件继续传递,并最终将签名传给签名收集者。如果签名过程中出现无效签名,签名过程立即中止。广播多重签名是将电子文件同时发送每一位签名者独立签名,并将签名后的文件发送给签名收集者,由签名收集者对签名文件进行整理并发送给签名验证者,签名验证者验证多重签名的有效性。多重签名的过程一般分为系统建立、签名和验证3个阶段。其中,系统建立阶段主要是建立一个签名系统,同时各成员生成自己的密钥与公钥;而签名阶段则是对消息进行签名的过程。验证阶段所做的工作是对各个成员的签名进行验证,判断签名是否合法。 1.2多重电子签章方案 自多重数字签名提出以来,专家学者已经提出很多的多重签名方案,参见文献[8-13]。在众多的数字签名算法中,RSA算法是应用最为广泛的数字签名算法之一。在1989年,Harn和Kiesler给出基于RSA的多重签名模型,允许任意个数的人对同一文档签名,但需要多次处理且认证效率依赖于签名者的个数。2003年,张键红等基于RSA和Hash函数求逆的困难性提出了一种有序多重数字签名方案,王天银等在文献[13]中给出张键红等提出的签名方案和计算过程。文献[13]同时指出,该签名方案存在伪造攻击,并在分析其原因后给出对隐患的改进方案。因为张键红等所提出签名方案具有签名的长度不随签名人数的增加而增加、计算量少、通信量低、速度快等特点,同时考虑到多用户签章的应用及签名方案的实用性,本文仍以张键红等给出的签名方案为原型,对已知安全隐患进行改造的基础上进行多用户电子签章方案设计,主要包括颁发印章、用户签章、验证签章3个过程。 (1)颁发印章:基于RSA公钥密码算法,服务器为每位用户生成一个签名密钥对;服务器在印章图像库中为用户选择一个印章图像,并按照用户名制作电子印章;同时,服务器为用户及电子印章分别产生唯一身份标识:用户标识UID和印章标识SID,并将标识信息写入服务器端的印章数据库。另一方面,服务器按照既定算法,将用户标识与印章标识作为水印信息嵌入到印章图像中;并将嵌入水印信息的印章图像、用户签名私钥、用户标识、服务器公钥等相关信息写入用户的eKey中。 (2)用户签章:根据系统提供的待签章人员列表,服务器将待签章用户的印章标识SID生成一个待签章序列,并按照印章标识SID将待签章电子文档及待签章序列发送给签章用户。用户完成签章操作后,按照待签章序列中的顺序依次将签章后的电子文档发送给下一位签章用户。所有用户签章完毕后将电子文档上传到服务器。用户所执行的签章操作包括两个过程:计算签名和加盖印章。计算签名:提取待签章电子文档中的内容信息M,并按照签名方案计算签名信息S。加盖印章:按照系统设定的脆弱性强的数字水印算法,将包含电子文档指纹的签名信息S作为数字水印嵌入印章图像,同时将印章图像添加到待签章电子文档中。 (3)验证签章:对于待签章人员列表中的第一个签章用户而言,只需要完成自己的签章操作即可。其他签章用户在进行签章操作之前首先需要验证上一个签章的真实性、可靠性及电子文档的完整性,验证通过后才可以继续进行签章操作。当电子文档的最终用户在打开文档进行访问时,同样需要验证所有用户的签章合法性。验证签章过程包括3个部分:提取水印、验证印章和验证签名。提取水印:按照系统设定的数字水印算法,从印章图像中提取两层水印信息W1、W2。验证印章:从W1中取得用户标识UID和印章标识SID,并通过比对UID和SID检验印章的合法性与真实性。验证签名:从W2中取得电子文档的签名信息,并按照签名方案验证电子文档的完整性和真实性。 2电子签章系统组成 电子签章系统包括印章服务器、密钥服务器、客户端控件3部分,系统框架如图1所示。印章服务器负责对用户电子印章申请进行审核,按照用户要求制作和颁发电子印章;密钥服务器承担部分CA功能,即为用户生成签名密钥对,并制作与颁发数字证书;客户端控件提供电子印章的盖章与验证功能。在实现中,电子签章系统分为应用层、密码服务层和设备层,体系结构如图2所示。应用层:包含客户端印章控件和服务器端管理程序。印章控件是电子签章系统的业务逻辑实现模块,主要负责对电子文档进行盖章以及对已经签章的电子文档进行验证,保证电子文档在公文流转系统中的完整性,同时保证签名的不可抵赖性。服务器端管理程序负责生成电子印章,并对电子印章的相关信息进行维护,如申请人信息的审核,制作电子印章,为用户生成签名密钥对等。密码服务层:应用层在进行摘要计算、数字签名和签名验证、密钥对生成等操作时,需要进行大量密码方面的计算。密码服务层采用OpenSSL提供的密码算法库,并将与密码相关的操作进行二次封装,以函数接口的形式为应用层提供相关密码服务。设备层:应用层产生的密钥对、电子印章等信息,需要写入安全载体中保存和使用。考虑到eKey的功能和性能,印章服务器将电子印章和用户标识SID等进行签名后与印章图像一起写入eKey。并且,当使用电子印章进行签章操作时,eKey是用户身份认证的要素之一。eKey设备的加密、认证、安全存储一体化的功能,为密码服务层提供有力支撑。 3系统实现关键技术 3.1两层数字水印 在电子签章系统中,用户标识UID与印章标识SID建立起用户与印章之间的关联,而印章图像是将两者紧密联系的重要载体,并且是持有印章用户的重要表现。如果没有这些紧密的关联,电子印章可以被任意伪造和盗用,进而丧失印章原有的权威性与可靠性。同时,电子文档的签名信息是文档的指纹,而印章图像作为指纹的载体与电子文档紧密结合。所以,签章后的电子文档正是因为印章使得其完整性、合法性得以保障。在数字水印技术[14]中,鲁棒性数字水印可以实现鉴别,脆弱性数字水印用于完整性保护。多重水印的设计思想可以在不影响载体使用价值的情况下,嵌入不同类型的水印信息,实现资料真伪的鉴别。电子签章系统将用户标识UID发送给印章服务器,与印章标识SID一起进行数字签名,并将签名后的数据采用不可见的、鲁棒性强的变换域水印算法嵌入印章图像DCT(discretecosinetransform)域的中频分量中。当印章图像遭到篡改时,电子签章系统仍然能够提取到完整的UID和SID信息,从而确定印章的真正拥有者,保证验证印章的可靠性与唯一性。这里标识信息与鲁棒性水印起到印章防伪的效果。同时,将电子文档的签名信息采用脆弱性空间域水印算法嵌入印章图像的最低有效位LSB(leastsignificantbit)。考虑到该脆弱性水印的易碎性,当电子文档的完整性遭到破坏时,比如内容被篡改、被删除等,在感观上可以通过印章图像直接验证。当电子印章非法复制、使用时,由于其内嵌有原始文档的签名信息,在与当前文档的签名信息进行比较时,电子签章系统能够及时检测出这种非法操作,保证印章图像的真实性。考虑到两种水印算法的不同特点,必须先嵌入鲁棒性水印再嵌入脆弱性水印。 3.2eKey技术 eKey是一种将USB读卡器与智能卡两者相结合的硬件设备,主要由USB接口(数据传输模块)和智能卡芯片(智能卡模块)构成。数据传输模块负责PC机与智能卡模块之间的通信,数据传输模块与PC机之间按照USB协议进行数据传输,而数据传输模块与智能卡模块之间的通信遵循ISO7816规范。eKey对安全问题在设计上有针对性考虑。①由于eKey在硬件电路中采用了安全存储介质,任何试图对安全区域内容的访问操作都经过COS(chipoperatingsystem)处理,外部用户无法绕过COS直接通过eKey的接口读取数据。②一般情况下eKey中都固化一些密码算法,如随机数生成算法、对称密码DES算法、公钥密码RSA算法,这些算法为加密、签名等操作提供支持。③eKey通过自身提供的硬件PIN码保护机制和文件安全属性机制,对用户访问文件进行限制。只有知道PIN码的用户才能达到权限,实现对文件的访问操作;对于不知道PIN码的用户,即使其获得eKey硬件也无法使用。从某种意义上说,eKey为用户身份识别、数据加密和签名等操作提供了安全可信的硬件平台。eKey作为用户身份认证的有效方式和安全存储的重要部件[15],在电子签章系统中也承担认证与存储的功能。作为签章用户,必须通过eKey的身份认证后才可以进行签章的操作,并且用户的电子印章、服务器公钥、用户私钥等信息全部存储于eKey中,只有取得eKey的使用权才可以进行后续的验证、签名等操作。设计中,将eKey的存储空间分为两种类型:公开空间和私有空间,并通过口令将空间的访问进行区分。公开空间中存储任何用户都可以访问的eKey标识、用途、公钥等信息,私有空间中存储需要保护的电子印章、用户私钥等信息。当用户进行签章时,检测eKey与系统是否连接;在连接的情况下读取eKey公开空间中的标识信息,检测是否是电子签章eKey;向eKey认证命令。在此过程中,应用系统通过密码服务接口与eKey交互,能够保障交互过程中的安全。 3.3ActiveX控件 电子签章系统中,电子印章利用ActiveX控件嵌入文档,并提供两种功能:验证签章和存储数据。ActiveX控件设计有更新对象数据IUpdataObjectData和读取对象数据IGetObjectData两种接口,并设计多个存储数据对象,包括印章图像、印章标识、数据、状态信息等。同时,控件定义有两种状态:激活(Active)与非激活(NoActive)。由于同一电子文档中存在多个用户签章,按照签章方案,只需要验证最后的签章便可以完成对所有签章的验证。所以将最后一个有效签章设置为激活状态,其余签章为非激活状态。 打开电子文档时,处于激活状态的控件通过印章标识SID遍历文档中所有印章控件,并从每个印章图像中提取分量值。按照电子签章方案,从激活状态的控件中读取印章图像数据,并从中提取嵌入的水印信息,进行电子印章真实性和签名信息正确性的验证。当进行签章操作时,在确认用户身份后,系统使用eKey中的私钥对电子文档进行签名运算;从eKey中读出印章图像,并将签名信息嵌入印章图像;通过IUpdataOb-jectData接口更新控件中印章图像数据,更新印章控件中分量值;通过调用AddOLEControl方法将印章控件嵌入到电子文档中。最后,更新原控件状态为非激活状态,并设置新印章控件的状态为激活状态。当电子文档加载时,只有具有激活状态的印章控件进行运算,其他控件保持休眠。这样,即使在没有安装电子签章系统的平台上在控件的作用下用户也能正常的打开文档,极大的提高了易用性和透明性。 4实验测试 电子签章系统客户端完成多用户的签章和验证操作,同时,也最容易遭受电子文档篡改、电子印章伪造和盗用等方面的攻击。正常情况下,用户可以按照流程进行顺序签章,签章后的电子文档片段如图3所示。由于电子印章图像及用户私钥存储在eKey中,如果缺少eKey和eKey的认证口令,攻击者无法进行签章操作。如果攻击者模仿合法电子印章图像伪造非法印章,并将伪造后的印章图像插入电子文档中。由于电子文档中处于激活状态的控件中保存有合法签章,并且电子文档中增加了伪造印章图像数据,相当于对文档内容进行了修改。 所以,当用户打开文档时,其结果与图4所示类似。如果伪造发生在多用户签章过程中的某个环节,则后续签章操作中止。如果电子文档已经具有完整的签章,则当前电子文档不可信。假设攻击者截获一份已签章电子文档,从中成功提取出电子印章。当攻击者试图对电子文档进行签章操作时,由于缺少保存在eKey中的用户私钥,攻击者仍然无法真正完成签章操作。并且由于盗用的电子印章中嵌入有原文档的指纹签名信息,在插入盗用印章的新文档打开时,同样会出现验证失败的结果,如图5所示。通过以上实验表明:由于电子签章系统对电子文档内容进行了摘要运算,并利用eKey中存储的用户私钥进行数字签名,攻击者无法获得私钥时也就无法伪造签名信息,系统很容易检测出文档的真实性与完整性;由于伪造的电子印章图像缺少嵌入的水印信息,并且缺少控件的功能,无法通过系统的验证;虽然盗用的电子印章仍然嵌有水印信息,但是水印是基于原文档产生,与当前文档内容无关,仍然无法通过验证。综上,无论是对电子文档内容的攻击还是针对电子印章的攻击,电子签章系统都能很好检测出这种攻击行为,满足电子签章系统对文档的安全性要求。 5结束语 本文根据电子公文进行多用户签章的需求特点,结合基于RSA的有序多重签名算法,应用数字水印、eKey、ActiveX等技术,设计出一个多用户电子签章方案。方案中,每个签名者都验证上一个签章者所进行签章的合法性、真实性后才进行后续签章操作;应用数字水印技术保证电子印章的完整性与唯一性、文档的完整性;使用eKey进行用户身份的验证并安全存储电子印章图像;利用ActiveX控件技术存储签章后的电子印章,在不改变原始电子文档结构的基础上实现多用户签章。多用户电子签章系统实现多个用户顺序签章,并且可以由公文流转系统灵活控制签章顺序,因此具有良好的应用前景。 电子小制作论文:小型电子气象站研发及制作 由于成套自动气象站价格昂贵,对于校园或高塔可采用成本较低的简易电子气象站,实现需要的功能。本文设计了一套小型气象站,采用飞思卡尔MC9S08AW60单片机采集温湿度、气压、风力风向及雨量传感器的信号,经串口通迅RS232转RS485后,可传至千米以外的PC机,PC机端采用LabVIEW接收和显示来自串口的数据,同时可将这些数据通过网络传送至其它计算机。 1系统设计原理 系统总原理如图1所示。 2硬件选型 2.1单片机 本系统单片机选用MC9S08AW60,为Freescale的08系列产品之一,该产品因其稳定性高、开发周期短、成本低、型号多、兼容性好而被广泛应用。同时MC9S08AW60的高可靠电磁兼容性EMC与EDC让其可在各类恶劣环境中使用,适用温度范围很广,适用于本文的室外工作环境。 2.2传感器选型 2.2.1风速传感器 采用RY-FS01风杯式风速传感器,用于实现对环境风速的测量,其输出信号为标准4-20mA的电流信号,可广泛用于智能温室、风力发电、船舶、码头、索道、气象站等环境的风速测量。其量程:0-60m/s,供电电压:DC12V,精度:±5%,环境温度:-40-80℃,传输距离:>300m,响应时间:<1s。 2.2.2风向传感器 RY-FX01风向传感器可测量室外环境中的风向,测量分东、西、南、北、东南、西南、西北、东北八个方向。工作电压:DC5-12V,其中棕线输出高电平风向为北,红线为东北风。黄线为东风,绿线东南风,蓝线南为,紫线西南风,黑线为西风,白线为西北风。 2.2.3雨量传感器介绍 RX-YL型雨量计是一种翻斗式雨量传感器,用以测量地面降雨量。其原理为承水口收集雨水经注水口注入计量翻斗,当注入水容积达到3.14ml时翻斗翻转,在翻转过程中磁钢经过霍尔元件开关一次,送出一个脉冲信号,代表0.1mm降水,脉冲信号输入单片机计数,获取每分钟降雨量。 2.2.4气压传感器 MOTOROLA的MPX4115A系列集成压阻式气压传感器具有较大的输出信号并可进行自温度补偿。这种芯片可靠性高,经济性和适用性均符合要求,其输出与外加压力成正比。MPX4115A测量范围是气压15-115kPa,输出电压范围是0.2-4.8V。由于MPX4115A气压传感器输出的电压值为模拟量,需进行A/D转换,并换算为大气气压值。MPX4115A的输出电压公式为:Vout=Vs(0.009×P-0.095)±(Pe×Tf×0.009Vs)式中,Vs为电源电压;P为被测压力;Pe为压力误差,TF为温度误差系数。可见,MPX4115A的输出电压Vout不仅正比与压力测量值,而且正比于电源电压Vs。解决这一问题有两个方法,一是实时测量电源电压;二是采用稳定电压供应。本文采用后者。同时可见,测量的压力值还与温度有关,因此在进行压力测量的同时还应测量温度,以便进行温度补偿。由于当地气温都处于0-85°之间,因此Tf=1.0。 压力误差Pe=±1.5KPa在此可忽略不计。因此公式可简化为:Vout=Vs(0.009P-0.095) 2.2.5温湿度传感器 本文采用的SHT11是一款集成温湿度传感器芯片,该芯片将温度传感器、湿度传感器、信号调理、模/数转换器、标定参数及I2C总线接口全部集成到传感器内部,提供了全标定的数字输出,具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性及100%的互换性。SHT11供电电压为2.4-5.5V,SCK用于微处理器与SHT11之间的通讯同步。DATA三态门用于数据的读取,需要采用外部的上拉电阻。 SHT11温度值输出特性非常好,故可用直接采用下式将温度数字输出转换成实际温度值:T=d1+d2SOT[2]当电源电压为5V,且温度传感器的分辨率为14位时,d1=-40,d2=0.01;当温度传感器的分辨率为12位时,d1=-40,d2=0.04。SHT11的湿度输出值为相对湿度,其输出特性曲线呈一定的非线性,为了补偿湿度传感器的非线性,可按如下公式修正湿度值:RHlinear=c1+c2×SORH+c3×SORH2式中,SORH为传感器相对湿度测量值,系数取值如下:对于12位输出SORH:c1=-4,c2=0.0405,c3=-2.8×10-6对于8位输出SORH:c1=-4,c2=0.648,c3=-7.2×10-4除去温度对湿度值的影响的实际湿度值:[3]RH=(T-25)(t1+t2×SORH)+RHlinear式中当SORH为12位时,t1=0.01,t2=0.00008;当SORH为8位时,t1=0.01,t2=0.00128;2.3A/D转换芯片A/D转换芯片采用12位模数转换器TCL2543,与具有SPI接口能力的MC908GP32可直接连接。TCL2543是美国德州仪器公司TI推出的一种性价比较优的芯片,具有转换快、稳定性好、与微处理器接口简捷、偏程价格低等优点。 2.4电源 电源选用太阳能电池,功率为20W,蓄电池额定电压12V,额定容量:7.0AH,采用LM7805将12V转5V为单片机及各传感器供电。 2.5串口通讯RS232转RS485转换器 本文所设计小型气象站一般安装在高层建筑顶楼或高塔,通过通讯电缆与PC机进行串行通迅,由于PC机RS232串口的电平标准和单片机的TTL电平不一致,因此单片机和PC机之间的串口通讯必须要有一个RS232/TTL电平转换电路,但RS-232信号传输长度最长只能达到15米,故采用232-485转换器,将信号转换成RS-485电平来通迅,RS-485采用差分的信号传输方式,最长距离可以达到1200米。由于PC机上都不带RS-485的接口,因此在接入PC机时需要通过485-232转换器再次进行电平转换。这样可以将信号传输至距离一千米以上的PC机中。本文选用武汉鸿伟光电技术有限公司的E485CRS-232/RS-485/422无源转换器。 3软硬件设计 3.1硬件电路[4] 3.2软件设计 3.2.1信号采集 雨量传感器输出为脉冲信号,接外部中断引脚IRQ,在外部中断服务程序中对脉冲个数进行计数。定时计数器程序定时五分钟,当五分钟时间到时,对雨量计数值先备份后清零,重新计数,把备份值从串口传送。同时,当五分钟时间到时,调用AD转换程序,采集气压和风速传感器输出值。调用IIC程序读入温湿度值,读入风向传感器输出,并根据高电平所在的输出线号判断风向。数据采集完毕,从串口传送至PC机。PC端实时显示相应的风向、风速、温湿度、气压、雨量值,同时对雨量值以24小时为单位进行统计,并统计累计全年总降雨量。 3.2.2基于LabVIEW的串口数据采集与显示 LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言,广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受,是一种标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。用户可十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包,这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能,包括大量的信号处理函数及通信功能函数。 本文中单片机MC9S08AW60与PC机进行串口通信,采用通用的仪器驱动器VISA标准编程,VISA即虚拟仪器体系结构是一种标准,确保不同厂商、不同接口标准的仪器能相互兼容、通讯和数据交换,并且提供给用户方便易用的驱动程序。如VISA配置串口函数、VISA写入函数、VISA读取函数等。 3.2.3PC端LabVIEW程序 串口通迅程序框图如图7,VISAConfigureSerialPort函数对串口进行初始化,设置串口波特率、数据位、停止位等参数。VISA读取函数从指定的串口接收缓冲区中的数据按指定字节读取到计算机内存中。匹配模式及截取字符串函数,根据与单片机的通迅协议,提取从单片机送入的气象数据,字符串至字节数组转换函数及索引数组函数用于将传送的数据按字节截取,将截取的字节数据送入相应的气象数据算法子VI,运算结果显示于输出控件。 4结束语 本文所设计简易型电子气象站成本低,能实现相当的功能,可用于高楼及高塔的气象监测,所测气象数据对安全生产具有参考意义。 电子小制作论文:高频电子技术的收音机制作教学创新 传统的教学理念通常是教师台上讲授课程,学生坐在下面听。此外,由于通信学科隶属于工科的范畴,对于学生接受并掌握课程的学习精髓难度较大,理论知识相对比较抽象,难于理解。学生总是无法将理论的知识点与实践的电路问题融合在一起。而以往的高频电子技术实验往往是每个章节的知识点的孤立的存在进行验证性的教学,由于知识点其整体框架结构性不足,因而学生不能通过传统验证性实验全面的掌握和理解理论知识,从而对于以后的专业学习有了相当大的困难。 信息与控制分院通信工程教学团队摒弃了以传统验证性实验为主的教学方法。我院开展了以收音机为载体的教学工厂项目,不仅可以把枯燥的专业知识变得活灵活现,而且针对收音机电路图讲解相应的章节。讲解的过程中还会遇到以前的专业基础课程的知识点相应的进行融会贯通。为同学们以后学习课程奠定基础。此外,同学们在实际操作中体会到自主学习的重要性,并领悟团结合作、互帮互助的团队精神。下面分别从项目教学的意义、实施过程和效果三方面对高频实践教学来展开分析。 1项目教学的意义 收音机教学项目以全方位掌握该门学科的知识、多角度理解电路原理图、力求理论和实践融会贯通为目标。该教学项目可以达到以下两个主要目的: 1.1学生的自身素质得到全面提升 工科的课程难度系数较大,针对于工科的课程学习,大多数高校都是以验证性实验为主。一方面是因为课程的难度大,学生不容易理解专业知识。但更重要的一方面与学生的自身素质偏差有关。由于高中采取的填鸭式教育,导致学生在学习的过程中缺乏了自我创新和实际动手操作的能力。在学习知识时过于理论化,不注重实际动手操作。导致在实验中出现的问题不能得到处理和解决。不但使学生丧失了动脑思考的能力,对于专业课的学习也不能十分透彻的理解。更给老师在教学上增加了难度。前后课程无法达到相互贯通。由于学生自身的素质问题,我院本着“应用为本,学以致用”的办学宗旨,决定从实际出发,直指学生动手能力差的缺点。增加实践项目,提高实际操作能力。开展专门针对通信电子专业学生动手能力的教学工厂项目。 1.2对于就业形势的影响 现如今的就业形势是十分严峻的。由于国家政策的改变,对于本科的录取率有了明显的提高。导致每年的毕业生有很大一部分找不到工作。工科类学生在严酷的就业环境下,缺乏实践能力意味着缺乏了就业竞争能力。本专业在全院开展项目教学的要求下,对于学生实际的操作能力的培养加大了关注度。此外,对于学生的培养即使有强大的理论知识作为铺垫,也不能解决在实际案例中遇到的问题,导致学生在找工作时,遇到了一定的困扰。收音机教学项目可以用一个整体的实践项目结合一门课高频电子技术课程的所有理论,大大的提高了项目教学对学生能力的培养。使学生在目前危机的就业形势下增加了竞争筹码。 2教学工厂实施过程 2.1确定方案内容 开展项目之出初,首先针对如何合理的开展教学工厂进行了讨论,并且制定阶段布置工作。然后根据各阶段布置的任务融入高频电子线路这门课程中。让学生自己亲自动手,加深对这门课程的了解及掌握学习办法。这个项目开展的目的不仅是让学生摆脱以往的验证性实验,而且加强学生的动手能力、吃苦耐劳的精神及通过亲自动手做一个跟课程理论一一对应的实物来提高对于课程的掌握能力。开展项目中遇到的最大的问题是如何选取收音机的型号。讨论发现如果选取直放式的收音机的话会很容易产生振荡,结果发现超外差式收音机采用的本机振荡频率和接收频率之差形成了中频,具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点,因此该项目最终选择了EDT———2901型号的收音机。 2.2项目开展过程的收获 首先,开展该项目是以高频实验室作为实验基地。在实验正是开始前,老师会对收音机的基本部件和电路原理图通过PPT的形式在实验课上进行讲解。在实验课上对于难以理解的部分老师会着重讲解,以便学生可以在实际的焊接过程中尽量减少错误的出现率。此外,对于本次教学项目,不仅要具备扎实的理论知识,而且需要具备在实物的电路原理图中理解各部分的实际作用。然后就是焊接的过程,因为在大一的时候,本院对于通信专业就开设了电装实验。让同学们了解电烙铁、焊锡丝等电装的工具。然后就是对于焊点的练习。还有就是可以识别出焊接的电路板上虚焊的部位,为以后再实际的大型项目中不会因为这个小的方面影响整个项目的成败。在整个实验教学改革中,最值得说的就是维修的部分。因为前期的准备,基本上都差不多,焊机的过程可以根据说明书理解电路图进行实物到电路板上的焊接。但是在焊接的过程中会遇到不同的问题。学生们开始遇到问题时,大多数人是不能自己独立的解决问题。 并且也发现不了问题出现的具体位置。正是不能解决问题,激发发了同学们学习高频电子线路这门课程的学习兴趣。开展该项目也是希望可以促进工科学生的学习乐趣,不要因为课程的难度大,而降低了学习知识的决心和勇气。开展了一段时间之后,发现开始遇到的问题如:收音机焊接后无声、实际的波段范围达不到说明书的要求、器件焊接的位置等。对于出现的这些问题,学生们对于高频电子线路与电路原理图的分析,仔细分析了电路的芯片作者简介:陈勇,男,沈阳,沈阳理工大学应用技术学院,信息与控制学院,电子信息与通信教研室,助教。针脚,对于不同的针脚管的是什么进行了详细的研究,在针对出现的问题对应相应的针脚及周围相连的电路进行维修。此外,在实验的过程中,发现一些基础知识扎实的学生通过认真的分析和研究,可以解决一部分出现的问题,正是学生们自己焊接,自己寻求解决问题的办法。以至于,后来又有一部分学生的加入进行谈论研究解决问题的方法,老师也在适当的时候对于出现的问题与学生进行了相应的汇总和讨论。更加促进了师生的感情,也增加了学生学习工科课程的兴趣,也把教与学的教学模式打破了,学生不在是在大课堂坐着听老师讲课而是实际参与到教学工厂中,亲自体验、动手操作。更值得说的是,在整个教学过程中,学生的团体凝聚力越来越浓、互帮互助,以至于该项目的既打破了传统的教学模式也增加了学生学习的浓厚的学习兴趣。 2.3以学生的角度看待教学工厂 作为一名工科的学生,对于大一学习的专业基础为以后的专业基础课有了相当大的一部分铺垫。尽管已经学习了一部分知识,对于本专业的课程也有了一定了解对于抽象的知识点还是理解起来有难度,就会发现学习的难度加大,而且学习的科目逐渐增多。就不能让我们十分系统的梳理学习的知识点。学校对于传统的教学模式的改变,对于工科学生的我们有了很大的帮助。学生在学校课程计划的改革下,不在是以验证性实验为主的学习,如果只是在课上学习理论知识。学生就只能掌握的是理论知识的皮毛,因为没有器件可以让学生实际动手操作。学生就不能把知识学习的连贯以及深入。也就达不到现阶段对于学生的基本要求。会对期末的复习造成一定负担。自从,开设了教学工厂,可以让书本上的知识清晰化、明了化。同时,书本的知识点和实际的器件电路原理相结合,不仅可以更好地掌握专业的知识,而且还可以对于了解实际的电子产品有相当大的帮助,对于今后就业或工作中遇到的问题也都会有一定的应对方法。因为项目的开展,不但是加强知识的学习,同时也对学生的实际动手能力,创新能力及团队合作能力有了一定的提高。所以,教学工厂对于学生是利大于弊的。 3结论 总得来说,项目教学工厂的开展是十分有必要的。可以从两个方面分析。从大的放面来说现今各大的高校都面临毕业生的就业难问题。为了解决这个问题,总结毕业生工作后遇到的问题和挑战。发现大学生对于理论的掌握十分扎实,但是针对特定的电子产品却无法与学习的理论知识相联系。我院针对这个问题,为了让本院学生在社会工作的竞争中脱颖而出,所以开展了项目教学。学校的改革趋势就是为了让学生可以更好地在今后的发展中比其他院校的学生有更多的机会接触好的项目得到相应的发展,并找到称心如意的工作。从小的方面来说,项目教学是老师和学生的润滑油,增强了师生间的了解。老师还可以结合实践中遇到的问题和学生进行讨论,加强专业课知识的传授。提高学生的综合能力,不在是局限在专业知识的学习,同时可以拓展课外知识的学习。针对以上方面,我院开展了项目教学工厂。目前,我院开展的项目进展顺利,增强学生的综合能力和团队互帮的精神。在此以后,我院会陆续针对学生在学习中遇到的问题,给予相应的扩展和创新学习。 电子小制作论文:电子商务的虚拟数字化包装制作运用 1、虚拟数字化包装的产生和发展背景 20世纪70年代美国电子商务交易在美国银行家协会以及美国运输数据协调委员会发表的第一个EDI标准下诞生,由于网络在那时仍没有得到充分发展,这使很多商务活动的电子化仅仅处于一种想法阶段。直到90年代,基于Internet技术的飞速发展,这些想法逐步成熟,Internet网络开始真正应用于商业交易,这时电子商务日益蓬勃发展起来,人们开始通过网络进行产品交换、订购等活动,并成为90年代初期美国、加拿大等发达国家的一种崭新的企业经营模式。随着国际电子商务环境的规范和完善,中国电子商务企业开始走向世界,电子商务也就成为进一步扩大对外经贸合作和适应经济全球化、提升中国企业国际竞争力的一把利器。中国电子商务市场中,B2C市场发展迅猛。根据艾瑞市场咨询的报告,2011年中国网络购物市场交易规模接近8000亿,达7735.6亿元,占到社会消费品零售总额的4.3%;同时,网络购物用户规模将达到1.87亿人,在宽带网民中的渗透率为41.6%。电子商务的迅猛发展,势必对虚拟电子商务环境中的虚拟商品提出新的要求,虚拟商品的包装设计也就应运而生。短短十几年的发展时间,虚拟数字化包装从初期的产品名称、货号及图片的展示,到现在全方位细节特写、材质说明、3D展示、视频音频展示甚至虚拟现实技术的应用,无论在技术上还是艺术上都取得了跨越式的发展。 2、传统包装设计正面临着新的转型 传统的购物方式,往往是消费者与商品之间进行面对面的交流,消费者根据自身的需要去选择商品,商品通过实体包装去传达自身内在的功能和形式信息。传统的实体包装在很长一段时间之内对商品的保护、运输、形象展示等各个方面都起到了至关重要的作用,尤其在超级市场模式下的架上购物时代,包装本身就成了产品的推销员,更进一步的拥有了宣传和导购的作用。然而,随着互联网的发展,越来越多的人成为网民中的一员,数字媒体技术作为网络信息传递的载体,已渗透到全球的每一个角落。需求与分配的组织化已不分国家、地区、投资、贸易额大小等,一律将通过网络来完成,按照网络秩序来活动,许多传统企业正面临挑战。在网络的虚拟购物环境中,坐在电脑前,简单的几个指令,可以实现绝大多数现实世界中想做的事,在这些事当中,包含了人类世界发展的最基础环节——生产与消费。随着网络购物热潮的到来,人们可以足不出户的购买到自己需要的世界任何一个角落的商品,无比的高效与便利使得越来越多的年轻人开始涌入这个互联网带来的信息化服务之中,成为网上消费者中的一员。网络购物作为一种潮流化的趋势,在现实社会中得到用户的青睐并且成为一种全新的生活方式。网络技术发展、网络购物的配套设施越来越完善的情况下,消费者的消费行为和消费习惯在短短数年之内发生了巨大的变化,特别是80后年轻人,超过八成人的习惯在网上购物。因此虚拟网络商城的快速发展,实体购物环境中的商品包装促销功能也将随之被淡化,实体商品包装的优势逐渐失去了它昔日耀眼的光环,原有的宣传、促销甚至是导购功能已经被新的包装形式所替代——虚拟数字化包装。 3、虚拟数字化包装设计是新时期消费市场的刚性需求 虚拟数字化包装设计是相对传统实体包装的概念而言的,是指在电子商务交易中利用数字化的图形、文本、超链接等相关信息,将交易的虚拟商品材质、功能、大小、外观、促销信息等通过互联网虚拟空间环境展示出来,辅助其完成对商品宣传、销售,诱导网民产生购买行为的一种应用型设计模式。互联网的出现改变了人类传统的生产、生活方式,开拓了一个依靠网络虚拟空间来生存、发展的时代。虚拟数字化包装依赖于互联网络的虚拟环境才得以快速发展。网络虽然是虚拟的,数字包装手段和形式也是虚拟的,但在这一环境中相关的买卖双方的商品本身却是真实存在的,虚拟数字化包装设计通过数字手段将商品的各个层面信息以虚拟现实的方式传递给消费者,使消费者最大限度地通过这些虚拟信息了解商品。不得不承认的是,就目前的技术手段而言,虚拟包装与现实商品之间确实存在着某些或大或小的差距,如色差、质感等,但随着虚拟现实技术的发展,这一差距正在被逐步的缩小,这也为虚拟数字化包装设计的发展提出了新的要求。 如2001年网络传递花香的技术在日本总务省诞生,改变了以前网络传递仅限于传递图像和声音。综合运用视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉五大网络传递技术为虚拟数字化包装设计服务,扩大虚拟数字化包装的展示效果,产品信息用数字的形式把文字、声音、视频、图像、气味等信息通过机顶盒或传感器等传递技术传达给网民,满足网民对产品信息的全方位了解,大大增加网络虚拟市场的成交量,必将冲击着传统商品的销售。虚拟概念性包装的发展一旦突破了艺术与技术之间的结合瓶颈,一定会成为未来包装行业发展的必然趋势!虚拟数字化包装以最低廉的成本实现宣传与销售的最大化,这一点是不言而喻的。虚拟数字化包装设计以交互式电子文件的形式把产品信息到虚拟网络市场中,没有固定的店铺、厂房、办公大楼等固定资产,只需要计算机、网址、数据库、软件系统和优良的信誉度来进行营运,减少了投资者成本,实现零库存和低成本运作;能节约有限的自然资源,简化了包装的设计流程、缩短了设计周期、降低了生产成本,通过无纸化的包装设计,真正实现了绿色包装,使人、自然与产品之间达到最大的和谐,对社会的发展、环境的保护将产生巨大影响并带来前所未有的经济效益,真正的符合了当前低碳环保的时代主题。这也是B2C电子商务市场得以迅猛发展的重要前提。可以说,B2C电子商务的迅猛发展,虚拟数字化包装设计功不可没。同时,电子商务的发展也使得虚拟数字化包装对设计师提出了新的要求。 4、虚拟数字化包装时代对设计师的要求 现代包装设计的目的有两大功能——自然功能和社会功能,设计师要探究两者优化组合的规律和方法。其前提必须符合“科学、适用、美观、经济”的原则。要求体现科学、适用、美观和经济原则,产出无任是自然功能,还是社会功能,无论是科学原则,还是适用原则,均以经济原则为准绳,均受到经济原则的影响和制约,这一原则同样适用于虚拟数字化包装。全面了解其经济属性,不仅有助于对虚拟数字化包装设计本质意义的认识,而且对准确把握其发展过程及其在社会经济生活中的应用效果,有着十分重要的意义。在虚拟销售环境中产生了一类网上成交网下运送的产品一一“虚拟产品”,虚拟数字化包装设计就是为这类产品进行设计策划、营销的一项专业技术;是辅助其完成对商品的展示、宣传、销售过程的一种设计模式。从技术方面可以定义为:电子商务的虚拟数字化包装设计是一种多技术的集合体,包括交换数据(如电子数据交换、电子邮件)、获得数据(共享数据库、电子公告牌)以及自动捕获数据(条形码)等科学技术与艺术相结合的产物。它是随着销售商品的展示环境的变化而延伸发展的。这就要求设计师在对传统包装概念理解的基础之上,还要对虚拟购物环境下的数字包装技术有更深一步的了解。 当前的虚拟数字化包装,虽然发展很快,但仍存在着诸多不足之处,通过实验性的问卷调查发现,大多数网民抱怨网络上的产品画面太小、太模糊,有些网站甚至不能提供产品的形象,要么将商品包装拍照上传到网页中,以静态模式展现在浏览者面前;要么是将产品实物拍照以后直接展现在网页上,人机不能互动,展示一面就是一面,满足不了网民对产品信息全方位的了解。顾客不能被虚拟视觉包装所说服,虚拟产品包装与网民之间的沟通遇到瓶颈,就必然会影响电子商务的发展。“包装是无声的推销员”,要发展电子商务,就必须先从虚拟产品的品牌包装设计上着手,强调其包装装潢的视觉效果的真实性与美观性,最大限度的缩小虚拟与现实之间的差异。遍览世界电子商务格局,对网络虚拟产品包装虽有不少规范,但却并不得要领,仅仅是对网络技术上的上传图片尺寸、分辨率、格式、文件大小做出了技术性的要求,但对虚拟产品包装的设计要求交代甚少。很少有企业或者研究者将虚拟数字化包装的设计提到日程上来,虚拟数字化包装设计,无论在理论上还是实践上都有待我们做进一步的深入研究。而目前虚拟产品包装设计的现状基本上还是停留在传统包装设计思路和设计模式里徘徊。在虚拟的网络市场中流通,设计师如果没有针对其特殊的销售环境、特殊的消费人群和媒介进行个性化的设计,就不利于电子商务的发展,更不利于虚拟数字化包装设计行业的发展。因此,对数字虚拟包装设计的应用研究必须要开拓思路,充分利用数字技术,将网络推广营销手段植入数字包装设计规划之中,使得实现虚拟数字化包装更好地为消费者、厂家、商家服务。 5、虚拟数字化包装与传统包装的关系 电子商务的迅猛发展,对于传统的商业模式而言是否是狼来了?事实并非像我们所想象的那样,机遇与挑战是并存的,反而在更大程度上进一步促进和提升了传统商业市场的经济活力。它仿佛是一种强效润滑剂,使得整个经济链条以更为顺畅的方式运转起来。同理,虚拟数字化包装也不能够取代实体包装而代之,实体包装在结构、容器造型、安全保护、实物展示等方面是虚拟数字化包装所无法替代的;而虚拟数字化包装的便利、迅速、成本低廉、全方位细节特写、数字化网络传输等有些也是传统实体包装所无法实现的。在电子商务市场中,虚拟数字化包装为商品的线上交易过程提供宣传与导购的功能,实体包装为线下的运输、投递提供安全保障和更为真实的形象展示,实体包装和虚拟包装二者互为补充,因此,两种包装形态必然长期共存下去。这种长期共存的现状必然导致包装设计师的分化,设计师必须在实体包装和虚拟包装这两个截然不同的领域进行选择、融合。这也就进一步推进了包装设计专业学科的进一步细化的过程。 综上所述,科技在发展、时代在进步,新的设计手段不断涌现。传统的设计程序与方法已不能完全满足当前消费市场的需要,建立一套全新的设计流程和科学的设计方法是十分必要的。因此我们可以从电子商品的虚拟包装上着力研究,从而打开局面,确立我们的优势。面对目标消费群体发生的变化,虚拟数字化包装设计在设计构思、设计定位、表现方法、设计原则、制作技术等等都已经发生了明显的变化,甚至连包装的审美原则都发生了“质”的转变。制定虚拟数字化包装在网络世界中应遵循的“游戏规则”,才能进一步适应整个电子商务虚拟市场的变化。只有恰当传递产品信息,才能坚定消费者的消费信心,在虚拟概念性包装上要重点研究其表现技法,使其成为提升网民产生购买动机、进一步促进电子商务市场发展的有利武器。 电子小制作论文:项目教学的电子线路板设计与制作教材设计 随着我国高职教育的迅速发展,高职课程教学改革的不断深化,新思想、新观念不断涌现,传统的教学模式和课程设计理念已经不能满足目前高职教育形势的发展与需求。当前,在以社会需求为导向,以学生为中心,以能力为本位的职业教育教学理念下,根据应用电子技术专业岗位群的实际需求,重构教学体系、创新教学模式是《电子线路板设计与制作》课程设计理念中需要进一步深入思考和解决的中心问题。 一、在《电子线路板设计与制作》课程教学中引入项目教学的必要性 《电子线路板设计与制作》是应用电子技术专业的一门核心课程,是专业技能培养与职业素质拓展的重要环节。本课程主要以企业真实电子产品的设计与制作任务为载体,面向应用电子技术专业的电子线路板生产、电子生产工艺管理、产品研发助理等岗位设置的课程。本课程重视学生在校学习与实际工作的一致性,根据学生特点、课程目标和校内外教学条件,在教学实施过程中为了更好地提高本课程的教学效果,有针对性地采取集中教学、分组实施、工学交替、任务驱动以及项目教学的组织形式。通过不断加强学生实践技能训练,实现高职教育高端技能型专门人才的培养目的。 项目教学法起源于美国,盛行于德国,适合于高职教育。所谓项目教学法是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目,围绕着项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法[1]。学生在完成指定学习项目的同时,应用相关知识,在实践的第一线培养解决问题的综合能力。在项目教学中,学习过程成为人人参与的实践活动,注重的不仅是最终结果,而是整个项目的学习和完成过程。学生在项目实践过程中,理解和把握课程所要求的专业知识和技能,体验创新的艰辛与乐趣,培养分析问题、解决问题的能力及协作能力和团队精神等。针对高职学生的职业要求,《电子线路板设计与制作》课程的项目教学,主要以培养学生的创新能力和创新精神、良好的职业发展能力为主旨,以行业科技和社会发展的先进水平为标准,充分体现项目教学的规范性、先进性和实效性。 二、基于项目教学的《电子线路板设计与制作》课程设计的理念 (一)开发校企合作的项目化课程 高职院校的社会功能是服务社会地方经济的发展,其主要方式是进行校企合作培养行业以及社会经济发展所需要的高端技能型专门人才。因此,在学生的专业核心能力的培养方面一定要能够坚持基于行业企业的典型工作任务来实施教学。本课程通过对行业企业的典型工作岗位的调研,整合了电子行业对于人才专业技能以及综合职业能力的各项要求,通过学校教师、企业专家等进行深入研究与探讨,共同开发了适合学生学习,满足企业职业技能需求的六个学习情境,形成了完整的项目化课程。 (二)构建工作过程行动导向教学模式 在《电子线路板设计与制作》课程的教学模式中,采用了基于工作过程行动导向的教学模式。课程设计的学习情境内容都是来源于企业的实际产品的开发与制作过程。在教学过程中,首先应用项目设计任务书的形式对学生进行项目任务的布置以及任务分解。按照资讯、计划、实施、检查、评价的步骤进行电子产品的设计。然后通过对产品的功能需求分析,对设计的任务进行直观的理解,根据设计产品的特征进行产品设计的计划,并根据计划进行任务实施,在规定时间内设计完成的产品通过自查、互查以及教师查阅的方式进行产品功能的检查与分析,最后进行项目实施结果的评价分析,总结本次项目设计的得失以及完成情况等。实践证明,其构建了完整的工作过程行动导向教学模式,教学效果显著提升。 (三)推进学生为主、教师为辅的教学过程 在《电子线路板设计与制作》课程教学过程中,坚持教师主导、学生主体的教学理念。在电子产品的设计与制作过程中,教师主要是引导学生进行项目任务的分析,进行设计流程以及设计工艺的指导。对学生设计过程中的重点难点进行剖析,对设计中的相关注意事项进行总结归纳等。 (四)工学结合提高学生的综合职业素养 在《电子线路板设计与制作》课程实施项目教学过程中,引入了企业的实际产品,如通过脉冲点火器的设计与开发,培养学生进行单面板绘制的专业能力,通过欧式电烤箱的线路板设计,培养学生进行双面线路板设计所需要具备的工艺理念,而相对比较复杂电子产品单片机最小系统的电路设计,培养学生解决实际工业产品设计的综合职业能力。 三、基于项目教学的《电子线路板设计与制作》课程设计的内容 为了保证学生今后就业时能够很快胜任应用电子专业技术岗位的需求,在教学实施过程中以教学效果最优化为目的,以产品的设计与制作过程为导向,紧密结合应用电子专业人才培养方案,在与校企合作的技术专家经过反复研讨后,选择了贴近合作企业实际的6个典型项目作为教学内容,项目教学规划如表1所示。设计6个学习项目的最终目的是为了实现学生职业能力的可持续发展,如表2所示。四、基于项目教学的《电子线路板设计与制作》课程设计的效果通过项目教学法在《电子线路板设计与制作》课程中的实施,教学效果显著提高,一方面由于教学情境内容都是采用企业的实际产品,充分调动了学生学习的积极性和激情,学生电子产品的设计与制作能力得到明显增强。另一方面由于采用企业典型的工作任务,学生在学习过程中能够掌握实际的电子产品的开发流程、生产工艺以及设计技巧等,对于学生综合职业能力的培养具有一定的现实意义。 五、结束语 基于项目化教学的课程设计与建设,是高职教育改革的重要发展方向。它对于提高学生的职业技能具有重要的意义,扬州工业职业技术学院实施基于项目教学的《电子线路板设计与制作》课程设计研究,经过3年的实践,教学效果良好,成果显著,大大提高了应用电子技术专业毕业生的职业技能水平,得到了毕业生工作所在的电子类企业的一致好评。 电子小制作论文:村田制作所加大中国汽车电子市场攻势 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。目前,一辆普通家用轿车上,大约安装几十到近百只传感器,而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只。汽车传感器在汽车上主要用于发动机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。它的应用大大提高了汽车电子化的程度,增加了汽车驾驶的安全系数。村田制作所是提供汽车传感器的大厂之一,近来,该公司继其村田顽童登陆中国之后,对汽车传感器产品着力推广,对中国汽车电子市场展开积极攻势。 村田传感器产品事业部部长宫崎二郎告诉记者,根据村田制作所的统计数字,中国生产的汽车台数在2005年是580万台,在2006年达到650万台,预计到2010年这个数量达到1000万台。中国汽车本身市场的扩大,必然会带动电装产品的扩大,这对村田的传感器事业部来说是一个非常值得期待和重视的市场。 村田的传感器几乎存在于整个汽车电子系统中。从发动机控制系统所用到的温度传感器到底盘控制、车身控制传感器,具有丰富的产品线。在汽车电装设备中,超声波传感器、冲击传感器、安全气囊传感器、陀螺仪传感器、旋转位置传感器以及振动传感器都会被用到。 村田的很多产品很有特点。例如用于胎压显示系统的加速传感器(TPMS),一般来说,这种传感器是用来检测加速度的。但村田的TPMS传感器既不是检测加速度,也不是检测压力,其主要的作用是用来延长电池使用寿命。TPMS系统靠电池来驱动,使用时间通常非常长。利用冲击传感器,村田让整个汽车系统在汽车处于停止状态时处于睡眠状态,在汽车行驶起来时,TPMS传感器输送一个正弦波形,系统检测到这个波形才开始工作,从而延长电池的使用寿命。 用于停车辅助系统的超声波传感器也很特别,比如倒车用传感器和靠边停车传感器。倒车用超声波传感器通常安装于车的尾部,在倒车时,超声波碰到车后障碍物后会反射回来。系统通过测算传感器(车体后部)与障碍物的距离,并发出报警信号,告诉驾驶员障碍物可能已经非常接近。宫崎二郎指出,普通的倒车用传感器发射出去的声波是圆筒状的,水平方向和垂直方向的角度都是一样的,这种形状的声波在垂直方向角度太大,如果碰到地面一个不会影响停车的障碍物,声波信号也会马上被汽车系统感知,会造成错误的报警信号。相比之下,村田的传感器在垂直方向角度非常小,水平方向高度合理,能够提高检测的精度和准确性。在美国和欧洲,靠边停车的情况相对比较多,利用这个原理,超声波倒车雷达系统可以检查车位空隙是否满足停车条件。 在汽车导航系统中,最重要的是保持汽车和电子地图中的位置吻合,角速度传感器(陀螺仪传感器)可以帮助实现这一目标。GPS信号在汽车行驶到隧道或者有建筑物屏蔽的情况下就接收不到GPS信号,系统就无法正确定位车身位置。这种情况下,可以通过角速度传感器转换行驶的速度和方向找到准确的位置,保证地图和行驶位置的吻合。宫崎二郎介绍,村田的陀螺仪传感器使用硅加工工艺,稳定性较好。 环保是村田一直关注的问题,并致力于废弃物削减工作。村田传感器的核心技术主要是金属陶瓷,目前,利用其开发技术,村田开发出了多种陶瓷材料,其中包括介电陶瓷、半导体陶瓷、热电陶瓷和绝缘陶瓷等。村田制作所发现,原材料为钛酸钡(BaTiO3)的原钛酸钡(Ba2TiO4)在550℃以上高温条件下具有高效吸收CO2的性能。宫崎二郎告诉记者,介电陶瓷的主要成分就是钛酸钡。同时,村田还持续进行产品的小型化,减少生产过程中废弃物的排放量和环境负荷。与2000年相比,村田产品废弃物排放量降低了30%。他说,目前中国的汽车电子市场正蓬勃发展,这一市场给村田带来很多商机,因此未来村田会继续为汽车安全与舒适性添砖加瓦,同时考虑对环境的保护。 电子小制作论文:浅谈电子书制作过程中PS处理技术的应用 摘要:随着网络技术的进步,更多的媒体会利用网络技术将信息制作成电子书的形式用于网上信息利用。本文将从图片处理应用最普遍的应用的PS技术的角度来探讨图片式电子书的制作。 关键词:电子书制作;photoshop处理技术 传统信息载体中的信息、资料都是以纸张文本的形式存在和传播,在信息时代条件下,将这些纸张上信息制作成电子版形式的电子书将成为现代及未来信息承载的主要方式。那么,其中必然要涉及到图片的处理,PS作为图片处理的主流手段,应该发挥更大的作用。 一、 扫描资料标准图片制作 电子书合成程序有很多种,图片修正程序也有很多种,本文采用Photoshop cs4为例,对图片处理的具体步骤进行说明。对于制作图片式电子书来说,PS扫描资料图片的主要目标有三个:一是图片经过PS扫描,可以使图片的尺寸更为适用,页边有适当的减小,特别是图片的尺寸都是一致的;二是图片经过PS扫描后,图片数据的亮度以及对比度等主要参数更为一致且适用;三是图片经过PS扫描后,上面的污垢、阴影或者印记等缺陷都可以处理掉。 (一) 用PS创建标准资料图 在PS修图中,一定要有一张图作为处理其它图片的标准。设计人员要选择一张在图片资料中具有代表性的图片。但是要注意选择图片时,要选择版面内疗图片和文字内容比较丰富的,并且有相应公式。这样标准图片经过处理,其幅面可以不用做缩放就可以将其它图片的内容容纳进去。要特别注意的是,标准图片的基本值一定要准确――即对比度、亮度、饱和度等都要能为其他图片处理提供参照。 在PS中打开文件,首先去掉幅面多余的部分:用剪切工具(C)在副本上选择需要的幅面。将鼠标放在剪切框线的四边和四角,当出现双箭头,再拖动该箭头对区域的位置或者大小进行变动。选择指定区域,做剪切。将对比度和亮度做出适当调整。拖动亮度、对比度滑块,观察屏幕,确定图片背景颜色。为了获得好的效果,一般需要增大亮度值和对比度值。根据文稿、扫描仪的具体配置情况,调整资料的亮度值和对比度值。注意一定要处理操作过程中产生的印记。处理完毕后,再添加一个背景为白色的图层,合并存储以备后用。 (二) 批量处理资料图片 标准图片制作完成后,接下来的工作就是要对其余资料进行PS处理。视电脑性能和技术人员技术水平而定,确定每批次10-20个资料文件。把选定的文件加至PS编辑窗口,依次自动打开。 1. 打开前面制作的“标准”资料图片 首先拖拽副本标准资料图到批量图的旁边,进而对标准资料图全选:(Ctrl+A),对该批量资料图片中最顶层的幅面进行修整。第一步是在标准图中选取虚线幅面框,具体做法为:选中矩型选框工具,把标准图中的虎线幅面框,拖曳至要修整的资料图片中,将位置调整好,不要改变选框大小,从而保证全部图片有一致的幅面。第二步,剪裁幅面选区,具体做法为:将虚线框外的区域去除。经过剪裁可以将资料周边诸如扫描阴影等缺陷有效去除。在对待修图片资料顶层幅面的对比度和亮度进行调整时,可以采用上述提到的方法,利用Alt+I+A+C快捷键操作。利用快捷键的优势在于其可以弹出标准图片资料参数窗口,此时就能保证该批待修图片有一致的亮度。 2. 资料图片的进一步处理 擦除扫描资料图片PB上的和污垢,方法如上文讲述。初始化时,对存储修改好的作为标准的资料捷键操作:Ctrl+S+W。重复上面的剪裁、对比度、亮度处理等程序,直到每一张资料图片全部处理完成。当稍微熟练剪裁和相应的快捷键操作后,将资料文件合并为:Al上存盘、关闭的快捷键操作。这样,通过一系列连续的快捷操作,可以将资料文件成批的处理成质量高的成型资料,其也是高效扫描图片电子书的素材。 二、结语: 上文我们主要研究了PS技术在扫描图片式电子书中的应用,本文探讨的是扫描图片式电子书PS处理技术,在实际工作中较为使用,尤其运用了快捷键的技术,不仅保证了图片资料素材高度一致的亮度、对比值以及幅面尺寸,还在最短的时间内形成电子版文件。可以说,快捷键的应用成倍地提高了PS处理资料图片的工作实效,为下一步进行上传和其他的处理工作打下了基础。
建筑工程材料检测论文:建筑材料检测在建筑工程的重要性 摘要:建筑行业的发展中建筑行业的发展中,对建筑材料的选择是关键,建筑材料的质量对整个建筑工程的质量造成严重的影响。文章先分析了建筑材料检测工作的重要性析了建筑材料检测工作的重要性,又针对建筑材料检测工作的开展提出了有效的措施,希望能够为大家的研究工作提供借鉴和指导指导。 关键词:建筑材料建筑材料;检测;建筑工程;重要性 1引言 在人们的日常生活中在人们的日常生活中,建筑材料是随处都能见到的。随着科学技术的不断发展着科学技术的不断发展,新型的建筑材料也被不断的研发出来来,这些建筑材料更能满足人们的生活要求,也变得更加人性化化。将这些建筑材料投入到建筑工程当中,能够提高建筑工程的质量程的质量,进而保证了人们的建筑安全,为居民提供了一个良好的居住环境好的居住环境。因此,加强对建筑材料的检测工作是十分必要的要的。 2建筑材料检测技术的相关概述 在建筑工程施工过程中在建筑工程施工过程中,一项必不可少的环节就是对建筑材料的选择筑材料的选择,为了选择高质量的建筑材料,需要加强对建筑材料的监测材料的监测。在目前的建筑材料中,材料本身应该能够承受巨大的压力和质量巨大的压力和质量,材料本身也需要具有一定的密度。所以,在建筑材料的检测过程中在建筑材料的检测过程中,综合考虑建筑材料的承受压力、的深度和密度质量等深度和密度质量等,已经成为检测工作的重点。建筑工地上,常见的建筑材料有沙子常见的建筑材料有沙子、水泥和混凝土等,对这些材料进行检测测,需要先对材料的性质进行判断,对钢筋建筑材料的拉力进行分析行分析,并对钢筋焊接的拉力进行检测,在水泥材料检测中,需要对水泥的强度需要对水泥的强度、细度、安定性以及初、终凝时间进行有效的检测的检测,这样才能够对建筑材料的质量和强度进行有效的检测测,提高整个建筑工程的职工质量。 3建筑工程中建筑材料检测的重要性分析 3.1提高了建筑工程的使用年限 在建筑工程中在建筑工程中,加强对建筑材料的检测,能够提高建筑工程的总体质量程的总体质量,进而延长了建筑工程的使用年限。在实际的检测过程中检测过程中,对建筑材料的强度和质量进行检测,能够对材料的采购工作提供给选择的采购工作提供给选择,选择那些质量好、使用年限长的材料料,有效地提高了建筑工程的整体质量。在材料检测之后,可以科学的选择建筑材料以科学的选择建筑材料,这样就能够对同一价格的材料的质量和同一质量材料的价格进行对比量和同一质量材料的价格进行对比,从中选出更加实惠的建筑材料筑材料,这样不仅降低了建筑施工成本,也能够在工程施工过程中程中,尽可能使用质量好的建筑材料,极大地延长了建筑工程的使用年限的使用年限。 3.2促进了建筑材料行业的发展 建筑工程中建筑工程中,对建筑材料进行检测,能够发现一些新型的建筑材料建筑材料,并对新的建筑材料制造技术进行推广,这样就促进了整个建筑材料行业的发展和进步了整个建筑材料行业的发展和进步。在建筑材料检测的过程中中,通过材料检测提出一些合理的要求,这样就能为材料生产企业提供有效的指导企业提供有效的指导,使得建筑材料的比例有了更加科学的调整和变化调整和变化,也能为施工人员提供更多的选择。施工人员针对现场的施工情况对现场的施工情况,选择合适的建筑材料,这样就使得建筑材料更适合整个施工过程料更适合整个施工过程,也就提高了整个建筑施工的整体质量量,建筑质量的提高,能够保证居民的居住安全,为居民创造一个良好的居住环境一个良好的居住环境。 4建筑材料检测中的问题 建筑工程施工过程中建筑工程施工过程中,加强对建筑材料的检测力度是非常重要的常重要的。不过,现阶段建筑材料越来越复杂,很多建筑工程中中,加强了对一些成品和半成品以及原材料的建筑材料的使用用,这些建筑材料的性质不同,那么对这些建筑材料的检测工作就造成了一定的影响作就造成了一定的影响。所以,应该对建筑材料检测过程中的问题进行分析的问题进行分析,进而有效提高建筑材料的检测质量。在建筑工程施工过程中在建筑工程施工过程中,建筑单位先进行投标,中标之后后,建筑单位会将整个工程分成几个不同的组成部分,并将这些部分分别包给不同的承包商些部分分别包给不同的承包商。因此,建筑公司就不能对建筑材料进行直接的管理筑材料进行直接的管理,使得建筑材料检测工作中存在漏洞洞。有些建筑工程中,甚至不能及时开展建材检测工作,这对整个建筑工程的施工过程都造成了严重的影响整个建筑工程的施工过程都造成了严重的影响。与此同时与此同时,在建筑材料检测的过程中,很多检测人员的学习水平较低习水平较低,检测经验也不够,这就使得建筑材料的检测工作已经成为一项面子工程已经成为一项面子工程,对检测效果造成了严重的影响。此外外,建筑材料检测工作的质量,还会受到检测人员的责任意识等因素的影响等因素的影响,因此,需要在检测过程中不断注意,只有将这个不利因素剔除个不利因素剔除,才能保证建筑材料检测工作的顺利开展。 5提高建筑材料检测工作质量的举措 5.1完善检测人员的岗位职责 在材料检测的过程中在材料检测的过程中,建筑单位应该制定完善的岗位制度度,让检测人员对自身的责任和义务有一个充分的了解。在这个过程中这个过程中,需要相关人员结合日常的建筑材料管理工作,制定相应的跪着制度定相应的跪着制度,确保建筑材料检测工作的顺利开展。在建筑项目开始和建筑项目完工阶段建筑项目开始和建筑项目完工阶段,都应该加强管理,进而确保建筑材料的质量保建筑材料的质量。为了提高工作人员的管理意识,施工人员在填写委托单时员在填写委托单时,应该将相关的责任写清楚,进而保证建筑材料的质量材料的质量,能够满足相应的建筑设计需要。在建筑材料检测的过程中测的过程中,还应该对检测人员的操作行为进行规范,并让检测人员定期进行轮岗测人员定期进行轮岗,这样就能够将建筑材料的检测工作的益处发挥到极致益处发挥到极致,也避免了材料检测过程中出现舞弊现象,保证建筑工程施工工作的顺利开展证建筑工程施工工作的顺利开展。 5.2有效保护材料检测设备 在建筑材料的检测过程中在建筑材料的检测过程中,需要用到材料检测设备,只有设备运行正常设备运行正常,才能够保证材料检测的质量。所以,应该加强对材料检测设备的日常维护和管理对材料检测设备的日常维护和管理,使材料检测设备能够时刻处在稳定运行的状态中刻处在稳定运行的状态中,这样就能够保证材料检测工作的顺利完成顺利完成。同时,在材料检测设备投入使用之前,也需要对其进行严格的检测进行严格的检测,保证设备合格之后再投入使用。 6结语 总之总之,建筑材料检测工作,在建筑工程中的重要性十分突出出,在未来的建筑行业发展中,应该不断增强材料检测的力度度,进而有效地提高建筑工程的质量,促进建筑工程稳定发展发展。 作者:赵华 黄丽华 单位:恩施职业技术学院建工系 恩施职业技术学院公共课部 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料质量检测及控制 摘要:随着建筑行业的发展,工程建筑材料的检测和控制显得尤为重要。如果建筑材料的质量得不到保证,将会导致工程返工,甚至出现事故,影响经济效益,浪费资源,甚至还会导致人民的生命财产损失。因此如何控制建筑材料质量成为实现我国建筑行业健康快速发展的关键,是我国实现现代化建设的要求,具有相当的研究价值。以此,本文对建筑工程材料质量检测及控制进行了分析,希望可以为相关人员提供一定的参考。 关键词:建筑工程;材料质量;检测及控制 近年来我国建筑行业取得了较快的发展。在当前建筑工程施工项目中,建筑材料占总工程造价的比重较大,而且建筑材料的质量也直接关系到主体工程的质量。 1建筑材料检测的重要性 在工程项目建设当中,普遍存在一些施工企业为了追求更好的经济效益,就可能选购一些质量不达标的建筑材料投人到施工应用当中,从而达到降低造价成本,获得经济效益的目的。为了有效的杜绝这类情况,这就要求相关的检测部门加强对建筑材料的质量检测,进而有效的保证达标的建筑材料应用到施工过程中;此外,由于建筑材料采购过多,导致大量积压,加上材料管理不善,使得建筑材料的性能逐渐变化,建筑材料导致严重的问题。因此,材料需要进行质量检验,保证主体工程的质量可以达到一定的标准。 2现代建筑材料分类和检测指标 现代建筑材料根据不同的用途可分为建筑主体材料和装修材料。建筑主体材料是指建筑主体结构施工时采用的材料,包括:混凝土、水泥、砖、墙体保温材料、水泥制品、混凝土预制构件、瓦、工业废渣、掺工业废渣及其他各种新型墙体材料等;装饰材料是指为建筑物室内与外饰面施工时则采用的材料,包括:建筑陶瓷、石膏制品、花岗岩及其他新型饰面材料等。由于建筑主体材料用量大、质量要求严格、对建筑工程安全影响大、返工难度高等原因,本文重点关注建筑主体材料的检测方法和控制措施。常见的建筑材料和主要检测指标如下:(1)水泥:凝结时间、安定性、细度、烧失量、强度;(2)混凝土:和易性、抗压强度、耐久性(抗渗、抗冻、抗腐蚀);(3)钢材:屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能;(4)砂石:细度模数、含泥量、含水量、堆积密度、有害杂质含量;(5)沥青卷材:不透水性、耐热性、抗拉强度、柔度;(6)砖、砌块:强度、饱满度、非抗震设防及抗震设防裂度、轴线位置偏移和垂直度、厚薄均匀度;(7)墙体保温材料:抗拉强度、尺寸稳定性、燃烧等级、导热系数、密度、吸水率。 3建筑材料检测的技术 3.1外观检测技术 外观检测,是一种粗糙的检测手法,一般是通过肉眼的观察进行材料的大概的检测。通常,主要是通过对材料颜色、外观、尺寸等的综合评价,结合施工项目经验,对建筑材料的质量进行了认证和选择。很显然,这种检测方法是很难有一个更客观的标准,最终的测试结果是受主观因素,因此缺乏有效的建设实际的指导作用。 3.2仪器检测技术 这是当前应用最为广泛的一种检测技术,通常是测量信号被检测到的变换、分析、判断、控制、显示等方面的综合过程的有机统一。在实际的操作过程中,我们需要使用一些特殊的设备来测量被测量的对象,得到一些数据值,然后通过这些数据的分析来做出判断。 3.3无损检测技术 主要在不影响和破坏被检试件的前提下,是通过利用声、光、磁和电等特性,检测对象中是否存在缺陷或不均匀性,并给出缺陷的大小、位置、性质和数量的信息,进而确定待检测对象的技术状态。这种方法对于操作人员的能力要求比较高,往往需要丰富的理论知识作为支撑,而需要能够熟练地操作各种测试仪器和设备.从而保证测试结果的有效性。 4建筑材料质量检测控制措施 4.1提高检测单位效率 检测单位效率低下是影响建筑材料质量检测的重要因素。我国建筑市场飞速发展,即便国家有关部门和地方政府高度的重视,施行惠民政策,严格把关建筑材料质量检测中的各个环节,即便如此仍然无法满足发展飞快的市场需求。光靠国家的投入、监管远远无法匹配如今建筑市场材料检测系统的规模,让某些不法商家钻了空子,导致我国检测行业效率低下,进而影响建筑行业的健康发展,有关检测机关也没有发挥该有的作用。所以提高检测单位的效率是实现建筑材料质量控制的关键手段,是从源头上对质量检测过程中出现的问题进行预防控制。要提高检测单位效率,其核心是制定实行切合市场实际的法律法规,因地制宜,根据不同地区实际情况进行监管。 4.2提高专业人员职业素养 随着检测行业的发展,越来越多的高科技新产品被应用到建筑工程材料的检测过程中。这是行业发展的福音,意味着更高效更精准的检测手段,同时也对企业检测从业人员提出了更高的要求。检测从业人员需与时俱进,对新型材料产品、新检测手段有所了解,进而要求能够熟练运用。否则不仅没有提高检测的效率和准确性,还有可能因为知识的缺乏在材料的检测过程中出现错漏,进而导致企业质量检测把关不合格,影响建筑工程质量。因此对检测从业人员的专业素质把控至关重要。通过加强培训、教育工作等手段,实现其素质的提升。 4.3取样和送检环节控制 在工程建筑材料检测的取样过程中,常出现取样操作不规范,不能严格按照国家、行业规范进行操作等情况。这往往是由于取样人员思想上对操作规范不重视,违规操作后果严重性认识不清造成。取样操作不规范,一是有可能对操作人员的人身安全造成威胁,回顾整个建筑行业发展史,因违规操作而出现生产事故的例子屡见不鲜,保证规范的操作是安全生产的基本要求;二是不规范的操作有可能对样品造成二次伤害,使得检测样品质量劣化,进而导致检测结果产生偏差,因此规范的取样操作也是保证建筑材料质量检测的结果准确性的基本要求。另外,在送检过程中,运输手段也是控制的重点。不可在运输、吊运过程中对材料的质量产生影响,采取科学合理的运输方式进行送检是检测结果准确性控制的关键。因此需严格按照国家规范要求进行见证取样和送检,取样和送检环节的控制,是建筑工程材料质量控制的重要环节之一。 4.4检测结果误差控制 从业人员在对建筑材料进行检测时,试验结果常会产生一定的误差,这是由于采样不具有代表性、实验方法采用不当、实验过程中操作不当、仪器自身产生误差等原因造成的。实验结果误差虽然看似很小,但影响很大。我们要做的不是消除误差,因为想要完全消除误差是不科学的。要想提高检测结果的准确性,需将误差控制在合理的范围之内,通过控制建筑材料进行检测过程中的关键影响因素:人为因素、环境因素、技术因素等,进而实现误差控制。结束语近年来,我国建筑行业飞速发展,工程建筑材料质量检测须紧跟时代的脚步,为我国建筑行业把好质量关。目前建筑材料质量检测行业总体来说处在一个正常发展的轨道上,基本上完成了对建筑材料质量的把控工作。但行业中仍存在许多的不足,需要政府机关、相关企业和每一个建筑材料质量检测的从业人员一起改善。采取先进、科学的工程建筑质量检测控制方法,是检测行业进步的关键手段,是现代建筑行业发展的需求。 作者:田长超 庄孝敏 刘治鲁 单位:山东省交通科学研究院 建筑工程材料检测论文:建筑材料检测在建筑工程中的必要性 摘要:介绍了建筑材料的类型及特点,从工程质量、耐久性、美观性等角度,论述了建筑材料检测在西藏建筑工程中的重要性,旨在提高西藏建筑工程的整体质量,促进西藏地区建筑业的快速发展。 关键词:建筑材料,质量检测,建筑工程,重要性 建筑材料是一切建筑工程中不可缺少的物质基础。建筑物与构筑物都是由各种建筑材料经合理设计、精心施工而成的。随着人类的进化,建筑材料也得到了不断的发展,且与人类文明有着十分密切的关系。在人类历史发展的各个阶段,建筑材料都是显示它文化的主要标志之一。当前,建筑材料正向着绿色、轻质、高强、商品化、多功能、良好的工艺性和良好的耐久性方向发展,同时也正向着再生化、利废化、节能化方向发展。近年来,中国社会经济的迅猛发展,极大的推进了建筑行业的发展。由于建筑材料的品种、规格及质量都直接关系到建筑物的形式、建筑施工的质量和建筑物的适用性、艺术性及耐久性,从而市场对传统建筑材料和新型建筑材料都提出了新的更高要求,也使得对建筑材料的质量检测越来越受到相关质量检测部门的重视。 1建筑材料简介及其特点 1.1建筑材料的定义 在人类赖以生存的总环境中,所有构筑物或建筑物所用材料及制品,包括各种原材料、半成品、成品等,统称为建筑材料。 1.2建筑材料的分类 建筑材料多种多样,大致可以从以下几个方面进行分类:按材料的来源可分为:天然材料和人工材料;按材料的使用功能可分为:结构材料、防水材料、胶凝材料、防护材料和隔热保温材料等;按材料在建筑物中的部位可分为:基础材料、墙体材料、屋面材料和地面材料等;按材料适用的工程类型可分为:土建工程材料、装饰工程材料、水暖气工程材料和电气工程材料等;按材料的化学成分可分为:无机材料(包括金属材料和非金属材料)、有机材料(如木材、塑料、沥青、涂料等)、复合材料(包括金属与非金属复合材料和有机与无机复合材料)。 1.3建筑材料的特点 建筑材料在工程的使用中有以下特点:具有工程要求的使用功能;具有与使用环境条件相适应的耐久性;具有丰富的资源,满足建筑工程对材料量的需求;材料价廉。在建筑环境中,理想的建筑材料还应具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能等特点。 2建筑材料检测在西藏建筑工程中的重要性 西藏自治区边境线长,地理位置特殊,地质环境复杂,地质类型繁多,再加上特殊的气候条件,致使地质灾害频繁。西藏是我国地震多发地区,具有强度大、分布广等特点,地震活动仅次于中国台湾省。特别是近几年来,受极端天气、地震等各种因素的影响,地质灾害呈频发、多发、群发、并发趋势,给人民群众生命财产安全和社会和谐稳定构成严重威胁。2015年4月25日14时11分,尼泊尔(北纬28.2°,东经84.7°)发生8.1级地震,与尼泊尔毗邻的西藏喀则市聂拉木县、定日县、吉隆县震感非常强烈,是近些年来最强烈的地震。地震造成西藏2511户房屋倒塌、24797户房屋受损,82座寺庙受损(其中严重受损13座、中度受损18座),直接经济损失共计348.84亿元(人民币),间接经济损失471.17亿元(人民币)。因此,单就房屋安全层面来讲,建筑材料的质量检测有着十分重要的意义。接下来,本文将从三个方面对建筑材料检测在西藏建筑工程中的重要性进行分析。 2.1建筑材料质量检测对保证建筑工程质量安全的重要意义 建筑材料的质量与建筑工程的质量有着十分密切的联系,前者质量的优劣直接关系着后者的强度和承载力,前者造就后者。例如,水泥、钢筋和砖瓦等材料的质量检测只有达到了施工标准,才可以确保房屋的质量,从而使人民群众的生命和财产安全得到有效保障;相反,若建筑材料质量达不到施工标准,即使房屋建设顺利完工,在居住过程中如果遭遇轻微的地震,也会存在坍塌的危险。尤其是在西藏这样一个地震频发的省区,只有严格的进行建筑材料的质量检测工作,才能有效保证建筑工程质量的安全性。 2.2建筑材料质量检测对保证建筑工程耐久度的重要意义 只有质量检测达到要求的建筑材料,其经久耐用的能力才会更强,才能保证建筑工程的耐久度。目前,市面上假冒伪劣的建筑材料较多,虽然在价格方面具有很大的优势,但在质量方面却存在极大的安全隐患。如果贪图一时之利,将劣质建筑材料用于建筑工程,则会大大降低工程的使用年限,并拉升后期的各项维护费用,造成不同程度的经济损失。在西藏,大部分的民生工程和民心工程主要依靠中央财政的补给,因此,从维护国家经济利益和维护西藏的长期和谐稳定方面出发,要更加严格的进行建筑材料的质量检测工作,保证建筑工程的耐久度。 2.3建筑材料质量检测对保证建筑工程美观的重要意义 随着人类社会的不断进步和发展,人们对建筑物的要求已不仅仅只是停留在使用层面上,而是已经逐渐上升到对其外观审美的层面上了。此时,为了能够满足人们的审美要求,对建筑材料就提出了更加严格的标准,建筑材料的质量检测工作也就显得尤为重要了。西藏建筑的特点源于西藏地区的文化特色和历史底蕴,在长期的建筑实践中,形成了西藏独特的建筑形式和西藏特色建筑文化,而且西藏又被视为一个旅游必去的地方,人文景观也是其一道亮丽的风景线。因此,只有严格的进行建筑材料的质量检测工作,才能保证人文建筑符合西藏特色,才能吸引更多的游客,才能更好地促进西藏旅游事业的发展。 3结语 随着生活水平的不断提高,人们的生活理念也在不断的发生着变化,对建筑工程的总体要求也越来越高。在西藏这样一个具有独特的地理位置、地貌条件、气候条件,且旅游文化内涵丰富的省区,对建筑工程各方面的要求会更高,从而建筑材料的质量检测工作的地位也更加突出。做好建筑材料检测工作,可以为建筑工程的质量提供有利保证,确保西藏的建筑行业积极快速发展。 作者:邱志华 单位:西藏大学农牧学院水利土木工程学院 建筑工程材料检测论文:建筑工程保温材料检测与技术研究 【摘 要】:在对建筑工程保温材料进行检测的过程中,很容易受到各种因素的影响,使得检测结果产生误差。本文就建筑工程保温材料检测与技术进行探讨,以期对实际操作能起到一定指导作用。 【关键词】:建筑工程 ;保温材料; 检测技术 随着社会经济的不断发展,人们对于生活质量的要求越来越高,从而对建筑工程工程的质量与建筑工程节能效果的要求也越来越高,在建筑工程保温材料的检测上把好关,是建设高质量绿色建筑工程工程的一个极其重要的方面,所以研究建筑工程保温材料检测技术就比较重要。 1 常见建筑工程保温材料的检测 一般来说检测建筑工程保温材料,主要有系统性能检测、保温材料检测、粘结材料、抹面材料检测和网格布检测。 2 保温材料检测易产生误差的项目 2.1 粘结砂浆、抹面砂浆的拉伸粘结强度检测 对于粘结砂浆这种材料在进行搅拌时,加水的多少对于其变硬之后的伸张粘结强度具有直接的影响,所以应根据厂方或者施工地对稠度的要求合理加水。加入的水太多,变硬后的试件所具有的强度相对偏小;若加入的水太少,则对于其凝结以及强度都会产生影响。如果水泥砂浆成型之后表面较光滑,则会降低粘结砂浆和试件之间的粘结力,所以应对水泥砂浆块光滑的表面应进行适当的打毛,以降低不必要的误差。 2.2 保温板材尺寸稳定性检测 保温板材所具有的尺寸稳定性直接关系到保温系统是否稳定,若板材尺寸具有较差的稳定性,就会导致保温层易出现断裂或者鼓起的问题,在保温系统外表面往往表现为装饰面出现裂纹或者脱落,所以这一指标应得到严格的控制。 2.3 保温材料导热系数检测 对于导热系数的检测,常常会因为试件所具有的不同含水量以及试件的不平整性等问题,使得检测误差增大。为了增大检测精度,应在试件处于干燥的情况下对导热系数进行检测,尤其是对保温浆料类的检测,在对其养护到达规定的期限后,应将其放进烘箱里面进行烘烤,使其到绝干的程度,以减低其含水量,避免对导热系数的测量产生偏大的影响。 3建筑工程保温材料的重要性及检测指标分析 3.1建筑工程保温材料的重要性分析 建筑工程保温材料自身有着特殊的功能,并在建筑工程中的应用最楣惴海保温材料是大型设备和部件结构及功能有效运行的重要辅助件,其自身好坏程度就对工程的质量有着直接的影响。在建筑工程领域中的保温材料的应用主要是由于其造价低以及保温效果好等特征,在施工上也相对比较方便,所以对保温材料实施分析检测对建筑工程的整体质量保证就有着积极作用。 3.2建筑工程保温材料检测指标分析 建筑工程保温材料的检测过程中要根据相应的指标进行,主要就是密度检测指标以及导热系数的指标和热荷重收缩温度指标等方面。其中的导热系数的影响因素主要有组成结构以及温度等,而密度则是物质的物理属性,不会根据形态以及空间地理位置的变化发生变化,而在保温材料的热荷重收缩方面,温度愈低那么保温材料就会比较容易发生变形,材质就会愈差。 4 常见建筑工程节能材料的检测技术 4.1 样品的状态调节 所谓样品的状态调节是为使样品或试样达到温度和湿度的平衡状态所进行的一种或多种操作,其原理为把试样暴露在规定的状态调节环境或温度中,那么试样与状态调节环境或温度之间即可达到可再现的温度和或含湿量平衡的状态。在测定保温材料的导热系数时,在测定试件质量后,必须把试件放在干燥器或通风的烘箱里,以对材料适宜的温度将试件调节到恒定的质量。 4.2 导热系数检测 导热系数是评价保温材料绝热性能的主要技术依据,其物理意义为:在稳态传热条件下,当其两侧温差为1 ℃时,在单位时间内通过单位面积的热量,目前通常采用基于稳态法的双试件平板导热系数测定仪测定材料的导热系数。材料的分子结构及其化学成分、材料的表观密度、温度、松散材料的粒度、热流方向等都会对材料的导热系数造成影响,在热工计算中必需要考虑这个问题。 4.3 密度的检测 材料的密度是指单位体积的材料重量,对于不同的材料可以划分为表观密度、干密度等,是影响材料导热系数的重要因素之一。由于气相的导热系数通常要小于固相的导热系数,所以保温材料都具有很大的气孔率,即很小的密度。一般情况下,增大气孔率或减少表观密度都能够降低材料的导热系数。绝热材料的主要传热方式是导热,即形成气泡的固体壳以及壳内气体的导热,但是在材料导热的同时,还存在另一种传热方式即辐射换热。绝热材料的传热是导热与辐射换热共同作用的结果,当绝热材料的密度减小到某一数值之后,导热系数的减少值与辐射换热量的增大值相比,后者效果更为明显,就整个材料保温性能而言是下降的。 5 保温材料检测存在的问题及解决的对策 在对保温材料进行检测时,还没有一套完整有效的系统,检测过程相对比较混乱,存在严重的虚假现象;检测人员整体素质较为低下,多数人员在检测技术上并不专业,同时,在检测机构中也没有高水平的管理人员,管理效率不高,以至检测效率也不高;检测方法及手段上比较单一,对于检测结果普遍可信度低,使得检测工作进度缓慢。针对以上出现的问题,首先,应制定一套较为完整有效的检测制度和系统,在对保温材料进行检测时,应选那些具有高超检测技术、较强责任心的检测团队,还应该制定一定的奖惩机制,这样更容易激发检测人员的上进心,也能减少在检测工作中投机取巧的现象。为提高检测人员的综合素质,应要求检测人员具有相关的等级证书,同时对其进行不定期的培训,加强学习,以提高检测人员的专业技能。 总之,建筑工程保温材料的检测方法以及技术的应用是促进保温材料良好应用的基础,对相关的检测人员自身的素质也要能够最大化的加强,切实将检测工作做好,这样才能促进建筑工程行业健康持久发展。 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料检测的重要性及真实性研究 摘 要:工程项目质量控制的有效性和对于工程质量评价的科学性直接受建筑工程材料检测的准_性影响。所以对于建筑工程在进行施工前一定要有详细,谨慎,专业和科学的检测,不然难以保证该工程的安全性。而此文章则是主要针对建筑工程材料检测的重要性与真实性进行的探讨与分析。 关键词:建筑工程;材料检测;重要性;真实性 建筑工程材料检测不仅能提高工程运行质量还对于工程的施工质量有很大影响,除此之外,还能明显增加企业投资效益,更重要的是,工程材料的检测还能有效预防施工人员和使用者的人身安全并且对这一类群众的财产安全也有所保障。对于综上说述,可以看出建筑工程材料检测的影响是非常大的,希望此类企业能对此提高关注更加重视。而对于建筑工程材料检测的行动也是刻不容缓。 我国的工程建设在这个社会的不断发展下也随着不断迅速发展。然而不管是哪个企业的哪项工程,在实施建造的时候总会出现各种各样的问题。因此,为能尽可能的改善这些问题,相关企业或团队对种种问题进行了探讨与分析,至于原因,大致有以下几方面:(1)所使用的原材料其本身质量存在问题;(2)材料检测或施工检测不够精准等。工程材料检测对于工程质量的监督是重要手段。对于工程的质量也是重要的技术保证。它包括了工程所需材料的检测,产品质量检验,还有工程的机械设备的精准度的检验。 1 建筑工程材料检测工作内容 对于建筑工程材料检测工作的主要内容:在该工程中,项目的材料员或仓库保管员对于材料的验证应要亲自操作。而对于工程中材料的数量和材料的质量认证部分,如果是有一定的验证技术要求的,必须严格按规定验证。而对于没有明确验证要求但与下列条件相同的,则是用抽查的方式进行验证。一般来讲,抽查比例是5%-10%。要是抽查时,发现不符合规定要求的,则需要扩大范围再次抽查,或者是全部都重新抽查检验。对于一个企业来说,能够与供应商之间的协作关系较保持稳定、且有齐全的证件、完整包装的进行合作质量检测效果会更好。在一个企业里,对于进口材料的数量,因为种种原因,一般是要求全部都检验,并且工作要细致,花费时间尽可能缩短,不耽误索赔期。不过也有特例,若是规格正确整齐,包装完整的也可只抽取10%-20%进行检验。对于进口的材料则需要按照相关规定请国家商检局出商检证明,出现材料的质量问题时,及时据此向供货商提出索赔。 2 建筑工程材料检测的重要性 对于建筑工程的施工而言工程材料检测是重要环节。提高工作人员的施工技术和完善原材料的质量是对于建筑工程中要提高房屋建筑质量的重要因素。但是关于房屋建筑白叫的质量检测也是十分重要的。并主要体现在以下几个方面:第一:建筑工程的质量可以通过建筑工程材料检测来保障,并且材料质量检测也为建筑工程的施工提供了检验的标准,这个利于建筑施工时有一定的评判标准。第二:建筑工程材料检测有利于建筑施工并能为它提供相关有效数据,充当工程施工标准。第三:建筑工程材料的检测可以对器械设备、建筑材料进行全方位的检测,在工程施工前对所要用到的机械设备和原材料进行严格的检测是从事这方面的工作人员为了保障该工程的施工质量;第四:由于现在我国还处于社会主义发展的初级阶段,对于能源和原材料的需求很大,建筑工程又是十分消耗能源和原材料的,于是建筑企业响应国家号召,对于工程监督的加强可以减少很多能源与原材料的浪费。第五:在现代社会的发展下,消费者的生活水平越来越高,而他们对于居住环境的要求也随之变高,建筑工程的检测能很好的改善室内建设环境,达到顾客的需求。在这样的情况下,对于建筑行业的发展是一大助力。第六:材料检测,对于新技术,新工艺和材料的作用有新的推动,可以造就更大的发展空间。同时还能利用这些检测,及时有效的鉴别它的可行性,实用性,有效性,先进性等,为建设工程累有用的经验。已达到推动技术发展,提高建设工程质量等积极作用。 3 确保建筑工程材料检测的真实性的工作建议 无论对于哪个企业来说,一个企业的建筑行业的持续稳定良好发展离不开它的工程质量的管理,而工程质量的关键环节之一是建筑工程的材料检测。此文对建筑施工中材料检测的方法做了详细的分析,而且还依据企业的不同列出了几点建筑材料检测质量的相关有效措施。首先是保证工程材料质量的措施: 3.1 要有完整并完善的质量用来保障这一体系,同时要加强合同的管理 就工程材料检测而言,第一步要让施工人员一定要组织健全的质量保障体系,并且强烈要求负责该项目的企业在决定人员、设置管理、有关的检测、负法、方式等每个不同的施工环节上提高落实和管理,并且要求在施工承包合同和监理委托合同中同时都要明白准确的标记对建筑材料的质量控制和技术标准要求,并且也要注重监理方在工程材料质量的监理方面所要付的责任、拥有权限以及施工单位所提出的要求等。 3.2 对于工程的施工,要明确材料质量检测的全部程序 同时还早制作材料检测注意事项,从而更好的明确材料检测的程序,确定材料检测注意事项,具体就是要针对每一个所负责的工程它的实际建设情况,从而来决定制作明确的材料检测的程序和注意细则。在对待每一份材料检测细则中,都要清楚材料检测师的责任、工作流程、方法、手段以及对所用材料的质量要求和为了能够保证施工质量而采取的措施等。 3.3 制定一个好的工程材料检测制度是至关重要的 而确立一份完善的工程材料检测制度是为了使工程材料的质量控制和检验评定更加高效的实施。在一个团队中要有一定的材料检测的负责人,并且需要成立能够保障检测质量工作的所有有效果并有可实施性的措施及相应的规章制度,借此可以用来保证工程的施工质量。 3.4 还有就是关于建筑材料的三证要进行严格的检查 严格控制并谨慎处理材料进场的检验是一项至关重要的手段。而且这样对于材料质量的控制能更好的把握住。对于企业所要开发的工程将要考虑的重要材料、成品、半成品、配件、器具和机械设备等一定要求要带有中文的质量合格证明书,除此之外,对于这些必须的用到的东西它们的型号和规格以及性能这三样的检测报告是要求能够达到国家技术标准或设计要求的。无论是那个相关单位,对于材料进场时都应该做好仔细的检查和验收,而且还要求要经过监理工程师的认真核查确认之后才能确保它们的质量。对于所有拥有9许可证编号和安全认证标志的产品,都应该有经过了生产许可证以及安全认证的制度的一系列完善的检测。但是即便如此,在选择购买之前还需要对这类商品的生产许可证和安全认证标志做好详细的检查,用来预防复印件的伪造,即使是同一类的产品,它们的不同型号和规格都要进行严格的核查每个不同品种的相关证件,主要是防止偷梁换柱。 3.5 对于一个企业而言,强制性检测是十分有必要的 在一个工程中,处理质量的通病,严禁伪劣的材料被用于企业的建筑工程主要是为了保证结构的安全,但是即使这样,依旧还是要是依据设计的要求,或规划的要求,或者是某一主管部门的规定,对于这些都是需要项目检测的。就目前而言,有一部分地区已经成立了质量检测站。并且这些质量检测站种比较常规的检测项目保罗:建筑中的主体结构(梁、板、柱)砼标号及所要用到的钢筋数量检测,工程完工之后房屋的空气质量状况的检测,还有就是对钢筋的抽样检测,和对于混凝土试块检测,加气块两项性能(外观质量及强度)检测(非必检测项目),瓷砖质量的检测,以及铝合金门窗的三性检测等,这些需要检测的内容都是强制性的必须要检测的。 4 结语 在所有的建筑工程实施过程中,建筑材料是必不可少的,而且它在企业的建筑工程中充当十分重要的角色。直接性的是影响着整个工程的质量。因此只要是对于建筑工程的施工,都必须对建筑材料进行严格的检验,而且对于那些有关的检测要求要更加注重。要能够有效的控制误差和尽可能地提高检测的精准率。对于一个专业的工程检测人员来说,严谨对待建筑工程材料检测的工作,以至于能够保证材料的质量能够过关并得到保障。除此之外,工作人员还应该尽可能的提高自己的专业知识并提升自身专业技能。只有这样,才能是建筑工程的质量得到进一步的提高,同时才能为建筑行业的健康、高效的发展奠定良好的基础。 建筑工程材料检测论文:建筑材料检测在建筑工程中的作用 摘要:建筑材料的检测是建筑工程中的一项重要程序,关系到建筑施工的质量和人身财产的安危,在分析当前建筑材料检测出现的种种问题之后,针对出现的具体问题,认为需要从建筑材料选购,建筑材料样品取样以及建筑材料的检测规范化标准化等一系列问题着手,将建筑材料的检测结果做到客观公正化。文章对建筑材料检测在建筑工程中的作用进行了探讨。 关键词:建筑材料检测;建筑工程;作用;措施 建筑材料是建筑施工的核心,具有极其重要的作用。因此,为了确保建筑工程施工质量,就必须对建筑施工材料进行检测,只有检测结果符合规范要求,才可以正式进入施工现场。在实际进行建筑材料检测时,要针对其中存在的问题提出切实可行的解决对策,减少误差,并创新检测方法,提高材料检测水平,从而为建筑工程施工质量提供保障和支持。 1.建筑材料检测在建筑工程的作用 一是便于选择价廉质优的材料。建筑材料检测工作可以对建材采购质量进行严格把关,选择性能达标、质量高和信誉好的供应商;同时检测机构在检测之后可以科学对比分析建材本身的价格与性能,帮助建筑企业选择出价廉质优的原材料,优化建材采购方式。一般利用先进的检测技术检测建材质量与性能后,可以保证采购的建材与国家规定的标准相符合,将其运用建筑工程施工中,能够在一定程度上提高施工效率和质量。 二是有利于推广应用各种新技术、新材料、新工艺。随着经济与发展和科技的进步,许多新技术、新设备、新材料被广泛应用于建筑工程中,不仅提高了工程的效率与质量,还推动了建筑行业的良性发展。建筑材料的检测可以使更多新设备、新工艺、新技术和新材料应用到工程施工中,使相关人员及时了解这些工艺与材料的可行性、实用性、科学性,进而推动建筑企业的系统化、现代化、信息化、科学化发展。此外,建筑材料的检测可以科学设计材料配置方案,寻找出合理搭配和性价比高的方法。 三是提高工程质量。建筑材料作为建筑工程中的重要组成部分,其质量好坏对人员生命安全和工程施工质量具有直接影响,因此保证建筑材料的质量显得尤为重要。通常优质的建材可以丰富建筑功能,提高建筑物的整体质量和使用寿命,保证人员生命安全,而建筑材料检测是保障材料安全的重要手段,这就需要做好建筑材料的检测工作。 2.提高建筑材料检测质量的措施 2.1制定周密、全面的试验检测标准 要想确保项目工程质量,增强试验检测结果的准确性,首要任务就是制定周密、全面的检测标准。(1)全面掌握施工项目规模,根据其规模度来设计等级检测试验标准;(2)创建便于试验检测工作进一步开展的工作标准;(3)做出详细的材料试验测试标准,从而规范从业人员的操作,使其工作得到顺利进行。 2.2合理调配试验设施与操作人员 对试验设施的合理调配有助于施工科学合理的开展。可以根据项目工程的规模以及实际需求,落实和布置与其规模相适应的实验室,为工作提供便捷。这样可以对施工过程进行实时检测,也提高了测试工作的质量。除此之外,对其操作人员也要进行合理的分配与调度,使其发挥出应有的职能和工作的效率,使试验结果得到更加精准的效果。 2.3对检测及试验工作进行规范化管理 工作人员要按照规范和相关章程进行工作,要做到有章可循,有法可依,保证试验检测数据的准确性,从而为下一步的施工打下良好的根基。还要对报告、记录等工作进行相应的规范,使工作更加严谨。记录数据所使用的单位要用国际统一单位,保证书写的规范性。计算数据也要遵循其要求保留小数,使其结果更加精准。 2.4对试验操作进行管理 首先,对检测工程进行管理。对建筑工程检测材料的来源、选取的样品以及试验过程的情况进行了解和掌握,如发现问题应及时上报解决;其次,对数据处理进行管理。如果试验所得数据与标准不符,应找出问题原因,做出分析;最后,向上级及时汇报结果。在建筑工程材料检测试验中,得出结果要立即汇报给上级,为日后工作的开展做好准备。 2.5控制温度与湿度 湿度和温度是影响建筑材料性能的主要形式。在一般标准情况下养护材料的时候,需要明确规定测试环境,严格遵守相关规范,保证试验结果具有一定可比性。例如,改性沥青防水卷材等一些防水材料对于温度环境是十分敏感的,需要保障进行拉伸试验过程中能够将温度控制在23℃左右。利用同一材料制成弹性体改性沥青防水卷材样品,适当选取九组作为抗拉试验的试样,把九组平均分为三组,然后按照50℃为一个温差等级进行实验,三个大组分别在23℃、18℃、28℃环境下进行一定的实验,23℃的一组作为基本实验组,另外两组进行抗拉试验,然后完成试验以后,分别计算出三组中的平均抗拉强度,可以发现在28℃的时候平均抗拉强度值比在23℃标准情况下的平均强度要低大约2.8%,但是在18℃情况下的平均抗拉强度要比标准23℃温度下的抗拉强度要高大约3.5%。可以在一定程度上反映温度对材料产生的影响,因此,需要合理规范的控制湿度和温度。 2.6试验误差 在监控检测的时候,误差是存在的,不可避免的。导致出现误差的原因有很多,例如,实验换将的湿度、温度、人为造成的以及没有正确的实验方式。在上述影响误差因素中,出现最大误差的就是人为因素。此时,这种情况下就算可以得到伸长率,但是也是e误的,因此,就不是误差而变成错误。 总之,选择建材原料的性能和质量与建筑项目工程的质量关系密切,因此要充分做好检测工程材料检测试验工作。按照检测标准严格开展工作,保证检测结果的精准可靠。 建筑工程材料检测论文:浅析建筑材料检测在建筑工程中的重要性 【摘要】建筑材料是指土木工程和建筑工程中用到的材料的总称。一个建筑质量的好坏受很多因素影响,但建筑材料的质量是最直接也最重要的因素。所以,在建筑施工前,对建筑材料进行检测是十分重要的。本文针对我国目前的建筑材料检测现状以及其中出现的问题进行详细的论述,从而深入分析建筑材料检测的重要性,并尝试提出一些整改措施。 【关键词】建筑材料检测;现状;问题;措施;重要性 目前,我国市场上建筑材料种类繁多,品种不一,每种材料性能也都不同。但建筑材料的质量又直接关系到整个建筑工程的质量。如果在建筑材料上出现了问题,轻则影响建筑工程的结构,导致工程质量不合格;重则可能会造成安全事故,严重威胁人们的生命安全。因此,在施工前对建筑材料进行严格的检测是十分有必要的。 一、我国的建筑材料检测现状 近年来,各个施工现场事故频发,许多施工单位只注重经济效益而忽视了工程质量,甚至有些单位为了降低成本故意偷工减料,购买不合格的建筑材料或者购买的建筑材料数量不足。还有些单位不注意对建筑材料的保护,使材料受到很多不利因素的侵害,造成了材料质量和性能的损害,使材料的使用寿命缩短。再就是对建筑材料的检测力度不够甚至还有漏检现象的出现等,都对建筑工程产生极大的影响,埋下安全隐患,对人们的生命安全造成极大的威胁。 二、建筑材料检测过程中存在的问题 (一)对建筑材料的检测工作不够重视 在材料进入工地以后,进行基本的验收工作也只是粗略清点一下材料数量就入库保存,忽略了对材料质量的检测。因此材料中可能就混有假冒伪劣产品,对工程质量造成一定的损害。有时候因为工地环境条件的限制,对建筑材料的保管工作可能就不够完善,就会对材料的质量和使用寿命产生影响,从而影响工程的质量和使用寿命。 (二)对能够对建筑材料产生危害的因素认识不够充足 危害因素主要分为两大类:主观因素和客观因素。主观因素就是材料检测人员本身对工作不够熟悉,认识不清,判断不准,操作不规范等;客观因素就是检测设备的精确性以及施工现场对建筑材料的保护场所等。 (三)送检的弊端 目前我国对建筑材料的检测一般都是由施工方按照建筑材料的送检批次要求和取样要求来进行取样和检测。但是这种方法有一个弊端是能够大大延长建筑材料的堆放时间,增大了材料受损的可能性,还对施工方的接收材料工作造成不便。而且施工场所和检验场所一般不同,这就导致检验人员只是对施工单位送去的样品进行检测,并不是在工地进行实地检测,这就导致施工现场材料质量不能得到保证,还是有可能产生质量问题。 (四)建材检测市场恶性竞争 目前我国的建材检测机构大都是私人的或者股份公司形式的,这就导致在追求利润的过程中,这些人或这些公司之间可能会产生恶性竞争,造成检测结果不准确,无法保证建筑材料的质量,进而影响建筑工程的质量。 三、建筑材料检测在建筑工程中的重要性 (一)加对建筑材料的检测能够更好地保证建材的质量 建筑材料的质量直接关系到建筑工程的质量,所以,我们必须加强对建筑材料的检测,保证建材的质量,进而保证建筑的使用寿命。 (二)加强对建筑材料的检测能够优化建筑材料的选择 通过对建筑材料本身性能和性价的对比,能够实现对各种材料的综合评定,有利于我们选择性能优越、价格低廉的原材料,既能保证建筑的质量又能降低成本。 (三)加强对建筑材料的检测有利于推广应用各种新型工艺、新型材料和新兴技术,有利于建材行业和建筑领域的发展 随着我国经济的发展,科技也得到了很大的创新,各种新型的工艺、材料、技术等犹如雨后春笋般出现。推广应用新兴事物可以促进建材的更新换代和建筑质量的优化升级,有利于建筑事业的发展。 (四)加强对建筑材料的检测有利于优化建材配比,能够为施工方提供多种施工选择 施工方可以因地制宜,根据工程的实际情况选择最为合适的施工方案。 四、对建筑材料检测的整改措施 (一)从源头上杜绝不合格产品 施工方在购买建筑材料时一定要选择正规厂家,认真核对厂家的营业执照等各项基本信息。对于重要的设备仪器,在验收的时候一定要现场验货,确定设备质量再开始施工。 (二)规范检测指标,统一检测标准 规范检测指标,制定一致的检测标准可以有效避免因检测标准不同对建筑施工造成的影响,还可以逐步规范检测市场。对于那些违规操作、恶意篡改检测结果的行为必须给予严厉的制裁,对造成严重后果的比如危害人们生命的还要追究相关负责人的刑事责任。在检测过程中还要注意主观因素和客观因素对检测结果的影响。 (三)见证取样 由于材料的性能是以检测结论为主要依据的,因此选取的样品是否具有代表性对材料检测最后的结果有十分重要的影响。为了确保检测结果的准确性,施工单位应当建立专门的材料送检系统,加强对送检人员的培训,使他们做到尽量掌握各种材料取样的方法,在面对不同的材料时能选择最合适的取样方法,做到科学取样。通过对取样过程和送检过程的完善,加强对建筑材料的检测,保证建材的质量和建筑工程的质量。 本文针对我国目前的建筑材料检测现状以及其中出现的问题进行详细的论述,从而深入分析建筑材料检测的重要性,并尝试提出一些整改措施。综上所述,目前我国对建筑材料的检测还不够到位,存在很多问题。但是建筑材料又是保证一个建筑质量的最基本条件,所以我们一定要加强对建筑材料的检测,规范检测指标,统一检测标准,建立一个完善的取样和送检体系,提高送检人员的专业水平和整体素质,保证建筑材料的质量,进而确保建筑工程的质量。加强对建筑材料的检测不仅是对工程负责,也是对人们的安全负责,是确保建筑安全、促进建筑行业长远发展的重要保障。 建筑工程材料检测论文:探究建筑材料检测在建筑工程中的作用 (河北省保定市清苑区建筑工程质量监督站) 【摘要】建筑材料的质量直接关系到建筑工程的整体质量,因此,全面提高建筑材料的检测工作水平,切实对每一项即将投入使用的建筑材料的质量进行严格的把控,有利于提高我国建筑施工的整体水平。文章结合了近年来几种建筑施工主要使用材料的检测现状,提出了相应的检测方法和注意事项,这对于我国建筑事业的质量水平具有重要意义。 【关键词】建筑材料 检测监控 建筑施工 1、建筑工程材料质量检测的重要意义 任何一项建筑材料在运入施工场所,投入使用之前,都必须要经过相关部门的质量检测,只有检测合格的材料才能够投入建设施工当中去,主要是因为以下几点原因: 1.1有利于提高施工安全。建筑材料质量的好坏,直接决定着他们的承载能力和强度,质量达标的钢材和水泥在施工后能够达到设计图纸中标明的使用能力,可以确保内部居住和使用的群众的人身安全。相反,没有质量保障的建筑材料,在施工的过程中由于强度不够,可能导致坍塌,严重危及到施工建设人员的人身安全,即使安全施工完毕,后期的使用过程中,遇到轻微的地震等也可能导致极大的安全隐患,因此,进行材料的质量检测,是保障施工以及使用安全的有效途径。 1.2经过质量检测达标的建筑材料更适用。设计图纸中的承重设计、规划,都是以达标建筑材料的属性为前提的,而一些没有质量保障的建筑材料在使用过程中,要么承重能力不够,要么强度不够,施工到一定阶段之后,后期的施工就难以完成,不得不停止施工进行补救,这样不仅影响了正常的施工进度,同时某些区域还需要重新设计图纸内容,不利于整个建筑工程管理的完成。 1.3美观的影响意义。随着建筑领域的不断进步,目前人们对于建筑物的要求已经超出了最初的使用标准,提升到对于外观审美的新要求之上。换言之,人们不仅需要建筑物具有质量保障,还需要能够达到一定的审美标准,此时,需要采用高科技的建筑材料,实现立体效果与色彩的绚丽效果,在这一过程中,对于建筑材料的要求极为严格,普通的建筑材料或者是不达标的建筑材料根本没有办法实现这种审美要求。 1.4耐久度与经济方面的意义。质量达标的建筑材料,他们的使用寿命会更加的长久,虽然较之假冒伪劣材料来说,他们的造价可能会略高,但是从长远的角度出发,他们的后期维护费用低,使用年限长,具有一定的经济意义。所以,施工单位要有全局观念和长远意识,不能只图眼前利益而采用质量不达标的建筑材料。 2、建筑材料的检测项目 2.1混凝土的检测。混凝土是建筑施工中最常见的一种材料,同时也是建筑施工过程中使用量最大的材料之一,因此,对于混凝土的检测就成为了检测工作的重中之重了。首先,要检查混凝土中的主要成分,然后分析每一种成分中具体的有害物质的含量,最后检测混凝土的属性。由于近年来环境问题越来越严重,因此,相应的混凝土中有害物质的检测也越来越精细化。 2.2钢材的检测。钢材是建筑结构中主要的承重材料,建筑施工中使用的钢材要具备一定的强度和韧性,还要耐焊接。目前钢铁市场鱼蛇混杂,一些私有钢铁企业生产的许多钢材都不符合质量标准,但是,他们的价格比较低,因此,大量的不合格钢材流入了施工场地,因此,对于钢材的质量检测要尤为重视。主要参考以下数据:钢结构材料的生产时间年限、钢结构材料所供有的技术条件和产品说明书、技术指标、极限强度、屈服强度、受拉的延伸率、反复弯曲等等。钢结构建筑庞大的市场和钢结构本身所具有的性能优势,使得其在我国的建筑工程上必然有着强大的生命力。 3、提高建筑材料检测质量的主要步骤 3.1全面了解材料信息。要想将材料的检测工作落实到位,关键是检测人员对于材料信息的掌握程度,广大检测人员要熟知国家法律法规中对于建筑材料的使用标准的规定,并要掌握相关建筑材料的所有基本信息,在检测的过程中坚持优中选优,杜绝一些存在质量问题的建筑材料流入施工场所。 3.2试验检测的合理进行。试验检测的工作一方面受到检测人员综合素质能力的影响,另一方面受到检测机器设备的影响。所以,要不断引进先进的检测设备和仪器,提高试验检测的精准性,另一方面要重视检测人员的业务培训,提高整个团队的检测能力。 3.3试验操作的有效管理。首先,要根据不同材料的属性,进行科学的材料管理,一些材料在温度和湿度发生变化时,本省的属性会发生变化,此时的检测工作就很难进行,即使强行检测,检测的结果也会受到很大的影响,所以,要加强检测材料的管理;其次,提高检测数据的管理能力,检测结果最终都是以数据的形式呈现出来的,所以检测数据必须妥善保管,并严格分类,科学汇总。 3.4代表性取样。抽样检测,是建筑材料检测工作中一种常见的检测方法,建筑施工的材料使用量非常大,逐一检查是难以实现的,从某种意义上来说,也是没有必要的,所以,要进行抽样检查。如何选取样品,就大有讲究。首先,样品需要具有一定的典型性和代表性,能够反映一批材料的整体性能;其次,样品的数量要根据整体的数量进行比例分析。当然,对于一些经常出现质量问题的材料,检测人员可以酌情提高抽样的比例。 3.5加强检测试验建设。工程类别的多样化、建设单位的多元化、施工技术的集成化、使用产品的工厂化等决定着必须提升自身的检测能力。我们围绕市政建设特点先后增加了预应力钢绞线(锚夹具)、塑料管材、检查井盖、土工合成材料等6个市政大项和43个参数。通过增加检测项目和检测参数,使我们的检测能力和服务水平得到了显著的提高。提高检测工作的规范性,加强检测机构的内部管理。根据设定的权限,通过计算机方便地掌握检测工作动态,随时了解单位内部的情况,使单位生产管理工作处于受控状态。加强检测与监督间的工作互动。科学开展检测工作,提高工程质量的意识。 3.6确定合理的检测项目。每种材料的属性都不同,国家对于每一种材料的质量要求也不同,检测工作既要全面科学,又要符合国家的相关法规,这就需要检测人员进行检测项目的科学界定。例如建筑外墙的保温材料主要起到墙体的保温效果,国家对于这部分材料的要求比较高,在检测的过程中需要检测这些材料的环保性能、导热参数吸水率、表面强度、抗拉、抗压强度、表面密度等等,虽然比较繁琐,但是每一项检测工作都有其特定的意x,需要统一规划逐一进行。 4、结束语 总之,提高建筑施工的技术手段和机械操作能力固然是提升整个建筑施工质量的一个关键,但是材料才是核心,无论是施工方还是质量检测单位都应该严格把控好材料的质量关卡,杜绝一切不合格的建筑材料流入施工场地,确保每一项建筑施工都是安全的美观的成功建筑,只有这样,我国的建筑领域才能持续发展,获得更广阔的发展空间。 建筑工程材料检测论文:节能环保条件下建筑工程材料检测的重要性分析 摘 要:随着国家经济形势好转以及城市化建设的不断推进,在该种环境背景下建筑工程(简称“建程”)数量日渐增加,而大众对于“建程”不仅仅是关注其建设质量,而且关注其节能环保,尤其是在社会大众环保节能意识提升的当下,对“建程”材料予以实际环保检测就显得至关重要,文章基于此就实现“建程”材料环保节能意义进行着手分析,之后对基于环保节能下“建程”材料检测实际重要性予以研究,以期为后续关于“建程”方面的研究提供理论上的参考依据。 关键词:节能环保;建筑工程;材料检测;重要性 走进新时期“建程”环保节能引起了国家政府以及社会大众的关注,而越来越多的节能新型材料也得以应运而生,这些新型材料的出现固然能够丰富“建程”材料,但是其是否真的具备环保性以及实用性则需要通过检测来证实,而对于以往常用“建程”材料而言对其予以环保检测也能够促使“建程”与国家环保建筑要求相靠拢。 1 初探实现“建程”材料环保节能意义 1.1 意义之能源保护需要 实现“建程”材料环保节能意义体现在能源保护方面,具体来讲我国虽然幅员辽阔但是人口较多,站在人均资源划分视角我国应当属于资源匮乏国家范围内,无论是天然气还是相应的煤炭又或者是石油往往需要进口来获得,而我国当前建筑面积则达到了五百亿平方米,其中以高能耗相关建筑为主,而近些年该种高能耗相关建筑还在以每年三十亿平方米速度增加,若我国依然实行较低节能设计标准则未来将遗留巨大能耗负担,尤其是我国本身能源不足,高能耗长期存在加速了能源消耗,因此从该层面上讲实现“建程”材料环保节能是当前国家能源保护的客观需要,而这也是其意义之一。 1.2 意义之环境保护需要 实现“建程”材料环保节能意义除了体现在能源保护方面之外,还体现在环境保护上,具体来讲,最近几年国内雾霾天气较为常见,而之所以出现雾霾则与城市温室效应以及建筑扬尘等密切相关,而国内自然环境面临着严重破坏局面,如国内北方冬季建筑用煤取暖集中在三亿吨,其中一吨煤往往进行四百公斤左右二氧化碳以及五十公斤左右二氧化硫和一百公斤灰渣烟尘的大量排放,试想三亿吨煤的燃烧对环境造成的破坏,而如果是将环保节能材料引入到“建程”中则能够提升室内热量保温效果,减少额外热供应,自然烧煤量也会大大降低,环境也会少遭受一点破坏,因此从该层面上讲实现“建程”材料环保节能也是当前国家环境保护客观需要,这也是其意义之二。 2 探析基于环保节能下“建程”材料检测实际重要性 2.1 重要性之强化建筑质量 对于“建程”材料实施检测本质上出于质量考虑,一方面能够对人民财产生命予以负责,另一方面是国家明法建筑工程规定的监管职责,尤其是对于一些新型的建筑材料其质量标准以及性能特点均还较新,若不对其予以上述方面的良好检测,一旦其中一项不达标则直接对“建程”质量造成不良影响,而“建程”质量最终的优劣又会作用于大众日常生活。此外近两年“建程”质量方面状况可以用不容乐观来形容,质量问题也是较为常见,一些劣质梅沙以及粉末砖头又或者是瘦身钢筋纷纷出现在“建程”中,引发建筑保温性较差以及裂缝渗透或者是门窗较差密封性等等居住问题,严重降低了大众居住质量,由此也能够较为充分的说明对建筑材料实施严格检测对于建筑质量保障的重要性。 2.2 重要性之保障建筑安全 对于“建程”而言无论是具体施工环节,还是后续居民居住使用,安全是首要条件,如果不存在安全则一切均毫无意义,而之所以将保障建筑安全作为材料检测重要性之一,是来源于大量的惨痛教训。近些年发生因建筑材料而引发的经济损失以及人身伤亡事件较多,2015年哈尔滨一栋大厦出现严重火灾,火灾产生于建筑的外部,由外墙相关材料引起,该种材料较为易燃一旦着火便迅速蔓延至整栋建筑,而最终建筑过火面积高达二千平方米同时造成二千万经济损失,从该事件中不难看出正是因为引入了不达标建筑材料才为后续火灾留下了安全隐患,造成不必要的经济损失。无独有偶的是2015年发生在北京居民楼的一次火灾,火灾同样起源于居民楼外部的装饰材料,因烟花爆竹违规燃放进而引发装饰材料燃烧,火势迅速将居民楼包围,经火灾事故调查该居民楼属于高档小区,外墙添加有钛锌合金板,而该层材料之下又添加了挤塑板和相应的聚氨酯保温材料,而无论是挤塑板还是聚氨酯均属于新型建筑材料,而正是因为没有对其予以检测而将该种可燃性不达标的材料引入其中造成严重人身伤亡,居住其中的六名居民受伤严重。由此也能够充分的说明对建筑材料实施严格检测对于建筑安全保障的重要性。 2.3 重要性之提高建筑效益 基于环保节能下“建程”材料检测实际重要性除了体现在上述两方面之外,还体现在提高建筑效益上,具体来讲,节能型建筑材料往往是涉及主墙体以及外墙保温和相应门窗三方面,而应用该三方面环保材料必然能够将建筑实际销售价格大大提升,此外新型化建筑材料相较于传统建材用量少,一定程度上也会将建筑成本良好降低,从而促使建设企业实现较高经济利益的获取,如主墙体新型材料空心砖相较于传统建材实心砖不仅价格低,而且在隔热保温以及强度承重上均较好,而利用引入该种新型材料无疑是能够既降低成本费用而又提升建筑效益。 3 结语 综上分析可知,近些年国家对于城市化发展较为关注,而在该种环境背景下城市中“建程”数量逐年上升,而城市作为居民生存的重要空间其生态环保不仅仅是对于大众健康较为重要,而且也关注国家生态城市良好建设,而城市生态环保则依托于建筑环保上,“建程”材料的环保节能更加为建筑行业长足发展保驾护航,而文章将基于环保节能下“建程”材料z测实际重要性作为研究重点旨在为现今以及后续“建程”优化发展献出自己的一份微薄之力。 建筑工程材料检测论文:浅论建筑工程中材料检测的常见问题以及重要性 【摘要】现在人们物质文化水平不断提升,同时建筑工程也在不停的发展,所以人们越来越重视建筑的质量了。为了保证建筑的质量,那么就需要做好建筑工程材料的检测试验工作。一个工程从开工阶段到竣工阶段,最重要的一个环节就是建筑工程材料的选择。换句话说就是建筑工程材料选择的合理与否和建筑工程的质量之间有着紧密的联系,所以必须要对建筑工程材料进行严格认真的检测。本文讲述了建筑工程材料检测的内容以及其中常见的问题,并进一步阐述了建筑工程材料检测在建筑工程中的必要性。 【关键词】建筑工程;材料检测;检测内容;检测目的 一、建筑工程材料检测试验的重要意义 建筑工程的建设施工质量直接影响工程整体的安全问题,建筑材料的试验检测在工程的质量中具有重要的地位,同时也是对建筑工程进行科学管理的有效手段。保证检测试验信息数据的客观与准确,并对其进行及时的记录,有利于对建筑工程质量进行科学的指导与控制。建筑工程的材料是建筑工程建设施工的重要基础条件,建筑材料的质量对建筑整体的安全c耐久性能具有较大的影响,所以,对建筑工程材料的检测工作对建筑整体质量具有一定的保障作用。此外,建筑工程施工材料的质量不仅对建筑工程具有一定的影响,而且对于人们的日常生活与日常的生产活动也会造成严重的影响。所以,对建筑工程材料的质量进行有效的控制具有重要的现实意义。 二、建筑工程材料检测试验的方法 建筑工程材料按发展的先后顺序分为传统材料及新型材料,传统材料譬如标准砖(240×115×53型)、混凝土砖等,因使用时间悠久,检测系统完善可靠、实验方法成熟固定,如标准砖的检测主要通过观察、称重、测量等物理方法进行检测,而试验方法则是通过标准试验测定准砖的硬质性能、煤渣含量等;但是新型材料如PVC管、基苯乙烯泡沫板、SBS防水卷材等,最近几年才投入使用,检测系统往往无法跟上材料的更新换代,而检测方法也是因材而异,如SBS防水卷材的检测方法往往只有通过游标卡尺来控制材料的厚度,检测手法单一,且很难准确的检测出SBS卷材的平均厚度,很容易让厚度不均匀的材料流入施工现场并投入使用,带来后期的漏水现象,而对其的试验,主要测试其的延展性、粘接性、可塑性等,而其的性能参数,缺少权威性的参数指标,即使试验人员往往都无法得出试验结果的准确与否。 三、建筑工程材料检测测验工程中的常见问题分析 (一)工程材料检测试验的取样不合理 因为建筑工程材料检测试验结果是否准确与材料的取样情况具有直接的关系,因此,应注重对材料检测取样工作的高度重视。在一般正常的情况下,材料取样是从同规格同型号同批次材料中的不同部位进行随机的抽取检测样品。与此同时,材料检测取样的部位与方法应按照相应的规范进行操作,一旦出现不规范的现象,或者与材料取样的情况与要求出现不同,一定程度上就会影响材料检测结果的科学准确性,进而影响材料检测整体的科学程度,对建筑工程的建设质量产生严重的负面影响。所以在建筑工程的施工过程中,对材料的取样工作应予以一定的重视与关注,这样才能保证建筑工程材料检测试验结果的准确程度。 (二)配件质量 建筑施工中,既要保证对建筑材料的试验检测做到位池要严格检测装饰建材以及各种配件。有些施工人员考虑不够全面汉仅考虑到了建筑主体的建材的质量检测而不够重视配件的质量安全这是不可取的会大大影响到工程的质量安全。施工人员要做到全面的保证工程质量,从多方面入手例如水暖施工材料、五金材料等等配件都要关注只有严抓每一个细节的质量检测才能保证项目的质量安全。 (三)检测试验装置的软件系统及硬件系统更新不及时 在完成建筑工程材料的检测试验后,要认真研究该检测试验所得数据,并针对建筑工程材料的具体组成部分进行标准化试验,针对该建筑工程材料中粒径在75μm以下的颗粒含量、砂石、卵石及碎石的抗破裂能力进行标准化检测试验。在检测试验过程中,应利用先进的装置设备,但是现阶段我国建筑行业所使用的检测装置器械较落后,且由国家政府部门决定是否更换检测装置器械。材料检测装置器械的更换无法适应建筑行业的标准要求。此外,相关检测试验工作人员在进行材料检测试验的过程中,并不具备专业的知识以及专门的检测试验技能,也没有彻底掌握装置器械的具体操作流程以及操作技巧。这些都对整个建筑工程材料检测试验结果的准确性造成严重的影响。 (四)操作人员综合素质偏低 建筑工程材料检测试验看似简单,导致一些施工单位不够重视,往往不聘请专业人士,更有甚者,直接由工地上的安全员、资料员兼任。实际上,材料检验是一项烦琐复杂且技术含量较高的工作,不仅要求检验人员工作细心、责任心强,而且必须具备专业知识及检测经验。同样,遵循“术业有专攻”的原则即可解决该问题。 (五)材料检测试验体系不完善 在对建筑工程材料进行检测试验的过程中,因为检测体系不完善,使得一些施工单位为谋取眼前利益而造假。此外,未能够贯彻落实相关机制,检测试验不全面,难以保证建筑工程材料的检测试验结果。 四、建筑材料质量检测的目的 在建筑工程的材料,检测试验过程中,进行检测试验的主要目的就是对材料的配合进行优化,以及对材料的性能进行科学的评价。在进行建筑工程材料的配合比设计时,可以采用多种配合比的设计方法,但是为了提高建筑的效益与质量,就需要在多种配合比的设计方法中选择主建材使用最小、经济性能较高的配合比方法。建筑工程的材料性能也能够通过检测试验来进行科学的评价,材料的成品、半成品以及原材料等质量与性能都能够利用检测试验进行科学的评估,对于建筑工程中的所以建筑材料,都可以根据相关的试验检测方法与标准进行检测试验,从而得出材料的性能数据,保证材料的质量。为了确保建筑工程的材料能够在建筑工程的施工中得到有效的应用,就需要通过检测试验来对其进行分析,保证材料的质量与性能。此外,进行建筑工程材料的检测试验,还能够对.施工的技术水平进行提高,从而使得企业的收益得到增加。 五、结语 总而言之,在市场经济日益发展的今天,只有提高建筑材料的检测技术水平,才能保证我国建筑行业稳定持续进步。由于建筑材料的质量与竣工后的建筑工程质量两者间存在互相影响的关系,所以人们常说建筑材料自身的质量、性能以及建筑工程的质量三者之间是连接在一起的,只有不断加大对建筑材料检测体系的重视与管理力度,工程项目的质量才有提高的可能。 建筑工程材料检测论文:建筑工程质量检测中材料检验的取样问题构建 摘 要:随着我国经济建设进程的不断加快,我国建筑行业也随之不断发展建设,大量建筑被不断兴建,随着建筑工程的不断加多,人们对建筑工程的使用安全性以及舒适性越来越为重视。由于建设工程的材料质量在一定程度上直接影响着建筑工程的整体质量,因而如何对建筑工程中应用的材料进行质量检验是人们近年来的一个研究方向,本文通过对建筑工程质量检测中材料检验的取样问题构建进行相关研究探讨,以期为我国建筑工程材料的检验提供一定的参考与借鉴价值。 关键词:建筑工程;质量检测;材料检验;取样 1 建筑工程质量检测中材料检验的取样的重要性 由于建筑工程施工材料质量的好坏直接影响着工程后期的使用质量以及食使用安全性,做好建筑工程相关施工材料准备至关重要。建筑工程施工材料的取样是建筑工程施工材料质量检测的首要环节,同时,取样材料的相关检测数据可以对整体施工材料的质量有一个客观而真实的反馈。基于建筑工程施工材料的重要性,为保证建筑工程整体施工材料的质量,避免部分建设以及施工单位为了盲目追求经济利益对相关检测过程以及检测结果造假,我国建设部已经明确提出,在建设工程施工时一定要进行施工材料进行送样以及见证取样的过程。同时,由于有时试样的检测的真实度不够,存在随机性,无法代表整批材料实际质量,因而严令禁止仅以式样的检测结果出具整体材料的检验结果[1]。综合以上多种原因,在对建筑工程施工材料进行试样检测的时候,必须要保证被取样试样具有代表性。除此之外,在对建筑工程试样检测过程中,相关试样检测人员也应当同时对材料取样问题进行高度重视。 2 建筑工程质量检测材料检验取样的统计学原理 由于建筑工程施工材料多为成批使用,因而,应采取数理统计的方式对使用材料进行抽样检测,即是由抽取的试样质量对建筑工程整体施工材料质量进行判定,并且要求所检验的材料必须为同一批次、同一成分以及同一尺寸,通过一定的抽取方法从整体中抽取出部分试样进行检测,由试样的检测结果来反映整体施工材料的质量。综上所述,这就要求所抽查的施工材料试验样本必须有代表性,因为一旦抽查试验样本缺乏代表性就无法保证对整体施工材料质量予以保证,只有保证了试样的代表性,才能保证取样和制样工作的质量以及技术性。 为了保证试样的代表性,这就需要我们在检查时做到以下两点:一方面,施工材料试样的选取以及相关检测人员必须具有高度责任心以及熟练的操作技能,在对试样选取时必须不怀有任何倾向性,严格按照相应的检测章程及制度执行,不可对相关程序进行随意的简化以及篡改,进而防止由于人为的原因造成检测试样失真的现象发生。另一方面,要在试样检测前利用科学的方法,提前做好试样采样的方案,同时,在检测过程中严格按照既定的方案进行采样,通过对试样采样方法进行研究与分析,常用的采样方法有以下四种:第一,单纯随机法,即人们常说的随机数骰子方法,此种方法是通过利用随机数生成器或随机数骰子随机的进行数字选取,进而组成采样试样;第二,系统抽样法也称之为机械随机抽样法,这种方法是通过以一定时间间隔或者一定空间间隔进行样本抽取,但一定要注意第一个样本一定是单纯随机抽取的;第三,二次随机抽样法,当施工材料样本数量巨大时,在取样时,首先要将这些样本分为若干批次,分别从这些批次中随机抽取部分试样,之后再从这些试样中进行再次随机抽取;第四,分层随机抽样法,这种抽样方法是先将所有的施工材料首先分成若干层,之后从每层中继续进行二次抽样或者是分层抽样[2]。 3 建筑工程质量检测材料检验取样的方法 (1)水泥材料的检测 在对施工用水泥进行检测时,我国推出了《水泥的取样方法》。在方法中规定,在对施工现场水泥进行取样时,所取水泥必须为同一水泥厂、同一品种、具有相同的强度等级、具有同一一批号并且采用连续进现场的方式进行施工。同时,一批的定义为袋装水泥不超过200吨或者散装水泥不超过50吨,并且规定每批的抽样数目不少于一次。在选取试样进行检验时,袋装水泥应当等量抽取不少于20袋水泥,散装水泥应当等量随机抽取不少于3罐中的水泥并进行充分混合,之后从这些混合水泥中抽取12公斤水泥作为试样进行检验。在这一过程中,严禁为求方便单纯一次性提取半袋或者整袋水泥作为试样进行检验。除此之外,一定要对水泥生产日期加以注意,在正常情况下,水泥的储存时间通常不应超过三个月,严格禁止施工单位将出厂超过三个月的水泥按原强度进行使用,防止形成施工质量隐患,影响建筑工程后期的工程质量以及使用安全性。 (2)焊接试件的检测 在对施工用焊接件进行检测时,我国推出了相关的《钢筋焊接及验收规程》,在规程中对相关施工用焊接件的检测进行了明确规定,其中一方面要求相关的焊接施工人员必须严格遵守持证上岗的原则,另一方面,必须要在监理在现场的情况下焊接施工人员进行焊接工艺性能试验,施工用焊接件必须经实地检测合格后才可以用于实际施工,严格禁止利用模拟实验替代真实的焊接件实地检测,防止检测失真想象的产生。与此同时,对于用于建筑工程不同部位的焊接件其检测方法与合格标准是不尽相同的,因而在检验时一定不可以一概而论,使得检测结果可信度以及有效性降低[3]。 (3)砂石的检测 由于砂石也是建筑工程需要大量使用的建筑施工材料之一,因而在对砂石试样的检测过程中我们仍应采取分批检验的方法,将同一产地、同一性状的砂石产品进行分批的检测。在批次划分时,我们通常以大车运送的600吨砂石或者小车运送的300吨砂石分为一批次,在批次中采用随机的分层取样法,通过对每层的样品进行随机抽样,通过对每层的试样进行检测进一步得出整体砂石的总体属性。 4 结论 综上所述,通过本文的讨论,我们深刻体会到了科学合理的取样以及检测是保证建筑工程质量的前提。同时,经过本文的分析,我们对建筑工程质量检测中材料检验的取样原则以及取样方法有了更进一步的了解,并提出了具体的检测方法,以期为建筑工程质量检测中材料检验的取样提供一定的参考与借b。 建筑工程材料检测论文:加强建筑材料试验检测工作提高建筑工程质量 摘 要:试验检测工作是建筑材料管理的关键举措,不仅可以提高建筑质量,还可以提升建筑工程经济效益,对建筑工程的长期可持续发展具有很大作用。随着我国市场经济的发展,建筑工程数量不断增加,为了促进建筑工程的长期发展,必须加强建筑材料试验检测,提高建筑工程的材料质量,建设高质量的现代化工程。 关键词:建筑材料;试验检测;工程质量 近几年,在经济发展的带动下,我国建筑工程开始快速发展,取得了较好的成就。但是依然存在一些材料质量问题,严重时还有可能产生人员伤亡问题,对建筑工程的发展造成了很大影响。为了促进我国建筑工程的发展,必须结合建筑现状,加强工程试验检测,提高建筑质量,提高建筑工程的市场发展地位。 1 实施建筑工程材料试验检测工作的意义 试验检测是提高建筑工程质量的主要方式。该项操作可以对建筑工程使用的多种材料进行检测,然后结合材料质量标准对材料质量进行判断,要求所有建筑材料均符合建筑相关技术规定。 首先,进行材料试验检测可以充分发挥当地原始材料的作用,促进了新技术、新材料及新工艺的应用和推广。所以建筑材料试验检测在提高工程质量、加快工程进度及降低工程造价等方面具有很大作用。其次,采用必要的试验检测,科学合理的对工程中使用的成品、半成品、原材料质量等进行评定。最后,利用建筑材料试验检测合理的评价施工质量。建筑工程质量的好坏可根据施工质量控制、竣工评定等进行验收,已经成为建筑工程应用的有效手段。 2 建筑材料试验检测中常见的问题 2.1 出现行政垄断 现阶段,西方很多国家建筑工程材料试验检测主要由市场竞争所决定,检测人员可根据自身能力与服务获得检测资格。但是我国的建筑环境较特殊,建筑工程质量检测依然处于行政垄断环境中,在材料试验检测中经常会出现多种虚假信息,影响了建筑质量的安全。一些领导人员为了获得一己私利,滥用职权,为亲属提供岗位,对建筑工程质量造成了很大影响,同时也影响了建筑使用者的安全,阻碍了建筑材料检测行业的发展。 2.2 市场环境较复杂,不能实施统一管理 在经济发展的影响下,建筑企业不断发展,市场环境越来越复杂,导致一些不符合建筑要求的工程材料流入到市场中,部分材料虽印有合格标志,但是属于造假标志,欺骗了较多消费者。同时,一些建筑人员由于对材料的认识不足,不能认真进行材料监督和管理,一些没有经过检测的材料开始投入到建筑中,对建筑工程的建设造成了巨大的安全隐患。此外,检测者与被检测者内部复杂的利益关系,导致材料检测工作缺乏公平性,影响着建筑市场的公平竞争。 2.3 材料检测过程中存在的问题 建筑材料试验检测工作要求检测人员必须具有较强的专业知识和较高的职业素养。但是从当前检测情况来看,一些检测人员掌握的专业检测知识较少,不能按照合理的步骤进行操作,导致检测工作毫无意义,影响了检测报告说服力。一些检测人员为了自己的私利,违反建筑公平竞争原则进行操作,出现了伪造检测报告及信息上报不及时问题,导致建筑工程应用中出现了安全问题,对建筑工程造成了惨重损失。除此之外,检测环境也是影响材料试验检测质量的因素。一些检测机构管理不健全,或者不能及时对检测设备或仪器进行更换,没有加强细节控制,导致检测工作质量较低下。例如,进行抗压试验时,由于不能合理控制材料厚度,影响了抗压数据,不能反映材料抗压能力,失去了检测意义。 3 建筑材料试验检测方法 3.1 确定检测对象 建筑工程较复杂,需要的材料较多,而且各个建筑项目使用的材料都不相同,每种材料具有独特的检测方法,所以合理确定检测对象已经成为材料试验检测工作顺利进展的第一步。所以必须详细了解专业知识,按照检测流程,认真做好检测工作。 3.2 进行书面检测 书面检测是监理工程师结合建筑工程需求,对施工单位提供的材料、试验报告进行审核的过程,可以了解建筑工程材料是否存在质量问题。 3.3 外观检测 外观检测也可称之为物理检测,主要从材料规格、外形尺寸及标志等进行检测,了解材料的质量。一般建筑材料外观检测主要利用目测与量测方法进行检测。目测主要根据感官器官对材料进行检测,了解材料的质量情况。一般采用看、摸、照、敲等方法检测。看:根据材料规格检测材料外观,如检测水泥中是否含有硬块。摸:根据手感检测,如地板块光滑情况;敲:根据敲打发出的声音判断材料。照:根据灯光对材料实施检测。 3.4 进行理化检测 理化检测主要利用物理与化学两种方法对材料物理性能及化学成分等进行鉴定。材料物理状态主要从密度、体积密度、孔隙率及闭口孔隙率等进行检测;材料力学性质可以对材料抗压强度、抗弯强度、承载力及硬度等进行检测。此外,还要进行现场地基静载试验或打试桩了解承载力;利用管道压水实验判断渗透与耐压情况。 3.5 无损检测 无损检测一般采用射线、超声等方式进行检测。一般在无损伤的情况下,可以采用表面探伤仪、超声波了解探测物质量。 4 提高材料试验检测质量的措施 第一,构建完善的检测体系。检测体系是材料试验检测开展的基础,可以要求检测部分严格考核检测人员。同时可以利用专家讲座方式解答检测中遇到的问题,进而规范、公平的进行检测。此外,还要加强设备仪器投入,减少检测时间,提高检测效率,制定合理的检测方案。 第二,加强检测工作监督管理。建筑材料试验检测工作对建筑质量具有很大影响,实际检测中,必须根据材料类别合理选择检测方法,控制好检测材料的厚度、长度、宽度及有害物质含量。同时还要按照质量合格检测报告,选择符合国家要求的材料。此外,进行材料试验检测验收时,监理工程师必须发挥自己的作用,材料输送到现场后,要求材料部门与监理工程师共同检测材料,规范检测流程,保证建筑材料安全,促进建筑材料试验检测行业的发展。 第三,了解现场实际动态。材料试验检测贯穿于建筑整个过程中。所以施工人员必须掌握施工动态变化情况,加强现场施工监督和管理,避免房地产企业为了获得利益而偷换材料。在现场监督检验中,一旦发现问题,必须及时指出,并要求停止施工,与建筑人员进行商讨,制定合理的解决方案,提高建筑施工质量。 5 结束语 建筑材料试验检测是一项较复杂的工作,涉及的业务范围较广。因此在实际检测中,要求检测人员必须积极做好各项检测工作的前期准备,而且还要提高自己的检测技术,认真检测好各个项目,保证检测结果符合质量标准。同时还要加强建筑材料试验检测监督,从多个方面进行改进,避免因材料问题对建筑整体质量造成影响,以保证建设高质量的工程。 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料检测的质量分析 摘 要:在我国社会经济不断发展的过程中,建筑工程行业得到了迅速的发展,对于改善人们的生活方式,提高人们的生活质量做出了重要的贡献。在建筑工程领域中,要想提高建筑工程项目的整体质量,应当加大对于建筑材料的检测工作力度,严格控制建筑材料的质量。基于此,文章在分析建筑工程材料检测意义的基础上,就如何提高建筑工程材料检测的质量进行了深入的分析与探讨,旨在为相关工作人员提供一定的参考与借鉴。 关键词:建筑工程;材料检测;质量 前言 在建筑工程项目的建设过程中,如何选择建筑材料是很重要的一个工作环节,因为建筑材料对于整个建筑工程的质量将会产生直接的影响。而建筑工程的质量是以相关的质量检测为基础的,其质量检测的结果必须符合国家的标准规定。建筑工程的材料检测不仅是一种强制性的行为,也是保障建筑工程质量中重要的组成部分之一。因此,为了最大限度的保障建筑工程使用者的生命财产安全,应当做好建筑材料的监测工作。 1 建筑工程材料检测的现状 从我国目前建筑工程材料检测的实际情况来看,尽管已存在较多的材料检测机构,但是受到检测设备的科技含量不高、资金投入力度低下、相关检测技术人员的专业水平参差不齐等多方面因素的影响,以至于现有的建筑工程材料检测质量仍存在需要提高的地方。尤其是材料检测结果的准确性还需要进一步的提高。当前,我国的建筑工程材料检测工作主要体现在以下几个方面。首先,在建筑材料的选择与排除过程中,应当对于建筑材料进行严格的把关。其次,在使用建筑工程材料的过程中,需要充分地考虑其耐用性和稳定性。最后,考虑到外部环境对于建筑物的影响,当建筑工程项目施工完成以后,还需要对于建筑工程进行材料质量方面的检测。为了有效避免因材料检测结果准确性不高而导致的建筑工程出现整体质量低下的现象,有必要从多方面入手,采取相关措施加以妥善解决。 2 建筑工程材料检测的主要方法 在建筑工程材料检测的过程中,所运用到的检测方法主要包括取样检测、材料的养护测试、力学性能检测以及误差检测等。 2.1 取样检测 在建筑工程的施工过程中,通常需要运用大量的工程材料。然而,在实际的检测过程中,对于所选用的工程材料是无法做到全部质量检测的。基于此,取样检测的方式被广泛采用,所选择出的材料样品的质量往往代表着全部工程材料的质量。因此,为了尽可能准确的判断出建筑工程材料的整体质量,如何做好取样工作至关重要。首先,样品数量过少,不具有代表性,而样品的数量过多,又会造成工程材料检测成本的提高,不利于检测工作的有效开展,因此,对于所选择材料样品的数量应当进行严格的掌控。其次,为了保证所选取的材料样品能够全面的反映出工程材料的质量特性,必须要保证取样方式符合相关规定。 2.2 材料的养护测试 通常情况下,外界环境中温度以及湿度的变化都会引起建筑材料的质量受到影响。因此,为了有效避免因外界环境因素对于材料检测结果的干扰,有必要对于所检测的材料进行标准养护。 2.3 力学性能检测 在建筑工程材料检测工作中,还需要对于建筑材料的力学性能进行必要的检测。尤其是钢筋混凝土材料的力学性能必须符合施工标准。在具体的力学性能检测过程中,不仅要保证试件的尺寸与形状符合相关规定,还应当保证其精度达到设计要求,因为一旦试件的平整度不符合标准,相应的强度就会降低,以至于检测结果存在很大的误差,无法准确的判断出建筑工程材料的整体质量。 2.4 误差检测与数据处理 在建筑材料检测的过程中,如果受到外部因素的影响,那么即使是相同的材料,其检测结果也会存在一定的差异。因此,为了确保材料检测结果能够真实的反映出建筑工程材料的整体质量水平,应当对于检测结果进行数据处理。与此同时,针对检测过程中出现的误差,要进行科学合理的判断。 3 建筑工程材料检测存在的主要问题 在建筑工程的材料检测过程中,对于水泥、钢材以及其他工程材料的质量检测仍存在着需要改进的地方。水泥是建筑工程施工过程中主要应用的原材料,水泥质量的高低,对于建筑工程的整体质量会产生重要的影响。因此,做好水泥质量检测工作至关重要。然而,在具体的质量检测过程中,存在一些操作不规范的问题,以至于降低了建筑工程材料检测的质量。其一,部分施工单位在建筑工程的施工过程中,有时为了赶工期,而将水泥提前投入使用,并未严格参照相关的质量检测结果。其二,在水泥质量检测时,如果取样不规范,就会降低样品的代表性,不利于准确的评价水泥的整体质量。其三,当水泥经过长时间的放置,受到温度、湿度等外界因素影响时,其质量就会受到破坏,先前的质量检测结果失真。在水泥投入使用时,如果未能及时的进行复检,就可能会存在质量不合格的隐患,进而影响了建筑工程的整体质量。在钢材质量检测中,同样存在着取样不规范,导致检测结果不合理的现象。除水泥和钢材之外,建筑施工还会用到其他的工程材料,它们的质量检测如果存在问题,也将对工程质量产生不同程度的影响。 4 提高建筑工程材料检测质量的相关措施 建筑工程的质量高低不仅关系到使用者的生命财产安全,对于社会经济的健康稳定发展也具有重要的意义。因此,有必要采取相关措施以提高建筑工程材料检测的质量。 4.1 完善工程材料的质量检测机制 要想做好建筑工程的材料检测工作,首先应当完善工程材料的质量检测机制。在完善的制度保障下,相应的质量检测工作才能按照既定的标准顺利开展。完善工程材料的质量检测机制,有助于对建筑工程材料实施科学合理的监督与控制,从而最大限度的保证了质量检测数据的真实性与可靠性。 4.2 对施工现场的材料质量实施动态掌控 为了提高建筑工程材料检测的质量,还应当对施工现场的材料质量进行动态的掌控。在建筑工程的施工过程中,所运用的每一种工程材料都会影响着建筑工程的整体质量,因此在建筑工程材料投入使用之前,都应当进行全面的检测。从而保证材料的选用符合施工要求。要想动态掌控工程材料的质量,应当定期或者不定期的进行质量检测。与此同时,需要对工程材料制定严格的质量标准,杜绝使用任何不符合施工要求的材料。 4.3 提高检测人员的综合素质 提高检测人员的综合素质,有助于提高建筑工程的材料检测质量。因为工程材料的质量检测离不开检测人员的参与,所以应当采取必要的措施以培养他们的专业技能和综合素质。一方面,应对检测人员进行专业培训,通过相关的教育工作,熟练掌握相关的质量标准和操作技能。另一方面,注重检测人员的思想政治教育,强化职业道德修养。通过建立对相关工作人员的考核制度,保C工作人员的素质水平,从而达到更好的满足配备人员的目的。 5 结束语 在建筑工程建设的过程中,应十分重视建设工程的质量问题,而建筑工程材料的质量检测问题作为至关重要的决定性因素,必须给予高度的重视。文章从完善工程材料的质量检测机制、对施工现场的材料质量实施动态掌控以及提高检测人员的综合素质探讨了提高建筑材料检测质量的相关对策,以期切实保障建筑的安全性。 建筑工程材料检测论文:建筑工程材料检测试验及常见问题分析 摘 要:近些年来,随着科学技术的不断发展,社会经济的不断进步,我国建筑工程的规模也在逐年扩大,而在对建筑工程质量控制的过程中,对建筑材料进行试验和检测是非常重要的环节之一,对材料的性能进行科学评价,对施工技术水平的提高有着非常重要的作用。为了更好地解决建筑工程材料检测中出现的一些问题,就需要完善检测的标准,制定新的要求,对工作进行进一步的细化和检测。文章对建筑工程材料检测试验中存在的常见问题进行了较为详细地介绍与分析,希望能够给相关从业人员带来一定的参考价值。 关键词:建筑工程材料;检测试验;常见同题 1 进行建筑工程材料试验检测的目的 做好建筑工程材料试验检测工作对于建筑工程而言具有非常重要的价值,其关键作用不言而喻,下面将具体来说明。 1.1 对建材的配合进行优化 建筑工程材料配合比的设计,能够使用的方式方法比较多,这就需要在选取的过程中,要择优选择,也就是选择经济性能高的,主材料使用较小的。在试验中,在能够保证配合材料满足建筑对强度要求的基础上,在配置混凝土的时候选择灰剂量小的来进行配比,在沥青路箍施工设计配比时可以选择油量少的方法来进行操作。如何使材料的配合比更为合理,这些都需要通过检测试验来完成。并且要将材料的使用效率达到最大化,从而减少工程资金消耗,使工程效益得到进一步提高。 1.2 对材料的性能进行科学评价 对材料的性能进行科学评价具有非常重要作用。所谓对材料的性能进行科学评价就是指,在工程中利用试验与检测的方法,对建材的原料、半成品以及成品的质量和性能进行具有科学性的评估。制定相应的标准,按照规定的办法来对所有材料进行相应的检测。这样一来,其材料质量的情况,性能的优劣以及能够应用于当前的工况中都会一目了然,这也是对工程质量的有效提升。 1.3 有助于提升施工技术水平,增强企业收益 试验和检测方法对建筑工程中的原料问题有着非常重要的作用,它有助于提高施工的技术水平,使其施工技术得到进一步提高,还对建筑企业使用新工艺,新方法等有着有效的推动作用,从而促进建筑企业的快速稳定发展。 2 进行建筑工程材料试验检测时存在的不足 试验检测对于建筑工程而言意义重大,但是在施工中往往会出现一些意想不到的问题,使其不能够按照规范和标准来实行,因此建筑工程材料试验检测中仍存在诸多不足,以待完善。 2.1 新建材的质量控刺 施工中,施工人员通常会根据自身的实际经验对材料质量进行判断,这也是根据建材原料较为常见,利用率比较高造成的,虽然这种方法较为快捷,但是其准确性还有待提升。一旦建材的准确度出现偏差,那么对其质量的控制工作就会带来一定的困难。而对于新材料而言,这种方法往往不能够达到预期的效果,准确性也大大降低。造成新材料质量控制不足的原因有:(1)使用新建材的主要原因就是在性能上,新建材有了明显的提升。在实际工程中,一些工作人员对新材料的变化与性能的提升了解较少,对其相应的经验也不多,这就为质量问题埋下了隐患;(2)新建材毕竟上市的时间较短,很多标准与性能还不被人所熟知,对其的试验检测也不多,想让它成为质量管理工作的依据还往往存在一定困难。 2.2 配件的质量控制 施工中的试验检测工作包括主建筑材料以及配件、装饰建材等等。对建筑主体进行建材检测通常不会被人们所忽视,也是检测工作中必备的,但是对配件的检测工作却常会被人遗忘,这也为其工程质量的控制带来了不小的挑战。要得到施工质量整体的把握,就要既做好对主建材质量的检测,又要做好对配件质量的检测,只有将各方面的材料检测工作全部落实好,才能确保整个工程项目的质量得到有效保障。 2.3 试验检测的机构 近几年来,随着科学技术的日新月异,人们对建筑材料的试验检测工作也越发重视,试验检测机构的发展也十分迅速。但是,想要使检测机构发挥出全部的功能,仍然需要进一步的完善。其中存在的问题包括:(1)对实验检测机构的数量和规模过分追求,却没有对其质量高度重视。虽然,在数量和规模上,试验检测结构得到了大幅度增加,但是其内部却没有得到明显改善。比如,一些检测机构的机械设备依然老旧,无法适应现代的设施水平,这也给试验结果和检测数据的准确性带来了一定挑战;(2)检测人员专业度不够,缺乏专业知识,综合素养有待提升。一些检测人员对专业知识了解不多,对检测工作缺乏经验,这也使得其检测的结果受到相应影响;(3)缺乏单独运作的观念。一些试验检测机构依附在主体部门中,自身功能没有发挥出来,这也对检测结果造成了不小的影响。 3 进行建筑工程材料试验检测的改进方法 3.1 制定周密、全面的试验检测标准 要想确保项目工程质量,增强试验检测结果的准确性,首要任务就是制定周密、全面的检测标准。(1)全面掌握施工项目规模,根据其规模度来设计等级检测试验标准;(2)创建便于试验检测工作 进一步开展的工作标准;(3)作出详细的材料试验测试标准,从而规范从业人员的操作,使其工作得到顺利进行。 3.2 合理调配试验设施与操作人员 对试验设施的合理调配有助于施工科学合理的开展。可以根据项目工程的规模以及实际需求,落实和布置与其规模相适应的实验室,为工作提供便捷。这样可以对施工过程进行实时检测,也提高了测试工作的质量。除此之外,对其操作人员也要进行合理的分配与调度,使其发挥出应有的职能和工作的效率,使试验结果得到更加精准的效果。 3.3 对检测及试验工作进行规范化管理 工作人员要按照规范和相关章程进行工作,要做到有章可循,有法可依,保证试验检测数据的准确性,从而为下一步的施工打下良好的根基。还要对报告、记录等工作进行相应的规范,使工作更加严谨。记录数据所使用的单位要用国际统一单位,保证书写的规范性。计算数据也要遵循其要求保留小数,使其结果更加精准。 3.4 对试验操作进行管理 首先,对检测工程进行管理。对建筑工程检测材料的来源、选取的样品以及试验过程的情况进行了解和掌握,如发现问题应及时上报解决;其次,对数据处理进行管理。如果试验所得数据与标准不符,应找出问题原因,做出分析;最后,向上级及时汇报结果。在建筑工程材料检测试验中,得出结果要立即汇报给上级,为日后工作的开展做好准备。 4 结束语 选择建材原料的性能和质量与建筑项目工程的质量关系密切,因此要充分做好检测工程材料检测试验工作。按照检测标准严格开展工作,保证检测结果的精准可靠。这样为工程的质量做出进一步的保障,还可以提高企业的经济效益。文章对建筑工程材料检测试验及常见问题进行了较为详细地分析,希望能够为相关工作带来一定的参考。 建筑工程材料检测论文:谈如何加强我国建筑工程材料质量检测 摘要:随着人们的生活水平的不断提高,人们对自身生活的环境要求也越来越高,同样对与自身安全密切相关的建筑工程质量的要求也越来越高。而在建筑工程中,建筑材料的安全性会直接影响到整个建筑工程的安全性能。良好的建筑材料是整个建筑工程质量的保障。本文主要对我国建筑工程材料质量检测相关问题进行了简要分析。 百年大计,质量第一。随着经济的发展,我国工程建设进入一个大发展的阶段,工程建设是以质量为本,是服务社会,造福人民的大事。决定工程建设工作的成败在于工程质量,而提高工程质量的关键是贯穿于整个工程中的建筑材料,因此建筑材料质量检测在确保工程质量施工中起到了相当重要的作用。 一、加强建筑工程材料质量检测的重要性 建筑材料贯穿整个工程建设,建筑工程成本的30%-50%是建筑材料,因此,工程材料质量的好坏直接影响建设工程质量,所以,把好材料关尤为重要,这就需要确保所有材料在用于施工前经过严格的质量检查,严格控制不符合质量标准的材料进入施工阶段。 二、提高建筑工程材料检测质量的措施 1、建立建筑材料检测质量管理体系,明确检测工作内容与重点 为了保障建筑材料检测工作质量,检测机构应建立一套完整的检测质量管理体系文件。包括《质量手册》、《程序文件》、《作业指导书》等。质量管理体系文件是加强质量管理,落实质量政策的一种管理工作文件。它阐述检测机构的设置、人员编制、职责、仪器设备配置及工作性质和范围,并规定了为保证达到质量目标和质量方针所需的措施及质量管理制度,它是检测机构人员的工作纲领和行为准则。质量管理体系文件编写的目的是为了确保检测机构工作质量和管理制度的落实,最大限度的发挥检测能力,并促进检测人员工作的技术素质和工作效率的提高。以保证科学、准确、公正地从事建设工程质量检测工作。根据建筑工程常用材料、取样检测工作需求,确定检测质量控制内容及要点。在此基础上,完善材料检测各阶段的工作规范、流程以及标准操作规程。通过标准操作规程的建立及建筑材料检测质量管理体系的建立,确保建筑材料检测活动中符合检测技术要求、保障检测精度。在建筑材料检测质量管理体系的建立中,检测机构还需要对内部管理架构进行优化、对岗位质量责任制进行完善。通过质量管理体系以及具体职责的完善,明确检测工作具体内容与重点、明确岗位工作要求与方法。 2、检测机构人员的重要性 检测人员是检测工作的基本技术能力要素之一,没有符合要求的技术人员,就做不好相应的检测工作。检测人员的能力和素质是保证检测过程正确、结果准确的主要因素之一,只有具备与所从事的岗位相适应的专业知识和操作技能和责任心的检测人员进行检测工作,才能最大程度上降低试验过程中人为误差,增加检测结果的可靠性和准确性。所以要求检测机构按照所开展的检测项目配备相应数量、符合技术能力要求的检测人员。检测机构的各部门负责人均应具有工程类专业中级及以上技术职称,掌握相关领域知识,具有规定的工作经历和检测工作经验。检测人员应经技术培训、通过建设主管部门考核合格,方可从事检测工作。检测人员并应及时更新知识,按规定参加继续教育,检测人员岗位能力应按规定定期进行确认。这是保证工程质量检测的重要措施。 3、采用先进的仪器设备并有效控制 古语有云:“工欲善其事,必先利其器”,要想得到准确可靠的检测结果离不开性能可靠、测量准确的仪器设备。随着科学技术的进步,各种先进的自动化的检测仪器、设备应运而生。采用先进的自动化的仪器设备可以最大程度的控制人为操作对检测结果的影响,从而避免了误差中的人为因素,所以要提倡采用自动化检测。检测设备要保持其在有效期内及良好状态,检测的数据才有科学性、规范性和可比性。 4、检测场所的控制 检测场所也是保证检测工作正常开展的基本技术能力之一,包括房屋、场地条件等;而且房屋、工作场地还要满足检测设备合理布局及检测流程的要求,才能保证检测数据的正确。首先,检测场所应合理布局,方便工作,确保不存在不利影响。检测机构应确保检测产生的废气、废液、粉尘、噪声、固废物等的处理符合环境和健康的要求,并有相应的应急处理措施。其次,做好检测场所的安全管理。对温度、湿度、通风、采光、供电、振动、撞击、噪音、电磁辐射干扰、微生物、粉尘、放射性以及水、气、火、电等危及安全的因素制定应急处理措施。最后,检测人员对有要求的检测环境条件实施监控和记录,配备满足要求的环境监控设施,监督员对环境监控设施的有效性进行检查。当监控结果表明环境条件达不到要求时,检测工作应采取相应的有效措施,以保证检测工作不发生偏离。当检测工作遇相邻场所干扰和影响时,应采取隔离措施。 5、要严格进行数据的处理 在进行检测后的材料数据处理时,很容易会出现一种现象,那就是同一组试件所检测出来的数据有很大的离散性。所以为了保证材料数据检测的有效性,我们必须要对所检测出来的数据进行一些处理。例如在对水泥的抗压强度进行检测时,发现一组中的其中一个试件所检测出来的数据超过平均值的10%,那么我们在进行数据统计时就必须要把这个数据给剔除掉,把另外的数据的平均值当做是检测后的结果。而在对混凝土等材料的强度抗折能力进行检测时,我们要注意它们的检测的结果并不是简单的数据进行相加,而是有其独特的数据统计方法。还有在进行检测时要注意小数点的处理,因为有时候小数点也会对检测的结果造成影响。所以,检测人员应严格按照现行有效的标准或其它现行法令、法规技术标准等进行数据计算、数据处理和转换,并应对数据计算和数据转换进行效核。 6、以检测误差控制为基础,保障建筑材料检测质量 建筑材料检测质量控制中,检测误差是影响检测质量的重要因素。为了保障检测工作质量,检测机构应对影响检测误差的因素进行分析。采取针对性措施,保障检测精度。在实践中发现,影响建筑材料检测误差的因素主要由人为因素、仪器因素、样品因素等几部分构成。其中人为因素是造成误差的首要因素,人员操作过程中的注意力、样品预处理及标准物质准备等都会影响建筑材料检测质量。为了减少人为因素造成的误差,检测机构应强化人员培训及标准操作规程的建立,以此降低人为因素对检测数据质量的影响。 另外,仪器设备误差也是影响建筑材料检测质量的重要因素。因此,检测机构应加强仪器设备的校验。检测机构设备在投入使用前,应进行检定、校准或核查,以证实其能够满足检测机构的标准规范,确保检测结果的准确性。 在保障上述因素控制外,样品取样、送样等也会造成检测误差。检测取样是正确检测的关键,先决条件,取样一定要正确规范,符合产品标准、施工质量验收规范以及相关标准规定的方法或设计要求的方法。建筑材料、制品本身带有标识的,应在有标识的部分取样,目的是为保证取样有代表性。除此之外,样品要在规定的条件下存放,存放的环境,温度、湿度都应予以监控。避免样品因素对检测质量的影响。 7、建立动态检测质量管理评测机制,提高质量控制能力 为了保障建筑材料检测质量、保障检测机构工作质量,建筑材料检测机构应建立动态检测质量管理评测体系。通过对检测工作质量管理体系的评测评价,了解检测质量管理体系完善性及实际应用效果。根据检测质量管理体系的具体执行情况,及时发现管理工作及质量控制工作中存在的不足,以此为基础进行管理工作的调整。运用动态评测机制,及时改进检测质量管理工作、强化各项管理内容,提高检测机构质量控制能力。 结束语 建筑工程的质量是建设施工企业的生存之本,不仅关系到企业的经济效益,更关系到人民的生命安全和社会的和谐稳定。只有加强对建筑材料质量的检测,认真按照相应的国家及行业规定对相关材料按照程序及规范进行检测,才能保证建筑材料的质量,从而保障建筑工程的质量。
数据分析方法论文:土工实验数据分析方法探讨 【摘要】土工实验是进行土木工程的重要前提条件,其能够为施工建设提供可靠的数据支持,能够有效防止工程建设中可能存在的潜在危险事故。本文对其数据涉及的内容进行分析,分析了实验准确性的因素,进而提出相应的方法应用,希望可以为土工实验的发展提供借鉴。 【关键词】土工实验;实验数据;数据分析;分析方法 一、引言 在进行实验过程中,由于土体本身所具有的复杂性,土质质检所存在的物理学特性以及采样、运输、存储等等方面所表现出来的特点,都容易对数据造成一定程度的干扰,致使实验的结果出现误差。另外,因为实验本身受到很多因素的干扰,也同样容易发生数据偏差的问题。因此,本文着重从实验数据所涉及的内容,影响实验数据的因素,以及提升实验准确率的角度出发,对土工实验数据分析方法进行探讨。 二、土工试验数据所涉及内容 (一)土的比重实验。土工试验过程中,土的比重实验是非常重要的。一般来说,地域相同或者相近,那么土的比重也将会比较相近。但是,因为在实际操作中,其整个的操作流程比较复杂,所以不同的单位会采用本地所出具的或者考察的相关数据直接进行比重实验,这样容易导致实验数据的误差存在。 (二)土的密度实验。通过土的密度实验可以详细的了解土的组成,可以了解其组成成分的性质,能够为之后的施工提供更多的参考。土的密度与土粒的重量、孔隙体积、孔隙大小、孔隙水重等等内容息息相关,能够反映土的组成和基本结构特征。在进行实验的过程中,要注意尽量避免对取样即时进行实验,最好能够等待土样达到日常状态之后再进行试验,这样可以让土密度实验的结果更加准确。 (三)土的含水量实验。土的含水量实验可以说是土工实验中的核心内容,其实验的情况将会影响到工程地基建设,还会影响到后续工程的稳定性。不同地区的土样其含水量不同,并存在很大程度上的差异性。实验人员在进行取样的过程中,要保证其样品的均匀性,或者具有代表性,否则进行试验所获得的数据就没有任何指导意义,其数据在实践应用中的效率和质量也将会呈现大幅度的下降。 三、土性参数实验结果误差性的原因 (一)土体本身性质导致。依照相关的物理力学和力学性质,我们可以了解到土体的分层具有不均匀性,加上其所处环境的变化,可能发生的雨水冲击、水文变化、其后影响等等语速怒,都会让土体的性质发生改变。这样在进行土工试验的时候就非常容易造成实验结果的差异性,甚至有可能会成为差异产生的主要影响因素。 (二)系统误差。系统误差是由于仪器的某些不完善、测量技术上受到限制或实验方法不够完善没有保证正确的实验条件等原因产生。不同的单位所使用的仪器往往不尽相同,所使用的试验方法也有一定的出入,加上不同的试验方法让土工参数出现离散性,其所实验的数据也就会有所不同。系统误差的存在可以予以避免,其与偶然误差不同,这就需要实验室对设备和系统进行改进。 (三)偶然误差。偶然误差的特点是它的随机性。如果实验人员对某物理量只进行一次测量,其值可能比真值大也可能比真值小,这完全是偶然的,产生偶然误差的原因无法控制,所以偶然误差总是存在,通过多次测量取平均值可以减小偶然误差,但无法消除。偶然误差的存在属于客观存在的现象,其与人为原因所造成的误差有很大的差别,对于两者应当予以区分。 四、土工实验数据分析方法的应用 (一)进行数据检查,果断进行取舍。在进行实验的过程中,如果有明显不符合物理力学性质的值的范围点,则可以通过观察予以了解,实验人员要对其进行细致观察,一旦发现异常立刻予以放弃。一般判断的标准是大部分数值为范围内波动,但是有一点超出正常值或者距离正常值较远,则可以被认定为不合理。在实验数据较多的情况下可以运用3σ法则进行数据之间取舍的考量。在进行实验过程中,存在于之外数值所占比例较少,因此,大于和小于之间数值作为异常处理。 (二)土工实验数据中最小样本数问题。在土工试验过程中,最小样本数问题需要引起人们的重视。实验中的样本数要选取适当,如果样本数过小就会影响实验结果的准确性。但是,样本数的数量并不是随意定制的,其受到多种因素的影响,比如工程规模、工程精度要求、现场勘查情况等等。 (三)土体性质指标的自相关性的问题。根据以往数据实验的关联性,求的往往是其之间的线性相关系数,但是对于其自相关函数通常并没有表现出线性相关,而是指数相关。因此,不能简单依照求相关系数的方法判断其相关性。在进行土工实践过程中,往往可以通过δ对其独立性进行判断。在相关距离 范围内,图形指标基本相关;在此范围外,图形指标基本不相关。但是对于δ事先未知,因此其需要根据样本测值进行求算,一般使用递推平均法对相关距离δ进行计算,并使用间距Z对δ的影响进行综合考量。一般来说,Z /δ的数值越大,其各抽样点的土性越接近相互独立,抽样误差也就越小。 五、结束语 土工试验对于土工建设来说影响较大,其影响因素包括土体本身性质、取样仪器情况、人为因素等,需要对此方面予以重视。对其不合理点来说,可以通过3 原则进行剔除。对于其数据相关性来说,其可以通过迭代求解土性指标相关距离予以解决,通过样本的加权平均来对该区域的平均性指标进行估算。为了让样本能够满足实验需要,可以利用Bayes方法对其土性指标与因确认,从而弥补数目不准确的情况。通过此三个方面对其进行方法的应用,则可以有效提升实验数据的准确性、可靠性,可以让实验的结果更加符合实际需要。 数据分析方法论文:社会调查数据建模及基于超图的数据分析方法 摘 要:针对现今的社会调查数据处理与分析中存在的问题,该文通过三维矩阵建立了社会调查数据的数学模型。将每一题表示为空间中的一个维度,每一张问卷表示成一个矩阵,将多个矩阵叠加即可得到社会调查数据的三维矩阵模型。在建立三维矩阵模型的基础上,可以利用三维矩阵的性质对其进行多种数学处理,也可以采用超图理论对数据进行进一步的分析,大大丰富了调查数据的处理方法。 关键词:社会调查数据 三维矩阵 超图 社会调查是了解各方面信息的重要途径之一,社会调查数据主要是通过调查问卷的方法得到的。由于社会调查数据的维数较高,加上人为主观因素,数据类型主要为二元变量、离散变量、序数变量等为主,所以对于社会调查数据的分析和处理大都基于统计学,只对单一题目进行统计学分析,其分析方法主要是基于题型进行处理的,对于题目和题目之间的关系很少关心[1]。许多数据挖掘算法因为种种限制无法在社会调查的数据分析中得到应用。因为方法的限制,所以现在很多社会调查只能验证事先想好的内容和假设,很少可以对高维数据进行相对复杂的回归分析处理。 根据以上存在的问题,该文建立了基于三维矩阵的数学模型,将单选题、多选题和排序题用向量形式进行表示,每一题定义为空间中的一个维度,从而所有的题目就可以构成一个N维空间。每份问卷的信息用一个M×N矩阵表示。这样表示可以将所有问卷内容当作一个整体,作为后续算法的基础。 1 社会调查数据的特点 通常情况下,社会调查数据特点如下。 (1)相关性。对于一个样本个体而言,它具有本身的多个特征,这些特征之间就具有一定的相关性。对于多个样本而言,个体与个体的特征之间具有相关性。如果样本随时间而变化,那么该样本在不同时刻的特征之间又具有相关性。因此,由于上述多个原因使得社会调查数据具有了复杂的相关性,传统的统计学调查难以解决这样的问题。 (2)离散性。因为社会调查数据是通过自填式问卷、网络调查数据库等方法得到,所以社会调查数据一般以离散变量为主,且这些数据之间只有标示作用,并没有严格的逻辑关系。 (3)模糊性。社会调查数据当中不可避免的会接触到各种表达方式和概念,因此,它具有模糊性。 因为由自填式问卷或结构式访问的方法得到的社会调查数据具有以上特点,所以在实际应用中基于统计学的处理方法只能笼统的显示数据的部分特性,如频数、离散程度等[2]。对于数据之间的关系只能分析出维数极少的大致的关系。 而且利用软件进行数据挖掘时,因为现有的软件中的数据挖掘算法对于数据类型和格式要求较高,所以能应用到的数据挖掘算法很少。就算是数据要求较低的关联分析,其结果也存在大量的冗余。因此,我们需要建立一个合适的社会调查数据的数学模型来完善原先的方法并使跟多的数据挖掘方法可以运用到其中,使得结果更准确。 2 社会调查数据的建模 研究中我们发现,三维矩阵可适用于社会调查数据的建模。 2.1 三维矩阵的定义 三维矩阵的定义:由n个p×q阶的矩阵组成的n×p×q阶的矩阵A称为三维矩阵,又称立体阵。Ak,i,j表示三维矩阵A的第k层,第i行,第j列上的元素。其中n,p,q分别表示三维矩阵的高度,厚度和宽度。 2.2 三维矩阵模型的建立 调查问卷的题目一般有三种类型:单选题、多选题和排序题。这三类题目都可以表示成向量的形式,其中每一道单选题、多选题可以表示成一个向量,排序题可以表示成多个向量组成的矩阵。对于单选题和多选题,可以按选项的顺序可以表示成一个向量,其中选中的项用“1”表示,未选中的项用“0”表示。对于排序题,可以表示成一个n×n的方阵,其中n表示该排序题的选项个数,。这样,每一题就可以定义为空间中的一个维度,从而所有的题目就可以构成一个N维空间。每份调查问卷的信息用一个M×N矩阵表示(M为题目的最大选项数),其在每一维上的选择称之为一个元素,这样每份问卷的信息就包括了N个元素。以第1,2,3题数据为例,其中第1题为单选题选择“B”,用向量表示为一个元素,第2题为多选题选择“ACE”,用向量表示为一个元素,第3题为排序题顺序为CBADEFIHG,用矩阵表示,每一个列向量是一个元素,如图1所示。 那么,假设有一问卷信息用一个大小为M×N的矩阵表示。K份的问卷信息就可以用K个大小为M×N的矩阵表示。将这K个矩阵叠加,形成一个三维矩阵。这个三维矩阵就是我们建立的三维矩阵数学模型,如图2所示。 在图2中我们看到,该三维矩阵数学模型有三个坐标轴,它们分别是题目,人数,选项。题目轴以每一道题为一个单位;人数轴以每一份问卷为一个单位;选项轴的刻度为A,B,C,D,E,F等题目选项,其个数为该调查问卷中选项最多的题目的选项个数。 在此基础之上,这样的三维矩阵具有以下性质。 (1)在题目轴中选取对应的题目,将三维矩阵面向竖切得到截面1(如图2中01所示),截面2表示每一道题所有人选择的信息。 (2)在人数轴中选取对应的人,将三维矩阵横切得到横截面1(如图2中02所示),横截面1表示对应的人选择所有题目的信息。 在得到三维矩阵后,可对它进行像素化处理,置1的元素用黑点代替,置0元素的则空白,在得到像素化三维矩阵后我们可以将三维矩阵沿着人数维度上向下投影,这样就可以得到一个具有浓黑不一的点的平面。通过这些点的浓度,可以知道每一选项选择的人数。接下来我们可用灰度级表示点的浓度,筛选出浓度大于一定程度的点,在此基础上进行后续算法处理。 上述三维矩阵数学模型具有数学三维矩阵的所有性质,可依据调查问卷的需求进行转置,加权、相乘、筛选等数学处理,另外在数学处理的基础上,采用超图理论可以大大丰富了调查问卷的处理方法。 3 基于超图算法的调查问卷分析技术 超图是离散数学中重要的内容,是对图论的推广[3]。超图是有限集合的子系统,它是一个由顶点的集合V和超边集合E组成的二元对,超图的一条边可以有多个顶点的特性,这与一般的图有很大不同。超图分为有向超图与无向超图两类,在无向超图的每条超边上添加方向后得到的有向二元对就是有向超图。超图在许多领域有广泛的应用。 大家可以利用无向超图表示每一道题的选择情况,先将这每一题的每一个选项设成一个节点,然后将三维矩阵从上向下投影,如果某一题的若干个选项同时被一个人选择,就用一条超边包围这些节点,那么选这些选项的人越多,投影得到的超边就越浓。这样就用超图表示了问卷中每道题的信息,可以进行聚类处理。 利用有向超图,可以将关联规则表示成有向超图的形式,在得到了关联规则后,设实际中得到的关联规则的形式为:,前项和后项都是由多个项组成的集合。该文定义一条关联规则由一条有向超边表示,有向超边的头节点表示关联规则的前项,有向超边的尾节点表示关联规则的后项。每条有向超边的头节点和尾节点均可以为多个,如此便成功表示了复合规则,从而可以使用相关算法进行冗余规则检测。 通过基于有向超图的冗余规则检测就可以将关联规则之间存在着的大量冗余检测出,减少挖掘资源的浪费,从而增加了挖掘结果的有效性。 传统的聚类方法都对原始数据计算它们之间的距离来得到相似度,然后通过相似度进行聚类,这样的方法对于低维数据有良好的效果,但是对于高维数据却不能产生很好的聚类效果,因为高维数据的分布有其特殊性。通过超图模型的分割实现对高维数据的聚类却能产生较好的效果。它先将原始数据之间关系转化成超图,数据点表示成超图的节点,数据点间的关系用超边的权重来表示。然后对超图进行分割,除去相应的超边使得权重大的超边中的点聚于一个类中,同时使被除去的超边权重之和最小。这样就通过对超图的分割实现了对数据的聚类。具体的算法流程如下。 首先,将数据点之间的关系转化为超图,数据点表示为超图节点。如果某几个数据点的支持度大于一定阈值,则它们能构成一个频繁集,就将它们用一条超边连接,超边的权重就是这一频繁集的置信度,重复同样的方法就可以得超边和权重。 然后,在基础此上,通过超图分割实现数据的聚类。若设将数据分成k类,则就是对超图的k类分割,不断除去相应的超边,直到将数据分为k类,且每个分割中数据都密切相关为止,同时保持每次被除去的超边权重和最小,最终得到的分割就是聚类的结果。 如图3所示是基于超图算法的选题型调查问卷的分析技术的流程图,主要包括4个主要部分,一是用向量表示调查问卷结果,二是将向量表示的调查问卷转化为三维矩阵数学模型表示调查问卷结果,三是使用超图算法进行优化,四是根据要求显示调查问卷结果。 4 结语 该文针对社会调查数据处理与分析中存在的问题,建立了基于三维矩阵的数学模型,将单选题和多选题表示成向量,将排序题表示成多个列向量,从而每一题可以表示成空间的一个维度,每一个向量就是一个元素,这样每一张问卷就可以表示成一个矩阵,通过将多个矩阵叠加就可以得到三维矩阵。该数学模型可以利用三维矩阵的性质对其进行多种数学处理,如竖切、横切、像素化后投影等。在数学处理的基础上,该文又提出超图理论对数据进行聚类和检测冗余规则的分析。 数据分析方法论文:对企业数据分析与决策支持方法进行研究 【摘要】本文首先对数据仓库的概念和特征进行了介绍分析,对决策支持系统的概况进行了探讨,并对数据决策支持的实现和应用进行了介绍,通过实际应用,决策支持系统可以有效帮助企业进行决策,提高企业的管理效率和管理水平。 【关键词】大型装备制造 项目型制造企业 数据分析 决策支持 在我国制造行业的快速发展下,提升制造企业的管理水平已经成为当前需要重点解决的问题。随着信息技术的快速发展,促进了制造企业数据分析和决策支持的发展。通过创建企业信息管理系统,可以有效提升企业的生产效率,使各个部门之间的工作更加协调。对分散、零碎的信息进行充分挖掘和利用。利用决策模型,对企业生产管理中遇到的问题提供决策支持。 一、基于数据仓库的企业对集成的应用 (一)面向主题性 完成事务型处理的任务是传统操作型数据库进行的数据组织工作,各业务系统间存在相对独立性,按照一定的主题组织数据仓库中的数据。对主题而言,其概念比较抽象,通常情况下,一个主题同时与多个操作型数据库有关系。例如,在确定企业的采购订单时,需要分析供需情况、库存信息、供应商信息等多方面的数据的综合关系,然后做出最终的决策。 (二)集成性 一般情况下,操作型数据库进行事务处理工作与某些特定的应用关系密切,数据库间具有相对独立性,通常具有异构性。抽取、清理原有分散的数据库数据,然后对其进行系统加工、汇总和整理最终获得了数据仓库中的数据,并保证存储在数据仓库内的信息与规范的信息相一致。例如,在查询销售数据时,系统会根据输入的条件要求,进行筛选、整理后提供出最终的决策参考数据。 (三)历史变化的反映 当前的数据是操作型数据库主要关注的,但是数据仓库中还包括很多丰富的历史性信息,系统将企业从过去某一时点(如开始应用数据仓库的时点)到现在各阶段的信息完整的记录下来,企业可以以这些信息为依据,定量分析企业产品未来的发展情况。例如,企业可以通过分析产品上季度的综合销售情况以及市场反映来决策下一季度的生产量。 二、决策支持系统的概况 (一)决策系统的含义 Decision Support System 即决策支持系统,简称DSS,是指对大量数据和数学模型与数据处理模型等有机组合众多模型进行综合利用,通过人机交互功能,帮助企业各级决策者完成科学的决策的新型系统。机器学习(ML)兴起于80年代后期,自动获取知识有了新方法。数据仓库(DW)和数据挖掘(DM)两项新的决策支持技术兴起于90年代中期。数据仓库的发展是以数据库为基础发展的,支持决策是其发展目标。知识发现(KDD)是面向数据库的机器学习方法发展的结果;“数据挖掘”是发现知识的关键步骤。决策的支持也是数据库知识的功能。随着决策支持技术的不断发展,决策系统逐渐完善。 (二)决策支持系统组成部分 R.H.Sprague 提出DSS的构成部分为人机对话系统、数据库与模型库的两库结构。随着决策支持系统功能的增强与扩大,对模型与方法进行分离存储,因此,数据库、模型库与方法库构成了 DSS。近年来,DSS 将人工智能技术、专家系统、知识工程的相关思想方法引进后,以原来的结构为基础,新增知识库,将推理机制引入,最终DSS的四库结构框架形成。 随着决策支持技术的发展提高,决策支持系统的体系结构不断发展健全,传统决策支持系统中的数据库、模型库与方法库、知识库与推理机、数据仓库、OLAP、数据挖掘技术等都是其组成部分,将引进显性知识与隐性知识同时引进到决策支持过程中是这种体系结构最关键的特点,保证推理的结果更科学合理,为决策层做出决策提供更高价值的参考依据。 三、实现数据分析与决策支持方法 (一)建立制造业决策模型库 当前比较常用的决策模型系统如GIS、PDM、ERP、CRM、SCM 等。在选择决策系统时,需要根据企业的发展战略来进行选择。通过决策模型,可以为企业的生产经营提供指导,使企业可以更好的把握市场、顺应市场。企业用户决策分析的存放模型是决策模型库。进行决策的模型的建立是以大型制造企业生产过程中的材料采购、库存管理、产品生产、市场营销、财务管理、人力资源管理、研发设计、质量管理、售后服务等方面的数据为依据。决策模型被授予一定程度的权限,对数据进行访问。然后以数据仓库中获取的数据为依据,对用户指定的目标进行决策支持。系统描述现有模型的组成元素与其组成结构的知识,模型构造过程中的各类推理算法被获取。以模型构建推理算法为基础,使匹配模型的框架由新问题的属性值填充,最终决策问题模型得以建立。 (二)实施制造业决策分析 对决策模型进行求解的过程就是决策分析的实施。通过理解决策问题获得用户需要决策的目标、意图等方面信息,然后利用合适的决策模型分析获得的数据,再根据规则与模型的求解算法获得有价值的决策意见,将其提供给用户。本系统规范描述每个模型包含的求解算法利用含有通用求解算法的模型很容易求解问题。但是如果没有求解算法或者不确定利用哪种算法进行求解,平台依据以前比较成功的相似的案例,将范例的求解方法求解问题。平台会详细记录取得较好决策效果的案例,并用数据层的公用数据库进行存放,这样能够及时调用成功的相似案例进行决策分析问题的求解。 (三)协作决策支持的多环节性 通常企业决策不会通过利用单一的决策模型得到。企业管理的决策方案案是利用了多模型的协作来实现决策的。协作决策的实施系统从两个方面着手。 (1)为实现有效的智能理解需要利用人机智能交互接口实现,分解复杂的问题,最终可以得到结构有序的子问题、与决策问题有联系的事实与数据、求解方案等; (2)参与决策的模型可以利用平台进行调用,与决策相关的模型的选择可以通过分解的子问题实现,为了保证多个模型为特定的决策目标服务需要采用协调的合作机制。 四、结语 当前,国内制造普遍存在数据分析能力差,决策能力不足等问题,同时这也是制约企业持续、稳定发展的一个主要因素。本文首先对数据分析和决策支持的概念及构成进行了分析,并提出了一种基于数据分析的决策支持系统方案,为制造企业的信息化发展提供了指导。 数据分析方法论文:浅析电线线缆直流电阻测试方法与数据分析研究 摘要 :电线线缆的导体直流电阻在相关的指标中比较重要,对其进行具体的测试时保证电线电缆正常工作的重要保证,也是促进当下电线电缆发展的中心环节。当前在电线电缆的直流电阻测试中主要是采用双臂直流电桥的方法,这一方法在具体的测试中具有优点,但是也因为设别和测试过程本身的问题导致的很多漏洞的出现,本文就测试过程中的相关测试方法进行了解,并在数据分析的基础上指出这种方法当下面临的问题以及改进的措施,从理论上完善双臂直流电桥测试直流电阻的方法。 关键词 :电线电缆 直流电阻 测试方法 存在问题 1、 电线线缆直流电阻测试问题分析及解决措施 1.1 电线线缆直流电阻测试问题分析 电线线缆的导体直流电阻测试在当下的输电系统的发展中意义重大,双臂电桥在测量1欧姆以下的电阻值方面具有重要的应用。 《电线电缆电性能试验方法第4部分:导体直流电阻试验》3.4条对具体的这方面测量内容进行了标准化确定:在四段测量夹具的处理中,应该在注意电位接点跟电流接点之间的测量,要保证相应的电流、电位接点之间的距离要比断面周长的1.5倍大。但是在当前的测试设备的生产中,大部分厂家并没有考虑到这方面问题,在相关的产品使用中并不能实现距离的自由调试,而是跟绝缘材料之间连接在一起,这种情况就不能够满足当下电线线缆直流电阻的测试要求,这方面的问题也是当下亟待解决的。如果使用这种产品仅仅能够实现对断面周长在1.5倍情况下的测量工作,在准确性的控制方面还比较成熟,但是如果电线线缆的截面不在相关的标准范围之内,相关的测量结果就会出现很多问题,准确性也就受到很严重的影响这样的实例在现实的测量中有很多,比如:假设夹具电位接点与电流接点间距为60mm,那么它所对应的所能准确测量的导体断面周长最大为40mm,从中能够O到电线线缆的截面面积,具体数值约为127mm2。也就是说用此夹具来测量截面积为127mm2以上的导体电阻时不能够实现准确性的完全控制。?除此之外,在夹具夹持一些截面不规整的电线线缆的时候,特别是像大截面绞合成型电线线缆,这种电线线缆截面通常为扇形、弧形或三角形。如果出现夹持时电流接点夹头接触情况正常,而电位接点夹头接触不正常的状况下,甚至当电流接点夹头已经加紧,而电位接点夹头却还难以与导体接触,都无法完成正常的测量工作。在这样的情况下还坚持使用,就会造成夹具的磨损、变形,上述的状况也就会出现。 1.2 电线线缆直流电阻测试问题解决措施 在以上具体的测试分析中,本人针对实际的测试过程,提出了以下的改进方法:第一是针对电流夹具的调试问题,将导体夹具上电流接点夹头与电位接点夹头间距设置为自由变化的形式,测量人员在一般的情况系测量长度为1m的电线线缆的电阻,这种情况下可以将电线线缆夹具上电位接点夹头可固定为1m,而将电流接点夹头设计为可在底座上自由移动的结构,进行底座的合理调整。如果做到“每个电位接点与相应的电流接点之间的间距不小于试样断面周长的1.5倍”的情况,就能够对上述的状况进行解决。第二是进行解决电位接点夹头与导体不能良好接触的问题。这方面的问题也很好解决,在设计中可以将夹具上电流接点夹头与电位接点夹头设计为独立夹紧与松开的结构。在这种情况下能够保证电流接点夹头与电位接点夹头同时与导体紧密接触,并且能够对因长期使用夹头磨损、变形而不能夹紧的问题进行预防。 以上分析中可以发现,在相关的电线线缆测试中,需要对具体的测量标准进行数据的精确控制,也是保证测量精确度的关键,相关的数据分析中要以标准作为中心。注重在夹具方面的分析,并加强对具体夹具位置的设计,另外还要考虑到设备的使用周期,在维护设备方面制定合理的标准,保证测试的整个过程。 2、 电线线缆直流电阻测试中温度对测量的影响 大部分人都知道,温度在导体的电阻影响因素中占据重要的地位。gb/t?3048-2007中对导体直流电阻测量的温度范围进行了规定,如果温度达到不到相关的要求,测试人员一般情况下会人为改变环境温度,空调调节的方式在调试中的到了广泛的应用。但是在使用空调的时候会出现检流计滑动的现象,这就就不能够在稳定的条件下完成测量。这种情况下温度在变,也就导致导体电阻也会慢慢发生变化,而检流计的灵敏性也是一个重要问题,所以这种情况下的测量一般不允许出现环境温度变化的情况,要等到环境温度稳定的时候才能够完成测量。而且试样一定要在测量环境中保持足够长的时间,使其自身温度与环境温度达到平衡,因为当测量人员在调节环境温度时,这个过程中的试样温度并不会与环境温度出现一样的变化值,因此在测量过程中,温度变化的现象也时有发生。并且空调不应对着测量装置,以免检流计难以稳定。不管怎样说,测量中一定要对温度进行合理的分析,只有摆脱温度的限制,才能够实现测量的准确性。 3、 接触电阻及测量电流对测量的影响 由于测量电路连接电线的接触电阻侧面按键之间的问题会导致测量结果的变化,一定程度上,一定要确保电缆侧键和可靠的接触才能够保证测量结果的正确性。测量者经常使用的导体电阻不同的截面积,但是电流测量的大小确实相同的,这方面的取值不太合理。测量电流的保证实在最低灵敏度的前提下,应使用比较小的电流,电流过大容易产生过多热量,从而使阻力变大,测量应在最短的时间内完成,时间太长的情况下,也会让电线线缆产生热量。 4、结论 在电线电缆导体直流电阻测试过程中要对测量工具进行不断地优化,又要根据具体的数据分析,对相关测试数据范围进行控制,这样会取得很好的测量效果。另外要保持客观严谨的科学态度,在测量过程中保持清醒的头脑,对具体的流程进行精确的控制,这样才能够得到准确、可靠的数据。 数据分析方法论文:验证型实验的数据分析处理方法探讨 【摘 要】 本文以大学物理实验中典型的验证型实验――牛顿第二定律的验证实验为例,讨论了验证型物理实验中的数学处理方法,得出该类实验中,数学处理方法不但要得出所验证的物理规律的数学式,而且更重要的是要通过计算物理量的相关系数确证该数学式所确立的物理规律成立。 【关键词】 验证型实验 数学处理 物理实验中,验证型实验和研究型实验都是非常重要的两类实验。验证型实验是对已建立的物理规律的验证,研究型实验是通过实验得到物理规律,这两类实验虽然实验目的不同,但从数学处理方法上来看,具有相似性,都是通过实验数据分析确证物理规律或得到物理规律,所以对实验数据的分析处理方法是否得当就显得十分重要。下面以一个典型的验证型实验的数据处理为例进行相应探讨,以期望得出相对合理和妥当的实验数据处理方法。 以大学物理实验来说,验证型实验较多,诸如牛顿第二定律的验证、弹性碰撞实验等等都属于此类实验,其中牛顿第二定律的验证实验为该类实验的典型实验。牛顿第二定律的数学表达式是,力与加速度的大小关系可以表达成,要验证这个规律,就是给物体加一个大小为F的力,对应产生一个大小为的加速度,得到一个测量点,通过改变力,得到n个测量点后,即可通过适当的数学方法验证这个关系的成立。 类似这种线性物理规律,其数学模型都可以归结为的形式。要得到这个线性关系,就是要得出和。通过测量n组和的值,即、、……、、……、,在X―Y平面中得到n个测量点。若不考虑实验测量的系统误差,则测量误差应当服从高斯分布,反应在X―Y平面中,既是这n个测量点应当均匀地分布在所求表达式两侧,对第i个测量点,误差为,n个测量点导致的总体误差是最小的。若任意给一个直线,则一是测得到的这n个点不再均匀地分布在直线两侧,二是这n个测量点产生的总体误差水平将增大,甚至可以达到无穷大。由此可知,所求直线即是使得n个测量点的总体误差最小的那条直线。总体误差可以写成,但由于误差服从高斯分布,导致理论上而无法通过此求和值衡量总体误差水平。为使其不因为正负抵消而无法衡量总体误差水平,只要使得所有误差均为正再求和即可,故可用残差来衡量总体误差水平,虽然残差不再是总体误差。使得残差取最小值的和,即为所求直线的和。此即最小二乘法的数学思想。据最小二乘法处理,所求和即是使得取最小值的和,即有,解此式,得 将测量值供稿,即可得到所求和。通常大学物理实验中的处理方法,得到和,即是验证了[1]。但其实这是不太恰当的。 验证型或者研究型实验,特别是验证型实验,最关键的是需要解决两个问题,一是找出所要验证的关系,第二是要验证得出的关系的确成立,而第二点才是最重要的关键点。即使得出关系,但如果确证关系不成立,则第一步的工作就变得毫无意义。实际上,任意给出一组、、……、、……、,都可以根据最小二乘法得到和,即得出,但并不意味着此式的确成立,不能确证物理量和的确存在这样的数量关系,并没有检验此物理规律存在。因此,验证型实验做到这一步并不算已经验证被验证的物理规律成立,还需要研究和的相关性,通过计算相关系数,据的大小来检验和是否的确相关。 总之,验证型实验,是对物理规律的验证,最重要的是确证被验证物理规律成立,得出相应物理量间的数学表达式并不能说已经验证了相应物理规律的成立,最重要的是要通过计算物理量间的相关系数来确证所得物理规律是否成立。 数据分析方法论文:水轮发电机组高精度水平测量和数据分析方法 摘 要:水平度是机组安装的重要检测项目,有很多种测量仪器和测量方法。为了便于分析水平测量的数据结果,利用计算机软件,实现测量结果的可视化。本文分析了一些高精度水平测量的方法和数据分析方法,对提高机组安装精度和水平可以起到一些指导作用。 关键词:水平测量;精密水准仪;水平仪;CAYERE法 随着近些年来巨型机组越来越多,尺寸越做越大,机组安装的精度要求也随着加工制造水平不断提高。水平度作为水轮发电机组安装过程中非常重要的检测项目,测量方法和数据分析手段也在不断的创新,以适应高精度的测量要求。 水平度反映了被测工件面上各点相对于水平面的高低关系,表示方法一般有两种:一种是直接测量两点高程差的绝对高差值,单位有mm等,另一种是两点之间高程差除以两点之间距离的相对高差值,单位有mm/m、角秒(″)等。测量绝对高差时主要采用测量学方法,常用的仪器有水准仪、带测微器的精密水准仪、电子水准仪、流体静力水准等。测量相对高差主要采用机械工程测量方法,常用的仪器有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪等。 一、基于绝对高差值的测量方法 机组安装中测量绝对高差最为常用的是光学水准仪,适用于测量视距大于水准仪最小焦距(一般为1.5m左右)的情况,使用任何水准仪进行精密水平测量时,都必须注意以下事项:(1)水准仪使用必须具备的环境条件。目前常用的水准仪都是自动安平水准仪,通过自动安平补偿器使视线水平时标尺上的正确读数通过补偿器后仍旧落在水平十字丝上。自动安平补偿器的灵敏度非常高,有轻微振动时十字丝都会出现晃动。所以在使用时一方面要保证仪器的支架要十分稳固,不允许有丝毫晃动,另一方面应避免周围环境中风力、交叉作业的影响;(2)水准仪距离测点的距离尽可能接近。根据相关工程测量规范,一、二等水准测量时i角(仪器水准轴与视准轴在铅垂面上投影的交角)误差必须调校至15"以内。即便按此i角允许误差要求,两测点视距之间每相差1m产生的测量误差为:1000×tan(15″)=0.073mm,在机组安装中已经属于较大的测量偏差了。只有测点之间视距相等,由i角产生的误差在高差计算中相互抵消,例如测量两点间高差时,可以选择放置在两点的垂直平分线上,在测量座环、底环等大型环形工件的水平时最好将仪器放置在中心位置;(3)立尺时必须确保水准尺垂直度。以1m的视线高为例,水准尺每前后倾倒10mm产生的高程差影响为1000×(1-C0S(10/1000))=0.05mm。为消除水准尺垂直度的影响,应在测量过程中减小视线高度,使用深度尺、钢板尺等小尺寸量具作为标尺,或者使用带有水准气泡的变形监测专用铟钢尺。 (一)普通水准仪配合游标卡尺测量法 将水准仪安平于可观测到所立游标卡尺的适宜高度,为保证垂直度和稳定,可将游标卡尺靠在磁性表座上,底部与待测面贴紧。读数时观测者通过水准仪指挥把尺者缓慢微调游标,使游标的某一刻度线重合于水准仪十字丝的水平中丝,此时游标卡尺的读数即为该点的水准仪读数。每个测点读数时游标应对准同一刻度,对比相互之间的读数差值即绝对高差。此方法测量的读数精度一般为0.02mm。 (二)带测微器的精密水准仪测量法 精密水准仪一般配备了光学测微装置,将配套水准尺上的最小分化进行细分,测定小于水准尺最小分划值的尾数,进而提高在水准尺上的读数精度。一般精密水准仪将水准尺10mm分划成100格,可以读到0.1mm,估读至0.01mm。德国蔡司厂生产的Ni004、Ni007等精密水准仪则是将5mm的最小刻度分划成100格,可以读到0.05mm,估读至0.005mm。精密水准仪读数时需要通过测微螺旋上下微调望远镜的十字丝来对准同一刻度,此时测微器的读数差即为绝对高差。 (三)电子水准仪 电子水准仪是以自动安平水准仪为基础,在望远镜光路中增加了分光镜和探测器(CCD),并采用条码水准标尺和图象处理电子系统构成的光机电测一体化的高科技产品,与传统水准仪相比读数客观、精度高、速度快、效率高等特点。采用普通标尺时,又可以像一般水准仪一样使用。目前市场上常见的天宝DiNi03、徕卡BT28-DNA03等电子水准仪读数分辨率均达到了0.01mm。 (四)流体静力水准测量法 液体静力水准多用于高程变形监测等精密工程测量作业,由于它具有高精度、自动化、长期多点同时测量、安装简单的特点,可以引入到水平测量中,特别是座环、蜗壳浇筑过程中的监测。 二、基于相对高差值的测量方法 测量相对高差值一般使用各种水平仪,其中合像水平仪在精密水平测量中最为常用,使用水平仪测量时,应注意以下事项:(1)测量前应认真清洗测量面并擦干,检查测量表面是否有划伤、锈蚀、毛刺等缺陷;(2)水准器内液体对温度影响变化较大,因此,应注意手热、阳光直射、哈气等因素对水平仪的影响;(3)读数时,应在垂直水准器的位置上进行读数,以减少视差对测量结果的影响;(4)测量时应检查零位是否正确。操作时可以通过翻转测量法获得准确读数,消除零位误差,如果零位偏差较大则需要使用调整针对零位进行校正调整。 (一)水平梁测量法 水平梁测量法是经典的水平测量法,制作适当长度的平梁,加大水平仪测量的距离。在中间的顶部焊接一块经过精细加工的座板,用以放置水平仪。在两端的底面上安装三个球形头螺栓支撑,三个支点所在的平面应调整至与座板顶面平行。操作时为了消除水平仪及梁的误差,水平仪在梁上的位置必须固定,水平仪与梁要一起调头,取平均值计算的方法计算水平度误差。只要平梁刚度足够,跨距适合,把水平仪放在梁上就可以直接测量大尺寸平面上两点的水平度误差。 (二)“CAYERE”法 针对水平梁法长度固定,无法准确反映水平波浪度的情况,可以采用首尾衔接多点连续的测量方法。对于需要测量座环、底环、大轴法兰等大的环形面,可以沿圆周方向连续测量,可以得到一条反映圆周水平波浪变化的曲线,此方法称为“CAYERE”法,由ALSTOM在三峡使用后,国内很多电站都进行了推广和尝试,收到了良好的效果。 (三)网格法 对于设备基础等比较大的平面,可以采用“网格法”,将测量面划分成矩形方格网,用水平仪测量每条矩形边的水平值,从而得到一个反应水平趋势变化的曲面。 三、水平测量数据分析方法 水平测量的数据分析主要用来反映高低变化的趋势,以便分析不平度产生的原因,采取相应的处理措施。为反映高低变化的趋势,需要先将测量数值转化成相对于某一点的绝对差值,然后利用计算机软件方便地呈现出来。 用EXCEL“图表法”绘制趋势线。EXCEL是比较常用的办公软件,在线状或环形的连续测量情况可以直观的反映水平变化情况。下表1是某大型电站的分瓣座环组装过程中的某次测量结果,采用的设备为蔡司NI007自动安平水准仪,测微器将5mm分成100份,测微器读数的单位为0.005mm,各点与1#测点的高差均可用EXCEL的公式计算功能方便的计算出来。 四、结束语 本文所述的水平测量方法及数据处理方法,在很多电站机组安装调整中起到了良好的指导作用。计算机的运算反映的是数据可视化后的趋势,真正数据的准确度取决于测量的精度,因此,无论使用什么仪器或软件,都需要通过发挥人的主观能动性,积极探索实践,消除仪器自身带来的各种误差和人为读数误差,这才是提高安装质量的关键。 数据分析方法论文:大数据分析的方法及其在情报研究中的适用性初探 摘 要:对基于数据或信息分析的情报研究来说,大数据分析方法带来了新机遇。文章在现有研究的基础上,先梳理了基于数据、流程及信息技术三种视角的大数据分析方法,并从中归纳出了面向统计、挖掘、发现、预测与集成等5种分析层次的17种相关研究方法。接着探讨了大数据分析方法在情报研究的适用性,分别找出10种可直接移植的方法、2种调整后可移植的方法、2种不适用的方法、3种需要继续研究或关注的方法。 关键词:大数据 大数据分析方法 情报研究 适用性 大数据分析(Big Data Analytics,BDA)是以“深度的发现分析、引领行动”作为目标的工作[1-2],它包括由多个任务组成的高度重复执行的步骤[3-4]。BDA通常要集成多种分析技术与软件工具,以便让海量数据的处理及分析变得更加容易,从数据中提取有用信息并形成结论,用来验证、指导及规范组织或个人的决策行动;BDA的执行过程一般包括问题需求及假设提出、数据获取及记录、信息抽取及清洗、数据整合及表示、选择建模及分析方法、结果诠释、评测结果有效性及监控等几个阶段。从以上BDA的定义及过程来看,BDA与情报学领域中的情报研究(也称情报分析)在本质上是一致的,两者至少在方法与技术(以下简称方法)上可以相互借鉴或补充。本文基于情报学的视角,关注哪些BDA方法可以为情报研究提供借鉴,并解决情报研究的相关问题。因此,本文首先概略总结BDA的方法体系,然后探讨BDA方法在情报研究中的适用性。 1 大数据分析的方法分类 到目前为止,尚没有公认的BDA方法的分类体系,甚至对BDA包括哪些方法,也有不同的认识。本文首先综述现有的相关研究,并以此为基础提出我们的分类体系。 1.1 相关研究 不同学者对BDA方法的看法各有差异,概括起来,主要有三种分类体系,分别是面向数据视角的分类、面向流程视角的分类以及面向信息技术视角的分类。 (1)面向数据视角的BDA方法分类。这类研究主要是以BDA处理的对象“数据”作为分类依据,从数据的类型、数据量、数据能够解决的问题、处理数据的方式等角度对BDA方法进行分类。 Power[5]依据分析需求将数值型数据的分析方法划分为三类:①若是模式理解及对未来做出推论,可采取历史数据及定量工具进行“回顾性数据分析”;②若要进行前瞻及预测分析,可采取历史数据及仿真模型进行“预测性数据分析”;③若要触发事件,可采取实时数据及定量工具进行“规范性数据分析”。美国国家研究委员会在2013年公布的《海量数据分析前沿》研究报告中提出了七种基本统计数据分析方法[6],包括:①基本统计(如一般统计及多维数分析等);②N体问题(N-body Problems)(如最邻近算法、Kernel算法、PCA算法等);③图论算法(Graph-Theoretic Algorithm);④线性代数计算(Linear Algebraic Computations);⑤优化算法(Optimizations);⑥功能整合(如贝叶斯推理模型、Markov Chain Monte Carlo方法等);⑦数据匹配(如隐马尔可夫模型等)。 针对非纯粹的数值型数据,Li、Han[7]梳理了面向“时空数据”(Spatiotemporal Data)的BDA方法,通过对动态数据挖掘出主体的预测性,如运用物理工程领域的傅立叶变换(Fourier Transform)及自相关匹配(Autocorrelation)侦查某一时间区段的信号、发生的事件或生物基因中的周期性节律,也可运用时间序列方法预测地点位置的变化;魏顺平[8]以教育领域为例,梳理了面向学生与学习环境的“学习分析方法”(Learning Analytics),此方法集成了内容分析、话语分析、社会网络分析、统计分析、数据挖掘等多种方法,从中挖掘学习的各种语义关系,并回答“谁在学、学什么、怎么学、学的结果如何”等问题,为教学与优化学习提供参考。 Mohanty等人[3]从数据获取(Data Ingestion)角度,依照处理的数据量从小至大的顺序,区分出八种分析方法:①流分析(Streaming Analytics),以预定模式及时处理数据流;②高速的数据采集(High Velocity Data Ingestion),不转换任何格式,可稍晚处理; ③链结分析(Linkage Analysis),构建不同数据源的关系与链接;④罕见事件侦查(Rare-Event Detection),从庞大数据集中寻找特定模式;⑤数据聚合(Data Mash-Ups),需要对数据属性发展故事线或链接关系进行分析;⑥文本分析(Text Analytics),如观点挖掘或社会网络分析等;⑦时间序列分析(Time-Series Analysis),通过模式侦测及事件发生概率来处理时空数据;⑧数据辩论(Data Forensic),用于数据科学家探索大规模数据集。 Chen等人[9]认为,在商业智能分析发展的过程中,商业智能分析经历了从处理结构化程度较高的数据、到处理网络上半结构化数据、再到处理移动数据的发展,涵盖了五类核心的分析方法:①数据分析,涉及数据仓储、ETL、联机分析及数据挖掘等分析技术,可应用在时间序列挖掘、网站挖掘、空间数据挖掘等;②文本分析,涉及信息检索、查询处理、相关反馈等分析技术,可应用在QA系统、观点挖掘、多语义分析、可视化分析等;③网站分析,涉及信息检索、网络爬虫、日志分析等分析技术,可应用在云计算、社会网络分析、网站可视化等;④网络分析,涉及信息计量、引用网络、数学网络模式等分析技术,可应用在链结分析、社区发现、社会影响力及扩散模式等;⑤移动分析,可应用在移动通讯服务、个性化分析、游戏营销分析等。 (2)面向流程视角的BDA方法分类。这类研究主要是依据BDA的步骤和阶段对BDA方法进行分类。 美国计算社区协会出版的《大数据的机会与挑战》白皮书指出BDA是一个多阶段任务循环执行过程[4],从整体看,其分析的过程包括了五个阶段,每一个阶段都包含该阶段需要使用的方法:①数据获取及记录,从各种感知工具中获取的数据通常与空间时空相关,需要及时分析技术处理数据并过滤无用数据;②信息抽取及清洗,从异构数据源抽取有用信息,并转换为结构化的格式;③数据整合及表示,将数据结构与语义关系转换为机器可读取、自动解析的格式;④数据建模及分析,从数据中挖掘出潜在规律及知识,涉及可扩展的挖掘算法或知识发现等方法;⑤诠释,为了让用户容易解读分析结果,可视化分析技术变得十分重要。此外,严霄凤、张德馨[10]依照搜集、分析到可视化的流程,梳理了适用于大数据的关键技术,包括:遗传算法、神经网络、数据挖掘、回归分析、分类、聚类、关联规则、数据融合、机器学习、自然语言处理、情感分析、网络分析、空间分析、时间序列分析等多种方法。 (3)面向信息技术视角的BDA方法分类。这类研究强调大数据技术本身涉及到的新型信息技术,将大数据处理架构、大数据计算模式、大数据系统等作为BDA方法分类的依据。 孟小峰、慈祥[11]着眼于大数据处理框架,梳理了数据抽取与集成、数据分析及数据解释所使用的分析方法,在数据抽取与集成方面,可区分为基于物化(Materialization)或ETL的方法、基于联邦数据库或中间件的方法、基于数据流的方法以及基于搜索引擎的方法等四类;在数据分析方面,传统的数据挖掘、机器学习或统计分析面临数据规模、算法调整等困难,需进一步发展;在数据解释方面,引入可视化技术或交互式的数据分析过程,有助于用户理解分析结果。覃雄派等人[12]认为,非关系数据管理(如MapReduce)扩展了数据分析的多维视角,使数据分析的生态系统从“大量数据的移动”转向“直接对数据进行分析”。 2012~2013年在印度召开了两次BDA国际研讨会[13-14],会上分别就BDA中的机器学习面临数据规模与多维度问题、可扩展的机器学习算法(如随机映射、随机梯度下降等)、机器学习在MapReduce的应用、社交媒体数据挖掘(如话题检测与跟踪、地点推理、语义连接等)、高维数据降维分析(如主成分分析、因子分析、经典相关分析等)、图像挖掘(如Main Memory Approach、Disk-Based Approaches、Database-Oriented Approach)及图像比对分析(如特征提取、Iterative Methods)等进行了探讨。2013年IEEE计算机协会在美国召开大数据国际研讨会,BDA结合MapReduce、Hadoop等模型的分析方法仍是主流,研究的内容包括了Map-Based Graph Analysis、Sketch-Based Load Balancing Algorithm、Large Scale Neural Networks等方法。 1.2 BDA方法的分类――面向层次的BDA方法框架 上述三种视角的BDA分类各有特点,都有一定的道理。从面向数据的视角来看,BDA方法正从统计(Statistics)转向挖掘(Mining),并提升到发现(Discovery)和预测(Prediction)。基于流程的BDA分类则更能反映BDA过程的集成性(Integration),也就是说,在完成一项分析任务时,需要综合使用多种方法。从面向信息技术的BDA分类中可以看出,这种分类方式强调使用新技术对传统数据处理方法进行改进和创新,同时更重视新型系统架构与分析方法的集成,例如,各种数据挖掘算法的MapReduce化,就是这方面的典型实例。 本文认为,如果综合上述三种分类体系中体现的层次性,将可以更准确描述BDA方法。在此,本文提出一个面向层次的BDA分类框架,将BDA方法分为统计、挖掘、发现、预测及集成五个层次,并初步归纳出17种BDA相关方法(见表1)。 2 BDA方法在情报研究中的适用性探讨 如前所述,BDA与情报研究在本质上有共同之处,BDA方法可为情报研究提供借鉴,因此,探讨BDA方法对情报研究的适用性就很有必要性。以下综合考虑方法本身的完善性及可操作性、情报研究的分析对象特征、方法的可移植性[15]等因素,对本文所列举的17种面向层次的BDA方法在情报研究中的适用性进行分析。 2.1 可直接移植的方法 可直接移植方法是指这些方法的原理、流程、算法等可以直接应用于情报研究,用来对情报研究的数据源(如科技文献、网络资源等)进行处理,解决情报研究过程中的一个或几个步骤中要解决的问题。在本文所列举的17种面向层次的BDA方法中,数据挖掘、文本挖掘、知识发现、观点挖掘、话题演化分析、多元统计分析、时间序列分析、海量数据的基本统计方法、高维数据降维分析方法、多源数据融合方法等10种方法均属于可直接移植方法,其中有些方法在情报研究中已经有多年的应用历史。 (1)数据挖掘与文本挖掘。数据挖掘与文本挖掘是不同概念,两种方法分别使用不同的发现技术,文本挖掘属于基于计算机语言学及统计方法的发现技术,用来揭示文本中的词与句法特征;数据挖掘以数据库中的大量结构化的数据挖掘为基础,用来揭示数据中潜在的、可能的数据模式及关联规律[16]。在情报学领域的实践应用中,数据挖掘多应用在图书馆自动化技术与服务方面,例如,馆藏采购决策、个性化服务、信息检索、读者管理、馆藏布局等。文本挖掘在情报研究的价值在于弥补了情报学专门分析方法对科技文献内在知识挖掘不足的缺欠,例如,祝清松、冷伏海[17]为了解决引文分析方法无法揭示论文的研究内容这个问题,提出引文内容分析,先建立基于规则的引文内容抽取来识别引用句,再通过基于C-value多词术语识别算法找出高被引论文主题,相比于引文分析,这种方法较能提供客观的语义信息与文献之间的语义关系。 (2)知识发现。情报研究中所说的知识发现,主要是指基于文献的知识发现,例如,张树良、冷伏海[18]在共词、共引、文本挖掘等方法基础上,提出了“基于文献的知识发现”,包括:基于相关文献、基于非相关文献及基于全文献三种条件下的知识发现,完整揭示文献的知识结构与演化情况。在网络环境下,李楠、张学福[19]认为关联数据的RDF数据模型、数据访问机制、URIs及自描述数据等规范所形成的数据共享环境,为知识发现提供了新的研究潜力,包括知识发现的范围被扩展成全球数据空间、高效率理解及处理数据间的语义关系等。简言之,知识发现从不同数据源之间的复杂关系中获得隐含的知识或规律,甚至可对未来进行预测。 (3)观点挖掘与话题演化分析。观点挖掘与话题演化分析两种方法实际上是数据挖掘及文本挖掘的具体及深化应用。观点挖掘主要有三种挖掘任务:情感分类、基于特征的观点挖掘、比较语句和关系挖掘[20],例如,黄晓斌、赵超[21]通过对网络舆情信息的文本挖掘,找出不同民众对某一社会事件的情绪、态度及观点,再通过关联分析找出网络舆情信息的各种关联性。赵洁、温润[22]认为微博情感分析的关键是观点句识别,并根据文本特征的差异性,提出了基于新词扩充和特征选择的观点句识别方法,即先扩充情感词典来提高分词准确率,再结合微博特征进行句子选取。话题演化分析方法是近年文本挖掘的研究热点,借助不同的话题模型,包括基于LSI模型、基于pLSI模型、基于LDA模型等,获取文本中的一组词语,表示为某一话题的集合,再引入时间信息模拟该话题随着时间推移所表现的受关注程度及关注点的变化[23]。又例如,贺亮、李芳[24]利用LDA模型抽取科技文献中的话题(即主题词),再计算话题的强度与内容演化,从而区分热门与冷门话题及其历年特征词的演化趋势。 (4)多元统计分析与时间序列分析。多元统计分析与时间序列分析两种方法也是情报研究常见的定量分析方法[25],前者研究客观事物中多个变量(或多个因素)之间相互依赖的统计规律,后者则是基于随机过程理论和数理统计学方法,研究动态数据序列的规律性。这两种分析方法的一个重要特点在于能基于历史数据的变化,评价事物现状或预测事物未来的发展。 (5)海量数据的基本统计分析方法。海量数据的七种基本统计分析方法适用于情报研究的原因是,专家们普遍认为,在现有硬件技术条件下要开发一个海量数据分析系统的难度过高,且高性能计算领域也面临许多困难,因而转向寻找共通的基础性计算方法来帮助运算[6],同时这些统计方法也经常应用于数据挖掘或文本挖掘。对情报研究来说,处理的数据量不及高性能计算领域的海量数据,因此可以容易地应用这些基本统计分析方法。尽管如此,随着情报研究处理的文本量增加,包括文献计量或信息计量方法在内的定量分析方法,仍然要经常借鉴基础性的计算方法,并进行公式改进。 (6)高维数据降维分析方法。高维数据降维分析方法反映了海量的数值型数据在数据缩减的重要性,常见的降维(Dimensionality Reduction)方法包括主成分分析、因子分析、典型相关分析、独立成分分析、投影寻踪等[26]。高维数据经常存在大量的弱相关内容或噪音,通过线性(如主成分分析、典型相关分析等)或非线性(如投影寻踪、核方法等)映射可以将数据样本从高维空间映射到低维空间,从而提高机器学习的效率[27-28]。情报研究在处理文本语料时,广泛使用基于向量空间模型来表示文本,形成的高维特征集会对文本分类或机器学习的效果产生很大影响,通过特征选择(如特征频率、互信息等)进行特征抽取(如PCA、LSI、NMF等),转换成一个低维的特征集来提高训练效果,是非常必要的[29]。 (7)多源数据融合方法。多源数据融合方法是解决大数据环境下异构数据整合而提出的方法,例如,为了解决不同研究阶段产生的各类科学数据集成问题,白如江、冷伏海[30]认为解决关键在于中间件构建,例如,通过基于XML模型将异构数据源的元数据映射到全局视图,解决了不同数据源的关系描述问题,并提供用户可灵活订制查询规则;但基于XML模型只能提供语法层次的整合,为了提供数据在语义层次的整合,可通过基于语义模型对XML的对象进行分类,在对象模型的基础上生成逻辑规则,揭示隐含在科学数据中的语义信息。此外,也可以通过基于物化或ETL方法、基于数据流方法或其他方法对异构数据源中的数据抽取出实体与关系,再进行数据集成或数据清洗[11]。多源数据融合方法是进入数据分析之前的重要任务,对情报研究来说,需要多种来源支持情报分析工作,包括同型异源信息、异质异构信息、多语种信息等,都需要通过异源信息字段的映射、拆分、滤重、加权等进行融合分析[31]。 2.2 调整后移植的方法 调整后移植的方法是指其在原本的领域已经成功应用,但由于该方法最早或成功应用的领域在任务需求、数据处理、分析过程有自身的特点,若移植到情报研究时,需要根据情报研究自身的特征进行调整。数据可用处理及分析方法、时空数据分析等两种分析方法就属于这类情况。 (1)数据可用处理及分析方法。大数据环境中容易产生许多劣质数据来降低数据可用性,为了提高数据可用性及数据质量,李建中及刘显敏[32]梳理了数种数据可用性的相关方法,包括高质量数据获取与整合、数据错误自动检测与修复、弱可用数据处理与分析等,分别解决了大规模数据集预处理阶段常见的一致性、精确性、完整性、时效性及实体同一性等问题。对情报研究来说,情报素材、产品形式及工作任务分解的质量控制是情报工作的核心[33],其中,情报素材的质量对后续的情报分析成败存在着至关重要的作用,当数据或信息是错误或不完整时,提炼出来的情报势必会存在缺陷或错误。过去对情报研究的质量控制取决于人,如果能引入数据可用处理及分析方法解决数据或信息源可能存在的不一致、不精确、遗漏、滞后或重复等问题,有助于提高情报分析素材的可用性与正确性。 (2)时空数据分析。时空数据分析是地球信息科学相关领域的研究热点,其中最常使用“周期性行为”(Periodic Behavior)分析,例如天气预报、环境监控、地理信息系统、城市交通网络管理等都是常见的应用实例[7]。现有研究的多数做法是采取基于时间序列的方法进行周期性行为建模,但建模过程容易出现对象可能没有周期性行为、时间点分布不一定呈现周期性等问题,为了解决这些问题,王阅等人[34]提出基于ERP的周期检测方法解决周期长度定义问题,孟志青等人[35]提出多粒度时间文本下的周期模式挖掘算法解决时态文本数据挖掘问题。对情报研究来说,时间是文本中一个重要的属性,如文献发表规律、舆情监控、科研人员的研究主题周期等。在原有数据基础上增加时间维度进行长时段分析是多数研究的常见做法,但并没有呈现出其中的周期性规律,特别是文本中的规律特征较难发现,如果能引入此类方法,将有助于找出情报演化的周期模式。 2.3 不适用的方法 考虑学科领域差异,本文认为 “翻译生物信息学分析”及“学习分析方法”两种专门研究方法不适合情报研究。 (1)翻译生物信息学分析。翻译生物信息学分析是生物信息学的专门分析方法,这种方法是依据特定目的整合多数据源及促进领域知识的有效利用,其结果可应用在生物医学研究、产生支持医疗人员在治疗点中的“可操作的决策”(Actionable Decision),同时能对人类与疾病的关联关系提供更好的理解。生物信息学为了找出更多基因与疾病的关系,通过翻译生物信息学分析,可以将分析方法与工具开发从系统层面横跨到分子、个人或全人类层面,分析视角从单一基因或多肽(Polymorphic)挖掘的研究转向新基因或遗传性状组合与预测研究[36]。从分析方法的操作过程来说,考虑到数据源的特殊性(如DNA编码数据、蛋白质结构等)、分析视角、工具构建及使用等因素,并不符合情报学的学科研究特色。 (2)学习分析方法。学习分析方法是搜集、分析及评测学习者及其学习语境的分析方法,目的在于理解与优化学习及其学习环境[8]。从UNESCO IITE机构在2012年11月出版的学习分析方法政策简报可知,学习分析方法的数据分析功能是基于数据挖掘从而开展相关分析内容,包括行为分析、学习资源浏览分析、各种关联分析与影响因素分析等。虽然数据挖掘是情报研究的常见方法,但学习分析方法的结果意义在于解释学习者的学习语境,为教师或管理者提供决策支持,从而改善学习者的学习习惯及促进学习效果。由于这种方法有其特定的含义和应用环境,离开了学习语境,方法的内涵和外延可能就会产生变化,因此,难以移植到情报研究。 2.4 需要继续关注的方法 基于MapReduce或Hadoop的衍生分析方法、图模型分析与挖掘以及商务智能分析,是近年研究探讨较多的方法,但目前尚未形成一个成熟且完善的方法体系,例如,MapReduce或Hadoop等之类的工具还在持续发展中,本身也存在不断的改进空间,它们与各种分析方法的集成缺乏公认的标准和规范,同样地,对于关注图像与事物之间关联的图模型分析与挖掘也尚没有发展出固定的技术,又例如,商务智能分析被定义为由数据仓库、ETL、联机分析、数据挖掘、客户关系管理、知识管理等多种技术融合的一组系统,通过BI系统管理组织内部及个人相关的商业数据、专家信息及知识,涉及数据的融合、取用及分析等方法与工具[37-38],目前也没有标准化的体系架构。 因此,本文还无法明确回答上述三种方法将如何应用于情报研究、在应用过程中需要做哪些调整、这些方法与现有的情报研究方法的关系如何等相关问题,但可以肯定的是,这些方法对未来的情报研究具有借鉴价值,例如,一旦情报研究的处理对象(即数据)积累到了一定程度,成为传统关系数据库处理不了的大数据,那么,使用基于MapReduce或Hadoop的衍生分析方法就成为了必然。又如,图模型分析与挖掘可补充情报研究在图像分析的不足,而商务智能分析可理解为一套集成系统,可应用在情报机构的知识库或机构典藏,找出组织的知识缺口等方面。 3 结语 大数据时代就是一个数据分析的时代,学界和业界提出了很多大数据分析的方法与技术,这些方法与技术对情报研究产生了积极的借鉴作用,本文总结了大数据分析的方法,提出面向层次的BDA方法框架,归纳总结了其中的17种BDA方法,并从可直接移植、将调整后移植、不适用于情报研究以及需要继续关注等四个方面对这些方法在情报研究中的适用性进行了分析,以期为情报研究借鉴或移植BDA相关方法提供参考,促进情报研究的理论与实践发展。 数据分析方法论文:考虑采用数据分析方法表明飞机撤离能力经验介绍 【摘 要】民用飞机的应急撤离能力是民用飞机安全性能的要求之一。目前国内外对民机应急撤离能力的分析对采用实景撤离试验的方法。针对实景撤离试验危险系数高、花费昂贵、周期长等诸多问题,本文阐述应用数据分析的方法,在积累试验数据的基础上通过建立应急撤离元素数据库实现对飞机撤离能力评判的经验介绍。 【关键词】撤离能力;数据分析;撤离元素 0 引言 如何在飞机发生故障时使机上乘员快速的撤离(即应急撤离)是民用飞机安全性要求之一。根据中国民用航空规章第25部(CCAR-25)运输类飞机适航标准要求[1]:“对客座量大于44座的飞机,必须表明其最大乘坐量在90秒钟内在模拟的应急情况下从飞机撤离至地面。对于这一点的符合性,必须通过按CCAR25部附录J规定的试验准则所进行的实际演示来表明,除非中国民用航空局(CAAC)适航部门认为分析与试验的结合足以提供与实际演示所能获得的数据等同的数据资料(§25.803(c))”。 进行全尺寸应急撤离试验,有以下不可避免的缺点:真人验证非常危险、试验花销昂贵、准备周期较长以及参与试验者在撤离中随机行为等问题。根据美国联邦航空局(FAA)的研究发现,在进行全尺寸应急撤离试验中平均6%的参试者受伤。在1972年至1980年,美国进行了7次全尺寸应急撤离试验,2571名乘客和机组参加了试验,其中有168人次受伤[2]。 在1985年FAA开始讨论用分析与试验结合的方法替代全尺寸应急撤离试验来表明对于§25.803(c)的符合性。允许申请人使用分析的方法,其目的是证实飞机能在90秒以内能将机上人员全体撤出[2]。 1 积累试验数据 对于采用分析方法进行证明新型号飞机或已有飞机进行了型号设计更改后符合§25.803(c)的要求,这需要之前的全尺寸撤离演示及其他的试验积累的充足的数据和知识。 分析必须有适当的试验支持,这些试验可能包含,但不限于: (1)应急出口和辅助撤离设施组合的撤离率; (2)确定开门和撤离人员准备时间; (3)确定乘务员训练和程序是充足的以帮助乘客迅速撤离飞机; (4)确定通道的影响,包含通向应急出口或交叉过道及合并乘客流量的过道交点位置等; (5)确定飞机内外部应急照明照度更改造成的影响的试验; (6)确定乘务员座椅位置更改对组织撤离的影响的试验。 成功的应急撤离试验是分析的数据源,分析应基于对确定应急撤离系统元素的信任,(客舱内部特征,门的尺寸,撤离辅助设备和与门的结合和相对位置),引用合适的涉及更小的或者相同的元素的试验记录,然后这些性能数据对需要验证的构型,进行有效的分析。 如果使用未能成功的全尺寸试验数据为基础,对型号飞机的撤离能力进行分析,首先失败的原因应被确定(设备、构型、或程序),然而说明现需要验证的飞机构型中不包含这些失败的元素。 2 建立应急撤离元素数据库 基于上述,对于新型号的飞机及涉及影响飞机撤离能力的设计更改,应进行评估其对于符合§25.803的影响。如果考虑用试验和分析方法结合方法代替全尺寸应急撤离试验,应急撤离元素的数据库的建立,是进行应急撤离分析的基础,同时,相应的试验是应急撤离元素数据库建立的前提。 首先数据库中需要建立对飞机内部构型进行了详细描述的具体模型,在这些模型中,乘客容量与撤离能力的应清晰表述,审定基础应清晰。 客舱内部安排特征和撤离系统元素(例如过道和交口,出口通路、乘务员辅助空间,门和应急出口等)对分析是至关重要的。应详细的描述客舱安排和撤离系统元素,这些表述应该包含位置、操作和客舱的尺寸和特征等,这些对于分析是非常重要的。 关于撤离系统元素任何专用条件、豁免、和等效安全的均应被讨论,和评估,视情况进行相应的试验。在进行应急撤离分析时,这些评估均需包含其中。 如果采用与先前验证飞机相似的特征。经全尺寸演示的构型被考虑作为原验证构型,两个构型的共同特征需要描述清晰。代表性的描述:门和辅助系统是没有更改或与原基本构型相似。内部特征完全没有更改或客舱主要部分没有更改。两个构型的不同之处及构型的独特特征应重点关注。例如,安装了一个新的门,这个门的影响需要进行评估,在其他飞机上相似的门系统的验证数据可以是的源泉。“相似”是使用这些数据基础,“相似”也是分析中的重点表述内容之一。例如:独特特征的空间参数应与已验证的相匹配。这些系统的性能数据应在分析中包含以确定新的构型满足条款要求。当一个新的安装更改了早期的安装详细特征,改变了系统性能,这个更改应该被验证,分析中应包含新安装和早期的安装的性能数据。 数据源应被包含除全尺寸应急撤离演示的以外的试验数据,例如:一个新滑梯的抛放/充气时间数据应被考虑进入撤离时间序,因为滑梯和救生筏抛放和充气,因此一旦开始,不受人为的进一步干涉和CCAR25(和FAR25部)附录J中试验条件的影响。相似的,拉丁文正方形试验(AC25-17A附录4运输类飞机客舱内部失坠性手册)可能被使用确定一个新撤出系统或系统元素的性能能力(需要在附录J的试验条件下执行),以确定乘员和新系统之间的界面是合适的,例如:滑梯的灯光是否是充足的鼓励参与者最小犹豫的跳下去[5]。 3 应急撤离元素 应急撤离元素越涉及小单元的元素,并引入其相应的是试验记录,其分析的可信度越高。 3.1 应急出口 3.1.1 应急出口大小和分布 应急出口的选择和布置需满足§25.807(应急出口)和§25.809(应急出口的布置)的要求。对于申请人已要求豁免的适用的联邦航空条例中的非标准出口布局,必须确定它的可接受性,在一定的条件下进行全尺寸试验,以便与标准出口进行精确的比较。 试验目的是使用所提供的出口构型来确定的平均撤离时间等于或少于运输类飞机适用的联邦航空条例中规定的出口构型所规定的时间。这个结果可用作证实豁免的等效性或证实等效的安全水平。这个试验程序不用作确定出口率或出口构型。 3.1.2 撤离辅助设施 撤离辅助设施展开的时间需满足§25.810的要求。 3.1.3 撤离路线 §25.810 (c)中对撤离路线的选择和制定进行了详细要求。 3.1.4 应急出口标记 应急出口标记要求乘员能认清应急出口及其位置,易于接近通路并易于开启。应急出口标记的的设置满足§25.812的要求。 3.1.5 应急出口和辅助撤离设施组合 如果应急门开启时,由应急门带动并触发辅助撤离设施的启动装置,应急门的运动过程与辅助撤离设施的完美组合是对于应急撤离性能的影响是非常关键的。辅助设施系统的安装需要进行相应的验证工作。应急门辅助设施除完成TSO-C69验证试验外,还需要完成§25.810(a)(1)(v)的要求的5次连续抛放试验。对于应急出口和辅助撤离设施组合有影响的更改,例如:滑梯装饰罩、地板铆钉突出等,存在影响应急门运动和辅助撤离设施开启的组合过程的因素,均需要进行评估分析,视情况进行试验,并记录试验结果。 3.2 过道和通道 3.2.1 应急出口通道 §25.813中明确规定了主过道通往各类型出口和连通各个区域的通道的详细尺寸要求。 3.2.2 应急出口可达性 3.2.3 乘员辅助空间 必须按下列要求规定提供足够的空间,便于机组人员协助旅客撤离:该辅助空间不得使用通道的无障碍宽度减少到低于出口所要求的无障碍宽度。 当邻近出口的区域被要求用于许可机组人员辅助乘客在使用逃生装置,一个12×20英寸的辅助空间在长矩形和清晰的20英寸靠近通道或相当设备是被提供,这个地方是充足的允许乘务员直立站着去执行需要的辅助服务在乘客撤离。较小的偏离从12×20英寸辅助空间是被允许如果已经进行了出口影响减少的评估。一个演示可能是需要的以显示乘员能有效的撤离。 座椅椅背前折不应该被使用侵占辅助空间。依赖辅助空间和坐垫压缩是允许的。如果座椅是容易向前推动和坐垫是容易压缩的。 如果辅助空间是在头顶上的架子下面,例如乘务员不能直立站直,增加空间是被要求的,例如免除外部座椅。辅助空间的效果必须要验证。 辅助空间不需要直接靠近出口。在一些情况下辅助空间可以是在出口稍稍靠里但在主要通道的外部。 辅助扶手是常常被提供在与地板水平的应急出口为乘务员提供稳定性在应急撤离期间。对于辅助扶手没有具体要求。在撤离演示中已经使用了辅助扶手以符合规章要求,那么辅助扶手应该安装,并且在辅助空间上的位置不能更改。 3.2.4 过道宽度 §25.815对飞机应具有符合性合格审定要求的最小无障碍过道和通道进行了规定。这可以组合多模式特征。各种组合模式特征下的撤离速率的影响,需要进行试验。最小的座椅宽度考虑了动态试验座椅的变形影响。 通过§25.815(过道宽度)表明符合§25.807(应急出口)是符合25.803的序幕。构型满足§25.807和§25.813(应急出口通道)的要求的讨论是应急撤离能力分析的重要部分和可接受的重点。这一节定义了各种应急出口的类型,各种类型数目的要求和易于接近和T■=T■+T■位置的要求。这些分析应直接阐明客舱乘客分布的和出口能力分布的问题。当物理约束,例如机体结构、机翼和发动机位置、防止舱门位置合适的几何独特性、提高应急撤离能力的补偿因素应该被讨论。出口的几何分布,出口类型的规定能力,乘客舱区域客座椅密度应该被记录。布置图上出口的几何分布是明显的。涉及到乘员分布的出口均匀分布可能不是立即可视的。 3.3 应急照明 飞机应急照明系统的设计需要满足§25.812的要求。 3.4 乘员座椅位置 乘务员和提供的座位应在合适的构型中定义。 3.5 乘员培训 3.6 撤离者行为(犹豫不决等)对试验的影响 3.7 应急撤离的其他客舱特征 例如:飞机外部影响应急撤离的特征(例如发动机和机翼副翼)应详细描述。 4 撤离时间的分析计算 4.1 撤离时间计算公式 FAA确定了撤离能力分析工作和一个可接受的标准的公式,基于撤离系统的时间链或全尺寸撤离演示录像带中观察的事件的次序[4]。 T■=T■+T■ (1) 式中,T■表示总的撤离时间,即从演示开始到最后一个参与者到达地面的间隔事件;T■表示撤离出口前的时间,即从演示开始到第一个参与者到达地面的时间或站在出口前的时间;T■表示出口的撤离时间,即从第一个参与者到达地面到最后一个撤离者到达地面的时间。 其中,T■主要包括: (1)开门时间; (2)辅助设施抛放,和充气(如适用); (3)第一个参试者犹豫的时间(定义作为设备可以开始使用和第一个参与者已经朝地面的动作)和参试者到达地面的时间。 4.2 支持分析数据 (1)上文讨论数据库中包含了从试验和演示中得到的数据,并定义了定义每一个数据的对于验证的需要程度。 (2)当分析中使用的数据是一个时间间隔,数据库中包含了在两个事件时间中增加了时间间隔。事件是可视的和可直接验证的,因此间隔是源于事件时间。用于支持分析的所有的单一事件时间表格在数据库中是易见的。 (3)一个不平常的数据影响时间间隔,例如一个参试者在辅助设施完全开启前跳出,或辅助设施抛放在演示中,这些数据应合适的调整。这样的调整应在分析中验证。 4.3 整体撤离时间计算 计算撤离时间和参与者计算在出口附近的可以被使用提供一个简单的图标结果。一个简单的构型图表可以满意出口描述的多种目的。乘客和机组允许出口(客舱定义线)和每个出口的撤离时间。 4.4 成功判据 飞机在CCAR25部附录J或CCAR121部附录D确定的演示条件下具有总撤离时间小于90秒的撤离能力,出口撤离能力的时间裕度是需要的。 可以使用以下的公式定义时间裕度TM: T■=∑■■90-T■ (2) T■表示第i个出口的总体撤离时间(秒);n表示总体使用出口的数目。 在以上公式计算使用的可用裕度应该等于或大于9秒。9秒的时间间隔(目前标准90秒的10%)是基于目前运输类飞机验证的能力[4]。 5 总结 使用分析与试验组合的方法替代全尺寸应急撤离试验,表明符合§25.803,是飞机设计验证发展的方向,其依靠大量的试验数据作为分析的支持数据,试验是飞机应急撤离能力分析的基础。同时,申请人如果考虑采用此方法,需要尽可能早的与适航部门沟通讨论,以确定所有的重要因素均得到考虑和评估,这些因素的考虑对于应急撤离能力的分析是至关重要的。 数据分析方法论文:质量管理数据分析方法在船舶设计中的应用 摘要:采用一种全新的质量管理数据分析方法,对某船送中国船级社(CCS)广州审图中心审查的所有图样文件进行了统计和分析。通过采用此方法,能清晰地反映出各专业的技术力量情况,从而可根据需要对各专业进行调整,最终达到提高产品项目设计质量的目的。 关键词:质量管理,统计分析,船舶设计 1概述 在船舶设计项目质量管理中,对设计图纸的差错率进行统计分析非常重要,不仅可以总结经验,还可以找出设计环节中的薄弱之处,进而有针对性地采取改进措施,降低图纸差错率和图纸修改率,最终达到提高设计质量的目的。本文将一种全新的质量管理数据分析方法应用到船舶设计项目中,对某船送中国船级社(CCS)广州审图中心的各专业图样文件进行了统计和分析。首先对CCS审图意见类别及其导致修改的原因进行统计,然后对统计结果进行分析,最后针对产生原因采取相应的改进措施。 2专业审图意见类别和原因分析 对各专业分别进行统计和分析,有利于了解各专业本身技术力量的实际情况,以便专业负责人做出适时的调整,对薄弱之处加以改进和提高。根据CCS的审图意见类别,对某船各专业的图样文件进行统计,然后根据CCS提出的意见进行原因分析。 为了方便分析,设置下列不同的代码,表示不同的审图意见类别和原因分析含义。 (1)审图意见类别代码含义: A-认可无意见; AC-认可有意见; N-备查无意见; NC-备查有意见; TS-转送现场验船师审核; RS-不予批准,需修改后重新送审。 (2)原因分析代码含义: B1-设计方案欠妥; B2-设计接口不协调; B3-不符合现行有效的规范、法规要求; B4-标识不明或有误; B5-其它。 下面对轮机专业进行举例说明: 该专业的意见类别统计见表1,原因分析统计见表2。 表1轮机专业CCS审图意见类别统计表 表2轮机专业原因分析统计表 由表1可清楚地看出某船轮机专业图样文件的退审意见分布情况。其它专业也分别如此进行归类和统计,便能了解本专业图样文件的退审意见分布情况,并且还可将各专业的退审情况进行比较。 由表2可清楚地看出某船轮机专业图样文件的差错分布较为集中在B3 (不符合现行有效的规范、法规要求),其次是B1(设计方案欠妥),说明轮机专业在这两方面需采取措施加以改进。其它专业也分别如此归类和统计,这样就能清楚地了解各专业自身的薄弱环节在何处,从而可采取相应的措施来改进和提高。 3全船审图意见类别和原因分析 为了使分析具有全局性,对各专业之间进行比较之后,需对全船进行统计和分析,这样有利于找出整体中的薄弱环节在何处。某船全船图样文件的CCS审图意见类别统计见表3;原因分析统计见表4。 表3全船CCS审图意见类别数据统计表 表4全船原因分析统计表 由表3可清楚地看出各个专业退审图样文件的总体情况。由表4可看出各个专业图样文件的退审意见主要集中在B3(不符合现行有效的规范、法规要求),说明在这一环节所有专业均比较薄弱,特别是电气专业,因此需专门针对这一环节制定改进措施。 通过对全船的退审图样文件进行统计和分析后,使项目负责人能清楚地掌握各专业的实际工作情况与整个项目组中的薄弱环节所在,以便采取改进措施,从全局出发对各专业的技术力量进行调整,进而提高产品项目设计质量。 4结论 在船舶设计项目中采用这种全新的质量管理数据分析方法,不仅能清晰地反映出各专业本身的优劣势,还能反映出各个专业之间技术力量的强弱差别。这样不但让专业负责人能了解本专业的问题所在,并采取相应的改进措施,同时也能让项目负责人掌控全局,根据需要对各专业进行协调,从而提高产品项目的质量,降低图样文件的差错率。 数据分析方法论文:正交设计及数据分析方法在工业中的应用 【摘 要】试验设计在工业生产中具有重要的地位,本文采用正交设计优化试验方案,系统地对正交试验数据的分析方法进行了研究,涉及极差分析与方差分析。探讨了方差分析的几种情况:有交互作用、无交互作用、有重复试验和无重复试验类型,并讨论了其在工业中的应用,总结出其编程实现。 【关键词】正交设计;方差分析;极差分析;试验设计;工业应用 一、正交设计的应用类型 基本上有四种情况:有交互作用和无交互作用,重复试验和无重复试验。相应的对这四种情况所构造的正交表也有所区别具体情况如下:(1)无交互作用是指实验各因素之间是相互 独立的,只是单个因素的水平变化对指标有影响,因素间各水平的联合搭配对指标没有影响或影响可以忽略不计,这种情况对正交表的构造没有影响。(2)有交互作用是指在进行实验时,有时不仅因素的水平变化对指标有影响,而且有些因素间各水平的联合搭配对指标也产生影响,这种联合搭配作用称为交互作用。当出现了交互作用时,正交表的构造也要发生相应的变 二、方差分析在工业上的应用举例 下面以一个三因素、三水平的无重复实验,无交互作用的工业生产例子进行分析一下:例,某水泥厂为了提高水泥的强度,需要通过试验选择最好的生产方案,经研究有三个因素影响水泥的强度,这三个因素生料中矿化剂的用量,烧成温度,保温时间,每个因素都考虑3个水平,具体情况如表,试验的考察指标为28天的抗压强度(Mpa),分别为44.1,45.3,46.7,48.2,46.2,47.0,45.3,43.2,46.3。问:对这3个因素的3个水平如何安排,才能获得最高的水泥抗压强度? 上述例子中指标为抗压强度,影响指标的因素为A(矿化剂的用量),B(烧成温度),C(保温时间),例中只有三个因素,三个水平,L9(34)、L27(318)这两张表都至少有四个列。因此,都可以用来安排这个试验。我们要求尽量少做试验。 对上述例子应用SAS编程,只用输入主效应项,运行后的结果如下: 从输出结果中可以看出,在A(矿化剂的用量)的第二个水平下的均值最大,在B(烧成温度)的第三个水平下的均值最大,在C(保温时间)的第三个水平下的均值最大。根据实际因素,(抗压强度)越大越好,因此在A2B3C3的条件下,即在矿化剂的用量4%,烧成温度1450℃,保温时间40的条件下生产,抗压强度最大。 三、正交设计法的应用步骤 (1)定指标,挑因素,选水平;(2)选择正交表、排表头;(3)排试验方案表,做试验,填数据;(4)分析数据,选取合适的生产条件。通过验证试验,找出较稳定的较优生产条件,进行小批量考验,最后纳入技术文件,才算完成一项正交试验的全过程。
光纤通信在电力系统中的应用:光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用 【摘 要】本文阐述了光纤通信技术在电力调度自动化应用中的重要性,然后对光纤在电力调度自动化中的应用进行分析,最后分析了光纤通信技术发展趋势。 【关键词】光纤技术;传输性;调度自动化 1 光纤通信技术的概念、组成和特点 1.1 光纤通信的概念 光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。光纤由纤芯,包层和涂层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;中间层称为包层,通过纤芯和包层的折射率不同,从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输;涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。光纤通信的原理是:在发送端首先把要传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号把它变成电信号,经解调后恢复原信号。 1.2 光纤的机构组成 就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。光纤通信在技术功能构成上主要分为:①信号的发射②信号的合波③信号的传输和放大④信号的分离⑤信号的接收。 1.3 光纤的特点 ①频带极宽,通信容量大。②损耗低,中继距离长。③抗电磁干扰能力强。除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,且在军事领域的用途也越来越为广泛。 2 光纤通信技术在电力系统调度自动化应用中的重要性 在电力系统调度自动化中加强光纤通信技术的应用具有十分重要的作用。不仅能有效应付目前电力通信系统日益复杂的网络结构的需要,而且能有效的提升信息的传输量和信息传输的适时性和安全性,对于服务的对象范围比较广,例如发电厂,供电局,变电站等。且光纤通信技术具有更高的可靠性、灵活性和抗冲击能力等,能够满足电力系统调度自动化更高的要求。从而更好地适应当前电力系统对通信的需要,以更好地为广大电力客户提供优质的服务。 3 通信规约 在目前,电网调度自动化系统以下有三类比较流行的通信规约:1)循环式规约如:CDT、DXF5、CO1、DCF5、DXF5等。一般是按时间顺序不断循环自发的向后台进行现场数据的回报,后台自动进行接收。2)应答式规约如:Modbus、u4F、SC1801。一般是以后台为主,一次向现场发出查询命令,以命令进行信息串长度可变的回答。3)对等式规约。 4 在调度自动化中,光纤通信的运用 随着供电可靠性的不断提高,电力系统的各项信息都需要进行可靠稳定的传输,这是对电力系统通信有了更进一步的要求。构建能够承载各项综合业务的通信网络已经成为了发展电力系统的必然趋势,光纤技术也成为组成电网的重要手段之一和发展的关键因素。 目前,在调度自动化中,光纤传输技术在调度自动化中的应用和实施有以下几个方面: (1)电力系统主要是由发电厂、输变电系统、配电系统等共同组成。而在系统中,信息的采集和传输是其正常运行的关键因素,因此光纤通信技术在电力系统中扮演着越来越重要的角色。双光纤通信的组网方式极其灵活,大致分为树形、星型、链型、网状、环状等。按照智能电网配电自动化系统的特点,光纤网通常采用环型网或者树型环型相结合的网络,并通过与计算机的连接实现数据资源共享。由于环路节点较多,为防止光缆设备故障、通讯中断等通信事故出现,大多数企业采用双光纤环路自愈网,并配置具有自愈功能和自动切换的光纤收发器。当光缆出现故障时,断点两侧的光纤设备通过双环路切换器构成新的光纤路径,实现自愈功能,为电网的运行调度和继电保护系统保驾护航。 (2)某单位在供电区域内设立供电所变电站共有29个站点,在每个站点之间都采用光缆和光端机来开展通信业务,并且在调度自动化中使用智能的PMC设备接入实时数据和语音。在现阶段的通信中,光纤通信承担了整个单位的网络、调度自动化联网、监控的视频以及远程信息业务等重要方面。有效地解决了通信容量以及质量上的问题,为城市的现代化信息化标准化发展建设打下了可靠的基础。 (3)在输电线路的保护方面,光纤通信也有着重要的运用。由于现阶段各单位对电网可靠性不断的提出更高的要求,在这种发展的前提下对输电线保护的要求也随之提高,侧重点也发生了改变。在系统发生故障时要迅速的切除,不能够发生保护不当的情况。因此在对保证电网的稳定运行的工作中,对电网的保护起到了举足轻重作用,是对电网稳定的一项重要保证。保护好传输的通道,对故障信息进行判别找出故障发生在哪个环节,从而使装置更好的受到保护。在区外故障发生时按兵不动,在发生区内故障时迅速进行故障的排除。利用光纤通道的特点,为电流的保护的应用提供强有力的技术保证。 (4)当通信环路上有较多的节点时,为了预防光缆或者光端机等设备发生故障致使通信被中断,就要进行有效的光纤通道配置方式。许多单位在这个问题上都运用了双光纤环路自愈网的技术,在环网上的每一个站点都配置能够具有自愈功能以及能够自动切换的光纤收发器。一般情况之下,在使用12芯的光缆时,只有其中的两个芯用来作综合信息的运输通道,因此也就组成了两个独立的通信环网。当分站接到两份通信报文时,光端设备就只选其中的一个信号传送给RTU。当光缆发生了故障的时候,两侧的光端就只能够接受到一个信息,在一段时间后切换控制器就会自动的把接受的信号切换到另外一个发送端,形成一个新的循环构成新的路径,使光纤环路的自愈功能得以实现。除此之外,光纤通信还有许多种通讯方式,组网方式灵活构架多种多样,能组成各类拓扑结构的网络。根据调度自动化的特点。光纤网要与局域网连接,组成环形网,实现数据信息的有效共享。 (5)在其他方面的用途。调度自动化的建设不仅仅是综合信息传达的自动化还要在其他的通信系统上对其进行辅助,共同建设调度自动化。因此光纤通信在视频监测、直统电话、预防系统等方面起到了至关重要的作用,是通信的一个重要环节。 5 光纤通信的发展趋势 在网络技术不断发展,光纤通讯迅速提高的前提下,自动化系统对其的运用也在不断的加深。随着社会不断的进步,人们需求的不断增加,智能化变电站成为了发展的必然趋势,是对光纤更高一个层次的要求。智能变电站是信息采集、传输、处理、输出等全程实现数字化的变电站,是变电站自动化技术发展的延伸。目前,智能变电站的主要技术特征有以下几点:自动化的运行管理系统以及标准的通信网络、网络化的二次设备等技术。智能变电站是变电站自动化和地理信息系统等各项技术的融合和兼并,其发展建设工作正处于起步阶段,工作的重点集中在开关设备、检测设备以及光纤传感器等方面,现阶段还不能够大范围地进行推广和运用。 6 结束语 科学技术不断发展,光纤通信技术的发展也是迅猛的,将电力通信的质量和速度大大提高。光纤通信在电力系统调度自动化中的广泛应用满足了对传输信息多方面要求,实现电力系统运行的可靠性,安全性,保证了电网生产的安全经济运行,创造了巨大的经济效益和社会效益。光传输组网新技术的不断应用,加速了我国坚强智能电网的建设,将成为的电力调度自动化系统的必然选择。 光纤通信在电力系统中的应用:电力系统光纤通信故障的检测与排除 [摘要]光纤通信是现代通信的重要支柱,文章重点就SDH在高速率光纤传输中的应用进行分析,SDH传输系统是较为复杂的网络系统,它的标准对于高速数字传输有着主要的指导和规范作用,促进现代通信网的逐步发展,因此,如何确保电力系统光纤通信故障的检测与排除也是电力系统发展的重要课题。 [关键词]电力系统;SDH光纤通信设备;维护内容 光纤通信系统当中的单模光纤传播途径比较简单,只允许使用一种模式对信息进行传播,这种光纤的纤芯直径普遍较小,宽带规模较大,膜间没有色散现象,运行当中要求配备半导体激励器LD对其进行激励,单模光纤适合在距离长的信息传输中应用;多模光纤实质的传播途径很广泛,主要是因为其允许多个模式同步对信息进行传播,这种光纤的纤芯直径普遍较大,可运用发光二极管LED作为主要的光源装备,这种光纤膜间有一定的色散现象,所以一般情况下应在短距离的信息传输中使用。SDH光纤通信设备具有多种性能优势,其在很大程度上能够为电力系统运行提供安全保障,但这并不意味着SDH光纤通信设备不存在故障,其在运行中也会发生一些或大或小的设备故障,这些故障对设备本身的运行及电力系统有一定的直接性或间接性影响,因此设备维护人员既要做好日常的设备维护工作,同时还需要维护人员按照故障等级对故障进行及时处理,确保SDH光纤通信设备的安全运行。 1、光纤通信技术概述 光纤通信系统是一种应用最为广泛的通信系统。其中,光纤通信系统中的单模光纤传播路径较为单一,其仅允许使用一种模式进行信息传播,该种光纤的纤芯直径一般都是比较小的,其宽带范围较大,膜间不存在色散现象,在运行过程中需要配置半导体激励器LD进行激励,单模光纤比较适合在长距离的信息传输中使用:光纤通信系统中的多模光纤的实际传播路径是非常广泛的,这主要是因为其能够允许多个模式同时进行信息传播,该种光纤的纤芯一般都是比较大的,其能够运用发光二极管LED当作是主要的光源装置,由于该种光纤膜间存在着一定的色散现象,所以,其一般是应该在短距离的信息传输中进行使用的。相较于传统的任一信息传输方式来说,光纤信息传输系统的能量损耗是最低的,就目前而言,商品性质的石英光纤的实际能量损耗可以达到低于0到20dB触的标准水平的。日后,伴随着科学技术的不断更新与发展,未来可以将非石英系统的极低耗能光纤应用在通信中,使得光纤通信系统对于更加大的无中继距离的有效跨越变为可能,这样做的目的使得实际的中继站数量可以相应被减少,起到节约运用成本的作用。目前的光纤选用的主要制作材料是石英,该种原材料有着非常优良的抗腐蚀性能以及绝缘性,其尤为突出的优势在于能够很好地抵抗电磁干扰。 2、光纤通信故障处理程序 故障发生时,维护检修人员首先要根据通讯调度说明的情况、设备告警指示以及网管系统显示,初步判断出故障的性质和影响范围,分清是网管障碍还是设备障碍,是传输设备障碍还是交换设备障碍。还是光设备障碍。如果无法迅速恢复应采取迂回电路,然后根据障碍的不同特点,采取相应的处理方法。光纤传输系统主通道障碍指光纤传输系统中断或质量劣化,可能由光端机、光缆、光中继器或相关电源设备故障引起。处理程序如下:发出告警的站首先要根据相关设备告警情况分清是否本站障碍,是否由于本站电源故障引起,同时报告主控站进行故障定位;障碍区段初步判明后,更换光盘、管理盘、切换盘、支路盘等,若无备件,采取迂回电路,恢复重要通信电路;若是线路障碍,应及时通知线路维护单位,即时进行抢修;为了迅速抢通电路,可以采取调换光芯等临时措施但应记明情况,在障碍排除后立即复原;在障碍排除后,应向通信调度汇报情况。光纤传输系统辅助通道障碍指公务联络、网管系统中断或性能劣化,一般不影响主通道畅通,因此可安排在业务空闲时间内处理。处理程序如下:对公务系统障碍,可用网管系统进行故障定位,以判明障碍区段,然后通过监测点信号测试,查出障碍位置。对网管系统障碍,一般可利用网管系统本身自诊断功能进行故障定位。辅助系统障碍排除后,要进行功能检查,以确认系统是否恢复。PCM设备障碍。PCM设备障碍有两种情况:数字部分障碍,该系统30路全断,借助自环等手段进行判断;模拟部分障碍,只影响其中一条或几条电路,障碍一般在基群复用设备,可采取换。 3、电力系统光纤通信设备的故障处理方法 3.1替换环回法 替换处理方法主要应用于设备维护人员无法判别设备中哪一器件出现故障,那么此时设备维护人员可以利用一个正常的器件将可能存在故障的器件替换,使故障得到定位。采用的器件可以是芯片,模块,还可以是一段光纤。这种方法比较适合在设备外部故障排除中应用。比如光纤设备在运行中发生中断或者交换故障等。环回法在SDH光纤通信设备故障定位时应用较为广泛,环回法中又包含了多种方式,比如外环回、内环回、支路回环、线路环回、本地环回及远端环回等方式。设备维护人员在回环操作过程中,应先进行全面的环回业务通道采样工作,在设备多个故障站点中选择一个最具代表性的站点,同时还需要在站点中选择一个故障业务通道,按照设备故障实际情况及采样相关信息画出故障业务路径图,最后进行逐段环回,实现设备故障站点的定位。 3.2告警性能分析法 告警性能分析法主要以告警与性能信息为分析依据,而告警与性能信息主要是利用SDH光纤通信设备内部的网络管理系统中获取的,这些信息具有一定的精确性与可靠性,设备故障处理人员应充分利用这些信息资源对故障进行全面分析及定位。利用告警性能分析法能够全面了解整个设备当前及历史告警信息。一般情况下告警灯常有红绿黄三色,红色是指重要告警以及紧急告警,绿色是指设备系统正常运行,黄色是指一般告警及次要告警。利用这种方法对设备故障进行分级处理,优先处理设备中的高级预警故障。当设备的某一位置发生故障时,可以对其在运行中所产生的配置数据信息进行分析,SDH光纤通信设备中的主要配置及数据有板位配置、时隙配置、线路板与支路板通道的环路设置、复用段的节点参数等,通过对这些配置数据进行有效分析对设备故障进行定位。 3.3仪表测试法 所谓的仪表测试法是指设备维护人员在故障处理过程中运用多种仪表、光反射造仪、光功率计、SDH分析仪等仪器对SDH光纤通信设备故障进行科学分析与定位。对于不同的故障现象应采用相应的仪器设备,比如针对SDH光纤通信设备业务的误码或者通断现象可以采用2M误码仪对其进行测试;还有利用万用表可以对光纤通信设备的供电电压进行测量,判断设备在运行中的电压是否正常。 4、结束语 基于SDH光纤通信设备在电力系统中的作用及重要性,对其运行安全进行全面维护尤为必要,为了提高SDH光纤通信设备的安全性能,应按照相关要求对设备进行维护操作,当设备出现故障,应根据故障实际状况选择合适的故障排除方法,从根本上实现SDH光纤通信设备维护。 光纤通信在电力系统中的应用:试析电力系统中SDH光纤通信设备的维护及故障处理 【摘 要】近年来,随着我国科技水平的提升,光纤通信技术在国内各产业被广泛应用,标志着我国现代通信技术时代的到来。但在电力系统中,由于SDH为主的通信设备应用时间不长、技术不成熟,其运行中的故障问题也十分普遍,因此这里我们有必要对其故障的产生与预防进行分析。 【关键词】电力系统;光纤通信设备;SDH;维护;故障处理 目前,我国正处于三网改造的关键时期,国内大部分地区的电网基础建设都面临改革,以SDH通信设备为主的新型电网正以前所未有速度向国内各地区蔓延,为电力系统故障处理、网络运行维护以及管理提出了新要求,如何快速、准确、科学的寻找出电力系统中的各种故障并加以处理,已成为当今电力工作者研究重点,也是促进电力事业进一步发展的重要举措。 1.SDH光纤通信设备维护工作要点 随着我国社会经济的迅速发展,各种信息容量大、传输速度快、安全可靠的信息设备不断涌现,为我国社会经济的发展做出积极贡献,但由此也引发了人们对新技术、新设备使用、维护和管理探索。SDH光纤通信设备作为当今常见的信息传输技术,它以信息量大、传输效率高、安全可靠、抗干扰能力强的优势被广泛应用,但也给其管理维护工作提出了新要求。目前的电力系统中,SDH维护工作主要包含以下几方面内容。 1.1掌握线路基本情况 伴随SDH信息传输设备应用范围的不断增加,其管理工作内容越来越多、工作难度越来越大,要求运行维护管理人员必须熟悉系统的整体情况,对各种问题都能做到及时有效的处理。在具体应用工作中,工作人员要熟悉和掌握各种通信网络的基本组成、特点以及原理,其包含了光缆的长度、芯数以及连续点,甚至对光缆线路的走向、光纤信息传输衰耗因素等情况要做深入了解。 1.2掌握设备运行情况 要想切实有效的做好设备管理、维护工作,了解设备的运行情况不容忽视,它包含了通信系统中设备的构成、信息传输量、零件功能、周围环境等。并且在要工作中对设备的各种指示灯、警告灯的工作状态充分了解,熟练的掌握设备操作工作以及线路的使用情况。 1.3掌握仪表操作 SDH光纤信息传输系统中,常见的使用仪表主要有误码仪、光功率计、活路分析仪、时光反射仪等。因此对于仪表的掌握也就是掌握这些仪器的操作和使用方法,并对这些仪表自身参数以及运行机理给予重视。 2.SDH光纤通信设备的基本故障处理方法 2.1故障定位 故障定位工作的开展一般都是按照过去已经给出工作原则开展的,主要是以先外后内、先整体后单个、先主线后支线、先高级后低级的原则开展的。也就是说,在故障检查工作中,要首先检查出现故障设备的外观,应当针对外在所可能引发故障的因素进行分析,比如说短纤、线缆中断等,观察这些光缆连接似乎否正常。其次,在故障定位的时候要尽可能的定位到底是哪一个信息中转站出现了问题,然后再由整体向单个零件分析。第三,首先对整个通信线路进行分析,因为主线路板如果出现问题必然会引起支路线路板发出警告。最后,在进行故障定位和处理的时候首先要对级别高的告警装置所指出的故障进行处理,这些警告很少出现但是只要出现说明线路已经出现了严重的通信故障,必须要马上处理方可。 2.2故障检查处理中常见的故障类型 SDH通信设备故障常见种类主要包含有:光缆线路故障、单盘故障、电源系统故障、网管系统故障以及尾纤系统故障等。 2.3常见的故障处理方法 目前,随着SDH通信设备应用范围的越来越广,其作用的不断明显,这也对其日常维护、管理工作提出了新要求。目前的SDH通信设备故障处理工作中,常见的故障处理方法主要包含以下几种。 2.3.1替代法 替代法是一种极为常见的SDH设备故障处理方法,这种方法在具体应用的时候是利用一个能够正常、有效运行的设备来代替已经出现故障或者是存在故障问题的设备,这种方法的开展最终目标在于更好的实现故障排除和处理。其中所说的工作的模块涵盖了电力系统通信光纤设备的方方面面,比如说,单个设备装置、一段线缆以及一个单板、单条之路等等。这种设备维护方法主要是适用于将故障定位在单站以后以及针对单站内单板故障、支路故障进行排除的过程。拿一个单个的2兆设备出现中断故障的问题来说,此时可怀疑该设备位置的某个端口出现故障的时候可以经过网管维护中心来进行端口重置来实现该端口的有效替代;如果是在同一个单板中出现了多个支路中断的现象,可以考虑进行TP板的更换。 2.3.2环路检测法 进行设备故障定位最常用的一个手段就是构造环路检测,又可称作自环。设备的自环可以分为很多种,根据自环信号的方向可以将其分为设备外自环以及设备内自环两种,设备外自环主要用来检查对端站及传输链路的故障,设备内自环主要用来检查本站设备的故障。根据自环的信号等级可以将其分为2Mb/s自环、群路自环等方面,其中,自环主要是用来分别进行各自的单元是否有故障的相应检查的。通过设备各种不同的自环,就可逐级地分离出故障点来,实现故障排除。例如,如果整个系统不工作,怀疑某站有故障时作OM群路盘自环判定;某2M支路出现中断,怀疑该TP板故障时作单支路自环检测;值得注意的是,自环时还须注意接口特性,如是否使用75Ω阻抗信号线。 2.3.3仪表测试法 这种方法主要说的是可以通过对各种仪表设备的有效运用来进行设备传输故障的检测,其中,仪表包括光功率计以及万用表、误码仪等等方面。在实际的设备维护过程当中,可以采用相应的仪器进行准确的故障定位,这对维护人员的技术需求是非常之高的。具体来说,误码仪主要是用来进行通道通断以及误码性能的有效测试的;万用表是用来进行实际的供电电压测试的;光功率计主要是用来进行故障判断以及光强测试的。 2.4故障处理人员工作要求 ①在操作机盘时,必须戴上防静电手腕,且该防静电手腕必须有安全的接地。 ②当设备运行中发生故障需要更换机盘时,操作人员必须戴上防静电手腕,将拔出的机盘马上装入防静电塑料袋,放置在防静电环境。对需要送出修理的机盘,还应加防震包装,以免进一步损坏其他器件。 3.结束语 综上所述,随着我市电力通信业务的发展,新设备的大量涌入,通信网的智能化程度得到不断提高,功能日益强大,配置应用也十分复杂,通信网络的规模也将越来越大。今后,电力通信网络的运行维护管理主要依靠通信监控系统和随通信系统、设备一起引进的网络管理系统,因此维护人员应重视对网络管理系统的学习和应用,除了对通信设备的维护外,还要重视对智能化网络管理的维护工作,确保为日益增加的电力生产调度信息业务服务。 光纤通信在电力系统中的应用:浅析电力系统通信中光纤通信的发展前景 【摘要】本文介绍了光纤通信在电力系统中应用,并与其他传统通信方式进行比较,探讨了光纤通信在电力系统中的应用现状和主要特点以及发展的必然性。光纤通信技术具有传统电力系统通信技术不可比拟的优势,被越来越广泛的应用在电力系统的通信中。介绍了电力系统中光纤电气信号通信过程,阐述了电力系统中光纤通信的优点,同时对光纤通信新技术在电力系统中的应用进行了展望。 【关键词】光纤;通信;发展;内涵;特征 引言 随着电力系统不断扩大,超高压输电和大容量变电所不断发展,电力网综合自动化监测控制系统和通信系统的水平需求也不断提升。当前,在电力系统中的通信技术主要有微波通信技术,导引线通信技术以及电力载波通信技术等,在上述电力系统的通信技术中,使用最多的是电力载波通信技术。然而电力系统中电力载波通信技术的抗干扰性及系统容量已经不能满足当前电力系统的发展,同时随着光纤技术的不断提高,更重要的是光纤制作成本在不断降低,这使得电力系统中光纤通信在得到了越来越广泛的应用,正逐渐变成电力系统通信的主干技术。 1.光纤通信的内涵 1.1 自激光器和低损耗光纤问世以来,光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起,并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质,以光为载波信号传递信息的通信系统,整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种:常用的为单模和多模光纤,多模光纤就是传输多个光波模式,而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长,目前一般地,光信号在多模光纤内可传6km左右,在单模光纤内可传30km。因此,单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。 1.2 光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高,配网常用的通信速率一般为同步N*64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要,光纤按照MODEM的连接;另外,还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。 1.3 A,B,C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网,若在D点发生故障,光路在A站和C站愈合(环回),使通信不受影响,同时向主站发出相应的告警及定位信号,使维修人员及时修复故障段光缆。 2.光纤中电力系统电气信号的通信过程 光发射机,中继器,光纤以及光接收机共同组成了光纤通信。光纤通信中电信号通过光发射机转变为光信号,而电信号又通过光接收机转变成电信号。利用电调制器实现了将信息向合适信道传输信号的转化,通常情况下将信息转变为数字信号。而通过光调制器实现将电调制器的信号向合适光纤信道传输光信号的转化,通过中继器实现放大信号的目的。光纤传输以后比较微弱的光信号利用光探测器将其转变为电信号,利用电解调器放大光信号,从而实现了将原信号的输出,如此,完成了光纤在电力系统通信中的信号一次传输。 3.电力系统中光纤通信的特征 相对于传统的电力通信方式,光纤通信具有以下优点: 3.1 光纤通信具有非常大的通信容量。当前一般情况下,一对光纤能够满足几百路甚至几千路通过,一根光缆中可以包括几十根光纤甚至几百根的光纤。 3.2 由于光纤通常由硅或者玻璃制成,原料来源非常丰富,因此,无疑节约了金属材料的使用。 3.3 在电力系统通信中,光纤通信具有非常好的保密性,不易受外界电磁的干扰,同时不怕雷击,防腐蚀,不怕潮湿,敷设也非常方便。 3.4 由于光纤通信没有感应性能,因此,对于电力系统通信中容易受到地电位升高影响,暂态过程影响和其他干扰的金属线路之间,光纤通信技术无疑是最为理想的通信技术。 4.光纤通信的发展前景 目前光纤通信已经进入了第五代,其高速率和大容量的特点大大促进了社会的发展,随着世界信息化程度的日新月异,对通信速率、通信距离、通信容量的要求也更加强烈。 4.1 光传送网新技术 当前,和诸如传输40GE/100GE的网络具有紧密关系的高速传输技术主要要看了40Gbit/s与100Gbit/s两种技术,这两种传输技术主要包括了编码的调制技术,非线性抑制技术,色散的补偿技术以及OSNR保证对策。长距离的支撑技术主要有新型调制编码技术、多种增强型的前纠错(FEC)技术、采用电均衡功能的接收机、喇曼放大技术、动态增益均衡和功率调整技术等。大容量体现在时分复用、频(波)分复用、码分复用和偏振复用等。为了实现大容量光纤通信,频分复用技术,波分复用技术,偏振复用技术,时分复用技术以及码分复用技术在未来电力系统光纤通信中的应用将会越来越广泛。 4.2 光接入网新技术 基于当前电力系统通信中光纤通信接入技术在实现时存在的差距,光纤的接入技术主要包括了EPON技术(以太无源光网络),GPON技术(基于ITU-TG984标准的新宽带无源光网络)基于星型结构以太网接入技术以及基于树型拓扑的APON/BPON技术。这几种PON技术的差异主要体现在分光比,传输距离,上下行速率,QoS及维护管理和业务支持能力等。一般,GPON的多业务支持能力优于EPON,但 EPON 实现起来相对简单一些。基于星型拓扑接入技术是基于传统以太网的接入技术,适合于光纤资源非常丰富或者单用户带宽需求非常大的地区(单纤只能连接单个用户),应用范围相对狭小,不是主流的光接入技术的发展方向。 4.3 光交换新技术 在光网络中光交换是其典型属性,同时也是光纤通信技术发展的关键性技术。当前,基于实现特征与交换颗粒进行光交换技术的划分,可以分为OPS即光分组交换,OBS即光突发交换,OCS即光路/波长交换。OCS主要以波长为交换单位,业务交换颗粒最大,实现最简单,但统计复用特性/带宽利用率最差;OPS 主要以分组为交换单位,业务交换颗粒最小,实现非常复杂,但统计复用特性/带宽利用率最好;OBS主要结合OCS和OPS的特点,业务交换颗粒中等(突发分组),实现难度中等,统计复用特性/带宽利用率也是中等。基于光路/波长光交换技术与光分组交换技术的光突发交换技术,相对来说较为容易实现,同时,宽带利用率和复用特性能较好,因为光突发分组交换技术从实现,宽带利用率等方面综合考虑,其性能最高,因此,在未来电力系统通信中光纤通信的应用中,光突发分组交换会处于主导位置。 5.结语 光纤通信作为一种新型的的通信方式, 它只是刚走出实验室开始进入现场的实用的初期阶段,无论是光纤本身,还是元器件或是整个光纤通信系统,目前都还存在一些间题,有待于继续努力研究解决。然而通过近年来光纤通信在电力系统通信中的应用现实,在电力系统中光纤技术的应用前景非常好。随着光纤技术的日益发展,光纤技术一定会电力系统提供更大的支持,从而促进电力系统综合自动化技术的发展。
电子测量技术论文:电子测量技术的发展及应用 【摘要】本文通过介绍电子测量技术的相关内容,包括电子测量技术产品的发展及应用、电子测量技术的发展及应用优势,以及电子测量技术在未来社会的发展及应用方向等几个方面内容,重点介绍未来电子测量技术在软件平台、总线接口、虚拟测试和专家系统等方面上的应用情况,分析和探究电子测量技术的发展及应用,以期能够给予广大的电子测量技术人员和相关部门一些参考和帮助。 【关键词】测量;电子测量技术;发展及应用;分析和探究 一、引言 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。对于新时期下如何进一步促进电子测量技术的发展及应用,需要从事电子技术行业的技术人员加以重视考虑,可以从电子测量技术的软件平台、总线接口、虚拟测试、专家系统等几个方面加强分析和探究。现具体分析如下。 二、电子测量技术的产品发展及应用 电子测量仪器,是基于电子测量技术,并结合计算机技术、通信技术、数字技术、软件技术和接口技术等发展起来的一种机械测试系统。从国家安全角度、经济产业角度以及科技发展角度来看,融合了大量的高新科学技术的电子测量技术与电子测量仪器工业有着密不可分的关系,同时也被广泛运用于各个领域,为国家的科技进步和原创核心技术的发展带来了重要的推动作用。而未来电子测量仪器的发展,则主要集中在测量仪器的通用化、模块化、网络智能化等各个方面上。 三、电子测量技术的发展及应用优势 从目前的电子测量技术发展程度来看,电子测量技术主要具有以下几个方面的优势。 (一)电子测量技术的测量频率范围宽、量程广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程广等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。通过电子欧姆表,可以测量几欧姆到几十兆欧姆的电阻,整个量程跨度的数量级高达7个。 (二)电子测量技术测量准确、高速 由于电子测量技术测量准确度更高,测量速度更快的应用优势,促使电子测量技术在社会各行各业的应用越趋于广泛,尤其是在时间和频率等问题的测量上,更具备发展优势。从电子测量技术的测量速度能力来看,电子测量技术主要是采用电磁波或是电子运动来实现的,相对于传统的测量技术而言,其测量效率相对要高出很多,且测量结果的误差也要更小。 (三)电子测量技术能够实现遥测以及不间断测量 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性。同时,电子测量技术的显示方式又较为直观、清晰,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。 (四)电子测量技术与计算机技术的相结合 除了上述三种优势之外,电子测量技术还实现了与计算机技术等多种高新技术的相结合。通过利用D/A、A/D的变换功能,能够将电子测量技术测量得出的电信号传输到计算机上,达到方便保存测量数据和及时做好记录的目的。尤其是当今微型计算机的不断发展,更是使得电子测量技术的测量结果能够便于随身携带,及时对需要更改的数据参数进行记录和更新保存,进一步体现了电子测量技术的多功能、高性能。 四、未来电子测量技术的发展及应用方向 通过综合考虑当前的电子测量技术,了解到未来电子测量技术的发展及应用方向主要集中在软件平台、总线接口、虚拟测试以及专家系统等层面上的革新和进步。 (一)基于软件平台的电子测量技术 软件平台技术,是电子测量技术的重要组成部分。在未来的电子测量技术发展中,应该重视软件平台技术的研发,包括软件的可兼容性和可移植性等方面。同时,重点对软件技术的DCOM、CORBA、COM等语言的研究,也能够进一步提高电子测量技术软件的综合应用。针对这种情况,一方面,电子测量技术人员应该致力于提高电子测量软件的集成性,解决测量软件在移植、兼容和重用等方面上的问题,以便实现测量软件在异构环境下的普及应用。另一方面,电子测量技术人员应该让被测量对象和客户之间保持相对的独立性。在不了解被测量对象的具体位置以及测量过程的前提条件下,客户可以通过利用软件平台技术,实现整个测量语言在整个电子测量软件平台系统的集成。 (二)基于总线接口的电子测量技术 总线接口,在电子测量技术的发展中,充当着组合电子测量系统,促使电子测量系统模块化、标准化的重要角色,能够为整个电子测量系统的软件、硬件提供兼容和互换环境。通过在电子测量系统中推广使用总线接口,还能够减小电子测量仪器的重量和体积,保证测量进程的便捷性。与此同时,由于总线接口高度的可靠性和简洁的系统设计,也方便技术人员对电子测量系统的日常维护工作,便于系统的简便升级和换代。 (三)基于虚拟测试的电子测量技术 近年来,随着电子测量技术与其他多种高新科技的相融合,虚拟技术在电子测量技术中的应用也日趋普及。采用虚拟测试技术,能够优化测量结果数据,改进电子测量技术过程的具体参数,增强电子测量技术的工程实用化。就目前来看,将虚拟测试应用到解决电子测量技术的实际问题当中,不但能够起到有效指导被测对象进行实际测量工作的作用,同时对于整个测量的数据进度以及测量效率的提高,也有着不容忽视的意义。 (四)基于专家系统的电子测量技术 专家系统,是在模拟人类专家的基础上,通过利用互联网上海量的数据信息和经验,对电子测量技术中出现的问题加以判断和推理,并提供相应的解决措施的一种计算机系统。同时,专家系统技术的采用,还可以让整个电子测量系统更加具备扩充性、灵活性,起到改进和完善整个电子测量系统的重要作用。在未来电子测量技术的发展应用中,加强专家系统的研发,对于提升整个电子测量系统实现高效、精准化管理和运行,有着不可取代的推动作用。 五、结束语 通过电子测量技术的分析和探究,促进广大电子测量技术人员及相关部门对电子测量技术的认识和了解,掌握未来电子测量技术的发展方向,普及电子测量技术的应用,对于推动整个电子测量技术行业的发展进步,有着极为重要的研究意义。 电子测量技术论文:基于创新人才培养的“电子测量技术”课程教学改革探讨 摘要:“电子测量技术”是电子信息类本科生的主要专业课之一,为了适应培养创新型、复合型人才目标的需要,针对目前教学中存在的问题,对本课程的教学内容、教学方法及考核方式进行了有益的改革探索。实践表明课程改革调动了学生的积极性,达到了良好的教学效果。 关键词:电子测量;教学改革;创新型人才 培养具有实践创新能力的应用型人才是当今高等教育的培养目标之一,课程教学改革是培养创新人才的根本措施。“电子测量技术”是现代科学获取信息的重要手段,是从事现代电子科学研究的必备基础,该课程也是电子信息、电气自动化和机械电子等专业的骨干专业必修课程,旨在提高学生所学专业课程中的专业基础理论和单元技术知识及独立设计、构建、调试仪器与检测系统的能力,强化学生对仪器与检测系统工程的感性认识。本课程是实践性非常强的一门专业课程,近年来,随着科技迅速发展,特别是随着自动化技术和信息技术的发展及其在工业控制中的广泛应用,电子测量技术在测量技术的研究、生产测试方法、信号处理方法和技术等方面发生了一系列的变革。为了配合高等学校培养实践创新性人才的需要,同时也为了培养的人才能适应现代科学技术的发展,教研室人员对“电子测量技术”课程的授课内容、教学方法和考核方法等进行了一系列的改革探索,教学中的实践证明该课程的一系列改革取得了良好的教学效果。 一、课程内容的改革 由于目前科学技术的迅速发展,电子测量技术正从传统的电子测量仪器向智能化、复杂化自动测试仪器和虚拟仪器等方向发展,使得当前的“电子测量技术”课程内容结构已经不能满足当前人才培养的新要求。其主要缺陷包括电子测量技术教材建设的滞后,该课程内容未及时全面反映技术新发展而导致体系陈旧等。因此,电子测量技术教材应与时俱进,在讲述传统测量内容的前提下应补充智能化仪器、虚拟仪器和复杂自动测试系统等一些新的技术理论,以及先进的仪器设计方法和操作方法,而且授课内容应全面反映现代测量技术的新方向和新技术。 在该课程教学内容的改革中,主要以电子测量技术的教学大纲为主要依据,以该课程的原理、结构和测量系统为主要体系,从电子信息科学的角度来理解和观察该课程,突破以往教学中就器件论器件的传统教学方式,努力做到思路开阔,层次清晰,阐述准确,结构科学合理。按照“理论教学模块”和“实践教学模块”相结合的体系结构进行授课,课堂教学主要采取理论教学模块,重点讲授该课程教学大纲基本要求的内容。内容主要分为:检测系统的误差理论部分,非电量检测方法及智能仪器设计应用部分,信号调理与数据采集技术部分和检测仪器系统设计部分。辅以实践教学模块,主要以实验教学、调研论文、智能仪器及虚拟仪器测试技术综合设计为主。 根据学生的专业方向选取不同的授课教材,并且根据不同的专业实际情况自编讲义加以补充,主要对教材中没有涉及的内容和讲解不充分的内容进行补充。还可以联系社会热点问题,如社会上地沟油问题出现之后,教师随时给学生补充探讨地沟油的测量方法,这样课堂和现实生活紧密联系在一起,使学生感觉到课堂授课内容的重要性和实用性,提高了学生课堂听课的积极性。 为了在授课中缩短理论与技术实践的差距,在课堂授课中,通过运用案例教学,大大提高了学生解决客观实际问题的能力,教学过程中进行校际合作,提高教学效果。让学生从教学内容融入到实际科研项目中去,比如讲到电磁检测时,给学生列举一些在研的省部级科研项目,使学生了解管道泄露的不同检测方法,使学生认识到某一种物理量不同测量方法,让学生体会到检测一些物理量的新方法、新思路,引发学生思维,激发他们的创新意识,取得了很好的教学效果。 为适应创新型本科人才培养目标和教学实际,在实验课程的教学中,把理论教学和实验教学结合起来,适当增加设计型实验和综合型实验对学生能力的锻炼,共设计了4个验证性实验和3个设计性实验。实践教学中一方面为了使学生理解电子测量技术的基本原理保留了基础性的实验,另一方面,开发了新的工程应用性综合性实验,可以对高年级各专业学科之间的学生因材施教。 二、教学方法的改革 1.重视第一堂课的教学 课程的第一堂课是最基本的,对培养学生对该课程的兴趣也至关重要,所以如何激发学生对该课程的学习兴趣,吸引学生的注意力是第一堂课要解决的主要问题。一般在第一堂课中,主要结合课程教学内容,列举大量学生熟悉的实例,如电阻、电容的测量方法,电饭煲、空调等家用电器中温度如何控制和检测,主要讲解一些生活常用电器的检测技术。采用问题式教学方法,使学生提高学习兴趣,如空气中的微尘颗粒对人体健康具有很大的危害,如何测量微尘的浓度和颗粒大小;啤酒厂对发酵温度等参数的自动测量,然而如何获得这些参数以及机器人如何识别周围环境等等。结合实际应用,使学生充分了解上述物理量测量的一些智能仪器,通过课堂讲授的这些实例深深激发了学生的学习兴趣,使学生逐渐认识到学习该课程的重要性,为学习该课程的后续内容作了充分的准备。 同时教师根据所讲授的内容安排一些自学任务给学生,让学生在课外学习中查找资料或参加各种实践活动来完成任务,教师只是在必要时对学生进行专业知识的指导和帮助,发挥一种引导作用。这样使学生的课外实践学习和本课程始终相关,使学生在完成学习任务的过程中,充分发挥自身的主动积极性,体验到了成功的喜悦,满足了他们表现自我的愿望,同时也学到了原本以为非常神秘高深的知识,促进了学生学习和掌握知识的能力。 电子测量技术论文:“电子测量技术”一体化教学教改内容探讨 摘要:“电子测量技术”是一门技能性极强的课程,其教学目标是让学生熟练地掌握一些常用电子仪器的使用。为了更有效地实现教学目标,从教学场所、教师素质等七个方面来探讨其一体化教学的教改内容,力争使一体化的教学合理、可操作和有效,使学生的综合素质得以切实提高。 关键词:电子测量技术;一体化教学;教学效果 所谓一体化教学,就是以学生为主体,把“教、学、做”融为一体,即把理论教学与实践教学有机地合二为一的教学过程,它体现了以培养学生的动手能力和发现问题并解决问题的能力为本位的教学特点,教师的教学过程围绕着以学生会“做”为主要目的而进行设计,从而提高学生的学习兴趣并同时激发学生的创造性思维,使学生实现动脑与动手过程的有机结合,真正做到理论与实践相结合的新型教学手段,为实现高职人才的培养目标开创一种行之有效的教学手段。 “电子测量技术”是一门具有一定理论性,但技能性又特别强的课程,因此,其教学目标就是使学生能够熟练地掌握运用常用电子仪器来测量各种电路的参数,并由此判断电路性能的优劣。所以,它最主要的教学目的就是教会学生如何熟练地操作电子测量仪器,即体现在让学生会“做”上。其教学目标正好与一体化教学的精神相吻合,故此,对“电子测量技术”进行一体化教学改革有其现实性、必要性和可操作性,它将更有利于实现“电子测量技术”课程的教学目标,并在一体化的教学过程中同时锻炼学生的动手能力和发现问题、解决问题的能力,从而更好地实现高职院校的人才培养目标。 对于“电子测量技术”的一体化教学改革,我们从以下七个方面着手进行。 一、教学场所的一体化 所谓教学场所的一体化,即把通常的理论教学场所(普通教室或多媒体教室)和技能训练场所(实验室、实训室或实习车间)有机地组合在一起,它既能满足理论教学的需要,又能满足实践教学的需要,从而使理论教学和实践教学能够紧密地组合在一起进行,其目的是给师生提供一个边教、边学、边做的合理空间,给一体化的教学实施提供场所保证。 在进行“电子测量技术”一体化教学改革时,首先要把教学场所转移到实验实训室,把该课程所涉及到的理论和实践技能训练内容全部在该场所进行,让师生真正做到了边教、边学并边做的一体化教学过程。 二、教师素质的一体化 通常的教学是理论教师进行理论教学,实验员、实训指导教师进行技能性教学,这容易造成理论教师不积极提高自身的实践技能能力,而实践教师也会同样不积极提高自己的理论水平,导致出现理论教学与实践教学各自独立,互相脱节的情况,对高职院校人才培养目标的实现造成一定的困扰,因此,对教师素质的一体化培养在高职院校中显得更为重要,特别是在进行一体化教学的执行过程中。既能胜任理论教学又能指导实验、实训操作的高素质一体化教师队伍,是实施一体化教学并实现其人才培养目标的关键因素。 教师素质的一体化,也就是通常所说的“双师型”素质的教师,它是一体化教学能够顺利实施的基础,也是一体化教学质量的保证,因此,在进行一体化教学改革时,“双师型”教师素质培养是至关重要的一环。 在实际培养的过程中,可通过组织理论教师利用节假日到工厂顶岗实习,进行技能培训;或让实验、实训教师传、帮、带理论教师,以弥补其操作技能的不足;或组织实践指导教师参加成人教育、自学考试以提高其理论水平;或让实践指导教师在理论教师的指导下从事相应专业的理论教学;或从企业技术人员中引进相关师资等形式,来培养一批一体化“双师型”师资队伍。 在进行“电子测量技术”一体化教改之前,就有目的地让理论教师参与到该课程的实验、实训教学过程中,当他们也熟练地掌握了实践教学技能后,就开展该课程的一体化教学改革,让这些教师充当该课程的一体化教学教师,从而也实现了教师素质的一体化,即理论教师与实践教师的一体化,同时指导学生的学与做,为实现一体化的教学目标提供技术保障。 三、教学过程的一体化 进行一体化教学时,其教学过程有别于理论教学与实践教学分开时的情况,一体化教学主要体现在师生的“边教、边学、边做”上,因此,“教、学、做”需有机地融合在一起进行。在一堂课当中,它们互相交叉地进行,主要让学生在“学中做”和“做中学”,充分发挥学生学习的主动性、能动性,充分启发学生进行思考,培养学生的思维能力和发现问题、解决问题的能力。在整个一体化教学过程中,教师的“教”则主要体现在对学生的“做”进行指导,对学生不理解的地方进行解释并启发学生对出现的问题进行思考,帮助学生充分发挥自己的能动性来解决问题。在这一过程中,学生是主体,教师只是起到辅导性、启发性的作用,充分体现了让学生在“做中学”的精神,有效地培养了学生的自主性、创造性学习能力和综合实践能力。 在“电子测量技术”进行一体化教学的教学过程设计时,我们充分地考虑了“教、学、做”的混合进行以及学生的主体性。如:设计“示波器使用”的一体化教学过程:教师辅导学生认识实验室示波器教师辅导学生连接相关仪器使示波器显示波形教师辅导学生使用并掌握面板上各开关、按钮的作用教师辅导学生读取示波形的参数教师辅导学生分析波形、参数的特性和正确性教师布置实训课题并辅导学生完成任务教师和学生一起总结教师和学生讨论示波器的组成及各部分电路的作用、工作原理教师介绍各种示波器及其特点、适用范围教师布置课后任务让学生查找有关示波器的使用范围及发展方向教师再布置开放性的实训课题并辅导学生完成任务教师和学生一起进行课堂总结结束。 四、教学方式的改革 实施一体化教学时,采用项目式的教学方式,即把电子测量技术的内容分为几个实训项目来实施,每个项目中则包含该项目所必须掌握的理论知识和实践技能能力,这有利于理论与实践的紧密结合,有助于更好地培养学生的综合素质和能力,也更加符合一体化的教学精神。 五、教学方法的改革 教改之前,理论教学主要以讲授法为主,实践教学主要以实验实习法为主。一体化教改后,则主要以教师指导学生独立获取知识和技能的教学方法为主,如练习法等,以启发式的教学方法培养学生独立思考问题、发现问题并解决问题的能力。 六、教学手段的改革 一体化教改后,教学手段主要以多媒体为主,特别是具有动画效果的实验、实训演示课件,以便增加现场感和学生的感性认识,同时活跃课堂气氛,使学生在轻松的环境下获取各种知识和锻炼各种能力。 七、人才培养模式的一体化改革 一体化教改之前,理论教学和实验教学采用分散式培养模式,实训教学则采用集中式教学培养模式。教改之后,则不再分理论教学和实验、实训教学,而是把“电子测量技术”课程采用集中教学方式,分为几个实训项目进行综合教学,把理论教学和实践教学揉合在一起,集中在一段时间内完成该课程的教学任务。这样,经过一段时间的连续性学习和训练,有助于学生熟练地掌握理论知识和实践技能,并有效地将理论与实践相结合,最终高效地完成课程的教学目标。 技术和知识正在日新月异地发展变化,因此,以培养生产、经营、管理、服务第一线技能型人才为己任的职业教育必须深化改革、加快发展,才能适应科技进步、知识更新和社会发展的需要。而作为职业教育的一种新型教学模式,一体化教学也必须与时俱进、不断充实、不断完善,才能发挥其积极、有效的作用,才能培养出适应社会需要的高素质技能型人才。 电子测量技术论文:浅谈学习迁移理论在“电子测量技术”教学中的运用 摘要:通过分析学习迁移理论的丰富内涵及形成条件,结合高校专业基础课“电子测量技术”的教学实践,提出了促进学习迁移的策略与方法。经过授课实践,这些策略与方法既可以减少学生探索新知识的盲目性,提高学习效率,又可以让学生根据自己的体验达到对学习方法的真正掌握,收到了很好的教学效果。 关键词:学习迁移;心向;电子测量技术 学习迁移是指在一种情境中获得的技能、知识或形成的态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度的形成的影响。学习迁移的本质就是一种学习对另一种学习的影响,它是一种普遍的现象,贯穿于整合教学系统。它不仅存在于知识和技能的学习中,而且存在于认知策略和态度品德的学习之中。因此,“为迁移而教”已经成为当今教育工作者的共识。[1]按照学习迁移的规律展开教学活动,可以有效促使学生将知识、技能顺利转化为能力,这对大学生以后的工作、学习和生活都将产生深远的影响。“电子测量技术”是一门应用性很强的高校专业基础课程,通过该门课程的学习,能够使学生掌握近代电子测量的基本原理和方法,熟悉新型电子测量仪器的应用技术,使学生在以后的学习、工作实践中有能力制订合理的测量、测试方案,选用正确的测量仪器,以获得最佳的测量结果。因此,将学习迁移理论运用于“电子测量技术”这门理论与实践紧密结合的课程中,通过改进教师的教学策略与方法,更好地促进学生对该门课程的学习,这对于提高“电子测量技术”课程的教学质量有着重要的指导意义。 一、学习迁移的内涵和形成条件 1.学习迁移的内涵 现代认知心理学的相关研究,把对学习迁移的研究视角深入到了人的大脑,研究结果表明:迁移与人的信息加工过程有密切联系。迁移涉及到信息加工(信息的编码、存储和提取)的整个过程,同时,个人的主观因素――心向,也对迁移的产生起着关键作用。[2] (1)编码。学生能否将在一种情境中学习的知识有效地运用到另外一种学习情境之中去,在很大程度上与他们在学习知识时怎样对信息进行编码有密切关系。也就是说,学生对所获取的信息用什么方式进行编码、编码的水平如何、效果怎样等,将直接影响到后来在新情境中的学习。 (2)组织。迁移的产生与人对接受的信息所进行的组织与重组呈正相关。进行合理的组织,迁移的效果就好。没有进行组织或组织得不合理,就不能形成迁移或出现负迁移。 (3)辨别。有效的迁移是以有效的辨别为前提和基础的。心理学中有关前摄抑制的实验充分说明:学习者在两种学习情境中学习,如果对先前所学习的知识辨别不清,在后来学习中,先前知识会干扰新知识的掌握,这样就会产生负迁移。 (4)心向。迁移的产生不仅与人的认识过程相关,与人的动机态度也有关系。迁移与心向密切相关。心向也称定势,是指先于一定活动而指向这种活动的心理准备状态。它对于学习迁移既有可能产生积极影响,也可能起阻碍作用。当后面的任务是前面任务的同类课题或它的特例时,心向能对后来课题的学习起积极的促进作用。但是,当新的学习任务与先前任务不同类或者是需要灵活变通的相似任务时,心向就可能干扰新的学习,对学习迁移起阻碍作用。 2.学习迁移的形成条件 有学习就有迁移,但是,积极的、高水平的学习迁移通常不是自动发生的,而是需要一定条件、受到一些因素影响的。为了促使大学生积极、高效学习迁移的有效开展,大学教师必须了解影响学习迁移的条件,掌握促进大学生学习迁移的有效方法,根据学习迁移的规律有的放矢地指导大学生进行学习。相关研究已经表明,有效学习迁移的发生需要具备许多条件,这些条件既有外在环境因素,也有内在心理因素。其中最主要的条件因素有:学习对象的共同因素、已有知识的概括水平、认知技能与策略以及心理定势的作用等。[3] (1)存在相同成分的学习内容。有关学习迁移理论表明,两种学习内容在客观上存在一定的相同点是实现迁移的必要条件。通过运用、学习内容中存在的相同成分,促进学习迁移一般都能收到良好的效果。 (2)较高概括程度的已有知识。已有知识具有一定的概括性或结构性是学习迁移产生的最重要条件。布鲁纳在阐明原理和态度的迁移时指出,学生所掌握的知识越基本、越概括,对新学习、新问题的适应性就越广泛,也就越能产生广泛的迁移。 (3)一定的技能和策略。现代认知心理学研究结果表明,学习迁移是通过复杂的认知活动实现的。在迁移过程中,长时记忆中储存的已有知识发挥着重要的作用。这种已有知识既指陈述性知识,也包括通常称之为技能的程序性知识,还包括作为特殊程序性知识的认知策略。 二、促进学习迁移的策略与方法 在教育、教学实践中,学习迁移(正迁移)并不都是自然而然发生的,真正有效的学习迁移策略,是在教师真正理解了影响学习迁移的要素后,有效地运用正迁移的强大力量所采取的一系列措施。这些策略能在学生的学习过程中,促进学生的日常学习、问题解决和各类作品的创作。[4]在“电子测量技术”课程教学中,采用合适的策略与方法能够有效促进正迁移的产生,获得事半功倍的教学效果。 在实际教学中,要有效地促进学生形成积极的迁移,教师必须按照迁移产生的规律来确定教学内容、安排教学过程、选用教学的方式方法,也就是要依据迁移产生的心理机制来组织教学活动。[5]教师在教学过程中可以通过以下几个方法促进正迁移。 1.指导学生进行合理的信息编码 教师在进行教学设计和课堂教学活动中,必须充分考虑如何让学生进行合理的信息编码,要运用有利于学生以后能够更加灵活地提取信息的方法来传授知识、组织教学。 在“电子测量技术”课程的信号发生器一章中,需要讲解函数发生器的基本原理。其中,构成函数发生器的大部分基本电路,例如双稳态触发电路、比较器、积分器等,都是学生在之前的课程中学习过的。因此,可以采用启发式的教学方法,即,首先给出所需要的信号波形(矩形波、三角波、正弦波等),然后由学生利用已有知识,自行搭建函数发生器的电路模块。教师在此过程中仅给予必要的提示。当学生在利用三角波实现正弦波遇到障碍(新知识点)时,教师再将二极管整形网络引出,并详细讲解。利用这种启发式的教学方法,可以引导学生将已经掌握的知识和新知识有机地联系起来,使新知识能够纳入到学生的认知结构中。这种编码的结果使获取的信息不仅具有稳定性,而且具有清晰性和可辨别性,学生日后提取也就准确而方便了。 2.引导学生对知识进行科学的组织 无组织的知识不但阻碍学生学习活动的顺利展开,更能影响学生的迁移,因此,课堂教学在遵循教学方案的前提下,要按照知识本身的内在逻辑顺序依次展开,既要有教学的灵活性,又要体现知识的系统性。哪些该教,哪些不必教;何处需要多教,何处需要少教甚至不需要教等等,都应该做到心中有数,切忌把零零散散、支离破碎的知识教给学生。 仍旧以“电子测量技术”的信号发生器一章来说,噪声信号发生器是信号发生器的一种,常常用来帮助测量接收机的极限灵敏度,放大器的噪声系数等。在这一节中,噪声发生器的结构原理及其用途是重点,需要详细讲解。相对而言,各种噪声源,例如气体放电管噪声源、固态噪声源等内容,不仅涉及到了各种噪声源器件,而且与各种噪声有关。对于本科三年级的学生,所掌握的噪声相关知识非常有限,因此,噪声源的相关内容只需要简要介绍,以免干扰学生对噪声发生器原理等知识的理解和记忆。 3.帮助学生对所学的知识进行辨别 教师在讲授新知识时,既要引导学生认识新旧知识之间的联系,更要帮助学生弄清新旧知识之间的区别;既要引导学生掌握一般的原理,也要指导学生明确每个知识点的特点和应用范围,使学生能够把知识的概括和知识的分类有机结合起来。 混频器曾在“电子测量技术”的多个章节中出现(信号发生器、频率时间测量和相位差测量等),都是利用了混频器能够将两个输入函数进行相乘的特点,但应用目的、混频器个数却不尽相同。教师在讲解这些既相关又有所区别的内容时,可以采用前后对比的方法,这样不仅可以加深学生对相关知识点的理解,而且可以把它们的应用进行合理分类。 4.帮助学生建构迁移的心向 心向使人们倾向于以一种特定的方式进行反应,这种倾向性本身就是一种活动经验。这种经验对学习和解决新问题既有积极作用,又有消极作用。在教学中,既要注意利用心向的积极作用,帮助学生掌握解决同类问题的方法,又要培养学生积极动脑,养成对问题认真分析的态度,根据问题的特点采取灵活的解决方法,防止心向对学习的干扰。 电子示波器的相关知识点是“电子测量技术”课程的重要内容,其中,在讲解示波管偏转系统的原理时,教师可以结合学生已有的关于电子在磁场中受力偏转的知识进行分析。在学生掌握了相关知识点后,教师可以继续引入激光扫描测振仪的相关知识,使学生们学会触类旁通地分析同类型的不同问题,逐渐养成创新的思维方式。 三、结束语 “教是为了不教。”在当今信息社会,终身学习已是一种生存方式,这就要求大学教学不只是要让学生掌握几门学科的具体知识,更重要的是让学生“学会如何学习”。通过在中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院的教学实践,充分说明了采用促进学习迁移的教学策略与方法,既可以减少学生探索新知识的盲目性,提高学习效率,又可以让学生根据自己的体验达到对学习方法的真正掌握。 电子测量技术论文:“电子测量技术”课程教学改革与实践 摘要:文章分析了“电子测量技术”课程的特点和当前发展趋势,介绍了该课程作为中国计量学院精品课程在教材建设、教学内容、教学方法和手段、实践教学、师资队伍建设等方面进行的一系列改革措施和创新性实践教学。 关键词:电子测量技术;教学改革;教材 “电子测量技术”是中国计量学院的一门特色课程。电子测量技术在科学技术、国防建设、工农业生产、通信、医疗、环保等各领域都有广泛的应用,在现代生活中电子测量技术也成为不可缺少的手段,例如电子称、电子表、电子体温计等等。“电子测量技术”课程的开设目的是使学生熟悉和掌握常用电参量的测量原理与测试方法,掌握典型电子仪器的原理、性能及使用方法;使学生能够正确选取适当的测量仪器组成测试系统,准确测量电测量及正确处理测量数据,以获得准确可靠的测量结果;同时要使学生了解电子测量技术在数字化、智能化、虚拟化、网络化方面的最新发展进程。笔者结合科研背景,尝试对本课程教学内容和教学方法进行改革与实践。 一、教材建设 教材的编写应具有科学性、先进性和适用性,立足理论与实践相结合,基本概念与现代技术相结合,注重作为教材的可读性和知识点的内在逻辑关系,深入浅出,系统而全面。我们根据“电子测量技术”课程教材变化和课程教学改革的需要,编写并公开出版了《电子测量技术》的新教材。[1]新教材主要有如下特点。 1.科学性 电子测量技术教材应该阐述测量科学的丰富内涵。本教材对测量和计量的基本概念给予准确科学的描述,介绍了经典误差理论和测量不确定的概念和评定方法,并将误差分析和测量数据处理贯穿于全书。 2.先进性 相比同类教材,内容较新、实用性强。例如示波器部分,许多教材介绍数字存储示波器原理时是在模拟示波器的基础上额外加一个数字化存储电路,经过数字存储之后的信号仍然需要转换为模拟信号送给静电偏转CRT进行显示。事实上在新型的数字示波器中,被测信号通过数字化存储以后不再转换为模拟信号,而是经过计算机处理,直接以像素的方式显示出被测波形。 3.适用性 “电子测量技术”是一门理论与实践结合紧密的课程,本教材的编写充分注重测试技术、实验方案在培养学生动手能力和创新能力中的重要作用。在教材内容的选择上突出应用型人才培养的特点,在介绍基本测量原理的同时充实应用实例。例如示波器的应用部分,介绍了示波器的基本测量方法、选择示波器应考虑的主要技术指标及使用示波器检测电子电路、AM/FM无线电测试和用数字示波器检测故障信号等。通过实例将学生的应用能力培养融汇于教材并贯穿始终。 二、理论教学 我们对“电子测量技术”课程的理论部分与实践教学进行了统一规划,重点加强学生实际测试测量能力和应用能力的培养。根据电子测量技术应用广泛的特点,在教学中突出实用性、前瞻性和趣味性。 1.课程网站 利用学校的Blackboard教学平台建立了“电子测量技术”课程网站。在此平台上设有网络课程,展示整个教学板块,学生可以自主选择要学习的部分进行学习。学生之间以及师生之间可以通过Blackboard 教学平台进行讨论、交流。 “电子测量技术”课程教学网站建有丰富的资源,设有网络课堂、教学课件、在线测试、视频资料、实践教学、知识拓展、讨论与答疑等板块。通过“讨论区”、“交流”等工具,可以实现教师生之间的交流与互动,很好地解决了师生课外交流少的问题;答疑板块及时为学生在学习中的疑问提供解答和帮助。通过讨论区教师可以及时了解学生在学习过程中碰到的学习难点和共性问题,以便在课堂讲授中进行更清晰的讲解。 如今高等院校都具备良好的网络设施,这为多媒体资源的共享提供了必要的硬件支持。在我们的网络教学平台上,有各种多媒体资源,如美国安捷伦公司、泰克公司、国家仪器(NI)有限公司的视频资料。多媒体资源能使枯燥且缺乏吸引力的内容变得生动有趣、图文并茂、动静分明,对教学有着很好的补充作用,尤其适用于“电子测量技术”这类综合性、实用性很强的课程。专业视频资源可以让学生了解电子测量行业的最新进展、电子测量仪器的正确操作和广泛用途。通常学生知道示波器可以测量电压、频率、相位,实际上在汽车修理中示波器也是很常用的仪器。 2.教学内容及方法 教学方法和手段的改革,就是要改变过去那种灌输式的教学方法,使学生能够以主动方式获取知识。现代教学模式中教师是教学活动的主导者,学生是教学活动的主体。教师一方面需要传授课本上的知识,另一方面更应传授分析问题和解决问题的方法,使学生由被动学习转变为主动探索。我们应大力提倡启发式教学方法,在教学过程中突出学生的学习主体地位,提高学生的综合能力。 在“电子测量技术”的教学中,课堂上主要是介绍电参量的测量原理及电子测量仪器的工作原理。我们使用动画、视频、LabVIEW软件进行辅助教学,给教学带来了新的活力。例如,电子示波器的扫描过程是一个动态过程,在书本上则只能给出静态的过程,在多媒体课件中利用动画,可使抽象的知识内容形象化、趣味化,加深学生对所学知识的理解和记忆,适合个性化学习,调动了学生学习的主动性、积极性。通过介绍一些当前新技术,比如教师有针对性地介绍自己的科研心得和成果,使学生了解电子测量技术的前沿动态。 3.考核评价 考核评价应当针对学生的基本素质培养效果和质量来展开。遵循知识向能力转化、理论向应用转化的原则,建立与教学内容相适应的考试模式,形成考知识与考理解相结合,考理论与考应用相结合,考能力与考创新相结合的评价体系,适应人才培养模式和教学模式的改革。在考核方式上,采取理论考试、实践考核和写读书报告三合一的考核方式。理论考试重点考核学生对理论知识的掌握程度;实践环节考核学生的动手能力及创新能力:设计一个电子仪器(如数字示波器、任意波形发生器),通过教学平台提交;写读书报告,针对电子测量领域的新测试技术、新测量仪器发表见解。 三、实践教学 实践教学的重要性是毋庸置疑的,它与理论教学相辅相成,在“电子测量技术”课程教学中起着举足轻重的作用。加强实验教学是为了能够培养学生的动手操作能力和创新思维能力,是培养创新型人才的前提。 “电子测量技术”课程教学改革强调理论和实践教学并重,在制订课程体系中,课程组就培养创新人才达成了共识:在学生创新能力的培养中,学习乃基础,思考是关键,实践为根本。通过调研和论证,结合现有的实验设备,选取一些具有创新设计价值的实验项目,让学生进行开发设计。为培养学生的操作技能、知识综合应用能力和创新能力,在实验内容的安排上建立由浅入深的多层次体系,以验证型实验为基础、设计型实验为主体、综合型实验为提升的实验体系,以培养学生的工程实践能力。由于“电子测量技术”课程需要培养学生利用常用的电子仪器(如各种电压表、示波器、信号发生器等)进行信号分析和处理的能力,因此开设一些仪器操作的验证性实验,同时,结合当前技术特点,利用现有的实验设备(如Labview软件)增加综合性、设计性、创新性实验。 随着计算机技术的发展,将计算机技术和仪器技术相结合,产生了一类新型测试仪器――虚拟仪器(VI)。虚拟仪器是一种由用户在计算机等通用设备组件的基础上自行定义设计的仪器。实际上,它是以通用计算机为核心的系统,配合一定的标准电子测量功能组件,利用专门编制的计算机应用软件实现信号的采集和后期数据处理等工作,并以一个如普通仪器面板一样的操作界面呈现出来。由于虚拟仪器技术具有实践性强的特点,对于学生的应用能力、创新能力的培养具有重要意义。利用计算机强大的软件技术,配上数据采集卡,学生可以自行设计出符合需要的各种电子仪器,如数字存储示波器、逻辑分析仪、任意波形发生器等。 四、结语 “电子测量技术”课程的教学改革是一项综合性的教改工程。近年来课程建设已经取得了一些成果,教学质量和教学水平正在逐年稳步提高。学生是课程建设的最大受益者,丰富的教学资源为学生学习提供了方便,综合性、创新性实验有利于学生深入理解和掌握课程原理,提高实际应用能力。通过课程建设也有力促进了青年教师的培养,他们参与教材建设、实验建设、网络资源建设等各方面的工作,并积极投身教学实践中,在课程建设中得到发展和提高。 电子测量技术论文:《电子测量技术》理论教学改革之实践 摘要: 本文对电子测量技术课程的理论教学改革的思路进行了阐述,并对怎样搞好电子测量技术课程的理论教学提供了教学改革方案。 关键词: 电子测量技术 理论教学 探索和实践 电子测量技术是一门综合课程,它的内容涉及很广。在以往的高职教学中,由于实习实训硬件条件较差,教学过于偏重于书本理论学习,加上高职学生与普通高校学生学习基础相比要差些,学生大多因学习吃力而渐渐失去兴趣,导致教学效果不甚理想。随着我国经济条件的改善,政府加大了对高职教育的基础设施和实验实训设备的投资,实验实训的硬件条件得到了巨大改变,加上校企联盟逐渐成熟化,形象化教学在高职作为重要的教学手段逐步得到推广。我院在创办全国高职示范以来,更是加大了实验实训的课时量,学生的职业能力得到了发展。电子技能是一项基于复杂脑力活动的高级技能,电子测量技术的课程教学亦有两个方面要求――原理学习和职业技能训练,二者并不矛盾,相互促进,故教学中不应厚此薄彼,这也是符合高等职业技术教育要求的。对于高职教学来说,怎样才能达到技能训练和理论学习的统一?如何使两者完美结合,使教学效果最大化,达到“润物细无声”的境界,是每一个高职教学工作者必须面对的课题。 在电子测量技术教改课程建设中,我院在加大实验实训课时比重的基础上,对于如何开展电子测量技术理论教学,进行了一些探索和实践。 一、重整课程模块 电子测量技术课程涵盖模拟、数字、电路和微机方面的知识内容,甚至涉及高数和统计数学方面的知识点,可谓内容“庞杂”,教师首先要对教材进行分析,明确理论要讲哪些内容、讲到什么程度,都要进行细致的分析。要寻找与实验实训内容的切入点,很好地将理论教学融合到实验实训教学中。为此,我们制订了新的课程标准和基于项目的教学设计,在对教材分析的基础上,把理论教学分为基础理论和新技术新仪器的介绍两个部分。基础理论部分是相对固定的,而新技术新仪器则是动态的,可以随时进行更新。电子测量技术课程理论教学可以分为五个模块,每个模块由若干要点组成。一是测量误差与数据处理模块,要求学生掌握电子测量误差分类以及运用测量误差理论进行测量数据处理及测量结果的表示。二是电子测量仪器的原理与使用模块,主要内容包括信号发生器、示波器、电压表、电子计数器原理与使用,学生通过实验任务完成,能熟练使用仪器。三是基本电参数的测量,主要根据测量任务,组建电子测量系统。四是电信号特性的测量,主要是使用频率特性测试仪和频谱仪原理和使用。五是小型电子测量系统的设计,内容包括信号发生器、时基发生器、频率计和数字电压表等设计项目,根据教学课时量的多少进行选用。其次是理论讲到什么深度,这要根据学生的就业方向决定。例如,就业方向是检测方向的,就要具有一定的理论支撑。电子测量技术理论要讲得深些,但是也要适度,要本着够用的原则。 二、加强理论内容载体实验实训项目的设计 我院进行了教学改革,把课程按职业能力递进思路分为两个层次。 一层主要是基本电子测量仪器的使用模块。该层主要体现在教学手段为“教学做合一”、强化“双基”能力的培养。在这个模块教学中,由于学生已经修完模电、数电等课程,如果把学生完成实验实训任务看成是“做”的过程,教师就要把理论知识嵌入到具体的实验实训项目中,理论教学实施可以在“做”前讲,可以“做”的过程中讲,也可以“做”后讲,即在实验实训任务完成后进行理论知识的归纳和总结。“复习”起到温故而知新的作用,是电子测量技术理论知识的“反刍”阶段,是知识系统化的过程,能够更好地体现“知识够用”的教学目的。在这个教学模块中,我们根据现有的实验室仪器,适时嵌入理论知识点,让学生看着具体的实物讲解电路原理和各旋钮的功能,从而避免了课程教学的抽象问题,有利于学生对理论知识的消化和吸收。例如在信号发生器应用实验中,嵌入模电的正弦信号产生以及波形变换等知识点。二层是整机测试模块。该层主要体现学生根据电子测量任务,组建电子测量系统,完成实际的电子测量实际操作,采集数据并且处理数据,提取被测对象最具特征信息的能力。它是“就业”前的适应期,能够起到加快学生职业能力养成的催化作用。我们在该层加入收音机装调和电视机调修两个实训模块。当然也可以根据不同的生产任务和岗位需求,适当调整模块的相应实训内容。 三、课赛结合,培养学生电子仪器的设计能力 创造能力是一个民族强盛标志之一,是一个国家快速发展的推进剂。电子仪器的精度和智能水平反映了一个国家的科技水平。为此,每两年国家都会举行全国大学生电子设计竞赛,在每年的设计题目中,都有关于电子测量仪器方面的、旨在提高大学生电子仪器的设计能力的题目。从2007年后,该项竞赛分为高职高专组和本科组两个组别。高职高专组更强调对动手能力、电路调试能力以及设计报告的撰写能力的考查,因而在电子测量技术教学中,我们有意识地加入小型电子仪器设计,通过设计了解电路设计步骤、设计方案选择、电路参数的计算、电路组装和调试。每个设计都是相对复杂的、综合的项目工程。例如在学完信号发生器子模块内容时,就可以进行函数信号发生器设计与制作;在学完电子计数器后,进行数字频率计的设计和制作。经过几个电子设计项目之后,学生通过电子仪器的设计,理论水平和动手能力都得到了显著的提高,同时也激发了学生的创造热情。我院积极组织学生参加全国以及江苏省电子设计竞赛,都取得了较好的成绩。 四、通过网站建设,加大习题库和试题库建设,编写了大量试题和习题 这有利于学生课后知识的消化和自主学习能力的养成,也有利于学生“工学交替”,方便学生去工厂实习,学生遇到学习困难或者发现问题后,可以通过网络BBS论坛和电子邮箱,及时得到教师指导,有利于电子测量技术理论与实践的结合,从而进一步促进职业能力的形成。 五、跟踪电子测量新技术和新设备 电子技术的特点是发展更新较快。为了更好地应对变化,更好地与市场接轨,在电子测量技术教学中,教师要不断跟踪电子测量技术的最新发展,增加对新仪器介绍。例如在示波器内容学习时,教师有意识地讲解数字示波器方面的知识,每年全国电子设计竞赛都有关于数字示波器方面的设计内容,在岗位工作中,也有相当多的企业使用的是数字示波器;在信号发生器内容学习时,给学生介绍DDS技术――每年电子设计竞赛的热点,另外还要介绍虚拟仪器等方面的最新检测知识点。由于课时有限,教师讲授内容不可能过于细化,深度也要合适。对有兴趣深入的学生,教师要积极引导他们利用网络资源,查找相关的内容。关注电子测量技术的前沿知识,有利于学生毕业后更好地适应岗位的需求。 随着我院示范建设的不断推进,我院各方面的实验实训条件不断改善,教改项目的不断深化和细化,教学质量达到极大的提升,学生的职业能力得到很大的提高,但是还有一些问题依然存在,我们还要不断完善和改进,最终达到“止于至善”的目标。 电子测量技术论文:浅谈项目式教学在高职电子测量技术课程中的应用 摘 要:项目式教学是当前职业教育中一种比较有效的教学方法,也是当前职业教育教学改革的基本取向。电子测量技术亟待进行教学改革,文中阐述了项目式教学改革的具体实施方法,打破了知识的学科逻辑,精选引导项目和引深项目,教、学、做融为一体,引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,激发学习能动性,提升学生的职业技能。 关键词:高职院校;电子测量技术;引导项目;引深项目 电子测量技术是高职院校电子信息类专业的职业技能性课程,它旨在培养学生电子测量综合应用能力以及对电子产品的检验技能,以使学生毕业后能胜任电子信息技术领域的设计制造、开发应用、安装调试、运行维护、管理及产品的销售与技术服务等方面的工作。近年来,我国电子信息产业得以迅速发展,对一线高素质技能型人才需求的数量和要求也越来越高。电子测量技术课程建设的好坏将直接影响到培养学生质量的高低。在新的教育形式下,认真探究电子测量技术课程的教学改革以改进教学方法和模式、提高学校总体质量就显得尤为重要了。 一、电子测量技术教学改革的紧迫性 1.高职院校电子测量课程授课对象的现状客观要求进行教学改革 高职院校的扩招使学生生源中文科生的比例大增,这些学生的工科基础理论相对薄弱;电子测量技术课程的授课对象多为大三学生,他们刚刚经历了专转本的筛选,这些学生的综合素质总体较差,搞错周期和频率单位、不知两者互为倒数关系的学生大有人在;部分学生有学习的欲望,但又苦于前面课程底子没打好。这些学生又有阳光、活泼,动手能力较强的优点,具有一定的可塑性。学生学习主动性是发挥智慧的基础,面对当前高职院校电子测量技术课程授课对象的现状,改进课程设置,加强该课程的内涵建设,将质量提升起来,是电子测量技术课程亟待进行教学改革的客观要求。 2.教育部有关高等职业教育的文件及当前“用工荒”现象主观要求进行教学改革 《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中明确指出“培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力”“提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力”“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式”等要求;《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中也提出“把促进学生成长成才作为学校一切工作的出发点和落脚点”的要求。新一轮高职院校人才培养工作评估要求也需要我们系统地谋划教学工作,深化教育教学改革和管理模式改革,创新人才培养模式。准生产型的人才培养目标主观上也迫切要求电子测量技术课程进行教学改革。 二、电子测量技术教学改革的措施 高职教育教学方法的研究在逐渐深入,教学方法必须以培养高等技术应用型人才为切入点也得到了职教界的共识,广大教学工作者亦在积极探寻教学方法改革,改进教学模式。目前,我国高职院校电子测量技术课程教学主要存在如下两方面的问题。 其一,大部分高职院校电子测量技术课程沿用了传统教学体系,其教学方法和模式依旧桎梏于传统教学理念的影响上,教学内容没有从实质上突破传统单一式,理论色彩过于浓重,同时所授内容滞后于高职教育的需要,以至于并没有将学生的学习能动性完全地激发起来。其二,某些高职院校电子测量技术课程教学过程中,从其课程结构以及结果上来看,诸多方面有待实践中来完善。电子测量技术进行教学改革,其教学方法和教学模式具体怎样个改法,确实是门学问。现就我校电子测量技术实施教学改革的具体措施阐述如下。 1.彻底改变过去与任务相脱离的、单纯学习知识的课程模式,倡导以学生为中心的“教、学、做”合一的教学方法 项目式教学=理论教学+实验教学+实训,项目式教学不能说是高职教育发展的方向,但大家都在这样做了。可以说,项目式教学是当前职业教育课程改革的基本取向。电子测量技术课程必须彻底打破按照知识本身的相关性组织课程的传统模式,应该按照工作任务的相关性来组织课程。在基于工作过程的教学过程中,精心组织项目,教师在做上教,学生在做上学,通过营造愉悦的氛围,使学生学习不再成为一种痛苦的经历,不再避而远之。项目式教学模式易于激发学生在与工作任务的联系过程中主动学习知识的积极性,从而能更有效地培养学生的职业能力。 2.按照项目工作体系从宏观和微观两方面重构课程结构,适当删减理论知识,强调知识体系的纵向衔接 项目式教学突出强调课程结构,要让学生获得哪些知识,而且要让学生以什么结构来获得这些知识,将直接影响学生职业能力的形成。以工作结构为基本依据开发课程结构,不但要使课程的宏观结构以工作结构为基本依据,而且其微观结构也应以工作结构为基本依据。电子测量技术是一门综合性很强的课程,其内容涵盖了高等数学、电路、模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理等多方面的知识,我们将其偏深、偏难的理论知识予以删减,把握理论内容“必须、够用”的真正内涵,兼顾一定程度的可持续发展性要求,将教学内容重组,相关知识打包,在教学过程中围绕工作任务,先把学生带入工作场景,并初步授以技术实践知识,然后深化到技术理论知识,借助“引导项目”和“引深项目”,由浅入深,梯式推进。电子测量技术实施项目式教学的具体过程举例如下。 遵循认知规律,从学生比较熟悉的放大电路出发,以“电压串联负反馈放大电路的设计与装调”作为电子测量技术学习的第一个项目,在学生开始做该项目之前,教之电子测量基本概念、测量误差分析及数据处理、电子元器件的基本常识等技术实践知识。然后学生动手搭接电路的过程中授之晶体管特性图示仪的使用方法、万用表检测元器件及测量放大电路静态工作点的方法,结合交流毫伏表、信号发生器和示波器测量电路放大倍数后,给学生初步阐述信号发生器、示波器等时域测量仪器的基本原理,同时讲授频域测量的相关知识。随后在学生做的过程中掌握用失真度仪测量波形失真度的方法和用扫频仪测量放大电路的中心频率值、频带宽度等幅频特性的方法。以上述第一个项目作为引导,以“音响放大器的设计与装调”作为引深项目,在学生做的过程中,在理论上从高频和低频两部分深化对信号发生器的认识,深化模拟示波器和数字示波器在结构组成、多波形显示及示波器应用上的认识。以“数字万用表的设计与装调”作为第二个引导项目,知识链接到万用表的测量原理、电压测量基本知识、数字域测量基本知识,学生在做的过程中用到的仪器有万用表、信号发生器、示波器、逻辑笔等。以“基于单片机数字频率计的设计与装调”作为第二个引导项目的引深项目,深化对时间和频率测量的认识,该项目中还涉及到电子计数器、智能仪器及虚拟仪器的使用。总的来说,通过精选典型项目,在“教学做”相结合的过程中用到什么内容就教什么内容,既把握了理论内容的深度,又达到了学科内容的完整性。同时精选的项目能较好地引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,使学生在做的过程中激发了学习动机,提升了职业技能。 3.采取与项目式教学相匹配的考核方式 项目式教学强调学生在项目活动中能力的发展过程,传统的考核方式已不适应项目式教学。项目式教学评价涉及项目任务进行过程中各阶段的学习评价、项目任务的完成质量和平时表现等多方面的综合评价。 三、结束语 面对当前我国职业教育的发展形势,项目式教学已是当前职业教育课程改革的基本取向,但从长期来看,项目式课程改革是不可能一蹴而就的,而是一个相对较长的过程。对于高职教育工作者来说,我们当前工作的重点是遵循教育规律,抓住战略机遇,坚持实践落实科学发展观,打破知识的学科逻辑,同时又能一定程度的兼顾学科的系统性来制定项目式的课程体系表,通过典型项目的教、学、做,来提升高职教育的整体品质,为社会输送多层次、多样化的应用型人才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程实践教学探讨 摘 要: 《电子测量技术》是电子类专业的专业基础课程,课程的实践性较强。本文结合学院实际情况,介绍了该课程实践教学的特点及教学思路,并对该课程实践教学提出了一些有效的措施和经验。 关键词: 《电子测量技术》 实践教学 项目教学 《电子测量技术》课程是电子信息工程专业必修的专业基础课,同时也是理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。《电子测量技术》课程实践性较强,课程的学了掌握必要的理论知识外,更重要的是掌握各种电子测量仪器的选择原则和使用方法。在国外,该课程一般都是直接在工厂进行课程的学习。在我国,高教16号文指出高职教育要改革教学方法和手段,强化学生能力的培养。结合高职高专学生的特点和实际教学经验,我就《电子测量技术》实践教学谈几点体会。 1.课程实践教学的思路 实践教学是培养学生能力的重要教学模式和手段,对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有举足轻重的作用。通过实践教学,学生能更好地掌握各种常用测量仪器的正确使用方法,培养应用知识和解决实际问题的能力。在教学中我们贯彻“行动导向”的教学思想,强调学生是学习过程的中心,教师是学习过程的组织者与协调者。根据学生接受新知识的规律,分层次、有步骤地逐步强化学生的实际动手操作能力。实践教学具体的设计思路为:教学讲解理论知识以后,首先设计出相应的实验题目来巩固理论知识,掌握仪器的基本工作原理及基本操作;其次设计出综合项目,对仪器的综合使用进行训练,使学生能够非常熟练使用仪器,并解决遇到的问题;最后运用仿真软件进行仪器的虚拟仿真使用,从侧面强化电子测量仪器的知识及使用方法。 2.实践教学的实施 在运用多媒体课件讲解理论知识以后,就要逐步进行相应知识点的实践教学。下面以信号示波测量技术为例,阐述实践教学的具体实施步骤。在信号示波测量技术的理论教学中,要讲解示波的原理、示波器的组成及示波器的使用方法。在讲解示波器的使用方法时,采用实物演示教学法,即教师边讲边操作仪器,使学生对讲解的知识有更直观的认识。然后分别进行试验教学、项目实践教学和仿真软件的实践教学。 (1)实验教学 在实验教学中针对示波测量技术,因实际工作中常用到模拟、数字两种示波器,所以我们设计两个实验内容,即模拟示波器的使用和数字示波器的使用。进行实验教学时,教师首先要按照规范要求操作演示一遍,然后学生两个人一组分别进行实验。学生在实验过程中遇到问题可以随时请教老师,教师给予讲解指导。教学过程如图1所示。实验内容为示波器的校准和直流、交流信号的测量等基本使用。通过实验教学,学生能了解仪器的功能,掌握仪器的基本操作。 (2)项目实践教学 理论和实验教学之后,学生对仪器的基本使用有了初步的掌握。但是在工作中,对仪器的使用往往是综合的,涉及各个方面的知识和细节。为此我们设计了综合项目实践教学,采用项目式教学,每个知识点以落实项目为出发点。由任课教师讲解项目的基本原理及测量要求,学生4―5人一组分析讨论仪器的使用及测量步骤,教师对于学生项目整体实践情况给予点评。教学过程如图2所示。实践内容我们选择典型的稳压电源电路,电路中涉及交流、直流、半波信号、全波信号、滤波信号及稳压信号的测量。综合项目的实践能够培养学生的独立思考及创新能力,强化仪器的熟练使用。 (3)仿真软件的实践教学 在教学中采用软件辅助教学,能够加深学生对实际仪器的功能和使用的理解,并且能激发学生的兴趣,调动学生学习的积极性。常用的软件为Multisim,该软件是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具,提供了具有多种测试仪器、元器件品种齐全的虚拟电子工作平台,具有丰富的仿真分析能力。教师在进行仿真实践教学时,首先要给学生典型的电路(我们通常采用综合项目测量的电路)及虚拟测量仪器使用的要求,学生每人一台电脑进行虚拟仪器的仿真测量。教师检查学生的测量波形及数据。教学过程如图3所示。通过仿真软件的实践教学,学生能够巩固掌握的知识及仪器使用的技能。 3.结语 《电子测量技术》实践教学有效地把理论和实践教学结合起来,力求落实“突出应用性、强调工具性、体现先进性”的原则,突出了高职教学重在应用的特色。针对高职教育培养技术应用型人才的目标,课程的实践教学模式更有利于激发学生学习的兴趣和培养学生自主学习的能力。仿真软件实践教学使得教学手段更加现代化。当然,我们深知,实践课程改革是一项长期而又系统的工程,只有不断探索、改革、创新与实践,才能进一步提高教学质量,培养出高素质的技术应用型人才。 电子测量技术论文:《电子测量技术》课程教学方法的探索与实践 摘要:《电子测量技术》是电子信息科学与技术、自动化等高等教育专业的一门专业必修课。通过教学工作的探索与实践,对该课程的理论教学和实验教学做了尝试性的改革,将理论教学与实验教学融合为一体进行授课,在理论教学内容上突出原理及新技术,在实验教学上充分运用实验室开发学生的动手能力和创新能力。、实践教学结果证明教学效果获得较大提高。、 关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学 1 引言 现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。 2 理论教学 电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。 2.1 教材的选择 一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。 笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。 2.2 教师的自我提高 在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。 2.3 逆向思维教学法 任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。 以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。 3 实验教学 本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。 3.1 验证性实验 验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。 3.2 设计性实验 《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。 设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。 通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。 4 结论 作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。 电子测量技术论文:大学电子测量技术课程改革探讨 摘 要:“电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的一门学科,开设这门课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。教师从理论教学、实践教学和考核方式三个方面进行探讨,目的是通过改革激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力。 关键词:电子测量仪器;教学方法;教学效果 “电子测量技术”是一门理论知识和实践性都很强的学科。“电子测量技术”这门课程的内容包括测量误差的性质、特点、分类和测量结果的处理,常见元件(电阻、电容、电感)标注方法和测量方法,电参量(电流、电压、功率)的测量,常用的测量仪器的原理、使用方法,时域测量频域测量和数据域测量的基本特点。学习本课程的目的是使大学生初步学会选择合适的测量仪器、制定合理的测试方法,学会设计一个最佳的测试方案,并且学会对测量结果进行误差分析和处理。开设“电子测量技术”课程旨在培养大学生的基本动手操作能力和提高综合设计能力。该课程涉及知识点多,数学公式推导复杂,学习难度大,容易造成大学生学习疲劳,致使学习效率下降。因此,我们不仅要加强大学生理论知识的学习,还要注重大学生创新和动手能力的实践培养。我们可将实验分为基础验证实验和综合设计实验。在基础验证实验中要求大学生能够识别常用元件,并能对简单的电路进行测量。在综合设计实验中,要根据大学生电子协会和电子设计大赛比赛要求事先拟定题目,使课堂教学和实践教学相融合,加强大学生的设计和创新能力。通过改革,我校大学生近几年的参赛均取得了可喜的成绩。本文从理论教学、实践教学和考核方式几个方面进行了改革,目的是为了激发大学生的内在动力,提高大学生的自主学习能力,通过一系列的改革取得良好的效果。 一、课程内容的改革 当前的“电子测量技术”课程体系陈旧,过多的介绍一些繁杂的公式,对于专科大学生来说难度过大,因此我们联合黄河水利职业技术学院的教师编写了适合大学生使用的“电子测量技术”“电子测量技术教学大纲”和“电子测量技术实验实训指导书”。该套教材介绍常见电参量的测量方法、常用元器件的特点以及测量方法和测量常用仪器的工作原理、使用方法和测试技能,并且介绍了误差理论和误差分析,时域测量、频域测量和数据域测量的基本方法。该套教材的特点是突出应用性和实践性,在课程内容上能够将知识点与能力点有机结合起来,注重培养大学生解决现场实际问题的能力。在内容安排上,力求广度和深度的统一,对电子测量的主要方面做了全面、系统的介绍,对于具体测量问题,选择典型的具有代表性的例题,使大学生既能够建立基本测量理论和基本概念的学习,又能加强基本操作技能的培养和提高。在课程内容上增加了现代测量新技术如无线通信测试、蓝牙测试、光通信测试等,每一部分均附有例题和习题,供大学生练习,以加深理解。在每章的开始部分增加实训项目,在选择实训内容时,应结合现场工作需要和我校实验室的设备条件,所选择的仪器都是全国各大高校普遍使用的测量仪器。 二、课堂讲授 在课堂讲授中,不再采取满堂灌的“填鸭式”的方式,而是将大学生进行分组,选择具有代表性的例子引导大学生自己去讨论、自己制订测量方案,使每个大学生都能够全身心地投入到课堂的学习中来。授课过程中,对于基本公式、基本定理的推导采用传统的板书形式,既能使大学生加深理解,又方便大学生记录。对于电路的测试技术和方案,利用多媒体技术、动画演示等手段,通过形象直观的演示,增加了传授的信息量。在教学过程中以大学生为主体,使大学生参与到课堂中来,改变了以往在课堂上教师乏味的讲解方式,教师在课堂上起引导作用,大学生才是主体。对于难点、抽象的知识点,教师要给大学生讲解清楚。同时,教师要在课堂上设置训练项目,让大学生先对项目进行分析,然后到网上和图书馆查阅资料,通过自己搜集信息,了解每种测量仪器的优缺点、适用范围和测量精度,从而学会建立一个优化的切实可行的测量方案。 三、加强实践技能训练 在实验环节的安排上,增加实验台、实验课时和实验数目。我们把整个实验内容分为基础验证型实验和综合设计型实验,在基础验证型实验中使大学生学会常用元器件的识别方法,学会常用测量仪器的使用方法,会对简单的电路进行测量;在综合设计性实验中,强化大学生创新能力的培养和综合设计能力的提高。同时,布置一些难度适中的题目和一些高难度的题目,难度适中的题目能使大部分的大学生经过自己的努力就可以完成,高难度的题目可以使少部分有探索精神和创新能力的大学生脱颖而出,从而带动其他的大学生,营造一个优良的学习氛围。 四、考试方式的改革 为了杜绝考前突击几天就能过关的现象,对大学生的考核方式也进行了改革。以前的测试就是笔试,以至出现了大学生眼高手低、只会纸上谈兵的现象。为了彻底杜绝这种情况的发生,我们更注重大学生平时的课堂表现、出勤率、作业情况以及在实验操作中的具体表现,这样给出的成绩更加客观公正,能大大提高了大学生的学习积极性,使大学生在平时的课堂上能更好地参与到课堂讨论中来。 五、结束语 通过这几方面的改革,激发了高校大学生的学习的兴趣,充分调动了大学生的主观能动性。近年来,我校的大学生参加河南省电子技能大赛、全国电子大赛还有电工证的等级考试,取得了良好的成绩,促进了他们的成长成才。 电子测量技术论文:《电子测量技术与仪器》课程基于工程应用的实践教学改革 摘 要:电子测量技术与仪器教学改革引起了高职院校教学改革的热点讨论。根据我院实际教学情况和学生自身特点,对电子测量技术与仪器”课程的教学进行了讨论、探索和实践,并提出理论指导实践、强化应用、分组指导教学等良好的建议。 关键词:电子测量技术与仪器;工程应用;分组指导;教学改革 1 强化实践操作的《电子测量技术与仪器》课程教学内涵 目前,《电子测量技术与仪器》课程作为移动通信专业的必修理论课,该课程对理论和实践的要求都比较高,高职学生在移动通信工程中所需的测量技能以及微波理论知识需要有较高的要求,传统教学中实验操作较少,电子测量仪器种类较少,如何通过教学改革,强化学生的理论知识和实践操作技能,形成具有高职自身特色的教育课程,值得我们深入研究和思索。 结合该课程特点,我认为其教学内涵应体现任务驱动的本质,一是理论性和实践性。理论性是指对学生的基本理论知识要求较高,因为移动通信专业的知识外联性较低,学生以前接触的很少,因此我们要求学生掌握基本的电子测量技能,并能够运用理论去指导本专业的实践操作。实践过程必须以提高学生基础和应用能力为主线,使其能够胜任岗位基本要求。二是任务性。《电子测量技术与仪器》课程教学将工作任务细分,同时配备多种电子测量仪器,让学生在实际操作中练习各种测量技能,学和做相辅相成,更重要的是在学习中以实际电子仪器作为载体,遴选、重构课程内容,将工作任务作为终极努力目标。 2 教学改革实施 依据高职院校培养高端技能型专门人才的培养目标,本课程实践教学改革的原则如下:⑴以电子仪器或模块作为课程载体。⑵将实际工程应用引入实践教学。⑶以实践作为教学的主线,通过实践带动知识、技能的学习与职业素养的养成。 在上述原则的指导下,对该课程教学进行如下改革: ⑴在教学中以学生为主体,以教师为主导,充分发挥主导的导向作用,使主体具有自主学习的能力。主导教师应加强自身理论知识水平的提高和技能的锻炼,同时及时更新专业动向。主体学生需要在理解理论知识的基础上,着重锻炼自身实践操作。通过调查分析及学生反馈,移动通信专业对于电子测量的能力要求为熟练使用各种电子仪器,运用自己所学理论指导实践,进行高频微波各种信号的测试,对相关数据进行记录分析并处理。因此,本课程从专业需求入手,充分利用实训室条件,培养学生分析问题,解决问题的能力。 ⑵充分采用多种教学方法,逐步培养学生自主学习能力。在实践教学中,引入实际工程应用,以任务作为驱动,积极引导学生学习。主导教师介绍任务,将学生分组,每组同学分贝完成不同任务,在同一组中,每位同学轮流当组长,指导该组学生进行整个任务的完成流程。在授课过程中采用课前预留,让同学们在课下时间充分利用网络资源丰富和准备即将学习的知识,在后续课中鼓励同学们上台展示,给学生发挥的空间。将教学内容分为基本模块和拓展模块两部分,基本模块用于提高电子测量能力,拓展模块用于培养学生的创新能力。 ⑶以电子仪器作为载体,联合企业开发多项实验实训项目,构建理论实践统一的教学体系。通过整合电子测量实践教学,合理有序的安排实验项目,根据不同的工程环境、工作任务及精度要求,选取科学合理的测量方案,选取正确的测量仪器。主导教师给定测量要求,学生自行确定实验方案,配置实验仪器,分组制定实验步骤,完成实验任务。比如测量射频放大器参数实验,不同组别的学生可以选取不同测量模块,自行查阅实训手册,分别制定不同实验步骤,最终完成测量任务。同时提出扩展性任务,添加学生自己的新思维,锻炼学生分析问题解决问题的能力。构建虚拟实验平台,引入Lab View虚拟仪器平台,利用虚拟仪器测量相关实际电路测试点,得出仿真结果,从而掌握电子产品发展新方向。 在综合性课程设计中,要求学生使用DXP、Multisim等软件进行项目设计与仿真。根据仿真通过的电路结构与参数,进行搭建实际电路并进行实际参数测量,要求学生提交测量结果,完成课程实习报告的书写,同时在实训结束前预留一定时间,自行讲解实训原理、数据处理过程、实训过程中碰到的问题及如何解决等,指导教师进行点评与打分。整个过程其他同学均可参与讨论,学生分析与解决问题的能力得到了进一步的升华。 3 总结 通过对电子测量技术与仪器课程进行的教学改革,学生有了较强的自信心,理论知识在不断的展示讲解中得到了进一步的提高,而有目的的实践又能够帮助学生从全局角度完善整个任务,进而提高学生整体思路思考方式的锻炼。师生在教学过程中关系融洽,面对问题能够共同讨论解决,学生的学习积极性有了明显的提高,真正落实了理论实践深层次理论的过程,学生探究性的学习精神得到提高。课改过程中学校和企业关系进一步增进,教学内容贴近实际要求,因此,基于工程应用的电子测量技术与仪器课程实践教学意义深刻。 电子测量技术论文:基于案例引导、任务驱动教学法在《电子测量技术与仪器》课程教学中的应用 【摘要】对于《电子测量与仪器》课程的教学改革,通过基于案例引导、任务驱动教学方法提高学生的职业素质出发,适当调整理论教学的内容、加强实践教学环节、积极改进教学方法、扩展课程外延,培养学生的职业能力和创新能力等观点。 【关键词】案例引导;任务驱动;教学 《电子测量技术与仪器》是一门注重理论性、应用性及综合性很强的课程。课程内容包括测量误差及误差分析、常规仪器的工作原理及仪器操作使用。除了学习和掌握必要的理论知识外,更重要的是能掌握各种电子测量仪器的选择原则以及使用方法。但我们一般的教材理论部分较多,具体测量方法特别实例分析、实训项目等内容介绍较少,教学也相对枯燥,学生的学习热情不高,学习效果不佳,所以需要更多的实践课程,利用案引导和任务驱动教学,更好地学习《电子测量技术与仪器》。 1.案例引导和任务驱动教学的应用 1.1 案例引导 20世纪初,哈佛大学创造了案例教学法。就是围绕一定培训的目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例(通常为书面形式),通过独立研究和相互讨论的方式。来提高学员的分析问题和解决问题的能力的一种方法。 以往在讲解电子测量基本仪器的原理时,教师按课程的理论体系阐述知识点,学生听老师讲解,适当时候教师提问。这样课堂气氛沉闷,不利于调动学生学习积极性。采用案例引导教学法有利于改变这种状况。例如讲解频率测量这一章节,教师可先拿教师自己或上一届学生设计的一个简易数字频率计向学生演示,介绍其功能和设计过程,再介绍其基本工作原理,这样学生的积极性被有效地调动起来,学习兴趣大增。讲完后,再让学生思考这个作品还存在什么问题,或者还可以采用什么新的方案,并及时布置与之相关的研究性学习任务,以小组为单位进行学习交流与研究。在这个过程中每个学生根据兴趣选择一个内容完成开学时布置的小制作及小论文。上交作品或小论文时对学生进行面试,以避免抄袭现象。另外,教师在平时的教学科研工作过程中要注意收集与电子测量相关的小产品,充实到案例教学中。这种教学方法对理论基础相对较差的学生帮助也很大,其动手能力、应用能力可得到较好的锻炼。案例引导应着眼于学生正确和熟练地使用仪器这一教学目标,围绕这一主线展开讨论。对于电子测量仪器,主要强调其基本组成与整机工作原理,不对整机电路作较多的讨论。教学中的仪器内容及选型注意与当前生产、科研实践相联系,使其具有一定的代表性。在介绍典型仪器产品时,把仪器的面板构成和原理框图相联系,有利于学生把所学的理论知识与实践相结合。 不过需要注意的是:(1)案例的来源往往不能满足培训的需要。研究和编制一个好的案例,需要较长时间。同时,编写一个有效的案例需要有技能和经验。因此,案例可能不适合现实情况的需要。(2)案例法需要较多的培训时间,对教师和学员的要求也比较高。在案例引导的过程中建议:1)案例讨论中尽量摒弃主观的成分,教师要掌握会场,引导讨论方向,要注意培养能力,不要走过场。2)案例教学耗时较多,因而案例选择要精当,开始时组织案例教学要适度。3)学生一般都具有实践经验,不必担心讨论不起来,但一定要有理论知识作底衬,即案例教学一定要在理论学习的基础上进行。 1.2 任务驱动教学 任务驱动教学就是在学习信息技术的过程中,学生在教师的帮助下,围绕共同的任务活动中心,在问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,引导学生产生一种学习实践活动。它要求“任务”的目标性和教学情境的创建。使学生带着真实的任务在探索中学习。学生获得成就感,激发他们的求知欲望,形成感知心智活动的良性循环,从而培养出独立探索、进取的自学能力。 把课堂搬到实验室,针对具体的测量仪器来介绍工作原理及电路组成,同时观察实验效果。鼓励讲授理论的教师同时承担实验教学,此教学形式的改进能帮助教师拓展知识结构,理论教师通过实验课程指导,能深刻体会实验对理论教学的重要促进作用,提升教师自身教学和工程实践能力。令学生学生能够独立设计测量方案、熟练运用电子仪器、利用已学理论知识分析测量结果。通过任务驱动教学让学生充分掌握以下几点:(1)了解主要电子技术中如电压、电流、频率、元器件参数、阻抗、噪声等物理量的测量原理;(2)了解电压表、信号发生器、电子示波器、扫频仪、逻辑分析仪等电子测量仪器的工作原理并能熟练操作和使用这些测量仪器;(3)针对具体的物理量的测量,能够设计出合理的测量方案、正确操作测量仪器、并对测量结果能科学分析。 在仪器的新技术方面,我们建立了虚拟仪器实验室。通过Virt ualBench 等软件在教学中应用,使学生认识到在虚拟仪器中,一台计算机可当作多台仪器使用,“软件即仪器”;还可以根据自己的需要,应用Lab VIEW 等图形化编程软件编制软件,使计算机变成自己所需要的仪器。这样,大大地扩宽了学生的视野,提高他们的学习兴趣,也培养了他们的创新能力。 任务驱动教学需要注意的是:(1)教学进度不易把握。每一组的探究程度和进度教师很难把握,实训结束时,有的组提前完成,有的组不能完成,影响效果。所以后需采取一些措施,要既能保证探究效果,又不影响进度。(2)课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为生动,这也导致个别学生干扰他人。采取措施在行动上约束学生,最好能使学生都积极参与起来。(3)评价上有困难。任务驱动教学法,可能有个别学生滥竽充数、混水摸鱼,给教师造成教学质量好的错觉,影响到教学效果。 1.3 小结 总之,案例引导和任务驱动的教学模式改变了传统的教与学的结构,使学生真正成为学习的主体,教师除了具有辅导者、引导者的身份外,不具备其他任何权威。在这一模式下,学生将可能通过计算机网络随时获取帮助,并随时成为教师。这种教学方式全面应用到技能教学相信只是一个时间上的问题,它将完全改变传统的教学方式,使因材施教真正落到实处,让每个学习者将学习当作一种享受。 2.建立新型的考核评价体系 传统的考试制度比较注重理论和笔试,实验成绩虽占有一定的比例,但比重较小,这不利于人才的培养,理论测试与实践动手能力考核应同等对待。理论考核应从培养学生分析、解决问题的能力和创造能力出发。而实践考核中,既为不同层次学生提供更加公平的评价方式,也为那些擅长动手和创造的学生提供空间和时间,帮助他们脱颖而出,对学生的评价更客观、更全面。突出了实践环节的重要性。 3.重视教师自身素质的提高 教师在教学活动中是处于主导地位的,很难想像一个专业化程度不高、业务一般的教师能教出一批好的学生。而且随着新技术、新方法、新仪器的不断出现,测量应用领域的拓展,对教师知识结构、素质和能力也提出了新的挑战。为此教师一方面必须积极参加科研,掌握学科前沿动态,另一方面定期到企业挂职锻炼,掌握相关电子产品生产测试实际情况,丰富实用教学案例,把自己获得的实际经验、所掌握的最新信息传授给学生。 4.小结 21世纪是知识经济时代,知识经济时代对人才的素质和创造能力提出了越来越高的要求,对人才培养工作产生极其深刻的影响。大学作为培养高级人才的摇篮,只有紧跟时代的发展脉搏,改革人才培养模式,转变教学观念,更新教学内容,探索各种教学方法和教学手段,切实提高教学质量,才能很好担当起为社会输送合格人才的重任。在本课程的教学过程中,我们采取了多种教学方法,虽然取得了一定的成绩,但教学改革毕竟是一个长期探索、不断完善的过程,需要我们去不断总结经验,探索更有益的方法。 电子测量技术论文:浅谈电子测量技术和仪器的重要性 摘 要:本文对电子测量技术与电子测量仪器在经济发展和技术进步中的重要性进行了分析和讨论。本文首先对电子测量的对象及其应用特点进行了介绍,然后重点对其应用场景和重要性进行了讨论,最后对其发展前景做了分析。 关键词:电子测量技术;电子测量仪器 信息技术的发展拓展了参数测量的应用场景,提升了对参数测量的应用需求,为获得更高精度、更快速度以及更多功能的测量结果,电子测量技术及电子测量一起得到了飞速的发展。完善有效的测量方法配合先进的电子测量设备逐渐成为电子专业测量的主要实现方式。 一、电子测量的特点 (一)电子测量的对象 早期的电子测量主要是对被测量对象的电参数信号、传输特性、受干扰特性进行测量,之后随着信息技术的发展,电子测量技术及其相关设备也被逐渐应用到其他内容的测量当中,如通过传感器等设备将诸如机械物理量、热物理量以及光物理量等转化为量化的电信号量进行分析等。目前电子测量技术和仪器主要被应用的场景为:电能量信号的测量,如电功率、电压与电流等;干扰量及干扰后的信号特性测量,如信噪比、频谱、相位、失真度等;电路元器件测量,如电容与三极管的参数测量、集成电路的性能参数测量等。 (二)电子测量的优势 现代电子测量仪器的应用拓展了参数可测量的范围,现代测量技术的应用拓展了可被测量参数的种类,传统测量方式下所无法获得的测量,都可以通过相应的电子测量技术获得高精度的测量结果。具体来说,应用电子测量技术和设备所具有的测量优势主要体现在以下几个方面。 1.能够在更宽范围内对参数进行测量。电子测量仪器的量程更广,精度更高,量程数量级更大,可测量的频带范围更宽。如电阻电子测量设备的量程宽度可达到六至七个数量级,这是普通的欧姆表所无法达到的。 2.测量精度和测量准确度更高,测量速度更快。电子测量仪器对参量的测量主要是通过电磁波或电子运动来实现的,因而所能够实现的测量精度和测量准确度更高,特别是在时间量和频率量测量方面其优势更为明显。同时,相较于其他信号而言,电磁信号的速度更快,能够在更短时间内获得测量结果。 3.可进行在线测量和远程测量。电子测量技术可以在相关仪器中添加多种类型的传感器,这些传感器可被放置于不便于停留或无法达到的区域对相关信号进行采集,若能够集成到相关位置,还能够在不改变被测量对象工作状态的情况下实现不间断在线测量,并将测量结果以有线或者无线的方式传输给接收端进行显示、存储或打印等。 4.便于计算机处理。电子测量所获得的数据大多都是数字信息,这些信息更加便于在计算机端进行处理与分析,配合使用计算机能够有效扩展被测量的应用范围。 二、电子测量技术与仪器的应用重要性分析 电子测量技术和仪器以测量技术为基础,吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种计数方式,可以将被测量对象或系统的参数以电量、光量以及其他非电量的方式传递给处理端进行处理和分析。电子测量技术和仪器已经在各行业各领域得到了广泛的应用,是推动科技进步和科技创新的重要条件。 电子测量技术和仪器配合使用基本能够实现对任何参数的测量,因而其应用场景非常广泛,几乎涉及到了人们生活与社会发展的各个方面。其测量结果对各项技术的发展具有指导意义。如对无线通信速率的测量以及空间噪声特性的测量可以有效指导无线通信系统的技术革新;光栅、磁尺以及激光测量设备等在机械行业的应用推动了高精度数控机床产业的发展,使得越来越高精度的器件生产成为可能。 特别地,电子测量技术与仪器的发展更是同步甚至于超前其他技术进行发展的。统计资料显示,二十世纪九十年代的发达国家中,电子测量技术与仪器所占的国民生产总值只有百分之四左右,但是其对整个国民经济的推动作用却占据了超百分之六十的份额,与国民经济的关联度达百分之九十。电子测量技术和仪器是国家综合技术的客观体现,是国民经济发展的重要保障。 三、电子测量技术和仪器的发展前景 总体来看,电子测量仪器的未来发展方向主要集中在通用化与平台化、模块化、虚拟测试化等方面。 通用化与平台化是指现代测量仪器和技术正在逐渐由依赖硬件性能向依赖软件性能转变,各种测量软件和功能逐渐被集成到一台测量仪器中,且测量对象与测量设备相互独立,只需要根据测量需求适当的更改软件功能即可实现单台测量仪器的多参数、多用途测量。 模块化是指整个测量系统提供总线接口,各功能采用模块化思想进行设计,在应用时可实现快速配置和模块更新。这样既能够有效减小测量仪器的体积和重量,还能够依照最新的测量技术和方案对测量系统进行更新或升级,使得整个测量仪器的兼容性更强。 虚拟测试化是指应用虚拟测试技术对测量结果进行优化,对具体参数测量过程进行改进,增强电子测量技术的工程实用性,进而提升测量效率和数据测量进度。 四、总结 随着被测试系统和器件的发展速度越来越快、体积越来越小、应用场景越来越广泛,人们对测量技术和测量仪器提出了更高层次的要求,促进了新技术和新方法在电子测量技术和仪器中的应用。电子测量技术和仪器的应用对整个社会的发展具有先导作用,代表着一个国家的科技实力,影响着社会经济的发展速度。可见,正确认识电子测量技术和仪器的作用和功能具有重要的指导意义。 电子测量技术论文:电子测量技术实践课程教学改革浅析 摘 要:本文分析了电子测量技术课程在实践教学环节存的问题,并结合实际情况提出了实验课程改革措施。 关键词:电子测量;实验;教学;改革 电子测量是高等院校电子信息工程专业和电子信息科学技术类学生的一门重要专业课。是具有较强的理论性和实践性的课程。包括电子测量的基本理论和方法、主要电子仪器的工作原理、误差分析、电参数的测试方法、实际应用以及该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习,使学生具有电子测量技术与仪器方面的基础知识和实际应用能力,以后在科学实验和生产实践中能制定先进的测量方案,合理地选用测量仪器,能正确处理测量数据,以获得最佳的测量结果。课程较强的实践性要求在教学过程中要加强实验教学环节,提高学生的动手能力。 1 电子测量技术实验课程教学存在的问题 ⑴测量课程的理论内容相对独立。在好多电信学生的心目中,测量课程是独立的,实验更是由于本课程的特点即与其他课程内容的有机联系和综合应用,使得学生容易产生误觉,好象在重复其它课程的实验,无太大新意,而变得好象索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。而使得学生对此门课程兴趣不大或兴趣全无。其实不然,测试一直贯穿于学生的整个大学阶段。刚入校时所学的高数是测试技术的理论依据;计算机是现代测试的重要工具;电路、低频电路、高频电路就是讲解的测试电路;信号与系统、数字信号处理、信息论与编码讲解的就是测试原理。也就是说学生的知识不应是孤立的,而应有机的联系成一体。 ⑵本课程具有很强的实践性,必须结合实验等实践环节才能理论联系实际提高综合应用能力。但随着科学技术的发展,各学校为了培养宽口径的人才,增开各种课程,使得电子测量的学时数日渐减少,与其在专业里的重要性不相符合。一般高校的测试技术大概就是40多学时,有的学校实验学时还包含在里面,对于学生的理论知识的掌握和实践上的应用及创新思维和能力的培养远远不够。 ⑶实验教学内容不尽合理。现有的测试技术的实验不外乎是一些基本测试仪器的使用,非常片面。使得学生容易产生误觉,一是好象在重复其它课程的实验,二是学生好象有点知道,但又感觉知道的不是很透彻,觉得无太大新意,而变得 索然无味,使得本课程成为了一门抽象难懂、深不可测、高不可攀、望而却步的“难学难用”课程了。其实测试技术应该贯穿于整个电子信息专业的实践当中。 2 电子测量技术实验课程改革措施 ⑴研究电子测量实验可与其他课程实验的整合。测量在电信工程专业中起着举足轻重的作用,并一直贯穿始终。无论是从高数、计算机基础到电路、低、高频电路,再到信号与系统、数字信号处理、信息论与编码;从微机原理、单片机到EDA、MATLAB、DSP、ARM,无不与测试技术相关。高数是测试技术的理论依据;测量电路与系统由各种电路、传感器和计算机构成;测量仪器的使用和测量电路的设计与调试过程中可利用一些计算机语言进行辅助设计和仿真。测量技术的讲解可以站在信号的高度上讲解,使得学生起点更高,更能充满信心的找到自己未来的人生目标。故而可将学生四年的实验课统一安排,统筹规划;先从实验仪器的基本使用,到应用实验仪器测量基本电路及其电参数,再到实验仪器的熟练使用、扩展使用;最后到自行选用实验仪器,计算参数,构成测量电路,设定实验步骤,完成各种任务。这样即可合理安排学时,避开学时压缩对课程带来的不利影响;又可避免重复劳动所带来的厌倦心理;还方便开设一些综合性课题。 ⑵合理设置实验内容。实验教学作为电子测量课程的重要组成部分在内容安排上也不能一成不变照本宣科,实验内容的选取要做到适应不同层次学生的需要,将单纯的验证性实验逐步向综合应用实验和创新实验类型发展,增强学生的参与意识,提高学生的动手能力。就是以验证性实验为主,对于设计性实验我们都是要求学生利用传感器等来间接测量一些与实际应用有关的参数,如温度、液位、重量、位移等。这样一方面提高了实验的难度,另一方面提高了实验的趣味性。在整个实验过程中,学生独立设计方案,确定实施方法与手段;对实验过程中遇到的问题进行多方位思考并借助于测试仪器认真地分析,教师仅在适当的时候加以启发引导。在参与实验的过程中,一切都由学生独立思考和动手,自己寻求正确答案,真正成为实验的主体,从而提高了学生的实验兴趣,激发了学生的创新意识,培养了学生的创新能力。可以让学生较系统地掌握电子测量系统设计过程的选项立项、方案论证、工程设计和实现、系统调试、文档整理等全过程的各个环节,充分发挥学生的主观能动性和创造力,培养学生的协作能力和团队精神。 ⑶建立虚拟实验平台,电子测量课程面临两个难以回避的瓶颈,其一是传统实验手段落后的瓶颈,其二是实验设备资源的瓶颈,构建基于软硬件结合的仿真实验平台,既可充分利用学校计算机房的现有设备减少实验设备的硬件投入及维护工作量,又可以帮助学生更好、更快地掌握理论教学内容,加深对概念原理的理解,有利于促成课程和教学改革更有利于具备工程实践能力的应用性人才的培养。 电子测量技术论文:我国电子测量技术的发展 【摘 要】21世纪以来,我国已经进入了科技化信息化时代。各种先进的科学技术都在涌现,其中也包括电子测量技术。它是新时代不断发展创新的产物,具有很大的发展潜力。 【关键词】电子测量;技术发展;广阔前景 0 前言 随着我国经济不断发展,我国居民的生活水平都在提高,使用先进的科学技术是必然趋势。电子测量技术应用于我们生活的方方面面,能够精准高效率的测量许多数据,方便人民的生产生活,下面我们就来阐述一下电子测量技术的发展历程。 1 电子测量技术的简单介绍 新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及准确测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电学专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。电子测量仪器是知识密集、技术密集、高速发展中的行业。由于微电子技术、计算机技术的高速发展及其在电子测量技术与仪器中的应用,新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断涌现,在电子、电力、航空、航天、能源、交通、广播、电视、通信及其信息系统、微电子及电子元器件测试等方面已冲破了传统仪器的概念。电子测量主要应用于电学专业的测量,例如,电信号传输特性的测量。电子测量也广泛的应用于非电学专业的测量,例如,它通过各种类型的传感器,能量转化器把非电量(如热力学、光学、机械学的物理量)转换为电量(如电流、电压、频率等)进行研究,而后得出反映出非电量的测量结果。随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈广泛,通常包括以下几个方面:(1)电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量。(2)信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等。(3)元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。然而目前国际上著名仪器公司电子仪器销售额所占比例不断下降,国内电子仪器厂所处的状况大致类同。因而研究我国当前电子测量仪器行业发展战略决策,已成为仪器行业专家们共同关注的问题。 2 电子测量技术的优点 2.1 电子测量技术的测量频率范围广 相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程大等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保证了测量结果的准确性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽,同一台电子仪器,经常能做到量程涉及很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十欧姆电阻,量程宽达六、七个数量级。 2.2 电子测量技术能够实现遥测 电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保证测量的数据具有高度的实时性,同时它拥有直观、清晰的显示方式,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。电子测量技术能够将传感器设置在人类无法到达或者无法长期停留的地方,在对象运行的状态下能够持续进行测量,并直观地记录下相关的数据,这样就方便人们对被测对象进行了解和分析。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波的方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。同时,电子测量技术在实现遥测和不间断测量时能够利用荧光示波法和发光二极管来直接显示出测量的结果,具有直观、清晰的效果,便于测量人员直接对被测对象的行为特征进行认识和掌握。荧光屏示波法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯显示。 2.3 与计算机技术相结合 电子测量技术的高速发展离不开计算机技术的大力支持,因此电子测量技术和计算机技术的紧密集合是又一个应用优点。随着现代计算机技术的高速发展、计算机硬件价格的不断下降,通用硬件平台和虚拟仪器也正在成为趋势。通用硬件平台主要包括用于数据采集、信号分析处理和信号输出显示等带有共性的硬件,例如微型计算机、A/D和D/A变换器、显示器等,有了这些通用硬件平台,根据不同仪器的具体技术要求,开发出相应的软件,就可以产生不同的测试功能,输出多种测试信号。虚拟仪器充分利用了微型计算机强大的软硬件技术,可以设计出风格不同的人机操作界面,并且易于随着计算机软、硬件的升级而升级。虚拟仪器允许用户在通用硬件平台上根据自己的需要构造仪器,充分发挥计算机或数字信号处理器的作用,对仪器功能进行变换组合,因而比实物仪器更具有灵活性。在当今科技的高速发展中,测量技术和实验手段的现代化已成为科技现代化的重要条件和标志。随着计算机技术与智能传感技术的不断发展,检测仪器也将朝着“更快、更宽、更深”方向发展。微型计算机的不断发展,让电子测量仪器能够更加便捷地携带,能够对测量的数据、结果以及变化情况进行记录和保存,体现了电子测量技术多功能、高性能的特点。 3 电子测量技术的发展前景 随着信息技术的高速发展,信息和信息化已成为推动经济、技术和社会发展的要素,它反映了当代经济发展、科学技术进步的趋势,被认为是国家现代化水平和综合国力的主要标志之一,从而成为各国竞争的热点。对此各发达国家均把实现社会信息化作为重要的国策竞相投入了大量的人力、物力和财力。电子测量仪器与测试技术正是这些系统与技术的支撑。传统的仪器与测量方法已经很难适应这种需求,必须大力发展测试系统技术、测试软件技术等,用以研制开发新的仪器和新的测试方法。如能适应这种需求,仪器行业将得到很大发展。电子测量仪器经历了从模拟仪器到数字仪器、智能仪器,再到目前的虚拟仪器的发展历程,微电子技术和计算机技术的迅猛发展推动了电子测量仪器的发展。随着电子测量仪器的应用领域不断扩大,现代科学技术的发展和现代化工业大生产,必定会对电子测量仪器提出更高的要求,相应地,电子测量仪器的发展会呈现出新的特点,主要会包括:测量仪器的通用化;测量仪器的模块化;融合大量的高新技术;测量仪器的网络化。 4 结束语 通过本研究的介绍,我们对于电子测量技术的发展有了一定的了解。根据它的诸多优点,相信在未来一定会有更好的发展前景,应用到我们的生产和实践中去,为我们提高优质的生活。 电子测量技术论文:电子测量仪器抗干扰技术措施分析 [摘要]随着电子技术的飞速发展,人们对电子产品提出了越来越高的要求。许多企业都在使生产实现自动化,在实现自动化的过程中需要用到较多的电子测量仪器来检测生产过程中的参数,通过检测到的参数来指导生产操作。所以,电子测量仪器必须要保证其测量数据的准确性,防止出现误差。在实际的操作过程中,利用电子测量仪器检测参数容易出现干扰问题,干扰问题的出现会降低信号的质量,影响设备的正常使用。因此,提高电子测量仪器的抗干扰性能非常重要本文对干扰现象进行了介绍,研究了几种常用的电子测量仪器抗干扰技术和措施,并得到了相关的结论。 [关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施 一、干扰现象 (一)、干扰的定义 干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说,干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等,其中,电磁干扰是最为常见的干扰方式,电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响,使信号的数据发生瞬态变化,加大误差,严重时可能会导致整个系统出现故障。 (二)、干扰的来源 产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说,许多的设备都能够成为干扰源,例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等,这些设备都能够产生电磁信号,对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外,宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号,成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的,具有极强的穿透能力,电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器,传播的途径众多,也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体,它会吸收干扰信号,影响参数检测。所以,干扰是会对系统造成有害影响的,除去干扰形成因素的任何一个,都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理,破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。 二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施 电子测量仪器容易出现干扰问题,通过干扰现象的来源进行分析,可以知道,提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说,想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的,例如电网和外界环境的干扰。所以,在电子测量仪器来说,除了要对一些干扰源进行抑制之外,还需要在产品自身设计方面进行研究,提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述: (一)、屏蔽技术 屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体,可以将干扰源或者受干扰对象包围起来,这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道,组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同,一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰,使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体,且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰,一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体,从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备,既存在电场耦合,又存在磁场耦合,例如,变压器、发电机等等,变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环,漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通,从而使变压器外的磁通减弱。另外,在同轴电缆中,可以在电缆线中设置屏蔽层,防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时,为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面,可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜,这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是,对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。 (二)、隔离技术 隔离技术是抑制干扰的有效手段之一,它是指把干扰源与接收系统隔离开来,从而让干扰耦合通道被切断,使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器,光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号,它所具有的隔离能力比较强,能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中,需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号,在利用其触电来控制和传输电信号,这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。 (三)、滤波技术 滤波的形式有多种,主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声,只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多,所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性,可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。 (四)、接地技术 为了提高电子测量仪器的抗干扰性能,还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连,这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式,不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全,还能够有效地抑制干扰。 三、结束语 综上所述,在电气化的环境下,干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失,就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输,保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。 电子测量技术论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展 近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。 电子测量技术的现状及存在的问题 目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。 虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,可靠性差等,深入分析则存在以下问题: 人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于核心地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。 数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的最新标志,关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。 软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的核心技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。 面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。 目前电子测量仪器的高技术成果 成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。 调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。 VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。 电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。 现代电子测量仪器的发展方向及趋势 电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,可靠性,可维护性,可操作性,易升级性等。 我国电子测量技术的发展应保证产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。
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
材料化学论文:高分子材料与工程专业高分子化学实验教学体系的构建与成效 摘要:概述了目前国内高校高分子材料与工程专业高分子化学实验教学存在的共性问题和关键问题。提出了高分子材料与工程专业高分子化学实验课程由基础技能实验,综合设计实验,研究创新实验三个模块组成的新教学体系,并在每个模块中引入一些综合性和应用性的实验教学内容。实践证明所构建的实验教学体系在培养学生的创新意识、应用与实践能力方面起到了较好的效果。 关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学 高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。 一、高分子化学实验教学现状剖析 1.实验教学体系和内容欠争理 多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。 2.实验教学方法单一 学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。 3.实验嫩学手段落后 在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。 二、新教学模块的实践性探索与成效 针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。 1.基础技能实验教学模块 基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。 基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%~50%为宜,课时数约30学时,开设8~10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。 2.综合设计实验教学模块 综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。 教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%~200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%~1.0%、反应温度设定在75℃~85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。 3.研究创新实验教学模块 设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。 本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%~25%为宜,课时数约15学时,开设2~3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。 三、结论 基础技能实验、综合设计实验、研究创新实验+教学模块教学的实践证明教学效果显著,特别对提高学生综合实践能力、激发学生理论课学习兴趣、培养学生创新意识和应用开发技能取得了预期效果。基础技能实验模块的教学效果主要体现在实验现象与相关基础理论知识之间的有机联系,高分子化学实验操作技能和技巧的掌握和规范。综合设计实验的教学效果主要体现在学生自主设计和分析解决问题的能力培养。研究创新实验的教学效果主要体现在学生科研和创新意识的建立,以及学生团队意识和应用开发能力的培养。 材料化学论文:浅析材料化学专业在高等林业院校的定位与建设实践 论文关键词:材料化学;专业定位;课程体系;实践教学;师资培养 论文摘要:文章从我国林业科技发展对材料化学专业人才的需要出发,探讨了在高等林业院校设置材料化学的专业定位,在对材料化学课程的教学体系进行思考的基础上,提出了培养适应林业科技发展需要的材料化学专业人才的培养模式和教学内容。 材料化学是一门材料科学与现代化学相结合的新兴学科,对于自然科学和国民经济的发展至关重要,是21世纪化学发展中的重要新兴学科之一。本专业密切联系国民经济、科学技术迅速发展的实际,研究材料制备、加工、性能和应用等的化学问题。上个世纪90年代初,复旦大学率先开设材料化学本科专业。随后,众多高校相继开设了该专业。由于材料种类很多,而且各个高校开设材料化学专业的背景和学校的优势学科不相同,虽然专业名称相同,但是各学校所制定的培养方案和体现的专业特色各不一样。中南林业科技大学是一所服务于区域经济和现代林业,地处中南地区的高等林业院校。在高等林业院校开设材料化学专业,相对于其它综合性高校的材料化学专业和本校的主流学科一一林学来说,该专业无论是在师资队伍,还是在科研水平与学科建设等方面都存在不小的差距。所以,我校开设的材料化学专业,只有办出自己的特色和优势,才能在材料化学专业领域占有一席之地。 1、专业定位明确,体现办学特色 人才的培养需要找准位置,明确方向。这是适应经济发展的需要,也是办好专业的关键。我校2004年初申报材料化学专业并获得省教育厅批准,2005年正式招生。经过5年的发展,积累了较为丰富的教学实践经验,基本建立了较为完备的材料化学专业办学条件。材料化学是一门多学科相互交叉的新型综合学科,就材料而言,包括金属材料、无机金属材料、高分子材料、功能材料、复合材料等多个领域。随着我国经济建设的全面发展,为了应对经济社会可持续发展的迫切要求,加强林业和生态环境建设至关重要。各种新材料在农业、林业领域的应用日益广泛,如生物质材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的开发都是材料优先发展的方向。但是,目前我国林业领域从事新材料技术开发和应用的专门人才比较匾乏,远远不能满足现代林业高速发展的需要。因此,高等林业院校设置材料化学专业对我国林业现代化具有重要意义。在高等林业院校设置材料化学专业既要考虑材料科学学科本身的体系,又要体现高等林业院校的特色与优势。为此,我们把专业定位在复合材料、生物质材料和高分子材料三大方向,使学生既具有扎实的材料科学基础知识和良好的专业素质,又能适应科学技术飞速发展的要求;培养能在材料开发、生产及应用领域,尤其是利用林产品资源进行新材料研制和开发以及新材料在林业领域的应用方面具有创新精神和实践能力的复合型人才,为我国林业生产现代化及林业产业化的发展提供坚实可靠的人才保障。 2、完善课程体系,优化课程设置 本专业秉承夯实基础,提高能力、拓宽范围、接触前沿的理念,根据国家经济建设对专业型、应用型、复合型和学习型人才的需要,在遵循“重基础、宽口径和强能力”教学改革原则的基础上,在构建材料化学专业课程体系时,主要采取下列原则:加强基础理论,拓宽专业口径,重视实验教学,适当增加选修课比例。因此,该专业的课程体系由公共基础课、专业基础课、专业必选课和专业选修课四个方面组成。其中:公共基础课程与化学工程类其它专业一致;专业基础课开设了材料化学、物质结构基础、材料科学与工程基础、材料物理性能等课程;在专业课程的设置上注意宽口径与突出特色相兼顾,如复合材料方向开设的复合材料学和复合材料工艺与设备课程;高分子材料方向开设的高分子化学、高分子物理和材料结构表征课程;生物质材料方向开设的木质复合材料、竹材及非木质材料等课程。同时,还加强了工艺设计和制造方面的课程,如开设材料加工与成型、材料加工与成型实验、材料合成与制备等课程;增加了阻燃材料及其应用技术、仿生材料、生态环境材料、活性炭制备改性与应用专题等特色课程。总之,在课程体系的总体构建原则下,经过两次培养计划的修订,对课程进行了认真仔细的整合,系统地确定课程门类,进一步明确各门课程的内容及课程间的分工与联系,删除一些内容陈旧或与其它课程内容重复的课程,增加反映最新研究成果方面的课程,如纳米材料,纳米复合材料等,创建一些理论联系实际、有利于培养学生综合运用知识的能力的课程,并加大前沿科技知识的教学比例。 3、改革实践教学体系,强化能力培养 材料化学专业是一门实践性很强的学科,在教学活动中,必须加强实践教学环节。首先,在加强基础化学实验教学的前提下,组建了材料合成与制备、材料结构表征和检测两个专业实验室。同时,利用多种渠道与企业建立联系,在株洲冶炼集团、湘潭钢铁公司和株洲化工集团等单位建立了实习基地。第二,实验教学是培养和提高学生的综合素质、探究与创新能力的重要途径。建立新型的材料化学实验教学体系,将传统的实验教学向开放性的教学模式进行转变,是培养创新意识、创新思维和创新能力的人才的有效途径之一。为此,在实验教学方法上,部分实验课试行开放式教学,实验课教师仅仅讲授实验的基本原理和基本要求,从查阅文献资料开始,到实验方案设计、实验操作规程、实验结果分析等均由学生独立完成,使学生变被动学习为主动学习。第三,按基础型、设计综合型、研究创新型三个层次规划实验,进一步改革实验教学内容。积极推行从验证模仿性实验向设计创新性实验转变,同时减少验证性实验,增设设计性、创新性和综合性实验。第四,鼓励学生参加科研活动,根据个人兴趣和爱好参加教师的科研项目,鼓励学生积极申报大学生研究性学习和创新性实验计划项目。通过具体的研究课题,独立设计、自查资料、自拟实验方法进行探索性、创造性实验。第五,结合专业实验室和实习基地搞好毕业实习和生产实习,鼓励已经签订就业协议的学生到单位联系生产实际选择课题,鼓励教师到实习基地结合实际指导学生的毕业论文。由此在整个实践教学活动中构建了“计划教学一开放实验一科研相结合”的新的实验教学体系。同时,在实践教学环节中,重视学生综合素质的培养,把素质教育贯穿于实践教学的全过程,为全体学生提供了一个全面发展的实践空间,培养与他人合作的团队精神。为学生将来适应现代企业的管理体制,确立优秀的职业道德素养打下坚实的基础。 4、加强师资队伍建设,优化师资队伍结构 建设一支高素质的师资队伍,是专业建设的基本保证,是提高教育质量水平的关键措施。材料化学专业刚成立之初,师资主要来自基础化学教研室。为此,学校加强了材料化学专业的师资队伍建设,有计划地选派老师到中南大学和湖南大学等高校进行培训,同时加大高层次人才的引进力度。经过几年的努力,初步建立了一支适合学科建设和专业发展需要的师资队伍,专业教师中具有博士学位的达到了50%,具有副教授职称以上的占50。专业教师所学专业包含了材料化学、高分子材料、材料科学与工程、材料表征、材料合成与制备等学科,为专业课的开设奠定了良好的基础,师资队伍的结构基本上达到了优化和合理的要求。同时,我们还鼓励年轻教师在职攻读博士学位和出国进修。 总之,高等林业院校建设材料化学专业只要定位准确,培养方案富有特色,一定能够培养出适应我国经济社会发展的高层次人才。 材料化学论文:材料化学专业人才培养模式及课程体系设置的初步探析 论文关键词:材料化学 人才培养 课程体系 论文摘 要:根据材料化学本科专业人才培养目标和材料化学学科专业特点,通过改革原有的课程体系,优化课程结构,修订完善了材料化学本科专业人才培养方案。新的培养方案更好地体现了材料化学专业的特色,体现了“厚基础、强能力、重实践”的人才培养要求。 材料化学作为化学和材料科学的一个交叉学科,受到了各国政府的重视,许多高校纷纷设立材料化学专业。为适应21世纪社会对材料化学专业人才的需求,经安徽省教育厅批准,我校于2003年增设了材料化学本科专业,并在当年正式招生,目前已经有5届毕业生,学生就业情况良好。材料化学作为材料科学与工程学科的二级学科专业,培养的是应用型理科人才,所以材料化学专业学生不但要加强数学、物理、化学及材料学科等基础理论知识的学习,还必须接受更多的应用性、实践性的知识教育。如何完成这一培养目标,使材料化学专业人才的培养能够满足现代化社会发展对本专业人才的需求,是高校材料化学专业教育工作者必须面对的现实问题。只有进一步转变教育思想和观念,深化教育改革,革新教学体系,优化课程体系中实践性教学环节,才能培养出掌握基本理论知识,动手能力强,富有创造精神的材料化学专业人才,才能办出高水平的材料化学专业,以满足经济建设和社会发展的需求。 1 材料化学专业人才培养方案基本框架 从“厚基础、强能力、重实践”的人才培养总体要求出发,设计培养方案、课程体系,优化教学内容。我校材料化学专业教育内容和知识体系由公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五大部分内容构成。 公共基础课程包括:思想教育,体育活动,大学英语和计算机基础等。 通识教育课程包括:人文社会类,自然科学和艺术类等知识体系。 专业课程包括:大类平台专业基础课程和材料化学专业课程。 专业选修课程包括:材料化学专业方向性选修课程。 实践性课程包括:课程设计、毕业实习、毕业论文、社会实践、科技活动等材料化学专业实践训练知识体系。 2 材料化学专业课程体系设计 材料化学作为化学和材料科学的交叉学科,其课程要求学生掌握材料化学的基础知识和基础理论,培养学生具有材料的制备、表征、技术开发和生产的基本能力。在构建材料化学专业课程体系时,我们一直强化教学环节的科学性、系统性和综合性,将所有教育环节分为公共基础课程、通识教育课程、专业课程、专业选修课程和实践性课程五个知识体系。其专业课程体系以无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的理论课程和实验课程基础,把材料科学基础、材料化学、材料物理等作为本专业的入门专业课程。在经过这些课程的学习之后,陆续学习高分子化学、高分子物理、材料性能学、材料现代分析技术、机械制图等专业课程,在此基础上通过专业选修课程的学习形成专业特色方向。并通过开设材料科学导论、纳米材料导论等任选课程拓宽学生的知识面。为了淡化专业界限,我校材料化学专业和化学、应用化学专业实施按大类培养,统一设置通识教育和基础教育平台。在2011年修订的材料化学专业人才培养方案中,课程教学计划课内总学时为2633学时,学生毕业应取得总学分为154学分,其中,通识教育和基础教育与我校化学专业和应用化学专业一致;专业教育、实践教学和综合教育的课程体系与化学专业和应用化学专业有区别的开设,更加突显材料化学的特色。 3 构建相对完善的实践教学体系 3.1 构建新的实践教学体系 材料化学作为一门实践性很强的交叉学科,在教学计划中强化实践教学环节,确保实践教学环节的实施。按照本专业人才培养目标的定位,我们优化完善了实践教学体系。将实践教学体系分为三个层次:一是基础实验层次,注重基础技能训练,培养学生对科学现象的观察和分析能力;二是测量实验层次,注重专业技能训练,设置了课程设计、综合性和设计性实验等内容,培养学生的专业实践能力;三是综合实践层次,注重综合素质训练,设置了毕业设计(论文)、社会实践、科技竞赛和创新性实践活动等内容,培养学生对所学知识的综合运用能力。 3.2 更新重组实践教学内容 在2011年修订的人才培养方案中实践教学环节为35学分,占总学分的22.7%。实践教学内容重点强调以能力培养为核心,优化和重组了原四大化学(无机、有机、分析和物理化学)实验教学的内容与结构,将实践教学内容分层次进行教学,确立了基础实验、测量实验和专业实验三层次的实验教学体系,涵盖了验证性实验、综合设计性实验和研究性实验等教学内容。同时,积极推进实践教学内容的更新和方法手段的改革,减少验证性实验,积极创造条件增开综合性、设计性实验、研究性实验,强化毕业论文实践环节的检查和指导;加强校企合作,积极安排生产实习和社会实践活动,进一步加强对学生实验技能、实践能力的培养,培养学生的动手能力和创新能力。 4 结语 材料化学专业的培养方案、课程体系的探索和完善将是在科学发展观的指导下我们今后多年的一大工作任务。要坚持以就业为导向定位人才培养目标,结合社会需求和学科发展实际,研究建立专业人才培养模式,提高材料化学专业毕业生的就业能力;以能力培养为本位构建专业课程体系,提高学生的理论知识水平,课程体系遵循“厚基础、强能力、重实践”的人才培养模式制定教学计划,在四年教学计划的基础上,分析理论教学相关课程,优化教学内容,合理分配理论课程学时数,使课程体系逐渐趋于科学、规范,达到构建合理的专业课程体系、优化学生知识结构和促进专业人才培养的目的。 材料化学论文:浅谈纳米材料的化学锂化与电活性 近年以来,人们对于物质世界研究已经深入到原子、分子等微观领域,纳米技术被研发于上个世纪八十年代末,它指的是人类在纳米单位即0.1至100毫米间对物质特及互相作用进行研究,同时利用它的特性的多学科的技术,目前已经成为主流研究领域。 一、纳米材料概述 (一)纳米材料主要分为:零维纳米材料。即在空间的三维尺度都受到约束,如纳米颗粒、团簇等。一维纳米材料。即在空间中有二维处在纳米的尺度内,包括纳米管、金属、棒和半导体线、纳米带等。二维纳米材料。即在三维空间里有一维处在纳米的尺度内,如超薄膜、超品格等。三维纳米材料。它主要由纳米晶体构成的材料。 在这之中,一维纳米材料具有特殊物理化学性能与可作量子器件的优势而被人们所重视,一维纳米材料之中,电子于两个维度或者两个方向的运动受到约束,只可以在一个方向自动运动,进而为研究在量子的限域之下电子运输、力学、光学等特性均提供了效果极佳的模型系统。 二、纳米带锂化改性 实验的原料:溶胶,纯氧化锂为锂源,分子量42.39。 间接水热法。量取0.2克使用离子交换方法经水热合成的纳米带,放入装30毫升去离子水烧杯中,经超声分散半小时,然后把0.29克纯氧化锂放入已分散好的纳米带中,同时搅拌48小时后,把淡蓝色流变相液体转移到容量50毫升的聚四氟乙烯的内衬不锈钢的反应釜里,反应釜经180摄氏度、24小时的水热后,自然冷却至与室温相当,将所得到的沉淀物分别使用乙醇与去离子水进行数次洗涤,最终在80摄氏度条件下经12小时干燥后得到最终产品。 由相关xrd图谱显示可以得出,锂化并没有对纳米带的晶体结构进行破坏,但是锂离子嵌入已使晶面距稍微扩大,其表现为衍射峰朝角度低处偏移。在锂化前后,纳米带依旧保持着一维纳米的结构,相比之锂化之前,锂化以后纳米带在二次水热的过程中部分断裂,其长度缩短至2至6μm,产生了较多的200至400nm小尺寸纳米片,其表面更为粗糙。 锂化前后的纳米带晶面距均为0.2nm,对纳米带实施选区电子衍射就能清楚看到衍射的斑点,而且锂化前后的纳米带花样一致,也从另一方面说明纳米带结构仍然是单品正交相。 直接水热法。为将实验流程简化,以利用更为简便与直接的方法对纳米带锂化,对间接锂化加以改进。 首先使用双氧水的氧化法制备过氧钼酸溶胶,然后把纯氧化锂直接加入溶胶里,并对其搅拌48小时以后,把溶胶转移容量为50毫升,内衬为聚四氟乙烯制不锈钢反应釜里,后续的工艺和间接锂化方法相同,同样能获得淡蓝色产物。 该产物的xrd图谱峰位一致,表明锂盐的存在对于溶胶产生正交相并没有影响,且与二次水热后得到的锂化纳米带比较,其衍射峰并无明显偏移,说明可能因为层间的锂离子嵌入相较间接锂化的纳米带更少,因此其层间距并没有产生明显变化。 纳米材料与电活性 间接锂化改性。就本文二中所提到锂化改性的纳米带的电化学性能如下:通过得到锂化前后的纳米带初次放电曲线图可知,锂后的纳米带正极材料放电电压的平台仍然是2.75v。引较于纯纳米带的初次放电量301mah/g来说,锂化后纳米带降低至240mah/g,主要是因为在锂化的过程中,锂离子嵌入故占据了一定数量的嵌理位置,使初次放电的电量明显减小,随着循环的持续进行,锂化纳米带便体现出其相当稳定的优势,经15次的循环以后,比容量仍然保持220mah/g,同时容量的保持率达92%。 对纯纳米带循环15次以后180mah/g的比容量进行相对比,容量保持率达60%与3.48的δ数值,可直观发现经锂化后纳米带具备更好的循环稳定性,得益于锂离子嵌入对其层结构起到支撑作用,使得充放电的比容量始终维持于平稳的数值范围之内。 (二)纳米器材。采用静电纺丝的技术制备具备“线中棒”的分级结构钒氧化物超长型纳米线,发现该线作为锂离子的电池正极材料具备较高比容量与优良循环性能。相比于常规的纳米材料,这类新颖的分级结构可有效防止纳米材料因高比表面能而发生自团聚的现象,从而提升电池性能,为排除纳米材料的团聚从而对性能造成影响,设计单根纳米线电化学器材,通过原位的表征,建立该纳米线电输运、结构、电极充放电等状态间的直接联系,发现容量的衰减和电导率降低有着关联。为进一步研究出化学锂化后对纳米材料的本征电活性的影响,把锂化前后的单根纳米带装成纳米器件,并对其电输运性能进行测试。 测试结果表明,锂化之前i-v特性显示纳米带的两端不对称的肖特基势垒,这是半导体氧化钼与金/铂电极间产生的,在大约2v的时候,传输的电流约300pa。锂化之后,i-v的曲线显示欧姆特性,在大约2v的时候,传输的电流约10na,根据测定电阻、有效长与横截面积的计算,纳米带在锂化前后电导率大致分别是10-4与10-2s·cm-1。通过锂化后,电导率相应增加了数量级两个。因为纳米的带沿面生长,所以纳米带的导电性也增加,这意味着八面体层里载流子的浓度增加,表明锂离子被作为填隙的离子而被引入的。 在电化学的循环过程之中,纳米带层间距随锂离子嵌入或脱离而持续扩大或缩小,相比于未锂化的样品,具较宽层距的锂化后纳米带,在其充放电的过程中显示出更小的体积变化。因此锂化能够提高电极在锂离子的嵌入与脱离的过程中结构稳定性,第一次锂化所导入的锂离子始终保留于晶格之中,进而提升导电性,有利于在未来充放电的过程中锂离子嵌入与脱离。 深入研究纳米材料的化学特性,对合理及应用纳米材料有着相关重要的影响,也为我国在各行业、领域推广使用纳米材料打下良好理论基础。 材料化学论文:材料化学绪论课教学设计 摘要: 在《材料化学》绪论课的教学过程中,采用启发引导教学方式,以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行教学设计,通过讲解材料发展中的化学,引入材料科学与化学的区别与联系,重点从材料结构、制备、性能和应用四个方面讲授了材料研究中的化学问题,使学生对本课程的内容有了清晰的认识,激发了学生学习本课程的信心和兴趣,并取得了满意的教学效果。 关键词: 材料化学;绪论课;教学设计 材料化学是材料科学与化学的交叉学科,伴随着材料科学的发展而诞生和成长,即是材料科学的重要部分,又是化学学科的一个分支[1]。目前,很多高等学校的化学和材料类专业开设了《材料化学》这门课程。《材料化学》是南阳师范学院材料化学专业的核心基础课程,对于培养学生的材料科学基础知识,分析和解决材料制备和应用中的化学问题的能力起到了关键作用。但是该课程涉及的知识面广泛,内容庞杂、概念甚多、加上课程改革,理论课时数减小,学生在学习《材料化学》课程过程中,普遍存在概念混淆、重点难以掌握等问题。绪论是一门课程的开场白和宣言书,是师生之间学习和交流的起始点,能为学生建立起一门课程的知识轮廓。通过对绪论进行学习,学生可以了解课程在所学专业中所处的地位和作用,以及该课程的教学内容、学习方法和考核方式等问题[2]。如何激发学生学习该课程的兴趣,提高课程的教学质量,绪论课在整个课程教学中有着举足轻重的地位。结合近年来的教学实践,就如何讲好《材料化学》绪论课谈一些心得。 1首先明确课程性质、特点及地位 教学之初,首先明确该课程作为专业核心课程的重要地位,是学习后面材料专业课程的基础课程,同时明确考核方式,加强学生对本课程的重视程度。材料化学是材料科学和化学学科的交叉学科,课程内容既涉及工程材料应用中的实际问题,又包括材料结构及制备中的化学问题。作为一门交叉学科,很多知识点与材料学和化学课程中的相关内容重复,很多学生以为学过相关知识,就会从思想上松懈。然而,相关知识点虽然出现重复,但在不同学科中讲授的重点是不同的。在讲授材料化学课程的过程中,要着重培养学生利用化学的思维解决材料科学中的问题,使学生深刻领会化学与材料科学交叉的重要意义。通过一些实例,讲解本课程与化学和材料相关课程的区别和联系,使学生更加深入了本课程的性质和地位。材料科学是偏实际应用的工科课程,化学是偏理论的理科课程,材料化学则是利用化学的理论解决材料应用中的实际问题。 2材料 以材料的实际应用为引子,如材料在航天航空、交通运输、电子信息、生物医药等领域的应用,带领学生进入学习状态,引导学生回想什么是材料?材料的种类?提出材料是对人类有用的物质,是人类赖以生存和发展,征服自然和改造自然的物质基础;是人类进步的里程碑。然后介绍材料的发展历史,说明人们对材料的使用,是从最早的天然材料,依次经历了陶瓷、青铜、铁、钢、有色金属、高分子材料以及新型功能材料。根据材料的发展史,启发学生思考材料研究和发展过程中的规律和特点。人们对材料的使用经历了从天然材料到合成材料,从传统材料到新兴材料。传统的材料主要以经验,技艺为基础,材料靠配方筛选和性能测试,通过宏观现象建立的唯象理论对材料宏观性能定性解释,不能预示性能和指明新材料开发方向,而新型材料则以基础理论为指导。材料科学的历史表明,当一种全新的材料在原子或分子水平上合成后真正巨大的进展就常常随之而来。化学的发展往往导致材料技术的实质性进步。在新材料的研发和材料工艺的发展中,化学一直担当着关键的角色[3]。任何新材料的获得都离不开化学,以石墨烯为例,物理学家主要关注其电子结构及输运理论,材料学家主要测试材料的电磁、光电、传感和催化等性能,而化学家的任务则是利用化学气相沉积和插层剥离等方法制备该材料。只有通过化学气相沉积法制备出高质量大尺寸的石墨烯,才能推动石墨烯在电子信息领域走向实用化。 3材料与化学 材料化学是材料科学与化学学科的交叉,很多学生容易混淆材料科学和化学的研究范畴。在本课程的第一节课,一项重要的任务是使学生明确材料科学和化学的研究内容和范畴,这对于后续相关概念的讲解至关重要。材料科学的研究对象是材料,材料是对人类有用的物质,指的是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。而化学的研究对象是物质,物质是构成人类物质世界的基础。材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料;材料科学是一门研究材料的成分、组织结构、制备工艺与材料性能及应用之间相互关系的科学;而化学则是从原子和分子角度研究物质的组成,结构、性质及相互转变规律的科学。因此,化学研究的尺度范围是原子、分子、分子纳米聚集体。材料科学最早研究的尺度范围在微米以上,如钢和陶瓷的组织结构。随着一些新兴材料的出现和发展,人们对材料的研究甚至小到电子结构。如近些年发现的拓扑绝缘体,其表面导电,体内不导电的性质由其拓扑的能带结构决定,而该拓扑结构则与电子的自旋运动有关,研究拓扑绝缘体必须从电子自旋角度认识其结构。因此,材料科学的研究范畴不断拓展,并于其它学科交叉。 4材料化学 通过学习材料的发展历程、材料科学与化学之间的区别和联系,学生已经对材料化学有了一定的认识,引导学生给材料化学下一个定义。材料化学是关于材料结构、制备、性能和应用的化学。本校材料化学专业选用曾兆华、杨建文编著第二版《材料化学》作为教材,教材的章节也是按照材料结构、制备、性能和应用进行安排的[4]。在这部分内容讲授过程中,可以让学生以教材目录为参照,讲到相关内容可以与教材相关章节进行对应。 4.1材料的结构 从三个层次讲解材料的结构,分别是电子原子结构、晶体学结构和组织结构。电子原子结构在很大程度上影响材料的电、磁、热和光的行为,并可能影响到原子键合的方式,因而决定材料的类型。在这个层次上研究的化学问题主要涉及原子序数、相对原子量、电离势、电子亲核势、电负性、原子及离子半径等。原子序数决定了材料的化学组成,电负性决定材料内部原子之间的键合方式,从而影响材料的导电性、强度和热膨胀系数等。晶体学结构主要指原子或分子在空间排列的方式,根据原子排列的有序性,将材料分为晶体和非晶体。晶体中出现局部无序,或对理想晶体的产生偏离,则出现缺陷。缺陷的存在影响材料的力学性能和电学性能等。如在本征硅内部掺杂磷元素,磷原子替代硅原子的位置,形成杂质原子缺陷,增加本征硅的导电性,形成N型半导体。组织结构主要指材料的物相组成及结构、晶粒的大小和取向等。在大多数金属、某些陶瓷以及个别聚合物材料内部,晶粒之间原子排列的变化,可以改变它们之间的取向,从而影响材料的性能。一般来说,减小金属的晶粒可以降低其熔点。在这一结构层次上,颗粒的大小和形状起着关键作用。大多数材料是多相组成的,控制材料内部物相的类型、大小、分布和数量可以调控材料的性能。 4.2材料制备 材料合成与制备就是将原子、分子聚集在一起,并转变为有用产品的一系列过程。材料制备的方法和工艺影响材料的结构,从而影响材料的性能。根据制备原理的不同,材料制备方法可以分为物理法和化学法。物理法指在材料制备过程中,仅改变材料内部原子或分子的聚集状态,不涉及化学反应的方法。如真空镀膜、溅射镀膜、脉冲激光沉积法等。化学法则在材料制备过程中,涉及化学反应,并且有新物质的生成。如固相反应法、有机合成法、水热法、沉淀法、化学气相沉积法等。以石墨烯材料为例讲解材料的制备方法。石墨烯作为二维单原子层材料,既可以采用物理法制备,也可以采用化学法制备。2004年发现石墨烯的报道,便是采用简单的胶带对撕方法制备,该方法依靠外力使石墨片层克服层间范德华力,使层与层之间分离,从而获得单层石墨,该方法也称为物理机械剥离法。利用甲烷、乙烯等烃类气体作为碳源,镍、铜、金等金属作为基片,采用化学气相沉积法则可以制备高质量大尺寸的石墨烯。另外,以石墨为原料,利用化学插层剥离的方法也可以用来制备石墨烯[5]。但不同方法制备获得石墨烯的尺寸及性能差别较大,在不同的应用领域采用的石墨烯制备方法是不同的。 4.3材料性能 材料的性能由其结构决定,与材料制备的工艺和方法有关。性能是指材料固有的物理、化学特性,材料性能决定了其应用。广义地说,性能是材料在一定的条件下对外部作用的反应的定量表述,例如力学性能是材料对外力的响应、电学性能是对电场的响应、光学性能是对光的响应等。因此,材料的性能可分为力学性能和特殊的物理性能。常见的力学性能包括材料的强度、硬度、塑性、韧性等。力学性能决定着材料工作的好坏,同时也决定着是否易于将材料加工成使用的形状。锻造成型的部件必须能够经受快速加载而不破坏,并且还要有足够的延性才能加工变形成适用的形状。微小的结构变化往往对材料的力学性能产生很大的影响。材料特殊的物理性能包括电、磁、光、热等行为。物理性能由材料的结构和制造工艺决定。对于许多半导体金属和陶瓷材料来说,即使成分稍有变化,也会引起导电性很大变化。过高的加热温度有可能显著地降低耐火砖的绝热特性。少量的杂质会改变玻璃或聚合物的颜色。 4.4材料应用 材料化学已经渗透到现代科学技术的众多领域,如电子信息、环境能源、生物医药和航天航空等领域。例如,在电子信息领域,现代芯片制造离不开化学。光刻过程使用的光刻胶和显影液,镀膜过程中的化学气相沉积和原子层沉积,刻蚀过程中的反应离子刻蚀,这些工艺过程都离不开化学的作用。在环境能源领域,新型光催化材料和太阳能电池材料的研究和开发,离不开化学法制备材料和对材料进行化学掺杂改性。在生物医药领域,对传感材料进行化学改性提高其传感特性,对仿生材料进行表面改性可以提高其生物相容性。在航天航空领域,各种轻质、耐高温、耐摩擦等结构材料和功能化智能材料的研发都离不开化学。 5结语 通过对“材料化学”绪论课的精心设计,使学生明确了该课程的性质和重要地位,大量的实例激发了学生学习的兴趣和求知欲,树立了学生学好该课程的信心,为课程的深入学习起到了奠基石的作用。以“材料、材料与化学、材料化学”为主线进行讲授,使学生对本课程的内容有了更加清晰和深入的认识,取得了良好的教学效果。 作者:李涛 高利敏 单位:南阳师范学院化学与制药工程学院 南阳师范学院校医院 材料化学论文:高职化学教学工程材料分析 摘要: 《工程材料》是高校土木工程专业的一门重要的专业课,它不仅是一门应用技术,同时又是建筑施工等课程的基础,该课程中涉及到的材料的组成及性能等内容需要学生具备一定的化学知识方能学好,因此在开设该课程前,一般都需要学生具备基础化学知识,结合《工程材料》教学内容,主要总结了小高职基础教育阶段需要前修的化学知识模块。 关键词: 工程材料;高职;化学;教学内容 哈尔滨铁道职业技术学院是一所以高铁、隧道、桥梁、建筑为主打专业的国家骨干高职院校,同时也是中国中铁集团下属唯一一所高职院校。我校每年为国家高速铁路建设、城市轨道交通建设、土木工程检测、道路桥梁建设等方面输送大量的优秀人才。作为一个历史悠久的老牌土木工程类院校,我校在大一第二学期开设了《工程材料》这门课程。由于近些年高考不断改革,高中化学知识删减了很多,又由于高考适龄生源的减少,以及一些二本院校招生门槛的降低,使得我校招生学生的素质降低,此外,作为三年制高职教学的补充,五年制高职的学生没有经过高中系统的学习,化学知识更是为零,学生的化学基础知识不能够满足《工程材料》这门课程的学习,因此,需要在讲授这门课程之前,前修一部分化学基础知识,现结合我校的实际情况,前修基础课程并没有充足的课时,也不能像高中化学教学那样,重视基础,精讲运算,因此我们针对学生后学专业课学习的内容,总结出三个必须掌握的化学知识模块,即金属元素及其化合物、硅酸盐工业基础、有机物及新型高分子材料,便于学生学习掌握,为后续《工程材料》课程的学习打下坚实的理论基础。 1金属元素及其化合物 《工程材料》主要讲述建筑材料的性能和使用条件,现阶段建筑工程中常用的金属材料又可分为黑色金属,例如钢、铁、及其合金等,还有有色金属包括铜、铝及其合金。从事土木工程建设的技术人员必须了解和掌握这些材料有关的知识,土木工程材料是一切土木工程的物质基础,材料决定了建筑的形式和施工方法,因此我们的学生要想学好这部分知识,就必须先要掌握金属元素及其化学物有关的基础化学知识。金属及其化合物知识点较多,由于学时有限,我们只能选取与专业课联系比较紧密的内容重点讲解。例如:铝、铁、铜三种金属及其化合物的性质是重点讲解的内容。铝元素存在的形式主要是铝土矿,铁元素能够以游离态的陨铁和化合态的铁矿石存在;铝粉可以制成银粉(白色涂料);铁(铬、锰)为黑金属,其余的都为有色金属;金属铝既能和强酸反应,又能和强碱反应;金属化合物与酸和碱的反应;常用的金属冶炼方法及原理,例如,电解法冶炼铝,热还原法冶炼铁,湿法冶炼铜等;其中最主要的还是工业炼钢、炼铁的原理。工业炼铁的主要原料是石灰石、铁矿石、焦炭,在炼铁高炉中发生三个化学反应这样可以得到生铁,生铁可以作为炼钢的原料,把生铁冶炼成钢的过程,就是除去大部分硫、磷等有害杂质,并且适当地降低生铁里的含碳量,调整钢里合金元素含量到规定范围之内。炼钢时常用的氧化剂是空气、氧气或氧化铁,主要化学方程式:大量铁变成氧化亚铁,调整硅、锰的含量,同时降低碳量,除去FeO,因它会使钢具有热脆性。 2硅及硅酸盐工业基础 建筑工程中把能够将散粒状材料(如砂子、石子等)和块状材料(各种砖或者砌块)粘结成为具有一定强度的整体材料,成为胶凝材料。胶凝材料根据化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料,其中无机胶凝材料又可分为气硬性胶凝材料,例如石灰、石膏、水玻璃等,而水硬性胶凝材料主要为各类水泥。作为土木工程专业的学生,在学习这部分知识时要作为重点内容。因此我们在讲述这部分知识点时,首先要求学生要对这几种材料的化学成分、反应方程式有一定的了解,并且知道它们之间的联系。主要讲述的内容包括硅的性质及应用;二氧化硅的性质及用途,硅酸盐工业主要包括玻璃、水泥和陶瓷,这三种产品都是建筑工程中常用的材料,尤其是水泥,因此,学生要掌握这几种产品的制备原料、设备、反应原理、主要成分、特性、种类及用途。以水泥为例,其制备原料为石灰石、粘土和石膏(适量),设备为水泥回转窑,具有水硬性,水中空气中都可以硬化,是不可逆过程。 3有机物及高分子材料 随着国民经济的发展,对材料的需求越来越多,对材料的性能要求也越来越高,新型高分子复合材料越来越受到人们的重视。有机物知识点繁多,需要学生掌握的知识点主要包括:烷、烯、炔烃及笨和笨的同系物基本组成及化学性质;烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质,包括卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯,硝基化合物等等;重要的有机反应及类型,包括:取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、水解反应、热裂化反应,聚合反应、中和反应;高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的,包括碳链高聚物、杂链高聚物、元素高聚物,四类主要高聚物反应包括:加聚成碳链、缩聚成酯链、缩聚成肽链、酚醛(或酮)缩聚。传统高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更优越,应用更广泛,既具备了传统高分子材料机械性能,且在一定领域有特殊用途的若干种新型材料,例如有高分子分离膜、仿生的高分子材料、医用的高分子材料、液晶高分子材料、导电塑料等等。两者在化学结构和物质划分上,是基本一致的,只是合成难度上、实际用途上、出现时间上有差异。从事建筑工程的技术人员都必须了解和掌握土木工程材料的有关技术知识。土木工程材料是一切土木工程的物质基础,材料决定了建筑形式和施工方法。因此要学好这部分知识非常重要。知识的积累和学习是一个漫长的过程,不能一蹴而就,要循序渐进,要想学好专业课,就必须要先学好基础课。 作者:张巍 单位:哈尔滨铁道职业技术学院基础教育学院 材料化学论文:案例型材料化学教学探索 1案例型教学 1.1案例来源及积累 案例主要来源于媒体报道或经典案例。如生活中常见的“502胶水”、“矿泉水瓶”、“化妆品瓶”、“塑料手套”、“雨靴”、“衣服”、“汽车轮胎”、“尼龙绳”以及“石墨烯智能服饰”等,最近的新闻报道“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”,小孩的卡通玩具“光敏印章”,“农用聚乙烯薄膜”、“工业上泡沫塑料的发泡剂”工业生产原料等。日常注意收集积累,并根据案例所产生问题、解决途径进行归类,建立案例库,进一步有助于理解书本知识。 1.2案例选择 案例引入为教学服务,选择适当的案例保证教学活动的顺利进行是前提。适当的案例既能融合学生所学课程的理论基础,又能结合实验室条件以及学生的实际情况。综合以上考虑因素,对于功能高分子材料教学,选用“2014年80岁老太换全髋关节次日下地”作为教学案例,该案例内容包括了功能高分子材料的理解以及如何在生活中应用进行扩展等内容。人们对“关节置换”这个词已不再陌生,但是它的原材料是什么?大家可能还是很陌生。它是指用生物相容性和机械性能良好的金属或复合材料制成的一种类似人体骨关节的假体,通过手术将其植入体内,替代病变的关节,清除疼痛,恢复关节的活动与原有的功能,而这种生物相容的材料就是咱们的高分子材料超分子量聚乙烯。这样进行案例引入,大家对于目前简单应用的高分子材料有了更深入的认识。案例选择应遵循难易适中、可操作性强等特点,照顾成绩下游学生的同时,给上游学生预留挑战空间,激发学生解决问题的强烈愿望。 1.3案例深入和小组讨论 案例引入为实现教学目标而设计的,学生以理解知识问题为目标,围绕知识问题进行思考、讨论,进而理解知识要点。如果这堂功能高分子课程只进行到这里,学生只是知道了一个熟悉的陌生人。我们下面还要对这个高分子材料超分子量聚乙烯进行讨论。大家对聚乙烯比较熟悉,聚乙烯(PE)是五大合成树脂之一,是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。以“聚乙烯的应用”为例,在方案设计前指导老师提出以下问题:“在日常生活中那些是聚乙烯的产品?”该问题引起了学生很大的兴趣和关注,为回答以上问题,学生自主进行了查阅。可以了解它可以应用在“保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、提桶、水壶等”。紧接着又提出“聚乙烯的分类?它们的区别是什么?合成方法和用途是什么?”,该问题引导学生进一步扩展知识要点,聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大类,而案例里提到的是超高分子量聚乙烯,学生要如何回答这几种聚乙烯材料的区别是什么,可以引入小组讨论的方式,分成四个小组,每个小组负责一种材料,从它的物理性质、特性、合成方法及用途上进行材料整理,在课堂上用PPT讲解,最终由教师进行点评,通过方案设计中的讨论,每个小组经过归纳整理把这种材料的性能基本完成全掌握了,同时也培养学生的动手能力及团队合作精神。事实证明,案例型教学法在激发学生的探索欲和提高学生学习兴趣方面起到了积极的作用,在解决问题的过程中逐步形成分析素养。 1.4案例扩展 将科研项目引入具体的课程教学中去是利用其进行智能型人才培养的新途径,也是将书本知识扩展到实际应用的一种途径。以上案例用到的是超高分子量聚乙烯作为人工关节软骨(关节臼)材料,然而,临床实践显示,人造关节有效工作年限为10~15年。长期使用过程中产生的聚乙烯磨屑会引起骨骼发炎,发生无菌性松动和假体脱落等问题,从而需要更换新的人造关节。再次更换人工关节的手术费用和失败率比首次更换高很多,导致经济损失和对患者身体的伤害。因此必须要增强医用超高分子量聚乙烯的耐磨性能,这样就在该课程的教学过程中引入科研项目,激发学生的学习兴趣,锻炼其查阅文献资料的能力,积极引导其参与到科研活动中去。通过学生资料查阅,采用纳米粒子增强复合材料技术,合成氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,充分利用新型二维纳米材料石墨烯的高强度、高模量、高硬度和低摩擦系数的突出特点,提高了石墨烯/UHMWPE复合材料摩擦磨损性能。在这里学生又查到一个新的概念—石墨烯,它是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;而电阻率只约1Ω•m,比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。石墨烯具有非同寻常的导电性能,超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。燃料电池是将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。与其他电池相比,具有能量转化效率高、无环境污染等优点。“质子传导薄膜”是燃料电池技术的核心部分,汽车中的燃料电池使用氧和氢作为燃料,转变输入的化学能量成为电流。现有的质子薄膜上常存在燃料泄漏,降低了电池有效性,但质子可以较为容易地“穿越”石墨烯等二维材料,而其他物质则很难穿越,那么我们研发石墨烯碳纸特种纸用作质子薄膜,既可以解决燃料渗透的问题,增加电池的有效性,还可以降低燃料电池的成本。而特种纸在日常生活中应用十分广泛,比如棉纸、宣纸、无尘纸、钞票纸、喷墨纸、热敏纸、过滤纸、茶袋纸、铝箔纸、拷贝纸、美术纸、复写纸、无碳复写纸、防霉纸、静电防止纸、导电纸、半导电纸、电池分离纸、电气绝缘纸、耐热纸、汽车用滤纸、空调滤纸、脱臭滤纸、医疗卫生用纸、药包纸、无菌纸、医疗胶布基材、手术衣等等。这样的学习过程最终实现让学生根据自身兴趣自主的寻找课题,参与到科研项目中,积极参与竞赛,培养他们将来在工作学习中“发现问题—方案设计—方案实施—结果讨论—问题扩展”的能力。 2培养学生的创新思维,树立绿色理念 开设课题开放性实验,培养学生独立查阅文献资料及设计开展实验的能力,在实验过程中积极引导、经常讨论总结进一步锻炼学生自主动手能力。增强现有学生实验室的开放性,组织学生参加各类竞赛、培养学生的专业技能和创新意识。同时,促进教师实验室、研究生实验室及校企联合研发中心的开放,带领学生去工厂实习,引导学生直接参与科研实验工作,使学生认识、了解科研,培养学生的创新意识和创新思维。此外,结合我国可持续发展战略及未来材料化学工业以及绿色造纸与特种纸绿色发展方向,在课堂、实验、实践等教学环节坚持融入绿色化学内容,渗透绿色化学思想,在丰富化工实验教学内容的同时培养学生树立绿色化工理念,增强绿色化学意识。 3加强卓越工程师的培养 为促进就业,培养学生的社会技能,增加课堂教学效果,积极组织学生参加材料化学专业和绿色造纸与特种纸的各项职业资格、技能考试,通过考证激发学生的学习兴趣,为学生今后就业和提升工作能力奠定基础。以“强化工程、工艺、设计和新兴特色学科交叉等方面基本理论、知识的培养;强化生产、研发、检测和管理等方面工作的基本工程能力的培养;强化国际化视野、企业家精神、市场头脑和创新思维等基本素质培养”为特色的强化“三基”人才培养方案,建立一个符合我院卓越工程师课程教学体系,培养满足地方产业发展需求的优秀材料化学以及绿色造纸与特种纸专业人才,增加学生就业渠道,提高学生的就业水平。 4结论 在案例型教学法中,学生主动性提高,并通过参与、完成科研项目获得成就感,探索欲得到激发,自信心得到提高;同时,在教师引导、学生逐步解决问题的过程中,学生形成了解决问题的思路,培养了解决问题的素养。此外,通过小组合作学习,学生的团队精神得到培养。此外案例型教学法有着较明显的优势,但同时也需要注意以下问题:需要指导老师投入大量的精力积累案例、指导方案设计、管理教学过程等,工作量大。需要充分调动学生积极性,否则案例型教学法容易流于形式。评价方式重要,不能以简单的实验报告进行评价,应重视学生表现,否则学生不重视参与过程而注重结果。教学改革在方法创新的基础上,应更加关注方法适用性,抓住学生兴趣,提高学生自主学习积极性,提高学生参与度,激发学生创新思维。 作者:张妍 沙力争 赵会芳 陈华 单位:浙江科技学院生物与化学工程学院/轻工学院 材料化学论文:材料化学实验室信息管理探索 1MCLIMS的实现目标 为了实现材料化学实验室高效管理实验室的人员、仪器、药品、无纸化实验记录,提高管理效率,保证科研工作的顺利进行,MCLIMS主要分为三个主体框架:上位机LIMS,嵌入式控制终端及药品存储柜的实体,上位机软件主要用于通过软件来实现基本信息的维护和药品的使用操作,嵌入式控制终端与存储柜构成一个整体,用于响应上位机LIMS的命令,并做出响应决定是否需要开启药品存储柜,药品存储柜用于存储材料化学实验室的药品。本系统的最终实现目标包括以下几个方面。 1.1上位机LIMS软件主要实现如下功能 用户信息管理模块:包括用户登录、用户信息录入、更新、检索、删除及用户权限管理,密码管理等;导师信息管理模块:主要是管理导师的基本信息及科研方面信息等;用户签到管理模块:主要是与指纹录入仪进行通讯、实现用户签到验证,主要包括:用户指纹录入、用户签到、签到查询、用户指纹删除、用户请假等;药品信息管理模块:包括药品信息录入、更新、检索、删除、余量更新、药品存储位置管理等;药品使用管理模块:包括药品检索、打印条形码药品清单、药品余量提醒、过期药品查看等;药品存储柜信息管理模块:主要是管理存储柜数量、位置IP、容量等信息;仪器信息管理模块:包括仪器信息录入、更新、删除、仪器预约、预约邮件提醒、外借管理等;热电参数测试仪数据读取模块:包括添加仪器测试用户、测试样品参数管理及测试数据管理等功能。 1.2嵌入式终端控制软件主要实现功能 (1)用户登录,只有登录成功后才能进行(3)的操作,否则(3)此操作无效,视为不合法用户。(2)终端串口管理,配置终端的串口通讯,用于条形码阅读器信息的读取。(3)终端存储柜柜门控制,用户在得到(1)的权限后直接可以操作柜门的开启与关闭。(4)终端信息显示,串口读取到的条形码信息后系统检索数据,更新显示信息,然后解析检索到的信息来控制存储柜的开启与关闭。 1.3存储柜物理设计 根据需要,本次对药品存储柜的设计采集2X2式的矩阵式设计方案并充分考虑了电路设计,信息读取的物理接口。 2MCLIMS系统架构 拓扑结构反应了应用系统或网络系统中各个结间点的互联表现形式,如文件服务器、工作站等的,常见的拓扑结构有总线型拓扑、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑、以及它们的混合形式。对于本系统,它主要体现在上位机软件、数据库服务器及嵌入式控制终端的连接方式及他们的数据响应关系。考虑到每个实验室的安装配置过程中,上位机软件与嵌入式控制终端的对应关系是1∶n的关系,n大于等于两台设备,本文选择了总线型拓扑,其特点:结构简单灵活,非常便于扩充;共享资源能力强,要实现总线型拓扑结构,只需上位机LIMS与MySQL服务器及嵌入式终端同在一个局域网中,保证MySQL服务器网络可达即可。系统的最终架构如这种架构方便药品存储柜数量的扩充,位置的放置也不受限制。 3MCLIMSR的具体实现 3.1系统软件架构 本系统以C/S模式为开发模式,以C#为上位机LIMS软件的开发语言,VisualStudio2010为开发功具;MySQL作为数据库服务器。嵌入式终端以基于ARM9为核心的S3C2440芯片作为处理器的TQ2440开发板作为嵌入式硬件平台,将嵌入式Linux作为底层系统,QT和C语言作为GUI设计和底层驱动开发语言;以UG为存储柜物理实体的建模工具。 3.2系统硬件架构 本系统涉及与多个硬件的通讯工作,其中包括:中控指纹仪,用于学生签到模块中的指纹录入及学生签到功能;POS打印机,用于实验室学生实验药品清单的打印,清单信息包括用户实验方案、所需药品的位置、用量、实验编号等信息并附带条形码;TQ2440开发板,是嵌入式控制终端的运行平台,用于运行嵌入式控制终端软件;条码扫描器,用于扫描条形码清单上的实验编号信息,并将编号传到嵌入式软件,软件做出相应的响应。 3.3系统功能模块设计 通过结合当前实验室对药品管理系统的需求分析,本系统设计出如下功能模块。 3.4数据库设计 数据库是实验室信息管理系统的基础和核心,它关系着实验室的工作效率和业绩,一个科学、合理的数据库是LIMS成功创建和稳定运行的基础。在材料化学实验室管理系统(MCLIMS)中数据库作为信息的来源及存储工具,也是连接上位机LIMS、嵌入式控制终端的数据共享的桥梁。根据对各模块的处理过程及需求分析,以MySQL作为数据库服务器,将数据库设计包括以下几个方面。①与用户相关的包括用户登录表,用户签到表,用户指纹表,用户请假登记表,用户科研信息表,用户基本信息表,用户导师信息表等。②与仪器信息相关的包括仪器预约信息表,仪器信息表,仪器外借信息表等。③与化学药品相关的有:化学药品信息表,化学药品使用信息表,化学药品剩余量信息表,药品短信验证表等。④与测试仪器相关的数据表有:仪器测试用户表,样品测试参数信息表,样品测试信息表等。 3.5系统的具体使用流程 本系统由上位机LIMS软件、嵌入式控制软件及存储柜实体构成。用户使用时对于非药品使用的模块都可以直接通过上位机LIMS软件完成,包括用户签到、实验室仪器、导师信息管理等。用户要完成实验,要经过几步:打开药品使用模块、检索药品的信息如余量、位置。然后根据实验规划分别添加药品信息;确认药品配方并打印清单,清单信息上会附带药品的位置,用量信息,实现学生实验无纸化记录;将药品清单携带到药品存储柜终端,扫描条形码,嵌入式终端检查条形码的合法性,然后检索并显示信息。同时,相应柜门开启,完成取药,每个条形研只能使用两次。 4结语 本文根据当前材料化学实验室对信息管理特别是药品的管理的功能需求,设计并研发了一套材料化学实验室信息管理系统,该系统主要分为3个功能框架:上位机LIMS、嵌入式控制软件及存储柜实体。然后给出了该系统的实现方案及系统架构,分别设计了系统的功能模块。该系统操作方便、安全性高、功能设计丰富并人性化。总线型拓扑结构也使得存储柜数量易于扩充布置。系统为实验室的管理提供为极大的便利,大大地实现实验室资源信息的共享,不管是导师还是学生,都能从此系统中感应到使用的便利性,提高实验工作的效率,加快高效实验室信息化。 作者:瞿秋亮 杨君友 单位:华中科技大学 材料化学论文:材料化学工程方向研究生教学探析 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,与信息、能源并称为社会文明的三大支柱。人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。从人类以石头为工具的旧石器时代到对石器进行加工进入新石器时代,再到后来的青铜器时代、铁器时代、钢铁时代,人类的发展历程可以说就是材料的发展史。现代社会,材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。材料化学工程在这种大背景下应运而生,本学科以化学、化工、物理学为基础,系统学习材料科学与工程的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成制备、结构表征、性能检测及其应用等方面的新兴学科,是一门交叉性与工程技术密不可分的应用科学。但随着社会进步,旧的研究生教育模式的弊端逐渐显示出来。本文基于材料化学工程的特点,分析了现今研究生教学中存在的问题,并提出了解决办法。 1存在的问题 1.1内容广,概念多 材料化学工程是以化学和化工基础,研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。研修的主要课程包括物理化学、材料科学基础、材料力学、材料工艺、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等。在基础课程中概念多、公式多,如在物理化学中的热熔、积分溶解热、积分稀释热等,有些概念相似如果不仔细区分容易混淆。在诸如高分子材料这类介绍性的课程中名称特别多,如聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂等,这些材料在我们的生活中经常接触。但通过学习很多学生还是不能识别基本的材料,掌握它们的基本制备工艺和用途。 1.2叙述性的内容多 关于三大材料的学习主要是叙述性的内容多,比较抽象。例如,金属加工中热处理的四把火:退火、正火、淬火、回火,退火又分好几个种类,每种钢材根据用途不同,而选择不同的工艺条件。但是只通过课本的叙述,对于很多材料依旧没有直观的认识。虽然很多同学有参加过金工实习课,但是时间不长,很难做到全面深入的了解,对一些材料的性质、加工方法感到陌生,从而逐渐丧失学习兴趣。另外,在材料的合成中,每合成一种材料,需要通过一系列检测看所得物质是否为目标产物。又或者合成一种新的物质,也可以通过检测分析出其结构性能。材料专业的学生都有一门必修课《材料结构表征及应用》详细介绍了材料表征中各种检测手段。但是很多同学拿到检测结果却不会分析。 1.3课程教学与现实联系不够紧密 研究生与本科生最大的不同就在于,在接受系统知识的同时,必须加强研究意识、创新意识和研究能力的培养[1]。材料化学工程是一门应用型学科,与实际应用密不可分。课程安排之前的金工实习,目的是锻炼学生动手能力,对材料的加工有所了解。此外,还有一些实验操作课,但是很多时候由于时间安排不合理又或者设备少学生多,平均几人一台设备,学生动手机会操作不够,有时候老师只能靠演示的方法让学生观摩,学生完全处于一种被动的学习状态。还有部分同学在实习中怕脏、怕累,不愿动手操作。另外,在课程结束后还有参观见习,对材料的加工制作有个直观的认识,但是很多时候由于人员过多,加上工厂环境复杂,很多同学在见习过程中往往走马观花,只停留在看热闹的表面功夫上。 2解决办法 2.1培养学习兴趣 科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”老师首先要做的就是激发学生的最大兴趣并使之保持这种热情。材料化学工程与我们的生活密切相关,老师可以在讲授过程中结合我们实际生活中的用途。比如高分子材料中的聚丙烯腈,常与羊毛混纺制成毛织物等,可以制作毛毯、军用帆布、帐篷等。被称为“人造羊毛”。又如我们生活中常见的木制家具,其实很多都是由木塑复合而成:以木材为主要原料,经过处理使其与各种塑料通过不同的工艺复合而成。既保留了木材良好的加工性能,同时具有塑料的耐水、耐腐蚀、使用寿命长等优良性能,还符合环保的大前提。通过这种理论结合实际,能激起学生学习兴趣,鼓励学生自己查阅资料了解更多信息。 2.2疏通知识结构,掌握各学科之间的联系 在材料化学工程形成前,高分子材料、无机非金属材料、金属材料科学都已自成体系,而且他们之间存在着很多相似之处,可以相互借鉴,促进本学科的发展。如马氏体相变本来是金属学提出来的,广泛地用来作为钢材热处理的理论基础。但在氧化锆陶瓷材料中也发现了马氏体相变现象[2],并用来作为陶瓷增韧的有效手段。另外,各类材料的研究设备与生产手段也有很多相似之处。虽然不同类型的材料各有专用测试设备与生产装置,但更多的是相同或相近的,如显微镜、电子显微镜、物理性能测试和力学性能测试设备等。在材料生产中,很多加工装置也是通用的。比如生活中很多塑料用品大多是通过注塑成型加工而成,但其实与粉末冶金工艺中的压坯过程相似。随着科学技术的发展,各学科间已无明显界限,甚至不同材料之间能相互代替。不过凡事都有规律可循,只要掌握规律很多问题便迎刃而解。作为材料的规律就是:组织决定性能,性能决定应用[3]。再根据性质选择材料,依据用途确定工艺路线。抓住这一规律,学习时就不会感到毫无头绪。 2.3传统教学与现代教学方式相结合 传统教学大都采用“填鸭式”方式,学生听课主动性、积极性不高。新的教学改革中应采用启发式、互动式和讨论式等新的教学方式。老师在课前布置问题,分小组完成不同的部分,让学生带着问题去学习,查找资料,每组选择代表在课堂进行发言,然后再各组进行讨论。这样不但发挥了学生的主观能动性,活跃课堂气氛,减轻了老师的授课负担,还锻炼了学生自己分析问题、解决问题的能力,达到事半功倍的效果。相比传统教学,计算机汇集了图像、文字、声音等元素,极大的丰富了教学色彩,调动学生学习积极性,具有直观、生动、形象的元素,可以将抽象的理论知识和工艺方法生动的展现在学生眼前,增加课堂趣味性,提高学生的感性认识,有利于知识点的理解和掌握。同时可以结合一些相关视频比如:注塑成型、挤出成型、模压成型以及金属材料的冷加工热加工等。这些视频网络上都可以找到,如HOWITISMADE、TEDSHOW等。通过相关的视频,既可以活跃课堂气氛,也能调动学生学习积极性,甚至激励学生自己在课外继续学习观看。这种多媒体教学与视频教学相结合的方法,既减轻了老师的负担,同时激发学生学习兴趣,调动积极性,促进教学任务顺利完成。 2.4开设软件分析课程 作为材料化学工程研究生,材料检测分析应该成为一种必备的基础技能。但是很多时候拿到检测结果却不会分析。软件分析课程可以很好的解决这个问题。所有的检测结果都有软件可以分析,比如FTIR、XRD、NMR等,借助这些软件,可以快速地分析所得结果。比如JADE,作为一款分析XRD数据的软件,它可以对物相进行定性定量分析。虽然软件分析不一定完全正确,更多的时候还是根据理论基础来判断,但软件分析可以作为一个辅助手段。这样学生既掌握了一门技能,而且大大提高了学习效率。 2.5课堂教学与实践相结合 俗话说“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。作为一门应用型学科,课堂所学的最终都是要能应用到实际生产中去。在涉及如注塑成型、挤出成型等高分子材料成型工艺时,可以穿插一些参观实习课。通过参观实习,直观地了解材料加工制备过程,将自己所学知识配合生产。理论上可行的事情,在实际应用中还需要考虑到原材料、工艺条件的控制、销售渠道、成本控制等。如果有可能,可以尽量选择一些大型的工厂基地,接触现代化的机器设备,体会先进生产力的发展,感受到世界一流水平的实力。为学生丰富见闻开阔视野提供机会,这将对培养学生的自信很有帮助,尤其是对于一些非重点名校的学生。另外,通过与企业或者研究单位联合培养,即“产学研结合”。“产学研结合”一般指企业、学校、研究单位之间的相互合作和优势互补。李元元等认为产学研结合是培养工科硕士的最佳途径,学位论文的选题和相关实践应当与工矿企业的工程实际相结合,密切结合其技术改造、革新、引进等技术难题或科研攻关项目。这将有利于从根本上解决学校教育与社会需求脱节的问题。缩小学校人才培养与社会需求脱节之间的差距,增强学生就业竞争力。 3结语 按照教育部颁布最新的学科体系,材料化学工程是化学工程与技术的方向之一,主要以化学、化工和材料为基础的应用性学科。因而在材料化学工程研究生教学中存在理论多、知识点多、概念多及与实践联系不够紧密等问题。针对上述问题提出了激发研究生学习兴趣,疏通各学科知识结构、掌握它们之间的内在联系,教学中注重传统教学与现代教学方式相结合,开设软件分析等实用性课程,理论教学与实践相结合等解决办法。 作者:陈志彦 杨亿 单位:中南林业科技大学 材料化学论文:论无机材料物理化学的教学革新 无机材料物理化学课程现状 目前,无机材料物理化学课程沿用陆佩文[5]编写的硅酸盐物理化学课程体系,在多年教学过程中发现该课程体系存在如下的问题: 1知识点分散 无机材料物理化学课程的内容包含了材料科学基础的晶体学及晶体缺陷的内容,包含了材料加工的基础知识相平衡和相图,同时又涵盖了无机非金属加工过程特有的熔体和玻璃体,陶瓷加工过程的基础粘土水系化学,烧结加工过程的扩散、固相反应、固态相变和烧结等基础知识.课程体系分散复杂,课程的内容繁多,每一章单独成为体系,前后的联系不够明显. 2与实际接触的宏观事物距离较大 无机材料物理化学的教学体系以理论推导为主,涵盖了大量的前期科研工作者进行的理论推导,并且结合实践给出了很多应用.由于工科学生课程体系设置的特点,注重工程实际,注重在实践中解决问题.因此,在学生现有认识事物的体系中,对于宏观上能看到、能摸到的理解和掌握起来比较快,而对于微观的、抽象的体系认识起来难度比较大. 3与实际的生产不能有效结合 现有无机材料物理化学课程作为工科课程来讲,离实际工程应用距离比较远,对学生的吸引力不够,很多学生在课堂上经常问学了这么多公式、这么多图有什么用,而这个问题按照现有的课程体系无法回答. 无机材料物理化学课程体系改革 无机材料物理化学的知识点总体上概括起来可以分成两个主要方面,一是与陶瓷(水泥)生产密切相关的知识,二是与玻璃生产密切相关的知识体系.在此为分类基础上,对课程的知识点和讲授顺序重新进行了调整尝试. 1以陶瓷生产为主线的课程体系设置 在介绍与晶体相关的知识过程中,主要以实际中的陶瓷为例,首先进入晶体的微观世界,引出陶瓷的晶体结构,由晶体结构引出晶体概念、晶体化学知识,在晶体中漫游会发现很多缺陷,进而介绍缺陷的知识.简要介绍陶瓷的生产工艺,从原料加工到成品过程用动画演示,介绍原料过程中讲解粘土-水系的胶体化学,其中包含的胶体性质及一般的熔体性质通过固体的表面和界面部分来了解;利用陶瓷烧结过程中的烧结温度选择,引出相平衡和相图,重点介绍这部分内容,在烧结过程中的微观动画展示后引出扩散-固相反应-烧结.此部分中,重点是晶体的结构及相平衡的知识. 2以玻璃生产为主线的课程体系设置 与玻璃相关的课程知识介绍的过程中,首先展示玻璃,随后简要介绍玻璃的生产过程,该过程由于有无机非金属材料工学进行具体介绍.因此,只需描述即可,其后引出玻璃原料,简要复习晶体结构知识,按照生产流程加热熔融后的现象要有熔体和玻璃体部分来了解,结合玻璃的生产讲解相变过程中涉及到非晶体部分相平衡中的知识.在此部分的讲解中重点介绍非晶态物质的形成机理及过程.通过如上的体系改革使学生能够充分认识课程知识,并且知道整个体系的来龙去脉,使学生由过去的被动接受变为主动有意识的学习,形成良好的学习动力. 课堂教学过程中“四要素”的融会贯通 材料科学与工程的“四要素”始终作为课程讲授的主线,作为基础课程,主要授课的目标还是材料科学这四个要素之间是如何建立起联系的,为什么有这样的联系,影响因素等知识.在结晶学部分每介绍一个新概念,都有意识介绍该概念对无机材料工艺及性能的影响及其应用,如介绍空间群概念后简要介绍空间群分类后对压电性能的影响,丰富学生的知识体系,而且可以更好的融会贯通,理解概念.在熔体部分的性质概念介绍之后,要简要了解熔体的性质对玻璃加工工艺的影响.在讲粘度时,主要介绍粘度与温度和组成等因素的关系,但是到底会有什么样的影响并没有介绍.因此很多学生就是为了学习粘度知识而死记硬背,不知道粘度的具体应用,而在课堂上简要介绍过粘度会影响玻璃的加工温度及玻璃的成型性能时,同时简要介绍怎样影响的,就会使学生知道知识是有用的,学习起来目的性更强,而且方便对一些概念的理解记忆,而不是简单的死记硬背.在相平衡一章中,相图是一个重要的知识点,也是材料科学体系中一个非常重要的工具,学好相图对材料科学下一步学习至关重要.但是在以前的教学过程中按照书本的知识体系从头到尾介绍之后,很多学生都是一片茫然,似乎感觉是学习了几何学又或是物理学,不知道无机材料物理化学中为什么要单独拿出这一章来讲解这个图.经反思教学过程发现,在教学过程中过分重视教学内容的传授而忽略了这个工具实用性的介绍,按照“四要素”理论,相图这个工具应该是工艺制定的重要根据,因此在改革后的讲授过程中,在介绍过相率和简单的三元相图等基本知识后,就具体地举了一个Al2O3-SiO2-CaO三元体系陶瓷烧制的过程,简要介绍了如何利用三元相图进行原料配料计算,如何确定烧成温度,及得到的烧成体的主要成分和构成等知识.使学生先知道三元相图的作用,在材料学“四要素”体系中的位置,然后在具体地讲解三元相图的分析过程,并且在讲解过简单的三元相图后还要举1~2个实际的复杂例子进行实际应用. 教学改革的效果 经过2年多的教学改革试点,学生的课堂听课效果有了很大改观,原来每个自然班约有50%的学生坚持在课堂上听课,很多学生由于跟不上进度而睡觉或者干脆逃课.改革后,无机2009级学生坚持听课的达到了80%以上,学生听课状态明显好转,听课热情很高,而且课间休息时问问题的学生数目明显增加.对齐齐哈尔大学无机材料2008级和2009级学生进行了授课效果评价,90%的学生认为能够掌握课程基本内容,学生的考试及格率由90%提高到96%,平均分由77.6分提高到81.2分,有了较大幅度提高.在总结了无机材料物理化学课程教学过程中存在问题的基础上,通过以材料科学的“四要素”为基本思路,对无机材料物理化学课程中大量的知识点进行了重组,丰富了与实践结合更加紧密的知识内容,探索了一条实用性很强的无机材料物理化学教学改革新途径.(本文作者:王超会、顾晓华、李晓生、杨长龙 单位:齐齐哈尔大学材料科学与工程学院) 材料化学论文:建筑材料化学特性与耐久性分析 摘要:对于土木建筑材料的化学特性要充分进行掌握,才能够更进一步地将土木建筑材料运用到合适的位置,对土木建筑材料的运用,实际上就是对其化学上的变化进行运用,因此,要熟悉常见的建筑材料的化学特性,才可以更加适当地进行运用。 关键词:建筑材料;化学特性;耐久性伴 随着当前中国城市化的脚步越来越快,土木工程的质量也涉及到整个城市发展的方方面面,特别是土木工程所选用的各种土木建筑材料,实际上会影响到整个建筑物的建筑质量。选用合适的土木建筑材料,实际上应该充分考虑到这些建筑物本身的化学性质,还有这些土木建筑材料是不是能够更加耐久,这些实际上都是整个建筑物的质量保障。如果土木建筑物的材料在结构上面并不是非常优秀,或者是建筑材料本身出现的化学特性无法适应所建设地区的具体情况,那么在建筑的过程当中都可能降低其耐久性。所以,在建筑材料的化学特性和耐久性方面,应该充分考虑好这些材料的具体特征,要选用合适的建筑材料,这样才能够更好地推动城市化的发展。 1土木建筑材料的化学特性探究 土木建筑材料实际上是非常广泛的一类物质,比如混凝土或者砂浆等,都是属于土木建筑材料的范畴。而且每一种土木建筑材料的化学性质范围也非常大,不过针对土木建筑过程当中的一些具体状况,实际上选用土木建筑材料的过程中,重点还是关注这些建筑材料的化学稳定性。因为部分土木建筑材料在特定的环境当中会产生一些化学反应或者变化等,这些变化不同于物理形态上的变化,而是一种化学方面的变化,这样的变化是非常广泛,而且影响也非常深刻,所以应该要加以关注。如果一些土木建筑材料的化学变化是能够强化工程的稳定性的,那么就可以加以采用,但是如果一些土木建筑材料的化学变化可能会导致一些负面影响。所以对于土木建筑材料的化学特性要充分进行掌握,才能够更进一步地将土木建筑材料运用到合适的位置,对土木建筑材料的运用实际上就是利用其化学上的变化进行运用,因此,要熟悉常见的建筑材料的化学特性。下面本文将对混凝土和砂浆这两种常见的土木建筑材料的化学特性进行分析。 1.1混凝土的化学特性 混凝土,实际上划分为非常多的品种,不同品种的混凝土实际上化学特性也有一定的差别。比如轻骨料的混凝土,其骨料的孔隙比例也相对比较高,在抗拉的强度上面相对比较地,特别是表面上的密度是比较小的,对于水分的吸收比例也比较大,弹性模量比较低。从物理性质上看,其热膨胀的系数比较小,收缩和徐徐变动比较大,保持室内的温度上也有这比较好的性能。从化学的特性上看,轻骨料的混凝土重点是为了实现建筑物的保温和结构上的保持作用。多孔的混凝土,实际上也是轻骨料的混凝土的一种,其主要是有一些微小的气泡均匀地分布在整个混凝土当中。多孔混凝土一般而言都是采用一些硅类的材料和钙类的材料加工形成的,所以其在化学特性上也表现出上述两种元素的一些基本性质。由多气孔的混凝土形成的建筑材料,一般都是处理在屋子的面板,或者是堆砌的模块里面,在内外的墙板方面也是有一定的应用。这些成品,实际上都是在工业类的建筑,或者是民用类的建筑当中,在保温工程方面有着比较好的作用。另外一类的混凝土主要是抗冻的混凝土材料,这一类的混凝土材料重点是采用引气剂来提升混凝土自身的抗冻特征。有了引气剂,混凝土当中就会相对均匀地分布这些气孔,从而比较稳定和密闭。防渗漏的混凝土,其在防渗漏方面的一些基本化学原理,是因为加入了一些外加剂摻和在一起,这样控制了混凝土内在的一些构成材料,在质量上也相对比较稳定,更加合理地对混凝土进行配合比较,这样一些混凝土里面的毛细管就会被堵塞住,内部的结构也会比较严密,界面也不会产生一些裂缝之类的,在防渗漏的性能方面也就比较理想。高强度混凝土重点是能够在重载方面承受更多的重量,其跨度更大,在一些极端和恶劣的使用环境里面有着一定的应用价值。 1.2砂浆的化学特性 砂浆在土木建筑的建造过程当中应用也是非常广泛,特别是在砌筑或者抹面的过程当中,也都会运用到砂浆。砂浆的保水性能是比较好的,其一般而言都是运用了胶凝材料和细骨料、水等之间进行结合,这样的结合会根据一些具体的比例进行调整,以此帮助砂浆的化学性质更好地适应当前的土木建筑工程需求,在一定的时间下,这样的砂浆就会硬化形成一定的材料。所以砂浆的种类也会根据应用的途径进行划分,一般划分成为装饰、砌筑、抹面三种主要类型,而一些应用在特殊的建筑过程里面的砂浆,称之为特种砂浆。砂浆的强度一般都是一立方体试件作为检测。砂浆由于其化学性质上体现出来的特点,所以在对砂浆进行变形的时候一定要注重均匀,这样砂浆里面所包含的水分才不会容易出现六十的状况,砂浆和基底之间要粘结相对比较好,这样才不容易出现其他条件下的形变。防水砂浆也是当前比较常见的一种特种砂浆,其主要是在砂浆当中融入了一定比例的防水剂,这样有助于水泥砂浆的涂抹的过程当中处理好防水的问题。而普通的砂浆重点是其化学反应并不是非常活跃,所以能够对整个结构主体形成一定的保护作用,提升砂浆涂抹在外层的稳定性。 2建筑材料化学特性及其耐久性的归结分析 对于建筑材料而言,其化学特性和物理特性是相互结合在一起。建筑材料在应用在建筑的过程中,一般其内在的形态会产生一定的变化,特别是材料的内部缝隙或者体积等会膨胀或者收缩,不过其化学上的稳定性一般还是比较好的。在相对比较寒冷的条件下,比如冻结或者融化等气候变化情况都会对建筑材料产生比较明显的破坏作用。而在平均温度比较高的地带,建筑物所采用的各种土木建筑材料则是需要能够耐得住高温的影响。所以,无论是民用的建筑材料,还是公共的建筑物,这些建筑材料实际上都应该具备防火性能。而抵抗化学侵蚀,重点是抵御化学的酸类、碱类以及盐类等物质的侵蚀。土木建筑材料的耐久性,一般在建筑界都是认为在具体的环境里面可以抵抗各种不利因素的影响,可以长时间保持这样的一种形态。当前的建筑材料在形成建筑物之后,就会受到各种物理上或者化学上的负面影响,但是在这些影响的条件下,这些材料还应该保持其原来就具备的性能。如果具体的环境相对比较恶劣,或者建筑的条件比较差,在这些因素的长期影响之下,就容易让这些土木建筑材料丧失原来的性能。所以,维持土木建筑材料坚固耐用的特征,就需要关注到土木建筑材料的化学稳定性,特别是在耐久使用方面,要关注到建筑材料使用功能方面的发展。从本质上总结,土木建筑材料的化学特性对于耐久性的影响,重点还是体现在两个方面。一个方面,土木建筑材料本身的内在构成或者其组成的成分就容易形成一定的变化,其密度和实度等方面都会存在一些不利的因素,在相对固定的界面上,土木建筑材料也会因为各种化学生成物产生一些膨胀,这种热膨胀系数上面的差异,就会产生建筑材料的耐用程度不足。在长期荷载各种重量,或者金属疲劳、电解等化学反应等影响下,都会影响到土木建筑材料的耐用性。而从另外一个方面上看,土木建筑材料,实际上也应该看到建筑材料在外部因素下产生的各种化学影响,比如在一些干湿循环或者溶解的过程当中所出现的化学变化。如果是应用木材等,则是容易在温度或者湿度等条件下产生一些腐蚀的情况。因此,建筑材料的化学特性和其耐久性是紧密联系在一起。 3结束语 在应用土木建筑材料进行建设的过程中,一定要注重对土木建筑材料的化学特性和耐久性等进行分析,并且充分了解土木建筑材料的化学特性以及物质特性等方面的内容,从而更好地提升土木建筑材料的使用寿命。这样能够从经济效益上提升对建筑材料的应用,也可以让建筑材料所运用的资源得到充分的保障,避免这些资源造成了浪费。 作者:纪占斌 单位:西京学院 材料化学论文:高分子材料与有机化学教学现状分析 摘要:有机化学是高分子材料与工程专业一门重要的专业基础课,本文针对高分子材料与工程专业的专业特点及学生情况,分析了有机化学教学中存在的问题,从教学内容、教学手段和考核方式等方面提出了课程的改革措施。 关键词:高分子材料与工程专业;有机化学;教学现状;教学改革 有机化学是化学学科中的一个十分重要的组成部分,它的主要研究对象是有机分子,从有机物结构入手,研究有机化合物的化学性质,在分子水平上探知未知世界的基础学科。在我校,有机化学是面向化工学院、药学院二年级,以及海洋学院一年级学生开设的专业基础课程,是“大类培养”的主干课程。通过有机化学课程的学习,可使化学类学生掌握有机化学领域的基本理论、基本知识和实验操作技能,把握有机化学发展领域的新概念、新动向和新技术,同时为后续专业课的学习打下坚实的基础。 1.教学现状 在工科院校,有机化学的教学课时“缩水”,如我校有机化学虽然是“大类培养”的重要专业基础课,但是其课时数被压缩到64个学时,教师必须在一个学期之内完成教学。而有机化学作为高分子材料与工程专业的基础课,是高分子化学、高聚物合成工艺学、高分子材料学等后续专业课的基础,学生必须在有限的课时数里掌握《有机化学》这门课程,难度大,任务重。另外,由于江苏省高考制度,较大部分的学生高中阶段选修的“物生”,进入大学后化学知识特别是有机化学基础知识非常薄弱,一个教学班级里,学生的化学知识水平参差不齐。通常是刚进入大学的第一学期学习无机化学,对于选“物生”的学生来说,没有化学基础,一开始就挫伤他们学习化学的自信心。学习有机化学时,多数学生对有机化学的学习有畏惧感。如果入校时对专业认知不够,不能看到有机化学学习对高分子材料与工程专业学习的重要性,更是对有机化学失去兴趣。再者,有机化学课程自身的特点,由于有机物数量多,结构多变,机理难掌握。而工科院校的有机化学课时数又被压缩,教师为了教授完大纲的教学内容,不得不采取“满堂灌”教学方法,使得学生缺乏主动获得知识的能力,被动“填鸭式”教学必然导致教学效果不理想。一学期教学结束,发现学生知识掌握不好,除了少部分拔尖的学生,大部分学生对这门重要的专业基础课一知半解,学到的有机知识很少。 2.教学改革 结合有机化学学科规律,针对高分子材料与工程专业特点,对教学内容进行优化、取舍;改进教学手段,选聘高年级本科生、研究生做助理班主任,让他们参与本科生教学,形成多元化的本科生教学队伍;改革考核方式,实现高分子材料与工程专业有针对性的考核方式,教考分离。(1)改革教学内容有机化学的教学关键是引导学生“有机”这一学科,不同于其他几门基础化学课,有机化学基本不涉及计算,不涉及公式,说的是图片的拼接,化学键的断裂与重组,以构建新的有机分子。那么,在教学过程中如何引导学生使用“有机思维”思考问题才是关键。当我们谈到如何面对课时数被压缩这个问题,如果抓住“引导学生进入有机化学这个学科”这个关键问题,就能依据高分子材料与工程专业的培养方案,深入分析研究教学大纲和教学目标,对教学内容进行取舍。在改革教学内容时,还要考虑以下两个方面问题:一是研读多种版本的教材,最新版本的中、英文有机化学教材和专著等,从不同研读、分析深度的教材方面,准确把握“基础有机化学”教学重点、难点,结合高分子材料与工程专业的特点来取舍教学内容。二是关注高分子领域的研究前沿,发展动态,结合传统的知识,推陈出新,把最新的知识信息教授于学生,引导学生了解最新的前沿,激发他们的兴趣,使之感觉到目前所学知识的有用性。(2)改革教学手段我校近年实施了一项“班主任助理”制度,选派高年级本科生、研究生担任本科生班级班主任助理,取得了很好的教学效果。高年级本科生、研究生参与本科生教学,形成多层次、多元化的本科生教学队伍。高年级本科生已经学习了有机化学专业基础课,经历过有机化学的学习和考核,有自己的学习方法和技巧;他们已经进入高分子材料与工程专业课程学习,对哪些知识对专业课学习重要有切身体会;他们与低年级学生同属于一个年龄阶段,有更多的共同话题,沟通交流更容易,帮助学生及早发现自己的优缺点,扬长避短。高分子材料与工程研究方向的研究生,通常具有扎实的专业基础知识,已经接触了专业的前沿研究方向,可以对高分子材料与工程专业低年级学生的学业、思想及心理等方面给予关心和指导。而且本科生可以在研究生的带领下主动做一些创新创业项目,这使得本科生更清楚自己在课堂学习中哪方面有不足,增强本科生对基础知识学习的热情,使他们在有机化学课堂学习中更积极、努力。(3)改革考核方式良好考核方式可以极大地促进学生的学习热情,提高他们学习的积极性。目前,我院不同专业实行统一考试,如环境工程、化学工程、安全工程和高分子材料与工程等专业统一出卷,流水阅卷、统一登分,做到公正、准确。但是,这种“统一”的方法抹杀不同专业对有机化学需求的不同,使得教师和学生忽视基础课对后续专业课的影响,结果是为了考试而学习,不能真正掌握自己专业需求的有机化学知识。为了提高学生的整体素质和学习积极性,我们应实现不同专业单独出卷、单独考核的方式。卷面上可以体现出适合高分子材料与工程专业的题目,结合他们的后续专业课程。哪些知识是有机化学这门课程必须掌握的基础知识,哪些知识是关联高分子材料与工程的专业知识。同时,建立针对性的有机化学试题库,使学生接触更多不同的题型,拓宽知识面。建立适合高分子材料与工程专业的有机化学试题库,有机化学课程理论考试按照一定的难度系数、教学要求、考试范围等,统一从试题库里抽调,实现教考分离。 3.结语 为全面提升高分子材料与工程专业的有机化学教学质量,我们要结合有机化学学科规律,针对高分子材料与工程专业的专业特点,从学生的实际出发,认真分析总结,精选教学内容,创新教学手段,改革考核方式,不断激发学生的学习兴趣,以提高高分子材料与工程专业的人才培养质量。 作者:陶传洲 王慧彦 王建 许瑞波 程青芳 单位:淮海工学院化工学院 材料化学论文:化学化工材料应用技术初探 摘要:化学化工材料作为材料化学重要的分支之一,不仅关系化学化工领域同时也与材料科学息息相关。从目前的情况来看,化学化工材料已经被广泛应用到社会建设中的各个行业当中。而随着社会经济建设的发展,绿色型化学化工材料的应用也成了当前各个行业发展中重要的议题之一。在本文中,笔者主要针对化学化工材料在建筑以及农业生产这两个行业中的应用进行阐述。 关键词:化学化工材料;应用技术;研究 伴随着当前社会经济建设的不断发展以及科学技术的飞速进步,化学化工材料与人类社会的关系也越来越密切。而自从可持续发展社会这一概念的提出,在应用化学化材料时也有了更加严格的要求。在当前,化学化工材料不仅要能够满足应用过程中的各项参数,同时也应当要减少对环境的破坏,研究并应用绿色型化学化工材料,这样一来才能在发展社会经济建设的同时,保障生态环境的可持续发展,为国民以及未来的子孙后代创造出更加良好的生存环境。在当前,对于绿色型化学化工材料需求最高的就是建筑行业以及农业生产行业。 1化学化工材料在建筑行业中的应用 从当前建筑行业的实际发展状况来看,化学化工材料的应用是十分广泛的,从外部结构到内部装修都需要用到化学化工材料。然而,虽然应用十分广泛,但是在2008年以前绿色型化学化工材料在建筑行业中的应用却一直存在瓶颈。而到了2008年,在建造奥运会场馆之一的水立方时,大量的绿色化学化工材料被应用到建筑的施工当中。譬如说,水立方的主体结构采用的就是以水性聚氨醋为主要成分的有机化合物。该化合物不仅具备较高的粘合度,同时还兼具零挥发的特性,这样一来,既能够减少维护成本,同时也能够起到保护环境的作用。同时,水性聚氨醋的防火性也较好,对于提高场馆的安全性也有着极大的帮助。众所周知,在任何一座建筑的施工当中,建筑的防火性都是最受关注的问题之一。因此,水性聚氨醋的应用对于保障场馆的安全,延长场馆的使用寿命有着极大的帮助。而这也为建筑行业未来的发展当中,绿色型化学化工材料的使用奠定了基础。除了防火性以外,对于建筑来说,隔热性以及保温性也是较为重要的功能。当前,为了提高建筑的隔热性与保温性,施工单位在进行施工的时候倾向于使用聚氨醋硬泡材料,该材料的应用不仅能够有效提高建筑的隔热性和保温性,同时也具备降噪功能。而除了采用聚氨醋硬泡材料来加强建筑的隔热保温性能以外,也可以将乙烯一四氟乙烯的共聚物应用到建筑工程的建设当中,这是因为,乙烯一四氟乙烯的共聚物具备控制室内温度的功效,因此能够更好的调节建筑内部温度,同时还可以起到节能的效果。 2化学化工材料在农业生产中的应用 伴随着当前科学技术的不断发展,各式各样的化学化工材料已经被广泛的应用到农业生产当中。然而,随着绿色以及环保概念的提出,当前的国民也开始注重农副产品的绿色性,农副产品不仅要具备较高的品质和口感,同时也需要具备较高的安全性。在这样的情况下,绿色型化学化工材料的应用不仅能够更好的满足于国民对于农副产品质量以及价格上的要求,同时也能够满足与国民对于绿色、生态的要求。在农业生产过程当中,农药的应用是少不了的。然而,传统农药的应用,虽然能够提高农作物的产量以及品质,但是却忽略了对人体以及环境的伤害。而随着当前人们观念不断地刷新以及科学技术不断的进步,已经有许多人认识到农药对于人体和环境造成的危害。因此,安全绿色农药的研发迫在眉睫。从目前我国化学农药的研发成果来看,腐殖酸类农药对于农作物的生长以及环境的保护有着巨大帮助。这是因为,腐殖酸类农药不仅具备较高的降解性,同时残留物也较少,这样一来就能够减少农药在土壤、农作物上的残留,从而进一步保护生态环境以及国民的身体健康。除此之外,在农业生产过程当中,经常将生物菌剂与化学化工材料进行结合应用。之所以要这样做是因为在当前的农业生产当中,生物菌剂的应用虽然能够改善农田的土壤环境,保护生态环境。但是,在实际的农业生产过程中,由于农业生产中任何一项活动都有可能对农田土壤中的细菌结构造成影响,因此使得生物菌剂无法充分的发挥作用。这样一来,就使得生物菌剂无法发挥真正的效用。而生物菌剂与化学化工材料的结合应用,就能够有效的发挥生物菌剂作用,有效控制农作物生产过程中的病原菌,从而帮助农作物更好的进行生长。 3结语: 综上所述,无论是建筑行业还是农业生产行业,化学化工材料的应用都是必不可少的。然而,随着当前生态环境问题的加重,可持续发展社会概念的提出,在使用化学化工材料进行施工、生产等工作时,必须要注重化学化工材料的绿色性,这样一来才能促进我国社会经济建设的同时,保护我国的生态环境,为国民的生活创建更加优良的空间,实现社会主义现代化社会的建设。 作者:刘现泽 单位:河北正中实验中学2014级 材料化学论文:低热固态化学反应的合成材料 1.低热固态反应的发展过程 所谓固态反应,通常情况下都是表示在高温情形下固态的反应,截止到目前,已经有了大量固体材料。不过通常高温固态反应大多是只是用在热力学非常稳固的化合物上,而且一些属于低热条件下的稳化合物及动力学上稳定的化合物,通常运用高温合成的效果并不是非常理想。因此人们在提升固态反应速度的阶段中,降低了反应的温度,分析和研讨了一系列新的材料合成方法[1]。譬如水热法、微波法等其他相关的方法。不过这种合成方法出现非常大的问题,具体而言,操作较繁杂,成本费用偏高等,因此没有进行推广应用。在20世纪的80年代末,温室固态化学反应被人们发掘和研发出来。经过了多年实验改善,低热固态化学反应合成材料在技术技术已经有了很大进展,这种方法显著的优势就是在固态反应过程中的温度可以在一定程度上降到室温。另外其整体的操作非常简单,同时不使用溶剂、环保节约能源等,这一点比较满足现代绿色发展的需求,因而得以广泛推广。 2.低热固态化学反应的合成材料 2.1原子簇与三阶非线性光学材料 原子簇属于无机化学、结构化学、催化学等多种学科的综合领域,并且具有多样性、催化性、生物活性等多方面的化学特性。低热固态化学反应合成原子簇化合物能消除溶剂化作用,在合成过程中能得到溶液中得不到的化学物质。目前通过此种合成方法已经得到了200多种类型的簇合物,比如一些半开口类型:类立方烷结构的(Et4N)3[MoOS3Br3(u-Br)]2·2H2O,蝶形结构MoOS3Cu2(PPh3)2(Py)2,鸟巢状结构的[MoOS3Cu3(py)5X](X=Br,I)三阶非线性光学性里面基本上涵盖了光线辐,自散焦聚焦,以及其他相关的内容,等等。运用该类非线性现象可以制作不同类型的器件,譬如混频调制及储存等类型的器件。 2.2纳米材料 纳米材料含有块状大颗粒材料没有的特点,使用固态化学反应法能合出纳米化合物所具有的优点。固态反应物颗粒的大小与产物成核、成长速度有着很大的关系,要是产物的成核速度比生长速度还要快,这样就能得到纳米粒子,反之就是块状物。固态化学反应通常情况下取得的球状纳米粒子,粒子的大小控制在1~100nm之间。在控制之后精确的处理好温度,就能控制纳米粒子的大小。在有模板是情况,能合成不同的现状和不同排列方式的纳米材料[2]。 2.3电学材料 玻璃电极被广泛地用在测量水溶液的pH值上。因为这一类电极比较脆弱,成本还比较高对温度具有不稳定性,体积较大等原因受到使用的限制。所以人们也不断寻求对于pH较敏感的全新材料。MnO2的发现被用于干电池、锂电池、镁锰电池等中作为正极材料,研制出了价格低廉的MnO2。制作MnO2的方法主要有:譬如二价锰的硝酸盐和碳酸盐,电解二价锰的溶液,以及其他类似的手段和措施。但是现在通过使用固态反应合成纳米的MnO2,将使用此方式得到的MnO2粉状物涂抹在电机上,就发现电极对pH值的反应就会变得灵敏并且稳定。 2.4金属有机化合物 金属有机化合物有优越的催化性能,被大量用在了有机合成领域。以前,有关金属有机化合物的研究不够深入,但是固态反应能进行100%的转化,经过转化所得出的反应产物也不同于液态的反应产物。相关的专业人员把金属有机固态进行归纳,目前有机金属反应被分为两类: (1)不同的反应物进行混合的反应过程;(n5-C5H4Me)Re(co)2Br和NaI合成(n5-C5H4Me)Re(co)2I2等产物。 (2)在反应过程中都属于共结晶过程。(n5-C5H4Me)W(co)3I与(n5-C5H4Bu)W(co)3Br在70℃,固态条件下[FcCHMeNMe3]I(Fc=二茂铁基)、HOC6H4CHO-4、K2CO3反应,制配出了有机金属化合物FcCHMeOC6H4CHO-4,此化合物所得产物率可达到84%。 2.5催化剂和催化反应 芳香族化合物的羟基化反应在化学中占有主导地位。过渡金属配合物使用低热固态化学反应能催化出芳香族化合物的羟基化。比如,酪氨酸酶活性还有木质素的生物合成都离不开Cu(II)催化芳香族化合物的羟基化反应。在催化过程中使用低热固态反应所合成的Cu(II)化合物配合催化剂,在有双氧水的条件下,催化苯酚羟基化H苯胺的低聚。低热固态化学反应及材料合成类别非常多,譬如多酸化合物,电学材料、超导材料、半导体,以及其他相关的内容[3]。 3.结语 固态合成属于一种比较有研究价值的合成方法,人们早就把这种合成方法运用到各种工业生产之中,通过多年的实践逐渐掌握了低热固态化学反应性,由于缺少必要性的系统指导,这种技术没能得到较大改进。低热固态化学反应所拥有的优点,比如:效率高、节能、环保、简单方便等。在材料合成方面有良好的发展前景。 作者:卢博文 单位:河南工业和信息化职业学院 材料化学论文:金属材料物理化学论文 1铁的相图图 与图1不同,铁有三种固态,分别是α-Fe、γ-Fe和δ-Fe,其中γ-Fe为密排面心立方结构,α-Fe和δ-Fe为体心立方结构。并且,图2中有三个三相点,分别为气-液-δ-Fe;气-γ-Fe-δ-Fe和气-γ-Fe-α-Fe。通常情况下,Fe是磁性的α-Fe,组织类型有铁素体、珠光体和贝氏体等;通过成分和工艺控制常温下可得到γ-Fe,如奥氏体不锈钢304、310等。Fe的p-T相图的讲解,增强学生识别单组分相图的能力。课堂上通过工业生产实例,加深了同学们对Fe的认识;并建立了物理化学相图知识与学生专业—金属材料之间的联系。解决学生“材料专业为什么学物理化学?”的困惑。 2两组分液态完全互溶系统的相图 虽然二组分系统的气—液平衡相图依据组分在液态的互溶情况各有其特点,但液态完全互溶系统构成了这部分内容的学习基础[4]。对于这种相图,我们除了让学生掌握相图中各相区的组成、相态和杠杆规则外,还注重让学生学习气相线和液相线的绘制方法和细节信息。其绘制过程如图3所示,先配制不同比例的二组分混合物,再升高温度测试混合物的熔点,通过描点—连线得到相图。从而培养学生设计实验绘制相图读取相图细节信息的全面能力。通过学习绘制相图,可使学生对相图的全部信息有较深刻的认识、理解及较好的运用。为了便于学生掌握此类相图及其应用,在教学中我们通过物相点随温度的变化的实例,讲解其液相与气相及组成在该过程的演变情况。重点分析了第一个气泡点产生的压力、组成及最后一滴混合液消失的压力、组成,以及其逆过程这一难点。并将相图理论与工业精馏装置联系起来,激发学生对该部分内容的学习兴趣。 3具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图 具有转变温度的二组分固态部分互溶、液态完全互溶的液固平衡相图,是学生学习中最难掌握的内容。我们通过讲解物相点的降温过程的物相变化和步冷曲线的绘制,并借助动画展示具体过程,使该部分内容更加形象和生动,便于理解和掌握。同时,提高了学生的学习兴趣和动手能力。 4相图在金属材料中的应用 4.1在金属材料设计中的应用在工业生产和科研实践涉及到的金属材料通常为多组分的平衡系统,所以其相图更为复杂。为了得到材料的拟服役性能,需要对材料进行设计和加工。相图在材料设计中起着至关重要的作用,例如,在设计奥氏体不锈钢时,为了得到单一奥氏体组织,需扩大相图中奥氏体区,使其在冷却过程中不发生γ-Feα-Fe的转变。根据相图,改变系统的组成,增加稳定奥氏体元素,如Ni、C等是最常用的方法。当然,为了系统的平衡,其他元素也需做相应的改变。应用相图时,为了提高设计组织的准确性,需要考虑平衡相图与实际相图的差别。 4.2在金属材料加工中的应用在金属材料的热加工过程中,随着加工温度的不同,其物相也发生相应的变化。可通过控制轧制参数和冷却过程,改变材料的相变温度和组织类型,得到高性能的金属材料。例如,在钢铁生产中,热轧钢板控制轧制与控制冷却(TMCP)工艺,通过加大压下量增加累积位错,为相变过程提供更多的高能量相变形核点,以得到细小晶粒组织,提高钢的强韧性。通过控制冷却速率,可改变相变后的组织形态,在650℃以上发生相变得到珠光体和铁素体组织,在450~600℃区间主要得到贝氏体组织的钢材,在更低温度下发生相变得到马氏体组织,不同的组织赋予材料的不同的性能[5]。4.3在金属热处理中的应用相图不仅在金属材料的设计和加工中具有指导下作用,而且在材料的热处理过程中也具有重要的应用价值。例如,在金属材料的退火、淬火和正火中具有重要作用。淬火过程主要是控制冷却速率,使相变温度发生在较低温度区,得到低温转变组织。正火温度需在γ-Fe相区,需要根据相图和化学成分判断其奥氏体化温度,从而确定正火的加热温度。严格的说,确定热处理的升温速率和降温速率也需要参考相应的相图。通过相图在金属材料领域的应用的介绍,学生对本专业和学习物理化学的重要性均有了清晰的认识,他们的学习积极性也显著提高。 5结语 相图在金属材料领域中起着非常重要的作用,本文将日常生活、作者在钢厂的工作经历、科研实践及相关相图知识链接至课堂,通过提出问题,实例讲解和动画演示等多种形式组织教学,建立金属材料专业与物理化学相图之间的内部联系,便于金属材料专业的学生掌握较广阔、深入的物理化学知识,以期为学生正确理解和应用相图提供指导。 作者:孙红英 李占君 单位:安阳工学院 机械工程学院 材料化学论文:材料化学人才培养化学实验论文 1改变课程考核评价体系,注重实验过程考核 在无机化学实验教学考核的过程中,仅凭实验报告成绩和期末考试成绩,不能准确地衡量学生的实际实验能力。为了科学地评估学生的实验能力,需要优化传统的实验课程考核体系,建立全面的无机化学实验综合考核办法。将学生的课程成绩分为实验过程成绩、实验报告成绩、实验理论考试成绩,单项成绩不合格,则总成绩不合格。这种考核方式促使学生认真地对待每个实验环节,有效地提高了学生的综合实验素养。实验过程成绩是教师在指导学生实验过程中,根据学生实际操作情况给出的评价;实验报告成绩主要是根据学生的预习实验报告和实验报告书写、数据处理及分析等来评判;在实验理论考试中,除了常见考题外,还结合材料化学专业特点,增加了实验方案设计等考核内容,突出了综合实验能力和创新能力的考核,促进学生实验能力的全面发展。 2创建适合材料化学专业发展需求的无机化学实验教学模式 进入21世纪以来,材料科学发展愈加迅速,新材料、新技术、新产品不断问世,与此相适应,对材料化学人才培养也提出了新的要求。材料化学专业无机化学实验授课模式必需紧跟时展步伐,及时调整课程结构与内容,引入学科发展的最新成果,介绍学科内容中的多种学术观点及学术背景和发展动态,开阔学生学术视野,提高学生的学习兴趣。教无定法,教要得法。要使课程教学生动活泼,教师必须不断更新教学内容,创新教学方法与手段,增强课程教学的趣味性,促使学生积极参与,在实验中勤于动手、动脑,实现教师教学方式和学生学习方法的转变。 2.1采用多媒体辅助教学和建设实验教学网络平台 多媒体教学是利用多媒体软件对文本、声音、图像、图形、动画等信息进行处理,教师配合多媒体放映进行讲解,将教学内容用特技方法显现出来,能充分创造一个有声有色、图文并茂、生动直观的教学环境,从视觉、听觉等多方面给学生留下深刻印象。无机化学实验教学可以采用多媒体(视频)教学,它不仅教学信息量大,而且可以非常直观地演示实验操作和过程。随着现代科学技术的发展,有些实验可以采用多媒体技术进行辅助教学,如基本操作单元、仪器的使用等。这些实验项目信息量大,操作细节多,仅靠教师在课堂教学有限的时间内进行演示和讲解往往是不够的,而且总有学生没有注意到一些具体操作细节,因此,可以将这些实验演示制成多媒体课件或视频资料,放在课程网络平台上,学生可以不受时间、空间的限制,反复观看,自主地开展预习、复习。这样不仅增强了课堂教学的可视性,而且增加了教师演示的可再现性,延长了学生的学习时间,从而有益于提高学生操作的规范性,使实验教学得到延伸。 2.2将生产生活实例和教师科研项目引入实验教学课堂 不同专业对无机化学实验教学的要求是不一样的。我院材料化学专业的培养目标是培养具备材料化学相关的基本理论知识和基本技能的应用型高级专门人才。因此,学生必须掌握物质的结构与性质、性能的关系,这需要在教学中注意教学内容的层次性。在无机化学实验教学中,我们尽可能选择与专业相关的真实实验课题和实验样品,将生产生活实例引入实验课堂,营造实战氛围,做到知识性、实用性、趣味性的统一。同时,我们还选取了一些与生活息息相关的实验,如锂离子电池正极材料的制备、胶囊壳中铬含量测定等,这样的实验学生感兴趣,实验热情高,有助于学生综合能力的培养。为了进一步提高实验课堂教学质量,我们还在课堂教学中引入教师最新科研课题成果,使实验教学更加贴近科研实际,既丰富了实验教学内容,又增加了实验教学的先进性、新颖性,在加深学生对所学知识的理解和实验技能的熟悉时,还能培养他们的科研兴趣,提高理论联系实际的能力,对科研工作产生感性认识。 2.3实施开放性实验教学 在传统的无机化学实验教学中,学生往往处于被动地位,教师处于主动地位。从实验项目选择、实验方案选择、实验仪器与试剂选择,都由实验老师预先完成。在这种照方抓药的实验教学模式中,学生往往兴趣不高,应付了事。在优化实验教学内容结构的前提下,实行开放式实验教学模式,可以提高学生实验兴趣,强化教学效果。在学生自主的基础上,利用学生课余自由时间开放实验室,对于实验技能较差的同学,让他加强基本操作单元和基本技能的练习。在学生较好地掌握实验基本操作技能后,可以让学生自主选择一些设计型、综合型、应用型实验。在教师的指导下,学生独立设计实验方案,独立完成实验,并认真进行总结,以全面锻炼学生的实验能力和提高综合素质。 3结语 为了适应地方工科院校工程应用型人才培养的要求,无机化学实验教学改革一直在讨论和进行中。我们根据我院材料化学专业人才培养方案,对目前无机化学实验教学内容、教学方法和教学手段及考核方式等方面进行了改革,以全面培养学生的工程应用能力,适应经济社会发展对人才的要求。通过几年来的教学实践与探索,我们已初步建立一套具有可操作性的无机化学实验教学方法与体系,使学生在实际操作能力、实验方案设计、求真务实的实验态度、分析问题和解决问题的能力及创新能力培养等方面得到了良好的锻炼。 作者:李谷才 单位:湖南工程学院化学化工学院 材料化学论文:电容器材料化学实验的教学论述 1材料结构表征探讨 (1)结合已有知识将理论简单化,培养学生对科学研究的兴趣。对实验结果所得产物,教师结合学生已有的知识,引导学生联想一般情况下有哪些方法来表征材料的结构,学生根据理论教学部分的知识,提出一些材料表征方法,如X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱、拉曼光谱、热分析等。教师可根据所制备材料的实际情况及实验条件,确定用哪些仪器进行表征。本实验只需要知道产物的成分、尺寸及形貌,因此采用简单的X射线衍射分析及扫描电子显微镜进行表征。教师可采用通俗易懂的语言对其测试原理进行讲解。例如:用X射线衍射判断物质成分的分析方法,若按理论来讲,涉及到光学、晶体学、电子学等较深奥的理论知识,简单的讲每种晶体本身的取向都对应一套标准衍射数据,根据实验测得X射线衍射数据中衍射峰的位置,从X射线衍射标准卡片库中找出相应的物质。如同人的指纹,每个人的指纹都是有区别的,可根据指纹判断不同的人。结合已有知识将理论简单化对测试原理有了一定了解,又减少了他们对研究型化学实验的畏惧感,培养了学生对科学研究的兴趣。 (2)实验与理论结合,培养学生科学研究的兴趣。仪器及测试条件对测试结果影响较大,首先教师介绍在本测试中的测试条件。此部分测试采用较贵重的仪器,操作需要具备一些专业知识,因此在教师测试时可让学生在旁边观察。图1是制备样品的XRD测试结果,学生根据理论知识从图1中观察三强峰的位置,根据三强峰的位置,从物质标准卡片库中找出可以与图中衍射峰位置对应的卡片,经过查找对比,学生发现与Ni(OH)2标准卡片一致(JCPDS:22-752),且无杂峰出现,可判断所制备的样品为纯的Ni(OH)2。教师启发学生思考能否从理论上计算Ni(OH)2颗粒的大小,学生利用谢乐公式D=0.89λ/(Bcosθ)(λ为X射线波长,B为衍射峰半高宽,θ为衍射角),结合图中半高宽计算其颗粒的大小,通过计算其晶粒大小为12nm,说明制备的材料为纳米Ni(OH)2。通过X射线衍射分析实验,使理论与实验紧密结合,培养学生对科学研究的兴趣。 (3)实验与观察结合,培养学生科学创造兴趣。合成的Ni(OH)2电极材料的形貌可借助于SEM进行观察。学生观察到的不同放大倍数图片如图2所示。学生发现合成的Ni(OH)2电极材料,由纳米片垂直交错连接形成的球状结构,纳米片厚度约10nm,与通过XRD理论计算的纳米尺寸相吻合。教师提出生成此结构的原因让学生进行讨论,主要从尿素及SDS在反应中的作用进行考虑。很多同学只考虑到尿素在高温下能分解产生氨提供OH-,而SDS起到表面活性剂的作用。教师对尿素与SDS的综合作用形成此结构的原因进行补充解释。首先,在静电力的作用下SDS逐渐被Ni2+替代[8];由于Lewis的存在作用,配位效应使尿素能够与Ni2+进行配位[9]。反应温度的增加,尿素分子逐渐水解出氨分子,使前驱体晶体均匀成核。随着反应时间的持续,晶体逐渐聚集形成片状,片状晶体自组装形成3D花状结构[10,11]。学生对表面活性剂很感兴趣,提出不同表面活性剂合成出的样品形貌可能有差异,可通过不同表面活性剂合成不同形貌样品。通过SEM实验与观察结合,培养了学生科学创造兴趣。同时也使学生了解了研究型化学实验对结果分析的要求,不但要知道其表面现象,而且更重要的是对其进行理论分析与合理解释,为培养学生的科研能力打下良好的基础。 2电化学性能探讨 (1)培养学生动手能力,增加学生科学研究与创造兴趣。电极制备的好坏将直接影响电化学性能的测试,教师可先作示范,根据制备电极的要求,将Ni(OH)2粉末与乙炔黑、石墨及聚四氟乙烯乳液以一定的比例混合均匀,在对辊机上压成薄片。活性物质薄片在一定的压力下压在泡沫镍集流体上。将压制好的电极片放在真空干燥箱中干燥。同时要对电极制备过程中的注意事项进行说明,比如Ni(OH)2粉末与乙炔黑、石墨及聚四氟乙烯混合时尽量均匀,对辊机上压成薄片时应尽量薄,电极片彻底干燥后再称量等。通过示范讲解,学生都能做出较理想的Ni(OH)2测试电极,提高了学生的动手能力。教师根据电化学性能测试需要,提出电极的循环伏安、充放电及交流阻抗测试均在电化学工作站上进行。根据无机化学中所学的溶液配置,将KOH配成测试所需浓度的KOH溶液。再根据电化学性能测试连接图(图3)进行正确连接。通过提高学生的动手能力,调动了学生的主动性和积极性,激发他们对研究型化学实验的兴趣和热情。 (2)培养学生分析和解决问题的能力,增加学生科学研究与创造兴趣。为提高学生分析和解决问题的能力,在电化学测试中,要求学生测试不同扫描速度的循环伏安、不同电流密度下的恒流充放电及开路下的交流阻抗,并注意观察测试过程中曲线形状、溶液及电极附近出现的现象。在循环伏安测试时,学生观察到曲线形状非矩形,且随着扫描速度的改变发生改变;溶液中在电极附近会有气泡产生,表现为出现明显的峰P1与P2。此时,教师为发挥学生的主观能动性,培养学生的学习主动性,提出让学生从电化学资料上查找有关Ni(OH)2电化学反应的材料,学生查得在此过程中由Ni(OH)2氧化成NiOOH出现的阳极峰P1,阴极峰P2是其逆过程,学生由此可判断Ni(OH)2电极材料的电容主要来自于氧化还原反应的赝电容。还可从循环伏安的积分面积判断随扫描速度的增大比电容在减小。在循环伏安测试中,学生学会如何分析判断氧化还原反应及赝电容,加深了对电化学理论知识的理解,提高了分析和解决问题的能力。同一问题进行验证,培养学生分析和解决问题的能力。为了对循环伏安结果进行验证,进行恒流充放电测试。教师给定学生测试电压范围及不同电流密度,要求根据曲线形状判断所属电容性质,并且根据放电曲线、比电容计算公式计算比电容的大小,根据比电容大小绘出比电容随电流密度变化曲线,观察结果是否与循环伏安测试一致。学生发现不同电流密度放电曲线时间并非与电压成正比,说明主要是赝电容特征;且比电容随电流密度的增大而减小,此结果与循环伏安测试一致。从恒流充放电与循环伏安测试对比中,学生明白了研究型化学实验对同一个问题可从多方面进行验证,培养了学生分析和解决问题的能力,为以后从事科研工作打下良好的基础。通过实验类比,培养学生分析和解决问题的能力。在进行电化学阻抗测试时,教师要求学生设定测试频率范围及振幅。以此条件测试其开路电压,在开路电压下测试电极的电化学阻抗,画出电化学阻抗等效电路图并对阻抗图谱进行理论分析。教师要求学生可通过类比其它体系的电化学阻抗测试图解释此阻抗图谱。学生提出电极的交流阻抗图可分成三部分:高频区、中频区和低频区。高频区与实轴Z'的截距表示电极内阻Rb。高频区第一象限中出现一段较小的圆弧,该圆弧的直径为电化学反应电阻Rct。通过实验类比,增加了学生分析和解决问题的能力,培养了学生科学研究与创造兴趣。学生有意向将此法扩展到其他体系如Co3O4、NiO、MnO2等进行研究型实验,探讨影响电极材料电化学性能的各种因素。 3结语 通过超级电容器电极材料研究型化学实验的教学,使学生能够了解目前超级电容器电极材料方面的科学前沿问题,熟悉如何设计研究型化学实验方案,提高学生分析问题和解决问题的能力。对于研究型化学实验,采用启发式教学,合理设计研究型化学实验及问题,结合已有知识将理论简单化,实验与理论、观察相结合,培养学生的观察能力、思维能力、知识运用能力、分析和解决问题的能力,增加了学生对科学研究与创造的兴趣。有利于将学生培养成为具有创新能力的高素质人才,为以后的工作及研究深造打下良好的基础。 作者:于占军 殷榕灿 单位:阜阳师范学院 材料化学论文:烧结对材料电化学特性影响 本文作者:牟 菲 杨学林 代忠旭 张露露 温兆银 单位:三峡大学 机械与材料学院 三峡大学 化学与生命科学学院 中国科学院 上海硅酸盐研究所 近二十年来,绿色环保锂离子电池为便携式电子产品和通讯工具的发展做出了重要贡献,并作为下一代新型能源的代表,将进一步应用于交通动力系统.作为未来电动汽车(EV)和混合电动汽车(HEV)的动力电源,锂离子电池电极材料特别是正极材料的性能至关重要.自从Padhi等[1]首次报道LiFePO4正极材料以来,LiFePO4因其具有安全、稳定、环境友好、成本低、平台平稳及循环性能好等优良特性,成为下一代锂离子电池正极材料最具潜力的竞争者.LiFePO4的合成方法多种多样,如固相合成法[1-2]、溶胶–凝胶法[3-4]、共沉淀法[5]、水热法[6]、碳热还原法[7-8]、流变相法[9-10]以及仿生法[11-12].但这些方法中大多数都需要通过烧结工艺才能获得结晶良好的LiFePO4正极材料,烧结对LiFePO4材料的纯度、结晶度、颗粒大小有明显的影响.已有研究显示,适当提高烧结温度有利于LiFePO4晶体形成,但温度过高会导致晶粒持续长大并影响LiFePO4化学稳定性,而烧结时间过长则会使材料产生明显的团聚现象[13-15].然而烧结方式对合成材料性能的影响的报道则较少.本工作分别采用静态气氛烧结(SA)、动态气氛烧结(DA)和静态真空烧结(SV)三种方式对LiFePO4/C前驱体进行烧结得到LiFePO4/C复合正极材料,着重探讨了不同烧结方式对材料结构、形貌及电化学性能的影响. 1实验部分 1.1LiFePO4/C复合材料的制备以酒精为介质按化学计量比混合Li2CO3和FePO4,再加入5wt%葡萄糖,行星球磨6h,喷雾干燥得到LiFePO4/C前驱体(PRE).将装有前驱体的氧化铝料舟置于石英管式炉(OTF-1200X,合肥科晶)中,在氮气气氛下预烧(350℃,5h)后,分别在550、600、650、700和750℃烧结10h.随炉冷却后,在玛瑙研钵中研磨、过筛,得到的LiFePO4/C复合材料分别标记为SA550、SA600、SA650、SA700和SA750.真空烧结在自制真空炉(残压 50Pa)中进行,不同温度烧结所得复合材料分别标记为SV600、SV650、SV700和SV750.动态气氛烧结在回转炉(HB-In8•30,咸阳蓝光)中进行(转速2.5r/min),不同温度所得复合材料分别标记为DA400、DA500、DA550、DA600、DA650、DA700和DA750. 1.2复合材料物相及形貌表征用χ’PertPROX射线衍射仪(PANalyticalB.V,荷兰)分析复合材料的物相组成,铜靶,CuKα射线(λ=0.15406nm),扫描范围为10°~80°,加速电压为40kV,管电流为40mA.数据采用Jade5软件分析.复合材料的微观形貌用扫描电子显微镜(JSM-6700F,日本)进行观察.1.3复合材料电极制备及电化学性能测试将复合材料与乙炔黑(DENKA,日本)混合后,加入含有聚偏二氟乙烯(PVdF,KYNAR-HSV900)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液(0.02g/mL),复合材料、乙炔黑和PVdF的质量比为75:15:10.得到的浆料借助于自动涂膜器(AFA-Ⅱ,上海现代环境)涂布于铝箔上,经红外干燥后冲成φ14mm的电极片并压片(压力6MPa),然后在120℃下真空干燥8h.将复合材料电极转移到充满氩气的手套箱(MIKROUNA, 1×106H2O, 1×106O2)中,然后以金属锂为对电极和参考电极,Celgard2400为隔膜组装成2025型扣式电池,电解液为1mol/L的LiPF6/(EC+DMC)溶液(LB-301,国泰华荣).充放电性能测试在电池测试系统(LANDCT2001A,武汉金诺)上进行,电压范围为2.5~4.2V.采用电化学工作站CHI614C进行CV测试,扫描电压范围为3.0~4.0V,扫描速度为0.1~0.5mV/s. 2结果与讨论 2.1材料物相及形貌分析图1(a)为650℃下采用静态气氛烧结、动态气氛烧结和真空烧结得到各种样品的XRD图谱,从图中可以看出,各样品的衍射峰峰位相同.与LiFePO4标准谱图(PDF81-1173)对照,合成材料衍射峰与LiFePO4标准谱图谱完全吻合,且没有出现杂质峰,表明由该前驱体采用三种不同烧结方式获得的样品均具有橄榄石型纯相结构.衍射峰峰形及强度是材料结晶性的一个指标[16].图1(b)比较了前驱体以及不同LiFePO4/C材料的XRD衍射峰与前驱体同角度衍射峰峰强度差(Δ),从中可以发现,不同烧结方式得到材料结晶度略有差别,真空烧结得到材料的衍射峰强度最大,这是由于在真空条件下发生碳热还原时产生的CO2和CO可以迅速排出,反应平衡正移,有利于LiFePO4颗粒生长[17].图2为在不同温度下采用三种烧结方式制得样品的SEM照片.从图中可以看出静态真空烧结制得材料的粒径在300~500nm之间,而静态气氛与动态气氛烧结制得材料的粒径都在200~300nm之间.晶粒大小差别既与真空条件下碳热反应平衡移动有关,又与颗粒表面包覆碳对晶粒生长的阻碍作用有关.碳热反应过程中碳对三价铁的还原由以下三个反应构成。系统温度低于650℃时发生反应(1),生成CO2,而温度高于650℃时发生反应(2),生成CO[18-19].在真空条件下烧结,产物CO会被迅速排出,在带走热量的同时也消耗了大量的热解炭,使得晶粒表面剩余碳量减少,晶粒生长阻力减小.而在气氛下烧结,CO在反应体系中滞留时间较长.由于CO的还原性大于热解炭,所以会继续发生反应(3),生成CO2,热解炭因还原消耗减少而附着于晶粒表面阻碍晶粒的长大.此外,与真空烧结相比,动态气氛烧结所得材料的颗粒大小和形貌均匀性更好,这是由于烧结时粉体物料随炉管旋转而被反复搅拌,受热更加均匀,并且动态烧结还可以有效阻碍长时间烧结导致的颗粒之间相互粘结与长大[20].采用文献[21]报道的碳含量测定方法,对不同烧结工艺所得材料进行碳含量测试,DA650、SA650和SV650的含碳量分别为2.23%、1.91%和1.77%.SV650材料含碳量最低,说明在真空下碳易以CO的形式被排出而损失.除烧结方式外,烧结温度对材料形貌也有显著影响.对比图2(d)~(g)可以看出.将动态气氛烧结温度由400℃逐渐提高到700℃,材料颗粒团聚现象越来越明显.700℃时已有大量颗粒融合为块状. 2.2复合材料的电化学性能分析图3为不同温度下采用三种烧结方式所得材料在0.5C倍率下的充放电循环性能.动态气氛烧结最佳温度为500℃,静态气氛烧结和真空烧结最佳烧结温度均为650℃,所得材料的首次放电比容量分别为163.4、141.5和143.3mAh/g,经历50次循环后动态气氛烧结材料容量保持率高达99.02%,静态气氛烧结和真空烧结材料容量则出现了缓慢上升的趋势.动态烧结温度低说明烧结过程中进行扰动利于热量传递,得到形貌及性能均匀的粉体物料,静态气氛烧结和真空烧结所得材料的容量上升现象则与材料在循环过程中的活化有关[22-23].锂离子电池能为电子设备提供稳定工作电压是因为其具有理想的电压平台.因此,平台放电比容量占总放电比容量的百分比(即平台率)才能真实反映材料的可利用率.如图4所示,放电起始和终止段曲线的切线与平台延长线相交于A、B两点,将A、B两点间的比容量定义为平台比容量,平台比容量与相应循环满比容量的比值则为平台率[24].据此计算650℃下真空烧结、静态气氛烧结和动态气氛烧结样品在0.5C倍率下放电平台率分别为92.76%、95.66%和95.21%.真空烧结材料平台率较低与所得材料晶粒尺寸增大有关,活性物质颗粒越大,Li+散的距离越长,这与SEM观察结果(图2)一致.图5(a)为650℃下动态气氛烧结材料电极在不同扫描速度下的系列循环伏安曲线.在0.1mV/s扫描速度下于3.59V和3.32V得到一组氧化还原峰,分别代表了Li+的脱出和嵌入反应.随着扫描速度的增大,氧化还原峰强度和峰面积都增大,同时氧化峰和还原峰分别向高电位和低电位移动,这说明电极极化加剧.但是即使在0.5mV/s的高扫描速度下,该材料仍具有非常好的循环可逆性.式中Ip为不同扫描速度下的峰电流,A为电极表面积,C为锂离子浓度,n为转移电荷数,γ为扫描速度.图5(b)即Ip–γ1/2关系图.通过线形拟合得到的斜率与等式(1)结合得到650℃动态气氛烧结样品脱锂和嵌锂过程的锂离子扩散系数Dc和Da分别为1.24×108和7.68×109cm2/s,远大于文献报道值[7,25-26].表1比较了650℃下真空烧结、静态气氛烧结和动态气氛烧结样品的Dc和Da计算结果.动态气氛烧结样品的锂离子扩散系数远大于另外两种烧结方式所得样品的锂离子扩散系数,这与材料烧结过程中因扰动而引入的晶格缺陷有关,缺陷可为锂离子扩散提供额外通道.扩散系数的提高对于LiFePO4正极材料在大功率放电(如HEV等)设备中的应用与发展具有重要意义. 3结论 通过三种不同烧结方式处理LiFePO4/C前驱体,发现烧结方式对材料的结晶度、形貌、最佳合成温度以及电化学性能都有一定影响.同一温度下,采用静态真空烧结得到材料的结晶度最好,而动态气氛烧结所得材料具有更细、更均匀的颗粒,更高的首次库仑效率和更大的锂离子扩散系数.另外,采用动态气氛烧结方式还可以降低材料的合成温度,在500℃下就可以得到性能优异的LiFePO4/C复合材料,0.5C倍率下该材料首次放电比容量达到163.4mAh/g,50次循环后容量保持率高达99.02%. 材料化学论文:材料化学学科特点及教学革新 高等院校能否培养出高素质、创新型的学生,是当前高等教育改革面临的重大课题和挑战。[1]主席在2010年5月26日召开的全国人才工作会议上强调,全党全国要统一思想,真抓实干,全面落实加快建设人才强国各项战略任务,努力培养造就数以亿计的高素质劳动者、数以千万计的专门人才和一大批拔尖创新人才。高等学校作为人才培养的主要机构,对以上人才培养任务有着义不容辞的责任。加强对大学生创新能力的培养,是高等学校素质教育的重要内容。在人才培养的过程中,课程作为传播知识、培养能力的载体,对实现人才培养的目标具有举足轻重的作用。无机材料化学是一门快速发展的交叉性和前沿性学科,有机地融合了化学和材料学两个一级学科的发展优势。该课程不断进行改革与实践,对于培养材料化工领域创新型人才具有重要意义。 一、无机材料化学的学科特色 材料是人类文明的物质基础和先导,是直接推动社会发展的动力。基于材料对社会发展的作用,人们将信息、能源和材料并列为现代文明和生活的三大支柱。在三大支柱中,材料又是能源和信息的基础。新材料既是当代高新技术的重要组成部分,又是发展高新技术的重要支柱和突破口。伴随着信息时代的来临和材料设计、制备及加工的信息化处理,世界各国都将目光转向具有“高、精、细”特征的新材料万面,我国也将新材料作为重点发展的行业之一。鉴于此,国家中长期科学和技术发展纲要(2006年-2020年)将新材料技术列为前沿技术,提出新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化发展;要突破现代材料设计、评价、表征与先进制备加工技术,在纳米科学研究的基础上发展纳米材料与器件,开发超导材料、智能材料、能源材料等特种功能材料,开发超级结构材料、新一代光电信息材料等新材料。这一切都预示着材料科学正经历着一次重大的变革。因此,加强材料科学领域创新人才的培养是时代的要求。 无机材料化学是材料化学家从材料科学、材料工艺和技术的角度出发,把固体物理、固体化学相关理论和工程方面有关无机材料研究的化学内容集中起来,加以分析、综合和提高而形成的一门独立学科。[2]无机材料化学研究的范围非常广泛,包括材料相关的基本概念和理论、制备原理、结构表征、重要的材料类型及其相关性能等多方面的内容,涉及了固体物理、固体化学、材料科学等学科的相关理论,是一门典型的交叉性学科。进入20世纪90年代以来,材料科学技术的发展异常迅猛,材料科学与生命科学、信息科学、环境科学等共同构成了当代科学技术的前沿。展望21世纪,材料科学技术研究开发的前沿有微电子材料、新型光电子材料、稀土功能材料、先进陶瓷材料、高温超导材料、纳米材料等,[3]这些都属于无机材料化学的研究范畴。因此,无机材料化学又是一门具有前沿性的学科。基于学科背景和课程特点,我们在大连理工大学教改项目的支持下,以提高教学质量、培养学生的创新能力为主线,以建设精品课程为目标,进行了一系列教学改革和研究。 二、教学内容的选取 高等学校教学中教材内容的陈旧是影响创新型人才培养的突出问题,也是高校课程改革的重点。目前,高校教材内容不能适应现代化人才培养的需要,内容的先进性方面不能适应科学技术飞速发展的要求,不能适应知识经济时代创造型人才培养的要求。[4]特别是面对具有前沿性特点的材料化学,教材的内容相比于飞速增长和更新的新材料来说,严重滞后。而要培养创新型人才,掌握最新的科研成果对于激发学生的创新思维非常重要。[5]向学生讲授科学前沿知识可以激发学生们的求知欲,为他们提供一个创新的空间,使学生能够近距离地感受创新的价值和创新带来的激情。因此,挑选合适的教材是非常重要的。我们挑选了北京大学林建华、荆西平编写的《无机材料化学》。该书将无机材料化学中重要的基础问题做了全面的讨论,这本教材最大的特点在于它介绍了无机材料化学领域的最新进展,并附有近期发表在国际主流期刊上的相关文献,整本教材体现着材料科学、化学和物理等学科交叉与渗透的特点。如果学生对教材中的某些前沿内容感兴趣,可以在教材中找到相应的参考文献,在图书馆下载后仔细阅读。 课堂上仅传授知识是远远不够的,教学内容还要有一定的探索性,能让学生有一定的思考空间。教学中,我们发现学生对来自科研一线的事例非常感兴趣。因此在课堂上,我们以自身科研成果丰富教学内容,结合自身科研经历令课堂生动有趣,深化了教学效果。我们经常把自己在科研工作中的体会、最新科研成果转化为教学内容,设计一些开放式的问题与学生探讨,自觉地把创新意识、创新能力的培养融入课堂教学之中。我们还结合相关的教学内容,穿插讲解一些科学方法论的知识,培养学生的科学精神。例如,在讲到固溶体合金的形成规律时,我们向学生讲述了现代物理冶金学重要创始人William Hume Rothery在听力完全丧失、健康状况非常不佳的情况下,凭借坚强的毅力和非凡的生活热情,在异常简陋的工作条件下,开创性地提出了著名的Hume Rothery准则。这位杰出的科学家一生始终以乐观向上的生活态度,坚持不懈地勤奋工作着。学生们纷纷为Hume Rothery的人格魅力而倾倒,希望自己也能投身科学,在某一领域取得杰出成就。我们经常把本学科碰到的难题以及学科前沿的问题向学生进行适当的介绍,激发学生的民族自豪感,培养学生的创新思维和探究精神。例如,在讲到第八章电介质材料时,我们将著名纳米科学家王中林发表在《科学》上的氧化锌“纳米发电机”一文介绍给学生。在讲到第九章超导材料时,我们向学生们介绍了我国在超导材料的研制上一直处于国际领先水平,特别是2008年我国在高温超导研究上取得重大突破,发现了一类新的高温超导材料———铁基超导材料,在全球范围内掀起了超导材料研究的新热潮,并介绍了铁基超导材料的结构和性能。在讲到第十二章发光材料时,我们向学生介绍了大连路明集团开发的“水立方幔态LED”在研发、制造、安装中创造的7项“世界第一”。这些事例大大激发了学生学习相关章节内容的兴趣,同时也培养了学生的民族自豪感和投身科学的信心与决心。实践表明,将科研引入教学过程,有力地促进了学生对知识的掌握和能力的提高,促使学生形成了正确的科学精神和科学态度,大大提高了教学的实际效果。 三、教学方法的改革 教学手段和方法是提高教育质量非常重要的一个方面。传统的教学方法以教师为主导,以传授知识为目的,往往采取灌输式教学方法,在很大程度上忽略了学生的主体地位和创造性,学生被动地接受知识,学习积极性不高,教学效果不理想。要改变过去那种单纯传授专业知识的教学方法,把培养学生的创新能力和创新意识作为教学工作的重点,我们必须对原有教学方法进行改革,采取多样化的教学手段激发学生的学习兴趣。 本课程的特点是知识点多而且分散,学生容易只见树木、不见森林。为此,我们理出了一条课程主线,向学生清晰地展示各章节的作用以及章节之间的联系(如图1)。我们力争做到讲课内容少而精,重点突出,主次分明,出现在不同章节但内容相关的部分放在一起讲解。例如,与Fermi面附近的能态密度相关的性质有金属材料的电子热容和Pauli顺磁性(第四章)、金属材料的电导率(第九章)、超导材料的临界温度(第九章)等,将这些知识点放在一起进行对比和总结,学生对Fermi能级的概念就会有非常清晰和深刻的认识。课程教学的重点在于使学生掌握该学科的思维方式和研究方法,给学生留有思考的足够空间,能从多角度理解基本原理。古人云“授人以鱼不如授人以渔”,这里强调的就是教授学生学习方法的重要性。[6]材料的组成和结构决定了其物理性质,这是材料化学的核心和基础。将钙钛矿材料的结构(第三章)和其铁电性质(第八章)结合起来讲解,学生不仅对该类材料的结构和特殊的物理性质有了深刻的认识,更深化了对结构-性能关系的理解,掌握了该课程的学习方法。 在实践中,我们采取了传统教学与多媒体教学结合、自主学习与协作学习结合,基于问题学习、基于案例学习、研究型学习等多种形式的教学策略,提高了学生学习和思考问题的效率。实践表明,适度使用多媒体教学,将材料实际应用的照片、材料加工制作过程的视频等图片影视资料生动地展示给学生,能为教学过程提供丰富的感性材料,丰富课堂教学内容。鉴于新材料的发展日新月异,每天新概念、新构想、新方法都在不断涌现,我们在课堂上及时地将与课程内容相关的最新文献介绍给学生,课堂教学结束前提出下次课程内容的前沿课题,让学生在课前完成对这一前沿课题的研究报告。这样一方面可以使这些学有余力的学生接触到材料化学领域的最新研究进展,培养他们对教材内容的兴趣并找到自己的科研兴趣,另一方面可以让学生看到自己知识结构的不足,在学习中自觉地去完善自己。与此同时,这也锻炼了他们查阅文献和英文阅读的能力,为将来进行专业科学研究奠定了一定的基础。通过一个学期的尝试,我们感到教学效果非常好,学生经常在下课后围着教师交流,提出各种材料学领域的前沿问题与教师探讨。有几个表现突出的学生已经进入到某些课题组,开展创新实验了。另外,在课堂上,我们结合自己的科研实践,提出开放式的与课程内容相关的问题,让学生思考和回答。我们鼓励学生提出不同的见解,这样就增加了师生互动,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。我们将本课程教学方法作一总结列于表1中。 四、实验教学方案设计 材料化学与其他化学分支一样仍然是一门实验性很强的学科。[7]在实验教学环节上,我们结合自己的教学和科研设计了一些具有明显创新性且与材料化学教学内容密切相关的实验研究课题。人工晶体是一类重要的功能材料,它能实现光(第十二章光学材料)、电(第八章电介质材料;第九章材料的导电性质;第十章离子导电材料)、磁(第十一章磁性材料)等不同能量形式的交互作用和转换,在现代科学技术中应用十分广泛。同一种晶体往往会产生不同的形态,这些形态将影响晶体的性质。同一种晶体的各种形态是怎样产生的呢?不同形态与生长条件之间有何关系?第二章讲到了无机材料的各种制备方法,采用何种制备方法可以获得预期的形态?这些问题对学生具有强烈的吸引力。为此,我们设计了自主实验“显微镜下观察晶体的结晶形态”,使学生利用显微图像分析系统,实时观测晶体的结晶过程及结晶形态,研究不同的生长条件和实验方法对晶体结晶形态的影响规律,建立对晶体结晶的感性认识。 通过以上对教学内容、教学方法、实验教学等方面的探索与实践,学生的创新能力和创新意识得到了提高。实践表明,将科学研究引入课堂教学,能够激发学生的学习兴趣,深化教学效果。无机材料化学是一门具有广阔发展前景的学科,还需要我们不遗余力地在教学中进行大胆地改革和尝试,以培养更多具有创新能力的材料专门人才。 材料化学论文:复合材料专业物理化学教学探索 我校复合材料专业目标是培养具备复合材料基本理论和实践知识,能够在复合材料相关领域独立从事生产、设计、研发的技术人才。物理化学是复合材料专业一门非常重要的专业基础课,它为后续开设的专业课(高分子物理、高分子化学、复合材料原理和复合材料学等)奠定基础。因此学生对物理化学知识的掌握直接影响专业课的学习和理解,从而影响就业后的实践能力。物理化学是运用物理的理论和实验方法研究化学中最基本的规律和理论的科学。它所研究的内容普遍适用于各个化学分之,与材料学、生物学、地质学、天体学、海洋学等领域密切相关。但由于它是一门概念性、理论性、系统性和逻辑性很强的学科,涉及的公式多,应用条件严格,比较抽象,是学生学习过程中普遍感到困难较大的一门课[1]。随着当今科技迅速发展,交叉渗透日益突出,按照素质教育的要求,并考虑课时紧缩的实际情况,我们必须对物理化学的教学内容和方法进行改革[2]。 1教材的选择及教学内容的确定 针对我校复合材料专业的特点,选择的物理化学教材既要体现当前学科发展的概貌,同时又要使学生具备牢固的理论知识,为以后就业奠定一定的基础。考虑以上因素,我们选择了面向21世纪教材,由天津大学物理化学教研室编、高等教育出版社出版的《物理化学》教材(第五版)。同时结合复合材料专业的就业特点,精选了教学内容。该版教材中第一章气体的PVT关系,由于高中阶段已经讲述过,所以可以省略。第八、九章的量子力学和统计热力学都是从物质的微观难度着手讨论的,难度较大,可做简单讲授,若详细探讨可开设选修课单独进行讲授。其它章节的内容选择重点内容,尤其是与本专业相关的内容详细讲解,例如第六章的相图、第十章的界面现象内容等,并结合具体的实例,达到更好的授课效果。 2物理化学课堂教学改革 我校复合材料专业开设的物理化学课程是继无机化学、有机化学之后的理论性化学专业知识,它的知识内容除涉及无机、有机化学知识外,还与大量物理和高等数学知识有关.概念抽象,公式原理多,推导过程繁琐,内容难理解。因此学生普遍感觉物理化学课程更偏重理论,学习起来较难,从而导致对这门课程不抱有很大的热情,学习动力不大[3]。针对以上问题,对物理化学课堂教学进行改革就显得非常必要。具体的改革措施应遵循以下原则:整体设计课堂教学效果;教学方法和教学手段最佳;考核方法合理、科学。 2.1课堂教学效果的整体设计 (1)培养学生的学习兴趣。学习兴趣至关重要,学生若是对某些课程不感兴趣,老师即使讲授的再精彩,学生的学习效果也不会太好。因此培养学生的学习兴趣就显得十分必要了。开课伊始,教师就应该讲好绪论部分,充分讲述物理化学课程的重要性,课程内容的实用性,鼓励学生努力学好物理化学,培养学习兴趣。学生有了兴趣,教师才能较好地进行指导。 (2)提高知识的趣味性。知识的趣味性是主动学习的推动力。把理论性强、抽象而枯燥的内容变得生动有趣,是提高课堂教学效果的有效手段。在教学过程中穿插一些与生活实际密切相关的问题或是适当的趣例,则可以起到画龙点睛的作用,使课堂富于趣味性。例如,在给学生介绍水的相图时介绍了亚稳态这个概念,可以以人的健康状况来类比说明。现代社会人们的生活节奏加快,整天忙于工作,锻炼身体的机会很少,大多数人的身体状况不佳,多属于亚健康状态。亚健康就是一种亚稳态,不稳定,不可能长时间存在,必须向稳定状态转变;人要从事正常的生产、生活需要健康的体魄,因此必须锻炼身体,保持身体处于健康状态,而不是亚健康状态。又如,在讲授界面化学的时候,可以提问学生在春天光滑的墙壁和粗糙的墙壁哪个更容易回潮。然后用弯曲表面上的蒸汽压———开尔文公式解释原因。这种理论与实际应用的结合,可激发学生的学习兴趣,引起学生探求知识的欲望,是物理化学课堂教学获得成功的关键一步。 (3)理论教学与实践教学相结合。物理化学虽然是一门理论学科,但许多定理都是建立在大量的实验基础上,所以物理化学的知识是理论和实验相结合的。为了更好的理解课堂上的理论知识,开设对应的实验课程,这样既能锻炼学生的动手能力,又能加深学生对相关知识的理解程度,而且还能够建立学生对物理化学这门课程的实用性的信心,极大地提高了学生的学习动力。例如,我们讲授化学动力学这一章的一级反应时,讲完理论的同时,开设了“蔗糖水解反应速率常数的测定的实验”,学生普遍反应通过实验对课堂内容有了更深一层次的理解。 2.2优化教学方法和教学手段 (1)加强课前预习与课后复习。物理化学的公式推导过程繁琐,为此非常有必要进行课前预习。课前预习要求学生对将要讲述的内容先浏览一遍,不做具体推算,只要求对重点内容有个初步掌握,等老师讲述时学生的思路能与教师同步,使以后教学活动更易开展。同时知识讲授后还要要求学生经常复习,以免由于公式繁多而混淆或是遗忘,影响后面新知识的学习。在物理化学教学中,作业也是必不可少的教学环节,但作业太多学生疲于应付,太少达不到复习的效果。因此就要求精选习题,做到“少而精”,力求达到事半功倍的效果。同时为了弥补课堂教学时数少而教学内容较多的不足,可根据教学内容的安排,适当选留思考题,然后要求学生课后查资料,以论文格式上交,这样既锻炼了学生的写作能力,又提高了学生的积极性。 (2)改进教学方法和教学手段。在教学方法上,我们改进单一的讲授法,采用启发式、讨论式、互动式教学方法,努力为学生营造一个宽松的学习环境。具体做法是教师精心设计问题,通过提问、回答及组织学生进行讨论,在教师与学生之间形成一种良性互动式的教学模式。在教学手段上,我们采用多媒体教学与板书相结合的形式,使复杂抽象的问题简单化。对于难以讲解或表达的内容,可以运用动画、影片等手段把难以理解的概念形象化,引起学生的兴趣,加深学生的理解。但是多媒体教学也有它的不足之处,多媒体教学讲课速度较快,学生不能及时接受教师讲授的知识,更没有更多的时间做课堂笔记,不利于课后的复习和考试。因此要根据教学内容来确定是否选用多媒体教学。对于那些有图像,需要演示过程的教学内容,例如第六章相图的演示,第十章界面现象的毛细管现象、润湿现象等内容,多媒体教学能够化静为动,把枯涩的问题趣味化,便于学生深入地了解相关知识,能得到很好的教学效果;而对于重要公式的推导方面的教学内容采用板书的形式更合适。只有采用多媒体教学和板书相结合的形式,才能收到最佳的教学效果. 3合理、科学的考核方法 合理、科学的考核方法能够调动学生的学习兴趣和学习动力,提高学生主动学习的能力。签于此,我们结合本校的具体情况和专业特点,摒弃了传统的只以期末考试成绩为标准的考核方式,采用多项合并的方法综合测评。具体测评方法为期末考试成绩占总成绩的70%,体现学生动手能力的实验课程占总成绩的10%,平时成绩占总成绩的20%。平时成绩又分为三部分:出勤率占3分,作业成绩和平时的小测验成绩占12分,参与课堂讨论和随堂回答情况占5分。这样的考核方式明显提高了学生的学习热情,学生能积极参与课堂问题的讨论和回答,改变了物理化学枯燥,沉闷的课堂气氛,大大地提高了教学质量。 4结语 针对我校复合材料专业的具体情况对该专业开设的物理化学课程课堂教学进行了改革,包括教材的选择、课堂效果的整体设计、教学方法和教学手段的改革、课程考核体系的建立等。实践结果证明以上的教学改革方案大大提高了学生的学习兴趣,学生能够积极思考、回答问题,也极大地提高了教学质量。但是教研改革永无止境,我们会继续更深入地进行物理化学教学改革,使之建设成学生更受欢迎的课程。
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。
电子技术实验课教学研究:模拟电子技术实验课程现状及改革探索 [摘 要] 为了培养面向21世纪高素质创新人才的教育目标,分析目前高校模拟电子技术实验课程的现状及存在问题,针对模拟电子技术实验教学体系,根据实践经验对其改革和发展思路进行探索 [关键词] 模拟电子技术 实验教学 现状及存在问题 教学改革 面向21世纪,随着科技进步,电子技术的飞速发展,模拟电子技术实验已经不仅仅是高等院校相关专业开设的一门技术基础实验课程,同时更是一项非常重要的专业技能,然而,目前在实验教学中,我们发现,学生实验能力不强、实验教学效果不理想是普遍存在的问题。分析其原因,认为有以下几点: 1、学生整体素质差别较大 面对高校普遍的扩大招生,学生的总体素质参差不齐。学生对理论知识的理解能力,学习能力,动手能力等都有很大的不同,个别学生专业基础较差,难免经常犯错误。 2、教学管理不受重视 受传统实验教学模式影响,人们对实验教学不重视,实验教学一直依附于理论教学。实验教学内容陈旧多为一些验证性实验,教学方法则是以老师为中心,从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项甚至到实验过程中可能出现的问题都要无所不包地进行讲解。实验课上学生不会动脑筋思考解决,这样的实验很难会有什么好的效果。 3、实验考核体系落后 以往实验课考核以实验报告和出勤为主,造成学生不注重实验过程而只注重实验结果。学生在实验中急于得出实验数据,对实验中碰到的问题不去分析解决,甚至得出明显错误的数据自己都不知道。 4、实验指导教师欠缺。 实验课中,由于学生的问题层出不穷,教师则疲于奔命,实验指导教师除了要帮学生解决实验过程碰到的各种问题,还要对他们犯的各种低级错误进行解释、纠正,无法对各个学生的实验过程给予更多关注,因而也只能不注重实验过程而只注重实验结果。 为适应现代电子技术飞速发展的需要,培养面向21世纪高素质创新人才,为了提高模拟电子技术实验的教学效果,改革势在必行,关于模拟电子技术实验教学改革的几点建议: 1、实验课单独开设 实验单独设课,单独考核,这样不仅提高了实验课的地位,能使教师和学生足够重视,同时还能对全部实验统一规划,使各个实验有机结合形成循序渐进的能力培养过程。同时实验的开设应与理论课相配合,即先理论后实验。这样处理对改善理论课教学和实验的效果都有好处。 2、开设多样化实验项目 实验项目一般可分成验证性,演示性,设计性、综合性,其中综合性、设计型实验是实验课中的重点和难点,也是实验教学改革的核心部分。所以这类课的教学不应效仿验证性实验课的教学,而应积极引导学生学习新方法、使用新器件、大胆设计、突出新颖、培养创新能力。 3、丰富多样化教学手段 目前随着信息化程度的逐渐提高,计算机已经成为实验不可缺少的工具,它可以充分发挥个人的想像力,对电路进行模拟、分析、计算和调试,可以帮助学生更好地完成设计任务,同时也是实验指导教师很好的教学工具,当有些内容不适合用语言描述时,就可以利用多媒体技术实现动态演示,即提高了学生对实验的认识同时也提高了教学的质量。虽然多媒体教学模拟实验具有很多优点,但从人才培养的角度来看,多媒体教学应成为实验的有益补充,但决不可代替实际的实验。 4 、开放式实验教学 开放式实验教学,并非每天开放实验室,在实验时间和实验内容上最大限度地满足学生的需要,给学生创造一个良好的实验条件和氛围,学生如果对所学的内容有浓厚的兴趣,便会由被动变为主动,充分发挥学生的创造性思维能力。 5 、完善实验考核制度 实验的考核,我们可以采用理论笔试和实践操作相结合,再加上平时成绩的方式进行考核,其中可以适当调整实践操作的分数。这样就可以重点考察学生的电子实验知识的掌握程度以及故障的分析能力,而实践部分采用现场操作,考察学生关于仪器的使用、电路的分析能力、调试能力、报告记录以及排除故障的能力等等。而且对学生的创新能力也有极大的提高,并推动电子实验教学改革。 6、丰富教学内容 为了锻炼学生的动手能力,培养学生对实验的兴趣。采用一些辅助教学内容来激励学生学习模拟电子技术的兴趣,提高其电子技术的应用能力,比如开展电子设计大赛、专用实习周、组建无线电小组等等。极大地调动了学生对实践性教学的积极性,使学生受到了实践的考验和锻炼,而且明显和有效地提高了学生分析问题、解决问题的能力。这些措施不仅增强学生学习的乐趣而且也锻炼了学生的实践能力,为其走向社会打下良好的基础。 7、加强实验教师队伍的建设 建立一支具有较强理论和实践能力的教师队伍,不仅可以提高队伍的科研能力,促进自身学术水平的不断提高,而且能够对各个学生的实验过程给予更多关注,更好的指导。 结束语 实验教学作为高校教学的重要组成部分,实验教学是培养学生的动手能力、分析问题能力和解决问题能力的重要阵地,实验教学的改革也是高等教育改革的一个组成部分,在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。高质量的教学实验对人才综合素质的培养起到无可替代的作用,良好的工作习惯和科学的工作作风在这里形成,只有不断提高实验教学质量,才能为国家培养具有创新意识、创新精神和创新能力的合格人才。 电子技术实验课教学研究:电子技术基础课程实验教学模式改革的探索 摘要: 本文阐述了高等学校工科电类专业电子技术基础课程实验教学模式改革的重要性和必然性,探索和研究了改革的方向和应用手段。 关键词: 实验教学模式 改革 开放式实验教学 EDA技术应用 电子技术基础课程包括模拟电子技术基础和数字电子技术基础两大类。它是高等院校工科机电类各专业必修的一门专业基础课,在课程体系中肩负着承上启下的作用。实验教学占其总学时的三分之一以上,在整个教学环节中是不可缺少的组成部分,能巩固知识、训练动手能力和培养学生开发创新的能力。因此,实验教学的效果将直接影响整个专业课程的教学质量。 1.传统的实验教学模式存在的问题 1.1 教学内容陈旧,实验教材单一。 传统的实验以基础训练型为主,比较强调通过实验结果来验证定律、定理和结论,联系实际的综合性实验和设计性实验数量不足,不能及时反映新知识、新技术,不利于学生创新能力的培养。 1.2 教学模式单一。 教材将实验原理、仪器设备、实验步骤等写得很详细。以教师为中心,课堂上教师讲原理、步骤和进行操作示范等。学生两人一组,基本上按照实验指导书上的要求在已安装好的实验箱上完成操作,验证一些已知的数据和波形,很少动脑筋去研究实验方案的构思、实验方法和技巧。 1.3考核方法不完善。 实验成绩主要以学生平时的实验报告为主要考核依据,造成有的学生不注重实验的过程而只注重实验结果,实验过程中多忙于记录实验数据,很少钻研问题,没有带着问题去学、去做实验;个别学生甚至上课不认真做实验,在一旁观望,等别人做好了抄别人的数据,教学质量难以提高,约束了学生的思维,不能发挥学生的主动性和创造性。 2.传统实验教学模式改革的重要性和必然性 在高等教育中培养学生的创新精神和创新能力是教学改革的核心目标,而实践和实验教学作为高校教学体系的重要组成部分,是培养学生实践能力和创新能力的关键环节。加大实验教学各个环节的改革力度是高等教育发展的必然要求。随着学校招生规模的不断扩大,受场地、经费等限制,实验室的数量和仪器设备不能相应增加,使得教学资源相对匮乏,不能适应快速发展的社会对创新人才的要求。因此电子技术实验教学采用开放式实验教学和先进的虚拟仿真软件代替传统实验教学方式的改革势在必行。目前,开放式实验教学和先进的虚拟仿真等电路仿真的主流软件在电子技术实验教学模式中已广泛推广和应用。 3.实验教学模式的探索 3.1探索和研究开放式实验教学模式。 各高校不断探索开放式实验教学的新思路,研究推广开放式实验教学的先进经验,尝到了开放式实验教学的甜头。湖南人文科技学院也不例外,学校对开放式实验教学非常重视,经过几年的探索和研究,总结了一系列开放式实验教学的经验和方法,主要工作如下:(1)更新了实验室的运行机制,改过去自然班为单位、定时定内容安排实验为全天候预约开放,学生自主到实验室预约实验时间;实验内容也不限制,既可完成规定实验项目,也可自带实验项目;(2)实验内容必须适应开放实验要求,实验项目以设计性、综合性为主,实验方案和实验步骤由学生自定;(3)充分利用校园网资源,将电子实验室各种设备、仪器仪表的使用方法及常规实验测量方法做成教学软件,上传到校园网上,供学生随时查询和学习;对实验项目要求、学生预做实验项目、实验指导教师名单、实验室编号、实验成绩等,在校园网上可直接预约和查询。 另外,对学生所做的实验项目严格把关。要求学生对预做的实验项目要拟定实验方案和详细的实验步骤,经指导教师审阅认可方能做实验;实验考核的方式也进行了改革,以随机抽查一个实验项目重做的方式做为考核成绩。学生学习积极性高、积极开动脑筋、思考问题。 3.2充分利用EDA软件调动学生的学习积极性。 EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写,电子技术设计的核心就是EDA技术,EDA是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包,主要能辅助进行三方面的设计工作,即IC设计、电子电路设计和PCB设计[1],使用普及、应用广泛、工具多样、软件功能强大。针对工程类学生普遍存在的“软件硬,硬件软”的问题,通过EDA实践来加强学生硬件设计方面的能力,通过鼠标、键盘和烙铁、改锥珠联璧合,利用计算机虚拟仿真设计的优势,解决传统的电子设计的局限,这不仅是提高设计效率的需要,更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。我们以电子技术基础课为突破口,引入虚拟仿真技术,创建虚拟实验教学平台。在电子技术虚拟仿真实验平台上,不但可以完成各种基本实验,更可以进行设计性、综合性实验,为课程设计提供良好的条件,逐步实现以学生为中心的开放形实验教学模式。通过虚拟仿真实验,学生可以观察和分析电路的结构、功能及工作原理,加强对实验原理、规则和实物实验操作要领的认识,提高学生的学习兴趣,使学生感悟到应用最先进的技术乐趣,并能引导他们积极主动地去探索新知识。软件使用很简单,学生只要有灵感,掌握了电子技术基础的基本原理和软件的操作技巧,就可以自行设计电路进行仿真,并能通过观察分析实验结果,及时地验证电路设计是否正确、合理。而且,软件使用也很方便,成本低廉,只需一台电脑装上软件既可,在寝室里都能完成操作,解决了场地小的问题,缓解了经费紧张的局面。 我们通过电子技术实验教学模式的不断深化改革,完善开放式教学的管理制度,有机地把开放式实验教学模式和EDA技术的使用结合起来,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性。开放式实验教学收到了明显的效果,在2007年的全国大学生电子竞赛中,电子信息技术专业的学生获得了国家级二等奖一个,省级三等奖二个。 电子技术实验课教学研究:电子技术实验课程引入虚拟技术的教学改革 摘要: 本文介绍了虚拟仪器技术和传统电子技术课程实验教学中存在的问题,阐述了引入虚拟仪器技术构建电子技术实验教学平台的优势和实施方案,对改善实验条件、降低实验成本,提高课堂教学和实践教学水平和质量起着重要作用。 关键词: 电子技术实验课程 虚拟仪器技术 教学改革 1.引言 教学现代化包括教学理念与方法的现代化、教学内容和体系的现代化、教学资源的现代化诸多方面。众多高校由于教学经费投入不足,教学实验设备更新缓慢,现代化教学手段得不到广泛应用。同时,传统的实验教学中设备投入大,而资源共享性、扩展性差、设备完好率低,使得实验教学实施力度明显削弱,教学质量有所下降,这些矛盾在应用型本科教育中日益显现。 电子技术实验课程是电子、电气、通信、计算机、机械、控制等多学科多专业的重要专业基础实践课程,具有理论性强、技术性强、综合性强、实践性强、发展速度快、应用领域广等特点。学生对该课程内容掌握的程度直接影响其专业课程的学习和专业技能提高,影响其实践工作能力和知识再生能力的培养,关系到人才培养的质量,所以,我们必须探索行之有效的电子技术实验课程教学改革方案。 随着计算机技术、信息技术、网络技术的发展,在电子技术课程的实验教学中引入虚拟仪器技术已成为高校实验教学改革的发展趋势。 2.虚拟仪器技术简介 虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物。它利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。它基于计算机的软硬件测试平台,可代替传统的测量仪器,如示波器、信号发生器、频谱分析仪等;可集成于自动控制、工业控制系统;可自由构建成专有仪器系统。用户可以方便地对仪器进行维护和扩展,大大节约成本和研究、调试时间。虚拟仪器技术已成为现代测试测量技术的发展趋势。 虚拟仪器不同于其他EDA软件,如Protel、EWB等。Protel主要作为印刷板自动布线工具使用,还具有电原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计、可编程逻辑器件设计、图表生成等功能;EWB主要是对设计好的原理电路进行参数和波形的测试,实现计算机仿真。[1]而虚拟仪器则是利用PC机的显示器显示模拟传统仪器的控制面板,通过对虚拟面板的操作以多种形式表达输出检测结果,利用软件功能实现信号数据的运算、分析、处理,[2]从而代替实际实验中的各种仪器仪表,可直接对实际电路进行测量、测试、控制和处理。 3.传统的电子技术课程实验教学中存在的问题 目前大多数高校采用的传统电子技术课程实验教学存在很多问题。[3] 3.1传统仪器和实验箱的功能固定,扩展性差,只能开设某些固定的实验,无法实现资源共享。 3.2做一个实验所需设备繁多,操作和管理不易,且维修和检查不方便,返修率较高,设备完好率低,严重影响了正常的实践教学活动的开展。 3.3学生做实验时完全是被动操作,缺乏主动性,兴趣不高。 3.4实验设备主要满足于课程相关的实验,对于综合课程设计、毕业设计、学生电子科技制作等创新设计环节无法兼顾。 3.5很难建立开放性实验室。从目前情况看,如要建立开放性实验室,牵涉的实验室很多,师资力量有限,设备的维护和管理很难到位。 3.6由于众多高校资金缺乏,设备的更新换代缓慢,很难跟上科技发展的脚步。 4.电子技术实验课程引入虚拟仪器技术教学改革实施方案 4.1虚拟仪器技术用于电子技术实验课程教学改革的意义及优势 电子技术实验课程教学信息量大,我们必须有针对性地组织教学内容体系,适应不同的学科和专业,科学合理安排教学内容,突出重点难点;改变现有的教育观念、模式和方法。虚拟仪器设计已成为测试和仪器技术发展的一个重要方向,代表着世界先进的教学方法和理念,将先进的虚拟仪器技术与电子技术实验教学有机地结合起来,构建虚拟仪器的实验教学平台,在以培养高素质高科技人才的大学是势在必行的。 将虚拟仪器与电子技术实验教学相结合,可改善实验条件、降低实验成本、提高课堂教学效果和实验教学水平和质量;同时其扩展性强,可根据课程的需要开设创新性、设计性实验项目,激发学生自主学习和研究兴趣,为培养学生创新能力和实际动手能力提供了广阔的平台,是高校实验教学改革的发展方向。 4.2构建基于虚拟仪器技术的电子技术实验课程教学平台方案 将虚拟仪器用于电子技术课程的实验教学,需要分阶段、分步骤地完成,具体而言,大致分为以下几个步骤: 4.2.1利用现有实验室条件(如EDA机房),购买必备的软件和硬件接口,建立虚拟仪器实验室的软硬件平台。 4.2.2开设虚拟仪器技术课程,培养学生掌握相关的编程方法和技术。 4.2.3教师利用虚拟仪器软件进行编程,实现信号源、示波器、电压表、频谱仪、计数器及逻辑分析仪等多种仪器的功能,另外这些软件功能模块必须能够共享。 4.2.4以部分实验课程为试点,如模拟电子技术实验、数字电子技术实验、高频电子技术实验等。将传统的实验课逐步转化为虚拟仪器实验课程教学,可省去多种复杂设备,节约空间和时间,降低成本,有效地解决实验室管理和维护的难题,同时能提高实验设备利用率,弥补设备不足、资金短缺等缺点,从而切实改善实验条件。 4.2.5鼓励学生自己开展综合性、设计性实验的设计开发,将所学各门专业知识与实习、课程设计、毕业设计、电子设计大赛等环节相结合,构建综合性虚拟实验平台。学生还可根据工程实践的需要,进行二次开发。这有利于学生发挥主观能动性,增加学习兴趣,提高设计、分析、解决问题的能力。 4.2.6如有条件,教师可建立开放性虚拟实验室,通过与计算机网络的结合,[4]实现远程实验教学。学生和教师通过网络平台进行交互,完成实验项目,开展学生创新设计活动,能提高学生的设计、动手能力,改进教学方 法和手段,提高教学质量,真正培养出新一代创新型、复合型人才。 5.结语 把虚拟仪器技术引入电子技术课程的实验教学环节,对现行的实验教学方法进行脱胎换骨式改革,可以有效克服传统实验教学的弊端,增强学生的创新能力、实践动手能力和社会适应能力,提高教育教学质量。同时能改善实验教学条件,降低运行成本,可更合理地配置教育资源,有效地解决资金投入与人才培养间的矛盾,更好地适应现代教育的发展要求,真正培养出高素质的创新型、复合型人才。 电子技术实验课教学研究:高职非电类机械专业电子技术课程实验教学改革研究 摘要:在根据多年教学经验提出的电子技术实验教学路线图的基础上,对实验教学内容、实验教学模式、实验教学管理进行了改革,提炼出有助于激发兴趣、模块有机联系、涵盖主干知识、易于系统综合、铺垫毕业设计的实验教学内容;实行了“虚实结合,虚实交替”的实验教学模式;在实验教学管理的实验室开放、课内外互补、评价考核方面进行了探索。 关键词:高职;非电类机械专业;电子技术课程;实验教学 高等职业教育定位于培养高级技能型专业人才,这一定位确定了“技术应用型”的核心地位。对于高职教育中实践性很强的电子技术课程教学,如何让学生在学习过程中掌握扎实的实践技能和培养综合运用及创新能力,使之广受用人单位欢迎,实验教学无疑是解决问题的关键。对实验教学内容、教学模式和管理方式进行改革,是解决问题的突破口。以非电类机械专业电子技术课程为例,对电子技术实验教学改革进行探索。 实验教学内容的改革 根据多年教学经验,笔者拟定了电子实验教学的路线图:1激发兴趣式实验有机模块实验整合有机模块的综合实验为毕业设计打基础的拓展实验。 兴趣是最好的老师。实践证明,一旦学生的学习兴趣被有效激发,教学效果是事半功倍的。路线图的第一步就是为激发兴趣而设,这一步不是通常的讲解各类常用仪表、工具的原理和使用,而是每人发一份比较简单但又有一定实用和趣味功能的散装套件(如流水灯套件、音乐门铃套件)。要求学生将各元件在印刷电路板上“对号入座”,检查无误后进行焊接。在“对号入座”的过程中,自然地遇到了元件识别、阻值测量、万用表使用、电烙铁使用、焊接操作等问题。实践表明,采用“对号入座”法,在学生一心想装配成功的强烈欲望驱使下,相关问题教师只要讲解、示范一两遍,大部分学生都能基本掌握。元件焊接完成后,有相当一部分学生装配顺利,成功的喜悦洋溢在脸上,浓厚的学习氛围迷漫在实验室。 路线图第二步需要依据专业培养方案、课程标准和教学内容精心设计。非电类专业电子技术课程有“常用元器件模拟电路数字电路功率控制接口”的教学主线。其中,模拟电路中的放大、振荡、直流电源等电路,数字电路中的逻辑门电路、计数器、译码器等电路构成了知识的主干。由于实验教学后期要进入综合性、拓展性实验,因此,如果设计一个能涵盖上述主干知识的综合性实验模块作为路线图第二步的实验项目,那么,这样的实验模块设计就很有科学性、有机性和针对性。所以,选择了放大电路(分立、集成)调整与测试、555时基电路典型应用、输出电压可调的稳压电源、组合逻辑电路的设计与测试、计数器逻辑功能测试与应用和计数、译码、显示综合应用六个实验项目作为路线图中有机模块的组成部分。需要说明的是,路线图第二步是实验教学的重点和难点,在课时安排上要留有余地。 路线图第三步是整合有机模块的综合实验。选择了教材中第114页的一个框图(见图1)作为实验项目,这是一个转速检测系统的框图。首先,没有具体的电路原理图,这是一个综合性的设计实验;其次,从框图中看出,该转速检测系统涵盖了各有机模块;再次,该框图易于拓展。这样的实验内容设计,不但将各分立实验项目有机地结合在一起,而且难易适中,易于学生进行综合性、拓展性的设计实验。 路线图第四步,拓展上述转速检测系统,使其成为具有其他功能的实用系统。例如,在计数器后接入驱动电路,就有了自动控制功能,知识点由弱电范畴进入强电领域,极大地拓展了学生的视野,为毕业设计打下了坚实的基础。实际教学中曾给出如流水线计件电路设计、水位自动控制和显示电路设计等毕业设计课题,由于上述有科学性、有机性和针对性的实验教学内容改革,学生在最终的毕业设计作业完成得令人满意。 实验教学模式的改革 实验教学中采用了基于“虚实结合,虚实交替”的实验教学模式。 虚实手段相结合 一方面,EDA技术是电子技术类教学改革的重要方向,以Multisim、Proteus和OrCAD/Pspice为主的虚拟实验平台正在越来越多地运用于电子技术实验教学中;另一方面,虽然虚拟实验具有传统实验没有的优点,但虚拟实验还只能是传统实验的一种补充、完善和扩展,还不能完全对传统实验进行替代,学生的虚拟实验还必须建立在一定程度的实际动手能力的基础上。传统实验和虚拟实验特点的比较如表1所示。 实验教学初始阶段属基础性、验证性实验。选定少量实验项目,让学生先做1~2次传统实验(见图2a),从而对常用实验设备、仪器有真实和直接的感受,再进行虚拟实验时,学生就容易掌握虚拟仪器的面板符号、按钮功能、标度以及使用方法。中程和后期阶段,先做虚拟实验(见图2b),再做1~2次真实实验。这种方式由于虚拟实验比重大于传统实验比重,就不太担心设备不足、实验失误、仪表损坏、耗材缺失、课时有限等,可不限时间、地点地做实验,这种方式更多地应用于设计性、综合性的实验中。对路线图中第四步的为毕业设计打基础的拓展实验,一般采用全虚拟的实验方式(见图2c),这是因为这样的实验往往元器件昂贵,对设备、仪器性能要求高,没有开展传统实验的实际条件。虚实结合手段的科学设计和运用,能够很快地使学生具有虚拟环境与实际环境的转换能力和应用能力,可为学生进一步的拓展学习打下基础。 虚实指导相结合 在实验教学路线图第1、2步,以各种有效手段进行传统的全程指导,让学生尽快适应实验室环境下的学习方法,此为实导。在实验教学路线图第2、3、4步,在物色好悟性高、表现出色的3~5名学生作为实验指导助手的基础上,将实验指导放开。学生不但不能依赖实验指导书,而且,只能得到教师给予的方向性引导,教师不具体解释,不动手操作,鼓励指导助手参与解决问题,此为虚导。实践证明,这种虚实结合的指导模式,能够让学生主动学习、积极自疑、设法解惑、斩获成果。学生学习的主动性和能动性得到充分的挖掘。 实验教学管理模式的改革 实验室开放 在设计性、综合性实验阶段,学生的实践技能水平有了很大提高,不易出现低级错误,仪表人为损坏的概率比较低,实验室在学生自己管理下可以开放了。实验室开放后,有些学生重做了曾失败过的实验,巩固了知识;有些学生自设了课题进行实验,综合能力得到提高。开放实验室解决了课时不足、时间固定的问题,极大地增加了学生实践锻炼的机会,是实验教学改革中不可或缺的环节。 课内外互补 介绍著名的电子技术专业网站和专业论坛,引导学生到电子网站和论坛查元件、问问题、寻电路、究原理、交同仁、知技术、懂方法,为进一步学习电子技术提供便捷的途径和方法,使学生在更高的平台上获取知识和方法。另外,在时间、条件允许时,也可将课程设计、技能鉴定和课外电子制作作为电子技术实验教学的有益补充。 考核方式弹性化 实验考核由四部分构成:平时成绩40%+实验报告30%+期末实验30%+创新(含论文)10%。其中,创新10%属加分项,为鼓励学生创新而设。当学生在实验中有独到的、涉及课外知识的方法和设计时,教师都给予加分。如果有撰写论文的情况,加分幅度还可更大。期末实验考核考题来自自编题库。题库中的考题除了精心编写的典型题外,许多就是平时实验中遇到的问题。抽签选题时,通常是一人一题,不允许换题。但是鼓励一人抽两题,都做对给予额外加一题(或步骤)分30%的加分,一对一错只给一题分(或步骤)的90%,都错则不给分。以鼓励为导向的弹性分的设立可以在一定程度上调动学生的学习积极性。 实验教学改革效果 近年来的电子技术实验教学取得了良好的效果。随着学生学习兴趣的提高,时常能看到学生主动学习、探究学习的现象。在阶段性实验后或实验课程结束后,许多学生总是希望下一次的实验快点到来和要求多安排实验课时。参加课外电子制作的学生报名踊跃,学习范围在不断延伸,远远超出教材范畴,如Protel软件学习、电路板刻蚀方法等。学生学习成绩也显著提高。将2006年(改革前)与2010年(改革后)同一专业、同一试卷期末考试成绩进行对比,平均分提高了9.3分。虽然是机械专业,但选择电子电气类毕业设计课题的学生约占1/3,而且,毕业设计的效率和质量比改革前提高了许多。由3名学生组队参加的省内电子技能比赛,取得1人二等奖,2人三等奖,团体总分第一的成绩。在电子群岗位工作的毕业生,由于其良好的上岗能力和迁移能力受到社会好评,毕业生就业率名列我院前茅,我系多次被评为毕业生就业工作先进单位。 结语 电子技术实验教学若要激发起学生的兴趣,需要精心设计实验教学内容,使各部分内容能有机联系、涵盖知识主线、易于综合和拓展。这样,就为有效地培养学生的实践技能和综合运用能力打下了坚实的基础;充分利用虚拟实验平台,改革教学模式,提高实验效率是电子技术实验教学改革的重要方面;辅以实验管理模式的改革,能使电子技术实验教学改革的效果更加完善。
电子科学与技术论文:解析多值逻辑与电子科学技术 摘 要:在现阶段的发展中,我国的电子科学技术突飞猛进,从表面上看,纯技术的研究工作将电子科学技术推向了一个高峰,但从多方面的角度来说,如果不进行一定的理论研究,将会对电子科学技术产生一定的消极影响。主要原因在于,电子学习技术需要强大的实践为基础进行研究,但需要一定的理论进行辅助,这样研究出来的技术才能更好的服务于广大的群众,不至于偏离正确的轨道。因此,在将来的工作中,我们需要对多值逻辑进行一定的研究。 关键词:多值;逻辑;电子 从客观的角度来说,多值逻辑与实际的生活和工作有一定的不符合之处,但随着社会的发展,电子科学技术的大幅度进步。多值逻辑逐渐的被人们所认可,得到了社会各界的肯定,我国在多值逻辑方面投入了大量的时间和精力,而且对电子科学技术产生了一定的积极影响。现阶段的一些成果已经有效的改善了居民的生活情况和工作情况,因此,在未来的工作中,我们应该更加积极的探索。本文就多值逻辑与电子科学技术进行一定的解析。 一、研究多值逻辑的意义 (一)许多逻辑问题本身就是三值的 多值逻辑与一般的逻辑有很大的不同,多值逻辑强调“值”的数量。一般的逻辑观点只有一值,而多值逻辑认为,很多的逻辑问题本身就是三值的。从表面上看,多值逻辑与原有的一些逻辑概念发生了很大的冲突,但在科研人员细心研究之后才发现,多值逻辑与我们原来所接触的逻辑并没有冲突。例如:信息处理及PL人等课题中的“真”、“假”、“无定义”三态,电机控制的“正转”、“停”、“反转”,三态,数值界限常可区分为“正数”、“零”、“负数”三类,等等。这类问题用三值逻辑处理比用二值逻辑处理更为自然、方便。由此可见,利用多值逻辑处理问题的时候,可以更加的快捷,提高工作效率。对于电子科学技术来说,多值逻辑是非常适合的一种思考方式。 (二)对数字系统故障的诊断具有一定的积极意义 在过去的工作中,电子科学技术一度成为了社会关注的焦点,而且成为了国家重点发展的项目。虽然现阶段的发展幅度较大,但并没有刚开始那么强烈。对于电子科学技术而言,在发展的过程中,遇到过很多的问题,像这类高精度的技术,一旦在某一个环节出现问题,就会对全局的发展产生很大的消极影响。其中,数字系统故障一度成为了阻碍电子科学技术发展的难题,令众多的科研人员束手无策。但是在采用多值逻辑来思考的时候,就简单的多,而且顺利的将问题解决。数字系统的故障诊断需要考虑有故障与无故障时的状态,只用0、l两个逻辑值是不够的,必须采用多值逻辑。另一方面,若用多值逻辑电路来构成二值数字系统,其多余的逻辑值可用来使系统成为容错、自校验、失效保险或故障安全的数字系统。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅能够提高电子科学技术的工作效率,同时能够将电子科学技术中的问题有效的解决,为其发展提供较大的动力。 (三)前景较为广阔 对于电子科学技术而言,前景的广阔程度是不言而喻的,但多值逻辑却让很多人持有担忧态度。毕竟,某种纯理论在发展到一定程度以后,就会达到一个巅峰,之后就会停下来,人们会将目光投向其它理论。多值逻辑之所以从开始一直到现在都非常的受科研人员的青睐,主要原因之一就是多值逻辑的前景非常的广阔。无论是客观方面,还是主观方面,在电子科学技术领域的应用都非常广阔,主要原因在于,人的思维过程是很难用二值逻辑来模拟的。但多值逻辑中的多阂值逻辑却能较好地模拟神经元的工作。机器学习、专家系统、模式识别等人工智能问题中应用多值逻辑的前景十分广阔。由此可见,未来的工作需要将多值逻辑进行一定的深化和加强,这样才能让电子科学技术发展的更加健全,在科学领域当中,获得更大的突破。 二、多值数字系统的信息密度高 科研人员在研究多值逻辑与电子科学技术的过程中,发现多值系统的信息密度较高,这就从客观上对电子科学技术的发展产生了很大的便利。对于电子科学技术来说,任何一个环节的计算都必须达到非常精确地效果,而多值逻辑在除了能够运用多值的方向进行思考,还可以让多值数字系统的信息密度达到一个很高的标准。当这种数字系统用大规模或超大规模集成电路实现时,可以大大节省集成电路的基片面积。例如,已经在Int e l8 087数字数据处理机及i A PX-432计算机中使用的四值ROM,每一位相当于二值ROM的二位,而所占面积增加不多,从而使整片集成电路节省基片面积31%。 三、集成电路的功能日益增强而体积日趋缩小 在研究电子科学技术的过程中,集成电路是一个非常重要的环节,科研人员在集成电路方面投入大量的时间与精力,使得集成电路的体积不断的缩小,有的甚至缩小到无法想象的地步。另一方面,集成电路的功能却丝毫没有降低,反而与体积相反,伴随着体积的缩小,集成电路的功能不断的增强,使得现阶段的电子科学技术发展到了一个较为高端的水平。再结合多值逻辑之后,就会将原有的一些问题有效解决,发展的更加健全。一般来说,前者的引线数要多,后者则要求减少引线数。这一矛盾严重地影响了集成电路的发展。二值逻辑已很难解决这个向题,而多值逻辑却能很好地解决这个向题。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅只是一种理论,它能够对电子科学技术产生实质化的积极影响。我们需要对多值逻辑充满信心,并且进行一定的深化和加强工作。 四、多值逻辑与电子科学技术 从以上的阐述当中,我们可以较为清楚的看到,多值逻辑对电子科学技术产生了很大的积极影响。而且随着电子科学技术的发展,多值逻辑也获得了很大的进步。对于多值逻辑而言,由于社会的发展和经济的进步,涵盖的范围越来越广泛,自身的强化使得多值逻辑呈现出不断上升的趋势,在未来的工作中,我们需要在多值逻辑与电子科学技术之间建立某种良性循环,这样才能产生更大的积极影响。 五、总结 本文对多值逻辑与电子科学技术进行了一定的解析,从现有的情况来看,多值逻辑与电子科学技术已经密不可分,而且二者呈现出相互促进的状态,相信在将来的发展中,可以在多值逻辑与电子科学技术方面,获得一个更大的建树。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子实验室建设 [摘要]随着我国科技水平的提高,电子科技与技术行业在我国如雨后春笋般的扩展起来。而光电子实验室也是构建电子科学技术实验必不可少的设备之一。本文针对电子实验室建设的环节,阐述了光电实验室的用具、设计与制作的程序等内容,并根据现状提出了未来实验室的新主张。 [关键词]科技水平;电子实验室;设计与制作;新主张 目前,随着我国电子科学技术的发展,我国在专业设置方面也进行了不断地改革,电子科学与技术专业的前身便是的电子器件、激光、微电子等专业的组合与推陈出新的成果。它是一个宽口径、新生代的专业。并且一直是我公司研究的核心方向,拥有一支科研先进、学历资深的强大队伍。在我国,电子科学与技术专业的实用性与实践性都相对较强,不管是我国初级阶段的小康社会还是未来共同富裕的实现,电子科技都已经与普通百姓的生活息息相关。因此,目前光电子实验室是培养电子科学与技术专业人才及其重要的一步。 1实验项目的设置 根据我公司的现状,设置了以激光电子为基础贯穿整个光电子实验室的全过程,在此基础上,设计并制作了各种的实验器材与设备。经过深思熟虑与各部门的讨论研究,再结合公司周围的建筑环境,明确了应建的实验项目。通过实验项目的研讨,抽取项目中的四个实验,作为确定测量激光以及技术的项目,其中,实验以“光电子物理基础”为依据,来测定激光增益、激光线宽、以及激光纵横模。而另一方面,将以“光电子技术”为依据,主要项目是技术方面(包括电光调制技术、倍频技术以及激光调Q等)。 2实验仪器的设计和制作 公司通过走访了国内的几所科研公司的实验室,根据与实验室的领导谈话,得知并了解了这些公司电子科技实验室的一些状况与创新之处。我们也明确了并规划了属于自己的电子实验室设备配置的基本蓝图。 在测定激光增益这一项目过程中,发现我国内光电实验的方法都是各持己见、截然不同。比如:就拿放大法来说,有些科研人士是透过一个放大器并根据激光器所输出的激光,然后分别进行输入光强大小与放大器输出光强大小的测定,再根据最后的结果,求出所得的增益系数。另一些则在采用此方法时,也不尽相同。他们测试增益系数的方法是通过内损耗法而得。也就是把损耗输出片插入腔内,并且,根据该损耗片旋转的角度变化与损耗片上光反射率所发生的改变,然后,对损耗片上所输出的光强以及损耗片旋转角度变化关系曲线的测定,通过数据,就可以很快的求出小信号的增益系数,除此之外,还可以求出一些参数(如:腔内所损耗的以及饱和光强的参数等)。 但是用这种方法来测试机构是比较的复杂的,并且在数据处理方面,工作量与时间量都比较大,按照客观的标准,我们可以换另外一种方法来测试激光增益,那就是内损耗法。一般公司的光电科研室,大多数都使用染料调Q的方法来进行激光调Q,目前,工业化进程较快,并且工业生产中,激光的应用现状与调Q都比较的稳定与先进,基于这个原因与现状,我们采用电光调Q技术,并且已经明确了我们所要建设的电光调Q的实验基本的方法与操作原理。 确定了我们所采用的实验设备方案之后,下一步,就是依据所使用的状态与情形,明确与规划好实验设备的基本参数以及测量操作过程的精确程度,然后,就是设计新版的实验操作仪器结构,但是,在使用的过程中,出现了一些小问题,所以,根据使用的状况,我们对某些结构又开始了更精确与先进的改进,例如。当我们在采用内损耗法时,如果激光增益的损耗片旋转角度为@时,那么,放射光束的旋转角度就是2@。这就是为什么光探测器不能跟损耗片放在同一个旋转驱动轴上的原因。为了能够确保损耗片在旋转的过程中能够与反射光束探测器运转方向一致,在我国许许多多的实验装置中都是采用一套齿轮系统。然而,我们测试反射光时,是直接地用我们所设计的一条长条形的光电池。但是,这并不影响实验的内容与结果,如果损耗片在旋转的过程中,使反射光束不脱离光电池,那就万无一失了。这样不仅使实验装置更加的简洁,而且也降低了制作材料的成本。还有就是,三套装置的空间都较小(包括激光横模的测量、激光线宽的测量、激光纵模的测量)。在我们设计的过程,会将我们采用的同一种激光源(He-Ne激光)放置在同一个实验箱里面。激光就会被光反射器各自的引到不同的测试光路里面。这样可以有效的提高实验空间的利用。 在我们推出新的实验装置时,我们会用微机采集测试代替之前设备中,使用函数记录仪收录实验的数据。例如,如果在测量增益,损耗片上的反射光强度与其旋转角度的相关曲线,或者在测量激光横模时,光强的分布曲线,透过计算机的程序掌控步进电机运动,光探测器所测得的结果会通过模数转换被串口输进计算机里面去。这样曲线与数据表文件都会在计算机的荧屏上显示。为了能够使操作员通过计算机读取相关的数据并进行细致的分析与处理,在实验结束后,可以将数据拷进自己的硬盘里。这样不仅能够提高操作员对实验数据的敏感度与精确度,同时,还能更加熟练的操作相关的软件,如:Origin或者Matlab等。为了确保实验测试的精确度,如果我们测量激光线宽时,可采用多光束干涉法,并在我们新设计的实验装置中用CCD成像代替之前实验中通过拍照来记录的感光底片,输入计算机里,这样相关的程序读取荧屏上显示的数据以及图形文件。 为了避免在操作过程中产生枯燥的心绪,在实验设计制作的过程中,可以适当的加上其他有趣的项目。如果是进行电光的调制实验,操作员可以把电光晶体上测得的电光调制曲线进行适当的调节,然后,增加正弦信号,并通过调节直流偏压来观察信号的失真状况。紧接着,我们可以把MP3中一些通俗歌曲的音频信号传送到电光晶体上,收到的音频信号放大后,通过扬声器进行播放,在此过程中,操作员不仅可以领略到光通讯的整个过程,还可以感受到波片旋转过程中信号失真的具体状况。 3电子实验室目前使用的现状 目前,电子实验室主要开放对象是电子科学与技术专业的技术员。在实验的整个过程中,我们倡导操作员积极动手试验,以提高他们对基本实验的方法与技巧熟练度。本实验室除了对专业的技术员开放外,还可以开放其他对电子科学感兴趣的员工开设实验(物理学和应用物理学设有“现代光学实验”一课,物理学和应用物理学设有激光原理实验课程)。实验室除了能够完成实验任务外,还能帮助技术人员的研究其他的实验活动。并且,还想使实验室的设备更加简单化,以便相关技术人员进行更广泛的研究。如把电光调制系统更进一步的简单化,完成了混沌信号光通讯的研究,还有采用了脉冲调Q激光器,进行了激光烧蚀制备纳米材料的实验研究。 4下一步的规划 在光电子实验室里,由于里面设备的局限n生,技术操作员只能进行一些基础性的实验项目,由此可看出,光电子实验室在功能方面还有待完善。根据我公司的计划,在实验室的空间里,也新设了其他的实验项目(电子科学与技术中的“现代光学基础)这个实验项目跟普通的物理实验相差甚远,主要针对公司电子实验室的特点而设置。 它所涉及的领域比较的广泛,包括一些显示光学技术、光电检测、眼视光学等较先进的实验项目。为了能够使技术操作员的视野更加的开阔以及更多的实验供他们选择,在不久的将来,我公司将开设一些创新型、高科技的实验项目,其中,就包括新型激光器件应用、光纤通讯等实验项目。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的校企合作模式探索 摘 要 从电子科学与技术专业特色出发,以校企合作培养模式为切入点,以全面提升学生实践动手能力和培养直接上岗型人才为目标,从实习基地建设和定向培养两个方面进行总结,探索全新的校企合作之路。 关键词 电子科学与技术专业;实习基地;定向培养 2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。 1 学校目前存在的问题 电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。 在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。 2 校企合作方案探索 实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。 在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。 首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。 其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。 最后,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。 定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。 如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。 以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。 3 结束语 校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。 笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践 摘要:进行了电子科学与技术专业人才培养方案的教育教学改革,在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 关键词:电子科学与技术;培养方案;产学研;微电子;专业 天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 一、拓宽专业方向、夯实专业基础 从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。 二、电子科学与技术专业培养方案特点 电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。 三、强化实践教学环节 大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。 四、开拓“产学研”模式的特色人才培养 随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的八大高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。 五、搭建竞赛平台,提高学生的创新精神和实践能力 为了加强学生实践能力和创新意识的培养,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生创造性思维和学习兴趣,促进教学改革,本专业鼓励学生积极参加各级各类学科竞赛活动。为此我们根据社会对人才的需求,应用型人才培养的定位,建立了基于基础实践层、提高设计实践层、综合应用开发层、科技创新专题实训层四层金字塔结构的应用型人才培养实验教学体系。本专业学生可根据实际情况制定适合自己的实践能力培养计划,通过参加不同竞赛,由浅入深地提高创新实践能力。确保本专业全体学生掌握基本实践技能和绝大多数学生通过参加学院组织的竞赛掌握电子设计的基本技能。通过参加全国大学生电子设计竞赛等指定题目的竞赛培养复杂电子系统设计的能力;通过参加飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛等培养软件设计方面的能力;通过参加计算机应用能力竞赛等不限题目的竞赛和课外创新实验计划项目培养大学生面向实际项目的电子系统设计能力;从优秀的学生作品中培育参加全国挑战杯这样强调创新性和工程化的竞赛。在各类竞赛培训和指导过程中,根据不同层次的培养目标,逐步培养学生创新意识和创新能力,使学生专业技能和创新能力同步提高。通过参加竞赛,大大激发了学生动手实践的积极性,为学生就业也奠定了良好基础。 综上所述,电子科学与技术专业在人才培养方案方面进行了“产学研”模式的教育教学改革。在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。我们以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。鼓励广大教师将学科优势与科研成果服务于教学和向教学转化,进一步优化了专业必修课教学内容,调整选修课课程结构,把新理论、新知识、新方法、新技术融入本科教学之中,对于培养本科生探索精神、创新意识起到了积极作用。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业实验教学体系的探索 摘要:从国家、地区经济和电子信息产业对电子科学与技术专业的人才需求出发,结合湖北工业大学的实际情况,讨论了电子科学与技术专业实验教学体系的建设思路以及具体的建设方案。 关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才 一、学科背景及问题分析 1.学科背景 21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。 湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 2.存在的问题与影响分析 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。 二、建设思路 电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题: 第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。 第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。 第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。 第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。 三、建设内容 微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。 电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。 (1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。 (2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。 (3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。 (4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。 四、总结 本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 电子科学与技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究 [摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。 [关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设 21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。 电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。 一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位 我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。 二、实验教学的改革 实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。 (一)实验基本知识和基本操作。 这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。 (二)基楚实验。 这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。 (三)综合设计性实验。 这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。 (四)开放实验室。 实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。 三、加强电子科学与技术专业建设 我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。 电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。 在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。 四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教 因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手: (一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。 (二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。 (三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。 (四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。 五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设 在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。 总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。 (作者单位:中南林业科技大学计算机与信息工程学院 湖南长沙) 电子科学与技术论文:电子科学与技术应用型创新人才培养模式探索 摘要:知识型经济时代对知识与技能兼具的电子科学与技术应用型人才的需求正在不断增加,为满足社会发展需求,太原理工大学电子科学与技术专业通过教学体系改革加强学生专业基础理论的学习,以学生进实验室参与科研项目和参加科技比赛的方式加强其实践动手能力,通过校企合作的方式建立产学研基地,为学生提供企业岗位实习的机会,提高学生就业能力。 关键词:电子科学与技术;应用型创新人才;教学体系改革;校企合作 随着科技的快速进步和经济的高速发展,我们的世界已经从工业经济时代跨入了知识型经济时代,在知识经济的模式中,知识、科技先导型企业成为经济活动中最具活力的经济组织形式,代表了未来经济发展的方向。[1]而随着世界经济形势的悄然变化,经济生产中对人才的需求也发生了巨大的变化,技能型专业人才不能满足社会生产的需求,只有知识与技能兼具的高层次应用型创新人才才能受到社会广泛的欢迎。[2]最近几年,欧美等世界发达国家对人才的聘用与培养经验已经证明了这种人才需求的迫切性,而且我国沿海发达城市对这些人才也是求贤若渴。这种人才需求的迫切性既对我们的高等技术教育提出了更高和更新的要求,也为其发展创造了良好的机遇。为此,各级政府和高等院校以及研究院所都极为重视,探索和研究如何培养应用型创新人才已然成为了一个重要的课题。 一、电子科学与技术应用型创新人才培养的必要性 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术是现代电子信息产业的基础。[3]根据目前国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势,欧美等发达国家和地区的电子科学与技术产业已经步入蓬勃发展的阶段,而中国伴随着改革开放的步伐和国外资产的不断涌入,电子科学与技术产业也开始步入上升轨道。在“十八大报告”中明确提出“建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系”,把“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的目标之一,并提出了走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,促进这“四化”同步发展。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。随着社会需求逐步扩大,电子科学与技术专业总体就业前景看好。 电子科学与技术专业的教育质量、规模、结构和市场的关系是一种相互制约、相辅相成的辨证关系。目前,市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次的设计人才短缺。而国内目前对电子科学与技术人才的培养模式呈现为多样性[4],只有包括清华大学和电子科技大学在内的8所高等院校拥有电子科学与技术国家一级重点学科,北京理工大学和西北工业大学等11所重点院校拥有物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学和电磁场与微波技术4个电子科学与技术国家二级重点学科,很多一般的高等院校在教学水平和学生生源水平上远远不及重点高校,所以对电子科学与技术应用型创新人才培养能力上还远远不足,培养出的学生无法满足当今社会生产的需求。 二、电子科学与技术应用型创新人才培养的发展之路 1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代。[5]中国最早于1955年在北京大学开设半导体专业,1956年国家制定的12年科学规划中把将半导体技术列为四大重点发展领域之一,同年由北京大学、南京大学、厦门大学、吉林大学和复旦大学五所大学联合开办了半导体物理专业,为后来我国的半导体行业的发展培养了大批专业技术人才。20世纪70年代,集成电路行业迅速发展,我国开始从国外引进集成电路生产设备,为满足市场对人才的需求,很多高校先后开展了半导体物理专业,我国半导体领域开始发展。但是到20世纪80年代由于国内半导体技术的落后,同时受到国外半导体市场的冲击,我国半导体行业出现低迷状态。进入20世纪90年代之后,微型计算机和家电等信息产业的迅速发展推动了我国半导体行业的发展,同时中外合资热潮的出现使我国在引进国外先进设备的同时和引进了先进的技术,至此我国的微电子行业开始了高速发展的时代。教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录,将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。 目前,全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有170多所,在校学生约3-4万人。其中全国重点建设的“211工程”院校中,有41所学校设立了电子科学与技术本科专业,在“985工程”重点建设院校中,有19所学校设立有电子科学与技术专业。电子科学与技术专业的发展现状总体来说是良好的,主要表现在:本专业的规模在逐年扩大,开设此专业的学校和招生人数都在增加;本专业毕业生的就业率相对较高,这是与电子科学与技术行业的稳步发展相适应的。 三、太原理工大学电子科学与技术应用型创新人才培养的改革与创新 太原理工大学(以下简称“我校”)电子科学与技术学科是在电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等相关专业的基础上,进一步拓宽专业,加强基础,为满足社会人才发展的需求而进行的人才培养模式探索与改革。2010年电子科学与技术学科已获得一级博士和一级硕士学位授权点,为我们的学科发展提供了机遇,为探索和改革电子科学与技术学科人才培养模式奠定了基础。我们将进一步完善专业知识结构,既重视电子科学与技术传统知识的传授,又注重学科前沿及创新能力的培养,为培养高水平和高素质的高级工程人才打下可靠的基础。 1.应用型创新人才培养的实验教学体系创新 太原理工大学信息工程学院实验技术中心于1998年7月成立以后,为加强学生实验环节,先后建立了高频电子线路及信号与系统实验室、智能仪器与虚拟仪器实验室、现代通信技术实验室、微波与天线技术实验室、电子工艺实验室。实验技术中心承担信息工程学院电子信息工程、测控技术与仪器、通信工程专业教学培养计划所涉及的全部实验教学任务,每学年完成60余门课程的实验任务、20余门课程的课程设计任务。 为了提高教学实验水平,增强学生的创新素质和实践能力,实验技术人员积极参加有关学术交流活动,多次主办“高级实验技术研讨会”、“新技术、新产品演示会”;在国内外学术期刊或会议上多篇;参编普通高等教育“十一五”国家级规划教材《过程控制实验教程》以及《单片机技术及应用系统设计》、《可编程序控制器原理及应用》等多部教材;带领学生积极参与全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛、大学生iCAN物联网创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛赛场、OpenHW开源硬件与嵌入式大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等国家赛事,并多次获得国家级奖项,提高了学生的创新与应用能力。 2.校企合作的应用型人才创新模式 校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的有力实践方式,通过产学研结合的方式实现学校与企业信息和资源共享。学校利用企业提供的教学设备和岗位实习机会,提高了学生的实践应用能力,实现了让学生在校所学与企业实践有机结合,而作为企业也不用为人才培养而大费周折,通过将员工送入校企共建基地学习和引进优秀毕业生的方式,提升企业创新能力,所以是一种“双赢”的方式。 为提升电子科学与技术应用型人才的培养能力,学校先后与太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司、山西德力西电器有限公司、太原维康商贸有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技术企业签订了校企合作协议。山西德力西电器有限公司向我校捐赠了多台电器控制设备,建立了“山西德力西电器控制实验室”。太原维康商贸有限公司在我校建立产学研基地的同时设立了“维康助学金”,不仅为学生提供实习岗位的机会,也为家庭困难学生提供了经济帮助。太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作为科研型高新技术企业,与我校建立了长期的学生创新与应用能力培养方案,各公司高级技术人员将作为学生的直接指导老师,指导学生进行生产实习和毕业设计的工作,为培养高层次应用型人才提供了保障。 3.学科研究领域的拓宽与创新 为让学生学习和掌握世界最前沿的微米纳米检测技术,我校电子科学与技术专业引进多位国外留学归来的博士人才,建立了微纳系统研究中心,开展微纳机电系统、生物传感器和纳米电子器件等方面的研究工作,微纳系统研究中心目前承担国家863项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、博士后基金等各类基金项目20余项,同时实验室长期开展科技活动,学生申请后可进入实验室跟随导师进行为期半年或者一年的学习活动,期间学生会参与实验室项目的科研工作和科技比赛活动,提高科研能力的同时锻炼学生的实际动手能力。 为给学生提供更多的就业发展机会,更好地为山西省经济快速发展服务,我校电子科学与技术专业师生结合山西省经济特色,开展了煤矿水害超前探测与预警技术的研究,并以此为基础积极申报了科技部重点领域创新团队和山西省重点实验室等,并承担了山西省重大专项项目、山西省特色学科建设项目和山西省科技攻关项目等多项科研课题。在加强平台建设的同时与山西省煤炭地质水文勘查研究院、同煤集团和北京睿呈时代信息科技有限公司建立了科研合作关系,为我校研究生和本科生提供了科技研发基地和实验测试基地,促进了我校学生在煤矿安全领域中的就业和发展。 四、结语 我校电子科学与技术专业在实验教学体系创新、校企合作的应用型人才创新模式和学科研究领域的拓宽与创新方面做的工作是研究电子科学与技术应用型创新人才培养模式工作的一部分,是学校电子科学与技术专业特色紧密结合人才培养、企业发展以及地方经济特色的创新与改革,是面向新的国际形势下培养高层次应用型专业技术人才模型的培养和探索。这一系列的工作将有助于培养学生的理论学习、动手实践和实习能力,可以满足知识经济时代对高层次应用型创新人才需要,促进我校教育事业的改革与进步。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子技术课程的教学改革探讨 【摘 要】《光电子技术》是景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的专业基础课程,专业课教学是培养本科生的专业素养的重要教学过程,让学生了解并掌握基础理论,专业技术,同时了解国内外最新的发展动态,以拓展学生的知识面和视野。《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,前沿内容始终在更替,这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。根据景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的办学定位和人才培养模式,现从教学内容和教学手法做一些改进,把课程教学内容与实际应用联系起来;并结合国内的科研情况,来激发学生兴趣,为培养出卓越工程师打下坚实的基础。 【关键词】电子科学与技术;光电子技术;教学改革;教学内容 一、引言 电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业,是信息产业的基础学科,涉及信息产业、国防军工、航空航天以及人们日常衣食住行等方方面面。电子科学与技术属于国家设定的一级学科,下设微电子学与固体电子学、物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术四个二级学科。电子科学与技术专业培养学生知识面广泛,不仅对数学、物理、化学、电子技术、计算机等基础知识有很高的要求,而且要求学生具备电子光子材料、器件与系统设计、器件与系统制造等方面的专业知识和技能。 景德镇陶瓷学院是全国唯一的陶瓷高等学府,行业特色鲜明,学校根据陶瓷行业和地方经济社会发展需要,突出电子陶瓷特色,积极推进学科专业建设,形成了以工为主,工、文、管相结合,覆盖电子陶瓷行业所有领域的专业体系。自2001年设立本专业来,本着培养具有鲜明特色的高级应用型电子陶瓷行业人才的目标,形成在省内具有较高知名度的特色专业,毕业生的就业率保持在85%以上,特别是用人单位对本专业毕业生总体评价很高,一致认为本专业毕业生专业技术理论扎实,动手能力强,创新开发能力强,独立分析和解决问题的能力较突出,能很快适应工作的需要。2009年被批准为教育部高等学校特色专业建设点,是教育部第二批卓越工程师教育培养试点单位中三个支撑专业之一。近十年来,学校一直把电子科学与技术专业作为学科建设中的一个重点。本专业培养的目标是培养适应社会主义建设需要,德智体美全面发展,具有扎实基础理论,掌握电子科学与技术基础知识和系统的电子工程专业知识,具有较强的工程实践、团队协作、组织管理和创新能力,使学生能够在固体电子学、光电子学、物理电子学、微电子学领域从事研究、教学、设计、开发、管理等工作或攻读更高一层学位。电子科学与技术专业的主干课程:马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、大学物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、半导体物理学、光电子学、电子材料与元器件测试技术、电子材料、传感器原理与应用、铁电压材料与器件。其中的光电子技术课程是电子科学与技术专业的核心课,也是电子信息工程专业,应用物理等专业的选修课。其拥有42学时、是一门2学分课程。 光电技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法,实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。光电技术是研究“光子”与物质中“电子”相互作用的一门科学,它以光学和电子学为基础,综合利用光学、电子学、精密机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。光电子技术将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段,产生了电子学所不可能实现的许多功能。学生通过该课程可以了解光电子技术的应用范围和发展前景,掌握一些常用的光学技术信息化方法,并通过实验了解光调制和探测方法,提升就业竞争力。 二、光电子技术课程教学改革的必要性 《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,而且近年来该学科领域发展迅速,对该领域人才的工程实践能力和创新素质要求也不断提高。这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。特别是在新的教学大纲以后,电子科学与技术专业对这门课程的授课学时进行了压缩,由原来的64学时变成了42学时,学分也相应地变成了2分。学时的变化预示着讲授的内容必须进行压缩,同时一些理论和数学推导很容易使学生们失去这门课的学习兴趣。为了培养该领域的卓越工程师所必备的素养,培养学生的学习兴趣和创造力,对教学手法做一些改进是非常必要的。 三、教学方法的改变 1.增加实践环节 一门课程的学习就是能够增加学生的知识范畴,培养学生的理解能力,让学生在各自的专业领域更加专业。对于电子科学与技术专业的同学通过光电子技术这门课程的学习,可以很好的掌握光电子技术的基本理论以及部分器件的用途、原理以及制备方法。所以在课程结束后安排4次课时的课程设计,具有必要性,要求同学们能够理论联系实际。把学生们分成相应的几个小组,设计发光元件和接收元件,以及对光电系统的电路进行设计,尽量让每一位同学都可以参与到此课程设计,充分发挥每一位同学的特点,让同学们学位沟通,布置团队的协作。 2.引入科研和专题讲座 给同学们介绍国内从事光电子技术方面的科研机构、大学、所在地点以及科研方向,同时也介绍一些科研成果的应用。相关的研究如:晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、参量振荡、反射、荧光,电致发光,非线性光学等领域。因为景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的学生在大学三年级学习这门课程,这时候学生在面临就业和考研的抉择,针对想报考光电子相关领域的研究生的同学,给大家提供一点信息,让同学们提早准备。当然在本书的第七章中,我们也计划挑出四个课题方向,例如课本上的光纤通信,激光雷达,激光制导,红外遥感,把学生们分成四个小组进行查找相关资料,然后进行讨论,最后派出代表,举行一个专题讲座。通过专题讲座,让同学们主动查阅资料,这可以教会同学们如何利用图书馆庞大的网络资源(期刊、文摘、网络及光盘),工具书等。同时通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳,也可以提高学生分析问题,解决问题的能力;也可以开阔同学们的视野,让学生更加接近本学科的前沿技术;通过资料的阅读,也可以让同学们看到科技论文如何写作(中文与英文),有兴趣的同学可以参加创新小组,最后尝试完成科技论文的写作。 3.考核方式改革 俗话说:考考老师的法宝,分分学生的命根。但是对于本科生专业课的考核,采用闭卷考试,虽然可以让学生更好的掌握需要记忆的理论知识,也可以更加理解公式之间的衍化,但是不利于培养学生的实践动手能力。而且在考试前,学生通常喜欢采用平时学习不努力,考试前突击。花大量时间查找和背诵所谓的重点为了应付考试,考试后就如过眼烟云。针对这种情况,提出用来完成考核。例如在实践环节完成的一个很好的设计,可以让学生很难忘记这个别样的经历。在最终的成绩体现上,给出一个总的分数,但是这个数字有“课堂+考试+设计”三部分组成,所占比例为1∶1∶1。这样的考核可以让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 四、结束语 根据我校电子科学与技术专业的特色情况,从《光电子技术》这门课程的教学内容,教学方法做一些的改变和探索。教学内容的选择、整合、补充,既注重知识的逻辑连贯性,又让学生充分掌握基本理论,了解光电子技术的实际应用,同时也了解了学科发展的前沿知识,开阔了视野。多媒体教学的引用可以提高知识的表现力,让其更加清晰、形象、生动、全面、具体。实践环节的增加可以让学生理论联系实际,培养学生的工程实践能力和动手能力。科研和专题讲座的引入可以让学生获取最新的科技信息,锻炼同学们选择、总结、消化、归纳整理信息的能力。考核方式的多样化也有助于让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 电子科学与技术论文:基于当前电子科学与技术多样性专业人才培养探讨 【摘 要】当前,随着电子科学与技术产业越来越多样化,使得培养怎样的电子科学与技术多样性专业人才已越来越受到重视,因此,本人在前人研究的基础上,结合查阅大量文献资料进行探索,分析当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性,提出“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路,为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考及借鉴。 【关键词】电子科学与技术;人才培养;多样性 一、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性 1.相关产业多样性 由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,所以微电子技术相关行业除了集成电路行业和半导体制造行业外,还涉及计算机及其外设、家用电器及民用电子产品、通讯器材、工业自动化设备、国防军事、医疗仪器等。光电子、物理电子等其它分支涉及的产业也较广泛。目前,各校对电子科学与技术产业结构和社会需求的调研不够,专业定位不够合理,各校培养人才的“结构同质化”倾向较严重。目前各校的专业办学尚不能满足产业结构的多样性。 2.办学层次多样性 大众化教育使一般高校的生源质量普遍下降,录取的学生分数较低、学习能力和学习自学性都较差,如果采用与重点大学同样的教学方法和教学内容,教学效果肯定很差。重点大学由于研究生招生规模很大,学生本科毕业时转入研究生学习的比率很高(多数重点高校超过50%)。而一般高校考研录取率相对较低,多数学生毕业时直接面向社会就业,工科本科毕业生在工程技术、管理乃至跨专业领域就业等都会有所分布。但是,目前一般高校与重点高校在培养方案上很少反映出这种差异。许多高校追求所谓的高起点、与名牌大学保持一致来显示其办学的高水平,不愿承认与重点高校存在的差距。目前不同高校电子科学与技术专业培养方案的差异主要表现在专业方向选取的不同,这种差异还没能体现办学层次的多样性。 3.学生个性发展多样性 由于科学技术的交叉与综合性的增加,过细的技术分工会造成产品研发和市场开发的困难。因而,知识和能力复合型的人才具有明显的优势。企业所需的人才规格正在从非常专业化向技术复合型和能力型转化。用人单位对本科人才的需求,最需要的是技术与管理复合型人才。学生自主就业制度实现后,学生以市场需求为导向,对教育内容的选择性日益强化。学生的发展愿望多种多样,毕业去向也多种多样。所以,专业教育要在制定培养方案时注意为提供弹性时空创造条件,如实施覆盖整个大学时期的导师制、弹性学制、二次选专业制度,设置“X+Y”复合型专业或开辟第二专业、第二学位,实施本、硕连读制等;还要充分研究电子科学与技术与管理、经济、法律等学科复合的方式方法,为不同需求的学生合理设计并提供指导。 二、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路 1.建立一般高校电子科学与技术专业的人才培养模式 本人认为,一般高校应当改革现有的人才培养模式,制定与学校办学水平、办学条件、办学特色相适应的专业定位、培养目标、课程体系、教学制度、教学模式和日常教学管理等。按照“拓宽专业、加强实践、提高素质、突出创新意识和创新能力”的原则,使德智体美等方面全面发展,知识面宽、能力强、素质高、具有较强创新精神和实践能力的创新人才。师资队伍可以加强,实验条件可以改善,但生源质量受招生条件限制短时间不会有太大的变化,所以应十分重视因材施教。注重个性发展,注重启发诱导,激发学生主动思考和分析问题,重视非智力因素,培养学生良好的创造心理素质。这样才能全面开发学生潜在创造力,让学生的禀赋、优势和特长得到充分发展。 2.探索如何结合学校特色建设电子科学与技术专业的方法与途径 许多高校有鲜明的行业特点,依托行业特点和学校办学特色应是办好电子科学与技术专业的一条行之有效的途径。中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,实行省部共建、以省为主的管理体制。学校在计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面具有鲜明的办学特色。电子科学与技术是测量技术的基础,尤其是在现代科技和工业生产中大量需要在线、非接触、快速、准确的测量,微电子技术和光电子技术是其主要手段和关键技术。所以结合测量应用是计量学院培养电子科学与技术特色人才的改革主要方向。传媒学院办电子科学与技术专业,应充分注意电磁场与微波在广电传媒的信息采集、处理、存储、传输、接收中的作用,同时也可考虑光电技术在广告、灯光照明等方面的应用。师范学院办电子科学与技术专业,除了培养学生胜任工程技术工作外,也要传承学校师范特色,能胜任中学技术课程教学和中等职业技术教育工作。 3.建立与宽口径、复合型人才特点相适应的课程体系和实践教学体系 虽然目前对电子科学与技术专业的宽口径特色以及培养宽口径、复合型人才的必要性有所认识,但在教学环节上如何体现与实现还有许多问题。“宽口径”与“厚基础”往往联系在一起,对于理工科专业一谈宽口径似乎就等同于要加强基础(主要是数理基础)、搞平台课建设,这对于后续有较大规模的研究生教育、本科教育与研究生教育进行一体化设计的重点大学较合适。一般高校培养宽口径、复合型人才应以就业需求为导向,“厚基础”更多体现在技术基础而不是数理基础。其次,要充分研究电子科学与技术的内涵和外延,整合与优化专业覆盖领域的知识体系(特别是光与电的融合),同时要注意与电子电气类中的其他专业光滑连接,方便技术扩展延拓。在充分调研基础上,按照上述要求重新设计课程体系,合理设置基础课、专业基础课、专业课的比例。注重学生实践能力的培养,建立适合创新人才培养的实践教学体系。 三、结论 综上所述,“电子科学与技术”多样性专业人才培养是非常有必要的,本人希望通过本文的探讨,能为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业培养体系改革及构建 摘要:为培养研究应用型高级人才,对河北联合大学电子科学与技术专业的培养体系进行改革。改革以“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”为建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”为培养主线,改善学生的知识结构、加强理论基础,最终提高学生的实践及创新能力,培养适应社会现代化建设需要的高技术人才。 关键词:电子科学与技术;光电子技术;教学改革;实践创新 21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。 电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。 一、培养方案制订的原则 目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。 培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。 目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。 河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。 电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。 二、培养方案的制订 培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。 1.培养目标 以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。 2.专业建设思路 针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。 (1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为核心,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。 1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。 2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。 3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。 (2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下: 1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。 2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。 3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。 三、改革效果 1.优化了课程体系,提高了教学质量 专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。 2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能 课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住核心,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。 3.培养了学生的创新能力及科研思维 在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。 4.提高了就业率和考研率 通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。 四、结论 电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业课程体系建设与实践 摘 要: 电子科学与技术专业应用型本科人才是社会经济发展的迫切需求,本文结合常州工学院的具体情况,以具有扎实理论和实践能力的人才为培养目标,重点探讨电子科学与技术专业课程体系建设内容,从基础课、专业基础课和专业课等方面讨论课程设置与能力培养,通过科研项目与校企结合培养学生的理论与实践应用能力,通过实践与反馈完善与优化课程体系,培养与地方经济发展相适应的高级应用型本科人才。 关键词: 电子科学与技术 培养目标 课程体系建设 1.引言 常州工学院立足于常州,服务于长三角地区,该地区是国内电子行业和产业的发达地区之一,对电子类人才的需求量非常大。随着该地区经济发展和产业结构升级,社会对人才的需求逐步呈现出多样化和高层次化的要求。面对新形势的发展需要,培养适应社会经济发展和行业技术升级要求的应用型本科人才成为当务之急。电子科学与技术专业的人才培养需要符合口径宽、适应性强、基础扎实、发展潜力大等要求,因此课程体系的建设十分重要。 2.人才培养目标 培养方案和培养目标的制定要充分考虑相关高校、社会的需求,以及学校与专业的具体情况等各方面因素,并以行业技术进步、企事业单位需求和毕业生的反馈为参考依据。 通过对电子科学与技术专业的调研,以社会需求为导向,确定理论基础实、口径宽、实践能力强、知识结构合理的全面培养模式和培养目标,以综合素质培养和工程技术应用能力培养为主线,统筹编排课程体系,充分考虑和遵循学生的认知规律,以学生为主体,制定一套切实可行的、适合应用型本科人才的电子科学与技术专业培养方案和人才培养目标,以适应市场对电子工程技术人才的需求,提高学生的实践和创新能力,从而增强学生的就业竞争力。 电子科学与技术专业的人才培养目标为:适应信息产业化的发展需要,培养具有良好思想道德素质和科学文化素质的应用型本科人才,使学生具有扎实的基础知识和专业知识,具备设计、制造与生产实践能力,具有不断学习进步与更新知识的能力,能够及时跟踪并掌握新理论和新技术,在电子电路与系统、电子材料与元器件、半导体工艺等领域从事分析、设计、制造与测试等工作。为了实现以上人才培养目标,在培养计划的制订尤其是课程体系建设方面提出了更高要求。 3.课程体系建设 为了实现培养计划和人才培养目标,电子科学与技术专业的课程体系建设主要包括以下内容。 (1)课程体系模块化、层次化的应用能力培养体系。 课程体系以应用能力培养为核心,分为学校级、学院级和系部级三个层次。学校级通识课程模块层次教授电子科学与技术专业的基础知识,主要包括基本数学能力、英语能力、物理能力、计算机能力及思想道德法律等基本知识。构建以电气学院专业基础课程模块层次为电类一级学科为基础的知识结构培养体系,学院基础的培养为知识面的拓宽打下良好基础。系部级的电子科学与技术专业课程培养为毕业生的就业和继续深造提供专业技术知识。分级课程建设体系造就了毕业生基础知识扎实、理论知识雄厚、专业技术知识丰富、动手能力强等特点。 (2)理论与实际应用相结合的专业课程建设。 专业课程体系分为理论基础课程和实际应用课程两个层面,除了必备的工程数学与物理知识外,在专业知识方面,逐步建立电子材料、制造工艺、电子器件、基本单元电路、宏单元、子系统及系统的课程体系,打通自顶向下和自底向上的知识培养通路。以半导体物理和器件物理核心的课程体系构成了微电子学与固体电子学的理论基础,为制造工艺和电路设计提供知识的基本结构。以信号与系统、电路设计与测试的核心课程体系作为电路的理论基础,为电路方面能力的培养形成电子系统的知识基本结构。知识结构的分层次化、理论与实际相结合的培养体系覆盖了整个电子科学与技术专业的知识能力点,全方位培养毕业生的理论基础与工程实践能力,重点培养从系统角度审视具体电子技术的能力。 (3)以微电子技术为主干的专业课程体系。 电子科学与技术专业的知识以微电子技术为核心,可以划分为两大体系:第一是半导体材料、器件和制造工艺;第二是集成电路设计与测试。在半导体材料、器件和制造工艺上,除了传统与新型集成电路方面的应用,还与相关新型电光源、光伏材料与器件、光电材料与器件在知识结构上具有互通性。均以半导体材料为核心,引申到其他半导体材料与器件,在理论与实际应用和制造工艺上具有相似性。集成电路设计与测试涵盖了微电子和光电子技术的电路与测试方面的内容,在电路方面,新型电光源的器件、核心芯片、驱动电路等,光伏器件与电路、光电子电路与信号检测,与标准集成电路设计与应用具有共同性。在测试方面,涵盖了电学测试与可靠性测试,完整地建立了功能测试与性能测试的基本概念。电子科学与技术专业的另一个特色是在设计与应用电子系统时,具备其他专业所不具备的电路工艺与器件的底层知识,从而在电子系统的设计与分析中具备更强的理解能力。 (4)全方位的课程实践能力培养体系。 电子科学与技术专业的课程体系以理论与实践相结合为设置理念,在课内实验、课内实践、独立授课实验、课程设计、科研实践、实习及毕业设计等方面全方位构建实验实践体系,重点培养毕业生的动手能力和实践能力。除了电气学院的实验中心和实验室外,电子科学与技术专业有两个专业实验室:集成电路设计实验室和集成电路测试实验室。为教学、科研提供全方位的服务。集成电路设计实验室主要提供学生在系统设计、电路设计、器件与工艺实验等方面的专用软件。集成电路测试实验室主要提供电路测试、半导体材料、半导体器件、半导体工艺等各方面的实验。在电子技术的材料、器件、电路设计、制造、测试等流程方面提供全方位服务。在实验室开放上,实验室开放给所有教师与学生使用,鼓励学生进入实验室参与教师的科研与参与毕业设计。 (5)教学与科研结合,校企结合的工程技术能力培养体系。 电子科学与技术专业的教师承担了多项纵向与横向项目,系部鼓励教师与学生一起参与科研项目,为学生实验实践能力的培养提供良好的实验实践平台和科研平台,从而从项目角度提供给学生实训机会。在校企产学研联盟方面,电子科学与技术专业紧密联系常州和周边地区的企业,如银河电子、天合光能、常州普美、常州欧智等多家企业,形成校企联盟。参考卓越计划的实施,电子科学与技术专业经常邀请外校和企业专家对学生开展前沿性科学讲座与培训,为毕业生的能力培养和就业提供指导。 4.实践的效果 通过培养方案与人才培养目标的制定,重点进行电子科学与技术专业的课程体系建设,并通过多年教学与科研实践,进行以下方面的实践,取得了良好效果。 (1)完善电子科学与技术专业的课程体系,建立材料、器件、工艺、电路、测试和系统的能力点分布。 (2)从社会需求角度和人才知识结构出发,逐步对课程体系进行调整,增强课程体系之间的内在联系,减少或删除部分实用性不强的课程,增设社会急需的专业课程。 (3)强调应用能力培养,强化理论知识教学,增加实践教学环节,增强学生的实践应用能力,培养学生综合应用电子科学与技术专业知识的能力。 (4)探索开设提高学生动手能力和操作能力的集中性实践环节和创新环节,探讨校企结合培养人才的新模式。 根据对本校历届电子科学与技术专业本科毕业生的跟踪调查,九成以上的毕业生去向为长三角地区,平均每年有20%的毕业生进入国内知名高校读研继续深造,其余进入各企事业单位。通过对接收毕业生的各高校、企事业单位,以及毕业生进行的调查和反馈,本校电子科学与技术专业的课程体系建设能够培养学生扎实的理论知识和熟练的实践能力,有利于学生做好职业生涯规划,能够促进毕业生快速进入新领域和岗位,用人单位满意度高。 5.结语 通过几年对电子科学与技术专业课程体系的建设与实践,基础课、专业基础课和专业课的设置逐步得到了发展和优化,梳理清楚了本专业各方面能力的培养,知识点和能力点的分布更系统化和体系化,并通过实践进行了验证和完善,为毕业生的就业和进一步深造打下了坚实的基础。 电子科学与技术论文:地方高校电子科学与技术专业课程设计教学的改革研究与探索 作者简介:周洪,(1979.9-),女,汉族,河北徐水人,讲师,硕士,研究方向为光电检测技术。 摘要:从分析我国地方高校课程设计目前现状出发,针对我校电子科学与技术专业课程设计存在的主要问题,提出课程设计的主要研究内容,以及要解决的关键问题。 关键词:电子专业 课程设计 实践 目前,我国高校毕业生普遍存在实践能力不足的问题。提高人才培养质量,培养满足社会经济建设和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。然而目前的情形是,大学培养的人才并不能完全符合社会的需求,动手能力地方高校电子科学与技术专业课程设计的教学改革研究与探索、实际操作能力、应用能力较差。基于人才培养和社会需求不相适应的矛盾,由于我校属刚升本科院校,属地方高校,由于多种原因使得学生整体素质较重点高校有一定差距。我院将人才培养目标定位为:培养具有创新意识、创造能力、创业精神和工程实践能力的应用型人才。因此课程设计教学在我系人才培养目标的实现过程中,占有重要地位。它对于加深理论知识的理解, 培养学生的技术应用能力和实践素质,形成职业岗位能力等具有重要意义。 1 现状分析 子科学与技术专业培养目标是培养电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作需要的复合型专业人才。该专业和生产实际紧密结合,具有较强的实践性,其特点一是口径宽,涉及的内容非常广泛;二是相关学科的渗透与融合性强,既有硬件也有软件,需要大量的实践活动来培养学生的动手能力和实际工作的能力。大多数学生毕业后走向基层的工作岗位要求很快将所学知识转化为实际工作能力。因此,必须加强学生动手能力的培养和训练。然而受长期资金短缺和实验实习条件的限制,对我校的电子科学与技术专业学生的实践能力的培养单从实验和毕业设计来说是不够的,还需要加强课程设计的建设。 长期以来课程设计普遍存在几点不足: 其一,内容不合理,同一门课既不跟踪新技术发展变化又不根据学生实际能力、培养目标等因素多变,多年用一个题目 其二,设计题单调,几十个学生用同一个题目,抄袭现象严重,课程设计的效果不明显。 其三,教学模式单调,理论多而结合实际少。 2 解决问题的方法 课程设计是实践能力培养的一个重要环节,是对各门学科一个综合性考察。课程实验与课程密切配合,目标单一明确,并有配套的实验设备和实验指导书,而毕业设计持续时间长,各个学生都有不同的题目。毕业设计不能代替课程设计,而课程设计则是对毕业设计起到补充作用。根据本专业的培养目标,内容选择专业综合性课设内容既要结合前修课程,以巩固教学内容,又要有较强的实践性和新颖性,因此我们考虑将科研成果转化为教学内容,选择本专业成熟的、有特色、适合教学的科研项目作为课设内容。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合。尝试在课程设计中内容上进行不同课程的交叉设置,指导学生理论联系实际,培养学生分析解决实际问题的能力。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合,鼓励学生自主选题就是鼓励学生自主思维,学生最终都要走向社会在各行业中发挥自己的才能。因此老师都要鼓励学生自主选题,而不想自主选题的学生可采用教师的题目。 教师的指导充分体现个别答疑和集中讨论相结合的原则。在指导过程中对于普遍性的问题,我们主要采取大组集中分析讨论的方法。老师在其中主要起到引领的作用。同时要善于发现一些个别错误,并采用个别答疑的方法及时纠正。这种共性和个性问题的结合,合理地发挥了教师的指导作用。 在确定学生题目时,要做到以下几点: 1)综合性 题目要尽可能多地涵盖本课程及相关课程的知识点,对于大纲中的重点和难点要尽量涉及,这样有利于知识的深化和扩展。 2)难易适中 要充分考虑学生的个体差异、心理特点、知识结构等因素,题目设计不合理。题目太难打击学生的自信心,太简单又达不到训练的目的。 3)实用性 提供实践平台供学生对比分析和试验,通过实践有利于学生加深对理论的体会、理解, 有利于学生了解实际工程的特点,做到理论与实践相结合。 对于发现抄袭者,可适当的给予扣分等处罚,从而避免偷懒和高分低能的出现。在整个设计过程中教师起组织、引导、检查、把关、和解决疑难问题的作用,充分发挥学生的主动性和创造性。指导教师每半天检查学生的工作进度,避免消极怠工情况的出现。教师严格执行请假制度,对于缺席三分之一以上者没有成绩。设计成绩完全依照每位同学在设计中的表现,与理论课成绩无关,使同学清楚大家都在相同的起跑线上,面临同样的机遇和挑战。查阅资料、收集信息,锻炼了学生获取新知识的能力。为解决一项难题、达到研究目标提出新设想、新方案,培养学生的创新思维和创新意识。实验中遇到问题想办法解决,提高了他们分析和解决问题能力。在整理和分析实验数据的基础上撰写报告,锻炼了学生的逻辑思维能力和科技论文的写作能力。 3 结语 培养具有较强学习能力、创新能力、实践能力的高级应用型人才,就必须高度重视学科教育中的实践教学环节。通过提高学生的实践能力,使学生在实践中不断学习新知识、开拓新视野、增强新本领。利用实验中心先进的教学和科研设备、优质的教育资源,实现人与物的最佳配置,达到良好的教学效果,提高工程教育的质量,具有一定的现实意义和应用价值。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门核心专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 电子科学与技术论文:“电子科学与技术概论”课程教学实践与反思 摘要:“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的先导课程,结合多年教学实践经验,通过教学内容博精兼备、多样化教学方式和启发创造性思维改变学生传统的学习方式,旨在帮助学生对该学科内容与发展方向有一个清晰而完整的认识,在专业学习中做到心中有数,有的放矢,对自己的未来职业进行合理规划。 关键词:电子科学与技术学科概论;博精兼备;职业规划 “电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程,课时少,知识点多,涉及面广。该课程作为专业先导课程,为学生学习后续专业课程作指引非常重要,直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化,将课程在有限的课时内讲出特色,让学生有所收获,并对学生后续学习有指导意义,就需要在教学中不断地进行研究与实践。 一、课程教学实践 1.教学内容要博精兼备 电子科学与技术专业是一个宽口径的专业,包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此,该专业概论涉及的知识面广,涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面,且每个方面理论比较抽象,对于大一学生来讲,理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到,一定要有所选择,突出重点。但是,如果将教学内容分割开来,缺乏系统性,学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此,在教学内容上,首先综合考虑课程总体结构,明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简,在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况,又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中,部分内容可以选取专题讲座式教学,将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时,有侧重地安排教学内容,如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲,安排2个课时,使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲,安排6个课时,使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲,对于概念、应用、发展前景等部分,重点讲应用,如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。 2.以实例为先导的多样化教学 在教学过程中,教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证,教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此,在教学过程中,首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养,这是学生能够学好一门专业课程,并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法,在教学过程中将最新应用成果,或身边的事物展示给学生,让学生能看得到实实在在的应用,能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术,可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子,培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手,逐步到高新技术,让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位,微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等,使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。 对于概念和理论模型内容比较枯燥,缺乏直观形象的内容,可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法,充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组,要求学生通过课下提前查阅和搜集资料,然后由学生在课堂上讲述,老师加以引导补充,最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论,补充知识,又可以加深学生对知识的理解,以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程,使学生在讨论中训练了思维方式,并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感,进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心,提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室,通过对实验室的观摩,可以了解专业实践内容,这样更明确、直观,学生会有想动手的欲望。 3.正确理解专业课程体系,方便学生做好职业规划 电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向,横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识,就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科,是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科,也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域,因此,电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程,学好本课程,方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解,对后续课程的选择学习有目标,更理性,使所学知识成系统,又不失广泛性,使学生可以对未来职业进行合理规划,真正地高质量实现专业培养目标。 二、教学反思 1.探索循序渐进式教学 在该课程的教学过程中,课程所涉知识面很广,很多概念十分抽象,原理难以理解,推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成,将知识体系分割开来,这样学生将很难跟进,教学内容安排应该是循序渐进,层层加深,循环上升,符合从简单到复杂,从个别到一般,从实践到理论,又从理论到实践的认识过程,体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用,它的直接结果是引来问题的复杂性,对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑,精心合理安排,才能化难为易,取得好的学习效果。 2.兼顾教学艺术和学术水平 该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动,学术性是该类课程的根本属性,没有科研学术做支持,没有扎实的专业素养,无法体现该专业教学的学术性。同样,教学也是一门艺术,教学水平得不到提升,教学效果就会大打折扣,只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性,在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中,一定要真正实践“授人以鱼,不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”,不再“迷信”教材,不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新,侧重加入发展成熟的新理论、新知识,突出研究热点、难点问题,力求做到基础性和前瞻性的紧密结合,使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识,让学生学会怀疑,懂得思考,设法探索事物的本质。 3.启发创造性思维 鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点,该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础,还需注重专业思维的训练。因此,在教学内容的构建中,一定要详略得当,深浅适宜,由浅入深,深入浅出,部分内容要方便学生自学,提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点,通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力,为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会,但不面面俱到,要留有余地,启发自主学习的积极性。事实上,看起来多而杂的知识,当整理形成网络时,就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物,启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索,多角度的透视,多层次的重组,将产生知识的迁移和认识的“临界点”,这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。 三、结束语 学生最关注的是自己的未来发展,如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数,有的放矢,就可对自己的未来职业进行合理规划,不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师,一年级学生可塑性很强,大学知识不同于中学,学生有强烈求知欲望,是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展,与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的,也是非常必要的。 电子科学与技术论文:电子科学技术专业建设研究与实践 摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。 关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践 电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。 一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点 从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。 (一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。 (二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。 (三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。 二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题 从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面: (一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。 (二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。 (三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。 三、电子科学技术专业建设的有效措施 随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。 (一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。 (二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。 (三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。
石油化工工业论文:智能工业及石油化工技术变革论述 摘要:本文针对智能工业与石油化工技术的变革进行了具体的研究,首先阐述了石油与化工的现状,提出了智能工业为目标的变革措施,从空间维度和分布式应用两方面对技术框架进步进行了论述,最后提出了在工艺过程中无线化和无人化的实际应用。 关键词:智能工业;石油化工;技术变革 石油化工工业的转型是当前的一个重要趋势,主要因为石油石化工业受到新能源革命和页岩气技术以及化学反应工程新变化的影响。有关碳链变化的工业是石油化工工业的本质,石油化工就是对新物质和新应用进行创造和发展,石油化工技术的变革真正开启了新能源材料、新结构和功能材料的时代。 1石油与石化工的现状 将原油和天然气从陆地或海洋的油井中进行提取,然后利用各种方法将其运输到炼油厂。之后炼油厂通过各种物理和化学变化对原油和天然气进行处理。蒸馏是整个工业处理过程的核心[1]。CDU和VDU是蒸馏的两个进程,其中将有价值的馏分和汽油从原油原料中提取出来是CDU的主要目的。炼油厂裂解的原料就是石化行业应用的材料:天然气的组成部分就是提取出的石脑油和丁烷。更轻和更宝贵的部分是通过对重油分子进行裂解得到的。蒸汽裂解和催化裂解是两种分解的过程。当前全球提出的100%新能源计划是最大的挑战,石油化工工业传统的框架将会被全电动和太阳能汽车所改变,因此石化可能会被新能源全面代替,新能源将会成为能源新的提供者者,而将在非传统能源方面集中石油化工的主要产品,如经过创新的有机高分子材料。 2技术框架的进步 2.1空间维度的进步 目前从空间上来说。石油化工行业要从人类居住的核心区迁移到非适合人口生活的边缘区域,这是石油化工行业发展的一个重要趋势[2]。同时海上或陆地上的油井要从传统获取原油过度到对原油产品进行制造的方向。石油化工技术进步最直观的反应就是微型化的石化工业生产的过程,这个生产过程也是与地球表面的分布具有联系。反应过程空间尺寸的缩小受到纳米技术对催化反应贡献的影响,这也从侧面说明石化企业要从技术上对自己的工业空间进行重新设计。新石油石化工业空间的形态就是垂直工厂,当前的油井都是将陆地或者海洋内部的原油向陆地表面和海平面上进行提升,但是在未来要在陆地内部和海洋底部直接实验整合石油反应过程的目标,因此石油工厂发展的基本方向在地球表面上是不应该出现的。根据当前的开采技术相应的油气资源乐意在页岩层上进行获取,但是未来相应物质成份的转化可以直接在地下进行。其本质就是将转化与获取的过程融合在一起。 2.2分布式的应用 石油石化工业趋管线化是改变当前油气管线在地球表面遍布的一种必然趋势。所谓的管线就是支撑流体力学服务的系统,如果转化物质的过程在产油区本地进行,则会大大降低对管线的依赖程度[3]。从保护环境的方面来说,输油管线也是一种重要的潜在污染源,所以管线化的实现也是在一定程度上进行环境的保护。 3工艺过程的无线化和无人化 工业自动化技术发展基础结构的主要代表形式就是工业无线化,无人工厂和机器人服务真正意义上的实现都是由无线化来完成的。本文主要是对无线网络如何覆盖全工艺的过程以及普及无线应用如何用创新的商业模式进行促进这两方面进行重点研究。无线网线技术的演进速度对无线网络服务外包有着决定性的影响,这并不是用简单的投资回报问题就可以说明的[4]。传统工业企业自身无法实现运营无线工业网的主要原因是传统工业企业的本质是在有线通讯的基础上进行建立的,其在管理理念和应用创新方面没有积累有关无线化工艺过程的知识,对于处理无线化所产生的数据的能力也不具备。在传统的概念中就存在无人工厂,但是随着智能工业框架的发展对于当前各种技术挑战带来的需求无人工厂的本身已经无法使其得到满足,主要是因为在传统的概念中无人工厂主要是工业过程完成以后预置管理流和过程控制流的总称。但是在智能工业的框架中,需要对面向定制和迅速响应服务的系统进行建立,传统的无人工厂模式对于这种实时的影响过程难以使其实现。在无人工厂模式为未来的发展过程中,其管理平台的策略主要是利用模块化的功能来实现的,其不同工艺过程的安排和实施的共线或则制造平台化主要多是利用人工智能来实现的。 4结语 综上所述,随着我国经济和技术的发展,对新能源的利用越来越重视,而石油化工传统的框架将会受到新能源利用的巨大冲击,因此石油化工的技术框架也要进行变革和进步,如对纳米技术进行利用、对垂直工厂进行建造以及分布式的应用等,另外随着我国技术的不断进步石油化工的工业过程也会逐渐实现无线化和无人化,而且当前的石油石化工业对环境也会造成巨大的压力,这些都加快了石油石化工技术框架的转型,因此石油石化工技术的发展在一定程度上也是由环境决定的。 作者:赵云 单位:中国石油抚顺石化公司北天集团生产部 石油化工工业论文:石油化工企业工业用火安全技术措施初探 摘要 : 在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业用火作业施工。笔者结合工作实践,阐述了切断与隔离、拆卸与遮盖、置换与清洗、清理与清除、监测监控等 工业动火“五项安全技术措施”。 关键词:工业用火安全生产技术措施 石油石化企业工业用火(又称工业动火)是指使用气焊、电焊、铝焊、塑料焊、喷灯、电钻、砂轮等工具,在易燃易爆危险区域内作业和维修油气容器、管线、设备及盛装过易燃易爆物品的容器设备,能直接和间接产生明火及火花的施工。在石油石化企业中,设备及流程管网的安装维修、技改更换,都需要进行工业动火施工,而且经常是一边生产,一边用火,稍有不慎很容易发生火灾爆炸事故。因此,保证动火安全就成了石油化工企业的首要监控目标。 根据工作实践,笔者就陆上石油化工企业而论,认为确保安全用火作业施工,在制定动火方案时,应从以下五个方面采取安全技术措施。 1 切断与隔离 在对设备实施动火检修之前,必须使其与运行系统可靠隔离。在法兰上装设盲板或隔离是使检修设备和运行系统隔离的最保险的方法,应注意以下安全事项: 1.1 首先必须将需要用火的部位与整体断开。如将动火的设备、管道及其附件和相关联的运行系统整体断开,关闭闸门,拆掉相联的管线,并加好盲板或堵头。[1]应特别注意,不能用简单的关闭阀门代替隔绝。盲板除必须保持不渗不漏外,还应保证能承受管路的工作压力,避免受压破裂。盲板的强度应按平封头的强度标准计算。有条件的工艺设备在盲板前应加放空管或压力表,并派专人监管和挂牌警示。 1.2 如果用火部位与相临危险装置很近,应在动火作业区四面加筑防火墙或防屏障。[2]这样做的目的,一方面,隔绝了易燃易爆的物料和介质气体进入用火作业施工点;一方面在用电焊作业时防止电流进入主体危险装置。 1.3在管道与容器连接的部位进行用火作业时,通常采用绝缘螺栓将管道法兰与容器法兰之间加绝缘盲板临时固定,以隔离管道与容器法兰之间的电焊杂散电流的通道。 1.4在采用电焊用火作业中,实行防护接地措施是非常必要的。防护接地是为防止被用火的设备、设施及管道、容器因电焊机杂散电流引起火灾而设置的专用接地线,其接地电阻应小于10Ω。施工现场电气线路布局与要求应符合GBJ50257的要求。通过接地线将杂散电流引入大地。 2 拆卸与遮盖 2.1在易燃易爆危险区域内,应严格限制用火。但在确需用火作业的情况下,凡能拆下来的设备、设施、管线及其附件应从主体上拆下来,拆卸(安装)时应采用防爆工具作业。与主体危险装置隔离后,移到非用火区域安全地方预制用火,用火后及时熄火清理场地,再将预制好的设备、设施、管线及其附件安装回原处。[3] 2.2 对于用火作业点(处)相邻的非密闭的设备槽、取样口、罐口、放空排放口等处,凡是用火作业施工中所产生的电火花能溅及的地方,包括容易被人忽视的排污沟、地下井口、集油池等,都要进行密闭封堵遮盖。同时还要注意来自周边处于上风向30米产生易燃易爆的气体生产场所的影响。 3 置换与清洗 为保证检修动火和罐区作业的安全,检修动火前要对设备内的易燃易爆、有毒气体进行置换、吹扫;对积附在器壁上的易燃易爆、有毒介质的残渣、油垢或沉积物要进行认真的清理,必须时要人工刮铲、热水煮洗等,对酸碱等腐蚀性液体及经过酸洗、碱洗过的设备应进行中和处理。 3.1 对于盛装过易燃易爆介质的管线、容器、储罐等,在用火作业前必须进行严格的隋性介质置换,将原有的易燃易爆介质排出,消除管线、容器、储罐内形成爆炸性混合物的条件,置换出的易燃、有毒气体应排至安全场所。 3.2 在拆离的设备、管道及其附件内积有易燃易爆物料、污垢或残渣时,应严格按规定和要求进行蒸汽蒸煮、吹扫等方法清除,同时还应对现场积有的易燃易爆物料、污垢或残渣及时清除并强制通风降低可燃气体的浓度,待可燃气体浓度检测合格后方可用火作业。 3.3清洗置换后在进入容器设备前30min必须采样分析,严格控制可燃气体、有毒有害气体浓度及氧含量在安全指标范围内,分析合格后才允许进入容器设备内作业。如在容器设备内作业时间长,至少每个2 h分析一次或中断作业超过1小时分析一次,如发现超标,应立即停止作业,并迅速撤出人员。 3.4动火前应对动火现场周围环境或动火设备内的易燃气体进行分析。动火分析不宜过草,一般应在动火前半小时内进行。如果动火作业间断半小时以上,应重新分析。动火分析合格的标准是:爆炸下限≥10%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤1%为合格;爆炸下限<10%且≥4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.5%为合格;爆炸下限>1%且<4%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量≤0.2%为合格;爆炸下限≤1%的可燃气体(蒸气),其可燃物含量应控制在爆炸下限的20%以下;富氧设备的管道、容器及附近的氧含量≤22%为合格;其它设备、管道、容器内部动火作业氧含量19~22%为合格。 4. 申请程序与审批 4.1 石油工业用火实行工业用火申请报告书制度是安全用火的重要保障。按照《石油工业动火安全规程》SYT 5858―2004的要求,用火单位(生产管理单位)与施工单位首先就用火部位、施工作业内容共同进行危害识别、现场技术交底。[4]根据交底,施工单位的技术、安全人员编制用火作业技术(安全)措施组织方案(此方案也可分为技术、安全两个不同的方案)。方案应详细说明动火作业范围、确定危害和风险、作业(或交叉)施工技术安全防范措施及应急预案。编制的方案应先报请施工单位有关部门负责人审核后,再呈报生产管理单位审批。 4.2石油工业用火申请报告书(许可证)的填写必须按照统一的格式要求规范填写,其内容应根据编制方案中用火部位,用火级别、安全措施、用火人、监护人及用火负责人等相关要求后,逐级申请与审批。 4.3 用火作业申请报告书(许可证)只在签发的一个场所、一个作业班次有效。 5监督与管理 5.1 实施用火作业前,监督人员严格按照申请报告书(许可证)填写的内容逐项确认(在确认中增加补充措施),各项措施满足安全用火条件,用火人、监督人全部到位后方可用火作业。 5.2 动火作业申请报告书(许可证)只限一处用火(用火地点),实行一处、一证(动火作业申请报告书)、一人(用火监护人),禁止用一张动火作业申请报告书(许可证)多处用火。 5.3 工业动火申请报告书(许可证)有效时间为一个作业周期。如果中国石化《用火作业安全管理规定》要求,油田、销售企业的有效时间不超过5天,炼化企业一级、特级有效时间不超过8小时,二级有效时间不超过3天,三有效时间不超过5天。如在用火作业规定的有效时间(或交接班)不能完成,作业前应重新按程序填写申办动火作业申请报告书(许可证),或在交接班时重新确认,进行技术交底,并由接班相应人员签字后方可持续有效。 5.4在油气集中的场所进行多处用火时,相连通的各个用火部位不应同时进行。上一处用火部位的施工作业完成后,方可进行下一个部位的施工作业。 5.5生产单位和施工单位应指定用火作业监督人和监护人,负责用火现场的协调和管理,并检查和确认用火措施的落实,用火作业人员应遵守生产单位的用火作业安全制度。执行“申请报告书(许可证)没有批准不动火,防火监护人不在现场不用火,防火措施不落实不用火”的原则。 5.6 施工过程中,要定时对危险部位有关数据进行检测,并填写记录。对前后检测数据进行对比监控,出现异常波动时,应立即停止用火作业,并及时找出原因,在问题排除后,再进行检测,在检测数据达到安全要求时,再开始用火作业。实践证明,用火现场监护人高度的责任心和配合先进检测设备的应用,是保证工业用火施工安全的有效措施。 6结论 在用火项目确定以后,在制定和采取必要的安全技术措施之后,并不能完全保证用火施工万无一失。特别是(特)大型用火施工,涉及生产、设计、工程、安全、消防等多个部门,技术复杂,组织难度大,危险程度高。因此,各职能部门必须提前组织召开用火施工协调会议,对用火施工的措施、方案进行研究,综合制定出用火施工的安全措施和事故应急预案。在用火施工时,做到组织、措施、教育、监控、预案“五落实”,实现全员、全方位、全过程的控制,才能确保用火施工优质、安全、高效的完成。 石油化工工业论文:石油化工工业自动化仪表及系统 [摘 要]石油化工工业在国民经济的发展中有重要作用,是我国的支柱产业部门之一。现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富.本文主要阐述了石油化工工业自动化仪表及系统。 [关键词]石油化工业自动化仪表及系统 1 石油化工工业 石油化工工业是由化学工业发展而来,石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。 2 石油化工自动化 石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起,我国在引进、消化、吸收基础上,已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程,新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中,压缩天然气(CNG)和液化石油气(LPG)等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源,加上天然气原料增加因素,对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求,石化技术正出现新的突破,即出现第二代石化技术。 3 自动化仪表及系统 3.1 自动化仪表 自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。 ①压力仪表压力范围为负压到 300MPa(高压聚乙烯反应器)压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理,而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量,精度可达 0.1 级。 ②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制,温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代,最常用的是热电阻、热电偶。 ③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主,由于测量过程与被测物料特性关系密切,物料仪表没有通用产品,按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。 ④流量仪表如今所说的流量,不是一般的流速,是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量,另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量(流量积算仪)。 3.2 其他仪表 3.2.1 分析仪和在线过程分析仪 从工艺上看,生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证,只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格,所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看,排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油,石化行业开始进入生产阶段,它以DCS为基础,可以是独立的,也可以是一个软件包,它与多变量动态过程模型辨识技术,软测量技术有关,多采用测控与PID串级控制相结合方式等。 目前在炼油厂中,对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛,分析仪器的高科技含量,特别是对多学科配合要求高等,使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大,主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。 3.2.2 执行器 由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器,少数液动执行器,其中气动薄膜调节阀又是最常用的,另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构(阀)由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成,其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。 3.3 控制和安全系统 ①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制,或称反馈控制、回路控制,仍然以 PID 调节为基础,功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接,自动补偿、自动跟踪、无扰切换,多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控,从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化,实现生产指标、节能指标,保证环保运行,完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。 ②智能控制和优化在现代控制论的推动下,各种智能化算法应运而生,其中除智能 PID 控制器外,多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。 ③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室,而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主,辅以少数显示仪表和指示灯,以鼠标、键盘操作为主,辅以触摸屏及少数旋钮和按钮,工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。 ④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因,安全性要求日益提高,由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法,在某些企业已经不能满足要求,所以紧急停车系统(ESD)等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统(FGS)、转动设备管理系统(MMS);特别是压缩机组综合控制系统(ITCC,因其防喘振而特殊)等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统(SIS),正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下,不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案,它连续在线运行,当侦测任何不安全过程事件时,能够立即采取行动,以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级(SIL)等,正确选用 SIS(或直接称 ESD)系统。 结语 近几年来,我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能,影响了控制网络的体系结构,其适应性越来越强,功能也越来越丰富。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 摘要:石油化工产业是促进我国国民经济发展的重要行业,需对其工业废水的特点进行分析,并研究其废水处理工艺。 关键词:石油化工工业;废水;特点;处理工艺 前言 石油是人类得以进步和发展的动力,是人类目前普遍使用的一种资源,与石油有关的化工产品涉及人类日常生活的方方面面。但是,在化工厂的石油加工过程中,会产生大量的废水,而且,在油田的开采的时候,原油中所含的水量也是废水产生的一个主要途径。据有关统计,我国目前的油田的综合含水率达到80%左右,有些油田甚至超过了80%。现在人类生存的环境越来越差,受各种污染的影响越来越严重,特别是水污染问题越来越突出,成为人类额待解决的生存问题。 一、石油化工工业废水的特点 1、废水中污染物组分复杂 石油炼制、石油化工、石油化纤、化肥及合成橡胶生产过程中产生的废水,除含有油、硫、酚、知脐),COD,氨氮、SS酸、碱、盐等外,还含有各种有机物及有机化学产品,如醉、醚、酮、醛、烃类、有机酸、油剂、高分子聚合物(聚酷、纤维、塑料、橡胶)和无机物等。当生产不正常或开停工及检修刻间,排放的废水中的污染物含量变化范围更大,往往造成冲击性负荷。 2、废水处理难度大 石油化工废水中的主要污染物,一般可概括为烃类、烃类化合物及可溶性有机和无机组分。其中可溶性无机组分主要是硫化氢、氨化合物及微量重金属;可溶解的有机组分,大多数能被生物降解,也有少部分难以被生物降解或不能被生物降解,如原油、汽油、丙烯等。 随着油田开采期的延长,尤其是油田开发的中后期,原油含水虽越来越高,但无水开采期则越来越短,目前我国大部分油田原油综合含水率己达80%,有的甚至达到90%,每年采油废水的产生量约为4.1亿t,成为主要的含油污水源。含油污水中的石油类主要由浮油、分散油、乳化油、胶体济解物质和悬浮固体等组成。含油废水中的浮油是以一个连续相的形式浮于水而,这类污染物一般可通过机械或物理的方法去除。油品在水中的溶解度非常低,通常只有毫克每升。去除水中的溶解油需要根据其化学性质决定其处理方法。 二、石油化工工业废水处理工艺分析 1、物理处理方法 (1)隔油 在进行生物处理之前,我们一般会先对石油化工废水进行隔油处理,这是因为好氧生物在活性污泥颗粒或生物膜的阻隔下会影响其活性,因为石油废水中存在大量的油污,这些油污会降低生物处理方法的效果。利用隔油法处理废水的时候,一把是在隔油池进行,在隔油池中,还可以对废水中较大的颗粒物进行初步沉淀,是隔油池兼具除沉池的功能,达到一池多用的效果。 (2)吸附 由于固体物质具有表面多空的特殊构造,而这些密布的空洞能够吸附废水中所含的污染物,从而达到去除杂质、净化水质的目的。在日常生活中我们就已经用到用活性炭除污,而活性炭也是处理石油化工废水常用的吸附剂,在实际操作中,常常结合絮凝、臭氧氧化等技术配合使用。活性炭等一些吸附物质可以去除废水中的臭味和色度,但是我们之前就已经说到,这种方法的成本相对较高,而且容易出现污染转移,造成二度污染。 (3)高压电场法 此种方式是在电场力的作用之下对油粒产生排斥或吸引作用,让微细油粒能在运动的过程中相互碰撞结合,让微细油粒可以聚结成大的油粒而浮在水面,从而使油水分层的目的能够达到。 (4)膜分离 此种技术的方式包括:纳滤、反渗透、超滤、微滤等方式,但不管哪一种有方式,都可以把废水中的色度和臭味去除,同时把微生物、多种离子和有机物去除,使出水的水质能够可靠稳定。 2、化学处理方法 (1)絮凝 石化废水处理过程的重要的絮凝,即通过对水加药絮凝剂胶体粒子在水损害的稳态,胶粒相互碰撞和聚集,形成絮状物质的分离。絮凝可以用来处理炼油废水浊度、颜色、有机污染物、浮游生物和藻类污染物成分等。在特定的操作,通常和空气浮动或絮凝沉淀技术结合,作为生化处理的预处理。目前,微生物絮凝剂,利用生物技术的污水处理,与其他絮凝剂相比具有许多优点,如,易于生物降解,适用范围、热稳定、效率高、无二次污染,因此广泛的应用前景。 (2)光催化氧化 光催化氧化过程,能有效地将光辐射和O2、过氧化氢和抗氧化剂组合,以实现污水的目的,所以称为光催化氧化。一些以太阳光为光源,二氧化钛,二氧化钛/Pt,氧化锌作为催化剂,用这种方法处理含有21种有机污染物的水,得到最终的产品是二氧化碳,不产生二次污染。有些人拿铁+和过氧化氢作为氧化剂,铁离子和紫外线光之间的协同效应,使过氧化氢分解产生羟基速度大大加快,因此氧化效率提高,该方法在许多国家仍处于研究阶段。 (3)臭氧氧化法 臭氧氧化法有其独特的优点:这种方法氧化时不产生污泥和二次污染。然而,它的运作和投资成本高,以及处理废水流量不宜太大。臭氧氧化,一些废水有机物完全氧化为水和二氧化碳,和大多数成氧化中间产物。臭氧氧化和生物活性炭吸附耦合技术用于深度处理,在氧化有机物质分解为氧气和臭氧快速活性炭床在富氧条件下,得到再生,提高使用周期;同时活性炭表面需氧微生物活性增强,降解的有机吸附能力。能有效去除有机物,有机发色团的结构,改变加强能力的脱色活性炭。强大的LiSong与臭氧-活性炭工艺深度处理炼油废水,COD、氨氮、挥发酚、石油平均去除率为82.6%、93.4%、99.5%、94.3%,主要的指标,地表水Ⅳ类水质标准。 (4)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 3、生化法 (1)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (2)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅谈石油化工业的现状及发展趋势 摘要:本文介绍了国际和国内石油化行业的运行情况,分析了我国石油化工业发展过程存在问题,并预测了我国石油化工业的发展趋势。 关键词:石油化工业;运行情况;问题;趋势 一、国际石油化工产业运行情况 2009年.在全球性经济衰退的环境下。西欧、北美及日本等发达国家的化工产业在2008年的基础上进一步衰退。不计医药化学品在内。2009年欧洲的化学品产量同比下降约12%.美国下降9.4%。预计2010年欧洲和美国化工品产量将分别增长5%和3%.但仍难达到经济衰退前的水平。要完全从衰退中走出来还需要更长的时间。 二、我国石油化工产业运行情况 “十二五”期间。我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化,主要是传统产业比重下降,而高端和新型产业将得到较快发展。在这个转型时期,石油化工业全行业结构调整需进一步加快.以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。 2010年我国石油和化学工业经济运行取得了显著成效,实现了“十一五”丰硕而圆满的结局。与2009年同期相比,2010年石油化工业的全年总产值达到8.88万亿元,同比增长34.1%;实现利润6900亿元,同比增长36%;累计对外投资总额为11525亿元,同比增长13.8%;累计实现进出口额4588亿美元,同比增长40.3%,其中进口额为3245亿美元,同比增长42.3%,出口额1343亿美元,同比增长35.7%。总体来看,我国石油化工业在2010年保持了高速的增长态势。 三、石油化工业发展存在的主要问题 (一)产能结构性过剩矛盾更加突出 “十一五”期间,石油化工业大多数产品产能大幅增长,产品供给由“整体短缺”转变为:结构性过剩“。 传统大宗石化产品的总产能明显超过国内市场需求,装置开工负荷较低,资源浪费严重。2010年,我国甲醇平均开工率不足45%,尿素平均开工率不足75%,烧碱平均开工率约为72%,聚氯乙烯平均开工率仅为54%。 高端石油化工产品严重短缺,进口依赖程度很高,部分高科技产品尚处于空白。2010年,我国进口合成树脂3069万吨,进口合成纤维单体1439万吨,均创历史新高;化工产品贸易逆差达433.82亿美元,其中合成树脂占89.9%。 (二)资源短缺仍是制约石化行业发展的主要因素 我国原油资源短缺.人均占有储量只有世界平均水平的11%.并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展。我国原油缺口逐年扩大,2009年我国石油缺口高达2.1亿t,预计2015年将进一步达到2.62亿t,原油进口依存度达到55%,同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺。不仅对我国石化产业的发展产生重大制约,而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。 (三)节能减排任务更加艰巨 石油和化学工业是能源消耗和污染物排放大户,能耗和污染物排放均居工业部门前列。2009年全国石油和化学工业综合能源消费量为3.84亿吨标准煤,占工业能源总消费量的17.4%,位居所有工业部门的第二位。2009年全国化学原料及化学品制造业的化学需氧量排放量为60.21万吨、氨氮13.16万吨、二氧化硫130.15万吨、氮氧化物41.98万吨、烟尘78.81万吨。 我国政府向国际社会做出承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放降低40%~45%。国家“十二五”规划纲要也对节能减排提出了更加严格的约束性指标,石油和化工行业节能减排工作任重道远。 四、石油化工业发展趋势预测 (一)《十二五规划》中的行业相关政策 2010年10月18日,中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议集体通过了《关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》。《建议》的第四部分为“发展现代产业体系,提高产业核心竞争力”。其中对加强现代能源产业和综合运输体系建设提出要求:“推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系,……完善油气管网,扩大油气战略储备……”。 2011年3月,全国两会上具体公布《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》,《纲要》在第九章、第十一章对如何促进石油化工业发展提出了更具体的措施。 (二)相关子行业的发展预测 预计“十二五” 期间我国原油进口量仍保持增长,原油资源不足仍然是制约国内炼油行业发展的主要原因,从获得资源的条件和布局优化的需要角度分析,临港和石油化工产业薄弱地区会有更多发展机会。炼油能力的增加将以原有企业的改造为主,尤其是与乙烯的发展结合建设世界级炼化一体化的基地,新建炼油装置将受到严格控制。将来会更侧重特色油品的生产,具有特色的各类催化裂解技术的广泛应用将使部分地炼企业生产出更多的化工原料,新建以重油加工生产油品的装置将受到限制。预计到“十二五” 末期我国原油加工能力将达到4.8亿~5亿吨。 (三)下游产业快速发展 “十二五” 期间,我国有机原料的规模将加大,新技术应用增加;目前缺口较大的苯乙烯单体、ABS树脂、PTA和乙二醇等装置能力均有增加;特种合成橡胶的发展有较大突破;塑料改性和塑料合金将上一个新台阶。目前供求矛盾较为突出的品种主要有合纤单体(精对苯二甲酸、乙二醇、己内酰胺和丙烯腈)等,上述大部分产品每年仍有较大数量进口,国内市场满足率在50%~ 70% 。值得注意的是,石油化工产业目前处在快速发展阶段,原料优化、工艺技术进步趋势加快,很多有机原料产品都处于优胜劣汰的竞争状态中。有缺口的产品发展将面临更多的机会,供求平衡的产品仍需通过结构调整和技术进步保持竞争优势。 石油化工工业论文:石油化工工业废水处理工艺研究 【摘要】介绍化学法、物理法和生物法在石油化工高浓度有机污水处理中的应用状况和最新进展,评述各种处理方法的适用条件和处理效果。在加快发展石油化工工业的过程中,必须高度重视污染防治工作,这对石油化工工业可持续发展具有十分重要的意义。 【关键词】石油化工工业废水处理工艺 中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号: 石油化工是以石油为原料,以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程,生产中产生的废水成分复杂、水质水量波动大、污染物浓度高且难降解,污染物多为生物难降解有毒有害的有机物,对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强,石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点,新的处理技术和工艺不断涌现,主要分为物化法、化学法和生化法。 一、物化法 1、隔油 石油化工废水中含有较多的浮油,会吸附在活性污泥颗粒或生物膜的表面,使好氧生物难以获得氧气而影响活性,对生物处理带来不利影响。一般采用隔油池去除,隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。耿士锁经过研究对比,认为斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好。吕炳南等对大连新港含油废水处理工艺进行改造,将平流隔油贮水池的前部1/4改建为预曝气斜管隔油池,拆除原斜板隔油池,经改造后的隔油池处理,废水含油量从200-350mg/L降至10-15mg/L。 2、气浮 气浮是利用高度分散的微小气泡作为载体粘附废水中的悬浮物,使其随气泡浮升到水面而加以分离,分离的对象为石化油以及疏水性细微固体悬浮物。在石油化工废水处理中,气浮常放隔油、絮凝之后,有广泛的应用。 陈卫玮将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水,进水含油约200mg/L,出水含油低于10mg/L,去除率达95%;若原水未经隔油处理,COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水,系统运行良好,能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物,尤其能有效去除硫化物,解决了传统工艺的难题。 3、吸附 吸附是利用固体物质的多孔性,使废水中的污染物附着在其表面而去除的方法。常用吸附剂为活性炭,可有效去除废水色度、臭味和COD等,但处理成本较高,且容易造成二次污染。在石油化工废水处理中,吸附常与臭氧氧化或絮凝联用。 4、膜分离 膜分离是利用功能膜作为分离介质,实现液体或气体高度分离纯化的现代高新技术,主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤,能有效脱除废水的色度、臭味,去除多种离子、有机物和微生物,膜分离过程和现存的分离过程相比,在液体纯化、浓缩、分离领域有其独特的优势,膜分离过程大多无相变,在常温下操作,设备和流程简单,出水水质稳定可靠,且占地面积小,运行操作完全自动化,被称为“21世纪的水处理技术”,但是需要投资大,污水处理量小。 二、化学法 1、絮凝 石化污水处理的重要过程之一是絮凝,即通过向水中投加絮凝剂破坏水中胶体颗粒的稳态,胶粒之间的相互碰撞和聚集,形成易于从水中分离的絮状物质。通过该过程,炼油废水中的浊度、色度、有机污染物、浮游生物和藻类等可被去除。絮凝通常与气浮或者沉淀等工艺联用,作为生化处理的预处理。微生物絮凝剂是一种利用生物技术获得的新型水处理剂,同其它絮凝剂相比,具有许多优点,包括易生物降解、适用范围广、热稳定性强、高效和无二次污染等,因此应用前景广阔。 2、氧化法 (1)臭氧氧化法 臭氧氧化时不产生污泥和二次污染,但其运行及投资费用高,且处理的废水流量不宜过大。经臭氧氧化后,废水中的小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳,而大部分转化为氧化中间产物。一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用技术用于深度处理,在氧化有机物的同时臭氧迅速分解为氧,使活性炭床处于富氧状态,得到再生,提高其使用周期;同时活性炭表面好氧微生物的活性增强,降解吸附有机物的能力提高。能有效去除有机物,改变有机物生色基团的结构,强化活性炭的脱色能力。 (2)光催化氧化法 该法有效地将光辐射与O2、H2O2等氧化剂结合起来处理污水,因此称为光催化氧化。有人以太阳光为光源,以TiO2、TiO2/Pt、ZnO等为催化剂,用此法处理含有21种有机污染物的水,得到的最终产物都是CO2,不产生二次污染。 (3)湿式氧化法 湿式氧化法分为催化湿式氧化(CWO)和湿式空气氧化(WAO)。WAO是利用空气中的分子氧在高温高压条件下进行液相氧化的工艺过程,该技术是有效控制环境污染物的良好途径,特别适宜于有毒有害污染物或高浓度难降解有机污染物的处理。CWO是将有机物在高温、高压及催化剂存在条件下,氧化分解为CO2、H2O和N2等无毒无害物质的过程,它反应时间更短、转化效率更高,但pH、催化剂活性对反应影响较大。 三、生化法 1、厌氧处理 (1)升流式厌氧污泥床 升流式厌氧污泥床(UASB)反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、运行费用低和操作简便,但反应器启动过程耗时长,对颗粒污泥的培养条件要求严格,常用于高浓度有机废水的处理。凌文华等将其用于己内酰胺生产废水的预处理,COD去除效果好,但出水可生化性并不理想。且在处理过程中,要严格控制反应条件,进水负荷波动控制在15%以内,进水SO4-2应低于1000mg/L,进水pH在5.5-6.5,反应温度在30-38℃。为消除S2-对厌氧污泥产生不利影响,可在进水中加入适量的FeCl3。 (2)厌氧附着膜膨胀床 厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)反应器是种新型高效的厌氧消化工艺,其床层在一定的膨胀率(10%-20%)下运行,使反应器内的传质条件得到改善;且载体粒径小,能为微生物的附着生长提供巨大的表面积,使反应器内保持较高的微生物浓度。 (3)厌氧固定膜反应器 厌氧固定膜反应器中装有固定填料,能截留和附着大量的厌氧微生物,在其作用下,进水中的有机物转化为甲烷和二氧化碳等得以去除,具有微生物停留时间长、抗冲击负荷能力强和运行管理方便等优点。 2、好氧处理 (1)序批式间歇活性污泥法 序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行,但不适合处理大量废水,对控制管理要求较高。 (2)高效好氧生物反应器 高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术,具有深井曝气和污泥流化床的特点,是第三代生物反应器。已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究,结果表明,HCR启动速度快,氧的利用率高,抗冲击负荷能力强,去除效果稳定可靠,BOD去除率可达75%-85%。 (3)生物接触氧化 生物接触氧化是在生物滤池的基础上发展起来的一种生物膜法,它兼有生物滤池和活性污泥法的特点,负荷变化适应性强,不会发生污泥膨胀现象,污泥产量少,占地面积小,处理方式灵活,便于操作管理;但负荷不易过高,要有防堵塞的冲洗措施,大量产生后生动物(如轮虫类),容易造成生物膜瞬时大块脱落,影响出水水质。 (4)膜生物反应器 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术接合而发展的一种新型的污水处理装置,广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水,试验表明,BOD、SS和浊度去除率达到98%,COD去除率达91%,石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理,且稳定性好,泥负荷较大,剩余污泥量少。 (5)悬浮填料生物反应器 悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器,其核心部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料,反应器操作简便,有良好的通气性、过水性,存在碰撞和切割气泡等作用,可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质,提高氧的利用效率,且对曝气、布水没有特殊要求。 结束语 石油化工工业废水处理工艺是非常复杂的,在处理的过程中,要运用科学的技术和方法,这样才能起到保护我们的身边环境免受到污染和破坏的效果,从而保证人们的身心健康。 石油化工工业论文:浅析石油化工业发展及其新技术 摘 要:石油化工是化学工业中的基干工业,在国民经济中占有极重要的地位。当代石油化工技术的发展趋势是:用高新技术提升传统工艺,开发更高效的新型催化剂,发展清洁生产工艺,使石化技术提高到一个新水平,为石油化工业的可持续发展提供有力支撑。本文通过描述现代石化新技术。 关键词:石油化工发展状况、石油化工新技术 一、国内外石油化工业发展状况 由于新工艺的开发、新材料的应用及其高额的利润驱使石油化工行业得到飞速的发展,美国、西欧和日本等工业发达国家构成了世界石化工业的主体。这些国家主要石化产品的生产能力已基本满足了世界市场的需要,石化工业也从高速发展时期转向平缓增长期和波动期。 我国在融入经济全球化的过程中,石油化学工业是最活跃的工业体系之一。经历了40 多年尤其是改革开放以来的迅速发展,石化业在国民经济中的重要支柱地位日益凸现;已经形成了门类比较齐全、具有相当规模、品种大体配套并基本可以满足国民经济、相关工业发展和市场需要的工业体系。随着市场经济的发展,石油化工对农业、汽车工业、建筑业、机械电子行业的影响越来越大。 二、石油化工新技术 1、新型催化剂技术 催化技术的发展可归纳为4类,即渐进式、台阶式、跨越式和新生式。由于新催化材料是新催化剂和新工艺的源泉,因此新催化材料是当今催化科学的前沿,已开展的研究:加氢催化剂、异构化催化剂、聚烯烃催化剂等新品种不断推出。IFP开发的乙苯异构化生产对二甲苯新催化剂,可使对二甲苯产率由一般的88%提高到93%,称为Oparis的新催化剂可转化高达40%的乙苯,并使C8芳烃损失减少到小于2%。 2、轻质烷烃活化技术 21世纪石油化工原料将可能转向以更廉价的天然气类烷烃为主,因而,原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。21世纪可能工业化的烷烃活化技术包括乙烷制醋酸,异丁烷制甲基丙烯酸酯,乙烷催化脱氢制乙烯,以及丙烷制丙烯酸等。 乙烷生产乙烯的醋酸;乙烷直接生产氯乙烯;由丙烷直接生产丙烯腈和由正丁烷直接生产1,4-丁二醇等烷烃活化技术已接近工业化。 3、芳烃抽提技术 加氢裂解和催化重整油中的芳烃的分离是用液抽提和蒸馏进行的。抽提所用SO2、二甘醇、二甲基亚砜和n-甲基吡咯烷酮、n-甲酰基吗啉和环丁砜等都是抽提所使用的溶剂。其中ripp研究出了液抽提再结合环丁砜抽提蒸馏工艺,能够很好地适用于各类原材料。它不仅消耗能量少,而且能够分离的馏分范围广、收率较高。 4、生物技术 生物技术在石油化工行业的应用表现在新有机原料的提供、“三废”的治理及多种精细化学品的生产,主要包括生物催化剂、生物塑料、生物农药、生物化肥、生物石油技术、生物环保和传统生物化工产品等方面。生物化工与传统化工相比,具有反应条件温和、能源节省、选择性好、转化率高、设备费低和环境友好等诸多优点。另外,利用细胞技术和基因工程技术将“可再生能源”纤维素酶解、发酵、脱水制取乙烯的研究一直是科技界热切关注的课题,一旦取得突破,将彻底改变传统的石油化工工艺,引起石化产业一场新的革命。生物技术蕴藏着巨大的生命力,在石油化学工业中的应用更加广泛,也将极大地推动石油化学工业的快速发展。 5、纳米技术 由于纳米粒子表面积大、表面活性中心多,所以在催化剂中加入纳米粒子可以大大提高反应效果、控制反应速度,甚至原来不能进行的反应也能进行。在石油化工工业采用纳米催化材料,可提高反应器的效率,改善产品结构,提高产品附加值、产率和质量。目前已经将铂、银、氧化铝和氧化铁等纳米粉材直接用于高分子聚合物氧化、还原和合成反应的催化剂。如:将普通的铁、钴、镍、钯、铂等金属催化剂制成纳米微粒,可大大改善催化效果;粒径为30 nm的镍催化剂可把加氢和脱氢反应速度提高15 倍;纳米铂黑催化剂可使乙烯的反应温度从600℃降至常温。用纳米催化剂提高催化反应的速度、活性及选择性,这些研究将推动石油化学工业的快速发展。 6、清洁生产技术 对环境友好的清洁生产工艺是21世纪石化技术发展的必然趋势,它包括不用有毒有害原材料,废气、废水、废渣生成少,最终实现“零排放”的环保技术,以及排放废弃物料的有效回收利用,更可以涵括生产产品废弃后(如废弃塑料)的回收利用。 可实现工业应用的环保技术主要是不用光气、硫酸、磷酸、氢氰酸、盐酸、三氯化铝等有毒有害原材料生产石化产品的新技术。用离子交换树脂催化剂替代盐酸生产双酚—A,或用离子交换树脂催化剂替代硫酸生产仲丁醇;用氟化氧化硅/氧化铝催化剂替代氢氰酸生产直链烷基苯;改变原料路线,用异丁烯替代丙酮和氢氟酸为原料,生产甲基丙烯酸甲酯;生产可降解(包括生物降解、光降解)塑料等。 7、高效设备技术 研制开发高效设备是提升石化技术的重要内容。如:可大幅度节能的内部换热型蒸馏塔,连续进行100h以上苯-甲苯体系蒸馏分馏,得到高纯度苯和甲苯,同时节能30%以上。 三、总结 石油化工技术不仅发展为一个国家经济繁荣程度的标志,更关系到千家万户的日常生活。随着国家石油化工业的发展,必须努力增强科技原创力,吸收当代真正最先进的高新科学技术;应用绿色化工技术和可持续发展战略,进一步推动石油化学工业迈上新的台阶。 石油化工工业论文:浅析石油化工业的危险性及其安全措施 摘 要:本文分析了石油化工业的危险性和生产中可能发生的事故及其后果,并提出安全措施。 关键词:石油化工业;危险性;事故;措施 石油化学工业在国民经济建设中占有十分重要的地位,石化产品几乎渗透到国民经济和社会生活的每一个领域。石油化工生产的特点是易燃易爆、有毒、腐蚀性物质多,易形成爆炸性混合物,高温高压设备多,建筑物的孔洞和沟道较多,生产高度密封化、自动化、连续化,工艺复杂,操作要求极其严格,发生事故容易形成连锁性反应等。这些特点决定了石油化工生产所固有的爆炸危险性。 1石油化工业的危险性分析 1.1从原材料和产品的性质看 石油化工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。石油化工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。 1.2从工艺条件看 石油化工生产工艺技术复杂,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。 1.3从生产方式上讲 石油化工生产装置大型化,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。生产装置的大型化使得单套装置的处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力达到800万t/a,乙烯装置能力达到100万t/a以上。 1.4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。 1.5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。 2 石油化工业的事故特点分析 2.1事故规模化 制取石油化工产品,生产工序多,过程复杂,随着社会对产品品种和数量需求日益增大,迫使石油化工企业向着大型的现代化联合体方向发展,以提高加工深度,综合利用资源,进一步扩大经济效益。其生产具有高度的连续性,不分昼夜,不分节假日,长周期的连续倒班作业。在一个联合企业内部,厂际之间,车间之间,工序之间,管道互通,原料产品互相利用,是一个组织严密,相互依存,高度统一不可分割的有机整体。任何一个厂或一个车间,乃至一道工序发生事故,都会影响到全局。石化生产装置呈大型化和单系列,自动化程度高,只要有某一部位、某一环节发生故障或操作失误,就会牵一发而动全身。石化生产装置正朝大型化发展,单套装置的加工处理能力不断扩大,如常减压装置能力已达1000万t/a,催化裂化装置能力最大为800万t/a,乙烯装置能力将达90万t/a。装置的大型化 将带来系统内危险物料贮存量的上升,增加风险。同时,石化生产过程的连续性强,在一些大型一体化装置区,装置之间相互关联,物料互供关系密切,一个装置的 产品往往是另一装置的原材料,局部的问题往往会影响到全局。 2.2事故严重化 石化装置由于技术复杂、设备制造、安装成本高,装置资本密集,发生事故时损失巨大。由于石化装置资金密集,事故造成的财产损失巨大。据有关资料对1969~2008年世界石化行业重大事故进行统计分析,发现单套装置的事故直接经济损失惊人。如1989年10月美国菲利浦斯石油公司得克萨斯工厂发生爆炸,财产损失高达8.12亿美元;1998年英国西方石油公司北海采油平台事故直接经济损失达3亿美元;2001年巴西海上半潜式采油平台事故损失5亿多美元。 3 石油化工业安全措施 3.1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,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。 3.2安全工作管理人员的培养 施工企业各项目基层员工的安全文化和技术素质是施工企业建设安全文化的基石,在某种意义上决定着施工企业安全管理的效果,也决定着施工企业的命运。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。 3.3用电安全技术措施 (1)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。 (2)对具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。 (3)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。 石油化工工业论文:石油化工业自动化仪表的运用探究 【摘要】社会在进步,科学技术在不断发展壮大,为各行各业带来了巨大的便利。石油化工业也不例外,近年来自动化仪表在其石油化工业的应用得到了这个行业的普遍信赖。本文对石油化工业常用的几种自动化仪表进行较为详细的介绍并对其自动化仪表的控制方式与策略进行了探究,希望能对本行业的同行起到借鉴参考的作用。 【关键词】石油化工业;自动化仪表;控制方式 随着科学技术的不断发展,我国工业对科学技术的运用越来越广泛,由此使得我国工业产业向着多元化的道路前进。为了确保石油化工业在其生产过程中更为方便快捷准确,近些年来,自动化仪表在石油化工业逐步的兴起。自动化仪表的运用带给石油化工这个行业无疑是生产过程变得更加精密准确,生产出来的产品质量更为合格,大大降低了以往人工操作过程中所产生的各种误差,同时也极大地降低了生产过程的难度。在以后这个行业的发展中,对所生产的产品将会要求越来越严格,因此自动化仪表在石油化工行业的应用将会越来越广泛。对此笔者将对其自动化仪表的构成以及发展趋势、常用仪表、仪表的控制方式进行较为详尽的介绍,希望能对广大同行起到借鉴参考的作用。 1.自动化仪表的分类、组成以及发展趋势 自动化仪表是由一定数量的不同的具有自动化功能的元件所组合起来自动化功能较为完善能够满足人们需要的一种工具器材。自动化仪表一般不单单具有一种功能而是多种功能集一体的仪表器材。一个自动化仪表已经是由多个元件组成的一个完整的系统,而又是多个自动化仪表组合构成的系统中的一个子系统。自动化仪表是一种把输入信号自动的转化成为人类能对其进行识别读取的输出信号的信息化的仪表。 1.1自动化仪表的类别 为了满足石油化工行业不同生产过程的需要,自动化仪表的种类较为繁多,种类多种多样。根据不同的角度,自动化仪表可以分为如下几大类别:根据自动化仪表所需的动力分为气动、液动、电动等三种;根据自动化仪表的组装的方式分为单元组合式、基地式等两种;根据自动化仪表是否与计算器连接由可以分为智能化、非智能化仪表等两种。 1.2 自动化仪表的组成 自动化仪表根据仪表的功能的不同由可以分为记录、指示、模拟、数字显示等四种仪表。记录式的仪表主要是由单点与多点两大类所组成。调解式的仪表主要由单元组合式与基地式两种仪表所组成。由于仪表种类繁多,各种仪表的组成情况大致相同,这里不再一一列举。 1.3 自动化仪表的发展动向 随着科学技术的不断发展,自动化仪表在石油化工业也将不断完善与改进,其中主要的发展动向为;第一,对目标的控制将由以往的靠工艺参数发展为现在的以最优质量为目标的控制;第二,自动化仪表的控制所需要的方法由原来的反馈控制转变为现在的开环控制,由以前的手动控制转变为现在的计算机控制。自动化仪表未来的发展动向必将朝着智能化、人性化、系统化等方向发展。 2.常用自动化仪表的介绍 2.1 温度显示控制仪表 石油化工行业的现场所布置的一些设备或者管道常常需要对其温度进行检测与控制,因此温度显示控制仪表是必不可少的一种自动化控制仪表。普遍的测温仪表主要是靠与其设备或者管道的接触来进行温度的测试的。最常用也是最为常见的现场测温仪表主要为热电偶与热电阻测温仪表。 2.2 压力测试仪表 本行业对现场所布置的设备或者管道内的压力进行测试是必不可少的一环。因为设备或者管道内的压力涉及到安全方面的问题,不容忽视,因此压力测试仪表往往在石油化工行业应用非常的广泛。本行业的压力大部分为高压大概为33MPa左右,因此压力测试仪表的传感器,传输材料,显示表盘均需要特殊材料来进行制作。在压力测试方面最为常用的为液柱式压力测试仪表,弹簧式压力测试仪表两大类。 2.3 流量测试仪表 现场设备或者管道内液体的流量的检测与控制同样是重要的不容忽视的一个环节。因此流量测试仪表在其中所起到的作用是不容忽视的。流量测试仪表的种类与其他测试仪表相比较而言,种类更为丰富多样,可满足不同需要的选择。控制系统的稳定与运行优良的性质主要参照流量这个参数来对其进行必要的考核。流量这个参数在测试的时候与流体的种类以及管道的介质有着本质的联系。因此在进行流量的测试时要选择适合流体介质与管道材质的流量测试仪表。 2.4 执行器 执行器主要是由执行与调节两大机构所组成的。在石油化工行业较为常见的是气动式的执行器,在少数情况下也能见到液动执行器的使用但是这种执行器应用的非常少。最为常用的调节阀为薄膜式的气动调节阀,较为少见的还有气动活塞式的调节阀。其中调节阀的关键技术主要是设计计算,测试的校验等。 3.自动化仪表的控制方法介绍 3.1 系统的普遍的控制方法 石油化工行业自动化仪表系统的控制主要是连续、顺序、批量等三种控制方式。这三种控制方式一直沿用至今,基本没有太大的变化。 3.2 系统的先进控制方法以及系统优化方法 随着控制理论的不断向前发展,传统的控制方法显得已经不能适应行业的发展,因此出现了较为先进的控制方式。比如具有智能化功能的多变量控制器已经投入石油化工行业的生产阶段。这个控制器是一个独立的系统是以DCS为基础进行控制的。随着时间的向前推移,多变量智能化控制器会在石油化工行业应用的越来越普遍。 3.3 安全仪表系统的控制 石油化工行业现场所布置的设备以及管道所组成的系统是非常庞大的,其中系统具有大型化、工艺生产过程较为复杂、在生产过程中对周围的生产环境具有较高质量的要求。因此,面对这样一个庞大的生产系统,安全方面的问题是务必要引起足够的关注的。所以安全仪表系统逐渐在石油化工行业得到了广泛的应用。以往基于DCS的安全控制系统已不能满足行业的需要,因此在DCS的装置之外又增加了ESD等单独控制的设备。 4.结语 石油化工行业要想得到迅速的发展,自动化仪表在系统中的运用是必不可少的。虽然近几年自动化仪表在其石油化工行业的应用得到了发展与改进,为本行业的发展做出了突出贡献。但是仍然需要我们继续不断探索,勇于借鉴国外先进的经验来使我国的石油化工行业得到更为巨大的发展。 石油化工工业论文:数据采集系统在石油化工业的应用 摘要:随着科学的进步,现代的通讯和自动化技术也在迅速的发展。先进的CAN,总线数据采集远程抄表系统在石油化工行业也得到了广泛的应用。本文具体的论述了CAN,总线数据采集远程抄表系统设计的组成原理和应用。 关键词:CAN;数据采集;构成; 1 前言 随着计算机技术、现代通信技术和自动控制技术的迅速发展,智能化企业在许多国家应运而生。自动抄表系统是发展中各个行业自动化控制系统的重要组成部分,是解放生产力的必然途径。因而日益受到关注。 2 远程自动抄表系统的优点 与传统抄表方式相比,智能抄表系统具有方便快捷、节省人力物力、提高工作效率、精确度高等优点。 3 远程自动抄表系统构成 自动抄表系统主要由监视控制仪表(本系统需要采集数据的仪表)、数据采集器、集中器、数据传输通道和后台管理服务器等组成;其中监视控制仪表主要是在传统机械式仪表基础上将转盘适当改造,以便能将其转动圈数被数据采集器采集转化为脉冲数,以达到数据采样的目的;采集器主要完成将电表用电量转换成电脉冲信号以完成数据的采集,同时还具备将采集的数据保存、通过CAN,总线传输给集中器转发给后台管理系统。数据集中器则是通过CAN,总线收集各监视控制仪表上的传输数据,并通过无线GSM网络传送给后台管理服务器系统。 4 数据采集器硬件组成 数据采集器主要包括数据采集回路、数据保存回路以及数据传输CAN,总线节点回路,同时根据其他功能扩展。 采集器采用单片机89C51,其内部有4KB的ROM,128字节的RAM以及32个I/O口。P1口与串行器件24C02和显示、继电器电路连接。其中的显示模块采用串行方式进行通信,分别采用P1.0、P1.1、P1.2模拟时钟信号线和数据信号线。P0口主要用来与CAN总线控制器sJAl000相连,用作数据线。监控电路采用Dsl232芯片,它是看门狗定时器,功能是上电和掉电时给89C51、CAN控制器sJA1000产生复位信号;看门狗对系统进行监控,防止死机不能恢复。因此系统中必须建立不间断供电(电池供电),以便提供实时钟。 5 数据采集系统原理 5.1数据采集回路采用开关型霍尔传感器A44L对加装过小磁铁的监视控制仪表转盘进行将所转的圈数转化为数字信号,传感器A44L集成霍尔开关是由稳压器A、霍尔电势发生器(即硅霍尔片)B、差分放大器C、施密特触发器D和OC门输出E五个基本部分组成。 5.2 CAN总线采用一种串行数据通信协议,它是一种多主总线,数据长度为8个字节,不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通信的可靠性。C AN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码,而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法可使网络内的节点个数在理论上不受限制,因此非常适合远程抄表控制系统。主要由控制器89C51、CAN通信控制器SJAl000、CAN,总线驱动收发器82C250组成,单片机89C51对C A控制器接收到的数据进行读取和数据发送等程序处理,为了增强CAN总线节点的抗干扰能力,SJAl000的TX0和RX0并不直接与82C250的TxD和RXD相连,而是通过高速光耦6N137后与82C250相连,很好地实现了总线上各节点间的电器隔离。82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5欧姆的电阻与CAN,总线相连,起到一定的限流作用,保护82C250免受过流冲击。CANH、CANL与地之间并联了两个30pF的电容,可以滤除总线上的高频干扰并起到一定的防电磁辐射的能力。另外,两根CAN,总线输入端与地之间分别按防雷击管,起到一定的保护作用。 6 数据采集器软件设计 6.1主程序流程 数据采集器在整个系统中有喂狗、计表、时钟校时、CAN,总线数据发送和接收、数据存储与读取以及显示等功能,其中喂狗、计表和数据存储及CAN,总线数据接收分别采用定时终端、计数中断和外部中断实现,CAN,总线数据发送采用查询方式和其他程序功能在主程序中实现。 6.2数据采集程序说明 数据采集是将监视仪表转盘每转一圈转化为一个周期脉冲,单片机将此脉冲累加,从而测得数需要采集的数据。 6.3 CAN,总线数据收发程序说明 6.3.1数据采集器数据传输内容较为简单,发送出去的数据主要包括监视仪表示数(占5个字节),接收到的数据多为命令(1 4个字节),而C AN总线每次数据可传输8个字节,因此每数据传输采用1帧即可完成。本设计采用PeliCAN工作模式(29位表示码),利用查询方式发送数据,利用外部中断0接收数据。 6.3.2数据的发送由CAN控制器根据CAN协议规范自动完成。首先CPU必须将要发送的数据报文传送到CAN控制器发送缓冲器中,并置位命令寄存器中的发送请求标志,程序流程如图5所示。 6.3.3数据接收采用外部中断0接收,CAN控制器接收到一帧数据后,产生中断触发信号,CPU立即响应,将收到的报文接收到字节的接收缓冲器,并置位命令寄存器的释放缓冲区标志RRB。单片机根据接收数据进行命令解析,并做出相应执行。 6.3.4数据集中器设计方案 数据收集器主要起到转发后台管理服务器和各节点间的数据传输功能,CAN,总线控制器模块主要用来向各节点发送或接收相关数据,各节点地址通过程序设置均已被包括在对应报文29位表示码中,数据集中器可以通过广播或点对点向各用户节点发送命令数据。由于用户节点比较多,数据集中上传比较多,因此需要较多的数据接收缓冲区保存,然后通过GsM转发给后台管理服务器完成远程数据交流,因此采用有512字节内存的单片机sTC89C51对C AN控制器和GSM模块进行控制。单片机控制GSM模块在Text模式下接收手机短信,短信的收发是通过向串口以文本模式发送AT指令来实现的,其编码转换格式简单,并有较高的转换速率。 7 数据采集系统的主要维护工作 7.1模件卫生清洁 7.2模件断电退出:因为所有信号的接线直接连接至模件,未采用继电器等隔离,因此有必要拔出。 7.3检查电源使用情况 7.4软件备份,以备不时之需。 8保证数据采集系统稳定运行的措施 8.1完善各项组织和技术措施,为保证数据采集系统稳定运行的措施打基础。 8.2加强运行管理的完善,保证在新思路、新形式下安全生产。 8.3加强业务培训,以适应当前高科技技术的发展。 8.4加强思想教育,认识到安全、经济、准确的重要性。 8.5加强数据采集系统的巡视检查和维护,发现问题及时处理。 9 本行业自动化控制展望 9.1自动化控制系统的普遍应用是行业发展的主流; 9.2现场总线技术是集散控制系统发展方向; 9.3各项管理实现自动控制,实现网络现代化; 结束语 本文主要以监视控制仪表为例介绍了远程抄表数字采集系统数据采集和转发的设计方案。此设计方案在石油化工也的广泛应用也为石油化工业的发展做出了贡献。相信随着信息技术、网络技术、计算机技术、通信技术、显示技术、半导体集成技术、控制技术、表面安装技术及其他高新科学技术的发展,石油化工行业的自动控制系统也将得到长足快速的发展。
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。
机械工业论文:国民经济主要产业技术介绍 机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;cad应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和fmc·p-fms、fms三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以gt原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发vxi总线、gpib总线、rs485串行总线三类自动测试系统,vxi总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;gpib总线结构的环保自动测试系统;rs485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型igbt器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、cnc型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括cnc系列变压吸附制氮机组、tc-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生 产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业pc机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统capms 该系统吸收国外mrp-ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作cad/cam/capp信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:国民经济主要产业技术介绍 机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;cad应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和fmc·p-fms、fms三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以gt原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发vxi总线、gpib总线、rs485串行总线三类自动测试系统,vxi总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;gpib总线结构的环保自动测试系统;rs485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型igbt器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、cnc型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括cnc系列变压吸附制氮机组、tc-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生 产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业pc机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统capms 该系统吸收国外mrp-ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作cad/cam/capp信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。 机械工业论文:广西机械工程学会举办机械工业博览会拓展东盟市场 近日,由广西科协所属广西机械工程学会主办的“广西泛北部湾工程机械、专用车辆、港口、仓储设备及五金机电展览会暨学会工作现场交流会”在广西南宁市国际会展中心拉开帷幕。来自全国各省(区)248家企业参展,各参展企业代表、国内外客商、专业观众到现场观摩学习,广西科协组织所属50多个学会代表参加了展览会开幕式。 广西科协副主席谢林城在学会工作现场交流会上讲话时说,广西科协所属学会应围绕党和政府的中心工作,围绕广西优势支柱产业,积极开展学术交流活动,要在促进产业的科技进步中有所作为;抓住机遇,发挥各学会的特色优势,打造品牌活动;各学会要发挥人才优势,积极宣传科学思想、科学精神、科学方法和科学知识,抵制和批判伪科学、伪科普,在科普工作中有所作为。 打造泛北部湾最大专业机械工业博览会 泛北部湾机械展已成长为泛北部湾地区最大规模的专业机械工业博览会,本届展会展出规模超过了2万平米(其中室内两个馆共5200平米,室外15000平米),参展商数量达到了400家。汇集了韩国斗山、三一重机、徐工集团、柳工集团、玉柴集团、林德叉车、台励福叉车、东联仓储、台湾稳汀、台湾新志、德国联合汽配、美国摩本文由论文联盟//收集整理尔斯、丹麦格兰富、m.k.morse、上海克拉克、西安达刚、正菱集团、廊坊凯博、天津建科、桂花机械、梧起起重、统益国辉等众多国际知名品牌参展,现场成交额达到5700万元。 本届展会在南宁及青岛两地同步招商,加大了招商及专业观众的邀请力度,开通南宁市内“白沙大道机械市场—会展中心”、“东博五金机电城—会展中心”两条免费参观直通大巴,另专程派人到广西的北海、钦州、防城港、桂林、柳州、百色、河池等地上门邀请专业观众,确保了展会的展出效果。此外还特别加强了对越南等东盟成员国的邀请力度,特别为企业与采购商设立产品推介与采购洽谈对接会。以越南机械总会、越南投资部、越南国家科学联合会、越南机械设计院、越南百科大学为代表的采购团与众多参展商一对一对接洽谈,取得了非常好的效果。斗山机械、廊坊凯博、南宁机械厂、大连物流科技等公司均与越南采购团达成采购意向。 博览会常开常盛 作为广西工程机械技术领域较成功的专业展览活动之一,从2000年开始,广西机械工程学会每年至少主办1次广西机械工业博览会,目前已经连续成功举办12场(次),学会和越南机械工程学会在工程项目合作方面已经取得丰硕成果。据主办方统计,从2000年开始,越南机械工程学会多次参加机械设备展销会,展销会期间成交额共计4000多万元。2005年,由广西机械工程学会与越南机械总会合作的“热喷涂技术和装备”项目已经在越南建厂开工,并为越南企业取得了较好的经济效益和明显的社会效益。目前正在紧锣密鼓施工的“振动时效技术和装备”合作项目也即将在越南落户。 今年3月,该学会还主办了“2010年广西机械设备博览会、第四届广西国际糖业/淀粉/酒精/粮油技术设备展、第三届广西国际环保节能/沼气技术设备展、第十一届广西广告技术设备展览会”。来自德国、英国、瑞典、荷兰、新加坡、中国北京、上海等国家和地区的350多家单位参展,展会面积10800多平方米。3天的展会,共有海内外1.5万客商到会参观洽谈,成交及达成意向成交额1000多万元。 博览会拓展东盟市场 广西地处中国—东盟经济合作区、泛珠三角区域经济合作区、大西南经济合作区结合部,地理优势明显,特别是中国—东盟博览会在广西南宁永久举办和2010年1月1日“中国-东盟自由贸易区”建成并启动,自贸区内90%产品开始实现零关税,东盟各国的进出口量呈现500%的增长,自贸区成为一个拥有19亿消费者、4.5万亿美元贸易总量的巨大市场。随着我国与东盟各国贸易往来日益增多和泛北部湾经济合作进程的加快,在东部产业转移的契机下,广西北部湾经济区开始成为我国最具活力和发展潜力的地区。 广西科协所属广西机械工程学会,充分发挥学会自身优势,多年来致力于与越南机械总会的交流与合作,通过每年联合举办机械工业博览会、开展专题学术互访、技术考察等形式,了解国内外机械行业的市场潜力、积极拓展与东盟国家的合作商机。泛北部湾机械工业博览会顺应市场需求,为行业的交流协作架起了一座沟通的桥梁和平台。 机械工业论文:食品机械工业设计论文 1解析工业设计 工业设计是一门新兴的综合性学科,作为人类设计活动的重要部分,它集多门学科知识于一身,既包括科学技术知识,又包括美学艺术知识,以及人机工程学、经济学等。在我国,工业设计曾经被称为工业美术设计、产品造型设计等,随着社会的发展,其内涵不断地发生变化。工业设计是市场需求、现代科学技术与人类文化艺术的结合,以现代化工业生产为基础的一门新兴实用学科。具有的前瞻性和普适性特点的工业设计,使传统的产品散发出新颖与独特的个性特征。工业设计具有很强的时代性,它主要是通过对产品的结构、工艺优化,对材料、形态及色彩的协调来改进产品的品质和功用。也就是用视觉效果来实现设计理念的表达,从而能够为达到某一特定目的而从构思建立一个切实可行的方案,并能够用明确的手段表示出来。2007年2月13日,总理作出重要指示:“要高度重视工业设计”和2010年8月26日11部委联合发文促进工业设计产业发展,这表明我国政府对工业设计这个领域的重视。就中国的现状而言,如果我们想从“中国制造”走向“中国创造”,就必须大力发展中国的工业设计。企业要想长时间保持竞争力,必须采取创新性产品开发战略,才能成为自主创新的主体,拥有创新性的产品。产品创新很大程度上就取决于工业设计在企业中的应用地位。 2食品机械发展与工业设计的关系 食品机械就是将食品的原材料加工成为成品食品的过程中所使用到的机械装置与设备。食品机械也可分为食品的加工机械和包装设备这两种。食品工业是我国国民经济的支柱产业,食品机械是为食品工业提供装备的行业。作为与人民生活息息相关的食品工业进入到一个蓬勃发展的阶段,食品工业的发展也带动了食品机械工业的发展。工业设计又是食品机械设计中的一个十分重要的方面,工业设计能够实现食品机械产品造型、功能结构和材料的科学合理化,在提高产品的整体美与社会文化功能方面起到了非常积极的作用。食品机械产品的功能、造型形象及物质技术条件是构成食品机械工业设计的基本要素。现在一些家用食品机械的外观:简约、时尚、新颖、实用,改变了以前食品机械只能在食品加工厂的现状,现在很多外观造型时尚、操作简捷方便的小型食品机械像面条机、挂面机、和面机等慢慢的进入消费者的家庭,食品机械的发展与工业设计有着密不可分的关系。通过工业设计使食品机械产品更加吸引着消费者的眼球。出色的工业设计能得到更多消费者的青睐。传统的食品机械产品设计是把实现机械产品本身的功能作为重点,以设计产品为目标,在传统的食品机械产品设计工业中,机械工程师是凭借自己的专业技术知识和经验来进行产品的设计,但由于设计出的产品大多外观造型粗糙和使用方式不够人性化,尽管能很好地满足功能的要求,但往往在销售市场上缺乏竞争力,成为不可忽视的一大弊端。食品机械工业要有一个更好和全面的发展,就必须在食品机械产品设计时把工业设计的方法和思想纳入其中,这样的食品机械产品不但能够满足功能的要求而且可把产品顺利的打入市场,融入工业设计的产品相比就会具有较强的市场竞争力,一定程度上也促进了食品机械工业的发展。 3工业设计在食品机械中的应用 3.1工业设计创新理念的应用 创新是工业设计的核心理念。随着社会经济的发展,人们的生活水平得到了极大的提高。生活变得丰富多彩,对食品的追求也多样化起来。利用工业设计的创新理念,设计出新颖的食品机械来满足人们对食品多样化的需求。一方面通过分析人们潜在的需求,明确产品概念,提出食品新机械的功能定位,从而推出新颖的产品,占据市场的制高点,为企业创造高额利润。另一方面,对现有产品结构、材料、生产工艺等进行优化改进,进一步提高产品的质量、降低生产成本,从而赢得众多消费者的认可,提高产品的市场占有率。 3.2外观与功能结构的结合展示出食品机械的美 从外形图上可以看到,整个面条机外廓造型曲线优美,配色细腻和谐,按钮设计人性化。大面积外形对机械结构进行包裹覆盖,可消除消费者对机械结构的恐惧,使用操作简单和拆卸方便,无不显示着工业设计在食品机械中展示出的美。造型设计与色彩完美地展示了面条机内在的性格。一个能实现功能的食品机械产品,不仅要满足人的使用,还要适合人们的视觉审美要求,工业设计赋予面条机新的内涵。 3.3安全、可靠、人性化设计的体现 食品机械是食品的加工和生产设备,产品必须考虑安全、可靠、人性化的设计。让产品与使用者取得最佳匹配是以人为本设计的根本理念。工业设计的应用,充分考虑如何使设计的机械设备系统、人机系统或人机环境系统最大限度地适合人类的形态、生理和心理特征,以求达到安全、舒适、高效生产和工作的目的。在食品机械领域,主要考虑的有系统的可靠性和人机安全性两个方面,系统可靠性是指在预定的时间内和给定的工作条件下,食品机械能够可靠、有效地进行工作,保证无故障时间和使用寿命达到预期要求。人机安全性是指食品机械设计中采取的技术措施,不仅能够保证人体安全、舒适、卫生和健康地工作,而且能够使机械故障和卫生问题产生的风险或造成的损失降到最低限度。工业设计在食品机械产品设计中的应用很大一部分体现在人机工程学的应用方面。随着市场竞争的加剧,食品机械的竞争力不再是仅仅取决与产品技术的先进性和完善的功能,而是要考虑食品机械产品的工业设计。由于传统的食品机械设计以设计产品为主要目标,更多地考虑产品本身功能的实现,而没有把人作为设计的一个目标,没有规范化地考虑人的因素,这就很难保证机器操作效率最佳,也不易判断设计质量的高低。人机工程学强调将人和机器作为相互联系的两个基本部分构成一个整体,形成人机系统。人机工程设计的是人机系统,是把人作为系统设计的一部分,把人-机-环境三者作为一个系统进行总体设计。目前,我国食品机械行业工业设计还未引起企业和设计人员真正的重视。食品机械在进行设计和制造时,仅考虑功能要求而未考虑工业设计,致使有些食品机械产品表面粗糙,色彩搭配不合理,操作不符合人机工程学原则,许多零部件外露,不但有很大的安全隐患,还显出产品的笨重和丑陋,这些因素极大的限制食品机械产品的市场竞争力。食品机械是生产设备,其形态应体现整体的对称与平衡、节奏与韵律美感形式,根据需要辅助以局部形态的对比和变异形式,创造符合产品特征的审美意象。这样既有利于标准化和经济性的需要,也有利于表现和谐统一、含蓄丰富的美感,创造单纯、宽松的工作环境和人文气氛,缓解疲劳和压力,可更好地提高工作效率。为此,人不再是被动地去适应机器,而是与机器共同完成一个系统目标,从而可以获得系统的最高综合效能。 4结语 目前市场要求食品机械产品不光是通过技术设计对其功能的单纯实现,还要求食品机械产品外观的美观时尚以及设计的人性化。不只是要求食品机械与工业设计外在的结合,而是相互融合和渗透在一起。设计者要让产品满足客户的需求,并达到“以人为本”的目的。只有将工业设计与食品机械设计有机的结合起来,才能设计出不但拥有优秀的功能,而且还能满足人们的审美的需求并符合时代特征的食品机械产品。 作者:裴学胜 程超然 单位:河南科技大学艺术与设计学院 机械工业论文:机械工业废水处理技术现状分析 1机械工业废水的来源以及表现形式论述 首先,浮油粒度稳定在100μm以上时,静置过后不久便会全面上浮,借助连续相形式在水面形成漂浮层,如机械厂滴漏而混入废水中的润滑、燃料油等。其次,分散油粒度基本维系在10~100μm之间,经常会借助弥散形式散布在水相之中,尤其经过足够静置时间和外力作用过户,便可快速凝结形成较大的油滴在水面上浮,严重情况下会逐渐缩小并转化成为乳化油。最后,乳化油粒度在0..1~10μm之间徘徊,废水之中具体呈现乳浊状,在油珠表层结构上会借助活性剂分子形成一类薄膜,进一步遏制油珠合并迹象,因此一段时间范围内不会衍生上浮迹象。 2我国机械工业废水处理技术规划现状研究 任何油状物质在水面漂浮一定时间过后都会顺势形成一层薄膜,可以将外部空气内部氧气溶解在水中,令内部溶解氧大面积缩减,令浮游生物快速致死,使得既有水生植物光合作用体系濒临瓦解危机,最终水体自净能力丢失,限制既有水资源利用价值的全面发挥结果。尤其对于鱼虾等长期生存在含油废水中的生物来讲,一旦说油膜蒙在鱼鳃之上就会令其缺氧而死亡;再就是水体表层凝集的油气一旦燃烧,造成的安全危机将不可小觑。有关对应废水治理技术规划细节状况将如下所示: 2.1物理法 首先,膜分离技术。其作为一类全新分离模式,具体联合微滤、超滤以及反渗透方式调节,实际上都是借助液液分散体系内部两相规则与固体膜表层亲和力异质化效应,实现预设分离调试指标。其次,粗颗粒化技术。主张利用一类包含粗理化材质的装置进行含油废水过滤,使得内部微细形态的油珠能够由此凝结成为较大颗粒,最终贯彻油水有机分离的技术指标。 2.2化学法 第一,絮凝方式。作为含油废水治理工序中经常出现的技术内容,其经常配合气浮法加以灵活调节。目前经常使用的无机凝剂主要包括铝、铁盐,而后续衍生的无机分子凝聚剂不管在用量或是调节效率方面都相对合理一些,并且使用过程中最佳PH值控制空间相对比较宽阔。第二,高级氧化方式。处于超临界体系内部的水氧化技术时刻保留高效、快速调试特征,长期以来深受相关废水治理人员关注和有机改善,任何其余工艺无法全面去除油脂的污染物,只有借助超临界水氧化方式都能够得到比较科学的回应。 2.3物理化学法 首先,浮选手段。此类工艺在我国正在介入系统研究和多元化推广行列之中,其主张将空气或是其余气体借助微笑气泡形态向水体之中注入,使得内部较为细小的固定颗粒、浮游珠能够快速粘结,并且随着气泡快速上浮形成浮渣,此时将油层顺势撇去,就可达到意想不到的乳化油除去效果。其次,吸附手段。其实就是结合吸附剂自身保留的多孔以及大表层面积特性,令机械工业废水内部的溶解油以及其余有机物在合理时间范围内部被吸附完全,最终完成油水分离技术调试指标。 2.4生物化学法 其实就是督促内部技术人员时刻联合微生物化学特性,使得机械工业废水之中的有机物快速转化成为微生物体内的有机成分。至于剩余要素会被微生物自动氧化瓦解形成有机物质,借此完成特定范围废水的自行净化任务。联合以往不完全数据调查资料整理校验,如今我国各区域开展机械工业废水综合治理事务的企业数量已经达到数万家,整体竞争趋势日益激烈,几乎任何省份都时刻保留规模大小样式的环保企业机制,特别是江浙沪等发达城市区域,环保已经完全过渡成为地方规模化产业布局准则。从工程设计、施工、设备研发、制造、安装、运营等方面可从事系列服务。近年来在我国北方也逐渐兴起了一些颇具实力的环保企业。 3今后我国机械工业含油废水处理技术创新发展前景预测规划 3.1磁吸附分离法 主要借助磁性物质作为载体,利用油珠的磁化效应,将磁性颗粒与含油废水相结合,使油吸附在磁性颗粒上,再通过分离装置,将磁性物质及其吸附的油留在磁场中,从而达到油水分离的目的。 3.2超声波法 超声波一般用来破乳,有研究表明超声波和破乳剂具有良好的协同作用,它可以提高破乳剂的效率,减少破乳剂的用量,特别是对那些用常规脱水方式难以奏效的原油乳状液破乳脱水具有较好的效果。另一方面,技术人员希望联合不同阶段最新清洁生产工艺以及异质化部件创新制备途径,进行机械生产环节中不同结构污染数量的压缩。争取从此获取综合治理积极主动权力,相信这也将是今后我国机械工业废水全面治理与生态环境体系保护的特殊适应手段。 4结语 综上所述,面对不断累积的机械加工废水等危急形势,我国在对应常规调试技术方面已经顺势达到成熟状态,今后核心发展任务是针对内部全新技术内容进行更深层次地调试,令不同区域水质改造工作发挥到最佳适应实效。其中膜处理工艺因为分离效率相对较高,因此在后期我国电镀废水综合治理领域中必然占据核心引导地位。需要注意的是,相关技术人员需要利用已有综合处理设施完成一类更加简易、有效的工艺组合修缮任务,真正提升水质改善绩效,这便是日后我国机械工业废水治理行业中的主流应对理念。 作者:周烨 单位:常州大学 机械工业论文:机械工业高技术产业如何发展十一五专项规划 机械工业是国民经济的装备业,是科学技术物化的基础、高新技术产业的载体,是国防建设的基础工业,同时,也是为人民生活提供消费类机械产品的主要服务部门。江西省机械工业在中央和省政府的关怀和正确领导下,以市场为导向,不断调整产业结构和产品结构,充分挖潜改造,盘活存量,提高经济效益,对我省国民经济的发展作出了重大贡献,在我省国民经济中占有重要地位。“十一五”是机械工业快速发展的关键五年,江西省机械工业必须坚定信心,把握机遇,迎接挑战,正视所面临的困难,围绕市场需求,加大改革力度,积极推进战略性结构调整,发展高科技,促进产业结构的优化升级,为实现机械工业的全面振兴,担负装备中国的历史重任奠定坚实的基础。为促进我省机械工业的发展,根据国家有关产业政策,结合我省实际情况,制定江西省机械工业高技术产业2006~2010年专项发展规划,并进行预测2020年前我省机械工业的产业发展状况。 一、全省机械工业发展现状 经过几十年的发展,特别是改革开放以来,我省机械工业取得了稳步、快速的发展,已形成了门类较为齐全、具有一定规模和较雄厚基础的技术不断进步的工业体系,至2004年底,全省机械行业拥有职工人数128390人;其中工程技术人员12300人,拥有固定资产(净值)949083万元。 据统计,2004年江西省机械工业总产值(现价)319亿元;销售收入280亿元;实现利润97263万元;税金98057万元;新产品产值616970万元;利税227009万元。年产值超过500万元以上的企业有76家,其中年产值超过1亿元以上企业30家;利润超过500万元以上的企业26家。出货额30.7亿美元,招商引资55.07亿元,实际利用23.09亿元,引进外资6.29亿美元,实际利用3.7亿美元。 “十五”期间,全省机械行业以市场为导向,继续加大产品结构调整力度,扩大产品的市场占有率,提高产品技术含量。五年来共开发新产品600余项,使机械产品总数达到7600余种,并开发出一批具有科技含量高、市场潜力大、在技术上达到或接近国际先进水平的优秀新产品。如全顺轻型系列客车、智能组合式系列电站、螺杆膨胀动力机、三维立体D形卷铁芯干式变压器、四开单色胶印机、锅炉袋式自动除尘器和铁路轮对加工专用数控机床等。企业从这些适应市场需求的产品中得到了良好的经济效益。“十五”期间,共安排科技攻关和技术开发项目250余项,完成鉴定项目160余项,50余项成果获国家部省级科技进步奖,如江西省机械科学研究所,开发的“高密度多孔蜂窝陶瓷挤压成型模具”,达到国际先进水平,不仅为行业提供了优质高效的催化载体,还为有效解决内燃机尾气污染问题作出了贡献。一批先进实用新技术得到较好的推广,并取得了明显成效。CAD、CAM、CIMS等先进技术正逐步推广应用,全省机械行业重点骨干企业基本实现了甩图板。“十五”期间,企业技术中心的建设步伐不断加快,提高了企业技术开发能力,从而掌握占领市场的主动权。已有江铃、江光、江化联等19家企业通过了省级企业技术中心验收。 “十五”期间,全省机械行业的质量工作扎实渐进,并卓有成效。在实施名牌战略中,在以前取得29项省名牌的基础上,又有19项省名牌产品获得省名推委重新认定。江光的凤凰照相机、华意的压缩机荣获国家名牌产品称号。主要产品采用国际标准和国外先进标准的达标率达到60%。重点骨干企业均达到ISO9000标准要求,有120个企业通过了质量体系认证。 “十五”期间,全省机械行业通过引进技术的消化吸收和自主开发的提升,对传统产品的技术改造和新技术的推广应用等多种途径,促使全省机械行业制造技术水平有了较大的提高。数控加工精密成型、少无切屑加工、可控气氛热处理、气体保护焊、材料改性、表面功能覆盖等一大批先进、高效的制造技术在生产中得到了应用,有力地促进了产品质量和企业效益的提高。 二、存在的主要问题 “十五”期间,全省机械行业在科技进步方面所取得的成绩是显而易见的。但是,我们更要清醒的认识到,与国内发达省份相比,尤其是与工业发达国家相比,我们的差距仍是相当明显,突出表现在许多企业市场观念淡薄,改革改组、机制转换滞后;企业包袱重,解负能力差,竞争能力不强。主要表现在如下几个方面: 1、从整体上看,我省机械工业的发展还没有完全转移到依靠科技进步的轨道上来,机械工业的生产值的增长仍然是依赖宏观经济的快速发展而带来的市场需求和资本金、劳动力的投入,技术进步所占的比重仍然较小。 2、自主开发能力不强,产品品种少,技术水平低的格局仍未能有效改观。全省机械行业的技术来源主要依赖国内外引进,自主开发能力比较弱。具有自主知识产权和技术含量高的产品依然不多。 3、分散重复性严重,生产集中度不高,尚未形成具有较强竞争力的大型企业和企业集团;企业内部组织结构不尽合理,专业化协作水平低,优势特色不够突出。 4、产品质量上的问题仍很突出,相当一部分产品性能、可靠性、耐用性、精度保持性等质量指标低于国内先进水平。就我省实际情况而言,主要原因是装备落后,制造工艺水平低和专业化程度不高的因素造成。 上述这些主要问题严重制约了我省机械工业健康稳定发展,也直接影响了全省国民经济的技术进步和产业升级。 三、机械工业的发展趋势 进入新世纪以来,世界机械工业进入了前所未有的高速发展阶段,对比其他行业,机械工业发展趋势有以下七大特征: 第一、地位基础化。发达国家重视装备制造业的发展,不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列,更在于装备制造业为新技术、新产品的开发和生产提供重要的物质基础,是现代经济不可缺少的战略产业,即使是迈进“信息化社会”的工业化国家,也无不高度重视机械制造业的发展。 第二、经济规模化。全球化的规模生产已经成为各大跨国公司发展的主流。在不断联合重组,扩大竞争实力的同时,各大企业纷纷加强对其主干业务的投资与研发,不断提高系统成套能力和个性化、多样化市场适应能力。 第三、发展不平衡。以2004年为例,销售名列世界前500位的企业几乎来自北美洲、亚洲、欧洲,所占比例高于99%,显示了在三大洲世界机械工业发展中的绝对统治地位。 第四、结构调整深化。发达国家加大了产业转移力度,机械产品中附加值低的产品被安排到市场潜在需求发展中国家生产。为适应市场需求的变化,各大生产商纷纷采取专业化生产,“单品种,大批量”已成为很多500强企业生产方式的新特色。同时,以生产者为主导的生产方式逐步向消费者为主导的定制方式转变。服务的个性化成为竞争成败的重要因素。 第五、全球化生产方式发生新变化。随着信息技术革命,管理思想方法的根本性变化,企业组成形式发生了变化,这些变化发生在跨国公司,并将成为新型全球化方式而发展下去。这种变化的主要特征是:广泛利用别国的生产设施与技术力量,在自己可以不拥有生产设施与制造技术所有权的情况,制造出最终产品,并进行全球销售。机械制造业公司在全球范围建立零部件加工网络,自己负责产品总装与营销、原材料调配、零部件采购全球化已成为世界机械制造工业的发展趋势。 第六、跨国并购加剧。现代并购不再一味强调对抗竞争,强强联合成立企业获得竞争优势的主要手段。这是机械制造业全球化过程中大公司谋求生存发展的一大特点。在建厂的前提下,优化企业产品结构,以达到提高生产能力,扩大市场份额,获取规模效益的目的。以高技术为内涵的行业来自技术创新的威胁,使跨国公司走上了联合之路,以形成强大的技术创新能力。机械制造业大企业间的战略并购,导致了机械工业资源的重新配置,使得世界机械工业的竞争格局出现了协作型的局面。 第七、产品高技术化。以信息技术为代表的现代科学技术发展,对机械制造业提出了更高、更新要求的各国家和地区,特别是发达国家更重视发展机械制造业,充分体现了机械制造业作为高新技术产业化推动整个社会进步和产业升级中不可替代的基础作用。高技术的迅猛发展起到了推动、提升和改造的作用。信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、电力电子技术、新材料技术和新型生物、环保装备技术等当代高新技术成果开始广泛应用于机械工业,其高技术含量已成为市场竞争的胜利关键。 四、发展方针 “十一五”是机械工业发展的重要时期,中国加入世贸组织后,经济发展越来越趋向开放,贸易和投资政策日趋自由化。全球性产业结构调整步伐明显加快,企业重组、强强联合、购并愈演愈烈。随着国民经济战略性结构调整与产业升级的步伐加快,装备制造业发展前景广阔。针对全省机械工业发展存在的主要矛盾和突出的薄弱环节,要全面贯彻中央提出的科学发展观,按照提高技术创新能力,发展高科技,实现产业化的发展方针,遵循社会主义市场规律和科技自身发展的规律,紧紧围绕产业及产品结构的优化调整,全面推进技术创新体系建设,以技术创新和高技术产业化为主线,加强集成,重点突破,为实现我省在中部地区崛起提供先进的技术装备。 五、发展目标 “十一五”期间,全省机械行业科技发展的总体目标是:全面贯彻落实科学发展观,科技兴赣战略,深化科技体制改革,全面建立适应社会主义市场经济体制和科技自身发展规律的技术创新体系,提高科技对经济增长的贡献份额,力争使技术创新和高技术产业化在省优势和特色的领域,达到国内先进水平。 1、行业综合水平 较“十五”期间相比,到2020年末,全行业人均装备占有率提高80%;全员劳动生产率达到80000元/人;企业工程技术人员占职工总数的比例达到25%;重点骨干企业达到30~35%。 2、产品品种 到2020年,产品品种数达到12000种,主要产品的水平与国际先进水平的差距缩短20年左右;大型骨干企业的产品要普遍实现更换代;主要产品品种的80%达到国际九十年代末的先进水平;15%产品进入世界先进行列。 3、产品质量 产品质量可靠性和耐用性要有大幅度提高,到2020年省名牌产品数达到120项产品。其中国家名牌产品数达到30项;主要产品均能达到国际或国外先进的标准。 六、主要任务 根据机械行业产品结构调整的指导意见,结合我省机械行业的实际情况,按照有所为有所不为的原则,确定我省机械行业“十一五”产品发展的主要任务如下: 1、汽车产品 坚持引进技术和自主开发相结合的原则,进一步加大产品结构调整力度,根据市场的需求,重点发展安全、节能、排放符合国家环保法规的经济型家用多功能汽车、适用高速公路安全、舒适的轻型客车、中型客车、专用汽车、摩托车以及环保、节能的车用柴油发动机、汽油发动机(电喷)和变速箱、车灯、减震器、滤清器、板簧、制动软管等汽车零部件。提高汽车产品自主开发能力和汽车零部件配套水平,力争在轿车产品上有所突破。 2、农机产品 稳定和发展面向农业、农村、农民的“三农”产品,特别是适应南方地区使用的中小型农田耕作、田间管理、收获等机械以及农产品深度加工、水产品加工机械产品、粮食烘干及仓储机械新型农业环保及作物病虫害防治机械、节水节能排灌机械等。要不断提高产品质量、水平和可靠性,满足市场需求。力争在中小型农田耕作、田间管理、收获机械等产品上有较大发展。 3、工程、矿山机械 根据国家能源、交通运输、矿山及水利工程建设的需要,“十一五”期间,工程机械要大力开发具有当代技术水平的机电一体化产品,同时还要开发简易多功能的工程机械产品,以适应乡镇农村经济发展的需要。“十一五”期间,工程机械产品发展重点是:大功率装载机、自行式平地机、机电一体化的液压挖掘机、内燃机叉车、双钢轨串联振动压路机、组合式振动压路机和高冲击能的压实机械;发展多功能钻机、深基础处理等施工机械、隧道开挖施工机械、沥青混凝土强制式搅拌设备。 “十一五”期间,矿山机械发展重点是:大功率内燃凿岩机、液压凿岩机、大规格牙轮钻机及辅助设备,新一代井下内燃无轨及电动铲运机、重支架搬运车、大中型多功能车、高机动轻型运输车及矿山的全防护设备、防漏电设备、防雷设备、梭式矿车等。 4、电力设备 随着我国发电工业向高效率、低能耗、低污染、低成本方向发展,要大力发展大型、高效、节能、新型的电力设备。在发电设备领域重点开发中小型发电成套设备和智能型柴油发电机组;循环流化床系列锅炉要在巩固现有优势的基础上,产品向大型化发展。用电设备重点发展节能、紧凑型等新型产品。电动机产品要实现更新换代并向中型高压方向发展,并注重开发特殊用途的专用电机、永磁电机及变频电机。输变电设备产品应向大容量、高电压方向发展,继续巩固和发展我省整流变压器的技术优势,电力变压器要向高效、节能、大容量方向发展。 5、家用耐用消费品 瞄准国内外两个市场,大力发展高技术含量、高附加值的家用耐用消费品,重点开发数码相机、R600a工质无氟压缩机产品,同时完善家用空调、冰箱、望远镜等产品系列。 6、基础机械 机床是最重要的基础机械,是装备工业的重要组成部分,我省机床行业基础比较薄弱,产品品种较少、档次低,市场需求的、有特色的、技术含量高的产品短缺,缺乏市场竞争力。“十一五”期间,我省机床行业要以信息化带动工业化,要用高新技术改造传统设备提高产品技术含量和大力开发数控机床,实现产品结构调整;通过技术引进、合作生产、合资经营等手段促进产业升级,要优先发展普及型数控机床和专用机床,并以此带动高档型数控机床的发展。 7、石化通用机械 “十一五”期间,石油化工机械重点发展,空气压缩机、印刷机械等主要产品,以重点发展产品为龙头,通过结构调整等改革措施,大力发展高效节能产品。 8、环保机械 当前,我国将进一步加大环境执法、环境建设和环境投资力度,为环保机械行业的发展带来契机,我们要不失时机的开发市场需求的环保机械,主要开发的领域是空气污染治理设备、水污染治理设备、噪声与振动控制设备、环境监测仪器仪表。具体是重点开发中小城市垃圾处理成套设备、高浓度有机废水处理及成套设备、烟气脱硫成套设备、汽车尾气净化和餐饮业油烟净化设备等环保机械产品。 七、重大项目 1、轨道车辆制造维修系列数控装备。 项目承担单位:江西中机科技产业有限公司。 该项目为适时满足铁路提速,制造维修、高速、重载列车新形势需要而研发的轨道车辆制造维修系列数控设备,它包括有车辆轮对数控动平衡去重机床、车辆自动检测数控加工机床、车辆轮对数控车床、车辆轮对落轮数控车床、车辆中梁组合钻生产线、车辆上下盘型面数控加工机床、车轴铣端面、打中心孔数控机床及车轴加工生产线,车辆构架各梁端头数控铣床、客车钩体扁销孔卧式双面铣床、数控龙门铣边机等40余种机床设备。该设备采用国内外成熟技术生产制造的传动系统、数控滑台、数控回转工作台、自动定心装置、液压系统及润滑防护系统等组成,综合运用数控技术、计算机控制技术、现场总线技术、通讯技术、四摩擦轮驱动技术、无间隙传动技术、激光检测技术等高新技术产品。该设备独创了车辆轮对制造中精密动平衡测量与精确铣削去重于一体的先进工艺、精密动平衡测量方式和适应多种速度级别轮对去重加工的复杂三维动态数学模型,该项目处于国际领先水平。主要技术指标有:最小剩余不平衡偏心emar≤8um,不平衡量一次性减低率uRR≥90%,它解决了现代铁路提速和制造高速列车时轮对制造精密动平衡测量与精确去重的关键工艺难题,为发展高速列车、城市轨道交通提供了可靠的工艺技术储备,是保证列车和运网安全不可缺少的关键设备。 2、组合式机电一体化蓄冷中央空调机组。 项目承担单位:江西集佳科技有限公司。 该项目为自行研发、具有自主知识产权的产品,是利用廉价低谷电力将制冷机制取的冷贮存起来,在电网高峰电价时段将机组贮存的冷量释放出来供为空调使用。它具有卓越的“移峰填谷、平衡电力负荷、节约能源、极大降低运行成本”功能。与传统中央空调相比,当峰谷的电价比达3︰1或4︰1每年节省的运行电费相当可观。该机组产品“组合式”使产品首创工业化批量生产;“模块化”的灵活配置构成了机组适应不同用户需求的系列产品线;“机电一体化”的现场控制器(PLC)和嵌入式软件实现系统的最优化运行;接入网络平台的上位机、远程监控计算机和系统管理软件所构成“系统集成”是信息化技术改造传统产业的完美实现。该产品主要技术指标:蓄冷量以1500kwh模块为基本组合单位,充冷速率:≥375kw;放冷速率:≥375kw;融水率:≥94%。该项目适用于机关、大专院校、银行、科研院所、宾馆、体育场馆等中央空调系统。市场前景广阔。 3、年产80万千瓦大中型水轮机发电机组。 项目承担单位:赣州发电设备成套制造有限公司。 水力发电属于环保型可再生能源,目前已得到世界各国的广泛关注,我国也以立法的形式,将中小型水力发电例入可再生能源之列。该公司在原有年产20万千瓦中小水轮发电机组的基础上新增60万千瓦,形成年产80万千瓦大中型水轮发电机的制造能力。同时,进一步提高企业管理水平和技术创新能力,大力开发技术含量高、适销对路的新产品,如低水头、大流量的大中型轴流式、贯流式发电机组,中小型风力发电机组,高效、节能大泵、特种泵类产品,不断提高产品档次,形成单机容量5万千瓦、转轮直径5.5米的水力发电设备生产能力,产品质量水平进入国家行业先进行列,企业年销售收入和利税两项指标争取进入全国水电设备行列前五名。 4、大光学产业 承担单位:江西凤凰光学仪器(集团)有限公司。 该企业是中国光学行业中大型的综合性光学仪器企业。目前拥有总资产14.5亿元,2004年实现销售收入13亿元,进出口额1亿美元,员工总数6200余人。多年来该公司紧跟世界经济与产业技术分工、发展步伐,不断分析面临的宏观与微观形势,提出了“占领两厢,融入大道”的大光学发展战略,将产业调整、投资发展的重点转移到大光学产业,通过业务合作与世界高科技光电子产业巨头结成战略联盟,相互依存,融为一体。将该公司产业的主业逐步调整成为与当代数字技术相结合的大光学产业、医教产业、房地产建设产业的事业架构,以大光学为主题,以光学制造业为基础,迅速发展大光学事业。 总体目标:到2010年实现销售收入23亿元,光学镜片产能全国第一,努力打造世界一流光学制造企业,进入世界前5强,新增主导产品销售收入5.8亿元,光学仪器市场占有率名列前茅。 主要经济指标:到2010年,光学镜片1.32亿片;光学镜头500万只;照相机3万台;金属零件5000万元;显微镜10万台;测绘仪器6万台;光学设备1000台;光引擎10万台;望远镜16万台。 技术创新与研发计划重点是围绕大光学事业的核心技术升级工作,着力推进产业链产品与主机产品的技术转型,全面实现向电子数字化技术产品调整升级。未来几年的重点是:非球面(塑料、复合、玻璃)技术、多层膜技术、微球面技术、定变焦镜头、照相机镜头模组、正投光引擎、数字光学仪器、光学影视设备、银盐相机低成本化等。 5、引进和开发VM汽车柴油发动机 承担单位:江铃汽车集团公司 目前,VM发动机,在发达国家,重型车100%使用柴油机,欧洲约30%的轿车和90%的商用车使用柴油机。国内对小型、高速柴油综合技术的研究还非常缺乏,因此,引进开发生产技术领先、节能环保的车用柴油机是汽车生产企业生存与发展的重要条件。 意大利戴—克VM公司是一个有着较强实力,主要生产车用柴油机公司。产品与戴姆勒—克莱斯勒、福特,通用欧宝、道奇等大公司配套。且于2000年并入戴姆勒—克莱斯勒公司,目前戴姆勒—克莱斯勒公司占49%股份。R425/428DOHC柴油机是该公司2001年推出的新产品,该系列产品采用了德国博世高压轨燃油喷射系统,运用了增压中冷、EGR、VGT双轴平衡、四气门、双顶置凸轮轴等多项先进技术,排放已达欧Ⅲ(具有欧V潜力),产品性能达到世界先进水平。 该公司引进生产意大利戴—克VM公司R425/428DOHC柴油机,并可跳跃式地提高江铃柴油机产品的开发制造水平。为国内中轻型客车、SUV、MPV、商务车及至轿车产品提供更好的“心脏”。由于R425/428DOHC柴油机较4JB1柴油机体积小,动力经济性好,转速高、振动小、噪声低,所以用其配套动力必将使整车性能得到极大改善,使江铃汽车更具有市场竞争力。 6、农村供净水设备 承担单位:江西水易科技有限公司。 该公司为解决农村喝上放心水而成立的高科技公司,其宗旨是:“为政府分忧,百姓造福,让农民同享水的甘甜”,该公司从事“供净水设备”的开发生产和推广应用,在赣州、南昌等地建有生产基地。开发这种设备,该设备集中采用于污水预处理技术、超滤膜分离和PLC恒压自动控制等高新技术,经过和省内外著名大专院校和科研院所的技术攻关和市场验证,其品质与性能都得到了用户的充分肯定。该设备以毛细管式超滤膜为核心,应用垂直交叉流过滤方式,大大提高了净水器的出水量和使用寿命,可广泛应用在农村和中小型的工业企业、医院、学校等。该设备的技术参数:功率:≤1千瓦,供水量:4吨∕小时;供水高度:12~20米,供水半径:500米,出水质量符合国家标准。 7、年产量1600万KVA变压器 承担单位:江西变压器科技股份有限公司。 该企业过去是国内整流变压器生产企业中的龙头大户,鉴于国家宏观调控、产品结构调整,现已转向主攻电力变压器。三年内,电力变压器要占江变产量的60%以上。由于电力变压器市场合同交货期短,单台相对容量小,生产程序工作量加大,所以要提高产量,设计及生环节的软硬件必须保证,这样就必须加大技改投资力度。国内输变电行业对变压器平均需求量约为3.63亿KVA,其中220KV级变压器约为7260万KVA,根据江变的现有条件,立足做精220KV级,年产能增幅10%~12%,即三年内产量1000万KVA~1200万KVA,五年内达1600万KVA。变压器生产技术突飞猛进,500KV级变压器国内已有八家企业生产,所以江变压器做精220KV级的基础上,必须发展500KV级,这需要大规模的技改投资和高端人才的引进。江变在3~5年的发展原则是:做精220KV级,发展500KV级;巩固整流、发展电力,开拓海外市场。 具体的规划是: ①在6000万技改完成后追加3000万技改投入。到2010年,产值60000万元,销售收入46000万元,利润5000万元。 ②2005年可转债资金新投入技改1.5亿~1.9亿元并竣工后。到2010年,产值100000万元,销售收入:78000万元,利润:12000~15000万元。 8、600~2000KW无刷同步发电机 承担单位:泰豪集团有限公司 该项目是与世界500强的企业、著名ABB公司合作经营的600~2000KW中大型湝波励磁无刷同步发动机。通过技术改造,保证产品出品质量、提升产品机械加工水平和档次,降低成本,使发动机性能达到国际先进水平。 本项目技改总投入14158.5万元,其中新增固定资产投资12895.1万元(含外汇53万美元),铺底流动资金1263.4万元,项目实施完成后,可实现年产量3000台∕296.4万KW的生产能力,可新增销售收入27000万元,年利润总额5896万元;产品全部出口,可创汇3265万美元。本项目可利用世界500强,著名跨国ABB公司的国际品牌效应,以泰豪公司自主产权的优势,充分提高“三波电机技术”在国际电机电站行业的知名度,使湝波励磁无刷同步发电机的研发与制造技术融入“国际大道”,打破国外智能电站对国内市场的新局面。发展民族工业品牌。 本项目一期技改工作已经完成,二、三期正在紧张筹划设计中。 八、规划实施的保障措施 1、坚持改革、扩大开放,转变观念,确立企业是机械工业科技工作的主战场的基本观点,从根本上把机械工业的发展真正转移到依靠科技进步的轨道上来。 2、积极利用科研院所和大专院校的技术力量,建立和完善为广大中小企业技术服务的中介机构,促进官、产、学、研的结合,推进科技成果产业化。 3、加大多渠道的科技投入,推动行业技术进步。一方面作为科技工作主体的企业,要建立自我激励的发展技术创新体制,年科技开发费用不能少于年产品销售收入的1%~3%,有条件的企业还可逐步提高这个比例;另一方面,争取列入国家或省重点项目,得到国家和省在政策上给予相应支持。 4、加大技术改造力度,提高行业装备水平。充分利用有限资金,有选择、有重点的加强那些在行业排居前列的重点骨干企业和优势特点产品加大固定资产投入力度。 5、实施以人为本工程,加强人才的培养和合理的使用。 机械工业论文:真空技术中制药机械工业的应用分析 摘要:随着我国经济社会的发展和科技水平的不断提升,我国制药水平不断提高。制药机械对于药物疗效有着直接影响,真空技术是目前制药工作中较为先进的技术,能够达到良好的效果。主要对真空技术在制药机械工业中的应用状况进行研究,对其应用前景进行分析,为我国制药工业的发展提供借鉴和帮助。 关键词:真空技术;制药机械工业;应用 真空技术是一种较为先进的技术,在我国很多领域都有着较为广泛的应用。真空技术是我国制药工业发展中的重要技术,能够满足药物生产的需要,能够保证较高的卫生标准。因此,对真空技术在制药机械工业中的应用进行研究,具有重要意义。 1常见真空设备及其应用 1.1真空微波干燥设备 真空微波干燥设备是一种使用范围较广的真空设备,这种设备在进行药物生产时,具有加热速度快、加热效率高的特点,对于物料的回收率能够达到100%。在使用真空微波干燥设备时,需要的干燥温度较低,适合用于热敏性材料的干燥。在使用真空微波干燥设备时,往往采用两种干燥方式,其中一种与家庭使用的微波炉工作原理相似,主要通过物料盘绕着垂直中心轴,在水平方向上进行圆周运动,以达到干燥的目的。另一种方式是让物料盘绕着水平装置的中心轴,在垂直方向上进行圆周运动,盛物料的盘子一直保持水平状态,以确保物料在运动时不会掉落,采用这种方法进行药物生产能够保证物料加入均匀,方便对机械设备的清洗。微波真空干燥设备是在原有生产工艺基础上的生产改革,这种设备的整体生产效率较高,能耗是传统方法的1/5,占地面积仅是原来的2/3,是中药生产企业常用的真空制药设备。 1.2带式真空干燥设备 带式真空干燥设备在国际社会有着较为广泛的应用,国外主要将带式真空干燥设备用于咖啡、乳精、果珍等食品的加工与制作。我国将带式真空干燥设备应用于重要浸膏的干燥上,随着我国中药生产企业的发展,药物生产对中药浸膏的干燥量需求非常大,因此需要能够连续生产的干燥设备,很多厂家都十分重视带式真空干燥设备。目前,带式真空干燥设备的发展主要呈现以下趋势:最大的带式真空干燥设备内径能够达到2400mm,长度最大能达到19000mm,但是这是新产品,还存在一些缺点,例如:药物生产上料不均匀、干燥速度较慢、含水量控制不足等,仍然需要改进机械设备的生产和设计,进一步提升带式真空干燥设备的生产效率。在进行相关设计和生产时,应注重对设备真空性和卫生性的控制,这样才能更好地应用于重要生产。 1.3真空浓缩设备 真空浓缩设备是药物生产中常用的机械设备,该机械设备的生产技术和设计技术已完全成熟,运用这种机械设备进行药物生产能够达到良好的效果。真空浓缩设备主要有单效、双效、二效真空浓缩设备,这三种设备都是技术较为成熟的产品。目前,真空浓缩设备发展较好的是离心式薄膜真空蒸发装置,离心式薄膜真空蒸发装置有着非常好的效果,该设备整体的传热系数大、占地面积较小,所采用的液体薄膜厚度仅为0.1mm,物料滞留时间为1s,液体在离心力的作用下能够飞溅出去,在离心力的作用下,还能抑制液体发泡,可为药物生产提供高浓度的浓缩液,这种设备主要适用于蒸馏、除臭、剥离等处理方式。高速旋转式真空蒸发设备是一种较新的产品。该产品在使用时,主机部分没有可动的部件,在使用时极少发生机械故障,蒸发的气体和液体在蒸发罐内能够以1000r/min的速度旋转,能迅速分离成气体和液体,因此有着较为广泛的应用。 2真空技术在制药机械工业中的发展前景 2.1创新微波真空萃取设备 创新微波真空萃取设备是一种较新的设备,随着中药生产工艺的改革,传统的中药熬制方法已经不适用于现代社会的中药生产。如何将中药中的有效成分进行提取,如何进行固定量的提取,如何减少人力资源的投入,成为中药生产的发展方向。微波真空萃取设备在实际使用中,能够对大量的物料进行一次性的萃取,且萃取纯度较高,能够提升中药的生产质量和生产效果,可提高生产效率、节约生产成本,更好地促进生产企业的发展。 2.2改革微波带式真空干燥设备 微波带式真空干燥设备在药物生产中有着较为广泛的应用,在实际运用中也有着较好的效果,但是该机械设备生产时采用的是周期式的生产方式,产量较低,无法满足我国药物生产对机械的要求。实践证明,中药浸膏类产品在进行生产时,微波带式真空干燥设备的干燥速度最快、质量最好,由于中药浸膏类的产品种类多、产量大,因此对机械设备的质量和产量要求更高。应注重对微波带式真空干燥设备的改革,应注重开发连续式的微波真空干燥设备,这样才会有更好的发展前景,才能更好地满足药物生产企业对机械设备的要求,才能满足社会对药物质量和产量的需求。 2.3形成真空制药生产线 在制药机械工业发展中,应注重形成真空制药生产线。在进行药物生产时,形成统一的真空制药生产线,能够更好地提升生产效率。单体制药设备较为简单,而制药生产厂家希望能够提供成套的生产设备,完成相应的生产工程,因此应从中药浸泡提取开始,到真空浓缩、干燥、灌装、包装、运输,形成一条龙的生产线,这样也便于开展生产、安装和调试工作。要想形成真空制药生产线,应根据中药生产企业的生产流程进行生产线设计,这样在使用时才能达到良好的效果,才能满足制药企业的需要。形成真空制药生产线,能够让药物生产企业在生产时进一步减小人力资源投入,能够大大降低生产成本,提升整体的生产效率,更好地促进药物生产企业的发展。 2.4真空捡漏设备的发展 真空捡漏设备在中药生产和包装中发挥着重要作用,但是这种设备价格很高,制药行业需要包装,要使用大量的塑料瓶,在进行药物分装和包装时,需要一台捡漏准确、捡漏速度快、捡漏精度高、价格合理的真空捡漏设备。目前,我国引进的设备价格非常高,因此,从真空设备的发展前景来看,应注重对真空捡漏设备的创新与研发,形成我国自主知识产权,为我国制药工业的发展提供帮助,提升制药工业的发展水平。 3结语 本文在开展研究时主要对真空技术在制药机械工业中的应用进行了研究,目前,常见的真空机械设备主要有三种:真空微波干燥设备、带式真空干燥设备、真空浓缩设备,这三种设备在实际使用时都有着较好的效果。真空技术在制药机械设备领域中有着较好的发展前景,能够创新微波真空萃取设备,改革微波带式真空干燥设备,形成真空制药生产线,可进一步提升我国的制药技术。 作者:吴兴会 单位:哈尔滨纳诺机械设备有限公司 机械工业论文:机械工业企业质量管理的问题与对策 摘要:随着中国实行改革开放政策,经过近四十年的发展,我们依靠着本身的劳动力优势和资源优势,推动了机械工业的发展,但目前我国整体的机械工业的质量仍然不是很高,功能布局不合理,而且中国制造在国际上没有很好的质量和很好的价格优势。随着我国经济的转型升级,传统制造业的结构调整需要进一步优化,现代企业制度需要不断完善,积极推进内部管理,实行精益求精的发展模式,只有这样,我们的质量问题才会越来越少,才能以质取胜,才能将从制造大国走向制造强国。而本文试图从机械工业企业质量管理存在的问题出发,探讨问题本身,并提出一些有效的对策,让企业能够更好的推进质量管理,增强市场竞争力,有效降低成本,更好的地促进我们机械工业的发展和实现企业价值最大化。 关键词:管理;机械制造;质量管理 1机械工业制造业质量的问题 1.1质量意识不够明确 目前,我国的机械工业企业更多的是把资金投入到自己的销售环节和企业市场拓展环节,很多企业对技术投入和质量管理投入却很少的,这说明我国企业特别是机械工业企业对产品质量的认识不够,质量意识不强,很多企业没有在自己的生产整个过程和企业内部管理的过程中把质量内容纳入有效的企业发展战略中,也缺乏对机械工业企业质量问题的认识和了解,这是一个非常突出的问题。 1.2质量管理效益不够高 我国的机械工业企业质量管理的效果不明显,效率不够高,随着经济的发展,传统的机械工业制造业不能仅仅依靠一些非常传统的制作方式,必须谋求新的转型发展之策,这需要极大地提升产品的质量,而实行有效的质量战略却是我国机械工业企业的一个难题,很多的企业进行了一定的质量管理,但是效果不是很理念,也缺乏一套形之有效的管理体制,以此导致我国的机械工业企业的质量管理效率和效益都比较低下,很难有真正的质量管理成就。 1.3质量管理体制不健全 机械工业企业如果想有效的进行质量管理和监管,必须明确一定的工作机制,而我们的机械工业企业的质量管理体制不完善,谁管理、怎么管、管什么的问题突出,各个部门之间的不协调性十分突出,有效应对质量问题的体制不健全,没有一套完善的监督管理工作机制。比如:在工艺定型阶段,对一些质量特性的影响因素并未完全识别,工业化生产暴露出来;质量标准不明确导致生产各环节包括售后对质量问题判断标准不统一。这些导致质量问题的因素要在机制上进行完善,对企业内部来说的,还应做好质量管理的整体架构设计。 2现场质量管理是机械工业企业质量管理的中心环节 现场质量管理的落脚点是生产现场, 主力军是车间管理人员、技术人员和生产工人。管理的主体是人员的思想教育、物资准备、设备、环境、执行工艺、半成品与成品检查(或者简称人、机、料、法、环、测六要素); 从查找质量事故的危害、原因分析、解决措施的制订到保证产品的一次合格率和综合合格率, 最终实现对生产全过程进行科学地控制,从而不断提升现场质量管理的能力。 3实施有效的机械工业企业质量管理策略 3.1从管理源头追求精益求精 我们都知道“管理改善是最有必要的改善”, 因此在机械制造企业中管理工作做到位, 对精益化生产会起到事半功倍的作用。要深入推行工作标准化, 由员工行为规范、现场管理向设备管理、技术质量、生产安全等各个方面逐渐延伸,推行员工行为标准化,质量管理标准化,技术管理标准化,设备管理标准化五大系列工作准则和标准化图识。实施精益化管理对工业企业和服务型企业都很有必要。 3.2机械工业企业应该实施质量管理环节 (1)提高管理者认识。机械工业企业各级管理者的重视与责任是推进精益化管理的关键,必须明确管理责任、以身作则,坚持“消除浪费、提高效率”理念,采取有效措施保障企业管理遵循精益化思路开展工作,精益化管理工作才能稳步推进。(2)因地制宜,找准精益化切入点。实施精益化管理是渐进的过程,以消除工作流程中的浪费为例,首先需要系统梳理管理中存在的问题,识别各种浪费;其次要围绕资源浪费、管理不畅的流程节点进行系统分析,制订整改措施;再次要明确责任人,确定阶段性工作目标、落实整改。1) 机械工业企业在制造上普遍用到机床切削加工。刀具选择、进给量、进给转速、装夹及机床本身的精度和稳定性决定了工件的加工质量。应先做好工艺试验和调试工作,设计及工艺定型阶段要广泛论证;质量问题的解决要有设计和工艺人员共同参加;对质量问题的措施要标准化,文字化;定期培训相关人员,尤其是新员工和转岗员工。待质量稳定后及时总结每个细节并进行工艺固化,以确保零件加工质量稳定。2)严格控制装配质量。装配质量直接关系到机械设备功能的有效实现,对最终产品的质量影响很大。装配质量主要体现在装配精度上,装配精度主要分为三个方面:相互位置精度、相对运动精度、相互配合精度。对于轮、轴类的最后装配的质量,一个重要方面是要看其精度,所以为了加强装配质量控制,可以制订严格的装配检验标准并据此把关检验。3)多方法解决质量问题。在控制过程中要对质量问题进行识别,采用项目管理,组成跨管理部门的质量问题解决小组。同时采用先进质量方法和工具,例如六西格玛,QC等方法分析和解决质量问题。4)及时兑现质量绩效。对质量监控和管理要全过程地精益化管理,对异常的质量问题一定要刨根问底,找出解决办法,并追究责任,兑现质量绩效。 4结束语 中国必须推进环境友好型社会建设,不断增强我国制造业的质量和水平,而机械制造业作为重要的门类,必须进一步的增强质量管理能力,提升资源的利用效率,有效增强其在经济社会发展中的作用,企业必须在精益求精的指导思想下推进质量工作,确保自己的产出效率和企业效益得到提升,必须进一步增强资源节约能力, 建立健全产品实现过程,更快更高效地满足顾客的需求,追求质量效益最大化;实现“质量强国”的梦想。 作者:高诺 单位:中核天津机械有限公司 机械工业论文:橡胶机械工业现状浅析 1我国橡胶机械工业的发展现状 我国橡胶机械工业获得比较飞速的发展时间并不是特别长,大约在21世纪后期才获得了较大的发展。目前我国从事橡胶机械生产的企业数量已经超过了400家,占全球橡胶机械企业总数量的1/3以上,这些企业所占的总产值也在世界橡胶机械总产值中占有客观的比例。随着我国橡胶机械技术水平的不断提升以及企业管理模式的不断完善,近年来,我国橡胶机械企业在国际橡胶界的竞争力有所提升,并有成为橡胶机械中心国家的趋势,这对我国的经济发展以及相关橡胶机械企业的发展有着极为重要的作用。另外越来越多的国家品牌开始使用中国橡胶机械的生产设备,像闻名全球的米其林轮胎以及普利司通轮胎等。据我国权威统计部门的统计,自2003年后,我国橡胶机械工业在发展上取得了比较大的飞跃,在2004年,其相关产值已经突破了60亿大关,这对于我国橡胶机械工业的发展来说是一个极具意义的里程碑。在2008年左右全球经济危机的爆发使得国际橡胶机械工业遭受了较大的损失,但是就我国那段特殊时期的橡胶机械出售额来说,其受经济危机的影响不大,甚至在大背景不乐观的情况下,橡胶机械的出售额还出现了增长,这对进一步奠定我国橡胶机械在国际市场上的地位有着重要作用。近年来,中国的橡胶机械工业逐渐变的成熟和完善,但是和其他发达的橡胶机械国家相比,我国在橡胶机械的发展过程中还存在一定的问题,譬如企业的平均销售额不高,在销售模式以及销售方法上还不能够完全的与国际相融合等。除此之外,生产力以及科技水平之间的差距也是造成我国橡胶机械工业和国际先进水平存在差距的重要原因。因此要想使得我国的橡胶机械工业获得进一步发展,相关企业以及部门必须积极的采取措施,对生产工艺以及销售方法进行完善,为我国橡胶机械工业的发展创造条件。 2我国橡胶机械工业的机遇 2.1世界橡胶中心提供给我国更多的橡胶机械的需要 北美一直是橡胶机械生产和消费的重要地区,但是经济危机的产生对北美地区的汽车业造成了极大的影响,这直接导致了北美地区橡胶业的发展,三大巨头的破产进一步使得这种趋势得以恶化。根据群聚效应原理,北美汽车业的衰败将会导致大批橡胶的生产力的转移,作为橡胶机械发展迅速的中国,在很大程度上能够充当起国际橡胶机械生产的新中心,北美橡胶需求量的大幅下降,将会直接导致北美许多橡胶企业中断生产甚至关闭,这对于其橡胶生产能力的保持与提升有着极为重要的影响。由于我国近几年在国际橡胶机械业中的竞争能力得到大幅提升,这对于中国接任北美成为新的橡胶中心有着极大的影响,我国相关企业必须抓住这个机遇,为我国橡胶机械业国际地位的提升奠定基础。 2.2世界轮胎企业采购策略的改变将给我国 橡胶机械业带来更多商机目前国际著名的轮胎企业正在逐步的对其设备的购买力进行释放,尤其是国际轮胎企业巨头,米其林、普利司通等企业在设备购买时更是采取开放市场的方法,这对我国橡胶机械出口量的提升提供了一个新的途径与方法。由于我国橡胶机械在国际上已经树立了比较好的声誉,米其林等企业已经采购了我国大批的橡胶机械,可以说我国橡胶机械在国际上已经形成了广告效应,这对我国国际市场的进一步开拓有着极为重要的意义。另外国际品牌轮胎企业设备采购的开放还能够让我国有更多的机会去接触世界最先进水平的橡胶生产技术以及相关的管理理念,这对我国橡胶机械企业国际竞争力的进一步提升有着重大意义。 3促进我国橡胶机械工业发展的措施 3.1加强对国际市场的重视 随着社会的不断发展,橡胶机械出口已经成为了提高我国橡胶机械销售额的最主要的措施,因此橡胶机械企业要想获得发展就必须加强对国际市场的重视,以国际企业的需求为核心,积极的推进企业国际化进程。加强国际化人才的引进与培养,为企业国际化的转变创造条件。除此之外,相关的橡胶机械企业也应该立足于自身生产技术的提升,尽可能的保证所生产的橡胶机械能够符合国际使用标准,为其自身国际竞争能力的提升创造条件。 3.2加强我国橡胶机械行业制造水平的提升 要想从根本上加强我国橡胶机械在国际市场中的地位,最重要的还是对我国自身橡胶机械行业的制造水平进行提升。目前我国规模较大的橡胶机械制造企业大都是国企,其在生产设备以及生产流程上都很难符合现代国际生产的要求,这对我国橡胶机械业的发展有着很大的影响。因此相关橡胶机械企业以及机构必须注重技术改革措施的推进,加强对其厂房位置的规划,为其发展创造条件。另外政府也应该充分发挥引导作用,积极的推进优惠政策,对于改造的橡胶机械企业给予一定程度的财政补助,从根本上对我国橡胶机械企业改革的积极性进行调动,这对我国橡胶机械业的发展有着重要作用,相关单位以及机构必须加强对其的重视。 3.3加强产业结构以及产业规模的优化和调整 目前我国橡胶机械产业正处于发展的重要阶段,在这个时期政府应该充分的发挥出宏观调控的作用,引导我国现存的橡胶机械业进行规模以及产业的优化。在优化过程中要特别重视生产规模较小,生产能力较低的企业,为了使得我国的橡胶机械业能够长久稳定的发展,相关的部门可以对这些小厂进行合并优化,同时相关部门可以根据我国的发展要求,有针对性的淘汰一批生产质量差、生产效率低的橡胶机械企业,为我国科学稳定的橡胶机械市场的建立创造条件。 4结束语 为了促进我国成为国际橡胶机械生产的中心国家,相关的企业以及部门必须加强对其自身生产水平的提升,积极的采取促使加强企业自身国际化的实行,为我国经济的进一步发展创造条件。 作者:田建德 刘保权 马美琴 单位:衡水橡胶股份有限公司 机械工业论文:橡塑机械工业发展论文 1标准化促进科技创新 目前,标准化工作的进展也在很大程度上促进了我国橡塑机械行业科技创新水平的提升。尤其是围绕“精密、节能、高效”的要求,在橡塑机械组合结构、专用化、系列化、标准化、微型化、大型化、个性化、智能化方向开发出多种新装置与新设备。例如:东华机械有限公司研发出了新一代全电机注塑机,该机型采用国内首创伺服混合动力油膜增压锁模,将全电机和直压机的优点融合于一身,具有锁模力闭环精密控制,超稳定及超高响应速度,节能效果好等优点;威猛巴顿菲尔机械设备(上海)有限公司开发出的MicroP-ower15/10微型注塑机能够生产一种仅重0.003g的医疗用夹子;震雄集团开发的SU-PERMASTER超霸二板大型注塑机,突破了传统“二板半”的设计方案,实现了“真二板”设计,可大幅减少钢材用量,不仅降低了成本,而且减少了钢材从矿石到冶炼,再到零件加工成型等一系列过程中的能耗和污染;阿博格ALLROUNDERS系列注塑机采用模块化与标准化的结构可同每个注塑任务精确的匹配,通过多个可选的液压和电动扩展级别、多种带有精确级别划分的锁模和注塑单元来实现个性化、经济性的配置。特别指出的是企业在落实GB/T25157国家标准过程中,极大地提高中国塑机产品安全性能,大幅度降低安全事故发生率的同时也提升了科技创新水平。在CHINAPLAS2013中国国际橡塑展上,各种和安全便捷生产相关的新技术,比如机器人技术、远程控制技术、可视化操作技术等自动化、智能化技术成为业界展示的热点技术。自动化技术可以确保机器的各种安全功能可靠执行,使人员远离危险状态。自动化技术广泛应用于机械产品以保障机械安全是一个发展方向,是机械本质安全的重要组成部分。目前的机械设备在安全方面还是主要采用简单的机械式防护,随着安全标准的推进和社会对安全生产的重视,未来的自动化技术将会有更大发展。 2标准化促进竞争力提升 经济全球化继续深入发展,围绕市场、资源、人才、技术、标准等的国际竞争更加激烈。标准作为创新技术产业化、市场化的关键环节,成为参与国际合作与竞争、保障产业利益和经济安全的重要手段。进入21世纪,主要发达国家和一些发展中国家纷纷研究制定了本国的标准化战略,标准化由日常工作提升到了国家战略的高度。主要发达国家的标准化战略的核心是控制争夺国际标准战略制高点。争夺的重点领域是公益、高技术、制造业、服务等领域的标准化。以具有代表性的美国、日本和加拿大战略为例,依据他们的国际标准竞争策略的重点领域(见表3)来分析他们的战略定位。通过表3可以看出,他们重视公益领域的标准化,确保社会的可持续发展;重视高技术领域的标准化,确保国家高技术产业的国际竞争力;充分发挥自身优势特色,争取有利竞争条件;寻找竞争空白点,先声夺人。通过以上分析,又可以归纳出标准化战略的目的是适应经济全球化发展,提升国际竞争力。我国橡塑机械行业与标准化战略紧密相联,加大了市场的开拓,品牌知名度进一步扩大,市场竞争力进一步提高。根据中国塑料机械工业协会公布的数据,国内注塑机的生产厂家已超过2000家,产量占到全球的60%,2011年我国注塑机等主要塑机产品进口数量13704台,同比减少8%,出口数量达51665台,同比增长16%,出口金额约14.6亿美元,同比增长28%。2011年以来设备出口呈现许多可喜的现象,以往的靠低价取胜、出口模式单一等问题,正在全面改进;以标准化为保障,向国际标准接轨,突破了国际贸易壁垒;由过去增加塑机出口数量的方式,向提高塑料机械产品质量、提高产品档次、提高经济效益转变;拥有自主知识产权和自主品牌的塑料机械产品增多,具有高效节能优势的产品增多。在国内市场由于中国注塑机行业在高端、精密机型技术安全技术等方面的不断进步,注塑机自给能力得到加强,进口量有所下降,国内企业的市场份额也逐渐增加。国内青岛海尔集团等多家家电企业都曾表示由于国内注塑机技术发展较快,近几年主要针对国内注塑机企业进行招标。 由此可见,标准与标准化虽没有生产设备、原材料、产品等那样直观,但标准化“软”因素在市场经济发展中的作用越来越重要,对企业促进绿色低碳发展、促进科技创新、提升竞争力起到了很大的作用,是企业赢得产品定位和市场的一个重要因素。当然,在标准化推进过程中还有许多工作要做,其中一点是大多数地方主管部门和企业没有知识产权管理职能,尚未认识到开展标准化工作的必要性和重要意义,一些企业执行标准不到位,出现“上热下凉”的状况。在执行标准方面,东华机械有限公司走在了前面。2009年初,公司最高决策层不惜投入大量资源确立要达到“双标”的开发目标:行业内率先全面采用国家GB22530—2008《橡胶塑料注射成型机安全要求》,率先全面通过《塑料注射成型机能耗检测和等级评定的规范》。2010年1月~3月,国家塑料机械产品质量监督检验中心专家组对东华机械有限公司注塑机产品按“双标”检测。经检测,东华机械有限公司所有系列的注塑机产品均符合国家GB22530,“Se绿箭系列伺服节能注塑机”2800T以下各型号产品达到国家一级能耗标准。东华机械因此也成为塑机行业内第一家全面采用强标,及全行业系列化(Se)最大吨位范围(60T~2800T)注塑机获得一级能耗认证(亦是惟一一家能在2000T以上获得一级能耗认证)的企业。在2013年,东华机械有限公司3050JSe~4000JSe及以下机型均也达到国家标准规定的一级能耗水平,进一步扩大了系列范围。 3结束语 回顾东华机械有限公司“双标”之路,实施虽然增加了成本,暂时牺牲了利润,但也为公司新增了多项核心专利技术,为公司赢得了新的市场与美誉。节能技术、安全技术的推广使用,还将对橡塑机械的产业升级起到了积极的推动作用,国家强标的全面采用也使行业工业安全有更高的保障,健全了我国橡塑机械产品安全标准体系,有利于整个产业链的健康持续发展。“二流企业做产品,一流企业做品牌,超一流企业做标准”,企业只有共同肩负着历史的使命和高度的社会责任执行国家及行业标准,在标准上下功夫,中国注塑机产业才能迈向一个新的发展阶段,才能加快中国从制造大国向制造强国的跨越发展。 作者:苏西庆单位:东华机械有限公司德科摩橡塑科技(东莞)有限公司 机械工业论文:机械工业发展重点 (一)行业技术发展现状 机械工业是为国民经济提供技术装备和为人民生活提供耐用消费品的装备产业。国民经济各部门生产技术的进步和经济效益的高低,在很大程度上取决于它所采用机械装备的性能和质量,机械工业的技术水平是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志之一。 经过近50年的发展,机械工业已经成为我国工业中具有相当规模和一定技术基础的最大产业之一。1997年实现销售收入13651亿元,占全国工业的21%;利润257亿元,税621亿元,分别占全国工业的15%;出口创汇363亿美元,占全国外贸出口额的20%。其发展速度高于同期工业的平均增长速度。 近年来,机械工业企业自主开发创新能力有所增强,1997年科技人员总数达48万人,技术开发经费支出达85亿元,占全行业销售收入的0.62%,有57家大型企业建立了国家级技术中心,有9%的企业建立了专门技术开发机构,行业整体技术水平有了明显进步,主要表现在:为国民经济提供成套技术装备和汽车的能力有较大提高;产品结构正向合理化方向发展。 尽管机械工业的综合技术水平近几年有了大幅度提高,但与工业发达国家相比,仍存在着阶段性的差距。主要问题在于: 1.科技进步对机械工业增长的贡献率目前仅为34%,先进国家高达70%以上。 2.产品设计技术、制造工艺及装备、制造过程自动化技术、管理技术落后,是制约机械产品水平的主要因素。 3.机械产品技术水平不高,达到80年代末、90年代初国际先进水平的仅占18%,达到80年代中期国际水平的占27%,其余产品均在80年代以前的水平线上。 从总体上看,机械工业技术开发能力和技术基础薄弱,发展后劲不足;技术来源主要依靠引进国外技术,对国外技术的依存度较高,对引进技术的消化吸收仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上,没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。 (二)技术发展的总体目标 以数控机床、电力电子应用及自动化技术、大型农业机械和施工机械、轿车关键技术、环保装备五个方面作为重点,以发展和应用先进制造技术为手段,以高新技术和产品的产业化为突破口,以提高企业技术创新能力和竞争力为目标,提高企业技术创新水平。到2001年,提供1000种具有自主知识产权和较大市场需求潜力的产品。主要产品品种的40%达到90年代初国际水平,5%达到国际先进水平,90%的重点骨干企业产品标准接近或达到国际先进企业标准。 (三)技术发展的方向和重点 1.以数控机床为代表的基础机械 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高技术含量的机电一体化产品。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500种。1997年我国数控机床产量已达9051台(占机床总产值20%以上),但由于国产数控机床不能满足市场需求,在国内市场上的占有率逐年下降,每年仍需大量进口数控机床,进口额度大幅度增加。1996年进口达13924台(价值12.46亿美元)。 目前我国数控机床技术发展中存在的主要问题是: (1)产品成熟度差,可靠性不高 国外数控系统平均无故障时间(MTBF)在10000小时以上,国内自主开发的数控系统仅3000~5000小时;整机平均无故障工作时间国外达800小时以上,国内最好只有300小时。 (2)产品品种少,不能满足市场需求 国外数控机床品种已达到1500种,国内只有500多种,且性能水平低,高速、高效、高精度产品几乎没有。 (3)创新能力低,市场竞争力不强 生产数控机床的企业虽达百余家,但大多数都未能形成规模生产,企业效益差,创新能力低,制造成本高,产品市场竞争能力不强。 (4)数控机床行业的专业化零配件及部件的协作生产配套体系不健全,大多数企业都是“大而全、小而全”的结构模式。 近期我国在数控机床的发展方面,要采取跟踪高级型、发展普及型、扩大经济型,以普及型为主的策略,重点发展: (1)经济适用、量大面广的产品 经济适用的普及型数控车床、加工中心、数控铣床。 (2)高速、高效和专用、成套数控机床 高速、高效数控车床及加工中心;高效数控锻压成套装备,其中包括,可自动换头冲压机床、复合式柔性冲压中心、四边折弯机等;大型精密模具数控成套装备,其中包括数控仿型铣床及龙门式数控铣床、智能化电加工机床等。 (3)数控机床专业化配套系统 新一代数控及伺服系统系列产品;数控机床高速主轴、电主轴电机系列产品;数控机床机械手、刀库及动力刀架系列产品;数控机床高速配套零部件及辅件系列产品;其中包括,高速滚珠丝杆、高速陶瓷轴承、高速防护装置等系列产品。 发展目标: (1)扶植重点企业开发经济适用、量大面广的数控机床并形成批量生产,使这些企业产品的市场占有率有明显提高,成为名牌产品; (2)发展数十种高速、高效、专用、成套数控机床系列新品种,以满足汽车、农机、航空、模具等行业的需求; (3)数控机床关键配套产品:数控系统,满足国内数控机床50%的配套需求;高速主轴及电主轴年产达千套;机械手、刀库、动力刀架及数控机床高速配套零部件、辅件系列产品满足国内50%的配套需求。 2.电力电子应用及自动化技术 电力电子技术是集微电子、计算机和自动化技术于一体的综合技术,是节能节材的最佳技术之一。目前,国外电力电子技术已经发展到以IGBT为代表的第三代,并向智能电力电子时展,我国现在仍处于以晶闸管为代表的第二代。国内电力电子市场品种满足率仅35%,新产品市场基本上被国外产品占领。 现场总线智能仪表和总线式自动测试系统是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代自动化仪表系统,已成为世界范围自动化技术发展的热点,是当代工业自动化的主要标志。我国仍处于由模拟式仪表系统向数字式仪表系统过渡的模数混合式仪表系统阶段,水平落后10~15年,因此在低技术产品市场上还占有80%左右份额,但在高技术产品市场的占有率不到60%,新产品市场几乎全为国外产品占领。 因此,抓住当前时机在2~3年内以IGBT,现场总线智能仪表和自动测试系统为突破,攻克重点技术和产品,并实现产业化。这一领域重点发展: (1)IGBT器件及其装置,大功率晶闸管及其装置 研制新一代双极晶体管IGBT、高品质大电流IGBT等大功率晶闸管制造技术,并开发变频调速装置、逆变开关电源、大容量整滤源等的工程应用。 (2)现场总线智能仪表 研制开发变送、执行、配套等类现场总线仪表。产品产业化技术开发、并开展示范工程的应用研究。 (3)自动测仪系统和设备 开发总线式自动测试系统的基础产品,形成适度规模,同时建立用于机电产品和社会公益事业的典型自动测试系统,做好示范和推广应用。 3.大型农业机械和施工机械 (1)农业机械 工业发达国家农机产品在不断采用新技术的基础上,正向高效、节能、保护农业环境方向发展。目前我国已能生产14大类、3000多个品种的农机产品,但是产品的综合技术水平仅相当于国外70年代水平。主要问题在于: 1)产品水平不高,品种不全综合技术经济指标落后,可靠性差,寿命短。以拖拉机为例,MTBF值国外可以达到330小时以上,而我国仅100余小时。品种上:大型缺,小型杂,不成系列。 2)产品生产达到经济规模的少,重复生产、小规模生产,难以保证质量。 农机领域重点发展: 1)促进农业生产产业化的大中型拖拉机及配套农具拖拉机平均无故障时间从110小时提高到300小时以上; 2)联合收割机联合收割机可靠性系数从0.5~0.7提高到0.9以上; 3)主要农产品加工机械(含烘干仓储机械)农村产业化和中西部地区脱贫致富需要的农产品深加工机械; 4)节水灌溉设备喷、滴灌设备将灌溉水的有效利用率由大水漫灌的40%提高到80%以上。 农机产品的使用可靠性及寿命指标普遍提高一倍以上,主要产品的技术标准与国际标准接轨。 (2)施工机械 施工机械是国民经济大型工程项目建设必须的关键设备。我国已初步具备16个大类,3100多个品种规格产品的生产能力,部分产品已开始进入国际市场。但与国民经济发展要求和国际先进水平相比较,差距还是很大。一是产品的综合技术水平不高,尤其是产品的质量、寿命、可靠性、安全舒适性等指标以及机电一体化等高新技术的应用与国外先进水平还有很大的差距;二是产品结构性短缺,成套服务能力差,远不能满足需要,如路面施工机械基本上还要靠进口;三是大部分企业生产规模小,制约着行业经济效益的进一步提高。 施工机械重点发展: 1)推土机、液压挖掘机、轮式装载机; 2)汽车起重机、大型叉车; 3)摊铺机、压路机; 4)无开挖式管道铺设机; 5)江河湖库清淤设备。 发展目标: 大型工程机械可靠性指标达到400小时,寿命指标达到10000小时。 4.轿车关键技术 我国汽车工业长期以卡车为主要产品,改革开放以后,轿车产品得到了快速发展。1998年轿车产量达到52万辆。 我国汽车工业存在的主要问题: (1)重复建设严重,造成无序竞争,难以集中形成实力,发挥规模效益。 (2)自主开发能力薄弱,大多数企业“九五”期间仍偏重于对生产环节进行改造,包括多数中外合资的零部件企业对产品开发能力建设几乎没有投入。目前,国内对轿车产品尚不具备自主开发能力,机电一体化的高新技术零部件产品还必须引进技术。新晨 近期轿车重点发展: (1)经济型轿车 以轿车车身为突破口,利用技贸结合、与国外公司合作等方式,先抓车身联合研制,并建立经济型轿车的公用设计数据库,与CAS、CAD、CAE、CAM等技术结合,形成我国汽车工业在经济型轿车方面的自主开发能力。 (2)轿车动力总成 消化吸收引进技术,与国外有实力的企业进行合资、合作、联合开发,在国产汽油机上普及电控燃油喷射技术(EMS),并研究开发缸内直喷(GDI)技术,开发应用电控机械变速器(AMT)技术。 (3)轿车关键零部件 以机电一体化汽车电子部件为突破口,从引进技术、合资入手,在保证高起点、大批量、专业化生产的同时,要集中力量抓紧下一代新产品的研制开发和应用,重点是电控防抱死制动系统(ABS)、安全气囊(AirBag)、高效稳定的汽车尾气三元催化转换器,并达到与整车同步或超前发展。 (4)高附加值专用汽车和客车 重点开发各类高性能专用底盘。对专用汽车以低底盘车辆和沙漠越野车辆为主;客车以低地板城市客车为主,要求具有良好的动力性、操纵性、舒适性和低污染。 5.环保装备 环保产业是防治环境污染、改善生态环境、促进资源优化配置、支持资源综合利用的支柱产业。全世界环保机械的年销售额约2000亿美元,集中于美国、欧州、日本等经济发达国家。我国环保机械行业基础弱、起步晚,年产值仅100多亿人民币。随着各方面对环境保护的日益重视,可持续发展战略的实施,市场需求不断增长,环保机械将成为机械工业新的经济增长点。 环保机械行业主要差距在于: (1)产品结构不合理,品种少 初级产品所占比重较大,具有当代水平的机电一体化产品少,急需的大型成套设备不能满足现实市场需求。在目前3000多种环保机械产品中,约有五分之一的产品由于性能、可靠性、适用性、结构设计等原因,应该限制生产或限期淘汰。大型烟气脱硫、脱氮成套设备、大型城市污水处理厂成套设备、大型城市垃圾处理厂成套设备目前主要依赖进口,高浓度有机废水、难降解工业废水处理 技术及设备发展缓慢。 (2)产品质量、技术水平比国际先进水平落后20年 相当多的产品没有行业或国家标准,产品规格型号、基本性能参数不统一,质量检测无依据。 (3)生产企业规模小、开发能力薄弱 规模小、装备条件差、检测手段不全的中小企业占全行业企业总数的78%。年产值在3000万元以上的企业仅占全行业的3.2%,并且主要集中在电除尘器、袋式除尘器等少数几种产品生产领域。 近期环保机械重点发展: (1)烟气脱硫设备 循环流化床锅炉及炉内脱硫脱硝技术(CFPBC、PFBC技术)、大型整体煤气化燃气蒸汽联合循环技术及装备(IGCC技术)。 (2)城市污水处理成套设备 活性污泥法、氧化沟法、移动曝气法为主体的城市污水处理成套设备,以日处理10~25万吨污水处理厂为目标,提供污水处理成套设备、污泥利用和处置成套设备、控制和监测系统。 (3)城市固体垃圾处理和综合利用装备 城市生活垃圾分类、焚烧、堆肥技术及装备,以日处理100吨、300吨处理厂为目标,提供垃圾处理成套装备。 (4)环境监测仪器 便携式多功能多参数水质监测仪、12种总量控制的污染物监测仪、大气环境污染监测仪器和系统以及水处理过程自动控制系统等。提高产品档次、水平、可靠性和精度。 主要目标: (1)大型成套设备的国产化率达到70%以上;一般工程项目的设备国产化率达到90%以上;高浓度有机废水和难降解工业废水处理技术及成套设备国产化率达到80%以上。 (2)一般环保机械60%以上的产品达到90年代初水平,5%~10%的产品达到当代国际水平。 (3)发展新产品品种,开发新产品200种以上。 机械工业论文:机械工业技术政策 一、研究开发技术 1、机械产品现代设计技术 包括建立机械工程数据库;开发动态分析和动强度设计技术;CAD应用技术和局部集成的接口技术、网络技术及建库技术;并行工程技术、动态仿真技术、快速原型设计技术、工业设计技术、反求工程设计技术。 2、机械产品可靠性技术 重点开发可靠性工程管理技术、产品和系统可靠性设计技术、失效分析技术、可靠性实验评定、运行监测、故障诊断等技术。 3、热加工清洁生产技术 包括熔炼自动化、利用炉废气预热和除尘等铸造清洁生产技术;高效燃气无氧化加热、温锻塑性成形等锻造清洁生产技术;切割及焊接清洁生产技术;可控气氛多用炉、连续炉和真空热处理炉等热处理清洁生产技术;电镀、涂装等表面处理清洁技术。 4、精密成形技术 重点开发以实模精密成形、刚型、准刚型精密成形、高紧实度造型(芯)等精密铸造技术;精密模锻、辊锻、热轧、热挤压多向分模锻造、热镦锻等精密热塑性成形技术;冷温挤、冷挤、冷轧、超塑性等温成形、冷精整及复合成形等机械构件精密焊接与切割技术。 5、表面功能覆层技术 包括少无污染、高效、高性能的表面功能覆层技术与装备;重大工程装备表面功能覆层制备技术;高能束表面覆层制备及应用技术;新型复合表面处理技术;表面功能材料及涂层技术。 6、数控技术 重点开发开放式体系结构的新一代数控系统;车削中心、加工中心、数控磨床、数控锻压机床、电加工机床、数控重型机床等六类主机配套的数控系统。 7、工业过程自动化技术 研究开发工业过程自动化的管理控制集成技术;工业通讯网络和现场总线协议的开放式自动化系统。 8、工业机器人系统技术 开发点焊、弧焊、装配、搬运、喷漆五大类工业机器人的机械结构、传动机制、伺服驱动、传感控制及系统成套的设计和制造及工程应用技术。 9、机械制造柔性自动化基础技术 研究开发适合我国国情的柔性自动化技术、信息管理技术及自动化单元和部分集成控制技术,开发车间级自动化系统和FMC·P-FMS、FMS三个层次典型柔性加工设备。 10、面向中小企业的综合自动化技术 开发面向中小企业的综合自动化单元技术和系统;以GT原理为主线的车间级、单元级自动化成套技术;管理信息系统;产品设计与制造自动化系统;单元技术间的集成技术;质量控制技术。 11、传感器技术 研究开发力敏、磁敏、热敏、光敏、气敏、湿敏等类传感器、工程传感测量系统及基础共性技术。 12、自动测试技术 开发VXI总线、GPIB总线、RS485串行总线三类自动测试系统,VXI总线结构的电机、发动机、工业泵、印刷板产品自动测试系统;GPIB总线结构的环保自动测试系统;RS485串行总线结构的气象自动观测系统;大气污染、水质污染分析仪器和智能数字采集系统。 13、电力电子技术 研究开发新型高频、大中功率变频装置和电源、谐波抑制和无功补偿技术、新型IGBT器件生产技术,以及为重点工程配套的电力电子器件、电力半导体应用装置。 14、精密、超精密加工技术 以高效超精密加工车床、CNC型超精密复合加工机床、超精密平面和外圆磨床为重点,开发超精加工技术及应用工程,带动开发出一批精密、超精密的基础功能元器件,如超精密主轴轴系、超精密的伺服进给系统、超精密的测量系统和误差自动补偿系统等。 15、高能束加工技术 开发光加工应用技术、千瓦级二维激光切割技术;激光加工机配套设备及元件;多维激光加工机及机器人;激光焊接工艺;大型复杂零件激光表面处理工艺和汽车发动机缸体激光热处理生产线。 16、高性能机械工程材料生产及应用技术 开发轴承、密封件、模具等机械基础件用新材料及应用技术;电力设备、石化设备等重大装备的自动化仪表材料和专用功能材料及应用技术;汽车工业用精细陶瓷、专用功能材料、工程塑料、新型复合材料及应用技术。 17、系统管理技术 重点研究开发精密生产技术、虚拟制造技术、企业级信息管理系统技术和设计、制造、质量、销售等方面的有限集成技术;资源管理信息库;并行工程技术、信息交换和接口通讯技术。 18、重大工程成套装备制造技术 重点开发国民经济重大工程成套装备的总体设计、大型构件加工、系统优化、参数匹配、在线监控、故障诊断、综合管理及系统可靠性等关键技术。 19、环境保护工程装备相关技术 重点研究开发烟气脱硫脱硝和除尘、工业废水和城市污水处理等成套设备和技术;电子辐射照氨法处理工艺;厌氧生物法处理模块化技术;柴油机电控燃油喷射技术。 20、节能节材技术 研究开发风机、泵、电焊机等量大面广产品的应用变频调速技术;发电设备燃气--蒸汽联合循环技术、超临界技术、循环流化床和加压流化床技术、抽水蓄能技术;余热余压利用技术;高效、节能和智能化的能源管理和控制技术。 二、产业化技术 1、典型数控机床计算机辅助工业造型设计技术 造型设计效果模糊综合评价系统、小型机与工作站计算机辅助造型系统、工作站及超级微机辅助工业造型设计系统软件。已在10多个企业应用,效果显著,在机床行业有重要推广价值。 2、加工中心加工系统动态稳定性分析和计算软件 适用于机床整体静动态特性预测和结构的软件包,包括八个功能程序段及相应的接口程序。已用于6个单位,效益良好,适宜在机床行业推广。 3、树脂砂铸造成套技术 包括连续式和间歇式混砂机系列及树脂砂再生设备。对提高铸件质量、降低产品成本、提高国际竞争力有重要意义。适用于质量要求高、批量大的铸铁件生产。 4、钢水净化技术 适合国情的钢水精炼及保证铸钢件内部纯净度的全套装备及工艺。已用于十几家企业,适用于核、火、水电及石油化工设备中的各种铸钢件生产。 5、典型精密锻造件生产线成套技术 根据企业提供的典型件和生产纲领,提供生产线交钥匙工程及单项技术、装备或软件。对节材、节约工时、节约投资、提高锻件精度有重要意义。已在4家企业使用。 6、先进模具选材、设计、制造成套技术 包括高性能模具材料及应用技术、模具的现代设计加工技术和模具的配套技术。已在4家企业使用。适用于汽车、摩托车、轻工、仪表等行业所需的各种模具制造。 7、热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮及宽带极高速堆焊技术 包括热壁加氢反应器内壁、大型水轮机转轮的拼焊及耐气蚀堆焊和宽带极高速堆焊技术。在焊材及工艺方面有节约外汇的效果,已在3家企业示范,适用于加氢反应器、尿素合成塔、电钻锅炉等设备的内表面堆焊。 8、激光焊接及切割加工装备成套技术 包括激光器、激光焊接及切割成套技术。对提高焊接强度和质量有重要意义,经济和社会效益显著。适用于刀具、工具等各种材质的薄板焊接。 9、氮基气氛保护加热淬火与微机控制系统 包括CNC系列变压吸附制氮机组、TC-89系列微机控制系统、保护加热淬火工艺技术。有节约投资、提高质量的功效。适用于多种碳钢、低合金钢的热处理,轴承、齿轮等零部件淬火、渗碳生产等。 10、可控气氛真空热处理成套技术 包括密封箱式多用炉生产线和连续可控热处理生产线、真空热处理设备和工艺成套技术。经5个厂试点效益显著。用于汽车齿轮、轴承和标准件、高合金钢、不锈钢、低合金结构钢、轴承钢的渗碳及淬火等工艺处理。 11、先进刀具、工具系统 用于车床和数控镗床、铣床和加工中心。经企业试用,对提高工效、节汇创汇有重要价值。适用于机械加工企业。 12、自泳涂料涂装生产线成套技术 自泳涂料是由活性高分子乳液、活性添加剂及颜料组成的新型水性涂料,与现用的电泳涂装工艺相比,具有工艺简单、稳定、节能、节材和省投资、涂层性能好等优点。可提供工艺设备设计、制造及调试交钥匙工程。用于汽车车身及家电部件的底漆涂装。 13、车间物流自动化、立体库及关键技术 车间物流自动化立体库的系统设计、成套设备、控制软件。适用于机械汽车大中型企业的物流管理,经多厂试用有节省占地和投资、工作效率高等优点。 14、可编程序控制系统成套工程技术 包括系统设计、成套设备和编程控制及监视软件,适用于机械、汽车制造业的控制系统,经多厂试用有节约投资、缩短维修时间之优点,经济效益显著。 15、普及型和经济型机床数控成套系统 包括以工业PC机为基础的总线模块化、开放型体系结构和以步进电机驱动的经济型数控系统,适用于机床配套及现役机床改造。经多家工厂试用效果明显。 16、超声波涡流在线自动探伤设备 将超声波探伤和涡流探伤技术相结合,组成成套机组,可同时检测内部和外表缺陷及几何尺寸,可用于机械零部件、管棒及锅炉制造厂检测,试用效果好。 17、企业计算机辅助管理系统CAPMS 该系统吸收国外MRP-Ⅱ之精华,按职能部门、业务分工数据处理方法、等分为18个模块,集产、供、销、存、人、财、物管理为一体,各模块既可独立运行,又可集成,还可作CAD/CAM/CAPP信息集成通讯接口。适用于多品种、大小批量及单件生产或混合制造。经企业试点,对提高管理水平和经济效益有重要价值。 18、漆雾及废气净化成套技术及设备 包括成套技术与设备(3种净化装置),适用于机械设备喷漆,经厂家试用,涂漆雾效率高,符合劳动卫生标准和环境标准。
大学计算机毕业论文:大学计算机应用基础教学改革分析 摘要:现在很多高等院校入学的第一学期就会开设“大学计算机应用基础”课程,无论是计算机专业还是非计算机专业,且由于生源不同、个体情况有差异,这就需要一套行之有效的教学方法与手段以满足该课程的教学需求。由于赤峰学院的地理位置上的特殊性,除了大家所熟知的汉族学生外,蒙古族学生也占据了相当一定的比例,所以经过该院校的教师在日常教学中不断地摸索与改革,总结出一些适合该院校的教学手段与方法,并取得了良好的教学效果。 关键词:理论教学;实践;案例;因材施教 随着科技的迅猛发展,高等院校的计算机课程的教学要求也随之不断改革和提高以满足需要。“大学计算机应用基础”作为高校学生入学的第一门计算机基础课程,是学习计算机及其他后续计算机相关课程的基础,有着极其重要的作用。对学生学习科学知识、培养技能和学生以后步入社会都有着非常重要的意义。无论是在教学内容的选择上还是在教学的方式方法上,都要本着严谨的态度来选择,以满足不同层次的学生的需要,做到因材施教,以达到该课程的教学目标。 1大学计算机应用基础教学现状 “大学计算机应用基础”课程在培养计划里面的课程性质属于通识教育必修课,是他们入学后的第一门计算机课程。近几年来该课程无论是在教学目标上还是在教学内容的选择上上都有很大的变化。首先是MicrosoftOffice版本从2000、2003到现在的2010版,其次是操作系统的不断更新,从WindowsXP操作系统到现在的Windows7操作系统。另一方面,学生的层次和计算机水平有着很大的不同。以本校为例,由于院校地理位置的特殊性,隶属于内蒙古自治区,生源不仅包括人们熟知的汉语考生,还包括许多蒙古族学生;不仅有本科、专科层次,还有小学教育、艺术类学生,这就要求在教学内容上的安排和教学方法的选择上有所区别,要做到因材施教,不同生源、不同层次区别对待。再者,大学生新入学时的计算机水平参差不齐:一部分新生在高中阶段就接受了系统的教育,能够熟练地掌握各个方面的技巧和知识;还有部分同学可能没有学过具体的操作,只是平时上网、聊天等;更有极少部分同学连电脑都没有见过,基础为零。而且这几种情况大多数均出现在同一班级。所以同一班级新生入学时的计算机水平呈现出很大的差异。他们还要在一起上同一门课程,这就给教师提出了很大的难题与挑战。 2因材施教 首先要区分开计算机专业和非计算机专业学生。他们之间既有共性的基本要求,也有个性化的不同需求。对于计算机专业学生来说,这不单是他们入学的第一门课程,还是他们今后许多专业课程内容的有机组成部分,在教授过程中需要深入展开并且详细的讲解,为后续课程做好应有的铺垫。非计算机专业学生还要有着理工类专业、文史类专业、艺术体育类等区别。不同的专业要求的教学目标不同,同样的内容在教授过程中要做到侧重点不同,这样是学生得到不同的能力锻炼。对于计算机专业学生,由于其专业特点,他们以后接触的计算机专业知识面广而深,如他们的后续课程有操作系统、c语言程序设计、计算机网络等等,这就要求对“计算机应用基础”课程的有些内容做详细介绍。如操作系统的相关知识、计算机的工作原理、计算机网络与Internet的应用等方面的知识要扩展开来讲解,为他们的后续课程做好相应的铺垫。而对于非专业的学生,由于有些方面的知识过于专业,对他们日后的学习重要性不大,可酌情简单讲解或者不讲。对于赤峰地区来说,还有一部分学生不得不提,那就是蒙古族学生。他们大部分都以蒙语为主要语言,没有学习过汉语,这就在师生的沟通上存在着很大的问题。以往的教学模式中,尽量安排蒙古族教师使用蒙语、汉语进行双语授课,但是由于师生比例不一致,往往还有很多汉语教师给蒙语学生授课。这样就对教学方法提出了高要求,既要易于和学生沟通理解,又要符合教学大纲的要求。这就需要教师采用行之有效的方法区别对待。而且要在课堂上尽量多多锻炼他们的汉语言能力。 3案例教学 在传统的教学中,都是教师在前面讲解,学生在下面听,理论教学和实验教学是分开的。这种教学模式在一定程度上割裂了理论联系实践的紧密性。学生的动手能力不能够得到很好地锻炼和提高。现在,在此方面做出了相应改革,把传统意义上的教室转到了接入局域网的机房,教师、学生每人一台计算机。由教师主导,利用网络平台进行授课,在教师讲解后学生能够及时的随堂动手练习,及时答疑解惑。如图1、图2所示:除此之外,在教学方法上用案例教学方法代替了传统意义上的教学方法。通过对具体案例的分析、讲解,引导学生带着疑问去听讲,将相关知识贯穿到具体的案例中,边操作边演示,逐步培养学生独立思考和独立解决问题的能力,把学生从过去被动听讲、被动学习的模式中解放出来。在传统的教学模式中,一般是理论教学与实践教学相分离的。即教师在课堂上利用ppt讲解2节课(每节45分钟),之后再次安排其他课节进行课上的实践部分。在教师的这种填鸭式教学模式下学生在理论课上容易精神不集中,教学效果可想而知。而在现在改革后的教学模式下,教师按照课程的教学大纲组织好具体的案例,利用相应的教学辅助工具如红蜘蛛、凌波等采用教师机加学生机的组织模式,直观有效地具体问题具体分析式,对一个问题分段讲解,随讲随练,随时发现问题随时解决。在Excel2010中公式和函数是极其重要的组成部分,学生在学习这方面知识时相对困难,这就需要一个行之有效的教学方法。下面以Excel2010中的if语句的嵌套为例(如图3所示)。首先采用学生较为熟悉的内容做案例。如学生的成绩表,这样易于学生接受和理解。再者要讲if语句的嵌套即多个if语句的运用,就要先学好一个if语句,包括明确它的功能、语法。在教师机上多次演示if语句的调用方式,放开对学生机的控制,让他们自己动手操作,待其掌握熟练后再控制他们的电脑详细讲解if语句的嵌套使用。在这种教学模式下,不断深化单个if语句的用法,学生的印象深刻,基础牢靠,在使用多个if函数时才会更加得心应手。我们知道计算机应用基础课程是一门实践性很强的课程,计算机知识与能力的培养在很大程度上有赖于学生上机的实践与钻研。已经建立局域网的计算机机房给了我们很好的平台。利用一些辅助教学工具如红蜘蛛等充分发挥课堂理论教学、实验教学和网络教学三位一体的教学模式,互相促进、互相补充,以满足不同专业、不同层次、不同生源的学生的需要。这种教学方法很大程度上激发了学生学习计算机的积极性,调动广大学生的学习主动性,所以,这种案例教学的方式方法值得推广。另外,在该课程的考核方面,也从传统意义上的纸质的考试方式解脱出来,采用考试系统上机考试的模式,进一步强化学生的动手操作能力的培养。这样可以有效地避免学生因盲目追求高分而采取死记硬背的方法来学习计算机知识,从而激励学生积极创新、动手实践、从而大大加强学生自主创新的能力。 4结束语 经过这几年的分层次、分专业的案例教学法教学过程,学生的计算机能力有了大幅度的提高,无论是平时的教学过程中,还是“计算机应用基础”课程的考试,还是全国计算机等级考试都取得了很好的成绩。在今后的教学中,还要不断地细心研究、不断地探求好的教学方法,提高教学质量。 作者:任艳焱 单位:计算机与信息工程学院 大学计算机毕业论文:大学计算机科学与核心能力培养方式 摘要:文中介绍了财经类应用型本科大学计算机科学与技术专业核心能力的培养方式研究,主要从核心能力构建,人才培养方案制定及理论实践教学体系构建、教学方式和方法改革、素质拓展体系构建和质量保障体系几个方面加以阐述,该培养模式为提升学生的就业能力提供了强有力的支持。 关键词:应用型;人才培养;核心能力;计算机 0引言 我国本科生完成学业的标准是比较系统地掌握本学科、专业必需的基础理论、基本知识,掌握本专业必要的基本技能、方法及相关知识,具有从事本专业实际工作和研究工作的初步能力。这是一个比较笼统的标准,忽视了专业核心能力的构建与培养,因而导致各层次的本科大学都是一个标准。但现实并非如此,社会的行业与企事业单位各自有相应的衡量专业人才的标准。因而,对于高校来说,结合学科与专业的特点以及地方经济、社会发展的需要,通过厘定专业的核心能力来提升大学生的竞争力就显得尤为重要。应用型大学区别于传统学术型大学的最主要特点是以培养高层次应用型人才为目标,办学定位明确,办学特色鲜明。应用型大学无论是专业设置、人才培养模式还是师资选择,都将实践性和应用性贯穿始终。此外,在课程体系设置上,应特别重视学生的实践工作能力的训练和实践经验的积累,通过开设大量突出实践应用的课程,提升学生解决实际问题的能力。计算机科学与技术专业是理论和实践结合非常紧密的一类学科,该专业学生不仅要具有广泛、扎实的理论基础,还要具有比较强的实践能力和创新思想。作为金融特色鲜明的财经类应用型本科大学里的计算机科学与技术专业,明确培养目标,进一步细化专业核心能力,突出专业特色,是提升学生就业能力的强有力支撑,突出专业核心能力的人才培养模式是提升学生就业能力的强有力保障。 1财经类应用型本科大学计算机科学与技术专业核心能力的提炼 大学生的专业核心能力也具备类似特性:第一,大学生专业核心能力具有内在性。每个专业的学生必定要掌握不同于其它专业的专业能力,这种能力将伴随其从事专业工作的全过程,这种能力的强弱将直接影响其专业工作的成败;第二,大学生专业核心能力要具有延展性。在校期间学生可能掌握了某种或某几种现阶段比较专而实用的技术,但对应的面不广,这就不能算专业核心能力。也就是说专业核心能力可以确保学生能在专业的不同层次和方向找到其合适的位置;第三,专业核心能力还应具有独特性。专业核心能力的独特性主要从三个方面来体现,分别为培养目标定位,服务面向定位和学校办学特色。从这三方面考虑确定的专业核心能力使得竞争者无法模仿或模仿代价高昂,从而确保大学生能在某一专业领域保持领先地位。本校作为一所金融特色鲜明的财经类应用型本科大学,始终坚持以市场需求为导向,以服务行业和地方经济为目标。计算机科学与技术专业在人才培养核心能力构建的过程中,以京津冀地区为调研中心,通过走访多家金融机构,深入了解金融机构对IT人才的知识、能力、素质要求;通过走访多家互联网金融企业,参加中国计算机大会,全国互联网金融高峰论坛等各种会议,了解计算机服务金融行业的发展现状及计算机技术需求;走访软件开发及软件测试等IT企业和金融服务提供商,确定在软件服务行业所需的计算机技术;通过跟踪走访毕业生,分析毕业生的就业领域及就业岗位,了解我校计算机科学与技术专业毕业生的行业就业优势,凝练本专业特色为“IT+金融”,明确本专业的专业能力为计算机编程能力、算法分析与应用能力、硬件系统分析能力、金融信息安全技能、金融软件应用能力、软件开发与实施能力、软件测试能力;专业拓展能力为金融行业软件开发与实施能力及金融行业软件测试能力。 2财经类应用型本科大学计算机科学与技术专业核心能力的培养模式 2.1构建与专业核心能力培养相适应的人才培养方案 本专业依托学校行业优势,结合学校办学特色,紧密围绕专业核心能力培养,明确专业人才培养目标是德、智、体全面发展,适应信息社会发展需要,系统学习计算机理论和专业技术,熟悉金融、会计的基本知识及业务流程,受到良好的实践训练,具有基本的金融信息安全技能,具有较强的金融软件开发与实施、金融软件测试能力,能够运用计算机和互联网技术解决金融领域信息应用问题,适应社会经济发展需要、具有创新精神、国际视野和良好发展潜质的应用型人才。并在此基础上,提炼出人才培养的知识、能力和素质要求。(1)知识要求:具备必要的人文社会科学知识和自然科学基础知识;具备金融、会计基础知识及金融业务流程规范知识;掌握计算机专业基础理论和专业知识;掌握计算机软件及硬件的应用技术;掌握金融软件开发与测试的基础知识。(2)能力要求:包括基本能力、专业能力和专业拓展能力,其中专业能力又包括专业基础能力和专业核心能力。基本能力为具有实事求是、追求真理的思想境界和一定的审美能力;具有良好的社会公德和职业道德;具有科学的思维方法和较高的情商;具有较强的语言表达能力和沟通交流能力,具有职业适应能力;具有正确的分析问题和解决问题的能力;具有英语的听说读写能力;具有计算机系统维护和办公软件应用能力;具有一定的文字表达能力。专业基础能力为具有计算机编程能力;具有算法分析与应用能力;具有硬件系统分析能力;具有金融信息安全技能;具有金融软件应用能力。专业核心能力为具有软件开发与实施能力及软件测试能力。专业拓展能力为具有金融软件开发与实施能力及金融软件测试能力。(3)素质要求:热爱祖国,拥护中国共产党的领导,树立正确的人生观、价值观;具有法律意识,遵纪守法;热爱本专业,注重职业道德修养;具有良好的表达能力和沟通能力,具有一定的文学艺术修养;具有紧跟国际先进技术发展的国际视野和勇于探索的创新精神;具有良好的身体素质和心理素质。 2.2构建与专业核心能力培养相适应的理论与实践教学体系 依据应用型人才培养目标定位,经过广泛的人才需求调研和专家论证,在对计算机科学与技术专业的知识、能力、素质进行细分的基础上,制定详细的专业核心能力培养路线图,并构建以“基本能力+专业能力+拓展能力”为核心的递进式能力培养体系,以期能真正达到“能力培养为核心”的应用型人才培养目标。为实现基本能力培养构建课程群,包括马克思主义基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要、形势与政策、职业生涯规划与创业教育、大学体育、大学计算机基础、专业导论、大学语文、应用文写作、大学英语、大学英语网络自主学习、大学生心理健康教育、第二课堂课外拓展教育。为实现专业能力培养构建课程群,包括计算机程序设计、面向对象程序设计、面向对象高级编程、离散结构、数据结构、算法分析与设计、操作系统、数据库原理、数字电子技术、计算机组成原理、计算机网络、网络规划与配置、网络操作系统应用、金融信息安全技术、金融市场与机构、会计学、银行业务综合实训、网络数据库应用、企业级项目开发、C/S项目实训、云计算与虚拟化技术、移动应用综合实训、B/S项目实训、软件工程、项目综合实训。为实现专业拓展能力培养构建课程群,包括金融业务软件设计、云计算与应用、移动金融应用开发、网络操作系统应用、金融软件测试。人才培养过程构建了课内实验、实践课、专业实训课的实践课程体系,并结合校外专业实习、毕业实习、毕业设计以及社会实践、社会服务和学科竞赛的形式,形成课上课下、课内课外、校内校外三大实训平台为支撑的实践教学体系。 2.3开展与专业核心能力培养相适应的教学方式与方法改革 按照学校应用型人才培养的办学定位,依托行业优势,紧密围绕本专业人才培养目标,积极探索与人才培养相适应的教学内容、方法与手段。(1)坚持“学生为主体,教师为主导”的教学理念,激发学生的学习热情。始终秉持“学生为主体,教师为主导”的教学理念,将学生作为教学活动中的第一主角,把课堂还给学生。教学过程采用小组协作学习的形式,注重学生的主动参与和主动学习意识的培养,极大的激发学生的学习热情。(2)运用“任务驱动、结果导向”等多种教学方法,激发学生的学习动力。在教学过程中,一改满堂灌、填鸭式的教学方法,将任务驱动教学法、案例教学研讨法、启发式教学方法、课题研究教学方法引入教学过程中,激发学生主动学习、合作学习、主动探索未知的内在动力,针对不同教学环境,灵活应用这几种方法,达到互相取长补短的目的。(3)依托金融特色案例,提升学生的实践能力和创新能力。充分利用专业实验室教学软硬件资源,以验证型、综合型和设计型金融教学案例为依托,以“带+练”的方式带领学生分析案例、练习案例,培养学生“认真听、仔细看、积极练、勤思考”的学习方式。将所涉及的知识点分散到多个验证型案例中,并在综合型案例中体现整门课程知识点的综合应用,最后在设计型案例中引导学生综合应用知识点的同时自学并扩充前沿技术。在整个教学实施过程中引导学生边听边看边练边思,既夯实学生的基础知识,又提升学生的实践能力和创新能力。(4)以贴近学生生活的金融案例应用为切入点,引导学生由“被动学习”转向“主动学习”。在教学案例的设计过程中,注重以贴近学生生活的金融案例为切入点,使用学生感兴趣的支付宝、微信红包、P2P网贷平台、学生众筹、滴滴打车、美团等特色案例激发学生的兴趣,采用多种方式引导学生由被动式学习转向主动式学习。(5)以“校企合作”为平台,实现学生与企业、行业零对接。依托学校金融特色,充分挖掘行业资源,发挥行业优势,为学生打造实战平台。聘请行业专家为专业指导教师,并参与授课、开展讲座、指导学生参赛以及指导毕业设计等人才培养过程,此外,还安排学生到相应的行业、企业参加校外专业综合实训和专业实习,实现与行业、企业对接。(6)充分利用网络资源,打破时间和空间限制。将课程资源全部放到网络教学平台,学生通过学生账号登录后,能够查看课程的大纲、计划、授课说明书、课件、视频及教学案例外,还可以查看教师布置的实验,并能够按要求提交实验报告和实验结果,查看教师的评定成绩及反馈。教师可以通过登录网络教学平台,完成课程的大纲、计划、授课说明书、课件、视频及教学案例的基本资源的上传,同时可以完成对学生的实验下发、实验报告收集以及实验成绩评定的功能,此外还可以对学生进行在线答疑。(7)积极推进翻转课堂教学模式,培养学生自学能力。任课教师将学习资料提前上传到网络教学平台,并为学生布置课前学习任务,教学过程以小组协作的形式,采用学生课前学习,课上学生讲,或老师提问题学生讨论,或学生问问题教师解答,或设置游戏环节及对抗赛等多种形式开展,课下学生复习、交流、总结,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生的学习兴趣,培养学生的自学能力。(8)课程考核加强学生过程评价环节,制定切实可行的评价标准。同时,对于应用性较强的专业课程,通过以团队合作的形式,设计开发具有一定实用性项目,最终以提交设计作品和设计报告并参加答辩的形式完成考核。这种考核形式既锻炼了学生对知识的应用能力,又提升了学生的语言表达能力,文档撰写能力和团队合作能力,在学生的综合素质培养方面起到了积极的作用。 2.4构建与专业核心能力培养相适应的素质拓展体系 专业核心能力不是狭窄的“技术能力”,与专业核心能力相适应的良好的综合素质也是其中重要的组成部分。素质拓展的内涵不仅包括有利于提高学生专业技能、技术创新的专业素养的拓展,还应包括社会综合能力的扩充训练以及身心品质的全面提升。专业人才培养过程素质拓展体系将第一课堂和与第二课堂紧密结合,开展丰富多彩的竞赛活动,提升学生专业技能的同时,提升学生的素养。比如课程设计大赛、宿舍文化微视频大赛、指法大赛以及蓝桥杯软件设计大赛、全国大学生计算机设计大赛,挑战杯大赛等;组织形式多样的社会实践活动,培养学生全面素质。此外,让学生参与教师的科研课题的研究或者横向课题研发,并对学生参与活动的过程给予相应的学分认定,提升学生对知识的应用能力。 2.5构建与专业核心能力培养相适应的质量保障体系 应用型人才培养离不开掌握了本专业核心能力的理论和实践能力强的“双师型”教师,因此,通过选派教师在企业一线挂职、鼓励教师考取相关职业资格证书等不同形式,加强“双师型”教师的培养,将对老师们教学能力的提升具有重要的作用。校内外实验实训基地也是应用型人才培养的重要阵地,学生通过到企业实习、参与实际项目的开发,能够将课上所学知识运用于实践解决实际问题,有助于使学生的专业核心能力真正落地,在实践中得到检验。 3结语 财经类应用型本科大学计算机科学与技术专业核心能力的培养方式突出“IT+金融”的培养特色,采用理论与实践相结合,线下与线上相补充,校内与校外相对接的形式开展,提升了学生的就业能力。后序将继续研究如何有效的利用校外实践基地进一步开展深入合作。 作者:曹莹 郑艳娟 苗志刚 何志强 齐晓娜 单位:河北金融学院信息管理与工程系 大学计算机毕业论文:大学计算机基础自主学习探讨 摘要:随着计算机基础教学的普及,迫切需要对大学计算机基础进行课程改革,探索一种适合应用型本科教学的计算机基础课程实施方案尤为重要。我们采用了以学生自主学习为主,并为学生构建多维度的教学学习平台的新方案。初步实践表明了方案在提高学生学习效率以及机房利用率有着非常好的效果。 关键词:大学计算机基础;自主学习 《大学计算机基础》是面向全院开设的一门公共基础课,课程内容包括计算机基础知识和一些常用办公自动化软件的操作技能。从2014级开始,在新的人才培养方案中《计算机基础技能实训》全面取代原有的《大学计算机基础》,新课程1个学分,学生通过自主学习+教师辅导答疑方式完成。该方案在2014级新生中开始实施,已初步取得一些经验。 1改革的出发点 原有的《大学计算机基础》课程内容主要由理论知识和实践两部分组成,理论知识主要包括:计算机中数据的表示方法(含进制转换)、计算机组成原理、计算机软件、计算机网络和因特网、数字媒体与应用、信息系统与数据库等多方面的知识,知识的覆盖面广。学生通过本部分的学习对计算机信息处理的相关技术的基础有一个粗线条的全景式的了解,对该部分的要求是学生可以知其然而不必知其所以然。实践部分要求学生熟练掌握Windows的基本操作以及Word、Excel、PowerPoint、IE浏览器等常用软件的使用[1]。理论知识涵盖范围广,但知识浅,教师在课堂上较难抓住学生的注意力。而且,随着计算机的普及,在国内的大部分地区,计算机的教育已从中、小学开始实施,无论是理论还是操作学生都有一定的基础,削减《大学计算机基础》课程的学时、探索新的教学模式已势在必行。 2改革的基本思路 虽然进入大学的新生大多有一定的计算机操作基础,但由于中学教育长期受高考指挥棒的影响,信息基础课程在中小学教育中并未得到学生的重视,学生的水平参差不齐。而且,由于新技术和软件新版本的出现,学生在自主学习过程中需要一定的引导。为此,我们希望为学生自主学习该课程构建一个良好的学习环境,为他们提供引导和帮助,我们设计从以下几个方面来入手:1)为课程设计一个网络学习平台利用网络进行学习是现代年轻人必备的一种技能。我们将针对大学计算机基础这门课程,设计一个专用的网络学习平台,为学生提供大量的、丰富的学习资源,创设一种类似真实的环境,促进学生在其中进行积极的探索,进行知识的主动学习。学生可在线查看课程的教学大纲、教学课件,明确学习任务和学习要求;平台还将以图文及视频的方式向学生介绍计算机的发展简史以及计算机的最新发展技术,激发学生的学习热情和学习兴趣;为了让学生及时检查自己的学习成果,平台将提供课程相关的自测题,学生可在线测试并及时获知成绩;同时平台将为学生提供计算机基本操作的相关视频,学生可以边学习边练习;学生可以凭借电子邮件和论坛与他人进行沟通,探讨和解决学习中的问题。2)为学生自主学习编写一个引导性的教材教材将从培养学生的计算机应用能力出发,以掌握计算机的基本操作为重点,主要介绍windows7、office2010系列软件的操作及应用。在学习内容的安排上,我们将打破了从基础、原理到各项内容的常规教学体系,突出操作能力训练,以各部分的知识点为基本划分,设计若干实验内容,采用任务驱动的模式,结合较详细的图解,引导学生在完成实验任务的过程中,掌握基本操作。同时在每一个知识点适当添加讲解,使学生不仅知其然还能知其所以然,举一反三,达到以点带面的学习效果。在实验内容的设计上将分为基础型和综合型两种,学生通过基础实验,在向导的引导下熟悉基本操作;综合型实验只提供样张为学生设定操作目标,由学生自主完成,从而进一步巩固学习效果。3)开放实验室,并为学生提供答疑充分利用学校现有的省级重点计算机基础实验室,为学生提供一定的免费上机机时,同时安排教师进行答疑辅导。4)采用无纸化的上机考试利用现有的考试软件,组织实施无纸化的上机考试。考试内容同时包括计算机的基础理论知识和实际的上机操作,并侧重操作。为鼓励学生认真学习,每年拟组织2次考试,期中和期末各一次,取高分为最终成绩。 3方案实施 2014年9月,我们对2014级的新生初步实施了此套方案。学院专门安排了3个固定机房(约200台机器)给学生自主学习;同时,每个新生分配了24个免费机时,学生可在本学期内自行分配该机时使用时间。为了引导学生,每日安排2名专职教师在固定机房值班,随时为学生答疑解惑。在机房开放的前几周,来机房学习的人数很少,为了督促学生认真学习,我们在期中(第11周)安排了第一次考试,第一次参考人数是5650人,考试均分是53.6分,及格率是40%(成绩分布如图1所示)。第一次考试成绩公布后,学生的学习状态发生了明显的变化,来学习和参加答疑的同学明显增加了,为满足同学的需要,学院又临时增加了开放的机房数。期末(第17周)我们组织了第二次考试,学生根据自己的第一次考试成绩选择报名或不报名。第一次参考人数是4306人,考试均分是67.8分,及格率是72.1%(成绩分布如图2所示)。取两次成绩的最高值作为学生的最终成绩。 4小结 通过这一轮的实践,我们感受最深的是:让学生自主学学计算机基础,极大地提高了学生的学习效率和机房资源的利用率。改革前,无论学生基础如何,都要求学生同步参加学习,课堂上认真听讲的同学不多,机房上机时,一个班级会有过半的同学在玩游戏,使想认真学习的同学也无法安心学习,同时老师要花很多的精力来维持课堂秩序。在自主学习的机房,我们欣喜地看到,所有同学都在认真练习,几乎没有一个同学在玩游戏。我们也发现一些不足:目前的试题结构中,理论题偏少(只占15%),这样势必会影响学生对理论知识的掌握,为后继的程序设计课程留下知识的空白点,增加后续课程的学习难度。我们将进一步丰富网站内容、改进教材,为学生构建一个立体的、多维度的学习平台。同时改进考核知识的比例,增加理论知识的比例,使学生真正夯实基础,为后继课程的学习做好铺垫。 作者:李铭 屠立忠 池学敏 李艳 许俊 单位:南京工程学院计算机工程学院 大学计算机毕业论文:大学计算机应用课程中案例教学的应用 摘要:随着社会的快速发展,计算机应用课程教学中案例教学法也逐渐深入。其不仅能够通过实践教学的方法,让计算机教学中存在的问题进行有效地揭露。而且还能对教学的环节进行辩证的分析,从而达到大学计算机基础应用的目的。该文主要针对大学计算机应用课程中案例教学法的应用进行了分析,并提出了相应的教学案例设计方法。 关键词:大学计算机;应用课程;案例教学;应用 案例教学法最先在哈弗大学被运用,然后逐渐被引用到国内,并且实践于大学计算机课程教学中,其具有理论与实践相互结合的特点。在诸多领域都有十分广泛的应用。尤其是在计算机课程教学方面,其独到的教学方法以及案例分析,让计算机的课程教学更加形象贴切,通俗易懂。对整个课程都有不可忽略的作用。 1计算机课程中案例教学法的应用概况 1.1案例教学应用的作用 案例教学法在计算机课程教学中的应用,能够有效地提升计算机教学的效率。其不仅打破了传统的教学方式,而且还让学生养成了自主案例分析的意识。这对于大学生计算机应用课程具有不可忽略的作用,因为在案例教学应用的过程中,学生可以有效地联系自己的实际的情况,对课程进行细节性的把握,然后分析自己计算机课程中的不足,从而取长补短。其二,与传统的教学模式相比,案例教学的方法能够让学生的学习兴趣得到有效增强,尤其是在编写程序C语言等计算机课程的教学中,其课程内容本来就十分枯燥。而案例教学法却能够较好的打破这一传统的因素,其生动的案例分析,再加上以行动为导向的诱导,必然能够让大学生对基础课程的理解更加深刻,而案例教学法则起到了很大的引导作用。 1.2案例教学应用的特点 计算机课程教学中,案例教学法具有很强的实用性。首先,在进行案例教学分析时,其可以将理论与实践相结合。例如:学生在进行计算机基础课程学习的时候,计算机教师可以采用相关的案例对学生进行指导,尤其是在一些程序编写中,以前别的学生所常犯的错误,教师可以进行重点的案例模拟,这样学生在课程学习的过程中,也会进行重点关注,让学生在基础课程中的学习中对于学习内容能够进行具体的把握,在上机实际的操作过程中。学生可以根据以前的案例进行具体的操作体验,例如:在OFFICE的上机学习中,对于EXCEL的案例教学中,学生对于很多符号以及功能都不太熟悉,这个时候采用案例教学法能够让学生快速地掌握计算机的基础课程。尤其是在案例教学的模拟方面,教师可以采用远程控制,对学生的计算机界面进行有效地控制。通过以往教学案例,让学生对计算机的知识进行学习和解析。从而让学生的实践能力得到有效增强。 1.3案例教学的内容 案例教学主要是让学生根据以往的案例分析,然后结合自己学习的状况进行相应的学习方法的改变以及创新。在案例教学的过程中,计算机教师的案例教学内容通常为以往教学中所出现的教学问题以及教学的对策,这些对于学生而言都是宝贵的教学经验。可以让学生在学习中吸收和借鉴更多的案例方法,从而在学习中不断地完善自我和突破自我。而对于很多学生而言,案例只是起到了一个引导以及借鉴的作用。但是案例教学中,其教学内容十分丰富。例如:在进行CAD等大型软件的学习时,案例教学要求学生从细节出发,对案例进行反复的学习以及参考,并且在对案例进行解析以及参考时,本就是一个学习过程。案例教学法还要求学生提出问题,分析问题,并解决问题。由此可见,案例教学的内容十分丰富,其让大学计算机课程教学内容更加丰富。 2计算机课程中案例教学法存在的问题 案例教学法虽然满足了学生情景式的学习,但是也存在不少弊端。案例教学法毕竟是从感性到理性。就是说案例教学法是从实际例子入手,进行分析,最后得出和自身所学相关的理论知识。在与基础课程相融合的过程中,其依然暴露出一些问题。 2.1教学时间较长 在进行案例教学法时,不管是学生还是老师都需要进行较长时间的准备。而且后期针对案例的分析、研究和讨论也会耗费大量的时间。可能对于课程来说进展会比较慢,一学期的教学任务可能会无法完成。在案例教学中,其要求的课时较多,不然很难起到融会贯通的效果,而且部分案例存在冗杂的问题,这就更加浪费了课堂的宝贵时间,让其无法与基础课程进行较好的融合。 2.2对教师素质要求极高 案例教学法在课堂上的灵活度较高,在学生进行讨论遇到分歧时需要老师能够给出有力的答案。所以老师必须具备本专业较高的学术水准。而且由于是案例分析,课堂上不可控因素增加,很容易失控。如果老师不具备较强的课堂控制力,那么很可能无法达到预期的效果。案例教学法也就没有发挥其应有的作用。 2.3对学生自身专业素质要求高 对学生实施这一教学法时,学生自身也需要具备一些本专业的理论知识。最好就是那种有一定专业知识积累的高年级学生。这样在老师进行这一教学法时学生才能明白并且配合好老师进行案例分析。缺乏知识积累,在进行案例教学时学生无话可说,没有东西表达自己观点。很容易导致案例教学法的失败。案例设计需要满足不同学生的水平。学生自身的水平是不一样的,所以在进行案例教学时如何使学生更好地吸收知识是一个问题。教师在设计案例时,当然案例主题还是需要适应教学目的的。但是在学生接受能力这一方面,教师设计的案例就应当具备层次感。针对不同学生的水平分别设置不同的任务。举一个例子,任务设置可以分为基本任务和高级任务。基础任务就交给一些水平一般的学生,至于高级任务就由基础比较好的学生完成。不同的学生完成不同的任务,不仅可以使绝大多数学生达到基本要求,还能使学生在任务中都学到东西,提升自身专业素养。 2.4案例比较乏陈无味 现在很多老师在使用这一教学法的时候使用的案例大多是教材上的。学生新鲜感不够,缺乏较强的兴趣。所以教师在使用案例教学法的时候,除了准备的案例符合所学习的主题外,最好是学生没有接触过的。这样可以激发学生参与度。毕竟学生才是学习的主体,必须让学生身历其境的感受这一过程。这样一来,不仅能提高学生学习的热情、增强学生解决问题的能力。最重要的是在这个过程中激发学生的创新意识,提高学生自身专业素养。与此同时,案例跟不上时展的步伐。现在由于计算机技术的飞速发展,计算机软件硬件的不断更新。对案例教学法的要求也在不断加深。在进行案例教学法的时候要注意案例的时代性。这就需要教师不断更新自己的案例库,及时满足学生的求欲望。在教学时最好能够达到比较理想的教学效果。 3浅谈大学计算机应用课程教学中案例教学的应用 大学计算机基础案例教学法设计。在大学中,计算机的基本掌握是每一个大学生必备的职能。毕竟在科技发展的今天,计算机已经渗透到人们生活的方方面面。以后的工作中,计算机更是扮演着不可或缺的角色,所以哪怕是一些看起来和计算机风马牛不相及的工作也应该掌握计算机一些基本的知识。在大学中,文字处理软件、电子表格软件、演示文稿制作软件是大学计算机应用基础课程中实践性很强的章节。很多学生对于计算机的了解其实并不多,最多就会玩玩游戏。帮助学生快速上手是现在学校里尤为重视的一个问题,将案例教学法融入这些章节中,充分发挥案例教学法的特点、优点。帮助学生更好的理解计算机这些概念性比较强的知识,就是解决方法之一。下面就以Word,Excel,PowerPoint的知识点为例,结合案例教学法,展示案例教学的魅力所在。 3.1Word案例:毕业论文 Word文字处理软件适合于制作于各种文档,可以让用户轻松的处理文字、数据、图形等对象。一般情况下,大学生都需要撰写自己的毕业论文,所以对Word文字处理软件的熟练掌握是必不可少的。因此以毕业论文为案例来进行教学能够充分引起学生的兴趣和重视,对其知识点的掌握度也会提高。最重要的学生可以学以致用,这样对学生本人的毕业论文和毕业论文的答辩工作都具有现实意义。还有就是学生以后出去工作还是需要接触论文、简历、公文、信函、传真、报刊、书刊等一些Word文档,所以针对这一块的学习学生的重视和掌握度非常重要。下面就详细介绍案例教学法是怎么应用于实际教学。首先要给学生传阅已毕业学生的纸质版毕业论文,给学生一种直观的认识。然后按照学校的具体规定,引导学生如何按照规定写出符合规定的论文。例如如果按照这些规定,论文需要到达什么效果、完成论文需要进行哪些操作、完成这些操作又有什么知识点需要掌握。这些是课堂上学生需要掌握的理论知识,为正式上机课打好理论基础。在上机课中,首先在给学生做一些典型的示例后,让学生自主的在上机课中按照理论课中的要求完成任务。最后根据学生提交的作业进行点评,对涉及知识点进行归纳总结。这些大概就是案例教学在Word中的应用,其实通过案例教学为学生创立情景式的学习中,能够使学生充分发挥自我能动性完成学习。这种学习方式不仅轻松而且让学生比较容易掌握知识点。 3.2Excel案例:学生成绩统计 Excel可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策。是现代比较经常使用的软件之一,在大学中学生接触最多的应该就是考试成绩了,其实它广泛应用于金融、财政等众多领域。很多学生在学习和工作的时候都被要求熟练掌握这一软件,所以对于Excel的学习也是大学生的重中之重。毕竟在进行任何工作的时候都需要进行评估和归纳,Excel的作用不可小觑。那么Excel在实际操作的步骤有什么,该如何应用其实都是现在一些学生或者说走上工作岗位的人的一些问题。毕竟不是所有人都完整的学习过这个软件。现在这一技术就以学生的考试成绩为例来介绍案例教学在Excel软件中的应用。帮助大家理解一下Excel的该如何学习。在进行Excel软件学习时,首先给学生一份原始成绩然后为学生提供做出的结果,让学生可以直观的感受自己需要完成的任务和任务完成后需要达到的效果。慢慢一道学生完成这些需要进行那些操作,都有那些步骤。因为有些步骤比较难理解,所以在课堂上一定要着重讲解这些步骤,以便学生在上机课的时候不会出现不知道该怎么办的情况。在上机课的时候,要首先把步骤讲解一遍,完整的给学生演示一遍操作流程,最后让学生自己进行操作。在把学生的作业收上来后,进行评估,对相关知识点进行归纳总结。对于学生出错的点要及时进行纠错。 3.3PowerPoint案例:毕业答辩 PowerPoint简称PPT,它是一种比较直观有力表达自己观点以及演示成果、传达信息的演示文稿制作软件。它的容纳性比较好,利用PPT可以制作和文本、表格、图片、视频、音频、组织结构图、图标等为一体的演示文稿。在现在的工作和学习中,PPT扮演着重要角色,学生接触它比较多的应该就是毕业答辩和主题演讲还有就是老师的讲课课件。走入工作中后一般要求在进行自己的工作计划展示和一些公开场合的展示会是都会运用到PPT。所以对PPT的掌握也是必不可少的。下面就以教学案例法来展示PPT的学习过程。以毕业答辩为例,一般情况下的毕业答辩都会被要求做一个十分钟左右的PPT,那在学生学习制作PPT的时候,可以先为学生展示一些比较优秀的毕业生PPT。然后就实例告诉学生如何选择模板,设置配色方案,动画设置,切换设置。为了让PPT看起来更加生动有趣可以插入音频和视频,告诉学生详细的方法如何制作比较完美的PPT。最后在上机课的时候,让学生自己时间操作,在把学生的PPT作业收上来之后,详细点评每一位学生的作业,及时告示他们作业中的不足之处。方便改进。这些就是教学案例在PPT中的应用,其实就是在学生学习这门软件的时候给学生一个看得见摸得着的例子,一个模板,让他们有学习的对象,然后告诉他们学习过程中应该注意的一些问题。方便学生切实可行的操作这门技术,这其实就是教学案例法的核心所在。 4结语 大学计算机应用课程教学中案例教学法的应用十分关键,其不仅能够让学生对计算机基础课程的掌握更加牢靠,而且还能让学生对课程的理解更加深刻。在进行案例分析法的应用时,应当对当前案例法的现状进行分析,并且要看到其应用过程中的问题所在。对各种案例进行科学合理的分析,全面提升案例分析法在计算机课程中的应用效率。 作者:赵松 段晓允 单位:江西旅游商贸职业学院 大学计算机毕业论文:大学计算机基础自主学习体系研究 大学计算机基础教学是大学通识教育的一个重要组成部分,通过这门课程的学习,可以提高学生使用计算机的能力和利用计算机这个工具解决实际问题的能力,使其成为更具竞争力的人才,课程的重要性不言而喻。近年来,由于大学入学新生计算机基础水平参差不齐,再加上计算机课时特别是实验课时被逐步缩减,给大学计算机基础的教学带来了很大的困难。在这种情况下,为了保证计算机基础的教学质量和教学效果,我校从2008年起,开发了一系列的"计算机基础自主学习平台",采用教师课堂授课和学生课后利用该平台自主学习相结合的方式开展大学计算机基础的教学。但通过对几年下来的教学质量数据的分析,我们发现:自主学习平台虽然拓展了学生的学习时间和空间,满足了学生课后巩固学习效果的要求,但由于缺乏对学生学习过程的监控,自主学习平台对教学效果的提升并没有完全达到我们预期的效果。从另一方面来看,自主学习平台仅仅成为学生课后学习的工具,对于提高教师教学水平和完善教学内容等方面却没有起到相应的作用。在此基础上,我们引入了"形成性评价"这一思想,构建了一个以形成性评价为核心的大学计算机基础自主学习体系,并对该学习过程中产生的大数据进行多维度的分析,从中发掘可以提高教学效果的有效数据,并对相关群体进行干预,提高了教学的效率。 一、形成性评价思想 “形成性评价”这个概念早在上个世纪60年代就由美国教育家和心理学家斯克里文在其《评价方法论》中提出了。形成性评价(formativeevaluation)i是通过诊断教育方案或计划、教育过程与活动中存在的问题,为正在进行的教育活动提供反馈信息,以提高实践中正在进行的教育活动质量的评价。在学生课后自主学习的过程中,利用“过程控制”理论,通过对学生学习过程的数据监控和分析,阶段性的形成对学生学习效果评价和课堂教学效果评价。通过对这些数据的分析,将结果反馈给教学组织部门、授课教师和参与学习的学生,为下一步的教师教学和学生学习提供决策支持。 二、以形成性评价为核心的自主学习体系的建立 围绕形成性评价为中心,建立一套全方位、立体化的网络自主教学平台,将教师的“教”和学生的“学”紧密的结合在一起。整个体系的建设由教学资源组织、训练方案设置、自主学习平台建设和决策支持系统等方面组成。 (一)教学资源组织 教师需要对课程进行系统性的分析,依据教学大纲的要求,通过对教学内容的归纳,形成以知识点为中心的教学资源库。教学资源的组织是一个基础性的工作,这就要求授课的教师认真的准备,并按一定的要求保证资源的质和量。对于同一知识点,需要保证有多个可训练的资源。 (二)训练计划制定 以教学内容为中心,形成教师课堂讲述、课后学生自主学习与自测和阶段性考核为方案的立体化教学模式。通过集体备课,细化计划的方案,分步骤进行相应模块的实施:1)依据教学进度划分教学单元,以教学单元为中心,开展学生课后自主学习。学生通过对教师精心组织的教学资源的学习,可以巩固课堂学习的效果,同时通过自我知识发现来拓展学习的内容。2)自主学习的过程中,通过学生自我测试,了解自身当前知识掌握情况学生可以根据教师布置的单元内容或者自主的选择已学习过的内容(以知识点为中心),进行自我测试。测试完毕后,自主学习平台系统会给出本次测试的正确率和能力排名。通过对这些数据结果的认识,学生可以清楚的了解自己当前的学习效果情况。由于是自我测试,学生可以根据自己的实际情况选择再次进行测试。通过对多次的自我测试过程以及每次测试后的反馈数据的分析,我们发现:学生会不断提高学习的积极性和主动性,相应的学习效果必然得到提升。3)通过对学生进行阶段性考核,掌控教学计划实施情况通过阶段性的学习,学生可以通过自测来反映知识的掌握情况,同时教师也可以获取这方面的信息。但是,自我测试的进行是完全自主的,不能够很好的反映学生真实的学习效果,因此,为了更好的掌控教学计划的实施情况,应定期进行阶段性的考核。教师在组织考核资源时,应选择代表知识点的典型例题对学生进行统一测试,以获得学生真实的学习状况。阶段性的考核的频度不需要太高,一般每学期2次左右即可。 (三)过程控制参数的形成和干预措施 通过对学生在自主学习、自我测试和阶段性考核中形成的对知识点掌握情况的数据进行多维度的分析,可以形成以下一些过程控制参数,并分别给予相应的干预措施:1)学生学习态度分析通过对教师布置的单元练习任务的完成情况的分析,可以统计出未完成该项任务或者是根本没有参加学习的学生信息。对于这部分的学生,我们可以认为他们是在学习态度上存在一定的问题。教师可以根据统计出来的名单,对这部分学生进行干预。2)学生学习能力分析对于整体错误率较高和自测与阶段性考核排名靠后(可以通过设定的阈值由系统自动筛选)的学生,我们认为应该是学习的能力方面有一定的问题。对于这些已完成训练任务,但是完成质量较差的学生,我们提供了“预约答疑”的方式,给予他们能和教师面对面交流的机会,解决学习过程中的困惑。3)教学内容分析通过对各知识点掌握情况的数据分析,可以发现有些知识点的整体掌握情况较差。这样的数据就反映出教师在授课过程中对某些知识点的讲述出现了一定的问题。通过动态的对知识点掌握情况的分析,教师能够不断的修正教学过程,提高教学的效果。4)整体性差异分析在教学计划实施的过程中,可以对每个教师的教学对象做整体性知识掌握情况分析,对比教师之间的教学效果。分析与平均值有显著差异的教师,对其教学过程进行评估,分析其出现这种情况的原因。 三、结果和讨论 在该教学体系的实施过程中,我们认为取得了以下几个方面的认识: (一)身份转换 教师从传统的知识传授者转变为教学组织者,不再是以往单纯的“教师讲什么,学生学什么”的状态。教师精心的组织教学资源,以自主学习平台为纽带,建立与学生之间的互动关系。基于系统给出的教学过程控制数据的分析,对产生的问题做出及时的响应。另一方面,学生从传统的知识被动接受者转变为知识发现者。学习过程中详尽的成绩数据和排名促使学生积极主动的参与到教学活动中来。学生可以根据自己的学习能力,主动的进行学习,拓展自己的知识层次。 (二)提高了学生的学习效果 通过系统平台提供的自我评价数据,正确的认识自己的知识掌握情况,以便调整自己的学习过程,提高学习效果。 (三)可控的教学过程 在大数据分析的支撑下,依据详细的指标分析,教学过程中出现的各种问题都可以及时的得到响应; (四)高效的教学效率 以数据为中心,形成了学生、教师、教务和学工为一体的教学框架,多部门协同工作,有助于提高教学效率。 四、结论 建立以形成性评价为核心的大学计算机基础自主学习体系,通过对收集到的教学信息化的大数据进行分析,可以及时的获知教学过程中反馈的信息,为后续的教学活动提供决策支持。学校很多学科都建立了自主学习平台,希望我们的做法,给其他学科提供一些借鉴。 作者:华东 罗建平 单位:南京医科大学基础医学院 大学计算机毕业论文:大学计算机软件技术教学改革研究 计算机系统由硬件和软件两大部分组成,按功能进行分类,计算机软件技术又可以分为7类,第零级是硬联逻辑级,第一级、二级、三级、四级、五级和六级分别是微程序级、传统机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级以及应用语言级。本文章主要对第一级也就是微程序级进行分析,探讨出提高大学计算机软件技术教学质量和效率,为社会建设培养出专业计算机软件技术人才,使计算机行业能够在激烈的市场竞争中占据有利地位。 一、第一层次大学计算机软件技术教学存在的问题及现状 (一)教学内容单一,教学方法落后 现阶段第一层次大学计算机软件技术教学的内容过于单一,教学方法缺乏科学性,这就导致很多学生不愿意上计算机专业课或者对计算机专业课没有浓厚的兴趣,教学过程中教师采用的方法比较陈旧,无法充分调动学生参与课堂的积极性和主动性,计算机软件技术教学内容过于单一,主要包括:理论知识的重点讲解和学生的动手操作能力等,学生可能会对这些教学内容产生厌倦的情绪,不利于培养他们对第一层次计算机软件技术专业课的兴趣和意识,不能使学生真正参与到实践活动中来,无法发挥出第一层次计算机软件技术教学在大学教学中的重要作用。 (二)缺乏教学环境和教学设施 现阶段我国很多大学都不具备适合学生进行第一层次计算机软件技术的教学环境,较大程度阻碍了计算机软件技术教学目标的实现,学生活动的内容受到限制,没有办法为学生提供充足的设施准备;持此之外,计算机软件技术质量都不能满足教学要求,学生学习计算机软件技术的专业知识主要来源于教材书本,教学书本过于重视学生理论知识的培养,在很大程度上的限制了学生的计算机软件技术方面综合能力的提升,会使学生丧失兴趣,从而对提高大学计算机技术软件教学质量产生非常不利的影响作用。 二、提高第一层次计算机软件技术教学质量的有效措施 (一)加强对计算机软件技术教学的认识,转变思想 在新课程将改革教学模式下,教师应该转变传统的教学思想,帮助学生树立正确的计算机软件技术思想,加强校领导对计算机软件技术教学的重视度,使他们能够听取计算机教师的发展意见,解决教师课堂教学中存在的一些问题,提高教师的地位,增强教师工作的积极性和热情,使老师能够把重心都放在教学上,最大限度的挖掘教师潜力。除此之外,教师在教学过程中要转变自己的教学态度,认真上每一节计算机软件技术课,传递给学生正确的计算机知识,培养学生学习计算机软件技术的积极性、主动性和兴趣,最终实现计算机软件技术教学的目标。在教学过程中引导学生建立自主、创新的学习方式,采取一些科学、合理的方法对计算机软件技术的好处进行宣传,使学生极其家长都能深刻理解到计算机软件技术学习的重要性。将兴趣融入到课堂教学中就可以有效的提高课堂教学质量和效率,从而实现课堂教学的重要意义,完成新课程改革教学模式下的计算机软件技术教学要求。 (二)丰富课堂教学内容 课堂教学内容单一、枯燥是现阶段计算机软件技术教学的突出问题,新课程改革实现了教材内容的改革,在这种条件下,课堂教学也要适当补充教学内容,丰富内容,在课堂中安排一些学生比较感兴趣的项目,提高学生学习的兴趣。当然,丰富教学内容要根据学生的爱好和兴趣,也要根据不同地域的特点和传统,只有这样,才能使计算机软件技术教学内容更加富有特色,从而实现计算机软件技术课堂教学的目标,使学生在寓教于乐的课堂教学中体会到课堂教学的乐趣。课堂教学中也应该适当增添一些动手操作的实践活动,通过实践增强对学生的吸引力,也可以活跃课堂教学的气氛,使学生在轻松自由的氛围中进行计算机软件技术学习,可以有效的增强学生学习兴趣。 (三)优化计算机软件技术 随着网络信息技术的不断发展,在教学过程中进行计算机软件技术教学,应该结合现有技术和实际情况,不断优化计算机软件技术,对实践操作的计算机软件进行不断升级,使学生能够在学习过程中紧跟软件技术的发展潮流,并增强学生自行研究计算机软件技术的积极性和热情,将这种学习态度应用于实际学习中,可以有效提高学习质量和效率。除此之外,学校应该定期组织计算机软件部门的教师进行专业培训,派计算机软件技术教师在其他学校进行学习,学习其他教师优秀的教学经验,提高教师的教学水平,优化教师的教学方法和教学方式,提高教师的专业素质。 三、结束语 随着社会经济的快速发展,越来越多的人开始意识到计算机软件技术的重要性,不断优化和创新计算机软件技术,可以使国家处于国际竞争的有利地位,尤其是现在或未来的世界竞争,竞争主题已经变成知识的竞争,计算机软件技术作为知识的重要组成部分,通过信息网络平台可以实时查询资料,真正扮演好信息交换媒介的角色,为改革大学计算机软件技术教学奠定坚实的理论基础。但是,现阶段第一层次大学计算机软件技术教学中的问题开始凸显出来,这些问题已经引起社会的广泛关注。 作者:喻文烨 陈振宇 单位:南昌工学院 大学计算机毕业论文:大学计算机基础教育探讨 1教学方法简单 当前的计算机基础教学方法仍然停留在理论教学、实验教学是模式上,尽管使用了多媒体教学课件,但教学效果不够明显。没有采取慕课、微课、翻转课堂的教学改革模式,不能满足实现讨论式、案例式的教学方法和手段改革的目标。 2教学改革 2.1课程总体目标 根据学校的办学定位,充分考虑各专业培养目标的差别性,对课程的教学内容、学时、学分依据理工、经管、文法、艺术、师范等类别进行了区分设置。坚持从“工具论”上升到“方法论”,从单纯的“实用技能”转变为“思维训练”与“能力训练”的计算机基础课程教学理念,以“互联网+”为切入点,培养学生掌握计算机基础知识、基本技能和计算机技术应用能力,通过案例教学培养学生计算机思维能力、互联网思维能力和解决专业问题能力。 2.2构建课程体系 由于“互联网+”代表一种新的经济形态行动的推进,计算机基础教育课程将要重新构建课程体系。大学一年级的第一个学期所有的专业共同开设《计算机应用基础》课程,大学一年级的第二个学期依据专业的不同开设不同的课程。理工类开设《C语言程序设计》课程、财经管理类专业和文法类专业开设《数据库应用技术》课程、艺术类和师范类开设《多媒体技术应用》课程。根据专业的目标,后继将要开设1—3门相关的计算机课程。师范类专业开设现代教育技术课程、数学专业开设面向对象程序设计及有关算法的课程、自动化专业开设有关嵌入式系统开发的课程、制造类专业开设有关物联网技术方面的课程、财经管理类开设有关电子商务网站的课程。通过针对不同专业开设不同的计算机基础课程,培养学生具有将互联网的创新成果融合于经济社会各领域之中的应用能力。 2.3教学内容改革 在《计算机应用基础》课程的教学内容改革中,理工类专业课程内容侧重信息检索技术,培养学生运用信息技术跟踪学科领域最新技术发展趋势和获取信息的能力。经管类专业课程内容侧重Excel在财务管理中的应用,培养学生解决专业问题的能力;文法类课程内容侧重Internet基础与应用,培养学生有效利用网络进行信息的能力;艺术类课程内容侧重多媒体技术,培养音频、视频信息的采集和处理的能力。在教学内容上不断更新课程内容,增加云计算、大数据、物联网技术等教学内容,培养学生具有应用现代信息技术解决专业实际问题的理念和思维方式。开设的第二门课程应依据专业类设置不同的课程,为了更好地为专业服务,尤其与现代制造业、生产性服务业等有关的专业,探索与互联网+的实际应用问题,通过算法实现和设计满足专业需求的教学案例,培养学生应用计算机求解的思维方式和行为能力。 2.4教学方法的改革 以案例来组织课程讲授知识点,以应用为主线加强能力训练和思维训练,坚持理论够用和注重算法实现的原则;采取案例驱动教学方法,在实验室进行互动教学,边讲边练,以提高教学质量和巩固学习效果。课堂教学通过精彩教学案例带动知识点,讲、学、练相结合,实现师生互动,课堂气氛活跃,调动学生的学习积极性;把物联网等有关最新技术发展融入课堂教学,使学生了解计算机最新应用技术,开阔了视野;充分利用现代教育技术手段“精讲”。针对专业不同开设的实验项目,如In-ternet实验、高级排版实验、PPT多媒体作品实验、电子表格实验、多媒体应用实验、迭代递归算法实验、二分查找实验、计算积分算法实验、数据库应用实验等项目。通过实验项目完成相应的案例,培养了学生的计算思维能力和解决实际问题的能力。积极采取慕课、微课、翻转课堂等教学改革方式,探索“互联网+教育”教学改革的新模式,不断提高教学质量。 3结束语 本文总结目前大学计算机基础教育课程教学中普遍存在的问题,提出大学计算机基础教学的课程体系、教学内容改革和教学方法的改革思路和方法。随着信息技术的发展,“互联网+”的思想应用到大学计算机基础教育教学中,必能将非计算机专业学生所学的计算机基础课程与专业进行紧密结合,更好地适应时代的发展和当前经济的需求。在未来的大学计算机基础教学中,我们仍然需要对教学改革不断进行创新、探索和研究。 作者:王振福 郑志秀 单位:大庆师范学院 计算机科学与信息技术学院 大学计算机毕业论文:大学计算机网络教学初探 一、更新教育教学观念,转变教学方式 社会对大学生的创新能力提出了新的更高的要求,教育教学就要跟进,开展创新教育,转变教育教学的目标。新时期的大学计算机网络教育教学目标要由传统的教给学生计算机网络知识转变为大力培养学生的创新意识和创新能力。也就是说要把教育教学的目标由知识目标过渡为能力目标。这就需要教师要转变教育教学观念,不能再像传统教学中那样只是注重教师的教而忽略学生的学,在课堂教学中采取强制性的措施强迫学生进行死记硬背,不注意培养学生的学习兴趣和引导学生主动参与教学过程。这样只会导致学生学习兴趣缺乏,学习积极性不佳,学习失去动力,在课堂学习中处于被动接受的地位。学生所处的这种被动的学习状态不仅不利于学生的知识学习,更不利于学生的能力成长。为了更好地实现学生能力成长,我们必须要转变教育教学观念,开展创新教育,把新课程教育教学理念应用于大学计算机网络课堂教学,培养学生学习计算机网络的兴趣。在大学阶段,由于学生对计算机网络已经有了初步的认识,老师应当根据学生的兴趣特点开展有针对性的教学。学生毕竟是处在学习计算机网络的基础阶段,对计算机网络知识的掌握还不是很牢固,在运用计算机网络知识的时候,许多学生对计算机网络还有一定的畏惧情绪,在进行计算机网络学习和创建时还有一定的心理障碍,这个时候老师应当对学生多一些鼓励和引导,逐步培养学生的探究能力,培养他们的学习兴趣和信心。我们还要研究教育教学方式方法,把新课程教育教学理念和大学计算机网络教学实际和教学目标结合起来,把教学目标调整为培养学生的能力上来。 二、实施创新教育,培养大学生的探究创新能力 传统的大学计算机网络教学中,教师的教学注重知识的学习,忽视学生的学习感受和缺乏对学生展开能力的培养。在创新教育的要求下,教师的教学要进行调整,教学内容不要局限于计算机网络教学大纲内,而应当根据情况适当做出调整,拓展学生的知识和视野。创新教育下,对于教学内容的创新,我们应当根据计算机网络教学大纲做好以下两个方面的工作。1、让学生了解计算机网络文化背景知识计算机网络知识的学习不仅要让学生学习网络知识,更重要的是要让学生感受计算机网络的文化背景。我们要让学生了解计算机网络背后的文化背景,加深对计算机网络的了解,掌握计算机网络的使用习惯。为此教师可以把中西计算机网络文化的背景差异进行对比,激发学生的学习兴趣。在计算机网络教学中,我们应当注重加强学生对计算机网络文化背景知识的学习,这样不仅有利于增进学生的计算机网络知识,更能够在进行学习时培养兴趣和积极性。2、鼓励学生搜集资料,扩展知识面新课程教学理念下的计算机网络教学不能只是局限于课本上的知识,教师应该鼓励学生搜集资料,扩展知识面。教师在讲到一些专业术语时,可以通过实例讲解,可以有效地帮助学生加深专业术语的了解,进一步扩展知识面和增进学生的学习兴趣。经过长时间的教学坚持,就能够有效的培养大学生的学习能力和探究创新能力。 三、高效开展计算机网络创新教学 在传统的大学计算机网络教学方法中,老师一般采用灌输的方式,严重抑制了学生的学习积极性和主动性。在新课程所提倡的创新教育下,老师应当对教学方法做出调整,根据学生的实际情况,激发学生的学习兴趣,充分调动学生的积极性和主动性。老师在授课过程中,应当改变那种老师主讲模式,把课堂大部分时间交给学生,使学生进行自主学习,交流互动。在学生遇到生僻术语时知道主动的查找资料,自己理解,自己寻找答案。最后,老师还要根据学生的学习结果,对学生进行指导和点评。在教学评价的过程中要充分发挥激励策略的积极作用,鼓励学生的学习表现,培养学生敢于提出问题,敢于质疑的精神。总而言之,大学计算机网络教学中,要培养学生的创新精神和创造能力,我们教师自己要具备创新意识和创新能力,通过创造性的教学打破传统教学的束缚,转变教育教学目标。只有这样,才能有效培养大学生的创新精神和创造能力。 作者:宋鹏 单位:长江工程职业技术学院信息技术中心 大学计算机毕业论文:大学计算机教学过程反思 一、当前大学计算机教学过程的状况 大学开展计算机基础课程的最根本目标,就是希望提高学生使用计算机的能力。并且注重学生对计算机基础知识以及操作能力的培养。大学计算机教学的主要内容有Windows操作系统,Office办公软件,学生能够熟练的使用计算机,并且能够对一些相关的软件熟练的掌握并使用等。大学计算机教学相对来说难度不高,但是对学生的实践能力要求比较强,需要学生能够熟练的掌握技能操作。当前我国大学计算机教学过程主要可以从以下几点体现出来:老师在进行教学的时候要选择合适的教学方法,然后根据学生的实际情况进行调整,将计算机教学的主要内容呈现在学生面前,帮助学生更好地理解。并且加以实践教学,提高学生的实践动手能力。目前,我国大学计算机教学的硬件设施已经比较齐全,能够满足教学的需求,以及学生的发展需要。可是当前大学计算机教学仍然有着很多问题。老师在进行教学的过程中,并没有将知识进行灵活的调整,计算机教学内容相对比较老旧,不能跟上时代的潮流,没有足够吸引学生的地方。因此,当前大学计算机教学应该不断的推进教学方法的改革,使其更加的灵活生动,具有趣味性,吸引学生的注意力。然后,就是当前很多大学在评价教学好坏和学生成绩的时候,过于看重分数,这样的评价方法并不全面。严重的制约了学生的发展和计算机教学的改革。 二、大学计算机教学过程中的主要问题及建议 由上文可知,目前大学计算机教学中还存在很多的问题。首先,大学计算机教学缺乏学生实践能力的培养。计算机教学应该建立在基础知识上进行实际的操作,这样一来才能够提高学生的实际操作能力。由于老师过于注重理论知识的讲解,造成了学生的实践能力十分不理想。很多大学生对于课本知识已经全面掌握了,可是到了实际应用的时候会遇到很多的问题。针对这种问题,学校应该计算机实践教学课程,创造学生进行实践的条件。其次,学校并不注重对学生计算机基础知识的讲解,而且电脑的老旧,不能满足当前教学的需要。由于电脑不断的普及,很多学生都拥有属于自己的电脑,这就使得学校错误的认为,每个学生对电脑的基本知识都了解,而且并不重视更新学校机房的电脑。而且严重的压缩计算机教学的课时。针对这一问题,学校应该重视对学生灌输计算机基础知识的培养。同时要对计算机进行及时的更新换代。最后,学校计算机教学内容十分的落后,教学方法少。计算机技术的发展速度十分快,每天计算机都会进行更新、改进。但是在大学计算及教学中我们可以发现教学内容十分的落后,而且伴随这多媒体技术的应用,老师通过多媒体课件的展示,讲解计算机知识,造成了一种“填鸭式”教学的模式,使得学生对其失去了兴趣。如何解决这个问题,就需要老师能够实时的掌握计算机技术的变化,并且根据学生的实际情况安排教学。与此同时,学校还要加强对教师能力的培养,提高教学水平。 三、针对当前大学计算机教学问题进行反思 根据以上提出的有关大学计算机教学过程中存在的主要问题,进行全面的分析,然后找到解决问题的方法。首先,要根据实际社会需要,以及当前的发展需求,计算机的实际应用水平进行教学内容的及时更新和改革,不被落下,大学计算机教学存在一定的滞后性,因为计算机发展速度十分快,可谓是瞬息万变,在进行大学计算机教学的时候要注意根据实际变化,及计算机使用范围及相关内容对课程进行改革;其次,注重实践教学,培养学生独立思考,独自使用计算机解决问题的能力,能够做到学以致用;再次,明确教学的主体,学生是教师开展教学内容的主要对象,要将教学的重点放在学生的身上,培养学生应用计算机的能力;然后,开展多样的教学活动,建立灵活的评价方法和体系,鼓励学生进行创新;最后要营造一个良好的学习气氛,培养学生的积极性。 四、结论 大学计算机教学是一门集理论与实践于一体的教学课程,开展这项课程的主要目的就是培养学生的创造能力和计算机的实际操作能力,帮助学生掌握计算机技术,和操作方法,为以后的学习、工作等提供便利的条件。大学计算机教育要以学生为主体开展教学课程,努力提高大学生使用计算机的能力。满足当前社会对人才的实际需求,促进大学生更好的就业。大学计算机教学一定要进行全面的规划,改革。伴随着时间的推移,对大学计算机教学内容以及课程进行及时的更新,不断的转换教学方法,真正的促使学生掌握计算机知识。 作者:焦宇 单位:襄阳汽车职业技术学院 大学计算机毕业论文:大学计算机基础教育现状与改革剖析 相较于飞速发展的计算机技术,计算机教学内容的更新始终处于较慢的水平。例如沈阳农业大学2013年才开始讲解Windows7操作系统,之前一直都在讲授WindowsXP系统。2013年的教学内容更新,距离WindowsXP系统的12年,距离Windows7的也有3年多的时间,这就会造成教学内容和计算机发展进程的脱节,学生学习的知识过于陈旧以致应用不到实际生活当中。 1和社会市场的要求不一致 随着计算机在企业中日常办公的广泛使用,越来越多的企业利用进行无纸化办公,极大地提高的办公效率。所以企业对于大学生的计算机应用水平逐步的在提高,例如Office套件、Visio、ERP类软件等都是极为常用办公软件,但就目前高校对大学计算机基础课程设置来看,只有非常小的一部分大学的授课内容涉及到了Office套件及其他较为实用的软件操作。 2改革提议 2.1扩展教学内容、课程内容,更贴近社会需求 计算机基础教学不止应该仅着眼于基本的计算机系统操作,更应该扩展到对于目前社会广泛使用的应用软件领域,如Office,Photoshop和Premiere等软件。这样可以让学生能够真正的将专业软件应用到以后的生活中去,这样才实现了计算机基础教育的真正价值。 2.2扩展课时量 目前各大学的大学计算机基础课都在32到40学时之间,普遍课时较少,难以满足相对庞大的教学内容。因为计算机基础课包含的计算机知识较为分散,涉及到了不同的计算机软件的教学,所以在短时间内很难让完整细致的教授给学生。建议增加课时量,分学期进行教学,并设置不同延伸领域的选修课供学生兴趣学习。 2.3加快更新教学内容 大学计算机基础教育一定要紧跟计算机技术发展趋势,缩短教材的更新周期,及时的淘汰陈旧的内容,增加最新实用的知识。使所讲授的知识能够真正让学生应用到日常对于计算机的操作当中。 3结束语 提高计算机基础教学是整体提高大学素质教育的重要一环。不断更新教学内容,延伸内容到专业软件领域,这样才能适应社会对于人才的需求。教师自身也要不断学习更新自己的知识,这样才能更好地完成教学内容的讲授与指导。 作者:武越 单位:沈阳农业大学 大学计算机毕业论文:网络资源与大学计算机教学论文 1有利于大学生学习能力的提升 随着Internet的不断发展和壮大,包罗万象的网络资源丰富了人们的知识眼界、扩展着人们的思路。在高校计算机教学中充分利用网络资源,能够提高学生的学习能力。比如:在学习网站课程的章节中,学生可以通过网络资源获得设计师们高超、成熟的网页制作技术,学生可以通过网络快速的掌握网页涉及的技能和方法,能够提高自身对知识的学习和其他计算机技能的提升。 2网络资源在大学计算机教学中的具体应用 2.1利用网络资源丰富课程学习形式 首先,远程教学。远程教学作为当前现代化教学的一个方面,对提升学生的学习兴趣有着非常重要的作用。通过网络资源,可以在高校计算教学中开展远程教学,利用多媒体手段进行一对一、一对多、多对多的远程教学模式,提升教学质量和效率;其次,合作教学。通过合作教学能够提升教学效率,进而让学生在良好的课堂氛围中学习。通过网络资源,如QQ群、微信群、微博等形式,加强老师与学生、学生与学生之间的线上互动,针对一些疑难问题可以一起讨论,沟通合作,互通有无;再次,自主学习。网络教学资源的引入,为大学生的自主学习奠定了重要的基础。对于课堂一些不理解的内容,学生可以课下利用网络资源进行自主学习,强化自身的理论学习和专业技能。在PS课程中,学生可以登陆一些PS论坛,学习一些PS高手的技术和手法,提升自己的能力和水平。 2.2利用网络资源提供丰富教学资源 首先,为任课教师提供辅助教学资源。大学计算机任课教师可以根据教学的实际要求,利用网络资源搜索、下载课程教学相关的资料,并通过一些备课工具如PPT工具对网络资源进行运用,丰富教学内容,提高教学质量;其次,为学生提供学习资料教程。大学生在计算机学习中,通过网络资源获取一定的学习资源,然后根据课程相关内容进行知识的融合和补充,如果学生在课堂上内容不理解,学生可以利用网络资源课下进行二次学习;再次,配合教材提高学生的知识储备量。网络资源具有共享性、实时性的特征,为了适应新形势的发展,要充分利用网络资源,不断扩充学生的知识储备量,为提升计算机教学水平的提高奠定重要的基础。 2.3利用网络资源提高资源利用率 在高校计算机教学中利用网络资源,要主体提升资源的利用效率,为大学生计算机学习提供一个优质的教学环境。首先,充分利用网络进行互动式学习,可以利用多种网络形式进行学习,互通有无,实现网络资源的高效利用;其次,要加强对网络资源的监督管理,提高资源利用率。在多媒体网络快速发展的同时,网络资源的良莠不齐也随时出现,所以,高校老师和学生在引入网络资源的时候一定要“擦亮眼睛”,对各种网路资源进行辨别,合理对资源进行取舍,保证学生的健康成长;再次,避免对网络过分依赖。对于高校计算机教学而言,网络资源非常重要,但是我们也不应该过分依赖,一定要保持清醒头脑,有选择性的选取,确保计算机教学工作的顺利开展。21世纪以来,网络资源的飞速发展为大学生计算教学起到了尤为重要的作用。作为计算机任课教师,在今后的教学中应该根据学校的课程实际,将网络资源的具体内容合理、有序渗透到日常的教学过程中去,只有这样才能够保证教学质量的提升,才能够提升学生学习计算机的积极性和主动性,才能够实现学生的全面健康发展。 作者:李凤巧 单位:锡林郭勒职业学院 大学计算机毕业论文:地方大学计算机实验教育方式 随着社会地方经济建设的飞速发展,地方经济建设的需要对地方大学计算机专业对学生计算机信息技术的应用能力掌握的要求越来越高。计算机应用能力的掌握程度已成为衡量当代大学生能力结构的重要标志,为了满足社会发展和地方经济建设的需要,培养具有高素质和计算机应用性能力的专门技术人才,是我院地方大学计算机实验教学的主要目标。 我院是一所地方综合性大学,为学生成功奠定基础;为地方发展提供支撑,是当前我校的办学宗旨。为实现“为学生成功奠定基础”的办学宗旨,学校凝练了“一二三四”人才培养体系。“一”就是一个培养目标:培养高素质的复合型、应用性人才;“二”就是把握好两大关键环节:建设高水平的课程体系,营造良好的成才环境;“三”就是培育学生三项素养:高度的责任心、持续的进取心、强烈的好奇心;“四”就是发展学生四大基本能力:表达能力、动手能力、创新能力、和谐能力。为实现“为地方发展提供支撑”的办学宗旨,学校提出了全面服务于地方经济建设的发展规划,并提出了为政府提供决策咨询;为企业解决技术难题;为个人提供再学习机会的三个服务层次,并提出为地方发展提供四大支撑:即人才支撑、技术支撑、文化支撑、思想支撑的发展思路。为了实现我院提出的全面服务于地方经济建设的发展规划,根据地方经济建设对计算机专业信息人才的发展需求,培养出具有高素质、应用型、创新型能力的专业技术人才的发展目标,笔者在长期从事计算机实验教学的基础之上,对计算机实验教学方法进行了一些探索,提出几点行之有效的实验教学方法,与同行们进行商榷。 1验证性实验教学 验证性实验教学法是计算机实验课程教学最基本的方法之一,其实验课程是以验证性为主,目的是验证计算机专业理论课教学的正确性、逻辑性、实践性,强调理论实践的重要性,是计算机专业实验课教学和理论课教学之间相对独立而有机的结合方法,加强了学生对计算机专业理论课知识的巩固和理解,以提高学生分析问题和解决问题的思维能力、操作能力、动手能力,并提高学生对计算机专业理论知识学习的积极性。 2计算机基础实验教学 计算机基础实验教学是计算机基础课程教学中的重要组成部分,是计算机实验教学中最主要的方法之一。它囊括了计算机专业基础课程和公共计算机专业基础课程的实验教学。它是抽象思维与形象思维、传授知识与训练技能相结合的过程,它起到了计算机基础理论课教学和其他教学环节不可替代的作用。计算机基础实验教学内容包括计算机基础的通用性、技术性、实用性、应用性等基础知识实验,指导教师根据计算机基础实验课程教学计划和实验项目内容的具体要求,对基础实验项目内容进行筛选和取舍,采取了循序渐进、步步深入、深入浅出的指导方法,并安排学生难度适中、操作方便并普遍适用的实验,使学生尽快深入、扩展、系统撑握计算机基础实验的基本知识、基本方法与基本技能、计算机设备和仪器仪表的操作方法、维护法和使用方法、应用基本技能与编程技能,以培养学生分析问题和处理实验数据结果整理等基本能力。 3计算机综合实验教学 综合性实验教学法是指多门专业课程融合的实验教学法。实验指导教师根据实验内容归类梯次训练逐步深化的要求,从计算机应用技术的完整性、系统性、统一性、时代性总体设计教学内容和课程体系,根据实验内容的要求,把实验内容相近或类别相同的实验进行重新组合,如把平面设计、网页静态设计、网页动态设计,C语言程序设计与C++,计算机辅助设计,数据库等,将分散于各相关学科的知识进行整体化、系统化,实现多学科的知识融合,采取由浅入深、逐步推进、融会贯通等方法,以提高培养学生综合运用多学科知识分析和解决专业问题的能力。 4计算机创新型实验教学 计算机创新型实验教学法是指自主性、开放性、综合性实验教学法。由指导老师根据实验教学计划的安排,讲授实验课程的基本思路、实验设计的基本原则、进行文献检索的基本方法、科研论文写作的基本要求,并采用启发性的教育方式,以提高学生搞科研的积极性和创造性,引导学生按照完整的课题形式,自主选择课题,自行设计实验课题研究方案,自主拟定技术路线,并应用各种实验方法与手段,综合应用自己所学的课程知识,进行分析、归纳与总结,得出相对客观的研究结论,并以研究论文或实验报告的形式,完成课题研究任务。这种方法,目的在于培养学生的自主创新意识和创新精神,并在以后从事工作中,为自己搞科研打下良好的基础。 5计算机实验教学考核 实验教学考核法是针对学生通过实验教学学习后,对他们的实验学习成绩、学习效果、掌握程度进行综合评估测试的一种基本方法。考核标准我们可采取两种方法进行。一种是采用五级记分制:分优秀、良好、中等、及格和不及格。第二种是采取百分制:90分以上为优秀,90以下至80分为良好,70分左右为中等,60分为及格,60分以下为不及格。考核成绩可分为两部分组成,平时成绩加期末考试成绩。平时成绩比可占总分的60%,期末考试成绩可占总分40%。考核的办法我们可以采取以下几种方法。平时成绩考核的内容主要包括实验课出勤时率、基本操作能力、实验结果、实验报告、自主实验能力、自我创新能力等。具体内容包括:第一指实验项目内容提前完成或按时完成,并有正确理解或创新思想;第二指实验项目能基本完成任务,能够正确地独立操作和理解程序,回答问题基本正确。第三指实验项目内容完成稍晚,能够大体说明实验编程过程,操作或编程方法基本正确,但问题回答不够全面。第四指实验项目完成时间滞后,不能独立操作和编程,对实验程序解释不清楚。期末考试成绩主要采取笔试和实验相结合的两种方式进行。 6计算机实验教学组合法 计算机实验教学组合法是充分利用学生课外空余时间灵活掌握实验教学内容的一种方法。它的表现方法有三种。第一、利用开放性实验室,将课内教学内容与课外实验相结合,将集中与分散相结合,将自主安排与统筹安排相结合,以提高学生自我创新能力与综合素质培养能力。第二、充分发挥计算机辅助教学功能,安装计算机实验模拟、仿真学习软件,将教师引导与学生自主学习相结合,为学生提供课外实验的学习机会,巩固和提高学生的实验教学知识和计算机应用知识能力。第三、成业计算机专业业余爱好组,实验室给予必要的平台支持,专业指导教师给予恰当的指导,学生们可根据自主性和个性化的需要,将实验教学的内容与自主创新设计的内容结合起来,将向社会横向服务的任务与自己所学的专业结合起来,学生们通过自主学习以及社会实践,既不但掌握了实验教学的基本内容和专业知识,同时,促进了学生的个性化发展,培养了学生专业知识能力和解决了社会实践问题的能力。 计算机实验教学是计算机专业教育的重要组成部分,计算机实验教学的质量好坏和教学方法的对与否对学生掌握计算机专业知识有直接的影响,因此,我们要在长期工作实践中不断地总结经验教训和摸索出一套我行之有效的实验教学方法,才会不断提高我们的教学水平,在这里我只是根据在长期从事计算机实验教学中,提出一些浮浅的体会,希望能为同行们起到一些抛砖引玉的作用。 大学计算机毕业论文:小议大学计算机实验室教学改革思路 【摘要】科学合理地安排实验课,开展“开放性、研究性”教学。实验课程从理论课程体系中脱离出来,独立开设,改革实验内容体系,系统地构建实验课程模块,转变以人为主的管理方式,根据不同学科的特点,提高实验教学的时数在总培养时数的比例,加大综合性、设计性实验项目,加强学生实践技能的训练和自主性学习,通过建立全天候开放实验室管理平台,实现实验室全天候开放、实验内容开放。鼓励学生早进实验室,在导师指导下开展科学研究。 【关键词】实验室教学改革强化创新 一、实验教学体系和工作概况 实验室是进行实验教学、科学研究的主要基地。计算机实验教学在培养高素质的创新型IT人才中起着至关重要的作用。随着经济全球化的高速进展和科技进步的日新月异以及国际间的人才竞争,人们对实验教学在创新人才培养的重要作用上有了更加深刻的认识。因此,在以培养创新人才为核心,开展对学生进行实践教学、加强能力培养的同时,应十分重视实验教学的改革,以适应社会发展的需要。 实验教学是教学任务中的重要环节,承担着课程实验、课程设计、毕业设计等能充分锻炼和提高学生动手创新能力的知识领域。实验室应建立健全实验教学大纲、教学任务书、实验课程表、实验项目管理等各种教学档案,符合评估标准。实验教学内容上要适应学科发展、计算机技术的更新并注重学生实践与创新能力的培养。实验教学环节的每个实验均应有实验报告和批阅,每科实验成绩均在该课成绩中占有一定比例,有相应的考核方法,形式要结合每门课程的特点,均有成绩记载。 计算机学科发展变化日新月异,是其他学科所无法相比的。只有根据计算机科学和技术的发展,紧跟新理论、新技术、新方法,不断更新实验教学大纲和教材,促进教学内容的重组和体系更新,才能使学生既学到专业基础知识,提高实践创新能力,又能紧跟当前技术主流,强化实际应用能力的培养,造就应用型、实用型的计算机人才。 二、实验教学改革势在必行 传统模式的实验教学是以教师为中心,学生往往是按照教师设置好的设备和仪器,根据实验指导书上规定的方法和步骤按部就班的进行。这种模式的实验教学存在一定的弊端,如单一的进行固定实验的操作,影响学生思路的开拓,因此在整个实验过程中,学生始终处于被动地位,使学生的学习主动性和积极性受到压抑,同时也不利于学生个性的发展,不利于创新思维和创造性人才的培养。 针对上述情况,开发设计型实验成了当务之急。学生通过设计型实验,学习从被动变主动,查资料、设计调整电路、学习仪器的使用等,实际动手能力得到锻炼提高,反映非常好,同时也有效的遏制住少数人混实验的现象发生,提高了实验效率。 综合实验是近年来实验教学改革的产物。为了使学生能更好的学习和掌握实验原理、目的及实验方法,而把相关几个实验按其规律组成一个小的系统,使学生在实验课上对所学知识有更加全面的认识和了解。通过实践证明它们对提高学生独立分析问题、解决问题的能力,促进学生创新精神起到了重要的作用。为培养学生的创新能力全面提高素质教育,部分实验独立设课很有必要。实践表明,独立设课开放式实验教学方式,拓宽了学生知识面,增长了学生实际动手能力,有利于发挥学生的认知主体作用。激发了学生学习的积极性和主动性,促进了学生自我创新精神的培养。 实验教学改革根据计算机科学技术、现代教育发展趋势和对创新人才培养的要求,以培养学生的实践能力和创新能力为目标,我们对实验课程内容进行整合,将每一个实验课程的实验项目分为3个层次进行实验内容重组,即“基础验证型、综合设计型和研究创新型”,精选基础型实验,加强综合设计型和研究创新型实验,编写配套实验教材,实现多媒体辅助教学,并依此构建计算机实验教学体系。 实验教学是理论教学的补充和强化,理论教学是实验教学的基础,二者的关系是相辅相成的。因此,我们认为关键的必须的验证性实验仍需保留,设计型、综合性实验必须要有。处理好这些关系,是将实验教学提高到一个高水平的重要方面。 三、目前实验教学改革的方式 随着我国高等教育的发展,大学逐步由教学科研型大学向研究型大学转变,硕士研究生、博士研究生规模不断扩大。特别是对于本科生,实验教学是重要实践性教学环节。实验教学向学生传授的是认识世界的方法,实验学习是学生接受知识,培养能力,开发创新思维的重要途径,当前国内各学校都在做实验教学的改革探索,我们也一直在这方面做了很多工作。 初期的实验室建设面临的主要问题是仪器设备陈旧、分散、规模不够;且部分实验的实验内容、实验板逐渐老化,对本科生的专业素质培养有一定的不利影响。 针对上述基本情况,我们的思路是优化实验教学体系,尽快开发新的实验内容和实验装置,逐步增加设计型、综合性的实验,为学生创造更好的实验教学平台。 根据我们学院各个专业的课程特点,我们的实验教学分三个层次: 认知型:即验证性实验。部分课程的理论教学中都会有一些关键的结论需用实验来说明,因此必要的验证性实验是应当保留的。 设计型:综合所学知识,培养设计能力,是工科大学本科生的培养目标,也是学生能力培养的重要方法。 综合型:系统的概念对信息类专业的学生十分重要,根据认识规律从器件到单元电路到小系统到大系统,通过这类实验给学生建立系统的基本概念。 根据各个课程的内容特点,合理设置不同层次的实验内容,既要符合认识规律,又要满足教学要求,还要尽量调动学生学习的主动性。 四、实验教学改革思路的进一步探讨 1.科学合理地安排实验课,开展“开放性、研究性”教学。实验课程从理论课程体系中脱离出来,独立开设,改革实验内容体系,系统地构建实验课程模块,转变以人为主的管理方式,根据不同学科的特点,提高实验教学的时数在总培养时数的比例,加大综合性、设计性实验项目,加强学生实践技能的训练和自主性学习,通过建立全天候开放实验室管理平台,实现实验室全天候开放、实验内容开放。鼓励学生早进实验室,在导师指导下开展科学研究。 2.开展实践教学质量的评估研究,从知识与能力方面全面评价学生的学习成绩。多方面、多角度探讨全面评价学生学习成绩的体系方法,全面衡量学生的实验技能与创新能力,使学生全面发展。学生成绩的评价包括实验态度、实验操作、实验设计(综合设计性实验)、实验结果和分析等,从多角度、全面地考查和评价学生的成绩和能力。 3.建立一套完善的符合自身特点的实验室开放管理制度和管理方法,强化整体、质量、开放和创新意识。从制度、体制上保证实验内容、实验场地、实验设备等实验教学资源和时间上实行开放,提高实验场地的使用率、仪器设备的利用率和使用率,发挥实验室资源的最大效益。实验室的全方位开放,是实验教学质量、学生创新意识和创新能力培养的有力保障。 4.树立“优化课内、强化课外”意识,提倡“科学研究渗入实验教学”。中心按照体现基础性、先进性、系统性、综合性的原则,对实验教学内容进行调整、更新、重组。改革教学组织形式,创造学生自主学习、参加课题研究的条件,依托教师的科研条件和指导力量,将科学研究渗入实验教学,使学生获得更多的直接知识,培养学生的反向思维和发现问题、提出问题、解决问题的能力,提高学生探究未知新知识能力的提高,满足学生个性化发展的需要。 5.在加大力度引进既有IT企业工作经验,又有丰富教学经验的双师型人才的同时,也注重培养本院青年教师,坚持学院自我培养和外部引进相结合的原则,进一步提高中心实验教学队伍整体水平。同时不断充实和扩大专职实验教学管理队伍,有计划有步骤地加强实验教学与管理人员的培训,形成一支高水平的实验室管理队伍,使中心的管理进一步规范化和科学化。 6.加强校企共建,丰富实验实训项目,拓展实训内容,提高学生实践创新能力。为了充分发挥高校与企业相结合的优势,加强与企业的合作和共建,使实验教学、科研创新和技术开发密切结合,强化实验教学与实践应用能力的培养,实验室可与企业建立联合实验室,联合实验室不仅能为大学生提供实验创新的场所,同时也为大学生参加程序设计大赛、软件设计竞赛、计算机仿真大赛、电子工艺实训等提供平台,提高学生实践能力,更好适应现代社会发展需要,为走上工作岗位做好充足的准备。 大学计算机毕业论文:大学计算机教学内容体系建设与改革 摘要:伴随着计算机技术的快速发展,社会对于计算机人才的需求空前高涨。在现行的计算机教学内容体系下,计算思维模式的运用已经在教育领域达成基本共识,认可计算思维所带来的教育价值与教育目标。笔者则是从计算思维的具体运用入手,谈大学计算机教学内容体系建设与实践改革途径,在多角度提出计算机教学内容的优化方法,视图打破传统计算机教学内容体系构建方面的困惑。 关键词:计算机思维;大学计算机;教学体系;建设;改革 1引言 高校作为人才培养的基地,承担着向社会提供高素质人才的重担。大学计算机教学内容体系构建作为高校培养高素质人才的必备技能,其教育教学目标逐渐明确。计算思维模式下大学计算机教学面临新的发展局面,但该思维模式下大学计算机教学导向教学思路并不十分清晰。针对这一问题,基于该思维模式下对大学计算机教学内容体系进行建设与全面改革,提出改革途径,为推动大学计算机教学实践奠定基础。 2计算思维与创新教育 从自然科学领域出发,计算思维与理论思维、实验思维并称为三大科学思维。不同的学科教学对不同的思维将会产生影响。计算思维可以说是一个本质的能力,当今社会的发展中所有人都需要具备这一项基础能力。作为当代大学生更应该发挥出计算思维的本质与内在价值。计算机思维视角下应该做好创新教育的延伸,挖掘计算思维当中的内在特点与价值,从而为新思想、新方法的产生奠定坚实基础。面对信息化时代的发展要求,高校应该针对现阶段高等教育的基本要求做好应对复杂局面的准备,以全新的方法去培养创新型人才,并将计算思维融入到大学计算机教学中,为实现教学内容体系构建与教学改革提供保障。 3大学计算机教学内容体系建设与改革必要性 3.1现行教学体系的不足 高校现行教学体系方面存在的不足主要从以下三个方面来看:其一,以教为主的教学方法无法激发学生的创新能力。无论是传统的讲台、黑板、教材的教学方式,还是当前多媒体充分运用的现代辅助教学手段,其本质都是以教师为主体去完成教学信息的传递。即便是实践课程,也多数集中在以教师讲解的教材内容为主,学生到机房进行实际操作,学生创新思维无法得到体现;其二,以技能传授为主。高等教育的深化改革大学计算机教学内容得到更新,技能为主的教学方法主要是引导学生去参与、去学习、去感受,让学生学会怎样学、如何学,较少关注学生的兴趣动向以及对内在原理的掌握程度,不利于终身学习能力的提升;其三,只关注结果的考核不利于计算思维的养成。大学计算机教学实践考核内容偏侧重于对知识的记忆,理论考核内容多以选择题为主,这种固化的考核方法不利于大学计算机教学学生计算思维的养成。因此,迫切需要通过大学计算机教学内容的改革要求,来全面提高大学生计算思维。 3.2培养学生创新能力 计算思维模式下大学计算机教学内容的建设与改革,对学生的创新能力提升作用显著。其一,符合大学生创新能力的培养要求,能增强学生的创新意识与创新精神;其二,在信息快速流通的背景下,知识的更新周期发生改变,“授之以鱼”不如“授之以渔”,只有掌握计算机问题的解决方法,才能够启发学生去主动的思考,提高自身对于问题的解决能力,满足学生终身学习的要求。 4计算思维模式下大学计算机教学内容体系建设与改革途径 4.1知识与思维的协调优化 知识与思维需要全面的协调优化,如在大学计算机教学内容中所提到的最小集合,其内涵的知识结构与内容覆盖面较宽。如果在该教学内容的传授过程中以知识灌输的方式完成讲解,则教学内容及知识点无法彻底讲完。例如“符号化-计算化-自动化”知识单元当中的每一个知识点,如果按照知识来介绍,则每一个知识点当中的内容都可能需要几个学时来完成,仅仅一个二进制和编码就可以讲授很多内容。但换一个角度来看,从计算思维角度来分析这些教学内容则简单很多,学生对于信息的理解上主要用O和I来表示,由计算机做好处理工作,这便能够压缩很多内容,关注知识的贯通,形成一种全新的思维模式与思维形态。在以计算思维的处理与引导下,“知识”能够随着“思维”讲解而介绍,“思维”随着“知识”的贯通而形成,这种教学内容的取舍与优化,对大学计算机课程十分关键与必要。 4.2大思维小技巧的应用实践 计算机学科教学中存在诸多“小技巧”,这些技巧有一些需要教师的传授,有一些需要学生本身做好深度挖掘。可以说,任何一种表示方法或者算法都是充满技巧性的,对学生具有较强的吸引力。还是以“符号化-计算化-自动化”知识单元为例,为什么几个门电路可以形成“加法器”?为什么符号可以参与到运算当中并且结果还正确?这些都需要学生自己去思考,从中总结小技巧,调动对于大学计算机教学内容的积极性。然而,大学计算机第一门课程还是应该更多的关注计算机学科当中经典的计算思维,以该思维模式为核心,更多的吸引与鼓励学生在新的环境下形成一种创新性思维,即“大思维”。“大思维”与“小技巧”的应用应该同时着眼于实际,为大学计算机教学提供改革所需条件。 4.3宽度教学与深度 拓展学生的思维培养已经成为教育改革的一项重点内容,思维的基本特性决定着它所能够带给人的启迪作用,为学生提供一个想象的空间。计算思维模式下大学计算机教学内容的构建与改革,要求实现宽度教学与深度拓展。从大学计算机教学的角度出发,宽度教学指的是能够从社会/自然生活中的广义计算讲起,进一步讲解到计算机技术与计算系统中的计算,将生活当中的各项基础原理应用到计算机概念当中,这种映射的方式,一方面能够让学生快速地掌握与理解大学计算机教学中的基础内容与知识点,另一方面也能够让学生理解大学计算机知识点内容的实现原理与具体层次,全面强化计算思维的深层次理解。所谓深度拓展,则能够从深层次上去探究本质问题,包括思维的本质与思维的应用等,强化思维对于学生所产生的影响,并在思维的影响之下为教学内容体系构建打下基础。 4.4思维与实用的相互转化 计算思维模式下谈及大学计算机教学内容体系建设,要求思维因素与实用性内容的相互转化。以科学的计算思维为前提,引导与鼓励大学生参与到实践中去,突出表现为大学计算机知识点的灵活运用。在早期的研究理论当中,认为大学计算机教学并不具备实用性价值,如何运用计算机知识点才具备实用性价值。从这一观点可以看出,认知上显然是狭义层面的。经过多年的大学计算机教学改革,实用性内容的价值逐渐被改变,可以说其既是容易掌握的,也是不容易掌握的。容易掌握的内容主要是指在对基础的“思维”了解与掌握之后,对具体操作的掌握是容易的,各种软件、硬件以及网络等计算系统都是遵循着某种思维设计而成。提及不容易掌握,则是计算机语言本就是处于动态的变化之中,想要在演变中把握一丝规律,则显得较为困难。但根据计算思维发展特性这些问题能迎刃而解。 4.5原理与案例的教学实践 相较于传统的学科而言,大学计算机教学的内容是一种动态化形态,会根据新概念、新原理的产生而发生变化,且这种原理多来自于社会与自然,在抽象化的处理之后进入到不同层次的计算系统之中。正是这种新概念与新原理的存在,才使得学科知识的掌握十分必要。对于某一些原理,可能是一个词或者一个描述语言,但其背后的价值与内涵却被忽略。但如果与案例进行结合,则能够将多种概念进行全面的解读,在案例的教学当中引出新的计算学科术语,引发学生从一个较浅的理解层次逐步过渡到一个较深层次。原理与案例的教学实践看似是对大学计算机教学方法的变革,实际上也是对思维养成与教学内容改革的全新探索。 作者:袁赟 单位:邵阳学院
0引言 广泛应用于各个领域、各个行业的化工材料与我们的生活密不可分,例如建筑、桥梁以及食品中的各种添加剂、药品中的有效成分等都含有化工材料。化学分析是一种非常重要的化工检测手段,在化工材料的检测中起着至关重要的作用。化学分析方法由于其可以对样品进行准确快速的测定且能够为化工化学研究人员提供准确有效的数据,所以常常被作为一种可靠的科学研究方法。化工材料自身的性质决定了其检测方式,化工材料的不同决定了检测方式的不同,但对于大多数的化工材料来说,化学分析的方法都可以对其进行检测,这正是化学分析检测的方法灵活多样,对象比较复杂,检测工具也各式各样的原因。所以我们必须分析各种工具、方法应用的有效性,以获得更加合理的检测方法,才能保证检测结果的精确性,促进化学分析在化工材料研究与检测中更加科学的应用。 1化学分析的概念及其应用 化学分析,通常认为是依据相关化学反应以及其相互关系对材料进行分析的一种科学方法。通过化学分析,不仅可以对化工材料的特性、组成、结构等固有属性进行精确的解析,还可以对化工材料中的纯度、杂质含量以及组分含量进行分析,在化工材料的生产、加工、检测和应用等各个环节均具起了十分重要的作用。因此,化学分析是确保化工材料安全可靠的一种重要手段。随着工业水平和科学技术的不断发展,化工材料的应用领域越来越广泛,化学分析的方法和技术也得到了越来越快的发展,其在化工材料的生产和检测中的作用越来越重要,对于测试结果的准确性和有效性也有了越来越高的要求。 2化学分析方法的分类 按照分析原理的不同,化学分析方法一般分为传统分析方法以及仪器分析方法。其中传统分析方法一般分析时间较长;而仪器分析方法则属于后发展的新方法,分析相对较为快速,综合性和联用性较强,是近年来发展较快的化学分析方法。 2.1传统分析方法 传统分析方法,通常是直接利用物质间发生的化学反应,通过观察化学反应的剧烈程度,辅助称重、滴定等手段,对化工材料的组分、纯度以及杂质含量进行定量分析,重点关注成份分析。检测人员的素质、操作技能以及检测经验的丰富程度,都将影响化学分析的实际结果。化工材料成份越来越丰富、结构越来越复杂、杂质分析要求越来越精细,均导致对检测人员的综合素质要求越来越高,检测时间越来越长,结果分析也越来越复杂,这些都在一定程度上增加了应用的局限性。 2.2仪器分析方法 仪器分析方法,通常是在样品充分溶解的前提下,直接利用专业的仪器设备进行物质化学分析的一种方法。这种方法被广泛应用于现代化学分析方法中,综合运用了物理、化学等多学科技术,能够准确、快速、高效地对化工材料的相关属性进行定量或者定性分析。与传统分析方法相比,化学分析方法的分析对象进一步细化,从分子、原子层面的分析向质子层面更精细的检测方向发展;分析方法也进一步细化,根据化工材料的生产工艺和应用领域,分别细化的针对性更强的分析方法和相应的分析设备,比如电化学、光化学、物理化学等,以及相应的拉曼光谱、质谱、色谱、激光衍射粒度分析、ICP、原子吸收光谱分析等等,应用领域逐渐分离出化学、生物、基因、医药等等更加精细的领域。其中色谱仪是最为常用的一种仪器分析方法,通常分为以下三种:①气相色谱仪气相色谱仪是一种对气相色谱进行分析的工具,其具有快速、高效、灵敏等特点,常常被应用在食品、药品、化工等行业。气相色谱仪能够快速的将不同的有机物分离开,因此常常被用于有机硫、有机氯、菊酯类等物质检测与分析。②液相色谱仪液相色谱仪是一种对液相色谱进行分析的工具,对液相有机物的分离具有非常好的效果。常常被用于防腐剂、甜味剂、食用香精等各类食品添加剂的检测与分析。③离子色谱仪离子色谱仪是一种对阴、阳离子色谱进行分析的工具。他可以同时检测多组离子,具有快速、简便等特点。常常被用在食品与药品的检测与分析当中。 3化学分析的发展趋势 社会发展的不断进步使得人们对化工材料的需求逐渐变得多样化、专业化,同时,随着生产水平的不断提高以及科学技术的不断发展,新的技术和应用会不断被开发,新的检测技术和仪器也会相应地不断涌现,这会使人们获得更加多样化的检测和分析方法。人们必定不只满足于传统的成份含量分析,也不只满足于单一的结构分析,而是更加深入地向更加微观层面的活性、价态、形态等方向拓展,甚至于不断深入到原子内部结构的分析。由于大量精细特征数据的获取和存储必将推动大数据精密分析时代的到来;强大分析谱库的建立,微观和宏观综合分析的实现必将成为未来发展的一种趋势。未来的化学分析将不再仅仅局限于对现有材料属性的检测和分析,而是朝着对未知材料、未知特性的预测和识别,主动指导新材料的开发和新领域的应用,更加强调材料的综合属性的分析和反馈的方向发展。不同类型的化学分析方法会逐渐融合,并且不断与其他领域进行交叉,形成更加综合、全面、精细的分析方法和分析系统。 4化学分析的有效应用 传统分析方法中操作人员的素质水平、规范程度、操作能力的不同,仪器分析方法中各相关仪器设备的匹配程度、精度和缺陷的差别,具体分析方法和分析模型的选取,都将对测试分析结果准确度产生严重影响。为了保证化学分析的有效应用,必须结合各种分析方法的过程、特征和应用特点,对影响结果的各个环节展开细致分析,最终保证分析结果的科学准确性和应用有效性。 4.1化学分析的细致性 化工材料的化学分析的细致性,可以减少分析操作过程中的失误,降低分析操作中存在的误差,确保了实验的准确性。例如在药品、食品的化学成分检测中,首先要对其各成分所需的环境进行相关检测,以此来确定药品、食品的保存环境以及保存的方法;其次对该化学成分进行检测,记录其是否含有对人体有害的成分或者是否会和水反应产生对人体有害的成分等。 4.2化学分析的准确性 化学分析的准确性对化学分析的结果是非常重要的。分析化学的准确性越高,会使得化工材料的应用范围越广泛,同时良好的准确性能够推动新型化工材料的有效开发。要确保化工材料化学分析的准确性,需从分析人员的知识水平、熟悉程度以及数据记录等全方面入手。在用化学分析方法对化工材料进行检测时,要选择知识储备丰富、各项操作熟练的人员进行实验,严谨的对待研究过程中的每一个小细节。 4.3化学分析的合理性 化学分析的具体过程固然重要,但是化学分析方法的选择是否合理却是其结果有效与否的基本要素。因此,在每一项化学分析之前,必须仔细研究分析对象的特性、应用目的,以及综合考虑各种可能采用到的分析方法的精度、局限性等,最终确定比较科学、合理的分析方法。 4.4化学分析的全面性 化工材料的广泛使用致使化学分析得到了全面的发展,对于化学分析的结果必须具有全面的认识,努力摆脱惯性思维的束缚,辅助多种测试手段的分析,获得更加全面的分析结果,保证分析结果对应用起到有效的指导作用。 5总结 化学分析在化工类材料的检测中起着不可代替的作用。随着化工行业的快速发展,化工材料的开发与检测成为化工行业发展的前提。做好化工材料的检测工作是我们的首要任务。化学分析方法的有效应用,必将会为化工材料的开发提供一个新的天地。
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
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。
浅谈工程机械产品设计:环保节能工程机械产品设计与趋势 摘要: 随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。 关键词:环保节能;工程机械;产品设计与趋势 为保护人类十分宝贵且有限的资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,可以预见开发研制环保节能的绿色工程机械产品将是今后工程机械发展趋势的主流。目前国际上对中国工程机械出口提出更高要求,首先保证售后服务及时到位,其次就是实施再制造。严酷的国际市场逼迫我们必须对工程机械产品实施全生命周期管理,对用户实施保姆式的全程服务。因此,研制绿色工程机械产品以及实施产品再制造,是关乎企业生死存亡、稳定发展的大事。 绿色工程机械产品符合可持续发展的要求,是社会进步的标志,也是科技发展的必然趋势。实践证明,谁起步早、实施快,谁就能把握产品研发的主动权。发展绿色工程机械产品必须使工程技术人员,特别是企业决策者,应充分认识到绿色设计的必要性和紧迫性。从发展的战略角度看,绿色工程机械产品将会给企业及其产品树立良好形象,并最终带来不可估量的社会和经济效益。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。 浅谈工程机械产品设计:解析现代设计方法在工程机械产品设计中的应用 摘要:随着我国经济的不断发展,我国机械行业在发展过程中面临着新的挑战。现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,改变了以往工程机械产品在设计这一环节中老套模式,使工程机械产品的设计更加的新颖,能够满足工程机械市场中对于产品设计的标准与要求,对于工程机械产品的设计与发展有着非常重要的作用。 关键词:现代设计方法;工程机械产品;设计;应用 工程机械产品的设计,是工程机械产品在生产过程中一个非常重要的环节。工程机械产品设计中的传统设计方法,已经无法满足工程机械在发展中的需求,不能适应工程机械市场的变化,现代设计方法在工程机械产品设计中的应用,有效的解决了传统设计方法应用于工程机械产品设计中存在的问题,提高了工程机械产品设计的水平与质量。 1.现代设计方法的概述 随着我国科学技术的深入发展,计算机技术在我国各个行业中的应用非常广泛,现代设计方法这一门新兴的学科应用而生,它是一个决策、寻优、综合的过程,以对产品进行设计为总的方向,主要的内容有:虚拟设计、相似性设计、三次设计、反求工程设计、价值工程、疲劳设计、人机工程、人工神经元计算方法、工业艺术造型设计、计算机辅助设计、动态仿真设计、有限元分析、优化设计、模块设计、可靠性设计等。工程机械产品在设计过程中应用现代设计方法的时候,通常都是利用计算机进行相关设计中的计算、分析以及决策。 现代设计方法具有以下几个特点: 1、现代设计方法在设计理论中进行了延伸,设计思维的出现了变化,设计的范畴也得到了有效的扩展。 2、现代设计方法中,综合了多元化的设计理论、设计方法、设计技术。 3、现代设计方法中,设计手段逐渐的虚拟化、并行化、计算机化、自动化、精确化、智能化。 2.现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤 工程机械产品在设计过程中,对于现代设计方法的应用,必须经过几个的阶段,以下几个阶段是现代设计方法在工程机械产品设计中的应用步骤。 1、三维实体造型 工程机械产品设计中,应用现代设计方法完成全部阶段的前期,必须要完成工程机械产品设计中的原方案,这样能够有效的确定工程机械产品中所有零部件的结构与形状。在这一基础之上,利用三维实体造型软件对工程机械产品中零件的三维模型进行构建,构建出来的零件三维模型能够有效的将设计人员的思想展现出来,还要对工程机械产品采取针对性的力学实验研究,对工程机械产品中每一个零件的所具备的力学特性进行确定。 2、有限元结构分析 工程机械产品的三维实体造型构建好之后,要对工程机械产品中每一个零部件的应变性能与动态性能进行分析,如果分析出来的结果无法满足相关规定中对于零部件的标准与要求,就必须修改零部件的三维实体造型。工程机械产品设计中的有限元结构分析这一阶段,主要的作用就是提升工程机械产品在设计过程中的精确度,防止工程机械产量的设计出现问题。 3、优化设计 在对同一类型的工程机械产品进行生产的过程中,可以采取很多种设计方案对工程机械产品进行设计,不同的设计方案在工程机械产品设计中资源消耗的程度也不相同,所以必须对工程机械产品设计中的设计方案进行优化设计,选择最合理的设计方案,节省工程机械产品在设计中所花费的时间与资金成本,同时确保优良的设计效果。 4、动态仿真设计 在工程机械产品的设计中,一直使用动态设计或者是静态设计,都会在一定程度上增大工程机械产品设计实验的风险,这一形势下的设计成本也相对的比较高。动态仿真设计利用计算机网络技术,对工程机械产品中的结构在各种情况下所能够承受的负载,随着时间变化而变化的这一种情况进行模拟,还对工程机械产品中的位移、速度等一系列事项,采取幅域、时域的统计分析方式。所以,工程机械产品在设计过程中,对于动态仿真设计的应用非常重要。 5、零部件的详细设计 工程机械产品设计在经过上述四个阶段之后,工程机械产品的三维实体模型已经基本上完成了,下一个阶段的主要工作就是利用已经完成的三维实体模型,对其进行二维工程图设计,然后完成工程机械产品设计中的整体设计图。工程机械产品中的每一个零部件都非常的重要,任何一个零部件在设计环节中出现问题,都会导致工程机械产品出现相应的问题,所以在完成三维实体模型之后还要对工程机械产品中的零部件进行详细的设计,确保每一个零部件的设计质量,这对于工程机械产品的运用有着十分重要的作用。 3.现代设计方法在工程机械产品结构强度进行设计时的应用 1、强度的计算 以某一个工程机械车架为例子,车架中的钢板材料为9Cr最佳,许用应力为180MPa,车架材料所能承受的负载极限是340MPa,安全系数则为1.9,在这一条件之下,计算截面如图1所示。 然后进行应力的计算,计算出来的结果,如表1所示。 根据表一中的信息数据,可以推断出工程机械车架中的架高应力区,处于I-I、II-II、III-III这三个位置的截面处,但是一些主要荷载力都作用于这三个位置的截面处,这就造成I-I、II-II、III-III截面处发生应力集中的现象,导致这三个位置的截面处存在的应力最高,三个截面处的强度却降低了。由此可知,选择的工程机械材料中的许用应力值要高于最高截面处的应力,所以应该加强工程机械车架中外侧的板铰,对于车架其他部位硬度的设计,应该适当的为较低。 结语: 现代设计方法在工程机械产品设计中的有效应用,有利于工程机械产品在设计过程中保持精确性、安全性、稳定性,解决了传统设计方法在工程机械产品设计的应用中存在的一些问题,对于工程机械产品的设计有着十分重要的意义。 浅谈工程机械产品设计:工程机械产品设计中的节能与环保 [摘 要]随着我国基础建设力度的不断加大,工程机械种类和数量不断增加,工程机械所消耗的资源和排出的污染物对环境的影响越来越大,从源头入手,高效地利用资源、能源,保护环境是我国社会发展对机械工业的必然要求。本文首先分析了我国工程机械产品节能环保设计的现状,然后详细阐述了工程机械产品设计中的节能与环保要点。 [关键词]工程机械;节能;环保;环保型材料;发动机 一、我国工程机械产品节能环保设计的现状 我国工程机械经过了几十年的发展,已在世界工程机械市场占有一席之地,涌现出三一重工、徐工、柳工等一些知名的企业。但是我国节能环保型工程机械起步较晚,还缺乏相应的技术法规和标准,有关环境、安全、人机等方面的指标过低,阻碍了我国绿色工程机械的发展。例如国产机械噪声大、尾气排放不达标的情况一直没有得到较好地解决。随着工程机械种类和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物以及施工中产生的噪声、粉尘等对环境产生了巨大的负荷。 再者,国内极少有企业能够生产出各种具有节能效果的多路阀和液压泵,难以实现液压泵与发动机的功率匹配。因此,我国的中高端工程机械产品的液压元件基本选用进口产品。此外,对于中型以上的工程机械产品,国产的柴油机的综合性能指标满足不了要求,且要比国外的扭矩储备低、可靠性差。由此可见,“两低一高”―――低油耗、低排放和高可靠性已是当今国内工程机械发展的重点攻关内容。 二、工程机械产品设计中的节能与环保 (一)环保型材料的应用 1、尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2、长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3、尽量采用低环境负荷材料和废弃零部件处理 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 (二)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。 1、选用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机,能大大降低对环境的负荷。 2、选择具有高压共轨喷油系统的发动机。发动机工作中喷油系统响应灵敏,喷油量精度较高,喷射压力的提高(目前应用160兆帕,可达180兆帕),改善了雾化效果,使燃油与空气充分混合,使燃油得到充分燃烧。不仅节省燃油,还可大大降低有害气体的排放,降低了噪音,节能减排效果较好。 3、尽可能选择具有废气再循环技术(EGR)的发动机。在进气处理技术中,它是最有环保前景的技术,该技术是通过将部分冷却后的发动机废气,由电子EGR阀系统控制流量,再次送回燃烧室中燃烧,有效减少有害气体的排放。 (三)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 (四)液压系统的设计 液压系统的清洁和防渗漏与系统高效节能的设计,保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。 另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 (五)采用新型传动装置 采用先进的成套化、信息化技术,将其安装在装载机上代替传统的传动系统,在完成相同作业量时,可减少油耗20,提高生产率40,减少发动机有害污染物的排放,而且操作舒适、可靠性高、使用寿命长。该系统节能降耗的关键技术之一是智能化控制模 块,它能根据液力变矩器的工况控制变速箱,进而控制发动机的转速,使发动机始终处于经济、节油的高效区内,从而达到有效地利用发动机功率,在确保液力变矩器输出功率的前提下节油。 (六)改进热管理系统 1、减轻部件重量 采用质优轻型的水箱、风扇、水泵等部件代替传统部件以减轻部件重量,从而减轻整机重量,有利于节油。如美国 R idge 国家实验室开发出一种热导率达 40W/(m・K )、比铝泡沫高10 倍的石墨泡沫材料,用该材料制成的散热器,传热性能优良。用该材料制成的尺寸为22.9 ×17.78 ×15.27cm 的散热器,与传统的 68.6×48.3 ×7.6cm 的散热器散热量相当,从而减少了散热器的体积和重量。 2、精准控制 挖掘机、装载机等工程机械工作油的油温在30~60℃的范围内比较合适,传统的冷却系统的风扇都是恒速运转,无法精准控制转速来实现精准调温,因此必须使用智能化控制元件调控风扇转速,减少能耗。卡特彼勒公司的H系列装载机和D系列挖掘机配置了电子控制的液压驱动变速风扇,能按照发动机冷却需要自动改变风扇转速,节约输入动力。另外用电子式节温器取代传统节温器可以精准控制发动机的运行水温。 浅谈工程机械产品设计:互联网时代下的工程机械车联网产品设计和研发运营体系建设 摘 要:文中介绍了工程机械车联网在互联网时代下的发展路线及趋势,重点针对产品设计和运营体系进行了详细的介绍,并对其技术现状及发展趋势进行了分析,为车联网在工程机械行业的发展提供了参考依据。 关键词:互联网;工程机械;车联网;产品设计;运营体系 0 引 言 这是一个什么时代?这是一个互联网时代。 这个时代要求我们必须按照互联网时代的思维去思考和生活,按照互联网时代的要求和标准去开展产品设计和研发运营体系建设。 车联网(Telematics)作为近几年非常热门的技术广泛应用于工程机械行业中,经过近几年的发展,目前已经非常成熟,其主要原理是通过具有环境感知能力的各类终端和GPS获取车辆各类数据,包括传感信号、位置信息和工况数据等,通过通信技术对数据进行采集、分发、解析和存储,应用主要包括构建信息管控平台、设备监控平台等。 但随着互联网技术的发展,工程机械车联网正经历一个从粗放到精益、从传统到现代的过程,以互联网为主的一整套信息技术(包括互联网、移动互联网、云计算、大数据等),在经济、社会、生活等环节中扩散、应用,互联网领域中的产品是满足互联网用户需求和欲望的无形载体,是满足用户需求而创建的用于运营的功能及服务,是产品功能与服务的集成。互联网时代的到来,要求工程机械车联网必须按照互联网思维去打造产品,按照互联网市场规则去研发和运营产品,因此,工程机械车联网的产品设计、研发、运营必须突破原有思维,不拘泥于以往的模式,重新构建思维体系,打造时代的产品,构建时代的研发运营体系,才能保证其一直伫立在时代前沿,不被淘汰。 本文正是基于此,结合了互联网时代的产品设计和研发运营的特点,希望对工程机械车联网行业的发展有所裨益。互联网时代的车联网总体示意图如图1所示。 1 工程机械车联网生态圈产品设计 1.1 总体介绍 工程机械车联网的产品设计遵循互联网行业产品规划设计原则,提供包括软件、硬件产品的设计,结合传感器、GPS、数据中心、云平台、Docker等技术,倡导平台产品的平台化、微服务化,为不同层次、不同领域的客户提供PaaS/Saas产品,基于Web、iOS、Android等平台的移动式产品,以及定制和非定制化的车载终端、硬件设备和大数据应用等服务,致力于打造工程机械行业车联网生态圈。 工程机械车联网生态圈的产品设计,按照环状结构,由外而内层层深化,由内而外层层开放,层与层之间相互依赖,互为支撑和扩展,每一层均可为特定用户提供核心产品,既自成体系又具有高内聚低耦合特性,保证了每层核心功能的独立性和不可替代性,也为产品的打造提供了真实有效的体系支撑。工程机械车联网生态圈示意图如图2所示。 1.2 数据中心 数据中心作为整个车联网体系的核心架构,既针对底层进行数据采集、分析、优化和存储,又为各数据层提供快速有效的实时支撑。数据中心的网关平台架构如图3所示。 数据中心采用云计算平台、分布式架构和模块化设计,具有可配置性、扩展性、兼容性和持续升级能力,能够适应用户规模性增长、新应用配置和新业务需求的不断变化。 该架构的技术优势是系统平台将数据处理和业务处理做了分离,数据的处理放在了PaaS层,业务的处理放在了SaaS层,此架构的设计充分保证了数据安全,提高了平台的可靠性和稳定性,降低了业务系统的开发/定制成本,多级负载均衡的体系提高了平台海量数据处理的能力和可伸缩性。 图4介绍了最新的基于Mongo+Hadoop技术的数据湖,即刚才提到的数据池应用的数据中心建设方案。 1.3 Docker+微服务化 用Docker+微服务化做为架设本层生态圈的主要技术,其主要目的是为真正的互联网化的服务提供数据支撑接口,不论以何种形式实现(接口、API、PaaS、SaaS化等)。 本层的目的是利用数据中心各种类型的数据为上层提供透明式服务,既要求上层调用方便、快速、有效,又要求具备平台可移植性、快速响应、容器化以及交互公正、明确、无疑,Docker+微服务化的设计是最合适的。 首先,Docker已经为企业和开发者提供了极大地便利。例如,降低系统部署复杂度,使系统维护更加容易,减少不必要的系统开销,加快企业对业务的反应速度。 其次,微服务是一种架构类型,属于轻量级的面向服务体系架构,这些服务都专注于严格执行同一件事并把它做好,在产品设计中,可以将底层功能设计成由单个微服务来实现。每个微服务都有单独的运行线程,并且可以独立于其他微服务进行部署。同样每个微服务都有自己的专用数据库,尽管每个微服务都会与其他微服务协作与沟通。分布式微服务设计模式如图5所示。 Docker的设计和应用可依托分布式开源管理框架进行设计,包括kubernetes、Mesos、OpenStack等。目前行业主流的Docker云平台大部分都是基于开源平台进行的二次开发。 此外,使用微服务作为主要架构类型的系统是一个拥有大量协调微服务的分布式系统,每个微服务分管自己的进程。由于微服务之间紧密协作,每个微服务只提供拼图的一小块,而系统作为完整的作品存在。协作时,各服务彼此通过一个不绑定具体平台的轻量级媒介进行沟通。 1.4 客户化应用 在数据中心的基础上,对于已经完成微服务的系统架构来说,下一步的工作就是尽可能的开展客户化应用,针对不同的领域、对象、种类、范围进行产品功能设计,但针对不同的应用对象不应该打造同质化的产品,要有针对性的设计和开发。客户化应用结构展示如图6所示。 客户化应用平台按照服务对象类型的不同,将整个系统划分为主机厂应用服务平台、大客户应用服务平台以及真正的互联网移动客户端。 1.4.1 主机厂应用服务平台 基于车联网系统的建立,为主机厂的科研机构和营销机构提供车辆生产过程、运输、销售、使用等全生命周期的实时跟踪监控和数据统计。包括位置监控、轨迹回放、工况参数监控、工作时间统计、报警分析、故障统计等。主机厂应用服务平台功能模块如图7所示。 1.4.2 大客户应用服务平台 为工程机械主机厂的终端客户定制化实施应用服务平台。为终端客户企业实时提供所购车辆的车辆位置和工况数据,为企业的生产调度提供数据服务及支撑其ERP等企业信息化系统。大客户应用服务平台功能模块如图8所示。 1.4.3 真正的互联网移动客户端 致力于打造一个真正的互联网式的移动客户端App,推出iOS、Android和微信版,为工程机械行业内的各个工作群体提供及时有效的服务,不再局限于车俩本身的监控,更要扩展到各个领域,包括电商、位置服务、社区/社交、金融、新闻和后市场等,此平台秉承工程机械行业,借助互联网的产品思维和运营模式,旨在打造一个行业内真正的车联网移动客户端。互联网移动客户端功能模块如图9所示。 真正的互联网移动客户端涉及到工程机械行业的诸多方面,是一个真正的互联网化工具,着力于打造这样一款产品,是顺应行业发展,适应互联网生态环境的必然要求。 1.5 用户行为分析及大数据应用 在互联网时代,要求我们必须尽可能正确、快速、有效地获取用户使用信息,对有关数据进行统计、分析,从中发现用户使用产品的规律,并将这些规律与产品策略等相结合,从而发现目前所使用的产品中可能存在的问题,并为进一步修正或重新制定产品策略提供依据,同时也为客户提供及时的预知服务和信息推送以及活动预判。 一切用户行为分析都离不开场景,只有制定出详尽的用户使用场景,才能达到以上目的,包括收集客户位置、购买习惯、个人喜好、访问周期以及用户群体和消费习惯等,这个信息的获取非常重要。 针对大数据应用,按照用户类型,几大平台的大数据应用各有不同,需要打造商业智能分析服务,具体包括出厂车辆在各地区的分布情况(车辆分布)、车辆在各地区的总工作时间统计(热点工作区域)、故障反馈统计等。最终达到辅助主机厂科研机构提高科研质量,帮助营销部门管理销售车辆,从而达到加强主机厂企业竞争力、降低管理成本的目的。此外,应该收集大客户生产经营活动中的各类重要数据,比如生产资料信息、实验室数据、车队管理日志等,一方面可以作为存储备用,另一方面也可以预判大客户的行为,从而为销售提供依据(如客户数据显示缺少某材料或者设备,销售人员就可以开始销售行为)。 1.6 智能化设备 工程机械车联网的实现离不开相关智能化硬件,这些智能化硬件如GPS设备、行车记录仪,或是针对某一工业领域的传感器,可以起到采集车辆位置信息、工况信息和传感器数据的作用,通过移动通信网络(GPRS/GSM)等方式传输至后台,在这个过程中,智能设备是基础设备,其耐受性、安全性和抗干扰性等特性非常重要,一般使用工业级产品。下面介绍几款常用的工业级智能化设备。 1.6.1 通用型无接线隐藏式GPS终端 此设备的特点十分突出,安装、调试和维护非常容易,只定位和上传数据,电池一般可用三年,可通过终端上配置的唯一二维码,结合车辆编号、车牌号、发动机编号进行绑定入网,且非常适合搭配移动App,打造真正的互联网化产品。通用型无接线隐藏式GPS终端如图10所示。 1.6.2 接入型CAN/串口GPS终端及配件 此设备通过与车辆底盘发动机或控制器对接(CAN/串口),获取工况数据,通过GPRS网络传输到数据中心,主要用于车辆定位和获取工况。接入型CAN/串口GPS终端及配件如图11所示。 1.6.3 双模双协议双存储行车记录仪 目前国家要求所有货运车辆必须安装行车记录仪,但许多主机厂也有物联网/车联网管控的需求,许多主机厂的解决方案就是在设备上安装GPS与行车记录仪,此设备可以完成这些功能并达到要求,实现了双模双协议双存储空间,实现了降低成本,优化高效的目的。双模双协议双存储行车记录仪如图12所示。 1.6.4 工程机械车载屏 车载屏作为车联网重要的设备,承载了数据传输、信息交互的作用,功能清单展示如图13所示。 1.6.5 其他相关智能化传感器 其他传感器作为与整车相关的传感器,将其安装于车辆上来获取车辆的传感信号,并通过智能终端设备传输至数据中心,下面介绍几款常见的传感器。相关智能化传感器展示如图14所示。 2 工程机械车联网生态圈研发运营体系建设 2.1 总体介绍 互联网时代下的研发运营体系是一个非常重要的课题,如何正确、快速和高效地搭建研发运营体系,并适应这个时代的需求,是产品能否快速响应、能否快速适应市场的关键所在。 传统的软件组织将开发、IT运营和质量保障设为各自分离的部门。在这种环境下如何采用新的开发方法(例如敏捷软件开发),这是一个重要的课题。按照从前的工作方式,开发和部署不需要IT支持或者QA深入的、跨部门的支持,但却需要极其紧密的多部门协作。 因此,在互联网时代,我们倡导开发运营一体化,DevOps技术是必然的选择。DevOps结构展示如图15所示。 DevOps是Develop与Operations的缩写,它是企业内开发、技术运营和质量保障的融合,用于促进开发、技术运营和质保部门之间的沟通、协作与整合。有研究显示,在那些引入了DevOps概念的企业中,开发与运营人员在设计、构建、测试工作中共同在内部应用上进行协作之后,可以将产品开发的效率提升20%。 DevOps实施路线如下: (1)明确DevOps的定义,调动开发和运营部门之间的协作,鼓励运营人员采纳软件开发方法,并利用云计算基础设施来完成真实的测试和代码部署。 (2)在软件开发、测试、质量保证(QA)、集成、预生产和生产部署等方面的任何旧小团队必须打散,因为每个小团队都可能拖延开发周期并且带来不可预料的问题。 上述策略能更好地整合开发和运营,通过整合团队成员来产生效益。 2.2 研发体系建设 产品是否适应市场的变化,是否能够满足客户的需求,是否能够快速响应等,这些都是考验研发体系的标准,因此需要构建一套适用于互联网时代需求的产品研发体系。产品设计结构图如图16所示。 2.2.1 设计原则及规划 完整的流程应分层次设计,自下而上去完成。 (1)策略层:定义产品使命、价值、目标人群; (2)愿景/功能层:定义核心场景、功能列表; (3)结构层:做流程图、信息架构,确定主导航、主菜单; (4)框架层:梳理每一个主界面的内容、布局; (5)表现层:视觉设计,涉及图标、配色及切图。 2.2.2 设计研发流程 设计研发流程遵循一般互联网公司产品设计流程,其整体结构非常适合打造互联网式的工程机械车联网相关产品。产品设计研发流程如表1所示。 2.2.3 敏捷开发 敏捷开发(Agile Development)是一种以人为核心,迭代、循序渐进的开发方法。 众所周知,瀑布开发模型以文档为驱动,究其原因,是因为在瀑布的整个开发过程中,要写大量的文档,把需求文档写出来后,开发人员都根据文档进行开发,一切以文档为依据;而敏捷开发只写有必要的文档,或尽量少写文档,其注重的是人与人之间面对面的交流,所以它强调以人为核心。敏捷开发模型如图17所示。敏捷开发任务看板如图18所示。 敏捷开发方法强调以人为本,专注于交付对客户有价值的软件。在高度协作的开发环境中,使用迭代方式进行增量开发,经常使用反馈进行思考、反省和总结,不停地进行自我调整和完善。 2.3 运营体系建设 运营体系的建立离不开数据中心的运维和产品的运维,其中数据中心的运维遵循一般性云平台的运维思路,提供包括数据中心、客户、IaaS、PaaS、SaaS等运维,为上层产品应用化提供必要支持。产品运营-改变-创新模型如图19所示。 2.3.1 运营思路 世界上的任何物体,若发生相互之间的传递、转化时,一定会导致损耗,换言之,投入的资源不可能完全转化为想要得到的东西。产品设计也一样,再先进的产品也不可能达到100%的转化率。 漏斗模型普遍适用于互联网产品,如网站、App、客户端,用户从刚进入到完成产品经理设计的产品目标,中间步骤肯定会发生很大的损耗。比如,用户进入一家电商网站,从浏览商品,到把商品放入购物车,直至最后支付,每一个环节都有很多的用户流失损耗,没有哪样产品能够做到100%的转化。漏斗模型如图20所示。 因此,产品运营人员要对用户群体进行有目的的组织和管理,增加用户粘性、用户贡献和用户忠诚度,有针对性地开展用户活动,增加用户的积极性并提高参与度,配合市场运营需要策划活动方案。对产品和市场数据进行分析,并以此为依据推进产品改进,始终保持敏锐的用户感觉。 2.3.2 运营方法与运营手段 产品运营方法划分示意图如图21所示。其运营手段可分为以下几点: (1)拉新:即为产品带来新用户。 (2)留存:即通过各种运营手段确保用户被拉到指定的产品和站点上之后,最终愿意留下来使用该产品。 (3)促活:即“促进用户活跃”,让用户愿意更频繁、更开心、更长时间的使用该产品。 运营方法还可细分为如下几点: (1)发现用户。为用户画像,开展调查、需求分析等工作,需要深刻理解自己的产品,并能够找到相应产品的用户群。 (2)以合理的成本发展用户,让其使用自己的产品。可以通过开展市场投放、渠道拓展、商务合作、内容编辑、社会化媒体策划等活动来发展,也可以找专业的第三方机构去推广和运营。 (3)保持用户持续使用自己的产品。可开展用户运营、社交运营、社区运营等。 (4)保持用户在不用产品时的联系。可开展产品召回、微博微信运营,持续关注反馈,并且与别的产品展开商务合作等活动。 3 结 语 互联网时代如何进行产品设计和研发运营体系建设,是一个历久弥新的课题,对于身处传统工程机械行业之中的我们更需要好好研究,工程机械车联网秉承“互联网+”的东风正逐渐成为行业的关注焦点,基于互联网时代的工程机械车联网的产品设计和研发运营体系建设将具有重要的研究价值。 本文介绍了在互联时代下用互联网的思路和方法设计工程机械车联网产品,并就时展和行业特点开展研发运营体系建设的讨论和研究,希望对工程机械物联网和车联网行业的发展有所裨益。 浅谈工程机械产品设计:环保节能工程机械产品设计论文 随着工程机械品种和数量的不断增加,大量工程机械所消耗的资源、排放的污染物对环境产生了难以估计的负荷。为保护人类十分宝贵且有限的地球资源,实现全球可持续发展,提高操作人员的安全性及工作舒适性,努力达到人、机和环境的亲和,很有必要按照汽车行业的环保标准来设计工程机械产品。尽管目前工程机械尚未归并入限制排放的机动车行列,但随着国内外各大中城市对城市环境保护的日益重视,对机动车辆尾气排放用烟度、噪声等指标的限制愈来愈严格;特别是随着装载机等数量大的工程机械产品在市政建设中的使用量不断加大以及人们日益增强的环保意识,可以预见开发研制环保节能型产品是今后工程机械发展的趋势。鉴于此,徐工科技在装载机行业中率先推出了ZL40G环保型轮式装载机。 本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。 1、环保型材料的利用 1)尽量采用能再生利用的材料和资源 在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。 2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则 通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。 3)尽量采用低环境负荷材料 工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。 4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化 工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。 2、环保型工程机械产品设计 1)选用低公害发动机 发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。 2)降低整机振动与噪声 减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。 3)液压系统的清洁和防渗漏 保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。 4)系统高效节能的设计 工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。 3、工程机械产品人性化的设计 1)环保安全关怀型驾驶室的设计 如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。 2)自动加脂装置或集中润滑系统的配置 传统的手动加注润滑脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注润滑脂的设备,如集中润滑系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的润滑而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注润滑油的间隔,减少对环境的污染。 3)外观美学设计 传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。 4)人性化设计 工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。 5)系统可靠性设计 尽量运用高可靠性的成熟技术和借用经市场考验后的成熟系列零部件可延长各关键系统或零件的使用寿命,减少更换次数。例如降低制动元件的更换频率就相当于减轻了对周围环境的破坏与污染。
大学生心理健康教育浅析:对大学生心理健康教育的德育思考 论文摘要:大学生普遍存在心理问题,并—直困扰着他们,使他们在学习和生活中饱受折磨。因此,如何把他们培养成身心健康、人格健全的新公民已成为新时期高校德育工作面临的新课题。在开展大学生心理健康教育时,应明确心理问题的表现形式和成因,对症下药,标本兼治,抓住实质,育人育心,实现高校德育教育与心理健康教育的综合效应。 论文关键词:大学生;德育教育;心理问题 心理素质是学校素质教育的重要目标之一。学生理素质的高低,直接关系到个体和社会的整体素质。因此,加强大学生心理健康教育是全面推进素质教育的重要内容,是培养高素质人才的重要环廿,是加强和改进大学生德育教育工作的重要任务。大力推进大学生心理健康教育是德育教育工作者的—个重大现实课题。 一大学生的心理问题 如今的大学生面临着诸多困惑。学业及考试负担的繁重,择业与自我实现的迷茫,以及青春期躁动带来的情绪、情感波动,使得一些大学生在轻松潇洒的外表下隐藏着一颗痛苦、抑郁的心灵。尤其是大学生在环境适应、自我管理、学习成才、人际交往、理想现实、交友恋爱、求职择业、人格发展和情绪调节等方面反映出来的心理困惑和问题日益突出。据有关权威机构的调查表明:80年代中期,我国有心理问题的大学生约占23%;90年代上升到25%;现在已达到30%。近年来,大学生因心理问题而休学、退学、逃学、出走的人数呈逐年上升趋势,精神失常、自杀、杀人等现象时有发生。由此可见,在当代大学生中,心理疾病正在蔓延,其增长速度之快,负面危害之大,已经引起了全社会的广泛关注。 二.大学生心理问题的成因 导致大学生负面心理形成的原因是多方面的,也是错综复杂的。概括起来,主要有以下几个方面。 1.认知上的失调 大学新生都有一个角色转换与适应的过程,每年刚入学的大学生往往会出现各种各样的心理问题,心理学上将这一时期称之为“大学新生心理失衡期。导致新生心理失衡的原因首先是现实中的大学与他们心目中的大学差距较大,由此产生心理落差;其次是新生对新的环境、新的人际关系、新的教学模式不适应,产生困惑而造成心理失调;另外,新生作为大学中普通的一员,与其以前在中学里作为佼佼者的感觉大不一样,这也是导致心理问题的诱因之一。 大学新生对新环境不适应,如果得不到及时调整,便会产生失落、自卑、焦虑、抑郁等心理问题,有的学生还会因长期不适应而退学。所以,应该特别注重对大学新生入学后的心理调适,让他们远离孤独,帮助他们度过心理失衡期,成功地进行角色转换。 2.学习压力 能考上大学的一般都是中学时代的佼佼者。到了大学,竞争对手不一样如自我要求过高、还想保持中学时期“尖子生”的地位,势必带来更大的竞争压力。另一方面,现在绝大多数孩子都是家里的“独苗”,父母们对孩子成才都有较高的期待,“望子成龙望女成凤”的社会风气,给孩子带来很多有形的和无形的压力。尤其是经济困难的家庭,父母借钱供孩子上大学,越是懂事的孩子越怕对不起父母,压力也越大。再加上一部分学生对高校的学习生活不适应,对大学的学习方式方法掌握不好,加之强手如林,昔日的优势风采不复存在,自尊心和好胜心得不到充分满足,容易产生失落感。而导致学习上的困惑。 3.生活上的不习惯 现在大学生中独生子女是绝大多数,在父母的呵护下生活一直都比较顺,往往是对成功和荣誉体验多,对风浪和挫折体验少,对新环境的适应能力和对挫折的承受能力比较差,自我定位又不准,对挫折没有准备,—旦遇到比较大的事件,容易产生过激行为。他们从小学到中学,在家有父母,在校有老师,到大学要靠自己,依附心理依然存在,独立生活能力尚未形成,要有一个调整和适应的过程。而有些大学生由于对于自己所面对的压力心理准备不足、能力又不够,最终无法适应,从而产生孤独感和恐惧感。 4.人际关系上的不适应 生活环境的变化也是造成大学生心理疾病的重要原因。读大学后,远离家乡和亲人进入_个陌生的环境是许多大学生进校后面临的第一个坎。许多从没离开过父母的大学生由于不适应集体生活往往走向自闭。他们来自四面八方,城乡之间、贫富之问,兴趣爱好、人品才能等许多方面都存在较大的差异,人与人的关系面临着新的组合而且很不稳定,同一居室有不同背景,不同方言、不同性格的学生,他们之间的磨合是个新问题。有些学生或因个性强或因性格内向而不合群,往往感到人际关系难以驾驭,常常为自己“不会处事,不会交友,甚至不知道如何做人而感到苦恼”。有的甚至由于不能处理好同宿合同学和同班同学的关系,而觉得生活缺乏乐趣,世界很可怕,在以后与人交往时表现出敌意。据了解,当前,宿合关系已经和考试成绩并列成为引发大学生心理障碍的两大首要因素。 5.情感的困惑 大学生爱情方面的心理疑难问题较为突出。我国大学生年龄基本在17~23岁之间,从生理阶段来讲,处于青春期的后期,生理发育早已成熟,渴望异性,并希望得到生理上的满足。加之不少学生,远离故乡,倍感孤单,在潜意识中,对异性的渴求尤为强烈。由于缺乏经验和处理恋爱问题的能力,在情感方面或执著或随意,常为感情纠葛而头痛,有的学生因为谈恋爱与同学关系疏远,与朋友少交往而孤立。有的学生害怕别的同学抢走自己的朋友,常胡思乱想,坐卧不安,产生焦虑情绪,打架斗殴的有之,学习成绩下滑的有之。有的学生因为两人性格不和或其他原因失恋,一方可能陷入感情漩涡不能自拨,而走向极端,产生自杀等心理危机。校园内因为恋爱危机也曾发生过毁容、杀人等违法行为,酿成了悲剧。大学阶段学生年龄、生理及感情的特殊性,往往会产生情绪焦虑的病态心理,这不能不引起高校教育尤其是德育教育的重视。 6.社会竞争的压力 高年级,尤其是毕业班的学生,更多关心的是对未来社会生活的适应。去年全球金融危机以来,世界经济正处于衰退期,中国经济也不可能独善其身。这样社会竞争更加激烈,就业形势更不乐观,大学生找工作或找比较理想的工作越来越难。“双向选择”对人的综合素质要求提高面对即将踏入的激烈竞争的社会,不少大学生都会有一定程度的心理恐慌。这对大学里众多高年级学生造成很大的精神心理压力,使他们因焦虑、自卑而失去安全感,许多心理问题也随之产生。对今后的路该怎么走,考虑得越来越多,内心充满着矛盾。盼望毕业,又害怕毕业,对现实生活更多的是担心、害怕而又身不由己。他们“担心”、“害怕”的主要问题是社会上风气不正,人际关系复杂。深感社会的不公,觉得前途渺茫,感到无所适从,因而有的学生表示:“我多么希望在学校里读一辈子书!” 三加强大学生的心理健康教育。实现高校德育教育目标 大学生心理上出现的问题,往往受社会上“大气候”影响。比如,改革中心态失衡导致的信仰危机;社会风气不正,“一切向钱看”导致厌学,转而去谈恋爱,“寻求精神上的寄托”等等,都有深刻的社会根源。事实表明,所有这些心理上的疑惑、障碍,都是大学生个体心理社会化过程中出现的问题,如果不能得到及时的排解和有效的引导,势必影响其社会化进程。随着社会的发展变化,特别是转型期社会生活的变化,青少年学生心理上的动荡进一步加剧,他们所面临的社会心理适应问题将前所未有。因此,加强大学生心理健康教育,培养大学生良好的个性心理品质,提高大学生的社会适应能力、承受挫折能力和情绪调节能力,促进他们的心理素质与思想道德素质、科学文化素质和身体素质的全面协调发展,是新时期培养高素质人才的迫切需要。 1.创造良好的校园坏境 教育家早就认识到环境具有潜移默化的教育功能。优雅文明的校园环境,健康向上的文化气息,丰富多彩的文体活动,团结和谐的人际关系,浓厚活跃的学术氛围,奋发有为的精神风貌,生机昂然的校园景象等无疑对大学生起着感化和陶冶作用。创造优良的校园环境,不仅是学校自身发展的需要,更是培养高素质人才的需要。良好的校园环境具有增强学校凝聚力、向心力的作用,是全校师生进行自我教育、自我提高、自我约束的无形力量,对形成良好的校风校纪、促进学生优良的心理品德和思想品德的养成,有着巨大的催化和凝聚作用。 2.建立一支高素质的心理咨询教师队伍 这是时展对高校德育提出的新要求,也是德育教育的延伸和拓展。心理咨询是一门走进人类心灵的艺术,是一项把爱心和力量移植到对方中的技术,是一种净化灵魂,改创生命,呼唤人注,播种责任的伟大工程,是关系到一个民族素质优劣的百年大计。目前,全国越来越多的高校建立起名称各异的心理咨询机构,但能真正发挥作用的恐怕不多。究其原因,有教师方面的,也有学生方面的。对教师来说,主要是心理咨询教师缺乏,尤其是经过专门培训的心理咨询教师更少,远不适应心理健康教育的需要。从学生方面来看,主要是对心理问题存在认识误区。有些学生对心理问题,轻描淡写、听之任之,认为无伤大雅。出现心理问题不愿接受心理咨询,致使一些学生的心理问题发展成为心理障碍甚至心理疾病,到那时才后悔莫及。另一些学生却把心理问题看得过于严重,往往把心理病等同于精神病,于是不敢进行心理咨询,怕同学瞧不起。这两种极端都阻碍了高校心理咨询的正常开展,不利于学生的心理健康。大学生的这两种片面认识归结到一点是心理知识贫乏,这就说明高校建立一支专业化的心理咨询教师队伍已刻不容缓。尽快帮助大学生克服心理知识上的盲点,带领他们走出消极悲观的精神世界,帮助他们建立起一种积极向上的生活观念,提高他们的心理自我保健能力,已是高校德育、心理健康教育的一项十分紧迫的任务。 3.充分发挥德育教师在心理健康教育中的作用 面对大学生日益普遍化的心理问题,仅仅依靠心理咨询教师是远远不够的。在这方面德育教师和思想政治工作者是能够有所作为的。由于大学生所处的成长环境和个体差异较大。因此,大学生表现出来的心理问题也千差万别。教师只有“对症下药”、“有的放矢”,方能有效。首先,德育教师不仅要有扎实的马克思主义基本理论知识,还要有丰富的教育学和心理学知识。这样才能掌握育“’育“心”的主动权。以前人们往往把大学生的问题行为都看成是思想品德问题,或者处理问题时仅凭良好的愿望,不加认真地分析各种问题行为背后的心理因素,结果不但不能把问题真正解决,达到预期的效果,而且忽视了对大学生心理品德的培养,导致了大学生产生各种各样的心理疾病,反而妨碍了思想品德教育,这是应当引以为戒的。其实大学生的问题行为多数是心理问题,真正属于思想品德问题的是极少数。当然,心理问题和思想品德问题没有一条不可逾越的鸿沟。如果学生的心理问题得不到及时和合理的疏导,那么很有可能转化为思想品德问题。因此,要求德育教师能及时地发现学生的心理问题,把它解决在萌芽状态,避免酿成不良后果。其次,对大学生不同的心理问题,用不同的方法解决。对个别问题严重的学生,通过个别谈话的方式,疏通学生的心理障碍;对学生中普遍存在的心理问题,可采取集体讨论,心理讲座,班、团活动等形式解决;对极少数患有心理疾病和严重精神障碍的学生,除必要的心理健康教育外,还需接受心理医生的治疗,总之,“有病早治,无病早防”的治病原则也适合心理疾病的治疗. 4.加强大学生的社会实践活动 实践是教育的重要环节,是德育目标实现的必然过程。一个人理想信念的确立、思想品德的形成、行为习惯和健康心理的养成,必须在实践中完成。走与实践相结合、与人民群众相结合的道路是当代大学生成才的根本途径,大学生通过社会实践,可以产生书本中、课堂上体验不到的情感。这种情感体验的不断升华,能强化自我完善的动机和培养自我教育的能力。社会实践有利于培养大学生的责任心和成就感,有助于走上社会后人生价值的实现。因此,要创造各种机会让大学生走出书本,走向社会,感悟时代,认清国情,学会生存,懂得生活,了解别人,融洽人际关系,强化心理受挫的能力和战胜困难的能力,以饱满的精神去迎接时代的挑战。 综上所述,心理因素是影响大学生成才的重要因素,只有心病心治,师生共同努力,才能达到预期的效果,才能使有心理问题、心理障碍、心理疾病的学生摆脱困境。因此,高校德育教师和思想政治工作者都要研究掌握大学生的心理特点,在德育教育过程中,注意大学生的心理导向,培养他们的心理品质,完善他们的人格,促进他们综合素质的提高,实现高校德育教育的目标。 大学生心理健康教育浅析:开展大学生心理健康教育工作模式探讨 [摘要]辅导员开展大学生心理健康教育工作应正确认识和处理好心理健康教育与思想政治教育、政治辅导员与心理咨询员双重角色之间的相互关系,并通过确立分层教育目标、坚持发展性教育原则、采取多样化教育途径、优化教育实践工作机制等,进而构建科学、合理、有效的大学生心理健康教育工作模式。 [关键词]辅导员;心理教育;工作模式 加强大学生心理健康教育工作,是促进大学生全面发展的重要途径和手段,是高校德育的重要组成部分。辅导员作为高校德育工作中接触学生的第一线力量,开展大学生心理健康教育既是日常教育与管理工作的重要内容,也是义不容辞的责任。而辅导员如何有效开展大学生心理健康教育,提高大学生的心理素质和社会适应能力,帮助和促进大学生各方面的和谐发展和健康成长,是新时期高校学生教育与管理工作中面临的一个重要课题。 一、辅导员开展大学生心理健康教育工作应处理好的两个关系 一是心理健康教育与思想政治教育的关系。大学生的心理健康教育与思想政治教育都是高校德育工作的重要内容,具有共同的目标,都是通过采取多样化的实施途径和多形式的教育方式,帮助大学生处理好心理、思想和行为之间的关系,从而促进学生健康成长,培养学生的综合素质。但二者在理论基础、工作侧重点、具体方法上又存在着明显的差别。心理健康教育属于心理科学的范畴,是以心理学理论为指导;思想政治教育则属于社会意识形态的范畴,是以马列主义、思想和邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观为指导。心理健康教育主要侧重于学生心理的发展、调适与矫正,提高心理健康水平和社会适应能力,发挥个体潜能;思想政治教育主要关注学生的思想、政治、道德的发展,培养学生树立科学的世界观、人生观和价值观。在工作的具体方法上,心理健康教育更多地以倾听和商讨为主要形式,并运用心理咨询、心理测量等心理学方法,遵循价值中立和保密原则,强调个体的宣泄、疏导和化解;思想政治教育带有一定的灌输性、教育性和公开性,通过正面说服、榜样示范、道德批评和社会工作等方法,强调教育和宣传,从而通过价值干预达到教育的目的。 而同时,心理健康教育与思想教育工作又是互相渗透、互相补充和互相促进的。人的思想问题的产生,除了认识问题、道德问题和实际问题等因素,也有可能是由心理问题引起的,通过心理咨询等心理健康教育方法解决了心理问题,从而间接地达到和实现了思想政治教育的工作目标。同样,人的心理问题的产生除了心理障碍等因素外,也有可能是由观念问题所引起,通过动之以情、晓之以理的思想政治教育工作,可以帮助学生解除心理上的困惑、忧郁和消沉。因此,辅导员要正确认识心理健康教育与思想政治教育的区别与联系,并在工作实践中将二者有机结合起来。 二是政治辅导员与心理咨询员双重角色的关系。政治辅导员兼职开展心理咨询工作,作为心理咨询专业队伍的有效补充,既是新时期大学生心理健康教育工作的时代需要,也是加强和改进大学生思想政治教育工作的迫切要求。由于工作任务和性质的要求,辅导员对学生的基本情况,如个性特征、家庭状况、学习情况、健康情况和人际关系状况等有较为全面的了解,对学生的生活、思想、心理、行为规律和特点也较熟悉,对特殊学生群体也建立了专门的心理档案,这正是做好学生心理咨询工作的前提。 但在实际的工作实践中,不少辅导员往往不能很好地开展心理咨询工作,常常把思想问题和心理问题相混淆,价值判断和价值干预自然流露在心理咨询的过程中,咨询效果差强人意。究其原因,一方面是因为辅导员所掌握的心理咨询的专业知识和心理咨询的操作技术较为缺乏,另一方面是由于政治辅导员和心理咨询员双重角色之间存在多方面的冲突。比如,相对于学生的生活交往圈,辅导员是一个具有管理者角色的“局内人”,大多数学生认为辅导员有自己的角度、立场和评价,这些会直接影响到自己的切身利益,因而学生都在乎辅导员对自己的看法,他们往往保留了一些真实的想法而不敢对辅导员说。另外,辅导员特定的管理与教育角色,使得不少学生前来找辅导员咨询,还带有一定的期望和依赖,他们期望辅导员能够帮助自己解决实际困难。例如,一个家庭经济困难的学生面对生活压力和困难,找辅导员咨询在心理上或许就会期望辅导员能够帮助他申请到助学金、困难补助或者找到一个勤工助学的工作岗位,等等。但是,帮助学生解决实际问题不是有效的心理咨询,相反还会让学生养成依赖,丧失面对和处理日后可能出现的更多困难的能力,不少辅导员都懂得这一点,然而却让学生误解,认为辅导员没有尽力帮助他,同时也极大地影响了和学生良好咨询关系的建立。因此,政治辅导员兼职开展心理咨询工作,要在掌握心理咨询专业知识和咨询技术的基础上,摆正自己作为心理咨询员的角色,努力克服政治辅导员角色给心理咨询带来的不利影响,从而真正发挥心理咨询在学生教育管理工作中的作用。 二、辅导员开展大学生心理健康教育工作的目标:确立层次性,有效开展分层教育工作 根据我国心理健康教育界普遍认同的观点,人的心理健康是一个从不健康到健康的连续体,可分为不同的层次,即心理疾病、亚健康(第三状态)、心理健康。据此可以将大学生群体分为有心理疾病学生、亚健康学生和心理健康学生三类,辅导员开展大学生心理健康教育工作模式的目标可确立为三个不同的层次: 一是矫治心理疾病,恢复心理健康。这是针对少数已产生心理疾病的学生而提出的心理健康教育目标。针对这个目标,辅导员主要开展的工作是配合心理治疗机构对学生的疾病治疗、加强与学生家长的交流与沟通、做好该生周围的学生思想教育与心理健康教育工作、及时总结该生患病的缘由、影响因素和前期工作中的经验体会以及学生治疗结束返校后的跟踪关注与有关服务工作等。 二是预防心理疾病,增进心理健康。这是针对大多数处于亚健康状态的学生而提出的心理健康教育的目标,也是辅导员开展大学生心理健康教育工作的重点。这些学生虽投有明显的病态,但都存在着一定程度的心理困扰、苦恼,已经影响到他们的生活质量和学习质量,辅导员对这部分学生主要开展以完善认知、调节情绪、健全人格、建立和谐的人际关系等为主要内容的心理健康教育,其中包括对部分学生开展心理咨询工作。对那些心理困扰较严重的学生,辅导员要有工作的敏感度,可运用心理咨询的专业知识进行心理问题的初步诊断,及时根据收集来的信息与心理咨询专业人员进行沟通,从而重新确定对这些学生的心理健康教育目标。 三是优化心理品质,促进主动发展。这是辅导员开展大学生心理健康教育的一项基本和常规性的工作,应当贯穿到学生在校学习的各个阶段,主要帮助大学生树立心理健康意识,优化心理品质,挖掘心理潜能,增强学生的心理调适能力和社会生活的适应能力。 此外,在确立三个层次目标的基础上,辅导员在开展心理健康教育工作中还应确立序列目标,即依据大学生在不同学习阶段面临的不同心理问题,开展有序列的教育活动,以促进学生心理健康发展。工作的主要目标有新生入学适应性问题、学习动力问题、恋爱情感问题、人际关系心理问题、情绪与挫折心理问题、就业心理问题等。 三、辅导员开展大学生心理健康教育工作的原则:坚持发展性教育原则,“面教育”与“点教育”相结合 心理健康教育从功能上可以分为发展性和调适性两大类。调适性心理健康教育面向少数有心理障碍的学生,采取一系列心理辅导或心理治疗的方法,帮助学生度过心理困难期。发展性心理健康教育面向全体学生,采取多元化的辅导措施,旨在开发个体潜能、提高心理素质、塑造健全人格、培养良好行为习惯。如果辅导员把为有心理障碍的学生提供援助、支持、矫正等心理健康教育作为重点,这将远远不能满足绝大部分学生在心理健康方面的需求,也不能充分发挥心理健康教育所应有的作用。因此,辅导员开展大学生心理健康教育的工作重心应坚持教育发展性为主的原则,加强面向全体学生的“面教育”,根据大学生的身心发展特点开展多元化、系统性和学生主体性的心理健康教育工作,妥善解决学生各阶段的心理矛盾,提高学生的心理素质,促进学生人格的完善和潜能的开发;同时,辅导员也不应忽视面向少数有心理障碍学生的“点教育”,特别是对亚健康的学生要有意识地按照调适性心理健康教育原则,做好心理问题的初步诊断,及时转介专业的心理咨询或心理治疗,对心理治疗结束返校的学生进行关注、援助、支持等工作也十分重要。 四、辅导员开展大学生心理健康教育工作的内容:把握心理发展特征,采取灵活多样的心理教育途径 与西方心理咨询相比较,我国大学生心理健康教育有其特定的内容。一方面,我国是极为注重人际关系的国家,大学生的心理苦恼大多来自人际关系,个人的心理问题也多与各种社会关系有关;另一方面,我国大学生所特有的一些心理问题,比如,独生子女心理问题、留守家庭子女心理问题、贫困学生心理问题、就业压力问题等。因此,辅导员应把大学生的人际关系、学习心理、贫困学生心理等问题作为重点教育内容,并根据大学生成长阶段的实际情况有侧重点地开展心理健康教育工作。 在教育途径上,辅导员要积极探讨心理健康教育的有效形式,全方位、多渠道地进行心理调适,促进大学生的心理发展。一是可以依托第二课堂活动,如心理健康讲座、心理科学宣传活动、心理案例分析以及心灵电影、心理剧场、文娱体育活动等丰富多彩的校园文化活动,普及心理学知识,传播心理健康的理念,让学生积极进行心理体验,促使学生高度关注和重视自身心理健康,积极预防心理问题的发生。二是通过心理测量、个体咨询、团体训练、挫折考验训练等多种形式,针对大学生中普遍存在的诸如学习、人际关系、恋爱、择业等发展性问题,对学生进行心理辅导,帮助学生解除心理困惑,消除心理障碍。三是创设优良的校园文化和班风,营造奋发向上的环境氛围,让学生在集体的氛围中受到感染,从而培养起积极向上的健康心理。 五、辅导员开展大学生心理健康教育工作的机制:构建和优化“资料收集一信息反馈一寻求支持”的教育实践工作机制 大学生心理健康教育是一项系统的实践工程,辅导员的工作只是一个子系统,因此辅导员要充分认识到自己在系统中的地位,在教育实践过程中发挥自己的优势,积极构建和优化“资料收集一信息反馈一寻求支持”的工作机制。一是资料收集。辅导员工作在学生教育与管理的第一线,对学生各方面信息的收集有着独特的优势,可以有效通过自己或学生骨干掌握学生的心理健康状况和学生学习、生活、工作等方面的信息。辅导员要善于在学生中建立广泛的信息传递网络,善于通过网站、论坛、电子信箱、qq等途径拓展倾听学生心声的渠道,建立开放式的师生之间和学生之间的交流关系。二是信息反馈。这是辅导员对收集来的信息进行汇总、分析、鉴别和反馈的工作内容,反映了辅导员的工作能力和工作敏感度,比如,一个恋爱屡屡受挫的学生,表面原因可能是他人际交往能力差、自身不优秀等,但我们通过对该学生资料的分析,可能还会发现某些更深层次的原因,如爱情观认知问题、性格问题等,而这些问题的有效解决往往不是靠思想政治教育而是心理咨询或心理治疗。在信息反馈工作中,辅导员还要积极建立起学校、家庭和专业咨询机构相互联系与沟通的工作机制,特别是要经常与心理咨询的专家和老师进行交流、沟通和学习,弥补自身对心理专业知识的相对不足。此外,辅导员还应积极就学生心理健康教育问题向学校的有关部门反映和通报,积极组织学生参加有关部门开展的各种心理健康教育活动,从而有效整合学校的各方力量,共同促进大学生心理素质的提高和其健康成长。三是寻求支持。发展性教育原则下的大学生心理健康教育工作,辅导员可以说是一支主力军,是中坚力量,但是,面对少数较为严重的处于心理亚健康状态的学生,辅导员毕竟不是专业的心理辅导人员,要清楚自己的局限性,对诊断学生的心理状态是健康的还是不健康的,是一般性心理问题还是严重性心理问题,不能草率和固执,要善于向心理咨询专业人士请教,必要时转介咨询对象或送医疗机构进行心理治疗。 大学生心理健康教育浅析:试析大学生心理健康教育中的网络应用 论文关键词:心理健康 网络特征 网络测试 论文摘要:心理健康测试是大学生忍想教育工作的重要环节,是改进和完善思想教育工作的重要依据。不同的时期,心理健康测试信息所采取的载体都有所不同,形式多种多样。本文主要探讨了网络特征、网络测试的优势和应用以及存在的不利因素等方面. 一、大学生心理健康测试的网络特征 人类进入新的世纪,以网络信息技术为核心的互动媒体得到迅猛发展。与传统大众媒体相比,网络技术在心理健康活动分析中显示出其更强的技术特征。网络作为承载知识和信息的存在方式,不但可以作为传统的心理健康活动测试载体的重要补充,而且功能更强人,效率也更快。作为心理健康活动测试新型载体的网络,其特征显著。 (一)广容性 传统大众传媒由于空间、时间、形式的限制、约束,不得不对许多信息忍痛割爱。而网络则采用超链接的方式将无限丰富多彩的信息材料立体交叉式地。通过网络,人们可以接触到各种各样的丰富信息。 (二)综合性 网络技术集声音、图画、文字、影像等各种符号于一体,又融电子、视频、通讯等各种高技术于一身,涉及很多领域,儿乎无所不包。网络高度综合了广播、电视、报刊、杂志、书籍等传统人众传媒的优点,它既有印刷传媒的可保存性和可查阅性,又具有电子传媒的及时性和新鲜性,还具有自身的图文阅读性和音像视听性,实现多种感觉形式井用,增加了信息的获取量。 (三)互通性 传统的大众传媒一直被认为是单向交流的渠道,其原因在于信息的提供者单方面制作并提供,信息的需求者只能被动地接收,而且,信息的提供者也不能立即从信息用户那里得到反馈信息。而网络信息的互通式传播方式使信息的接受者有更大的土动性,可以根据白己的需要选择信息,信息的提供者也能够及时准确无误地从信息用户那里得到反馈。 (四)共享性 信息网络是基于信息共享的基础上发展起来的,依靠网络,人们可以多元传播和利用丰富多彩的信息资源,包括那些珍贵的或维护困难的资源也能被共享使用,而不受时间、空间、人力、物力等因素的制约。 二、大学生心理健康网络测试的优势和应用 网络技术的发展与普及,为高校对大学生的心理健康测试提供了现代化的方法和手段,也深远地影响大学生心理健康测试的观念,网络作为大学生心理健康测试活动上具和载体的作用日益突出。就此而言,网络测试就是指运用网络技术并通过网络所进行的心理健康测试、评价过程。与传统的心理健康测试方法相比较,网络测试在心理健康测试过程、测试主体、测试模式、测试方法等方面具有不可比拟的优势。 (一)心理健康测试过程的自主化 传统的大学生心理健康测试活动,主要发生在特定的大学生群体,强调测试主体(党政下团和院系)搜集获取测试客体(大学生)的相关信息,通过对客体信息的认识、分析,得出评价结论,最后把测试结论反馈给客体和心理测试管理部门,进而达到对测试客体的调节和控制。由于信息技术特别是网络技术的普及和广泛应用,心理健康测试突破了传统的区域界限,它视网络为一个大的超越了时空差别和界限的单位、环境。借助网络强大的技术优势,测试者再也不必在规定的时间到特定的地点搜集获取测试对象的相关信息,网络上的测试者可以在本人或测试对象认为合适的时空进行测试活动。网络上的心理健康测试活动,在虚拟化的网络情境中,任何政工部门和干部在占有测试信息的情况下,都可以成为测试者,测试者足不出户,就可以在互联网的多媒体终端进行测试活动,即可以跨空间测试。测试一作不再意味着必须要在特定的时间和地点进行,具有很大的自土性。 (二)心理健康浏试主体的多样化 传统的大学生心理健康测试对象,对测试主客体的限定过于严格,担当测试主体任务的多为教育行政部门或思想教育管理部门,整个测试过程主要以测试主体为主导,客体对于测试过程没有发言权,测试信息的传递也只能是一种“上对下”的“对话式”传递或“少对多”的“独白式”传递。这些测试主体所作的“自我测试”或“主管部门测试”都难以排除主观片面的干扰,很难发挥独立的测试职能。而网络的一个重妥特征是互通性。利用网络进行心理健康测试可以把主体和客体紧密联系起来,实现测试机构之间、测试主客体之间的互通作用,使心理健康测试得以优质高效、无时空限制地进行。因而为测试主客体提供了一个“互通式”的测试作平台及环境,更易于被客体所接受,更易于主客体在不见面时交流。测试主体之间、测试主客体之间在网上就可以毫不犹豫地直接进行交流信息,这样就使得党政工团及院系、大学生本身作为心理健康测试主体,可以分别实施测试与自我测试。 (三)心理健康测试模式的数字化 传统的大学生心理健康测试信息,一般是通过对心理教育实践加以分析、总结和概括来获得,井以语言或文字材料的形式记录、储存着,以供分析和利用。利用网络技术进行心理健康测试,测试主体可以通过网络传输各种数据,并以软盘、光盘、网页等多种形式保存。数字化的测试信息具有一下优点:1.快捷的信息传递。巨大的速度优势,是网络技术最重要的特征。测试信息数字化,大大提高了心理健康测试信息的时效性;2.多样的信息传播形式。网络测试信息集文字、图片、动画、音频、视频于一体,生动形象逼真,信息通过多媒体一览无余;3.巨大的信息容量。网络信息容量之大,是任何传统测试载体都无法比拟的;4.便利的信息共享性。只要有一台电脑,就可以非常方便地查阅所需要的测试信息,上网还可以随时查阅网络上的相关测试信息数据库。 (四)心理健康测试方法的智能化 传统的大学生心理健康测试,一般采用实地考察的方法,通过钡(试者观察、问卷、量表等综合手段,搜集测试对象的信息,对心理健康测试做出定性定量的结论。而网络测试借助网络的技术优势,测试者可以运用数字化的信息处理技术、综合心理信息数据库、多媒体终端等智能化测试工具,改进心理健康测试的传统测试方式,如人工统计、追踪调青、计算等,使心理健康测试活动更趋于灵活多样、便利快捷。 三、大学生心理健康网络测试的不利影响因素 目前,利用网络进行大学生心理健康测试正在逐步发展,但是,许多不利因素也阻碍着心理健康网络测试作的发展。 (一)网络技术发展时间较短,其本身还存在着许多技术缺陷与不完善 笔者认为,最主要的问题就是网络自由问题、个人隐私保护问题和网络信息资源的管理问题。 1,网络自由问题、个人隐私保护问题。由于现有的网络技术还不能做到切实有效地保护使用者的隐私和秘密,同时,网络病毒和黑客随时都有可能破坏测试者所使用的电脑和网络测试资源,使测试者在使用网络进行测试活动时缺乏足够的安全感,也就使得心理测试更多地受制于网络技术条件和手段。 2.网络信息资源的管理问题。网络的泛应用,为心理健康测试活动提供了大量的信息,成为心理健康测试的信息资源。这些信息资源对于心理健康测试活动起着积极的作用,但是,我们也要清醒地看到,网络提供的这些庞杂多样的信息,既有测试:作所需要的正确有效的信息,也有不少是与测试作无关甚至是对测试活动起着反作用的信息。这些问题的克服与解决,都要依靠网络技术手段的提高与网络信息资源管理措施的配合。 (二)目前还没有完善的规则条例来充分规范网络行为 笔者认为,最土要的问题就是网络道德与网络人际关系问题和网络知识产权问题。 1.网络道德与网络人际关系问题。网络的基本特性决定了人们可以借助网络而加快心理健康测试的客观性、公正性、科学性,但由于现在还缺乏统一的网络道德规范来处理网络中的人际交往及由此引起的各种问题,因而也不可避免地会发生心理健康测试者错误使用测试信息以及测试对象提供虚假信息而导致测试不公正现象的存在。这就要求心理健康测试主客体双方,要正确处理网络中的人际关系,要形成良好的网络道德观念,培养健康的网络人格。 2.网络知识产权问题。网络信息资源,包括大量的心理健康测试信息资源,由于当前网络知识产权保护措施的不完善,还得不到有效地保护,心理健康测试信息资源的提供者还可能不愿意把最新、最有价值的信息资源放到网络上与他人共享,这就限制了测试土体对网络及其资源的利用程度。 总之,当前网络以及心理健康网络测试的发展虽说有着种种的不足,但井不妨碍我们对心理健康网络测试发展趋势进行乐观的展望。因此,网络测试是心理健康测试的重要发展方向。信息时代的心理健康测试,测试信息必将大量通过网络这一载体得以广泛传播。在网络技术广泛普及、网络道德规范形成的基础上,心理健康测试主体必须树立和培养网络测试的新观念,努力掌握网络测试的必备技术,形成较强的网络测试能力,最大限度地发挥网络作为心理健康测试新型载体的现代化作用。 大学生心理健康教育浅析:浅谈大学生心理健康教育模式的建构 [摘要]本文对当前大专院校学生日益严重的心理健康问题进行了分析,提出了建构大学生心理健康教育的新型模式的一些观点,力图从校园文化建设及大学生就业等方面入手,做好大学生心理健康教育工作。 [关键词]大学生 心理健康 教育 大专院校 目前国内所有大专院校都开展了心理咨询的工作,对大学生心理疾病进行预防和治疗,但无论是理论还是实践,无论是方向还是工作着眼点,都存在许多不足,加强大学生心理健康教育,积极开发其内在潜能,认真做好心理咨询工作,注重提高整体心理健康水平已经成为当展的迫切需要。 一、大学生心理障碍的主要表现 1.困惑心理。由于科学技术迅猛发展,社会的信息量多而广,传播快。这使得大学生们开阔了视野,增长了见识,解放了思想。但由于他们年龄尚小,对不断发展的新事物缺乏筛选能力,认识事物的盲目性较大。他们不满足于师长的理论灌输和技术传授,不满足于现成的结论和书本上的东西。这种长期形成的自傲心理,一旦和现实发生矛盾冲突,便会造成心理困惑,带来痛苦和失落感。 2.自卑心理。自卑心理是人在心理上的一种自我暗示,是实现理想愿望的心理障碍。大学生的自卑心理往往是由于外形不佳,或学习后进造成的。还有一种不能忽视的是贫困生的自卑心理。贫困生多来自边远的农村和山区,进入繁华的都市后,悬殊的贫富差距,给他们带来了强烈的心灵震颤。这三种类型的学生一旦产生了自卑心理,便会觉得自己处处不如别人,感觉别人瞧不起自己,自惭行秽。其表现为性格孤独,缺乏自信,情绪低落,不愿参加社会活动及班级活动,严重的还会导致颓废、变态甚至产生畸形心理。 3.逆反心理。逆反心理是一种不良的心理障碍,表现为心理不能相容、行为举止不合作、嫉妒他人、不能正确对待社会发展中出现的新问题,从而产生强烈的报复情绪。具有自卑心理的学生,逆反心理表现尤其突出。由于他们得不到他人的肯定,在群体中处于劣势地位,自认为在别人眼中形象已损坏,就自暴自弃,一意孤行,我行我素。逆反心理易造成思想偏激、情绪浮躁、行为过失,甚至会设法攻击他人。 二、建构大专院校心理教育新模式 1.创新大学生心理健康教育的内容和方式 实践证明,任何一门学科都把学生能力的培养和提高作为中心任务,为完成这个任务,教师要善于发现和并充分分析利用学科知识中有关心理健康教育的具体内容,适时地对学生进行心理辅导,使学生在潜移默化中培养良好的心理素质和健全的人格。尤其是在大学生思想政治教育和心理健康教育的授课中,教师要系统地对大学生介绍增进心理健康途径,传播心理调适和消除心理困扰的方法。使学生获得应对和解决生活中各种常见心理疾病的方法,以乐观向上、平和积极的心态面对生活和学习。 深化教学方式改革主要是坚持心理健康教育与思想政治教育有机结合。心理健康教育作为高校思想政治教育工作的重要补充,早已被纳入到大专院校德育体系,但两者不能等同,在理论上、内容、工作方式、工作原则和评价体系等方面都存在差异。心理健康教育主要侧重于学生心理调适和发展,帮助认识自我,塑造健康人格,发挥潜能,提高适应环境的能力。思想政治教育则主要侧重与学生的思想觉悟,培养学生树立正确的世界观、人生观、价值观。但两者又有着密切的联系。学生现在的心理时常出现为恋爱、适应、人际、情感、择业等方面的问题。而对这些问题追根求源,往往又与学生的人生观、价值观有着不可分割的关系。因此,把心理健康教育工作与思想政治教育工作相结合是必要的,有意义的。 2.注重和谐校园建设,培养新型人际关系 要加强校园美化建设,将心理健康的显性教育和隐性教育结合起来,努力创设有利于学生健康成长的心理环境。第一,做好校园内物质环境的净化、绿化、美化和亮化工作,创造出一个赏心悦目、轻松愉快的校园环境。第二,大力开展丰富多彩和积极向上的科技、文化、艺术、体育、娱乐等活动。第三,加强校风、学风、班风建设。坚持依法治校;规范管理,形成团结、求实、文明、创新的校风和勤思博学、活用的学风;加强班风建设,严明班级纪律。优化人际关系,增强凝聚力,提高荣誉感。第四,有条件的学校可以开设心理健康教育教学网站,为学生的心理健康教育构筑一个交流与管理的平台。学校可充分利用校园网络宣传、普及心理健康知识,进行心理咨询服务,了解学生的真实心态,消除学生的心理隐患。第五,加强宣传舆论阵地建设利用校内宣传栏,广播等各种传播手段,宣传心理健康知识,讨论有关热点问题,在校园内形成“人人关心心理健康,人人爱护心理健康”的良好气氛。 3.解决大学生心理健康问题要与解决实际问题相结合 心理健康教育是一项实践很强的工作。只有结合大学生学习、生活的实际,关心大学生的合理需要和实际困难,切实帮助他们解决实际问题,才能取得成效。那种缺乏人情味,只讲大话不办实事的教育工作,会显得苍白无力。解决大学生实际困难是有效预防大学生心理问题的途径。大学生很多心理问题都是由于实际困难得不到解决而产生的。因此,学校心理健康教育的重心不应该在心理问题的咨询和矫正上,而应放在健康心理素质培养和产生心理问题的预防上。 4.解决大学生心理健康问题与择业就业相结合 目前,我国高等教育仍属于高消费教育,家长花费大量的物力、财力使子女上学,希望子女将来有个稳定工作,解决后顾之忧。学生在校期间努力学习,目的也是为了毕业后能有个施展个人才华的平台。就业是民生之本,也是大学生最实际的根本利益所在。大学生诸多心理问题的产生都与就业有关联,抓住大学生就业问题,就抓住了心理健康教育的关键。 首先,我们要帮助学生树立适合市场经济需要的思想。心理健康教育是做人的思想工作的总目的,是为了完善大学生思想人格。培养全面发展的人,最终为市场经济服务。从这个意义上说,处在市场经济时代的大学生,计划经济时代遗留下来的陈旧观念必须根除。这些思想体现为对政府、对单位的依赖,只希望和愿意到工作稳定,没有失业风险的国家机关、大企业工作,不愿到民营企业,外资企业等非公有利单位。这种思想与目前我国经济结构比例是格格不入的。 大学生心理健康教育浅析:论高职院校大学生心理健康教育课程改革的思考 摘要:随着高职院校改革的深入与发展,各专业课程的改革都在朝着适应工学结合人才培养形势的方向改革,强调理论与实践相结合,而作为公共课的大学生心理健康教育课程,课程的改革陷入了“瓶颈”。本文分析目前该课程的现状,并对其课改作探讨性思考。 关键词:高职院校 心理教育 课程改革 0 引言 当前,随着高院职校施行工学结合的人才培养模式,掀起新一轮专业课程改革的热潮,致力打造各级精品课程,以适应新的人才培养形势的需要。在专业课程改革中,强调课程设计要做到理论与实践的最大结合,增强学生运用专业知识在行业实践中的操作能力。而心理健康教育课程还停留在传统的理论灌输的教育教学模式,没有体现理论与实践相结合的特点,与新形势下人才培养模式不符,因此,该课程的改革势在必行。 1 高职院校学生心理健康教育课程面临的新问题 一直以来,为了与本科通识教育区别,高职院校的课程更多强调知识的易懂性、实用性。但心理健康教育课程的现实教学中,除了教材标榜是高职院校专用外,教师授课的内容、方式方法等,与本科院校没有实质性区别,并没有体现高职院校培养人才的特点,没有达到理论与实践完美结合的效果。 1.1 高职心理健康课程教师“舞台”缺失。在高职院校的心理健康教育课程教师多数是“双师型”两肩挑的教师,即既要担任心理健康理论的教学,又要在实践中指导学生增强学生心理素质。但是,当前在高职院校中,心理健康教育课属于公共课,心理健康教育课程不象其它专业课的教师,既可以给学生进行理论讲授,又可以在学生专业实践中进行技术知识指导,心理健康教育课程依然只是从理论层面对学生进行心理知识教育。因此,其没有发挥“双师”的作用,纯理论讲授的教育教学没有体现出如其它专业知识的操作性与实用性,以增强学生未来竞争的砝码。 1.2 高职心理健康教育课程实践创新不足。我们不可否认高职院校的心理健康教育课程对学生也有日常实践指导,如授课之外,参与大学生心理咨询工作、大学生心理讲座、大学生心理沙龙活动等等,也在为培养身心健康的大学生尽一份力量。试想一下,这些日常的心理健康教育指导工作,与本科院校的并没有区别,还是停留在传统教育意义方式方法的框架,没有体现高职院校心理健康教育课程用理论指导学生实践的创新性。 1.3 高职心理健康教育课程对课改研究不足。虽然有个别教师对高职院校心理健康教育课程进行研究,研究成果也体现了一定理论的前沿性、时代性,但多是对这门课程的一些个别现象进行研究,而对课程的改革的整体性思考不强,没有深入思考这门课程改革根本性方向的问题。在高职院校中,教师对课改的研究,主要落实在专业课方面,如精品课程研究、某某专业研究等等。 1.4 课程设置及内容与人才培养要求不符。如果参照专业课程情况来设置高职院校的心理健康教育课程,应体现实践在课程安排中所占的份量,这样才符合工学结合人才培养的要求。而日前高职院校心理健康教育课程多是讲授理论,缺少了实践的环节,没有鲜明的人才培养特征。再者,课程内容也多为心理基础知识,学生掌握这些知识是无法起到如其它专业知识能直接应用于实践,解决实践问题,或者说增强就业、创业和发展的砝码。 可以说,高职院校的心理健康教育课程还停留在传统的教育教学模式中,与其它专业课程相比,没有鲜明体现高职院校人才培养的特点。 2 高职院校学生心理教育课程改革问题的关键点 综合以上高职院校心理健康教育课程面临的问题,该课程的改革必须从思维上理清几个关键问题,即改革的重点及难点的结症所在。 2.1 高职心理健康教育课程的出路问题。在高职院校中,专业教师既可上理论课,又可以在实践中指导学生的实习实训,成为名副其实的“双师型”教师,在倡导“双肩挑”的高职院校中有着广阔的发展天地。而同为“双师型”的心理健康教育课程,如何解决其“双肩挑”中对学生实践指导的问题,搭建一个让其跳出课堂的“舞台”,发挥其探索理论应用于实践的作用,这是解决高职心理健康教育课程出路、课程改革的根本问题。 2.2 高职心理健康教育课程内容的问题。现在所用心理健康教育课程教材的内容,是否已经完全满足高职生对这方面知识的需求,这些内容是否具有很强的实用性,能否对高职生在社会生存与发展有很强的指导意义?即对心理健康教育课程内容必须多方论证,寻找出对高职生成才成长最有用的知识。 2.3 高职心理教师的素质问题。目前高职院校心理健康教育课程的综合素质是否真的胜任工学结合人才培养的要求,如果进行课改,课程的内容改变了,对他们的知识结构需要哪些调整和提高? 3 高职院校学生心理健康教育课程改革的思考 针对心理健康教育课程面临的新问题以及课改的难点、重点,可从以下个方面着手课改: 3.1 心理健康教育课程的内容应转向对行业心理的研究。在高职院校里,心理健康教育课程教除了开展日常心理健康常识教育外,应分门别类深入研究相关专业学生毕业后潜在就业的行业或岗位的心理,围绕毕业生适应行业岗位需要的心理知识进行研究,以提高毕业生行业或岗位的适应性。如商务文秘专业,学生毕业后可能到政府部门、公司企业从事文秘工作,那么心理健康教育课程应研究学生在政府部门、公司企业应该要熟悉那些人员的心理,自身应该具备怎么的心理素质等等,通过授课让学生初步掌握这些行业心理知识,毕业后更好、更快适应工作,在“察已知人”的情况下更好处理工作,使自身获得生存与发展。 3.2 精心编写行业心理健康教育课程教材。现在高职院校所用的教材,虽然结合了一些高职生特点来编写,显得更容易理解掌握,实用性也相对强些,但也多为一些心理健康教育的基础知识,协及到行业心理方面的内容很少。从学生对行业心理知识需要的角度看,教材的针对性并不强。因此,学校要组织相关人员,在深入研究与各个专业相关行业心理的基础上,编写出适应不同专业授课的行业心理教材。 3.3 加强行业心理师资力量。一方面可派学校教师深入行业调查,了解掌握行业心理的相关情况,积累教师行业心理知识的厚度。二是根据校企合作的情况,派老师到企业挂职学习,深入行业第一线,掌握真实可靠行业心理相关知识。三是聘请行业中懂心理学的人士作外聘教师,专门给学生讲授行业心理学知识,让其以自身的感悟,传授给学生最真实的行业心理知识。四是鼓励行业人士与校内心理教师共同开展学生心理课题研究,在思想交流、碰撞中,彼此完成知识的升华。 3.4 专业行业心理课设为专业必修课。如果确定了专业心理课程,可从一般理论的心理健康教育公选课分离出来,作为学生必修的一门专业课。学生除了可选修一般常识理论为主的心理健康教育课程外,还必须拿到专业行业心理健康教育课程的学分。而在授课方式可以更加灵活动,以应适应工学人才培养。心理健康教育课程教师定期不定期深入实习、实训学生相对集中的单位,对学生开展心理健康课教育、进行个体心理辅导等,实行送知识到行业,体现高职院校人才培养的特点。 总的来说,高职院校必须加大力度改革心理健康教育课程,把高职院校学生行业心理教育纳入教育教学的重点,让学生了解一些行业心理知识,增强行业的心理素质,在工作中形成一种自觉适应意识或行为,对学生个体未来的发展有着重关重要的作用。
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。
浅谈高中生物新课程改革:高中生物新课程改革教学中探究性学习的实施 高中生物新课程的基本理念包括四个方面,即提高生物科学素养;面向全体学生;倡导探究性学习;注重与现实生活的联系。这四个方面既是高中生物新课程改革的基本理念,也是高中生物教学的基本理念。因此,生物教学应该注重发挥学生的主体地位,提高学生的学习主动性和通过探究获取知识的能力。 探究性学习教学模式是以学生为中心,学生独立自主地发现问题,通过实验操作、调查或信息的收集、分析和处理等活动,从探究过程获得知识和技能,并不断提高学生解决问题的能力;教师在整个教学过程中则起组织者、帮助者和建议者的作用。因此,在探究性学习教学过程中,生物教师如何运用全新的教学方法,提高教学质量和学生的综合素质是非常重要的。 1. 创设情景,引导学生投入到探究与交流的学习活动中 通过创设情景,提高学生的学习兴趣,激发学生的求知欲望,主动参与探究和讨论,在探究过程中获得知识。 在教学中可利用多媒体课件创设情景。如在讲“生态学方法和原理在实际中的应用”时,运用多媒体课件依次演示农业生态工程、城市生态工程等,然后采取积极的态度引导学生去思考,教师应尽量多给学生提供表现的机会,,不随意否定学生的观点和解释,同时也引导学生聆听其他同学的发言,正确领悟他人的意图,有针对性地发表自己的意见。通过师生互动、生生互动达到对知识的活学、活用和创新发现,用生态工程知识关注社会、服务社会。 设计情景式问题、探究式问题等方法,引导学生对知识产生认知需要,主动参与探究。如,讲“遗传的基本规律”时采取提问式导入课题,“为什么有的同学是双眼皮,有的是单眼皮?”“为什么有的同学的父母都是双眼皮,而他却是单眼皮?”“为什么有的同学是双眼皮,而他的姐妹却是单眼皮?”通过探究性的提问,调动学生的学习兴趣,积极参与讨论和学习过程。 在这些探究学习过程中教师只是起组织者的作用,不断鼓励和表扬学生,让学生自主探究,获取知识,提高自身思考能力和分析能力。 2. 探究性实验教学,让学生独立完成实验过程 实验是科学研究中非常重要的方法,也是生物科学的基本研究方法,所以让学生自己设计实验,独立操作实验是培养学生科学研究能力和获取知识的最好方法,而且学生对实验很感兴趣,容易调动他们的学习积极性。进行探究性实验教学,首先要指导学生学习掌握实验研究的基本方法:确定问题——提出假设——实验预测——实验设计——实验操作——实验观察——分析总结实验数据。例如在讲“温度对酶活性的影响时,结合酶的特性引导学生思考,为什么不能先让酶和反应物混合再设置高温和低温。从而激发学生的探究精神、实验能力和动手能力。为了让学生掌握溶液培养法来探究植物的必需矿物质元素,首先设计实验小组:(1)完全营养液培养某种植物(三个实验小组均使用生长状况基本相同的同种植物)。(2)缺N元素的营养液培养同种植物。(3)缺P元素的营养液培养同种植物。然后教师与学生一起准备实验材料:配置营养液;选取生长状况基本相同的同种植物。让学生理解到实验材料的准备是十分重要的。最后让学生自己管理及观察实验,实验后学生自己总结实验结果,并思考为什么要设计实验小组。经过此实验,让学生懂得如何运用实验方法去研究问题,并了解到科学地设计实验的重要性,并从中理解什么叫无土栽培。学生还能从此实验中总结出:时间长了要更换营养液,还要通入空气,并且营养液浓度高植物容易出现失水现象。为以后利用无土栽培技术培养植物提供了经验。有了实验操作经验后,在植物向性运动的实验设计和观察中,要求学生自行拟题、设计实验、选取实验材料和设计实验步骤,并自己观察及总结实验。通过探究性实验教学,使学生懂得实验在科学研究中的重要性以及掌握探究实验的基本方法和技能以及应具有的科研态度。同时培养了学生的观察能力、动手能力和分析能力。 3. 专题探究性活动,培养学生的多种能力 探究性活动课题的选择,可源于现实生活中的热点为题或生命科学的各种技术,或与生物科学有关的实验为题。确定课题后,进行调查研究或进行实验研究。如学习完“遗传与变异”的知识后,组织学生总结人类对遗传物质的探索过程,上网收集信息了解探索遗传物质历程中各位科学家的假说、学说、理论及实验,通过学生归纳总结引导学生理解探究科学发展的历程实际上是实践——认识——再实践——再认识的过程,从而达到领悟探索过程、学习科学探究方法、提高科学素养的目的。学生对一些生物学上的先进技术都十分感兴趣,例如克隆技术。这样教师就可以组织学生查阅资料去理解克隆技术。指导学生分组研究收集资料:(1)克隆技术是一项怎样的技术。(2)克隆技术已应用于哪些方面,取得了哪些成功的例子。(3)克隆技术给人类带来哪些好处,社会上如何看待克隆技术以及有关的伦理问题。通过专题性学习,丰富了学生的学习活动和知识面,培养了学生各方面的能力。 以上是本人在新课标生物教学过程中开展探究性学习教学方式的一些方法的尝试,力求在传授知识的同时,能发挥学生的主题地位,创造机会让学生通过自主学习,掌握获取知识的科学方法,培养学生各种能力。通过开展探究性学习教学,极大地调动了学生的学习积极性和主动性,而且起到为知识拓路的作用,还能培养学生的科学态度和毅力,发展学生智力,提高学生综合能力,落实素质教育。但探究性学习教学所需要的时间较多,不可能每节课都实施,所以多数是利用多媒体课件来创设情景或演示实验探究过程,激发学生思考和分析问题,然后通过讨论,学生总结学习。所以实际教学中容易产生完成教学任务与进行探究学习之间的矛盾。 浅谈高中生物新课程改革:高中生物教师如何适应新课程改革 新课程改革的实施,是全面推行素质教育的主要内容,是人才强国战略的重要组成部分。课程改革的成败,在很大程度上取决于教师。生物新课程改革给生物教师带来了很大的机遇和挑战。传统的教学方法使课堂教学机械沉闷、缺乏生气,抹杀了“生物学是研究‘生命’的科学”这一本质属性。学生学习往往是一种在压力下的被动学习,这与学生的全面发展背道而驰,高分低能由此而来。从而导致不少学生对教材内容只是机械地记忆,无法用所学知识解释生活中所见的简单的生命现象,无法解决日常生活中所遇的有关问题。《新课程标准》赋予了生物教师新的工作内涵和要求,作为高中生物新课程标准的实施者,我们必须尽快在各方面加以转变,以适应新课程改革的要求。 一、更新教学观念 教学观念是教学行为的先导,更新生物教学观念是实施生物课程改革的前提。 新课程要求既要传授学生知识,又要教给学生学习的方法和培养学生的能力;既要体现教师的主导性,又要体现学生的主体性。因此在教学中,教师必须明确地意识到:“学生才是课堂上的主角,自己要甘心成为配角,把探索思考的时间还给学生。教师不再是专家、讲师,而成为学生学习和发展的合作者、组织者、指导者;教师不再以定规或定向来支配或限制学生的思维,而是将课堂的支配权下放给学生,让学生主宰课堂,教师仅是一位积极的参与者。” 二、提高自我素质 人们常说“要给学生一碗水,教师自己就得有一桶水”,而在课改的今天,一桶水根本不够,应当是一潭水。教师只有站得高才能看得远,只有高屋建瓴地灵活选用恰当的教法,才能用最短的时间取得最好的效果。 当今世界日趋信息化、数字化、网络化,知识的获取途径越来越多,知识的更新速度也越来越快。如果我们不加强学习更新,已有的知识会逐渐老化,必定会在教学中感到力不从心,捉襟见肘。因此,要不断提高自身素养,树立“终身学习”的理念,把自身知识的更新视为一种责任,使“终身学习”内化为自觉的行动和自然的行为;关注课改信息,积极参加各种学习和培训,自觉地把理论与实践结合起来,把新课程改革的伟大实践落实在每一节课中。要多看多学、多思多想、多用多写,在实践中运用,在运用中积累,在积累中提升。另外,在新课程背景下,多媒体课件因它图文并茂、声像并举、形象生动的特点被越来越多地应用于课堂教学,其优势显而易见。可见,作为新时期的老师,还应注重提升课件制作水平,以及网络资料的获取和整理等信息技术应用能力。只有具备扎实的基础,精湛的业务,掌握多媒体技术,才能在新课改的课堂教学中游刃有余。 三、优化实验教学 生物学是以实验为基础的学科,生物学发展和提高的过程也是一个“实践—理论—再实践—再理论”的循环过程。生物实验教学在生物教学中占有很重要的地位。实验教学对于学生能力的培养尤为重要。新课程标准要求教师更多地选用探究式的课堂教学,这种教学方式将促使学习方式从被动型转为探究型。就生物实验教学而言,过去教师极少做探究实验,旧教材的实验更多的是验证性实验,教师只要按部就班地指导学生进行实验,结果一般都和预期相符合。很明显,学生的主动性和创新性都没有得到发挥。而新课标则注重实验探究,这不仅可使学生养成积极发现问题并探索解决问题的良好习惯,也能培养学生的分析与判断能力,创新能力和逻辑思维能力。 因此,为了适应新课改,我们应加强探究实验教学:认真对待教材中的每一个探究实验,让学生自主完成,以培养他们探究的能力;对于教材中的验证实验,可针对实验中的某些条件对结果的影响进行探究,也可将验证实验进行中出现的意外情况作为课题进行进一步探究;对日常生活中遇到的问题,也要鼓励他们自选课题进行探究。 四、建立新型的师生关系 我国长期以来形成的传统师生关系,实际上是一种不平等的关系,教师不仅是教学过程的控制者、教学活动的组织者、教学内容的制订者和学生学习成绩的评判者,而且是绝对的权威。多年来,教师已经习惯了根据自己的设计思路进行教学,他们总是千方百计地将学生虽不大规范但却完全正确甚至是有创造性的见解,按自己的要求“格式化”。 新课程强调,教师是学生学习的合作者、引导者和参与者,教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。教师应该由传统的重教师“教”向新课标下的重学生“学”转变,由居高临下的知识传授向平等融洽的师生交往转变。教学过程中教师对学生要有充分的尊重,对学生提出的不同问题要给予充分的肯定,激发他们的思维,使学生在平等、民主的气氛中快乐学习。教师应融入学生,和他们共同探讨、解决问题。这样,师生会处在一种非常和谐的氛围中,通过交流探讨,逐步建立起和谐、民主、平等且利于学生身心发展的新型的师生关系。 总之,作为高中生物教师,面对新课程的实施带给我们的机遇与挑战,我们只有尽快转变教学观念,依据新课程标准的要求和生物学科的特点,不断地学习与实践,探索新的教学思路,研究新的教学方法,抓住机遇,迎接挑战,才能跟上新课程改革的步伐,使自己和学生共同进步、共同发展。 (作者单位:甘肃省岷县一中) 浅谈高中生物新课程改革:基于新课程改革背景下高中生物如何创建探究性教学 摘要: 众所周知,探究性教学是通过发现问题、调查研究以及表达与交流等一系列的探究性活动,以培养学生科学的思维品质,充分发挥学生学习的主动性,促使学生能在教师的指导下更加主动和富有个性地学习。因而,在新一轮高中课程的生物教学中,应从各个方面来引导学生开展探究性学习,逐步培养学生的创新精神与实践能力,完成生物教学目标。 关键词:新课改;高中生物;探究性教学;特点;措施解析 教育部在2003 年颁布的《普通高中生物课程标准(实验)》中明确提到:在普通高中生物课的学习过程中倡导学生进行探究性学习,引导学生主动参与探究过程,培养学生的创新精神和实践能力。而随着我国新一轮课程改革的不断推进,倡导探究性学习也已成为新课程标准提出的一项基本理念。所谓的探究性学习,是指由学生在学习与社会生活情境中发现问题、选择课题,设计方案,并通过自主探究、搜集、处理信息,展开讨论,最终获得问题解决方法,同时养成自主探究、创新意识与习惯,提高创新能力,建构知识积累和丰富间接经验的学习过程。毫无疑问,在新课改中,探究性学习的地位和作用将不断得到加强,其在培养学生创新精神、提高学生实践能力方面也具有十分重要的意义,不仅符合现代教育理论所提出的“主体性教学原则”以及“以人为本、全面发展的教育理念”,而且将为学生的终身学习打下良好的基础。然而,据笔者所致,目前我国各大高中生物的探究性学习还是不尽如人意,故在本文中就如何创建高中生物的探究性教学提出自己的一些建议,希望能够抛砖引玉,为完善高中生物教学工作尽绵薄之力。 1 探究性教学的特点 学生的自主性。在探究性教学中,要求学生自主地抓住生活中的某些事物现象,并通过探究过程自然而然的进入到科学的学习过程中。 重视过程、阶段性明显。探究性教学旨在形成认识自然的基础,即科学概念,但这并不是一朝一夕就能完成的,学生的认识发展都必须要有一个从感性思维升华到理性思维的过程。而且结果并不是最重要的,重要的是在探究的过程中,学生能够通过自身的实践而对某些概念有更加深刻的认识和体会,同时,掌握好科学研究的一般方法。 注重科学精神的培养。探究性教学注重培养学生探索未知世界的积极态度,并在这一过程中,鼓励学生思考、发问。此外,探究过程中要求独立操作和思考,但也不缺乏必要的集体分析讨论,这不仅让学生有了独立思考与自我解决问题的机会,还培养了学生的团结合作精神以及尊重科学事实的态度,为学生日后的科学研究工作奠定了坚实的基础。 2 完善高中生物探究性教学的几点措施 2.1 科学设计教学方案,增强学生主体意识。要实现高中生物的探究性教学,教师首先就必须进入“探究”的角色,进行换位思考,将设计教案的过程转变其探究的过程。因此,笔者认为,教师在设计探究性教案时,应遵循这样一个思路:明确教学目标——确定教学内容——搜集整合相关信息资料——了解学生的思维与认知情况——设计问题——寻找探究点——设计课堂具体探究过程。其次,教师在备课时,应从学生能力发展、知识呈现方式以及探究方式三个角度进行入手,通过学生认知结构内的富有启发性的常规问题或者已知生物事实材料,创造相关的问题情境,如此一来,就有利于学生从问题出发,借助由浅入深,由此及彼,由正及反的不同方式和不同层次的联想,衍生出各种类型的新问题,进而让不同层次的学生都能够拥有广阔的思维发展空间,培养学生开放性思维,提高科学的逻辑思维能力,增强生物学习效果。 2.2 营造一种探究的课堂气氛。开展探究性教学工作,课堂气氛十分重要,只有在开放、民主与和谐的课堂教学环境中才会有实现探究性学习的可能,但这并不是说让学生一味的放任自流,而是在教学中进行适时的调节,做到收放自如。所以,在课堂教学中,教师应积极鼓励学生自由的表达内心想法,并引导流畅的表达,学会沟通,让学生更有动力和信心投入到生物的探究性学习之中。其次,对于课堂上学生的与众不同和标新立异,只要他们有自己的合理思路,教师都应该及时的给予表扬,即使有些学生的问题偏离了整个的教育教学目标,也不能够加以绝对地否定,可以建议其在课后的时间里展开讨论。最后,当学生在课堂上遇到解决不了的问题时,教师要适当的加以思维指导,可以尝试降低问题的台阶,或者设置一个相对较低层次的探究点,引导学生继续探究。总而言之,要摒弃传统的教师“一言堂”教学模式,努力营造适合探究性学习的课堂环境,建立新型师生关系,只有这样,才能够让高中生物的探究性教学得以开展并圆满完成预期目标。 2.3 完善高中生物教学的评价体系。现在很多高中的生物课程评价体系还不够科学和完善,根据新课改的相关要求,笔者认为应从以下两个方面来建立一整套与之相适应的评价体系,进而保证探究性教学工作的顺利进行。一、改变原有的单一考试定成败的局面,换之以笔试与能力测试相结合的考察方式。除传统的笔试外,教师应增加对学生探究能力的测试,材料收集和整理能力的测试以及实验能力测试等方面的考察内容。二,采取多种评价主体相结合的评价方式,如教师评价、自我评价、师生互评以及学生互评等等,并根据一定的比例来确定最终的成绩,以促进学生学习的主动性及全面发展,提升生物探究性教学效果。 浅谈高中生物新课程改革:新课程改革下高中生物课堂教学思维能力的培养 【摘要】随着高考制度的改革和现代教学观的形成,教师不仅需要加强学生基础知识的教学,更应重视学生思维能力的培养。思维能力是中学生物学习能力的核心内容,它与观察能力,实验能力,自学能力密切相关。 【关键词】新课程改革;高中生物;课堂教学;思维能力 观察时没有思维活动的参与,是不可能将感性认识上升为理性认识的;做实验必须手脑并用,不假思索的机械操作将无法提高实验水平;自学能力的形成必须建立在一定思维能力的基础上,由此可见思维能力对其它能力的发展水平起着制约作用,如何在课堂教学中培养学生的思维能力就成为每一位生物教师必须思考的问题。 1.引导学生明确思维目的 [CN333教学论文网] 根据心理学研究表明,只有人类的思维才具有真正的目的性。生物课堂教学应当根据教学大纲和学生的实际情况来确定教学目标,实现教学目标首先必须引导学生学会明确思维目的,明确思维目的,其实质就是通过分析未知和已知的矛盾,为最终解决矛盾找到恰当的途径。我们对已知和未知这两个方面作全面的分析和综合,让学生在教师事先设置好的思维目标系列指引、激励下,通过分解、简化、归类等方法,化难为易、化繁为简、化整为零,从而明确为解决具体问题而设置的思维目的系列,从而缩小未知和已知之间的距离,让学生通过自己的努力,拾级而上,在不断的成功中实现从未知到已知的飞跃。 明确一堂课的思维目的是重要的,然而在长期的课堂教学中,引导学生明确思维目的,意义则更大。教师要让学生知道,思维能力不仅仅是各学科考查的重点,而且对自己将来的学习和工作都将产生深远的影响。我们常常告诫学生:体会一门课或一本书的思想精华有时可受益终身。知识的有效性是短暂的,而思想的有效性是长存的。因此,教师要有意识地引导学生学会明确思维的目的,调动其学习的主动性,激发思维的活力,提高思维的效率。 2.创设条件营造良好的思维情境 在课堂教学中,我们不把问题的答案一下子交给学生,而是通过创设良好的思维情境,将学生的注意力引导到最佳的思维状态,善于为学生架设“台阶”,在反复的思维训练中,让学生通过自己的努力达到思维的目的。 2.1通过课堂提问启迪思维。思维是由问题开始的,并在解决问题的过程中发展,但实际上并不是所有的提问过程都是思维教学过程。如果所提的问题和原有的认知结构之间缺乏必然的联系、过难或过易、缺乏提问的方式等,都不能引起学生的思维。设置课堂提问的目的是为了启迪学生思维,要实现这个目的,除了具备目的明确、层次分明、把握时机、面向全体学生等基本要求外,还应特别具有以下三个方面的要求。 2.1.1提问要难易适度。在目标教学实施中,依据学生的认知水平,提问要按能级从低到高,由易到难逐层展开,其难易程度不能超过或低于学生的“最近发展区”,既不能高不可攀,徘徊不前,也不能唾手可得,失去兴趣,而是“跳起来摘果子”,做到伸手不得,跳而可获。实践证明,过难过易的提问均不能有效地激发学生的思维。 2.1.2提问要艺术新颖。好奇之心人皆有之,同样一个问题,提出时平平淡淡,既不艺术又不新颖,而是“老调重弹”,那么学生就不可能被引起较强的注意,如果变换一下提问的方式和角度,学生自然会产生兴趣,被新奇之感所吸引,也会积极开动脑筋去思考。 2.1.3提问要有启发性。课堂教学中教师的主导作用发挥提如何,取决于教师引导启发作用发挥的程度。因此,课堂提问必须富有启发性,达到激发思维,诱导思维的目的。教师提出问题后,要注意留给学生思考问题的时间,以期调动全体学生积极思维的目的,同时注意设计展现思维过程的提问,根据学生的实际,准确地点拨,及时帮助学生通过自己的思维劳动越过思维障碍,在获取知识的同时,促进其思维的发展。 2.2通过思路教学激发思维。所谓思路教学,就是教师在研究教材思路和学生思路的基础上,根据学科知识的逻辑结构和学生的思维特征,设计一条适合学生已有的知识水平,并有目的地促进其发展的科学思路,让学生循着这条思路的正确线索而探索知识的教学过程。思路教学的本质是以思维活动的显示来激发学生思维的。教师在教学根据教材思路,联系自己的领悟,理清思维脉络,先讲科学思维的方法和过程,再导出思维的结果,这样就可以激发学生的思维,培养学生探索科学的兴趣和能力。在思路教学中我们坚持“三思”(教材思路、教师思路、学生思路)相结合,以教师思路引导学生思维,就可以使学生学会科学的思维方法,获得巩固的、灵活的科学知识,提高科学素质,促进全面发展。 2.3通过生物实验活跃思维。生物学是一门实验性学科,生物实验作为生物教学的重要组成部分,在发展学生思维方面有其独特的地位和作用。一方面,生物实验以其丰富的生物对象吸引着学生的注意力,刺激着学生的感官,使学生精神振奋,思维活跃;另一方面,学生通过对实验现象的深入细致观察,获得大量的感性知识后,在教师的指导下进行“去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里”的思维加工过程,无疑可提高学生的抽象思维能力。实践证明,围绕这一教学目标,在课堂教学中适时地引入生物实验,努力改进、增补演示实验,是培养学生思维能力的重要途径和方法。 3.帮助学生掌握科学的思维方法 培养学生的思维能力,不仅要设法营造良好的思维情境,还应指导学生怎样去思考,让学生掌握科学的思维方法。在生物教学中,启发学生用辩证的观点和逻辑方法对自然现象、实验现象和其它感性材料进行分析、综合、比较、抽象、概括、形成概念,做出合理判断和正确推理的思维能力。帮助学生掌握科学的思维方法,是培养学生思维能力的前提。 以上介绍了我们在高中生物课堂教学中培养学生思维能力的基本思路,要将以上思路付诸实施,首先必须将思维教学的目标与生物教学的目标综合起来考虑,构建教学目标体系,设计相应的实施方案、检测方案,形成一个教学目标系统。其次需处理好思维训练与观察、实验等能力培养、知识传授之间的关系。注重与学生非智力因素的培养相结合,探索生物思维教学的新模式。 浅谈高中生物新课程改革:浅论新课程改革中的高中生物教学 知识有两种形态,即过程和结论。在当今知识爆炸的时代,掌握知识的多少已经不是最重要的,而如何掌握知识才是至关重要的,所以新课程课改革核心是关注学生获取知识的过程。就生物学科而言,教师该如何适应课程改革所需呢? 一、教师教育观念要转变 新《生物课程标准》提出的课程理念是面向全体同学、提高生物素养、倡导探究性学习等三个方面。这是作为新课程改革的落脚点和导向,充分体现了教育理念从生物教学向生物教育的转变。 1.面向全体学生,促进每个学生的充分发展。这就要求教师在教学思想、教学过程、教学手段和教学方法上进行改革。要给每一位学生提供参与的机会,公平对待每一个学生;对待每一个学生的评价必须公正。 2.提高生物素养,培养自然和社会的责任感。生命科学作为21世纪的主导学科,是对社会影响最大的领域。人类生存的大环境已成为生命科学中最为活跃的研究方向之一,因而生物教育在培养学生的环境意识和可持续发展观念方面具有天然的优势和不可推卸的教育责任。 3.倡导探究性学习,培养学生自主、合作的精神。实践证明,学生参与课堂教学的积极性、参与的深度与广度,将直接影响到课堂的教学效果。只有积极、主动、兴奋地参与学习过程,学生个体才能得到发展。 二、教学形式的更新 教学形式一般有课堂教学形式、评价学习成绩方法和教育内容等三方面,随着育人标准的改变,教学形式也应作相应的更新。 1.课堂教学的创新化。在课堂的教学中,要把以教师、教材为中心的教学转变为以学生为中心的教学,把思考的权利还给学生,鼓励学生在课堂中畅所欲言,给学生以思想的自由、创新的自由和情感的自由,从而进一步激发他们的求知欲,调动他们的积极性和主动性。 2.评价学习成绩的多样化。闭卷书面考试、开放式考核、实验操作考查相结合。 3.学习内容的丰富性。教学中不但要完成基本生物知识的教学,要尽量使生物知识存在于生活的背景中,能够使之成为为人类服务的手段和方法。从生物教学向生物教育的纵深发展。 三、教学手段的优化 在课堂教学中注意把传统的教学媒体与现代化媒体有机地结合起来,高效而简便、科学而切实地为教学服务。 总之,中学生物教师只有转变教育观念,更新教学形式,优化教学手段,紧跟教育改革的步伐,才能提升教育潜能,拓宽思路,改变方法,以全新的思路、全新的方法投入到生物新课程改革中。
计算机科研论文:充分发挥学生自主科研在《计算机软件技术》课程创新教育中的作用 摘要:《计算机软件技术》课程是工科本科生的一门重要课程。本文探讨如何在《计算机软件技术》课程教学中发挥学生自主科研在创新教育的作用。我们在教学中根据学生的不同层次、不同特点、不同爱好进行分类指导,鼓励学生结合教学内容进行理论研究或工程实践。在科学研究中,深化了学生对课程知识的理解,培养了学生的创新能力。 关键词:计算机软件技术;创新教育;教改 一、前言 《计算机软件技术》是非计算机专业学生的计算机基础课程之一,有着很广泛的应用价值。但能真正理解并掌握它却很不容易。因为其涉及知识面广、概念多,造成内容上枯燥乏味,容易使学习者失去学习的兴趣。这就给老师在教学上、学生在学习上造成了一定的问题。因此,该课程教学面临的一个严峻的课题就是:如何既能保障学生掌握本课程的主要内容,又能让学生积极参与、主动参与。对这一问题进行深入研究,并能在教学实践中获得良好效果就具有很急迫的现实意义了。《计算机软件技术》课程内容分为四部分(数据结构与算法、软件工程、操作系统、数据库),每一部分都是计算机专业学生学习的一门课程,相互之间既互相联系又比较独立。而非计算机专业的学生要在一个学期32个学时的时间内学习它们,难度可想而知。不过需要指出的是,繁杂的内容和教学时间的限制虽然确实给老师在教学上、学生在学习上造成了很大的困难,但是这些并非不可克服的困难。造成目前该课程教学困境的主要因素应该是:①部分教学内容陈旧,没有反映本学科科学研究的发展水平;②教学理念还存在一定的滞后,课程教学中未能充分体现创新教育的理念,对学生缺乏科学研究层面的引导力;③学生自主参与程度较低。传统教学是以传授知识为主,而非以学生为主体,没有对学生自主发现知识的能动性给予充分重视。 二、课程讲授中的学生自主科研实践 《计算机软件技术》课程内容分为四部分:数据结构与算法、软件工程、操作系统、数据库。在这四大模块中,我们分别按照每部分的特点和课时计划进行了学生自主科研的实践。 1.数据结构与算法。数据结构与算法主要包括:常见算法简介、堆栈和队列、二叉树、查找和排序算法。我们在初期主要准备了一些课题,以下是若干示例:①几种常见算法的时间复杂度比较研究。②问题的固有复杂性和具体实现算法复杂性的关系。③利用堆栈实现任意有理分式计算。④具有优先级顺序的多个队列的数据结构研究。⑤二叉树的先序、中序、后序的递归、非递归遍历算法的c语言实现。⑥北航行政结构的二叉树表示。⑦具有重复关键字线性表的Hash函数最优化设计。⑧排序查找和直接查找的对比实验。在讲到相关内容时,我们就公布几道类似题目让感兴趣的同学选作。除此之外,我们更乐意鼓励同学自己发现问题,或结合自己的专业提出研究问题。比如,一次课间休息时,有一个同学谈到他正在研究故障树分析。他提到故障树的存储能不能用树的结构来处理。我鼓励他试试。但我也指出了它们的区别:故障树的结点除去有先后顺序外,还有与门、或门之分。课后,我们在一起又商讨了一下。我们当时认为可以给结点附加一个逻辑信息。该同学回去后进行了研究后发现,与门和或门都好处理,但是遇到非门就不好办了。因为传统的故障树算法只包括与门和非门。遇到非门只能对其作用域中的故障树求非。而在实际过程中故障树是动态形成的。如何对故障树动态求非,然后建立动态树形数据结构就成了需要研究的问题。该同学结合他的实际背景对此进行了深入研究,写出一篇不错的科研论文。这样的例子还很多。我的体会是创新教育的灵魂是以学生为主体,通过各种方式多和他们交流,碰撞思维火花。现在的学生并不缺少创新能力,缺少的是发现他们创新能力的机制和方式。 2.软件工程。软件工程部分包括软件开发方法、面向对象的程序设计方法、软件测试等。软件工程与数据结构与算法又有所不同,它是实践性更强的学科。这部分必须让学生亲自进行实践。因此在允许的情况下,我们压缩一部分理论知识传授的课时,增加实践环节的课时,鼓励学生在实践中发现科学问题或技术难点展开研究。我们首先给学生布置若干难度、规模合适的具有实际项目背景的课题。在上课时,要让学生结合实际问题阐述对软件工程基本概念和基本知识的了解。软件开发方法部分我们除了介绍基本的软件开发模型外,还结合实际项目向同学们介绍一些先进的软件开发模型。在软件测试部分,我们让学生参观我们的软件测试实验室,观摩大型软件的实际测试过程。通过这一系列的环节,大大深化了学生对课本知识的认识,也解决了以前学生对这部分内容感到比较枯燥的难题。 3.操作系统。操作系统是本课程最难的一部分内容。操作系统是理论与实践充分结合的一门学科。要在短短几次课中向学生讲清这部分内容难度十分大。这需要教师对这部分内容的重点要把握到位。为了弥补课时不足,我们在课堂上要充分调动学生的积极性,激发学生展开以科研为引导的自主学习的热情。这样通过同学的课堂学习和课后课程设计相结合,不仅可以有机的把相关知识梳理贯通,学有余力的同学还可以从科研中获得研究的快乐。比如,我们可以向学生布置一个简单的任务:设计一个文件管理系统,目的是通过设计和调试一个简单的文件管理系统,主要是实现操作系统对文件操作命令的执行和管理,使学生对主要文件操作命令的实质和执行过程有比较深入的了解,掌握它们的基本实施方法。该问题既可以做得很简洁,比如单用户情形,只要考虑建立文件、打开文件、关闭文件、删除文件、读文件、写文件、复制文件、查询目录。也可以做得较复杂一些,比如多用户情形,就要考虑优先级、资源调度等。甚至对于部分能力较强的同学,可以让他们尝试考虑用户偏好下的智能算法等。 4.数据库。数据库这部分内容课时比较少,一般就安排2~4个学时。数据库技术日新月异。讲解这部分内容一定注意让学生在繁杂的名词、概念、数据库新技术中抓住本质的东西。要首先让学生厘清程序设计的历史发脉络,让学生清楚地认识到数据库的产生不是偶然的,是程序设计发展的必然,是解决数据独立于程序的必由之路。这部分如果让学生再独立进行一部分科研训练或课程设计显然课时是不允许的。我们一般结合同学之前的科研内容,之前的课程设计,试图加入数据库的理念或利用先进的数据库技术改善之前的设计或程序。 三、结束语 本文探讨了学生自主科研在《计算机软件技术》课程创新教育中的作用。学生自主科研和导师强力介入的一对一或一对几的科研活动不同。《计算机软件技术》课程一般学生数通常可达80~100人左右,不可能实现教师和学生的一对一或一对几的科研活动。因此激发学生自主科研就非常重要。本文探讨了在《计算机软件技术》课程讲授过程中,如何激发学生的自主科研兴趣。当然最初老师还是要实现规定一些潜在的学生可能感兴趣的题目供学生选择。在学生中形成一定的科研范围后,就要鼓励学生自主发现问题、解决问题。不过,在实际实行过程,我们也发现一些问题,比如因为本课程课时较少,会遇到科研创新和课堂必修内容冲突的问题,这需要在实际授课中妥善解决。 计算机科研论文:以科研促进“计算机网络”课程教学 摘要:本文结合作者多年在计算机网络领域的科研和教学经验,从课堂教学、课程实验以及科研实践等几个方面深入研究新的教学方法与教学手段,以先进的教学理念指导教学,探讨如何灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性。坚持理论教学与实践教学并重,教学与科研相结合,通过科研促进“计算机网络”课程教学。目的是加强培养学生的创新性思维和独立分析问题、解决问题的能力。 关键词:“计算机网络”课程;科研:教学 以先进的教学理念指导教学方法的改革,将科学研究与教学工作紧密的联系在一起,是调动学生学习积极性,促进学生学习能力的不可分割的两个关键环节。两者之间相互促进,相互提高,有着极为密切的联系。课堂教学为学生讲授基本理论知识,而通过科研实践可以培养学生独立分析问题和解决问题的能力,提高他们的基本素质。随着计算机网络技术的迅速发展和在当今信息社会中的广泛应用,给“计算机网络”课程的教学提出了新的、更高的要求。结合自己的实际教学经验和体会,我们认为课堂教学和科研工作是相辅相成的。 一、课堂教学奠定良好的理论基础 扎实的基本理论知识是从事科学研究的基础。“计算机网络”是一门理论性与工程性都很强的课程,其教学目标是使学生掌握计算机网络和数据通信方面的基本理论和知识。在课堂教学的过程中,我们采用比较灵活的教学方式,深入浅出,生动地讲述计算机网络的基本原理、网络体系结构和各层协议机制。在讲授专业知识时力求特别关注讲课过程的逻辑性和系统性,做到主线清楚、重点突出、层次分明。同时也强调专业知识的连贯性和完整性。通过启发式教学引导学生在课堂上带着问题去积极思考,跟着老师的思路走。提高学生的学习兴趣,逐渐使学生喜欢这门课,喜欢这个学科,以培养学生主动学习和终身学习的意识。 另一方面,在课堂教学中结合在这一领域国际上最新的研究成果和当前获得广泛应用的典型网络实例,适当介绍计算机网络领域目前的研究现状和发展趋势,拓宽学生的知识面,开阔学生的视野,激发学生进行科学研究的兴趣,收到了很好的教学效果。为学生今后在这一领域继续深入学习和工作打下坚实的基础。计算机通信网络技术的飞速发展要求任课教师对这一领域的研究现状及发展趋势有比较全面的了解,并在该领域从事科学研究。这样才能保证课程教学内容跟得上学科的发展。 课堂教学是教学活动的中心。教师在课堂上的讲解过程要能吸引学生的注意力,提高学生学习的积极性。例如,大多数的学生都有网上聊天、查资料、看新闻的经历,但他们绝大多数并不明白这是如何实现的,原理是什么。对“计算机网络”课程的目的、意义和内容的介绍从这方面引入,可以提高学生的学习兴趣。 在这门课的教学过程中,我们采用双语教学的方式。选用国际上优秀的原版英文教材,采用英文课件,以多媒体投影和传统的板书相结合的教学方法。使学生在学习掌握网络专业知识的同时,掌握相关的英文专业词汇;鼓励学生课堂上用英语交流,采用英文完成作业;期末考试采用英文试卷,鼓励学生用英文答题。通过这门课的学习,学生在学习、掌握专业知识的同时,专业英语能力有了很大的提高。 二、课程实验环节加深学生对理论知识的理解 由于计算机网络是一门实践性很强的技术,课堂教学必须与实践环节紧密结合。本课程的实验环节对学生理解、掌握计算机网络的基本原理起到了非常重要的作用。 我校计算机网络实验室配备了先进的通信网络设备以及网络系统仿真环境。根据教学要求并结合课堂教学内容,我们精心设计了一组实验,目的是使学生更好地理解、掌握计算机网络的基本原理,网络体系结构和协议机制的运行。学生通过实验,对开放系统互连基本参考模型(OSI)和互联网TCP/IP体系结构及协议机制的运行过程有了深刻的理解,包括各层数据传输单元之间的对应关系,IP地址和硬件地址之间的转换,数据链路层数据帧的封装、传输和解析,网络层路由表的配置、数据包经过路由器实现多跳传输、IP协议实现的端到端主机之间的通信,TCP协议实现的端到端主机上不同进程之间的通信、TCP的流量控制、拥塞控制、差错控制的实现等。实验过程中指导老师逐组与学生交流,讨论协议的实现原理,这一实验环节收到了非常好的效果。 三、科研实践培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力 在教学课堂上讲授各方面的理论知识,完成要求的学习内容,是培养大学生从理论上掌握科学本领的重要和必要环节。大学生们在校学习期间,将要完成几十门重要课程的学习,任务比较繁重。因此在学习期间往往忽略了一个重要的培养步骤,就是对自己独立分析实际问题和解决具体问题能力的培养。 如果有目的地使学生参加部分科学研究工作,让他们亲自负责一些课题和研究内容,由学生们自己提出解决问题的方案和措施,并具体实施整个解决问题的过程,不仅可以培养他们在遇到实际问题时的应对能力,而且可以培养他们在解决具体问题时的主动性和积极性。因为,具体方案和计划的提出和实施过程,就是对他们逻辑思维的考验和培养。往往问题的解决需要有一套合理的、正确的、恰当的思路,而这一思路是在实际问题的解决当中建立的,必须符合实际问题的规律性。 为此,我们以学生作为负责人,组织申报了江苏省高校大学生实践创新训练计划项目“无线车载自组织网络的研究与仿真”并获得立项。这一课题具有重要的理论意义和实用价值,让学生利用课堂上所学到的知识解决实际问题,激发了学生从事科学研究的积极性。 我们对该实践创新项目提供了必要的实验条件、人员和经费支持,包括项目所需要的工作场所、微型计算机、IEEES02.11a/big无线网络适配器、嵌入式开发环境、GPS卫星定位装置等,为学生实施训练项目创造了良好的环境。指导教师长期指导研究生和本科生从事计算机通信网络、软件系统、控制系统的研究、设计和开发,具有丰富的科学研究和实践教学经验,负责全程指导学生进行该实践创新项目。 我们首先给学生介绍课题背景。高速公路给人类带来方便的同时,也对其生命财产带来越来越多的隐患与灾难,连环车祸是最常见的事故之一。在高速公路上由于车速较快,很容易发生连环车祸,当前面的车辆发生车祸时,由于车速太快后面的驾驶员来不及反应,导致严重的连环车祸时有发生。那么有没有一种措施来避免发生这样的事故呢?如果高速公路上某一路段发生了车祸,通过车载GPS和一种网络给后面的车辆发出警报信息提醒驾驶员及时采取措施,这样就可以有效地避免连环车祸,大大减少这类事故的发生。因此无线车载自组织网络(VANET:Vehicular Ad-hoc Networks)应运而生,并引起了学术界和工业界的极大关注。 VANET网络由车载计算机设备,无线通信设备和全球卫星定位系统(GPS)组成。每个节点(车辆)可以通过GPS随时确定自己的方位,通过无线收发装置接收来自其他节点的信息并进行相应的计算,然后向邻近区域的其他车辆发送自己的信息,包括方位、车速、前方车辆交通状况等等。 对于高速公路这样的特殊场景,需要结合高速公路车辆的运动特征,设计合理的路由算法,对实时性的要求也很高。因为高速公路上的车祸都是在很短的时间内发生的,通常是几秒,甚至零点几秒。如果在这么短的时间内,系统不能做出及时地响应,那么将失去其应有的价值。本课题要解决的问题包括:(1)数据采集,以南京市为例,选择某一段高速公路,记录某一段时间内车辆的运动特征;(2)选择一种开发平台(例如VC++6.0),用采集来的数据模拟高速车辆运动的场景;(3)采用IEEE802.11协议,设计路由算法,用NS2系统仿真高速公路车间通信:(4)设计软件,模拟车辆防止碰撞的情景。 在项目实施的过程中,学生首先了解了VNAET网络以及这一领域的研究现状;其次,重点分析和研究了VANET网络的节点移动模型,在此基础上,提出了一种车辆碰撞警告协议,并探讨用于拥塞控制和时延减少的速度调整算法并通过理论分析的方法验证该算法的可行性;最后采用通用的仿真工具NS2设置高速公路通信的场景,模拟车间通信。 计算机科研论文:计算机科研育桃李芬芳满园 他,执计算机专业之牛耳十六载,打造出省级名牌专业;他,大胆进行教学改革,将本团队建设成为国家级教学团队;他,执着于教书育人,一生“桃李芬芳满天下”。他就是陕西省通信专用集成电路工程研究中心主任、为教学和科研默默奉献着青春和热血的西安邮电学院资深教授韩俊刚。 荣誉等身 光照一生 1994年到2009年的16年间,韩俊刚教授一直担任西安邮电学院计算机系主任,把握着计算机系的发展方向。 16年间,西安邮电学院计算机系从只有一个专业、35名学生、13名教职工,发展到现在拥有计算机科学与技术、软件工程等6个专业、共有3000多学生和120多名教职工。计算机应用技术学科成为陕西省重点学科,计算机系还建立了ASIC设计中心和软件工程2个部级重点实验室。韩俊刚教授作为系主任,一直兢兢业业,不畏艰辛,努力为计算机系的发展贡献力量,他在计算机系发展壮大中的作用无可替代。 从1996年开始,韩俊刚教授在西安邮电学院先后主持了多项省部级项目和国家“十五”科技攻关项目的课题。如《SDH 2M b/s异步映射和去同步专用芯片设计》,《V5 接口专用芯片设计》,《SDH系列芯片》等等。 韩俊刚教授开创了国内从事硬件设计的形式化验证研究之先河,其专著《数字硬件设计的形式化验证》是国内该领域第一本专著。作为研究者,在《软件学报》、《计算机学报》等国内一级刊物上,无一不留下他的作品,总数在20篇以上,其它国际国内会议论文50篇以上。 从事高等教育以来,韩俊刚教授荣誉等身,1996年被陕西省政府授予“有突出贡献的留学归国人员”称号;1998年获“陕西省优秀教师”称号;1999年获国务院授予的有突出贡献的教育专家称号,享受政府特殊津贴。 献身教学科研,造就一流团队 学生时代的韩俊刚教授,就坚持克己奉公,热心奉献。在留学加拿大期间,他一心学习国外先进的科学技术,用自己省吃俭用节约的外汇购买大量技术资料,自费托运回国上百公斤的资料和原版外文技术书籍;在德国做高级访问学者期间,购买二千马克的技术书籍带回国,并将数十本原版外语书籍赠送给学校图书馆。 韩俊刚教授一直坚持独创精神,尤其是在教学方式、团队建设、教师培养等方面,都有自己独到的见解。 在教学方面,韩教授认为“科学是分析性的,目标是理解和解释世界,工程是综合性的,工程是要满足很多限制条件的设计。” 为此,他锐意改革,以学生的需求为基础,全心全意为学生着想。他领导的专业教学团队通过教育理念的讨论,决定立足于培养具有较强设计能力和工程实践能力的应用型人才。在教学内容、校企合作和师资队伍建设等方面进行了大胆的改革,在创新发展中加强团队建设。 韩俊刚教授立足实际,创立了多元化的培养模式。在传统的课堂教学中,引入讨论式、竞赛式等方法。新的教学方法以项目为导向,以大量项目为基础,通过开放试验、兴趣小组、科技竞赛等活动,来激发学生自主学习的动力,从而达到增强素质、提高能力和个性化培养的目的。 韩俊刚教授认为学生成长的关键在教师的指导,所以他特别注重教师团队的建设。为此,计算机系的核心课程都实行教授责任制,并建设强有力的教学梯队。一方面,这些教授潜心研究和更新教学内容和教学方法,建设精品课程,编写高水平教材,培养青年教师。另一方面,在与企业合作培训过程中,鼓励青年教师与学生共同参加学习,培养一批掌握企业的最新技术开发环境和最新工具的青年教师,再以这些青年教师作为组织学生兴趣小组、带动学生进行开放性试验的骨干。 韩俊刚教授通过这些独特方式,培养了一支优秀的教学科研团队。他们的计算机科学与技术专业在2004年被评为陕西省名牌专业;以计算机系为主的教学改革实验区被评为陕西省教学改革实验区;2009年,以韩俊刚教授作为负责人的“计算机专业核心课程教学团队”被评为国家级教学团队;计算机系创办的“专用集成电路和集成系统”专业,在2010年被评为国家级特色专业。 培养人才 自成一派 现如今,时常出现企业招聘人才难和大学生就业难相矛盾的情况。然而,西安邮电学院计算机系大学生就业却逆市飘红。他们通过“定单式人才培养”,使得毕业生就业率超过80%,实现社会、学校、学生和用人单位的多赢局面。 在人才培养上,韩俊刚教授讲究深耕细作,不断变革。逐渐探索出“定单式”学生培养模式,意在为企业“量身定制”高层次专业人才,也为学生将来就业铺平道路。他主持创立的IT应用性人才试训中心,一是建立和企业的联系,二是建立和企业类似的环境。试训中心里有个“双真”实验室,模拟企业真实环境,利用企业的真实项目来培养学生。 为了加强实践教学,西安邮电学院计算机系率先建立了信息技术人才实训基地。韩俊刚教授率领计算机系实施“走出去”战略,使得计算机系先后与中关村软件园、深圳软件园以及西安软件园等10多家企业签订了校企“定单式培养”技术人才合作协议书,其中不乏日本NEC、东软集团、神州数码等国内外知名公司。由公司与学校共同制定教学大纲,前3年实行原专业教学大纲,后一年学生按嵌入式技术课程体系培养,采用互动式、案例式教学。 通过校企合作,用人企业把对新员工的培训前置到学校,节省了时间和成本。同时,学生在知识和能力得到培养的基础上,提前接受了企业文化的熏陶,实现了学生从毕业到就业的“无缝对接”。 韩俊刚教授为高校教育奉献了人生中最美好的青春岁月,他孜孜不倦地培养学生的兴趣,发掘学生的潜力,如今已是“桃李芬芳满天下”;他一直致力于学校科研水平和教学水平的提高,现已为学校和团队赢得了无数荣誉。然而,韩教授依然默默奋战在科研前线,这种春风化雨、甘为孺子牛的精神不正是我们这个时代所需吗?韩教授却默默为之,这或许是“此处无声胜有声”,也正是他教给我们的一种精神力量所在,一种简约、淡泊的人格魅力。 计算机科研论文:基于科研素养培养的大学计算机基础教学的探索与实践 摘要:本科教育是高等教育的主体,加强大学本科生科研素养的培养,是创新人才培养的关键,对我国建设创新型国家具有基础性的重要作用。本文介绍了美国部分高校在科研素养培养方面的进展,针对作者所在学校本科生科研素养培养的现状,尝试开设公选课《Word、LaTeX论文排版》的教学,内容包括开展课题研究的准备、论文编排两部分,在教学内容、教学方法和教学平台上进行了探索和实践,取得了学生的良好反馈。 关键词:科研素养;计算机基础教学;论文排版;Word;LaTeX 一、引言 1.什么是科研素养。科研素养一般包括科研意识、科研方法和科研精神三个方面。科研意识是科研素养的基础,指积极从事科研活动的意识,包括从事科研的兴趣和主动性,发现问题的自觉性和敏锐性,等等。科研方法是科研素养的核心,指从事科学研究的基本的方法和手段,包括科研课题的提出、科研方案的制定、科研资料和信息的收集和整理、科研论文的撰写等方面的具体方法。科研精神则是科研素养的内涵,指科学研究活动所应具备的精神品质[1]。 在科学技术越来越成为经济发展和社会进步的主导因素的今天,国力的强弱主要取决于劳动者的素质,而劳动者的素质又主要取决于是否具有创新意识和创新能力。创新意识和能力的培养的关键在于科研素养的提升,科研素养是创新能力的基础,科研能力是创新能力的重要表现。进入21世纪,社会和经济的发展对于大学生科研素养提出了更高的要求,对于具备科研能力和素养的人才的需求也越来越强烈[2]。本科教育是高等教育的主体,是创新人才培养的关键。加强大学本科生科研素养的培养,是时代对于大学教育提出的要求,对我国建设创新型国家具有基础性的重要作用。 2.国内外现状。国外高校围绕人才培养问题进行了诸多理论和实践的探索,对科研素养的培养也有多种途径的探究[3]。在本科生科研理事会(CUR)、全国本科生科研大会(NCUR)、卡内基教学促进基金会、美国科学基金会等组织的推动下,经过三十多年的实践,美国的UROP已经形成一套比较完整和成熟的运作机制。据有关数据统计,80%的MIT的毕业生参加过一个UROP。 近10多年来,美国大学不断探索以研究为本的课程体系创新,如新生研讨课、基于课程的小组研究、基于问题的学习(PBL)等。这些新形式在本质上与本科生科研活动相通,即都是引导学生主动学习,进而获得界定问题、分析问题和解决问题的能力。二是设立与科研相关的课程或者是开设学术研讨班。加州大学伯克利分校通过学术研讨班讲授与科研相关的课程,为即将从事科研的本科生提供一个关于本科生科研的概览,讲解科研的重要性和如何开始科研、如何写作研究计划申请书等。这些都为本科生科研素养的培养,使之尽快进入研究领域奠定了基础。 与国外的人才培养研究启动早、有相对完整的计划相比较,我国高校对本科生科研素养的研究稍滞后[4],培养途径也在探索之中[5]。以我校为例,本科生的科研素养现状不容乐观。大部分本科生缺乏一些基本的科研能力。查找资料是科研的基础工作,许多大学生对于连图书分类、信息检索等获取信息所必需的知识和技能都不具备,因此无法高效地通过计算机与互联网获取自己所需的信息。大多数学生面对丰富的网络资源,只是肤浅地了解大概的信息,无法深入获得自己的所需,从而出现不为我所用的情况。在本科生毕业设计的过程中,很多学生往往不知道如何开始课题的研究,在学术论文和毕业论文的撰写与编排等方面也存在着很多欠缺。随着计算机和网络的普及,大学计算机基础教育也在不断地进行改革,本文旨在针对如何在计算机基础教育中培养本科生的科研素养进行探索和实践研究。 二、探索与实践 以培养本科生科研素质为目标,探索在当前我校大学计算机基础教学现状上开展创新的教学内容、方法、手段,需要解决的主要问题包括以下几个方面: 1.在当前计算机基础课教学内容的基础上,认真分析各专业的科研方法和手段,设计教学内容和案例。 2.在现有基础课教材的基础上,针对提升本科生科研素养,编写教材或相关的参考书。 3.如何针对不同专业的学生,开展任务驱动式教学方法,提高学生学习兴趣以及研究问题和解决问题的能力。 4.如何使用新媒体、新技术来促进教学平台的多样化。 2013年2月至今,作者在所在学校本科生一年级的计算机基础课教学内容的基础上,开设公选课《Word、LaTeX论文排版》的教学,针对如何提升我校本科生科研素养这一教学研究课题进行尝试,分别在教学内容、教学方法和教学平台上进行了探索和实践。由于我校计算机基础教育在本科生科研素养培养方面尚处于空白,这方面的教学探索也没有先例,因此,教学经验一方面来自于作者自己从事科研多年来的经验总结,另一方面来自作者多年从事大学计算机基础课教学及辅导本科生毕业设计的经验总结,主要创新之处有:教学内容的创新;尝试任务驱动式教学方法来训练学生科研基本技能;在课堂授课的基础上,探索利用新的通信、网络平台促进学生提升科研素养。 公选课的学生来自不同院系,包括文科、理科、工科等本科生的不同年级。针对这一特点,教学上需要尽量选择对各专业各年级都有用的学习内容。教学内容的设计为基于案例式,以从事某一领域课题为例,来讲述开展课题研究的准备工作部分;以学位论文编排为例,来展开论文编排部分,主要介绍了两种当前流行的论文编排工具Word与LaTeX,以编写学位论文的顺序来展开具体内容。通过本课程学习,使得学生能够掌握文献检索、论文编排与投稿方面的基本技能,充分利用计算机技术协助科研创新。本课程教学内容具体如下: 第一部分为开展课题研究的准备工作,主要介绍论文的基本知识、写作规范、论文的投稿、期刊及会议的相关知识、论文数据库相关知识、文献检索相关知识、文献检索技巧、网络资源介绍等内容。 第二部分为论文编排,分别介绍了如何用Word与LaTeX两种软件来编排论文。其中,Word编排论文部分以Word 2010为例讲解;LaTeX编排论文部分,以TeX Live 2013发行版为例讲解。 Word论文编排包括:Word编排论文前的Word定制与基本设置;按照论文写作流程详细介绍相关的Word编排技巧,包括大纲制作、图表制作、公式编辑、交叉引用、参考文献制作、EndNote软件及其参考文献制作方法、脚注与尾注、目录与索引等的制作;论文主体内容编排结束之后的版面设计(页眉、页脚和页码的设置)、论文修改、审阅等。 LaTeX论文编排包括:LaTeX基本概念,包括LaTeX简介、Tex Live简介及安装、LaTeX基础知识;按论文写作顺序详细介绍LaTeX编排论文技巧,包括文本输入及其格式设置、段落格式设置、大纲制作、公式编辑、图表制作、参考文献制作页面布局以及LaTeX模板编排大、小论文的示例等。 课程的授课方式包括讲授和上机操作,课时为36,一共12次课,每次3个学时,每次课的教学安排为2学时授课,结合授课内容安排上机练习题,第3节课一般为上机辅导,并对于问题比较多的习题,进行统一讲解。课程的考核方式为平时成绩占40%,采用大作业形式进行(排版自己感兴趣的研究领域的小论文和学位论文各一篇);期末采用闭卷上机考试,考试成绩占60%。 经过三年的教学实践,该课程取得了学生的良好反馈,一方面,学生认为课程的绝大部分内容都比较实用,因此学习兴趣和积极性都比较高;另一方面,学生针对自己专业的、个人的特点,为课程的进一步改进提出了很多有建设性的意见。 三、结束语 经过三年的探索与实践,作者深刻感受到开设提升本科生科研素养的相关课程是一项很有意义的工作,同时也是一项迫切需要进一步完善的工作。无论是从计算机应用角度,还是从专业领域方面来看,都有必要在大学本科阶段对学生进行科研素养的培养和训练。 计算机科研论文:国内计算机领域科研团队结构分析 摘要:根据国内计算机领域较有影响力的计算机学报《软件学报》的2011年至2015年发表的学术论文构建合著网络,对在该期刊上发表合著的计算机领域的科研团队特征进行了统计分析,对合著网络进行了中心性分析、凝聚子群分析。研究结果表明: 合著网络分析方法能清楚的揭示处于计算机领域核心地位的科研团队; 大部分科研交流与合作集中在小部分稳定且成熟的科研团队中。 关键词:社会网络分析;合著网络; 科研团队 1 概述 随着科技水平的提高,很多科学研究任务需要应用多学科的知识,科学研究领域里以前的科研人员单干做科研现象正在向组成学术团队协同研究转变。对于重大的科技攻关项目,要求许多相关专业的科技人员协同攻关才能完成,于是学术界里科研团队不断涌现。国内计算机领域里的相关专家学者为适应计算机理论研究和应用的新情况,组成科研团队,发表共同署名的学术论文。这些数量庞大的体现计算机领域科研团队研究成果的共同署名的学术论文形成了一类特殊的社会网络――合著网络[1]。在合著网络中, 节点表示作者, 边对应着相连接的两个作者共同署名发表过的文章。由于科研人员之间的合作发表学术论文现象越来越多,规模越来越大,合著网络也成为计算机领域科研团队结构分析中的热点问题。 合著网络的研究已经取得很多研究成果。付允等人[2]针对期刊《科研管理》构建合著网络,讨论了整个合著网络的一些基本性质。文章[3]构建了武汉大学计算机学院的合著网络,讨论了全网密度、节点中心度等性质,找到了计算机学院内部关系较为密切的科研团队。陈伟等人[4]构建了被引网络和合著网络,分析了被引网络和合著网络的基本结构特征和网络关联性质,讨论了科研合作网络的复杂性特征和发展趋势。庞秀丽等人[5]分析了有权与无权条件下该期刊合著网络的各种属性的不同,为该领域的科研合作提供了一些建议。刘洋[6]建立了计算量化论文质量的权重因子和链路权值的数学模型,然后构建了一种带权重的合著网络,对科研团队特征进行了统计分析,得到了科研团队成员内在的联系并且给出了促进科研团队发展的建议。 2 数据来源与研究方法 本文选取中国知网CNKI中国期刊全文数据库为数据来源并进行检索,获取了国内计算机领域较有影响力的计算机学报《软件学报》的2011年至2015年发表的学术论文方面的总共1096条合著数据。 将搜集到的数据,以节点表示作者, 以边表示相连接的两个作者共同署名发表过的文章,构建合著网络。本文主要从中心性分析、凝聚子群分析两个方面对构建的计算机领域软件学报合著网络进行分析。 3 结果分析 利用软件学报的1096条数据,构建软件学报对应的合著网络,如图1(a)所示。由于数据多,我们给出了节点中心度大于等于5的合著网络,如图1(b)所示。 应用UCINET软件处理分析软件学报对应的合著网络的节点中心度、中间中心度、接近中心度。由于数据量大,在本文中仅选取前10位合著作者进行分析。表1给出了软件学报前10位作者的节点中心度、中间中心度、接近中心度分析结果,第一列中的Degree为节点中心度,第二列中的Betweeness为中间中心度,第三列中的Farness为接近中心度。由第一列中的Degree里第一位冯登国的节点中心度为33可知,与其合著发表过的文献的作者总共有33位。第二位戴国忠的节点中心度为27,与其合著发表过的文献的作者总共有27位。但是节点中心度仅仅考虑了一个作者与其他作者的直接联系,而与该作者有合著过的作者与其他作者的关系并没有完全体现,所以要分析合著网络的广泛关联性,不能仅仅使用节点中心度这一单一指标。 从第二列中的中间中心度即Betweeness这一列中可以看出,高数值的排序分别为李宣东、毛新军、王戟等,说明在该学报中合著情况里,这几位作者处于许多合著网络的必经之路上,有许多作者通过他们与其他作者进行交流合作,因此,中间中心度越高,该作者就拥有越高的资源和人脉的控制力。统计中还发现,中间中心度为0的作者共有960人,在1097位作者中占比88%,该比例为较高的占比率,即大部分作者并没有能够影响整个合著网络的控制力。 从第三列中的接近中心度即Farness可以看出,高数值的几位作者分别为王戟、毛新军、李宣东,说明这些作者在传播信息的过程中不需要依靠其他人进行,其本身作为一个关键节点与其他的网络节点距离都很近,也能够更快的使用自己的影响力拓展自己的关系网络。王戟等作者能够使用最短路线与其他合著作者合作,在整个合著网络中处于中心的地位。 从成分、派系各种方面可以充分了解到网络内部的子结构,也能更好的分析软件学报中经常合著的作者团体间的数量和合作情况。N-派系分析是为了寻找满足紧密交流的合著作者团体的子成分,即每个子成分中任一成员与其他成员的派系关联不超过2. 在N=2时,分析结果中截取前8位团队,如表2所示。在这8个合作团队中,毛新军出现5次,董孟高,王戟,齐治昌出现3次。这些不同派系中的作者与合著过文章的作者的高度合著程度,表明了毛新军,董孟高,王戟,齐治昌等人为计算机领域科研团队的核心组成成员,拥有较高的威望和影响力。 4 总结与建议 通过各项分析表明,大部分作者进行了合著活动,与其他作者进行了不同程度上的交流与合作,也形成了大大小小,或轻或重的合著网络圈,仅有少部分作者没有参与更大范围的科研合作。在这个极大的合著网络圈中,有一小部分作者处于相当重要的地位,发表了数量较多的合著,与相当多的其他作者进行交流合作,建立了以自己为核心的成熟、稳定的科研团队等等。在软件学报合著网络分析中,有一部分合著作者拥有稳定且成熟的团队,能在团队内部更好的交流与合作。但是大部分的科研团队并不是非常紧密的联系,科研团队的发展也因此受到很多的限制,过度的集中和不均衡发展,会让整个科研氛围受到影响,从而使整个科研资源和脉络不断地向那几个少数的团队倾斜和汇聚,影响科研团队的可持续发展。我们需要考虑开展怎样的活动或者交流使各个科研团队能够更多的交流与合作,不仅仅限于那些核心团队,也更好的扶持更多的科研团队能够稳定而健康的发展。 计算机科研论文:计算机专业大学生参与科研的意义与实践 摘 要 通过将课程体系教育、实验教学与综合能力培养训练相结合,通过研究大学生在程序设计竞赛、创新创业项目开展中存在的问题与对策,提出一种学生分层、分类的培养机制与方案,并以郑州轻工业学院计算机系为例,将理论付诸于实践,着重培养学生创新能力和参与科研项目开发的实践能力,已取得良好成果。 关键词 计算机专业;科研项目;实验室 1 前言 近年来,随着高校招生规模的不断扩大,应届毕业生的人数也在不断攀升,由此引发的毕业生就业压力问题也日渐突出[1]。对于用人单位来讲,面对供大于求的人才市场,他们更偏爱那些理论知识、实践技能和团队协作能力兼具的毕业生,这样可以更好地降低运营成本,无须为培养新进人员而花费太多的公司资源。对于IT行业来说,新技术更新迭代快,上述现象更为突出,因此,企业更青睐那些拥有丰富研发能力的毕业生[2]。 对于计算机专业的学生而言,个人的创新能力和项目实践能力尤为重要[3]。随着经济社会的快速发展和企业对大学生要求的不断变化,培养高水平应用型人才,提高学生的创新能力和项目实践能力,逐渐成为各大院校计算机专业的培养目标和办学宗旨[4-6]。郑州轻工业学院计算机系在既定办学目标的基础之上,结合自身特点和专业培养方向,提出一种学生培养模式的新方案,积极开展形式多样的学生实践项目,增强年轻一代学生的创新、独立能力和无畏精神的培养。 2 大学生参与科研项目的意义 对于广大本科生而言,参与科研项目对于提升个人综合能力意义重大[7-8]。高校教师通常会承担一些由企业委托的项目研发工作,这样的横向科研项目通常更注重项目本身的实用性。同时项目本身的工作难度也相对适中,主要涉及项目的编码设计和维护升级等工作,这些工作也要求精力旺盛的人来执行。从理论上来讲,大三、大四的在校大学生已具备一定的专业理论知识,完全具备参与项目研发的能力。 目前企业对于应届毕业生不感兴趣的一点也是缺乏必要的实践能力,无法很快适应企业的工作。让本科生参与科研项目可以为其提供一个很好的实践平台,提升其自身的项目实践经验和综合技能[9-10]。 首先,让大学生参与到科研项目中去,可以激发学生的学习热情,起到深化学习效果的目的,在项目实践中能够让学生体会到自己的努力转换为有价值的产品的成就感,以及在实践过程中攻坚克难、逐步提高的喜悦。 其次,通过参与项目研发,可以更加真切地体会项目的研发流程,学习到一些从书本上无法学来的细节问题,进而为以后步入职场提前做好准备,以更好地应对今后工作中可能遇到的问题。 最后,通过项目研发可以更多地接触到校园以外的知识,了解企业需求,同时通过团队研发可以增强个人的团队协作能力。 3 大学生参与科研项目存在的问题 首先,多数大学生对参与科研的认识不足,科研方向不明确。多数学生的思维观念比较单一,对参与科研的认识不足,认为作为一名学生,自己的任务就是单纯地学习,而参与科研会影响甚至耽误自己的学业,产生一种抵触的心理。此外,一些学生虽然对科研工作有兴趣,但是由于缺乏必要的引导,找不到方向感,无法做出理想的成绩,久而久之便失去兴趣。 其次,学生自身缺乏一定的主观能动性。虽然学校每学期都会有针对性地安排一定量的实训课程,但是在具体的实施过程中往往达不到预期的目的,学生对待实训多存在应付心理,在分小组完成的科研题目中存在大量搭便车的现象,一般都是由一两个能力水平强的学生来完成,而其他小组成员则参与甚少。 再次,学生在参与科研项目时缺乏有效的时间保证。在校学生参与科研项目最大的困难往往是时间上的限制,因为他们平时有大量的课程学习任务,而课程学习任务往往关乎个人荣誉和毕业事宜。 此外,本科生参与科研项目还存在项目管理上的一些问题。由于本科生参与项目都是周期性的,当一届学生毕业之后就要找新的学生来接替相关工作,其中的项目衔接问题往往比较棘手。 4 大学生参与科研项目的方案措施 鉴于大学生在参与科研项目中遇到的问题,郑州轻工业学院在实践中探索经验,深入了解问题所在,同时以提高教学质量、培养综合能力强的学生为目标,制定出如下措施。 加强宣传,提高学生对科研的认识 针对大学生对科研项目认识不足及方向不明确等问题,积极开展宣传工作,介绍参与科研项目的积极意义,同时让已参与科研项目的学生介绍自己的切身体验,进而引导学生从单纯的理论学习上转变观念。丰富科研活动,提供多样的科研平台供学生选择,如举办ACM竞赛培训班,以竞赛比拼的方式激发学生的学习热情,提高学习的主动性;创办大学生创新工作室,积极培养和激发学生的创新能力。另外,在学生选择科研方向和选题上,教师要给予方向性的指导,做到选题适度合理且对学生的发展有益。 细化职责,培养学生的独立思考能力 针对科研活动中存在的搭便车现象,在学生参与科研项目之前要明确每个学生负责的工作内容,细化到具体的项目模块,同时在参与项目期间要进行工作汇报,报告项目进度及工作中遇到的问题。在项目验收时要严格,对每个人负责的内容都要验收。相关负责导师针对学生的学习问题给予指导和协助。积极引导学生参与科研项目的研发工作,将所学用于实际,并从实际科研项目的研发中提升个人的理论水平。通过一系列课堂教学与课外实践的结合,为培养综合能力更强的学生提供良好的环境氛围。 完善奖励机制,调动科研积极性 对于参与科研项目的学生还要给予一定的激励措施,在评优评先中要给予表现出色的学生加分,以体现出科研活动作为教学培养工作的一部分,让学生更乐意去主动参与其中,而非将其视为浪费时间的一件事情。 加强实验室队伍建设,营造良好的学习环境 实验室管理体制以“导师带动高年级学生,高年级学生帮扶新加入学生”为主线。在学生参与项目时形成一种梯队,每年从大二学生中选择那些对科研感兴趣且具有一定潜力的学生加入科研团队,由实验室良好的学习氛围和高年级学生的帮扶学习,经过一年左右的培养,大三时可以让他们承担一些重要的工作,这样不仅能够更好地实现学生的培养,还能够保证项目研发过程的良好衔接。 在项目管理方面,要求项目参与人员做好有关文档的编写工作,比如需求分析文档、系统设计文档、数据库设计文档、系统使用帮助文档等,这样可以在学生毕业之后由后来人员更方便地接手有关工作。 在实验室建设方面,定期组织学习培训交流活动,主要分为三个方面。 首先,组织实验室的讲座培训,通过校企联合培养,请相关企业专家团队进行培训,使学生可以认识到在实际企业项目开发中的先进技术以及作为企业人才的必备技能,更易于学生制订学习计划。通过产学研结合,以校外促进校内的方式提升学生的实践能力。 其次,组织实验室毕业往届优秀学生交流会。毕业学生对学生生活非常熟悉,同时经历过毕业,会有别样的体验和认知,通过交流会让学生反省自我,更加珍惜时间。 最后,组织定期自由研讨会,学生自由轻松地交流自己学习过程中存在的问题,分享学习心得。 开放平台,完善制度 针对在校生参与科研项目时间上的限制,要尽可能地利用课余时间进行,科研活动可集中在周末。尽可能将项目研发和出差调研的工作集中到寒暑假进行,这样时间相对集中,工作开展起来具有连续性。要给予参与科研工作的学生良好的工作环境,让学生可以安心参与。对于实验室平台采取开放制度,有助于发散学生思维能力。 5 总结 让大学生积极参与科研项目是高校培养人才的有益尝试,计算机专业不仅要注重理论学习,更要注重学生实践能力的培养,让培养出来的学生更加符合经济社会发展的需要。虽然会遇到种种问题,但是只要勇于尝试、善于总结,必然能够探索出更适应现代经济社会发展需要的人才培养模式。 计算机科研论文:计算机专业青年教师科研与教学相结合的实践研究 摘要:IT产业的快速发展,对高校培养人才提出了更高的要求,要求培养德、智、体全面发展的创新型人才,才能适应IT产业的激烈竞争。对应用型本科院校计算机专业教学模式的改革是必然趋势,青年教师科研与专业教学相结合是这一趋势的主要产物之一。 关键词:计算机专业;青年教师;科研;教学 高等教育的三项职能即:培养专门人才;科学研究;服务社会。培养专门人才,指高校教学。可见,教学与科研是高校的主要职能。结合计算机专业知识更新快、行业人才竞争激烈的特点,教学与科研结合,互动发展,既是培养合格人才的需求,也是应用型本科院校发展的必然趋势。青年教师是需要成长的一代,也是本科院校的骨干力量。青年教师科研与计算机专业教学相结合的教学模式有利于应用型本科院校对人才的培养。 1 计算机专业青年教师科研与教学相结合的意义 目前,湘南学院正处在向应用型本科院校转型的时期,以培养符合时展的应用型人才为出发点,计算机专业更是注重实践发展的专业,注重学生的动手能力、独立解决问题的能力、创新能力的培养,计算机专业青年教师科研与教学相结合的人才培养模式可加强学生这些能力的培养。 湘南学院软件与通信工程学院教职工总数为58人,其中专任教师人数为50人,在50名专任教师当中,其中青年教师为28人,占专任教师人数比例的一半居多。学院既是教学单位,也是科研单位。青年教师的发展,与学院的发展紧密相连。湘南学院软件与通信工程学院目前开设的专业有:计算机科学与技术、通信工程、网络工程、物联网工程,这些专业都是随着时代的发展而日新月异,科研才能让教师走在学科前沿,以适应不断更新的专业知识。青年教师通过科研成果与专业教学相结合的教学模式更是工科专业培养实践型人才、创新型人才的重要方式。应用型本科院校计算机专业青年教师科研与教学相结合的意义总结为以下几点: 1)提高青年教师自身素质。青年教师是关乎高校未来的发展,是学校和学院的骨干力量。青年教师精力充沛,更需要成长和发展的空间。目前,高校对青年教师的综合素质要求越来越高,高校引进的青年教师一般学历层次较高,一般是硕士,或者是博士,这些青年教师都受过良好的高等教育,并且通过竞聘的形式进入高校,本身综合素质不错。青年教师经过研究生教育或者博士阶段的学习,自身已经具备一定的科研能力,进入高校成为专任教师后,职责主要是教学,若青年教师只是一味地做一名教书匠或照本宣科,那么青年教师相当于一直停步不前,青年教师的前途更是堪忧。科研可使青年教师一直保持学习的状态,同时为教学内容提供新的知识源泉。有科研背景的老师,才能了解学科前沿,才能使自己的教学内容不断更新。科研使教师更深刻地理解教学内容。科研更能促进青年教师在教学上的成长,扩展自身的知识面,是对青年教师自身素质的提高。 2)符合应用型本科院校计算机专业发展特点。目前,湘南学院正处在向应用型本科院校转型的时期,计算机专业更新发展,旧的专业技术容易被淘汰,要跟上IT行业的发展速度,必须不断提高学生的专业技能,才能适应时展。学生的学习主要是通过课堂教学,因此教师须改变教学模式。传统的教学模式,已不能满足学生的学习需求,要求教师将科研内容融入到教学中,激发学生的学习热情,使学生养成探讨问题、思考问题的习惯。这也是应用型本科院校计算机专业发展的需求。 3)培养实践型、创新型人才。教师在专业教学过程当中,引入科研内容,可激发学生的学习兴趣,培养学生的探究能力。学生通过参与相关学科的课题,既可以巩固学生的课堂知识,又可以拓展思维。了解所学知识的实际应用,将理论与实践相结合,充分发挥学生在学习中的主体地位,学以致用。学生在参与教师课题过程当中,可以设计一些小课题,供学生选择,让学生自己设计研究方案,查阅资料与文献,得出研究结论,这样的过程可以充分培养学生独立思考、不断探索、独立解决问题的能力,培养学生的科学思维。对以后从事工作与科研意义重大。这样的学生不依赖于书本,不依赖于老师,具有实践能力和创新意识。 2 改革实践 目前,湘南学院软件与通信工程学院青年教师的比例占一半之多,是学院的中坚力量。青年教师不断学习,不断提升自己的科研水平,将科研内容融入教学,给学院的发展注入新的血液,促进学院的发展。计算机专业青年教师将科研与教学相结合的改革实践如下: 1)青年教师将科研内容融入到课堂教学中。教学的主要形式是课堂教学,教师需在课前作好充分准备,教师在课堂教学中可以适当引入科研内容,科研内容应与课堂教学相关,将科研内容与课堂教学相结合,让学生充分理解所学知识点,同时可以扩展学生的知识面,让学生了解学科前沿,既巩固了课堂所学知识,又可以激发学生对未知问题的探索,同时使学生明白所学知识所能用到的领域。 2)学生参与教师课题。要提高学生的实践能力,应该让学生参与到教师课题中,尤其是对于计算机专业的学生,更需要加强学生的实践能力。教师根据学生的知识结构,可在课题当中设置一些小课题,成立课题兴趣小组,以例会的形式组织大家一起探讨,如每个礼拜组织一次讨论,学生在每个礼拜规定的时间集中一起阐述自己课题的研究进展,把自己的研究成果与小组成员,以集体的形式共同学习,共同探讨问题,同时,教师给予一定的指导,这样的学习形式无形之中会给学生施加一定的压力,同时也是动力,可以培养学生的团队精神、遇到问题自己探索最后解决问题,可以加强学生的实践能力。学生在学习的过程当中,能力的培养比书本知识更为重要,尤其要注重学生自学能力的培养,这才是应用型本科院校培养实践型、创新型人才的重要途径。 3)将课题应用于指导计算机专业学生课程设计、毕业设计。提高学生的实践能力,课程设计、毕业设计是重要的方式之一。青年教师可以将科研应用于指导学生课程设计、毕业设计,提高学生的动手能力、科研能力。课程设计是检验学生对一门课程的掌握程度,是学生将所学理论知识运用到实践中的考核方式,可以适当地将科研内容引入到学生课程实践中。毕业设计是对大学四年所学知识的一份答卷,教师可将跟学科相关、难易程度合适的科研内容设为毕业设计题目,用于学生毕业设计。 3 结束语 青年教师是应用型本科院校的骨干力量,对于计算机专业,青年教师通过科研可以提高青年教师自身的素质,将科研结合到教学中,可以促进教学,丰富学生的知识,提高学生的综合素质,是计算机专业培养实践型、创新型专业人才的重要途径。 计算机科研论文:医学院校计算机学生的毕业设计与日常科研结合方式研究 摘要:检验一个大学生在大学期间的学习质量的最好方式就是通过毕业设计来检查。针对医学院校的计算机专业的学生来说亦是如此。在本文中首先介绍了医学院校的计算机专业学生的毕业设计的现状,并对其原因进行了分析,然后重点说明了医学院校计算机学生的毕业设计与日常科研结合的重要性以及意义。最后给出了医学院校计算机学生的毕业设计与日常科研结合的具体方法。这对日后医学院校计算机专业的师生提升毕业设计水平提供了借鉴意义。 关键词:医学院校 结合方式 毕业设计 由于计算机专业在医学院校中不是强势专业,本身在科研水平、师资力量、生源质量等多方面处于劣势水平。因此目前医学院校的计算机专业毕业的学生大都实践能力比较差,在工作中不具备独挡一面的能力,在学术方面也缺乏自主创新能力,使得医学院校计算机专业学生的毕业质量不断降低,被很多企业所排斥。针对目前的严峻形势,医学院校应该给予相应的重视,提升计算机专业的教学质量,营造计算机专业学习氛围,当然还有一个很重要的方面就是注重计算机专业的毕业设计质量,并且使计算机专业的毕业设计要与日常科研结合[1]。因为毕业设计的质量就反映了一个学生在学期间的学习态度与学习成果。让计算机专业学生的毕业设计与日常科研相结合并且保证质量是提高计算机专业学生能力的不二选择。 1 医学院校计算机专业毕业设计现状分析 现在许多高校的目的就是培养学生的实践与就业能力,让学生可以更好的参加到工作中去,而毕业设计就处于日常学习与工作就业连接的一个位置,可以说毕业设计就是学生的第一个工作任务。因此它对日后学生的就业有着莫大的影响作用。而在医学院校中,主打专业不是计算机专业[2],因此对计算机专业的关注度不够,计算机专业的学生平时实践机会较少,毕业设计的完成也是趋于形式化,对学生来说没有起到应有的检验作用,造成目前形势的主要原因有以下几点: 1.1 医学院校轻视计算机专业 医学院校针对计算机等相对比较弱势的专业重视力度不够,对学生的管理过于放松,让学生的学习生活过于轻松,没有起到学校应有监督作用。而且学校抱着“得过且过”的管理态度管理学生,无论学生的毕业设计质量如何,都让学生顺利毕业,这也让学生没有了压力,从而降低了对自己的要求。 1.2 导师指导不足 由于医学院校的计算机专业是小专业,因此导师较少,所以日常与计算机专业相关的工作一般由少数的几位老师来负责,计算机专业的学生老师无论是在教学还是科研等方面要付出许多的精力,因此他们在对于毕业设计方面的管理力度有限,让计算机专业学生得不到很好的监督与指导。 1.3 学生方面 由于毕业设计的时间是在大学生在学校度过的最后几个月,因此许多学生会把更多的精力放在找工作,或者是谋取继续深造的机会上,对毕业设计的重视度难免会有所下降。此外由于大学生在临毕业时期也有与同学分别的情绪,因此很难全心全意的进行毕业设计[3]。 2 学生科研与毕业设计相结合的意义 针对目前医学院校计算机专业毕业设计的完成情况来分析,我们不难发现,让学生把毕业设计与日常的科研知识相结合,做出高质量的毕业设计,才能更好的锻炼学生的自学能力,培养学生创新能力,让学生为就业做好铺垫工作。医学院校计算机专业学生的毕业设计与日常科研相结合对医学院校的就业率的提高也具有不小的意义。下面我们从几个方面来具体阐述: 2.1 锻炼学生学习能力 由于毕业设计是由学生自己拟提,然后通过查阅相关资料,学习相关技术,最后完成毕业设计,这与平时的教学方式有很大的不同,这种方式能够最大的锻炼学生的自学能力,同时还能拓宽学生的知识面。让学生学到自学的方法,培养自学的能力。 2.2 让学生更好就业 由于目前大学毕业生的人数越来越多,但是学生的就职能力并不高,再加上社会的岗位需求量没有那么大,因此大学生的就业形势不容乐观,对医学院校的计算机专业的学生来说更是如此[4]。而毕业设计处于日常学习与工作就业连接的一个位置,可以说毕业设计就是学生的第一个工作任务。因此它对日后学生的就业有着莫大的影响作用。如果计算机专业的学生通过大学生参与科研,并把他们与毕业设计相结合,在临毕业之前提高自己的专业技术水平,学习企业所需要的知识与技能,从而增强自己的职业竞争力。 3 学生科研与毕业设计相结合的具体措施 3.1 积极参与科技竞赛活动 在大学期间,计算机专业有许多的全国性以及省市级别的竞赛活动,如:“计算机算法大赛”、“移动应用开发大赛”,“数据结构大赛”等等。学生应该积极的去参与这些比赛,在比赛中提高自己的科研能力,从而为毕业设计做好科研水平方面的铺垫。并且可以通过这些比赛,提高自己的创新能力,自主思考解决问题能力,提高自身综合素质。 3.2 积极参与导师的科研课题 对医学院校计算机学生来说,日常课程学习学到的内容,只有通过在实际项目中运用,才能真正的掌握和熟练。因此医学院校计算机专业的学生应该在课余时间积极的参与到导师的科研课题中,在课题中运用所学知识,帮助导师解决科研问题,完成科研项目。同时在其中锻炼自己的科研能力,并且可以把所做的项目带到毕业设计中去,在毕业设计中把项目做得更加深入,功能更加完善,也让自己毕业设计的质量更高。 4 结语 医学院校的计算机专业在学校中是相对弱势的专业,因此医学院校计算机专业的学生做好毕业设计与日常科研相结合,才能更好的提高学生的就业能力与科研能力,改变医学院校的计算机专业的现状。 计算机科研论文:教育与科研计算机网骨干网升级改造项目的研究 【文章摘要】 提高教育信息化工程网络的整体性能,是各省网址质量提升的发展目标。江苏省针对其教育与科研计算机网(JSERNET)开展了网络改造与带宽升级。本文针对骨干网升级改造的具体项目,从网络拓扑选取、设备选型等角度,进行具体分析和研究。 【关键词】 骨干网升级;行业信息化 为了全面提升院校的信息化水平、满足教学科研对信息化基础设施的需求,实现各单位之间的信息互连、部署完善的网管安全策略,校园网信息化未来建设需要严格考究,而骨干支撑网的建设就显得尤为重要。江苏教育与科研计算机网从上世纪90年代中期开始建设,力图依托我国教育和科研计算机网,在本省构建起一套为服务于教育、科研机构的网络,从而促进本省的教育信息化发展。十几年来,经过各级主管部门推动下,江苏教育与科研计算机网已经成功的覆盖到了本省120多所高校。该网不仅满足了广大用户使用互联网服务的需要,还支撑了一大批网络应用的开展,如远程教育、e图书馆等。 然而,伴随着我国教育和科研计算机网开通GPRS,江苏教育与科研计算机网对外的信息流量迅猛增长,此外,随着网络各种信息量的不断增加,再加上当今网上远程教育的迅猛发展,各种网络技术普遍应用于教育领域,该网的带宽已经不满足目前的需求。因此,江苏省针对其教育与科研计算机网开展了网络改造和带宽升级。 1 网络拓扑 本次网络改造是为了提高省内教育骨干网的性能指标,从而使网络更好的适应社会的发展需求。 经过多方比较,选用的是ZTE的ZXR10设备做为路由器,南京市、苏州市采用该设备进行数据汇接。其它一些城市的教育网也将经过这些设备上联到南京市节点,并接入国家骨干网。 苏州汇接点的ZXR10设备配置了2.5G POS口和南京节点联接;其155M POS口和南通、无锡联接;其GE口和苏州联接。 南京汇接点的ZXR10设备有三个高速POS口,一个与苏州市联接,一个和常州市联接,另一个和徐州市联接;其10G接口和CERNET2联接;其GE口则与南京市联接。 目前江苏教育与科研计算机网是基于IPv4网络的,但是可以向IPv6网络可以平滑演进,达成校园网内部网络应用、网络运营服务及网络基础设施三个层面向IPv6的过渡,建立安全、可管、可控、可运营的下一代网络;也有能与CERNET2网络的骨干节点相连接的接口。JSERNET骨干网采用的是OSPF和BGP路由协议。核心到汇聚层需具备万兆链路的扩展能力,汇聚至接入千兆链路。充分体现扩展性、开放性、安全性、可靠性、先进性以及良好的性价比。 2 方案特点 江苏教育与科研计算机网的成功升级,有效地促进了江苏教育信息化的发展。在江苏教育与科研计算机网建设工程的推动下,不仅江苏省所有国家级及省级重点学科全部上网、建立了自己的主页,对本学科的发展动态作出及时介绍,而且全省绝大多数普通高校、大部分中专校、部分市教育行政部门也都建立了自己的网站及其相关情况介绍的主页,同时促进加速了广大中小学校校园网络不断建成、陆续投入使用,实现了与江苏教育与科研计算机网的高速连接。这些网络作用的充分发挥,大大方便了广大师生上网,既促进了江苏省内改善各个学校的办学条件,又促进教育体制与教学方法改革,为确保教育质量与办学水平的提高打下了可靠基础;特别是为实施素质教育,促进广大学生开展自主对外学术交流、实现教育资源共享及利用网络开展合作研究提供了基础环境;又为教育信息化建设开辟了一条有效通道江苏教育与科研计算机网的建成,有效地促进了江苏教育信息化的发展。 中兴通讯路由器在JSERNET工程中的使用,有效的提升了JSERNET的整体水平,另一方面这也标志着中兴通讯的数据产品全面进入江苏教育行业,有助于中兴通讯数据产品在江苏教育行业的大规模商用,中兴通讯成熟的教育行业解决方案将会更好的服务于JSERNET的骨干网建设,并且会在全国各省、各省管辖市的教育城域网建设上,特别是目前教育行业的“校校通”工程上发挥更大作用。 3 项目意义 在已经建成的教育与科研计算机网(CERNET)高速传输网基础上,建成中国下一代互联示范网络CNGI的主干网之一,即下一代的学术性互联网络。它将实现在我国教育与科研集中的大中型城市约20个核心节点的互联,并建成中国下一代互联网示范工程CNGI国内/国际互联中心(北京),实现与其他CNGI主干网以及国际下一代互联网的高速互联。在此基础上,还将实现中国国内100多所著名高校的高速接入,并为各种科研院所及研发机构提供接入服务,从而形成开放性的实验环境,不仅可用于开展下一代互联网及其应用研究,还将为我国研究下一代互联网技术、开发重大应用、推动下一代互联网产业发展发挥重要作用。 计算机科研论文:论计算机在医院科研信息化管理中的应用 摘要:随着社会经济的飞速发展,计算机技术日新月异,伴随着计算机技术的长足进步,在社会各行各业得到了全面普及。计算机在医院科研信息化管理中的应用对提高医院科研能力,建设现代化医院起到了积极的推动作用。 关键词:计算机;医院科研;信息化管理 1 概述 为适应当今医学的信息化潮流,建立高度信息智能化的现代医院,从而加强各地区医院的交流合作。通过应用计算机进行医院科研信息化的管理能提高医院的科研实力及医院的现代化管理水平。笔者根据多年经验,从建立医院科研信息数据库,医院科研课题的信息化管理以及医院科研信息化管理的实施应用等方面进行具体叙述,具有一定的借鉴意义和参考价值。 2 建立医院科研信息数据库 近年来,我国的各大医院在信息化系统的运用上都有了不同程度的发展,并以逐渐的成为保障医院各项工作正常运行的一项重要措施。国内多数的医院在信息化建设上对取得较大程度的进步与发展。当前阶段各大医院所建立使用的医院信息化管理系统规模并不相同,但多数主要是以挂号,收费,医嘱及统计报表等方面的信息化管理工作,对于医院科研方面的信息化管理应用较少,建立医院科研信息数据库,将计算机技术运用到医院科研信息化管理中,可以提高医院的科研实力及医院的现代化管理水平 科研管理工作主要包括几方面的内容: 1) 搜集、整理、汇总、上传科研信息; 2) 使用科学有效的管理办法对医院的医疗科研工作的质量与效率进行评价分析,并运用统计方法对数据统计以供医院各相关部门查阅; 3) 规划医院科研的实施方案,并对科研工作的实施进行监管与协调。 传统方式的医院科研管理,主要是对医院科研档案资料的保管工作。随着医院科研资料管理人员的更替,医院科研档案的检索难度会增加,有时还会造成科研资料的丢失。医院科研档案没有明确的管理规范,这将会使科研的数据准确程度,统一程度降低。传统的医院科研档案只是以文献形式保存,而导致了科研过程中大量有价值的科研信息没有被及时的保存,使得科研资料的价值降低,大量珍贵科研信息资源被浪费,阻碍了现代医院科研的信息化管理进程[1]。 计算机数据库技术的运用将使得医院科研的信息化管理工作变得规范,标准,统一。医院科研数据库的结构主要包含以下内容:医院科室名称,科研课题负责人,科研课题名称,合同编号及名称,科研课题起止日期,结题及延迟时间,科研成果名称。医院科研信息数据库的运用可以将大量规范准确的科研信息提供给医务人员,信息的查询工作也变得更加便捷,实现了医院科研项目资料的标准、科学的信息化管理以及科研资料的信息化查询,极大的提高了医院科研管理工作的质量和效率。 3 医院科研课题的信息化管理 3.1 健全医院科研管理制度 医院科研课题管理可以采用以下的分层式管理体制模式如下图所示。 如图1所示,一个标准的医院科研管理模式:医院领导为决策层;医院学术委员会为监督层;医院科教部为管理层;医院技术科室为实施层;各课题研究组为攻关层。 科技人才的管理主要分为有以下几种方法: 1)临床科室及各职能科室的医务人员采取分类管理的办法; 2)医院对引进的各学历人才,博士后、博士、硕士研究生的学位职称的管理; 3)由院长领导的聘约制管理,医院对承担科研项目的各课题组给予相应数额的经费支持。 医院科研可以采取一些激励方式,有以下几种措施: 1)医院科研实施政策方面的倾斜。 医院可以出台一系列相关的政策措施,设立一些奖项,诸如科研成果奖,新技术项目奖,优秀学术论文奖,科研课题中标奖,优秀科技人才奖等一系列奖项。保证每年都进行相关奖项的评选工作,并召开科研成果表彰会议。 2)医院科研奖金的倾斜 医院需拿出相应的经费作为医院科研教学培训基金,并提高上述奖项的奖金数额。科研成果奖可按所得奖金的1:1进行奖励,新技术项目奖,优秀学术论文奖,科研课题中标奖,优秀科技人才奖可针对人数进行具体金额的分配。 3)医院科研在感情上进行倾斜 医院可以对医院各科室的科研技术骨干人才的福利作出相应的提高,例如对在科研成果及学术成就突出的科研人员在住房问题上优先考虑,职称评选上可列为一项重要考核项目。 3.2医院科研管理标准化 医院在国家及省部级科研课题的申报、重点学科、新技术项目等申报实施标准化程序运行,立项合同的书写,形式的审查工作,课题查新的工作,经费的管理工作,实施情况的管理工作,以及结题时医院学术委员会的审查答辩工作都需要有明确的流程,规范的操作[2]。合理规范的医院管理标准不仅能够提高整个医院的工作效率,而且能够最大限度提高医院的经济效益和社会效益。 医院科研项目的申报过程的资料都需要以电子形式保存,相关的工作人员将科研资料按规范要求在医院科研信息数据库中进行存档,使其成为有效的医院科研管理信息。使科技人员在科研项目的提出,形式审查,初审时的推荐,项目实施及结题等科研有良好的科研信息和充足的参考数据。科教部在进行医院学术委员会规章制定时,进行重点的学科,科研基金的管理时,进行科研成果评定及人才引进与培养时都能实现科学的管理,做到全面的信息化管理操作。 4 医院科研信息化管理的实施应用 4.1医院科研信息化管理操作平台应用 建立的医院科研信息化管理操作平台需要有以下特点:(1)需要有较高的普及性且具有可操作性高,简单实用的特点,在经过简单培训就可以进行操作,无需专业人员进行操作;(2)医院科研信息化管理系统信息的录入可以是采用姓名及部分不规范数据名称之外的项目使用数字代码式的数据输入方式;(3)医院科研信息化管理系统数据库可以使用SQL查询功能,保证数据查询的简单准确;(4) 医院科研信息化管理系统使用单一功能的模块,以便系统的检查与维护工作的进行;(5) 医院科研信息化管理系统可以将数据库中的信息导出,以便对信息进行统计,绘制等的处理工作。 4.2医院科研课题的信息化管理应用 医院科研课题的立项,形式审查,项目实施情况及结题工作都可以在医院科研信息化管理系统中实现实施的查询,医院各职能部门及上级卫生管理部门的课题立项、结题成果这些材料都可以迅速,完整的查找到,并作出综合性的数据报告。科教部在作出科研项目立项计划制定,科研项目进程检查,科研项目流程管理,科研项目经费管理,帮助临床科室解决项目的实施过程中遇到的问题与困难等工作时能实现信息的及时反馈和科学标准的管理[3]。 4.3医院科研人员对信息化管理系统的使用 医院科研信息化管理系统的科研课题数据信息将大量网络数据资源和数据查询信息提供给医院科研人员,为科研人员营造了良好的学术氛围,发展了高新的医学技术,并加强优化了学科梯队的建设工作,扩大了科学研究成果的影响范围。同时,医院科研信息化管理数据库可与国家科学项目,省科委、卫生厅级项目申报系统建立科技资料的资源共享,使科学研究所取得的成果能够实现最大程度的利用,提高医院科研信息化管理系统的服务能力,促进医院科研信息化管理的进程。 5 结束语 计算机技术的充分应用是加快医院科研信息化管理系统建设的有效措施,是全面提高医院整体实力的一个重要方法。所以我们要真正的认识到计算机技术在医院科研信息化管理系统建设中发挥出的巨大的作用,并对在医院科研信息化管理系统建设中出现的问题,采取及时、科学的方法有效的解决问题。全面推进我国现代化医院的建设进程。 计算机科研论文:新时期高校科研用计算机状况与安全管理模式探讨 摘要:从高等学校承担国家高新技术、开展国防科研的需求出发,揭示高校使用计算机过程中可能带来的隐患和对国家利益的威胁,探讨高校管理好计算机杜绝泄露国家秘密的管理模式。 关键词:高校;载体;保密管理;模式 1 概述 随着我们跨入了二十一世纪信息化时代,计算机和网络普及应用到我们的工作和生活中,高等学校、科研院所等科研单位因接触高新科学技术的需要,其日常工作和承担国家高新技术研发活动中都有大量的技术和业务秘密存储在计算机中;为方便研究时相互协作,这些计算机中不但存储技术信息多,而且一般还组成局域网络,甚至因科技学术活动的需要,这些局域网络还连接到国际互联网络,暴露在别有用心的网络黑客们面前。 计算机及其网络的普遍使用,给高校研究人员带来了方便,提高了工作效率,但也因此给高校科研工作带来了极大的隐患,这些信息资料关系到国家最新高精尖技术或者国防战略装备技术的最新研究成果,可能涉及到国家秘密,不利于保密工作的开展;又鉴于仍然存在重视不够、制度不落实、措施不到位等管理问题,高校计算机管理在科研中的保密管理问题成为信息时代的泄密重灾区,迫切需要高校管理部门高度重视计算机及网络的保密管理。 2 高校科研用计算机现状和管理存在的问题 2.1 高校科研用计算机的现状 计算机作为日常办公和开展研究必须配备的工具,已经在高校中普及,其存储、处理各类大量的技术信息或是相关业务资料;使用频繁及遍及科技研制全过程,计算机可能是用于处理相关技术文档、形成完整研究技术报告,也可以是与研制机器设备配合,按设计程序进行特定工艺过程自动控制、采集大量研究数据。 高校科研中使用计算机因场所、资源有限,都集中在导师实验室或者学院研究生教室,因此操作人员多,信息交换和处理量大,特别是有些导师所指导的研究生数量多,那么其学生们研究记录数据、编写研究论文等都可能会在同一台导师指定的电脑上处理,介质交叉使用情况普遍。 计算机因其是否存储涉密信息而划分为涉密计算机和非涉密计算机。涉密信息就是涉及只限特定范围人员知悉、不得公开的国家秘密,国家秘密一旦被公开或泄露,会国家造成严重的利益损失或威胁到国家安全的严重后果;一般说来,高校承担的国家最新高科技研究技术或者涉及军队武器装备研制的信息都属于涉密信息范畴。 存储、处理涉密信息的计算机则定义为涉密计算机,与此相对,没有存储涉密信息的计算机则定义为非涉密计算机;涉密计算机的管理要求是不能联接国际互联网络或其他公开网络,而大部分高校科研工作者使用的是非涉密计算机,可以与任何网络连接使用,但其机上不得存储涉密文件资料。 2.2 高校科研计算机使用中存在问题 高校科研计算机因有教师使用者和学生使用者,人员情况比较复杂,存在有典型问题。 1) 交叉使用情况普遍,极易感染病毒。师生人员数量多而电脑有限,各类介质拷贝数据资料,使用随意,计算机上时常感染各类病毒,增加了防范木马病毒的难度。 2) 计算机责任人不清,管理责任很难落实。计算机的所有者可能是教师,也有可能是学生把自己购买的计算机带到学校实验场所,计算机所有人很难划分,无法落实管理责任,出现问题很难确定计算机责任人。 3) 共用同一IP地址,无法跟踪确定问题主机。六七个学生跟教师在同一个房间使用计算机,或者是数十个研究生们在一起上网,学院无法提供如此多数量的网络接口和IP地址,大量学生们或学生跟教师们用无线路由器使用同一个IP地址上网,管理人员无法跟踪出现问题IP的计算机,不能准确定位泄密人员。 3 建立高校科研用计算机安全管理的有效模式 针对上述高校计算机使用情况,为了避免计算机中高科技研究技术或军工技术泄露,我们需要进行建立有效的管理模式。 按计算机存储信息是否涉密的属性,将高校科研用计算机分为非涉密计算机和涉密计算机两大类,从这两类计算机的使用条件考虑,建立适合高校实际情况的安全管理模式。 3.1 建立管理机构,明确职责,实施计算机动态管理 建立必要的管理工作机制,明确管理职责和管理人员分工,是做好计算机管理工作的前提。 3.1.1 明确管理机构职责 高校应当按保密法有关要求,建立由学校党委书记为最高责任人的保密领导机构(或称委员会),总体策划全校保密工作事宜;设定保密管理部门和计算机网络管理部门,指定二级单位专兼职保密工作人员,配备固定编制工作人员,并明确其岗位职能和责任,保证科研用计算机有自查和学校监察的机制,特别是针对涉密计算机或涉密网络,学校领导应当给予保密工作人员足够保密管理能力和监督惩罚权力,确保监管体制能够有效运转,不发生泄密事件。 培养专兼职管理人员筑成能保密、会保密的防泄密防线,管理人员应该掌握计算机监管技能和了解国防科研业务范围,能够履行计算机保密监管责任。每年对涉密计算机信息系统和校园开放网络进行失密风险评估,逐步改善全校计算机及其信息系统管理能力。 3.1.2 实施计算机动态管理 管理部门统筹管理全体涉及国防科研业务和机关业务部门的计算机管理,对计算机及其网络系统应当进行动态管理。所谓动态管理,是指定期对计算机或网络组成的变化进行动态变更、登记和评估;如,计算机使用人情况、承载信息情况、进出网络情况或清退报废情况的变化等,应及时变更台帐,调整管理策略,根据其动态变化情况及时执行不同要求的管理程序。 管理部门和各相关学院应定期审核本单位计算机存储国家秘密情况,建立准确的涉密计算机台帐和非涉密计算机台帐。不同属性计算机的管理要求完全不同,如果是由非涉密计算机由于工作需要升级为涉密计算机,只需要向管理人员申报、部门领导审批,做好必要的文字记录;如果原涉密计算机,不再使用,除向部门领导报批,还必须由将计算机中硬盘拆下,其余部分按正常渠道报废,硬盘必须集中经专用保密销毁设备销毁,也可报请国家保密技术管理部门帮助销毁,严禁自行处理。新保密法第二十四条明确禁止了下列行为:“(五)将未经安全技术处理的退出使用的涉密计算机、涉密存储设备赠送、出售、丢弃或者改作其他用途。”[1] 分清涉密计算机和非涉密计算机,分类管理,可以避免发生泄密事件,节省资源、降低成本、提高效率。 3.2 明确使用流程,全程监管,加强涉密计算机控制 计算机管理中要求严格控制好分级涉密计算机或信息系统使用流程。新保密法第二十四条明确禁止了下列行为:“(一)将涉密计算机、涉密存储设备接入互联网及其他公共信息网络;(三)使用非涉密计算机、非涉密存储设备存储、处理国家秘密信息。”[1]近年来,国家保密局先后对涉密计算机的操作与使用、保管与保存、维修与报废等提出了管理责任和技术要求。[2] 3.2.1 涉密计算机操作全程监控 高校应当根据涉密计算机的特殊要求,制定符合实际情况的计算机使用、管理的工作流程,切实加强涉密计算机全过程各环节的保密管理,对涉密计算机管理要设置系统管理员、安全保密员和审计员三个岗位,建立涉密计算机的批准使用、设置安全策略、资料进出审批登记、软硬件维护、物理防护、清退等各环节审批登记制度;涉密计算机必须配备软硬件安全防护产品,有视频干扰设备、监视审计管理系统和杀毒软件等;而对于涉密计算机上的任何操作,包括资料的输入输出、删除复制、软硬件维护都需要登记和安全保密员的审批,并且要留存以便于管理部门追溯。 安全保密员进行审批的目的,“有审批、有监督”、“先允许、后使用”,避免使用涉密计算机的随意性;涉密计算机的各种操作都要受到监督管理、有案可稽,这才符合国家保密管理要求,能够保障电脑中国家秘密安全。 3.2.2 技术管理手段 一方面,涉密计算机安装介质管理和审计程序,经程序允许的匹配涉密介质才可在涉密电脑上读取,未允许的其他任何介质在涉密电脑上不能使用操作,避免恶意盗取国家秘密和过失泄密。 另一方面,由保密管理部门组织相关技术人员使用技术检查手段,不定期地抽查校园互联网络和非涉密计算机,查找可能过失造成非涉密计算机的违规情况,及时处理,避免扩大泄密范围。 3.3 定期开展保密教育,提高意识,避免非涉密计算机过失泄密 保密管理机构应加强宣传教育,高校参与国防科研或接触涉密信息人员,必须知悉保密有关规定和涉密计算机操作程序,不因贪图方便而在计算机上随意创建、编辑涉密信息,更不能将涉密计算机连接互联网;同时,严肃检查、惩罚,一旦发现违规情况,严肃处罚,屡教不改的,造成泄密后果的还要加重处理,直至追究刑事责任。 高校也应事先教育与实时惩罚的监督管理机制,定期表扬先进,及时处罚违规人员,以鼓励广大教职工增强保密意识、减少人为失误。 计算机科研论文:依托教师科研培养计算机专业创新型应用人才的新模式 摘要:针对地方高师院校计算机专业学生应用技能和创新能力不足的问题,提出依托教师科研项目与成果培养计算机创新应用型人才的实践教学模式。分析地方高师院校计算机专业学生应用技能和创新能力的现状,提出计算机专业创新应用型人才应具备的能力和技能。根据教师科研项目与成果,构建科研成果促进课堂教学、科研成果转化成课程实验,创建创新工作室,建立项目案例实训基地,教师科研促进学科競赛等多层次的实践教学模式。通过多年的研究实践,培养了一批计算机创新应用型人才,取得了显著的成效。 关键词:教师科研;计算机专业;创新型应用人才;实践教学模式 0 引言 应用型人才是地方高师院校的人才培养目标,然而。在激烈的市场競争环境下,创新、开发型的IT公司、企业对计算机人才的需求不断提高,既要求毕业生具有扎实的基础理论和较强的实践能力,也要具有一定创新能力的应用型人才。目前,单纯以培养技能型应用人才已经不能适应社会经济发展的需要。因此,我们依托教师科研项目与成果,在计算机专业中培养具有创新能力的应用型专门技术人才,具有非常重要的现实意义。 1 地方高师院校计算机专业创新型应用人才 为使地方高师院校计算机专业能够培养适应区域经济发展需要的创新型应用人才,我们对目前计算机专业的培养人才现状以及创新型应用人才应具备的专业技能和创新能力进行分析研究。 1.1专业技能与创新能力现状 多年来,从学生的毕业实习、毕业设计,就业应聘、用人单位对毕业生的考核以及反馈情况来看,学生较好地掌握了专业的基本理论和基础知识,具备了一定的计算机操作技能,掌握了初步的编程、网页制作、数据库建立等方法,具有一定的专业技能和专业能力。但是,学生的专业技能和综合能力还存在诸多不足,创新能力缺乏:(1)计算机操作技能不够熟练,专业技能有待提高;(2)程序设计能力不强,实现算法的能力偏低;(3)软件系统设计与开发等综合能力较低,与社会需求差距大;(4)综合运用专业技术解决实际问题能力不足,缺乏创新能力。 1.2学生应具备的专业技能和创新能力 根据不同的培养目标和人才培养规格,应用型人才包括技能应用型人才和创新型应用人才。技能应用型人才是以操作技能和岗位技能训练为核心、掌握一定的专业理论、具备熟练的操作技能的专业技术人才。创新型应用人才除具备技能应用型人才的能力外,还必须具有技术创新、技术二次开发、综合专业技术解决实际问题的能力,具有适应多种岗位的综合素质以及职业判断能力。因此,计算机专业创新型应用人才应具备熟练的计算机硬件和软件操作技能,同时具备计算思维能力、算法分析与编程能力、系统综合开发能力、团队协作与人际交往等四种能力。 2 教师科研促进创新型应用人才的培养 几年来,我校计算机专业教师主持国家及省部级科研项目30多项,横向项目10多项,获得省科技进步奖7项,省级教学成果奖10多项,各类教学成果20多项,300多篇,形成了一个实力较强的科研与教学团队,为培养创新型应用人才创造了良好的环境和平台,并从以下五个方面开展计算机专业创新型应用人才的培养。 2.1科研成果引入课堂教学 科研是高校教学活力的源泉,是培养创新型应用人才的根本保证。以科研促教学是提高高校教学质量的重要途径,是教师提高教学深度和广度的前提条件。教师通过科研可以了解和掌握学科前沿,不断更新自身的知识结构、完善教师的知识体系。学生通过教师科研成果的介绍和讲解,感悟到学海无涯,创新无限。仅有书本知识是不够的,还要不断学习和掌握学科前沿,才能不断创新、进步。为此,我们发挥教授、博士的科研优势。鼓励他们将自己的科研成果引入课堂。通过启发式或探究式的教学方法,将科研成果与教学内容有机地结合起来,在讲解课本基本概念和基本原理基础上。引入研究成果,丰富了课堂教学内容,提高教学的深度。通过成果的应用,拓展教学的广度。例如,在《数据结构》课程中,没有给出图像算法设计的内容,平时学生对图像处理接触也较少。教师结合讲解哈夫曼编码的数据压缩功能,介绍各种数据压缩算法和系统,并将“分形压缩算法”的研究成果引入课堂教学。使学生了解到,除了欧氏几何学之外,还有一门分形几何学。分形几何学有很广泛的应用,在计算机学科中可以应用来解决图像压缩问题,且压缩率比较高。但是,目前它还有很多问题需要去研究和解决,从而引起学生的好奇心、激发他们的学习兴趣和热情,以此培养学生的创新意识和和创新的欲望。 2.2科研成果融入实验内容 我们充分利用教师科研,实行“教、学、研”相结合,鼓励教师把科研究成果和教改成果融入实验教学中。 教师结合相应的专业课程,从教师的纵向和横向科研课题中选择适合本科学生进行创新实验的项目,按照设计性实验和综合性实验的要求,将研究成果融入到课程实验中。把教师课题中模块设计、算法设计与分析、数据库设计与分析、代码实现等分解成实验项目,总结出实验目的、系统功能、指标要求、实验设备、算法步骤或流程、数据库设计、系统设计与分析、实验结果、代码清单等实验流程和要求,增加设计性、综合性等创新实验项目;并将教师与实验有关的教改成果,例如实验内容、实验方案、实验方法与手段等应用到相关课程的实验。创建操作训练、编程训练、设计训练、综合训练的“四步训练,五种能力”实验教学模式:应用任务驱动、案例分析、开放式、探究式实验教学方法,对实验采用灵活多变、有针对性的训练,促进学生熟练掌握基本操作技能和专业技术。培养学生创新素质,增强科研意识,教学科研密切结合,将前沿科学和新技术及时传授给学生。启迪学生创新思维,拓展想象空间,提高学生设计性与综合性实验的效果。 2.3创建创新工作室培养学生的创新能力 根据我院科研项目、校企合作项目的研究方向、研究内容,创建了“智能计算与信息处理”、“软件开发”两个创新工作室。创新工作室的宗旨是依托教师的科研项目和教师研究团队进行创新与开发,同时吸收专业能力较强的硕士生、本科生协助研究与开发。达到创新与开发,并培养出一批创新型应用本科人才的目的。 创新工作室负责人主要由年轻的教授、博士承担。负责制订创新工作方案,包括创新任务、创新目标、创新项目指导教师、前期培训、时间安排、创新成果验收、评价总结等,并组织实施。创新工作室的本科学生可以由专业教师推荐的优秀学生,也可以是有兴趣自愿报名参加。还可以是计算机协会、网络协会等学生社团推荐的。具体办法:接受大学生参与项目研究报名-对报名学生进行考核-指派团队教师对学生进行研究前的培训-指导教师给学生分配研究或开发任务-学生研究或开发-提交研究或开发成果-成果验收与评价。 几年来,创新工作室以教师为主导。以项目为驱动,主要研究与开发项目包括:基于GEP的关键技术研究、基于多核机群的Petri网并行算法研究、演化算法在物流企业智能信息处理系统中的应用研究、智能物流网站的设计与开发等。学生在这些项目的研究与开发中,负责了算法设计与实现、算法的运行与验证;系统网站的架构与模块设计、功能的详细设计与编程实现、系统与网站的运行与测试、撰写文档等工作。另外,通过创新工作室指导教师的培养和指导,学生结合教师的研究方向申报了省级和校级的“大学生创新创业”研究项目。每年都有5~8个项目获得立项资助,使学生成为了真正的项目主持人,达到了创新工作室培养创新人才的目的。因此,创新工作室的创建,使得一批学生比较完整地参与了项目研究与开发的全过程,亲自参与和主持了创新研究与开发设计,学会了从事研究工作的基本方法和创新思维。使学生在掌握专业技术的同时,了解了专业的前沿发展动态。学生的专业能力、专业技能、独立工作与合作能力、专业素质、敬业精神等方面都得到了锻炼和提高。不仅拓宽了学生的知识广度,也加深了学生的知识深度。不仅提高了学生的理论水平。也提高了学生解决实际问题的能力。使学生具备了一定的创新能力,具有了较强的专业应用能力,增强了学生的自信心和创新动力。 2.4科研项目案例实训基地培养学生的专业应用能力 我院教师承担了多个横向开发项目,为机关、企事业单位设计开发了多个软件系统或网站,取得了较好的经济效益和社会效益。为了培养计算机专业本科学生的创新应用能力,建立了一个“科研项目案例”实训基地,供计算机专业高年级学生进行综合项目开发训练。该基地的案例由科研项目主持人去除知识产权、简化处理和增加二次开发接口后,将项目开发的各个阶段文档、代码等提交给实训基地。实训基地组织计算机专业学生将每一个科研项目案例的开发全过程及各个阶段制作成动画演示系统,供教师在实训前给学生进行培训,学生也可以自己一边演示一边实训。案例系统或网站还提供二次开发的接口,供参加实训的专业学生进行二次开发、运行与测试。 “科研项目案例”实训基地通过案例的开发过程演示,采用开放式、解剖式的直观教学方法向学生展示软件系统开发过程的市场调查分析、需求分析、可行性分析、总体框架设计、模块设计、功能设计、代码设计等各个阶段需要解决的问题以及需要使用的开发工具、数据库等专业技术和专业工具,加深学生对软件工程、数据库原理、面向对象程序设计语言等课程的理解及综合运用,将理论知识转化为感性认识。对软件系统开发有了比较完整的认识。通过具体的实用案例系统或网站,学生学习各功能菜单的代码,掌握要实现某一功能模块的关键算法及代码实现。通过建立具体的数据库,让学生学会如何建立数据表、建立数据表之间的关联,构建实用的数据库。通过功能模块与数据库之间的连接调用,使用学生掌握系统中前台与后台数据的连接方法。同时,学生通过提供的二次开发接口,在原系统或网站基础上,自己动手添加功能模块并编写代码实现。在实训基地,学生可以通过二次开发进行功能模块训练,通过项目驱动开展系统开发实训。学生组成项目小组,共同完成系统的开发,最终达到培养学生的综合设计与开发能力,培养学生的专业能力和专业技能,培养学生的创新意识和创新能力,培养学生的协调与团队合作精神。 2.5教师科研促进学科競赛,培养创新人才 学科競赛是在课堂教学基础上,以競赛的方法,激发学生理论联系实际和独立发现问题、解决问题,培养学生专业素养和创新能力的重要途径。通过競赛,培养一批学习能力强、学习潜力大、学习效果明显的学生骨干。几年来,我们通过教师科研促进学生的学科競赛。培养创新人才。(1)以教师科研项目依托,通过创新工作室组织参赛学生进行集中培训,依靠项目组的集体智慧,基于课题研究成果开展针对性的训练;(2)以“科研项目案例”实训基地作为训练基地,结合参赛科目、内容,选择相应的科研项目成果案例进行针对性的训练;(3)在导师的指导下,以“大学生创新创业”立项项目和研究成果为基础,经过凝练和提升。推动学生个人或小组参赛。几年来,我们组织学生参加了包括全国大学生软件大赛、计算机网络大赛、广西计算机应用大赛等学科競赛,并取得了优良的成绩。逐步形成了以教师科研促进学科競赛的实践模式:以教师科研项目组建参赛小组-创新工作室分小组集中训练-校级选拔赛-选拔出参加全国或省级比赛选手-创新工作室重点训练-指导教师带队参加比赛-召开总结会-奖励获奖选手。通过依托教师科研,促进学科競赛,培养学生的创新能力。做到以创新促进競赛,以競赛提升创新,不断提高计算机专业学生的专业能力、专业技能、创新精神和团队协作精神。 3 实践与成效 我校计算机专业依托计算机教师科研和教学团队的科研教研优势,促进创新型应用人才的培养。将教师的科研项目、科研成果,融入课堂教学和实验教学,通过创新工作室、“科研项目案例”实训基地、学科競赛等形式、以任务驱动式、案例分析、开放式、探究式等教学方法推动计算机专业创新型应用人才的培养。经过几年的实践,我校计算机专业学生共获得了10多项区级或校级“大学生创新创业”研究项目的立项资助:在参加全国大学生软件大赛、计算机网络大赛、多媒体教学软件大赛。广西计算机应用大赛等比赛中,共获得10多个国家级奖项、20多个省级奖项。我校计算机专业依托教师科研,促进专业创新应用型人才的培养取得了比较显著的成效。 4 结语 我们构建依托教师科研项目和研究成果,融入课堂教学和实验教学,通过创新工作室、“科研项目案例”实训基地、学科競赛等形式推动计算机专业创新应用型人才的培养模式,取得了一定的成效。但是,其培养目标、人才规格、项目与课程内容结合、科研成果转化、学生创新创业项目转化等内涵建设还有很多需要完善和改进的地方,这是我们下一步的研究与实践工作。 计算机科研论文:计算机科研提速与计算科学发展探讨 摘要:理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。本文通过对计算机的发展历史和人类对计算本质认识的回顾,提出量子计算系统的发展和成熟,并且提出了人类认识未知世界的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。 关键词:计算科学 计算机科研 计算工具 理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。 据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。 首先,先谈谈关于计算科学与计算机发展。 第一,计算的本质以及远古的计算工具。抽象地说, 所谓计算, 就是从一个符号串f变换成另一个符号串g。比如说,从符号串12+3变换成15就是一个加法计算。如果符号串f是x2,而符号串g是2x,从f到g的计算就是微分。定理证明也是如此,令f表示一组公理和推导规则,令g是一个定理, 那么从f到g的一系列变换就是定理g的证明。从这个角度看,文字翻译也是计算,如f代表一个英文句子, 而g为含意相同的中文句子, 那么从f到g就是把英文翻译成中文。这些变换间有什么共同点?为什么把它们都叫做计算?因为它们都是从己知符号(串) 开始, 一步一步地改变符号(串) , 经过有限步骤, 最后得到一个满足预先规定的符号(串) 的变换过程。 从类型上讲, 计算主要有两大类::数值计算和符号推导。随着数学的不断发展, 还可能出现新的计算类型。早在公元前5世纪,中国人已开始用算筹作为计算工具,并在公元前3世纪得到普遍的采用,一直沿用了二千年。同时还把算法口诀化,从而加快了计算速度。 第二,近代计算系统与电动计算机和电子计算机。近代的科学发展促进了计算工具的发展:在1614年,对数被发明以后,乘除运算可以化为加减运算,对数计算尺便是依据这一特点来设计。1620年,冈特最先利用对数计算尺来计算乘除。1850年,曼南在计算尺上装上光标,因此而受到当时科学工作者,特别是工程技术人员广泛采用。机械式计算器是与计算尺同时出现的,是计算工具上的一大发明。帕斯卡于1642年发明了帕斯卡加法器。在1671年,莱布尼茨发明了一种能作四则运算的手摇计算器,是长1米的大盒子。自此以后,经过人们在这方面多年的研究,特别是经过托马斯、奥德内尔等人的改良后,出现了多种多样的手摇计算器, 并风行全世界。 20世纪初,电子管的出现,使计算器的改革有了新的发展,美国宾夕法尼亚大学和有关单位在1946年制成了第一台电子计算机。电子计算机的出现和发展,使人类进入了一个全新的时代。它是20世纪最伟大的发明之一,也当之无愧地被认为是迄今为止由科学和技术所创造的最具影响力的现代工具。 第三,摩尔定律与计算的极限。人类是否可以将电子计算机的运算速度永无止境地提升?传统计算机计算能力的提高有没有极限?对此问题,学者们在进行严密论证后给出了否定的答案。如果电子计算机的计算能力无限提高,最终地球上所有的能量将转换为计算的结果――造成熵的降低,这种向低熵方向无限发展的运动被哲学界认为是禁止的, 因此, 传统电子计算机的计算能力必有上限。 而以IBM研究中心朗道(R.Landauer)为代表的理论科学家认为到21世纪30年代,芯片内导线的宽度将窄到纳米尺度(1纳米=10-9米), 此时,导线内运动的电子将不再遵循经典物理规律――牛顿力学沿导线运行,而是按照量子力学的规律表现出奇特的“电子乱窜”的现象,从而导致芯片无法正常工作;同样,芯片中晶体管的体积小到一定临界尺寸(约5纳米)后,晶体管也将受到量子效应干扰而呈现出奇特的反常效应。所有的美妙都是彼此联系和有意义的 第四,量子计算系统。量子计算最初思想的提出可以追溯到20世纪80年代。物理学家费曼RichardP.Feynman曾试图用传统的电子计算机模拟量子力学对象的行为。他遇到一个问题:量子力学系统的行为通常是难以理解同时也是难以求解的。以光的干涉现象为例,在干涉过程中,相互作用的光子每增加一个,有可能发生的情况就会多出一倍,也就是问题的规模呈指数级增加。模拟这样的实验所需的计算量实在太大了,不过,在费曼眼里,这却恰恰提供一个契机。因此,只要在计算机运行的过程中,允许它在真实的量子力学对象上完成实验,并把实验结果整合到计算中去,就可以获得远远超出传统计算机的运算速度。 量子计算的出现,则彻底打破了这种认识与创新规律。它建立在对量子力学实验的在现实世界的不可计算性。试图利用一个实验来代替一系列复杂的大量运算。电子计算机和互联网的出现,大大加强了人类整体的科研能力,那么,量子计算系统的产生,会给人类整体带来更加强大的科研能力和思考能力。不仅如此, 量子计算系统会更加深刻的揭示计算的本质, 把人类对计算本质的认识从牛顿世界中扩充到量子世界中。 再次,关于理论计算机科学研究提速 据了解,从1998年成立至今,微软亚洲研究院已经确立了五大研究方向,涵盖多媒体、数字娱乐、用户界面、无线及网络技术和互联网搜索与挖掘等领域。本次成立的理论研究组将与原有的五个研究组平行运作,为他们提供理论方面的支持,帮助他们进一步拓展研究的深度和广度。 第一,理论研究科学深厚的科学意义和具备丰富的应用功能。理论研究科学既有深厚的科学意义,又具备丰富的应用功能,是最基本的计算机科学的组成部分,在国际上一直很受重视,但在国内却是大家不太了解的领域。直到2004年,计算机理论学界大师姚期智从任教多年的普林斯顿大学回归清华大学时,才算刚刚起步。 微软亚洲研究院院长沈向洋认为,理论研究组的意义在于,从科研角度来讲,理论相当于底层的基础支撑,丰富的、有深度的、坚实的理论资源将使基础研发走得更快更远。他表示,对于微软亚洲研究院来说,促进地区整体科研实力的提高是其使命之一。理论研究组的成立,除了为研究院其他组的研究以及微软产品的研发做好坚实的理论储备,进一步促进研究院的发展和创新外,还希望能和清华大学等科研院所一道促进理论计算机科学在中国的研究与发展。 第二,理论计算机科学研究的机会与挑战。理论计算机科学怎样才能够做出一些突破性的研究,让中国信息科学的研究更上一层楼,姚期智院士举了两个例子: 其一点,有些问题是效率问题,譬如互联网的搜索就能得益于理论计算机科学的发展。互联网是一个很大的图形,在这个图形里面所做的事情,基本上是理论计算机科学里面所包含的问题,如果能在算法上进行改进的话,就能在科学、时间、商业上取得非常大的效果,从而发挥强大的效益。 另一点,有些问题,不单是效率问题,而是能不能够做到的问题。譬如安全,在过去30年的研究里,大家公认的在信息安全、网络安全方面,没有一个好的理论框架和基础,不可能做到绝对安全,完全避免黑客的攻击。因此,必须在理论发展的基础上去保证各种信息的安全。 未来可能会从两个方面解决摩尔定律的极限问题:一方面是计算机的硬件,譬如说量子计算机;另一方面是计算机的软件。 综上所述,如果观察历史,会发现人类文明不断增多的“发现”已经构成了我们理解世界的“公理”,人们的公理系统在不断的增大,随着该系统的不断增大,人们认清并解决了许多问题。人类的认识模式似乎符合下面的规律:“计算工具不断发展-整体思维能力的不断增强-公理系统的不断扩大-旧的神谕被解决-新的神谕不断产生”不断循环。 无论量子计算的本质是否被发现,也不会妨碍量子计算时代的到来。量子计算是计算科学本身的一次新的革命,也许许多困扰人类的问题,将会随着量子计算机工具的发展而得到解决,它将“计算科学”从牛顿时代引向量子时代,并会给人类文明带来更加深刻的影响。如果我们用最好的方法,写的软件程序能够比现在更有效率的话,计算能力本身就会帮我们做许多现在无法做到的事情。 计算机科研论文:科研院所计算机网络安全防护方法的探讨 [摘要] 随着计算机网络技术的飞速发展,尤其是互联网的应用变得越来越广泛,给人们带来了前所未有的海量信息。科研人员越来越多地依赖计算机网络,但在计算机应用方面往往只注重于应用,而忽略计算机的维护及安全防护。网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性,网络信息的安全性变得日益重要。本文就计算机网络安全防护的重要性,针对计算机网络容易受到的安全威胁,提出计算机网络安全防护的基本方法和手段。 [关键词] 网络安全;安全防护;计算机安全 随着计算机网络的不断普及应用,全球信息化已成为人类发展的重大趋势,信息技术正在以惊人的速度渗透到研究所的各个领域,研究所的信息化程度也有了显著的提高。由于科研单位是掌握科学信息最前沿的领域,对信息的传递要及时准确。就目前科研院所(如医药生物技术研究所)在计算机领域的主要应用包括:科技文献的检索、科研信息查询及信息交流、传递等。科研人员在自身的领域都是业务能手,但在计算机安全应用上往往忽略或欠缺。因此,要求信息网络能够稳定安全地运行,满足科研工作的需要。 1 计算机信息系统面临的安全威胁 造成网络安全威胁的主要因素有以下几个方面: 1.1 计算机病毒 伴随着计算机技术的推广普及,计算机病毒也在不断地发展演变,其危害越来越大。目前计算机病毒的特点是流行广泛、种类繁多、潜伏期长、破坏力大,对计算机信息系统的安全构成了长期与现实的威胁。 1.2 黑客入侵 通过技术手段,黑客以非法手段侵入计算机信息系统,获取计算机中的秘密信息或有选择地破坏信息的有效性与完整性。这是当前计算机信息系统所面临的最大威胁。1.3 系统漏洞 利用计算机操作系统、信息管理系统、网络系统等的安全漏洞,进行窃密与破坏活动。各类软件系统总是存在一些缺陷或漏洞,有些是疏忽造成的,有些则是软件公司为了自便而设置的,这些漏洞或“后门”一般不为人所知,但这给病毒、黑客入侵提供了可能。据Symantec的调查显示有65%的威胁是由系统漏洞造成的。 1.4 人为因素 由于人们在日常使用计算机时对安全防护的疏忽,特别是对口令的不重视,很容易产生弱口令,很多人用诸如自己的生日、姓名等作为口令,为黑客破解密码提供了机会。在内网中,黑客的口令破解程序更易奏效。 2 提高安全防护工作的办法 当前,科研院所计算机信息系统的安全防护工作,在技术层面上还存有一定缺陷,这需要相关工作人员针对以上可预见的威胁,及时完善安全设备设施、制定相应安全的技术措施,切实加强安全防护与防范,以保障信息系统的安全。当前,主要基于应用的技术防范措施有以下几种: 2.1 防病毒技术 计算机病毒的典型任务是潜伏、复制和破坏,防治的基本任务是发现、解剖和杀灭。目前,比较有效的方法是选用网络防病毒系统,用户端只需做一次系统安装,按时进行病毒库的升级工作,由防病毒软件进行病毒的自动查杀。 2.2 端口封闭技术 由于多数黑客都是通过端口扫描技术入侵用户计算机,因此,关闭不必要的端口,是防止黑客入侵的有效方法和手段。关闭端口的方法有: 2.2.1 基于基本应用,关闭所有不必要的应用端口。具体方法是:右键单击“网上邻居”选“属性”打开右键单击“本地连接”选“属性”打开选“Internet协议(TCP/IP)”选“属性”打开选择“高级”打开选择“筛选”选中“TCP/IP筛选”点击“属性”进入选择界面,选择需要开放的端口。 2.2.2 关闭容易被黑客利用的端口。病毒和黑客通常是通过TCP135、139、445、593、1025 端口和UDP135、137、138、445端口,一些流行病毒的后门端口(如 TCP 2745、3127、6129 端口),以及远程服务访问端口3389侵入计算机的。因此,应关闭这些端口以保护计算机。 2.3 及时修补系统漏洞 由于各类软件系统总是存在一些缺陷或漏洞,有些是疏忽造成的缺陷。试想,若住在一个千疮百孔的破屋子里,会感到安全吗?而计算机都是基于各种软件运行,一个千疮百孔的计算机,怎么能够保障信息与网络应用的安全呢?应利用开源软件或杀毒软件自带的漏洞扫描工具及时对计算机系统漏洞安全扫描,可利用开源软件或杀毒软件自带的漏洞扫描工具完成。利用这些工具,找出操作系统中存在的可能被攻击的漏洞。 2.4 访问控制 访问控制是计算机信息系统安全的关键技术,对网络用户的用户名和口令进行验证是防止非法访问的第一道防线。用户的口令是用户登陆计算机的关键所在。为保证口令的安全性,用户口令不能显示在显示屏上,口令长度应不少于6个字符,口令字符最好是数字、字母和其他字符的混合,它确定了每个用户的权力限制条件。 当前,随着计算机信息技术的迅猛发展,对计算机信息系统的破坏也日渐猖獗。然而,“魔高一尺,道高一丈”,只有真正警惕起来,牢固树立安全防护意识,加强安全防护,才能够防患于未然,保证计算机系统的安全。 3 结语 科研院所网络的安全问题,不仅是设备、技术的问题,更是管理的问题。对于计算机系统的使用者来说,一定要提高安全意识,加强安全防护的技术手段,注重对网络安全知识的了解和学习,保障计算机信息系统的安全,以满足科研工作的需要。
基础化学论文:PBL 教学模式在基础生物化学实验教学中的应用 pbl教学(problem-based learning)是以“问题为中心”的教学模式,①是美国教授barrows于1969年首次采用的一种新教学手段。与传统的教学方法(lbl,lecture-based learning)相比有很大不同。其特点在于提倡“以学生为中心”的教学理念,注重把课堂的主动权交给学生,强调教师对学生的指导和评估作用,有利于培养学生发现问题与解决问题的综合能力。②③其精髓在于将学生的自学与教师的引导教学紧密结合。 1 研究方法 1.1 准备阶段 选择4学时的两个实验项目(本文由论文联盟//收集整理蛋白质含量的测定方法和酶的性质)采用pbl教学模式进行。随机选取4个30人左右小班,共计124人,分成2个大组,一组实施pbl教学法,另一组实施lbl教学法,每组均由同一位教师指导,两组都分别再分成若干个小组,每组5~6人,各组选出一位组长。 准备阶段是pbl教学环节中最重要的环节之一。以蛋白质含量测定实验为例,在生物化学实验技术中,蛋白质含量的测定方法很多,根据不同蛋白质的性质合理选择测定方法是这一环节中的重点。首先按照教学大纲的内容,设计选择不同难易程度的实验材料,在实验前对学生进行简短讲解。教师在课前根据教学大纲的安排,找出能基本涵盖相关知识点的实验材料。 1.2 课前设计 pbl组上课前将教学内容的主要目标交给各小组组长,问题设置具有引导作用,要求学生预先进行小组讨论并提出与本实验内容相关的问题,并指导学生利用图书馆和网络信息资源来回答问题,通过此种途径使学生在课前即获得实验所需的相关知识,最后撰写小组讨论成果以及实验方案,在课前一并交给任课教师。 1.3 实验教学 pbl组和lbl组的任课教师、教材以及教学内容均相同。在pbl组教学中,教师先集中讲授学生撰写的实验方案中出现的共性问题,然后将问题进行分类,并以此为依据进行分组实验,再根据实验中每组学生出现的不正确操作和不理想的实验结果,再次提出问题,促使学生独立思考并找出问题所在,最后,由教师对本次实验进行全面分析和总结,并将学生的发言记录保存。在lbl组教学中,首先由教师按照教材讲授实验目的、原理、操作步骤以及实验中的注意事项,然后学生按照教师的讲解逐步进行实验内容。实验结束后,两组学生完成实验报告。 1.4 总结分析 实验结束后,由教师对本次实验的重点内容进行综合阐述,对学生在实验中仍然不清楚和操作中考虑不全面等共性问题做出重点分析,并且再次提出实验操作中需要注意的各种问题,对两组学生的综合表现进行适当的点评。 1.5 效果评价 实验教学结束后,教师对两组全部学生同时进行实验成绩的比较分析,并对pbl组和lbl组学生迸行调查问卷。内容从学生自学能力、动手能力、对所学理论知识的理解和应用、语言表达能力、创新能力的培养、团队合作意识以及拓展知识领域等多个角度进行,每个问题为是、否两个选择。结果数据运用spss11.0 软件进行数据处理和统计学分析。 2 结果 在上述教学效果评价的基础上,考察学生对pbl教学手段的看法和感受,与传统教学方法比较,学生有什么样特殊的收获。本次共发放问卷62份,收回62份,结果见表1和表2。从调查的结果可以看出:学生对pbl这种教学方法之前不甚了解,但是通过这次尝试,pbl组中有79.03%的学生愿意接受pbl教学,对此教学反映良好;75.81%的学生认为该教学模式适合自己,并对此产生了浓厚的兴趣;对自身素质培养的调查中有72.58%的人认为能够提高组织和语言表达能力;半数以上的同学认为pbl教学模式给予了主动学习的机会,激发了想象力,对培养创新能力和开拓精神有很大帮助。从教学效果来看,pbl教学法在提高学习积极性、独立分析和解决问题能力及开拓知识视野等方面具有积极的作用,④pbl组均优于lbl组。但也有个别学生对该教学模式没有兴趣,认为对自己的学习效果没有明显的改变。 3 讨论 由于采用pbl教学涉及到教学方法和考核等方面的变化,在执行中可能会遇到一些问题。所以,教师应该以学生为中心,引导学生提出与教学内容相一致的问题,使学生带着浓厚的兴趣进行学习,引导学生自己找到疑难问题的答案,让学生学会自主学习,顺利完成教学内容,所以教师应该扮演一个指导者的角色。 此次pbl实验教学,根据实验成绩并结合调查问卷结果表明,学生对pbl教学由不清楚到产生一定的兴趣,认为pbl教学有一定的新意,能够提高学习热情,有利于加强枯燥的生物化学知识的学习和理解。同时pbl组同学认为与传统教学的不同在于,pbl通过提出问题引发学生学习的主动性。回答问题的过程中不仅局限于教材,而且可以充分利用网络上信息的优势。在解决问题的过程中,需要学生综合相关方面的知识。因此,有利于学生将各方面的知识融会贯通。在实验操作过程中,采用pbl方法,使学生对于实验现象和结果有了更好的理解,更有利于加深对理论课所学知识的掌握,加强理论联系实际,并激发了学生对新知识的兴趣和探索。以小组为单位的新形式促进了学生之间的交流和沟通,培养了学生的团队精神与合作意识,也为学生提供了一个利于自主学习和自我发展的良好平台。加之教师的参与,更利于课堂教学过程的灵活多样和激发学生的参与意识,使教学更具有目标性和方向性。 pbl教学模式以提出问题为核心,为基础生物化学的实验教学提供了新的思路。但pbl的开展还刚刚处于起步阶段,目前在具体实施过程中还存在一些问题。首先,无论学生和教师两者对 pbl 缺乏足够的认识,教师在教学中很难真正地“隐退”, 学生对pbl的内涵缺乏深入的了解,无法找到真正的学习方法,因此,很难真正发挥pbl教学模式的优势作用。正如问卷结果显示,有少数学生认为高校课程较多,四年的时间有限,应用pbl进行教学对学习效果不会有太大的帮助,对课程的某些细节还有可能遗漏,特别是基础生物化学这类重要的基础课。而传统教学的系统性较强,具有全面讲解、重点突出等特点,正好弥补了pbl教学中的不足。其次,pbl教学模式对师资状况提出了更高的要求,要求有足够的教师和实验人员来匹配。但目前我校的师资状况难以满足pbl这一需求,同时,pbl教学对教师的理论基础与深度提出了新的挑战,新的教学经验还需要不断摸索,教师传统教学思维的转变还需要一个过程。再次,对教学效果的正确评价仍缺乏有效的手段。本次pbl实验教学采用的调查问卷与成绩考核,只是初步的尝试,还不能准确、全面地反映教学效果,还需逐步建立定量和定性相结合的客观有效的评价方法。 因此,根据我校的实际情况,将pbl这种新的教学模式引入到基础生物化学的实验教学中,并与传统的lbl教学进行有机的结合是很有必要的。一方面发挥pbl教学以学生为主体,以重能力培养替代重知识传授的优势,提高学生学习积极性,提高学生解决问题和实践能力。另一方面也发挥传统教学讲解系统性强的优点。本课题中我们选择已经在理论课学习过蛋白质化学及酶学的有关章节,开展蛋白质含量测定方法及酶的性质方面的讨论,这样有利于学生加深对酶性质的理解,并了解和掌握蛋白质含量测定方法的广泛应用,对理论课的学习起到一个很好的复习和巩固作用。生物化学是高等农业院校培养学生基本实验技能和实践能力的重要的基础教学环节,为后续专业知识的学习奠定基础。通过开展本课题发现,目前pbl教学可以应用于本科生的基础实验教学中,符合现行教育体制下教学改革的主导思想。但不能完全否定lbl传统教学,应结合本校的实际情况,逐步开展pbl教学改革,即充分发挥pbl教学模式的优势,也保留传统教学的特点,建立一个适合我校实际情况的、有特色pbl教学体系,使基础生物化学的教学质量有一个新的突破。 基础化学论文:现代技术在基础化学实验中的应用 摘要: 基础化学实验是化工类专业的实验基本技能,是其研究问题、解决问题的能力的重要基础。在基础化学实验中采用网络和计算机技术辅助教学,提高了基础化学实验课教学效果,是实验教学手段的改革发展方向。 关键词: 基础化学实验;网络;计算机技术;多媒体 传统的基础化学实验课教学,都是由指导教师在学生实验之前进行实验的原理、操作步骤、注意事项等等进行讲解,然后学生做实验。由于教师表达方法和学生听讲的注意力,以及学生的记忆等的限制,学生在进行实验的时往往对所做的实验一知半解,在实验中出错率较高,消耗了学生进行理解和思考的精力,进而达不到预期教学效果。随着科学技术的进步,教学手段得到不断地更新,网络和计算机技术应用于教学之中,使教学效果得到较大幅度的提高。利用网络和计算机以及多媒体技术进行辅助实验课教学,是未来实验教学手段的改革发展方向。 1.网络技术在基础化学实验教学中的应用 2012年大连工业大学教学研究项目《基础化学远程教学平台的建设》完成时建成了基础化学实验教学中心网页,在网络平台上传了自主研发的无机与分析化学、有机化学、物理化学实验预习课件,无机与分析化学实验课件突出了化学实验的基本技能操作二维动画,学生在预习时可以直观地了解操作要领,有机化学实验针对有机化学实验的特点研发了自测式实验预习软件,要求学生在进行实验之前预习解答,达到成绩要求的学生方可进行实验,取得良好的教学效果。物理化学实验的预习课件,则是三维动画形式演示了实验的整个过程。网上预习课件的使用,为学生预习实验提供了多元化的手段。目前,基础化学实验教学中心正在进行虚拟实验的建设,在2017年中央与地方共建项目的支持下,大连工业大学基础化学实验教学中心将建设智慧化实验教学管理系统,建成时将拥有自己的网络服务器,方便师生之间沟通,共享网络先进教学资源,现代网络技术基础化学实验教学中将发挥更大的作用。 2.计算机技术在基础化学实验教学中的应用 基础化学实验,如:物理化学实验由于实验仪器使用量大,许多实验装置现在都具备了计算机数据采集条件,物理化学实验中的“燃烧热的测定”,“二元合金相图”都是采用了计算机采集实验数据,计算机采集实验数据提高了数据的精确性,降低了学生做实验和处理实验数据劳动强度。同时,物理化学实验数据处理多数是作图取直线的斜率、截距,学生一直是手工采集和绘制,既不准确,又费时费力。在一定程度上影响了学生学习实验课程的积极性,也浪费了学生大量的宝贵学习时间。应用计算机进行绘图、处理实验数据,学生可以快速准确地得出数据的线性关系,见图1。不仅节约了学生处理实验数据的时间,提高了实验结果的准确性,还增加了实验的趣味性,对学生也是另一种能力的培养。在学生的毕业环节、研究成果的学术论文的撰写中都是有实际意义,可以说这方面的能力也是学生实验技能中的重要部分之一。 3.多媒体教学手段在基础化学实验教学中的应用 多媒体辅助教学手段如今已广泛应用于理论课教学之中,其信息量大、生动真观的优越性提高了教学效果。在基础化学实验课教学中多媒体将充分发挥其在教学中的辅助功能,提高了实验教学效果。2015年中央与地方共建项目《基础化学实验教学平台的建设》的实施,在基础化学实验教学中心建成了三个多媒体实验室,将多媒体辅助教学手段应用于实验课教学变成了现实。在多媒体进行辅助教学中,实验指导教师用三维动画制作出生动形象而又直观的实验信器及操作过程,让学生清楚地了解实验的细详操作流程,加上教师的讲解,大幅度降低了学生实验过程中的出错儿率。使复杂而抽象的问题简单化、形象化,便于学生理解和掌握。根据不同课程教师采用了不周形式的多媒体教学方式,例如无机与分析化学实验,面对的是一年级学生,实验基础差,教师讲解之后,将教学课件打开在大屏幕上,便于学生在实验过程中遇到问题时翻阅查看,见图2。 有机化学和物理化学实验,则由于实验原理和操作比较复杂,指导教师一边实验操作演示,一边用多媒体讲解实验过程中的具体步骤和注意事项,这种多媒体和实际操作相结合的教学方法,降低了学生实验的出错率,促进了学生学习的积极性。见图3。 4.展望 现代网络与计算机技术在基础化学实验教学中的应用,使基础化学实验教学效果有了大幅度的提高,我们的工作只是刚刚开始起步,教学研究有广大发展空间。计算机采集和处理实验数据已成为基础化学实验中的必要手段,多媒体辅实验教学的优越性被广大师生普通认可,使用更方便的触摸式一体机在实验中被广泛采用。目前,利用网络技术建设智能化实验教学及管理平台,在国内一些高校已经开始运行。在2017年中央与地方共建项目的支持下,基础化学实验教学中心将进行智能化教学及管理平台的建设。基础化学实验智能化教学及管理平台的建设,一方面可以使学生接触最新的实验仪器,采用现代数据收集及处理系统。使基础化学实验室与科研工作实验室相接轨。另一方面,在教学过程中,能够加强学生与教师之间的交流,能够在有限的时间内达到最优的教学效果。引进智慧化工的解决方案并融入实验室中,结合学校现有配套设施,将实验室中的一组或多组实验设备实现互联互通,状态感知,实现有线无线综合接入,呈现扁平化的承载网,完成数据端到端的传送,从而可进行互动交流教学,实验室环境智能控制,学生实验情况实时了解,以数据分析为基础实现大数据挖掘后的辅助教学分析等,从而提升学生对于实验过程的感知,建立与教学大纲相符的基础化学智慧实验室。可以预见,现代技术应用于基础化学实验课教学中,实验教学效果将会得到大幅度的提升。 作者:宋文静 王岩 单位:大连工业大学轻工与化学工程学院 基础化学论文:水产专业基础化学教学改革探索 摘要: 针对当前水产专业基础化学教学所遇到的主要问题,本文通过分析课程体系、精选教学内容、分层次小班教学、创设教学情境、加强实践教学环节等一系列措施进行教学改革与探索,以期提高基础化学教育教学质量和水产专业学生的综合能力。 关键词: 水产专业;基础化学;教学改革 基础化学,是无机化学、有机化学、分析化学等知识融合在一起形成的一门综合课程,是水产专业的基础课程之一,旨在夯实学生的基础知识,满足后续专业课程的学习要求。近年来,基础化学发展十分迅速,课程内容越来越丰富,而教学体系中课堂容量又十分有限,加上传统的教学模式已不能满足水产专业人才培养质量的要求,导致各种矛盾日益突出。为化解矛盾,提高基础化学的教学质量,对这门课程进行教学改革与实践探索,势在必行。 1基础化学课程教学中遇到的主要问题 1.1“重专业课,轻基础课”的观念大有存在 大部分学生认为化学基础课程不重要,跟以后从事的水产工作似乎也没什么直接联系,导致学生不重视基础课程的学习,甚至觉得学习这门基础课是在浪费他们短暂的大学时光,于是把精力放在专业课的学习或考相关的执业资格证书上。这种急功近利的心态,很容易使学生的知识链断裂,继而影响后续专业课的学习。 1.2教材没有针对性,内容繁杂,讲授课时数不断缩水 目前,高校水产专业的基础化学课程使用的主要教材有黄月君、曹延华主编的《无机及分析化学》(华中科技大学出版社,2010年版)和汪小兰主编的《有机化学》(高等教育出版社,2005年版)。但这些教材偏重化学原理及反应机理,缺乏专业针对性,不能突显水产专业特色,导致教学内容与水产专业人才培养目标脱节。随着教学改革的不断深入,基础化学课时量不断缩减,由原来的总学时180学时(每周6学时)变为52学时(每周4学时),由2学期压缩为1学期。随着化学学科迅速发展,新知识大量涌现,基础化学课程内容多而学时数少的矛盾日益突出。 1.3学生化学基础参差不齐 水产专业生源类型多,生源素质差异较大,有相当一部分属于对口招生,他们在高中阶段基本上没学过化学,基础薄弱。若还按照统一教学目标授课,就会造成部分学生感觉课程内容简单,失去学习激情,部分学生觉得难度太大,产生厌学情绪。而且一直以来化学基础课大部分采用大班授课模式,无法结合专业开展针对性教学,教师也不可能顾及到每个学生,导致教学效果差。 1.4教学方法过于单一,不够科学 由于课时数缩水严重,教学内容繁多,为了完成教学任务,“满堂灌”的教学方法普遍存在,部分教师授课中过多依赖多媒体课件等现代技术手段,整节课都在播放PPT,内容信息量大,学生被动跟随幻灯片。这种单一的教学方法造成师生之间缺乏互动交流,学生主体地位被削弱,学生的学习积极性下降,不利于学生思考分析、创新探究能力的培养。 1.5实践教学环节薄弱 在基础化学教学上偏重理论知识,忽略必要的实验实训环节,忽视培养学生的实践技能,客观上造成理论与实践脱节,导致教学与水产市场需求脱钩。而且已有的基础化学实验课,教学模式单一,学生都是照本宣科做实验,不能培养学生的动脑动手能力,使学生缺乏创新性。加之实验教学设备落后,人均资源不足,造成部分学生无法参与实验,感觉无所事事,一无所获。因此,针对以上问题,结合水产专业特色,对基础化学课程进行积极改革及探索,以提升基础化学课程的教学效果。 2基础化学教学的改革与探索 2.1分析水产专业课程体系,扭转急于求成的思想 基础化学是水产专业的公共基础课,通过本课程的学习可使学生系统掌握化学基础理论知识,培养学生的实验技能和独立操作能力,可为养殖水环境化学、水产动物营养与饲料学、鱼类增养殖学、水产动物病害防治学等后续课程的学习奠定基础。因此,在开课之前,向学生讲解水产专业的课程体系,重点讲解该课程在整个教学体系中的作用,让学生了解该课程与其他水产专业课程之间相互依赖、相互衔接的关系,强化该课程在水产专业人才培养中的关键地位,从而让学生在思想上重视该课程的学习,转变“重专业课,轻基础课”的观念。 2.2结合水产专业,精选教学内容 依托市场调研,根据水产相关行业企业对人才知识结构的需求,参考水产专业职业技能培训及工作岗位技能要求,以“加强基础、重视应用、提高素质、培育潜能”为原则,对传统的教材结合水产专业进行梳理整合,精选出适合水产专业的基础化学教学内容,这也是解决课程学时压缩和教学内容增多这一矛盾最直接最有效的办法。删减与水产专业无关或关系不大的章节,如无机化学中的物质结构、化学反应中的能量关系和反应速率,有机化学中理论性过强的反应机理等;侧重讲解分析化学中溶液的四大平衡及四大滴定的应用,为后续养殖水环境化学课程做好铺垫,如测量天然水体的硬度、碱度,养殖水体的pH、COD等;有机化学中碳水化合物、氨基酸蛋白质等章节与水产动物营养与饲料学课程有着千丝万缕的联系,可以适当展开,卤代烃、杂环化合物等章节可以在培育池消毒药物、渔场各种人工催产药物、池塘养殖肥料等方面进行加深和拓展。除此之外,教师应站在化学的前沿,密切关注该学科的发展动态,及时对教学内容结合水产专业进行完善和更新,使学生了解最新知识,适应时代进步。 2.3针对学生基础差异,采取分层次小班授课 首先,在新生刚入校时,对学生进行摸底测验,了解学生的化学基础知识水平,对每个学生的基础做到心中有数,在此基础上把学生划分为不同的层次,然后按层次将学生分成30-40人小班授课,最后将教学目标按不同层次不同班级重新设计,或提高难度,或降低要求,进而实施分层次教学。分层次教学可避免学生“吃不饱”或“消化不良”情况的出现,小班授课便于任课教师具体了解每个学生的学习掌握情况,同时也可以缓解实验室压力,让每个学生参与实验课中,两者结合从而提高教学效果。 2.4创设教学情境,最大限度发挥学生能动性 针对教学方法过于单一的现象,可通过创设教学情境改善。创设教学情境其实是在模拟生活,使课堂教学更接近现实生活,使学生如临其境,加强感知,突出体验。基础化学教学中,要从学生现有的知识水平和切实的生活体验出发,通过演示化学实验,设置化学问题,展示图片、模型及影像资料,譬如介绍化学相关的有趣故事、科学史实、新闻报道,带领学生进行调查与实践等,将抽象的教学内容设计成为生动、具体的教学情境,调动学生的学习兴趣,为学生的思维提供形象支撑,让学生在真实环境中感悟和体验知识,降低学生学习的难度,实现教学目标。比如在学习“溶液的渗透压”时,可以联系水产日常现象,如海水鱼不能在淡水中生存,如鱼鳞片脱落、表皮擦破后,体内渗透压调节失去平衡,降低了鱼苗对疾病的抵抗力。总之,良好的教学情境,能够让课堂变得生动,让学生变得主动,从而收到事半功倍的教学效果。 2.5加强实践教学环节,培养学生创新能力 打破原有的旧实验课程体系,构建与理论课相适应、与水产专业密切结合的基础、专业、创新“三位一体”化学实验课程新体系。首先,加强学生基础技能训练,将基本操作和基本实验作为重要部分,培养学生基本操作规范化,如酸碱滴定实验、紫外分光光度计的使用等。其次,重视学生专业能力训练,加强实验内容的应用性,所选实验内容尽量接近水产专业,如设置水质检测,定量分析鱼饲料各种组分等实验。最后,加大学生创新能力培养,鼓励学生参与教师科研、大学生科技活动、实验操作技能大赛、职业技能培训等,培养学生的想象力和创造力,有利于创新能力的提高。 3结论 紧紧围绕水产专业应用技能型人才的培养目标,精选基础化学教学内容,采用更为科学的教学模式,灵活运用现代化的教学手段,充分调动学生的学习积极性和能动性,提高学生的创新能力和综合素养,进而探索出一条适合水产专业人才培养的基础化学课程教学之路。 作者:刘俊 杨东辉 周本翔 郭旭升 单位:信阳农林学院水产学院 河南省渔业生物工程技术研究中心 基础化学论文:化工类基础化学实验教学改革 摘要 按照应用型人才培养目标,将基础化学中的无机化学、分析化学、有机化学、物理化学课程涉及的实验内容作为一个整体统筹安排、内容合理衔接,避免了实验内容重复,减少了验证性实验项目,增加了综合性、设计性实验项目,开设了化学虚拟仿真实验,突出了实验的应用性教学。通过基础化学实验,使学生掌握了基本的实验技能,培养了学生动手操作和分析解决实际问题的能力。 关键词 化工专业;应用型人才培养;化学实验;化学虚拟仿真实验;实验改革 化学学科是化工类专业的主干学科,化学类课程是培养化工类专业应用型人才的基础核心课程,化学类实验教学是培养高水平应用型人才的重要环节。在化工类院(系)中,一般把化工类专业开设的无机化学、分析化学、有机化学、物理化学课程称为基础化学(又称四大化学)课程,基础化学课程都是地位非常重要、实践性非常强的核心课程。长期以来,在化工类专业人才培养方案中,基础化学的理论课和实验课缺乏整体考虑,基础化学的理论课和实验课各自独立设置,缺乏有机联系,部分内容重复;每门课的理论课和实验课分工太明确,相互融合和贯通不好,实验内容零散[1]。基础化学实验教学在基础化学教学过程中占有很重要的地位[2]。要培养出高水平、高质量的应用型人才,在基础化学实验教学中不仅要注重学生动手能力的培养、注重分析问题与解决问题能力的培养,还应加强学生工程能力的培养以及对新型科学仪器、新技术的详细了解和掌握[3]。为了更好地发挥基础化学实验教学在化工类专业应用型人才培养方面的独特作用,我们对基础化学实验教学进行了大幅度改革,并开设出了化学虚拟仿真实验,这些改革明显地提高了基础化学实验教学水平和学生工程能力。 1基础化学实验改革的必要性 以前,原基础化学实验教学各成体系,存在着内容重复,例如天平的使用、酸度计的使用、分光光度计的使用等内容在无机化学和分析化学实验中均有,在实验学时压缩的情况下,必须避免低水平的重复;基础化学实验课中验证性实验项目较多,综合、设计性的实验很少,对应用性实验教学重视不够,学生训练的机会很少,这种传统的实验体系已不能满足应用型人才培养的需要;在制订新的实验教学大纲时,虽然将分析化学实验在原有的容量分析实验基础上增加了仪器分析,但总体上仪器分析学时较少,仅开出酸度计、分光光度计、气相色谱等3个实验项目,无法满足学生对现代仪器使用的需要,远远不能跟上科技进步和仪器发展的步伐。近年来,在全球范围内明显重视化工环保和可持续发展问题,特别是中国政府提出现代绿色化工、化工清洁生产、循环经济的新理念,化工领域要突出做好绿色环保、节能降耗、减排增效和可持续发展的工作[4]。基础化学实验中存在着危险性、污染性、高成本、不直观性等问题,使很多基础化学实验过程难于在实验教学中具体实施或者即使进行实验也很难看到现象的本质。同时,实验中涉及的大型仪器设备造价昂贵、运行成本高,在教学中难以广泛使用,而且绝大多数仪器核心工作部件封闭,在工作状态下不可以观察其工作过程。随着科学的迅猛发展和人才培养质量要求的不断提高,基础化学实验教学的内容愈来愈丰富,要在有限的实验教学学时下扩充实验教学内容,提高实验教学质量和效率,必须对传统的基础化学实验教学内容和方法进行改革。目前,先进的网络和信息技术已将化学领入了信息时代,随着现代教育技术的发展,采用模拟仿真技术,计算机图形图像技术等生成逼真的实验场境,在虚拟的情境中完成真实情况下难以甚至不能实现的实验已成为可能。化学虚拟仿真实验作为真实实验的重要补充可扩展,具有仿真性、沉浸感、安全等特点,与实物实验有机结合,可以使学生获得全面的训练,对培养学生动手能力、观察能力、独立思考能力和创新能力具有重要意义。 2基础化学实验改革的做法 根据现代化学实验教学需要,在反复论证利弊的基础上,成立了“基础化学实验教学中心”、“化学虚拟仿真实验教学中心”。首先,及时调整了部分实验仪器设备的管理和使用,合并了无机化学、分析化学、有机化学、物理化学的天平室,将原有的天平集中管理和使用。调整的结果完全能够满足基础化学实验的需要,且基础化学实验教学中心的天平室还可对其它学生实验开放,既避免了重复购置,又提高了天平的使用率。总之,显著地提高了基础化学实验室和仪器设备的利用率,为基础化学实验教学改革打下了良好的基础。其次,加强了基础化学实验主讲教师的力量,采取从事理论教学教师都要担任实验主讲教师,新到校的青年教师直接先到实验室专职做1年以上的实验主讲教师,充分发挥任课教师参加实验教学和实验教学改革的积极性。基础化学实验教学实行主讲教师制度,实验主讲教师负责实验课教学内容的改革与修订、实验教学过程的把关、实验教学考核的实施;对首次指导实验的新教师和首开新实验的教师,实行试讲试做工作制度。加强师资力量和提高实验教学水平为基础化学实验教学改革提供了有力的支撑。第三,将无机与分析化学、有机化学、物理化学课程涉及的实验内容作为一个整体统筹安排,对基础化学实验内容进行重组,使实验内容合理衔接,删除内容存在低水平重复的实验,突出基础化学实验的应用性,减少了验证性实验项目,增加了技能性、综合性、设计性实验项目。第四,按照应用型人才培养定位,化学虚拟仿真实验教学已基本构建了两大层次教学资源:第一层次———以强化双基教学为主导的基础化学虚拟仿真,该层次的虚拟仿真实验课程设置主要以无机化学、分析化学、有机化学、物理化学等基本实验的实训,设置目的是让学生系统学习化工类专业的基础实验知识,掌握基础技能,强化基本操作能力训练。同时培养学生独立思考、团结协作的精神,加强分析问题和解决问题能力的培养,从而达到提高学生专业学习的兴趣。根据虚拟现实教学的特点,深化改革,加强课程建设,对实验基本操作类内容加强练习,保障学生动手能力的培养是实物实验的安全。本层次为学生开设虚拟仿真实验内容有:化学实验基本操作与实验室准入、无机化学虚拟仿真实验、分析化学虚拟仿真实验、有机化学虚拟仿真实验、物理化学虚拟仿真实验。第二层次———以强化应用能力为主导的大型分析仪器虚拟仿真,该层次的虚拟仿真实验课程设置主要以化学相关的仪器分析课程为主,包括电化学分析、色谱分析、光谱分析及其它大型仪器等实验项目的设置,设置目的是培养学生的查阅、动手、观察、记忆、思维、想象和表达等能力,促进学生的全面发展。具体到教学内容上则是重在使学生掌握常用大型分析仪器的结构原理、基本操作及应用等,掌握仪器分析中仪器维护、样品处理和处理数据的基本方法,了解仪器分析领域的最新发展动向及其趋势,巩固课堂所学理论知识,培养学生发现、分析、处理、解决问题的能力,加强学生素质教育,激发学生的创新精神,把学生培养成为适应化工行业发展要求的新型人才。 3基础化学实验课程体系的构建 构建了与理论教学相结合的实验教学体系及其实验教学内容,实现实验教学与理论教学紧密结合、实验教学内容与工程应用能力培养紧密结合。按照“强化基础、循序渐进、逐步提高、注重应用”的原则,构建注重全面素质、突出应用能力培养的实验教学课程体系,改革现有实验教学内容,减少重复内容,增加接续性实验;减少演示性实验、验证性,增加综合性、设计性实验,开发新技术实验内容,增加了化学仿真实验。将过去单独开设的无机化学实验、分析化学实验完全融合统一考虑。在实验教学中,实验课为60学时,与改革前两门实验课的学时总和相同,但在实验内容上进行了重新安排。在定量分析的实验方面,使学生能够熟练掌握像分析天平、酸度计、电导率仪等常规仪器的正确使用,精选了实验内容与阴、阳离子定性分析鉴定相结合的元素性质实验,目的是使学生在了解典型元素不同价态化合物的酸碱性和氧化还原性的同时,能利用其化学性质进行分离和鉴定。开设了多个综合性实验及1个初步的设计性实验,以培养学生分析和解决问题的能力。在实验教学方面,除无机化学实验、分析化学实验进行了大幅度改革外,有机化学、物理化学方面实验也进行了有效改革。物理化学实验新开出了燃煤质量测定1个综合性实验项目和乙酸乙酯皂化反应速率常数及活化能的测定、二元液系相图及工作曲线的绘制2个设计性实验项目,着重培养学生的实践动手能力、知识应用能力。十分注意将基础化学的理论课和实验课统一考虑,有一些理论课内容与实验课内容联系紧密,放在实验课上讲,让学生边学理论边做实验,既丰富了实验内容,又缓解了理论课时间少内容多的矛盾。化学虚拟仿真实验教学结合应用型人才的培养定位,分别构建了基础化学在线虚拟仿真实验、大型分析仪器虚拟仿真实验。充分利用虚拟仿真的优势和特点集中解决各部分在实物实验中的瓶颈问题,仿真实验与实物实验相互搭配,形成虚实结合、动静结合、理论与实际相结合的有机整体。突出了虚拟仿真实验的灵活高效性、安全环保性,以及涵盖面广和成本低廉的特色。首先,在基础化学虚拟仿真实验阶段,利用虚拟仿真实验具有的可重复型的特点,学生在虚拟实验工程中,可以反复练习,不拘泥于实验时间、仪器设备和药品的限制,更好地强化了学生的基本操作,解决了学时与学习效果之间的矛盾;利用虚拟仿真实验的可视化特点,使学生在虚拟实验中观察到经典化学实验难以跟踪、肉眼甚至仪器无法观察的分子微观变化以及相互作用,更真实和形象的描述化学反应的过程、揭示化学的本质,丰富学生的想象力和领悟力,激发学生的创造力;利用虚拟仿真实验绿色环保、仿真度高、交互性强的特点,突破传统实物实验的限制,达到实验过程绿色化、实验手段现代化和实验结论科学化的效果,让学生在安全、低毒、环保的实验环境中获取知识。其次,在化学实验仪器工作过程中仿真及虚拟操作训练,突破封闭化仪器设备内部结构及运行机制的不可视化,有利于学生对仪器设备的掌握和深刻理解。因为大型科学仪器设备价格和运行成本昂贵。同时,大多数仪器核心工作部件封闭,特别是在工作状态下不可同时观察其内部工作过程。这些特点严重制约学生对仪器工作原理、运行机制的理解和掌握。而即时学生实际能够上机操作,时间也非常有限。化学虚拟实验利用计算机仿真,以仪器原理的逻辑顺序为依据,以可视化的反应仪器工作过程,增强学生对仪器原理和工作过程的理解,提高了大型仪器的操作能力和仪器利用率。虚拟仿真实验的引入,大大提高了实验的效率,解决了设备不足的矛盾,降低了成本,增强了学生的积极性和创造型,达到事半功倍的效果。 4基础化学实验改革的效果 基础化学实验的教学改革,经过实践、完善、提高,广大师生对实验教学改革持赞同和支持的态度。教师一致认为,基础化学实验课开设技能性、综合性以及设计性实验,有利于调动学生主动学习的积极性,有利于锻炼动手能力,有利于应用型人才培养。根据现在社会对毕业生的要求和国家教育部开展的应用型人才培养要求,必须要开出综合性实验、设计性实验,这样才有利于学生素质和知识应用能力、工程实践能力的培养。学生对基础化学实验改革参与的积极性普遍较高,在对学生毕业前的调查中,学生认为收获较大。化学虚拟仿真实验是实物实验的补充,仿真实验与实物实验相互搭配,形成虚实结合、动静结合、理论与实际相结合的有机整体。突出了虚拟仿真实验的灵活高效性、安全环保性,以及涵盖面广和成本低廉的特色,以虚拟实验作为一种新型知识载体和实物实验的补充和延伸,通过强化虚拟实验与实物实验协同培养化工类人才,利用课内外一体化的实验教学模式,探索了虚实结合的化学实验新途径。近年,在化学工业出版社出版了无机与分析化学实验、有机化学实验、物理化学实验3部特色实验教材,已应用于化学实验教学中,学生、教师反映良好,并被评为学校优秀教材。 5结语 基础化学实验教学是高等学校化工类专业实现应用型人才培养目标的重要环节,它对提高学生的综合素质,培养学生的创新意识与创新能力,培养学生的知识应用能力和实际工程能力,有着非常重要的作用。加强实验教学中基本技能和综合实验的训练,对实验内容、实验的方法等方面实行全方位的优化。增加综合性实验数量,并不断将最新的科技成果引用到实验教学中,提高实验教学水平。开放实验室,加强学生的独立思考能力、动手能力和科学研究方法的培养和训练,以适应面向现代企业发展的要求,培养出高水平的应用型人才。加强基础化学实验项目绿色化建设,从实验药品与溶剂的选用、原子经济反应、产品与工艺的安全性等方面考虑,对已开出的实验项目进行全面改造,真正达到绿色化要求,增加绿色实验项目,增强学生的环保意识。按照现代实验教学理念以及当代先进科技水平,建设高度仿真、极具代表性的化学虚拟仿真实验,丰富实验教学资源,降低实验教学成本,提高实验教学水平,更好的完成工科学生的工程实践能力、创新能力的培养。实现“虚实结合,相互补充,能实不虚,以虚补实”,对代表性的过程,要尽量建立“实物”,通过实训阶段,实现“虚实结合”,强化学习效果。对于复杂过程,以虚补实,实现“虚实互补”。 作者:沈国良 张梨黎 朱海峰 赵文凯 侯玲 薛斌 张静 单位:沈阳工业大学石油化工学院 基础化学论文:基础化学实验教学改革思路 摘要: 随着社会不断进步发展,很多行业也越来越需要一些动手能力强的专业人才,尤其是在医药类、或是工厂化验类单位,更需要技术工人不仅具有丰富的专业知识,还要有丰富的实验经验,能够熟练使用实验器材,检验和分析一些产品是否合格。很多职高也为学生开设了化学实验课,帮助学生更好学习。基于此,本文将探讨职高专基础化学实验教学改革中存在不足与改良意见。 关键词: 职高基础化学;化学实验 现在教育制度越来越看重学生实践能力与创新能力。而化学课程是一门可验性强的课程,在理论基础上,提出假设进行实验验证,通过实验比较不同种族元素在于同一物质反应时有何异同。传统教学模式中并不看重实验教学,这种做法阻碍了学生将教学理论与实际相联系,对于学过知识似是而非,缺乏动手能力与创新精神,不利于学生以后发展。 1实验教学在化学教学中的优势 1.1提升学习效率 传统教学过程中,教师在课上通过PPT,让学生记录知识点,缺乏互动性,使学生很难将理论与试验现象联系起来。由于不能亲自操作,使学生对于一些实验现象容易记混,而且对于实验室操作规程,仪器使用常识也不熟悉。而开设实验课让学生亲手操作仪器,通过观察实验现象,比较元素间差异。对化学有了更系统的认识,在以后学习中,也能想起实验结论,温故知新。 1.2提高学生自主学习性 实验课的开设让学生一边做实验一边学习,在试验中遇到问题时,通过查书或是请教教师克服困难。在做实验时,也会对实验内容进行思考,这都有利于化学学习。在实验过程中,学生是实验室主人,这种自主学习模式,让学生在不知不觉中增加了学习兴趣,在课下也会找课外知识补充,提升自己知识储备[1]。 1.3多方面培养学习能力 通过做实验,学生培养了动手能力;由于实验中需要分析一些实验现象及实验数据,培养了学生分析能力与发散思维,学生通过解决试验中的问题培养了学生自主学习能力,与创新能;通过互相配合完成实验任务,也培养了学生间团队合作能力。这些能力发展,在帮助学生完成学习任务同时,对其将来走向岗位也有积极影响。 2实验教学中存在的不足 2.1实验内容单一 教师在布置实验过程中,偏重于知识重点而不注重操作过程。这就导致实验任务单一,不能将整个单元串联起来,构成完整知识框架,学生学习缺乏整体性。再者有些实验为理论而设,与实际联系不大,学生在以后工作生活中都很难用到。还有一些试验,操作过程比较简单,只需要学生进行适时加热即可,跟本不能培养到学生实验分析能力与实验仪器操作能力。这些内容上的单一都不能是学生很好通过实验过程学习知识[2]。 2.2实验课管理不足 虽然实验课对于学生化学学习有很大帮助,但是学校在课程设置上,并没有给予充分重视。首先,实验课次数太少。实验课一般都是相关课程的辅助课,教师在开课前会告诉学生这学期有两个实验,要求班干部与实验室老师商量时间安排课程。这种设置模式,使学生平时很少有机会进实验室做实验[3]。还有一些学校,很多实验仪器由于时间过长已不能使用,或测量不精准。还有一些试验药剂,已失去效果,这些都会影响实验课进行。 2.3教师占主体地位 由于学生平时不接触实验,在实验课时,也是由教师规划实验步骤,学生按部就班完成实验。这种过程不能培养学生创新与反思能力,使学生在学习过程中不能够举一反三,加深理解。 3建议措施 3.1增加综合性试验 教师应增加自身修养,在教学过程中抓住各个知识点的联系,为学生设计综合类实验,帮助其归纳整理知识系统。如有机化学中烃、酸、醛、酯可以经过一系列反应互相转化,其生成产物也具有各自特点,教师可以以此设计综合实验,不但有助于学生熟记化学方程式,其中像酯化反应这种有操做技术难度的反应,还能帮助学生熟悉仪器操作。通过综合实验,帮助学生看到知识点间相互联系,相互影响,提升知识是转化能力。 3.2改革实验课体系 学校应改革实验室管理制度,增加开放次数。让教师依据一些知识点与日常生的联系,为学生布置一些小实验如NaCl提纯。让学生多多接触实验室,提高动手能力。可以电自管理实验室,学生在使用时只需提前预约,就可以进行试验。同时学校也该定期检查实验室仪器使用情况,维修老旧仪器,更新实验药品。确保实验设施与课程内容相配套,方便学生使用。学校还可以设置电子实验室,扩大学生试验内容,增长化学知识[4]。 3.3教师改变教学模式 教师在实验课教学中,也该以引导为主,而不是全权为学生实验设计。在为学生讲授充足理论知识后,要求学生自己设计一些中等难度试验,并在旁给予指导。在实验报告中,要求学生加大创新与反思篇幅,引导学生多出几种假设,并进行验证。在这种比较过程中,找到最适合研究方法,为其以后实验过程了积累了实验经验。 4结语 化学是一门较为繁杂的科目,由庞大知识系统构成。为了明确学习这些物质,又将他们按照各自特性进行分类。这就有许多概念产生,加之不同反应配以不同化学方程式,及其实验现象,这些专业知识都需要学生牢记。真是由于这些特点,学生更加需要借助实验来加深理解和记忆。通过改正实验课中的不足,让学生充分感受化学魅力,进行更深一步学习。 作者:张海玲 单位:乌海职业技术学院 基础化学论文:临床医学基础化学教学探索 1TBL教学法 以团队为基础的学习(Team-basedlearning,TBL)是一种有助于促进学习者团队协作精神、注重人的创造性、灵活性与实践特点的新型成人教学模式。团队是有5~7人组成一个学习小组,为一个共同的学习目标,共同去研究探讨,以完成该学习任务。在这过程中,教师由领导者转变为指导者及参与者,学生由被动学习转变为主动学习。其内容主要分为三个阶段:第一阶段为课前准备阶段,主要内容为教师提前确定教学内容和要点,给学生下发学习任务,让学生做好课前阅读和准备;第二阶段为课堂教学阶段,主要将课堂教学时间用于个人预习测试、团队预习测试、应用性练习等;第三阶段为总结评价阶段,主要是组内成员互评,教师进行总结。 2研究方法 釆用类实验性研究。对临床医学专业同一年级不同班级整群抽样,通过抽签法分为干预组和对照组。干预组采取TBL教学法,对照组采取传统LBL教学法。干预组和对照组分别由若干个5~7名学生组成的小组构成。 3实施步骤 第一阶段:(1)根据性别、性格、年龄、兴趣爱好等因素分好小组,每个小组5~7人,各小组选出一个小组长。(2)由教师确定好教学内容,提供教学大纲,小组成员根据教师提供的教学内容和要点进行课前预习,通过查找文献、网上搜索等方式加深对知识点的理解,并针对教师提出的问题进行相关资料的收集和整理。在预习过程中,将疑惑之处做好标记,方便在课堂上小组讨论解决。第二阶段:(1)在课堂上由教师出题进行课堂测试,每个人独立完成。(2)按小组的形式坐好,把教师提出供小组讨论的问题拿出来与小组成员互相讨论,说出自己的思路和看法,向组内提出个人不理解或无法解答的问题,看看小组内其他成员有何种见解并虚心请教,同时自己也要思考其对错。在小组讨论时,难免会有一些“跑题”的现象,就是组员们的注意力没有完全集中在讨论问题完成任务上,所以这时候小组长就要负责把所有人的注意力和讨论的重心转移回来。在组内讨论时记录好讨论的结果,讨论好之后每组派一个代表发言(若内容有些错漏则可由组内成员进行补充)。(3)由教师对各组代表的发言进行点评纠正,对所提出的问题给出正确答案,解决同学们心中之惑。(4)教师布置课堂作业,由组内讨论解决并自己总结。第三阶段:(1)小组内对各成员的贡献度互相评分,还有个人自己对自己的表现评分(评分要求真实、合理)。(2)教师对本次课的课堂表现进行总结。通过课堂表现、课堂测试的结果和组内评价得分做出综合评价。 4实施效果 通过干预组与对照组之间学生成绩的比较、自我导向学习能力的比较、批判性思维能力的比较等,发现使用TBL教学法的一方比较占有优势。通过课程反馈评价结果和教师访谈结果来看,同学们多数支持采用TBL教学法来授课,有部分同学认为采取该教学法花费精力大,投入时间多,仅适宜作为基础化学课程主要的教学方式的补充。 5TBL教学法的优点 (1)有利于提高基础化学教学质量,有利于培养学生交际能力和团队合作精神。在传统教学模式的引导下,同学们大多都是各有各的学习方法,不在意别人怎么样,自己学得好就行。这样的心理容易导致同学们的成绩及各方面的能力出现两极分化,导致整体的教学质量不高。在TBL教学法中,要求学生互相学习互相帮助,最终意见达成一致。这要求团队的每个成员都要对知识点充分掌握,不仅要完成好个人任务,还要帮助队员完成任务。通过队员们的互相帮助,互相学习和借鉴,不仅增进了学生之间的情谊,还有利于培养学生的交际能力和团队合作精神。学习能力较差的学生能通过队员的辅导提高自己的学习能力,而其他队员也可以加强对知识点的记忆,这样下去,学习成绩可以得到提高,教学质量自然提高。(2)增强了师生互动,能够活跃气氛,增加了学生语言表达的机会,提高了学生的沟通能力。在传统教学模式中,同学们与老师交流的次数较少,只有在遇到不懂的地方,才去请教老师。有些同学甚至从来没有与老师有过面对面的交流,师生关系非常紧张。课堂上都是教师讲,学生听,学生在课堂上的参与度不高,有些同学甚至自己玩手机或做其他事,根本不理会老师,整个课堂非常沉闷。而TBL教学法能够改变这个局面,把每一位同学都予以课堂主人这一地位,使得同学们不得不参与课堂,把注意力转移到课堂上来,与老师沟通,与同学交流。这样课堂气氛自然活跃起来,师生关系也得以向好的方面发展,学生自身的表达和沟通能力便渐渐得以提升。(3)改变了传统教育以教师灌输为主,学生陷于被动接受知识的局面。传统教学模式采取灌输式教学,以教师为中心,学生在课堂上的主要任务就是听课和做笔记。这样的教学模式使得学生在学习上处于被动地位,完全依赖老师,不会自己主动地对知识点进行分析,而是一味地接受老师给予的理解。被动学习就像是赶鸭子上架,结果只能是学生对学习产生厌倦。而TBL教学法则以学生为中心,没有教师一层层对知识点进行讲解,只有通过自己主动地学习,自己思考,才能获取知识、完成任务。在这样的学习过程中,学生占据主动的地位,愿意主动学习,不仅提高自身学习的积极性,还提高学生自主学习的能力。 6TBL的不足 由于小组讨论占用了课堂大部分的时间,使得整个流程的进行变得有些仓促。再者,虽然这种教学模式让同学们兴趣盎然,但同时也将同学们的注意力由互相学习转移至完成任务,使同学们不太在意互相学习的过程,而是只看重任务是否能够完成。第三,由于时间短,任务重,这需要同学们课前做好充足的准备,而准备过程需要投入的精力大,花的时间多,这不免会使同学们对TBL教学法产生抵触心理,一旦这种抵触心理产生,那么学生对基础化学这门课程的学习兴趣及效率多多少少都会有一定的降低。从TBL在基础化学课程的实施过程和效果来分析,我们不难发现,真正能从TBL教学法收益的都是那些自律性较强、自主性较高的学生,对于那些学习态度较为被动的学生来说,这种教学方法无疑加重了他们的学习负担。每种教学模式都有好坏两面,虽然TBL教学法在应用上具有一定的挑战性,但其能激发学生的学习兴趣,提高自主学习和团队协作的能力,这些优点是值得肯定的。只要了解TBL的本质和优缺点,懂得选好合适的教学内容,熟悉其应用技巧,在TBL不足的地方搭配上其他的教学方式,不断地研究和改进,那么提升教学质量,达成教学目标便不足以成为难题。 作者:黄晶莹 黄锁义 陆海峰 钟兆银 单位:右江民族医学院 基础化学论文:实验教学基础化学实验论文 1精选实验内容,新编实验教材 我们把“溶液的配制”放在最前面,以训练学生称量、固体溶解、量取液体体积等基本操作。实验七“酸碱标准溶液的配制与标定”,可使学生初步掌握电子分析天平、滴定管的正确使用和滴定操作技术,巩固移液管、容量瓶的正确使用方法。在实验十一“水的总硬度测定”中,进一步巩固滴定分析基本操作。把实验十二“双氧水中H2O2含量的测定(氧化还原滴定法)”作为自行设计实验,掌握滴定分析在酸碱滴定中的应用后,再应用于氧化还原滴定,强化滴定分析基本操作。另外通过“邻二氮菲分光光度法测定微量铁”实验,使学生学会可见分光光度计的使用方法,掌握仪器分析方法,学会标准曲线制作,用作图方法进行数据结果处理。笔者依据“基本实验—综合性实验—设计性实验”的教学模式以及自身三十多年的教学实践体会,新编了《医学化学实验》教材,删除一些陈旧过时、重复的实验,增加相关现代化仪器分析实验内容与综合设计实验内容,达到了优化学生知识结构且不过分依附于理论课的基础化学实验教学目标。 2认真做好预备实验,检查学生预习情况 本教研室在开展每个实验之前都会安排两位教师进行预实验。通过预实验,教师可以了解所用到的各种仪器是否正常、实验条件是否合理、药品是否失效等;能及时发现实验中可能出现的各种异常情况,掌握实验的第一手资料,以应对学生在实验过程中提出的各种问题。教师在学生实验课前进行的预实验是课堂实验顺利进行的保证。此外,预实验得出的结果,给批改实验报告提供了依据,从而更好地指导学生进行实验。同样,课前预习实验对学生进行实验也是至关重要的。通过预习,学生能够明确实验目的及原理,做到心中有数。学生动手操作前有大约30分钟的教师讲解时间,实验内容不能被详细叙述,教师必须把握住实验的重、难点。此外,在讲授中要将相关实验原理、实验操作及注意事项等分解成若干个问题随机提问学生,以此检查学生预习情况,提问成绩记入学生平时成绩,可督促学生加强实验预习,从而起到事半功倍的效果。 3阐明仪器的正确使用方法 对用到的仪器,教师在课堂上进行规范的演示操作,向学生讲清操作要领和具体注意事项,目的是指导学生正确进行实验,避免出现错误或发生危险。如以滴定分析操作为例,说明其使用方法。酸碱滴定管在使用前,应先检查是否有漏水现象,如果酸式滴定管漏水,取下活塞涂上凡士林即可;如果碱式滴定管漏水,则上下调动玻璃珠位置。在装入标准溶液之前,应先用标准溶液润洗2~3次。在赶去滴定管尖端气泡和调整好液面后,就可进行滴定了。滴定时要善于控制溶液流速,刚开始反应可以“见滴成线”,接近终点时要做到需要一滴加一滴、需要半滴加半滴。当颜色发生突变且20s不褪色时,即到达滴定终点。读数时应注意保持滴定管垂直,由于附着力和内聚力的作用,滴定管内液面呈弯月形。读数时,对于无色或浅色溶液,应读弯月面下缘的最低点对应的数值;对于有色溶液,应读弯月面上缘对应的数值。学生在使用滴定管时总喜欢左手拿锥形瓶振荡,右手操作活塞;对这个不良动作教师要演示错在何处,使学生留下深刻印象,培养学生正确操作习惯。在实验过程中,教师要巡视,发现学生错误操作及时给予纠正,这样既增强了师生之间的感情,又使学生掌握了常用仪器的规范操作方法。 4建立完善的考核制度 合理的实验考核制度可以激发学生的实验兴趣。长期以来,我们主要依据实验报告来评定学生实验课成绩,导致大部分学生不管实验成功与否,都编造与理论数值接近的实验数据及报告,以谋取高分。实验报告弄虚作假、抄袭等现象反映出以实验报告评定实验课成绩已不能适应实验教学的要求。为此,根据实验课特点,本教研室对实验考核办法进行了改革,综合评定学生实验成绩,包括平时成绩和实验考核成绩,实验总成绩按比例(约20%)计入医用基础化学期末成绩。由于每次实验表现都会影响到学生期末总成绩,所以学生能自觉完成所有实验任务。我们对学生的实验预习、实验操作、实验记录、实验结果、实验报告、实验态度都给出了相应评分,并记入平时成绩。将实验过程中可能出现的仪器不规范操作、实验纪律、实验后的清洁与整理工作等诸多方面列成条目,让学生明确每一项操作需注意的问题。对于观察到的不规范的实验操作,指导教师必须现场向学生指出错误所在,并记录下来。另外,实验考核既考操作也考理论,实验理论部分记入理论课考核中。期末结束前3周,要求学生针对本学期学习过的实验基本操作,如称量,溶液配制、移取、滴定等查阅资料,自行设计样品测定课题并交由教师审核,然后到实验室自主完成操作,教师对其进行综合考核。通过改革医用基础化学实验教学,不仅使学生熟练掌握了基本实验仪器操作,而且激发其实验兴趣和热情,极大提高了实验教学质量。 作者:张荣丽 刘永民 单位:徐州医学院公共教育学院 基础化学论文:基础创新物理化学实验论文 1转变实验教学观念 传统的教学模式,整个实验按教材或教师预先设计的步骤和方案进行,学生被动参与,这样不利于学生创新能力的培养。物理化学实验是一门理论性、实践性和技术性都很强的课程,其实验内容更侧重于定量地解释化学过程的规律,提高运用其技术与方法去分析和解决实际问题的能力,从而形成科学严谨的思维方法,使综合能力得到提高。物理化学实验在培养未来化学工作者的教育中,占有特别重要的地位,对培养大学生的创新意识、创新精神和实践能力起着理论教学无法替代的作用。 2构建实验课程体系及优化教学内容 俗话说“万丈高楼平地起”,扎牢基础,利于提高学生的创新能力。我们构建了循序渐进型的物理化学实践课程体系“基础实验→综合性→设计性实验和开放性实验”,利于提高大学生的自主学习和创新能力。基础实验,按照已拟定的实验方案测得实验数据,用数学原理和方法科学地处理实验数据,使学生对理论知识有一个较直观和深刻的理解;综合实验主要培养学生自主学习和独立思考的能力;设计性实验、开放性实验及研究创新实验以培养学生分析问题、解决问题的能力。学生掌握不同层次的实验要求及实验技能,初步建立起研究科学问题的方法和态度。物理化学实验是南昌航空大学的应用化学专业、应用化学专业春晓班及材料化学专业等的基础课程。以春晓班为例,物理化学实验课程学时为64学时,分两个学期进行,是一门单独设立的实验课。实验内容由热力学、动力学、界面现象、设计性实验(表面活性剂的临界胶束浓度的测定及影响分析)、探索研究创新型实验(B-Z振荡反应的影响因素分析、不同体系钝化曲线的绘制及其钝化剂的影响、高聚物分子量的测定研究)等组成。其中基础性、综合性实验为40学时,设计性、开放探索性实验24学时。此外,为提高学生的兴趣,南昌航空大学组织学生可以申请“三小项目”即“小发明、小创作、小制作”,这些小项目具有一定的难度,使学生有机会了解本学科发展的前沿,激发学生的求知欲望和探索精神,提高实践创新能力。例如:结合物理化学光、电、磁及吸附等方面的知识,在2013年,2011级应用化学专业春晓班26名学生中有8名学生作为第一申请人申报第八届南昌航空大学“三小项目”成功,占30.8。其题目有:“去除水体中汞的选择性石墨烯—胸腺嘧啶复合物的合成与性能研究”“一种石墨烯复合纳米光催化材料的合成及其性能研究”“有色污水光电催化处理装置”等。 3改革实验教学模式及教学方法 向学生开放物理化学实验室是培养创新性人才的重要举措之一。开放物理化学实验室的教学模式,锻炼学生分析问题和解决问题的能力,让学生接触到科研前沿的很多最新的成果,从而从根本上引起学生对实验课的兴趣和重视。传统的灌输式教学过程中,教师对实验原理、实验步骤、数据处理都进行了详细讲解,学生的积极性和创造性得不到充分发挥。为此,我们将实验的顺序调整为:“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”。在第一次实验时给定设计性和开放性实验题目,随后学生先做基础实验,在课后根据自己选定的实验项目积极地查找文献,寻找合适的方法在实验室进行,如果在课内没有完成实验项目,可以与老师预约时间来进行未完成的实验。逐步推行开放式实验教学模式,重在吸引学生主动参与科研实践活动。还充分发挥现代教育技术在实验教学中的作用。将一些仪器设备的操作、基础实验制成多媒体视频;鼓励学生用计算机来完成实验数据的处理,利用Excel或Origin软件进行数据处理不但速度快而且准确性高,规范物理化学实验数据处理过程,为学生将来从事实验或科学研究奠定基础。 4完善实验课程考核体系 为了较为客观全面地评价学生实验的真实水平,必须完善实验课成绩评定方式。考核内容包括预习、操作、纪律、实验报告和实验结果等;将考核的形式多样化,主要从操作前的提问、操作是否规范、是否有原始记录、对自己方案的可行性进行论证及可视化总结等方面进行综合考核。客观全面的考核评价体系有利于调动学生的学习积极性,培养其综合能力,养成良好的实验习惯和科学态度。 5学生培养成果 近年来我院本科生在国家级科研创新大赛中屡创佳绩,例如:在2012年第十二届全国“挑战杯”比赛中,聂珊珊等同学《磁性铜离子印迹聚合物的合成与性能研究》获得三等奖;在2013年第十三届全国“挑战杯”比赛中,冷乐辉等同学《新型复合光催化剂的合成及光催化降解有机染料性能研究》获得一等奖;李蕾等同学《废弃锂离子中钴酸锂的高效浸出技术研究》获得三等奖。这些成果大部分都与物理化学的知识息息相关,基础与创新并重的实验教学模式对学生科研兴趣的激发与创新能力的培养起到了积极的作用。 6结束语 加强物理化学实验教学的改革,更新教育理念,从物理化学实验课程体系优化、教学方法的改革及考核体系的完善等方面入手,以创新能力培养为核心,实验教学内容实行“基础实验→综合性→设计性→开放性实验”循序渐进教育模式,基础与创新并重,重视实验过程,建立科学的全面的考核评价体系,改善教学效果,利于把基础扎牢,提高学生学习兴趣和科研创新能力。 作者:陈萍华 蒋华麟 舒红英 邹建平 钟劲茅 吴美凤 王芊 单位:南昌航空大学环境与化学工程学院 基础化学论文:预习检查基础化学实验论文 一、系统设计 测试系统是专门用于用户注册、登录、参加实验预习测试并查看预习成绩的web应用程序。学生通过学生模块可进行注册、登录、密码修改、在线考试。界面主要包括科目选择、实验预习测试、系统自动评分、预习成绩查询等。测试系统能自动计时、阅卷、评分并反馈测试结果,并能根据考生信息控制登录时间及次数。设计网络实验预习测试系统时,我们主要考虑了以下几个因素: 1.系统应简单、易操作。 学生以学号登录,题目多为选择题。 2.时间及登录的限定。 一方面答题的时间限制,要求每位学生的考试不超过20分钟;另一方面,因为考题是随机抽的,为了防止个别学生为了获取全部考题而反复登录答题,设定只要提交预习答题结果就不能重新答题,还有同一账号在同一电脑上登录时间间隔是20分钟。 3.计算机能自动评卷并显示成绩。 教师根据计算机给出的分数判断学生预习是否合格。 4.本系统有一定的安全性、平台通用性。 管理员和教师可以轻松地向题库添加、修改和查询试题。考生使用有效的身份验证登录后,根据自己的需求,选择考试科目及要做的实验,并在规定的时间内进行答题。当达到规定的时间后,系统将自动予以提示。考生做完交卷后便能立即看到自己的考试成绩,并且其分数将被记入库中供教师审核和查阅。 (一)用户注册 用户输入合法的用户名和密码,提交后由系统判断该用户是否存在,并给出相应信息,完成注册。系统将输入的用户名和密码写到数据库中。 (二)考试系统 考生登录成功并选择实验项目后,即可调出试卷进行在线考试。现阶段题目多为选择题,考生按鼠标选择答案即可。考试时间由管理员进行设置,考试结束采取自主交卷和限定时间自动交卷结合的方式予以实现。学生提交答题结果以后就不能再次答题,即便没有答题,同一账户在同一台电脑上连续登录时间间隔是20分钟。 (三)后台管理 后台管理内容包括试题管理、试卷管理、成绩管理、用户管理、系统管理等功能,采用的是管理员和教师两层管理。教师具有学生没有的权限,教师模块由系统管理、学生管理、题库管理、试卷管理、成绩管理及修改密码等部分构成。教师登录后,根据学生的课表安排,选择实验项目,让学生答题;在实验课前随时查看学生的预习情况,将预习检查没有通过的或者误操作而账号被锁定的学生的账号解锁,使其可以重新答题。教师还可以随时更新题库中试题。因为本系统承担基础化学五门(无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、普通化学)课的实验预习测试,所以需有专门管理员对整个系统进行维护。管理员具有比教师更大的权限,可以管理每个用户(包括教师和学生)的账号,可以根据学生的年级或者课表设置其可选实验课程;还可以根据不同教师承担课程的不同,设置教师的权限。后台管理界面会显示课程名称、教师资料、学生资料、实验成绩等信息。 1.题库管理 (1)对于题目的要求 由于本系统是要求有较好通用性的考试系统,因此试题要按统一的规范去设计。试题的类型、方式为标准化试题,答案要求确切无歧义且唯一。知识点的分布要均匀合理,才能反映出学生掌握知识的情况,减小投机取巧概率。题库内的试题量要足够大,考试采用随机抽题的方式,每个考生的试题不完全相同。管理员可随时适时地更新、维护题库,随着课程发展不断补充新的试题。 (2)题库的维护 管理员可以根据教学需要增、删课程。每门课教师可以根据实验内容,增加新实验的检测题目,或者对原有题目进行修改。在增加或修改题目时,教师根据题库管理界面的提示,设计选择题的题干、选项及正确答案。系统将题目提供给参加实验预习的学生,并根据答案随即对学生的答题情况进行打分。 (3)安全性的保证 教师应根据学生课表选择实验项目,让学生答题。学生只能看到下一次实验的预习题,而不能看到所有实验的预习题。测试时,考生抽取了一套试题后,不能再通过浏览器中的“刷新”功能来抽取其他套试题,否则系统会认为是作弊行为,将其账号锁定。学生回答的题目随机抽取,每个学生不完全相同,题目的保密度较高。进入系统后,即使没有答题,同一帐户在同一台电脑上连续登录时间间隔是20分钟。 2.试卷管理 管理员和教师均可对试题数量和每道题的分值进行修改和设置,并根据试题难度和试题数量对考试时间进行设置。 3.成绩统计 为了了解学生实验预习效果,教师可通过成绩统计管理系统方便地查看学生的考试成绩。教师督促成绩较低的学生重新预习,使用权限将其账号激活,重新测试。 二、预习测试系统的实现 系统主要采用C#编程语言来实现,选用2005sqlserver数据库平台来完成后台数据库,考生和管理员分别在Web浏览器上进行答题和系统各种功能的维护。 三、教学实践结果讨论 本系统从2013年开始正式应用于基础化学实验教学中,师生普遍反映较好。对于教师来说,其在一定程度上减轻了工作负担,提高了工作效率。对于学生的影响更为显著和积极,很多学生反映,预习测试可以督促自己主动学习,明确要做的实验的重点和难点,而不能泛泛地看一遍教材就算预习了,提高了自主学习的意识和能力。 四、进一步工作的设想 (一)增加主观题目 仅仅靠几个选择题来判断学生的预习情况是不全面的,因此目前这个系统在日常教学工作中只能作为教师考查学生预习实验情况的参考,学生还要写预习报告。以后,我们希望加入主观题目,让学生在计算机上回答填空题和简单的问答题,提交后由教师评分。这样可以较为全面地考查学生的预习情况。 (二)增加讨论区 有时学生在预习时遇到问题,又找不到讨论者。所以我们增加了讨论区模块,这是一个专门讨论实验的论坛。由于登录的限制也仅限教师和学生讨论,安全性较强。这里不仅可以讨论预习中的问题,还可以研究实验中出现的“意外”情况。 (三)丰富学习形式 根据化学学科特点,学生除了回答问题以外,掌握基本操作更加重要。以后我们还会增加一个“模拟操作”模块———让学生轻点鼠标,就像玩电脑游戏一样———正确的就过关,错误的则从头再来,最后通关就得分记入预习成绩。这样可以增加学习的趣味性,使一些基本操作更加形象地呈现给学生。不同学科还可以根据自身特点改进教学内容,提高效率。如在“无机化学实验”中,目前我们采用人工方法让学生抽取离子,用实验方法鉴定。如果将计算机技术应用其中,事先在数据库中输入无机离子,然后让学生随机抽取,将提高考试的效率和公平性。 五、总结 我们使用C#语言编写了“基础化学实验预习检查系统”的应用程序,其是在2005sqlserver数据库平台上运行的,学生、教师和管理员分别在web浏览器上使用该系统进行答题、实验预习检查及系统维护。该系统促进了实验教学与管理的进步,一定程度上减轻了教师批阅预习报告的工作量,提高了学生自主学习的意识和能力。虽然该系统还存在着许多有待完善的地方,但是从长远发展情况看,一定会收到良好的效果。实验预习检查的网络化也是实验教学发展的必然趋势。 作者:张颖 唐超 王月欣 禹雪晴 陈玉焕 单位:河北工业大学化工学院 基础化学论文:基础化学教学中中职教育论文 1教材的选择上轻理论而重应用 对于中职在基础化学的教材选择上,要坚持“理论知识适度,后续课程够用”的基本原则。在教学过程中,在明确课堂教学目标和对教材内容分析的基础上,要勇于删除那些深奥的理论和陈旧的内容,善于补充一些新近的科研成果和科技动态,使教学具有新颖性、时代性和前瞻性。同时,基础化学作为化工学科的基础课程,不可能只用一本教材就能够顾及到各相关专业的联系点,这就需要教师对化工专业都有一个大概的了解,提前了解教材了解专业特点及该专业在基础化学中所要涉及到的知识点,以便在备课前根据不同专业特点制定适合的授课计划。例如:在化工冶炼专业的教学中应侧重常见金属及其化合物、化学反应速率和化学平衡、电解质溶液和氧化还原反应这四部分的内容;在食品化工专业的教学中应侧重物质的量、有机化合物和溶液的配制这三部分的内容。同时,要将学生实验作为重中之重,在实验中教给学生正确的操作规程,培养学生的动手操作的能力。因为中职学生不像普高学生要面临升学压力,用人单位在他们身上看中的不是理论知识的深远,而是动手能力的强弱。为了培养这样具有一定知识的技术人才,这就要求我们在理论知识的教学中,不要求纵向的深度而要求横向的广度,在教学中应遵循“宁浅勿深”的原则,加强对学生思维的引导,大力培养学生的动手能力和创新能力,从而为相关专业课打造一个够用管用的平台。例如:指导食品加工专业的学生制作果冻;引导化工冶炼专业的学生可以自行设计简单的实验装置来模拟“炼焦”等,充分体现“以专业为中心,基础知识服务于专业”这一教学理念,进而调动了学生的积极性,激发了学生的兴趣,培养了学生的动手操作能力和创新思维能力。 2坚持因材施教原则 由于中职学校学生已有的化学知识水平参差不齐,所以在教学过程中应因材施教,对症下药:课前个别辅导查漏补缺,让基础差的学生能够吃得了;课堂讲解时“宁少勿多”,让基础居中的学生能够吃得好;课下个别补充扩展让学有余力的学生能够吃得饱,最终使每个学生都有所进步有所发展。 3采用探究型教学法 为了让培养出的学生能够很快适应相关专业课的学习,这就要求我们在基础化学教学中应加快探究型教学法的步伐。因为探究型教学法是以激发学生自主学习的积极性为基础,以培养学生学习研究过程和方法的能力为教学目标而设计授课过程的一种教学方法,其具体步骤如下:教师先提出问题→学生在教师的引导下自主探究分析解决问题→教师对学生的讨论发言进行评议→最后得出结论。从而在整个教学过程中充分体现“以学生为主体,教师服务于学生”这一教学理念,既培养了学生科学的思维习惯,又提高了学生分析问题解决问题的能力。 4利用多媒体教学 借助于多媒体这一平台将抽象的书本知识直观形象的展现给学生,使学生易于理解。同时,书本上有限的理论知识满足不了各专业的需求,我们可以通过网络媒体搜索总结与本专业有关的实践知识来补充理论,从而既开阔了学生的视野,又拓展了学生的知识面。以上是这些年来我对中职教育中基础化学一些教学方法应用中的切身体会,“教无定法,贵在得法”,我会在今后的教学中不断探索,寻求更加适合中职基础化学教育的教学方法和手段,以便更好地适应新的学生和新的要求。 作者:李富丰 单位:巴彦淖尔职业技术学校 基础化学论文:基础化学实验教学中的问题 一、我国基础化学实验教学中存在的问题 1.药品的浪费 因为课前预习的不到位,学生在实验操作过程中往往是“依葫芦画瓢”,没有真正的了解实验的操作,常常是以失败告终,这样也就导致了药品的浪费。药品的浪费如果引导的不及时、不正确,学生就会认为浪费一点没关系,久而久之,也就不会懂得节约药品,这样不利于学生节约意识的培养。所以,教师除了要在实验教学中要求学生按量取药,节约用水用电,还应有选择的进行微型实验,这既能从源头上节约原材料,又能减少污染,可以说是一举多得。 2.创新能力的培养 由于受传统教学的影响,学生学习只需要会做题、会考试就行,创新能力得不到培养与发展。再加上我国许多老师只是把学生当做学生来看待,完全没有认识到他们是独立的个体,应该有独立的思维和独立的创新能力。在实验中让学生按照既定的计划来进行实验,不允许他们搞自己的实验、自己的发明,这样只能限制学生能动性的发展甚至限制他们大脑的发展、创新能力的培养。 二、针对我国基础化学实验教学中存在的问题提出的相关对策 1.做好预习工作 做好预习工作的重要性前面已经提到过,但是如何才能使学生做好课前预习呢?首先教师可以因材施教,针对不同的学生制定不同的目标;其次,教师可以采用“先做后讲”的方式,教师在实验前先不做讲解,等到同学们都做完了再做最后的总结,这样学生就可以根据自己实验完成的好坏来判断自己预习工作做的如何;最后,教师可以先让学生讲一下自己预习的内容,不足的或者有误的地方再由老师补充。 2.培养节约意识 针对药品资源等的浪费,除了要督促学生做好预习工作外,最重要的是要培养学生的节约意识,由内而外的价值观是培养一个人最好的方式。 3.加强培养创新能力 教高[2007]2号文件《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》明确指出要推进实验内容和实验模式的改革和创新,培养学生的实践动手能力、分析问题和解决问题的能力。针对培养学生的创新能力,学校可以打破课程和专业的界限,编排层次递进的基础化学实验教学模块,制定开放实验计划、开放实验室管理办法等。开放实验室应与教学计划密切相关,让学生在课余时间强化训练,加强实际操作能力。 4.教师以身作则、言传身教 最好的教学应是为学生提供良好的榜样。教师严谨、认真的工作态度,无疑会加强学生的责任感,从而做到对自己的各方面都严格要求,最终形成良好而稳定的实验习惯。 三、总结 “一日为师,终身为父”。教师的职责,不仅在于教学,更在于育人。作为一名基础化学实验课的教师,不仅仅要在知识上教育他们,教他们化学实验知识、教他们如何做化学实验,而且还要教他们应该成为一个怎样的人,要重视培养他们的良好实验习惯、严谨的科学态度以及实事求是的科学作风。另外,我国现如今人才虽多,但是,综合性和创新型人才仍然缺乏,所以,教师应本着为国家培养人才的理念去从事教学,多培养学生的创新能力和科研能力,将来做一个对国家有用的人。 作者:江星明 刘文龙 单位:湖南中医药大学药学院 基础化学论文:基础化学教学模式探索 1拓展学习途径,提高化学学习热情 大学的教学和学习模式都与高中不同,大学没有固定教室,也没有固定的自习时间,再者,课堂的学习时间毕竟有限,学生的有些疑问和难题无法在课堂内全部得到解答[3-4]。这种情况下,教师可以引导学生去开辟其他的学习途径,比如互联网、图书馆以及教学课件。现在大学校园里几乎都开通了网络(包括WIFI),随着人们生活水平的提高,大部分学生都拥有了电脑或智能手机。除了求助于教师,学生可以在网络上通过搜索引擎、论坛查找答案,也可以通过学校图书馆上的文献数据库查找相关课题的资料。另外,我们教学组还专门设立了《基础化学》课程的网站,任课教师可以上传课件、参考书、习题等材料。学生可以在网站的讨论区提问或者互相交流,这样学生养成主动学习、互相讨论共同提高的良好学习风气。不论是哪种方法得到的解答,教师都要积极去引导,使学生发挥其主观能动性,这样的过程不仅能使掌握了疑难知识,也使他们学会运用不同手段去获得知识,同时,学生的学习能力和自信心得到了增强。教师还可以通过课堂大讨论的形式,集思广益,让学生在讨论和分析中掌握知识。这种形式中,教师充当抛砖引玉的角色,而学生则是主体;通过讨论,激发学生智慧的碰撞。如此,学生们的学习热情就被调动起来了,兴趣也会越来越浓厚,教学质量也随之提高。 2注重教师修养,培养化学学习兴趣 学生对学习《基础化学》是否感兴趣,与教师自身的修养息息相关。教师的言行举止、知识水平以及威信将会对学生的学习过程产生深远的影响。优秀的教师会把授课过程讲得生动、活泼、形象以及易于接受,会将化学中的知识点与现实生活联系起来,更为直接,学生也就乐于接受,也就培养了他们的学习兴趣。教师还要有强烈的责任感,课前做足准备工作,对所传授的知识自身也很熟悉,让自身对学问的诚恳和热情感染到每一位学生。此外,教师还要不断提高自身的业务水平,不仅要对本课程的内容、要点及难点融会贯通,还要经常关注本学科的热点和《基础化学》的前沿发展动态。在讲课的过程中,当讲到一个知识点的时候,就能从该知识点引申到当前世界先进的研究内容,即触发了学生的好奇心,还激发了他们的求知欲。比如,讲到同位素部分内容的时候,可以列举铀元素的同位素,但同位素难分离,引出我国当年制造原子弹时也遇到这样的难题。稍微展开来讲述这个事件后,学生立即注意力集中起来,他们的兴趣被引发出来了。业务水平高超的教师也会得到学生的信任和尊重。 3丰富教学手段,提升化学学习兴趣 传统的教学手段,一般是教师在黑板上手写教学内容,由于《基础化学》的知识点较多,往往内容会占据整个黑板,密密麻麻,既不美观,也容易使学生产生视觉疲劳。随着现代电子技术的发展,大学的教学手段已经被不断更新,大多数的大学化学教学都借助多媒体制作课件等教学材料[5]。化学不同于其他课程,尤其是《基础化学》涉及大量化学分子结构、化学键、原子轨道等知识,如果使用传统的书写,这些独特的知识将给教师带来一定的挑战,即便教师讲解得很到位,学生对复杂的结构和轨道的理解难度还是存在的。教学中使用多媒体,比如将PPT、Chemdraw、Flash等软件运用到课件的制作中,就会这些难于表达的知识内容较为立体、直接、形象地表示出来,再配上音频和动画效果,大大地减轻了的理解压力,同时也克服了教师自身条件的局限。例如原子轨道章节中s、p、d、f轨道及sp、sp2、sp3等杂化轨道对于刚刚接触此内容的学生艰深晦涩,不容易理解。如果此时能用3DSMAX等软件构造三维立体图形,那势必非常直观,学生也容易接受。 4专业联系生活,保持化学学习兴趣 许多伟大的发明或发现,都来自与生活或生产实践,在教学过程中,不断地将专业知识与现实生活联系起来,让学生学以致用,将课本知识学活,保持学生对化学的学习兴趣[6-7]。比如人们用铁锅煮菜时,往往会加少量白醋,将铁溶解成二价的铁离子,被人体吸收,据说对人体有好处。如果讲解酸碱指示剂内容时,除介绍课本上例举的常用化学指示剂外,还可以附带一下天然指示剂如虞美人色素、金达莱花色素及牵牛花红色素等,提高学生的听课兴趣。 5结语 爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”,兴趣是学生学习、求知的内在动力,兴趣对于《基础化学》的学习来讲,是非常重要的。本文通过改革教学方法、拓展学习途径、注重教师修养、丰富教学手段以及专业联系生活等五个途径,形成以兴趣为导向的《基础化学》教学模式,并将此模式运用到日常教学中,激发了学生学习化学的热情,培养并提高了学生的学习,达到了良好的教学效果。 作者:张杰 单位:台州学院医药化工学院 基础化学论文:基础化学实验室资源整合论文 1实验仪器设备的利用率低 各实验室均有自己的实验仪器设备,而这些仪器设备往往是针对某一个实验所添置的,例如物理化学实验中所使用的阿贝折射仪,是针对“异丙醇—环己烷双液系相图”这一实验所添置的;分析化学实验中所使用的pH计,也是针对“磷酸电位滴定分析”这一实验所添置的。因此,在化学实验中,许多仪器的利用率较低。 2基础化学实验室资源整合需采取的措施 2.1加强实验主讲教师的沟通针对各实验的主讲教师沟通较少的状况,可以定期召开各实验主讲教师的交流会,加强各实验主讲教师的沟通。由于各实验的主讲教师均毕业于化学相关专业,对四大化学实验均有一定的了解,因此可以将各实验中遇到的问题,最新的实验方法、技术等进行充分交流,倾听其他教师的建议意见,以促进各实验的全面发展。 2.2实验废弃物的综合利用针对实验废弃物长期存放的问题,可以将废弃物综合利用。殊不知,“废弃物就是放错的资源”。许多实验后所产生的化学药品往往可以作为另一些实验的原料。例如,大学化学实验“化学刻蚀法制作印刷电路板”后产生大量的含有铜、铁的水溶液,可以作为无机化学实验“硫酸铜的提纯”的实验原料;物理化学实验“异丙醇—环己烷双液系相图”后产生较多的异丙醇—环己烷混合废液,可以作为有机化学实验“异丙醇—环己烷混合液各组分的提纯”的实验原料。 2.3提高实验员的工作素质许多人认为化学实验员的工作很简单,无非就是配溶液、检查仪器优良性能、实验室的安全管理等工作的重复。事实上,实验员的工作仍有许多技巧可言。各实验室的实验本身存在一定的联系,在准备工作和实验技巧上有许多可以相互学习借鉴的地方。例如物理化学实验“固体在溶液中的吸附”中涉及到酸碱的滴定操作,而酸碱的滴定操作在分析化学实验中是一种基本技能,前者的实验员可以请教后者的实验员如何在实验中更好更快地完成滴定操作,其中有哪些需要注意的地方,有哪些操作会严重影响实验结果等等。由于各实验室的实验员往往对本实验室的实验非常熟悉,因此,在实验室的管理上,完全可以定期进行人员工作岗位的流动管理,例如一名实验员第一年准备无机实验,第二年准备分析实验,第三年准备物理化学实验等等。这种方法可以充分调动实验员的工作积极性,提高实验员自身的素质,并达到“一人多面手”的目的。另外,可以利用校内外高校实验室管理人员培训班等形式,对现有的实验室管理人员进行集中培训,以提高其整体的业务能力和素质。同时也可以参观其他兄弟院校实验室,借鉴其先进的管理模式,交流学习,为我所用。 2.4提高仪器设备的利用率针对仪器设备利用低的问题,一方面可以从实验的设置入手,即专门围绕某一仪器开设2~3个实验;另一方面,各实验室根据某一设备仪器的使用时间,错时安排实验开设的先后顺序,例如大学化学实验“醋酸电离常数的测定”和物理化学实验“乙酸乙酯皂化反应速度常数的测定”都需要使用电导率仪,没有必要准备两套电导率仪,可以错时安排实验,只需要一套就足够了。 3探索基础化学实验室资源整合 除了上述在实验室管理上所采取的措施,还有很多值得尝试、实践的方法和措施。 3.1充分利用网络资源开放实验室管理现今社会是网络的社会,九零后的大学生更愿意从网络寻找新鲜有趣的东西,因此在实验室的建设管理上,不妨从网络下手,寻找实验知识和学生兴趣的切合点。可以开发实验教学软件,将实验基本操作和仪器设备使用操作以FLASH等形式放到网页上,建立基础化学实验课件、实验教学案例、实验数据处理平台和仿真模拟实验等,使学生可以随时登录网站观看,并进行网上实验预习、实验问题讨论、开放实验预约等活动,提高学生自主学习的能力和兴趣。 3.2完善化学实验课程体系在开设基础化学实验课程时,按照“验证性实验—综合性实验—设计性实验”来进行,真正体现层次性的提升要求,打破基础化学实验课程的传统设置,只有这样才有可能培养出“应用型、创新型人才”[5]。另外,把原“四大化学”实验内容、资源整合,减少重复实验和低水平实验,同时对化学实验内容进行提炼,有目的地把教师成熟的高水平的科研成果融入到实验内容中去,融入现代化学发展的新技术、新方法,紧跟时展的步伐[6]。同时加大实验课程的开设,坚持理论课与实验课的紧密结合,保证实验课程的开课比例达到实现学生动手能力和创新能力明显提高的要求[7]。 3.3加强实验室师资队伍建设现今的实验教学对教师和学生都提出了更高的要求,对实验教师而言,既要有较高的科学素质和理论水平,又要保证教学、科研的顺利进行。这就要求各高校领导抛开传统观念,在人事安排上改变以往的优先考虑理论教师的做法,采取一定的措施和政策,例如鼓励有经验的教授、讲师及高等学历人员参加实验教学工作,积极引进具有博士、硕士学位及生产第一线人才到实验室工作,充实实验技术力量,有计划地培养实验教师,形成合理的梯队[8]。 4结语 总之,高等学校实验室是培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”人才的基地,是科学创新的源泉,而实验教学相对于理论教学更具有直观性、实践性、综合性和创新性。在目前办学规模不断扩大,实验资源缺乏的状况下,对资源进行整合和优化,不但能解决实验教学资源的需求问题,而且通过整合资源、扩大实验室建设规模,能促进实验教学与科研的有机结合。此外,良好的实验教学环境,对培养学生的实践能力和创新能力也有着至关重要的作用,为培养和造就优秀的新型工科人才提供了保障。 作者:王莹周晓慧单位:大连交通大学环境与化学工程学院 基础化学论文:高校基础化学实验论文 一、学生实验和学生分组实验 近年来中招对学生操作能力的考查在逐步加强,重点是对学生基本操作能力的考查。实际上实验操作能力的培养主要依靠学生实验。学生对化学实验很感兴趣,好奇心强,尤其喜欢亲自动手实验,这是化学教学的特点,也是提高教学质量极为有利的因素。如果学生的实验基本操作非常熟练准确,这对于以后学好其他知识技能也是很有帮助的。初中阶段的学生亲自动手实验无疑对学生的未来发展起到启蒙的作用。实验本身是一种最直观的教学方法,有人倡导化学课应该在实验室上,这说明了学生实验在化学教学中的作用。实验不仅仅是一种直观的教学手段,而且还能激发学生的学习兴趣,使学生掌握化学知识、实验技能和科学方法。现行教材中编入了很多学生实验,也是注意到科学的发展规律而编入的。在教学过程中,应充分调动学生的积极性,让学生亲手做实验,教师应加强指导。 学生实验可以是验证性的,也可以是探究性的。验证性实验是以验证、检验所学过的化学知识,起到巩固加深之效能;探究性实验旨在培养学生独立探究能力,使学生受到科学方法和系统训练。初中阶段的学生化学实验大多是些基本的操作和一些验证检验性的小实验。但这些内容是学生未来发展的基础,学生也非常容易掌握。学生愿意做,也能做好,这对学生需要的满足感和成就感有很好的作用。当然只要有实验就可能有误差,就有可能失败,包括操作的、结果的,教师要有足够的认识。特别是学生在过程中出现的一些过失时,教师要有足够的耐心、爱心,不要有过多的责备。这对培养学生实事求是、严谨的科学素养有很好的促进作用。当然,学生实验也需要有计划、有目的、有步骤、有分析的报告,循序渐进,教师要做好指导总结工作。 学生个体实验强调实验的规范性和安全性;学生分组实验要强调互助合作,培养学生的协作精神。对学生要做的实验教师都要做到心中有数,对重点难点技巧及学生可能出现的问题(包括对数据的分析要细心指导等),尽可能少走弯路,从而达到良好的效果。对于危险性高的实验,教师要尽量给学生先演示正规操作,并要耐心解释实验原理、成败关键、注意事项等。要善待每一位学生,要克服每一个学生惧怕实验的现象,引导学生挑战自我,坚定追求真理的决心和信心。学生如果能顺利完成一个有挑战性的实验项目,享受到成功的喜悦,对增强其学习化学的兴趣,比任何说教都有意义,有些时候过程比结果更重要。 二、课外实验 课外实验,是对学校教学的补充和延伸,它不仅能进一步加强对书本知识的学习掌握,对培养学生的兴趣、探索精神也有很大的促进作用。课外实验本身就是一种实践活动。STS教育的实质就是学习科学、技术为社会做贡献。我们身边处处皆有化学,学生如果能在有可能的情况下,利用身边的物质和条件完成自己感兴趣的课外化学实验,并且得出理想的结果,这也是一种成功,这是在课本里所学不到的。我们的教材中编入了许多学生课外的实验,它会使学生对化学科学的认识进一步加强,对学生科学世界观的培养也大有好处。有可能化学家就产生于这些对物质世界有敏感性,敢于主动参与,喜欢在课堂以外挥洒汗水的学子们。科学发明创造需要的是灵感、兴趣和执着的追求。能够做课外化学实验的学生,往往是那些对化学学习有激情的学生。但我们一定要清楚,鉴于基础化学知识的有限性,实验条件的简陋性以及认知的局限性,学生很难完成一些个完整的大的课外实验项目。因此,教师对学生课外实验比较多的是鼓励和指导,要对学生课外实验课题的选择、时间选择、知识储备、实验的方法技巧以及可行性等加以指导。不可盲目、漫无天际地选题,学生所做的课外实验也应该是有目的、有价值的。对学生课外实验成功与否,我们都应该鼓励和帮助。实验最能把情感价值观体现出来,最能培养出学生的科学素养。另外现代教育信息技术的应用,更是拓宽了化学实验的深度和广度。有些需要时间长、条件要求较高的实验,都可以利用电脑、多媒体等现代设备,利用丰富的网络资源来完成,这些也是我们需要考虑的课题,无疑对提高实验教学的整体效能大有裨益。 总之,搞好实验教学,需要教师具有足够的专业知识、有熟练教学技能、有爱心,有驾驭教材的能力,在实际教学中能灵活运用多种方法,把学生放在首位,在情感和价值观方面下功夫,最大限度发挥学生潜能,手脑并用;学校方面还要尽可能创造条件,制造和谐融洽的教学环境,才能最大限度地培养学生的实验能力,从而达到良好的教学效果。好的教材确实能在教学中发挥出纲领的作用。学习科学要有科学的教材,还要有科学的方法,在具体的实践中才有理想的结果。 作者:李振乾单位:河南省长垣县佘家乡第二初级中学 基础化学论文:中外学生基础化学教学探讨 1师资情况 教师作为医学生教育教学的主要力量,其素质直接影响教学质量。目前,留学生基础化学教师队伍发展相对不平衡。首先,大多数教师英语听说能力相对欠缺,加之存在中国式英语口音,使得交流存在一定障碍。其次,任课教师往往对本专业术语的英语表达比较熟练,而对非本专业术语的英语表达相对薄弱。再次,教师缺乏教学经验,语言不够丰富生动,教学方法有待改善,教学效果有待提高。与留学生师资相比,我国学生基础化学的教师队伍发展经历了历史积淀,形成了一支年龄、知识结构比较合理,职业素质优良,能高质量完成教学任务的师资队伍。针对留学生教师队伍存在的不足,我校针对性地进行师资培训。如选派学历高、英语基础好的年轻教师到澳大利亚学习,参加北京外国语大学和本校的外语培训,到天津医科大学学习先进的教学方法和教学理念。我们发现,在教学实践中,最主要的问题并不是与留学生的语言交流,而是教师应具备丰富的学科知识和良好的授课技巧。为此,我们采取了集体备课、试讲、听课等手段,为教学顺利开展打下坚实基础。 2教材建设 我校留学生的基础化学教学工作还处于起步阶段,目前,医学类专业留学生基础化学教学尚无统一、成熟的教材和教学大纲。为配合全英语教学,选择一本合适的教材非常重要。为此,化学教研室以天津医科大学编写的理论教材为母版,自行编写了适合我校教学需要的实验教材;在选用教辅材料上尽可能多地向英语原版、原文靠近,使留学生教育从起点上就与世界先进水平接近,大大提高了留学生专业知识水准[2]。针对我国学生的具体情况,采用人民卫生出版社出版的《基础化学理论》教材和安徽科技出版社出版的《医学基础化学实验教程》进行教学。 3教学内容 首先,由于留学生在解题技巧和计算能力上与我国学生存在一定差距,所以在教学中对涉及渗透浓度和pH值的计算题采取精讲方式,同时注重例题解析。其次,由于留学生与我国学生课堂表现不同,他们大多接受的是欧美开放式教学,对问题有自己的见解,上课时习惯于随时提问、自由讨论[3],所以在相同学时数下要适当删减留学生的教学内容,否则将不能完成教学任务;或即使完成教学任务,也可能因讲授的知识不深入,导致学生一知半解。如“热力学”内容可以删减,“滴定分析”主要通过实验教学讲授原理、方法和应用。另外,在教学内容选择上要注重学科联系。化学是一门中心学科,也是医学院校的基础课程,我们应重视其基础地位,重视医学基础课和医学专业课之间的纵向联系,加强医学基础课教学是学生顺利完成医学专业课程学习的有力保障,是培养卓越医师的重要手段。在重视基础的同时要加强学科联系,对知识结构要加以延伸。如在讲授“渗透压”时,可以与生理学联系起来,通过介绍渗透脆性和渗透张力,进而介绍输液的原则和方法。 4教学方法 按照学校对留学生教学的要求,教学中应变“灌注式教学”为“启发式教学”,变“以教师为主的教学”为“师生互动的教学”,采用讨论式、问题式、案例式等教学方法,加强留学生自学能力、实践能力和创新能力培养,体现“授人以渔”的教学理念[4]。因此,在教学过程中,针对留学生遇到问题会及时提问这一特点,我们增加了讨论环节。教师课前精心准备问题,在课堂上适时提出并让学生分组讨论,这种灵活的互动式讨论充分调动了学生的积极性和主动性,体现了以教师为主导,学生为主体的教学原则[5]。我国学生课堂氛围不够活跃,教学中被动接受知识。教师往往从概念出发,按照“概念—性质与理论—公式—应用”模式来组织教学,学生同样也按此模式接受知识。这种演绎法模式突出了学科的系统性和逻辑性,体现了教师的主导作用,但忽视了学生的主体地位,不利于学生创新精神和创新能力培养。所以,在教学过程中注重采用案例教学法。案例教学能使学生成为教学活动的主体,从而形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放式学习氛围[6]。 5教学手段 在实践教学中,我们十分重视多媒体等现代化教学手段与传统板书的结合运用。多媒体课件可以将教学内容图文并茂地展示出来,不仅能改善教学效果,使教学内容更加条理清晰、生动形象,刺激学生的想象力,提高学生对信息的注意力、理解力,调动学生学习的积极性,活跃课堂气氛。教师还可以充分利用节省的时间,放慢节奏并反复讲解教学重点。当然,在教学过程中要注意把握现代化教学手段使用的度,避免按照幻灯片朗读,而是积极辅以传统教学手段,如教具演示、板书等,同时增加与学生的语言、眼神交流,拉近师生距离,充分突出教师的主导作用。尤其针对留学生计算能力差的特点,我们积极采用板书形式讲解习题,以便把问题讲清讲透,同时加强解题思路和技巧训练。 6考核方式 实施素质教育是当前教育改革的主题。它要求我们必须更新教育思想,转变教育观念,深化教育教学改革。考试是高校教学工作的重要环节,进一步完善考试制度,充分发挥考试的检查、评价和反馈功能,使其更好地为教育教学服务,是深化高校素质教育的重要举措[7]。目前,针对留学生实行平时、实验、笔试等成绩相结合的综合评定方法。平时成绩包括考勤、作业、课堂提问及小测验等;实验成绩主要从操作技能、实验结果、实验报告等方面综合评定。这样可以改善留学生相对自由散漫的状态,起到督促留学生学习、加强管理的作用;同时加大实验成绩的比重,可对学生能力培养起到积极作用。针对我国学生,成绩评价主要采用实验和笔试成绩相结合的方式。由于我国学生采取大班授课,平时成绩评定有一定困难,但学生自觉性较强,所以采取强化实验教学的方式,注重培养学生动手能力,积极营造开放性实验教学环境。同时,在考核方式上力求公正全面地评价学生掌握知识的程度和分析解决问题的能力,能客观评价教师的教学水平和效果,发现教学中存在的问题,反馈教学中的各种信息,充分调动教学双方的积极性和主动性,提高教学质量。 7交流反馈 教学相长,教与学的相互反馈可促进教学质量的提高。由于课堂时间有限,限制了师生的直接交流[8]。因此在授课结束后,教师可以留出时间对学生进行辅导,也可以将网络作为交流平台,进行师生间的无障碍交流,改善教学效果,还可以通过校园网络平台,上传基础化学教学内容与进度、课件、教案等供学生浏览,方便学生课后复习;课堂上教师来不及解答的问题,可通过E-mail方式回答;借助网络,学生可随时与教师交流。针对留学生,可通过交流、小测试、提问等手段及时了解其学习动态。总之,我校留学生教学工作依然处于起步阶段,存在许多不足,所以要充分借鉴针对我国学生的成功教学经验,如通过加强教学管理,严格考核评价体系等措施提高留学生教学水平。而针对我国学生,要进一步加强讨论式、问题式教学,活跃课堂气氛。同时,构建中外学生沟通交流平台,进一步加强互助式、自主式教学,采取多种措施改善教学条件和教学效果。 作者:吴允凯韦文美顾志红单位:安徽医科大学基础医学院
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)
玻璃制造论文:通用飞机风挡玻璃制造技术研究 摘 要:文章介绍了国内通用飞机的发展趋势,以及通用飞机风挡玻璃的国内市场需求及制造技术现状。详述了通用飞机风挡玻璃低成本制造技术研究。 关键词:通用飞机;风挡玻璃;低成本制作 引言 随着中国低空空域不断放开的政策引导下,使得中国通用飞机市场成为全世界通用航空业者最垂涎的“蛋糕”。庞巴迪、湾流、塞斯纳、豪客比奇等世界知名通用飞机制造商纷纷展开在国内合作项目。在国家及地方政策大力扶持下,各地正新建数十个航空产业地基。中国通航产业市场正在步入高速发展阶段。在未来几年中,国内通用飞机持有量即制造数量将呈几何级数增长。 风挡玻璃作为通用飞机的一项不可或缺的关键零件,因其独特的加工工艺技术及零件薄、尺寸大、外形复杂、批产量大、低制造成本的产品特点,使国内通用飞机风挡玻璃制造技术及制造产业相对空白。面对国内通用飞机市场巨大的需求,加速完善国内通用飞机产业链条,抢占市场先机。有必要大力发展飞机风挡玻璃低成本制作技术。 1 通用飞机风挡玻璃产品介绍 小型通用飞机风挡普遍采用单块铸造丙稀酸脂有机玻璃,其设计尺寸大,无中央隔框,平面投影面积约2m×1m,厚度约3-5mm。在保证飞机气动性能的同时,给内部乘员提供良好的视界,还能使飞机外观时尚美观。 2 风挡玻璃材料选择 座舱盖透明件材料要求具有良好的光学性能,透光度应在90%以上,能为飞行员提供清晰的视界,同时又要具有一定的综合力学性能,可以承受一定载荷作用。目前用于座舱盖透明件的材料有两大类,一类为丙稀酸脂材料,另一类为聚碳酸脂材料。 聚碳酸脂材料优点是韧性好,疲劳强度和抗冲击强度高,缺点是硬度低,使用中易磨损和划伤,需要在表面涂一层耐磨油脂,另外透光度(88-91%)比丙稀酸脂材料(91%)略低。但由于透光度难以达到要求,聚碳酸脂材料使用并不普遍。 丙稀酸脂材料优点是透光度高,具有一定的硬度,缺点是比较脆。目前飞机座舱盖透明件普遍采用丙稀酸脂材料。丙稀酸脂又分为拉伸丙稀酸脂(也称定向有机玻璃)和铸造丙稀酸脂(也称非定向有机玻璃)两种,拉伸丙稀酸脂与铸造丙稀酸脂相比,韧性好、疲劳强度和抗冲击强度高,由于拉伸丙稀酸脂需要吹塑成形,其成形技术难度高、制造成本高。对于通用飞机风挡外形太复杂、制造成本低的原因,只能选用铸造丙稀酸脂材料。 3 某型飞机风挡加工过程介绍 3.1 典型工艺流程图(见图1) 3.2 典型工艺流程 (1)原材料储存 原材料尺寸36"×72",室温下储存,湿度不高于70%,环境无大量灰尘。 (2)原材料检验 去除保护纸并检验材料厚度及表面质量,是否存在划伤、气泡、杂质、裂痕等质量缺陷。 (3)成型前的准备 检查成型工装胎面是否洁净,成型工装胎面须在成型4-6架份后,在胎面上重新均匀撒婴儿爽身粉(中性)。成型工装胎面每两年更换毡布。然后将材料悬挂至滑轨上,使用中性肥皂水对玻璃两面进行清洗。 (4)材料加热 将材料悬挂至烘箱滑轨,并送至烘箱内加热。升温至160±5℃,并保温14min。 (5)零件成型 零件出炉时,工人应迅速、动作协调一致,将零件取下。材料需在5秒钟内放到工装胎面上。两名工人端起风挡材料应同时置于工装胎面上,不允许将零件离开胎面重新调整,并且材料两端余量应相当。 然后迅速将成型工装上盖板扣下,并进行人工压紧。在材料冷却10分钟后,对材料表面按零件边缘线进行标记,最后取下。 如果零件成型后出现折皱等质量缺陷,可将玻璃回炉重新加热成型。经验表明重新成型次数不能超过3次。 (6)光学检验 成型后的零件在暗室中对着光栅检验零件的光学性能。对出现的质量缺陷进行打磨返修或者回炉返工。 (7)零件回火 零件在70±5℃的封闭洁净空间内,回火12-20小时。以便消除零件成型时产生的内部应力。 (8)喷涂胶衣 为防止在储存、周转、装配的过程中零件表面受到划伤,对零件表面喷涂保护胶衣。 (9)切割零件 将零件放至铣切工装上,按铣切工装托架边缘铣切零件外形,并去除锐边及毛刺。铣切工具选择转速为20000转/分钟的高速手持铣枪。切割时应注意铣刀与零件表面尽量成垂直状态,避免铣到零件边缘线内。 (10)终检打包 对零件进行最终检验,并贴零件标示后进行包装周转。 4 设备配备 4.1 烘箱 设备工作温度160℃,炉温均匀性±5℃。采用热风循环加热方式,循环方式采用上下流动形式,加热空气有过滤装置,保证加热空气相对洁净。烘箱带有上挂式滑道。有温度自动记录系统及报警系统。烘箱内腔尺寸不小于2.5m(长)×1.2m(宽)×2m(高),有效加热面积不小于2m(长)×1.5m(高)。 4.2 回火加热设备 可将40m2封闭区域加热至70℃,炉温均匀性±5℃。采用热风循环加热方式,加热空气有过滤装置,保证加热空气相对洁净。有温度自动记录系统及报警系统。 4.3 工具 4.4 工装 5 常见的质量问题 (1)雾气:透过玻璃观察,存在雾气般的模糊。 产生原因:使用不当的清洁剂(如酒精等)。 解决措施:可通过对玻璃表面进行抛光消除。 (2)细纹:玻璃内部有裂痕,出现银纹现象。 产生原因:玻璃在成型、回火、切割工序中由于内部应力释放不均产生的。 解决措施:无 (3)划伤:玻璃表面不同程度的凹陷。 产生原因:玻璃表面保护不当,在制造、周转等工序中对零件表面产生的划伤。 解决措施:测量划伤深度及面积。对于一定程度的划伤可通过打磨和抛光进行消除。 (4)畸变:玻璃的光学性能发生变形。 产生原因:由于对玻璃表面进行打磨、抛光不均匀,产生的视觉差异。 解决措施:通过光栅检验,划定畸变区域,进行进一步的打磨、抛光,直至完全消除。 6 结束语 通用飞机风挡玻璃成型工艺及工艺参数经过试验应证,不仅效率高,而且合格率高。实践证明上述成型工艺技术可行,而且满足产量大、低成本制造的要求。 玻璃制造论文:浅谈夹层玻璃的制造工艺及其生产和能源效率 [摘 要]夹层玻璃的制造工艺,主要是在两片或者是多片玻璃之间,夹持一层及多层聚合特,从而形成了“夹层”结构,并且经过热压以后形成的一种特殊的玻璃。但是它的主要的制作技术,还局限于传统的高压釜层压工艺中。这种加工技术能源效率低,消耗大,有待改善。 [关键词]夹层玻璃 制造工艺 能源效率 一.前言 随着工业科技的不断发展与进步,为了适应玻璃中间层的不断变化,追求更高的能源效率,夹层玻璃的生产工艺也发展起来,真空层压和快速熔合射频层压等制造技术也不断涌现出来。 二.夹层玻璃发展简述 夹层玻璃的主要组成,是通过高压釜、间歇式或者是连续式真空层压,及现场浇注以及快速熔合射频层压技术加工完成的。夹层玻璃一改传统玻璃又脆又硬的特点,广泛应用于车上风挡玻璃、透明窗口、营业厅等的隔离间断。夹层玻璃避免了传统玻璃在破碎的情况下出现的扎伤人、割伤事件上的发生。这种玻璃中间的夹层,可以使玻璃在损坏的情况下聚合玻璃碎片,从而减少玻璃碎片对人体的伤害。这种夹层玻璃还可以做为抵御冲击物与穿透物的攻击。从而具有安全性、隔音性以及太阳能量控制性等特性。所以还有绿色产品的特性。 夹层玻璃在早期,主要使用硝酸纤维素及醋酸纤维素做为夹层物。自1938年夹层玻璃被DUPONT公司用于汽车风挡玻璃以后,才大量的应用起来,也开启了夹层玻璃工业的序幕。自发明以来,发展至2009年时,我国的夹层玻璃产量已经高达4200万平方米。 三.夹层玻璃的制造工艺 PVB 在夹层玻璃中的使用范围较广,这是最早应用于工业玻璃中夹层的树脂。玻璃夹层制造工艺,高压釜层压工作,就是对这一层进行制造的工艺,这也是夹层玻璃制造工艺中的关键部位。这种材料的应用,直至今天在行业当中仍然占据着重要的位置。夹层玻璃制造工艺流程主要有:PVB 胶片的选用、保存 ,合片室的环境、玻璃片清洁度、合片方式、预热预压、高压釜内玻璃的操作技术等。 在这些制作工艺流程中,夹层玻璃的流程中,合片工艺、玻璃预热预压工艺、玻璃在高压釜内的操作这几种制作工艺,是制作流程中较有难度的工艺流程,对这几个环节的分析与研究,是保证夹层玻璃质量关键环节。所以对这部分的制作工艺进行深入的探讨。 1.合片操作工艺 对玻璃进行合片操作时,首先要选择适合玻璃宽度的PVB胶片,并且要保持胶片的清洁,避免用手直接接角胶片和玻璃,将PVB胶片自然展平,不要拉伸,对齐玻璃的内外片,不能有参差不齐感,要查看预留的标志是否重合,而后切除多余的胶片,在进行切割操作时,要使刀片保持倾斜,在合片边缘留出0.5mm ~2mm胶片,为了避免胶片收缩引起缩膜现象。合好胶片与玻璃合片以后,套真空橡皮圈,并查看密封条,在玻璃四周受到的拉力要均匀,然后对玻璃进行冷抽使合片中间的空气排除干净,且冷抽时间应不低于5min 2.玻璃预热预压工艺 玻璃夹合好PVB胶片,抽空空气以后,对合好的玻璃进行预热预压操作。进行预热预压操作的设备有三种,一种是预热预压箱,由于其设备简单且投资小、能耗低,所以被多家生产厂家所青睐。但是预热预压箱的缺点是效率低,无法适应产业化生产;传动型立式与卧式的预热预压机,这二种机械在生产上效率较高,适合规模化生产。二者区别是,在放置玻璃完成预热预压工作时,玻璃的放置方式,一个是立放,一个是平放。立式预热预压机对玻璃进行空气抽空操作时,对玻璃的弧度影响小。而卧式预热热压机对玻璃进行空气抽空操作时,由于玻璃平放,在自身的重力与抽真空压力的影响下,对玻璃的弧度产生影响。所以卧式预热预压机在对大规格玻璃的制作上更为适宜。 3.玻璃在高压釜内的操作工艺 高压釜内的制作工艺,是夹层玻璃生产的最后一道工序。经过预热预压处理的玻璃,为了使PVB胶片与玻璃合片更好的粘结在一起,还要经过恒温高压处理,才能够使用。恒温高压处理要在高压釜内操作,首先将粘合在一起的夹层玻璃的半成品,每片之间进行隔离,放入高压釜专用台架上,并使其牢固,然后紧闭釜门,对釜内加压充气,当釜内气压达到0.75MPa左右时,停止对釜内充气。这是由于夹层玻璃边缘未粘合牢固,为了使玻璃夹层中间的空间在压力的作用下溢出,而不致于空气从边缘处进入夹层内。釜内温度达到130℃左右时,立即停止加热,并保持这个温度。此时夹层玻璃已经能够粘合,对釜内进行二次加压,由于玻璃已经达到粘合温度,故这次加压不会使空气进入夹层中,待压力达到1.2MPa时,停止加压并保持压力平衡,持续经过1h~1.5h以后,降低釜内的温度到50℃时,开始对釜内进行排气降压,直至空气完全排出,开启釜门推出玻璃。夹层玻璃制作至此,还有收尾工作,即是对玻璃进行逐片检查,针对合格产品,进行修剪。割除周围多余胶片;对含有气泡和脱胶的玻璃进行挑选修补,重新进釜加压加温。 随着生产工艺的不断提高,大多数高压釜都具有自动控制的功能,在实际操作中,根据夹层玻璃自身特点与实际情况,进行加工。 四.合片后玻璃常出现的质量问题 由于夹层玻璃是针对玻璃片进行多层真空热压完成制作工艺的,故玻璃合片以后,会出现炸裂的现象,还有的玻璃出现弧度较差的情况,也有边缘夹杂气泡、卷缩或者是掺夹杂物等现象。这些现象都严重影响了夹层玻璃的质量。这些炸裂现象形成的原因主有这样几种: 1.玻璃成型以后,夹层玻璃的中间粘结层,由于内应力的作用下,导致玻璃自爆; 2.玻璃中间粘结层的内应力,主要是由于外片玻璃与内片玻璃在合片时,弧度的放置不吻合,致使二片玻璃在合片过程中产生夹层问题从而引起自爆; 3.玻璃在热弯过程中,如果降温速度过快,也会使玻璃出现梯度引起新的应力产生,造成自曝; 4.如果高压釜降温过快也会引起玻璃的炸裂现象; 5.玻璃经过热弯成型,这时为了促使玻璃成形而加大外力,玻璃应力不均时也会使玻璃产生炸裂; , 6.在玻璃装入高压釜时,如果玻璃片直接接触金属,或者是边部夹子力度过大,都容易使玻璃炸裂。 7.合片后的玻璃炸裂的现象,在安装时的外力的作用下,也会发生。例如玻璃的弧度同安装位置的弧度不符,从而使安装时玻璃受到外力的作用较大,在使用一段时间以后,也会发生炸裂现象。 五.预防夹层玻璃自曝措施与能源效率分析 为了有效预防夹层玻璃的自曝现象,并从能源效率的观点出发,以预防夹层玻璃自曝现象为主,并要及时对存有气泡与空气的玻璃进行重新回收利用,即可以节约资源,又减少成本支出,使能源效率最大化。在对夹层玻璃自曝现象的预防,要从这样几方面进行改善: 1.弧度不吻合: 建议外片玻璃在出炉以后用记号笔在内片与外片相对应的部位进行明显的标记,避免二片玻璃的标记不同,要完全重合。在对玻璃合片的过程中要参照此标记进行合片,避免玻璃出现问题引起自爆的现象。 2.边缘脱胶现象: 在对玻璃进行包装与运输过程中,要用塑料布包覆,使用专用夹层玻璃封边防止胶胶病变现象,这对预防脱胶引起的曝裂效果较好。 3.胶合层气泡现象: 首先对夹层胶片要注意保管,对于开封的胶片,要24小时控制温度与湿度,温度在18℃-25℃内保存,温度保持在20%-30%左右为宜。 六.结语 夹层玻璃的生产工艺,主要是通过压力将PVB胶片夹到玻璃中间,起到避免玻璃碎片伤人、加固与防止攻击等作用。这种夹层玻璃最初使用于汽车的风档中,随着制造工艺的不断进步,使用的范围也越来越广,其制作工艺也在不断的提高。预压预热机的发展,使夹层玻璃的预热预压工艺有了进一步的提升,产业化的道路不断的发展起来。这为夹层玻璃的应用带来了广阔的发展空间,由于夹层玻璃能源消耗大的特点,所以在生产中,在精益求精,在加工过程中容易出现的自曝现象,要严格控制,并对产生气泡或质量不过关的产品实行回收利用,以利于资源节约,使能源效率达到最大化。 玻璃制造论文:玻璃钢加工制造管理中的问题和对策 摘 要:玻璃钢又叫树脂基玻璃纤维增强塑料,目前广泛应用于交通运输、石油化工、建筑造船、体育器械、机器电器、卫生洁具等领域,已经成为了一个初具规模的新型工业部门。文章在玻璃钢的加工制造管理中出现的问题的基础上,提出了解决措施。 关键词:玻璃钢;制造管理;问题;对策 玻璃钢又叫树脂基玻璃纤维增强塑料,简称FRP,起源于20世纪30年代的美国,在1958年引入中国,我国的玻璃钢加工工业发展于20世纪60年代。目前玻璃钢广泛应用于交通运输、石油化工、机器电器、厨卫洁具等领域,具有广阔的发展前景。目前玻璃钢生产已经成为一个初具规模的新型工业部门,哈尔滨乐普实业发展中心德州分厂就是在这样的背景下成立的,在玻璃钢生产领域占据一席之地。 1 玻璃钢加工制造管理中出现的问题 玻璃钢就是玻璃纤维、酚醛树脂和环氧树脂的结合物,在加工制造的过程中利用一定的工艺将这三种原料进行融合,最终形成的产品。目前在玻璃钢加工制造管理中出现的问题如下: 1.1 在玻璃钢加工制造过程中出现的问题 玻璃钢的加工制造包括对新工艺的使用的熟练程度、原材料的使用情况等。具体的问题表现如下: 第一,工人对玻璃钢加工制造的新工艺不能熟练的掌握。在众多的玻璃钢制造工艺中,哈尔滨乐普实业发展中心德州分公司已经引入了一些新型的制造工艺,比如缠绕工艺技术、固化工艺技术、加工与磨抛工艺技术、涂装工艺技术等,在很大的程度上提高了玻璃钢加工生产的效率。但是由于技术工人不能对这些新兴的技术工艺完全掌握,导致在加工生产的过程中由于技术失误产生问题,造成原料的浪费,降低了企业的生产效率。 第二,在加工过程中对原材料的浪费。在玻璃钢加工制造的过程中,一方面由于技术工人没有很好的节约意识,公司也没有明确的节约制度;另一方面因为技术工人对新型技术的掌握程度不是很高,导致在加工的过程中因为技术失误造成原料的浪费。 第三,在加工制造的过程中没有做好人员的保护措施。玻璃钢生产制造过程中有些原料会散发出有害气体,对工作人员的身体健康造成危害。在玻璃钢生产加工的过程中,没有做好防范措施,导致工作人员的身体健康没有受到很好的保护。 1.2 在玻璃钢加工制造管理中出现的问题 玻璃钢的加工制造管理分为人员的管理和材料的管理以及玻璃钢成品的管理。在管理中出现的问题如下: 第一,工作人员时间意识不强。工作人员的时间意识分为上下班的时间意识和在工作中的时间意识。一方面工人上班的时间意识不强,经常出现迟到、旷工等现象,在很大程度上影响了企业的生产效率;另一方面在生产过程中,对原材料的融化时间和玻璃钢的成型时间都应该严格把控,但是由于工作人员的时间意识不强,导致加工过程中的时间没有把控好,影响玻璃钢的生产质量。 第二,对原料的管理不完善。玻璃钢原材料类型不多,但是数量很大,在原材料的管理方面没有做好原材料的防水、防火、防潮措施,导致原材料的质量严重受损。另一方面没有及时的将原材料的数量和类型做好记录,有时会导致原材料的数量莫名的减少。 第三,对玻璃钢成品的管理不完善。玻璃钢成品的管理保存需要一个清洁的环境,安排专门的人员进行保存。但是在实际的生产制造管理中,一方面玻璃钢有可能露天放置,经受日晒雨淋,对玻璃钢的质量造成严重的损坏。另一方面,没有加强对玻璃钢成品的监管,很可能导致玻璃钢成品无故丢失的现象发生,给企业带来经济上的损失。 2 玻璃钢加工制造管理中问题的解决方案 针对玻璃钢加工制造管理中的问题,本文提出了如下解决措施: 2.1 玻璃钢加工制造环节解决问题的方案 第一,加强对工人进行先进工艺的教育。新型的生产工艺是提高企业生产效率的关键,玻璃钢的加工制造也是如此。目前玻璃钢加工制造出现了很多新型的工艺,要及时的把这些新工艺的技术要点和操作方法教给工作人员。进行教育的方式可以分成小组进行教授,根据加工过程的不同环节,将工作人员分为不同的小组,选取小组负责人首先进行新工艺的学习,然后由小组负责人在实际的生产中将这个新工艺的操作方法教授给其他的成员。这样不仅能加强新工艺的掌握程度,还能加强工作人员的纪律。 第二,严格控制原材料的使用。在玻璃钢的生产过程中要严格控制原材料的使用。首先要建立原材料浪费的惩戒机制,制定详细的惩罚措施,保证原材料的合理使用。其次,在熟练掌握新工艺的基础上,对原料的使用过程严格把控,减少在使用过程中因为打翻等意外操作造成的原料浪费。 第三,保护工作人员的身体健康。在玻璃钢的生产过程中会产生对人体有害的气体,所以要加强对工作人员身体健康的保护工作。在生产过程中佩戴口罩,有规律的组织工作人员进行体检,保证工作人员的身体健康。 2.2 玻璃钢加工制造管理解决问题的方案 第一,加强工作人员的纪律意识。企业制定明确的奖惩机制,对工作人员的工作绩效进行评定和考核,并加强监管体系,严格监督生产过程,保证上下班时间的准确性,保证生产过程中对时间的准确把控。 第二,完善原材料和玻璃钢成品的管理制度。在原材料和玻璃钢成品的管理方面要完善管理制度,安排专门的人员进行管理,在入库之前要做好记录,出库的时候要凭借领导批示的有效凭证才能领取。做好原材料的防水、防潮工作,做好成品的防雨、防日晒工作,保证原材料和玻璃钢成品的数量和质量。 3 结语 目前,玻璃钢生产已经成为了一个新型的工业部门,在生产领域应用广泛。在玻璃钢的生产过程中难免会出现一些制造或者管理上的问题,这些问题的解决要依赖制度和人员两方面的共同努力。做好玻璃钢加工制造管理中问题的解决对玻璃钢企业的安全生产和玻璃钢企业的可持续发展具有重大的意义。 玻璃制造论文:玻璃钢贮罐的成型工艺研究与制造 摘要:文章主要是设计制造一个玻璃钢贮罐,贮存质量分数为28%的磷酸,使用温度为65℃。阐述了玻璃钢贮罐的工艺设计和整个制造工艺过程,包括玻璃钢贮罐原材料的选择、贮罐的工艺设计、缠绕成型过程。 关键词:玻璃钢;贮罐;喷射成型;缠绕工艺 随着缠绕技术的提高、工艺的改进,大型贮罐广泛应用于化工生产中。中复连众复合材料集团有限公司制造了直径21m,容积6000立方的大型玻璃钢盐酸贮罐,是目前全国乃至全球容积最大的玻璃钢贮罐。大型贮罐具有容量大,占地面积少,成本低等优点。玻璃钢贮罐根据所用贮存或运输的介质不同选用不同树脂体系作为粘结剂,通过改变树脂系统或采用不同的纤维增强材料调整玻璃钢贮罐产品的物理化学性能,通过贮罐结构层厚度、缠绕角和壁厚的设计制造出不同压力的纤维缠绕复合材料贮罐。本文主要论述了贮存质量分数为28%的磷酸,使用温度为65℃的玻璃钢贮罐的工艺设计和制造工艺过程。 一、玻璃钢贮罐的防腐结构 玻璃钢贮罐的耐腐蚀性可根据使用条件设计,因此能满足耐腐蚀介质的使用要求,其防腐结构主要包括四层。 1.内衬层。内表层的功能是抵抗介质腐蚀,是防腐蚀结构的主要组成部分。其制造方法是用玻璃纤维表面毡、有机纤维表面毡或其他增强材料增强的富树脂层,要求含胶量达到90%,其厚度为0.25mm~0.5mm。 2.过渡层。过渡层的含胶量比内表层低,约70%-80%。采用短切纤维做成的短切毡铺成;其主要功能是防止介质渗漏。过渡层通常含有1200g/的短切原丝毡。 3.结构层。结构层是贮罐的主要结构,用来承受外载荷,由连续纤维缠绕成型,含胶量35%-55%。 4.外表层。外表层是贮罐结构层的外保护层,主要功能是保护结构层免受外界机械损伤和外界环境引起的老化,同时也是对贮罐外表面的装饰,其含胶量为60%~70%。 二、原材料的选用 根据制品的使用条件,贮罐中贮存质量分数为28%的磷酸,使用温度65℃,树脂材料选用间苯型不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂耐酸,具有高热变形温度,此外还要有一定的力学承载能力。增强材料根据贮罐的使用要求及经济效益综合考虑选择中碱玻璃纤维,中碱玻璃纤维耐酸性好,成本低。根据贮罐的成型工艺,还选择辅助材料包括固化剂(引发剂)、促进剂、催化剂、阻聚剂、触变剂、防静电添加剂、填充剂等。胶液配置过程:首先抽样检验各种原材料是否合格,然后按照合理的配方向树脂基体中加入溶剂、固化剂、促进剂或其他辅助材料,充分搅拌,搅拌时间不低于2小时。配制不饱和聚脂树脂体系前配料应严格按照制定配方进行,配料容器应保持干燥、清洁、无渍物,不饱和聚聚树脂的固化剂和促进剂不能直接混合,以免发生危险。一般一次配制的胶液量不能过多避免浪费。 三、贮罐制造工艺设计 贮罐采用筒体和封头分开制造,筒体和封头的拐角处理对贮罐设计极为重要。在筒体和封头的结合拐角处设计成一定的圆弧过渡区,并进行有效补强,加强逐层递减,避免截面上突变产生应力集中。 1.贮罐封头成型。贮罐封头结构主要包括内衬层和结构层。贮罐封头内衬层成型。①根据工作的环境条件、温度制定合适的的树脂配方,配置内衬层的树脂,要求含胶量达到90%以上,一次配料量要根据制造进度和用量而定。胶液的配置需根据现场的工作条件及时调整配置。②内衬层制作采用喷射成型工艺,模具采用钢制模具,钢制模具应平整并保持干燥,表面均匀涂刷脱模剂。采用进口喷枪喷射玻璃纤维纱,根据铺层设计要求进行内衬层喷射成型。③检验。内衬层树脂含量高,具有很好的防腐防渗作用。如果发现缺陷,应采取补救措施。④内衬深度固化,脱模。贮罐封头结构层成型。封头结构层采用喷枪喷射纱与玻璃布铺设交替进行。 2.贮罐筒体成型。贮罐筒体结构主要包括内衬层、过渡层和结构层。贮罐筒体内衬层和过渡层主要起防腐防渗作用。筒体内衬成型与封头内衬成型工艺及原材料相同,采用喷枪喷射成型,铺设完毕后检验、深度固化。内衬层树脂含量要求达到90%以上。贮罐筒体过渡层也采用喷枪喷射成型,但含胶量要求比内衬层低,达到70%即可。贮罐筒体结构层。贮罐筒体结构层采用连续纤维缠绕成型,通过设计合理的缠绕工艺和缠绕线型采用计算机控制缠绕成型设备缠绕成型。 3.贮罐整体加强。贮罐整体加强采用喷射纱、环向与交叉缠绕交替进行,在缠绕过程中不断调整缠绕设备及缠绕参数,通过调整内衬转速及纤维张力,达到贮罐壁的树脂含量要求。纤维缠绕成型工艺是将浸过树脂胶液的连续纤维(或布带、预浸纱)按一定规律缠绕到指定的芯模上,然后经固化、脱模,获得制品。将组装好的贮罐筒体和封头接入计算机控制缠绕成型设备,缠绕成型设备选择计算机控制缠绕成型设备,在使用设备前需完成一些准备工作包括缠绕设备的检验、调试和线型相关程序的输入。认真检查缠绕成型设备运转及工作部位是否正常,特别细心检查浸胶系统是否有堵塞现象,确保缠绕过程的运行稳定和工作精度。缠绕成型。①调节纤维的张力,用张力器测量纤维张力,并调节张力控制机构。②将预先配好的胶液倒入胶槽中,进行纤维的浸胶和挤压过程,将浸胶后的纤维分组,通过分纱装置后集束,引入绕丝嘴。③按设计要求进行设定线型的缠绕,缠绕时通过调节浸胶装置控制纤维含胶量。注意观察纤维的排纱状况,避免出现纱片滑移、重叠或出现缝隙等情况,缠绕过程中还需将贮罐产品表面多余的胶液刮掉。在缠绕封底与筒体拐角应力集中区时,需用短切纤维毡局部加强,注意调整缠绕角及封头包角,减少应力集中。④生产过程中保持整个生产现场清洁卫生。缠绕中应不断调节张力,及时添加新胶液,清除胶辊上的纱毛和滴落在缠绕设备上的胶液。⑤当缠绕贮罐的厚度达到设计要求的厚度时停止缠绕,卸下产品,准备固化。产品的固化。采用远红外线烤板加热固化,因为加热固化可以提高化学反应速度,缩短固化时间,缩短生产周期,提高生产率。本设计选用1℃,既可以提高生产周期,提高生产率,又不至于影响玻璃钢制品的质量。保温时间由树脂发生聚合反应所需的时间和传热时间决定,冷却阶段降温速度要恒定,防止使制品产生内应力,并且要尽量缩短生产周期。 4.外保护层制作。外保护层作为贮罐防止外界环境侵蚀及抗老化作用的关键层,严格使用设计树脂配方,保证树脂含量及设计厚度,不允许有气泡、干斑等直观缺陷;本次设计外表层用树脂腻子修补后进行喷漆处理。外表层制作完成后,严格按照设计尺寸对整个玻璃钢贮罐进行修整、后处理,然后再常温固化。 玻璃钢贮罐具有轻质高强、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长等特点,用于储存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂,主要应用于石油、化工、制药、运输等行业。采用缠绕成型工艺制作玻璃钢贮罐具有可设计性,设计灵活性大,结合先进的施工工艺可使玻璃钢贮罐罐壁结构性能优异,而且玻璃钢贮罐的检修费用低。 玻璃制造论文:探究玻璃钢模具的制造工艺 【摘要】本文主要对玻璃钢模具的制造过程以及技术进行阐述,从制造玻璃钢模具的技术条件、制造工艺准则、材料、模具胶衣的喷涂和模具铺层理等几个方面进行研究,对于提高玻璃钢模具的制造质量具有一定的借鉴价值。 【关键词】玻璃钢 模具 制造 工艺 玻璃钢属于一种较为特殊的复合材料,其具有耐腐蚀、耐老化、导热系数极低等优点被广泛的应用于机械制造行业、建筑工程行业等,如被用作汽车的外壳材料、家用设备、环保材料等。可见。玻璃钢在材料市场的份额必将会进一步增大。 对于玻璃钢的制造来说,模具的设计与制造是玻璃钢整个制造过程的核心部分,若要提高玻璃钢的质量特性,就需要从玻璃钢模具的设计制造方面进行必要的研究,本文将着重论述玻璃钢模具的制造工艺以及相关的技术条件。 一、玻璃钢模具制造的技术条件 玻璃钢模具的制造玻璃钢模具应满足下面几点要求:①收缩和变形要与原设计精度保持一致;②要有良好的表面光洁度;③能反复多次地承受固化时的放热、收缩,脱模时的冲击,模具使用寿命要长。以下为玻璃钢模具在进行制造过程中所需要的技术条件: 玻璃钢模具制造对于温度以及湿度具有一定的要求。如在制造阴模以及阳模的过程中,均需要保证一定的操作温度,温度应该保持在25℃左右,不得低于22℃,不得高于28℃。湿度会对模具的合模、胶衣以及的固化均有一定的影响,玻璃钢模具制造的理想湿度为40~60℃。 对于玻璃钢模具的制造工序以及相关的技术条件应该严格控制。玻璃钢模具制造的环境需要进行严格的净化控制,如制模车间的洁净度应该较高,同时在模具制造过程中需要提供高品质的洁净度较高的空气源。此外,安排适宜的制模时间表是制造好模具的因素之一。不管是采用传统的铺层方法还是选用新的低收缩系统,所需求的时间均由这些原辅材料的化学特性决定的,企图走捷径或加速工艺,都将对模具的质量产生不良的影响。 二、玻璃钢模具的材料选择 一般来说,玻璃钢模具的质量与材料的选择有较大的关系,无论是使用性能还是玻璃钢制品的寿命均与模具树脂的选择存在着一定的联系。 (一)模具用胶衣树脂 脱衣层的耐久性影响着玻璃钢模具的的寿命。制品的光泽度脱衣树脂的质量有着一定的联系。 模具所使用的脱衣树脂的选择原则为:①固化时的放热和收缩要小;②胶衣层具有优异的耐断裂、耐冲击性能;③胶衣层要有优良的耐热性、光泽度和硬度;④要有良好的涂刷性;⑤要与制品胶衣的色调相反。 (二)增强层树脂 增强层树脂主要用于玻璃钢模具的铺层工序,对于玻璃钢模具的耐久性以及变形性具有一定的联系,对于精度要求以及尺寸要求较高的模具,应该科学的选择增强层树脂。增强层树脂的选择原则是:固化收缩要小;韧性好;有易操作的黏度;耐热性好。模具的变形取决于树脂的固化收缩率,选择固化收缩率小的树脂,并使其缓慢而完全的固化,是制得优质玻璃钢模的关键。 二、模具胶衣的喷涂 玻璃钢模具的制作需要经过较多的工艺过程,其中包括喷涂模具胶衣、模具的铺层、脱模等工艺。模具胶衣的喷涂是模具制造中的关键工序,模具的胶衣相当于模具的“内脏”,后期的结构骨架以及铺层操作都是为胶衣的喷涂服务的。模具胶衣比一般产品胶衣需要更高的使用和固化条件。高质量的模具表面要求十分精密的模具胶衣操作及混合过程。 模具胶衣喷涂的具体工序内容为,在已精加工的木模表面上涂刷脱模剂或脱蜡剂机进行清洁、抛光处理,需要使用毛巾进行擦拭直到无胶衣模具具有镜面效果为止。待模具干燥后便可开始涂刷或喷涂胶衣。胶衣层厚度一般是0.4~O.6 mm,树脂用量为500~600 g/m2。涂刷后在室温(20~25℃)下放置至凝胶,凝胶后在40℃~50℃下加温固化1~3 h。第5次操作放置6 h以上。防滑面、形状复杂的地方上完脱模蜡之后,建议涂一遍多次脱模剂,如用硅烷脱模剂涂刷一次,到连续使用40~60次为止,正确对模具进行脱模操作可以延长模具的使用寿命。 三、模具铺层 在玻璃钢模制造过程中,我们多选用热变形温度较高、热收缩率较低的材料作为喷涂材料,如常选用的材料为苯树脂、乙烯基树脂、玻纤增强材料等。模具积层是从糊制首层开始的首层的质量要求是非常高的要避免一切模具完成后的再修理或对胶衣造成破坏的可能性。根据模具形状的复杂程度,糊制首层时纤维选用表面毡、的短切毡,积层时必须用铁滚仔细滚压铺层,确保所有气泡已赶净,并保证合理的树脂与纤维比例。当首层固化后,要对铺层做认真全面的检查,包括所有的拐角、曲面以及其他可能发生问题的地方。如发现气泡等缺陷,必须小心的将气泡去掉,并重新修补好创面。当积层的巴氏硬度达到完全固化硬度的80-90%时,就可以进行下一铺层。 四、总结 综上,对于高品质玻璃钢的制造需要严格控制每一个工艺规程,特别对于一些关键工序来说,需要按照相关的技术条件进行工序操作,从而能够从本质上提高玻璃钢模具制品的质量。 玻璃制造论文:环氧玻璃钢管高效制造技术的研究 摘要:本文是以环氧树脂系统固化的特点与内加热固化优势,讨论快速高效的玻璃钢制造技术。 关键词:环氧玻璃钢管,内加热固化,树脂迁移运动,催化型固化剂 1前言 纤维缠绕环氧玻璃钢制品,上至高精尖如火箭发动机壳体, 下至民用的工业产品如气瓶、化工和油田管道,大都采用酸酐固化剂环氧树脂基体。因为这类配方工艺性能较好,制品也具有良好的机械和物理、化学性能。成型时产品要加热固化,通常是置入固化炉中进行。这种制品进炉固化的方式被称为“外加热固化方式”,或简称为“外固化”。外固化的特点显而易见是初始温度场为外高内低,即传热方向由外部空间指向制品的中心轴线。 与外固化方式对应的即是“内加热固化方式”简称为“内热式”固化,它是通过先加热制品内部的芯模来实现的。这些都为纤维缠绕工艺的“内热式”技术提供了可借鉴的类比模式。对于玻璃钢管这类形体仅为简单柱状体的制品,较为容易实现芯模的内加热固化;前提是只要再配以适宜的、能快速固化的树脂配方,就能够实现环氧玻璃钢管道快速、高效的工业化制造过程。 此外内加热模具可获的所希望的胶液流动分布状态及胶液含量,改善纤维持续浸渍,并有利于微气泡的散出,从而提高制品质量,同时节约能源。 2内加热式固化 内加热固化是通过模腔中的较小热阻的金属管壁直接传给欲固化的玻璃纤维层。这种快捷的方式会很快使制品升温,可以恰到好处的引发环氧树脂的凝胶和固化反应。如果工艺条件设置得当时,可以在数分钟内完成树脂固化的全过程。 2.1内加热固化系统 内加热式芯模可以按照供热介质的不同,分为电、油、水和蒸汽几种内型。本文主要讨论电加热。 内加热传热介质向模具钢管壁输送热量,使其温度快速上升,通过传导又将热量传附在模具上的缠绕层。当温度升限达到一定温度时缠绕层所含的树脂就会逐步出现升温、粘度下降、流动迁移,进而凝胶、粘度上升、凝胶结束、进一步交链成为三维网状结构;即完全固化和后固化的过程。反应完成后,再输送冷却介质使芯模迅速冷却,将出现制品与模具因“热胀冷缩”滞后产生的空隙,以便顺利脱模。 2.2内加热与树脂迁移运动 环氧树脂在使用酸酐类固化剂时,必须添加叔胺或季胺等促进剂,以使产品性能优良。缠绕结束后便开始固化,内热式芯模将热量传给制品,树脂受热后粘度下降,使纤维能更好地继续浸渍,并有利于微气泡逸出。在这一阶段还发生了树脂分子的迁移运动,分子受热后增加了运动的能量,有了迁移运动的可能。而内热式芯模使得模上的温度场是内高外低,这个温度差便函是凝胶以前树脂分子迁移运动的动力。迁移运动的主方向由外向内,这是因为内层树脂温度高、粘度低,使得内层阻力减小,外层树脂向内迁移。这一物理过程伴随着环氧基开环加成聚合反应历程而受限制,直至树脂分子反应到凝胶为止。树脂迁移运动的结果 是在玻璃钢管道内壁形成了一层富树脂层。这一因热动力自动生成的富树脂层具有优良的力学与化学性能,正是此类管道得天独厚之处。 比较外热式与内热式,二者树脂迁移运动方向恰好相反。外热式由内向外,一般在固化炉中固化的环氧树脂管道内腔表层的树脂不够丰满,甚至有“缺胶”痕迹,用肉眼就可辩别。其物理原因正是由于凝胶前树脂分子迁移运动所致。 2.3热膨胀与加压固化 纤维缠绕成型的特点是经过杆系磨擦带着较大张力的纱束,紧紧地包裹住钢质芯模。缠绕完毕后,钢模壁便承受着相当大的压力。如果工艺不严格,纤维张力会散逸。 内热式固化给纤维缠绕层带来益处。炽热的加热介质使模体迅速膨胀,而紧裹模体的纤维缠绕层反成为模体膨胀的约束,于是,在树脂系统凝胶固化时玻璃钢层是在内加压状态下进行。这不但使松弛的纤维重新张紧,而且使用权内表层结构更加密实。 3促进剂的作用 众所周知,环氧树脂的固化剂一般分为胺与酸酐二大类。其实凡能打开环氧树脂环进行加成聚合反应的物质皆可称为固化剂。对于加成聚全反应,固化剂本身已加入其中成为网状组份之一。若其使用量过少,则尚有未能反应的环氧基,故反应不彻底。因此就有一个恰当加入量问题。 以阳离子或阴离子方式使环氧树脂的环氧基开环进行加成聚合,而其本身并不加入到网状结构中去的物质,就是所谓“催化型固化剂”即通常所谓的“促进剂”它不存在等当量反应的适宜量,其增加量仅使用权反应速度加快而已。 要与内热式固化相适应使树脂快速固化,须选用全程的促进剂,较合适的为叔胺或季胺类物质。 3.1潜伏性固化剂 潜伏性固化剂种类繁多,对纤维缠绕玻璃钢来说应用较多的是“热溶解型”,如双氰胺、咪唑化合物以及多胺盐类等。 其它的多胺盐也有类似特性。利用多胺盐在指定的温度下进行固化反应,而在此之前充分利用其潜伏期对胶液粘度增长较小的特性进行缠绕成型,这正是快速高效制管物理机制的妙用。 3.2凝胶曲线与固化温度 作出环氧树脂系统的凝胶曲线对制定合理的固化温度十分重要。通常通过实验测出不同温度下的凝胶时间并作图,见图1用以指导工艺实践。 4实验 NOL环试样制作与原材料 胶液配置比例: 胶液配制程序:根据试样需用量,按比例称好各种材料。依次将环氧树脂、液态酸酐、增韧剂放入容器,搅拌均匀。添加二甲基苄胺,充分搅拌。失效时间为6小时。胶液温度为30℃—40℃。 内模加热固化温度为180℃,时间30—40分钟,在烘箱中80℃固化一小时。取样加工至规定尺寸,加工的试样表面平整、光洁、无裂纹,颜色为浅黄色,没有局部发白、缩孔、气泡、起层及缝隙。 单向NOL环力学性能 测试结果表明采用内模加热NOL环复合材料力学性能优异,且该树脂任性好、与玻璃纤维界面粘结强度高、耐疲劳性能好。 4 结论 通过实验 证明内加热式芯模可以快速高效的解决纤维缠绕环氧玻璃钢制品的制造问题,解决了环氧玻璃钢不能快速高效进行工业化生产的技术症结,为玻璃钢的高效制造提供了技术保障。 玻璃制造论文:浅谈无碱玻璃纤维制造过程的职业病危害因素 摘要:通过分析无碱玻璃纤维的生产过程,识别无碱玻璃纤维制造过程存在的职业病危害因素,提出职业病危害的防护措施,以更好的保护作业人员的健康。 关键词:玻璃纤维 职业病危害 1、概述 玻璃纤维是采用玻璃球或废旧玻璃经过一系列加工而成的玻纤半成品,其细度为0.003mm-0.006mm,细如丝,软如棉、抗拉力强,颜色银白、无毒无味、耐酸、耐碱、耐碱、耐腐蚀、耐高温、绝缘性能好,是一种性能优越的无机非金属材料,已被广泛应用于交通、能源、建筑、航空、航天、环境保护、国防等行业。 玻璃纤维大致分为:中碱纤维、无碱纤维、高碱纤维。中碱纤维主要用于玻璃钢、防腐、防尘、墙体、装饰等;无碱纤维主要用于电子、信息等方面;高碱纤维在我国未得到较好的开发和利用。下面将着重分析无碱玻璃纤维制造过程中存在的职业病危害因素。 2、无碱玻璃纤维的生产过程 2.1玻璃成分及原料成分 (1)玻璃成份 (2)原辅料成分 无碱玻璃纤维池窑拉丝生产使用的原辅料主要有:叶腊石、石灰石、硼钙石、石英砂、萤石、芒硝、纯碱等。 2.2生产设备 无碱玻璃纤维生产制造过程中的主要设备有:螺旋给料机、气力混合输送装置、配料仓、单元窑、拉丝机、浸润剂配制釜、烘干炉、无捻粗纱络纱机、短切机组、短切毡机组等。 2.3生产工艺 按玻璃配方选择矿物原料,各种矿物原料以合格粉料进厂,由配料车间配料并通过气力输送分配阀输送至窑头料仓,供投料机使用。配合料在单元窑内熔融、澄清、均化后,流入H型成型通路。熔化良好的优质玻璃液由设在通路底部的多排多孔拉丝漏板流出形成纤维,经涂敷专用浸润剂后,大部分被高速旋转的拉丝机拉制卷绕成原丝饼,或一部份在线短切成短切原丝;拉丝机拉制成的原丝饼经烘干后,供下道工序专用设备加工制成无捻粗纱、短切原丝、短切原丝毡等玻璃纤维制品。 (1)配合料制备 池窑拉丝用“E”玻璃原料大部分为干燥的微粉原料,极易产生粉尘,所以系统采用密闭的气力输送和气力混合方式。配合料经上料输送系统、电子称量系统、气力混合和输送系统送至玻璃熔制工段。 (2)玻璃熔制 玻璃熔制系统主要由单元窑、成型通路、燃烧装置、鼓泡系统及自控系统等部分组成。 (3)玻璃纤维成型 玻璃液从铂铑合金多排多孔漏板流出后,被冷却器强制冷却和拉丝机高速牵伸成型为纤维,成型后的单丝经涂油器涂敷浸润剂并集束或分束后,大部分通过拉丝机的排线装置有序地卷绕在拉丝机上,形成原丝饼;一部分短切为短切原丝。 (4)浸润剂的制备 浸润剂原料主要为各类树脂和化学溶剂,在配置车间按玻璃纤维的种类要求在配置釜釜内混合后经管道输送至玻纤成型工段。 (5)玻璃纤维制品加工 将单股玻璃纤维经络纱机合成多股纤维或者将长纤维丝且为短丝,最后经成品检查并包装入库。 3、职业病危害因素分析 通过对无碱玻璃纤维生产中使用的原辅料及工艺过程的调查、分析,依据《职业病危害因素分类目录》、《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分 化学有害因素》和《工作场所有害因素职业接触限值 第2部分 物理因素》,识别分析该生产过程存在的主要职业病危害因素有:苯、甲苯、氟化氢、一氧化碳、二氧化硫、丙酮、乙酸、甲醛、碳酸钠、矽尘、玻璃纤维尘、石灰石尘、萤石混合性粉尘、其他粉尘、噪声和高温。 4、防护措施 结合无碱玻璃纤维的生产工艺,针对该过程存在的职业病危害因素分析,提出以下防护措施: 4.1防尘毒 配合料制备过程采用密闭的气力输送和气力混合方式,防止粉尘逸散至作业环境。 在络纱、短切等玻纤成品加工设整体和局部的通风除尘系统。 在浸润剂配制场所设置通风排毒系统。 玻璃纤维生产过程尽可能采用先进的工艺设备,提高工艺过程的自动化控制程度,避免作业人员直接接触有害因素。 4.2防噪声 选用低噪声设备,尽量采用自动化操作,使操作工位于密闭隔音的操作室内。 4.3防高温 窑炉和拉丝工段的烘房采用高厂房,屋顶开天窗,充分利用自然通风排出余热;窑体和烘房采用保温措施,减少热量散发;在车间办公室、休息室等设置空调系统;为作业人员提供含盐清凉饮料。 5、个人防护 依据《劳动防护用品监督管理规定》、《劳动防护用品配备标准(试行)》和《个体防护装备选用规范》的相关要求,为接触粉尘的人员定期发放符合要求的防尘口罩;为接触尘毒的操作人员发放防毒口罩或防毒面具;为噪声作业人员配发符合国家标准的个人防护耳塞。 6、综述 玻璃纤维生产过程中存在苯、甲苯、氟化氢、一氧化碳、二氧化硫、丙酮、乙酸、甲醛、碳酸钠、矽尘、玻璃纤维尘、石灰石尘、萤石混合性粉尘、其他粉尘、噪声和高温等多种职业病危害因素,建议从事该行业生产的企业按照相关标准规范的要求设置防护设施,同时为从业人员配备个人防护用品,保护从业人员的身体健康,同时加强企业的职业卫生管理,达到安全生产的目的。 玻璃制造论文:精密模压技术于光学玻璃的制造研究 摘 要:本文通过阐述精密型料成形技术,非球面透镜的压型制程,详细介绍了低熔点玻璃精密模压制造技术的工艺特点以及适用性。 关键词:光学玻璃;非球面透镜;精密模压 一、前言 玻璃精密模压制造技术特别适用于批量生产各种具有特殊结构的高精度中小口径透镜,尤其是那些用传统加工手段难以实现的光学玻璃元件,如小口径薄型透镜、高次非球面镜片、微透镜阵列、衍射光学元件和自由曲面光学元件等由于精密模压技术能够大批量直接模压成型精密的非球面或自由曲面光学零件,使得非球面玻璃光学零件被广泛使用成为可能。因而给光学系统设计带来了新的变化和发展,不仅简化光学系统结构、缩小体积、减轻重量、节省材料、减少了光学零件镀膜和工件装配的工作量从而降低成本,而且还改善了光学系统的性能,提高了光学成像的质量。这项技术的普及推广应用是光学行业在光学玻璃零件加工方面的重大革命。 二、精密模压制造技术的工艺特点以及与传统工艺的比较 作为成本相对较高的精密模压技术,其最大的优势在于批量制造非球面透镜。非球面透镜的主要应用有光纤耦合,DVD读取头,手机镜头,数码相机镜头等。在很多情况下,光学设计采用非球面,能够得到球面光学零件难以达到的光学性能,如提高系统的相对孔径,增大视场角,改进像质,改善光照度均匀性,缩短工作距离,减少镜片数量等,从而简化光学系统结构,减轻重量。因此,非球面常常应用于大视场,大孔径,像差要求高,结构要求简单的光学系统中。非球面光学零件因其优良的光学性能而日益成为一类非常重要的光学元件。 非球面零件可分为回转对称非球面,非回转对称非球面,无对称中心非球面,阵列表面四类。其中最常用的回转对称非球面。它是一条二次曲线或高次曲线,绕曲线自己的对称轴旋转所形成的回转曲面。 设一条直线z为回转轴,z轴也是光轴,非球面上任意一点到光轴的距离为r,非球面定点在z=0处,则回转对称非球面方程为: 式中,第一项是这个非球面的基面,它表达了一个二次去面;后面各项是这个非球面的高此项,它是偏离二次去面的表面特征,既非球面是在二次去面的基础上作一些微小的表面变形,可以达到校正相差的目的,由于一个非球面可以有多个量可以选择,和球面仅有一个c两选择相比,非球面有很好的作用,可以有一个非球面产生几个球面结构的作用。 玻璃精密模压制造技术大体上可以分为3个部分:精密模具设计与制造、热压成形工艺和模压玻璃。其中模压玻璃包括预型片设计与制造以及模压后玻璃光学性能的变化两部分。模压透镜的光学精度与这3个部分紧密相关。不同于材料去除型加工方式,精密模压制造技术首先在无氧环境中将置于高精度模具内的玻璃预型片加热到适合模压的温度,经由模芯表面施压转移面形,继而保压退火去除压力分模,最终只需一道工序即可得到模压透镜,工艺流程简单,生产效率高。由于在制造过程中,不需要对镜片进行装夹固定以及局部接触施加压力铣磨抛光,因此不会产生传统加工方法中难以避免的薄型镜片因机械应力而变形的问题。只要模压条件正确设置,工艺稳定,模压镜片的面形和结构将具有良好的精度和一致性。 采用玻璃精密模压方法进行透镜加工,与传统的加工工艺相比具有如下优点(见图2.1, 图2.2) : (1)一般只需一道模压工序即可得到最终的光学元件,不需要传统的粗磨、精磨、抛光等工序,即可使光学元件达到较高的尺寸精度、面形精度和表面光洁度。 (2)能够节省大量的生产设备、工装辅料、厂房面积和熟练的技术工人,使一个小型车间就可具备很高的生产力。 (3)可很容易经济的实现精密非球面光学零件的批量生产。 (4)只要精确地控制模压成型过程中的温度和压力等工艺参数,就能保证模压成型光学零件的尺寸精度和重复精度。 (5)可以模压小型非球面透镜阵列。 (6)光学零件和安装基准件可以制成一个整体,结构更加紧凑。 (7)因为不使用研磨液和抛光粉等颗粒材料,且玻璃预制片不会产生加工去除废料,是一种环保技术。 目前批量生产的模压成型非球面光学零件的直径为2~35mm,直径公差为±0.01mm ;厚度为0.4~25mm,厚度公差为±0.01mm;曲率半径可达5mm;面形精度为1.5λ,表面粗糙度符合美国军标为60/40。 三、精密型料成形技术与模压技术介绍 玻璃光学零件模压成型技术是一项综合技术,需要设计专用的模压机器,采用高质量的模具和选用合理的工艺参数。成型的方法,玻璃的种类和型料,模具材料与模具制作,都是玻璃模压成型中的关键技术。 精密型料成形技术早已成熟,各光学玻璃厂已用于批量制造。Matsushita电器公司和Sumita光学玻璃公司1994年的专利叙述了一种制造精密型料的方法 。基本原理示于图3.1。玻璃配合料在铂坩埚1中熔化、澄清、均化后从流料管9流Ltl。流料管温度由加热器8控制。模具10置于轨道12上,由传动机构带动在各工序之间移动。加热器11用于模具10的加热。流料管流出的玻璃置于模具10上,达到设定的质量时,模具10快速下降,玻璃料滴与流料管分离,形成类似于火焰抛光的自由表面,表面张力保持玻璃表面光洁。玻璃冷却到一定温度后,由加压机构2、模具6加压成所需的尺寸。设计不同形状的模具以得到不同规格的型料。加压后的玻璃由取出机构3、5取出。整套装置密闭,可通AtB氧化性保护气体以保护模具表面。 成型方法:由于热压成形工艺特别是退火速率对玻璃材料的折射率和色散系数有较大影响,因此,对玻璃光学性能有较高要求的模压透镜.需要在设计之前初步确定热压成形工艺.通过预估或试验来获得玻璃折射率和色散系数的变化量,优化光学设计,从而保证模压后透镜材料特性的实际值满足设计公差要求。然后根据最终的透镜设计完成精密模具和玻璃预型片的设计与制作。 玻璃之所以能够精密模压成型,主要是因为使用了与高温软化的玻璃不发生粘连的模具材料。原来的玻璃透镜模压成型法,是将熔融状态的光学玻璃液倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中加压成形。这种方法不仅容易发生玻璃粘连在模具上,而且产品还容易产生气孔和冷模痕迹(皱纹),不易获得理想的形状和面形精度。后来,采用特殊材料精密加工成的压型模具,在无氧气氛中,将玻璃和模具一起加热升温至玻璃的软化点附近,利用模具对玻璃施压(见图3.2)。接下来,在保持压力的状态下,一边冷却模具,使其温度降至玻璃的转化点以下(玻璃的软化点时的玻璃粘度约为107.6泊,玻璃的转化点时的玻璃粘度约为1013.4泊)。这种将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法,是一种比较容易将模具形状表面精密复制的方法。这种方法缺点是:加热升温、冷却降温都需要很长的时间,因此生产速度很慢。为了解决这个问题,于是对此方法进行了卓有成效的改进,即在一个模具装置中使用数个模具,以提高生产效率(见图3.3)。然而非球面模具的造价很高,采用多个模具势必造成成本过高。针对这种情况,进一步研究开发出与原来的透镜毛坯成型条件比较相近一点的非等温加压法,借以提高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命。另外,还有人正在研究开发把由熔融炉中流出来的玻璃直接精密成型的方法。 现在最有代表性的模具材料是:以超硬合金做基体,表面镀有贵金属合金和氮化钛等薄膜;以碳化硅和超硬合金做基体,表面镀有硬质碳、金刚石状碳等碳系薄膜;以及Cr2O-ZrO2-TiO2系新型陶瓷。模具材料需要具备如下特征:(1)表面无疵病,能够研磨成无气孔、光滑的光学镜面;(2)在高温环境条件下具有很高的耐氧化性能,而且结构等不发生变化,表面质量稳定,面形精度和光洁度保持不变;(3)不与玻璃起反应、发生粘连现象,脱模性能好;(4)在高温条件下具有很高的硬度和强度等。 四、光学非球面透镜应用 目前光学玻璃透镜模压成型技术,已经用来批量生产精密的非球面透镜。归纳起来,使用非球面透镜可以取得的效果, 大体上有以下几个方面:第一可以提高成像质量等光学性能;第二可以实现大口径等高规格镜头;第三可以减少构成镜头的镜片数;第四可以减少镜头全长,利于镜头的小型化。 其应用主要用于制造军用和民用光学仪器中使用的球面和非球面光学零件,如各透镜、棱镜、以及滤光片等;在光通信方面如光纤耦合器中的应用;在光盘机、光纤耦合装置以及条形码扫描器 等一些产业规模很大的光电仪器中的应用;制造照相机取景器非球面透镜、电影放映机和照相机镜头的非球面透镜等。 五、结论 非球面玻璃透镜模压在日本,韩国及台湾地区经过多年的探索,目前已经用于大规模批量生产。目前我国在玻璃透镜模压的开发处于起步阶段,虽然在低熔点玻璃的开发通过与日本玻璃生产厂商的合作近几年发展很快,不断有新的牌号填充空白领域,但在非球面透镜精密模压大规模生产方面与国外差距较大,压型设备及模具还受制于进口。国内少数几家公司已经开始探索批量生产模压非球面透镜,但由于模具需要整套进口,所以成本较高, 而且生产的透镜良率较低。鉴于这项技术本身具有很高的经济和军事价值,因此我国深入开展此方面的研究具有十分重要的现实意义。 玻璃制造论文:玻璃钢面板的制造工艺研究论文 摘要:玻璃钢属于一种复合型材料,其既具有玻璃的耐高温、耐腐蚀、透明性等特点,也具有钢铁的硬度和不易碎属性,其很好地结合了钢铁和玻璃的属性优势,目前已经成为了建筑行业重要的施工材料。文章针对玻璃钢面板的制造工艺进行研究,分析了玻璃面板的优越性、制造工艺相关问题,并对玻璃钢面板的发展做出新的展望。 关键词:玻璃钢面板;制造工艺;复合型材料;建筑行业;优越性;先进性 近年来,随着我国市场经济快速发展,工艺水平不断提升,材料工程技术日益成熟,玻璃钢面板应用变得越来越广泛。玻璃钢作为一种新型的复合材料,其被广泛应用于各行领域,例如玻璃钢面板材料被广泛应用于家电制造、船舶制造、汽车、制造零件以及玻璃纤维增强塑料等方面。近年来,国家加强了金属消耗管理和控制,很多材料消耗考虑到节约问题,发明新型节能材料势在必行。本文针对玻璃钢面板制造工艺进行研究,比较性地分析了玻璃钢面板的优越性和先进性,探讨了玻璃钢面板新技术的发展趋势。 1玻璃钢面板工艺简介 玻璃钢(FRP)即通常所说的纤维强化塑料,指的是环氧树脂、增强不饱和聚酯、酚醛树脂基体。玻璃钢主要以玻璃纤维或者制品作为增强材料的增强塑料。玻璃钢具有质轻、坚硬、不导电、机械性能较高、耐腐蚀等特性,其能够替代钢材制造机械零件。近年来,玻璃钢技术发展日益成熟,作为塑料基的增强材料,玻璃纤维已经扩大到了很多方面。各种类型的纤维材料制成增强塑料,导致了增强塑料的类型逐渐增多,而玻璃钢材料逐渐成为了新型增强塑料的一部分。随着人们对于环境卫生要求越来越高,新型材料的安全性、环保性、节能性等均被很多制造企业所看重,而玻璃钢面板很好地满足了这些条件。 2玻璃钢面板的优越性比较研究概述 玻璃钢面板被广泛应用于各行各业,而且其优越性比较突出,下面将针对电器市场上的玻璃钢面板和不锈钢面板的燃气灶性能进行比较,分析出玻璃面板的优越性。 2.1材质比较 不锈钢属于耐空气、水以及蒸汽等弱腐蚀介质和酸碱盐侵蚀的化学腐蚀钢材。不锈钢经过多年使用之后还可能保持原来的模样,其耐用程度很高,但是钢材的消耗相当大,不锈钢的燃气灶所有器件均需要金属,甚至螺丝钉都需要钢材。玻璃钢面板属于一种预应力玻璃,为了提升玻璃钢的强度,通常会采用化学方法和物理方法来挤压玻璃,玻璃承受外力之前要抵消表层应力,进而提升玻璃钢的承载能力。玻璃钢面板的材质主要是由硅元素构成的,其元素储量在地球上非常庞大,因此材料易取、方便生产。 2.2安全性比较 不锈钢的燃气灶在工作的时候,其灶头温度相当高,而且燃气灶不锈钢面板的隔热问题经过特殊处理得以解决。因此即使燃气灶工作时间相当长,面板的温度也仍然如常温一样。玻璃钢面的燃气灶出现过爆炸事件,因此很多用户非常担心玻璃钢面板的安全性。玻璃钢面板本身不具备爆炸条件,但是用户在使用过程中操作不当则很容易引起爆炸。值得注意的是,玻璃钢燃气灶必须定期清理灶圈杂质,避免出现火孔堵塞问题,平日做好玻璃钢面板的清理和养护工作,如此便可有效预防玻璃钢燃气灶爆炸。 2.3清洁性能比较 不锈钢面板清洁上可以使用抹布和清洁剂进行清洗便可直接去除油污,但是抹布擦拭之后不锈钢面板很可能留下水渍,影响不锈钢面板的美观程度。玻璃钢面板的清洁和不锈钢的清洁方法一样,但是即使清理过程中遗留水渍也不会影响面板的美观度,而且玻璃钢面板在清洁上较之不锈钢面板的清洁更加容易简单且不影响美观。综上所述,不锈钢面板和玻璃钢面板在燃气灶中的应用各自具有其独特的优势,因此在进行选择的时候要根据实际情况选择材质。玻璃钢面板的应用变得越来越广泛,其优越性体现在很多方面,而且在不同的行业领域应用不一样,本次仅针对燃气灶应用优越性方面进行二者比较,由于篇幅关系其他领域应用不做赘述。 3玻璃钢面板制造工艺流程以及技术 玻璃钢面板制造生产的时候,具有完整的生产工艺流程:模具清理玻璃纤维制品裁剪抛光涂刷脱模剂配料涂刷胶衣层铺层检查检验以及测试。其中模具清理作为玻璃钢面板制作的工艺准备阶段,尺寸检查和表面加工必须在该阶段完成。尺寸检验的时候应将误差控制在5%之内,模具的结构形成形状必须要符合图纸要求;表面加工主要是针对模具平面加工,确保成品玻璃钢面板经过模具糊制完成之后表面能够光洁、平整。玻璃纤维制品裁剪时,需要开展裁剪前检查,确保玻璃纤维制品必须要无褶皱、无缺陷、无潮湿、无变霉等情况,裁剪必须要按照规定的布纹方向进行,且裁剪的尺寸要与设计保障一致。抛光涂刷脱模剂操作在玻璃钢面板制作的时候必不可少,通过抛光可以使得表面变得光洁,而涂刷脱模剂则为后期工件脱模打基础。配料要求玻璃钢面板制作时必须按照手糊工艺操作规程,应使用厂家提供的原料进行配比,配料过程中应注意配料的温度适中,配方配料要满足要求。胶衣层涂刷过程中应限制涂刷的厚度,涂刷必须要保障涂料均匀,胶衣层的厚度为250~500g/m2。铺层操作时,要求玻璃纤维不能够出现变霉、弯曲变形、褶皱、潮湿等缺陷,否则不能够进行转序;铺层操作时要严格控制树脂用量,确保涂敷均匀。检验检查以及测试作为玻璃钢面板制作的最后流程,那么在进行检查的时候必须要开展固化情况检查、糊制作业完成之后检查,并完成成品检验以及热性能测试等操作。 4玻璃钢面板制造新技术展望 随着科学技术的发展,新型技术在工业生产中迎来了极大的挑战和机遇。我国面板厂商的生产能力随着市场份额的增加,其生产量、销售量也在逐渐增加。虽然玻璃钢面板行业也呈现出增长态势,但是和世界其他玻璃钢面板生产企业来比,还仍然属于初级起步阶段。经过多年的发展,我国玻璃钢板面在电器行业、汽车行业、建筑行业以及手机行业的应用比较广泛。玻璃钢面板在电器行业中的应用分为彩晶玻璃面板和钢化玻璃面板两种形式,彩晶玻璃面板是最近几年出来的新型材料,其在家电配件行业应用率还较低,很多还是应用的白板玻璃面板,而钢化玻璃则更多被应用于黑白家电玻璃配件。钢化玻璃在汽车行业的应用也相当广泛,20世纪50年代将玻璃钢应用于企业制造,其主要作为车用的潜在材料。经过长时间的发展,20世纪80年代实现了玻璃钢汽车零部件的批量制造和研制,其已经成为了车用材料之一,涵盖了GMT、SMC、手糊等工艺,这些工艺选择较为灵活且投资少、工艺门槛低,被国内汽车生产商逐步掌握。 5结语 随着玻璃钢面板制造工艺日益成熟,其在国内的应用变得越来越广泛,玻璃钢面板材料作为一种新型的复合材料,符合环保和节能要求,因此玻璃钢面板的发展潜力巨大。本文针对玻璃钢面板制造工艺相关问题进行研究,从基础认识到工艺施工进行详细介绍,希望能够为广大读者提供玻璃钢面板制造与发展相关研究交流。 作者:马伟 单位:中车四方车辆有限公司
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。