发布时间:2023-07-10 16:28:43
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的积极分子自述样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
数字化设计制造技术中包含三维建模、优化设计、知识设计、虚拟设计与制造、装备分析多媒体技术等多项先进科学信息技术,主要内容有7种。
1.1CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM
其中,CAD/CAE/CAPP/CAM是数字化设计与制造技术的核心,是开发产品重要工具。PDM技术集成是产品数据共享,提供集成应用平台,进一步去实现CAD/CAPP/CAM/CAE系统过程。
1.2异地和协同设计
在特定的网络环境中进行产品建模与定义、产品设计与分析等,提供异地多人进行协同设计研发产品的工具。
1.3基于知识的设计
它是产品创新开发的重要工具,也就是把产品开发所用到的工具、知识和资源融入到CAD系统中。
1.4概念设计和工业设计
它的概念是设计目标为了获得产品的基本形状。从广义来讲,是产品的设计从需求到详细的设计过程,如布局设计、形状设计或功能设计等。概念设计和工业设计需要计算机的辅助,以知识为中心,完美地实现形态和人性方面的设计,将设计人员的创新能力和审美能力与计算机分析能力相结合,从而创新产品。
1.5虚拟设计、制造
在计算机的支持下,通过虚拟现实技术来建模产品,调节群组的工作,来模拟产品的性能、功能等方面存在的不足,来进一步改进产品的全过程。
1.6绿色设计
它体现了环保设计,包括资源优化利用、资源回收和再利用,以及防止、降低污染和处理污染等很多环节的设计,是实现制造绿色产品,促进社会可持续发展的重要手段。
1.7并行设计
它能提高新产品的开发成功率,用并行设计模式替代传统研发产品的模式,使产品开发的早期就能发现以后产品的需求和问题。所以,数字化设计与制造技术应该得到广泛的应用,数字化设计与制造技术已在农机企业开发产品、降低成本、提高产品的利用率和设计效率等方面起了很大作用,是进而保持企业的竞争优势、提高企业间的协作能力和增强创新产品研发能力等方面的重要技术。
2农机设计中运用智能CAD技术
2.1智能CAD(ICAD)技术的应用
传统的CAD技术在工作中很难处理符号推理,又因为工作符号推理在农业机械设计中有着非常重要的地位,所以要发展ICAD技术。ICAD是CAD与智能体的有机集成,从而支持设计的系统。它研究ICAD结构与知识利用、ICAD结构与建模方法、ICAD结构与设计知识的表示。农业机械设计运用ICAD技术,能很好地解决3个问题:①信息利用率低;②企业重复性设计;③产品研发周期长。从而可提高企业经济效益,使新型的农机成本下降,给农民更多的实惠。
2.2农业机械设计的特点
现在我国大部分农机企业还是采用传统设计,现代设计利用率远落后于其他行业。运用传统的设计有很多缺点,如信息利用率低,导致的机械型号杂、质量差,直接使企业效益降低。农机设计的特点:①结构复杂程度小,功能结构稳定;②结构类型多、型号多;③农机试验受季节性影响大,研发时间长。采用ICAD技术能有效解决这些问题。
2.3基于装配模型和参数设计的智能设计框架
应用智能设计框架技术能增强农业机械设计水平,提高农机产品设计效率,是有效解决ICAD技术存在某些缺陷的一种方法。智能设计框架的内容:①实例推理技术的基石是装配模型。②变型设计与概念建模有密切联系。③智能设计系统的核心是实例推理技术。
3运用数字化制造技术开发高科技农业机械
数字计算机与控制加工机床相结合,就是数字控制机床,它的水平成为制造能力的标志。在国外,数字化制造技术成为提高产品竞争力的有效工具,国外大企业已经全部应用数字化设计。我国发展数字化制造技术还处于起步阶段,但是卓有成效,如采用数控技术、虚拟技术来制造虚拟样机的农业机械产品。我国农业机械支柱企业采用了CAD/CAM技术,使得农业机械自动化水平有了很大的提高。
3.1虚拟样机的农业机械装备
用三维CAD技术设计农业机械产品虚拟样机的步骤是:①应用三维CAD技术建立模型。参数设计和变型设计等技术建立三维CAD模型,机械的所有部件都需要它来模式化;②创立二维工程图;③运用各种分析原理与三维装配体相结合;④用三维CAD模型去构成PDM结构体系;⑤遵循虚拟样机的规律去制作三维CAD产品,并建立开发体系;⑥三维虚拟样机的监测,并在特定环境试验。当这6个步骤完成以后,新的农业机械产品的虚拟样机就设计完成了。
3.2农业机械产品的设计需要数字化样机
农机产品的设计过程主要分3期:①初期。用三维CAD技术来作为平台,建立它以二维工程图相互转化的、全参数化的、为PDM管理提供数据的三维实体模型,用于碰撞检查和物理数据等信息;②中期。构建三维模型产品分析,了解机械运动协调关系及力学性能等,实现虚拟模拟加工,来检验产品的可靠性,指正它们的缺点,并用PDM系统实现开发管理,实现产品虚拟开发和自动化管理;③远期。通过虚拟样机实现各个制造产品的全过程,来了解制作过程、产品性能、内部结构和外观等情况。利用计算机的数字化技术,发挥好三维CAD模型,显示产品的配置功能的效果,确定用户的需求及供货商的各个零件的电子数据,在现实中组装农业机械产品,并验证产品的合格性。
4结束语
关键词:数字图像处理;图像分割;边缘检测;区域增长;自动种子点
中国分类号:TP391.4文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10269-03
Image Segmentation Based on Automatic Multiple Seeds
YANG Fan1, FAN Jin-hui2
(1.Liaoning Finance Vocational College, Shenyang 110122, China; 2.Shenyang Orient Titanium Co.ltd, Shenyang 110016, China)
Abstract: Through the methods of self-adapting histogram threshold, edge detection and region growing according to the water regionalisms. Discussed the limitations of the three methods and provide a regional growing way of automatic multi-Seeds. The experimental results show that the method algorithm is simple and can effectively improve the quality of segmentation achieved the desired results.
Key words: image processing; image segmentation; edge extraction; regional growing; automatic seeds
图像分割是进行图像识别和理解的基础,也是计算机视觉研究中的核心问题和经典难题之一,一直以来得到普遍关注与研究。在水面目标检测中。图像中水面区域分割的是一个重要环节。图像中水面区域有一定的相似性,而图像中非目标的固定物体及图像构成复杂,分割较为困难。图像分割的目的是要把图像分成各具特性的区域,并提取出感兴趣目标的过程,分割的结果与图像的复杂程度和尺度有关。尽管如今分割方法多种多样,但是没有任何一种图像分割方法能适用于所有图像。由于各种算法对图像的处理都带有一定的针对性和局限性,如何选择适用于当前图像特点的有效算法,是我们要解决的问题。
1 常用图像分割算法分析
直方图阈值法、边缘检测分割和区域生长的方法是常用的图像分割方法,这里对上述三种方法进行了实验分析。
1.1 自适应直方图分割法
HSI(色调、饱和度、强度)颜色空间符合人类视觉系统观察颜色的方式,能更方便地描述和控制彩色信息,另外还具有平移不变性和缩放不变性等特征。在HSI空间中,I分量与彩色信息无关,而H和S一起则描述了图像的色彩信息,与人感受颜色的方式是紧密相连的。通过对水面目标图像的实验发现在大部分情况下H和S分量受波浪的影响较小,可以和I分量形成很好的互补。
通过实验分析,图像中具有高亮特征的部分属于水面的可能性远大于不具备该特征的部分,图像中饱和度小的部分属于水面的可能性远大于不具备该特征的部分。基于上述假设,这里分别选取图像的亮度和饱和度作为特征,采取自适应直方图阈值方法分割图像,具体步骤为:
1)选择一个初时估计值T(一般为该特征的平均值)
2)使用T分割图像,产生两组像素:G1、G2
3)计算G1中像素特征的平均值并赋值给μ1,计算G2中像素特征的平均值并赋值给μ2
4)计算一个新的阈值T:
5)重复步骤24,一直到两次连续的T之间的差收敛于一个可接受范围。
该方法算法简单,复杂度低。实验发现,在多数水面区域变化不大的图像中,该方法适用,能够有效分割区域与水面区域。但是,并不是所有的待分割图像都符合直方图双峰性,在水面区域明暗变换较大,区域复杂的图像中,直方图阈值的方法不能很好的将区域分割,会造成误检或漏检;分割区域没有考虑连通性和边界特性,不符合人眼理解图像的标准。
1.2 基于边缘检测的区域分割
图像中,水面区域与其他区域形成了很明显的边缘特征。这也是人眼区分这两类区域的最主要特征。准确的检测出区域与水面区域的边缘,就能够实现对这两类区域的准确分割。
试验中在多数图像中可以有效的抑制水面区域的波浪噪声,并很好的保留了区域与水面区域的边界,达到了很好的检测效果。但是在水面较为模糊,波浪噪声较大的境况下,区域与水面的边缘不明显,检测结果不理想,此外应用canny算子的阈值选择上也是一个难点。
1.3 基于区域生长方法的区域分割
图像中,其水面区域存在着很强的连通性。根据这一特性,可选用区域生长的方法,将水面区域提取出来。
区域生长(Region Growing)是一种已受到人工智能领域中的计算机视觉界十分关注的图像分割方法。区域生长法的基本思想是将具有相似性质的像素合起来构成区域,具体做法是选给定图像中要分割的目标物体内的一个被称为“生长点”的地方开始,搜索其邻域,不断将其周围的像素点或子区以一定的判断规则加入其中,达到最终将代表该物体的所有像素点结合成一个区域的目的。该方法的关键是要选择合适的生长或相似准则。这个过程是一个迭代的过程。
考虑图像的连通域(或邻域)有两种方式,四连通域和八连通域如图1,图2。在分割判断时也相应的有两种判断方式。
实验发现区域生长的分割结果最符合人眼的判断标准,在区域像较强的水面检测中,分割效果较好。但是,区域生长的种子点选择是个难点,使用传统区域生长的检测方法时,选取的是(0.5X,0.9Y)这个根据先验知识判定的一幅水面图像中最有可能是水面区域的点,实际上仍属于手工选取种子点。此外有时会因为水面区域过不是一个连通区域时,有时会因为水面区域不连通出现漏检。
2 基于自动多种子点区域生长的分割方法
上述3种经典区域方法对水面区域进行分割都存在着一定得局限性,通过分析上述3种算法,结合水面区域的特点,这里给出了一种基于自动多种子点的区域生长算法。水面图像中各个区域在亮度、饱和度、纹理等特征上的差异。
2.1 种子点选取
种子点的选取对区域生长的结果至关重要,上述传统的经典算法中,种子点需要人工干预设定。大量实验表明,有些区域总能被正确检测,有些区域则使用不同的方法得到不同的检测结果。基于这样一种假设,本文把图像分为四个小区域如图3:R1,R2,R3,R4。其中定义R1为强目标区域,R2为弱目标区域,R3为弱非目标区域,R4为强非目标区域。
理想的分割应该是把图像分为M、N两个区域其中:
而实际境况中R2 R3区域有可能被分割到M和N中任意一个区域中,因此造成了误检和漏检。而每一种分割方法,或者基于每一种合理的特征进行分割检测出的水面区域M1…Mn 都包含强水面区域R4。从而有:
R4=M1∩M2∩...∩Mn
这样就得到了强水面区域R4,这里R4可以是单一连通区域也可以是多个不连通的区域,从中R4的每个不连通区域选取种子点,这样就解决了传统经典区域生长中对水面呈不连通多个区域时出现漏检和Seed点选择需人工参与的局限性。
根据水面区域的特点,这里选取了亮度、饱和度、纹理相似性3个特征,采用简单的阈值分割方法,分别提取水面区域,然后从中选取共同区域作为强水面区域R4。因为此处分割目的是要找出一定是目标区域的部分,而不是准确分割出目标区域,所以选取简单快速的算法。由于纹理相似度判定的代价较高,所以首先进行亮度分割和饱和度分割中分别选取灰度平均值和饱和度平均值作为阈值。然后对两种分割结果的交集作纹理相似度检测。这里应用一种简单的纹理检测方法,选取8×8的正方形窗口在检测区域内滑动,计算检测区域的纹理相似度,计算方法定义如下:
其中x为窗口内灰度平均值
通过实验水面区域的相似度一般在70左右,而区域则为100或者更高。
基于自动多种子点区域生长的分割方法可分为如下步骤:
1)输入图像转换到HSI色彩空间;
2)根据I分量进行亮度阈值分割得到M1;
3)根据S分量进行饱和度分割得到M2;
4)合并M1、M2;
5)得到结果进行纹理相似度判别生成R4(强水面区域);
6)在R4的每个非连通区域内选取种子点Seed1…Seedn进行区域生长。
3 实验结果及分析
图5(a) (c)(e)为输入图像,图5(b)(d)(f)分别为直方图阈值、边界检测、区域增长的方法进行的分割。图(g)(h)为基于自动多种子点区域生长的分割方法。实验表明,该方法继承了传统区域分割方法符合人眼判别标准的优势,有效地解决了种子点选择与非连通区域漏检的局限性,达到了预期效果。
参考文献:
[1] 彭启民,贾云得.一种形态学彩色图像多尺度分割算法[J].中国图象图形学报,2006,11(5):635-639.
【关键词】数字电子技术;数字信号;数字电路
引言
自然界中有各种变化的物理量,经过研究发现其中的变化规律总结起来就是两类。其中一种是时间和数值的连续变化,比如收音机和电视机接收的信号,在正常情况下这些信号都是连续变化的,一般不会出现急剧的变化。这种被称之为模拟量物理量,模拟量的信号就是模拟信号,语音信号和模拟信号等同于正弦波信号,传送模拟信号的电路叫做模拟电路。
1.数字信号和数字电路的概念
一种是在时间和数值上的断续变化,这就是说数字信号的变化是不连续的,就好比工厂库房的元器件数量或者站在操场上的人,它们的数量增减变化都是1的整倍数,因为小于1是没有物理意义的。这种物理量就是数字量,代表数字量的信号就是数字信号,最典型的数字信号就是方波信号。数字信号也被称为脉冲信号或者离散信号,常规意义上的数字信号就是电位型和脉冲型这两种,它在两个稳定的状态之间作跳跃式变化,可以利用电位型表示法中的1和0表示电位信号,而脉冲型表示法就是用数字1和0表示是否存在脉冲[1]。产生、传送和存储数字信号的电路称之为数字电路,数字电路包括数字电路和脉冲电路两大类,而脉冲电路主要是研究脉冲信号的产生和变换。从某种意义上来说,数字信号也是属于电信号,但是这种信号的电压只有两种跳动变化,就是高电压和低电压,至于两种电压的具体数值要依据电路规定,高电压一般是和供电电压相等,低电压就表示0.如果一个电路的信号满足这些特征就是数字电路。
2.数字电路的类型和特点
2.1数字电路的类别
(1)根据结构可分为立元件电路和集成电路,用导线把每个基本元器件(电阻、二极管和场效应管等)连接起来的电路就是分立元电路,把每个元器件的连线制作在一块基片上再封装提供给用户。用户使用时通过外管脚利用电路就是集成电路,集成电路爱在那后基本元器件的数量可以分成不同规模的集成电路,每一块电路大约包含100个以内的元器件就是小规模的集成电路,比如集成触发器或者逻辑门电路等;每一块电路包含100以上1000以下个元器件就是中规模的集成电路,比如计算机、寄存器和编码器等;每一块电路包含1000以上10000以下个元器件就是大规模集成电路,比如中央控制器、存储器和串联接口电路等;每一块电路包含10000个以上的元器件就是超大规模的集成电路,微处理器就是其中的典型[2]。(2)根据半导体器件构成可分为单极电路和双极电路,内部有二极管和三极管的器件就是双极半导体器件。双极集成电路的基本器件是双极性管,比如TTL电路和ECL电路;同理,单极性集成电路的基本器件就是单极性管,比如PMOS电路和CMOS电路。(3)根据记忆功能电路课分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,时序逻辑电路的输出不仅仅是由当前的电路输入决定的,还与电路之前的状态有关,比如计算器和触发器等等,这些集成电路都是时序电路,它们拥有过去的输入记忆[3]。组合逻辑电路则与电路过去的状态没有关系,譬如编码器、译码器和数据选择器等器件都没有过去的输入记忆。如下图就是数字电路的实际运用案例。
2.2数字电路的特点
与模拟电路相比,数字电路主要有这些优点:(1)数字电路不仅可以进行加减乘除的运算,还可以完成是与非的逻辑运算,这是控制系统必不可少的条件,所以数字电路还有另一个称呼——数字逻辑电路;(2)不论是数字运算还是逻辑运算,数字电路的代码只有0和1这两种,电路的基本单元也比较简单,这样在批量生产电路的时候就会方便很多。随着工艺和技术的飞速发展,批量生产的成本也会更低,更容易操作;(3)数字电路只有高低两种电平信号,所以半导体数字电路一般只有导通和截止这两种状态,而且功能消耗量低,抗干扰性强,稳定性和可靠性都比较高;(4)数字电路可以对数字信号进行加密处理,这样在传输信号时就不会出现被盗取的情况,从而造成经济损失;(5)数字集成电路组成的数字电路系统具有通用型的特点,也就是说数字电路的应用范围非常广,可以运用于多个领域和行业[4]。
3.结语
随着数字技术的不断发展,我国的数字电路在各个领域都得到了应用。在数字信号中通常是采用数字1和0来表示电平信号和脉冲信号,按照数字电路结构可以分为分立电路和集成电路,按照半导体器件可分为单极性电路和双极性电路,按照记忆功能的不同可分为时序逻辑电路和组合逻辑电路。数字电路具有稳定性、可靠性和保密性等优点,因此可以进行批量成产。但是数字电路设计会受到数字信号的影响,从而降低整个系统的性能,因此对数字信号和数字电路进行分析非常重要,只有解决了这个问题,才能确保系统稳定地工作。
参考文献
[1]金鑫.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].现代工业经济和信息化,2015,5(15):55-56.
[2]吴婷婷.数字电子技术中的数字信号和数字电路[J].通讯世界,2015,5(23):55-56.
[3]杨长辉.数字电子技术与数字信号处理浅探[J].社会科学(引文版),2016,11(2):64-65.
关键词:职业教育 专业能力
中图分类号:TN0-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)12-0212-01
随着电子技术的发展,企业对于应用型人才的需求越来越大,针对这一现象,中职院校的应用电子技术专业学生能力的培养不容忽视。中职院校电子专业的学生,不像本科生那样对理论知识要求的那么系统,主要体现在动手能力一流。本文以收音机的装配过程为例,说明了电子专业能力的培养过程及实现专业能力的措施,并提出了自己的见解。
1、电子装配能力分析
中等职业学校电子装配专业学生应具备以下技能:读图技能、安装焊接技能、检测调试技能、编程技能等。
1.1 读图技能
识读电路图,是每个电子装配专业学生必备的基本功,要求学生掌握每个电子元器件的功能原理,能独立分析电路原理图病区能够检测、维护实际电子电路。所以识读能力直接影响学生应用实际电路的能力。因此,在实践教学中,采用项目式教学,把每一个电路看成是一个独立的项目。在组织教学过程中,要求学生把握整体电路的脉络和各功能电路的相互联系,分清信号流程、频率转换等。另外,还要熟悉电路原理图、印刷版图、实物元件三者之间的对应关系。
1.2 安装、焊接技能
安装、焊接技能是电子专业学生必备的基本技能,它要求学生熟练掌握手工焊接的技术要领,了解焊点的形成原理及形象焊点质量的各方面因素,了解焊接工程中使用的材料、方法及工艺参数。在焊接过程中国要注意保护特征标记,对管脚进行加工、浸锡以及合理固定元器件等。因此,在实习教学中专门安排了元件的安装和焊点的练习。
1.3 调试检测能力
一个电路安装焊接完成只是整个装配工作的一部分,电路能否安全正确工作,还要通过技术人员的进一步调试和检测。因此在实习中要重点强调检测调试的重要性。首先学生要能正确选用电子仪器仪表,掌握各种仪器仪表的使用方法和功能。再次要能正确使用仪器仪表,比如用万用表检测二极管、三极管、功放管的质量,能用示波器检测波形等。结合具体的电路参数进行电路的调试。在具体的实践教学中可以通过调试收音机电路来训练、提高学生的调试能力。
1.4 编程能力
在今天智能电器高速发展的时代,很多电器要用到计算机技术进行智能控制,这就要求电子专业的学生应该具备一定的编程能力。在电子专业方便主要是汇编语言和C语言的编程方法。当然在教学计划中能提前完成《微机控制》这门课程的学习,对电子专业中的编程能力的提高是很有帮助的。
当然,除了上述所说的这四种基本能力外,对于电子技术专业的高级人才来讲,还应该具备产品设计开发能力和文件资料索引能力,这里就不在赘述。
2、实现上述专业能力的具体措施
实现上述专业能力我认为应该从以下三个方面进行:
2.1 基础技能训练阶段
在电子技能训练的基础阶段,首先应该对学生进行一定时期的安全知识教育,一般是一周的教学时间。通过安全教育,让学生深刻意识到安全第一的重要性。其次是电子元器件的识别和检测,这是电子安装调试电路的基础。只有正确的识别元器件,并且能够正确使用电子仪表仪器检测元器件的质量,才能保证安装的电子电路的正确性。当然电子仪器仪表的使用也是电子技能训练的基础内容,一般要占用两周的教学时间。再次是掌握焊接的工艺,包括焊接材料的使用,焊接工具电烙铁的使用,焊点的把握等技术要求。通过这些基础训练,使学生不但具有生产一线要求的熟练技术,又具有良好的职业道德和职业素养。
2.2 模块化技能训练阶段
模块化训练就是针对某一课程或内容进行的专题实训,目的是提高学生的实践动手能力,使学生掌握一些专项技能,积累一些实际电路知识和工程技术知识。在我们的实习教学中,主要以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的电路,比如收音机电路、声控开关、555定时器等,对这些电路进行安装、检测和调试,通过这些电路来训练学生的基本技能,为后续的综合训练做准备。
2.3 综合实战阶段
综合实战训练是在基础训练和模块化训练结束以后,通过一个完整的电路或电器设备的安装、检测和调试的过程,提高学生综合运用知识的能力,并能胜任生产企业的工作要求。下面以收音机的装配、调试过程为例,说明电子装配专业能力的综合能力培养过程。
(1)读懂电路图,检查电器元件的数量,检测电器元件的质量。准备焊接工具、焊接材料等。
(2)在做好上述准备工作后,即可按印刷线路板图正式组装。为了便于安装,减少装配中的故障,教师引导学生采用从后往前分步装调的方法进行装配。先装配焊接功放级、扬声器、电池盒等,然后接通电源进行测试,给功放级输入1KHZ的正弦测试信号,如果装配焊接正确,则扬声器应发出“嘟嘟”声音,若没有,说明此级装配有故障,要进行检查,故障排除后,可装配下一级,即低放级。低放级装配完后,同样,用465KHZ的正弦信号进行测试,以此类推,一直装配到输入电路的天线。最后用465KHZ的正弦信号进行测试,若正常,扬声器应能发出较强的嘟嘟声。装配过程中每一级都要保证正常,才能进入下一级的按装。
(3)整机检测、调试。整机装配完成后,其检测、调试是一项很重要的工作,它对收音机能否正常工作起着关键作用。教师要给学生讲解调测的原理和方法,指导学生自己动手完成调测工作,原理和方法如下:1)调整中频频率,即调中周。将可变双联电容器全部旋入。再将信号发生器跳到发出465KHZ正弦测试信号。在有信号的情况下,调整中周,先调中周二,再调中周一,反复调试,直到扬声器发出嘟嘟的声音最大为止。2)调整频率范围,也叫对刻度。将信号发生器分别跳到频率地段535KHZ和频率高端1500KHZ的正弦测试信号。分别调整本级震荡,直到收音机扬声器分别发出嘟嘟的声音为止,使高、低端都与刻度盘相符合。3)统调,即调同步。分别在低端和高端各收到一个电台,调整天线线圈在碳棒位置上,同时,半可变电容器也可配合调整,分别使收音机收到广播电台,并且扬声器发出声音最大为止。
调试完毕后,用蜡滴将中周、线圈等位置封装,以防止调整好的位置再松动。此时调试完毕。
通过以上环节的学习训练,提高了学生的动手操作能力,使学生在毕业的时候能够独立完成生产任务,实现就业零磨合,受到用人单位的欢迎。
参考文献
分子生物学技术:可应用于遗传性疾病的研究和病原体的检测及肿瘤的病因学、发病学、诊断和治疗等方面的研究提高到了基因分子水平。
生物学定义:生物学是研究生命现象和生物活动规律的科学。据研究对象分为动物学、植物学、微生物学、古生物学等;依研究内容,分为分类学、解剖学、生理学、细胞学、分子生物学、遗传学、进化生物学、生态学等;从方法论分为实验生物学与系统生物学等体系。
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课程、教材的定位和建设
专业定位和培养目标
高职专业要紧密结合地方经济和产业布局,深圳市政府对汽车电子产业发展定位是使之成为深圳高新技术产业的支柱产业之一,建设汽车电子产业聚集基地,把深圳建成国内最大、国际知名的汽车电子生产、出口、交易基地。深圳比亚迪、长安、标致、雪铁龙等整车企业,航盛电子、赛格导航、凯立德、华强信息等一大批知名车载电子产品企业的发展是市场磨砺的结果,也是这一产业政策制定的依据和引导的方向。为服务于深圳及珠三角汽车电子产业的蓬勃发展,学院2004年成立了汽车电子技术专业,并致力于培养具有良好的综合素质,掌握现代汽车电子控制系统结构和原理,精通汽车电子产品检测与鉴定,了解汽车电子产品生产工艺和设备,具有扎实的电工电子实际操作能力,适应现代汽车电子维修、服务企业以及现代汽车电子产品生产、销售企业的第一线需要的高等应用型专业技术人才。为满足专业定位和培养目标要求,推进学院“产学研用立体推进”的办学模式,我们在学院汽车电子技术专业开设车载电子技术课程,同时进行课程和教材的改革和建设。
课程目标与定位
车载电子技术课程是汽车电子技术专业的专业必修课。属于专业主干课程,其设置目的在于适应车载电子技术的发展对学生知识结构与能力提出的要求,其功能是传授有关车载电子技术的概念、发展趋势以及最新理论和产品等知识点,通过培养学生对车载电子技术和产品的基本了解,使学生对专业知识有基本的认知,掌握基本的车载电子技术应用。本课程通过课堂教学和实验(实训)教学,提高学生的基本素质和综合职业能力。课程传授有关车载电子技术的基本概念、汽车音视频技术应用、车载导航系统及其应用、汽车信息无线网络技术与构建等相关知识,提高学生对有关汽车车载电子技术和产品发展趋势的认识,使学生具备车载电子技术的基本知识,建立车载电子和信息网络的概念,具备产品检查、测试和调试方法方面的能力。
课程特点及教材建设
纵观车载电子技术课程在学院发展历程,学院汽车运用专业最早开设的相关课程为汽车音响及改装,主要开展汽车音响系统原理、调试、改装等方面内容的教学。随着单一的汽车音响被视频装置代替,课程改为汽车音视技术,增加了汽车视频技术和多媒体制作与调试。近几年车载导航和无线信息网络在汽车上的应用越来越普遍,课程顺应技术发展变更为车载电子技术。这个过程不是简单的课程名称改变,而是从指导思想、教学内容、教学方法和实践形式上的逐步调整。车载电子技术并没有成熟的教材可供选择,必须自己动手编写。由于车载电子技术发展很快,课程和教材不宜将内容限定在具体车型所配备的车载电子设备,而是要重点介绍车载电子技术的基本原理和典型应用,因而本课程具有一定的难度,需要把握好高职教育理论知识讲述“必需、够用”这个原则,安排一定学时的实训(实验)教学单元。
学科、课程与教材的关系
高校课程设置和教师课堂设计都有较大的自,高职高专在这方面表现得尤为突出,这是由于高职高专课程体系比本科院校更需要把握市场脉搏,根据市场需求及时更新课程内容,改革教材和教学组织。因此,在教学过程中实时正确地处理学科发展、教材更新与课程组织是本课程教学研究的一个重要课题。从学科上讲,车载电子技术是汽车电子技术的一个重要分支,因此是专业主干课程;该门课程的教材则是对相关技术和应用的概括总结;而课程教学则是发挥任课教师和学生的能动性来共同完成相关知识传授和掌握的一个自然过程。以上三者之间在逻辑上一脉相承,在内容上相互促进。车载电子技术学科和车载电子产品是根本,而教材则是根据学科和产品特点对专业知识和教师课程教学经验的固化,教材编写一方面需要一定的积淀和相对稳定性,另一方面也要顺应技术发展作出修改甚至重写,课程实施或者说课堂教学则要以学科和教材作为材料,及时补充新知识或者进行局部修改,教材再版时要把这些新内容写进去。我们在车载电子技术课程的教学改革实践中很重视以上问题,适应学科发展,适时地把汽车音响课程改革为车载电子技术课程,并制定了新的教学大纲和教材。
教学安排及教学方法
课程单元和教学重点
根据行业发展现状和学科体系规律,我们把车载电子技术课程安排为5个教学单元,分别为基础知识、汽车音视技术、车载导航系统、无线网络技术和车载电子新技术,具体教学安排如下表所示。表中后3个单元都是课程改革后新增加的内容,中间3个单元则是课程教学的重点。
教学与考核的组织实施
本课程我们在实践中采用了“项目教学”的方法,并不严格区分理论和实操,在项目中穿插理论知识的教学。1.教学单元分类教学全过程分为5个教学单元,5个单元既相互独立,又有机结合。2.教学项目安排以上5个单元的核心是中间3个单元,我们所安排的5个项目就来自这3个单元,分别是“功放驱动多声道系统的设计实践”、“便携式车载电子收音机制作”、“GPS导航系统数据处理”、“车辆管理系统编程”、“车载无线网络系统搭建”。通过多媒体技术和实物现场演示相结合的方法传授车载电子概念和新技术、汽车音视频、车载导航系统以及汽车无线信息网络等基本概念,通过实训(实验)项目增强学生的动手能力,加深对车载电子技术理论知识的深入认识。这种项目教学内容与课程紧密结合的教学模式,使得学生学习的积极性、主动性和学习效果得到大幅度提高。3.考核评价方法本课程采用平时成绩与期末考核相结合的方式。教学过程项目完成情况、出勤及习惯养成占总成绩的70%,期末理论考核(笔试)占总成绩的30%。该评价方法有利于提高学生平时学习的积极性,避免产生应付考试的现象。
课程实践及改革的几点思考
认识高职师生特点对课程教学的影响
高职学生文化基础普遍不是很好,由于汽车电子专业除了要学习汽车专业平台课之外还要学习电工电子、计算机软硬件等方面的课程,因课程难度相对较大许多同学会出现畏难情绪。高职教师尤其是专任教师在教授高职课程时需要跨越两大障碍:首先本科院校和高职院校在人才培养方面的侧重点不同,教师们在受教育阶段形成的思维定势,导致其虽然具备较系统和扎实的学科知识,但却不善于将其形象地转化为应用型知识传授给高职学生;另外教师也面临知识结构更新的挑战,需要思考如何将理论知识与市场应用技术紧密结合起来。正因为如此,我们在车载电子技术的课程教学改革实践中探索出的方法是:让课程变得更生动有趣,师生共同参与让学生真正动起来,教师自己也逐渐适应高职课堂的特点。对于少部分基础好、动手能力强的学生则可以鼓励他们多学习电子通信技术、嵌入式系统、运动控制等方面的知识,并指导他们动手做一些小的创新制作。#p#分页标题#e#
应对实训条件不足推动课程改革的方法
由于汽车电子技术专业相对传统汽车专业较为年轻,可供借鉴的实践项目并不多,因此组织车载电子技术的课程教学尤其是实践教学有相当的难度。但是学科本身的发展要求我们在课程实践中必须顺应技术现状,推进相应的实践教学改革。我们采用的办法是立足现有条件,充分利用学院条件并争取开发新的实训(实验)项目。以前讲授汽车音响及改装时我们已经建设了多媒体功放实训系统,车载电子技术课可以对之稍加改动后沿用;便携式车载收音机则是顺应设备数字化而新开发的实训项目;GPS导航系统数据处理也是新开发的实验项目,可以把抽象数据形象显示出来,帮助学生更好理解车载导航系统的原理;车辆管理系统软件编写则精简改编自学院交通安全与智能控制专业的部分上机课程,该项目对于学生理解车辆管理系统效果非常好;车载无线网络系统是最新开发的实验平台,用于更好地理解相关车载信息网络理论知识。
一节作文课上,老师拿出两袋鸡蛋.同学们都目不转睛地看着鸡蛋,“小馋猫”小鸿馋得直流口水.我想:老师拿鸡蛋来做什么呢?大家一脸茫然.
老师提出了要求:“老师 这里有两袋鸡蛋,一袋是生的,另一袋是熟的,我给每组一个生鸡蛋和一个熟鸡蛋,请你们分辨出生熟鸡蛋,但不能把鸡蛋敲破.”我想∶到底该怎么分呢?小鸿却说∶“这太简单了,简直就是小菜一碟!”
老师把鸡蛋分给了每组的同学,是验开始了,只见每组同学都在绞尽脑子的想着,而我们组却怎么也想不出来,我心里更加着急.我便摇了摇鸡蛋.咦?怎么有一个鸡蛋里面会有些像“水”一样的东西在晃动呢?哦,这是生的.我想到了,这是因为鸡蛋清没有凝结…
不一会儿,老师让每个组选一个同学上去分辩.于是,小黄他们组先自告奋勇地举起手来.老师便请他上来说.他用的方法是转,只见他用手捏住鸡蛋的一个部分,便让它转起来, 第一个鸡蛋像个懒惰的小孩,才转了半圈就停下来了,再也不愿转了,你说是不是很懒呢?第二个鸡蛋可勤快了,它在“舞台”上欢快地表演着美丽芭蕾舞的转圈动作.“舞姿”优美、动人.像个陀螺在转圈,好看极了.小黄说∶“第一个鸡蛋是生的,第二个鸡蛋是熟的.因为生鸡蛋内部的蛋白蛋清还没有凝结,所以转起来重心不稳.相反,熟鸡蛋的内部已成为固体,重心稳定,所以转的时间长.”;老师听了,高兴的笑了.第二个出场的是小肖她们组.她们组的小陈说∶“我用闻的方法分辨,如果是生的,就没有味道,如果是熟的,闻起来就会有鸡蛋的清香.”同学们恍然大悟.接下来就按顺序让每组的代表上来说.有的用手摸,生鸡蛋光滑,熟鸡蛋摸起来粗糙……
过这次实验,我知道了怎样分辩生、熟鸡蛋.总之,我知道了生活处处有学问.
分子印迹技术是制备分子印迹聚合物的技术,其制备过程包括三个步骤[1]:一是使目标分子(即印迹分子,模板分子)与特定功能单体通过共价或非共价作用形成复合物;二是在复合物中加入交联剂,使其在复合物周围与功能单体聚合,形成刚性的高分子聚合材料;三是用物理或化学方法将模板分子从聚合物中取出,该聚合物(即分子印迹聚合物,简称MIPs)中便产生与模板分子的形状、大小和官能团的固定排列相匹配的印迹孔穴,对模板分子具有“记忆”能力。根据模板分子和功能单体形成复合物时作用力的性质,可以将其分为以下几种类型:
1.1共价法
共价法又称预组装法。在此方法中,印迹分子与单体以共价键相互连接形成单体-印迹分子复合物,再交联聚合;聚合后再通过化学途径将共价键断裂而去除印迹分子,从而得到分子印迹聚合物,其结构中具有与印迹分子互补,并可通过共价键结合的反应基团,可选择性的结合印迹分子。
1.2非共价法
非共价法又称自组装法,在此方法中,印迹分子与功能单体之间自组织排列,以非共价键自发形成具有多重作用位点的单体-印迹分子复合物,经交联聚合后这种作用被保存下来。常用的非共价作用有:氢键、静电引力、金属螯合作用、电荷转移、疏水作用以及范德华力等,其中氢键的应用最多。
1.3共价法与非共价法的结合
聚合时单体与印迹分子间作用力是共价键,而在对印迹分子的识别过程中,二者的作用是非共价的,得到的MIP既有共价印迹聚合物亲和专一性强的优点,又具有非共价印迹操作条件温和的优点。Piletsky[2]等也发展了一种以硅酸为印迹分子的分子自组装和分子预组装相结合的方法。
2分子印迹聚合物的制备方法和过程
2.1传统方法(本体聚合)
将印迹分子、功能单体、交联剂和引发剂按一定比例溶解在惰性溶剂中,然后移入一玻璃安培瓶中,超声脱气,通氮气除氧,在真空下密封,经热引发或紫外光照射引发聚合得到块状聚合物,再经粉碎、研磨和筛分,得到适当大小的粒子,洗脱除去印迹分子,经真空干燥后即成分子印迹聚合物。
2.2原位聚合
原位聚合是一种在色谱柱中直接聚合得到双连续结构和双孔分布印迹聚合物的方法。此方法将MIP的制备与装柱一步完成,实验过程得到大大简化,具有很强的适用性。
2.3悬浮聚合
悬浮聚合法是制备聚合物微球最简便也最常用的方法之一。将模板、功能单体、交联剂、引发剂溶于有机溶液中,形成均相体系,然后移入悬浮介质中聚合而得到印迹聚合物。
2.4乳液聚合
乳液聚合是将模板分子、功能单体、交联剂溶于有机溶剂中,然后将此溶液转入水中(通常再加入一定量的表面活性剂),搅拌使其乳化。然后加入引发剂交联聚合就可得到粒径较为均一的球形聚合物。
2.5表面印迹法
表面分子印迹是指在固体表面进行印迹聚合的技术。先将模板分子与功能单体在有机溶剂中反应形成加合物,然后此加合物在基质表面反应嫁接。
3分子印迹技术的发展
传统印迹材料存在着制备过程繁琐,传质速度慢,吸附容量低的缺点。因此一些新的技术和方法出现,如分子印迹膜技术、分子印迹磁性材料和分子印迹纳米材料等等。
3.1分子印迹膜技术
分子印迹膜源于表面印迹,是一种兼具分子印迹技术与膜分离技术优点的新兴技术,其研究最早开始于20世纪90年代。
3.2分子印迹磁性材料
结合磁性材料的分子印迹技术制备的分子印迹聚合物称为磁性分子印迹聚合物。表面修饰过的磁性微球在聚合过程中嵌入分子印迹聚合物母体中,从而使分子印迹聚合物具有一定的磁性。分子印迹聚合物在再识别吸附过程完成后,分离传统MIPs和溶液需要离心和过滤等繁琐的步骤。磁性分子印迹聚合物则只需要外加一个磁场即可以实现与溶液分离,其操作相对简单且分离时间短。
3.3分子印迹纳米材料
纳米技术的发展,以及纳米材料的特殊性质,使人们越来越开始关注纳米材料。纳米材料是指三维尺度中有一维以上处于纳米量级(1-100nm),即由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。纳米材料与传统材料相比有较低的熔点、较小的体积、巨大的比表面积、强化学活性和催化活性,此外还有特殊的比热、光学、电学、磁学、力学等一系列优良的性能。分子印迹技术利用纳米材料巨大的比表面积制备印迹聚合物,可以充分地暴露印迹识别位点,大大减少吸附过程中的传质阻力,增强吸附过程中的动力学特征,同时提高吸附容量[3]。
4分子印迹技术在环境科学中的应用
环境样品具有组分复杂,污染物浓度低的特点,因此在分析过程中需要将环境样品进行分离富集,同时检测方法的灵敏度要求较高。而分子印迹聚合物能够在复杂的体系中识别专门的化合物,即具有专属性,能够很好地将待分析污染物从复杂的环境体系中分离出来;同时分子印迹利用专属性,能够将待分析污染物从低浓度的环境体系中吸附到聚合物中,即具有较强的富集能力。分子印迹技术集分离与富集于一体的特点,再加上其与SPE、GC、GC-MS、HPLC、HPLC-MS等后继分析技术联用的高灵敏度的特点,分子印迹技术在环境监测领域将会有很大的发展空间。