大数据云计算网络技术篇1 0引言 大数据分析技术对于数据运算工作有着重要的意义,能够通过对于数据的可视化分析等实现更加高效的数据处理,而云计算则通过虚拟化技术、分布式计算等方式实现全新的数据处理形式。 1大数据与云计算技术 大数据与云计算技术的定义。大数据技术是实现针对巨量数据处理任务的一种技术。大数据技术的应用过程首先是针对数据信息的收集。(1)通过各类应用以及服务等形式对于需求信息进行收集,保证数据分析能够在庞大数据基础上进行,提升处理结果的准确性以及普适性。(2)通过多种方式进行的数据分析整理,通过对于关键信息的整理分析,从中提取有效信息。(3)将处理结果应用于不同的场景中,辅助工作的完成。云计算是对于互联网技术的深层次应用推进。通过云端服务器与本地计算机的连接,将本地服务器无法完成的任务交由云端的服务器完成。首先本地服务器将任务传输至云端的计算资源中,然后云端服务器会进行任务数据的存储,然后开展相应的计算活动。计算任务完成以后,本地计算机可以通过获取相应的计算成果。如图1所示。发展大数据与云计算技术的意义。大数据与云计算技术的发展主要原因是传统的数据处理方式已经无法适应现阶段计算需求的发展。面对移动互联网以及物联网等互联技术在生活中的广泛应用,其在应用过程中会产生海量的使用信息等各类数据,针对此类使用数据的收集分析,能够促进企业发展。因此,针对数据的全流程处理成为了现代社会计算机技术发展的重要研究方向。传统的数据处理技术在当前的社会发展阶段中存在一些不足,制约了数据信息在社会发展中的作用。(1)传统的数据处理技术无法承载巨量的数据信息。物联网和移动互联网的发展使不同的应用以及服务覆盖了人们生活场景的各个方面。不同的应用场景都会产生大量的数据。从这些数据中针对性的提取有效信息。(2)覆盖全场景的应用数据处理等对于个人和企业的信息安全有着重要的影响,如果数据处理的过程中安全性不足,导致出现大量数据的泄露,严重影响个人以及公司的数据安全。(3)传统数据处理技术主要的处理方向是针对结构数据的处理,而现阶段的数据分析工作中包含了大量的非结构数据,传统的数据处理技术无法实现对于这部分非结构数据的处理,导致数据的结果无法有效的反映实际,结果不全面会导致相关部门无法进行科学性决策,也就无法为决策管理提供有益参考[1,2]。 2大数据与云计算技术的应用 大数据技术应用。大数据的应用场景十分多样,但是使用大数据技术的核心诉求都是为了通过对于大量数据信息按照重要性等不同指标进行针对性的分析处理,从中获取有效的数据信息,为后续的发展提供重要的指导。通过大数据技术的应用,(1)可以实现针对数据的可视化应用。通过明确的规则将此类别下的数据信息从海量的数据中进行提取,(2)将其以多种形式呈现出来。借助于计算机为载体的大数据的可视化应用,能够帮助用户更加清晰的了解数据特征以及结构[3,4]。(3)大数据技术在社会发展的各个层面都有着广泛的应用。企业针对用户大数据的分析能够为自身的发展起到良好的指导作用。例如针对用户使用较多的服务数据进行收集,保证企业的优势能够不断扩大。针对用户使用频次较少的服务进行不断改进,提升自己的短板。除此以外还可以将大数据技术应用于企业市场应用的环节。针对市场波动性信息的收集处理,能够通过大量数据反馈出的信息研判市场的未来趋势,使企业发展能够符合市场现状,扩大企业的整体市场竞争力。当前阶段大数据应用场景如图2所示。云计算技术应用。云计算的应用场景广泛。与人们日常生活最贴近的是自己使用的各类软件。数据是信息时代的石油。因此规模较大的企业都将自己的用户数据看作为重要资源。当前阶段我国的大企业都将自己的云服务作为企业发展建设的重点。同时还将自身建设的云服务作为一项产品,通过为一些规模较小,但是有云服务需求的企业提供云计算的产品来获得一定的利润。大企业进行云服务建设是十分必要的。(1)由企业的用户规模决定。大量的用户规模产生的数据处理需求十分庞大,因此要求企业必须建立更加强大的数据处理方式满足用户需求。云服务可以很好地满足这一要求。通过网络技术将用户与云端的服务器相连,用户产生的数据集中到云端服务器进行数据计算。(2)通过网络将数据处理结果反馈到用户设备中。不管能够提升企业的服务水平,还可以实现用户多场景的数据处理需求。 3SDN的云计算数据中心网络技术 软件定义网络(SoftDefinedNetworking,SDN)是近年来互联网技术飞速发展衍生出来的一种新型技术。(1)数据层:其定义为基础设施层,主要由多个网络单元组成。包括多个物理设备,如交换机、路由器等。严格来说,它是逻辑维度上托管资源的抽象集合。主要功能是收集网络状态信息,并以此为基础转发数据包。数据层一般使用南向接口接收控制层的命令,然后执行相应的动作。在负载均衡策略的具体实施过程中,数据层设备会直接接收数据流并上报给控制器,然后根据控制层的决策选择相应的路径,从而实现负载均衡。的目标。(2)控制层:其定义为SDN控制器所在的平面。而SDN控制器将直接连接基础设备和上层业务应用。它的主要功能是管理用户请求流量和网络设备端口,更新和维护网络拓扑,然后在此基础上进行构建。在编排管理之上。在控制层中,可以包括一个或多个SDN控制器。对于每个控制器,它包括一个南向接口驱动程序、控制逻辑和一个北向接口代理。严格来说,控制层是负载均衡策略在实施过程中的重点。科学处理数据层上报请求,并使用流表下达决策。一般根据负载均衡策略来达到数据转发的效果。(3)应用层:又称服务层,主要由多个SDN应用组成,一般为用户提供拥塞控制、防火墙控制等多样化服务。对于用户来说,可以通过北向接口与控制器进行交互,然后在此基础上进行模块开发工作,进而在此基础上满足用户的多样化需求。 4结语 信息时代的发展对数据的处理等提出了更高的要求。大数据和云计算技术作为新兴的计算机技术,能够为社会发展起到积极的推动作用。通过大数据技术和云计算技术在计算机领域的运用,能够有效提升对于数据的处理能力,进而使得社会能够在明确的数据信息支撑的基础上获得更大发展。深入推进大数据技术与云计算技术在计算机领域中的具体应用,对于社会发展有着积极的意义。 作者:国龙浩 单位:中原工学院 大数据云计算网络技术篇2 现阶段,计算机技术不断推广,渗透到各行各业中,而随着网络时代数据的爆炸式增长,也要求由数据运算和处理的有效手段。大数据分析技术在运算方面具有明显的优势,满足可视化要求,具备一定的预测性。而云计算技术自身的虚拟化以及多租户特点,也让这一技术的应用越来越广泛。大数据和云计算技术能够满足数据分析的时效性,自身具备较强的运算能力,而对相关大数据进行数据分析,研究云计算网络技术,具有一定的现实性意义。当前,大数据和云计算技术得到的社会认同度较高,但是在大数据理解上还存在分歧,大数据实际具有一定抽象性,对数据进行大量排除,需要满足更多特点,这些都需要做好大数据和云计算技术的区分。 1大数据和云计算概述 1.1大数据 大数据即海量数据,需要通过多种方式和途径应用,对数据组进行采集和整合,确保相关数据真实可靠,保证时效性。在企业营销中,相关数据更多的来源于社交网站品套、电子商务平台、消费信息平台等,相关数据也不是企业客户关系管理数据库中的常态数据组。基于技术层面,大数据和云计算之间关系密切,互为表里。大数据无法通过单台计算机来确保数据应用,而是借助分布式计算框架,其特征在于可以对海量数据开展挖掘,而这一过程中,还需要借助云计算技术来对海量数据进行分布式处理,构建分布式数据库等。就大数据的特征来看,主要包含兼容性、高速性、多样性以及价值密度低等。 1.2云计算 云计算包含了目前主流的商业计算模型,云计算对于相关计算任务进行分配,结合相关应用系统的实用性功能应用,实现自身的计算能力以及保存能力,为相应领域提供真实可靠的信息服务。简单来说,云计算技术以网络平台为基础,以自身情况为条件,为相关企业和个人提供动态和可伸缩的计算服务。云计算技术的特点包含规模化、虚拟化以及通信性。而按照服务类型区分:(1)在以基础设施为服务主体的情况下,硬件设备等基础资源位于服务指挥,能够将其提供给相应用户。(2)以平台为服务主体的情况下,需要对于抽象资源进行具体化处理,为用户应用流程提供运行条件。目前,很多西方发达国家对于云计算技术比较重视,应用也比较突出,例如,谷歌、亚马逊等,对于云计算技术应用比较广泛。现阶段,我国对于云计算技术应用较多的主要有阿里巴巴和天翼云。如图1所示为云计算概念图。 2大数据即云计算技术的特征分析 2.1大数据特征 2.1.1容量大目前,工厂生产中,相应印刷材料数量已经在200PB以上了。而在大数据时代,互联网应用普及率不断提升,大数据时代各类应用和交往过程中都会产生数据信息,这些数据信息呈现爆炸式增长,所以,需要有更高级别和层次的数据容量系统来承载,确保海量数据的有效存储和应用。 2.1.2多样性 传统数据应用中,应用效率最高的是结构性数据,这类数据以文本为主体,保存比较方便。而在互联网环境下,非结构性数据量不愿提升,图片、视频、录音等等,数据类型多种多样,这些都要求在数据处理中要按照严格的标准来进行,确保规范性和可靠性。 2.1.3价值密度低 大数据虽然采集的是海量数据,但是其中真正有用的数据信息还是比较有限的,在海量数据中,往往隐藏着潜在价值信息,而这种价值信息的密度比较低,在价值获取中,多通过数据探究来挖掘。 2.1.4速度快 针对大数据的处理效率一般都设有严格标准,相对于传统的数据挖掘效率,大数据的数据信息处理效率更高,对于数据信息挖掘具有重要意义。 2.2云计算技术特征 2.2.1规模大 很多大型企业自身在云方面有很多服务器,所以他们的计算功能更强,自身技术的规模性也比较大。 2.2.2虚拟化 云计算技术能够满足用户在相应位置和重点下获取信息服务的需要,云可以满足用户提出的数据需要,且不是一平稳的有形物质呈现。 2.2.3高可靠性 相对于本地计算机系统,云计算自身对于数据副本容量要求比较严格,相应计算节点能够让数据出错率不断降低,这对于提升云计算稳定性具有重要作用。 2.2.4通用性 云计算技术满足同时多个系统运行的需要,系统通用性比较强。2.2.5拓展性强云计算还有动态扩张性,可以将技术扩充到对应的范围中加以应用。 2.2.6低成本性 云计算技术应用以自动化集中管理为主,能够降低过程中的技术成本投入,还可以在确保工作效能的情况下提升效率,这样可以提供用户满意度和体验度。 2.2.7风险性 云计算作为新时期的一项新技术,其技术发展和应用中依然存在一些不足和问题,云计算以计算机技术为基础和载体,所以其安全风险是必然存在的。使用云计算机技术,信息风险泄露的几率也会更大。 3大数据和云计算技术的应用 3.1在交通领域的应用 目前,我国的整体消费水平不断提升,人们对生活品质有更高要求,私家车的普及率不断增长。而这种情况一方面刺激了经济发展,带动了消费,一方面,城市有限的空间和路面上,车辆急剧膨胀,城市交通拥堵问题出现。这种情况在一些发达的城市地区更为显著,上下班高峰期车辆拥堵成为常态。而借助大数据和云计算技术,已经发展出了智慧交通,通过在相应部位设置交通传感器,能够实现对于相应交通章台的实施监督,为信息采集提供支持,通过监理相应交通信息的传递和共享渠道,促进交通形态检测和管理,促进交通智能化发展,为缓解城市交通拥堵问题提供助力。以往人们选择出行路线,不知道交通情况,可能走到拥堵路段,导致拥堵长度增加,拥堵时间延长,而在大数据和云计算技术支持下,司机在出行前,可以通过专门的APP进行查阅,了解到目的地的路程远近,查看不同路段的拥堵情况,可以帮助他们选择距离最近或者是通行时间最短的路线,提升出行效率,避开拥堵路段。 3.2在营销领域的应用 大数据和云计算技术在营销领域的应用已经有一套比较成熟的运行体系了,且大数据和云计算为营销带来的成效也是显而易见的。大数据和云计算推动了精准营销和个性化营销的发展,也为客户关系管理提供了充足依据。例如,在电商平台中,为了掌握消费者的消费意向,平台保留客户的浏览足迹,对于客户的浏览时间最长、观看页面最多的网页信息进行记录,在客户一段时间的网页信息浏览后,留下很多的重要数据信息,这些数据信息被终端平台采集后,成为客户消费意向预测的基本依据,系统通过对于消费者相应消费意向的预测,为客户推送他们感兴趣的产品,吸引客户关注,刺激他们消费,实现精准营销。目前,在不同电商平台中,客户的部分信息时共享的,所以用户能够明显察觉到,自己在另一个购物APP上搜索过某类产品,在另一个购物APP中也会推送相应产品。此外,系统平台对于各类客户的消费意向和消费数据等进行统计,建立消费者数据库,再通过云计算技术应用,对于海量的消费者信息进行处理和挖掘,从中挖掘出一些有价值的信息,作为商家营销的重要依据。 3.3在医疗领域的应用 随着全球市场的互联网化,大数据和云计算技术在此背景之中应运而生,十三五我国已经明确大力发展“互联网+”产业,如此背景下,我国大数据和云计算的发展非常迅猛快速。大数据和云计算在我国已具备了从概念到应用落地的成熟条件,迎来了飞速发展的黄金机遇期。大数据、云计算将在打造社会治理新模式、经济运行新机制、民生服务新体系、创新驱动新格局、产业发展新生态等方面发挥重要作用,同时大数据和云计算也开始在我国各大行业之中开始大规模应用,与其他行业的深入结合已经成为“互联网+”以下的必然趋势。除了较早前就开始利用大数据和云计算的互联网公司,医疗行业可能是让大数据、云计算分析最先发扬光大的传统行业之一。医疗服务业5大领域将是未来医疗大数据和云静思园的主要发展方向(临床业务、付款/定价、研发、新的商业模式、公众健康),这些场景下,大数据的云计算的分析和应用都将发挥巨大的作用,提高医疗效率和医疗效果。基于大数据和云计算技术应用,可以促进病患就诊效率和质量提升。在就医过程中,构建患者的基本信息资源库,相应医疗人员为他们提供专项的治疗方案,这对于提升医疗服务质量具有重要意义。在这一过程中,大数据云计算技术应用能够精准采集患者信息,为医疗服务提供依据。此外,目前大数据和云计算技术在医疗的基因工程研发中也有广泛的应用空间。 4总结 就大数据和云计算计算来看,这是新时期的新技术,其应用的重要性巨大。而就目前大数据和云计算技术应用的实际情况来看,其中还是有一定不足和问题的,尤其是安全风险问题,必须要加速解决。大数据云计算信息安全风险的解决,最关键的还是需要有可靠的安全防护和处理技术应用,通过技术手段可以降低大数据信息安全风险,做好有效的防护措施。这里,最关键的是要发展好安全防护技术和安全检测技术,这些技术对于大数据信息安全是重要保障。大数据、云计算目前还属于新兴领域,相关的检测技术还不完善,相对于一些发达国家来说,我国的相关技术水平比较落后。所以,需要强化大数据云计算安全风险处理技术研究,明确大数据云计算是推动社会各项工作创新发展的大引擎,全国各地要切实提高站位,大力实施大数据云计算战略,从发展的维度,解决好思路和路径问题,加强专业队伍培养,形成一批大数据智能化建设应用专家和业务能手,着力打造数据队伍,在社会生产和治理现代化进程中积极发挥“智治”支撑作用,促进大数据云计算技术的价值更大化的实现。 作者:王玲玲 单位:德州职业技术学院 大数据云计算网络技术篇3 人工智能、大数据、云计算是近年来信息背景下研究的热点问题,这些技术的研发也改变了人们的工作和生活方式。当前越来越多的科研项目和商业活动开始应用云计算技术,这也在一定程度上促进了技术的发展。人类活动形成的数据信息通过云计算和大数据能够对数据的价值进行进一步挖掘。因此研究云计算技术和人工智能的融合具有非常重要的现实意义。本文重点阐述云计算技术中人工智能的应用。在人工智能时代,云计算面临一定的机遇,因为这种技术是人工智能得以发展、功能得以拓展的重要基础。当前,受云计算和大数据技术的影响,海量数据可以在短时间内被处理,大大提升了数据价值的挖掘效率。 1云计算网络及大数据分析 1.1云计算网络 云计算网络是互联网信息技术发展的重要产物,主要是利用现代计算机系统,以互联网为媒介对数据进行收集、整合和分析,从而为用户提供更具针对性的服务。由于网络媒介的存在,人们获取信息的渠道加宽,并且可以在更短的时间内获取所需的信息资源。云计算网络的另一个特点还体现在交互方面,用户可以充分利用网络的便利性实现资源的共享和交换,从而提升数据获取的效果。可以通过云计算建立虚拟空间,进一步提升数据存储量,从而对海量数据进行存储,再利用大数据技术对数据进行分析处理,对信息资源的价值展开进一步挖掘。 1.2大数据分析 第一,当前数据大爆炸,数据信息量庞大,因此数据处理的需求量也在不断上升,大数据处理技术需要在短时间内对数据进行甄别、处理,并根据数据分析的结果为企业的决策者提供必要的建议,但这庞大的工作量也为大数据的开展带来一定的困难。第二,大数据背景下,数据安全问题也逐渐受到人们的重视,数据信息安全,需要在互联网数据交流的环节中采取相应的措施,如此方可保全。而互联网由于自身的开放性等原因的影响,本身也存在一定的不安全因素,这也导致大数据技术存在一定的不稳定性。第三,当前由于信息时代的影响,信息在经济和政治方面的竞争越来越激烈,计算机虚拟数据库的存在,尽管为人们带来一定的便利,但与此同时产生的安全问题也不容忽视,因此在人工智能发展中,应用大数据技术时需要提升对其安全性引起重视。 1.3云计算的优势 第一,广泛在的网络接入。在任何时间、任何地点只要有网络的地方,不需要复杂的软硬件设施而是用任何简单的可接入网络的设备如手机、显示器等就可接入进到云,使用已有资源或者购买所需的新服务等;第二,资源的共享。计算和存储资源集中汇聚在云端,再对用户进行分配。通过多租户模式服务多个消费者。在物理上,资源以分布式的共享方式存在,但最终在逻辑上以单一整体的形式呈现给用户,最终实现在云上资源分享和可重复使用,形成资源池;第三,弹性。用户可以根据自己的需求,增减相应的IT资源(包括CPU储、带宽和软件应用等),使得IT资源的规模可以动态伸缩,满足IT资源使用规模交化的需要。 2云计算网络中人工智能应用分析 2.1机器人研发方面的应用 将云计算技术与人工智能技术进行结合,在机器人研发方面可以发挥一定的作用。由于机器人通过云计算技术保证用户的可操作性,通过云端连入,可以形成服务云。对于机器人的研究,芯片是核心,云计算技术的应用,可以通过建立云计算平台,从而让机器人更好地识别用户端发出的指令,比如维修指令和清洁指令等,而且芯片的质量以及程序的设计在一定程度上决定了机器人的功能。 2.2在数据挖掘和分析方面的应用 云计算与人工智能的有机结合,推动了数据挖掘与分析的发展。通过云平台的搭建,人工智能基础服务得以建设,为数据采集工作提供了更多的便利。云计算技术在人工智能中的应用,可以进一步提升数据的挖掘效率,并充分借助计算机技术的优势,快速对获取的数据进行分析,为客户提供更加精准的服务。数据的挖掘和分析,也是信息时代的重要标志,云计算与人工智能的同步协作,可以充分解放传统的人力劳动,对人力资源进行优化配置,从而解放生产力,提升生产效率。 2.3信息储存方面的应用 人工智能在云计算技术中的应用可以构建云平台和云空间,快速完成对海量数据的存储,在保证数据私密性的同时,也可以根据用户的设备情况对接相应的终端,这对于信息存储而言,是一种巨大的进步。传统的存储通常会采用纸质的和人工的方式,不仅存储的效率低,同时在存储量以及保存方面都存在一定的不足之处。而新兴的云存储方式可以为用户提供大量的虚拟空间,充分摆脱地域和时间的限制,从而随时随地完成信息的存储工作,并且在保存过程中不容易损坏和遗失。就当前而言,云空间的使用已经变得相对普遍,在人工智能的辅助下,用户可进行远程协作,如此不仅强调了存储的时效性和可操作性,加大了存储的安全可靠性,这种新的存储方式的出现还改变了人们的工作方式,相关行业的发展也产生了重要的影响。 3计算机大数据分析与云计算网络技术 3.1大数据技术的应用 (1)关键字检索当前人们习惯将相关的数据都存储在硬盘或者多个手机中,因此要找到具有指定价值的数据难度较高。而互联网技术中的关键词检索技术可以在很大程度上提升关键数据收集的效率,在应用的过程中,可以根据种类,对所需信息进行针对性分析,并利用特定的关键词语,更加精准的获取信息。 (2)情报分析对于情报分析工作而言,需要根据情报平台的基本情况,将结果导入后进行处理,从而更好地挖掘数据内容,更加准确地掌握数据内容。因此网络安全分析的过程中,情报分析工作也是非常重要的一环,通过这种方式可以快速对信息的价值进行分析。 (3)信息系统分析对于企业信息系统而言,内容较多,具体包括综合信息查询系统等基本内容。通过对企业内部系统以及外部信息系统进行分析对比,可以根据分析的结果,使用不同方式对所需要的内容进行查找,从而为网络安全工作提供强有力的数据和线索。(4)网络拓展分析当前,在网络中包含扩展分析多元的数据信息,包括视频、音频、图片文字等方面,并且网络为方便人们的使用,还设置了强大的搜索引擎功能,常见的百度搜索、360搜索在人们的工作和生活中发挥了一定的作用。结合数据分析结果,对互联网的内容进行针对性搜索,可以对数据信息进行及时有效的研究分析,并在此基础上不断完善,这种数据来源的分析可以更好地获取与网络安全有关的物品以及相关的信息。 3.2云计算网络安全防护工作 (1)合理应用防火墙,选择合适杀毒软件计算机网络安全防护技术中最常见的就是防火墙装置,可以防范非法人员窃取计算机信息,保证计算机使用安全。计算机软件系统开发时主要选择分布式系统,科学设定网络协议,提高计算机信息系统开发的安全性。同时,进行针对性应用,发挥防火墙技术的价值,为计算机信息系统的开发创造一定的有力条件。计算机用户根据自身需求合理应用防火墙装置,选择合适的杀毒软件,养成定期清理计算机的习惯,让计算机病毒无处藏身,提高计算机使用的安全性。 (2)利用大数据优势,强化网络安全管理智能化的移动终端使用有利于提升企业的工作效率,为企业的发展提供助力,实现节约成本,扩大经济效益的目的。在实践过程中需要提升对计算机信息安全的管理力度,充分了解计算机网络安全管理的因素,从而增强自身的安全防护措施。企业需要结合实际情况,重视对制度的完善,只有通过对相关流程的完善和管理,才能保证数据的有效性。另一方面,企业在运营管理的过程中,还需要重视对云端第三方信息的使用,及时将有关的协议落实到实处,全面考察数据使用过程中的安全问题,保证信息运用过程的安全性。企业管理需要以大数据管理为基础,通过组织相关的结构内容积极进行系统化建设,从而充分利用计算机信息系统,提升信息交流的安全性和速度。 (3)创新计算机技术,引入入侵检测技术检测技术的发展和应用为计算机安全信息维护工作提供了重要动力,合理利用网络通信技术、规则方法及统计等技术,合理利用检测技术判断计算机是否受到非法入侵,依据检测结果制定针对性的防护措施。因此在计算机的网络信息管理工作中,合理使用检测技术可以提升系统的安全系数。在使用检测技术的过程中,首先需要对系统的风险因素进行全面分析,常见分析方式有两种:签名法与统计法,签名法能够及时检测计算机系统内部是否存在薄弱环境,从而在网络环境的防护工作中充分利用干扰特性,实现系统的融合,及时发现运行中的问题和风险,并给出相应的预警信息。对于统计分析方法而言,需要重视对系统运行状况的甄别,从而及时对系统运行的偏差情况进行报告,避免问题的严重化,进而实现提升计算机网络信息安全管理的目的。 结语 综上所述,在信息技术快速发展的过程中,数据信息价值的挖掘成为企业的重点工作之一,借助云计算和人工智能可以快速实现数据的收集、分析和处理,从而为企业的发展提供助力。另一方面人工智能中云计算技术的应用,可以在功能拓展方面发挥相应作用,从而为人们提供更多的新思维、新功能,进而促进整个科技领域的发展。 作者:吕晓艳 单位:甘肃能源化工职业学院
电力系统中电力自动化技术的应用:电力自动化技术在电力系统中的应用 摘 要:随着社会的发展,人们生活水平不断提高,电力资源越来越成为人们生产与生活必需的资源。电力资源需求量不断增加,电力系统的运作也逐渐走向复杂化,所以必须实行对电力系统的改革,改革主要就是运用高科技手段用自动化来取代传统的人力管理。目前大多数的电力系统中已经普遍地采用了自动化技术,本文主要通过分析电力系统自动化的基本要求,来列举几种最主要的电力自动化技术和其在实际生产生活的运用情况。 关键词:电力自动化技术;电力系统;应用 0 引言 由于现在电力的需求量非常巨大,传统的电力运行系统已经不再能够承担起如此负荷,各种影响正常运行的不利因素接二连三的出现,自动化技术的出现成为必然。电力自动化技术是一种综合性的技术,它是融合了网络通信技术、信息处理技术和电子技术并在此基础上发展而来的。自动化技术可以全程在线监控和管理电力系统,收集数据,排除故障,在保障电力系统能正常运行的基础上同时提高运行效率。 1 电力系统自动控制的基本要求 各个行业的运行体制都要有一定的框架限制,没有这些基本要求工作很难做到有序高效,电力系统的自动化也不例外。要保障自动控制功能的有效实现必须要做好系统设定,主要体现在以下几个方面: (1)电力系统的自动化控制工作中最重要的一点就是对数据的收集和分析,所以必须要对电力系y整个系统、局部系统或者是各个元件运行中所有有价值的数据进行准确而迅速的收集、分析、检验和处理,通过分析参数更好地对运行过程进行监控,及时发现和跟踪数据的波动,保证能够在受控的条件下完成生产作业,消除因监控不力而出现的不必要的麻烦。 (2)在保证生产的同时,还要注重于设备的保护,每个系统都是由若干个不同的控制单元构成的,我们要根据电力系统的不同部件和装备的不同运行状态,借助这些部件和装置的报警功能,及时发现故障并进行排除,消除不利因素,更好的保障生产的进行。 (3)电力系统中采用自动化控制很大的一方面就是为了提高工作效率,提升原有的运转速度,因此必须要协调系统中的各个环节和单元,保证自动化控制过程的各个环节都合理运作,并做好环节与环节的衔接工作,保障整个电力系统畅通无阻的运行。 (4)资源问题也是一个重要的问题,谁掌握了资源并能高效利用,谁就成功了一半。而资源主要包括物质资源和人力资源,因此企业要想获得最大效益,必须要控制好电力资源和人力资源的浪费问题,减少一些没有必要存在的繁复的工序。 2 几种主要运用在电力系统中的自动化技术 (1)主动对象数据库技术。主动对象数据库技术通俗的说,就是在电力系统正常工作的前提下,有效地监测与利用数据参数,以此来提高系统的反应速度。主动对象数据库技术主要运用领域在自动监视与监控中。通过这种技术电力自动化系统可以根据自身的结构特点,改变模式,不断完善对数据和信息的处理,加强对生产过程的控制,更好地满足生产的需要。主动功能和对象对象技术是主动对象数据库技术对传统技术最大的改进与创新,它更具有针对性,更能满足自动化管理的需求,并且由于引进了触发机制和对象技术,可以使内部数据更为准确、及时地管理与处理。 (2)现场总线技术。现场总线技术在电力系统自动化的运用中既能控制内部中心的仪器与装置,又能监测实际的施工现场,因此,它是一个全方位多角度的通信网络。在电力系统运行的过程中,它通过一系列的感应器很好地把设备与整体的线路构成一个有机的整体,同时将电压、电流、电阻等重要信息准确地传递到控制系统。现场总线技术最大的优点在于能够分散性地处理信息,在减少计算机负荷的同时大大地提高了电力系统的管理与控制能力。 (3) 光互连技术的应用。光互连技术在电力系统中应用的领域主要是机电保护和自动控制。光互连技术不仅能够提供如数据采集、数据记录、数据分析、表格打印等传统技术,还能提供各种高级功能,如电网分析、网络建模、处理人机界面等。光互连技术的优势在于其不会受电容性负载和准平面、平面的限制,具有很强的抗电磁干扰能力,这进一步保证了该技术能够提供更加精确的数据、更加清晰的画面,更有利于工作人员作出准确的判断分析。 3 电力自动化技术的实际应用领域 (1)发电厂自动化。目前许多火力发电厂采用了电力自动化技术,主要包括:自动控制无功功率增减、经济分配有功负荷、远程控制计算机对站内机组的运行、自动调控母线电压的增减、对安全监测各种设备的运行并对站内各处进行应急控制。发电场中发电机组的安全运行十分重要,因此对所有设备的运行状态做好实时的控制与检测就必须运用远程计算机,通过整理分析监测系统收集到的的数据参数,得出发电厂运行的状态信息,以此来控制发电厂的正常安全运行。 (2)供电系统自动化。供电系统的自动化主要体现在三个方面:一是由小型计算机构成的地方调度实时控制系统;二是负荷控制系统,通过自动化完成对声频与工频负荷曲线的准确描绘,并根据曲线波动来分析并处理电能的使用;三是为了方便实时监控电力系统,利用计算机和通信技术集中分析采集的信息并完成优化处理。 (3)电网调度自动化。电网调度自动化是自动化技术在电网调度中的应用,主要通过计算机进行采集信息、计算工况、实时控制、测试稳定性等,来管理和检测电网系统。电网调度自动化的作用主要是通过对全网信息的收集与分析,预见可能发生的异常情况,及时采取措施进行调整,尽可能地降低突发危险的不良影响,确保电网运行安全稳定。 4 结论 在现代生产生活中我们越来越离不开电力资源,随着经济技术的不断发展,人们对电力资源的使用需求变得更加多样、要求更加高端,为了使电力资源更好地满足社会发展的需求,自动化技术必须多样灵活地运用到电力系统的运作中。虽然今天大部分的电力系统都实现了自动化,但是人们不能就此满足,应该进行更多创新的尝试,使电子系统的运作更加低耗、更加高效,这不仅会壮大企业的收益,更会推动整个社会电力系统的完善与发展。 电力系统中电力自动化技术的应用:电力电子技术在电力系统中的应用 摘 要随着电力系统中计算机技术的广泛应用,电力电子技术越来越被重视,是实现智能电网的重要技术手段。电子电力技术的发展为我国巨大的用电量和电力系统的建设提供了良好的技术应用平台,提高了我国电力供应系统水平。本文主要研究了电力电子技术的发展进程和该技术在电力系统中的具体应用。 【关键词】电力电子技术 电力系统 发展 应用 电力电子技术在电力系统中应用广泛,主要研究内容是电力变换,变换和控制电能是为了更好的使用电能,为人们更好供应电力。换句话讲就是电力电子技术通过计算机将强弱电进行组合,是囊括计算机技术、电子电路技术以及电力控制技术的服务性技术。接下来就将详细介绍电力电子技术发展进程以及具体应用。 1 电力电子技术发展进程 1.1 电力电子技术的产生 电力电子技术是在20世纪50年代晶闸管的出现而形成的一种技术,可以分为器件的制造技术和电路的变流技术。随着晶闸管的广泛应用,人们在晶闸管的基础上生成了新的装置―可控硅整流装置,这个装置的产生标志着电力系统技术的又一次跨越,是电力电子技术产生的标志。自此步入了电力电子器件的变流器时代。 1.2 电力电子器件的发展 电力电子技术在电力系统发展中前途无限,电力电子器件主要分为三代。接下来就对每一代电力电子器件的发展以及特点进行具体的介绍。第一代电力电子器件又称半控型,主要以电力二极管和晶闸管为代表,特点就是体积小、耗能低。第一代电力电子器件在电力电子技术发展初期作出了巨大贡献,迅速击败了传统电力系统中的老式整流器,为电力电子技术的发展提供了很好的基础。尤其是电力二级管能够较好的改善电路性能,且能降低电路损耗和提高电源使用率。现在整流二极管种类很多,功能也有所不一样。第二代电力电子器件又称为全控型,其特点就是具备自动关断能力,如可以关断晶闸管。同时和第一代半控型电力电子器件相比,提高了开关速度,可以运用于开关频率较高的电路中。第三代电力电子器件产生于上世纪末,属于复合型,其特点是体积更小,结构更紧凑。第三代电力电子器件将几种电力器件相结合形成电子模块,方便了电力器件的使用,也为后来集成电路的产生打下了坚实的基础。随着集成电路的出现,标志着电力电子技术向着高频化、模块化、智能化等方向迈进。 以上是电力电子器件发展经历的三个阶段,使得电力电子技术向着高频技术的现时展,在电力系统中占据越来越重要的地位。另外在电力电子技术发展时,增加了节能环保、智能化的特点。 2 电力电子技术在电力系统中的具体应用 2.1 在发电环节的应用 由于电力系统发电过程中涉及多种设备,而电力电子技术在发电环节的应用就是体现在改善这些运行设备的特性,对以下几种发电设备进行控制和改善。 2.1.1 大型电厂发电机组中的静止励磁系统 随着电力电子技术的发展,逐渐取代了静止励磁中励磁机环节,采用晶闸管整流,具有建构简单、高性能低成本的优点,被世界各地大型电力系统广泛采用。同时对于电力系统来说,省去了励磁机这个中间环节,使得静止励磁能够更好的调节自身,提高电力系统的运作效率。 2.1.2 变速恒频励磁 水头的压力和流量决定着水力发电的有效功率,机组的最佳转速随着水头的发生而变化。而在风力发电技术中,其有效发电功率与风速的三次方成正比,当风速发生变化时,风车捕捉最大风能的转速就会发生相应的变化。因此,为了产生最大的有效功率,可以改变发电机组的励磁电流的频率,通过电力电子技术,使得电流频率和转速保持一致,实现发电机组最大功效的运作。其应用的代表技术就是变速恒频励磁技术。 2.1.3 太阳能发电控制系统 太阳能作为一种新型能源,发展太阳能发电是整个国家的战略目标,而电力电子技术在太阳能发电系统中应用较为突出,其在太阳能发电系y中的主要的作用就是将太阳能发电产生的电能进行转化,换句话说就是一个大功率的转换器。 2.2 在输电线路中的应用 电力电子技术在输电线路上的应用主要通过三种技术体现出来的,包括柔性交流输电技术、高压直流输电技术和静止无功补偿器。 2.2.1 柔性交流输电技术 这种技术产生于20世纪80年代,其主要内容是可以在输电线路的重要部位进行电力电子控制,对输电系统中的一些参数进行适当的修改或调节电能,合理分配输电线路中的电能功率,从而降低了输电过程中的电能损耗和输送成本,提高电力系统的稳定性。 2.2.2 高压直流输电技术 该技术主要以晶闸管为代表,其具有输电容量大、稳定性好等优点,尤其适用于远距离输电和海底电缆输电等输电线路。在晶闸管运用于直流输电技术之后,也相继出现了一些电力输送控制器,为电力输送降低了成本,提高了调节灵活性。 2.2.3 静止无功补偿器 它被广泛应用于负荷补偿和输电线补偿,该技术的作用是控制大功率输电网络中的电压,进而提高输电系统的稳定性和阻尼。 2.3 在配电过程中的应用 电力电子技术在配电过程中的应用,它在这一环节主要作用就是提高电力资源的质量,满足配电的频率、电压以及阻止配电过程中电能不稳定性的波动。主要体现在两种技术方面,包括用户电力技术和FACTS技术。用户电力技术主要解决配电过程中的突发问题,保证配电系统的稳定性和安全性,保证电力能源质量。FACTS技术主要针对电能的输送能力和控制力。 2.4 在电力系统节能方面的应用 电力电子技术在在电力系统节能方面的应用,有提高电能使用率和变负荷电动机调速运行两个方面。电厂产生能源损耗的现象是由于发电机组不能配合能源变化时产生的,通过变负荷电动机对运行转速的调整,能够达到节能的目的。但是该项技术在我国处于研究和摸索阶段,因此也存在一部分缺点:成本高,适用于中大型电厂。而对于其它的一些电厂,可以采用电力电子技术,在配电输送电力系统中增加可控设备,对电能进行实时调控,确保电力的质量和安全。 3 总结 电力电子技术在电力系统中的广泛应用,为我国的电力系统建设和发展起到了不可替代的作用,是一种里程碑的建树。随着计算机技术的日益成熟,电力电子技术也在不断的发展进步,但是在电力系统中的应用并没有发挥到最大价值,因此在运用电力电子技术时,应当不断创新和探索新的技能,更好的促进电力系统发展。 作者单位 保定华创电气有限公司 河北省保定市 071000 电力系统中电力自动化技术的应用:电力技术在电力系统中的应用 摘 要:科技进步改变人们的生活以及生产方方面面,尤其是进入信息时代以来,计算机技术以迅猛的速度融入到各行各业,对经济建设起到了极大的推动作用,电力技术也随之产生了很大的改变,计算机技术让电力技术的应用变得更加完美,也为社会各界的发展做出了很大的贡献,电力技术在电力系统中的作用成为越来越多的人关心的话题,文章将重点介绍电力技术在社会建设中的应用现状,并对其在电力系统中的作用进行分析。 关键词:电力技术;电力系统;应用 前言 电力技术对于社会的生产以及人们的生活来说是不可缺少的组成部分,在社会的各个角落都有着电力技术的影子,为各行各业服务,同时也是不断改善人们生活的基础,而科技的发展就会随之产生一些问题,电力技术的应用也是一样,尚有一些环节不是特别完善,例如为了保障人们的需求,电力的利用方面并没有发挥出全部价值,在电力资源的管理上也有着很多潜在问题,这也是本文要重点研究的主题。 1 电力技术的发展现状 1.1 电力技术与能源的结合 能源危机意识已经逐渐被人们重视,人们对资源的利用逐渐转变为以可再生能源替代传统能源,在电力技术方面主要表现为发电方式上,利用水力、风力以及太阳能进行发电逐渐变得普遍起来,增加了很多其它能源的选择,逐渐缓解生产与能源消耗之间的矛盾,可再生能源的使用让传统不可再生资源在消耗上减少了很多,同时也尽量避免环境污染,而且我国在水力风力以及太阳能资源上的获取十分便利,让电力技术的更新比较顺利。也是实施可持续发展战略的表现[1]。 1.2 机电一体化的发展 机电一体化已经成为目前社会生产的主要趋势,将机械、电子等技术优势结合到一起,使得社会生产效率得到提升,同时也能加强信息化建设的进度,自动化与智能化的特点也比较顺应如今科技发展的脚步,互联网技术的应用是如今网络时代的最新要求,以目前社会的生产需要来看,机电一体化是最符合实际需求的模式。也是技术进步的表现[2]。而在这过程中必然少不了电力技术的支持,电能只有经过电力技术的处理才能应用到生产中。 1.3 智能技术的发展 智能化是如今人们生活方式的一种体现,也是互联网技术进步的表现,如今的各种生活工具已经逐渐再向着智能化的方向在发展,从几年前开始普及的智能手机开始,逐渐蔓延到智能可穿戴设备,再到智能家用电器,智能系统已经开始遍布在人们的四周,而通过智能管理,让生产过程也可以变得更加科学高效,电力系统也会因为智能化的发展而获得显著的进步。 2 电力技术在电力系统中的作用 2.1 提升电力行业的经济效益 电力技术的进步会让电力系统中的各个工作环节提高效率,而技术的提升会让电力系统在人力方面的运用减少,对于人力成本上对节约很多,系统的反应速度也会越来越快,电力技术让电力系统具备更加高效的问题处理机制,让电力系统的运转更快,也能够让功能更加完善,对电力行业的生产具有极大的推动,而节约成本,提高生产,增强资源的利用率就可以让电力行业经济效益有显著的提升。 2.2 提升电力行业竞争力 电力技g是电力行业不断发展的基础,包括生产方式以及设备的更新等方面,因此电力技术的进步就是电力行业的进步,这其中是直接性影响,各行各业的发展都是有所联系的,电力技术的进步就能电力行业获得发展,从而可以带动相关的产业以及行业获得新的动力,随着互联网技术的不断发展,各行业之间的联系会更加深入,而社会竞争也会更加激烈,电力技术让电力行业的竞争力能够得到显著的提升。 3 电力技术对于电力系统的意义 3.1 控制电力设备 对电力系统的设备进行控制主要基于对计算机技术以及其他的先进技术的应用,电力技术的目的就是这个,我国的电力技术虽然起步较发达国家要晚一些,但发展速度是最快的,在电力技术方面已经形成比较成熟完善的系统,让电力设备的控制更加智能化以及自动化,满足于社会各行各业对电力的需求,同时也是不断进行技术革新来适应社会生产力不断提升的需求。 3.2 调节电力系统功率 电力技术在电力系统中的一大作用就是体现在可以对发电机能设备进行调节,从而调节电力系统的运行功率,例如控制大型发电机的静止励磁等,在水力以及风力发电方面也有类似的应用,同时在火力发电中也起到很大的作用,火力发电的风机水泵效率很低,但是在发电过程中又是非常重要的一部分,因此这里要运用电力技术提高其效率,只是以我国目前的生产技术。在这方面的应用能力还是比较薄弱的[3]。 3.3 对电能的有效利用 电能的利用率对于电力行业来说是直接决定经济效益的环节,也是直接决定服务质量的因素,电力技术的作用就是提高利用率,首先就是提高资源的利用率,资源的高效利用可以让电力行业在成本上有所节约,同时电力技术的应用能够在很大程度上节省人力资源上的成本,这里面就涉及到机电一体化的应用,电力技术让电力行业与其他的产业适当融合,让社会产业结构得到了优化,有利于电力行业的进步。 4 电力技术在电力系统中的应用 4.1 输电环节的应用 首先是直流输电这一领域,直流输电相对来说要比远距离输电以及海里电缆要有优势,例如电容量相比之下要更大,而且在调节方面也会更加便利,同时也便于操作,在输电的过程中也比较保险,能够有效避免停运事故的发生。而在柔性交流输电方面的发展也是比较乐观,电子技术的应用以及自动控制技术的结合让远距离输电的过程变得更加稳定,同时在电能的损耗上更小。 4.2 配电环境的应用 电力技术对于电力系统来说,其最终要体现的效果就是在电能的输送方面能够获得更高的效率,优化输送的过程,保障社会生产的需求,而配电环节中的应用与上文中的输电方面的应用也是类似的原理,差别就在于配电能力上,电力技术要保障配电的稳定性以及可靠性更高,保障配电的质量,但这项技术在成本上没有太大的消耗。 4.3 节能环保的应用 电力行业与节能环保已经是比较热门的话题,也是我国非常重视的一个领域,我国在电力技术方面发展极为迅速,尤其是电动机的节能技术,已经取得了不错的成果,并且相比于之前的节能技术,如今又有了新的进步,而电力技术是可持续发展战略落实的观念,电力行业的节能环保是社会建设的重要组成部分,如今在风力水力等方面的技术已经非常先进。 4.4 用电安全的应用 安全是电力行业永恒的话题,电力技术是保障用电安全的基础,集中表现在电气设备功率的控制上,有效防止电压崩溃状况的发生以及非正常停电事故的发生。 5 结束语 我国的经济建设正是高速发展的关键时期,每一天都在产生日新月异的变化,而电力的供应是社会建设的基础,因此电力技术的发展其实直接影响着社会经济的发展,而在节约用电等应用方面还有很多的问题需要解决,在很大程度上造成经济建设的障碍,电力技术的影响波及到电力系统的各个环节,在电力技术上的研究和更新至关重要,要想适应社会发展不断产生的需求,电力技术就要不断进行开发与创新。 电力系统中电力自动化技术的应用:电力电子技术在电力系统中的应用探析 摘 要:当前,随着经济的不断发展,新器件、新材料以及计算机技术也得到了快速发展,从而电力电子技术在电力系统中得到了快速应用,并取得了突出的成效。本文介绍了电力电子技术的发展过程,并对其在电力系统中的应用进行了分析和研究,希望对促进电力电子技术的发展具有促进作用。 关键词:电子电力技术;电力系统;应用 0 引言 电力电子技术是一种新技术,这种技术包含了电力和电子两方面的技术,它在新能源发电中具有重要作用,并逐渐在人们的生活中扮演着重要的角色,逐渐成为人们生活中的重要组成部分。随着经济的不断发展,这些器件、技术逐渐应用于各个领域,这为促进电力电子技术的发展起到了积极作用,也为其在电力系统中的应用开拓了空间。 1 电力电子技术的发展 电力电子技术是一门综合性的技术,它主要包括两方面技术,分别是制造器件技术和应用电路技术,这两种技术对于促进电力电子技术的发展具有重要作用。首先器件技术的发展过程中比较曲折,它经历了半控型-全控型-复合型的发展过程,并将功率、控制驱动器等器件关联起来,对一些功能进行了集中,这种改进不仅促进了器件结构上的发展,同时还对其功能进行了优化。整流电路系统应用比较频繁的时代是改革开放以前,而改革开放以后应用最为频繁的是逆变电路,但是整流电路系统仍然具有较为广泛的影响。随着科学技术的发展,脉冲宽度控制技术(PWM)在一定程度上促进了电力电子技术的发展,同时自动开关器件的应用和发展,也使电力电子技术逐渐走向低频化发展。其中脉冲宽度控制技术(PWM)的控制方式主要包括以下几个方面:分别是无功率控制、观测器控制、神经元控制等,这些控制方式在实际中的应用,在很大程度上促进了电力电子技术的发展,并使其进入了一个新的阶段。现在电力电子技术有了新的发展方向,数字控制技术的应用,逐渐在电力系统中替代了模拟控制,它也将成为电力电子技术未来的发展方向,并能够快速促进电力电子技术的发展。 2 电力电子技术在电力系统中的应用 2.1 发电环节 电力电子技术在电力系统中的应用,在一定程度上改变了发电环节涉及以及发电机组中多种设备的运行特性,具体表现在以下几方面:一是大型发电机的静止励磁控制。静止励磁主要是采用晶闸管整流自并励方式,这种方式使其具有较为简单的结构,性能也比较稳定,造价也低,从而极大地促进了静止励磁在电力系统中的应用。并且静止励磁的应用,省去了励磁机这个中间惯性环节,提高了电力系统的工作效率。二是水力、风力发电机的变速恒频励磁。水头压力和流量对于水力发电的有效功率起到了关键性的作用,水头的变化将会直接影响机组最佳转速的大小。在实际的应用中发电机的有效功率与风速成三次方正比例,风车捕捉最大风能的转速与风速有直接关系。为了能够获得最大功率,这时可以使机组变速运行,只有这样才能够有效提高机组的应用效率。第三,发电厂风机水泵的变频调速。在传统的发电过程中,风机水泵消耗的电量比较大,并且其功率较低,这样损耗了大量的电能,不利于发电厂的发展,低压或高压变频器能够有效地实现水泵的变频调速,这样就能够达到节能的目的。低压变频器技术已经是一种比较成熟的技术,它在国外已经在众多企业中广泛应用,并取得了较好的成效,所以为了促进我国发电厂的发展,必须在实际的发电过程中应用该种技术。 2.2 输电环节 第一,轻型直流输电和直流输电技术。在实际的应用中,直流输电具有输电容量大、控制调节灵活以及稳定性好等特点,这些特点极大地促进了直流输电技术的应用,并逐渐在输电作业中发挥重要作用。随着科学技术的不断发展和应用,直流输电技术有了新的突破性的发展,轻型直流输电技术的问世和应用,在很大程度上解决了现阶段发电过程中遇到的难题。这是一种创新性的技术,并在传统的直流输技术上进行了改进,提高了发电效率,促进了输电工作的有效进行。第二,FACTS 技术。FACTS 技术是一种柔性交流输电技术,这种技术出现在八十年代后期,它的主要优势能够实现交流输电功率潮流的控制,提高电力系统的稳定性。 2.3 配电环节 配电环节中比较重要的问题就是要提高电能质量,并保证供电的可靠性,这也是现阶段发电厂急需解决的问题,也是阻碍我国发电厂发展的重要问题,这也是电力电子技术在电力系统应用中的重要任务。在对电能质量的控制过程中,应当注意满足两方面的要求,分别是抑制各种瞬态的干扰和波动及满足对频率、电压、谐波,只有这样才能够保证电力电子技术在电力系统中的应用,才能够提高电力系统的运行效率。DFACTS 技术是一种新技术,这种技术能够有效地解决当前配电环节所遇到的问题,它也是在FACTS 技术基础上发展起来的一门技术。 2.4 节能环节 第一,减少无功损耗,提高功率因素。在电力系统中,各种电力设备都会在一定程度上消耗相应的功率,既包括有功功率也包括无功功率,这都是发电过程中消耗的能量。这两种功率对于确保电能质量具有重要作用。在电力系统中,保持无功平衡具有重要的作用,如果不能做到无功平衡,那么会造成电压降低,对于电力系统中的设备具有损害作用,严重时甚至会造成巨大的安全事故,所以在发电过程中,应当引起足够重视。第二,变负荷电动机调速运行。电力电子技术在电力系统中的应用,能够有效节省能源,主要体现在两方面,分别是电动机本身技术和变负荷电动机的调速技术,这两种技术的应用能够有效节省能源,对于提高电力电子技术在电力系统中的应用具有重要作用。目前,在国内,发电厂发电过程中的节能环节已经成为发电过程中的重要问题,传统的发电过程成本较高,并且会产生污染,这在一定程度上限制了发电厂的发展,所以应当重视节能环节,降低能耗。 3 结语 综上所述,随着社会经济的不断发展,电力电子技术子啊电力系统中的应用越来越广泛,并逐渐成为电力系统中不可获取的一部分,在电力系统的供电中起到了重要作用,极大地促进了电力系统的发展。
浅谈卫星通信技术的发展:卫星通信技术发展概述 摘要:本文介绍了卫星通信的基本概念、分类、特点以及应用,并在梳理国内外学者的研究成果及文献资料的基础上进行了成果展示,以期对以后卫星通信的研究提供一些思路和借鉴。 关键词:卫星通信;发展现状;概述 一、卫星通信概述 卫星通信是一种微波中继通信,作为中继站,与发、收信地球站共同组成卫星通信链路。 目前的卫星通信系统,主要有固定业务的卫星系统(FSS),移动业务的卫星系统(MSS),和广播业务的卫星系统(BSS),它们的组成部分不全都是相同的。一般的卫星通信系统是由空间阶段和地面阶段两个范围组成的,其中控制和管理卫星的检测站包含在空间段部分内。 卫星通信是指航天器与地球站之间或者地球站相互之间借助通信卫星转发器而进行传输的无线电通信,它主要涵盖卫星移动通信、卫星固定通信、卫星中继通信和卫星直接广播等四大领域。卫星通信技术是现代通信技术不断发展的重要成就,也是航空航天技术运用到实践中的重要方面。它具有容量大、覆盖面广、频带宽、稳定性灵活性强等优点。四十多年以来,它在国际国内通信、军事民用通信等领域得到了比较广泛的应用。 卫星通信网络是指通过人造地球卫星作为传播无线电波的中继站,从而达到两个及其以上的地面站之间进行相互通信的网络。其中,地面站也称为地球站,是指设置在在地球表面上的通信站点。通信卫星起到了一个传输无线电波的作用。卫星通信网络按照转发时间的长短,可分为立即转发式通信网络和延迟转发式通信网络。当卫星的运行轨道处在低轨道运行时,相对地面站来说,需要进行远距离的实时的通信,这时除了采用延迟转发方式之外,同时也可以利用多颗低轨道运行的卫星进行转发,这种网络就是一般所指的低轨道移动卫星通信网络。 二、国外卫星通讯技术发展概述 近年来,国外的卫星通信技术无论是在军事还是商业领域都有了长足的发展,有新型质量高、功率大、寿命长的卫星不断发射升空。目前世界最先进的卫星通信技术仍然被包括波音、劳拉、洛马、阿尔卡特以及休斯等美国和欧洲的几大实力雄厚的卫星制造商所掌握。欧洲为了缩短与美国的差距,正在努力研制新一代的大型通信卫星平台阿尔法舱。俄罗斯则是通过与欧洲和日本的国际合作的方式来大力推进本国卫星通信技术的发展。 毋庸置疑,美国是目前世界上通信卫星技术水平最发达的国家,其通信卫星技术发展计划已经进行了很长时间,并且在军事、商业等领域都已经形成了系列化的技术先进的卫星产品。目前其通信卫星计划主要包括美国国防部的转型卫星通信系统(TSAT)计划、空军宽带填隙卫星(WGS)计划和先进极高频(AEHF)卫星计划以及海军移动用户目标系统(MUOS)计划等。 在欧空局公布的未来通信卫星发展计划中,计划在2001-2010年间将逐步提高16-30kw的卫星比例,计划达到30%,而8-16kw的卫星比重达到40%,这些成果目前已经基本完成,这标志着欧洲通信卫星向着超大功率的方向不断发展。 俄罗斯于2006年公布了《俄联邦2006-2015年航天规划》,计划在这10年中,俄罗斯计划将与欧洲和日本联合建设并发射13颗通信卫星,其中的8颗则是属于快讯系列卫星。 在俄罗斯公布的一份关于俄罗斯通信业发展的报告中,俄罗斯的航天局对其未来10年(2010-2020年)通信卫星技术的发展趋势进行了预测。其内容大致包括以下:要掌握微波波段和光学波段技术进行相关项目;构建小型和中型卫星的低速率网络;宽带卫星通信利用大型卫星;在通信卫星上进行全部的信号处理;大力提高太阳电池的转化率。 三、国内卫星通讯技术发展概述 近些年来随着科技技术的发展,现代小卫星技术取得了长足的进展,这对我国航天技术发展和卫星技术的应用提出了更高的要求,国内的一些科技公司如中科院下属的所和厂、中国航天科技集团以及国内的许多大专院校如清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、成都电子科技大学等研究人员都对航天编队飞行星座系统的项目进行了大量的研究,其中有的对航天编队飞行星座系统提出了初步设想,并进入了专题项目的研究阶段,有的已经取得了明显的成果,如编队卫星的跟踪切换技术,激光终端机、单片微波集成接收机等问题已在实验室中得到很好的解决了,但这些与国外发达国家如美国、俄罗斯的星间通信技术相比,仍有不小的差距。 目前国内在这方面取得的比较明显的成果主要有以下几个方面:2004年4月19日,由哈工大牵头研制的“试验卫星一号”成功发射,并搭载了一颗科学实验小卫星“纳星一号”。“试验卫星一号”主要用于资源测量和环境监控,它是我国成果研制的第一颗传输性立体的测绘小卫星。而“纳星一号”是我国研制的首颗纳型卫星主要用于研究开发纳型平台测试和进行航空航天的高技术演示。 由中科院上海小卫星工程部进行的“创新一号”卫星研究项目中,以星上计算机一体化设计、低轨小卫星扩频通信等关键问题的解决为重点,并进行低轨道小卫星之间数据通讯的关实验,以解决存储转发通信的问题。 哈尔滨工业大学以解决星间激光通信和卫星编队飞行而进行的双星编队飞行项目也取得了很大进展。 浅谈卫星通信技术的发展:卫星通信技术发展应用 摘 要:本文介绍了卫星通信的基本概念及相关技术,重点介绍卫星通信技术在中海油应用领域上的发展以及小站卫星通信方式的应用。 关键词:卫星通信;海上石油卫星;VSAT;自动跟踪 0 引言 20世纪90年代初,从中海油开始建立第一个卫星端站至今,已经有超过20年的卫星通信技术应用。目前,已经形成了以湛江、天津、深圳、上海这4个中心站点为核心的网状网络,且已经具备了链路相互备份功能。 1 卫星通信在中海油的发展 1.1 TES卫星系统 TES(TelephonyEarthStation)是基于卫星的全数字话音和数据通信的网状网,它在多个地球站之间提供网状连接,支持系统内任意地点远端站之间的电话、同步、异步数据通信,TES系统在中海油的应用主要用于话音与数据传输。运用的是C波段卫星的频分多址方式FDMA实现与地面站间的通信,使用四相相移键控QPSK或二相相移键控BPSK调制方式,信道编码采用编码效率为1/2或3/4的前向纠错FEC。TES是中海油海上平台初期使用的一种主要的卫星通信方式,主要承载的业务为话音业务,所使用的卫星资源前期以亚洲3号卫星为主,后来转至鑫诺1号卫星。 1.2 VSAT卫星系统 VSAT卫星通信系统的地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成,中枢站的作用是汇集卫星来的数据然后向各个远端站分发数据,远端站是卫星通信网络的主体,VSAT卫星通信网就是由许多的远端站组成的,一般远端站直接安装于用户处,与用户的终端设备连接。VSAT卫星通信系统是中海油海上平台主要的卫星通信应用方式。此系统的特点是天线口径小、灵活性强、可靠性高、使用方便及小站可直接装在用户端等特点,利用VSAT用户数据终端搭配复用器使用,可同时承载话音业务和数据业务。VSAT卫星系统主要配合Netperformer系列复用器使用,Netperformer系列复用器使用了信元中继cellrelay技术,将语音流和数据流分割为特定的信元cells,然后将不同业务类型的信元cells复用到单一的物理或逻辑链接上,根据对时延的敏感程度不同对业务进行分类,并赋予不同的传输优先级,能有效保证话音业务质量,为中海油的海上平台及移动船舶提供稳定的话音及数据业务。目前中海油主要使用的是中星10号的卫星的转发器来承载卫星话音及数据业务。 1.3 STARWIRE卫星网管系统 STARWIRE系统在网管NCS的支持下可提供PAMA,DAMA等业务,使用了先进的PCMA载波叠加专利技术,能有效地节省卫星转发器带宽。主要由NCS网管系统、ST用户终端、卫星三部分组成。STARWIRE卫星网管系统是第三代按需分配的卫星通信系统,终端设备内置路由功能,直接支持先进的IP网络互联业务。NCS网管通过控制信道监控ST的工作,ST之间通过控制信道FOW/ROW建立业务信道。中海油下属的4个中心站点通过STARWIRE网管系统能够有效管理所属辖区内的卫星小站。相对于早期卫星通信技术应用,NCS系统能够更加有效地对小站进行管理,节省卫星资源带宽。 1.4 SKYEDGEⅡ卫星网管系统 SKYEDGEⅡ卫星网管系统是一个双向卫星通信系统,由两个方向的传输构成:入境基于DVB-RCS标准,采用MF-TDMA技术对资源进行预约分配减少数据碰撞;出境基于DVB-S2标准,支持CCM及ACM工作模式,可用于单播和组播数据、VoIP、ABIS等业务数据。系统主要由卫星主站、卫星/转发器、远端站三部分组成。SKYEDGEⅡ支持三种基本网络拓扑结构星型、网状、多星状。SKYEDGEⅡ卫星网管系统是目前中海油主要使用的卫星通信系统,利用此网管系统,将中海油的4个海上卫星中心站进行整合,形成了统一的大网管系统,对各中心站点进行链路互备,形成一个完整的多功能卫星网管系统。 2 卫星通信技术在中海油的应用形式 2.1 海事卫星A/C/F站的应用 海事卫星共有4颗卫星覆盖全球海洋,它们分别是大西洋西区、大西洋东区、印度洋区、太平洋区。海事卫星A站于2007年底正式停止运营,中海油海上船舶与移动式钻井平台目前以C站、F站为主要的应用。 2.2 固定天线式的卫星通信应用 固定天线式卫星通信主要应用在中海油海上固定式采油平台、自升式钻井平台以及陆地端站上,是一种常规的卫星通信应用。固定式采油平台及自升式钻井平台主要以3.7米C波段的卫星天线为主,Ku波段卫星天线为辅。卫星中心站使用的是大口径卫星天线来承载卫星通信业务。固定天线式在中海油是最早的卫星通信应用,也是中海油目前最成熟的卫星通信应用,中海油内曾使用直径为12米的卫星天线作为卫星的主站使用。 2.3 半自动跟踪天线式的卫星通信应用 半自动跟踪天线主要应用于中海油自升式钻井平台,天线以C波段的半自动跟踪天线为主。由于工作环境需求,自升式钻井平台需要经常更换钻井位置,期间钻井平台需要拖航至新的目的地,使用固定式卫星天线则需要经常性地对天线的方位及俯仰进行调整,且拖航期间无法使用。采用半自动跟踪天线可以在拖航期间自动寻星,主要缺点是无法360度旋转,实现不了全自动跟踪,有时需要人工进行干预。 2.4 自动跟踪天线式的卫星通信应用 自动跟踪天线C波段主要以美国的SEATEL的97型全自动跟踪天线以及西安盘古通信技术有限公司的全自动跟踪天线为主;Ku波段主要以SEATEL的4006自动跟踪天线以及国内的一些动中通天线为主。中海油海上半潜式钻井平台一般以C波段的自动跟踪为主要的卫星通信,南海9号钻井平台所使用的自动跟踪天线卫星系统经过测试能够提供4Mb/s以上的链路带宽。Ku波段的自动跟踪天线主要应用与海上的移动船舶,包括拖轮及勘探船,这些移动船舶受限于天线的安装场地要求,而且对链路带宽要求不大,Ku波段的自动跟踪天线的应用非常适合在这类环境使用。 3 结语 卫星通信技术在中海油海上平台及移动船舶上有着超过20年的应用,从早期的TES小站的话音应用,到现在的多功能SKYEDGEⅡ网管系统的多业务综合应用,中海油在卫星通信应用方面已经覆盖了C、L、Ku等波段。随着中海油向深海发展,卫星通信技术将在中海油海上勘探、开发、生产方面发挥着重要的作用。 浅谈卫星通信技术的发展:卫星通信技术发展研究 摘要: 随着卫星通信技术的不断发展,卫星通信系统不仅为航天技术提供了强有力的科学支持,还因其具有频带宽、覆盖面大、容量大等优势,还被应用到了很多其他的领域之中,并起到了非常好的效果。所以文章对卫星通信技术的发展进程和应用实例进行分析和研究,希望卫星通信技术未来能得到更大的发展。 关键词: 卫星信息技术;发展趋向;应用研究 0引言 卫星通信系统是地球站与航天器之间或者地球站与地球站之间所建立的,通过信号的转发而进行的无线电通信方式,一般情况下包括卫星移动通信、卫星中继通信、卫星固定通信与卫星直接广播四个方式。 1卫星通信技术的发展 1.1卫星通信系统的网络发展 卫星通信系统的实现是由网络的形式进行服务的,它在现代的发展中一般可以分为两类,第一类的组成方式是多星形式的卫星通信网络;第二类的组成方式是单星形式的卫星通信网络。其中卫星通信网拓扑结构的发展十分迅速,因此以单星的组成方式为例,来对具体的发展情况进行介绍。通过结构图我们可以发现,最早使用的结构为星状网的结构,然后经过了网状网、网状与形状混合网、地面通信链路与卫星通信链路的混合网,由此可以看出,在单星组成的卫星通信网拓扑结构已经得到了很大的进步[1]。多星组成卫星通信网络可以提供国际移动式通信的业务的海事卫星系统和国际固定通信业务中的国际卫星系统两种。这两种系统分布在全球所有的辅助地面线路和地球站之中,这些系统之间还建立了比较全面的星间链路。 1.2卫星通信线路频段的发展 卫星通信线路频段的发展中最早所利用的商用通信卫星通信频段就是C频段,通过技术的发展,向上扩展到Ku、X和Ka频段之后,又向下扩展到L、S、VHF和UHF频段[2]。在以后的发展中还会拓宽到V频段或者其他更高的频段,另外,还有可能会利用激光的形式。卫星通信馈电线路是指卫星间通信线路、上行站、关口站与中心站。由此可见,当线路的频率提升的时候,可用带宽就会变大,传输容量会随之提高,这一方式比较容易适用在多媒体通信进而高速率数据传输之中,如果频率增加,波束宽度不变,天线尺寸如果变小,那么它的重量也会越轻。通过铱星卫星移动通信系统就,能够将地球上的任意两点形成同心,实现的方式是利用星间的线路。 1.3卫星通信体制的发展 卫星的通信体制在近年来也得到了比较快速的发展。体制的改变就是卫星通信系统的工作方式发生了一定程度的进步和改变。例如卫星通信中所使用的信源编码方式、信号传输方式、信号交换方式、基带信号传输方式、基带信号多路复用方式、信号调制方式、差错控制的方式、多址方式、交换方式、信道方式和信号处理方式等等,这个结构呈现一种比较复杂的模式,所以用户会有很多种的选择方式。基带信号多路复用方式中分为:时分多路复用和频分多路复用两种方式,基带信号传输方式中分为:多路单载波与多路单载波。通过对卫星通信体制工作方式的具体介绍,可以分析出卫星通信体制具有很强的先进性,它在进行通信的过程中可以有效的节省射频信号的功率和带宽,还能够有效的提升信号传输的可靠性和质量。所以经过不断的更新和变化,如今的卫星通信体制的标准主要是产品的生产商和卫星运营商所指定的具体标准,而行业标准与国家标准还比较模糊,在生产的标准上没有一个完全统一的标准,所以在这种情况下,可以对国外比较先进的调制和编码技术进行借鉴,有效的改善编码的调制,让微信通信的技术适应更多种的实际工作模式。在这一目标上,近年来的尝试也得到了一定的发展成果,例如互联网的接入、交互电视、VoIP业务和高清晰度电视等等,其中DVB-S2通信体制的结构就有效地使用了比较先进的编码等技术方式。 1.4卫星通信中星座和轨道的发展 在卫星通信轨道的发展中最早是使用单星的静止轨道进行工作的,随着技术的不断发展,微信通信的轨道已经从静止的轨道变为多种轨道的卫星工作,并在工作中组成星座的形式。所以在目前的卫星通信轨道为大椭圆轨道、静止轨道和低轨道三种并存。其中大椭圆轨道在组网的过程中的卫星系统主要是由三颗天狼星组成,并对全时区域进行了覆盖。这一组网的轨道形成了美国移动的广播系统。而静止轨道分为三类,分别为多星共位组网区域覆盖工作、单行独立组网区域覆盖工作和多星异位组网全球覆盖工作。 1.5卫星通信中的卫星天线波束的覆盖发展 在卫星天线波束的覆盖发展上,最早是使用静止的卫星通信电线,后来经过发展而变为单重频率复用单椭圆波束覆盖、多重频率复用单椭圆波束覆盖、多椭圆波束覆盖,截止到现阶段,已经发展为更加多重的覆盖方式。一般情况下,会按照不同的实际情况使用波束的覆盖方式,最近出现一种新型的覆盖方式为蜂窝状多点波束覆盖方式,这种方式可以有效的利用波点来对天线增益进行提高,用户所使用的终端也更小了,从而达到了多次使用的目的。 2卫星通信技术的应用 2.1卫星通信技术中转发器的应用 卫星通信技术中转发器的使用可以实现信号的变频和放大。最早在卫星通信中的转发器是透明的,包括一次变频和两次变频的转发器。这种透明的转发器具有很强的实用性,所以在目前依然使用。经过一段时间的发展,有一部分的卫星通信使用了处理转发器的设备,从而对卫星收到的信号进行解调制与调制等步骤,还将其进行进一步的加工和处理,就能够让卫星通信的过程更加顺畅。处理转发器还分为空间交换转发器和信息处理成转发器,同时还有两种转发器相结合的处理转发器。在这之中,空间交换转发器在应用的时候是将接收到的多波束信号进行交换处理的方式,处理的时候一般都使用基带交换矩阵网络的方式和微波交换矩阵的网络。另外,信息处理转发器应用的时候,首先要将上行频率信号进行接收,再将接收到的进行解调,对处理后的信号进行编码识别、再生、帧结构重新排列等工作,处理完成之后再将这些信号传输到地球站当中。转发器在卫星通信中应用的功能很多,例如对信号进行再生与解调就能够有效的减少信号中的噪音,从而有效的提升卫星通信信号传输中的质量标准;对转发器的上下链路分别进行设计,并对接收到的信号进行解调的工作,就能够让上下链路具有不一样的多址方式和调制体制,从而有效的减少了地面设备的复杂性和传输的要求;在转发器进行信号的处理的时候,通过星上处理方式就可以实现用户线路的频率、信道、功率与波束的动态分配,才能够更有效的利用卫星的资源。 2.2卫星通信平台的应用 卫星通信平台是卫星通信技术应用中的重要形式,它在运行的时候一般时通过静止轨道卫星平台和低轨道卫星平台两种,其中静止轨道卫星平台要比低轨道卫星平台更大。近年来卫星的发射质量越来越趋于稳定,其发展趋势正在朝着高处理技术、大容量和高G/T的方向发展。静止轨道卫星平台也在技术的发展过程中越来越趋于稳定,例如罗拉公司所开发的LS卫星平台。 2.3通信地球站的运行 通信地球站已经开始越来越趋向于便携式的发展方式了,最早的地球站是重量大尺寸大的固定区域,但是经过技术的发展,重量和尺寸都逐渐的减小,如今最小的地球站已经变为一种手持终端的形式,所以卫星通信技术的应用已经在智能化、人性化的优势上取得了非常多的成果。 2.4卫星通信技术未来的应用趋势 除了用户终端的变化,卫星通信技术的其他方面也得到了长足的发展。电视节目的直播就可以不通过地面中转的方式,进行实时的传输。广播电视业务也已经实习前了单向到双向的转变,卫星固定通信业务双向通信与卫星直接广播业务单项通信之间的特性区别已经越来越迷糊,而且技术的发展也让卫星移动通信、卫星直接广播和卫星固定通信等业务都向着更加多元化的方向不断发展。 3结语 综上所述,随着卫星技术的不断发展和进步,未来会利用其的功能会越来越多,其发展的功能也会越来越趋于完备化。目前卫星通信的发展空间还很大,需要相关的人员对技术进行不断的优化和完善,让卫星通信技术为人类的生活提供更多的便捷。 作者:李会青 单位:国家新闻出版广电总局四九一台
自动控制理论论文:基于控制系统分析的自动控制理论课程建设及实践 [摘要]自动控制理论课是电类专业的基础课程,在课程设置和学生培养中占有重要地位。利用控制理论基本思想,指导该课程的建设过程,分析了教学过程的系统构成特性、制约因素及相应的解决方法。通过多年的教学实践,取得了较好的教学效果。 [关键词]自动控制理论;系统分析;反馈;课程建设 0 引言 深化教学改革,提高教学质量,强化素质教育是当前高等学校教改的重要主题,而更重要的是教育思维模式的更新与变革。 所谓“教有法无定法”,但每位肩负“传道、授业、解惑”职责的教师都希望收到事半功倍的效果。在专业课自动控制理论多年的教学工作中,笔者也在不断理解社会发展变革对其的新要求,调整具体的授课思路与方法,摸索新的教学策略。本文将控制理论恰当地应用到自动控制理论教学之中,采取反馈控制手段,在教学实践中,有效地提高教学质量。 1 课程特点及控制系统结构 自动控制理论课程是电气类、机电类专业的一门理论性很强的专业基础课,在学生培养过程中占有重要的地位,一般都在大学三年级第一学期或第二学期开设。这门课有其自身的特点,如知识系统连接较为紧密、计算性强、作图方法多;课程中知识点多且抽象,而且对数学基础要求较高,涉及到的数学知识包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数等;与工程实际联系较为紧密。在教学中必须要遵循由浅入深、从易到难的规律,对先修课程应有一定程度的理解,并在此基础上以系统的、整体的观念实施教学。 控制系统按照有无反馈可分为开环系统和闭环系统。开环系统输出量对系统的控制量不产生影响,即信息单向流动;而闭环系统中,不仅存在着输入对输出的前向控制作用,输出同时对输入产生反向的影响,即在系统中,信息形成双向闭合回路。反馈控制是一切闭合系统自动控制的精要所在,任何系统只有根据反馈信息才能比较、纠正和调整它发出的控制量,从而实现对被控对象的有效控制,达到预期的目的。 在教学过程中,教师与学生之间的“教”与“学”的过程显然不能用单向信息传递来描述,否则授课与教育的过程变成了被动的接受过程。而一直强调的互动与调研正是信息的双向交流,也就是反馈控制的应用。如何正确地应用反馈控制理论,合理地设置反馈环节和控制环节,以提高课堂效率、提升教学质量,正是要讨论的问题。 2 课程建设中的系统结构分析与对策 下面结合控制系统的一般分析与设计过程和自动控制理论的教学实践来分析教学的各个环节,运用控制理论制定对策,指导教学过程。 2.1 被控对象分析和目标制定 控制系统设计首先是要掌握被控对象的特点,抓住主要矛盾,进而制定明确而又实际的控制目标。过低的目标失去了控制调节的意义,过高的目标又会增加控制成本。作为授课教师,面对的研究对象是自动控制理论课程和学生(称为基本被控对象),目标是合理地利用课上及课余时间让学生在短时间内掌握基础知识,提高应用能力;而作为教学管理者,其研究对象是包括教师和基本控制对象在内的广义被控对象,目标是排除多方面干扰的影响,适应社会发展的需要,合理利用教学资源,培养具有较强竞争力的学生,同时打造具有鲜明特色的专业课程。 由于课程开设在公共基础课之后,大多学生在先修课程中习惯了定量化、精确化的分析方法,而疏于用物理概念进行系统定性分析,特别是如何针对实际系统存在的问题,采取相应的分析和设计更是他们在学习方法上的薄弱之处。自动控制理论课程定性分析与图示解释较多,在传统的教学过程中,一般都是按照教材的自然顺序按部就班地进行讲解,并且课堂授课中,教师需在黑板上做大量的数学分析推导,绘制大量的曲线,因此课堂教学往往是索然无味的公式推导、定理证明和手工绘图。在实验教学环节中验证型实验多,设计型实验少,甚至存在“一键式”实验,这样难以锻炼学生的设计能力,对于学生自学能力的培养、设计能力的开发都存在着极大的阻碍作用。 对授课具体内容而言,自动控制理论主要研究的负反馈系统,包括系统的分析和设计两大方面,理论知识学习的目的是系统设计,而系统分析是设计的基础。分析与设计都是围绕稳定性、快速性和准确性三方面展开。分析方法主要是时域分析法、根轨迹法和频域分析法,分别从时域、复域、频域等不同的角度分析同一个控制系统,但最终归结于时域性能分析。 由此就清楚地勾勒出研究对象的轮廓,在这个基本轮廓之下展开教学,根据课程、学生及教师的特点,抓住了课程的关键,用统一的思想将课程内容融会贯通,教、学、辅联成一体,有助于学生加深对学习目的的认识,掌握知识体系,提高学习效率,同时也有利于管理者从整体上把握课程建设。这正是控制理论系绕性观点的体现。 2.2 反馈环节设置 反馈是控制理论的基础和精要所在,任何系统只有通过反馈信息,与预先设计的目标进行比较,利用二者形成的偏差不断调整,才能产生有效的控制,形成一个信息传递的闭合回路。没有反馈信息的非闭合回路或者反馈信息过于粗糙甚至错误的闭环系统,都不可能实现预期控制。 在教学实践中,反馈监测点的设置和反馈信息的提取与处理应遵循点面结合的原则,即既要考虑与多个控制目标(学生培养、教师队伍、课程建设)相关的评价指标的设计,又要兼顾评价、反馈量提取的可行性,同时要重点关注制约控制效果的关键点,并在反馈信息综合中加以不同权重。对于反馈信息的获取主要通过3个方面,如图1所示,并形成三环反馈控制,及时调整教学中出现的各种偏颇。 内环反馈信息来源于课堂教学。教师在充分备课、清晰讲解的基础上,加强和学生的互动与交流,收集学生对该课程的反馈信息,及时对课程教学进行调整。课堂学生反应最能直接地体现教学效果,可以通过观察学生的目光、给出适当的提问、采取启发式与联想式讲解、提供一定的讨论和练习等不同方式来收集学生的反馈信息。根据控制理论,内环反馈控制对于系统的调节最为直接,因此授课教师应采取多种手段,激发学生的学习兴趣和参与意识,给学生创造一个相对轻松的心理环境,以便更多地获取真实反馈信息,使课堂信息由单向传递变成双向传递,形成闭环调节,提高课堂效率。中环反馈信息来源于学生定期的网上评教和教学督导意见。发挥网络平台作用,通过设置学生信息反馈平台和网上评教系统,鼓励学生将自己在学习过程中遇到的问题、对各个教学环节的意见和建议反馈给教研室或者教师本人。同时结合教学督导的意见,对授课过程加以优化。外环反馈信息来源于最终的考试成绩以及课程结束后的教学研讨。尽管考试成绩不能说明一切问题,但通过考试过程及试卷分析,可以发现学生在学习该课程中存在的共性问题;通过教学形势分析和教学方法研讨可以掌握社会知识需求,同时达到取长补短的目的。 2.3 干扰分析 控制系统中,干扰不可避免,并且直接影响控制效果,因此干扰抑制问题是控制系统分析的一个重要内容。在控制理论中通常可以采用预测和补偿的方法削弱其对输出的影响。在这里,需首先分析干扰及不确定因素的产生。在该系统中,人(教师、学生、管理者)是主要的系统组成部分,个人的差异性,必然导致信息传递过程中的不确定性。如,学生基础知识、教师知识结构与研究兴趣、反馈信息的客观表现、管理决策的执行差异等等都是客观存在且随机变化的。应重点关注整体的不确定,并做好相应的“补偿”准备。首先了解学生预备知识的掌握情况,是否需要补偿。课程中涉及到的数学知识很多,如积分变换、拉普拉斯变换、复变函数等等,但所需知识点相对较孤立,因此可以利用较短时间进行“突击培训”。实践证明,适当的“基础知识补偿法”对于课程重点、难点的讲解具有良好的辅助作用,教师和学生都减轻了压力;其次是课堂干扰补偿。课堂上的互动是必要的,既可以调节课堂气氛,又有利于信息的双向沟通。但不能以点带面,让片面的反馈信息占据主导地位。课堂上提问式讲解,教师总是希望得到正确的回应,但不可将个别回应作为学生全面掌握知识的反馈信息。因此要剔除这种期待已久的“特殊喜讯”,注意观察大部分学生的反应和课堂情绪,排除干扰;第三是排除评价干扰。来自学生、督导、同行等方面的评价是系统中重要的反馈信息,为避免个别的不公正评价,需设置信息过滤机制,过滤掉带个人感情成分的“奇异值”,对来自不同方面的反馈信息加权处理。当然这个过程应以学生反馈信息为主,其他方面反馈为辅;最后是执行干扰补偿。在一个完整的教学计划执行过程中,教师是策划者和执行者。但教师水平、教学经验甚至责任心的差异,都可视为一种干扰,都可能影响教学效果。因此适当的教学示范课、教学基本功训练、定期的教研组讨论、教学方法交流都是必要的补偿方法。 2.4 控制调节制定 控制调节主要考虑两方面:一是教师的作用,二是教学管理者的作用。 教师方面。强调信息的双向流动,要达到学生掌握教师传授的知识、方法这一目的,因此教师应该成为驾驭课堂、掌控知识的角色。授课教师要精心设计每堂课,特别是绪论的讲解。作为控制论的入门课程,必须要让学生在首次接触课程的同时,将一个异常开阔的视野展示在他们面前,而不是让其产生这仅仅是公式推导、纯粹理论堆积的错觉,进而刺激学生求知、探索的兴趣和激情。鲜活生动的应用实例,具体的视频展示是冲击和震撼学生这种发散思维的最好手段。需要摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,取而代之的是声情并茂的图文、视频展示,既融入了大量专业信息,又激发学生的兴趣,取得了事半功倍的效果。此外,通过适当的教学经验交流、教学方法讨论,使每位任课教师在熟知教学内容的基础上,培养教师运用适当方法,调控课堂气氛,激发学生热情的课堂应变能力。 管理者方面。教学管理者除关心教学效果外,更要关心如何打造一门精品课程,如何培养一支精干队伍。因此其调控行为相对要宏观,在控制理论课程建设过程中,主要从以下几方面着手调控。 1)教学实验环境改善。作为重要辅助手段的实验教学在课程建设中作用不容忽视,除了更新实验设备之外,更注重实验内容的更新。通过增加开放性实验、设计型实验、自主开发型实验,开阔学生视野,锻炼实践能力。 2)教学计划适时调整。尽管目前学时压缩是个大的趋势,控制理论课程同样受到影响,但对于基础内容、经典方法的学时不能压缩。通过更新教学内容、编写适合自己专业的特色教材,合理使用多媒体教学手段,使教师和学生在教与学的过程中都做到得心应手。 3)建立一定的奖惩激励机制。结合学生评教、教学督导及教研室评价,对课程综合打分,并对教学成绩突出的教师给予一定的物质和精神奖励措施,激发教师的教学投入热情,营造积极向上的竞争气氛。 3 结束语 在多年自动控制理论教学实践中,笔者对“控制理论”学以致用,在充分分析课程特点、考察教学过程的基础上,利用控制理论基本思想,发挥专业优势,分别针对目标制定、反馈设置、干扰抑制、控制手段等方面找到教学活动的对应环节,摸索出适合电类、机电类专业学生学习的教学方法。同时,对其他课程体系建设具有一定的借鉴作用。 自动控制理论论文:自动控制理论有效教学方法探索与实践 摘 要:自动控制理论课程涉及自动控制系统分析与设计的基本理论和基本方法,其特点是概念抽象、术语多、数学成分大、工程实践性强,要求该课程在教学方法上进行探索。研究并探索了该课程基于认识论和方法论的有效教学方法,经过近几年的探索与实践,教学效果良好,可为提高该课程的教学质量和进行有效的课堂教学提供参考。 关键词:自动控制理论;有效教学;探索与实践 自动控制理论课程是支撑我校导航、制导与控制国家重点学科的主干课程,自1959年起即为测控工程专业学员开设,目前已面向全院本科学员,是全院性的专业基础课,选用胡寿松教授主编的《自动控制原理(第五版)》教材。 自动控制理论课程综合性强、知识覆盖面广、基本概念和术语多,数学推导多。它不仅要求学生有扎实的高等数学、工程数学、复变函数、模拟电路、电工技术等课程基础知识,而且还要有较强的计算能力和工程素养。特别是随着控制技术的迅速发展,课程内容不断丰富充实(教材的第一至六章和第八章),讲授对象也日渐广泛,而课程学时却一再压缩(课内60学时),要求也越来越高,并且所选用教材的内容特点往往使学生因缺乏工程实践,缺乏对实际控制系统的感性认识而感到内容比较抽象,知识点分散、公式多、推导多,进而影响学习效果。总之,课程标准和教材内容的特点让学员感到难学,教员感到难教。该课程的改革和建设是全面提高专业课教学质量的基础,促进学科发展的关键。为提高教学效果,促进“指技合一”复合型军事人才培养,我们对该课程的有效教学方法进行了探索实践。 1 基于认识论和方法论的教学方法探索 1.1 从定性到定量、再到定性的分析思路 人类认识自然、了解自然,总是遵循从定性到定量、再到定性的这一规律,这种过程也是认识论所倡导的规律。自动控制理论课程的目的是让学员掌握控制的基本概念,并能够对实际的控制系统进行分析、设计。理解控制的概念比较容易,但要实施恰当的控制则比较难。在课程教学过程中,我们经常强调从定性到定量、再到定性的这一认识过程,帮助学员掌握整个课程的分析、学习思路,从总体上把握教材的内容,取得了较好的效果。 例如,对于一般自动控制系统的控制原理分析是定性分析,但是光知道自动控制的基本概念和原理是远远不够的,一个实际的系统要能够进行工作,必须对它进行定量分析,也就是要分析其稳定性、准确性和快速性指标。为了达到定量分析的目的,必须对系统建立模型,这个模型就是数学模型,包括微分方程、传递函数、结构图和频率特性,正好是教材第二章和第五章的内容。数学模型是实施定量分析的基础,有了模型并能够对其进行求解(拉普拉斯变换和反变换)的基础上,我们就能够对系统进行定量的认识。例如对快速性的认识,是通过对一阶系统和二阶系统的性能分析来建立起动态性能指标;对于稳定性的认识是通过线性系统稳定的充要条件和劳斯—赫尔维茨判据、奈氏判据、对数频率域稳定判据来进行的;对于准确性的认识是通过终值定理和静态(动态)误差系数法求稳态误差来进行的。 学员在学习过程中,喜欢对系统进行定量分析。因为定量分析有公式,计算简单,容易得出结果;而定性的结论,多属定量分析的结果、文字性结论以及相关的描述性结论。为此,我们在教学过程中强调,定量分析比较容易,难的是从定量分析上升到定性的结论和定性分析上去,也就是对这些定量的公式、结果的分析。例如,稳定性与参数之间的定性的关系;动态性能指标与系统参数之间的变化关系;稳态误差随系统参数变化如何变化;稳定性、稳态误差和动态性能指标与系统参数变化之间的关系;高阶系统增加闭环零点和闭环极点对系统有什么影响等。 1.2 从开环系统分析闭环性能的策略 控制的核心思想是反馈,反馈就可使一般的开环系统变成闭环系统。因此,系统的开环与闭环之间存在紧密的联系,一般来说,开环系统容易分析和理解,也容易获得其数学模型,因为开环系统一般是由各种典型环节组成的,可以很方便地求得开环系统的零点和极点。因此,为了分析系统的闭环性能,常常从开环系统传递函数、开环性能出发来研究和分析。 例如,为了分析闭环系统的稳定性,劳斯判据需要知道闭环特征方程,而闭环特征方程正好是1+Gk(s)=0,其中Gk(S)就是系统的开环传递函数;而用奈氏判据直接通过开环幅相特性曲线Gk(jw)就可判别系统的闭环稳定性,也是从开环传递函数出发的。分析系统的稳态误差时,对于型如tm或其线性组合的输入来说,可直接通过对开环传递函数的型别v和开环增益k来得到静态误差系数从而算出稳态误差。绘制根轨迹时,由1+Gk(s)=0可推导出根轨迹方程,最终可直接采用开环传递函数Gk(s)来绘制闭环根轨迹,并根据闭环根轨迹分析系统的动态性能、稳态性能、稳定性等信息。 从开环系统分析闭环性能的策略可以帮助学员掌握各种分析方法的出发基点和分析目的。由于自动控制理论课程概念、术语多,从什么条件出发分析系统的什么性能在学员学习过程中经常引起混淆,往往课程教学已经结束了,学员还不知道用什么传递函数来绘制什么(开环、闭环)系统的根轨迹,用什么传递函数来计算(开环、闭环)系统的稳态误差。诸如此类,不一而足。 1.3 从对控制系统的要求出发整体把握教学内容 自动控制理论课程内容繁杂,基本概念、定义、术语、公式多,学员难以从整体上把握课程的全貌,难以建立课程知识体系之间的内在联系,大部分学员只有靠机械记忆来掌握课程内容。在教学过程中,我们通过从控制系统的一般要求出发,将课程体系有机联系起来,收到较好的效果。 对自动控制系统的一般要求是“稳、准、快”,因此对控制系统进行分析就是对这三个字进行分析,即分析系统的稳定性、准确性(稳态误差)和快速性(动态性能指标)。首先要求知道它们的准确含义,其次要采用合适的分析方法。分析方法最直观的是时域分析法(第三章);其次是在系统参数发生变化的时候,系统的性能如何变化,可采用根轨迹法进行分析(第四章);除此之外,如果系统的输入是正弦波,对系统的分析可采用频域法进行(第五章);如果系统的性能不符合要求,则必须对系统进行校正(第六章)。 当然,对于每一种分析方法,其分析特点和目的也不一样。时域分析可提供时域指标的全部信息;根轨迹法分析具有时域分析的特点,但它可以提供系统参数发生变化时的闭环系统的根的分布情况,从而可以分析系统的时域指标;而频域分析由于方法的特点,可以分析系统的稳定性和稳定裕度,但不能提供直观的时域指标。 1.4 线性叠加的思想 自动控制理论讲授的主要是经典控制理论,研究对象是线性定常系统,其主要特性是叠加性和均匀性。在系统分析过程中,经常采用的策略是叠加。从一般的多输入产生的输出是采用叠加原理,到开环对数幅相特性曲线的绘制也是将幅频特性相乘变成对数幅频特性的相加从而简化运算。对系统进行校正的时候,串联校正采用的是线性叠加,而反馈校正不具有叠加性,但通过进行一定的简化,最后进行反馈校正进行设计时,也是通过近似的线性叠加的办法。因此,叠加的思想在课程中运用得相当普遍。 2 教学实践体会与教学效果 2.1 多从工程的角度进行教学 自动控制的基础是微分方程的求解,但精确求解微分方程却不是本门课程的重点。自动控制理论是从工程实践中发展并提炼出来的。因此,虽然求解微分方程具有逻辑严密性和精确性,但数学特性却不是该课程的主要特性,在教学过程中应该强调的是其工程性。它的工程性主要体现在几个方面。一是近似、简化的方法,例如对非线性系统的小偏差线性化法近似成线性系统,这种近似在工程上是应用得非常多的,也是非常有效的,在一定程度上能够满足工程的需要;再例如在一定条件下将高阶系统简化为一阶或二阶系统。二是大量公式的推导过程应该注重工程背景,而不能从纯数学的角度出发进行推导教学,严密的数学推导并不是本课程的主要目的,即不能将本课程讲成一门纯数学的课程,而应该从工程的角度出发,充分利用简化、近似、适用范围等工程使用条件,对相关知识点进行讲授。 2.2 适当强调控制系统的设计 自动控制理论课程的目标有两个:一是控制系统的分析;二是控制系统的设计。我校所选用的教材是以控制系统的分析方法为主线,在控制系统的分析方面内容比较详尽,各种分析方法都有介绍,知识点成体系,但对控制系统的设计则讲得较少,也就是注重基础知识的讲授,而忽略如何利用分析方法进行控制系统设计。学员学完该课程之后,掌握了许多控制系统分析的方法,但对实际控制系统的设计基本没有思路,总感觉无从下手。 为此,在教学过程中,笔者强调基础分析方法的同时,引入另外一条控制系统设计的主线,以一个导弹控制系统仪器为例,从其控制原理、数学模型、时域响应分析、根轨迹分析、频域分析以及频率域校正方法出发,对该仪器系统进行分析与设计,既增加了学员学习相关知识的积极性,又提高了教学效果和学习效果。 此外,原教材的知识内容在控制系统的设计方面虽然篇幅较少,但是涉及相关设计的内容都已经融合在相关知识点中。比如对一阶、二阶系统的参数分析与调节,对系统开环增益的调节作用等,实际上对被控对象或系统增益的调节已经是系统设计的内容了。事实上,自动控制理论的发展在相当长的一段时间内都是对系统的参数进行调节。如果参数调节不起作用,则需要采用校正方法来改善系统的性能。 值得注意的是,过多地强调系统设计的内容会牺牲对基本理论与方法的教学。引入以实际控制系统的设计这条主线,应当处理好基本理论方法与应用之间的关系,注意把握基本理论方法与应用之间的“度”,这个“度”就是在不牺牲课程内容体系、知识体系完整性的前提下,适当增加设计方面的内容。 除此之外,对教学内容进行整合和精选,引入Matlab编制的辅助教学软件等措施,也在教学过程中得到了有益的尝试。 3 结束语 近三年来,在自动控制理论课程的教学过程中,采用基于方法论和认识论的有效教学方法的探索和实践,与以往的教学情况相比取得了明显的教学效果。有学员说,通过这样的教学方法,我们很容易理解课程的内容体系,知道该掌握哪些知识,哪些是重点,哪些是难点,能够从总体上把握经典控制理论的全貌。对于青年教员来说,通过这样的实践,能够让他们尽快地理解掌握课程体系和内容,尽快帮助他们成长为一名合格的自动控制理论课程教员。当然,随着自动化技术的飞速发展,为了能够适应新时期对人才培养的需要,必须加强自动控制理论课程的教学改革和探索,不断地更新和完善教学内容,改进教学方法,将自动控制理论课程的教学推向一个新的高度。 自动控制理论论文:浅谈《自动控制理论》专业基础课程教学改革 [摘要]《自动控制理论》课程为理工科院校电气自动化专业重要的专业基础课,是自动控制系统、过程控制、智能控制等专业课的先修课程。该课程理论性、系统性和综合性都很强,涉及到多学科的交叉。通过理论课程的学习,培养学生分析、设计控制系统的能力。为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。 [关键词]自动控制理论 课程改革 综合实践 《自动控制理论》课程是我院重要的专业基础课,近几年,我们通过课程建设,建立了新的自动控制课程体系,确立以系统分析、系统建模、系统综合为自动控制理论课程的主线,构建由时域分析、复域分析、频域分析、离散系统和非线性系统5个模块构成的知识体系。在教学过程中,把自动控制、计算机技术和电子技术有机地融为一体,使学生对控制系统的组成、分析、设计、综合等各个环节有全面的理解,并通过一系列的实践环节培养学生的综合实践能力。 一、课程体系科学化 《自动控制理论》是一门知识覆盖面广、内容多、更新发展快、理论性和抽象性都很强,具有一定深度和复杂性的课程,教师难教,学生难学。随着本科生教育的继续巩固和研究生教育的不断发展我们对课程体系进行了改革,制定了新的自动控制理论教学大纲,对课程的教学内容进行了调整优化,建立了一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。 1.开发研制了计算机辅助教学课件 自动控制理论CAI课件的设计是一种根据教学大纲的要求,经过教学目标确定教学内容和任务分析的教学媒体,是利用计算机进行教学活动的交互方式。《自动控制理论》课是专业基础课,所以,在教学中应加强“三基础”教学,即基本理论、基本知识和基本技能,既要保证本学科的系统性、完整性,又要考虑专业培养目标对课程的要求。在进行CAI课件的设计时,我们依据以下三点:(一)以教学大纲为依据,充实和更新教学内容;(二)在教学中要做到保证基础教学,加强近代教学,联系实际教学,涉及前沿教学;(三)完善CAI模式,使课程结构体系更趋合理。教学课件以教材为蓝本,含简明、清晰的授课讲义、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加了很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网及安装于学院计算机中心的方式,供学生进行自学和课后复习使用。 2.根据教学目标确定教学方法 在教学中采用启发式教学,注意培养学生的思维方法。如在对自动控制理论的讲授过程中我们始终围绕着系统的建模、分析、综合这条主线展开课程内容,花大气力以一个典型的系统为例进行系统模型的建立,通过采用不同的控制器引出常用的一阶、二阶系统进行典型系统的分析和系统的综合,然后对相关的内容讲思路、讲方法、做比较,这样以点带面举一反三,同时布置适当的习题去强化对主线的认识从而形成科学的思维方法。在课堂教学中注重教与学的互动。教师少讲、精讲,鼓励学生自学。对课程的重点内容进行课堂提问,对带有普遍意义或难点的问题事先布置,积极展开课堂讨论。 二、更新教学理念 1.抓住重点掌握基本概念 《自动控制理论》引入了一系列互相关联的基本概念,如稳定性、准确性、快速性,输入与输出,动态与稳态,反馈与前馈等,这些基本概念形成了本课程的知识要点,是学习理解的重点。要掌握好基本概念,首先应该从这些抽象概念的建立过程中加深对其理解,建立概念与其反映事物间的联系,搞清概念与相关概念之间的联系和区别,然后在实际应用中加深对其的认识。 2.抓住主线建立不同方法间的联系 稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要求,也是系统性能的重要指标。稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终,也是系统综合设计要满足的性能要求。在本课程的学习中,以稳、准、快为主线,建立各种系统分析与设计方法之间的联系,有助于对课程内容的理解和掌握。 3.提高综合分析能力 《自动控制理论》既是专业基础理论课程,又是一门科学方法论。研究的内容既有一定的复杂性,又有一定的普遍性。因此,在学习中不仅要掌握教材中的结论,更要掌握其中体现出来的研究方法,培养系统的观念,提高综合分析问题的能力。 4.学会自学 要善于在学习中提出问题,解决问题,学会探究式学习,广阅参考书,拓宽视野,从更多控制系统的实例分析中,提高分析问题和解决问题的能力。利用提供的网上教学资源深入学习。 5.注重理论和实践相结合 反馈的现象比比皆是,反馈也是控制的精髓。在本课程的学习中,结合生产、生活实际,观察反馈系统的构成,将有利于对反馈的深入理解和认识,并自觉地将反馈应用到各种实际系统中去,学以致用。 6.主动参与教学 对学习中的收获、体会及心得、对教学的意见或建议、在学习中遇到的问题,通过网上的在线区或通过任课教师向课程组反映,课程组教师将随时给予答复。 三、 实验教学多样化 自动控制理论的实验教学既要培养学生分析问题和解决问题的能力还要重视培养学生的思维能力和创新能力。为此我们制订了新的实验教学大纲,重新编制了实验指导书,自动控制理论实验指导书增加了每个实验内容的涵盖量,增加了综合性实验。在实验教学过程中,注意充分发挥学生的主观能动性,注重教与学的互动,尽量只讲基本的操作方法,然后让学生自己发现问题。实验操作课上,每个学生必须独立完成每次实验内容,独立完成实验结果的分析,并且回答老师针对实验细节中的问题的提问,得到自己的结论。保证实验课的质量,全面检查实验操作。这样督促学生认真完成每次的实验操作,起到了很好的效果。 四、科学、有效的教学效果评价 教学评价是教学活动的一个重要组成部分,恰当的教学评价对学生的学习具有引导、激励和改进的作用。我们不是“一卷定乾坤”的评价方式,而是建立了从学习过程、作业练习到期末考试,定性评价与定量评价相结合,多视角、多元化的过程性评价体系。科学有效的教学评价帮助学生克服了应试心理,从重“结果”走向重“过程”,从重“知识”走向重“能力”。注重对学生平时学习状况与效果的考查,增加了实验考核,并将其按比例计入期末总成绩,对考试从内容、形式和管理上改革,使其更加科学、规范、公平。 五、结束语 多年来我们不断对控制理论课程进行探索和改革,做了大量细致而有效的工作,从而保证了教学质量和教学效果。在总结本科教学成果的基础上,我们跟踪国内外控制理论的发展,借鉴兄弟院校在该课程的先进教学经验,对课程体系、知识结构、教学方法和实验手段进行了一系列改革与创新,使“自动控制理论”课程从课程的准确定位、课程体系和教学内容的优化、教学过程的组织实施到教学效果的评价,形成了一套新的、更为有效的教学规范。它不仅提高了本课程的教学质量,同时为后续课程奠定了良好基础、起到了促进作用。 (作者单位:山东建筑大学信电学院 山东济南) 自动控制理论论文:自动控制理论课程教学改革探索 摘要: 为了更好地适应新形势下自动控制理论的教学,本文从课程体系、教学内容、教学方法、教学实践、考核形式等方面进行了改革探索实践,提出了一系列较为行之有效的措施和方法,对自动控制理论的教学起到了良好的效果。 关健词: 自动控制理论 课程教学 教学改革 实践 1.引言 自动控制理论是非常活跃的一个学科,它不仅仅是自动化专业的核心基础课程,还在航天、农业、交通、电气、机械制造等工程学科中都有非常广泛、重要的应用。随着计算机控制技术、通讯技术和网络技术的不断发展,自动控制理论处于一个关键的历史时期,正向着“广度”和“深度”两个方面快速发展和开拓。但是,由于该课程具有概念抽象、涉及的数学知识较多、工程实践性强等特点,因此用传统的教学方法,不少教师感到“难教”,学生也感到“抽象”难学,教学质量难以得到根本的保证。因此,在自动控制理论的教学工作中,针对社会发展变革对其新的要求,针对自动控制原理的课程特点,探索新的教学方法是非常重要和必要的。 2.课程教学改革的思路与实践 2.1坚持课程地位,提高学生学习的兴趣。 自动控制理论是一门理论性很强的课程,学生在学习该课程的时候还未接触过专业课程,因此,在学生刚开始接触这门课程的时候,不能一味地只对其灌输纯粹理论,讲述公式推导。过深的专业术语、过多的数学公式会使他们对这门课程产生畏难思想。兴趣是最好的老师,教师从第一堂课开始就应培养学生对这门课的兴趣,摒弃传统教学中发展历史的简单罗列,代之以声情并茂的图文、视频展示,如此既能融入大量专业信息,又能激发学生求知、探索的兴趣和激情,让学生真正理解和体会到自动控制理论课程在自动化专业中所处的重要位置。 2.2打破传统课程体系结构的约束。 传统的课程体系是将控制原理中经典控制理论和现代控制理论两大部分内容分割开来,自成体系,独立开课。从教学的效果来看,这样的讲授方式不利于学生建立自动控制学科基础理论和方法的总体框架。因此,我们在对课程的教学中,尽管仍然分为自动控制理论和现代控制理论两门课,但在整个课程的教学体系上已经完全打破了旧体系的约束,将经典与现代控制理论融会贯通进行教学。例如,在讲述控制对象的微分方程模型和传递函数模型的同时引入系统状态空间的概念,继而讲解状态空间和传递函数这两种系统描述之间的相互转换。通过这样一个过程,就可以将经典控制理论与现代控制理论的基本思路有机地结合。实践证明,利用这种教学方式,不仅能够使学生更好地认识控制理论的体系结构,还提高了学生学习的灵活性和主动性。 2.3加强数学知识的学习。 自动控制理论课程涉及较多的数学知识,包括高等数学、线性代数、积分变换、复变函数及矩阵论等数学知识。大量的数学知识常常令学生倍感学习压力,数学基础不好的学生更是顾虑重重,毕竟自动化系的学生是工科学生,不是纯理科学生。但是由于自动控制理论课程其自身的特点决定了学好该门课程必须具备一定的数学基础。所以,在教学过程中,教师应当根据课程的进度,有计划地给学生补习诸如拉普拉斯变换、傅立叶变换、三角变换、积分变换、留数定理、矩阵分析等数学知识,给学生创造一个相对轻松的心理环境。 2.4强化工程意识,培养工程能力。 自动控制理论课程虽然与数学等课程联系紧密,但该课程决不等同于数学课程。在该课程的教学中,我们从理论和工程应用相结合的角度,注意强化学生的工程意识,提高其工程实践能力。例如:在讲解系统的数学模型――微分方程的求解中,详细分析微分方程的解所对应的实际系统中的含义,使学生深刻理解数学意义与物理意义以及实际工程之间的联系。 2.5加强现代教学手段的使用。 随着当今信息技术地发展和网络设施的进一步完善,现代教学越来越多地依托于各种新兴的信息技术和设备。这些技术设备不仅可以有效地丰富教学手段,还可以很好地开展网络远程教育。自动控制理论课程的图形示意、图解分析较多,传统的板书方式很难直观形象地表达出来,因此适当地采用多媒体课件等现代化教学手段有助于学生理解。比如,在讲述动态“过渡过程”的概念时,采用多媒体授课方式可以将系统的过渡过程生动形象地表现出来,给学生提供最形象、直观的教学演示,有利于学生对抽象概念的理解,加深学生对这些知识点的理解,能够取得非常好的教学效果。 2.6注重实践教学,培养学生分析问题和解决问题的能力。 理论知识需要实践性教学的支持,实践性教学对巩固理论知识、培养学生分析解决问题的能力及开发他们的创造力都有重要的作用。而自动控制理论又是一门与实际紧密联系的课程,一般都安排在大学三年级第一学期,是学生接触较早的一门专业课。初学专业课的学生对实际的自动控制系统和常见的控制元件、控制器、执行机构等都没有直观的认识,对于该课程如果仅限于对知识的讲解,那么无论讲得怎么透彻,学生在学习过程中往往还是感到抽象难懂,在具体问题中,也不能够灵活运用课程中学到的知识和方法去解决。因此,引入实验教学,并且在实验过程中把理论知识的讲解和实际运用结合起来,会收到很好的效果,既使学生亲身体验控制理论的具体方法和思想,对解决实际问题能力的提高大有帮助,同时也有助于进一步深化理解所学的理论知识。 2.7考核形式的改革。 科学地运用考试的检查评价、教育激励、反馈调控、培养督导等功能对提高教育质量、推进素质教育会产生不可替代的作用。考试形式及成绩的评定,对于调动学生的积极性及提高学生的素质有重要的作用,为了检验学生的学习效果,可以将考试成绩划分为四个组成部分:平时成绩20%(包括作业、出勤率和平时课堂学习表现)、实验20%(包括实验操作和实验报告)、期中考试20%、期末考试40%。这种考核形式改变了一考定终身的考核制度,而对平时的学习及实践提出了更高的要求。结果表明,这种考核方式不仅使学生对于理论知识有很好的掌握,还充分地调动了学生实验操作的积极性,减轻了学生考试的负担,提高了学生学习的主动性。 3.结语 对自动控制理论课程的教学改革和实践切实提高了教学的灵活性和开放性,提高了学生的工程意识和创新能力。随着控制理论研究的范围进一步扩大,控制理论思想的发展和进步,在教学过程中应该不断发展和更新教学内容。 自动控制理论论文:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用 【摘 要】随着科学技术水平的不断提高,自动化技术在我国电力事业中得到了广泛的应用,并且对电力事业的发展起到了一定的促进作用。现阶段,我国对火力发电的研究正在逐渐加深,并且进行了一定的技术改革,火电厂热工自动化技术已经得到了很大的发展。随着高新技术的快速发展,我国机组容量的不断加大,火电厂热工自动化技术得到了一定的发展与完善。 【关键词】自动控制理论;火电厂;热工自动化;应用 现阶段,我国新建火电厂一般采用的都是自动化控制系统,以往常规控制系统也逐渐转变为自动化控制系统。随着自动化控制系统的快速推广,其性价比越来越可观,进而在工业生产与生活中得到了普遍的应用。本文主要对火电厂热工自动化现状进行分析,阐述自动化控制系统作用,介绍自动控制理论在火电厂热工自动化中的实际应用。 1 火电厂热工自动化现状 首先,在火电厂热工自动化领域中,主厂房基本上均使用DCS控制系统,而辅助车间均使用PLC控制系统。其主要原因就是,在早期的时候,DCS控制系统比较昂贵,并且人们认为辅助车间的作业是可以间断的,不需要具备很强的可靠性,要求模拟控制量也相对较少,为了可以有效降低生产成本,一般均是使用PLC控制系统进行生产。而对于发电机、汽机、锅炉等控制系统而言,均需要进行长时间的可靠运行,要求具有较好的模拟控制量,进而从系统性能方面考虑,一定要选择DCS控制系统维持运行。 其次,在锅炉燃烧过程中,一定要加强对AP论域的控制,也就是两个运行周期的锅炉压力变化差论域。对燃烧周期进行自动调整,可以对燃烧速度进行有效的控制。同时锅炉技术性能与煤质均会影响控制效果。因为隶属的函数曲线变化是互相交错重叠的,所以,在进行实际控制的时候,一定要加强对锅炉运行情况分析,保证其具有较强的适应性。 最后,在测量锅炉汽包液位的时候,因为汽包液位系统缺乏平衡能力的被控对象。当供水量出现变化的时候,因为锅炉传递给汽包的热量是一致的,非常容易导致出现液体大量汽化的情况,致使汽包液位测量结果不准确。其主要存在两种情况:一是,当供水量骤减或者出口蒸汽量增加的时候,其测量结果就会相对偏大;二是,当供水量骤增或者出口蒸汽量减少的时候,其测量结果就会相对减小,这也就产生了“汽包虚假液位”的现象。通常,在设计锅炉汽包液位检测回路的时候,经常忽略这一问题,导致影响了锅炉的正常运行。 2 自动化控制系统作用 首先,自动化控制系统主要就是在PLC控制系统与网络的基础上,形成的一种自动化系统,尽管其可以继续向上扩展一些管理信息系统,但是也无法充分发挥其作用。事实上,DCS控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式,其控制器可以使用传统DCS控制器,也可以使用PLC控制器,或者是其它类型的控制器。由此可以看出,PLC控制系统也是分布式控制系统的一种架构模式。 其次,随着社会的不断发展与进步,出现了很多高级算法模块,比如,NT6000模块,其是一种具有设备极的模块,在一个模块上实现设备的控制与故障报警功能,并且在网络通讯中,也可以实现模块的相互传递。一个设备极模块就好比是0.5K梯形图编辑量,此时,要想让PLC控制系统也具备此项功能,就要进行很多的复杂操作。在运行调试、下载修改、远程诊断等方面,PLC控制系统无法进行有效的作业。而DCS控制系统可以进行有效的处理,并且通过多年的经验积累,其处理方案越来越完善。 最后,随着我国电力事业的快速发展,国家对节能降耗工作越来越重视,火力发电行业也进行一定的调整。在发展火力发电行业的时候,一定要加强火电电源的建设,不断优化资源配置,合理布置电力输送,保证我国所有地区供电的可靠性。并且在自动化控制技术方面投入了更多的研究力量,无论是资金投入,还是人员投入,促进了自动化控制技术的发展,进而在火力发电行业中得到了广泛的应用,促进了火力发电行业的快速发展。 3 自动化控制理论在火电厂热工自动化中的具体应用 3.1 主蒸汽压力调节 主蒸汽压力指的就是可以保证火电机组能够安全运行的重要监测参数,同时也是调节机组负荷与平衡锅炉汽机能量的重要指标。在调节主蒸汽压力的时候,主要就是利用锅炉燃烧调节系统进行调节。锅炉燃烧调节系统主要包括:引风调节、燃料调节、送风调节。 调节主蒸汽压力的策略就是基于能量平衡调节策略、基于给定值偏差和主蒸汽压力调节策略。本文主要对后者进行分析。此调节策略主要包括两种:单回路调节、双回路调节。单回路调节指的就是在给定值偏差和主蒸汽压力之间的调节,其控制信号就是燃煤量的调节偏差,具有一定的克服扰动能力差等不足,并且具有参数少、整定简单等优势;双回路调节指的就是在单回路调节的基础上,增加对燃煤量的导前信号控制,在此调节过程中,无法有效整定内外回路的参数,并且控制系统操作也比较麻烦,不过其也具有控制速度快、超调小等优势。 在进行导前信号选择的时候,有很多的方法,主要分为两种:一是,传统方法: ,其中,D表示主蒸汽流量信号; 表示锅炉蓄热系数;Pd表示气泡。二是,直接将燃煤量当成是导前信号。 3.2 热工自动化技术 热工自动化技术主要就是利用控制理论、智能仪表、信息技术、计算机技术、热能技术等相关技术,对热力学参数展开一定的控制与检测,进而实现对生产过程对控制、检测、调节、整理、优化,进而达到安全生产,实现生产产量的提高,降低消耗的一种高新技术。其主要就是实现锅炉、汽机、辅助设备运行的自动化,保证机组自动化运行的高效性、可靠性、安全性,并且确保生产运行的经济效益与社会效益。 随着科学技术水平的不断提高,自动化技术的不断进步,促进了热工自动化的全面发展。在生产过程中,利用新技术、新材料、新设备、新原理生产一些新的传感器与变速器等,使得控制系统与控制设备越来越先进,实现了热工生产的全面自动化。同时,随着新控制理论与策略的不断提出,在生产实践中得到了广泛的应用,并且促进了生产的可持续发展。 3.3 节能增效 随着社会经济的快速发展,能源与资源的消耗量越来越大,因此,全世界对能源与资源的消耗问题予以了高度的重视,尤其是在电力事业发展过程中。随着科学技术手段的不断增加,智能化、透明化、无线化、网络化等概念的不断提出,越来越重视自动化控制系统的开发与利用,并且对数据通信、测量、保护、控制等方面的内容也越来越关注。在机组运行过程中,应用了很多的新测量方法与理论,实现了其运行与故障处理的自动化控制,促进了电力事业的可持续发展。 4 结束语 总而言之,在火电厂生产经营管理过程中,加强热工自动化产品的应用,不仅可以增强火电厂生产的安全系数,防止发生一些故障与事故,还可以在一定程度上,增加火电厂生产的经济效益与社会效益。在火电厂热工自动化中应用自动控制理论,可以促进火电厂生产自动化水平的不断提高,达到预期的生产目标,进而实现电力事业的健康、快速发展。 自动控制理论论文:基于LabVIEW的自动控制理论虚拟实验系统开发 摘 要 根据上海开放大学控制工程基础课程的实验要求,利用虚拟仪器软件及其Control Design Toolkit(CDT)开发一个虚拟实验系统,系统包括六个模块:传递函数、控制系统的典型连接、控制系统零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应。该系统作为控制理论基础课程的辅助教学软件,提高了学生掌握知识与技能的效率,达到了将实验环节引入课堂的良好效果。 关键词 虚拟实验 LabVIEW 自动控制系统 传递函数 0 引言 在理工科专业的教学科研过程中,要想紧跟技术的发展,就要不断地更新教学和实验设备。而随着各学科实验项目和学生人数的增多,传统的实验室和实验仪器数量很难满足学生的需求。因此,虚拟仿真教学和实验室作为一种有效的解决方案应运而生,在各大高校已经获得了广泛的应用,并且成为高等教育实验课程发展的新方向。 虚拟仪器技术自1986年面世以来,已在各工程领域得到广泛的应用,①②在教学实验系统中也得到了应用发展。 在控制理论实验系统开发研究中,许多学校根据自己的需要,利用LabVIEW开发了多种实验系统。②③④⑤⑥ 上海开放大学具有11万注册的在校生,教学与实验的条件受场地、时间、空间和设备的限制,较普通高校更为严峻。网络课程与虚拟实验在开放大学的应用显得尤为重要。 本文根据本校实验要求内容,利用虚拟仪器软件开发虚拟实验系统,从而方便学生进行不定时、不定点地实验。 1 系统总体设计思路 上海开放大学学生多为在职,他们利用晚上和周末进行继续学习,这使得他们具有以下特点:具有比较丰富的工作经验,学习更侧重理解并应用,学生的学习时间受限制。赵教授的实验指导书正是基于学生的特点而编写的。通过实验,加深学生对控制系统传递函数、控制系统构成、控制系统稳定性、典型二阶系统与参数的之间的关系等的理解。根据这些内容,系统设计了一个初始界面和五个功能模块:传递函数建立、典型连接、零极点模型、控制系统分析、二阶瞬态响应(如图1)。 控制仿真工具包能够很好地完成上述功能。 2 系统模块设计及展示 2.1 初始界面 系统设计一个初始界面,它通过选项卡和菜单按钮方式进入各功能模块。初始界面显示该实验系统可完成从传递函数构建、系统特性分析到系统运行仿真的整个过程。 2.2 传递函数构建模块和连接典型 LabVIEW提供一个控制仿真工具包。应用此工具包,在传递函数模块,通过输入系统微分方程的分子和分母系统,构建传递函数。如图2所示左端构建函数,右侧进行典型连接,完成各个环节的串联、并联及反馈连接。 2.3 零极点模型模块 此模块用来判断系统的稳定性。根据微分方程得出传递函数,得出系统的零极点图和伯德图,以便于判断其稳定性(如图3)。 2.4 控制系统分析模块 本系统设计了典型的一阶、二阶系统的时域响应。调整其参数,可得到不同的响应曲线,以便进行对比分析。模块运行界面如图4所示。 2.5 二阶瞬态响应模块 此模块专门分析二阶系统的时域响应。影响二阶系统的各个参数都可以进行调节,以便观察系统的响应特性,从而更为清楚地理解系统特性。模块运行界面如图5所示。 3 结语 仿真的实验界面能够加强学生对实验的兴趣,通过调节不同参数,可直接观测到各种实验过程。采用虚拟仪器代替传统实验仪器,有效的降低了硬件配置和实验成本。 实验充分利用了LabVIEW语言的灵活、开放,人机界面友好等特点,使用方便,具有良好的通用性和扩展性。 自动控制理论论文:电力业中自动控制理论的应用效果评估 【摘 要】近年来随着我国经济的飞速发展,我国电力行业也取得了跨越式发展,无论是装机容量还是发电量均取得了较高的增长。随着电力行业的继续发展,电力系统走向智能化已成为大势所趋,而建立一个坚强的智能电网也一直是国家电网的奋斗目标。由于自动控制理论的应用对提高电力系统智能化水平有着极大的推动作用,因而引起了各方越来越多的关注和探讨。本文针对电力行业中自动控制理论的应用及其效果评估进行了分析和研究,并进行了简要的阐述。 【关键词】电力业 自动控制理论 应用效果 一、引言 随着我国电力行业的不断发展与成熟,国外的发展经验告诉我们,走向电网的智能化与自动化已成为必然趋势。而想要提高电网系统的智能化与自动化水平,必须要应用先进的自动控制理论。随着我国不断推进的积极尝试,自动控制理论在电力业中已经有了较为广泛的应用,本文将针对自动控制理论在电力业中的应用及其应用效果展开分析。 二、自动控制理论的简介 自动控制理论作为自动控制科学的核心,走过了漫长的发展阶段,从20世纪初期形成的基于线性代数而发展起来的现代控制理论,到60年代中期综合了人工智能、运筹学等多挣学科并在此基础上发展形成的智能控制理论,自动控制理论不断走向完善与成熟,并得到了越来越多的认可,在电力、机械、采掘等诸多领域均得到了广泛的应用。 三、电力业中自动控制理论的应用 (一)电力系统的自动化 电力系统的自动化是通过运用自动控制理论,对整个电力系统进行实时监控,对电力系统运行中的各项运行数据指标实时进行采集与分析,并根据分析结果对电力系统进行控制,从而使电力系统的运行更加安全稳定,经济效能也得到较大提高,是自动控制理论在电力业中应用的目的。 “十一五”期间省网以上电力自动化投资汇总表 年份 2006 2007 2008 2009 2010 投资额/万元 150000 123000 90000 71000 50000 “十一五”期间电力自动化设备市场需求结构图 (二)电力业中应用到的自动控制理论 随着电力行业的不断发展以及自动控制理论的不断完善,很多先进的自动控制理论与技术逐渐被应用到电力行业中来: 1.神经网络控制。神经网络控制技术是一种综合性的现代控制技术,集合了非线性控制技术以及并行控制控制技术等在内的多种控制技术,自学习能力较强。神经网络控制技术可以将大量的电气设备像神经元一样连接起来,形成一个复杂的神经网络,并且通过自身学习的算法,对整个神经网络中复杂的线性关系和大量数据进行分析处理,在电力行业中有着重要的应用。 2.专家控制技术。专家控制技术能够完成电力系统的警告控制、特殊状态的识别、紧急情况下的应急处理等多项任务,对电力系统有着重要的意义。另外,专家控制技术还在电压无功控制以及故障点隔离等方面有着较好的应用效果。由于专业控制技术对电力系统有着较为重要的作用,因而在电力业中得到了较为广泛的应用。 3.最优化线性控制技术。最优化线性控制技术,作为如今自动控制理论中比较重要的一种技术,是线性范围内最好的控制方法,对于电力系统中,远距离输电能力的完善以及改善智能电网动态电能品质方面有着较高的应用价值,对电力系统也有着较高的应用价值。 4.综合智能控制技术。综合智能控制技术,能够吧现代控制技术以及智能控制技术两者有机的结合起来,应用到电力系统中。在实际运行中,可以通过综合运用神经网络控制技术、专家控制技术以及其他控制技术,使其协同工作,共同完成对电力系统的控制。综合智能控制技术作为其他技术的总管,在电力行业中也有着较为广泛的应用。 (三)电力业中自动控制理论的应用效果 自动化是电力行业走向成熟的必经之路,能够推动行业的进一步发展。将自动控制理论应用到电力行业中后,能够促进电力系统的不断完善,取得较好的应用效果。 1.实现电力调度自动化。应用自动控制理论对实现电力调度自动化有着较大的推动作用,实现了对电力系统运行时各项运行数据的实时监控与采集分析,并通过控制系统不断进行调整,从而使电力系统始终运行在最佳状态下,大大提高了电力系统运行的安全与稳定性,并且降低了设备的损耗,提高了经济效益。 2.实现变电站自动化。变电站作为电力系统中较为关键的一个环节,内部结构较为复杂。通过应用自动控制理论,在变电站远动装置控制、信号检测控制以及继电保护控制等多个方面有了较大的优化和提高实现了对变电站运行的实时监控,促进了变电站运行的自动化,从而大大降低了运行成本,提高了输送电能的质量,增加了经济效益。 3.实现配电网自动化。通过运用自动控制理论,实现了对配电网的自动化控制,从而大大降低了配电网过去对人力劳动的依赖,减少了工人的劳动负荷,提高了配电网运行的稳定性与可靠性,对于提高输送电能的质量也有着重要的积极意义。 总而言之,自动控制理论在电力业中的应用,能够提高电力系统运行的稳定可靠性,降低电网系统运行成本,提高经济效益,有着显著的应用效果。 四、结束语 随着我国经济社会的进一步发展,对电力系统提出了更高的要求,走自动化、智能化的道路才能不断满足国家发展对电力行业日益提高的要求。自动控制理论在电力行业中的应用,取得了较好的效果,对推进电力系统的自动化有着重要的积极意义。相信随着相关理论技术的不断完善,我国电力行业必将取得新的进步。 自动控制理论论文:自动控制理论探析 [摘 要]随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 [关键词]自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论―或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:自动控制理论的全英文教学方法实践 摘要:随着留学生人数的逐年增加,全英文专业课程的教学已在中国大学逐步开展。本文主要分析了全英文专业课程《自动控制原理》教学中的问题与挑战。从该课程的特点出发,讨论了保证全英文专业课教学质量的关键措施和经验。 关键词:全英文教学;自动控制原理;教学方法 自动化技术在社会生产和生活中具有广泛的应用,自动化专业教育具有巨大的市场需求。《自动控制原理》课程是自动化专业的主干课程之一,并且此课程是后续自动化专业课程的基础。该课程传授反馈控制系统的最基本概念以及反馈控制系统分析设计最基础的思路方法,是自控专业学生能力培养的基石。随着经济全球化和中国经济的快速发展,外企在中国投资和中国企业走向国际已经成为现实。这种现状使得高科技人力资源在不同国家流动的趋势越来越强。中国大学留学生数目以及中国高校毕业生使用英语在外企和国外工作的数目呈不断上升趋势,中国大学与英语国家的校级交流也越来越多,这些变化都使得中国大学教育对全英文专业课程教学的需求越来越大[1-3]。全英文《自动控制原理》课程就是为了适应这种教育国际化的形式而设置的。目前中国大学教育处于走向国际化的初步阶段,探索并交流适应现阶段形式的全英文课程教学方法提高全英文教学质量是非常必要的。 一、课程特点与教学对象分析 《自动控制原理》课程是一门理论性非常强的专业基础课程,面向电类专业中国本土学生和留学生开设。该课程对学生的数学基础知识要求比较高,课程用全英文开设,还需要学生具有较强的英文听力和阅读理解力,作业和实验报告等需要学生有较强的英语书面表达能力。该课程设有实验环节,在有留学生参与的实验小组进行系统分析与设计的团队工作,不仅需要学生有较强的实验操作能力还需要学生具有良好的专业英语口头沟通能力。《自动控制原理》课程是自控专业的基础课程,在大学三年级上半年开设,是其他自控专业课的基础,只有很好地理解和掌握控制原理的基础知识,才能继续学习好后续的其他专业课。目前我校留学生人数虽然呈上升趋势但绝对数量还不是很多,全英文教学班一般由本土学生和来自非洲、欧洲、美国、亚洲等不同地区的留学生组成。由于学生们的背景不同,学生的数学基础、英语程度、接受能力、思维习惯和特点都具有一定的差异。一般来讲,本土学生的数学基础较好一些,英语阅读能力较强,但因生活环境为中文,英语听力理解能力相对阅读能力弱一些;对于母语不是英语的留学生,因其有限的英语程度,在课程学习和交流中具有一定困难。从已开设的英文课来看,一般留学生的数学基础相对中国学生弱一些。对来自不同背景学生进行自控原理的教学,如何因材施教,具有一定的挑战性。 二、教学组织与方法 面向不同背景的学生来源开展《自动控制原理》的全英文教学,要保证提高教学质量,必须从师资配备、教学对象认识、教学组织、教材选择、教辅资料与软件工具选择、实验安排等方面全方位地合理安排。全英文教学应该从教学对象背景的需求出发,在注重知识传授、能力培养的同时,要特别注意教学交流质量的提高,以达到知识传授、能力培养的目的。 1.教学团队的素质。自控原理的全英文教学,涉及数学及专业知识的传授、使用英语的沟通,在教学对象来源差异较大的情况下,对教学团队的素质要求比较高。(1)教师英语能力基础及保持:全英文授课的教师,一般应具较强的责任心,具有较好的英语口语表达能力。尽管有些老师有海外学习经历,全英文任课老师由于一般工作在中文语境中,也要注意英语听说能力的保持。(2)专业知识及其应用能力:《自动控制原理》课程是一门比较传统和基础的课程,任课老师一般都学习过此门课程。因此老师对相应的知识点都比较熟悉,但对于课程知识的应用还需予以加强。教师应该有课程相关的比较全面系统的知识背景,不仅可以讲述课程的知识点,也能够讲述知识点之间的相互联系以及知识点的应用环境、应用方法及应用工具,使学生不仅获得课程的知识点,还获得关于知识应用方面的技巧。(3)面向教学对象的教学方法:课程教学的效果取决于课程教学的方法。一般教学方法由理论学习和课堂经验积累两种途径获得。教学方法没有绝对的好与不好,关键的是教学方法要适用于教学对象。因此除了一般教学方法的掌握,教师还要在教学实践中注意收集学生对教学的反馈意见,不断积累总结教学方法及其适用对象。(4)教师的组织与沟通能力:主讲教师是课程的负责人,全面负责助教、实验指导老师和学生之间的工作安排和沟通。教师应该在第一节课收集所有学生的联系信息,包括留学生的国籍,并向学生公布课程助教、实验指导老师的联系方式,保证课程参与者的双向沟通。 2.课程教材与辅助材料:(1)课程教材的选择要考虑到教学对象,选择难易适中的教材。在本课程的实践中,为了满足不同层次学生的需要,为学生推荐了一组具有不同特点的教学参考书。在参考书中有相对比较深的教材满足专业和英语基础比较好、好奇心上进心比较强的学生;也有参考书比较深入浅出,易于理解,满足基础相对弱的同学。考虑到中国本土学生将来也有可能在中国企业工作,本课程推荐了具有中文翻译版的英文原版经典教材,便于学生能在课后了解专业词汇的中文表达,也帮助英文程度差但具有一定中文语言能力的学生对课程的理解。另外本课程为学生提供控制原理主要贡献者的生平介绍,帮助学生理解一些控制原理产生的背景,让学生们学习该领域大师的创新精神。(2)教学辅助资料与工具的提供可以帮助学生理解复习课堂教学的内容。本课程为学生提供中英文对照专业词汇,帮助学生对课程的理解和掌握,并能使用英文专业词汇进行作业和实验报告的表达。自控原理是一门对数学要求比较高的课程,可以把一些课程常用的数学公式表,如拉普拉斯变换表等,作为辅助材料提供给学生。本课程还在课程网页上提供全部课程的英文录像,如果学生在上课时没有完全消化,可以在课后自己观看相关课程录像,理解和消化上课的内容。 3.课堂教学方法。课堂教学是课程知识传授的主要环节,直接影响到最后的教学效果。教师在英文课堂教学中,要注重以下环节:(1)任课老师的课堂表达:教师上课应注意循序渐进,深入浅出,板书要整洁明了。语言采用简单明了、易于理解的句型。考虑到班级里有英语听力不太好的学生,上课语速要适中,并配有相应的关键字板书或多媒体演示稿,以补充学生由于听力原因造成的信息损失。发放多媒体演示稿关键部分的纸质打印件,方便学生做课堂笔记。教师上课应该基础部分简单清晰、教学内容应有扩展性,同时注重介绍知识的应用环境,既要照顾到基础较差的学生,也应满足综合能力强的学生的需求。(2)课堂教学的互动与反馈:由于该课程理论性强,对数学基础要求高,大部分学生使用第二语言第一次接触新的概念,如果没有进行足够时间的预习很难在课堂上使用英语主动提出问题。而电类专业的学生学习任务比较繁重,一般没有时间做足够的预习。教师可以围绕课程内容,设计课堂讨论题目,采用分组课堂练习的形式,一般为二到三人一组,学生可以互相讨论,加强对所学概念方法的理解,教师在学生练习时,巡回检查,期间学生可以向老师询问不懂之处。这种形式的全英文互动,既减少了学生的表达压力,又能达到互动反馈教学效果的作用,非常受学生欢迎,教师也能及时发现学生难于理解的知识点。 4.课程实验。课程实验是课程教学的重要环节,学生通过实验可以加深对课堂知识的理解,并掌握理论知识的应用方法。为保证实验质量,首先要向学生提供清晰的实验指导书,在实验分组时应避免将留学生分在一组,而是将中国本土学生与外国学生搭配开来,加强留学生与中国学生相互交流学习,帮助留学生融入本土学习环境,克服由于外国学生对环境的不熟悉造成的工作障碍,顺利完成课程实验任务。实验报告也是课程实验的重要组成部分,要求学生对实验数据进行有效处理,对实验现象运用课程理论知识进行详细分析、解释。 5.课程学习质量的监控与评估。学生课程学习质量的监控分课堂学习评估、课程阶段学习评估和课程学体评估。课堂学习评估主要通过课堂练习来进行。教师通过学生课堂练习的情况,评估学生课堂学习的质量,改善课堂教学效果。课程阶段学习评估主要通过阶段小测验来进行,通过阶段小测验可以测试学生对一个阶段所学知识的综合运用能力。课程学体评估包括学生的课堂表现、作业情况、小测验情况以及实验情况和期末考试,是学生整个课程学习过程的综合评估。期末考试内容应该含概课程基础知识、课程知识灵活应用和课程知识综合运用等层次,以测试不同层次学生掌握课程知识的情况。 现阶段全英文专业课程教学在中国大学尚属于初步发展阶段,本文主要讨论全英文自控原理课程的教学特点与方法。论文分析了全英文课程班的学生组成和特点,阐述了自控原理全英文课程的教学质量保证的关键措施及经验,为中国大学全英文专业课程的发展提供参考。 自动控制理论论文:自动控制理论发展综述 摘 要:综述了自动控制理论的发展情况,指出自动控制理论发展阶段和现代自动控制理论的发展。最后指出,各种控制理论的复合能够取长补短,是控制理论的发展方向。 关键词:自动控制理论;人工智能;智能控制 自动控制理论是自动控制科学的核心。自动控制理论自创立至今已经过了三代的发展:第一代为20世纪初开始形成并于50年代趋于成熟的经典反馈控制理论;第二代为50、60年代在线性代数的数学基础上发展起来的现代控制理论;第三代为60年代中期即已萌芽,在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的最新成果并在此基础上形成的智能控制理论。经典控制理论(本质上是频域方法)和现代控制理论(本质上是时域方法)都是建立在控制对象精确模型上的控制理论, 而实际上的工业生产系统中的控制对象和过程大多具有非线性、时变性、变结构、不确定性、多层次、多因素等特点,难以建立精确的数学模型。因此,自动控制专家和学者希望能从要解决间题领域的知识出发,利用熟练操作者的丰富经验、思维和判断能力,来实现对上述复杂系统的控制,这就是基于知识的不依赖于精确的数学模型的智能控制。本文将对经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论的发展情况及基本内容进行介绍。 一、自动控制理论发展概述 自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。对传统的工业生产过程采用自动控制技术,可以有效提高产品的质量和企业的经济效益。对一些恶劣环境下的控制操作,自动控制显得尤其重要。自动控制理论是与人类社会发展密切联系的一门学科,是自动控制科学的核心。自从19世纪Maxwell对具有调速器的蒸汽发动机系统进行线性常微分方程描述及稳定性分析以来,经过20世纪初Nyquist,Bode,evans,Wienner,Nichols等人的杰出贡献,终于形成了经典反馈控制理论基础,并于50年代趋于成熟。经典控制理论的特点是以传递函数为数学工具,采用频域方法,主要研究“单输入——单输出”线性定常控制系统的分析与设计,但它存在着一定的局限性,即对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。现代控制理论本质上是一种“时域法”,其研究内容非常广泛,主要包括三个基本内容:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。现代控制理论从理论上解决了系统的可控性、可观测性、稳定性以及许多复杂系统的控制问题。但是,随着现代科学技术的迅速发展, 生产系统的规模越来越大,形成了复杂的大系统,导致了控制对象、控制器以及控制任务和目的的日益复杂化,从而导致现代控制理论的成果很少在实际中得到应用。经典控制理论、现代控制理论在应用中遇到了不少难题,影响了它们的实际应用,其主要原因有三:这些控制系统设计和分析都是建立在精确的数学模型的基础上的, 而实际系统由于存在不确定性、不完全性、模糊性、时变性、非线性等因素,一般很难获得精确的数学模型;研究这些系统时,人们必须提出一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不符;为了提高控制性能, 整个控制系统变得极为复杂,这不仅增加了设备投资,也降低了系统的可靠性。 二、现代控制理论的发展及基本内容 经典控制理论虽然具有很大的实用价值,但也有着明显的局限性。其局限性表现在下面二个方面:第一,经典控制理论建立在传递函数和频率特性的基础上,而传递函数和频率特性均属于系统的外部描述(只描述输入量和输出量之间的关系),不能充分反映系统内部的状态;第二,无论是根轨迹法还是频率法,本质上是频域法(或称复域法),都要通过积分变换(包括拉普拉斯变换、傅立叶变换、Z变换),因此原则上只适宜于解决“单输入——单输出” 线性定常系统的问题,对“多输入——多输出”系统不宜用经典控制理论解决,特别是对非线性、时变系统更是无能为力。 现代控制理论正是为了克服经典控制理论的局限性而在20世纪50、60年代逐步发展起来的。现代控制理论本质上是一种“时域法”。它引入了“状态”的概念,用“状态变量”(系统内部变量)及“状态方程”描述系统,因而更能反映出系统的内在本质与特性。从数学的观点看,现代控制理论中的状态变量法,简单地说就是将描述系统运动的高阶微分方程,改写成一阶联立微分方程组的形式,或者将系统的运动直接用一阶微分方程组表示。这个一阶微分方程组就叫做状态方程。采用状态方程后,最主要的优点是系统的运动方程采用向量、矩阵形式表示,因此形式简单、概念清晰、运算方便,尤其是对于多变量、时变系统更是明显。特别是在Kalman提出的可控性和可观测性概念和极大值理论的基础上,现代控制理论被引向更为深入的研究。现代控制理论研究的主要内容包括三部分:多变量线性系统理论、最优控制理论以及最优估计与系统辨识理论。由于篇幅所限,有关现代控制理论研究的具体内容请参见有关文献,这里从略。 三、结论 以上我们介绍了自动控制理论的发展情况和现代控制理论,各种控制理论都有其优点、缺点和适用范围,如果能够取长补短,则必然能够扩大其应用的范围,因而是控制理论的发展方向。事实上,现在已经出现了集经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论于一身的各种复合控制理论,如模糊PID复合控制、模糊变结构控制、自适应模糊控制、模糊预测控制、模糊神经网络控制、专家PID控制、专家模糊控制等等。 自动控制理论论文:基于CDIO的“自动控制理论”工程教育研究和实践 摘要:针对“自动控制理论”课程在工程实践教学中的不足,运用CDIO教育理念对该课程的工程教育进行研究和实践,明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式,强化工程实践能力培养,考核方式采用多元化模式。解决了目前该课程工程教育面临的困难,调动了学生学习的积极性,提高了学生的工程实践能力和创新能力。 关键词:自动控制理论;工程教育;CDIO理念 进入21世纪,经济全球化对我国工程技术人才的需求日益增长,对工程教育的发展带来了机遇。但在我国的传统工程教育中,重理论轻实践,过分强调知识的理论深度和系统性,而忽略了各学科知识间的联系,特别是忽视理论知识的应用。“自动控制理论”作为自动化学科各专业的一门重要的专业基础课程,[1]是为培养从事控制领域的科学研究和工程技术人员而设置的。在“自动控制理论”课程中,传统教学多局限于课堂授课,结合线性系统时域分析、根轨迹分析和频率特性分析等基础验证性实验和系统动态、稳态特性分析等分析性实验,而强调工程实践的综合性和创新性内容不足,偏离实际工程应用。 黄山学院(以下简称“本校”)作为一所地方性普通本科高校,与学术性高校“错位竞争”,明确办学定位为应用型。因此,结合本校“自动控制理论”课程教学的实际情况,对“自动控制理论”课程教学提出了改革思路。本文将利用CDIO工程教育模式的理念,[2]明确“自动控制理论”课程中学生的学习需求,重新设计教学模式、强化工程实践能力培养和考核方式多元化,以提升该课程工程教育的质量和内涵。[3-6] 一、CDIO工程教育理念 CDIO代表构思(conceive),设计(design),实施(implement),运行(operate),是由MIT和瑞典几所大学在Wallenburg基金会的资助下,经过几年的研究、探索和实践于2004年创立的工程教育模式。该教育模式是以产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行全生命周期为背景的教育理念为载体,以CDIO教学大纲和12标准为基础,让学生以主动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习,获取工程能力。 CDIO工程教学模式的主要特色在于它创造了能够深化技术基础和实际能力的学习经验。采用现代教学方法、创新教学模式和新的学习环境为学生提供接近工程实际的学习经验,这些具体的学习经验创建了一个与技术基础相关的学习抽象概念的认知框架,并为学生提供有助于理解和记忆这些抽象概念的实际应用机会,由此提供掌握深厚基础知识的途径。 二、“自动控制理论”课程教学改革 1.重新设计教学模式 根据“自动控制理论”课程特点,运用CDIO工程教育理念,坚持以学生为本,建立知识、能力、素质培养体系,将系统的构思、设计、实施和运行贯穿整个教学过程,对“自动控制理论”的教学目标、课程体系、教学活动及组织形式等进行全方位思考与设计,形成基于CDIO的“自动控制理论”课程教学模式,如表1。 2.强化工程实践能力培养 为了加强“自动控制理论”课程工程实践能力的培养,在传统教学的基础上,融合项目教学、虚拟仿真和案例分析等方法,让学生在模拟工程实践的环境中进行学习。 (1)项目教学。基于项目的教学是建立在具体问题的基础上来寻找解决问题的办法。为了践行CDIO工程教育理念,依托项目以3~5名学生为一组,教师采用点拨方式或共同探究的方式进行指导。具体实施步骤如下: 1)构思(C)。通过加深学生对自动控制系统的使命、需求、功能、技术和构建等概念设计的理解,其主要形式是要求学生对控制系统进行分析、思考,形成对控制系统设计开发的基本感性认识,加深对控制系统基本分析和设计方法的理解。 2)设计(D)。要求学生使用控制方法,完成自动控制系统的需求定位、模型开发、系统分析、系统架构等。通过实践,使学生掌握自动控制系统工程的基本原理、方法、技术、工具,并能够在实际中应用。 3)实现(I)。将设计成果加以实现,着力培养学生的务实精神、工程能力和团队精神。 4)运行(O)。每个小组对所开发的控制系统进行实际应用,并建立相应的应用、营销和服务渠道。实在难以在实际应用的要求建立模拟实际应用环境,实施模拟应用。运行主要目的是让学生了解市场,培养学生的务实精神和实际工作能力。 (2)虚拟仿真。虚拟仿真,就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真技术的引入,将使控制系统设计的手段和思想发生质的飞跃,更加符合现代社会发展的需要。采用虚拟仿真能够使学生在一个比实际情况更安全的环境中提高工程实践能力,可以说在“自动控制理论”课程中应用虚拟仿真技术是可行且必要的。 (3)案例学习。案例学习可以提供很多关于实际工程的具体经验,一个典型案例还可以提供详细的背景内容。通过讨论案例,学生能够亲自体验系统或产品的CDIO过程,并参与疑问的解答,提高了学生的思考和决策能力。 3.考核方式多元化 传统“自动控制理论”课程考核方式笔试偏重理论知识考核,难以考察对实际自动控制系统的设计、分析和建造等工程实践能力。针对本课程注重工程实践性、创新性和应用技能培养的要求,改革单一的考核方式,综合学生在知识、创新、应用等多方面能力,采用笔试、课堂互动、实验操作、项目开发等多元化考核方式。多元化考核方法不仅促使学生重视课堂知识的掌握,还重视知识的工程应用与创新,有效地提高了教学水平和教学质量。 三、总结 CDIO工程教育模式的核心是培养学生的工程素养、工程实践能力。“自动控制理论”课程作为工程背景较强的课程,只有掌握坚实的理论基础,具备严谨的工程推理和解决问题的能力,才能在后续课程中熟练地运用自控理论知识解决工程实际问题,并为往后能在工作岗位上灵活运用所学知识打下扎实的基础。 自动控制理论论文:控制理论在“自动控制元件”课程教学中的应用 摘要:在对“自动控制元件”课程教学改革的实践中,以控制理论思想作为指导,在深入分析课程、学员和教员的实际情况的基础上,建立了课程教学反馈控制系统模型,采取了优质提问教学法等多种反馈方式,取得了较好的教学效果,同时也提高了教员的教学水平。 关键词:控制理论;自动控制元件;反馈控制教学 所谓控制,就是根据系统内外部变化,进行有目的的调整,一次又一次地克服不确定性,纠正偏差,使系统始终处于某种特定状态的一种活动。[1]控制理论认为,任何系统、过程与运动都可以看作一个复杂的控制系统,控制理论思想的应用并不仅仅局限于工业生产或军事设备控制方面,也可以扩展到其他领域。 教学是一种有计划、有目的的活动。教学的目的在于使学生形成一定的心理过程及特性。学生的心理过程是有规律的,因而是可以控制的,问题在于掌握借以控制这种过程的规律。由此认为,控制理论对于教学来说,在原则上也是适用的。因此可以将控制理论的基本原理和方法推广至教学领域,建立教学控制系统,结合教学过程的特点及规律,改革传统教学过程,研究和解决教学过程中的一系列问题,以实现对教学过程的有效控制和全面优化,从而更好地控制教学质量,提升学员的学习积极性,提高教员的教学水平,达到教学相长的目的。 一、反馈控制教学的基本原理 控制系统由被控对象和控制装置组成,控制方式分为开环控制、闭环控制和复合控制,传统的知识注入型教学过程通常为开环控制方式。以学员作为控制对象,以课程教学目标为期望值,以教学效果为控制量,可建立课程教学开环控制系统,如图1所示。 在图1所示的系统中,教员进行课堂授课时,学员扮演的是被动接收知识的角色。从控制理论观点来看,传统的知识注入型教学存在着控制作用的断续性与反馈联系的偶然性问题,因而不是最佳的教学方式。由于缺少有效且连续的反馈信息,教员无法及时掌控教学情况,学员学习主动性差,教员教学水平提高缓慢,往往难以达到预期教学效果。 若在系统中增加前馈补偿和反馈通道,则可建立闭环(反馈)教学控制系统,如图2所示。 由图2可知,由于建立了良好的反馈联系,教员在教学过程中能够及时发现实际教学效果与教学目标的偏差,从而根据反馈控制原理适时改变控制方式(调节教学内容、教学进度、教学方法和教学手段等),以保证:教学过程始终沿着教学目标的固有轨道前进;教学内容、方法和手段适合教学对象,且不断趋于完美;教学研究与教学本身得以同步发展。 在课程教学实践中,应该依据课程、学员和教员等各方面的实际情况,深入分析课程教学控制系统的各个组成部分,细化前馈和反馈环节,建立课程教学控制系统模型,图3为针对“自动控制元件”课程建立的教学反馈控制系统结构图。 由图3可知,在“自动控制元件”教学反馈控制系统中,以自主预习的前馈补偿方式以及自主复习的局部反馈方式促使学员在自控(学员自学)和他控(学员之间的相互学习、交流、激励)方式作用下,初步消化和掌握教员在课堂授课过程中讲授的理论知识。教员在课堂授课过程中,采用有效的课堂提问等方法,及时掌握学员学习动态,实时调整教学过程,以保证教学效果;课后,通过每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践以及学员针对课程提供意见建议等多种反馈方式,获取学员对课程知识的掌握和应用情况以及学习态度、精神状态等,并根据反馈信息适时调整教学过程,从而缩小教学效果与教学目标的偏差。在传授知识和能力的同时,教员的授课能力也可通过自身的总结交流、教学督导组的评价以及学员的意见建议等三个反馈渠道得到及时反映,以促进教学水平的提高。 二、反馈控制教学中需要注意的问题 在教学控制系统中,教学是一种有目的、有计划的实施控制活动的过程。要实现有效控制,首先必须建立较为准确的系统模型,然后根据课程、学员和教员的实际情况制定行之有效的控制方式。既要因“材”施教,也要因“才”施教,“材”指的是课程的教学目标和教学内容,“才”指的是学员和教员。实现因“材”施教和因“才”施教的关键在于构建有效的信息反馈通道。 1.教学控制系统模型的建立 系统模型越准确,控制效果越好。因此在系统建模时,必须深入分析教学反馈控制系统的各部分结构,了解“材”和“才”的实际情况,确定系统期望和反馈信息及其之间的关系。教学控制系统中需要明确的主要信息和组成部分包括: (1)系统期望,即教学目标。严格依照专业人才培养方案和课程标准制定课程的总体教学目标和各章节、每次授课的教学目标。 (2)被控对象,即学员。通过课前召开座谈会、课中答疑以及与学员代表交流沟通等方式全方位了解授课对象。 (3)控制方式,即教学实施方案。制定具体且具有针对性的课程教学改革方案、课程教学设计方案和课堂教学方案。而在课堂教学实施计划开展之前,教员应该进行精心的教学准备,具体工作包括深入理解教学内容、设计具有一定特色的多媒体课件和教案、熟练掌握几种教学方法、开发交互式课程学习网站和建设试题库等。 (4)评价方式,即根据学员的学习情况,把实际值与期望值进行比较,对教学工作做出客观评价。按照教学目标衡量实际成效,最理想的情况是在偏差较小时就有所察觉,并采取措施加以改善。但是,仅凭经验是远远不够的,必须制定客观公正、切实可行的评价方案对学员进行综合评定,才能客观地评价教学效果。 2.反馈控制方式的选择 在教学过程中,课堂授课是知识传递的一个关键环节,在此环节中必须采取有效的反馈方式,以获取足够的反馈信息。在“自动控制元件”课程教学过程中,教学组在课堂授课过程中采用了优质提问教学法(Quality Questioning, QUILT)。QUILT是一种“通过提问、理解促进学习和思考”的教学方法,包括精心准备问题、适时抛出问题、激发学员回答、对学员的回答进行加工以及对提问行为进行反思五个阶段。[2]通过QUILT,可以调动学员的学习积极性,使更多的学员参与思考,更重要的是能够迅速获取学员对知识的理解程度的反馈信息。同时,教学组采取其他方式获取更多反馈信息,主要包括每周答疑、课后作业、课程实验、课中考核、课外实践活动(“三性”实验、“三小”活动、数学建模、电子设计、机器人大赛)等,使学员在掌握理论知识的同时,提高动手能力和实际应用能力。 自动控制理论论文:自动控制理论初探 【摘 要】随着技术工具的进步如半导体微电子学、光学和光电子学、计算机和通信网络等信息采集、存储、传输、计算和处理技术的迅速发展也强力推动着自动控制理论研究向前发展。然而由于研究系统、对象越来越来复杂,这样就对自动控制理论以及其实际运用的研究就提出了更高的要求。本文首先对自动控制理论的发展作了一个简单的回顾,然后对Matlab软件作了一些简介、最后简单阐述了自动控制理论的研究现状以及其它在各不同领域的运用。 【关键词】自动控制理论;Matlab;模糊控制;鲁棒控制;最优化控制 随着控制系统复杂性的增加,不确定因素的增多,要求各控制理论分支有进一步的发展,弥补各理论分支的缺点与不足,以满足更高的控制性能指标。现有的控制理论在线性系统控制中大都能取得良好的控制效果,但对离散、非线性复杂系统领域的研究大都刚刚起步,或处于初级阶段,远未达到人们的期望。而实际工业生产过程的模型一般都很复杂,通常具有非线性、分布参数和时变等特性。因此将控制理论的研究领域推广到非线性复杂系统有重要的实际意义。另外与宏观复杂系统控制相对的量子控制(Quantum Control)也正在作为一个全新的学科领域蓬勃崛起,它的发展也依赖于完善的控制理论和优化控制策略。近年来随着微电子、半导体、计算机等技术的快速发展也强有力的推动了自动控制理论的发展。 一、现代控制理论的产生及其发展 控制理论作为一门科学,它的产生可追溯到18 世纪中叶的第一次技术革命,1765年瓦特发明了蒸汽机,应用离心式飞锤调速器原理控制蒸汽机,标志着人类以蒸汽为动力的机械化时代的开始,后来工程界用控制理论分别从时域和频域角度讨论调速系统的稳定性题,1872年劳斯(Routh E J)和1890年赫尔维茨(Hurwitz)先后找到了系统稳定性的代数据,1932年奈奎斯特(Nyquist H)发表了放大器稳定性的著名论文,给出了系统稳定性的奈奎斯特判据。美国著名的控制论创始人维纳(Wiener N)总结了前人的成果,认为客观世界存在3大要素:物质、能量、信息,虽然在物质构造和能量转换方面,动物和机器有显著的不同,但在信息传递、变换、处理方面有惊人的相似之处,1948 年发表了《控制论—或关于在动物和机器中控制和通讯的科学》,书中论述了控制理论的一般方法,推广了反馈的概念,确立了控制理论这门学科的产生。 1.经典控制理论。第一代称为“经典控制理论”时期,时间为20 世纪40~50 年代。它研究的主要对象多为线性定常系统,主要研究单输入单输出问题,研究方法主要采用以传递函数、频率特性、根轨迹为基础的频域分析法,它的控制思想首先旨在对机器进行“调节”,使之能够稳定运行,其次是采用“反馈的方式,使得一个动力学系统能够按照人们的要求精确地工作,最终实现对系统按指定目标进行控制。” 2.现代控制理论。第二代称为“现代控制理论”时期,时间为20 世纪60~70 年代。经典控制理论对线性定常系统可产生良好的控制效果,但是它对多输入多输出、时变、非线性系统的控制却力不从心。所以50 年代末60 年代初,学者卡尔曼等人将古典力学中的状态、状态空间概念加以发展与推广,将经典控制理论中的高阶常微分方程转化为一阶微分方程组,用以描述多变量控制系统,并深刻揭示了用状态空间描述的系统内部结构特性如可控性、可观性,从而奠定了现代控制理论的基础。 3.第三代控制理论。以上所提的经典控制理论和现代控制理论都是建立在数学模型之上的,所以统称为常规(传统)控制。它们为了控制必须建模,但许多实际系统的高维性及系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性给基于数学模型的传统控制理论以巨大的挑战。是否可以改变一下思路,不完全以控制对象为研究主体,而以控制器为研究对象;是否可以用人工智能的逻辑推理、启发式知识、专家系统解决难于建立数学模型的问题呢?智能控制的出现正源于这一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一词,1971 年傅京孙教授指出,为了解决控制问题,用严格的数学方法研究新的工具来对复杂的“环境2对象”模型进行建模和识别以实现最优控制,或者用人工智能的思想建立对不能精确定义的环境和任务的控制设计方法,这两者都值得试一试,而重要的是把两种途径密切结合起来协调的进行研究。沿着这一思想出发,现代控制理论将微分几何、微分代数、数学分析与逻辑推理、启发式知识建立和发展了智能控制理论相结合从而形成第三代控制理论大系统理论和智能控制理论。 二、Matlab工程软件 1.Matlab起源。早在70年代中期,Matlab的开发者美国人Clever Moler及其同事在美国国家科学基金的资助下研究开发调用LinPack和EisPack的FORTRAN子程序。到70年代后期,Clever Mloer教授利用业余时间为学生编写能够方便调用LinPack和EisPack的程序。Clever Mloer给这个接口程序取名为Matlab,这是从Matrix(矩阵)、Laboratory(实验室)各取前三个字母组成的,意思是“矩阵实验室”。 2.Matlab的特点与功能。Matlab自从1984年由MathWork公司推向市场以来,经历十几年的发展和竞争,现在逐步风靡世界,可靠的数值和符号运算能力、简单易学的程序语言、强大的图形和可视化的功能以及为数众多的运用工具宝石Matlab区别与其他科技应用软件的显著特点。其相关的功能如下:(1)数值和符号计算功能。Matlab的数值计算功能包括:矩阵的创建和保存;数值矩阵代数、乘方运算和分解;数组运算;矩阵操作;多项式和有理分式运算;数据统计分析、差分和数组导数;用于求积分、优化和微分方程的数组解的功能函数等。(2)Matlab语言。除了指令行操作的直接交互使用方式外,Matlab作为高级应用软件有它自己的编程语言。Matlab的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的习惯形式十分相似,简单易学。完全不需要对矩阵的乘法和求逆进行烦琐的编程。因此用Matlab求解问题比C语言、FORTRAN语言要简便的多。与其它高级语言的关系仿佛高级语言与汇编语言的关系一样,尽管它的执行效率比其它的高级语言低但是其编程效率、程序的可读性,可移植性要远高于它们。(3)图形和可视化功能。图形和可视化功能是现代应用软件发展的主要方向,也是前后版本间的最大差异之一。利用可以轻而易举地绘制二维、三维曲线,三维曲面,并可进行图形和坐标的标识、坐标控制、图形的迭绘、视角和光照设计、色彩精细控制等等。另外还可以非常方便地完成动画的绘制工作。Matlab还提供了对图形对象(Graph object)和图形句柄(Graph Handle)进行操作的“底层(low level)”指令,使用户可以随心所欲地对图形进行各种操作,为用户在图形表现和可视化方面开拓了一个广阔的、没有丝毫束缚的空间。 自动控制理论论文:基于CDIO教育理念的自动控制理论精品课教学改革研究与实践 [摘要]CDIO,即构思(conceive)、设计(design)、实施(implement)、运作(operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。本文选用自动化专业的一门主干课“自动控制理论”为研究对象,运用CDIO教育理念对该课程的教与学进行探讨和实践,形成了以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,经过5年的教学实践,取得了很好的教学效果和教改成绩,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高,为创新人才成长搭建了宽广舞台。 [关键词]CDIO;工程教育;自动控制理论;教育理念 1 研究背景 CDIO工程教育培养模式是由教师简洁明了地介绍要学的相关概念后,将学生分成小组,每个小组5~6人。各个小组自己设计实验方案、确定操作流程、选择器材,分工合作完成实验。通过分析实验结果,学生提出其中存在的问题,然后教师开始剖析概念、讲解原理,并和学生一起探讨。该模式可以培养学生分析问题、解决问题的能力,同时能够增强学生的自学能力、沟通协调能力、团队合作能力以及大系统的运作能力并最大地发挥学生的积极性和创造I生。自动控制理论是指导人们在一定工程背景下实现对复杂系统设计与分析的方法论,理论性很强,而CDIO工程教育模式的精髓——CDIO代表的构思、设计、实现和运作正是自动控制理论思想的具体体现,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,旨在培养学生的工程能力,是一种新的高等工科教育模式。它包括个人的工程科学能力和技术知识能力、终生学习能力、团队交流能力和大系统协调等方面的能力。显然,CDIO的教学目标与应用型高校本科专业的培养目标是一致的,即培养理论与实践相结合、工程技术与市场需求相结合的高级专门人才。以人才培养为目标,以教学改革为指导,以教材创新为核心,以科学研究为基础,对自动控制理论课程进行改革,以适应国内快速发展的工控领域对自动化人才的要求。 2 教学理念的转变 2.1 教学模式改革 “培养什么样的人才、如何培养人才”始终是高等教育的基本问题,“教什么、怎么教,学什么、如何学”始终是教学过程中的一对基本矛盾。很多教师认为“教什么”最重要,至于“怎么教”、“怎么学”全在个人,不重视教学方法的研究,习惯于个人传统方式的延续。认为“怎么教”是教师的事情,“怎么学”是学生的事情,“教”与“学”分离,对教师主导、学生主体、师生互动交流认识不足;对教学大纲的把握、对教学目标的实现认识不足,认为教材、讲义、网上资料师生可以自由使用,殊不知,这是教师不负责任、偷工减料的表现;对课程的规律性与学习能力培养的重要性认识不足,有的教师过分强调讲课面面俱到,“填鸭式”教学方法反而贻误了学生创造思维的训练和培养。为此,提出如下理念。 1)学生的主体性与教师的主导性融合。教师视每次授课为一场表演,既是演员又是导演,学生是观众。这样教师就要在如何演的精彩、如何引人入胜上下功夫,教学过程中教师主导活动和学生主体活动不断融合实现动态转换,随着知识的潜移默化,学生的学习活动自主性逐渐扩大,教师的传教活动制约性逐渐缩小,最后转化为学生能够完全自主学习,真正成为学习的主人。 2)学习的开放性与教学的关键点融合。信息时代提供了众多的知识获取途径,课堂和教师已不再是获得知识的唯一渠道,应该充分利用网络、名师、资料、实验、学科、专业等优质资源环境与学术氛围,把学习的场所从课堂扩展到大型实验室、图书馆、讲坛等。自主研学、拓展训练、思维创造,为学生知识创造和能力建构拓展了更加宽松的环境,这是当前教学模式改革的核心。强化自主性、综合性、设计性实验,重视工程实践、课程设计、项目训练以及大学生生产实习;将学生个体的学习扩展到小组学习、团队学习等合作学习的形式;着力提高各种课外学习活动的覆盖面和参与面,通过研究小组、讨论班、报告会、俱乐部、沙龙、社团等各种载体,让每一个学生都有锻炼施展多方面能力和才华的舞台。教学的关键点是教给学生一种思考问题的思维方法,有些知识问题的具体细节,忘记了可以查书,但思考问题的方式,一旦领悟并加以应用后,具备的是解决更多新问题、领悟更多新知识的能力,这才是教与学的关键。充分利用互联网拓展学生网上学习、教师网上答疑、学生网上作业、教师网上批改的新途径。 3)教学评价的综合性与透明性融合。既然讲课就是表演,演员演得如何观众最有发言权,采取学生匿名网上评议制,对每位授课教师按照统一的评价指标给予教学质量评价,教师可以随时查阅学生评价做到有则改之无则加勉,这种方式有效提高了教师的教研水平。 4)学生成绩评定的多样性与灵滑性融合。采取平时考核(20%)+实验考核(10%)+学期考核(70%)作为学生的最终成绩,这样充分调动了学生学习的自主性与积极性,避免了一考定终生和逃课现象。 2.2 明确精品课程的内涵 精品课程是指具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,省级精品课《自动控制理论》是由自动化系负责开设的院级平台课,是一门理论性和实践性都很强的课程,理论比较枯燥,难以理解,其特点是概念多、抽象,理论分析和数学计算比重大,在课程讲授过程中,若不注重教学模式的改进,就会让学生感觉似乎在学一门“数学”课,跳不出抽象的理论框架,不知道如何把该课程的理论知识应用于工程实践中,那么,这门课程的讲授就是失败的。在课程教学改革实践中,引入CDIO模式,以小型控制课题为导向,引导学生自觉加深理论学习,依次完成控制系统建模、控制器设计、仿真实现,培养了学生的创新能力、动手能力及课题研究能力,激发了学生的学习兴趣。因此,教师要有目的、有计划、有步骤地结合教学的具体内容对学生进行思维方式的引导、指导和训练,使学生理解并掌握诸如典型化、线性化等处理方法和意义,体会到数学作为一种工具处理工程问题的重要性和趣味性,使学生变被动学为主动学,提高学习积极性,既巩固了知识体系,又树立起工程思想。 3 基于CDIO教育理念的教学改革 探索了CDIO理念下的以研究型学习,以实际的物理对象为背景进行控制系统建模、控制器设计、仿真实现的教学模式,并相应地对教学内容、教学手段、考试方式进行了配套改革。 3.1 教材建设 教材是教学理念的载体,是课程体系改革的核心。为了充分贯彻课程改革建设,发挥团队的特色,自2003年开始狠抓教材建设,相继出版了两部理论教材:《现代控制理论》(中国标准出版社2003)、《自动控制原理》(21世纪高等院校优秀教材,国防工业出版社2004);两部与之配套的书籍:《自动控制理论学习指导》(大连理工大学出版社2004),《自动控制理论实验及综合系统设计》(华中科技大学出版社2008);一部用于指导学生进行计算机辅助设计的《控制系统数字仿真及MAT-LAB语言》(电子工业出版社2009)。形成了理论教学、实验教学、学习指导、CAD实现的系列特色教材,为知识的有效传播奠定了基础。 3.2 良好的开端是成功的关键——绪论的重要性 在绪论中重点介绍自动控制理论的发展史,研究的对象、方法及主要内容,自动控制理论的特点和发展趋势以及在工业生产、航空、航天等领域所起的重要作用。为了增强学生学习该课程的兴趣,课程中利用多媒体技术制作了多个视频资料,包括阿波罗登月、我国的神舟七号载人航天飞行、美国NASA的月球车、国际机器人大赛以及人在大脑支配下的行为过程等,并简要介绍了这些系统中用到的自动控制理论知识、课程的重点及学习方法,学生由此对课程产生了浓厚的兴趣及强烈的求知欲望,促进了学生从“要我学”到“我要学”的转变。 3.3 强化实践教学,提升工程实践能力 围绕工程实践和创新精神培养这一目标,实践教学构建三层体系,突出综合性、设计性、研究性训练,加强课内实验、课程设计、毕业设计等实践环节的有序衔接。提出以学生为主的“活跃课堂、积极实践、学术探讨、项目研究、网络助学”的教学模式,进行了基于“学术探讨、项目研究”的教学改革。将教学分成三个阶段:课堂教学、课程设计、毕业设计。精心设计了一整套与之对应的三级项目体系:以随堂进行的项目为三级项目,促进学生对专业核心课程的学习;以专业课程设计为二级项目,培养学生构建并运用知识模块的能力;以毕业设计为一级项目,培养学生用专业知识开发设计复杂系统和产品的能力。为探索CDIO教学模式,将授课教师从科研项目中提炼出来的基于团队的三级项目与课程实验教学有机融合,让学生在课堂上学习理论知识,课外进行三级项目的研究,使学生自主建立起以确定项目方案、设计和仿真为主要内容的学习体系。三级项目的最后,要求学生以撰写项目报告和制作PPT的形式进行项目研究的汇报,改变了以往以课后习题来巩固学生所学理论知识,类似于“纸上谈兵”的学习方式。结合不同章节内容的特点,教学骨干自行开发了所有课程的多媒体助学课件,如针对根轨迹绘制制作了全动画多媒体课件,受到学生的普遍欢迎。这种教学模式为创新人才成长提供了自主性、研究性、多样性的宽广舞台,促进了学生创新实践能力和综合素质的全面提升。燕山大学学生先后在全国“飞思卡尔杯”智能车大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”创业计划大赛以及全国电子设计竞赛等许多重要赛事中均取得了十分优异的成绩。 3.4 加强网络教学平台与资源共享建设 为培养学生自学能力,自行研发了网络综合教学平台,提供了15个子系统供师生使用,形成了一个集教学、学习、实验、设计、考研辅导、信息交流于一体的自动控制原理在线教学的专业网站,实现了教育资源共享。以图文并茂的形式提供丰富动感的教学内容,利于突出重点、突破难点,优化课堂结构,创造良好的网络教学环境,提供教学讲义、教学视频、课后练习测试、同步训练、在线答疑、提交作业、考研专题等多个栏目,为学生提供了丰富的教学资源。 3.5 开展研究型学习 教学中引入的工程实例倒立摆装置是一个复杂的、不稳定的非线性系统,是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。通过对倒立摆的控制,检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时,其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途,如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。教学中,将倒立摆作为工程实例贯穿整个课程,在各阶段理论教学后,完成倒立摆的系统建模、分析及控制器设计等,提高学生的工程应用能力及学以致用的信心。 研究型学习分三个阶段:(1)引导学生充分利用图书馆和网络,搜集相关资料;(2)学生分成研究小组,在6周的时间内,跟随课程的学习进度依次完成被控对象的建模和性能分析,并完成控制器的设计,然后用Matlab/Simulink建立控制系统的仿真模型,对系统的控制性能进行仿真分析;(3)要求学生以组为单位撰写研究报告,并以小组的形式进行研究汇报,汇报中要求小组成员全员参加,教师和其他组学生同时对研究情况进行打分评价。通过汇报,不仅可以活跃研究氛围,加强各组学生之间的交流,开阔学生的视野,还可以检验每个学生在课题研究中的参与程度。 最后,可以在一、二、三级倒立摆实验平台上,实现学生自行设计的系统验证。在课堂上,教师们也把工程项目的部分内容作为教学案例介绍给学生,注重知识讲授与项目实践有机结合。在课下,教师们带领学生积极参与科研项目研发或专业竞赛活动,培养了一批专业基础扎实、动手能力强的优秀学生。利用好现有的实验室和实习基地,探索出了一条行之有效的工程教育模式,使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力方面有所提高。 4 结束语 教学实践表明,基于CDIO教育理念的教学模式可以大大提高学生的学习积极性、主动性,促进学生从“要我学”到“我要学”的转变,有利于培养学生的动手能力、综合应用能力和创新能力。学生反映非常喜欢这种教学模式,并提出了很多很好的建议,加强了学生和教师之间的沟通与交流,起到了教学相长的效果。 作为一种工程教育教学模式,CDIO具有先进的理念和很好的借鉴作用。将这种工程教育思想贯穿于自动化专业人才培养方案改革、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学建设等各个方面,构建理论与实践相结合,技术与市场相结合的应用型人才培养体系,为国家、地方培养合格的高级专门人才,是教育工作者的不懈追求。
工程硕士论文:基于AHP和模糊综合评价的工程硕士学位论文质量评估 [摘 要]工程硕士的培养质量最终体现在学位论文的水平上,学位论文是体现工程硕士综合素质、培养质量的重要标志。因此,对工程硕士学位论文质量科学地评估是至关重要的,是保证和提高工程硕士培养质量的重要环节。本文在对工程硕士学位论文质量评估相关研究的基础上,建立工程硕士学位论文质量评估的指标体系,并设计出基于层次分析法(ahp)与模糊综合评价的模型。最后,通过实例验证了该评估体系的有效性与实用性。 [关键词]层次分析法;模糊综合评价;工程硕士;学位论文质量;评估 1 引 言 我国工程硕士专业学位教育从1984年试点工程类型研究生开始,已经从9个培养单位、10个工程领域、年招生1千多人,发展到2010年的241个培养单位、40个工程领域、年招生8万多人、在校生21万余人。在这种趋势下,如何保证我国工程硕士的培养质量是至关重要的。学位论文是工程硕士培养的重要组成部分,是体现工程硕士综合素质和培养质量的重要标志。通过对工程硕士学位论文质量评估的研究,能够在一定程度上反映工程硕士培养质量的水平,这不仅有利于工程硕士培养质量的提高,而且也有利于工程硕士专业学位教育的长远发展。 对于工程硕士学位论文质量的评估,国内外学者进行了相关的探索研究,其中张士峰探讨了工程硕士培养过程中学位论文选题及论文指导中出现的问题,提出应建立一套完备的评价准则和责任体系来评价工程硕士论文合格与否。王庆金等构建了工程硕士教育质量评价指标体系,并对工程硕士教育质量进行了评价。黄秋萍对影响工程硕士论文质量的因数进行了分析,提出需明确工程硕士学位论文评审标准,完善评价体系。李庚建立了学位与研究生教育质量评估体系。肖立山研究指出端正态度,制定科学标准,精确评分,公正评比,以评促进,加强监督,确保长效是工程硕士研究生培养质量评估工作实践的经验,是工程硕士研究生培养质量评估工作必须注重的环节。令人遗憾的是,目前学者关于工程硕士学位论文质量评估方面的研究成果主要集中于理论探讨与指标体系建立两方面,而在对工程硕士学位论文质量评估的定量分析却为罕见。鉴于学者对工程硕士学位论文质量的评估大多是定性评价的方式,专家评阅标准各不一致,导致论文评估时的主观性很强,论文的质量优劣难辨,缺少一定的客观性和可靠性。同时,评审专家在评阅论文时存在一定的模糊性。下文选择层次分析法(ahp)与模糊综合评价对工程硕士学位论文质量进行评估。 层次分析法(analytic hierarchy process,ahp),是一种解决多目标复杂问题定性与定量相结合的决策分析方法,该方法能够有效地分析目标准则体系层次间的非序列关系,有效地综合测度决策者的判断和比较。模糊综合评价是一种基于模糊数学的综合评价方法,该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价,即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象作出一个总体的评价,具有结果清晰、系统性强的特点,能较好地解决模糊的、难以量化的问题,适合各种非确定性问题的解决。基于层次分析法和模糊综合评价的工程硕士学位论文质量评估,能够使评估更合理,更符合客观实际,从而提高工程硕士学位论文评判结果的准确性。本文在全国工程硕士学位教育指导委员会论文评审参考标准的基础上,通过运用层次分析法(ahp)确定工程硕士学位论文质量评估体系中各指标的权重,然后利用模糊综合评价对工程硕士学位论文质量评估体系的各指标进行定量化分析,最后通过实例分析解决工程硕士学位论文质量评估的问题。 2 基于ahp与模糊综合评价模型的构造 工程硕士学位论文质量评估模型的构建是基于ahp以及模糊综合评价理论。先运用层次分析法确定评估体系中各指标的权重,再通过模糊综合评价对该体系进行综合评价,最后根据最大隶属度原理得出最终结果,具体步骤如下: 步骤1:建立评价指标集 据全国工程硕士学位教育指导委员会论文评审参考标准,建立工程硕士学位论文质量评估体系。按照模糊综合评价理论,在工程硕士学位论文质量评估体系的基础上建立评价指标集: 步骤2:确定评估体系中各指标的权重 评估体系中各指标的权重可以通过ahp来确定。首先,构造判断矩阵。利用1~9比例标度,对在同一准则的元素进行两两比较评分,在xi与xj之间比较赋值,其中xij代表i指标对j指标的重要性。其次,计算各指标的权重。通过比较赋值,可以得到若干个两两比较的判断矩阵,专家将其转化成一个综合判断矩阵,通过特征向量法来计算判断矩阵的排序向量,从而可以得到各指标的权重。如果构建的判断矩阵为a如下,求得矩阵的最大特征根λmax,并对这个特征向量进行归一化。 最后,对判断矩阵进行一致性检验。由于各人偏好以及知识水平的差异,难以确保评价者对多因素评判的思想逻辑的一致性,因此为了保证层次单排序的可信性,需在得到λmax后,对判断矩阵进行一致性检验,即计算随机一致性比率: 其中ri为平均随机一致性指标。当cr 0.1时,层次单排序的结果才认为是满意的,否则需要调整判断矩阵元素的取值。 步骤3:确立一个评价等级集 根据实际情况及计算量大小,将指标评语分为若干个级别,建立评语等级: 步骤4:明确隶属关系并建立模糊矩阵 通过采用德尔斐法对各评估指标所隶属的评语等级进行考察,从第i个指标对第j个评语等级vj的隶属度rij,由此得出第i个因素u1的单因素评判集ri=(ri1,rr2,…,rin),那么m个单因素的评判集就构造出一个总的评价矩阵r: 3 实例分析 本文通过ahp和模糊综合评价对工程硕士学位论文(研究类论文)质量进行评估,具体步骤如下: 步骤1:建立评价指标集 在全国工程硕士学位教育指导委员会论文评审参考标准(研究类论文)的基础上,本文从以下八个方面建立工程硕士学位论文质量评估体系,如下图所示。评价指标集u用向量形式表示为: 步骤2:确定工程硕士学位论文质量评估体系中各指标的权重 本文中,作者邀请了多位工程硕士领域专家与教育专家给工程硕士学位论文质量评估体系中各指标的重要性进行两两比较评分。然后,利用加权算数平均综合向量法确定工程硕士学位论文质量评估体系中各指标的权重,如表1所示。 步骤3:确立一个评价等级集 依实际情况及计算量大小,本模型将待评价的工程硕士学位论文质量评价等级分为5个级别,建立评语等级: 步骤4:明确隶属关系并建立模糊矩阵 文中以某篇工程硕士学位论文为例,采用比值法确定单因素的隶属度,即每一级所占的数目与该指标所有评价项目总数之比为该评价指标的隶属度,详细的评价情况如表2所示。由下可得到指标的隶属度为: 因此,我们可以得出上述工程硕士学位论文质量属于(优,良,中,较差,差)的模糊隶属度为(0.1349,0.5044,0.3607,0,0),根据模糊综合评价求解的最大隶属原则,我们可以确定工程硕士论文质量评估的结论为良。 4 结 论 针对工程硕士学位论文质量评估的问题,本文提出ahp和模糊综合评价的论文质量评估模型,该模型具有一定的科学性和可操作性。通过对工程硕士学位论文质量评估体系中各指标的量化,能够在一定程度上杜绝评审专家在学位论文质量评估中的片面性。同时,本文充分考虑了评估系统的模糊性,运用模糊评价对论文质量进行评估,能够真实的反映工程硕士学位论文的质量水平,使工程硕士学位论文质量评估更加科学客观。该评估模型在实际运用中,可实现软件化,即用计算机编程对数据进行统一处理,从而达到简化操作,提高使用效率的目的,具有一定的可操作性。此外,该评估模型在其余类型的论文质量评估中也具有一定的参考价值。 工程硕士论文:土木工程硕士培养问题与对策 一、存在的问题与分析 1986年,Glanzer认为,专业硕士学位培养以专业教育为主导,以终结性教育为主,以实践为导向。长期以来,高校教育存在重理论、轻实践,重学术、轻应用的倾向。土木工程是实践性很强的应用型学科,在专业硕士研究生教育方面缺乏成熟的、科学的、规范化的培养模式,存在以下一些共性的问题: 1.社会认知缺乏。 专业硕士研究生培养起步晚、时间短、规模较小。学术型研究生教育一直在人们心目中占据重要位置,社会对专业硕士研究生教育普遍缺乏认识。一是专业硕士研究生入学难度、录取分数线相对偏低,优秀学生报考缺乏积极性。与学术型硕士研究生比较,学生和家长认为专业硕士研究生低人一等,学业含金量不足。二是社会对专业硕士研究生认可度不够明确。企事业用人单位一般认为,专业硕士研究生与学术型硕士研究生相比没有什么强项,学术型硕士研究生基础理论、专业知识比专业硕士研究生扎实,专业硕士研究生实践知识、动手能力并不一定强于学术型硕士研究生,给专业硕士研究生就业带来障碍。 2.课程独立缺乏。 实行专业硕士研究生培养制度以来,课程体系基本上沿用学术型硕士研究生的教材,没有形成分类、独立的专业硕士研究生培养课程体系,两者大同小异,教材内容陈旧,教材与工程实践脱节,偏重理论讲学与计算,专业课授课内容不够直观,适用于专业硕士研究生人才培养的教材少见,专业硕士研究生培养无优势、无特色、无创新,有碍专业人才培养质量的提高。 3.导师转型缺乏。 专业硕士研究生导师队伍基本上是学术型学位指导老师担任,局限在学校,缺乏在生产第一线工作的经历,没有实践工作经验,在专业知识方面能满足学生需求,但不能满足专业硕士研究生的职业性和技能型教育的需求,不利于培养适应新形势、新要求的复合型、应用型高端专业人才。 4.校企合作缺乏。 实践教学是专业硕士研究生培养的重要环节。当前,高校与合作企业联系不紧密,配合不默契。由于高校与企业联系不紧密,有的合作企业热情不高,学校缺乏高质量的实践依托平台,实践环节效果难以保证。 5.管理到位缺乏。 研究生管理包括校内和校外管理两部分。校内管理存在对研究生培养质量保障制度执行不到位,质量评价监控机制不完善等问题。校外管理也存在一些问题,如企业一般不设专职研究生管理人员。 二、改革思路及对策 我国研究生教育已进入改革发展和结构调整的新时期,研究生培养目标正处在从培养学术型到应用型的转型期。2010年,国家将“加快发展专业学位研究生教育”纳入了中长期人才发展规划纲要和教育发展规划纲要。为此,在现有条件下,高校应积极进行教育教学改革,大胆创新,构建符合专业硕士研究生教育规律和特点的培养模式。深化改革的思路和对策是: 1.正确引导,转变观念。 各级政府和教育行政部门要继续加强宣传教育,强调专业硕士研究生教育的特点和优势,促进人们思想观念的转变。社会和公众的认识度提高了,就会满腔热情地接纳专业硕士学位研究生。确定“宽口径、严要求、深基础、强能力、高素质”的培养目标,加大力度,改革创新,积极探索符合专业硕士研究生教育自身发展规律的培养机制,以优异的教育成果消除社会和公众对专业硕士研究生教育的质疑。 2.优化课程,分类培养。 创新型、应用型研究生人才培养具有很强的职业背景,课程设置及实践应紧扣职业需要。现有教材偏重于学术型硕士研究生适应的知识体系,注重实际不够,脱离实践,缺乏应用性。专业学位研究生教育除传授基础理论知识以外,更需要注重培养学生的实践和科研能力。因此,专业核心课程建设是关键,应与学术学位研究生课程有区别。 3.注重实践,建好基地。 高质量的工程实践是土木工程专业硕士研究生教育质量的重要保证,是培养过程中的重要环节。美国是世界上开展专业学位研究生教育最发达的国家。Julie等人认为专业学位硕士生的团队学习,只有在实践训练中才能真正取得成效。校内校外实验实践基地建设是一驾马车的两个轮子,缺一不可,而且必须配合默契。首先,加强校内实验室建设。在学校原有实验中心和检测中心的基础上,加大投入,增添仪器设备,全天候开放,最大限度地满足学生教学实验的需要、着力培养认知和动手能力。其次,努力建设好校外实践基地。经过考察了解,认真协商,在友好合作、互利双赢的条件下,学院与湖南省六建公司、三建公司、湘潭市建筑规划设计院等单位签订共建实践基地的协议,建立长期、稳定的合作关系,明确责任、权利和义务,共同制定专业硕士研究生培养方案和培养目标。每年定期输送专业硕士研究生进入基地实践学习,在校外导师的精心指导下,参与企业的工程实践和科研课题的研究,结合工程实践撰写毕业论文。学生毕业时,根据双向选择的原则安排毕业生到实践单位工作。用人单位对学生知根知底,乐于使用,学生也愿意到人熟地熟的单位就业。 4.导师转型,双向互动。 当前,高校教师基本上都是学术研究型的,指导专业硕士研究生缺乏实践工作经验。为此,高校应加强对学术型导师的培训,改变“学术至上”的教师考核方法,制定区别化的考核制度。要建立和完善专业学位研究生导师到企业兼职、挂职锻炼制度,积累工作经验,提高导师学术创新水平和专业实践应用能力。此外,进一步完善校外导师聘任制度。充分调动校外导师的积极性,落实校企共建机制,为培养国家一流专业人才做出积极贡献。 5.双证通融,提升能力。 同欧美发达国家一样,我国在土木建筑领域实施执业工程师资格制度。土木建筑企业(包括设计、监理、检测等单位)为了资质达标、升级,需要企业工程技术人员获得本领域各类执业资格证书,提升企业的竞争力。执业工程师资格制度对高校土木建筑类专业的办学产生了深刻影响,它与专业硕士研究生教育培养应用型人才尤其是提升学生的工程实践能力、创新能力是能够相互通融的。在教学改革中,以行业的准入性和资质性为核心,将注册执业工程师考试所具备的知识体系、分析与解决实际问题的能力等,有机地融入理论与教学过程中,进行注册执业工程师学识的基本训练,使学生牢固掌握深厚的基础理论知识和专业知识,在完成学业获得学历学位证书的同时,又得到获取执业工程师资格证所需能力的培养,为尽早具备本专业的“上岗证”———国家注册执业工程师执业资格打下良好基础。 三、结语 全日制专业硕士学位研究生教育是本科后以应用研究为主要特征的高层次专业教育。开展教育改革以来,我国专业硕士学位研究生教育已呈现蓬勃发展的积极态势,为经济社会发展培养了一批高质量、高层次的应用型人才。但仍存在社会认知、课程设置、导师队伍转型、实践基地建设、校企合作、管理制度等方面的缺陷。为实现人才培养战略目标的转型,本文试图从宣传教育入手,改变单一的学术型硕士研究生培养模式,优化课程设置,实行校内校外导师双向互动,加大实验、实践基地建设,实行“双证通融”培养等方面进行探讨,不断改善专业硕士学位研究生培养模式,提高培养质量,促进专业硕士学位研究生教育的健康发展,为国家培养大批的复合型、创新型、应用型高端人才。 作者:陈铖 刘望 刘忠 单位:湘潭大学土木工程与力学学院 工程硕士论文:环境工程硕士培养效率提升研究 摘要:全日制专业硕士培养是当前研究生培养效率提升的重点关注内容之一。以环境工程全日制专业硕士培养为例,采用培养效率提升为目标,分析环境工程专业硕士培养过程中规模效率及质量效率等存在问题,并积极思考改进的措施,提出理论与实践结合的培养效率提升新思路,强化专业硕士特色培养,实现学位论文质量与专业技能提升相互促进,为培养出高质量、高水平、符合市场需求的应用型人才提供参考。 关键词:全日制专业硕士;环境工程;研究与实践 专业硕士是相对于学术硕士而言的,当前专业硕士的培养对象主要是有一定的职业背景或者为非学术型岗位做准备的学生,定位为培养高层次应用型人才[1]。专业硕士教育最早出现在美国,我国的专业硕士培养自上个世纪八十年代逐渐兴起;教育部和国务院统一部署展开试点探索工作,九十年代开始正式开始和推广专业硕士培养教育。然而,此时的招生对象主要面向具有一定的相关从业经验的工程技术人员或者管理人员,培养模式也主要以非全日制的在职培养模式为主。随着经济的发展,高层次应用型人才成为社会急需的人才,增加研究生教育类型和模式,加快研究生培养步伐成为国家的教育战略目标,因此,教育部增加了全日制专业学位硕士研究生招生计划,并扩展到了多个领域。从此,我国专业学位硕士教育逐渐向全日制教育模式转变,招生对象也开始以应届本科毕业生为主,并逐年增加专业硕士和学术硕士的比例[2]。环境工程专业作为21世纪的朝阳专业,也成为新增设的全日制专业硕士学位之一,而且越来越得到考生和招生单位的重视。环境工程专业硕士旨在培养服务于环保产业的应用型高端人才,对发展我国环保产业、提高国内环保技术和提升国际环保市场竞争力具有重要的意义。但是随着招生单位和招生人数的增加,环境工程专业硕士的教育质量和毕业生质量引起了教育工作者和人才招聘单位的重视和广泛讨论[3-4]。本论文依托教育部“生物净化与转化”创新团队和浙江省“环境科学与工程”重中之重学科的建设,通过围绕当前专业学位研究生培养过程中存在的问题,探索出环境工程专业学位研究生培养效率提升的新方法。 一、培养效率概念的解析 (一)效率及培养效率 效率,“效”即效果,一般是指行为对目标的效果;“率”指速率,行为达成目标的速率。马克思曾采用单位工作时间的产量来衡量生产效率。效率在经济学上的含义,萨缪尔森给出的定义是“经济在不减少一种物品生产的情况下,就不能增加另一种物品的生产时,它的运行便是有效率的”。效率在管理学上含义,是输入与输出的关系,对于给定的输入,如果能获得更多的输出,则提高了效率。总之,经济学理论体系对效率的基本认识是一致的,即效率是投入与产出的数量关系,就是要使资源成本最小化效用最大化。根据经济学的生产理论,高等院校研究生培养的效率是指高校人才培养系统在既定成本下所能生产的最大产出量。它是保证现有技术水平下,生产者得到最大产出或投入最小成本的能力。而对于本论文中的人才培养效率就属于配置效率,即在现有社会资源和规定的培养时间内,全日制专业学位硕士研究生在专业知识、实践能力及综合素质等各个方面的成长及收益。 (二)培养规模效率 从教育经济学角度来看,对教育成本投资也是一种生产性投资行为,可以计算投入产出进行成本效益分析。自2009年面向应届本科毕业生招收全日制攻读硕士专业学位研究生以来,全国具有招收专业硕士研究生资格的培养单位日益增多,且招收名额也不断增加。2010年国家在2009年的基础上减少学术型硕士3.8万名,减少的名额用以增加全日制专业型硕士,最终达到专业型:学术型=7:3[5]。一般来说,全日制专业型硕士研究生培养的投入包括人力(专任教师、行政及后勤人员等)、财力(国家财政拨款、企业投资、社会资助、科研收入、学生自费等)、物力(实验设备、固定资产等)等方面;而全日制专业型硕士研究生的培养产出包括硕士毕业生数量、研究生学术水平、研究生教学成果、研究生综合素质提升等。所以合理且平衡的投入产出比是提高培养规模效率的关键[6]。 (三)培养质量效率 对于全日制专业硕士人才的培养,较高的培养规模效率并不代表具有较高的培养质量效率,因为培养规模效率更多的是数据上的表征,而全日制专业硕士人才的培养更多体现在培养质量效率上[7]。环境工程专业硕士培养单位的目的都是培养出掌握了坚实、系统的环境科学与工程理论基础和专业知识及现代化实验方法和技能,能从事应用型工程技术研究、开发和管理工作的高级工程应用型人才。如果培养单位输入到社会的环境工程专业硕士不具有这些能力和素质,达不到社会的要求,那么这样的培养是没有效率的。所以随着硕士研究生规模的扩大,怎样保证研究生质量与数量的共同增长,在提高培养规模效率的同时也提高培养质量效率成为一个难题。 二、培养效率存在的问题 (一)偏重于培养规模效率 由于我国高校尚未完全摆脱政府的依附地位,传统的计划体制依然存在,市场调节机制非常不完善,导致高校招生计划并不符合社会的人才需求,很多专业毕业生数量远大于社会的需求量。以环境工程专业为例,随着近年来国家环境质量的下降,国家对环境保护的呼声越来越高。在此背景下,各高校争相开设环境工程专业,并开始大规模招生。但是环保产业对人才的需求与市场等行情密切相关,导致对人才的需求跟不上招生的速度,一定程度上影响了环境工程专业学位研究生的就业率。所以一般说来师生比越大培养质量越高,哈佛大学的师生比约为1:2,耶鲁大学的师生比约为1:3,在我国关于培养效率的师生比国务院规定的是不小于1:10,而事实上中国很多培养单位的师生比都没有达到这个标准[8]。在这样的大背景下,很多培养单位向社会输出的专业硕士人才都并未达到既定的培养目标以及社会要求。所以过于地强调投入产出比,偏重于培养规模效率,严重地影响了培养效率。 (二)培养质量效率不明显 目前全国已经有170余所高校等单位开始招收环境工程专业硕士生。在所有招收环境工程专业硕士的高校等单位中,招生质量和教育质量参差不齐。然而,在传统的学术型硕士培养理念下,大部分的专业硕士培养单位虽然对专业硕士的一些培养方式做了一些改革,但是培养理念未能转变,结果表现为专业硕士与学术硕士的培养方案差别不大,并未能增强环境工程专业硕士在环境保护技术、技能和管理方面的实践能力[9]。另外,社会对环境工程专业硕士的误解和歧视,导致培养单位对专业硕士的招生和培养不够重视,也是造成环境工程专业硕士虽然生源逐年增加,但是培养观念跟不上的重要原因之一。对于专业型硕士的培养模式一般为校内导师与企业导师联合培养,这种模式重视理论与实践的结合,学生在完成校内理论课之后在企业导师的引导下进行实践应用工作。但是这种模式在专业导师缺乏、高校重视学术的氛围下流为形式。目前高校对专业硕士的培养模式依然是理论课、做实验、写论文。这种培养模式虽然有助于学生对基础理论的掌握和科学研究的探索,但是实践阶段的缺乏使得专业硕士的培养失去了其本质意义[10]。就环境工程而言,理论、实验和实践三个环节存在着巨大的差异。理论是在理想状态下得出的结论,实验是除去了很多干扰因素后对理论的验证,而实践的复杂性使得其与理论和实验存在着巨大的脱节。同时配套设施不完善使得实践环节难以执行也是无法提高培养质量效率的重要的原因。目前高校名义上虽然有不少实践基地,但是只是建立了名义上的合作关系或者实践基地,并未形成真正的专业硕士实习培养方案,结果表现为实践基地的建设的形式化,无法真正为专业学位研究生提供相关的实践机会。因此,培养单位招收计划的盲目性、对培养理念的误解、培养模式单一、配套设施不完善等原因使得全日制专业型硕士的培养质量效率在其培养规模效率提高的同时并未得到明显的提高。 三、培养效率提升的思考 (一)强化专业硕士特色培养 建立完善合理的市场调节机制,有助于加强教育活动与劳动力市场的联系,保障人才培养的质量、数量、规格和外部需求之间的一致性,从而提高教育系统的整体效率[11]。环境工程专业硕士的培养方向应当满足当代工业、企业以及社会对环境的要求,其掌握的环保技术、技能和管理理念应当满足环保产业的技术要求。传统的研究生培养只注重理论研究,往往对实践应用培养不足,因此,导师必须在这方面予以重视。研究生成果评定除了以学术论文作为评选的标准之外,可考虑工程应用经验、应用型研究成果等同时作为考核指标,特别是带有学校或者地方特色的培养,对学生的就业及成长具有较好的优势。以我校环境工程全日制专业硕士生培养为例,我校针对浙江地方经济特色和全日制专业硕士的培养目标,重点开展服务地方经济的废水高级氧化、废气生物净化、污染物资源化等方向的产学研系统培养,使硕士生掌握一定的工程设计、设备调试和工艺开发的能力,并鼓励全日制专业硕士积极参与校外设计院或者环保企业的实习,提高自身的实践能力。 (二)专业、课程规模培养效率提升 对于专业硕士而言,重要的是应用技术而不是科学研究,故课程设置的时候应与学术型硕士培养有所区别。例如环境工程专业硕士的课程设置中可重点开设“环境工程CAD技术”、“环境影响评价”和“施工管理”等具有较强实践应用性的专业课程。对于一些技术性很强的课程,授课老师还可带领同学深入环保设施施工现场、污水处理厂或者企业现场等现场教学,并请企业资深工作人员进行现场讲解,如有可能,在保证安全的条件下,让学生亲自动手操作,以此增加学生的现场观摩体验,加深印象,提高动手能力。将资源更多地投入到专业硕士的工程实践能力培养,这样既平衡了投入产出比,提升了专业、课程的规模培养效率,也会提高培养质量效率[12]。 (三)学位论文质量与专业技能提升相互促进 为了在提高专业硕士专业技能的同时提升学位论文水平,实现两者的相互促进,针对专业硕士的培养计划可以考虑学位论文与实践实习交叉完成。如首先,专业硕士在完成专业课程学习后,必须进实验室参与导师课题部分工作,了解各研究方向并与导师讨论确定学位论文需完成的内容,导师协助制定相应的完成计划,硕士生了解、掌握并展开初步研究;其次,在了解并熟悉学位论文需要完成内容以及实验环节基础上,去相关企业或事业单位实习与实践,熟悉实际技术应用工作开展所需的各项技能,并初步掌握时间、计划管理的相关知识,特别是培养规定时间内制定并完成相应任务的能力;再次,在实习实践一段时间后,回到学校继续完成学位论文。这样一方面可以在去企业实习实践时认真学习并培养相应专业技能,另一方面也可以将学习到的管理等知识用于后续学位论文完成,确保学位论文的质量与专业技能提升的相互促进。环境工程专业硕士研究生的学位论文可以是在一定的生产实践或者工程背景的基础上完成的具有应用性和创新性并解决了一定实践问题或技术问题的论文。如环保工程设计,也可以是环保设备等产品的开发,是技术在某领域的推广与应用总结报告,甚至还可以考虑是某个项目的规划或者管理。当然,论文应该由导师把关,并通过学校和企业组成的专家组的答辩。将环境工程专业硕士生的培养与企业或者事业单位合作,特别是学校与企业合作,对专业硕士的培养可以做到理论与实践、教育与经济的结合,使人才的培养满足市场的需求。学校与环保企业共同制定研究生的培养计划,邀请学校师生深入企业内部,共同参与环保产业相关的规划、设计、施工、运营和管理工作,学校聘请企业的资深工程师作为兼职教授,为学生传授环保产业中的一些实际应用知识。学校的研发应用到企业生产当中,企业生产中遇到的问题再反馈给学校,学校与企业共同商讨应对策略或者改进措施。专业硕士有在企业实习的经验,企业从学校定向招收学校毕业的毕业生,如此,产学研之间形成了完美的合作关系。这样既解决了学生就业的后顾之忧,又解决了企业对人才的需求,从根本上激发了学生学习的积极性,激发了企业的主动参与性[13]。环境工程专业硕士的培养对我国的环境保护产业的发展具有重要的意义。因此,做好环境工程专业硕士的培养工作是当今高校和相关的教育工作者不可推卸的责任。在培养过程中,我们可以采用培养效率提升为目标,分析规模效率及质量效率等存在问题,并积极思考改进的措施,强化专业硕士特色培养,实现学位论文质量与专业技能提升相互促进,培养出高质量、高水平、符合市场需求的应用型人才。 工程硕士论文:材料工程硕士科技论文写作能力培养 一、专业硕士科技论文写作存在的问题及原因 和普通学术型硕士相比,专业硕士的基础知识和科研能力显得较为薄弱,科技论文数量和质量都不是很理想,相当数量的科技论文只注重于现象、方法和概念的表述和总结,没有对结果进行深入的分析。而且,不少论文由于与实践相脱离,缺少实验数据和结果,针对性不强。造成这种现象的原因,主要有以下几个方面: 1.培养模式不利于专业硕士科技论文写作 专业硕士要求毕业后能够承担生产、研发、技术服务等的一线工作,与传统的纯学术上的研究生教育相比,高校在全日制专业硕士的培养上更着重于联合企业生产研发的实践环节的培养。因此,在专业硕士的培养上就要求增多实践实习类教学。以材料工程专业硕士为例,他们有一部分时间是在工厂或企业中度过,这种实践教学模式必然会减少专业硕士的科技论文写作时间和能力。 2.高校对专业硕士科技论文写作课程重视不够 目前高校虽开设了科技论文写作课程,但课程主要讲解科技论文的写作要求及内容,学生只能学到科技论文的写作格式,缺乏基础载体,对于给定的研究对象,用什么方法加以研究,还是无从知晓。而且,高校在专业硕士实践教学和科技论文写作教学方面结合得还不够,学生不能很好地将实践成果如实验数据等归纳整理到科技论文中去。 3.学生写作能力差,主动性不强 目前研究生尤其是理工科学生写作水平较低,面对科技论文感到压力很大,往往带着强烈的排斥情绪去完成写作,更提不上主动地开展科学问题研究。不少研究生对科技论文、研究报告甚至毕业设计都采取应付的态度,缺乏创新思维和能力。学生还存在实践过程中不知如何把理论知识应用于实践,不能很好地阅读和理解英文文献等问题。 4.缺乏提高学生科技论文写作能力的实践活动 进行科技论文的创作,需要大量的写作经验和素材。科技论文写作活动的开展,如开放高水平科研平台资源,开展交叉学科学术交流,定期开展课题组科研报告,邀请有经验的老师和同学做学术交流等活动,能够培养学生的写作积极性,能够锻炼学生快速有效地获取并分析科研资源和综合运用科研知识撰写科技论文的能力。但目前高校在这方面的培养主要停留在理论课程方面,缺乏提高学生科技论文写作能力的实践活动。 二、专业硕士科技论文写作能力培养的探索与实践 专业硕士的培养目标要求其知识构成既要专业又要全面。加强专业硕士的科技论文写作能力的培养有助于充实学生的专业知识,也有助于学生科技创新能力、逻辑思维、语言组织和总结归纳能力的提高。笔者从专业硕士的特点入手,针对这个新生的研究生群体探索和归纳了如下几点提高专业硕士科技论文写作能力的举措: 1.提高高校对专业硕士科技论文写作的重视 首先,我国现有的针对专业硕士的科技论文写作教学体系还不够完善,高校各级领导和老师应从制度上重视专业硕士的科技论文写作能力培养,采取灵活实用的教学方法,制定切实有效的措施,强化管理和监督机制来保证论文写作质量。其次,我国目前研究生教育实行导师制,导师在提高研究生论文写作水平中充当着重要的角色。为此,各高校需要加大师资力量的投入,打造优秀的研究生导师队伍,增强导师的工作积极性和使命感,聘请具有丰富写作经验的老师授课。最后,高校应重视专业硕士科技论文写作教学,编写具有针对性的教材,建设国际化的课程体系,设置合理的课程结构,注重写作课程的专业性和实用性。 2.优化科技论文写作课程教学 传统的科技论文写作教学主要在理论层面,对于专业硕士而言,可以通过结合写作理论课和写作实践课来达到优化写作教学的目的。在专业硕士的科技论文写作课程教学中,除了向学生讲解科技论文的写作格式、内容、要求和创作思路外,还应做到:(1)向学生介绍和演示常用的论文检索方法。例如对材料工程硕士而言,要使学生学会利用知网、维普网、万方数据库、ISIWebofScience、EIVillage、Springer、Elsevier和Google学术搜索等检索资源查询文献。(2)向学生介绍不同研究方向的中英文专业词汇和关键词,以利于学生检索和阅读文献。(3)教会学生使用Excel、Origin等数据处理软件,现场演示,增加学生学习的好奇感和积极性,让学生学会软件的实际操作。(4)举例说明写作过程,在学生心中确立参照,激发其写作的动力。(5)实时以作业强化学生对课程的理解,进行论文写作能力的实践,以撰写综述类论文的方式对学生的课程掌握程度进行考查。 3.建设科研平台、举办科研活动 科研平台和科研活动是提高研究生科技论文写作能力的有力手段。为此,各高校应注重科研平台的建设,如开设研究生科技创新项目,成立专项创新基金用于学生科技立项及科学研究,让学生提前进入实验室参与科学实验,以及通过校企结合和科研孵化搭建研究生科技创新平台等为学生提供良好的科技论文写作条件。学生在各种科研平台的有力推动下可以将其科研成果进行归纳和总结,并结合项目内容撰写科技论文。同时,高校应注重创造有利于学生科技发展的学术研讨氛围,利用科研活动对学生进行适当的引导,如开展丰富多彩的课外科技实践活动,强化研究生课外训练,定期邀请国内外专家进行学术专题讲座,鼓励学生参与各种各样的科研竞赛等,使学生掌握自己研究领域的最新科研动态,充实专业知识。此外,高校应完善研究生创新激励机制,可设立科研基金对研究生科技论文等科研成果给予奖励,转化研究生科技创新成果,提高学生对科技创新的重视。 4.联合实践教学与科技论文写作教学 科研实验和实习实训等实践教学的开展能够将学生在课堂中学到的理论知识运用到实际中去,而科技论文写作教学旨在指导学生有目的地进行实践活动,把课内教学、课外科学研究与实践紧密地结合起来。专业硕士的培养目标要求学生较快地承担起企业生产研发和技术服务等的实际一线工作,这就要求其培养模式中实践教学的比例要高于传统的研究生教学。针对专业硕士的这一特点,应强化学生实验实践教学环节,系统地构建联合专业硕士实践教学和科技论文写作教学来提高专业硕士科技创新能力的内容和实现方法。首先,需要学校重充分利用现有实践教学资源,结合国内外研究生创新能力培养的成功经验,及时解决实践教学中暴露的问题,利用产学研的有机结合来推动研究生实践教学的顺利开展。其次,需要强化学生对实践教学的理解,增强研究生的科技创新意识和参与科研活动的积极性,使学生能用科技论文的创作思维去进行科研实践活动,也能将实践中的收获运用到科技论文的创作中去,从而提高学生的写作能力。我校目前和重庆理工大学联合培养有十六名材料工程硕士,学校在专业硕士的培养上给予了高度重视,在培养模式上实行校内和企业双导师制,已与华益机械铸造有限责任公司、招商局铝业(重庆)有限公司、中船重工重庆红江机械有限责任公司、永红机械公司、成量集团有限公司、都江堰光明玻璃有限公司等大型企业签订了联合培养研究生的合作协议。课程体系上,学校为突出专业硕士特色,形成科学合理的课程群,开设有材料成型、粉末冶金、微纳米材料与器件和薄膜材料四个研究方向。学校还实施专项基金,设立“材料工程研究生创新基金”鼓励教师和学生参与科研。既利用现有实验室条件,组织学生开展科学实验,提高学生的实践能力,同时也提高了仪器设备的使用率。基于以上优势并通过研究生的写作课程教学和工程实践创新能力培养,我校专业硕士近两年在国内外知名期刊上发表了科技论文十余篇,学生的科技论文写作水平得到了显著提高。 三、结语 随着社会经济的快速发展,需要更多的具有创新能力的专业人才。在专业硕士的培养过程中,科技论文写作能力的培养对专业硕士的创新能力的提高非常重要。现阶段针对专业硕士的科技论文写作能力培养模式还不够完善,需要在这方面不断地探索与创新,改变传统观念,推进培养模式的教学改革,建立具有特色的课程体系。 作者:蒲勇 苏永要 肖巍 单位:重庆文理学院 工程硕士论文:安全工程硕士研究生教育改变方法 摘要:我国安全工程专业硕士研究生教育存在着诸多方面的问题:招生考试僵化,生源质量差;课程教育落后,教学效果较差,学生无法全面了解本专业的最新动态;缺乏创新性和自主性;只重视论文,缺乏实践,与社会脱节;开设安全工程的高校研究领域狭窄等问题。为了解决这些问题,我们需要做到综合性选拔人才,优化生源质量;理论与实践两手抓,提高综合素质;在发展本校特色的基础上不断向其他安全工程涉及方向发展等改变。通过这些方法,不断优化安全工程专业硕士研究生教育中存在的问题,从而使我国安全工程专业研究生教育更好的发展。 关键词:安全工程;硕士研究生;存在问题;改变方法 一、引言 安全工程是一门涉及面广,综合素质要求高的新兴学科,近几年来,我国对安全工作不断重视,社会对高素质的安全工程人才需求量越来越大,开设安全工程学科的高校也越来越多。虽然从上个世纪末开始实施高等教育大众化的战略以来,研究生教育得到了长足的发展,在校研究生的人数15年内增长了将近10倍,2010年已达到153.8万人次[1],从总体上来说,研究生规模的问题已经基本上得到了有效的解决。但在安全工程领域,尤其是安全工程硕士及博士生教育方面,由于发展时间较短,各高校研究领域狭窄,学生自主创新性不强等原因,导致了在研究生培养教育等方面仍有许多问题。严重影响着其满足社会和用人单位的就业要求,因此,分析我国安全工程专业硕士研究生教育存在的问题及其缘由,提出相应的解决方法,对安全工程专业硕士研究生教育的良好发展就显得尤为重要。 二、我国安全工程专业硕士研究生教育存在的问题 我国安全工程硕士研究生教育起步较晚,比国外安全工程高素质人才教育落后将近半个世纪。同时,我国安全工程专业硕士研究生教育的方法基本上都沿袭了研究生教育发展初期采用的模式,随着国际化交流的不断增多,学术竞争的不断加剧,我们开始逐渐认识到我国安全工程硕士研究生与世界一流大学培养的研究生之间的差距。无论是从学术研究的角度,还是市场需求的角度,我国安全工程研究生都无法满足日益增长的竞争需求,其中存在的主要问题集中在以下几个方面:1、入学标准单一化,安全工程研究生数量较多,生源质量较差。目前,我国研究生招生仍旧沿用国家统一招生考试入学的方法,然而这种一考定终身的模式存在很多弊端。首先,这种规定科目的考试方法使得许多学生仅仅注重考试需要的科目,对于其他与考试不相关但是重要的专业知识没有引起足够的重视,这就使得学生无法全面掌握本专业的知识。其次,这种单一的考试模式导致许多只善于考试的人通过考核,而这类人并不一定具有良好的科研素质和创新能力,反而使一部分科研能力强但有偏科现象存在的人没有办法进行研究生教育深造。同时,在部分院校中,尤其是安全工程师资力量较强的院校,往往会出现安全工程硕士研究生招生人数远远超过其他专业研究生招生人数的情况,这样就造成了招生生源良莠不齐。2、安全工程专业硕士研究生课程教育落后。研究生课程教育是研究生培养中重要的一环,安全工程更是一个涉及面广,对学生综合素质要求高的专业,其对学生的物理,化学,生物,数学及与安全理论相关的知识掌握都提出了较高都要求。然而在我国大部分开设安全工程专业的院校中,研究生的课程教育依旧存在着以下几点弊端。第一:课程选择中的随意性和局限性,许多课程的选择是由导师的主观想法和科研兴趣而决定,缺乏系统的课程体系。第二:教学手段方法落后,填鸭式的知识传授法仍然是现在课程教学中的主流方法,这种继承式教学方法难以引起学生的真正兴趣,无法使学生了解到本专业的前沿动态和最新研究进展,教学效果往往较差。第三:缺乏完善的教学效果评估体系,对于教学效果的考核只有单一的考试一种方法,难以真正的了解学生对课程的全面掌握情况。3、安全工程专业硕士研究生缺乏创新性和自主性。不同于本科生教育,研究生教育更加强调学生的自主学习,激发学生的主观能动性。对研究生而言,科学研究是其研究生阶段的主要任务,做好科研的一个前提条件就是要对自身所在学科的前沿热点问题,发展趋势有良好的认识,这就需要学生自己不断的阅读专业相关的最新论文,自主的去思考需要研究的问题和方向。然而就现在大多数院校而言,许多研究生所做的工作或项目仍然是导师规定好的题目,这就导致学生只注重于该课题相关的论文及知识,大大局限了学生的创新性和自主性。4、安全工程专业硕士研究生缺乏实践,与社会脱节。就研究生的培养目标而言,其偏重于理论知识,重点是科研能力的提升和学术论文的发表,方便日后继续进行学术研究方面的工作,但安全工程作为一个实用性和操作性较强的学科,理论知识并不能使学生能够完全胜任工作后的需要,学生依旧需要较强的工作经验和现场实践。从近年来研究生就业情况来看,大部分研究生的就业方向没有选择继续进行学术研究相关的工作,而是从事工程实践,企业管理等,这些岗位对理论知识的需求并不是很高,取而代之的是实践经验方面的要求。然而大多数研究生在读期间,主要精力都投入到论文的阅读与写作,进行实验等方面,很少有现场实践的机会,而学校片面的将数量作为单一的考核标准,也在一定程度上减少了研究生现场实践的机会。这就导致了研究生在校期间所获得的知识和技能对工作后的帮助较小,进入工作岗位之后无法胜任相关工作,出现了与社会脱节的现象[2]。5、安全工程硕士研究生教育院校研究领域较为狭窄。由于我国安全工程专业开设时间较晚,虽然近几年以来,开设该专业的院校数量快速增长,但是绝大多数院校都是在自身强势专业的基础上,以安全工程作为辅助或附属专业而衍生的,这就导致了安全工程专业院校研究领域较为狭窄,而进入该高校学习的硕士研究生研究方向自然而然的受到了一定程度上的局限。以西安科技大学为例,该校安全工程主要研究方向为煤矿安全,虽然在其他方面,如建筑消防,安全管理等也有所涉猎,但是无论在师资力量,学生人数,发展时间方面,都远不如煤矿安全方向。这样的情况会导致该校毕业生在煤矿企业较为受欢迎,但是在其他行业,其综合实力不足的缺点也就暴露了出来。 三、我国安全工程专业硕士研究生教育的改革方向 1、考试与申请相结合,采用综合素质评定招生办法。美国的研究生教育经过多年的发展,现在已经形成一个相对成熟立体的体系,我们可以借鉴他们先进的方法,如哈佛大学肯尼迪学院在招生方面的做法[3]。没有统一的入学招生考试,取而代之的是学生在网上自主提交申请材料,学校根据自身的需求和标准,通过审核申请材料来决定是否录取。而申请材料也包括多个方面,其中包括曾经发表过的论文或成果,推荐信,本科及本科之前取得的考试成绩,学历证书副本等多个方面。立足于我国国情,将考试与申请相结合,通过这种办法,学校可以充分了解学生各个方面的综合素质,从而有效的杜绝只善于应试,在一年之内突击考试科目取得优异成绩,但是科研能力较弱,综合素质不高的学生。同时,秉承宁缺毋滥的理念,严格控制招生人数,在报考学生中优中选优,有利于提高生源的质量。2、在课程设置和教学方面,通过核心课程加多种选修课程相结合的方法,在教学中更多的加入互动,提高学生对课程的理解程度和专业发展的把握程度。学生在学习专业必须的核心课程之外,学校鼓励学生自主选修多种多样的课程,并不必要限定在本专业之内。这样做有利于学生各方面综合知识的获取,了解其他行业的最新动态,并与自己专业的发展有机结合,从而更好的把握自身专业的动态发展。同时在教学过程中更多的加入互动的手段,如案例分析,课程设计等,使学生动起手来,真正的参与到课程的教学中去,从而有效的提高教学效果。3、以导师制为核心,同时加强学生自主选择。导师在研究生在读期间起到非常重要的作用,是研究生的指路人,其对安全工程方面知识的掌握和丰富的经验对研究生有着重要的指导作用,所以,要建立以导师制为核心的培养模式。但同时导师也不能对学生过分的束缚,让学生按照自己的安排成长,应该鼓励学生进行自我选择。对于研究生而言,科学研究和论文写作是其工作的中心,但完全按照导师安排的项目进行研究,会抑制学生的主观能动性。应该鼓励学生全方位的了解安全工程专业的相关动态,在条件允许的情况下,尊重学生的自我选择,充分的发挥学生自身的自主性和创造性。这样做不但有利于避免研究生自主性的丧失,形成思维僵化;同时还可以多方向的研究本专业相关领域,有利于推动安全工程专业科研的持续发展。4、加强现场实践的机会和次数,做到实践与论文并重。论文是考核研究生的一个重要手段,但不应该作为唯一手段出现。为了使研究生适应社会的需要,避免理论上的巨人,行动上的矮子这种现象的出现,就要不断的加强硕士研究生进行实践的机会和次数,做到理论知识和实践技能两手抓。对安全工程的硕士研究生而言,应增加其在安监局,安全评价公司,化工企业,煤矿单位,建筑单位等与安全息息相关的企业的实习机会和次数,不断的提高自身的实践经验和对现场问题的处理能力,培养过硬的综合素质,从而能够适应多方面的社会需求。5、开设安全工程专业的高校应在加强以自身特色为主的安全工程专业实力同时,不断的向其他方向拓展,将本校安全工程专业打造成能为各行各业输出合格的安全工程人才的专业。当今社会对复合型人才的需求越来越迫切,个人尚且如此,对于专业而言,更需要将自身发展为复合型的专业,从而能够输出更多合格的复合型人才。若培养出的安全工程硕士毕业生只能在某一特定的行业有较出色的发挥,而无法很好的满足其他行业的需要,那么该校安全工程的竞争力就会不断地下降。如一所院校若以煤矿安全为特色,在不断深化该特色专业的基础上,也要向建筑安全,消防,金属矿山,火灾预防等不同的方向不断发展,多方向齐头并进,才能立于不败之地。在安全工作重视程度越来越高,对安全工程高素质、复合型人才需求不断增长的今天,社会对安全工程专业硕士研究生的要求又提升了一个档次。因此,认清在其教育方面存在的不足,不断的改进教育方法,提升研究生的综合素质,这不仅仅是安全工程专业研究生为了适应社会需求而做出的变革,同时也是中国建设一流的安全工程专业,建设一流大学,提升自身素质的必要改变。 作者:王彩萍 魏子淇 单位:西安科技大学安全科学与工程学院 工程硕士论文:安全工程领域工程硕士人才培养的探索 摘要:南华大学自2008年承担了中国核工业集团公司安全工程领域工程硕士学位研究生的培养任务。为了提高人才培养质量,近年来结合学校的学科特色和办学优势,以企业需求为导向,从核特色安全工程领域工程硕士人才培养平台建设、工程硕士培养方案制定、培养模式确定、教学方式改革以及培养过程质量控制等五个方面进行了深入的探索与实践。实践证明,南华大学的核特色安全工程领域工程硕士的人才培养模式和相关措施是可行和成功的。 关键词:工程硕士;安全工程;核特色;培养模式;质量控制 0引言 工程硕士培养是我国面向企业生产第一线培养高层次工程技术与管理人才的重大举措。它通过提高我国工矿企业和工程部门在职工程技术和管理人员的素质,增强企业实力和参与国际市场竞争的能力。我国在1997年经国务院学位委员会正式批准设立工程硕士专业学位,长期实践证明,这种“进校不离岗”的工程硕士培养方式,避免了传统的工程类研究生培养模式固有的局限性,促进了企业与高校的联系,加快了我国高校从封闭式办学向开放式办学转变步伐,深受委培单位领导和广大科技、管理工作者的欢迎[1-3]。南华大学于2006年首批获得安全工程领域工程硕士学位点,2007年开始招生,至今已经达8年之久。特别是2008年南华大学与中国核工业集团公司达成为其下属的核厂矿企业培养一批安全工程领域工程硕士的协议以来,已于2008年、2010年、2012年和2014年共招收学员138人,安全工程专业的工程硕士研究生招生规模得到了实质性的壮大、人才培养特色得到彰显。近年来,南华大学安全科学与工程学科围绕如何结合学校的学科特色和优势,培养高素质的核特色安全工程领域工程硕士人才进行了努力探索和实践。 1发挥学科优势,建设核特色安全工程领域工程硕士人才培养平台 南华大学是具有鲜明核特色的学校,办学历史悠久,特别在核科学与技术、核燃料与核资源、医疗卫生、安全与环境保护等领域已形成较齐全的学科(专业)和研究方向。安全工程领域工程硕士点依托于南华大学安全科学与工程一级学科博士学位点,近年来,为了培养高质量核特色安全工程领域工程硕士人才,安全科学与工程学科通过与中国核工业集团公司和中国核工业建设集团等央企下属的企业、研究院所的深入交流和合作,打造了以邹树梁教授、丁德馨教授等博士生导师为方向带头人的导师队伍,建设了多个研究生科研与实践教学平台,包括湖南省2011协同创新中心“核燃料循环技术与装备”、湖南省研究生培养创新基地“铀尾矿库退役治理技术中心”、湖南省重点实验室“核设施应急安全技术与装备实验室”、两个湖南省高校产学研合作示范基地“生产运作与安全管理”和“核测控与核安全防护中心”、两个南华大学研究生培养创新基地“铀矿通风与安全环保技术中心”和“AP1000建造安全技术中心”等。这些校企平台的建设,不仅为工程硕士培养提供了良好的从事科学研究和实践教学场所,而且也为学校与中国核工业集团公司下属的企业、研究院所的产学研合作提供了良好的互动平台。 2以企业需求为导向,校企双方共同制定科学合理的工程 硕士培养方案学科探索培养方案是培养目标达成的基本教学要求,是培养质量得以保证的依据[4-6]。由于中国核工业集团公司下属的不同企业、科研院所有各自独特的安全生产任务及安全发展战略,从事安全技术和管理工作的职工有不同的专业背景、不同的人才培养规划及知识结构的要求。因此,南华大学在制定安全工程领域工程硕士研究生的培养方案时,以企业需求为导向,采取多种方式同集团公司安全环保部以及下属的企业、研究院所进行交流,共同制定和修订工程硕士的培养方案。如:2010年和2012年,中核集团安全环保质量部原主任孙先荣和副主任费洪澄先后到我校调研究工程硕士培训班的工作,并就培养方案的修订提出了指导建议。同时,在2011年至2014年期间,安全科学与工程学科骨干教师赴三门核电有限公司、中核韶关锦原铀业有限公司、核工业北京化工冶金研究院等科研院所和中核北方核燃料元件有限公司等企业实地考察,同以上单位的安全管理部门领导和一线员工就企业的生产特点和安全要求进行了深入的交流,讨论了安全工程领域工程硕士的培养方案和培养模式。经过多次校企协商和长期的实践,工程硕士的培养方案得到了学员企业的认可。2014年11月,安全环保部主任张金涛在与第四期学员见面会时也对南华大学安全工程领域工程硕士的人才培养方案进行了肯定。(1)围绕总的人才培养目标,设置多个研究方向和课程模块方便学员选择。南华大学安全工程领域工程硕士的培养目标为:培养具有坚实的基础理论和宽广的专业知识,掌握解决安全工程领域实际问题的先进技术与方法,具有工程应用研究、安全工程设计与实施、技术攻关与技术改造、新技术推广与应用、工程规划与管理等方面的复合型高层次安全工程技术和安全管理人才。围绕这一总目标,设置了核安全、矿山安全、建筑安全、安全应急管理、安全监测与监控和信息安全等六个研究方向,并设置相应的课程组。为了确保每个研究方向的学员能达成培养目标,整个课程体系不仅包括国家工程硕士学位规定的公共学位课和专业学位课,同时也设置了可供不同研究方向学员自由选择的非学位选修课,以及为非安全工程专业本科毕业学员学习和了解安全工程专业基础理论知识的本科专业补修课。课程教学内容基本是以面向工程实际应用为主,不仅有引导学员了解安全科学国际发展前沿的“安全工程前沿进展”课程,也有让学员系统掌握安全管理和系统安全分析先进方法的“现代安全管理学”和“安全系统工程理论与实践”等必修课程;还有为了提高学生的工程能力,开设的“铀矿通风与辐射安全”、“安全监测与预警技术”、“职业卫生工程学”以及“核安全评价与应急救援”等非学位选修课程。目前,工程硕士的课程体系满足了安全工程专业多学科综合、宽口径培养的人才要求。(2)采用课程学习、专业实践和学位论文相结合的培养方式。依据国家工程硕士培养的要求,采用课程学习、专业实践和学位论文相结合的人才培养方式,由学校负责学生的学位课程学习,课程实行学分制,学员应修满学分不低于32学分,其中学位课程不低于18学分;专业实践为学员必修环节,由学员在企业完成,校外导师负责指导;学位论文是培养学员综合运用所学基础理论、专业知识和专业实践经验去解决安全领域工程实际问题的重要环节,也是学员取得工程硕士学位论文的重要条件。学位论文工作主要由学员在企业完成。 3依据企业生产需求和学校教学规律,采用灵活的学习方式以适应“进校不离岗”的培养模式 (1)实行弹性学制。由于中国核工业集团公司工程硕士班学员都是企业的工程技术或工程管理骨干,岗位工作任务较重,目前采用集中6个月左右的时间集中学习学位课程,其他时间在企业一边工作,一边完成工程硕士的相关培养环节,如开题报告、发表学位必须的期刊论文以及学位论文等。由于工作与学习矛盾突出,一些学员会因为工作任务繁忙或其它原因不能按时学习和完成学位论文,所以工程硕士研究生实行弹性学制。目前,工程硕士的学制3年,学习期限2-5年,即最短可2年授予工程硕士学位,对于不能按时完成培养环节的学员,授予学位的时间可延长至5年。(2)研究生培养实行导师负责制。学员取得入学资格后,学位点将为每个学员指定一名硕士生导师负责学员的培养工作。根据学员选择的研究方向,由导师负责组织相关专业背景的专家成立指导小组(3~5人),共同制定培养计划。培养计划的执行采取导师负责和指导小组集体培养相结合的方式。(3)学位论文指导实行双导师制。根据实际需求,学位论文的指导采取双导师制,即学校导师和企业导师联合指导。目前,学校已建立了健全的校内外双导师制,聘请学员所在单位业务水平高、责任心强的具有高级技术职称的人员作为副导师联合指导。校外导师参与实践过程、项目研究、学位论文等多个环节的指导工作。 4开展学术交流和专家专题讲座的教学方式,培养学员的安全科学思维新方式和创新意识 考虑到学员均有较好的工程实践基础、相关的专业知识以及良好的自学能力,工程硕士班在教学方法上更注重思维新方式和创新意识的培养,采用了课堂讲授与学术交流、专家专题讲座相结合的教学方式。学员离岗在校学习期间,学院积极组织各种形式的学术交流和专家讲座活动,通过这些活动帮组学员开拓学习思路,帮助学员了解核行业和安全工程专业的发展新动态,引导学员学习。如组织学员按地矿、核电和科研院所等企业类别召开班内交流活动,组织学员与相关专业教师和科研人员开展班外交流活动,共同探讨企业安全生产新技术和管理的先进经验。同时,学院也邀请校内外相关安全专家为学员们进行学术讲座或报告,培养学员的安全科学思维新方式和创新意识,如邀请“核设施安全管理与可靠性技术分析”国防创新团队带头人邹树梁教授作了“核能发展现状与核安全”专题讲座、“铀矿冶生物技术”国防创新团队带头人丁德馨教授作了“铀矿开采中的辐射安全”专题讲座、湖南工学院管理学专家廖可兵教授作了“现代安全管理”专题讲座、中国工程院欧阳晓平院士作了“如何在科学研究中实现创新”的学术报告、中国核动力研究院设计所副所长余红星教授作了“压水堆严重事故研究及存在的几个问题”的学术报告、以及中国辐射防护研究院的姚仁太研究员和范丹副研究员做了“大气扩散物理模拟技术与进展”的学术报告。通过这些活动,不仅增强和学员之间、学员与教师之间的了解,而且也帮助了学员了解核行业和安全工程专业的发展新动态,培养了学员的安全科学思维新方式和创新意识。 5加强和规范培养过程管理,严把培养过程的质量关 根据学校和中国核工业集团公司的协议要求,南华大学需要对学员完成两个不同类型的教育:入学前的GCT考试培训和入学后的学位教育。为了确保考试通过率和培养质量,加强和规范了工程硕士研究生培养的过程管理和目标管理。(1)强化工程硕士入学考试培训管理,确保录取率。中核集团安全工程领域工程硕士班学员均由企业推荐,学员的知识、年龄和应试能力差异较大。为了提高学员的GCT-ME成绩,根据中核集团公司与南华大学签订协议的要求,在GCT考前,中核集团公司将下属企业推荐的学员组织起来,集中来南华大学进行为期3个月左右的GCT考试考前辅导。为了能使学生们取得好的成绩,南华大学组织有经验的GCT培训教师上课,同时选派两名青年教师作为班主任,分别解决学生们生活和学习上的困难。通过系统全面地复习,提高和恢复了考学员的基础理论知识,他们能信心十足地迎接考试,不仅提高了联考成绩,而且也为以后的学位课程学习打下良好的基础。自2008年招收中国核工业集团公司安全工程领域工程硕士班,第一期、第二期、第三期和第三期共有138名学员经过考前GCT入学培训后参加了考试,共录取了132人,录取率为95.7%。(2)规范培养过程的管理机制,确保工程硕士的培养质量。针对“进校不离岗”的工程硕士学习方式,南华大学制定了《南华大学安全工程领域工程硕士学位研究生培养方案》,对培养过程涉及的文献阅读、论文选题、开题报告评价、学术交流、实践环节、中期考核和学位论文与学位授予等环节质量进行了详细的规定。为了确保各环节的培养质量,学院采取了相应的措施:一是学院成立研究生工作领导小组,主管院长任组长,全面负责工程硕士培养管理工作,副组长由主管学生工作的书记担任,成员由安全工程系系主任、学院研究生管理秘书和硕士生导师代表组成,加强了学院对工程硕士培养工作的领导。二是加大人员投入,每期硕士班不仅有学院研究生管理秘书专职负责工程硕士研究生培养的管理工作,而且还配备两名班主任,分别由安全工程系系主任和学院学生科科长担任,前者负责学员的学习指导,后者负责学员的在校思想动态和生活。三是利用现代信息技术搭建班级交流信息群,使相关管理人员、任课教师和全体学员保持联络和沟通,保证培养计划和进展协调一致,使人才培养与企业的生产相得益彰。四是加强各过程质量的考核,严把学位论文答辩关。根据学校的研究生培养计划要求,学位点成立研究生导师为主体的考核小组开展开题报告评价和中期考核,要求学院完成培养方案中规定的所有环节,成绩合格,且在相关学术刊物上公开1篇(工作单位有保密要求的除外)或完成安全工程设计、科研课题或评价报告1份(经安全主管部门评审认定)方可申请参加学位论文送审;所有学位论文通过外单位双盲送审后方可参加答辩。目前,中国核工业集团公司四期工程硕士班的138名学员都完成了学位课程的学习,全部满足学位课程32学分的要求。一大批学员结合企业实际生产问题,将自己读硕期间获得的新知识和技能应用于工程实际,完成了学位论文并取得了工程硕士学位。经过学校的学习和企业的培养,学员中涌现了一大批优秀学员代表,如中核北方铀业有限公司的丁福龙总工程师、中核四0四有限公司的孙斌处长以及中核北方核燃料元件有限公司的郑有恒处长等等。 6结语 南华大学作为中国核工业集团公司与湖南省共建的核特色鲜明的地方高校,成功的为中核集团公司开办了四期安全工程领域工程硕士班,累计培养学生138名,已毕业的学员中绝大多数已成为企业的技术工作或管理工作的骨干,有的已走上了领导工作的岗位,在企业安全生产中发挥着重要的作用。实践证明,南华大学的核特色安全工程领域工程硕士的人才培养模式和相关措施是可行和成功的。今后,学校将围绕我国核企业安全工程专业人才需求的新形势和新要求,瞄准国家核能产业安全发展规划和国际化经营战略,在继续加强与中国核工业集团公司人才培养合作的基础上,积极寻求与中国核工业建设集团公司的人才培养合作领域,为我国核能产业的安全高效发展培养一大批具有国际视野、复合型、应用型的安全工程技术人才。 作者:叶勇军 李向阳 刘迎云 将复量 郑平卫 单位:南华大学环境保护与安全工程学院 工程硕士论文:学科交叉全日制化学工程硕士人才培养 摘要:基于化工产业与其他产业的交叉融合发展的需求,通过研究与实践,重庆理工大学进行了以“学科交叉”全日制化学工程领域工程硕士应用型高层次人才培养模式的探索与实践,从人才培养目标的定位,人才培养现状,全日制化学工程领域课程体系构建等方面开展探索与实践,为西南地区全日制化学工程领域工程硕士的培养提供了新思路。 关键词:全日制工程硕士;化学工程领域;学科交叉;人才培养模式 化学工程领域含基本无机与有机化工、石油化工与煤化工、精细化工、生物化工、材料化工、冶金化工、环境化工等工业行业。化工产业既是国民经济建设与社会发展的重要支柱,又与信息、生物、材料、机械、计算机、资源、能源、海洋、航天、国防等高新技术领域相互渗透。同时,社会经济的快速发展对化工产业的产品需求也提出了新的挑战,迫使传统化工产业积极开展产品研发和工程技术创新。产业的交叉发展促进了产业结构的调整与升级,与此同时,也促进了高层次应用型工程硕士人才培养模式的改革与探索。因此,以化工为基础的技术革命和技术创新大力发展中高端终端产品迫在眉睫。通过专业学位研究生的培养,以“多学科交叉工程领域”应用型高层次人才培养为目标,搭建高校、企业的桥梁,是实现理论促进生产力发展的重要途径。 1“多学科交叉”化学工程领域人才培养目标的定位 化学工程领域工程硕士研究生的培养,本着“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念,以西南地区以及国家化工支柱产业发展和社会需求为导向,以实际工程为背景,以工程技术为主线,依托交叉发展的行业需求,培养具有良好的工程职业道德和法规意识,丰富的人文科学素养,强烈的社会责任感,较强的组织管理能力和良好的合作意识,较强的工程技术创新意识和独立从事创新研发的能力,并能将“交叉学科”工程领域的基础理论有效应用于化工生产中的产品开发、工程设计、过程装备设计研发以及工艺技术改造的高层次应用型工程技术和工程管理的人才。 2重庆理工大学全日制化学工程领域工程硕士人才培养现状 经过多年的建设发展,我校化学工程学科在资源环境化工、精细化工、工业催化、化工装备与控制等领域已经形成了明显的优势和特色。在资源与环境化工领域,针对重庆及西南地区特色资源和社会经济发展重大需求,建有“重庆市化工废水与污染控制工程技术研究中心”,与企业联合建有“重庆市光气衍生物企业工程技术研究中心”。重点开展天然气资源精细化利用、化工产业废水污染控制与资源化、重金属污染土壤修复和固废处理等领域的研究。在精细化工与工业催化领域,重点开展催化材料、纳米材料、能源材料等化工新材料方面的研究,与企业联合建有“重庆市化工本质安全协同创新中心”。研究成果主要应用于电子工业、能源化工、天然气化工、石油化工、煤化工、氯碱化工等领域。在化工过程装备与控制领域,依托我校化学化工学院的“过程装备与控制工程”专业和学校“机械工程”一级学科硕士点建设发展。在新型环保设备、新型分离过程设备、化工设备腐蚀与控制技术研发方面形成了自己的特色和优势,与企业联合建有“重庆市防腐涂料工程技术研究中心”。在上述学科领域里,由于长期与重庆化工产业界合作,已经形成了基础研究与工程实际紧密结合的特色发展之路。因此,化学工程领域工程硕士培养已经实现了多学科交叉的人才培养格局,并开展了多学科交叉全日制工程硕士培养模式的改革与探索。通过化学工程与材料工程、机械工程、环境工程、车辆工程、生物工程、控制工程等工程领域的交叉融合,立足于企业的发展和需求,建立了较为完善的实践教学体系和多家校外实践教学基地,形成了多学科交叉的大综合工程性应用型高层次人才培养模式。 3“多学科交叉”全日制化学工程领域课程体系构建 化学工程领域专业学位硕士研究生的培养总体上分为校内与校企联合的两阶段培养模式。校内培养阶段主要完成课程学习,校企联合培养阶段采取实践、学习研究、论文相结合的培养模式。课程体系按照由基础向专业方向发展的分模块化设置,主要包括基础模块、基本技能模板与工程交叉融合模板、以及与地区化工产业特点相结合的工程实践模块,如图1所示。在公共基础模块,除了设置公共的工程英语,政治和工程数学外,还增设了工程经管课程,培养工程管理人才。在学位基础课程中,针对化工企业在反应和分离等基础知识方面,开设了高等反应工程和分离工程,并开设了化工过程设计,以期培养学生的工程设计能力。增设了知识产权和文献检索等课程,培养学生在科研成果方面的查询和写作能力。在工程交叉融合模板,立足于化工产业与机械工程、材料工程、车辆工程、控制工程、生物工程等方面的融合,每个模块都开设了3门课组课,比如化工与机械的结合,开设了过程原理与装备、压力容器的分析设计、高等化工流体力学等课组课。教学内容上突出化工理论与技术的先进性和实用性,通过精选教学内容,充分利用多媒体等现代化教学手段,采取理论结合实际的案例式教学、以问题为导向的启发式教学、课堂研讨式教学和课程结合课内实验等教学模式。根据工程硕士人才培养的要求,改革课程教学评价与考核方式,采取笔试、案例分析、小论文等灵活多样的考核方式,突出学生的问题分析与知识应用能力。实践教学与学位论文主要在实践基地完成,可采用集中实践与分段实践相结合的方式。通过在具体的生产岗位轮岗和企业主要管理岗位见习学习相结合的方式进行。企业学习培养采取以企业高级技术人员(管理人员)为主、学校指导教师为辅的校企联合指导的方式,学生在“双导师”指导下,通过在企业参加实践活动获得在实践中巩固和深化理论知识、培养学生发现并解决工程实践问题的能力,在企业完成论文选题和论文研究工作。论文选题应直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景和应用价值,论文选题应有一定的技术难度,并有一定的理论基础,具有创新性、先进性、实用性。 4总结 随着科技的发展,高附加值的中高端化工产品的发展成为了发展方向,这需要机械,材料,控制工程等为支撑。同样,科技的发展也引领了产业的深度交叉融合,因此,在高层次的应用型工程硕士培养过程中,需要重新定位多学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士的人才培养目标,充分发挥行业和专业组织在培养标准制定、教学改革等方面的指导作用,建立学校与行业企业相结合的专业化教师团队和联合培养基地,强化专业学位研究生的实践能力和创业能力培养,推动学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士人才培养改革与实践。 作者:许俊强 郭芳 陈志 王耀琼 王敏 李军 全学军 单位:重庆理工大学化学化工学院 工程硕士论文:化学工程全日制工程硕士培养研究 摘要:针对全日制工程硕士培养中存在的主要问题,通过研究和实践,建立了基于化学工程视角的“2121”全日制工程硕士培养模式,即,建设校内和校外“两支”师资队伍、构建“一个”突出实践性与应用性特点的培养方案、打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台、建立“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制。 关键词:化学工程;全日制;工程硕士;培养模式 起步于1991年的专业学位研究生教育作为我国研究生教育的重要组成部分,发展至今为我国的经济建设与社会发展输送了大量人才。为了更好地满足国家经济社会发展对高层次应用型人才的迫切需要,优化研究生教育类型结构,完善其培养体系,推动硕士研究生教育从培养学术型人才为主向培养应用型人才转变,2009年全日制工程硕士开始招生。正是由于全日制工程硕士与在职工程硕士在培养方式、招生等方面有所区别、存在差异,因此,过去对在职工程硕士的培养经验不能完全照搬到全日制工程硕士的培养上来,这就要求对全日制工程硕士的培养模式进行创新。但如何创新以及如何真正在具体的培养实践中体现出“创新”,是值得思考与研究的问题。 1全日制工程硕士培养中存在的问题 全日制工程硕士专业学位是全日制专业学位的一种,旨在培养应用型、复合型、高层次工程技术人才和工程管理人才。国内工程硕士研究生教育发展至今,其教育体系和培养模式已较为完善,研究也比较深入。其中,对工程硕士培养模式的研究主要集中在培养目标、课程设置、导师制、论文标准、实践方式等方面。因此,尽管国内外对工程硕士研究生教育进行了较深入的研究,并取得了许多积极有益的研究成果。但对全日制工程硕士培养模式的研究则处于起步和探索阶段,仍存在不少不足和问题,主要体现在以下三个方面。 1.1培养目标形同虚设 培养目标是培养模式中的重要因素,也是理顺整个全日制工程硕士培养过程思路的关键因素。我国全日制工程硕士专业学位尽管与对应的工学硕士学位的培养目标有较明确的文字表述差异,但在实际培养过程各环节却与工学硕士学位有极大的重合,并未表现出其培养目标所设定的差异所在,尤其是培养目标在反映全日制工程硕士专业学位的实践性特点方面存在不足。美国全日制工程硕士专业学位尽管与对应的工学硕士学位的培养目标没有很明确的文字表述差异,但在实际培养过程各环节中,无论是学制、学分、课程设置或是学位论文考核等各方面均表现出明显区别。 1.2培养过程缺乏实践性 培养过程是培养模式中的最重要因素,也是全日制工程硕士培养质量的最关键因素。我国高校的全日制工程硕士在具体培养环节与原有的学术型工学硕士相比没有体现出明显差异,其实践性和应用性在全日制工程硕士培养过程中存在明显不足。如,课程设置缺乏实践性课程,专业实践环节薄弱,指导教师工程实践意识淡薄等等。 1.3质量评价体系模糊不清 质量评价是培养模式中的重要环节,也是综合反映全日制工程硕士培养水平的重要环节。目前,我国全日制工程硕士的学位论文评价体系仍停留在对论文选题类型的探讨之中,至于学位论文考核的其他环节(学位论文的选题及形式、考核方式、评阅答辩等)则仍处于模糊不清的状态。 2化学工程领域全日制工程硕士培养模式研究 为了解决全日制工程硕士培养中存在的培养目标形同虚设、培养过程缺乏实践性、质量评价体系模糊不清等主要问题,从以下四个方面对基于化学工程视角的全日制工程硕士的培养模式进行了研究。 2.1建设校内和校外“两支”师资队伍 为了更好地针对全日制工程硕士的实践性与应用性特点展开教学与培养指导,培养高层次应用型人才,通过建设校内和校外“两支”师资队伍,为全日制工程硕士的培养提供及时有效的指导。每位全日制工程硕士配备两名导师,校内导师为主且主要负责研究生的理论指导,校外导师为辅且主要负责研究生的实践指导,校内外导师各负其责,共同商定研究生的个人培养计划。校内师资队伍。校内师资队伍主要来自化学工程与技术一级学科学位点硕士导师,具有工科背景,工程实践经验丰富,结构合理。根据学校硕士研究生指导教师管理办法,每年选聘、培训2~3名校内导师。校内导师实行任期考核制度,每三年考核一次,考核合格者方可延续任职资格,考核不合格被取消导师资格。校外师资队伍。根据学校硕士研究生指导教师管理办法,校外导师每年由化工企业负责组织推荐,被推荐专家应是实践经验丰富、理论学术功底深厚、主持省部级及以上应用研究项目或企业技术革新和改造项目的高级工程技术人员,符合学校有关导师聘任条件,由学校负责认定导师资格,并聘任为全日制工程硕士校外导师,与校内导师合作指导全日制工程硕士。校外导师应严格按照学校学位授予和研究生培养工作等规章制度,履行导师职责。 2.2构建“一个”突出实践性与应用性特点的培养方案 为了突出实践性与应用性,化学工程领域全日制工程硕士培养方案遵循“强化基础理论、突出实践与创新、着重综合素质”的原则,培养方案科学、合理。课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素质、工程实践和创新能力的提高为核心,要符合学校定位,具有学校特色。教学内容强调基础理论与应用实践的有机结合,突出案例分析和实践研究。论文课题应来源于企业,或有明确的生产技术背景和应用价值,涉及化学工程领域的新产品、新工艺、新过程、新技术、新装备、新软件或新材料的研制、开发、放大、设计与优化。可以是一个完整的工程项目,也可以是某一个大项目中的子项目。论文所涉及的课题要有一定的技术难度和工作量,论文要有一定的理论基础,具有先进性与一定的创新性。 2.3打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台 为了更好地实施校企联合培养机制,践行突出实践性与应用性特点的培养方案,通过打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台,形成有利于全日制工程硕士自我学习、工程实践、创新应用的环境和条件。校内实验平台。主要包括教育部重点实验室、湖南省基础课(化学)示范实验室、湖南省普通高等学校重点实验室、湖南省高校科技创新团队、湖南省大学生创新训练中心等省部级教学科研平台,是全日制工程硕士创新应用能力培养的主要场所[4-5]。校外实践基地。主要包括国家级大学生校外实践教育基地[6-7]、湖南省校企合作人才培养示范基地[8]、湖南省高校产学研合作示范基地、化学工程领域全日制工程硕士联合培养基地等校外实践基地,是工程实践能力培养的主要场所。2.4完善“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制为了培养和提升化学工程全日制工程硕士的工程实践能力和创新应用能力,通过实践教学方式方法改革、工程实践采取校内外导师联合指导方式等,完善“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制[9]。实践课程设置。为了提高全日制工程硕士的工程实践能力和创新应用能力,实践课程主要有专业实践A(集中实践)、专业实践B(分段实践)。实践课程由校内外导师联合指导,其中专业实践A以校内导师为主,专业实践B以校外导师为主。实践教学方式方法改革。基本实施了校内导师与校外导师相结合、理论学习与工程实践相结合、自主学习与现场实习相结合“三结合”实践教学方法。逐步实施了学校教育与企业培养相结合、工程实践与创新训练相结合、工程创新与科技创新相结合“三结合”实践教学方式,充分利用校企优质教学资源,开展现场演示、专题讲座、案例分析等多元化的教学活动,积极开展项目式、案例式、体验式等实践教学改革。工程实践基本要求。工程实践是全日制工程硕士培养中的重要环节。工程硕士在学期间,必须保证不少于半年的工程实践,应届本科毕业生的实践时间原则上不少于1年。工程硕士采用集中实践与分段实践相结合的方式到企业进行工程实践。通过工程实践,使工程硕士熟悉本领域中的项目规划、产品研制、设备设计、工程强化、环境保护等某一或多个环节中的工程知识,并撰写总结报告。通过工程硕士在工程实践中的态度、表现、过程、实践内容和总结报告质量,对其工程实践课程成绩进行整体评价。工程实践采取校内外导师联合指导方式。在双导师指导下,工程硕士通过在企业参加工程实践活动,巩固和深化理论知识,提高发现并解决工程实际问题的能力。工程实践成绩分为优、良、中、及格和不及格五个等级,由校外导师、校内导师和企业相关技术人员组成的考核小组给出。 3结语 针对全日制工程硕士培养中存在的主要问题,通过研究和实践,建立了基于化学工程视角的“2121”全日制工程硕士培养模式,即,建设校内和校外“两支”师资队伍、构建“一个”突出实践性与应用性特点的培养方案、打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台、建立“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制。该研究将为化学工程领域全日制工程硕士培养模式的创新提供依据,为其他领域全日制工程硕士培养模式的创新提供借鉴,为全日制工程硕士研究生教育的改革与实践提供参考,具有重要的理论和实际意义。 作者:申少华 谢文林 曾坚贤 周智华 周虎 单位:湖南科技大学化学化工学院 工程硕士论文:工业工程硕士课程体系问题与对策 摘要:通过对国内11所工业工程(IE)硕士培养高校的调查研究,分析了我国IE硕士课程体系的现状,发现其存在着课程设置区分度不大,专业特色不突出,课程之间联系不紧密,课程结构比例不合理等问题。为解决这些问题,笔者从学位类型定位、培养目标、课程结构、课程组织、师资建设等方面提出了具体的对策建议。 关键词:工业工程硕士(IE硕士);课程体系;现状;问题;对策 工业工程(IndustrialEngineering,IE)是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和设置的一门学科(美国工业工程师学会)。随着我国经济的腾飞以及企业面临挑战的日益激烈,我国对高级工业工程人才的需求已呈现迅速上升趋势。然而实践表明,我国IE硕士教育的发展严重滞后于国民经济的发展,难以满足企业对既懂技术又懂管理的复合型人才的需求,IE专业硕士培养模式不完善。为解决该问题,构建有效的IE硕士课程体系十分重要〔1〕。根据2013年《全国硕士研究生招生专业目录》,目前全国有113所学校共128个院系招收IE硕士,主要分布在机械工程类和经济管理类两类学院(分别占47%和53%),少数学校还同时在两类学院设立了IE硕士点(占12%),如大连理工大学。从学位类型上看,IE硕士包括学术型硕士和专业型硕士,并且以专业型硕士为主(占87%),其中学术型硕士仅由机械工程类学院培养,而专业型硕士两类学院均可培养。这两类学院培养的IE硕士课程体系现状如何,有什么区别?学术型和专业型IE硕士的课程体系有哪些差异?现今这些课程体系存在哪些共性问题?如何改进?本文将通过对国内11所有代表性的IE硕士培养高校调查研究,对其课程体系进行分析,并得出相关启示和建议。 一、我国IE硕士课程体系的现状 我们从国内113所IE硕士培养高校中选取了北京交通大学、天津大学、东北大学、吉林大学、上海交通大学、南京大学、浙江大学、山东大学、华中科技大学、重庆大学、西安交通大学共11所学校(约占培养单位总数的10%)进行研究。样本中IE硕士点设在经济管理类学院的有7所,设在机械工程类学院的有7所,同时设在这两类学院的有3所;单独培养学术型硕士的学院有2所,单独培养专业型硕士的学院有9所,同时培养学术型和专业型硕士的学院有3所,样本分布接近总体分布。通过查询样本学校的官方网站、阅读相关文献资料、电话采访、实地调查等方式对这些学校的IE硕士课程体系进行深入调查研究,总结目前我国IE硕士课程现状如下。 (一)课程类型和内容 IE硕士课程一般分为公共基础课、专业基础课、专业选修课和必修环节四类,这与其他专业的硕士课程体系相似〔2〕。(为方便研究,笔者根据课程性质和内容对某些高校的IE硕士课程进行了整合。例如西安交大开设了学位必修课、学位课、必修课、选修课和必修环节,本文将其学位必修课归至公共基础课,学位课和必修课归至专业基础课。其他同理)其中,公共基础课一般可分为基本公共课、数学类和管理类课程三类。专业基础课一般分为数学类、管理类和机械类课程。专业选修课的门类广泛,一般包括管理、机械技术和计算机三类课程。必修环节可分为理论形式和实践形式两种。可见,各学院及各学位类型的IE硕士均开设自然辩证法、外语等基本公共课,管理类的专业基础课和管理类的选修课,而管理类的公共基础课仅在经济管理类学院和专业型IE硕士中开设。机械类的专业基础课和选修课、计算机类的选修课仅在机械工程类学院开设,这与其学科特点密不可分。必修环节多采取文献综述、开题报告等理论形式,差异不明显;仅少数培养专业型IE硕士的单位采取实践形式的必修环节(样本中该比例为20%)。 (二)学分要求 对上述学校的IE硕士课程学分进行分析,可知公共基础课学分一般占25%以上,专业基础课学分等于或略高于公共基础课,二者之和一般占总学分的一半以上,可见各单位对二者的重视程度之高。在专业选修课方面,经济管理类学院和专业型硕士的学分要求偏低(分别较机械工程类学院和学术型硕士低8%和11%)。在必修环节方面,经济管理类学院和专业型硕士的学分要求相对较高(较机械工程类学院和学术型硕士均高4%)。分析其原因,经济管理类学院专业型硕士主要偏重解决企业实际管理问题,实践能力要求高,而必修环节能在一定程度上弥补这种不足。 二、我国IE硕士课程体系存在的问题 (一)课程设置区分度不大,专业特色不突出 1.从横向方面比较,机械工程类和经济管理类学院的IE硕士课程设置没有凸显各自的学科特点。例如某机械工程类学院开设的IE硕士专业基础课包括“运筹学、管理学基础、生产系统设计、物流与供应链”等管理类课程,这与经济管理类学院的IE硕士课程相似,的确偏重管理技能的提高,但缺乏对机械工程领域深入研究的课程,未充分体现学科特点。 2.从纵向方面比较,各经济管理类学院之间,以及各机械工程类学院之间的IE硕士课程设置大同小异。例如,很多经济管理类学院都开设诸如管理信息系统、物流与供应链管理、生产运作管理等课程,区别仅在于这些课程分设在公共基础课、专业基础课或选修课不同的范畴,课程所属类别不同而已,实质差别不大。 3.从学位类型角度看,学术型和专业型IE硕士的课程体系差异不大。特别是同时招收学术型和专业型IE硕士的学院,专业型IE硕士在课程选择、课程组织、必修环节等方面参照学术型硕士设置,未凸显其“培养适应行业或职业实际工作需要的应用型人才”的特点。 (二)课程之间联系不紧密 很多课程过于独立,导致某些课程所讲授的知识和理论方法难以应用到其他课程中。例如IE硕士开设了运筹学、优化理论等基础课,但在其后的生产管理、供应链管理等课程中却不要求学生给相关问题建模,课程内容前后脱节,学生没有形成解决问题的综合能力。 (三)课程结构比例失衡 如前所述,经济管理类学院、专业型IE硕士的选修课平均比例偏低。研究表明,美国著名大学的研究生课程体系中,选修课比重甚至超过了必修课,例如哈佛大学教育管理学研究生选修课比重高达60%〔3〕。台湾国立清华大学IE硕士选修课比例也超过了40%。专业选修课比例偏低将不利于学生拓展专业理论、扩大知识面,同时也不利于学生个性化能力的提升。 三、我国IE硕士课程体系的优化建议 1.准确定位学术型和专业型IE硕士,并据此设定相关课程。学术型IE硕士开设的课程应强调理论基础,涵盖机械技术、管理工程、数学等各类课程。而专业型IE硕士开设的课程应面向实际操作,管理类课程设定应较多。且专业型硕士对职业教育和业务提升有迫切需求,因此教学内容应注重理论与实际相结合,案例讨论课比重应增大;同时要重视实践教学,可加大实验学时的比例,开设学生自主创新实验项目。 2.机械类学院和管理类学院应结合自身学科特点和专业特色,进一步明确细化IE硕士培养目标,在此基础上有针对性地开设课程。机械工程类学院应突出工程基础和管理技能,重点开设机械类专业基础课程,并加设管理、计算机技术和工业工程相关知识。而经济管理类学院需要突出综合及部门经济管理能力,重点开设管理学、系统工程等课程。 3.突破学院、学位类型限制,完善课程结构。参照美国和台湾著名大学研究生课程体系,经济管理类学院、专业型IE硕士选修课学分应至少达到30%。选修课应结合各单位自身办学特色设定,可以是经济管理类课程、人文社科类课程,也可以是某一专业课程,科学方法论课程。 4.合理化IE硕士课程组织。一方面,应合理设置开课顺序,使各门课程前后衔接,前为后用。另一方面,各任课教师应加强沟通(可通过查阅相关课程教学大纲、交流座谈等方式),并调整授课内容,使相关课程衔接更为紧密。 5.加强IE硕士师资队伍建设。特别是专业型IE硕士教师,其师资队伍既应当有帮助学生打好理论基础的学术型教师,更要有充分把握职业发展需要和业务提升的实践型教师〔4〕。而目前专业型IE硕士教师很多是由学术型教师兼任的,亟待提高社会实践经验。各单位可与知名企业建立稳定的校企合作关系,为教师提高社会实践经验建立平台;也可通过与企业开展科研项目合作研究或到大型企业进修等方式来提高社会实践经验,从而满足专业型IE硕士培养的师资要求。 作者:杨华 单位:吉林大学管理学院 工程硕士论文:建筑与土木工程全日制工程硕士培养 【摘要】本文以XK大学为例,阐述了该校在建筑与土木工程领域全日制专业学位工程硕士培养管理工作方面的实践,探索了此类工程硕士的培养模式:调整工程硕士培养方案,提升工程硕士科研实践能力;加强研究生培养基地建设,搭建提升工程硕士实践创新能力培养平台;充分发挥企业导师的作用,切实落实工程硕士双导师制;建立工程硕士的国际化联合培养模式。 【关键词】XK大学;建筑与土木工程领域;全日制工程硕士;培养模式 一、问题缘起 伴随我国经济的快速发展,大量的基础设施建设也在突飞猛进地进行,社会对建筑与土木工程领域高层次、应用型人才的需求也呈上升的趋势,而传统的研究生教育发展模式已经不能适应对实践能力要求极强的工程领域硕士研究生的培养,甚至制约了工程硕士研究生教育的快速发展和培养质量的提升。在此背景下,教育部于2009年开始扩大招收以应届本科毕业生为主的全日制专业学位硕士研究生范围,据统计,2010年全国全日制专业学位硕士研究生招生规模已达到了11万名左右,占全年招生总数的24%,目标是到2015年专业学位与学术性学位硕士研究生招生人数基本持平。作为一所以工科见长的教学研究型大学,XK大学早在1959年就开始招收5年制矿井建设专业本科生,1979年开始招收矿山建设工程学科硕士研究生,2001年获得建筑与土木工程领域工程硕士授予权,2008年已经完成建筑与土木工程领域工程硕士培养质量评估,发展历史悠久,专业学科完善,近年的研究生教育发展迅速。在国家大力发展全日制专业学位工程硕士研究生数量和提升质量的背景下,对于具有一定研究生教育基础的地方省属重点发展的大学来说,既是一个转型性的挑战又是一次难能可贵的发展机遇,现以该校建筑与土木工程领域全日制专业学位工程硕士研究生培养工作为例进行探索与分析。 二、培养模式的探索与实践 1、调整工程硕士培养方案,提升工程硕士科研实践能力 (1)培养目标方面,明确提出:工程硕士专业学位是与工程领域任职资格相联系的专业性学位,培养应用型、复合式高层次工程技术和工程管理人才。建筑与土木工程领域的具体要求是:培养从事建筑设计、结构工程设计、岩土工程勘察与设计、市政工程设计、结构工程加固与检测、工程监理等方面的复合型高层次工程技术人才;要求掌握建筑与土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专业技术知识,具备较高的综合素质、创新能力及较强的协调能力;掌握解决工程实践问题的现代技术手段,同时具有较强的现场沟通能力;掌握建筑与土木工程领域的相关管理知识,为从事工程建设项目的咨询与管理工作打下坚实基础;具备从事科学研究及工程实践应用能力,这与教指委制订的《全日制工程硕士专业学位研究生指导性培养方案》是一脉相承的。 (2)课程设置方面,在全日制专业学位工程硕士研究生的课程设置上,突出体现厚基础理论、重实际应用、博前沿知识、着重突出专业实践类课程和工程实践类课程,尽可能紧密结合企业和部门的实际需求。全日制工程硕士研究生在攻读学位期间,课程学习和工程实践实行学分制,所修的总学分要求不少于28学分,其中学位课18~19学分,必修课5学分,选修课5~7学分,以达到专业学位工程硕士所应具备的知识结构和能力要求。 (3)教材建设方面,科学构建全日制专业学位工程硕士研究生教育的核心教材体系,建筑与土木工程领域现有8门核心课程教材,教材突出基础理论、工程案例、领域前沿三者的有机结合,如:高等岩土力学、岩土塑性力学、岩土工程锚固技术与应用、结构鉴定与加固等课程,为配合教材改革建设,积极开拓案例教学,加强教学研讨,努力提高专业学位工程硕士研究生课程教学水平。 2、加强研究生培养基地建设,搭建提升工程硕士实践创新能力培养平台 (1)创造条件建设稳定的专业实践基地,主动联系具有较强工程研发与设计实力的企事业单位或科研院所共建专业实践基地,这样不仅能够长期为全日制专业学位工程硕士培养提供工程实践环境条件,同时也能促进了校企联动。另外,规范已有的产学研合作基地,借鉴学科评估的相关内容,对已有的专业实践基地进行考察和评估,督促其改善基地环境提高工程硕士培养质量。 (2)过程管理方面,在全日制专业学位工程硕士培养手册中明确规定专业实践的时间为半年到一年。集中进行或分段安排,实践前制订专业实践计划,实践过程中解决有研究意义、有一定难度且主题明确的实际问题,同时深入企业,体验企业的文化和运作方式,如岩土方向的专业实践环节在企业或实践基地完成,因各实践基地进行的项目自然环境不同,测算的数据和结论也不尽相同,学生通过这样由浅入深,理论与应用相结合的系统培养,提高了认识能力、实践动手能力、分析问题和解决问题的能力,同时学校也在科研方面,如:寒区岩土工程灾害发生机理、秦巴山区公路隧道围岩破坏机理等方面取得了一批具有国际先进水平的科研成果。 3、充分发挥企业导师的作用,切实落实工程硕士双导师制 (1)为了健全全日制专业学位工程硕士培养质量监控体系,在研究生实践期间设立工程硕士与企业导师联系考核制度,要求以规定的时间和形式,保质保量提交实践成果,同时也督促校外导师切实参与进来。 (2)聘请校外高水平专家来校兼课,或以讲坛的形式讲授相关学科的前沿信息,以及与工程实践相结合的情况,拓宽全日制专业学位工程硕士知识视野,营造良好创新氛围。另外,学院从科研经费中分拨一部分设立优秀全日制专业学位工程硕士实践报告专项基金,立项资助、遴选出适应需求且有创新价值的实践报告,激励其做出高水平的有创新、实践价值的成果。 4、建立工程硕士的国际化联合培养模式 (1)在国际交流合作不断加大的背景下,积极与国外的专业相关科研高校建立联系,互通有无,通过学术讲座、报告交流等形式拓宽工程硕士的视野。 (2)吸收国外先进的教学理念和经验,为我所用,逐步建立起国际化的建筑与土木工程领域全日制专业学位工程硕士培养模式。 三、思考与展望 对于建筑与土木工程领域全日制专业学位工程硕士培养工作的探索与实践是适应社会多样化人才需求的一种尝试,在重新审视和定位我国工程硕士研究生培养目标的基础上,以期推动专业学位硕士研究生培养模式方面的深刻改革,使其在全球化浪潮中起到积极的先导性作用。 作者:张娜 陈隆梅 单位:西安科技大学建筑与土木工程学院 工程硕士论文:安全工程硕士研究生人才培养思考 摘要:安全生产是社会经济发展的基本要求,大力开展安全工程领域专业硕士的人才培养已经成为政府、企业和社会的共识。本文主要从人才培养的定位、模式与机制、方案与内容、教学方法、手段和实践教学环节几个方面对安全工程领域专业硕士研究生人才培养模式进行了研究。旨在提高专业硕士的培养质量,满足社会经济的发展对安全生产工程应用型人才的需求。 关键词:安全;专业硕士;培养模式;研究 安全生产是社会经济发展的基本要求,国务院把加强安全工程领域专业研究生人才培养作为安全生产十二项治本之策中的一项重要内容;教育部最近颁发的学科目录把安全科学与工程提升为了一级学科。因此,大力开展安全工程领域专业硕士的人才培养已经成为政府、企业和社会的共识。安全工程专业硕士人才培养的目标,是需要满足社会经济的发展对安全生产工程应用型人才的需求。这决定了安全工程专业硕士点的建设在人才培养定位上要有针对性;在人才培养模式与机制上要有创新性;在人才培养方案内容中突出模块化;在教学方法、手段和实践教学环节更需要加大培养力度。 一、人才培养的定位 安全工程专业硕士人才培养的定位在“招生入口”与“就业出口”都需要体现出其人才培养的针对性,“就业出口”也就是毕业生今后的工作性质和内容决定了“招生入口”学生的基础专业条件。 (一)“就业出口”的针对性 省属高校人才培养主要针对地方经济建设。对于我省而言,高危行业的安全生产监察监管、高危行业生产和经营单位的安全生产技术管理,存在较大的高层次人才缺口。特别是煤炭行业,在安全生产形势依然严峻的现实下,需要有大量具备煤炭生产技术基础理论和技能,并掌握了安全生产系统工程的高层次人才,充实到煤矿安全生产的监测监管、现场指挥一线。而我省目前尚无面向煤炭行业的安全工程专业领域专业硕士培养点。面对我国到2020年安全生产实现根本性好转的目标,无论是政府相关部门还是相关企业,都有较为长期的高层次人才需求。因此,在“就业出口”上,我们把人才培养定位在“针对高危行业,为政府相关部门和企业培养具备主体生产技术基础理论和技能,并掌握安全生产系统工程的安全生产监测监管与生产技术管理的高级应用型人才”,体现出对社会需求的针对性。 (二)“招生入口”的针对性 安全工程专业硕士的知识结构主要涉及到工学和管理学的内容,是一个学科交叉、复合型的专业。要保证有充足的优质的生源,对于应届生,需要注重考察学生的本科所学专业的知识结构。因此,招生时,除了从安全工程本科专业招收学生以外,更要侧重招收有行业主体专业学历,如采矿工程、地质工程、测量工程、电气工程、机械工程等专业的学生。当然,对于这两类不同的本科教育背景入口的学生,在培养过程中,应当采用相对应的培养方案,以完善其作为安全工程专业硕士的知识结构。社会考生中具有现场实践工作经验的工程技术人员是非常重要的优质生源。特别是在高危行业,由于其工作的特殊性,其在自己的技术岗位上或多或少都积淀了一些安全生产的基本理念和常识,再在专业硕士学习阶段加以系统学习和提高,容易成为优秀的安全工程高级应用型人才。我校面向企业长期开展安全培训和安全知识更新教育,要充分利用各种平台,重视这批生源的开发,加大宣传,并在政策允许的范围内,采取各种措施,吸纳优秀的工程技术人员入学。 二、人才培养的模式与机制 按照应用型人才培养的教育教学规律来开展安全工程领域专业硕士的培养是人才培养的基本模式。具体到本专业而言,基于学生的知识基础结构,本校已经具备的实践基地的教学、研究条件和该专业的特殊性等,需在原有的专业硕士培养模式和机制上创新,充分发挥企业和社会作为用人单位在人才培养中应该发挥的主要作用,采取“1+1+1”学制的培养模式和“双导师制”的培养模式,以及由“联合培养”到“定向培养”、“订单式培养”的模式进行培养。 (一)“双导师制”的培养模式 “双导师制”是指每位学生都配备学校、企业各1名指导教师。学校导师主要指导学生的课程学习和毕业设计(论文)撰写;校外实践基地导师主要负责现场业务指导、重点培养学生的工程实践能力,同时参与毕业设计(论文)的指导、审核工作。虽然校内外的侧重点各有不同,但对导师的基本素质的要求是一致的。对于校内导师,我校过去曾经对专业课教师要求必须至少在基层挂职锻炼一年以上,这个规定需要作为专业硕士校内导师任职条件之一;对于校外导师,需要的是让他们具备一定的教师技能,掌握教育教学基本规律。我校国家级安全技术培训中心面向企业开展的安全培训教师岗位培训,可对这些导师们开展这些内容的培训。 (二)“1+1+1”学制的培养模式 “1+1+1”学制的培养模式指安全工程领域专业学位的学制为三年,学生在这三年分三个阶段完成学业。第一年在学校以基础理论为主,完成课堂教学所必须修完的学分,在这一年中,除公共必修课以外,需要根据学生的不同入口以及出口,给出多个学习方案,建立完整的理论知识体系,为学生的第二个学习阶段打下基础。第二年在实践基地以实践基地挂职锻炼和实际操作为主。我院的实践基地主要分为安全生产监督监管机构和生产、经营企业两大类。在安全生产监督监管机构,学生可挂职安全生产监督管理岗位,在指导教师的指导下,应用系统安全理论,对所辖企业或地区在开展安全生产监管监察的基础上,总结提炼安全生产监督监管理论,再回归指导安全生产监督监管,创新方式,提升监督监管水平;在生产、经营企业,学生同样可在指导教师的指导下,从事安全生产的具体规划、设计、研究、应用和隐患排查,以点带面,总结提炼安全生产的系统理论,再回归指导企业的安全生产。当然,如果条件和时间允许,学生最好在这两类实践基地都能得到锻炼学习的机会。 (三)由“联合培养”、到“定向培养”“订单式培养” 独立由学院开展安全工程领域专业学位人才的培养显然是不科学的也是没有生命力的。调动企业与政府相关机构的积极性,让社会参与培养,既是凸显实际应用能力培养,也是实现学校与企业共赢、建立人才培养长效机制的的最好模式。鉴于目前安全工程高层次人才的奇缺,我校的安全工程专业硕士应该乘势而行,与相关企业和政府相关部门紧密联系,采取联合培养的方式,办出特色。再逐步实现订单式培养、定向培养,从招生到教学计划的制定,再到就业,培养和造就安全生产监测监管和现场安全生产管理真正需要的人才。 三、人才培养的方案与内容 人才培养的方案制定需满足专业硕士人才培养的基本要求。除我校采用的现行的教学基本方案外,为实现上述的培养模式,在专业课程中,需要突出培养方案的模块化,即安全系统工程模块、安全监测监管模块和安全生产技术设计模块,以适应不同类型人才培养的要求。 (一)安全系统工程模块 安全系统工程是运用系统论的观点和方法,结合工程学原理及有关专业知识来研究生产安全管理和工程的新学科。在本科教学中,已经对其基本的原理有所介绍。在专业硕士阶段,需要从系统论、控制论、信息论、运筹学优化理论、可靠性工程、人机工程、行为科学、工程心理学等对其加以提升。各模块可作为专业基础模块,提供给该专业的所有学生作为必修课学习。 (二)安全监测监管模块 安全监测监管模块主要以安全生产监督监管的应用为培养目的的教学模块。其中主要涉及到安全生产的法律法规、行业标准、行业规范、管理学等。该模块主要提供给以政府机构的相关部门为就业目标的学生必修。也可提供给到企业就业的学生选修。 (三)安全生产技术模块 安全生产技术模块主要以安全技术的应用为培养目的的教学模块。其中主要涉及到安全系统的设计、安全设施的设计、安全运行诊断、重大危险源辨识、抢险救灾等专业技术。由于涉及的行业较多,在本科阶段,学生对各行业的内容都只能有较为肤浅的学习,而在专业硕士阶段,需要就高危行业的安全技术加以重点突出,这也符合我校安全工程专业硕士的定位。该模块主要提供给以到企业为就业目标的学生必修,也可提供给以到政府机构的相关部门为就业目标的学生选修。 四、教学方法、手段和实践教学环节 安全工程是关系到“人命”的工程,需要每一位从业者以严谨、负责的态度对待这项工作;而这个专业又是实践性非常强的一个专业,无论在安全生产监督监管领域还是在安全生产的设计、指挥岗位上,都要求有较强的实际动手能力。因此,教学方法和教学手段上需要加大改革的力度,并对各个实践教学环节上给予充分的重视。 (一)教学方法和教学手段 对安全工程专业硕士的教学采取“角色扮演”的方式方法对于培养学生的安全生产意识,提高教学质量是值得推崇的。作为教学主导的“教师”以“安全生产总工程师”的角色和学习主体的“学生”以“安全监察官员”或“安全监测监控工程师”的角色定位,使学生和教师在教学过程中都能以更为接近实际的视角进入角色情境;“角色扮演”教学法需要有特定的模拟场景,这些场景包括课堂理论环境和实验教学环境。无论教室和实验室的环境设计和演示、实验设备都力求逼真。更能加深专业理论知识的理解和达到教学目的。以实际案例充实课程内容最新的案例融入课堂,对联系生产实际,激发学生兴趣,进一步建立工程意识将会起到很好的效果。 (二)实践教学环节 按照我校的人才培养方案,实践教学环节已经贯穿到了整个培养过程。但真正最能锻炼实践能力的环节,是在实践基地的锻炼和学习。我校建立的安全工程专业实践教学基地和聘任的基地指导教师已经为学生的实践教学提供了有利的条件。专业硕士在基地的实习要区别于本科生的一般生产实习。要学习的是生产现场的安全设计和安全诊断以及管理技能;要提高的是隐患的辨别、应急事故的处理能力等。要真正得到锻炼,必须是“挂职”,才能获得更多的增长能力和水平的机会,获得更多的锻炼。 五、结束语 我校本科安全工程专业已经入选“四川省卓越工程师”培养计划,而安全工程领域专业硕士点的建设,将为我校进一步完善“安全工程人才培养体系”,建设成为四川省安全生产人才培养基地,提供重要的支撑。我们需要不断进行安全工程领域专业研究生人才培养模式以及实践教学环节的改革和创新,并需要不断的总结和完善。努力提高安全工程领域专业学位硕士研究生的培养质量,向社会输送更多的安全生产工程应用型人才。 作者:肖素光 隆泗 单位:四川师范大学工学院 工程硕士论文:高分子材料工程硕士创新实验能力培养 摘要: 结合国内外的工程硕士教学现状,通过分析国内工程硕士的课题研究方向和企业需要解决的问题存在脱轨现象、上理论课时间不足等问题,在借助于国外先进经验的基础上,提出了双导师制、灵活培养模式,确保创新实验能力培养的效果,为企业培养“留得住,用得上”的高分子材料工程实践实力和创新能力的应用型高级人才。通过对工程硕士创新实验能力培养模式的实践与探索,使工程硕士研究生在理论知识和动手能力及创新思维积累方面得到一定的提高。 关键词:工程硕士;创新实验能力;培养模式 研究生培养作为高校培养人才的重要一环,其培养模式的探索与研究一直都受到高度重视[1,2]。在我国经济体制转型期,高层次复合人才在传统工矿企业和工程建设部门需求非常大,国家为了弥补学术型硕士实际操作能力相对较弱的特点,1997年国务院学位委员会正式批准设置工程硕士专业学位,而工程硕士创新实验能力培养又成了该领域的重要研究课题。 1国内外研究现状分析 美国的工程类硕士教育起源,可追溯到第二次世界大战以后。二战后,新知识、新技术、新材料、新工艺层出不穷,工程活动的涉及层面迅速拓宽,复杂性与日俱增,对工程教育产生了极大的影响[3]。其工程类硕士培养的最大特点就是面向专业实践应用而非学术研究,培养目标是未来设计和开发的工程师。美国自开展工程硕士教育以来,逐步形成了独特的、多样性的培养模式[4]。在美国学校工程类硕士培养的模式主要为培养方式的不同,如本硕连读制、远程教育三年制等,但其课程标准与学位要求是统一的,都必须遵循美国工程技术鉴定委员会(ABET)和各专业学会(协会)提供的统一的专业认证标准[5]。英国的硕士学位教育分成两种类型[6]。一种是给予课程学习的硕士,称为MSC(MSCourse);另一种是基于研究工作的硕士,称为MSphil(MSphilosophy)。此外,还有一种类似我国工程硕士的研究工程师学位。英国工程教育是以让毕业生取得专业头衔(即专业资格)为主要目标。经过20多年的发展,英国的专业资格已经把学术资格和职业资格融为一体。严格的入门要求、多样化的候选资格,加上灵活的注册路线,保证了专业资格的质量。我国工程硕士教育从1984年提出,经历了从试点到奠定工程硕士人才培养模式的阶段。自从奠定了人才培养模式后,工程硕士教育从9个培养单位、10个工程领域、年招生1千多人,发展到2004年的180个培养单位、38个工程领域、年招生3万多人、在校生10万余人。从发展的势头看,工程硕士教育充满着活力。为使工程硕士专业学位规范管理、稳步发展,经中华人民共和国国务院学位委员会考核验收,已下发(1997)57号文批准全国70多所高校具有工程硕士学位授予权,如清华大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、中南大学、北京航空航天大学、华南理工大学等。总的来说,大多数高校都形成了自己的办学特色[7,8],以培养高级应用型工程技术人员为目标,经过多年发展经验[9],目前工程硕士培养模式。相比国外,现在国内开设工程硕士培养点的高校数量在大幅度增加,但在实际培养过程中很多高校对工程硕士资格认证标准重视不够[10,11]。就目前高分子材料工程工程领域来说,工程硕士研究生专业人才培养模式的主要缺点是:没有将工程硕士的课题研究方向和企业需要解决的问题有机的结合起来,存在脱轨的问题,在定课题方向时,把企业摆在可有可无的位置上,研究生研究的课题与生源单位生产技术不搭。学生在企业工作很忙,无法保证上理论课时间等问题。针对出现的这些问题,我们高分子材料加工硕士点拟逐步摸索出一种新型的双导师制、灵活培养模式。让学生充分利用学校与企业资源平台,培养出符合社会需求的创新性人才。本课题以高分子材料加工领域工程硕士人才培养模式为样本进行研究,课题完成鉴定后推广到我校其它研究生专业。 2主要研究内容 本课题拟通过课程体系改革、授课方式改革、学位论文形式改革、课题来源研究内容改革等进行研究,培养出在高分子材料工程领域创新实践能力强的应用型高级专门人才。其主要研究内容。 2.1课程设置体系研究 由于工程硕士自身特点即能够来上课的时间很少,生产实际经验丰富。本项目改革是想在时间少的情况下,使学员学到更多的东西,并发挥各自的长处。在课程设置体系设置上改革以往只注重在理论教学,必修课多的特点(至少17学分)。根据学生所在生产岗位需要多增加一些选修课(原来是11学分)。并在传授专业理论知识过程中,加强对学生创新思维的培养。 2.2授课形式及方式研究 目前的工程硕士大多都在生产岗位作领导工作,工作很忙,集中上课存在的难度很大,本项目拟采取的办法:远程网络上课(视频和师生互动交流上课),即课件点播、在线答疑、在线辅导、同步和异步讨论、在线测试、专家讲座等方式。即用时下流行的BBS进行提问和沟通。 2.3学位论文形式改革 由于目前工程硕士学位论文形式比较单一,通常采用撰写“大论文”方式。依据此问题本次改革拟采取的办法为:学位论文形式:产品研发、工程设计、应用研究、工程/项目管理、调研报告。 2.4课题来源研究内容改革研究 现在学生的课题大多源于校内导师课题,这与研究生所从事的专业严重脱节,针对这一问题本项目拟采取的办法:校企联合培养,针对企业具体问题,进行研究。校企联合培养模式是一种以培养学生的全面素质、综合能力与就业竞争能力为重点,利用学校与企业两种不同的教育环境和教育资源,采取课堂教学与学生参加实践有机结合的方式,培养适合不同用人单位需要的、具有全面素质与创新能力人才的教育模式。而校企联合培养模式与传统高校培养模式的根本区别在于,校企联合办学的人才培养目标是以应用能力培养为主线,依托行业发展,构建适应新材料发展的以生产技术为导向的“零距离”实践教学体系、与生产“零距离”接轨的教材体系、基于解决生产实际问题需求的“零距离”素质拓展培养体系,能实现学校、企业、学生三方共赢。由此,我们将努力尝教授走进企业,老板走进校园,企业员工(学生)走进实验室的目的。 2.5导师管理改革 学位论文是综合衡量工程硕士培养质量的重要标志,应在导师的指导下,由攻读工程硕士学位者本人独立完成。学位论文由学校具有工程实践经验的硕士导师与工程单位选派的责任心强的具有高级技术职称的技术人员联合指导。 3创新实验能力培养模式 工程硕士学位研究生教育的科学发展取决于其适应社会需求的程度,而如何深化高校与企业之间的互动关系则是目前症结之所在。材料学院就这一问题采取了如下措施: (1)聚焦企业需求,创新工程硕士教育的办学理念随着工程硕士培养规模的不断扩大,我们不断更新工程硕士教育的办学理念,将以服务企业为宗旨贯穿于工程硕士培养之中,为企业培养“留得住,用得上”的高层次应用型人才。对于校企合作培养的研究生,可以自带科研课题。即工程硕士可以带自己单位的科研课题,课题的完成可以利用学校和企业的现有实验条件完成。学校具有良好的实验教学基础条件和高水平教师,实验室开放运行,资源共享。 (2)量身定做相比于一般的研究生,工程硕士生的知识背景更具多样性,在培养过程中应力争实现“量身定做、量体裁衣”,针对不同的行业和学生,学生可以选择自己从事工作领域的课题。从而更好地满足企业需要,满足各领域工程建设和发展需要。如我们2011级有名学生来自于威海碳纤维厂,他做的课题是“PAN。 作者:武卫莉 刘喜军 贾宏葛 佟丽 程伟东 单位:齐齐哈尔大学材料科学与工程学院 工程硕士论文:区域经济的全日制工程硕士培育研讨 一、区域经济发展对全日制工程硕士教育的需求 1.区域经济的特点 区域经济的特点决定了区域经济发展需要的人才类型。在工业化大生产、工业化分工越来越细的今天,经济发展需要实践能力与创新能力较强的实用型高层次工程技术与管理人才。随着国家及地方不断提高对于地方高校培养研究生学科专业的重视,服务地方区域经济已成为衡量高校教育水平的主要指标之一。天津是我国的老工业基地,也是我国最早对外开放的沿海城市之一。随着改革开放的深入,天津滨海新区作为重点经济区域被纳入到国家发展战略,标志着天津改革开放拥有了更高的起点,天津经济步入了一个新的快速发展阶段。工业重大项目的启动,有力地拉动了天津市的经济增长,形成了制造业高端化,服务业现代化的格局。2005到2011年这6年间,天津市经济增长率年均超过16%,其中滨海新区2011年的经济增长率为21.8%,成为天津市经济增长的“龙头”。如今,滨海新区已形成了以第二产业为主体,外向型经济为主导的区域经济特点。天津经济快速发展,离不开天津市教育部直属与地方市属近20所高校提供的大批高水平应用型人才。2010年,江苏省启动了优势学科群(平台)建设工程。苏州大学围绕“苏南经济模式”研究地方政府职能及制度创新,针对太湖蓝藻事件开展的应对重大突发公共事件的政府协调研究等,得到了社会的认可。大学优势学科群把政府、市场和大学这个“铁三角”紧密地联系在一起,这也是大学发展到当下的新特色。由此看出,区域经济的发展与高校发展密不可分。 2.区域经济对全日制专业型复合人才的需求 区域经济、社会发展是呈现动态化特点的,具有多样化特征。随着滨海新区经济的快速发展,高素质高端人才的需求量激增。从天津市颁布的城市总体规划可以看出,未来天津的经济以环渤海地区为中心,计划建设成为北方最大的国际港口物流城市、北方经济中心和适宜居住的生态城市。天津经济的发展定位是成为现代制造和研发转化基地,充分利用滨海新区的国家政策支持与滨海新区发达的水陆交通等地理优势,强势的工业基础和长期积累的科研优势,将天津建设成为高新技术产业和现代化制造产业为主的现代化城市。基于天津的快速发展,培养应用型人才显得尤为重要。滨海新区的制造业、生物医药、电子信息、新能源、新材料、软件和服务外包等行业,特别是研发机构对于高端人才的需求十分突出,其中对理工类复合型、创新型人才的需求尤为迫切。高等院校在人才培养中,应紧贴区域经济发展需求,构建高等教育适应区域经济社会发展的动态运行机制。经济的发展离不开人才,人才离不开高校的培养。根据区域经济发展需求,全日制工程硕士人才的培养更是当务之急。目前,由于教育部根据我国经济发展实际情况,将原专业学位研究生(不脱产)招生改革为全日制,既保证了社会对专业学位的认可,又能及时为经济发展提供应用型人才,从而促进经济快速发展。 二、全日制工程硕士教育培养模式服务区域经济现状 1.高校为区域经济服务意识存在偏差 我国的高等教育进入到了普及化发展阶段,作为普通高校而言,适应区域经济建设的需要,为区域经济培养、提供各类高等人才是地方高校的首要任务和中心内容。目前,经济社会的发展由最初的物质资源作为支撑点转变为以人才资源为主,高附加值、高新技术产业人才资源与技术创新成为关键,而人才资源是技术创新的必要条件。然而,目前的现状是高等教育人才的培养并没有与时俱进,相关专业没有面向区域经济的需求进行必要的调整,导致培养的人才无法很好的融入区域经济中为生产服务,甚至出现人才浪费的现象。此外,高校中有些知识分子热衷于孤芳自赏的研究课题,在服务区域经济的过程中放不下架子,没有实现为区域经济发展服务的目的。培养符合区域经济发展需要的全日制工程硕士成为地方高校发展面临的实际问题。地方高校要与区域内企业通过产学研的合作方式,融入到企业的创新与技术改造进程中,以实际的企业需求指导培养具有实用技能和创新能力的全日制工程硕士来服务于区域经济发展。 2.针对区域经济发展特点设置培养方案 应遵循研究生教育规律,以滨海新区需求为导向,与社会主义市场经济体制及科学技术发展相适应,满足国家经济建设和滨海新区发展对高级人才的需要,认真分析国内外著名高校同类学科的课程设置,并根据本学科研究生的培养目标,确定本学科研究生所应具备的知识结构。研究生课程使用教材应为国内外先进教材,并按照“宽口径、厚基础、重实践”的基本原则,讨论确定本学科研究生的课程设置。目前执行的培养方案缺乏针对区域内经济发展及社会发展中实际产生的问题的分析。因此,很多毕业生缺乏实际发现问题、分析问题、解决问题的能力,加之动手能力、实践能力和创新能力不强,很难适应毕业后所从事的实际生产工作。随着区域经济的发展和科学技术的进步,各类企业对理工类复合型、创新型人才的需求越来越大。“闭门造车”式的高等人才培养由于知识结构单一,脱离生产实际,因此,进入到社会无法适应经济需要的情况时有发生。如今的现代化企业更关注人才的综合素质和发展潜力,仅仅具有单一专业知识的人才无法满足生产力发展的需要。 3.产学研合作教育的利用率低 现行体制下评价高校与科研院所的科研成果水平高低主要以科研成果是否具有尖端性、高水平文章发表数量、国家级项目多少为标准,而缺乏对科研成果市场价值的重视,导致科研成果生产转化率较低。对于企业而言,企业是以市场需求为导向,以满足社会、经济需要使其利益最大化为根本目标,企业的产品升级与技术改造是在强大的资金支持下完成的,所以企业对高端、先进的技术投入应用持非常谨慎的态度。以市场行为而言,投资具有一定的风险性,因此,企业都会选择高新技术投资风险与最大经济效益的平衡点进行投资生产。在产学研合作创新、生产的过程中,相互之间的利益分配是非常敏感、关键的问题,直接影响到校企的合作关系,这使得建立互信关系以及合理的利益分配机制成为关键。高校与企业之间关系的建立需要经过长期的磨合,而实际情况却是校企之间存在着大量短暂的一次性合作方式,这使得建立长期合作机制成为急需探索的课题。高校应利用好产学研合作平台,切实为培养经济发展需要的全日制工程硕士提供实践基地,使其参与到解决企业实际问题的过程中,更好适应企业的运行模式,锻炼实践能力。 三、基于服务区域经济基础上培养全日制工程硕士的模式展望(以天津科技大学为例) 1.以办学特色(专业)为依托,服务区域经济发展与社会发展 天津科技大学通过50多年的建设与发展,目前拥有国家级重点学科———发酵工程,天津市重点学科一级学科7个,包括轻工技术与工程、食品科学与工程、海洋科学、化学工程与技术、机械工程、仪器科学与技术、设计学,其中涵盖了36个二级学科。日前,由教育部学位与研究生教育发展中心组织的全国第三轮学科评估结果公布显示,我校在此次学科评估工作中取得可喜成绩,三个一级学科位列全国前十名,传统优势学科———轻工技术与工程历史性跻身全国前三,彰显了我校的轻工特色和优势。我校秉承为滨海新区经济社会发展做贡献的基本原则,在以上具有优势学科的平台上,积极推进产学研合作为滨海新区服务。天津科技大学的特色学科以轻工为主,与滨海新区第二产业的发展方向较为一致,这为天津科技大学服务滨海新区区域经济发展提供了广阔的平台。学校科学研究紧紧围绕企业需求,积极地“走出去,请进来”与企业交流参与到企业的研发过程中。通过解决企业科研需要的同时,拓宽了高校教师的视野,增加了研究经费,使双方形成互补效应,更好地推动区域经济的发展。地方高校具有各自的专业特色,以办学特色为依托,以点带面的进行专业整合,形成具有鲜明特色的服务区域经济发展的优势学科参与到区域经济发展中提高影响力的同时,使培养出的全日制工程硕士更加贴合经济发展实际适应发展的需要。 2.紧密联系区域企事业单位,输送行业高层次复合型急需人才 为了满足企业对高等人才的需求,应通过构建专业型硕士研究生实践基地与产学研合作平台,建立互信机制,使全日制工程硕士的实践环节以解决企业实际科研问题为主线,同时,配合企业对人才标准的要求开展培养工作,以求为毕业生就业问题寻找一条可行之路。此外,地方高校应建立产学研合作体制,加强全日制工程硕士的培养与生产企业的紧密联系,调动地方高校的科研力量参与企业研发的积极性,促使生产企业的技术水平与管理水平的提升转化为生产力,积极地参与区域经济发展,根据区域经济发展过程中对高端人才的需求,灵活的组织实施培养工作满足区域经济、社会发展需要。我校从2009年开始招收全日制工程硕士以来,全日制工程硕士招生比例逐年提高,2013年招生人数预计将达到工程硕士与学术型招生总人数的60%以上。从2012届毕业生就业情况来看,全日制工程硕士留在天津就业的人数达到了50%以上,预计2013年毕业生也将集中留在天津本地。根据以上情况,为培养工程硕士的专业实践能力,我校积极与本地企、事业单位接洽基地建设事宜,也推出了创新计划项目,为培养创新型实用人才搭建相应平台。 3.双导师培养制度 “双导师制”是指由校内导师和校外企业合作导师共同组成指导研究生的导师组负责制。校内导师主要培养研究生的学习能力,提升研究生发展空间,引导其掌握学习方法,深入钻研某一领域难点,培养其专业能力。校外企业导师主要提升研究生将理论知识运用到实践的操作能力,并发现其理论学习的不足,以不断适应实际工作的实践能力。“双导师制”指导全日制工程硕士研究生,可以使研究生将校内的理论知识成果有效地、及时地应用于企业的科技开发,同时能及时反馈实践中发现的问题,真 正促进“产、学、研”一体化有机结合,更好地适应国家经济社会发展对高层次、应用型人才的需要。 4.成立专门机构,促进科技成果转化和产业化 高校可成立专门机构,为高校培养全日制工程硕士学科、专业提供可靠的科技信息服务,引导相关学科、专业瞄准区域经济发展方向及企业创新技术需求的目标,制定明确的研究方向。此外,高校还可针对滨海新区重大项目科研工作和新技术开发,以及相关学科、专业组织专业学位研究生及时深入相关企业开展相应科研项目进行实践研究,同时在校内导师的指导下完成理论研究,二者相互结合促进高校或企业成果及时转化,快速推动产学研一体化建设进程,提高产业化,提升服务区域经济创新能力。地方高校要与企业紧密结合,形成良好的产学研共同发展关系,利用产学研平台为全日制工程硕士的培养提供实践基地并为企业提供合格的全日制工程硕士毕业生提供交流平台。 四、结束语 专业型硕士研究生是带动区域经济发展的动力源泉,专业型硕士研究生形成的团队是营造良好市场经济的重要力量。紧密结合区域经济发展,输送高层次复合型人才,联合企业培养研究生,有利于人才培养质量和就业质量的不断提升。在社会主义市场经济体制下,企业与高校、科研院所紧密结合,在产学研合作的平台上不断提高技术水平,才能在面对激烈的竞争市场时立于不败之地。此外,还应进一步深化与企业的交流和合作,使企业积极参与到高等人才的培养中来,有利于扩大企业自身的技术与管理人才的储备,应对激烈的国内外市场竞争。 作者:梁珍淑李海芳梁候明单位:天津科技大学 工程硕士论文:高师化学工程硕士培育实践与探微 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。 作者:李羽珍刘美玲宋梅单位:湖南师范大学化学化工学院湖南师范大学研究生处 工程硕士论文:高校工程硕士培育形式解析 一、地方高校机械工程领域工程硕士培养中存在的问题 作为人才培养的主体,地方高校面向地方大中型企业,在机械工程领域已经招收了大量工程硕士研究生,培养一大批应用型高层次人才,但在培养过程中也出现了一些问题,主要体现在五个方面。 1.培养条件差异化较大 对于地方高校而言,一方面,相当于国内一流高校和各种强大资源,其硬件条件(如实验条件、经费支持、信息资源等)和软件环境(师资力量、管理体系、研究氛围、校企合作、公共关系等)处于相对劣势。但另一方面,与重点大学相比,地方高校更为重视工程硕士培养,在导师选聘、学生待遇、学习环境上或能提供更有优越的条件,且政策层面更加灵活。以某地方高校2009届机械工程领域工程硕士为例,共29人,学院在授课方式、生活学习条件等方面实行政策倾斜,并为每位研究生配备双导师,研究生论文全部来源于企业生产实践。因此,地方高校工程硕士培养条件往往呈现很大的差异性。 2.生员质量参差不齐 (1)知识背景各异:由于机械行业是一个技术密集型行业,涉及材料、机制、电气、测控、管理等诸多学科,生员专业差异性大、毕业院校也各自不同,因此该领域的生员背景知识差异较大。 (2)文化基础较为薄弱。工程硕士研究生大多来自地方大中型企业的产品研发、生产一线及管理部门,具有极为丰富的产品开发设计、生产、管理经验,但绝大部分人员离开高校较长时间,加之工作繁忙,没有时间、精力学习本领域的前沿理论,存在一定知识陈旧现象,且英语、计算机等文化课基础较为薄弱。 (3)学习积极性高但往往“心有余而力不足”,参加工程硕士学习的学员绝大多数都是是单位的技术骨干和中层管理干部,甚至有些担任重要的行政职务,往往很难保证充分的学习时间和精力。 3.培养目标难以实现协调一致 地方高校机械领域工程硕士培养目标的实现需要高校、企业、研究生本人三方通力协作才能得以实现。然而,在具体实践过程中往往会出现一些问题。 (1)企业迫切需要学校培养出创新能力强、能够理论联系实际、为企业创造大量经济效益的应用型人才,但是往往很难将上述目标转化为具体的培养方案并落实在具体的培养过程中。 (2)大多高校在工程硕士的培养过程中受以往惯性影响,往往会倾向于更为重视研究生的理论及学术水准提升,未能有效与企业沟通,协调一致,从而难以满足企业对于人才的要求。 (3)绝大多数学员都是抱着很强的求知欲来学习的,但是往往低估了学习过程的艰苦性,加之家庭、工作方面的影响,往往会降低自己的要求,演变成为仅仅为了毕业证和学位证而学习,把获得更高层次的学位而有利于自身发展作为学习目的。 4.过程管理不够建全和完善 工程硕士研究生往往是企业的技术、管理骨干,承担着繁重的科研、生产、管理任务,而工程硕士培养过程又是“进校不离岗”,因此在硕士生培养阶段的学员往往在学习时间、学习地点、投入精力上会出现工作与学习之间的冲突;此外,学习内容与学员自己的知识背景差距大,学习难度大;同时,导师往往在学校承担有其他教学科研任务,难以全身心投入。其次,在实际培养中往往沿用学术型培养模式,学院负责研究生的理论课教学、论文开题、中期检查、答辩等工作,企业很少能参与人才培养的各个环节,往往造成企业对人才的质量要求与研究生的培养脱节。另外,“双导师制”是针对工程硕士特点而实施的,但由于学员是在职学习,大部分时间在企业,学校导师往往很难像指导学术型研究生那样细致指导,企业导师则往往是业务骨干或高层管理人员,难以抽出有效时间进行科学指导,从而使得工程硕士指导过程出现空档。 5.评价标准难以把握 工程硕士培养是为工业企业培养具有创新能力的应用型人才,内容侧重于应用能力和工程实践能力。因此毕业论文中应强化解决工程问题的新思路、新设想、新工艺、新方法、新技术,而不一定要求具有较高的理论研究水平。而校内指导老师往往沿袭以往惯例,重学术水平轻工程应用、重理论轻实践,如何客观科学地评价工程硕士论文质量仍需要进一步厘清,因此对工程硕士论文客观评价有一定难度。 二、提高机械工程领域工程硕士质量的探讨 针对机械工程领域工程硕士培养的现状和区域内产业发展趋势,结合师情、生情、校情,湖南科技大学在机械工程领域工程硕士的培养过程中主要做了以下几个方面的工作: 1.完善培养体系,强调实用性和可操作性 针对省情、校情、生情,依照“突出实践能力”、“强化应用能力”、“提高综合能力”及“夯实基本素质”原则,学校、企业单位、学员(导师)三方面结合协商制订了具有学校特色的机械工程领域工程硕士培养方案。在具体实践中,开学前邀请研究生院主管领导、企业专家、部分导师和学员代表进行沟通,根据生产、开发、制造过程中的具体问题,经现场专家、导师的交流和学员的面谈后,学员可以结合自己从事的具体工作,选择合适的课程满足自身需要。 2.改革授课方式,强调灵活性和实用性 湖南科技大学工程硕士大都来源于本地大型工业企业,生产任务繁重,学员无法脱产学习。针对这一情况,学校采取了以下措施:(1)确立班主任责任制,每个班级配备1名硕士生导师为固定班主任,负责日常管理和联系。(2)多时段集中授课。由班主任提前调研,确定合适授课时间,然后提前通知各位学员。对于因特殊情况未能参加授课的学生则利用周末、节假日进行单独补课。(3)现场授课。对于部分距离较远的学员,湖南科技大学采用教师现场授课。如学校多次组织相关教师到学生较为集中的企业等进行集中授课,取得了较好的教学效果。 3.强化校企合作,深化“双导师制” 湖南科技大学针对“双导师制”进行了以下改进:(1)师生双向选择:入学前组织师生见面会,加强交流,保证学员、校内导师、现场导师研究方向的一致性。(2)重视论文开题。由学位分委员会统一组织、集中管理、集中审核、严格把关。 (3)加强中期考核。由校内导师和现场导师组成评议组,互相检查监督,保证论文质量。 4.加强管理,保证质量 为保证工程硕士研究生的培养质量,湖南科技大学建立了研究生院、学院、导师三级管理体制,主要包括: (1)研究生院严把生源质量。在招生中全面考核学生理论水平、科研能力、综合素质,严把招生质量关。 (2)学院负责日常教学管理。课程教学是工程硕士教育的核心环节,课程设置、内容选择、教学方式上有效结合学员实际工作内容、突出个性,实行学分制和选修制相结合的考评体系,充分调动学生的积极性;考核方式采取读书笔记、笔试、研究报告、综合分析等多种方式。 (3)导师负责督促研究生学习、培养过程。由专家组集中组织学生开题、期中检查,答辩过程由导师初审、预答辩、匿名评审等环节组成,确保研究生论文质量。 三、结语 工程硕士是地方高校研究生教育的重要组成部分,由于其培养过程涉及企业、学员、学校三方,其管理过程更为复杂,只有努力实现地方高校、合作企业和研究生协同合作,对于培养过程各个具体环节分工协作、紧密配合才能有效提高工程硕士的人才培养质量,才能培养出企业需要、学校放心、学员满意的高质量工程技术人才。 作者:李会强 胡忠举 刘衍琼单位:湖南科技大学机电工程学院
土木工程专业论文:浅析高职土木工程类专业学生就业市场与就业对策研究 论文关键词:就业市场分析 就业对策 论文摘要:介绍了当前国内国际的基建市场形势,对王木工程类专业学生的就业市场进行了分析,在高职工科类院校关于应对市场需求、提高毕业生就业率的问题上提出了相应的对策。 高职土木工程类专业包括铁道工程、公路工程、水利工程、工民建等各类专业,培养出来的学生基本都是面向土建类的施工企业,从事工程施工技术、测量、绘图、预算等基础性的工作。大多数工科类高职院校都有培养该类毕业生的专业,毕业生数量也在逐年增加。这些学校的授课体系基本相同,培养的应用能力也基本一致,相互之间形成了强大的竞争力。目前的就业市场前景如何,培养的学生如何适应市场需求以及如何提高就业率,是这类学校的头等大事。所以,有土木工程类专业毕业生的院校必须深人了解市场,调整教学计划,加强就业指导,实现“出口”畅通。 国内国际基建市场形势 铁路建设2004年1月,国务院通过了《中长期铁路网规划》,2006年铁道部又通过了《铁路“十一五”规划》,明确了铁路发展的主要目标和重点任务。《铁路“十一五”规划》提出:“十一五”期间,中国铁路发展的主要目标是:建设新线1.7万公里,其中客运专线7000公里;建设既有线复线8ooc)公里;既有线电气化改造1.5万公里;到2010年,全国铁路营业里程达到9万公里以上,复线、电气化率均达到45%以上,快速客运网总规模达到2万公里以上,煤炭通道总能力达到18亿吨,西部路网总规模达到3.5万公里,形成覆盖全国的集装箱运输系统。该《规划》还确定了铁路发展的六项重点任务,其中一项是加强人才队伍建设,实施“人才强路”战略,以经营管理人才、专业技术人才、技能人才三支队伍建设为重点。 公路建设2004年底,国务院通过了《国家高速公路网规划》,该规划确定未来2030年内,高速公路网将连接起所有省会级城市、计划单列市、83%具有50万以上城镇人口的大城市和74%具有20万以上城镇人口的中等城市,总规模约8.5万公里。目前已建成2.9万公里,在建1.6万公里,待建4万公里,分别占总里程的34% , 19%和47%。待建里程中,东部地区为0.8万公里,中部地区为1.1万公里,西部地区为2.1万公里,建设任务主要集中在中西部地区,特别是西部地区的建设任务相当繁重。建成这个系统大约需要30年。交通部印发的《公路水路交通“十一五”发展规划》确定的目标是:2010年,全国公路总里程将达到230万公里,其中高速公路6.5万公里,二级以上公路45万公里,县乡公路180万公里。具备通达条件的乡镇和建制村100%通公路,95%的乡镇、80%的建制村通沥青(水泥)路。 海外工程日益增多目前,我国承揽的非洲、南亚、东南亚等国的铁路、公路工程也日益增多,许多单位专门成立了海外公司,其中以中铁海外工程公司为最大,应该说这些单位的用人需求是比较大的。 城市建设方兴未艾目前,我国城市建设的速度不断加快。现在国内许多城市的道路建设都在向着构建城市快速干道、规划“XX城市X小时都市交通圈”的方向发展,目前在建或规划建设地铁的城市多达数十个,一般具有建设周期长、施工难度大、造价高等特点,这些都是潜在的就业市场。 当前就业市场分析 就业潜力较大近期笔者走访了中铁、中铁建、中建、中交系统等部分单位。根据用人单位的介绍,目前整体来说缺乏人才,现场施工技术人员,包括测量、绘图、实验、公路检测、高速铁路、地铁施工等方面的技术人员相当缺乏,尤其缺乏具有较高综合素质的人才。 新的就业市场逐渐开放目前,铁路工程、公路工程、房建工程相互渗透、相互交叉,市场全部开放,凡是有资质的企业都可以承揽相应的工程,中铁系统、中交系统、中建系统、中国水利水电系统以及地方建筑企业不断进人铁路、公路、房建等各个领域的建设,所占市场份额也不断扩大。例如,中建八局承揽了吉林省全部高速铁路的建设工程,上海四建在上海地铁项目中也占有一定比例等。这些都是潜在着的新就业市场。各单位招聘人才的数额也逐渐增加,例如中铁、中建系统所属的工程局每年计划招聘人数都在1000人左右,其中工程技术人员所占比例达80%左右的比例。 民营、私营、三资企业力量逐渐扩大目前我国的民营、私营、屯资企业数量逐渐增多,这些新兴企业面临的最大问题就是缺乏人才,尤其是具有一定经验的技术人员。因此,他们一直不断地从一些国有单位“挖人”,这一事实从国有施工企业人才流失现象中不难看出。 用人单位的用人政策日趋务实据用人单位介绍,从现场需要看,专科生、高职生比较容易适应现场,而且务实、留得住,有利于施工队伍的稳定。用人单位没有盲目地将人才层次定得很高,用人单位的用人观正在逐渐发生变化,变得更加切合实际。 高职院校就业对策 (一)调整教学计划,努力适应市场需求 教学计划的制定原则应该是宽基础、强技能。同时根据市场的实际需求,不断修改土木工程类专业的教学计划,使其培养的学生“型号”更加适应市场需要。例如,现在有些土木类高职院校的教学计划取消了计算机语言类课程,增加了在实际工作中具有很强实用性的计算机实际操作的有关内容,如办公软件以及同工程施工有关的计算软件等教学内容。 调整专业设置,可以按照工程大类设置专业,分方向制定教学计划。例如,道桥专业可以设置道桥方向、公路隧道方向、公路与城市道路方向、基础(路基路面)工程方向、道桥测量技术、道桥维修与养护技术等;铁道工程专业可以分为铁道维修与养护、城市轻轨与地下铁道、高速铁路、基础工程等方向,建筑工程可以分为给排水方向、装饰工程、结构工程等。 (二)加强就业指导,转变学生的就业观念 教育学生理性确定就业期望值2006年,北京高校毕业生就业指导中心公布了《2006年北京高校毕业生就业薪酬调查报告》,报告显示,北京高校2006届毕业生的平均起点工资为2262.31元,其中,近三分之二毕业生的起点工资在2000元以下,近四分之一毕业生的起点工资在1000元以下。结合近几年就业市场分析,可看出用人单位的用人政策在不断调整,有些用人单位不断提高毕业生的学历要求。例如,前两年本科生就可以轻松进人的单位,现在即使研究生毕业也很难进人了;相应地,各单位对本科生、高职生的要求也不断提高,以前部分单位曾经给予研究生、本科生的就业优惠政策,现在要么降低,要么取消,而与此对应的是,本科以上学历的毕业生供大于求。面临以上情况,各院校必须教育学生降低就业期望值,找准自己的位置,适应就业现实。 教育学生树立正确的就业观目前对毕业生最有吸引力的还是国有企业,尤其是由原来行业主管划转到地方管理的学校的学生,他们的传统和固有观念是本校原系统的各单位都是靠得住、效益好的,而对其他国有企业不感兴趣,对民营和私企更是不屑一顾。学生产生这种想法的原因,一是学生不了解就业市场,二是许多学校多年来的就业惯性所致。各高职院校都有各自传统的、固定的“客户”,而对一些新的领域不认可。因此要帮助学生了解市场行情,教育他们树立新的就业观。事实上.现在民营、私企不仅工资待遇不低,而且同样有保障机制,例如有些单位明确提出代缴三金、保险等费用,与国有企业并无多少差别,相反,有些国有企业却因地域限制不能解决户口等问题,限制了用人需求。 加强学生综合素质的培养目前各单位都建立了淘汰机制,对新招聘的毕业生先行试用一年。因此必须加强学生综合能力的培养,提高他们吃苦耐劳、适应现场的能力以及学习能力,这样才能稳得住,干得好,才能够打好基础。 加强和用人单位的联系目前,凡国内的工科院校,几乎都有土木工程、道桥、测量等专业的毕业生。企业在选择哪所学校毕业生的问题上具有很大的自主性,这就要求各高职院校一方面加强与用人单位的联系,建立长期的合作关系,一方面要树立品牌,取得用人单位的长期认可。 面向中西部就业从国家建设的重点来看,基建工程的重点在西部。根据2006年大学生的几次“双选会”实际情况来看,西部企业在大量地引进人才,尤其是西北地区的一些用人单位对毕业生的学历要求并不高,例如新疆的部分单位基本定位在专科以上层次,还有部分国有改制企业定位也比较准确,都在制定相应的人才政策。应该说,中西部的就业市场广大,因此要教育学生认清自我、认清形势,不要盲目地追求到沿海或东部比较发达地区就业。 面向二级企业、施工单位就业现在附着于大型企业施工的二级企业、民营私企急需人才,基本上能够很好地解决毕业生的“三金”、职称评定等问题,这些企业也是非常不错的就业方向。 当然,要提高高职土木工程类学生的就业率和就业质量,必须坚持以质量求发展的理念,培养质量过硬、素质较高、适应性强的毕业生,这样才能使学生稳步就业,实现高职土木工程类毕业生的“出口”畅通,实现土木工程类专业的良性发展。 土木工程专业论文:土木工程专业建设的探索和实践 摘要:在调研和分析的基础上,探讨了在市场经济条件下,如何结合社会经济建设和行业发展的需求,办好土木工程专业、搞好土木工程学科建设、增强土木工程专业的生存能力和可持续发展潜力的问题。即以专业建设为突破口,带动相关方向全面发展。专业建设要找准市场定位,明确培养目标,制订教学计划,构建特色鲜明的课程体系和配套的教材及配套的课件,加强双师型教师的培养,加强实践性教学环节,完善教学模式,深化教学改革,创造良好的教学环境。走产教研结合的道路,推动高等应用型教育的健康发展。 关键词:应用型人才教育 土木工程 培养目标 专业建设 教学改革 基本思路 建筑工程学院在近几年发展过程中,以重点专业建设为突破口,带动相关专业的全面发展。土木工程专业是学院重点建设专业,该专业建设的探索与实践可概括为以下几个方面: 一、瞄准市场定位,明确培养目标,制订合理的教学计划 专业教学计划是人才培养的总体设计和实施蓝图,它规定了培养目标和业务规格,明确了知识结构和能力要求,构建了专业要求的课程体系,规定了各教学环节的配置及其内容。它既是组织教学的指导性文件,也是制订各项配套教学文件的依据。在开发土木工程专业教学计划的实践中,我们的做法是: (一)深入调查研究,明确培养目标,合理确定岗位群及其能力要求 在制订土木工程专业教学计划过程中,我们首先组建了专业调查组,对有关工程建筑、工程建设及管理等用人单位进行了调查,并聘请有关单位的专家学者成立了顾问委员会。将我校教学研究型大学本科土木工程专业的培养目标与其它层次的教育培养目标相对比,分析研究确定了本学院土木工程专业应以培养生产、建设、管理第一线需要的高等技术应用型人才为根本任务,体现以社会需求为目标、以技术应用能力培养为主线的特点,其能力结构主要体现在土木工程施工一线及工程运行管理一线的业务技术能力和组织管理能力。 (二)根据市场需求提出能力要求,合理确定知识结构 知识结构是能力培养的基础,它必须满足能力培养的需要,以“必需、够用”为度,并要求具有一定的发展潜力。在分析知识结构时,首先以能力要求为出发点,采用层次分析法逐级分解能力。在能力分解的基础上,分析满足能力要求应具备的基础知识和专业知识,提出相应的知识点,组织其相应的知识体系。根据各课程的相关性和知识的互补性进行课程的整合和知识模块的拼装,构建整个课程体系。 (三)以能力要求和知识结构为主线,构建动态教学计划 教学计划是各教学环节的整体设计方案,主要包括课程体系、实践教学环节等的时间分配和次序安排。在教学计划制订中既要考虑专业能力培养,又要考虑全面素质的提高。在构建课程体系中,加强了计算机、英语等能力的培养,保证其课程和应用的不断线,并提倡学生获取计算机及英语等级证书。强调在课程教学中,不仅要求学生掌握基础理论和专业知识,更重要的是让学生首先学会做人。土木工程专业教学计划以大专业为基础制订教学计划,同时体现不同方向的需要,设置模块化的专业方向,根据市场需求情况,进行动态实施。在教学计划执行过程中,根据教学及生产一线的信息反馈,调整各项能力要求及相应的课程教学内容,以满足市场对人才规格的要求。 二、加强专业建设,完善培养模式,创造良好的教育环境 在加强专业建设的同时,注意不断完善专业培养模式,提出了“以职业岗位能力为主导,以素质教育为基础,努力提高创新能力”的“能力中心模式”。 (一)认真处理好专业与基础、理论与实践的关系 上海师大的目标定位是:成为适应上海基础教育和社会经济发展需要的,以培养宽口径、应用型人才为鲜明特色的教研型综合性大学;应用型人才教育强调知识的应用性,需要一定的理论知识作为基础,并具备可持续发展。因此,在构建课程体系时主要从以下几方面考虑:一是以职业能力为核心构建专业课程模块,二是以专业能力需要为基本依据构建基础课程模块,同时兼顾可持续发展的需要。例如对专业理论基础,突出其应用性,明确其适用条件以及基本原理,不强调理论的推导过程。三是体现课程体系的动态性。课程体系是由各种可变的组合模块组成的,基本的课程模块使大专业的基础保持相对稳定性,专门化课程模块视其不同的职业岗位需要而设置,根据人才市场需求情况在教学过程中做动态调整。本专业教学计划中设置了建筑工程、国际工程等专门化课程模块。 (二)认真搞好教材建设,以教材建设带动教学改革 教材建设是学科发展的重要因素,教材应能够全面体现能力培养和提高全面素质的要求。针对教学特点,土木工程系组织骨干教师积极配合兄弟院校,并广泛吸收有实践经验的工程师,共同开发土木工程专业的各种教材。目前己出版的有《AutoCAD2000》、《材料力学双语教材》、《钢筋砼双语教材》等教材。在教材编写过程中主要以知识应用和能力培养为主线,加强工程实践中应用较广的基本技能、基本方法和基本理论,同时兼顾新知识、新材料、新工艺、新设备等在工程中的应用。 (三)加强能力考核,培养创新精神 在理论教学和实践教学过程中,加强能力考核,引导学生进行专业能力训练,不断培养学生的创新意识和创新精神。将各种综合能力细化为不同的专项能力,并对每一专项能力和综合能力都提出具体的标准和考核方法,明确各项技能培养所需的仪器、设备、工具、材料及基本工艺理论,由学生据此进行独立学习和训练,最后以能力考核作为评定学习效果的依据。并不断进行创新能力训练,根据创新成果评定成绩。如施工过程中的工艺设计、组织设计,由学生自己设计,动手实践,这样可以不断激发其创新精神。 三、加强实践教学环节,突出应用型人才教育特色实践 教学环节是体现应用型人才教育特色的关键,是否能达到应用型人才培养目标,关键是实践教学是否完善,是否有特色。我院土木工程系在应用型人才教育土木工程专业实践教学体系建设及学生实践能力培养方面做了一些探索。 (一)完善实践教学环境,为实践教学创造良好的条件 在教学过程中,学生的实践大致可分为课堂实践、生产模拟实践以及生产一线实践三种情况。课堂实践是基础,可以通过边讲边练来实现;生产一线实践是培养实践能力必不可少的实践教学环节,由此可使学生体验到真实的岗位状态,以培养学生的职业素质和综合素质,提高学生的职业道德和职业素养;而模拟生产实践既是生产一线实践的准备,同时也是生产一线实践的补充,它可以达到反复实践、全面实践的要求。满足不同的实践要求就要有不同的实践场所,为此,我系加强了院内外的实践基地建设,为完成实践教学培养目标创造了良好的条件。 1.在院内实践场所建设中,首先加强了与培养学生职业能力关系密切的重点实训场所建设,建设过程中主要从以下方面着手: (1)满足各项职业技能训练的需要。土木工程系重点实训场所主要有:建材实验室、土工地质实验室、建筑结构实验室、工程施工实验室,CAD实验室等,实验室建筑面积3400m2,各种设备总值500余万元。除满足各项实训教学要求的需要外,还可以对建筑工程的各工种上岗能力进行技能鉴定。 (2)坚持以培养学生的专业技能为主,结合生产、科研发展实训场所。在设备添置方面坚持既注重基本技能训练的常规设备,又注重专业技术应用与创新能力训练的设备,并兼顾生产科研设备的添置。土工及建材实验室不断结合生产实际,与生产单位合作完成多个项目的生产试验任务。 2.坚持走校企共建的道路,发展校外实践基地。目前已与上海建工集团、上海住乐集团、宏润集团(著名大型民营)、香港华晨国际工程设计公司、林同炎-同济大学国际工程咨询公司,上海住安建设集团、上海第一建筑公司、舜杰建设公司有限公司(著名大型民营)、大华房地产公司(著名大型民营)以及多家大型施工、设计、房地产开发和管理企业建立了良好的合作关系。在学生实践过程中,以现场工程师为主要指导教师,由院方与现场工程师共同提出对学生的实践要求,学生实践结束后回学校答辩,以检查能力培养的结果。企业可以结合人才需求情况择优提前录用。 (二)改变传统的实践教学方法,探索应用型人才培养实践新路子 应用型人才教育的目标是培养生产、服务和管理一线的高级实用性人才。科技创新能力、实践动手能力和解决实际问题的能力是土木工程专业毕业生应具有的三种职业岗位能力,而实践能力的培养不仅需要有一定的物质条件,还需要有一定的实训时间及合理的组织,采用传统的教学方法很难解决实践教学时间短、要求高的矛盾。为保证实训教学的效果,达到能力培养的目标,我院在土木工程专业教学过程中,采用了以下做法: 1.科学制订开放式实践教学的目标体系和实施方案,是保证实践教学效果的重要环节。在制订教学计划时将职业岗位能力逐级细化成为专项能力和分项能力目标,并在实践教学要点制订过程中,将其分解为各具体目标,确定其内容、方法、步骤、要求达到的标准和能力考核办法,找出实现该目标的相应措施。将实践性较强的课程作为边讲边练课程,主要培养学生的相关动手能力,同时要求学生掌握其原理,以便达到增强实践能力的目的。 2.采用开放式教学方法,充分发挥学生的自主性,变被动学习为主动学习。在实践能力培养过程中,首先让学生根据实训项目的内容及要求,自己拟订实训(验)目的、方法、步骤、标准、要求,并提出所需仪器、工具、设备、材料等,向实训教师申请实训时间,批准后在实训教师指导下,由学生独立的进行练习,最后写出实训报告,并进行实训能力测评,根据实训过程和测评结果综合评定成绩。这种开放式的实训体系,可以充分调动学生自觉学习的积极性,充分发挥学生的聪明才智,变被动学习为主动学习。同时,也克服了由于学生个性差异带来的学习不同步的负面影响:实践能力强的学生可以节约时间,进行其它能力的培养,而实践能力稍差的学生也不会因此失去实训的机会,或降低实践的效果。 四、推行素质教育,确保应用型人才培养的质量 教学质量是专业生存和发展的根本,必须通过深化教学改革,推行素质教育,提高教学质量,才能保证人才培养的质量。 (一)以转变思想观念为基础,不断提高对应用型人才教育的认识 提高应用型人才教育质量重点在于转变思想观念。应用型人才教育是一种新的教育观念和新的教育模式,如何办出特色、提高教学质量,是专业发展的生命线。我院是由高职教育转为高等教育的,教师及有关管理人员的思想观念多数跟不上高等发展的要求。针对此问题,学院组织了以转变思想观念为基础、促进教学改革发展的活动。土木工程系将教师思想观念转变融于专业建设当中,采用紧抓骨干教师,以点带面、全体参与的工作方法。在制订教学计划的过程中,组织研究组,认真研究高等教育的特点及培养目标。通过研究,转变研究组成员对高等教育的认识。通过两年多的研讨,大家对高等教育应用型人才培养模式的特征取得了共识,认为其具体特征表现为: ①以适应生产、建设、管理和服务第一线需要的高等技术应用型人才为培养目标。②以社会需求为标准,以培养职业应用能力和全面素质为主线创建专业教学体系。③实践能力是应用型人才教育的特色。④“双师型”师资队伍是培养具有应用型特色人才的关键。⑤产学研结合是实践能力培养的基本途径。⑥改变教学方法、教学手段是当前专业教育最突出的问题。 (二)抓住关键问题,提出具体措施 在认清应用型人才教育特征的基础上,组织全体教师讨论制定课程教学要点,讨论教学方法改革。通过这一过程,大家一致认为, 应用型人才教育最突出的问题是时间紧、任务重。在不降低理论要求的同时,要加强实践能力的培养,关键的问题是合理安排时间问题。因此全体教师又将重点转向了教学内容与教学时间的研讨,提出了具体措施。 1.改变传统教学方法,采用现代化的教学手段,提高理论教学效率,在保证学生具有可持续发展基础的前提下,减少理论教学学时。积极推行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新意识,切实提高教学质量。在课堂教学中有多门课程采用了多媒体教学,先后完成了力学、制图等课程的电子课件制作。 2.将部分实践性强的课程作为边讲边练课程,以培养学生实践能力为主,以理论教学为辅。土木工程专业先后将测量、建材、土力学、概预算与招投标、施工技术、制图等课程作为边讲边练或部分边讲边练课程。 3.采用开放式实践教学,充分发挥学生的主动性、自主性,为学生提供创新机会,实训场所实行开放式管理,让学生充分利用业余时间,提高实践技能水平。推广高新技术在实践教学中的应用,提倡学生假期参与生产实践,鼓励学生在校外兼职。 (三)以适应社会需求为前提,培养学生直接顶岗能力 在学生实践能力的培养过程中,根据市场需求情况,不断动态调整能力培养目标,以适应学生毕业时用人单位对他们的需求。前两年的教学以大专业所需的基本能力为主,拓宽学生的知识面和基本能力基础,后两年根据社会需求情况,进行专门化技能培训,同时加开必需的理论课。在专业课教学过程中加强综合能力训练和知识的综合应用,将原毕业设计题目作为课下作业,以加强学生对所学知识的理解,提高综合运用能力。并将实际工程资料引入课堂教学内容,密切联系工程实际,加强实践技能的综合训练。 五、存在问题和今后专业建设的基本思路 土木工程专业虽经过不断的探索、实践,正在逐步完善,但由于客观和主观上的一些原因,还存在以下问题: (一)教师的思想观念转化需经历一个认识提高的过程,加上教材建设跟不上,所以课程的综合和重组无法一次到位。 (二)受专业教室条件的限制,部分专业实践课无法采用边讲边练的方法组织教学,像CAD辅助设计、建筑材料、土木工程施工等专业实践课程无法更快地加大教改力度。 (三)教学课件的开发、教材的编写、电子教案的制作水平跟不上形势的发展,部分课程的教学手段落后。 针对以上存在问题,我们对土木工程专业建设的基本思路是:首先组织力量开发特色鲜明的指导性教学计划,在此基础上研究制订各课程、各实践性教学环节的教学基本要求,进而组织编写各课程和各实践性教学环节的配套教材,研究开发配套的教学课件和应用软件。 土木工程专业论文:浅析高职土木工程类专业学生就业市场与就业对策研究 论文关键词:就业市场分析 就业对策 论文摘要:介绍了当前国内国际的基建市场形势,对王木工程类专业学生的就业市场进行了分析,在高职工科类院校关于应对市场需求、提高毕业生就业率的问题上提出了相应的对策。 高职土木工程类专业包括铁道工程、公路工程、水利工程、工民建等各类专业,培养出来的学生基本都是面向土建类的施工企业,从事工程施工技术、测量、绘图、预算等基础性的工作。大多数工科类高职院校都有培养该类毕业生的专业,毕业生数量也在逐年增加。这些学校的授课体系基本相同,培养的应用能力也基本一致,相互之间形成了强大的竞争力。目前的就业市场前景如何,培养的学生如何适应市场需求以及如何提高就业率,是这类学校的头等大事。所以,有土木工程类专业毕业生的院校必须深人了解市场,调整教学计划,加强就业指导,实现“出口”畅通。 国内国际基建市场形势 铁路建设2004年1月,国务院通过了《中长期铁路网规划》,2006年铁道部又通过了《铁路“十一五”规划》,明确了铁路发展的主要目标和重点任务。《铁路“十一五”规划》提出:“十一五”期间,中国铁路发展的主要目标是:建设新线1.7万公里,其中客运专线7000公里;建设既有线复线8ooc)公里;既有线电气化改造1.5万公里;到2010年,全国铁路营业里程达到9万公里以上,复线、电气化率均达到45%以上,快速客运网总规模达到2万公里以上,煤炭通道总能力达到18亿吨,西部路网总规模达到3.5万公里,形成覆盖全国的集装箱运输系统。该《规划》还确定了铁路发展的六项重点任务,其中一项是加强人才队伍建设,实施“人才强路”战略,以经营管理人才、专业技术人才、技能人才三支队伍建设为重点。 公路建设2004年底,国务院通过了《国家高速公路网规划》,该规划确定未来2030年内,高速公路网将连接起所有省会级城市、计划单列市、83%具有50万以上城镇人口的大城市和74%具有20万以上城镇人口的中等城市,总规模约8.5万公里。目前已建成2.9万公里,在建1.6万公里,待建4万公里,分别占总里程的34% , 19%和47%。待建里程中,东部地区为0.8万公里,中部地区为1.1万公里,西部地区为2.1万公里,建设任务主要集中在中西部地区,特别是西部地区的建设任务相当繁重。建成这个系统大约需要30年。交通部印发的《公路水路交通“十一五”发展规划》确定的目标是:2010年,全国公路总里程将达到230万公里,其中高速公路6.5万公里,二级以上公路45万公里,县乡公路180万公里。具备通达条件的乡镇和建制村100%通公路,95%的乡镇、80%的建制村通沥青(水泥)路。 海外工程日益增多目前,我国承揽的非洲、南亚、东南亚等国的铁路、公路工程也日益增多,许多单位专门成立了海外公司,其中以中铁海外工程公司为最大,应该说这些单位的用人需求是比较大的。 城市建设方兴未艾目前,我国城市建设的速度不断加快。现在国内许多城市的道路建设都在向着构建城市快速干道、规划“XX城市X小时都市交通圈”的方向发展,目前在建或规划建设地铁的城市多达数十个,一般具有建设周期长、施工难度大、造价高等特点,这些都是潜在的就业市场。 当前就业市场分析 就业潜力较大近期笔者走访了中铁、中铁建、中建、中交系统等部分单位。根据用人单位的介绍,目前整体来说缺乏人才,现场施工技术人员,包括测量、绘图、实验、公路检测、高速铁路、地铁施工等方面的技术人员相当缺乏,尤其缺乏具有较高综合素质的人才。 新的就业市场逐渐开放目前,铁路工程、公路工程、房建工程相互渗透、相互交叉,市场全部开放,凡是有资质的企业都可以承揽相应的工程,中铁系统、中交系统、中建系统、中国水利水电系统以及地方建筑企业不断进人铁路、公路、房建等各个领域的建设,所占市场份额也不断扩大。例如,中建八局承揽了吉林省全部高速铁路的建设工程,上海四建在上海地铁项目中也占有一定比例等。这些都是潜在着的新就业市场。各单位招聘人才的数额也逐渐增加,例如中铁、中建系统所属的工程局每年计划招聘人数都在1000人左右,其中工程技术人员所占比例达80%左右的比例。 民营、私营、三资企业力量逐渐扩大目前我国的民营、私营、屯资企业数量逐渐增多,这些新兴企业面临的最大问题就是缺乏人才,尤其是具有一定经验的技术人员。因此,他们一直不断地从一些国有单位“挖人”,这一事实从国有施工企业人才流失现象中不难看出。 用人单位的用人政策日趋务实据用人单位介绍,从现场需要看,专科生、高职生比较容易适应现场,而且务实、留得住,有利于施工队伍的稳定。用人单位没有盲目地将人才层次定得很高,用人单位的用人观正在逐渐发生变化,变得更加切合实际。 高职院校就业对策 (一)调整教学计划,努力适应市场需求 教学计划的制定原则应该是宽基础、强技能。同时根据市场的实际需求,不断修改土木工程类专业的教学计划,使其培养的学生“型号”更加适应市场需要。例如,现在有些土木类高职院校的教学计划取消了计算机语言类课程,增加了在实际工作中具有很强实用性的计算机实际操作的有关内容,如办公软件以及同工程施工有关的计算软件等教学内容。 调整专业设置,可以按照工程大类设置专业,分方向制定教学计划。例如,道桥专业可以设置道桥方向、公路隧道方向、公路与城市道路方向、基础(路基路面)工程方向、道桥测量技术、道桥维修与养护技术等;铁道工程专业可以分为铁道维修与养护、城市轻轨与地下铁道、高速铁路、基础工程等方向,建筑工程可以分为给排水方向、装饰工程、结构工程等。 (二)加强就业指导,转变学生的就业观念 教育学生理性确定就业期望值2006年,北京高校毕业生就业指导中心公布了《2006年北京高校毕业生就业薪酬调查报告》,报告显示,北京高校2006届毕业生的平均起点工资为2262.31元,其中,近三分之二毕业生的起点工资在2000元以下,近四分之一毕业生的起点工资在1000元以下。结合近几年就业市场分析,可看出用人单位的用人政策在不断调整,有些用人单位不断提高毕业生的学历要求。例如,前两年本科生就可以轻松进人的单位,现在即使研究生毕业也很难进人了;相应地,各单位对本科生、高职生的要求也不断提高,以前部分单位曾经给予研究生、本科生的就业优惠政策,现在要么降低,要么取消,而与此对应的是,本科以上学历的毕业生供大于求。面临以上情况,各院校必须教育学生降低就业期望值,找准自己的位置,适应就业现实。 教育学生树立正确的就业观目前对毕业生最有吸引力的还是国有企业,尤其是由原来行业主管划转到地方管理的学校的学生,他们的传统和固有观念是本校原系统的各单位都是靠得住、效益好的,而对其他国有企业不感兴趣,对民营和私企更是不屑一顾。学生产生这种想法的原因,一是学生不了解就业市场,二是许多学校多年来的就业惯性所致。各高职院校都有各自传统的、固定的“客户”,而对一些新的领域不认可。因此要帮助学生了解市场行情,教育他们树立新的就业观。事实上.现在民营、私企不仅工资待遇不低,而且同样有保障机制,例如有些单位明确提出代缴三金、保险等费用,与国有企业并无多少差别,相反,有些国有企业却因地域限制不能解决户口等问题,限制了用人需求。 加强学生综合素质的培养目前各单位都建立了淘汰机制,对新招聘的毕业生先行试用一年。因此必须加强学生综合能力的培养,提高他们吃苦耐劳、适应现场的能力以及学习能力,这样才能稳得住,干得好,才能够打好基础。 加强和用人单位的联系目前,凡国内的工科院校,几乎都有土木工程、道桥、测量等专业的毕业生。企业在选择哪所学校毕业生的问题上具有很大的自主性,这就要求各高职院校一方面加强与用人单位的联系,建立长期的合作关系,一方面要树立品牌,取得用人单位的长期认可。 面向中西部就业从国家建设的重点来看,基建工程的重点在西部。根据2006年大学生的几次“双选会”实际情况来看,西部企业在大量地引进人才,尤其是西北地区的一些用人单位对毕业生的学历要求并不高,例如新疆的部分单位基本定位在专科以上层次,还有部分国有改制企业定位也比较准确,都在制定相应的人才政策。应该说,中西部的就业市场广大,因此要教育学生认清自我、认清形势,不要盲目地追求到沿海或东部比较发达地区就业。 面向二级企业、施工单位就业现在附着于大型企业施工的二级企业、民营私企急需人才,基本上能够很好地解决毕业生的“三金”、职称评定等问题,这些企业也是非常不错的就业方向。 当然,要提高高职土木工程类学生的就业率和就业质量,必须坚持以质量求发展的理念,培养质量过硬、素质较高、适应性强的毕业生,这样才能使学生稳步就业,实现高职土木工程类毕业生的“出口”畅通,实现土木工程类专业的良性发展。 土木工程专业论文:土木工程专业研究生创新能力培养的研究与实践 【摘 要】文章阐述了我国研究生 教育 创新能力培养的重要性、内涵和存在问题。针对土木工程学科提出了相关的对策,并以介绍了我校土木工程学科研究生培养成功实践。 【关键词】土木工程 研究生教育 创新能力 作为教育体系最高层次的研究生教育,其基本目标就是培养具有创新性 科学 研究能力的人才。我国的学位条例对博士、硕士研究生的 论文 及研究成果在创新方面的要求也有明确规定。所以,创新能力的培养是研究生教育的核心,也是评价研究生教育质量的根本标准。 研究生的创新能力,不仅直接影响高等学校知识创新的水平,也关系到国家未来的整体创新能力。作为国家创新体系基础的高等教育,尤其是最高层次的研究生教育,对国家创新体系有着重要影响。研究生的培养方式是以知识传授为基础、能力提高为核心、素质培养为目的教育过程,这其中以创新能力的培养最为关键。所谓创新能力,是指利用已经积累的知识和经验,经过科学的思维、加工和再创造,产生新的思想、新的知识、新的方法和新的成果的能力。创新能力是一种综合能力,主要包括知识结构、创新思想和创新品格三个方面。研究生的知识结构应有基础知识、专业知识、人文社会科学知识和实践知识。创新思维是研究生在广博的知识基础上产生创新的原动力,是人类创造力的核心和思维的最高形式,其本质特征是新颖性和开拓性。创造品格是非智力的个性因素,主要包括严谨、自信、激情、好奇、乐观、容忍以及坚忍不拔的毅力等意志品质。目前,我国研究生教育质量问题的一个主要表现就是研究生创新能力不强。大部分研究生还是表现出习惯性的接受、理解和掌握现成的知识,很少或者根本没有对自己的论文课题有独到的见解和原创性的研究成果。造成我国研究生创新能力不强的主要原因有:我国长期的应试教育轻视了学生的个体和综合素质的培养,造成了学生思想的僵化,在科学研究中表现出保守、谨慎、不敢创新。另一方面,研究生的大规模扩招,一方面降低的研究生源质量,同时也使许多研究生培养单位原本就紧张的教育资源显得更加捉襟见肘。目前我国的研究生培养实际上是“严进宽出”,淘汰率几乎为零。这种缺乏有力的制度约束和质量监控制的培养方法,难以保证研究生的质量,更谈不上创新人才的培养。另外,学术腐败也在时时侵蚀着研究生的学术道德,除了社会不良风气对研究生的影响之外,另一方面也是研究生创新能力不足的表现。为保证研究生教育的质量,提高研究生的创新能力,教育部于2003年启动了研究生教育创新工程,主要内容是1)创建研究生创新基地;2)建立研究生学术 论坛 ;3)开设研究生精品课程;4)建立研究生访问制度;5)加强研究生教材建设;6)建设研究生开放实验基地。 下面我们就结合我院土木工程专业研究生培养的实际,谈谈我们的一些经验体会: 1 创建研究生创新基地 中南大学土木建筑学院为给土木工程专业研究生提供校外实践创新基地,于2006年与湖南省建工集团一起,申请了湖南省研究生创新基地,即中南大学-湖南建工集团研究生创新基地,经过一年的建设,顺利通过湖南省教育厅的评估,正式授权挂牌。该基地每年接受数十名硕博士研究生,参与湖南省建工集团的生产、科研和管理工作。联合申报省级科技开发项目二项,完成工法近十项,合编教材三部,共同十余篇。不仅提升了湖南建工集团的科技创新水平,创造了可观的 经济 效益,而且大大增强了研究生的科研创新精神与能力,尤其在重庆大剧院项目的建设中,获得了各方的良好评价。 2 建立研究生学术论坛 中南大学土木建筑学院十分强调研究生学术交流的平台建设,学院定期每年举办一届院级研究生学术年会,邀请著名专家学者讲演,开拓学生的视野,吸取前辈的成功创新经验。同时还不定期地在不同学科方向举办研究生学术沙龙,师生共同参与,讨论研究心得、交流学术思想、激发研究生的创新思维。2009年10月我院将承办教育部全国土木工程博士生论坛,这将又是一个良好契机,为研究生提供一个高层次的沟通、学习和交流平台。 3 开设研究生精品课程 中南大学土木建筑学院十分重视研究生精品课程的建设,并为此专门制定了一整套完善的申报、建设、管理和奖励办法。力争将基础课程、专业平台课程等骨干课程分批、分级地建设成精品课程系列,构成完整的优质课程体系。目前,已经有二门省级研究生精品课程,6门校级研究生校级精品课程。此外,我们还支持开出了三门研究生双语教学课程。 4 建立研究生访问制度 中南大学土木建筑学院积极参加 教育 部高水平大学公派留学项目,每年土木工程专业有近十余名研究生通过选拔派往世界各地的著名学府攻读博士学位获联合培养。另外,有不少有国外留学背景的导师也积极联系国外学校,给研究生提供短期的学术交流时间。学院还制订了相关政策和基金,鼓励在校研究生参加境内外高水平的国际会议。 5 加强研究生教材建设 中南大学土木建筑学院一方面鼓励研究生任课教师积极引进国外原版教材及教学大纲,另一方面也支持研究生任课教师根据 科学 技术的不断 发展 和工程实践经验的不断积累,积极改革教学内容,编写更符合时代气息的研究生教材。累计出版各类研究生教学用书近十本。 6 建设研究生开放实验基地 研究生开放实验基地是研究生落实创新能力的一个重要环节,中南大学土木建筑学院在学科建设不断发展的基础上,努力搭建高水平的学科平台。目前为止,我们已经有国家级实验基地-高速铁路建造技术国家工程实验室,湖南省重点实验室-土木工程安全实验室、建筑材料和工程结构研究中心等一系列实验平台。这些实验平台再为科研服务、为社会服务的同时,也积极承担着研究生教学实验基地的任务,全时、全方位为研究生开放。 此外,中南大学土木建筑学院还设立了优秀博士 论文 奖励基金、研究生学位论文创新选题基金和研究生sci收录论文奖励基金,鼓励研究生开展对国家科技进步、 经济 建设和社会发展具有重要意义的基础研究和应用研究的原创课题研究。 土木工程担负着国民经济基本建设的重要任务,随着国民经济的快速发展和科技水平的迅猛提高,国家对土木工程专业研究生的要求也越来越高。这集中体现具有宽广的知识结构、高强的实践能力和不懈的创新精神。我们相信:只要我们不懈的努力、努力探求研究生教育、培养等各个环节的 规律 ,并针对这些规律提出行之有效的方法,就能够为我国研究生教育创新能力的提高做出一份贡献。 土木工程专业论文:大学土木工程专业课堂管理与教学改革 [摘要]针对大学土木工程专业教学现状,需要对教学作出必要的改革,大学教育的主要目的是培养学生解决实际问题的能力和自学能力,培养出各方面素质都比较高的人才,土木工程专业对学生有更明确的要求,其教学目的主要是加强学生的结构概念和常识意识的培养,但在土木工程专业实际教学过程中存在一些教学现状不符合教学要求的现象,需要作出及时的调整。 [关键词]课堂管理;教学改革;能力培养 目前,大学土木工程专业课堂教学已经成为大学土木工程专业的一个重要课题,随着新课改的深入与发展,对大学土木工程专业课堂管理与改革提出了新的要求,但由于我国的土木工程专业的教学存在一些问题,只有解决了这些问题才能更好地实行教学改革,下面就针对大学土木工程专业的现状和改革策略进行探讨。 一、大学土木工程专业教学现状 (一)教学模式不合理,学生的积极性不高 传统的土木工程专业的教学以教师的讲授为主,而学生只能选择被动听课,教师在讲台声情并茂地教授,而反观台下的学生则是一脸茫然,有的甚至无心听取,再加上土木工程专业的课程比较枯燥,学生的积极性很低,这对于大学土木工程专业教学具有负面作用。 (二)教学方式较单一,学生已经厌烦 以往的土木工程专业的教学方式是比较单一的,教师仅仅是采取“满堂灌”式的教学方式,只关注自己的教学目标是否达到,忽略了学生的接受能力,对于这种单一的教学方式,学生已经开始有了抵触心理,这种教学方式已经不适应当今时代的教学。 (三)评价方式不合理,评价结果不够全面 评价方式对学生十分重要,学生通过教师对自己的评价可以对自己有一个很好的认识,但是现在的大学土木工程专业的评价并不合理,主要对学生的成绩进行评价,而对学生的实践能力并没有给出评价方案,这就造成了学生只重视自己的专业成绩忽视实践能力的现状。 二、大学土木工程专业教学改革策略 (一)改革教学模式,归还学生的主体地位 课堂主体应该是学生,以往的教学模式却将教学主体默认为教师,因此通常大学土木工程专业的教学课堂就是以教师的讲授为主,大学土木工程专业的概念比较多而且都比较复杂,学生本身对其学习兴趣就不高,在这种教学模式下学生缺乏积极性,此时教师就应该大胆改革教学模式,在课堂教学中让学生参与其中,而不是作为一个观众,这样学生才能以一种积极的心态进行课堂学习。例如,在实际土木工程专业教学过程中,教师可以从一开始就改变传统的教学模式,经常举办一些翻转课堂或者微课堂等活动,让学生自己搜集资料,组织课堂教学,搜集资料的过程其实就是一个非常好的学习过程,学生也会全力以赴进行课程的讲解,其他学生对此教学模式感觉比较新奇,也一定会积极参与其中,这种教学模式相对于传统教学模式更加具有生机与活力。 (二)改变教学方式,激发学生学习兴趣 随着科技的进步与科学的发展,我们对教学方式的要求也越来越高,传统的教学方式已经不适应时展的要求,这时教师就应该对教学方式进行合理的调整,如在土木工程专业的教学中采用慕课教学的方式,将每个章节的理论知识拍摄成一个十几分钟到二十分钟的短视频,并将一些重难点进行集中讲解,这种方式学生很容易接受,而且再现性比较高。例如,将土木工程专业知识通过慕课小视频的方式呈现给学生,学生本身对于枯燥的理论知识没有太大兴趣,接触到这种新奇的教学方式一定会非常感兴趣,在兴趣中学习,其效果也就很容易提高了,对学生普遍觉得很难的知识点单独安排几个视频进行突破讲解,让学生能真正掌握,这种方式也不会受到时间和空间的限制。 (三)适当调整评价方式,让学生能正确认识自己 传统的土木工程专业的教学只重视学生的成绩,对于学生的实践能力缺乏重视,其评价方式也只针对学生的学习成绩,有些学生虽然学习成绩非常突出但是实践能力非常差,其培养出来的人才也不符合社会和国家的标准,针对这种现象,教师应该改变对土木工程专业的教学评价方式,组织一些关于土木工程专业的实习活动,然后对其进行实习评分,将此成绩与笔试成绩按比例进行加和,得出学生的综合成绩。例如,在土木工程专业教学末期,组织学生进行关于土木工程基础实习,并根据学生的具体表现对学生进行实习评价,然后再将学生的实习成绩与笔试成绩按比例进行加和,得出学生的综合成绩,对综合成绩的排名相比于只对笔试成绩排名更具有参考意义,这对教师教学过程的顺利进行也具有很好的促进作用。当今时代我国对土木工程专业的人才要求越来越高,对土木工程专业教学的改革是十分必要的,改革方法的确立就是不断对教学策略进行探索的过程,这就要求教师能根据学生的实际情况不断摸索,从而找到适合的教学策略。 作者:马荣 单位:山西应用科技学院 土木工程专业论文:高校土木工程专业课程思政建设 【摘要】针对目前论述了高校土木工程专业课程进行思政建设中面临的问题,论述了土木工程专业课程进行思政建设的对策和途径。 【关键词】土木工程;思政;建设 课程思政建设的主旨,是指通过结合、挖掘高校专业课教学中蕴涵的思想政治教育资源,引导学生树立积极向上的价值观、客观科学的世界观,实现人文知识的内化和道德情操的升华。要顺应从思政课程到课程思政的改革与发展,土木工程专业课程建设应该做些什么,值得关注和思考。本文试图通过对在土木工程专业课教学中开展思政建设中存在的问题进行分析,找寻对策。 一、专业课中开展思政建设存在的问题 (一)教学考核和评价体系中对专业课程思政建设引导性不够 由于长期以来学校存在将专业课和对学生的思想政治教育割裂分块的教学安排,对专业课教学的评价标准往往重视专业知识、专业技能的培训与传授,而对通过专业课程进行“政治思想教育”重视不够,缺乏相应的制度规定和保障,在教学考核中没有发挥相应的教学引导作用,这一定程度上阻碍了教师在专业课教学中进行思想政治教育的积极性。 (二)专业教师对专业课程思政建设重视程度不够 高等学校各专业课教师在教学工作中,往往比较重视将一门学科中的主要概念、原理和方法,但是较少考虑到通过传授专业知识的过程中,有意识地进行社会主义价值观的思想政治意识的渗透和引领,甚至于认为思想政治教育是思想政治理论课教师和辅导员的职责和任务,与己无关。 二、土木工程专业课中开展思政建设存在的对策与途径 (一)在教学目标上,专业课程教学目标也需突出体现引领学生树立正确的职业观、人生观和价值观 教学目标的设置过程中,要按照课程思政的新要求,要将课程教学目标的教育性、知识性、技能性相互交融,将学生的专业技能培训与激发个人理想、社会责任感进行有机结合,在教学过程中体现学科的科学素养与人文素养,使专业课、实践训练课同样承载正确的职业观、成才观教育。课程思政在教育理念层面的突破,集中体现在将所有课程的教育性提升到思政教育的高度,表明课程教学目标之首要是正确人生观、价值观的养成。高校教学按照课程思政的新要求,学知和学技的原动力要将个人理想与社会担当有机结合,专业培养目标的“红专”与课程教学目标的教育性、知识性、技能性相互对应。课堂教学中可结合新中国成立以来,尤其是近三十年以来,我国在土木工程建设方面取得的重大进展和突破,对学生进行主人翁意识教育,树立民族自豪感,引导学生对土木工程新政策的认同、国家道路发展的认同、核心价值观的认同,从而激发其更多的社会责任感。 (二)在教学内容上,把价值引领贯穿到专业课、实践课及其教育活动中,形成课程教学“大思政”的新格局 在教学体系层面的建构上,要将学科教学与政治素养、国家意志高度统一;课程思政也是一种科学的思维方法,反映在教学体系上就是培养什么样的人、学什么样的知识技术,在顶层设计上,理想成长教育和专业发展教育要有机联系。在土木工程专业课堂上不能仅限于理顺知识体系,而更多地要从历史、因果的角度阐述整个土木工程的发展历程,并上升到哲学层面来观察、思考和理解问题。引导学生在处理科研或者工程问题的时候,不能够完全照搬经验,而是要考虑它们的前提假定是否一致。土木工程教学要引导学生意识到:一个合理的、符合社会发展规律的设想,是推动社会进步的核心。应根据国民经济状况、当地地质水文情况、工程施工水平判定自己做的设计是否符合社会的需求,而不能过分地重视计算而忽略了工程“功能”在设计中的核心位置;更不能仅仅根据目前的计算流程,生产出一系列的“图纸”和“计算书”。 (三)在教学方法上,要灵活运用多种方式 土木工程专业课程教学中必须应用思想政治理论教育的学科思维处理教材、组织教学内容,依照教学大纲,跨出教材,将时代的、社会的正能量内容引入课堂,充分挖掘蕴含在相关知识中的教育因素,激励学生成长成才,促进学生的全面发展。土木工程课程具有理论性、工程性、实践性相结合的特点,教学手段和方法要尽量多样化,充分借助网络化教学、课堂教学、视频录像、专业人员讲座等手段;重视实践环节,室内外实验过程中,要使学生深刻地理解实验的教学原理和实验目的,严格地遵循实验章程进行各项实验,遵从客观规律,认真观察试验现象,分析整理数据;有计划地带学生到施工现场学习,增加对工程实践的直观认识;在以上教学环节中主意潜移默化地树立起学生正确的个人操守和职业操守,只有摆正个人的价值观,才能进一步理解社会层面价值观,最后达到为国家奉献的境界。总之,无论从教师的思想认识上,还是从课程设计、教学考核与评价上,土木工程专业教学都应重视专业教学与思想政治教育的“结合”,将社会主义核心价值观融入土木工程专业课程当中,从而在潜移默化中引导同学们理解、领悟、认同并践行一个“土木人”的责任与使命。 作者:张丽娟 单位:上海师范大学建筑工程学院 土木工程专业论文:土木工程专业学生经济管理能力探讨 摘要:经济管理类课程对提高土木工程专业学生的经济管理能力十分重要。但目前对学生经济管理能力的培养仍有欠缺,针对这一现状,提出进行经济管理类知识的合理配置,调整教学方法,培养学生的主观能动性,达到强化经济管理能力,全面提升学生综合能力的目的。 关键词:经济管理能力;教学方法;综合能力 0引言 土木工程专业是一门应用技术型学科,培养目标为培养符合社会需要,满足市场需求,具有一定人文社科、经济管理等科学素养,具备从事土木工程建造及工程项目管理的复合型高级技术与管理人才。从培养目标可以看出,土木工程专业学生在掌握土木工程专业技术知识的同时,还必须具备相应的经济、管理类知识,要通晓经济、精于管理。提高土木工程专业学生经济管理类课程的教学效果,提高学生经济管理能力十分必要。 1土木工程专业课程设置 经济管理类课程是土木工程专业课程体系中的一个非常重要的专业课程模块,起到培养学生经济管理能力的作用。西安科技大学土木工程专业经济管理类课程有工程经济与项目管理、施工组织与概预算、房地产开发与经营、建设法规与工程监理等,它们共同构筑一个课程平台,目的是培养学生具有工程项目全过程管理、招投标管理、合同管理和工程监理能力。 2土木工程专业学生的就业方向 资料显示,土木工程专业本科毕业生除少部分进入更高层次的学习阶段,其余大部分毕业生均走向与工程实际相关的工作岗位,如建设单位、施工单位、监理单位等,从事房地产开发、施工管理、工程监理等工作。参与市场竞争,就需要具备较强的技术实力和工程项目管理水平,懂施工会管理,即具备工程项目可行性分析与效果评价能力,能参与工程招投标,掌握概预算的编制,精通法律法规及合同等。土木工程专业学生应在掌握土木工程技术知识的同时,具备必要的经济管理类知识。 3经济管理类课程教学过程中的问题 3.1学生对课程的重视程度不够 土木工程专业的一部分学生认为,土木工程专业主要应以学习技术为主,经济管理类课程的开设只是点缀。与大部分专业课程相比,经济管理类课程的重要性未被普遍认可,学生认为经济管理类知识对将来的就业起不到多大作用。对待经济管理类课程的态度为缺乏主动性和积极性,没有足够的兴趣,被动学习。 3.2缺少必要的实践环节 经济管理类课程对实践性要求较强,要在相应理论的指导下结合具体的工程实际进行理论分析。但在实际教学过程中,因缺少实践环节,部分学生对工程实际情况了解不深,在结合案例教学时,相应的理论分析就比较困难。 4强化土木工程专业学生经济管理能力的措施 4.1经济管理类知识的合理配置 在土木工程的专业课程设置中,经济管理类课程的数量很少,这对学生管理能力的培养和实际应用远远不够。一名优秀的工程技术人员必须掌握相应的经济管理类知识,才能使所完成的项目达到三大目标的相对较优。根据工程建设的性质及社会对学生的要求,还可开设工程项目可行性分析、招标与投标、工程合同管理等方面的课程,以适应这一需求。同时还需提高学生在学习过程中的重视程度。对经济管理类课程的重要性和实际应用以案例形式加以讲解,在授课过程中不断强化,使其从根本上认识到开设经济管理类课程的必要性和重要性。 4.2调整教学方法,培养学生的主观能动性 在教学方法上,可适当改变教学内容和方法,以培养学生学习兴趣。采取各种开发潜能的有效措施,改进课堂教学,提高学生的自学能力和主动思考能力。将经济管理类知识的理论与实践相结合,需教学内容及教学方法的紧密配合。如精心准备与工程实际相联系的有影响的成功管理的实例作为案例,这能引起学生兴趣,有益于学生创造性思维的培养,有助于学生对课程的整体知识结构形成更深层次的理解,培养具有广泛迁移价值的问题求解策略,并使学生形成对这门课程学习的积极态度。还可将讲座环节引入课堂,邀请实践经验丰富的工程技术人员及企业的管理人员作报告,以切身的经验培养学生的学习兴趣。 4.3综合能力的提高 当今时代对人才的创新精神提出了更高的要求,学生要具备在社会活动中把握自己、发掘创新思维的能力。经济管理类知识在培养学生创造性思维方面具有特别的优势。学生通过学习经济、管理、法律等各方面知识,可以开拓眼界,培养创造性思维。运用创造性思维进行判断、决策,更为科学、准确,能更顺利地解决实际问题。经济管理类知识还有益于培养学生的实际操作能力,如论文撰写,查阅资料,市场调研等,这些对学生今后的实际工作有直接的帮助。 5结语 经济管理类知识是土木工程专业知识的重要组成部分。作为未来的工程技术人员,掌握必备的经济管理知识并付诸实践,是十分必要的。提高学生对经济管理类课程的重视程度,强化经济管理能力的培养具有非常重要的意义。 作者:文艳芳 张磊 单位:西安科技大学建筑与土木工程学院 土木工程专业论文:土木工程专业设置专业导师研究 【摘要】 大一,大二是大学的重要部分,为了帮助大一,大二学生进行大学的专业引导和规划,我们提出了专业导师的概念,并详细介绍了它的可行性和优点。本文结合中国矿业大学徐海学院土木工程专业的课程设置特点提出了相应的实施方案与措施,有针对性地对学生进行学习指导与帮助,及时解决学生在学习中遇到的问题。 【关键词】 土木工程专业;导师 大学教育是人生中很重要的一个阶段,在传统的教育模式中,辅导员或班主任负责学生日常管理和思想政治教育工作,专职教师只负责专业的教育,两者一般不相交错[1],并且大一,大二的学生并没有接触到相应的专业课,所以对专业的相关理解几乎为零。显然,这样的教育不利于人才的培养和教育。因此,这是急需要解决的一个问题。本文结合中国矿业大学徐海学院土木工程专业课程设置特点,提出了专业导师制,专业导师主要是从学习方法,专业发展,人才培养等方面对学生进行指导和帮助。 一、专业导师的必要性 1.土木工程专业课程的设置 我校土木工程专业大一的课程主要是理论必修课,大二的课程主要是学科基础课,到大三第一学期分成了建筑工程和交通土建工程两个专业方向,这个时候,学生才真正接触到专业课,所以,在大一大二期间学生对专业课的了解非常少,对所学的学科、专业的发展方向和前景都不是很清楚。这也使得很多学生在学习期间表现得很迷茫。 2.土木工程专业的学生 本专业主要在于培养能适用二十一世纪我国社会主义现代化经济建设需要,德、智、体、美、全面发展,基础扎实,知识面宽、能力强、素质高、具有创新意识和一定创新能力,具备从事土木工程的项目规划,设计,研究,开发,施工及管理的的能力,能在建筑工程,交通运输工程和市政工程等领域从事设计研究,工程施工和技术管理的高级应用型人才和复合型人才[2]。所以要求学生能够从大一开始就有意识的加强对知识的积累,提高学习的效率。但是通过对大三大四学生专业课程的学习发现,学生普遍存在的问题有:(1)大一大二课程的相关知识掌握不够,很多专业课程中用到的力学知识都不会;(2)课堂纪律和出勤率不高,学习态度不正确;(3)学习方法和学习规律没有掌握;(4)对大学里面的一些课程不够了解,不清楚课程的重要性。 3.土木工程专业的教师 专职教师主要带的是大三,大四的专业课程,到学生大三的时候才和学生直接的接触,所以对学生的具体情况不是非常了解,不能因材施教,有针对性地指导学生。 二、实施方案与措施 1.专业导师实施的基本情况 中国矿业大学徐海学院建工系土木工程专业大一设了6个班级,共158位学生,土木工程专业专职教师6位。 2.专业导师的实施措施 (1)专业导师工作年限:两年(大一、大二),大三和大四年级根据所带班级的实际情况,结合考研和就业需求,通过《大学生涯设计登记表》的指导和反馈,进行动态跟踪和个体辅导。(2)专业导师每学期组织召开主题班会3次以上,约谈学生3人以上,并及时、详细填写《专业导师工作手册》。(3)按照学院《大学生涯设计登记表》的具体要求,根据每位学生的具体情况,在每学期初详细给出指导意见。(4)党支部每学期组织辅导员与专业导师开展集中讨论两次。(5)辅导员与专业导师之间,不定期的进行工作沟通与交流,特别是针对部分重点关注学生和学风班风相对落后的班集体,及时提出整改意见和措施,并做好工作记录。 三、结语 对大一大二的学生设置专业导师制,第一,可以很好的指导学生掌握大学的学习方法和规律,使他们尽快适应大学生活,树立良好的学风;第二,帮助学生了解所学学科、专业的发展方向和前景,了解本专业的人才培养目标和培养方案;第三,帮助学生改进学习方法,提高自主获取知识的能力,完善学生的知识结构;第四、指导学生开展实习、实践,培养学生的创新能力和实践能力。所以,在有条件的大学中设置专业导师,是非常有必要的[1]。 作者:王秋分 谢伟 郑玉莹 刘玉田 单位:中国矿业大学徐海学院 土木工程专业论文:土木工程专业生产实习改革探讨 摘要: 生产实习是土木工程专业本科教学的重要实践环节,如何提高实习质量是土木工程专业实践教学面临的严峻问题。文章针对传统生产实习模式,基于BIM技术教学应用现状,将BIM技术与生产实习教学进行优势整合,提出利用网络平台,设立网络施工模拟实验室,并探讨其过程管理及战略意义。 关键词: BIM技术;土木工程专业;生产实习;网络实验室;教学改革 随着城镇化进程的不断推进,高等工程教育的改革发展日益迫切。2010年,教育部推行“卓越工程师培养计划”,该计划对土木工程专业人才培养要求,逐步从单纯会技术转向“精技术,善经营,懂管理”全方位复合型人才的培养。世界发达国家的工科院校都十分重视工程实践教学。与国外相比,中国工科学校工程实践教学存在明显的不足,目前最为人诟病的即为“形式之风”[1]。新形势下,传统实践教学模式已不适应学科发展的需求,对土木工程相关专业的实践教学“去形式化”的革新探索势在必行。基于“卓越工程师培养计划”,在全方位复合型人才培养方面将软硬件相结合,将新技术等硬件作为支撑,对理论教学和实践教学模式等进行改革,而土木工程行业兴起的信息—网络—虚拟现实技术,正是土木工程专业教学改革的“助推器”。 一、生产实习在土木工程专业教学中的地位及现状 (一)生产实习在土木工程专业教学中的地位 土木工程专业教学实习是土木工程专业实践的排头兵,生产实习又是其中极其重要的一环。生产实习是工科院校贯彻理论联系实际原则、培养学生实践能力以及创造性思维的重要教学手段。生产实习的主要教学任务是学生在系统学习专业课程以后,深入施工现场,参加施工等实际工作,通过学生自己在施工现场的观察、思考、学习,以及专业教师及现场技术人员的指导,强化学生对理论与实践关系的认识。学生以实际工作者的身份,直接深入建筑生产第一线,参与生产的整个过程,一可以加深对课堂理论知识的认识,对已学习掌握的知识进行验证、加深理解,这是课堂教学重要的延伸,也是课堂知识得以巩固、丰富的过程;二可以在实习过程中学习实际工程技术以及现场管理知识,培训学生在施工现场发现、分析、解决问题的综合能力,培养学生的专业素质,以及运用所学理论知识解决实际问题的能力,加深对工程的感性认识;三可以在实习现场对学生进行职业规划、职业操守、组织纪律性、社会责任感等综合素质的教育,为学生今后走向社会开展工作夯实基础。 (二)土木工程专业生产实习的现状 传统的生产实习,教学上一般很少在学校进行实习预演,或为生产实习做充分的准备,仅由指导教师联系好工地或讲座,以班级为单位,以参观学习和听专题讲座为主。事后学生递交一份实习报告,由指导教师评定成绩即为实习结束。这种事先没有准备事后也没有后续总结的实习模式,既耗费了师生的精力、时间及学校的实习经费,然而却完全达不到教学效果。其弊端主要表现在以下几个方面: 1.联系实习场地困难多,实习质量难以保障 联系实习场地一直以来都是教学中的一个难题,特别是近年高校土木工程专业招生人数不断增加,基于实习现场的安全问题,许多建设单位不愿意接受学校集体组织的实习学生,因为一旦出现安全事故,对建设单位的影响很大,这样就导致联系实习工地非常困难,能联系到与原定教学计划内容一致的工地更是难上加难。而且教师和工程技术人员的讲解又不能保证面面俱到,带队教师在学生实习期间将大量的时间和精力放在安全问题上,处处时时担心,根本无心指导学生专业实习,只盼实习早点结束,早点将学生安全送回学校。以致实习时间短,实习内容不系统、不完整,在整个实习中,学生只能查看工地基本资料,再跟着大队伍被动地“走马观花”,或者坐在教室里,毫无准备地听一听专题讲座。学生没有亲身参与,只有被动接受,还是无法切身应用专业理论。这样的实习,质量从何谈起?还有一些学生的生产实习由其自行找单位落实解决,由于缺乏有效的监督管理,学生往往只是为了实习报告而片面应付,有的甚至不去现场,找有关系的单位盖章证明已完成实习即可,这样的实习能有收获吗?另外,还有些隐蔽工程,比如回填后的基坑及钢筋工程等等,一旦工序结束,即无法探究细部,学生即使到现场也无法了解相关知识[2]。 2.考核方式单一 实习的考核方式单一,即学生递交报告,由指导教师评定成绩,这种考核方式导致很多学生可能直接采用其他同学的实习照片甚至实习报告正文,或者稍作修改。有的学生甚至没有去过现场,靠抄袭同学和网上摘抄也能炮制出一份可以过关的实习报告。学生实习的积极性没有充分调动,学生很可能认为校方对于实习并不重视,自己也可以敷衍了事,甚至认为教师所谓的工科的严谨作风只是口头说说而已,这一认识还会影响到学风乃至日后从业的态度,人才培养质量难以得到保证。 3.教师自身专业素养不足 生产实习要求带队教师必须有足够的实践经验,但很多教师忙于教学,与外界联系较少,很少深入第一线,在指导学生实习方面缺乏相关的工程实践经验,大都心有余而力不足,现场无法深入讲解,指导效果不佳。 二、BIM技术在教学中的应用现状及不足 建筑信息模型(BuildingInformationModeling,简称BIM)由Autodesk公司发明。建筑信息模型是建筑学、工程学及土木工程学科的新工具,主要指以三维图形为主,由建筑相关的计算机辅助设计,采用建筑过程的数字展示这一革新方式来进行数字信息交流及合作。BIM技术是一门新兴技术,其在建筑业的应用,主要涉及软件的研制和系统跟踪开发。BIM技术的应用革新了传统土木工程行业的施工、设计方法和理论,带来了新的理念。实践证明,建筑工程应用BIM技术,将创造极大的经济效益,并促使土木工程这个古老的行业与时俱进。进入21世纪以来,这项技术的应用趋于广泛,发达国家纷纷提出信息化建设战略,在工程项目中大力推广试点:英国明确至2016年,所有政府建设文件均以信息化进行管理;美国的总务管理局、陆军工程兵、国家科学建筑研究院分别就BIM技术发展路线图、标准化工作出台了相应政策;日本、新加坡等国也就BIM技术在项目中的试点应用制定了发展路线规划。中国也在逐步加快开展BIM技术的应用研究,住建部2011年信息化发展纲要,明确指出BIM技术要延伸至施工阶段,2012年开始制定BIM的相关标准规范,更显示出中国在推行BIM技术制度化上的决心及执行力。针对不断扩大的市场需求,中国高校和企业界响应市场号召,积极储备BIM技术力量,促进BIM技术事业的发展。清华大学、同济大学在BIM技术平台研究上进行了不懈的努力;有的高校提出用BIM技术虚拟工程项目管理,更新工程项目管理沙盘的开发模式;有的高校提出以BIM技术为平台,强化建筑工程造价管理课程体系的实践能力培养;也有的高校基于BIM技术,进行集成化可持续的建筑设计教学研究;还有的高校直接将BIM技术开成计算机课程,将计算机课程教学与BIM技术进行接轨等等。综上所述,高校及企业界已经对BIM技术进行了深入的研究,并进行了符合中国国情的适应性改装,取得了较好的效果,经过BIM软件系统学习的学生实践能力明显有所提升,软件建模能力也优于以往。但从整个大土木的课程体系来看,BIM技术的效力显然还没有完全发挥出来。表现在以下几方面:(1)有些高校仅仅为了让学生学会BIM软件而开设BIM技术课程,甚至在培养方案中将其列在计算机基础课程中。其实,软件开发出来就是为人所用,为了学会软件操作而学习软件大可不必,而且也枯燥无味,教学效果得不到保证。如将BIM技术融入到实践教学等课程中,在学习专业知识时就不知不觉将软件操作熟练起来,对学生的学习时间以及学校的资源配置都有好处。(2)部分高校在应用BIM技术方面已作了很好的尝试,如虚拟沙盘、造价体系研究、集成化建筑设计等,但还存在一系列问题,比如模拟的项目比较简单,不真实,比如一个钢架、一座小桥等,而BIM技术在处理大批量的数据冲突时才优势明显,简单的项目当然不能让学生领略BIM技术的强大,也不能让学生感受实际工程的复杂。将BIM技术与实践环节进行结合,可直接模拟真实工程,将BIM技术展示的冲突与实际加以验证,让学生在校期间就能积累初步的工程经验。(3)从目前来看,BIM技术仅仅运用在沙盘模拟、建筑设计等土木工程行业的细小分支上,模拟还未成体系,项目间衔接的全面性也有待补充,而本科学习阶段最重要的是学生能将所学的知识与以后工作的所需对应起来,BIM技术对于本科教学最大的意义应该就是让学生身临其境,学以致用。而要达到这一目标仅仅依靠单一的模拟肯定是无法完成的,因此,必须引入实践环节进行系统模拟。 三、BIM技术应用于实践教学的实际意义 BIM技术以强大的协同交互性著称,它的主要特点是可以连续、即时、高效地提供高品质、可靠度高的有关项目设计草案、设计成型方案、施工进度、质量、成本控制信息等。所有信息及数据通过BIM技术平台共享,建筑、结构设计师和现场施工管理人员通过平台可将工程项目全过程管理无缝连接,以实现项目的精细化管理。此外,BIM技术很多时候被用在施工前期,它可以无死角、全方位模拟施工现场,在施工前甚至设计初期就可以发现后期施工时可能出现的各种问题,这样在设计阶段就可以进行合理的规避处理,以此拟定实际施工操作方案,最大程度地合理配置人员、材料、工期等资源。将BIM技术应用于生产实习等实践教学中的实际意义主要有:(1)作为一种表现力较强的虚拟现实技术,其在实习教学中的应用,将极大地丰富教育技术学的理论体系,丰富和拓展实习教学思维和教学理论。(2)进行教学改革试验,尝试一种新的教学方式。基于BIM技术的生产实习教学素材,可以生动形象并最大程度地还原施工现场和过程控制,帮助学生直观感受工程中的动态变化,使学生能够身临其境地边学习理论知识,边与实际相结合,以更好地理解相关知识。(3)提高学生信息素养,增强学生自主协作学习的能力。BIM技术为学生提供了一种新的素材收集方式,学生在利用该技术采集、处理信息的过程中,可以培养其信息素养。无论是收集过程中的分工合作,还是基于资源的学习,都对增强学生自主协作学习的能力有很大帮助。(4)培养教师多样化、经济有效制作教学素材的能力。BIM技术的出现为制作教学素材增加了一种新颖而有效的方法。 四、整合BIM技术应用于实践教学的改革思路 随着高校改革的不断深入,如何提高实习质量成为土木工程专业实践教学面临的严峻问题。针对目前生产实习出现的乱象,基于国内外关于BIM技术的研究现状及应用,将BIM技术与具体学科课程相结合,在大量阅读国内外文献和充分调研的基础上,对生产实习教学的特点与BIM技术的优势进行整合研究,课程教学具体改革思路如下: (一)开发基于BIM技术的实践教学素材 利用BIM技术制作一个完整的结构施工全过程动画,并制定相应教学方案。利用校园网的网络教学平台,多媒体课件供学生浏览,在施工等课程学习阶段要求学生首先学习运用BIM软件,并与学生进行课堂上和网上的讨论与交流,进一步完善结构施工全过程动画及细节。 (二)利用网络整合BIM技术平台,设立土木工程学科网络施工模拟实验室 利用网络整合平台,采用虚拟现实技术模拟实习的工程图纸,每班学生可以分为若干小组,小组成员每人负责一个工程子项,通过网络上传自己的虚拟成果,最终实现实习项目预先虚拟四维施工。通过对设计图纸的深入了解,提升学生独立思考、查阅参考资料与分析应用理论及软件的能力,实现专业实践体系的有效整合。另外,每个施工小组都有自己的子项工程,但全班学生做同一个项目也不会有雷同的现象出现,对后期成果的检验及成绩的评定提供了很好的依据。既杜绝了抄袭,也保证了教学质量。 (三)在虚拟实验室中进一步深化现场实习所学知识 虚拟施工环节结束后,利用课余时间,由带队教师带领学生前去工地实勘,可以按照工程进度安排多次参观学习。不同于传统实习走马灯似的参观,已模拟过施工全过程的学生对施工现场的情况了然于心,能有的放矢地提出相关问题,收到事半功倍的效果。而且这样学生在现场逗留的时间也不会太长,消除了教师及施工单位维护安全的烦恼。每次工地参观学习归来后,学生均可根据实际施工经验及技术要点继续完善自己的虚拟施工流程,引导学生归纳总结专业知识在工程实际中的应用条件和注意事项。将自己所学专业课程知识真正应用到实践中,这对培养复合型人才的工程素养大有好处,也确保了教学质量[3]。 五、结语 随着“卓越工程师培养计划”的逐步推广和实施,教学实习的改革是高校工科调整专业教学计划的必然选择[4]。将BIM技术应用于生产实习是对信息技术与课程整合的一大补充,为实习教学提供了新的视角。这一改革也有助于学生对土木工程学科系统化的理解,加深学生对土木工程团队合作精神的认识,学生的综合素质和实践应用能力在实习教学过程中也将得到很大的提升。 作者:丁克伟 夏珊 陈东 刘运林 单位:安徽建筑大学土木工程学院 土木工程专业论文:土木工程专业成人高等教育教学探析 1土木工程专业成人教育特点 成人教育是传统学校教育向终生教育发展的一种新型教育制度。由于成人教育的种类多样,有自学考试、网络教育、电视大学,以及公立高校成人教育和民办成人教育,成人教育对象的文化层次不一。部分学生为高中生,部分学生为中专生。层次上的差异决定在教学方法上应有区别。土木专业是一门非常注重工程实践的学科,土木工程专业成人教育成的重点不再是以单纯地追求学历教育,主要目的是在较短时间内提高在职人员的理论水平,将其实际工程经验与理论较好的结合起来。土木工程成人教育的生源正好具有丰富的工程经验,特别是施工经历。所以成人教育与全日制本科专业教育有着较大的区别。主要体现在以下几点:①学生层次参差不齐,基础普遍偏弱;②生源的行业较多,涉及文、理、工各个学科,教学上很难顾及全局;③多数为在职或半脱产学习状态,听课时间难以保证,学习精力不够;④学生工程实践经验丰富,理论认识薄弱。 2土木工程专业成人教育教学现状 2.1师资力量薄弱 目前绝大多数成人教育都是依托普通高校教育,在降低教育投入成本的情况下,成人教育师资力量主要为兼职教师。部分院校临时聘请离退休教师或在读研究生代课。教师的教学精力和教学质量上都很难保证。教师作为成人教育最核心的人力资源,其素质是成人教育发展的根基与生存的希望,但目前成人教育教师的整体水平还不容乐观。成人教育院校难以聘请到高水平的成人教育教师,缺乏大量的既懂理论又有实践经验,能操作示范的成人教育教师。目前的成人教育教师的待遇对优秀人才的吸引力还远远不够,离成人教育大规模发展的要求还有相当大的差距。 2.2教学内容滞后,结构不合理 成人教育一般都采用普通教育本、专科教材及相应的教学计划、培养方案等,理论的东西较多,实践结合少,推理性的讲解极不符合成人教育灵活性较强的特点。 2.3教学、考核方式单一 目前成人教育的教学过程依然是课堂教学和卷面考试制度。由于成人教育的学生大部分为在职状态,自学的时间少。教学中多采用集中教学制度,在较短时间内要给学生灌输全部教学内容,学生接受困难,教学也形同虚设,呈“被动听课”状态。考试时仍然是采用“一卷定终生”的闭卷笔试形式,自主学习环节未能体现出来。 2.4教学管理人事化 成人教育对教师的人事管理多不重视,基本上是以事务性工作为主,加之教师队伍兼职、外聘较多,管理也较为松懈,缺乏集体凝聚力,更无法满足大多数成人教育教师的培训需求。现有的成人教育培训体系缺少监督和评估体系,无法对成人教育教师的培训效果进行有效的评估,使得成人教师培训成为一种无序行为。此外,成人教育虽然发展迅速,规模庞大,但很多成人教育机构的工作环境、工作氛围、报酬体系都很难满足高等教育的基本要求,大大影响了教师的工作态度和积极性。 3教学改进方法探讨 3.1教育理念的改进 成人教育是面向人的现实生活的开放教育。成人教育不再是选拔教育、而是以提高人的素质为目的。随着社会科技和知识经济的发展,我国成人教育的重点将转向高层的继续教育。不仅有大专和本科成人教育,目前又发展了研究生成人教育班,对于他们的教育,必然是解决其各种现实问题的教育。所以成人教育必须适应现代社会的变化和要求,主动改革自身的办学形式和内容。 3.2根据成人心里特点,探索教育方法 成人在学习上、人格上具有独立性,成人教育是一种推崇个性发展的一种自由式教育,因此,教师更应尊重成人学生的自主性和主体性。教学应更多的面向现实生产实际,少一些教科书式的讲解,更多地采用讨论法、问题法、案例教学、实践、实验法等。更多地体现“现实关系”和“观念关系”。教学上应扩大专业信息量,根据学生的不同层次和差异,具体明确教学内容和方案。增加应用性内容,增加实践性环节,压缩理论性课程。打破传统的课程结构,改革培养目标、调整专业结构以能力为中心。注重课程的相互渗透,建立灵活多样的课程模式。 3.3“应用型”师资队伍建设 “应用型”人才的培养是土木专业成人教育的主要目的。从目前的土木专业成人教育实际情况来看,师资力量仍与全日制本科教育无实质性区分。教师的专业素质、知识结构往往并不完全能适应成人教育的实践性和实用性,常常忽视提高自身工程素养来指导学生。所以,拓宽专业面是应用型土木工程专业师资建设中必须解决的问题。对于应用型土木工程专业来说,在聘请兼职成人教育教师时,应优先考虑在不同专业方向上有工程锻炼经历的教师,对于拥有国家执业资格或多年的设计经验的教师加以重用。构建具有双师素质教师队伍更符合应用型再教育的教学。 3.4构建专业的课程体系 以加强实践教学环节,注重应用型人才的培养为理念,构建成人土木工程专业的课程体系。对建筑结构工程、建筑经济与企业管理、道路和桥梁工程、岩土工程方向分别设立课群组,学生根据自己行业和将来要从事的工作自行选择课程组进行学习。增加实践环节课时,削减课堂教学时间,课程内容的设计向综合化方向发展。注重学生工程训练和工程素质的培养,使学生了解和熟悉土木工程师遇到的主要问题及处理方法。 3.5产学相结合的方式 对于土木工程成人教育,讲授课程并非最理想的方案。通过直接参加工地的工作,参加招标文件的编制、进行施工组织设计、现场监理助理等实际工作,加强了理论与实际的联系,同时也使教学质量大大提高。通过产学式的结合,学生可以更扎实地掌握基础理论知识,更好地培养分析问题和解决问题的能力,能更好地投入到实际生产工作当中。课程教学中可以安排来自科研、生产部门的人士担任教师,他们讲授课程的一部分内容。通过社会渠道,与企业建立长期、 3.6教学资源的建设 多年的成人教育发现,远程教育是成人教育最重要的手段,也是使用得最多、效果最好的教学方式。远程网络教育在近些年发展较快,拥有成熟的网络辅助教学系统和多媒体教学资源。远程教育可以形成灵活的互动环节,教师可以对学生的工程实际问题进行答疑解惑。网络资源丰富,不同的人在不同的时间、不同的地点可以自由地接受教育,它突破了人们在时间、空间交流的局限,使学生学习、复习和测试更加便捷,更具高效性。大力发展现代远程教育是成人教育适应现代社会变化的重要教学手段,也是未来最具前景的教育形式。 4结束语 要办好具有应用型土木工程专业成人教育,必须转变教育理念,突破传统的教学观念,将现代的教学方法有机地融合起来。将学生作为自主的,个性的对象,进行满足自我发展的教育。土木工程专业成人教育更要体现出对人的潜能的开发,不只是掌握一定的知识和技能,而是着重解决一些现实问题。加强“双师型”教学队伍的引进和培养,同时,加强教学资源建设,特别是要加强实习基地、网络精品课程的建,引导教师深入工程一线,不断提高工程素养,真正使人才培养方案落到实处。 作者:陈棠茵 单位:西南科技大学土木工程与建筑学院 土木工程专业论文:独立学院土木工程专业课程改革实践 1对独立学院土木工程专业课程体系的认识与思考 基于独立学院这种“三本”院校的学生与其他重点高校学生的差异性以及社会对人才需求层次的多样性,可以得出独立学院的土木工程专业教育应贯彻“因材施教,学以致用”的人才培养原则,其专业课程体系的构建应将重点放在“全面发展、突出专长、着重应用、强化实践”上。在有限的学制和学时内,只有改革并构建切实可行的专业课程体系才能更好地贯彻上述原则。“因材施教”是适合独立学院这种“三本”院校学生特点的。目前,独立学院的学生之间个体差异性较大,不像“一本”学生那样整齐划一,在基础知识、思维能力、综合素质等方面和“一本”、“二本”学生有一定差距且参差不齐,这是必须承认的现实。但是,这些学生各有特长和爱好,一般不会因循守旧,接受新生事物快,多数学生有一定潜质,喜欢动手且善于动手,这正是我们可以“因材施教“的基础。“学以致用”是国民经济和社会发展对土木工程专业人才的现实和长远需求所决定的。目前,我国基础设施建设正处于持续、快速、大规模发展时期,迫切需要大量的应用型高级工程技术人才和管理人才,这一状况还将在我国持续相当长的一段时期。而且,从扬长避短以及与“一本”学生错位发展的要求来看,也必须贯彻“学以致用”的人才培养原则。也只有如此才能给“三本”学生留下发展和“用武”的空间。“全面发展、突出专长、着重应用、强化实践”是“因材施教,学以致用”原则的内涵。“全面发展”要求人才培养方案保持其整体完整性,能使学生德智体美全面提高,在课程体系的安排上兼顾学生全面、可持续发展;“突出专长”是在全面发展基础上的突出专长,“突出专长”更应突出专业方向性而不是一味地拓宽专业口径,应以专业方向为单元制订人才培养方案,压缩必修课内容和学时的同时增加选修课,给学生更多的时间和空间去追求自己的兴趣和爱好,发展自己的专长;“着重应用”应在适当削减基础课内容和学时的同时加强专业课学习,应在实践教学中加强“真刀真枪”的实践训练,多应用案例法教学,应着重培养学生运用所学知识分析解决工程实际问题的能力;“强化实践”应坚持理论联系实际的理论课教学方法,遵循“必需和够用”原则压缩理论课时以加强实践教学,把实践教学融合于课内与课外、学期与假期、学校与社会。总之,独立学院土木工程专业课程体系的构建和课程内容的改革应充分考虑学生的基础素质而因材施教。以“应用”为目标,以“学以致用”为原则,以人才市场需求为导向,以专业方向为单元,构建适合独立学院土木工程专业的课程体系,充分进行人才培养方案的优化,遵循理论课“必需和够用”的原则,精简和调整各类课程的学时学分,整合和改革各课程教学内容,突出实践教学地位,以提高学生的工程实践能力。 2独立学院土木工程专业课程体系框架与课程设置的改革 2.1课程体系框架 基于前述独立学院“因材施教,学以致用”的人才培养原则,按照“全面发展、突出专长、着重应用、强化实践”培养要求,笔者所在的学院构建了由“公共课+专业课+素质课”三大教学模块所组成的课程体系主体框架。(1)公共课教学模块:由上级有关教育主管部门规定的本科生必须掌握的基本理论、基本知识、基本技能方面的课程。(2)专业课教学模块:包括专业必修课教学模块和专业选修课教学模块。它是以专业人才规格的理论知识点要求为主线,构建保证专业规格的基本知识和基本理论的专业课程体系,基本理论以必需和够用为尺度,其中专业选修课最低选修32学分。(3)素质课教学模块:包括素质拓展系列讲座、专业素质培养课程和综合素质拓展课程。融入实践教学环节的内容,使课内知识得到理论强化和实践应用,作为课内教学的补充和延伸,以提高学生的实践能力和综合素质,规定每位本科生应获得的相应的素质学分,注重个性化发展。 2.2课程设置 为落实“因材施教,学以致用”的人才培养原则,根据课程体系主体框架,设置独立学院土木工程专业教学课程。其中公共课教学模块课程是由上级有关教育主管部门规定的,不再赘述。 2.3实践教学体系的构建与实施 实践教学对土木工程专业人才培养的重要性已毋庸置疑。独立学院应该贯彻“因材施教,学以致用”的人才培养原则,落实“着重应用、强化实践”人才培养要求,将实践教学更应该放在突出位置。实践教学体系的构建与实施,其内容、环节、过程及考核必须精心设计精心安排。由此而构建的独立学院土木工程专业实践教学体系及其实施。 3结语 笔者按照“因材施教,学以致用”的人才培养原则和“全面发展、突出专长、着重应用、强化实践”的培养要求,经过多年的探索、研究和实践,不断总结经验,逐步形成了独立学院土木工程专业教育和教学工作的特色。经过两年多的运行,总体上保证了“具备必备理论基础,实践应用能力强,能够服务地方经济社会发展的应用型高级工程技术人才”的培养要求。随着社会经济发展对土木工程专业人才提出的新要求,专业人才培养尚有许多问题有待进一步研究和解决。 作者:朱锦章 杨子江 郭波 姚大飞 单位:湖北工程学院新技术学院 土木工程专业论文:应用创新专业建设土木工程论文 一、“应用创新”理念的土木工程专业建设的现实意义 国外一些发达国家非常重视工程教育,在工程师培养方面大致分为两大模式:一是在校期间着重培养学生的工科基础能力,毕业后由企业完成工程师职业方面的教育。二是在校期间对学生进行工程师的基本技能训练,毕业时获得具有职业资格的工程师学位。以上两种模式,都需要企业的参与和支持,企业与学校结合,接受大学生实习,参与工程师人才的培养。民族院校应用创新型人才培养要体现为民族地区和区域经济服务的特征。本文主要以笔者所在学校大连民族学院土木工程专业的专业教育理念、实验实践基地建设、专业培养方案、“应用创新”人才培养理念的实践等工作为例,探索民族院校基于“应用创新”理念的土木工程专业建设规律。 二、“应用创新”理念下的土木工程专业建设 近年来,大连民族学院土木工程专业结合国家“卓越计划”,立足于“应用创新”理念,以辽宁省专业评估为契机,发挥已有专业的优势,大力开展土木工程专业建设。在2009培养方案和2013培养方案的修订过程中,逐步形成了“理论适度,重在应用”的教学指导方针,在培养方案中体现应用和创新的教学理念。学校土木工程专业2000年开始招生,经过14年的办学历程,发展迅速。2010年被评为“国家级特色专业”;2011年被评为“大连市三育人先进集体”;2012年被评为“辽宁省普通高等学校本科工程人才培养模式改革试点专业”;2013年参加辽宁省普通高等学校本科专业综合评估,位列全省第三。为实现“应用创新”理念下的土木工程专业建设,学校进一步加强实验室和实践基地建设、创新教育建设、师资队伍建设、培养方案的修订等工作。在此基础上,立足沿海,服务民族,努力建设具有民族特色的土木工程专业。 (一)加强实验室和实践基地建设 1.强化校内实验设施建设,发挥实践教学在人才培养中的作用 2011年学校土木建筑工程综合实验中心被评为“辽宁省示范性实验中心”。2013年土木建筑工程学院借搬迁新校区之际,在新教学实验楼的建设中,对实验条件进行了大规模的改善,增大了实验室的使用空间,购置了大量用于本科教学的实验设备,以满足土木工程专业“应用创新”理念的教学要求,为学生实践应用能力的提高创造有利条件。此外,积极鼓励教师结合生产实际开展科学研究,将教学和科研相结合,形成科研促教学的良好局面。在实验教学中,为培养和训练学生综合分析问题和解决问题的能力,适当增加了设计性和综合性实验内容。并结合各种学科大赛,鼓励并组织学生参与准备性试验。近年来,该专业学生参加各种级别的学科竞赛均取得优异的成绩。同时,以专业导师工作室制的方式,让学生参与导师工作室的课题研究,增加科研实验比例,强化学生的创新意识和工程能力。 2.校企合作,加强实践基地建设 参照“卓越工程师培养计划”,建立校企合作联合办学的培养模式。校企双方协议建立校企联合办学的组织机构,制定相关管理条例、培养方案和培养标准等。近年来,该专业与大连市8家设计单位和施工企业及大型监理公司建立了校企合作办学的实践基地,除顶岗实习外,企业还接收30余名学生参加“3+1”试点班的企业学习。此外,学校还聘请了有经验的工程师作为校外指导教师,结合工程实际项目对学生的毕业设计和生产实习进行指导。多年的实践教学证明,学生在企业实习,不仅培养了学生的实践应用能力,也培养了学生吃苦耐劳的工作作风和团队合作精神,强化了创新创业意识。 (二)加强创新教育建设 学校土木工程专业重视对学生创新实践能力的培养。近年来,为鼓励学生参加各种学科竞赛以及参与教师的科研课题,建立了“创新工作室制”的创新能力培养机制;以指导学生参加大学生结构设计大赛为目的,建立了“土木工程结构设计创新工作室”;以指导学生参加大学生混凝土配合比大赛为目的,建立了“混凝土材料性能创新工作室”;以指导学生参加大学生测绘大赛为目的,建立了“土木工程测绘技术创新工作室”等。近期,又开设了“力学应用创新工作室”、“土工实验创新工作室”等。各创新工作室有固定的活动场所,并配有相应的设备,由专业指导教师进行指导。通过创新工作室的训练,学生获得了工程实践和应用创新能力的锻炼。近年,土木建筑工程学院还多次主办市级大学生学科竞赛,并组织学生参与全国混凝土配合比大赛,省、市级结构大赛和测绘大赛、力学大赛,各种级别的“挑战杯”大赛等,均取得了优异成绩。开展大学生创新能力的培养,对提高学生的专业兴趣和创新积极性起到了非常重要的作用。 (三)改革培养方案 大连民族学院是国家民族事务委员会的直属院校,学生来自全国56个民族。木工工程专业2000年开始招生,为满足民族地区及周边地区对土木工程专业人才的需要,土木工程专业下设两个专业方向:建筑工程方向和交通土建方向。学校60%以上的学生来自少数民族地区,学生在语言和接受知识的能力方面存在较大的差异。因此,教学中主要采取因材施教的方法分层教学,即对将来继续从事土木工程科学研究准备考研的学生,着力加强其理论知识的深度和广度;对毕业后直接就业的学生,则加强其实践应用能力的培养。培养方案还设置了基本能够满足各类学生自主选择需要的选修课。在人才培养过程中,坚持“应用创新”的办学理念,坚持“理论适度,重在应用”的原则,在课程设置上增加能够提高学生应用能力和创新能力的课程。2009培养方案对原来的培养方案进行了改革,将培养方案分为三大平台,即通识教育平台、专业类教育平台、专业教育平台。尤其在专业教育平台的设置中,开设了一些新的能够培养学生应用和创新能力的课程,如土木工程实践能力训练、土木工程技术工作室课程、道路测试技术工作室课程等,并设置相应学分,使应用创新教育真正落到实处。近年来,在培养方案中增加了“3+1”的培养计划,使校企联合办学的培养模式更加规范化。在编写培养方案的过程中,深入企业进行调查,结合企业的工程实际,调整部分课程的教学内容和教学大纲。改革“集中性实践教学环节”的教学内容和课程结构,增加课程设计、实验、实习等实践课的内容和学时数。如在毕业设计之前,增加毕业实习的环节;在混凝土课程设计中,增加混凝土双向板的设计内容,以满足工程实际需要;在高层建筑结构课程中,增设了高层建筑结构课程设计;在交通土建方向的限选课中,增设地下结构课程设计;在专业选修课中,增设3D扫描技术在民族建筑保护中的应用和结构无损检测等实践课。总之,力求实践环节的教学内容与时俱进,并具有时代专业特色。 三、结语 近年来的教学实践证明,基于“应用创新”理念的土木工程专业建设,符合现代土木工程行业的发展需求。土木工程专业具有很强的实践性和应用性,因此,在土木工程专业建设中引入“应用创新”的理念是必要的。在人才培养上,理论知识与实践应用能力教育并重;在教学过程中,坚持“理论适度,重在应用”的原则,依托“卓越计划”,进一步加强校内外实践基地建设、创新实践基地建设以及重点实验室建设等,千方百计培养优秀的土木工程专业“应用创新”人才。 作者:覃丽坤 孙建刚 隋惠权 王振 高凌霞 单位:大连民族学院土木建筑工程学院 土木工程专业论文:土木工程专业课程设计论文 1课程设计教学改革措施 1.1房屋建筑学课程设计教学改革措施。 对于房屋建筑学课程设计部分,结合我系土木工程专业“三位一体”的“666”实践教学模式,课题组通过两届学生教学,尝试将课程设计分布在建筑设计教学内容之后的教学过程中,将理论教学和实践相结合,形成一个有机整体,并尝试多人合作指导课程设计的模式。课题组老师根据教学需要及自己专业特长,拟定不同结构体系、不同使用功能、分量适当的课题,由学生自愿选择指导老师进行设计,一则可以满足学生爱好、激发其设计潜能,二则可以减轻科任教师工作量,效果良好。此外,在设计过程中应该强化规范意识,引导学生正确设计,充分挖掘学生的业余时间,严格考核,及时总结,以求提高教学质量。 1.2钢结构课程设计教学改革措施 1.2.1以项目实例为依托,开展设计教学。 在课程设计讲解过程中,以已修建实际工程为主,对实际工程进行设计。将书本理论知识与身边实际工程相结合,使学生把课堂所学知识加深理解和巩固。近两年榆林麻黄梁汽车产业园区,兴建了一批汽车销售4S店工程,主体为门式刚架。就以实际工程为依托,进行课程设计。带领学生到工地进行参观已修建好的门式刚架,了解结构形式,翻阅完整设计图纸等资料,把理论知识与实际工程一一对照、比较,增加了实际工程认知度,增强了施工图的绘制能力。在校教师再对钢结构施工图中的要点一一讲解,学生能从中获得更多的知识。 1.2.2优化教学内容。 在不增加学时的前提下,能让学生更多地掌握课程设计内容。把课程设计相关内容融入到实践教学中集中讲解,不占用理论教学时间。理论教学学时压缩后,我校安排以理论部分较强的钢结构原理为主。对于课程设计部分的讲解学时几乎所剩无几,那么对于钢屋架课程设计中的支撑布置、荷载导算、内力计算、构件计算、节点设计等几部分以平时作业的形式让学生多加练习,通过作业发现问题指正问题。在课程设计过程中遇到问题及时强调,这样能够保证设计各环节的质量。学生普遍反映良好。另外,要求学生查阅最新规范、图集;课程设计以实际工程为依托,那么就要以最新设计规范为依据。 1.2.3教学模式和设计内容多样化。 在钢结构课程设计中培养学生的创新意识和合作能力,开展多种多样的教学模式。一种引入“参与•合作”教学模式。把一个设计项目拆分为几个子项,2-4人组成设计小组,以设计小组为单位,参与到实际工程中去,对某一项目进行设计,每人设计一个子项。“参与•合作”教学模式的要点是通过教师的指导设计作用,形成学生主动、积极、创新的设计理念,团队合作的设计学习情景,教师与学生、学生与学生之间相互作用,相互促进。 1.3工程概预算课程设计教学改革措施 1.3.1将课程设计与理论教学相互穿插。 传统教学方法在教学过程中,课程设计与理论讲解在实施上是分开的,导致理论知识的讲解空洞、乏味,学生难以理解,教学效果一般。考虑到教学与课程设计是相辅相成的,理论知识是课程设计的基础,课程设计是理论知识的实践与应用,笔者提倡理论,笔者尝试将课程设计与理论讲解相互穿插组织教学,取得了较好的效果。 1.3.2选择恰当的题目,确定合理的课程设计份量。 笔者对开设工程概预算课程设计的院校进行调研,发现大多数院校该环节考核采用同一题目(同一套施工图)进行考核,形式单一,而且在多届学生中使用,对课程设计的质量产生了负面影响。笔者认为在进行设计选题时应本着“工期新、结构新颖,任务分量适当”的原则,同时尽可能选用正在建的工程,方便学生在设计过程中能将设计蓝图与实物联系起来,增强学生的感性认识和设计的积极性,提高设计质量。 1.3.3加强老师跟踪式指导,发挥学生的认知能动性,推行学生成果互审制。 为确保设计质量,增加学生的主动认知能动性,在进行课时设计组织运行时,将工程量计算安排在教室集中指导,每天不定期的检查学生的初稿,及时发现学生的问题,帮助学生解决问题,并且对一些共性、难点的问题集中讲解。定额套价、材料调差和取费统一安排在模拟算量实验室,使用网络版的广联达计价软件来进行操作,既方便教师的跟踪检查、指导,又可以使学生对基本工程量汇总计算等进行互审,既可调动学生学习的积极性、主动性,又可确保教学质量。 1.4施工组织课程设计教学改革措施 施工组织课程设计是《土木工程施工技术与管理》课程的综合性、实践性教学环节。本课程设计通过一个常见的、典型的多层建筑工程施工组织设计的编制,使学生熟悉单位工程施工组织设计编制的内容及程序,提高解决实际问题的能力,实现所学施工技术与管理知识的系统化、条理化,为在项目施工、管理领域执业奠定坚实基础。根据我校应用型人才培养定位,笔者认为该课程设计应做好以下几方面的内容。①将设计课题与理论教学相互穿插,杜绝“两段式”教学。传统教学方法将课程设计与课程理论分开组织,忽略了两者的内在联系,建议在组织教学的时候将二者相互穿插,重点讲好项目施工工艺的组织流程、项目进度控制方法及工艺间的逻辑关系等内容,为后续的工程项目的专项组织设计奠定坚实的基础。②尝试校企合作联合开展课程设计环节。针对我系培养应用型人才的办学定位,结合学校校企合作育人的构想,以现有产教合作项目为依托,以具体的工程项目为背景,尝试校企双向合作育人,激发学生的积极性,使学生较早融入工作岗位,使课堂理论知识与实践应用能力拓展的“零距离”对接,实现“学校知识学习厚基础、企业环境养素质、顶岗实践强能力”。③构建“多任务教学、多人合作指导设计”的实践教学模式。考虑到该课程实践性较强,与施工工艺联系紧密,建议构建集“多层民用建筑(住宅、办公楼等)施工组织设计、单层工业厂房施工组织设计”等为主线的多任务设计课程,并配备不同的专业教师进行设计指导,确保设计质量。④与生产实习相结合,革新课程设计的考核方法。按照原有人才培养方案,施工组织课程设计安排在生产实习教学前,经过近几年的实践,效果不是太好。建议在组织课程设计时,在生产实习前布置任务,生产实习后提交作品,使学生可以在实习过程中将一些新的施工工艺、工法等融入设计,有利于设计中工程质量、文明施工、施工组织专项设计及季节性施工措施等内容的深化。在成绩考核方面,可以结合生产实习环节通过ppt汇报等环节进行,亦可与实习企业联合进行考核,效果较好。 1.5钢筋混凝土结构课程设计教学改革措施 钢筋混凝土结构课程设计主要包括钢筋混凝土梁盖设计、单层工业厂房设计两个环节,是对混凝土结构及基本原理教学的重要补充。对于钢筋混凝土梁盖设计部分,主要以理论计算为主,应注重学生理论知识的内化、积累;对于单层工业厂房设计部分,则主要注重学生综合应用能力的培养,改革措施如下。单层工业厂房设计的主要作用是将课程中所学的单个知识点,如单个受力构件设计计算方法、荷载计算方法、内力计算方法、内力组合原则等实际应用于厂房建筑整体的结构设计中,让学生通过设计理解所掌握的计算方法在工程中如何运用,怎样实现教材内大量的构造措施等。雷洋等对单层工业厂房课程设计的设计内容及重难点进行剖析,并提出改进教学质量的方法,具体如下:①合理安排教学内容,突出重点教学。该课程设计涉及到的知识点比较多,教师要在教学中以讲明各个知识点之间的逻辑关系为重点,以学生能够综合运用各个知识点为目的。本人在教学中尝试采用“倒叙法,即根据设计结果反推设计过程,抓住每个过程中的主要矛盾,各个击破,教学效果较好。②合理安排教与学关系,培养学生实践能力。从教学过程的性质来看,教师的主导作用是从教师对教学过程的领导、组织和控制这一角度出发的。而学生在教学过程中首先必须积极参与,然后才能成为积极的推动者,成为学习的主体,这就是“教”与“学”同时在场时对学生的角色定位。③合理优化教学过程,提高设计效率。我校在进行课程设计时间安排上是按照二周,学时排在学生没课的时间和周末,这样从第一次课到最后一次课最久能拖一个月之久,需加强过程控制,方可确保设计质量。此外,笔者认为,对于单层工业厂房设计这块,为确保设计质量,应加强与房屋建筑学等课程的互动、沟通,在指导教师配置方面,亦可以配置房建老师及企业领域的工程技术人员进行指导。 2结论 土木工程专业是实践性很强的专业,其应用型人才能力的培养主要取决了实践教学环节的组织实施。课程设计作为实践教学的一个重要环节,对内化理论知识、拓展实践技能等有重要指导意义,更在很大程度上决定着应用型人才培养质量,加强课程设计教学改革的积极意义也在于此。 作者:马小莉 单位:榆林学院建筑工程系 土木工程专业论文:土木工程专业教学改革论文 一、结构力学课程教学存在的问题 在此背景下,实际工程中需要的是力学概念清楚、具有扎实的定性分析能力的优秀人才。而定性分析能力培养在教学中往往得不到足够的重视,是教学的薄弱环节。国家《中长期教育改革和发展规划纲要》(以下简称《纲要》)提出:“按照教学服务型功能和应用型人才培养目标定位,课程建设应把服务专业作为建设的指导原则,专业基础课要结合专业,注重职业能力。”因此,结构力学课程教学应从课堂教学体系转变到以专业培养为核心的能力体系,从单一的课堂教学为主转化到多途径能力培养为主,实现课内教学与课外培养、理论与实践的统一与结合。 二、改革措施 (一)加强“两个能力”的培养 为了满足国家《纲要》应用型人才的培养要求,结构力学课程教学应定位在掌握基本力学原理的基础上,还应使学生具有扎实的结构定性分析和电算能力。因此,课程教学应该在以下两个方面进行强化培养。1.定性分析能力对于简单的结构,比如静定结构、一次超静定结构等,要求学生能对其内力进行手算求解。而对于复杂结构,手算是不切实际的,但学生应能运用已学的力学知识对其受力进行初步的定性分析,比如绘制出超静定框架结构的弯矩图轮廓,能够绘制多跨连续梁任意截面某个量值影响线轮廓等等,具体量值不必求解,这样有利于帮助学生总体上了解结构的受力情况,从而对整个结构布局的合理性进行分析。另外,在利用计算机进行电算分析时,定性分析能力显得尤为重要。利用定性分析,可以对电算结果从定性的角度来判断计算结果的正确与否,从而判断计算模型是否正确。平时,课堂上可以从外荷载与内力之间的关系入手,提高绘制内力图技巧,来培养学生的定性分析能力。2.电算能力目前,结构力学课程教学大部分强调的是结构的定量计算和求解能力,这在计算机数值分析技术尚不发达的情况下值得肯定。但随着计算机技术在力学分析领域的广泛应用,利用计算软件对结构进行电算已非常普遍。无论学生是做毕业设计,还是在未来工作当中,都会经常用到电算。因此,在教学中,仅仅让学生理解和掌握结构力学基本知识、基本原理和计算方法还不能满足现代结构力学的教学培养目标,还应注重学生的电算能力培养。比如引导学生应用结构力学求解器、Midas等专业分析软件进行结构内力计算,能对计算结果具有初步的分析能力,为真正成为一名应用型人才打下坚实基础。 (二)加强理论与实际相结合的教学手段 根据各章要讲解的知识点和难点,教师在讲解新知识内容前,通过视频、图片和动画等手段,创造实际工程情境,从而引出将要教学的内容以及对应的工程任务,以充分激发学生的学习兴趣。在讲解完相关理论知识点后,可以通过分析典型的工程案例加强理解,从而潜移默化地将工程思维渗透到学生的学习过程中。比如,在静定结构计算这一章中,对工程中的混凝土简支梁、钢桁桥、拱桥等不同形式的结构受力情况进行对比分析,以更形象地说明各种结构形式的受力特点。另外,为了培养学生运用所学结构力学知识分析问题的能力,教师在课堂上可列举实际工程中发生的事故案例,如湖南凤凰桥在施工中的倒塌、上海莲花河畔景苑大厦的整体倒塌等,对这些事故从力学角度来分析其发生的原因,从而加深学生对结构受力状态的理解,增加学生学习的兴趣。 (三)强化实践教学 依据结构力学这门课程的性质,教师在教学中必须采用理论与实验相结合的教学手段。力学概念是从实践中来的,开设结构力学课程实验有助于学生理解课堂上的一些基本概念和专业知识。笔者所在的中南大学对土木工程专业进行了课程实验的教学改革,建立了土木工程专业本科系列开放性实验教学平台,让学生通过试验来加深对专业知识的理解,训练其实验技能,培养学生的综合分析能力、独立解决实际问题的能力、创新能力等。另外,每年还举办结构模型大赛,在大赛规定的要求下,让学生自行设计结构模型,充分发挥学生分析和解决实际问题的能力,取得了较好的效果。通过实践教学可推动结构力学教学质量的提升,打破课堂理论教学一统天下的局面,让学生能真正参与课程教学互动,帮助学生学会独立思考,并能灵活应用所学知识分析问题。同时,激发学生的创造性和自主学习的能力,增强学生对专业的感性认识和学习兴趣。 (四)多种形式的考核方式 传统的考试方法只能考核学生对课本基本理论知识的掌握程度,这种考核不能反映学生的综合能力,是不全面的。为适应现代结构力学教学模式的要求,我们将原有的一次性考核转变成多方面、多层次的考核,具体内容包括:第一,加强日常教学管理,不仅对学生平时课堂出勤率、作业完成情况进行考核,还要对课堂回答问题的情况进行考核。第二,注重学生实用能力的考核,将实用性较强的内容采取上机或其他形式进行考核。第三,课程考试增加对定性分析内容的考核。 三、结语 随着社会的发展,应用型人才培养是结构力学课程建设新的定位目标。只有不断改进结构力学教学模式,与时俱进,才能提高土木工程专业学生的力学分析和计算能力,增强学生的市场竞争力,达到课程建设培养目标。 作者:韩衍群 单位:中南大学土木工程学院 土木工程专业论文:土木工程专业探索性实验设计论文 1典型的研究性教学方法 1.1案例教学法 案例教学法是一种使得学生处在面临问题的决策者角色的教学方法。在案例教学法课堂,无论是教师和学生必须以不同的方式被激活。教师和学生相互依赖、互相学习。教师一般都是专家,但他们很少直接告知学生专业知识。案例教学法主要是用在商业学院和公共政策学院教学活动中。例如,1908年已被用于在哈佛商学院和公共政策学院。教学案例研究是全球顶尖的商学院进行核心功能。他们常常组织比赛确定最佳的新的教学案例。商业案例是模仿或模拟真实情况下的文档。案例陈述的现实让读者参与其中。案件往往说明企业或政策形势需要解决问题,还包括课堂讨论和研究的其他信息。在没有明显的解决方案的情况下,提供了充分的事实基础上激发学生获得一切可能的结果。作为现实的模拟,案例必须具有三个特征:一个重要的业务问题或问题。没有问题的情况下,没有教育价值;充分的信息基础;没有明确的结论。在案例教学过程中,教师的作用是选择和组织案例,这也是实现教学目标的关键。 1.2基于问题解决的学习 基于问题解决的学习方法是1980年美国数学教师协会正式提出来的。它将学习内容设计成问题,或由学生提出问题,让学习者通过解决问题来获得相应的知识和能力。让学生提出高质量的问题是这种教学方法的关键。要求学生将问题具体化和形象化,构造成模拟实际生活的故事情节。学生在原有知识和经验的基础上,通过分析解决问题,发现更加复杂和深入的问题。因此,学生提出问题的多少、思考问题的广度和深度等是基于问题解决的学习方法的重要的评价标准。 1.3基于问题的学习 基于问题的学习是一种以学生为中心的教学方法。学习的目的是获得解决问题的经验、思考策略和该领域的知识。基于问题的学习的目标是帮助学生形成灵活的知识、有效解决问题的能力、自主学习、有效的协作能力和内在动机。基于问题的学习是一个主动的学习方式。在工作过程中,学生发现他们已有的知识,需要知道什么,以及如何和在哪里获得新的信息,可能会有益于该问题的解决。教师的作用是为了促进学生的学习、支持、指导和监控学习过程。导师必须建立学生对解决问题的信心,并鼓励学生,同时也拓展他们的理解。Barrows定义了基于问题的学习模型为:(1)以学生为中心的学习。(2)学习是学生小团体做的,理想的6~10人。(3)教师指导学生而不是教学。(4)以问题为基础组织和激发学生学习。(5)问题是设置是提高学生解决问题能力的基础,是刺激的认知过程。(6)学生通过自我导向学习获得新的知识。基于问题的学习要求教师的教学风格达到几个主要标准:首先,要有一个与教师科研相关的“学习中心”,所有的学生都需要围绕该中心。第二个标准是必须有一个驱动问题,学生通过完成项目获得问题的答案。这个问题也不能有一个预定的结果,它应该要求学生使用的先验知识来所有可能的结果。其他标准包括建设性的调查研究、学生的自主权等。基于问题的学习的主要教学过程包括提出问题、分析问题、形成假设、验证假设、修正假设。 2土木工程探索性试验设计 近年来华南理工大学开展了“探索性实验”教学项目建设工作,引导教师将科研项目成果转化为计划内实验教学内容,从而深化实验教学内容和体系改革,推进实验室开放共享;通过科研与教学融合,切实促进学生实践创新能力的培养。下面介绍用研究性教学方法设计所申报的“探索性实验”教学项目“沥青混合料多轴加载试验”。 2.1提出问题 最新版的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中沥青混合料的试验方法主要包括:单轴压缩、单轴拉伸、小梁弯曲和劈裂试验等。试验过程中,沥青混合料试件处于单轴或双轴应力状态。而实际沥青路面中,沥青混合料处于多轴受力状态,承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。因此,现有沥青混合料的试验装置与方法无法模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态。 2.2分析问题 为了模拟实际沥青路面材料的多轴受力状态,采用如图1所示的试验装置。通过转动的橡胶轮胎带动圆柱体试件转动,试件受到橡胶轮胎的表面摩擦力F和铅垂方向的压力P作用。同时,在试件水平方向施加压力Q。从而模拟实际路面材料多轴受力状态,使得试件承受压缩、拉伸、剪切的交互作用。 2.3试验步骤 (1)试件制作。采用击实法、静压法或旋转压实法制作的圆柱体试件;或在轮碾法制作的板块状试件中钻取的圆柱体试件;或在路面中钻取圆柱体的芯样。 (2)安装试件。将试验室的环境温度控制在试验温度±0.1℃范围内。加载前,保温时间为90~120min。 (3)水平方向加载。通过水平加载油缸对试件施加水平方向拉伸或压缩荷载。 (4)铅垂方向加载。通过铅垂方向加载装置在橡胶轮上施加荷载,从而在试件中部上方施加铅垂方向荷载。 (5)启动橡胶轮驱动马达,使得橡胶轮单向旋转,转速为1~100r/s。 2.4试验结果的分析与讨论 试件转动一定次数后,量测试件中部加载位置的直径,计算直径变化率。加载后试件中部直径的变化百分率计算公式为:100%×加载一定次数后加载位置试件直径/加载前试件直径。同时,量测试件长度,计算加载后试件长度的变化率。加载后试件长度变化百分率计算公式为:100%×加载一定次数后试件长度/加载前试件长度。教学过程中,共15位同学参与该项试验,分为3组,每组5人。 3教学效果 采用研究性教学方法,有助于把学生纳入教师的科研项目,驱使学生调查研究,组织讨论会,分析问题,解决问题,完成工作任务。授课教师与同学们一起通过该试验项目掌握了实际路面材料的受力状态,并创新性的设计了“沥青混合料多轴加载试验”方法。依托研究成果申报了2项实用新型专利和2项发明专利。在国外SCI源刊投稿论文2篇。 4结语 (1)采用研究性教学方法,与教师的研究课题相结合,将土木工程专业实验教学中部分传统的验证性实验改革为探索性实验是培养和提高学生创新能力的重要举措。(2)开展探索性实验有利于调动学生参与教师研究课题的积极性和主动性,对他们今后开展研究工作具有重要帮助。(3)开展探索性实验活动过程中,为了引导学生提出问题、分析问题和解决问题,也对教师的理论水平和实践经验提出了更高的要求。 作者:葛折圣 单位:华南理工大学 土木工程专业论文:地方高校土木工程专业教学改革 一、因材施教,探索适合地方高校发展的办学方法 1.1校企密切合作,共商人才培养方案 为满足区域经济发展对土木工程专业人才的需求,校企联合,优化教学计划的方向模块必将成为地方高校土木工程专业发展的必由之路。地方高校土木工程专业应该始终以服务地方经济建设为办学宗旨,以培养高素质“应用型”工程技术人才为办学目标,深入用人单位广泛开展调查研究,深入分析研究本行业人才需求状况,准确把握用人单位对人才素质、能力和知识结构的要求,进一步密切与用人企业的联系,与企业合作共同确定人才培养方案。根据上述指导思想,盐城工学院土木工程学院2011年的教学计划中,吸收和借鉴国内外工程教育的先进经验,紧密结合当前国内“卓越工程师教育培养计划”的要求,在广泛征求用人单位意见的基础上,设计了“2.75+1.25”的土木工程专业培养计划,把4年的培养过程分成两个部分:“2.75”指在校进行理论课程和部分实践课程的学习时间,“1.25”指在校内实验实训和在企业学习的时间,以实践训练为主,包含部分专业技能课程,使学生在提高工程实践能力的同时,尽早与用人单位接触,适应用人单位的要求,缩短企业对人才培养的周期。事实证明“校企密切合作,共商人才培养方案”的实施,密切了校企关系,提高了办学质量,为高素质“应用型”人才的培养奠定了坚实的基础。 1.2力学材料并重,构筑课程教学体系 力学是构建土木工程学科重要的理论工具,材料是土木工程技术创新的动力和源泉,力学和材料是培养学生建造能力的基础。设置以力学为中心的课程群,既联系到数学和物理,又联系到结构和岩土工程,强化力学课程群的教学,即强化专业基础中主干课的教学。当代新型建筑材料不断涌现,种类丰富的建筑材料应用于结构,将产生新型结构体系,种类丰富的建筑材料应用于施工,将产生新构造、新工艺、新技术,材料类课程对于土木工程来说十分重要。为此,改革“土木工程材料”和“土木工程施工”等课程,增加“新材料性能测试”设计性、开放性试验课程,增加“趣味结构力学实验”和“新材料结构模型创新实践”的选修课程十分必要。基于此,地方高校必将培养出基础扎实、富有创新精神和创新能力的“应用型”人才。 1.3遵循“卓越计划”,锻造学生建造能力 以实施“卓越工程师教育培养计划”为导向,构建“建造能力”的培养模式。为了适应地方经济发展对人才的需求,建立和完善产学研合作关系,校企共建稳定的校外课堂,建设校外课堂教学的师资队伍和基础设施,那么建立一套公正、合理、准确、全面的学生成绩评价制度则更为重要。在人才培养过程中,注重以实际工程项目为载体,围绕项目的策划、设计、实施和运行等环节,开展以小组为单位的学习、研究工作,解决工程实际问题,完成工程建设任务。同时,在此过程中培养学生的团队精神,提高学生的学习能力,让学生领会从事工程师岗位的工作方法。因而以“土木工程施工”、“工程项目管理”和“建造技术与管理”等课程教学模式为试点,努力锻造学生的建造能力。 1.4培养引进并举,优化师资队伍 以高水平、工程型教师队伍建设为保障,提高师资队伍的科研水平和解决工程实际问题的能力。地方高校应该积极采取培养和引进相结合的措施,努力加强师资队伍建设。教师队伍建设是地方高校土木工程专业“应用型”人才培养的核心之一,在一批国家和省市级科研项目的基础上,采取多种方式鼓励教师承担科研项目,促进教师专业水平的提高。同时,聘请企业中高水平的技术人员到学校担任兼职教师,派送专任教师队伍中年轻博士去企业锻炼,解决工程技术难题,提高实践创新能力。通过科学研究和参与工程实践攻关相结合,地方高校一定能够建设一支高水平“工程型”的教师队伍。 1.5完善评价体系,保障人才培养质量 地方高校应以教学管理制度为依据,努力完善教学管理与监控机制。在认真执行学校各项教学管理制度的基础上,根据土木工程的特点,积极改进并完善教学质量保证体系,该体系分为教学质量管理系统和教学质量信息系统两部分。盐城工学院土木工程教学质量管理系统由两个亚系统组成:一是分管本科教学工作的副院长→学院教务科→系(中心)→教师(实验技术人员);另一个是分管学生工作的书记→学生科→辅导员、班主任→学生班干部→学生。这是一个逐层向下监控,逐层向上负责的质量管理系统。而教学质量信息系统包括质量信息的采集、处理与反馈等,正是由于盐城工学院土木工程专业持续完善了质量评价体系,因而其人才培养质量显著提高,其成功经验可为地方高校土木工程专业的教学改革提供借鉴和启迪。 二、突出特色,理论与实践并重,造就高素质人才 由于地方高校土木工程专业以培养“基础实、技能强、素质高”的“应用型”高级土木工程专业人才为目标,因而地方高校更应“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的人才培养模式,优化课程结构体系,贴近地方建筑实际,夯实专业理论基础,突出建造能力的培养。每个地方高校都有其自身发展历史,具有一定的特点、特色,因而突出特色,理论与实践并重必将成为土木工程专业建设的必由之路。盐城工学院2005年土木工程专业成为学校“小范围、大幅度”四个试点改革专业之一,2009年通过江苏省特色专业建设点验收,成为省级特色专业,2010年成为国家特色专业建设点,形成了比较完善并具有一定特色的教学计划和课程体系,为学校土木工程专业建设奠定了良性循环基础。 2.1理论教学夯实专业基础 地方高校土木工程学院应该在院长领导下,由学院分管教学的副院长、专业系主任与企业专家共同制订各专业教学计划。力学和材料科学作为从事土木工程工作的重要理论基础,在教学计划中处于十分重要的位置。土木工程专业通过搭建“五大力学”(理论力学、材料力学、结构力学、土力学和水力学)与土木工程材料并重的教学平台,来体现“力学材料并重”的理论教学特征。同时将“弹性力学”和“新型建筑材料”列为选修课,以适应行业发展需求,拓宽学生知识面,为学生未来发展打下一定基础,并且突出特色,努力编写适合自身土木工程专业发展的精品课程。如《工程力学》、《结构力学》和《土木工程材料》等。 2.2实践教学突出建造能力 地方高校土木工程专业大多数学生毕业后将在施工一线工作,具有出众的建造能力是该专业毕业生受用人单位欢迎的重要原因。一方面,地方高校要注重加强内涵建设,不断完善实验条件,强化学生建造能力的培养;在实践教学中,让学生深入生产一线,与建筑工人打成一片,学在工地、吃在工地、住在工地,强化设计能力,积累施工经验,由工地对学生进行考核,由工人对学生作出评价,在工地工程师与学校教师共同指导下完成实践教学任务。另一方面,地方高校应该对照行业标准和注册建造师的培养标准,努力创造条件在校内搭建施工实训现场,通过学生自主设计、自行搭设模板和脚手架等,培养学生的实践动手能力。 2.3通识课程体现素质培养 地方高校还应高度重视教书育人理念的确立,高度重视优良学风的形成,高度重视学生自主学习能力和综合素养的培养。只有通过通识课程、公共课程的开设以及学生课外活动的安排,才可培养学生良好的综合素质。例如,通过国家法律法规以及与环境保护等方面课程的学习,培养学生的法律意识、质量意识、环保意识、节能意识;通过参与企业项目和现场教学,培养学生的工程意识,提高学生的实践能力;通过实施全方位、多层次的艺术素质教育,拓展学生的人文艺术修养等。 三、落实毕业设计目标,切实践行“应用型”人才培养 毕业设计是工科专业教学质量的集中体现,是指导学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,分析解决实际问题,使学生得到从事实际工作所必需的基本训练和进行科学研究工作的初步能力。与一般教学实践环节相比,有其显著的特点,它是毕业前最后的综合训练阶段,是学生学习、研究和实践成果的全面总结。土木工程专业的毕业设计应注重工程实践性、适用性,特别是以培养“应用型”人才为主旨的地方本科院校,更应根据学生的特点和条件,选择合理的毕业设计题目,鼓励学生到设计、施工或监理单位实习,以提高其实践能力。 3.1精心组织,严格遴选毕业设计指导教师 地方高校土木工程专业应该严格遴选毕业设计指导教师,毕业设计(论文)指导教师应由具有实际设计(科研)工作背景和有指导经验的中级职称以上相关专业的教师、工程技术人员担任,为了进一步落实“应用型”人才培养方案,应该适当增加校外指导教师的比例,特别是聘请理论和实际工作经验丰富的高级工程技术人员。基于此,培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的工作作风。 3.2把握关键程序,提升毕业设计质量 毕业设计开题、中期检查和毕业设计答辩为毕业设计的关键步骤,决定着地方高校土木工程专业毕业设计的总体质量。通过毕业设计开题报告,学生查阅文献资料,了解选题的研究背景和已有成果;通过中期检查则可督促教师的指导进度,检查学生毕业设计内容的正确性,考核教师和学生在毕业设计中的总体表现,提出整改意见,为毕业设计顺利展开提供保证;通过毕业答辩,完成对学生整个毕业设计的全面评价,也是对指导教师的最终考核。总之,通过以上关键程序,可以切实把握地方高校土木工程专业“应用型”人才培养的最后一关,为社会输送合格的土木工程建设者。 四、结语 培养土木工程专业“应用型”人才要根据市场需要、社会需求来定位思考,这确实是一项复杂的系统工程。但是,只有在土木工程“应用型”人才的培养过程中明确办学目标,注重因材施教,突出地方特色,才可为社会输送合格的土木工程建设人才。正是由于盐城工学院土木工程专业发展优势、坚持特色,遵循“应用型”人才的培养规律,因而其教学改革硕果累累,并且作为唯一一所地方高校于2011年成功通过土木工程专业评估。 作者:甘亚南 苗兰亭 单位:盐城工学院土木工程学院 土木工程专业论文:高校新办土木工程专业人才培养模式 一、土木工程专业人才培养总体规划 (一)人才培养目标及要求人才培养应立足地方,结合地方实际,满足地方人才需求,建立起注重专业素质教育,采用传授理论知识、培养专业技能与提高专业素养为一体的人才培养模式,充分考虑社会发展建设的需要,提升学生的综合竞争力。根据地方经济建设和“振兴东北老工业基地”战略的要求,结合学生的就业需求和个性化发展,因地制宜,因材施教,有针对性地对学生分方向指导和培养。培养适应社会主义现代化建设需要,德、智、体、美全面发展,掌握土木工程学科的基本理论和基本知识,获得工程师基本训练的高级工程技术人才。毕业生能在桥梁、公路与城市道路、房屋建筑、矿山建筑等的设计、施工、管理、研究、教育、投资和开发部门从事技术或管理工作。 1.具有基本的人文社会科学基本理论知识和素养:在哲学及方法论、经济学、法律等方面具有必要的知识,对文学、艺术、伦理、历史、社会学等方面进行一定的学习。 2.具有较扎实的自然科学基本理论知识:掌握工科数学,了解现代物理、化学的基本知识,了解当代科学技术发展的现状、趋势及应用前景。 3.具有扎实的专业基础知识和基本理论:掌握工程力学、结构工程和岩土工程的基本理论,掌握工程规划与选型、工程材料、结构分析与设计、地基处理、施工技术和施工组织方面的基本知识,掌握有关工程测量、测试与试验的基本技能,了解建设项目管理方面的基本内容。 4.具有综合应用各种手段(包括外语)查询资料、获取信息的基本能力;具有应用语言、文字、图形等进行工程表达和交流的基本能力;掌握计算机应用的基本能力。 5.了解土木工程的主要法规。 6.具有进行工程设计、施工、管理的初步能力,经过一定环节的训练后,具有研究和应用开发的创新能力。 (二)人才培养方案设计 1.根据人才需求制定教学计划。教学计划的制定应借鉴老牌院校成功经验,并结合自身实际,制定出适合的、切实可行的方案。地方院校与重点院校的专业最大差别是学生的毕业去向问题,地方院校土木工程专业应当定位在为土木行业的施工建设单位培养工程技术人才。这些单位对工程技术人才要求掌握有关施工技术与组织等方面的基本技术;具有工程经济分析的能力和工程质量管理与评估的基本知识;具有工程制图、结构设计、工程测量、材料试验、计算机应用、主要测试和试验设备使用的基本能力;了解土木工程的主要法规;具有进行工程试验、施工、管理和研究的初步能力。在培养计划的设计上,要根据毕业生的就业去向和用人单位对毕业生的知识结构要求来设计教学目标和制定教学计划,要突出针对性,有侧重点,用人单位的需求应是教学培养方向的主导因素。课程体系的建设要体现“足够广度、必要深度”的原则,一般基层单位工作比较复杂,专业划分不细化,大部分是多工种,相关专业交叉和综合。因此,这样就要求土木工程专业基础理论知识的教学中体现“广度”的原则,拓宽学生的专业涉猎范围,在此基础上还要注重“深度”的把握。 2.注重与行业接轨。土木工程专业是一门应用技术型学科,考虑到其学科性质并结合以培养实用型人才为主的培养目标,其培养对象主要应迎合社会需求,满足用人单位的需要。因此,在课程设置和教学实施过程中应突出实践性,注重培养学生的动手能力,实际操作技巧,加强实践教学环节,对学生进行专业技能训练,使学生能具备较强的专业技术水平,毕业后到单位能够尽快适应,直接上岗。一方面,加强实习基地的建设,在一定范围内选用技术力量强、设备先进、管理水平高、信誉好的企业作为校外实习基地,结为合作伙伴,明确双方的责任、权利和义务,保证实习、实践的质量。另一方面,加强实践性教学建设。建立健全实践教学的体系,成立实践性教学环节指导小组,指导小组主要组织编写和审批各类教学大纲、指导书,检查实践教学进展情况和对指导教师进行考评等工作。实践大纲要通过有经验的教师来制定,大纲应包括训练目的、内容、深度、实施方法和有关规定及要求,具体操作流程,尽可能做到直观,供学生提前参考。同时,注重提高教师的自身素质,培养学生主动学习的能力,使学生在掌握理论知识的基础上,在具体的实际操作中掌握理论、技能、素养三者之间的潜在联系,把专业知识与工程实际相结合,在具体工程中吸收有用资讯,鼓励和培养“双师型”专业教师。 二、加强和完善校企合作 以往,在人才培养方面,对于课程安排重视自然科学知识和专业基础知识的理论教学,关于专业研究的最新发展、最新技术、工艺缺少相应的讲授,与具体实践操作上联系不够紧密;教学方法则以教师单向传授知识为主,学生的学习主动性和创新性得不到充分的提升,造成学生的工程实践能力较差,创新能力更差的现状。另外,随着社会主义市场经济的发展,各用人单位对毕业生的需求已不再仅仅满足于适应当前工作的状况,而是着眼于未来行业的发展空间,并倾向选用高层次的专业技术人才。因此,土木工程专业学生的培养必须适合行业发展的要求,与企业合作,与行业接轨。提升专业科技含量,使学生掌握新结构形式、新材料、新工艺和新方法,适应行业的发展要求。校企合作是学校与企业在发展过程中相互依赖,在合作的过程中,有效促进彼此发展。以教学为例,校企合作对于人才培养贯穿于共同设计培养目标,共同制定培养方案和共同实施培养方案,有针对性地打造专业人才。校企合作是实现学校、企业各方利益共赢的办学模式,更是提升学生工程实践能力、创新能力和国际竞争力的重要途径。地方高校应主动争取,依托行业搭建多层次、多领域的合作平台,创建校企合作的组织机构、运行机制和管理体系。不断扩大校企合作深度和广度,从而提升地方高校的社会适应性,寻求地方高校优势,走适应地方发展需求、特色鲜明的教学发展之路。总之,新办土木工程专业的地方院校要正视与重点院校的差别,取长补短,发挥自身优势,并与重点院校分开层次,有所侧重,摸索出适合自己特色的道路,这样才会培养出有活力、有能力的专业人才,才能在改革和发展的巨浪中立于不败之地。 作者:郭建 单位:齐齐哈尔大 土木工程专业论文:土木工程专业卓越工程师教育培养计划 一、传统土木工程专业人才培养方案的缺陷 如学生在学习路基路面工程、土木工程材料中进行课堂讨论及专业导论课程后安排认识实习,不仅可以加深学生对专业的了解,而且可以为其后续专业基础课程的学习打下基础;学生在学习土木工程材料后到材料生产与施工企业学习材料生产工艺和根据不同工程特点选择材料,并针对实际问题应用基本理论提出解决方案,进行课堂讨论,从而可以加深对课程内容的理解,同时也为后续专业课程学习奠定基础。通过理论课程与实践过程的融合递进式教学,实现理论与实践的互相融合和促进。 二“、卓越工程师教育培养计划”人才培养模式 1.加强学生创新能力的培养。“卓越工程师教育培养计划”的实质就是培养一大批具有一定创新能力、基本能适应经济发展的高素质的各类工程技术人才。“卓越工程师教育培养计划”首先强调创新能力的培养,而创新能力不仅需要学生掌握系统的理论知识,具有扎实的理论功底,而且更重要的是学生利用所学理论知识在实践过程中善于发现问题、解决问题能力的培养。在制订人才培养方案时,要在加强学科基础课程及专业基础课程环节同时,在设计与施工实践教学环节时更要注重授人以“渔”,教育学生学会解决工程实际问题的能力,培养学生自我更新知识的能力,以适应不同岗位的就业需求。 2.设计施工能力的培养需要以理论知识为基础。土木工程专业“卓越工程师教育培养计划”强调学生设计施工能力的培养,并不意味着要弱化理论知识的学习。虽然“卓越工程师教育培养计划”强化了实践能力的培养,在增加实践环节的同时适当压缩了课堂教学内容,但理论教学的地位并未改变。因此,这就要求在制订人才培养方案时科学安排和优化教学内容,同时兼顾基础理论和实践训练的教学,将理论教学与实践训练互相融合,互相补充。 3.土木工程专业学生需要有扎实的理论功底。土木工程专业的人才培养目标是面向各类设计院、施工企业、监理企业、建筑材料制造企业、造价咨询企业等,学生毕业后主要从事道路、桥梁及建筑工程的设计、施工、监理及检测等,而学生在校期间不可能对所有相关知识进行系统学习,这就要求该专业的学生要有系统化的基础知识及深厚的专业理论功底,教学过程应着重培养学生运用理论知识解决实际问题的能力,使学生毕业后能尽快适应企业的生产和施工节奏。 三、土木工程专业“卓越工程师教育培养计划”的核心是设计施工能力的培养 1.应强化实践教学环节。传统土木工程专业实践教学环节主要包括认识实习(1周)、生产实习(2~3周)、课程设计(附属于各专业课,共计4~5周)、毕业实习(2周)和毕业设计(13~15周),存在着实践环节时间不足、系统性差、对实际工程缺乏深入的了解,达不到培养学生设计施工能力的要求。此外课程设计及毕业设计也未能有效地与工程实际接轨,存在“闭门造车”现象。作为应用型工程类专业,土木工程专业的学生不仅应满足实用性与工程性的要求,还要满足国家注册工程师执业资格制度的要求。“卓越工程师教育培养计划”实行“3+1”培养模式,明确要求需有1学年的企业培养过程。“卓越工程师教育培养计划”人才培养模式明显增加了实践环节的教学时间,使教学实践环节更加系统化,彻底改变了实习环节多以参观为主的现状,使学生能沉下去,系统地深入了解实际工程,加入企业设计队伍,真正地参与工程设计和施工,用所学的理论知识分析工程设计过程和施工过程中的问题,从而达到培养学生工程能力的目的,同时也能引导学生对实际工程存在的问题加以思考,并主动寻找解决问题的方法。 2.建立稳定的企业实训基地。与传统的以校内为主的人才培养模式不同,“卓越工程师教育培养计划”强调行业企业深度参与人才培养过程,在人才培养上校企联合。除了校内培养方案以外,还要制订企业培养方案。为了保证企业的有效参与和培养质量,应建立稳定的校企联合培养基地,这是“卓越工程师教育培养计划”正常实施的重要保障。学生在实际参与工程设计和施工过程中寻求解决问题的方法,以培养学生的创新能力。改变过去实习环节多以参观为主,从而使学生尽快地适应所从事的工作。 3.应重视教师工程能力的培养。“卓越工程师教育培养计划”强调学生设计施工能力的培养,这就要求高校要建立一支具有较强工程实践能力的教师队伍,加强双师型教师队伍建设。专业课程教师必须具备工程实践经历,青年教师必须到生产单位实践、学习,了解工程动态,积累工程实践经验。同时,鼓励教师参加各类执业资格考试。此外,应借鉴国外“实践教授”模式,从企业聘请具有丰富工程实践经验的工程技术人员和管理人员担任兼职教师,指导实践教学,建立一支稳定的、来自生产一线的、实践经验丰富的企业教师队伍。 四、强化学生创新能力培养是“卓越工程师教育培养计划”的实质 1.打造创新训练平台,强化创新能力考核。“卓越工程师教育培养计划”强调在理论教学同时必须重视学生的创新能力和创新意识的培养。因此在人才培养设计中,对学生创新能力的培养要贯穿整个教学过程中,形成一套渐进式适合学生能力拓展的培养体系。在制定教学计划中,特别要注重大学生运用所学理论知识进行科技创新能力培养,将创新能力培养落到实处;要建立大学生科技训练基地,充分利用课程实验、课外科技竞赛、大学生创新(创业)计划、参与教师科研课题等,为学生的创新学习和专业实践提供平台,结合理论教学系统地培养学生的创新能力。同时,在人才培养方案中增加创新能力学分,即学生完成规定的创新能力训练内容,并达到一定要求,就可获得相应的学分,强化创新能力的考核,将培养学生创新能力真正纳入教育教学计划体系。 2.鼓励学生参与教师科研项目。教师在教学过程中根据教学内容将自己承担的科研课题转化为学生的创新型科研项目,形成科研带动教学、教学与科研相互促进的良性循环。教师吸收学生参与实际科研课题,充当科研助手,让学生有机会了解科研过程,学会数据采集方法和实验技术,懂得利用网络电子资源收集文献资料,在科学研究中潜移默化地影响学生,培养学生初步的探索性研究能力。 3.增加工程项目设计、施工性实验内容。专业实验课程应结合工程实际增加设计性、施工性实验内容,引导学生根据具体工程进行设计实践,探究工程施工过程,积极开设体现“开放性、探索性、研究性”的实验课,培养学生的自主精神、创新意识和创造能力。在重视基础课和专业课教学的同时,增加有关科学研究理论和方法的课程,在启发式教学中,教师可以把有关的学术论点、争论性问题、当前学术动态等向学生做引导性讲解,鼓励学生发表个人见解,引导学生相互讨论。 五、教学质量指标及监控体系是实施“卓越工程师教育培养计划”的关键 长期以来,高校人才培养主要立足校内,各高校都有一套完善的校内人才培养过程质量指标和监控体系。“卓越工程师教育培养计划”强调学生实践能力培养,人才培养的重点在于能力培养,因此,建立适应“卓越工程师教育培养计划”人才培养模式特别是实践能力培养环节的质量指标及监控体系显得十分重要和迫切。 1.建立健全质量指标及监控体系。“卓越工程师教育培养计划”是一种全新的人才培养模式,没有成功的经验可供借鉴,而且培养过程涉及学校、企业、社会等多方面,因此,制定教学质量指标是保障“卓越工程师教育培养计划”实施的前提。而质量监控是保障“卓越工程师教育培养计划”实施的关键,由教务处牵头,专业教学指导委员会、教学督导委员会、学位委员会、学生教学信息员等组织协同,建立“全员”(包括教师、学生、教学管理人员、教学督导、企业指导教师)参与的质量监控组织机构,对教学“全过程”(包括人才培养方案的制定、实施、效果评价等)进行“全方位”(包括课堂教学、实践环节、第二课堂、企业培养环节等)的监控,并确保质量监控的有效实施。 2.建立完善的职责体系。根据“卓越工程师教育培养计划”的要求,专业各部门各负其责,专业负责人要组织论证人才培养方案、课程体系、专业建设规划,落实实训基地建设;课程负责人要安排学生专业理论知识教育、实验教学与理论教学的衔接、教学方法研究等工作;学工老师要加强学生和任课教师的沟通,了解和跟踪本专业教学实施过程。课程建设是高校教学工作中的一项基础建设,课程负责人要承担课程建设规划、组织制订或修订课程教学大纲、课程教学规范等工作。 六、结语 “卓越工程师教育培养计划”的实施是中国由理论教育大国迈向实践能力教育大国的必由之路,要根据行业企业对人才素质和能力的新要求制订人才培养方案,从制订基地建设规划及企业培养方案的实施工作,并负责企业培养过程的质量监控着手,确保培养工作的顺利进行。工程教育强国的重大举措“卓越工程师教育培养计划”强调学生工程能力和创新能力的培养。“卓越工程师教育培养计划”在土木工程专业的有效实施,除了要制订适应社会需求的人才培养方案外,还必须加强学校与企业之间的联系,制订与土木工程专业相适应的企业培养方案,在人才培养过程中将工程能力、创新能力的培养落到实处,并建立与之相适应的质量监控体系。 作者:孙家瑛 单位:浙江大学宁波理工学院
生物医学工程应用特色分析:应用型生物医学工程人才培养模式 摘要: 科研与教学的互动是高校的重要特征,是提高人才培养质量的重要手段。针对当前高校科教融合中所存在的问题以及生物医学工程学科背景与特色,桂林电子科技大学依托生物医学工程领域的优势科研资源,凝聚老师与学生的科教相融的共识,将老师的科学研究与本科教学过程、学生第二课堂紧密结合,培养学生的专业实践能力,探索并实施科教融合的应用型生物医学工程人才培养模式,取得了良好的成效。 关键词: 生物医学工程;科教融合;人才培养模式 全面提高教育教学质量,必须不断拓展人才培养资源与渠道,将多方面的办学优势转化为人才培养的优势。人才培养与科学研究是高校的主要职能,实现两者的有机融合,对于提高人才培养质量具有重要的意义[1,2]。科教融合是指科学研究与教书育人有机地结合,充分发挥高校科学研究的优势培育高素质专业人才。生物医学工程是一门理、工、医高度融合与交叉的学科,应用型生物医学工程专业主要培养具有扎实的生物医学、电子技术理论基础以及医学与电子信息相结合的工程技术能力,能在医疗器械、医疗卫生等相关行业从事工程技术开发、服务、管理和教育等工作的应用型人才[3]。全面推进科教融合,可以有效地培养生物医学工程本科生的创新能力和动手实践能力,进而提高其专业基本能力与素质。但在高校人才培养过程中,科学研究与人才培养往往没有得到很好地结合,主要表现在三个方面。一是学校重视科研而轻视教学,提升高校科学研究能力与水平,学校可以获得更多地经费、吸引大量地生源、获得更高的声誉。同时,在教师职称评定、岗位聘任、年终考核,甚至资源分配的过程中,以承担科研项目的数量、的情况等作为考察重点,而授课内容、课时量甚至教学方式和效果仅仅作为参考方面不起决定性作用。二是老师往往重视科研、忽视教学工作。部分老师教学热情不够,为教学而教学,没有站在人才培养的高度去教学,由于科研任务繁重,占据了大师的工作时间,在教学上面所花的时间与精力相对较少。三是本科生参与科研项目的机会相对较少[4]。一方面大学期间学生的课程学习压力比较大,很难有地时间参与专业方面的科学研究;另一方面本科期间在专业知识的掌握程度还不高,基础还不扎实,在老师的科研项目中所起到的作用甚少,老师更希望研究生来参与科研项目。针对当前高校科教融合所存在的普遍的问题以及生物医学工程学科背景与特色,我校生命与环境科学学院利用广西生物医学工程重点学科、八桂学者岗位、广西工程技术研究中心等生物医学工程专业相关的优势学科研究平台,以及以国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目等主要的重大科研项目和以广西八桂学者为带头人的高端师资队伍为主的科学研究资源,积极制订相关措施与政策,将学科平台和科研资源带入到人才培养过程中去,切实提高人才培养质量。 一、定期举办以科教融合为主题的讨论活动,凝聚专业老师与学生的共识 科教融合,思想先行。不仅要让专业老师认识到科教融合的重要性,更要让学生在思想上认识到科教融合是提升学生专业实践能力,提高人才培养质量的重要途径。因为学生是科教融合的主体,只有学生愿意参与,老师愿意参与指导,才可能实质性地提高人才培养质量。学院定期举办学院层面的专题讨论,围绕科研服务本科教学的模式与途径这一主题展开讨论,甚至将一些典型案例在会上进行分享。在讨论会上,除了专业老师参与外,学生代表也应出席,通过老师与学生面对面的交流,可以逐步凝聚大家对科教融合模式的共识,还可以让老师与学生进行相互地了解,为更好地贯彻科教融合专业实践活动奠定基础。科教融合对于老师与学生双方面都是受益的。一方面,科教融合可以让学生接受到最新的前沿专业知识,既可以培养学生创新能力和专业实践能力,还可以培养学生的社会适应能力,可以成为课堂教学的有效或者不可或缺的补充。另一方面,学生的思维方式比较活跃,跳跃性较强,老师可以在与学生的交流过程中获得新的科研思路。科教融合的实施不仅是提高人才培养质量的有效途径,更是推动“大众创业、万众创新”的重要举措和动力源泉。 二、将老师科研成果引入理论与实践教学,实现科学研究与教学过程的有机融合 课堂教学是实施专业教育的主要阵地,是教师给学生传授知识和技能的全过程。要求任课老师在课程教学内容上进行改革,结合自身的科学研究实施课堂教学和专业教育,既可以提高学生的学习兴趣,同时增强的课堂教学效果[5]。我校生物医学工程专业定位于培养生物医学电子仪器行业的工程应用型人才,在课程教学内容上要求老师围绕这一核心安排教学内容。在教学计划的制定和实施中,结合老师的科学研究,充分体现解决医疗器械产业关键工程技术问题能力的培养要求,在课程体系设计、教学活动组织、教学方式的探索、学生成绩的考核等方面,增加科教融合方面的内容。比如在有限的课时内,改革了生物医学工程专业基础课《算法与数据结构》的授课内容,增加与生物医学仪器研制直接相关的算法方面的知识点,如插值、拟合等,在课程教学过程中结合老师在生物医学信息检测方面的科学研究组织教学内容。又比如在《传感器原理》、《医学仪器原理》等专业课程的教学中,要求老师有一定的科学研究的经历,并在医学仪器的研究中取得了一定的科学研究成果。改革实验课堂教学和课程设计的组织形式,要求教师在教材的编写与选择、教学内容与方法、作业布置与评改等环节与领域贯彻工程实践能力培养要求,注重理论与实际的紧密结合,特别鼓励专业老师结合科学研究中的关键技术问题设计实验项目,在实践教学环节培养学生的科学素养。 三、让学生参与科研项目研究,实现科学研究与学生第二课堂的有效融合 第二课堂的作用是培养学生专业兴趣,拓宽专业知识面,培养专业思维能力、动手能力和创新能力。第二课堂的开展必须遵循适应性、创新性和主体性原则,即第二课堂应当与大学生的专业培养目标相适应,要以提高人才培养质量为目标,同时应注重培养学生的创新性,过程应有一定的挑战性。老师的科学研究与学生的第二课堂活动有效融合,对于提升学生专业工程实践能力具有重要的意义[6]。它既体现了“教师主导,学生主体”的指导思想,也由于科研项目本身具有一定的创新性,学生实质性地参与老师科研项目的过程具有一定的挑战性,对于培养学生创新能力和专业素养具有重大地促进作用。我校生物医学工程专业的第二课堂活动的开展主要是围绕学生参与生物医学传感与仪器、生物医学信息处理等方面科研项目的研究。第一,定期向学生公开教师科研课题,让学生选择参加老师科研项目。要求老师认真指导学生专业科技活动,让学生实质参与。要求大学一、二年级的学生以阅读文献、参与学术讨论等方式参与课题,大三和大四学生可以参与科学实验、数据分析等项目研究过程。第二,鼓励老师从科研项目中凝练大学生创新项目由学生承担,除了承担国家级和广西自治区级大学生创新项目外,学院还设立专项经费,定期支持一批院级大学生创新项目,并明确鼓励学生结合指导老师承担的科研课题的研究内容组织申报。第三,鼓励老师从科研项目中根据毕业设计的要求,拟定毕业设计题目,供学生承担。在2015届本科毕业设计题目中,有超过50%的题目与老师的科研项目有关,还有20%左右的题目与学生承担的大学生创新项目有关。第四,积极组织学生参加学校组织的科协协同育人计划项目。依据我校《科教协同育人计划项目管理办法》的规定,学生参与老师主持的科研项目,完成一定的科研工作,通过学校的考核后可以替代部分课程设计、实习甚至毕业设计的学分。一方面大大地激发了学生参与科研项目的兴趣,另一方面由于需要完成一定的科研任务才能获得相应的学分,这给了学生一定的责任与任务,同时也可以协助老师完成科研项目的研究。第五,依托生物医学电子领域的企业和大型医院建立完善的专业实习实践基地,为学生提供更多地来自于生产实际的科研资源,依托合作企业或医院的专业技术人才,建立指导学生科学研究的专业师资队伍。加强校企医合作,充分利用企业和医院的资源培养学生的专业工程实践能力,派出学生到企业或者医院通过实习、做毕业设计等方式实质性参与专业领域的科学研究。 四、扩大学科科研平台的开放,实现科学研究与人才培养过程的无缝对接 对于生物医学工程这一工科专业来说,实验室既是实验教学的重要阵地,也是培养工程实践创新人才的基础平台。学科科研平台面向本科生开放,建立健全实验室开放机制,切实增加学生专业工程实践的机会,是实施科教融合过程,保障科教融合效果的重要手段[7]。学院立足专业办学实际情况,加强实验平台硬件保障,构建实践教学共享平台,出台了《实验室开放的管理办法》,完善了学院的实验室管理制度,规范了本科生进入实验室的管理,既为学生进入实验室从事专业实践活动提供了方便,也加强了学生的安全责任意识以及实验室的有序管理。经过近几年的实践,已经构建并形成了符合学院学科专业特点的学生进实验室模式与制度。在周末、在晚上都会有学生在实验室进行实验。专业老师经常在实验里直接指导学生参与专业实践活动。总之,通过近几年鼓励生物医学工程专业学生融入老师的科研项目研究活动中,取得得了良好的成效,提升了学生的专业实践能力。学生参与科研项目研究的积极性得到了大大地提高,直接参与老师科研项目的比例达到了30%以上,还有大约40%的学生通过大学生创新项目、毕业设计的形式参与了科学研究。学生在科学研究的过程中取得了良好的研究成果,近3年,本科生发表科研论文30余篇,申请各类专利15件,获得各类科技竞赛奖励20余人次,而且这些本科生研究成果在逐年提高。 作者:陈洪波 单位:桂林电子科技大学生命与环境科学学院 生物医学工程应用特色分析:浅探问题驱动法在生物医学工程专业电子技术课程中的应用 摘 要:针对生物医学工程专业电子技术课程偏重于理论教学,无法与专业特色相关联的问题,本文提出将问题驱动的教学模式应用于生物医学工程专业的电子技术课程,探讨了在实施过程中教师需要考虑的问题。 关键词:电子技术;生物医学工程;问题驱动 1 引言 生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法而发展起来的新兴学科,其主要研究方向是运用工程技术手段,研究和解决生物学和医学中的有关技术问题保障人类健康为疾病的预防、诊断、治疗和康复服务[1]。多学科的交叉使得生物医学工程不同于那些经典的学科,也有别于生物医学和纯粹的工程学。我校生物医学工程专业是工程技术为主,医学知识相结合的专业,以培养能在医疗仪器、医学信息处理等领域从事研发、教学、管理等工作的人才为目标。电子技术在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用,任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子技术完成信息检测与处理、系统控制等核心功能[2]。 “电子技术”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,课程的技术性和实践性较强。通过理论知识的学习要求学生掌握电子技术的基本概念,基本电路和基本技能,同时相关的实验培养学生的工程素质、动手能力、创新能力以及自主设计的基本能力[3]。目前,国内很多高校生物医学工程专业开设的电子技术理论和实验课程都普遍存在着一些问题: (1)理论知识和实验内容与生物医学工程专业的关联性不突出; (2)偏重于理论教学为主,实验为辅,学生被动的接受知识,学习兴趣不高; (3)实验内容固定,验证性实验过多,缺乏学生自主创新的设计性实验。因此,探索切实可行的适合于生物医学工程专业的电子技术课程的教学模式与教学方法已成为提高电子技术课程教学质量的必然要求。 2 问题驱动法 问题驱动式教学方法近年来得到了很多教学人员的关注,在众多的课程中得到了应用[4-5]。百度百科中定义:问题驱动教学法即基于问题的教学方法(Problem-Based Learning,PBL),区别于传统的LBL(Lecture-Based learning,LBL)[6],PBL教学模式是一种以学生为主体、以专业领域内的各种问题为学习起点,以问题为核心规划学习内容,让学生围绕问题寻求解决方案的学习方法。 问题驱动教学法要求学生与教师转变在传统LBL教学中的固有地位,学生由被动的知识接受者转变为主动的信息加工者和知识构建者,教师从知识的灌输者转变成为学生主动加工信息、构建知识的引导者。问题驱动教学法大概分为四个步骤:(1)提出问题;(2)分析问题;(3)解决问题;(4)结果评价[7]。教师在教学前期,要明确教学目标,设计执行方案,提出问题。在教学过程中,教师安排学生活动,引导学生自主分析,相互讨论和交流。然后在分析的基础上,让学生们提出解决问题的方法,进行实践。最后,对过程和结果进行评价。可以看出,问题驱动法能够提高学生学习的主动性以及在教学过程中的参与程度,激起学生的求知欲。但是并不意味着教师的参与程度减少了,这种教学方法对教师的要求更高,教师必须具备较强的课堂掌控能力和引导能力。 《电子技术》课程作为是工科专业的基础必修课,具有理论性和实践性并重的特点。其课程内容、基本概念、技术术语、电路种类多,学生学习起来比较困难。为了提高电子技术课程的教学质量,很多学校都开展了电子技术课程的教学改革,其中问题驱动法就是选择的新教学模式之一。但是,由于各种原因,如教学目标的定位、问题驱动法的理解、具体实施过程中的执行力等,基于问题驱动法的教学改革并不是一帆风顺的。作为生物医学工程专业的基础必修课,《电子技术》又有其特殊性,其课程的教学目标侧重于让学生掌握面向生物医学及医学仪器的电子技术,如果理论知识和实验内容与生物医学工程专业的关联性不突出,学生对于课程内容在专业上的应用不甚了解,就会影响到对后续专业课程的学习,甚至影响到将来从事生物医学工程专业相关工作的能力。因此,有必要研究具有生物医学工程专业特色的电子技术课程的问题驱动法。 3 问题驱动法的实施 进行问题驱动的教学模式,需要教师有效掌控和恰当引导。下面,主要从教师的角度来阐释需要注意的问题,对问题驱动法的四个步骤进行分析。 (1)提出问题;在课程开始之前,教师要制定问题,需要其具有全局的概念,考虑各方面因素,包括:教学大纲、培养方案、授课教材等。在问题的选择上应该考虑以下几个方面[8]: 1)问题是否和某个单元的教学内容相关; 2)问题是否对学生具有吸引力; 3)问题实施的时间和硬件条件是否能够保证; 4)问题是否联系实际,是否与生物医学工程专业的应用相关; 5)问题之间是否具有连续性,是否具有系统性; 为了突出生物医学工程专业特点,问题设计必须贴近专业应用。问题之间最好具有关联性,由小的模块小的问题,最终组合而成大的模块大的系统,解决与专业相关的问题。 举例说明:在模拟电子技术中,所选用的教材为高等教育出版社出版,童诗白、华成英主编的《模拟电子技术基础第四版》[9]。根据教材中的内容,结合生医专业应用,可以围绕心电信号检测仪的各个模块展开,设计以下问题:微弱生理信号放大、信号滤波、非矩形波整形为矩形波、直流电源设计。下表1中显示设计问题与教材章节的知识点对应。从表中可以看出,除了第九章的内容没有体现,其他章节的知识在问题中均有涉及。由于学时的限制,教材第九章的功率放大电路目前并不在本校生物医学工程的模拟电子技术教学大纲中。 在布置问题的时候,加入情景带入,首先向学生讲解人体心电信号的特点,心电监测的临床意义,再提出心电监测仪的采集、放大、滤波、整形、供电问题。其中在信号放大部分,涉及的知识点较多,要对前级放大和后级主放大进行分开设计和说明。随着课程内容不断深入,问题不断得到解决之后,可以将各个模块组合,并加入右腿驱动电路或50Hz陷波电路,实现简易的心电信号检测电路。最后的整体电路进行实际人体测试,用示波器观察信号,这样学生在学习模拟 电子技术知识的同时,锻炼了实践动手能力,还能与专业应用结合起来,了解电子技术知识在生医专业中的用武之地,一举三得。 (2)分析问题;在课程教学中,教师按照进度向学生一一展示问题,引导学生根据所学知识,对问题进行分析。在这个阶段,教师需要做到以下几点: 1)引导学生进行分组,任务分配; 2)引导学生对问题内容进行分析; 3)引导学生将问题与所学知识相关联; 4)引导学生文献查阅资料; 由于学生的基础有限,在这个阶段,可能会遇到以下情况:对问题的分析存在偏差,无法与知识点相结合、查阅获取文献的能力不足,教师要及时的提供帮助,在学生为主导的前提下,掌控整体过程。 (3)解决问题。在问题分析完成的前提下,学生提出解决问题的方案,并具体实施。教师需要考虑的是: 1)方案是否具有可行性;学生所提出的方法是否合理正确。对于存在问题的方案,是放手让学生尝试,还是进行适当的干预提示其改正,需要教师结合具体情况进行操作。 2)方案实施是否顺利;方案的实施需要时间与精力的付出,《电子技术》中的问题解决往往需要实际的电路焊接和调试环节,课程的学时如何安排,硬件实验环境如何保证是教师需要考虑和协调的。此外,对于初次进行电路制作的学生,教师运用经验为学生提供元器件选择和购买、电路焊接及调试训练等实践方面的帮助,也是必不可少的。 解决问题的整个过程由学生完成,教师不可代办,但是在适当的时候提供帮助,能够提高完成效率,保证进度。 (4)结果评价。对于整个过程中学生的表现,需要比较客观的评价。常用的方法将自我评价、小组互评、教师评价三个方面相结合。 自我评价是学生回顾和反思过程中的得失,对自我形成清楚客观的认识。小组互评是组间成员根据参与度、贡献度、工作表现、沟通能力等对组员同学进行分析点评。 虽然在问题驱动的教学模式中,教师的身份发生了转变,但是并不意味教师的地位和重要性降低了。教师要密切关注学生的状态和表现,最终对其进行评价。为了激励学生,帮助学生正确认识自我,树立学习后续课程的兴趣和信心,教师在对学生进行评价的时候要注意以下几点: 1)评价公正,也不忘因人而异;对待学生的评价要做到客观中肯,但是也需要考虑学生的差异性。成绩优异的学生与基础较差的学生在小组中的分工不同,贡献度有区别。为了激发学生的积极性,教师的评价不能采用单一标准,而是应该多元化,从合作精神、交流能力、文献收集、电路制作、文字编写等各个方面入手,照顾到各个层面的学生。 2)评价能力,也不忘评价态度;对待学生的评价不光要考虑其知识与技能,还要注重他们在情感、态度方面的表现。课程内容的学习只是一个方面,关注学生知识技能之外的情意发展,有助于其更长远的进步和成长。 3)评价结果,也不忘评价过程;教师的评价不应该过分关注最终解决问题的结果是否正确,而是要侧重于学生在分析问题、解决问题的过程中所表现出来的能力、态度和情感。学生在过程中的提升和收获,才是教育的主要目的。 4)评价个人,也不忘评价团队;教师的评价除了针对学生个人,还要涉及到团队。强调团队的分工合作,有利于培养学生交流沟通,与人协作的能力。 4 结论 问题驱动法能够提高学生学习的主动性,激起学生的求知欲,其教学模式十分适合《电子技术》此类工程性和实践性较强的课程,在许多高校教学改革项目中得到应用。生物医学工程专业的电子技术课程要与学科特点相结合起来,因此问题驱动法的实施既有与其他课程的共性,也有其自身特点。教师在问题的设计环节,要结合生物医学工程专业的电子技术应用,让学生在学习电子技术知识和技能的同时,对专业发展及就业方向有一定的认识,同时也为后续的专业基础课打下基础。 生物医学工程应用特色分析:生物医学工程学在医院的应用 1医学工程学发展历史 从17世纪列文虎克(Leewenhock)用自己研制的光学显微镜发现微生物开始,医学的每一次重大进展都留下了工程技术的痕迹。200多年前Galvani和Volta两位科学家在电生理方面的先驱性研究,常为追溯生物医学工程的发展时提起。现代生物医学工程孕育于19世纪,其作为一门独立学科的发展历史还不过数十年时间。1985年X射线发现后,X光机很快进入医学临床,开创了医学图像学。以后航天技术、微电子技术、计算机等高技术的飞速发展,为人类研究和改善生命运动过程开辟了新的前景,工程技术与医学更加广泛深入地渗透结合,于是逐步形成了多学科与生物医学交叉融合的生物医学工程学科。生物医学工程在20世纪50年代形成学科领域,60年代崛起发展。1953年,德国在ILMENAU大学建立了第一个生物医学工程系。1964年,世界性的生物医学工程联合会(theInternationalFederalofMedicalandBiologicalengineering,IFMBE)成立,到1991年已举办九届世界生物医学工程大会。1979年,美国物理学家科马克(A.M.Cormack)和英国的电气工程师亨斯菲尔德(G.N.Hounsfield)发明了用电子计算机将X射线穿透人体形成重叠影像展开技术,无创伤地取得人体横断面图像,创造了X射线CT,因而获得诺贝尔生理学与医学奖,更成为工程技术与医学交叉融合而对医学进步产生巨大推动作用的标志。自20世纪60年代以来,美国许多著名大学都开始了生物医学工程高层次人才的培养,代表了全世界生物医学教学和研究的前沿。美国生物医学工程从基础教育到研究生培养,从理论教学到行业训练乃至职业培训,都有一套较为完善的制度,从而在生物医学工程领域长盛不衰。我国的生物医学工程学科是1978年由国家科委正式确立的,1980年成立了中国生物医学工程学会,1986年正式加入世界生物医学工程联合会IFMBE。截止2003年,我国已有48所综合或理工科大学、18所独立医科大学设立了生物医学工程专业,培养从本科到博士各层次专业人才,另有9所专科院校开设了医疗器械专科教育。 2国外医学工程学科的发展方向 在国外,医学工程专业已经深入到医学的各个领域,发挥着重要的作用。主要体现在医疗设备研发、医疗设备管理、医疗设备维护以及医疗设备的质量控制方面。 2.1医疗设备研发 各种医疗设备的研发均源于医学临床实践,国外的医学生经过4年的理工科大学学习,其医生均为生物医学工程和临床医学的双学士。因此,国外医疗设备的研发速度和思路远大于国内,许多最新的医疗设备发明均源于国外临床实践[2]。 2.2医疗设备管理 医疗设备管理主要是通过科学化管理更大效能地发挥医疗设备的作用,为医疗机构创造更大的效益。其中包括医疗设备的采购、医疗设备的监控及医疗设备的效率评价等。 2.3医疗设备维护 医疗设备使用过程当中维护、保养异常重要,因此医疗设备的维护是医学工程专业在国外医疗机构的主要职能之一。 2.4医疗设备的质量控制 医疗设备若保证其诊断治疗质量则必须进行定期的质量控制,包括计量检测、周期检验、强制检验和维修后计量修正等,确保医疗设备的性能和准确性[3]。 3国内医学工程发展情况 国内医学工程专业起始于20世纪80年代,军队主要有第一军医大学生物医学工程系(现更名为南方医科大学生物工程学院),每年全国招生40人左右,主要方向是:放射医学专业和医学影像专业,突出的成就是研制出了我国第一台X刀放射治疗系统。第四军医大学生物医学工程系每年全国招生20余人,主要方向是:电子工程与计算机智能化,突出成就是全国第一次研制人体阻抗断层成像。地方大学开设生物医学工程专业的主要有浙江大学、清华大学、四川大学、天津大学及成都电子科技大学等[4]。地方大学培养生物医学工程专业与部队有差别,军队主要是以医科大学为基础,毕业生的医学理论基础较好,但是理工科稍微欠缺;地方大学主要是理工科为基础,基础医学有所欠缺。因此,之后北京大学、四川大学开设生物医学工程专业时则结合了双方的优势,取得了很好的效果。医学工程专业的人员不深入临床是无法获得创新灵感的[5]。就生物医学工程专业人才分布流向而言,主要是去往大型国外医疗设备公司做销售、售后服务;去往国内医疗设备公司做研发、销售;去往各类医院的设备科、信息科、网络中心等。 4医学工程专业在医院的发展 医学工程专业是医院发展的主流方向,医学工程在医院虽然属于辅助科室,但对于医院的发展实属不可或缺,其主要工作是设备管理、设备维护、质量保证和设备计量。 4.1医疗设备管理 医院的医疗设备管理工作非常重要,医院的核心竞争力是医院的先进的医疗设备。如何最大限度地发挥医疗设备的作用和医疗设备的全生命周期管理是医疗设备管理的主要目标[6]。(1)设备的购置论证。以购置何种医疗设备最有利于医院的学科建设和发展为目的,每采购一种医疗设备均需进行严格的购置论证。(2)设备的购置管理。设备的购置需要调研、论证及招标等多个环节,购置管理需要采用科学化的方法优化流程、提高效率及避免商业腐败。(3)设备的档案管理。医疗设备使用和后期的管理必须进行科学化的医疗设备档案管理,目前网络化、电子化档案管理是发展的趋势[7]。(4)设备的发放储存。设备和耗材的发放和储存是物流管理的范畴之一,如何降低库存减少资金积压、提高储存的质量等需要进行科学、精心的研究[8]。(5)设备的使用监督。医疗设备能否有效使用需要监督和管理,提高设备的使用效率,加强设备的使用监督是医疗设备管理中的重要环节。(6)设备的报废回收。设备使用一定的时间需要报废,何种设备符合报废的标准、报废的设备如何处置等是医学工程人员的重要研究范畴。(7)设备的效益评估。何种医疗设备可以继续购置、何种医疗设备购置后会亏损等是对医疗设备的效益评估,同时也是医院领导对医疗设备采购决策的主要依据。(8)设备的租赁管理。有些医疗设备没有必要每个临床科室都去购买,设备租赁是提高设备的利用率的好办法。做好医院内设备的租赁管理,合理高效地调整设备是医学工程科室的重要管理范畴。4.1.1医疗设备管理目标和原则(1)医疗设备管理目标:设备检查收益是医院最大的利润增长点,应围绕新技术、新设备开展医院的新业务,设备管理的目标就是使得设备在医院收益中发挥最大的作用。(2)医疗设备管理原则:科学化管理,科学化决策,以经济效益为中心对设备进行科学化评估和决策,避免设备的闲置、浪费、重复性购置,把设备的效益发挥最大化。4.1.2医疗设备管理中存在的问题及对策(1)现阶段医院在设备管理方面存在以下主要问题:①设备采购盲目,事先的评估不足或者评估误差大;②采购的设备其发挥效能低下,无预先的盈亏控制体系,无法发挥设备的效能;③设备管理混乱,使用率、开机率不足,无法有效调动临床使用科室的积极性;④设备的监控体系缺乏,无法对具体设备的效益做出定量评估,致使再次采购缺乏依据。(2)针对以上存在的问题可以采取以下的一些对策:①医学工程科应该承担起自己的职能,配合院领导做好设备购置的科学决策;②设备管理是科学,决策的原则是效益,围绕效益做好医院的设备统筹;③设备管理包括设备的购置、监督、报废、评估,是医疗设备“全生命周期”的科学管理,是医学工程学科研究的主要方向;④因地制宜发挥医疗设备的最大效能。 4.2医疗设备维护 设备维护是延长设备使用寿命、提高设备使用率和效率的关键[9]。现在的设备维护不同于过去,设备维护主要应做好以下工作:①设备维护从过去的简单修补到设备的效益保证转变,能发挥设备的最大效益是核心;②设备维护从简单的元件维护,到整机的保障,着重强调时间和经济效益的比例;③设备维护从简单设备的维修到复杂大型设备的工作保障;④设备安全维护的出发点和立足点是医院的经济效益和社会效益;⑤医疗设备维护应该从以往的集中统一维护逐步过渡到专人保养维护,提高设备的使用率,将设备的故障隐患消灭在萌芽状态之中;⑥医疗设备维护应该从以往的等待设备随机故障发生后的紧急随机维修逐步发展到对设备预防性维护保养,充分发挥设备的效能。 4.3医疗设备质量保证 医疗设备的质量保证是发挥医疗设备作用的前提,医疗设备的精度和准确度直接关系到诊断和治疗的结果。因此,对医疗设备的质量控制是医疗设备管理的重中之重。国外的大型医疗设备有严格的治疗控制流程和管理人员。医疗设备的保证已经逐步成为医学工程学科的一个重要分支。医院的大型医疗设备必须进行定期的周期检验和质量监控。为此,医疗设备质量控制工程师应运而生,成为医疗设备发挥作用的“保护神”[10]。 4.4医疗设备计量 医疗设备计量是保证医疗设备诊断治疗准确的前提。设备计量包括:设备使用前的计量检定;设备维修后的计量检定[3]。设备的检定类型:国家强制计量检定(强检);周期性计量检定(周检)。《计量法》是医疗设备计量工作的依据。军队计量体系规定军区总医院建立三级计量站,为医院医疗设备进行计量的强检和周检。医疗设备计量是医学工程科的重要职责。 5结语 每一次的医学进步都与工程学息息相关,因此作为医学工程师应该要深入临床一线,发现问题解决问题,成为真正的临床工程师。只有理解了临床的问题才能有新的思路和新的科研方向。科研创新应该从基础做起,把握科研发展的方向。应用于临床诊断数据的获取、分析的单片机技术以及在医学中应用的计算机技术是医学工程飞速发展的基础;设备管理的自动化和科学化、检测设备的无创化、小型化及家庭化是科研发展的重要方向。 作者:张虎军 张超群 张楠楠 蔡峰 顾建文 工作单位:成都军区总医院医务部 生物医学工程应用特色分析:3D打印技术在生物医学工程中的研究及应用 摘 要:3D打印正在引发全球制造业革命性变革,它与生物技术结合,可以仿生与个性化地制造、特别是有生命的人体组织与器官,成为支撑第三次产业革命中生物材料科学与产业颠覆性变革的关键技术。文章综述了3D打印技术的分类,三维仿生重构建模技术的发展,以及3D打印技术生物医学工程中的应用情况。 关键词:3D打印;生物医学工程;发展现状 前言 三维打印(Three Dimension Printing,简称3DP)属于一种快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术,它由计算机辅助设计(CAD)数据通过成型设备以材料逐层堆积的方式实现实体成型。“三维打印”在技术界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分层制造”等[1]。三维打印起源可追溯于上世纪八十年代,1984年查尔斯・赫尔发明了将数字资源打印成三维立体模型的技术,并于1986年成立了3D Systems公司,开发了第一台商用立体光敏3D打印机,1988年,斯科特・克伦普发明了熔融沉积成型技术(FDM)并于1989年成立了Stratasys公司,随后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先进的两家3D打印公司。我国清华大学颜永年教授于1988开始研究3D打印成型技术,华中科技大学王运赣教授以及西安交通大学卢秉恒院士等,纷纷于上世纪90年代起就开始涉足3D打印成型技术的研究。 1998年,清华大学的颜永年教授又将3D打印成型技术引入生命科学领域,提出生物制造工程学科概念和框架,并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印设备,为制造科学提出了一个新的发展方向--生物制造。生物制造的一个重要手段即是生物3D打印。生物三维打印是以活细胞(living cells)、生物活性因子(proteins and bio-molecules)及生物材料 (biomaterials)为基本成形单元,设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构,是制造科学与生物医学交叉融合的新兴学科,它是目前3D打印技术研究的最前沿领域,也是3D打印技术中最具活力和发展前景的方向[2,3]。 1 3D打印技术的分类 目前比较典型的3D打印快速成形技术主要分为三种[4]: 1.1 粉末粘结3D打印光固化材料3D打印与熔融材料3D打印 粉末粘结3D打印是目前应用最为广泛的3D打印技术,其工艺过程如下:首先,在工作平台上均匀铺洒单位厚度的粉末材料;其次,依据实体模型离散层面的数字信息将粘结剂喷射到粉末材料上,使粉末材料粘结,形成单位实体截面层;再次,将工作台下降一个单位层厚;最后,重复第一步至第三步,逐层堆砌,形成三维打印产品。其存在缺点是,通过粉末粘连成形的零件精度和强度偏低,一般需要后续工艺提高其强度,但后续处理工艺会导致零件体积收缩,变形严重。 1.2 光固化3D打印(光敏三维打印) 该技术使用液态光敏树脂作为原料制作零件模型,光敏材料三维打印成形基于喷射成形技术和光固化成形技术,喷头沿X方向往复运动,根据零件的截面形状,选择性喷射光固化实体材料和光固化支撑材料形成截面轮廓,在紫外光照射下光固化材料边打印边固化,层层堆积至制件成形完毕。但其应用于骨骼类产品打印的主要缺点是,当前具有生物活性的骨骼类材料如羟基磷灰石,生物玻璃等材料自身不是光敏性材料,需与光敏材料混合使用,因此影响产品的生物活性在打印后将受到很大影响。 1.3 熔融材料3D打印成形 熔融材料三维打印成形基于熔融涂覆成形(FDM)专利技术,分别加热两种丝状热塑性材料至熔融态,根据零件截面形状,选择性涂覆实体材料和支撑材料形成截面轮廓,并迅速冷却固化,层层堆积至制件成形完毕,其原理与光敏材料3D打印成形类似 [16]。目前熔融材料三维打印成形,可采用由磷灰石和骨骼所需的有机盐配置而成的骨水泥,不需要额外添加紫外光照射固化所需的光敏介质,有利于保证材料后续的生物相容性和生物活性。但由于挤压式喷头的喷嘴处压力大,容易造成阻塞现象,因此对喷嘴和材料浆料的粒径要求较高。 除三维打印外,应用比较广泛的商业化快速成形工艺还包括立体光刻成形(SLA)、选择性激光烧结成形(SLS)堆叠、实体制造(LOM)、熔融堆积成形(FDM)等,但这些工艺大多需要配备价格昂贵的激光辅助系统,且成型工艺实质上还是类似于上述三种材料叠加-固化技术。因此,三维打印技术被认为是最具生命力的快速成形技术,发展潜力巨大,在医学中的应用前景广阔,其推广应用将对传统的医疗产品生产模式带来颠覆性的影响。 2 三维仿生重构建模技术的发展 基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要研究内容之一。3D打印生物构件的实现首先需要在计算机环境下有效重构和建模,生成可用于驱动打印喷头的指令数据进而操控成型设备实现产品成型。随着医学影像技术的发展,人体组织的二维断层图像数据可以方便地获取以进行医学诊断和治疗。但是,二维断层图像只是表达了某一截面的解剖信息,医生可以凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小及形状,“构思”病灶与其周围组织的三维几何关系,可三维打印设备却无法根据这些断点数据进行立体三维成型,因此,基于医学图像的三维重构建模技术是生物3D打印技术的重要前驱步骤。 由于CT或MRI等检测设备扫描得到的二维图像信息不能直接用于快速成型,只有通过专用软件将二维断层图像序列重建为三维虚拟模型,并生成为快速成型机可以接受的STL(Stereo Lithography)格式图形文件,才能最终制造出生物产品三维实体模型。近十多年来,欧美等发达国家的科研机构对于医学图像三维重建的研究十分活跃,其技术水平正从后处理向实时跟踪和交互处理发展,并且已经将超级计算机、光纤高速网、高性能工作站和虚拟现实结合起来,代表着这一技术领域未来的发展方向。 在市场应用领域,国外已经研制了三维医学影像处理的商品化系统,其中,比较典型的有比利时Materialise公司的Mimics、美国Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在国内,中国科学院自动化研究所医学影像研究室自主开发的3D Med是基于普通微机的三维医学影像处理与分析系统,系统能够接收CT、MRI等主要医疗影像设备的图像数据,具有数据获取、数据管理、二维读片、距离测量、图像分割以及三维重建等功能。清华大学计算机系研发的人体断面解剖图像三维重构系统能给外科手术中的影像诊断提供一定的参考。中国科技大学在应用Delphi开发三维重构软件的研究上取得了很好的成果。国内企业也研发了一些三维医学影像处理系统。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高级图像处理软件”于2005年4月投入市场。它能对二维医学图像进行快速的三维重建,并能对临床影像的数据进行科学有效的可视化和智能化挖掘和处理,为临床提供更多有价值的信息。但目前国外优秀软件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的价格非常昂贵,且其技术严格保密。国内的产品大多没有自主知识产权和成熟的商业应用模式。 3 3D打印技术在生物医学工程中的应用 3D打印技术在生物医学工程中应用广泛,其应用领域大致包括:体外器官模型、仿生模型制造;手术导板、假肢设计;个性化植入体制造;组织工程支架制造;生物活体器件构建以及器官打印;药物筛选生物模型等。如图1所示为3D打印在生物医学工程中的各种应用情况[5-7]。 3.1 体外器官模型、仿生模型制造。该类应用主要用于医疗诊断和外科手术策划,它能有效地提高诊断和手术水平,缩短时间、节省费用。便于医生、患者之间的沟通,为诊断和治疗提供了直观、能触摸的信息,从而使手术者之间、医生和病人之间的交流更加方便。 3.2 手术导板、假肢设计。该类应用便于订制精确的个性化假体,实现个性化医疗需求。根据患者缺损组织数据量身订制的假肢,可提高假肢设计的精确性,提高手术精确度,确保患者的功能恢复,减少患者的痛苦。 3.3 个性化植入体制造。人体许多部位的受损组织,需要个性化定制。如人类面部颌骨(包括上下颌骨) 形态复杂, 极富个性特征, 形成了个体间千差万别的面貌特点。人类的头颅骨,需要准确与颅内大脑等软组织精确匹配扣合,人体的下肢骨、脊柱骨等会严重影响患者今后的步态及功能恢复。因此这类修复体可通过3D打印技术实现个性化订制和精确 “克隆”受损组织部位和形状。 3.4 组织工程支架制造。如通过3D打印技术设计和制备具有与天然骨类似的材料组分和三维贯通微孔结构,使之高度仿生天然骨组织结构和形态学特征,赋予组织工程支架高度的生物活性和骨修复能力。 3.5 生物活体器件构建以及器官打印。此方面的应用大多涉及活体细胞的生物3D打印技术。细胞三维结构体的3D构建可以通过活细胞及其外基质材料的打印构建活体生物器件。如英国赫瑞瓦特大学和一家干细胞技术公司合作,首次将3D打印拓展到人类胚胎干细胞范围。这一突破使得利用人类胚胎干细胞来“打造”移植用人体组织和器官成为可能。美国康奈尔大学研究人员最近在其发表的研究论文中称,他们利用牛耳细胞在3D打印机中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形儿童的器官移植。 3.6 药物筛选生物模型。药物筛选指的是采用适当的方法,对可能作为药物使用的物质(采样)进行生物活性、药理作用及药用价值的评估过程。作为筛选,需要对不同化合物的生理活性做大规模横向比较,因此有研究人员指出通过3D打印技术,精确设计仿生组织药物病理作用模型,可以使人们开在短时间内大规模高通量筛选新型高效药物。最近,四川大学联合加州大学圣地亚哥分校等科研机构,通过3D打印技术设计了一款肝组织仿生结构药物解毒模型(如图1-c),该研究成果发表在最近一期的Nature Communications上,受到3D打印研究领域的广泛关注。 3D打印在生物医学工程中应用:(a)3D打印磷酸钙骨组织工程支架; (b)3D打印细胞、活体器官构件;(c)3D打印肝组织仿生结构药物解毒模型。 4 结束语 三维打印技术正处在蓬勃兴起的阶段,3D打印技术在生物医学工程中得到了广泛的应用,其应用以及发展现状表明:3D打印在体外器官模型、组织工程与再生医学、个性化医疗以及新药研发等方面展现出广阔的应用前景。抓住生物材料及植入器械的三维打印技术新一轮发展浪潮,发展我国生物三维打印技术,对发展我国生物材料医疗器械产业步入国际先进水平具有十分重要的意义。
卫星通信论文: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。 卫星通信论文:民航TES卫星通信系统功率研究 【摘要】由于民航C波段卫星网的极化隔离度指标下降,各站发射功率超标,卫星转发器处于长期功率饱和,严重影响转发器工作状况和寿命,本文研究对民航C波段卫星网的功率调整的方法。及功率调整理论依据。从而改善C波段卫星网工作状况。 【关键词】民航TES系统;卫星通信;功率调整 1电话调整方案 首先,选择一路具有ICM卡的CU板直接连接电话机,如无配置请提前准备,并确认电话号码。准备一根电话线与一部普通电话,将电话通过电话线与CU板“telco”相连。打开所在的TES卫星机箱电源,开启ODU电源。只开起该CU板所在的机箱,待该CU板上线,并显示数字“4”后,拨打网控卫星电话(号码为168(1、2)和166)。然后,由网控进行发射功率比较,指导标定功率。 2发射调制波方案 (1)准备英文版操作系统的电脑笔记本和CU版监控线。(2)具体调整方案。打开cutunet软件,敲击showfolde(显示文件夹)按钮,选定frequency power。(频率和功率)。发射频点是经过联络网络控制工程师获得分派的,而后将gainsettings(发射功率)应用默认设置。选择条目modula-tion rate。Datarate选择19.2K。Modulation选择BPSK。FECrate选择1/2。选中scrambler diff.encoder。选中TXenable。选中Qinvert。敲击OK按钮直至CU板上呈现“—/E.”交替出现为止,调整若不成功,需多次尝试。(CU3慢选APPLY后OK.)。 3功率调整 调整功率需要调整地球站点室内和室外设立的衰减器,正常先调整室外ODU,而后微调各机架的室内衰减器。调整室内衰减器:地球站需要对每一组衰减器所属的机箱进行调整,衰减增大减小功率,衰减减小增大功率。调整室外衰减器:3.1agilisodu上下行衰减值的调动(1)AGILIS监控电缆的制作;(2)AGILISODU监控显示。3.2efdataODU的上行链路和下行链路的衰减值调整(1)制作efdataODU监控电缆;(2)设置通信参数;(3)监控显示。3.3vitacomODU的上行链路和下行链路的衰减值调整(1)制作vitacomodu监控电缆;(2)启动超级终端;(3)VITACOM超级终端的通信参数设置。终端仿真:DECVT-100。速率:9600bps。停止位:1。数据位:8。奇偶校验:无。流量控制:关闭。(4)VITACOMODU监控显示3.4V2ODU监控界面VSATUUtility———RFM———ConfigureRFM———RFM。 4接收功率调整 调整完发射功率后,需要对地球站的接收电平进行标较。以下方法对地球站接收电平的调整。首先,地面站把机箱的接收中频电缆连接到频谱分析仪,在频谱分析仪上电自检完成以后,频谱分析仪参数设置为以下:70.125MHz的中心频率,跨度SPAN为300kHz,RBW为3kHz,VBW为300Hz,而后调整接收到的信号电平衰减器在近68dBm。 5调整结果功率调整的理论研究 5.1卫星通讯体系中的功率控制原理 卫星通信体系中的功率控制,是在用户通讯质量被保障的前提下,将发射功率降低,以削减系统干扰,提升系统容量。它是先对接收端的接收信号强度和信噪比等指标进行评价,然后改动发射功率来抵偿无线信道中的途径消耗和衰败,实现既保障通讯质量,又不会对卫星通信体系中的别的用户发生分外的影响。卫星通讯体系是一个功率受限体系的典范,用体系功率控制来保证卫星通讯体系正常工作,提升卫星通讯体系通讯容量,节约卫星通讯体系资源。功率控制算法主要从两个层次分析和研究。全局层次和局部层次。可以将功率控制分成不同的类型。根据功率控制在卫星系统中的链路方向不同分为:上行功率控制和下行功率控制。根据功率控制信息的获取方式分为:开环、闭环、外环。其中闭环又称为快速内环。开环功率控制是指发射端根据自身测量得到的信息对发射功率进行控制。不需要接收端的反馈。开环功率控制控制在TD-LTE系统中主要用于随机接入过程。由于系统上下行链路在一个载频上传送,通过对导频信号的路径损耗估计。接收端可以对发送信号的路径进行准确估计。相应调整发送功率。开环功率控制的基本原理可描述为:Pnest(dBm)=Ploss(dB)+Pdes(dBm)其中Pnest(dBm)为开环功率控制调整后的终端发射功率。Ploss(dB)为测量得到的链路路径损耗。Pdes(dBm)为基站期望收到的目标功率。开环功率控制不需要反馈信道。算法相对于闭环功率控制反应更灵敏。它可对移动台发射功率的调整一步到位。即信道衰落多少节补偿多少。但是在深衰落的信道环境中,开环会使功率幅度调节过大产生误调。恶化系统性能。所以开环功率控制在目前的标准中仅在无线链路建立时使用。闭环功率控制是指需要发射端根据接收端送来的反馈信息对发射功率进行控制的过程。它分为功率调节和功率判决两个部分。因此,功率调整的延迟较大。 5.2上行链路功率控制 链路上行FDMA在云,雨,雪和雾影响的气候前提下,卫星接纳端的信号接纳电平具有很大变化,对上行信号的接收有很大影响。功率控制调整,由地球站和网控完成。网络控制检验上行信号的Eb/N0(信噪比),并且用专项使用信元方法及时向各个地球站广播,网络控制判断是否上行信号的接受Eb/N0(信噪比)高出阈值:阈值是一个窗口,确保接受Eb/N0(信噪比)在固定范围内的上行链路信号。如果接收Eb/N0值大于设定的(Eb/N0)max则适当减小其发射功率;如果Eb/N0值不大于设定的(Eb/N0)max则判断其是否小于(Eb/N0)min,如果Eb/N0值小于设定的(Eb/N0)min,则适当增加其发射功率,如果接收值在(Eb/N0)max和(Eb/N0)min之间就不对其发射功率进行调整。 作者:唐秋红 单位:民航东北空管局 卫星通信论文:客户关系管理在卫星通信的应用 摘要:客户、客户关系是企业的战略性资源,客户关系管理有助于提高客户满意度、忠诚度和企业竞争力,为了实现国际化和规模化发展,我国卫星通信运营企业需要全方位加强客户管理管理。 关键词:客户关系管理;卫星通信运营 1引言 资本、设施、员工、客户等资源是企业生存和发展的基础。客户所具有的稀缺、价值等特性决定了它是企业的战略性资源。随着市场经济的不断完善和全球一体化程度的不断加深,客户在市场中的地位愈发突出,市场竞争也随之由产品竞争、技术竞争扩展到服务竞争、客户竞争。互联网和知识经济时代的到来一方面缩短了产品生命周期,增加了市场竞争剧烈程度,另一方面也为企业优化客户服务流程、整合客户服务渠道、开发客户资源,即实施客户关系管理建立了基础。其目的在于提高客户满意度和忠诚度,创造客户价值,增强企业市场竞争力。卫星通信运营属于信息传输服务业,这种服务是基于信息技术系统,类似于产品的服务,主要特点是生产与消费同时发生。与产品型和一般服务型企业一样,卫星通信运营企业同样需要自己的客户关系管理。目前,我国卫星通信运营业总体规模相对较小,产业化程度相对较低,客户关系管理尚处于初级阶段。随着我国卫星通信运营国际化程度的不断提高,以及基于Ka宽带通信系统的公众服务能力的逐渐形成,加强客户关系管理将是必然的要求。 2客户关系管理释义 2.1客户关系管理的内涵 一般来讲,客户关系管理具有下面三个层面的含义:首先,客户关系管理是一种先进的企业管理理念和策略。其核心思想是将客户和客户关系视为企业的重要资源,要求企业在经营过程中始终坚持以客户为中心,选择和管理高价值客户,通过深入的客户分析和完善的客户服务来满足客户需求,创造客户价值,提高客户满意度、忠诚度和企业经营效益。其次,客户关系管理是一类新的企业管理模式和运营机制。它贯穿于企业市场营销、销售、客户服务三大业务环节。基于优化的企业组织体系和业务流程,一系列获取、保持和增加可获利客户的方法和过程,以及全面和个性化的客户资料,这些业务部门能够协同建立和维护卓有成效的客户关系,向用户提供快捷和周到的优质服务。第三,客户关系管理是一套完整的信息管理和应用解决方案。它将现代商业理念与电话、互联网、移动互联网、电子商务、数据挖掘、数据仓库等信息技术紧密结合在一起,为企业市场营销、销售、客户服务及战略决策等活动提供了一个高效的运作平台。由此可见,客户关系管理是管理理念、管理模式和信息技术的结合体,它以信息技术为手段,通过对“以客户为中心”的业务流程的重新组合和设计,形成一个自动化的解决方案,以提高客户的满意度和忠诚度,最终实现企业经营效益的提高和利润的增长。“以客户为中心”是客户关系管理的核心所在,客户关系管理内涵主要包含客户价值、关系价值和信息技术三个方面,如图1所示。由图1可知,客户价值和关系价值之间存在某种互动关系。通过关系价值的管理,企业将资源和能力集中在关系价值最高的客户身上,为其提供高质量的产品和服务,满足其需要,进而实现客户价值最大化。同时,客户价值能够提高客户的满意度和忠诚度,促进客户关系的质(如客户消费更多更广)和量(如客户生命周期的延长)的全面提升,进而增加客户关系价值。客户价值与关系价值的互动过程就是客户价值和企业收益的最大化过程,即企业和客户的双赢过程,信息技术在其中发挥了支撑作用。 2.2客户关系管理的作用 客户关系管理的作用主要体现在以下几个方面:一是效率提高。借助于信息网络技术,客户关系管理可以提高市场营销、销售、客户服务等业务处理流程的自动化程度,实现企业范围内的信息共享,提高企业员工的工作能力和服务质量,加快企业的运转速度,降低企业运作成本。二是市场拓展。通过网络营销、电子商务等新的经营手段,客户关系管理可以扩大企业经营活动范围,帮助营销人员发现目标客户群,进行精准的市场投放和目标客户跟踪,从而及时和准确地把握市场机会,有效地占领市场份额。三是客户保留。客户关系管理有助于整合营销和服务渠道,增强客户响应能力,提供更个性化、专业化和主动化的服务,提升企业形象,提高客户感知价值以及客户满意度和忠诚度,帮助企业留住更多老客户,吸引更多新客户。四是决策支持。利用数据仓库和数据挖掘技术,客户关系管理可以准确掌握客户需求信息,进而为企业的客户划分、产品选型和功能设计、合同谈判、信用政策等决策提供有力地支持。五是管理创新。客户关系管理是企业内部管理体系的基本要素,是践行客户导向理念的重要保证。通过客户关系管理系统反馈的信息,企业可以快速图1客户关系管理的内涵检验内部管理体系的科学性和合理性,及时调配组织资源、调整政策和制度、优化业务流程。六是文化变革。客户关系管理有利于强化企业管理人员和员工对于客户关怀、服务质量、工作效率、协同配合、资源整合、流程优化、战略联盟、商业生态等理念的认知,进而形成以客户为中心的企业文化。2.3客户关系管理系统的结构客户关系管理理念的落实、流程的实施需要客户关系管理系统来支撑。其建设目的是对电话、互联网、现场访问等客户沟通渠道进行有机整合,对企业市场营销、销售、客服三部分业务活动提供信息化和模块化的功能支撑,对产品、客户、销售等数据进行挖掘处理,为企业经营管理、战略决策提供支持。典型的客户关系管理体系结构主要由市场、渠道、活动、功能和数据等层面构成,如图2所示。企业与客户之间的交互有电话、互联网、现场访问等多种途径,市场营销、销售、客服等活动开展是建立在市场分析、客户跟踪、问题解答等系统功能之上,而这些功能的实现是建立在数据库系统之上。作为解决方案的客户关系管理集成了包括互联网、电子商务、多媒体技术、数据仓库、数据挖掘、专家系统、人工智能、呼叫中心等当今最新的信息技术,落实以客户为中心的管理理念,实现了信息共享、业务协同、流程优化、商务智能、科学决策。 3客户关系管理在卫星通信运营中的应用 客户关系管理是一个系统工程,其应用涉及到企业经营观念、组织结构、业务流程、产品质量、信息技术、客户价值等各个方面。相对地面通信运营业以及国际卫星通信运营业而言,现阶段我国卫星通信运营业的市场化、产业化发展程度还较低,运营企业客户管理管理的实施需要从如下多个方面同步进行:(1)转变管理理念。客户关系管理要真正发挥有效作用,要求运营企业人员转变思想观念、思维方式,将客户视为一种稀缺资源,将客户关系管理视为一种企业战略,树立以客户为中心的服务意识和文化风尚,与客户结成利益共同体,在经营目标上把客户满意作为判断工作的标准之一。(2)优化组织机构。以客户为中心要求运营企业建立灵活的组织机构、高效的人员队伍、统一的服务界面,以快速地调配企业资源,对客户,特别是大客户需求做出相应,因为卫星通信客户主要是大客户。由于卫星通信与互联网等信息技术密切相关,必须加强客服人员信息技术和服务管理综合培训。(3)再造业务流程。运营企业应从业务流程角度分析公司的市场营销、销售、客服现状,尤其要站在客户的立场上体验其购前、购中、购后的感受,发现导致客户不满的原因。再造业务流程要以客户需求作为流程的中心,重新整合企业流程和业务操作方法,使企业各部门的行动保持一致性,向用户提供高效的“一站式”服务。(4)整合营销渠道。卫星运营的服务渠道包括客户经理、商、电话专线、网站、自助终端、营业厅等多种形式。这些服务资源需要统筹规划,服务内容和形式需要统一标准,从而向用户提供及时、高质量的服务。(5)改善网络质量。网络质量是客户满意的前提,在客户选择网络供应商时起着至关重要的作用。运营企业要努力改善网络质量,改进业务监测方法,增强网络稳定性,优化信号覆盖范围和性能指标,从而做到保留老客户,不断发展新客户。(6)细分目标客户。对目标市场与客户进行细化是运营企业提供针对性服务的前提。按照价值大小,客户可以分为大客户、普通客户;按照生命周期,客户可以分为潜在客户、稳定客户、衰退客户。通过客户细分,运营企业能够充分掌握客户的状况和行为,针对不同客户群体的特点,实施差异、高效的营销策略和客户服务。(7)共享信息资源。分散于运营企业不同部门的产品、客户、销售等信息通常较为零散,表达方式也可能是不一致的。为了实现信息资源共享,需要对这些信息进行集中、整理、集成到主题导向的客户关系管理系统中央数据仓库之中,并通过数据挖掘和数据分析,以进行价值发掘。(8)提供特色服务。通信领域的同质化竞争必然要求运营企业借助客户关系管理系统的分析功能,不断发展特色业务,提供特色服务,如系统设计与集成服务、上行服务、设备托管服务、网络代维服务、卫星与地面通信捆绑服务、技术培训服务、咨询和资讯服务等。(9)开发信息技术。移动通信和智能手机代表信息技术的主要发展方向和客户关系管理系统应用开发的主要方向。移动商务使得原有客户关系管理系统上的客户资源管理、销售管理、客户服务管理、日常事务管理等功能可以平稳迁移到智能手机上。通过移动客户关系管理系统,运营企业可以随时随地与客户沟通。另外,基于智能手机的微博、微信、视频等均可作为客户信息收集的便捷渠道。 4结束语 “企业的惟一目的就是创造客户”是管理学大师彼得•德鲁克有一句经典名言,它道出了企业经营的本质,即企业的存在是为了服务客户,企业的壮大需要创造客户。在信息化、全球化时代,客户关系管理已成为企业服务客户、创造客户的必要手段。目前,我国卫星通信运营企业面临规模化、国际化发展的双重任务,面临地面通信运营商和国际卫星通信运营商的双重竞争,由粗放式经营模式向集约化经营模式转变是必然的发展路径。在经营理念、管理模式和信息系统等各个层面导入客户关系管理,必将为卫星通信运营企业注入强大的发展动力。 作者:沈永言 单位:中国卫通集团有限公司 卫星通信论文:卫星通信应用系统对水文工作的应用 摘要:2012年,水利卫星通信应用系统在黄委建设的50处卫星小站建成投运以来,在水情报汛和日常水文业务中发挥了备用信道作用,确保了黄河重要水情信息的传递,产生了很好的防洪减灾效益。介绍了水利卫星通信应用系统在黄河水文工作中的应用情况,就应用中发现的通话延迟、设备维修费用及与水利专网的互联互通问题提出了合理建议,以期为推广和应用新一代水利卫星通信平台,提高抗灾救灾能力提供帮助。 关键词:卫星通信;水文;黄河 1概况 2000年以来,随着国家加大水利基础设施投入,黄河水文通信取得了长足发展,固话、手机和互联网在基层报汛站逐步得到了普及和发展。目前,黄委水文局已建成了与所辖上游水文水资源局、宁蒙水文水资源局等6个水文水资源局相连的广域网络,通过GSM短信、北斗卫星以及公用网络取代了以往短波电台和电话的报汛方式,构建了覆盖全流域的水情报汛通信体系[1]。黄委所属雨量站和水位站全部实现了自动报汛,报汛工作的准确性、时效性和自动化水平得到了很大提高,职工劳动强度大为降低。为进一步提高水利通信保障水平,2012年,水利部在水利卫星平台基础上,建成了水利卫星通信应用系统,在全国七大流域机构建设了180个卫星小站,从而形成了水利专网、地面公网和空中卫星的有效结合、互为补充的立体通信格局。其中,黄委共建设50个卫星小站,包括15个水情分中心站和35个报汛站。水利卫星信道不但可以进行常规的数据传输,还可以进行语音、图像等防汛综合信息的双向实时传输,进一步提升了黄河汛情信息采集和传输。 2水利卫星通信应用系统概况 2010年水利部建成并投入运行水利卫星通信平台,2012年,水利部在水利卫星通信平台基础上建设了水利卫星通信应用系统,解决流域的水文报汛、应急抢险机动通信、工程视频监视、互联网接入等综合业务需求。水利卫星通信平台使用了亚洲5号和亚太6号通信卫星,拥有27.2MHz卫星资源,采用两种波段组合传输方案(Ku+C)。Ku波段使用亚洲5号卫星,带宽22.2MHz;C波段使用亚太6号卫星,带宽5MHz。水利卫星通信应用系统主要由卫星转发器和卫星通信地球站组成,其中卫星通信地球站根据功能又分为卫星主站、卫星小站两类。水利卫星通信应用系统组成见图1。 2.1卫星主站 水利卫星通信主站设在水利部,采用主流的DVB-S2技术标准、TDM/TDMA体制和Ku+C波段组网,实现了卫星信号接收、发送和语音软交换、IP数据广播、互联网接入、视频服务等功能。 2.2卫星小站 一期水利卫星小站主要设在全国流域机构的水文、水库站点,均使用亚洲5号卫星Ku波段转发器资源。其从功能上主要分为语音数据小站、综合业务小站和应急通信小站3类小站。3类小站由于功能定位不同,所使用的组网方式、解决方案与设备配置也有所差别,其中,语音数据小站具有语音数据通信、高速数据通信和数据采集组网功能,标准配置一般包括卫星天线、室外单元(BUC)、低噪声放大器(LNB)、室内单元(IDU)、语音网关(IAD)、交换机、串口服务器以及电话机等。综合业务小站主要在语音数据小站的基础上增加了视频监控功能[2],配置摄像机和硬盘录像机或带视频存储功能的视频服务器,将采集到的图像存储于本地供日常监控使用,也可将实时图像通过卫星信道传送至中心站。应急通信小站主要在综合业务小站基础上增加了自动对星模块和单兵系统,可以服务于巡测、抢险等外业或应急通信;目前,卫星小站中,黄委建设了47个语音数据站和3个综合水文站(吴堡、黑石关、花园口站)。在二期建设中,黄委还将建设75个卫星小站(含3个应急便携型卫星小站)。 3水利卫星在黄委应用情况 3.1卫星电话通信 卫星小站语音通信功能是利用主站配置的软交换(SoftSwitch)和相应的中继网关设备来实现。黄委卫星小站可以通过卫星链路经主站软交换直接与其他卫星小站用户互通,也可以通过卫星链路经主站软交换、VOIP网关、SDH专网与黄委各级专网用户互通。由于后一种通信链路实现了卫星电话接入黄委内线电话网,扩大了卫星电话通信对象,而且较前一种通信链路的卫星电话通话延时短,通话质量高,深受黄委卫星小站用户和内线电话用户欢迎,使用率较高。黄委水利卫星小站电话号码编码主要按照《全国水利通信网自动电话编号》标准(SL417-2007)编制。根据卫星小站位置和所属地区区号,黄委水利卫星小站共分配了12个局向号,分别为:93719、99319、99719、94729、93549、99349、99389、93989、93919、93799、95319、95469。 3.2高速数据通信 为充分利用水利卫星信道,黄委建立了与常规报汛信道并行,从报汛站到水情分中心再到黄委水情中心的水情传输卫星备用信道,采用“实时雨水情数据先到先入库,同一数据不覆盖”机制进行水情数据传输。为黄委10个水情分中心的卫星小站配置了应用终端和路由器,实现了卫星通信网络和所在办公局域网连通,使各卫星小站均能通过卫星信道访问水利专网,增强了报汛单位上下级间业务联系。按照《水利信息网命名及IP地址分配规定》的标准(SL307—2004),黄委50个卫星小站水利内网IP分配在10.253.28.X和10.253.29.X地址段。黄委水利卫星系统网络结构见图2。 3.3效益 水利卫星通信应用系统的投入应用,为黄河水文增加了一条水情报汛备份传输通道,将水情分中心和报汛站与黄委内线互通,实现了报汛站与上级单位利用卫星系统的VOIP电话互通和网络互通,增强了各级黄河水文间业务联系,提高了黄河水文对黄河防汛安全、水库调度运用、水资源管理等治黄业务的技术支撑力度。在2013年和2014年汛期水文工作中,黄委利用公网信道和卫星小站同时报送雨水情信息,解决了常规信道故障情况下无法及时进行网络传输和语音通信而影响正常报汛的问题,并在应急处置方面发挥了卫星通信的突出优势。 4水利卫星应用系统应用评价 4.1主要优点 (1)卫星通信不受地形影响,不需建中继站,通信距离远、信道稳定[3]、不受水毁、地震等突发灾情影响,特别适合于点多,面广、地理位置偏僻、公网通信线路不发达地区,而通信时效性、保障性要求高的报汛测站。水利卫星应用系统为各级报汛单位增加了一条与传统公众通信系统并行的卫星备份传输通道,可有效增强防汛通信保障能力,一定程度解决雨水情测报、预警和重点河段的工程视频监控等通信需求。(2)通信功能全。水利卫星通信与北斗卫星通信相比,增加了语音通信,数据广播、高速网络应用等功能,非常适合基层防汛通信应用。(3)基层用户单位运行维护成本低。水利部在建设新一代水利卫星通信平台时,一次性购买了水利卫星信道15年使用权,对于各使用单位则采取免收卫星转发器资源频率占用费、入网费、通信费,极大程度降低了卫星通信小站的运行成本。 4.2存在的不足 (1)水利卫星电话间的通话存在明显延迟,部分卫星小站通信不稳定。由于地面站到卫星中转站的距离远,根据使用感受,延迟接近1S,和普通电话相比,交流不够流畅。另外,可能由于存在日凌中断、星蚀和雨衰现象等原因[4],部分小站的语音通信不稳定,有少部分卫星小站电话存在时通时不通的情况,尤其在雷雨天气效果不佳。(2)基层单位普遍缺乏卫星系统备品备件和运行维护经费,设备维护困难。另外,卫星系设备技术复杂,需要经过专门培训的技术人员运行维护[5]。(3)由于一期项目缺乏配套的路由设备和应用终端,黄委还未能全面实现卫星网络和水利专网的互联互通,个别卫星小站还不能使用卫星信道的数据通信功能。 5工作建议 目前,水利通信的应用发展具有传输带宽越来越大、传输质量越来越高、技术手段更新越来越快的特点,在水利业务的应用上出现了精细化、动态管理的趋势[6]。2014年水利部已启动了流域偏远水文站信息传输卫星通信小站建设,项目将于2016年全面实施,项目实施后,黄委将形成拥有125个卫星小站的卫星报汛网,基本实现黄委所属干支流水文站的卫星通信全覆盖,将大大增强黄委水情报汛的保障能力。为进一步促进水利卫星通信系统推广应用,提出如下建议:(1)加强二期项目通信平台优化和完善,加强设备选型,提高系统稳定性;开展技术研究,提高水利卫星语音、数据及视频监控的传输质量。(2)为卫星小站配置一定数量的备品备件和专用维修工具,满足流域机构基础维修工作需要。(3)各级水利卫星应用部门应加强相关设备配套和运行维护工作,认真总结一期系统建设经验,确保系统正常运行。 6结语 新一代水利卫星应用系统从设施、设备软、硬件到技术特点上都非常适合防汛基层业务工作。投入运用以来,在2013和2014年黄河水情报汛工作中发挥了显著作用。随着水利信息化建设的不断深入,水利系统对信息传输的要求越来越高,卫星通信作为专网和公网的重要补充将继续发挥不可替代作用。在各级防汛部门推广和应用新一代水利卫星通信平台以进一步提高抗灾救灾能力,效益显著,很有意义。 作者:任伟 许卓首 虞航 杨会颖 单位:水利部黄河水利委员会防汛办公室 水利部黄河水利委员会水文局 卫星通信论文:卫星通信抗干扰技术发展趋势研究 摘要围绕卫星通信抗干扰技术的发展趋势,对其中的卫星通信传输信号系统干扰的类别和对抗干扰的方式分别做了陈述,突显其重要作用。 关键词卫星通信;抗干扰;技术 卫星通信技术作为新的媒体通信手段,其特点表现在大容量、高质量、大面积和组网方便等方面,它已经是现代化通信的主要发展方向,也是组建全球化通信的重要手段。但是在信号的传输过程中也容易受到各种因素的干扰。 1卫星通信抗干扰类别 1.1各系统之间的相互干扰 在进行卫星通过的过程中,由于各个通信系统之间使用的是相同的频率,而且相互的距离也非常近,在这种情况下就可能出现互相干扰的现象。 1.2电磁干扰 这主要是指在卫星通信和地面无线电系统之间受到的电磁干扰,这种干扰的来源有很多种,有广电系统的干扰、雷达系统干扰和微波通信系统的干扰。此外还有来自工业、科学和医疗等器械设备的电磁干扰,还有例如地球站质量的不达标或者不规范操作也将导致干扰产生。 1.3天电干扰 这是指自然界对系统产生的干扰,主要是由于银河系内的某些星体发生碰撞或者爆炸,产生巨大的能量和散发出各种射线,对卫星通信的信号对产生一定的干扰,有时流星雨也会产生这样的干扰。 1.4人为干扰 这种干扰就非常好理解了,主要是人为因素对卫星通信系统的传输上行与下行进行介入。以上几种类别的干扰都对卫星信号的传输产生了不同的干扰,因此需要根据干扰类型的不同来制定相应的抗干扰技术对策,这样才能保证卫星通信系统在信号传输过程中处于稳定状态,达到良好的通信质量的目的。 2抗干扰的技术手段 2.1天线抗干扰 由于卫星通信应用的普遍性,致使该系统具有分布广泛和空间覆盖地域大的特点,它是很容易遭遇干扰的。天线抗干扰是其中最常见和常用对抗干扰的技术手段,它的技术组成部分主要包括自适应调零、智能天线和相控阵天线等,分别的工作原理如下。1)自适应调零技术。这项技术拥有多波束的接收天线,当发生干扰信号时候,该系统就会关闭干扰方向的波束,达到抗干扰目的,这种技术对干扰信号的频率可以起到一定的减弱作用。2)智能天线技术。这种技术可以按照无线信道的环境自适应天线方向,从而实现天线的最佳性能。利用这种技术可以对抗来自不同方向信号的干扰,而且它能够提高信号比将近几十倍的效果。其组成部分有信号通道、自适应信号处理和天线阵列,运行原理主要是利用了天线自身特点来调整并优化了天线阵的方向图。这样就可以起到增加自身天线信号强度,减弱干扰信号强度地目的。3)相控阵天线技术。这也是在对抗干扰中的重要手段,在运作中也要据实际情况而改变,提高控制天线指向的有效性,而控制天线指向又与天线波束形态有关,所以在选择波束形状时,一定要保证具有较强的抗干扰性。 2.2自适应编码调制 在应用该技术时,首先应估计它的信道,其目的是在将状态信息通过回传信道传送到发送端时可以对信噪比进行分析,然后根据信噪比的区别进行编码和调制方式的自适应调整。当发现信噪比过高时,就应选用较高的信息速率。相反,当信噪比过低时,就应该选用较低的信息速率。通过这样的调整可以提高信道的利用率和传输的科学性与可靠性。其中,影响该技术性能的主要因素有调制编码方案的粒度、链路状态以及自适应回路的延时等等。此外,为了提高该技术的性能,应该综合考虑技术现状及发展趋势,尽量选择较大功率和更高频利用率的方案。 2.3无线光通信 这是一种通过大气传输光信号的技术,但只有在收发信号的端机之间没有视距路径的遮挡,且光发射功率充足的情况下才可选用该技术。组成无线光通信系统的技术主要包括信道、接收机和发射机三大部分。在传输信号时,两端都要安装光接收机和光发射机,以此完成全双工通信任务。其中,电信号的调整会对光发射机的光源产生一定的影响,这是基于它利用了光学望远镜和大气信道实现的传输。而光接收机是在利用望远镜收集的光信号后,采用光电检测器将光信号输出转换为电信号输出。 3卫星通信抗干扰技术的未来发展 研究卫星通信干扰的对抗技术绝非一朝一夕就能完成的,它将是一项长期的任务。同时,在研究中应该特别注重这几方面:首先在探索对抗干扰的技术时,也要积极开展对通信体制的研究,制定出预测干扰能力更强的通信系统。当然,这种系统除了要具备相关的信号处理技术外,同时也要保证其针对不同类型的干扰可以利用相应的对抗技术进行抵御和防治。与此同时,也要提高其支持业务的种类和组网能力的灵活程度。关于提高卫星通信系统性能的研究工作,主要可以从以下三个方面进行。首先,在智能天线研究方面需要逐步增强。主要包括天线反射面形状的研究、理想波束的设计研究、微带平面天线的研究,及盲波束形成技术和相控阵Mt3A技术的研究等。其次,就是对增强自适应扩频技术与混合扩频技术等相关技术领域的研究,对于这方面的研究,科研人员可以借助于依据密码序列和混沌序列的相关设计原理,来寻找到传输性能更好,发射频率更高的跳扩频码。最后,跟据卫星传输系统信号的特性,寻找最好的、最合适的信号抗干扰的方式,同时增强研究多数据率和多制式调制解调器的技术。 4结束语 在对抗卫星通信干扰因素中,已经发展出了多种有效的技术手段。但是,也要不断增强对相关技术的研究,提高其操作性并使之发挥更大的作用。 作者:杜祥春 单位:大庆钻探工程公司地质录井一公司信息中心 卫星通信论文:油田数据传输中卫星通信技术的应用 【摘要】现阶段,卫星应用早已广泛应用于我国社会多个领域的建设中,推动了社会的向前发展。卫星通信技术,对于油田数据传输具有至关重要的作用,能够极大程度的提升了数据传输的时效性和准确性,有利于提升油田工作效率。通过对油田数据传输工程中卫星通信技术模式的应用进行研究,希望能够为相关工作人员提供一定的理论借鉴。 【关键词】油田数据传输工程;卫星通信技术;运用 前言 随着我国科学技术的不断发展和完善,更多的技术在社会领域中发挥重要作用。石油资源是国家发展的重要能源,在油田的勘探、以及油田数据传输中,卫星通信技术发挥出了重大的作用,推动了我国石油事业的发展。因此,我国石油行业必须对卫星通信技术给与足够重视,充分发挥卫星通信技术的重要价值。 1卫星通信技术概述 在当前时期,卫星通信技术得到了较快的发展,已经广泛应用于社会多个领域中。而将卫星通信技术同油田施工项目有效结合,能够促进油田施工项目工作效率的提升,对于油田工作具有一定的积极作用。相对来讲,油田工程中所运用到的卫星通信技术,是一项较为系统、复杂的技术,需要对多方面进行综合考虑,特别是对人才的使用方面[1]。而石油勘探往往是在人烟稀少、荒凉偏远的沙漠、戈壁地区开展工作,同总部距离较为遥远,并且常规通信信号非常弱,恶劣的工作环境导致通信较为困难。而卫星通信模式的应用,就是充分发挥出人造卫星的功能,通过对无线信号的转发,实现相互之间的通信。卫星通信具有非常全面的优势,比如说较大的覆盖区域,较远的传输距离,并且通信不受到地理环境因素的影响,具有可靠稳定的特点。现阶段的卫星通信技术,经过过年不断的发展,进一步加强对宽带综合信息传输通道的应用,有效的提升其通信效果。对于油田在较为荒凉偏远的地区进行勘探,通过VAST卫星通信系统,可以解决油田数据传输问题。 2油田数据传输工程中卫星通信技术模式的应用 (1)网络通信。卫星通信技术模式能够全面覆盖实际施工场地,并且能够同总部有效连接。利用卫星通信技术,可以帮助施工人员更为方便的开展相关活动,在实际现场即可登录石油企业的内部网络,实现文件信息的上传和下载,实时接收和发送油田数据信息。(2)语音通信。利用卫星电话,能够同外线电话进行通信,油田总部人员能够利用任意电话实现同施工现场的连接,实时进行施工内容沟通,提出指导性意见,不仅为施工工作带来了便利,并且能够在一定方面节省了通信资金。(3)远程数据传输。在油田施工过程中,油田总部对数据信息的获取提出了很高的需求,必须保证油田数据信息的实时性和准确性,利用卫星通信技术模式,能够有效构建一套数据传输体系,充分结合数据的实时获取、数据的远程传输、以及数据信息的等内容,有效的将施工现场同总部连接起来,将现场油田数据信息及时传送到总部,保证了信息数据的准确性和实时性,并且可以以曲线图、或者数据表的形式进行展示,更为方便进行总结和分析,充分发挥出卫星通信技术的作用。总部管理人员、以及地质研究人员只需浏览器,即可实现对现场情况的全面了解,同时可以开展相关施工指导和命令的下达,保证油田工作能够安全生产[2]。(4)远程决策指挥。利用卫星通信技术,可以有效解决相关施工管理人员,频繁在现场与总部之间来往的情况发生,不仅有效的降低费用的支出、以及精力的浪费,并且能够有效解决油田数据信息传送不及时、不全面、不直观等问题。利用卫星通信技术,可以同视频会议系统充分衔接,构建远程远策平台,帮助总部及时了解现场动向,实现油田施工现场的远程指导。 3油田卫星通信系统的优化 ①由于油田施工的特殊性,对于数据传输提出了较高的要求,所以优化油田卫星通信系统,对于开展野外油田勘探工作相当具有必要性,有效提升工作效率和质量。通过控制油田数据量、以及传输率,能偶保证数据信息传递的有效性,满足卫星通信相关协议[3]。进一步了解卫星通信信息的双向不对称性,能够促进带宽接入的稳定运行,保证用户数据获取的需求得到满足。②利用Ku波段卫星室外设备,能够使油田数据信息的传递稳定性得到提升;在油田数据传递阶段,需要利用变频器、或者功率放大器,保证电源设备、以及微处理器都能够稳定运行。通过控制对Ku天线口径,有利于提升信息回传速率,及时解决油田工作所需,满足油田信息数据传输的需求。 4总结 卫星通信技术,为我国石油领域的发展开辟了全新的途径,在油田数据传输工程中,合理利用卫星通信技术,能够有效满足各项生产所需。总而言之,卫星通讯系统的成立,有效的保证数据传输的准确性和及时性,突破了传统管理模式中的限制,使油田数据信息可以以更为可靠、直接的方式传送到总部,进而提高管理水平,降低石油勘探风险。 作者:王博 单位:大庆油田信息技术公司创业分公司 卫星通信论文:卫星通信技术消防通信指挥系统研究 摘要:进入21世纪以来,尤其是近些年,我国自然灾害频发,安全事故也不断增加,这就对消防部门火灾扑救和应急救援工作提出了更加严峻的考验。消防现场通信指挥系统是处置各种灾害事故的关键,为使指挥更加灵活,对复杂条件下卫星通信技术的使用至关重要。文章拟就基于卫星通信技术的消防通信指挥系统研究展开论述,以期为现代消防指挥提出合理建议。 关键词:卫星通信技术;消防指挥 引言 一般而言,与消防相关的紧急事件都具有突发特点,体现在时间和地点的不可知性以及现场环境的不确定性。在救援活动中,指挥协调各参战力量,以达到协同配合、高效处置的关键在于消防通信指挥系统和手段的有效运用和高效运行。截至目前为止,消防部门各级、各战斗单元之间的联系主要依靠无线电台、公网电台、移动电话及公网音视频设备来完成,这些手段存在易受环境信号影响、受距离影响等不利因素,通信时有不流畅和对公网通信设施的高度依赖带来了严重的弊病,影响了救援现场尤其是复杂环境条件下消防作战行动的高效运作,因此,必须大力发展消防通信指挥系统,而现代卫星通信技术的发展给指挥系统的完善带来了可喜的发展机遇。 1消防应急通信指挥系统的发展现状和建设目标 如前所述,高效的消防通信指挥系统不仅是消防部门完成火灾扑救和抢险救援任务的重要保障,更是完成救援任务的根本要求。进入21世纪以来,尤其是近些年,我国自然灾害频发,安全事故也不断增加,如四川汶川地震、南方雨雪冰冻、甘肃舟曲泥石流及大连油港火灾、青岛地下输油管线爆炸、天津港“8.12”爆炸等灾害事故,这就对消防部门火灾扑救和应急救援工作提出了更加严峻的考验。消防现场通信指挥系统是处置各种灾害事故确保指挥决策高效的关键。消防通信指挥系统的目标是建立以无线、有线、视频图像传输、基础信息网络、卫星通信和移动通信指挥车为依托的快速应急通信保障系统,遭遇到突发的灾害事故时能够快速开通,及时建立起现场指挥与战斗单元、前方与后方、消防与各联动部门之间的信息交流,实现各项任务的部署、调整和推进,进而为快速完成应急救援处置任务,最大限度挽救人员生命与财产提供及时、高效、畅通的通信保障。由此可见,在灭火和应急救援行动中通信指挥系统可以看作为消防部门指挥的网络系统,对灾害事故的处置起到十分重要的作用。近些年来,我国有关消防信息化与通信建设方面虽然取得了长足的进步,但是与发达国家仍有距离,甚至与近邻日本相比仍不能望其项背。在一些突发事故的处置过程中我国消防通信指挥仍存在指挥不灵、组成单一、协同性差等问题。因此,在一些突发的自然灾害的应对行动中,必须依照现行《消防通信指挥系统设计规范》,建设完善的消防通信指挥系统,进一步借鉴国内外的先进经验,实现消防通信指挥系统的安全、可靠、准确、快速。为不断提高消防通信指挥的快速反应与科学决策能力,在系统建设过程中,要综合运用现代网络技术架构综合指挥系统,整合运用各种现代化通信技术手段,制定有针对性通信指挥和通信保障方案,同时要明确各级各岗位分工,并通过实战演练增强消防部队之间的密切程度,提高队伍信息化条件下的通信保通能力和指挥应对水平。 2卫星通信技术的特点及优势 在现代多样的通信技术手段中,卫星通信技术是依赖于人造地球卫星来实现的通信技术手段,它通常通过太空通信卫星来实现。通信卫星的种类页比较多,可大致分为以下几种:按使用领域不同,可简单分为民用通信卫星、国有通信卫星、商业通信卫星、工业通信卫星、军事通信卫星等;按使用对象的不同,通信卫星可简单分为小地区通信卫星、国家与地区通信卫星和全球通信卫星等;卫星通过发射无线信号实现地面站点之间或地面站点与太空卫星之间的通信。卫星通信主要有以下突出优点:(1)覆盖范围大。根据天文学知识,一颗静止通信卫星信号可覆盖地球表面的百分之三十,可供相距17000km的不同站点直接通信。所以理论上讲,在地球赤道上空的太空中布置三颗通信卫星便基本能够实现全球所有地区的网络卫星通信。(2)通信距离远。由于通信卫星的覆盖范围巨大,其可供通信的距离较其他通信设备更远,且通信质量更佳。(3)良好的机动性。通信卫星是不同地面站点之间的远距离通信载体。卫星能根据实际需要建立与各个方向的通信联系,已经成为现代无线远距离通信中的重要手段,在消防指挥中亦发挥着举足轻重的作用。当前,通信卫星技术不断发展进步,卫星通信技术的应用对于消防通信指挥意义重大。(4)大容量的通信。通常情况下,卫星通信设备较通常的移动设备而言大大扩充了电路容量,满足了传递大容量的高清图片及其他数据的可能,其通信容量较其他设备更大。(5)高质量的传输。通信卫星以其特有的优势使消防指挥不再受制于自然的地形条件、有限的公网设施及各种复杂的人为因素。因此,高质量的传输质量成为卫星通信的一大优势。 3浅谈卫星通信技术在消防通信系统中的应用 为提高消防部门在抢险救灾行动中的科学指挥调度水平,复杂形势任务条件下需要充分利用现代先进的卫星通信技术,通过卫星通信技术建立太空卫星与各地面站点之间的联系,摆脱对城市公网通信设施的高度依赖,提高指挥调度灵活度,应对大型地质灾害及远离城市救援区域应急救援行动,为消防部门作战行动的指挥决策提供可靠保障。此外,卫星通信指挥系统的计算机化、系统化、网络化也为科学决策提供了技术支持。根据现有的数据分析,一般在大型的火灾救援中,火灾现场情况复杂,地面通信指挥设施容易受到瞬息万变的现场情况的影响,直接影响到现场消防通信指挥。在执行消防救援任务尤其是抗震救灾、野外救援等任务时,往往会遇到公网手段失效、常规无线手段有限等尴尬局面。卫星通信技术作为一种新型通信技术,以其特有的优势完美地解决上述问题。我们可以大胆地推测,随着灾害现场通信闭塞问题的有效解决,消防通信指挥的效率也必将得到明显提高。消防卫星通信系统主要包括移动部分和固定部分两大组成部分。移动部分主要是指地面通信指挥车、卫星通信便携站、卫星电话终端等;固定部分主要包括卫星地面固定站及视频监控系统、视频会议系统等消防指挥指挥系统。在灾害事故救援行动中,以卫星通信指挥车为主体的卫星通信指挥系统主要负责保障现场通信指挥和进行现场图像采集,并通过太空通信卫星把包括语音、图像在内的各种数据传递给卫星地面站点,地面站点加工处理后再把数据传递给视频会议系统,实现超远距离的无线通信联络。同时后方的消防指挥中心也可以根据消防实地的其他数据进行远程决策、制定较为完善的调度方案,通过卫星链路、音视频系统搭建的视频会议进行会商、决策、指挥和调度。为满足当前消防救援作战需要,卫星通信指挥系统应向集成化、便携化和多功能迈进,不断适应复杂多样救援现场,满足消防部队快速反应、灵活机动的作战需求。卫星通信指挥系统运用卫星通信技术连接前后方,连接指挥机关和作战单元,及时获取现场信息和应对现场情况,提高了指挥决策的及时性和准确性,增强了复杂条件下通信指挥应对手段,为救援现场和后方指挥之间的联系提供了可靠的通信保障。 4结语 综上所述,消防指挥部门为了保障配备的通信系统高效运作,积极应对日益复杂的消防作战指挥需要,就必须建立完善的消防应急通信指挥网络,加强对包括卫星通信系统在内的新技术的应用,加强高精尖设备的维护、信息化人才的培养,确保在大型事故救援中充分发挥消防部队战斗力,有效维护人民群众的生命财产安全。 作者:王晶 单位:河北省承德市公安消防支队 卫星通信论文:天地一体化信息网对卫星通信发展的影响 摘要:天地一体化信息网作为我国重大战略需求和发展路线,是提升信息化水平的重要手段,我国正加速天地一体化信息网的实施布局。从水利卫星通信发展的内在需求,分析在结构体系、业务组网方式、运行维护管理业务等方面,天地一体化信息网将对水利卫星通信产生影响,指出创新、融合、统一是水利卫星通信及水利信息化的发展趋势。 关键词:天地一体化信息网;水利卫星通信;水利信息化;发展趋势 引言 2015年是卫星年,发生了以下卫星“大事件”:8月,北斗系统第18,19颗导航卫星首次实现星间链路建立,标志着我国成功验证了全球导航卫星星座自主运行核心技术;9月,第20颗北斗导航卫星发射,首次搭载了氢原子钟,同月,我国发射首颗Ka通信技术试验星;11月,40nm高精度北斗导航定位芯片正式,航天恒星了Anovo2.0卫星通信产品,国产VSAT系统首次采用国际标准,同月,“老挝一号”通信卫星发射升空,开创了中国航天“天地一体化+商业运营”的国际合作新模式。这些看似各自相对独立的卫星产业事件,其实是紧密联系在一起的,反映出我国卫星导航、遥感、通信等领域的“黄金期”已经到来,我国天基系统的基础实力正在显著提高,通过采用网络通信技术实现各种卫星系统之间的互连互通,构建星际互联网,将使各种卫星系统的效能实现本质的提升。谷歌,SpaceX,OneWeb也相继宣布投资建设近轨道卫星,用于向全球提供卫星互联网服务,“天地一体化+商业运营”已成为国内外运营商都在争夺的新阵地。种种迹象表明,星际组网、天地一体化通信网络的实现已进入倒计时,信息网络正在从地面、空间分割走向一体化[1]。未来天地一体化通信网的实现势必会对当前的水利卫星通信网发展带来巨大的影响甚至是变革。 1水利卫星通信网的局限性 水利卫星通信网作为保障防汛抗旱指挥调度应急通信的重要手段,自2009年进行卫星转发器更替及主站改造升级后,经过6年的发展,新一代水利卫星网已初具规模,已入网运行近600个卫星小站,在2014年云南鲁甸地震灾区发挥了重要的作用。尽管新一代的水利卫星网具有DVB-S2、Ku+C双星双波段技术体制,但点对点的垂直服务模式决定了其在技术性能、综合保障能力方面仍存在局限性,为此以水利卫星通信网在云南鲁甸地震灾区实战中的体现为例,分析卫星专网体制本身的局限性。1.1专网的局限性,使得响应时间较长鲁甸地震发生后,水利部信息中心迅速启动应急预案,派出技术人员携带多种卫星终端设备本抵达堰塞湖现场,为小站开通寻址,直至与水利部防汛指挥中心建立通信联系,时间已过24h。而地震发生后第一时间,“高分二号”卫星等多颗遥感卫星灾区就已经向指挥部传递了灾区第一手资料。水利卫星应急通信建立的时间一定程度上取决于抵达目的地的时间,而灾区如果处在边远山区、道路损毁严重等进入环境条件恶劣地区,通联时间很难得以保证。当水利卫星应急队伍还在“路上”时,灾区信息已遥感至“云端”。1.2与其他卫星专网功能上相互孤立,业务上不能互补在灾区应急保障中,终端卫星小站能够通过水利卫星专网实现语音、视频传输业务,现场视频效果是远超遥感卫星的图片信息,使现场情况更加直观。但随着各领域卫星专网终端设备陆续抵达堰塞湖现场,水利卫星小站的呼通率急剧下降。在这次堰塞湖处置中,除了水利卫星系统,还有来自中央、省、市级电视台的卫星专网,水文水位监测卫星系统,武警水电部队卫星系统等十多种几十套卫星设备,各系统(除水位监测系统)的主要功能相同,都是提供语音、视频传输业务,只是服务对象及传输目的地不同而已。尽管各行业卫星专网固定的组网模式在行业内起到了重要的信息支撑作用,但站在国家卫星事业发展的角度上,卫星通信专网是卫星事业发展初期,用户需要量低、基础设施少、使用费用高的特定时期的产物。行业间卫星专网系统重复建设现象也较严重,尤其在灾区的应急通信保障中,现场电磁情况异常复杂,极易发生相互干扰。1.3专网功能单一,缺少综合保障能力鲁甸灾区堰塞湖处置过程的应急通信保障任务中,水利卫星专网系统担负的是建立现场指挥部与各方的语音、视频传输业务通信保障任务,而堰塞湖现场水位监测是由地方的水位监测系统完成的。在堰塞湖现场环境突变,需要紧急撤离时,出现了因天黑能见度差、路滑坡陡、几乎迷路的情况,本用于通信保障的卫星终端因体量大、需固定建联的弱点,无法达成与各方的联系,这突显了水利卫星终端功能的单一性、局限性,以及综合保障能力的缺乏。此时,如果兼备北斗导航系统功能,能自动将工作人员当前具体位置及相关信息实时传回,监控中心便能在地图上动态显示监控终端设备及工作人员的具体位置,从而基于电子地图实现对工作人员的动态和可视化路线的规划,起到全方位综合保障作用。现有的各通信系统由于通信体制多样,致使各类通信网均有显著的封闭性,相互间互联互通实现比较困难,制约了现有通信资源效能的发挥,成为应急通信的瓶颈[2]。这些问题,也普遍存在于水利通信网中,制约着水利信息化的发展,但随着天地一体化通信网的实现将得到根本性的解决。 2天地一体化通信网的影响 天地一体化通信网是通过各种功能卫星星间、星地链路,将地面、海上、空中和深空的用户和飞行器及各种通信平台密集联合的,比如,地面和卫星之间可以根据应用需求建立链路,实现实时数据的传输[3]。天地一体化通信网会对水利卫星通信网在结构体系、业务组网方式、运行维护管理业务等方面产生影响。2.1结构体系的改变2.1.1空间段当前的水利卫星通信网以2颗通信卫星为空间中继;天地一体化通信网空间段是由不同轨道、性能的各种卫星组成的天基星座,不仅具有通信功能,还有遥感、导航、定位等多种功能。2.1.2地面段水利卫星通信网地面段是以固定、车载、便携卫星站等卫星终端,相互独立存在的;天地一体化通信网地面段则是庞大、复杂的通信终端物联网,不仅包括通信卫星终端、遥感、导航等各类卫星终端,还包括有线、短波等各类通信网终端,各类终端通过物联网平台实现统一调度、互通交互。2.2业务组网方式的改变水利卫星网是水利行业内“点对点”垂直保障组网模式,与其他通信网相互独立,无业务交集,业务模式如图1所示。天地一体化通信网采用“网对网”综合星际云服务保障组织模式,将天基卫星网络和包括水利卫星专网等各行业专网在内的地面物联网进行有机结合,业务模式如图2所示。应急保障中,不论是空间段还是地面段获取的灾区信息都可以汇聚到应急指挥中心,实现资源共享、统一调度,地面任意用户可以按需调用,能让地面物联网最大化辅助卫星网络的工作,使通信保障更完善。2.3运行维护管理业务的改变现有的水利卫星通信网是政府投资建设的,租用星上资源,地面主站系统及小站由政府管理运行维护,运维采用外包服务的方式,运维人员以掌握专网结构组成,主站及小站设备性能、运行指标、故障处理等维护技术为主;未来的天地一体化通信网不仅是技术手段的提升,而且是多层面的遥感、通信、导航综合应用,是跨领域资源共享与信息综合服务[4],将采用统一的公网运营商管理模式,面向网内所有用户提供服务,普通用户不需要自建主站系统,可直接免费或付费使用服务。这种商业化的公网运营模式,打破了行业卫星专网因自建主站,而需要投入高额建设管理经费的传统模式。因此,未来的水利卫星通信系统作为天地一体化通信网的子系统,由运营商提供运维服务的模式也将成为可能。运维单位也将因各综合通信组织的需要,由技术型向综合业务管理、各网系组织协调的业务型转变。 3水利卫星通信发展趋势的分析 尽管天地一体化信息系统实现之路,还面临研究天基信息处理、空间信息融合、天地系统的交互、地面系统互联互通、天地一体化信息系统与仿真、安全防护等系统应用效能提升的瓶颈问题,但在政策引导下[5],激光、量子通信等新技术不断涌现,这些技术壁垒终究会被攻克。水利卫星通信网应制定适应未来科技发展的顶层设计、总体规划,主动推陈出新,走创新、融合、统一的发展之路。3.1创新1)应用上的创新。为满足用户对未来应急网络综合性服务保障的需求,创新发展思维,开展多网协同、集成服务的应用研究,构建水利卫星综合应用体系;为满足未来激增的用户对卫星网提出的容量、速率向更高量级的发展需求,开展Ka频段宽带卫星通信系统等应用。2)技术上的创新。未来一体化网络对技术人员提出的不仅仅是掌握最新技术能力的要求,面对庞杂的网系结构,更是要具备较强的组织协调能力,因此不能满足目前技术服务外包的现状,要培养专业化的在职人员队伍,以创新和应用项目为契机,组织新技术研究、学习,甚至选派技术骨干参与相关国家重大课题项目科研活动。3.2融合未来的一体化网络,是一个星际、天地融合的庞大且复杂的综合网络,注定今后10年甚至更长时间的一个重要发展主题就是“融合”。水利卫星网应开展以下2方面的融合:1)行业间融合。2015年11月16日,水利部与交通运输部在北京召开座谈会,进一步深化2部合作[6]。2部都有各自的信息系统,而交通运输部的北斗导航系统在民用领域的应用是国家示范工程,2部应该以此为契机,展开在卫星网络上的资源整合和共享,率先展开行业间卫星网络的交流、合作。2)新技术与系统融合。要开展与国内在空天地科技领域处于领先水平的中国航天科工、中国航天科技、中国电子科技等集团在卫星领域的合作,加强物联网、云计算、大数据等新技术与水利卫星通信的业务融合,例如利用北斗导航系统在定位、授时、短报文功能上的特点,扩大北斗终端设备应用范围,开展公网未覆盖区域的水文测报、地下水监测等方面的技术应用合作。3.3统一未来的地面物联网是各类通信网络如卫星网、电话网、移动网、互联网进行安全可靠的信息交互和共享,网与网之间、数以百万计的各类终端设备之间能否互联互通得以实现的关键。因此,统一的技术体制、接口标准,对物联网的实现至关重要。要在水利行业内深入开展水利卫星通信系统与其他水利通信网融合的顶层设计和技术体系建设,统一协议标准,构建综合集成的网络信息体系,建立起一套能够实现不同通信系统的集中接入、统一调度、互通交互的物联网系统。 4结语 随着国内遥感、北斗导航、通信卫星等天基基础设施迎来前所未有的高增速长态势,天地一体化信息网将在政策引导下,新技术推动下,得以实现。通过分析,现有水利卫星通信网将在内在需求推动下,顺应信息时代的发展,转变现有的组织结构、应用管理模式,改拥有为使用,独享为共享,构建渠道与平台[7],走创新、融合、统一的发展之路,全面提升水利通信网的综合保障、应急处置能力,推动水利卫星事业的可持续发展。值得注意的是,目前,水利卫星通信网在多网融合之路已经迈出第一步,实现了水利卫星网和地面语音交换网的互联互通,正在研究开展与武警水电部队在应急通信领域的合作。 作者:刘庆涛 庞镭 杨非 严宇红 单位:水利部水利信息中心 首都经济贸易大学 卫星通信论文:卫星通信低信噪比编码与解调技术 摘要:本文分析了LDPC码与QPSK的概况,介绍了卫星通信低信噪比编码,同时阐述了LDPC码QPSK解调接收系统硬件平台,通过本文的研究,旨在为信号接收提供可靠、有效的传输方案,进而为深空探测与通信发展提供可靠的保障。 关键词:卫星通信;低信噪比;编码;解调技术 引言 随着科学技术水平的提高,探测技术与通信技术迅猛发展,在先进技术的支持下,人类对空间领域的探索取得了一系列的成就。但深空通信具有低信噪比的特点,严重影响着接收机的工作,在此情况下,为了提高信号接收的可靠性,信道编码与数字调制技术得到了广泛的关注,通过二者结合,旨在构建拥有良好性能的接收系统。 1LDPC码与QPSK的概况 数字通信主要是为了传输相关的信息,此时要求各信息应具有有效性。但通常情况下,受气候条件与地理环境等因素的影响,致使传输信息信道受噪声干扰,此时通信双方需要对传输信息进行处理,方可获得有效信息。为了避免噪声干扰,增加信号传输的可靠性,采用了两种手段,一种为信道编码,另一种为信号调制,前者是指在有效信息中加入冗余信息,后者是指对远距离传输的低频信号进行频谱搬移,借助高频信号从而保证传输目标的达成。 1.1LDPC码 信道编码有效提高了通信系统的误码性能,通过各国学者对信道编码技术的研究,提出了LDPC码,其特定为较强的纠错能力,较低的误码平台、较短的译码延时等。LDPC码作为线性分组码,可采用传统的高斯消元编码方式,虽然此方式的原理较为简单,但需要计算得出生成矩阵,而经矩阵变换后,矩阵原有的稀疏特性则会被破坏。在此情况下,基于具有下三角形式矩阵的编码方式,可采用通过校验矩阵的变化,以此实现编码过程。通过分析可知,LDPC的编码过程主要是借助校验矩阵的变化实现的,此时未辅助生成矩阵,因此,它的运算难度相对较小。同时,经构造获得的校验矩阵呈现出了准循环的特点,此时可进一步简化编码过程,凸显了LDPC码的实用性[1]。 1.2QPSK 现阶段,卫星通信系统设计中普遍应用的线性调制方式为相移键控,它主要是借助基带信号,控制载波相位,从而保证了信号传输。目前,常见的多相相移键控有二相相移键控与四相相移键控。对于多相相移键控而言,其在信号调制过程中,调制载波相位的取值具有M种可能;对于QPSK来说,它的取值可能有4种,实际运用过程中,常见的相位体系有两种,分别为π/2与π/4。QPSK解调主要是对原始基带信号进行分离,以解调过程是否需要提供载波信息为划分依据,其解调方式可以分为两种,一种为相干解调,另一种为非想干解调,由于QPSK属于双边带调制,因此,其解调方式仅能够选择后者[2]。 2卫星通信低信噪比编码——低码率QC-LDPC码 随着科学技术水平的提高,火箭卫星技术为人类探索空间提供了技术支持,在人类空间探索范围日渐扩大的背景下,深空通信技术的重要性日渐显著,它实现了对天空卫星飞行器的有效控制,但在信息传输过程中,受传输距离、太空环境等因素的干扰,导致传输信号出现了较为严重的衰弱。在此情况下,LDPC码的纠错能力需要进一步提高。通过信道编码的相关理论分析可知,通常情况下,纠错能力较强的码字具有较高的码字冗余度,如果码长相同,此时码率与编码增益呈负相关,即:前者越低,后者越高。因此,与较高码率相比,较低码率的纠错能力更强,但其传输有效性相对较低。同时,在低信噪比的环境下,受噪声干扰,高码率码字会受到较大的影响,特别是其译码性能会大幅度下降,甚至会出现译码无效的情况。当前,在卫星通信中应用较为广泛的码字为LDPC码,其具有较强的纠错能力与较高的编码增益,同时其借助不同的处理方法,获得了具有较高性能的低码率QC-LDPC码。它采用的校验矩阵结构具有准循环、校验节点优化线性分组码扩展等优点,从而弥补了传统LDPC码的不足,使其译码门限性能进一步提高。对于深空飞行器而言,为了满足其信号传输的需求,要求其符号信噪比应<2dB,在此情况下,要求LDPC码码率应低于1/2。本文设计了具有准循环结构1/6码率的LDPC码,其具有良好的误码性能[3]。 3LDPC码和QPSK解调接收系统硬件平台 QPSK属于恒包络调制技术,虽然其频率效率较低,但其优点为较低的实现复杂度与适中的解调门限要求。基于软件无线电技术,通过研究构建了LDPC码和QPSK解调接收系统。该系统的硬件平台由两块板卡构成,分别为KC705与MFC150,前者嵌入了XC7K325T-1FFG900芯片,以此保证了时序逻辑算法编程的完成,后者嵌入了高频ADC与DAC芯片,以此促进了数模信号间的有效转换。数字接收系统通信链路的核心模块主要有LDPC编码模块、成形滤波模块、数字变频模块、载波同步模块与相位模糊纠正模块,同时利用Modelsim仿真工具便可对此系统进行功能仿真验证,借助Chipscope分析系统的性能,从而证实了该系统的可行性[4]。 4总结 综上所述,深空卫星通信存在诸多的问题,如:较弱的传输信号、较低的信噪比与严重的多普勒效应,在此情况下,接收系统急需改进。本文介绍了卫星通信低信噪比编码与解调技术,在先进技术的支持下,构建了具有良好性能的数字接收系统,进而推动了深空探索工作的开展。 作者:高晓燕 单位:国家新闻出版广电总局572台 卫星通信论文:卫星通信网络跨层资源管理方法 【摘要】现阶段,全球的信息化以及网络化有着逐渐提高的需求,地面的通信网络已远远不能有效满足逐渐增加的多媒体通信方面的实际需求,通过卫星网络来高效及时的传输数据已经变为非常关键的一个解决方法。卫星通信技术的快速发展,这就造成卫星网络变为能够有效承载很多全新业务的一个重要载体,这就产生了跨层协议设计的相关思想。该设计方法对之前的分层协议结构的局限性进行了有效的打破,层和层间应该利用跨层交互信息来对网络性能进行有效的优化,有效提升无线网络资源的实际利用率。 【关键词】卫星通信网络;跨层资源管理;无线资源 众所周知,卫星通信系统当中频谱资源极其的宝贵,为了有效满足用户的相关需求,应该运用相对比较合理的无线资源管理的相关算法来进行有效的保障,该管理的具体目标是在相对比较有限的资源之下,为了对网络当中的用户终端有效提供业务质量方面的保障,最根本的出发点就是在网络的各种业务量的分布不是非常均匀、信道特性因为干扰以及衰弱而造成的起伏变化等相关的情况,对可以运用的资源进行灵活性的分配,进而对网络资源的利用率进行最大程度的提高。 一、对卫星通信系统跨层设计的思想进行分析 通常来讲,卫星通信系统的协议设计方式基本都是在开放系统互联(OSI)标准之上,一般情况下,OSI参考模型主要的目标是为了有效实现开放系统互联所构建的功能分层的模型,这为计算机的互联有效的提供了共同性的基础以及框架,进而为标准的兼容性以及一致性提供了一定的参考[1]。该模型已经在一定程度上有效提供了功能性结构以及概念性结构,该模型具体将计算机网络的结构分成了七层,分别是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层以及物理层。这样进行划分存在着很大的优势,具体为:将相对比较类似的功能在同一层次上进行集中,进而对隔层当中的继承以及描述功能进行有效的完成,层与层之间的划分应该有效保证服务描述比较少,跨越边界的交互也应该相对比较少,各层之间的划分应该可以对接口标准提供一定的方便性[1]。在该模型当中,各个层所具有的功能都是相对比较独立的,也就是说,每一层都会对相对上一层进行服务。 二、对跨层资源管理优化目标进行分析 通常来讲,跨层资源管理的实际目标就是在相对比较有限的频谱资源之下来对业务的服务质量进行有效的提高。不同的服务质量需要对各协调层所具有的功能进行有效的协调,对业务提供满意的服务质量。服务质量能够在网络以及用户两角度来进行描述。站在用户角度,能够将其具体定义成:用户综合评价业务的服务满意的实际程度以及业务服务的性能。QoS表示网络能够提供给用户的实际服务质量,这些参数具体包含丢包率、吞吐量、传输延迟[1]。第一,丢包率:指的主要是数据包在网络当中进行传输时所丢失的数据包和已经发送的数据包总数之间的比值。当网络发生拥塞或者链路发生干扰进而引起衰落时,会导致数据包的严重丢失。第二,吞吐量:指的主要是网络当中数据包的传输速率,能够表示为峰值速率或者平均速率,取决于结点设备的端口速率以及链路速率,同时还包括网络的业务量实际状况。第三,传输延迟:指的主要是在网络当中数据包从源端直接发送到目的端所经历的实际传输时间的具体间隔【2】。导致网络发生延迟的非常关键的原因包括:排队延迟、信道带宽、链路的速度延迟等等。卫星网络当中主要包含两种业务类型,分别是非实时业务以及实时业务,其中,非实时业务主要包含Web浏览、电邮业务以及FTP文件下载等等;实时业务主要包含视频点播、视频会议以及话音业务等[2]。通常来讲,实时业务对延迟非常的敏感,应该运用传输的信息数量来进行描述。一般存在着非常严格的数据包丢失方面的要求,然而,对于一次传输完成不存在时间方面的限制。总的来讲,卫星网络跨层资源管理方法的具体目标是按照应用层所能够承载实际业务的服务质量,在无线资源的相关限制之下,利用相对比较科学合理的对各层协议功能进行调整,在卫星网络环境的动态变化当中,来对业务的服务质量方面的要求进行有效的满足。 三、对卫星通信系统当中的无线资源管理存在的问题进行分析 通常来讲,卫星通信系统当中的无线资源的概念是非常广泛的,可以说频率、码字以及时间等。在任何一个角度,卫星通信系统在资源方面都是受到一定限制的,并且,随着卫星网络支持业务的迅速增加和服务质量要求的提高,这就造成卫星网络提供的服务提出了全新的要求。所以,怎样有效利用有限的无线资源来对逐渐进行增长的业务要求进行满足,已变成急需进行解决的一个问题[3]。无线资源管理是对卫星系统当中的空中接口资源进行调度以及规划。具体的目标是在相对比较有限的无线资源之下,为所有的用户都提供相对比较满意的服务质量。通常来讲,卫星效率资源极其的宝贵,怎样对其进行科学合理的分配,应该依靠无线资源管理算法。这类算法具体有:数据包调度、接入控制以及带宽分配等相关的技术。下面对这些技术进行具体的分析:第一,接入控制:卫星网络的信道属于是相对比较开放的媒介,带宽资源也是受到了一定的限制,因此,所有的节点都需要利用竞争来发送数据。第二,数据包的调度算法:卫星通信系统当中的很多全新业务的引入会造成上行路以及下行路线路当中业务量相差非常大,其中下行链路业务是主要的,具体的发展趋势相似于固定的因特网。为了能够有效的适用上面的趋势并对卫星系统当中的下行链路数据的传输速率以及频谱效率进行有效的提高,这就需要有效以及高速的调度算法来作为保证[3]。该算法的主要功能是当卫星包调度算法当中存在很多的业务队列时,根据哪种顺序来调度业务队列来有效保证服务质量。因为卫星信道的高误码率特性以及长延迟造成地面的无线网络当中相对比较常用的调度算法在卫星网络当中会产生性能方面的降低。第三,带宽分配算法:该算法指的主要是在动态或者动态的资源分配的前提之下,将信道资源根据一定的方法向接入节点进行分配,保证节点能够传输数据。现阶段,卫星网络的带宽分配算法主要有根据恒定的速率分配,在连接的初始阶段对传输速率进行有效的协商,在整个的连接过程当中来对速率维持不变。 四、结束语 综上所述,对于卫星网络无线资源管理方法当中的数据包调度、带宽分配以及接入控制等相关的问题进行了深入性的研究。对跨层设计的思想进行有效的结合并给出了全新的思路以及方法,给出全新的研究结论,为之后的研究提供依据。 作者:魏鑫 单位:中国人民解放军理工大学通信工程学院 卫星通信论文:无线电通信技术对卫星通信的影响 摘要:随着社会经济快速发展,人们的生活方式发生着改变,生活质量和水平也不断提升,无线通信技术的广泛运用,使得人们的生活更加丰富多元,从而成为社会发展的有机组成部分。本文主要分析了目前无线通信技术的发展现状,全面探讨了该技术对广播电视卫星通信的影响,旨在促进整个电信行业的蓬勃发展。 关键词:无线通信技术;广播电视卫星;通信 随着现代化、信息化的不断发展,高新技术被广泛应用,在一定程度上提高了整个无线电技术的发展。随着3G向4G的逐步转变,无线技术日趋成熟。可见,在信息化建设过程中,卫星通信系统有着极为重要的意义和作用。卫星通信系统能够有效扩大信号的覆盖范围,增强无线信号的强度,在造福于人民的同时,有效推动了我国现代化建设的进程。 一、目前无线通信技术的发展现状 无线技术的日益发展为整个社会的信息传播提供了技术平台,技术的广泛应用也潜移默化的改变着人们的生活方式,从而提高了人们生活的质量和水平。在日常生活中,人们通过多种渠道和方式,便捷高效的获取大量信息资源,实时动态地了解和掌握相关资讯的变化和发展。随着科学技术手段的更新,互联网技术以及信息通讯技术成为了日常生活工作中不可或缺的有机组成部分,为人们的生活及工作带来了方便。但是,就目前的现状而言,通信技术在广泛应用中还存着一些问题,需要我们不断对其优化和完善。目前,最为关键的就是如何将有限的网络资源进行合理科学的整合和优化。尤其是在广播电视卫星的具体应用中,我们要将高新技术与当前的具体实际相结合,将其作为一切工作的出发点和落脚点,充分了解用户的需求,将用户的接入终端进行多元化分类,实现信息资源最大化的共享,从而达到资源优化配置的最终目的,进一步推动整个广电领域的可持续发展。在传统的广电信息传播活动中,主要是利用信号进行,电信所提供的也仅仅限于语音传播。随着社会的发展,人们也有了更加多元、丰富化的信息需求,三网融合成为了未来发展的趋势。在我国信息领域,利用三网融合,能够为整个发展提供更为有效优质的信息资源。在目前市场化的大背景下,为了更好地适应新环境,我们要充分借助卫星通信技术手段和途径,深入挖掘信息技术的内在潜能,使得信息资源能够最大化发挥其功能和作用。 二、无线通信技术对广播电视卫星通信的重要影响 科技手段的不断更新,信息技术日益发展,其中,3G向4G进行转变,无线通信系统不断进行着改进和完善。值得注意的是卫星通信技术,该技术的发展为整个通信行业提供了导向性的作用。在具体的实际应用过程中,无线通信技术要把握好卫星通信技术的自身优势,充分发挥该技术的功能和作用,在进行地面信息服务中,不断改进和优化卫星通信技术,进一步推动卫星通信和无线通信业务进行有机统一。随着4G通讯技术的产生与发展,国与国之间的交流更加密切,在历史发展中有着重要的作用和意义,加速了国际间各个方面的交流和融合,为整个广播电视卫星通信形成了积极地影响。 (一)有利于实现无线通信系统的现代化 通常,卫星通信技术主要针对突发事件的应急通信技术进行广泛应用,主要是应用于各类自然灾害中。因此,针对整个无线通信系统来说,存在一定的积极意义和影响。通过与地面网络服务进行统一应用,其信息传播速度和数据传播容量得到的提高,确保信息传播的安全性、全面性、高效性。此外,卫星技术与地面网络服务之间能够进行优势互补,从而实现了技术资源的有效利用和优化配置。两种高新技术的统一和融合,能够实现网络技术的快速发展,无线电系统也能不断丰富和扩大。由此可见,要想实现和加快4G技术的发展进程,我们要积极转变发展思路以及发展理念,充分发挥技术优势,不断进行技术改革和创新,提供技术支持的同时加大资金投入,从而有效实现无线通信系统的现代化的发展愿景。 (二)有利于发挥卫星通信系统的综合效用 随着无线通信技术的更新和优化,卫星空间段通信存在一些问题。因此,在新的发展环境下,通信技术需要明确发展目标,结合自身现实情况,快速融入到现代社会通信信息发展的浪潮中,完善相关的信息基础设施建设,有效提高信息通讯的技术和水平,充分发挥微星通讯系统的潜在优势,最终实现卫星通信技术的市场竞争力,在激烈的市场大环境中占据优势,推动我国广播电视行业蓬勃发展。就目前来说,卫星通信技术结合当前的发展现状,制定了以下几个发展方向:一是需要对不同范围和领域的资源进行科学合理的有效配置和利用;二是确保不同区域之间能够进行有效连接,实现不同信息资源共享;三是无论处于移动或固定状态,要确保相关用户拥有大容量的网络宽带;四是牢牢把握地面网络服务需求的多元化和丰富性,在此基础上对卫星通信系统的容量进行拓展;五是针对端口之间的连接要利用混合通信的相关业务模式,有效提升整个信息数据的定位能力;六是要充分重视和发挥卫星通信的优势功能,从而有效实现信息网络中数据传输的实时性、高效性以及长期性。 结语 随着现代化、信息化的不断发展,高新技术被广泛应用,在一定程度上提高了整个无线电技术的发展,为整个广播电视卫星通信提供了新的发展机遇。因此,我们要积极转变传统的发展观念,在保证现有系统正常运转的同时,有效提升信息传输的质量和速度,充分发挥信息技术对广播电视业的促进作用,从而推动整个电信行业的蓬勃发展。 作者:潘海燕 单位:国家新闻出版广播电影电视总局542台102445 卫星通信论文:卫星通信测控电量数据方案探讨 1主站系统结构设置 北斗卫星的自动化远程电量测控方案是利用卫星提供的信号通道以实现计量负控终端与多功能电能表的双向远程实时遥测通信。远程自动化遥测抄读方案主要由计量负控终端、卫星通信指挥机、信号接收机等组成,一台通信指挥机可与多只计量负荷管理终端和多台信号接收机联通。卫星通信指挥机又能与多台信号接收机之间通过卫星通信系统进行双向通信,一台信号接收机可实现对多只计量电能表的测控抄读。就目前技术而言,一个计量点只需配置一只计量负控终端和一台信号接收机,如当多个计量点互相距离较近时,也可共用配置一只计量负控终端和一台信号接收机。系统主站与计量负控终端之间通过GPRS无线方式或者以太网有线方式连接,采用计量自动化终端上行通信规约;计量负荷管理终端与卫星通信指挥机之间通过RS485总线连接,采用DL/T645《多功能电能表通信协议》;电能表与信号接收机之间通过RS485、电力线载波或者微功率无线方式连接,采用DL/T645《多功能电能表通信协议》。故此,无需修改现有计量负控终端与多功能电能表的通信协议,计量负控终端与多功能电能表的管理流程也可保持不变。 2联接卫星通信协议 北斗卫星通常以短报文的方式进行通信转输,其发送每条短报文都有严格的长度和频率限制,每台信号接收机每分钟只能发送一条短报文,每条短报文的长度少于100字节。目前,卫星通信的资费收取标准仍较高,为了降低通信成本,可对卫星通信指挥机与信号接收机之间的联星通信协议进行压缩及优化处理。联接卫星通信有2种工作模式:①信号接收机定时报送多功能电能表所累计的相关电能量数据;②通信指挥机定时主动遥测读取多功能电能表所累计的相关电能量数据,信号接收机立即响应读取命令并报送相关数据。信号接收机定时遥测抄读多功能电能表所累计相关电能量数据之后,只需将必要的电量数据报送通信指挥机。为了满足电能量曲线数据采集要求,建议以15条短报文(15min)为一个周期,每个周期应定时上报的有关电能量数据项列举部分如表1。 3遥测抄表作业原理 定时报送模式包括3个流转步骤:①信号接收机根据DL/T645规约定时测控抄读电能表所累计的电能量数据;②信号接收机将电能表所累计的电能量数据转换成联星通信协议的短报文,并将短报文及时发送给卫星通信指挥机;③通信指挥机将收到的电能表所累计的电能量数据按计量点、数据形成时间顺序储存在中间数据库中,供主站终端测控抄读。主动读取模式包括3个步骤:①终端向通信指挥机发送电能量数据读取指令;②通信指挥机先查询中间数据库是否已存有应读取的相关数据,如缺相应数据,则将测控读取指令发送给信号接收机;③信号接收机根据读取指令遥测抄读电能表所累计的电能量数据并上报给通信指挥机,通信指挥机再将相关电能量数据反馈给主站终端。 4测控抄读设置方案 卫星的远程测控抄读设置方案如图1所示,可选择某个供电区局或局本部作为计量负控终端与通信指挥机的设置点,信号接收机应就近设置于水电站或专变客户的计量点旁。卫星通信方案的计量负控终端改为合地点的集中安装,更有利于提高主站与计量负控终端之间的通信可靠性。 5相关建议 (1)因采用北斗卫星远程测控抄读方案的建设及运维费用仍较高,对于无线移动信号无覆盖或微弱区域的水电站或专变客户而言,应优先考虑把原有计量负控终端天线更换为户外增强型或将原计量点作适当迁移。对确实无法接入计量自动化系统的水电站或专变客户计量装置,才考虑采用卫星远程测控抄读方案。(2)采用卫星测控抄读电量方案时,对于就近的多个计量点,可共用一台信号接收机,以减少设备投资和运维费用。(3)卫星通信设备的安装要求严格,应充分做好防潮、防尘及防雷电冲击的环境配置。 6结束语 对建于较偏远区域的水电站或专变客户,因其通信网络的信号微弱或无法有效覆盖,会导致水电站或专变客户侧的计量负控终端无法与系统主站及时有效通信,并严重影响远程自动化抄读电量数据的成功率。而北斗卫星通信系统具备了覆盖区域广、无信号盲区等优点,其通信技术可作为偏远区域水电站或专变客户的远程自动化测控抄读发、用电量数据的最优方案之一。 作者:林佩瑜 林伟克 单位:中山供电局 卫星通信论文:WIFI对卫星通信的应用 1引言 无线局域网(WIFI)是目前应用最为普及的一种短程无线传输技术。随着地面移动互联网和物联网技术的迅速发展,WIFI凭借自身的优势逐渐得到了广泛的认知与认可,甚至演变成为一种热潮,无论是企业商务还是家庭生活娱乐都体现出了对WIFI与日俱增的需求。也正因为如此,WIFI技术显示出了极大的应用价值和良好的市场前景。当前,全球支持WIFI的终端设备越来越多,但是能访问互联网的人口不足60%。尽管智能手机和平板电脑等终端设备的价格不断下降,但是获取互联网服务仍有许多限制,必须在地面不断增加新的WIFI热点,以扩大WIFI网络的覆盖区域和接入能力。考虑到地面WIFI无线网络覆盖区域小、布局受限、安全性低以及成本高等问题,近年来有人提出将卫星通信与WIFI技术结合应用,充分发挥两种技术的优势,利用通信卫星实现WIFI信号的广域覆盖,使WIFI更广域、更灵活地服务于更多用户。根据WIFI技术在卫星通信系统中的使用位置,可以将卫星WIFI系统分为两大类:第一类是WIFI卫星,即利用空间段卫星直接播发WIFI信号,终端或用户可以直接接入卫星,享受WIFI服务;第二类是卫星WIFI,即以卫星为远距离中继传输的手段或通道,通过在地面段卫星终端接收数据、WIFI基站发射的方式,进行热点覆盖提供WIFI服务。对于第一类技术体制,美国在2014年初提出的“外联网”(Outernet)计划是典型的代表,该计划使用WIFI频段,拟在2015年发射数百颗立方体卫星,这些卫星面向地球持续辐射WIFI信号覆盖世界各地,从而免费为全球所有支持WIFI的终端提供无线互联网服务。2015年1月14日,一网公司(OneWeb)宣布计划投资15亿~20亿美元,在距离地球约1200km高的轨道上建设一个由648颗小卫星组成的星座,向地球发送互联网信号,预计2018年投入运行,该星座可提供更快速、范围更广的互联网接入服务。美国太空探索技术公司(SpaceX)也宣布,将耗时5年时间投资至少100亿美元建设一个由4000颗卫星组成的全球卫星星座,提供互联网接入服务。这种技术概念初看非常具有吸引力,但是仔细分析后发现其存在诸多技术难点。首先,WIFI标准设计初衷是适用短距离、相对静止状态下的室内高速无线通信。如果在低轨卫星和普通手机终端之间直接进行星地通信,受限于手机终端的接收灵敏度和立方体卫星的体积功耗,远远无法满足WIFI标准所支持的最低通信速率要求。另外,星地距离带来的长时延,低轨卫星高速运动带来的多普勒频偏和频繁切换,都是现有WIFI技术所无法支持的。因此,在不改变现有WIFI协议的条件下,该类体制技术不具备可行性。卫星与WIFI结合目前只能采用第二类技术体制,即卫星WIFI宽带通信系统。通过一套卫星通信终端和WIFI基站,形成服务区内的WIFI信号覆盖,支持覆盖区域内所有的手机、笔记本、台式机等具有标准WIFI接口终端的宽带接入,可实现网络电话、宽带上网、视频、数据传输等综合业务服务。 2国内外应用现状 在国外,卫星WIFI应用主要体现在高铁和民航飞机领域。欧洲于2007年率先在“欧洲之星”高速铁路上采用了卫星宽带接入互联网;日本的新干线于2009年通过卫星实现互联网无线接入;美国高速铁路起步较晚,但从2008年起美国列车的互联网接入均采用了卫星技术。卫星WIFI应用于民用航空领域主要有Gogo公司和卫讯公司(VIASAT)。Gogo公司是目前全球航空宽带连接市场最大的服务提供商,目前,该公司已经为全球超过2000架商用飞机和超过6000架公务飞机提供空中上网服务。Gogo公司合作伙伴包括12家大型航空公司,例如墨西哥航空、美国航空、加拿大航空、阿拉斯加航空、日本航空、联合航空、越南航空、维珍银河等航空公司。Gogo公司可提供2种服务模式:一站式解决方案和特定航线服务。其所采用的技术手段包括卫星、地面基站以及混合式方案。卫讯公司主要利用自己的Ka频段大容量宽带通信卫星给航空、海事等用户提供宽带连接服务,旗舰服务名为Yonder。卫讯公司的产品与服务支持全球各类飞机。在商用飞机方面,包括加拿大飞机与列车制造商庞巴迪公司生产的Global5000/XRS/6000等、波音公司的商用喷气式飞机;在政府飞机方面,包括C-130、KingAir300以及部分军用直升机。VMT-1500是其为商用喷气式飞机提供的典型终端,整套终端质量15.9kg,反射器天线口径30cm,已安装在500多架飞机上。对于国内市场,卫星WIFI应用仅仅在民航客机上做过链路试验。2014年7月23日,东航通过通信卫星实现了32Mbit/s的网络接入速率试验,能够满足机上200名乘客上网需求,实现网页浏览、话音聊天和空中购物,或满足40~50名乘客实现视频连线、在线视频播放。中国首个空中互联网产业联盟在2014年第十届珠海航展上成立,包括中国银联、新浪、京东、优酷土豆等企业,这意味着即使你在空中飞行,也可以随时购物、下单和支付。船舶宽带接入目前正在应用推广,而高铁宽带接入应用市场为空白。随着国家宽带战略的实施,我国卫星WIFI应用将迎来巨大的发展机遇。 3国内市场需求分析 高铁应用领域2013年,全国铁路累计发送旅客20.75亿人次,其中动车组运送旅客8亿人次,动车组的年旅客输送量以40%的速度增长,未来将超过铁路旅客发送量的50%。据调查,高铁人群以高话语权、高素质、高收入的“三高”人群为主,在高铁人群里,企事业单位和公司中高层管理人员所占比重高达33.5%,他们大都拥有良好的职业,在企业中有较高的话语权。高铁乘客出行目的调查结果显示,60%以上的乘客以公务/商务出差为目的,再加上乘客大多数是政府及企事业单位的中高层管理者,导致乘客经常需要在移动中处理公务,引发出上网等宽带通信需求。到2017年,中国的智能手机保有量将增长到7.01亿部,平板电脑的数量将突破4.2亿台,将极大地促进无线WIFI的应用需求。以中青年社会精英阶层为主体的高铁乘客,也是引领时尚的消费者,“处处寻WIFI”、“无处不WIFI”,对高铁移动WIFI有极强的需求。据调查,目前高铁列车上有近50%的旅客在旅程中使用智能手机和平板电脑进行各种活动以消磨时间,近75%的旅客有WIFI上网的消费需求。高铁商旅人群平均每月手机话费约300元,其中每月手机话费400元以上者占25%,这部分人群是通信服务的VIP客户,其通信消费能力强,消费积极,因此在高铁上提供高品质的网络接入和多媒体娱乐服务将会有很好的市场效果。据2014年度“中国卫星应用大会”相关报告预测,2015年底,全国铁路动车组列车开行数量将达到1500对。到2017年,全国高速铁路网列车数量将达到1940列,预计宽带需求58Gbit/s。如果采用传统地面移动网络解决,则面临列车高速移动带来的多普勒频移等技术问题以及铁路沿线高密度布基站等工程实施代价问题,卫星WIFI宽带通信系统将成为解决这些问题的有效途径。根据国内目前高速铁路的消费能力来看,以低收费的方式导入市场,卫星宽带WIFI服务仍是极具客户吸引力的。以我国高铁的运量来看,其流量收入及相关潜在的市场价值不可估量。“一带一路”海洋应用2013年9月,提出“一带一路”战略构想,旨在建立发源于我国,贯通中亚、东南亚、南亚、西亚乃至欧洲部分区域,东牵亚太经济圈,西系欧洲经济圈。为响应该战略,2014年我国投入运营的中星-11卫星的海洋波束正式为“海上丝绸之路经济带”服务,旨在为我国船舶及海上设施提供卫星通信服务,建立海上信息高速公路,为涉海行业提供信息化服务,我国大部分远洋船舶均可享受到通信卫星系统带来的福利。另外,我国即将开始研制的新一代大容量通信卫星—东方红-5首发星的应用也将在我国“一带一路”战略中有所作为,这些都为宽带WIFI卫星通信系统应用并服务于“一带一路”海上信息保障提供了条件。该领域市场主要是大中型渔政、海监、渔船和远洋运输船舶。目前,这类船舶所使用的通信设备主要有短波、超短波、“北斗”、海事以及甚小口径终端(VSAT)等,开展的业务主要包括话音通信、“北斗”定位和短信,以及窄带数据传输等传统业务。随着国家“海上丝绸之路”战略逐步推进,互联互通需求迫切,海上电子商务、移动互联网、船舶物联网信息回传等应用将越来越普及,必将促使各类航运船舶安装卫星WIFI系统。应用海上卫星宽带WIFI系统,可以方便在船上开展远程监控、视频会议、远程维修、远程医疗等工作,同时还可以使用IP电话、接入互联网,船员可免费与家人、朋友通电话并在网上冲浪;安装在船舶上的主机监控系统,可以实时获取船舶数据,通过卫星传输,坐在陆地办公室的人员可直接获取主机数据、油耗数据、设备健康信息等,经数据分析得出可靠的船舶运营决策,提高运营效率和效益;海上随时可能出现各类事故,系统可将船上的实时画面传输至陆地,第一时间形成海路一体联动机制,妥善处理各类突发事件;长时间从事远海枯燥乏味的工作,使员工工作激情下降,通过卫星WIFI接入互联网可使所有船员享受网上冲浪,提高工作效率。民航应用领域我国幅员辽阔,不同地区的经济社会发展程度不同,使用民航需求的地区也存在明显差异,航空运输是满足人们快速旅行和高速物流的需求。现有高频和甚高频通信系统在民用航空导航、交通空管、飞行运控等航空飞行运管信息传输方面远远不能满足需求。另外,随着移动互联网和个人智能通信的广泛普及使用,客舱宽带通信也是潜在的应用领域。而卫星通信与WIFI等其他技术和系统结合,可以为航空公司提供非常丰富的航空信息服务。2015年,我国民航客运量4.5亿人次,预计2020年达到7亿人次。据民航局统计结果表明,民航客运乘客包括商务、旅游和探亲等类型,其中,中高端商务人士占到50%以上,这些乘客对于旅途中互联网接入业务具有强烈需求。卫星WIFI宽带通信的速率可达数十兆比特每秒,能为航空运管提供话音和宽带数据通信业务,也可为客舱旅客提供互联网和实时电视等服务。2012年7月,国务院了《国务院关于促进民航业发展的若干意见》;2013年5月,工业和信息化部了《国家民用航空工业中长期发展规划(2013-2020)》,民航局了《航空公司运行控制卫星通信实施方案》,这些政策规划的实施都将加快推动卫星通信在航空领域的应用。对于通用航空市场,据民航局预测,预计未来5~10年,我国需要各类通用航空飞机10000~12000架,通用航空飞机数量的年均增长率将达到30%,通用航空将带动万亿市场规模。随着我国经济飞速发展,公务飞行、商用飞行、空中游览、私人飞机等正受到越来越多人的青睐。卫星WIFI宽带系统在通用航空领域也将迎来发展机遇。 4结论 卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、不受环境影响等优势,已经成为地面通信网络的延伸和补充,尤其是应急通信场合和地面网络不易覆盖的区域,卫星通信成为了唯一有效通信手段。相比传统的甚小孔径终端卫星通信,卫星WIFI可以有效降低用户成本和系统维护成本,提升卫星带宽利用率,将成为卫星通信应用市场的新动力。随着Ka频段大容量宽带卫星的发展应用,卫星转发器资费将不断下降,基于卫星WIFI的宽带接入应用将会迎来更广阔的应用前景。 作者:吕强 周志成 李峰 曹桂兴 张杨 单位:中国空间技术研究院通信卫星事业部 卫星通信论文:非线性抗干扰技术在卫星通信的应用 随着我国通信事业的不断发展,新型通信领域技术发展成为了我国通信技术研究的主要内容。在当前的通信技术研究中,卫星通信及相关技术的研究成为了技术研究的主要内容。但在卫星通信实际的应用中发现,受到地面信号以及卫星信号的交叉影响,卫星通信信号受到的干扰问题,其数量与类型变得极为复杂。在这种情况下,如何更好地利用卡干扰技术,提高卫星通信信号的安全稳定就成为了技术研究的主要内容。在研究中发现,非线性抗干扰技术的应用在卫星通信技术应用中发挥着重要作用。这一抗干扰技术的应用对于卫星通信的整体发展提供了有效的支持。因此,结合非线性抗干扰技术的主要技术特点与优势,开展了技术应用研究,为卫星通信应用质量的研究提供有力帮助。 1非线性抗干扰技术分析 在实际的非线性抗干扰技术研究中,首先研究了非线性抗干扰技术的主要概念与技术特点。这一研究包括了以下内容。 1.1非线性抗干扰技术概念分析 在卫星通信抗干扰实际过程中,非线性技术的应用是一项新兴的抗干扰技术。在实际的通信应用这一技术主要是利用非线性函数原理,对接收到的卫星通信信号开展分析、处理,在信息数据中提取出有效的通信信号以及干扰信号数据特征,并将其加入到抗干扰数据分析中,为卫星信号接收抗干扰提供数据参考支持,实现抗干扰工作的完成。 1.2非线性抗干扰技术主要特点分析 在实践的技术应用中,将非线性技术与线性信号处理技术进行了技术比较研究。在研究中发现,非线性技术在实际应用中具有以下特点。 1.2.1非线性技术应用更广泛 随着电子类产品与各种新型通信技术发展,在实践研究中发现,卫星通信信号的干扰性信号正在不断地增加与变化中。对于这种复杂性情况的出现,非线性技术在应用中比线性技术处理的信号类型更加广泛的特点。特别是对于非平稳信号等特殊的信号类型,非线性技术都可以进行有效处理。这就使得其在实践应用中,对于复杂的干扰信号处理,更加具有优势性也更加实用。 1.2.2非线性技术在信号宽带处理中更有优势 在实践中发现,非线性技术在实践中可以处理的信号带宽更宽。这就使得这一技术在抗干扰实际过程中,可以建立其更多的干扰信号模型,保证抗干扰工作的效率与质量。特别是随着卫星通信间内部信号干扰情况的增加,非线性技术的应用为特殊性干扰信号模型的建立提供了保障。 1.2.3具有线性技术的共同优势 在实际应用中发现,非线性技术不仅具有其特有的优势,还包括线性技术的技术优势。尤其是在信号数据筛选与分析过程中,2种技术的优势都得到了体现与保证,这就使其更加具有实用性的特点。 1.3当前非线性技术在卫星通信中的应用探析 正是因为非线性技术在信号抗干扰因应用中据有以上的特点,所以在实际的应用中,特别是卫星通信抗干扰应用中这一技术已经成为了较为常用的技术内容。尤其是随着卫星通信信号干扰类型以及干扰信号带宽的增加,通信干扰信号模型的复杂性也在不断地增加。在这种情况下,必须针对这些实际技术问题,开展的卫星通信非线性抗干扰技术实践研究就既可以提高卫星通信的整体质量与效率;同时,为通信技术整体发展提供了支持,时实用的技术研究工作。 2当前非线性技术发展探析 在非线性技术实践应用研究中,对其技术应用与发展进行了实践性研究工作。在研究过程中发现,在当前卫星通信抗干扰实践中,其主要的实践技术包括了以下3类。 2.1高阶谱分析技术在实践中的应用 在卫星通信非线性抗干扰技术的应用中,高阶谱分析技术的应用具有十分重要的实用性。在实际应用中这一技术主要用于处理和分析非线性、非高斯信号的过程。在抗干扰过程中,这一技术主要具有以下的特点。首先,可以在抗干扰过程中,高阶谱技术能够有效的抑制高斯噪声,起到特殊的抗干扰作用。其次,在技术应用中,这一技术具有高分辨率的特点;同时,可以获取到信号数据的相位信息、能量、相关非线性参数等各类实用性数据,为抗干扰提供数据支持。最后,在抗干扰过程中,这一技术可以很好按照相关处理要求,其他抗干扰技术开展结合式的工作,同时提取出通信信号中更为复杂的特点信息。正因为这一技术具有以上的特点,使其在有更高的应用发展潜力。 2.2自适应滤波与均衡技术在抗干扰数据分析中的应用 在卫星通信抗干扰技术应用中,以非线性函数为技术支持,发展出的对接收信号变换技术,对于抗干扰技术发展具有极大的实际意义。在这类技术的发展中,自适应滤波与均衡技术使其最为重要的技术代表。在实际的应用中,这项技术的主要应用如下。技术人员对通信信号进行变换处理,继而在通信信号中筛选出一定数量的正常信号或干扰信号数据。在这一过程中,筛选出的信号数据更加的精准与细化,提高数据信息自身的自适应滤波以及均衡性能,使信号抗干扰恢复工作效率与质量得到更好的提升。 2.3非线性优化算法对卫星通信抗干扰的作用 在卫星信号抗干扰技术应用过程中,非线性信号处理技术具有较为明显的优势性作用。但是在技术实践中发现,在信号数据的计算过程中,大部分技术过程中依然采用的是解析近似或者数值计算的方法完成。使用这些计算处理方式完成的非线性计算,很容易在计算过程中出现局部极值以及巨大的计算量的问题,继而造成数据计算错误或难以进行的情况出现。正因如此,在非线性数据处理研究中,如何更好的结合非线性数学计算方法,对抗干扰数据计算进行优化处理,就成为了当前技术研究的主要内容。在实际研究中技术研究者发现,在数学领域非线性计算方法主要包括了蒙特卡洛抽样、贡献因子等内容。在实际的非线性计算方法优化中,这些计算方法的使用很好的降低了非线性技术应用的复杂度;同时,为这一技术的发展提供了技术性的支持。 3国内外技术实践应用现状分析 在卫星通信过程非线性抗干扰技术应用实践研究中,分别针对国内外技术应用实践进行了调研工作。首先在国际技术实践应用中,卫星通信信号非线性抗干扰技术应用较早。如在美国戈达德航天中心的研究中,很早就针对非线性和非平稳信号的抗干扰问题进行了专项的设计研究工作,并以此为目的提出了HHT变换技术研究理论。随着美国等国家在航天、卫星通信等技术的不断发展,以及其对通行安全要求的增加,非线性抗干扰技术已经得到了极大的发展,甚至部分技术成果已经投入民用领域。在我国的技术研究中,虽然非线性抗干扰技术起步较晚,但是在实际应用领域已经得到了实践研究成果。如在北斗导航系统的卫星通信中,上非线性抗干扰技术就得到了良好的实践应用。这种应用的出现,表明了我国卫星通信中非线性抗干扰技术已经实现了从研究到实践应用的过程。 4结语 在卫星通信技术研究中,通信信号抗干扰技术研究占据着重要位置。在技术实践过程中,非线性抗干扰技术的实际应用发挥着重要作用。特别是针对当前卫星通信信号传输中遇到的干扰信号复杂、带宽较宽、干扰性大等问题,非线性抗干扰技术的应用具有极大技术优势,是卫星通信技术研究的主要内容。 作者:程超 单位:南京盛汇人力资源有限公司 卫星通信论文:自适应跳频在卫星通信抗干扰的应用 1多频时分多址技术 在卫星通信系统中,多频时分多址的帧结构中,会存在很多载波信道,这些载波会根据一定的规律被分成若干个时间帧,而每个时间帧还会被划分成一些时隙来实现卫星的正常通信。在这个过程中,每个载波进行通信的速率是各不相同的,通过这样的设计,能够让用户与业务在接入的过程中更加灵活,满足当前的实际需求,也在很大程度上提升了卫星信道的利用率。多频时分多址技术的另一个特点,是具备一个非常标准的时间基准,该指标在全网范围内都是统一的[1]。卫星在进行通信过程中,不可避免地会涉及到一系列的控制,如功率、频率以及定时等,这时,网内终端便会根据需求进行时隙跳变,从与之相对应的载波上实现突发通信的接收,而其他时间则固守“岗位”。因此,根据上述特点,多频时分多址技术能够很容易地与跳频技术相结合,从而实现卫星通信的抗干扰目的。 2自适应跳频技术 在现阶段的卫星通信系统中,比较常见的抗干扰方法主要是链路干扰,具体分为上行与下行2种;而以信号特点为基础则可以分为宽带、部分频带、多频连续波以及频率跟踪4种[2]。对以上干扰来说,自适应跳频技术都有比较良好的控制效果,能够有效地对干扰信号进行抑制与削弱。相比于常规跳频,自适应跳频增加了干扰检测装置,安装在系统的接收端,能够实现对信道质量的实时准确的评估,还可以通过自适应的方式,来实现干扰躲避。将自适应跳频技术应用到多频时分多址卫星通信系统中的过程中,一般要通过相应的检测技术,对信道的上行与下行链路进行质量评估,从而实现对干扰的有效识别,与此同时,自动选取最佳的躲避技术来降低干扰[3]。从多频时分多址的技术特点出发,可以通过定时基准来实现相应跳频图案的生成,并以此为基础,运用与之相对应的干扰检测技术,以实现对干扰频点的有效躲避。在进行跳频通信时,多频时分多址系统中所拥有的空间时隙会根据一定规律对空间站进行哑数据突发的实时发送,从而对系统中的帧结构与关键帧实现更有效的保护。 3卫星通信过程中干扰检测 想要实现自适应跳频,首先需要运用相应技术,对受干扰信道中干扰因素进行准确实时的估计,当前运用比较普遍的估计方法主要有FFT功率检测、信噪比判别以及误码特性等3种[4]。自适应跳频在通信过程中,其所运用的接收机可以对有效的频点利用以及定时等信息进行精确提取,因此,运用估计速度较快、估计结果较准确的FFT功率检测更合适。在特殊情况下,也可以运用另外2种方法对其进行辅助检测,以实现对不可用频点的有效识别。以自适应跳频卫星通信的主要特点为基础,在进行跳频通信时,干扰检测设备会对频带范围内所接收到的所有信噪比与功率进行分析与估计,进而得出与系统内各个频点相适应的干扰检测门限。设备在对数据进行接收的过程中,还会通过FFT对跳频带宽中不符合信号频点的所有功率进行快速准确的分析,从而实现对受干扰频点的确定。如果跳频的带宽相对较宽,或相应接收机没有足够的信息处理能力,也可以运用另一种方法进行受干扰频点的确定,即逐频带分析方法。需要注意的是,多频时分多址自适应跳频卫星通信系统在运行过程中,一般其解调器的配置不止一个,其原因在于这种配置方法可以实现大站与小站之间的有效组网,还能够在其接收能力内进行有效扩展[5]。在这个过程中,还能够实现对多载波中绝大多数突发数据的解调,利用自适应跳频技术进行通信时,能够通过多解调器系统中的其他解调器来实现对干扰的检测。 4自适应跳频对干扰的躲避 4.1自适应跳频干扰躲避方式 在自适应跳频中,想要实现干扰的自适应躲避,需要通过2种方式:(1)集中控制。这种控制方式主要指的是在干扰检测站中,装置干扰检测的相关设备,以此实时检测对应信道的状态,还可以将被干扰的频点下发,下发过程一般在控制或广播突发中[6]。如果入网终端对干扰频点的相关信息完成了接收,那么便可以在跳频频率中,对被干扰频点进行同步屏蔽,通过这种方式,能够在很大程度上提升干扰躲避效果。这种方式的特点在于,在干扰躲避过程中,不需要业务站的参与也能够对受干扰频点实现准确检测,另外,整个系统只需要一台抗干扰检测设备,在很大程度上节省成本的同时,运用能力更强的设备。(2)分布控制。这种方式主要指的是根据业务站的数量,将干扰检测设备划分成若干份,并将其有序分配到相应的业务站中,在其下行链路上进行干扰频点的检测。通过这种方式,业务站在对突发进行接收的过程中,还能够对下一个突发进行检测,主要是检测其发送与接收频点上的干扰信号,并以此为依据,对干扰进行躲避。该方法的实时性相对较强,如果干扰信号发生变化,该方法能够快速做出相关反应。 4.22种躲避方式的不足 以上2种方式主要适用于卫星通信过程中上行链路存在干扰的情况,但针对下行链路干扰的效果欠佳。运用集中控制方式进行检测,不能囊括其他区域业务站中存在于下行链路的主要干扰频点,另外,如果主站中的下行链路受到干扰,其他业务站也不能实现对被干扰频点的使用。运用分布式控制方式进行检测,可能会导致双方在通信过程中,对干扰的检测结果出现偏差,从而造成系统在躲避干扰的过程中出现丢帧现象。 4.3解决方法 为了解决上述不足,可以以分布式干扰检测为依托,提出一种与自适应跳频多频时分多址相适应的技术,实现对干扰的有效检测与躲避。在干扰技术中,对于网内的业务站,主要运用的是干扰检测设备与非主调节器进行相关检测,对其信道受干扰情况进行有效分析[7]。其可以在保留分布控制方式优势的同时,将准确的检测结果运用申请突发的方式,向主站进行发送,在主站收到突发以后,会运用与之相适应的方法对上行与下行干扰进行识别。如果识别出来的是上行干扰,则将被干扰频点进行下发处理,前提是要将其放在控制突发中,与此同时,整个网络终端都会在同一时间对被干扰频点进行评比;如果识别出来的是下行干扰,系统会对每一个相关站中受到干扰的频点进行记录,在进行信道资源分配的过程中,对每时隙的频点进行准确计算,之后以目的站中显示出来的被干扰频点进行时隙的调整与分配,从而实现对干扰的躲避。通过这种方式进行调整以后,能够对全网中的干扰进行全面系统的检测,并掌握干扰的分布状态,不仅具有较强的实时性,而且不会对其他区域中的业务站产生负面影响。 5结语 综上所述,本文以多频时分多址系统为基础,提出了具有更强抗干扰能力的自适应跳频技术。该技术以分布式干扰检测为依托,可以对整个网络中的干扰分布状态进行有效的综合分析,与此同时,还可以对卫星信道中上行与下行链路的相关干扰进行高质量躲避,并提升其频谱的干扰利用率,在很大程度上降低干扰对通信系统的负面影响,是当前非常好的一种卫星通信抗干扰技术。 作者:孟祥辉 单位:国家新闻出版广电总局无线局五四二台
农业信息技术论文:浅析加强农业信息技术培训 促进农业现代化的发展 论文关键词:加强农业信息 技术培训 农业现代化 农广校键 论文摘要:加快农业现代化的步伐,要特别重视大力发展农业信息技术培训,努力为农业生产一线培养高素质的劳动者,加快农业科技成果向现实生产力的转化,增加农民收入,发挥更加积极的作用。宝应农广校成为主要的农业科技培训阵地。“十二五”期间让农村教育培训体系发挥更大的作用。 农业现代化要求运用具有高科技含量的现代农业技术和设备武装农业生产的各个方面。农业信息技术作为软支撑部分,通过收集、加工、传递应用各类信息,使硬支撑部分的潜力充分发挥。农业信息化将使农业生产、加工、销售等方面的农业产业经营者更快得到新的知识,加速科学技术的应用速度,促进农业实用科学技术的全面推广和普及。农业信息化通过网络进行远程技术培训和教育,促进农民文化素质的提高和科技意识的增强,从而加快农业现代化步伐,促进农业现代化的持续、稳定、健康发展[1]。 一、农业信息技术在实现农业现代化中的作用 1.农业信息技术加速了传统农业改造和农业现代化管理 农业是以土地为基本生产资料,中国土地辽阔,自然条件复杂,气象和生物性灾害频繁,农户规模小而且分散,再加上几千年传统的生产方式,因而呈现出生产的分散性,很低的可控性和稳定性。而先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服传统农业生产的分散化和小型化的行业弱势。将农业信息技术与航空航天遥感技术(rs)、农业地理信息系统技术 (agis)以及全球定位系统(gps)等相结合,大大加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测和预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学、有效的宏观管理。 2.农业信息技术促进了农业产业化和现代化 落后的生产管理水平和小农意识经营管理水平,是农民增收的重要障碍。随着农业信息系统(gis)的建立、农业信息化的发展,农业信息网站及时准确地向农民提供政策信息、技术信息、价格信息、生产信息、库存信息以及气象信息,提供中长期的市场预测分析,指导帮助农民按照市场需求安排生产和经营。建立农产品和农业服务贸易的快速交易通道,农民在网上洽谈,交易在网上实现,降低了农产品的销售成本。在网上获得农业生产订单,减少了农业生产的盲目性。利用计算机网络技术,农业生产者可以与不同产业结盟,共同经营,共同管理,共同打造品牌,稳定市场占有量,并不断拓展新的市场。由此可见农业实现了信息化,就可以大大提高农业生产效率和管理水平。因此,可以说农业信息技术对整个农业生产、农业经济、农业科研、农业教育以及农村发展和农村文化生活产生了无法估量的积极影响,成为现代农业的主导技术之一,推动了农业产业化和现代化[2]。 二、农业信息技术培训是实现农业现代化的必要途径 1.加强信息技术培训的重要性 “十二五”农业发展方向就是建设农业现代化,就宝应县来讲,农业现代化最大的“靠山”是科技信息,但农民科技文化素质的低,成为制约农业现代化发展的主要因素。要改变这一现状,出路只有一条,必须加快现代农业技术的推广,加强农业技术推广人员及农业生产者在计算机操作、网络知识、农业信息采集上传技术和农业专家系统应用技术等高新技术培训,让更多农民掌握现代农业科技技术,提高农民科技文化素质,大幅度提高农民接受新技术的能力。农民科技文化素质的高低,决定着对先进农业技术及工具的采用,决定着对农产品市场信息的捕捉、分析与判断。农民不仅是农业的主体,更是农民增收的主体,只有培养出觉悟高、懂技术、善经营、能创业的现代职业农民,才能使农业持续增效、农民持续稳定增收。 2.农广校是农民信息技术培训的重要阵地 宝应县农广校在农业科技教育培训,提高农民科技文化素质发挥了十分重要的作用,已成为现代农业科技示范推广的一个重要渠道。2005年宝应县农广校实施了农业信息技能培训工程项目。累计培训学员3500人,培训对象从对农民的培训向农村干部、农村加工、流通、生产经营等龙头企业和乡镇企业的领导、技术人员和从业人员延伸。宝应县农广校在科技教育培训工作中作出了有益的尝试,取得较好的培训效果。通过问卷调查300份,回收有效问卷276份,涉及14个乡镇。从调查的学员分析看,90%以上的学员都掌握了农业信息技术,80%的学员,特别是村干部学员能用所学的农业信息技术和生产技能发家致富,成为广大农民群众致富的领头雁,一大批学员成为当地发家致富的典型户。学员祁国银入学前种粮为主,零星张了5亩田藕,由于缺乏市场信息观念,藕难卖。通过两年培训学习后,运用现代农业技术和网络信息,发展了200亩藕田,而且带领全村发展荷藕产业,兴办了荷藕加工厂,系列藕制品出口国外。带动全村经济大幅上升。学员陆书咏,经营大棚蔬菜种植已经有很多年,通过培训后种植面积达150亩。一家日本公司为辣蓼的生产在网上寻找合作伙伴,陆书咏在网上看到这信息,立即和对方取得联系,经过多方的交流,双方就合作事宜达成了共识。目前,日方对宝应进行现场调研后,决定与陆书咏就辣蓼项目进行长期的合作,项目一期投资200万元,实施规模达300亩。像这样学以致用、致富的学员还很多。 3.农业信息技术教育培训的新路子 在终身教育已成必然趋势的新世纪,随着农业信息化的进一步发展,农民对教育培训的需求必然是多层次的。农业科技教育培训工作要适应农民的广泛需求,农广校要积极创造条件,拓展农民和农村基层干部的科技培训,实现各层次教育的连贯和沟通。采用更多为广大农民乐意接受,为广大农村干部和科技人员所欢迎的形式和载体。大力发展远程教育,利用网络教学,增强培训手段。如农广校借助网络等高科技手段开展远程教育培训就是借科技之力传播科技之业的好形式,使农业科技教育培训工作更加富有成效,加快农业科技成果的转化,为农业增效、农民增收提供更为直接有效的服务,推进农业现代化的全面发展。 农业信息技术论文:利用先进信息技术开展现代农业信息服务 摘 要:飞速发展的信息技术和十分紧迫的农业信息服务,要求我们更加努力地学习和掌握信息新技术,创建农业信息服务新模式。建立以网络新媒体为基础的农业信息网站、农业信息短信、农业手机报、农业电子信箱、农业呼叫中心、农业电子显示屏、农业电子触摸屏、农业电视节目专栏、农业网络视频、农业信息专用接收机等多种农业信息服务新模式,有利于做好现代农业的信息服务工作,更好的为政府农业部门、农业企业以及农民(包括城镇居民)提供信息服务。 关键词:现代农业;网络新媒体;信息服务。 2010年8月,在中共湖南省委工作会议上,省委书记强调,要以新型工业化、新型城镇化、农业现代化、信息化为基本途径,努力实现优化发展、创新发展、绿色发展、人本发展,率先建成资源节约型、环境友好型社会,把我省农业现代化和信息化提高到一个新的高度。信息化是实现其它三化的基础,也是建设“两型”的保证。2010年,国家工信部正式将我省长株潭确定为首批开展“三网融合”试点单位,这必将催生一个新的ict(信息、通讯、技术)产业。2005年,国家农业部开始在全国建设以12316为主要载体的“三电合一”平台,这必将促使我省农业综合信息服务跃上一个新台阶。飞速发展的信息技术和十分紧迫的农业信息服务,要求我们更加努力地学习新技术、创新服务新模式,积极做好现代农业的信息服务工作。 1 湖南农业信息服务的现状。 1.1 湖南农业信息网络体系逐步形成。 从1998年起,湖南省农业厅在互联网上正式建立了自己的公开网站“湖南农业信息网” )及28个专业网站。全省14个市州农业局,100多个县(市、区)农业局自行或与本级政府配合建立了农业信息服务网站。长沙马王堆、岳阳花板桥、常德甘露寺等20多家大中型农产品批发市场通过网站当地批发市场的农产品价格、农产品供求信息等内容。 2005年,农业部在全国开展“三电合一”农业综合信息服务平台建设,到2009年底,湖南已有株洲等3个市、浏阳市等18个县(市、区)建立了“三电合一”服务平台。 2006年,湖南省农业厅与湖南移动签订了农业信息服务的战略协议,2007年开始开发以“农信通”为载体的农业短信服务。 1.2 湖南农业电子政务服务体系逐步发展。 2000年5月,省委省政府两办发出《关于在全省进一步推行政务公开的实施意见》,相继成立了“湖南省农业厅政务公开领导小组”,要求凡能公开办理的事情都要通过“湖南农业信息网”公开。 2008年,省农业厅开发建成了农业电子政务行政审批系统,40个行政审批项目都可以在网上申请、审核和审批。行政许可办理流程和相关结果在政府门户网站(外网)上公开和,行政审批人员在内网上进行审批,并有相应的监督程序对每一步办事过程进行跟踪。 2009年,湖南省农业厅电子政务内网开通并投入应用。内网沟通了农业厅与省委省政府的办公系统,实现了会议通知、文件收发和内部信息交互等功能。 1.3 湖南农产品网上促销体系逐步成长湖南农业信息网的“网上展厅”是推介我省农业龙头企业和优质农产品的专栏。在前五届全国农产品交易会上,我省累计有1000多家企业参与展示和营销。“一站通”是全国农业企业注册的农产品购销信息服务平台,到2009年底,我省有1400多家注册用户。 特色农产品网上营销是农业电子商务的发展雏形。 从2000年以来,我省特色农产品网上营销逐步壮大,浏阳的花卉、石门的柑橘、隆回的金银花等都通过网上营销走红国内外市场。 2 利用信息化技术开创农业信息服务新模式。 近几年,信息技术和信息服务技术飞速发展,ipv6、云计算、数字地球、物联网和框计算等也先后走入实际应用,利用互联网、电话、电视等网络新媒体开展农业信息服务的技术和模式多种多样。这里将目前综合应用较多的几种农业信息服务技术和模式简介如下。 2.1 农业信息网站。 网站用于农业信息服务是目前最多的一种形式。据农业部统计,到2009年10月,全国农业网站达到31108个,农村网民达到9565万人,有24.3%的农民是通过互联网获取农业信息。我省涉农网站也达到了500多个。 农业网站内容主要包括政府公开信息与农业新闻、农业市场信息与农业科技信息、政府网上办事、农业电子商务和网上互动。网站运营模式既有经营性网站,也有非经营性网站。营利性网站的赢利模式主要有:在线广告、电子商务佣金、会员收费、电信运营增值服务等。 2.2 农业信息短信。 短信因其方便快捷而得到了迅速的普及和发展。据湖南省信息协会编辑的《2009年湖南信息年鉴》,我省移动电话用户从2004年的1036万增加到2008年的2260万。据中国移动湖南省分公司统计,我省拥有移动手机的农村用户有1000多万。从2003年以来,我省不少县、市农业部门逐步利用农业短信开展信息服务。省农业信息中心从2006年开始与湖南移动公司签订了战略协议,利用农信通开展农业短信服务。农业信息短信服务的内容包括当前农作物(动物)生产(长)所急需的技术、农产品批发市场(特色市场、产地市场)价格和农产品供求信息等。手机用户可通过短信免费接收公益类信息和有偿订阅生产技术及市场行情类服务信息。 2.3 农业手机报。 农业手机报是农业短信的扩展和升级。由于每条短信的字数有限(中文不能超过70个字),对于字数较多的农业信息不能一次发送,只能分拆成多条。同时,短信不能发送图片,不利于用户直观理解信息。农业手机报内容丰富、图文并茂,特别适用于从事农产品生产、加工、流通、经营的高端用户。 2.4 农业电子信箱。 电子信箱有两类,一类是以互联网为载体,内容为文字表述的信息,是目前广泛应用的电子信箱;另一类是以电信线路为载体,内容为语音表述的信息,也被称为语音信箱。浙江省农业厅利用前一种方式开展农业信息服务,内容包括农产品种养加技术、农产品市场价格和供求信息等,注册用户达到了150多万个。后一种方式有其特点,如信息量较大、用户不需掌握汉字输入法等。目前在农业领域应用较少,有待进一步开发。 2.5 农业呼叫中心。 农业呼叫中心是农业部“三电合一”项目中的一个主要工具。呼叫中心依靠客服坐席(包括接线人员和配套专家队伍)、农业技术数据库和自动应答系统,开展技术咨询与信息服务。从我省已建成的县、市级农业呼叫中心来看,总的效果还可以,但发展后劲不足。通过对辽宁省“12316三农热线”(农业呼叫中心)的考察,在进一步改革信息来源、及时更新贴近当前生产实际数据库、实行市场化运作的条件下,三农热线受到了农民的热烈欢迎,上线半年就接受了130多万人次的电话咨询。 2.6 农业电子显示屏。 电子显示屏适用于流动人员多、场地宽敞的公众场所,如农产品批发市场、农村集市、展示大厅等。电子显示屏建造简单、信息更新便捷、公众观看方便,是群众喜闻乐见的一种形式,是传统宣传栏、信息墙的替代工具。 在农业信息服务过程中,非常适合于农贸市场、农村集市等人员多而计算机网络还不够普及的地方。 2.7 农业电子触摸屏。 电子触摸屏主要用于政务大厅、政务中心等公众办事场所。信息管理人员及时将信息更新,查询人通过手指触碰相关条目,逐层查找,就很容易找到自己所需要的信息内容。农业电子触摸屏目前应用还不多,主要用在省市县级农业部门政务办事大厅,但其方便、快捷、自助的操作方式非常适合于开展农业信息服务。 2.8 农业电视节目专栏。 农业电视专栏应用时间较长,[天下论文]从中央到地方电视台都有相应的窗口,在计算机网络和电话尚不普及的时代,是农民接收外界信息最主要的方式之一,但因为互动性能不够,电视节目缺少广告支持等原因,财力有限的电视台播放的农业类节目较少。数字电视节目播出后,虽然增加了节目互动能力,但相对于艺术、财经、影视类等栏目,农业电视栏目及播出时间仍然非常少。随着计算机网络的普及、电路带宽的增加和网站质量的提升,电视专栏在农业信息服务中的地位可能会下降。 2.9 农业网络视频。 最近几年,网络视频发展迅速,农业信息服务应用网络视频技术必将获得极大的发展。在计算机普及率提高、网络带宽增加的大环境下,农业部门、大专院校、科研机构、民间团体提供的免费类农业专业视频快速增加,农业生产者能够及时、主动的搜索所需要的视频信息和技术。这种融网络技术和视频技术于一体的农业信息服务模式,集中了方便、快捷、主动和直观等诸多优点,是今后开展农业信息服务的重要发展方向。 2.10 农业信息专用接收机。 专用信息接收机已出现多年,不少信息类技术服务公司和电信运营商都提供了产品,为用于农业信息服务,还开发了相应的接收芯片,集成了农业技术数据。国家农业信息化工程技术研究中心研制的“农务通系列产品ahpc/apda”集成了多种农业专家系统、农业实用技术咨询系统和信息查询系统,可在生产现场方便快捷地为用户提供农业实用技术、新品种信息、价格行情和病虫害诊断等服务。 3 利用信息技术积极开展现代农业信息服务。 利用信息服务新技术和新模式,努力开展面向政府、企业和公众的农业综合信息服务,是提高政府部门工作效率、增加农业生产效益和促进农民增收的一种重要途径,是建设我省农业现代化的重要推手。 3.1 做好面向政府农业部门的信息服务。 农业信息化,政府要先行,政府信息化的目的就是要利用信息技术来提高办事效率和服务水平。 一是农业政务管理信息化。农业部门管理业务类型多、服务环节链条长、机构人员数量大,在日常工作中,公文制作、文件传输、会议通知、资料统计等都需要办公系统的支持;二是农业政务信息公开。农业部门所具有的政务管理职能和社会服务职能,都要根据《中华人民共和国信息公开条例》对外公布,行政许可、办事流程、农产品质量安全、农资打假等都需要对外公开;三是农业视频会议。为了节省会议成本,提高办事效率,需要建立农业部门省市县三级视频会议系统;四是农业数字化指挥调度。为及时了解农作物生长状况、农业抗灾防灾和救灾、农业生产应急指挥,需要建立反应灵敏、现场清晰、数据可靠的数字化指挥系统;五是农业生产预警。能及时收集农产品生产、加工、流通各环节,国际国内各市场的信息,建立相应的数学模型,开展农业生产预警。 3.2 做好面向农业企业的信息服务。 农业是传统产业,利用信息技术装备和改造传统产业,是农业信息化的重要内容,也是促进传统农业向现代农业转变的必由之路。做好面向农业企业的信息服务,重点要抓好以下工作: 一是对农业企业的信息化提升。农业企业在开展生产、加工和产品销售各环节中,要利用现代信息技术改进传统工艺,开展信息化管理,开辟互联网销售市场和逐步建立农产品电子商务平台;二是农业标准化生产。 传统农业的特点是小而散,产品没有统一规格和标准,难以组织规模化生产和营销。利用信息化管理技术实现对农产品生产环境监测、农业投入品经销、农产品生产技术实施和农产品加工过程监控,在统一环境要求、统一生产技术、统一投入品质量和统一加工流程的基础上,实现农产品的标准化生产,进而实现农产品溯源。 3.3 做好面向农民和城镇居民的信息服务。 农民和城镇居民既是农产品的生产者,也是农产品的消费者,在现代信息技术高速发展、现代物流一日千里的时代,农业信息服务显得日益重要。 一是利用信息技术开展农业生产技术服务。传统农业推广技术在新技术推广、新品种推介等方面显得效率低,一方面使很多科研院所的成果难于形成生产力,另一方面又使需要新技术的农民难于及时获得新技术。特别在市场经济条件下,大批农村青壮年劳动力进城务工,农村的主要劳动力缺少农业生产技能,不熟悉农业投入品的使用要求,不熟悉农产品各生产环节的生理需求和防病治虫的技术要求,迫切需要农业技术人员的及时指导,而利用信息技术开展农业技术服务将产生事半功倍的效果。二是利用信息技术提供农产品市场行情服务。提高农业生产效益、增加农民收入的有效途径之一就是让农产品进入更加广阔的市场。中国的农产品市场很大,世界的农产品市场更大,但传统农业的产品销售渠道单一、辐射范围小、流通半径短,好的产品不能卖出好价。利用信息化技术手段,可开辟更大的市场,可了解最新的国内外行情,有利于实现农业增效、农民增收。对于城市居民来说,掌握或了解农产品市场行情,对安排自己的日常生活、提高生活质量都十分有益。三是利用信息技术开展农业生产预警。农业生产既有自然风险也有市场风险,要避免这两种风险,信息化技术可发挥重大作用。目前我国的气象预报,包括卫星云图、地理遥感、数值预报模型、短中长期气象预报和农作物气象估产都达到了一定规模和水平,在农业防灾救灾方面发挥了重大作用。从中央到地方各级政府部门的农情数据采集系统和涉及国内数百家大中型农产品批发市场行情的信息采集系统,还包括国外主要农产品市场行情、海关农产品进出口数据,使农业生产者对当前农产品播种面积、农作物生长状况有一个基本了解,对农产品期货市场、现货市场和零售市场有一个基本预期,从而避免农产品种植(养殖)规模和农产品价格的大起大落,为保障我国粮食安全服务。 农业信息技术论文:农业信息技术研究性教学思考 [摘要] 本文探索了“农业信息技术”课程研究性教学的实施模式和要求。研究性教学的实施模式,必须符合学生的认知规律,有利于学生创造性地掌握教学内容,有利于学生发现和理解课程所涉及的众多不同专业的知识之间的内在联系,有利于培养学生解决实际问题的能力。“农业信息技术”课程研究性教学要求教师必须拥有驾驭众多学科专业知识的能力,能够以恰当的方式发挥启发和引导作用,确保研究性教学获得显著效果;要求学生以“主角”的心理定位,主动、独立地完成研究,积极、自信地进行公开展示和辩论。 [关键词] 农业信息技术;农业信息技术人才;教学 一、前言 人类社会已步入了信息社会的时代。农业信息技术就是信息技术与农业科学有机结合的一门新兴交叉学科,是信息技术服务于社会生产的典型案例。我国农业生产正面临着耕地面积逐年下降、水资源短缺问题日益突出、农业从业人员数量短缺等诸多挑战。应对这些严峻挑战,必须依靠科技创新,实现由以定性为主的传统模式向以定量为主的标准化、信息化发展方向转变。农业信息技术为实现信息化、数字化和智能化的农业信息管理与决策提供技术支持。[1]我国对农业信息人才的培养起步较晚。目前,仅有扬州大学、中国农业大学、南京农业大学等个别高校在农学、植物保护等专业开设了农业信息技术方向。[2-3]农业信息技术人才,特别是既精通农业科学,又擅长信息技术的专门人才严重缺乏。[3-4]如何快速培养出高素质、高水平的农业信息技术人才,是高等农业院校必须认真思考的问题。“农业信息技术”是农业信息技术专业的核心课程。该课程传统的教学方式比较重视“教”,而忽视“学”;重视知识的传授,而忽视学习能力和研究能力的培养。研究性教学摈弃了教师的强灌性传授,着眼于学生的创新精神和实践能力的培养。[5-6]学生通过教师的指导或引导,在一种类似科学研究的情境中主动探索、主动思考和主动发现。目前,全国高校已经在一些学科进行了研究性教学的探索和实践,逐步认识到研究性教学在培养人才中的重要性。[7]然而,“农业信息技术”课程的研究性教学的探索和研究目前却鲜见报道。 二、“农业信息技术”课程研究性教学的实施模式 研究性教学实现方式多种多样,没有固定的实施模式。作为农业科学课程的一种,“农业信息技术”课程的研究性教学实施模式可以参考相关农业科学课程。例如,朱新开等[8]提出了实施“作物栽培学”课程研究性教学的三种模式:(1)自主设计型,即学生根据教师提出的开拓性问题,课后自行设计和实施实验,分析和归纳实验结果,然后在课堂上交流讨论,从而使得学生深入理解课堂教学内容;(2)课堂实践型,即学生针对教师提出的科学假设,在课堂上通过小型实验来验证或否定该假设,并通过交流讨论来提升教学效果;(3)理论分析与实践结合型,即学生根据教师所讲授的科学理论,通过在课外广泛查阅相关文献资料和搜集必需的资料,分析和探讨该理论的正确性,然后通过自行设计和实施的实验的结果,对该理论进行具体的检验,并在课堂上进行交流讨论。朱新开等提出的这三种模式也适用于“农业信息技术”课程的研究性教学。但我们认为,按照从课堂实践型到自主设计型,再到理论分析与实践结合型的顺序实施该三种模式,更符合学生的认知规律,更利于学生创造性掌握教学内容。必须强调的是,相对于其他农学课程,“农业信息技术”课程有其自身的特点。农业信息技术是农业科学与信息科学的交叉学科。具体来说,是农业科学与数据库及管理信息系统、专家系统、模拟模型、虚拟技术、机器视觉技术、遥感技术、地理信息系统、决策支持系统等的交叉学科,涉及到众多很不相同的专业。而且,由于课程体系安排等条件的限制,学生只能在尚未学习相关专业的课程的情况下学习“农业信息技术”课程,这对于教师传授知识和学生获取知识都是巨大挑战。教师在进行研究性教学时,必须考虑到这种特殊情况,通过创设类似科学研究的情境,引导学生主动地动手搜集和分析大量相关信息,发现和理解这些众多不同专业的知识之间的内在联系,积极地探索和掌握如何利用这些众多不同专业的知识创造性地解决问题。同时,“农业信息技术”还是一门以实际应用或解决问题为导向的课程。实施研究性教学,不能仅仅停留于专业理论的学习,还必须高度重视培养学生动手和独立解决实际问题的能力。课堂上,教师应通过设定具体的实例(最好是教师在自身科学研究中解决的真实案例),引导学生利用所学知识和技能动手解决。教师还可以设置更高难度的科学问题和研究假设,由学生在课堂外解决。教师在创设科学研究情境时,可将开拓性的问题划分为具有内在连续性的多个子问题,使得学生能够以这些子问题作为“跳板”,跨过更宽的“河流”,达到培养学生解决实际问题的能力。 三、“农业信息技术”课程研究性教学的实施要求 农业信息技术是新兴学科和交叉学科,其研究性教学对“教”与“学”双方都提出了很高的要求。作为新兴学科,农业信息技术的研究性教学缺乏前人的成功经验可资借鉴,教师必须依靠自己对这个学科的认识、研究经验、对研究性教学模式的理解去设计和组织、实施好“农业信息技术”课程的研究性教学,并通过教学实践来不断完善。特别是,“农业信息技术”是农业科学与众多学科的交叉学科,教师必须拥有驾驭农业科学、数据库及管理信息系统、专家系统、模拟模型、虚拟技术、机器视觉技术、遥感技术、地理信息系统、决策支持系统等众多学科的专业知识能力,并能够及时、全面地把握众多相关学科的研究进展和热点。否则,就无法提出能够拓展课堂教学内容的富有启发性、针对性的科学问题和研究假设;而提出最佳的科学问题和研究假设,正是成功进行研究性教学的基础。[7]教师还必须在研究性教学的实施过程中,激发学生的参与兴趣和热情,使学生的兴趣和热情能够在整个实施过程中得以保持。教师必须在恰当的时候“出现”,以便能够及时地进行启发和引导,使学生能够将研究结果公开展示和辩论。参与“农业信息技术”课程的研究性教学,对于学生也是一个极大的挑战。学生必须克服依赖心理、懒惰心理和恐惧感、无助感,以“主角”的心理积极、主动地参与研究性教学。一方面,在必要时及时寻求老师或同学的指点和帮助;另一方面,要发挥自己的能动性,尽可能独立地完成相关研究,以充分发挥自身的潜力,提升进行独立思考和积极探索的能力,提升进行创造性学习的能力,提升将理论与方法相结合、知识与实践相融合的能力,以最终构建能够独立、创造性地解决实际问题的能力。 四、结语 与传统的灌输式教学模式不同,研究性教学模式着眼于同时提高学生的知识获取能力、研究能力和动手能力。为此,教师通过精心设计科学问题和研究假设,创设科学研究的情境,激发学生的学习兴趣,启发和引导学生主动地、创造性地探索和解决科学问题,从而使学生获得利用农业信息技术解决实际问题的能力。在“农业信息技术”课程实施研究性教学的过程中,教师并非对学生放任不管。相反,教师必须花费更多的时间和精力,确保研究性教学能够达到预期效果。对学生而言,研究性教学并非自学,并非“轻松”了,而是必须投入更多的时间和精力,彻底摒弃“惰性”,充分发挥自己的能动性,并积极通过与老师和同学的交流、沟通和合作,真正成为教学活动的主体,成为“农业信息技术”课程研究性教学改革的最大受益者。 作者:王建军 李媛媛 周桂生 高辉 孙成明 单位:扬州大学农学院 农业信息技术论文:农业信息技术课程教学创新 一、涉农高校开设这门课的必要性 农业信息学是用系统分析的原理研究农业经济活动中信息的产生、存储、加工、输出和综合运用。农业信息化是国际科技发展和社会发展的必然规律,也是促进我国经济、社会和生态协调发展的必然选择,对促进传统农业向现代农业的转变,摆脱传统农业生产的经验性、粗放性、局限性和低效率等落后现状,实现农业生产的数字化、定量化、智能化、精确化、高效化和科学化,有重大意义。浙江大学、南京农业大学等国内一些高等院校已经陆续开设了这方面的课程,在培养农业信息化人才方面积累了宝贵经验,取得了良好效果。石河子大学是诞生于新疆兵团的一所综合性大学,农学是学校传统优势学科。从传统农业迈向现代农业,新疆生产建设兵团在规模化集约生产条件下,始终是我国现代农业的引领者和践行者,主要农作物生产全程机械化、兵团六大精准技术的推广应用、全国节水示范基地的建设等一系列现代农业高新技术在新疆兵团大规模应用,传统的农业生产管理技术已经不能适应兵团现代农业建设的发展需求,急需为兵团培养大批具备现代农业生产管理知识和经验的高素质农业科技人才。围绕我校加强基础、拓宽面向、注重素质、培养能力、因材施教的教学改革方针,学校面向农学、植保、园艺等植物生产类专业开设了《农业信息技术》专业选修课程。学习本门课程的主要目的是,使学生初步了解农业信息采集、农业数据库系统、农业数据分析、农业遥感监测、地理信息系统、全球定位系统、作物模拟模型、农业专家系统、精确农业技术和农业信息网络等技术的技术原理、应用现状与发展趋势,因此在石河子大学开设《农业信息技术》,对培养学生了解和掌握现代农业信息技术的能力,满足兵团和国家高素质创新人才的需求具有重要意义。 二、课程教学内容和模式 课程在教学内容上以农学、园艺、农业机械工程和信息学科建设为基础,以“少、精、宽、新”的方式阐述绪论、地理信息系统、农业遥感监测、全球定位GPS系统原理和应用、作物模拟模型、农业专家系统以及精确农业技术的应用。课程选用的教材为曹卫星教授主编的《农业信息学》,教学参考书为李军教授主编的《农业信息技术》,授课方式为课堂讲授+课堂讨论+实验。由于这门课教学章节多,教学内容广泛,知识点众多,相关专业知识更新快,要求教师授课注重基本原理和新技术应用,体现传统农业向现代农业发展的方向和趋势。教学中教师要充分发挥创造性,鼓励、启发学生思考与探究,重视非智力因素在教学过程中的作用,引导学生共同讨论、交流、分析、总结,不断培养和提高学生自主求知、自我发展的能力。另外,要充分利用现代教学条件与资源,制作内容丰富、效果生动的多媒体课件,向学生形象展示基本原理,信息农业新技术、新成果、新装备的应用,使得课堂生动形象,通俗易懂,提高学生的理解能力和求知欲。在实验课中,需要结合理论和案例的应用,使学生能够上机实践,会使用硬件仪器进行数据测量及数据下载和分析,培养学生实际动手能力和对信息农业的基本原理和技术的理解能力和实践能力。 三、加强课程建设的关键环节 第一,要加强课程组建设。农业信息技术是一门新兴交叉学科,涉及的内容多,专业知识点更新快,需要课程组教师知识面广,及时补充相关知识和技术的新进展,更新教学案例,把最新的科研成果充实到教案中,做到以科研促教学。加强课程建设要设立课程负责人,形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的精品课程教学团队。课程组人员要不断学习内地同行的教学理论与实践的发展动态,与同行多交流学习,加强实践教学经验探讨,学习借鉴教育教学改革的新经验和新成果。第二,要强化课程教材建设。《农业信息技术》目前还没有国家统编教材,虽然这门课以曹卫星教授主编的《农业信息学》和李军教授主编的《农业信息技术》为主要教材,但许多相关的理论和技术还要参考众多辅助教材,这就造成课程内容繁杂,需要精简内容,在有限的学时内以“少、精、宽、新”的方式突出主要内容,同时结合农业信息技术的实践运用,形成统一教材。第三,要强化实践教学环节。由于这门课程是一门实践性很强的一门课程,为提高教育教学质量,必须强化实验教材的建设,购置相关的教学软件系统,增配数据测量、采集设备,建设符合现代农业要求的田间实践实习场所,使学生真正能体验到信息农业在引领现代农业发展的重要作用。我国正处在传统农业向现代农业的国度转型期,为适应我国对现代农业人才的需求,面向涉农高等院校本科生开设《农业信息技术》课程是十分必要和迫切的。从石河子大学几年教学实践看,课程培养了学生的科技创新意识,拓宽了学生的知识面,激发了学生的求知欲,提高了学生的综合素质,学生就业也收到用人单位的好评。作为专业选修课,在今后的教育教学实践改革中,还需要不断改进和完善教学内容及实验大纲,编写新的基础教材,进一步综合提高教学质量,为培养高素质创新型人才发挥更重要的作用。 作者:刁明 蒋桂英 王江丽 单位:石河子大学农学院 农业信息技术论文:智能化农业信息技术应用分析 摘要:随着我国科学技术的不断发展进步,智能化农业信息技术的使用范围也在逐渐的扩大,而农业信息也是由网络信息技术与农业技术相结合所得到的,在我国,信息技术被应用于农业领域也是足足有30多年的历史了,通过不断的探索、完善、创新、研究、实践,最终一批具有较高的技术水平与竞争实力的农业信息技术产品也被开发出来,它包括了农业所有的数据库系统,也包括了农业管理信息的数据系统等。本文立足于智能化农业信息技术的应用进行深入分析。 关键词:智能化;农业信息技术;使用;分析 通过相关的历史数据资料显示,我国30多年来,在农业领域中出现的重大创新突破,无不与科学技术的发展有关,而主要依靠科学技术来发展农业也已经逐渐成为我国发展农业领域中的重要部分,在面对这个二十一世纪的高信息化的时代,而智能化农业的信息技术也被作为当前信息化时代的主要载体之一,并且在很大程度上推动了农业技术的发展进度。而当前农业要想实现现代化,增强农业生产效率,就一定要加强对智能化农业信息技术研究的重视度。 1农业信息技术的含义概括 十八世纪末,人类社会已经正式从农业社会转变为工业性社会,而就从十八世纪末到至今的二十一世纪中,这三百多年的时间里,人类前前后后已经经历多次的产业革命,分别是:蒸汽;电气;电子时代等,而通过目前全球的发展趋势来看,我们即将进入第四个产业革命那就是:“信息时代”而在当前这个信息时代里,信息被作为一种主要的资源并在整个社会生产的过程当中起到决定性的作用,而人类也在很大程度上减少了物质资源的直接接触,增加了与信息资源接触。农业信息化指的就是充分有效的利用当前信息技术的发展成果,并对农业领域中的生产、管理、加工等进行相互的融合利用,以此在最大限度上改变了原有的农业结构,更是在很大程度上提高了农业生产的整体效率以及管理水平,并以此促进了农业未来发展中的持续稳定性。而农业信息也是实现农业领域中各种信息的搜取、处理、传播等重要的科学技术。农业信息技术还可以帮助农业实现自动化的生产与环境灾害的检测,还能很好的提升农业的整体经济水平。 2智能化农业信息技术的应用分析 应当加大对智能化农业技术的应用的推广力度,在对智能化信息技术的实际应用当中,可以以主要负责人建立一个实施与监管的技术小组,并有专业的人对其进行管理,做到任务指标层层落实,并设立行政的管理与技术的责任人,以此在最大程度上保证了各项信息技术都能真正的落实到人、户、地上。根据有关智能化农业信息技术实际的应用的数据资料来看,在我国2001年~2002年,在推广智能化信息技术上的农场面积就已经多达5.1万hm2,其中玉米产4.3万hm2,平均产量大约在9.1kg/hm2左右,照往年的产量明显的增加20%,不光在玉米产量上,很多农作物的产量上都有着明显的提升,而在2001年~2002年中这一年中,就增加总产值400万kg左右,而纯利润更是增加了430万元左右。通过这一数据资料的显示分析,智能化农业信息技术在很大程度上提升了整体农业的产值,并且在减少投入资金的基础之上,为农务物增产,也更好的减少了因为肥料的比例不科学的因素所产生的一系列的浪费,从而也在很大限度上提升了整体的经济效益。 3结束语 总而言之,农业信息化已经逐渐成为农业现代化的主要内涵之一,而随着农业信息化网络的不断发展进步,也应当加强对农民的科学技术意识的重视度,并根据多个层面的信息技术设计,与智能化系统相互融合,不断的完善创新,才能真正使我国智能化农业信息技术的研究与应用得到更好的效率。此外,智能化的农业技术的使用也必定会在我国当今农业生产领域当中,得到更进一步的发展与实际运用,从而在最大程度上增强了我国农业整体的生产效率。 作者:刘德澳;郭加;崔馨月 单位:沈阳理工大学 农业信息技术论文:农业信息技术与现代化思索 1农业信息技术的内涵 农业信息技术是指对有关农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息的收集、存储、传递、处理、分析和利用的技术,主要包括农业数据库、管理信息系统、地理信息系统、决策支持系统、计算机网络、摇感系统、全球定位系统、远程通讯系统等。农业信息技术中的代表是传感技术、通信技术和计算机技术。传感技术的任务是:高精度、高效率、最可靠性地采集各种形式的农业信息。通讯技术的任务是:高质量、准确、及时、安全可靠地传递各种信息。计算机的任务是:通过对输入的数据进行数值和逻辑运算,给出指导农业生产和经营管理的有用信息,为农业发展提供咨询服务和决策支持。 2农业信息技术与农业现代化的关系 2.1农业信息及信息技术对现代农业的重要支撑作用。农业信息的发展是农业现代化的需要。信息业的发展水平已成为能否提高其主要资源的开发利用水平和经济技术水平的关键环节,因而也是衡量一个国家一个省农业现代化水平的重要标志。农业生产与经营管理离不开农业信息。市场经济条件下,农业生产必须以市场为导向,瞄准国内外市场需求的热点及未来趋势,不断调整经营方向,生产适销对路的农产品。要做到这些必须有充分准确、及时、可靠的信息传递及信息处理保证。农业产业结构的调整需要农业信息。农业产业结构调整的主要依据是国家政策、国民经济发展目标、社会需求、当地优势等,这些都离不开信息服务工作的配合。农业产业化需要农业信息。农业产业化的发展必然带来多行业多部门、多地区分工协作的横向联合和农业产前、产中、产后的纵向联合。只有通过信息传递,才能把各自的经济活动统一协调起来,共同实现整体的联合目标。农科教结合需要农业信息。农业信息服务工作能够对农业科研、技术开发推广、人才教育培训和经济发展的成果及需求等信息进行搜集、加工、传递。农业信息技术能对农业决策起到辅助作用。农业系统的复杂性、动态性、随机性、决定了农业生产、经营管理的决策是结构化决策问题。农业信息的应用为生产、管理者能做出科学而有效的决策提供帮助和支持。 2.2农业信息技术是农业现代化的基本内涵之一。目前人们对农业现代化的内涵的普遍认识,是物质装备现代化、技术现代化、经营管理现代化、资源环境现代化、农民素质现代化。这些现代化的实现要以农业信息化及农业信息技术为重要依托。 3存在的问题 随着现代农业技术进程的加快,青海省农业信息技术得到全面发展,到目前全省农业行业部门都成立了信息中心,配备了先进的设备和技术人员,农业信息工作开始走上正常渠道。但也存在总体水平不高,信息资源的数量与质量不能满足农业生产、科研、管理的需要;软件开发研究工作薄弱,信息与农业生产联系不够紧密,信息意识淡薄,信息化服务手段落后等问题。 4几点思考 4.1建立农业信息技术创新体系。必须抓住中央把“三农”工作作为全党工作重中之重的时机,加大对农业信息技术的投入力度,建立起符合青海高原特色农业社会市场经济和科技规律的农业信息技术创新体系。省级农业信息技术创新技术的建立将有利于促进与创新活动有关各个行为主体之间的联合和合作,实现农业信息技术创新资源的优化配置,成为农业科技知识创新、扩散和应用的基石。在农业信息技术创新体系中,政府要加大对农业科学研究投入的力度,成为农业信息技术知识创新的主体。 4.2加大农业信息技术制度创新。必须加大改革力度,进行一系列制度的创新。一要形成一种有效的农业信息的知识产权保护机制,鼓励农业科研人员作出更多的发明,创新扩大农业新科技的供给。二要建立技术、信息、保险等社会化服务体系,降低农户采用农业新信息技术的风险和成本,刺激农户对信息新技术的需求。三要建立起适应市场经济需要的农业信息技术推广机制,在农业技术推广机构与科研机构、农户之间形成利益共同体。 4.3进行农业信息技术组织的创新,推动农业技术研究与推广向产业化方面发展。加强企业同科研实体的合作,实现需求终端同技术源头的对接。大力发展技术市场和中介服务体系,克服农业技术与农业经济发展“两张皮”的现象。 4.4加强全民的信息意识。目前青海省农民、基层科技人员的信息意识仍较淡薄,使本来就稀缺的信息资源得不到充分利用,这对青海农业现代化的进展极为不利。因此应在今后一段时间内提高全民的信息意识和自觉利用信息、依靠信息的积极性。 4.5提高农业信息资源的数量、质量及共享性。翔实、丰富、共享的信息资源是农业信息技术的关键。青海省已建成了一大批信息资源,但其质量与数量还不足以形成信息产业,不能满足农业和农村工作的需要,目前急需解决的问题是,在不断扩大现有数据库数量的同时,大力挖掘信息资源、把农业信息视野扩展到农业及相关的各个领域,全方位、全覆盖、全社会地收集各方面的信息,以充实现有数据库的内容。逐步建立并不断扩大网络环境的大型综合农业数据库,以更好地满足不同层次、不同对象的需求。 4.6加强农业信息技术的软件开发研究。青海省今后农业信息技术软件开发研究中应加强以下几个方面:一是开发过程的统一规划与合作。农业生产、经营管理的生物性、地域性、季节性和持续性决定了农业信息技术软件开发的复杂性。对这些软件的开发,应采取专家咨询、统一设计、分工协作、重点突破的方针,应通过多部门、多学科的合作以及与农业、经营管理专家的协同攻关,确保软件的结构、功能、界面、程序规范化,提高软件的科学性、有效性、适应性。二是农业知识工程的研究。把知识工程的思想、方针和技术与我省农业领域中的大量实际问题相结合,从中产生出适合青海实际的新技术、新方法,是农业知识工程的首要任务。三是技术集成和信息的综合利用。现代化信息资源及信息技术的综合利用日趋迫切,单项信息技术往往不能满足需要。因此,多种信息的结合与集成越来越引起人们的普遍关注。 农业信息技术论文:剖析利用先进信息技术开展现代农业信息服务 摘要:飞速发展的信息技术和十分紧迫的农业信息服务,要求我们更加努力地学习和掌握信息新技术,创建农业信息服务新模式。建立以网络新媒体为基础的农业信息网站、农业信息短信、农业手机报、农业电子信箱、农业呼叫中心、农业电子显示屏、农业电子触摸屏、农业电视节目专栏、农业网络视频、农业信息专用接收机等多种农业信息服务新模式,有利于做好现代农业的信息服务工作,更好的为政府农业部门、农业企业以及农民(包括城镇居民)提供信息服务。 关键词:现代农业;网络新媒体;信息服务。 2010年8月,在中共湖南省委工作会议上,省委书记强调,要以新型工业化、新型城镇化、农业现代化、信息化为基本途径,努力实现优化发展、创新发展、绿色发展、人本发展,率先建成资源节约型、环境友好型社会,把我省农业现代化和信息化提高到一个新的高度。信息化是实现其它三化的基础,也是建设“两型”的保证。2010年,国家工信部正式将我省长株潭确定为首批开展“三网融合”试点单位,这必将催生一个新的ICT(信息、通讯、技术)产业。2005年,国家农业部开始在全国建设以12316为主要载体的“三电合一”平台,这必将促使我省农业综合信息服务跃上一个新台阶。飞速发展的信息技术和十分紧迫的农业信息服务,要求我们更加努力地学习新技术、创新服务新模式,积极做好现代农业的信息服务工作。 1湖南农业信息服务的现状。 1.1湖南农业信息网络体系逐步形成。 从1998年起,湖南省农业厅在互联网上正式建立了自己的公开网站“湖南农业信息网”及28个专业网站。全省14个市州农业局,100多个县(市、区)农业局自行或与本级政府配合建立了农业信息服务网站。长沙马王堆、岳阳花板桥、常德甘露寺等20多家大中型农产品批发市场通过网站当地批发市场的农产品价格、农产品供求信息等内容。 2005年,农业部在全国开展“三电合一”农业综合信息服务平台建设,到2009年底,湖南已有株洲等3个市、浏阳市等18个县(市、区)建立了“三电合一”服务平台。 2006年,湖南省农业厅与湖南移动签订了农业信息服务的战略协议,2007年开始开发以“农信通”为载体的农业短信服务。 1.2湖南农业电子政务服务体系逐步发展。 2000年5月,省委省政府两办发出《关于在全省进一步推行政务公开的实施意见》,相继成立了“湖南省农业厅政务公开领导小组”,要求凡能公开办理的事情都要通过“湖南农业信息网”公开。 2008年,省农业厅开发建成了农业电子政务行政审批系统,40个行政审批项目都可以在网上申请、审核和审批。行政许可办理流程和相关结果在政府门户网站(外网)上公开和,行政审批人员在内网上进行审批,并有相应的监督程序对每一步办事过程进行跟踪。 2009年,湖南省农业厅电子政务内网开通并投入应用。内网沟通了农业厅与省委省政府的办公系统,实现了会议通知、文件收发和内部信息交互等功能。 1.3湖南农产品网上促销体系逐步成长湖南农业信息网的“网上展厅”是推介我省农业龙头企业和优质农产品的专栏。在前五届全国农产品交易会上,我省累计有1000多家企业参与展示和营销。“一站通”是全国农业企业注册的农产品购销信息服务平台,到2009年底,我省有1400多家注册用户。 特色农产品网上营销是农业电子商务的发展雏形。 从2000年以来,我省特色农产品网上营销逐步壮大,浏阳的花卉、石门的柑橘、隆回的金银花等都通过网上营销走红国内外市场。 2利用信息化技术开创农业信息服务新模式。 近几年,信息技术和信息服务技术飞速发展,IPV6、云计算、数字地球、物联网和框计算等也先后走入实际应用,利用互联网、电话、电视等网络新媒体开展农业信息服务的技术和模式多种多样。这里将目前综合应用较多的几种农业信息服务技术和模式简介如下。 2.1农业信息网站。 网站用于农业信息服务是目前最多的一种形式。据农业部统计,到2009年10月,全国农业网站达到31108个,农村网民达到9565万人,有24.3%的农民是通过互联网获取农业信息。我省涉农网站也达到了500多个。 农业网站内容主要包括政府公开信息与农业新闻、农业市场信息与农业科技信息、政府网上办事、农业电子商务和网上互动。网站运营模式既有经营性网站,也有非经营性网站。营利性网站的赢利模式主要有:在线广告、电子商务佣金、会员收费、电信运营增值服务等。 2.2农业信息短信。 短信因其方便快捷而得到了迅速的普及和发展。据湖南省信息协会编辑的《2009年湖南信息年鉴》,我省移动电话用户从2004年的1036万增加到2008年的2260万。据中国移动湖南省分公司统计,我省拥有移动手机的农村用户有1000多万。从2003年以来,我省不少县、市农业部门逐步利用农业短信开展信息服务。省农业信息中心从2006年开始与湖南移动公司签订了战略协议,利用农信通开展农业短信服务。农业信息短信服务的内容包括当前农作物(动物)生产(长)所急需的技术、农产品批发市场(特色市场、产地市场)价格和农产品供求信息等。手机用户可通过短信免费接收公益类信息和有偿订阅生产技术及市场行情类服务信息。 2.3农业手机报。 农业手机报是农业短信的扩展和升级。由于每条短信的字数有限(中文不能超过70个字),对于字数较多的农业信息不能一次发送,只能分拆成多条。同时,短信不能发送图片,不利于用户直观理解信息。农业手机报内容丰富、图文并茂,特别适用于从事农产品生产、加工、流通、经营的高端用户。 2.4农业电子信箱。 电子信箱有两类,一类是以互联网为载体,内容为文字表述的信息,是目前广泛应用的电子信箱;另一类是以电信线路为载体,内容为语音表述的信息,也被称为语音信箱。浙江省农业厅利用前一种方式开展农业信息服务,内容包括农产品种养加技术、农产品市场价格和供求信息等,注册用户达到了150多万个。后一种方式有其特点,如信息量较大、用户不需掌握汉字输入法等。目前在农业领域应用较少,有待进一步开发。 2.5农业呼叫中心。 农业呼叫中心是农业部“三电合一”项目中的一个主要工具。呼叫中心依靠客服坐席(包括接线人员和配套专家队伍)、农业技术数据库和自动应答系统,开展技术咨询与信息服务。从我省已建成的县、市级农业呼叫中心来看,总的效果还可以,但发展后劲不足。通过对辽宁省“12316三农热线”(农业呼叫中心)的考察,在进一步改革信息来源、及时更新贴近当前生产实际数据库、实行市场化运作的条件下,三农热线受到了农民的热烈欢迎,上线半年就接受了130多万人次的电话咨询。 2.6农业电子显示屏。 电子显示屏适用于流动人员多、场地宽敞的公众场所,如农产品批发市场、农村集市、展示大厅等。电子显示屏建造简单、信息更新便捷、公众观看方便,是群众喜闻乐见的一种形式,是传统宣传栏、信息墙的替代工具。 在农业信息服务过程中,非常适合于农贸市场、农村集市等人员多而计算机网络还不够普及的地方。 2.7农业电子触摸屏。 电子触摸屏主要用于政务大厅、政务中心等公众办事场所。信息管理人员及时将信息更新,查询人通过手指触碰相关条目,逐层查找,就很容易找到自己所需要的信息内容。农业电子触摸屏目前应用还不多,主要用在省市县级农业部门政务办事大厅,但其方便、快捷、自助的操作方式非常适合于开展农业信息服务。 2.8农业电视节目专栏。 农业电视专栏应用时间较长,从中央到地方电视台都有相应的窗口,在计算机网络和电话尚不普及的时代,是农民接收外界信息最主要的方式之一,但因为互动性能不够,电视节目缺少广告支持等原因,财力有限的电视台播放的农业类节目较少。数字电视节目播出后,虽然增加了节目互动能力,但相对于艺术、财经、影视类等栏目,农业电视栏目及播出时间仍然非常少。随着计算机网络的普及、电路带宽的增加和网站质量的提升,电视专栏在农业信息服务中的地位可能会下降。 2.9农业网络视频。 最近几年,网络视频发展迅速,农业信息服务应用网络视频技术必将获得极大的发展。在计算机普及率提高、网络带宽增加的大环境下,农业部门、大专院校、科研机构、民间团体提供的免费类农业专业视频快速增加,农业生产者能够及时、主动的搜索所需要的视频信息和技术。这种融网络技术和视频技术于一体的农业信息服务模式,集中了方便、快捷、主动和直观等诸多优点,是今后开展农业信息服务的重要发展方向。 2.10农业信息专用接收机。 专用信息接收机已出现多年,不少信息类技术服务公司和电信运营商都提供了产品,为用于农业信息服务,还开发了相应的接收芯片,集成了农业技术数据。国家农业信息化工程技术研究中心研制的“农务通系列产品AHPC/APDA”集成了多种农业专家系统、农业实用技术咨询系统和信息查询系统,可在生产现场方便快捷地为用户提供农业实用技术、新品种信息、价格行情和病虫害诊断等服务。 3利用信息技术积极开展现代农业信息服务。 利用信息服务新技术和新模式,努力开展面向政府、企业和公众的农业综合信息服务,是提高政府部门工作效率、增加农业生产效益和促进农民增收的一种重要途径,是建设我省农业现代化的重要推手。 3.1做好面向政府农业部门的信息服务。 农业信息化,政府要先行,政府信息化的目的就是要利用信息技术来提高办事效率和服务水平。 一是农业政务管理信息化。农业部门管理业务类型多、服务环节链条长、机构人员数量大,在日常工作中,公文制作、文件传输、会议通知、资料统计等都需要办公系统的支持;二是农业政务信息公开。农业部门所具有的政务管理职能和社会服务职能,都要根据《中华人民共和国信息公开条例》对外公布,行政许可、办事流程、农产品质量安全、农资打假等都需要对外公开;三是农业视频会议。为了节省会议成本,提高办事效率,需要建立农业部门省市县三级视频会议系统;四是农业数字化指挥调度。为及时了解农作物生长状况、农业抗灾防灾和救灾、农业生产应急指挥,需要建立反应灵敏、现场清晰、数据可靠的数字化指挥系统;五是农业生产预警。能及时收集农产品生产、加工、流通各环节,国际国内各市场的信息,建立相应的数学模型,开展农业生产预警。 3.2做好面向农业企业的信息服务。 农业是传统产业,利用信息技术装备和改造传统产业,是农业信息化的重要内容,也是促进传统农业向现代农业转变的必由之路。做好面向农业企业的信息服务,重点要抓好以下工作: 一是对农业企业的信息化提升。农业企业在开展生产、加工和产品销售各环节中,要利用现代信息技术改进传统工艺,开展信息化管理,开辟互联网销售市场和逐步建立农产品电子商务平台;二是农业标准化生产。 传统农业的特点是小而散,产品没有统一规格和标准,难以组织规模化生产和营销。利用信息化管理技术实现对农产品生产环境监测、农业投入品经销、农产品生产技术实施和农产品加工过程监控,在统一环境要求、统一生产技术、统一投入品质量和统一加工流程的基础上,实现农产品的标准化生产,进而实现农产品溯源。 3.3做好面向农民和城镇居民的信息服务。 农民和城镇居民既是农产品的生产者,也是农产品的消费者,在现代信息技术高速发展、现代物流一日千里的时代,农业信息服务显得日益重要。 一是利用信息技术开展农业生产技术服务。传统农业推广技术在新技术推广、新品种推介等方面显得效率低,一方面使很多科研院所的成果难于形成生产力,另一方面又使需要新技术的农民难于及时获得新技术。特别在市场经济条件下,大批农村青壮年劳动力进城务工,农村的主要劳动力缺少农业生产技能,不熟悉农业投入品的使用要求,不熟悉农产品各生产环节的生理需求和防病治虫的技术要求,迫切需要农业技术人员的及时指导,而利用信息技术开展农业技术服务将产生事半功倍的效果。二是利用信息技术提供农产品市场行情服务。提高农业生产效益、增加农民收入的有效途径之一就是让农产品进入更加广阔的市场。中国的农产品市场很大,世界的农产品市场更大,但传统农业的产品销售渠道单一、辐射范围小、流通半径短,好的产品不能卖出好价。利用信息化技术手段,可开辟更大的市场,可了解最新的国内外行情,有利于实现农业增效、农民增收。对于城市居民来说,掌握或了解农产品市场行情,对安排自己的日常生活、提高生活质量都十分有益。三是利用信息技术开展农业生产预警。农业生产既有自然风险也有市场风险,要避免这两种风险,信息化技术可发挥重大作用。目前我国的气象预报,包括卫星云图、地理遥感、数值预报模型、短中长期气象预报和农作物气象估产都达到了一定规模和水平,在农业防灾救灾方面发挥了重大作用。从中央到地方各级政府部门的农情数据采集系统和涉及国内数百家大中型农产品批发市场行情的信息采集系统,还包括国外主要农产品市场行情、海关农产品进出口数据,使农业生产者对当前农产品播种面积、农作物生长状况有一个基本了解,对农产品期货市场、现货市场和零售市场有一个基本预期,从而避免农产品种植(养殖)规模和农产品价格的大起大落,为保障我国粮食安全服务。 农业信息技术论文:国内外农业信息技术发展应用现状简介 摘要:在现代农业领域中,农业信息技术的应用与发展是重点研究课题。本文主要简介国内外农业信息技术发展应用现状,并提出几点建议。 关键词:农业信息技术;发展;应用;现状 农业信息技术是通过信息技术采集、保存、分析、处理农业生产生产、管理等信息的技术,其应用可以为农业生产者、管理者以及研究者提供全面、系统的服务,以促进农业发展。 一、 国外发达国家农业信息技术发展应用现状 据相关调查数据显示,发达国家劳动生产率提升的关键在于信息技术,尤其是美、法、德三国在农业信息技术的应用与发展上成效突出,为农业生产力提升提供支持。下面对这三个国家的农业信息技术进行逐一介绍。 第一,美国农业信息技术。美国的农业属于现代化、一体化农业,集合了自动化技术、机械化技术、计算机网络以及遥感遥测等新近技术,其在农业信息化技术应用模式与经验上受到多数国家认可和借鉴。早在二十世纪八十年代,美国农业信息技术的应用就已经超过百分之六十,从七十年代初期,美国已经着手建立农业技术数据库,而后又产生一系列相关数据库,为世界各国的农业生产提供服务,在农作物生长自动化管理、预测与诊断病虫害、保护农业资源等方面应用广泛。现阶段,美国农业部已经建设形成健全、完整的信息制度与体系,全球化的信息网络。 第二,法国农业信息技术。在欧盟中,法国是第一农业大国,农业信息技术的应用与发展也相当先进,可以收集、、处理农业信息,具有高效、准确的特点。农业信息服务主体多元化、复合化,形式多样化,互联网以及计算机均有良好的基础和发展优势。农业部是农业信息下达的主要部门,而信息的收集与总结是由大区农业部门担任,省级农业部门负责配合、协助大区农业部门工作。在法国,农业信息具有较为广泛的收集面,不仅包括种植业、渔业以及畜牧业,还包括食品生产、林业以及农产品流通等。通过各个部门将经营者与生产者的信息需求串联在一起,进而出现多个服务主体共存的局面。 第三,德国农业信息技术。在农业信息技术上,德国已经进入电子计算机网络应用阶段,连通于北美、欧洲等国,其农业信息技术的实施主要应用以下三种计算机网络:首先是电子数据管理系统,由各州农业局研发并运营,用户仅需把电视机或计算机用电话线和该系统联机,再交纳费用即可使用,通过这一系统可以实时掌握农作物的生长状态、预防病虫害、获取防治技术、掌握最新的市场信息等。其次是电视文本显示服务系统,由邮电局研发并运营,用户仅需购置该系统的主机以及键盘,再与电话、电视相连接,就可以利用邮电局网络,实时获取农业技术相关信息。最后是植保数据库系统,由农业生物研究中心研发并运营,其宿主机为大型计算机,用户仅需与宿主机联网,联机之后便可检索出农业信息相关的信息。 二、 我国农业信息技术发展应用现状与建议 我国农业信息网络起步比较晚、分布不均,在1994年才与国际互联网正式链接,多集中在沿海发达地区。另外,在网上资源与利用效率方面与发达国家比较均有一定差距。在1990年,我国物价局从35个城市收集了28类农副产品价格,研制出农产品价格数据库,具备检索、查询、报价以及对比分析等多种功能。现阶段,我国已经建设了多种类型数据库,在农业生产中发挥着关键作用。 在农业信息技术中,决策支持系统的主要功能在于人机会话,对决策者的决策给予支持,使决策有效性提升,区别于管理信息技术的数据,重点在于模型驱动。中国人民大学联合中国农业科学院研发了第一个农业领域的决策支持系统,主要用于平衡中国食物的供需,该系统为我国食物战略发展提供方向,通过模型库、数据库以及方法库运算、处理大量的数据及其复杂关系,使得整体研究效率得到提升。 针对我国农业信息技术发展现状,并结合我国国情,提出以下建议:第一,因我国信息化设施处于落后状态,使得先进科研成果无法发挥,这不仅是技术层面的问题,也是用户方面的问题,因此可以强化硬件基础建设,并增加教育投资,使软、硬环境均得到发展。第二,农业信息技术的应用应与国情相结合,即便是国外最新研制的信息技术,也应以跟踪、学习为主,而对于经过发达国家实践证明的技术,按照我国农业发展需求,可视为重点研究与应用技术。第三,建立并不断完善以国家为主、从上至下的信息传播渠道,使信息化体制得到进一步完善。完善、合理的信息制度能提升技术与经济的发展。由于我国农业信息技术与发达国家之间存在明显差距,因此应积极学习与借鉴其先进模式。 结语: 农业信息技术对农业发展而言非常重要。相比于美国、德国、法国等发达国家,我国农业信息技术存在一定差,但随着我国对农业信息技术的不断深入研究,使其朝着专业化、网络化以及集成化的方向发展,这对现代农业发展起着重要的推动作用。 农业信息技术论文:农业信息技术在农业生产中的广泛应用 摘要:信息技术不仅重要,而且种类繁多,包括多媒体技术、流媒体技术、虚拟现实技术、可视化技术、VPN技术等,其广泛普及在不断影响着人们的工作、生活和学习等。随着社会经济的快速发展,农业生产对信息化提出了越来越强烈的需求。本文介绍了农业信息技术及其在农业生产中的应用。 关键词:信息技术;农业生产 农业是一个复杂的自然系统,这是因为农业需要依靠很多因素来维持其生存,其中主要有社会因素和自然因素。 这些因素会给其发展带来一定的挑战,面对这样一个复杂的系统,传统的农业管理办法有很大的局限性。随着科学技术的发展,信息技术推动了农业领域的发展,在不断促进着农业的技术改革,使其取得更显著的增产、增收效果。因此,使用现代化科学技术是必然的结果,同时依照不同的农业类型和农耕方式来分析,要很多相关的技术支持,例如农业遥感技术、计算机互联通信技术以及关于地理位置定位方面的技术。 1专家系统 专家系统是一种能够模仿专家的思维方式进行推理的现代化科学技术。基本原理是利用计算机技术将相关的理论知识以及其他数据,通过分析来解决用户的一些农业知识问题。专家系统具有不受时间限制,操作成本低及易于传播复制等优势。随着该技术的不断发展,应用的范围也越来越广泛。包括化学、物理、农业、气象和制造等,有些系统甚至超过了人类专家的水平。在农业中,施肥、品种选育、水土保持、病虫防治等都用到了专家系统,甚至在财务管理和市场管理方面也有专家系统的介入,并取得了巨大的经济效益,而且有些系统已经作为一种商品进入市场。农业专家系统为越来越多的人们所认识,在农业方面发挥的作用将会越来越大。 2多媒体技术 多媒体技术的主要形式是利用相关的技术,来对目标对象进行编辑和传输,通过形象的形式来展现给大众人群,并能对其进行加工的一项技术。在农业中,为了存储和传播,通常将种植技术和养殖方法转换成全电视信号和录音信号,然后对这些信息进行处理。多媒体技术不仅可以把多种媒体结合为一体,还具有交互性、数字化等特征,是计算机技术、声像技术和通信技术的产物。一些国家在很摘要:信息技术不仅重要,而且种类繁多,包括多媒体技术、流媒体技术、虚拟现实技术、可视化技术、VPN技术等,其广泛普及在不断影响着人们的工作、生活和学习等。随着社会经济的快速发展,农业生产对信息化提出了越来越强烈的需求。本文介绍了农业信息技术及其在农业生产中的应用。 关键词:信息技术;农业生产 中图分类号: S126 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.04.004早之前就已经将多媒体技术应用于农业发展当中,我国也对此进行了相关的实验,例如很多科研所以及农业研究基地等,将相关技术通过多媒体的形式传播给农户,使其可以在电脑上播放。另外,利用这种形式能够对农业种植过程中的一些数值进行记录和分析,研究出一系列多媒体应用系统,可以用于农业知识的培训。随着多媒体技术的发展,多媒体的远程服务也逐步实现。以便进行远程培训、远程虚拟诊断等服务。目前,已经研发出了许多教学和咨询软件,具有图、声、文并茂的优点,更易于农民接受。 3农业智能化技术 农业智能化技术的主要作用是对整个系统中的一些信息数据进行收集和分析,如果有信息显示发生了故障,系统会自动进行解决,进而保障整个农业过程的智能化。近些年,很多智能化的设备已经运用到很多农业种植过程中,对于相关的很多环节进行了有效的改善。在农业自动化技术的基础上,研制出可以从事一些危险、繁重工作的机器人。例如传统的温室多数是塑料大棚,但在现代化温室中,则是用计算机网络控制的。其通过利用计算机网络通信技术来进行相关的数据模型建立,通过模型来观察和分析整个种植过程中的变化,其中主要有三个部分。一是输入部分,前向输入部分的主要功能是来控制含水量以及温度的变化,同时很多转换器以及按键也在这个部分;二是控制中心,控制中心主要是由主板构成,其中组成单位主要是显示模块、储存模块以及预警模块等;三是后向输入控制部分,该部分的主要部件是打印C、电路控制、电管系统等,所以依据该系统能够有效保障整个环境的温度以及土壤含水量。 4遥感技术 遥感技术可以精细准确的获取农作物生长的各种信息。一方面,在农作物播种面积检测和估算中,运用遥感技术及时记录各种作物的播种面积,便于对其进行分类。另一方面,还可以检测作物长势并估算作物产量。在观测作物生长的不同阶段,通过获取的信息及时了解出现的问题,以便采取针对性措施。利用遥感技术还可以对土壤侵蚀面积、盐碱化面积及分布区域进行检测,这些信息有助于进行田间管理。当出现自然灾害时,遥感技术也可以检测出受灾程度,对损失的农作物量进行评估,然后针对这些信息,采取补救措施。 5结语 在信息化时代,农业信息化是全球信息化的重要组成部分。农业信息化提供的及时、准确和可靠的信息资源,能够帮助我国农业进入一个新的时代,提高农业生产效率,降低资源的浪费,保障农业的健康稳定发展。但是目前国内的相关技术人员比较匮乏,导致农业信息化发展的脚步受到了牵制。所以要针对相关的问题,加大人才培养的力度,以及资金的投入,有针对性的培养一批新时期的农业人才,带动广大农民共同致富,将农业发展推向新高度。 作者简介:庞嘉楠,硕士研究生在读,研究方向:农业信息化发展。 农业信息技术论文:农业信息技术发展现状及其在农产品流通中的应用 摘要 介绍了农业信息技术和农业信息化的概念,阐述了国内外农业信息技术发展现状,并以电子竞价系统为例指出了农业信息技术在农产品流通中的应用。 关键词 农业信息技术;概念;发展现状;电子竞价系统;农产品流通;应用 作为现代科技体系的重要支撑,信息技术是经济增长和社会进步的主要力量。信息技术在农业部门的应用落后于其他产业部门。我国农业信息化工程的起步晚,与发达国家相比差距比较大,这远不能满足国家提出的发展现代农业、实现农业现代化的要求。本文在分析农业信息技术的特点及其国内外发展现状的基础上,提出将农业信息技术应用于农产品流通领域,创新农产品的销售方式,拓宽农产品的销售渠道,增加农业增效和农民收入,促进农业经济发展的思路。 1 农业信息技术和农业信息化 1.1 农业信息技术的概念 农业信息技术是以现代信息系统科学、控制论为理论基础,以微电子通信技术、计算机技术为依托,目标是将现代信息技术的成果引入农业科研生产、经营管理系统中,进行创新,重在利用现代信息技术对传统农业进行改造,加速农业的发展和农业产业的升级。农业信息技术主要包括传感通讯技术和计算机技术。 1.2 农业信息的特点 一是农业信源、信宿的分散性。所谓信源,即产生信息或信息序列的来源,主要是指以农户为基本经营单位的生产面。信宿就是信息的接受者,包括生产、经营、管理、决策、科技和消费等相关人员。农业生产对土地的依赖是信源分散的主要原因,另外,信息源的分布具有空间上的分散性[1-2]。二是农业信息的时效性和滞后性。农业信息具有很强的现实性。目前的问题是通过各种途径采集到的大量农业信息往往滞后,如土壤肥点周围的土壤和作物体内营养元素浓度的变化、退化,农产品市场价格浮动等经常是问题严重到一定程度才被发现。滞后性是农业信息的一个比较隐蔽的性质。三是农业信息的不确定性。农业生产流程不仅可调性小,而且流程中的不确定因素很多,加上农业科技知识、信息的匮乏,农民无法掌握复杂系统的运行和变化。四是农业生产的地域性。农业生物的地域分异规律,使山顶、山坡、山脚、山谷、向阳坡、背阳坡等的生物群落,以及不同纬度、不同地形地貌等的生物群落各不相同。农业生产具有地域性,这要求人们按照农业生物适地适生的信息,做到因地制宜地组织农业生产经营活动[3-4]。 1.3 农业信息化 农业信息化就是指为了促进农业持续、稳定、高效的发展,针对农业信息的特点,将信息技术应用于农业经济领域的过程。 2 国内外农业信息技术发展现状 2.1 发达国家农业信息技术的发展和应用 发达国家计算机技术在农业方面的应用是从高校、研究所等单位开始的。在1960年左右,美国的经济学家就应用计算机处理数学规划模型等问题。信息技术在农业中的普及和应用与农业改造的步伐基本一致,这种农业生产方式被称为“信息农业”。其具有以下特征:一是网络化。各种形式的局域网和广域网用户迅速增长。如美国40%的农民到1995年都有了微机,有12%的人使用电子邮件联系。联邦政府每年拨款15亿美元用于建设农业信息网络。二是综合化。农业信息技术中除了各种信息技术的结合还包括信息技术和现代科技,特别是与农业科技的结合,这有助于改进农产品生产过程和生产方式,提高农业现代化经营水平。三是规范化。在统一、长远规划的指导下明确信息资源的开发方向,提供的农业信息服务具有连续性和规范化,使农业信息的收集处理更加及时、灵活,信息内容更为丰富,信息服务也更加到位。 2.2 我国农业信息技术的发展和应用 进入21世纪后,随着计算机技术的不断普及和升级,国内信息技术在农业中的应用越来越广泛。如利用信息技术在农业资源调查、农产品产量估测、农业生产管理决策和病虫害诊治、生产过程自动化控制等领域进行了成功应用。先后建立了100余个农业智能应用系统、4 300余家农业网站,提高了我国农业生产的科技含量及农业物料流通的效率和资源利用率。在经济比较发达的地区如北京,GIS技术和GPS技术己经被应用于农业生产过程,形成了以市属农业科研院所和农口局总公司为主体、以郊区县乡镇各个公司企业为补充的农业综合信息现代化网络服务体系。其他经济发达地区也逐步实现了将GIS技术和GPS技术应用于现代农业生产和研究领域,并取得了很好的成效。 3 农业信息技术在农产品流通中的应用 农产品流通是联结农业生产与居民消费的关键环节,也是农业产业链中不可缺少的环节。近几年来,我国农业和农村经济发展进入了一个新阶段,一些新问题出现在农产品流通领域。发展现代农业迫切需要加快新型农产品流通体系建设。因此,通过信息技术的应用,将电子集合竞价技术应用于农产品批发市场,建立高效、便捷、通畅的农产品销售渠道,有利于合理确定农产品价格,对于保护农民利益,及解决农产品流通中的矛盾,具有重要意义。 3.1 电子竞价系统应用原理 以计算机软硬件建设为主体,软硬件系统组成应包括多媒体竞价主屏显示系统、理货信息输入系统、竞价过程控制系统、竞价器、查询结算系统、数据存储备份系统、视频全程监控系统等部分。至少应包括以下模块:人员管理模块、智能信息管理模块、竞价器管理模块、农产品信息管理模块、数据统计分析模块等。根据交易市场的实际情况和交易流程,整个系统应具有良好的通用性,一是操作上的通用性,即应支持现场无线移动竞价、会场内固定席位竞价2种方式,还应具有支持网上公告、标的展示、表格下载等功能。二是对交易产品应具有通用性,即可以支持各类农产品(包括作物、水产品、畜牧产品、经过加工的农产品等)的分别集合竞价和同时集合竞价功能,实现价格发现功能,确定农产品的合理市场价格。 3.2 电子竞价系统在农产品流通中的应用 农产品电子竞价系统能够实现农副产品受理、理货、质检、集合竞价、结算、物流管理、成交信息统计等方面的全过程信息化管理,适合各种规模的农副产品交易市场,采用电子竞价系统交易,能够消除交易人为因素,实现竞买人之间的合理竞争,最大限度发掘农产品价格,规范农产品市场交易行为,体现公开、公平、公正、诚实信用的交易原则。 在农产品交易市场引入电子竞价系统,是受荷兰鲜花拍卖市场的启发而形成的思路。目前,我国昆明花卉市场在这方面作出了有益的探索并取得了一些成功的经验。试想,如果将该交易机制全面引入我国的农产品交易领域,那么将对我国农产品交易机制实现巨大的创新,也是实现农产品交易现代化、保护农民利益、提高农民收入、加快农业经济发展的创新举措。 4 结语 信息技术作为现代科学技术的核心技术,信息化作为新的生产力,把传统农业转变成现代农业,对推进国民经济的高速发展和现代化建设具有推动作用。农业信息化已成为农业现代化的重要内容和标志,引进合理的农业信息技术,将其应用于农产品流通环节,可弱化农产品流通环节在整个农业产业链处于薄弱地位的劣势,促进农产品的销售和流通。把现代农业信息技术应用与农业生产、加工、流通、服务领域是实现农业现代化的必由之路。 农业信息技术论文:基于农业信息技术专业的数字图像处理课程设计 【摘 要】本文依据农业信息技术专业学生的培养目标及要求,结合数字图像处理课程的特点,提出该门课程教学内容的重新设计整合、创新教学方法及教学手段,并提出在课程设计建设过程中应注意的问题。 【关键词】农业信息技术 数字图像处理 教学模式 随着现代农业向精准化、信息化、智能化的不断发展,信息技术及图像处理技术在现代农业中的应用日益广泛,这就要求从事现代农业的技术型人才要具备农业信息处理的相关知识和技能,并对发展趋势有一定的掌握,以适应现代农业发展的人才需求。数字图像处理课程是在掌握工程数学、线性代数及编程语言的基础上,将上述知识应用到农业信息的采集和处理中,体现了农业信息技术专业的专业课程特征,实现了“农非贯通”的专业形态的形成,以及对农业信息化复合型特色人才的培养。 一 数字图像处理课程设计的思路 数字图像处理是农业信息技术专业的专业课程,是一门综合性学科,内容多、跨度大、覆盖面广,本课程以培养能力和拓展专业素养为课程内容的定位和目标,课程内容的选择以专业知识拓展为依托,要求学生掌握数字图像处理的基本概念、基础理论、典型方法,掌握一定的编程实践技能。结合由易到难、循序渐进的原则进行教学内容和教学组织模式的设计,以此促进学生对知识的掌握和应用能力的提高。教师通过企业调研等形式总结归纳现今数字图像处理技术在农业应用中的实际案例,从而提高学生的专业知识修养。多元化学生的考核方式,形成一个全面的考核标准。 二 数字图像处理课程设计的实施 1.教学内容的设计 本课程以“农非贯通”的专业形态为出发点,采用项目化教学和任务驱动的方式组织教学内容,使学生在掌握数字图像处理知识的基础上,了解此项技术在农业中的广泛应用。本课程的教学内容主要划分为六个项目。 项目一:图像的预处理,包括图像平滑、图像锐化、图像复原等知识点。 项目二:单目标果实识别,以机器人采摘苹果中单个苹果目标识别模块为例,根据单个目标识别的分析思路,将颜色特征的分析及提取、阈值分割方法、去噪处理、果实的形状特征提取等知识点划分成多个小任务,每个任务之间相互承接,逐一完成才能实现单个苹果的目标识别。 项目三:多目标果实识别,承接项目二,不同的是以多个苹果果实为识别目标,增加了hough变换、边缘检测、分水岭算法等知识点,此项目是对项目二的补充。 以上三个项目使学生能在完成具体任务的同时,掌握数字图像处理的基础知识。 项目四:纹理特征识别,以黄瓜识别为例,项目二和项目三中的目标识别都是基于目标与背景色差大的原理进行分析实施,对于目标与背景颜色相近的情况并不适用,因此,关于纹理特征的知识点,将在此项目中补充。 项目五:综合实训,此项目的设计是对以上内容掌握程度进行整合并测试,给出两个选题:柑橘、棉花的自动识别技术及特征提取,农间杂草识别。两个选题分析思路与前面项目的分析思路方法相似,但是操作对象不同,需要做一些调整,因此,此项目既可以锻炼学生的思维能力及举一反三的能力,又能测试出学生对基础知识的掌握程度。 项目六:专业知识拓展,数字图像处理应用广泛,在此模块中以讲座的形式向学生讲授数字图像处理技术在现代农业及其他行业中的应用,提升学生的学习兴趣、拓展专业知识、提升专业素养。 2.教学组织模式的实施 本门课程具有理论性强、实际应用性较弱的特点,结合该特点将本门课程划分为三大主要模块,分别为理论基础、综合实训、知识拓展。根据这三个模块的不同特点,本门课将结合项目化教学、任务驱动、角色体验法、讨论式教学方法进行教学。 对于本门课程的基础知识和算法,采用“小任务为引导,大项目为目标”的教学方法,将每个知识点作为小任务,每个小任务之间能承接并结合成大项目,实现学生对基础知识的掌握。 综合实训是考验学生对本门课程知识的掌握程度,此模块以任务驱动为主要教学方法,先提出问题,引起学生的学习兴趣,培养学生的自学能力和逻辑思考能力,以小组为单位,通过团队合作选择合适的算法实现最终目标,并以答辩的方式汇报。 知识拓展是结合本门课程的特点,向学生拓展数字图像处理技术在现代农业中的应用案例,这需要大量地收集资料和文献整理,但是专业性较弱,因此本模块可采用角色体验、讨论教学法等教学方法,培养学生的自学能力。 3.考核方式 考核过程中要注意学生的学习态度、动手能力,培养学生的自我评价能力,增强自主学习意识。根据本门课程的内容设置,考核主要分为三个方面:过程考核、能力素质考核、汇报考核。具体见下图:考核方式及所占比重 三 数字图像处理课程设计应注意的问题 1.加强师资队伍建设 教师的知识结构、知识创新能力和师德风貌直接决定着课程的质量和水平,要培养出高科技的应用型人才,必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。要根据课程改革和建设要求,有目的,按计划地加强对教师的培训,鼓励教师通过各种实践活动,提高教学水平和教学质量。 2.加强教材建设 围绕培养目标,按照教学计划和教学大纲的要求,由主讲教师自行编写、制作相关教材,并保持教材的先进性和前沿性。 3.重视校企合作 校企合作是解决时间教育缺失的根本途径。企业参与到高校实践教学过程中,可以在教学计划和教学内容上广泛征 询及适当采纳相关业内专家的意见;另外增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展的学习机会,使理论联系实际,开阔视野,拓宽思路,促进学生的创新意识与创新灵感,为课程设计与建设提供强有力的实践平台。与相关企业建立长期合作关系,校企可以培养“适销对路”的应用型人才。 四 结束语 课程设计是一项涉及师资、学生、教材、教学思想、教学内容、教学方式、教学手段等多方面的综合系统工程,建设工程中要明确目标、遵守课程内在的逻辑与规律,才能提高教学质量。 农业信息技术论文:高职农业信息技术专业模块课程体系的构建 【摘 要】先进而又完善的课程体系,不仅着力于学生的眼前发展,更要着眼于学生的长远发展,要注重学生的创新精神和实践能力的发展。构建具备操作性、实践性的模块化专业课程体系,可为广大高职农业信息技术专业教师开展专业教学课程提供理论指导,促进该专业在高职院校中的发展。此外,本课程体系的构建还可以促进教师观念的转变。 【关键词】高职学校 课程体系 农业信息技术 能力模块 随着农业信息化进程的加快,农业信息技术人才的需求将进一步加大,对于从业人员的专业水平和知识面广度将有更高要求。农业信息化人才将转向专业化,具有一定农业技术和信息技术的复合型人才成为市场需求热点,其中职业能力较强、与工作岗位对口的职业教育人才,由于实际针对性更强,也将成为农业信息人才的需求重点。与逐步完善的农业信息硬件设施相比,农业信息技术人才相对短缺。一般来说,搞农业的专家和学者对计算机技术掌握较好的不多,而一些计算机专业人员对农业科学又比较陌生,这样在农业信息技术应用的结合点上就存在着较大的矛盾。因此,为加快农业信息化建设步伐,研究和探索农业信息人才培养的对策与措施,尽快培养大批高素质、复合型农业信息化人才,已成为农林院校急待解决的问题。 一 模块化课程体系概述 模块化课程体系是以就业为导向,按专业设置相应的专业技能模块和职业定向模块,并根据技术变化和市场对各职业岗位人才的需求情况构建的课程体系结构。首先制定通识课程模块(公共基础课程),然后面向相关职业岗位群需要的共同知识与技能,设立专业平台课程模块。在此基础上,根据就业岗位的不同要求,设置专业核心课程模块,最后根据动态的市场需求和学生发展的需要,设置专业拓展课程模块,并进行与就业岗位相对应的顶岗实习。 二 农业信息技术专业课程体系构建思路 为了构建农业信息技术专业的模块化课程体系,根据模块化课程体系的特点,结合农业信息技术专业的教学现状,我们进行了一些探索和实践,构建思路如下: 1.开展职业岗位、工作任务、核心能力需求调研 依托上海现代农业职教集团、校企合作专业教学指导委员会,走访上海农业信息有限公司等相关行业企业进行调研,研究论证、确定面向农业信息技术的主要职业岗位。 2.分析基于职业岗位的知识与技能 面向农业信息技术职业岗位引入职业标准,与企业行业专家一起研究剖析各职业岗位对应的实际工作任务、工作过程,归纳整合形成农业信息技术专业所需的工作知识、能力和职业素质要求。 3.构建“理实一体”的课程体系 构建“校企共建,理实一体”模块化课程体系,体现专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接、职业教育与终身学习对接。 4.制定各课程模块教学要求标准 根据专业培养目标和岗位需求,通过职业能力分解优化教学内容。核心课程与企业合作开发体现“工学结合”特色的以能力培养为主导的项目化课程体系,并采用基于工作过程的课程开发方法,开发标准化课程。 三 农业信息技术专业课程体系的构建 1.农业信息技术专业职业分析 通过企业走访、专家座谈、问卷调查、毕业生访谈、网络资料收集等手段,就相关行业企业对农业信息技术人才的需求情况进行了调查。了解到相关企业对应用型农业信息技 术人才的需求量还相当大,且涉及农业的各个领域,面向应用型层面的主要有如下四类人才需求:(1)农业信息管理人才。主要从事农业信息资源建设工作,包括农业信息数据采集、分析,农业数据库管理等工作。(2)农业应用系统开发人才。主要从事涉农软件项目的开发规划、设计、测试、维护等工作。(3)现代农业设施设备的操作与维护人才。主要从事农业物联网工程项目实施、农业物联网系统运行与维护、农业生产自动化设施设备的操作与维护等工作。(4)农业信息技术(产品)推广(销售)人才。主要围绕农业生产、经营环节,开展农业信息技术或产品的开发、推广,信息咨询服务等工作,特别是围绕农业电子商务等新兴业务,从事一些信息技术服务工作。 2.典型工作任务分析 农业信息技术典型工作任务描述 序号 工作 领域 典型工作任务 专业能力 支撑课程 1 农业信息管理 农业信息 采集与处理 田间试验统计与分析;田间数据采集与档案建立;条码数据采集与处理;农作物数字图像信息采集与处理 农业信息技术;田间试验统计;自动识别技术及应用;数字图像处理;农业数据库应用 农业信息管理 农业信息与检索;农业信息数据库建立与管理;农业专家数据库的应用 2 农业应用系统 开发 软件项目开发规划 与客户沟通,进行需求分析;进行项目可行性分析;确定项目进度计划;确定设计方案 信息系统分析与设计;农业数据库应用;地理信息系统;农贸电子商务网站建设 软件项目开发设计 需求分析;项目的概要设计;确定功能模块和界面;和用户再次确定需求;编写概要设计文档 软件项目开发实施 分配工作任务;数据库的实现;编写和调试项目程序代码;编写技术文档 软件项目开发测试 制定测试计划;配置测试环境;设计测试案例;编写测试代码;实施测试;编写测试文档 软件项目应用维护 软件的安装;软件的性能分析;软件常见故障的症状分析;软件的故障排除;数据库的维护 3 现代农业设施设备的操作与维护 农业物联网工程项目实施 物联网设备安装;物联网现场应用;物联网施工工程督导/监理 农业遥感技术;物联网技术及应用;嵌入式技术及应用;农业自动化控制;电气控制与PLC;农业机械与设施 农业物联网系统运行与维护 物联网系统设备调试;物联网系统设备维护;物联网技术支持;物联网系统管理 农业生产 自动化设 施设备的 操作与维护 自动化设施设备的操作;自动化设施设备的安装调试;自动化设施设备的故障检测与排除 4 农业信息技术 (产品)推广 (销售) 农业信息技术(产品); 推广(销售) 与客户沟通,进行营销推广;进行产品的部署调试;进行用户需求分析;售后技术支持 信息系统分析与设计;农产品市场营销;现代物流技术;农贸电子商务网站建设 农产品 营销及 电子商务 营销方案的设计与撰写;运用营销技巧开展营销活动;电子商务基本操作;农产品网络营销 典型职业工作任务分析是职业教育工学结合一体化的课程开发方法。根据工作过程设置结构完整的典型工作任务,分析完成每项工作任务都需要的若干种专业能力,从而根据职业能力确定核心课程。我们对农业信息技术专业职业分析中提到的四类工作领域,分析工作过程得出典型工作 任务,并对每项工作任务所需要的能力进行了详细描述,结果见上表。 3.课程体系设计 经过进一步的归纳与选择,整合典型工作任务形成职业能力领域,根据认知及职业成长规律递进的原则,由专业教师和课程专家一起研讨,重构行动领域并转化为学习领域,最终构建“校企共建,理实一体”模块化农业信息技术专业课程体系(见下图)。农业信息技术专业课程体系纵向由公共基础课程(通识课程)、专业必修课程(专业平台课程、专业核心课程)、专业拓展课程和综合能力实践培养(顶岗实习)四个模块组成。专业必修课程和专业拓展课程的实践操作部分以单项专业技能训练为主,综合能力实践培养则以校内综合项目或企业项目为载体,将所学过的单项技能进行综合运用。横向由农业信息管理、农业应用系统开发、农业自动化管理三个方向构成,以满足不同层次、不同需求的学生需要。 农业信息技术专业模块化课程体系 四 总结 该课程体系的构建充分体现了以就业为导向的高职办学原则,面向职业岗位群,把从业所需要的知识、技能有机地整合在一起,缩小了学生在校期间所学技能与行业需求之间的差异。该体系的实施满足了不同层次学生的需求,真正体现以学生为本、因材施教的原则;同时,该体系的实施要求专业课教师充分了解行业需求,具备模块要求的知识和技能,增强了教师参与行业联系、技能提高的紧迫感和积极性。 农业信息技术论文:浅析加强农业信息技术培训促进农业现代化的发展 摘 要:加快农业现代化的步伐,要特别重视大力发展农业信息技术培训,努力为农业生产一线培养高素质的劳动者,加快农业科技成果向现实生产力的转化,增加农民收入,发挥更加积极的作用。 关键词:加强农业信息;技术培训;农业现代化 农业现代化要求运用具有高科技含量的现代农业技术和设备武装农业生产的各个方面。农业信息技术作为软支撑部分,通过收集、加工、传递应用各类信息,使硬支撑部分的潜力充分发挥。农业信息化将使农业生产、加工、销售等方面的农业产业经营者更快得到新的知识,加速科学技术的应用速度,促进农业实用科学技术的全面推广和普及。农业信息化通过网络进行远程技术培训和教育,促进农民文化素质的提高和科技意识的增强,从而加快农业现代化步伐,促进农业现代化的持续、稳定、健康发展。 一、农业信息技术在实现农业现代化中的作用 1.农业信息技术加速了传统农业改造和农业现代化管理 农业是以土地为基本生产资料,中国土地辽阔,自然条件复杂,气象和生物性灾害频繁,农户规模小而且分散,再加上几千年传统的生产方式,因而呈现出生产的分散性,很低的可控性和稳定性。而先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服传统农业生产的分散化和小型化的行业弱势。将农业信息技术与航空航天遥感技术(RS)、农业地理信息系统技术 (AGIS)以及全球定位系统(GPS)等相结合,大大加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测和预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学、有效的宏观管理。 2.农业信息技术促进了农业产业化和现代化 落后的生产管理水平和小农意识经营管理水平,是农民增收的重要障碍。随着农业信息系统(GIS)的建立、农业信息化的发展,农业信息网站及时准确地向农民提供政策信息、技术信息、价格信息、生产信息、库存信息以及气象信息,提供中长期的市场预测分析,指导帮助农民按照市场需求安排生产和经营。建立农产品和农业服务贸易的快速交易通道,农民在网上洽谈,交易在网上实现,降低了农产品的销售成本。在网上获得农业生产订单,减少了农业生产的盲目性。利用计算机网络技术,农业生产者可以与不同产业结盟,共同经营,共同管理,共同打造品牌,稳定市场占有量,并不断拓展新的市场。由此可见农业实现了信息化,就可以大大提高农业生产效率和管理水平。因此,可以说农业信息技术对整个农业生产、农业经济、农业科研、农业教育以及农村发展和农村文化生活产生了无法估量的积极影响,成为现代农业的主导技术之一,推动了农业产业化和现代化。 二、农业信息技术培训是实现农业现代化的必要途径 1.加强信息技术培训的重要性 “十二五”农业发展方向就是建设农业现代化,就泌阳县来讲,农业现代化最大的“靠山”是科技信息,但农民科技文化素质的低,成为制约农业现代化发展的主要因素。要改变这一现状,出路只有一条,必须加快现代农业技术的推广,加强农业技术推广人员及农业生产者在计算机操作、网络知识、农业信息采集上传技术和农业专家系统应用技术等高新技术培训,让更多农民掌握现代农业科技技术,提高农民科技文化素质,大幅度提高农民接受新技术的能力。农民科技文化素质的高低,决定着对先进农业技术及工具的采用,决定着对农产品市场信息的捕捉、分析与判断。农民不仅是农业的主体,更是农民增收的主体,只有培养出觉悟高、懂技术、善经营、能创业的现代职业农民,才能使农业持续增效、农民持续稳定增收。“羊册的白菜,春水的葱,张湾萝卜脆凌凌。”近几年,通过狠抓园区示范带动、加强科技推广应用、推行标准化生产、强化种子生产研发等一系列强力措施,先后建成了赊湾镇闫庄无公害萝卜生产基地、马谷田镇无公害蔬菜生态示范园、郭集乡李奎农业生态园、羊册镇绿源菊花心白菜生产基地等一批无公害蔬菜生产示范园区,带动了全县无公害蔬菜生产。“泌阳菜子”俏销全国,成为长江以南十多个省的主要蔬菜种子供应基地。 2.农业信息技术教育培训的新路子 在终身教育已成必然趋势的新世纪,随着农业信息化的进一步发展,农民对教育培训的需求必然是多层次的。农业科技教育培训工作要适应农民的广泛需求,农广校要积极创造条件,拓展农民和农村基层干部的科技培训,实现各层次教育的连贯和沟通。采用更多为广大农民乐意接受,为广大农村干部和科技人员所欢迎的形式和载体。大力发展远程教育,利用网络教学,增强培训手段。近几年来,泌阳县以调整农业结构为切入点,烟、棉、蔬菜、花生等种植面积逐年增加,已发展成为全国重要的粮种、菜种繁育基地,以大豆、绿豆、芝麻、花生、油菜为主的粮食油料种子和以白菜、萝卜、为主的蔬菜种子畅销全国各地。借助网络等高科技手段开展远程教育培训就是借科技之力传播科技之业的好形式,使农业科技教育培训工作更加富有成效,加快农业科技成果的转化,为农业增效、农民增收提供更为直接有效的服务,推进农业现代化的全面发展。 泌阳县近年来持续探索“三化”协调科学发展的路子,全县农业基础设施不断加强,农业科技份额不断加大,农民科技水平不断提高,畜牧、林果、烟叶、油料、蔬菜、茶叶等七大特色产业正在形成和壮大。县域综合实力排序在“十一五”期间由全省第100位上升到第75位。国家农业部近日发出农计发(2012)1号通知,确定泌阳县为第二批国家现代农业示范区建设县,这将为加快推进农业农村现代化,打造泌阳经济核心增长做出新的更大贡献。 农业信息技术论文:农业信息技术精品课程建设研究 【摘 要】分析了目前高职院校校企合作教学现状和存在的问题,并针对《农业信息技术》课程提出了切合实际的校企合作教学过程方案并进行实施,项目化教材的开发也更加适合校企合作教学,通过笔者的亲身教学实践论证了校企合作的可行性。 【关键词】校企合作;开发 农业信息技术是指利用信息技术对农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息进行采集、存储、传递、处理和分析,为农业研究者、生产者、经营者和管理者提供资料查询、技术咨询、辅助决策和自动调控等多项服务的技术的总称。它是信息技术和农业技术发展相结合的边缘交叉学科,是信息技术在农业领域的应用分支,是利用现代高新技术改造传统农业的重要途径[1]。 上海农林职业技术学院农业信息工程系于2011年在软件技术专业的农业信息技术及应用方向中开设了《农业信息技术》课程并获得学院项目化教材项目立项,目前该项目已经结题。该课程和教材的开发是在和上海市农业信息公司合作模式下来进行的,《农业信息技术》课程及其教材也作为学院和系部重点开发的课程和教材项目。本文分析该课程目前教学过程中存在的主要问题,剖析教学改革方案,就教学内容、教学方法、教学手段、教学组织与管理等方面进行研究和探讨。 1.校企合作教学现状 1.1 国内外校企合作教学的研究与实践 近年来,我国高等职业院校对校企合作教学进行了不断的探索和实践,很多学校取得了不错的成绩和经验,但就校企合作教学而言还存在着不少的问题,还需要总结与改进。截至2011年9月,中国知网文献总库显示的与“校企合作”相关的论文近21066篇,其中研究职业院校与企业合作问题的占95%以上,研究合作模式的占近1/5。从各国的模式看,主要有德国的企业为主模式(“双元制”)、美国的学校为主模式(“合作教育”)和澳大利亚的行业主导模式(“技术与继续教育”)。[2]近年来,我国高等职业院校为提高学生的实践动手能力采取了多种形式,主要包括:①与企业合作订单式培养人才。比如:上海农林职业技术学院农业信息工程系与上海金道网络公司合作建立了订单班,为学生的学习和就业打下了坚实的基础。②建立企业实习基地,安排学生参观或顶岗实习。高校与企业签订实践基地协议,制订专门的实践教学计划,实行弹性学制,安排学生参观企业现场或顶岗实践。学生运用所学理论指导实践,同时通过实习引导理论学习。这种形式在职业教育和本科教育中都有应用。[3]③参股加盟模式。1992年10月,为了适应扩大规模生产的需要,华南农大应邀加盟温氏集团,开创了农业产业化领域校企合作的先河,首创了高等院校持股加盟企业的产、学、研合作模式。这种合作形式以股份为纽带,将双方紧密联系在一起,利益共享,风险共担。该形式主要应用于合作技术研发领域。[4]④邀请企业管理人员讲课。这种方式操作容易,教学成本低。上述校企合作形式使学校、企业和学生三方均得到相应的益处,尤其是在职业教育中,在教育部的大力推动下,校企合作取得了明显成效。[5] 1.2 农业信息技术课程校企合作教学过程 农业信息技术课程教师多次深入上海市农业信息公司进行调研,与农业信息专家座谈,从农业信息技术课程教学的教学目标、教学内容、教学模式、评价体系、师资队伍等五个方面制订了切实可行的校企合作教学过程模式,如图1所示。 图 1 校企合作示意图 通过校企合作对于农业信息技术课程教学过程五个方面的共同制定,使企业和学校能够有机的融合在一起,部分解决了目前校企合作存在的问题和误区。教学目标共同制定使学生将来更能适应工作岗位;教学内容从原先的按部就班变为了实际的学习情境;《农业信息技术》项目化教材的立项和应用为高校教师和企业工程师量身定做了适合学生的教材;项目化教学的进行为高校教师和企业工程师建立了双方都认可的教学方法;评价体系从传统的学生考试模式变为了高校教师和企业工程师从多个方面共同考核模式;师资队伍从象牙塔的教书先生变为了更企业化、工程化的教师和工程师。 2.教学方法改革与创新 由于农业信息技术课程教学内容需要采用项目化教学,因此任课教师与企业人员共同设计了三个项目工程,采用了项目化的教学方法,比如讲到信息采集与处理知识模块,可以让学生做三个项目工程:1、蔬菜市场信息采集与处理工程2、农田生物信息采集与处理工程3、农产品物流仓储信息采集与处理工程,如图2所示。这里面第一个项目由学校教师担任教师,第二和第三个项目由学校教师和企业工程师一起担任教师,学生通过三个项目的信息采集与处理基本上掌握了农产品的信息采集与处理过程。 项目化教学很受学生的欢迎,对于高职学生而言也是一种很适合的教学方法,但是该教学方法的开展难度比较大,需要学校的大力度支持和合作企业的支持,教学场地和优秀的企业工程师也是今后要解决的重点和难点问题。 3.项目化教材设计与开发 本课程编写教材时,我们对信息采集与处理的三个项目进行了分解,使每一个项目分解为若干个子项目,如表1所示。比如蔬菜市场信息采集与处理工程可以分解为:蔬菜类食品信息采集与处理、肉类食品信息采集与处理、蛋类食品信息采集与处理、海鲜类食品信息采集与处理等四个项目。整个教材都是由具体的可操作项目来构成,《农业信息技术》课程的教学也是由若干个具体项目着手来开展的。 《农业信息技术》项目化教材的编写为校企合作教学开发了一个很好的课本,学校教师和企业工程师都可以使用该教材对学生开展教学工作,同时也能够使计算机系涉农专业的学生把计算机工具应用到农业领域当中,为将来服务“三农”做好充分的准备。 4.课程评价体系改革 传统的课程评价体系一般是由任课教师进行期末考试命题,然后根据试卷考试成绩和平时成绩按比例得出最后学生的期末成绩。这种课程评价体系主体很单一,而且成绩的评定太过依赖期末考试的成绩,对学生的综合专业素养和动手能力评价不够客观。经过与企业专家的共同商定,改革了传统的课程评价体系,设定学生的平时成绩占总成绩的60%,根据学习情景按比例分配,其中情境1占30%,情境2占30%,情境3 占40%,按学生的分工完成质量及工作态度考勤等评定,由学校教师和企业工程师共同打分;期末成绩占40%,学生学期结束做一个完整实验项目,学校教师和企业工程师给出成绩;最后,学生总评分=平时成绩+期末成绩,这样一来比较客观的评价了高职学生一个学期以来的学习效果和动手能力,将来也更有助于适应自己的工作岗位。 5.教学效果分析 为了验证教学方法改革的有效性,分别对农业信息工程系软件技术专业09级(整改前教学方案)和10、11 级(整改后教学方案)的学生进行了考核,考核所用试卷的知识体系结构和所占比例分别是:基础知识部分40%、程序设计部分10%、系统调试部分40%和新技术部分10%,教学改革前后学生各知识项实际掌握程度如表2所示,其所对应的各知识项得分比较如表1所示。 表1 教学方法改革前后效果对比(%) 图2 知识项得分对比 从表1和图2中可以得出结论教学改革后学生各知识项掌握程度有所提高,项目化的教学方法及所发的对应教材对学生的学习有比较重要的帮助作用。 6.结束语 本文通过笔者对大量参考文献的阅读和亲身的教学经历提出了校企合作教学过程模式并在上海农林职业技术学院农业信息工程系农业信息技术课程进行了实施,并取得了一定的效果。在课程实施的过程发现实训场地和企业优秀工程的合作是要解决的重点和难点问题,在任课教师的努力和系部领导的帮助下,经过多方联系和上海市农业信息公司、五厍基地、崇明现代化农场建立了良好的合作关系,保证了校企合作教学过程模式的正常开展,但是合作的深度和教学资源的积累还不够,还需要进一步的努力和提高。高职院校是为生产、建设、管理、服务第一线培养高等技术应用性人才,这就要求以学生的就业为导向,以培养高技能人才为目标,因此我们在日常的教学工作中必须坚持校企合作基本教学模式,灵活运用多种教学方式实施教学改革。 农业信息技术论文:浅谈农业信息技术培训的作用和途径 农业现代化要求运用具有高科技含量的现代农业技术和设备武装农业生产的各个方面。农业信息技术作为软支撑部分,通过收集、加工、传递应用各类信息,使硬支撑部分的潜力充分发挥。农业信息化将使农业生产、加工、销售等方面的农业产业经营者更快得到新的知识,加速科学技术的应用速度,促进农业实用科学技术的全面推广和普及。农业信息化通过网络进行远程技术培训和教育,促进农民文化素质的提高和科技意识的增强,从而加快农业现代化步伐,促进农业现代化的持续、稳定、健康发展。 一、农业信息技术在实现农业现代化中的作用 1.农业信息技术加速了传统农业改造和农业现代化管理 农业是以土地为基本生产资料,中国土地辽阔,自然条件复杂,气象和生物性灾害频繁,农户规模小而且分散,再加上几千年传统的生产方式,因而呈现出生产的分散性,很低的可控性和稳定性。而先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服传统农业生产的分散化和小型化的行业弱势。将农业信息技术与航空航天遥感技术(RS)、农业地理信息系统技术 (AGIS)以及全球定位系统(GPS)等相结合,大大加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测和预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学、有效的宏观管理。 2.农业信息技术促进了农业产业化和现代化 落后的生产管理水平和小农意识经营管理水平,是农民增收的重要障碍。随着农业信息系统(GIS)的建立、农业信息化的发展,农业信息网站及时准确地向农民提供政策信息、技术信息、价格信息、生产信息、库存信息以及气象信息,提供中长期的市场预测分析,指导帮助农民按照市场需求安排生产和经营。建立农产品和农业服务贸易的快速交易通道,农民在网上洽谈,交易在网上实现,降低了农产品的销售成本。在网上获得农业生产订单,减少了农业生产的盲目性。利用计算机网络技术,农业生产者可以与不同产业结盟,共同经营,共同管理,共同打造品牌,稳定市场占有量,并不断拓展新的市场。因此,可以说农业信息技术对整个农业生产、农业经济、农村文化生活等产生了无法估量的积极影响,成为现代农业的主导技术之一,推动了农业产业化和现代化。 二、农业信息技术培训是实现农业现代化的必要途径 1.加强信息技术培训的重要性 农业现代化最大的“靠山”是科技信息,但农民科技文化素质的低,成为制约农业现代化发展的主要因素。要改变这一现状,出路只有一条,必须加快现代农业技术的推广,加强农业技术推广人员及农业生产者在计算机操作、网络知识、农业信息采集上传技术和农业专家系统应用技术等高新技术培训,让更多农民掌握现代农业科技技术,提高农民科技文化素质,大幅度提高农民接受新技术的能力。农民科技文化素质的高低,决定着对先进农业技术及工具的采用,决定着对农产品市场信息的捕捉、分析与判断。农民不仅是农业的主体,更是农民增收的主体,只有培养出觉悟高、懂技术、善经营、能创业的现代职业农民,才能使农业持续增效、农民持续稳定增收。 2.农业信息技术教育培训的新路子 随着农业信息化的进一步发展,农民对教育培训的需求必然是多层次的。农业科技教育培训工作要适应农民的广泛需求,农广校要积极创造条件,拓展农民和农村基层干部的科技培训,实现各层次教育的连贯和沟通。采用更多为广大农民乐意接受,为广大农村干部和科技人员所欢迎的形式和载体。大力发展远程教育,利用网络教学,增强培训手段。如农广校借助网络等高科技手段开展远程教育培训就是借科技之力传播科技之业的好形式,使农业科技教育培训工作更加富有成效,加快农业科技成果的转化,为农业增效、农民增收提供更为直接有效的服务,推进农业现代化的全面发展。 (作者单位系1. 山东省安丘市官庄镇农业综合服务中心;2. 山东省安丘市大汶河旅游开发区农业综合服务中心)
BIM技术作为一种数字化技术,在各类建筑工程和施工设计中,得到了广泛的应用。暖通空调设计是建筑工程中的重要内容,借助BIM技术可以全面实现对暖通空调设计的优化。基于此,论文分析了BIM技术在暖通空调设计中的特点,重点研究了BIM技术在暖通空调设计中的应用。 1引言 近年来,经济文化繁荣发展,城市进程明显加快。与此同时,人们逐渐加强了对建筑施工的重视。就现阶段建筑工程施工现状而言,暖通空调的设计水平和使用寿命受到了人们的普遍关注。通常情况下,空调设计需要重点考虑采暖问题、通风问题、空气循环等问题。传统的施工技术已经无法满足现阶段空调设计的需求,需要采用现代的先进施工技术,更好地提高暖通空调设计中资源的使用效率。随着科学技术的进步,BIM技术受到了人们的普遍关注。BIM技术是一种建筑信息模型,其将建筑工程的相关数据信息作为模型的基础内容,合理构建建筑模型,具有较高的信息关联性和完备性。在建筑工程施工、项目安装、项目设计中,都可借助BIM技术提高施工水平、安装水平和设计水平。由此可知,BIM技术在建筑工程施工或项目方案设计中,均具有突出的作用。为此,本次以BIM技术为主要研究对象,分析BIM技术在暖通空调设计中的具体应用,主要从其应用特点和应用情况加以阐述,具有重要的现实价值。 2暖通空调设计中BIM技术特点分析 2.1可视化特点 BIM技术的可视化特点在暖通工程设计中的作用非常重要,例如,传统的施工图只是采用二维方法将各构件的数据信息标在图纸上,对其三维效果或安装效果很难进行直观的表达。而BIM技术提供了可视化的思路,设计者可以根据数据信息建立仿真模型,将设计效果直观地展现在人们面前,并且不仅包括构件的尺寸数据,还可以将不同的构件以不同的颜色进行标示,对其位置关系一目了然。另外,BlM技术的可视化结果不仅可以用效果图展示及报表生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行,大大提高了工作效率。 2.2数据共享特点 数据共享是BIM技术在暖通空调设计中应用较多的功能。由于空调内部的元器件相对较多,在对暖通空调进行设计时,需要针对空调的整体和内部实际情况的细节进行科学的设计。借助BIM技术数据信息的共享性,可以使参建各方以及暖通设计的各专业方快速、及时地掌握暖通空调设计的具体信息,为设计参与者之间的沟通提供了便利,从而提高了设计工作的效率。同时,借助BIM技术的数据共享特点,可以实时掌握建筑结构和水电设备的数据信息,从而为合理安装暖通空调奠定基础。 3暖通空调设计中的BIM技术应用研究 3.1BIM技术在冷热源设计中的应用 在现代社会中,BIM技术已经被广泛应用到暖通空调设计的冷热源设计中。在暖通空调设计期间,也可借助BIM技术进一步掌握暖通空调设计中冷热源的需求。在暖通空调设计中,冷热源的确定对冷热的调度和暖通设备的使用寿命有重要的作用。通常情况下,建筑中不同的区域对暖通空调系统的需求有明显的差异。应用BIM技术设计暖通空调时,主要是采用BIM技术中的DeST计算软件计算暖通空调的冷热负荷情况,根据计算得到的结果,确定最大负荷区域,可以减少误差,提高计算结果的精确性,为后续设计工作奠定基础。 3.2BIM技术在图纸绘制中的应用 在暖通空调设计中,图纸绘制是重要的流程。在图纸绘制过程中,设计人员通常要将暖通空调系统中的水泵和空调机组运行图进行绘制,在该过程中应用BIM技术,可以从BIM技术软件的数据库中直接调用与空调暖通设计各参数与性能相匹配的原件,提高工作效率。此外,在图纸设计期间,设计人员可以利用BIM技术根据不同的设计需求调整设计模型,使设计更加科学合理。此外,应用BIM技术可以详细查看设计模型的任意剖面,从而及时发现设计中的问题,减少了施工期间的设计变更。 3.3BIM技术在方案辅助设计中的应用 借助BIM技术可以提高方案的科学性。在设计过程中,可以应用BIM技术根据各设计方案建立仿真模型,然后直观地对各方案展开性能对比,明确不同设计方案的可行性,从而在诸多暖通空调设计方案中选择最合理、可行性最高的方案。例如,山东省某建筑工程在暖通空调设计过程中,借助BIM技术对建筑所处环境进行了分析。在对暖通空调方案进行设计时,施工人员借助BIM技术中的CDF软件,对该建筑的地理环境以及气候环境等内容进行了综合模拟,并在模拟环境中建立建筑仿真模型,通过分析环境对建筑的影响,对各暖通设计方案进行对比分析,确定并调整暖通空调的设计方案,最终制定最佳暖通空调设计方案。 3.4BIM技术在计算机辅助设计中的应用 BIM技术在暖通空调设计中的应用,还表现在可以利用CFD软件实现对施工布局和施工环境等信息的模拟,同时,结合暖通空调设计的需求,对建筑暖通设计加以优化,使主要功能房间在四季都获得较好的通风和采暖条件,在降低空调损耗的同时,满足居住者对室内空气和温度的需求。此外,通过对BIM技术的运用,可以模拟暖通空调全年的动态负荷,从而有效掌握暖通空调系统的负荷,从而采取措施使用最少的设备完成高效率的运行,减少对能源的消耗。 4结语 综上所述,借助先进的BIM技术优化暖通空调设计流程,可以充分降低空调在投入使用后,空调对能源的消耗。但是,受诸多因素的影响,仍有少数建筑工程暖通空调设计缺乏对BIM技术的认识和重视。针对BIM技术在暖通空调设计中的应用现状,本文主要主要介绍了BIM技术的可视化和数据共享等特点。此外,从BIM技术在冷热源设计中的应用、图纸绘制中的设计应用、方案辅助设计中的应用等方面,重点研究了BIM技术在暖通空调设计中的应用。希望本研究可以为提升BIM技术在暖通空调设计中的应用水平提供借鉴。
数据处理方法论文:化工原理实验数据处理方法探究 摘要:化工原理实验中的数据处理是化工原理实验及有关类似实验的一个重要环节,在实际数据处理时,往往存在有较大的误差,如何更有效的进行数据处理,是值得我们探究的重要问题,本文就化工原理实验当中的数据处理进行简单的分析。 关键词: 化工原理;实验;数据处理 0引言 化工原理实验是理论与实践结合紧密的一门课程,在化工原理系统理论的指导下,通过进行过滤、吸收、传热、吸收、精馏、干燥等单元操作训练,一方面强化单元操作基本能力,另一方面,提高学生数据处理能力,为从事化工生产工作奠定良好基础。化工原理实验的特点是测量数据多、计算量大、计算步骤复杂、试算难度相对大、查表次数较多,仅仅依靠手工计算进行数据处理,不仅浪费时间,而且准确度较低。因此需要寻找既有效而且准确度相对较高的处理方法。 1EXCEL数据处理法 EXCEL是常见的Office应用软件,一般常用于表格的制作及数据的快速处理,将其应于化工原理实验数据处理,可提高数据处理效果,同时还可以对实验数据进行有效性监管。运用EXCEL软件系统,可替代以前用单片机制作的软件,提高数据录入速度。另外,表格中还有足够的文字提示,而且可以把相应的量纲也输入到表格当中,不仅提高了化工原理实验速度,也增加了实验数据的准确性,而且有利于培养学生的计算机应用能力,提高了实验教学效果。 在使用软件过程当中,教师可使用教师机进行文件下传,把数据、模版文件等资料发送给学生,学生以此文件资料为模版,用学生机进行录入和实验数据处理。方便、快捷、使用速度快,准确率高。 2Origin软件数据处理法 Origin软件是应用于科研领域的数据分析和制图软件,不仅具有强大的数据绘图功能,并且还提供了多种曲线的拟合方法,是一种非常好的数据处理工具,将其应用于化工原理实验数据处理,可进行线性拟合和非线性拟合处理。 2.1 非线性拟合Origin软件在指数增长函数、指数衰减函数、对数函数、S函数、Gaussiaan函数中描述了众多拟合函数及图形,同时还可以使用自定义函数进行数据拟合。 2.2 线性拟合法Origin软件可进行简单线性拟合和多项式拟合,还可用变量替换的方法进行转换函数拟合。可指定使用数据点数、多项式阶数计算法和X取值范围,进行多项式拟合。 3作图法 作图法是化工原理实验重要的数据处理方法,现以化工原理实验中比较重要的测定传热实验为例。传热测定实验是化工原理实验中的一个典型实验,当空气在圆形的直管中流动时,对流传热准数关联式的一般表现形式为 Nu=ARemPrnGrp,式中,N为努塞尔特准数,Pr为普兰特准数, Re为雷诺准数,Gr为格拉斯霍夫准数。A、m、n、p 对应的是不同的系数和指数。对于强制湍流气体来说,Gr准数我们可以忽略不计,Pr准数是一个常数,并且不随温度和压力的变化而变化。因此,Nu=ARem。 我们使用作图法计算Nu=ARem中的系数A和指数m。得到直线方程式lnNu=lnA+mlnRe。在双对数坐标上作图,以Re为横坐标,以Nu为纵坐标,直线斜率即为方程的指数m。在直线上任选一点,将函数值代入方程Nu=ARem,得到系数A。(图1) 4最小二乘法 作图法具有简便、直观的特点,但由于在坐标上进行标点时会有些许误差,有一定的人为因素存在,因此,作图法确定实验结果往往误差较大,最小二乘法可以较好的克服这些问题。 我们可将Nu=ARem进行对数转换,即lnNu=lnA+mlnRe,得到y=a+bx的关系,从而得到A、m值。通过测得的一组数据Xi,以yi=(l,2,…n),可以确定系数a及b。其中,y表示lnNu,x表示lnRe,a表示InA,b表示m。根据最小二乘法 由此求得截距为m、斜率为b的直线方程,从而得到关联各实验点的最佳直线。 5结束语 EXCEL数据处理法具有简便易行、软件易得的特点,Origin软件具有功能强大、适应于大量数据处理的特点,这些方法在化工原理实验数据处理过程中,都发挥着越来越多地作用。作图法具有简单直观的特点,在取平均值的时候,还可以发现测量中的错误。但作图法人为因素较多,有效数字容易受图纸限制,不易估算测量结果的误差。最小二乘法有统计方法严密,数据处理严谨,误差相对较小的特点,但缺点是计算起来相对比较复杂,手工处理数据往往会花费时间比较长,可借助计算机软件进行数据与图形处理,可大大提高工作效率,并且还能够培养学生计算机的使用能力。这些方法的应用,既可以提高了数据处理的准确性,同时也增强了数据处原理的时效性,增强了实验教学效果,提高了教学质量。 数据处理方法论文:地理信息公共平台数据处理方法的研究 摘 要:科技不断发展的当今社会,信息资源的共享已然是主流。尤其是在地理信息的公共平台构建上,利用信息网络化技术将地理信息通过平台的方式呈现出来,这样人们就可以很方便地出行。地理信息公共平台建设中的重点内容就是平台数据的处理,不仅需要拥有一定的技术支持,同时还需要具有适当的操作方法。文章通过研究分析地理信息公共平台数据处理的方法,从而提高地理信息公共平台数据处理的流程,为人们的生活出行提供更大的方便。 关键词:地理信息公共平台;平台数据处理;方法研究 1 概述 信息化科技的发展促使地理信息公共平台的建设工作不断地加快。地理信息公共平台的构建是地理空间框架建设的重要体现,与现代的网络化技术相结合能够更加方便人们的出行。地理信息公共平台的建设能够使得巨大的地理信息变得可视化。但是地理信息平台的构建不论是流程还是技术都需要一定的方法。通过实践和研究,找到合适地理信息公共平台数据处理的方法,加快地理信息公共平台的建设。 2 地理信息公共平台数据处理方法的研究背景分析 2.1 定义分析 如今社会的发展,影响经济和社会进步和发展的重要因素是信息化,地理信息是人们认知世界的重要途径和手段,是社会经济发展的重要基础。如今传播的百分之八十以上的信息是和地理位置紧密相连的,通过信息的,成功的揭露了事物发展的规律,帮助指导了战略决策的制定。 目前我国信息化发展不断地深入化,地理信息资源的基础地位逐渐显现,给人们的生产生活带来了极大的影响。党和政府也认识到地理信息资源的重要意义,加大了对其相关建设和应用开发。地理信息资源的利用对于城市的发展有着极为重要的意义,尤其在数字城市的构建上其具有极为重要的意义,相关部门必须加强对其的重视。 2.2 研究的价值 根据相关的技术要求,我们可以看到,地理信息数据库是基础,地理信息公共平台直接面对的对象是客户,所以作为数字城市建设核心的地理信息公共平台,逐渐以数字城市的主体体现,它所包含的内容是除了详细的数据建库之外的其他所有的内容。 地理信息公共平台建设的核心内容是平台的数据库,它给大众展现出来的信息更利于进行传播,而且充分的体现;集成、可扩充和可视性。 目前我国在数字城市的建设已经取得了一定的成就,但是在数据采集和处理没有一个统一的标准,尤其是针对一些大比例尺的数据的生产处理,笔者希望通过研究之后,针对数据信息的制作方法和流程能够正确地梳理出来,这样可以给更多地方的数据平台构建工作提供指导和帮助。 2.3 数据处理 平台数据集是地理信息公共平台建设的核心内容,它所提供的信息内容更适宜网络化分布式应用,体现集成性、可视化、可扩充性的特征。包括在基础地理信息数据上通过数据提取、扩充和重组等加工过程形成的地理实体数据、影像数据、地图数据、地名地址数据和三维景观数据等面向服务的产品数据。 3 地理信息公共平台数据处理的实施 3.1 建立地理实体数据库 3.1.1 数据的处理 地理信息公共平台建设需要有个存放所有信息的数据库,这些信息都混淆在其中,需要对这些信息进行数据处理,就如同分门别类一样,将有共性的数据都提取出来,作为最核心的要素数据,将所有的数据都按照这样的分类继续分下去。 3.1.2 水系数据处理 地理信息中不免会遇到江河湖海等水系数据,面对这些数据,要将湖泊、池塘,以及水库的线和面作为提取的要素数据。当遇见完整的河流时,就直接提取河流的边和面,当河流中间被桥梁所中断时,对于数据的提取应该是边线、面以及桥梁。遇到拦水坝的粉笔水库,提取的数据信息除了提取水库的边缘线之外还需要提取堤坝等信息,这样才能保证提取信息的完整性。 3.1.3 交通数据处理 地理信息除了有水之外还会遇见铁路和公路以及城市道路等数据信息,对这些道路的要素数据提取,主要是面、边线以及中心线等。同时还需要按照一定的比例将这些信息规划好,与实际的数据信息相对应。 3.1.4 数据脱密处理 在对数据解密处理的过程中,操作人员需要依照《中华人民共和国测绘成果管理条例》的要求,绘制开发出的生产产品涉及利用国家秘密,没有经过高无缘绘制行政管理部门或者省、直辖市、自治区的人民政府绘制行政管理部门的保密技术进行处理的,那么绘制出来产品秘密等级要等于甚至高于所使用的秘密等级。所以,必须对平台数据进行解密处理,高精度进行位置定位,确保在不影响国家安全的情况,满足用户的精度要求。在解密处理数据过程中,还需要注意以下8个方面。①地图位置的公开精度不可超过50米。等高距大于50米,数字高程模型网需要大于100米。②大众使用的遥感影像空间位置颈部要控制在50米以上,影像地面分辨率要高于0.5米,对于涉密的信息、建筑物以及构筑物等固定设施不可进行标注。③只有满足《基础地理信息公开表示内容的规定(试行)》、《公开地图内容表示若干规定》、《公开地图内容表示补充规定(试行)》三项标注要求,才可在大众使用的遥感影像中注明地名、地质以及其他相关信息。④在编制公开地图时,涉及使用到秘密地理信息,需要按照国家绘制地理信息局规定的统一方法进行加密,并依法送到测绘行政管理部门进行审核。⑤如果公众使用的遥感影像需要使用到国家秘密,那么在公开致歉需要移交省级以上的测绘地理信心行政管理部门进行审核并进行加密保护处理。对于分辨率在0.5米以下的遥感影像,也需要经过国家测绘地理信息局进行审核后才能够公开使用。⑥需要得到省级以上测绘地理信息管理部门审核后,并获取地图审核号,才能够公开出版、传递、刊登遥感影像内容。⑦不论是标注的兴趣点还是新增的兴趣的都需要经过审查,满足国家审核之后,才能够进行公开展示。⑧使用到专业内容地图时,需要获取该专业保密部门的核查的证明文件。 3.2 降低空间精度 地理信息公共平台建设之后,人们就可以通过网络进行查看,对于有些需要隐蔽的信息则需要降低空间的精度来实行保密。中国测绘科学研究院开发了专业的软件,可以对数据信息进行变形处理,使得地理信息的空间坐标无规律地发生偏移。这样,将有利于达到保密的效果。 3.3 过滤敏感信息 地理信息公共平台的建设主要目的是能够给人们的生活带来方便,一些人们日常出行会运用到的地理信息出现在地理信息公共平台上就可以了,对于一些敏感的地理信息应该删除掉。例如部队、监狱和劳改所等就不应该标识出来了。同时对于一些专用公路和专用铁路的信息也应该不予以标识。 3.4 晕渲地图制作 地理信息平台建设呈现出来的地理信息需要一定的视觉效果,给人直观的道路感受。对地理信息中的地势进行晕渲地图的分级切片。在全市范围内,数据采用一比一的方式进行,而其他范围则采用一比五的数据来代替。通过叠加的方式使得数据呈现出直观感受的地势晕渲图。 3.5 三维数据制作 为了使得地理信息平台的建设的地理信息更加逼真,人们在使用的过程中能够更快速地理解,三维数据制作也是一种手段。首先需要建立三维模型数据,再根据这个模型,将地理信息有效的定位在其中,最后通过三维模型渲染的方法使得地图更加满足视觉的效果。渲染之后的模型在经过专业的软件到处成平台所接受的文件格式。 4 结束语 通过上述的研究分析我们了解到,地理信息公共平台的建设工作需要一定的数据处理方法的支持,这样才能够给大家提供一个科学、准确并且及时的地理信息服务共享平台,才能实现给人们生活出行带来便捷的想法。地理信息公共平台数据处理包括的内容很多,需要逐个去研究透彻。地理信息公共平台数据处理方法经过一定的研究之后在更大范围内推广使用,使得更多的地区能够建设地理信息公共平台,真正迎接信息化的时代。 数据处理方法论文:煤矿井下随钻测量技术及钻孔轨迹数据处理方法研究 摘 要:在煤矿生产作业中,为确保生产效率及安全,多会采取定向钻进技术,确保煤矿生产钻进工作的有效控制。研制我国煤矿井下随钻测量技术,探究钻孔孔迹数据处理方法,其具备着极为显著的实践应用价值。从一般水平定向钻进入手,分析水平定向钻孔轨迹的基本要素,探究煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法,提出一定的钻孔孔迹数据处理方法。 关键词:煤矿井下随钻测量技术;钻孔轨迹;数据处理 1 一般水平定向钻进钻孔轨迹 一般意义上的水平定位钻进,多选择以地面作为参照,并进行相应空间坐标系建立。在煤矿生产作业中,其水平定向钻孔则需要依据井下钻场为参照,建立相关的空间坐标系。为确保钻孔钻井精度及效率,需要综合考虑矿井实际状况,确保空间坐标系建立准确性,并研究表征钻孔贵轨迹空间位置的实际点、线、面与角之间所存在的具体关系,确定描述钻孔轨迹的方法及相关计算方法,将其作为钻孔轨迹设计与钻孔轨迹数据信息处理的理论基础。定向钻孔轨迹,以空间曲线参数作为划分标准,则可以分为设计钻孔轨迹、实际钻孔轨迹与实测钻钻孔轨迹。其中实际钻孔轨迹,指的是钻头钻进过程中由钻头中心点沿着钻孔轴移动所形成的实际的几何路径,其钻孔轨迹,是由众多点组合而成。然而在实际操作过程中,受条件限制无法对钻孔轨迹中的所有点实施测量,因此其实际钻孔跪进仅仅具备抽象意义,无法将其完整绘制展示。钻孔实测轨迹,指的是在钻进过程中,对实际轨迹中存在的某些特定点执行测量操作获得的轨迹,这些店称之为测点,以测点为基础,绘制出的钻孔轨迹表现为折线,折线与实际轨迹之间所具备的近似程度,是由测点的密集程度来决定的。 媒矿井下水平定向钻孔轨迹空间坐标作为基础,逐步实现钻孔轨迹描述与绘制作业。其操作步骤主要为:第一,依据区域特征及实际,建立钻孔轨迹空间坐标系,对钻孔轨迹所处于的实际空间位置进行确定。传统方式的地面钻孔,多会选择以地面作为参照,依据钻孔表现的方向,多将向下方向作为垂直轴,设置为Z,表示正方向,然而井下钻孔作业,不仅仅存在着垂直孔与下斜孔,还存在着近水平孔,钻有上仰孔,且其钻孔地点均位于地面以下,为方便研究与描述其钻孔钻进状态,其基本参照物多选择井下钻场,依据其参照体系,构建出垂直于轴向上为正方向的煤矿井下钻孔坐标系。第二,地面钻井作业中,其关于井斜的描述,多是选择钻孔垂直轴及轴线之间所存在的夹角作为重要参数来表示。然而煤矿井下钻孔,多选择水平面与钻孔轴线之间的仰角作为重要参数值,且考虑到地面情况与井下条件下,其X,Y轴在正反向取向上保持着一致性,然而在坐标系中,Z轴方向却存在着相反性。地面坐标系中,多将Z轴向下作为坐标系正方向,其坐标系统满足右手螺旋法则。在井下坐标系统中,则多将Z轴向上作为坐标系正方向,此时坐标系则满足左手螺旋法则。具体如图1所示。 2 水平定向钻孔轨迹的基本要素 在实际开展水平定位钻孔轨迹设计操作、测量操作及数据信息处理的过程中,一般多选择钻孔轨迹L中的某一个测点作为研究的基础对象,其选择测点所相应的孔深、倾角与方位角,则被称之为水平定向钻孔轨迹的基本要素。依据相关理论,则测点数据信息仅表现了该点位置的空间位置,测点位置的切线则表示为钻进过程中的前进方向线,亦被称之为钻孔当前轴线,可以通过钻孔当前轴线、来表述测点附近一段钻孔轨迹。测量数据的处理操作与钻孔孔迹绘制,其对钻孔轴线的绘制,均是依据钻孔轴线进行操作的。为确保钻孔轨迹绘制及描述的准确性,要求对钻孔孔迹中存在的测点相应的孔深、倾角与方位角基本要素进行精确处理。在其基本要素中,理论孔深定义为:测点位置所具备的实际钻孔深度值,在近水平钻孔中,多指的是孔口位置到测点钻孔曲线之间的实际长度值,多采取钻杆进行测量,一般用L进行孔深记录;倾角:是指钻孔当前点的切线与水平面之间的最小夹角;方位角:是指钻扎当前点的切线在水平面的投影与北向(N轴)之间的夹角;设计方位钱:开孔方位线在水平面上的投影,代表钻孔深度廷伸主方向。 3 煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法 在煤矿生产过程中,尤其是高瓦斯矿井,从瓦斯治理和利用的角度出发,经常需要在煤层及其顶板或底板中布置一系列的钻孔用于抽采或释放瓦斯,以确保生产安全。根据钻孔的目的和用途不同主要分为预抽钻孔、防突钻孔两种。根据抽采瓦斯的位且或来源不同,水平定向钻孔主要分为本煤层预抽孔、顶板高位孔、底板穿层孔等形式。 本煤层预抽钻孔的布且形式预抽钻孔一般情况都布宜在煤层厚度大、透气性好、瓦斯含且高、煤层硬度较大的称定煤层中,这样不但有利于成孔和后期钻孔橡定,同时能够保证钻孔的高渗透性。有利于瓦斯的逸出。报据钻有利于瓦斯的逸出。报据钻孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布龙形式主分为走向和倾向布置两种形式。为了保证良好的抽放效果,不能使钻孔穿透工作面或从巷道穿出帆,在实施定向拐商钻孔前,孔相对于工作面延伸方向的不同水平定向钻孔布置戳主钻孔布t形式一般以走向或倾向平行布皿为主。在实施向拐夸钻孔后,可采用“一孔多分支”的钻孔布1形式。这样可在顺槽直接开孔,减少钻机椒运次数,提高钻进效率,同时起到“一孔多用”的效果。 4 煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理方法 在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中,提出应用平均角法进行轨迹计算。为确保钻进轨迹描述的准确性,可以进行多点测量,降低两侧点间距,提高计算精度,这种方法计算简单,在实践应用中应用较为广泛。此外,在煤矿井下随钻测量技术钻孔轨迹数据处理中还可以采取平衡正切法。然而其方法应用精度偏低,为满足现场实际需求,本文提出应用Excel进行钻孔孔迹测量参数计算,并绘制钻孔轨迹图。Excel工具具备着强大的数据处理功能,通过测量仪器,收集测点深度、倾角与方位角等信息,通过Excel形式进行保存,采取相应的计算方式进行孔迹坐标计算,选择图表导出方式,直观获得钻孔轨迹水平及垂直投影。 5 结束语 随着煤矿开采深度增加,为确保煤矿生产安全性,实现生产效率,在煤矿开采中多采取定向钻进技术,以实现对煤矿钻进工作的有效控制。在分析钻孔孔迹一般水平定向钻进、水平定向钻孔轨迹的基本要素、煤矿井下水平定向孔轨迹的一般形式和描述方法等基础上,探究钻孔孔迹数据处理方法,典型的钻孔孔迹数据处理方法包括平均三角法、平衡正切法等,本文提出Excel法进行钻孔孔迹测量参数计算,实践证明其可行性,且效果良好。 数据处理方法论文:无人机数据处理技术教学方法研究 摘要:无人机数据处理技术为测绘产品生产提供了新手段,广泛应用于各种测绘工程。作为摄影测量学新技术,须在摄影测量学基础课程中适当增加无人机数据处理方面的教学内容。本文结合DPGrid无人机航测数据处理的整体解决方案,以实际软件操作演示案例进行关键方法的讲解,能达到激发学生学习热情,促进学生学习新技术的目的。 关键词:无人机;摄影测量;数据处理;教学案例 一、引言 无人机低空航拍摄影技术作为一项空间数据获取的重要手段,具有续航时间长、影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点[1],其获得的航拍数据被越来越多的应用于各种测绘项目[2],以获取测绘4D产品。然而由于无人机体积小,容易受天气风力影响,飞行姿态差,航片重叠度不规则,航片倾斜角和旋偏角容易偏大,且航拍携带非量测相机相幅小、相片基线短、图面质量较差、经常会出现影像模糊,常规的数据处理方法较难实现无人机数据的快速处理。为满足工程应用的需要,一些新的无人机数据处理技术被提出,相关技术人员的社会需求也逐渐增多[3]。可见,在摄影测量学本科教学中增加相关内容以加深学生对该技术的了解非常必要。本文拟以武汉大学研发的DPGrid软件中无人机航测整体解决方案为基础设计相应的教学内容及案例,达到让学生了解无人机航片处理关键技术的目标。 (一)无人机航测数据处理教学内容 无人机航测数据处理的教学内容应包括低空航测的定义、低空无人机平台、低空无人机数据的特点及低空数据处理的关键方法及步骤[4、5]。低空航测就是在较低相对航高采用小型飞行器搭载小像幅数码相机进行航空摄影测量工作。该技术在我国最早发展于20世纪90年代,从2008年开始无人机航测数据第一次在应急救灾领域得到了应用。常见的低空无人机平台有三角翼、飞艇、轻型飞机等,能搭载各种2000万像素以上小像幅相机作为传感器进行航空摄影。由于成本较低,且能灵活机动地应用于小范围航测和应急测绘,2010年4月无人机被集中装配到全国各省局以推广其应用。2011年,武汉大学研发的数字摄影测量网格DPGrid软件被正式推出,作为一个高性能海量航空航天遥感数据处理系统,它打破了传统的摄影测量流程,集生产、质量检测、管理为一体,能合理的安排人、机的工作,充分应用当前先进的数字影像匹配、高性能并行计算、海量存储与网络通讯等技术,大幅度地提高了数据处理的效率,缩短地图更新周期,提高空间信息获取的实时性,特别是对大型的自然灾害的快速评估、应急反映的方面,对我国社会经济发展以及军事安全等都具有重要的意义。其中完整的无人机航测整体解决方案针对低空航测数据的航片重叠度不规则、倾斜角和旋偏角容易偏大、像幅小、基线短、图面质量较差、影像模糊等数据处理难点,提出了许多先进的数据处理方法,包括小像幅影像畸变修正、影像增强、特征点提取、多级金字塔处理、大倾角立体像对的影像匹配、自动转点、GPS/IMU光束法平差、影像匀光匀色、正射影像制作及自动镶嵌等,为利用无人机航测数据高效生产大比例尺DOM、DEM、DLG等测绘产品奠定了基础。在教学中,以上新方法的主要功能及实现步骤可通过对DPGrid软件的演示操作案例进行讲解,以加深学生的理解。 (二)DPGrid无人机数据处理流程及教学案例 在DPGrid软件中,无人机数据处理模块运用了网格计算的先进算法,能提高数据处理的效率[7],在灾害应急响应中发挥了巨大作用。无人机数据处理的基本流程如图1所示。第一步是创建工程,设置工程目录等参数;第二步,设置相机参数,排列航带,进行影像预处理,包括内定向、畸变改正、影像匀色等,影像处理完后可以得到测区影像图。在测区影像图上先手工选择航带内和航带间的同名点,然后通过全自动影像匹配获得加密点(图2);第三步,量测一些地面控制点为平差计算加密点的地面三维坐标做准备;第四步,利用光束法区域网平差进行粗差剔除,并调整同名点的位置,使得平差结果满足工程精度,获得加密点坐标和影像的外方位元素;最后,建立数字高程模型(DEM),编辑DEM,进行正射影像生产、编辑,得到最终的测绘产品(图3)。 为加强学生对无人机数据处理中各步骤的理解,在教学中还会以无人机数据处理的DPGrid操作演示案例进行讲解。该案例采用4条航带,总计20个无人机航片(图4)进行数据处理的操作。首先创建工程,然后进行相机参数设置、控制点设置、航带设置,进行影像预处理,接着在影像匹配前先加入一些种子点,进行影像全自动匹配,自动找到同名像点。接着进行光束法平差剔除粗差点,然后加入控制点进行光束法平差以获得相片外方位元素和加密点的三维坐标,最后生产测绘产品,并进行产品编辑。如图5为案例数据生产的数字正射影像(DOM)。 二、总结 无人机数据处理技术是测绘专业学生需要掌握和了解的新技术之一,本文利用DPGrid软件中的无人机航测解决方案设计相应的教学内容及案例,能激发学生对摄影测量学这一课程的学习热情,让学生在学习中更积极主动的探求新知识,通过案例教学能让学生把理论知识运用到实践中去,为他们将来的工作奠定了良好基础。 数据处理方法论文:基于小波分析气门落座数据处理方法的研究 摘 要:本文主要提供了一种快速傅里叶变换(FFT)分析同小波包分析相联合的数据处理方法。通过对处理后的加速度积分后所获得的气门速度数据信号,分析计算可得其干扰信号在数字滤波的基础上减少了11.84%,气门落座速度的精度也相对提升了15%,绝对误差为6.59%。跟传统的数字滤波器滤波的方式对比,此种方法有效提升了气门落座动态数据的精度。 关键词:数字滤波器;快速傅里叶变换;小波包分析;气门落座 0 引言 本文主要针对使用常见的数字滤波器滤波方法在处理气门落座动态数据时的缺陷,提出将快速傅里叶变换(FFT)分析与小波包分析相结合的数据处理方法,实现信号和误差的滤波,有效地提高了数据的精度。 1 数字滤波器滤波分析气门落座动态数据 气门的动态数据在时域和频域内的区分不是很明显,在时域内,干扰信号总是存在;在频域中,其信号不仅包含有与凸轮转速同步的周期信号以外,还隐藏了气门开启和落座时的冲击信号。而冲击信号不是严格的周期信号,其在频域和干扰噪声有部分的重叠[1]。 本文采用高通滤波器,设置其低频、高频阻带值为8Hz、10KHz,对气门加速度信号做滤波处理。由结果分析可知,经过数字滤波处理后其最大值由原始信号的10049变为了9782,产生了2.65%的滤波误差,其落座端的动态数据态势也与原始信号在时间上有一定程度上的偏差。由此可见,滤波器在去除干扰信号的同时,真实信号也被削弱了,尤其是气门落座段部分的高频信号被削弱了。 2 小波分析气门动态数据处理的拓展研究 小波变换具备多频率分析信号的特征,是一种信号的时间-频率分析方法,并且在时域、频域内均具有表征信号局部特征的功能。根据这个特点,将气门落座的单个周期的动态数据分为工作段(A’-B)、落座段(B-C)、非工作段(A-A’和C-C’),如图1所示。 2.1 FFT分析与小波包分析相结合去除干扰 小波包分析是由小波分析拓展而来,能够对信号做更细致的分析和重构,可以同时对低频信号和高频信号做出分解,并在全局频段内对信号做细化,所以,用该方法可以去除夹杂在气门加速度动态数据中的干扰[2]。对预处理后的气门加速度数据各工作段进行FFT分析。整个频域段均包含着落座段部分的真实信号,而干扰信号则主要存在于加速度曲线各段FFT变换后图形的突变处和曲线的粗糙部分。结合上述分析可获得干扰信号频率范围分别是:0-3阶、145-148阶、380-394阶和438-442阶。为了进一步去除干扰,必须对原始加速度数据信号进行442阶以上的细分,即需要对其做9层小波包分解,其512阶频率信号则被分成了512个频率段。再通过小波包对上述干扰频率范围进行重构从而消除干扰。 2.2 对比分析 经过上述分解与重构,将常用数字滤波器去除干扰与小波包去除干扰所得的结果进行对比,效果如图2所示。 对图2中数字滤波去除干扰和小波包去除干扰的的气门加速度曲线进行积分获得气门速度曲线,其对比图如图3所示。 根据图3的显示分析可知,小波包处理和数字滤波处理后的速度信号,其最大值前者为2.936m/s,后者为2.555m/s,原始数据所得为3.142m/s。采用FFT分析与小波包分析相结合的方式处理气门落座数据,通过对其积分后获得的气门速度信号,计算可得其干扰信号在数字滤波的基础上减少了11.84%,气门落座速度的精度也相对提升了15%,绝对误差为6.59%。 3 结论 采用FFT分析与小波包分析相结合的方法去除干扰后,气门的加速度曲线和积分后得到的气门速度曲线的最大值不变,其真实性未受到影响,改善了数字滤波容易丢失真实信号的缺陷,有效的提高了配气机构动态数据的精度。 数据处理方法论文:土地勘测定界测量中数据处理的方法探究 摘要:土地勘测界定工作,是做好地区开发发展的重要基础性工作。其工作质量的提高,对于确保投资者与土地拥有者利益,以及地方开发质量都起到了良好的支持作用。?本文以数据库技术发展为基础,开展了土地勘测定界测量数据处理技术研究。 关键词:土地勘测定界测量数据处理数据库 随着我国经济高速发展以及国家基础建设水平的提高,各项土地开发工作成为了当前工程建设的主要工作。在这一工作中,土地勘测工作质量高低,决定了土地开发工作能否顺利完成。为此土地测量技术工作者利用各项技术革新模式,提高土地勘测定界测量技术质量。在测量研究中技术人员发现,数据处理技术的应用可以很好地提高土地勘测定界测量工作质量,对土地开发工作起到了较大的支持作用。 一、数据处理技术方法发展分析 在定界测量过程中,数据处理技术的应用极大的提高了勘测工作质量与效率。为此勘测技术人员首先开展了数据处理技术发展过程研究,为其技术研究提供支持。 (一) 在传统勘测技术上发展出的数据处理方法 早期的界定测量数据处理技术,是在传统测量方式上创新而来的。其主要的技术模式即是将测量所得到的结果进行数据化处理。在实际的应用中,其处理过程技术一般是采用Auto CAD、Mastion等软件,对勘测内容进行处理,获取勘测界定测量数据。但是在实际的技术应用过程中,技术人员发现以上两种数据处理软件虽然具有图形操作简单、图形美观等明星的优势。但是在实际应用中也存在着软件为进行二次开发工作、土地属性信息(如权属、类型等)无法在图形中进行标注等缺点。为此勘测技术人员,这一这类技术问题进行了专项技术研究。 (二) 数据库信息化数据处理技术方法 针对传统勘测数据处理技术存在的问题,技术研究者新型数据处理技术以及网络数据技术为基础,提出了应用数据库开展勘测定界测量数据处理工作的新型处理方法。在这一技术应用中,其主要技术内容包括了以下几点。首先构建勘测数据库。技术人员利用信息数据技术,在计算机内建设多元化的勘测数据库。其数据库内容包括了勘测区域及周边地物属性信息和空间信息,再利用数据处理技术将信息数据进行融合。这一技术所建设的数据库具有数据无缝、无限性特点。其次建立大容量数据库。在数据处理过程中,处理速度与质量与数据库容量有着重要关系。在当前技术条件下,计算机硬盘设备容量依然可以满足勘测定界测量中数据库容量要求。同时,伴随着云数据库技术发展,其为数据库容量提升提供了无限发展空间。利用新型大容量计算机硬件系统与云数据库技术结合,是提高数据处理质量效率的技术手段。最后发挥出数据库处理优势。在数据库技术支持下,勘测技术人员可以提高勘测数据处理质量,对勘测数据进行有效处理与监控。通过技术手段提高,充分发挥出数据库数据处理作业,是当前勘测数据处理研究的重要内容。 二、土地勘测定界测量中数据库技术处理研究 将数据库处理技术应用到勘测定界测量中,需要技术人员进行实践研究,提高其技术的实用性。在实践过程中,其主要的技术处理内容包括以下几点。 (一) 勘测测量数据处理流程? 在数据处理过程中,有效的数据处理流程有助于提高数据处理的质量与效率。多元化勘测测量数据库工作中,其主要流程包括了以下内容。(1)通过数据采集工作,对需要勘测测量的数据开展整理与收集工作;(2)在勘测地段开展专业化外业测量作业,获取界定测量数据;(3)通过数据库处理,将专业测量所得数据转化为内业数据;(4)由数据库程序完成对勘测数据信息开展自动提取、录入处理;(5)技术人员根据土地勘测范围,构建出测量图形与属性专业数据库;(6)技术人员对图形与属性数据进行核查,避免数据错误造成的勘测问题出现;(7)数据无误后,数据库自动完成定界土地数据自动量算过程,如统计土地总面积等相关数据;(8)技术人员做好数据库应用与维护工作。 (二) 数据处理过程主要技术内容 在界定测量数据处理流程中,其技术管理要点包括以下内容。(1)内业图形数据转换。在勘定测量数据处理中,将勘测所得的外业数据转化为内业数据,存入数据库进行处理。其主要过程即是将勘测到的测量数据,输入专业数据库,再按照勘测要求设置出勘测基本单位。之后在数据库中根据位置点号、x坐标、y坐标数据格式,将数据存放入数据库,完成坐标读入与绘图过程。(2)勘测数据信息转换。在内业图形数据转换完成后,数据需要根据面积、土地类型地块号等数据内容,搭建属性数据库结构。再根据数据库要求完成勘测数据信息转换工作。如将自动形成的单块勘测图,形成整体的勘测图就是这一环节的内容。(3)完成勘测面积的自动求和。在勘测数据信息转换完成后,数据库在以转换数据基础上,利用数据库汇总计算功能,完成勘测地段整体面积的自动统计工作。统计完成后在利用数据源代码对面积开展自动计算工作,求得勘测地段整体面积。 三、定界测量数据处理数据库技术使用实例简介 在某地区征地勘测过程中,测量技术人员采用了数据库处理技术,对勘测地段进行了数据处理工作,并对数据进行了分析。其实际工作内容如下: 第一步实地测量过程。在勘测测量开始前勘测管理者首先根据地区面积、形状等特点,将勘测工作分为三个勘测测量小组,开展外业数据实地测量,取得勘测测量的外业数据。 第二步数据转换工作。外业数据测量完成后,技术人员将数据输入专业数据库。数据库再依据外业数据,通过数据库软件将外业数据转换为内业图形。其转换完成的内业图形如图一所示。 第三步数据结合转换工作。数据库在形成内业图形后,将三组内业图形根据坐标、地域形状等数据内容,将三组图形信息进行拼接,组成完整的勘测测量数据库,继而拼接成勘测地区完整的图形。其组合完成的勘测图如图二所示。 第四步地域自动统计求和。在完成勘测图后,技术人员通过数据库自动统计与计算功能,完成地段面积统计与计算工作,求得地段数据58.2公顷。 四、结束语 土地勘测界定测量的开展,是土地开发工作的首要工作内容,也是提高土地勘测质量的重要技术内容。将数据库技术引入勘测测量工作,利用数据处理技术提高勘测质量是当前勘测技术的主要发展方向。研究者结合实际勘测案例,开展了数据技术应用实践研究,为勘测技术发展提供了有力支持。 数据处理方法论文:关于水轮发电机组盘车数据处理方法的研究 摘要:在水轮发电机组安装检修的过程中有一项极其重要的工作,那就是对于盘车树立的处理,要想水轮发电机组保证健康的运行就必须要保证良好的盘车质量。在之前较为传统的盘车数据处理方法是要求等转角盘车,这种方法不仅劳动强度十分大、工作效率还十分的低下,虽然在后来也有自动盘车的方法出现,但是,这种方法也只是改变了自动化的问题,并不能从根本上提高盘车的速度和工艺。为此,本文提出了用最小二乘拟和法对水轮发电机组盘车数据进行处理计算。 关键词:水轮发电机组;盘车数据;处理方法 0 引言 在水轮发电机组中盘车的主要目的就是为了测量水轮发电机组的轴线情况,然后再对其进行处理,进而降低水轮发电机组运行时的摆度,保证水轮发电机组运行时上下之间的间隙保持均匀。传统的等角盘车这种人工读数的方法存在着很多的弊端,例如,测数的不准,不能一步调整到位,智能反复的对其进行调整,加大了不必要的劳动力,降低了工作效率等。因此,在近几年以来,自动化的盘车系统就开始被大量的应用于水轮发电机组的检修当中,但是这些盘车系统只能解决自动转动的问题,并不能提高盘车的速度和工艺。为此,笔者也就最小二乘拟和法对水轮发电机组盘车数据进行处理和计算,该算法对盘车测点圆周并没有什么要求,还能够有效克服测量断面表面的质量以及测量误差对计算结果的影响,通过实际的应用和研究发现,这种方法应用起来较为方便,而且还在一定程度上加快了盘车的速度,提高了盘车的质量。具体实验探究报告如下: 1 水轮发电机组摆度的特性和计算 1.1 摆度的特性 旋转部件的形心(中心)和旋转中心的不重和就造成了摆度。下图1是摆度的集合特性分析图,就图1能看出,e是旋转部件中心与旋转中心的摆度圆半径;R是千分表所测出来的摆度值;而Q0则是旋转部件在最初始位置时的最大摆度的方位角。根据几何关系我们可以推导得出,千分表的摆度值理论上应该是一条正弦的摆度曲线,但是可能是由于测量表面质量以及读数的误差使其不能成为一条标准的摆度曲线。 2 水轮发电机组轴线调整量的测量和计算 2.1 空气间隙和上、下止漏环之间的间隙特性分析 空气间隙指的是发电机转子和定子之间的间隙,这种间隙的空间和时间的分布都会影响到水轮发电机组的电磁力特性,如果出现上下止漏环空间、时间分布不均匀的情况,就会产生不均匀的水压脉动,从而使得水轮发电机组产生水力的振动,并且还有可能会加大水轮发电机组的间隙空蚀、增大止漏环的磨损,所以,在水轮发电机组运行的过程中应该尽量保证空气间隙和上、下止漏环之间的间隙保持均匀[1]。但是,要如何保证空气间隙和上、下止漏环之间的间隙保持均匀呢?间隙的均匀性和水轮发电机组的机组中心、机组旋转中心以及轴线这三者之间的相对关系有着一定的联系,在这三者之中,如果机组的轴线和机组的中心重合了,就能够保证间隙在机组静止的状态下保持均匀,但是,如果机组在运行的过程中出现了机组轴线和旋转中心不重合的问题,就会出现动态的摆度,进而使得间隙在运行的过程中成为了不均匀的[2]。因此,为了保证间隙在动态的时候也保持均匀,就必须要保证机组的轴线和旋转中心重合,这样就能在一定程度上降低摆度,同时还需要保证的就是水轮发电机组的旋转中心和水轮发电机组的中心重合,这样就能完成轴线调整的任务。总而言之,要想保证空气间隙和上、下止漏环之间的间隙保持均匀,就需要使得机组中心、旋转中心、机组轴线这三者处于同心[3]。通过这些分析,我们就能得到调整轴线的原则:在机组轴线的摆度达到了适当的要求后,调整固定的部件和旋转部件的相对位置,使得机组中心和旋转中心重合。 2.2 调整轴线的方法和计算 调整轴线的具体方法为:(1)将旋转部件放入初始的位置,然后再沿着圆周去测量固定部件和旋转部件之间的间隙,这时,由于两者都处于静止的状态不处于同心的状态,所以其间隙的空间分布的应该是正弦曲线,然后再利用最小二乘拟和的计算方法计算出旋转部件0。时其静态中心相对于固定部件中心的相对位置,具体如下图3当中的A点;(2)将旋转部件旋转180。然后再对其进行测量和计算,然后再利用最小二乘拟和的计算方法计算出旋转部件180。时其静态中心相对于固定部件中心的相对位置,具体如下图3当中的B点[4]。而AB的重点0,就是旋转部件的旋转中心,矢量00,就是轴线的调整量,详情见图3。 3 结语 综上所述,通过使用最小二乘正弦曲线拟和法处理盘车数据,能够在一定程度上克服传统盘车数据处理方法的不足。最小二乘正弦曲线拟和法处理盘车数据,是通过较为完善的理论进行相关的推导,然后再给出摆度计算的公式以及调整轴线的计算方法,这种计算的方法具有一定的科学性和可行性。 数据处理方法论文:基于抗差估计的控制网数据处理方法探究 【摘 要】细致讨论最小二乘准则平差的局限性。结合三种常见的抗差估计权因子函数,对控制网平差的间接平差模型的性质进行了详细研究,分析了抗差估计理论与方法的数学性质和特点,通过数据处理实验,深入研究了测量数据处理过程中抗差估计方法的有关性质。针对估计效果,分析了在使用不同权因子函数进行抗差估计时对平差结果精度的影响,解决了抗差估计方案设计及选择中的几个难题。 【关键词】抗差估计;最小二乘准则;等价权因子 0 引言 在进行外业测量中,观测误差是不可避免的。由于观测误差的存在,当观测值的个数与必要观测数相等时,此时没有检核条件,尽管此时仍可求出未知量的值,但这种结果必然包含无法估量的误差,其精准度更是无法保证。另一方面,当观测值的个数大于必要观测数时,又会出现某些观测值不符合理论关系的情况,如出现三角形内角和不等于180°。测量平差可以基于一定的数学方法,减弱甚至消除其影响,以求取未知量的最优估值,同时起到对观测值进行精度评定的作用。经典平差方法以间接平差,条件平差为代表,皆遵循最小二乘准则。近代平差则引入了新的平差模型,如抗差估计,秩亏网自由平差方差分量估计等理论。本文将以间接平差函数模型为例,细致讨论最小二乘准则平差的局限性,结合三种常见的抗差估计权因子函数,并就一个算例进行抗差估计效果的讨论,得出许多重要价值的结论。 1 控制网平差的间接平差模型 测量中水准网、导线、三角网、GPS控制网等,在数据处理的时候广泛采用间接平差的方式,使精度得到提升[1]。我们在此先探究间接平差模型和抗差估计的平差方法。 1.1 间接平差模型 平差时选取t个独立量作为参数,可以将观测的n个量表达为所选t个独立参数的函数,这种平差函数模型称为间接平差[2]。 设某平差问题中有n个观测值,t个必要观测个数,组成误差方程如下: 式中:V是n维观测残差向量,B为n×t阶系数矩阵,x为参数的改正数,l是n维观测值与近似值之差的向量。 在数据处理时,设权矩阵为P,则按最小二乘原理,得参数解为: 从式(2)可以看出,利用最小二乘法可以简便地求得参数的估值,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。偶然误差符合正态分布,在正常分布模式下,此法具有优越的数学和统计性能。但是当观测数据中含有粗差时,误差分布模型将偏离正态分布,最直接的影响将l使值系统性的增大或减小,从而使x偏离,进而使的VPV偏大。 1.2 抗差估计的平差方法 经典平差总是假设观测值中只含偶然误差,不含粗差,平差模型正确。但测量实践表明,由种种原因可能产生误差或错误。一个有效的估计方法,必须保留最小二乘法的优越性,同时增强其抗差性。i抗差估计是从随机模型入手,寻找既能自动抗拒粗差的影响,又基本上具备经典最优估计统计特性的估计方法[3]。 2 实例分析 为了验证抗差估计在测绘数据处理中的作用,本文以三角网数据处理为例对该方法的有效性及优越性进行验证。 2.1 数据来源 实验中以文献[5]中测角网实例为数据源,三角网型如图1所示,起算数据如表1、2所示。一测角三角网如图,网中A,B,C,D为已知点,P,P为待定点,同精度观测了18个角度值,验前单位权中误差为1.4″。 2.2 处理过程 在数据处理以原始无粗差的观测数据计算的结果为参考(表3),采用人为加入粗差的方式对最小二乘和抗差估计进行对比[6]。 表4给出本文测试方案,通过在不同观测值加入不同的粗差形成了各方案,分别采用最小二乘平差以及抗差估计方法从定位精度方面进行比较,同时对不同权函数从迭代次数角度进行分析。 观察坐标偏移量表5发现,几种方案的坐标偏移量并不是呈现单纯的递增或递减,这是由于我们以原始观测值最小二乘平差结果作为真值进行比较造成的,而原始观测值并不是毫无误差的。 由表6我们可以看出,最小二乘平差对粗差无抑制作用,验后单位权中误差迅速增大,而抗差估计方案对粗差不良影响的抑制性是显著的且各有千秋的。三种抗差方案与最小二乘处理效果对比,IGG3方案效果最好。 由表7可知,与其他方案相比较,IGG3方案迭代次数明显增加。这种缺陷在小数据中几乎不能体现,但如果控制网非常复杂,将影响计算机计算的速度。 3 结论 通过各种情况下的详细探究,并以三角网测量数据处理中的优越性进行了分析对比,得到以下结论: 1)不存在粗差时,最小二乘平差与IGG1方案和Huber方案差别不大,但三者效果皆弱于IGG3方案;存在粗差时,三种抗差方案与最小二乘处理效果呈现鲜明的对比,IGG3方案效果依旧最好,其次为IGG1方案,再次为Huber方案,最小二乘平差并不起抗差作用。 2)从等价权上看,IGG1、IGG3、Huber方案都有降权的作用。不同的是,IGG1、IGG3抗差方案将权降为零值,直接使观测值粗差剔除。而Huber方案虽然不会使含粗差的观测值权降为零,剔除粗差,但已通过降权使其污染性减小,就抗差效果而言,已与IGG1方案接近。且由于其上述特性,保证了多余观测值的存在。 3)从迭代次数上看,加或者不加粗差,又或者与其他方案相比较,IGG3方案虽然抗差效果尤其突出,但是其迭代次数明显增加,这种缺陷在小数据中几乎不能体现,但如果控制网非常复杂,将影响计算的效率。 数据处理方法论文:靶场遥测数据处理方法的分析研究 摘 要在科技信息发展的带动下,我国的新型导弹试验任务也有所增加,在靶场导弹武器试验中,为了尽可能多地记录遥测参数,需要利用大量的有限信道,这就造成了遥测数据的记录编排工作更加复杂而具有挑战性。为了有效地处理这些数据,本文将就靶场遥测数据的处理方法进行分析。 【关键词】靶场遥测 数据处理 处理方法 数据处理的周期直接受到遥测数据参数提取和处理素的影响,这也是在靶场遥测数据领域一项重要的研究内容。本文将就此论题进行探讨,以求得到高效的处理方法。 1 遥测复杂数据帧的描述 遥测数据是二进制数据流,主要通过帧结构形式将多路数据进行记录,固定字节长度的文件信息是文件头。子帧中有专门的一路用于副帧和数字量,子帧参数字节和副帧有着相同的数据类型,但是有着不同的数字量参数字节,有着繁多的参数种类。如果数字量结构中相对导弹每个特征飞行时段都需要有一个分帧记录数据,一般分帧有四个,每个分帧可以分为A、B区,在A区不同分帧有着相同的记录参数,在B区记录参数各不相同,这种数字量则为遥测复杂数据帧。 2 大数据量处理 2.1 基于网络数据库的数据处理模式 遥测数据综合处理系统有多个设备组成,包括专用数据导入计算机、数据存储阵列、高性能客户机、交换机、高性能服务器。其中服务器需要配备两台,一台用于中心处理服务器,一台用于做数据存储服务器。中心服务器同时为多个用户提供计算服务,可以充分利用服务器硬件资源提高数据的处理速度。 遥测数据综合处理系统通过将C/S与B/S结合的方式方实现。C/S主要用于处理日常试验任务的数据、数据档案的归档和记录、数据的查询等工作;B/S架构主要用于管理任务、查询统计历史数据、上传下载打包的数据。 按照变化频率,可以将遥测参数分为速变参数和缓变参数。缓变参数有着复杂的记录格式,包括子帧、副帧、数字量等帧结构中都有所分布,如果导弹的型号不同,那么其参数信息表单也存在差异,所以更改频繁、使用单一是其主要的特点。所以,可以采用客户端软件对数据的质量进行检查和分录,由中心处理服务器实现分录数据的对接、平滑滤波和剔除野值。缓变参数处理操作步骤一般如下: (1)用户通过客户端提供的数据下载功能将项目试验任务遥测数据下载到本地。 (2)对项目任务参数信息进行审核,如果该参数信息表单已经存在那么需要重新配置参数信息表单。 (3)在缓变参数处理软件中输入遥测数据及参数信息表单路径,然后上传到中心处理服务器,完成数据的对接,剔除野值,生成参数数据文件。 (4)上传生成的参数数据文件和参数信息表单,由数据存储中心进行保存。 (5)生成处理结果 用户通过客户端软件对测量数据质量检验报告进行预览,合格后可以打印。 在测量数据的子帧结构中,速变参数记录数据有着相对固定的格式,型号不同的导弹任务参数信息表单基本没有太大的差别,所以可以采用客户端软件实现数据的验证和截取。速变参数记录数据的处理步骤如下: (1)上传参数信息表单,将数据分路指令发送给速变参数处理软件服务器。 (2)下载遥测数据文件,根据要求执行遥测数据文件质量检查等操作,并且保存到存储中心,将执行完毕的指令发送给客户端软件。 (3)用户通过客户端软件查看测量数据质量检查情况,如果不符合质量评定要求,发送数据对接信令,将不同测量数据的分路数据进行对接,生成参数数据文件并上传存储中心。 (4)用户通过客户端软件从存储中心下载相应的参数数据文件,进行选段采样、谱分析,生成谱图。 (5)用户通过客户端软件将最终参数数据文件保存到存储中心,发送报告生成指令,报告生成服务软件自动生成数据处理结果报告和测量数据质量检查报告,用户审阅通过后即可打印。 2.2 数据选取 随着遥测测量数据量的不断增加,数据的冗余性也逐渐加大。因此,将数据压缩技术应用于遥测数据处理中,在保持参数波形不失真的情况下降低数据处理量,从而达到提高数据处理效率的目的。目前,数据压缩方法很多,常用的主要有相对插值法、二次采样法、抛物线法和一阶扇形内插法,但从压缩比和参数波形保持两方面综合来看,一阶扇形内插法更具优势,具体内容在此不详细叙述,可参考《靶场遥测数据选取方法的比较分析》。 3 结束语 通过改变数据处理模式以及降低数据冗余性,掌握遥测数据记录特点和变化规律,将遥测大数据量处理问题予以解决,这对于靶场遥测数据处理上有着重要的意义。未来应当构建遥测综合处理系统,尽量满足大数据量处理的要求。希望本文提出的观点具有一定的参考价值。 数据处理方法论文:浅析机加工误差数据处理及误差分析方法 摘要:对转向架构架机加工的关键尺寸的检测数据运用梳理统计的方法进行处理和分析,发现误差出现的规律、判明误差的性质及类别,提出改进建议。 关键词:加工误差;构架;数据处理;误差分析 0 引言 转向架是列车系统的重要组成部分,起着支承车体、增加车辆载重、传递牵引力和制动力、减小振动和冲击、保证车辆安全运行的作用。而转向架构架又是固定转向架上各种设备的基础,起着传递牵引力及制动力、承受垂向力等作用[1],转向架构架作为一个钢板和铸件组焊的构件,其生产流程历经多次焊接、调修、探伤、机加工,工艺比较复杂。在生产实际中,影响其最终加工精度的因素往往是错综复杂的,这里面既可能有机械加工方面的原因,也可能有工装定位、焊接及检测工艺方面的原因,因此很难用传统的单因素分析法来分析计算某一工序的加工误差。 为此我们根据批量的实际加工的检测结果,运用数理统计的方法对测量数据加以处理和分析,其目的是发现误差出现的规律、判明误差的性质及类别,为避免误差问题和解决误差提供理论依据。 1 加工误差的性质分类 各种单因素的加工误差,按其性质的不同,可分为系统性误差和随机性误差两大类,一般分为:常值系统性误差、变值系统性误差、随机误差几种,对应的影响因素见图1所示。 2 加工误差的统计分析法 构架加工过程中,影响其误差大小的因素种类繁多,加工工序较为复杂,为了更加贴合构架加工实际情况,这里我们采用统计分析法来研究其加工精度。统计分析法是以现场观察所得资料为基础的,主要采用分布图分析法(直方法)和点图分析法(单值点图、样组点图)。 我们以构架特性分级中的侧梁关键尺寸(1940±0.5)为例进行分析,根据68个构架实际加工的3D检测测量结果进行加工误差的数据分析。 3 统计分析计算 3.1 直方图 以工件尺寸(或误差)为横坐标,以频率密度为纵坐标,就可作出该批工件加工尺寸(或误差)的实际分布图,即直方图,我们将四个部位的尺寸分别做出直方图如图2所示。 图中参数含义如下: Xmin――样本尺寸的最小值;Xmax――样本尺寸的最大值;X均――样本均值x;Xm――样本尺寸的公差带中间值。 由直方图可以直观地看到工件尺寸或误差的分布情况,但要进一步研究特定工序的加工精度问题,还要研究理论分布图。 3.2 单值点图 按加工顺序逐个测量一批工件的尺寸,以件序号为横坐标,工件尺寸(或误差)为纵坐标,作出的图形即为单值点图(如图3所示)。单值点图反映了每个工件尺寸(或误差)与加工时间的关系。 点图的上下限曲线间的宽度表示每一瞬时的尺寸分散范围,也就是反映了随机误差的影响。图中上下两条控制界限线(图中用实线表示)和两极限尺寸线(用虚线表示)可作为控制不合格品的参考界限。 3.3 样组点图 为了能直接反映出加工过程中系统误差和随机误差随加工时间的变化趋势,实际生产中常用样组点图来代替单值点图。目前广泛使用的样组点图是图。其中代表均值,它控制工艺过程质量指标的分布中心,代表极差,它控制工艺过程质量指标的分散程度。如图4所示。 在点图上作出中线和上下控制线后,就可根据图中点的分布情况来判别工艺过程是否稳定(波动状态是否正常),判别的标志见表1。 4 误差统计分析结果 4.1 分析结果 运用上述介绍的方法,我们对分析所得出的结论进行了统计分析,其分析结果如表2。 4.2 误差原因初判 从直方图中可见因Xm和X均基本重合,所以可排除常值系统误差的影响。因前三项呈现偏态分布,且X点图中均有点子超出控制线,前3个测量基点的曲线走势呈上升趋势,这说明分布中心不稳定,存在变值系统误差,误差产生的具体原因需借助因果分析图进一步确定。 4.3 误差原因详细判定 现应用排除法和因果分析图对误差原因详细判定如下(本尺寸的因果分析图如图5所示)。 ①因该测量尺寸为加工所得,所以“毛坯误差”可排除。根据3D检测工艺要求,构架是在恒温存放后进行测量的,且在加工前进行了退火工艺处理,那么“残余应力引起的变形”也可排除。②该尺寸是侧梁上的一系定位座孔距,在数控机床上加工时,“刀具磨损”不仅对孔径大小有影响,对孔的形状也有影响,从而导致3D测量结果发生变化,所以此项因素不能排除。③虽然从直方图和点图的分布上看,表面上存在热变形误差,但应注意到,68副构架是在不同的天数内加工完成的,且多数构架加工的间隔时间较大(通常为1天或几天),时间跨度也较大,所以变值系统误差中的“机床夹具刀具热变形误差”可以排除。 因构架是在加工中心上一次装夹完成加工,故“多次调整的误差”也可排除。 4.4 结论 ①综上,可能的误差类型为随机误差中的以下几项(按出现的可能性大小由大到小排序):定位误差:分析如果工装左右两个调节力先后施加,可能造成夹紧前构架基准与夹具定位面不能密贴,由此产生定位误差,从而使构架加工发生偏转,也容易产生外侧尺寸出现下限超差。②夹紧误差:通过进一步对构架夹紧状态进行有限元分析发现当Y向调节力较大时,调节力引起的反弹变形是造成尺寸下限超差的主要因素。③回弹变形:切削力作用下导致的回弹变形,如图6,回弹后尺寸将会减小。④刀具磨损。 4.5 改进建议 ①工人在操作时必须确保定位螺钉与夹具定位面的密贴。②进一步明确规定X、Y向调节力的大小,此力不能太大,否则会造成加工前因调节力过大引起构架的弹性变形,加工后出现回弹,引起尺寸超差。③将定位调节力的作用位置进行适当调整,可有效降低尺寸超差情况的发生。④重新考虑调整夹紧力的大小和作用点,特别是调节装置与构架接触部位可适当增大接触面积。⑤操作员在进行3D检测打点时,需严格执行工艺要求,打点位置应准确且有规律。
本科计算机论文:应用型本科计算机基础教学改革 随着信息技术的不断发展,计算机技术越来越广泛地渗透到了社会的各个领域,已成为现代社会知识结构中不可缺少的重要组成部分,计算机基础教育成为高等院校学生素质的基本要素,学生计算机应用能力的高低成为衡量高等院校教学质量的一项重要指标。加强计算机基础教学,提高学生计算机应用能力技术水平,促进应用型人才培养的开展,是当前高等院校教学改革面临的一项重要任务。全面提高教育教学质量,提高学生与自身专业相结合的计算机应用水平,从而提升学生在现代信息化社会中的竞争能力,是迫切需要解决的关键问题。 一、大学计算机基础课程定位及教学意义 计算机基础教育过程是学生动手实践的过程,需要同学们发挥聪明才智、去想象,敢于自己动手。高等教育开设计算机基础课程是培养学生自主创新能力的一个非常好的途径,同时也担负着培养学生综合素质的重任。首先,计算机基础是一门公共课,目的在于向学生普及大学教育中关于计算机信息技术所必备的知识以及基本操作技能;其次,培养学生的计算机思维能力,要求学生应学会利用计算机这个工具分析和解决实际问题的能力、让学生了解学习新的技术对解决新的问题所带来的新的思路方法的能力;第三,计算机基础最终的教学目标不是让学生学习单纯的理论知识,而是让学生学以致用,为社会培养应用型、复合型人才。计算机基础课程的主要学习内容包括:计算机基础知识、操作系统简单介绍、Office办公软件(主要为Word、Excel、Powerpoint)应用及计算机网络知识等。 二、存在问题 (一)教学方法单一 目前,在计算机基础课程的教学过程中,多数高校采取的是以教师为主的讲授,学生加以部分实践练习。采取类似的教法未能使学生较好的学习此门实践性很强的课程,容易弱化学生动手能力,不易培养学生使用计算机解决实际问题的能力,教师起不到真正意义上的“传、帮、带”的作用。怎样使枯燥、乏味的课堂变得生动有趣也是教师们应该积极思考的问题之一。 (二)授课侧重点不明确,与专业脱节 教师在课堂教学的设计中过分专注于对计算机知识的讲解,容易与学生专业脱节,往往忽略了不同专业对计算机知识使用的要求,计算机基础授课侧重点不明确,给所有专业的学生制定一样的教学大纲及计划,完成的仅仅是课本知识的传授,并未注重学生所学专业对计算机技术的要求,未发掘学生潜能,调动学生的兴趣,导致学生对所学知识的实用性存在质疑,眉毛胡子一把抓,出现“学了就忘,考过就忘”的局面。学生对于枯燥的理论知识缺乏主动学习的积极性。 (三)教学实践环节不足 学好计算机基础课程,实践环节是关键,对提高学生利用计算机技术解决实际问题的能力起着至关重要的作用。在我校的计算机基础教学中,实践课大都是由教师先讲,然后学生根据教师的讲解按部就班的完成。受传统教学观念影响,教学理论课依然凌驾于实践课之上,实践环节弱化且实践时间相对不足,未能在理论课与实践课之间形成较为科学的匹配。计算机基础作为一门实践性很强的课程,学生通过大量的练习实践,对知识点的理解才能更加融会贯通,才能学以致用。 (四)缺乏合理的考核方式 对于计算机基础课程的考核,目前很少有高校出台专门的考核体系,考核方式欠佳,仅仅是通过试卷、机试的形式决定学生成绩的优劣。结合我校来说,虽然也在积极探索和尝试新的考核方式与评价体系,但是仍然没有突出考核的应有作用,对于应用型人才的培养,考知识还是考能力界定模糊;教师和学生难以通过考核结果真正认识学生所具备的实际水平,也影响了学生后续学习、使用计算机解决实际问题的积极性。 三、计算机基础课程教学改革措施探索 自我校升格为本科院校以来,一直积极寻找和探索培养“应用型人才”的计算机基础教学模式,经历了不断改革教学方法、不断创新教学管理理念的过程,成立了“计算机基础研究中心”。当前,本人认为工作重点应转向深化教学过程改革、完善教学评价体系,从而进一步提高计算机基础课程的教学质量。 (一)改变传统的教学模式,应以学生为主体 应用型人才的培养,改革教学方法是策略。教师在教学过程中应特别注意方法和对象,必须以学生为主体进行教学改革,做到对学生因材施教。改变“教师多讲,学生少练”的传统教学模式,而采取“教师精讲,学生多练”的新模式。计算机基础课的主要目的是培养学生利用计算机的能力和主动使用计算机去解决现实问题的能力。这些能力单靠课堂书本教学是不好培养的,而要靠大量的动手实践。因此,计算机基础教学应由“教师多讲”向“教师精讲指导下的学生多练”转移,通过教师的正确说教和学生大量上机实践是学好这门课的基本保证。对于计算机基础课这类实操性较强的课程,任务驱动法、案例教学法、小组讨论法是行之有效的教学方法。例如在讲解Word表格相关操作问题上,我们可以让学生个体或分组制作课程表或学生信息表等这些既熟悉又能解决一些实际问题的经典案例上来,比如对单元格的合并是怎么操作?表格当中涉及到一些数据的简单计算该怎么进行?课程表中斜线表头该怎么设置等。让学生带着问题去学习、去实验,使学生由被动学习转化为主动学习,培养学生对知识的渴求,起到事半功倍的学习效果。 (二)突出专业特点,明确教学侧重,求同存异 计算机基础教学应该对不同专业的学生提出不同的要求,需要培养出具有不同应用能力的计算机应用人才,要以应用为目的。深入对人才培养方案的探究,加强与学校各专业的交流,结合专业在计算机基础教学目标的制定上达成共识。积极参与学校各专业教学改革,与各专业教学紧密结合起来。通过学校召开的教育教学研讨会议、教学例会等及时互动交流,使教学侧重点不同的计算机基础课程在不同的专业间开展起来,围绕应用型确立教学所要达到的终极目标,进而体现开展计算机基础教学提高学生的计算机知识重要,而且强调使学生掌握计算机技术是为了更好地服务于所学专业,也就是培养具有较强计算机应用能力的专业人才更重要。举个简单的例子,比如:结合财会类专业的特点我们可以把Excel电子表格作为此类教学的侧重,新闻类专业我们可以把Word排版作为此类教学的侧重等,在教学案例素材方面结合不同专业特点制定相应的案例,进一步提高学生学习的积极性 (三)加强实践环节,提高动手能力、培养创新意识 应用型人才的培养,实践效果是核心。能力的提升,实践是关键。计算机基础是一门实践性很强的课程,加强学生上机实践,一方面能加深学生对计算机理论知识的把握,提高应用能力,另一方面更能使教师及时发现和解决学生在学习过程中所出现的疑难问题,达到在“做中学”。因此,在制定教学大纲时应明确课程总课时数,突出实践环节,理论、实践课课时比例为1:2为宜,与此同时理论课、实践课应根据课程内容合理调配。在实践课前学生应明确本次实验的任务目标、要求等,使学生带着问题进实验室、带着项目进实验室,提高学生的动手能力和创新意识。最后要求学生提交实验报告,采取模块化的方式,深刻领悟实验要领,这也是我校应改善的重要环节。例如在Excel电子表格软件中,设计一个案例,先让学生直接上机操作,如有一些不熟悉的功能操作,可提问教师寻求针对性的讲解。教师在布置作业时,应该提升操作深度与难度,尽量杜绝学生练习教师示范内容,应让学生举一反三,对相同知识点,能够制作出不同内容的作品,使之别出心裁,培养创新意识。 (四)课程实训考核,巩固知识,并学以致用 应用型人才的培养,能力的提升是目的。应具有科学的评价体系。计算机基础课程的高度实用性是其他基础课程难以达到的,基于此应改变我校传统的考核方式,由“考知识向考能力”进行转变。对此进行课程的集中实训考核是很有必要的,目的是提高学生对计算机知识、Office办公软件的综合应用能力。可以使学生熟练的掌握文字处理软件Word图文混排、电子表格软件Excel的数据表操纵,演示文稿软件PowerPoint的动态效果展示等。可合理分配课时,如期末制定8课时时间,让学生全面理解并综合应用课程所学知识,教师根据实际情况给学生单独制定考核计划,定时完成任务,以解决考核问题,最后通过PPT汇报,教师给出考核成绩。不仅能考核学生掌握本课程知识的能力,还能考核学生解决实际问题的能力,及通过现场答辩汇报考核学生综合素质的能力。以此方式进行考核使学生达到知识向能力的转变,进而实现学以致用。 作者:洪涛 张富强 本科计算机论文:本科院校计算机专业论文 1财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养的现状 1.1没有充分利用财经类院校的优势学科 目前财经类院校在计算机专业人才培养上大都效仿理工类院校,普遍没有将计算机专业的工程特性与财经类院校的优势学科相结合,更没有突出财经类院校的人才培养特色,人才培养目标不明确,这使财经类院校培养出来的计算机专业人才缺乏市场竞争力,不具有竞争优势。 1.2创新创业教育课程体系不健全,缺乏创新创业的文化氛围 目前财经类院校计算机专业的创新创业教育研究仍处于起步阶段,没有形成课程结构和体系,缺乏创新创业的文化氛围。在计算机专业课程设置上,出于专业知识体系完整性的考虑[4],一些难度大、应用面小的理论课程都纳入课程体系中,如离散数学、编译原理和汇编语言等,课程体系“大而全”,学生学的“杂而不精”,课程的设置仍存在“偏重理论知识而实践训练不足,偏重学科建设而应用技能不足”的现象,使学生毕业后感到没有学到什么真东西,其知识泛而不专,无法学以致用,没有形成使学生获得创新创业知识技能的课程体系。 1.3师资队伍缺少工程能力,学生工程实践能力差 目前,财经类院校计算机专业的教师缺乏职业实践经验,技术更新滞后,而计算机专业是个实践性非常强、技术更新较快的专业,从而影响了教学质量和人才培养效果。另一方面,实践教学缺乏系统性和整体性,缺少对学生工程能力和职业素质的训练,致使学生工程实践能力差。 2财经类应用型本科院校计算机专业学生创新创业能力培养模式 在财经管理类课程与计算机专业课程多学科交叉的课程体系中,应融入创新创业教育理念,构建完善的创新创业教育课程体系,注重创新创业实践,从知识体系更新、增强动手能力和培养学生职业素质几方面入手,提高学生的创新创业能力。 2.1合理定位人才培养目标 财经类应用型本科院校的人才培养定位是以实际技能的应用为核心,选择实际工作中常用的实用技术,引导学生在特定的专业方向深入学习。学校充分利用财经类优势学科,突出交叉学科特色,培养目标是使学生懂得企业经济管理的情况下,提高工程实践能力、创新创业能力和职业素质,让学生在更好地理解企业经营管理目标的前提下,实现工程项目的开发和管理,成为企业和社会所需的人才。 2.2课程体系建设 学校应充分利用财经类优势学科,让学生在主修计算机专业核心课程的基础上,辅修财经管理类的主干课程,建立一种以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的课程体系。课程体系以项目设计的进程为主线,融入创新创业教育理念,由专业技术核心课程、财经管理类课程和创新创业实践课程三大部分组成。课程体系既注重学生的创新创业素质和专业技术基础,又重视培养学生在职场上所需的技能应用,循序渐进地培养学生的实践能力、工程能力,提高其创新创业能力。课程体系使学生通过经历项目构思与设计的实践过程,引导学生在特定的专业方向深入学习,调动学生的自主学习能动性,达到培养计算机应用型人才的目标。 2.3教学模式 2.3.1理论教学理论教学以“项目驱动”为主,以具体的实践项目贯穿教学,坚持“基于项目的课堂教学”原则,讲解课程中的各知识点在项目中的应用,提高学生对知识点的理解和运用能力。 2.3.2实践教学实践教学突出课内、课外实践并与创新创业实践相结合,进行综合的创新创业指导,构建“课内实践+课外实践+创新创业实践”一体化的创新创业实践体系。课内实践以单元实验为基础,使学生巩固每个知识点。课外实践以课程设计为目标,在开课初期就把课程设计的综合项目布置给学生,随着课程的深入,学生分阶段完成综合项目。以Java程序设计为例,我们在课程教学初期(基础知识理论授课完成后),从企业引入资深专家给学生讲解目前Java语言的应用现状、应用前景及Java编程思想,调动学生的学习积极性,同时给学生布置实践项目(课外完成),对学生进行分组,以组为单位完成项目。这样,让学生带着问题以主动的、实践的方式学习,既培养学生的个人学习能力,又培养学生的团队合作能力和工程系统分析能力。另外,我们还通过组织校内的技能大赛、大学生全国程序设计竞赛、大学生创新创业项目等,提高学生的创新创业意识、创新创业知识积累、创新创业实践能力,提升创新创业的文化氛围。 2.4师资队伍建设 要提高学生的工程实践能力和创新创业能力,就要提高教师队伍的工程能力,强化专业教师的工程背景。一方面,可以建立校企深度协作关系,每年选派骨干教师,以技术员身份去企业参加项目研发,实现产学研相结合,提升教师的项目开发经验和实践能力。另一方面,从企业聘请有丰富经验的专家作为兼职教师,由兼职教师完成创新创业课程的讲授及创新创业实践过程的指导,本校专职教师负责创新创业实践课程的课外辅导。 2.5学生学业评价 研究制定一个课内教学与课外创新创业成果相结合的综合评价标准。学生学业成绩的构成要实行多元化,增加实践能力和创新创业能力的考核。通过对学生的实践能力和创新创业能力的评价,让学生及时了解对知识的掌握和运用情况,既知晓在知识体系中取得的进展和成功,又能清楚不足,找到进一步学习的方向,使考核评价成为一个继续学习的明灯。 3结语 将财经类院校的自身特色与创新创业实践教育模式相融合,为培养适应市场需求、具有特色专业能力的计算机应用型人才提供了一种新的方法和思路。但是,应用型本科院校由于学生素质、师资力量以及传统教学模式惯性延续等因素的影响,这个目标的实现存在着一定的困难。因此,在确定培养目标后,应在实际教学中逐渐完善培养体系及创新创业的文化氛围。 作者:李凌霞 齐景嘉 郭瑞波 单位:哈尔滨金融学院 本科计算机论文:高校计算机专业本科生培养方案探索 1选拔与培养 1.1选拔有学习积极性的学生 有的学生会有急功近利的思想,遇到科研困难就没有动力,坚持不下去。学习的内动力源于其高远的理想和明确的学习目标,加入科研团队的学生应该最有学习激情,最能够自主学习、主动实践。为此,我们在初期就应该对学生的能力、基础和素质进行考查,选拔出一批有强烈科研探究兴趣的优秀学生进行培养。 1.2全面而坚实的培养 对学生的培养以提高其从事科研工作能力为目的,但本科生初始接触科研工作时通常会比较茫然,无从下手;因此,教师初期的引导和培养就显得尤为重要,可以帮助学生尽快入门。我们认为这里的培养不仅应该包括技能方面的训练,还应该包括观念的改变,帮助学生端正学习的态度;另外应该特别注意资料的总结、传承和共享,这样后续的学生学习效率、上手速度会越来越好。 1.2.1专业技能的培养 实践证明,要想取得好的效果,最好从低年级的本科生中就开始寻找培养目标。因此,本科生参与科研的早期不要以论文和技术为重点,要以培养他们提出问题和设计课题的能力为目标。学生初始会茫然无措,希望老师可以指定详细而具体的小任务,这时不能只给一个大题目,否则学生会觉得无法上手,没有成就感。我们采用的方法是循序渐进。前期会给初步选拔出的学生统一安排入门练习,每一项练习都会有详细的参考资料、步骤指导、进度要求;开始的练习会主要面向编程、基本算法、相关研究领域基础知识,可以借鉴ACM编程训练的方法[4];后期会根据每位学生的基础、进度、研究兴趣等作相应调整,鼓励学生锻炼解决问题的能力。这种递进而规范的密集训练是非常有效的,学生在这些练习中逐渐进步,逐渐成长,可以迅速打牢根基。这种过程会让学生真正学有所得,带来很强的成就感。 1.2.2端正思想和态度 不同于其他工作,科研需要厚积薄发,探究者要耐得住寂寞,投入精力钻研。有的本科生初始接触科研时,比较浮躁,希望速成。这时应对学生正面引导,调动学生内在学习积极性,使他们能够努力充实自己。要成功做到这一点并不容易,可以尝试隔绝及正面榜样作用。比如建立一个单独的实验室,让学生少受外部浮躁气氛的影响;另外,高年级同学成功的案例,也会给他们以激励;树立个人和先进小组典型,为学生的学风建设提供一批身边看得见、学得了的榜样。 1.2.3因材施教,激发学生获取知识的兴趣和渴望 不同学生的情况不尽相同,需要因材施教,多和学生沟通,根据学生的不同特点进行个性化培养。很多学生往往重视知识,忽视批判性思维,大部分都不敢或不会提出创新性思路。孙学军老师在这方面的经验值得借鉴,他有意识地培养学生阅读文献的技巧,要求他们寻找并提出这些文献存在的缺陷,以创新性思路为标志,提高学生对最新进展的眼光和悟性。对基础好、科研能力较强的学生加大力度培养,可以让他们尽早从一个小的课题入手,独立进行信息调研、资料查阅、方案设计等,促进这类学生独立意识的发展,鼓励其进行创新思索。方案得到肯定、实验平台顺利搭建、,看到科研成果会让这些学生体会到成功的喜悦,也给他们更多参与科研的自信,提高了参与热情。对于基础差一些但态度认真的学生,前期可以让其循序渐进地进行入门强化训练,阅读和分析文献,撰写综述,锻炼基本功,使其逐步具备开展科研的能力;我们尝试安排团队里的这类学生做偏工程类的课题,这类课题易上手,很快可以看到成效,一个小项目的成功可以给学生带来极大的成就感,从而激发他们获取新知识的兴趣和渴望。同时,要了解对不同的学生最有吸引力的是什么。有的学生对科研探索有浓厚兴趣,就需要着重培养这类学生在学习中的创造性和独立性,锻炼其科研创新的能力,帮助其寻找到科研兴趣点。还有的学生目标是就业,与企业对接的科研项目、对其就业有帮助的技能的吸引力则要强的多。青年教师应多站在学生的角度上考虑,尽可能为不同学生创造机遇,做到教学双方的互利共赢。 2科研团队建设 2.1严格的进度检查与研讨班的规范管理 中国学生大多习惯被动学习模式,很多时候并不适应源于自主性的自我管理与学习探究。为了激励学生有足够的动力获取新知识,以及确保整个科研团队的高效有序运行,适度的外部施压和有效的学生管理制度必不可少。这就需要对科研团队成员的学习工作进度进行严格的进度检查,建立常态规范的研讨班制度。平时的学生管理可以有多重形式,比如常态的周小结、阶段性的研讨班汇报、邮件组即时通信工具等的信息交流沟通、鼓励学生多听学术报告等。在这种固定而常态的沟通过程里,成员们可以比较分析,找出差距,同时又能相互激励、相互督促,从而明确自己的学习方向,充分调动科研的积极性,促进整个团队科研水平的提升。当学生的工作有阶段性成果想向大家展示时,我们会安排时间召开研讨班,一学期中每位同学至少要作一次报告。研讨班上,成员们可以参与讨论,表达自己的观点,从而逐渐学会如何着手进行调研、查阅资料、设计方案等,这些既能培养学生独立思考的能力和创造精神,也锻炼了学生的表达能力和交流能力。 2.2走出去、请进来,交流的重要性 对于刚起步、基础比较弱的课题组,为了打破僵局,一个可行的方法就是派学生出去交流——根据需要和可能,推荐部分优秀学生去外校或研究所交流参观、毕业实习等,在交流的同时,提升能力。这对学生有较大的激励作用,丰富的研学经历会是学生就业或读研的有利筹码。除此之外,在力所能及的情况下,我们会让学生多走出去,参加一些学术会议和外面的学习研讨班,认清自己的局限,调整努力的方向,开阔学术思路,并经常性地邀请一些校内外专家来团队介绍相关学科前沿信息,在扩展学生的眼界和知识面的同时,也可以扩展青年教师的交际圈。 2.3淘汰机制与奖励制度 保持适度淘汰,这可以激励学生努力学习,增强责任意识。态度不端正的学生留在团队中,会造成很大的负面影响。态度端正、优秀的学生,要给予更多的关注和发展机会,比如可以适当地提高其补助的额度,优先配备各种实验设备,鼓励其、申请专利及各级项目,资助其出去参加学术会议、交流实习等。另外,每年可以在团队中树立典型,给予其精神上的鼓励以及适度的物质奖励。完善的奖励制度可以激发学生参与科研活动的热情。 3目前的成效 本科生科研选拔培养方案实施一年多来,取得了明显效果。团队的研学风气良好,学生多方面的能力都得到了培养和提高;对教师个人而言,则增加了科研助力,可以更高更新的视角去统筹安排科研队伍的科研工作,节省出精力去争取更多科研课题,从而促进整个科研团队的积极良性运转。目前,团队中本科生同学结合其科研实践,积极参加各类竞赛,已经获得2014年英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛全国一等奖、第三届“中国软件杯”大学生软件设计大赛国家一等奖、2014年第九届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛全国二等奖、第五届“蓝桥杯”全国软件大赛全国三等奖等众多奖项。 4结语 本科生在教师指导下进行科研活动,可以实现教学相长,师生互赢。为了实现这一目标,我们提出了一套指导本科生科研的选拔及培养方案,主要包括多途径宣传吸引学生、选拔培养、因材施教指导。今后,我们将在学生科研团队建设等方面进行更多的尝试。 作者:童晶 单位:河海大学物联网工程学院 本科计算机论文:医学专业本科生计算机基础教学探析 1现有的教学内容及方法 目前,本科生的计算机基础课程涵盖的主要内容包括:计算机基础知识、Windows操作、计算机网络、Office软件(含Word,Excel,PowerPoint)、Photoshop软件及常用软件等。其中,计算机基础知识包含了对计算机软硬件及发展史的介绍,计算机网络涵盖了计算机通信的一些基本原理,都属于偏理论的内容,因此,在课堂上以教师讲述及展示为主,也就是传统的lecture based learning,学生动手操作不多,但可让学生对计算机有一个系统的了解。后面几章的内容则需详实地介绍相应软件的初、高级功能,通常是学生动手操作为主,教师讲授为辅,在这个过程中,通常需要设置一些问题,利用这些问题引导学生去学习、发现、思考所学软件的应用,这个过程也可称为problem based learning。 2存在的问题及应对措施 2.1来自不同地区的学生水平参差不齐 来自教育发达地区的学生在高中已经进行了比较完善的计算机基础学习,以北京为例,北京的高中学生都需要参加信息技术科目的会考考试,而在该科目中已经包含了计算机基础、Office软件、多媒体及网络的应用,编程基础等,相比之下,大学计算机课程在内容上并没有扩展很多,但在深度及学科应用上有专门的涉及。因此,部分北京的孩子可能对一些课程节次上的内容已经比较熟悉,此时,很容易放松对自己的要求,并养成一个不好的学习习惯,对今后的大学学习生活可能都有较大的影响。并且,这会让周围的同学有一种误解,怂恿、影响一些同学同样对自己要求不严格。特别的,部分同学觉得前几节的内容对他们自己来说比较简单,就错误地认为这门课也比较简单,从而导致后面的内容也习惯性的不听,但实际上那些内容他们可能接触的并不是很深,最终导致计算机课程成绩的不佳。来自边远贫困地区的同学可能在初、高中时代并没有接受较完整的计算机课程的学习,因此,他们反而会感觉计算机课程非常难,这部分同学需要从最基本的操作教起,相同的问题,他们可能需要花费更多的时间来完成。另外,部分同学由于刚从家乡来到北京,在性格上可能还比较内向,小心翼翼,从而不愿意与教师多沟通。学生水平的参差不齐也折射了教学上的一个问题:尚没有合理的计算机入学分班制度。分班制度的建立还需要很多的工作要做,比如,编写针对不同水平的教材,对不同等级分班实行不同的教学策略等,这就需要在后续教学过程中不断进行摸索研究。 2.2教学内容相对陈旧 现有的主流教材的主要内容还是涵盖在常用软件的操作使用上,虽然大学教材在内容深度和应用上相比高中信息化课程更进一步,但是在内容扩展上还没有显著差异。同时,我们也参考了国外大学计算机基础的教材,感觉国外教材在内容上突出了不同操作系统的应用,数据库系统的应用以及软件工程(含编程)的使用,国内大学教材的内容跟国外高中的ICT(Information &Communication technology)课程的内容非常相似。这也间接反映了国内外在大学课堂计算机素质教育的差别,国外由于已有较好的高中的计算机素质教育,因此,在大学的课程中,更偏向实际应用系统应用的相关理论,这有助于进一步提高学生的计算机专业素质,从而能够从专业的角度认识现有的计算机应用及系统。另外,我们的教材中还没有涵盖在医院现行应用比较多的HIS、PACS等系统的相关理论及操作,因此,学生也还不能直接从课堂上了解医院信息系统的原理及使用,如果以后可以增加这部分的内容,可能对今后学生的发展更有益处。 3对计算机基础教育未来发展的思考 目前,虽然计算机课程同英语一样都属于公共基础课,但是两者的地位差距比较大,计算机课程未来的发展也可以参照目前英语课程的模式。(1)英语课程一般在上课之前都会先有一个分班考试,而分班考试的目的在于区分不同基础的学生,基础好一点的同学可以进入快速班,可以学习更有难度的课程内容,而基础差的则可以按部就班地进行学习。这样的好处就在于能够根据学生的基础进行适当的教学,从而易于学生接受。而计算机的课程也可以参照这个思路,上课之前先进行分班考试,从而分成快速班和基础班,这样就可以通过调整授课内容以调动学生积极性,并根据学生的特点进行针对性教学。(2)英语课程的重要性还在于英语四、六级的存在,并且直接与本科学位挂钩,因此,英语在基础教育的地位不言而喻。而计算机目前并没有相关的要求,但实际上,计算机等级考试(National Computer Rank Examination,NCRE)已在国内如火如荼地进行了很多年。根据我们课程内容的设置,计算机等级考试的一、二级都是可以报名的,比如一级中的计算机基础及MS office应用,计算机基础及Photoshop应用,二级中的MS office高级应用。如果能够鼓励学生在学习该课程之后报名计算机等级考试,且在课程上也对计算机等级考试的内容有一定的涉及,这样学生在学完计算机基础课程之后能够获得一个国家认可的等级证书,可以更加调动学生学习的积极性,并能让不同基础的学生都能踏实地学习,最终都能达到一定的水准之上。 4结束语 未来的医院必定走向信息化及智能化,优秀的计算机素质将是未来医护工作者的必备条件之一。这需要教师们在现有基础上进一步完善教学改革,深化育人为本的教学思想,增强为社会培养所急需人才的紧迫感和责任感,从而促进医学本科生的计算机素质全面提高。 作者:景斌 赵相坤 董建鑫 李海云 单位:首都医科大学生物医学工程学院 本科计算机论文:中职本科计算机专业论文 一、教学模式改革的几点建议 1、工学结合,构建课程体系 分析学生的未来工作岗位和岗位角色,开展广泛调研,科学合理的制定培养目标和培养方向。跟据大连海洋大学应用技术学院以往的毕业生就业分布情况,对大连、沈阳、鞍山等省内城市的IT企业和市场需求深入调研。了解企业的岗位需求情况及企业对学生的就业岗位和岗位能力的要求,中职本科计算机专业课程设置即要参照普通本科院校的教学内容与教材选取,也要根据学院特色和相应的技能型人才的培养目标来制定教学计划,以就业作为人才培养的方向。根据社会、市场、企业的需要开设相关课程,设置课程系统、并选用适当的教学方法培养学生的操作技能,努力贯彻教育部提出的“以应用为目的,以必需、够用为度”的原则为专业培养目标服务。提高毕业生的就业率,把学生培养成会学习,懂技术的专门人才。 2、依据专业就业岗位素质和技能要求,确定专业核心课程 中职学校本教育是以实践应用能力为本的教育模式,要以实践应用化为原则,这也符合计算机专业的专业特点。但实际上是学生毕业后,绝大部分同学都不能胜任本专业的相关工作,甚至连组装电脑、安装系统都不会,office办公自化也是一知半解。这就需要教师在教学过程中结合实际情况,针对岗位职业的实际,有选择的调整教学内容,边学边做,边做边学。即要掌握足够的理论知识,又要紧密联系实际,加大学生实习、实训、下企业实践的机会。接近未来的工作环境,使学生在学习过程中又积累了工作经验,实现了学院人才培养模式与企业用人机制的紧密衔接。中职本科学生理论基础差,动手能力就要强,才能在就业中具有竞争力。理论性较强的课程适当减少或削减学时,而动手操作的课程要尽可能的多开,强化C++、Java等课程,增开ASP、Oracle、Apache、C#、等课程。也可以分方向教学,加开英语班、日语班等。因为计算机专业的学生很多在软件公司,接触外文的机会相对要多,应该提高计算机专业外语水平。 3、以赛促教,提高学生综合素质,培养计算机专业应用技术人才 学不在多而在于精,学院即要注重学生综合能力的培养,又要重视某一方面专项能力的提高,学生学习的编程语言可能有多种,但对于他来说只要精通一种就足以在工作中游刃有余,当然是多多益善。鼓励支持学生多参于工程设计及各种技术大赛。比如动漫制作、手机编程、系统开发等专业技能竞赛。竞赛的形式很多,即可以是个人赛,也可以是小组赛,近年来,通过技能大赛,更多的学生意识到“勤奋出成绩,技能走天下“,学习技能热情高涨,学生在竞赛过程中即提升了个人能力也获得了相应的行业认证证书,为日后的就业也增添了一份法码。 4、加强就业培训实习环节,应对市场挑战,提高就业竞争力 坚持以企业需求为导向,以校企合作为桥梁,实施校内校外联合办学,学中做和做中学的人才培养模式,校外实训的一个重要功能就是检验教学成果,找出教学过程中存在的问题与不足,为教学改革提供重要依据。中职本科是四年制,而且大部分在中职学校的时候有了一定的专业基础,大一大二的时候是巩固基础知识,提高专业技能。大三或大四则是应偏重校外的顶岗实习。让学生对自己的能力和素质有一个全面的认识,并且有充分的时间去完善和提升自己。实习的过程,就是一次了解自己的过程,也是人格完善的过程。了解自己的思想,自己的学习,自己的人际交往的能力,从开始的浮燥到心态的稳定,学会服从,学会收敛,学会遵守规则。 二、提高教师能力素质,改进教学方法 教师是对学生进行培养教育的主体,教师能力和素质的提高直接影响到人才培养的效果。鼓励教师进行教学改革,中职学校本科学生自主学习能力差,学习兴趣不足,如果按照常规的四年制本科教学方式学生及易产生厌学情绪,教师在教学过程中,应多采用项目教学法。要求教师即要有雄厚的文化知识,又要掌握专业技术,还要讲究教学方法,不但能做学生的老师、还要做学生的朋友、师傅。 三、总结 计算机专业是一个实用、实践性很强的专业,而就业是人才培养的最终目标,是学以致用的根本所在。所以中职学校本科学校需要改变原有的专业教学模式,以市场用人机制为导向,以就业为最终目的,深化教学改革,建立学生实践学习基地,从而更有效的提高学生技能水平,适应就业的需要。 作者:孟庆伟 单位:大连海洋大学应用技术学院电气与信息工程系 本科计算机论文:应用型本科计算机基础教育改革论文 1背景 对于应用型本科院校,大学计算机基础课程教学改革除了适应计算机科学技术发展的需要,还应该突出应用。改革重点在两个方面:计算机原理的教学和培养利用计算机解决问题的能力。大学计算机基础课程教学改革应该以“利用计算机”和“解决问题”这两点为主线展开。当代计算机是一个多层次的复杂系统,可以多角度使用,它可以像汽车一样,通过简单操作来驾驭;也可以像数学原理或公式一样,需要懂得原理才能深度使用。对计算机多层次的不同认识产生了不同的教学理念。大学计算机基础课程教学首先应该定位于肩负历史和时代使命,不能只将计算机作为低层次工具开展教学。面对“利用计算机”的问题,大学计算机基础课程教学应该从计算机原理角度组织教学内容,这种定位并非是大学计算机基础课程教学改革的创新,而是真正将大学计算机回归到大学数学、大学英语同样基础性地位的过程。应用型本科大学计算机基础课程要进一步展示计算机“解决问题”的强大能力,就涉及到如何抽象问题的计算特性,如何利用计算机来解决具体的问题,这是应用型本科大学计算机基础课程教学改革的重中之重。 2教学改革的措施和方法 2.1课程设置的调整 由于大学计算机基础课程一直是大学本科一年级的必修课,不同专业的学生在大学四年内的课程体系有很大不同,应用型大学注重的是学生动手能力和综合能力的提高,大学计算机基础课程如何为后续专业课提供基础知识和基础技术,如何培养学生计算机应用的基本能力是当前热点问题,同时由于学生进校时的个人对计算机基础知识掌握的程度不同,这就要求我们应该在学生进校后应进行一次摸查,对确实达到要求的学生可以申请免修。其他学生进行分类教学,分类教学是指在统一教学指导的前提下,基于人才培养目标,面向不同专业进行的,根据不同专业需求,设计不同的教学方案,包括教学内容、教学手段、教学素材、教学过程和教学实验等。可以通过对各专业的课程体系、专业培养计划的缜密分析,对不同专业不同年级的学生的访谈沟通,特别是学生进入大三、大四后对计算机科学的依赖,将我校大学计算机基础课程授课对象分为社科人文类、理工类、经管教育类、大农类等4类,针对不同类别的专业重点强调某些内容,这是面向应用型本科专业人才培养的最高境界。所以分类教学是大学计算机基础课程改革的首要环节,不仅体现在课程讲授,也要体现在实验教学环节中。 2.2理论课教学改革 课堂教学是教育教学中普遍使用的一种手段,它是教师给学生传授知识和技能的全过程,主要包括教师讲解,学生问答,教学活动以及教学过程中使用的所有教具。它是按各门学科教学大纲规定的内容,组织教材和选择适当的教学方法,并根据固定的时间表,向全班学生进行授课的教学组织形式。课堂教学的方法多种多样,如:角色扮演法、案例分析法、小组讨论等。不同的教学方法在课堂中起着不同的作用。教师一定要主动的掌握不同的教学方法,摆脱传统教学的死板与枯燥,丰富课堂教学的形式,提高课堂教学的效果。对于大学计算机基础课程的理论教学现在都使用多媒体教学,这就要求教师首先应设计好自己的课件,课件要丰富多彩,同时在内容组织上要合理生动,有吸引力,笔者认为对于计算机的基础知识主要是以讲授和演示为主,而对于文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的讲授应采用渐进式案例教学,每一部分内容设置两个案例,让问题复杂程度从简到难,从基础到综合,从而提高学生的课堂学习效率,同时在教学过程中还可以设置一些问题,多进行师生互动,让学生多思考,多动脑,变被动学习为主动学习。总之,理论课程的教学改革应以培养学生应用能力为导向,以培养目标为驱动,以渐进式案例教学为线索,以服务专业应用为目标,在高度浓缩理论课程教学的同时,让学生掌握利用计算机解决各类问题的能力。为学生后续专业课的学习和专业知识的综合应用起到非常好的作用。 2.3实验课教学改革 在理论课进行改革的同时,对实验课的教学改革就更为重要。实验应注重对已有知识的验证,突出对未理解未掌握知识的再学习以及对知识体系的探索,通过强化实验教学,培养和提高学生的动手能力、应用能力和创新能力,为应用型本科教学提供一个强有力的保障。 2.3.1对于计算机组成部分的实验可以先让学生看一个计算机组装与维护的视频,然后让学生自己动手去组装一下,最后让学生去设计一个方案———配置一台具体的计算机。 2.3.2文字处理与文档编排、数据处理与图表制作、报告处理与幻灯片制作这部分内容的实验则可采用任务驱动的方法,让学生带着任务去学习和掌握理论课所学的内容。笔者所在的学校大学计算机基础实验课程教学是让学生使用实验平台,每个部分内容都有一定的练习题,这些是必须提交的,学生是必须完成的,同时每次实验都设计了思考题和实验相关知识,配置了综合学习与拓展学习。让学有余力的学生可以向更深层次拓展。 2.3.3针对学时少内容多的矛盾,同时配备一些虚拟实验,供不同专业的学生选做,这些虚拟实验兼顾了不同专业学生的计算思维能力训练,考虑到与现行教学内容的关联,这些实验可以帮助学生理解计算机的重要理论和概念,培养基于计算机解决问题的计算意识,在有限的学时内将计算机科学的本质以及专业知识以有效的手段展示给学生,这是深化教学改革的技术途径。这部分实验可由学生课后自主完成。 3结语 当前,大学计算机基础课程的教学广受关注,改革的思路不尽相同,也不乏有建设性的理念和措施。笔者对大学计算机基础课程的教学改革进行了较大力度的尝试,分类教学和案例教学收到较好效果。这些改革的实施将全面培养本科生和科学素养和科学思维,有效提升本科生的学术意识,掌握牢固的计算机操作技能,使他们在后续课程和今后工作中,能够自学和自主应用计算机的基础知识,利用计算机解决实际问题,成为具有自主学习能力、研究性学习能力、终生学习能力,能够适应环境和任务变化的复合型应用人才。 作者:陈兴梅 庄锁法 单位:安徽科技学院 本科计算机论文:计算机本科毕业设计思索 一、引言 计算机专业的毕业设计是大学生在大学学习期间的最后阶段,是实现专业人才培养目标的综合性实践教学环节,是培养学生运用本学科的基本理论、专业知识,提高分析和解决工程实际问题能力、独立工作能力和创新意识的重要途径,也是对学生能力和素质的全面检查。因此做好本科毕业设计有利于提高毕业生的工程素质,对毕业生以后的就业起到一定的帮助作用。然而,近几年来,随着高校扩招、师资短缺以及计算机知识更新过快等因素的出现,计算机专业的本科毕业设计质量不断下降,毕业设计中的问题层出不穷。 二、计算机专业本科毕业设计现状分析 现在计算机专业学生的毕业设计大体可以分为:理论、软件和硬件。实际上学生的毕业设计多是做软件或硬件的,做理论的不多,即使做理论也要求结合实际问题来进行编程验证。设计涉及的方面一般有:网页设计;网页编程;平面设计;动画设计;网络设计、搭建、调试和维护;网络安全;单片机及自动控制等。这些设计工作就是要培养学生综合运用所学的知识的能力,包括软件开发方法、算法设计数据库设计、程序编写、程序调试等。如何通过这样的训练来真正达到毕业设计的目的,培养学生的实践能力、创新能力和初步科研能力,需要学校、指导教师和学生自己三方面的共同努力。然而,近几年来,随着高校扩招、师资短缺以及计算机知识更新过快等因素的出现,计算机专业的本科毕业设计质量不断下降,毕业设计中的问题层出不穷。如果不能很好的解决这些问题,毕业设计就难以得到提高。其中具有代表性的问题主要有以下几个方面。 1.毕业设计的选题不够合理。 毕业设计的选题是决定毕业设计质量的先决条件。每年学生毕业设计的选题多是与上一届大同小异,不少学生都会选择做管理系统,图书管理系统、人事管理系统、学生管理系统等。学生之所以选这些系统来做,也是因为这些系统的实现从技术上来讲其实是大同小异的,系统的实现方法在许多计算机书籍中可以找到,类似的源代码在网上也很容易找到,已经成型的论文也颇多,到时候学生可以把界面一换,就成了自己做的系统,把别人的论文稍加修改就成了自己的论文。但这些题目毫无创新性可言,对学生综合能力培养的帮助不大。 2.学生思想重视不够,投入精力不足 学生大多认为毕业设计仅是一种形式,对自己的正常毕业以及以后的工作和学习没有丝毫影响,忙于参加各种各样的招聘会和公司面试,在毕业设计环节上投入精力甚微。毕业设计的时间与考研初试、复试时间重合,在两者不可兼顾的情况下,多数学生都选择了准备考研,而不是做毕业设计,往往都是临近答辩时,才匆匆忙忙,东拼西凑,草草完成,甚至出现严重的抄袭想象。以这种心态和这样的方式写出来的论文,质量当然也就难以得到保障。 3.指导教师的选择不当和责任感不强 由于计算机专业发展比较晚,具有丰富项目实践经验的老教师十分稀缺,计算机专业本身是一个实践性要求很强的专业,没有这些实践体会,就很难理解软件开发过程、软件技术如何应用到生产这些问题,从而影响了毕业设计的质量。部分指导老师对毕业设计的目的认识不足,责任心欠缺,对学生疏于指导。学生本来就对毕业设计的重视不足,再加上指导老师疏于管理,毕业设计质量下滑也就成了必然的趋势。 4.对毕业设计的监管有所欠缺 毕业设计环节的教学监管不够到位,对指导老师的要求不够明确。检查是大多基于学生和指导老师填写的各种表格和文档,指导老师没有在学生做毕业设计的过程中起到监管和指导的作用,因而对学生的要求也就随之任之。这种方法对毕业设计的过程起不到监控的作用。毕业设计的最终成绩取决于指导老师的评定和答辩。由于本科生数量过多,答辩任务很重,导致答辩的时候,把关不严。这势必造成学生的侥幸心理,觉得不好好做毕业设计也能通过。如此欠缺的监管制度,毕业设计的质量也就自然不佳。 三、提高计算机专业本科毕业设计质量的措施与对策 毕业设计可以反映一个计算机专业的学生的综合实践水平。毕业设计不仅可以培养学生将理论与实践相结合的能力,还可以激发学生的创新精神,所以一定要保质保量的完成毕业设计。针对毕业设计中出现的问题,可以采取以下的措施解决。 1.选择合适的毕业设计题目 计算机专业的毕业设计选题应按照以下几个原则进行选择。第一,课题的选择应符合专业培养目标,达到毕业设计教学大纲的基本要求。第二,课题的选择应体现教学与生产、科研、文化和经济相结合的原则。第三,课题的选择应贯彻因材施教的原则,使学生在原有的水平和能力方面有较大的提高,并鼓励学生有所创新。第四,选题的范围和深度应符合学生的实际情况,并尽可能多地反映现代科学技术发展水平。第五,学生除了在导师提出的课题中选择毕业设计课题外,也可根据本专业特点选择自己实践中感兴趣的实际问题作为毕业设计课题,但必须经指导教师审定。 2.加强学生思想教育和引导 提高高校毕业设计的质量,根本措施应当是加强学生教育,使学生引起重视。其实多数高校和指导教师对于加强学生思想教育的重要性都深有体会,但具体实施起来总觉得效果不如想象中好,关键是在于“循循善诱”几个字。要经过耐心教导,让学生意识到,毕业设计不仅仅是一个学习任务,也是为了对自己四年学习划上一个圆满的句号,是对个人责任心的一次考验,从而端正了态度,主动性大大提高。在毕业设计之前做一些专门针对毕业设计如何开展的专题讲座。 3.加强过程监控,改革评价体系 通常学院对学生在整个毕业设计期间所作的工作并没有进行全面的评价和监控。如果学生不是自己做的毕业设计,又在答辩前熟悉了别人给设计的东西,单从答辩环节有时很难看出。开题报告完成以后,就进入了漫长的实际设计过程。要增强对学生的监督和督促机制,防止学生偷懒。其一,要增强指导教师的责任感;其二,可引入现在一些软件公司常用的做法,要求学生写周报,让学生每周对自己毕业设计的工作进展,取得的成果或碰到的困难做一次记录。这样既避免了学生临时报佛脚,不做设计只写论文的情况发生,又使学生的整个设计过程都有案可查,增加了对毕业设计评分的合理性和公正性。这种过程监控实际上既对学生加强了管理,也加强了指导教师对学生指导的力度。学生开题报告的质量、需求分析报告的质量、系统设计报告的质量和中期检查的结果等均列入毕业设计评价之内。 四、结束语 毕业设计是一项综合性的训练,要提高计算机专业学生的毕业设计的质量,首先要围绕培养目标,在大学前三年就下手,让学生有着扎实的理论基础和程序编制、程序调试等实践能力。另外在制度上对学生和指导教师实施过程监控,只有学校、教师、学生都加以重视,做好各项制度保证,才能更好地保障学生顺利较好地完成毕业设计任务,才能进一步提高毕业设计的效果,提高高校的毕业设计管理水平。 本科计算机论文:本科生院计算机教育革新途径 一、大学本科生院发展背景与意义 本科教育是大学的根本基础和核心任务之一。本科生院是大学专门负责管理本科生的学习和生活的教学与管理机构。本科生院(College)发端于历史悠久的意大利的大学住宿学院制(如博洛尼亚大学、帕维亚大学等),发展于英国的大学学院制(如牛津大学、剑桥大学等),成熟于美国的综合大学学院(如哈佛学院、耶鲁学院等)。随着《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》的出台和“本科教学工程”的实施,各高校普遍加强了对于本科教育和人才培养质量的重视。近年来,为了加强本科教育改革和提高教育质量,有些大学开始陆续成立本科生院,如浙江大学(2008年)、中南大学(2010年)、哈尔滨工业大学(2010年)等。大学本科生院的建立对于我国高校深化本科教育体制机制改革、创新人才培养模式、强化本科教育体系和教学管理体系、改革课程体系与教学方法、提升本科教育质量和人才培养水平、建设一流大学具有重要意义。本科生院的建设必然带来一系列教育体制与机制的改革。作为计算机科学与技术专业,如何适应这种变化,进行相应的专业教育改革与创新,培养高水平计算机专业拔尖创新人才,就成为需要探索的重要课题。 二、哈尔滨工业大学本科生院建设目标及发展思路 哈尔滨工业大学本科生院于2010年启动,2011年5月正式挂牌运行。成立本科生院是哈工大本科教育体制机制建设的重要改革,是为加强高素质创新性人才培养和实现建设世界一流大学战略目标所采取的重大举措。哈工大本科生院定位是:面向本科教育与人才培养的国际化、建设世界一流大学的发展目标,深化本科教学改革,强化本科教学管理,建设哈工大本科生阶段人才培养与创新教育体系,整合本科教学资源,提高本科教育水平和教学质量。哈工大本科生院的建设目标是:通过教育改革与创新,建立具有哈工大特色、与国际接轨的一流创新型本科教育体系,推行通识教育与专业教育相结合、课堂学习与项目学习相结合的教育模式;建立统一高效的教学管理机制,整合全校的教育资源,提高本科教学质量与水平;提高面向教师和学生的教学服务能力,培养具有国际竞争力的一流高素质本科毕业生,打造具有国际影响力的哈工大本科教育品牌。为了实现以上的目标,我们将发展思路确定为:强化大学范围的本科教育,整合全校教育资源,加强本科教育体制改革、机制改革、人才培养方案创新、教学方法改革、教师队伍建设、制度创新等方面的建设和优化,从本科教育目标、教育模式、教学方式与过程、教育参与者、教育资源与管理、教育质量保障、教育政策等方面全面加强学校的本科教育体系建设;建立通识教育与专业教育相结合、基于课堂学习与基于项目学习相结合、专业教育与跨专业教育相结合、校内教育与跨国/跨文化教育相结合的具有哈工大特色的创新型本科教育模式。 三、新的人才培养目标与课程体系方案 基于哈工大的办学定位、优良传统与人才培养特色,本科生院提出了本科教育的人才培养目标,即致力于培养“研究型、个性化、精英式”的具有国际竞争力与领导力的高素质毕业生,为未来的科学研究带头人、工程领军人和政府机构领导人培养后备人才。在此人才培养目标引导下,哈工大本科教育将结合以理工科为主体的特点,在以原有专业教育为主型的基础上,建立通识教育与专业教育结合、课堂学习与项目学习结合的精英教育模式。四年制本科课程体系主要包括:通识教育的核心基础课程与选修课、面向大类领域的公共课程、面向学科的专业课程、高年级的跨专业选修课等;并补充基于项目的学习、国际交换学习、文化素质教育等环节。形成通识教育、专业教育、数理基础教育、基于项目学习的创新能力培养、外语与国际化能力培养、人文素质教育、跨专业教育7条主线。为了加强拔尖创新人才的培养,哈工大针对尖子学生,提出了两类拔尖创新人才培养计划:科学研究型拔尖创新人才培养计划、工程领军人培养计划,以期望集中全校优质教育资源,以较为特殊的培养模式,在优势专业或领域专门培养部分拔尖精英人才。 四、本科生院的教育改革新措施 为了实现本科生院提出的发展建设与人才培养目标,本科生院2011年推出并实施了一系列本科教育改革新措施。主要包括:构建人才培养目标导向的创新教育体系与教育模式;健全本科生院组织机构,完善本科教学管理及运行机制;构建与建设世界一流大学相适应的课程体系;建设具有哈工大特色的通识教育课程体系;加强专业综合改革,实现科研优势转换,加强专业教育及课程体系建设;推行教学方法与考试方法的改革,建立“以学生为中心”的教学与学习方式;推行“基于项目的学习”计划,培养学生的创新与创造能力;实施“大学生外语与国际化能力提升计划”,促进本科教育国际化;加强英才学院建设,实施科学研究型拔尖创新人才培养计划;推行“卓越工程师培养计划”,实施工程型领军人培养计划;加强教学师资队伍、教学管理队伍建设;加强实验教学示范中心建设,构建实验实践教学与实验室平台建设一体化体系;加强学生社团活动,提高大学生综合素质;建立以认证为牵引的教学质量保障体系与评估机制;进一步完善本科教学管理信息化平台。同时,配合本科教育改革,哈工大制订与出台了一系列本科教育的改革政策及管理办法。 五、哈尔滨工业大学计算机教育的优势与传统 我校计算机科学与技术学院与本科生院的教育改革与创新相同步,也在积极探索本科生院体制与机制下计算机科学与技术专业教育的改革新思路。事实上,哈工大计算机专业在人才培养和本科生、研究生教育方面具有优良传统。哈工大计算机专业成立于1956年,同年在国内首批招收本科生;1958年开始培养研究生。目前,哈工大计算机科学与技术学科拥有国家一级重点学科地位;在2003、2007年一级学科评估中均列全国第五名;2010、2011年,进入上海交大ARWU世界大学学术排行榜计算机学科前100名;2011、2012年,在ThomsonRouter的ESI计算机学科排名中进入世界前1%。在计算机人才培养方面,哈工大秉承“规格严格,功夫到家”校训,一贯注重知识、能力与素质的综合教育,形成了一系列优良教育传统。主要包括:可持续发展教育观与教学指导思想,培养计算机拔尖创新人才的“研究型、个性化、精英式”办学理念及培养目标,计算机拔尖创新人才培养的“金字塔”教育体系,先进的计算机专业课程体系,目标导向与能力驱动的教学方法,科学的教学管理与质量保障体系,一流师资及教学团队,一批国家级精品课程与教学成果,精英学生“三三”育人模式高水平的实验环境及条件保障,浓厚的学院文化等。 六、新体制下计算机教育的改革与创新 在已有的专业教育优势与优良传统的基础上,结合本科生院的教育体制、机制与教学方法改革的新思路与新举措,哈工大计算机科学与技术学院提出了一系列教育改革与创新的探索与改进措施。 1.人才培养目标。为适应哈工大世界一流大学建设目标和未来国际化人才竞争需要,进一步明确了培养“研究型、个性化、精英式、国际化、领导力”创新拔尖人才的目标。 2.教育模式。积极推行通识教育与专业教育相结合、课堂学习与项目学习相结合的教育模式。 3.课程体系。通过国内外调研,明确提出了面向世界一流大学的课程体系建设目标,并制订了具体的人才培养方案与课程体系修订计划。 4.理学基础。进一步强调加强理科数学基础训练,为学生未来的科学研究与技术开发奠定坚实基础。 5.教学方法改革。继续深入推行教学方法改革,实施启发式与探究式教学、面向问题求解的大作业、累加式考试等方式,建立以学生为中心和以学为主的教与学方法。 6.专业导论课。针对本科生入门教育,进一步改进计算机专业导论课,强调计算机科学技术体系、计算思维、专业知识体系、专业学习方法,引导学生的专业兴趣与思维方式。 7.专业实验教学。进一步加强国家级计算机实验教学示范中心建设,重视计算机专业的实验教学,实施“基础实验、综合实验、创新实验”等分层次实验课,提高学生实践动手能力。 8.基于项目的学习。推行大一年度创新项目、大二课程设计项目、大三综合设计项目与大四毕业设计项目,加强大学生科技创新项目训练,鼓励学生尽早进入研究实验室做科研,全面提高学生的综合创新能力与素质。 9.教育国际化。从课程体系、教师、英语授课、国外原版教材与课件、学生留学/游学等方面加快教育国际化进程,全面提高学生运用外语和国际化的能力。 10.科学研究型拔尖创新人才培养。与英才学院合作,实施基础学科拔尖创新人才培养计划,通过本科、硕士、博士贯通的培养计划,把部分尖子学生培养成科学研究型拔尖创新人才。 11.工程领军型人才培养。实施工程领军人培养计划,制订专门的培养计划,通过与一流IT(信息技术)企业合作,把具有突出的工程技术和综合领导素质的优秀生培养成未来工程领军人才。 12.个性化培养。为了强调对于学生的个性化培养,将给学生更多的机会进行多种专业方向与课程、自主学习空间、个人成长途径、导师的选择等等。 13.基于认证的教育质量保障体系。进一步完善已有的教育质量保障体系,出台《哈尔滨工业大学计算机科学与技术专业人才培养模式与实施方案(本科)》、《计算机专业教学质量保障》等教学质量白皮书,建立先进的、基于认证的教育质量保障体系,提高计算机教育质量。 14.专业工程教育认证与国际评估。巩固已有的计算机专业工程教育认证的成果,实现人才培养体系与国际接轨;并进一步争取开展国际专业评估。 15.教育改革政策与激励机制。结合学校及本科生的教育改革政策及管理办法,针对计算机教育具体情况,补充必要的教育改革政策与激励机制,促进形成教师“重教、思教、善教、乐教”,学生“重学、思学、善学、乐学”的新风尚与和谐氛围。 七、几点思考 关于新形势下我国大学计算机教育的改革与创新,结合笔者的多年工作体会,本文给出几点思考与建议: 1.教育改革目标。不论我们如何进行大学教育体制与机制改革,都应该以人为本,以“完善教育体系,培养一流人才”为最高目标,而不应为了改变而改革。 2.精英教育模式。关于精英教育,可谓仁者见仁,智者见智;但“一流教育、精英素质、领导力培养”应该是精英教育所要追求的境界。 3.本科教育重点。在当前形势下的本科教育阶段,应该把教育重点放在提升学生“素质、基础、能力、实践、个性、国际化”等方面,为学生的未来发展和参与社会竞争打下坚实基础,而不可只因师而教。应该认真研究计算机专业人才的成才途径与条件,按规律实施有效的教育。 4.教学与学习方式。在教学过程中,传统的课堂学习重视教中学,新兴的基于项目学习强调做中学,二者皆重要,应结合之。对于计算机专业教育而言,做好基于项目的学习更为重要,尽管可能更加困难一些。计算机专业学生的许多知识与能力是练出来的,而不是教出来的。 5.拔尖创新人才培养。虽然有不少教育专家不同意把学生分成三六九等,但在我国现阶段的研究型大学,集中优质教育资源对尖子生进行专门的拔尖人才培养不失为一条可选的教育模式。在培养拔尖人才过程中,应注意因材施教,进行分类与个性培养,可以培养出学术型、工程型、复合型等拔尖人才。就与信息化社会发展十分密切的计算机专业而言,上述各类人才对于国家经济和社会发展都十分重要。 6.高水平师资及教学投入。随着近年来我国国力、经济条件的改善,已开始有一批高水平人才进入一流大学从教,但许多大牌教授对本科教育投入不足,要想真正做到教师“重教、思教、善教、乐教”,还有很长的路要走。我们需要通过观念、认识、机制、制度与政策等方面的进步来改善这一状况。 7.优势转换。研究型一流大学应该将其科研优势转换到教学中,倡导“为了培养人才而进行研究”的新风气,提高一流大学的研究型教学水平,培养出“研究型、个性化、精英式”的一流人才。对于计算机专业教育而言,通过开放式、国际化办学模式,可以更好地促进国内外学术研究对于教育的优势转换。 8.教育质量保障。教育质量是大学的生命线,也是培养合格人才的保障。我国一流大学应该努力改善教学投入状况,提高师生的积极性,使大学教育质量保障从监督控制为主的强迫式阶段,逐步过渡到以认证评估为主的引导式阶段,使教育质量管理能够事半功倍,提高效率。为实现教育质量评估的国际化,有条件的大学可以开展教育质量国际评估,促进我国大学教育的深层国际化。计算机专业应该在教育及质量保障体系国际化方面走在前面。 本科计算机论文:计算机科学与技术本科人才培养探索 [摘要]信息技术发展日新月异,高校计算机专业教育重知识轻实践的人才培养观念与培养模式亟待改革。积极致力于计算机科学与技术本科专业创新应用型人才培养的探索与实践,在“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的教育理念指导下,改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,打造一支教学科研能力强、结构合理的高水平师资队伍,构建较为科学的人才培养模式和课程体系,培养一批综合素质和核心竞争力强的创新应用型人才,是计算机科学与技术专业人才培养的必由之路。 [关键词]计算机科学与技术;培养模式;课程体系;教学团队;实践教学 一、转变教学理念,重构较为科学的创新应用型本科人才培养模式 针对目前高校计算机科学与技术本科人才培养存在的问题,各高校应主动转变教学理念,建立较为科学的“厚基础、宽口径、重实践、求创新”的人才培养模式。“厚基础”就是使学生专业基础知识扎实、基本技能牢固、能力突出、个性鲜明;“宽口径”就是加强通识教育,使学生有很强的多行业适应能力和宽广的就业前景;“重实践”就是使毕业生通过课程学习和专业实践,具备在信息技术教育和信息工程等多个领域和岗位就业的专业实践能力;“求创新”就是培养学生综合运用能力、独立思考能力及创新思维能力。注重学生综合素质尤其是实践能力的培养,坚持走“产—学—研”相结合的途径,坚持整体优化、学科融合、创新性和个性化的原则[1],充分体现“学习—实践—再学习—再实践”的培养过程。突破思维定势,改革传统的培养学术型人才的课程体系和教学方法,根据学科特色,优化课程体系,改革教学方法,加强特色教材建设,提升教学内容的创新性,以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为目标,构建较为科学的人才培养体系。 二、优化课程体系,实施教学内容与教学方法的改革 针对计算机学科教学内容缺乏前沿性、教学模式和手段缺乏多样性、教学资源缺乏实用性等问题,按照计算机专业全国研究生入学考试大纲的要求和社会对人才的需求,以“合理配置,资源共享”为标杆,将计算机科学与技术本科专业核心课程(程序设计基础、数据结构、计算机操作系统、计算机组成原理、计算机网络)的授课、实践等教学环节作为一个整体进行统筹优化,融合各课程的内容,形成一个相对完整的体系[2],使学生能够较容易地理解和掌握课程的重点内容,理解课程间的连续性。 (一)核心课程教学内容与体系的改革 对各核心课程的安排顺序、授课内容、授课重点、授课计划等按照计算机专业研究生入学大纲的要求和社会对人才的需求进行调整和整合,将新知识、新理论、新技术和新方法充实到教学内容中,弃旧扬新,使教学内容与技术发展和行业需求相适应。 (二)教学方法与手段的改革 遵循以“教为主导,学为主题”的授课思路,培养学生自主学习的能力。在理论课程和实践课程中,采用综合案例引导学生进行分析和设计[3],以培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性;并将课堂讲授与参与式、提问式、讨论式、启发式等教学方法相糅合开展教学活动,让学生主动参与整个教学过程,因材施教,充分调动学生学习的积极性。 (三)优质教学资源的整合 利用Web教学服务平台、FTP服务平台、实验教学网、毕业论文管理平台,实现核心课程之间教学资源的共享和在线指导。在这些平台上提供了各核心课程的教学大纲、电子教案、多媒体课件、实验指导、试题库等教学资源,从“授前、授中、授后”三个环节给学生提供自主学习的机会;另外,为了让学生了解学科前沿,可邀请国内知名院校的教授、博士开展新技术论坛,介绍国内外学科前沿及最新技术,这能极大地开拓学生的视野,激起学生认真学习知识的兴趣。 三、夯实师资培养,通过“科研引领教学”创建高水平教学团队 要注重师资队伍培养和教学团队建设,提高教师的整体素质和教研水平。 (一)组建核心教学团队,形成合理的教学梯队 根据课程体系的建设思路,形成以课程体系为核心的教学团队。在职称、学历、年龄、教学经历、科研能力等方面自然形成梯队形式,通过成员之间的协作与交流,开展教学研究、教学改革和教学技能比赛等活动,从而提高教师的整体素质和教学水平。 (二)培养“双师型”教师,提升团队业务素质 采用“请进来,送出去”的办法,邀请国内外著名学者专家,开展学术交流、教学研讨,鼓励中青年教师赴国内外知名高校进修、攻读博士学位、出国访学,提高团队整体素质;加强校企合作,选派中青年教师进入企业,学习实践经验技术,提高实践教学水平,以满足本科生“双师型”人才培养的需要。 (三)营造“以科研促教学”的学术氛围 积极引导教师树立以高水平科研支撑高水平教学的发展观念,组织教师参与新教材编写;教师紧跟科技前沿的发展动态,将科研中获得的新知识和新成果融入课堂教学[4],促使科研工作与教学工作的有机结合,保持教学内容的学科前沿性,增强教学的深度和拓展教学的广度,提高教学质量;教师将自己的科研与学生的毕业设计相结合,对学生进行有的放矢的指导,并吸纳优秀学生进实验室,直接参与教师的科研项目,增强学生的科技创新能力,提高人才培养质量。鼓励团队教师开展科学研究,提高科研水平,做到科研与教学相互促进、共同发展;通过开展一系列教研、评优、评奖活动,增强了优秀“老”教师和青年教师之间的交流,快速提高青年教师的科研能力和教学水平,壮大优秀青年教师队伍。同时采用“请进来,送出去”的办法,提升中青年教师的业务素质,以满足对“双师型”人才培养的需要,实现团队梯队发展,最终形成一个基于课程体系的高水平教学团队。 四、强化实践教学,推进“过程式多元化”的实践能力培养体系 构建以实践能力培养为核心的实践教学培养体系[5],采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,并结合科研训练、创新实践、学科竞赛、社会实践和创业实践等课外实践,让实践训练贯穿整个培养过程。 (一)实践教学体系的综合改革 对于计算机科学与技术专业的学生,仅提高学生的理论水平是远远不够的,还需注重培养学生的动手能力,加强学生的实践能力锻炼,即“理论与实践一体化”,这是本专业人才培养中的一个关键环节。只有将实践和理论紧密结合,互为补充,才能使学生尽快掌握课程知识,并利用所学知识分析、解决实际问题。为此,坚持以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为根本,以培养学生可持续发展能力(自主获取知识的能力和创新能力)为重点,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实践教学体系。第一,除了课程实验外,针对实践性较强的课程,实行实践教学单独设课,开辟新实践领域,扩大综合型实验的比例,与理论课程的教学进度相配套,通过预习报告、讲解演示、上机实验、分析总结和撰写实验报告的方式,注重学生创新、实践能力的培养。第二,重视实习和实训环节,实行校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习的多元式实习实训教学,锻炼学生的实际动手能力。第三,将科研训练、创新实践、学科竞赛贯穿到大学四年的教学过程之中,着重提高学生的科研素养和创新能力。第四,与实际应用相结合,通过社会实践和创业实践,增强学生的业务能力,为将来进入社会实际生产生活领域的工作做充分的训练与准备。 (二)实验教学内容的融合重构 对于课程实验和实验课程,实验内容由基础型、设计型、综合型和研究型等四个各具特色的模块组成。各模块侧重点不同,学生可以根据自身接受和掌握知识的实际情况循序渐进地进行训练。基础型实验重在加强对本课程内的知识点的掌握和理解;设计型实验强调培养学生动手能力和创新性思维;综合型实验充分考虑课程间的可融性,渗透多个课程的相关知识点,并突出以项目训练为主的教学实践;研究型实验是培养部分学生以科研项目为支撑的实践能力。 (三)实训实习环节的双轨交叉 把实训实习工作进行分解,分成校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习等几个环节,在校内和校外进行双轨交叉。通过校外短期见习开阔学生视野,在见习中理解专业理论和技术,增强实践动手意识。通过邀请企业工程技术专家进入学校,利用学校开设的大实践课程时间,集中对学生进行校内单项实训,增强学生应用专门技术的能力。通过校外综合实训和实习,让学生深入企业和应用部门,在校外实训和实习导师的指导带领下,完成完整的项目设计和应用部署,增强学生完成综合项目和应用的能力。 (四)课外科技创新活动与课内实践教学的有机结合 以“产—学—研”相结合的思想为指导,推行学科竞赛制度化,创新训练常规化,支持学生参加机器人、智能车、电子设计、创新创业等各类学科竞赛,鼓励学生主持或参与学校、省厅、教育部和企业创新创业类等科研课题,理论联系实际,强化项目驱动的实践教学[6],注重对学生过程式的培养和科研创新能力的培养。采取“过程式多元化”的实践教学培养方法,通过基础型、设计型、综合型和研究型模块化实验内容重构课程实验和实验课程,通过校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习,施行校内校外双轨交叉式实习实训教学,建立“课程实验、实验课程、校外短期见习、校内单项实训、校外综合实训实习”五位一体的实践教学模式,能解决学生理论知识和实际问题脱节的矛盾,有效增强学生的实践能力。强化以“项目+竞赛”驱动的创新训练模式,形成“实战”性的项目开发,形成“以赛促学”和“学以致用”的学习氛围,通过本科生进实验室及参加各类高水平学科竞赛等方式,提升了学生的创新能力和就业竞争力。 五、结语 课题组通过改革培养模式、优化课程体系、夯实教学团队、强化实践环节,探索创新应用型计算机科学与技术本科专业人才培养,并在实践中检验各项举措的效果,取得了良好的人才培养效果,获得安徽省高等教育教学成果奖二等奖。 作者:陈付龙 罗永龙 郭良敏 孙丽萍 单位:安徽师范大学数学计算机科学学院 本科计算机论文:本科计算机导论教学研究 摘要:在“互联网+”时代,应用型本科计算机导论教学在教学内容、教学模式、教学方法以及考核模式上都需要进行改革。首先,在教学内容上紧密结合当前计算机技术的发展,并且适应应用型人才特点的培养要求。然后运用多种教学模式和教学手段,使得学生能够更好地对计算机学科的理解和知识应用。最后采用过程化考核和立体化考核相结合的考核方式,促进学生对所学内容的掌握和运用。 关键词:“互联网+”;应用型人才;过程化考核;立体化考核;应用能力 1概述 作为信息共享和交流沟通的平台,“互联网+”推动各行各业的快速发展,在当今时代中起着越来越重要的作用。随着“互联网+”时代的来临,教育事业的发展也发生着翻天覆地的变化,教学的形式、教学的内容、教与学之间的相互融合等都得到深入的发展。应用型本科院校计算机学科专业的人才培养目标是学生既能掌握计算机学科的基本理论,又具有较强的系统开发与维护、软件开发与测试、网络规划与管理以及数据库开发与应用等能力,能够从事计算机科学以及各个领域中计算机开发与应用的工作。计算机导论是计算机学科相关专业的一个入门课程,对学生的专业学习起到承上启下的作用,引领学生步入计算机学科领域的学习和研究。随着计算机技术的高速发展,计算机方面新的技术、新的应用也在不断涌现,应用型本科院校计算机导论的教学也应顺应时代的发展做出相应的调整。因此,计算机导论的教学在“互联网+”平台的助推下,通过科学规划教学内容、采用多种教学模式和教学手段,使得学生能够在全面了解学科知识的前提下,加强动手能力培养,提升专业素养。 2丰富教学内容,跟踪学科最新发展、突出应用型人才培养特点 计算机导论的教学内容在保持全面介绍计算机学科基本知识的基础上,结合“互联网+”平台上计算机各种新技术、新应用,并且根据应用型人才的特点适当拓展以下教学内容。2.1云计算云计算通过虚拟化技术实现资源的按需分配,提高了资源利用率,增强了计算机系统的服务功能,方便了用户的使用。云计算还可以通过多种方法对计算机资源进行分配,比如通过拍卖的方法分配资源,云资源的拥有者可以通过不同的拍卖机制实现资源的合理分配。此外,不同企业和组织构建的云可以组成联邦云,通过联邦云实现资源的协同利用。这部分内容主要向学生讲解云计算的实现思想、系统架构、主要的云计算系统以及云计算的最新应用等[1],引导学生建立合理、高效、协同使用计算机资源的思想,了解计算机技术的最新发展和应用。2.2大数据大数据是通过网络实现数据实现共享,对大数据进行分析可以获得潜在的有价值信息,对大数据的合理使用还可以提高生产效率。比如,医疗大数据可以通过不同医院诊治某种疾病的分析,得到诊治这种疾病的有效方法,提高诊疗效果;通过大数据系统,还可以实现远程诊疗。对交通大数据进行分析,可以针对不同的交通情况合理设置交通管理方法以及提高公共交通安全等。大数据系统的应用,推动了各个领域的快速发展[2]。因此,通过大数据的基本原理、主要应用的讲解,可以进一步开阔学生的视野,使得学生认识到计算机学科与其他学科进行交叉研究能够进一步促进计算机学科发展、提升计算机的应用能力。2.3人工智能及其最新发展人工智能是计算机学科的一个分支,通过研究人类感知、思维与推理能力特点,构造出模拟人类智能的机器和系统推动社会的发展。人工智能综合计算机科学、信息论、神经科学等学科知识,其中计算机技术在人工智能中起到了重要作用。人工智能的发展异常迅速,从简单的智能家电向应用于社会生活的各个方面发展[3],虚拟现实更是成为当下最为热门的高新技术之一。人工智能改变了人们的生活方式,机器设备的越来越智能化使得人们可以从各种艰苦和繁重的劳动中解脱出来,智能机器人也可以弥补人工劳动力的不足,智能机器人逐步升级到通过情绪感知与人类进行心灵的沟通和交流。通过人工智能的学习,使得学生对本专业的发展前景有一个很好的展望和期待。2.4计算机应用技能计算机学科的大学新生和其他专业大学新生知识背景相同,在进入大学之前只有部分学生学习过简单的办公软件和程序设计语言,很多学生对办公系统软件和程序设计软件了解不多。办公软件是计算机学科学生学习的一个必备工具,要求学生能够深入理解和熟练运用。而程序设计语言是计算机学科学生将来主要的开发工具,在学科入门阶段的学习中要求学生掌握程序设计语言的相关知识,并能够进行简单的程序设计,加深对本学科的理解。因此,在授课过程中可以采用课内引领和课外指导多种形式对上述计算机应用技能方面的知识进行学习,使得学生能够对此部分知识很好地掌握和运用。 3教学模式和教学手段多样化 “互联网+”环境下,教育资源得到了最大程度的共享,教学模式和手段得到了不断创新。根据当前教育的时代特点,应用型本科计算机导论的教学要在教学模式和教学手段上不断创新,提高学生学习的积极性和主动性,主要包括以下方面。3.1课堂教学与课外实践相结合应用型人才要求具有较强的动手能力,因此在计算机导论的教学中加强实践环节的培养。比如,学生在课内学习了操作系统的知识后,在课外指导学生对具体的操作系统进行实践。这样通过学生课外自学、教师辅导等多种措施,提高学生的实际动手能力,加深对课内理论知识的理解。3.2知识学习与探索相结合通过引导,组织学生参加到教师相关的大学生创新小组、竞赛小组以及科研开发小组中去,鼓励学生参加计算机学科前沿讲座。通过这些活动,可以进一步提高学生的学习兴趣,激发学生独立思考、勇于探索的精神,使得学生能够更为深入地了解本学科的知识体系和发展方向,提高动手能力。这些活动的组织和实施可以充分利用互联网平台,使得活动的参与方便和快捷。3.3教师教学与企业专家相结合对教学任务进行模块化教学,理论部分内容学校教师授课为主,实际应用相关部分聘请企业专家进行授课。在校教师具有扎实的专业理论,而企业专家具有丰富的实践经验,从专业入门课程开启校企联合的人才培养模式[4],真正做到理论知识学习和实际应用实践传授相结合,提升教学效果。3.4课堂教学与互联网教学相结合互联网可以作为学生的第二课堂。首先,教师可以将计算机导论课程学习相关资料放到网络上供学生下载学习,比如上课的课件、视频以及探讨题目等;其次,学生可以通过微课、慕课等形式进行学习[5,6];再次,师生可以通过网络和学生进行实时沟通和交流,做到及时解疑释惑。 4考核过程化和立体化,促进学生的深入理解和运用 “互联网+”环境下,加强过程考核,在教学过程中考核学生的实际分析问题、解决问题的能力,培养学生深入研究、坚忍不拔的精神。传统考核手段是期末考试,属于一卷定终身的考核方式。对于计算机导论来说,试卷的题目往往趋于知识浅层次的考核,对于学生知识的运用能力考核不够,特别是对学生学习过程缺乏考核,部分学生期末通过课本知识的死记硬背也能取得好成绩。在教学过程中进行考核,可以督促学生及时掌握授课内容、并且达到熟练运用。过程考核中,既要进行理论知识考核又要进行实际动手能力考核,体现出应用型人才的培养特点。在过程考核中可以将授课内容设置为不同的知识单元,每个知识单元结束后进行相应的考核,每次单元考核成绩纳入总评成绩,期末进行综合考试。此外,课外学习小组的学习情况也纳入考核范围,使得学生在课外学习中真正投入精力,取得收获。鼓励学生考取行业内国际知名企业相关应用能力证书,获得证书也可以得到相应的分数。通过上述措施,既对课内学习进行了考核又对课外学习进行了考核,既对理论学习进行了考核又对知识的运用进行了考核,实现了学习考核的立体化。 5结论 “互联网+”不仅仅提供了一个信息交流的平台,更重要的是改变了传统的思想观念和行为方式。“互联网+”时代,应用型本科计算机导论课程教学一方面将计算机学科相关的最新技术和应用融入到课程教学,开阔学生的视野;另一方面改变传统的教与学的方式和方法,采用多种教学模式、多种教学手段提高学生学习的积极性和主动性,提高学生的学习能力和知识应用能力,引领学生步入计算机学科的知识殿堂。 作者:王辉 刘云翔 李文举 周兰凤 单位:上海应用技术大学 计算机科学与信息工程学院 本科计算机论文:医学本科计算机课程改革研究 [摘要] 地方普通本科高校向应用型转变是2015年国家教育发展的重要举措,高校转型首要是课程改革,本文针对医学院校的计算机课程进行了现状和问题分析,从教学理念、教学内容、教学形式、教学评估和实验实训建设等多方面探讨高校转型过程中计算机课程改革的内容,对新形势下计算机课程的建设和发展具有重要借鉴意义。 [关键词] 高校转型;教育改革;计算机教育 2015年10月,教育部、国家发展改革委、财政部联合了《关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见》,指出我国拥有世界最大规模的高等教育体系,为现代化建设做出巨大贡献。但随着经济和社会的发展,高等教育中的问题和矛盾更加突出:教育同质化倾向严重,本科生就业难就业质量低,生产一线技术型、应用型人才资源短缺,教育与需求脱节等。大力推进高校转型是解决问题的根本途径,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》明确提出“优化学科专业布局和人才培养机制,鼓励具备条件的普通本科高校向应用型转变”,充分体现了中央对转型发展改革的高度重视,为“十三五”时期我国高等教育改革发展指明了方向。地方性医学院校将完成由医学学历教育型向应用技术型和医学职业类型的转变,根据所服务的的区域和医疗行业发展的需要制定改革的具体步骤,实现医学技能教育服务于社会需求的回归。其转型涉及高校的管理体系、专业体系、课程设计以及教师结构等,是全方位的系统工程。医学本科计算机课程就是其转型改革的一项基础性内容,本文重点关注医学院校计算机课程的现状和转型改革的内容及策略。 1医学本科计算机课程现状及问题 医学本科计算机课程是医学院校的基础性课程,其教学目标是使医学院校的学生了解掌握计算机基础知识以及以计算机为载体的辅助性应用等。目前,根据国家教育大纲的要求,医学院校的计算机课程主要包括3个大的方面:计算机硬件和软件的基础知识;以办公自动化应用为主的计算机应用教育和以计算机数据存储与管理为主的计算机数据库应用教育。其教学对象以大一、大二低年级学生为主,还包括部分研究生教育。其教学形式为传统课堂和实验的集中教学。经过二三十年的发展医学本科计算机课程教育积累了很多经验,但也不断出现不足和问题,尤其是在医学院校转型改革的过程中这些问题显得尤为突出。主要包括:计算机教学以教师为主、以教学大纲内容为主,没有体现医学院校学生对计算机相关知识的需求和学生的主体地位;教学内容相对陈旧,赶不上计算机发展的速度,很多医学院校在讲WindowsXP操作系统的时候Windows10已经推出;课程内容单一,所有专业内容一样,没有考虑到不同专业对计算机的不同需求。医学影像专业需要较多的计算机图像处理知识,健康管理专业需要有计算机信息系统的内容;大部分学生以考试和通过国家计算机二级等级考试为目标,不关心所学内容与自己专业的结合度和自己专业的未来需求。医学院校计算机课程中存在的问题在一定程度上不符合应用型和技能型人才培养的要求,计算机课程是医学院校学生的基础性课程,计算机技能也是未来医务工作者的基础性技能,更是更好的学习、实施医学技能的辅助,医学院校要实现转型改革,计算机课程改革势在必行。 2高校转型改革过程中医学本科计算机课程改革 高校转型工作在全国试点型的实施,医学院校转型也在逐步展开。鉴于医学院校计算机课程现状,其转型过程中的课程改革包括:以学生为中心的教学理念的改革、以未来计算机技能需求为指导的教学内容多样化改革、实现多样化的教学形式、建立新形式下的教学效果评价体系、加强实验实训与未来应用的衔接。 2.1以学生为中心的教学理念改革高校改革的目标是实现医学院校由学历教育向应用型教育转型,其转型改革也是教学理念的转变,改革转型的实现以未来实际医学工作中的技能需求为培养目标,实现针对性教学。这就要求改变传统的以国家教学大纲内容为主和以教师讲授为主的教学,更多地体现学生主体地位,以学生为中心为主导、以学生未来技能需求为内容改革组织课程。课程改革理念的转变具有主导性是改革的基础。 2.2教学内容多样化改革医学生未来工作中对计算机知识和技能的需求具有多样化的特点。包括基础性技能(如计算机软硬件基础和办公自动化内容)和多样化的应用(如医学影象专业学生需要计算机图像处理技能,医学管理专业需要地信息系统技能以及学生自身发展需要的个性化技能需求)。高校转型以学生为中心、以需求为导向,势必要求计算机教学改革实现内容的多样化。多样化的形式主要体现在广泛的计算机基础技能培养和专业性的、小范围的定制教学上。朱婷婷在“医学院校研究生计算机课程改革探索与实践”中指出医学院校计算机教学的内容的办公模块,医院信息系统模块和应用模块的多样性组成。 2.3实现多样化的教学形式传统的讲授式教学是高校教学的主要形式,其在教学中起到的作用毋庸置疑,但随着现代教育技术和先进教育理念的发展,各种各样的教学形式不断出现。高校转型过程中学生成为教学主体,技能性教育成为主导,而传统教学形式以教师为主导忽视学生的差别,抑制学生的主动性和积极性。同时计算机应用技能具有较强的实践性,讲授式教学难以适用。实现多样化教学是高校转型过程中计算机教学改革的必要之路。特别是随着信息技术和互联网的发展,多媒体教学、网络教学、在线学习、虚拟网络学习共同体等新型教学形式的出现,也使计算机多样化教学成为可能。 2.4建立新形势下的教学效果评价体系教学效果评价和分析是教学改革实施的验证和辅助。教学效果评估可以指出计算机相关课程的目标是否正确、内容是否合理、过程是否严密和学生的技能掌握程度,是计算机教学的一面镜子。高校转型下医学院校的计算机教学内容得到了扩充,教学形式实现多样化,这也给计算机教学效果评价带来了挑战。适用计算机教学转型就要建立新型式的教学效果评价体系,包括:传统的卷面考核,技能应用实践验收考核,学生学习氛围调查分析、自主学习跟踪考核等。要设置具体、全面的考核量化指标实现教学效果评价的可靠性和科学性。 2.5加强实验实训高校转型学生的计算机应用技能教育成为主导,计算机技能培训具有极强的实践性和操作性。计算机课程的实践环节开展的好坏直接影响教学效果,如何加强实验实训被计算机教育工作者高度重视。 3结语 高校转型是国家教育发展的宏观政策,是解决高等教育存在问题的必然之路。计算机课程是医学院校的公共基础型课程,也是现代社会人人都需具备的基本技能。人人都离不开计算机,作为未来的医务相关工作者更应该结合自身需要了解掌握相应的计算机技能。高校转型的过程中医学院校计算机课程如何才能实现由学历教育到应用型教育的转变成为计算机教学研究的新问题,本文分析目前医学院校计算机教学的现状和问题,并结合高校转型从教学理念、教学内容、教学形式、教学评估等多方面探讨计算机改革的内容,其研究对高校转型过程中计算机课程的建设和发展具有重要借鉴意义。 作者:赵慧 单位:锦州医科大学 公共基础学院 本科计算机论文:计算机专业本科生的创新思维 近年来,国家教育部越来越重视高校学生创新能力的培养。根据《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》和《教育部关于批准实施“十二五”期间“高等学校本科教学质量与教学改革工程”2012年建设项目的通知》,教育部决定在“十二五”期间实施国家级大学生创新创业训练计划。通过实施该计划,促进高等学校转变教育思想观念,改革人才培养模式,强化创新创业能力训练,增强高校学生的创新能力和在创新基础上的创业能力,培养适应创新型国家建设需要的高水平创新人才。 一、发展现状 在发达国家中,开展创新思维教育与培训已得到普遍重视,而且大部分学生在进入大学前都已经接受过创新能力方面的培训。目前,我国大学生创新教育起步晚,水平低,开展的成效也不够理想,在进入大学前的教育几乎没有创新能力方面的培养。因此,怎样把创新能力的培养和人才培养相结合,把创新能力培养真正融合到课堂教学中去,已经成为当前高校教育关注的重点。其中,创新思维培养是创新能力培养的基础。计算机专业开设的课程大部分都是理工科的一系列课程和专业方面的课程,一般注重的是逻辑思维能力的培养,目前各学科领域互相融合,互相渗透,要求计算机专业的人才也要具有形象思维、发散思维等方面的能力。例如,计算机专业的本科生制作网页,有了素材,也掌握了相应的专业知识,但是却制作不出令人满意的网页,就是因为缺少形象思维方面的能力。 二、创新思维概念 创新思维是思维主体以线性思维为基础,综合抽象思维、移植思维、形象思维等传统思维而形成的一种综合性的思维方式[1]。创新思维具有以下特征:独特性与新颖性;多向性;现实性;灵活性。 三、在课堂教学中培养大学生的创新思维 目前提到大学生创新培养,大多数老师和学生首先想到的就是专业实践、竞赛实习等形式。确实,目前计算机本科教学中都有比较完整的一套实践课程体系,例如我校(北华大学)计算机专业的培养模式就包含理论课程体系和实践课程体系,其中实践课程体系如图1所示。通过实践课程体系确实可以培养学生的创新思维,提高学生的创新能力。但是我们从中也可以发现,这些实践的进行大部分都在高年级才开始,而且有些项目只有少数的学生参与,所以我们现在急需一种在低年级就能进行,学生能普遍参与的创新思维的培养方案。如何在课堂教学中培养大学生的创新思维: (一)转变教育观念,培养创新思维首先,教师要转变教育观念,不仅在课外能培养学生的创新思维,在课堂内一样可以培养学生的创新思维。提到创新,教师往往会想到通过在实验室,通过课外科技活动等来提高学生的实践创新能力,实际上,课堂教学中培养学生的创新思维是教学中的一个重要组成部分,对于提高教学质量,提高学生的创新能力有着不可替代的作用。在课堂中要增强学生的创新意识。充分尊重学生对讲授知识点的分析、质疑和探索的能力,培养和鼓励学生的个性思维,鼓励学生用于探索、勇于创新,勇于向传统知识挑战。 (二)CDIO教育模式的渗透近年来,以美国麻省理工学院为首的世界几十所大学展开了CDIO工程教育模式的改革。CDIO的意思是构思(con-ceive)、设计(disign)、实现(implement)和运作(operate),是提倡“做中学”和“基于项目教育和学习”的新型教学模式[2]。我们也可以把CDIO理念融入到课堂教学中去,应用课堂所讲授的知识点构思和设计任务,再去实现。 (三)调整教学内容,正确引导学生在课堂教学中增加创新思维培养的内容,有意识地进行创新能力的训练,使学生认识创新能力的特点以及形成过程,从而使学生对学习的内容理解得更加透彻和深入,激发学生的学习热情和创新激情。培养学生的灵活性思维、发散性思维和逆向思维以及思维的灵活性、准确性和敏捷性,激发他们的创新潜能和主动性,掌握创新思维的策略。例如在专业基础课的教学中,给学生发挥创新思维的时间和空间。本人在讲授《面向对象程序设计》课程过程中,经常发现学生对上课讲解的例题和实验课上做的实验不感兴趣,究其原因是有些学生认为这些示例没有什么实际意义,那么就在讲解完示例后,鼓励学生开拓思维,让他们自己提出一个用课堂讲授的知识点能够完成的自己认为有意义的示例。 (四)培养团队创新思维目前,不论是大学生创新创业训练项目的申报,还是各种科技竞赛的参与,都是以团队为单位,所以在课堂中就将学生分成不同的讨论学习小组,无论是理论课堂的发言讨论还是实验课堂的实验调试验收都以组为单位进行,培养学生团队协作的创新精神。教师指导学生分组,使学生间形成优势互补,最大限度调动他们的创新潜能,激发他们的创新热情。例如课前的提问就以组为单位进行,这样不仅能提高更多学生参与的热情,又培养了团队协作的能力。 (五)营造创新思维教学氛围营造提出问题,探索问题的教学情境,激发学生的学习兴趣,使学生主动积极地投入到新知识点的学习中,培养学生的创新思维。例如上课前几天就给学生布置任务,请学生自己设计程序的解决思路,在上课的开始几分钟可以对布置的任务讨论,小组之间分析比较,开阔学生的设计思路,同时也能活跃课堂的教学气氛。在教学过程中,要尽可能的让学生参与其中,最好能联系身边生活中的实际问题导入要学习的新知识新问题,这样不仅可以使学生能更加深入理解课堂的教学内容,还可以使他们更加灵活运用所学知识解决实际问题,对于促进学生学习,培养创新思维都能起到很大的作用。当然,这样就给任课教师提出的更高的要求,在备课的时候要充分研究教学过程的设计,合理分配课堂有限的时间,保证在完成教学任务的同时还能有更好的教学效果。 (六)强化教师队伍,改善教学设施教师是课堂教学的主导者,要培养具有创新思维和创新能力的本科学生,就必须有一支工作在一线课堂的创新型教师队伍。教师不仅要有在课堂中实施创新教学的培养方案,还要在思想观念上与时俱进,在课堂教学中有针对性地增强学生创新思维和创新能力方面的培养。我院在实验教学设施方面近年来有了很大改善,实验室有软件实训室,硬件实验室,教师实训室,网络工程室,网络仿真实验室,软件基础实验室,网络存贮及服务实验室,计算机图像实训室,设备台数近3000件,并且这些实验设备长期向学生免费开放。教师在实验教学中要大幅度提高综合性和设计性实验比例,并且尽可能的把实验课题和生活中的实际问题联系起来,调动学生的学习积极性,激发他们的创新思维,鼓励学生自己走进实验室,探索问题,解决问题,从而提高大学生创新能力的培养。 (七)鼓励学生勇于创新,调整考试考核制度作者在课堂中常对学生说“重要的不是学会某一个知识点,重要的是要学会用这个知识点去解决实际的问题,换句话说就是当你遇到生活中实际问题的时候能想到用什么样的知识去解决它。”如果学生真正的能用所学的知识解决我们身边的问题,那么他所学的知识才真正的有了价值。所以在课堂教学中,要重视相关专业知识融会贯通的创新性。一个学生未来的发展空间潜力不是看他掌握了多少知识,而是看他怎样运用知识去解决问题。教师要加强对学生的开放性思维的培养,鼓励他们的探索精神,对于能提出问题的学生及时给以表扬和赞赏,课堂中要带动大多数的学生敢于提出自己的见解。对于当今计算机行业飞速发展的特殊性,鼓励学生把学科发展的前沿动态带入到课堂,互动交流探讨。对于教师来说,不要害怕学生在某一方面的想法更加超前,在信息技术高速发展的今天,老师和学生间的交流探讨应该成为一种必然的发展趋势。在考试考核方面,教师应根据本课程教学内容的特点,采取灵活多样的考试方法,我院在这方面做了很多这方面的考虑,不仅要有传统的卷面考试形式,而且很多课程提高了平时成绩的比例,就是要在考核方面促进学生创新思维和创新能力培养方面的提高,建立有利于学生创新思维培养的激励机制。 四、结束语 美国耶鲁大学心理学系和教育学系教授斯腾伯格说“:教育最重要的目标就是引导学生的思维”,曾有人说“学历是铜牌,能力是银牌,人脉是金牌,思维是王牌”。目前,国家急切需要能将知识转化为生产力的具有创新能力的人才队伍,高校教育是培养具有创新思维和创新能力人才的主要阵地,针对计算机专业的特殊性,对高校计算机专业的人才培养模式就提出了更高的要求,要从学生入学起就开始培养他们的创新思维模式,人人都参与到创新实践活动中,所以就要求有一支创新型教师队伍在课堂教学中培养大学生的创新思维,提高学生的创新能力。本文旨在希望计算机专业大学生创新思维的培养能有更加长期稳定良性的发展。 作者:范忠诚 薛曼玲 单位:北华大学 计算机技术学院 本科计算机论文:计算机专业本科生信息能力的培养与探索 摘要因特网的普及与计算机软硬件技术的发展使得人们可以很容易地获取各类信息。作为当代高校大学生,利用海量知识库快速获取所需信息的能力成为在校大学生必备的基本素质之一。本文以计算机科学与技术专业的大学生为研究对象,探索高校本科生信息表示与获取能力培养的基本内容与方法。 关键词 本科生 信息素养 信息能力 综合素质 0 引言 21世纪是一个信息爆炸的时代。人们可以足不出户地通过因特网快速、便捷地进行很多活动,如办公、购物、娱乐、学习等。2011年5月,美国国际数据公司一项名为“数字世界”的调查显示,2010年全球将产生1.2 Zetta字节的数字信息。①在这个信息富足、数据泛滥的时代,高校教育如何抓住机遇,提高大学生信息素养与综合素质,为国家培养更多的创新性人才是一个值得研究的课题。 根据美国教育技术CEO论坛2001年第4季度报告,21世纪的能力素质包括基本学习技能、信息素养、创新思维能力、人际交往与合作精神和实践能力。②“信息素养(Information Literacy)”指人对信息社会的适应能力。信息素养的概念源于1989年美国图书馆学会,其本质是全球信息化需要人们具备的一种基本能力,即:能够判断什么时候需要信息,懂得如何获取、评价和有效利用所需的信息。③④⑤⑥ 本文以计算机科学与技术专业的大学生为研究对象,讨论信息素养的核心“信息能力”,探索信息时代高校大学生的信息能力的培养,并具体总结归纳了一些该专业大学生在信息表示与获取等信息能力中应掌握的方法、工具与相关软件。下面我们结合计算机专业的学科特点,针对本科生信息能力的培养问题,从数据获取能力和信息表示与加工能力两个方面,论述该专业大学生应具备的一些基本信息能力。 1 数据获取能力的培养与常用工具 对于计算机专业的本科生来说,有目的地、快速高效地获取所需资料不仅可以强化和丰富课堂学习的效果,还是课外学习、课程设计、毕业设计等必要的调研手段。计算机专业大学生数据获取能力的培养主要围绕利用因特网和各高校现有电子资源,快速了解国内外研究现状,获取相关论文、专利、软件展开。下面分类总结一些常用的信息获取方式及工具软件。 1.1 搜索引擎的使用 重点是学术搜索引擎的使用。学术搜索引擎的特点在于所搜索的资源以学术论文、国际会议、权威期刊、学者为主,常见的学术搜索引擎有: (1)Google 学术搜索:Google 学术搜索主页的邀请口号是“站在巨人的肩膀上”。该搜索支持按作者搜索或按标题搜索,支持特定题目最新研究进展的搜索和特定出版物内论文搜索,结果可排列出文章的不同版本以及被其它文章的引用次数。2006 年1月,搜索扩展至中文学术文献。 (2)Scirus科学搜索引擎:Elsevier科学出版社开发的免费网络检索引擎,提供基本检索(Basic Search)和高级检索(Advanced Search)两种界面。 (3)Arnetminer:面向科研评价领域,由清华大学计算机系工程研究室开发完成,它侧重作者信息的检索和挖掘,适用领域专家和科研评价搜索。 (4)Libra计算机学术搜索:微软亚洲研究院开发的“计算机科学和信息科学”范围的免费搜索引擎,适合跟踪某学术研究领域的兴起与发展,查询知名学者、学术会议和期刊的学术地位和影响力。 此外还有CNKI Scholar学术搜索、读秀学术搜索以及由NEC研究所建立的CiteSeer学术搜索等。 1.2 数字图书馆的使用 充分利用所在高校图书馆中的电子资源,包括馆藏资料的获取、常用的中英文数据库、学位论文、电子图书等。 (1)中文数据库。常用的数据库有:中国期刊全文数据库、中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库和中国重要会议论文全文数据库等。 (2)外文数据库。常用的数据库有:①Elsevier ScienceDirect电子期刊数据库,由ELSEVIER公司出版,收录了1800余种电子期刊,涵盖工程技术、材料科学、物理、计算机科学等十余个学科。② SpringerLink 电子期刊数据库,由Springer出版社出版,收录了490多种期刊,覆盖了医学、计算机科学及工程学等自然科学的各个领域。 (3)电子图书。①超星图书馆,目前最大的中文在线数字图书馆,提供大量的电子图书资源提供阅读,其中包括文学、经济、计算机等五十余大类,数十万册电子图书。②SpringerLink 电子期刊数据库,提供20多种世界知名科技丛书,共2000多卷。此外,读秀学术搜索和CNKI Scholar学术搜索等也提供电子图书服务。 1.3 专利的搜索与获取 (1)Google Patents ,英文界面,支持基本检索和高级检索两种方式,可搜索到超过国内外7百万项以上的专利,提供海量专利和商标数据免费下载。 (2)中国专利(国家知识产权局),中文界面,涵盖1985年9月10日以来公布的中国专利信息,包括发明、实用新型和外观设计三种专利,可浏览到各种摘要、说明书全文及外观设计图形。 此外,不同国家的专利搜索还有USPTO美国专利搜索、欧洲专利搜索、加拿大专利搜索、新加坡知识产权局专利搜索、日本专利英文版、韩国专利搜索等。 2 信息表示与分析能力的培养 以Microsoft Office Word 2003为例,熟练掌握日常的文字等编辑与处理,例如: (1)文档结构图的使用。文档结构图是一个由文档各个不同等级标题组成的独立窗口,用于显示整个文档的层次结构和内容安排。通过使用文档结构图,便于快速浏览和定位文档内容。 (2)公式编辑器的使用。包括:①采用word 2003自带的公式编辑器;②采用MathType等非Word自带的公式编辑器。 (3)表格的编辑与处理。包括:①表格的设计,其中,三线表以其形式简洁、功能分明、阅读方便而常被使用;②表格的绘制,即Word 中的“绘制表格”功能;③与Excel 2003等软件结合运用等。 (4)目录的使用。尤其当文档较长、文字较多时,文档编辑离不开目录生成、目录更新、域更新等相关操作。 (5)参考文献的使用。包括:①正确表示参考文献,了解各类文献类型和标识的相关规定,如GB 3469、GB7714;②能以交叉引用的方式在正文中编辑、修改、更新参考文献。 此外,应灵活使用Windows操作系统中的附件“记事本”软件。记事本是Windows操作系统提供的一个小巧简单又频繁使用的文本编辑器。它不仅可以简单的文字编辑工作,还可在没有编程环境下,阅读或编写一些小程序,如MATLAB的M文件、C或C++的源程序文件,均可在记事本中打开与编辑。 2.2 图像、语音等软件的使用 除各类专业的图像与语音编辑软件外,Windows操作系统自身就提供了一些简单的图像或声音编辑工具,例如系统中“附件”-“画笔”,和“附件”-“娱乐”-“录音机”等。 2.3 软件设计与开发辅助工具的使用 对于计算机专业的本科生而言,在学习了数据结构、面向过程的C程序设计、面向对象技术与C++等语言课后,已具备初步的程序设计与软件开发能力,应掌握一些软件设计与开发相关的辅助工具。 (1)掌握快速设计用户操作界面的技巧。例如,Microsoft Visio中“软件”-“Windows XP用户界面”、Microsoft Visual C++、Microsoft VB、MATLAB等可视化程序开发软件也提供了类似功能。 (2)掌握面向对象技术中类的相关表示。例如,通过Visio进行UML建模的能力训练。与之类似的其它UML建模工具还有Rational Rose和PowerDesigner等。 (3)掌握各类流程的表示方法。例如:Visio中“流程图”-“基本流程图”和 “流程图”-“数据流图表”的绘制技术。 3 结束语 信息素养不仅是一定阶段的培养目标,而且是每个信息社会成员终生追求的目标和基本生存能力。尽管我国高校大学生信息素养的培养任重而道远,但是我们相信,我国大学生信息能力标准、方法与相关体系会相继出台,推动创新型人才培养与当代高校教育的发展。
基于协同创新的物流管理模式分析:基于协同创新的物流管理专业教学模式分析 摘 要 近年来,各方面对于中国职业的教育水平与质量以及大学生群体本身所实际具备的能力的质疑之声日渐高涨,大有“山雨欲来风满楼”之势。无论这些质疑是有根据还是没有根据,我们教育事业要做的不是反击,而是思考与教学模式的创新。本文就“协同”思想下的物流管理专业的教学模式创新问题进行分析。 关键词协同创新 物流管理专业 教学模式 “协同”思想在物流管理领域中所占的地位非常重要,它要求物流管理中的整一条链上的每一个环节以及各种资源打破彼此之间的各种界限,通过协同合作,使资源利用率达到尽可能最大的地步,使物流供应链的成本降至最低,来实现整条物流链的整体利润最大化,从而实现共赢。这是相当长一段时间内物流供应链的发展趋势。与物流链密切相关的一个专业是物流管理专业。在我国,这是一个起步较晚同时具有很大发展空间的与物流管理直接对口的专业。在实际的教学中,物流管理专业的学生不仅被要求必须具备相当的物流管理方面的理论知识,还要具备一定的实践能力和创新意识,同时还必须紧紧跟着社会中企业的实际要求去发展。所以,对于物流管理专业来说,如何将这种以后即将要用到的协同思想提前融入到本身的教学与学习的整个过程中,是一个非常值得探讨的问题。在物流管理专业的教学中,主要有三方面的协同:学生之间的协同、学生与老师之间的协同、专业知识和专业技能间的协同。 一、学生之间的协同 培养学生与学生之间在专业学习与社会实践中的协同是把协同思想植入教学模式中最为基本也是最为重要的一项工作。一方面,由于中职学生与专业老师的接触机会不多,同时社会实践的时间也不多,他们接触最多的就是自己身边的同学了,由于处境一样,所以他们知道哪些问题是在学习或者实践中经常遇到的问题,交流起来也没有隔阂,这样不仅能够让学生的学习生活变得愉悦充实,由于年龄上的原因,还能让他们更加坦诚的沟通问题,让他们之间的协同变得更有效率;另一方面,培养学生之间在学习和实践中的协同习惯,有助于在学生之间营造起一种强烈的学习氛围,让学生能够更加主动、更加迫切地去学习相关的知识。近几年,企业对物流管理专业的学生持有怀疑态度,在学生们刚刚毕业的时候往往不敢让他们直接从事与他们所学专业对口的工作,或者让他们在物流管理工作中去做一些边缘性的无关紧要的工作,根本不敢让他们担任物流管理方面的职务,这很大一部分原因是企业主们根本不相信学生们的实践能力,同时对他们所学知识的实用性不太相信。他们的怀疑不无根据,因为现在学生的生活状况就是“老师带进门,修炼没几人”,很多人在学校期间往往都把时间花在学习之外的事情上面去了,对专业知识和相关技能的掌握程度远远不够。在学生之间培养起一种协同的习惯,对于解决这一问题具有非凡的意义。 二、学生与老师之间的协同 不仅在物流管理专业,在整个中职的教学中,一个很现实的情况是“老师带进门,修炼靠个人”;这种初衷是好的,因为只有学生自己去自觉地学习了,才能真正掌握相关的知识和技能。但是,由于学生在学习生活中本身所具有的惰性,使得这一教学思想不仅没有发挥出其计划中的作用,还让学生的惰性习惯变得愈发严重了。另一方面,由于物流管理专业本身是理论性很强的一门专业,它所涉及的理论知识领域包括物流与供应链、管理学、会计学等等多方面的知识,仅仅依靠学生自身根本很难去完全掌握。如果让老师积极参与进来,比如说,老师在教学的过程中如果能积极跟进学生的学习而不仅仅只是在课堂的教学中才对学生的学习进行指导,这样必然是提高了学生的学习效率。 三、专业知识和专业技能间的协同 这方面的协同工作主要有两方面,一是专业知识与操作技能的协同,另一方面是专业知识与实践技能的协同。 (一)专业知识与操作技能的协同 掌握专业知识只是使物流管理教习停留在纸面上,而物流管理专业所要求的不仅仅是这样,它更强调的是基于理论知识上的实践能力,所以,在教学过程中,为了适应社会企业的要求,就必须把理论知识同相关的操作技能协同起来,让理论知识达到“学以致用”的效果。比如说,可以让学生们多多参与企业沙盘的操作,参加各种物流管理方面的比赛以及各种相关活动,在这些考验专业技能的活动中提高大家的操作能力。 (二)专业知识与实践技能的协同 在进行专业知识和能力的协同教学中,另一个重要的方面的增加学生与企业间的协同。在教学的过程中,由于学校教学具有延迟性,所教知识往往不能满足社会中变化的需求,所以,仅仅依靠教学根本无法让学生很好地适应现在的企业需求。同时,社会的企业对教学问题所一直提出的问题也是大学的教学根本不能使学生具备有胜任企业相关职位的能力。如果这些问题解决了,那么物流管理专业学生的就业问题也就解决了。而解决这些问题的最好方法无疑是让学生们直接投入到企业中进行学习。让学生在学习的过程中,通过与企业间的沟通,既能够让学生明确学习的方向,又能够让学生让物流管理专业的学生在接受教育的时候同时又具备强的实践能力和丰富的实践经验。 本文提出物流协同教育的专盈教学模式,通过整合多种物流教学模式优点,改善教学模式的不足。物流教育教学将推动职业教育建设及优质资源共享,为多方位、多角度培养和供应物流人才提供途径。 基于协同创新的物流管理模式分析:区域港口物流产业技术协同创新平台构建研究 摘 要:为有效提高区域港口物流产业的技术创新能力和产业竞争力,文章在分析区域港口物流产业技术协同创新动力机制的基础上,对区域港口物流产业技术协同创新平台的构成、功能、组织结构和运行机制进行了研究,以支撑区域港口物流产业的自主创新和产业技术进步。 关键词:港口物流;技术创新;协同创新平台 港口物流是港口城市利用其具备的口岸优势,以临港产业为依托,以优化港口资源为目标,具有涵盖物流产业链所有环节的港口综合服务体系。党的十八大提出了“海洋强国”的发展战略,作为海洋服务业的重要组成部分的港口物流服务业对促进临港产业的转型发展和港口经济的发展具有重要的意义。与鹿特丹港、安特卫浦港、香港港、新加坡港等先进的国际港口城市的港口物流产业相比,我国的港口物流产业虽然在总量上具有一定的优势,但是在管理理念、信息化水平等方面还处于较低水平,具体表现在:港口物流产业组织化程度不高,港口物流业技术创新能力和整体综合竞争力有待进一步提升;港口物流企业规模普遍较小,物流基础性工作薄弱;港口物流人才匮乏,物流发展的软环境需要进一步改善。港口物流产业的发展迫切需要通过协同创新的方式促进港口物流产业的技术创新和服务创新,通过与港城区域经济协同发展,提升行业的整体竞争力。 20世纪90年代以来,产业技术创新战略联盟作为产学研深化合作的一种创新模式在全球范围内大量涌现,产业技术创新战略联盟克服了传统产学研合作存在的缺陷,已成为解决产业内共性关键技术、提高企业技术创新效率、促进产业优化升级、获取产业竞争优势的关键方式[1-2]。港口物流产业技术协同创新战略联盟作为一种市场经济条件下以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系组织模式,对于推动区域港口物流产业技术创新和管理创新,加快成果产业化转化,促进区域传统物流业向现代物流业转型具有重要的意义。 1 区域港口物流产业技术协同创新的动力机制分析 区域港口物流产业技术协同创新的动力机制是促使区域港口物流产业协同创新和发展的动力源,在“海洋强国”的发展战略背景下,临港产业之间的关系更加密切,港口物流产业已经成为临港经济发展的大动脉。技术创新和服务创新已经成为港口物流产业发展和提升竞争力的主要手段。从一般意义上分析,促进区域港口物流产业技术协同创新的动力分为内部动力和外部动力。 港口物流产业协同创新的内部动力是存在于港口物流产业内部的动力要素,是港口物流产业内部存在的一种自发的内在力量。随着临港区域经济的转型发展、临港产业与港口物流产业的联动发展和港口物流产业专业化分工的不断细化,港口物流企业为了更好地整合企业资源,提高运作效率和提升客户服务水平,必然会在企业的战略制定、文化建设、员工创新能力提升、企业品牌建设等方面促进企业的核心竞争力,推进港口物流企业技术创新和服务能力创新,提升物流企业的市场竞争能力。港口物流产业技术创新的内部动力主要包括企业战略驱动力、文化影响力、员工创新能力、激励动力以及创新保障力等动力要素。 港口物流产业技术创新的外部动力主要是来源于外部环境及政府有意识的规划、调控行为[3],通过引导、刺激和驱动等方式对港口物流产业技术创新产生推动作用。港口城市区域经济的发展以及临港产业物流服务的不断外包给港口物流企业创造了巨大的市场需求空间,但国际、国内物流巨头的进入给港口物流产业的本土物流企业形成了巨大的竞争压力,同时政府对港口物流产业规划和新技术(如物联网、云计算等新一代信息技术)的不断应用也推动着物流企业不断开展技术创新和物流服务创新,通过应用新技术和新的管理模式、服务理念提升服务品牌和市场竞争力。港口物流产业技术创新的外部动力主要包括市场需求的拉动力、市场竞争力、技术推动力、政府支持力、区域选择力等动力要素。 港口物流产业技术创新的内外部动力及相关构成要素在产业技术创新过程中通过相互作用和协同,形成功能更加强大的合动力,共同作用于港口物流产业技术创新系统,在产业技术创新策略的引导下,推动港口物流产业技术协同创新的演化和发展。 2 区域港口物流产业技术协同创新平台的构成与功能 区域港口物流产业技术协同创新平台是一个复杂系统,它是由港口物流行业企业、行业协会、高校、科研院所、地方政府等创新主体构成,通过整合资源和协同创新以促进区域港口物流产业技术创新、港口物流人才培养、行业共性技术研发和成果转化。 (1)区域港口物流产业技术协同创新平台的构成要素 区域港口物流产业技术协同创新平台由区域港口物流产业核心创新主体、区域港口物流产业创新支撑体系和区域港口物流产业创新外部环境构成。其中:区域港口物流产业核心创新主体是区域港口物流产业技术创新平台的核心,由港口码头运营企业和专业从事运输、仓储、货代、船代、报关、配送等功能性物流服务的港口物流企业,提供物流行业管理咨询和技术服务解决方案的咨询公司或IT企业,高校和科研院所,具有物流服务外包需求的制造业企业、商贸企业等相关企业构成。区域港口物流产业创新支撑体系由硬件和软件构成,硬件包括港口物流基础设施(如港口、码头、公路等)和物流技术装备,软件包括区域港口物流公共信息平台、地方政府机构、面向港口物流的金融服务机构和人才培训机构及港口物流相关的行业协会等,为区域港口物流产业技术协同创新提供支持。区域港口物流产业创新外部环境包括区域港口的区位环境、产业环境、外部市场环境以及商业文化环境等,外部环境是区域港口物流产业技术协同创新的土壤,良好的外部环境对港口物流产业技术协同创新具有重要的促进作用。 (2)区域港口物流产业技术协同创新平台的主要功能 区域港口物流产业技术协同创新平台的主要功能是组织企业、大学和科研机构等围绕区域港口物流产业技术和管理创新的关键问题,开展技术合作,突破产业发展的核心技术;建立区域港口物流产业公共技术平台,实现创新资源的有效分工和合理衔接,实现知识产权共享;实现技术转移,加速科技成果商业化应用;联合培养人才,加强人员交流互动。其主要任务包括:①提升区域港口物流产业整体创新能力。统筹规划与分工协作,共同开展现代港口物流产业发展和港口物流企业运作过程中的管理模式、物流技术、物流装备、物流行业标准化及物流信息化软件设计和应用等涉及物流产业发展战略的共性、关键技术研发,解决制约行业可持续发展的技术和产业化问题。②建立产学研技术创新机制。构筑港口物流产业技术创新平台,统一协调和充分利用优势科技资源,建立具有法律约束力的互惠互利、优势互补产业技术创新协作机制,促进科技成果转化;构建现代港口物流技术公共服务平台,开展国内外及区域现代物流法律法规、标准、资讯等信息共享服务。③建立区域港口物流产业化体系。面向市场,依托技术创新和管理创新,形成港口物流行业标准,打造知名物流品牌。通过产业链的技术衔接,形成具有鲜明特色和市场竞争力的现代港口物流产业化体系。④建立人才培养和人员交流的平台。为区域港口物流企业提供物流管理和技术培训、技术支持与咨询服务、物流信息化应用服务及成果推广应用服务;开展国内外及区域港口物流技术领域的合作与交流活动。 3 区域港口物流产业技术协同创新平台的组织结构与运行管理 区域港口物流产业技术协同创新平台的组织机构是围绕平台创新的目标,由平台各主体构成的内部关系结构和共同规范的协调系统[4]。从目前产学研协同创新平台的组织形态来看,主要有成立独立的法人实体和建立技术协同创新战略联盟两种形式[5]。由于技术协同创新战略联盟具有共同创造新的商业模式、整合资源创造新的价值等优势已经成为当前产业技术创新平台采用的主要模式。近年来,在科技部、国资委等八部门的积极推动下,产业技术协同创新联盟的构建和发展取得了积极进展。通过联合攻关,联盟突破了一批核心关键技术,推动了产业优化升级,提升了产业核心竞争力,联盟引领产业发展和技术进步的作用正在显现[6-7]。针对区域港口物流产业的特点,本文构建由联盟大会、理事会、专家委员会、专业联盟、秘书处组成的区域港口物流产业技术协同创新联盟作为区域港口物流产业技术协同创新平台的组织结构。 (1)联盟大会。区域港口物流产业技术协同创新战略联盟大会为联盟的最高权力机构,由区域港口物流产业技术协同创新战略联盟全体成员组成。 (2)理事会。理事会是区域港口物流产业技术协同创新战略联盟大会闭会期间的常设机构,负责联盟大会各项决议的实施。理事会原则上每半年召开一次全体会议,如遇重大、紧急事项,可临时召开理事会议通报相关情况。 (3)专业联盟。联盟内设置若干专业联盟,专业联盟受区域港口物流产业技术协同创新战略联盟的领导,负责组织其专业领域的物流技术创新和管理创新、合作研发和成果推广活动。根据港口物流产业的特点可设置港口物流发展战略技术联盟、港口物流企业管理创新联盟、港口物流企业物流技术创新联盟、港口物流信息化技术创新联盟、港口物流技(上接第26页)术标准化创新联盟等专业联盟。根据物流技术和管理发展的需要,适时地增设新的专业联盟。 (4)专家委员会。区域港口物流产业技术协同创新战略联盟专家委员会是联盟的技术咨询机构,由国内外及本区域港口物流技术和管理领域的专家、学者组成。 (5)秘书处。秘书处是港口物流产业技术协同创新战略联盟理事会的日常办事机构,负责联盟的日常管理工作,同时做好协调各成员单位的工作。 区域港口物流产业技术协同创新战略联盟是以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系组织模式,是一种松散耦合型组织,区域港口物流产业技术协同创新战略联盟的运行需要建立明确的运作制度和管理制度,一般通过联盟章程、管理办法等方式予以明确,如建立联盟运行的资源整合与优化配置机制、风险共担与利益共享机制、成果扩散与辐射带动机制以及人才培养机制等联盟运行机制和管理办法,通过联盟秘书处整合联盟成员的资源组织开展行业关键共性技术研发、成果应用与推广、项目推进与实施、人才培训等各项服务,从而促进区域港口物流产业的技术创新和服务创新能力,提升整个产业的竞争力。 4 结束语 区域港口物流产业技术协同创新平台是促进区域港口物流行业技术创新和提升港口物流产业竞争力的新型创新组织,是“政、产、学、研、用”协同创新的主要载体。本文在剖析区域港口物流产业技术协同创新内、外部动力机制的基础上,围绕港口物流产业的特点,对区域港口物流产业技术协同创新平台的构成与功能进行了分析,并研究了区域港口物流产业技术协同创新平台的组织结构和运行机制,能够为区域港口物流协同创新平台的构建提供借鉴和参考。 基于协同创新的物流管理模式分析:协同创新视角下地方院校物流管理专业实践教学研究 【摘要】随着国内物流业的快速发展,物流人才的市场需求进一步扩大,对物流人才实践能力的要求也不断提高。同时,“高等学校创新能力提升计划”的颁布给高校实践教学提出了更新的要求。地方院校由于自身的特点,在人才培养方面有独特的要求。本文首先指出了协同创新视角下对地方院校物流管理专业实践教学的要求,并结合所在学校的教学实践,分析现有实践教学体系存在的问题,在此基础上探讨新型实践教学体系的构建。 【关键词】协同创新,物流管理,地方院校,实践能力 1.引言 实践教学是实现人才培养目标的重要途径。随着我国现代化建设的快速发展,社会对应用型高级人才的需求与日俱增,要求物流管理专业思考如何构建一个科学合理的实践教学体系,加强实践教学环节,确保人才培养目标的实现。“高等学校创新能力提升计划”(简称“2011计划”)的颁布给高校实践教学提出了更新的要求。物流管理专业的实践教学应与科研院所,行业企业,地方政府以及国际社会等建立深度合作,形成协同创新的有机整体,培养以需求为导向的综合型高级物流人才。对地方院校而言,协同创新的难度更大,而相关方面的研究还不够完善,值得进行长期深入的研究。据统计,我国目前有1055所非“211”地方本科院校。有研究显示,地方本科院校因为与重点大学没有差别的办学定位,通常为教学科研型,甚至是科研型定位,已连年面临就业率低、专业对口率低、就业质量不高的生存窘状。按照社会需求,研究型大学应是少数,经济社会发展更需要大批的应用技术型人才。 湖北文理学院目前的人才培养目标定位是:“高层次应用型专门人才”并在此定位下开始了积极的实践教学探索。物流管理专业作为新兴专业和实践能力要求极高的专业,更要不断创新改革实践教学体系。 2.地方院校物流管理专业实践教学存在的问题 2.1理念上不够重视;相关配套政策,保障体系不够完善 由于学校长期的办学理念“重理论,轻实践”,各种政策都向科研和理论教学工作倾斜,导致实践教学严重滞后。对教学经费的使用缺乏有效的管理和制度化的绩效考核,致使实验、实习等重要的教学环节的经费紧缺。另外,专业尚未建立全面、完整且具有专业个性的质量标准体系,对实践教学的引导、激励和保障效果不佳。 2.2校企、校地、校所协同度不高 目前,普遍存在地方政府,行业企业和学校之间协同程度不高、协同机制不完善的现象。对于地方高校而言,这种现象尤其严重。政府相关部门在人才培养和储备方面没有出台有效的政策,没有在学校与用人单位之间起到桥梁的作用。另外,地方有影响力的物流企业非常少,提供学生实习实训的能力有限。企业都以盈利为目的,由于实习不能给企业带来实际的经济效益,不少用人单位不愿接受大学生来实习。地方院校由于服务社会和企业的能力有限,既不像重点高校那样有较深厚的社会关系,又不像高职院校能够向企业输送大量一线技术人才,所以在校企合作中少有优势。 学校存在关起门来办学的状况,由于信息渠道不顺畅,不太了解政府和单位对新时期人才类型和能力的需求,对实践教学的设计不合理,造成实习内容与社会要求脱节的情况。 2.3实践教学体系不完善。具体表现在:实习和实践环节教学课时比重较低。部分专业课程的实践教学部分被理论教学占据;并且由于缺乏双师型的教师,大部分老师的讲课均以理论为主。实践方式单一;实践内容陈旧。另外,实践教学平台数量不足质量不高,高水平的能够承担综合性专业技能训练的平台较少。实践教学平台管理机制欠完善,打破学院专业壁垒的开放共享不够。 2.4师资力量匮乏。人才引进机制不完善。人才队伍引进的重点是院校毕业的高学历高学位人才,引进考量的标准注重了科学研究的水平但对培养应用型人才的水平有所忽视。教师队伍的培训力度和针对性不够。教师的教学能力不能完全适应应用型人才培养要求,特别是实践创新教学能力不足。虽然建立了教师到企业实践锻炼制度,但力度不强,机制不健全,培训面还较窄。 3.协同创新,构建地方院校物流管理专业实践教学新体系 3.1开创应用性的产学研合作协同创新。国外先进经验,均由政府或行业协会出面,政府主导进行校企合作。建立健全校企协同培养体制机制,要建立校企合作领导组织,成立由学校领导、政府领导和企事业单位领导共同组建的校企合作育人工作领导小组,为校企深度合作对接提供政策和组织保障。 积极寻求行业、企业的支持与合作,加强实践教学基地建设,增加实践教学基地建设经费投入,增加实践教学基地的数量,提高实践教学基地的质量,为应用型人才培养提供坚强保证。 同时要积极探索新型的校企合作模式。如创建经济实体的校企合作模式,可以成立加盟型,合作型或者咨询型的经济实体。 3.2构建新的应用型人才培养实践教学体系 彻底改变过去那种偏重理论传授忽视实践教学环节的倾向,深刻认识实践在人才培养中的特殊作用,在教学计划中突出实践性教学环节的重要地位,以强化实践教学来构建创新人才培养的扎实基础。制定具有前瞻性和系统性的实践教学培养方案。要尽可能考虑学生的特性、专业发展趋势以及实践教学内容的侧重点和交叉点。专业课程设置应尽量吻合物流协会制定的教育培训标准。德国、澳大利亚等国的应用型大学,主要依据政府或行业制定的标准来制定教学方案,同时邀请企业参与制订教学计划。这点值得我们借鉴。加强物流实验室建设。尤其是针对物流企业视为核心能力的仓储、运输管理与作业能力,物流信息分析与管理能力等要具备专业的软件,开设相关课程,培养学生具备一定的操作分析能力。 3.3完善应用型师资队伍建设机制 完善人才引进机制,开放有行业经验的师资准入机制。转变新近教师招聘思路,要把实践经验看作一项重要的条件。加强对现任教师的培训,使其尽快向双师型教师转变。强化教师企业实践锻炼制度,将企业实践锻炼经历纳入教师岗位任务,并作为年终考核、职务晋升的重要指标。 基于协同创新的物流管理模式分析:大数据环境下物流服务终端多主体协同创新 摘 要:在信息技术高速发展的大背景下,服务业在国民经济中的比重越来越重,其中物流服务业发展尤其迅速。文章利用文献查阅法,基于国内外物流服务创新的研究成果,并结合大数据时代背景,构建本文的理论框架,研究物流服务终端多主体(包括物流企业、制造商、消费者)进行协同创新的方法,重点从信息平台搭建、物流服务能力提高,消费者反馈机制建立服务产品创新等角度来分析物流服务终端的创新优化过程。 关键词:大数据;物流服务;物流能力;多主体;协同创新 一、引言 统计2013~2015年服务业年均增长超过国内生产总值年均增长0.8个百分点,达8.1%。跃居我国第一大产业(国家统计局,2016),作为服务业的一个子集的物流早在2010年入选中国十大产业振兴规划,物流的可持续发展离不开创新,十八大提出创新是引领发展的第一动力,提倡“万众创新”,创新成为当前中国的主旋律,这也成为本文研究的一个契机。 二、文献综述 (一)服务创新概念及发展 “创新”的概念最早由经济学家Schumpeter提出,即开发新产品,采用新生产方式,开辟新市场,发现新生产要素和实现新组织1,他强调创新是不同要素的组合。随着对于服务创新研究的深入,研究视角也呈现多元化。Lars Witell、Laurel Anderson(2015)等人研究服务创新的二元性,提出运用逆向思维研究服务创新失败的消极影响,失败有助于找到创新的关键特征。Renu Agarwal 和Willem Selen(2009) 则从整个服务生态系统的角度去研究服务创新,认为在服务生态系统中的服务创新是以资源基础理论为中心,将服务视作能力的应用,利用利益相关者的知识、技能和经验。Lusch和Vargo(2004, 2008)则最先提出基于资源优势理论和核心竞争理论的服务主导逻辑的价值共创,认为企业提供服务主张,创建平台和顾客共同创造价值。价值创造的主体包括了企业、合作伙伴和消费者,顾客最终获得使用价值或者体验价值。2008年两位学者接着进一步提出“一切经济和社会主体都是资源整合者”,进一步拓展价值创造的源泉。从资源基础观的视角研究服务创新,强调参与主体间的资源整合(RL Priem,2001, Jeroen Kraaijenbrink,2010 )。 随着互联网技术的快速发展,实践与理论界关于服务创新的研究呈现出新的特点,尤其是大数据时代的到来。俞立平(2013)在研究大数据与大数据经济学时根据前人的研究总结大数据具有规模性、多样性、实时性、价值性,为管理与创新工作带来巨大的机遇与挑战,对物流服务行业更是如此。徐宗本,冯芷艳等人(2014)认为网络环境下的大数据精准映射并持续记录人们的行为特征,为了解消费者行为特征变化和消费需求提供了巨大的商业价值,而基于大数据的管理创新呈现出跨组织数据整合、多主体决策等特征。这说明大数据时代的到来为物流服务业发展带来新的契机,不论是新的技术、新的商业模式还是新的经营理念都会或多或少的产生一定影响。 (二)多主体协同创新理论框架 物流服务业跨越了商品供应者、服务提供者以及消费者之间的界限,对供应链成功运行已越来越重要。价值网络理论认为个体无法拥有充足的资源创造价值,就需要将相互影响的个体的特色资源相互匹配和整合,提出互动与资源整合创新模型,通过创新网络内部成员间的互动,资源的相互转换,组织间的相互学习,以达到资源整合的目的,这些资源包括了知识、技能、过程、活动等,从而进行价值创新8。资源观认为企业要想获得竞争优势,就应对构成企业竞争优势所需要的关键资源具备识别和获取的能力,这种能力的形成是企业成功的关键因素,是企业获取持续竞争优势的重要源泉(于亢亢,宋华,钱程,2014)。以上都在强调系统内的各利益相关主体是创新的驱动力,需要相互合作,整合各自拥有的资源进行协同创新,这样才能获得持续的竞争优势。而H・伊戈尔・安索夫提出的公司战略要素之一的“协同”更是为多主体服务创新提供了新的思路。所谓的协同效应是指由于协同作用而产生的结果,是指复杂开放系统中大量子系统相互作用而产生的整体效应或集体效应(刘[,2014)。 由此,我们在大数据的背景下,从多主体的视角出发,整合供应商、物流企业以及消费者的资源进行服务创新。 三、物流发展现状 针对国内物流服务的发展现状,将物流服务的现状概括总结为以下三个方面,如图所示: 物流服务终端直接面向最终消费者,是整个服务价值链的关键一环。 物流企业面临的环境是一个动态、复杂的环境,最关键的是从消费者的需求出发,而消费者日趋多样化、个性化的需求难以精准把握。将物流企业、供应商和消费者等重要主体联系起来,进行充分的信息沟通与深入的互动,整合各主体的技术、知识等资源,并充分利用大数据、云计算等手段实时追踪预测消费者需求趋势,以求提高服务质量,增加消费者满意度,这就显得尤为重要。 四、多主体参与物流服务创新 (一)构建信息平台加强合作 信息交换是节点企业交流与合作的纽带,是节点企业利益共享和风险共担的平台(李维安,李勇建,石丹,2016)。物流终端的各参与方应充分认识到平台的重要性,积极建立信息平台,各参与方依托平台建立的信息服务中心相关的供求信息,实现信息资源的及时共享,加快物流各环节对接速度,通过促进成员之间的有效沟通与合作,来增强供应链的向心力和凝聚力。王美英(2014)从云技术的角度提供解决建设物流平台的问题,利用云计算技术具有的海量存储、高扩展性、高可靠性、通用性、虚拟化、自治性等特点以及强大的容错、容灾,故障恢复,网络存储和数据分析功能,全面整合物流系统中相关组织的信息资源,将各类资源进行分布式存储和统一管理,提供更加高效的索引、分享服务;另一方面利用大数据将海量的非结构化数据转化为有用的商业信息活动,满足用户对海量行业数据分析、决策的需求。 (二)提高物流服务能力 Edward A.Morash(1996)等学者提出主要的物流能力包括两大类,需求导向的能力:售前服务(帮助消费者了解信息)、售后服务(持续的顾客满意度)、配送速度、配送可靠性、对目标市场的响应能力;供应导向的能力:广泛的分销覆盖(可用性)、有选择的分销覆盖、低的分销总成本。国内学者马士华、陈习勇(2006)指出整个物流链的物流要素能力由4部分组成,其中分销阶段的服务能力由基本服务能力和增值服务能力组成,前者的衡量指标包括3部分:(1)产品供应能力,(2)产品交付能力,(3)信息服务能力;后者指提供定制化物流服务能力。总的来说,物流服务的能力水平强调了对消费需求的响应能力,以及满足消费需求的能力。例如,企业之间可以紧密合作,建立分销资源计划(DRP),实时查询订单、产品供应及库存状况,增强对订单和供货的反应能力,持续补充库存能力,以便产品及时、准确地配送到消费者手中。 (三)建立消费者反馈机制 顾客导向服务创新强调对顾客的消费能力、消费偏好以及消费行为的深入了解,相应的调整产品与服务,以动态的适应顾客需求。Renu Agarwal和Willem Selen(2015)认为在服务过程中顾客扮演了重要的角色:一种资源、一个同事、买家/使用者、共同创造者,这也就是说消费者也是服务创新的重要源泉之一。因此,为了整合顾客的资源,可以对终端客户提供门户网站服务平台,建立消费者反馈机制,用来收集消费者需求信息、消费体验以及感受评价,获得最真实、全面的反馈信息。在设计与产品特点、消费者偏好匹配的服务,第三方物流供应商流程再造过程,发展信息共享与交换功能包等方面融入消费者的意见。 (四)进行服务产品创新 制造商通过以上任何客户互动机制,利用客户的期望来解读市场情报和识别竞争机会,设计出迎合顾客需求的产品和服务,积极参与服务设计、公开分享知识与信息将导致更高的物流外包绩效。物流企业则应专注于同他们的顾客(制造商)基于服务主导逻辑进行价值共创,这能够提升消费者的满意度和忠诚度(Juga et al.,2010)。物流企业和制造商共同学习、信息分享、以及建立一个聚焦服务、顾客导向和关系的逻辑,对于二者的成功至关重要。 五、结论与展望 针对外部环境的不确定性和非对称信息程度的增加,充分利用大数据挖掘顾客需求变化趋势显得尤为重要。通过多主体的协同创新,整合物流分销系统内部各利益相关主体拥有的资源,构建分销渠道信息共享机制,消费者反馈机制,以提高物流分销系统的柔性;另外从服务产品的创新方面进行改善,以期提高顾客满意度。本文不足之处在于缺少实证研究,没有涉及到该领域的创新与绩效之间的关系、创新的效果。这将在接下来的研究工作中加以补充。 基于协同创新的物流管理模式分析:协同创新的电子商务物流论文 1宁波电子商务与物流协同发展面临的问题 1.1企业对协同创新认识不足,基础薄弱一些生产企业更多关注的是产品的开发和销售方面,但很少关注物流方式的合理性。规模较小的企业无力规划自己的电商物流体系,发展基本依靠第三方物流提供支持。规模较大的企业逐渐认识到物流的重要性,但通过协同创新产生价值尚需时日。目前,企业创新物流体系投入较低,各种运输方式之间装备标准不统一,设施和装备标准化滞后,物流领域信息技术应用较少,管理信息系统不健全;电子数据交换系统的应用范围有限,企业之间的物流共享机制尚未形成。大部分的物流企业处于小、多、散、弱的状况,难以形成有效的社会服务网络,大多数物流企业还只是被动地按照用户的指令和要求,从事单一功能的运输、仓储和配送,很少能提供物流策划、组织及深入到企业生产领域进行供应链全过程的管理,物流速度慢、成本高,影响效率。宁波政府、电商物流企业、电商集聚园区相关部门要提高对电子商务物流协同创新重要性的认识。 1.2政府对协同创新服务不够到位,政策法规尚不健全大部分电子商务企业,电商物流这一块也是瓶颈,大多依靠购买服务,但国际物流配送仍非常不方便,导致跨境业务发展缓慢。宁波在对电商与物流行业的政策支持上滞后于快速发展的电商物流行业。如当前电商物流法律法规建设相对滞后,市场准入服务监管体系、信用体系统计监测体系产业投融资机制亟待建立;物流供应链协同融资服务等环节缺少相应的法规规范标准;电商物流行业标准化建设落后;在维护电子商务交易秩序,防范电子支付风险和网络与信息安全方面未形成有效的企业与个人信用监督约束机制。2.3电子商务物流创新人才短缺物流管理人才的缺乏是物流业发展的重要制约因素,现代物流业是与信息技术的发展和现代物流技术的创新相伴而行的。据权威机构调查,国内近几年物流专业人才的需求量为600余万,而高级物流管理人才到2010年需求量为34万人。人才的短缺主要是相应的培养体系不够成熟和不够健全,宁波高校电子商务人才的培养经过近10年的发展已经从电商技术人才培养转变为电商营销人才的培养,物流管理人才培养普遍面向港口服务企业、第三方物流企业和传统供应链管理。既懂电商又懂物流运作的复合人才培养体系并未建立,所以电商物流人才十分缺乏。 2“宁波电子商务物流协同创新体系”的基本框架和功能 以电子商务企业和物流企业为主体。宁波电子商务企业与物流企业是宁波电子商务物流协同创新中的主导群体,其发展水平决定着宁波电子商务物流协同创新的水平,两者运行发展既相互独立,又存在紧密的业务联系,两者的协同创新必须要在现有电子商务企业与物流企业的发展层次上实现对接协同,从而促进宁波电商物流的快速、协调、创新发展。科研创新机构、创新人才和创新政策咨询为辅助的组织要素模块。宁波电子商务物流协同创新体系要在协同的基础上实现创新,须配套相应的创新要素。高水平的科研创新机构为电商物流创新提供智力支持,高素质的创新人才为电商物流创新提供人才基础,有效务实的创新政策为电商物流创新提供政策保障。三者协同形成有效的创新合力。技术、管理、服务三协同创新模块。宁波电子商务协同创新须紧紧围绕技术、管理、服务三个方向,电子商务物流技术的创新为企业硬实力的提升提供支持,电子商务物流管理的创新为企业软实力的提升提供支持,电子商务物流服务的创新为企业业务能力的提升提供支持,三者缺一不可,三者协同创新提升宁波电子商务物流企业的核心竞争力。创新资源投入模块与创新资源产出模块。创新资源的投入与创新资源的产出可以有效评估宁波电子商务物流协同创新体系的效率,在较少的投入条件下实现较高的产出表明宁波电子商务物流协同创新能力强。因此,量化地分析创新资源投入模块与创新资源产出模块可以有效实现宁波电子商务物流协同创新能力的评价,并反馈体系,不断改进体系架构。 3推动宁波电子商务与物流协同创新发展的对策建议 3.1做好电子商务物流产业集聚规划指导,完善宁波电子商务城服务配套一方面提高电子商务物流协同创新重要性的认识,加快电商物流联动集聚:宁波政府、电商物流企业、电商集聚园区相关部门要提高对电子商务物流协同创新的重要性认识;电子商务是商业领域内的一次革命,而现代物流则是物流领域内的一次革命,高速发达的电商平台、高效运转的物流体系和高度灵敏的产业供给协同共进将成为未来经济发展的新模式。宁波应顺势而动,把握“电商换市”的制高点,谋划和推进电子商务产业的集聚和培育,实现产城联动集群式创新发展。另一方面科学制订电子商务物流集聚规划,完善宁波电子商务城服务配套:根据宁波电子商务发展态势,整体布局电子商务运营商、供应商与第三方物流服务商等产业链各环节,由宁波发改局服务业可协同宁波经济与信息化委员会等部门,会同电商物流企业专家、行业专家,科学制订宁波电子商务物流集聚规划。 3.2借电子商务城建设契机优化协同创新的模式,加强产业链间的配套协调一方面借助宁波建设电子商务城的契机,选择合适的电商协同创新模式。紧紧围绕宁波电子商务城建设配套政策,以及宁波物流及相关配套产业发展水平,科学定位,合理评价,结合电商物流协同创新模式的理论指导,同时借鉴其它同类城市的电子商务园区协同创新模式,邀请国内外电商物流专家把脉问诊,选择适合宁波自身特点的电子商务物流协同创新模式。另一方面加快电商物流与其他产业的协同创新,促进经济转型升级和增强带动效应。从宁波现有优势产业为着眼点和出发点,如宁波服装产业、小家电产业、进口红酒产业以及未来建设梅山保税港区打造的进口奢侈品业,加强这些产业与电子商务物流产业在合作模式等方面的协同创新,加快宁波传统产业的“电商换市”转型升级建设步伐。利用宁波港口外贸产业优势,试水跨境电商,可组织开展“跨境电商”的可行性论证、政策论证、电商企业需求、电商市场需求等方面调研,探索适合宁波的“跨境电商”的电商物流协同创新模式。 3.3加大对电商物流创新经费等的投入,促进电子商务物流创新水平的提高一方面加大电商物流行业的创新研究经费投入,降低企业创新风险。由市贸易局牵头,依托在甬高校在电商领域的专长特点,共同组建产学研一体化的宁波市电子商务研究院,提供专项经费支持研究院的研究创新水平。针对电子商务物流新型行业风险大、市场不稳定等特点,政府部门可出台相应的补贴政策或提供研发融资平台降低企业创新风险,特别是加大对电商物流企业的创新经费投入,与宁波市创业基金等建立渠道,以“共担风险,共享收益”的形式,促进电商物流模式的开发创新。另一方面加大电商物流方面的专利申请,提升电商物流创新水平。鼓励电子商务物流的创新产出与成果申报,组织专业机构加大对电子商务物流企业的专业申请培训,促进更多的电商物流方面的创新成果得到知识产权保护,完善电子商务物流创新的产学研转化机制,建立电商研究院与电商企业间的产学研平台与制度,通过电商物流间创新成果的流通共享,提升电商物流整体创新水平。 3.4整合电商物流业务流程和创新综合服务模式,提供优质及个性化服务一方面加快电商物流流程创新,整体服务模式更新。由政府搭桥,邀请国内外电子商务物流方面的专家对宁波电子商务与物流企业的高层管理人员进行培训与授课,提供先进企业的电商物流流程设计思路和方法,以及其以电子商务为服务对象的物流服务模式的更新和改进,通过学习与交流,加快宁波电子商务物流的流程更新和再造,适应电子商务的快速发展和完善物流的配套服务功能。另一方面以网络客户为导向,提供优质及个性化的电商物流服务。企业要准确定位电商物流的服务客户对象,清晰区别其与传统客户的差异,以及明确网络客户对物流的高标准。政府应鼓励宁波电商物流企业提升服务意识,可以通过每年设置宁波电商物流企业服务质量奖的方式,奖励高服务质量的电商物流企业,促进企业不断改进服务手段,提升服务质量。 3.5创新管理技术手段,提高协同管理水平一方面以供应链为视角进行协同管理,加强管理的协同性。将电子商务物流业务运作的各个环节纳入企业供应链管理体系,将其视为企业供应链的重要组成部分,加强电子商务企业、物流服务企业、实体生产供应商、网络客户间的供应链协同管理与协同创新,加速供应链各主体间的信息流通和创新成果流通,提升电子商务物流企业供应链整体运作效率。另一方面重视技术方法的应用,提升电商物流企业信息化、标准化协同度。电商物流企业的信息化与标准化直接影响电商物流的运作效率。作为政府部门,要加大在物流集疏运体系、信息网络等方面投入资金,以保证交通流和信息流的通畅,形成一个覆盖全社会的交通网络和信息网络,为电商物流企业的信息化和标准化应用提供良好的基础环境。作为电商物流企业,要加强ERP、RFID、GPS等先进供应链物流管理技术的应用,通过技术创新,提升电商物流企业间的协同运作效率。 3.6加快电子商务物流创新人才的培养,夯实协同创新的人才基础一方面出台电商物流人才引进专项政策,引进中高端电商物流协同创新管理技术人才。定期开展电商物流专场人才招聘会,利用“海洽会、高洽会”等宁波高端人才引进洽谈会契机,开设电商物流类人才专区,与国内大型人才招聘网站合作电商物流人才需求信息,并出台专项人才引进政策,如人才补贴、安家补贴等吸引国外内电商物流管理创新等高层次人才来甬工作。另一方面利用在甬高校和知名电商物流企业,合作开展电子商务物流协同创新人才培养。利用宁波大学、万里学院、浙江纺织服装职业技术学院等宁波高校的专业资源,搭建与国内外知名电商物流企业(淘宝、顺丰、太平鸟、GXG、1号店、京东商城等)校企合作的平台,由宁波高校定期组织电商物流专家来甬开设讲座,对宁波电商物流从业人员起到积极的培训作用,通过校企间的人才契合、师资流动、培训交流,加快宁波电子商务物流整合型协同创新人才的培养。 作者:唐铮单位:浙江纺织服装职业技术学院
科技发展论文:近现代中国的科技发展战略选择:1607-1966 摘要:16世纪末以来,西方科技知识系统地传入中国,中国科学研究的内容、方法、制度及其在社会所扮演的角色均呈阶段性变化。本文讨论“”前中国选择科技发展战略的阶段性特点及影响战略选择的因素,并探讨战略对科学技术发展的影响。 关键词:科技发展,战略选择,近现代中国 众所周知,作为“第一生产力”的科学技术对于国计民生有着决定性的影响。正缘于此,制定合理的科技发展战略,对于建设创新型国家这一国策的顺利实施是至关重要的。本文作者希望通过回顾近现代中国的重要战略选择的历程及分析影响战略选择的因素,获得些许历史启发。 1.取彼方之材质,入《大统》之型模:1607--1840 17世纪前后,当中国科技继续沿着传统的模式缓慢发展的时候,欧洲发生了科学革命,产生了科学学会和科学院之类的科学组织,使近代科学实现了建制化。成立于1660年的伦敦皇家学会和1666年组建的巴黎法兰西科学院代表了社会团体化的分散型体制和国家支持的集中体制。俄国的彼得大帝选择了法兰西科学院的模式,1724年在圣彼得堡创设了科学院,聘请国外一流科学家到圣彼得堡工作,使俄罗斯的科学研究有了一个高起点。 16世纪,由于航海技术的发达与贸易的扩张,中国与欧洲这两大文明传统得以直接交流。为了达到传播天主教的目的,欧洲来华传教士有规模地向中国人介绍了西方的天文学、数学、力学、地理学、钟表技术等。1607年《几何原本》的译成标志总欧洲科学系统传入中国的开端。明代末年,认识到西方科学技术优越性的徐光启以 “取彼方之材质,入《大统》之型模”作为他传播欧洲天文学知识的理念[1],其意为,将西方的科学知识纳入到中国传统知识的框架之中。这一名言也概括了此后250年间致力于传播西方科学技术的中国学者吸纳外来新知识的态度。 入清之后,传教士继续在中国传播欧洲的知识。康熙帝对于研习西方的科技知识的提倡使得朝野上下形成了一个探讨西方知识及中西知识比较研究的高潮。然而,康熙帝无意也无力改变中国传统的知识价值体系。当时建于宫中的学习欧洲知识的机构及皇家天文观测机构北京观象台均与欧洲的国家科学机构存在本质的差异[2]。 18世纪,在英国和欧洲大陆发生了工业革命和技术革命,技术与制度的创新对欧洲社会发展产生了巨大影响。工厂组织为发明创造活动提供了条件,技术学校训练了工业化所需要的新型技术人才。 在18世纪的中国,国人对欧洲知识的了解还是完全依赖于在华传播天主教的传教士。随着罗马教庭与中国儒家学者对彼此的信仰及伦理哲学的了解的加深,二者产生了不可调和的矛盾。为了维护王朝的稳固,康熙帝下令驱逐欧洲传教士。其后的乾隆帝也严辞拒绝英国使者提出的通商请求,中国对外部世界关上了大门,西方科学技术的传入由此几于中断。在封闭的条件下,中国科学家虽然很努力探讨科学问题,却无法了解欧洲科学技术前沿的发展,其研究水平和研究方向与世界科学技术发展的主流越离越远[3]。 在19世纪中叶之前的中国,科学技术并没有被视为对国家发展和安定有决定性影响的因素之一,相应的,也就不存在国家性的科技发展战略。天文观测、历法制订等并不是因为它们是科学技术的一个分支而受到重视的。实际上,在传统文化中,它们是皇权合法性象征的一个指标,故历来受到皇家的特别关注。当时中国的的科学研究多属个人行为。意识到西方科学技术知识优势的中国学者试图通过“翻译”西方著作,“会通”中、西知识和方法,达到“超胜”西方的目的。但科学技术研究及传播西方科学技术知识并不为学术界主流所重视。同时,当时“翻译”的内容基本上由传教士决定,天主教一旦被禁,依附于传教的科学技术传播也随之中断。 2.师夷之长技以制夷:1840-1895 19世纪,欧洲和美国都在经历着迅速工业化的历程,重大科学发现、技术发明不断涌现,欧美国家深刻认识到科学、技术对工业和社会发展的贡献,大力鼓励和资助科学研究和科技教育。1809年洪堡开创研究生制度,使普鲁士的大学成了“科学研究的养成所”。这种制度被欧美国家效仿,科学技术在教育制度中的地位被日益强化。 在19世纪前半叶,中国在对欧洲的贸易中仍然是顺差。为了填补贸易逆差,英国商人大量向中国输入鸦片,给中国社会造成了严重危害,最终引发了鸦片战争。面对千古未有的变局,魏源提出了“师夷之长技以制夷”的口号。第二次鸦片战争失败后,奕?、曾国藩、李鸿章等自强派官员下决心引入西洋的近代“坚船利炮”。其目的,首先是为了剿灭太平天国,其次是为了应对外敌入侵。自强派官员所选择的是近代军事技术和与之密切相关的技术。基于数学是一切军事技术的基础的认识,他们也在某种程度上倡导数学及其它近代技术的基础性学科,物理、化学等“格致”之学的研究与教育。 从1860年到1895年间,虽然科学技术研究得到了当权者的重视,但清朝的科技战略存在非常明显的缺陷。首先,当时科技研究的内容基本上限于兵器研究及相关的矿冶、铁路、电报等近代技术领域,基础技术和基础工业的研究被忽略;其次,过多依赖外国工程师和技师,人才培养滞后;再次,对近代科学的认识滞后,新知识的传播主要依赖译书等有限的方式[4]。造成这种局面的原因非常复杂,其中包括对近代科学技术和西方世界的理解肤浅,传统文化与制度的包袱过重等。 在当时的中国,保守派士大夫担心引入的西方理念和技术会冲击传统社会的经济秩序、道理伦理秩序等。倡导及参与西方科技传播的官员也坚持“中学为体,西学为用”。当西方知识的传播危及儒家传统伦理规范之时,二者均选择了维护传统。留美幼童计划的夭折为反映这一问题的典型案例。当留学美国的中国学童中出现了剪发辫等有违传统道德的行为时,自强运动的领袖奕?遂下令中止留学计划,将学生尽数撤回。 日本引进近代科学技术的起步并不早于中国。从17到19世纪中叶,日本人还需要借助于中国人和传教士翻译的中文书籍来学习西方的科技。尽管日本也有人拒绝接受西方科技,但他们没有背上中国人那么沉重的传统包袱。部分日本人甚至提出了“脱亚入欧”的口号。从明治维新到19世界后半叶,日本人在吸收近代技术和科学的成效明显好于中国。 3.选择近代科学技术制度:1895-1949 19世纪末和20世纪,鉴于科学技术对提高国家之间的竞争力和军事实力有重要意义,工业化国家率先把科学研究当作国家的重要任务,并建立国家科学研究机构。1911年德国设立威廉皇家学会(马克斯-普朗克学会的前身)。苏联科学院继承了圣彼得堡科学院的研究机构,并建立新研究所。法国于1939年成立国家科学研究中心。美国也建立了一些国家研究所或实验室。而纳粹党的错误使得德国的科学和人才损失惨重,使得德国丧事了基础科学等领域的领先地位。 19世纪后期,德国的大型化工企业创建了工业实验室。20世纪初,其它欧洲国家及美国、日本也建立了工业实验室,这种新的制度使企业有了越来越强的转换科研的能力,成为技术创新的主要力量。苏联大规模引进欧美的技术,大量聘用欧美科学家和工程师,建立国家研发机构,迅速推进国家工业化建设。 1895年以前,中国的科技战略选择以学者和官员的倡导为主,大多局限于具体的需求。甲午战争的失利,使清王朝意识到政体改革势在必行。自19世纪末到20世纪30年代,中国按照下述几个阶段,从全面接受近代科学技术知识,发展到选定近代科学技术制度[5][6]。 第一步是选择近代科技教育制度。清朝“维新变法”的一个重要成果是学制改革和1904年废除科举制,京师大学堂(北大前身)的建立就是一个具体的体现。新学制使得近代科学、技术成为中国知识体系中的重要组成部分,成为一种基本的社会建制。从1896年的天津中西学堂,到20世纪三四十年代的交通大学、中央大学、西南联大等,中国建立了正轨高等科学技术教育制度。新学制为社会造就了一代一代的懂科学的人才。 第二步是组织科学技术研究的学术团体。在“科学救国”思潮的影响下,中国新生的职业科学家和工程师创建了自己的学术共同体,其中最具影响力的有1915年创办的中国科学社和1912年詹天佑等创办的中国工程师学会。这些团体得到了政府的承认和支持,在促进学科建设、学术交流与合作方面发挥了非常重要的作用。 第三步是建立科学技术研究机构。中国科学社的创建者试图建立独立于政府的科学研究机构,也就是说,选择了类似于英国皇家学会的自治的科学体制。实践表明,这种体制在中国的发展并不很成功。1928年,国民政府在科学制度方面做出了一项重大的选择,即决定组建国家最高科学研究机构——中央研究院。它类似于法国科学院、俄罗斯科学院。1929年,国民政府又成立北平研究院。实业部、资源委员会、兵工署、航空委员会等政府部门和部分大学也建立了小规模的科研机构。这几类科研机构成为中国发展科学技术事业的主要力量。中央研究院、北平研究院、大学的研究机构给科学家们以较大的自主研究空间,杨振宁、李政道、陈省身、华罗庚、钱三强、钱学森等经过国内外的培养和历练,逐渐成长为大师和帅才。 产业领域的研究开发能力薄弱,科技不能为经济建设和国防提供有力支持,这是20世纪前半叶中国科技领域的突出问题。中国企业大多规模很小,以直接或间接引进、消化国外技术为主,基本上是低水平仿造国外产品。鲜见的成功范例是永利制碱公司在1923年建立的黄海化学工业研究社,其功能类似于欧美的工业实验室。侯德榜成功研发制碱工艺,展现了中国企业的创新潜力。 4.制订科学技术发展规划:1949-1966 20世纪50年代,社会主义阵营和资本主义阵营处于对峙的冷战状态,两者发展科学技术的思路有所不同。美国、西欧和日本推行贸易禁运政策,阻止先进技术向苏联、东欧和中国的转移。共产党领导的中华人民共和国选择了“一边倒”向苏联的外交政策,模仿计划经济体制,引进苏联和东欧的技术,大力发展国营工业。 中国共产党重新选择了科技体制和科技发展战略。1949年,以中央研究院和北平研究院等为基础,新中国组建了中国科学院[7]。1957年以前,中国科学院主导了全国的科研事业。后来,高等学校、部委科研机构和地方科研机构在科研事业中的作用逐渐增强。为了大量造就工业化建设所需人才,中国共产党参考苏联的经验,改革了教育体制,显著扩大了工科和理科的教育。 新中国发展科学技术的一项重大战略举措是采取规划科学技术的体制,具体例子就是1956年制订《1956-1967年科学技术发展远景规划纲要》(简称“十二年远景规划”)[8]。规划的制订者选择了“以任务带学科”为主的方针。并利用学科规划促进难以用任务带动的学科研究。苏联专家和苏联科学院等机构为此提出很多意见,并且帮助中国开展了一些领域的研究[9]。十二年远景规划的成功实施,满足了国家的战略需求,对中国科技事业、经济与社会的发展都产生了深远的影响。首先,全面地推进了中国的科技进步,填补了很多学科领域的空白,构建了现代科学技术学科体系的基本框架,使国家具备了发展核技术、空间技术、制作技术、电子技术、能源技术等领域的能力,产生了以两弹一星、合成牛胰岛素等为代表的重大科研成果,为发展经济、维护国家安全等提高了科技保障。其次,为发展社会生产力、解决民生问题等做出了重要贡献,这体现在重大工程项目的成功实施、农业技术进步、疾病防治等方面的显著成效。 当然,新中国在科技战略选择方面也有一些明显的偏差甚至失误。比如,20世纪60年代起放弃研究生制度,大学停止招生,意识形态一度严重冲击科学研究,等等。 5.影响战略选择效果的因素 综上所述,自1607年到1966年,中国的科技发展战略经历了会通中西知识、学习西方军事技术、建立科技制度及调整科技制度四个阶段,进行了知识传播、技术转移、学科建立和制度建设,使近现代科学技术成为中国知识体系与社会建制的一个重要组成部分。下面,我们简单归纳一下影响战略选择的方向、范围、及时性、社会影响力等的若干因素。除了国家需求、国情等重要因素之外,我们特别关注三个因素。 5.1 对世界及科技前沿的了解 只有在开放的条件下,我们才可以了解国际科技前沿的成果及动向,从而做出合理的科技战略选择。 明清两朝,中国人对自己的“天下”之外的世界近代科技了解甚少,无法洞察科技的巨大文化价值和社会价值。决策者仅按照自己的价值取向和朝廷的需要,做出“头痛医头,脚痛医脚”的战略选择,先是沿续传统科技发展的模式并有选择地接受部分欧洲科学知识,后是片面选择军事技术,以至于错失发展的机遇。 民国时期,中国已经对国际科学技术的发展有了较为全面的了解。留学归国的中国科学家、工程师们对近代科学技术已经有了基本的把握,他们和政府推进了科学技术的建制化。 中华人民共和国时期,在国外参与过高水平研究的科学家和工程师归国,他们对国际科技前沿有了更深入理解,国内培养的专家们也积累了一定的经验。对于我们尚不熟悉的领域,苏联专家贡献了他们的见识和经验。 5.2 领袖式科技专家的水平和见识 在科技战略决策者中,除了那些有决断权力的政府领导人之外,领袖式的科学家、工程师的水平、见识和经验起着非常重要的作用,这早已被国内外科研机构和大学的主持人的实践所证明。 19世纪中叶,曾国藩筹划如何引进近代技术的时候,听取了留美学者容闳的意见。容闳所学专业是文学,但对西方技术的初步感悟还是比一般的中国人准确。民国时期,中央研究院和北京大学在30年展得比较好,这与蔡元培等人的战略眼光和发展思路是分不开的,他们了解欧美的科学制度和教育制度。 20世纪50年代,在制订十二年远景规划时,在众多的领域里做出轻重缓急的选择是很不容易的。比如,究竟是优先发展远程轰炸机,还是优先发展火箭技术?中国政府决策者听到了不同的声音。决策者采纳了钱学森的优先发展火箭技术的建议,做出了合理的战略选择。钱学森之所以能提出可行的战略思路,是因为他在国际前沿做过多年的研究,了解航空和航天两个领域的特点和难度。 5.3 开放环境下的国际交流与合作 近代以来,中国在科技领域是一个后进国家。无论是了解世界和国际科技前沿,还是提高科技专家的水平和见识,都需要一个开放环境下的国际交流与合作。国际交流与合作的程度越深、范围越广,越有利于及时、准确把握世界科技发展的脉搏与规律,制订合理的发展战略。 明清时期的国际交流与合作,基本上依靠来华的西方传教士和其他外国人,中国人能走出国门学习的人很少,在科技交流与合作中处于被动境地。20世纪50年代,十二年远景规划的制订,在一定程度上得益于三、四十年代中国科技专家与国外同行的交流和合作。苏联专家的帮助也是国际交流与合作的一个重要部分,它填补了当时中国人与西欧、美国、日本等国专家交往的空缺。 20世纪50年代我国制订科技规划的境况与今天有很大的差异。那时我们与世界的差距太大,要追赶的目标比较明确、比较具体。今天,我们有了与科技先进的国家交流和合作的多种可能和机会,自身的科技水平与国际科技前沿的差距缩短了。实际上,越是靠近未知的前沿,越难以做出准确的判断,规划的不确定性越明显。这就更要求我们研究世界科技发展的历史与趋势,认知其中的规律性特征,根据自身国情和发展阶段,适时制订和调整自己的科技发展战略,使中国科技能沿着合理的路径快速发展,满足国家的战略需求,为人类创造新知识和新技术。 前事不忘,后世之师。对于历史上科技策略的选择的情况及相应后果的分析为我们现代科技战略的确定提供了宝贵的经验与教训。实际上,历史还留给我们很多值得深思的问题。比如,为什么在某些阶段和某些条件下中国人能成长为科学技术的大师?“以任务带学科”为导向的科学技术规划究竟怎样影响了基础科学、应用科学与工程技术的发展?制度的变化与创新是如何促进科技进步、新知识与新技术的产生的?在通过什么途径可以从模仿过渡到创新?中国传统的灌输式教育、文化价值对科技发展、战略选择有什么影响?对这些问题的解答同样也会为现代科学技术的发展提供借鉴。 科技发展论文:现代科技发展对伦理建设的新要求 论文 关键词:科技 发展 伦理建设 理论建设 制度建设 主体建设 论文摘要: 现代 科技发展对伦理建设的理论、制度和主体这三个不同方面均提出了新要求。在理论建设方面,要求实现从近距离伦理向远距离伦理的延伸,从规范伦 理学 向应用伦理学研究的转向,并立足于多学科基础上的大交汇、大融合;在制度建设方面,要求变革社会制度,加强科技立法,引进科技伦理的“软着陆”机制;在主体建设方面.要求明确科技主体的伦理责任,建设科技主体的伦理规范,开展多极主体的对话。 马克思指出:每个时代都有属于自己的课题,准确把握并解决这些课题,就会把人类社会大大地向前推进一步。今天,2o世纪已经揖别,摆在我国人民面前的一个重大课题,就是要大力发展 科学 技术,实现跨越式发展。而大力发展科学技术,就必须处理好科学技术发展中的伦理学问题。正如所指出的那样:“在二十一世纪,科技伦理的问题将越来越突出。核心问题是,科学技术进步应服务于全人类,服务于世界和平、发展与进步的崇高事业,而不能危害人类自身。建立和完善高尚的科学伦理,尊重并合理保护知识产权,对科学技术的研究和应用实行符合各国人民共同利益的政策引导,是二十一世纪人们应该注重解决的一个重大问题。 现代科学技术的迅速发展,使社会生活的各个领域发生了深刻的变化,同时也带来了许许多多伦理学的问题,引起人们的忧虑甚至恐惧。正如英国著名 历史 学家汤因比所指出的:科学技术与伦理道德进步不平衡,后者远远滞后,前者毫无约束地被加以发展和滥用,从而产生致命的危险。因此,探讨现代科技发展对伦理建设的新要求,对于我国大力发展生产力,更好地实施“科教兴国”战略具有重要的现实意义。 所谓伦理建设就是建设制约人们行为的价值规范和准则。其目的是以像 法律 调节人们的行为而使人们有法可依一样,在以伦理调节人们的行为时也同样“有法可依”。伦理建设是一项复杂的系统工程,一般说来,它包括如下三个方面:理论建设、制度建设和主体建设。 一、现代科技发展对理论建设的新要求 伦理学是一门古老的科学,人类很早就开始了关于道德的 哲学 思考。但是最初的伦理学调节的只是人与人之间、人与社会之间的关系,只把人类看做是惟一值得道德尊重的物种,它以人类自身的利益作为惟一的尺度,去对待其他事物。即使随着人类社会的进步,人们对道德现象的反思日益加深,道德调节的范围始终囿于人伦之理。这里把这种只关怀人伦之理的伦理学称为传统伦理学。但是,现代科技的发展,对伦理学提出了更高的要求;要把人类的道德关心从人与人的关系扩展到人与其他物种的关系。所以,我们把现代科技文明下,以保持地球和人类持续发展为终极目标,由传统伦理学调整人和人之间的关系而扩展到调整人和人以及人与人以外的其他物种和 自然 界的关系的行为规范的总和的伦理学,称为现代伦理学。由传统伦理学走向现代伦理学,是科技发展和人类文明持续发展的双重需要。现代伦理学与传统伦理学相比,有以下特点¨: 第一。从近距离伦理向远距离伦理的延伸在传统伦理学中,伦理规范体系主要涉及的大多是人与人之间的或人与社会之间的直接关系,我们称之为近距离伦理。随着科学技术的发展,人类的活动方式和活动范围发生了根本性变革,“传统的主体司直接的近距离伦理关系随之在时间和空间两个向度上出现了延伸。在时间上,未来世代的权利和当代人的责任已经成为反思科技与未来的重大命题;在空间上,为了克服全球问题,一方面,人们正在寻求全球文化价值观念的整合,希图构建一种普遍性伦理,另一方面,人们日渐意识到,人不仅仅对人自身有义务,而且对生活于其中的生物圈和大自然也有保护的义务。-es]94如人类在2o世纪9o年代制定的《2l世纪议程》,提出了人类社会今后应该走可持续发展的道路;《世界人权宣言》提出了人权保护和人道主义思想;“国际和平年”、“生态年”等的提出,使人类能同时按照统一的道德规范去约束自己的行为。 第二。从规范伦理学向应用伦理学研究的转向传统伦理学侧重于规范伦理学、理论伦理学和元伦理学的研究。但是,科学技术的发展,尤其是现代科学技术的发展对人类提出了新的道德要求,使伦理学不能停留在哲学层面的“高山之巅”,而应该通过新的道德规范向应用层面发展,以解决各个领域的具体问题。伦理学向应用层次的拓展是伦理学研究的一个重要转向。于是,与科学技术紧密相关的应用伦理学方兴未艾,为人类的道德思考提出了许多新的宗旨和目标。如:生态伦理学提出了尊重生命与人类可持续发展的规范和要求;生命伦理学的兴起反映了对新技术的使用进行社会控制的要求;核伦理学的发展体现了人类追求世界和平的强烈愿望; 计算 机伦理学要求人类重新思考计算机技术的本质和人类的价值观。随着人类活动范围的扩大和21世纪新兴科技事业的发展,一些新的与高科技相关的应用伦理学还会不断产生。从规范伦理学向应用伦理学的研究的转向,既关系着人类社会的前途和命运,也关系着伦理学的前途和发展。 第三。现代伦理学的研究是立足于西方伦理学、东方伦理学和马克思主义伦理学基础上的大交汇、大融合2o世纪是一个既对传统伦理观念进行全面的批判反省、又空前地呼唤价值重构和伦理现代化建设的世纪。2o世纪中西文化的交融、冲撞和科学技术向人类提出的许多使人目不暇接的道德问题,催生、孕育了众多异彩纷呈的伦理思潮。现代伦理学正是吸收了西方伦理思想、东方伦理思想和马克思主义伦理思想的精华而发展起来的。 其中东方伦理特别是 第三。引进科技伦理的“软着陆”机制所谓“软着陆”机制就是 科学 技术与社会伦理的价值体系之间的缓冲机制。这个机制主要包括两个方面:其一,科技工作者和管理决策者,尽可能客观、公正、负责任地向公众揭示科学技术的潜在风险,并且自觉地用伦理价值规范及其伦理精神制约其研究活动;其二,社会公众就科学技术所涉及的伦理价值问题展开深入、广泛、具体的讨论,使支持方、反对方和持审慎态度者的立场及其前提充分地展现在公众面前,然后,通过层层深入的讨论和磋商,对科学技术在伦理上可接受的条件形成一定程度的共识。“这样一种讨论一方面能够启导 政治 活动家们参照着技术上可能的和可行的情况,纠正他们对其利益所持的那种由传统决定的想当然的态度;另一方面,政治活动家们将能够根据讨论中所表达的和得到重新解释的需求的认识,实事求是地做出判断:将来,我们想在哪个方向上和在多大规模上 发展 技术知识。”在实际的科技活动中,科技的“软着陆”机制已得到较为普遍的运用。 三、 现代 科技发展对主体建设的新要求 人作为现实主体,在与科技的关系中始终居于能动的主导地位,因此,主体建设是科技发展中伦理建设的一个不可缺少的方面。 第一。明确科技主体的伦理责任科技主体之所以负有伦理责任,是因为他们具有专业科学知识,能比一般群众更全面、更长远、更准确地预见到科技发展和运用对人类社会生活所造成的后果。他们有责任去预测和评估有关科研选题及其成果所可能产生的正面或负面的社会影响。当然,在这方面,科技主体所负的伦理责任的分量是不同的。 对于从事基本理论研究的科学家来说.他们很难预测自己所研究的基本理论的应用前景,虽然不能苛求他们对该基本理论应用的全部后果负伦理责任,但是他们毕竟为后来依据该理论没计研制作恶或有明显负作用的人工制品或工艺程序提供了基础概念,因而也多少负有一定的伦理责任;对于把基础理论应用于实际(例如 工业 和军事等)的工程师来说,他们的科技成果或科技活动所造成的或可能造成的后果是明确的、清晰的、善恶分明的,虽然他们的工作在很大程度上是受政治家或经营者控制的,而不是完全由他们自己自由支配的,但是他们仍然必须承担一定的伦理责任。同时,科技主体之所以负有伦理责任,还因为他们经常参与政府或 企业 经济 活动的重大决策。一般说来,在现代社会中,科技主体不但要对科技活动的后果负有趋利避害的责任,还要对全人类的未来负责。 第二。建设科技主体的伦理规范近百年来、特别是近几十年来,科学家和工程师在反复的科技实践活动中,形成了一定的行为准则,这些行为准则经过一些思想家的提炼和概括,形成了比较系统、完整的科技伦理规范体系,成为科学家和工程师普遍遵循的评价和判断善恶的标准,调节着科学家或工程师之间、科学家或工程师与社会集体之间的伦理关系,促进着人类科技事业的健康、有序的发展。当然,在不同社会、不同 历史 时期,不同阶级的科学家或工程师有着不同的甚至相反的伦理规范。但是,由于科技活动毕竟具有超越阶级利益的共同性,科学家和工程师毕竟是一个职业共同体,他们的生活和工作毕竟有着共同的要求和行为准则。因此,从全世界的高度看问题,科学家和工程师有着共同的伦理规范。这规范有:(1)应该保证所进行的科学研究的应用和后果并不引起严重的生态破坏;(2)应该保证所进行的科学研究的后果不会对我们这一代及我们的后代的安全带来更多的危险,因此,科学成就不应该应用于或有利于战争和暴力,应该保证所进行的科学研究的后果不应与国际协议提到的人类基本权利(包括公民、政治、经济、社会和文化等权利)相冲突;(3)科学家应该认真地估计其研究将产牛的后果并将对其公开负有特殊的贵任;(4)当科学家断定他们正在进行或参加的研究与这一伦理规范相冲突时,应该中断所进行的研究,并公开声明做出这一判断的理由,做出判断时应考虑不利后果的可能性和严重性。 另外,还有一些其他规范:例如锐意创新,勇于进取;实事求是,严谨治学;真诚协作,友好竞争;民主讨论,自由探索;谦虚谨慎,勤奋好学;尊重前辈,奖掖后学;热爱 自然 ,珍惜资源等等。美国学者j.t.哈代在他的《科学、技术和环境》一书中,提出了这样一个问题:“由于我们生活在一种技术化的环境之中,因此不免要遇到这样一些问题:人类是这种新技术的主人还是奴隶?技术使人的选择和自由得到了发展,还是受到了限制?到目前为止,从表面上来看,人类有能力驾驭和引导技术向需要的方向发展。然而人类现在掌握的知识,已经赋予了人类几乎能摆布自然的本领,因此必须谨慎小心地衡量各种技术抉择是否合乎需要,这种强大的力量必须用于高尚的目的。这种“高尚的目的”就是造福于人类,而不是危害于人类。 第三。开展多极主体的对话社会是由各种不同利益需要的主体构成的,他们的利益需要有一致的一面,也有冲突的一面。对于科技发展来说,尤其要处理好科技主体与政府主体、公众主体的关系,使他们能够相互对话、沟通、理解,对科技“发展什么,怎样发展”达成共识,确立多极主体间的和谐关系。“科学家与政治家之间的对话必然启导政治活动家们参照社会在技术知识和技术能力方面的潜力,纠正他们对自身利益和目标所持的那种由传统所决定的、想当然的态度,同时使他们能够根据对话中所表达的和得到重新解释的需求,实事求是地判断,将来他们想在哪个方向上发展他们的技术知识和能力。”。具体地说,就科技主体而言,主要是提高其道德素质,增强社会责任感;就政府主体而言,主要是指政府或国家的决策者应从政策、经费、人力等方面对科学技术的研究和应用加强引导、监督和管理,形成高效、有力、合理的科技发展机制,让国家的科技活动在一定的规范下进行;就公众主体而言,应该积极关注当今社会科技发展的现状,参与到对科学技术的后果与影响的评价中去,自觉加强科技伦理的修养,增强辨别是非的能力。同时,还应拓宽科技界与政府、公众之间联系的“绿色通道”。 科技发展论文:现代渔业科技发展的基本建设需求分析 摘要:渔业科技创新是现代渔业建设的决定性力量和根本动力。现代渔业科技发展对基本建设提出了要求,包括现代化实验用房建设、高精尖科学仪器设备配置、实验基地配套建设以及可移动设施购置。本人在对我国现代渔业科技基本建设现状分析基础上,从重视并加大对渔业基本建设投入、开展渔业基本建设项目专项科研课题研究、进一步加强渔业基本建设项目管理等三个方面提出了具体建议。 关键词:现代渔业;科技发展;基本建设 一、引言2007年中央一号文件明确提出建设现代农业,2010年中央一号文件再次提出“提高现代农业装备水平,促进农业发展方式转变”。现代渔业作为现代农业体系重要组成部分,既具有现代农业形态的普遍特征,又具有渔业自身特点‘”。正确把握现代渔业建设的内涵,可从技术特征角度认识,也可从产业特性方面理解「2]。 从技术特征上,林学钦认为,“现代渔业是科技先导型渔业。在生产活动中,始终把科学技术摆在第一的位置,不断提高生产手段的高科技含量;采用新技术和现代装备来提高生产效率;生产观念进步,重视环境保护和资源保护,生产的发展主要依靠质的提升而不是量的增长”〔3]。赵明森认为,“现代渔业建设是指用现代科学技术和先进装备武装提升传统渔业,用现代管理理念、管理方法经营渔业,不断提升渔业科技水平,实现增长方式的转变”!引。王学光认为,“发达的渔业生产力是现代渔业的基本特征”〔5]。 从产业特性上歹农业部原副部长范小建认为,“现代渔业是相对于传统渔业而言,遵循资源节约、环境友好和可持续发展理念,以现代科学技术和设施装备为支撑,运用先进生产方式和经营管理手段,形成农工贸、产加销一体化的产业体系,实现经济、生态和社会效益和谐共赢的渔业产业形态。”农业部副部长牛盾认为,“加强现代渔业建设就必须立足我国国情,坚持科学发展,切实转变渔业发展方式,着力提高渔业现代化水平”。 从上述学者、领导的论断,我们可以看出,现代渔业建设的好坏取决于现代渔业科技发展的快慢,取决于支撑现代渔业科技发展的物质装备一一基本建设力度的强弱。渔业科技创新是现代渔业建设的决定性力量和根本动力。我国渔业科技进步贡献率从“六五”末的35%左右提升至“十五”末的53%,与此同时,水产品年总产量由705.2万吨增加至4419.9万吨,渔业经济年总产值由126.1亿元(占农林牧渔业总产值3.48%)提升至4016.1亿元(占农林牧渔业总产值10.18%)‘6]l7]。大力推进现代渔业建设进程,就必须要充分认识现代渔业科技发展对基本建设的需求。 二、现代渔业科技发展的基本建设需求框架现代渔业科技发展是以现代化物质装备为基础的,迫切需要基本建设给予大力支持。具体包括以下几方面:‘一)现代化实验用房建设渔业科学研究实验对象是生活在水体中的水生经济动植物,实验环境复杂且不易控。对比其他行业,渔业科学研究对实验条件要求更为严格。表现在实验用房方面:一是需较大的业务用房建设规模。按照实验人员情况、工艺技术流程以及科研仪器设备使用要求,综合考虑科研辅助用房、科研设施用房以及公共设施用房配套需求,如学术交流中心、水生实验动物用房等,需加大实验用房建设力度,扩大建设规模;二是确定合理建设标准。根据不同类型实验室(如按命名权限不同,划分为国家重点实验室、省部级重点实验室等;按实验目的不同,划分为实验室、工程研究中心等;按学科群划分为综合实验室、专业实验室以及野外科学观测实验台站等)功能定位以及承担课题情况,充分考虑建设前瞻性、国际化等要素,通过专题研究,确定各类实验用房合理建设标准。 (二)高精尖科学仪器设备配置 科学仪器设备是现代科学研究最基本、也最重要的实验条件,受配置的数量和精密度两项指标影响。数量决定研究工作效率,精密度决定研究工作深度。现代渔业科技发展对仪器设备配置提出了更为苛刻要求,如水产生物科学研究已进人以现代生物技术为基本研究手段的基因组时代,要求所配置的仪器设备须具有高通量、高自动化特征。推进现代渔业科技快速发展,一要根据需求,提高高精尖科学仪器设备配置比例;二要在加强对现有科学仪器设备管理,推进共享共用,提高使用效率的同时,增加配置数量。 (三)实验基地配套建设 提高渔业生产力,服务渔业经济发展和渔民增收,促进人与自然、人与社会和谐是现代渔业科技发展根本目的。因此,要高度重视渔业科技成果转化,提高渔业科技进步贡献率。实验基地是渔业科研中试实验、渔业科技成果转化为实际生产力的重要平台。推进现代渔业建设进程,加快渔业科技发展速度,必须要加强实验基地建设,扩大建设规模,提高建设标准,完善配套设施。2008年,我国南方部分地区遭受了严重的低温雨雪冰冻灾害天气。由于受灾地区大部分水产实验基地设施未达到防寒抗寒标准,很多水产养殖动物被冻伤、冻死,甚至一些珍贵的水产种质资源也因此而丢失,重创了我国南方水产养殖业。实验基地建设中还需权衡建设标准与建设成本关系,设置一定的安全阑值,确保实验设施能够抵御一定破坏力的自然灾害,保障实验基地内水产生物的保存安全。 (四)可移动设施购置 远洋渔业资源环境调查数据为我国国际渔业权益谈判提供了重要支撑。在“目前我国水生生物资源衰退的趋势尚未有扭转,水域环境恶化还在加剧”〔81的形势下,以及受《中日渔业协定》、《中韩渔业协定》以及《中越北部湾渔业合作协定》签署和生效的影响,远洋渔业可能是我国下一个重要的渔业经济增长点。因此,大力发展远洋渔业,不仅具有直接经济效益,更有极其重要的政治意义。渔业资源环境科学考察船是开展远洋渔业资源环境调查的重要手段,是发展远洋渔业的重要平台。当前,我国仅有两艘海洋渔业资源环境专业考察船,远不能满足远洋渔业发展需要。尽快立项建设一批渔业科学考察船,加快我国现代化渔业科学考察船体系建设迫在眉睫。此外,为加强内陆渔业资源环境考察与观测,也迫切需求配备一定规模的内陆渔业资源环境专业考察船以及采样车、采样艇等设施。 三、现代渔业科技基本建设的现状与挑战渔业基本建设的加强需最大程度地利用全社会各方面资金,本文仅就中央投资部分进行讨论。经过“十五”和“十一五”的建设,我国渔业科技基本建设取得了长足进步。 (一)渔业投资规模与建设规模增长快“十五”以来,农业部的渔业基本建设投资规模达61.56亿元,完成了一大批渔业发展急需的实验用房和试验设施的建设,改善了科研条件和研究手段。以农业部所属公益性的国家级水产科研机构—中国水产科学研究院为例,“十五”以来共落实基本建设投资约5.6亿元,完成业务用房建设7.76万扩,试验设施建设3.58万耐,仪器设备购置2901台套。渔业基本建设资金的投人以及渔业科研设施的建设,为快速推进现代渔业科技发展提供了物质保障。 (二)渔业基本建设支撑行业发展能力增强在保障水产品质量安全方面,《全国农产品质量安全检验检测体系建设规划(2006一2010)》中,规划建设的6个部级渔业质量安全监督检验中心项目已基本完成,相关质检中心仪器设备配置达到一流水平,检验检测能力显著提高,在大菱坪药残、松花江硝基苯污染等突发性公共安全事件中发挥了重要作用,维护了我国水产品国际声誉;在支撑水产良种选育方面,《全国水产原良种工程建设规划》,规划建设了一批遗传育种中心、原种场、良种场,为水产原种的保存、优良品种选育搭建了平台,提升了我国水产业发展质量;在渔业资源监测与环境研究方面,完成了“南锋号”科学调查船建造以及5个渔业资源环境野外科学观测试验台站建设,加强了渔业资源环境野外科学观测条件建设,提升了数据采集与分析处理能力;在水生动物疫病研究方面,建设了1个病原库、3个流域性重点实验室以及一定数量的县级防疫站,支撑了我国水生动物病害防治工作,提高了对我国部分重大水生动物疫病防控的研究能力。 与此同时,现代渔业科技基本建设还面临着如下几方面挑战:(一)渔业基本建设投资力度有待进一步加强近10年来,在国家加大“三农”投人的大背景下,农业部的渔业基本建设投资从2003年的8.54亿元下降到2008年的4.16亿元l9j。虽然2009年开始加大了渔政渔港、良种繁育体系建设,但到2010年渔业投资也仅9.68亿元,略高于2003年投资规模,占农业基本建设投资的比例却在下降。渔业基本建设投资力度有待进一步加强。 (二)渔业基本建设研究广度有待进一步拓宽渔业基本建设作为一门实践性较强的学科,当前研究方向主要集中在基本建设投资结构、基本建设环节、基本建设项目管理机制等方面,而对渔业发展与渔业基本建设之间的关系,尤其是现代渔业科技发展对基本建设需求方面,研究较少,一定程度上制约现代渔业的发展。 (三)渔业基本建设项目管理能力有待进一步提升快速推进渔业基本建设项目实施进度,尽早高质量地完成项目建设,是发挥渔业基本建设投资效益的关键。据统计,2009年底渔业基本建设结余资金约0.79亿元,积累资金占已下达投资 16.2%。因此,进一步提升渔业基本建设项目管理能力,提高有限建设资金使用效率是推进现代渔业建设过程中又一重大挑战。 四、完善现代渔业科技基本建设的对策建议(一)重视并加大对渔业基本建设的投入渔业基本建设资金是现代渔业科技发展中物质装备的最重要资金来源之一。在国家加大对“三农”投人的新形势下,渔业基本建设投资不仅没有获得同步增长,甚至绝对数也呈阶段性下滑趋势。现代渔业建设,要求从水产良种选育、渔用饲料研究、水产动物疫病防控、水产品质量安全监管、渔业机械研究与加工、水产品市场完善、水产品冷藏与加工研究、水产品物流发展、远洋渔业发展、平安渔业建设等多方面人手,加大资金投人力度,夯实发展基础,用科技引领和支撑产业发展。因此,必须要高度重视,并不断加大现代渔业科技基本建设的投人力度。此外,为落实好、利用好国务院提出的,要编制有关领域发展建设规划,并将批准的建设规划作为投资决策重要依据‘’01的有关规定,我国渔业行政主管部门要在广泛调研基础上,尽早制定渔业相关专项建设规划,并争取获得国家发展和改革委员会等投资部门批复,逐步完善渔业基本建设投入机制,不断增强现代渔业发展后劲。 《二)开展渔业基本建设专项课题研究一是将现代渔业科技发展与基本建设相结合,设立相关科研专题,通过分析现代渔业科技发展特点以及趋势,明晰新形势下我国渔业科研单位对基本建设的需求,为相关政府机构投资决策提供参考,如科学调查船体系应如何布局等;二是加快修订完善渔业工程建设标准。相关标准的缺失或数据的滞后,对现代渔业发展极为不利。如:目前渔业科研用房建设标准主要依据是《科研建筑工程规划面积指标》(建标【1991】708号)。经过近20年发展,我国经济、社会、科研等环境已发生巨大变化,当前仍参考该标准建设科研用房,显然已不能适应新时期现代渔业建设需要。另据查询,在我国渔业工程建设领域中,当前只有渔港工程部分单项制定了专门建设标准,而在其他渔业工程建设领域或无建设标准或仅在行业标准中简单涉及,渔业工程中许多建设标准当前只能借鉴大农业,甚至工业建设标准,不符合渔业发展实际需求。 (三)进一步加强渔业基本建设项目管理严格履行好基本建设程序,按照渔业基本建设项目立项批复实施项目,执行好“项目法人责任制、招标投标制、监理制、合同制以及施工安全制”,规范基本建设行为,并在保障资金安全前提下加快预算执行进度;通过自查、专项检查、重大项目稽查等形式,加强对项目实施过程控制,并及时纠偏;重视项目验收,严格审查财务执行、工程质量验收、档案管理等情况,总结经验与教训;开展项目后评价,及时进行投资成效分析;充分发挥纪检、监察、审计等部门监督职能,健全渔业基本建设项目管理制衡机制,保证基本建设的廉政;加强渔业基本建设项目管理队伍以及相关中介服务组织建设,为高效规范执行项目做好智力支撑。通过对渔业基本建设项目的规范管理,确保渔业基本建设资金安全使用以及投资效益尽早发挥,保障我国现代渔业建设快速推进。 科技发展论文:推进天津市畜牧种业科技发展的对策研究 原文作者:窦艳芳 摘 要:种业作为农业的先导产业,是农业科技应用最集中的载体,也是农业科技的核心领域和战略制高点。畜牧种业是产业的源头,是现代畜牧业高效生产、实现增产增收的关键环节。本研究全面客观总结了天津市畜牧种业科技发展取得的成就及存在的问题,在此基础上提出了推进种业科技发展的相关对策。 关键词:畜牧种业;科技创新;科企合作;育繁推一体化 1 天津市畜牧种业及科技发展取得的成就 1.1 天津市畜牧种业发展基本概况 “十一五”以来,天津市畜牧良种供给能力大幅提升。2010年,全市有畜禽良种繁育场45个,年供种能力为种猪18.4万头、蛋鸡雏1 568万只、肉鸡雏5 690万只;年供奶牛冷冻精液能力260 万剂。畜牧种业产值10.4 亿元,占畜牧业总产值的12.8%。在政府政策的大力支持下,天津市的生猪、奶牛种业得到了快速发展,逐步形成了优势种业,宁河原种猪场、农夫种猪场、天津市奶牛育种中心等畜禽良种场生产的种猪或冻精销往全国30多个省市。畜禽良种的优先发展,有力支撑了天津市现代畜牧业的持续发展。2010年底,全市肉类产量42.6万t,禽蛋产量20万t,牛奶产量67万t,综合生产能力显著增强;肉蛋奶人均占有量分别达到34.7,16.3,54.5 kg(按2010年常住人口1 229万人计算),猪肉、禽蛋、牛奶自给率分别达到65%,74%,100%,居京津沪三市之首,保障了天津畜禽产品的有效供给。 1.2 畜牧种业科技发展取得的成就 1.2.1 种猪、奶牛等畜牧种业科技获得快速发展 当前,天津猪育种水平和良种繁育体系建设总体上已达到国内先进水平,开展了猪高产仔抗应激分子育种工作,培育出了高产仔抗应激品系。2008年,按照《天津市农业种业基地建设意见》要求,天津市7个种猪场参与了猪良种繁育基地建设。猪良种繁育基地主要建设内容包括:优良种猪引进、猪舍等基础设施改造、育种关键设备引进以及育种实验室建设等;生猪数字化育种管理系统建设。猪良种繁育基地建设为提高猪种业的科技水平奠定了坚实的基础,也有力提升了种猪供给能力。 近年来,天津市奶牛生产水平不断提高,奶业经济规模不断壮大,奶牛遗传改良工作对奶业的重要性日益突出。2010年,天津市奶牛年平均单产已达到6 904 kg,而同期全国平均单产仅为4 575 kg,全市奶牛生产水平高于全国平均水平近38.4%。嘉立荷牧业有限公司等通过奶牛遗传改良及改进饲养管理措施,所属部分牧场奶牛单产已达到12 000 kg,已接近国际先进水平。 近年来,天津市种公牛培育取得积极进展。2010年58头优秀种公牛进入全国良种补贴名单,其中验证种公牛25头。种公牛后代生产性能突出,平均年产奶量及乳蛋白率、乳脂肪率等指标均显著高于全国平均水平,对天津市奶牛遗传改良起到了重要作用。目前,天津市奶牛生产性能测定、品种登记、体型鉴定等规模达到2万头,参测牧场达到32个。人工授精覆盖率达到百分之百。青年公牛后裔测定场达到10个。 此外,天津市在开展牛、羊新品种选育及扩繁工作,在牛、羊胚胎移植产业化、胚胎生物工程、家畜克隆、家畜转基因育种和健康养殖等方面取得了丰硕成果,获得了世界首例胚胎克隆波尔山羊,并获得了批量生产体细胞克隆波尔山羊的成功,成果居于国际先进水平。 1.2.2 具备良好的科技创新基础和技术储备 天津市畜牧兽医研究所、天津农学院、天津市奶牛发展中心等近年来在山羊克隆领域、肉牛胚胎移植以及转基因领域开展了一些研究性工作,有一定的技术储备。同时具有一支积累了大量的成熟技术和丰富的实践经验,长期从事克隆、转基因技术等育种技术研究和良种畜禽饲养、繁育的科研队伍。 目前,天津市有3个原种猪场,其中天津市宁河原种猪场是国家级种猪核心选育场,有较完备的育种设施设备和试验猪舍、化验室等;天津市奶牛发展中心负责为天津市培育优秀种公牛,是我国最早的主要种公牛站之一;天津奥群牧业有限公司数十年来一直从事肉羊良种的引进、扩繁、选育和推广工作,是中国首家引进杜泊绵羊原种的公司,也是中国唯一一家进行选育的公司;天津市畜牧兽医研究所建有先进的实验基地和现代生物实验室,并 在试验室配备了显微操作仪、二氧化碳培养箱、凝胶成像系统等先进仪器;这些畜牧种业企业和研究中心均具备了良好的科研条件和技术储备,为畜牧种业科技创新奠定了良好的物质基础。 1.2.3 拥有丰富的种质资源 天津市拥有丰富的畜牧种质资源,为新品种的培育奠定了良好的资源基础。生猪有世界三大名种猪,即长白猪、大白猪、杜洛克猪。奶牛为中国荷斯坦奶牛和娟姗奶牛。肉用羊为杜泊绵羊、波尔山羊和澳洲白绵羊。蛋鸡有海兰褐、海兰灰等鸡品种。肉鸡有爱拔益加、艾维茵品种等,还有一些地方猪种、地方鸡品种以及长毛兔和狐、貉等品种。 2 畜牧种业科技发展存在的问题 经过多年的努力,天津市畜牧种业和种业科技发展取得长足进步,在一些优势品种方面保持了国内领先水平,取得了一些具有自主知识产权、突破性的科技创新成果,创新平台建设取得成效[1]。但就整个行业而言,仍存在着种业企业实力不强、种业科研创新机制和创新水平不适应现代种业发展要求、产业化程度低和引进品种优良性状保持不佳等问题。 2.1 畜牧种业企业实力不强,龙头企业少 目前,天津市畜牧种业企业规模较小。由表2可见,天津市主要畜牧种业企业的基本情况是2011年销售收入超过1亿元的仅有2家,天津奥群牧业有限公司、天津梦得集团有限公司等在业内较知名的畜牧种业公司年销售收入均不足千万。在全国市场上有较大影响的大型种畜禽龙头企业还不多,与北京、上海、广东等发达地区相比,无论从种畜禽场的数量、档次、单体规模,还是总体规模上都有较大差距。调研中发现,畜牧种业科研实力不强,具有自主研发能力的企业偏少,且产业化程度不高,种业育、繁、推产业链条较为松散,且规模小,缺乏竞争实力。畜牧种业中仅有3家为国家级产业化龙头企业、4家为市级产业化龙头企业,尚未形成产业集群,没有“育繁推一体化”的畜牧种业企业,不适应天津市都市型现代农业发展的要求。 2.2 畜牧种业科技水平和创新机制不适应种业发展需求 经过多年的努力,天津市畜牧业种业的发展有了一定基础,特别是生猪、奶牛得到了较快发展。但与先进国家和地区相比仍存在着差距。如:每头母猪年提供断乳仔猪头数和年提供出栏商品猪的头数:养猪发达国家普遍在22头和20头以上,例如:2009年,丹麦为26.1头和24.3头,荷兰24.5头和23.4头,法国为24.2头和22.4头(表3);天津市能提供的商品猪仅为15~18头,差距较大。2010年天津市奶牛平均单产虽已达到6 904 kg,还远低于北京、上海奶牛业平均8 000 kg的生产水平。从整体来看,天津市畜牧良种产业规模相对较小,科技研发能力相对薄弱,集中表现在:天津没有自主知识产权的畜牧优良品种或品系,畜牧优良品种、育种关键技术、设备主要靠引进;尚未形成“育繁推一体化”的种业产业体系;畜牧种业科技研发能力有待提高,包括高素质人才的培养和科技研发设备以及实验室能力的提升。 当前,天津市还尚未真正建立起商业化的农业种业研发体制,科研单位与企业的协作机制还不紧密,科研成果评价与转化机制还不健全。企业科技创新实力不足,80%的企业不具备自主研发能力。绝大多数育种企业仍采用常规育种技术,育种周期长、效率低、成果转化速度慢的现象仍然存在,现代生物技术手段还没有被广泛采用。 2.3 引进良种的优良性状保持不佳 近年来,天津市每年从国内外引进大量的畜牧原良种,但普遍存在的问题表现为:引进——维持——退化——再引进,即引进良种的优良性状保持不佳,从而也导致了畜牧种业的低效生产模式。究其原因主要有2个:第一,生产性能测定、品种登记、系谱建设、体型鉴定等选种技术和管理滞后,转基因、体细胞克隆、胚胎移植、性控等生物技术相对落后,导致良种选配效果不佳,繁育的后代或配套系不能保持原种或良种的优良性状;第二,由于对引进原良种(种猪、种牛)的饲养模式落后,如养殖设备不先进、养殖环境不佳、疫病防控技术落后、饲料营养不能跟进等原因,导致原良种生产性能不断退化,目前天津市种母猪的繁育年限仅为3~4年,种公猪为4~5年。因此,在未来一段时期内,政府在对引进良种的利用情况进行跟踪和调研的基础上,会加大对育种选配技术和高端人才的支撑,确保引进良种的利用效率和经济效益。 2.4 种业科技人才缺乏 当前天津市畜牧种业科技人才普遍缺乏,课题组调研了天津市宁河原种猪场、天津市农夫种猪场、天津市奶牛发展中心、天津梦得集团有限公司等11家畜牧种业企业的科研人员情况。调研结果为,科技人员占职工总数的23.15%;具有本科以上学历的科技人员占职工总数的10.39%;具有副高以上职称的科技人员仅占职工总数的1.67%(图1)。从图1可以看出,当前天津市种业企业科研人员尤其是高端科研人员普遍缺乏,人才缺乏是制约现代种业科技创新的重要瓶颈。调研中还发现,天津奶牛发展研究中心、天津梦得集团有限公司、天津嘉立荷牧业有限公司、天津市宁河原种猪场、天津市农夫种猪场等种业科研实力较强的畜牧种业,其科技人员占比相对较高,拥有的高学历和高职称科研人员比例也高于其他企业,进一步印证了种业企业的纵深发展离不开科技人才的支撑。 3 推进天津市畜牧种业科技发展的对策研究 3.1 提升畜牧种业科技创新水平 3.1.1 创新科企合作模式 目前,天津市商业化育种机制尚未形成,科研与生产、应用推广相脱节,是制约种业科技创新和科技成果转化的重要因素[2]。一方面,种子企业优势表现在具备市场推广能力,在组织生产、推广营销、构建渠道等方面得心应手;劣势表现为企业规模较小、不具备建立育种研发机构的条件和能力,另一方面,农业科研院所、高等院校等科研单位则具备育种技术、人才和资源优势,但在品种的产业化、市场推广手段和经验上却明显欠缺,由于不能与市场有效对接,导致大量科研成果得不到有效的转化和推广,积淀了大量的科技资源[3]。在这种背景下,为迅速提高畜牧种业整体竞争力,最现实、最有效的捷径就是推进科企合作,把科研院所的优势与企业的优势结合起来,形成强强联合。天津市应在借鉴国内外成功范式基础上,把科企合作、产学研结合的合作模式推向深入,探索并形成以企业为主体、市场为导向、利益共享、风险共担的产学研相结合的科技发展新模式[4]。同时,还要通过政策促进农业科研单位和农业院校的科研人员向企业流动,鼓励支持龙头企业建立研发机构,通过与科研院所联合,共同开展新品种、新技术、新工艺研发;鼓励龙头企业引进国外先进技术,消化吸收行业关键技术,开展集成创新;鼓励龙头企业承担科技项目,加快科技成果转化和利用。 3.1.2 加强畜牧业育种关键技术及种业基础研究 首先,强化畜牧育种关键在于技术攻关。不断培育动物新品种,挖掘具有自主知识产权的功能基因,创建目标基因高效转化平台;加强常规技术和生物技术育种相结合,选育创制一批具有自主知识产权的高产、优质、多抗、广适的动物新品种[5],鼓励规模较大、实力较强、成长性好、有望成为“育繁推一体化”种子企业,整合现有育种力量和资源,充 分利用公益性研究成果,按照市场化、产业化育种模式开展品种研发;其次,要加强种业的基础研究,开展动物产量、品质等重要性状形成的分子遗传机理,动物种质创新的分子生物学途径和方法等研究,为养殖业遗传资源高效利用提供理论与方法指导;以种猪、肉牛等主要畜牧为重点,开展以功能基因组为核心的基因组学、蛋白质组学和代谢组学研究,获得一批有重要应用前景的功能基因;最后,要强化种业高技术研究,加强畜牧分子标记和细胞工程育种技术、家畜体细胞克隆等高技术研究,创制畜牧优良种质,以培育战略新兴产业生长点,抢占未来农业科技竞争制高点,支撑和引领现代都市农业发展[6]。 3.1.3 培育畜牧良种生产龙头企业 结合天津市畜牧种业建设规划,遴选基础设施较好、人员队伍素质较好(如天津嘉立荷有限公司、天津梦得集团有限公司、天津奥群牧业有限公司)的企业作为龙头企业,集成先进的良种育种、扩繁、繁育和健康苗种生产技术和工艺,打造种猪、种奶牛、种公牛、种羊等良种扩繁、健康苗种的规模化生产。开展良种检测技术研究和扩繁生产技术工艺研究,制定良种扩繁生产管理技术,提升良种质量,为天津市及周边地区的畜牧养殖业提供优质健康良种。推动各种子企业积极建立现代企业制度,加强企业文化和品牌建设,强化企业自律,积极承担社会责任。 此外,还应加强畜牧种业基地建设,继续推进生猪育种繁育基地建设,加快推进奶牛育种繁育基地、以天津奥群牧业有限公司为主体的优质肉羊良种基地、顶级种羊(牛)体细胞克隆基地和转基因畜禽新品种培育及繁殖基地建设,为种业科技创新奠定良好的物质基础。 3.2 加强现代种业科技人才的引进和培养 科技和人才是引领现代种业发展的关键因素,而科技又依托于人才,因此,人才是现代种业发展的核心要素。由于天津市畜牧种业科技人才尤其是高端人才普遍缺乏,已成为制约种业科技创新和企业持续、健康发展的重要瓶颈。因此,加大种业科技人才的引进和培养成为现代种业科技发展的战略核心。首先,天津市应围绕现代种业发展需求,加强畜牧种业人才的引进和培养,加大领军人才的培养力度,建设种业人才高地。其次,畜牧种业企业应不断强化科技人才培养力度,种业企业通过组织各级农业部门、科研、教学单位,采取研修、集中办班和现场实训等方式,加强对企业检验、生产、加工和贮藏技术人员与操作人员的技能培训,提高从业人员科技素养;同时聘请国内知名专家,组成专家服务团队,为种业企业提供技术服务,通过他们的示范、辐射作用,带动天津市种业从业人员整体能力和水平的提高。最后,还要发挥天津市高等院校在农业科技创新中的作用,引导高等院校在相关专业设置、课程选择、人才培养等方面与现代种业发展的需求紧密结合,促进高等院校培养专业知识和能力符合现代种业发展需求的高等人才。 3.3 推进种业科技体制改革及机制创新 深化农业科技体制改革,遵循农业科技发展规律,完善科研立项、评价、投入与联合协作机制,提高科技管理与资源利用效率,以管理创新促进农业科技创新。首先,要建立种业科研新体制,强调建立基础性研究以公益性科研教学单位为主体、商业化育种以企业为主体的种业科研新机制,引导和推进科研院所和高等院校逐步退出商业化育种[7]。科研院所和高等院校要通过重点开展种质资源搜集、保护、鉴定和育种材料的改良、创制,育种理论方法和技术、分子生物技术、品种检测技术等基础性、前沿性和应用技术性研究等,夯实种业基础性公益性研究基础[8]。建立适合农业科研单位特点的收入分配机制,调动科研人员积极性。其次,要完善种业科技项目的立项、评价、经费管理机制,真正建立以种业发展需求和实际应用为导向的科研立项机制,注重发挥科研人员的积极性和自主性,引导其根据种业发展需求提出科研项目和研究方案,同时要加强对项目的过程跟踪管理和绩效评估制度,使种业科技项目真正能够服务种业科技发展,推进种业科技创新。最后,要健全种业科技联合协作制度。通过建立和完善科技联合协作制度,促进跨学科、跨行业、跨部门、跨区域的单位和科研人员之间开展联合协作,打破条块分割,形成全市种业科技“一盘棋”的良好局面。建立完善以知识产权为核心的利益分配机制,激发科技创新、推广及应用主体的活力,促进各层次人员的协作。 科技发展论文:关于我国森林防火科技发展规划的思考 论文 关键词:森林防火科技 论文摘要:基于国内外森林防火工作现状,对今后我国森林防火科技发展提出一些看法和建议。科技的进步首先应体现在构筑坚实的应用技术研究、开发和运用的平台,包括造就一大批胜任不同技术层面工作的人才队伍和建立起与行业科技发展需求相符合的科研服务 网络 。通过行业引导,加强技术装备的规范化建设。把宣传和 教育 摆到与技术装备同等高度予以重视,提升宣传和教育的影响力。东北森林防火工作,应在加强应急和扑救能力的同时,强化可燃物管理、火险等级预报和监测等方面的工作,并在相关作业中实现有效性和 经济 性统一。 1普遍意义上的科技进步 这几年,伴随着我国的森林防火技术和装备水平的提高,相关技术研究工作空前繁荣。然而,值得注意的是森林防火的应用基础研究不够深人和连续,尤其是针对林火 科学 中关键性的问题以及目前诸如林区和居民点结合部火灾现象这类研究热点。这首先表现在,我国科技工作者发表的关于林火科学研究的文章在国际火灾研究学术期刊和重要国际会议上占有率很低。这不仅仅意味着我国的林火研究在国际学术领域的影响相当小,从深层次上更看到了目前我国相关研究工作的水平与西方发达国家研究工作的差异。 正如其他应用学科或交叉学科一样,有效发展森林防火科技、确保森林防火的百年大计,需要一个基础来支撑。这个基础就是对于我国森林火灾 规律 可靠性和系统性的认识。这是未来建立有效预防和科学化的灾害管理的基石。这一切不但会反映在诸如学术论文和科技专著等出版物中,而且最终都会体现在防火理念的更新、装备的发展以及应付紧急状态综合能力的提高。通过对林火基础研究和应用基础研究予以长期性投人和扶持,确保相关科研工作的可持续发展。这将有利于丰富和发展我国森林防火科学,积累人才和技术,也有助于进行技术革新和着手新形势下的防火手段的更新和提高,最终建立起我国独特的和 现代 化的森林火灾预防、监测、扑救和善后的完整体系。 技术运用和储备对人才队伍的依赖关系也提 不言而喻的。正如一个浅滩撑不起一艘大船,对于 应用性很强、涉及面很宽的工作,明显需要大批专 业人才来实施。一个先进的科技装备,不管是引i} 的还是自主开发的,只有拥有一批合格的技术人员和必要的支持设施,才能进行有效的操作和组护,并把采集的结果运用到工程实际中去。比如目前呈现的全球性的地理信息资料数字化趋势,勃需要大批专业人员来完成相关信息的输人、更新、分析和与相关管理决策系统的链接。笔者非常赞同在今后若干年内通过吸收和培训各类专业人才以充实森林防火科技管理和研究队伍。当然,这需要通过组建或扩充一些有效的运作平台以确保这类工作有序和高质量地实施。 在国家林业局提出的中长期发展规划中,有一个发展我国森林防火科技的战略构想,那就是组建专门从事林火研究的实验室to。这是一个很好的设想。然而要落实它,不但要对建设过程中的问题有充分的考虑,更要有长远的规划。就笔者参与不容忽视的是,森林防火事业相关的管理也是一项技术性很强的工作。例如,消防力量的配备和维持与特定地区的森林面积、生态和 经济 价值以及火灾危险程度等是密切相关的,量化并优化相关管理工作对于合理使用有限的人力、物力资源,提高投人效率有重要的指导意义。笔者曾在另一篇文章中阐述过这样一个理念[[6j,即特定地区火灾防控效果是对诸多工作的综合检验,不但与当地消防扑救力量的储备水平有关,还与各基层管理部门有效协调,尤其与应付紧急状态时的人员和物资配给、后勤保障等有关。应该就诸多管理技术和相关规范开展必要的研究。 3防火宣传和 教育 的地位 传统意义上的宣传和教育包括在一些场所张贴标语、发放宣传品,通过媒体介绍防火知识,设立关卡对火灾易发地区进行火源管理以及对违规人员的说服和开导。我国近若干年来每年发生数以万计的森林火灾,其中9g%是人为因素造成的f},}l。从这一数据可以看到如果老百姓的防火意识提高了,相当一部分灾害是可以避免的。目前笔者在对国内煤炭矿井火灾调研时,深切感到国民的素质、尤其是特定群体的防火防灾意识有待提高。 如何做好森林防火宣传和教育其实是一个技术性问题。让老百姓在脑海深处真正意识到火灾的危害、那些事会导致火灾以及遇到火灾该如何应对等等,不仅仅是简单的 科学 普及,更涉及教育手段、方法和技巧以及心理认知学问的应用。这方面的投人应包括对如何进一步开展有效的宣传工作所做的相关研究。 在一些发达国家,宣传和教育一直作为森林防火工作的重要环节来操作。以澳洲为例,相关工作通过设立专门政府机构指导、协调和落实。在召开的火灾科学研讨会上,宣传和教育作为主要议题进行交流和讨论fgl。笔者工作过的联邦科学和 工业 研究机构(csiro)曾承担一个课题,耗资折合人民币数万元,只是为了设计出一个恰当的防火宣传标签。在澳洲的公共场合和集会上,经常看到肩负丛林火灾扑救使命的消防队员的身影以及融防火教育与娱乐一体的展览。拥有大片丛林面积并且经常处于非常干燥气候条件下的澳洲,每年发生人为火灾的数量少得惊人。2003年1月曾发生横跨两个州的丛林大火,烧毁房屋500余间。只有4人死亡,其中还包括因突发疾病引起的[[9]。这些事实至少部分说明国民森林防火教育的成功。 提高我国百姓的防火意识的确应该是今后一个时期的工作重点。由于巨大的人口基数,防火宣传的工作量极大。并且基于该项工作的性质,见效也较慢。这与百年树人是同一个道理。在贯彻“政府主导,媒体联动,教育渗透,全民参与”方针的前提下,有必要突出重点。比如,从林区和居民点交界域等火灾多发的场合人手,在强化宣传工作的同时,探讨经济高效的宣传模式和实施渠道,再由点到面将成功的经验予以推广。 4关于东北的森林防火工作 素有祖国绿色宝库之称的东北林区,拥有丰富的森林植被和大规模极具经济价值的原始林和人工林。由于所处地缘的特殊性,常因雷击、跨国界火灾以及其他人为因素引发森林大火l叨,一直是我国森林防火工作的重点和难点。 在森林防火科技 发展 的中长期规划中,针对东北林区的森林防火工作提出了明确的目标[[11。可基本概述为,在加强火灾监测装备多元化、立体化和监测网覆盖率的同时强化对火灾发生的预测预报工作;在加强森林防火分隔和阻火带建设的同时,强化专业防火扑救队伍应付紧急状态的技能和装备力量。大面积和拥有高可燃物载量的森林植被的保护要充分突显“预防为主”的原则,而以林场为基本单元的林区百姓防火意识的提高以及针对交界域的可燃物管理和火源管理则是火灾预防至关重要的措施。另外,需要强调的是以建普通阻火带和植物防火林带为主要手段的防火分隔要从科学的高度予以提炼并规范化,以求实现相关作业的有效性和经济性统一。 科技发展论文:结合科技发展动态提高《药用植物栽培学》教学效果 作者:白岩,田薇,徐建伟,斯金平 【摘要】 《药用植物栽培学》是一门新兴的学科。文章探讨了在科技不断发展的形势下,引入其它学科的前沿动态知识,提高学生的学习兴趣,开阔思路,扩大学生的知识领域,适应知识的更新和发展的需要,提高教学效果。 【关键词】 药用植物栽培学; 科技发展动态; 前沿知识 《药用植物栽培学》(culture of pharmaceutical plant)是研究药用植物生长发育、产量和品质形成规律及其与环境条件的关系,并在此基础上采取栽培技术措施以达到稳产、优质、高效为目的的一门应用科学[1]。这门课程以植物学、植物生理学、生态学、遗传学、昆虫学、病理学和中药学为基础,借鉴了农业、林业、园艺等栽培植物的技术和措施,成为自成体系的学科[2],为人类的防病、治病和保健生产优质的中药材。因此,本门课程的重要性在于:由于环境恶化、生态失衡、物种减少,导致野生药用植物资源日趋减少,甚至有些种类濒临枯竭,所以,今后的中药材在相当长时间内主要来源于人工栽培,尤其疗效显著需要量大的药材更是如此。这就需要培养从事药用植物栽培的人才,生产出栽培规范化、质量标准化的优质中药材。 为达此目的,必须打破传统观念,在原有的课程内容体系基础上,引入近年来的科学进展和高新技术新成就,以便拓宽课程体系的广度和深度。 1 结合gap标准化种植知识,了解相关法令法规 药用植物的栽培比普通农作物的栽培要求高,要符合gap标准化种植,对中药材生产全过程进行有效的质量控制,是保证中药材质量“稳定、可控”,保障中医临床用药“安全、有效”的重要措施[3]。因此在教学过程中,不断强调通过革新栽培技术,获得高产量、高质量、低农药和低重金属残留的原药材。同时,补充学习国 家出台的中药质量管理规范内容,包括中药材生产质量管理规范、 中药提取生产质量管理规范、药品生产质量管理规范等一系列管理规范和与药用植物栽培直接相关的法令法规,使学生在今后的工作和科学研究过程中增加相关的规范意识和法律意识。 2 结合现代农业技术,扭转学生错误观念 针对学生认为药用植物栽培就是简单重复大田、林学、园艺等植物的栽培经验,没有科技可言这种状况,将现代农业技术引入到课堂中,提高学习积极性。 2.1 增加病虫害的生物防治和理化防治的内容在药用植物栽培管理过程中,如何控制病害、虫害和草害,是提高中药材的产量、保证中药材质量的关键。在讲授药用植物病虫害防治时,除介绍一些常用化学药物防治方法外,同时强调物理防治与生物防治的重要性,旨在尽量减少药用植物中的农药和重金属残留。例如:利用植物之间的对等效应[4,5],间、混、套作种植一些具有防病虫害作用的植物;使用天然植物型农药;利用天敌或一些致病真菌防治害虫;利用紫外线诱杀害虫;利用辐射或性激素干扰害虫交配等措施,均可达到不使用农药、无残留、生态和谐的目的。使学生深刻地理解对于病虫害 “预防为主、综合防治”的方针,同时为今后学习和工作打下良好基础。 2.2 增加节水农业的相关内容我国是世界上水资源贫乏的国家,尤其在某些久负盛名的地道药材产区更是如此,为此,在讲授灌溉的内容时,引入节水农业[6,7]的概念,包括工程节水、农艺节水、节水基因型筛选、植物精量给水、区域智能化给水技术等。同时重点介绍了以色列的滴灌技术和澳大利亚的局部根区变干给水技术,使学生了解国内外的新型灌溉技术以及技术改进后对于产品质量的改良效果。 2.3 增加生物入侵与防治的内容在药用植物引种和驯化的过程中,要做好植物材料的检疫。从国外或外地调运种子、种苗时, 必须经过检疫,在确认无检疫对象和主要病虫害后,方可调运。近百年来,由于没有入侵生物检疫的概念而人为或无意引进我国的新物种非常多,对我国的生态和经济都造成极大的损失[8,9]。这些实例能使学生清醒地认识到:外来物种可以改变生物的种群、群落甚至生态系统的结构和功能,对生态系统的平衡和人类社会的发展隐藏着巨大的威胁。外来植物一旦入侵成功,要彻底根除极为困难,因此在学习和生产过程中必须形成忧患意识,防患于未然。 2.4 增加绿肥和菌肥的内容在药用植物栽培时,结合间、混、套作种植绿肥[10,11],不但可以改善土壤结构、增加土壤腐殖质含氮量、提高土壤肥力、药用植物品质和产量,而且可以改善生态环境、减少水土流失,同时可以通过绿肥饲喂牲畜“过腹还田”、或放养蜜蜂生产蜂蜜,达到提高经济收入的目的。利用菌肥[12,13]则可以通过菌肥中的微生物生命活动,改善作物的营养条件,固定空气中的氮素,参与养分的转化,促进作物对养分的吸收;分泌激素刺激作物根系发育;抑制作物有害微生物活动,利于药用植物的生长发育。 3 结合生物技术,开拓药用植物栽培新领域 无土栽培、细胞的工业化生产[14,15]虽然属于生物技术范畴,但可以引用到药用植物栽培,生产中不但可以打破土壤栽培的连作障碍,节水、节肥、省工,还可以在不适宜于一般农业生产的地方进行药用植物种植,避免土壤污染、生物污染和工业污染,生产出符合gap标准的药材。在授课过程中添加这些方面的内容,会使学生深刻认识到其中的技术所在,思路更加开阔。而脱毒快繁、细胞融合等技术也广泛应用到药用植物生产研究领域中。目前,蜜环菌、紫草、人参的细胞悬浮培养、地黄的脱毒苗、曼陀罗和百合等的花药培养、桔梗的多倍体培育以及一些转基因药用植物的培育均取得成功,为药用植物栽培提供新的发展方向。 4 结合中药质量检测技术,增强中药质量监控意识 药用植物引种栽培不单单以成活为目的,同时要求能正常生长发育,并获得一定产量,而且药效成分、含量以及医疗效果达到药典要求,因此需要与中药质量检测技术相配合[16,17]。通过补充该课程的相关发展动态,使学生了解有关中药质量状况、中药质量控制的思维方法与发展趋势,增强质量意识,明确“药材好,药才好”的相关性,为今后从事药用植物栽培、中药质量控制、中药质量规范化管理等工作打下一定的基础。 5 结合实践教学,培养动手能力和科研能力 《药用植物栽培学》以植物学、植物生理学、生态学等知识为课程基础,同时又要求与实践相结合。由于现在的学生真正接触农事活动的机会非常少,因此在课堂教学的同时安排一周的百草园内种植实习[18],可以使学生能更好的掌握中药相关的知识。通过实践教学,增强专业实践技能,提高创新能力、分析和解决问题的能力。在实习之前,要求学生提前查阅资料,结合前沿的技术,自行设计一些切实可行的试验,在实习和观察的过程中,记录相关试验结果,分析和讨论一些栽培管理措施对于药用植物的产量和质量的影响,加深学生对《药用植物栽培学》的理论理解和感性认识,同时培养了学生的动手能力、团队配合能力和科学研究能力。 6 激发学生自学兴趣,主动学习多学科前沿知识 在《药用植物栽培学》的学习中,不但在课堂上让学生了解到目前科技发展前沿,改变学生的错误观念,同时结合课程论文,鼓励他们充分利用图书馆和网络资源,了解更多的相关学科的最新发展动态,将前沿知识与药用植物栽培结合起来。例如,有的同学设计了太空药用植物种子,将gps、rs和gis技术与药用植物栽培结合,或结合生物技术生产超级人工包衣药用植物种子,通过不断引导学生主动查找资料,激发学生的兴趣和求知欲,增加课外知识,逐渐重视药用植物栽培的技术性与重要性。 由此可见,在教学过程中,注意穿插药材生产、农业生产、生物技术的前沿知识,同时增加药物知识、医药最新动态及临床应用等方面的介绍,可以让学生将理论与生产实际相联系,将单一的专业课程与其它学科相联系,不但缩短了对药用植物栽培学知识技能的掌握时间,能够快速进入实际应用,而且使学生系统掌握了中药专业相关课程的内在联系,大大激发学生学习本课程的动机和兴趣,增强了教学效果,课程结束时学生调查结果反映良好,满意度高。对《药用植物栽培学》进行教学改革,符合中药现代化、产业化、国际化的发展需求,能够尽快为我国中药gap标准化种植培养优秀人才,适应社会发展的需要,是切实可行的。 科技发展论文:浅论从二十一世纪高科技发展最新突破探讨教育伦理学的新变化 论文关键词:突破 高科技 教育伦理学 探讨 论文摘要:从信息网络技术全球化发展到生物高科技技术时代突然到来1我们似乎一直是高科技技术被动的顺应者。要实现科教兴国战略,使我国成为高新科技的倡导者和领导者、就必须对现行教学模式进行彻底改革,自己动手培养尖端高科技创新人才。新的教学模式必然导致教学伦理学的更新变化。我们认为教学改革,不能简单囿于传统的教书育人观念1还要致力于创新教学改革,致力于培养尖端高科技创新人才。 20世纪末以来,正当信息技术席卷全球、世界为信息网络技术疯狂,热衷于信息网络开发和信息网络攻关的时候、美国众多的高科技专家预言,在未来的21世纪,将是生物技术和生物经济时代。2000年6月,很快传来惊人的突破性消息:继生物克隆技术全面成熟之后,人类遗传的基因密码组全部被翻译出来了。在我们还在热衷于信息开发和网络攻关的时候,生物技术和生物经济时代的到来却已不再是纸上谈兵或什么预测了。 近代以来,中国在世界范围内的高科技竟争一直处于劣势或被动状态。主要原因应该是我们的近代以来的教育模式有间题。我国的教育,历来是以教书育人为基准指导方针,以培养对社会有用的合格人才为方向,一直缺乏对尖端高科技创新人才培养的激励手段和理论研究。教书育人的传统教学观念,是影响我国近代以来高科技顶尖人才培养和高科技发展的沉重桔侄。而随着社会的发展和科技的进步,高科技竞争特别是高科技创新人才竟争将是直接影响国家发展和民族生存的关键。改革现有教育模式,改革现有教育伦理学观念,通过我们自己的院校培养我们自己的尖端高科技人才是科技强国的必由之路。这个问题已引起国家和教育工作者的高度重视 一、教育伦理学观念的变迁 从’.学而优则仕”开始,孔夫子为天下读书郎设下诱饵,中国古代教育一直是围绕师古人而明大志、师圣贤而明是非”进行的。几乎同期,欧洲则是“昨天教育”(认为过去的一切都是好的,要把人类已有的知识、经验一代一代传教下去)的天下。与中国几千年封建历史不同的是,欧洲在工业革命以后,产生了冷天教育”的思想、“今天教育”与“昨天教育”最大不同是强调过去的一切只能说明过去,教育的作用就在于为现实服务。而此时中国则几乎全是“八股文”的天下。到了第二次世界大战及以后,欧美开始诞生了“明天教育”的思想。“明天教育、、强调学习以昨天,,的知识为基础,以培养创新能力,应变能力、信息处理能力和综合决策能力为指导方向的全新教育模式。 二、教育伦理学观念的更新与教育模式改革 目前我国现有的教育模式,基本上还是延续了以教书育人为基准指导方针,以培养对社会有用的合格人才为方向的思想。仅相当于二百多年前欧洲的今天教育”模式。这种模式不仅窒息了学生的创新性思维,也使具有创新创造性天才难以脱颖而出、反映在科技界则是步人后尘,被动发展 同志在“十五大”报告中指出,一个民族的创新能力关系到民族的兴衰存亡教育在培养民族创新精神和创造性人才方面肩负着历史使命。这震耳发聋的呐喊,是唤醒中华民族教育界的战鼓从南到北,从东到西,从社会科学各学科到自然科学各学科,关于在我国开展创新教育的研究、关干西方创新教育的研究如雨后春笋般开展起来〕开展创新教育,科教兴国成为时代主旋律。 三、教育伦理学所面临的挑战 科教兴国,开展创新教育,目前还仅停留在理论阶段在我国完全实施创新教育还有相当距离。 一些教育工作者对创新教育感到茫然,不可理解,甚至有抵触情绪。认为目前一直在搞教改,教学内容改革了教学手段也改革了,还需要搞“创新教育吗?教书育人还要不要,培养对社会有用的合格人才的口号还提不提? 其实“创新教育”与“传统教育”之间的矛盾,是‘明天教育”与“今天教育”之间的矛盾是一致的。教书育人,培养对社会有用的合格人才是社会对大专院校的最低要求,而不是院校的最高目标。传统教育是基础的、是必需的,创新教育是提高的、创造的。对.今天教育”学习都十分吃力的学生,你是无法实施..明天教育”的。学有余力,而且具有相当创新创造性才赋的学生,是实施“明天教育的主要对象。本来院校培养的学生就应该只有两种:一种是创新性人才,一种是对社会合格人才。这是我国教育伦理学应正视的现实。 值得指出的是,开展创新教育不能完全照搬照抄欧美的模式与经验。欧美创新教育培养甚至从小学就开始了,教育手段主要是两大法宝:启发预见、师生互动。结果培养出来的大学生连自己国家在地球仪的哪个部位都不知道。启发预见与师生互动式的教学本没有错,是创新教育的重要手段,但这必须要以传统教育为前提,以传统教育为基础。否则教育的结果只能是空中楼阁。 同志在全国教育工作会议的开幕式上指出:“要下功夫造就一批真正能站在世界科学技术前沿的学术带头人和尖子人才,以带动和促进民族科技水平与创新能力的提高。让我们教育工作者积极努力,锐意改革进取,培养出一大批具有中国特色的创新创造性人才。 科技发展论文:新时期我国科技发展战略与对策 一、当代科学技术发展趋势与我国的战略选择 (一)科学技术已经成为推动经济社会发展的主导力量 当代科学技术发展日新月异,呈现出新的趋势,预示着社会经济结构的重大变革。一是科学技术发展不断突破人类传统认识极限,引发新的科学革命和技术革命。学科之间、科学和技术之间、自然科学和人文社会科学之间相互交叉渗透,导致众多跨学科领域的诞生。二是科技成果产业化周期缩短,不断造就新的追赶和超越机会。在纳米技术、生物技术等新兴领域,不少国家都处在相近的起点上。后发国家完全有可能在这些领域实现突破,带动整体科技竞争力的跃升。三是科学理论超前发展,引领新的技术和生产方向。核能、集成电路、生物技术以及正在兴起的纳米技术,都是源于基础科学理论的突破。科学理论越来越走在技术和生产的前面,为技术和生产发展开辟新的道路。四是科技全球化加快,自主创新能力成为国家竞争力的决定性因素。在全球化环境下,资本、信息、技术和人才等要素在全球范围内的流动与配置日益普遍。但是,全球化并没有改变国家间竞争的本质,只是改变了竞争形式,也就是通过对技术和知识产权的占有更加尖锐地表现出来。总之,在科学技术的引领和推动下,人类正经历着从工业社会向知识社会的演进。 (二)科学技术的竞争已成为当代国际竞争的焦点 随着世界经济政治格局的转变,以及全球化和新科技革命带来的历史机遇,技术已经成为国际竞争的主要手段。一是发达国家用技术控制市场。据统计,目前全世界86%的研发投入、90%以上的发明专利都掌握在发达国家手里。凭借科技优势和建立在科技优势基础上的国际规则,发达国家及其跨国公司形成了对世界市场特别是高技术市场的高度垄断,从中获取大量超额利润。二是发达国家用技术控制资源。如果说过去老牌资本主义国家是用暴力掠夺殖民地资源,那么今天发达国家更多的是利用技术手段控制国际资源及其流向。目前,对空间、海洋和生物等战略资源的争夺已成为各国竞争的焦点。三是发达国家用技术控制媒体。随着通信网络技术的发展和普及,美欧等发达国家凭借其掌握的先进信息技术,通过对各种传媒的控制,在传播西方意识形态、文化和价值观等方面占据主导地位,甚至以此影响他国重大决策。 (三)促进科技创新成为世界主要国家的基本战略 面对当今科技经济发展的总体态势,世界各主要国家都做出了基本相同的战略选择。一是把科技创新作为国家战略。美国政府把保持美国在科技前沿领先地位作为国家战略目标;日本政府相继提出了科技创新立国和知识产权立国的国家战略;韩国政府提出必须在国家层次上制定和执行以科技为基础的政策,为国家发展探索新的道路。二是把科技投资作为战略性投资。2003财年美国联邦科技预算为1180亿美元,是历史上最大规模的联邦政府研究开发支出;英国政府决定从1999年起,在3年内追加14亿英镑投资,是“有史以来政府对科学基础投入金额最大的一次”;欧盟提出到2010年将研究开发经费占gdp的比重提高到3%。三是超前部署和发展战略技术及产业。一些国家在航空、核能、汽车、微电子、软件等产业领域取得领先地位,很大程度上都是来自国家超前战略选择和实施的结果。我们从中可以看到,后发国家既可以借助科技革命的历史机遇,利用后发优势实现社会生产力的跃升,也可能拉大与发达国家的发展差距,最终被边缘化。 (四)走创新型国家发展道路是我国面向2020年的战略选择 半个多世纪以来,世界上众多国家都在各自不同的起点上,努力寻求实现工业化和现代化的道路。一些国家主要依靠自身丰富的自然资源增加国民财富;一些国家主要依附于发达国家的资本、市场和技术;还有一些国家把科技创新作为基本战略,致力于提高科技创新能力,形成强大的竞争优势。国际学术界把后一类国家称为“创新型国家”,他们共同的特征是:创新综合指数明显高于其他国家,科技进步贡献率在70%以上,研究开发投入占国内生产总值的比重大都在2%以上,对外技术依存度都在30%以下。在科技产出方面,这些国家获得的三方专利(美国、欧洲和日本授权的专利)数占世界总量的97%。 我国尽管与创新型国家还存在较大差距,但是特定的国情决定了我们不可能选择资源型和依附型的发展模式,必须走创新型国家的发展道路,推动经济增长方式从要素驱动型向创新驱动型的根本转变,使科技创新成为经济社会发展的内在动力和全社会的普遍行为,最终依靠制度创新和科技创新实现经济社会持续协调发展。 第一,全面建设小康社会的目标,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。满足全面建设小康社会的要求,意味着我国必须保持从改革开放到2020年连续40年7%以上的经济高速增长,这是世界经济史上前所未有的。研究表明,如果我国科技创新能力没有根本提高,科技进步贡献率仍保持目前39%的水平,要实现翻两番的目标,就要求投资率达到52%的特高水平,这是难以做到的;即使投资率可以保持近年40%左右的高水平,科技进步贡献率也必须达到60%,即在目前水平上提高20个百分点,才能实现建设小康社会所要求的经济增长目标。 第二,资源、环境的瓶颈制约,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。我国能源、水资源等重要资源人均占有量严重不足,生态环境脆弱,面临日益严峻和紧迫的重大瓶颈约束,这些问题的严重性和解决这些问题的复杂性在世界发展史上前所未有。据统计,我国人均能源占有量不到世界平均水平的一半,石油仅为十分之一,水资源仅为四分之一。与此同时,由于技术落后和长期粗放经营,进一步加剧了环境污染和资源损耗。实践表明,传统的“高投入、高消耗、高污染、低效率”的路子已经难以为继,依靠科学技术是突破资源和环境瓶颈约束的根本途径。 第三,保障国防安全和经济安全,决定了我国必须走创新型国家的发展道路。在全球化进程中,我国面临着日益复杂的国际环境和许多新的问题。确保国防安全,实现祖国统一,维护我国空天、海洋权益,以及应对各类公共安全和新的社会风险等,都对科学技术发展提出了迫切需求。在涉及国防安全和经济安全的关键领域,真正的核心技术是买不来的。如果我们不掌握更多的核心技术,不具备强大的技术创新能力,就很难在急剧变幻的世界竞争格局中把握机遇,甚至有可能丧失战略主动权。 (五)我国已经具备一定的建设创新型国家的基础和能力 目前我国创新综合指数排名大约位于世界第28位。进入创新型国家行列,意味着我们在未来15年内,创新综合指数排名要提高10位左右。我们认为经过全国人民的积极努力,这是完全可能的。这是因为: 建国50多年来,特别是改革开放以来,我国科学技术取得了举世瞩目的成就,为建设创新型国家奠定了必要的基础。研究表明,我国虽然处在人均gdp1000美元的时期,但是科技创新综合指标已相当于国际上人均gdp5000—6000美元国家的水平。我国科技人力资源总量已达3200万人,研发人员总数达105万人年,分别居世界第一位和第二位,这是任何国家无可比拟的,也是我国独具的走创新型国家发展道路的最大优势;经过几代人的努力,我国已经建立了大多数国家尚不具备的比较完整的学科布局,这是走创新型国家发展道路的重要基础;我国已经具备了一定的自主创新能力,在生物、纳米、航天等重要领域的研究开发能力已跻身世界先进行列;我国具有独特的传统文化优势,中华民族重视教育、辩证思维、集体主义精神和丰厚的传统文化积累,为我国未来科学技术发展提供了多样化的路径选择。更为重要的是,我国还具有社会主义制度的政治优势,邓小平理论、“三个代表”重要思想为我国科技发展提供了坚实的理论基础,党的十六届三中全会提出的科学发展观反映了科学技术发展的内在规律和要求,科教兴国战略、可持续发展战略和人才强国战略日益深入人心。因此,我国完全有条件走创新型国家的发展道路,依靠自主创新提高综合国力和国际竞争力,实现中华民族的伟大复兴。 二、统一思想和意志,把增强自主创新能力作为国家战略 2004年底以来,同志多次强调指出,要坚持把推动科技自主创新摆在全部科技工作的突出位置,坚持把提高科技自主创新能力作为推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节,加快建设中国特色国家创新体系,在实践中走出一条具有中国特色的科技创新的路子。总理在2005年全国科学技术奖励大会上也强调,必须把增强自主创新能力作为国家战略,贯彻到现代化建设的各个方面,贯彻到各个产业、行业和地区,努力将我国建设成为具有国际影响力的创新型国家。我们要把思想统一到中央的重大决策上来,贯彻落实到各方面工作中,仍需要进一步深入学习和思考。 (一)提高自主创新能力是推进结构调整和提高国家竞争力的中心环节 20世纪90年代以来,转变经济增长方式、推进结构调整一直是我国经济工作的重点。但是,我们至今还没有完全摆脱粗放型增长方式的困扰,一个重要原因就在于缺乏自主创新能力。这可以从以下三个方面来分析: 第一,技术创新能力决定国家竞争力。改革开放20多年来,我国主要通过“以市场换技术”的策略,大规模引进国外技术和外国直接投资,促进传统产业的技术改造和结构调整,取得了很大成绩。但是,随着国民经济的不断发展,一些新的问题和矛盾开始凸显:一是随着劳动力成本的逐步提高,传统的比较优势也将逐步丧失,我国越来越难以从单纯的劳动力比较优势中获得应有的利益。比如,我国生产一台电视机的利润不到10元钱,计算机的毛利只有5%,贴牌手机的专利费占到售价的20%。二是由于收益率过低,广大劳动者的工资水平也很难得到提高,从而使得扩大内需、促进现代服务业发展等国家重大战略难以顺利实现。三是一些产业领域正在表现出一定程度的对外技术依赖,大到飞机、汽车、制造装备,小到服装、日化用品,国外品牌和技术主导的格局日益显现。在wto规则下,知识产权、 技术贸易壁垒和反倾销已成为我国众多企业参与国际竞争所面临的重大障碍。 第二,引进技术不等于引进技术创新能力。在一定条件下,技术可以引进,但技术创新能力不可能引进。实践证明,技术创新能力是内生的,需要通过有组织的学习和产品开发实践才能获得。我国的产业体系要消化吸收国外先进技术并使之转化为自主的知识资产,就必须建立自主开发的平台,培养锻炼自己的技术开发队伍,进行技术创新的实践。在发展高技术特别是战略技术及其产业方面,强调国家意志并没有过时。通过自主创新提升产业素质,把资源禀赋决定的比较优势转化为核心技术的竞争优势,应当成为新时期我国技术进步的一个立足点。 第三,真正的核心技术是买不来的。从冷战时期的“巴统组织”到今天的“瓦森纳协议”,美国等西方国家对技术出口的控制不断加强。近年来,针对我国连续发生的美国劳拉公司和休斯公司火箭发射事件、以色列预警机事件、捷克维拉(vera—e)无源监视系统事件、美国smic公司在华投资建设芯片生产厂受阻事件、欧盟对华军售解禁问题等,都应当引起我们严重注意。实践表明,真正的核心技术是很难通过正常贸易得到的。我们应当立足于自主创新,在充分利用全球资源的基础上,依靠自身的创造性努力来逐步解决所面临的核心技术问题。 (二)正确处理引进技术和自主创新的关系 自主创新不等于关起门来搞创新。坚持自主创新,绝不是排斥技术引进,而是把在技术引进基础上的学习和再创新作为增强自主创新能力的重要途径。加强自主创新包括三个方面的内涵:一是要加强原始性创新,努力获得更多的科学发现和技术发明;二是要加强集成创新,使各种相关技术有机融合,形成具有市场竞争力的产品和产业;三就是要在引进国外先进技术的基础上,积极促进消化吸收和再创新。“二战”后的日本及20世纪80年代的韩国,都是在充分消化吸收国外先进技术的基础上取得了巨大成功。他们在许多领域的技术引进与消化吸收投入之比达到1∶5—1∶8,这使本土企业的自主开发能力得到了迅速提升。与他们相比,我国在技术引进与消化吸收方面严重脱节,2002年两者的投入比仅为1∶0.08。今后我们还需要从国外大量引进先进技术,但必须在消化吸收上多做文章、做足文章,否则将很难走出“引进、落后、再引进、再落后”的被动局面。 (三)必须树立强烈的民族自信心 民族自信心是一个民族实现强大的永恒动力。走自主创新之路,必须树立敢于跨越、敢于争先的民族自信心。一个民族只有树立了自信心和使命感,才是主体意识健全的民族,才能在多极化的全球格局中有所作为。我们总结“两弹一星”的经验,一个重要方面就是我们的科学家表现出来的高度的民族自信心、极大的勇气和魄力。40多年前的20世纪50、60年代,在当时我国经济和科技十分落后的条件下,我们的科学家有这样的勇气是何等不易!今天我们的条件已经有了很大的改善,经济、科技、教育各个方面都有了很大的发展。我们完全有条件把前人、把外国人没有做过的事情做得更好。 三、调整思路,重点部署,走出中国特色的自主创新之路 当前,我国科学技术发展正处于新的战略起点上。面对新形势和新要求,我们一定要全面落实科学发展观,大力实施科教兴国战略和人才强国战略,把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置,在实践中走出一条有中国特色的自主创新之路。 (一)努力实现发展思路的重大转变 第一,在发展路径上,从着重跟踪向加强自主创新转变。跟踪是促进科技进步的一个重要途径。但是,在全球化环境下,以跟踪为主的发展路径,难以突破发达国家及其跨国公司构筑的知识产权壁垒,难以从根本上解决我国国家安全和自身发展面临的重大科技问题,难以实现后来居上的发展目标。我们必须确立自主创新的战略基点,努力获得更多的科学发现和技术发明,力争在国际竞争中掌握更多的主动权。 第二,在创新方式上,从注重单项技术的研究开发向加强以重大产品和新兴产业为中心的集成创新转变。单项技术研发是科技活动的必要方式。但是,以单项技术为主的研发,如果缺乏明确的市场导向和与其他相关技术的有效衔接,将很难形成有竞争力的产品和产业。因此,我们应当注重集成创新,选择具有较强技术关联性和产业带动性的重大战略产品,实现关键领域的突破。 第三,在创新体制上,从以科研院所改革为突破口向整体推进国家创新体系建设转变。近20年来,我国以科研院所改革为突破口的体制改革取得了明显成效。当前,我国需要在进一步深化科研院所改革的基础上,以建立企业为主体、产学研有机结合的技术创新体系为突破口,进入到在国家层次上整体设计、系统推进国家创新体系建设的新阶段。 第四,在发展部署上,从以研究开发为主向科技创新与科学普及并重转变。科技创新与科学普及是科技进步的两个基本方面,是科技工作的一体两翼,不可或缺。全面建设小康社会,必须提高全体公民的科技素质,实现科技公平。广大公众只有具备良好的科学素养和科学精神,才能充分理解科学、支持科学和参与科学,也才能充分享受科学技术发展带来的福祉。 第五,在国际合作上,从一般性科技交流向全方位、主动利用全球科技资源转变。全球化环境、现代信息技术的广泛应用和国际大科学工程的深入开展,使我国能够在更大范围、更深层次上学习先进科技成就,分享研究开发资源和管理经验。为此,我们应当加快形成国际化研发体系,全面提升国际科技合作的层次和规模,有效利用全球科技资源服务于国家战略目标。 (二)确立我国科技发展的战略方向和重点 中国科技进步必须牢牢建立在自主创新的基点之上,依托自身特定的国情,适应自身的战略需求,选择自己的科技发展方向和道路,确立自己的战略目标。 据此,我们确定了以下六个方面的战略重点:一是把发展能源、水资源和环境保护技术放在优先位置,下决心解决制约国民经济发展的重大瓶颈问题。我们必须依靠科技创新开源节流、保护环境,实现从资源消耗型向资源节约型转变,从忽视环境的增长向环境友好型增长转变。二是以获取自主知识产权为中心,抢占信息技术战略制高点,大幅度提高我国信息产业的国际竞争力。三是大幅度增加对生物技术研究开发和应用的支持力度,为保障食物安全、优化农产品结构、提高人民健康水平提供科技支撑。四是以信息技术、新材料技术和先进制造技术的集成创新为核心,大幅度提高重大装备和产品制造的自主创新能力。五是加快发展空天技术和海洋技术,拓展未来发展空间,保障国防安全,维护国家战略利益。六是加强多种技术的综合集成,发展城市和城镇化技术与现代综合交通技术,以及公共安全预测、预防、预警和应急处置技术,提高人民的生活质量,保障公共安全。 (三)集中力量实施一批重大战略产品计划和工程专项 重大战略产品和工程事关国家长远和战略利益。一项重大战略产品计划的成功实施,不仅能够有效带动相关学科、技术和产业的发展,形成新的经济增长点,而且能够充分体现国家战略意愿,提升国际地位,振奋民族精神。作为一个发展中大国,我国科技资源相对匮乏,有限的科技资源和多样化的科技需求,决定了我国科技发展不可能在所有领域进入世界前沿,必须突出重点,遵循“有所为、有所不为”的原则加以实施。我国举全国之力实施的“两弹一星”工程和载人航天工程是跨部门、跨学科的重大科技项目的成功典范,也是中国科技事业发展的重要标志。在国家中长期科技发展规划纲要制定过程中,我们根据各方面意见,确定了一批重大项目,将在未来15年陆续启动实施。我们相信,这些重大项目的实施将对提高我国竞争力、保证国家安全产生深远的影响。 (四)超前部署基础科学和前沿技术 近代科技发展历史表明,任何新兴领域的产生,特别是对处于萌芽和初生阶段的技术而言,总是需要及早给予大量投入和精心呵护。在科技领域进行超前部署,是先进国家保持领先地位和后进国家赶超先进国家的共同做法。一些国家在航空、核能、汽车、微电子、软件等产业领域取得领先地位,很大程度上都是这些国家超前战略部署的结果。对基础科学和前沿技术进行超前部署,对于提高创新能力和国际竞争力具有决定性意义。 为此,我们将采取以下举措:一是调整科技投入结构和支持方式,加大对基础科学、前沿技术和社会公益研究的支持力度,并对基地、队伍给予相对稳定的经费支持。二是进一步扩大科研院所在科技经费、人事制度等方面的决策自主权,提高科技资源整合的能力,增强科研院所自主发展的能力。三是优化科技评价体系,对于基础研究要以学术水平作为主要评价标准,鼓励科学家能够潜心于学术研究,把探索自然规律作为自己的崇高理想。四是鼓励探索,为创新性“非共识”项目提供特别资助,促进各类创新人才脱颖而出。五是建设科技基础条件平台,促进科技资源的社会共享,为各类人才提供平等竞争的条件和机会。 (五)大幅度增加科技投入,提高科技资金使用效益 从现在起到2020年,我国科技发展总体目标是完善国家创新体系,争取进入具有较强国际竞争力的科学和技术大国行列,为实现全面建设小康社会的国家目标提供强有力的科技支撑。为完成这一艰巨任务,国家公共财政必须把科技投入放在更加重要和突出的位置。 国家中长期科技发展规划纲要指出, 科技投入总体目标是:2010年和2020年,r d/gdp比例分别达到2.0%和2.5%。这是一项非常艰巨的任务,需要政府、企业和全社会共同来努力。 与此同时,我们将高度重视科技资金的高效使用问题。一是调整科技投入结构,财政支出优先解决市场资源配置机制不能有效解决的投入问题,如基础研究、前沿技术研究、社会公益研究、科技基础设施,体现国家意志的战略高技术、关键技术和战略产品等。二是提高科技预算的权威性,使科技预算与国家科技发展目标保持一致,提高国家的科技动员能力,提高科技经费的使用效率。三是进一步发展和完善适应社会主义市场经济体制客观要求的多元化科技投入宏观架构,实现政府、企业、金融体系在市场资源配置基础机制之上的科技投入合理分工和协调配合。 (六)加快建立以企业为主体、产学研结合的技术创新体系 经过多年的不懈努力,我国科技和经济体制都已发生了深刻变革,但“科技与经济结合”这个问题始终未能很好地解决。究其原因,主要在于科技系统和经济系统两个方面的改革和发展基本上都是在各自系统内部完成,形成了两条彼此不完全重合的并行线。从产业技术进步方面来看,主要实行“以市场换技术”的策略,依靠从国外引进技术,目前全国规模以上工业企业研究开发投入占销售额的比重仅为0.78%,拥有技术开发机构的企业仅占25%,大部分企业没有技术研发活动;从科技创新活动方面来看,科技的改革和发展主要是在科技系统内部完成的,没有完全走出自身的小循环,科技创新活动还没有全面进入经济社会发展这个大循环体系之中。 各国经验表明,技术创新首先是一个经济活动过程。在市场经济条件下,企业作为投资主体、利益主体和风险承担主体,在技术创新中具有无可替代的作用。各国科技实力和竞争力的提高,很大程度上表现为企业技术创新能力的提高。中央将自主创新提高到关系全局的战略高度,关键要从制度和政策上进行安排。我们应当把建立以企业为主体、产学研有机结合的技术创新体系作为提高自主创新能力的突破口,通过财税、金融、政府采购、科技计划等方面的政策措施,鼓励和引导企业成为研究开发投入的主体、技术创新活动的主体和技术集成应用的主体。 确立企业技术创新的主体地位,必须高度重视中小企业特别是科技型中小企业的作用,把支持中小企业作为国家经济政策和科技政策的重要着力点。实践证明,中小企业特别是科技型中小企业是最具创新活力也面临巨大创新风险的企业群体。我国65%的国内发明专利是由中小企业获得的,80%的新产品是由中小企业创造的。目前,全国各地已经涌现出一大批富有创新活力的科技型中小企业,具有良好的成长潜力,只要给予必要的扶持,其中一定会有一批企业能够由小到大滚动发展起来。 (七)充分发挥人力资源优势 我国是一个人口大国,人口问题始终是我国可持续发展面临的首要问题。但是,人口负担只是问题的一个方面,同时更应认识到,巨大的人口也是一笔巨大的财富。把人口负担转化为人力资源财富,使我国成为真正意义上的人力资源大国,这是我国现代化进程的必由之路。 当今世界,各国可以用关税、非关税壁垒等手段保护本国的产品,控制生产要素跨国界的流动。但是,唯一无法控制流动的就是人才。我们必须更加积极主动地参与国际人才竞争,全力创造一个有利于留住人才、有利于尖子人才成长的环境。一是要造就开放的学术环境。开放是创新的灵魂和源泉。与国外学术交流非常频繁的情况相比,目前我国学术交流还不够活跃,门户思想、小团体主义还时有滋生。如果这种局面长期得不到扭转,我国的科学事业将会受到很大的制约。二是要倡导追求真理、宽容失败的科学思想。科技事业的真谛在于追求真理,怀疑和批判则是一切创新活动的基本出发点。当今不断开放的环境和不断更新的知识,要求我们必须永远保持一个在真理面前人人平等的社会文化氛围。三是要摒弃急功近利、急于求成的浮躁心理。我们并不主张人们禁锢在科学的象牙塔里,但每一个步入科学殿堂的人,首先要以科学的精神要求自己,不忘对科学真、善、美的追求,不应当把人文性与科学性分离甚至对立起来。因为只有把科学内化为我们精神的一部分,才能产生对科学的热情和灵感。 (八)充分利用全球科技资源 科学发展的灵魂在于不同思想和文化的撞击。激烈的科学争论与兼容并蓄的科学宽容,往往能够引发重大的创新突破。通过广泛深入的国际交流与合作,充分吸纳他人的智慧和技术优势,符合科学技术自身发展的内在需求。近年来,科技全球化正在成为经济全球化的重要表现形式,科技创新资源在全球范围内的整合和有效配置,使得传统的科研组织结构和创新方式发生了重大变化。特别是生产要素的全球配置,促进了科学和技术知识在全球范围内的流动,形成了技术创新收益的溢出,从而为发展中国家加快技术进步提供了机会和可能。 近年来,我国在开展国际科技合作、利用国际科技资源方面取得了丰硕成果。但是,在参与国际科技合作特别是大科学工程方面,我国还面临很多障碍。我们对此应当保持清醒头脑,把握各种稍纵即逝的机遇,积极参与国际大科学工程,充分利用全球科技资源。 科技发展论文:古代农业科技发展特点及形成原因 中国古代农业科技作为中国古代科技的重要组成部分,在发展过程中由于受到各方面因素的影响,农业科技的发展对于中国古代农业的发展起着举足轻重的作用。 一、我国古代农业科技发展的概述 自古以来,中国的农业在经济发展中占有很重要的位置,农业生产的发展离不开科技的进步,农业科技主要表现在农具的制作和耕作栽培技术方面,随着社会的不断更进,社会形态的变化也对农业生产方式产生了重要的影响,在原始社会中,由于受到农业技术发展的限制,农业的耕作水平较低,自从秦汉以来,中国开始进入封建社会,小农生产方式对封建经济有很大的推动作用,中国农业的科技发展在一些古书中都有记载,社会的不断分工也对农业改变生产方式提出了很大的要求。原始农业的发展经历了不同发展阶段,在以采集业为主要的农业生产活动的时期,人们在对野生植物的开采的过程中逐渐发现新的栽培方法,原始社会属于新石器时代,在新石器时代,农业科技也发生了很大的变化,在新石器初期,人们主要从事采集和渔猎,因此在采集技术和打猎的技术方面取得了相应的进步,这些技术的进步对于后期农耕技术的发明提供了很多经验,到了原始社会的后期,生产方式的进步促进了农业科技的不断发展,在原始畜牧业和原始农业的生产发展过程中,为了提高农业的生产,农民开始不断采用新的农耕技术,从而有效提高了原始农业的科技水平,这时候人们主要依靠群体的力量进行生产,一些简单的农具的出现主要是通过充分利用自然的有限资源,如一些石器农具和木制农具的出现,这些农具随着社会的进步也在不断改进,逐渐发展成为专门的农具,不同的农具有着不同的功能,到了后期,人们开始利用牲畜来进行农耕,农具的使用结合驯化的动物来进行农业生产有效地提高了农业的科技水平。我国古代的农业科技在不同的历史时期有着不同的发展特点,在秦汉时期,中国社会开始进入封建社会,各民族实现了高度的统一,社会的稳定为农业的发展提供了有利的发展环境,这时候农业的发展水平有了很大的提高,农业科技水平处于历史中的一个高峰时期,秦汉时期农业科技的发展离不开春秋战国时期农业的发展,在春秋战国时期,中国农业技术发生革命性的变化,耕作技术的进步促进了农业生产的进步,农业技术的进步主要表现在土壤、肥料、农具和灌溉技术方面,在这个时期,冶铁技术的进步使铁农具开始出现,而铁农具的出现使农业耕作技术更加精细;在播种方面,粮食的种类不断增加,人们开始利用节气和四季的气候开始播种,在播种的具体操作中,开始注意种植物之间的密度,掌握合理的米制标准有利于节约更多的土地,同时也有利于提高农业的产量。在古代,农业科技还表现在对土壤的分类和处理,春秋战国时期,农民开始根据土地的质地、色泽以及土壤的肥力来对土壤进行分类,不同性质的土地有着不同的名称,这些土壤技术的进步为我国农业技术的进步奠定了理论和技术的基础,同时也有利于农民更加合理地使用有限的土地资源。在秦汉时期,农业科技的进步主要体现在精耕细作技术上,这种技术的成熟又有效地提高了农业在整个经济发展中的地位。在我国的宋元时期,农业科技取得了很大的发展,出现了第二个发展高峰,出现了大量专业省力的农具,农田水利方面也出现了一些新的技术,水利技术极大地提高了农业的产量。精耕细作是我国农业科技发展的重要特点,我国古代农业科技的发展离不开古人的聪明智慧,古人在发展农业的过程中充分发挥自己的主观能动性,从而在农具和耕作栽培技术方面取得了很大的成果,这些农业技术成果对于农业技术的发展有很大的促进作用。 二、我国古代农业科技发展的特点 (一)重经世致用,超越性与前瞻性不足 中国古代农业科技的发展是和现实中农业的需求密切联系的,古代的农业科技像农具和栽培技术的出现都是为了更好地服务现实中农业生产,当农民在种植的过程中出现一些技术问题而导致农业的生存受到阻碍的时候,人们会根据现实的具体情况加大对农业技术的研究。在南北地区,不同的气候条件导致已有的农具难以适应不同区域的土壤耕种的需求,前代耕犁对南方的水田耕作起着很大的作用,然而北方的旱田的耕作则很难进行,因此在唐代出现了曲辕犁,这种犁具的独特构造促进了耕作范围的扩大,新增的构造增加了它的灵活性,至此,中国的传统犁具已经开始标准化,在技术上已经处于成熟的水平。农业技术的发展最终要服务于具体的农业生产,现实中的发展需求也为农业技术的发展提供了动力。在我国,实用性的思想对我国的农业技术发展特点也有重要的影响,农业工具的发明很好地体现了中国惯有的现实主义思维。当农业种植在生产过程中受到气候的严重制约时,农田水利技术的出现和更新在一定程度上满足了农作物的生长需求,在历史的长河中,四川省处于中国的中西部地区,独特的地理位置给农业生产提供了有利的条件,在有名的都江堰地区,肥沃的土壤为农作物的有效生长提供了有利的基础条件,然而该地的河流分布也给农业生产造成了不利的影响,河流的分布特点在汛期的时候很容易导致洪水泛滥,从而影响农作物的生长,因此为了解决现实中气候导致的水流的问题,当地的人们开始建筑水利工程,从而使得农作物的水量需求在一年四季中能够得到合理的满足。农业技术的发展仅仅依靠现实需求的推进难以推进技术取得更大的进步,技术的发明创造需要充分发挥人们的想象力,思维空间的拓宽能够促进农业科技的长远发展。中国的农业科技在特定的时期虽然处于世界领先水平,但是由于农业科技的发展受到现实的制约,中国农业科技在后来的发展过程中严重落后于世界农业科技水平,特别在西方国家陆续进入资本主义社会后,科技突飞猛进,自己在加强科技研究的同时还广泛引进先进的农业技术,而我国在明清时期,闭关锁国的政策导致了国家在各个方面的严重落后,农业科技的发展空间开始不断缩小,仅仅依靠现实需求已经难以促进农业科技取得更大的发展,实用性思维过多强调使科技满足现实的工具性需求,这种科技思维严重阻碍了农业科技的进步,因此在发展科技的过程中需要加强思维的超越性和预设性,从而促进农业高科技的发展。 (二)重实际实效,逻辑思维难以推进 在中国自古以来农本的思想体系中,发展农业科技主要通过直觉思维来推进,这种思维方式主张强调直觉体验,与西方的逻辑思维相比,中国的思维体系存在着一些问题,实证方法的运用也一定程度上限制了农业科技的发展,古代中国的精细学科的发展也严重影响了农业科技的发展。像数学、物理等基础学科在发展过程中并没有得到足够的重视,这导致了中国古代农业科技发展的基础比较薄弱,一些著名的思想家和农学家在发展农业科技的时候忽视了数学的作用。在学科分类方面也受到务实性的思维模式的影响,思想家在学科分类上没有对学科进行具体的分类,这些学科发展特征导致了人们在逻辑推理上存在严重的不足。 (三)重田园生活,忽视学科基础研究 在古代,中国的农业科技水平远远高于西方国家的农业科技水平,然而到了近代,由于受到科技的影响,西方先进的科技水平为其农业科技水平的提高提供了很大的支撑,这导致了西方国家的农业科技水平迅猛发展,极大地加强了农业的基础地位,而中国自古以来农业的地位远远高于其他的行业,在发展农业的过程中,人们更多地遵循自然规律,过着比较安逸的生活,这些生活状况在一些诗词著作中有很多的体现。小农经济严重限制了农业的发展,在发展农业科技的过程中缺少对事物的想像,人们通过耕作更多只是为了满足自己的需求,在日常的实际生活中缺少浪漫主义情怀,在发展农业科技的过程中只重视技术的实用性而相对忽视学科的基础研究,科技的研究与社会科学的研究是密切联系的,农业科技不仅仅需要实用性思维,而且还需要更新思维方式,不断的创新,从而有效地促进逻辑思维的发展。 三、我国古代农业科技发展特点的形成原因 我国古代的农业科技发展有着自己独特的发展特点,这既与古代人们的思维特点有关,也受不同历史时期的时代特点的影响。古代农业科技的发展缺乏基础理论研究和分析,大多数的农业科技都是根据农业发展中产生的问题而研制出来的,在技术分析方面缺乏系统的分析,科技成果分布零散,不利于后世对农业科技发展史进行深入的研究。中国自己历来经济的发展都是以农业为根本,然而农业科技发展的整体水平不高,这种状况离不开中国古代现实主义的思维方式的影响,儒家思想作为中国古代的主流思想,主要致力于解决人们日常生活中的问题,这种思想体系限制了人们思维的想像空间。 四、结论 通过对中国古代农业科技发展的特点及其形成原因进行分析,可以进一步了解我国古代农业的发展状况,从而为今后农业科技的发展奠定有力的基础。 作者:吴林华 单位:山东省农业展览馆 科技发展论文:加快农业科技发展的路径分析 一、农业科技的组织传播优势 目前,全省科技示范区的实用技术入户率已达到95%,实用技术到位率达到80%①。再次,多种传播模式的调动优势提高了对农民科技传播的效果。省及各级政府部门在经费、人力等方面加大投入,扩大传播效果,促进了吉林省的现代农业发展步伐。吉林省农委与吉林省电视台共同开办了《农业科技大讲堂》栏目,系统宣讲和推广农业技术和农业政策。全省遴选重大技术和农业政策共24个专题,组织24位专家每周一讲,从目前已制作播出的15个专题看,由于大讲堂内容紧贴“三农”实际需要,加之形式新颖活泼,深受农民欢迎和好评②。最后,在科技服务方面,由吉林省政府统筹安排科研资源提供农技服务。全省集中组织了34个农业科研院所、农业大中专院校和农业技术推广单位,对全省60个县(市、区)进行技术包保,每个单位包保1-3个县市区,确保实现了省级科教资源能够有效地深入基层开展科技服务、指导农业生产。 二、吉林省农业科技的组织传播中存在的问题及原因分析 主要表现为基层农技人员队伍严重不足,基层农技推广队伍很难承担农业科技传播这一重要角色,据第二次全国农业普查显示,吉林省农业从业人员为938.67万人,乡级农技人员4754人,乡级农技人员人均承担农业从业人员1970人(见表1)。吉林省耕地面积8300多万亩,乡级农技推广人员人均承担耕地面积17458亩,人力明显不足。为了维持日常工作开展,全省农技推广系统中尽管如此,基层农技人员却是农民获取农业科技信息的重要途径。调查发现,由于吉林省乡村人际传播网络的缺失、村农民技术员在补助几近于无的情形下形同虚设;多数农户对大众媒介传播农业科技的方式不认同,电视对于农户来说主要是娱乐工具,而不是通过电视来获得农业科技信息,以电视为代表的大众传媒在传播农业科技方面的作用也没有想象的大,上网的农民只有6%,如果以全省的农户为基数,这个比例更是微乎其微,这其中还有相当一部分农户上网并不是为了获取农业科技信息。因此农户对基层农技人员的依赖性很大,近90%的农户遇到技术问题首选基层农技人员。 解决吉林省基层农业科技组织传播中的问题,需要对当前基层农技体系的现状有一个宏观的把握,对解决问题的方案有一个切合实际的定位。决策层对现阶段乡镇政府机构人员设置的基本判断是机构臃肿,人员超编严重,因此改革的成败很大程度上取决于能否真正精简机构和人员。客观地说,目前基层农技推广面临的情况,不论是从基层政府职能的转变上看,还是从农业生产集约化的发展方向上,都颇有过渡的意味。⑤因此在原有的农村公共服务制度外供给模式已经在事实上解体的情况下,目前的体制安排带有明显的过渡性,新的农村公共服务体系的构建才刚刚拉开序幕,乡镇政府目前这种尴尬的角色亦不会是长久的制度安排。 三、提高基层农技推广部门科技传播能力的对策 无论如何,当前的农技推广人员的数量很难增加,基层农技人员的工作积极性也很难依靠大幅提升工资待遇来提高,基层农技人员必须适应当前农村的整体环境,认清形势,在过渡时期采取过渡办法。现阶段对于基层农技人员来说,需要提高专业技术人员的行业自律,发挥政府的组织传播的优势,探索适合本地区特点的科技传播方式。 1.进一步发挥政府职能优势,有效整合各种传播方式。作为一种特殊的产品,农技推广服务所具有的特殊使用价值,导致其消费活动的双重性:农民对农技推广机构提供的服务所进行的消费构成直接消费,农产品消费者则构成农技产品的间接消费。在整体提高基层科技传播系统的传播能力同时,政府最重要的工作和长远目标应该是创造条件吸引更多的社会力量投入农业,通过扶植培养新型农民科技带头人带动乡村科技传播事业。尽可能在短时期之内在现代农业科技传播领域形成合力,把组织传播和人际传播有机结合起来。在农业技术外部产出的受益者中,除了消费者之外,还有一个很重要的受益者,那就是国家与社会:农业的保障国家食品安全、创造就业机会、增加农民收入和保护资源与生态环境四大功能。因此应把农业科技传播工作和项目建设(诸如新农村建设、高产创建、增产千亿斤粮食工程、世行、亚行等项目)结合起来,在经费投入机制上,以政府投入为主,同时多渠道筹措资金,建立政府、社会多元投入机制。 2.通过各种形式的培训,提高基层农技队伍现代农业的综合素质。基层农技推广队伍素质较低已是一个不争的事实,短期之内其人员结构是很难改变的,对这些人员的培训将决定吉林省现代农业的发展进程。在此,外企出于占领市场的目的,对自己产品的推广介绍而进行的各类培训极具可借鉴之处。当前应该对基层农技人员进行农业基本技能的考核测试,对其知识结构、基本技能的分层分类,制定人员培训计划,同时通过相应的评价激励机制的制定,调动基层农业科技传播人员的积极性,使基层农业科技传播人员具备自主学习提高能力,当然这些工作是需要一定的经费投入的。 3.充分调动社会力量,使农业科技信息传播系统化。政府可以通过政策引导,调动社会力量投入农业科技信息传播活动。要通过物质和精神奖励的机制,鼓励农业科研人员将科研工作与农技信息传播结合起来;要将农业技术人员纳入大学生“村官”选拔体系,在就业方面给予一定的鼓励,充实农技队伍;要引导涉家企业,结合经营活动加大对农技信息的传播力度。 总之,结合吉林省现实省情,未来几十年的农业科技传播依然会是政府主导的格局,随着经济的发展进步,会有越来越多的社会化主体参与进来,但是政府主导的组织传播依然会是决定性的因素。 作者:王凯锋单位:吉林财经大学新闻与传播学院 科技发展论文:农业科技发展中的问题及措施分析 一、农业科技的组织传播中存在的问题及原因分析 主要表现为基层农技人员队伍严重不足,基层农技推广队伍很难承担农业科技传播这一重要角色,据第二次全国农业普查显示,吉林省农业从业人员为938.67万人,乡级农技人员4754人,乡级农技人员人均承担农业从业人员1970人(见表1)。吉林省耕地面积8300多万亩,乡级农技推广人员人均承担耕地面积17458亩,人力明显不足。为了维持日常工作开展,全省农技推广系统中,县乡一级目前都是超编状况,县级超编为21.5%,乡级超编20.1%。 尽管如此,基层农技人员却是农民获取农业科技信息的重要途径。调查发现,由于吉林省乡村人际传播网络的缺失、村农民技术员在补助几近于无的情形下形同虚设;多数农户对大众媒介传播农业科技的方式不认同,电视对于农户来说主要是娱乐工具,而不是通过电视来获得农业科技信息,以电视为代表的大众传媒在传播农业科技方面的作用也没有想象的大,上网的农民只有6%,如果以全省的农户为基数,这个比例更是微乎其微,这其中还有相当一部分农户上网并不是为了获取农业科技信息。因此农户对基层农技人员的依赖性很大,近90%的农户遇到技术问题首选基层农技人员。 解决吉林省基层农业科技组织传播中的问题,需要对当前基层农技体系的现状有一个宏观的把握,对解决问题的方案有一个切合实际的定位。客观地说,目前基层农技推广面临的情况,不论是从基层政府职能的转变上看,还是从农业生产集约化的发展方向上,都颇有过渡的意味。因此在原有的农村公共服务制度外供给模式已经在事实上解体的情况下,目前的体制安排带有明显的过渡性,新的农村公共服务体系的构建才刚刚拉开序幕,乡镇政府目前这种尴尬的角色亦不会是长久的制度安排。 二、提高基层农技推广 部门科技传播能力的对策无论如何,当前的农技推广人员的数量很难增加,基层农技人员的工作积极性也很难依靠大幅提升工资待遇来提高,基层农技人员必须适应当前农村的整体环境,认清形势,在过渡时期采取过渡办法。现阶段对于基层农技人员来说,需要提高专业技术人员的行业自律,发挥政府的组织传播的优势,探索适合本地区特点的科技传播方式。 1.通过各种形式的培训,提高基层农技队伍现代农业的综合素质。 基层农技推广队伍素质较低已是一个不争的事实,短期之内其人员结构是很难改变的,对这些人员的培训将决定吉林省现代农业的发展进程。在此,外企出于占领市场的目的,对自己产品的推广介绍而进行的各类培训极具可借鉴之处。当前应该对基层农技人员进行农业基本技能的考核测试,对其知识结构、基本技能的分层分类,制定人员培训计划,同时通过相应的评价激励机制的制定,调动基层农业科技传播人员的积极性,使基层农业科技传播人员具备自主学习提高能力,当然这些工作是需要一定的经费投入的。 2.充分调动社会力量,使农业科技信息传播系统化。 政府可以通过政策引导,调动社会力量投入农业科技信息传播活动。要通过物质和精神奖励的机制,鼓励农业科研人员将科研工作与农技信息传播结合起来;要将农业技术人员纳入大学生“村官”选拔体系,在就业方面给予一定的鼓励,充实农技队伍;要引导涉家企业,结合经营活动加大对农技信息的传播力度。总之,结合吉林省现实省情,未来几十年的农业科技传播依然会是政府主导的格局,随着经济的发展进步,会有越来越多的社会化主体参与进来,但是政府主导的组织传播依然会是决定性的因素。 作者:王凯锋单位:吉林财经大学新闻与传播学院 科技发展论文:科技发展对林业经济的影响 加快林业科技体制改革,加速科技进步对经济增长的促进作用 林业科技进步对广西林业经济增长的贡献率达到185.69%,林业科技进步已成为广西林业经济发展中的最重要的制约因素。广西林业发展必须要率先建立健全适合市场规律的科技进步管理机制,加快实施政府制定的科技兴林战略,挖掘和发挥广西林业经济增长的源动力。 建立健全科教投入激励机制,加大科教投入帮扶力度 “科教投入-技术进步-经济增长”的良性循环对经济发展产生巨大的推动力,因此,必须改革和完善促进广西林业经济健康发展的政策体系等激励机制,整合科教创新资源,优化R D资源配置,提高科教资源利用率。积极培育科教创新主体,充分发挥知识溢出效应,促进广西林业经济的效率与公平发展。 优化科教创新环境,加强科技人才队伍建设 知识经济其本质就是人才经济,依托实施“领军人才引进、培养”和“创新团队建设”两项英才工程,加速林业技术人才引进与集中,积极引进高层次林业科技专家,努力培养一批创新型林业科技人才,创建活力四射的科技创新团队;特别是加大林产工业等产业的高级专业技术人员的引进,会极大促进与提升广西林业经济增长水平。充分发挥市场机制对人力资源配置的基础性作用,形成人才合理流动、公平竞争、自主择业的有效机制,促进林业科技队伍不断壮大。 强化政府在农户教育培训中的作用,扩大林业科技进步的受益对象 政府加强林农林业科技教育培训,林业科技进步的受益对象将是十分广泛,是解决广西”三农”问题的重要途径。因此,政府不仅要增加对农户科技进步教育培训的经费投入,建立林农教育培训和科教兴林专项资金,而且还要提供林业科技技术指导。为了做好林农增收的林业科技支撑工作,着力提高林农的科技素质,推动广西林业经济的蓬勃发展,广西区林业厅应该责成相关部门负责选送和培养优秀的林业科技特派员,成为促进林业增产增收和新农村建设的生力军。 本文作者:奉钦亮覃凡丁作者单位:桂林师范高等专科学校 科技发展论文:电工科技发展与展望 本文作者:李延斌作者单位:大庆府民物业管理有限公司 我国电工新技术的发展 随着我国经济的发展,我国的电力企业也取得了较大的发展,这种情况下电力技术的发展,不仅能够优化供电结构和形式,还能带动企业的更好更快的发展,下文中笔者将从几个方面,就我国电工新技术的发展现状进行分析。 1超导体和半导体材料在电力工业中被广泛的应用。下超导体和半导体材料的应用可以分为以下几个阶段,下文中笔者将进行详细论述。a.20世纪60年代初,实用超导体被研发出来并且应用于电工领域,至此超导体材料进入了电工生产,以其应用中的优势逐渐的取代了其他材料。尤其是20世纪80年代中后期,高临界温度的超导体的发现,更奠定了超导体材料在电工生产中的地位。b.半导体的发现和应用给电力设备和仪器提供了新型的电子元件,使得电力设备在不断的发展过程中,向着自动化前进。 2计算机和微电子技术在电力工业中被广泛的应用。下文中笔者将对该问题进行详细的分析:a.电磁场的数值计算对于电力设备的发展有着非常重要的意义,也是近些年来有关单位和部门的研究重点,而计算机技术的应用使得这一计算中的复杂分析和精密实验问题都得到了解决,大大的推动了电磁场的数值计算的发展。b.数控系统的发展同样使得电机控制向着更加自动化和全面化的方向发展,使得电机系统的整体使用功能得到了很大的提升。c.电力电子技术作为能源扩展的一个重要的技术,对于提高用电效率和能源的使用率都有着非常重要的意义。 对电工新技术未来的展望 上文中我们分析了电工新技术的发展的必要性和基本现状,下文中笔者将结合自己的工作经验,分析未来我国的电工新技术的发展的趋势和方向,并将其同新能源的开发和利用结合起来进行探讨。 1太阳能发电技术。太阳能作为目前最受瞩目的新能源,其发电技术对于日后的新能源的发展和使用有着非常重要的意义。因为太阳能的获取的便利以及利用形式的多样化,使得其在众多的新能源中成为了开发重点。而太阳能的使用也将很大程度上改变现有的能源利用方式,所以太阳能发电技术的未来发展前景是十分广阔的。 2风能发电技术。风能作为新能源的一种,其最主要的应用特点就是其具有较好的清洁性和可再生性,因此也被广泛的应用于新能源的开发领域。就目前风能的发展速度来看,已经超越了太阳能,成为了世界上发展最快的可再生能源,我国对于风能的发展也给予了多种政策上的支持,所以风能发电将会取得更好的发展成就。 3核能发电技术。受控核聚变的发展以及利用可以提供取之不竭的清洁能源,从根源上解决经济与能源和环境的协调发展问题。核聚变具有极为重要的科学现实性,它依靠核工业技术以及电工新技术的结合,为能源的利用提供更加便利的方式,核聚变电站的建立还可以促进新兴电工产业的发展。 4水力发电技术。我国的水力资源比较丰富,在水力资源集中的中南以及西南地区已经建成了多所发电站。对于水力资源未来的发展以及开发规划已经进行了较为详细的策划和前期的准备工作。重点对金沙江以及黄河上游和湘西等水电基地进行开发,这样就可以在最大程度上对可开发的资源进行利用,促进水力发电技术的发展。 5磁流体发电技术。磁流体发电是热能转化为电能的一种新型的发电方式,可以进行高效率的热电转换,具有低污染以及用水少的特点。磁流体发电技术经过发展已经可以持续发电数百小时,最高的发电功率达到几万千瓦。磁流体发电技术的发展必须依靠电工新技术以及化工新技术的发展,对于以燃煤为主的我国来说,热媒磁流体发电技术的利用以及产业化发展具有极为重大的现实意义。 结束语 综上所述,随着能源的不断开采和使用,人们对于能源的需求量的增加,有关部门必须从技术的角度进行革新,推动现有的电工技术的改革和创新,来解决能源的开发和使用中的供需矛盾。上文中笔者结合自己的工作经验,对电工新技术的发展进行了分析,并展望了其发展前景,希望能够引发广大同仁的讨论,为推动我国的电工新技术的发展做出自己的贡献。 科技发展论文:CTP科技发展历程与运用状况 本文作者:高峰邢晓坤作者单位:乐凯华光印刷科技有限公司 1引言 目前,直接制版技术(CTP)在全球范围内得到广泛认同及采纳,其未来发展受到业内的高度关注。CTP技术从1995年进入产业化应用,至今已经走过了17个年头,从技术发展诱导期进入了高速平稳增长期。本文主要对光敏CTP技术发展历程及应用现状进行分析梳理,旨在对我国CTP技术的研发与推广能有所裨益。 2光敏CTP技术研究与应用现状 目前,CTP在世界各国得到越来越广泛的应用,特别是西欧、美国等发达国家的CTP装机量更是高达70%以上(占制版机总量比例),全球应用的CTP制版机已经超过5万台。新闻报业是CTP应用的重要领域,全球10%以上的CTP用在新闻行业。欧洲应用量远多于其它地区,世界一大半新闻CTP都用于欧洲地区。与欧美相比,日本在新闻CTP应用方面,无论在时间上还是数量上都要相对落后一些,但近年来发展速度明显加快。CTP在我国报业的应用的情况与日本相似,2010年5%以上的CTP用在新闻报业上。目前,全球主要有四家公司拥有紫激光CTP技术,它们是日本富士胶片公司、德国爱克发公司、美国柯达公司、中国乐凯华光公司。富士公司的紫激光版材技术在上述四家公司中,最为成熟。版材各项性能比较平衡,突出高分辨率,感光度(90μj/cm2)略低,版材可以在200线/英寸的精度下再现2%~97%的网点;同时,还可以使用20μ的调频网加网,主要目的在于满足商业印刷的要求,版材的耐印力可达15万印;还采用特殊的显影加工技术,40L显影液的使用寿命从1000m2增加至2000m2。爱克发公司的紫激光CTP版采用与富士紫激光版截然不同的配方体系,具有感光度高(约50μj/cm2),中间调网点增大小、显影性能优良、耐印率高等优点,但分辨率低,广泛用于报业印刷。柯达公司也于2006年正式向全球推出紫激光版VioletNews和Violetprinting,突出优势是高感光度(约40μj/cm2),加网线数最高可达200lpi,耐印率最高可达20万印,但稳定性欠佳,适用于激光头功率超过30mW的紫激光制版机,可以满足不同的应用环境和印刷业务的需要。中国上海印刷技术研究所是国内最早涉足光聚合CTP版材研制的单位,其研制开发的适应488nm激光光源和532nm激光光源的光聚合版材通过上海市科委的技术鉴定。广东中科银实业有限公司是将银盐扩散版实现产业化的公司,近3年来共实现销量几十万平方米。乐凯华光从1998年开始研制光聚合CTP系列版材,经过持续的不懈努力,先后研制开发出PPA(488nm)、PPY(532nm)、PPV(410nm)、PPVS(410nm)版材。其中,PPVS于2009年实现产业化,进入批量正式生产阶段,近3年来共销售近300万m2。 3技术发展带动设备更新 直接制版机是负责将数字页面直接扫描输出在适当的介质上从而满足后续工序,如显影和印刷的要求。直接制版机主要分为光敏、热敏和其他扫描成像方式3大类,其中光敏直接制版机又细分为采用发光波长在390~410nm的半导体激光器(紫激光二极管———UV-LD)的紫激光直接制版机和采用传统高压汞灯、激光器的CTcP制版机。热敏直接制版机定位于搭载发光波长在830nm的半导体激光器(红外激光二极管———IR-LD)的制版系统。其他成像方式主要是采用喷墨成像的直接制版系统。 根据有关统计数据我们综合分析判断,2011年在我国直接制版机的市场保有量为4050台,其中,热敏制版机2800~2900台,占69.14%~71.60%,紫激光制版机700~750台,占17.28%~18.52%,CTcP制版机500台,占12.35%。这些数据仅供大家参考。值得一提的是,CTcP在我国直接制版市场占有12%以上的份额,这个比例明显高于全球的统计数据,UV-CTP在中国为什么这么“火”[1],这大概与我国目前是世界上最大的PS版制造和出口国有着密切关系。光敏CTP制版机多采用内鼓式或平台式激光扫描装置如图1,分别应用于商业或报业制版系统。由于激光器体积小,通常紫激光CTP设备采用内鼓式成像结构。它是把滚筒作为承托印刷版的鼓,印刷版被固定在内轮廓的某个固定位置上。曝光时,声光调节器根据计算机中图像信息的明暗特征,对激光器光源所产生的连续激光束进行调制。调制后的激光束先照射到旋转镜上,随着镜子的旋转,激光束就被折射到滚筒上,形成曝光图像。调整聚焦就可以改变激光束的直径,从而得到不同程度的分辨力;调整镜子的转速,则可以调节曝光时间。热敏制版机和紫激光制版机在市场上的高占有率与它们在技术上的优势是密不可分的,其中稳定且寿命较长的高功率激光光源是一个重要因素[2]。UV-LD的功率从上个世纪90年代末的数毫瓦,在2006~2007年进入到数百毫瓦的范畴,不到10年的时间提高了100倍。功率的提高意味着对版材敏感度要求的降低。在UV-LD的低功率时代(数毫瓦级),只有敏感度非常高的银盐CTP版材可以满足高速扫描成像的要求;在中等功率时代(数十毫瓦级),光聚合CTP版材即可满足相关要求;在高功率时代(数百毫瓦级别及以上级),传统的PS版就可以满足高速扫描成像的要求,因为UV-LD的发光波长正好处于传统PS版敏感的光谱范围内。 目前,市场上已经出现了采用高功率UV-LD(超过100mW)和高感度PS版的直接制版系统,必将成为CTcP的一个重要组成部分。但是UV-LD功率的发展是否依然维持直线上升状态,目前还不能轻易下结论。IR-LD是一种比较成熟的近红外固体激光光源,但由于光热成像敏感度低,其功率分类比UV-LD普遍提高了2个数量级,即低、中和高功率定义在数百、数千和数万毫瓦级。 目前,热敏直接制版机普遍采用集成光源模块和多光源模块组合技术,激光功率处于数千毫瓦甚至数万毫瓦的水平。先进的扫描技术是热敏制版机和紫激光制版机引领市场的另一重要因素。目前,先进的热敏直接制版机主要采用光栅光阀(GLV)分光技术和外鼓扫描技术。紫激光制版机主要采用内鼓扫描方式,向内圆弧弯曲且固定不动的版材与始终处于版材圆弧半径中心、平稳高速旋转的斜面转镜是技术的关键。内鼓成像的光路特点保证了激光束始终从圆弧弯曲的版材的半径中心出发,使达到版材任何一点的光程完全相同,即减小了成像质量对光学系统的压力,也提高了光学系统的成像质量。斜面转镜采用气垫轴承转子技术,不但转速高,且转动平稳、准确,磨损小,寿命长。UV-LD激光器在技术上的不断进步和完善使紫激光直接制版机的市场占有率在过去几年一直处于稳步上升状态,从而导致热敏直接制版机的市场占有率呈缓慢下降趋势,但其在市场的主导地位一直没有发生根本变化。近年来市场上推出的主流紫激光CTP机列入表1[3]。 4成像特质决定工作环境 光敏成像,更准确的应称谓为光粒子成像,是光敏剂吸收光子后跃迁到其光化学活泼状态(高能量状态),继而发生化学反应生产希望的产物的过程。原理上说,只要光子携带足够能量或具有足够短的波长即可引发希望的光化学反应,所生成的产物只与吸收的光子数量,即曝光量有关,与光子的空间数量密度,即功率密度或辐射强度没有阈值要求,只要曝光量达到成像曝光量即可。最低成像曝光量是重要的成像特性,不同材料体系由于成像原理和增幅机制不同而各有其典型的敏感度范围。银盐材料的最低成像曝光量一般为10-1~0μJ/cm2;光聚合材料的最低成像曝光量一般为101~2μJ/cm2;热敏材料的最低成像曝光量一般为102mJ/cm2。前两者属于光量子成像系统,由于存在很高的增幅机制,敏感度明显高于后者;后者在多数情况下属于光热成像系统,很少具有增幅机制或只存在及其有限的增幅机制,与前两者相比敏感度低了3个数量级以上。 5紫激光CTP明显的技术优势[4] 紫激光CTP明显的技术优势主要表现在:低廉的激光器维护成本、可靠的设备稳定性、优越的出版速度以及稳定的显影环境和最低的显影液成本。 5.1高精度成像质量 405nm紫激光特性是光点的大小可以控制到1μm,该物理特性很好地保障了紫激光CTP的成像品质,配合高精度的内鼓式结构及光聚合紫激光CTP版材,用户可以从容应对3001pi调幅加网和20μm调频加网的制版精度要求,完全满足印刷企业对制版质量提升的渴求。目前,紫激光CTP版材已经完全实现了国产化,并向国内外销售。从设备结构上讲,内鼓式成像结构本身在成像原理上要优于外鼓式的螺旋式成像原理,在平网和极细线条的复制方面为用户提供更高的精度保证。 5.2低廉的激光器维护成本 405nm的紫激光波长短,属于冷光源,光源的稳定性更好,适用于光聚合紫激光版材曝光成像的激光器。功率只有30~60mW,仅为热敏CTP激光器功率的千分之一,如此小的激光器功率完全可以确保紫激光CTP的激光器做到瞬时开关———激光器仅在版材曝光时才点亮打开,其它时间激光器则完全处于关闭状态。因此,理论上讲在紫激光CTP设备8~10年的使用周期内根本无须更换激光器。相对于热敏CTP的大功率激光器而言,仅激光器一项,紫激光CTP每年将为企业节约非常可观的激光器更换成本。没有了高昂的激光器维护成本,解除了企业的后顾之优。 5.3可靠的设备稳定性 在设备长达8~10年的使用周期,紫激光CTP将为用户节约多个激光器的高昂更换成本,从而确保设备长期可靠稳定地运行。并且,由于光聚合紫激光CTP版材的感度只有几十μJ/cm2,因此,在设备8~10年的周期内,紫激光CTP将有非常恒定的生产效率。而在热敏CTP的使用过程中,设备的出版效率会随着激光器功率的衰减而逐渐下降。此外,内鼓式的机械结构在紫激光成像过程中版材和滚筒都静止不动,使得设备的稳定性获得长期有效的保证,完全避免了外鼓式热敏CTP经常发生的卡版、飞版及螺旋式成像所带来的平网不匀等现象,同时也进一步保障了制版成像的精度。 5.4优越的出版速度 生产中设备实际的出版速度快是紫激光CTP的又一重大优势。富士公司“多激光AOD(A-coustoOpticalDeflectors———声光偏转器)”成像技术在紫激光CTP上的成功应用,大幅提升了CTP设备的出版速度。每小时40张商业精度对开版材的出版能力,是普通热敏CTP设备的3倍左右。对于急件、快件而言,则有了更好的应对手段,这是热敏CTP所无法匹及的。1台富士紫激光CTP,完全可以轻松满足企业后端8~10台四色胶印机用版量的需要,从而在CTP设备的拥有台数和印刷生产能力之间实现最佳配套。5.5稳定的显影环境和最低的显影液成本光聚合版材特有的砂目结构和涂布工艺使得显影液的使用周期大大延长,在所有CTP版材的冲洗药液中,紫激光光聚合版材的药液宽容度无疑是最大的———显影液可以6周左右更换一次,相对于所有热敏CTP版材2~3周的药液更换周期而言,将为用户节约大量的冲洗成本。目前紫激光CTP用户的显影液更换周期大约都在6周左右,这其中不乏曾经用过热敏CTP的用户。相对于以往热敏的应用,用户普遍反应光聚合紫激光带来了大量冲洗成本的节约。显影液更换周期长不仅带给用户使用成本上的极大节约,与此同时,由于药液更换周期长达两个月以上,大大提高了工艺稳定性,大幅度降低了操作者的劳动强度。 6CTP版材的应用促进行业向前发展 CTP版材对直接制版技术的发展和应用产生了重要的影响。直接制版技术出现之前,光量子成像是主流,主要使用倍率YAG激光(发光波长532nm,又称为绿激光)和氩离子激光(发光波长为488nm,又称为蓝激光)。由于激光功率不高,对版材敏感度要求非常苛刻。因此,银盐材料是首选的成像材料体系,主要有银盐和PS版复合版材,以聚酯片基为基材的向上扩散银盐版材和以铝板为基材的向下扩散银盐版材等几种类型。1997~1998年,光热成像直接制版设备,特别是搭载IR-LD激光器的光热成像直接制版设备得到市场的广泛采纳,市场占有率已经超过光量子成像直接制版设备,成为市场主流。20世纪90年代末出现了半导体紫激光(UV-LD,发光波长390~410nm),随着其输出功率的快速稳步提高和配套的内鼓扫描成像技术给光量子成像注入了新的生命活力,进入本世纪后光量子直接制版设备的市场份额呈现了上升的态势。2003~2004年,随着UV-LD激光器功率进入数十毫瓦时代,以光聚合材料为代表的具有高增幅机制的感光高分子材料开始进入光量子成像直接制版领域并迅速成为主流版材成像系统。也就是从这个时候开始,UV-LD激光器与感光高分子的搭配基本上成为光量子直接制版技术的不二选择。同时,针对UV-LD激光器的感光高分子材料体系和针对IR-LD激光器的热敏成像材料体系逐渐成为了CTP版材的主流。 随着IR-LD激光器功率进一步提高,传统PS版也有可能会成为主要的CTP版材。CTP版材的发展大致可以分为4个阶段:显影前需要预热的第1代版材,显影前无需预热的第2代版材、免化学处理的第3代版材和免处理的第4代版材。第1代和第2代版材在扫描曝光后需要使用碱性水溶液进行显影处理,显影废液含有有害的化学成分,必须经过恰当处理才能排放或废弃。第3代和第4代版材在扫描曝光后可以使用中性水进行显影处理或无需显影即可上机印刷,显影废液的废弃处理压力小或者根本不产生废液,属于绿色环保性版材。目前在第2代和第3代版材之间,又出现了一个称为低化学处理CTP版材,也有学者称其为所谓的2.5代版材[5],这种版材在扫描曝光后依然还需要使用碱性水溶液进行显影,但是碱和其他化学成分的浓度已经大幅度降低,废液处理压力小于第2代版材。目前我国CTP版材的主流处在第2代和2.5代,正在向第3代和第4代迈进。 免化学处理版材是一种使用中性水显影的版材,要求版材非印刷区的光敏涂层必须分散或溶解在中性水中以满足显影要求。目前市场上主要有两种材料体系,一种是采用热熔成像原理的非均相光热成像系统,属于中性水可分散的材料体系,应用于光热成像CTP版材,另一种是采用中性水可溶的成膜树脂的感光性高分子成像材料系统,属于中性水可溶解的光敏成像材料体系,应用于光量子成像CTP版材。免处理版材应该是在扫描曝光后无需任何显影处理即可上机印刷的版材,因此要求激光扫描曝光后能够在版材的曝光区和非曝光区产生足够的亲和性反差,以满足非图文区亲水和图文区亲油的要求。目前市场上主要有2种版材,一种是采用热烧蚀原理以硅树脂为非图文表面的光热成像版材,是一种典型的无水胶印CTP版材。这种版材的光敏涂层由硅树脂、吸热层和具有良好亲油性能的聚酯涂层构成。硅树脂涂层处在版材的表层,构成斥油表面。金属层吸收激光后温度迅速升高并发生气化反应,使表层的硅树脂涂层成为碎片气化离开版材表面,亲油的聚酯底层裸露成为亲油表面。这是一款具有实际意义的免处理版材,无需任何显影处理,主要应用在直接成像印刷机中。但是,该版材曝光产生的化学气体和碎片会对直接制版的光学系统形成污染,需要在激光曝光部位加装抽滤系统以便及时处理;另一种是在激光扫描曝光后,图文区和非图文区之间的亲和性反差还不能完全满足印刷需要的亲油和亲水要求,依然需要采用适当方法将非图文区的感光涂层去掉的版材,最常见的处理方法是利用印刷机开机前润版水的浸润作用和油墨的粘连作用将非图文区光敏涂层转印到过版纸上,从而达到将非图文区的感光涂层去除使更加亲水的铝版基裸露出来成为亲水表面的目的。因此,这种版材在激光扫描曝光后需要在印刷机上完成“显影”处理,但这种显影处理不需使用专门的显影机且在印刷机上自动完成。这种版材与免处理版材的定义还有一定的差距。 科技发展论文:改善人文环境促进科技发展 1、我国人文环境及科技创新发展现状 从现实社会来看,跟欧美相比,我们在科技创新方面的发展有所落后,诺贝尔奖的获得者没有中国人的身影。中国是勤劳智慧的民族,但是由于我们传统文化中的非理性开明的态势使这种所需的“人化环境”不容易形成,传统的教育模式具有很强的应试性,在一定程度上束缚了人才创新思维的培养与能力的提高。亚洲文化不是不鼓励创新,主要是怕失败,失败不起。其实亚洲的年轻人并不比美国的年轻人怕失败,但社会因素和文化环境,总是会让这些科技创新的人付出的代价太多,在亚洲失败付出的代价要比在美国的高,美国人失败几次都没关系,且引以为荣。所以对科技创新来说,我们需要接受各种文化的冲击,对各种思想进行讨论,打破常规追求科技方面的进步。要发展创新文化、营造创新社会氛围这是非常重要的环境。科技成果方面,从2008—2010年的数据来看,在全国四大区域经济中:环渤海地区在这三年内登记成果数占登记成果总数比例最大,但成果数增幅不大,且2010年出现了负增长;长三角经济地带登记成果数每年都呈递增状态;东北地区登记的成果数位居第三位,其数值远低于环渤海及长三角;而珠三角地区登记成果在登记成果总数所占比重最少,近几年来所占比例都不足5%。在高新技术领域分布上,技术成果仍然主要分布在四大高新技术领域,从2009年的数据来看,生物、医药和医疗器械占27.63%,农业占16.18%,光机电一体化占13.58%,新材料占12.21%,四大高新技术领域合计占69.60%。 2、人文环境对科技创新及其成果转化的重要性 首先,人文环境可以为科技创新提供正确的价值导向,科技创新是经济增长最核心的动力;但我们知道,科技是一把双刃剑,即能通过改善人类的生存状况造福人类,也可能给人类带来危害甚至灾难。新领域科学技术的开发,应用于自然和社会时其结果是不可预测的。有的科技方面的发展带来的是环境污染和资源破坏。转基因及克隆等生物技术在某些方面也会带来负面的影响。这些问题的解决都需要一个好的人文环境来支撑科技创新方面的发展。正如爱因斯坦所说“科学之所以伟大,但只能回答世界是什么的问题。”,从长远角度看,我们需要做的是确保科技创新的正确方向,和平和发展是当今世界的两大任务;所以在科技创新必须重视人文环境的价值判断和价值导向[1]。科技创新成果转化方面,要注重科技所带来的社会效应。有一句话说明了这一点,“科技不等于产品,产品不等于市场,市场不等于效应”。这个话说明了科学创新成果转化为社会生产力到社会财富是一个复杂的过程。在这个生产过程中,人文因素发挥着重要的作用。我们经济学研究的五个基本问题——生产什么、怎样生产、为谁生产、何时生产及谁做决策,以及如何销售、如何分配利润等方面问题;都需要人文环境为之做铺垫。人文环境可以为科技创新的主体提供精神方面的支持。人文环境在创新道德品质方面起着重要作用,没有坚韧不拔、持之以恒的毅力,没有追求真理的精神,就没有当今世界多项有用的发明;人文环境对科技创新的作用是间接的。所以我们应注重发挥其重要作用,使人类社会能长期受益[2]。 3、创造环境,整合科技创新及其成果转化的人文因素 (1)加大科技创新人才的培养及管理 “创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”,特别是科技创新,对社会的进步起着不可替代的作用;要进行科技创新就离不开人才,“得人才者得天下”,而人文环境是科技人才成长的土壤,“以人为本”口号的提出是中国整合人文环境的初步思想;那么中国的人文环境特点是什么呢?在我国,人本观念还没有真正确立起来[3]。对于科技人才的培养,应从教育做起,加大科技人才培养的投入,对科技人才的管理不是把其看作蜡烛,不停地燃烧直至告别社会舞台,而应该把人才看做一种资源,好比蓄电池,可以不断地充电、放电,使更好地学习及发挥科技创新能力,加速科技成果的转化,为社会注入先进的生产力。培养科技人才应该像华为所崇尚的“狼性文化”,关心人现实的生存状态和未来的发展空间,即发展一群科技领域的狼,因为狼有三大特征:一是敏锐的嗅觉;二是奋不顾身、不屈不挠的进攻精神;三是群体奋斗。敏锐地觉察社会的需求及市场的变化,积极投入到科技创新及成果转化的行列,寻找社会需求的科技点,加强团队合作互助,以促进科技创新,推动所需科技成果转化为现实的社会生产力,促进社会及国家的快速向前发展。 (2)营造科技创新及其成果转化的文化环境 创新是自由思想流动的产物,而能够使思想自由流动则离不开所谓的“文化环境”,任何创新都需要有良好的文化环境,一个尊重知识、尊重人才、崇尚科学、鼓励创新、自由的文化环境;使一整套的人力资源和资本潜力最大化的优化机制得以发挥。我们党的“百花齐放百家争鸣”的方针及“实践是检验真理的唯一标准”大讨论都为我国在科技方面的创新及成果方面的转化作出了很大的贡献。形成创新文化环境需要满足以下条件:一是接触创新信息的来源;二是科研人员的大量储备;三是能够吸引风险投资的基础性科研成果。充满人文精神的科技创新环境,会更有效地激励科技工作者创新,也会更加促进科技创新成果服务于经济社会的发展。建立创造型思维和批判型思维的系统,大力提倡敢于创造、敢于冒险、善于学习、勇于竞争、不怕失败和挫折,努力将理论转化为实践,形成全社会一片创新的良好局面。 (3)努力建立科技创新及成果转化的社会组织 有创新活力的组织,是科技创新发展的基础,不管是企业、事业单位,还是科研院所机构,都对使用、扩散新技术发挥很大的作用,国家在政策方面也应该鼓励促进科研机构、高等院校及企业在科技创新方面的合作交流;使高校和科研机构的科技创新项目能更多的进入大型集团,发挥政府的引导作用。及时更快的转化为现实的生产力,给社会带来经济效益。科技创新团队是以重大科研项目或创新平台为载体,以杰出人才为团队带头人,具有共同目标、良好互动性和凝聚力以及分工又合作的创新研究群体。建立虚拟科技创新团队(VTIT),它不仅能解决技术创新所需资金、技术、人才和信息,而且能提高参与者的技术创新能力。VTIT是基于科技创新性任务,具有共同目标、优势互补、资源共享特征,利用电子信息技术,跨越时间、空间和组织边界障碍,面向重大机遇整合优势力量的创新研究群体[4]。科技创新是一种组织和社会行为。要建立并完善科技创新的机制与组织,政府要发挥其职能作用,调节各种科技资源的配置、科技创新成果及科技工作者的评价机制等。以科技政策、制度保障及基础设施建设来调动企业创新的积极性。 (4)建设科技创新型文化 以企业为例,20世纪50年代中后期,IBM根据计算机技术发展的市场状况,确立了技术领先战略目标,科技创新型文化建设围绕技术领先战略目标,其特点是重视创新,强调“人”在科技创新中的重要作用。首先提出“三个注重”:注重顾客利益、注重员工利益、注重股东利益,将员工利益放在较高位置。着力营造和谐融洽、锐意创新的文化环境:将办公室小型化;创造大公司的小型经营,设立员工意见箱,鼓励争论、竞争:激励员工间进行专业讨论,深入思考如何提高产品性能及产品创新[5]。 总之,科技创新是经济增长最核心的动力,科技成果只有转化为现实的生产力,投入市场,才能带动经济的增长;未来经济的发展关键问题就是科技创新,科技成果转化。中国是一个前进中的国家,在我国的发展中,应走出一条科技创新带动经济增长的创新型道路,以优化科技创新所需的人文环境为首,人文环境科技创新产业发展经济增长。实现经济与社会的可持续发展。 科技发展论文:加快农业科技发展实施方案 农业科技入户“百千万”工程,就是组织县乡百名农技人员结对帮扶1000户种养加销专业户、专业合作社、科技示范户,并通过他们幅射带动10000户农民共同致富。现就组织实施我县年农业科技入户“百千万”工程制定如下实施方案。 一、指导思想 以“三个代表”重要思想为指导,深入学习实践科学发展观,围绕中央农村工作会议和中央一号文件精神,强化惠农政策,增强科技支撑,充分发挥农业科技人员的作用,以培训、指导服务农业科技示范户、专业户为重点,认真组织农业科技人员进村入户,向农民传授科学技术,为农民制定农业产业发展规划,帮助农民解决农业生产中的实际问题,提高农民的科技素质和科技创新能力,促进农业增效、农民增收,为经济社会又好又快发展继续提供有力保障。 二、基本原则 (一)县乡联动,协调配合。实施农业科技入户“百千万”工程,要求县、乡(镇)农技人员共同参与,开创“百名农技人员送科技入户”的局面。其中,乡(镇)农技人员除同县农技人员一样从事技术培训和现场指导服务外,还要落实农业科技入户的联系协调工作。 (二)抓住重点,整体推进。今年农业科技入户“百千万”工程,要在上年实施的基础上,适当调整指导服务对象,继续以“一村一品”专业村和农民专业合作社为重点,以科技示范户、种养加销专业户为对象,按照一乡一业、一村一品、一品一片的产业发展模式,开展多种形式的教学培训和实践指导,着力于壮大农民专业合作社、专业村、专业户的生产规模,培育农业产业“亮点”。同时,做到点面结合,兼顾其周边村及农户的发展,注重辐射带动,全面提高全县农民科技素质和科技应用水平,整体推进全县农业产业的发展。 (三)注重实效,方便农民。农业科技入户“百千万”工程的组织实施,由农民点“单”,农技人员“配菜”,采取各种贴近和方便农民的方式方法,为农民提供有效的技术指导和教育培训服务。 (四)围绕重心,高效结合。农业科技入户“百千万”工程的组织实施,是我县年农业技术推广服务工作的重心,全年农业工作都要围绕这个重心开展。一是春耕备耕等生产活动要与之相结合,在指导春耕备耕过程中,要把春耕备耕的科学方法送进千家万户,特别是送给种养加销专业户、农业科技示范户。二是测土配方施肥、“多播一斤种,增收百斤粮”、农业标准化、粮食高产创建、沼气建设等工程的组织实施要与之相结合,明确这些工程都属于科技入户“百千万”工程的范畴,共同利用教学资源,降低项目实施成本,提高项目实施效果。三是强农惠农政策宣传要与之相结合,明确科技是第一生产力,强农惠农政策是首要生产力。四是推进农业产业化发展要与之相结合,明确农业产业化发展要依托科技入户,科技入户的目的是促进农业产业化发展。 三、目标任务 今年组织实施农业科技入户“百千万”工程的目标任务:一是组织县、乡(镇)农技人员与农民专业合作社、种养加销专业户、农业科技示范户结对帮扶。要求每名农技人员帮扶6户科技示范户或种养加销专业户,共帮扶400户。联系对象必须是种养加销大户和科技示范户,由农技人员报考评小组认定,存局科教股备案,并建立档案。通过结对帮扶,促进种养加专业户或农业科技示范户调整优化农业产业结构,扩大生产规模,提高经济效益,户均增加纯收入5000元以上。二是县农技中心、县经作局、县畜牧水产局、县农机局四个单位,要按照“围绕主导产业,进村办班指导、培训专业农民、发展一村一品”的工作思路,积极组织实施科技入户工程,每个单位负责培训5个专业村或农民专业合作社,每个专业村或农民专业合作社要有30名产业发展相对较好的种养加销专业户和科技示范户参训,共培训600名种养加销专业户和科技示范户,提高他们的科技素质和专业化程度,促进专业村的产业上规模、上水平、上效益,达到参训种养加销专业户或科技示范户户均增加纯收入3000元以上。三是通过上述1000户种养加销专业户或农业科技示范户的辐射带动,促进其周边10000户农户户均增加纯收入1500元以上。通过科技入户“百千万”工程的组织实施,使全县科技成果转化率达到50%以上。 四、主要措施 1、积极鼓励农技人员踊跃参与实施科技入户“百千万”工程,要求有专业技术职称或有一技之长的农技人员必须参加。一是推广新品种、新技术、新方法。向联系户发放技术明白纸,结合农时进行现场技术指导,介绍推广新品种、新方法,做到技术人员直接到户,技术要领直接到人,良种良法直接到田(园)。二是宣传强农惠农政策和新信息。及时将国家强农惠农政策和新农村建设的方针及有关富民信息等传送给联系户甚至广大农民,调动联系户甚至广大农民发展产业的积极性。三是讲解和传授文化知识、新观念、新风尚以及健康生活、生态环境、经营管理、民主法制等方面的知识,满足农民的多样化需求。四是积极指导农民成立并发展完善农民专业合作社,提高农民的组织化程度和面向市场的能力。要求每名农技人员每年对每个帮扶对象的技术指导服务次数不少于12次。县农技中心等四个单位每年对服务对象的培训或指导服务次数不少于5次。 2、建立农业科技入户台帐。每个农技人员要建立科技入户台帐。台帐上要有受培训指导的户主姓名和住址,从事的产业与规模,培训指导的时间、次数及效果,并有受培训指导的户主签名。 3、着力培养农村致富典型。每个农技人员要培养出至少一名靠发展农业产业致富的典型(标兵),致富典型(标兵)年收入要在10万元以上,纯收入要在3万元以上。 4、撰写科技入户工作总结或论文。每个农技人员年终至少要写一篇科技入户工作总结或试验示范推广报告(论文)。 5、建立农业科技入户激励机制。一是农技人员科技入户成效与其年终考评和职称评聘挂钩,对于考评“不称职”的农技人员,其技术职称在下年度不再续聘。二是把科技入户工作总结、论文(试验报告)和服务对象的评议作为对农技人员年终考评的重要依据。三是对县农业局进村入户的农技人员安排适当的工作经费,对全县科技入户作出贡献的农技人员,给予一定的奖励。 6、成立农业科技入户“百千万”工程领导小组和考评小组。为使科技入户“百千万”工程项目顺利组织实施,决定成立农业科技入户“百千万”工程领导小组 五、要求 1、科技入户指导服务内容必须与农技人员的专业特长相对应,并与农业局管理的业务有关。 2、科技人员服务对象必须是大、中户,即服务的农业产业相对一般农户要有一定规模。 3、参加项目实施的农业科技人员必须填报科技入户申报表。 4、各个科技人员的服务对象原则上不要重复。 5、平常考核由农技人员根据各自的科技入户开展情况和效果向考评小组提出考核申请。 科技发展论文:医学科技发展战略分析 1医学科学技术的地位和作用 医药卫生事业的基本任务是保护人民健康、防治重大疾病、控制人口增长、提高人口健康素质、解决经济、社会发展及人民生活中迫切需要解决的卫生问题,以保证经济、社会的顺利发展。医药卫生事业的发展很大程度上依赖于医药卫生科学技术的进步。医药卫生科技主要研究人的生命过程及其本质、人体结构及其功能、健康基础及其维护、疾病的发病机理及其防治、人类健康与环境和营养的关系、生育机理及其调节等。大量事实说明,医药卫生科技研究的突破及新技术的应用,对医疗卫生保健水平带来巨大的变化,成为医药卫生事业发展的强大推动力。建国50多年来正是由于医药卫生科技的迅速进步,我们才很快消灭或控制了一大批危害人民健康的传染病,使卫生状况彻底改观,人民健康水平大幅度提高。当今世界科学技术突飞猛进,没有医药卫生科学技术的进步作为依托和先导,要提高医疗卫生保健水平,完成其战略任务是不可能的。因此,医药卫生科学技术在整个医药卫生事业中具有战略性的关键作用。 2当代医学科技发展的主要趋势和特点 2.1生命科学 19世纪中叶,细胞论、进化论和经典遗传学的创立,为生命科学的发展打下了坚实的基础。20世纪上半叶,基因论的创立和DNA功能的确定,特别是20世纪中叶,DNA双螺旋结构及遗传信息存储、复制、转录和翻译机制的阐明,蛋白质、核酸人工合成的成功等一系列突破,导致70年代和80年代以基因工程、单克隆抗体、聚合酶链反应(PCR)为代表的技术上的突飞猛进,今天又在向着阐明基因奥秘、人脑奥秘、重大疾病病因发病机制及防治方法的方向进军。 2.2生物医学 古代埃及、巴比伦、希腊、印度和中国都曾有过医学的辉煌时期。16世纪创立人体解剖学,从整体水平进入器官水平;17世纪发现血液循环,促进了生理学的发展;18世纪开展实验研究;19世纪创立细胞学和微生物学,从器官水平进入细胞水平;20世纪上半叶,随着病原流行病学和免疫学等研究的突破,磺胺类药物、抗生素类药物、维生素类药物和疫苗及其他生物制品的研究成功,促进了传染病的控制,从而推动了以传染病防治为主的第一次卫生革命开始过渡到以肿瘤、心脑血管病等慢性、退行性疾病防治为主的第二次卫生革命。20世纪中叶以来,分子生物学及生物技术的迅猛发展及其向医学的广泛渗透和应用,促使医学从细胞水平进入分子水平以至量子水平,正在从微观水平逐步阐明许多生命现象和疾病现象的本质,慢性病的防治亦已取得显著的成效,健康水平明显提高,如美欧发达国家癌症治愈率达到50%,心脑血管病的死亡率在20年间下降了40%~50%,平均寿命达到70~80岁。今天,医学科学受其自身发展内在逻辑力量的推动,自然科学和工程技术科学中许多学科的高新理论和技术方法广泛渗透及应用的促进和社会巨大需要的强力驱使,正从生物学单方位研究、精细分科、高度分化,在微观不断深入的基础上向宏观不断拓展,出现了社会心理、生物学全方位研究、多学科融汇、高度综合的态势。 这一态势正在以个体为中心,从小到细胞、分子以至量子水平,大到群体、环境以至宇宙水平,日益清楚地阐明人体不同层次,特别是微细层次的结构、功能及其相互关系;日益广泛地研究从个体发生直至死亡的生理和病理过程及其物质基础和自然、社会、心理影响因素;日益深入地提示癌症等重大疾病和衰老的发生、发展、转归机制、规律性及干预措施;日益成功地探索生殖机理、调节生殖、优化生育、卫生保健和延年益寿的原理及方法,从而在调节人口发展、提高人口素质、防治人群疾病、维护和提高身心健康水平等方面取得了巨大成就。未来医学的发展将有如下几个特点:(1)卫生保健服务的重心将转入社区,社区医疗将成为重点,既方便群众,又有利于疾病的预防及人人享有保健;(2)人类基因组工程将对人类健康产生重大影响。(3)癌症、艾滋病的死亡率将下降,瘫及神经因素性疾病的发病率将上升;(4)胚胎工程有可能加速发展;(5)随着老年性疾病的不断增多,老年性疾病的预防及康复治疗,在卫生保健中将占据越来越显著的地位。 3科研重点向生命科学和生物医学转移 随着科技、经济、文化、社会的不断发展,人类对自身认识的要求越来越迫切,对生存和生命的价值越来越重视,对卫生保健、身心素质的要求越来越高,因此从50年代起,许多发达国家逐步把科学研究重点转移到生命科学及生物医学方面来,如美国1982年卫生经费占国民生产总值的9%,1992年达到15%,到2000年时将达到19%,超过任何其他领域。由于科技的突飞猛进,关于生命现象的本质、生物结构和机能及其各种特性认识的一系列突破,促成了生命科学的飞速发展;同时由于生产力的极大提高,使人类在生产中从被奴役的被动地位逐渐转变成驾驭生产的主宰地位,从而使人类有可能并且需要来研究生命和生存的价值。人类为了更好地实现生存、发展,特别是享受的基本需要,应进一步了解生命的本质和过程。人类在“征服”和“控制”自然方面取得巨大成功的同时也带来了可能危及人类生存的后果,资源短缺、能源危机、环境污染、生态破坏、森林砍伐、水土流失、酸雨频繁、臭氧空洞等等已成为全球性的危机,使人类更加重视自身生命和生存的价值。了解和调控生命过程,认识和控制疾病,保证和维护身体健康,创造和谐健康的生存环境,调整人和自然关系,解决农业、环境、资源、医药问题,调节和优化生育、开发人工智能等紧迫的巨大的社会需要极大地推动了生命科学的发展。 4我国医学科学技术的发展战略 4.1指导思想 贯彻“科学技术是第一生产力”的战略思想,“经济建设必须依靠科学技术、科学技术工作必须面向经济建设”的科技发展总方针以及“预防为主,依靠科技进步,动员全社会参与,中西医并重,为人民健康服务”的卫生工作方针,确实把医药卫生保健工作转移到依靠科技进步的轨道上来,鉴于医学科学研究是人们健康素质的科学保障,是生产力发展的重要前提、基础和条件,应考虑医药科技的超前发展。 4.2总体战略 根据上述指导思想,以世纪之交国内外科技(尤其是生命科学和生物医学科技)、经济、政治、教育、文化发展的战略态势为背景,按照医药科技与经济、社会协调发展和适当超前发展的思想,从我国的国情和实际需要出发,适应我国经济体制、环境条件、人口结构、疾病构成、卫生需求和医学模式正在发生的历史性转变,以提高全国人民健康水平为目标,以控制人口增长、提高人口素质、防治重大疾病及其他常见病和多发病、加强卫生保健中的重大科学技术研究为主线,采取系统思想和重点战略相结合的战略,贯彻预防为主,中西医结合的战略方向,充分发挥整体优势,集中精干力量,积极跟踪世界医学科技发展的前沿,进一步开展国内外的交流与合作。以大力开展应用研究和开发研究并有效地发展适宜技术,促进科技成果的转化和开发,努力促进新技术产业及其基地的形成。 4.3战略目标 加强现代医学研究,积极跟踪世界医学领域的先进科技,明显提高我国医学科学和医疗卫生保健水平,在某些有优势的领域达到或超过国际先进水平,大大加强重大疾病的防治能力,提高治愈率、降低死亡率和发病率、保护环境、控制人口增长、提高人口素质、大幅度提高健康水平,在下世纪逐步接近身心健全及其与环境和谐一致的健康目标。 4.4重点任务和发展策略 4.4.1加强节育技术和生殖健康研究,控制人口数量,提高人口素质计划生育是我国的基本国策,控制人口数量对于中国这样一个占世界人口总数1/5的国家来说是非常重要的。同时,应大力发展教育事业,努力提高人口素质,为科教兴国打下坚实的基础。 4.4.2加强对危害人民生命和健康的重大疾病关键防治技术的研究我国在医药卫生事业上是大有作为的,对世界医学也是有很大贡献的。如解放初期对沙眼病毒的分离,目前在世界上依然遥遥领先的大面积烧伤治疗,以北京协和医院为代表的绒癌化学治疗,以上海第六人民医院陈中伟教授为代表的断肢再植及我国的显微外科,以汤钊猷教授、吴孟超教授为代表的小肝癌的防治研究,以王振义教授为代表的白血病的分化诱导,以医科院肿瘤医院吴〗淌凇⒙绞啃陆淌?为代表的食管癌的防治研究,以及青蒿素的研究,这些都是在世界上影响比较大,或者说对世界医学有很大贡献的。目前,精神病的发病率始终保持一种上升趋势。如何指导脑科学的发展,是我们面临的一个重要问题。如果精神病和与精神病相关的一些其他疾病能够得到解决,将会给我们的社会带来极大的益处。至于一些神经科疾病,包括老年性痴呆、帕金森病等,由于脑科学的迅速发展,将会提供新的诊断和治疗途径。 4.4.3加强药学与制药研究,满足国内需要,逐步走向国际市场这里只说一个问题,中医药学。这是我们的祖国医学,是中国的一个最大的优势,这不仅是我们的宝库,而且是我们发掘最有用的药材、药品,走向世界非常重要的一个途径。可是在这方面,非常遗憾的是,美国FDA引进的中国的中草药,只占全部中草药的3%左右。所以,中草药的现代化、标准化、国际化是我们发展中国医药学的重要途径。因此,中医应尽快现代化,中草药应尽快国际化,这对我国的医学将是更大的贡献。 4.4.4加强基础研究,抓住前沿学科、前沿课题、优势领域,结合重大疾病和卫生保健需要开展基础性研究。中国可以为整个人类的健康做出自己的贡献。问题是我们如何根据我国国情,开展我们自己的医学科学研究。从我国的现状出发,我国的人口多,民族多,病人多,所以我国的流行病学、地域医学在全世界占据相当的优势。在小环境医学研究上,我们得天独厚,这在很多国家是办不到的。我这里有一个非常有趣的例子。今年协和医科大学评选优秀博士论文,有一篇论文提到,彝族人没有高血压。这里有一个问题:彝族人为什么没有高血压?如果在彝族人体内能分离出一种抗高血压基因,那么高血压的防治将取得重大的进展。但事实并非如此。追踪仍居住在该地区的彝族人,他们依然没有高血压,那么他们到了其他地区会不会有高血压呢?追踪了数千人,结果发现彝族人到其他地区后,高血压的发病率与当地人一样。这说明不是基因的问题,而是环境问题。其价值在于彝族人的生活方式和生活环境,至少在高血压的防治上有重要的参考价值。这篇文章无论怎么讲都是一篇好文章,中国要做这方面的文章,可以大大地做下去。所以我想,所谓世界尖端,就是你能做而别人做不了,越有自己的特色,就越有可能和别人交流。当然,我国还可以集中更大众的病例,在最短的时间内完成对某些病例的分析判断,提出更正确的方法。这种可能性包括我国拥有350~370张脑外科病床的医院,这在全世界也不多,还可以在这方面通过大量的实践,积累丰富的经验,为世界医学提供我们中国人的特殊产权,属于中国人的专利。邓小平同志讲:“我们中国有能力集中力量办大事”。问题是怎么干。我想,卫生部在“十•五”期间集中物力、财力,也办一个象美国NIH那样的医学研究中心,建一个中国医学科学城,将对中国的医学科学研究起到不可估量的作用。 4.4.5加速发展医学高技术 首先是生物技术,包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、组织工程等等。当前,我国基因工程方面做了很多工作,但到目前为止,真正属于中国人自己独立知识产权的生物技术产品还没有。生物技术发展非常迅速,将成为下个世纪影响医学,特别是药物学的重要领域,如果我们在这方面重视不够,势必无法与外国竞争,甚至连我们自己也无法生存。另一方面,我们还有一个未达成共识的问题,就是蛋白质工程。随着基因工程的迅速发展,蛋白质工程越来越复杂,而在我国,目前可能将蛋白质工程忽略了,做蛋白质工程的研究人员可以说微乎其微,寥寥无几。我国目前提取白蛋白,还是用人血提白蛋白法,但大家都知道,猪血的白蛋白与人血的白蛋白只差几个氨基酸,如果把这几个氨基酸对换一下,把猪血差的那几个氨基酸,换成与人血白蛋白一样的氨基酸,那么,将来的屠宰场就有可能是分离人白蛋白的最重要的原料基地。可是我们偏偏在这方面没有几个人在工作。至于组织工程,将来我们可以做细胞、分子、组织的培养。现在我们就可以做耳朵,将来可以再做鼻子,或者其他的器官,那么整形外科不是方便多了吗?比组织工程再大一点儿的,还可以有。 这势必对未来医学的进步提供源源不断的新材料和更高的质量。其次,纳米技术的微机器人已经在医学上得到应用,将来很可能成为一个非常好的工具。现在就有人把一个微小的机械人放到冠状动脉里。大家知道,现在做PTCA时,先插入一个管子,溶栓,然后如果还没有把握,再放入一个支架,这就是所谓的PTCA冠状动脉支架。如今放入一个机器人,这个机器人不仅能解决再狭窄的问题,而且可以监视动脉血中的血凝状态,告诉我们什么时候需要再溶栓。当然,将来也许会有更小、更有用的工具。至于材料,我只说一个问题,就是关于人工心脏。有一次我参加一个人工心脏的手术,当时是在牛身上做的。做完以后,心脏的节律、博出量、大小都和牛一样,既可以放在皮下,也可以放在胸腔或腹腔。这个人工心脏现在是否就可以进入临床应用了呢?答案是还不行。什么问题呢?是材料不行。这个心脏只能用2年甚至不足2年。如果人换一个心脏,用了2年就不行了,还得再换,这显然是不行的。人工心脏的技术没有问题,现在是材料的问题,是人工心脏的寿命问题。如果过了这一关,人工心脏的问题也就解决了,这对于心脏病患者又是一个福音。另外,我说一下医学伦理的问题。 现在许多国家已经把脑死亡作为死亡标准,而我国现在还是以心脏停止搏动为死亡标准,这个标准不知浪费了多少卫生资源。做医生的都知道,我们做蛙的动脉心脏灌流实验时,把蛙的心脏取出后,心脏依然能保持长时间的跳动,但蛙已经死了。而我们现在仍在抢救那些大脑已死亡,没有意识,并且永远也救不回来,现时心脏还在跳动的病人。我们可以用呼吸机维持,用各种药物维持,可以维持多久呢?我听说最多可维持2~3年。如此维持,高干病房每天需花费3000~5000元。这一个人3年消耗的卫生资源,相当于3个县老百姓的医疗费用。但目前死亡标准没有立法,由于亲属的要求,治疗只能继续。尽管目前移植外科非常发达,但制约移植外科发展的不是技术,而是供体严重不足。一个人如果脑死亡,这时人的肾脏、肝脏等器官取出来,是一个非常好的供体。但如果循环停止了,这个供体可能就消失了。从这个意义上讲,中国如果也象其他发达国家一样,把脑死亡作为死亡标准,就可以节省大量的卫生资源,为脏器移植提供更好的供体。我希望大家共同呼吁,在中国及早实施脑死亡法。
农业生产过程所产生的数据量是极其庞大的,需要引入大数据的概念和分析方法,将农业机器人与大数据结合,可提高机器人的性能和应用效果。为此,基于大数据开发了农业智能的喷药机器人,将采集的机器人作业信息汇集成为大数据后进行分析,用于对机器人的智能控制和作业效果评估。试验结果表明:在大数据的支持下,机器人能够实现自主导航和精准喷药,对作业效果的评估也很准确,智能化水平得到了大幅提升。 0引言 农业是国民经济的基础,可以为人们的生活和其它产业提供物质条件,受到了高度的重视。在新的时代背景下,农业机械化已经成为了农业生产的主要方式,不仅作业效率高,而且降低了生产成本,代表着现代农业的发展方向。但近年来,我国开始经济结构调整,农业生产规模的增速放缓,导致农业机械在农忙时节供不应求,在其它时节又出现闲置,利用效率降低。与发达国家相比,我国的农业机械研制起步较晚,技术水平不高,结构性能也有待进一步改善。另外,农业机械的应用地区经济发展相对落后,农业生产者的购买能力不足,也是农业机械持续推广所面临的问题。信息技术能够采集社会生产生活中的各种数据信息,通过充分挖掘获取相应的知识和规律,为各行业的升级提供支持。信息与能源、材料一起并称国家三大重要战略资源,信息技术目前已经渗透到了包括农业的各个领域中。在农业机械方面,可以利用信息技术采集机械的作业环境、作业参数和运行状态等数据,经过分析处理后用于机械的优化控制,使机械更加智能化和规范化。 目前,我国有18亿亩耕地和186万个乡村,农业从业人员达到8亿人,所使用的农业机械种类繁多,数量庞大,因此农业生产过程所产生的数据量也是极其庞大的。为了对这些数据进行充分的分析,则需要在所使用的信息技术中引入大数据的概念和方法。维基百科将大数据定义为在一定时间内无法用普通软件工具进行捕获和管理的数据集合。大数据具有规模性、多样性和高速性的三大特点,首先是数据量非常庞大,可以达到PB的级别。大数据的类型包括结构化、半结构化和非结构化的数据形式,数据处理速度足够快,能够满足对庞大数据量的实时分析要求。大数据是为相应的需求而诞生的,应用领域从最初的商业和金融逐渐扩展到其它的行业,包括自然科学研究中的地球空间信息学,以及社会经济中的物流服务和发展规律研究。大数据不仅推动社会进步,还使科学研究层次更加深入,具有划时代的意义。精准农业代表了农业发展的新趋势,成为目前国际上农业科学研究的热点。精准农业对技术的要求更高,且需要新型的农业机械与之相匹配,因此出现了高级形式的智能农业机械,即农业机器人。农业机器人是一种具有高度自规划、自组织和自适应能力,可以在复杂环境中完成农业操作的智能机械。机器人诞生于20世纪50年代,80年代在日本被首次引入农业工程领域,并且在农业生产的规模化和精准化过程中得到了广泛的应用。目前,农业机器人在农业领域主要用于移栽、采摘、嫁接、喷药、挤奶和分级检测等作业。 后来,各种传感器技术的发展还赋予了农业机器人对农业数据信息采集和处理的功能。农业机器人的应用有其自身的特点,如操作的对象柔弱复杂、作业环境难以预测,以及作业动作没有固定的模式等。农业机器人的设计和制造成本较高,还需要机器视觉、GPS定位、各类传感器和智能控制技术作为技术支撑。作为高端的农业机械,农业机器人在运行和作业过程中会产生大量数据,包括作业环境信息、机器人位置信息、机器人运行参数和作业效果评估等。这些数据的规模庞大,类型复杂,难以通过普通的设备和方法进行分析和存储。若将这些数据按照大数据的概念进行处理,则可以提取出内含的信息,有利于机器人各部分的整合。农业机器人将各种智能设备和先进技术集于一体,通过与大数据结合,在拓宽大数据应用范围的同时,还能够提高自身的性能和应用效果。目前,对大数据和农业机器人分别进行的研究比较多,但是二者的结合应用却鲜有报导。为此,本文对基于大数据的农业智能机器人开发进行研究,介绍了农业机器人作业时环境信息、位置信息、运行参数和作业效果的大数据从采集至分析结果展示的过程,并利用试验验证机器人的各项功能,通过大数据的应用提升农业机器人的智能化水平。 1总体设计 本研究的平台为AS-R型的农业喷药机器人,这是一个四轮移动的智能设备,具有自主供电和行走能力。机器人的部件根据功能主要分为机器视觉、GPS定位、信息采集和智能控制4大部分,在作业过程中运行产生的数据包括环境信息、位置信息、运行参数和作业效果等内容,并以大数据的形式进行分析和存储。大数据分析处理由机器人搭载的小型服务器完成,其根据GPS定位信号确定机器人的位置信息,计算出与规划路线之间的偏差,通过对行走装置的控制实现自主导航。环境信息由机器视觉设备和各类传感器采集,大数据分析获得作物和杂草信息后结合机器人所处的位置控制喷药装置的开启,实现精准喷药。另外,传感器还可以采集机器人的各项运行参数和作业参数,通过大数据分析后为作业效果的评估提供依据,农业机器人的总体结构如图1所示。 2组成部分 机器视觉部分包括尼康COOLPIXP60型相机和天创UB570型图像采集卡。相机具有800万像素,通过防抖动处理安装在机器人上,拍摄方向与竖直方向夹角为60°。相机拍摄获得JPEG格式的图像,经过图像采集卡转换为数字信号后进行视觉分析提取目标轮廓,然后用于大数据的处理。机器人的GPS定位设备为Trimble公司的Ag-GPS132型产品,由GPS接收天线、接收机,以及与基站匹配的无线调制解调器和天线组成。机器人与基站之间的无线传输设备为PacificCrest公司的RFM96W系列产品,具有较高的定位精度,可以满足农业机器人的作业要求。上述设备利用目标点逼近算法采集差分GPS信号,汇集成大数据后传输给服务器,用于辅助进行机器人的精准喷药和导航控制。机器人信息采集的内容是作业的农田环境信息和设备的运行状态。环境信息采集设备包括DHT11型传感器用于测量空气的温湿度,WTF-B200型风速风向仪用于测定风向和风速,武汉中科能慧NHZD10型光照传感器用于采集光照强度。采集运行状态的设备如HAL41F型霍尔元件,检测动力装置的转动信号从而获得机器人的行走速度;TJP-1型压力传感器将压力转换为电信号,用于检测相应部件的工作负荷。传感器采集的环境信息和运行状态信息汇集成大数据后进行分析处理,作为智能控制决策的依据。机器人智能控制针对的是自主行走和精准喷药。机器人采用四轮行走的方式,行车控制器接收主控模块发来的定位信息和角度传感器提供的行驶方向,然后与规划的路线对比,通过液压阀驱动车轮的偏转实现自主行走。喷药装置的喷头由电磁阀控制,主控模块通过机器视觉和定位结果发送脉冲宽度调制信号在适当的时机控制电磁阀开启和关闭喷头,实现对杂草区域的精准喷药。 3大数据处理过程 大数据由机器视觉、GPS定位和传感器采集的数据汇集而成,蕴含着与机器人作业有关的信息,可以通过一系列的分析处理过程来获得。大数据的分析过程涉及到PB级数据的录入和读取,因此需要进行大型的建模和运算。机器人搭载的大数据分析硬件为x86架构的PCServer型服务器,配置包括锐龙AMDRyzen7型2路8核CPU,DDR4型128GB内存和IntelI350T2型千兆网卡,运算速度和存储空间都能满足实际需求。Hadoop技术作为一种基于Java的分布式大数据处理软件框架,在本文中被用作大数据分析方法。Hadoop框架由通用模块、分布式文件系统等部分组成,集群文件安装在分布式文件系统中,在相应的节点上构建分布式文件架构。该技术可以运行简洁的并行计算模型,具有很强的容错性和扩展性,对大规模数据具有很好的分析处理效果。机器人搭载的各种设备采集的数据经过网络和传输接口进入交换机,交换机连接数据采集器,行使数据交换和汇聚功能,并最终传输给大数据处理器。上述的传输过程执行IEEE1588时间同步协议,可以缩小交换延时以提高数据的实时性和准确性。处理器接收大数据后,依照设定的格式记录数据,再根据分析目的快速重放录入的数据,在此基础上开展后续分析处理。大数据的分析过程依次为预处理、内容分析、信息挖掘和结果展示,实现以数据为中心的分析模式。针对大数据结构形式多样的特点,采用并行处理提高分析的速度。并行处理是在记录数据的同时对大数据进行综合监测和实时分类,根据类型把数据分发到相应的应用系统中;然后,运行专业知识库辅助的决策,为信息的挖掘提供依据;最后,将综合监测和分析处理的结果汇聚到存储和管理模块中,组成应用功能数据库,形成机器人的智能控制决策,并评估作业的效果。 4试验 机器人在田间进行实际的喷药作业,验证基于大数据的各项功能的效果,试验的作物包括玉米、棉花、油菜、小麦和马铃薯。在每种作物田间选择1个100m长的路段,机器人按照规划的路线进行自主行走和精准喷药作业。每个路段上均匀地选取10个点作为样本,统计机器人的路线偏离距离、对杂草的喷药精准率、误喷率,并通过大数据评估并显示作业效果。路线偏离距离为机器人前轮中心与规划路线之间的距离,杂草的喷药精准率为被喷施的杂草植株占所有杂草植株的比例,误喷率为被喷施的作物植株占被喷施植株的比例。在大数据的支持下,机器人的行走路线偏离距离较小,仅为4.8~7.2cm,能在各种环境中实现自主导航。机器人对各种作物杂草的喷药精准率为83.9%~91.4%,误喷率为8.4%~9.7%,具有精准喷药的能力。机器人对自身喷药精准率和误喷率的评估结果都接近实际值,最大误差率仅为5.7%,有助于准确地控制自身运行参数。 5结论 基于大数据开发了农业智能的喷药机器人,将采集的机器人作业环境信息、位置信息和运行参数汇集成为大数据后进行分析,用于对机器人的智能控制和作业效果评估。在大数据的支持下,机器人对5种作物进行喷药作业,行走路线偏离距离较小,能够实现自主导航。机器人对各种作物杂草具有精准喷药的能力,作业效果评估结果接近实际值。试验结果表明:大数据的应用有助于机器人准确地控制自身运行参数,智能化水平得到了大幅提升。