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【關(guān)鍵詞】接地電阻;電氣工程;接地
時(shí)代的發(fā)展推動(dòng)了人們的生活,因而人們對(duì)于生活質(zhì)量也就有了越來越高的要求,建筑業(yè)承載著人們?cè)谏钪懈鞣N各樣的活動(dòng),在促進(jìn)了民用與工業(yè)建筑發(fā)展的同時(shí),也使得民用與工業(yè)建筑的功能日益健全。在電氣化建筑工程之中接地系統(tǒng)的地位很是重要,這是因?yàn)榻拥叵到y(tǒng)關(guān)系到建筑物供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性,同時(shí)也起到保證著施工人員的人身安全的作用。但目前我國接地電阻的檢測(cè)細(xì)則沒有一個(gè)明確的規(guī)則可言,所以其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、科學(xué)性等都很難得到保證。
一、電氣工程基本概論
(一)建筑物電氣工程接地種類
建筑物電氣工程中接地的類型一般被劃分為保護(hù)性接地以及功能性接地兩種類型。而各個(gè)不同接地類型根據(jù)其作用又能夠被劃分為:保護(hù)性的接地方式(防雷接地、保護(hù)接地);工作接地(小電流接地、大電流接地);重復(fù)接地這三種類型的接地方式。
(二)電氣工程中保護(hù)性接地的種類劃分
建筑物電氣工程的保護(hù)性接地一般分為保護(hù)接地與防雷接地此兩種類型。下面文中會(huì)對(duì)其進(jìn)行介紹:1.保護(hù)性接地是電氣工程接地電阻之中的一個(gè)比較重要的方面,其概念為使用電設(shè)施和帶電的相絕緣金屬外殼與接地的設(shè)備做金屬連接,而按照其供電方式的不同,又將其劃分為下面幾種類型,IT方式的供電系統(tǒng)、TT方式的供電系統(tǒng)、TN方式的供電系統(tǒng)(其中包含有TN-C方式的供電系統(tǒng)、TN-S與TN-C-S方式的供電系統(tǒng)此三種方式);2.防雷接地方式,這種接地方式主要是將大幅的雷電流通過導(dǎo)入大地以起到泄放,排除的作用,而此類的建筑物防雷的接地設(shè)置一般由接閃器與接地體、引下線這幾個(gè)元件組成。
二、電氣工程接地電阻的檢測(cè)
(一)具體檢測(cè)的內(nèi)容。電氣工程之中接地電阻的具體檢測(cè)內(nèi)容為建筑物接地設(shè)施中的接地電阻。
(二)相關(guān)檢測(cè)憑據(jù)。根據(jù)我國相關(guān)電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收的規(guī)范條例規(guī)定,檢測(cè)接地設(shè)施的電阻值一定要符合相關(guān)設(shè)計(jì)的要求,另外每一個(gè)建筑物的接地電阻值都必須是由設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖提出來的,一般具體要求有以下幾點(diǎn):1.按照相關(guān)規(guī)則及專業(yè)的工作經(jīng)驗(yàn),普通建筑物的防雷接地電阻定值要求不能夠超過10歐姆;2.電氣工程的接地設(shè)施在與計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)同時(shí)接地的時(shí)候,其聯(lián)合接地的電阻值量應(yīng)該不超過1歐姆;3.電氣工程的接地裝置在與其他供電系統(tǒng)共同接地的時(shí)候,聯(lián)合接地的電阻值量不允許超過4歐姆。
(三)建筑物電氣工程的檢測(cè)環(huán)境。
遵照相關(guān)的規(guī)定對(duì)電氣工程檢測(cè)有著嚴(yán)格的要求,在將計(jì)算機(jī)接地電阻的時(shí)候,應(yīng)該說先對(duì)土壤的環(huán)境進(jìn)行考察,因?yàn)橥寥纼鼋Y(jié)、干燥等季節(jié)方面的變化會(huì)在較大程度之上影響到電氣工程接地電阻,在設(shè)計(jì)之前必須要考慮到這些外界環(huán)境因素,這樣才能夠使接地電阻在不同的季節(jié)、環(huán)境之中都能夠達(dá)到其設(shè)計(jì)所要求的值。
(四)對(duì)建筑物電氣工程中接地電阻檢測(cè)方法。
在實(shí)際工作之中測(cè)量建筑物電氣工程中接地電阻的方法有許多種,如電流表―電壓表法、補(bǔ)償法還有電橋法等等。如某市的房地產(chǎn)公司所使用的ZC29B―2型號(hào)的接地電阻測(cè)量儀即是根據(jù)補(bǔ)償法的原理進(jìn)行制造的。
建筑業(yè)電氣工程之中接地設(shè)施的接地電阻主要是由接地體的電阻、地線電阻、接地體和零電位(土壤)、還有接地體與土壤之間進(jìn)行接觸的電阻這幾部分組成。而其中以接地線的電阻與接地體的電阻這兩部分的阻值為最小,甚至可以忽略不計(jì)。在對(duì)建筑物電氣設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候應(yīng)首先將儀表調(diào)停,凋零,然后再將電位探測(cè)針插入被測(cè)量接地極與電流探針C,此三者之間應(yīng)該形成一個(gè)直線并且彼此之間的距離在二十米之內(nèi),然后分別將測(cè)試導(dǎo)線與其連接到測(cè)試儀器的三個(gè)斷鈕之一;以防其他的接地設(shè)備會(huì)影響到接地電阻的測(cè)量結(jié)果,所以需要在測(cè)試的同時(shí)將等待測(cè)試的接地極同其余的接地設(shè)備進(jìn)行分離,斷開其相互之間的連接,待到測(cè)試結(jié)束之后再將斷開的連接重新接好即可;對(duì)建筑物電氣工程接地電阻進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候,需要將其倍率開關(guān)調(diào)試至最高的倍數(shù),而另外一邊緩慢的搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的手桿,另一邊再扭動(dòng)“測(cè)試標(biāo)度盤”,讓檢流計(jì)的指針準(zhǔn)確的處于中心紅線的位置,而當(dāng)檢流針已經(jīng)靠衡點(diǎn)的時(shí)候,則加快搖動(dòng)手柄的速度,使發(fā)電機(jī)達(dá)到其限定的120r/min的轉(zhuǎn)速,然后再扭動(dòng)測(cè)試標(biāo)度盤,使其指針在中心紅線的位置,此時(shí)便可讀取接地體的接地電阻質(zhì)量了。如果出現(xiàn)“測(cè)試刻度盤”讀數(shù)沒有超過1歐姆的情況,應(yīng)該立即將開關(guān)的倍數(shù)調(diào)試至最小的位置,同時(shí)再重新進(jìn)行測(cè)量與讀數(shù)計(jì)量。
三、檢測(cè)建筑物電氣工程中相關(guān)注意事項(xiàng)
在我們對(duì)建筑物電氣工程中的接地電阻進(jìn)行測(cè)試的過程之中會(huì)遇到許許多多的問題,而接下來我們就對(duì)這些問題展開探討,進(jìn)行具體的分析,指定具體的注意事項(xiàng)進(jìn)行預(yù)防。在人們使用探測(cè)針對(duì)接地電阻進(jìn)行檢測(cè)的過程之中,往往會(huì)出現(xiàn)各種問題,這是因?yàn)樘綔y(cè)針其自身的接地電阻會(huì)對(duì)電阻的大小產(chǎn)生影響,這時(shí)候便會(huì)影響到指針的靈敏度,而測(cè)試儀器指針的靈敏度會(huì)直接關(guān)系到測(cè)量的準(zhǔn)確度,所以儀表指針的無論是過于靈敏亦或是較為遲鈍,不靈敏,都會(huì)對(duì)整個(gè)檢測(cè)質(zhì)量產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。當(dāng)儀器指針靈敏度過高的時(shí)候,可以將儀器電位探測(cè)針向上調(diào)試,這樣可以增大儀器探測(cè)針接地的電阻,極大程度上降低儀表指針的靈敏程度;而當(dāng)儀器指針靈敏度不足的時(shí)候,則可以在儀表測(cè)試指針處注入些許的鹽水或者是水,這樣做能夠在一定程度上減小土壤電阻率,提升儀表指針的靈敏程度。除此之外,當(dāng)大地產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾信號(hào)的時(shí)候,應(yīng)該適當(dāng)?shù)恼{(diào)整手搖發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變輸出的電壓值,借以提高其抗干擾的能力,最終獲取平穩(wěn)的讀數(shù)。
四、總結(jié)
建筑物電氣化工程的穩(wěn)定性關(guān)系到民生民情,人身保障,所以對(duì)其接地電阻的檢測(cè)工作一定要做到位,提高人們的生活水平,藉以更進(jìn)一步的提升我國建筑工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]杜曉紅.淺談電氣設(shè)備安全保護(hù)[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2011(11)
關(guān)鍵詞:電場(chǎng)應(yīng)力 應(yīng)力管 應(yīng)力錐 參數(shù)控制
中圖分類號(hào):F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
Electric field in high voltage cables stress control the production of head
Li Ying
Abstract: I In the construction of high voltage power system, cable head electric stress control problems easy to be neglected, electric field stress is one of the important factors affecting service life of the cable. In order to cable 's long-term effective use, must be on the electric stress control. In this paper, the stress field of the analysis of the causes, summarizes the electric stress control method. Combined with the actual engineering situation, carry on the system elaboration.
Key words: Electric field stre ssStress pipeStress coneParameter control
0前言
隨著近年來萊鋼新建項(xiàng)目的建設(shè),電氣安裝工程量日益增多。在整個(gè)電氣安裝工程施工過程中,高壓電氣工程的質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到了項(xiàng)目建設(shè)工期及其用電的安全運(yùn)行。而電纜頭的制作質(zhì)量直接影響工程后期質(zhì)量及安全運(yùn)行.。通過對(duì)以往施工經(jīng)驗(yàn)及事故的總結(jié)分析發(fā)現(xiàn),高壓電氣工程中出現(xiàn)最多的問題就是由于電纜頭被擊穿導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)停電事故。而電纜頭被擊穿的主要原因往往就是在制作電纜頭時(shí)忽略了對(duì)電場(chǎng)應(yīng)力的控制,造成電纜頭銜接處應(yīng)力異常增大,最終導(dǎo)致電纜損壞,停電事故發(fā)生。針對(duì)這一問題,我們?cè)诖舜稳R鋼銀山型鋼煉鋼廠4#LF精煉爐工程中,將如何控制電場(chǎng)應(yīng)力,優(yōu)化冷縮電纜頭制作工藝作為重點(diǎn)攻關(guān)課題,首次引入應(yīng)力管控制技術(shù),在控制電場(chǎng)應(yīng)力方面取得了良好效果,積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。
1電場(chǎng)應(yīng)力形成的原因
在高壓電力電纜頭制作安裝過程中,高壓電纜每一相線芯外均有銅屏蔽層,導(dǎo)電線芯與屏蔽層之間形成徑向分布的電場(chǎng)。也就是說,正常電纜的電場(chǎng)只有從銅導(dǎo)線沿半徑向銅屏蔽層的電力線,沒有芯線軸向的電場(chǎng),電場(chǎng)分布是均勻的。在做電纜頭時(shí),由于剝?nèi)チ似帘螌?,改變了電纜原有的電場(chǎng)分布,將產(chǎn)生對(duì)絕緣極為不利的切向電場(chǎng)(沿導(dǎo)線軸向的電力線)。在剝?nèi)テ帘螌有揪€的電力線向屏蔽層斷口處集中。在屏蔽層斷口處就是電纜最容易擊穿的部位。
2電場(chǎng)應(yīng)力的控制方法
通過對(duì)電場(chǎng)應(yīng)力產(chǎn)生原因的分析,結(jié)合此次4#LF精煉爐工程實(shí)際情況,我們從以下幾個(gè)方面對(duì)電纜頭質(zhì)量進(jìn)行控制。
2.1 采用應(yīng)力錐緩解電場(chǎng)應(yīng)力集中
應(yīng)力錐設(shè)計(jì)是常見的方法,從電氣的角度上來看也是最可靠的最有效的方法。應(yīng)力錐通過將絕緣屏蔽層的切斷處進(jìn)行延伸,使零電位形成喇叭狀,改善了絕緣屏蔽層的電場(chǎng)分布,降低了電暈產(chǎn)生的可能性,減少了絕緣的破壞,保證了高壓電纜的運(yùn)行壽命。
采用應(yīng)力錐設(shè)計(jì)的電纜附件有繞包式終端、預(yù)制式終端、冷縮式終端。
從右圖中可以看出,應(yīng)力錐的弧形設(shè)計(jì)使絕緣屏蔽層切斷處的電場(chǎng)分布加以改善,電場(chǎng)強(qiáng)度分布相對(duì)均勻,避免了電場(chǎng)集中。
2.2參數(shù)控制法
采用高介電常數(shù)材料緩解電場(chǎng)應(yīng)力集中高介電常數(shù)材料:采用應(yīng)力控制層---上世紀(jì)末國外開發(fā)了適用于中壓電纜附件的所謂應(yīng)力控制層。其原理是采用合適的電氣參數(shù)的材料復(fù)合在電纜末端屏蔽切斷處的絕緣表面上,以改變絕緣表面的電位分布,從而達(dá)到改善電場(chǎng)的目的。另一方法是增大屏蔽末端絕緣表面電容(Cs),從而降低這部分的容抗,也能使電位降下來,容抗減小會(huì)使表面電容電流增加,但不會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱,由于電容正比于材料的介電常數(shù),也就是說要想增大表面電容,可以在電纜屏蔽末端絕緣表面附加一層高介電常數(shù)的材料。
目前應(yīng)力控制材料的產(chǎn)品已有熱縮應(yīng)力管、冷縮應(yīng)力管、應(yīng)力控制帶等等,一般這些應(yīng)力控制材料的介電常數(shù)都大于20,體積電阻率為108-1012Ω.cm。應(yīng)力控制材料的應(yīng)用,要兼顧應(yīng)力控制和體積電阻兩項(xiàng)技術(shù)要求。
3應(yīng)力管的選擇
采用高壓熱收縮式終端、預(yù)制式終端、冷縮式終端中電纜附件包含應(yīng)力管。
冷縮式附件所用材料一般為硅橡膠或乙丙橡膠。它是采用幾何結(jié)構(gòu)法與參數(shù)控制法來處理電應(yīng)力集中,即采用應(yīng)力錐緩解電場(chǎng)集中分布的方式。
它的優(yōu)勢(shì)在于機(jī)械強(qiáng)度高,安裝方便,對(duì)電纜的絕緣層外徑尺寸要求也不是很高,只要電纜附件的內(nèi)徑小于電纜絕緣外徑2mm就完全能夠滿足要求。因此冷縮式附件施工安裝比較方便。
價(jià)格與預(yù)制式附件相當(dāng),比熱收縮附件略高,是性價(jià)比最合理的產(chǎn)品。
4應(yīng)力管的安裝
冷縮技術(shù)又稱預(yù)擴(kuò)張技術(shù),即將彈性橡膠在彈性范圍內(nèi)預(yù)先撐開,套入塑料線芯加入固定.橡膠具有“彈性記憶”特征,猶如彈簧,安裝時(shí)只需在正確位置上抽出電纜附件內(nèi)襯芯管,彈性便迅速收縮并緊箍于電纜本體上,安裝無需專用工具,簡便快捷;不用動(dòng)火,安全可靠。
冷縮應(yīng)力管用于終端和中間連接中電纜外屏蔽切斷處,緩和電纜屏蔽端部電場(chǎng)應(yīng)力集中的管材,起到疏散電場(chǎng)應(yīng)力作用
5總結(jié)
通過對(duì)上述幾種基本方法的研究分析發(fā)現(xiàn),采用應(yīng)力管緩解電場(chǎng)應(yīng)力集中的辦法是最為簡單有效,現(xiàn)場(chǎng)可操作性也是最強(qiáng)的。從目前已經(jīng)完成的工程項(xiàng)目來看,應(yīng)力管的采用可以在萊鋼大多數(shù)高壓動(dòng)力電纜施工中進(jìn)行推廣,能夠有效減少電纜事故,發(fā)揮電纜最大的安全壽命,保證生產(chǎn)的順利順行。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】土木工程;建筑;力學(xué);材料。
引言
土木工程這門學(xué)科是極其古老的,在人類有了自己的文明之時(shí)就已經(jīng)有了這一方面的知識(shí),它與人類的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。其中土木工程的三要素有“材料、施工、理論”,在這三要素之間的相互促進(jìn)與滲透,我們的土木工程才能發(fā)展到今天這種地步,而其中最為關(guān)鍵的是材料。但是時(shí)到今日,土木工程的理論仍有很多地方不是很完善,理論與實(shí)際也有格格不入的地方,需要通過我們的努力,是土木工程的技術(shù)水平更上一層。
1.對(duì)土木工程歷史、現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)
古代土木工程的時(shí)間跨度大致從舊石器時(shí)代到17世紀(jì)中葉。在這一時(shí)期修建各種設(shè)施主要依靠經(jīng)驗(yàn),沒有什么設(shè)計(jì)理論。所用工具也很簡單,只有斧、錘、刀、鏟和石夯等手工工具。隨著后期的發(fā)展,在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作,至今巍然屹立。
近代土木工程的時(shí)間跨度從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉,前后約300年時(shí)間。在此期間,建筑材料從以天然材料為主轉(zhuǎn)向以人造材料為主,建造理論也從主要以總結(jié)長期建造經(jīng)驗(yàn)向重視科學(xué)兼顧經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。建造技術(shù)方面,一些性能優(yōu)異的大型機(jī)械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現(xiàn),使得人們開始能建造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或所處環(huán)境惡劣的土木工程。1687年牛頓總結(jié)出力學(xué)三大定律,為土木工程奠定了力學(xué)分析的基礎(chǔ)。隨后,在材料力學(xué)、彈性力學(xué)、和材料強(qiáng)度理論的基礎(chǔ)上,土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了比較系統(tǒng)的理論指導(dǎo)。
現(xiàn)代土木工程起始于20世紀(jì)中葉,發(fā)展至今,土木工程在建筑材料、結(jié)構(gòu)理論和建造技術(shù)方面都取得了極其巨大的進(jìn)步。建筑材料方面,高強(qiáng)度混凝土、高強(qiáng)低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現(xiàn)在建筑上。結(jié)構(gòu)理論方面,利用電子計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算和繪圖能力,力學(xué)分析和計(jì)算的結(jié)果更加符合結(jié)果的實(shí)際情況,使得在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更為可靠。
2.土木工程的技術(shù)
土木工程是“民用工程”,它是建造各種工程的統(tǒng)稱。它的原意是與“軍事工程”相對(duì)應(yīng)的。歷史上土木工程、機(jī)械工程、電氣工程、化工工程都屬于民用性的。它還包括水利工程、港口工程;而在我國,水利工程和港口工程也成為與土木工程十分密切的相對(duì)獨(dú)立分支。
最早的土木工程的材料用的是泥土、木料和其他的天然材料,后來在人們的反復(fù)實(shí)踐中才出現(xiàn)瓦磚等人工材料,磚和瓦的出現(xiàn)使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。從十九世紀(jì)中葉開始,冶金業(yè)冶煉并軋制出抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高、延性好、質(zhì)量均勻的建筑鋼材,隨后又生產(chǎn)出高強(qiáng)度鋼絲、鋼索 。隨著這種新材料鋼材的出現(xiàn),是土木工程建筑物的結(jié)構(gòu)形式變得各式各樣。
十九世紀(jì)20年代,波特蘭水泥制成后,混凝土問世了?;炷凉橇峡梢跃偷厝〔?,混凝土構(gòu)件易于成型,但混凝土的抗拉強(qiáng)度很小,用途受到限制。不能制造大跨度的建筑結(jié)構(gòu),但是,從三十年代開始,出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土,這是通過實(shí)踐與理論的力學(xué)分析之后,出現(xiàn)在土木工程領(lǐng)域的新技術(shù)?,F(xiàn)代的建筑多用鋼筋混凝土或者預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),混凝土的出現(xiàn)給建筑物帶來了新的經(jīng)濟(jì)、美觀的工程結(jié)構(gòu)形式,這是土木工程的又一次飛躍發(fā)展。
土木工程作為一個(gè)重要的基礎(chǔ)學(xué)科,有其重要的屬性:綜合性,社會(huì)性,實(shí)踐性,統(tǒng)一性。土木工程為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的改善提供了重要的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ),因此,建筑業(yè)和房地產(chǎn)成為許多國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)支柱之一。
3.土木工程的展望
在這個(gè)“世界村”的年代,我們首先考慮到的問題不是經(jīng)濟(jì)利益,而是當(dāng)今世界的環(huán)境問題,土木工程的發(fā)展路線必然走得是可持續(xù)的科學(xué)的發(fā)展路線。隨著我國改革開放的不斷深入和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,中國將面臨一個(gè)更大規(guī)模的建設(shè)。而且這樣一個(gè)優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經(jīng)受到并將繼續(xù)受到西方國家的急切關(guān)注。
放眼世界,美國的現(xiàn)代化進(jìn)程可謂先進(jìn),而現(xiàn)今資料表明:未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態(tài),譬如,氯離子所引發(fā)的建筑銹蝕等等。作為當(dāng)代土木工程師,在傳承前人輝煌成就的同時(shí),也必須多多吸取已出事故的教訓(xùn),在今后的工作中進(jìn)行創(chuàng)新改良,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
作為跨世紀(jì)的一代,這一大好形勢(shì)為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平?jīng)_擊的良好機(jī)遇。當(dāng)代土木工程自動(dòng)化正向著全面化發(fā)展,而計(jì)算機(jī)的運(yùn)用,將使其變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。土木工程的信息化是用計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)控制等信息匯集處理高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)土木工程技術(shù)手段及施工方式進(jìn)行改造與提升,使其更加科學(xué)、合理,有效地提高效率,降低成本; 實(shí)現(xiàn)土木工程的信息化將引起土木工程企業(yè)管理方式的深刻革命,促使企業(yè)管理理念和手段的革新;還能使項(xiàng)目管理層與企業(yè)管理層及勞務(wù)作業(yè)層信息收集渠道暢通、信息資源共享。
當(dāng)然,可持續(xù)發(fā)展,絕不是一味地追求節(jié)省,而是要尋求一種最合理的中間狀態(tài),既要保證建筑有足夠的創(chuàng)意,也要追求完美的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),以最少的投入獲得最大的效益?,F(xiàn)今,建筑世界已經(jīng)進(jìn)入到生態(tài)美學(xué)的時(shí)代,注重文化、生態(tài)、工程與環(huán)境之間的關(guān)系,注重人性化、節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展,才是當(dāng)代工程師的著眼方向。
4.結(jié)束語
總的來說土木工程是一門古老的學(xué)科,它已經(jīng)取得了巨大的成就,未來的土木工程將在人們的生活中占據(jù)更重要的地位。土木工程師總是在不斷的求索中。設(shè)計(jì)出一個(gè)最簡單的結(jié)構(gòu),最少的耗費(fèi),最大的功用。這真是作為一個(gè)土木工程師所應(yīng)當(dāng)承受的責(zé)任與義務(wù)。作為一個(gè)未來的土木工程師,我們的道路依然相當(dāng)艱辛,我們要為國家的土木工程事業(yè)發(fā)展獻(xiàn)出屬于自己的一份微薄之力。
參考文獻(xiàn):
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[3]江見鯨,葉志明主編.土木工程概論.北京.高等教育出版社.1992年。
關(guān)鍵詞:測(cè)控技術(shù)與儀器;CDIO;人才培養(yǎng)
作者簡介:張廣明(1965-),男,江蘇江都人,南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院院長,教授。(江蘇 南京 211816)
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)07-0056-03
隨著信息工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)高層次人才培養(yǎng)提出了新的要求。測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)知識(shí)面覆蓋廣,強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力和邏輯思維能力。從教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)來看,測(cè)控專業(yè)的學(xué)生需要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的成果,以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行為工程教育理念和實(shí)施體系,其教育模式提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。本文以測(cè)控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù),按照CDIO的模式構(gòu)建一體化的專業(yè)人才培養(yǎng)模式,有效地提高了學(xué)生的實(shí)踐能力,同時(shí)對(duì)工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)起到了良好的指導(dǎo)作用。
一、專業(yè)現(xiàn)狀及要求
1.社會(huì)對(duì)專業(yè)人才需求的趨勢(shì)
(1)社會(huì)對(duì)本專業(yè)人才需求的趨勢(shì)。儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,是信息工業(yè)的源頭,也是信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù),涉及數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理、自動(dòng)控制等測(cè)控過程。進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展,測(cè)控與儀表技術(shù)呈現(xiàn)出虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的發(fā)展趨勢(shì)。測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)涉及國民經(jīng)濟(jì)各部門,是應(yīng)用十分廣泛的專業(yè),人才需求旺盛。隨著以電子技術(shù)、信息技術(shù)和生物技術(shù)為代表的知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科專業(yè)的人才需求將進(jìn)一步增加。南京工業(yè)大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)于2002年首次招生,依托機(jī)電專業(yè)學(xué)科群,以信息測(cè)量、信息控制為重點(diǎn),以化工過程分析儀器設(shè)計(jì)和虛擬儀器設(shè)計(jì)為特色,具有較扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)。同時(shí)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)畢業(yè)生的一次就業(yè)率近年來呈現(xiàn)逐年提高的趨勢(shì)。
(2)國內(nèi)高校同類專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)。目前,我國已有近200所高校設(shè)有測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)。由于各學(xué)校原來的相關(guān)專業(yè)情況不同,現(xiàn)有的辦學(xué)條件、專業(yè)規(guī)模以及教學(xué)水平也各不相同。一些 985 所屬高校該專業(yè)辦學(xué)時(shí)間長,辦學(xué)實(shí)力雄厚。如:天津大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京大學(xué)、南京理工大學(xué)等。各個(gè)學(xué)校服務(wù)的對(duì)象不同,如北京航空航天大學(xué)偏重于航空領(lǐng)域,長春理工大學(xué)偏重于光學(xué)領(lǐng)域,成都理工大學(xué)偏重于電子技術(shù)及核技術(shù)等。所以國內(nèi)各高校測(cè)控專業(yè)在專業(yè)方向、課程設(shè)置、實(shí)踐內(nèi)容等方面的設(shè)置存在著很大差異。
(3)本校測(cè)控專業(yè)現(xiàn)狀及社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的需求。南京工業(yè)大學(xué)測(cè)控專業(yè)辦學(xué)時(shí)間較短,目前辦學(xué)實(shí)力不及以上各高校,但依托化工行業(yè),辦學(xué)特色鮮明。從各高校的招生情況看,近幾年測(cè)控專業(yè)的學(xué)生構(gòu)成并不理想,主要原因是該專業(yè)的社會(huì)認(rèn)知度不高。但測(cè)控專業(yè)涉及面廣、需求量大,各高校的就業(yè)率普遍較高,出現(xiàn)了分配熱的局面。所以加強(qiáng)測(cè)控專業(yè)人才培養(yǎng)是培養(yǎng)高素質(zhì)工科人才的質(zhì)量需求,也反映了工程師所應(yīng)具有的能力和素質(zhì)。
2.現(xiàn)行培養(yǎng)模式
目前高校提出了很多新型培養(yǎng)模式。有以培養(yǎng)卓越工程師為目標(biāo),依照國家和行業(yè)的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),以工學(xué)交替為手段的“有創(chuàng)意、能創(chuàng)新、善創(chuàng)業(yè)”的人才培養(yǎng)模式;建設(shè)“高水平”、“雙師型”、科研能力強(qiáng)、工程經(jīng)驗(yàn)豐富、教育教學(xué)水平高的師資隊(duì)伍;以企業(yè)需求為導(dǎo)向,以項(xiàng)目需求為載體,修訂教學(xué)內(nèi)容,采用“導(dǎo)師負(fù)責(zé)制”,鼓勵(lì)吸引優(yōu)秀本科生參與課題和項(xiàng)目;探索啟發(fā)式、探究式、討論式、互動(dòng)參與教學(xué)模式;“以學(xué)生為中心”進(jìn)行教學(xué)改革等等。這些對(duì)于本科生的培養(yǎng)模式改革、提升測(cè)控專業(yè)的學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭力起到了一定的作用,但這一方面仍是“通識(shí)教育”;另一方面,進(jìn)行的一系列教學(xué)改革系統(tǒng)性差,目標(biāo)不清晰,沒有形成可持續(xù)發(fā)展機(jī)制。CDIO模式則有所側(cè)重,對(duì)于本專業(yè)不同層次人才會(huì)有不同的側(cè)重點(diǎn)。本文對(duì)基于CDIO模式的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)集成化設(shè)計(jì)教學(xué)方案進(jìn)行探討。
二、CDIO模式簡介
CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo),包含12條標(biāo)準(zhǔn)與4種能力大綱。如表1所示。
基于CDIO的專業(yè)建設(shè)內(nèi)容的主要任務(wù)有:
(1)人才培養(yǎng)方案:基于標(biāo)準(zhǔn)2(CDIO的教學(xué)目標(biāo)結(jié)果)和標(biāo)準(zhǔn)3(集成化的課程設(shè)置)。
(2)教學(xué)管理制度:基于標(biāo)準(zhǔn)1(CDIO關(guān)聯(lián)原則)和標(biāo)準(zhǔn)6(CDIO的工作環(huán)境)。
(3)教學(xué)資源建設(shè):創(chuàng)建高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制、基于標(biāo)準(zhǔn)9(教師CDIO能力)和標(biāo)準(zhǔn)10(教師教學(xué)能力)。
(4)教學(xué)方式和方法:基于標(biāo)準(zhǔn)5(設(shè)計(jì)制作實(shí)踐)、標(biāo)準(zhǔn)7(集成化學(xué)習(xí)過程)、標(biāo)準(zhǔn)8(主動(dòng)學(xué)習(xí))和標(biāo)準(zhǔn)12(CDIO項(xiàng)目評(píng)價(jià))。
(5)學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià):基于標(biāo)準(zhǔn)11(學(xué)生CDIO能力評(píng)價(jià))。
CDIO原則就是把工程師職場(chǎng)環(huán)境作為工程教育環(huán)境,基于CDIO模式進(jìn)行專業(yè)建設(shè)不是強(qiáng)調(diào)“內(nèi)容”,是環(huán)境中的“關(guān)聯(lián)”;培養(yǎng)“做事”和“做成事”的能力,學(xué)以求知、致用、共處、做人。
根據(jù)CDIO原則制訂的測(cè)控專業(yè)的集成式、一體化人才培養(yǎng)模式主要包含三個(gè)方面的內(nèi)容:一是專業(yè)目標(biāo)為細(xì)化、可落實(shí)、可觀測(cè)的目標(biāo),每一門課程可根據(jù)課程描述提煉專業(yè)目標(biāo)。二是根據(jù)信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺馁|(zhì)量需求,把電子工程師職場(chǎng)環(huán)境作為工程教育環(huán)境,培養(yǎng)具有五種能力的高素質(zhì)的優(yōu)秀工科人才:獲取知識(shí)(自學(xué))、運(yùn)用知識(shí)(解決問題)、共享知識(shí)(團(tuán)隊(duì)合作)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)(創(chuàng)新)、傳播知識(shí)(交流溝通)。并以此為專業(yè)理念制訂培養(yǎng)計(jì)劃。三是培養(yǎng)計(jì)劃設(shè)置包括專業(yè)設(shè)置和課程大綱及課程描述,每一門課程根據(jù)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置專業(yè)目標(biāo)。
三、基于CDIO的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)集成化專業(yè)設(shè)計(jì)方案
1.課程設(shè)置與培養(yǎng)目標(biāo)集成化教學(xué)設(shè)計(jì)
與傳統(tǒng)的學(xué)科導(dǎo)向課程體系不同,集成化課程體系以學(xué)科為主,把項(xiàng)目穿插其中;教師之間團(tuán)隊(duì)合作,分工協(xié)調(diào),實(shí)習(xí)、項(xiàng)目開發(fā)與授課穿行。
(1)以電子實(shí)習(xí)為起點(diǎn),以測(cè)控技術(shù)概論為導(dǎo)向,將學(xué)生引入嵌入式系統(tǒng)世界,焊接實(shí)際的單片機(jī)開發(fā)平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計(jì)的興趣,提高他們的動(dòng)手能力。
(2)以嵌入式系統(tǒng)三門課程為主線,聘用具有工程背景的教授授課,系統(tǒng)地培訓(xùn)單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、片上操作系統(tǒng)知識(shí),沒有照本宣科。課程全部采用案例教學(xué),每堂課要求每個(gè)學(xué)生在單片機(jī)開發(fā)平臺(tái)上分析2個(gè)案例并進(jìn)行修改,以達(dá)到靈活運(yùn)用的目的。一門課程對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)習(xí),每個(gè)實(shí)習(xí)完成12個(gè)簡單項(xiàng)目。
(3)最后將分析儀器設(shè)計(jì)、智能儀器設(shè)計(jì)、虛擬儀器設(shè)計(jì)三門課程作為課程體系的最終三大設(shè)計(jì)任務(wù),將理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐集成在這三門課程的課程設(shè)計(jì)中。
本課程體系共包含三門課程、三個(gè)實(shí)習(xí),不少于24項(xiàng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。分成6大模塊,可根據(jù)需要自下而上進(jìn)行組合,滿足不同層次、不同級(jí)別的教學(xué)、科研需求。
學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),動(dòng)腦動(dòng)手,全部課程體系結(jié)束后可成為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需求、具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的電子知識(shí)和具有良好的電子電路分析和設(shè)計(jì)能力的電子工程師。
基于集成化的教學(xué)設(shè)計(jì)、一體化專業(yè)設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)。本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為以光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、化工分析一體化為特色,培養(yǎng)在信息技術(shù)領(lǐng)域(計(jì)量、測(cè)試、控制工程、智能儀器儀表、計(jì)算機(jī)軟件和硬件等高新技術(shù)領(lǐng)域)具有扎實(shí)的新型嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)能力,具有研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用、維護(hù)、管理現(xiàn)代儀器儀表和測(cè)控技術(shù)裝備的能力,具有多元人文背景,有道德、善學(xué)習(xí)、勤思考、重實(shí)踐、富有創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神和敬業(yè)精神的“研究開發(fā)型”和“工程應(yīng)用型”技術(shù)人才。
為使課程設(shè)計(jì)與培養(yǎng)目標(biāo)一致,首先根據(jù)專業(yè)目的、專業(yè)理念設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃,根據(jù)教學(xué)計(jì)劃完成專業(yè)設(shè)計(jì)矩陣和相關(guān)課程描述,并編寫課程大綱。同時(shí),以專業(yè)目標(biāo)為核心對(duì)專業(yè)設(shè)計(jì)矩陣和設(shè)計(jì)的課程進(jìn)行完善和補(bǔ)充,形成一體化專業(yè)設(shè)計(jì)方案。如圖1所示。
2.基于CDIO模式的課程知識(shí)能力矩陣和課程體系方案
根據(jù)課程目標(biāo)制訂了專業(yè)設(shè)計(jì)矩陣,指明了課程與專業(yè)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,使得學(xué)生在每門課程修完之后都會(huì)獲取一定的知識(shí),提升相應(yīng)的能力。
由表2可看出,在入學(xué)初期以概論引導(dǎo)和基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)為主,旨在將學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)方式從高中階段轉(zhuǎn)變過來;學(xué)習(xí)中期以專業(yè)基礎(chǔ)培訓(xùn)為主、興趣導(dǎo)引為輔,一方面為進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ),另一方面有目的地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)方向;本科學(xué)習(xí)后期,主要進(jìn)行工程實(shí)訓(xùn)和大型的專業(yè)設(shè)計(jì)課程,為就業(yè)和進(jìn)一步深造做好準(zhǔn)備。整個(gè)課程內(nèi)容和開課時(shí)間按照CDIO模式進(jìn)行設(shè)計(jì)、分配,合理、高效地利用學(xué)生的全部學(xué)習(xí)時(shí)間。
圖2為測(cè)控專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃與課程體系魚骨圖,體現(xiàn)了課程體系在四年大學(xué)教育中的培養(yǎng)進(jìn)程,主干課程和輔助課程的關(guān)系一目了然,有助于師生在教學(xué)過程養(yǎng)成課程體系觀念,形成系統(tǒng)的培訓(xùn)思維。
3.建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制,解讀CDIO標(biāo)準(zhǔn)
集成化教學(xué)設(shè)計(jì)的基本要求為課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法、考核方法與培養(yǎng)目標(biāo)一致,并能夠持續(xù)改進(jìn),從而建立了圖3所示的集成化教學(xué)設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。
測(cè)控專業(yè)基于CDIO模式的教學(xué)改革實(shí)行過程中注意了以下幾點(diǎn):
(1)強(qiáng)調(diào)環(huán)境和關(guān)聯(lián),提供各種機(jī)會(huì)而不是增加學(xué)習(xí)內(nèi)容。以案例、項(xiàng)目式教學(xué)方式把電子工程師職場(chǎng)環(huán)境作為工程教育環(huán)境:課堂的案例教學(xué)強(qiáng)調(diào)CDIO作為工程教育的環(huán)境,而不是作為工程教育的“內(nèi)容”;通過參與科研項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)交流能力、團(tuán)隊(duì)配合能力等,實(shí)現(xiàn)手段是實(shí)踐、重復(fù)、反饋的方式,而不是單純的講授。
(2)能力與素質(zhì)培養(yǎng)。培養(yǎng)實(shí)際的工程能力不是“軟能力”,交流和團(tuán)隊(duì)工作需要技術(shù)知識(shí)的應(yīng)用和表達(dá),所以技術(shù)交流能力、團(tuán)隊(duì)工作能力、解決問題的能力、職業(yè)道德等都屬于工程能力。課堂教學(xué)一段時(shí)間后集中進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn),而不是附加能力課程,重點(diǎn)培養(yǎng)“做事”和“做成事”的能力,而非某一門課程知識(shí),強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用而非知識(shí)本身。在實(shí)踐中鍛煉個(gè)人,人際、產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力是應(yīng)用、表達(dá)技術(shù)知識(shí)的方法。工程能力是在這樣的技術(shù)環(huán)境中培養(yǎng)的。因此針對(duì)測(cè)控專業(yè)不同層次人才培養(yǎng),CDIO更側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)工程師的培養(yǎng)。
4.教學(xué)管理改革和教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)
在現(xiàn)有學(xué)校和學(xué)院教學(xué)管理制度的基礎(chǔ)上,為實(shí)現(xiàn)基于CDIO模式的教學(xué)改革,創(chuàng)建以學(xué)生為中心的教學(xué)管理改革模式并且有效利用現(xiàn)有機(jī)制。
首先,打造雙師型教師。對(duì)教師的基本要求是:具有較高的文化和專業(yè)理論水平,有較強(qiáng)的教學(xué)、科研能力和素質(zhì);有廣博的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、熟練的專業(yè)實(shí)踐技能、一定的組織生產(chǎn)經(jīng)營和科技推廣能力及指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)的能力和素質(zhì)。
其次,培養(yǎng)專業(yè)帶頭人與骨干教師,建立新型教學(xué)模式管理制度、監(jiān)控制度。并對(duì)教有所成和學(xué)有所成的師生采取一定的激勵(lì)措施。
最后,充分發(fā)揮現(xiàn)有測(cè)控專業(yè)教師的主動(dòng)性,有效利用工科院校優(yōu)質(zhì)師資,聯(lián)合企業(yè)工程技術(shù)高級(jí)人才,在教學(xué)和科研上將理念與實(shí)際緊密融合,聘用實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)豐富的授課教師,通過學(xué)科的橫向拓展和縱向深入實(shí)現(xiàn)綜合創(chuàng)新。
5.教學(xué)內(nèi)容、方式和方法改革
在授課方式上,以信息傳遞為主,經(jīng)驗(yàn)授課為輔。圍繞嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí),確定了“嵌入式工程師”的主要培養(yǎng)方向,在課程內(nèi)容建設(shè)和人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)狠下功夫,著重實(shí)施了以下措施:
(1)授課環(huán)境的改革。體系內(nèi)的課程全部在實(shí)訓(xùn)中心授課。為保證授課效果,人數(shù)不得超過80人。學(xué)生人手一臺(tái)電腦、一套學(xué)習(xí)開發(fā)系統(tǒng),具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師將講授的全部例題當(dāng)堂演示,學(xué)生當(dāng)堂實(shí)驗(yàn),有問題現(xiàn)場(chǎng)解決,真正做到了聽講、練習(xí)、疑難解答一體化。學(xué)生課后也可以使用開發(fā)系統(tǒng)自行練習(xí)、設(shè)計(jì)、開發(fā)。
(2)授課內(nèi)容的更新。授課內(nèi)容精挑細(xì)選,自下而上,由淺入深,將學(xué)生從普通的電子愛好者培養(yǎng)成經(jīng)驗(yàn)豐富的電子工程師。首先,電子實(shí)習(xí)焊接的開發(fā)板根據(jù)單片機(jī)授課內(nèi)容自行開發(fā);其次,授課過程中的所有實(shí)例自行開發(fā)設(shè)計(jì),且全部在開發(fā)板調(diào)試通過,示例代碼注釋詳盡,說明文檔參考資料豐富、可靠,方便學(xué)生自學(xué);最后,在單片機(jī)實(shí)習(xí)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)習(xí)中,要求完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)踐,極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。
(3)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。依托中央與地方共建項(xiàng)目新建和改建了4個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,其中包括1個(gè)實(shí)訓(xùn)中心和虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室、傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、智能工業(yè)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
四、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)教學(xué)改革總結(jié)
針對(duì)測(cè)控專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)采用基于CDIO模式的集成式、一體化人才培養(yǎng)模式,將工程項(xiàng)目生命全周期引入工程教育環(huán)境;結(jié)合工程實(shí)踐,既開展通識(shí)教育,又培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和發(fā)現(xiàn)知識(shí)的能力。具體措施有:學(xué)生邊學(xué)邊做,在課堂內(nèi)外進(jìn)行實(shí)踐;做中促學(xué),學(xué)生產(chǎn)生問題現(xiàn)場(chǎng)解決;實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)創(chuàng)新,積極引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維,參加各類競(jìng)賽和項(xiàng)目;以項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。
測(cè)控專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)模式改革已實(shí)施一年,培養(yǎng)本科生近120名,參與各類學(xué)科競(jìng)賽約20項(xiàng),參與科研課題45項(xiàng),撰寫論文5篇,發(fā)表專利3項(xiàng),獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng),參與的課題和項(xiàng)目涉及嵌入式系統(tǒng)、虛擬儀器、智能儀器、分析儀器、過程控制、電氣控制等領(lǐng)域,培養(yǎng)的畢業(yè)生的就業(yè)前景普遍好于往屆畢業(yè)生,獲得了用人單位和校內(nèi)師生的一致好評(píng)。
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1.培養(yǎng)目標(biāo)確定
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人才需求變化,具有寬廣性的基本教育,創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才備受歡迎。材料成型及控制工程專業(yè)如何適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展制定合理科學(xué)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是一個(gè)重要課題。材料成型及控制工程專業(yè)是許多工科院校都設(shè)置的專業(yè),但各院校專業(yè)各具特點(diǎn)。如重點(diǎn)大學(xué)定位于研究型教學(xué),以培養(yǎng)材料成型及控制工程領(lǐng)域科學(xué)研究型或科學(xué)研究與工程實(shí)踐技術(shù)復(fù)合型高層次人才;而非重點(diǎn)院校通常以普及高等教育為主,以培養(yǎng)本學(xué)科工程技術(shù)型或職業(yè)應(yīng)用復(fù)合型人才為主。確定人才培養(yǎng)目標(biāo)必須結(jié)合本校實(shí)際,因地制宜,確定有自身特點(diǎn)、切實(shí)可行的人才培養(yǎng)模式3]。我校具有礦業(yè)技術(shù)研究、開發(fā)及應(yīng)用的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),負(fù)責(zé)黑龍江省內(nèi)煤礦管理者的培訓(xùn)工作。在材料成形及控制領(lǐng)域的眾多專業(yè)方向中,我院鑄造及焊接方向具有好的基礎(chǔ)和自身特色,鑄造方向具有豐富的工程教育經(jīng)驗(yàn),而且與雞西煤礦企業(yè)有著廣泛的技術(shù)合作基礎(chǔ),目前開展見習(xí)鑄造工程師的培訓(xùn)工作;焊接方向具有國際焊接工程師技能的培訓(xùn)能力,這些是吸引用人單位的亮點(diǎn)。因此,根據(jù)黑龍江地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r及我校大專業(yè)、大工程及大實(shí)踐的特點(diǎn),通過社會(huì)調(diào)查研究論證,認(rèn)真聽取專家、教師、學(xué)生及用人單位意見,分析總結(jié)材料成型及控制工程專業(yè)現(xiàn)行人才培養(yǎng)方案存在的問題,明確本專業(yè)人才培養(yǎng)的實(shí)質(zhì)要求和真正含義,逐步形成了服務(wù)于地方煤礦企業(yè),重點(diǎn)具備在材料液態(tài)成型、固態(tài)連接等方面進(jìn)行成型工藝、工裝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造、質(zhì)量控制、試驗(yàn)開發(fā)、科學(xué)研究等方面的工作和管理能力,具有創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐技能的高綜合素質(zhì)應(yīng)用型專門人才”的培養(yǎng)目標(biāo)。
2.課程體系建設(shè)
依據(jù)所確定的人才培養(yǎng)目標(biāo),必須進(jìn)行課程體系建設(shè),力求做到厚基礎(chǔ)同時(shí)保持專業(yè)方向特色。新的課程體系、教學(xué)內(nèi)容滿足具有創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐技能的高素質(zhì)應(yīng)用型專門人才發(fā)展需要。
根據(jù)具有創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要,在滿足教育部本科專業(yè)目錄中對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)的基本要求條件下,增加學(xué)科與專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)時(shí),如增加機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、材料科學(xué)基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課程的學(xué)時(shí),構(gòu)建厚基礎(chǔ)的知識(shí)結(jié)構(gòu);減少專業(yè)課程學(xué)時(shí),如減少鑄件凝固成形原理、焊接結(jié)構(gòu)學(xué)等專業(yè)課程的學(xué)時(shí),提升學(xué)生的自學(xué)能力。擴(kuò)大選修課程門數(shù),如增加鑄造車間設(shè)計(jì)、電子封裝技術(shù)等課程,使學(xué)生具有個(gè)性發(fā)展的空間。去除一些內(nèi)容陳舊的課程內(nèi)容,增設(shè)一些學(xué)科前沿課程,如增加快速凝固技術(shù)、機(jī)器人焊接等,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。建設(shè)后的課程體系分為公共基礎(chǔ)與通識(shí)教育平臺(tái)課程、學(xué)科與專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程、專業(yè)平臺(tái)課程、通識(shí)教育實(shí)踐課程、專業(yè)教育實(shí)踐課程五個(gè)方面,并同時(shí)修訂了所有課程的教學(xué)大綱,使教學(xué)內(nèi)容符合實(shí)際需要,獲得預(yù)期滿意的教學(xué)效果。
1)公共基礎(chǔ)與通識(shí)教育平臺(tái)課程。構(gòu)造學(xué)生人文、外語、計(jì)算機(jī)、物理及數(shù)學(xué)等自然科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu),充分體現(xiàn)厚基礎(chǔ)的原則。在公共基礎(chǔ)與通識(shí)教育平臺(tái)課程必修課程基礎(chǔ)上,開設(shè)了藝術(shù)導(dǎo)論、工程經(jīng)濟(jì)管理、心里健康、環(huán)境保護(hù)概論、創(chuàng)造學(xué)等選修課程,進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新意識(shí)。
2)學(xué)科與專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程。為使材料成形及控制工程專業(yè)學(xué)生適應(yīng)人才市場(chǎng)需求,體現(xiàn)寬專業(yè)的指導(dǎo)思想,學(xué)科與專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程涵括了材料、成型及控制的基本內(nèi)容,構(gòu)建了以材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)、材料成形過程測(cè)量與控制及計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等為支柱的知識(shí)體系。為進(jìn)一步拓寬學(xué)生知識(shí)面,同時(shí)開設(shè)材料力學(xué)性能、電工與電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)等課程。
3)專業(yè)平臺(tái)課程。專業(yè)課程設(shè)置充分體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展,同時(shí)保持專業(yè)方向特色。開設(shè)了鑄件凝固成形原理,鑄造工藝設(shè)計(jì)、鑄造機(jī)械化、焊接冶金學(xué)、電弧焊基礎(chǔ)、焊接結(jié)構(gòu)學(xué)等課程。在專業(yè)必修課的基礎(chǔ)上,開設(shè)了體現(xiàn)學(xué)科前沿的先進(jìn)技術(shù)的選修課以及有利于學(xué)生深入探索所感興趣的專業(yè)方向課程,如快速凝固技術(shù)、非平衡凝固新材料、特種鑄造、造型材料、金屬基復(fù)合材料、壓力焊、機(jī)器人焊接、電子封裝技術(shù)、現(xiàn)代激光焊接技術(shù)等課程。
4)專業(yè)教育實(shí)踐課程。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,提高實(shí)際動(dòng)手能力,開展專業(yè)實(shí)踐教育。除開設(shè)實(shí)驗(yàn)課外,還進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、鑄造工藝課程設(shè)計(jì)、焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、專業(yè)技能訓(xùn)練及畢業(yè)設(shè)計(jì)。
5)通識(shí)教育實(shí)踐課程在開設(shè)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的同時(shí),進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合工程實(shí)踐素質(zhì)及創(chuàng)新能力,開設(shè)了工程教育、機(jī)械工程訓(xùn)練、電氣工程訓(xùn)練、思想政治實(shí)踐、職業(yè)生涯設(shè)計(jì)及軍事訓(xùn)練等實(shí)踐課程。
3.專業(yè)教學(xué)改革
為滿足學(xué)生就業(yè)需要,與改革前對(duì)比,在專業(yè)教學(xué)改革方面,其顯著區(qū)別是按鑄造和焊接分別進(jìn)行教學(xué)。無論是在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方面體現(xiàn)鑄造和焊接特色。通過教學(xué)改革,使學(xué)生掌握具體的實(shí)際專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)利于學(xué)生就業(yè)的專業(yè)技能。
3.1 理論教學(xué)改革
進(jìn)行專業(yè)教學(xué)改革,解決專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)不能完全滿足市場(chǎng)對(duì)人才需求的問題。在具體理論教學(xué)中,根據(jù)黑龍江科技學(xué)院的應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),進(jìn)行鑄造和焊接教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化,將教師選派到企業(yè)生產(chǎn)一線,有助于增加鑄造企業(yè)和焊接廠家實(shí)際應(yīng)用性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容。改革教學(xué)方法,重視多媒體技術(shù)和課件等一些新技術(shù)的應(yīng)用,豐富教學(xué)內(nèi)容。采用啟發(fā)式教學(xué)方法,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、積極性和主動(dòng)性,避免學(xué)生死記硬背專業(yè)知識(shí),更加注重學(xué)生分析實(shí)際問題和解決實(shí)際問題的能力的培養(yǎng)。
3.2 實(shí)踐教學(xué)改革
關(guān)于實(shí)驗(yàn)課建設(shè),按鑄造方向和焊接方向分別教學(xué)。對(duì)改革前以驗(yàn)證性和演示性為目的鑄造和焊接方向?qū)嶒?yàn)課進(jìn)行改革,可由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備來完成實(shí)驗(yàn),然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,建成創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課。為形成創(chuàng)新性專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,集中時(shí)間大強(qiáng)度強(qiáng)化鑄造和焊接實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力,全面提升實(shí)踐意識(shí)。關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì),畢業(yè)設(shè)計(jì)選題及內(nèi)容與鑄造和焊接生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,具體題目由材料學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)審查確定。教研室主任專人統(tǒng)一管理畢業(yè)設(shè)計(jì),全面負(fù)責(zé)畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題,中期檢查及畢業(yè)答辯的工作安排,做到了畢業(yè)設(shè)計(jì)工作規(guī)范化、制度化,提高了畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。此外,構(gòu)建了適合具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的鑄造和焊接方向的專業(yè)技能訓(xùn)練和實(shí)際生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)及畢業(yè)實(shí)習(xí)基地。
4.結(jié)語
電氣工程 電氣安全論文 電氣培訓(xùn)總結(jié) 電氣專業(yè) 電氣設(shè)計(jì)論文 電氣預(yù)算 電氣調(diào)查報(bào)告 電氣控制論文 電氣施工總結(jié) 電氣自動(dòng)化發(fā)展 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀