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我国的高等职业教育起步较晚,教学方面多数情况下也是沿用传统教学手段,即使现阶段引入了多媒体教学,但由于课件的滞后,多媒体演示也与传统的图纸和黑板粉笔教学大同小异,对于学生来讲,学习枯燥乏味,宛若听天书,需要充分发挥想象力才能理解,对于教师则需要花费大量的精力来制作课件、写教案和改作业,而教学效果甚差。
今天读文网小编要与大家分享的是:高职机械设计基础的教学改革相关论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
高职机械设计基础的教学改革
《机械设计基础》课程是高职高专类院校与近机类各专业的一门重要的专业课程,是理论性和实践性都很强的基础课程,在教学中具有承上启下的作用,通过本课程的学习使学生掌握常用机构和通用机械零件的基本理论和基础知识,初步具有这方面的分析、设计能力,并获得必要的基本技能训练,同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。笔者在近几年的教学过程中发现,随着我国教育结构的不断调整,学习内容、师资结构、学生来源都发生了很大的变化,传统的教学内容,教学方法,考评方式已不能适应现代高职学生的需要,必须做出改革。
《机械设计基础》课程包含了静力学、平面力系、空间力系、四种材料力学构件变形形式、平面连杆机构、凸轮、带传动和链传动,齿轮、轴、联结,液压与气压传动等丰富内容。随着科学技术的不断发展,教材的滞后性越来越呈现出来,因此必须对课程内容进行整合。要删除陈旧的章节,增加必要的新知识等手段,精心设计课程体系。针对高职学生对理论不感兴趣、喜欢动手实训操作的特点,根据“理论够用”的原则,尽量减免理论的推理计算内容,抽取更多的课时为适合实训的内容。
机械设计是前序课程运用的综合,它涉及工程力学、金属及热处理、公差与配合、机械制图等课程。要想将设计做好,必须将这些知识综合运用,同时还要自学一些相关的设计知识,能熟练的查阅手册。同时,要增加计算机辅助设计,proe零部件组装和三维动态仿真等相关专业知识。
原理的推导、证明不是重点,应分配更多的学时在学生练习,掌握公式、定理,熟悉设计方法。例如:带传动的打滑原理的推导,变为齿轮的原理等知识点都可不作为重点,只需说明作用和影响。
我国的高等职业教育起步较晚,教学方面多数情况下也是沿用传统教学手段,即使现阶段引入了多媒体教学,但由于课件的滞后,多媒体演示也与传统的图纸和黑板粉笔教学大同小异,对于学生来讲,学习枯燥乏味,宛若听天书,需要充分发挥想象力才能理解,对于教师则需要花费大量的精力来制作课件、写教案和改作业,而教学效果甚差。随着国际国内形式的变化,经济和社会的进步,对于教学方法和教学手段也提出了更高的要求,如果教学方法不能让学生感兴趣甚至教师不受欢迎会直接导致学生精神上的罢课,教学效果自然谈不上。
从笔者自身进行《机械设计基础》课程教学的实践来说,这门课程的确有大量理论知识,但是教学方法应该灵活机动。例如齿轮机构的分类和特点、工作原理、设计计算,结构设计等,在教学中遵循由简到难,由表及里,充分利用实物、挂图,动画等教学工具进行讲解,组织学生进行实物的装拆,使学生充分理解机构的常见失效形式及设计准则,再设置典型实例设计题目,分组分析讨论,将所学知识链接起来,形成扎实的知识网络,设计思路,以达到活学活用的目的,教师在设计思路上加以引导,对方案的合理性、正确性进行把关验收,并对一些知识、经验参数加以补充总结。
又例如,在平面四杆机构项目中,鼓励学生用废纸板、木棍、木块、钉子和销轴自制机构模型,通过改变钉子和销轴的位置,控制机架、连架杆和连杆的长度,记录什么条件下可生成曲柄摇杆机构、双曲柄机构或双摇杆机构。学生也能够在学习中实现了边学边练,充分提高了动手能力和创新能力。
最终考核成绩的主要由理论考试成绩和实训考试成绩共同决定,并偏向于实训考试。理论成绩包括期末考试成绩、平时测试成绩、平时作业成绩、上课表现情况等。实训成绩可为若干次实训项目(包括企业的实习成绩)的平均成绩。考核内容尽可能简单而全面,能够使学生看到自身不足的同时不会对学习丧失信心。而且由于期末考试成绩在总分中占的比重不大,使学生明白学习过程的重要性,临时抱佛脚和作弊都无济于事。
现在的学生大多数在父母和老师的庇护中成长,具备理论学习能力,缺乏动手能力,具有独特个性,缺乏团队协作意识,对所学专业领域有一定的认识,但缺乏对具体工作性质的理解,即缺乏工程素质,当然这也源自于教师的工程素质的缺乏。这使得许多高职生出了校门就面临失业或者刚上岗就由于不能适应工作岗位而下岗,甚至一些人被迫改行做其他的工作,造成残酷的社会打击。
事实上这样的情况完全可以控制,出路就在于从思想上、态度上、教育教学过程中切实将工程素质培养问题放到足够重要的位置上来,并采取切实有效的措施,培养和提高师生共同的工程素质。对于教师而言,自己应该具有一定的工程资质如工程师、机械师等专业职称,并且亲自参加过相关工程项目。对于学生而言,安排学生到企业参观实习,在实习中巩固理论知识,锻炼动手能力,重要的是学生能够在实习中收获职业素养,培养吃苦耐劳、脚踏实地、忠于职守、团结协作的工作作风。
《机械设计基础》课程的教育教学改革和实践,极大地调动了学生学习主动性,使学生由被动式学习转向主动式、探究式学习,促使学生勤于思考、发现问题、分析问题、积极想办法解决问题,也使学生的实践技能、创新能力和教学有了进一步提升,为学生职业能力和职业持续发展奠定了良好的基础。
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创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科技成果进行创新构思,设计出具有科学性、创造性、新颖性及实用成果性的一种实践活动。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:数字化机械创新设计能力培养的教学设计与实践相关论文。内容仅供参考阅读!
数字化机械创新设计能力培养的教学设计与实践全文如下:
机械设计能力是机械类专业大学生的一项非常重要的专业基础课,教学内容主要由理论教学和相关课程设计两部分组成。它在整个培养计划中起着承上启下的桥梁作用。传统的教学内容体系只注重对学生传统设计理论的培养,设计实践还停留在二维绘图阶段,忽略学生三维数字化设计思想和能力的培养。以三维数字化设计技术为代表的数字化设计作为现代设计的一种核心技术,在机械设计的应用中,不仅为机械工程师提供了一种方便高效的绘图工具,更重要的是机械设计的设计程序、思维方式、交流与协作方式及机械工程师的角色等,都将会因为数字化设计的出现而发生重大的变化。所以,对面向数字化设计对机械设计课程体系和教学方法进行改革,使机械类专业的学生能够迅速适应数字化设计的要求,更加贴近企业对应用型机械设计专业人才的需求。
1.适应社会和就业的需要
从对上海的企业调研和毕业生反馈的信息看,当前大部分机械制造业的企业基本上实现了三维数字化设计和制造,其中国内大中型企业和研究院已全部实现三维设计,机械工程技术人员普遍采用三维数字化设计技术来完成工程设计已成为一种必然趋势。因此,转变教学观念,注重知识及应用的与时俱进,已成为培养机械行业人才要求。把数字化设计引入到机械设计能力培养当中,使学生掌握更现代的设计方法,为学生专业课程的学习和就业打下坚实的基础。
2.促进机械设计能力的提高
在我校学生在大学一年级主要学习《机械制图》和《计算机绘图》等课程,重在培养学生的二维绘图和识图能力;而在高年级的专业课程中,直接讲授三维数字化设计软件的工程应用,难度大、效果差。在大二期间,将数字化设计结合《机械设计》《现代机械设计》课程教学,不但可以为学生后面专业课程的学习打基础,降低专业课程的学习难度,而且能对机械设计能力的提升起到促进作用。数字化设计改变了传统课程设计作图多、任务重的缺点,设计结果具有较强的直观性,容易引起学生的兴趣。
3.利于学生工程实践和创新能力的培养
随着各高校对卓越工程师培养计划的重视,培养学生的工程实践和创新能力,已经成为高等学校一项非常重要的教学改革内容。机械创新设计作为一项“卓越计划”培养机械类专业学生工程实践和创新能力的重要一环,必须更新教育理念、探索新的课程教学模式、加强课程内容与社会实践的联系、积极探索以素质教育和能力培养为特征的新型课程模式。将数字化设计引入到机械创新设计培养当中,对学生工程实践和创新能力的培养可以起到积极的推动作用,因为数字化设计优势十分有利于学生空间想象能力、设计能力和自主学习能力的培养,学生可以借助数字化设计软件把自己的工程设计想法通过三维实体设计表达出来,激发学生不断探索、实践和创新的欲望,进而促进其工程实践和创新能力的提高。
数字化设计应当是根据数字化设计本身的特点及其在机械创新设计的应用特点来进行,不能简单地增加设计软件使用操作教学内容,或在原来的课程体系中再增加几章独立的、自成体系的数字化设计教学内容。而应结合数字化设计和机械设计能力培养的特点,对整个课程内容体系进行必要的改革。
(1)以工程素质教育和实际能力培养为目标,构建数字化机械设计课程内容体系。主要包含数字化设计基础,数字化设计理念、流程及特点,数字化设计工具简介,数字化设计实务训练等类型的课程内容。同时探寻建立数字化设计与传统设计教学内容之间,以及与其它数字化设计课程之间有机的联系。
(2)机械设计中传统设计教学内容应做相应的改革,使数字化设计的思想和方法真正融合到机械设计的教学与实践当中,最理想的方式是能够让学生在课程的学习中熟悉和掌握数字化设计工具,这样机械设计能力的培养的才能够适应数字化时代的要求。
1.课程教学内容改革
在授课时,应淡化对理论公式的推导,加强对工程应用的讲解,如齿轮的强度计算,螺纹连接强度计算等;对一些非重点章节,如链传动、进行引导性的讲解;对难度相对简单的章节,如联轴器、离合器与制动器、弹簧等,可以采用教师简单概述,让学生课下与结合思考题自学方式。这样可将机械原理机械设计理论教学压缩到96学时左右,留出大约20学时对数字化设计进行讲授。在数字化设计教学当中,不追求难度和深度,以使学生能够完成课程设计为目标,注重学生学习能力的培养,如教授学生如何利用软件自带的帮助文件和用户手册,独立进行软件功能的自主学习。在课程的安排上,采用每两周2学时的上机课堂教学模式,让学生模仿课堂的例子,并安排一定量的课外习题。这样使学生长期不断地学习,便于学生提高实际设计能力。
2.课程设计环节的数字化设计应用
对于机械设计能力培养中重要实践环节――课程设计,将三维数字化设计代替传统的二维作图是改革的一个重点。目前,我校课程设计题目一般采用通用机械传动装置设计,以齿轮减速器设计为主。学生在两周的设计时间内完成设计任务的设计方案的分析和计算、零件设计装配图和零件图的绘制、设计说明书的编写等任务。在设计过程中需要学生查阅大量的资料,进行反复设计。
由于课程设计时间较紧,大部分同学在进行零件强度设计后,直接进行零件图和装配图手工绘制,往往忽略设计的整体性,草草地画完所有图纸,直接影响教学效果。将数字化设计引入到课程设计后,学生可以应用设计软件参数化功能,对原零件图和装配图进行特征修改,使零件结构的变化直接在三维视图中展现。然后,利用三维转二维图纸的功能生成工程图,并进行必要的视图表达修改和标注。这样就大大节省传统二维作图的时间,使学生有更多的时间去考虑“设计”,从而可以提高课程设计质量。
3.机械创新设计研讨课的开设
机械创新设计能力包含应具有良好的学习能力和创新理念、敏锐的创新思维、基本的创新技能和优秀的创新人格。研讨课有效地探索了研究型、合作式、自助性的课堂教学模式,体现了“学思结合、因材施教、分类培养”的教育思想,促进了在教育思想观念方面的深刻变革。目前,我校已开设“产品开发与现代设计”研讨课,和机械设计类课程中创新设计研讨课,教学效果显著。
4.问题驱动启动式教学方法
针对机械设计和数字化设计实践性均较强的特点,强化理论课和实践课案例教学,注重问题启发教学内容的精选和问题的设计,着重讲清工程设计案例问题是什么、工程设计案例问题的背景是什么、工程设计案例问题的性质是什么、工程设计案例问题的解决方法是什么等内容。使所学的知识更加具体,并给学生留有一定的思维空间,活跃学生的创新思想。
1.不断加强数字化设计基础课程的教学
数字化设计基础课主要是根据机械类专业的实际情况,为学生讲授有关数字化设计的软件、图形图像理论、设计与造型方法,设计特点等共性的知识,使学生形成一个清晰的数字化设计框架,能够在大脑中实现数字化模型的构造。
2.强化“设计”理念
机械设计的最终目的是要实现产品化,其设计应当是为产品及其生产而设计。在课程教学改革时,需要不断强调的就是设计。机械类专业数字化设计的核心是设计,而不是绘图。教改应该始终按机械设计基本能力教学为主、数字化设计学习为辅的教学思路进行,使学生掌握基本的数字化设计方法,并能独立进行简单数字化设计。对于机械类专业学生而言,最需要的是在数字化设计工具的帮助下,获得对整个产品从概念设计、结构设计、生产加工到市场推广的全面控制能力。
这种设计能力的培养就能够与CAD、CAE、CAM乃至虚拟设计与虚拟制造系统相衔接。所以,在机械设计课程中强化设计的理念,要让学生清楚地认识到数字化机械设计不仅可以用计算机技术来绘制各种各样的装配\零件设计图,尤为重要的是它可以辅助进行动力学和运动学仿真、有限元分析、装配检查等功能分析;可以有效地将机械设计各个设计过程有机地结合起来,使各个阶段的设计成果为其后的设计制造过程直接使用,从而大大提高了设计效率和质量。
3.在教学实践中,由于数字化机械设计相对降低了机械设计的理论难度,学生对相关数字化设计软件学习兴趣将会大幅提高,甚至有些同学会主动“开快车”,在数字化设计软件学习上花掉太多精力,忽略了对机械设计理论知识学习。所以,任课教师要积极引导学生正确对待数字化设计软件和机械设计理论学习之间的关系,做好协调工作。
4.随着数字化设计教学质量的不断提高,教师还可以适当扩展讲解运动仿真和CAE的相关知识,使学生对机械设计技术的发展有进一步的认识,提高学生的学习热情。
五、结语
机械数字化设计能力培养教学的设计和改革,需要在教学理念、课程内容、教材建设、师资培养、教学方法,硬件与软件环境建设等诸多方面的协调配合,需要充分调动和协调学校资源,才可能取得更佳的效果。同时,也需要我们在教学实践中坚持不懈地研究和实践,不断积累,不断研究,不断创新。
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机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:机械设计中的材料选择及应用研究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
材料的选择与应用在机械设计中是至关重要的一环,材料选择的好,机械的设计就成功了一半,在之后的机械制造中就会更加顺利。所以,我们要重视机械设计中的材料选择和应用,促进机械设计的可持续发展。
我国的工业化步伐大大加快,对于机械的使用需求越来越大,对于机械材料的需求更是日益增多,这导致了机械设计材料的稀缺,人们寻求更经济、更环保、更适用的机械设计材料成了当务之急。为了更好地满足人们日益需求的物质文化和精神文化需求,这就需要机械设计的材料朝着更加经济、环保、适用的方向发展,在社会各种发展都对材料进行大规模使用的激烈的市场竞争中,若想获得一线的发展,就要充分利用目前拥有的材料,利用有限的资源,对机械设计的材料进行选择和应用,进而进一步地加大对于机械设计的使用和机械设计的工作,为我国机械行业和我国经济的可持续发展做出应有的贡献。
2.1满足机械零件应用的要求
机械设计必须要考虑到机械的负载能力,如果机械的负载能力差,就会使整个机械的零件失效,达不到机械进行正常工作的要求。所以,在对机械进行设计时的材料选择时,一定要结合机械所要进行的工作,考虑到机械所要承受的负载,然后对材料进行选择,以此作为机械设计的材料选择进行可靠性实验的标准。如果机械零件在受到重压的时候产生扭曲或者弯曲的情况,这种变形有时候是可以恢复的,但有时却是永久性的,这就使得机械受到损伤,不能进行工作。所以,为了避免上述情况的发生,我们在对机械设计进行材料的选择时,一定要确保零件不会发生扭曲,确保它的实用性,采用较为坚固的材料进行设计,以便能够均匀机械的受力,改善材料的抗变形性能。比如,在对机械进行设计加工时,可以采用中碳调制或低碳钢渗碳的加工方式,用此来提高材料的性能,从而满足机械零件应用的要求。
2.2满足经济性的要求
每一个企业进行运营都是为了盈利,获得企业的收入,所以对机械设计材料进行选择也必须要满足这个条件。尤其是在当前我国经济迅速发展的今天,人们对于机械的需求量加大,但是日益突出的资源缺乏的问题却给机械设计的材料选择带来了巨大的困难。企业一方面要考虑到对于企业自身的经济效益,又要保证机械设计的质量,所以在对机械设计的材料选择上就要更加仔细慎重,既不能造成材料的浪费,又要尽可能地满足机械在性能上的一切需求。
例如,我们要选择一种材料,这种材料要具有一定的硬度,这就需要企业对于一切可以进行机械设计的材料进行权衡,根据材料具体的形状和机械零部件的尺寸大小以及零件需要满足的硬度进行选择,选择的材料要尽可能满足机械的各种性能,所需的材料数量也要进行严格的计算,避免产生浪费现象,造成对材料的采用过多,从而造成了企业的机械设计成本的增加。如果在设计中有效截面的面积小于50mm,那么企业就可以选择20Cr;如果有效截面面积是50~150mm之间,并且它的重量又不重,小于50kg,那么企业就可以选择20Cmnti,诸如此类的做法,这样企业就可以对机械设计的材料的选择进行合理的优化与改进,避免出现浪费的现象造成资源缺失的进一步加大,从而造成企业的成本大大增加,达不到企业盈利的目的。
2.3满足环保性的要求
目前,由于工业发展给环境造成的破坏已经成了一个不争的事实,如工业生产产生的废料垃圾、工业垃圾和一些白色污染。这些都是工业发展带给环境的巨大污染,是人们最近以来普遍关注的问题,也是急需解决的环境问题。从工业生产的源头,即机械的设计的材料选择上把好关,选择对环境具有环保效果的、没有危害的材料,这样才能够促进环境的可持续发展,保持生态平衡,从而推动企业经济效益的稳步持续发展,推动我国经济的可持续发展。
在这一过程中,担任机械设计的设计人员也是至关重要的,机械设计人员要掌握多方面的知识,需要对机械设计的材料进行多方面的分析和研究,最终进行慎重的选择。可以说机械设计工作是一项任重而道远的事业,机械设计是一切工作顺利进行的前提,企业生产取决于设计的好坏,所以为了追求企业的最大利润,就要加大机械设计对于环境保护的要求,遵循保护环境与生态平衡的原则,对人类赖以生存和发展的家园进行有效的保护,从而实现材料选择和应用满足环保性要求的目的。
3.1实用性材料的选择与应用
机械设计中材料的选择与应用主要是为了满足机械在实际操作中的使用,所以机械设计的材料必须要有实用性。首先,在对机械材料的应用上要以工艺生产为指标,对材料所要使用的范围和用途进行系统的了解后,对材料进行铸造、切割等操作,以满足不同设计的需求。其次,机械的不同零件对于材料的需求也不同,这要充分考虑材料的具体使用,例如制造哪个零件,然后再对材料进行强度和耐磨性的选择,对于有特殊要求的材料要进行特殊处理。
3.2载荷类型材料的选择与应用
在机械的使用过程中,如果材料没有较好的荷载能力,就会造成机械无法使用以及被压坏的现象,所以对于材料的要求应格外注意它的荷载能力。如在机械的使用过程中,会在正常的时候突然出现抑制失效的情况,这都是荷载出现了问题。所以,在选择和应用材料时,一定要估算材料的荷载能力,从而完善机械在工作中的使用状况。
3.3低消耗材料的选择与应用
随着国家对于环保工作的强力推进,机械设计也要遵循国家可持续发展的理念,在机械设计上要尽可能地减少污染和资源的浪费。一方面,要尽可能减少热处理技术的使用,因为这项技术对材料的寿命是有一定影响的,同时也会带来较大的环境污染。所以,我们为了有效减少这种现象的发生,可以进行热轧状态和冷轧状态下发挥性能的材料。另一方面,如果不能避免热处理,就要选择进行热处理较少的材料,降低消耗,促进机械行业的可持续发展。
3.4无害材料的选择与应用
在人们的日常生活中出现了许多有害的物质,这也加强了企业在机械设计材料选择上的注意。所以,机械设计的材料要尽可能地选择一些无害的材料,否则就会给人体带来一些危害。比如,Ni元素,这种元素对于人体的危害是十分巨大的,同时它还会给环境带来极大的污染。要对材料进行慎重选择,防止选择有害的材料,就要加大对材料的监测和管理,避免有害材料进入到机械设计中来。总之,这是现阶段机械设计中一个十分重要的问题。
总而言之,我们对于机械设计中的材料选择和应用要更加符合现代社会对于环保和经济、实用与可持续的要求,从而为机械设计行业的稳步持续发展提供切实有力的保障。
【机械设计中的材料选择及应用研究】相关
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《机械设计》是高等理工学院机械类专业学生必修的技术基础课程,其教学大纲中规定的主要功能是教授大学生机械设计的基本知识、通用零件设计的基本能力和工程意识培养。除上述功能外,通过机械设计的教学,学生将得到综合运用力学、材料、制图等课程所学基本知识,初步进行机械设计和机械结构性能分析与评价的锻炼,为将来设计机器打下基础。这些对于提高大学生的创新能力,培养大学生的工程意识,有重要意义。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈基于创新与实践能力培养的机械设计试验教学相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
基础的一门课程,同时也是作为学生在机械设计方面的综合能力,在设计和创新能力以及训练工程意识时都具有非常关键的作用。在进行实践教学的过程当中它对于培养学生的思维,创新意识以及达到怎样的教学目标都起到了非常重要的意义。在当前形势下,实践教学环节是广泛应用的,但是由于落后的测试设备,落后的师资队伍,陈旧的教学方法等方面都影响了实践的发展,学生更不能有效的进行动手和创新,所以,必须要提高教学的实践性,从而才能加强对学生专业的培养,实践能力的提高,开辟出一条新的途径和有效应用。
通过在教学当中,我们可以选用一些以往的学生作品当成教学演示,再应用多媒体教学作为课堂的技术方法,把这些好的作品带进课堂当中,让学生可以更为直观的参观欣赏,让他们不再有一些畏难的心理负担,从而也可以增强他们的积极性,开创性。最后让学生通过这些作品进行分析讨论,分享体会,从而来引导他们可以更为细致的对这些作品进行深入研究,找到创新立意,进而来提高学生的综合能力。
(一)机械设计作为实践综合性非常很强的一门主要课程,在实验教学过程当中则是非常关键的一个环节了,实现教学目标是有着重要意义的。
我们在培养学生机械设计课程时,实践则是一条不可小视的途径,同时也是培养学生分析能力,解决问题,理论实践和创新能力的一种重要途径。学生在掌握机械原理的程度会影响到具体的实践能力。我们都知道,在机械产品当中,主要是由运动机械以及多个零部件组成的,它们都具有不同的应用功能,并且所适用的场合也是不同的,所以必须要充分的了解机械产品的设计以及各个原理才可以更好的运用它的工程实践。
此外,由于机械设计一般包括的体系是非常宽泛的,不仅有理论知识,计算推导,也需要一些图表与公式的配合,才能发挥出它的作用。在这门课程当中,教学的主要目的是让学生可以在短时间内学习有效的知识,但是在现阶段而言,由于学校在多方面都受到了一些限制,不利于学生的全面学习,从客观角度来讲对实践是不利的,所以我们必须要探索出一条更适合的方法,可以在短时间内让学生学到具有创新意义的实践技能,更为科学的与理论相结合。
(二)由于课程设计具有一定的复杂性,也具有一定的重要性,所以我们必须要改革以往的课程目标,重新设计课程内容。
学校一般会安排几名老师作为技术指导,但在新的课程安排当中减少了老师的比例,这样不仅可以减轻老师的负担,也可以让学生在自己动手的过程当中找到创新的能力。在机械类的学科当中,一般包括机械方案的设计以及制作,在这个过程当中一般是为了培养学生的综合知识运用以及培养他们的能力实践创新,从而来提高他们的思维意识,在部分学校当中还会应用团队合作来完成设计实验教学,通过让学生自己做相关的课程设计,这样不仅可以提高了学生的收益,也降低了敷衍设计的比例。
此外,在机械设计课程的学习过程当中,我们也可以让学生应用一些相关的软件作为辅助作图设计,可以更好的构建三维模型,达到传真的效果。我们清楚的可以看到三维软件具有非常强大的一些应用功能,所以在零件的设计上是非常明显直观的,而它的参数多功能也是非常强大的,所以极易修改零件图以及装配图当中错误的特征。而我们在建立整机装配模型时,应进一步的分析设计产品所具有的运动仿真以及干涉检验等问题,对于所发现的问题可以及时的解决,来加强学生在机械设计学习中的创新能力,全面培养他们的创新思维性。
(三)在机械设计课程的试验中,我们所要达到的目的就
是为了让学生可以在短时间内学到最有效的知识,但是在现阶段的学校当中,在很多方面都受到了一些客观限制,这对于学生获取知识是非常不利的,所以,在一些高校当中为了让学生可以学到丰富的知识,便探索出创新的实验教学应用,理论结合于实践,作用比较明显。
在很多高校当中都会应用这种方法,一些老师也对这种方法提出了不错的评价,当教师传授机械理论知识时,可以不受课本当中一些内容的束缚,并且让学生置身在具体的实验操作当中,其目的就是把实验的过程变成学习的过程,从而可以加深对理论知识的掌握,在学生提出疑问时也可以找到更好的方法进行解答,理论实践应用在创新当中,所得到的效果则是非常明显的,而吸收也是较为快速的,在短时间内学到丰富的理论知识,也提高学生的创新能力,通过设计实验不仅巩固了知识也增加了思维的创新意识。
总而言之,对于在培养专业的机械设计人才时,不仅让学生要全面的掌握专业知识,方法以及理论基础,更要提高他们对机械知识的应用,培养他们的创新能力,这才是我们教育改革最重要的目的。在创新能力的培养过程当中,思维开发,意识创新,提高教育的本质思想,这才是最为核心的教学内容。
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机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求,一般有:最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的,而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:机械设计教学研究与创新能力的培养相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
摘 要:结合《DSP原理及应用》课程在电气工程的应用背景,针对实验教学中体现的不足,在充分考虑了电子技术特别是DSP芯片的更新换代的加快的同时,设计了适合基础理论教学又能够紧跟DSP应用现状的TMS320F28027为核心的DSP实验装置和设计了与电气工程结合紧密的实验项目,提出设计功能模块化设备来提高实验教学质量和提高学生的热情,口袋化的实验装置也便于学生使用将实验操作延伸至实验室外。
关键词:DSP;实验教学;
机械设计传授如何把理论技术和经验方法运用到生产实践, 因此这门课程具有很强的设计性、多样性和实践性[1]。 在新形势下,国家大力推进创新型国家的建设,核心就是把自主创新能力作为发展的战略基点,因此要求大学课程鼓励和激发出学生的创造能动性。 然而,目前高校学生普遍存在实践动手能力不强的问题,更遑论创新思维和创造能力。 这就导致学生的能力与社会需求存在一定的断层。究其原因,客观上这门课程知识点多且散,人均实验设备少及实践活动有限,学生前期接触实际工程的机会很少甚至没有,这些都会给教学增添困难,因此需要通过良好的教学方式进行克服[2]。然而目前传统教学中存在的问题无法解决客观的困难,束缚了学生综合能力的发展。
1 传统教学存在的问题
目前高校的机械设计教学普遍存在以下问题:
(1) 学生兴趣不足,积极性、主动性不强。由于机械设计课程综合性很强,并且与实践联系紧密,对于从基础课刚转入到专业基础课学习的学生来说,这门课程内容相对复杂、抽象,再加上学生实践经验缺乏,对知识点很难理解到位。这些问题导致学生对机械设计课程的兴趣缺乏,学习积极性、主动性很难调动起来。
(2) 学生的实际动手能力不强。相对于枯燥的课堂理论学习,学生对动手做实验比较感兴趣,但由于有限的实验条件以及安全等因素的考虑,实验教学单位往往只能安排学生开展几个有限的实验项目,并且多是在现成的模型上观察机构的运动情况或者测绘,学生的实际参与度其实并不高,更谈不上让学生参与设计或改进实验,对学生的动手能力提高不大。
(3) 难以提高学生的创造能力。多年来,机械设计课程设计题目一直局限在二级圆柱/斜齿齿轮减速器的总体设计上,这个设计对象能够把机械设计课本中的带传动、齿轮传动、轴、轴承等大部分内容都应用进去,可以说是对机械设计课程内容的一次完整回顾与运用。但人人都是一样的题目,仅具体参数略有不同,设计思路与步骤都已成固定模式,严重影响学生的创造性,可想而知,课程设计的效果堪忧。
(4) 考核形式单一。机械设计考试一般采用闭卷形式,注重考查学生对通用零件的基本理论知识的掌握程度,而对工程实践问题的设计与分析能力考核较少,无法反映学生的创新能力。课程设计虽然采用了一对一答辩的形式,但考核重点在图纸上的错误之处及对设计内容的认知程度上,而没有对学生在设计中的创新给予更多有针对性的指导,无法起到启迪学生创新思维的作用。
因此,传统的教学内容和方法已经无法完全满足新时代下培养优秀技术人才的教学需求,充分发挥高校的人才培养、知识传承与创新和服务社会的职能。那么就需要教师改革现有教学方式和方法,严格掌控教学和实践环节的质量,不仅使学生掌握通用零件设计的基础理论知识,更是要重点培养其创新和实践能力。
(1) 课堂教学创新
课堂教学是学生进行实验和实践的基础,首先要从课堂教学入手引起学生学习的兴趣,调动其学习积极性,那么就必须将创新意识融入课堂教学。
第一,教师需要改变以往采取的“满堂灌”的教学方式,为了激发学生的活跃思维,应当采取灵活的讲课方式与方法,能够启发学生的思想,特别是要给学生创造思考和学术讨论的机会。比如,当讲授“齿轮传动”这一章内容时,需要在上一节内容快结束时,引出齿轮传动相关的实际问题;简单地介绍该齿轮传动的载荷及工况要求后,要求学生课后自行分析思考:宜选用何种齿轮传动形式,如何设计齿轮的具体参数等等。到下一节课,就先由几个学生提出各自的设计方案,其他学生对他们的方案进行评价,给出意见和建议,对方案进行改进和完善。集思广益,在讨论的基础上确定出最为合适的设计方案。最后,由教师进行归纳和总结。通过这种形式,可以活跃课堂氛围,促使学生积极思考,课外也能自觉去查找资料、数据;此外,通过这种思考和讨论,学生也能把之前所学的知识进行应用和巩固,提高了其分析问题、解决问题的能力。
第二、课堂的讲课内容需要做调整,由于教材编写、出版需要较长的周期,导致教材内容跟学科发展前沿的理论、技术存在滞后性。因此,为了开拓学生的视野,了解学科当前的发展现状,教师上课应当结合自己的科研课题或者查阅最新文献作一定的选取和补充。实践证明,这种启发式创新教学,以教师为主导,学生为主体的形式能够实现师生的良好互动,达到思维上的“共振”,进而提高课堂教学质量。
(2) 实验教学创新
实验教学是对课堂教学的必要补充,不仅对理论知识起到验证作用,而且能够提高学生的动手能力。但长期以来,机械设计有限的几个实验也只停留在演示、验证的阶段,对学生创新能力的培养无太多益处。实验课中,往往是几个学生一组围着一台设备按着既定的步骤进行实验,对于实验中的一些现象和结果,学生很少会去思考为什么,这种被动接受的情况显然不利于开阔学生的创新思维。因此,有必要加大投入,增加实验设备台套数,争取让每个学生都能亲自动手实验。另外,可以对实验室采取开放管理的形式,比如对传动系统创意组合实验,可采用阶段式全天开放,方便学生在规定时段内随时观察、自学和实验。
至于实验模式方面,可以采用传统实验模式同虚拟实验相结合进行改革。传统实验模式是学生通过操作实验设备、仪器来完成规定的实验项目。在此过程中,学生往往对实验设备缺乏感性认识,实际操作起来也往往诸多困难,以至于在有限的实验课时内无法很好的观察实验结果。而虚拟实验是在计算机上对实验项目及其过程进行模拟,在实验过程中,学生是通过控制特定的课件来演示实验过程,可以帮助学生更好的理解实验原理和概念。并且,学生不仅可以在实验室进行虚拟实验,还可以通过拷贝软件到个人电脑上实验或者联网进行在线实验,这就使得实验不受时间和空间的限制,不仅可以提高教学效果,也有利于培养学生的实践能力和学习能力。
(3) 课程设计创新
对课程设计进行创新改革,首先,设计题目要多样,采用基本指定和学生自主选题相结合的方式。鼓励学生选取与工程实践联系紧密,并且自身对其已有一些感性认识的系统或机构进行设计。在具体设计过程中,可以应用变异设计和适应设计的原理参照设计样本进行设计。其次,改革设计方法和手段。在设计中要融入现代设计理念与方法,比如可靠性设计、优化设计,还要引入计算机技术手段[3]。目前,企业普遍采用辅助设计软件Pro/E, UG, Ansys等[4],比如采用UG对机构进行三维建模,接着采用ANSYS对建好的虚拟模型进行CAE分析,然后根据分析结果不断改进模型,最后得到一个符合创新设计要求的虚拟模型。因此,研究者也鼓励学生利用这些辅助设计、分析软件进行课程设计。
(4) 课程考核创新
考试是教学评价的重要手段,也是对学生学习的一次综合检验,不管是对教师还是学生都具有非常重要的导向作用。研究者将考核分作考勤、作业、笔试和实验四部分,每个部分根据实际情况设定所占比重。考勤采用不定期的形式。作业分课内作业和课外作业。课内作业由教师随堂布置,马上上交,以避免学生抄袭,这样可以更好的反映学生的课堂学习情况。课外作业题目应偏向设计型,一题多解,鼓励学生自己去查阅资料、上网检索、综合运用所学知识来解决问题,如此可以培养他们收集信息、整理归纳资料及分析处理信息的能力。笔试还是采取以往闭卷形式,笔试成绩所占比重要缩小。实验成绩则有实验教师根据学生实验的具体情况来定。通过这样一个综合的考核方式,能够给予学生一个比较公平、科学、客观的成绩。
实践证明,通过对机械设计教学改革和学生创新能力的培养与实践,教学效果得到明显的提升,极大地调动了学生的学习兴趣与学习积极性,提高了学生综合运用各类相关知识、信息去分析和解决工程实践问题的能力,同时学生的创新能力明显增强。教学的改进与创新能够为培养综合型、创新型的机械设计人才打下坚实的基础。随着教育改革的不断深化,围绕国家和社会对新时代科技人才培养的要求,今后还将进一步改革该课程的教学、考核方式,不断提高教学质量和教学效果。
【机械设计教学研究与创新能力的培养】相关
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在机械专业毕业设计指导的教学实践中,教师应以提高学生的社会化程度和综合应用能力为目标,改革传统毕业设计的弊端,努力探索高职机械专业毕业设计教学的一般规律,以及适应专业特色、学生特点、市场机制的基本范式,以求收到较好的效果。下面是读文网小编为大家推荐的机械设计论文,供大家参考。
1农机产品造型功能
(1)功能定义。由价值工程中的功能理论看来,农业机械产品的功能大可分为两类:使用功能、美学功能。使用功能满足的是用户在使用过程中的实际的物质需求。例如:割草机的使用功能可定义成“清除青草”;收割机的使用功能可定义成“收获作物”。美学功能指的是产品给人们带来的美的感受和产品同使用环境的融合与呼吁。这些主要都是由产品的外观形态、比例、色彩、材质等方面来体现。
(2)功能分析。对于农产品的审美功能和如何实现审美功能进行整理。农产品造型:
①满足结构要求———保护内部机构。
②提供人性化使用:使用安全性;符合用户操作心理。
③符合使用者审美。
④与环境的协调。
⑤符合品牌形象。总之,产品的形态、色彩、材质、工艺等的设计作为产品造型要素,必须要满足产品造型的总体功能和局部功能的两大需求。
2造型设计
(1)形态设计。农业机械产品的造型形态的设计要为机械内部的结构和机构提供保护、支撑、安装、美化等作用。不同的产品有着不同的功能和特点,就需提供不同的造型形态,机械的设计也要因物制宜。打捆包膜机的使用减轻了农民的工作量的同时也缓减了我国目前农村劳动力缺乏、紧张的问题。就目前有的电机、输送装置、滚筒、支架等组件构成了其基本的功能形态,但只有基本的功能形态是不能进入市场进行商品流通的。它还需要一个造型,一个能让它成为人和环境和各个组件之间的媒介,使其成为真正的商品。在设计打捆包膜机的造型时除了将核心机构部分装上外壳,还要把散露在外的零件包封起来,使其产品的整齐统一。将电机和传动部分同打捆包膜部分进行形态之间的对比,体现其产品的均衡效果。直线和过渡圆角的造型特点,让产品本身显得更加的整体、简洁、大方。关键部分的包装处理也对产品起到了保护作用,同时也加强了造型的整体感。这样的造型设计造成了饱满、光滑、完美、充实、严谨的视觉效果和审美。
(2)色彩设计。农业机械产品的设计除了造型的设计,色彩的设计也是很重要的。农机产品的色彩设计要考虑到产品本身的功能和造型形态的适应性等问题。色彩的使用和搭配除了考虑对使用者的审美观,也要考虑其产品的使用环境是否协调的关系,还要考虑到产品的品牌形象以及企业形象等问题。例如在案例打捆包膜机的色彩设计当中,就用了橙黄色与白色、黑色的搭配法。主橙色,暖色系,带给人以火热、激情、吉利、喜庆等色彩情感,可体现劳动人民丰收的喜悦之情。配色中有黑色、白色、橙色三色之间的小面积对比,与有白色和橙色之间的大面积协调。白色和橙色以明亮的特点给使用者以积极的影响,可相应的提高操作效率。总而言之,农机产品的色彩搭配可采取主色和辅色搭配的方法,主色占主导地位。一般来讲,产品上的用色宜少不宜多,两种到三种色彩为宜。色彩少而精,整体感就越强。用色过多,则给人一种杂乱之感。
(3)美学功能。在我国的传统美学看来,趣味这种审美是人的一种生存状况,是一种人生境界。用幽默、新奇而仿生的设计手法使日常用品具有趣味性,或是具有一定的艺术性,使得人们从中获得更为丰富的美学的享受。也使产品更具特性,避免了人与产品之间互动的生硬性。然而农业机械产品的趣味化是一种新的创造性的审美艺术。古人重在“趣”的探讨,最后演绎成为“趣味”,其意在于一中意味。文人墨客的眼中,在相应的情境当中自然而然的获得一种特殊的美感,心灵的旨向就是趣味的主体所在。其能发现奇趣的所在,创造乐趣,品尝趣味的美之所在,称之为“趣味”。价值工程中把成本分为人力资源、物力资源和财力资源等的消耗。农业机械产品的成本有产品造型的设计费用和样机的试制费用等。这些费用包含了产品前期的调研费用、设计的构思费用、产品形态的设计费用以及色彩设计和装饰设计的费用;后期的新材料、新工艺的选用和改进的相关费用以及样机的制作和调试费用等。因此在这些高昂的研发费用下,农业机械产品的造型设计要运用价值工程原理来进行科学的产品设计。不能为了审美而审美,设计一些高成本的产品。但是也不能完全摒弃外型,只一味的追求低成本的产品。由此可见“经济”“适用”“美观”三原则,在农业机械产品的形态设计上有着密切的关联,适用处于主导地位,美观处于从属地位,经济制约,将三者结合,是其在农业机械产品的生产过程中协调一致,才能保证农机产品在各个方面都表现出创造性和美感,保障产品更好的服务与农业生产。
3结语
农业机械产品的形态设计是多样化和个性化的表现,是对单一形式的突破。它从过去的不重视,变为了当今人们个人品味和个性的载体,它多元化的特点也为个体的个性展示提供了舞台。都说一千个读者就有一千个哈姆雷特。机械的形态设计展现在无与伦比的魅力,那么对于农业机械产品的形态设计由于审美观的不同就会有千千万万个审美。这样的画面,冰冷的机械不在冰冷,也被人们赋予了温暖的美。因此,经实验证明,要让使用者在审美需求满足的同时也感知到产品的科技,使用和操作都更具人性化,工作效率也得到有效的提高;使其产品更具竞争力。农业机械产品的形态设计具有一定的实践和实际意义。
一、农业机械造成环境污染的原因
我国农业中所使用的农业机械95%以上使用的配套动力是柴油机,柴油机在使用的过程中排放出来的主要成分二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物、碳烟颗粒化合物。众所周知,二氧化碳的增多会使地球产生温室效应,温室效应会使地球的温度上升,造成两极冰川融化、一些动物失去栖息地等危害。一氧化碳排放到空气中的量增大,被人类和动物吸入后,会降低血液运输氧气的能力,危害人类的健康。碳氢化合物是一种毒性很强的化合物,对人类的健康带来很大的威胁。氮氧化合物在加热和阳光照射的时候会形成臭氧,在地表上的臭氧是以烟雾的形式出现的,这样的烟雾会造成人们呼吸系统发生疾病,并抑制植物的生长和繁殖,且这些烟雾出现的时候会影响人们的视野,对于交通运输也十分的不利。最后就是烟碳颗粒物,这种颗粒物容易吸附在人们的肺部,造成一些呼吸疾病,对人们的健康产生不利的影响。通过上述的分析,我们知道了农业机械对于环境的污染的主要原因以及这些污染对于人体的危害,所以我们必须要及时的拿出相应的解决措施来应对这些污染,下边本文将针对这些污染的原因提出相应的解决措施。
二、农业机械污染的防治措施
(一)提高农业产品的技术含量
对于大部分的农业机械在使用上漏油的状况以及排放出来的气体对环境污染的最好的解决方法就是提高农业机械的技术含量,在进行设计、研究、制造的时候,不仅要考虑到要多用、质量好、价格便宜,还需要注意是设计的环保。针对农机具漏油的状况,可以对农机具容易漏油的部分加以调整,让漏油量减小或者是彻底根除。采用新的调节、控制和催化技术,改善可燃混合气体的燃烧状况,抑制一些有害气体的产生,还可以在一些农机具上安装气体进化装置,对于那些废气进行净化,让这些废气在被进化之后再排入空气当中。
(二)加强宣传,增强农民环保意识
可以通过各种传播媒介来宣传和农业机具有关的环保知识,提高农民的环保意识。例如,村里可以举行一些座谈会,请一些专家来给农民普及相关的环保知识,告诉他们废油对环境、人类的危害,以及如何正确处理废油,而不是把这些废油给倒掉。村里可以组织专门的人员,来收集这些废弃的油,并把这些废油进行再利用。
(三)推广使用清洁柴油
农业机械在使用过程中产生的废气,给环境带来的污染不容小觑,而解决这个最好的办法就是推广使用清洁的柴油。清洁的柴油国家在不同的时期会有不同的标准,但是最关键的就是降低硫的含量,硫的含量降低了机械排放尾气的清洁度也会提高,可以减少微粒尘埃对空气的影响。政府在推广使用清洁柴油的时候,可以出台相应的优惠措施,这样可以更好的推动清洁柴油的使用,从而让农业机械对空气的污染降低。当然除了针对以上问题的几个措施之外还有其他几个方法也可以降低农业机具对于环境的污染。
(四)制定农业机械使用报废标准
农机主管部门,要组织人员定时或者不定时的下乡对农民所使用的农业机械进行检查,对于那些使用时间过长、技术落后、技术状况差、耗油量大、污染严重的机械,严格的按照相关的报废标准予以报废。
(五)搞好科学技术普及推广工作,加强机手技术培训
现今农业机械化程度越老越高,在农业中所使用的机械也越来越多,但是很多操作人员的对于一些机械操作并不是十分的熟悉,可以多印发一些宣传册,来教会农民如何正确的使用这些机械,详细的讲解如何操作、使用,并增强他们的环保意识。综上所述,我们了解到了一些防治农业机械污染的措施,其实治理措施还有许多,关键还是要靠政府、各级单位、农民的共同配合,才能更好的降低农业机械对环境的污染。
三、结语
通过本文的分析我们了解到了,造成农业机械环境污染的原因以及相应的解决措施,希望通过本文的分析,可以引起大家对这方面的重视。我国是一个农业大国,而农业机械化是一个必然的趋势,但是农业在进行机械化改革的过程中,不能以牺牲环境为代价,希望我国拿出真正有效的措施来防治农业机械的污染,只有这样才能真正的促进我国农业的发展,我国才能真正的实现可持续发展。
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培养大量机械专业创新人才,提高人才培养质量,探讨当代大学生提升创新能力的途径,既是目前社会的需求,也是高校教育工作者面临的问题。下面是读文网小编为大家推荐的机械设计课程论文,供大家参考。
1农业机械安全管理存在的问题分析
1.1政策法规不完善
在我国经济发展过程中,农业在其中扮演着十分重要的角色、占据比重较大,并且农业分布的范围比较广泛。这就导致了法律法规在实施过程中,往往就会遇到很多执行不力的困难影响。再加上政策和法规在实施过程中由于没有将因地制宜的原则纳入到政策的执行范围,导致很多政策和法规在执行过程中存在严重的形式化现象,而当地的政府部门又没有采取措施进行管理。此外,农业机械设备的操作人员和驾驶人员的专业素质和技术水平存在明显的差异性,而如果不能及时对农业机械安全管理的政策和法规进行有效的完善的话就不能对其进行有效的管理和约束。
1.2农业机械安全管理制度建设不完善
地区的农机安全管理人员需要负责大范围的农机管理,但是由于农机部门人员缺少,特别是在基层的农机管理部门,农机安全管理人员的数量就更少了,这就导致了人员在进行农机设备安全管理过程中不能应对逐渐增多的机械使用数量以及不断出现的诸多问题。在很多落后地区,这方面的问题表现的十分突出。在一些地区由于通信技术不到位以及交通设备比较落后,出现了问题不能及时向上级部门反映的情况,因此就导致了问题不断的积累。此外,在管理制度方面建设的不完善以及农机安全管理人员的不重视,都会导致制定出来的制度流于形式,农机安全管理方面存在的安全隐患越来越严重。
1.3农机的安全性较差
随着我国机械化不断向前发展,国家和地方政府上对农业机械安全方面越来越重视,并出台了很多管理农机安全的政策和法规,但是在实际的质量抽检过程中,农业机械的安全质量却不是十分的乐观,农业机械的整体质量对农业机械的使用寿命以及可靠性方面产生了严重的影响,有些机械设备还会对人的生命安全造成严重的威胁,农机设备安全性差的问题需要我们及时的进行解决。
1.4农机操作者的素质不高
农业机械最终的接受者就是农民群众,而这些农机操作者在使用农业机械过程中,由于科学技术和专业操作技术不到家,导致了机械操作过程中经常出现安全事故。此外,农民群众在设备操作过程中的法律意识不到家也是导致安全事故发生一个重要因素,操作者对农机认识程度不足,很少有农民群众愿意主动积极的对农机设备进行安全检查。
2农业机械安全管理的对策分析
2.1构建完善的政策和法规
首先,需要做好农业机械的统计工作,并对农机设备进行严格的划分,并根据不同的机械式以及操作过程中有可能出现的问题进行严格的划分,并制定出完善的规章和制度,对于多数私人的农业机械设备更需要我们加强对设备的安全管理。通过各种方式对机械设备使用过程中存在的安全有隐患进行有效的控制和宣传;其次,对农业机械设备生产过程中的质量进行严格的控制,保证生产出来的农业机械不会出现质量和性能方面的问题。
2.2建立完善的安全管理制度
积极的对农机操作者进行相关方面的宣传和教育,提高农民群众对农业机械操作过程中的重视程度,并且严格按照有关方面的政策和法规严格贯彻和执行。同时,还要建立完善的管理制度,并根据不同的那地域特点和环境特点以及经济发展的情况制定符合发展向现状制度和内容,并严格按照制定的制度进行执行和实施,此外,还要需要加农业机械安全管理人员队伍方面的建设,从整体上提高农业机械安全管理人员的专业素质,促进管理质量提升。
2.3统一完善农业机械设备安全管理
紧紧围绕我国政府和地方政府部门制定的相关法规和政策开展农业机械安全执法活动,在执法过程中应该全面贯彻为群众服务、以人为本、保民平安的原则作为管理的理念。全面的将多项农业机械安全管理的规定和政策法规不断的进行完善和落实。2014年新疆疏勒县依法开展了农机安全治理整顿,集中力量,组织开展农机“黑车非驾”、“打非治违”安全整治活动。查处无证驾驶51起,无牌拖拉机58辆,暂扣拖拉机392辆。在对农业机械设备进行安全管理过程中,全面实行统一化的而工作责任、统一化的管理制度和体系、统一化的人员管理,并不断地行业的行为进行归规范,提升农业机械安全管理机构的形象。
2.4积极宣传
在农业机械设备使用过程中,要求农业机械操作者在操作过程中熟悉机械相关方面的法规和政策,熟悉操作的技术,因此,就要求农机安全管理部门应该对农机操作者进行积极的宣传教育活动,对农机操作者的职业道德、操作技术、法律法规和思想认知等多个方面进行安全宣传和教育,不断提高农业机械操作者在设备使用过程中的安全意识,同时,在工作过程中部门的还需要在社会上积极的宣传农业机械安全操作的重要性,提高社会大众对农业机械使用过程中重视程度,从而有效防止安全事故的发生。2013年和2014年新疆疏勒县利用各乡镇的农机安全学习日活动,向广大机手、农民宣传《中华人民共和国道路交通安全法》、《新疆维吾尔自治区农业机械安全监督管理条例》及农机安全生产有关法律、法规,向广大农民和农机户发放宣传单、事故案例,解答群众咨询,通过深入宣传教育,营造了农机安全生产专项整治的氛围,促进了农机安全生产专项整治工作正常有序开展。
1农业机械化与农业现代化的关系
所谓农业现代化是指用现代工业、现代科学技术和现代科学管理方法武装农业,使传统农业转化为以科学为基础的现代农业。
1.1劳动手段的机械化,即形成适合我国国情的农业机
械体系,在农业生产的各个环节中与劳动力形成配套的关系,从田间作业、运输到精选、烘干、入库、加工等全部过程都实现机械化。
1.2生产组织的社会化,将农业生产从缺乏分工的自然
经济转化为区域专业化的商品生产,形成一个产、供、销密切联系高度社会化的经济体系。农业现代化的根本所在是农业科技现代化,农业机械化又是农业科技现代化的核心技术组成,农业机械化始终与农业现代化协调发展。如进行的“白色农业”、“绿色农业”、“精准农业”等科技革命,在这一过程中,农业机械化将始终伴随着农业科技进步而不断创新与发展。同时,农业机械化的发展取决于农业现代化的进展、农村经济的繁荣和农民收入的增长。农业机械化是现代农业技术应用的手段与载体,不但可以大幅度提高劳动生产率,在提高粮食单产和改善农作物品质方面也起着不可替代的作用,如机械化收获、粮食产后烘干、粮食初加工等都是农业增效的有效途径,农业机械化支撑着农业现代化。建设现代农业,科技是基础。提高农业科技水平,必须大力推广先进适用的农业机械,用现代农业工程技术及装备替代人力劳动,彻底改变以手工劳动为主的传统农业,大幅度提高农业劳动生产力。新时期是农业机械化快速发展阶段,农业机械化要适应国家农业科技发展总战略的需求,为农村农业产业结构调整、社会经济发展提供强有力的技术支持和有效的装备保障,从技术角度支撑我国实现农业现代化。因此,农业机械化最终要在农业现代化中起决定作用,这就要求农机制造业尽快实施产业升级和产品结构调整,尽快发展耕作栽培、收获机械、饲料加工机械和运输机械等,以适应国内外市场需要,提高产品竞争力。
2农业机械化发展趋势
实践证明,加快建设现代农业,走中国特色的农业现代化道路,是顺应世界农业发展普遍规律与发展趋势,立足我国国情和发展阶段的必然选择;是落实科学发展观,协调推进工业化、城镇化的必然要求;是坚持以发展农业生产力为中心,着力推进体制机制创新和农业发展方式转变,促进农业可持续发展的必由之路;是建设社会主义新农村,促进粮食稳定发展、农民持续增收的根本途径。我国农业机械化发展总体思路是:坚持把发展作为主题,以结构调整作为主线,以促进农业增效、农民增收为目标,以提高经济效益为中心,以科技进步和管理创新为动力,以法制建设为保障,立足大农业,发展大农机,因地制宜,分类指导,重点突破,大力发展农机服务产业化,增强服务功能,提高服务水平,全面推进农业机械化持续、快速、健康发展。
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纵观人类历史,每一次人类生产力水平的飞跃都离不开创新,创新思维的培养有利于我国自主创新水平的提高,由中国制造向中国创造转变,从而提高我们的国际竞争力。下面是读文网小编为大家推荐的机械设计制造及其自动化毕业论文,供大家参考。
一、我国农业机械自动化的发展现状
农业机械自动化的定义:农业机械或者装备在自身运行期间或运作状态下不依靠人手操作或感官而独立的将其完成。农业机械自动化可以大幅度降低农副产品的生产本金、减少农民劳作带来的疲劳、提高农副产品的生产效率等,而且还可以整体提升农产品的质量与产量,因此,农业机械的改善应从降低生产本金、提升生产效率与质量出发,不断的进行设备的完善,以达到高尖精的目的。随着我国农业经济的逐渐繁荣,机械自动化技术也为现代化农业的发展起着一定的推动作用。农业机械自动化水平的提升,农业机械自动化的范围应该得到进一步发展与扩大,使农业机械化水平保持整体发展的良好趋势。农业机制水平的不断提高,增强了我国农业厂家的生产能力,随着农业机械能力的不断加强,其涉及的领域也在不断的拓展,主要的市场有农机销售、设备维护与田间作业等。随着农业机械自动化市场的不断扩宽,促进了国际间的技术沟通与合作,我国的一部分大型企业用市场交换技术的形式,来学习国外的先进技术与企业管理经验,从而提高国产农业机械的质量与生产效益。但由于多方面的因素,同发达国家相比较,我国的农业机械自动化仍有许多需要提高的地方,在农业机械自动化的进程当中也存在着一定的问题。
1.农业机械制造水平低
同发达国家相比我国的农业机械制造水平较低,有多种农业机械产品是仿造发达国家的机械产品。在农业机械自动化设备中,仅仅对农业机械做了部分改进或是增加设备来降低生产农业机械设备的成品,这在一定程度上限制了产品的应用与推广。所以,开发符合生产需要的农机设备应作为我国农业机械设备主要的发展方向[1]。
2.我国农业机械自动化发展不稳定
因为我国的农业自动化发展水平相对偏低,在相关农业机械科学技术方面未能得到应有的利用,例如:全球定位系统、检测监控系统与动态控制系统等有利于我国农业发展的软件技术水平较低,无法满足我国农业机械自动化水平的发展需要。我国相关农业管理部门对精准农业方面的研究管理强度还不够,导致我国农业发展不够成熟稳定。
二、我国农业机械自动化的发展模式
通过对当前我国农业机械自动化所面对的实际问题出发,想要改善我国农业机械自动化进程主要应从以下几个方面来分析:
1.政府加强对农业机械技术方面的引导与扶持
我国政府可以通过一系列政策来鼓励农民购买农业机械,对购买农业机械的农民进行补贴等政策,使农业机械的应用得到更大范围的推广。并通过科技创新等奖励政策来鼓励生产机械的企业与科研机构。政府应该结合我国各个地区的自然情况出台相应的政策,因地制宜才能更好的推进我国农业机械自动化发展,加强我国农业机械质量监督与管理工作,促进我国农业机械的科研成果得到实际的应用。相关农业机械企业同样需要加强科研技术的投入,并积极主动的参与到国内的农业机械产品方面的竞争[2]。
2.提高我国农业机械自动化控制水平
在我国农业机械自动化技术的研发与制造的发展过程当中,值得注意的是提高我国农业机械自动化水平的可靠性。想要提高我国农业机械自动化水平,首先要提高农机自动化控制技术。企业在生产农业机械产品的同时应该考虑的主要因素有:农民当前对农机产品的要求、农民的购买农机产品能力、采用的农业机械自动化技术、农业产品质量改善、农民保养农机产品的方便性[3]。
3.如何推动精准农业的发展进程
目前,我国精准农业的发展进程相对不够稳定,与一些成熟的发达国家相比,我国的农业机械自动化水平相对较低,进一步提升我国精准农业机械自动化的发展进程,不但能够促进我国农业机械自动化相关技术的发展与完善,更能够展示出我国农业科技水平的提升,从而提高我国在农业机械自动化技术在国际上的地位与话语权。近年来,国际上的精准农业发展着重点在节约用水与节肥等相关农业技术方面,节约用水与节约用肥可以通过精准农业技术来有效实现,从而达到节约资源的目的,这是我国实现可持续发展战略的具体表现。我国相关人员在学习国外先进技术的同时,更要集中科学研发知识,实现精准灌溉与精准施肥技术,从而推进我国精准农业机械自动化水平的发展。随着国际智能化发展与加强,农业机器人与智能化系统在一些发达国家已经得到很大程度的推广,由此可以看出,我国在农业机械方面相对于发达国家已有了很大距离。所以,我国应该抓住新时代的机会,坚持科学发展观与自主研发精神,大力发展我国农业自动化技术。
三、总结
目前,我国农业排名世界第二,成为仅次于美国的农业大国,但是我国农业机械化设备的技术与其他农业大国差距较大。农业机械化扩散程度和农机设备使用率与美国等先进国家相比也相差较远,但是伴随着我国经济的快速发展,现代化农业的脚步也在不断加快。同时也要加快我国科技技术的创新与管理,按照市场走向来运作,把握好机会,实现农业机械化的跳跃式进步,为我国农业的整体实力提升做贡献。
一、数字化设计技术在农业机械设计中的应用现状
传统的设计技术只是简单满足使用者的需求,数字化设计技术则是运用计算机技术来缩短产品的设计周期、降低产品的设计成本并进行后期的维护。对于农业机械的设计来说,它有着广阔的市场,而且可以设计的种类非常多,但是农业机械的设计一般都没有使用数字化设计技术,所以长期以来农业机械的设计水平相对较低。而运用数字化设计技术可以使农业机械设计有着更好的发展前景,使设计出来的农业机械更加完善。目前,农业机械的种类相对固定,功能没有太大的改变,而且没有过多的创新。比如,在播种机的设计中应该考虑根据不同的播种对象来进行相应的设计,即可以分为条形播种机和精密播种机,要根据不同的播种条件来进行相关的设计。另外还可以按照播种机工作原理的差异设计机械式和气力式播种机,数字化设计技术能够将这些种类进行区别设计。将数字化设计技术运用于农业机械的设计过程中将会使农业机械的种类更加丰富,使同一种类的产品有不同的功能区分,完善目前农业机械设计的不足之处,使农业机械能够得到更广泛、更有效的运用。
二、数字化设计技术应用于农业机械设计的前景
由于现今农业机械的设计水平相对落后,所以数字化设计技术必然在农业机械的设计过程中有更广阔的应用前景。比如,可以将虚拟技术运用于农业机械设计中、数字化设计技术与农业机械设计协同设计以及在农业机械的设计中注重增强创新意识,下面将对这些数字化设计技术在农业机械设计中的运用前景进行详述。
2.1将虚拟技术运用于农业机械设计中
虚拟技术是利用计算机技术来生成产品的三维图像设计,通过虚拟技术可以使设计人员更加清楚地了解产品的形状,另外虚拟技术可以对机械运动进行仿真模拟,即可以模拟所设计的产品的功能,这样就便于设计人员对产品进行改进,更大程度上保障了产品设计的可行性。通过虚拟技术还能够加快产品设计的速度,完善产品的质量。
2.2数字化设计技术与农业机械设计协同设计制造
在农业机械的制造过程中运用数字化设计技术能够最大程度提升产品的可靠性,降低产品设计过程中的成本费用和设计时间。利用这一技术能够使设计方案得到较快地更改,避免不够完善的计划造成生产成本浪费。
2.3农业机械数字化设计过程中更加注重创新设计
现今的农业机械种类和样式差异不大,没有较大的改良,所生产的农业机械不能完全满足农民的需要,而且作用较单一,如果能够对农业机械进行创新设计,那么将会使农业产品的种类更加完善,并且能够更大限度的提高农业生产率。数字化设计技术可以较快捷、可靠地帮助研发人员设计出不同的农业机械,这将是未来农业机械的设计的必然发展方向。
三、小结
我国是一个农业大国,农业机械对于我国农业的发展而言有着非常重要的作用。数字化设计技术的运用将使我国的农业机械发展更加完善,促进我国农业的快速发展。
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随着科技的进步,教育的改革及人口的迅速增长,大学生的就业压力也日益加剧。下面是读文网小编为大家推荐的机械毕业设计论文,供大家参考。
1农业机械购置补贴的理论分析
2004年在农业部、财政部贯彻中央一号文件精神和中央决策部署,共同制定的《农业机械购置补贴资金使用管理办法》中,第一章第一条明确的指出:“为鼓励和支持农民使用先进适用的农业机械,加快推进农业机械化进程,提高农业综合生产能力,促进农民增收,中央财政设立农业机械购置补贴专项资金。”以及在以后的中央一号文件中,进一步提升到按照统筹城乡发展,推进社会主义新农村建设,积极发展现代农业,稳定粮食生产、增收、强基础、种民生的要求,巩固、完善、强化支农、惠农、强农政策,坚持和完善农业补贴制度和财政投入稳定增长的长效机制,健全国家对农业支持保护体系的新高度。从中央的一号文件精神中可以看出,实行农业机械购置补贴的根本目的是为了促进我国现代农业的发展,建立农业现代化的机械作业体系,在《农业机械化标准体系建设规划(2010~2015)》中也有很明显的体现。笔者认为对农机具补贴是由财政补贴的本质和农业机械的社会化责任所共同确定的。众所周知,财政补贴是政府财政转移支付的一种形式,是公共财政体系的重要组成部分,是促进落后地区和落后产业发展,缩短地区差异和行业差异作为目标的。财政对农机具的补贴主要是通过财政资金的乘数效应,突破发展瓶颈,从而实现自身的发展;农机购置财政补贴是生产技术推广性补贴,会促进技术机械化的推广,加快农业现代化的建设步伐。另一方面,从农业机械本身所具有的作用来看,农业机械具有很强的外部正效应,一是对社会可持续发展的正外部性,可以促进社会稳定、改变产业结构等,二是存在技术溢出的正外部性,可以培养专业的农机专业人才,带动技术服务行业的发展。按照新古典理论,对农机具财政补贴的受益人不仅仅是农户、农机经营者、还给社会带来了巨大的收益,农机补贴所带来的效应应当包括农户的收益和社会的收益两方面。这样一来,从农户自身而言必然会存在边际成本高于边际收益,导致农户不愿意使用农业机械,也正是如此,由于农业机械是社会共同收益,因此也要求社会共同为农机具买单,因此就要求政府财政对农业机械进行财政补贴。
2农业机械购置补贴政策研究构想
本文从分析农业机械化所带来成本和效益入手,分别测算了推广农业机械对农村劳动力的替代作用以及对粮食的增产效果,并从量上对其进行测算;笔者认为推广农业机械化对社会带来的效益远远大于农户自身,为此要对农业机械购置进行财政补贴,补贴的标准应该按照推广农业机械对社会带来的效益与自身效益的差,即Y=ΔS-ΔL-ΔC式中:Y———对农业机械购置补贴的规模;ΔS———推广农业机械化替代劳动力的成本,也就是节约的农村劳动力成本;ΔL———推广农业机械化对粮食种植者带来的增产收益;ΔC———推广农业机械的成本,包括农业机械购置费用、油耗、以及维修费用。农业机械购置财政补贴从理论上属于公共财政问题,由于推广农业机械化带来的社会效应要远远的大于自身的效益,可能会造成粮食种植者不愿意购买或者购买意愿不强,在这种情况下是不利于国家发展农业现代化,是不利于我国的农业机械化体系的建设,因此笔者分别从宏观和微观两个方面,对农业机械节约农村劳动力和粮食增产做实证分析和研究,并在此基础上提出农业机械购置财政补贴的理想规模。
2.1分析农业机械对农村劳动力的替代作用
2.1.1定性分析推广农业机械与农村劳动力之间的关系
在农业生产中,农业机械与农业劳动力之间的配置关系表现为明显的替代作用,因为推广农业机械化可以带来决然不同的两种结果,一是农业劳动力富余时,推广农业机械势必减少农业劳动力的数量,表现为农业机械对劳动力的排挤;二是农业劳动力不足时,推广农业机械可以弥补劳动力的不足。而我国农村劳动力严重剩余,从而推广农业机械化必然会在一定时期内减少农村劳动力的数量,但是随着农业机械化程度的提高,农业机械对农村劳动力的替代作用完全发挥以后,农业劳动力数量会维持在一定合理的水平。在我国目前情况下,农业机械化水平虽然显著提高,2003年全国耕种收综合机械化水平也仅仅为33%,其中机耕、机种、机收水平分别为47%、27%、19%,2009农业耕、种、收机械化水平为49%,2010年农业机械化水平达52%,这与我国农业机械化总体规划所确定的2020农业综合机械化水平65%的目标还相差很大,因此农业机械对农村劳动力还有很强的替代作用,对农业机械替代劳动力的研究有重要的现实意义。
2.1.2农业机械对劳动力替代作用的实证研究
农业机械对农业的作用主要表现为解放农村劳动力,这里用回归的方法建立推广农业机械与农村劳动力之间的关系1)农业机械化与劳动力替代作用模型的建立选取农业机械化水平作为自变量x,农村的劳动力量作为因变量y,建立统计模型Yi=b0+b1Xi+ei。式中:Yi———农业劳动力占我国总人口的百分比;Xi———我国农业机械拥有量,以农业机械总动力的大小表示;b0、b1———待定系数;ei——反映统计关系直线周围散布的随机分量,ei服从正态分布。ei除农业机械以外,其他所有影响农村劳动力量的因素所引起的误差,且假设ei可以忽略不计,则统计模型简化为:Yi=b0+b1Xi。本文选取1985~2005年的相关数据,X的单位是GW,Yi的单位是%,将数据代入模型利用EVIEWS求解,并消除残差自相关,检验结果如表1。根据检验结果,调整后的R2为0.979202,且通过F检验和t检验,说明农业机械化装备总动力对农村劳动力的替代作用很大,所以农村机械化拥有量与农村劳动力占全国人口的比重之间呈现显著的线性关系,且回归方程为Y=-0.1338X+32.369,这表明每推广1GW的农业机械减少的农村劳动力的数量为全国总人口的0.1338%。2)对农业机械节约劳动力成本的测算根据上述线性拟合方程得出,每增加GW的农业机械减少的农村劳动力占全国总人口的0.1338%,按照这个思路,分别计算每增加1GW的农业机械的购置成本和节约农村劳动力的成本。每1GW的农业机械购置成本,按照用于农机购置成本与新增农业机械动力的比值,取最近几年的平均数;节约的劳动力成本按照节约的劳动力数量与劳动力价格的乘积,劳动力价格按公式计算,农村劳动力价格=(农民人均纯收入农户户均人口)户均劳动力。我国最近几年农业机械购置费用每千瓦要元,按照国家统计数据每千瓦的农业机械动力平均油耗量为0.052t/kW,按照农用柴油7900元/t计算,每千瓦的农业动力油耗成本为410元,再加上维修费用,取每千瓦农业机械成本元计算,从而推广1GW的农业机械的成本为15亿,按照线性回归方程,每推广1GW的农业机械减少农村劳动力的数量为全国总人口的0.1338%,取全国总人口亿计算,从而推广每千瓦农业机械节约的农村劳动力数量为180.63万人,劳动力价格按《中国农村统计年鉴》数据计算,2008年的农村劳动力价格为6698.25元/年,从而节约农村劳动力的成本为121亿元。这说明推广农业机械化的成本远远要小于其所产生的收益,这也更说明了推广农机的必要性,从整个国家而言,推广农业机械对社会的具有很强的溢出效应,推广农业机械使国家和社会收益,从而说明了对农机具购置具有很强的社会效益性,应继续增强国家对农机购置补贴的力度,提高补贴的科学性和合理性,完善机制缺陷和政策环境,充分发挥农机具对劳动力替代的强大功能。
2.2农业机械对粮食的增产效应
我们分析了推广农业机械会替代农村劳动力,减少农村的劳动力数量,对社会具有很强的效益性,那么对于农业机械的购买者来说,农机具会对他们产生什么样的影响呢?这些购买者是否具有推广农机具的热情呢?要研究这个问题,就必须对农机购置的微观主体进行分析,对这些微观主体而言,效益是衡量其购买与否的主要指标,通过分析其投入产出,如果产出不足以激发农户的购机行为,就应该借助国家财政的手段,对农机进行补贴,推广农业机械化,不仅要国家受益,农户也要从中得到好处,这样才更有利推进农业机械化进程。用机械化的农业生产经营方式变革传统的粗放农业生产方式,主要是改变了农业生产的三个环节,即机械耕地、机械播种、机械收获。从土壤学的角度说,利用大型农业旋耕犁进行深耕或者深松,可以加厚旱地的活土层,有效提高土壤的蓄水保水能力,改善土壤的水肥气热条件,有效的利用了降雨,为土壤微生物的繁殖创造了良好的条件,从而增强了农作物的根系发育,增加了产量;而机械播种技术的推广改变了传统的畜力播种、撒播等比较落后的播种方式,利用机械播种,深浅一致,株距行距均匀,具有速度快、效益高、且节约种子的优点,可以保证播种质量,从而增加粮食产量。
3农业机械购置补贴规模研究
实施农业机械购置补贴政策,是在市场经济条件下,国家通过财政投入来提高资金配置效率,调动农民和农业生产经营组织投资购买、使用先进适用的农业机械的积极性,建设现代农业,对农民发展农业生产进行宏观引导和调控的有效措施。补贴规模是补贴政策的具体落实和体现,是解决补贴多少的问题,因此补贴规模的确定必须充分考虑以下两方面的因素,一是国家的财政能力;二是推广农业机械的收益。
3.1国家财政能力
国家财政能力是国际可以负担的财政支出的能力,是国家的财政实力问题,国家政策指出,我国总体上已经进入工业反哺农业的转折期,具有加大农业机械购置补贴的能力。财政投入是实现政府扶持政策最具体和现实的表现,也是提高农业综合生产能力、改善农业竞争环境的重要指标之一。2002年,全国各级财政对农业机械的总投入为24亿元,农业机械化财政投入占财政收入的0.13%,占财政支农资金还不到3%,随着我国经济的发展,政府对农业和农业机械购置补贴的力度会进一步加大,我国GDP按照年均8%的增长速度计算,从国家财力考虑,每年增加财政支出是完全可能的。
3.2推广农业机械的收益
以上分别探讨了推广农业机械化对社会的贡献,即节约农村劳动力和粮食增产,并且那个数量上进行了测算,但是对农业机械使用者来说,带来的收益仅仅表现为粮食的增产,至于节约的农村劳动力成本则整个社会收益,笔者认为对农业机械购置应当补贴推广农业机械所带来的社会效益与自身粮食增产之差,从而使农业机械使用者对社会的贡献可以从国家财政资金这里得到弥补。下面以推广100万千瓦的农业机械动力为准,整理推广农业机械的成本与收益。推广农业机械化最主要的贡献是减少农村的劳动力数量,解放农村劳动力,使农村劳动力流向第二、、第三产业,为社会创造价值,整个社会收益;而对于农业机械购买者(或者农户)来说,自身收益的是粮食的增产增收,这部分与节约的劳动力相比几乎微乎其微;对于整个国家财政而言,对农业机械的购买者进行补贴,应该补贴推广农业机械所带来的效益而农机购买者又没法享受到的那部分,也就是节约的劳动力的成本与粮食增产和推广成本的差。通过笔者的研究和测算,每推广100万千瓦,政府对农业机械补贴的理想规模为亿。
3.3对我国农业机械购置财政补贴的政策建议
首先分析我国农业机械购置补贴的现状,在此基础上提出政策建议。农业机械购置财政补贴得到国家和地方政府的大力支持,但是财政补贴规模与理论测算规模还有很大的差距,应该在国家财政能力范围内进一步加大对补贴力度,按照重点区域重点补贴向全面补贴推进。其次,政府应当做好非农就业工作,建立非农劳动力市场,对农民进行培训、教育,使节约的农村劳动力能够更好的为社会创造价值,从而能更好的体现推广农业机械化的社会效益。
4本章小结
本章从研究推广农业机械带来的收益入手,从推广农业机械化对农村劳动力的替代作用和对粮食的增产效果进行分析,对我国近代的数据做实证研究,结果指出,推广农业机械化带来的社会效益要远远的大于粮食增产带来的收益,在此基础上提出农业机械购置财政补贴的理想规模,解决了为什么补贴、补贴多少的问题,为我国的农业机械购置财政补贴确立理论基础和依据,使补贴政策充分体现科学决策性、补贴效率性;文章最后对我国的农业机械补贴提出政策建议。
一、机组编制的准则
机组编制的准则是选择牵引效率、功率利用率和时间因数乘积的较高组合。所谓合理编组,是在保证作业质量和安全的基础上,使机组的组成匹配适宜又和当地运用条件相适应,达到单位功率生产率高、成本低的效果。由于已有机具性能是一定的,编组时只能在机具性能许可范围内选择合理的作业幅宽和作业速度。一般来说,在不改变农机具组成的情况下,编制好的机组能通过调节变速挡在不同地块上作业获得最理想的效果。在当地条件下逐渐形成适宜的编组,可以作为估算机组技术生产率和编制作业计划的依据,也为机群的合理配备提供了基础。
二、编组试验计算步骤
为了合理利用机组动力性能,在几种变速挡和幅宽的组合中选优,可以采用试验和计算的方法,编组试验计算的步骤如下。
1.确定机组的农机具比阻或农机具的阻力。可以用拉力计实测出当时当地条件下农机具的比阻。一般按作业速度5km/h的条件测定比阻,公式为:R=BK式中R为机组比阻;B为机组农机具的幅宽(m);K为实测各农机具的比阻(N/m)。如果预计机组内有多台或多种农机具,那么还可能有连接器,应将数种农机具与连接器的比阻都实测出来。复式机组的农机具比阻一般可取为各种农机具及连接器比阻之和。
2.初选拖拉机变速挡,并且计算牵引力。选择2~3个变速挡,分别进行计算后,对比选优。
3.计算所选变速挡的机组幅宽和农机具台数。
4.确定机组组成及作业规范。通常选出1~2个较好的编组方案,进行实际作业考察。首先,应检查作业质量是否满足要求,操作者是否拥有安全和卫生的工作条件。在实际考察牵引力利用率时,可利用拉力表,也可以间接地考察驱动轮每分钟转速。另外,在作业中换用高一级变速挡时,如果发动机负荷正常,则可断定原速挡牵引力利用率过低。耕地作业可从规定耕深逐渐加深,直至发动机超负荷,若耕深超过规定5cm,一般认为可以增加一个铧或提高一个变速挡进行规定耕深的作业。如果在作业过程中,只是暂时出现超负荷现象,可以认为牵引力利用率合适。
三、编组方案分析
从机组作业的成本来分析编组方案,可以得出以下看法:完成一定的工作量,不论何种编组,拖拉机的总作业量是相同的,农机具零件的磨损量基本上相同,为作业所必需的运输、供应与工艺服务的工作量也大体相同。采用机组生产率较高的编组,可以减少拖拉机作业班次数和拖拉机的保养费用;采用农机具生产率较高的编组,则可以减少农机具的准备工作和农机具的维修费用。如果按作业量提取折旧或修理提存,则折旧费与修理费也大体相同;若按工作小时提取,则机组生产率较高的编组相对节省。
四、其他因素
机组编制应充分考虑到农机具生产率,即机组内每台农机具的小时作业量。在作业量一定的情况下,机组生产率高的编组,其农机具生产率不一定高于其它编组方案,尤其是多台或幅宽的机组,拖拉机小时生产率高,而农机具小时生产率却低于单台或窄幅机组。在季节内只有某作业2~3个班次作业量的情况下,通常采用单台农机具编制的机组,可以减少农机具检修工作,减少农机具配备,这时,不必将动力性能的合理利用作为评价的主要依据。综上所述,合理利用农业机械的动力性能,要综合考虑各项因素,不但要进行计算,更重要的是要进行反复的试验,择优选择机组编制方案,以此获得最高的经济效益。
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机械设计课程设计是机械设计课程教学必不可少的实践环节,提高教学质量对培养学生分析和解决工程设计问题的能力起着十分重要的作用。下面是读文网小编为大家整理的本科机械设计论文,供大家参考。
摘要:针对传统教学的方式,提出了以设计和制作的项目推进方法,设计适合学生完成的项目,通过有效的课堂组织,解决学生理论知识的学习,同时培养学生的自主学习能力,提高学生的创新意识,提高教学质量和课堂效益。
关键词:机械设计基础;教学设计;项目设计与制作
一、机械设计基础课程教学现状
1.内容过于理论,学生听起来费劲,兴趣不高。在教学中虽然应用到大量的图片和动画,但内容分散,学生不易贯通联系,且教学手段单一,没有趣味性,再加上当前智能手机的发展,使得学生无论在对抗学习,还是游戏的心境中,往往对手机的爱好超过课堂学习,教学效果显然不好。
2.教学方法陈旧,不利于提高学生的实践能力。在教学中,往往是通过例题、视频或实验提高学生的理解力,学生主动思考能力几乎没有得到提高,很多学校往往为了提高学生的创新意识,单独开设一门《机械创新设计》课程,舍本逐末。项目设计与制作教学法,以项目作为引领,要求学生在理论知识的学习过程中,还必须完成项目的设计和制作,注重团队协作,以学生为中心,培养学生自主学习的能力。2014年的地平线报告认为:“世界各地大学校园教学实践的焦点正在发生转移,各个学科的学生正在通过制作和创造的方式进行学习,而不再是课程内容的单纯消费者……按照工作过程的顺序开发课程,是凸显职业教育特色课程开发的突破口。”
二、机械设计基础课程制作项目的设计
以项目设计与制作的方式来解决课堂问题,通过设计合适的项目,囊括知识和技能,按照项目的实施合理的组织教学内容;设计一些带有趣味性和理论结合的专题项目,要求学生通过理论学习,对老师提出的项目任务进行分析,设计一个合理的机构,并收集材料,使用通用的工具,将机构模型制作出来,通过课堂作品发布,展示团队作品。为此,机械设计基础课程将知识重新整合,将知识融入雨刮器机构、塔吊机构、起重绞车、减速器轴、仿生机器人五个制作项目中。这五个项目基本按照机械设计基础知识体系的顺序展开,很好弟兼顾了机械设计基础理论知识体系的完整和实践能力的培养,如表所示。
三、项目设计与制作教学实施
1.项目设计的典型化和趣味化。项目设计首先要典型化,能阐述该项目所涵盖的知识,能利用知识点解决实际问题,最好是工程实践项目,项目设计不能过于复杂,过于复杂学生不能实现。其次,项目设计应趣味化,带有一定的趣味,更能吸引学生的注意力,更能激发学生的学习动力。
2.课堂教学的方式。由于机械设计基础是一门基础过渡课程,理论与实践并重,机械设计基础的理论将用来解释后续课程所发生的现象,在教学上可以利用更多的翻转教室的模式,理论知识部分教师制作视频与动画提前发布,在教室里一部分时间用来梳理知识,解答疑问。一部分时间则应在引导学生的机构设计和制作上。
3.团队分工与作品展示很重要。在学习中应该进行团队分组,项目化设计与制作单一成员完成的难度是很大的,注重团队的培养,相互磨合,取长补短;同时,作品的展示很重要,在完成项目的设计与制作之后应举行作品发布会,让学生展示自己的作品,叙述作品的设计、制作经过,利用了哪些知识点,如何解决问题的,过程分享在学生创造能力的培养中也非常重要。
四、结束语
将机械设计基础最终落实到一个个项目的设计和制作中,对学生、教师都是一个很高的挑战,但是兴趣是最好的老师,通过项目的推行,学生对作品的精心设计和周密实施,使得整个课程充满了分享,思维碰撞和快乐。不仅培养了学生扎实的实践能力和创新精神,锻炼了学生的语言表达、团队协作的职业能力,在教学质量和课堂效益上也得到了大幅提高。
参考文献:
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[4]万志坚.高职《机械设计基础》课程项目化教学改革实践[J].职业技术教育,2009
[5]毕明生.高职“教学做合一”人才培养模式研究与实践[J].教育与职业,2009
摘要:本文根据当下我国在机械设计实验教学中存在的问题,针对性地提出了相应的解决这些问题的方案,并实际举例这些方案该如何运用与机械设计,在此基础上真正实现学生个人技术能力的提高,希望本文能给机械设计基础实验教学改革提供一些帮助。
关键词:机械设计;教学;改革
机械设计课程在工科类大学中是一门必修的专业基础类课程,该课程强调了培养学生的个人操作能力,并对学生在今后的工作作用极大。因此机械设计课是工科学生的一门极为重要的课程,学生的个人实践能力和创造精神均可以在该课程中得以提高。但是,在当今我国的机械课程教学当中,仍存在有不少的问题,针对性的解决这些问题,是让机械设计课程更上一层楼的关键。
1实验项目在机械设计课程中暴露的问题
1.1实验过于偏重验证性
我国机械设计课程的教材中虽设计有多项实验,例如带传送实验、机械运动的图像绘画、机械的参数测量等。但是这些实验绝大部分都是作为验证性试验出现在课本之上,且具有很强的理论性。学生认为课本上的这些设计实验往往对自己今后的工作并没有什么太大的用处,因此,当前高校的机械设计教材中的实验部分很难引起学生的学习热情,学生也很难将这些知识与自己今后的工作相结合。
1.2实验内容缺乏综合性
高校中的机械设计课程设计实验,往往在单个的实验中缺乏对机械设计理论知识的综合运用,每个实验设计均是围绕了单一的理论知识点,没有进行综合性的理论知识运用。单纯注重实验对理论基础知识的验证,无法有效增强学生的创新能力,只会让学生在实验当中枯燥地证实教材中的相关理论。
1.3实验类项目在机械设计课程的评定之中分数比例较低
在对学生进行机械设计课程能力的综合评定时,各大高校往往都较为重视学生理论知识的掌握,但往往忽略了最为重要的学生的实践操作能力的培养。实验课程在学生成绩的评定之中,往往得分只占其中的三成左右,绝大多数得分均在于理论知识的书面表达。这样偏重记忆的教学方式,背离了机械实验课程重视实验的初衷,无法真正做到培养学生的自主创新意识,也不能起到增强学生职业技能的作用。并且受到这种“重视理论,轻视操作”的思想的影响,很多学生在实验课上往往不愿意亲自动手做实验,更加无法增强机械设计课程中学生的个人技能的使用能力。
2机械设计课程中对于实验教学的改革对策
2.1实验课程中教学方式的改革
改变现有的以老师作为机械设计实验中核心的教学方法,使用开放式的机械设计实验教学,让学生作为课堂的主导。老师利用学生已经掌握的机械设计的相关理论知识,提出相应的实验设计要求,让学生自行查阅相关档案,并独立设计实验模型。老师根据学生的完成进度,进行发问,并提出相关的修改意见和评价。这样既可以杜绝学生之间验证性机械设计实验的实验报告抄袭的现象发生,同时也可以有效增强学生自主动手能力和实践能力。例如,实验课上,老师公布实验课题为“水平结构的运动数据的综合测试试验”,要求学生利用当前所学的机械设计相关理论知识,自行设计一套传动系统,如曲柄的滑块结构。在设计好这个结构之后,故意改变该结构中的一个参数,查看该参数的变化对整个实验数据会产生怎样的影响。例如改变曲柄的长短的影响,连杆长短的影响。并让学生记录于自己的实验报告之中,并浅谈在该实验中如何选择最佳的参数,并通过相关的理论验证自己的观点。这样的实验设计,既锻炼了学生的动手操作能力,又可以让学生的技能水平有所提升,增强了学生对于机械设计实验的重视程度和学习热情。
2.2考核办法的改革
当下我国的机械设计课程的考核办法依旧是“重视理论而轻视实践”,造成了机械设计课程就好像高中的物理一样。只要学生会相应的计算方法,就可以取得好成绩,这往往与机械设计课程的教学初衷背道而驰。所以,需要改进当下机械设计课程的考核办法,让机械课程的教学目的回归正轨。例如,在考核标准中,应让学生在规定时间内,按照老师提供的要求,独立完成一套机械设计项目,如连杆机构等。根据老师提供的相关要求作出相应的实验实物和实验报告,并根据该实验提出相关课题,让学生通过理论知识进行有关的阐述,这个考核占学生总成绩的60%。另外,平时的课堂表现占学生总成绩的20%,期末成绩占学生总成绩的20%。这样设计的好处在于学生在掌握理论知识的同时,也要注重个人的动手操作,让机械设计课程的教学初衷得以实现。真正让学生做到重视实验的目的,也为学生今后的职业技能打下了良好的基础。
2.3补充
机械实验课程在进行相关的改革之后,伴随着而来的是对教学工作者的要求提高。相关教师要对改革后的机械设计课程有更高的重视,领会新教材的创新内涵,将自己的教学重心从理论教学逐步偏向实验指导。
3结束语
当前我国的机械设计课程在教学过程当中,依旧过于保守,并且不利于学生在进入社会工作后的发展。学生无法在该课程之中培养自己的个人技能素养,针对这一些问题,有关教育工作者必须要严肃重视起来。实验的课程改革,相关的考核办法,都需要进行更详细的打磨。这一切的目的,都是为了将学生的能力培养做到最好,完成这一目的,需要所有教育工作者不懈的努力。
参考文献
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互联网时代是信息交流与传播实时化的时代,在互联网时代背景下,网络技术的应用日趋广泛,日渐深入到日常生活和工作当中。下面是读文网小编为大家整理的网络工程毕业设计论文,供大家参考。
[摘要]随着我国社会经济的快速发展,我国煤炭产业也在不断向前发展,尤其是我国加入世贸组织以后,不仅给我国煤炭业带来了较大的发展机遇,同时也带来了巨大的挑战,为了提高我国煤炭产业的国际竞争力,就需要引进新的科学技术。近年来随着计算机网络信息系统工程引入煤炭产业,我国煤炭产业获得了健康稳定的发展,不仅提高了煤炭业的质量标准,同时提升了煤炭业的工作效率,极大地增强了我国煤矿的竞争能力。
[关键词]煤矿产业;计算机网络工程;信息系统工程
随着现代化信息技术的快速发展,计算机网络技术信息系统工程在我国煤炭产业应用的越来越普遍,为我国煤炭产业的发展提供了强有力的支持。本文对计算机网络工程与信息系统工程进行了深入的分析和探讨,从而保证其能够更好地服务于煤矿产业。
1计算机网络信息系统工程的简要概述
现阶段,计算机网络信息系统工程仍然没有一个明确的概念,同时也没有一个完整的衡量评价标准体系。但是计算机网络信息系统工程包括管理体制、管理机构以及管理行为等方面的内容,因此计算机网络信息系统工程属于一个综合性的概念,并不是一个单独的软件系统,同时由于其对系统的质量标准有一个全面的体现,从而使计算机网络信息系统没有一个单纯意义上的定义。由于在信息系统建设的过程中,人占据着主体的地位,因此信息系统质量也可以依据人的重要性分开发方、管理方、用户方3个方面来对计算机网络信息工程系统质量进行定义,其中开发方主要包括进行信息系统设计、开发的技术性人员,其主要是具有计算机信息软件方面的相关知识;管理方主要是对计算机网络信息系统进行相关的管理,以保证计算机网络信息系统的开发和稳定运行;用户方则主要是指系统的全部使用人员,这些使用人员决定着信息系统的质量需求。
2煤矿产业中的计算机网络信息系统工程
2.1煤矿计算机网络信息系统工程实用性的标准
美国人因工程学会主要将信息系统可用性分为效率、记忆、学习、错误以及满意程度这五大属性。简言之,所谓可用性就是指效率快、成本低、出错率低及使用舒适。信息系统的建设不仅提高了个人或者整体的工作效率,同时控制所需成本的增加。由于信息系统的最终使用者是人,因此在信息系统的设计过程中注意“以人为本”的设计理念,从使用者的需求出发,从而设计出简单易学的信息系统工程方案。出错率低主要是指在设计过程中符合人们普遍的使用习惯,从而能够最大限度降低使用者在使用过程中出错的可能性。舒适度主要是指使用者对信息系统的使用感受,通过使用者的反馈开展进行信息化建设。因此计算机网络信息工程的可用性标准主要是“以人为本”。判断一个产品是否好用主要取决于这个产品的服务对象,不同的使用者有着不同的判断,因此在信息化系统建设过程中需要建设不同的可用性标准,这也是“以人为本”的集中体现。可用性工程的核心主要是以使用者为核心,在设计实施标准、方法以及标准等方面突出使用者的核心地位,从而能更加有效地对信息系统的可用性质量作出有效的评估,同时还可以弥补常规开发方法的不足。
2.2煤矿计算机网络信息系统工程质量控制原则
对于煤矿业来讲,为了能有效地提高信息化建设的成功率及实效性,就要在信息系统建设过程中注意质量的控制,要想在煤矿业的信息系统建设过程中实现控制质量的目标,就要遵循以下原则:①事先控制。对于煤矿行业而言,信息系统的建设具有高投入的特点,如果因为质量问题而影响工程的变更则会带来极大的投资浪费,同时还会造成工期拖延。因此,在建设煤矿计算机网络信息系统的过程中,要建立完善的质量控制标准,在系统的设计阶段通过对使用者需求的探讨,及时发现系统在分析过程和设计过程中的不足,并对其进行及时处理,从而在信息系统建设之前预防质量问题的出现,科学性地设计煤矿业计算机网络信息系统。②分阶段控制。煤矿业计算机网络信息系统的建设需要根据用户的具体需求进行深入考察,是一个不断创新的过程,具有显著的过程性,因此信息系统工程的质量控制应该分阶段进行。针对煤矿业计算机网络信息系统,其系统的集成商主要是以系统的整体质量为依据,形成各个工程阶段的质量目标,并且制定具体的质量控制措施,并通过各个阶段质量控制实现对系统整体质量控制的目标。③标准化控制。由于我国信息领域人员的不懈努力,使信息技术领域的相关标准已经大致形成,这些标准为我们建设高质量的信息系统提供了科学的依据。④符合用户的质量要求。由于用户是煤矿计算机网络信息系统的使用者,因此衡量信息系统质量一个最重要的指标就是对使用者需求的符合程度,信息系统的建设必须符合用户的使用习惯和使用需求。
3结语
计算机网络信息系统引入我国煤矿业后,不仅提高了煤矿业的工作效率,同时还增强了我国煤矿业在国际上的竞争力,为我国的国民经济发展提供了有力的支持。本文主要对煤矿业计算机网络信息系统进行了深入的分析和探讨,以期能为煤炭行业信息化建设的健康发展,提供借鉴和参考。
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[3]南惠斌.浅谈计算机网络工程规划和施工设计[J].电子技术与软件工程,2013(16).
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[5]邹永康,王月浩.无线传感网络工程实验中心规划建设初探[J].重庆文理学院学报:自然科学版,2012(2).
[6]赵治国,谭邦,夏石莹,等.网络工程专业柔性化实践教学体系的构建与实践[J].中国电力教育,2012(10).
信息技术的蓬勃发展,成为主导现代社会的支柱性产业,网络已经成为人们生活中必不可少的工具,经济、文化、政治、军事等的发展已经离不开网络技术,其中网络安全问题备受关注。自信息时代来临之后,网络信息数据被窥探,系统被攻击导致瘫痪、垃圾信息的传播以及病毒的不断侵入,此类问题愈演愈烈,严重威胁着网络安全建设,首先了解当前网络安全问题的现状是基本工作。
一、网络工程中常见的安全性问题分析
1、黑客攻击。
在网络工程运行的过程中,黑客攻击是其最为突出性的安全隐患,其对网络信息的安全性构成严重的威胁。黑客攻击主要是通过计算机专业过硬的人才,利用网络系统现存的漏洞和缺陷进行网络目标的破坏行动,以盗取目标人员的信息,导致网络系统陷入瘫痪,计算机用户信息被盗用与窥探,信息的安全性受到严重威胁。作为网络安全问题中的重大隐患,黑客攻击是有目的性的攻击,从中盗取所需的机密性文件,是对网络安全技术提出的一项重大挑战。
2、病毒侵入。
除了黑客之外,病毒侵入是另一项网络重大安全隐患。病毒编制人员会通过编写相关的程序,将该程序植入到计算机系统中,使得计算机内部的程序发生变更,且计算机会受到操纵者的操控,以达到破坏或盗取计算机内部信息的目的,对计算机系统的破坏性很大,且病毒的传染性很强,以木马、火焰为主。这些病毒的入侵,会破坏我们的生产网、办公网,这会严重影响到我们的生产。
3、垃圾信息传播。
网络是一个巨大的资源库,具有丰富的网络资源,在满足信息需求的同时,还会产生各类垃圾信息、不良信息,会对人们的心理、思想产生负面影响,垃圾信息对网络环境造成了严重的污染,对社会造成恶劣的影响,尤其是对于正在成长的青少年。由于网络垃圾信息的传播,导致青少年的犯罪率在不断提升,影响青少年的成长与社会的稳定。
二、加强网络工程的安全防护策略
1、完善网络工程运行系统。
网络工程安全问题的不断涌现,对社会造成消极的影响,解决安全隐患是当前面临的主要问题。为此,应从网络工程自身着手,强化网络工程运行系统的完整性与稳定性,对网络系统进行及时的升级,强化对网络安全问题的重视,加大在安全宣传上的投入力度,建立基本的网络安全系统,防火墙、病毒入侵检测、杀毒软件、数据加密等,运用以上方式来强化对网络工程的保护。最基本的网络安全保护系统是加强工程保护的重要保障和盾牌,能够达到与黑客袭击、病毒侵入的目的,能保护信息的安全性和完整性,是网络系统的优化与创新。
2、加大网络安全宣传力度。
现如今,人们在使用计算机网络技术的同时,只意识到其积极性的一面,往往会忽视了对网络安全性问题的关注,对系统的安全性重视程度不高,信息保护意识不强,缺乏对信息保护的重视。为了让人们增强对网络安全的重视,应加大网络安全宣传力度,借助网络平台开展宣传工作,通过文本宣传页、视频或图片等方式进行宣传,将其放置在各个网站的首页,能够让用户在使用网络的同时提高警惕,随时具备保护意识,在运用网络的同时,也实现了对网络安全性的宣传,选择以往网络安全问题所产生的危害进行举例说明,借助网络的强大力量,实现对安全问题的全面宣传。
3、优化计算机网络安全技术。
软件开发人员应发挥自身的专业素养,研发新型的网络安全保护技术,发明预防、识别与阻碍一体化的安全技术,发挥安全技术的强大功能,实现对网络工程的全面防护。云计算机技术是新产生的技术,对信息的发展与传播具有积极影响,能够让用户对信息的安全性进行有效的识别,也能保证个人数据的安全性与完整性,将相关数据上传至云端,借助云技术来控制数据访问权限,提高网络信息存储与数据传输保密性,将云计算机技术应用到网络系统中,定会取得满意的效果。
结束语:
综上所述,当前网络工程面临主要安全问题以黑客攻击、病毒侵入以及垃圾信息的迅速传播,成为网络安全的重大隐患,网络工程质量受到严重影响。无论是对于商业、文化还是军事、经济而言,网络工程都将其优势发挥到极致,但是由于网络系统问题存在漏洞,技术不够完善,导致信息丢失。为解决此项问题,应完善网络运行系统,加大网络安全宣传力度,以增强对安全的重视,同时优化计算机网络安全技术,以强化对网络安全系统的保护。
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随着信息化时代的来临,计算机成为人们必须掌握的一门课程。下面是读文网小编为大家整理的计算机毕业设计论文,供大家参考。
【摘要】随着计算机新课改教学改革的深入开展,教育部明确提出将《信息技术课程》列为我国中小学的必修课,以培养学生的信息素养为主要目标和任务。如何在信息技术课程中培养学生的信息素养,我认为应从培养良好的学习习惯开始。信息技术课程有它不同于其他学科的学习习惯,经过多年的教学实践,我总结出以下几条方法和途径。
【关键词】计算机;信息技术;课堂教学
1在课堂教学中教师要注重培养学生掌握信息技术的能力
学生掌握信息技术能力是指使用能力,学习能力和技术道德能力。具体包括两方面的内涵:①使用信息技术的能力:能够利用信息技术高效地获取信息,批判性地评价信息和创造性地使用信息;②独立学习能力:具备使用技术的强烈兴趣,并能够运用技术理解和表达他人的作品以及对信息进行独立探究和创新。
2要教会学生掌握正确的计算机操作方法,学会怎样规范地使用计算机
信息技术课不同于其它课程,它有一个固定的使用工具——计算机,如何正确地操作计算机就成了我们信息技术课中必须掌握的知识。这又包括两个方面:(1)如何避免损坏计算机。根据我多年教学的经验,了解到这一部分成为学生最容易忽略的问题,其实学生并不是不知道如何正确地操作计算机,只是因为他们想多操作一会儿计算机或其它一些原因让他们偶一为之,而且他们认为偶一为之并不会带来不良的后果。为了养成好的操作习惯,我主要通过以下2个方面来训练学生:①尽可能地用事实说话;②使用一种好的评价机制来激发学生爱护计算机;(2)如何操作计算机。每个学生都必须建立自己的文件夹,自己的文件都保存到专用的文件夹中,以便于自己查找文件,老师也便于管理。
3让学生养成在学习生活中广泛运用计算机的习惯
现在的信息技术教材多以介绍各软件的使用为主,这样学生对计算机的功能了解得不够透彻。如学习WORD或WPS他们知道是文字处理系统软件,但因为学生用计算机做文字处理的工作不多,所以学生学习起来兴趣不高,学后也容易遗忘。如何让计算机发挥它应有的效益,这也是信息素养如何培养的一个重点。教学步骤:(1)把握课堂,培养良好的信息素养。因为我校是每周两节计算机连堂课,这就让学生有时间在学习软件之余,多了解计算机的功能。每堂课我都准备了25分钟时间让学生利用计算机自主学习。我在计算机中装了一系列的CAI软件,让学生通过一个软件学会一些知识,同时也可以上网进行学习,如建议学生到“洪恩在线”学习它的“每日充电”中的每日一词、每日一句、每日听力等,还可以有针对性地查找一些资料,如有没有外星人等一些与其它学科知识相关的学习。这样,学生从计算机课中就了解到计算机可以帮助我们学习或获取信息。(2)和其它各科老师紧密联系,让学生把计算机作为工具使用到各学科中,培养良好的信息素养。我充分抓住每一个使用电脑的机会,例如学完了文本处理后,语文老师每次布置的家庭作业中的作文和日记就要求只要有计算机的家庭,必须交磁盘或打印的文稿。还有数学课的“统计”等,有些软件尽管学生没有学过,但演示给学生看就是一种信息的传播。也为以后学习这种软件奠定了基础。(3)使用评价机制来培养良好的信息素养。如用文本处理软件做的作文,我评出最美观的作业,在电脑课上进行展示给一些作文并不是很出色但排版美观的同学一种肯定;不定期地举办CAI软件知识抢答赛;让学生做专题讲座、写专题论文等,激发学生使用计算机学习的热情。
4让学生注重自主实践,品尝学习的乐趣
在课堂教学中,让学生自己动手去操作,让他们在实践中去领悟方法。亲自动手不但可以对课堂知识进行巩固,且学生更可以掌握自己喜欢的自己感兴趣的知识。有了计算机课堂上就不用依靠老师的长篇阔论,老师可以在现场做指导,让学生多操作,多动手,这样学生就会对电脑越来越熟悉,如鼠标的运用及键盘的使用会更灵活。在教学中,我把主动力权交给了学生,给他们多些的表现机会,让他们得到一些信心,多一些成功的体验这样他们会有一种想要去探索的力量,在课堂上学生们就会积极的去学习,就会感受到学习的乐趣。如何提升学生的积极性和提高学习兴趣呢,在课堂上我们一般这样做。例如教学《画多边形》一课时,教师首先不是直接讲解画法,而是出示“三角形”图让学生观察,然后出示自学要求,让学生自学,同座合作画出“三角形”,根据自学要求,学生一步一步操作,最后将自己的作品展示给其他同学看,“三角形”会画了,其它的五边形、八边形等等同样可以很快画出了,这样学生通过自主学习不仅学会了“多边形工具”的使用方法,而且逐渐学会自学的方法,每完成好一个操作,学生就会获得一份成功的喜悦,就会从中品尝到收获的乐趣。学生的学习兴趣有了、浓了,课堂教学的形式多了、新了,师生间的氛围和谐轻松,给学生提供了更加广阔的舞台。此外,教学中的一些概念的名词术语最难被孩子接受,适当应用一些形象生动的比喻,对他们学习计算机的知识尤为重要。这样一来,不仅有助于提高他们听课的兴趣,而且还能达到帮助理解和记忆的目的。例如:在学习“画图”程序绘画时,需要设置前景和背景颜色,这两个词语学生不易听懂,我是这样来打比方的:“我们画图画,要用纸和笔,在电脑中画画也一样,要选好笔(前景)的颜色、纸(背景)的颜色……”;又如在介绍文件名的知识时,学生往往不明白文件名为何要由基本名和扩展名两部分组成,我用了这样一个比喻:“文件的名字就像我们人名,人名是由姓氏和名字组成的,文件的基本名就像人的名字,扩展名就像文件的姓,用来区分各种类型的文件。”诸如此类的比喻,很好地帮助了学生的理解,达到了比较理想的教学效果。同时要让学生把所学的知识和技能运用到实践中去,切身体会到信息技术课一定要学好。这不仅能深化教学内容,充分发挥学生的主体性,把学生的兴趣推向高潮,而且还有利于拓展学生思维,培养学生的创新能力和自学能力。
5结语
计算机信息技术是一门新兴的学科,课程量大任务多。如何能让学生在很短的时间内即可学到知识,又能学到方法,这就要求我们的老师时时刻刻的激发并保持学生的学习兴趣,利用有效的上课时间,让学生在开放的环境中自主练习,且要选择合适的教学模式,适宜的教学方法,以期达到最佳教学效果。还要保证学生有创新的时间和空间,着力培养学生的创新能力,同时要让学生把所学的知识和技能运用到实践中去。
参考文献:
[1]中小学信息技术课程指导纲要(讨论稿)[R].教育部,2000.
【摘要】随着社会经济的高度发展,计算机行业也越来越火爆,社会发展进入到信息时代。很多公司开始重视对计算机行业的发展,近来因为企业的信息化发展,我国的综合国力和经济水平也得到了很大发展,本文作者结合自身观点对如何提高当今社会计算机的信息管理能力提出以下几点建议。
【关键词】提高;计算机信息;管理
众所周知,现如今的社会是一个信息的社会任何事物的发展都离不开信息的传播,社会各行各业都和计算机都有着密切关联[1]。计算机有着很多的优势,比如说它能够在很短的时间内实现信息的分类处理,而这一点恰好是很多行业所需要的。对于企业来说,拥有较高的信息处理水平就等于拥有了一张能够快速发展的通行证,因此,强化企业的计算机信息管理能力十分必要。
1提升计算机信息处理能力的重要性
1.1对网络安全起到了一定的保护
现如今越来愈多的企业开始重视起计算机信息管理制度的建立。对于企业来说,建立良好的计算机信息管理制度有利于企业息化管理的建立,然而因为没有聘用专业的计算机信息管理工作人员,计算机信息管理发展一直比较缓慢。针对这种现象,本文作者认为,企业应该组建起专业的计算机信息管理小组,并且要定期对他们进行技术考察,定期做专业培训,提高计算机信息管理者的专业素养[2]。众所周知,良好的计算机信息管理水平有益于计算机网络的正常运行,有益于建立起安全的计算机信息网络。只有这样才能够保证企业运转更加快速,最大程度上提高企业的经济效益。
1.2提升了公司的信息处理能力
提升企业的计算机信息管理水平可以保证企业决策者命令下达的准确性和及时性,促进了企业的信息化管理的建立,有利于企业的发展,有益于企业建立起规范化的信息管理机制。因为企业的发展离不开信息的作用,所以,大力发展企业的计算机信息管理是十分必要的。
2我国计算机行业的发展现状
2.1制度的不完善
不完善的管理机制会使企业的管理制度产生混乱。到目前为止,我国大部分企业的信息管理水平都很低,很多企业中负责信息管理的工作人员没有按照规章制度对信息进行处理分类,面对这种情况,企业应该对这部分人予以严厉的警告,并对其施以相应的处罚。
2.2技术的不熟练
在第二次科技革命之后,很多西方国家的科技水平得到很大提高,而我国的科技水平却在很长一段时间里一直停滞不前。众所周知的是,科学技术的进步关系到计算机信息管理水平的发展,所以,我国的计算机信息管理水平在很长一段时间内也是处于比较低的状态,严重妨碍了企业计算机信息管理水平的发展。
2.3认识的不全面
做好计算机信息管理机制不但可以缩短信息处理的时间,而且可以对信息进行收集、整理和分类,为企业决策者的工作提供了很大的便利。然而很多企业在实现计算机信息管理的同时并没有完全发挥出计算机信息管理的优势,阻碍了计算机信息管理的发展[3]。
2.4素质不高
众所周知,计算机信息的管理工作需要工作人员具备较高专业知识素养,然而,目前在我国的企业当中负责计算机信息管理的工作人员普遍存在着专业知识素养较低的现象,这在很大程度上阻碍了我国计算机信息管理的发展。由此看来,企业提高计算机信息管理水平离不开专业素养较高的人才。
3如何提高计算机的信息处理能力
3.1提高责任感
企业在大力发展计算机信息管理机制的同时必须要提高相关工作人员的责任意识。拥有更高的责任意识才能使相关的工作人员严于律己,有益于企业计算机信息管理的发展。
3.2建立健全信息管理条律
在发展计算机信息管理之前,一定要建立健全相应的计算机信息管理条律。严格规定相关工作岗位的职责,制定分明的奖罚制度,对违反制度的人员进行严厉的警告并施以相应的处罚,同样的对那些优秀的人员应该在整个公司内进行褒奖,并给予相应的奖励。
3.3提升专业素养
企业要定时对那些负责计算机信息管理工作的工作人员进行技术抽查,对于不合格者要施以相应的处罚措施,同时要定期组织技术讲解和技术培训,提高计算机信息管理相关工作人员的专业知识素养。
3.4提升技术管理水平
就目前来说我国的计算机信息管理水平还是比较落后的,为了能够尽快解决这一问题,促进我国经济快速发展,国家应该和企业结合起来,大力发展科技,为计算机信息管理的发展奠定基础,同时,企业也要提高相应工作人员的技术水平,培养专业的技术人才。相信在大家的共同努力之下,我国的计算机信息管理水平一定会得到飞速发展。
4结语
提升企业的计算机信息管理水平能够直接提升企业的信息管理能力,保证企业信息传播的安全性和及时性,保证计算机信息网络的畅通。近来,各行各业也逐渐开始重视起对计算机信息管理的应用,对于如何提高企业的计算机信息管理能力,作者建议:①要提高相关负责人的责任意识;②企业要建立健全相关的条律;③企业要对相关的工作人员进行专业的知识培训;④企业要提升对相关工序的技术处理水平。
参考文献
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产品设计在产品生产中占重要的位置,设计的好坏在一定程度上会影响到产品的销售。下面是读文网小编为大家整理的产品设计论文,供大家参考。
一、传统民间艺术渗透进旅游产品设计的背景
(一)旅游产品设计的自身特征
旅游产品的设计,是旅游开发中一个最重要的环节。一个成功的旅游产品设计需要具备四条标准:定位准确、核心吸引力凸显、游玩方式适应游客需求、投入产出合理。在同样的资源与市场要素的条件下,通过旅游产品设计,可以产生多种多样的结果。例如以自然资源为对象,进行产品设计,其独特的自然资源本身就可以给人以美感,能够作为观赏对象;也可以以资源为背景,进行产品设计,打造度假村、高尔夫球场等;还可以完全“无中生有”,打造主题公园等。对旅游产品设计而言,最重要的是确定游玩方式,即“玩法”。但它的最高境界是创造全新的生活体验,形成人们向往的生活方式。
(二)当代人的生活方式转变
在社会生活节奏日益加快的同时,回归传统已经成为人们的普遍渴望。经历了19世纪的工业化,走过了20世纪的信息化,现代人的生活节奏普遍加快,忙碌单调的工作使得当代人身心俱疲,向往先辈们田园牧歌式的生活。回归传统成为世界各地工业化国家居民的普遍诉求,人们希望能在忙碌之余,体验更多的传统。这种传统,包括传统民间艺术和传统生活方式。传统生活方式的复制需要很大的成本和特殊条件,它的制约因素很多,可行性在当代并不是很大。所以传统民间艺术成为人们回味传统的主要媒介,它成为人们精神文化生活的一种寄托。在我国,随着改革开放以来人民生活水平的普遍提高和精神文化生活需求的不断扩大,传统民间艺术的市场也不断扩大。各种由传统民间艺术衍生出来的旅游产品纷纷被开发出来。比如河北省张家口市蔚县本是远离市区、交通不便的偏僻小县,经济发展严重依赖煤炭等资源。蔚县传统民间艺术的代表作品是蔚县剪纸,这些年来,当地着力发展以蔚县特色剪纸艺术为核心的旅游产业,在剪纸不断畅销的同时,更是带动了当地的蔚州古城文化游和大南山生态游等旅游产品的发展。简而言之,人民生活水平提高了,他们有愿望并且有能力来体验富于传统民间艺术气息的新生活方式。
(三)国外先进经验的启示
任何一个国家、一个民族,在当代国际社会、世界大市场中,要想真正树立自己的品牌,长期处于不败之位,就必须深入挖掘自己民族的文化精髓,用最深刻的民族优秀传统去赢得竞争。当代国家之间的竞争是综合实力的竞争,而综合实力的竞争在很大程度上是精神文化等软实力的竞争。传统民间艺术是民族精神文化的一个重要组成方面,各国在竞争中已经有了成熟的典范。这些宝贵经验是值得我们在旅游产品设计中借鉴和学习的。我们以英国作为一个正面典型。英国是现代工业文明的发源地,同时也诞生了莎士比亚、华兹华斯、约翰•列侬等举世闻名的大艺术家,二战以后,英国社会各界就开始逐步探索发掘渗透不列颠民族传统民间艺术的旅游产品。例如产生了举世闻名的莎士比亚故居游,集莎士比亚故居参观、莎士比亚主题公园游览、莎士比亚代表剧目欣赏等环节为一体,在深刻发掘和突出以莎士比亚为代表的英国传统民间艺术,展示英国精神文化精髓的同时,也吸引了世界各地的游客慕名前来,增加了英国的旅游收入。英国传统民间艺术在旅游产品设计中能够取得成功,就在于定位准确,定位于国际和国内各个阶层,服务质量和价格水平适应性口径比较宽;核心吸引力凸显,彰显不列颠传统文化的主旨突出,难于复制;游玩方式适应游客需求,散步观览、互助互动等形式多样;投入产出合理,景区管理部门制定的规划长远并且科学,可持续性较强,景区普遍极少依赖政府,依靠科学方法不断改进经营管理,提高自身的经济效益。
二、传统民间艺术渗透进旅游产品设计的要素
(一)准确定位
定位事关旅游产品的设计质量和它以后的运营管理、长期良性发展,准确的定位是旅游产品发展的基础和重中之重。
1.选准传统民间艺术的切入点我们在设计旅游产品过程中,要明确可以运用的传统民间艺术内容和形式。内容上,我们要注意取其精华弃其糟粕,对于传统民间艺术中存在的低俗内容、与社会主义核心价值观相抵触的要坚决摈弃。对于传统民间艺术,我们要坚持全面立体的发掘,杜绝断章取义,坚持实事求是的原则,最大限度地保证传统民间艺术的完整和生动。形式上,要注意把握当代人的心理特质和生活习惯,使得传统与现代可以实现比较好的对接,促使渗透进传统民间艺术的旅游产品能够被更多群众所接受。例如,在圆明园遗址景区,设置着3D电影院,采用先进的3D电影技术为游客生动展示立体的、壮美的圆明园,广大游客在新的表现形式下,直观生动地认识这一民族瑰宝曾经的辉煌,提高了他们的爱国主义情怀。
2.选准传统民间艺术的市场定位首先,应该通过前期市场调研,搞清楚将要开发的旅游产品面对的是哪些人群。如果是中老年群体,那么根据中老年群体的心理特征,设计的旅游产品在表现形式上要尽可能地突出传统民间艺术的本色,旅游产品的游玩方式、价格定位也要相应地作出较为合理的设定。而如果是青年群体,要以传统民间艺术的展示和兴趣培养为主旨,多采用一些直观的技术吸引广大游客。其次,应该在设计初期明确旅游产品面向的是哪些区域。近年来,在各级政府的引导下,不少“家家乐”旅游项目兴起。这种旅游产品普遍能够很好地突出传统民间艺术,地域性极强。但是由于这种产品的设计和实施主体多为一家一户的普通居民,风险承担能力较低,所以必须明确面向的区域范围,作出合理的投资决策。河北省张家口市堡子里景区是2000年左右开发的明张家口堡戍城遗址公园,随后周边居民以这个景区为依托,纷纷办起“家家乐”,集塞北特色饮食文化、塞北农牧过渡带居住方式、蔚县剪纸为代表的张市各县民间手工艺术为一体,着力吸引张家口市以及附近北京、山西和内蒙古部分地区的游客。现如今,堡子里民俗艺术景区已经在整个京西北地区取得很好的声誉,正在循序渐进,努力争取打开整个华北地区市场。
(二)凸显核心吸引力
核心吸引力是一个旅游产品最为吸引人的地方,核心吸引力就是旅游产品的核心竞争力,决定着一个产品的成长。传统民间艺术渗透进入旅游产品设计中,必须加强对产品主旨的宣传力度。每一种传统民间艺术都有它们吸引人的地方,但开发出来的旅游产品的影响却相距甚远。最重要的原因就是有没有进行很好的产品包装。首先要突出地方特色,既凸显传统民间艺术,又突破原有模式创出新意,突出“独”“特”意识,让广大旅游爱好者形成“惟其独有”“惟其独优”的观念。其次是要有文化内涵,充分将传统民间艺术的精神文化本质凸显出来。福建客家土楼的宣传标语是一句闽南语的歌词“爱拼才会赢”,这就极为生动地凸显了客家土楼传统民居艺术背后渗透的客家人拼搏进取、奋发图强的精神品质,给各地游客留下深刻印象。最后是要注意包装的简洁方便性,过分冗杂的宣传很难给游客留下深刻印象。应当甄选最能突出传统民间艺术的宣传形式,概括而生动地阐释出旅游产品中渗透的传统民间艺术精神实质。此外,完善旅游产品配套服务、加大旅游产品衍生商品的推介等手段,都能进一步从基础上凸显融入传统民间艺术的旅游产品的核心竞争力。
(三)游玩方式适应游客需求
传统民间艺术种类各有不同,有的实用,有的便于观赏,有的适于把玩。我们要根据这些艺术不同的特质属性,制定不同的游玩方式,使得游玩方式最大限度适应游客需求。例如传统饮食和民居艺术,这些传统民间艺术是可以运用的,并且只有在实际运用中才能让游客最大程度地体验传统民间艺术的魅力。这些艺术中,比重最大的应当是观赏性艺术了。我们前面说到蔚县剪纸的例子,剪纸、书画、戏剧、杂技这一类艺术形式主要是用于观赏,通过观赏给人以美的体验。对于这类艺术,要善于发掘它们的商业价值,积极开发衍生旅游商品,运用这些商品为载体,扩大旅游产品的市场影响。最后我们来说适于把玩的民间艺术,比如各种手工雕塑、编织作品,各种形制的古代建筑。这些包含传统民间艺术的旅游产品,在设计时要格外注意保护与开发相结合,注意继承与弘扬相结合,通过设计游客与产品无距离的接触,让更多的人体会到传统民间艺术的博大精深,增强我们的民族自豪感。
(四)投入产出合理
在产品设计中,必须注意投入产出的科学合理性,才能保证产品的可持续发展。要合理安排资本、人力资源等投入要素,根据先期定位确定总投入规模。投入重点要放在跟传统民间艺术保护、发掘、创新相关的各个领域,保证传统民间艺术在创造效益的过程中始终保持足够的动力。投入产出始终要有一个平衡,尽可能减少对国家对政府的依赖性,运用市场手段来决定和解决各种经营问题,以市场来拉动旅游产品发展,给传统民间艺术注入新鲜血液和新的活力因子。
三、总结展望
当前我国旅游产品设计已经在逐步探索满足人民群众日益增长的物质精神文化需求,传统民间文化的内容和形式已经逐步渗透到旅游产品的设计中。这一理念实践前景广阔,相信以后我们在产品定位、核心吸引力、游玩方式、投入产出等领域会进一步探索实践传统民间艺术和旅游产品的结合,我们的传统民间艺术的未来会更加活力焕发,民族精神品质会更好地被人民群众领悟和传承。
产品设计课程中所包含的丰富内容对学生的就业、创业有很大帮助。对于设计学学科专业的学生,这门课程的内容可以与创业知识紧密结合,与大学生创业相联系,基于创业能力培养,这样可以很好地改善本门课程的教学重点确立、教学导入等问题。这样的课程改革也符合近年来的国家高等教育政策,有利于大学生就业创业。
一、课程现状与文献综述
笔者所在的太原科技大学艺术学院在设计学学科下的各个专业都开设产品设计课程。产品课程的内容除了要包含重要知识点外,需要根据学生的需求加以改革。现有的许多教材仍有改进空间。如我们长期使用的上海人民美术出版社的教材《产品设计》一书中,开篇便说“接受设计任务”,似乎设计是一种外来的“任务”,而不是发自内心的创新想象,这是需要改进的。没有针对大学生创业的需求而编写导入课程的环节是大部分教材的缺陷。刘国余编著的《产品设计》一书是众多教材中理论讲解较全面的,但存在图例陈旧的问题。从文献查阅结果看,从创业角度研究产品设计课程改革的文章不多,直接相关的有《基于创业能力培养的项目制工业设计研究》《“创意微产品设计”与高职高专艺术设计教学探索》等文章。
二、以创业案例导入产品设计课程
1.产品设计课程导入的重要性
产品设计课程的导入,应首先介绍产品设计课程的学习对于大学生毕业之后就业与创业有哪些帮助。不妨以创业作为产品设计课程导入的重点之一,而不应该把产品设计限定在造型美化的范围之内。
2.产品设计课程导入的复杂性与对策
正如《世界现代设计史》中提到的,世界各国早期的产品设计教育在很长一个时期内都还是比较多地存在于产品形式的创造上。这种类型的设计教学主张创造美的、时髦的外形,至于产品存在的问题的解决,基本是忽视的。20世纪90年代以来,企业已经不仅仅要求设计公司为它们提供产品的外形设计和解决工程技术问题,而更加要求设计公司提供市场研究、顾客研究、设计效果追踪、人体工程学研究,设计公司被要求提供完整的设计配套服务,即从使用者的调查研究、产品设计、工程设计、模型制作和原型生产、人体工程学研究、电脑软件设计,一直到产品的包装和促销的平面设计,等等。这种定义域的扩展,也使设计日益复杂,使设计教育日益复杂。当今产品设计教学的复杂性也许会使一些教师无所适从,而以创业案例来导入产品课程,则可以把产品设计的很多环节串联起来,为学生后续的学习埋下伏笔。在导入课程时,可以举出的案例很多,比如在何人可主编的《工业设计史》一书中就有19世纪以来的产品设计创业案例。这里举一个现代产品的例子:设计师格里夫斯1985年设计的热水壶,从推出到现在,已经销售了150万个,每年都有不错的销售记录,售价135美元一个,算一下,是12亿人民币的销售额。如果设计师的提成是1%,那也有1200万了。就是说设计好一个畅销产品可以让设计师成为千万富翁!
三、对产品设计程序的学习可以揭示创业的复杂性和风险性
笔者认为,创业的本质是一种有目的的实验。有些产品投放市场后有意想不到的效益,这就需要在产品设计过程中有一个严格的管理流程。下面通过产品设计管理的要点分析一下产品开发流程与教学中创业能力培养的关系
(。1)新产品构思阶段。一个好的构思必须符合两条基本原则:一是构思要具有创造力。二是构思尽可能接近于可行,包括技术上和经济上的可行。在教学中,由于产品设计的创意范围很广,创意能否可行需要专门的可行性分析,而在课堂上教师凭个人经验对多种技术评估是不现实的。因此本着鼓励创新的原则,教师应该先鼓励学生作出各种富有想象力的设计,然后进入第二阶段
(。2)构思筛选。在教学中先对学生的创意进行一次“温和的过滤”,把设计项目的市场吸引力、技术可行性、社会性等因素考虑一下,滤掉一些低级的创意
(。3)确定范围。这一阶段的目的主要是通过对方案的前期评估,快速确定设计项目的范围和初步产品概念。前期市场评估活动包括图书馆资料查阅、因特网上搜索以及主要用户联系、用户测试等。前期技术评估主要涉及生产的可行性、可能执行的时间和成本、法律和管理风险等内容。在较短时间内初步形成一个粗略的能获得通过的财务和商业分析。这一阶段有一定的难度,教学过程中往往不能够太深入探讨。在实践环节教学中,产品的设计往往到这一步就可以交作业了。因为学校里的条件所限,后面的步骤往往不会完整进行,但对于创业来说就要全部执行,因此后面的要点应该作为知识告知学生,在这里因篇幅所限简要列出
(。4)第二次筛选
(。5)开发项目立项。
(6)进行开发。
(7)开发设计。
(8)进行检测。
(9)测试和修正。
(10)投放市场准备。
(11)投放市场。
(12)对产品的性能和市场表现进行调查与评估。这12个环节如果都贯彻下来,可以很严格地做到对产品设计的风险控制。如果某个产品可以通过这些关卡的检验,那么成功是指日可待的。通过对产品设计程序的学习,学生们可以了解产品设计创业的复杂性和风险,避免日后盲目地进行创业投资和投入不必要的精力。
四、产品设计课程考核方式探索
产品设计课程的考核方式一般是实践考查,以创意产品草图和设计说明为主要考核依据。在作业格式上,可以参考一些国际大赛的标准,如德国红点奖的参赛提交格式,按照国际大赛的格式提交作业,能够锻炼学生的概括能力、编排能力、绘图能力等,这样做也可以提升学生的参与热情和创业信心。
摘要:细节设计是当今产品设计中非常重要的内容,本文从理性和感性的不同角度探讨细节设计涉及的内容与文化内涵,更全面了解细节设计,提高对细节设计的认知水平以满足产品设计需求。
关键词:细节设计;知觉;刺激;风格;知性美
一、细节设计的内容与重要性
细节是个相对概念,相对于“整体”而言,是指小的范围、局部的造型内容,是相对整体大形态的小而具体的内容,但其涉及的方面却非常多,从内到外包含界面、结构、色彩、材质、肌理等一系列内容,也涉及从硬件的形态设计到软件的交互设计和心理体验等范畴。产品造型设计的细节从形态构成因素方面来看,包含了具有三维物质属性的点、线、面、体等因素,它们在物理意义上构成了产品的细节设计。在现在这个社会里,仅仅意识到细节设计的物理意义是不够的,我们需要用更知性的心眼去看待它研究它,是处理形态造型和功能形态相融合最关键的环境、最微妙的方式。
细节在产品设计中是一个至关重要的角色。在很多设计公司和企业中,“细节制胜”是一个非常重要的设计策略。对细节的追求体现出“精益求精,完美主义”的姿态与理念。细节设计在各类产品中都有着举足轻重的作用,尤其是一些价格较高,尺寸较小、科技含量高的产品设计中。在传统设计难以突破的时候,再加上新产品更替周期的加快与技术创新面临大的瓶颈,细节设计成为突破与创新的取胜关键。
二、细节设计与知觉刺激
谈到知觉刺激,首先了解一下知觉概念。知觉,是把来自感觉器官的信息转化为有意义对象的心理过程。很显然,人们观察形态,购买产品时获取到了某种信息,并进行理解、筛选和组织,这种心理过程就是知觉。细节设计要是想被很好的知觉需要细节形成刺激,并达到一定强度,作用于人脑时产生对整个形态或产品的认识和理解[1]。也就是说只有细节设计可以很好传达的信息,被很好的知觉时,这样的细节设计才是成功的,才是最有可能产生购买行为的。反之,没有形成知觉刺激的设计不可能是成功的细节设计。
下面用一个模拟的对话场景:一位司机向警察问路。通过一个看似简单的例子,形象的解释细节是如何被感知的。
司机:您好,我是新来到这个镇上的,请问新兴超市在哪?
警察:哦,最近的超市……在图书馆边上。你知道图书馆么?
司机:图书馆?是那么高高的建筑么?还是……
警察:不是,那个是展览馆。
司机:哦,对,那是展览馆,这个我知道。
警察:要到达那很费劲。如果你从这走,沿着这条街,经过一个交通岗到达一个旗杆处右转,经过一个街区到达下一个交通岗再想左拐,越过湖边的铁道,到达一个老厂房附近……您知道老厂房么?
司机:哦,知道,那附近还有座桥。
警察:对,总之你走过老厂房,那有个佳佳饭店,然后左拐走过一个街区再右拐直走到下一个路口就看到了。
司机:天啊,佳佳饭店,我就住那附近,我走错方向了。原来它离我住的地方只有两个街区。
上述场景持续时间不超过2分钟,但是两个人需要知觉和分析的信息量却是惊人的。如果一个外行发现上述交谈如此复杂,他可能会将其简化为“我问―他答―我明白”。但事实上,这样的总结是远远不够的。如果司机对其描述只是听到,而不知所云时,信息并没有很好的获取并感知,就是一次失败的交流。警察的多次描述和提问为的是找到各个部分信息的内在联系,使提供的信息能更好的被司机知觉。在上述例子的表达过程中,有些细节会显得尤为重要,但有些则显的无足轻重。这就需要对细节进行推敲,恰到好处的为知觉服务。很明显,信息需要达到一定的感受强度才能被很好的知觉,这一强度可以是认知上的共鸣,数量上的累计,逻辑上的推理……这也为细节设计提供了参考,细节设计的方式可以是多样的,根据不同的目标,针对不同的人群,细节可以从多个方面表达信息,它可以是一个环节,一个过度,一个内容,但细节必须被意识到并为主体服务,为更好的被感知而存在。
在知觉过程中我们也可以感受到细节与细节之间并不是孤立的事件,并非所有细节都是奢华的但一定是为一个更有意义的主体而服务的。
三、细节设计的风格
细节不是孤立的,不是用来孤芳自赏的,而是为一个更有意义的主体而服务的。这个更有意义的主体可能是创造产品时赋予它的生命意义或者是产品自身所要传递的主题亦或者表现风格。细节不一定是搭建整体的骨架,但它却能有血有肉的表达,更确切的说,细节是一个整体最细腻的语言,它表述着生命的内容与意义,流露着独有的气质与个性。正如你可以在洛可可、巴洛克、现代设计、后现代设计以及简约设计等等艺术风格中读到的那样。巴洛克设计刻意追求出奇、标新立异的形式,通过细节设计表现那种夸张、璀璨缤纷的风格。洛可可多采用妇女体态的造型,用华丽和繁琐的装饰细节体现它的艺术表现力。但细节不仅仅是繁复的装饰风格的专属品。现代的产品形式审美取向更趋向“简约化”,简约与精细、简单与复杂并非绝对对立与不可融合的。美国圣菲研究所的马瑞•盖尔曼有一句名言,表面的复杂性起因于深层次的简单,所以越是复杂的产品结构下面,就应该表现出更为简单的外表。细节设计可以使产品具体,使简单的形式丰富起来,没有细节的产品是空洞而无生命里力的。越是简单的主体,越是需要细节丰富内容;越是简约的设计,越是需要用心考量怎样的细节才能统一形式与内容,才能更好表现整体风格。德国Bosch厨房电器的产品设计,无论从燃气灶、抽油烟机、微波炉到消毒碗柜,简约化的风格从不乏细节设计内容。如一个旋钮设计,从造型、尺寸、色彩到材质、肌理、结构等细微之处,十分考究的体量关系与精细的制造工艺,无不体现德国设计精神――理性、认真、严谨并落实到细节。
四、细节设计的知性美
设计特别是工业设计,是一个非常复杂的工程,其中的细节设计更是精益求精的部分。按钮的凸与凹,边缘的硬与柔,色彩的应用,甚至一个接缝线的宽窄都要经过严密的思考和反复的推敲。有时一个曲面的曲率可能要经过人机工程学和力学的多次计算,一个透气孔的大小要经过很多实验和数据统计才能定夺,一个操作界面要经过很多人机测试才能做到真正的人性化设计。从细节制胜战略的市场调查分析到细节的功能结构与表现形态都要进行非常理性的思考和理性的设计。但是这种理性的价值最终是通过人的视觉和心理来实现的。也就是说,一个成功的细节设计一定经历了理性的思考但同时却表达了非常感性的内容。日本很多设计师认为,器物的美感及享受性与器物的精准有着天然的对称[2]。细节设计的精准往往能很好的表现产品的精致与美感。人的情感本身就是丰富而细腻的,虽然产品本身是无生命的,但他是用人的思维考量又为人而设计的,所以它也在表达也有情感,因此当人们感受到产品那种细腻的表达和丰富的情感时会很容易产生认同和需求。
日本战后的产品设计,在这方面做的很出色并取得成功。如美津浓公司设计的“里瓦尔多”足球鞋,设计核心主要依赖生物力学和材料技术,其造型设计在材料和功能的细节入手,在保证球鞋必要的重量和柔软度的前提下,尽量减少受力点和受力。其中,鞋钉的布局为实现更好地抓地做了改进,前脚内侧的主鞋钉缩减到两颗,鞋钉的位置进一步深入,较远的两颗鞋钉正好在脚趾位置。这样排布增强了抓地力量和反弹力,并且有助于防止脚的中心店侧面受力过多,减小脚踝受伤的可能性。鞋钉总数减少,也使得鞋的重量减轻。可以想象当人们看到这样一双鞋并试穿时那种心理的喜悦与认可。理性的设计呈现出最舒适并富有情感的内容,这样的设计才是出色的,这样的细节才产品设计真正的生命细胞。
五、结语
细节设计在当今设计战略中扮演着非常重要的角色,本文阐述细节设计中存在的理性的因素与感性的内容,意在提高设计界和产业界对细节设计的认知水平。成功的细节设计要形成一定的刺激强度,并根据主题风格,建构语言,通过理性的形式表达感性的内容来打动了消费者。精益求精、细节制胜是设计师永远乐于研究的课题,因为细节的魅力是无穷的,而发掘这样的魅力更是永无止境的。
参考文献:
[1]王效杰.工业设计趋势与策略.[M].北京:中国轻 工业出版社,2009.1
[2](美)罗伯特•L.索尔所,M.金伯利•麦克林.认知 心理学.[M].上海人民出版社,2009,10
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产品设计是为了解决人们物质生活与精神生活中所遇到的问题。在人类社会之初,人们只能在自然界中获得生活所需的各种材料,然后用自己的双手创造工具来维持生存,人与自然的亲近与生俱来。下面是读文网小编为大家整理的产品设计论文,供大家参考。
1方兴未艾的光伏产业
1983年,美国加州建立起了世界上最大的太阳能电厂,它的装机总容量高达1.6×107W。1994年,日本实施补助奖励的办法,大力推荐各家各户使用3000W的“市电并联型太阳光电能系统”,在使用的第一年,政府补助49%的经费,之后补助逐年递减,至此,日本成为了推广太阳能发电最积极的国家。一年以后,日本已经有9400户装置该系统,装机总容量达到了3.2×107W。在中国,太阳能发电受到了政府的高度重视,2009年,装机补贴标准为20元/W。2014-04-09,我国出台了新政策,国家和地方将对使用光伏发电的民用住宅提供长期补贴,由此可知,国内光伏市场的发展重点从“大型地面电站”转向“屋顶分布式电站”。按发电量计算,每千瓦时电国家补贴0.42元,地方(上海)补贴0.40元,合计0.82元。从理论上讲,家庭自建1个屋顶光伏电站,仅靠政府补贴的电费七八年就可以收回成本,而且光伏电站一般可以平稳运行25年,也就是说,之后十多年的发电收益都是净赚。但是,中电光伏研发公司总经理吕俊说:“屋顶发电要想获得良好的投资回报,前提是在其25年的生命周期里都能稳定工作。但从目前的情况来看,一些光伏组件会逐渐老化,在极端条件下,小部分光伏电池板在使用5年后可能就会损失2/3的发电能力。”
2琳琅满目的光伏产品
为了彰显光伏技术的优越性,最大的概念产品设计莫过于太阳能飞机,这也许是永远都不能用于商业化飞行的大手笔——从西风号、动力号到太阳驱动2号,大鸣大放之后,所有的太阳能飞机只能做侦查工作或者成为探险家冒险的工具。太阳能动力的概念汽车也不得不“瘦身”——安全、舒适截然不顾,耗资巨大,汽车质量和使用寿命不堪一击。光伏电池在面对这些“大功率”的机械设备时,简直就是杯水车薪,这也许是设计师短时间内找不出更好的载体来弘扬光伏技术“低碳、环保、绿色”特点的原因。轰轰烈烈的技术炒作正在进行,光伏技术与LED光源却悄悄联合起来。LED光源以发光效率极高的先天优势正在逐渐取代“白炽灯”“日光灯”和“卤素灯”,1个7W的LED灯的发光效率相当于1盏85W的“白炽灯”。光伏技术和LED光源的组合产品从路灯、庭院灯、信号灯、草坪灯到工艺品灯、车灯,各种产品层出不穷。近几年,新建的公路必须用“光伏加LED”照明,不然就会显得决策者跟不上时代的步伐,不太时尚。我国东部沿海城市是季风性气候,连续下几天雨,再刮一阵风,碗口粗的树都被吹得歪歪扭扭,更不用说那些顶着一两平方米太阳能板的路灯了,输电线路就在路灯的上面,为什么非要用“光伏”呢?在崎岖的山路或无人区的公路上设置一排光伏发电的路灯,那可真是一道亮丽的风景线。在淘宝网搜索“太阳能”几个字,就会出现从太阳能光伏发电系统到手机充电器等5000多条信息、10000多个产品,可谓琳琅满目。
3产品设计中的合理定位
2014-04-09出台的新政策确实让业界眼前一亮,但是,稍微思考一下就会发现,住在高楼大厦的上海人凭什么不用0.52元/kW•h的市电,而是偏要垫资去改装屋顶以换取国家和地方的补贴。在青岛召开的国际消费电子博览会上,有一家光伏企业在销售自己的产品——1块24W的太阳能板加上1个12V、12A的铅酸电池,再搭配上1个10W的节能灯而特制的灯。该公司自称这是“无电地区的照明方案”,而该产品的安装费就需要500元。不难想象,无电地区大多在偏远、贫困的地方,500元对那里的人来说可能是一亩地大半年的收入。这样发展下去,最后还是成了“想用的,买不起;有钱的,用不着”的“大闲产品”了。如果把国家对光伏产业的补助政策微调一下,让有钱人进行“爱心捐助”,这一方案或许是可行的。也就是说,只要不让贫困的消费者自己掏腰包,也许偏远、贫困地区的晚上才会不再黑暗。在众多的设计中,有一个设计方案是可行的。如果把光伏安装到农用面包车的顶部,为车上的冷藏设备提供电源,那么,农民就可以将前一天采摘下来新鲜果蔬装在车上保鲜,到第二天再开车去出售。如果遇到阴天下雨,接上市电冷藏车还是可以照常工作的。这种太阳能冷藏车提供4m3的0~4℃的保鲜环境是不成问题的,而车顶2m2的光伏电池每天可以提供2kW•h电。设想一下,在烈日下出售凉凉的西瓜,那是多么好的一件事。如何亮化景观水面呢?图1所示的设计产品“太阳能水上浮灯”是最好的选择。白天光伏电池将电能储藏在内置的磷酸铁锂电池内,太阳落山时这些灯就会亮起,十分漂亮。水面浮灯省去了埋设水线的麻烦,只要将其放在水里就能周而复始地工作。如果不想让风把它吹走,最好在底部系上重物。该产品提供了一个非常小的自动光伏照明系统,但却叙述出了抒情诗般的宁静之美。光伏产品既然能制成发电的屋顶,就可将这种屋顶安装到高山之巅的亭台楼阁上,让我们的城市更加美丽。在汽车4S店里,不乏光伏汽配装饰产品,比如比较实用的太阳能充电器、应急灯,能让人心情愉悦的绿芽起舞、招财猫等。
一、在案例分析中领会设计管理作用,并掌握一定的研究方法
我们知道任何一个课题研究都是一个系统工程,必须对其进行市场调研。不进入深入的研究,思路就会很狭隘,研究的过程也比较简单,所以最后的结果往往以一篇普通的、无特点、无突破的论文报告结题。所以做一个好的产品研究,在确定方向的时候要从小的方面,从细节入手,把小的问题发散开,做大,做好,做精,而不是我们一贯的从一个大的问题角度出发,无逻辑、无秩序的散发思维、从而没有一个实实在在的有价值的结果产生。并且一个好的产品研究基本有四个步骤:研究问题——研究过程——研究结论——研究局限。
二、在设计管理知识结构中进行设计移位
管理者通过对设计活动所处的宏观以及微观环境分析、消费者分析、自身分析、竞争分析、文化分析---从而制定有效的设计战略和营销策略,也就是:外因研究——设计定位;内因研究——设计实践。投资——设计——审理——生产——营销——消费;这是设计的六个阶段,在这六个阶段中设计管理都发挥着主导作用。我们经常会听到设计师会说没有灵感,那么设计管理者怎么可以管理呢,灵感是不能被管理的,它不是商品,但事实上我们设计师不是艺术家,我们不可能随着我们的性子去设计产品,这个时候就需要我们设计师从自己的位置分别移到投资者、生产者、营销者、消费者以及管理者的位置上去,从他们的立场出发,用他们的观点、方法、目的、和追求来审视自己的设计、然后将他们的知识、技术、经验、和智慧整合起来、帮自己把设计提升到一个新的水平,也就是说要设计移位,这也就突出了设计管理的作用和意义。
三、高校教育上进行设计管理课程的设置
1.开设研究设计管理课程的意义
我们知道设计师成长主要分为三阶段:
(1)毕业之后进入企业参与实际设计项目;
(2)设计师通过实际锻炼逐步成为设计的管理者;
(3)设计师成为企业的开发设计团队的核心和骨干。台湾的浩汉工业产品设计公司一般把设计师学习分为三个阶段,第一个叫阶段练习绘画技巧,也就是表达能力的训练,大概需要三个月的时间。第二个阶段要培养独立作业的能力,短的一年,长的说不定要三年。第三个阶段,设计师不再是做设计而已,必须往上和往下延伸,参与市场企划,行销、生产等所有过程,具备产品开发的企划能力,这些要做到好,至少需要5年的时间,其中第三个阶段包含大量设计管理和企业管理的业务工作需要学习,而其所需时间是前两个阶段总和的一倍多到四倍。
2.设置此课程教学方法和教学安排
高校设置设计管理课程,在教学方法上应提倡老师以案例讨论为主,辅之一定的基础理论知识,让每个学生处在一个主动吸取知识的角色中。通过此教学方法不但培养了学生的学习兴趣,而且还培养了他们学习的主动性,并能促使他们很好的领会这些理论知识,很好的吸收知识为己。在课堂上即调节了课堂气氛,又调动了大家学习的积极性,让每个学生都破除曾经的思维定势,变被动为主动,转换态度与方法,让每个人都感觉到自己真的在研究学习一些有用的,有价值的东西和知识体系。
四、总结
“设计”无处不在,其根本目的不在于好看美观,而在于能够解决生活中的问题与不便,若不能有效提供便利,解决问题,“形式”再强也不能算是好设计。一个一个成功的设计关键在于这项设计在立项之前所做的充分准备以及设计开始运作时的控制和管理工作,许多不成功的案例发生往往是因为管理者并不知道他们所希望得到的结果到底是什么。设计的关键在于重新审视相关的表象和环境,并明确地定义或者重新再定位问题,然后通过分析、重复、评估之后所得到的某种解决方式。
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计算机工程又称为计算机系统工程或者电子和计算机工程,因为计算机工程包括电气工程与计算机科学。下面是读文网小编为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
一、渐进式的工程化实践教学
数据库技术及应用是与各专业应用结合比较紧密的应用技术基础课程,是一门工程性和实践性都非常强的课程,因此我们主要以工程化实践教学模式进行数据库技术与应用课程的教学,根据“初步体验、独立项目实践、从业实践与实训”3个层次实行渐进式实践教学训练。在教学过程中,我们注重培养学生的工程能力,强化学生的工程实践意识,从教学内容的组织和实验环节的设计到课堂教学案例和实验教学的开展,都围绕工程素养的培养进行遴选。
1.1采用工程案例驱动的理论教学模式
在理论课讲授方面,我们以工程案例驱动模式进行教学,以网上书店的开发案例贯穿教学全过程,将数据库基本原理和设计技术融于案例教学过程。同时,根据浙江传媒学院电子信息工程专业的传媒行业特色,对教材的内容进行优化整合,增加与新媒体应用相关的多媒体数据库等新技术内容,加强数据库工程应用设计及网络数据库应用技术能力的培养。在各章的教学中,我们用案例进行分析,逐层引导,全过程地阐述数据库系统原理及应用中的各类概念和技术问题。
1.2实行渐进式的工程化实践教学过程
1)初步工程训练体验。课程的教学除了理论教学外,还有相应的课内实验教学。实验内容分成两部分,一部分是数据库技术的基本实践,主要包括特定DBMS的使用、SQL语言的编程练习以及数据库的连接技术;另一部分是小型数据库应用系统的开发,采用工程化的基本思想,组织学生分组设计实现一个初步的工程项目,培养学生的自学能力、主动学习能力、团队协作能力以及初步的工程实践能力。在初步工程训练体验阶段,教师提出工程设计的基本功能和性能要求,包括系统界面设计、基本的数据操作和查询统计功能设计、性能指标设计等基本要求。学生可自由组成小组,根据教师要求自主选题并自主选择开发工具和数据库环境,在完成基本功能要求的前提下,可以结合自己的工程项目设计实现一些特色功能模块,然后完成项目设计的总结报告。最后,教师对每个小组的作品进行项目验收,要求每个小组制作PPT进行项目工作汇报并演示所设计的作品,由学生推选出的若干学生评委负责项目评分。工程项目设计成绩作为该小组成员平时成绩的主要评分依据。
2)独立工程训练实践。独立工程训练实践要求学生在课程设计阶段完成。该阶段要求每个学生自主完成一个真实的或模拟的项目开发实践,以着重培养学生的自学能力、独立从事工程实践的能力、基本的分析问题和解决问题能力。课程设计阶段要求学生自学数据库开发工具和环境,强调独立设计,强化学生查阅资料能力、自学能力、创新设计和实践能力的培养。在此课程设计阶段,教师除了提出项目设计的基本能力训练要求和设计作品的基本功能和性能要求外,还给出一系列参考选题让学生选择。学生也可以自主选题,但需征得教师同意,以保证选题的质量。为避免抄袭等行为的发生,每个学生的题目和内容必须不同。同时,课程设计阶段会要求学生采用与上一次设计不同的工作模式(C/S或B/S),采用工程化的手段和方法完成基本的设计实现工作。课程设计完成后,指导教师组织学生评委(7人)对学生作品和设计方案进行检查,最后通过汇报答辩的形式评定作品设计成绩。作品设计和汇报答辩成绩由学生评委给定,教师在设计过程中负责答疑,在答辩过程中负责点评,但教师有权对成绩进行微调。另外,在课程设计结束后,学生要完成课程设计报告,教师对课程设计报告批注评语并给出成绩,课程设计的最终成绩由作品设计成绩和设计报告成绩组成。经若干次实践证明,上述实践教学方法既减轻了教师的工作任务,同时又促使学生相互学习并取长补短,在促进学生自主学习、主动学习和实践的同时,也提高了学生的表达能力;通过课程设计报告,学生提高了撰写规范的项目设计方案的能力和设计总结报告的水平。
3)从业工程训练实践。从业工程训练实践主要指学生在企业实习期间,以行业一线的真实工程项目为背景,参与并完成相应的工程项目设计实现工作(或作为其毕业设计),培养数据库工程应用实践开发和运用数据库技术从事服务外包等实际应用开发能力。第3阶段主要是结合实际数据库工程项目,尤其是与传媒应用密切相关的数据库工程项目的设计与实现工作,如电视节目查询点播系统、媒体资产管理系统、影视资料编目系统等。这一阶段的实践主要培养学生的实际应用能力,帮助其尽快适应社会需求,在离校前具备应对复杂工程实践的基本能力。通过3个阶段的实践教学,学生能够初步具备到一线从事数据库工程及服务外包等项目开发的基本能力。
二、以能力培养为目标的考核评价机制
教学方法和手段中的一些不足之处,不可避免地会导致考核评价机制不科学和不公平现象的发生。多数课程的考试都采用期末笔试形式,课程考试无法真正做到考核学生的实际工程能力,为此改革评价方式宜与教学模式改革相配套。为使实践训练能落到实处并能给出客观公正的实践评价,我们对于C语言、Java课程以机考为主,采用具有自动评价学生程序功能的程序设计上机练习及考试系统,改变期末笔试的考试形式,在开学半学期后每两周组织一次机考,采用多次开卷机考的方式进行课程考核。通过考试的学生如果不满意成绩,还可以在学期结束前的任何一次考试中重考。数据结构与算法课程考核分为笔试和机考两部分,期末总评成绩建议按照平时成绩占20%、笔试成绩占40%、机考成绩占40%的比例计算。数据库技术与应用课程的成绩由理论考试成绩和工程项目设计成绩两部分组成,理论考试和工程项目设计各占总成绩的50%,其中设计作品占40%,设计报告占10%,不再单独设置平时成绩,而以初步的工程项目实践成绩作为平时成绩。课程成绩的评价采用理论学习与能力培养并重的方式。
三、结语
通过组建由C程序设计、Java程序设计、数据结构与算法分析、数据库技术与应用4门课构成的计算机类课程,我们从以下几个方面对教学模式尤其是实践教学模式进行改革和探索。
(1)以案例驱动方式深化C语言课程的教学改革,完全由学生自学C语言语法,突出专业层面的基本程序设计能力训练。
(2)以案例驱动和项目驱动并重的方式深化Java语言课程的教学改革,前半学期主要采用案例教学法,让学生学会Java语言的语法规则和调试方法,熟悉Java特性和程序架构,特别是熟悉面向对象程序设计的理念;后半学期主要通过项目驱动教学方法,强化学生工程实践能力的培养,突出项目设计实现能力训练。
(3)以理论与实践并重的模式开展数据结构与算法课程教学,以学习传统的、经典的数据处理方法为核心,以掌握算法设计基本功能为目标,通过课堂教学与OJ系统中相应的配套练习,基本达到工程设计必需的基本技能要求。
(4)以工程案例驱动和分组数据库应用工程训练方式改革数据库技术与应用课程教学。我们通过工程教育相关课程的理论和实践教学模式改革,激发学生学习积极性,提高学生自主学习能力;始终坚持以培养学生的工程实践能力为目标,使学生能将工程设计理论和技术应用于实际系统中,更好更快地适应社会对工程人才的需求。
1983年12月,由国防科学技术大学计算机研究所研制成功的中国第一台亿次巨型计算机通过国家技术鉴定,国防科委主任张爱萍将其命名为“银河”。这是中国改革开放、独立自主与引进吸收相结合方针以及全国大力协作的产物,也是中国工程创新的成功案例。本文以银河亿次巨型计算机为例,着重探讨该工程的决策、组织管理中的成功经验,为后人提供有益借鉴。
1工程的背景与决策
国际巨型计算机的研制始于20世纪60年代中期。1976年美国CRAY公司研制成功的Cray-1流水线向量巨型计算机,标志巨型计算机技术的成熟,并开始进入商品化阶段。苏联、法国、英国、西德以及日本奋起直追[1][2],相继研制出各自的巨型计算机。技术先进、功能最强的计算机,历来被首先满足于军事领域的迫切需求。美国国防部以及和军事密切相关的航天局、能源部、国家安全局,一直是巨型机的最大用户,也是巨额研制费用的提供者。1976年,美国著名核武器设计发展中心洛斯•阿拉莫斯实验室以880万美元的价格购买了第一台Cray-1机[3],美国三军及战略武器部队的C3I系统也使用了Cray-1机[4]。因此,美国将巨型计算机看作“军备竞赛的基本要素”,决定“不应让这种计算机输出到任何国家”,尤其对社会主义阵营国家,实行技术封锁和禁运。第三台Cray-1机原本是苏联定购的,但被美国国防部一票否决[5]。
中国考虑研制巨型计算机始于20世纪70年代初。1956年中国的计算技术开始兴起[6],经过仿制苏联到自行研究、设计、制造等不同发展阶段,先后研制出电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路计算机,为国家经济、科学研究尤其是国防科技做出重要贡献[7][8]。正是由于计算机技术与国家安全、国防科技以及武器装备发展密切相关,1967年9月聂荣臻就提议研制更高水平的计算机。据此,国防科委四局组织调查组到中国科学院计算技术研究所调研,准备百万次计算机的研制方案。1968年4月,在北京召开总体方案论证会,9月国家计委、国防科委、国防工办向中科院计算所下达百万次计算机研制任务书,代号1025。1970年11月,十院向国防科委报告,提议中科院计算所研制亿次巨型计算机,代号723[9]。1972年10月,国防科委根据国家尖端武器、增强国防实力的迫切需要,召开扩大会议,专门研究我国巨型计算机研制问题,并向中共中央专门委员会建议,将巨型计算机的研制列入国家重点工程项目。1974年初,中科院、四机部和国防科委联合向国务院、中央军委、中央专委提出组织全国力量,开展巨型计算机研制。1975年10月,国防科委主任张爱萍指示科委机关,组织国内计算机知名单位,进行全国性调研,了解国内对巨型机的需求、国产元器件质量状况、外部设备的生产能力与水平,以及性能价格比等情况。但是,由于““””的干扰,巨型计算机工程几经筹划,均未能正式实施。
““””结束后,巨型计算机工程问题被再次提出。1977年国防科委经过一段紧张的酝酿、准备,于11月14日向中央呈报了《关于研制巨型电子计算机事》的请示报告,四机部、中科院等部门亦积极争取。此时,中国巨型计算机的研制力量主要有两支:一支是专门从事计算技术研究的研究所,如中科院计算技术研究所、四机部第十五研究所(即华北计算技术研究所)和华东计算技术研究所;另一支是分散在地方和军队高校中从事计算技术教学、科研单位。1978年3月4日,在中央部署巨型计算机研制的汇报会议上,邓小平决定将研制任务交给国防科委,责成长沙工学院完成[10],规定用六年左右时间(到1983年底左右)、2亿元左右经费,研制出每秒运算1亿次的巨型计算机。
长沙工学院的前身是成立于1953年的哈尔滨军事工程学院,是新中国第一所直属中央军委领导的高等军事工程技术学院。1966年退出军队序列,改名哈尔滨工程学院;1970年南迁长沙,改名长沙工学院;1978年10月组建国防科学技术大学,重新回到军队序列。长沙工学院计算机研究所能够争取到巨型机工程项目,主要原因有三:一是由于研制武器装备的迫切需求,国防科委在国家财政困难的情况下,积极承担该项工程的经费。二是敢于拼搏、勇于创新的团队精神。长沙工学院计算机研究所是由哈尔滨军事工程学院海军工程系一个9人计算机小组发展而来,尔后逐渐发展成为军用计算机室、计算机专业、计算机系。自1958年以来,先后研制出一系列军用、通用计算机。1965年,在慈云桂的主持下,率先用国产元器件生产出稳定可靠的441B晶体管通用计算机,打破“国产元器件做不出稳定可靠计算机”的说法,先后生产30余台,用于国防科委各基地、国防科研院所、高等院校及国民经济各部门。1970年代研制的151-3/4型百万次计算机,在1979年、1980年洲际运载火箭发射、潜艇水下发射、同步卫星发射等一系列科学试验中应用。三是与慈云桂的运筹帷幄和不遗余力分不开。在中央决策到底由谁承担巨型机研制任务时,中科院计算所正在研制757工程千万次计算机(该工程直到1983年11月完成)[11];四机部十五所承担的718工程任务,“进展十分缓慢”[12]。此时,慈云桂正在主持国防科委巨型机国内需求及生产的调研工作,虽然也承担着718工程任务,但因前期工作进展较快,1977年下半年就把主要骨干力量抽出,提前进入巨型机的预研和方案论证,从而把握时机,抓住机遇。1978年5月,巨型计算机工程正式立项,代号785工程。
2工程的组织与管理
785工程的组织管理创新,主要体现在指导思想、工程指挥、组织队伍、建立制度以及政治工作等方面。
2•1制定正确的指导思想
工程创新首先是观念创新。在特定的历史条件下,制定一个正确的指导方针是保证工程得以顺利完成的重要前提。785工程是在改革开放之初上马的,当时中国的工业基础、技术水平远远落后于发达国家,不少人认为五年根本研制不出亿次机,即使勉强研制出来也不能工作。有人甚至上书中央、国务院、军委领导,希望制止这种“毫无成功希望”的工程[13]。慈云桂和同事们顶着压力,提出“豁出命也要把亿次机研制出来”[10]。慈云桂参加过1975年、1977年两次全国性调研,了解国内当时无法提供巨型机所需的大规模、高速集成电路和其他相关元器件。如果完全立足国内,从元器件攻关开始,十年也没有希望研制出巨型机。因此,他们大胆提出,785工程不能走闭关自守的老路,必须闯出内外结合的新路,进而制定出既符合中国实际又反映时代特征的工程指导思想:“学习国内、外先进经验,尽量以当前国际先进水平为起点,积极采用先进技术,引进必要的技术、设备,洋为中用。从我国实际出发,尽量采用行之有效的、先进成熟的工艺、技术和元件,把先进性和现实性有机地结合起来,加速完成研制任务”。785工程总体方案设计,集中体现了这一指导思想。1977年,亿次巨型机的总体方案设计是瞄准美国1972-1973年研制成的两台著名巨型机Star100和ASC,此方案1978年5月通过。几乎同时,设计人员偶然了解到美国新近推出的Cray-1产品简介。对新技术极其敏感的慈云桂,立即组织力量进行研究,认为Cray-1的设计思想和实现手段是先进的,是新一代巨型机的杰作,当即决定把瞄准目标转向Cray-1,重新设计既符合中国国情又与国际主流机兼容的总体方案[14]。1978年12月,建立在一个较高起点上的785工程总体方案获得批准。
2•2建立垂直的工程指挥系统
785工程立项后,即建立了由国防科委、国防科技大学、计算机系(所)、研究室和专业组构成的组织系统。国防科委组成785工程工作组,张震寰[15]副主任担任领导、组织协调。张震寰自20世纪50年代中期起,便协助聂荣臻、张爱萍组织“两弹”的研制,主抓试验工作。国防科技大学成立785工程领导小组,张文峰副校长担任组长,下设785工程办公室。计算机研究所分为教学、科研两大块,其中,科研人员按亿次巨型机的构成,分成若干研究室,室下设专业组,形成所、室、组三个层次。张震寰采取“一竿子插到底”的垂直指挥方式,亲自带领工作组定期到工程一线,调查研究,解决问题。他经常把电话直接打到计算机研究所下辖的室、专业组和车间,做到处理事情不过夜。工程涉及的境外订货,凭电话“热线”办理,按正常程序需几个月才能办成的事,缩短在几天完成。学校785工程领导小组、办公室主任也经常深入工程第一线。为保证及时通报工程进展情况,国防科技大学组办了“785工程简报”,将工程进展情况及时上报有关领导部门和单位。在这个工程指挥系统中,慈云桂担任了多重角色:作为副校长兼计算机系(所)主任、学校785工程领导小组成员,具有行政指挥权力;同时,作为785工程总设计师,直接负责技术工作;此外,上至直接接受钱学森、张震寰等领导的指示,下至深入到研究所各研究室、专业组以及工厂、车间,在整个工程中发挥了不可替代的作用。
2•3组织各种相关力量,联合攻关、协同作战
785工程上马之时,正值““””后第一批大学生入学,教学和科研工作全面展开,研制、设计、生产人员十分缺乏。在各级领导的大力支持下,陆续从校内、外调入近百名技术干部。国防科委司令部从各基地抽调50名战士集中培训,从事785工程试制、调试的辅助工作;招收100名知青经过政治和业务集训后,参加785工程的生产。“大力协同”是毛泽东对研制原子弹工程的重要批示[15],也是中国成功发展尖端武器的重要经验。鉴于785工程研制力量的短缺,“必须发扬社会主义大协作精神,组织各种相关力量联合攻关”。一方面在校内与各系及相关部门协作,另一方面与校外相关单位协作。这些协作,按其内容、方式及深入程度的不同,分为五大类,即直接参研、提供设备器材、人力支援、给予技术支持和参加试算,共计48个单位。为使研制出来的巨型机能够及时、有效地发挥作用,785工程开始不久,用户便派技术人员到计算机研究所参与工程,同步学习、掌握巨型机的使用、操作及维护。为解决这批协作人员的住宿问题,专门建了招待所,称其为“协作楼”。在785工程的推动下,计算机研究所(系)坚持教学与科研结合,狠抓师资队伍建设、教材建设、实验室建设,逐步形成学科专业门类齐全,包含本科、硕士、博士完整的教学体系。77级、78级和79级本科生的毕业设计,在研究室研制人员和教员的指导下,大多数是围绕785工程任务展开,既提高教学质量,又培养了技术人员,推动学科建设的发展。为保证785工程的生产,计算机研究所不仅为计算机工厂[10],抽调培养上百名技术工人,而且从国内、外购入相关设备,大大提高印制板生产、绘图与制板、打孔、层压、金属化孔、蚀刻、抗蚀镀金、外形加工、装联工艺等工艺水平[10],攻克许多技术和工艺难关。
2•4建立严格的工程管理制度
质量是工程的生命线,国防、军事工程尤为如此。为保证785工程按时按质完成,计算机研究所制定了一系列严格的设计、生产、保障等管理的规章制度。首先,制定了从设计研制人员到生产、加工、组织管理等一系列岗位责任制。整个工程期间,要求“严格岗位责任制,认真贯彻执行规章制度,提高产品质量,杜绝各种事故。……决不能迁就敷衍”。在研制设计层面上,所领导定期召开各室领导、各部分技术负责人的联席会议,讨论、解决工程研制中出现的问题。后逐渐形成每周一次的协调会制度。计算机工厂也建立相应的生产协调会制度。其次,成立器材设备科,负责785工程器材设备的采购、验收及经费管理。为保证工程顺利进行,实行“用采合作”方式:由科研人员提出所需器材清单及要求,器材设备科统一采购。涉及国外采购任务时,实行“技贸合作”方式:技术上由计算机所把关,贸易由相关部门专人进行商务谈判。为确保进口元器件设备及时而准确到位,有关部门简化审批手续[10]。此外,还建立器材进出库制度、请领申报制度、元器件老化筛选制度、工具申请登记制度等一整套严格的管理制度,各研究室也有专人负责器材的清理与保管。正是由于这些合理的器材管理制度,不仅保障了785工程的质量和工期,而且节省了大量资金,全部工程支出只为下拨经费的五分之一[10]。再次,坚持质量第一、可靠性第一,把“三严”作风贯彻到整个工程的始终。为保证生产质量,计算机工厂成立了质量管理领导小组,制定各类人员质量管理职责,对厂长、总工程师、科室、车间、工程技术人员直至生产班长、检验员、工人的质量管理职责,都做出明确规定,并建立严格的生产工艺规程,创下100多万个焊点无一虚焊等多个工程上的纪录,保证了工程的顺利完成。
2•5开展“以人为本”的政治思想工作
政治工作历来是中国大工程成功的保证。要想把有专家学者、工程技术人员、战士、工人、知青和政工干部组成的团队,长期集合在一个专业领域中,以创造精神和高超技术团结协作,不断做出贡献,没有共同的理想信念、思想基础、传统作风,是不可能达成的。政治工作在工程创新尤其是国防科技工程创新中发挥着重要作用,是中国大工程最重要的特征之一。计算机研究所注重理想信念教育,要求全体研制人员具有坚定正确的政治方向,竖立国家利益至上的观念,把个人的价值实现同国家计算机事业、国防科技事业联系起来。在工程实施的各个关键时刻,通过思想教育、动员会、总结表彰等各种方式,强调“任务光荣、责任重大”,“是立了军令状的,是极其严肃的问题”,大大提升研制人员为国增光、为军服务的政治热情和集体荣誉感。同时,785工程各基层党组织,始终注重将政治工作与科研、技术与生产工作相结合,紧紧围绕“弘扬献身国防、无私奉献和我军优良传统,倡导开拓创新、集智攻关和团结协作精神,坚持科学求实、质量第一和三严作风”这一主题展开。政治工作者深刻认识到,巨型计算机的研制是一项长期、艰巨的事业,需要付出极大的创造性劳动。政治工作的目的,在于激发全体研制人员的工作热情。因此,政治工作不能仅仅停留在讲大道理的层面,更要注重人文关怀,积极解决涉及研制人员切身利益的晋职晋级、学习进修、出国考察、夫妻分居、住房改善、子女教育、日常生活等一系列实际问题,解除大家的后顾之优。政治工作者的这些努力是卓有成效的。正是通过亿次巨型机的研制,逐步形成大家一致认同的“银河精神”:胸怀祖国、团结协作,志在高峰,奋勇拼搏。
3相关启示
通过以上分析,我们可以得出这样一个认识:银河亿次巨型机工程的顺利完成,与其正确的指导思想和合理有效的组织管理是密不可分的。其中的一些思想观念和组织管理措施,对于当今的工程创新尤其是国防工程创新,具有一定借鉴意义。概括起来主要有以下几点:
3•1国家支持与国家意志的集中体现
重大工程项目往往与国家利益、国家安全密切相关,它不仅包含着工程技术的综合集成,而且受国内外政治、经济、军事和文化等诸多因素的影响与制约。巨型计算机对当今人类社会的影响是不言而喻的。然而,现实中“用精度高、速度快的巨型机来解决的问题并不太多”,加之技术风险大、研制费用巨,不是某一个部门、单位能够独立承担并完成的。因此,必须在国家层面上,进行规划、决策、组织、协调与管理,并提供足够的人力、物力、财力的保障。银河亿次巨型机正是在国家鼎力支持和组织保障下完成的。它不仅填补了中国巨型机技术的空白,而且在国防尖端技术和石油地震勘探领域得到实际应用,促进了中国计算机技术的发展。然而,亿次巨型机工程完成之时,就已落后世界先进水平[13],其应用也非常有限。从这个意义上说,它本身的政治意义大于技术意义。它不仅充分表明中国改革开放的必要性和“独立自主与引进吸收相结合方针”的正确性,而且在一定程度上打破西方对中国的技术封锁,帮助中国人建立自信,向世人昭示中国人在高技术领域中是能够有所作为的。因此,亿次巨型机是大工程更是大政治,是国家意志的集中体现。
3•2两弹一星工程组织管理模式的示范作用
统一领导、行政和技术两线式指挥、总设计师制、“集中力量、大力协同”以及预先研究、计划评审技术(programevaluationandreviewtechnique,即PERT)等,是两弹一星工程总结出来的宝贵经验。银河亿次巨型机工程的决策与组织管理,以两弹一星工程为示范,并加以发展。如“一竿子插到底”的垂直指挥方式,“预先研究+模型机研制”(通过对模型机的生产、组装、调试、试算,及时发现和解决问题,积累经验,避免浪费)等。但有些方面还做得很不够,1979年钱学森视察785工程时就曾指出:亿次巨型机工程,从制定计划到组织管理,要使用先进的管理经验,如PERT,要提高效率,要进行质量控制。
3•3工程质量与规章制度的可靠保证
质量是工程的生命线,也是巨型机运行稳定可靠的重要保证。在工程的研制、生产、测试、质检等各个环节中,通过制定一系列的规章制度和岗位责任制,坚持“三严作风”(严肃、严密、严格)、“十六字方针”(严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失),从而有效地控制了工程质量和进度,按时保质达成设计目标。
3•4领军帅才与优良传统的有机结合
慈云桂院士作为国防科技大学副校长兼计算机研究所所长,是亿次巨型机工程的总设计师。他具有战略眼光,对新技术敏感,开拓进取,勇于创新,在总体方案、关键技术以及整个工程的组织协调方面,发挥了重要作用。在他的领导下,这支团队相继产生一名科学院院士、两名工程院院士,并为国防科技领域培养出一大批优秀技术人才。发扬我军艰苦奋斗优良传统、团结协作、无私奉献和勇攀科技高峰的银河精神,始终是支撑这支队伍从事巨型机工程创新的理想信念与内在动力。
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近年来,互联网技术不断普及、计算机发展迅速,计算机工程能够实现信息的有效传输,对网络与电子商务等的发展具有推进作用,计算机工程被广泛应用。下面是读文网小编为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
1概述
近年来,科学技术不断进步,互联网与计算机技术也随之快速发展,信息技术向人类生活的各个领域全面推进,促进了商业、信息业、通信业等各个科学领域的发展,逐步演变成数字化时代。如今,计算机工程应用具备方便、快捷等优势不可否认,但网络环境的开放性,使非法用户有机可趁,随之带来了病毒入侵、数据丢失、黑客攻击等一系列影响人们正常工作与生活的问题。因此,计算机工程应用中存在的问题,值得我们深入探究,并挖掘计算机工程应用的优势,不断改进,不断取得创新,以确保计算机工程应用的安全性和可靠性。
2计算机工程应用存在的相关问题
在计算机工程的应用中,由于信息网络平台的开放共享,病毒与黑客极易入侵计算机系统,对信息数据的安全构成严重威胁。因此,计算机工程应用中的安全问题应该得到重视。对计算机安全的管理,包括软硬件结构管理、数据信息管理和应用程序的管理。首先,在计算机应用阶段,计算机的实体安全性应该得到有效确保,计算机实体、计算机的电磁辐射应该得到有效控制,使其符合各项安全指标。其次,针对计算机软件设施,应该进行高效安全的管理和控制,使计算机的存储功能得到体现,阻止非法入侵和数据丢失。除此之外,提高计算机的存储防护能力也很重要,约束用户的作业范畴,避免用户读写操作跨越规范的界限。对于数据信息管理,设置专人进行数据的安全管理以及数据的输出管控,实施安全体系监测,有效记录数据及系统运行状况。另外,对计算机传输数据的输出进行全面审核也很重要。在计算机系统中,用户识别身份的方式通常为口令识别,因此,应严格管理用户登记信息,当应用中出现非法请求,系统应实施全面追踪程序,进行有效识别,对非法用户实施拦截。此外,计算机应自动对应用中的日志记录进行全面记载,记录项目包括节点名、用户名、用户口令、使用终端、使用数据等方面,实施对信息的有效保护。在计算机中,计算机应用的安全性与便利性存在失衡。安全体系的安全水平等级不一,针对信息的重要程度,制定相应的安全措施进行保护。确保信息与数据的保密性、整体性、可用性。在计算机网络体系中,计算机信息的取用,使用者必须经过授权方可访问,这是确保网络管理信息保密性的根本[1]。在信息输入、输出过程中,未经授权用户禁止擅自更改数据,破坏数据的整体性。同时,要体现动态信息的可见性,提高系统静态信息的可操作性。
3计算机工程应用的优势
计算机工程在应用上存在诸多安全隐患,对计算机信息实施安全保护非常重要,计算机工程应用也因此得到发展。例如,运用入侵检测系统,对计算机软硬盘设施中的信息数据进行实时检测,及早发现恶意攻击。对于黑客的入侵和恶意攻击,采取防火墙、防病毒墙对计算机系统进行保护,防火墙可以对网络数据的合理性进行分析,防止外部入侵,对非法用户进行约束[2]。运用加密技术,使黑客无法还原数据,从而阻止其恶意攻击。优化端口保护也具有显著的保护作用,能够对单端及双端进行保护,解决远程终端在计算机应用中的不足。计算机工程的广泛应用,推动了信息化的发展,同时也对经济发展起到了促进作用,计算机工程的发展,带动起相关产业的发展步伐,使我国经济水平提高,同时网络平台的发展给就业者提供了更多的就业机会和发展平台,带动电子产业、商业、信息业、通信业等各大领域的大规模发展。在保证安全的情况下,充分发挥计算机工程应用的优势,让用户安全、放心的使用。在公共服务体系中,计算机工程得到社会的广泛应用,其与互联网技术相结合,有效提高了公共服务体系的管理水平和工作效率。过去,公共服务体系数据需要人工采用手工输入法输入,导致工作效率较慢、服务水平低下、服务质量欠佳等想象。如今,计算机工程与互联网技术的应用,使公共服务体系得到明显改善,服务效率有所加强,获得巨大的进步。
结束语
综上所述,计算机工程在应用过程中,尚存在一些相关的安全问题,但也具备相应的优势。因此,对计算机工程应用的不足与优势进行探讨,掌握存在的问题并针对问题提出解决方案,运用科学的管理手段,实施具有针对性的安全措施,以解决计算机工程应用存在的不足,提高其可靠性和安全性,充分发挥其应用价值,为人们提供安全、可靠的信息平台,促进经济、科学的发展,提高全民经济水平。
14所大学计算机工程课程设置
计算机工程是涉及现代计算系统、计算机控制设备的软硬件设计、制造、操作的科学与技术,建立在计算、数学、科学和工程学的基础上,主要研究计算机处理器、多处理器通讯设计、网络设计和存储器体系,着重研究硬件设计以及与软件和操作系统的交互性能,如嵌入式系统、分布式数据与大规模存储系统。绝大多数美国学校的电气工程和计算机工程是在一个系,除数学、物理等基础科学知识外,课程体系主要包括计算机科学和电气工程等学科的相关课程、设计和构建计算机系统及基于计算机系统的相关软硬件课程。培养的学生应具备从事计算机系统工作的能力,或具备基于计算机相关系统进行分析、设计、应用和集成工作的能力,具有扎实的计算机基础理论、良好的科学素质和工程实践能力,包括良好的团队合作和人际交流沟通能力[5]。下面主要介绍美国这4所大学的计算机工程课程设置情况。
1.1UIUC计算机工程专业本科课程设置
UIUC计算机工程专业学生需要修满128个学分,这些课程分为如下7大类:1)科学基础与数学课程(31学分),包括数学、物理、化学在内的10门课程。2)计算机工程核心课程(34学分),这些课程重点介绍计算机工程领域的基本概念、基本原理、基本实验方法和技术,共有10门课程。3)专业基础数学课程(6学分),包括离散数学和概率、工程应用两门数学课程。4)写作课程(4学分),1门写作原理课程,主要讲授研究报告的写作方法。5)专业技术选修课(23学分),其中1门必须选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程之外的课程,其他必须均选自计算机工程和计算机科学专业技术选修课程。这些课程强调计算机工程实践中用到的主要分析方法和设计原则。6)社会科学与人文科学课程(18学分),这些课程被工学院认可并满足学校对学生社会科学与人文科学课程通识教育的要求。7)自由选修课程(12学分),这些几乎没有限制的选修课可以让学生学习任何领域的知识。学生可以在计算机工程专业深入学习课程,也可以学习生物工程、技术管理或语言等课程。
1.2普度大学计算机工程专业本科课程设置
普度大学计算机工程专业学生需要修满125个学分,这些课程分为如下6大类:1)通识教育课程(24~25学分),包括6~7学分的两门交流技巧课程和18个学分的社会与人文学科选修课程。2)数学课程(21~22学分),数学课程有两种套餐,各6门课,学生可以根据自己的情况任选一种。3)科学基础课程(18~19学分),包括物理、化学、生物及面向对象编程等5门课程。4)工程基础课程(7学分),包括工程导论两门课程及计算机工程和计算机科学以外学科的工程学科选修课1门。5)计算机工程专业课程(49学分),包括32~33学分的13门计算机工程专业核心课程;两门共计1学分的研讨课程;2门3~4学分的高级设计课程;2门8学分的研究生课程;1~2门计算机专业选修课程,使计算机工程专业课程总学分达到49学分。6)任选课程(4~6学分),根据辅修要求或个人兴趣,任选课程可以从理学院或文理学院中适合工科学生的数学、科学课程中选择,目的是使总学分达到125学分。
1.3伊利诺伊理工学院计算机工程专业本科课程设置
IIT计算机工程专业学生需要修满130~134个学分,这些课程分为如下3大类:1)限选课程(109学分),学分分配如下:计算机工程专业限选课程47学分,包括计算机工程和计算机科学两类课程;数学限选课程24学分;物理限选课程11学分;化学限选课程3学分;工程科学限选课程3学分;社会科学与人文学科限选课程21学分。2)选修课程(15~19学分),包括专业选修课程9~12学分,其中含1门硬件设计选修课;科学选修课程3学分。3)跨专业实践项目课程(6学分),包括IPROI跨专业实践项目I和IPROII跨专业实践项目II两门课程。
1.4西北大学计算机工程专业本科课程设置
西北大学计算机工程专业学生需要修48门课程,这些课程分为如下7类:1)通用工程方法、数学、科学基础课程(15门),必修计算方法与线性代数GenEng205-1、线性代数与力学GenEng205-2、动态系统建模GenEng205-3和微分方程GenEng205-4等4门通用工程方法课程;必修微积分(I)MATH220,微积分(II)MATH224,微积分(III)MATH230及多元积分与矢量微积分MATH234四门数学课程;必修普通物理(I)Physics135-2和普通物理(II)Physics135-3两门科学基础课程;从McCormick工学院科学基础课程中任选其他2门课程;另外必修IDEA106-1工程设计与交流(I)、IIDEA106-2工程设计与交流(II)两门工程设计和交流课程。2)工程基础课程(5门),必修4门,包括EECS202电气工程导论、EECS203计算机工程导论、EECS211编程基础(C++)、EECS302概率系统与随机信号,并从McCormick工学院工程基础课程热电力学、系统工程与分析、材料科学和流体与固体中任选1门。3)交流与社科人文学科课程(8门),选修GenCmn102演讲或GenCmn103课程的其中1门,另外选修7门满足McCormick工学院要求的社科人文学科课程。4)专业核心课程(5门),必修EECS205计算机系统软件基础、EECS303高级数字逻辑设计、EECS361计算机体系结构、EECS311数据结构与数据管理和EECS343电路基础这5门课程。5)技术选修课程(10门),西北大学计算机工程专业分高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计与软件系统4个方向,每个方向开设若干门技术课程,每个学生必须在这4个方向中选修5门课;从专业基础课程EECS213计算机系统导论、EECS222信号与系统基础、EECS223固态工程基础、EECS224电磁场与光学基础、EECS225电子学基础5门课中根据学习方向选修2门;剩下3门从计算机科学、计算机工程、数学、科学基础等课程中选修,如可以是生物学BIOL210-1,2,3和化学原理CHEM210-1,2,3课程,也可以经申请同意选修相关计算机工程研究生课程。6)自由选修课程(5门),共修5门,学生可以根据自身情况和兴趣爱好自由选修。若从未学习过任何计算机编程语言,建议其中1门选修编程入门(Python)EECS110课程。7)高级项目课程(1门),至少在微处理器系统项目EECS347-1、计算机体系结构项目EECS362和VLSI设计项目EECS3923门课中选修1门。
24所大学计算机工程课程设置特色
4所大学计算机工程本科专业的课程设置都通过美国工程教育认证机构ABET的EC2000指标体系认证,有如下特点:
1)注重基础知识的学习,在贯彻通识教育中培养学生的各种能力。基础知识直接决定学生未来的发展潜力[7-8],而基础知识的掌握通常是通过通识教育实现的。与我国高校通识教育不同的是,这4所美国大学按照各种完整的项目组织基础知识,让学生在基于项目的学习中形成各种能力。他们还特别重视人际沟通能力的培养和学生对广泛深入的人文社科知识的理解,使所有工科学生在数学、物理、信息、物质、生命、技术和能源科学方面及人文社科方面打下广泛的基础。这种比知识更重要的能力是学生取之不尽、用之不竭的资源。普度大学第一年的工程基础培养及UIUC第一年的计算机工程训练从一开始就围绕能力培养,使学生能更好地理解和应用所学的基础科学和数学知识。
2)注重相关学科的交叉和融合,培养学生跨学科处理问题的本领。现代工程是一个复杂系统,不是狭隘的技术知识背景所能胜任的。解决现代工程问题要求工程师能够打破学科壁垒,把被学科割裂开来的工程再还原为一个整体。这要求学校在课程设置上必须充分考虑学科的交叉和融合,为学生提供综合的知识背景,以利于复杂工程问题的解决[6,8]。UIUC、普度大学、西北大学和IIT在课程设上均体现了学科交叉、学科融合的思想。UIUC规定学生在技术选修课中必须选1门计算机工程和计算机科学系以外的课程,例如宇航工程、农业与生物工程、土木工程、化学工程、生理学、生物工程、生物物理学、生物化学、大气科学、天文学、材料科学与工程、机械工程等。普度大学的计算机工程专业学生也必须选修1门电气工程和计算机工程领域以外的课程,以满足工程拓宽要求,可以是航空力学、化学工程计算、噪音控制、核工程导论、材料结构与特性、环境工程中的物理化学原理、环境可持续工程以及运筹学-优化、运筹学-随机模型中的任何1门。西北大学的计算机工程本身就是该校电气工程和计算机科学交叉和融合的结果,学生除必须选修科学基础选修课中的普通物理-电磁学、普通物理-波现象和现代物理外,还必须在遗传和进化生物学、工程分子和细胞生物学中任选1门。IIT规定科学选修课必须选1门生物学、材料科学、化学原理,工程选修课必须选1门机械学导论或热动力学。
3)强调工程实践能力培养,培养学生“以解决问题为中心”的工程设计能力。工程本身就意味着实践,意味着更加重视工程实际和工程的系统性和完整性。这4所大学都十分强调学生工程实践能力的培养,在课程设置上不仅有丰富的实验课程,而且通过更为灵活多样的基于项目学习(Project-basedLearning)课程培养学生的实践能力。如IIT有IPRO跨专业实践项目,西北大学要求学生在微处理器系统项目(EECS347)、计算机体系结构项目(EECS362)、VLSI设计项目(EECS392)等项目课程中必须至少选修1门。普度大学要求学生选修电气工程设计导论(ECE402)、计算机设计与样机(ECE437)、操作系统工程(ECE469)、编译器与翻译器工程(ECE495S)和数字系统高级项目(ECE495C)等项目课程。UIUC则有计算机组成与设计(ECE411)、高级数字系统项目(ECE395)、微处理器项目(ECE412)、数字信号处理项目(ECE410)等项目课程供学生选择。
4)发挥和保护学生的个性及兴趣,激发学生的自主性和创造性。工程教育应该在最大程度上发挥学生的个性并促进其创新能力的发展。在专业学习中,学生可以根据自己的水平、学习兴趣、个性特长选择不同的课程,从而促进个性和创造性的发展。为学生提供不同的培养计划是这4所大学的共同特点。西北大学为计算机工程学生提供了高性能计算、VLSI与CAD、嵌入式系统和算法设计及软件系统4个不同的学习路径。UIUC、IIT及普度大学则采用庞大的选修课程及明确的课程分类,使学生可以依据兴趣爱好自行组织课程和学习内容,以发展个性,提高创新能力。
5)坚持课程设置机构的开放性,改变只按学科知识、由教师单方面设置的做法。在课程设置机构方面,这4所大学均根据产业界对计算机工程师的能力、素质、技能和知识等要求,学生求职的需求,毕业校友学习和工作的经验反馈及ABET2000指标体系,成立由有工程背景的教师、产业界、教育认证机构、学生及毕业生等利益相关者组成的专门委员会,讨论、确认、不断改进计算机工程专业的课程体系及教学大纲。这与我国由高等院校计算机科学与技术专业教学指导委员会主导、以学科为导向,追求知识完备性为基础,由缺乏产业经验和工程背景的教师确定的课程设置和教学计划相比,在满足学生求职和产业界需要等方面有明显优势[8]。
3改进我国计算机科学与技术本科专业实践教学的思考
截至2006年,我国高校工科专业在校生为600万人,其中计算机相关专业在校生近45万人,在规模上基本适应我国经济社会发展的需求。问题是我国计算机工程教育与计算机工业界脱节较严重,不同类型、层次学校的培养目标趋同[8]。通过深入研究、分析和比较美国高等学校计算机工程专业的培养目标及课程设置特色,我们深刻认识到我国工科院校计算机专业本科教育存在的诸多弊端。比如工程实践环节薄弱;工科教师队伍的非工化趋向严重;评价体系错位;课程体系落后,学科交叉欠缺,导致创新与实践双向不足,计算机毕业生得不到产业界的认同,普通工科院校计算机专业毕业生就业率低下。以下是我们对工科院校计算机科学与技术本科专业实践教学改革的一些思考:
1)计算机科学与技术本科专业实践教学的改革应从培养目标、课程体系、师资建设和评价体系、产学合作等方面综合考虑。
2)从培养目标上,工科计算机人才培养应从学科导向转为求职导向,也就是以产业需求为导向。这使学生能形成胜任今后工作的能力,成为合格的公民和称职的产业人员,而不仅仅是只掌握系统、完备的学科知识。
3)课程体系要符合大工程观的要求,注重学科的交叉和融合,强调基础知识的同时强化对学生实践能力的培养。实践教学应加强实验课程、项目课程和企业实习项目的建设,强调做中学、用中学,提倡学生的主动学习和实践是实践教学改革的重点内容。
4)评价体系涉及如何评价学生的学习效果,是关系到教学是否能达到培养目标的重要因素。如果要培养符合计算机产业界需要的具有各种能力和素质的工程师,以理论考试为主评价学生能力的评价体系就尤显片面。如何制定科学有效的评价指标,对学生的各种能力进行综合评价,特别是在基于项目的实践学习中对学生的团队合作能力、交流沟通能力、解决工程实际问题的能力进行科学评价,是一个有待探索的问题。
5)工科院校的师资队伍建设不应片面追求高学位和高学历。一方面应加强对现有教师实践环节的训练,鼓励大学教师到产业界兼职、进修和实习,通过必要的产业实践提高他们理论联系实际的能力,加强他们对产业发展需求的了解和认识;另一方面应聘请产业界具有丰富理论及实际经验的工程师到工科院校兼课,帮助学生了解工程实际,指导他们应用理论解决实际问题。
6)目前,产学合作主要体现在校企科研项目联合攻关、科研成果转化等方面。今后,我们应将产学合作有计划、有步骤地深入到工科高等院校计算机专业的课程设置、教学内容制定、实践项目课程教学、教学评价、师资培训等方面中去。
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计算机的应用广泛,为人们的生活提供了便捷的服务。随着计算机技术和网络技术的不断发展,人们的生活、工作和学习已经离不开计算机,人们对计算机的依赖程度使得计算机的安全问题,受到广泛的关注。下面是读文网小编为大家整理的计算机毕业设计论文,供大家参考。
1现有实践教学体系的不足
1.1专业课程设置定位不准确
当前很多高校计算机工程专业是在社会大量需求下匆匆上马,没有相应的学科基础,新教师多,是参照其他学校的教学大纲开设自己的专业课,没有深入研究本校学生的基础素质和能力,以及本校教师的专业素养和能力,使其专业课程不能满足现代高等教育的理念,造成其实践教学体系先天性不足。
1.2课程实验师资不足
学校规模的扩大,在校学生规模剧增,致使专业教师和实验指导人员严重不足。每年分配到校的年轻老师几乎都是从学校到学校,缺乏实践经验。暑假的教师岗前培训,不到一个月的时间也只是形式而已。同时计算机工程专业高级教师的大量流失,使实验课程的指导教师严重缺失。
1.3实验教学内容质量不高
师资专业水平不高,使开出的实验内容水平也不高。主要是以验证性和观察性的实验为主,设计性、综合性的实验较少,研究性和创新性的实验几乎没有。现在的实验很多都是表面的形式,没有达到实际的效果。
1.4实验指导和管理落后
计算机工程专业的实验以锻炼学生的能力为主。但是当前实验内容陈旧,指导教师的实践经验不足,不能很好满足学生学习的需要。实验课程的安排随意性很大,不能与课堂教学相辅相成,学生理论和实践脱节。实验室管理手段比较落后,采用人员绑定实验室,手工登记和监督,致使实验教学非常忙乱,更不用说实验室开放了,使很多教学设备闲置,学生的需求得不到满足。
1.5实验设备不足和陈旧
计算机设备是更新非常快、投入非常大的,与其他学科的实验设备性质差别很大。很多学校的领导和相关部门不能认识到计算机教学的特点,在实验设备上投入不够,使很多设备落后,数量也不足,根本达不到教育部规定的4:1的指标。
1.6实习基地较少
学校与企事业单位联系的渠道较少,相互的合作不多。学生的毕业实习基本由学生自己解决实习的单位,学校只能提供较少的实习单位给学生,根本无法满足学生增长的需要。针对当前计算机工程专业实践教学体系的不足,参照国内外高校中计算机工程专业教学体系,按照学校的实际情况重新制定培养计划,对本校的专业教师和实验人员进行继续教育和培训,加大设备的投入。本文按照实践教学的各个环节分开讨论如何设置实践教学的内容、目标和教学的手段,给出一个符合当前社会需求的计算机工程专业实践教学体系的设置方案。
2以素质教育为目标的实践教学体系
2.1课程实验
课程实验是课堂教学的重要组成部分,它是和课堂理论教学相辅相成的。通过课程实验,不仅可以传授实验基础理论知识,而且可以使学生更加深入地理解理论,完成理论与实践的结合。通过实验可以训练学生的基本技能,严格按照实验过程进行,分析实验中出现的问题,排除一般故障,对实验的结果进行分析和解释,锻炼学生的动手能力,培养学生的技能,提高其计算机软件和硬件设计和实现的技能。实验也是教师和学生深入交流的通道,启发学生深入思考,敢于创新。计算机工程专业的课程实验按照实验的性质,可以分为观察性实验、验证性实验、设计性实验、研究性实验等不同类型。现在实行多媒体教学,观察性的实验一般可以在课堂上简单演示,一般不列入实验体系。自从20世纪90年代以来,互联网在全世界大规模推广,现在的很多学生在大学入学之前都接触过使用过计算机,很多中学都开设了计算机课程,使学生具备了初步的计算机技能,能够使用可视化的开发工具进行编程,这使得计算机工程专业的低年级学生可以有少量的验证性试验,验证性实验可以在理论教学中简单演示,给出详细的辅导材料指导学生利用课余时间自己实验,其他的实验为设计性实验和综合性实验。在计算机工程专业有全校理工课基础教育,包含的物理实验、化学实验等公共基础系列实验本文不予讨论。软件技术系列实验要强调实验内容的设计,按照学生的能力和当前的素质以及教学大纲重新规划实验的内容,追求变化以适应社会的需求。
当前重点加强的实验是基础理论系列实验和硬件技术系列实验。现在学生都是轻理论重应用,计算机工程专业的本科教育是以素质为核心的,理论是应用的基础,只有掌握理论应用才能够深入的探讨,否则其应用仅仅是模仿,不能够进行创新。为此要加强数值分析实验、离散数学实验、算法设计与分析实验等为主的基础理论系列实验,其中离散数学原来仅仅是讲授原理,不能和实践应用结合脱离实际。这些实验应该在验证性的基础上变换为一定设计性实验,重点强调理论的实践。软件实验的可操控性强,对于硬件实验需要一定的技术和经验,当前很多学生和教师都不愿开设这类的实验,多数是按照实验设备教程进行验证性操作,没有任何的设计性,更谈不上创新试验了,为此电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、数字逻辑、计算机原理、微机原理及应用、嵌入式系统、计算机接口设计、计算机网络[2]等课程实验要增加趣味性,不要仅仅是枯燥的理论验证,而是结合理论设计实验内容以激发学生兴趣为主,寓教于乐,在设计性实验中掌握理论,在实验中培养学生的创新思维。在设计实验内容时要考虑到学生的起步基础不同和素质高低不同,设计出可以选择的实验,满足多方面多层次的需求,提高实验的质量。课程实验应该包括适当的开放性实验,目的是进一步提高教学水平、培养学生实验技能与创新能力。为此需要实验管理采用开放性,采用自动式的学生认证系统,提高设备的利用效率,为学生创造良好的实验环境。
2.2课程设计和协作设计
在课程实验的基础上,以提高学生的综合能力为出发点,应该选择比较重要的课程作为单独课程开设综合性课程设计,这对学生实践教学能力培养是非常重要的,考虑到整个实践教学必须占到整个学时的比例,应该开设以下综合课程设计。(1)高级程序语言课程设计:高级语言是计算机工程专业的基础课,通过课程实验学生仅仅是掌握语言的词法、语法和语义,不能从整体上掌握整个系统。特别是现在高级程序语言的开发环境虽然比较方便使用,但是其知识结构比较复杂,但是掌握其可以直接在程序中使用,大大提高编程效率。课程设计指导书中给出10多个题目,以学生综合掌握高级程序设计语言和集成设计工具为目的,学生能根据题目的目的,独立完成分析、设计和调试。使学生能更进一步地理解程序设计方法,熟练掌握常用的数据结构和算法,培养学生的实际设计能力和分析解决问题的能力,保持良好的程序设计风格。(2)数字电路课程设计:使学生基本掌握数字电路设计和调试的方法,增加集成芯片的使用知识。教师根据学生的基础列出10多个的选题,给出设计的目标,提供相应的数字电路分离的器件,要求学生独立完成设计、系统装配和调试。能力比较强的同学可以独立完成选题设计,完成系统的装配及调试,教师只需给予一定的指导。(3)计算机原理课程设计:使学生加深对计算机原理和相关课程的理解,实践和锻炼计算机硬件的设计能力和调试能力。要求了解实验所能提供的硬件基础和计算机体系结构,以及现在硬件设计语言的一般设计过程和方法,能够按照指令体系和功能进行逻辑设计和实现CPU,并进行软件的模拟。(4)嵌入式系统课程设计:现在机电设备的智能化都来自于嵌入式系统,嵌入式课程深入需要综合性的课程设计,能够使学生掌握嵌入式的环境应用的限制性、功能的限制性,根据设计的目标,综合使用嵌入式系统的接口、通信的基础知识、嵌入式微处理器构成控制系统,掌握实际控制设备运行的实际知识,培养学生硬件方面的综合设计能力和动手能力。(5)操作系统课程设计:要求学生掌握流行大型操作系统的系统结构、各种实现机理和各种典型算法,系统地了解操作系统的设计和实现思路。该实验可以采用开源的Linux系统为实验平台,运用所掌握的知识对内核某个部分进行替换,运用内核开发环境实现内核的重新组合。这样可以锻炼学生进行系统编程的能力,为今后开发驱动程序、网络接口等打下基础。(6)软件工程课程设计:使学生系统地掌握软件工程及软件管理的过程、方法和工具,教师可以按照学生比较熟悉的需求,设计多个相对比较大的项目作为题目,方便学生需求分析,这些需求分析可以是一定条件下现场的调研,多数数据是通过其他材料整理汇集出来的,也可以通过网络收集具体项目的需求,这个不能是真正的现场调研,这是课程设计中非常重要,而且是需要特别处理的部分。在此基础上学生要完成软件的设计,给出测试和维护的基本原则和文档。由于教学时间的限制,不可能完成编程和具体的测试,仅仅是完成必要的文档标准化和内容完整性检测。
在计算机工程专业的课堂实验和课程设计是按照教学计划一个年级同步进行的,为此可以在达到实验目标的同时,在班级内部进行计算机技能比赛,比赛解决实验相关内容及问题的能力、比赛编写程序的质量、比赛编程程序的规范程度,比赛学生各种能力,促进学生内部有序良好的竞争,提高他们学习的积极性。也在同一个课程的不同班级进行比赛,培养整个专业的学生能够具有注重技能训练的精神。课堂教学和课程设计都是以班级为单位的独立设计来和完成,当前现实的项目是需要多人的系统完成,为此需要增加一个大作业和项目开发的实践教学环节,帮助学生增强交流能力、解决问题能力和技术技能[3]。(1)综合性作业课程:需要综合多门课程,可能需要多个学期,成立班级内部的小组分工协作共同完成。该作业具有一定的难度,综合多个知识点,需要系统的规划,能够锻炼学生的综合能力,同时也可以实现信息沟通技巧的掌握,达到交流技巧的掌握。(2)项目小组开发:团队精神是当今计算机工程专业必须具备的,可以按照当前社会需求和科研需求,设置多个项目,让高低年级学生自由组合,组成开发小组和兴趣小组,协同完成一项任务。项目过程包括开发、软件管理、经济、风险管理、需求工程、设计、实现、维护、质量保证、标准以及协同工作等。这样不仅提高了他们的实践能力和技能训练,关键是协同工作能力的锻炼,使学生更加容易地融入社会工作中。项目小组也是高级学生向低年级学生传递知识和技术的最佳场所,也可以大大提高高年级学生的管理能力和各个方面协调的能力团队开发课程。这也是课堂教学有益的补充。在项目开发的需求分析中要注意相关的法律和道德的可行性研究,清楚涉及的有关问题,锻炼采用何种策略来应对。这样的项目可能是多个学科综合的,可以把相关科目的同学吸引到小组中,比如自动化控制、通信工程、信息技术、电子商务、经济管理等等,实现高层次的综合。
2.3实习和毕业设计
实习不仅是学生发挥本专业特长服务社会、接触社会;也在实践教学中起着重要的作用,使学生在实践过程中即能达到提高个人能力的目的。当前实习有多种形式,多数分为校外的实习基地和校内实习基地,使学生能够到实践单位接触和了解科研和开发中存在的各种现实的技术或管理问题,参与实际课题或项目的开发等。实习基地的选择和建设是非常关键的,为了保证实习的质量。必须定期对实习基地进行评估,包括接收学生的数量、提供实习题目的质量、管理学生实践过程的情况、学生的实践效果等。实习指导教师必须有实践经验、教学经验,校外实习基地聘请业务水平高、责任心强的人员担任校外指导教师。毕业设计是一个科研和教学结合最为密切的实践环节。在毕业设计中学生可以理论联系实际,锻炼解决实际问题的能力。毕业设计应当紧密结合科研项目或课题,从科研任务中选择有价值的题目进行设计、实验和研究,还可以通过与企业紧密合作的实践教学活动来进行。
3结束语
随着计算机技术的日新月异的发展和深入应用,将会对实践教学提出了更高的要求;这就要求高等学校按照自身办学的定位和社会的当前需求对计算机工程专业的实践教学体系进行修订。以培养学生技能和实践能力为核心,高校教师要转变教育思想,更新教育观念,以构建主义为教学指导思想,推动计算机教学向着“培养全面高素质人才”的方向发展,为学生以后更好地为社会服务打下坚实的基础。
1现状分析
培养高质量的软件开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前,对于工程教育的迫切性就被人提出来[1]。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论[2]。现在从国家层面在战略上建立了软件学院进行专门培养,各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化,但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学,比如实训基地等[3];而国家层面也非常关注实训[4]。但实际效果可能变得流于表面,因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做,而其训练的项目也并未从更全面系统的角度去设计,其锻炼效果就有限了。在软件开发这一领域,由于其具有变化迅速,新技术不断涌现的特点,导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台,以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟,有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习,似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是,往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学,例如斯坦福,其教学上并没有去“依赖”校企合作,以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例,一学期能修2门课是正常,3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。
2什么是计算机工程能力的核心
什么才是我们软件开发教育的核心知识架构,怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软件开发者,发现他们往往在底层软件上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼,然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如,一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的操作系统下玩了10年,甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网络知识时,就用一两天时间解决了一个学通信的研究生1个月都不能解决的网络故障。这是一个典型的例子,他并没有“实际的”网络经验,什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程序员,在Unix下只用C语言做了10年系统级编程。当用Java,C++甚至是javascript时,其学习时间只是1天,很快就比做了几年专门java编程的程序员还精通。如何才是软件开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒,乘风破浪?
2.1计算机工程能力
我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:(1)核心知识架构;(2)计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的操作系统、编译、数据库。操作系统将硬件、软件、高级语言和汇编融汇在一起,它几乎包括了软件工程中所有重要的因素。举一个简单的例子,似乎只有面向对象这种“高级东西”才有的虚函数运用,其实在Linux中就有相应的虚文件系统。操作系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的算法,而且能让大家真正看“穿”语言的外表,深入到其内里,体现了最根本的计算机技术。其优化技术,也深刻地和硬件交融在一起,很好体现了底层风范。数据库,不仅是运用算法最多的地方,甚至是超越操作系统的一个复杂的系统,从缓存技术到i/o优化,到索引,再到事务处理,无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现,所谓核心知识架构,都具有两个特点,反映本质规律,体现软硬融汇交织。也只有这样,才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。
2.2核心知识架构
为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是,按照传统科目和方式学习后,学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是,表面上知识更新非常快,新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时,将问题归罪于新技术的学习不得力,知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑,是否是基础教育不得力?分析国外著名大学,如斯坦福、伯克利的课程,我们发现两个特点:(1)关键的基础课程,如操作系统、编译原理、数据库,始终是其最重要的课程,并没有过分追逐各种“新潮”技术。(2)学生一学期能修的课程非常有限,一般为3门课。而国内却呈现相反的状况,比如编译原理被降到了选修课的角色,新潮课程层出不穷,一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下,计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科,被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容,还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为,恰恰是这种情况,使得基础核心知识教育没有工程化,没有充分动手,导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映操作系统课程是文科课程(只需要背条款考试即可);而相对地,国外著名高校操作系统课程要求学生实现“小”操作系统。国内数据库只讲其应用(如大量讲解sql等运用,sql即使非计算机专业人士也很容易学习,这也是它被发明的初衷)。斯坦福的数据库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才,发现其共同的特点就是在诸如操作系统或数据库上都有很深入的学习经历,比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统,或者在Unix下,做内核以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时,之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼,快人一等。更有甚者,国外真正的最顶级专家,都是在这些领域有无与伦比水平的专家,从delphi的缔造者,转战到微软并入主.net平台的开发,也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍,而是通向天堂的阶梯。究其原因,就涉及到工程能力的第2个方面,计算机思维方式。
2.3计算机思维方式
对非专业人士它是很抽象的概念,而对真正专业人士,这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅,我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部代码如何直接修改私有变量的问题,计算机的思维方式就是:对象也是放在内存中,只要能拿到对象的地址,并知道对象的布局,那么就可修改。而没有建立这种思维的人,就完全被高级语言的语法所左右,无从下手。一句话,无法看到本质,没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律,而且从底层建立起来,所以对其深入掌握运用后,它从开始的逼迫到最后的陶冶,最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本,就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层,无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼,才能真正建立起“计算机思维方式”。
3如何打造强大的计算机工程能力
大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离编程,远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生,也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题,我们在实践中发现,往往是那些自己醉心于编程的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践,而非仅仅“符号”,并引导学生进行高效的实践。
3.1“3块连一线”,4门基础课程整合打造核心知识架构我们将4门基本课程进行贯通式整合,着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课(在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位),对软件开发环境产生支撑。而软件开发环境又通过精心的设计和工程实践,从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先,阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题,必须先回答什么东西支撑了优秀程序员。在我们的调查人员中,无一例外地都具有很深厚的底层软件开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix内核编程的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历,使他们建立了最真实和能触摸的系统观,能以计算机的方式思考。所以面临新技术时,他们能透过新形式很快把握其精髓,深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”,例如号称21世纪最新的重要的软件技术AOP(AspectOrientedProgramming,AOP),其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软件技术中,它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软件世界,我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术,而且能看到其本质(我们可能就是用机器码自己构建出来的,而不被新技术的华丽外衣障目)。这些使得具有底层经验的开发者,更有创造力,更能创造,也更能洞察迷乱后的本质,庖丁解牛,解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真实例子,一个具有深刻底层经验的程序员(一直只有C语言和操作系统编程经验)和一个只有深刻Java经验的程序员,在同时学习Javascript的闭包概念时,后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用,且最后指点了后者1个小时,后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”,上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软件赋予我们如此强大的能力,那么哪些是底层软件呢?大家公认,操作系统、编译和数据库由来就是计算机工程自身的根基。所以,我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软件开发联系起来呢?如何用它们指导平时程序的开发呢(我们大多数是开发用户级软件,不会开发内核软件,因此许多人认为几乎整个在内核中的操作系统对用户级软件开发无从指导)?另一门课,《软件开发环境》解决了这一问题。它有一条主线,通过反汇编将C语言和汇编串联起来,让系统级的知识从高级语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃,将编译、链接、面向对象等软件开发中的重要知识块剖剔,让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧,本身也是非常高级的软件开发技术。因此,我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程,比如C/C++语言?从我们的工程经验来看,语言只是计算机原理和思想的载体,是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如,国外的著名大学很多都不开设语言课,在其他课程作业中必须用C语言编程,学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身,而是底层知识为支撑的项目锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写,这样就很好锻炼了软件开发和工程能力。同时,“软件开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析,这是纯粹的语言课难以完成的。另外,从大纲安排上,我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程序编写,这时并不适合放入太高级主题。而在教学中,语言的力量已经渗透到一个个工程构建中,随风潜入夜了。为什么不纳入算法课程?从某种程度上,“程序就是算法与数据结构吗”?我们认为在系统中运用算法,算法才具有生命力。而编译、操作系统、数据库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种算法和数据结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在,这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。算法课已经为我们准备了元件,就看你怎么去组装甚至改造。
3.2以构建主义的思路,深度实践的风格改革课程
前面我们论述了底层知识架构的重要性,那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲操作系统就构建一个小操作系统,讲编译原理就构建一个小编译器。同时,设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力,而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度,本身就超越了简单的企业实训项目,在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软件工程的手段,将其开发过程管理发起来,从而熟悉企业级开发的工具链,将软件工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育,什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习,而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。
3.3改革考核评价标准,充分强调动手实践
以前我们一直是卷面考试,实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准,才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软件开发环境中,我们采取了平时的考试结合期末考试的方式,而两者均为软件编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函数名等死知识点的记忆,可以用在线帮助。这本身也符合软件开发的规律。
4结束语
我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作,也取得了一些效果。比如在软件开发环境中,学生普遍认为:“似乎将3年学的程序课全学习了,收获很大”。更有同学,在外企公司的面试中,直接运用了课堂上的知识,这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段,所以仍有很多工作需要做,许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。
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计算机工程已经逐渐地走进了人们的生活之中,在人们的日常生活中也在不断地扩大应用范围。下面是读文网小编为大家整理的计算机工程毕业设计论文,供大家参考。
一、计算机工程制图的概念
市场的快速扩大使得近年来环境艺术设计专业得以长足发展,据统计,全国已有超过百所院校开设此学科,有超过五百所院校开设了相关设计类学科,但在专业制图软件操作上的规范性与高效性仍相对滞后,制图能力与设计能力脱节的矛盾十分突出,无法满足日益发展需求的设计教育现状。工程制图是设计师之间相互交流的规范语言,是方案设计乃至整个方案实施过程中的一个施工依据。随着计算机技术的迅猛发展和普及性的提高以及行业的迫切需要,计算机辅助绘图(ComputerAidedDrafting)应运而生并被广泛应用,简称为CAD。
二、计算机工程制图教学现状
环境艺术设计专业在学制内开设的计算机软件课程从专业应用角度可分为四个方面。一类是使用AutoCAD辅助设计软件,完成工程制图,或三维模型;第二,是三维造型、场景设计和建筑动画,以3dsMax、Vray等软件为代表;第三,是版面编排和平面设计软件,用于效果图后期编辑和制版,如Pho-toshop、CorelDRAW等;四是非线性编辑软件(一般作为选修课程),用于建筑漫游动画等流媒体文件后期合成。作为院校的设计专业的软件教学,就应该在宏观上划分出软件类别,进而才能针对不同软件定位和应用领域确定课程教学方向,选择相关软件,分析专业差异,开展组织教学。环境艺术设计专业兼有文、理等学科的内容,具有学科跨度大等特点,因而,在课程的设置上要整合课程资源,突出专业特点。鉴于传统教学的模式,是根据专业文理倾向不同的特点而通常采用两种教学模式:即按艺术类的艺术教学模式和按工程技术类的理工科教学模式。这两种模式同时存在是专业教学的必然结果,但经过长期的教学实践会发现,这样的课程设置虽然各有千秋,但都缺乏符合专业教学特点的专业性和系统性。在环境艺术基础教学中,软件操作课程是环境艺术设计设计专业的必修课程,而计算机工程制图又是软件操作课程的基础,其目的在于培养学生空间的创造能力和想象能力,在室内设计中正确运用计算机软件通过图示、图解法阅读、绘制图形等技能,进而加强设计能力。学生可借用计算机制图技术设计再现各种施工图或设计全新的方案。自课程开设以来,已经逐渐形成了一种相对稳定的传统教学模式,即在教学内容、教学方式方法上都直接借用了工科类机械制图的教学方式方法。然而环境艺术设计专业的学生主要是由艺术类招考录取的,无论是数学运算和逻辑思维都不是强项,这种教学模式给教学带来诸多的困难和矛盾,如学生对知识的接受能力、逻辑性思维能力以及在教学内容、教学过程等方面都存在着不适的严重问题,归根到底就是传统的教学方式方法与本专业的教学不能完全匹配。艺术类学生的形象思维能力和造型表达能力十分突出,这就要求课程要因材施教、扬长避短,进行相应的改革,要根据专业的特点和需求,在教学方法上创造一种适合于环境艺术设计专业的教学模式,以满足真正适应专业要求和满足社会需求教学模式。
三、教学方法改革措施
(一)教学理念的改革
环境艺术设计专业是以室内空间设计为核心的设计学科,空间的布置、色彩的搭配、材料的选择、施工的工艺等,是环境艺术设计设计重要的研究方面,这就要求在课程中适当引入美学法则、人机工程学、材料学以及人文学等内容,要考虑空间的划分、构建等各阶段所涉及的方方面面因素,因此专业的学习目的在于解决空间环境与人、环境与社会、室内空间与室外空间的诸多关系。作为环境艺术设计专业所开设的第一个软件课程,它是培养设计思想的必要过程,是实现设计作品的重要手段,它的目的在于为今后的设计创意奠定基础,也为设计的传达和实施创造更多可能性。因此要指导学生明确学习的目的性,熟悉现代制图的观念,提高空间造型水平,促进设计表达能力,变再现为创新,理论与实践的交互,才能使学生把握知识、提高技能。
(二)教学内容的改革
从计算机工程制图的知识体系来看,它主要以专业制图要求为依据,以专业透视和手绘效果图为基础,通过AutoCAD软件确定各视图之间的造型关系,从而规范高效地完成制图。那么,如何将把前期相关课程的内容结合起来,贯穿在计算机工程制图课程中就成为教学的重要内容,使其并非仅仅停留在讲授计算机软件相关知识与操作技巧的层面上。此外,把握基本原则是建立一切关系的必要条件,不论是在图形的分析过程中,还是在设计作品表达过程中,制图规范要求和合理制图步骤都是至关重要的。目前我们将计算机工程制图教学内容分成两大部分:一是平面制图部分,包括平面图、天棚图、立面图、剖面图、节点大样图等。使用线型、线宽、图层工具、绘图工具、修改工具、标注工具等,结合投影理论,绘制施工图的各个元素,学习AutoCAD制图的常用表达方式(包括造型的构成与修改、图层的建立与编辑、尺寸标注与文字标注、图框绘制)等方面的内容。如案例教学中安排的学习内容有:家具组合平面图、建筑总平面图、建筑立面图、详图、园林规划图等。适合于环境艺术设计、建筑设计、工业设计的基础制图教学;二是三维制图部分,学习使用三维造型工具,建立基本体造型和三维造型编辑命令,让学生树立视图概念、三维空间想象能力,结合专业的要求进行内容设置。如案例教学中所安排的三维制图内容有:三维零件图、三维零件装配图、三维室内空间图、矢量图导出为位图等内容。另外,由于该课程是学制内学生所接触的第一个软件课程,教学初期需要引导学生了解Windows基本操作。这些都是环境艺术设计专业的实践课基础教学内容,是根据专业的特点而制定的,在教学内容的讲解中自始自终围绕着专业特点进行,内容设置上也以规范和创新为基础展开。
(三)教学方法的改革
首先,相对于传统手绘制图是一种锻炼手、眼、脑配合的练习形式,在制图应用的软件中Auto-CAD、3dsMax绘图制图软件其强大的数据治理系统和优选功则能给设计过程搭建了新平台,一方面可以高效制图、便捷传输,另一方面也能激发设计师的想象空间,激发设计灵感。因此,如果学习过程仅停留在简单的造型临摹,无异于放弃了计算机制图软件的思维拓展功能。在整个图形的表达过程中能充分进行思维构想,所以在课堂上除了案例操作演示、快速表现练习外,要通过临摹范图,强调制图规范,还要通过开放性题目,提高学生的创造能力和设计水平。其次,设计流程中,通常是先画出总平面图,然后分解画出各角度立面图、以保证设计表达的准确性;在内部图形的处理上则采用剖面图和节点大样图来明确表达出其细部线型关系、材料工艺等信息。借助计算机工程制图软件,利用对象属性、图层以及其他辅助工具,合理安排图形、文字、标注等制图内容,通过制图软件实现制图表达的准确性和规范性是练习过程中的学习重点。为了让学生在学习过程中明确专业定位和学习目的,要在课程中安排出适量课时进入到设计工作室了解整个环境艺术设计流程,了解所学知识在行业中的定位,明确学习的目的性。
1.计算机实践教学中存在的问题
随着国家对教育的不断投入,教学改革已经有了明显的成效,但实践教学还在诸多方面存在一些不足。
1.1实践经费相对不足
学校真正提供给实践的资金有限,校内实践场地和设备存在一定程度上的不足,这就出现了人均实际操作动手机会少,教学与设备不协调等现象,直接影响了实践教学的质量,也影响了学生技能的培养。
1.2实践指导教师结构不合理
在实践教学师资队伍中,“双师型”教师还比较紧缺。参与实践教学指导者多为从公司聘请的工程技术人员,他们虽有着深厚的实践经验,但不能很好地将实践操作与理论知识统一起来,属于会做不会讲。而本校的教师虽有一定的专业基础理论知识,但在生产实践方而缺乏一定的锻炼,属于会讲不会做。教师结构的不合理,使得理论知识与实践技能不能有效的形成统一体,也影响了实践教学的质量。
1.3校企合作实践存在不足
(1)能够接受实践的学生少。企业受到人员和场地的限制,不可能接收太多的学生进入企业实习。
(2)对学生管理不足。由于学校和企业对于学生实践的管理都较为松散,造成学生对实践教学缺乏正确认识,使得实践教学的质量难以保证。
(3)需要有专门的教师脱离工作岗位指导学生。如果没有专门教师指导,企业很难抽调人员为学生提供专门指导。另外,没有教师的参与,企业很难保证项目开发进度,也不愿意不熟练的学生参与项目开发。这样,学校和企业就失去了合作的基础。
1.4实践考核不严
学校对于实践教学没有建立规范的考核标准,对实践教学的考核往往低于理论考核的要求,使得实践考核流于形式,影响了实践教学的效果。
2.计算机工程教育实践教学改革
针对上面分析的问题,我们认为高等工程教育中计算机实践教学改革应该侧重以下几个方面。
2.1加强教师实践能力培养,提高教师专业素质
高素质、实践能力强的师资队伍是提高人才培养质量的保证。学校应该加强计算机专业具有丰富工程经验的“双师型”教师的引进,同时采取有力措施组织教师参加各类师资培训,努力提高师资队伍的业务水平和工程能力,不断更新和拓展专业知识,提高专业素养。学校发展过程中有许多与计算机相关的项目,教师应该关注这些项目的实施,学校要尽可能把这些项目放在学校内部立项、实施。这些可以为老师和学生提供一次实践锻炼的机会,并能够降低开发成本,方便维护。有计划地安排教师到相关企业实践,了解计算机行业管理知识和新技术发展动态,积累工程开发经验,努力打造“双师型”教师队伍。教师们将最新的软件技术和职业技能传授给学生,指导学生进行实践,培养学生的实践创新能力。在人才引进和教师培训有限的情况下,教师可以组成模拟项目开发教学团队,确定明确的设计目标,教师引导,学生直接参与,按照工程项目管理方法管理,按照项目验收标准验收,提高教师的实践教学能力和管理水平,促进学生工程开发能力和团队合作精神的培养。
2.2案例教学法
根据教材重点、难点和学生中存在的疑难问题,精心设计案例题,以巩固深化知识,发展能力,以达到热能生巧。案例教学模式就是打破“以教师为中心”的传统教学模式,扩展到“以学生为中心”的复合型教学模式。在这种教学模式下,整个教学过程,教师利用情境、协作、会话等学习环境,要求充分发挥学生的主动性、积极性和创造精神。在这种模式中,学生是主体,也是中心,是知识的主动构建者;而教师是教学过程的组织者、指导者、促进者;教材是学生主动构建的对象;媒体则是认知工具。这种模式是与现代社会对人才培养目标相适应的,因而也是最有效的新型教学模式。
2.3激发学生的自主实践兴趣
采取激励机制,鼓励学生以兴趣小组或课程实验小组的形式开展实验、展开实验讨论,并主动和教师交流;鼓励优秀学生和高年级学生参与课外实践指导,逐步形成学生合作、自主实验和自主指导的氛围,转变教师指导为学生自主研讨,缓解开放性建设中实验指导教师数量不足的问题。设置合理比例,严格规定学生应该完成的课内和课外实验,让学生带着任务进实验室或实习基地。根据学生的学习动态,启发和引导学生自主选择实验项目,自主设计实验,综合运用所学知识,解决学习中的困难和问题,显现自己的智慧和能力,体验自主实践的成果,从而达到充分调动学生自主实践的积极性和主动性的目的。
2.4开发虚拟实践教学平台
由于自主实验所占比例较高,实践教学条件势必有限,加上难以为每个开放实验室全程安排指导教师,那么,可以借助校园网络建设虚拟实践教学平台,方便各个实践课程项目案例的管理,缓解教师和设备短缺问题,也缓解外出校企合作费用过高问题,为学生自主学习创造条件。以此平台的软件虚拟实训环境为例,老师和学生分组充当项目经理、开发员和测试员角色,登陆虚拟实训环境,根据其中真实的软件开发实例课件内容要求完成不同的开发和测试任务,并分阶段提交各自的成果,项目经理对开发员和测试员的工作进行指导、评审、考核和答疑。这样,学生将置身于以真实工程项目职场为背景的实训环境中,以项目团队的组织形式完成实战训练,亲身感受到规范的软件开发流程,迅速掌握规范高效的软件项目开发步骤与方法,在真实的项目开发过程中提高实践动手能力,获得实际工作经验,从而大大缩短了就业后的岗位适应期,真正实现专业教育与企业岗位需求之间的相互衔接。为了提高实践教学资源的利用率,开发实践教学资源库也就显得尤为重要。计算机虚拟实践教学资源库的构建要与人才培养目标相一致,以专业岗位需求为根据,突出“能力”目标。如软件开发课程实践库应主要包括以下内容:软件开发的基本概念、方法和步骤,解决问题的思路和过程;完整的开发过程和各个过图1计算机虚拟实践教学资源库结构图程的实际成果资料,具体包括“软件开发计划书”、“可行性研究报告”、“需求分析说明书”、“概要设计说明书”和“详细设计说明书”;最终开发成果、编码集及操作使用说明书。实践案例按照行业工程标准规范化的、系统的制定原则,把行业的要求融合到教学案例中,使案例库丰富及多样。实践项目库的项目是非常典型的,具有代表性的任务,根据专业相关技术领域相关职业岗位的任职要求,充分体现职业性、实践性和可持续发展性;以职业岗位真实的项目和任务及其工作过程为依据,整合相应的知识、技能,在真实项目的基础上构建学习性的环境。
3.结束语
实践教学是高等计算机工程教育中的重要环节,也是培养学生实践能力、创新能力的重要手段,还有许多教学改革的问题值得研究,我们将不断努力,逐步完善实践教学体系,在改革中探索、提高,培养出更多适应社会需要的复合型、应用型工程人才。
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近年来,互联网技术不断普及、计算机发展迅速,计算机工程能够实现信息的有效传输,对网络与电子商务等的发展具有推进作用。下面是读文网小编为大家整理的关于计算机工程毕业设计论文,供大家参考。
1计算机工程专业方向培养目标
随着计算机领域新技术的不断涌现,“计算机科学与技术”原有的专业设置框架被突破,逐渐形成计算机科学、计算机工程、软件工程、信息技术、信息系统等多个专业方向的新格局[3]。计算机工程是计算机科学与技术领域最早出现的专业方向,它是现代计算机系统、计算机控制设备的软/硬件设计、制造、实施和维护的科学与技术。国际技术教育协会定义工程设计为:系统和创造性地把科学和数学原理运用于实践。鉴于此,在《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》中指出计算机工程专业方向的培养目标是:系统地掌握计算机科学理论、计算机软/硬件系统及应用知识,基本具备领域分析问题、解决问题的能力,具备一定的工程实践能力。因此,实践教学显得尤为重要。
2计算机工程专业方向嵌入式系统课程特点
嵌入式系统涉及到IT领域方方面面的新技术,它融合了计算机软、硬件技术、通讯技术和半导体微电子技术,针对实际应用系统需求,将相应的计算机直接嵌入到应用系统中。嵌入式系统设计需要设计者具有较强的综合理论知识和动手能力,是对设计者一个综合能力、特别是创新能力的考查。因此,嵌入式系统课程应更注重培养学生工程实践的能力、团队合作的能力[2]。目前,在计算机专业之外,国内许多高校还在电子工程、自动化、软件等专业开设了“嵌入式系统”相关课程。由于各专业培养目标、教学体系侧重点不同,课程内容也不尽相同。电子工程专业主要侧重于硬件基础平台的设计,自动化专业则侧重于智能仪器、仪表的设计,软件专业侧重于嵌入式应用软件开发。计算机工程专业方向则应从“系统”的角度出发,更侧重于软/硬件的协同工作,将计算机系统“自下而上”的专业课程有机地整合起来,形成一条清晰的逻辑线,让学生认识到计算机组成原理、微机接口技术、操作系统、数据库、程序设计、计算机网络、计算机控制等课程不再是独立的课程,而是一个有机的“整体”。在嵌入式系统工程设计中,会用到操作系统课程中所讲述的进程、线程、调度、文件系统的概念等;在通信中会用到微机接口课程中所讲述的串行接口的概念;在数据采集中会用到计算机控制课程中讲述的A/D转换、数字滤波算法等;在一个大型应用系统中还会用到计算机组网技术、套接字、数据库的概念等等。因此,计算机工程专业方向嵌入式系统课程内容应以实践为主,结合前修理论课程的内容,最终完成一个实际应用系统的开发[3]。
3嵌入式系统课程内容体系的构建及特色
我学院在2004年开设“嵌入式系统”专业选修课的同时,将计算机工程专业方向细分成嵌入式系统和网络技术两个培养方向,并制定了嵌入式系统专业方向培养计划,设置了4门实践性很强的专业方向课:计算机控制原理与技术(64学时)、嵌入式系统原理与技术(64学时)、嵌入式系统工程设计方法(32学时)和嵌入式系统课程设计(60学时)。IT领域的新技术发展之快、之多令人应接不暇,虽然大学生在校期间需要学习的都是一些基础知识,但他们毕业走向社会后,必然要面对这些新技术,如果我们的教学内容过于陈旧,就会加长学生毕业后的适应周期;如果我们能够提供给学生更多的接触这些新知识、新技术的机会,就能够缩短学生毕业后角色转换的时间,尽快地投入到工作中。因此,在教学内容设置上应力求将最新的技术、最新的设计方法传授给学生。为此,我们积极与国际知名企业建立合作关系,先后建立了“北京工业大学—Intel嵌入式系统联合实验室”、“微软嵌入式系统认证培训中心”和“北京工业大学—AlteraEDA/SOPC联合实验室”,为学生提供了一个接触、学习新技术的环境,同时也能使我们的教学内容与这些企业的新技术基本保持同步[4-5]。“嵌入式系统原理与技术”涉及目前嵌入式系统最为流行的两项新技术—英特尔公司的XScale技术(ARM架构)和微软公司的嵌入式操作系统WindowsCE,该课程以XScale应用处理机为硬件平台,讲述WindowsCE操作系统定制、优化方法以及驱动程序、应用程序的开发手段和方法。“嵌入式系统工程设计方法”则涉及了另一项新技术“IP(知识产权)复用技术”,该课程以Altera公司的Nios软核嵌入式处理器为核心,讲述了SOPC(片上可编程系统)设计方法和流程。上述两门课程均是以工程设计为主的课程,在讲述工程设计方法和设计流程时要涉及到开发环境、开发工具的使用,如果按照以往先在课堂讲授,再到实验室做实验的教学方式,不仅会使学生感觉到枯燥无味、不易掌握,而且在实验之前还要再花费时间复习。因此,我们借鉴美国卡内基•梅隆大学率先提出的“Learningbydoing”的教学理念,这种教学理念旨在强化工程学科的学生全面的实践能力和工程素养。从2005年开始,在实验室授课,采用教师边讲学生边做的教学方式,使学生“从做中学”,取得到了较好的教学效果[6]。
4实践教学安排
为了加强学生工程实践能力的培养,在实践教学体系中,采用了课内实验、课程设计和综合性课程设计3个阶段的培养模式,使学生全面掌握嵌入式系统的工程设计方法和设计流程。
4.1课内实验
以一个实际应用系统开发流程为例,设计了如下实验内容:(1)WindowsCE操作系统的定制:包括在硬件平台和模拟器上定制WindowsCE操作系统、添加组件以及使用远程调试工具进行调试。(2)修改WindowsCE操作系统映像配置文件:包括通过修改系统映像配置文件,在操作系统映像中添加各类文件和修改系统设置。(3)硬件定制实验:包括添加CF存储卡、802.11无线网卡和蜂窝注册表等硬件相关组件。(4)WindowsCE驱动程序的开发:包括流接口驱动程序的开发以及在PlatformBuilder环境下开发简单应用程序用以调用驱动程序函数。(5)WindowsCE应用程序的开发:包括导出SDK开发包,在EVC开发环境下开发、调试应用程序,制作自定义组件、系统优化和Shell实验。
4.2课程设计
课程设计的任务是完成一个应用程序的开发,课程设计题目每年不断更新,学生可以根据自身掌握的程度选择不同难度的题目,分值依据题目难易程度而定。学生也可以自拟题目,为保证题目的难度和规模能达到教学要求须经任课教师认可。题目有:在WindowsCE环境下的闹钟提醒程序、注册表编辑器、串口调试程序、文本编辑器、计算器、画图、贪吃蛇等[4,7]。
4.3综合性课程设计
“嵌入式系统课程设计”是综合性课程设计,要求学生结合专业方向的理论课程,充分发挥自身的能动性,3~4名学生组成一个项目组,自选题目,自选平台,完全按照工程项目管理规范严格检查各阶段完成情况。使学生掌握嵌入式系统实际工程设计的方法和流程,巩固理论课程内容,规范工程文档的建立,培养学生的创新能力和团队精神。通过答辩、演示给出成绩,将题目新颖、完成情况较好的项目组推荐参加国内外相关竞赛。今年正在进行中的项目有:家庭视频监控系统、食品安全追溯系统、家电语音控制系统等[8]。
4.4学生科技竞赛
2007年1月,教育部、财政部“关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见”中,要求继续开展大学生竞赛活动,重点资助在全国具有较大影响和广泛参与面的大学生竞赛活动,激发大学生的兴趣和潜能,培养大学生的团队协作意识和创新精神[4,9]。我校十分重视嵌入式系统学生科技竞赛活动,在2006年投资近60万元,建立了“嵌入式系统科技竞赛训练基地”。通过搭建一个学生参加科技竞赛、训练的基础平台,形成一个传、帮、带的梯队、达到“以点带面”的良性循环效果,增加了学生学习理论课程的兴趣,加强学生创新能力的培养[4]。计算机学院在国、内外嵌入式系统相关竞赛中取得了优异的成绩,在教育部、信息产业部举办的“全国大学生电子设计竞赛———嵌入式系统专题邀请赛(英特尔杯)”中,2004年获得了三等奖,2008年获得了二等奖。“2005年微软嵌入式系统全球大学生挑战赛”入围全球前30名,并参加了在美国西雅图微软总部举行的总决赛,获得“优胜奖”。在IEEE举办的“第六届计算机协会国际设计大赛(CSIDC)”,进入了在美国首都华盛顿举行的全球前10名总决赛,并获得“优胜奖”。在Altera公司举办的“Nios软核嵌入式处理器设计大赛”中,先后获得过优胜奖和三等奖[10]。
5结束语
嵌入式系统涉及的领域越来越广,发展速度越来越快,为了加强计算机工程专业方向学生工程实践能力的培养,就要求我们通过不断地探索、实践,完善嵌入式系统实践教学体系。
1现状及发展趋势
大多数高等院校计算机本科专业涉及的硬件教学课程主要有“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等,在新形势下部分课程内容设置显得不够合理,部分教学内容与实际应用脱节,影响了教学效果,无法完全满足教学大纲中要求的动手能力培养,更无法有效培养同学们的创新意识。目前,作为计算机教学重要专业基础课程的“数字逻辑”,要求学生掌握组合逻辑、时序逻辑电路的分析和设计方法,研究对象主要是分立元件、通用中小规模集成电路及基本的可编程器件等,介绍的方法也以传统方法为主,已无法适应目前应用的需要;作为专业主干课程的“计算机组成原理”、“计算机系统结构”,主要内容是讨论计算机的结构、各功能部件原理及设计方法,同时介绍当前的新技术、新方法,目的是让同学们熟悉计算机的结构,为以后应用和设计计算机系统打下基础。目前大家普遍采用的教材在部件设计中讨论的方法主要是硬布线逻辑或微程序设计方法:硬布线逻辑运行速度高,但缺乏灵活性;微程序设计方法有一定的灵活性,但资源占用多,运行速度慢。尽管这两种方法对于理解计算机组成原理不失为一种较好的选择,但由于缺乏实际应用背景,学生学习兴趣受到影响,教学效果也大打折扣,提高学生的动手能力、培养创新意识更是无从谈起。“汇编语言程序设计”课程也存在类似尴尬,讨论以16位个人计算机为背景的汇编语言程序设计知识,适合入门和了解基本原理,但与“计算机组成原理”、“计算机系统结构”课程一样,由于缺乏实际应用背景,教学目标无法完全实现。随着电子设计自动化(EDA)、系统编程(ISP)、片上系统(SOC)等技术的发展,32位个人计算机的应用已很成熟,多核64位计算机应用也将逐步成为主流。嵌入式系统设计需要较强的软硬件知识综合应用能力,因此在计算机硬件课程的教学中应加大相关新技术的比例,并根据实际及时调整教学内容。国外许多知名高校本科专业的教学内容已经作了适时调整,如麻省理工学院非常注重学生的设计能力的培养,为此专门开设了“计算机系统设计”课程,要求学生在实践环节中自主设计ALU、单指令周期CPU、多指令周期CPU乃至流水线32位MipsCPU和Cache;斯坦福大学也有相似的课程和实验环节;加州大学伯克利分校和杨百翰大学在基于可编程逻辑的超级计算机研制方面也有大量成果。当前在国内,案例教学已被越来越多的人所接受,尤其是在一些法学、工商管理类高校已经开始广泛运用。案例教学法是一种动态的、开放的教学方法,目标是解决学生如何用更有效的方式获得知识以提高应用能力的问题。案例教学法具有综合性、交互性、启发性、针对性和可操作性等多种特征,它的使用大大缩短了教学理论与实际应用之间的差距,同时对教师的教学观念产生了重大的影响。鉴于计算机专业知识与实际应用结合紧密的特点,教学中尤其适合案例式教学。目前在国内计算机课程的教学中,案例教学还处于一个起步阶段,主要表现在:案例教学比例不够,没有形成完整的体系;案例数量不足,质量欠缺;许多高校尽管重视案例教学的应用,但是在案例的搜集、整理与分析等方面相对滞后;案例陈旧,缺乏代表性等。
2以ISP技术为主线改革计算机专业硬件课程教学体系和教学内容
计算机本科专业涉及的硬件教学课程按合理教学顺序一般为“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”、“微机原理与接口技术”、“单片机”、“嵌入式系统”等,一些课程可以在时间上重叠,如“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”等。由于ISP、EDA技术可以灵活地开发出具有自主知识产权的硬件产品,是目前工程实践领域和芯片设计领域运用最广泛也是最有应用前景的技术,因此在计算机硬件课程的教学中应该把相关技术列为重要内容,即以ISP、SOC技术为主线,使相关课程形成一个完整的体系,达到培养创新性人才的目的。为了实现这一目标,在“数字逻辑”课程中,应大幅增加可编程逻辑技术的比重,重点讨论用EDA方法,利用ISP技术、SOC技术设计IP核的方法,使学生对相关技术的应用及发展趋势有一个全面的理解,并具备基本的实践能力;在“计算机组成原理”课程中增加计算机设计原理和实践的内容,也可考虑再单独增加一门计算机设计课程以替代目前“计算机组成原理”课程设计,在该课程中重点讨论如何采用EDA方法,利用ISP技术、SOC技术设计计算机各部件如CPU、Cache等,通过实际应用和实践进一步加深对相关技术的理解和掌握。在“微机原理与接口技术”课程可以考虑以16位计算机应用知识入门,以讨论32位计算机的应用为重点。相应的,作为“微机原理与接口技术”课程的先行课程,“汇编语言程序设计”课程也应把相应的内容整体提升到32位,考虑到学习过程的先易后难,可以先介绍16位汇编语言程序设计知识作为入门,再对32位汇编语言程序设计相关内容展开。单片机系统本质上也是嵌入式系统,嵌入式系统是针对应用或用户定制的完整、高效的计算机系统,嵌入式系统设计需要较强的操作系统原理、应用程序设计和硬件设计方面知识的综合应用能力,其中特别是硬件系统设计能力可以通过以上几门硬件课程的系统学习逐步培养,因此相关课程的教学内容应注意衔接,同时遵循先易后难的原则,面向实际应用,以提高动手能力、增强创新意识为目的。针对实践教学,目前相关课程的实验教学的实验项目及内容固定,大多为验证性实验,实验步骤程式化,许多同学按教学实验计划做完实验,仍然无法充分理解课程的主要内容,无法真正拥有教学大纲所要求的动手能力。更重要的是计算机技术一直处于高速发展中,高等院校的计算机教学理应不断地适应这种要求,相关的实验教学应适时地调整教学内容。解决问题的一个好思路是利用ISP、SOC技术开发出一种内容可定制的硬件课程教学实验平台,由于作为控制对象的外围电路是相同或相近的,可以设计为通用模块,而实验平台控制部分则可以利用可编程逻辑改变,以适应不同的课程。如控制部分设计为基本CPU即可做“计算机组成原理”课程的相关实验;控制部分设计为单片机即可做“单片机”课程的相关实验;甚至控制部分可以设计为个人计算机CPU,配合有关的接口电路,即可做“微机原理与接口技术”课程的相关实验等。在我院的计算机本科专业相关硬件课程教学实践中,我们已作出了一些有益的探索,如我院“数字逻辑”教学大纲已在近年作过相应调整,EDA技术、可编程技术的理论和实践教学内容的比例从原来的20%增加到60%以上,经过多年的建设,“数字逻辑”课程在今年被评定为“湖北省精品课程”;在“计算机组成原理”课程中引入利用ISP技术设计CPU软核等教学和实践内容;“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”课程中也增加了32位计算机相关内容的学习和讨论,新的实验设备可以进行32位的相关实验等,这些安排增强了学生的学习兴趣,学生学习的主动性也明显提高了。
3采用案例教学法作为计算机专业硬件课程教学的主要方法
案例教学法是一种事半功倍的教学方法,在教学过程中围绕事先精选的典型的、具有工程背景的实际案例进行讨论,可以为同学们模拟实际应用的场景,获得近似于实战的经验。为完成设计目标,同学们自然会自己主动学习,在这一过程中掌握知识,并学会应用知识,提高解决问题的能力;也能通过用不同的途径解决问题,培养创新意识。这样教师在授课中可以把精力集中于教学内容的总体把握上,而不需要过分在知识细节上消耗时间,提高了教学效率。案例教学法关键在于选择合适的案例,案例首先必须有代表性和实时性,必须是实践中的典型应用实例。在实践中应用的几率高,具有普遍意义,这样的实例在教学过程中值得花费精力讨论和设计,才是有意义的。同样重要的是案例需具有实际工程背景,学生可以面对具体的实际问题和特定的环境,有针对性地通过自主学习和思考进行设计,培养实际解决问题的能力。案例还应该形成相对固定的案例集,并具备一定的开放性,应定期对案例集进行评估,剔除一些过时的案例,增加一些新的典型应用实例。这样就保证了案例的典型性、实时性及工程背景。在教学实践中,我们把案例教学法作为主要方法,并把案例分为4类:一是问题评论型,给出问题和解决问题的方案,让学生去评价;二是分析实现型,不给出解决方案,要求学生讨论分析以提出方案;三是实际模拟型,是指在教学过程中依据教学内容,让学生分别充当不同的角色,进行模拟性的实践活动;四是发展开放型,通过案例发现新的理论生长点,讨论相关理论的发展趋势。我院在相关课堂教学中采用的部分案例如表1所示。在“数字逻辑”、“计算机组成原理”等课程的重点章节教学中,我们通过采用上述案例法,调动学生成为积极参与者,而不是消极被动的听众,在案例学习和讨论中,鼓励学生提出更多解决问题的办法,在课堂上营造出积极发表意见和争论的气氛。这样提高了学生的学习兴趣,教学效果有明显改善,学生的动手能力有了显著增强。
4总结
为实现面向实际应用提高学生动手能力、增强创新意识、培养创新型人才、确定完整合理的计算机本科专业硬件理论教学和实践教学体系的目的,我们提出了以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革方案。它的主要内容为两方面:一是调整现有教学体系和教学内容,如在“数字逻辑”、“计算机组成原理和系统结构”、“嵌入式系统设计”等课程中以“数字逻辑”课程为先导,以ISP、SOC技术为主线贯穿于各相关课程教学过程中;在“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口技术”等课程中把主要内容全面提升到32位等。二是在教学中运用案例法,使学生成为教学活动的主体,形成学生自主学习、合作学习、研究性学习和探索性学习的开放型学习氛围。充分发挥案例教学有利于提高学生分析问题和解决实际问题的能力、有利于促使学生学会学习、有利于促使学生学会沟通与合作的优势。实践表明以ISP技术为主线的计算机专业硬件课程教学改革,符合国家高等质量工程建设中培养创新性人才的规划,有效地增强了学生的动手能力和创新意识。我们也意识到计算机工程教学是一个复杂的过程,牵涉到许多方面,我们将在实践中探索教学规律,不断提高教学水平,进一步改善教学效果。
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