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高级职称论文的字数
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关于教师的职称论文
反思高中化学教师的教师素养
摘 要:据化学教学论介绍,化学教师素质是指在化学教育教学中表现出来的,决定化学教育教学效果,对学生身心发展有直接而显著影响的心理品质的总和。
关键词:新课程;化学教师;素养
探讨现代化学教师素质结构的问题具有十分重要的意义。它不仅是素质教育和社会发展的需要,也是化学教师适应课程改革的需要。
1、现代化学教师教师素养构建的依据
构建现代化学教师素质要充分考虑以下几个方面:一是现代教师职业本身的独特性。教师是独特的专业人才,要有全面教育学生的能力,在教育过程中的操作还必须娴熟,规范,具有示范性和创造性。二是未来教育发展的趋势和特点。教师应前瞻性地看到未来教育具有重视素质教育、通才教育、终身教育、创造教育和主体性教育的特点。三是新世纪教育教学理论的创新和化学学科本身的特点,尤其是新课程改革的需要。
2、现代化学教师素养结构
(1)具备健全的身心素质:
健全的身心素质是其它素质的保障,教师只有具备健全的身心,才能胜任教师的工作。健全的身心素质包括健康的生理素质和心理素质。只有具备健康的生理素质,化学教师才能具备做实验的要求:娴熟的操作能力,敏锐的观察能力,正常的交流能力。心理素质包括智力因素(注意力、观察力、记忆力、想象力和思维力)和非智力因素(指动机、兴趣、情感、意志、性格等)。只有具备良好的智力因素和非智力因素,教师才能顺利而持久地开展工作和创造性地开展工作。一些名人名言也说明了心理素质的重要性,如爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要。”俄国生理学家谢切诺夫说过:“一切智慧根源都在记忆,记忆是整个心理生活的基本条件。”
(2)具备先进的教育理念:
先进的教育理念是整个现代化学教师素质结构中重要的组成部分,是形成化学教师具体素质的先导。要具备先进的教育理念首先要具备先进的教师观和先进的学生观:教师已经从单一的知识传授者变为集多角色于一身的促进者、引导者、研究者、学习者、建设者、开发者等,学生也不再仅仅是被动的接受者,而是具有能动性、主体性、创造性、发展性的人。因此,针对新课程必修模块的基础性的特点,教师在引导学生学习知识的同时要促进学生能力的培养,决不能就知识而教知识。比如模块三《金属及其化合物》中代表金属Na、Al、Fe、Cu的学习,学习完以后,学生可能觉得金属之间关系不大,感到知识凌乱难记。但是此时教师若趁热引导学生意识到Na代表了活泼金属;Al代表了两性金属;Fe代表了变价金属;Cu代表了不活泼金属,同时通过Na,Al,Fe分别与O2,H2O的反应的差异,总结出不同金属跟O2,H2O反应的情况与金属活动性的关系,用金属活动性来统摄Na、Al、Fe、Cu的性质,就有效地培养学生的发散思维和迁移能力,归纳能力和教材中的重要思想――分类思想。在新课改形势下,教师不仅能正确使用新教材,还要研究建设新教材。在教学中要结合实际评鉴各种教材,分析各种情况,改变评价方式,即以一种研究者、学习者、建设者、开发者的身份参与到新课改中去,为完善新课改添砖加瓦.。
另外,先进的教育理念还要树立先进的教学过程观。教学是教师和学生的互动,共同发展的过程。我们批判过分突出教师的师道尊严观和过分突出学生的无师自通观。先进的教学过程观意味着人人参与,意味着平等对话,意味着合作性意义建构。化学是以实验为基础的学科,探究性实验对学生知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观的形成都起重要作用。那如何才能真正达到这种效果呢?这就离不开教师的积极引导,学生的主动参与,师生的共同研讨。
(3)具备合理的知识结构:
我们知道:“无知便无能”,“空口袋是立不起来的”。这些话说明了知识对形成能力起了基础性的作用。现代教师具备的合理知识结构包括三大系统:一是广博的科学文化知识;二是精深的化学学科专业知识;三是丰富的教育理论知识。
现代化学教师具备精深的化学学科专业知识是合理知识结构中的核心。是化学教师胜任化学教育教学工作的基础性知识,是化学教师其职责的专业要求。一个在知识上漏洞百出的化学教师决不会是个好老师。化学教师也只有在学好本体性知识的基础上才有可能按知识的科学性和科学规律,教材意图设计教学。比如,同样涉及胶体的制备和丁达尔现象知识,在新课程必修模块和过渡必修教材中,其功能有明显不同。在新课程必修模块中本课题是在学习纯净物的分类之后,学习混合物的分类方法的,引入胶体的制备和丁达尔现象的目的是为了说明胶体的性质确实与溶液有所不同。因此,本课题的目标并非胶体的制备,而应理解为以分散质粒子的大小为分类标准,将分散系分为溶液,胶体和浊液。当然,仅仅具备精深的化学学科专业知识是不够的,还需要左膀右臂――广博的科学文化知识和丰富的教育理论知识。前者涉及当代科学和人文的基本知识以及工具性学科的扎实基础和熟练运用的技能技巧,有助于培养学生的科学精神、科学知识、科学方法、科学思维等科学素养。后者是指教师要学习教育学、心理学、教学论、课程论、学习论、教育测量学、教育评价学、教育伦理学、教育艺术论、教育技术学等课程,这些理论的学习有助于教师理解教育政策,课程目标,完善教学和教育,提升科研水平等。像新课程标准提出对学生进行过程性和终结性评价,由此可见像以前“唯分数论英雄”的评价观是极其狭隘的,相当不利于学生的全面发展。
(4)具备完整的能力结构:
现代化学教师的能力结构素质指化学教师成功地完成化学教育教学活动所必须的个性心理特征,它是在化学教育教学中体现的,又是在化学教育教学中发展的。它在现代化学教师的素质结构中处于核心地位。
化学教师的中心工作是化学教学,首当其冲要具备教学工作能力,它是现代化学教师的能力结构素质中的核心部分。要顺利而完美地完成一节课,化学教师要有强大的教学设计能力,出色的组织调控能力,良好的多讯道表达能力以及合理的教学测量评价能力。另外,教师具备良好的教育能力为形成融洽的师生关系和顺利地完成教学工作奠定基础,它是现代教师应有的一种通用能力,是整个教师能力素质结构的基础。还有,未来教育发展的趋势和特点对现代教师提出了一个极大的挑战――现代教师必须具备自我发展能力,吃“老本”的教师终将被时代所淘汰。现代教师要有计划地争取参与脱产式或不脱产式的学习,以使自己能够更新知识结构,补充学术养料,提高技能技巧;还要有强烈的科研意识,在化学教学中发现问题,在研究中解决问题,以教推研,以研促教;不仅如此,还要不断创新,不断作出个性化的成果,这一点非常重要。比如,新课改的重要特征之一是面向学生的生活,即课程设计上要面向学生周围的日常生活环境,已有生活经验和未来生活发展趋势。但是中国地区如此之大,学生如此之多,面向学生生活的教材是每个地区具有各自的一套教材吗?显然这是不实际的。但是实际教学中又存在不同的学生有不同的生活背景和不同的个性,怎么办呢?所以笔者认为就需要教师的二次创作能力,把书本上涉及的生活材料能结合当地实际转化为当地的生活材料,使教材真正地面向学生的生活。
参考文献
[1] 人民教育出版社.课程教材研究所等.普通高中课程标准实验教科书化学1(必修),化学2(必修)[M],北京:人民教育出版社,2004.
[2] 人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书(必修)化学第一册,化学第二册.人民教育出版社,2003.
[3] 常汝吉.全国统一(联合)考试大纲及指导(教育学).北京师范大学出版社,2003.
[4] 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验).人民教育出版社,2003.
[5] 阎立泽,韩庆奎,于清江等主编.化学教学论.科学出版社,2012.
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河南中级职称论文
轨道交通的轨道施工应用
摘 要:通过轨道的特征来介绍轨道 交通的施工流程及操作要点。
关键词:轨道交通;梯形轨道
1 前言
根据城市轨道交通的不断 发展,各大城市已进入到城市建设的,因为城市轨道交通关键在于城市居民区、商业区等繁华地段,因而需要满足可靠性高、成本低、维修少、振动低、噪音低、抗振性能高等,普通整体道床已经无法满足需求。
梯形轨枕轨道系统是由PC制纵梁和钢管制的横向联接杆构成的,形似扶梯,因此称之为梯形轨道,它是纵向轨枕的一种,具有既能够发挥轨枕本来的特性,大幅度提高荷载的分散能力,又可补充钢轨本身的刚性和质量的性能特点,可以说是轨枕的一种革新形式。
据统计,铁道的维护管理成本占总营运费的1/3,越是高速对轨道的整备条件的要求越高,梯形轨道系统通过改造车辆,轨道结构相互作用系统的动力特性,能够达到减少20%~30%的维护管理成本,这对促进经营改善起到很大作用。同时,车辆轨道结构相互作用系统动力特性的改善,能明显地减轻车辆轨道系统的冲击轮重。因此,在维护管理及环境问题的解决上有很大作用。
2 工法特点
梯子形轨道施工整体道床一次性成型,简化施工工艺,提高施工效率,每工日施工进度达到50m~75m。梯子形轨道施工后梯形轨枕能有效浮置,对其减振降噪性能有保障。
3 工艺原理
梯子形轨道施工采用“散铺法”施工工艺,施工前根据设计的轨道高度对梁面实际高程进行复核,当梁面高程不能满足轨道设计高度要求时,需要对桥面进行凿除处理。然后进行基底凿毛、清理工作,按照整体道床施工工艺进行铺轨基标测设,并用墨线在桥面上标记出轨道中心线、道床边线等,绑扎L形支座钢筋,然后吊装梯形轨枕就位,粘贴泡沫板,上扣件及钢轨,利用支承架调整轨道状态,再支设支座模板,检查轨道状态符合设计及规范要求后,利用混凝土输送泵进行支座混凝土一次性浇注,养生待混凝土强度满足要求后拆除模板,人工清除泡沫,从而形成浮置状态梯子形轨道,梯子形轨道施工断面。
4 施工操作要点
4.1 梁面高程、预埋筋的检查及梁面凿毛处理
在梯子形轨枕就位前完成梁面高程复核、预埋筋的位置和高度检查工作,若不符合要求要及时进行处理。梁面高程不能超过设计值2cm,对预埋钢筋高度、数量、位置也进行全面检查,对歪斜的钢筋要进行调直、锈蚀钢筋要进行除锈处理。为加强支座混凝土与桥面混凝土的有效结合,防止通车运营后支座混凝土在长期振动过程中与桥面剥离,对L形支座范围内桥面进行凿毛处理,凿毛点位间距为30~50m m,凿深5~10m m,凿毛后用高压水或高压风将基底面冲洗干净。
4.2 基线测设、放线
铺轨基标及加密基标的测设与普通高架道床相同,控制基标在直线地段每120m 设置一个;曲线地段每50m 设置一个;曲线起止点、缓圆点、圆缓点处各设置一个;加密基标在直线上每隔6m、曲线上每隔5m 设置一个;水准点间距宜为100m,标桩应与道床同级混凝土埋设牢固。另外根据梯形轨枕设计图纸利用墨线将L底座及轨枕位置标记在梁面上,梯形轨枕的编号、轨枕面标高也标记在对应位置处。
4.3 L形支座钢筋绑扎
支座钢筋采用基地集中下料,现场绑扎的施工形式,钢筋加工后集中存放,并将钢筋分类编号、做上明显标记,确保上料运输过程中钢筋种类不混乱。现场按图纸要求进行支座钢筋的绑扎,钢筋交接点用铁丝捆牢,钢筋铺设顺序为:底层、中间层、面层、板块端部,最后绑扎特殊部分加固钢筋,钢筋绑扎过程中严格按图纸要求设置好预埋管线。
4.4 梯形轨枕吊装、架设、调整
梯形轨枕吊装前,将WJ- 2 型扣件的橡胶垫板、铁垫板按要求安装在轨枕上。用起吊设备将梯形轨枕吊装至梁面对应位置上方,在梯形轨枕的凸形挡台吊装孔位置安装支架,移动轨枕使其基本就位,而后放置在梁面上。梯子形轨枕吊装时,其起吊点位四点,位置设在梯子形轨枕两端的连接钢管端部。轨枕就位后,可在梯形轨枕两端部的表面适当位置处,用红油漆做标记作为轨枕调整参照点,用千斤顶或专门工具调整轨枕的平面位置和高低,当达到要求后,将轨枕固定。
4.5 粘贴泡沫板
梯子形轨枕主要依靠减振垫及缓冲垫满足减振降噪作用,为保证施工完毕后的梯子形轨枕能与L形支座有效浮离,最大程度发挥梯子形轨道的减振降噪作用,在梯子形轨枕就位前,在梯子形轨枕底部(减振垫范围外) 用厚30mm 的泡沫板满贴,在梯子形轨枕外侧面(缓冲垫范围外) 用15mm 泡沫板满贴,泡沫板的粘贴效果直接影响到梯子形轨枕的减振效果,为保证泡沫板有效粘贴并防止施工过程中脱落,采用胶水先将泡沫板粘贴在轨枕上,然后再利用胶带进行绑扎加固,在浇筑混凝土前全面进行检查,防止泡沫板破碎和脱落。另外在粘贴泡沫板的时候注意泡沫板边缘与轨枕边缘平齐,粘贴的顺序是先粘贴底部的泡沫板,然后粘贴侧面的侧面的泡沫板。
4.6 钢轨及扣件安装
放置橡胶垫板I,将钢轨拨入铁垫板的承轨槽内。扣件组装时,钢轨内侧采用10号轨距垫,外侧采用8号轨距垫,安装弹条,按扣件扭矩要求拧紧T形螺栓。
4.7 轨道几何状态调整
钢轨及扣件安装完毕后,按照 《地下铁道工程施工及验收规范》要求对轨道几何状态进行测量和精调,注意不得使用轨枕支撑架的丝杠调整,使用千斤顶或其他专用工具进行调整,调整到位后将轨枕固定。
4.8立模板,浇筑混凝土
待钢轨精调完毕后,用高压水或高压风清洁梁面,立L形底座模板,进行混凝土的浇筑与养护,按《铁路混凝土与砌体工程施工规范》执行,另需注意以下事项:
从L 形底座的侧模上方浇筑。先浇筑 L 形底座水平部分,再浇筑垂直部分。浇筑时间间隔等要求按规范执行,并不得导致水平部分混凝土变形。
L形底座混凝土浇筑时,防止混凝土与梯形轨枕的减振垫之间出现空隙。
混凝土终凝后,及时松开扣件及接头夹板,以防止钢轨胀缩对混凝土造成损坏。混凝土浇注质量直接影响到梯子形轨道的减振效果及轨道状态,如果混凝土浇注振捣不密实,则梯子形轨枕减振垫与混凝土间出现空隙,直接影响到梯子形轨道的减振效果及轨道状态。
4.9 清除泡沫板
支座混凝土达到设计强度后,人工将轨枕底部及外侧面的泡沫板清除,从而使梯子形轨道依靠减振垫和缓冲垫浮置在L形支座之上。
5 结语
随着城市 经济和生活的 发展,人们观念的更新,我国的地铁建设也面临着新的发展。地铁车站内部装饰装修和城市综合开发将密切结合是必然的趋势。当然,要根据当时当地的具体情况和条件来确定其适当的规模。同时,创造出良好的地下环境和更具特色的 中国地铁车站建筑,将是我国建筑师为之奋斗的任务之一。
参考 文献:
[1] 铁道标准设计,北京地铁梯形轨道工程试验段考察报告.2006.
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1.1直流输电系统构成
糯扎渡直流输电系统的构成主要由整流站(普洱换流站)、逆变站(江门换流站)和直流输电线路构成,江门换流站在糯扎渡工程中必要时也可作为整流站向云南普洱换流站送电,实现功率反送。直流输电工程有双极方式、单极大地回线方式、单极金属回线方式、单极双导线并联大地回线方式等多种运行方式,糯扎渡直流工程采用双极(正极和负极)两端中性点接地方式,利用正负两极导线和两端换流站的正负两极相连,构成直流侧闭环回路。两端接地极所形成的大地回路,可作为输电系统的备用导线,正常运行时,直流电流的路径为正负两根极线。正负两极在地回路中的电流方向相反,地中的电流为两极电流的差值。两极中的任一极均能构成一个独立的运行单极输电系统(如糯扎渡工程2013年9月3日投运的极2阀组2系统)。
1.212脉动换流器
江门换流站采用的12脉动换流器是由两个6脉动换流器在直流侧串联而成,其交流侧通过换流变压器的网侧绕组并联。换流变压器的阀侧绕组一个为星形接线,另一个为三角形接线,从而使得两个6脉动换流阀的交流侧得到相位相差30°的换相电源。12脉动换流器由V1-V12共12个换流阀组成,在每一个工频周期内有12个换流阀轮流导通,它需要12个与交流系统同步的间距为30°的按序触发脉冲。12脉冲换流器的优点之一就是其直流电压的质量好,所含谐波成分少。其直流电压为两个换相电压相差30°的6脉冲换流器的直流电压之和,在每个工频周期内有12个脉动数,称为12脉动换流器。直流电压中仅含有12k次的谐波,而每个6脉动换流器直流电压中含有6(2k+1)次谐波,因此彼此的相位相反而相互抵消,有效的改善了直流侧的谐波性能。12脉动换流器的另一个优点是其交流电流质量好,谐波成分少。交流电流中仅含12k+1次谐波,每个6脉动换流器交流电流中的6(2k-1)次谐波在两个换流变压器之间环流,不进入交流电网,12脉动换流器的交流电流中不含这些谐波,有效的改善了交流侧的谐波性能。
1.3换流阀
换流阀作为“心脏”存在于直流输电系统中,江门换流站换流阀采用400+400kV配置,0-400kV为低端阀厅,400-800kV为高端阀厅,当直流输电线路电压升至800kV时,高、低端阀厅同时投运,如果任何一个阀厅出现问题,另一个桥可在400kV的电压下继续运行,此时输电线路电压为400kV。每个12脉动桥包括2个串列的6脉动桥。每个6脉动桥包括3个200kV直流电压的双重阀塔,每个双重阀塔由2个单阀组成,单阀由2个晶闸管组件组成,每个双重阀塔包含4个晶闸管组件。一个晶闸管组件包括两个阀段,每个阀段由15个晶闸管单元、一台阀电抗器(限制晶闸管开通时电流突增和关断状态下瞬态dU/dt)、一台均压电容(均衡阀塔内电压、为RPU提供电源)组成。一个晶闸管单元包括晶闸管、TVM、直流均压电阻(均衡晶闸管上的电压)、阻尼电阻(减少阻尼电容和电感引起的震荡,承担阻尼电容电流)、阻尼电容(吸收晶闸管关断时的冲击电压)等元件。
1.4阀基电子(VBE)
阀基电子(VBE)设备:对换流阀晶闸管进行触发与监视,将各阀连接至控制和保护系统,包括晶闸管控制与监视系统(TC&M)模块,光发射和接收模块,控制保护恢复模块(RPU),电源模块和接口。晶闸管控制与监视系统(TC&M):接收来自极控制盒保护的信号,将这些信号转换成触发晶闸管的脉冲和对每个阀段内的控制脉冲,这些脉冲通过光发射板或RPU接口板转换为光脉冲,通过光缆送到每只晶闸管和RPU。光发射板:从TC&M接收信号,将其转换为触发光脉冲。光接收板:接收每个TVM的回报信号,将信号传送到TC&M系统。晶闸管电压检测(TVM):检查晶闸管的闭锁能力、检测晶闸管能否开通、检测晶闸管导通结束时刻、检测晶闸管的过电压保护电路是否能够正常工作。反向恢复保护单元(RPU):每个阀段有一块RPU板,RPU板串联到阀组件均压电容上,RPU板工作电源取自均压电容两端,晶闸管关断且处于反向恢复时,VBE发送信号,如果RPU监测到阀段上正向电压的上升速率超过允许值,就会向该阀组件中的MSC发出触发光脉冲,控制阀段内所有晶闸管的导通。多路星形光耦合器(MSC):每个晶闸管组件安装有一台多路星形耦合器MSC,MSC包含两个单元,一个单元对应一个阀段,MSC接收三路激光二极管发出的光脉冲,并均匀发送到与其相连的光触发晶闸管。
2结束语
知识工程学科诞生于1977年,目前为止还没有受到广泛的普及,知识工程遵循的是人工智能的原理,也就是说面对诸多在没有掌握相当程度专业知识的情况下难以得到解答的问题提供求解的一种手段和解决途径。知识工程所拥有的是根据专家所提供的知识表达和推理过程而针对问题给予恰当解答的技术系统,建立在知识的基础之上。知识工程专门通过智能系统而建立起一个专家系统,可谓是在人工智能科学在海量信息的处理技术上的飞跃性的发展。知识工程过程主要包括五个活动:知识获取、知识验证、知识表示、推论、解释和理由,不难理解这一工作流程。利用计算机这一信息载体将知识内容表达出来,进行问题的自动求解。知识工程将智能系统当中存在共同性的基础问题统一规划,作为其核心内容,使之成为指导具体研制各类智能系统的一般方法和基本工具,从知识工程的实际价值而言,是能够为各专业领域提供方法论的一门新兴科学。
2我国教育技术应用现状
1988年美国在本土教育上投资510亿美元,致使美国的每一位公民都能享受到终身学习的物质条件;1998年德国大力推广国家教育体制,侧重于多媒体教学和计算机技术的应用;马来西亚同样在教育技术上实施科学策略,为多媒体教育开创了新型通道,使其教育信息化程度大大提升,很快便达到国际水平。我国对教育技术的应用真正兴起于八十年代后期,最早的教育技术主要是音频和视频技术,而随着计算机网络技术和信息技术的不断进步,致使教育技术甚至影响到教育方式方法都产生了革命性的变化。科教兴国是我国发展战略当中的重要内容之一,唯有跟上国际社会的教育技术脚步,才能够使中国在国际地位上立于不败之地,科学技术的不断进步和人才的大力培养是推动我国经济实力发展的重要条件。我国于20世纪末,21世纪初先后推出有关教育改革的各项优化标准,进一步对现代教育技术有了深刻的认识,将信息技术与计算机技术推向正规的发展轨道。2004年,国家教育部有关中小学教师的专业能力标准,在教育技术方面提出了标准化规定,目前我国的信息媒体教育正处于逐渐普及与推广阶段,通过对教学过程及相关资源的开发与管理,彻底优化了我国教育技术的理论依据与实践经验。
3知识工程对教育技术的影响
3.1推动教育技术创新
知识工程作为一门专业知识整合科学,具有完善的知识存储功能以及优越的知识管理系统,教育技术的发展有待于进一步的提高,而知识工程能够对教育技术的创新工作起到积极的推动作用。首先,要发展教育技术革新,必须具备相应的超前意识和创新思想。在现实的教育环境当中,如何激发起学生们的兴趣甚至是培养学生们对知识产生爱好都是现代教育研究的重要课题。知识工程目前进行的多样化的知识处理与知识传播模式的科学化研究表明,多媒体技术不仅可以为学生展示一个二维的简单知识表述,更加可以利用高端技术为学生呈现一个虚拟学习空间,通过利用教育技术的这一领先优势,能够为学生们带来不一样的学习氛围,从而激发学生们在学习上的热情,大大提高学习效率,对创新意识产生浓烈的兴趣。第二,知识工程对于教育技术的创新工作需要提供相应的理论依据,即利用知识工程的人工智能原理以及信息的高度整合系统,可以识别与分析教育技术领域当中的最新方法和发展趋势,从而为知识工程的理论建设提供崭新元素,同时能够为教育技术的革新建立理论基础,使得实际教育革新工作与理论相结合,稳固教育技术创新的根基。第三,知识工程在不同领域的相互交流与共享能够在一定程度上彼此丰富知识内容,在交互式的网络平台上形成流水性质的知识流通架构,使得各个学科交叉理论得以相互渗透,相互融合与相互补充,从而创造出具有新型体系的创新性知识,从而进一步促进教育技术创新工作的开展。
3.2加强教育资源整合
根据知识工程的概念不难理解知识工程为各专业领域提供解答问题的知识的工作流程,那么在教育资源的整合上不难达到与之相协调的高度性、统一性与规范性。在教育技术的发展与革新中为其提供坚实的实际力量,有利于教育资源的随时调动与应用。在教学过程当中能够及时根据自身需求在为学生解答书本知识的同时,及时为其提供相关拓展内容,使教育内容丰满,教育技术的方方面面能够起到巩固基础、推动发展的作用。
4结语
发达国家的土地整治技术比较成熟,土地整治中所涉及到的技术主要包括生态工程技术、环境影响评估技术、信息技术、规划技术、乡村景观保护与重建技术等。德国的土地工程始于13世纪,在土地整治技术方面一直处于世界领先地位,德国的巴伐利亚州现已普遍应用计算机数据处理技术,建立了土地整治信息系统(LE-GIS),将土地整治的各种数据、图件和权属状况等资料储存于该系统中。俄罗斯的土地工程技术可追溯到15世纪,1996年12月,在莫斯科通过成立“俄罗斯及独联体国家土地关系与土地整理问题国际研究会”,提出了统一进行研究和判定土地利用与土地整理的理论与标准,研究景观的、生态的土地整理设计理论和技术方法。澳大利亚的土地工程技术研究重点是因矿产资源开发引起的土地复垦问题,在土地复垦整治的计算机模拟方面取得了大量处于世界先进水平的科研成果,重视土地生态系统重建研究。Caya等将模糊专家系统模型(FuzzyEx-pertSystem)应用于土地整治后的土地重新安排中,使土地权属分配得到更多农户满意。使整治前后的所有地块总价值相等,是成功的土地整治工程,因而必须要对地块的价值进行评估,GIS技术在价值评估中有着很大的优越性。国外土地整治的上述技术已经比较科学、系统、规范,适应了土地整治实践的要求。我国土地整治起步较晚,有关土地整治技术的研究甚少,土地整治实践中非常缺乏技术支撑。我国急需从土地整治技术的工程化、标准化、信息化和系统化等方面构建土地综合整治技术支撑体系,我国土地整治技术的核心是景观设计与生态化整治技术。胡静等为实现运用信息化手段对土地整治项目建设情况进行动态监测和预警,对提高项目管理效率提供了技术支撑,对土地整治工程项目建设监测管理系统进行了研究与设计,从建设一体化监管信息平台出发,构建了“中央—省级—县(区)级”三级动态监测管理系统;王金满等应用数字高程模型(DEM)原理,借助GIS软件的统计功能,研究了山地丘陵区坡式梯田土地整治工程量测算方法和流程,并为测算土地整治量提供了方法借鉴;叶艳妹等设计了农地整治中急需解决的路沟渠生态化技术和灌排沟渠生态化设计技术。2008年“十一五”国家科技支撑计划立项了首个土地工程研究项目“土地整理关键技术集成与应用”,对“土地整理规划、设计技术、土地整理工程施工关键技术、土地整理质量与生态监测关键技术、土地整理实施信息化管理技术、东部基本农田优质精细型土地整理技术、中部粮食主产区增量经济型土地整理技术以及西部生态脆弱区保质生态型土地整理技术”等进行了研究,这也充分说明土地工程技术研究适应了时展的需要和趋势。
2不同类型土地整治工程技术
目前,土地综合整治包括:
①对未利用地的开发利用,如根据需求和现状将未利用地改良为农地或建设用地;
②对已利用地的综合整治,提高土地利用效率和土地产值,如对农地的改良、配套,进行集约化利用,建设高标准农田;
③对现状土地进行土地市场一级开发支持经济建设,对污染、灾毁及破损土地的整治利用等。笔者基于长期的实践经验,结合实际提出了以下不同类型土地整治工程技术。
2.1非农用地转化为农用地工程
非农用地是指农业用地和暂时难于利用的土地(如戈壁、沙漠、高寒山地、裸岩、裸土等)以外的土地,通常包括农村聚落,大、中、小城镇,工矿区,交通运输、名胜古迹、旅游、疗养区,自然保护区等占用的土地。我国非农业用地约占国土中面积的22.9%。农业用地又称农用地,指直接或间接为农业生产所利用的土地,包括耕地、园地、林地、牧草地、养捕水面、农田水利设施用地(如水库、闸坝、堤埝、排灌沟渠等),以及田间道路和其他一切农业生产性建筑物占用的土地等。非农用地转变为农用地具有提高土地利用率和产出率的功能,有利于推进节约集约利用土地,促进土地资源的可持续利用。在土地利用总体规划和土地工程专项规划的指导下,根据土地的适宜性和经济发展的需要,对田、水、路、林、村采取必要的措施进行整治,对土地资源重新配置,可以实现资源的积极整合、有效利用以及资源集中集约化发展,有效地改善土地生态环境,实现土地资源的可持续利用。非农用地转化为农用地的工程措施主要是土地工程。土地工程是对低效利用、不合理利用、未利用以及生产建设活动和自然灾害损毁的土地进行整治,提高土地利用效率的活动。在工程中应遵循因地制宜、系统性、整体性和经济、生态与社会效益相结合的原则,主要内容包括成土、土地平整、土壤改良、灌溉及水利配套、电力、林业、道路等内容。在土地开发工程中应兼顾国家惠农政策,结合当地生产生活条件,因地制宜建设新农村,发展现代农业,如设施农业、观光农业和生态农业等。
2.2建设用地整备工程
建设用地,是指付出一定投资(土地开发建设费用)、通过工程手段为城镇村及工矿等各项建设提供的土地。它是利用土地的承载能力或建筑空间,不以取得生物产品为主要目的的用地。据土地所用权特点,建设用地整备工程,是指由政府或其授权委托企业,对一定范围内的现状土地(包括农用地、建设用地及未利用地)进行统一的征地、清表、整治、平整并进行适度市政配套设施建设,使之达到“三通一平”(通路、通水、通电和土地平整)、“五通一平”(通水、通电、通路、通讯、通气和土地平整)或“七通一平”(给水、排水、通电、通路、通讯、热力、燃气和土地平整),从而符合建设用地标准的过程。建设用地整备工程中的整治工程,主要指通过一定工程、生物或技术手段,使海域、沼泽或土质难以为建设用地所利用的土地达到建设用地的标准。例如,荷兰、日本、中国香港等地的填海造地工程,将原有的海域、湖区或河岸转变为陆地作为建设用地,需要围堰、基槽清淤、基坑填沙、填砂等工程;沼泽地区的地基承载力较低,当作为建设用地开发时,要注意采取降低地下水位、排除积水等措施,以提高地基承载力和改善环境卫生状况。
2.3污损土地改良改造工程
污损土地是指由人类活动或自然因素造成的土地污染和损毁,使土地完全或部分失去原来的使用价值和建设功能,包括污染土地和损毁土地。对污损土地进行改良改造区别于其他废弃地的改良改造,需要根据“因地制宜”原则,采取不同的技术措施去除污染物、恢复损毁土地,并通过污损土地利用评价,使其达到农用地或建设用地的使用标准。
2.3.1污染土地改良改造技术。污染土地是指人类活动或自然因素产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤环境质量恶化,对空气、生物、水体或人体健康产生危害,使其社会属性和自然属性受到影响的土地。污染土地改良改造技术是利用一定的技术措施,对污染土地进行改造使其恢复到未污染的水平。污染土地改良改造技术按地点可分为原位改良改造技术和异位改良改造技术。原位改良改造技术即对未挖掘的土壤进行改良改造;异位改良改造技术指对挖掘后的土壤进行处理的过程。土地污染改良改造按操作原理主要分为物理改良改造技术、化学改良改造技术和生物改良改造技术[。污染土地的物理改良改造是指通过物理过程的调节或控制,改变土壤的物理性状,使污染物得到有效控制,将污染物与土壤分离或转化为低毒或无毒物的改良改造过程。主要的物理改良改造技术有客土和换土技术、蒸汽浸提技术、玻璃化技术、固化/稳定化技术、电动力学技术、热处理等。污染土地的化学改良改造技术是指在污染土壤中加入化学试剂,使其与土壤中的污染物发生化学反应,如氧化、还原、酸碱、中和、聚合、沉淀等反应,从而使污染物从土壤中分离、转化、降解成无毒或低毒性物质。典型的化学改良改造技术有化学淋洗技术、氧化/还原技术、溶剂浸提技术、施入改良剂或抑制剂等。污染土地的生物改良改造技术是20世纪80年代以来出现和发展起来的,主要是指依靠某些生物的活动和具有某些特的微生物,使土壤或地下水中的污染物得以清除或降解,使其转化为无毒或低毒物质的过程。它主要是利用土壤特定的微生物、根系分泌物、菌根和超富集植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物,从而实现污染土壤改良改造的目的。狭义的生物改良改造仅指微生物改良改造,广义的生物改良改造包括微生物改良改造和植物改良改造,有时也包括动物改良改造。
2.3.2损毁土地改良改造技术。损毁土地是指由于自然或人为因素导致土地表土丧失或整个土地毁坏而造成土地第一生产力的丧失。损毁土地改良改造工程是通过工程技术手段对损毁土地进行改良改造使其恢复成可利用的有效土地,包括生境建设和群落建设两大内容。生境建设是对地貌的重塑和土壤改良培肥,其核心在于“造地”,为生物群落建造一个良好的生境。群落建设则包括植被重建和引入土壤微生物及动物,其核心内容是植被。对于凹型地貌的重塑,通常采用填充和客土的方式。对于凸型地貌重塑则采用土地平整、建梯田的方式。目前矿山开采造成的土地损毁较为严重,对于矿山损毁土地的地貌重塑一般采用“剥离—采矿—复垦”一体化工程技术,实现“边开采,边复垦”的良性循环。
2.4低标准用地提升工程
2.4.1低标准农业用地提升为高标准农业用地工程。高标准农业用地可定义为:一定时期内通过农村土地整治形成的设施配套、高产稳产、旱涝保收、节水高效、生态良好、抗灾能力强、与现代农业生产和经营方式相适应的耕地,包括高标准基本农田和其他高标准农用地。低标准农业用地变为高标准农业用地工程是通过对山、水、田、林、路的综合治理,使项目区的农业基础设施得到全面的改善和提高,达到发展现代农业的基本要求,使其能达到或基本达到:水源覆盖实现方田化,灌溉实现节水化,秸秆实现还田化,耕作实现机械化,施肥实现配方化,种子实现良种化,田间道路实现沙石化,农田林网实现网格化,田间种植实现规范化,农产品实现无公害化。
2.4.2低标准建设用地提升为高标准建设用地工程。高标准建设用地可概括为:以可持续发展思想为指导,遵循现有土地利用规划及相关法律法规与政策,合理布局各业用地,调整优化用地结构,加强监管,通过科学技术增加对存量土地的各种投入,实现边际投入等于边际收入时土地使用价值最大化的利用状态,提高土地使用效率,满足经济社会发展对土地的需求,促使土地经济效益、社会效益和生态效益得到明显提高。高标准建设用地建设最终是为实现土地的节约、集约利用,而土地集约利用的前提是用地的合理布局和结构的优化完善。高标准城市建设要按照城市建设规划,合理调整城市各业占地布局,严格控制大面积囤地现象,提高城市土地利用效率。高标准农村建设可按照新农村建设标准,对原有农村建设用地进行合理规划布局,减少或消除农村大片闲置地,消除空心村,做好土地复垦工作。对旧工矿用地进行考证,对废弃区进行生态修复,拆并不合理采矿区,做好原矿用地生态修复工作。
3未来土地整治工程技术的发展趋势
21世纪土地整治工程技术最为显著的特点是使规划、设计、新材料、新产品、新工艺、信息、监测及标准规范等不同领域进行有效交叉和融合,通过系统集成与自主创新,使土地整治工程技术得到全面提升。未来的土地整治工程技术将以提高土地质量和改善生态环境为主要目标,实现从注重数量向数量、质量、生态管护并重的方向转变。具体发展方向主要包括:土地整治技术将向的综合化和集成化发展;土地整治工程技术将全面和深入的应用信息化;利用计算机仿真和模拟土地整治生态变迁;土地整治多源异构数据整合与互操作技术等领域的技术开发和工程化研究;土地整治项目规划设计向生态化、智能化、节水节地型和可视化发展;质量型和生态型土地整治技术将实现针对性、高效性和最优化;土地整治的景观重塑和恢复工程技术;土地整治监测将从注重数量监测向数量、质量、生态和效益监测发展;土地整治的施工技术实现可持续发展和利用。
3.1农田建设工程技术发展趋势
传统的土地整治因缺少先进的工程技术支撑,导致农田路沟渠使用寿命短,土地平整质量难以满足现代化农业发展的需要,部分耕地生态环境质量退化。再加上因不同地区、不同土地类型和不同利用方式对于诸如沟渠、道路设计强度、建设材料、成分配比、施工工艺、使用周期等要求均有明显差异,对一些关键景观断裂点的修复也缺少精细化的工程技术支撑,这些均影响土地整治的可持续性和工程效益的发挥。因此,研发新的适应农田建设的规划与设计技术,提出专门的精细化土地平整工程技术,应用激光技术进行土地精细平整作业,自主研发高标准基本农田建设新材料、新产品与施工工艺,增强高标准基本农田保育工程能力等领域将是未来农田建设工程技术的主要发展趋势。
3.2矿区土地复垦工程技术发展趋势
发达国家把复垦工程作为矿区开采的一部分,十分重视矿区生态恢复、景观重塑、生物多样性保护、可持续土地复垦、复垦工程与周边景观协调以及复垦土地的跟踪监测与评价。因此,矿区复垦土壤的地表稳定与侵蚀控制技术、土壤结构破坏与污染的重构与修复技术、防治矿山生态灾害技术、植被重建与生态恢复技术及土地复垦与生态重建的集成技术等是未来矿区土地复垦工程技术的主要发展趋势。
3.3污染土地修复工程技术发展趋势
发达国家污染土地修复工程主要采用实验室研究—中试或现场试验研究—大规模工程应用的基本模式,修复基质由单一的土壤修复过渡为土壤和地下水综合治理,修复技术涵盖了物理、化学及其生物修复类型。因此,研发绿色可持续单一修复工程技术、多种修复方法耦合联用技术、研制专用修复设备和药剂产品是污染土地修复未来发展的趋势。
3.4土地整治工程技术标准发展趋势
本文以成都农业科技职业学院四川省省级示范专业———园林工程技术为例进行研究。
1.1高职园林工程技术专业校企合作人才培养目标
根据2008年中央1号文件和《国务院关于大力发展职业教育的决定》(国发[2005]35号)、《关于实施国家示范性高等职业院校建设计划,加快高等职业教育改革与发展的意见》(教高[2006]14号)、教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号),及学院“十二五”发展规划,学院省级示范性高职专业(2011年立项)建设的要求,高职园林工程技术专业的人才培养目标是:培养德、智、体、美、劳全面发展,适应社会经济发展,具备从事园林工程规划设计、园林工程施工、园林工程项目管理、园林植物生产经营管理的高技能应用型、创新型技术人才。
1.2高职园林工程技术专业校企合作人才培养
2002年,在全省率先依托园林技术、园艺技术、建筑工程技术建立了园林工程技术高职专业,在四川省建设厅岗位培训中心及四川省风景园林协会的指导下,实施“双证”式教学。目前,有专任教师23名,兼职教师29名,校内实训基地9个,校外实习实训基地为31个。
1.2.1校企全程参与工学结合人才培养模式园林工程技术专业人才培养模式为“项目驱动,四段育人”,其中“项目驱动”指对接并归纳整合七个职业岗位(四个主岗位,三个拓展岗位)能力,确定专业培养目标;对接生产过程,以工程项目为载体,遵循职业成长规律,开发课程体系;对接真实工作任务和国家职业标准,遵循认知规律,开发课程;对接工作过程,创新教学做一体化的教学模式;对接企业用人标准,企业文化,建构专业和课程的评价体系。“四段育人”是根据学生认知及职业素养形成规律,在设计与实施中分为四个阶段。第一阶段(1~4学期):学生在校内和师徒工作室完成专业基础课和专业课程学习,搭建专业基础平台,培养学生岗位认知、基本专业素养及单一问题的解决能力;第二阶段(第4学期暑期岗位见习):在合作企业和师徒工作室结合生产项目进行定岗实践,让学生对各岗位工作职责、工作内容、工作流程、质量标准有进一步认识,培养学生团队协作和分析问题解决的能力;第三阶段(5学期):根据定岗实践中对各岗位工作的体验与认识,结合学生个性特点,以企业提供实际工程项目为载体,在学校或合作企业进行综合能力模块和拓展能力模块课程学习,提升专业岗位能力和专业综合能力,培养学生综合问题的解决能力;第四阶段(6学期):到园林企事业单位在具体的工作岗位上结合工程项目进行综合顶岗实习,培养学生职业综合能力,实现由学生向职业人的过渡。
1.2.2校企合作人才培养实施方案(1)抓阵地,建协会,强师资,设基地,举行技能大赛、多种方式凸现素质教育为中心。按照“抓住一个阵地、建立三个协会、培养一只队伍、建设一个基地、举行技能大赛等多种活动”的工作思路,切实提高学生综合素质。(2)“政企行校”四方联动,提供项目支撑,立体推进。与成都市温江区花卉园林管理局,温江区劳动就业局等政府行政主管部门合作,政府出台政策,为校企合作搭建平台、提供保障;与成都大众园林建设有限公司,四川省远景建筑园林设计院,成都华西生态集团等31家省内外企业合作,确立了设计员、施工员、造价员、资料员四个主要就业岗位,监理员、招投标员、苗圃管理员三个拓展岗位,确立了专业人才培养目标;在四川省风景园林协会、成都市风景园林学会、成都市园林绿化协会、温江区花卉园林协会的指导下,与合作企业一道,根据生产过程,以工程项目为载体,制定了工学结合的课程体系;与行业协会和企业合作,完成了工学结合的23门项目化、情境化课程建设工作;对接工作过程,实现校内仿真实训、校外定岗实训和顶岗实习相融合,教室教学、实训区教学和工地教学相融合的教学模式;在四川农业大学风景园林学院、江苏农林职业技术学院、苏州农业职业技术学院、深圳职业技术学院等院校的指导下,与企业和行业协会合作,根据企业用人标准和企业文化,完成了专业教学标准和集教学思想、教学目标、教学内容、教学环节、教学方法、教学效果为一体的课程评价体系。(3)三方互动,理实一体,深度合作,拓宽人才培养平台。坚持以素质教育为中心,以培养学生职业能力为目标,依托名企(成都大众园林建设有限公司等)、师徒工作室(成都三邑园艺绿化工程有限责任公司)与专业建设共同分析岗位群对人才能力的要求,共同确定人才培养目标,共同确定人才培养模式,共同制定人才培养方案,共同制定园林工程技术专业课程体系,共同进行实训基地建设及学生岗位见习(定岗)、顶岗实习指导工作等;使深度合作企业增加到31家,学生顶岗实习半年以上的比例达到100%。(4)“四段育人”分段推进,工学交替,四融合提高人才培养质量。通过“四段育人”,充分体现了工学交替,分段推进的培养模式。在建设过程中,实现了四个融合,即学生职业能力、就业竞争力和发展潜力相融合,校内仿真实训、校外定岗实训和顶岗实习相融合,教室教学、实训区教学和工地教学相融合,专业知识、职业技能和岗位能力相融合,从而极大提高了人才培养质量。
2校企合作的模式及组织形式
2.1行业协会+企业+学校合作模式在温江区花卉园林局指导下,将区园林绿化协会、成都欣绿园林工程有限公司引入学院,共同组建项目管理工作室。学院提供场地,协会和企业提供设备、项目、技术支撑,学院师生与企业技术人员共同组建团队,完成南部县行政中心附属工程车道及人行道绿化工程、温江区涌泉花和道路行道树栽植工程、创维成都物流园二、三期园林绿化工程等10个项目、面积438000m2、合同额为4800余万元项目的施工投标、工程施工及现场管理等方面工作
2.2企业+学校合作模式学院与省内外31家知名企业建立了校企业合作关系,建立了稳定的学生校外实习与就业基地。
2.3师徒工作室模式在企业、学校成立师徒工作室,实施拜师制式的实习模式。该模式以学生为主体,注重培养学生的职业发展,积极为学生选派具有极佳社会声誉的专业人士为导师,对学生职业生涯规划进行建设性的指导,激发学生热爱专业、学习专业的热情。
2.4组织形式行业协会、企业、学院、专业共同组建专业建设指导委员会、教学团队,负责校企指导与评价校企合作的具体工作(包括拟定校企合作项目、项目实施流程、各环节管理办法及质量评价体系),并定期研讨总结。
3高职园林工程技术专业校企合作人才培养实施成效
通过近三年的建设实践,学生的学习主动性明显提高,实践操作能力、职业素养、团队协作能力大幅度提高。人才培养取得了以下可喜成绩:2013年毕业生“双证书”取证率达100%、就业率在达到98%,专业对口率为91%,本专业学生半年就业起薪为2836元;毕业生爱岗敬业、专业能力强、综合素质高,受到用人单位的好评。
3.1实验实训条件建设
3.1.1校内实训室、场建设紧紧围绕专业课程体系建设的需要,分院采用“行业指导、企业参与”方式进行校内实训基地建设,分院新建园林工程材料展中心、园林工程景观设计工作室等17个学习训练区,其中与成都大众园林建设有限公司合作共建园林工程施工实训中心、与四川远景园林建筑设计研究院合作,共建园林景观设计工作室、园林工程设计及项目管理实训中心,与成都惠美花境园艺工程有限责任公司合作,共建园林植物栽培与管理实训场;与温江区园林绿化协会合作,将成都欣绿园林绿化工程有限公司引入学校,学校提供场,企业提供设备及相应工程项目,共建景观设计工作室。企业按照实际工作流程,提供项目操作规程、管理制度、指导教师、实训项目,使各实训项目在真实工作场景下完成;满足园林工程技术专业的实践教学需要,满足园林类职业技能的鉴定与培训需要。
3.1.2校外实训基地建设选择四川远景园林建筑设计研究院、成都大众园林建设有限公司,成都华西生态集团、成都三邑园艺绿化工程有限责任公司等有代表性、基础条件较好的园林设计、工程施工、花卉苗木生产企业,签订校企合作协议,建成了31个校外实习基地。各基地已接纳顶岗实习学生共计300余名,从而有效地利用了校外实习基地的各种资源,为学生岗位见习(定岗实习)、顶岗实习、专业课程教学、学生就业等方面提供了充分保障,确保了学生在校期间半年顶岗实习比例达100%。
3.1.3师徒工作室建设充分利用温江区是全国西部最大的花卉苗木生产地及川派盆景的发源地,知名园林花卉苗木生产企业、园林工程设计兼施工企业多,知名行业专家和技术专家云集的优势,在成都市风景园林协会、成都市风景园林学会、温江区花卉园林协会、温江区园林绿化协会、温江区花卉园林协会等行业协会及温江区花卉园林局、温江区就业局等行业主管部门的支持指导下,与温江区20余家企业达成协议,在企业成立园林工程技术专业师徒工作室。
3.2实践教学项目建设及实施
与合作企业合作,在企业技术人员的参与下,按照实际工作流程,设计并完成了主要专业课程实训项目、专业综合实训项目、专业认知项目、岗位见习项目、顶岗实习实践教学项目的建设,在项目实施中,实行企业人员与校内教师双指导。
3.3课程建设
与成都大众园林建设有限公司、四川省远景建筑园林设计研究院、成都三邑园艺绿化工程有限责任公司、成都惠美花境园艺工程有限责任公司等企业合作,聘请企业专家和课程专家指导,按工作过程和“五个对接”改革教学内容,完成了《园林工程技术专业导论》等23门课程标准;完成了《园林植物景观营造与维护》等8门课程资源库建设,完成了17门校本教材编写,并陆续由西南交通大学出版社出版。制定了顶岗实习管理制度和考核体系,编制了“拜师制”实训、暑期岗位见习、顶岗实习指导书,初步建成了园林工程技术专业共享型课程资源库和开放式网络学习平台。
3.4师资队伍建设
3.4.1双师型教师队伍建设近三年,选派4名老师到合作企业全职锻炼;选派12名老师带着课程建设任务,利用寒暑假时间到合作企业生产一线实践锻炼;安排12名老师参与了成都农林科学院承担的学院彭州葛仙山现代农业科技示范园区规划、项目论证;四川省远景园林建筑设计研究院承担学院大门及景观项目设计等生产性项目。目前,20名教师分别取得了全国一级建造师、二级建造师、全国注册监理工程师、全国注册一级结构工程师、造价工程师、景观设计师等执业资格证书。
3.4.2兼职教师队伍建设与政府主管部门、行业协会(含学会)、企业合作,有针对地在“政、企、行”中选聘兼职教师,现已建立了29人的专业兼职教师资源库,参与人才培养模式、课程体系、课程标准的审定等工作。
3.5技术服务
近三年来,积极开展对合作企业园林植物生产与养护、工程设计、工程施工、工程管理等方面的技术服务。先后参与完成了四川雅安芦山县第三小学园林绿化工程、成都市新都区柏茗现代科技农业园、成都市温江区永生镇石河鱼永生大路、成都市温江区涌泉花和道路行道树栽植工程、成都市创维成都物流园二、三期园林绿化工程等26个项目的设计、施工任务;承担成都市温江区、郫县花卉苗木生产企业在栽培养护管理方面的技术咨询100余次,解决生产技术问题20余项。为企业解决了技术难题,挽回了损失,受到企业好评。
4校企合作反思
1.1地质工程测量方案存在着套用的现象,与实现不符
(1)设计人员对作业情况勘察和调查分析较少。由于设计人员不深入作业一线,所以对作业区具体情况缺乏必要的勘察和调查,对于设计方案的正确性不能及时进行检查,而且发现问题后不能及时进行处理。
(2)编写依据不科学。部分设计人员对现行的法规和技术标准缺乏深入的了解,对相关的地质工程测量产品的定额管和装备标准也缺乏重视,这就导致在编写过程中存在着较多不科学的地方,由于过多的参考过进的教材和规范,则会导致所编辑的测量方案与实际存在较多不符合的地方。
(3)对利用已有资料的情况分析不全。目前在测量方案设计时,由于对所参考的资料缺乏了解,部分资料由于时间较久,或是不是本单位所测,再加之一些资料很难收集到,同时在对这些资料利用时,缺乏必要的调查和科学的分析,盲目的对这些类似资料中的分析结查进行照搬,从而导致设计方案的科学性缺乏。
(4)标准意识差。地质工程测量方案由于缺乏统一的法规和标准,这就导致无论是文字、公式、数据和图表等都存在着不准确的地方,而且有关的名词、术语、符号、代号及计量单位等在表述上也存在不一致的地方,由于缺乏一定的标准意识,这就导致在对技术方案、作业方法和设计思想的评价中存在着不客观性,普遍存在评价偏高的情况。
(5)设计不深入。在设计中,不仅没有从作业区的实际情况出发,而且在设计过程中对于各种新技术、新材料、新方法等应用的较少,这就导致所选择的设计方案不是最佳的,同时对于所选择的措施也缺乏深入的研究,无法实现取期的效果。
1.2地质工程测量项目中的问题
(1)在控制测量与碎部测量中可能难以对后期工作的需求进行认真考虑,造成后期工作的被动,增加整体测量上的工作量。
(2)在控制测量布网中可能使测区精度要求布局不合理。
(3)可能使测区有的地方控制布网漏布。后期补充布网不仅会增加控制测量的工作量。还会使原的统一性受到损害。
(4)在片面追求节省经费、缩短工期的前提下,抛弃分级布网的基本原则,采用缺乏校核条件的一次性布网形式,其结果是缺乏误差控制方法,造成误差的过大积累,精度难以满足工程要求。有时甚至出现地质事故不能及时发现,造成难以挽回的损失。这样,不仅使节省经费、缩短工期的最初目的没有达到,反而使测量工作处于极度被动的状态。
(5)有些测量人员对测量方案设计缺乏认识,甚至还往往错误使用概念,以至出现一些不应有的概念与应用错误。
2提高地质工程测量成图质量的具体措施
2.1有效提高地质工程测量人员的技术素养目前从事地质工程测量的人员多为新毕业的大中专毕业生,这些人员对于计算机较为熟悉,但缺乏实际工作经验,所以在培训过程中,需要加强对技能和基本功的培训,通过野外实则并与讲授相结合,这样有利于地质工程测量人员专业技能的提高。
2.2观测员在工作前应仔细检查仪器在测量过程中,观测号不仅需要与跑迟员之间做好配合工作,同时还要在安置好相关测量仪器后,做好仪器的检查工作,确保仪器安置与输入高度都没有差错时,还需要对后视方向相关站点进行观测检查,确保数据的正确性,所以做为一名观测员需要具有较强的责任心。
3结束语
1、发电过程中的运用
电力工程技术得技术含量很高,它可以通过电子设备实现电能的转化和控制,大大降低电能的消耗和机电设备的损耗,极大的提高了发电机和机电设备的工作效率。当前,电力工程技术中还涌现出同步开断技术的智能开关、新型超高压输变电技术的高压直流输电、电气传动技术的高压变频等一大批高精尖技术。
2、电源领域的运用
不同用户,尤其是大用户往往采用不同的电子设备和电器元件,为了满足各类用户的用电需求,电力工程技术为接入智能电网的用户提供了个性化的电源供应,如直流电源、交流电源、恒定频率的交流电源等等。
3、输电过程中的运用
因为智能电网的运营需要具备电能质量高、电网工作状稳定的条件,而这些条件的满足需要电力工程技术中的谐波抑制技术和无功补偿技术作为支撑。随着电力工程技术的不断发展和智能电网建设的不断完善,大批适应智能电网发展需求的新型装置应运而生,比如超导无功补偿装置和薄型交流变换器。对于线路较长、输电容量较大的输电工程,一些国家通常采用直流电的输电方式。而我国则在此基础上,采用晶闸管变流装置来作为送电和受电两端的整流阀和逆变阀装置,对这些新技术和新设备的采用,极大的提高的电网输送的容量,同时在极端天气下还增强了输电网络的稳定性。这些装置技术含量高,有效地解决了电力输送过程中电网突然断电和电压的不稳定等现象,极大的提高了输电网络的可靠性。因此,高技术含量和高效率的电力工程技术和相关的配套装置是我国新型智能电网建设取得突破性发展的有力保障。
二、智能电网建设过程中电力工程技术的具体应用
1、电能质量优化技术
该技术在智能电网建设中的运用,需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上,对供用电的接口所具备的经济性能进行分析,从而建立起用户经济性以及技术等级这两个评估体系,并借助法律法规的不断完善,来促使智能电网的建设向经济且优质的方向发展。电能的质量优化技术的运用,具体涵盖了直流有源滤波器相关技术、自适应静止无功补偿技术、电气化铁道平衡供电技术、统一电能质量控制器以及连续调谐滤波器关键技术等。这些技术能够使得电能的质量大大提高,并且降低了其使用的成本,从而具有较大的运用市场。
2、高压直流输电技术
首先,线路造价低,节省电缆费用。其次,运行电能损耗小,传输节能效果显著。直流输电导线根数少,电阻发热损耗小,没有感抗和容抗的无功损耗,且传输功率的增加使单位损耗降低,大大提高了电力传输中的节能效果。最后,线路走廊窄,其节约的土地量是很可观的。除了经济性,直流输电调节速度快,运行可靠。在正常情况下能保证稳定输出,在事故情况下可实现紧急支援,因为直流输电可通过可控硅换流器快速调整功率、实现潮流翻转。此外,直流输电线路无电容充电电流,直流线路无电容充电电流,电压分布平稳,负载大小不发生电压异常不需并联电抗。
3、能源转换技术
目前国家下大力度整治空气污染物的排放,到2020年较2005年二氧化碳的排放量减少40%,而我国发电系统仍主要依赖于热力发电。因此大力开发和利用新型清洁能源,减少大气污染和温室效应,已成为衡量一个国家可持续发展的重要指标,通过使用先进技术进行能源的转换和高效利用已经成为了现代低碳经济能源利用的核心。目前,我国着重开发大规模电厂并网技术。电网未来的发展趋势应该是范围大、运行可靠的光伏发电技术等。但是,我国的能源转换技术和世界先进水平还有较高的差距。因此,我们要加大相关的技术和资金投入,进一步研发能源转换的核心技术。比如智能电网建设中能量转换技术的发展方向就是提高可再生能源的利用率和各种并网技术的效率等。
三、总结
关键词:城市种植技术 创新课程 开发研究
我校已在部分高一、高二年级开设了“城市种植技术创新”课程,成立了校开心农场。开设该课时,我将学生分成若干学习小组,轮流值日,管理班级的植物和试验室,要求绝大部分学生在家或学校完成一株花、一棵菜的种植。在学习该课过程中,学生除获得知识、实践、情感外,还启发了思维,进行了发明创造。目前,该课还处于研发实验阶段,设备、材料、场地等还有待全面完善。
一、课程开发背景
在可耕土地资源有限的地球上,如何满足日益增长的人口对粮食的需求,是所有政府必须面对的问题。很多国家早在20世纪初就在发展城市农业,如美国城市农场“楼顶农场”“后院农庄”运动等。
2011年,我有幸去日本访学,看到有些学校每个班级都划分了一块5平方米左右的种植园,学生可自由种植蔬菜,收获的蔬菜、水果可用于家政烹饪课原料。当前,国内部分中小学由于理念的缺失、种植条件的限制,只有很少的学校在劳动技术课或生物兴趣小组里开展了种植活动,如连云港市实验学校,每个班级的教室里都有十几盆花是由学生自己种植管理的;南京市铜山中心小学有百树园、百花园、百草园,每个教室、办公室都有花;南京市凤凰街小学在校园和教室种植了300多盆吊兰,创造了一个吊兰的世界;牡丹江市立新实验小学全校学生在劳动与技术课上一起到“六园”上课,这六园是指农作物园、蔬菜园、百花园、果树园、葡萄园、小动物园,令学生兴奋的莫过于亲手劳动,从播种到除草到收获,全程参与,感受快乐。
目前,国内外城市农场的发展现状,不论是对市民,还是对学生而言,基本上都是在种植层面的,对学生至多也就是一般的实践活动层面的教育。
我国是一个落后的农业大国,由于城市化进程的快速发展,城市越来越大,可耕土地越来越少,城市人口越来越多,农村劳动力越来越少,正在用全球7%的耕地供养全球22%的人口;农业生产正在承受着越来越沉重的压力;毒豆芽、毒青菜、毒黄瓜事件不断出现,扰乱了人们的生理、心理健康;老年化社会问题日趋严重,创新型国家建设迫在眉睫。面临如此严峻的形式,立足通用技术课程,走构建以种植为载体的技术创新课程,激发学生热爱农业,敢于创新的品质,从而让技术课动起来、活起来,让学生学起来、做起来。
二、课程开发理念
“城市种植技术创新”课是以教育改革为导向,以通用技术课程的技术与设计思想方法为主线,以城市花卉、蔬菜种植为载体的课内外相结合的课程。学生用技术与设计的理念进行创新学习,培养终身发展的能力。
城市种植技术的场地可以是屋顶、阳台、露台、庭院、室内、室外等。种植技术创新的研究是指种植容器、种植设备、种植方法、种植品种的创新。城市种植技术创新课程,从种植层面来讲,是指花卉、蔬菜的种植,是现实版的城市开心农场;从教育理念来讲,是以种植为载体的技术创新课程,通过种植,学生不仅能学到书本上难以学到的知识,还可以培养学生爱自然、爱科学、爱技术、爱创造的品质;结合高中通用技术课程中选修模块“现代农业”中的“种植农业”,解决了城市普通高中目前无法开设农业种植课的难题。该课程有利于学生科学技术素养的生成,可使生物、通用技术、科技创新(校本课程)和综合实践活动等学科知识,通过统一的教学载体——种植技术,实现有机的结合,帮助学生高效学习;能够让学生收获一些绿色蔬菜、绿色空间的知识,改善居室环境,增进家庭亲子关系,获得情感、态度与价值观的提升。通过该课程的建设还有利于改造学校环境,创造绿色的学习环境和办公环境,为建设低碳环保型社会做出贡献。
三、课程实施过程
高一年级新生入学开始,每周1课时,用于宣传创新种植的意义,讲授核心基础知识,确定研究课题,设计研究方案,实施研究过程。布置每人至少完成1棵花卉、1棵蔬菜的种植。高一第一学期结束前每人或2~3人的团队,都必须确定一个研究项目,高二第二学期结束前(小高考后)完成课题研究报告。高二年级学通用技术“技术与设计1”和“技术与设计2”,穿插“城市种植技术创新”课讲结构、试验、管理、控制、系统等知识。
(一)确定种植项目
高一第一节课就提出要求:本学期每位学生都必须完成:(1)1棵花卉、1棵蔬菜的种植。(2)文字记录种植过程,包括播种、苗移植、养护管理等。(3)照片留存种植过程,必须是学生亲自操作的,学期结束前每位学生每个品种交3张照片和一份种植试验研究报告。经批改后选择4~6人进行全班交流,教师点评。
第一学期期中考试前后,每人或2~3人组成的团队确定一个综合实践研究项目,可以是“城市种植技术创新”,也可以是其他的项目、课题,第二学期期末交流与评价课题研究的初步成果,重点是交流技术创新过程和研究报告的写作。这个过程遵循了“发现问题明确问题设计方案研究过程解决问题研究报告或作品交流与评价”的一般设计过程。
课题的类型一般没有限制,可以是一个研究问题、一种改进工艺、一项活动策划,也可以是一个产品设计、一件作品制作、一项调查等。在“创新种植技术研究”这一主题中,我们可以从以下几个方面去思考:(1)与背景材料相联系的内容,如城市花卉、蔬菜的特征,与人们日常生活、文化、城市环境建设的关系。(2)在个人的学习、生活中寻找感兴趣的内容,如花卉和蔬菜的栽培、插花、盆景制作、家庭美化、校园绿化、草坪养护、家庭种植、小区绿地规划设计、城市绿地景观设计、作物栽培试验、植物标本制作、食品选购、食品保鲜等。(3)社会热点问题,如环境保护、绿色食品、植物资源保护等。(4)科学前沿内容,如太空育种、基因工程、生态农业等。
(二)选择种植容器
常规种植容器(花盆)通常是放在室内地上或桌子上,因其占用空间大、效率低、不美观、易损坏、不便浇水和清扫等弊端,所以没有得到很好的推广。而设计立体结构的种植容器,则可以有效解决在有限的空间中无法高密度种植的问题。
1.废旧物品再利用。
直接利用废旧容器或稍加改造,成为独特的种植容器。如下图所示是利用废轮胎代替花盆、泡沫塑料箱直接用作种植容器,或者是用色拉油壶等容器制作成可上下种植的容器,简便易行,价格便宜,特别适用于楼顶平台的绿化。
2.种植容器创新。
用木板、塑料板、塑料管等材料,设计制作相应形状和结构的种植容器。如下图所示,立式悬挂种植柱,主要用于教室立柱两侧和前后墙角悬挂;卧式悬挂种植槽,主要用于教室前后黑板两侧悬挂;卧式可移动种植槽,主要用于教室后侧地面放置,便于移到走廊养护;管道或槽式种植结构,用pvc塑料管制成的卧式、立式悬挂种植容器,可置于教室前后及两侧相应位置,进行大空间绿化。
(三)进行种植试验
技术试验是在技术活动中“为了某种目的进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动”。在通用技术教学中通常只用1节课教学技术试验及其方法,而我却用4节课强化技术试验及其方法的重要性,体现了通用技术重实践、重创造的教育思想。
1.区域移植试验研究。
区域移植试验法是在相互具有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。课上,有学生问:“火龙果、芒果、木瓜等热带水果,在我们这儿能成活并开花结果吗?”我认为,学生能够想出热带植物区域种植试验研究很有创意,于是便让学生试验,至于能否开花结果、能不能吃等问题可另当别论,因为学生在这个过程中学会了技术创新。
2.种植方法试验研究。
对试验对象进行条件优化或条件组合。塑料大棚种植就是把品种选育、温度、湿度、施肥、阳光、浇灌等蔬菜生长条件进行优化组合的一种技术试验成果。通过试验,预测被试对象状态的变化及产生的后果。例如,用色拉油壶改造成的双向种植容器种出了双头吊兰、双头蔬菜;有一位学生采用优化试验法和预测试验法创造了红薯的新种植方法——多层结薯,得到了江苏省农科院红薯专家的高度评价。
(四)撰写种植报告
在试验前必须对试验过程进行周密设计和安排,科学地进行试验,客观地做好原始记录并进行数据分析,得出结论。试验研究报告的写作一般包括试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等。
1.查新报告。
在发现问题、明确问题和方案的最初设计阶段,首先要作出查新报告。作出查新报告的关键是根据研究项目的创新点设定
2.研究报告。
无论是发明创造还是科学研究项目都需要完成研究报告,不仅要让学生学会科学技术研究,还要让学生学会“科技论文”写作。
(五)交流与评价
《计算机控制技术》这门课程在不同高校的课程设置有很大的不同。有的高校侧重于以计算机为主线,着重讨论直接数字控制系统、以及现场总线控制系统等计算机控制系统。有的高校侧重于硬件系统的设计和仿真,而对软件却是一带而过。有的高校针对的是计算机控制技术的数学描述及控制算法。应该说各个高校在教材的选取和教学环节的进行中都有自己的独到之处,但是对于针对本校学生的实际情况,这些是远远不够的。在经历了若干个环节的教学和实践中,我对计算机控制技术这门课程的教学改革的方法和实践有自己的一些认识。
2课程教学改革的方法和实践
2.1教学环节突出侧重点
针对本校学生的实际水平,在教学环节中突出侧重点。由于本课程的第一部分主要涉及计算机控制的基础知识、数学模型及控制原理和分析方法。这一部分内容在前期的自动控制原理、复变函数中都有所讲述,那么在本课程的学习中主要是针对课程内容进行复习和总结,而不作为重点内容进行讲授。而第二部分中,讲述的是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分是众多学科实践与应用的理论支撑,包括了经典控制算法如PID控制算法及其改进等,复杂控制算法如最少拍控制及达林算法等以及数字滤波等数据处理方法,同时包括了系统仿真算法。这一部分作为重点内容讲授。而第三部分是控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。该部分需要学生动手实践来完成,实际应用也很广泛,在讲授中同样以举例的方式让学生能亲身体会到软件方面的使用。
2.2教学与教材有机结合
针对《计算机控制技术》这门课程的特点,现有的高校教材可谓是形形,各有各的特点,那么如何使学生更好的学习课程内容而又不依赖于教材呢?或者说如何使学生更好的理解教材内容而更深入的学习课程知识呢?这就要求将教学与教材有机的结合起来。针对本校学生特点,不能拘泥于一本教材来学习本课程,因此,在教学过程中,第一部分内容也就是前期的计算机控制技术基础知识和数学模型等内容,主要针对学生现有教材以及自动控制原理等教材进行讲解,第二部分内容主要是计算机控制技术的算法和应用以及系统仿真的算法。该部分的内容想对比较难,计算量大,因此既应用现有教材,还参考于海生等编著的《计算机控制技术》以及汤楠等编著的《计算机控制技术》等教材,针对算法的部分,结合不同教材的例题,使学生更好的理解算法的来源。第三部分即控制系统的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,该部分更多的需要学生自己动手操作,那么在上课的过程中针对例题给学生通过多媒体演示的方法,引入知识点来提高学生学习的积极性。
2.3有效利用实验环节
《计算机控制技术》这门课程不但有独立的理论和方法,而且有相当强的实践性和应用性。因此,要学好这门课程,必须有效的充分的利用实验环节。本门课程安排在第六学期开设,该课程的实验的设置充分结合课堂内容,考虑以实际应用为主,主要安排了数字滤波器、数字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并为了提高学生的学习兴趣以及拓展学生的知识面,还安排了选做的步进电机控制、温度控制系统等现实中广泛应用的实验环节。
2.4重视教学中的考核方式
考核是评价学生学习、了解教师教学效果的一个重要杠杆。而仅仅通过期末考试的方法来对学生进行考核的话,有可能使学生平时不注重学习,期末搞突击,考后知识还给老师。我们把考核分为了4种:
①课堂作业。每次作业计10分,按照作业次数折合成满分10分的平时成绩。
②课堂表现。针对学生的课堂状态以及回答问题的正确率和积极性,计10分平时成绩。
③实验环节。针对各个实验中学生的预习情况、实验过程中的参与情况,实验结果的准确度来评价,满分计10分。
④期末考试。期末考试成绩折合成70%,再加上以上3项的成绩即为学生的总体考核成绩。这样分配更加合理,也充分调动了学生的积极性。
3结语
1.1走访调研,确定人才培养目标
学院通过多次举办校企合作研讨会及对多家医药企业进行走访与调研,与企业一线工作人员共同探讨决定,中药制药技术专业坚持为地方区域经济,为北药事业的发展提供人力资源保障,确定专业人才培养目标为:以热爱祖国,拥护党的基本路线,德、智、体、美全面发展,具有良好的职业素质和文化修养,面向医药卫生行业,能从事中药制剂生产、中药饮片加工、药品质量检验等岗位的高素质技能型人才。
1.2分析就业岗位,进行课程定位
针对学生毕业后可从事的工作岗位任务进行分析,将中药原药材的鉴定与炮制、中药制剂的生产与质量检验、生产工艺的质量监控、常用制药设备的使用与维护等所需知识与技能进行了整合,形成了学习领域中的“中药炮制技术”“中药制剂技术”“中药制剂检测技术”“中药制药设备”等四门专业核心技能课程。
1.3课程性质
“中药制剂检测技术”是在分析化学、中药化学、中药鉴定学、中药制剂技术、微生物学等前导课程的基础上开设的课程,是以中医药理论为指导,应用现代分析方法和技术,对中药制剂质量进行检测控制的一门综合性应用课程。
1.4课程目标
针对中药制剂质量检验岗位的要求及能力,参照初中级中药检验工的标准,将课程培养目标确定为:(1)知识目标。学会如何使用药品标准、检品取样的方法、检品的前处理、性状鉴别、显微鉴别、理化鉴别、检查(常规、杂质、微生物)及含量测定的方法等。(2)职业能力目标。能熟练运用所学中药制剂检测技术与方法对中药原辅料、半成品、成品及包装材料进行质量检验;能熟练操作检验仪器及做好仪器的维护;会配制各种常用的试剂、缓冲液;能熟练运用计算公式进行计算并进行判断;正确填写药品检验原始记录及药品检验报告书。(3)素质目标。养成良好的团队合作精神;树立“质量第一、依法检验”的思想,培养正确操作、仔细观察、认真记录的良好习惯;具有发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力;养成严谨、实事求是的工作作风。
2课程设计与实施
2.1课程设计理念与思路
从中药制剂质量检验岗位(初、中级中药检验工)的知识、技能和素质要求入手,将中药制剂质量控制和管理人员的工作情境转化为学习情境,依托中药生产企业生产中药制剂形态不同而具体检验项目也有所不同,对课程实施了项目化教学,包括课程教学内容的设计、教学的实施及考核方式的进行性设计,均是以项目为基础的。
2.2课程内容设计
根据中药制剂多数以固体状态及液体状态形式存在,其质量检验过程均是由阅读理解药品标准(国家标准、企业内部标准)、取样、样品前处理、鉴别、检查、填写检验记录等六个步骤完成,因此将本门课程教学依托在三个教学项目上,每一教学项目又分设有多个检验任务,具体检验任务以常见中药制剂为载体安排教学的实施,其中取样、样品前处理、试液的配制、计算、检验记录及检验报告的填写、检验室卫生及安全在每一项任务完成过程中均有所体现,在这一设计中遵循了知识由易到难的顺序,体现了知识“必需、够用”的原则,注重了职业能力的培养,充分满足了岗位技能对技术人员知识、能力、素质的基本要求,体现了先进性、通用性与实用性。
2.3课程教学实施
课程教学的实施以职业能力培养为目标,依托学院现有药物教学实训楼内教学做一体化制剂检验实训室的有利条件,采用探究式教学模式实施教学过程,营造以学生为主体自主学习,以教师为主导的教学氛围。在教学方法上,采用任务驱动法、小组讨论法、角色扮演法、案例分析法等组织教学。三大教学项目中任一检验任务的实施均是通过如下步骤进行的:创设问题情境与下发任务请验单、探究问题设计实施方案、汇报实施方案、教师点评、具体实施、检查评价六个环节。每一环节均以小组为单位进行(实施任务前将学生按人数平均分为8组,每组3~4人),着重培养学生设计质量检测方案,顺利完成检验项目与任务,规范填写检验报告,培养学生的职业意识。第一环节:创设问题情境,下发任务请验单。请验单的发放是项目具体任务完成的首要环节,除第一节课讲解对学生的要求及上课模式转变的学习外,均是利用上一检验任务完成后的20分钟进行的。针对请验单,向学生提出有参考性的问题或列举典型案例创设问题情境来引导学生进行探究行为,可使学生明确需要掌握的知识点与技能点,为下一步骤的实施明确方向。第二环节:探究问题,查阅资料,设计实施方案。针对教师引出的问题,学生课下通过查阅专业书籍、相关药品标准(《中华人民共和国药典》)及利用互联网等资源,小组成员共同讨论并设计出能完成本组待请验任务的实施方案,包括检验方法的选择及理由、所需材料及仪器的详单、操作时分工问题、步骤实施细节问题、实施过程中应注意的事项等,制作成PowerPoint幻灯片。第三环节:汇报实施方案。小组成员在课下设计好的实施方案,在课上随机选取一名学生进行汇报,教师、其他组成员与之共享解决方案,在此过程中,其他组成员可以在汇报完后对自己思考不清楚及不懂的地方向汇报人提出疑问,并由汇报人进行回答;如果答不出,教师与学生可以一起探讨,解决相应问题。第四环节:教师点评,确认各组实施方案。教师通过随机选取的学生汇报的情况进行点评,对学生未能充分考虑到的及存在异议的地方进行补充与解疑,确认实施方案的合理性,包括方法选取是否得当、所需材料及仪器是否合理、操作步骤顺序是否准确等,并对此提出意见。第五环节:具体实施。具体任务的实施过程是培养学生职业能力最关键的环节,学生根据确认后的实施方案进行具体的实践操作。在这一过程中,学生要随时根据操作填写相应的检验记录单、试剂试药配制单、取样单、样品发放记录单等各种记录,培养学生原始记录要详细、检验结果要准确的职业素质,真正做到学生为主体,而此时,教师在一旁进行巡回检查并指导,及时纠正不规范行为。第六环节:检查评价。学生实施过程中及完毕后需要填写原始检验记录及形成检验报告书,上交后,各组之间轮换进行检查,对记录不详细及不正确的地方进行组间探讨与纠正,这一环节是在充分掌握所需知识的基础上进行的,这种方式有利于改变学生懒于思考,不善于动脑的习惯,有利于培养学生善于发现问题、解决问题的能力。
2.4课程考核设计
为更好地体现学生对所学知识的掌握程度及实际操作能力,本课程考核方式采取多元化设计。对学生的出勤情况(旷课、迟到、早退、事假、病假给予不同的分数)采取与企业相同的规章制度,要求学生用本人的笔记在出勤表格中填写自己的名字,不许他人,发现则两人均视为旷课,扣除相应分数,此部分分数占总成绩的10%。过程性考核:考核成绩由教师评价及学生评价构成,占总成绩的50%。以小组为单位,每一检验任务设置一定分值,教师及学生评价各占50%,最后综合形成每一学生的过程性考核成绩。教师从每一项目下的具体任务的准备、汇报情况、实施及完成的速度与质量,从分析问题、解决问题的能力、小组成员合作沟通能力、学习态度、操作是否规范、实验环境清理是否洁净等方面进行评价;而学生评价则是小组长扮演质量负责人对其组员进行评价,从着装、操作是否规范、是否积极参与讨论、是否参与清理环境等方面进行评价。在完成每一检验任务后所形成的请验单、检验记录、成品检验报告书及试剂试药配制单等各种填写记录是否完全,可视为作业,占总成绩的10%。终结性考核:即理论试卷考核,减少至占总成绩的30%,但卷面成绩要达到最低标准(卷面成绩不能低于50分)。此种考核方式与理论知识“必需、够用”相吻合,注重考核学生的技能操作过程,对职业能力及素质的培养更趋于合理。
3教学效果
关键词:智能化技术;电气工程;自动化控制;应用
智能化技术,是在我国科学技术不断发展中所研发出的新型技术手段,在智能化技术出现后,因其各种优势已经在我国各个领域当中被广泛的运用起来,尤其在电气工程自动化控制系统当中,随着被逐步的运用在电气工程的各项领域当中,为我国电气工程领域的发展奠定非常有利的基础。
1智能化技术的主要理论基础分析
在二十世纪五十年代人工智能就已经问世,通过几十年的不断研究与探索,智能化技术也被广泛的运用起来,在人们生活当中、工作当中都被人工智能化产品所占据,它们能够像人类一样有感应,能行动和思索,因其自身拥有高精度、高效率以及高协调性的特点,已经远超传统的控制技术,当前随着计算机的快速发展,能够有效的实现运用人的思维能力去模拟到机器人身上,在运用计算机编程语言技术,普及增加智能化模拟的可实施性,进而实现科技的快速发展。
2在电气工程自动化控制中应用智能化技术的主要意义
2.1能够对自动化控制模型进行简化
在电气工程自动化控制工作中,主要就是通过建立模型来实现的,但是因此模型相对比较复杂繁琐。例如,建立的模型与实际情况出现不符的情况或实际操作中出现与模型不统一的情况,对于这些问题来说一般情况下多以电气工程自身调节能力来进行处理,但在实际操作中,还是会出现一些无法预测和估计的问题,影响着电气工程自动化控制的正常运作。而在电气工程自动化控制中应用智能技术,能够在一定程度上去防止类似突发事件的发生,从而提升电气工程自动化控制工作的准确度。
2.2能够实现电气工程自动化控制的一致
电气工程自动化控制主要是以建立模型来实现的,而应用智能化技术在电气工程自动化控制中,能够避免模型复杂的问题,进而保障其控制工作的顺利完成,利用控制电气工程中的有关设备与数据,让电气工程自动化控制变得更加一致化,不仅能够提升电气工程自动化工作效率,还能改进电气工程自动化的整体服务质量。
2.3对电气工程系统控制水平进行提升
在电气工程系统控制中应用智能化技术,能够有效提升其控制水平,不仅能够控制电气工程自动化程序设备中的相应系统数据,并且还能对电气工程自动化安全隐患进行警戒,在一定的情况下避免自动化控制中出现不必要的问题,提升电气工程系统控制水平,为电气工程领域发展提供有利条件。
3在电气工程自动化控制中智能化技术的主要应用
3.1对电气工程自动化控制中的病因进行合理诊断
对电气工程系统进行病因诊断时,对于传统的诊断形式来说,是相对比较复杂且繁琐的,不仅仅对工作人员有着很高的要求,还无法对其病因进行精准的诊断,导致电气工程自动化控制中会出现一些无法避免数据问题等。而职能化技术则能够利用自身优势,对其病因进行有效的诊断,还能因其问题提出合理的解决策略,不仅能够有效找出病因,还能更好的提升其工作效率,因此电气工程自动化控制中要有效利用智能化技术,在对其设备进行情况的诊断,从而避免相关问题对工作的影响,更好的促进电气工程自动化控制工作有效进行。
3.2对电气工程的设计形式进行优化
在传统的电气工程的设计中,主要是通过工作人员进行反复实验和改良才能够完成,而在工作人员不能全面的考虑到实际情况时,就会出现一些复杂的问题影响正常工作,并且这些问题也不能得到及时的解决,而且在对电气工程进行设计时,对工作人员的要求也是非常高的,不仅要运用良好的设计知识和专业知识,也要拥有一定的综合能力,才能刚好的将该工作完成。而对于智能化技术来说,运用在电气工程自动化中,设计人员可以利用计算机网络或相关软件,对电气工程自动化控制的进行设计,这样不仅仅能够提升设计所用数据的准确性,还能够对设计的样式进行丰富,能够更好的解决数据问题,从而保证电气工程自动化控制工作的良好运作。
3.3实现自动化控制整个电气工程
电气工程控制系统中的环节有很多,所以,智能化技术的应用能够有效对整个电气工程进行自动化控制工作。智能化技术利用模糊控制、神经网络控制以及专家系统控制,来实现对电气工程的自动化控制,利用智能化技术实现对电气工程的全面控制,这样不仅能够保证该工作的顺利完成,还能大大提升其工作质量,增强其整体水平,也能为电气工程领域的发展奠定坚实有利的基础。
4结论
在电气工程自动化控制中应用智能技术,这不仅仅是一个非常大的成就,还是促进智能化技术在其他各个领域当中的良好应用,发挥其作用,更好的让智能化技术为我国经济发展奠定良好基础,并能稳定推动电气工程领域实现长期可持续发展目标。
作者:闫鹏 单位:包头市九原区住房保障和房屋管理服务中心
参考文献
路基工程灾害与道路工程的选线设计、施工方法、施工质量、治理措施等有密切关系。
(一)地质条件不良地段的路基选线
某些山区道路路基工程的设计坡度能达到70°以上,设计高度多在15-40m以上,最高可达60m,而且个别地段还有顺层高陡路基工程,所以,不稳定的崩塌落石点特别多。山区道路周围的倾倒崩塌,位于构造破碎的岩层地带,设计路基工程高度较高,坡度较陡。在构造破碎基岩地段不适宜地设计高陡路基工程是崩塌落石严重的原因。所以在山区道路路基工程的设计选线中,这是必须注意的一点。
(二)切坡过多破坏了原有平衡使路基工程灾害形成和发展
我国很多山区公路和铁路沿线的岩石残积物是以松散堆积物为主体,它们的水稳性差,遇水易崩解。公路切坡过多,破坏了原有的植被及其力学平衡,又设计成高陡路基工程,坡高多在15-30m以上,坡度多在40°以上,使水动力强度增大,是造成坡面冲刷侵蚀、水土流失、坍塌、滑坡的重要原因。
(三)施工方法不当、质量不高、留下后患
山区道路施工中深挖土石方往往很大,施工方法多采用大爆破,使原本存在裂隙发育的岩体发生松动、裂隙张开、宽度扩大。加上施工质量不高,岩质路基工程施工不规范,坡面不平,岩体参差不齐;施工后期对危岩、浮石未进行清理,使大多数高陡路基工程上都残留大量危岩,给长期行车安全带来后患。
二、山区道路路基的工程特点
山区由于山区地形、地质等特点和公路路基设计要求特别是高速公路路基设计的更高要求,山区公路路基具有以下几个方面特点:变异性和不确定性大,道路沿线的地形、地质和水文等自然条件往往变化很大,即便在较短的路段内,路基的填挖情况、岩质和土质以及水文条件都可能有较大差别,从而使路基的物理和力学性能有很大的差异;由于自然地面的起伏不平,路基形式有填方路堤、挖方路堑、半填半挖路基等三种类型,在纵、横向均存在填挖交界过渡区,容易造成路基不均匀沉降,山区公路路基的不均匀沉降造成路面局部裂纹、沉陷的现象,不但会导致路基本身损坏,还将导致路面结构损坏;由于地形变化复杂,路基边坡高度和填挖高度相差较大,在路线跨越深沟时常常出现高路堤,且不可避免地存在陡坡、斜坡路基、路堑高边坡;由于地形限制,山区路基工程往往需要通过设置支挡防护工程以确保路基稳定,同的由于路基宽度大、土石方数量相对较大,有时也需要采用支挡工程以减少土石方数量;路基工程由于填挖造成地表植被损害等,破坏了自然景观,且容易造成大面积的水土流失,故山区高速公路路基工程设计应重视环境保护和水土保持。从地质构造上讲,岩层的结构与构造,对山坡的稳定性、滑动面的形成以及滑坡的发展都有很大的影响,如堆积与岩层的接触面愈陡,则堆积层土地体的重力作用就愈大,极易发生滑坡的危险。
三、山区道路路基灾害防治措施
(一)山区道路路基常见灾害
1、崩塌现象
崩塌是巨大的岩体与基层失去联系后,在重力的作用下,瞬时突然从边坡陡崖上倒塌下来,岩块被撞碎的破坏形式。崩塌属于坡体的破坏,其危害程度比较严重。对于山区的道路,由于山区地质环境的特殊性,路基横断面容易形成路堤路堑形式,加陡了开挖路堑边坡的坡度,加之雨水天大量涌入路堑的雨水冲刷,使得土质较差、岩性松软、风化严重的的路基段产生破坏,经常断绝交通,给行人带来不便。
2、翻浆的发生
潮湿地段的路基在冰冻过程中,土中的水分不断地向上移动,使路基上部的含水量增大;再加上行车的作用,路面便会发生鼓包、冒泥等现象,人们称之为翻浆。山区道路翻浆主要暴露在路基潮湿、冰冻作用严重、筑路材料缺乏等路段。山区道路翻浆也是山区路基破坏的主要形式之一。
3、水毁的出现
山区公路地形复杂,坡陡弯急,路面较窄,防护工程设置较少。而山溪河流变化幅度较大,洪水来势凶猛,经常造成水淹路面,导致排水不畅,山洪直冲路面,形成路基缺口,加之雨水渗入,使覆盖层与山体岩层的粘结面摩擦力减小,而部分覆盖层失稳,致使深挖路段边坡滑塌。水毁也是山区道路路基破坏的主要形式之一。
4、泥石流
地山岭地区,由于瀑雨或大量的融雪水在沟浴中造成突然的短暂的间歇性水流,它挟带着大量的固体物质(如风化后产物和山坡上的土体上的土粒、碎石、块等,流动过程中还挟带砂砾石)而形成泥石流。泥石流的造成,主要是在瀑雨地区很短的时间的大量降水产生集中水流而形成山洪,而当集水落石出区内岩层风化具有大量的松散堆积物,当山坡坡面受到集中水落石出流及沟谷下切产生坍塌、崩塌、滑坡现象以后,成为泥石流固体的来源。泥石流是山区公路常见的一种病害,泥石流发生时,常冲毁路基,破坏桥涵等建筑物,断绝交通。
(二)高路堤灾害防治设计
高路堤土石方工程量大、施工周期长、占地多、技术要求高、工后出现灾害的风险较大。因此,山区高速公路高路堤应与高架桥在工期、水土保持、造价等方面综合比较,在挖余土石方较少或较为合理(符合环保、水保要求)时,一般不要采用高填土方案。为减少工后剩余沉降和破坏,应适当提高路堤填土的压实度。对于一般细粒土(含黄土)和粗粒土,当填土高度大于10m时,其下路堤(路床顶面以下150cm以下)的压实度应控制在93%以上;当填土高度为20-30m时,其上路堤(路床顶面以下—150cm)的压实度应控制在95%以上,下路堤的压实度应控制在93%以上3而对于填土高度大于30m的超高路堤,其上、下路堤的压实度均应控制在95%以上。高路堤土石方数量大,填筑用土料一般来源于多个取土场或多个路堑段的挖余土方、石渣,土性成分比一般路段复杂,最大干密度和最佳含水量变化较大,压实指标不易控制,常导致路基压实施工不匀,造成路基不均匀沉降及浸水附加沉陷。因此,路堤填筑必须严格按重型标准击实试验所得的最佳含水量来进行填筑,并改进检测方法,加大检测频率,严格控制填土干密度。对有可能发生公路路基病害的地段,经常进行检查和观察,以便根据病害现象和原因,拟定防治措施,根据判断可能发生的公路路基病害:新开挖的边坡坡脚有水冲刷;有平行于斜坡的裂缝,斜坡上有不规则的鼓起;坡脚周围有破裂和损坏现象,并有倾倒的树木;在地面上有地下水流的地方,构成山坡岩石的层时甚薄并有裂缝或滑动或滑层的走向与路线垂直等;由于设计或施工不良,造成开劈石不彻底或坡度过陡,又受开山炸药震动,石坡裂缝,故经过风化或雨水冲刷而出现大小不等的塌方。
在工后剩余沉降的处理上,建议在采取分层强夯、冲击碾压等各种技术措施尽可能减小工后剩余沉降量的前提下,根据工后沉降主要集中在路堤竣工后较短时间内的特点,利用预压沉降期再使路堤完成绝大部分剩余沉降;通过沉降观测,待路堤沉降接近稳定沉降量时再实施路面防护、排水及其它附属工程。防止坍塌和崩塌的办法,要根据坍塌的形成的原因,结合具体条件,因地制宜地进行,常用的办法有:引起表面水流:该法主要有修建起围护作用的截水沟,把塌方以上斜坡处流下的水落石出截断,引导到别处去,在塌方体表面上修建排水系统,把水汇集到塌方体以外;调整或改变塌方地区以内人工灌溉设施。截断地下水流:为了降低地下水位,减少塌方体的重量渗透压力,采取设置支撑盲沟的办法把水截断,使塌方体干燥、聚集和排出斜缝中的地下水。用种植物和铺砌块石护坡等方法,增加边坡防止上冲刷的能力进行加固。设置支撑构造物:设置挡土墙建筑物可增加边坡的支撑力量,以维持土体的平衡,防止土体塌落下来,同时使路基内侧(挖方)坡脚变陡,减少边坡挖方数量,加强坡脚土体的稳定性。挡土墙结构的选择,断面设计按有关的规范进行验算设计。刷方减载:刷方减载通常在防止塌方中采用,其数量需根据土石的物理力学性质进行验算,并考虑边坡的地质条件。改道绕线:当塌方规模较大时,难以根治而路线不可能绕避时,可考虑改线,但应作经济技术方案的比较后才能确定。高路堤边坡必须进行稳定性验算。当稳定系数达不到要求时,需要进行加固处理。为提高高路堤的稳定性,应设置完善的防护和排水系统。地基和路堤可采用土工格栅、土工格室等土工合成材料加固处理;边坡宜设置骨架(方格、拱形、菱形等)加生物防护;路肩应设拦水带集中排水。对于坝式路基(高路堤跨越冲沟且沟底无涵),上游有积水可能时,洪水位以下尚应设防渗及护坡工程。
四、应用研究实例
G316线K1718-K1885段位于汉江阶地,该段道路沿线地质条件差,道路技术等级低,经过多次改造、改善,目前基本达到三级标准,但沿线坡面岩石风化严重,地质灾害时常发生,塌方、滑坡、泥石流遇雨经常发生,为提高道路通行能力,确保道路安全畅通,近年来对路实施了灾害治理工程,在实际防治中,根据地质灾害成灾过程、灾情构成及风险分析的基本理论体系,结合当地实际,建立了岸坡稳定性风险评价内容及其体系结构,确定了不同类型岸坡稳定性在不同精度条件下的危险性评价指标,如表1所示。对于各种不同类型岸坡的破坏方式,提出了危险性评价指标体系及其量化方法,并选用影响因素综合评判法、模糊综合评判法和拓扑学方法进行风险稳定性分析。并将该方法应用于示范路段,主要是对上坡面实施卸载、刷坡,坡面防护、坡脚支挡,土质坡面进行生物防护,风化破碎石质坡面采取挂网等措施,对滑坡根据不同情况分别采取抗滑桩加挡墙和坡脚抗滑挡墙加护坡加生物防护等措施,均取得了一定效果,对提高国道的抗灾害能力和保畅通能力具有重要作用和意义。
1.1人才培养目标
在内科学课程设计时要明确高职医学影像技术专业人才培养目标:为基层医疗卫生系统培养紧缺人才。经过3年时间,使学生成为适应基层医疗卫生事业改革,掌握医学影像技术基本理论及技能,能从事放射诊断、超声诊断等工作的高素质应用型人才。
1.2应具备的能力
掌握基础医学、临床医学基本理论知识和临床技能等;熟练掌握常见病的放射诊断、超声诊断基本知识、理论,具备从事医学影像诊断临床工作的能力;具备正确的思维方式和综合运用相关知识分析解决临床问题、做出正确影像诊断的能力。
1.3主干学科、主要课程
该专业主干学科包括基础医学、临床医学、医学影像学。主要课程包括内科学等。
2高职医学影像技术专业内科学理论教学课程设计
2.1突出高职医学影像技术专业特色及就业岗位需要的知识
高职医学影像技术专业学生文化基础较薄弱,对学习公共课、专业基础课、综合素质类课程兴趣不高。因此,内科学课程设计不能模仿和照搬本科课程,也不能把中专的课程简单地组合起来。高职医学影像技术专业人才培养模式必须进行相应改革,才能适应社会,尤其是基层医疗单位对人才的需求。通过适当精简、融合、重组、增设等,打破原有课程设计界限,优化课程和教学内容体系;突出职业能力培养与岗位技能训练,以突出操作能力、注重临床教学、加强技能实践、适应基层需要为原则,设置医学影像技术专业内科学课程体系。近年来我们按照这个思路,以“实际、实用、实践、实效”为原则,在制订内科学教学计划时重点选择必须具备的基本理论知识和技能,以常见病、多发病为重点,以增强动手和分析解决实际问题能力为核心,体现岗位需要的知识。
2.2明确内科学的重要性,激发学生学习兴趣
2.2.1明确内科学的地位
开始授课前向学生介绍内科学与专业课程、临床工作的关系,以激发学生的学习兴趣。让学生明白内科学在临床医学中占有极其重要的地位,是临床各科的基础学科,所阐述的内容在临床医学的理论和实践中具有普遍意义,是学习和掌握其他临床学科知识的重要基础。其涉及呼吸、循环、消化、泌尿、造血等系统的常见病以及理化因素所致的疾病,与外科学并称为临床医学的两大支柱学科。
2.2.2明确内科学学习的意义
内科学的教学任务和目的是:通过教学使学生掌握内科常见病、多发病的病因、发病机制、临床表现、诊断要点和防治措施,为日后学习其他临床学科和从事临床实践或基础研究工作奠定坚实基础。内科学是其他临床学科的基础,亦有医学之母之称。内科学是临床医学的核心学科,临床医学的共性诊断与治疗思想集中表达在内科学中;且在临床实践中,内科疾病也最为常见,其涉及面广,整体性强,既有自身的理论体系,又与基础医学密切相关,其诊疗原则与方法亦适用于其他临床各科。
2.2.3明确内科学的学习方法
内科学的学习方法是通过病史询问或面谈后,进行体格检查,根据病史与检查所见做实验室检查与影像学检查,以期在众多鉴别诊断中排除可能性较低者,获得最有可能的诊断,给出合理治疗方案。
2.3改革教学方法和教学手段,提高学生学习积极性
2.3.1重视“三基”教学,强化教学与临床实践的关系
“三基”即基础理论、基本知识、基本技能。内科学学习以疾病为中心进行讲解,包括病因、发病机制、病理解剖、生理变化、临床表现、影像学诊断方法和防治措施等。如学习“慢性支气管炎”时,先让学生复习支气管的解剖和生理特点,炎症的病理特点,咳嗽、咳痰的临床特点及影像学特点,再进行讨论并提出诊断依据,给予合理治疗,从而达到基本理念与临床知识的有机结合,为形成正确的临床思维奠定基础。
2.3.2重视疾病间影像诊断的鉴别
影像诊断的主要依据是图像,通过对图像的观察、分析、归纳和总结作出诊断。内科学课堂教学注重启发式和讨论式教学,采取多种教学方式,以培养学生主动学习、分析问题的能力。如肺炎链球菌肺炎、肺结核病早期,病变部位病理改变为渗出性炎症,影像学检查表现为相似的X线征象,但这两种疾病的典型临床表现不一样,如发热症状,肺炎链球菌肺炎多呈稽留热,肺结核病人多表现为长期低热,于午后或傍晚开始,次日晨降至正常。通过对这两种疾病的介绍,引导学生明确学习内科学的重要性和意义,使学生明确影像学检查只是辅助检查,必须结合临床表现进行分析才能得出合理的影像诊断,从而为临床医生明确诊断提供依据。
2.3.3利用多媒体教学设备进行教学,增强直观性
充分利用多媒体等教学手段进行教学,增强直观性,加深学生感性认识,激发学生的学习兴趣。在教学中为了增加对学生的感官刺激,弥补临床见习中的不足,通过多媒体展示临床病例后再进行教学。如讲授“慢性支气管炎”“肺心病”时,先以病案形式展示实例,激发学生的求知欲,使其积极参与到教学中。教学中还可通过对解剖、病理生理知识的复习来阐述疾病的演变和表现、两种病之间的联系、影像诊断的变化,组织学生进行讨论,提出诊治方案,不仅使学生产生成就感,而且提高了其分析、探索问题能力,从而收到良好的教学效果。
2.3.4强调教学总结和复习
教学中对一堂课的内容加以归纳、总结和复习,使学生明确重点,从而达到巩固知识、加深理解的目的。课堂导入和结束的方法多种多样,只要能提高教学效果的方法就是好方法。如教师对“肺结核”一病讲授完理论知识后,就要引导学生进行总结,明确“肺结核”临床分5型,每型的影像特征不同。
2.3.5改革考核方法,评价学生综合能力
重视课间学习,培养学生理论联系实际意识,从而提升学生操作技能。改革考核方法,评价学生的综合能力,如通过病例分析引导学生注重理论知识与临床实践相结合,明确岗位需求、就业要求,为培养应用型人才奠定基础。
3加强教师实践能力和综合能力培养
教师的能力评价对教师的业务发展具有导向作用。高职院校只有一部分教师有深入生产第一线实践的经历,大部分教师缺乏动手能力,不能将医院最新技术引入教学之中。随着经济的发展和社会的进步,高职“双师型”教师已成为主要的师资力量。教师应定期深入临床,熟练掌握临床技能,了解相关的政策、法律法规,了解社区医疗、农村卫生室岗位需求;认真备好、写好教案,全面推进素质教育,为培养具有较强实践能力的医学人才贡献力量。
4选好教材
原来使用的“单片机技术与应用”课程的教学大纲对知识点分解层层深入,便于学生由浅入深地学习相关知识。但是由于原有的教学大纲只对知识点作出了要求,没有对教学方法和教学过程作出要求;只强调了理论知识的学习,没有对学生职业行为能力培养作出要求,所以学生感觉学习过程枯燥乏味,内容深度大,学习难度大。
新制定的课程标准继承了原有教学大纲中知识点由浅入深的分解特点,对各个知识点进行重新整合,以项目为驱动带动全部知识的学习。把原来先学后练的教学方法改为了边做边学的学习方法,从而激发学生的学习兴趣,让学生参与到教学中。同时,在新课标中还强调了对学生职业行为能力培养的要求,将知识点的学习与实际工作流程相结合,学生掌握了该知识在实际工作中的应用方法。
原教学大纲和新课标中知识点分解图如图1:
2“单片机技术与应用”课程标准制定
2.1课程设计的基本理念
高等职业教育的根本任务是培养高级技术应用型人才。课程教学是实现高等职业教育人才培养目标的基本途径,课程教学的质量是直接影响人才培养质量的核心要素。新的课程体系要与经济建设、科技进步和社会发展要求相适应,与人的全面发展需求相适应,与高等教育大众化条件下多样化的学习需求相适应,与高等职业教育课程改革与建设相适应。本体系的构建,应根据先进的职业教育思想,改变学科本位的观念,加强实践教学,着眼课程群,培养学生综合运用相关现代化先进工具和知识,培养学生的创新精神和创新能力。
(1)面向全体学生,注重素质教育、能力与技能培养
本课程面向计算机应用技术专业的全体学生,注重专业基础素质教育,激发学生的学习兴趣,提高他们的抽象思维能力,增强他们理论联系实际的能力,培养他们的创新精神。重视知识与技能;过程与方法;情感态度与价值观课程目标的培养。
(2)突出学生主体,尊重个体差异
本实训在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出以学生为主体的思想,课程实施应成为学生在教师的指导下构建知识、活跃思维、展现个性和拓展视野的过程。
(3)注重过程评价,促进学生发展
建立能激励学生动手能力发展的评价方法。在课程学习过程中应注重培养和激发学生动手实践的积极性和自信心。
(4)开发课程资源,拓展学用渠道
本课程要力求合理利用和积极开发课程资源,给学生提供贴近现场实际,能反映新技术、新工艺、新设备的课程资源。
2.2课程总体目标
课程总目标是使学生具有单片机系统编程和设计的知识与技能、具备较高的职业素质,具有调试单片机系统程序和设计最小单片机系统的能力,能解决程序调试和系统设计中遇到的问题,能胜任单片机产品调试员、单片机产品技术支持、单片机软件开发师、单片机硬件开发师和单片机设计师等岗位工作。
(1)知识要求
会对所学知识进行整合,能够根据设计要求独立编写程序,并能在实践工作中熟练进行单片机程序和系统电路的调试;掌握各种接口电路的分析方法和理论知识。
(2)技能
能熟练进行单片机程序和系统电路的调试,并能独立设计单片机系统电路并能编写相应程序,同时还可以对以单片机为核心的设备进行维护。
(3)素质
通过项目实践,培养爱岗敬业、热情主动的工作态度;养成遵守操作规程,分析工作整洁、有序、爱护仪器设备的良好实验习惯;能认真负责、实事求是、坚持原则、一丝不苟地依据标准进行编程和设计,并在工作实践中能遵守劳动纪律,注意安全,具备良好的敬业精神和协作精神,坚持努力学习,不断提高自身可持续发展的基础理论水平和操作技能,形成良好的职业素养和勤奋工作的基本素质。
2.3内容目标
本课程标准通过对知识点的重新分解,将内容分成了六个主题。其中主题一是对单片机系统原理知识的学习,主题六是对知识的总结训练,而其他的四个主题分为学习情境和训练情景两部分。在主题二到主题四中每个学习情境都分为了若干个小项目,几个小项目又可以合为一个项目。内容目标详见附录,其中学习情境设计方案如图2所示:
2.4教学评价建议
(1)改革传统的学生评价手段和方法,采用阶段评价、目标评价、项目评价、理论与实践一体化的评价模式。
(2)关注评价的多元性,结合课堂讲解表现、课堂项目操作、项目训练、综合训练及考试情况,综合评价学生成绩。笔答考试可采用开卷考试形式。
(3)评价比例分配
课堂表现:8%;课堂项目操作:12%;项目训练20%;综合训练:20%;考试:40%。
以上为“单片机技术与应用”课程标准的主要设计内容。由于课程标准的提出时间不长,没有严格的设计要求,因此在新课标的设计过程中遇到一些问题。如内容目标中的格式如何进行设计,是否将教师的教学方法融入其中,学生目前所具有的学习能力是否能够与新课标中的要求相结合等等,这些都需要进一步的研究。
附录:内容目标
主题一理论学习
要对一个单片机系统进行分析设计和编写程序,就必须非常熟悉单片机芯片的组成原理,特别是要熟悉其各个外部引脚、内部寄存器和数据区的使用方法。
1学习目标
(1)了解MCS-51单片机的内部结构、主要功能部件和CPU微处理器的组成、任务分配。
注意:单片机上电后程序指针被赋予的初值。
(2)了解MCS-51单片机的程序存储器结构,掌握内部数据存储器的空间分配和SFR。
注意:程序存储器的编址规律;只访问外程序存储器时,外部引脚的连接要求;上电后堆栈指针被赋予的初值。
(3)掌握89C51芯片的外部引脚功能常见的几种复位电路和计算机器周期的方法。
注意:准双向并口和真正双向并口的区别和相应并口读数时的编程要求;89C51的复位时间是多少。
(4)开发工具的使用
介绍Keil(或MedWin)、ISP两个软件的使用方法,并各种指令的学习编写简单的子程序,将源程序文件编译并上载至实验仪中显示结果。
知识点:
掌握常用编程软件的使用。在程序运行期间观察相应存储区和寄存器中数据的变化。
掌握MCS-51单片机的寻址方式。
2教学建议
(1)教学时数10学时。
(2)实物教学,增强感性认识。
主题二学习情境1
1学习情境:信号灯控制
2学习目标
(1)熟练掌握MCS-51单片机的寻址方式和指令系统。
技能点:要会画出模块的流程图,建立学生的编程思维;分清各个寻址方式的功能。(DATAPDATAXDATACODE的访问方式,地址空间,针对89C52芯片多128BytesDATA区的应用,实际应用中256bytesData区的单片机更多)
(2)能编写完整的程序。
技能点:会进行地址分配,整个程序的起始地址要正确;掌握各种程序结构,能够画出系统的流程图。
(3)会应用常见的调试软件进行程序调试。
(4)理解机器周期和指令周期。
3学习情境内容
功能一:信号灯的控制1
利用P1口控制8个发光二极管,通过编写并上载不同的程序,观察发光二极管的状态。
点亮8个发光二极管后单片机空运行。
给片内RAM中40H-4FH单元赋值后,将其数据传送给片外50H-5FH单元,最后将56H中的数据由P1口输出给发光二极管显示。
在数据区建立一个数据表,编写程序将表中的第3个数由P1口输出给发光二极管显示。
知识点:
掌握数据传送指令。
掌握MCS-51单片机并口传送和读取数据时得技术要求。
MOVX与MOVC的区别
功能二:信号灯的控制2
利用并口控制发光二极管,通过编写并上载不同的程序,观察发光二极管的状态。
将累加器中的数据(十六进制)转换为BCD码,个位存入30H,十位存入31H,百位存入32H,最后由P0口输出个位数据,P1口输出十位数据,P2口输出百位数据。
将DPH和DPL中放入两个小于10的数据a和b,编写程序实现c=a2+b2-a,并把c通过P0口输出。
将累加器A中数据得高4位和寄存器B中数据的低4位相乘后取反,并将其结果通过P0口输出。
采用移位指令,实现累加器A中数据乘4,寄存器B中数据除以2。
知识点:
掌握算术操作指令和逻辑运算指令。
会画简单的流程图。
会使用软件正确调试程序。
功能三:信号灯的控制3
设计一个延时程序,使与P2.0相连的发光二极管每隔1秒亮一次。
采用循环控制,使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁,其中发光二极管点亮时长为1秒,熄灭时长为2秒。
知识点:
掌握程序转移类指令和位操作指令。
会画简单的流程图。
会使用软件正确调试程序。
理解指令延时的用法,NOP指令的使用。
4教学建议
(1)教学时数12学时。
(2)学习过程中,教师通过讲解和演示,指导学生完成项目学习。
(3)采用多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。
(4)安排项目训练,巩固所学内容。
5实践活动建议
(1)训练情境1:交通灯控制
(2)教学建议:6学时
(3)采用每组两人的分组方式,锻炼学生独立设计和调试程序的能力
(4)集中安排实验
主题三学习情境2
1学习情境
跑马灯设计与实现
2学习目标
(1)掌握TMOD和TCON专用寄存器各位的定义与设置。会计算和设置定时/计数器的初值。
(2)掌握IE和IP专用寄存器各位的定义与设置。理解中断的工作过程,熟记中断入口地址。
技能点:能够正确使用中断方式对定时/计数器进行编程;能够使用中断方式对外部事件中断进行处理;会画流程图,并编写完整的具有中断程序;理解电平触发中断、边沿触发中断的区别及应用;中断的优先级和中断嵌套的应用,中断现场的保护和恢复。
3学习情境内容
设计一个个性跑马灯,能够完成以下功能:
功能一:利用P2口,用单片机内部的定时器采用查询方式,使8个发光二极管呈跑马灯方式闪烁(亮1秒、灭2秒)。
功能二:用计数器中断对按键按下的次数计数,作为跑马灯闪烁次数。
功能三:用外部中断对正常显示和闪烁次数设定功能进行转换。
知识点:
掌握定时/计数器的初始化方法;定时器初值与计数器初值的计算与设定。
掌握中断源与中断服务程序的入口地址;中断相关寄存器的使用方法;中断工作过程。
4教学建议
(1)教学时数8学时。
(2)学习过程中,教师通过讲解和演示,指导学生完成项目学习。
(3)采用项目教学,多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。
(4)安排项目训练,巩固所学内容。
5实践活动建议
(1)训练情境2:秒表设计与实现
(2)教学建议:6学时
(3)采用每组两人的分组方式,锻炼学生独立设计和调试程序的能力
(4)集中安排实验
主题四学习情境3
1学习情境
单片机点对点串口通信
2学习目标
(1)了解SCON专用寄存器各位的定义与设置,掌握串口初始化的内容与步骤。
(2)会用查询和中断方式编写数据通信程序。
技能点:能够正确地编写数据通信程序。
3学习情境内容
设计一个单片机之间的点对点的通信系统。要求甲机发送,乙机接收。甲机中按加号键,乙机中显示数据加1;甲机中按减号键,乙机中显示数据减1
知识点:
掌握与串行口初始化方法。
掌握串行口通信波特率的计算方法。
掌握串行口通信编程的两种方法。
4教学建议
(1)教学时数6学时。
(2)学习过程中,教师通过讲解和演示,指导学生完成项目学习。
(3)采用项目教学,多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。
(4)安排项目训练,巩固所学内容。
5实践活动建议
(1)训练情境3:单片机双机通信
(2)教学建议:6学时
(3)采用每组两人的分组方式,锻炼学生独立设计和调试程序的能力
(4)集中安排实验
主题五学习情境4
1学习情境
温度控制系统的设计与实现
2学习目标
(1)使用P0、P2口的第二功能,扩展片外数据存储器RAM和片外程序存储器。
技能点:能够正确对89C51进行片外RAM和ROM扩展;理解并记住MOVX指令的时序图。
(2)对89C51的并口进行扩展
技能点:能够正确对89C51的并口进行扩展。
(3)人机接口扩展
技能点:能够正确地在89C51外连接键盘和显示设备。
(4)8位A/D转换芯片与单片机的接口
技能点:能够正确选择A/D转换芯片,并实现其与单片机的正确连接。
(5)8位D/A转换芯片与单片机的接口
(6)掌握C51程序设计方法
技能点:能够正确运用单片机C51语言对单片机系统进行编程。
3学习情境内容
设计一个温度控制系统,要求用C51编写系统程序,并且该系统满足以下要求:
功能一:使用89C51扩展一个片外RAM。
知识点:
掌握P0、P2口的第二功能使用方法。
会扩展片外数据存储器和片外程序存储器。
功能二:用两位七段数码管显示其温度值。
知识点:
掌握LED的动态显示方法。
功能三:用4*4的矩阵键盘,设置其温度初值。
知识点:
掌握键盘设计方法。
掌握LED动态显示方法。
功能四:具有对环境温度进行实时测量,当外界温度于设定温度时,启动风扇降温;当外界温度低于设定最低温度时,发出报警声。
知识点:
掌握A/D转换的方法。
掌握D/A转换的方法。
掌握正确选择A/D和D/A芯片的方法。
4教学建议
(1)教学时数20学时。
(2)提高课堂质量,上课时要多启发学生,提高他们提出问题、分析问题、解决问题的能力,让学生学会理解记忆的技巧。
(3)采用项目教学,多做多练加强学生对所学知识的掌握程度。
(4)安排项目训练,巩固所学内容。
5实践活动建议
(1)训练情境:人机接口设计与实现
(2)教学建议:6学时
(3)采用每组两人的分组方式,锻炼学生独立设计和调试程序的能力
(4)集中安排实验
主题六综合训练
使用套件设计一个最小单片机系统,完成其设计、绘图、焊接、编程、调试工作并撰写实训报告。
1教学建议
(1)教学时数20学时。
(2)教师命题,学生独立完成。