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由于历史原因,各高校的专
业基础和行业背景存在较大差异,测控技术与仪器专业通常隶属于电气工程学院、机械工程学院、仪器科学学院、光电工程学院等单位。这给测控技术与仪器专业认证标准的制定带来了不少困难和问题。2013年8月和2014年8月,教育部仪器学科教育指导委员会暨教学研讨会分别在上海和西安召开,会上专家们对中国工程教育认证协会的通用标准进行了详细解读,并对照通用标准,制定了适合于测控技术与仪器专业特殊背景的专业标准。2014年8月,教学指导委员会主任、天津大学曾周末教授做了题为《把握认证理念,推进专业教学改革》的报告,教学指导委员会委员、重庆大学王代华教授做了题为《仪器类专业认证标准解读》的报告,这两个报告从认证专家角度介绍了工程教育专业认证的意义和认证准备工作的要点。目前,已有少数高校通过了测控技术与仪器专业认证,如天津大学、合肥工业大学等;有很多高校已提交了认证申请,正在积极准备参与专业认证,如桂林电子科技大学、西安理工大学等。越来越多的高校认识到专业认证的重要性和紧迫性,以专业认证为契机,持续稳步发展专业建设,提高人才培养质量和水平,增强毕业生的就业竞争力成为各高校专业负责人的共识。
二、省属高校测控技术与仪器专业培养模式探索与思考
针对目前国际、国内经济环境、工程教育的现状和发展趋势,在国际工程教育专业认证背景下,省属高等院校测控技术与仪器专业人才培养模式应做出怎样的改变和探索?这是各个省属高等院校面临的亟须解决的一个难题。下面以西华大学为例,结合我校实际情况,对国际工程教育专业认证背景下,测控技术与仪器专业本科人才培养模式的几点思考进行简要分析。
(一)西华大学测控技术与仪器专业概况
西华大学是四川省省属重点大学,我校的测控技术与仪器专业隶属于电气信息学院,是在整合已有的电气工程与自动化、信息工程、自动化等专业建设的基础上申报的新专业,于2002年成立,以电子类测控为主。其主要专业方向为测控技术和智能仪器,具体领域为工业化信息领域的检测与控制技术等。经过10多年的建设,截止到2014年,已毕业本科学生近700人,在校生400余人,省内生源和省外生源比例约为8:2。
(二)西华大学测控技术与仪器专业发展现状
近年来,全国开设测控技术与仪器专业的高等院校越来越多,毕业生就业竞争压力日益增加。如何基于学校地域、师资队伍、生源质量等具体情况制定合理的培养计划和方案,如何凝练专业特色及方向显得日益重要,这也成为我校测控技术与仪器专业面临的热点及难点问题。这具体体现在以下几方面:1.第一志愿报考率偏低,特别是省外第一志愿,多数为调剂生源;2.专业方向和特色还需进一步提炼;3.本科教学实践基地建设有待加强。
(三)西华大学测控技术与仪器专业本科学生培养模式探索
在国际工程教育专业认证的大背景下,基于我校自身的特点,探索出一条合适的测控技术与仪器专业本科学生培养模式显得尤为重要。针对上述问题,我们认为可以在以下几个方面进行探索和尝试。
1.积极修订本科学生培养方案
工程教育专业认证对“目标导向”提出了较高要求。社会对教育的需求和社会环境在不断变化,本科学生培养方案也必须发生相应变化,必须将学生的要求及其培养目标放在重要的位置,用培养目标和方案来引导学生。应在现有专业课程体系的基础上,本着系统性、主体性、先进性、特色性的原则,进一步优化课程体系,修订培养方案。修订时务必具体、明确、可量化,每一门课程的开设都必须完成一个或几个培养目标,任课教师也必须承担相应的培养责任。
2.凝练专业特色,突出学校办学的自主性
工程教育专业认证是鼓励学校办学自主性的,它鼓励各高等院校根据自身特色和优势,结合所在区域经济社会地位及人才培养方案,制定培养目标,体现特色。合理有效地解决这个问题,可增强毕业生的动手能力、创造能力、就业竞争力等。与此同时,这对增强该专业在省内、外的声誉也有较大好处,有利于提高第一志愿报考率和生源质量。
3.突出实践教学的重要性,积极拓展实习基地建设
工程教育专业认证重视培养学生的动手能力和对工业企业的适应能力,这就要求我们在制定培养目标和计划时,必须将实践性环节放在十分重要的位置。虽然目前培养计划里有很多实践环节,但大多缺乏过程监管,落实不到位,效果不明显。因学校经费投入有限,我校本科教学实践基地的建设一直滞后,每年都在换公司或企业,没有长期稳定的实习基地。在制定实践性环节培养计划过程中,应尽可能地参考用人单位的意见,并定期跟踪社会需求变化情况,积极拓展实习基地的建设。
4.增强学生创新能力的培养
工程教育认证重视创新能力的培养。培养创新能力主要有以下几个途径:(1)在制定培养计划时,预留2-3学分作为创新学分,鼓励学生积极参与各种创新竞赛;(2)将本科生实验室免费、长期开放,鼓励学生长期泡在实验室,自主动手设计一些小实验,完成一些小制作,不能仅满足于课堂上简单的验证性实验;(3)将部分优秀本科生带入硕士生导师的团队,接触本领域的前沿技术和方法,增长其见识,培养其思维。
5.突出学生的主体地位,变自我评价为社会评价
工程教育认证突出以学生为中心,把绝大多数学生真正学到什么作为衡量人才质量的评价标准。只有每个学生都很好地满足本校本专业的培养目标,才符合工程教育认证的要求。对人才培养目标的评价应以社会评价为主,主要体现在毕业生到工作单位后的适应度,及用人单位对毕业生的满意度。同时定期回访,持续改进,而不是像以前那样单纯追求就业率,部分学生就业单位跟所学专业毫无关系,且实行“一锤子买卖”,毕业后就跟学校无关。这就要求我们建立定期的回访机制,不断完善培养计划,从而获得较高的社会评价。
三、结论
目前制定实现规范并比较适用于复用的组件模型有CORBA/ORB、COM/ActiveX、JavaBean以及.NET等。通过对以上组件模型的研究与对比,本系统选定.NET中的WindowsForms作为本实时测控软件的组件模型,使用.NETFramework的公共语言运行时,组件都建立在一个共同的底层基础上,不再定义使用复杂的管道接口,对象可以直接交互访问,有利于组件的自由配置,同时,利用.NET技术的分层结构特点,采用“搭积本”的方式生产软件,大大提高软件开发效率。
2基于组件技术的实时测控软件开发
2.1软件架构设计
在组件技术中,一个组件就是一个接口集,它通过接口对功能进行封装。因此,对于同一个应用程序架构,只要其使用的接口集合不变,即可通过更换支持同样接口集的组件来获得不同应用,也可重复利用同一个组件或对组件进行二次开发。而基于组件建立的软件架构和应用开发,其最大优点在于可以复用的应用结构和软件单元。实时测控软件主要是对实时测控数据的处理、评估和显示,而测控数据主要包括光测、雷测、遥测及GPS测量等类型,其处理过程通常包括数据采集、数据解析、数据处理和结果评估等四个部分,针对以上4种数据类型,在基于组件技术思想下,其处理架构可统一进行设计,如图1所示。针对靶场测控系统中光测、雷测、遥测及GPS测量等数据处理应用,通过将数据采集组件、数据解析组件、数据处理组件、结果评估组件替换成相应功能的组件,即可实现在保持软件架构不变的前提下开发出不同的应用系统。
2.2基于组件技术的软件升级维护
组件接口是对某一功能的一套抽象描述,具有封装性,它通过接口与其功能实现分离开了,并以接口作为客户与组件(或组件之间)交互的唯一方式,因此,只要保持接口不变,就可以将系统中的组件用新的组件替换,以随时进行系统升级维护。下面以实时测控数据处理软件中的雷测数据处理应用为例,其软件的架构如图2所示。当需要对系统进行升级维护时,在软件架构完全保持不变的前提下,对具体的组件进行替换,只要保持接口不变,程序无需重新编译链接,系统即可通过使用更新后组件中的新接口来获得新特性,从而实现系统的升级维护。
2.3利用组件复用技术实现软件功能扩展
组件复用是利用已有组件创建新组件,即通过第三方产品来构建自己产品。组件复用是通过包容和聚合来实现的,包容时外部组件包含内部组件的接口,它由外部组件接收此调用请求再交由内部组件来处理,聚合时外部组件直接调用内部组件的接口,它让内部组件直接处理该调用请求。在C++语言,通过在外部组件中增加内部组件接口,并把调用请求转发给内部组件即可实现包容,对于聚合,在内部组件中维护一个外部组件接口指针(如m_pUnknownOuter),通过委托机制,让内部组件接口提出的查询接口请求由一个委托接口转发至外部组件,再由外部组件接口查询内部组件。这样就可以实现一致的访问,即不管是通过外部组件的接口,还是内部组件的接口,都可以查询到内外组件所支持的接口集合。在实际应用中,软件开发不仅有大量的、功能强大的商业化组件可以使用,而且有应用广泛的、成熟的靶场测控系统专用组件可以使用,如组件化的数据接收、量纲复用、坐标转换、滤波平滑、精度评估等功能模块。因此,利用好组件复用技术可以有效扩展靶场测控数据处理系统的软件功能,对于靶场测控系统建设具有重要的现实意义。
3结束语
关键词:软件无线电数字信号处理调制解调TMS320C6701
软件无线电是随着计算机技术、高速数字处理技术的迅速发展而发展起来的,其基本思想就是将宽带A/D/A变换器尽可能地靠近天线,将电台的各种功能尽量在一个开放性、模块化的平台上由软件来确定和实现。该平台的调制方式、码速率、载波频率、指令数据格式、调制码型等系统工作参数具有完全的可编程性。
传统的卫星测控平台存在着性能不完善,调制方式、副载波、码速率组态不灵活,体积偏大等问题。研制和开发通用化、综合化、智能化的测控平台,通过注入不同的软件,实现对调制载频、调制方式、传输码速率等参数的改变,应用于各种轨道卫星平台的遥测遥控任务。数字信号处理器(DSP)是整个软件无线电方案的灵魂和核心所在。通用平台的灵活性、开妻性、通用性等特点主要是通过以数字信号处理器为中心通用硬件平台及DSP软件来实现的。经过比较,我们采用TI公司的TMS320C6000系列DSP芯片和匹配的芯片形成一套实时的DSP系统。
图1TMS320C6701结构框图
1软件无线电通用平台的DSP技术
1.1TMS320C6701DSP芯片介绍
TMS320C6701是TI公司的高性能DSP芯片,具结构框图如图1所示。
TMS320C6701的主要特点为:
*单指令字长为32位,8个指令组成一个指令包,总字长为256位,引脚与TMS320C6201系列的引脚兼容。
*体系结构采用甚长指令字(VLIW)结构;
*硬件支持IEEE标准的单精度和双精度指令集,支持字节寻址获得8位/16位/32位数据,指令集中有位操作指令(包括位域抽取、设置、清除以及位计数、归一化等);
*1Mb(位)的片内存储空间,其中程序存储空间和数据存储空间各512Kb;
*32b外部存储器接口(EMIF),有52MB的外部存储器寻址能力;
*四通道自加载DMA协处理器,可用于数据的DMA传输;
*16位宿主机接口(HPI);
*两个多通道缓冲串口(McBSPs);
*两个32位通用定时器;
*灵活的锁相环路(PLL)时钟产生器,可以对输入时钟进行不同的倍频处理;
*芯片内部有IEEE1149.1标准边界扫描仿真器(JTAG),可用于芯片的自检和开发;
*芯片共352脚采用BGA封装,以获得好的高频电气性能,并使芯片尺寸变小;
*采用0.18μm工艺,则五层金属组成,输入输出接口电压为3.3V,核心电压1.8V(167MHz时为1.9V)。
1.2DSP技术在软件平台中的应用
每套测控平台含双机备份的遥控调制器与遥控解调器,双机分别由独立电源供电。系统总体框图如图2所示。调制器与解调器分别通过不同的RS232串口与遥控处理计算机通信,完成对调制解调器的控制及其带数据的收发。
用户在每次任务前通过控制计算机设置调制方式、调制参数及通信连接方式,并调用算法参数生成程序产生调制器和解调器中算法的预置参数,并在设备初始化时以批数据方式从串口送入DSP芯片,经校验后送FlashROM中。为保证程序传送的可靠性,采用IRQ差错控制方式,DSP每接收一个数据包在存储的同时向计算机回传数据信息,计算机一旦发现数据出错即转入重传方式。参数设置成功后,调制解调器根据协议发送和接收遥控指令,并将工作状态回送遥控处理计算机,同时在遥控前端机面板上显示。
1.3调制器与解调器硬件结构与功能描述
硬件系统以DSP为核心,电路主要由下述模块组成:电源模块、系统时钟及模式设置模块、存储器模块、系统监控模块、与控制计算机通信模块、调制输出模块、B码时钟接收模块和显示控制模块。在解调系统中,除解调输入模块、解密接口模块和显示控制模块外,其余模块均与调制系统一致,如图3所示。
调制器加电时,DSP首先通过外部存储器模块完成自加载。自加载完成后,由DSP主程序对状态显示监控模块进行参数初始化设置。在有调制任务时,首先由控制计算机对DSP进行参数设置(如滤波器参数、调制制式、调制副载频、调制码速率等),然后发调制数据给DSP,由DSP的串行通信口接收数据,在DSP内完成副载频调制;调制数据经DSP串口发送给数模块转换进行数模转换,转换的信号过低通可编程滤波器滤波后输出。解调器的工作过程与上类似,在检测到有已调副载波进入A/D通道时,启动解调模块进行解调,将解调的数据送到控制计算机。
2DSP实现信号调制和解调
2.1信号调制
调制器的设计目标是在可编程的硬件平台上,通过注入不同的算法或执行软件,实现不同载波频率、调制方式、传输速率和码型的多制式的通用型调制器。它将以灵活的重构性支持各种通信发射机的不同需求,更有利于各通信设备的互连互连。考虑到数字直接合成技术具有数控灵活、频率分辨率高、频率切换快、相位可连续线性变化、覆盖带宽大、生成的正弦/余弦信号正交性好等特点,我们的设计方案是以DSPs芯片为内核,采用软件DDS技术,实现高精度、高性能的数字调制器。调制器的总体框图如图4所示。
帧分析在设备初始化时完成程序数据的接收、校验和转发(向FlashROM送)。在正常工作时,从帧数据中分离出调制参数及等调制数据,分别送参数寄存器与数据寄存器。
图5BPSK接收总体框图
在数据格式变换中,完成将输入的数据分别转变为调制参数控制字(如相应调制方式下的频率控制字K、相位控制字φ和副度控制字A)和相应格式的被调制数据,经滚降处理后(对于FSK方式可不用滚降处理)对正弦载波进行调制。
2.2信号解调
对于BPSK接收,我们采用相干解调方式,如图5所示。接收信号经带通采样得到原始信号序列后,首先与本地产生的正弦序列相混频,然后经低通滤波除高频分量,得到其带信号样值序列(正弦序列的频率与相位也由此样值序列获得)。再对基带信号样值序列进行最佳判决点时刻波形估计,估计值送往均衡器做均衡处理,均衡结构再做0、1判决得到最终的解调数据。解调的关键点在于本地载波的同步和符号定时误差的提取。
ASK(FSK)信号的解调方法可分为相干解调和非相干解调两类。由于相干解调的抗干扰能力较强,本方案采用相干解调方式。图6为采用相干解调时,接收端的解调总体方案流程框图。
接收信号首先经低通滤波器,滤除带外噪声(此处的低通滤波器由专用器件设计)。然后经A/D变换,得到样值序列,按照工作的不同阶段,分两路分别与本地相应的相干载波进行解调,主要包括混频和低通滤波两过程。解调后的信号经低通滤波器后,恢复出基带信号。基带信号进行位定时和码元判决,得到最终的解调数据。
图6ASK/FSK相干解调总体流程框图
关键词: 桩基工程 检测质量 控制
中图分类号: O213.1 文献标识码: A
桩基工程质量决定建筑物的安危, 关系到国家和人民生命财产的安全。所以, 桩基工程质量控制是建筑工程质量控制的重要环节, 也是技术难度较大的一个环节, 质量检测是桩基工程质量控制的必要手段, 检测结果是桩基工程质量验收的科学依据, 所以桩基工程检测质量控制问题显得至关重要。本文拟根据检测技术规范, 结合实际检测经验, 提出几点看法, 供同仁商榷。
1 建筑基桩检测技术要求
1. 1 桩基检测现行有效的依据规范主要是: 中华人民共和国行业标准 5建筑基桩检测技术规范6 JGJ106- 2003 ( 以下简称5规范6)。5规范6规定: 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。现行5建筑地基基础工程施工质量验收规范 6 (GB50202- 2002)和5建筑地基基础设计规范6 (GB50007- 2002)都以强制性条文的形式规定, 工程桩应进行单桩承载力检验,混凝土桩桩身完整性检测也是上述两规范质量检验标准中的主要项目。工程实际操作时, 宜先进行完整性检测, 然后再有针对性地做承载力检测, 以对整体施工质量作出评估。
1. 2 检测方法的选择目前列入5规范6的检测方法有 7种, 即: 单桩竖向抗压静载试验、 单桩竖向抗拔静载试验、 单桩水平静载试验、 钻芯法、 低应变法、 高应变法和声波透射法。这 7种方法是基桩检测中最常用的检测方法。对于冲孔桩、 挖孔桩和沉管灌注桩以及预制桩等桩型, 可采用其中多种甚至全部方法进行检测; 但对异型桩、 组合型桩, 这 7种方法就不能完全实用 (如高、 低应变动测法和声透法 )。因此在具体选择检测方法时, 应根据检测目的、 内容和要求, 结合各检测方法的适用范围和检测能力, 考虑设计、 地质条件、 施工因素和工程重要性等情况确定, 不允许超适用范围滥用。同时也要兼顾实施中的经济合理性, 即在满足正确评价的前提下, 做到快速经济。除中小直径灌注桩外, 大直径灌注桩完整性检测一般可同时选用两种或多种的方法检测, 使各种方法能相互补充印证, 优势互补。另外, 对设计等级高、 地质条件复杂、 施工质量变异性大的桩基, 或低应变完整性判定可能有技术困难时, 提倡采用直接法 (静载试验、 钻芯和开挖 )进行验证。桩的动测法是静荷载试验的补充, 不应也不能完全代替静荷载试验。
1. 3 检测开始的时间对于低应变法或声波透射法, 受检桩混凝土强度至少达到设计强度的 70%, 且不应小于 15M Pa ; 当采用钻芯法时, 受检桩混凝土强度应达到设计值; 承载力检测时, 除桩身强度应符合规定外, 尚应满足土层休止时间的要求。
2桩身完整性检测质量控制
2. 1对桩基工程质量进行检测, 必须检测桩身完整性。工程实践证明, 常用的低应变动测方法对桩身完整性的检测, 能较为可靠地发现一定深度范围内基桩的质量问题 (如裂缝、夹泥、 缩颈、 离析等 )及其严重程度。随着检测技术的发展,现行技术已能对传统的静载荷试验不能直接说明的桩身完整性问题作出定性分析, 并据此对桩进行分类, 便于发现问题,为基础处理提供依据。
2. 2 对于水泥土桩, 则不宜采用低应变动测检查桩身质量。这是因为水泥土桩桩材是水泥与原地基土进行搅拌混合所形成的一种桩体, 其桩身性质介于刚性桩与柔性桩之间, 它的刚度、 抗压强度和抗侧压力作用小于刚性桩而大于柔性桩, 因而对其质量的检测不能套用刚性桩的检测方法。
2. 3钻芯法可对桩身质量进行直观定性分析, 能检测桩身混凝土强度、 混凝土离析和胶结、 混凝土级配搅拌情况、 桩底沉渣 (桩身夹渣 )或桩底持力层情况、 基岩的承载力和完整性情况, 检测结果准确率高。对钻孔灌注桩、 人工挖孔桩而言,其直径一般较大, 当对其桩身质量进行低应变动测后有质量问题需进一步确认时, 可采用钻芯法检测桩身质量。钻芯法与超声波透射法相结合, 可用于重要工程的大直径灌注桩。
2. 4 基桩低应变法动测的关键是要取得准确、 可靠的测试信号, 所以现场检测人员应操作熟练, 有丰富的动测信号分析经验, 现场应及时排除干扰信号。遇到异常信号时, 应分析原因, 多换几个检测点, 特别对大直径桩, 桩截面各部位的运动不均匀性会增加, 桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性, 故应增加检测点数量, 每个检测点的采集信号不宜少于 3个, 通过叠加平均提高信躁比。现场应保证采集到一致性好、真正反映基桩质量特性的动测信号。
2. 5桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。因此, 要求受检桩桩顶的混凝土质量、 截面尺寸应与桩身设计条件基本等同。检测人员在分析动测测试信号时, 应仔细分清哪些是缺陷波或缺陷谐振峰, 哪些是因桩身构造、 成桩工艺、 土层影响造成的类似缺陷信号特征。另外, 根据测试信号幅值大小判定缺陷程度, 除受缺陷程度影响外, 还受桩周土阻尼大小及缺陷所处的深度位置影响。相同程度的缺陷因桩周土岩性不同或缺陷深度不同, 在测试信号中其幅值大小各异。因此, 如何正确判定缺陷程度, 特别是缺陷十分明显时, 如何区分是Ó类桩还是 Ô类桩, 应仔细对照桩型、 地质条件、 施工情况结合当地经验综合分析判断; 不仅如此, 还应结合基础和上部结构型式对桩的承载安全性要求, 考虑桩身承载力不足引发桩身结构破坏的可能性, 进行缺陷类别划分, 不宜单凭测试信号定论, 有疑问的必须验证检测, 以保证检测的科学性、 准确性和公正性。
3 承载力检测质量控制
3. 1 桩基是埋入地下的隐蔽工程, 其质量较难控制, 特别是就地灌注桩, 更易出现影响桩基安全使用的各种质量问题。单桩的极限承载力, 迄今也还不能象结构工程那样, 单纯通过理论计算予以确定, 因为桩的承载力与桩型、 桩材、 成桩工艺以及地层土特性等众多复杂的因素有关。因此在较重大的工程, 要求通过一定数量的静荷载压桩试验来确定桩的承载力,作为设计的依据。
3. 2 现在对桩基承载力的检测, 常用的方法有静载荷试验、高应变法检测。高应变法属于动测法的一种, 其适用范围受一定的限制, 在进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时, 应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料; 对于大直径扩底桩和 Q) s曲线具有缓变形特征的大直径灌注桩, 不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。虽然静载荷试验比高应变法费用高、 所耗实验时间长, 有时受场地限制等原因, 但是静载荷试验仍然是检测基桩承载力最直接、 最准确、 最可靠的方法。
3. 3 为保证静载试验结果的准确性, 所有试验仪器仪表必须经过计量部门检定合格, 并在有效期内使用。当采用压力表测定油压时, 为保证测量精度, 其精度等级应优于或等于 014级, 不得使用 115级压力表控制加载。当油路工作压力较高时, 有时出现油管爆裂、 接头漏油、 油泵加压不足造成千斤顶出力受限、 压力表线性度变差等情况, 所以应选用耐压高、 工作压力大和量程大的油管、 油泵和压力表。
3. 4 静载试验在所有试验设备安装完毕之后, 应进行一次系统检查。其方法是对试桩加一较小的荷载进行预压, 其目的是消除整个量测系统和被检桩本身由于安装、 桩头处理等人
为因素造成的间隙而引起的非桩身沉降; 排除千斤顶和管路中之空气; 检查管路接头、 阀门等是否漏油等。如一切正常,卸载至零, 待百分表显示的读数稳定后, 并记录百分表初始读数, 即可开始进行正式加载。
3. 5 静载试验应保证有足够的荷载反力, 试验过程应及时补压, 以使真实反映每级荷载作用下的桩顶沉降。为控制检测质量, 加载到最后一级, 监理人员要到现场见证签字。当桩身存在水平整合型缝隙、 桩端有沉查或吊脚时, 在较低竖向荷载时常出现本级荷载沉降超过上一级荷载对应沉降 5倍的陡降, 当缝隙闭合或桩端与硬持力层接触后, 随着持载时间或荷载增加, 变形梯度逐渐变缓; 当桩身强度不足桩被压断时, 也会出现陡降, 但与前相反, 随着沉降增加, 荷载不能维持甚至大幅降低。所以, 出现陡降后不宜立即卸荷, 而应使桩下沉量超过 40mm, 以大致判断造成陡降的原因。
参考文献
[ 1]中国建筑科学研究院主编 # 建筑基桩检测技术规范( JGJ 106- 2003)# 北京: 中国建筑工业出版社, 2003
关键词:建筑;施工场地;控制测量;技术
在建筑施工前一个准备的工作就是对工程进行放线测量,但是在测量中要保证建筑一直与地面是垂直的状态,而且建筑的形状是几何形状。在测量建筑的截面尺寸时,要注意尺寸在施工的要求内。建筑的施工放样要有一定的依据,测量控制网就能够保证测量的结果在一个标准的精度下。而测量控制网需要使用施工单位的控制红线,同时还要以其提供的建筑具体坐标为基准点。这个测量网中要包括工程的垂直度以及建筑的轴线等。
1建筑施工测量的特点
施工平面控制网既可以单独建立,也可用原有地面测图控制网替代。但由于测图网的密度和精度有时不能满足施工测量要求,需要增补控制点,并重新对网进行高精度测量,然后再以平面控制网数据测设出主轴线。
2测量坐标系统及坐标换算
2.1施工坐标系统。在设计和施工部门,为了工作上的方便,常采用一种独立坐标系统,称为施工坐标系或建筑坐标系。施工坐标系的纵轴通常用A表示,横轴用B表示。施工坐标系的A轴和B轴,应与厂区丰要建筑物或者主要道路、管线方向平行。坐标原点设在总平面图的西南角,使所有建筑物和构筑物的设计坐标均为正值。2.2测量坐标系统。目前工程建设中,测量坐标系有两种情况,一种是采用全国统一的高斯平面直角坐标系统;另一种是采用测区独立直角坐标系统如城市独立坐标系。测量坐标系纵横轴指向正北用X表示,横轴用Y表示。2.3坐标换算。建筑坐标系与测量坐标系往往不一致,在建施工控制网时,常需要进行建筑坐标系统与测量系统的换算。
3施工场地平面控制
在平面控制施工场地上有几种形式,一种是导线;一种是建筑基线;另外一种是建筑方格网,下面仔细的探讨一下这几种形式。3.1导线。因为我国所有的施工场地都普及的全站仪,因此场地的平面控制一般都成导线网的形式。而且导线的等级以及精度都要在标准的规定中,(1)如果建筑场地在1km2以上或者是场地是一个重要的工业区,那么场地建立的控制网一般都是属于一级导线网。(2)如果建筑的场地在1km2以下或者场地属于普通的建筑区,那么在场地建立的控制网属于二级或者是三级导线网。(3)如果场地使用的导线网是原来的控制网,那么要对控制网进行检测而且是反复的检测,保证控制网的准确性。3.2建筑基线。如果建筑的场地面积不大,而且布置的也不是很复杂,同时建筑场地又是属于平坦还比较狭长的,那么控制的方式采用建筑基线的形式。(1)设计建筑基线。设计人员设计建筑基线的时候,可以采用几种形式,一种是三点成“一”形;三点呈“L”形;或这是四点成“L”形,还有一种是五点成“十”形。以上几种形式是在设计基线中比较普遍的形式。a.建筑的基线应该与建筑物的轴线处于两种状态,一种是平行状态;另外一种是垂直的状态。b.建筑基线中的主要基点要保持在一个可以相互通视的状态,基线的边长在100mm至4mm之间。c.基线的主点如果不被施工所干扰,其位置就应该在主要的建筑物附近,并且要靠近建筑物。d.一个建筑基线的基线点应该在三个以上,这样可以保证检测人员可以随时查看基点的变化情况。(2)建筑基线的测设。在测设建筑的基线上,一般测量人员都会使用平面点位放样。首先在实际的场地标出基线点的具置,然后检查基线的精度以及密度,检查的方法有两种,一种是角度检查;另外一种是距离检查。如果基点在同一个直线上,那么在中间的位置上安装一个经纬仪没有经纬仪也可以安装全站仪,这样可以保证测量人员能够测量到基点的角度。当测量的角度与180度的差比24要大,那么就要适当的调整角度。如果测量的三个基点是垂直的状态,那么垂直的交点上,测量与另外一个的夹角,当角度值与90度的差比24要大,同样的也需要调整角度。在各个基点上检查轴线长度主要是检查轴线之间的距离,如果检查出的结果与设计有差别,且误差在万分之一,那么就要调整轴线之间的距离。3.3建筑方格网。对于地形较平坦的大、中型建筑场区,主要建筑物、道路及管线常按互相平行或垂直关系进行布置。为简化计算或方便施测,施工平面控制网多由正方形或矩形格网组成,称为建筑方格网。利用建筑方格网进行建筑物定位放线时,可按直角坐标进行,不仅容易求得测设数据,且具有较高的测设精度。(1)建筑方格网设计。设计建筑方格网时,首先选定方格网的纵、横主轴线,它是方格网扩展的基础,选定是否合理,会影响控制网的精度和使用,因此应遵循以下原则:主轴线应尽量选在整个场地的中部,方向与主要建筑物的基本轴线平行,一条主轴线不能少于三个主点,其中一个必是纵横主轴线交点,主点间距离宜过小,一般300~500m:纵横主轴线要严格正交成90;主轴线的长度以能控制整个建筑场地为宜,以保证主轴线的定向精度。主轴线拟定后,可进行方格网线的布设。方格网线要与相应的主轴线成正交,网格的大小视建筑物平面尺寸和分布而定,正方形格网边长多取100~200m,矩形格网边长尽可能取50m或其倍数。(2)建筑方格网的测设。在测设建筑方格网时,先要测设主轴线MON,其方法与建筑基线测设方法相同,主轴线测设好后,分别在主轴线端点安置经纬仪或全站仪,均以0点为起始方向,分别向左、向右精密测设90°。为了进行检核,还要在方格网点上安置经纬仪或站仪,测量其角是否为90°,并检查各相邻点间的距离,看其是否与设计边长相等,误差均应在允许范围之内。此后再以基本方格网点为基础,加密方格网中其余各点。
4施工场地高程控制
建筑场地的高程控制测景就是在整个场区建立可靠的水准点,形成与国家或城市高程控制系统相联系的水准网。水准点的密度应尽可能满足安置一次仪器即可测设出所需的高程点。施工场地高程控制一般布设成两级,分别称为首级水准网和加密水准网。首级水准网作为整个场地的高程基本控制,一般情况下采用四等水准测量方法,并埋设永久性标志,若因设备安装或下水管道铺设等测量精度要求较高时,可在局部范围采用三等水准测量方法。加密水准网以首级水准网为基础,可按图根水准的要求进行布设,一般情况下,建筑方格网点及建筑基线点亦可兼作加密水准网点。
综上所述,建筑中的测量工作实质上就是测绘工作,但是其工作的性质与建筑的质量有关,而且对于一个过程来说。建筑施工的全过程都要涉及到测量工作,因此在施工的场地要建立测量体系,并且保证测量的结果。
作者:韩先甲 单位:大庆市勘测设计院
参考文献
[1]毛淑杰.浅谈工程测量新技术的应用[J].中国新技术新产品,2009(4).
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
【关键词】地方本科院校;测控技术与仪器专业;毕业设计;教学改革
引言
毕业设计工作是人才培养环节中最重要的一环,是本科生运用自己所学的基本理论、基本知识和基本技能解决实际问题能力、独立工作能力和创新创业能力的重要途径,是一个知识深化和升华的关键教学过程,也是对学生大学四年的学习效果、学习成果和创新创业能力等综合素质的全面检验[1]。本文基于地方本科邵阳学院技术应用型人才的培养目标,根据测控专业的培养模式及学校与地方实际情况,有针对性地探索新的毕业设计模式力求符合人才培养规律、适合当前社会现状。为了进一步提高本科生毕业设计的教学质量,逐步完善各项质量管理制度,提高学生的毕业设计质量,促进技术应用型人才的创新、创业能力的培养。下面主要是多年指导本科毕业设计的实践体会。
1测控专业毕业设计特点
测控专业是仪器科学与技术一级学科中唯一的本科专业,伴随科学技术的发展、尤其是超大规模集成电路和传感检测技术、计算机技术、通信技术的快速发展,测控技术领域也同样发生了较大变化。由最初的纯机械结构、机电结合、机光电结合等简单结构逐步发展为集传感检测技术、计算机技术、通信技术、电子信息技术、现代光学、精密机械等高新技术于一体的复杂工程系统,其工程应用也从检测数据采集、结合超大规模集成电路技术逐步转变为信号发生、信号采集、信号传输、信号调理以及自动控制过程为一体的复杂测控系统[1-8]。尤其是二十一世纪以来,随着计算机技术的飞速发展、更新换代的周期越来越短,加上网络通信技术、算法软件技术、工业新材料的微纳米技术的蓬勃发展,测量与控制技术、仪器仪表技术也有转向微型、网络型、虚拟型和智能型的发展趋势,从而使仪器科学和其他多学科技术相交叉、相融合的属性日趋明显。邵阳学院作为地方本科院校,主要培养适应地方经济建设和社会发展需要的,具有从事信息检测、处理、控制及仪器仪表分析、设计、运行、维护、管理、教育工作的基础扎实、实践能力强、综合素质高、具有创新意识的应用型高级专门人才。针对培养目标,测控专业课程设置力求从知识技术、素质能力等方面构建专业课程体系,该体系的基本框架如图1所示。强化学生专业素养和创新创业能力的训练与培养,构建了“课外研学”和“工程实践”两类“3+1”实践教学体系。课外研学分为社会实践、技能考核、科研训练加创业实践;工程实践由基础实践、专业实践、工程设计加工程师执业技能训练(如图2所示),两类实践训练形式上互为补充,内容上互相渗透。
2对邵阳学院测控专业学生毕业设计的探索与成效
2.1毕业设计的选题和开题
从2013届到2017届测控毕业的学生来看,每届学生的选题工作从前一年的11月开始,尽量要求教师结合自己的科研项目进行命题,参加各种学科竞赛学生也可以利用优势,在教师的指引下把自己感兴趣的项目作为毕业设计课题,在选题方面,选题程序采用“指导教师出课题--教研室审题--学生、教师双向选择--指导教师下达任务书—院里审核”的程序。四年的实践中,共征集论文题目大于学生选题人数的25%,保证学生一人一题,为学生选题提供了较大的空间。这些课题结合了教学、科研、生产实际的需要,切实做到了与理论研究、应用研究、技术开发、工程设计紧密结合,具有一定的理论价值和实用价值。开题工作一般在前一年的年底完成,保证学生有充足的时间和精力去查阅资料、设计技术方案、完成开题报告。前期要求每一位准毕业生必须进行开题报告答辩,由答辩小组成员集体评议设计方案的可行性、保证学生有一个正确的努力方向。
2.2校企联合指导毕业设计
部分学生在毕业设计之前或者设计期间已经和企业或者公司签订了三方协议,用人单位要求准毕业生到公司去一边在公司岗前培训、做工程项目的同时完成毕业设计,对学生而言也是十分乐意的事,她(他)们可以工作拿到薪水,同时又能顺利完成毕业设计。甚至有些公司还会在工作经费、仪器设备、项目场地和技术力量上给予相应的支持政策。已签约的学生对公司而言,是公司未来的员工,是公司的新鲜血液,从政策、人力、财力上进行支持,是培养员工的主人翁精神。增强企业的育人社会责任感,对企业和学生而言是双赢。校企联合指导毕业设计一般采用双方共同指导,模式主要以公司企业为主导、学校教师为辅助。通常设计题目由企业提供,学校和企业协商确定,校内教师一般负责设计过程管理,审核设计的进度和各阶段完成情况;学生设计的具体内容一般由企业技术人员进行详细的指导并提供相应的技术资料,协调毕业生与现场人员、相关公司之间的关系。校企联合指导学生完成毕业设计,既可以增加校内教师了解公司企业的机会,了解行业的最新技术动态,又可以提高教师的解决实际复杂工程的能力,提升教师科研能力。近四年来测控技术与仪器专业和校外公司联合指导毕业设计的准毕业生人数呈现逐年增加的发展趋势。
2.3落实三个阶段的检查
毕业设计工作学校一般有前期、中期、后期检查工作,相应地各院系、教研室配合学校检查,先行进行自查。前期:重点检查设计任务书是否按时发给学生,任务书的填写是否符合学校规范、任务书中的技术指标是否合理,开题工作的具体情况,包括学生是否进行了开题报告的答辩,是否有记录,开题报告格式是否符合要求,设计方案是否可行。指导教师的指导记录是否属实。中期:重点检查指导老师的指导记录情况,学生的毕业设计进度是否拖后,学生的中英文翻译完成情况,文献综述、设计的方案、图纸等毕业设计(论文)过程材料,及时发现问题,并采取切实可行的措施尽快解决。后期:重点检查毕业设计的答辩情况、学生的毕业设计质量,包括附件材料的签字,设计指标是否完成,设计内容合理性,格式的规范性,考评答辩相关材料审查。近四年测控专业的实践表明,及时检查对设计过程中出现的问题能够早发现、早解决,有效地提高了毕业设计的质量,培养学生的实践能力。
2.4严把考评答辩和成绩关
近四届工作相比,每一年的考核工作在上一年的基础上有改善,基本上是执行资格审查、评阅、最终成果审查的环节前重点加了现场考评,对每一届测控方向的学生凡是单片机、PLC及仿真类课题必须要有仿真结果或实物装置,理论研究类课题必须要有理论推导过程及应用介绍,此环节的增加对提高学生设计(论文)成果质量起到了显著作用。多样化设计必须参加各项审查。学生交出的论文不出现自己以及指导教师的名字,然后交给不同的教师进行评阅,这种“准盲型”供评阅人完成评阅。评阅人与指导教师必须不同,穿插评阅不同组学生的成果,并有充足的评阅时间,可以从总体上把握学生的成果水平,对学生的成果给出客观的评价。答辩资格审查。答辩资格审查内容包括:(1)任务书(双面打印),(2)开题报告,(3)毕业设计日志,(4)论文报告,(5)论文(必须是完整论文1本,论文内含有比较完整的原理图),(6)仿真或实物,(7)中英文翻译,(8)进度考核表(要求指导教师签字),(9)评阅表(要求指导教师写好评阅意见),(10)其他与设计有关的资料。答辩程序和成绩评定。测控专业毕业设计(论文)答辩小组组织实施。参加答辩的学生分为两类:(1)考评和论文评阅通过指导老师推荐评优及本人申请评阅的学生;(2)从考评和论文评审通过,并且合格的但未被推优的学生中自己抽签产生。抽签办法为:答辩前30分钟抽签,随机从各指导老师所带学生中,抽出30%的学生进行答辩。未被抽中的同学,成绩在良好与及格之间视现场考评和论文评阅进行成绩评定。推选优秀学生毕业设计(比例为10%)和不合格者(比例为至少10%)参加院级答辩。在答辩整个过程中,应详细做好答辩原始记录(专用记录本),专业答辩领导小组指定专人(秘书)负责记录,答辩时,至少要保证有5位答辩教师在现场。成绩评定,需经历三个阶段:第一阶段(现场考评),第二阶段(论文评审),第三阶段(答辩)。连续通过三个阶段考核者,近两年新增学生的毕业设计(论文)进行知网,全部通过者方能获得及格(含及格)以上成绩等级(目前成绩综合评定实行五等级:优秀、良好、中等、及格和不及格)。答辩期间,由学校督导组对各答辩小组现场答辩情况进行巡视和现场点评与指导。学生设计的最后成绩由三部分构成:指导老师初评成绩、评阅老师成绩、答辩成绩,比例是3:3:4。答辩意见不一致或者对成绩评定结论有异议者,交由院答辩小组及院答辩委员会研究决定。
3结束语
本科毕业设计是学生本科学习过程的重要阶段,指出了地方院校测控专业毕业设计质量中存在的主要问题,重点对毕业设计的选题、开题、中期检查和答辩等进行过程监控。毕业设计结合教师科研项目,实现产学研结合,提升测控专业学生的技能,培养创新创业型人才。
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[关键词]测控技术与仪器 毕业设计 创新人才培养
一、测控技术与仪器专业创新型人才培养目标
随着信息技术的飞速发展,仪器仪表的内涵发生了很大改变,无论其自身结构还是功能用途都体现出综合化、系统化特征,微型化、集成化、远程化和虚拟化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。
南京邮电大学测控技术与仪器专业始建于1977年,专业名初始设立为电信仪表,1978年更名为电子测量与仪器专业,1999年根据教指委指导意见,更名为测控技术与仪器专业。我们根据社会、经济发展和创新型国家建设目标对人才培养培养提出的要求,按照南京邮电大学提出的“将学校建设成特色鲜明,在信息科学和技术领域国内一流、国际有影响的教学研究型大学”的建设目标,在对比研究国内外一流大学“测控技术与仪器”专业建设的特点和经验的基础上,将人才培养目标定位在培养“高层次、复合型、创新性、多样化”的创新人才,培养学生德、智、体、美全面发展,知识、能力相互协调,具有较好的人文社会科学背景、扎实的自然科学基础、知识面广、较强的实践能力与创新意识,掌握检测与过程控制及相关学科领域的基础知识和基本技能,具备以电子信息技术及计算机应用技术为基础,从事仪器与测控系统设计等方面的专业能力,为国民经济、国防建设、教育科研等部门服务的应用型高级工程技术人才[1]。
南京邮电大学测控技术与仪器专业具有合理健全的师资队伍,一直致力于教学、科研综合实力的提高,不断更新教学硬件,完善实验教学环境。长期以来,本专业立足于自身特点,依托南京邮电大学通信与信息学科平台,经过30多年的发展,已经发展成为具有信息、通信与网络特点的测控技术与仪器特色学科专业,并已成为江苏省品牌专业,经过品牌专业建设,已经形成“网络测控技术”、“智能仪器仪表与自动化装置”与“网络机器人”等专业特色。
二、测控技术与仪器专业本科毕业设计的特点及存在的问题
本科毕业设计是本科学习阶段的总结, 既是培训体系中重要的一环, 又是对培训体系效果的检验。根据测控技术与仪器专业创新型人才培养目标,其教育学生的最终任务是使学生成为合格的工程技术人才,使学生毕业后具有解决实际工程问题、设计研发新产品的能力。鉴于该专业的上述培养目标和任务,其本科毕业设计有如下主要特点:
(1)培养学生综合运用知识的能力
测控技术与仪器专业本科毕业设计同其它专业毕业设计一样,作为本科教学中的最后一个环节,不能局限于某一门或某几门专业课程,它是对以前所学知识的综合应用,其涉及到的知识涵盖了本科阶段所学习的通识教育、专业教育、综合教育等。对该专业的学生来说,要做好毕设课题,学生必须熟练掌握电子电路、传感器、嵌入式系统、光学、机械等方面的知识,并具有灵活运用上述专业知识的能力[2][3]。
(2)强化学生动手实践的能力
测控技术与仪器专业是一门对学生动手实践能力有较高要求的专业,特别是随着电子信息技术的发展,该专业不仅要求学生具有扎实的理论基础知识,还需具备较强的动手解决实际问题的能力。该专业对学生动手实践能力的培养贯穿于整个本科阶段学习的各个环节,包括工科基础实践能力、学科基础实践能力、专业基础实践能力和专业工程实践能力等[2]。毕业设计作为学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节,特别是对于测控技术与仪器专业的学生来讲,其毕业设计的课题大多为硬件和软件相结合的项目,同日常生活实践结合较为紧密,在完成毕设课题的过程中,需要学生进行硬件制作、软件编程和软硬件联调,因此,学生的动手实践能力可在毕业设计完成的过程中得到进一步地强化和提高。
(3)培养学生创新应用的能力
创新技能是反映创新主题行为技巧的动作能力,主要包括对创新主题的信息加工能力、动手和操作能力、创新成果的表达能力以及物化能力等[4]。它是创新思想获得表现的载体,因而是创新人才培养的关键,亦是我国高等教育的根本任务和灵魂。测控技术与仪器专业本科毕业设计除了培养学生综合运用知识和动手实践能力外,最重要的一点就是培养学生的创新应用技能。特别是在当今竞争日益激烈的社会,用人单位对毕业生独立工作和创新能力的要求日益增强的形式下,非常有必要通过最后的实践环节加强学生科技创新能力的培养,进一步完善学生的知识结构和素质结构,以适应社会发展的需要[4]。
根据测控技术与仪器专业创新型人才培养目标以及该专业本科毕业设计的主要特点,剖析我校测控技术与仪器专业本科毕业设计实际,仍存在以下主要问题:
① 学生对本科毕业设计认识和重视程度不够。尽管学校对教育部的文件和学校制定的管理文件进行宣传,但受各种因素的影响和制约,学生对于本科毕业设计的重要性和目的没有明确的认识,致使一部分学生对于本科毕业设计的完成流于形式,没有深入研究和认真对待。
② 毕业设计过程中学生对课题资料分析不够仔细深入,其工科基础实践能力、学科基础实践能力、专业基础实践能力和专业工程实践能力等有待进一步提高。
③ 受毕业设计指导教师队伍规模、毕业设计实验设备、经费和管理评价机制等多方面因素的影响,学生毕业设计题目过于陈旧,重复率较高,严重影响到学生创新实践能力的提高。
三、改革实践与探索
为提高我校测控技术与仪器专业本科毕业生的创新实践能力,近年来,我们以测控技术与仪器专业江苏省高等学校品牌专业建设点建设为契机,针对测控技术与仪器专业本科毕业设计过程中存在的问题,从毕业设计选题和方案制定、毕业设计过程指导和监督、论文答辩和质量评价体系等方面进行了一系列的改革和探索:
(1)在毕业设计选题和方案制定方面,主要从两个方面展开。
首先,在本专业学生进入本科毕业设计阶段之前,加强对学生创新性和实践性的培养,积极鼓励学有余力的学生参加课外创新实践活动和教师科研项目,指派优秀教师指导学生开展实践和创新活动,对于具有一定创新性和实践性的项目和学生给予资助;此外,经过创新实践项目锻炼和培训,积极鼓励学生参加国际、国家和省各类科技竞赛。对已经成功申请到国家或省级课外实践创新的项目,可考虑直接作为学生本科毕业设计项目,并进行滚动资助。
其次,对指导教师给出的本科毕设课题进行查新,确保教师给出的毕设课题具有一定创新型和实践性,对于那些陈旧、创新性和实践性结合不紧密的课题一律不予立项。初步筛选完指导教师给出的毕设课题之后,由系所相关部门对拟立项的本专业毕设课题及其任务书进行汇总并制定测控技术与仪器专业本科毕业设计课题选题指南,应在指南中明确课题的软、硬件性质及对选题学生的基本软、硬件素质要求。学生应根据选题指南选择适合自身特点的毕设题目,并就课题研究目标、研究内容和研究方案进行一定时间的前期准备;在毕业设计正式开始前,应进行本专业学生的毕设开题答辩工作,对毕设过程中可能出现和应注意的问题提出进一步的要求,力争做到毕设立题科学新颖、避免重题、学生选题恰当,拟定方案切实可行,努力实现指导教师和学生之间双赢。
(2)在毕业设计过程指导和监督方面,首先,加强科研毕设,培养学生自主学习和创新实践能力。为加强和培养学生的自主学习和创兴能力,亦为加强对学生毕设过程的指导和监督,积极鼓励指导教师把学生的毕业设计实践同自己的科学研究结合起来。在进行毕业设计过程中,让学生参加一些与自己毕设题目相关的课题团队的科研工作,使其接受创实践新意识的熏陶和激励,这样既可以使学生学到必要的科研方法,培养学生主动学习、科学思考问题、勇于实践、勇于创新的能力,还可以加强对学生毕设过程的指导和监督,对于毕设过程中出现的问题能得到及时有效地处理。
其次,鼓励团队毕业设计,在充分利用现有的专业实验室和创新实践基地的基础上,合理增加硬件实验设备和经费,培养学生动手实践能力和团队协作精神。测控技术与仪器专业本科毕业设计对学生的软件设计、硬件实践能力都有较高的要求,鉴于该专业的专业实践特点,在毕设过程中鼓励学生进行团队毕业设计,团队成员至少3人以上,这样指导教师可以根据项目要求将课题划分成不同的子课题,团队内不同学生根据子课题功能要求分别进行相应模块的软、硬件设计。这种团队毕业设计的做法,不仅可以更好地培养学生的创新动手实践能力,还有助于培养学生的团队协作精神,团队内成员为完成总的毕设任务,按各自分工的不同,彼此之间可以相互协商和帮助。此外,通过团队毕业设计,实验室设备、经费及其它的资源可以更为有效地整合和利用。
(3)在论文答辩和质量评价体系方面,进一步健全毕业设计( 论文) 质量监督机制和质量评价体系。建立规范的毕业设计( 论文) 组织管理和操作程序,规范毕业设计论文选题、开题、中期检查、论文撰写、指导教师评阅和毕业答辩等组织程序和进度管理。建立以检查和评优为动力的质量监控机制, 根据毕业设计( 论文) 进程进行阶段性检查,研究制定质量标准,实施质量控制;对于阶段性检查不合格的学生,给出相应的管理办法;建立科学的毕业设计( 论文) 考核办法,制订毕业设计( 论文) 成绩评定标准,从论文质量、平时表现和答辩成绩等方面进行全面考核。在论文答辩方面,实行三级管理,具体分为:非团队毕业设计的学生参与系所组织的论文答辩;团队毕业设计的学生直接参与学院组织的论文答辩;对于参加系所和学院论文答辩且成绩为优秀的学生,进一步推荐至学校,参加由学校组织的论文答辩。
四、结束语
本科毕业设计是学生本科学习过程的重要阶段,是对本科阶段所学知识的综合运用和提高。论文根据测控技术及仪器专业创新实践型人才培养目标及该专业本科毕业设计的主要特点, 针对南京邮电大学测控技术与仪器专业本科毕业设计实践过程中存在的问题进行了一系列改革和探索,实践证明上述改革措施在一定程度上提高了学生的创新实践能力。
基金项目:南京邮电大学教改项目(JG00511J80,JG00511J79,JG00511J78),江苏省研究生双语授课教学试点项目,南京邮电大学通达学院教改项目(TD00511JG11)
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关键词:四课法;毕业设计;空天作战;卫星测控
中图分类号:G642.477 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0200-02
本科毕业设计作为大学四年最后一个重要的教学环节,长期以来受到指导教师的重视和关注,创新研究了各种有效途径,取得了很好的实践效果。[1-3]笔者所在的课题组基于多年的本科毕业设计指导实践经验,深入分析了国防科学技术大学军事指挥类学生和工程技术类学生不同的特点,考虑到大范畴下单个毕业设计课题研究的局限性,分别设置了相应的专题作为毕业设计课题,受到了学生的广泛好评。
在本科毕业设计指导实践过程中,课题组基于专题式本科毕业设计指导方案,提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法。针对军事指挥类学生,为促进空天作战力量建设和“天战”优秀军事指挥人才培养,基于空天作战背景,设计了空天作战专题作为毕业设计选题。另外,针对测控技术与仪器专业学生的专业特点,充分结合理论和实践,软件和硬件能力的双重训练,设计了卫星测控专题作为毕业设计选题。通过空天作战专题和卫星测控专题本科毕业设计的指导研究与实践,深入分析和总结了专题毕业设计指导的相关经验,对后续毕业设计指导工作具有重要的指导意义。
一、本科毕业设计专题设计
1.军事指挥类学生本科毕业设计专题设计
自20世纪90年代至今,国际上发生了几场较大规模的局部战争,其中一个不容忽视的重要特点便是空天领域的军事应用,空天作战的概念应运而生。空天作战是指以航空航天力量为主,在其他有关力量的配合下,为达成一定的作战目的,根据统一计划和统一指挥,在空天战场共同进行的以空天威慑、空天支援和空天攻防为主要方式的作战行动。[4]未来战争,谁能够掌握空天的“制高点”,谁必将掌握战争的主导权。近年来,世界主要军事强国都争先发展空天作战力量,太空领域的竞争更趋激烈,空天战场的地位将进一步凸显。随着航空航天技术的发展,未来高技术局部战争将首先从外层空间开始,空天战场将成为敌对双方激烈争夺的战略高地。
为了保卫国家的空天安全,有效防御军事强国的空天威胁,需要科学深入地研究空天作战问题,理解和系统掌握空天作战的有关理论,对空天作战中的相关技术问题进行前沿探索。结合国防科学技术大学军事指挥类学生的培养目标和特点,笔者所在的指导团队结合空天作战相关的人才培养的迫切需求,确定了“空天作战专题”作为学生的本科毕业设计课题。因此,本毕业设计专题不仅具有很强的军事应用背景,而且具有明确的研究意义。
以空天作战为背景,从争夺制天权的基本手段、空间信息的获取及在空天作战中的应用、空间环境监测、美国空天作战相关研究对我军的启示、空天作战系统中的目标选择、攻击和防御等方面展开研究,精心设计了14个子课题以供14名军事指挥类学生选择,每个子课题都是空天作战背景下相关问题的具体描述。专题包含的14个子课题是一个有机整体,有利于学生在毕业设计过程中资源共享,相互交流和探讨,群策群力,在有限的毕业设计时间里掌握更多的相关知识。
2.工程技术类学生本科毕业设计专题设计
课题组所指导的工程技术类学生来自于测控技术与仪器专业(以下简称“测控专业”),该专业一直被学生称为“万精油”专业。因为测控专业所涉及的领域很宽,它集计算机、软件、网路、传感、电子、机械、光学等多种技术于一体,用于解决实际工程中的控制管理、信号获取、传输和处理等一系列问题。[5]但随着我国航天事业的飞速发展,“航天测控”成为测控专业学生耳熟能详的领域,更愿意将本专业和航天技术的发展同等看待。航天测控是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。作为当今世界最尖端的领域之一,航天测控涉及天文、天体力学、空间控制技术、电子信息、数值计算等多个尖端学科。作为测控专业的本科毕业生,迫切希望通过毕业设计更深入地了解航天测控相关的技术细节。
针对5名测控专业学生,以卫星测控为背景,确定了“卫星测控专题”作为学生的本科毕业设计课题。从卫星测控星载仪器电路原理与设计、卫星测控星载仪器信号设计与合成、卫星测控星载仪器信号接收与处理、卫星测控中的扩频信号捕获技术研究、卫星测控中的扩频信号跟踪技术研究,精心设计了5个子课题,每个子课题都是卫星测控信号流程中的重要环节,环环相扣,最终构建了一个完整的测控实验平台。有利于在毕业设计过程中培养学生的团队协作精神,加强学生间的交流与探讨,共同将卫星测控领域的技术细节理解的更加透彻。
二、“四课法”本科毕业设计专题指导实践
专题式本科毕业设计与传统的“一对一”本科毕业设计之间的不同之处在于学生从给定的子课题中选择一个子课题开展毕业设计工作,所有学生要了解专题的整体情况,同时要求每人独立完成一题。所有子课题是一个统一的整体,指导团队通过开展相应的指导,确保每个学生都能在规定的时间内进行较为深入的研究,最终完成优秀的毕业论文。指导团队包括10名教师,作为一个整体,由负责人协调进行全面指导工作,同时根据教师的专业特长,确定具体指导的子课题。在整个指导过程中,提出了“四课法”本科毕业设计专题指导方法,在四个重要阶段集中指导,以确保毕业设计指导工作进行的更加高效。
1.下达任务课:明确任务,充分交代
在学生选定相应的子课题之后,教师将下发《本科毕业设计任务书》(简称《任务书》)。在学生初步理解《任务书》的基础上,给学生们上第一课:下达任务课。
对于学生来说,本科毕业设计是一个全新的重要环节,它不同于前三年的课堂教学,也不同于任何之前进行过的教学、实验等单一训练,它是一个综合的“项目”,所以学生在拿到《任务书》后会非常困惑,不知道具体该做什么,如何做。这就迫切要求教师能够在第一时间把握学生的心理特点,针对他们的疑问,逐一解答他们的困惑。在下达任务课上,教师要积极引导学生“发问”,这样才能有的放矢的解决他们最关心的难题,达到更好的指导效果。“好的开始,是成功的一半。”在第一课上,教师要针对问题充分交代,帮助学生充分理解《任务书》的要求,让他们明确自己的任务:需要哪些基础知识,需要补充学习哪些新知识,任务的最终目标是什么,各个过程环节该如何实施?每一个方面都要交代清楚,让学生彻底打消疑虑,给他们建立自信心,为接下来的毕业设计奠定坚实的基础。
2.开题报告课:确定方向,引导思维
学生在充分理解《任务书》研究内容的基础上,通过查阅相关参考文献,将各个任务进一步细化,提炼出课题的关键问题,提出课题研究的基本方法,并制定详细的研究计划,完成《本科毕业设计开题报告》(简称《开题报告》)。
《开题报告》是学生开始进行毕业设计实质性工作的第一步,也是毕业设计环节第一次由学生主导,向教师提交撰写材料。开题报告课作为毕业设计指导的第二堂课,教师需要着重从以下几个方面把握,协助他们确定明确的方向,引导学生的发散思维,为下一步毕业设计工作制定可行的计划。
(1)对专题及子课题的认识:学生针对不太熟悉的专题领域,要了解自己子课题的研究内容,必须要全面认识子课题所在的大专题背景。所以开题报告中,要简要介绍自己对专题及课题的认识。
(2)本课题国内外研究现状及发展趋势:要明确课题的具体研究内容,首先要对国内外的研究现状进行全面了解和梳理,准确分析它的发展趋势,找准课题的研究方向。
(3)课题在理论与实践上的意义:学生选择一个子课题,最初对课题的意义并不完全清楚。通过开题报告课,教师根据学生分析的课题在理论与实践上的意义,点评相关的内容,为后续工作的展开明确方向。
(4)课题需要解决的关键理论问题和实际问题:课题研究的核心内容是解决一定的理论问题和实际问题,这是学生必须把握的内容,也是开题报告课最重要的部分。教师要根据学生《开题报告》的内容分析他们的思路,从各子课题展开,确保每个学生都能理顺课题的关键问题。
(5)课题研究的基本方法、实验方案及技术路线的可行性论证,并估计在进行论文工作中可能遇到的困难、问题和解决措施:明确了需要解决的关键问题之后,学生在《开题报告》中对研究的基本方法及可行性进行分析。教师要客观分析研究内容的工作量和学生有效投入时间等因素,评价其可行性,及时修正不合理部分。此外,教师还要对论文工作中可能遇到的困难和问题与学生进行充分探讨,引导学生提出相应的解决措施。
(6)论文研究的进展计划:在有限的时间里,需要进行一定的研究工作。一般而言,时间较为紧张,通过制定详细的研究进展计划,划分重要的检查节点,有利于教师更有针对性的指导学生顺利完成毕业设计任务。在开题报告课上,教师根据学生制定的论文研究进展计划,分析其合理性和可考核性,并进行必要的调整。
3.中期检查课:查看方法与思路,细致指导,广泛讨论
在学生毕业设计工作进行到一半时,实施“中期检查课”。开题报告课上,已经对整个毕业设计进行全面规划和部署,在中期检查节点应该完成哪些内容,是有明确计划的。因此在中期检查课上,教师首先要查看研究方法是否正确,研究思路是否清晰,在更细节的方面加强指导,为后半部分的毕业设计定下方向。其次多个学生做同一个专题,有很多研究内容和研究成果是可以提前进行资源共享的。教师要引导学生进行广泛的讨论,取长补短,齐头并进,共同进步。另外,还要给每个学生吃下“定心丸”:大家一定能在规定的时间内顺利完成毕业设计工作,只需要稍稍调整心态,更加投入,按照《任务书》中的任务需要,对照《开题报告》中的研究思路,一步步朝着目标努力。
4.论文成稿课:查看内容与数据,规定格式
在学生完成《本科毕业论文》(简称《论文》)初稿时,开设“论文成稿课”。事实上,从毕业设计之初,大部分学生就开始着手为撰写毕业论文储备有用的素材,认真思考,形成新的观点进行论述。在论文成稿课上,教师要查看论文的内容是否是学生独自完成的,是否是带有自己新观点的论述;检查相关的实验数据是否真实可信,必要时进行相关的考证;其他方面也要严格把握,如语句是否通顺,逻辑是否合理等,都要进行全面的指导;另外,还要查看论文格式是否完全符合规定。
除了以上重要的“四课”之外,在毕业设计实施过程中,由指导团队负责人统一安排和部署,每周都有2~3名教师进行全面的指导;指导教师针对各自具体负责的子课题,定期和学生见面,了解毕业设计进展,进行现场指导,及时解决学生毕业设计过程中遇到的问题。此外,鼓励学生通过电子邮件的方式和指导教师每周联络一次,学生向指导教师汇报毕业设计的进展情况,指导教师检查学生的阶段性完成情况,以确保指导工作落到实处。
三、感想与总结
在本次本科毕业设计工作中,针对军事指挥类学生和工程技术类学生,均创新性地提出了“大专题”模式本科毕业设计团队指导方案。对于选定该专题的学生,每个人都要花费一个学期的时间完成一个完整的毕业设计课题,毕业论文就是最终的成果形式。事实上,每个人除了自己的成果之外,还能在每次讨论及最终答辩中汲取其他同学的研究成果,学到其他的新知识,达到知识共享。这就是专题式毕业设计最大的意义所在。
通过本次毕业设计研究与实践发现:第一,空天作战专题和卫星测控专题都是全新的毕业设计课题,深受学生们的欢迎,两专题可以作为固定课题以供后续的学生继续研究和学习。第二,毕业设计指导过程中,教师要指导学生学习基础理论、基本知识和基本方法,学生通过思考和提问,又能促进教师更多的思考,师生间碰撞出意想不到的火花,使学生学到更多新知识。第三,“四课法”本科毕业设计专题指导方法是通过多年实践经验总结出来的,应用成效显著。课堂上对学生进行针对性指导后,学生能更清晰地梳理自己的思路,调整自己的进度,学生之间也可以取长补短,资源共享,达到更好的效果。通过分析和总结相关经验,在后续的毕业设计指导工作中,教师将更有针对性地指导学生,让他们在毕业设计过程中取得更大的进步。
参考文献:
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[5]冯旭哲,陈建云,明德祥.测控技术与仪器专业本科毕业设计研究与实践[J].高等教育研究学报,2011,34(1):86-88.
【关键词】数据中断链路断链;同步异常;采样异常
引言
随着智能化技术的不断发展,智能技术在电力系统得到了广泛的应用,但是随着智能站的不断建设,一些问题日益凸显,比如变电站端采集的信息日益增多,对调度端数据库造成严重威胁,特别是发生故障时,信息海量上传,容易导致通道堵塞,数据延时,甚至产生网络风暴最终导致系统瘫痪,在变电站的调试中,也会遇到各种问题,比如数据中断、位置状态无效、控制块断链、遥测遥信等无法上送后台、保护跳闸命令、遥控命令不能执行、保护装置与智能终端跳闸命令异常等各种问题。
1、数据链路中断的分析与处理
1.1事故现象。智能装置启动面板的告警灯,同时向后台发控制块断链等告警信号,在固定的周期内收不到订阅报文。
1.2事故原因。数据断链发生的可能性比较多,常见的原因有:1.2.1物理链路不通。物理链路不通的主要原因有光缆断裂,尾纤断裂或者尾纤跳线反了,如果物理链路不通,我们可以从交换机面板的灯来看出,若相对应的灯闪烁,则说明物理链路正常,若相对应的灯不亮,则说明物理链路异常,如果物理链路已经通了,但数据依然无法上送,其原因是发送方或者订阅方配置错误。1.2.2发送方或者订阅错误。如果物理链路已通,则需要查智能设备的配置文件,发送方或者订阅错误的主要原因有数据集的控制块名称、APPID、SVID等名称出错,导致方或者订阅方的对应数据不一致,使得两侧无法通信,从而保护装置发出数据链路中断的信号。
1.3事故处理。如果是物理链路不通,可以通过红光笔来查找问题也可以通过抓包的方法来查找问题,如果抓包工具检测不到心跳报文,则说明物理链路不通,如果是发送方或者订阅错误,则用数字万用表或者其他抓包工具在接收端口捕捉报文,如无订阅报文则继续向上一级查找,如报文与订阅不一致则检查发送方配置,如报文与订阅一致则向接收方端口模拟发送,并检查SCD配置和装置端口配置,排查接收方订阅错误。
2、信号传动无效的分析与处理
2.1事故现象。在智能终端传动信号时,该信号不能传到后台,或者后台信号与实际信号不一致。
2.2事故原因。信号传动出错的原因较多,如智能终端外部回路接错,或者智能终端的开入插件异常,如果硬件回路正常,其原因可能发生在智能终端与测控装置的配置上,智能终端作为方,出现问题的可能性比较小,测控作为订阅方,出现问题的概率最大,比如控制块名称出错,SVID、APPID等错误,如果信号不一致,可能是虚端子勾选错误,需要仔细检查虚端子配置。
2.3事故处理。首先,需要排除外部电缆回路,如果问题在外部电缆上,我们可以通过常规的方法进行处理,如果排除了外部回路问题后,我们要根据上节方法排除数据链路异常,在链路正常的情况下在发送方模拟信号,用抓包工具在接收端口捕捉报文,如果捕捉不到,其问题出在方,相反问题则发生在订阅方,最后检查动作信号是否与配置一致,如一致则向接收方端口模拟传动,并检查SCD配置和装置配置,排查接收方订阅错误,如果虚端子有误,则需要从新勾选虚端子,重新下载配置。
3、采样值错误的分析与处理
3.1事故现象
采样值偏差过大且无规律、无采样值或者IED经常报出采样异常闭锁保护等信号,合并单元自身会发生数据异常信号,同时保护装置报采样异常闭锁保护等信号。
3.2事故原因。导致采样错误的可能性有采样数据丢点、额定延时抖动、数据无效、双AD不一致等、品质因素异常等问题,这些问题一般发生在合并单元内部的光电转换模块,同时配置错误也可以发生以上现象,如果发生这些问题,保护装置能够检测出来,发出信号并闭锁相关保护,如果没有数据,则原因可能是订阅方的配置错误。
3.3事故处理。用抓包工具或者采样分析软件读取从合并单元里面发出的数据或者波形,分析采样异常原因,首先使用合并单元校验仪测试合并单元,先保证合并单元的内部配置是否正确,在保证合并单元正确后再在合并单元的模拟通道上施加模拟量电流,测试双AD通道的偏差,检查IED双AD偏差阀值,一般双AD的偏差在50%之内,其次在报文分析仪上长时间监视SV报文是否出现异常,如果监视不到数据或者波形,则可能原因是订阅有问题,这时需要检查配置。
4、采样偏差的分析与处理
4.1事故现象。进入合并单元的模拟量的波形和发出的数字量的波形不重合,主要表现在数值方面的大小不一致。
4.2事故原因。遇到采样偏差时首先检查配置文件的变比是否和现场实际的变比一致,其余用合并单元测试工具测通道延时是否符合要求。
4.3事故处理。首先由合并单元校验仪测试数字量输出是否正常,排除合并单元内部问题,合并单元以及保护装置内部都需要配置变比,所以需要仔细核对变比,其次用保护测试仪模拟额定延时同时加多间隔采样值,排除由于GPS异常引起的同步采样误差,如是母线保护装置,可用多间隔采样来排除同步误差问题,再通过合并单元校验仪加额定模拟量,检查SV精度,测量MU额定延时等数据是否符合相关规定。
5、站控层异常的分析与处理
5.1事故现象。遥信、遥测、遥控出现问题,主要表现在间隔层的信号、电压电流不能上传到后台或者后台的控制命令不能到智能终端,无法完成预期的功能。
5.2事故原因。站控层异常的原因主要有:5.2.1不满足逻辑条件。如果在交换机处能够抓取从间隔层发来的信号,但是后台没有信号,此时问题可能发生在测控装置上,主要检查测控与远方操作有关的的装置软压板或者控制字。5.2.2总召周期过长。后台在向测控装置发送执行命令时,首先需要对测控装置发出一个总召唤命令,如果测控装置具备条件,则向后台回复命令,然后后台的控制命令才能达到测控装置,如果总召周期太长,则会导致站控层出现异常。
5.3事故处理。IEDScount登录IED检查对应控制块是否被正确使能,测控装置上检查五防条件是否正确,是否投检修压板;IED断电至通信完全中断后上电,观察变位是否正确上送,镜像交换机端口捕捉报文,检查交互是否正确,检查IED报告控制块的参数配置和后台的61850通信参数配置。
6、总结
随着数字化技术的在智能化变电站中的不断应用,大量的技术问题在运行或者调试的过程中不断涌现,因此,如何快速处理现场发现的问题、对工程的进度有很大的影响,针对以上特点,本论文提出的这些解决方案具有以下的几个特点:(1)本论文提供的方案具有通用性。本文提出的解决方案是通过现场处理,实施验证之后总结出的方案,能够在所有智能化变电站中使用,具有较强的通用性。(2)具有充分的理论依据。本论文所提出的解决方案已经通过现场设备的稳定运行得到验证,运行效果比较可靠。
参考文献
关键词 测控专业英语;实践教学;专业英语技能
中图分类号:H319.3 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)22-0094-02
Teaching Practice on Course of Professional English of Measure-
ment and Control//BAO Jiatong, TANG Hongru, WU Guifeng
Abstract To improve the traditional teaching mode of professional English of measurement and control, an outcome oriented approach is employed. It aims at helping students improve their capabilities of information acquisition and communication through organizing the teaching materials and designing the course assessment. Especially, partial teaching materials are customized by the students. It arouses the students’ interests and subject consciousness in learning. In prac-tice, many kinds of teaching activities are carried out to emphasize on improving the students’ abilities of information acquisition and communication apart from the training of basic skills of professional
English. The teaching practice shows the effectiveness of the employed
approach.
Key words professional English of measurement and control; prac-tice teaching; professional English
1 前言
测控专业英语是测控技术与仪器专业的一门专业选修课程,教学目的是让学生熟悉和掌握本专业的常用专业词汇,培养学生顺利阅读专业文献、完成专业翻译和写作、进行信息交流的能力。然而测控专业英语教学往往跳不出大学英语教学的传统框架,在教学形式上以教师授课为主,没有实践教学环节,在教学内容组织上仍侧重于词汇、阅读、翻译和写作,教学内容陈旧枯燥,缺乏故事性[1]。这样的教学方式直接造成学生简单地将专业英语学习理解为专业术语与汉语的对应转换,学习枯燥无味,逐渐失去学习兴趣,选修该课程的学生也变少。
为改善测控专业英语的教学效果,以提高学生信息获取与交流能力为成果导向[2]来组织教学内容和设计课程考核方法,特别是让学生来定制部分教学内容,激发学生学习兴趣和学习主角意识。通过以学生为中心开展各类教学活动,在训练学生基本专业英语技能的同时,重点培养学生的信息获取与交流能力。
2 教学内容组织
测控专业英语课程的教学内容总体由两部分构成:专业规划教材内容和学生定制内容。选择的专业规划教材应该能广泛涵盖本专业的知识领域,专业词汇量要全面[3]。测控专业英语规划教材的主要内容应包括信号、传感器、仪器、计算机、控制、新技术等[4],教材范文在阐述其概念、原理、工作过程和应用的过程中,应能广泛涉及本专业的基本和重要词汇。由于学生在选修专业英语前已经具备本专业的相关理论和方法的基础知识,因此,该部分内容采用学生课后阅读、课堂测验与答疑相结合的教学形式。
然而,选用的教材再好,也具有时效性,往往落后于测控技术的迅猛发展。更多的学习资源应当来源于最新的本专业的会议或期刊论文、权威网站资讯等。如何在有限的教学时间内,从体量庞大繁杂的互联网上,筛选出有价值的学生感兴趣的专业文献供学生学习和交流,这是一个难点问题。因此,提出采用学生定制部分教学内容的方式。
具体做法是:首先由每位学生说出一个关键词,说明自己最感兴趣和最想了解的某个专题、研究或技术;经归纳梳理后,由教师从专业文献检索系统或权威英文资讯网站中检索和选取最新的相关文献和资讯,在课前利用学校网络课程平台或利用课程教学辅助工具推送至学生的手机端,让学生在课前预习,在课堂上结合材料进行学习和交流;学生根据自己提出的感兴趣的关键词,在课后自主查阅文献与资料、翻译代表性英文论文、形成口头专题报告与专题写作。
3 教学活动开展
以学生为中心,围绕上述教学内容,开展的教学活动主要包括课堂测验、课堂答疑、定制专题材料的学习交流和学生专题报告。课堂测验与课堂答疑是为了更好地帮助学生去学习专业规划教材的内容,提升专业文献的基本阅读和理解能力。定制专题材料的学习交流指在课上学生与学生、学生与教师之间交流已经在课前预习的材料的学习心得,可以包括语言表达、专业知识、技术方法等方面。学生专题报告是检验学生课后学习成果(包括查阅、理解和整理文献)的重要教学活动,也是培养学生在正式场合与他人分享和交流学习成果的重要实践教学环节,这一环节能充分唤醒学生的主角意识,提高自信心。
此外,为了让学生能够有效地进行交流、完成专题写作以及在未来工作或考研面试中较好地进行自我介绍与撰写个人简历,在整个课程的教学实践环节,分别穿插开展国际会议交流、学术论文写作、自我介绍、个人简历撰写的专题讲座与交流。
4 课程考核方式
传统的测控专业英语课程考核方式主要是期末考试,由一份试卷来确定学生的学习情况与成果,显然考核方式不太合理。而以提高学生信息获取与交流能力为成果导向开展教学实践活动,在对上述教学内容实施以及教学活动开展过程中记录学生在每一环节的表现情况,因此,课程的考核能做到有据可依,考核也较全面,能综合反映学生的学习情况。具体而言,课程考核成绩总体由平时成绩(70%)和期末成绩(30%)构成。其中,平时成绩包括课堂考勤(20%)、课堂测验(20%)、课堂表现(10%)、口头专题报告(20%)、论文翻译(10%)、自我介绍(10%)和个人简历撰写(10%),期末成绩为专题写作成绩。
5 实践结果
在2015―2016学年春学期,扬州大学测控13班级进行课程教学实践,分8周授课,共32学时。该班级有18人选修该课程,将选用的专业规划教材的相关章节内容进行划分,共进行6次课堂测验,学生在课后能够自觉阅读相关内容,但关于教材中相关内容的提问较少。学生在定制专题学习材料时,都表现出浓厚的兴趣,每个人都能提出自己感兴趣的某个专题、研究或技术的关键词,如无人驾驶、物联网、灾难救援机器人、计算机视觉识别等。根据这些关键词,主要从TED、科研学者主页、IEEE/IEE电子图书库等下载最新视频、讲稿、文档和论文,形成专题材料供学生学习与交流。
借助多种形式的专题材料,特别是在视频资源的帮助理解下,学生更加专注于从相关材料中发现和接收信息,而不过于关注语言本身。由于这些专题均由学生自己选出,对相关技术或问题他们都会有自己的想法,因此,在课堂交流时,参与度非常高,课堂气氛活跃。在课后,他们能够根据自己的兴趣自觉地搜索和整理材料,形成口头专题报告和专题写作。口头专题报告是学生向同学和老师展示学习成果的平台,能够真实反映学生信息获取与信息交流的能力。由于学生在做报告时,课堂完全交由学生去组织,因此,他们的自信心得到充分展现,对课程内容安排的认同感也比较高。国际会议交流、学术论文写作、自我介绍、个人简历撰写等专题讲座也得到学生的一致认可。经课程考核,所有学生均取得满意的成绩。
6 结语
以学生为中心开展教学活动,以提高学生信息获取和交流能力为成果导向,组织教学内容和设计课程考核方法,取得良好的教学效果。特别是让学生来定制课堂教学内容是该课程教学实践的创新之处,学生学习兴趣浓厚,课堂参与度高,在与他人分享学习成果的过程中,自信心得到培养。通过对每个教学环节的认真参与,学生的信息获取与交流能力得到了很大的提高,也取得了满意的课程考核成绩。参考文献
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他是享誉国内外的知名教授。作为一名科研尖兵,他在国内外率先开展了多变量模糊-神经自适应控制方法研究并引领此方向开展了近20 年的研究。已经指导毕业博士后、博士研究生,毕业硕士生近百人,其中1人获得全国百篇优秀博士论文提名奖、2人获得省优秀博士论文奖,3人入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。张化光作为国内外智能控制的领军人物之一,2010年入选“辽宁省院士人选培养工程”,目前是辽宁省控制学科为数不多的几名教育部长江学者特聘教授和国家杰出青年科学基金获得者之一。
从1991年开始,张化光在国内外率先开展了多变量模糊-神经自适应控制方法研究,发表了多篇学术论文。特别是提出了基于模糊-神经辨识的广义预测自适应控制方法,并于1993年出版了国内外第一本结合神经网络技术实现模糊自适应控制的学术专著《复杂系统的模糊辨识与模糊自适应控制》。经过近20年的研究,发表了一系列关于模糊-神经辨识、建模、动态特性分析、状态或网络传输时滞分析、模糊-神经优化、自适应控制器设计等研究成果,在国际上引起了许多后续研究。著名国外学者R. Belohlavek、E. N. Sanchez、S. Arik等都对张化光在多变量模糊-神经自适应控制领域的开创性工作给予好评。同时,张化光也被推举担任IEEE 计算智能学会的自适应优化技术局主席。他的学术研究成果先后获得2008年辽宁省自然科学一等奖,2010年度教育部自然科学一等奖。
近20年来,他一直坚持扎扎实实地做本科教学和研究生教学工作。张化光不只在战略方面给学生指导,在细节方面也从不放过。每个学生发表的论文都要经过他的审查,从文字的推敲,表达式的演算到结构的安排组合,他都给予充分的重视。目前张化光已经指导博士后10名(6名已经出站),毕业博士生20人(其中留学生2人),毕业硕士生60多人,很多人都已成长为各单位的杰出人才。
张化光不仅在教学中注重培养方法,在生活上也重视对学生的人文关怀。2010年5月,他把当选沈阳市特等劳动模范所获得的一万元奖金全部捐赠给优秀的贫困学生,帮助他们顺利完成学业。
在众多科研成果中,张化光负责开发的流体输送管网的实时数据采集分析方法、高精度泄漏检测定位技术和面向节能的复杂配电网监测控制与实时故障诊断系统已规模化生产,广泛应用于中石油和中石化公司的56个输油子站和11个省份的86家集控子站和电厂,每年创造直接经济效益过亿元,对企业自动化水平和生产效率的提高及相关技术的科技进步产生了积极、深远的影响,提升了我国在故障诊断、容错和监测控制领域的技术水平和国际地位。
关键词:沙漠改造,油田建设,地面工程设计
西部地区蕴藏着大量石油天然气资源,勘探开发形势喜人,日益形成了吐哈、准噶尔和塔里木三大盆地并驾齐驱的局面。
一、西部油田特点
1、地理。
油田大多处于戈壁或沙漠地带,人烟稀少,荒凉闭塞,交通不便,远离经济文化中心。原油外销运距远,销售成本高。
2、气候。
是典型的内陆型干燥性气候,空气湿度低,夏季酷热,冬季严寒,风沙大,春秋风季有沙暴。
3、工业。
制造加工能力差,绝大部分设备和材料需从内地或国外购进,运距远,所以油田建设和原油生产成本高。
4、油田管理模式。
总公司为西部新开油田注入了全新观念,把油田勘探开发纳入社会主义市场经济的轨道,按经济规律办事,实行甲、乙方合同制。生产管理自动化,生活服务社会化,不搞大而全、小而全,不在油田内建生活基地。提出按照新体制,采用新技术,达到高水平,获得高效益的“两新两高”战略方针,采油生产管理由采油厂改为作业区,实行四班两倒制,百万吨油田百人管理。
二、设计应注意的问题
1、解放思想,建立市场经济意识。
所谓市场经济意识不是指设计单位将自身置于市场中竟争,而是指设计单位必须解放思想,破除计划经济对设计思想的束缚,针对油田实际,研究社会主义市场经济在这一领域的发展规律,把油田建设和生产管理纳入市场运行的轨道中,作出适合市场发展的油田设计。
2、把油田的经济效益放在首位。
由于受计划经济和“大锅饭”的影响,花钱大手大脚、贪大求洋、功能过剩、加大安全系数和备用系数、将先进的技术机械地堆砌、随意提高建设和装修标准、追求毫无功能效应富丽堂皇的外观装饰和盲目追求高指标等设计偏向仍根深蒂固。这样,增大了投资规模,削减了油田的经济效益。所以应从实际出发,因地制宜,实事求是,从方案比选到“四新”技术的采用都围绕着经济效益进行全面的综合论证,有效益就干,没效益不干,真正做到依靠科技进步,通过设计将先进技术转化为生产力,既要节约投资和运行费用,又要改善运行效果,最终获得最好的经济效益。
3、适应新的管理模式。为了适应总公司提出的采油作业区的管理模式,设计主要应注意以下三个方面:一是生产过程无人值守,实现主要生产过程和主要生产参数的遥控和遥测;二是要立足于生产管理人员的一专多能,在总体布局上要打破专业界限,破除过去那种各专业划地为牢,自成体系的平面布置方式,按流程走向将有关专业结合为一个有机的整体,力求布置紧凑,为管理人员巡检提供方便;三是破除小生产的陈旧观念,不再处处设岗,处处设置值班室、库房和维修间等。不但要提高管理水平,还要把生产管理的人数压下来,不突破百万吨油田百人管理的指标。
4、简化流程,压缩控制环节和测控点。
过去落后的管理方式和落后的技术状态造成我国油田地面工艺流程过于复杂,主要表现在以下三个方面:一是为保险起见,增设了许多事故流程和备用流程,用以应付各种难以预料的事故,其实那些事故往往只存在于过去落后的技术状态中,有的完全是误操作造成的责任事故,在技术进步的今天已不复存在。为什么国外的流程十分简捷,道理正在干此;二是设备功能单一,选用的设备多,控制环节多;三是专业划分过细,各专业自成体系,前后衔接,增加了许多设备。论文格式。如原油处理站和输油首站各成体系,各设一个罐区,若把二者结合为一个整体,流程就简化多了。流程复杂,导致控制环节过多,不仅增加了事故率,不便于管理,也增加了自动化系统的测控点,增大了建设投资和维修工作量。所以在无人值守的情况下,更应力求简化流程,减少控制环节和测控点。压缩测控点的另一层意思,是在不影响生产和安全的前提下,将测控点数量压缩到最少,以减少投资和维修工作量。没有必要将所有参数(如压力、温度和液位等)全都置于自动监控之下。
5、立足国内,引进关键技术和设备。
我国的工业水平比较落后,个别设备不能满足油田无人值守的技术要求,要从国外引进部分设备。论文格式。但是油田工艺技术不是尖端技术,在可能用全部的国内技术将洋卫星送入轨道的今天,不管建设怎样的油田,都有充分的理由立足于国内的技术和设备,不可贪大求洋,动辄全套引进。应进行反复细致的技术经济论证,只引进少数国内无法解决的关键技术和设备。应把综合经济效益作为衡量是非成败的唯一尺度。
6、简化工业区,美化生活区。
工业区系指油区的站场,生活区系指油区内倒班职工的生活区。由于油区站场无人值守,故工业厂房和其他的建构筑物在满足生产要求和安全可靠的前提下,应因陋就简,不可铺张,人为地提高建筑和装修标准是毫无意义的。再者与东部油田不同,西部油田人迹稀少,油田设施极少遭到破坏,所以未必所有的站库都非建围墙不可。克拉玛依油田,30多年来,计量站从不设围墙,也未见遭到破坏,其他站库虽有围墙,有多大的实际作用亦未可知,多是出于传统和习惯的原因。论文格式。因为自古以来,我们中国人每建一物,习惯用砖墙圈起来,大到万里长城,小到私家院落。在用全新观念开发建设西部油田的今天,这种古老的“围城”意识理应革除,能不花的钱就不花。油田毕竟不是旅游景点,搞富丽堂皇的联合站门脸和蔚为壮观的站库围墙或围栅无论如何都不符合国情,也不合时宜。凡到过国外油田考察的人,无不为国外油田生产辅助设施的间陋而赞叹,与人家相比,我国经济贫穷,有什么理由在毫无功能效应、华而不实的外观上大把花钱呢?
相反,生活区的建设、装修和配置应适当提高标准,生活、娱乐设施要完备,井搞好区域绿化,形成美丽清新的人造小环境和小气候,为工作在戈壁、沙漠恶劣环境中的职工提供舒适优良的生活、娱乐条件。这对保障职工的身心健康和稳定职工队伍、提高生产积极性都将产生积极的作用。在这方面多花点钱值得。
参考文献:
[1]苗承武,迟尚忠.开创油田开发地面生产系统新水平[J].石油规划设计,1999,(05).
[2]高鼎城.关于油田地面基本建设管理改革的探讨[J].石油规划设计,1996,(06).
关键词:培养模式;知识结构;课程体系
作者简介:王军(1979-),男,满族,辽宁本溪人,江西理工大学机电工程学院,讲师;何鹏举(1961-),男,甘肃庆阳人,江西理工大学机电工程学院,教授。(江西?赣州?341000)
基金项目:本文系江西省高等学校教学改革研究课题“测控技术与仪器专业本科教育与研究生教育一体化培养模式研究”(JXJG-09-6-16)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0021-02
近十余年来,我国的本科生毕业人数从1999年的44万人扩大到2011年的660万人,研究生的招生规模也从1999年的7.1万人扩大到2011年的52.4万人,当一个国家的本科高等教育达到大众化甚至普及化的时候,必然会追求更高层次(研究生教育)的大众化。在高等教育日益普及的今天,面对高校通识教育与专业教育、教学质量与招生规模、专业理论与实践能力的矛盾,如何优化人才培养体系、提高教学质量是每一个教育工作者所面临的问题。
本科生教育是大学中的基础教育,强调的是学习但不能没有研究性和实践性的训练;研究生教育是我国教育体系中的最高层次教育,强调的是研究和创造性,但是也不能忽视基础教育,尤其是自然科学的系统知识体系以及人文社科和思想品德教育。大学中的基础教育与高层次教育是一个有机体,应把学生的基础知识、专业知识以及实践能力的培养过程按照一个有机的整体进行设计和考虑,打通本科生高年级与研究生教育之间的隔离。[1]
一、测控专业本硕一体化培养模式的可行性分析
“本硕一体化”培养模式是本科生教育与研究生教育相结合的尝试,是现行的推荐免试硕士研究生制度的补充与延伸。推荐免试指由本科阶段直接保送进入硕士生阶段学习的一种培养方式,相应的还有硕博连读培养方式,就是硕士生直接保送到博士生阶段学习,目前国内也有部分大学(如清华大学)采取部分优秀的本科生直接保送到博士的培养方式。我校在2009年正式开展推荐免试研究生的培养工作,现已实行研究生推免制度三年了,“本硕一体化”培养模式正是为了适应我校的推荐免试硕士研究生制度所进行的有效补充,不但可以缓解招生数量与培养质量的矛盾,而且有助于吸引本校优秀本科生源进入研究生阶段学习,优化本科教育与研究生教育的协调发展。
“本硕一体化”培养模式沿用了博士生培养方式中硕博连读和提前攻博的概念。硕博连读和提前攻博的培养方式是国家确定的博士生入学方式之一,缩短了研究生培养周期,对激励硕士研究生攻读博士学位产生了积极的影响。[2]硕博连读模式在美、英等发达国家有较长时间的应用和实践历史,培养了大批优秀人才,得到了世界各国较为普遍的认同和借鉴。在当前高校扩招、就业压力增大的形势下,“本硕一体化”培养模式对于促进本科生努力学习、毕业后选择继续学习或者参加工作都有着积极的影响,是高等教育多元化的一种尝试。
我校本科生教育实行3~6年的弹性学分制度,允许学生在修满规定的毕业标准学分的基础之上,根据自身的情况调整学习进度,增加了人才培养的灵活性。“本硕一体化”培养模式主张以人为本,有利于发挥学生的主观能动性,促进学生的个性化发展,充分体现了我校弹性学分制度的优越性,“本硕一体化”培养模式对于促进素质教育、提高人才培养质量有着积极的影响。
二、本硕一体化课程体系改革与优化
测控专业是光、机、电、计算机多专业交融的技术学科,针对测控专业多学科、多专业交叉融合的显著特点,以“测试计量技术及仪器”、“精密机械及仪器”、“机械电子工程”等硕士点的人才培养为导向,以矿山、冶金、仪器仪表等行业需求为目标完善本专业的电类和机械类课程。对本科生和研究生的知识结构、能力结构进行了层次设计和分类设计,修订本科生和研究生培养方案,统筹安排本科课程与硕士研究生课程,调整课程设置,整合课程内容,使课程体系相互衔接,以就业和读研两个方向灵活设置选修课程,加强专业素质和能力培养,满足就业和读研的需求。
在本科三年级结束后,根据导师组的考核意见以及学生个人的选择、能力和兴趣进行分流。一部分学生选择就业,进行本科毕业设计和毕业论文写作;另一部分达到保送研究生资格的学生则在导师的指导下进入研究生阶段的学习,该部分学生不再完成本科毕业论文,经过研究生阶段培养,最后完成硕士毕业论文即可。
1.课程体系
测控专业毕业规定总学分为186学分,包括5大模块,如表1所示。
公共必修课包括高等数学、大学英语、大学物理、思政、体育、线性代数、概率统计、复变函数与积分变化等课程,按学科大类分类设置,由学校教务处统一安排;专业必修课包括C语言程序设计、机械制图、电路、模拟电子技术、数字电子技术、工程力学、机械设计基础、自动控制原理、传感器技术、信号与系统等课程;专业选修课包括Matlab语言、测控电路、电气控制与可编程控制器、单片机原理、嵌入式系统、机电传动控制、互换性与技术测量、计算机网络、仪器总线、光电检测技术、无损检测技术、智能仪表设计技术、工程光学等课程;实践教学环节则涵盖大一到大四每个学期,包括军训、金工实习、课程设计、生产实习、毕业实习等;校级公选课是为了拓宽学生的知识面,提高学生的综合素质而安排的人文社科、经管艺术、自然科学等课程。在课程的设置上,注重知识的基础性、系统性与先进性,提高课程的综合化程度,体现“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的专业培养目标。
关键词:机械工程 专业硕士 实践能力
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(b)-0130-03
专业硕士培养过程中,具备较强的工程能力和实践能力是其区别于学术型硕士的重要特点。机械工程专业的实践基础是从事复杂机械装备设计、先进装备制造、机电系统控制与监测研究最重要的条件之一,因此,机械工程实践环对机械工程类专业硕士研究生的培养是十分重要的。我国工程专业硕士研究生实践教学起步时间较短,开展机械工程专业实践基地建设可进一步完善研究实践教学体系,发挥机械工程学科的传统优势,使学生较深入地掌握机械工程领域的基本技能及开发技能,同时满足机械工程类研究生解决实际问题的迫切愿望。要达到这样一个培养目标,专业实践是必不可少的重要环节,充分的、高质量的专业实践是专业学位教育质量的重要保证[1-2]。
1 机械工程专业硕士培养目标及方向的确定
充分考虑硕士研究生的学术及工程能力培养要求,才能确定机械工程专业硕士培养目标[3]。机械工程领域培养德、智、体全面发展的应用型、复合型的高层次工程技术和管理人才。该领域硕士学位获得者应掌握机械工程领域的基础理论,掌握现代制造技术及系统的设计、分析、试验技术,机电一体化系统设计方法,现代制造工程,机械性能分析、设备故障诊断、状态监测与维护技术,信息化、智能化的基础技术,工业设计的研究与设计方法。具有从事机电新产品、制造装备开发设计能力、生产工艺设计及实施能力、生产设备管理及使用维修能力。培养工程应用能力强,实践技能水平高,掌握先进设计、分析、检测、制造等现代研究与工程应用技术的高级人才。
由机械工程的培养目标可以看出,现代设计与方法、先进制造与装备、机电系统测控与技术是机械工程领域专业硕士不可或缺的培养方向。
2 培养环节的设计
2.1 实行机械工程专业硕士双导师制的培养模式
根据机械工程专业硕士实践能力的培养的特点,该领域全日制机械工程专业硕士研究生可采用学校导师与企业导师共同培养的方案。 机械工程专业硕士学校导师由具有指导硕士研究生资格并且具有工程经验的教师担任。学校导师应在机械工程专业硕士入学一学期内采用双向选择的方式确定。企业导师一般由学校导师所合作的单位内具有高级职称且具备丰富实践能力的工程技术人员担任。企业导师应在机械工程专业硕士入学后一年内确定。双导师以学校导师指导学术、企业导师指导工程实践的模式为主。学校导师主要负责机械工程专业硕士研究生的课程学习、论文选题、开题报告、中期考核、学位论文(特别是理论部分)的指导。学校导师对机械工程专业硕士论文的质量负责。企业导师主要负责机械工程专业硕士研究生在工程技术实践中能力的培养、学位论文的选题、论文实践部分的指导等。学校导师和企业导师应经常交流情况,切磋经验,互相配合,共同指导从而保证机械工程专业硕士的培养质量[4-5]。
2.2 机械工程专业硕士实践性毕业论文设计
机械工程专业硕士学位论文选题应来源于应用课题或现实问题,必须要有明确的职业背景和应用价值[6]。学位论文形式可根据行业特点,采用调研报告、应用基础研究、规划设计、产品开发、案例分析、项目管理等形式。学位论文须独立完成,要体现研究生综合运用科学理论、方法和技术解决实际问题的能力。学位论文评阅人和答辩委员会成员中,应有相关行业实践领域具有高级专业技术职务的专家。其课题最终成果,要以具体的设备、系统来体现。学位论文完成后,按有关学位工作实施细则的规定由学院组织论文答辩。答辩通过后由学院分学位委员会审议,充分考核其实践能力,验证课题论文具体实物成果,然后才能将相关材料上报研究生院,提交校学位评定委员会审批,获得机械工程专业硕士学位。
3 实践课程的设定与实施
3.1 现代设计与方法实践能力培训
现代设计与方法实践能力培训主要是培养学生对现代设计与方法的认识以及如何实现。该实践通过使用ProE绘图软件和PowerMill软件以及数控机床来实现零件从设计到加工的现代化和智能化。首先学生通过使用ProE软件来设计出需要的加工零件,然后将绘制好的加工零件导入到PowerMill软件,通过此软件来实现数控机床加工零件所需要加工轨迹代码,在仿真检验后将代码导入数控机床中来实现零件的加工。图1为学生完成的零件三维造型及加工轨迹设计。
3.2 先进制造与装备方向实践能力的培训
先进制造与装备方向实践能力的培训是培养学生在对先进制造与装备的认知基础上的实践能力。该实践课程培训在西门子840D SL数控系统实验平台进行,如图2所示。教学试验台上配有针对机床常见情况(如运动、故障报警、加工状态)的演示盘,通过各种信号灯的显示可模拟机床的刀库的旋转、换刀以及机床辅助动作的状态。学生可进行西门子840D-SL系统的连接调试、西门子840D-SL系列S120伺服轴调试、西门子840D-SL系统参考点建立调试及故障诊断、西门子840D-SL系统所用Step-7 PLC指令编程与调适、ShopMill CAD/CAM编程实践、PCU单元OEMs HMI扩展界面开发与编辑、SIMATIC WinCC flexible开发工具包的使用及数控加工程序测试,完成图形仿真训练。
3.3 机电系统测控方向实践能力的培养
机电系统测控与技术方向的实践主要培养学生对测试和控制技术的认识与实践能力。该实践通过数据采集卡来实现对模拟量的采集和数字量的输入输出控制,让学生深刻了解到数据采集卡是如何将外界的模拟量转换成电压,然后将电压转换成人们熟悉的数字值;明白数据采集卡是如何控制数字量的输入和输出。让学生通过自己的编程来实现对直驱试验平台的控制。通过该实践不仅能够使学生直观地认识到先进制造与装备的概念,还能够使学生明白如何通过上位机来调用动态链接库函数,从而实现对设备的控制。图3是学生通过变成编程软件实现的简单测控界面。
4 结语
机械工程专业硕士实践能力要求较高,通过上述环节可进一步完善研究生培养方案及实践教学体系,培养机械工程类专业硕士研究生的动手能力和实践能力,使其掌握机械工程技术相关理论与技术,做到“学以致用”。同时可为我国制造行业提供实用型科研、技术人才,间接促进我国现代制造业的发展。
参考文献
[1] 彭宝营.基于“开放式数控系统”的机械工程专业硕士实践教学设计[J].科技资讯,2015,13(25):120-122.
[2] 郑鹏,吴建权,沈会祥,等.“机械工程”专业型硕士研究生校企联合培养创新模式研究[J].科技创新导报,2015,10(22):207-209.
[3] 《设备监理》编辑部.工程硕士培养应以行业队伍建设需求为目标――访全国工程硕士专业学位教育指导委员会秘书处主任高彦芳副教授[J].设备监理,2013(2):34.
[4] 郑文轩,杨瑛,田贝贝.全日制硕士专业学位研究生“双导师制”培养模式探析[J].教育教学论坛,2015(34):154-155.