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中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
前言:建筑设计是艺术创作与科学技术的结合体,是创作构思加科学计算合成的产物,是运行过程中设计构思组合所产生出的全新理念。在建筑设计实践中,经常发现一些建筑师设计创新的意图强烈,但实现的设计方案严重脱离设计原则程度,存在功能或视觉效果不佳的问题。某些设计不分情形和建筑功能类型的差异,忽视建筑空间使用的差异性,用一种特例所采用的方式、硬套用在差异性很大的建筑类型中,片面追求奇异空间的体验。在空间尺度或组合中,片面追求精神要素的创新,忽视功能、经济等要素和效率的原则,这些所谓的设计创新是万万不可取的。
现代建筑设计与传统设计的特点
传统的设计性质偏重于技术,现代设计则面向功能目标,将技术、经济和社会环境因素结合在一起统筹考虑,具有工程性,既重视设计的内容亦强调设计进程的管理。
(1)传统建筑设计特点;
传统建筑设计在设计战略进程和战术步序上有随意性;主要以经验总结、规范依据为主,由电算器、图板加物册,个体手工作业完成设计方案;在设计部署上只限于从方案到工作图这个阶段。
(2)现代建筑设计的特点;
现代建筑设计在设计进程上强调设计进程及其步序的模式化;在设计手段上充分利用电子设计机进行计算、自动绘图和数据库管理,集团分工协作;强调预测与信号分析及创造性人相互配合的设计方式;在设计部署上贯穿开发的全过程,除常规的设计外,还考虑了从用户需求到设计评价及施工阶段的结构设计工艺性,以及试运转和使用维修经验的反馈。
二、现代建筑设计创新的几点思路
(1)搞好建筑节能发展
建筑节能存在的问题和差距
①对建筑节能性的认识不足
部分地区的相关部门对于建筑节能设计不予重视,造成建筑节能工作进展缓慢,建筑节能管理和措施上存在不足之处,需要进一步改进各完善。很多地方节能技术标准的执行比例还很低,尤其是小城市,节能工作的环节较为薄弱,尚未建立系统的建筑节能工作机制。
②对于建筑节能投资过少
有此地区对于节能工作没有委派专门的部门和人员负责,管理松散,工作无法正常开展。另外,资金短缺致使供热体制改革所谓的基本数据无法收集完整,很多的研究项目和开发项目处于停滞状态,建筑节能改造等项目的具体落实难以实现,缺乏有效手段。
改进建筑节能的措施
①提高建筑节能意识
首先,首先加快建筑节能的政策法规体系,鼓励地方各级政府出台适合本土建设的地方性法规,研究和制定与建筑节能相 关的经济激励政策。其次,做好建筑节能改造节能建筑,早实现早受益。再次,做好技能培训以及技术储备工作。由主管部门带头对成熟的节能技术进行整编;加强对从业人员的节能技术培训;将节能情况作为评优工程的主要标准之一。最后,为保证建筑节能的效果,必须建立规范的节能检测机构,对节能建筑施工的工序加以规范。
②加大节能监管力度
进一步规范建筑节能的监管行为,主要是对建筑项目从审批、设计、规划、施工以及验收、认证等环节加强监管力度。强化结于建筑施工图设计的审查,从源头上杜绝有关违反建筑节能标准的项目;强化建筑节能工程的验收过程,未达到标准的项目或者未经验收的项目均不允许办理相关竣工备案手续;对于建筑节能建设进行全方位、全过程动态监督;制定合理的节能审查和监督程序及工作要点,并依法严格执行。
(2)建筑设计将向智能建筑发展
智能建筑就是把智能型计算机、多媒体现代通信、智能保安、环境监控等技术与建筑艺术相融合在一起,通过对设备的自动监控,对信息资源和对使用者的信息服务及其与建筑优化组合,使人获得投资合理适合信息社会需要,并且具有安全、高效、舒适、便利、灵活的建筑空间。随着时代的发展,人对居住环境和工作环境的要求也不断提高。智能建筑正顺应了这一趋势。在智能建筑里,人们可以获得现代化的通讯手段与办公条件。温度、湿度、照度可以自动调节,能尽量利用自然界的光、冷、热、大气等,自动调节室内环境,最大限度地减少能源消耗,创造更有人性的生存环境。人们可以通过国际直拨电话、可视电话、电子邮件、声音邮件、电视会议、信息检索等手段,获得全球性情报、信息,以空前的高速度与世界各地的人们进行商贸活动。
近几年来,我国计算机系统技术水平与产品质量提高的速度也非常快,完全可以满足一些中小型智能化建筑的使用要求,造价比国外同类系统低很多。相信随着相应智能化建筑设计规范及标准的制定,智能化建筑会越来越多地进入国人的视野。
三、绿色建筑设计理念
3.1绿色建筑理念的产生背景
这些年,随着人们的生活水平的日益提高,人们对于住宅的要求向舒适性转变。在大力发展房地产业的同时,由于我国仍旧处于发展中国家,对环保的重视程度水足,相关法律不健全,建筑物的建造对生态环境造成了很大的破坏。随着人们环保意识的逐渐加强,房地产业提出了可持续发展的战略理念,将建设具有节约能源、减少污染、降低能耗、提高居住环境质量等 作为建设 的方向,提出“绿色建筑”的口令。未来,节能建筑将成为房地产业发展的关键。
绿色建筑设计理念包括以下几个方面:
①节能能源:充分利用太阳能,采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调,减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统,使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。
②节约资源:在建筑设计、建造和建筑材料的选择中,均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用,力求使资源可再生利用。节约水资源,包括绿化的节约用水。
回归自然:绿色建筑外部要强调与周边环境相融合,和谐一致、动静互补,做到保护自然生态环境。
舒适和健康的生活环境:建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新,温、湿度适当,使居住者感觉良好,身心健康。
绿色建筑的建造特点包括:对建筑的地理条件有明确的要求,土壤中不存在有毒、有害物质,地温适宜,地下水纯净,地磁适中。绿色建筑应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等,要经过检验处理,确保对人体无害。随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到,建筑使用能源所产生的CO2是造成气候变暖的主要来源。节能建筑成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑也应运而生。
3.2绿色建筑实现方式
首先,采用新型、绿色的建筑材料,结合建筑物的结构,综合分析建筑的通风、隔热、采光等各可幽默感素,因地制宜。其次,尽量多采用地热能、太阳能、沼气、风能等各种新型能源和建筑设计相结合的方式,创建环保节能型建筑。第三,尽可能使用通过了国家技术谁的高校的节能产品,例如:节能灯具,变频冰箱和变频空调。
结束语
在房地产业耗能日益增多的今天,我们必须清醒地看到由于房地产业的盲目发展对生态环境造成的破坏及资 源的浪费。21世纪永恒的主题就是环保节能,发展绿色建筑是未来房地产业发展的大势所趋,只有这样才能节约资源,减少污染,降低能耗,同时保护好我们家园,保证我们的生活环境和生存环境健康发展,实现人、自然、建筑三者之间的可持续发展。
参考文献
[1]王小冬.传统生态文化对新疆建筑景观发展的影响[j],新疆林业2010.02
关键词:输电线路;建设;运行;制约因素;技术创新
中图分类号:TM75 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)21-0123-01
伴随着我国社会经济水平的迅速攀升,我国人们对电力能源的需求量也与日俱增,这种状况在一定程度上推动了我国输电线路建设规模的不断扩大。由于输电线路建设规模较大,其中存在很多制约输电线路建设质量及运行安全的因素,因此相关单位在建设前要做好各方面的准备工作,比如建设管理、建设技术及建设设计等,只有确保了输电线路建设中的重要因素,才能从根本上提高输电线路建设水平,促进输电线路良好运行。
1 输电线路建设与运行中主要存在的制约因素
我国城市化进程不断加快,用户对电力能源的质量等要求也随之增高,这一形势给输电线路建设与运行带来了新的要求及挑战,为了有效推动我国输电线路建设及稳步运行,笔者对输电线路建设与运行中主要出现的制约因素进行了分析,输电线路建设与运行的制约因素主要表现在以下几个方面:
①自然环境制约因素。自然环境因素一直是输电线路建设与运行中的硬伤,原因在于自然环境因素具有不可预防性,它是一种突发性自然灾害,即使现今有气象预报,也无法从根本上根除其对输电线路建设与运行的制约。在输电线路建设与运行中常见的自然灾害主要有雷击、病害、闪电及鸟害等因素,这些因素都会或大或小的影响输电线路的建设与运行。
②土地资源制约因素。目前我国城市化建设不断推进,输电线路为了满足用户的电力需求也在不断扩张,在这种形势下城市土地资源与输电线路建设之间的矛盾就日渐显露。我国各个城市所拥有的土地资源是有限的,不能够随意搬迁,该状况局限了输电线路建设的位置,覆盖范围等等,是当前我国输电线路在建设与运行中面临的一大难题。
③输电线路安全制约因素。我国人们生活水平不断提高,用电负荷也在与日俱增,这一形势给输电线路的安全造成了严重的威胁,若用电负荷过大,那么输电线路中的电力设备极有可能因为电流或者电压过强而损坏,从而使输电线路建设与运行安全无法得到保障。
④输电线路检修维护与管理方面的制约因素。输电线路检修维护与管理是保证输电线路建设与运行安全的重要手段,虽然我国在输电线路检修维护与管理方面投入了一定的人力物力,但由于这方面的相关工作人员在检修维护与管理过程中依然沿用传统建设与运行模式,没有充分发挥输电线路检修维护与管理工作的效果,制约了输电线路的建设与良好运行。
2 完善输电线路建设与运行的有效技术创新措施
为了满足用户对电力能源的大量需求,必须大力进行输电线路建设与运行,那么要保障输电线路建设与运行的安全性与合理性,应结合输电线路在建设与运行中存在的制约因素,从而有针对性的进行输电线路建设与运行。任何事物都是在不断实践,不断创新中发展起来的,输电线路建设与运行理应如此,为了提高输电线路建设与运行质量,笔者对完善输电线路建设与运行的有效技术创新措施进行了如下分析:
①设计并采用新型输电线路。在输电线路建设与运行中设计并采用新型输电线路对输电线路的安全建设与运行具有重要意义。在输电线路建设中采用新型输电线路不仅能够降低我国在输电线路建设中投入的资金,而且还能够合理解决输电线路运行中常出现的一些问题。比如在输电线路建设过程中以高压线为建设核心,能够将线路中的电能集中起来并输出,有效降低了输电线路在运行过程中的电力能源耗损,同时还降低了线路设备的损坏率,为输电线路建设与运行节约了大量成本。另外,将高压线应用到输电线路建设与运行中大大提高了用电效率,具有较强的经济性。此外,还可以在输电线路建设中应用同杆塔,对输电线路进行多回路紧凑型设计,该设计方式既可以提高输电线路的传输能力,还可以节约输电线路建设占地面积,对确保输电线路建设与运行安全性的良好举措。
②采用输电线路设计先进技术。线路设计技术与输电线路建设与运行质量息息相关,因此在输电线路建设与运行中一定要合理采用线路设计技术。我国用于输电线路建设的土地资源有限,为了减少输电线路建设用地,可以采用相关的先进技术提高输电导线的悬挂高度,以此来达到降低输电线路建设用地面积的目的。
③采取科学合理的管理措施。输电线路建设是一项较为繁琐的系统工程,那么要保证输电线路的整体质量,就要对输电线路建设中的各项工作进行严格管理,特别是输电线路建设中所要使用的多种器材,对其质量更要严格把关。由于输电线路覆盖面较广,为了保证输电线路建设工程的顺利开展,相关工作人员应到建设现场进行实地勘察,结合输电线路建设现场实际状况制定合理完善的管理措施。在管理过程中可以采用先进的在线监控技术,对输电线路建设与运行实际状况进行实时管理,对输电线路建设人员的建设行为进行有效监督,在维护输电线路建设安全的同时提高输电线路建设质量。
④保证输电线路设计质量,正确选址。输电线路选址与线路设计是影响输电线路建设与运行整体质量安全的重要因素,在很大程度上能够决定输电线路的建设质量及运行安全,因此在输电线路建设之前一定要保证输电线路设计符合输电线路建设要求,另外还要根据输电线路建设特点选择正确的建设地点,若建设地址自然环境较为恶劣,那么会直接影响输电线路的建设进度,因此为了更好的应对自然环境因素的制约,不仅要提高线路硬件质量,同时还要尽可能的避免自然环境的侵袭,应选择自然环境较为优越的地段,将其作为输电线路建设的核心。
⑤采用智能化电网。在输电线路建设与运行中,要想从根本上确保输电线路建设与运行的合理进行,就不应该一味沿用传统建设技术,应积极吸取国外相对较为成熟的经验与技术,在建设实践中不断创新技术。据研究调查所知,在输电线路建设与运行中采用智能化电网,能够对输电线路建设与运行进行全方位管理,提高了输电线路建设整体工作效率,为输电线路的建设与运行提供了安全保障。
3 结 语
输电线路建设与运行是一项较为复杂且覆盖范围较广的系统工程,要保证输电线路建设质量与运行安全,才能确保电力能源的安全传输,为用户提供具有质量保证的电力能源。那么为了实现这一目标,我国相关单位在输电线路建设与运行中应充分考虑制约输电线路建设与运行的因素,并在建设实践中不断创新技术,从而推动我国输电线路建设与运行的稳步发展。
参考文献:
关键词:DSP;实验平台;实验开发;工程应用;科技创新
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)29-0065-03
研究生教育担负着培养高素质人才和发展科学技术的双重任务,是培养高层次创新人才的主渠道。[1]随着国家新型工业化发展道路、建设创新型国家战略的实施,社会对人力资源要素提出了更高要求,尤其是对现代研究型卓越工程师的需求不断增加,要求越来越高。
数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)具有计算速度快、体积小、功耗低等优点,是实现数字信号处理的强大工具。[2]近30年来,DSP的应用已从军事、航空航天扩大到数字通信、信号处理、工业控制、仪器仪表、家用电器等领域。[3]IT产业及其相关工程领域对熟悉、了解DSP技术人才的需求量越来越大。
目前,国内许多高校相继为研究生开设了DSP技术及应用课程,但大部分以理论教学为主、实验教学为辅,不利于研究生工程应用与科技创新能力的培养。且实验平台多采用市场上现成的开发板或实验箱,虽提供代码和实验指导书,但功能单一、灵活性较差[4],往往只能根据既定步骤做实验、观察结果或修改参数,进行一些简单的设计性实验;很难根据需要修改接口电路,进行综合实验和创新设计。为此,我们针对DSP在控制领域的应用需求,设计、开发了一种开放式综合创新实验平台。并在此基础上开发了相应的基础实验、综合设计实验,以及创新设计专题,以满足研究生对DSP技术的工程应用与创新设计需求。
一、综合创新实验平台硬件系统设计
本实验平台由主要由两部分构成:一部分是可插拔的DSP控制核心板,另一部分是模块化的外设扩展板,其结构框图如图1所示。其中核心板和扩展板在电路上各自独立,通过标准接插件连接;外设扩展板中各模块内部电路连接也相互独立,以免互相影响。为了实现外设扩展板的一板多用和便于核心板的升级换代,核心板和扩展板连接的接插件中核心板的信号定义固定。核心板和外设扩展板中各关键引脚和信号以均通过测试孔引出,方便连线。
1.核心板设计
目前,在控制领域广泛应用的是美国德州仪器(TI)的C2000系列DSP控制器。该控制器主要包括定点系列、浮点系列和精简版的小封装系列。在设计中分别选择这三个系列中的典型芯片TMS320F2812、F28335和F28027开发了独立的核心控制板,即最小硬件系统。它们均可作为开发板独立使用,也可插入外设扩展板中构成应用系统实验箱。
以TMS320F28335为例,其核心板包括电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG仿真电路、12路LED显示电路。电源电路采用TPS767D301双路低压差电源调节器分别产生3.3V和1.9V的电压。模拟3.3V和1.9V由数字3.3V与1.9V通过加上电感、电容进一步滤波得到,模拟地和数字地通过电感隔离。采用TPS3305芯片作为复位电路,可通过按键手动复位,也可对系统电源电压进行监控。时钟电路采用片内时钟电路外加30M晶体和2个负载电容组成。该核心板原理图和实物图分别如图2(a)、(b)所示。
2.外设扩展板设计
外设扩展板包括各DSP片内外设的扩展接口和其他常用标准外设接口。片内基本外设接口包括用于通用数字量输入输出(GPIO)模块的8×8发光二极管(LED)点阵和8路数字量输入用拨码开关,模拟/数字转换(ADC)输入通道接口和0~3V可调模拟电压输出,增强脉冲宽度调制EPWM输出接口,捕获输入ECAP接口、异步串行通信SCI接口等。通过这些基本外设的扩展接口可以方便研究生对DSP片内各外设模块进行应用开发。为了进一步培养研究生的工程实践和DSP应用系统设计能力,在扩展板上设计了串行和并行数字/模拟转换(DAC)接口、8位数码管显示电路、液晶显示模块、音频输入输出模块、PS2键盘接口、USB模块、SD卡模块、以太网模块等。扩展板实物图如图2(c)所示(其中核心板位置插的是F28335核心板),部分扩展接口原理电路如下:
(1)USB通信接口。USB是由COMPAQ、INTEL、MICROSOFT和NEC等公司共同开发的一种新型快速、双向、同步、可热插拔的通用串行数据传输总线,具有带宽同步、灵活稳定、易于与PC机接口、成本低廉和易于升级等优点。我们采用USB接口芯片CH375设计了USB通信接口,如图3(a)所示。该器件内置USB通信传输协议,可配置为从机和主机工作模式,使用方便,能减少控制器代码量,也免去从0开始实现USB传输协议的烦恼。
(2)AIC23音频解码接口。为方便研究生掌握DSP的多通道缓冲McBSP接口、集成电路总线I2C接口的应用开发方法,以及设计DSP音频解码系统,采用音频芯片AIC23设计了音频解码接口电路,如图3(b)所示。AIC23是TI公司生产的音频Codec芯片,它内置耳机输出放大器,支持MIC和LINE IN两种输入方式。AIC23芯片内部集成了ADC和DAC,并采用了Sigma-delta过采样技术,可在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样,具有高保真音质。它有左判断、右判断、I2S和DSP四种音频接口模式;DSP模式下,能够与DSP实现无缝连接。图3(b)中,DSP通过I2C接口向AIC23发送控制命令,通过McBSP接口与AIC23进行数据通信。
二、综合创新实验平台软件开发
1.开发环境
对实验平台进行软件开发时,使用SEED-XDS510硬件仿真器将DSP控制器通过JTAG标准测试接口与PC机相连,如图4所示。根据实验平台的硬件结构,分别用C、C和汇编混合编程的方法设计了系统的主控制模块和各功能模块的设计范例,可以方便地在CCS集成开发环境下调试,并编写了实验指导书。
2.基础实验项目
在硬件平台的基础上,设计、开发了相应的基础实验项目,包括CCS的使用及C程序设计、GPIO输入输出实验、定时器中断实验、外部中断实验、AD采集及数码管显示实验、PWM输出实验、串行和并行DA实验、通信模块实验(包括SCI串行通信实验、SPI串行外设接口通信实验、CAN总线实验、I2C总线实验)、液晶显示实验等实验。通过这些基础实验能够熟练掌握CCS开发环境的应用、汇编和C语言程序的开发方法以及DSP的编程思想,熟悉DSP的各片内外设模块的工作原理和应用、开发方法,为下一步利用该实验平台进行综合设计实验项目打下基础。
3.综合设计实验项目
综合性实验要求研究生综合应用本学科知识和相应实验条件完成系统级的复杂实验。为了进一步训练和培养研究生的工程实践能力和DSP应用系统设计能力,开发了音频实验、PS2鼠标和键盘实验、USB主机从机实验、SD卡文件系统实验、网卡实验、数字滤波器设计等系统性综合设计实验。综合设计实验提供了标准、规范的代码,通过综合设计实验可以培养研究生进行DSP应用系统软、硬件设计和开发的能力。
4.开放式创新设计专题
为提高研究生的创新素质和工程实践能力,我们支持各位研究生根据自身情况与研究需要选择设计开放式创新设计专题内容。考虑到实验条件、完成设计与验证的时间需要等因素,建议选题方向为数字信号处理系统、数据通信与网络、数字控制系统、自动化仪表、机电测控系统等。设计任务完成并验证后,要求研究生提交完整的设计报同时,内容包括:对象的具体描述或算法分析、系统设计思路与方法、系统组成和硬件电路原理图、DSP源程序、实验或仿真方法与手段(含制作的样机照片)、实验结果及其分析、实验总结或者收获/建议等。
三、结语
该实验平台的DSP核心板可根据需要进行更换,外设扩展板采用工程化观点设计,不仅包含了各种常用接口和外设,而且所有模块的内部电路独立,外部接口以连接孔的方式开放,实验者可根据任务需求自行设计和选择相应模块,通过简单的连线构建所需的DSP应用系统硬件,在此基础上通过软件开发完成完整的DSP应用系统设计。
创新实验平台可完成相关课程基础实验、综合设计实验和各种创新设计专题。在同一平台上,可完成从最基本的GPIO操作到复杂的EPWM波输出等对单个外设模块进行操作的基础实验,到综合应用专业知识和多个外设模块进行的综合设计实验,再到自行选题完成开放性的创新设计专题,独立进行DSP应用系统开发,循序渐进地培养研究生对DSP技术的工程实践能力,并以此为契机,提高其创新意识和创新思维。
该实验平台可直接用于电气工程、电子信息、控制科学与工程、仪器科学与技术、机电自动化工程等相关学科研究生DSP技术与应用课程教学中,也可用于高年级本科生、专科生相关课程的实验教学中,有效提高DSP设计、开发与应用水平,增强创新设计和工程实践能力,解决普遍存在的理论教学与工程实际需求相脱节的矛盾。
参考文献:
[1]王鲁杨.以课程教学为载体培养研究生创新能力的探索[J].中国电力教育,2014,303(8):18-20.
[2]姚睿,王友仁,储剑波,等.DSP―C2000综合实验平台的研制与开发[J].沈阳理工大学学报,2005,(2):22-25.
[3]何苏勤,单惠瑜.DSP开放式教学实验系统的研究与应用[J].实验技术与管理,2009,26(7):69-72.
摘要:全国大学生电子设计竞赛作为全国范围的面向大学生的群众性科技活动,在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用。文章通过对往届全国大学生电子设计赛题分析、归类,阐述了传统高职实践教学普遍存在内容陈旧,形式呆板,方法单一;共性训练及个性培养的突出问题;针对上述问题,文章提出了建立分层次实训教学模式、重视学生创新能力培养的高职电子类专业实践教学改革具体措施。
关键词:电子赛;高职;实践教学;改革
全国大学生电子设计竞赛作为全国范围的面向大学生的群众性科技活动,在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用。我院分别于05年、07年、09年和11年连续四届参加了全国大学生电子设计竞赛,并于09年获得了全国专科组二等奖、11年江西赛区三等奖的较好成绩。通过竞赛,培养了学生查阅资料能力、自学能力、分析问题与解决问题的能力、综合设计与调试能力、科技论文写作能力;培养了学生理论联系实际的工作作风、团结协作的精神和创新意识。同时,竞赛也对高职电子类专业实践教学也提出了更高的要求。
一、历届全国大学生电子设计竞赛赛题分析
综观前几届全国大学生电子设计竞赛的赛题,大致可以归纳为以下5大类:
(一)电源类:简易数控直流电源(第一届),直流稳压电源(第三届),数控恒流源(第七届),三相正弦波变频电源(第七届),开关电源模块并联供电系统(11年);
(二)信号源类:实用信号源的设计和制作(第二届),波形发生器(第五届),电压控制LC振荡器(第六届),正弦信号发生器(第七届),谐振放大器(11年);
(三)无线通信类:实用低频功率放大器(第二届),简易无线电遥控系统(第二届),调幅广播收音机(第三届),短波调频接收机(第四届),宽带放大器(第六届),单工无线呼叫系统(第七届);
(四)仪器仪表类:简易电阻、电容和电感测试仪(第二届),简易数字频率计(第三届),频率特性测试仪(第四届),数字式工频有效值多用表(第四届),简易数字存储示波器(第五届),低频数字式相位测量仪(第六届),集成运放测试仪(第七届),简易频谱分析仪(第七届),简易自动电阻测试仪(11年);
(五)数据采集与控制类:多路数据采集系统(第一届),水温控制系统(第三届),数字化语音存储与回放系统(第四届),自动往返电动小汽车(第五届),悬挂运动控制系统(第七届),帆板控制系统(11年),波形采集存储与回放系统(11年)。
试题的特点是:实用性强、综合性强、技术水平含量较高、发挥空间较大。
所涉及的电子类专业的课程有:低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、传感技术等。
实践性教学环节有:电子线路实训、微机原理实训、单片机实训、综合实训、生产实习等。
可选用的器件有:晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等。
可以采用的设计手段:传统的,也可以采用现代电子设计工具,如Pspice辅助分析、ISP在系统可编程和EDA技术等。
不难看出,电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平,又引导高校在教学改革中,应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。
二、传统的实训教学普遍存在的突出问题
目前,大多数高职院校仍然采用或部分采用传统的大学实训教学模式,该模式已无法适应竞赛和社会发展的需求,主要存在以下两方面的突出问题。
(一)内容陈旧,形式呆板,方法单一。
在传统的电子类专业实训教学[1]中,一般是根据基础理论的进程分电路基础实训、电子技术实训和专业课程实训等几个层次进行的,这种层次符合人的认知过程。但在每个层次的实验内容及实训方法上所存在的内容陈旧、形式呆板、方法单一的问题与当今对人才培养的要求却极不适应,尤其在知识更新愈来愈快的今天,培养学生猎取知识的能力,显得更加重要。因此,如何在实训课学习中处理好理论课与实训课的关系是需要进一步研究解决的问题。
(二)共性训练及个性培养。
在传统的实训中由于内容陈旧和方法的单一,在教学中,着重的是达到某一实训目的的共性训练,而没有时间、空间和条件加强对学生的个性培养。创新需要个性,在实训教学中在共性训练的同时,加强个性培养,就需要在实训的内容,方法和形式上进行改革,提供的实训平台就要具备分层次可操作的特点,在空间和时间上就不能是封闭的,而应是开放的。
三、高职电子类专业实践教学改革具体措施
综上所述可以看出,高职电子类专业实践教学在课程体系和教学内容上应破陈出新,应突出学生工程实践能力和创新能力的特点,使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平和现代信息产业发展的需要。
近三年,我院电子系在专业实践教学课程体系、教学内容等方面进行了以下改革,并取得了良好效果。
(一)建立分层次实训教学模式[3]。
建立分层次的现代实训教学模式,即:基础实训,创新实训,综合实训。
1.基础实训:实训内容依据教学大纲要求预先设计好,只要求学生按照已知的方法和步骤进行操作即可,这种实训方式在基础训练阶段是必不可少的。目的是加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。
2.创新实训:实训内容为基础课、专业课中各单元电路的设计及小系统设计,电路由学生自行安装与测试。采用积木式、模块化结构,将设计的单元电路组合成小系统电路,完成应用电路系统的设计。旨在培养学生学习的主动性和积极性,培养学生电子器件基本应用电路的安装与测试及各种电子电路设计、装调与测试的能力,培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实训报告的能力。
3.综合实训:实训内容包括电子类专业的信号获取、检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实训。采用中大规模集成电路、专用集成电路与可编程逻辑器件。目的是培养学生进行高频、低频、数字电路、传感器和单片机等进行综合设计、装调与测试的能力,强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破,要求学生自拟设计方案并自行设计电路,应用新技术、新器件,书写综合性实训报告,可2-3人1组。目的是培养学生创新设计能力、团结协作精神及新技术、新器件应用的能力。
(二)重视学生创新能力培养[5]。
1.因材施教,鼓励创新,培养拔尖人才。
在创新实训和综合实训等实践教学环节中,对有创新设计思想,能力较强的优秀学生,可以免做普通实训的内容,安排难度较大的实训课题或学生自定课题,要求他们自拟设计方案,实训室提供所需的特殊器件。对实训课题完成较好的学生可以免考,并给予较高的成绩。
2.建立有效的激励机制。
学校设立“学生创新设计基金”,制定奖励政策。“创新设计基金”主要资助运用新思想,新技术,新器件的电子设计与制作的课题,学生每年可以申请;鼓励学生进行课外科技活动,将课外科技活动取得的成果与综合测评挂钩。
3.成立电子科技活动小组。
电子科技活动小组主要由课外科技活动积极分子和优秀学生干部组成。活动小组所需的仪器设备由系实训室资助,由学生管理。他们利用课余、节假日时间到社区、学校和“三下乡”到农村义务为群众、师生和农民修理家电,充分运用自己所学的知识为社会服务,在能力得到进一步提高的同时,也得到了社会的高度评价。
四、结束语
高职教育在我国起步较晚,经过了近几年的快速发展,取得了一些成果,但在实践教学方面还有很多课题要做,如何将全国电子设计竞赛给予我们的启示,带到实践教学改革中去,使高职教育在体系、方法和手段上进一步完善和提高,做到质和量的和谐统一,是一件长期而艰巨的系统性任务。
参考文献:
[1],卢崇高,季跃东.高等职业教学理论探索与实践[M].南京:东南大学出版社,2005。
[2]李其龙.德国教育[M]吉林教育出版.2000.12。
[3]亓传伟、任艳斐.高职高专实训教学存在的问题及对策[J].职教论坛.2004.12。
[4]罗三桂.高职院校实践教学存在的问题及对策[J].广东工业大学学报(社会科学版),2004.9。
[5]教育部高等教育司编.高职高专教育改革与建设(2000年高职高专教育文件资料汇编)[北京]:高等教育出版社.2001。
[关键词]电子电工;教学;创新能力;培养
[中图分类号]G71[文献标识码]A[文章编号]1674-6058(2015)27-0125
各种先进电子技术的发展,给电子电工课程的教学带来了机遇,同时也带来了挑战。为了能够确保电子电工专业的教学质量,确保学生毕业后能够适应就业岗位的需求,必须不断提高电子电工课程的教学质量,即在教学过程中不断培养学生的创新能力,提高其分析问题和解决问题的能力。
一、不断激发学生的创新意识
电子电工课程是机械和电气专业的专业基础课程,主要讲授基础的电子和电工零部件的工作原理,学生在学习过程中容易感到枯燥。所以在讲课过程中,教师要根据当节课所讲内容的不同,不断激发学生的创新意识,将一些枯燥的电子原理变得生动有趣。如在进行三极管讲解时,教师可以设计相应的教学实践,比如,利用三极管的止通功能实现对一些电路的控制,这一方面提高了学生研究的兴趣,另一方面也使学生能更深入地学习知识。
二、不断优化教学方法,启发学生的创新思维
在电子电工课程讲解过程中,教师要不断改善教学方法,克服传统应试教学方法的不足,将学生的被动学习转变成主动学习,实现对学生创新思维能力的培养。如在进行数字电路实验时,学生利用教师事先为其准备的芯片等材料完成实验电路的设计和连接,然后接通电路发现实验不能够正常进行,这时教师可以适当引导学生进行相关线路和芯片的检查,让学生在寻找故障的过程中明白电路和芯片的工作原理。实验进行过程中,学生能够主动去发现问题,并且寻找问题产生的原因,这样的教学方法能够保持学生在学习过程中的积极性和主动性,同时还能够培养学生独立分析问题的能力,提高其创新意识。经过一段时间的实践,采用这种教学方法得到的教学效果远超过了传统灌输式教学。创新式教学方法充分尊重了学生的主体地位,加强了对学生创新能力的培养,使学生能够变被动学习为主动学习,提高了他们的综合素质水平。
三、打破思维定式,诱发创造性思维
在各种实验条件不变的情况下,思维定式能够帮助学生快速找到解决问题的方法,但是当实验条件发生变化时,学生如果不能够发现这些变化,思维定式的存在就会对其判断能力带来较坏的影响,使其得出错误的结论。因此在进行电子电工教学过程中,教师必须要采取各种方法努力打破学生形成的各种思维定式,提高学生的创新能力。如在进行各种实验过程中,传统教学方法是教师为学生设计好连接电路,学生在实验过程中只需将相应的零部件连接在一起观看实验效果即可。在创新性实验教学过程中,教师要让学生自行设计电路,并且独立完成电路的连接,教师在教学过程中只要起到相应的引导作用即可。这样一来,不同的学生得到的实验电路各不相同,通过相互探讨就能够不断提高学生的创新能力。
四、不断提高教师的综合素质水平
教师是整个教学过程的组织者和设计者,也是学生创新能力培养的主要实施人员,因此教师必须具备较高的创新意识。只有这样,教师在教学过程中才能够采取正确的教学方法,对学生的各种创新意识进行有效的引导和保护。因此,学校要不断地对教师进行创新能力的培训,让其能够掌握更加先进的电子电工技术,为教学过程的进行提供必要的基础。
五、组织各种类型的创新设计大赛
学校或者教师可以定期组织学生进行各种创新设计大赛,一方面让学生明白创新的意义,另一方面为学生提供一个展示自我的平台,从而让更多的学生了解创新的作用。如我曾经组织学生开展救火机器人创新设计大赛,参赛选手根据自己所学电子电工知识,实现对机器人火源识别电路、自动勋径算法的设计,学生的创新能力得到了有效的提高。电子电工课程是学生需要学习的基础性课程,其所讲内容在社会生活中得到了广泛的应用,随着素质教育的实施和社会发展的需要,教师在进行电子电工课程教学中必须注重对学生创新能力的培养,为学生未来的工作奠定良好的基础。
[参考文献]
[1]刘国勋.中学生创新能力培养现状及对策研究[J].湘潭大学,2013(6).
[2]李彪.电子电工教学中提高学生动手能力和实践能力的举措[J].神州下旬刊,2012(11).