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计算机的DIY及计算机与配件营销市场已经很成熟,计算机的组装维修与销售成为了计算机应用专业学生一个重要的就业方向,计算机整机与配件销售需要的岗位在增加,计算机应用于专业学生在校学习的课程只有《计算机的组装与维修》一门课程,传统的教学方式是在课堂上根据教材的章节安排顺序讲解理论,演示示范,将课程各章节的原理、性能逐项呈现给学生,学生通过观察认识计算机的结构和配件,通过教材了解各种部件的作用、参数、采购注意事项等,学生接着上机操作训练。最后学习整机的拆装与常见故障的分析和处理。学习只掌握了计算机的硬件知识和技能,却没有了解销售的技巧和策略。毕业后难以适应“组装与销售”岗位的要求。
对该课程的教学进行了模式化整合,探索培养适应这一工作岗位的知识结构和能力模块,在学生实习就业中取得了较好的效果。
一、整合硬件相关的课程
我们对“硬件组装与销售”模块进行了分析,把相关这一工种的课程进行了整合,成为一个教学模块集中在一个学期进行模块化教学。为了实行模块化教学,我们在修改教学大纲时给计算机应用专业增加了一门“市场营销”和“礼仪”课,“市场营销”归入“硬件组装与销售”模块,形成适应电脑组装与销售的工种,模块课程的教师定期集体备课,形成模块科目一相互渗透和协调,在《硬件组装与维修》教材中增加了各种品牌配件的特点和配件的搭配,促销技能等内容。
二、改变学科考试方式,采用多方位的教学效果评价
考核及教学评价是模块化教学过程的重要组成部分,对学生学习评价以激励、发展的评价原则,激发学生学习兴趣。我们采取的评价方式以学生自我评价、小组评价、教师评价及综合实训测评相结合。引入多元化评价体系,多角度、过程评价与终结性评价相结合,挖掘学生学习潜力,注重协作学习和培养团队精神,学习效果评价设计紧紧围绕着自主学习能力,小组协作学习过程中做出的贡献,是否达到既定教学目标进行评价。通过学习效果评价,反映教学设计是否科学、合理,便于及时调整教学方法和内容。平时上课主要采用小组评价、自我评价,在实训任务书中完成。还有有模块内的项目阶段性评价,模块终结性评价(工种综合评价)等评价方案。教师要对每个学生的学习给予客观的评价,除了技能评价、还有学习态度、协作能力、营销策略等,因为学生存在个性差异,如果学生对于实训项目的学习进度跟不上,在建立完善的学分制后可参加下一届相应的模块学习与训练而获得全部的学习经验均可得到认可
三、“模块项目化”教学法在硬件组装与维修课的应用
根据硬件组装与维修教学大纲的要求,把模块项目化教学方法应用于教学过程中。以教、学、练相结合的理实一体教学模式,调动学生的学习兴趣,启发学生思维,以实践为主的教学方法。
(1)硬件组装与维修模块化项目化设计
在计算机专业课程中以工种分模块,而在一个工种中的课程教学中进行工作过程项目化教学。模块项目化教学法的关键在于项目的设置,教师根据工作过程中的项目进行设计,根据工作项目作为一个小模块,将培养学生的工作能力为出发点,从工作需要出发,来确定课程的模块形式,帮助学生有目标的掌握每个项目的知识能力。
(2)依照本课程的模块项目化模式进行教学
依照工作过程模块项目化,教师根据课程内容确定模块内容。我们把硬件组装与维修分成了配件性能与促销、硬件安装与测试、软件安装与测试、维护及故障修理4个小模块。当一个模块演示讲解结束后,安排足够的时间来进行小模块的实操训练。例如故障修理教学实例,任务书要求学生首先分析故障现象,分析故障原因,提出处理措施,最后排除故障。每个实例教师事先设置故障设备,学生进行独立完成操作,培养对这个模块知识的实践应用能力;然后要求学生根据此案例,分析是否有不同原因而造成相同的故障现象,或者相同故障可采取不同的处理办法,在学生分析和处理过程中教师给予正确引导,在深度方面给予拓展。学生通过自己独立或小组讨论分析完成实训过程,每个模块的实训都得到收获,才能体会到学习的乐趣。
四、硬件组装与维修模块化教学的思考
关键词:比喻教学法、硬件系统、理论基础
信息技术是一门理论与实践联系密切、发展迅速、实践性强、应用广泛的学科。只有掌握牢固的理论知识,才能更好的去参与实践活动,实现理论与实践的相结合。随着计算机技术的发展,人类正步入信息时代,利用计算机及其网络,负责任地获取信息、处理信息和展示信息,是信息时代中小学生必须具备的素养之一[1]。教师作为知识的传播者、课堂的组织者,要求教师具备良好的教学语言水平,因为语言作为课堂师生交流互动的重要手段,是课堂教学取得高效率的关键。比喻法教学是一种比较特别的教学方法,教师要善于运用语言技巧,以达到教书育人的目的。本文将比喻教学法用于计算机硬件系统教学中,取得较好的效果,现报告如下。
一、比喻教学法的含义
比喻教学法是一种打比方的方法,它将两个本质上有异曲同工之处的事物相联系。通常的做法是,选择一个学生熟悉的事物,将其引申至未知或抽象的事物,达到让学生更好地认识新事物的目的[2]。恰当的使用比喻教学法,能起到化繁为简的效果,便于学生理解和记忆。
二、比喻教学法的重要性
计算机硬件系统相关知识的教学对象极其广泛,包含初中生、高中生、大学生。对于处于这个偏远山区的初中生来说,有一大部分从来没有接触过计算机,有一小部分同学会懂得计算机最基本基础操作,极度缺乏对计算机相关理论知识的了解,就更不用说理论与实践的相结合。但是在信息技术学科的教学中,又存在着大量的基础性概念和理论知识,教师若是照着教材去讲述相关知识,往往会使课堂变的枯燥、无味;也使得学生无法更好的掌握相关知识,提不起学习的热情,影响整体的教学质量,曾经作为计算机专业的大学生是深有体会的。这时候若是能够恰当的运用比喻教学法,把繁琐、抽象的知识用通俗易懂、贴近生活的事物来描述,易于学生理解和记忆,极大程度提高了教学质量。
三、比喻教学法在具体案例中的应用
1、计算机系统的整体感知
在学习计算机硬件系统前,要对计算机系统有个整体的感知,为更好的学习相关知识打下基础,教材对计算机系统给出的定义:计算机系统是由硬件和软件组成的有机整体。硬件是计算机的实体部分,它由看得见摸的着的电子元件、各类光、电、机设备的实物组成。软件是由人们事先编制的具有各类特殊功能的信息组成,它是看不见摸不着的。软件的功能和作用是评价计算机系统性能的重要指标,同时软件系统的发挥必须依托于硬件支撑,二者缺一不可[3]。为了使学生理解这一概念,我们使用如下方法类比。
我们把计算机系统,比喻成一个人类,那么计算机硬件就好比人类的躯体,是可以看的见摸的着的实体,计算机软件就好比人类的灵魂、思想。是比较抽象的,是看不见摸不着的东西。一个人若是没有思想,没有灵魂是不行的,空有思想和灵魂也要依托于健康的躯体,只有二者统一才能说是一个完整的人,计算机系统也是如此(如图3-1所示)。这种比喻以通俗易懂,贴近生活的事物阐述了计算机系统的构成,软件、硬件的定义,以及二者相互协调,缺一不可的关系。
硬件:计算机系统里看得见摸的着的设备躯体:人体内,看的见摸的着的器官
软件:各类特殊功能的信息组成,它是看不见摸不着的灵魂:指生命;人格,良心;精神、思想、感情等、它是看不见摸不着的
二者关系:软件的功能和作用是评价计算机系统性能的重要指标,同时软件系统的发挥必须依托于硬件支撑,二者缺一不可二者关系:一个人若是没有思想,没有灵魂是不行的,空有思想和灵魂也要依托于健康的躯体,只有二者统一才能说是一个完整的人
2、计算机硬件系统的学习
通过观察计算机,结合多媒体电教工具的展示,引出一部计算机从外观上看包含:主机、显示器、鼠标、键盘、音箱、摄像头、打印机、扫描仪等,除了主机以外的设备我们称作“外部设备”。引出计算机硬件系统=“主机+外部设备”,主机=“中央处理器+内存储器”,外部设备=“输入输出设备+外存储器”(如图3-2所示)。
图3-2计算机硬件
懂得相关的知识体系,下面用比喻教学法来阐述相关知识,这里把计算机硬件系统比喻成人类的躯体进行讲述,具体如下:
中央处理器CPU:CPU是计算机的核心,由运算器和控制器组成。就如同人类的大脑控制着我们的思想和言行一样[4]。计算机的任何操作,都在cpu的控制下完成,运算器用来完成各种算术运算和逻辑运算;控制器的作用是分析指令程序、控制协调计算机各部件按程序指令工作。
存储器Memory:分为内存储器(内存)和外存储器,是一个记忆设备,用来存放数据和程序的。好比人类大脑的记忆功能,当要用到的知识大脑里面没有或者忘记了,才会去查看书籍。电脑也是一样的,CPU根据不同的层级来访问存储器,先访问内存储器,然后才去访问像硬盘、可移动磁盘等外存储器。
输入设备(Input device):是计算机与用户或其他设备通信的桥梁,是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。如同比人类的眼睛和耳朵,是人类沟通世界,获得信息的主要手段之一。
输出设备(output device):是计算机的终端设备,把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。如同人类的手和嘴巴,把大脑要表达的信息表示出来。
主板Motherboard:硬件系统的其他部件全部都是直接或间接的通过主板相连接的。连接线:好比人类的骨骼、韧带一样把身体的各个器官连接在一起。
电源线和数据线:连接主板与各个硬件用的,电源线是电脑供电的途径,数据线是负责主板和各部件数据的传输。就如同人的血管和神经,血管是血液流通的途径,养活身体的各个系统;神经负责把大脑和骨髓个兴奋传送到各个器官。
计算机硬件知识的学习,各个部件的名称、功能是重要的理论基础。为了学生更好掌握相关知识,以图表的形式更好的来诠释比喻教学法(类比如表3-3所示)。
计算机硬件系统人类躯体(比喻描述)
中央处理器CPU:计算机的任何操作,都在cpu的控制下完成大脑:人类的任何行为,都是在大脑支配下完成的
存储器Memory:记忆设备,存放数据记忆功能:记忆存放信息
输入设备:计算机输入数据和信息的途径眼睛和耳朵:获取外界信息的手段
输出设备:表达计算机的信息嘴巴和手:表达自己思想
主板:连接其他各部件骨骼和韧带:连接身体各个器官
电源线:为电脑供电的途径血管:养活身体各个系统途径
数据线:负责主板和各部件数据的传输神经:把大脑和骨髓个兴奋传送到各个器官
3、内存和硬盘的认知
刚刚接触电脑的学生,对硬盘和内存的概念很容易混淆。内存是内部存储器的缩写,它是用来调取硬盘的数据供CPU处理,暂时存放数据。硬盘是外部存储器的一种,是用来储存所有的数据。我们用比喻教学法进行相关概念的阐述,如果把硬盘是仓库,那么内存就可以理解成来仓库提货的货车,CPU就象一个加工厂。仓库是永久性存放货物用的,货车只把仓库的东西运到加工厂进行加工,只是临时存放货物用的。经过这样一比喻,便于学生理解,加深了学生对内存和硬盘的认知(类比如下表3-4所示)。
四、使用比喻教学法应该注意的事项
首先,比喻要以浅喻深,喻繁于简,喻体要贴近生活,易于学生理解的。其次,比喻应当贴切、要能很好的阐述本体的特点。再次,比喻要用简洁的语言去阐述,化繁为简。最后,比喻要形象生动形象生动是对比喻的典型性和趣味性的要求。形象生动才能吸引人,才能活跃课堂气氛,才能使学生在轻松中理解抽象、陌生的事物,才能取得较好的教学效果[5]。
实践证明,把比喻教学法应用到计算机硬件系统的教学中,能使抽象知识具体化,使枯燥知识变得形象生动,易于学生掌握相关的知识,教学效果良好。教学有法,但教无定法。教师作为教育教学工作的组织者,应不断的探索好的教学方法,应用到教学课堂中去,为做好教育教学工作而努力。
参考文献:
[1]王晓东福建省中学信息技术[M]第1版福建教育出版社,20084
[2]徐学福论类比教学模式[J]广西师范大学学报,1998年02期
[3]魏玉梅计算机组成原理[M]第1版西安交通大学出版社,20048
关键词: 云计算;计算机;实验室建设
0 引言
云计算技术是在计算机基础上对虚拟化技术和网络计算技术的结合,也就是利用网络分布技术来处理计算机的网格分布式能力,以IT资源为主建设处一个资源网络,而且虚拟化服务器的成熟,存储虚拟化的技术,可以更加有利于用户对资源进行调配以及开展实时监控。
1 分析云计算的特点和它所提供的服务形式
1.1 高校试验室建设的现状。不管是在日常办公,还是在教学与科研上,对于各大高校来说,其硬件设施的投入都在学校经费中占有重大的比重,随着电子设备技术的不断发展以及高校教学科研的不断进步,为了适应这些,设备在投入后却往往使用不了多少时间,需要经常进行升级或者更新,这样一来,免不了又要进行一场设备上的更新,也就意味着又要浪费一笔硬件资源。并且在硬件设备安装好之后,维护和安装软件设备又成为了一个重大的问题。在科研以及教学中,安装和使用软件必不可少,在软件更新的后期和正版软件的使用授权费又是一笔费用,教学中涉及到到的软件安装问题又对硬件设备有了要求。
1.2 “云计算”降低了高校基础资源建设中巨大的软硬件成本。终端计算机其本身的使用要求对于云计算来说并不高,所以初期的投入可以完全被节省下来,也就是说计算机硬件本身不需要装配高性能的计算机设备,而且服务的提供者又被要求对设备的更新换代负起责任,而且数据中心的相关服务商以及建设者也被要求对计算机服务统统负起责任。云技术也将软件笨笨的授权和更新问题统统接纳。伴随着云技术的发展,在往后的科研教学中,学校的机房设备只需要具备IO设备以及任何一种可以上网的教学软件,就可以解决教学软件的信息储存和软件使用的问题,这样一来,机房设备就可以被简化到和计算机网络初期相类似的形态。不但节约了人力财力物力,而且大大减少了软件资源的维护成本以及管理费用。
1.3 “云计算”将信息集中处理,保证了高校师生信息安全。云技术中提供了云存储的服务项目,给重要的数据提供了安全保护功能,所以,不管是教师或者是学生,只要有密码就能够随时随地地存取自己所需要的重要数据,方便而且快捷,既不需要担心会有数据会被侵入的病毒损害,也不需要担心自己的的存储设备会讲存储数据损坏,因为云存储服务商提供了这些工作对信息进行了专业的保护,他们不但有专业的团队以及先进的技术,还有强大的计算机职称系统来支持云技术的工作,服务商也越来越多的作出安全承诺,保障用户安全。与此同时,集中存储数据还能够更好的实现安全监控。
1.4 云计算更有利于高校实验和科研建设的开展。根据目前云计算的使用情况可以看出,对一些人员紧缺、资源有限的中线企业来说,云计算给他们提供了一个更加优质的平台,让他们不需要花太多费用就能拥有一个大规模企业需要花费很多才能构建出的一个软件、硬件、计算能力还有技术环境都相对完善的系统。这在一定意义上来说,不但使企业规模相差较大导致的优劣查理被消除,而且还使前期的投入和更新问题被妥善的解决。有研究调查处在如存储一类的基础服务设施上,大型企业大量的运用了云技术,然而中小型的企业却更加愿意在入场的关键性软件应用中使用云技术。从本质上来说,高校和企业的情况其实是一样的,可是国内的高校也在规模以及投入上存在着差别。由于出现了云计算,众多高校提供了与国外相似甚至超过国外一流大学才有的超高级配置实验环境。就这弹来说,云技术不但是开支大大节省,而且实验条件与环境壁垒的封闭性也被打破,使更多的高校科技研究人才以及学生可以加入到复杂的科研以及实验中去。
2 现阶段“云计算”在高校网络建设中存在的问题
尽管,云计算的理想构建给各大高校带来了不同方面的优势,而且相对的消除了一些高校之间存在着的经费投入差异,在一定程度上,给各高校科研人才提供了平等的教学条件,可是,在跟踪调查了各个高校的网络状况后我们发现还是存在着一些问题亟需解决。
2.1 网络基础设施问题。和云技术相关的所有操作都需要依赖于网络的服务和传输,对于如宽带一般的网络基础环境有着非常高的要求,为了使网络的响应速度加快,在专线辐设上面需要一笔巨大的开始。高性能的服务、高速度大容量的存储、实验室和网络中心的线路也需要一笔大的开支实现万兆通信。应届云计算的最基础的第一步就是提高网络的基础设施。
2.2 安全问题。虽然越来越多的云计算服务提供商将数据的安全写入到合同中,数据的集中管理的确能够带来一定的安全保证,但是,无论是教师还是学生,都对将自己的科研成果或者私人信息存放到不知在物理地址上的什么位置的一块存储设备上充满担心和不信任。再加上云计算本身带来的超级计算能力,将会为黑客和病毒带来无限强大的活动能力。所以,在“云服务”还没有普遍得像internet一样时,安全问题是技术问题,更是认识问题。
尽管在越来越多的合同中将云计算服务提供商的数据写入其中,集中进行数据管理在一定程度上的确可以带来安全上的保障,但是,不管是教师或者是学生,对于将自己的私人信息和科研成果放到云存储中还是存在着不信任以及担心,毕竟云存储是一个虚幻的东西,充满不确定性和虚拟性。再加上计算机网络中存在的超级计算能力,给病毒和黑客代乐乐无限的活动能力。因此,云服务目前还不像互联网一样普遍,其安全问题不仅是认识问题,还是技术问题。
2.3 资费问题。云计算如果在高校中成功构建,那么其需要巨大的前期投入和后期管理费用,但是,通过对国内高校的分析可以看出,这其中的费用仍然需要算一算。
3 结语
随着互联网及计算机功能的发展,网络化已经成为高校实验室建设的课题,承担着培育科研人才和新型人才的重任。各大高校可以借助云计算,在有限的资金和人力条件下充分发挥云计算功能,使教学和科研都得到提升。
参考文献:
【关键词】虚拟技术计算机硬件组装与维护
随着现代信息技术的发展,计算机已成为人们工作、学习与生活中密不可缺的工具,作为一名现代工作者,应当熟练使用计算机并初步掌握计算机的组装、维护与维修知识。目前,以电子计算机为基础的虚拟技术也开始迅速发展起来,虚拟技术应用于课堂教学,既能增强课堂教学的写实性,又提升了教学水平。本文主要探讨在《计算机硬件组装与维护》课程中,使用虚拟技术解决教学活动中问题的应用。
一、《计算机硬件组装与维护》课程分析
1、课程作用
《计算机硬件组装与维护》课程是计算机应用专业的一门重要的职业技术课和核心课程,在计算机应用专业的人才培养方案中具有承前启后的作用,是操作系统、计算机组成原理等课程的进一步延伸,同时也是网络管理与维护、网站建设、多媒体技术等课程的知识和技能基础。
2、课程目的
本课程使学生认识计算机的硬件和组成结构,熟练掌握计算机的装机过程与常用软件的安装测试,在掌握计算机维护维修方法的基础上,能判别和处理常见的故障,全面培养学生的职业技能,从而适应计算机应用技术专业岗位群的要求。
3、课程特点
《计算机硬件组装与维护》是一门技能性、应用性较强的课程,主要有以下三个特点:
(1)内容全面,知识丰富
该课程的主要介绍了计算机基础知识,计算机各硬件组装与设计及选购策略等,计算机硬件的安装,BIOS基本设置方法,计算机常见故障的诊断与处理,计算机病毒的基础知识与防治等内容。内容涉及了计算机基础、计算机组成原理、操作系统等课程,教学内容丰富,信息量大,可扩充性强。
(2)知识更新快
当今,计算机软、硬件发展迅速,新技术、新产品层出不穷。因此,在该课程的教学过程中要不断地更新教学内容,才能满足教学的需求,让学生及时了解新技术和产品。
(3)课程实践性强
《计算机硬件组装与维护》是一门侧重实践环节课程,注重培养学生的动手能力。教学目标是为了让学生在学习理论知识、实践操作的过程中,能够认识、了解计算机的硬件构成,熟悉并掌握计算机硬件的组装、操作系统安装及计算机日常维护技能,提高解决实际问题的能力。
(4)教学过程中遇到的问题
《计算机硬件组装与维护》是一门理论性、操作性、应用性为一体的计算机专业课程。在实际教学过程中,需进行CMOS设置、磁盘分区及格式化、操作系统安装、驱动程序及应用软件的安装、系统备份与恢复、注册表修改、日常维护及常见故障的排除等操作。学生进行拆装练习时,多数使用的是学校淘汰下来的旧设备,基本产生了不可修复的物理故障,使用这些机器来完成软件部分的实验几乎是不可能的。同时,进行这些操作,会对硬盘数据带来破坏性,如果让学生在计算机上真实的做实验,会造成计算机数据丢失或不能开机,损坏硬件设备,增加了实验室计算机的维护频率,对机房的维护工作带来一定压力,同时也影响其他课程的上机。
针对这种情况,我们在《计算机硬件组装与维护》课程教学中引入虚拟技术,通过虚拟机平台,学生可以任意地进行硬盘分区、格式化、CMOS设置、操作系统安装,甚至一些具有破坏性的实验,并不用担心系统是否会崩溃,既能满足了教学的要求,也并不给实验室带来负担。
二、虚拟机介绍
1、虚拟机的原理
虚拟机是运行在物理机上的一个高度隔离的软件容器,是在在现有的操作系统上虚拟出了一台标准计算机的环境,它可以运行自身的操作系统和应用程序,包含自己的虚拟CPU、RAM硬盘和网络接口卡等各种硬件。若系统崩溃,崩溃的只是虚拟机上的操作系统,而不是物理计算机上的操作系统,我们可以用虚拟机的恢复功能,马上恢复虚拟机安装软件之前的状态。我们可以在一个主系统上建立多个同构或者异构的虚拟计算机系统,这些系统可以同时运行且互不干扰,在多个操作系统间切换,不需重新启动,可实现一台电脑 “同时” 运行几个操作系统,并且可以将这些操作系统连成一个网络。通常,我们把模拟出来的计算机称为虚拟机,也称子机。在虚拟机中运行的操作系统叫子系统,将运行虚拟机软件的计算机叫做母机, 运行虚拟机软件的操作系统叫主系统。
2、常用的虚拟机软件
目前,市场上流行VMware和Virtual PC两种虚拟系统。两个系统各有优点:VMware可以支持几乎所有的操作系统,是最实用的虚拟系统;而Virtual PC主要支持的系统为微软平台。VMware虚拟系统的软件功能强大,稳定性好,多用于教学科研、产品研发和测试等环境中,考虑到《计算机硬件组装与维护》课堂教学的需求,VMware系统无疑是最佳选择。
三、虚拟技术在《计算机硬件组装与维护》课程教学中的应用
1、构建虚拟计算机学环境
在主机上安装并运行VMwareworkstation虚拟软件,在主界面上单击“新建虚拟机”,根据“新建虚拟机向导”提示,完成创建虚拟计算机环境。然后开启虚拟机电源,与在一台真实的计算机上操作几乎完全一样,可在虚拟机上进行各种操作。
2、设置CMOS
刚创建的虚拟计算机系统,只虚拟了计算机系统所需的硬件环境,我们还要对其软件环境进行安装。在软件主界面单击“启动”,按照屏幕提示按Del键进入CMOS设置界面,在CMOS参数设置界面中,设置计算机的第一启动顺序为光盘启动,为后面进行系统软件的安装时使用光盘启动做好准备。
3、初始化硬盘
保存虚拟机的CMOS设置参数,在光驱中放入系统引导盘,也可以用光盘镜像文件(ISO、VCD等格式)作为光盘来使用,运行硬盘分区软件DM或Fdisk程序对虚拟硬盘进行分区、格式化等操作。
4、安装操作系统
对硬盘的进行初始化操作后,进入某台虚拟机,从安装光盘或者镜像文件引导系统,执行安装程序,进行系统安装,其安装过程与独立的物理机的安装方法相同。
5、安装应用软件
用虚拟机安装好操作系统后,还需安装一些应用软件。如果在物理机系统中直接安装和使用各种软件,会对计算机造成很大的负担。使用虚拟机以后,就可以避免出现这种情况,只要物理机的内存足够大,在虚拟机的操作系统上可以进行任何的软件安装、运行、维护工作,即使出现了操作系统崩溃的情况,也可以通过复制、覆盖虚拟硬盘的方式迅速解决问题。
四、结束语
在《计算机硬件组装与维护》课程的教学中引入虚拟机技术,一方面也可以解决实验教学经费紧张、实验设备不足,为教学提供了真实的实训环境。另一方面可以提高学生的学习兴趣和积极性,理解和掌握实验内容,增强学生的实践动手能力,促使实验教学的实施与教学效果都有显著的提高。
参考文献
[1] 赵玮.《计算机组装与维护》课程中运用虚拟技术初探[J].山西科技,2010(04)
关键词:化学工程设计;计算机软件;数据处理
化学工程设计的目的是利用化学方法和物理方法寻找工业生产的最佳过程,研究工业生产中的共同规律,从而使工业生产的效益最大化。计算机软件在工业工程设计中的应用已非常普遍,化学工程数学模型计算、实验设计、工艺流程绘制等,都会用到计算机软件,化学工程设计中最常见的应用软件有MATLAB、CAD、ORIGIN等,研究这些计算机软件的应用,能有效提高化学工程设计的效率,降低化学工程设计成本,使其设计结果更科学、更可靠。
1化学工程研究的内容及手段
化学工程设计就是对产品生产的化学过程、物理过程进行研究、设计,使其能够完成大规模的生产任务,使化学科学能更好为工业生产服务。如石油精炼、食品加工、药品生产、建筑材料生产等,这些都属于化学工程研究的领域,化学工程设计要对工程的相关因素进行充分的、全面的考虑,并结合装置效应,解决生产过程中的各类问题,确保化学工程生产过程可靠、安全、有效。这一过程涉及物理、化学、数学等多个学科,结合生产过程开发和操作理论等研究工业生产的最佳形式,包括单元操作研究、化学反应工程研究、传递过程研究等,是一项非常庞大且复杂的工程。一方面,化学工程本身比较复杂,它属于多学科交互的研究范畴,有时物理现象和化学现象同时发生相互影响,研究起来比较复杂。此外,化学工程研究的物质有气体、液体与固体,多种形态共存,研究起来比较复杂。另一方面,化学工程研究的物系流动时边界比较复杂,这就导致其设备没有固定的形态、构造等,要结合不同的生产需要,灵活设计化学工程,致使其设计比较复杂、多变。化学工程的研究方法较多,早期,人们主要通过实验来研究化学工程的设计,将实验的过程逐级扩大,以探索工业生产的规律、工艺等,人们将其称为经验放大法。随着化学科学在工业生产中的应用日益广泛,进入20世纪后,人们逐渐意识到化学工程研究的重要性,开始寻找新的方法对其进行研究,这一时期就出现了因次分析、相似论,研究的具体做法就是将影响过程的众多因素进行分析归纳,寻找相似的变量,尽可使研究变得简便,然后再通过实验求得这些数据的关系,再设计化学过程。这一时期,将数学模型方法应用于化学工程设计中的研究模式已初步形成,利用数学模型法,结合实验方法,取得重要的数据,再通过实践鉴别、验证这些数据,进而完善化学工程的设计。这一时期,化学工程设计面临的最大问题就是巨大的数据量与人繁重的工作之间的矛盾,而且人工计算、设计中易出错。计算机诞生后给各行各业的发展带来了巨大的契机,化学工程研究也迎来了新的局面,计算机在化学工程设计中的应用将人从繁重的运算、数据整理分析等工作中解放出来,提高了人力资源的利用效率,同时节省了时间、研究成本。直到现在,计算机仍是化学工程设计的重要辅助工具,计算机软件被广泛应用于化学工程设计当中,成为化学工程发展的重要支柱。
2计算机软件在化学工程设计中的应用
2.1计算机软件在化学工程设计中应用的优势
首先,计算机的数据存储和处理功能为化学工程研究带来了方便,化学工程设计者不用再反复、重复收集、整理各类数据,计算机网络的资源共享性、计算机的数据处理功能,使化学工程研究人员通过计算机应用可以获得更多的研究资源和设计资源,应用软件对掌握的资源进行加工、分析,可以得到更准确的结果,这种方法显然比人工准确、可靠、高效得多。例如,利用MATLAB软件,可以迅速、准确分析大量数据,快速得到结果。例如,对某企业废水中的一些有毒物质进行检测,检测数据众多,人工处理起来复杂、麻烦、易出错,应用MATLAB处理就简单得多了,输入相关数据,很快便能得到结果。其次,应用计算机软件可以使化学工程设计的过程更为直观、简便。例如,应用MATLAB软件可以对数据进行图像处理,将数据转化为图形,还可以在图中添加文本,这样能使化学工程研究更方便。又如,使用CAD软件,可以绘制化学工艺流程,使化学工程设计的内容更精确、美观、具体,有利于设计者及时发现问题,改变设计思路,使化学工程的设计更完美。再次,计算机软件可以模拟化学工程实验和化学工程过程,使研究者和设计者更易得到准确的数据,也使化学工程的内容和方法得到了丰富和完善。
2.2计算机软件在化学工程设计中的应用实例
化学工程设计中最常用的计算机软件有MATLAB、CAD、ORIGIN、ASPEN、PROⅡ等,这些软件应用的主要目的是数学建模、化学实验设计、化学工艺流程绘制、数据处理及数据分析与化学工程分析、设计、核算等。例如,配备一定浓度的溶液,应用计算机软件依次输入相关的数据,就能够得出固体的配置量,这样大大地提高了化学工程设计的效率,使工程设计得到了优化。又如,利用计算机软件进行化学制图,应用MATLAB、CAD都能完成。特别是CAD的三维图,直观、立体感强,是现在化学工程研究必不可少的软件,能够将化学工艺流程真实、客观地表现出来,人们通过看图就能掌握化学工程的概况,方便、快捷,即便不是化工的专业人士通过看图也能够了解化学工程的概况和生产流程。
2.3计算机软件在化学工程设计中的应用问题
计算机软件、硬件的发展都非常快,软硬件相互配合才能发挥出计算机应用的最大价值。当前,化学工程设计中计算机软件的应用存在的一大问题就是大多数化学工程研究者、设计者,过于重视对计算机相关软件的学习、应用和研究,而忽视了对计算机相关硬件的学习和了解,在计算机应用过程中,计算机硬件的一些小问题就会阻碍工作的继续进行,甚至造成难以挽回的损失。例如,化学工程设计图存储不当,造成设计图丢失、损毁、被盗等情况发生,影响了化学工程设计的进度和效益。其次,一些化学工程设计者、研究者过于依赖计算机软件,进而忽视了自身对专业知识的掌握、应用和研究,一旦离开计算机感觉什么事都做不好,这种依赖使其在化学工程设计中缺少创新和钻研精神,不利于化学工程科学的持续发展。再次,化学工程研究中设计和操作优化问题一直都很突出,在研究过程中,大部分研究者也比较重视实践研究,计算机软件也能模拟部分的实验过程,且其处理分析数据的能力很强,即便如此,将化学工程设计应用到大型生产中还是存在诸多问题,这就启发我们需要进一步研究化学工程设计的相关软件,进一步提高其模拟实验和处理数据的功能,更好解决化学工程研究中的各类问题,最好能综合不同软件的应用效果,使软件的应用更为方便、简洁、高效。
3结语
化学工程设计中应用计算机软件,首先应重视计算机软、硬件的协调发展,这样才能使软件更好发挥其作用。其次,化学工程研究的对象相当复杂,计算机软件作为化学工程设计的辅助工具,对于促进化学工程研究、设计是很有帮助的,但归根结底它只是化学工程研究和设计的辅助工具,因此,在化学工程研究设计中,更应重视人的主动行为,大胆开发和创新化学工程设计,不断完善化学工程,使其能更好为工业生产服务。
参考文献
[1]王莉君,周芳.计算机辅助设计在化工工艺中的作用[J].当代化工研究,2016(3).
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[3]赵永华,周艳军,齐平等.计算机技术在化工设计中的应用[J].中国现代教育装备,2017(7).