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[关键词] 现代化 物流配送 体系建设
一、当前我国物流配送存在的问题
我国物流配送近几年有了较快发展,但与现代物流发展趋势的要求相比,仍存在着许多问题。这些问题都同物流配送体系不完善有关,同时也在不同程度上制约着物流配送体系的发展。
1.物流配送市场化程度低,第三方物流配送发展滞后。目前,我国大多数物流配送企业技术装备和管理手段比较落后,服务网络和信息系统不健全,物流配送市场化程度低,影响了物流服务的准确性与时效性。
2.物流基础设施落后,物流配送的整体功能低。一是交通运输设施建设与物流配送的需要不相适应,主要运输通道供需矛盾依然突出。二是技术装备水平落后。现代化的集装箱、散装运输发展不快;高效专用运输车辆少;汽车以中型汽油车为主,能耗大,效率低;装卸搬运的机械化水平低。三是物流系统标准化程度低。物流业务的高效需要供应链中的各个环节要用统一标准,各方面的信息系统能够对接、交换数据、共享信息。
3.物流配送管理体制和相关制度不完善。一方面,市场竞争机制和市场管理法规不健全,发展物流配送所需的产业政策和产业规划尚未出台,物流市场的进入与退出、竞争规则基本上无统一法律法规可循,致使不正当竞争较为严重。另一方面,物流配送市场至今仍被人为地按照部门、地区和行业的行政壁垒分割,物流配送市场管理和行业管理还没有理顺,严重影响了物流配送渠道的畅通和高效运转,使物流配送很难达到规模经济和预期回报。
4.专业的物流配送管理和技术人才短缺。从国外物流配送发展经验来看,企业要求物流配送从业人员应当具有一定的物流知识水平和实践经验。为此国外物流业的教育与培训十分发达,形成了比较合理的物流人才教育与培训系统,在相当多的大学中设置了物流管理专业,并广泛地为工商管理各专业学生开设物流课程。相比之下,我国在物流配送人才方面的教育还比较落后,尚未建立完善的物流教育体系和人才培训体系,导致了专业物流人才非常缺乏。
二、构建现代化物流配送体系
构建一个物流体系首先是要分析企业当前的现状、物流体系的近期和远期目标,然后再制定一个物流体系的阶段计划,要先上什么,后上什么。从构建的角度来看,物流体系可分为三个部分,即基本作业系统、高级作业系统和现代化信息系统。
基本作业系统是指企业开通物流体系的一些基本设施,如仓库、存储设备、运输设备、作业设备、网络布线等。
高级作业系统有数字化仓库、自动货架、分拣设备、自动化小车、GPS定位系统等新兴的物流技术设备。
现代化信息系统包括核心业务系统、电子商务系统和商业智能分析系统三大部分。其中核心业务系统又包括系统管理子系统、档案管理子系统、订单系统、采购系统、配送系统、结算系统、财务系统和人事系统等。
企业可以根据自身的发展状况,选择性的进行物流体系的建设。基本作业系统是开通物流体系的基本保证,但要想在市场中占据优势,尽快的建设现代化物流信息系统及高级作业系统才是企业的取胜之道。
高级的作业系统可以大大的减少人工,提高效率,最终能提高服务、降低成本。在这里着重介绍一下电子商务和商业智能。
电子商务和物流体系关系密切、互不可缺,为什么这样说呢?
因为搞电子商务如果没有一个物流作为其后盾,这样的电子商务只是一个网站,一个空架子。现在社会上林林总总的电子商务中就有许多是这样的,他们不知道电子商务只是物流体系的一个小部分,只是冰山的一角。
同样,物流体系也离不了电子商务,电子商务是让物流体系具备现代化特征的一个重要保证。电子商务可以发挥Internet的远程廉价效用,可以让客户直接在网上下订单,既准确又快捷,只须下载到业务系统中就可使用,减少了输入工作和人为错误。同时,供应商也可以在网上直接察看采购单,以加快备货。也可以将新的商品资料传到网上,业务系统再通过实时进程自动下载到业务系统中。如果是一个大型零售企业,还可以通过电子商务建立广域的虚拟网络,让分布全省、全国以至全世界的机构进行业务通讯。
商业智能主要是通过对运营活动中的各种数据进行加工处理,来分析其内在的规律,揭示市场的状况和系统的运营情况,让经营者通过数据分析来修正自已的经营方针、策略等。没有商业智能,我们的经营方针只能通过经验指导,而经验的指导又会因人为的因素而造成准确性差、即时性差、前瞻性差的弊端,有时还会导致错误的决策,给企业带来巨大的损失。而通过商业智能分析则能将大量的信息分门别类、有条有理的展现在决策者的面前,让决策者可能更轻松、更准确的制经营方针和营销策略。决策者也可通过向系统发出一个特殊的观察角度指令,而让商业智能系统产生特殊的观察数据。而这些数据可能恰好表示了某个重要信息,这对决策者洞析市场,预测未来有着重要意义。
综上所述,要构建好适合企业自身而又具备现代特征的物流体系,需要作好以下几个方面:
第一:要对企业自身状况进行深入的分析,以确定符合自已的目标。
第二:要整体设计,分步实施。
第三:要选择良好的合作伙伴。这个合作伙伴必须具备以下几个条件:1.要有良好的信誉,要注重服务;2.要有商业及IT业的开发实施背景;3.要有良好的发展势头。
第四:要制定科学的合理的构建计划。
参考文献:
[1]何振红:连锁商企正在向“大而强”迈进[N].经济日报,2006-4-6(007)
关键词:BDEL型流体增压装置;循环水泵;节能技术;换热站;采暖水循环系统 文献标识码:A
中图分类号:TK161 文章编号:1009-2374(2016)30-0091-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.30.044
本着“节约能源,安全可靠,降低成本”的原则,对我公司换热站的采暖循环水系统提出的节能技改措施,通过对现有换热站所配循环系统的水泵进行运行参数及性能的分析和研究,通过相关的实际数据和理论计算对这项新技术进行了分析论证,定性地分析了该项技术的可行性,对新技术进行技术可行和经济合理的分析和探讨。采用“BDEL型流体增压装置”这种技术,能够改造目前水循环系统高能耗状态并且最大限度节约能源。BDEL型流体增压装置是拥有自主知识产权的高效节能产品。该装置具有体积小、环保、使用寿命长、免维护、安装周期短的优点,能显著降低所配系统驱动泵的用电功率,极大地降低了设备的运行成本。
1 BDEL型流体增压装置工作原理
在工艺冷却循环系统中,循环泵的配置是以系统规模容量为基础,以每升水拟置换多少大卡热量需配多少流量为依据,计算出循环泵的流量配置,然后再计算所在系统管网的阻力再加上适当的余量,最后通过流量和扬程计算出水泵所配的电动机功率。在循环泵的技术参数配置选型中,在流量Q不变的前提下,循环泵的扬程H越高,其水泵所配的电机功率N越大,反之,其水泵所配的电机功率N就越小,循环泵配置的电机功率越大,所消耗的电能越高,随着经济的高速发展,电力供应越来越紧张,而大功率电机所耗的电能又会带来高额的设备运行成本。在循环系统中循环泵的扬程是为了克服系统管网的阻力,循环泵在停止状态下水泵的进、出水口的压力是均等的,一旦循环泵启动,循环泵出水口的压力和流速在整个循环系统中都是最高、最快的。传统的离心水泵工作时,单通道的水流在水泵高速旋转时,水泵进口处产生涡流,由于涡流的产生会降低水泵的输送能效,BDEL型水泵是将水泵的吸水口变为多通道进入,多通道的流体能克服水泵吸水口处的涡流现象,可最大限度地排出吸入的流体,提高水泵的输出效率,流体在匹配的水泵专用叶轮的作用下,进入加装在水泵出水口的流体增压装置,流体增压装置主要是利用循环泵出口的瞬间高压、高流速提高循环泵的效能,当流体进入节能装置后,由于装置独特的内部设计,在内部会形成负压,所形成的负压会对水泵的出水口产生一股吸力(无论是空气动力学还是流体力学,凡是负压都有吸力),节能装置所形成的负压吸力能对水泵出水口的水流产生吸力,其所产生的吸力能替代循环泵的部分扬程克服系统的阻力,在循环泵流量不变的情况下,一旦循环泵的扬程降低,则循环泵所配电机功率将大幅下降,从而达到节约设备运行电费的目的,BDEL型流体输送节能装置结构图如下:
图1 BDEL型水泵工作原理图
图1中:a为传统的水泵和BDEL型水泵进口的对比;b为流体增压装置工作示意图;c为整套BDEL型装置的工作示意图)
2 技术优点
(1)由于其独特的增压功能,可以将常规系统所配循环泵的功率降低30%~60%,仍可使系统达到原来的效果;(2)节约设备投入:由于该装置所起的能效作用,因此能降低循环泵的使用功率和循环泵的日常维护,维修费用与传统相比将大幅降低;(3)保护环境:大功率的循环泵不但笨重,而且消耗大量的电能,使用该装置后,能使循环泵的功率降低,不但节约电能,还极大地降低了大功率循环泵在运行中产生的噪音污染,起到了环保的作用;(4)使用寿命长:由于该装置采用优质耐温、防腐、抗磨的合金材料及先进的加工制造工艺,设计使用寿命15年以上;(5)低成本改造:如果用该装置改造现有系统,不会破坏现有系统的结构,改造后一般3年左右所节省的电费和设备维护、维修等费用即可收回使用该装置的技改投资;(6)本增压装置为免维护设备。
3 循环水泵节能改造方案
3.1 改造前情况
目前采暖循环水系统配置管道离心泵4台,电机功率110kW、流量470m3、扬程50m、实际运行转数为1450r/min(相当于67kW电机做功);使用情况是2用2备;运行工作制按24小时/天,150天/年。每年的运行电量大约为:67kW×24小时×150天×2台=482400kW・h。
3.2 改造方案
节能技术改造方案只更换水泵并在技改后的循环泵的出口加装BDEL型流体增压装置,改造作业只局限在泵房内进行,对正常经营、运营不产生不利影响。根据BDEL型流体增压装置的水泵选型说明和现工艺循环水系统的具体情况,110kW的循环水泵在改造后更换成功率为42kW、流量470m3、扬程50m的专用水泵。
现拟将工艺冷却系统的其中2台110kW的循环水泵更换成2台功率为42kW、流量为470m3、扬程为50m的专用水泵,在技改后的水泵出水口处各装配一套DN-300型流体增压装置,技改后的2台42kW循环泵可以替代现系统的2台110kW循环泵,并可以全年使用,现系统另2台110kW循环泵作为备用,不做技改。
3.3 节能效果分析
节能效果的前提是在保证整个生产工艺系统对循环水流量参数基本不变并且系统能完全正常运行的基础上,提高能源效率,减少水泵电耗。
技改后的2台42kW的冷却循环水泵每年的运行电量大约为:
42kW×24小时×150天×2台=302400kW・h
技改后每年节约电量大约为:
485316kW・h-302400kW・h=182916kW・h
节能技改后每年可节约设备的运行电费约:
182916kW・h×0.83元/kW・h=151820元
3.4 投资回收期的计算
根据相关厂家的询价结果,整套设备包括流体增压装置(DN-300)和循环泵(42kW,B470-50),单价228000元,数量2套,技改需总投入资金:454000元,采用新技术每年节约的费用:151820元,经计算大约3年能收回投资能本,并且以后每年可以节约电182916kW・h,按照0.83元/kW・h计算,每年可以节省运行费用151820元。
3.5 节能技改前后系统工况参数比较和界定
技改后的系统运行效果可通过系统运行的进、回水温差与技改前系统运行的参数进行比较;节能效果可通过检测技改前、后水泵电机运行的电流来进行比较。
3.6 改造过程达到的质量要求
(1)方案设计:制定准确的能耗分析报告及完善的节能技改方案;(2)安装施工:做到优质安装和文明施工,每台设备的安装周期为2~3天;(3)技改效果:确保设备运行正常,达到预期的节能效果;(4)技术培训:提供技改设备运行维护培训,确保运行维护工人达到熟练操作程度及具备处理一般故障的能力;(5)维护保养:定期检查设备的运行情况,发现异常现象及时报告并及时进行处理,在设备保修期内积极联系厂家进行上门维护,在保修期以后,按照保养操作规程,自行进行故障处理,保障设备处于最佳运行状态;(6)资料管理:及时为随机技术文件归档。
4 节能改造工程具体实施
将现工艺循环水系统的其中2台循环泵拆除,备用循环泵不进行改造,换上经过计算重新配置的专用循环泵,在技改后的循环泵的出口各装配一台BDEL型流体增压装置,技改后的循环泵利用原有的电缆线和控制柜,增压装置设备的设计、安装、调试等全部配套工程委托给有能力进行施工的单位,调试完后即可投入使用。
施工内容主要包括支架、水泵、增压装置、温度表、压力表及止回阀的安装及调整;施工机具和材料包括电焊机、手电钻、电锤、剪刀、尺、各种型号扳手、打磨机、切割机、乙炔瓶、氧气瓶、螺栓、法兰、大小头、垫圈、备用阀门;施工过程需要一名技术工程师,指导施工过程的每一个环节,一名焊工负责焊接和切割管道,三名安装工人负责设备的运输和安装。
按照如下施工流程进行安装:(1)水泵安装时,测量、放线设支架、固定架、吊筋确认主体结构轴线确定水泵四角位置地面找平放置减震垫校正位置管道与水泵连接;(2)BDEL型增压装置的安装时,测量、放线根据管路位置设支架、固定架、吊筋按图纸切割水管与水泵连接压力实验水管外表面的防腐防锈处理保温清洁整理检查验收。
5 结语
煤矿机械各相关课程实用性很强,内容涉及面广,教学难度较大,为满足专业教学的基本要求,又可使学生在日后能具有较强的发展潜力,在内容安排上既应注重基本理论的学习,还要更加注重实践能力的培养。要建设与煤矿机械课程相配套的实验实训环境,并充分利用校模拟矿井和矿山机电实训中心的设备资源,使理论教学与实践教学相辅相成,互相促进。教师应关注并收集煤矿机械最新发展状况的相关资料,将其融人到自己的教学内容之中去。一方面,这可以使学生掌握课程的最新发展动态,调动学生学习的积极性;另一方面,它也可以使学生认识到这是一门动态性的课程,其所学内容是在不断地更新和发展的,从中得到终身学习的启示。实验实训教学法是提高学生综合素质、锻炼学生动手能力、培养学生创新意识的重要环节;是在实验室、模拟矿井和矿山机电实训中心完成相关理论教学与实践教学的一种教学方法,它把理论教学的内容融入到实验实训中去,充分体现理论与实践相结合,课内实验与课外实践相结合,实验与科研相结合,基础训练与创新相结合,实践与社会发展需求相结合,使实验实训教学既符合教学大纲的基本要求,又利于学生的个性化发展。
二、煤矿机械课程理论与实践教学改革的课程建设
按照源于煤矿,服务于煤矿的宗旨,逐步开发了采掘机械使用与维护精品课(自治区级)、采掘机械液压传动精品课、矿井运输提升精品课、流体力学与流体机械精品课。各精品课都建立了丰富的课程教学电子资源库,内容包括《液压传动与采掘机械》、《矿井运输提升》、《流体力学与流体机械》各课程的教学大纲、电子教案、教学动画、教学课件、教学案例、实训指导手册、设备操作规程、学习指南等。
三、煤矿机械课程理论与实践教学改革的基本条件
为煤矿企业培养合格的应用型人才需具备三个基本条件:师资力量、硬件条件和教学方法。
(一)师资力量煤矿机械课程应打造一支学历结构、职称结构、知识结构合理的老中青结合的“教学研究型”和“实践操作型”教师队伍。各专任教师不仅能上好《液压传动与采掘机械》、《矿井运输提升》、《流体力学与流体机械》等相关课程,还应能胜任其担任课程的实习实训工作,同时能够经常通过分析职业岗位能力要求和更新的变化,以工学结合的理念整合课程内容,不断深化教学改革。精心选取企业真实工作任务为教学案例,教学过程紧贴实际工作过程,注重以实例化和形象化培养学生的实践能力,符合职业和岗位的要求,教学特色突出,成为一支专业技能水平高,教学能力强的优秀教师团队。
(二)硬件条件煤矿机械课程实验实训教学基地有:模拟矿井、矿山机电实训中心、液压传动系统与液压元件实验室、工程训练中心。其功能主要为:模拟矿井:可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械的构造与原理、操作与运行等技能的培训。矿山机电实训中心:可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械的构造与原理、诊断与维护、拆装与检修等技能的培训。液压传动系统与液压元件实验室:可以针对煤矿机械液压系统与液压元件进行教学大纲所要求的全部实验项目,还可进行有关的创新与科研实验。工程训练中心:可以对学生进行采煤机械、掘进机械、液压支架、运输机械、矿井提升设备和流体机械拆装、维护、检修等工作过程中所需的钳工、车工、焊工等基本技能的培训。
(三)教学方法多媒体教学:利用多媒体设备,可以使相关课程中所涉及的许多先进设备、机械构造、生产过程等通过录像、视频、动画和图片等形式呈现给学生,使学生从枯燥的原理、公式和文字中跳出来,增强他们的感性认识,加深他们对相关知识的理解和记忆,激发他们学习的热情。项目教学法:按照职业要求设置理论知识与实践技能,以培养职业能力—即“设备构造与原理、设备检修与维护、设备操作与运行”为目标,并具备技术革新与技术创新的潜在能力。现场教学法:在校模拟矿井和矿山机电实训中心,针对有关煤矿机械结构原理及使用与维护这一任务,首先讲解有关煤矿机械的组成及工作原理、完好质量标准、日常维护的内容和方法,然后让学生诊断和处理预先设置的故障。实训教学法:在校模拟矿井和矿山机电实训中心,针对有关煤矿机械的基本操作,首先讲解类型、结构及工作性能、国家职业标准对操作者的要求及安全操作基本知识;然后进行实训,使之达到操作熟练、姿势端正、各项操作准确无误。并获取相关证书。
四、结语
一、我国企业物流体系的现状
1.我国企业物流体系发展迅速
我国的物流市场历经二十几年的发展,处于不断的探索研究,借鉴的过程之中。现阶段政府、企业、都为我国物流产业实现现代化的发展提供了基本的条件。随着国民经济的稳健的发展,企业物流体系的发展规模仍具有较大的潜力。现代物流业作为新兴的生产业,已成为推动中国国民经济发展的发展的另一关键产业。作为现代经济的重要组成部分和工业化进程中最理想的综合服务模式的现代物流产业,已逐渐转变为企业竞争力的核心组成部分。我国企业物流体系的发展,在促进国民经济运行质量,提高经济增长效益,转变国民经济战略等方面具有十分重要的作用。
2.第三方物流在我国迅速发展
现阶段由于大量的跨国物流企业涌向国内市场,在政府的激励措施下,我国物流企业逐步转变理念,追求低成本以及注重核心竞争力,物流外包的需求随即产生,第三方物流市场迅速发展起来。第三方物流的发展充分的满足现代企业发展的战略需求,因而,成为广大企业发展的新核心。目前国内市场上第三方物流发展呈现良好势头。调查数据表明,2006—2010年,第三方物流企业投入规模将累计超过20亿元人民币。中国第三方物流市场方兴未艾。
二、我国企业物流体系存在的问题
1.我国企业物流管理观念相对比较落后
相比西方发达国家的物流管理观念,我国物流业发展时间较短,所以我国的企业物流体系仍处于不断健全完善的过程中,众多企业对物流业的认识主要停留在初步探索阶段,对物流现代化理念、企业物流体系的作用、运作流程等基础性的东西缺乏深入的理解,本土化企业的发展照搬西方国家的经验,并不结合自身市场条件以及企业的实际,致使企业物管理体制与市场的需求脱节,缺乏系统规划,投资资金严重不足等因素严重阻碍我国企业物流体系的发展壮大。
2.我国企业物流体系专业人才短缺
物流人才匮乏已成为制约我国现代物流业发展的瓶颈之一。我国物流人才培养中存在的主要问题是培养渠道过于单一,物流师资力量薄弱,培训的模式过于陈旧,行业认证制度不规范等。随着物流产业在国民经济发展中的地位上升和作用的不断显现,以及物流功能在市场经济中的变换,物流人才需求上呈现转变,不仅表现为在数量上增加,质量上的的要求更加严格,伴随着高新技术在物流业中应用的,这对我国物流人才的层次要求也将越来越趋于国际化、实用化。但目前,国内的物流人才教育和培训方面相比较实际需求水平存在衔接上的困难,表现为无论是学历教育方面,还是非学历教育方面,都不能很好地满足市场对对物流人才的迫切需求。我国物流业的发展缺乏符合中国国情的系统的理论指导,尚无无成熟的项目范例引路经验,培育一批有理论、会经营、懂管理的拥有现代物流理念的物流管理人才是实现企业物流体建设的重中之重。
3.我国企业物流信息化水平也比较低
虽然目前一些大型物流企业已经走到了信息化的前列,但是具有明确的市场需求系统的物流企业比例较低,我国的企业物流系统仍然难以满足市场的需求。国际物流企业中普遍利用计算机辅助决策等方面的应用,在国内的物流企业中尚未得到普遍的采用。国内众多的物流企业信息化建设的核心仍然集中在基础网络建设及应用软件系统建设的起步阶段,对于信息化的业务流程和自动化的操作仍然处于理论层次,诸如建立集中采购、库存及大型配送中心的计算机管理系统尚处于起步和摸索阶段,从观念到设施相比西方发达国家的物流体系发展相差甚远。
三、我国企业物流体系发展的改进措施
1.树立正确现代物流理念,建设和应用现代物流体系
建立现代化的物流体系取决于现代物流理念的形成步伐。理念的革新是企业物流体系进行深化发展的的客观要求。只有先树立正确现代物流经营决策的理念,建设和应用现代物流体系才可能逐步实施。因此,首先要设法让企业领导与员工尽快树立现代物流理念。逐步改变传统的物流理念,实现企业物流理念的现代化。其次,联合行业中的领导企业扩大物流网络规模,逐步提升企业产品市场市场占有率;最后,提供现代物流的优质、特色化服务,创建企业物流品牌。发展国际物流网络,实现物流专业化、国际化,是我国物流企业实现跨国经营,参与国际竞争的必由之路。
2.学习借鉴外国经验,加强人才的培养
建立吸引企业物流人才的机制。从国外引进具有丰富经验的复合型的物流人才,促使我国在短时间内建立起有效的物流教育体系和物流管理体系,引进人才的层次涉及企业高级经营管理人才、政府宏观管理人才、物流技术人才、物流经纪人和经理等高层次人才。培育出一批满足现代企业物流体系发展要求的专业化物流人才,并且建立专门的物流人才储备中心,进而规划特色的物流人才市场,以缓解我国在物流人才供需方面的压力,更好的适应我国企业物流体系建设的需要。此外,应该注重培养经验丰富、具有专业素养的物流职业经理人,采取在实践中不断提高业务的能力和技术水平的培养方式。采取横向和纵向相结合的人才培养方式解决目前制约我国物流业发展的瓶颈。
3.深入探索,加强信息化的管理
在信息全球化覆盖的的21世纪,我国物流企业在加入WT0后面临着前所未有的严峻挑战,但也为我国物流产业实现国际化创造了机遇,企业必须要在这一全新的竞争环境中利用国外先进的经验以及自身的优势实现物流信息化管理的跨越。当前的国际竞争形势下,信息的有效性是取得市场份额,获取竞争机会的先决条件,更多的企业决策者利用信息技术这个竞争制胜的武器来参与物流产业的竞争。企业的信息化首先应该结合企业战略目标具体制定,必须基于企业的经营管理竞争战略的要求,从企业的客观实际出发,并要充分预想到企业未来发展的应用需求结构的改变以便实现软件系统的有效升级,这也是企业物流体系信息化建设可持续发展理念的关键。
现代企业物流体系所表现出的不仅仅是物在空间上的流动,它已成为企业实现一体化经营管理中不可缺少的关键环节,是现代企业占取市场份额,增强竞争优势的一个新手段。在企业管理决策中,提高经济利润、降低生产成本、提高企业核心竞争据得益于现代企业物流体系的发展壮大。所以,企业物流体系的建立应该充分考虑企业实际情况,从优势资源出发,定位最适合企业物流体系的模式充分结合自身的经营的现状、物质基础和组织结构等因素。为了快速实现我国企业物流体系的国际化,企业应尽快健全并调整相关物流体系的制度和政策,积极借鉴国外先进的物流技术和产业制度,以应对日益国际化的市场转变格局。(作者单位:山西焦煤西山煤电马兰矿供应科)
参考文献:
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[2]蔡启明.现代物流管理[M].上海:立信会计出版社,2004、06.
[3]王妍.应用战略信息系统,提高企业竞争力.管理现代化,2004.(4)
关键词:流体力学;课程教学;课程考核;改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)17-0091-03
《流体力学》是我校环境工程专业一门重要的基础理论课程。流体力学是应用力学的一个分支,它以物理学为基础,力学为依据,以数学、科学实验及计算机为工具,研究流体平衡和运动的基本规律,以及流体与固体的相互作用力。作为一门实用的工程科学,流体力学有比较完整的体系,它不但可以独立解决一些工程实际问题,而且可以为学习多种工程专业课打下必要的基础。其任务在于使学生掌握流体力学的基本理论、基本计算方法、基本实验技能以及在工程实际中的初步应用。通过该课程的学习使学生初步具备分析和解决实际流体力学问题的能力,并对后续专业课程的学习以及将来从事相关专业的工作和科研打下良好的基础。多年来,流体力学的教学内容主要是经典的流体力学理论和传统的实验分析方法,偏重于理论分析,教学内容比较抽象和单一,不能反映当前流体力学学科发展的趋势,不利于拓宽学生的知识面、提高学生的学习能力和创新能力。具体可以概括为以下几点:
1.流体力学的教学大纲不适应高等教育改革发展的需要,对教学目标和教学基本要求的定位不准,与培养目标的要求不太一致。
2.流体力学教学与环境工程其他专业课程结合不紧,导致许多毕业生在从事环境工程过程中感觉到流体力学对环境工程的指导作用不明显。
3.流体力学中的部分概念与化工原理中的内容相重复。
4.流体力学教材中缺乏反映近代科技成果的新内容和流体力学的新发展,与现代科学技术的发展联系不紧密。
5.教学方法和教学手段没有考虑到学生主体。
6.流体力学教学中没有引入演示实验,将其中抽象的物理过程和物理图像形象化、直观化,学生不容易深刻理解和掌握。
7.成绩评定形式单一,不能全面地考核学生所学知识和综合运用知识的能力。考核形式基本上是通过学期末的一次性闭卷考试完成,试卷题型也大都为考察课程主要知识内容点的选择题、填空题、计算题、证明题等,这种考核形式有引导学生死记硬背的倾向,缺乏对学生综合应用能力与创新能力的考核。
这些问题的存在导致在学生心目中,流体力学似乎没有其他专业课重要,是一门可学可不学的课程。因此,传统的教学大纲、教学内容、教学方式、成绩评定不能适应流体力学教学的需要,必须进行适当地改革,构建面向工程的教学体系,注重实践环节训练,搭建能力培养平台,建立更科学的考核机制,以适应形势的变化发展。目前,我国高校所使用的流体力学教材主要有毛根海编著的《应用流体力学》、李玉柱、苑明顺编著的《流体力学》、丁祖荣编著的《流体力学》、汪楠、陈桂珍主编的《工程流体力学》。我校选用汪楠、陈桂珍主编的《工程流体力学》作为指定教材。2012年,在认真梳理流体力学、化工原理及环境工程相关学科教学内容与环境工程专业培养目标的基础上,对流体力学教学大纲进行了修订、对教学手段进行改进,制作完成了与汪楠、陈桂珍主编的《工程流体力学》相配套的多媒体课件,并在教学中投入使用,取得了良好的教学效果。
一、修订教学大纲
根据环境工程专业培养目标修订原有的教学大纲,使教学目标的工科特色更加明显。
二、改革教学内容
1.删减与化工原理重复的内容,对这部分知识点,把讲授的重点放在深化和提高上。
2.将流体的物理性质、静力学、动力学、水头损失和水力计算作为教学的重点。
3.大幅增加适应环境工程实践需要的内容,引入一些环境工程案例,让同学们未进入社会就能体会到流体力学对环境工程的指导作用
三、改革教学方法
新生入学开始就召开师生见面会,让学科负责人讲解专业培养方案,有经验的教师教授如何进入大学里的学习状态,引导新生尽快适应大学的教育环境和人文环境,树立全面人才培养的理念以及与之对应的教学模式、考核体系等内容。让新生对自己的大学生活作全局规划,从获得知识、提高专业技能的方式方法上不断开拓思维,寻求自己的努力方向。改变传统的“注入式”传授知识的教学方法,采用注重培养实践能力的教学方法,针对具体教学内容,灵活采用内容讲授、课堂讨论、双向交流、问题思考、习题训练、器材设计与制作、企业观摩考察等多种形式,使学生能较好地掌握流体力学的基本概念、基本规律,掌握分析解决流体力学问题的方法和思路,并使解决问题的能力得以提高。每次上新的章节时,先提出一些与环境工程实践密切相关的问题,然后告诉学生这一章节要学习的内容,通过这些内容的学习,就可以运用所学的相关知识解决这些实际问题,让学生带着问题学习,就不会盲目地学,激发学习的兴趣。如在流体的物理性质一章导入的阶段提出“为什么经验丰富的司机,总是要发动机预热一段时间后才开始行驶”?在流体静力学章节以“为什么点滴吊瓶的液体逐渐减少时而药液的流速却不变”?流体动力学中以“为什么飞机的头部有一根长长的针状物”等来导入。学完一个章节后,再告诉他们由于课堂教学时间有限,还有很多问题的解决需要更多的知识,引导大家自学。特别是课程教学已经过半以后,学生的基本流体力学知识有些储备后,要鼓励、启发、指导有兴趣的同学做一些拓展性的学习和思考,参与老师的科研或自己做些发明创造,如教学模具、实验器具等科技作品,培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。这时我会带些有兴趣的同学到污水处理厂、环保科技公司去参观考察,了解企事业的技术需求和科技难题,和同学们一起思考探索问题的解决方案。针对流体力学中的概念和规律比较抽象和枯燥的特点,采用多媒体辅助教学与传统教学方式相结合的教学手段,综合运用图像、文字、动画等展现图文并茂的教学内容,运用视觉效应加强教学效果、扩大知识面。例如,流体动力学章节中讲述流线的性质时,我引入草原上的老鼠在夏天躲在洞穴里纳凉的图片。洞穴靠下风口堆了一个土包,外面凉爽的风能吹进洞穴,若下风口没有土包,凉风进不去。以这种生动的形式展现课程内容,而不是简单地播放幻灯片。学生不仅学到了知识,而且感受到知识的生动有趣性。对于重点内容,要严格进行板书推导,一方面有利于学生理清思路;另一方面,有利于培养学生严谨的科学作风,不能简单地把热热闹闹当做生动有趣。对一些工程或生活中碰到的案例或常识,也不太容易做课堂实验时,可以通过一些课件来模拟。将理论知识与视频、动画、工程案例、生活常识相结合,调动了同学们的学习激情,使其从被动式听课转变为主动式欣赏知识。如在流体动力学章节,我引入了美国南北战争时期的彼得斯堡战役的一段视频:讲述一个叫普莱曾茨的士兵,运用流体力学知识解决地道通风的问题,巧妙地将叛军的防御阵地炸毁。这些视频、动画、案例中的氛围、情景不仅启发了他们的思维,更让他们享受到听课的乐趣,激发了其学习的积极性。
四、引入演示实验
整合现有的实验中心、环境工程实验室、环境科学实验室的资源,自行搭建或购置一些演示实验装置,将演示实验引入流体力学课堂,使流体力学中抽象的物理过程和物理图像变得形象、直观和可信,使教学内容更有表现力,便于学生深刻理解和掌握。若暂时没有条件,也要积极引入一些相关实验或实例的视频,播放给同学们学习。如伯努利方程式是流体力学教学中的一个难点,非常抽象。因此,在学习这部分内容时,我就在课堂上做些表面上看起来匪夷所思的实验,但却可以用伯努利方程式很容易解释这种现象。例如嘴用力吹一个漏斗,乒乓球而不落地。学生非常惊诧这个现象,立刻想知道为什么会这样,学习的积极性立刻被调动起来。然后在黑板上画出示意图,再用伯努利方程式解释,学生就会理解透彻、记忆深刻。
五、加强素质拓展
鼓励学生积极与工程、生活、生产实际相结合,制作小发明小创造,参与科学研究、社会调查等。如在教学过程中,我多次组织学生参与各类科研论文大赛、发明大赛,取得了不错的成绩。通过这些锻炼,不仅加深了学生对课程的理解,更重要的是培养了学生的能力,增强了学生的自信心。积极组织学生参与本科生创新创业训练计划、优秀毕业论文培育计划、大学生科研论文大赛、大学生专利发明大赛以及环境与健康协会等;参与污水处理厂、环保部门、环保企业及各类生产单位的科研、生产工作。通过创建实习基地、培训基地、现场调研、技术咨询、项目合作等形式,获得与流体力学有关的技术难题。再以这些问题为范例,通过现场考察、技术交流、故障诊断、问题分析、解决方案、实施效果等环节,供学生学习参考。不仅解决了工程实际问题,而且开阔了学生的视野。让学生预先进入工作角色,以业务需求带动求知欲望。只有在实际工作中,学生才能对专业知识的应用、交叉学科之间的作用以及教学科研的关系有越来越明晰的认识,对于专业课程的学习重点、专业知识的获取有更明确的思路。
六、改革考核方法
教学内容、教学方法与教学手段的改革,必须与课程考核方法的改革相配套。为了提升考核环节对于人才培养的支撑度,推动教学理念与内容、方式与方法的变革,切实发挥课程考核对教学效果的检验与评价作用,我校于2011年制定了本科生课程考试管理办法,2013年制定了全面提高本科教学质量的实施意见,2014年学校启动教学考核改革试点工作,《流体力学》是我校第一批立项的课程考核改革试点课程。在新的考核方案中,我更加注重学生对基本概念、基本规律的理解,学生分析、解决实际问题的能力。实行过程化考核、多种形式的考核。全面考察学生对知识的掌握程度、概括能力和综合应用水平。可以单元测试时采用开卷考试,期末考试采用半开卷考试,试题有一半是自己出的试题。考核试题中的开发性试题就是用所学流体力学知识解释、处理日常生活、工程中的现象等。
1.丰富考核方式。紧扣课程目标,选择能够全面衡量学生学习效果的考核方式。将笔试、讨论、口试、项目设计、调查报告等多种形式相结合,将知识理论识记的考察与分析解决问题能力的检验并重,对学生进行系统地评价。
2.强化全程评价。把课程考核贯穿于教学的全过程,将过程评价与终结评价相结合,设计不同阶段、不同方式考核的分值比例,对学生的学习效果进行有效评价,改变“一考定成败”的现象,扭转“期末突击死记硬背”的不良学风。过程考核在评定学生综合素质和能力的同时,加强了对学生学习态度等非智力因素的考察,分课堂表现和课下表现,各占总成绩的10%。过程考核成绩占总成绩的30%,期末考核占总成绩的50%。过程考核有章节考核、期中考核和归纳总结考核。章节考核分3次进行,考核形式为开卷,每次5分,满分为15;期中考核,考核形式为开卷,满分为10分。每次考核用两套试题,一半学生用A试题,一半同学用B试题,学生预先不知道自己拿到何种试题;归纳总结能力考核,学生根据自己对课程的把握、见解出一份合适的试卷,教师据此评分,满分为5分。期末考核的考试形式为半开卷(一张复习纸的开卷考试),试题范围覆盖教学大纲,没有课本中能直接找到的概念性记忆性试题,但又要熟记并灵活运用课本知识,强调知识的综合应用和实践运用。题型包括选择题、计算题、作图题、项目设计型和开放性试题。建立电子试题库,实行抽题组卷,实现教考分离。试题库中有一半是学生出的试题(由教师筛选出优质的试题,或稍作修改),一半为教师出的试题。
3.优化考核内容。以促进学生全面发展为原则,选择考核内容。在评定学生对基础知识、基本理论和基本技能的同时,突出对学生分析解决问题、动手能力及综合素质的考察。采用体现创新特点的考试题型,以适应学科专业与相关行业发展的新要求。坚持合理性原则,考核内容的选择符合考核课程目标的要求。理论知识考核的重点为课程知识体系中核心要点、基本原理的理解与运用;实践知识方面突出对操作流程的熟悉程度、实践结果分析运用能力的检测;综合素质方面的考察坚持以能否有效支撑专业发展为标准。课程考核综合考虑各方面因素,首先是课堂表现,即学习态度,考核实行扣分制,满分为10分。如上课旷课、玩手机、听音乐、交头接耳等,第一次扣1分,第二次扣2分,第三次扣5分,四次以上全扣。其次是作业考核,满分为10分。作业次数为7,交1次作业得1分,总作业次数分为7;质量分为3,视工整度、正确率给分。
4.畅通信息反馈。考核结果及时上网公布,学生可以查看自己的考核成绩,对自己前段时间的学习效果有一个清醒的认识,及时调整学习态度、学习方法,激发学生学习的主动性与积极性。切实发挥课程考核对教学效果的检验与评价作用,对教学内容与方式改革的推动作用,对学生学习投入的引导作用,促进本科教学质量的不断提高。在教学过程中,选择适当时机向学生征求关于教学方法、考试考核模式等方面的意见或建议,以及前段时间学习的感受,我再根据学生反馈来的信息,及时调整教学方法、手段、进度等,认真处理好教与学的关系。并根据学生的意见、可采纳程度、对教学的关注程度进行打分,并计入该门课程的平时成绩。
七、结束语
流体力学是一门系统性、理论性很强的应用力学课程,体现了力学、数学、物理等交叉学科在工程中的应用。因此,如何将知识传授与提高学生应用能力、培养学生科研意识、适应社会需求相兼顾,对于教师自身素质、教学水平和教学方法是一个严峻的挑战。以环境工程专业学生流体力学的工程应用能力及创新能力为目标进行教学改革,并对考核方式、内容、过程和反馈进行配套改革,推动教学理念、方法的变革。加强学生学习的积极性和主动性,对所学知识的理解和应用,真正掌握相关知识,为日后工程,科研和工作打下良好基础。
参考文献:
[1]王烨,李亚宁.流体力学实践教学改革网络体系的构建[J].力学与实践,2013,35(3):89-91.
[2]谢翠丽,倪玲英.工程流体力学本科课程引入CFD教学的探讨[J].力学与实践,2013,35(3):91-93.