前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇设计模式论文范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
在国外测高高度计发展过程中,实际上也有双星伴飞模式的雏形,例如Topex/Poseidon和Jason-1两颗卫星在轨重叠任务期间,进行了双星伴飞的组合试验,其主要目的是为了两颗高度计观测资料的数据标定/校验,以及提高中尺度海洋动力环境的监测能力。但通过这样的两颗卫星组合方式,已证明了双星伴飞模式可以用来提高数据观测的空间分辨率。同时,新的测高观测技术也正用于提高测高重力场反演精度和分辨率中,例如,美国宇航局(NASA)提出利用先进的干涉合成孔径高度计实现对星下点海平面的扫描式观测,以大幅缩短单颗卫星全球覆盖的重复周期,进而提高交叉点垂线偏差的计算精度。欧空局(ESA)计划利用新型合成孔径高度计技术提高沿轨海面高及海面高梯度的观测精度。除了多颗测高卫星的观测组合,以及新型高度计(合成孔径高度计、干涉合成孔径高度计等)的应用之外,还有许多学者对测高数据处理技术进行了深入探讨,发展诸如波形恢复技术等方法[15-16],以提高卫星测高海面高观测精度。本文在已有的卫星高度计精度指标基础上,根据测高卫星轨道设计的基本要求,以及测高重力场反演重力场空间分辨率的需求,笔者提出一种双星伴飞模式的测高卫星轨道设计方案。并给出相应的轨道设计,利用该方案,可在较短时间内,实现高分辨率全球大部分海域的海面高梯度测量,为海洋测高重力场的精确确定提供了高分辨率的数据。可将测高反演海洋重力场的分辨率提高到1′×1′。
2测高卫星的双星伴飞模式
卫星测高双星伴飞模式,是指为满足提高反演海洋重力场空间分辨率以及海平面高梯度计算精度的要求,采用类似于Topex/Poseidon和Jason1组合的卫星轨道运行模式,见图1。其主要思想是,两颗卫星采用相同的轨道参数,仅在入轨时,在赤道上空,东西间隔2km。在两颗卫星有效观测期间,两颗卫星始终同时处于相同纬度。仅经度方向上有固定的距离。这样处理的优点在于对海平面高度进行测量时,可以同时给出星下点海平面东西方向和南北方向上的梯度值。而且由双星模式计算的海面高梯度的精度优于传统单颗卫星得到的结果。这种双星伴飞模式将具有如下优点。(1)太阳同步轨道:可以避免太阳能帆板的转动对姿态的影响。(2)空间覆盖:全球绝大部分海域,空间分辨率高,卫星寿命期间可以实现多次覆盖。(3)双星组合:实时计算星下点海面高梯度,包括南北方向和东西方向。通过双星组合,可以大幅提高计算精度。(4)反演重力场方法:既可以利用海面高度观测,也可以利用海面高梯度信息反演海域重力场。(5)降低地球物理改正项的要求:利用海面高梯度反演重力场,通过双星位置的关系与地球物理改正时空特征,可以降低地球物理改正的要求。(6)可快速形成多种分辨率的重力场产品:得益于双星伴飞模式的优点,可以利用不同时间段的卫星观测资料反演不同分辨率的重力场,可以进行重力场时变监测,可以监测全球海平面变化。
3双星伴飞模式测高卫星轨道设计
3.1轨道需求分析
为满足卫星高度计的任务需求,卫星经过同一地区时的光照条件应基本一样,星下点轨迹应周期性重复,故应选择太阳同步兼回归轨道。为满足全球南北纬度±80°的覆盖观测范围,决定了轨道倾角应在90°~100°之间。考虑到星载仪器的工作环境要求,以及其他因素。卫星轨道高度设定在800km左右。在高度及资料反演重力场过程中,由于轨道设计通常采用近似极轨的方式运行,因此高度计计算的海面高梯度中,南北方向上海面高梯度分量计算精度明显优于东西方向上梯度分量计算精度。为提高重力场反演精度。理论上,应尽可能采用类似T/P或Jason-1/2的近似66°倾角的观测轨道。但考虑到太阳同步设计和轨道高度的要求,双星伴飞模式的卫星轨道设计采用大约98°的倾角。
3.2轨道设计计算
卫星的运行轨道由轨道倾角i、近地点幅角ω、升交点赤经Ω、偏心率e、轨道半长轴a以及卫星经过近地点的时刻tp共6个经典轨道要素决定。只要确定了某一时刻的卫星轨道6要素,卫星的轨道即卫星的位置和速度矢量也就确定了。其中,i和Ω决定了轨道面在惯性空间的位置;ω决定了轨道本身在轨道面内的指向;a和e决定了轨道的大小和形状;tp决定了卫星在轨道上的位置[17-19]。太阳同步轨道卫星的轨道平面绕地球极轴进动的角速度,等于地球绕太阳公转的平均角速度(0.985647°)。实现太阳同步,可使太阳矢量与轨道平面的夹角基本保持不变。太阳同步轨道的主要优点是卫星的降交点地方时基本保持不变,卫星每天可在相同的光照条件下定时获取相应地区的观测资料。卫星太阳同步轨道特性利用了地球形状摄动中的主要部分J2项,使卫星轨道Ω的长期变化率等于地球绕太阳公转的平均角速度,从而实现太阳同步。在地球非球形J2项摄动的影响下,升交点赤经的长期变化率为dΩdt=-1.5nRe()a2J2cosi(1-e2)(1)式中,Re为地球赤道平均半径,且Re=6378.137km;n为轨道平均角速度。在太阳同步条件下,近地轨道的轨道倾角与半长轴应有如上相互约束的条件。冻结轨道使卫星地面高度在同一地区几乎保持不变,轨道的拱线静止,即轨道半长轴指向不变。冻结轨道的形状保持不变,亦即e=ω=0,这可通过相应的小偏心率和对ω进行约束而实现。考虑J2、J3项,并把摄动函数代入拉格朗日摄动方程,则有dωdt=3nJ2R2ea2(1-e2)21-54sini()21+J3Re2J2a(1-e2)[·sin2i-ecos2isini·sinω]e(2)dedt=-3nJ3R3e2a3(1-e2)21-54sini()2·cosω(3)由式(2)、式(3)可知:当i=63.4°时,(1-54sin2i)=0,则dωdt和dedt均为0,此即临界倾角;当ω=90°、270°时,dedt=0。因此,在设计冻结轨道参数时,应先根据太阳同步轨道的要求,选择半长轴a和轨道倾角i,再由ω=90°、270°,得dedt=0。根据冻结轨道的定义,此时还应有dωdt=0。由式(2)可得1+J3Re2J2a(1-e2)·sin2i-ecos2isini·sinω[]e=0(4)因为J3<0,所以当tan2i>e时,ω=90°;当tan2i<e时,ω=270°。因此,对高度低于1000km的近地轨道,只有当i<2°时,才有ω=270°,在其余倾角下均取ω=90°。整理式(4),略去e的高阶小量,并代入ω=90°,可得e=sinicosicoti-2J2a/(J3Re)(5)由式(5)可知,冻结轨道的偏心率e取决于半长轴a和轨道倾角i。降交点地方时的选取考虑两种因素,一是对光照和阴影区的要求;二是太阳引力对卫星的摄动,特别是对轨道倾角的摄动影响。影响降交点地方时TDN主要有太阳引力引起i的变化,以及大气阻力引起Ω的改变两个因素。若TDN=6:00或18:00时,则轨道平面大致与太阳射线垂直;若TDN=12:00或0:00时,则轨道平面大致与太阳射线平行。升交点赤经为春分点至轨道升交点的角距。太阳同步轨道Ω一年的变化量为360°,在地球J2项的作用下,Ω的变化率接近于0.9856°/d。在发射时间和降交点地方时确定后,发射点的Ω也就相应确定了。如发射选在春分日,则当TDN为0:00时,该点的Ω=180°;当TDN为6:00时,该点的Ω=90°;当TDN为12:00时,该点的Ω=0°;当TDN为18:00时,该点的Ω=270°。常用的轨道周期有恒星周期Ts和交点周期Tφ。因卫星轨道在不断变化,对应瞬时轨道的周期亦随时间t而变。恒星周期Tφ为Ts=2πn=2πa3槡μ(6)式中,μ为地球引力常数。恒星周期是理想的周期,未计入摄动对轨道的影响,而且它无法直接测定。但卫星在实际运行时,会受到多种摄动的影响,尤其是由地球非球形J2项摄动引起的卫星轨道升交点赤经的长期变化,会使卫星星下点轨迹的升交点在赤道上产生漂移。交点周期Tφ是对应卫星星下点连续两次(升段或降段)通过同一标准纬圈φ的时间间隔。Ts与Tφ存在以下关系Tφ=Ts[1-1.5J2Re()a2(3-4sin2i)](7)式中,交点周期Tφ主要取决于半长轴a,受轨道倾角i的影响较小。
3.3双星伴飞模式卫星高度计轨道参数
根据对卫星轨道应用的初步分析,星下点轨迹应周期性地重复,因此轨道设计需要选择太阳同步回归轨道。卫星轨道设计过程中,可以根据项目的实际情况,选择多个轨道的高度H和倾角i以满足既定约束条件,再从这些轨道中挑选出满足要求的轨道。测高高度计卫星计划同时发射两颗卫星,目标是实现1′×1′重力场空间分辨率,因此,双星组合的空间覆盖分辨率需优于1′×1′,考虑到卫星沿轨速度通常在7km/s左右,传统模式下高度计观测沿轨频率通常高于每秒20次,20Hz的高度计沿轨观测间隔约为350m。如果高度计采用SAR(syntheticapertureradar)模式,通过多视观测,沿轨空间分辨率约为320m[参考Cryosat2SAR/SA-Rin(syntheticapertureradarinterfere)模式]。此外,考虑到卫星设计倾角选择90°~100°的太阳同步轨道,因此,双星组合在沿轨方向上(或转换成子午线方向上)的空间分辨率可以满足重力场反演的需要。在东西方向上,当采用设计轨道,相邻卫星观测轨迹间距在赤道上小于1′时,即可满足空间分辨率的要求。轨道空间分辨率设计的关键在于,如何设计一种双星观测模式,使得卫星轨迹在赤道上的相邻轨迹间距优于1′(1海里)。同时,这样的轨道回归周期需尽可能短,轨道倾角需尽量避免极轨。避免极轨的原因是为了在由高度计资料计算海平面梯度时,尽可能提高东西方向上海平面梯度的观测精度[8]。由于采用双星同时观测,通过双星组合,对其中任意一颗卫星,只需满足赤道上相邻轨道间距优于2′,再通过另一颗卫星的空间覆盖补充(类似T/P和Jason1项目标定期间的组合模式),即可实现赤道上1′轨道间距的要求。为此,可先给出回归圈数N,再由N计算出回归周期D,然后在多种组合中选择合适的轨道倾角i,根据a和i关系,通过解方程可得到轨道的高度。回归圈数计算:对要求实现全球覆盖的对地观测卫星,从轨道设计的角度来说,其回归圈数和回归周期的确定可分成两种情况。一是回归圈数取决于有效载荷的对地观测带宽。归周期和回归圈数确定后,再根据冻结轨道和太阳同步轨道对轨道高度、偏心率和轨道倾角的约束条件,筛选出符合条件的轨道6要素。二是根据执行任务的时间要求,以及轨道高度、回归周期和回归圈数的约束,确定轨道参数。当Re取6378.137km;K取2′(约3.6km);η为轨道刈幅重叠率,考虑到无论是传统LRM(lowresolutionmode)模式还是SAR模式的高度计观测,其单点观测的星下点足迹宽度都超过2km,因此在计算回归周期时,η可设为0,通过计算可得N=10800。即两颗高度计卫星各需围绕地球观测10800圈,再通过数据融合处理,即可实现全球海平面1′×1′空间分辨率的观测。回归周期计算:回归圈数确定后,再根据回归圈数N,以及半长轴a、交点周期Tφ等约束条件,可以确定回归周期D。回归轨道是指地面轨迹经过一段时间后出现重复的轨道。取卫星交点周期Tφ的单位为h,若存在互质的正整数D和N,满足24Tφ=ND,则经过D天后,绕地球转过的圈数为N。此处,D被称为回归周期,N为一个回归周期内的回归圈数。综合考虑卫星设计寿命、大气阻力、电离层等各种因素,高度计卫星的轨道高度大致设定在800km左右。在太阳同步轨道的前提下,轨道高度越高,可以获得更好的轨道倾角。由轨道高度与交点周期的关系可知,800km高度的卫星轨道,其轨道交点周期Tφ大致约为6060s,由此可先估算D值的大小。ωe为地球自转的角速度(ωe=7.2921151467×10-5rad/s,实际计算中需要转换成rad/d);dΩdt为轨道升交点赤经进动的角速度(dΩdt=1.9909681838×10-7rad/s,实际计算中需要转换成rad/d)通过计算,可取D值757,即设计轨道回归周期757d,可证明,回归圈数10800圈和回归周期757d互质(此处,略去证明步骤)。则一天内卫星运行的圈数为14202757圈。轨道交点周期精确计算:当已知回归圈数和回归周期后,即可精确计算轨道交点周期,有Tφ=6056s,即轨道绕地球运行一圈的时间为6056s。轨道倾角计算:由太阳同步轨道条件可由计算所得轨道高度,通过式(1)计算轨道倾角:当轨道高度为796.795km时,轨道倾角i=98.5892°。轨道偏心率计算:根据冻结轨道条件,式(5)可得偏心率e=0.00102887;式中,J3取-2.53455338E-006。考虑到卫星的工作寿命较长(至少5年),轨道设计计算中考虑了地球的二阶长期摄动。兼顾了太阳同步、回归,全球覆盖3种轨道特性,表1给出了卫星和轨道设计有关的卫星总体参数。根据表1的轨道参数,经仿真分析,可计算出如下的星下点轨迹图(图3—图6),并表明轨道方案中的轨道具有良好的回归特性。
4设计轨道对空间观测的覆盖特性
从卫星地面轨迹分布来看,对双星伴飞模式测高卫星中任意一颗卫星,每天至少有4d升轨和降轨通过我国海域。测高卫星的有效观测范围覆盖了全球海洋绝大部分区域,在极区也有部分观测值。卫星轨道空间分布大致均匀,从15d和30d卫星地面轨迹分布图来看,利用15d和30d大致全球均匀分布的观测数据,就可以得到全球较低分辨率的海面高观测结果。粗率估算,在一个完整的回归周期757d内,大约可实现2.6×109个独立的海面高观测,在2km×2km单元格内,约有22个观测数据。这样密集的数据采样,为实现高分辨率和高精度的海洋重力场反演提供了基础数据。可估算,卫星正常运行N天即可获得较低分辨率的重力场。卫星运行周期和反演海洋重力场分辨率见表2。
5结论
1.1传统工业设计平台现状
传统的工业设计平台还存在很多缺陷与不足,主要有以下3个方面[3]。首先,网站内容缺乏实时性。作为工业设计产品的展示平台,很多网站只是把已经投入生产的旧产品进行展示,有些甚至是多年前的设计产品,无法跟随工业设计的潮流。其次,展示的工业设计产品实用性不高。这类网站经常展示概念性产品,却不考虑许多概念性产品只是处于理论阶段,很多方面是用现今已有手段无法实现的。一味地进行概念展示,非但无助于工业设计的进步,反而会钳制设计者的思想。最后,网站模式过于单一。现有的工业设计网站大多数都是产品展示网站,缺少学习、交易等功能,这也使得很多学习者、设计者只能望“站”兴叹。
1.2新型工业设计平台的设计思考
基于现阶段工业设计平台发展现状,从互联网知识创造和内容聚合的角度,根据各类用户的需求[4],开发了基于威客模式的工业设计平台。该平台是以威客模式为基础,在面向服务、用户参与、功能聚合的设计思想下开发出来的。与传统的工业设计平台不同,该平台是一个综合性的功能平台,能充分满足不同用户的要求。用户不仅可以在平台上上传自己设计的作品,还可以进行工业设计专业的学习交流,成为网站资源的提供者和使用者。除此之外,商家可以根据自己的要求工业设计产品的需求任务;用户可以凭借自己的能力进行竞标,获取设计产品的任务。商家可以在平台中进行个性定制,发现创意设计;用户可以进行作品展示、学习与交流,提升自身的创意思维和设计能力。
2威客模式的含义与特征
2.1威客模式的含义
威客,英文译为witkey,由wit(智慧)和key(钥匙)2个单词组成。威客通常指通过互联网把自己的智慧、知识、能力、经验转换成实际收益的人,他们在互联网上通过解决科学、生活、学习等领域的问题,从而让知识、智慧体现经济价值[5]。威客模式则是威客们将自身的知识、智慧、经验、技能通过互联网转换成虚拟或者实际收益,从而达到各取所需的互联网新模式,体现了互联网按劳取酬和以人为中心的理念。
2.2威客模式的特征
在Web2.0时代,威客模式作为一种新型的互联网模式,具有知识有偿化和回答个性化的特征[6-7]。
2.2.1知识有偿化威客作为在互联网通过自己的知识为他人解决问题而获取报酬的人,必须具有一定的知识水平,才能为他人提供完整、合理的解决方案;威客模式改变了知识免费共享的模式,将智力劳动成果作为商品来看待[8]。这样的知识有偿化转变,是对知识的实践运用,提高人们去学习知识、开发知识应用领域的热情,激发他们去提高更多解决问题的能力[9]。
2.2.2回答个性化威客模式改变了专家学者提供标准答案的模式,每个有能力的人都是威客,每个普通人都有可能通过自身积累的知识解决问题。这种问答模式还能够让一些企业节省开发成本,开发具有个性的产品,满足不同消费者的需求。
3威客模式工业设计平台的设计
3.1威客模式工业设计平台的总体设计
基于威客模式的工业设计平台是一个集展示、学习、交易为一体的网站平台。该平台以威客模式为核心,围绕原创性、交互性、针对性的思想进行开发[10]。它能充分发挥学习者的自主性、设计者的主观能动性。平台由用户管理、个人中心、作品展示、知识学习、威客交易、作品上传、作品审核和系统维护等功能模块组成,平台功能模块设计如图1所示[11]。
3.2威客模式工业设计平台的模块设计
3.2.1用户管理模块用户管理模块有注册和登录2项基本功能,将用户分为游客、会员、管理员三大类,各自拥有不同的权限。游客无需注册,只能对特定的作品进行浏览,无法对作品进行评价交流的操作。会员拥有个人中心,能够进行浏览、评论、上传、修改等操作,对平台展示的工业设计作品进行评价、学习,上传符合平台规定的工业设计作品,并进行内容的增加、删除、修改操作。管理员具有审核、删除、、维护的权限。用户上传的作品需要通过管理员审核后才能对公众进行展示,如不通过则被删除。此外,管理员还可以工业设计学习教程、信息公告,具有资料的上传下载权限。
3.2.2个人中心模块个人中心模块给注册后的用户提供一个可以自己规划的空间,包含个人信息管理、个人作品管理、个人学习管理、信息交流管理和空间风格管理等子模块。用户可以在个人信息管理模块,进行头像、昵称、密码、个人签名等个人信息的修改;在个人作品管理模块,对自己上传的作品进行修改或者删除操作;在个人学习模块,记录用户的学习教程和学习进度,以便继续进行学习;在信息交流模块,系统的通知、其他用户的回复信息都会通过站内信的形式通知用户,保证用户间的即时沟通;在空间风格模块,用户可以根据喜好对空间进行自由搭配,展现自身的特色与品位。
3.2.3作品展示模块作品展示模块是用于展示工业设计作品的模块,其中包括大师作品、创意作品、推广作品等栏目分类。大师作品栏目用于展示一些知名大师的工业设计作品,供用户观摩学习;创意作品栏目则展示近年来的概念作品或者是用户的奇思妙想,为工业设计产品创新提供灵感;推广作品栏目则对已有产品的原版或改进版进行呈现。作品的展示方式多元化,包括图文描述、影音介绍,集中体现各类别工业设计作品的精华。
3.2.4知识学习模块知识学习模块包含了学习课程和学习测试2个子模块。学习课程模块针对不同设计水平的学习者提供层次性的学习教程,适合使用者根据自身的能力进行选择性学习,用户选择的学习进度会被记录,以方便下次继续学习。学习测试模块让用户在学习完课程后,对自己的学习效果进行测试。测试模式分为2种,一种是章节测试,另一种是综合测试。用户打开测试后,平台会从题库中抽取10道理论题,这些题目的内容来自学习课程模块,由用户选择的类别决定。用户在回答完所有题目后才能提交,并获得答题情况反馈。平台会自动根据答题情况给出测试得分,为答错的题目提供课程的链接,而不是直接提供标准答案,这种形式有助于加强用户的知识体系构建,提升其学习自主性[12]。
3.2.5威客交易模块威客交易模块是联系互联网与现实的核心模块。该模块为用户提供了一个将知识转化为财富的平台,包含知道型和悬赏型2种威客模式。知道型威客模式主要是用户个人与个人之间进行工业设计问题问答的一种模式,用户甲关于某个工业设计的问题,由其他用户进行回答,如果最终采纳了用户乙的答案,则用户乙会获得用户甲问题的奖励积分,奖励积分根据问题的难度级别而不同。悬赏型威客模式是偏重于商家与用户之间的威客交易模式。主要流程如下:1)商家悬赏任务和要求;2)商家支付一定或者全额费用给网站平台;3)其他用户根据自身能力自由竞标,商家自己或者委托平台从所有竞选者中选出中标者;4)中标者按要求完成任务,把成果提交给平台;5)根据完成的成果实际情况,商家支付给平台剩余费用,平台从商家支付的费用中抽取一定比例(一般20%)的佣金,剩余部分支付给中标者。悬赏型威客模式的收入是网站平台主要的利润来源,具有盈利模式清晰、可实行性高的特点[13]。
3.2.6作品上传模块作品上传模块为用户提供了多种类型的内容上传功能,包括工业设计文字教程、作品图片、产品视频等。上传的内容会根据最终呈现形式规划在不同分区,方便其他用户搜索。为了保证作品上传的效率和规范,上传的作品根据类型不同有大小限制,对图片和影音文件进行必要的压缩和格式转换;所有上传的作品需要经管理员审核通过才能被在网站页面上,不符合网站规范和国家法律的作品会被删除。
3.2.7系统维护模块系统维护模块是保障平台稳定运行不可或缺的模块。该模块需要管理员权限方可操作,主要包含通告信息管理、资料上传下载管理和系统维护3个子模块。管理员通过通告信息模块网站通知信息;通过资料上传下载模块更新资源库;通过系统维护模块进行必要的平台维护,如数据库更新,功能模块增减等。
4威客模式工业设计平台的应用
威客模式应用到工业设计网站,并且实现商业化,主要覆盖以下3个方面[14]。
4.1客户类型平台的用户基本以中小企业和个人为主。就大企业而言,一方面他们的项目往往比较复杂,需要专业的技术水平;另一方面,他们资金相对雄厚,宁愿花重金寻找满意的方案,以保证项目的质量。相比较而言,中小企业的问题简单一些,只要拥有一定的水平就可以进行解答,比如工业产品的设计草图,选择威客模式,可以低成本而高效率完成,不失为一种好的选择。
4.2产品与服务
平台提供的产品有无形和有形2种。无形的产品如设计产品图标、撰写策划方案,这些产品最终都通过互联网直接传送,是典型的电子商务模式[15]。由于工业设计产品的特殊性,最终呈现的产品更多的是有形的实物,这类产品往往需要创意的产品设计,集合众人的智慧,这正是威客模式的一大优势,所以这种模式很适合工业设计产品领域。
4.3收入方式
平台属于典型的C2C网站,只要运行合理,完全可以实现三赢的局面。商家可以通过平台得到自己想要的产品,甚至得到超过预期的产品;威客可以利用自己的知识解决问题,设计产品,将智力成果转化为经济成果,获得一定的报酬;平台可以从交易过程中收取一定的服务费。在该种模式中,商家或者威客提供的报价必须是双方协商同意后,两者的交易关系方才生效,在商家对威客最终提供的工业设计产品满意后,付款给平台,平台将80%支付给威客,20%归网站所有,此时交易关系结束。
5威客模式工业设计平台的特色
威客平台依据科学性和技术性的原则进行设计,围绕工业设计产品的展示、学习、交易三大功能,突出工业设计产品的原创性、信息评价交流的交互性、威客交易的针对性三大特点。
5.1原创性该平台是集展示、学习、交易功能为一体的工业设计平台,无论是细节的启发,还是突发的灵感,用户创造的工业设计产品必须是原创作品。原创作品能激发用户的想象力和创造力,提升用户的设计能力。
5.2交互性用户能够对工业设计作品进行评价,用户之间则可以相互交流工业设计的经验,在评价交流中提升各自的能力。同时,用户相互学习,相互提高,能够激发学习的兴趣,扩大学习的广度和深度。
5.3针对性该平台针对的特定用户群体,主要是工业设计者、学习者和工业设计产品生产商家,为用户与用户,用户与商家提供了一个交易的平台。针对性的平台有利于提升工业设计的专业能力。
6威客模式工业设计平台存在的不足与解决方案
6.1定价机制不够规范由于悬赏的价格由商家与威客协商决定,难免造成定价较为随意的现象,造成价格浮动过大,市场不稳定。由于威客模式出售的主要是智力成果,价格界定比较麻烦,因此,解决此问题时可以对同平台纵向价格和不同平台横向价格进行比较,作为定价的参考。
6.2知识产权问题威客提供的方案,可能已经是别人采用过的,这就涉及知识产权的问题[16]。一方面,威客需要提升自身素养,拒绝抄袭、剽窃别人的智力成果;另一方面,平台可以对威客提供信用评级制度,针对威客提供的方案、完成任务的情况进行信用评级。信用评级对于威客是一个能力的评价,可以激励威客们提供更好的服务,促进威客模式的发展。
6.3盈利模式单一收取一定比例的费用是威客模式盈利的基本途径,但是这种盈利模式的利润十分有限。作为一个工业设计产品平台,除了通过收取服务费之外,可以利用网站进行相关产品的广告投放,也可以为商家的工业设计产品进行推广收取费用。
7结语
广告设计技术教育“职场化”实践教学模式的培养目标主要是培养本专业技术人才的职业素质、能力素质、行为素质。职业素质是职业人在从事职
业中尽自己最大的能力把工作做好的素质和能力,通过“职场化”实践教学,对学生的职业素质进行养成教育,让学生明白在行业活动中需要遵守的规范及在职业过程中表现出来的综合品质。能力素质指理事能力、分析能力、创新能力,是广告设计专业创造力的综合表现,是学生必须掌握的岗位专业操作技能和行业标准。行为素质主要表现在人的精神方面,有思想品质、敬业精神、合作意识。只有把三大素质在实践教学中加以协调发展,才能促使广告技术向专业化、技能化发展。
二、“职场化”实践教学的灵魂——课程设置
(一)课程设置以职业能力为本位
课程是“职场教学”的灵魂,课程体系的建立要遵循培育具有“全面职场执行力和创新力”的人才理念,明确广告设计技术相应的职业岗位设置,以现有社会岗位需求作为主要前提,由校方代表及行业和企业资深人士组成专业建设指导委员会,进行专业岗位能力分析,对课程设置进行论证、批准。要加大校本课程开发力度,开发学习过程与工作过程相融通的课程,实现从工作结构到课程结构的转换,建设与课程改革体系相配套的校本教材体系。在课程实施后,还要根据技术发展情况进行定期研讨、修正,不断调整课程设置,提高学生的综合就业能力。
(二)就业准入、职业资格认证与课程开发
以广告设计专业为例,现在国家公布的相关职业岗位有“广告设计技术师、视频制作师、陈列展览师、会展设计师、会展策划师、广告审查员、广告从业员、工艺美术师、画师、平面设计师、摄影师、修图师”。高职广告设计专业课程开发要与职业资格认证、就业相结合,以现行国家行业标准及规范为基础,以职业资格认证为主线,企业设计师与学校教师联合授课,以本专业执业能力素质为培养目标,突出目前广告设计行业内“项目实务”的特色,提高对新材料、新工艺、新技术等方面的实践操作与应用能力。
(三)课程体系建设与实施
课程建设要根据社会经济发展的需要,企业用人单位的岗位需求以及本行业自身的特点来进行课程的有效开发与设置,形成可持续发展的专业体系。广告设计专业可分为大平台基础课、平台方向课程、分方向进阶课程。大平台基础课程解决艺术设计的基础问题,包括造型基础、设计基础、图形创意、设计理论等。平台方向课程主要是进行相关专业技能的实践操作课程,是不同类专业相同课程的专业同项教育,旨在培养学生“专业拓展”的能力,专业的专项核心技能,如印刷、摄影、广告实务、会展实务等课程。分方向进阶课程建设,以真实项目的标准要求进行课程研究,深入开展调研分析,拟定详细的培养方案和教学计划,根据专业岗位要求学生分方向进入课程实训工作室。这一阶段是运用实际项目的实际操作和实验教学,包括项目实用技能的实践和行业实习两大课题实施。分方向进阶课程完全进入工作室,采用最直接、最真实、最贴近生产及管理实际的“全方位”“职场化”实践教学模式。
三、“职场化”实践教学的运行关键——建立产教结合工作室群
(一)实施产教结合工作室的必要性
“培养学生职业能力的最理想状态是让学生在真实或接近真实的工作情境中从事职业活动实践”,实现教学与企业“无界化”,形成“职场观念”。产教结合的工作室制充分体现了职业教育技术技能性、市场导向性、行业专业性的职业属性,是利用学校和企业(行业)不同的教育资源和教育环境,把理论学习与实践活动、学科知识与能力培养有机地结合起来,把以课堂传授间接知识为主的学校教育转变成直接获取实际设计经验和各种能力为主的工作生产现场,将教学有机地结合在学生的培养过程中,因此,实施产教结合是职业教育发展的必由之路,更是设计教育适应社会经济发展需要的关键,在具体设计工作和实践中,学生的观念、态度、行为、习惯和技能的形成是在产教结合的过程中培养的,在这个过程中能够调动学生学习的主动性和积极性,有利于培养职业意识、创新精神和实践操作能力,使学生得到全面发展。
(二)校企共建产教结合的工作室群
产教结合的工作室群是在职场理念指导下成立实验工作室、项目工作室、设计工作室、作坊工作室和创业工作室。实验工作室是基础课程实施的实训场所;项目、设计工作室是专业课程落实的教学基地,可细分为项目筹划部、设计制作部等,使学生参与实际设计项目各个环节的设计实战;作坊工作室是制作工厂或公司,也是专业技术类课程实训的教学单位,为工艺技术的实训学习提供条件;创业工作室是毕业生创业的孵化基地,也是创业教育的教学示范基地。这种分层实施产教结合的工作室制教学是以工作室作为依托,以专业技术和操作能力应用为主线,不间断地实训、实习和商业实战是这种教学模式的核心,整体模式是以产业为统筹的,将教学和经济接轨,实现岗位训练的真实化、职场化,开发与企业岗位工作过程一致的学习情境;打造与企业环境一致的教学环境,将优秀的企业文化、管理理念融入课堂,有助于学生良好职业素质的养成。
四、“职场化”实践教学模式的运行保障
(一)完善的硬件设施保障
“职场化”实践教学模式的健康运行要有完善的硬件设施、完善的职业技能培训和鉴定机构,以及稳定的校外合作企业和实习基地。加强校内外实训基地建设,加大实训设施、设备的投入,才能满足所有“职场化”实践教学的正常开展。广告设计专业实践教学任务重,学生双证培养、平台教学和分方向进阶课程教学的运行保障是按照设计公司标准建设工作室,要求不但有校外实训基地,还要有校内实训基地,为学生项目实验和工作体验提供真实的工作环境,集教学、科研、生产、培训、展示功能于一体,为社会培养高素质、高技能专业人才。
(二)师资、项目资源及机制与制度的保障
1.1项目投标阶段。
项目一旦启动投标,总承包方应该准确的掌握业主的要求,并充分的理解合同的内容和要求,然后再进行实地考察,勘察业主所在地的相关法律法规、人文以及地理状况等,充分的了解业主当地的设计标准,设计标准是项目中非常重要的内容,其决定了项目的工程造价、验收标准、施工方案以及工程材料的选购等,当了解了这方面的内容后,才能遵循当地的法律法规,设计出符合当地的风土人情、满足业主需求的项目技术投标书,然后确定科学、合理的商务报价,这样能够有效的避免在工程实施的过程中,出现因第三方监理的不人工,或者出现不同的执行标准而引起的工程纠纷。
1.2项目实施期间的设计工作。
项目实施阶段的设计工作,直接关系到整个项目的费用、质量与进度:1.2.1设计工作对项目成本的影响。EPC总承包项目的成本控制,在项目的不同阶段,应该严格的按照费用估算标准,编制不同准确度与深度的项目费用概算,这也是控制整个项能否成功的保障条件。EPC总承包项目运行的各个阶段中,设计阶段对项目的成本影响最显著,根据相关项目成本影响统计显示,在初步设计低额度按对项目成本造成的影响为65%-75%,项目的施工阶段对项目成本的影响仅仅只有4%-9%,因此,EPC总承包项目的最佳经济效益的控制阶段应该在项目的设计阶段,也就是说强化设计阶段的管理工作,在整个项目的成本控制中具有十分重要的意义。1.2.2设计工作对项目质量的影响。由于EPC总承包项目的实施复杂,具有众多的环节,任何一个环节出现问题,都会对整个项目的质量造成一定程度的影响,而设计阶段包括的内容有采购、施工、检查、验收等方面,其质量的好坏直接关系到项目质量的好坏,因此重视设计阶段的质量管理,不但能够节约施工成本,还能保证项目的施工质量。1.2.3设计工作对项目进程的影响。由于EPC总承包模式自身的特殊性,致使项目具有设计周期长、工艺复杂、技术含量高、工程量大、投资高等特点,施工图设计的设计时间占整个项目总工期的40%-60%的时间,但是通过合理的设计,能够保证项目在实施的过程中,不会出现影响施工进度的问题,并且设计工作还能根据具体的施工进度进行动态的调整,尽可能降低施工事故的发生,保证施工进度的同时,还能有效的节约工程投资。因此重视设计阶段的管理工作,协调好采购、施工、检查等各方面的工作,能够为项目以后的工作奠定坚实的基础。
1.3设计执行阶段。
在设计执行阶段,应该组建一支设计团队,建设和管理好团队是项目执行的必要工作。在项目施工现场应该安排相关的设计人员进行现场技术服务,为项目的执行提供各种技术服务,并且在实施过程中,应该根据现场的具体状况,决定现场施工计划,并解决联络变更以等问题,再结合施工难度,安排施工技术服务代表与项目设计联络人走进施工现场,根据相关的施工状况,为施工现场配备专业的技术人员,保证项目的设计执行工作能够顺利的进行。
1.4设计监控阶段。
基于EPC总承包模式的项目设计监控阶段,应该从两方面进行考虑:一方面是业主对承包单位的监控,承包单位将与项目有关的设计文件提交给业主与有资格的第三方咨询机构进行审批,业主根据相关的规定进行审批,发现问题后应该交给承包单位进行修正,承包单位有责任和义务在规定的时间内进行修改,直至业主审批满意;另一方面是总承包单位度分包单位进行监控,根据相关的设计要求与标准,根据相关的设计计划进行进度控制,根据风险计划表进行风险控制。
1.5设计收尾阶段。
工程设计后期的设计收尾工作,也是EPC项目设计管理的重要环节,通过审批的项目设计,在实施的过程中,应该将施工图纸改过的内容进行记录,并将修改后的图纸放入竣工图中,将其存档当做项目的历史信息,然后整理项目组织过程资产,组织过程资产主要有共享知识库、程序和流程,是一个学习型组织在项目操作过程中积累的无形资产。
2结语
大多数国家、市政公司和建筑小区都有相应的法律来规范工业废水和生活污水的排放,防止超标,保护环境。因此,需要采用相应的测量仪表和技术,根据行业规章监测排放口的水质、选择合适的控制策略,同时,为了过程优化、节省成本,在重要的处理步骤中需要进行工艺参数测量。在欧洲,水质在线监测比较成熟,但是在我国能熟练操作仪器的人才比较欠缺。
城市供水是城市的生命线,供水水质直接关系到市民的身体健康,关系到社会的稳定,为加强城市公共供水水质管理,保障供水水质安全,供水单位应当配备水质检验人员和设备,建立健全水源水、出厂水、末梢水的水质检验制度,依照国家规定的水质检测规范做好水质及相关净水材料、设备的质量检测,开展技术咨询、业务指导和人员技术培训工作等,保证供水水质符合国家卫生标准,卫生防疫机构应当定期对供水水质进行检测。自来水用户使用的二次供水设施,应定期进行清洗消毒和水质检验。有些自来水公司虽建立了化验室,配备了部分仪器设备,但化验员数量不足,且未持证上岗,自检空白。有些化验室只能检测几项指标,检测数据报表不规范、不齐全,化验员检测水平不高,现场操作考核成绩较差。有些供水单位均未建立水质监测三级(出厂水、管网、末梢水)网络,没有进行全过程的水质检测,检测能力不能满足国家规定的指标的要求。
操作技术和管理岗位实用型供排水水质检验人才紧缺是不争的事实,如何培养高级应用型人才是我们教学改革的重要课题。
社会在发展,人类在进步,现代教育以其独特的魅力吸引着世人的目光,对传统教育产生了强烈的冲击,教育教学工作面临前所未有的挑战和机遇。能力和素质的培养,古老而年轻的主题,是教育教学的精髓和真谛。教师运用的教学方法、教学手段和选择的教学内容、达到的教学效果直接关系到学生的就业和未来的发展,在实践中探索和研究教学规律、加大教学改革的力度非常迫切。
二、教学设计
2.1课程设计的理念与思路
给排水专业设置水质检验课程培养具有水质检验技术与管理工作职业资格的专门人才,为水处理工艺运行提供数据资料和科学的依据,能够正确及时地反映水质状况。
让学生获得工作过程知识,必须实施基于工作过程的课程,通过工作学会工作。因此,本课程基于“工作过程系统化”进行教学设计和开发,以相对独立又相对完整的工作任务构建学习内容,以培养学生的职业能力为核心,保持实训内容、实训环境与企业现场一致,使学生亲自经历结构完整的工作过程,完成从试液、仪器准备、采样、预处理、检验、数据记录与处理、水质评价、质控等各个工作步骤的完整训练,在工作过程中学会工作,获得职业活动的技能和知识,获得职业能力。
求知即行动,行动即学习,以完成典型水质指标检验工作任务为驱动力、教学出发点和目标,采用行动导向教学方式,改造不适于学生认知规律发展的不合理成分,发挥学生主体作用,开发学生潜能。实训中,充分尊重学生的个体差异,为学生创造主动学习、自主学习的环境,促进学生个性发展,强调对学生发现问题、分析问题和解决问题的职业能力的培养,以达到全面培养学生的职业能力的目标。通过学生独立计划、实施、检查,帮助学生学会学习、学会实践、学会协作,学生通过符合要求的水质检验全过程的专业行动和小组合作,完成一个具体的工作任务(项目),是直接学习行为,是有效的学习过程,在“做实验”过程中获得工作成果,技能、经验和知识、并归纳总结,符合学生的认知规律,学会科学的工作和学习的方法,在小组共同完成任务的过程中,学会与人合作,增强责任感。专业能力、方法能力和社会能力在行动中形成和提高。因此,根据学生认知规律、工作情境和能力要求设计课程,效果显著。
2.2教学目标设计
水质检验课程总体目标主要强调对学生职业能力的培养,因此,通过本课程的学习,使学生领会供排水水质标准、技术规范及有关规定,严格按照水质检验周期、操作规程开展检验工作,使学生具有从事水质检验工作的基本职业能力,并具有水质检验仪器设备维护、质量监督与控制、检验数据记录与处理、报告编写、采样等方面的基础能力,为水处理提供及时准确的数据资料,保证水处理工艺正常运行和水质合格/达标。
教学目标有具体的知识目标、专业能力目标、方法与社会能力目标几个方面,注重对学生关键能力、综合素质的培养。
2.3教学内容设计
结合污水处理中国家标准规定的基本控制项目、主要控制参数设计有两个项目,分别为污水进出水水质检验、污水处理过程水质控制与检测。结合给水处理中国家标准规定的水源水检测项目、主要控制参数和水质监测三级网络设计有三个项目,分别是供水水源水质检验、净水构筑物水质控制与检测、出厂水、管网水和管网末梢水水质检验,按照国家标准、技术规范及有关规定设计教学项目,具有针对性,适合给排水行业岗位需求。
对每一项目,确定典型工作任务,每一任务都对应一具体的工作过程。通过完成具体的工作过程使学生学会主要水质指标或参数的检测,并使学生具有水质检验方案设计、采样、仪器设备管理、检验质量监督与控制、检验数据处理、报告编写等基础技能。
2.4教学方法与手段运用
2.4.1项目教学
学生在教师的指导下亲自处理一个项目,全部或部分独立组织、安排学习行为,处理项目工作中遇到的困难。
首先,引导学生搜集信息,了解要做什么检验项目或完成什么任务以及为什么要做,检验哪种水样中有机物、重金属还是富营化物质等,了解其对环境或人身健康的危害。
然后,学生独立计划及判断计划的合理性,通过阅读教材或浏览网页知道怎样去做,目前有几种方案。水质检验是按照国家标准方法进行的,一般有常规法、快速法和在线法,学生主要查阅每一项目的几种方法。
开始阶段,学生不会做计划、方案,教师描述、讲解,引导学生看教材或提供网上信息,一段时间后,学生会慢慢习惯,成为自然,我们已经编写了适合项目教学法的教材,提供较为齐全的资料,逐渐地,学生结合实践会自己读懂或主动和同学、老师讨论问题,提出不同意见。
接下来是:学生独立实施及检查是否正确实施了计划、提出改进措施等。在方案实施中按照统一的过程如配溶液、仪器准备、采集样品、预处理、检验操作,得出结果几个步骤来进行。由于传统的应试教育,学生动手操作能力比较薄弱,因此,最初的项目教师采用示范、讲解、学生模仿、熟悉关键步骤、学生重复做这样的教学方法。结果得出后,需要检查,因为误差和偏差主要来源于操作是否规范,所以学生首先在这方面查找原因,然后利用标准物质对照等质控措施检查方案实施的情况,同学间进行讨论,找到问题,对项目或任务加以改进,反复做实验,完成任务。几个任务实施后,学生会自主完成新任务,达到目标要求。
2.4.2合作式学习
由于仪器、试剂和学时的限制,教学中把学生分成小组,按时间或空间进行合作,分别完成不同的任务进行汇报,因此,每个人对小组的成果有责任感,促进合作精神、交流能力和表达能力的提高。
2.4.3启发引导
在做的过程中启发学生的思路,引导学生完成项目,获得相关技能。
教学手段主要采用制作多媒体课件,运用多媒体教学设备和网上教学资源,录制、播放视频、展示图片,学生利用视觉、听觉和信息提高学习效果,获得足够的感性认识。教学生做,学生模仿,在“做”中学,教、学、做一体化。