時間:2022-09-01 18:31:53
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2自動化技術在電子信息工程設計中的逐步應用
自動化技術,是一種綜合了信息技術、控制技術、電子技術等一系列高新科技的混合體,其在一定程度上,代表著尖端高新領域的發展。自動化技術由于其在控制領域的巨大創新,受到了現代工業的廣泛應用和追捧。因此,將自動化技術引入電子信息工程設計中進行應用,獲得了業界的一致認可。
2.1引領電子信息工程設計朝著機械化和一體化的方向不斷發展
自動化技術中最突出的特點就是,能在最大程度上用機械代替人力進行一系列工業生產和發展。因此,自動化技術的應用,在一定程度上能夠直接體現項目、工程的機械化程度,這也正是其受到廣泛應用和追捧的主要原因。而電子信息工程單純是由計算機技術和電力電子技術等高新科技支撐、發展的,電子信息工程設計在一定程度上缺乏相應的機械一體化能力。因此,兩者之間存在著諸多不可避免的聯系,與此同時,將兩者進行有機的結合在一定程度上是一個發展的契機,一方面,可以促進電子信息工程設計朝著機械化方向大力發展;另一方面,還能在一定程度上提高電子信息工程設計的效率。因此,在電子信息工程設計中逐步應用自動化技術是一個不可多得的明智之舉,是工業發展的必然要求。
2.2進一步提高電子信息工程設計的智能控制能力
眾所周知,電子信息工程設計是通過對電子設備的研究、設計及其開發等手段,進而對電子信息進行一系列有效的控制和處理。總而言之,電力信息工程設計是基于信息,進行一系列操作運行的。而自動化技術在信息的儲存和處理上有著引人注目的驕人成績,因此,在電子信息工程設計中引入自動化技術能在根本上改善提高其對于信息的智能化操作水平。換而言之,自動化技術和電子信息工程技術的融入能在最大程度上改善、提高對于信息的智能控制能力。
2.3在電子信息工程控制方面的提高
對于電子信息工程設計而言,電路分析和計算機控制這兩部分尤為關鍵。而自動化技術在電路分析和設計方面有著不可忽視的主導地位,例如:三相電力、互感電路以及雙口網絡。也就是說,一旦自動化技術開始應用于電子信息工程設計,自動化技術在各方面電路的高超本領也將注入電子新型工程設計。而計算機控制本來就和自動化技術有著密不可分的聯系,因此,自動化技術的全力支持對于計算機控制的提高是不可或缺的。總而言之,自動化技術在電子信息工程設計中的應用,能夠電子信息工程控制方面帶來極大幅度的提高。
2.4輔助電子信息工程的具體設計
自動化技術的應用,對于計算機設計效率的提高而言,存在著關鍵性作用。自動化技術能夠從根本上改善原本效率低、準確性低的陳舊計算機制圖方法。因此,在計算機制圖方面,一旦應用了自動化技術,設計者只需在固定程序中輸入所采用的數據和規模,計算機就能自動輸出設計。并且,其對于制圖方面的應用涵蓋了建筑、紡織、電子等方方面面,這能給我們帶來極大的便利。因此,自動化技術在電子信息工程設計中的應用,能夠在最大程度上提高其工作準確度和工作效率。
2.5引領電子信息工程設計走向更好的明天
自動化技術所涵蓋的技術領域和其技術能力,是迄今為止最廣和最高的。這也能從側面說明,在電子信息工程領域大面積應用自動化技術是時代要求,是大勢所趨。例如,在信息處理方面,現階段除了自動化技術之外,沒有任何技術能對信息處理的如此全面和高效。在智能操控方面,也沒有任何技術能夠超越自動化技術的完美操控。與此同時,在計算機處理方面,自動化技術對于制圖的輔助能力也是其他技術所無法匹敵的。而信息的高效操作能力,工程的智能操控手段以及對于計算的制圖的輔助,對于電子信息工程設計而言都是必不可少的一部分。因此,在電子信息工程設計中大力推廣及應用自動化技術是大勢所趨,是社會發展的必要進程。
3結束語
總而言之,無論是電子信息工程的設計,抑或是自動化技術,兩者對于我國工業的發展都存在著至關重要的作用。任何一方的缺失都可能會,造成工業發展的滯后甚至停滯。因此,只有在電子信息工程設計中全面應用自動化技術,在最大程度上將兩者進行一個有機結合,才能使兩者完好的發揮出各中高效作用,進而才能推動著我國工業的快速進步。
作者:王玲 單位:西安鐵路職業技術學院
引用:
在設計階段,土木工程設計的概念直接影響著土木工程的大致雛形。因此,當土木工程設計的概念確定時,無論如何調整具體操作步驟,其最終結果不會有太大變化。目前的設計步驟已經演變為:設計師利用計算機設計出土木工程的大致雛形借助于設計草案建構出建筑物的大體框架進行具體細節的處理和改進。例如,具體的樓層設計,橋梁設計、匝道設計、設施設備等裝置的設置等,在施工之前,在系統中輸入設計的整體方案,利用計算機龐大的數據信息處理能力等,對工程項目的可行性和合理性進行分析,給土木工程的建設方、施工方、監理方提出具體的建議,提供合理的方案和計劃。
2電子技術應用于土木工程設計的招投標分析
利用計算機的數據信息處理能力,在招投標過程中,對工程項目的可行性和合理性進行分析和預測,可以避免決策上的重大失誤。
3計算機輔助設計制圖及出圖計算機制圖技術的發展
應用最為廣泛的是計算機輔助繪圖,簡稱CAD(如天正CAD、Auto-CAD等)。其中CAD系統如同一個“圖形數據庫”,它能幫助土建類工程設計師直接從圖紙中提取設計信息,并與其他的應用程序進行連接,易于使用,設計周期短。為避免重復操作,可利用CAD預先定義的符號,在制圖過程中自動遵守國家制圖標準。還可利用繪圖軟件、圖形輸入設備、圖形輸出設備等組成的計算機制圖系統進行制圖和出圖,可做到隨時需要,隨時制圖和出圖。如果出圖后或會審后,發現設計錯誤,可利用系統中保留的圖紙中各個元件的數據庫,使用計算機輔助繪圖軟件,把要設計的圖形再顯示在屏幕上,然后利用輸入設備(如光標)對設計圖形進行編輯和修改。為方便土建類工程設計師做造價、編制工程量清單、編材料清單,每個數據庫的信息是可以隨時進行調用的,也可送到其他的程序之中。目前,還可結合CAD與GPS全球定位系統,大大提升土木工程施工和開挖過程的工作效率。
4BIM技術的應用
BIM是指建筑信息模型(BuildingInformationMolding),主要源于制造行業集CAD、CAM于一體的計算機集成制造系統CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)理念和基于產品數據管理PDM與STEP標準的產品信息模型。BIM具有模型信息的完備性、關聯性和一致性的特點。
4.1解決了當前建筑領域信息化的瓶頸問題建立單一工程數據源,推動現代CAD技術的應用,促進建筑生命期管理,實現建筑生命期各階段的工程性能、質量、安全、進度和成本的集成化管理,對建設項目生命期總成本、能源消耗、環境影響等進行分析、預測和控制。
4.2用于土木工程設計實現三維設計;實現不同專業設計之間的信息共享;實現虛擬設計和智能設計,實現設計碰撞檢測、能耗分析、成本預測等。實現虛擬施工:在計算機上執行建造過程,虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進行預測,包括施工方法實驗、施工過程模擬等,為工程優化設計提供了可靠依據。
4.3用于施工及管理實現集成項目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理;實現動態、集成和可視化的4D施工管理:將建筑物及施工現場3D模型與施工進度相鏈接,并與施工資源和場地布置信息集成一體,建立4D施工信息模型。實現建設項目施工階段工程進度、人力、材料、設備、成本和場地布置的動態集成管理及施工過程的可視化模擬。
4.4實現項目各參與方協同工作項目各參與方信息共享,基于網絡實現文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項目各參與方通過網絡協同工作,進行工程洽商、協調,實現施工質量、安全、成本和進度的管理和監控。
2.檔案利用方式不同。傳統檔案利用需要設計人員親自到檔案館借閱,且受限于實體檔案的數量、檔案的借閱情況、檔案館的開館時間等,利用率較低。數字檔案充分利用網絡數據傳輸的便捷性和實時性,隨時為用戶提供瀏覽或下載檔案服務。數字檔案的使用率遠遠高于紙質檔案,使檔案充分發揮出其自身的價值。但是,數字檔案的頻繁訪問也對檔案系統的健壯性、數據結構的合理性、檔案編研的科學性,提出了更高的要求。
二、在電力工程設計中加強數字檔案管理的對策
1.加強檔案管理業務平臺建設。檔案管理服務于電力工程設計工作,所以,數字檔案管理平臺不是孤立的,而是與協同設計平臺集成于同一工作平臺。電力設計院的設計人員與檔案管理人員,都使用該平臺進行設計和檔案管理等工作,并通過該平臺實時在線溝通。在協同設計平臺上設計完成的電力工程,其電子檔案基于網絡審核合格后,由檔案管理人員負責接收、整理和網上歸檔。應用檔案管理業務平臺實現在線檔案收集,保證了電子文檔的真實性、及時性和有效性,并能定期對電子文檔進行版本更新,極大地提高了工作效率。
1電氣工程自動化現在的狀況
(1)電氣自動化系統集成性不強。電氣自動化系統集成是電氣自動化系統功能提升的必經之路,我國目前一些電氣自動化還處在多島自動化的層次,多島自動化具有互不連接、功能單一、信息獨享的缺陷,不能充分發揮電氣機動化的功能和作用。
(2)電氣自動化的網絡構架不統一。電氣自動化的發展方向是建立高效、快捷的電氣工程師及自動化系統,但目前很多企業自身網絡構架不盡相同,使得依托于網絡結構而發展的電氣工程自動化的發展受到了阻礙。另外不同企業和商家在軟、硬件產品交換過程中,因為程序接口的不一致,影響企業數據和信息的傳輸交流,進而阻礙了企業數據和信息的共享,使電氣工程及自動化系統在實際運行中無法發揮應有的效應。
(3)電氣自動化技術的使用過于受主觀支配。不同的企業在對電氣自動化技術的實際應用和開發中,由于技術人員思想理論及技術掌握程度的不同,過分根據技術人員主觀習慣和意識支配,系統的開發平臺各有不同,進而導致電氣工程及自動化的實際設計、實施、運行和維護中的程序和成本增加,增加了系統整體的運行費用和負擔。
2電氣工程自動化的應對和改進措施
(1)從科技化方面,科技化是指電氣自動化的發展應當出現實用性新技術、新材料、新產品。本著自主創新的思想,以節能降耗為切入點,積極推廣應用節能降耗新技術、新方法、新工藝,在材料的使用,技術的使用等方面力求創新,采用信息技術、計算機技術、網絡技術與自動化技術等高新技術,研發新產品。
(2)從信息化方面,信息化則是指信息技術在電氣自動化的地位應更加突出。電力設備的設計、制造和運行中廣泛應用的計算機優化與仿真技術,人工智能分析的廣泛應用以及電氣工程中廣泛使用的網絡通信技術,都充分展現了信息技術愛電氣自動化中起到的重要作用。
(3)從開放化方面,開放化則是要與外界建立一個接口,實現與外界網絡的連接。計算網絡是實現信息實時交換和共享的重要基礎設施,也是實現管理、決策、設計、控制和制造一體化的關鍵,它已廣泛應用于電力系統各元件和局部系統的管理、監視、調節和控制上,是電力系統信息管理、遠動技術、調度自動化等方面的核心。
二、電氣工程自動化系統中的節能技術
(1)選擇合適的變壓器。變壓器會因銅損、鐵損、空載損耗和負載損耗等因素造成許多電能的浪費,但是變壓器在供配電系統中的運用又非常廣泛,所以變壓器選擇得好可以有效地實現節能的目標。總的來說,選擇變壓器可以從以下幾個方面考慮:首先是要將變壓器自身的消耗降到最低,這就是選用單相的自動補償設備,使流經的三相電電流保持平衡,消除或降低負載的不平衡性,從而實現變壓器自耗最小;其次是要選擇有較好節能特征的變壓器,進一步減少變壓器有功功率的耗能。
(2)減少電能在傳輸中的消耗。電能在進行傳輸的途中,導線里的電阻就會造成一定有功功率損耗,這是無法避免的。但是,整個途中線路上的電流是保持不變的,因此要想減少電能在途中的浪費,只能使導線所帶的電阻盡可能的小。由電阻的推導公式可知它和電導以及導線的長度是正比關系,和導線的橫截面積是反比關系,所以可以通過以下的途徑來減少導線的電阻:第一,合理的布局,避免導線走彎路或回頭路,盡可能降低導線的長度;第二,選擇電阻率比較小的材料制成導線;第三,同等條件下要選擇一些橫截面面積比較大的導線,這樣可以有效降低電阻;第四,使變壓器和負載中心盡量靠近,使供電的距離減少。
(3)使用有源濾波器。在實際的操作中常常會發生誤動作,所以要消除諧波來避免或減少電氣設備的誤操作,而最高效的方法就是運用濾波器。造成誤動作的因素主要就是越來越多的電氣設備,其帶來的諧波也隨之增加,但是產生的諧波與基波在電網阻抗上會重疊,從而使電壓形成畸形,由此導致電氣設備誤動作的產生。
(4)采取無功功率補償。整個供配電系統是由升降壓變壓器、輸配電線路、用戶電力負荷以及配電變壓器等多個環節形成。電能通過電流的形式流動于整個電力系統,為終端客戶提供電能的同時必不可免的會有能量的浪費,其中無功功率占據著比較大的比例,不僅降低了整個電路的電壓,而且會影響電網的經濟運行和降低電能的輸送質量。而無功功率在終端客戶那里最直觀的反映就是功率因數降低。若其功率因數低于0.9,那用戶就要繳納罰款,從而增加了用戶用電的成本。所以實際操作時可以選用合適的無功補償設備來增加功率因數,讓無功就地實現平衡,從而使電力系統的電壓能夠保持相對穩定,進一步提高電能的質量,實現綠色節能的目的,還可以使經濟效益提高并為社會效益提供支撐與保證。在電力系統運行時,若使用無功功率補償,就要達到如下要求:首先就是后來的投切開關和在舊的補償電容里的循環投切要按比例進行分配,這些都沒有辦法達到理想補償效果;其次是電容器的容量大小,要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數,并且加以計算而得來,若在補償時會產生諧波,就要串聯相應數量的電抗器,借此來消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數的時,最好是選用無功功率,這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果,不僅能有效調節平滑,并且跟蹤準確性很高,應用范圍很廣。
三、電氣自動化節能設計技術的實際應用
要想實現電氣自動化節能的目標,最重要也是最先要完成的就是要很好的完成電氣工程的電氣設備以及安裝工藝的設計。只有完成了這些才能在未來成功的利用電氣自動化來實現節能的目的。
(1)提高電氣系統的運作效率。在選擇電氣系統的設備時,最好選用那些節能設備,這是為以后節能減排做好了基礎和鋪墊。同時實際操作中還可以運用補償無功、均衡負荷和降低電路損耗等途徑來實現在電氣系統運作過程中的節能目標。比如說,可以在配電設計過程中,利用適當的調整負荷以及選用合理的設計系數等方法來達到目的。通過這種途徑能確保電力系統在安裝以及運作的過程中,有效提升電源的綜合利用率并提高設備的運作效率,從而實現減少電能損耗的目的。
(2)優化配電系統的設計。電力系統的服務宗旨就是為安裝此電氣系統過程中要用電的設備提供所需的動力。所以,在整個配電設計過程中首先要實現的最低要求就是要將電力系統的適用性充分考慮在內。適用性,簡單來說就是能對電氣設備的有效控制做出相應的保障,還要達到用電設備對供電設備以及負荷容量等因素可靠性的要求。其次是電容器的容量大小,要參照配電電壓容量以及自然功率因素等參數,并且加以計算而得來,若在補償時會產生諧波,就要串聯相應數量的電抗器,借此來消除線路中的諧波;最后就是在確定投切參數的時,最好是選用無功功率,這是為了能有效地避免過度補償、無功倒送和投切震蕩。目前使用較多的模糊投切就取得了很好的效果,不僅能有效調節平滑,并且跟蹤準確性很高,應用范圍很廣。
水利水電基礎建設在國民經濟發展中占領十分重要的地位,發揮好這筆資金的經濟效益,對促進經濟建設有著十分重要的意義。加強水電工程造價管理是項目正確決策的重要根據,水利水電工程造價管理的要害是通過科學的方法和手段確立工程造價。其核心新問題就是價格機制新問題,它也是投資宏觀決策和進步項目投資效益的一個核心新問題。工程造價管理中涌現的眾多新問題可以借助于信息技巧進行改良,并且可認為工程造價管理領域供給一個跨越式發展的平臺。為更好地對工程造價工作進行科學有效的管理,筆者認為應該加強以下幾個方面的工作:
1.加強水電工程造價管理,必須完善工程造價管理系統
一要建立一個統一的工程造價管理機構,強化工程造價管理部門的管理職能。加強宏觀調控能力,健全工程造價管理的制度和措施;加快法規建設,規范建筑市場,掩護市場主體的合法權益。二要理順各種工程造價管理主管部門的關系,建立各部門定期的和諧接洽制度,使工程造價管理的標準和指標能夠更好地連接、配套。從政府組織管理逐漸過渡到行業協會管理,勉勵設立專業的工程造價咨詢中介機構,國家部門對政府和非政府投資離開管理。
2.加強水電工程造價管理,必須建立統一的工程造價信息網
目前國內許多地區建立了當地的工程造價信息網站,一般都是按照當地的習慣來劃分工程分類、材料分類、材料編碼以及指標和價格等,對全國的應用者來說存在眾多不便。從發展的角度來看,根據工程類別劃分,統一信息采集標準,統一信息編碼,統一口徑內容,統一數據庫解決方案,建立全國統一的工程造價信息網是信息技巧在工程造價管理領域利用的必定產物,也是造價工作者們所期待的。該網站應供給全國各地的工程造價信息,包含建材價格信息、造價指標、行業動態以及文件法規等等。它不但有利于應用者查詢、分析和決策,更有利于國家主管部門履行統一的管理和和諧,使得工程造價管理統一化、規模化、有序化。
3.加強水電工程造價管理,必須打造工程造價網絡市場操作平臺
利用信息技巧建立工程造價網絡市場操作平臺,在網上建立虛擬的建材市場,網絡管理,開辟網上定購等電子商務利用。從世界領域來看,推動建筑業管理網絡化、主動化、電子化和全而信息共享已是大勢所趨,建立在現代通信網絡基礎上的視頻會議網絡將成為建筑業信息化的重要組成部分,而得到各單位的器重,因而實現網絡招投標工作也成為一種必定趨向。在這個操作平臺上,可按照這樣的程序實行摘要:招標公告、投標單位網上報名、對投標單位的資格預審、隨機抽取專家評委、網上遞交標書、網上開標、評標、定標,合同管理。這樣不但做好了招投標工作,而且加大了管理的公平性、公平性、透明性,更利于工程造價管理領域的健康發展。
4.加強水電工程造價管理,必須完善工程造價管理網絡系統
基于此種形勢,文獻信息資源共建共享的理念開始樹立,而且在資源建設的實踐中得到落實,圖書館界積極開展了資源整體布局的研究,也采取了諸如文獻聯合采購,統一編目,出版聯合目錄和實行館際互借等一些具體的資源共建共享方式。然而在傳統條件下,信息必須依賴于一定的物質載體而存在,文獻信息內容與文獻載體不可分割,資源建設過程中信息的共享問題實際轉化為物質載體的共享問題,信息的可共享性得不到充分體現:一個單元的文獻不能同時滿足兩個以上用戶的信息需求,另外還存在文獻信息傳輸等諸多障礙。因此,文獻信息資源建設還多是立足個館,各圖書館只能圍繞自身的用戶群進行資源建設,共建共享在傳統條件下得不到最有效的實施。在這種情況下,信息資源建設理論不能突破傳統文獻資源建設理論的桎梏,無法發生質的變化,只能繼續強調個館滿足自身用戶信息需求的能力。
資源的數字化建設使文獻信息擺脫了載體的約束,信息能夠實現跨時空的存取,真正做到一方建設、多方利用,信息的可共享性得以充分體現。數字技術和網絡環境不但提供了資源共享的全新發展環境,而且提出了重構資源建設理論的迫切要求。重新審視資源建設理論,我們不難發現,信息資源數字化并不等同于資源的共建共享,如不努力創新資源建設的理論研究,數字化建設實際上是“大而全”、“小而全”建設模式的再現。那么,基于共建共享的資源建設理論與傳統的文獻信息建設理論是何種關系?是繼承還是顛覆?本文將研究共建共享對傳統文獻信息資源建設理論的影響。
2 共建共享理論與傳統文獻信息資源建設理論的總體比較
文獻信息資源建設是指一定范圍內的文獻信息機構對文獻信息資源進行有計劃的積累和合理布局,以滿足、保障社會發展和國家建設需要的全部活動。文獻信息資源建設包括微觀和宏觀兩個方面,宏觀文獻信息資源建設是指根據一個地區、一個國家乃至國際間的需要而進行全局的文獻信息資源布局和協調發展工作;而微觀文獻信息資源建設是指各個文獻信息機構對文獻信息的收集、組織、管理、貯存等工作。
共建共享是指在信息資源建設和服務過程中,文獻信息機構建立廣泛的合作、協作、協調關系,宏觀布局和科學規劃文獻信息資源,利用各種技術、方法和途徑,共同揭示、建設、開發和利用信息資源,追求對文獻信息資源的完備保障,以最大限度地滿足用戶信息需求的全部活動。
共建共享理論同傳統文獻信息資源建設理論一樣,也分為宏觀建設和微觀建設兩個層面。不同的是,傳統的文獻信息資源微觀建設即館藏建設可以獨立于宏觀建設而存在,而資源共建中的微觀建設如脫離宏觀建設就失去了共建的意義;傳統的文獻信息資源建設是在微觀建設的基礎上進行宏觀建設,而資源共建是在宏觀建設的指導下開展微觀建設。可以認為,傳統文獻信息資源建設是微觀建設決定宏觀建設,而資源共建是宏觀建設決定微觀建設。因此,傳統文獻信息資源建設與資源共享在建設范圍和服務范圍兩個方面存在不同的效果。(如圖1、圖2、圖3、圖4所示)
圖1和圖2分別反映傳統文獻信息資源建設和資源共建所產生的不同建設效果。在圖1中,由于傳統文獻信息資源建設是在微觀建設的基礎上開展宏觀建設,因此各個圖書館所建設的資源不可避免地存在重復現象,甚至有部分資源重復現象十分嚴重(如圖中交疊部分所示),重復建設就意味著資源覆蓋范圍的縮小,因而不利于提高文獻信息資源保障率;在圖2中,由于資源共建是在宏觀布局和科學規劃的基礎上進行的,避免了資源的重復建設,能最大限度地提高文獻信息資源保障率。
附圖
圖1 傳統建設的多館文獻信息資源覆蓋范圍
附圖
圖2 共建共享的多館文獻信息資源覆蓋范圍
圖3和圖4分別反映傳統文獻信息資源建設和資源共建共享的不同服務范圍。在圖3中,由于各圖書館是在微觀建設的基礎上開展宏觀建設,因此個體資源的服務范圍之間存在交叉重復,使整體資源的服務范圍小于個體資源服務范圍之和,只有圖中交疊部分所示的用戶才能在一定程度上共享資源;在圖4中,由于各圖書館在合作協調的基礎上共同發展用戶群,因此服務范圍得到最大擴展,并且可共享資源的用戶范圍就等同于全體用戶。
附圖
圖3 傳統建設的多館文獻信息資源服務范圍
附圖
圖4 共建共享的多館文獻信息資源服務范圍
由此可見,資源建設過程中是否將系統布局和科學規劃放在首位,是資源共建與傳統文獻信息資源建設的根本區別。傳統文獻信息資源建設立足個館,強調依賴個館的資源建設來滿足特定用戶信息需求,從而不能在根本上放棄“大而全”、“小而全”的建設理念。資源共建以系統布局和科學規劃為出發點,強調以整體的資源建設來實現對信息資源的完備保障,以滿足社會對信息資源的需求(包括潛在需求),資源建設的廣度(覆蓋范圍)由整個共建系統來保障,而資源建設的專深度則由各圖書館來保障。
3 信息資源共建共享對文獻信息資源建設理論的具體影響
共建共享對傳統文獻信息資源建設理論中的建設原則、結構理論、資源補充、資源組織、資源評價等方面都產生了巨大影響。
3.1 對建設原則的影響
在傳統文獻信息資源建設理論中,被普遍接受的建設原則有:實用性原則,系統性原則,特色化與協調性原則。下文將就共建共享對這三條原則所產生的影響做具體分析。
3.1.1 對實用性原則的影響
1.1課程內容
在知識結構方面,要求學生有良好的思想素養與專業知識。專業知識主要有學科基礎課、專業核心課程、高校學生電子設計能力培養的探討樓然苗(浙江海洋學院,浙江舟山316022)專業方向課、專業選修課。課程設置一定要有針對性,象模擬電路、數字電路、單片機技術、EDA技術、電路原理圖與PCB設計、電子綜合設計等課程一定要重點把握。一些針對性不強的課程如計算機輔助設計、集成電路設計可作為輔修或選修課程。
1.2課程學時
以“精簡教學內容、壓縮課堂教學學時,加強實踐教學環節的有效性”為原則,合理分配課堂學時與實驗學時的比例,對于與學生電子設計能力關系密切的課程需適當增加一些學時。如電子信息類專業方向課中的電子設計自動化、電子綜合設計輔導等課程可適當提高實驗學時數;專業核心課中的單片機原理及應用課程可按2:1.5設定理論學時與實驗學時比(32學時+24學時)。
1.3集中實踐教學環節
去消一些效果不好、由學生自主聯系、分散實習的課程或減少學分,減少一些效果不好的課程設計、畢業設計學時或改為完成設計作品學分制。為了讓學生擁有對一個電子產品從設計、開發到成品的全過程能力,除一般的實驗、課程設計、畢業設計外,可重點開設電路圖與PCB制作、C語言編程、單片機設計、電子設計等綜合技能訓練項目。
1.4形成系統教學
將大學生學科競賽的培訓與輔導教學內容納入課程學分系統中,形成系統的教學計劃,為提高學生電子設計創新能力及參加全國全省大學生電子設計競賽奠定基礎。
1.5學分的替代制度
建立學分免修、替代制度,將學生專利、學術論文、競賽獲獎等納入學分免修、替代等制度中,促進學生參與創新研究的積極性。
2.教材改革與建設
要鼓勵教師選用國內外優秀教材,鼓勵教師編寫有校本專業特色的教材,體現專業特色、行業特色和學校特色。對電子信息類專業來說,出版編寫一些實用性強、有工程項目應用實例的實踐教材是非常有必要的,如電子綜合設計實例與輔導、電路原理圖與PCB設計實例、單片機設計實例輔導等等。
3.課堂與實驗教學改革
在課堂教學中要積極推動課程教學范式的根本性轉變,在基礎課程中可探索包班制、分級制、分層制、掛牌上課等基礎課程綜合改革,逐步實行教考分離。在學科基礎課、專業課中實施任務驅動、基于問題、合作學習、案例教學等研究性教學方法,積極探索各種理論與實踐互動的教學方式,培養學生的自學能力、研究能力、合作能力。對一些與電子設計能力培養關系密切的課程的課堂與實驗教學可作以下一些償試。
3.1將與計算機操作關系密切的如“單片機原理及應用”、“電路原理圖與PCB設計”等理論課放在電子交互教室(機房)上課,在教學中將理論教學與上機實訓內容交替進行,強化教學效果。
3.2探索慕課等網絡助學平臺教學方式。分清教師講與學生學的內容,在網上可布置課外學生個人學習內容、探究式學習內容、拓展性學習內容,提高學生自主學習能力。一些選修課、方向課可借助網絡課堂等形式開設。
3.3實驗項目盡量與實際電子設計工程項目結合起來,真題真做,促進“教、學、做”相結合的“理論實際一體化”教學模式。
3.4實施教考分離,以機考替代紙質考試,或實施以設計作品為主的課程成績評分制度,促進實踐動手能力的提高。
4.實踐環節的改革
通過對電子信息類大學生就業崗位能力要求的調研,合理制定學生的專業技能標準,明確職業技能考證要求,優化實踐教學環節,提高實踐學分,從基本素質、基礎技能、專業技能、綜合訓練四個步驟及素質拓展、基礎技能、專業技能、專業綜合能力、綜合實習和創新實踐六個模塊構建實踐教學體系。對一些效果不好的課程設計報告、畢業設計論文學分評定制,可改成以課程設計實物作品、畢業設計實物作品、發表的科技論文、獲得的知識產權(專利)證書、學科競賽獲獎證書等為主的成果學分評定制;一些分散的學生自主生產實習、畢業實習可改為教師帶隊制的集中實習;有條件的高校可建設校內電子焊接加工生產線,使之成為具備電子路線設計、加工、生產、測試全過程功能的電子設備校內生產實習基地。
5.課外學科競賽教學
大學生學科競賽是促進提高創新實踐能力的重要載體,要建立一套與教學培養計劃相輔助的學科競賽教學體系,適當開設一些電子設計類知識的公選課、必修課,成立學生電子設計興趣小組(社團),提供開放的活動場地,在教師指導下開展日常的電子設計活動,鼓勵并輔導學生進行科技、知識產權申請等學術研究活動,活躍校園學術研究氣氛,也為大學生電子設計競賽打下基礎。
6.職業證書考證教學
職業技能證書是為了適應用人單位工作的客觀需求。在教學上一定要強化與職業考證相關的實踐性教學環節。可將職業技能考證培訓內容整合到相關教學課程及實驗內容中,減少課外考證輔導的教學學時。建立校內電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點并設立網上輔導平臺,開放考證訓練的實訓場地,提高電子工程師、板級工程師、電工等考證學生的持證率。
近年來,電子信息工程專業的本科畢業生多數都應聘于電子信息行業的公司和企業,以及對應的研究機構。這些用人單位要求學生除了具有扎實的專業理論基礎和實踐綜合應用能力外,更要具有一定的創造性工作能力。教育改革的主導方向就是適應社會需求,實現培養目標,據此,學校在新培養計劃中增添了8個學分的創新創業教育平臺,該平臺設置了理論和實踐兩個方面內容與之相適應,同時在電子信息工程專業教學方面除了系統完成所需較寬口徑的專業基礎知識教學外,也有針對性地給出了培養創造性工作能力配置的課內外對應強化訓練項目。這是培養“知識+能力+創新”型實用專業人才的必然要求,同時也是學生求職就業發展的現實需要。因此,針對我校電子信息專業培養目標和現有資源條件,通過追求高素質教師隊伍、有效利用課內外各種實踐教學活動、合理設置相關內容,系統地、有目的地強化創造性工作能力培養的教學,針對培養途徑、內容及相關結構進行系統多方位、多角度的優化設計、合理調整和有效管理,并展開了一系列研究、探索及實踐活動。
一、建設高素質的教師隊伍
教師本身的素質和能力對學生的創造性工作能力培養起著至關重要的作用。為此我校通過走出去請進來等各種途徑刻意選拔或培養高素質和能力的教師,切實從科學研究、教學方法、教育理念和心理等方面提高教師素質和能力,建設開拓性(善于發現新知識、創立新技術)、普及性(善于總結前人知識和方法并消化整理傳授于學生)、全才性(前兩者兼備)完美結合的教師隊伍。
二、配置的課內實習實訓
1.認識實習
為期一周的認識實習一般安排在專業課即將開始的第二學期,通過參觀省內大中型企業的自動化生產過程、省內有關研究所或設計院管理和研發部門、科技城和電子市場,聽取工程技術人員或企業管理人員或專家有關技術和管理、新開發、新技術、新發展方面的報告,了解電子信息工程專業發展前沿的新技術、新產品、新應用情況,認識一些常用的電子元器件、設備及常用集成電路,并了解其應用情況;了解計算機和電子產品市場及本專業人才需求情況;使學生對本專業有關的企業生產管理、工業控制過程、各類電子設備的研究、設計、應用、制造、開發和電子行業的發展前景有一定的感性認識。明確學習目標、激發學習熱情、開闊專業視野,為今后的創造性工作能力培養奠定基礎。
2.教學實習實訓
教學實習實訓是我校電子信息專業教學培養計劃的一個重要的技術性工具使用及應用的實訓,兩方面內容包括:可視化開發工具――VB6.0設計應用方法和Protel99_Windows95/98環境下的EDA電子輔助設計應用方法。在教學過程中融入創造性工作的理念,采取學生自學制作為主、教師實時指導為輔的方式,根據實際工程需求,布置對應的制作課題,充分發揮學生自身多方面素質能力,不設標準結果,以完成制作的技術含量、質量、合理性、獨特性評價成績,很好地激發了學生的各自潛能,最大限度地培養了學生自學、掌控、總結、發揮和創新的工作能力,也更加充實了學生工程實踐能力培養內容。
3.生產實習實訓
生產實習實訓是電子信息專業教學計劃中綜合訓練工程實踐能力的重要實踐環節,是強化本科生創造性工作能力培養的另一個重要途徑,也是幫助培養“知識+能力+創新”型實用專業人才的一種十分重要的教學形式。在生產實習實訓中,學生能在綜合運用所學知識、解決本專業實際問題能力方面得到系統性的訓練和培養,同時獲得“設”“裝”“調”“校”“修”的技能和能力。我們根據各年度省和國家電子設計競賽題或聯系廠家的實際情況選取了導性生產實習內容或集中制作一批電子競賽制作中可能涉及的一些平臺或接口設備。通過完整的設計、制版、焊接、編程、組裝、校調、報告等系統工作以及在生產并維修一些用于實驗、課程設計和綜合實驗的實驗設備等具體工作過程中,強化了創意、組織、協作等各方面創造性工作能力的培養,同時也提高了教師的實踐組織能力和實踐教學水平。在學校本科評建期間展示的學生制作的多樣化產品深受全國評建專家的好評。
4.專業綜合實驗
電子信息工程專業綜合實驗是綜合多門專業課并以多門基礎課、專業基礎課為基礎的實踐環節,是為解決本專業的核心知識應用問題而進行的綜合性實驗訓練,旨在提高學生在MCU及傳感器對外部過程參數進行測量、轉換、處理的硬、軟件設計和編程能力;以MCU為核心的嵌入式系統的設計能力;MATLAB等仿真技術在通信和信息處理等應用能力。
三、配置的課外實踐環節
1.開放實驗室項目
為適應教學改革和人才培養需要,切實強化學生的實踐能力、創新能力以及創造性工作能力,同時提高實驗室教學資源利用率,從組織形式、經費支持、開放實驗項目等方面給出了實驗室開放的具體安排。學生可以結合大學生創新實驗活動自行選擇或教師規定開放實驗室的實驗內容,并給出了完成形式,由學校組織統一驗收。
開放實驗室為專業課程設計的實訓二次開發創新奠定了必要的基礎,提供了良好的條件,能夠進一步強化動手能力和技能、鞏固理論知識,加深基本理論和基本概念的理解;真正提高發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力;激發學習、研發興趣,有效啟迪創造性思維;極大地給了學生發揮和創新的空間;親身體驗自身組織設計工作過程,提高綜合運用所學知識分析處理工程實際問題的能力;培養科學嚴謹的工作作風和協作精神,提升專業工作綜合素質,為學習后續專業課程以及電子信息專業的工程技術工作和科學研究奠定堅實的基礎。
2.創新創業教育平臺的理論和實踐配置
(1)電子設計競賽賽前的理論指導
學校在新培養計劃中增添了8個學分的創新創業教育平臺,該平臺設置了理論和實踐兩個方面內容,電子信息工程專業在創新創業教育理論平臺開設了電子設計競賽賽前指導理論部分課程,以實現電子設計競賽所涉及的專業知識,綜合運用集中針對性教學目標。
理論課程以全國大學生電子設計競賽賽前系統培訓為主,結合具體的全國大學生電子設計競賽歷年的題目和設計方案,內容涉及各類題目的分析方法、常用元器件及設備、開放設計軟件語言編程調試與使用、制版和制作、裝配及調試、重點單元功能電路的設計與應用、單片機最小系統設計制作及準備、可編程邏輯器件系統設計簡介、系統設計的綜合訓練、電子設計競賽設計與總結報告寫作、電子設計競賽過程及參賽演示應注意的問題。將競賽內容相關的課程內容有機結合并應用,講練結合,使學生在理論上具備設計開發制作電子系統的能力。
(2)電子設計競賽和創新創業大賽等競賽
電子設計競賽和創新創業大賽等競賽是強化培養學生各種實際能力尤其是創造性工作能力最有效的途徑。我校為此已將電子設計等競賽納入正式的課外教學實踐活動,并給出了競賽獎勵創新學分的機制。第六學期開展面向全校學生的校電子設計競賽(為期3周),也是省或國家參賽隊的遴選,第七學期或是省電子設計競賽或是全國電子競賽(都從暑假的后2周開始集訓至競賽結束),不僅加強訓練強度也為取得良好的競賽成績提供了必要保證。電子設計競賽和創新創業大賽作為培養學生實踐動手能力和創新能力的一個大平臺,教師和學生綜合素質、實踐技能、應變能力以及團隊協作精神得到了極大提高,由于參賽學生得到了社會選材的認可,成了搶手人才,因此參賽學生人數急劇增加,積極性日益提高。更由于競賽內容100%為綜合性和設計性實踐,學生通過參賽訓練的過程,在軟、硬件知識綜合應用,新技術、新元件應用,創新意識以及創新能力等方面都得到了實質性的提高,一批具有創造性工作能力、高專業素質的優秀學生脫穎而出。而且對于所有參賽的學生,無論獲獎與否,都在方案論證、系統設計與調試、新器件的選用及創新能力與協作精神等方面得到了全面提高。此外,培養學生撰寫科技論文也是強化培養學生創造性工作能力的一條很好途徑。競賽的過程和內容同時也為學生撰寫科技論文提供了很好素材,奠定了寫作科技論文的基礎。
總之,合理設置相關課程,有效利用開放實驗室、專業綜合實驗、各種實習實訓和及電子設計競賽等實踐環節,能夠有效強化培養電子信息工程專業學生的創造性工作能力,是適應當代電子信息類專業發展的需要,更是實現“知識+能力+創新”型實用專業人才培養目標的有效途徑。涉及心理品質+健康體質+廣博知識+創新才能的創造性工作能力培養任重而道遠。
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EDA技術是以數字電子技術課程知識為基礎,具有較強實踐性、工程性的專業課程。將數字電路設計從簡單元器件單元電路設計,EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上,進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是,傳統的教學模式是將兩門課程分開,先上數字電路,后上EDA技術,分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端,減弱了課程之間的聯系,降低了學生對數字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革,以實訓的方式采用項目教學法,使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統,從數字系統的單元電路,如譯碼器、計數器等入手,加深對數字電路基礎理論的認識,逐漸完成數字系統設計。
1. EDA技術及其在教學中的應用
1.1 EDA技術
EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業論文格式,是一種能夠設計和仿真電子電路或系統的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計,對整個系統進行方案設計和功能劃分,系統的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實現,然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統行為級設計,最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。
圖1 EDA設計流程圖
1.2 EDA技術在教學中的應用
在教學過程中,EDA技術利用計算機系統強大的數據處理能力,以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數碼管、發光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發平臺,使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證,保證設計過程的正確性。從而使數字系統設計起來更加容易,讓學生從傳統的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來,將精力集中在電路的設計上。同時,采用EDA技術實現數字電路設計,不但提高了系統的穩定性,也增強了系統的靈活性,方便學生對電路進行修改、升級,讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容,使教學更上一個臺階,學生的開發創新能力進一步得到提高。
2.課程教學改革實施
2.1課程改革思路
課程改革本著體現鞏固數字電路基礎,掌握現代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法,以設計應用為基本要求,開發基于工作過程的項目化課程,以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容,即:可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發工具、實驗開發系統,其中,可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統設計的載體,硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統設計的主要表達手段,軟件開發工具是利用EDA技術進行電子系統設計的智能化的自動設計工具,實驗開發系統則是利用EDA技術進行電子系統設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法,以實訓的方式展開,讓學生在“學中做,做中學”。
2.2課程改革措施
以電子線路設計為基點,從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中,自然地給出完整的VHDL描述,同時給出其綜合后的表現該電路系統功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業論文格式,將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚,使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容,并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統的VHDL語言教學模式和流程,將語言與EDA工程技術有機結合,以實現良好的教學效果,同時大大縮短了授課時數。表1為課程具體內容及實訓學時分配。
能力
目標
學習情境
項目載體
課時
QuartusⅡ開發工具使用能力
QuartusⅡ開發環境、實驗系統
二選一音頻發生器設計
6
VHDL語言編程能力
VHDL語言基本結構
計數器電路設計
6
VHDL語言并行語句
8位加法器設計
8
VHDL語言順序語句
7段數碼顯示譯碼器設計
8
VHDL語言綜合運用
數控分頻器的設計
8
層次化調用方法
4位加減法器的設計
4
綜合開發調試能力
8位16進制頻率計設計;
十字路通燈設計;
數字鐘設計;
波形信號發生器設計,等。
(任選一題)
20
總計
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