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汽車電子新技術論文

時間:2023-01-15 11:43:07

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇汽車電子新技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

汽車電子新技術論文

第1篇

關鍵詞:普通高校;專業課程;考核方法;汽車電子控制技術

作者簡介:談炳發(1963-),男,江蘇吳縣人,天津科技大學機械工程學院,副教授;崔世海(1977-),男,山東棲霞人,天津科技大學機械工程學院,副教授。(天津 300222)

基金項目:本文系天津市教改項目(項目編號:C03-0802)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)19-0076-02

學校教育考試是學校的教師和管理人員根據培養目標選擇相應的考試內容和方法,對學生掌握知識的程度和具有的能力、技能、素質水平進行檢測、鑒定和評價,并促進其發展和提高的一種教學活動。隨著高校招生規模的擴大,我國已步入高等教育大眾化教育階段,普通高校的生源質量明顯下降,學生水平參差不齊,學生的學習主動性差,自我約束力不足,仍采用過去的精英教育方式顯然是不合理的。[1]普通高校專業課程考核方法的改革主要在于根據專業培養目標、業務規格和課程教學要求設計有利于促進學生學習和實踐的主動性與積極性,有利于全面、客觀地評價教學目標的實現程度和鑒別學生差異性的教育教學考試模式,提高課程教學質量,達到教學目的,對控制專業人才培養質量、實現培養目標起到積極作用。通過“汽車電子控制技術”課程考核方法的改革實踐,說明對專業課程考核方法的改革是可行的、有效的。

一、現行專業課程考核方法存在的弊端

在現行的高校課程考核評價中,考核的類型大致分為考試和考查兩大類。課程考核模式主要以檢測學生課程學習中書面考試成績為目的,存在不少問題。[2]

1.重理論輕實踐

傳統的課程考核注重于理論知識的檢驗,對培養學生的創新意識、實踐能力作用甚微,基本上就是課程結束時的結課考試。這樣的課程考核就是:教師通過考試給學生一個評定成績,學生參加考試只為獲取這門課程的成績分數,為的是日后取得畢業文憑,起不到以考促教、促學的作用。在這種應試教育的影響下,導致有“教為考、考為學、學為證”的思想,影響了學生綜合素質的培養和提高。

2.考核方式單一[3]

現行的專業課程考核方法主要是結課考試或結課論文,輔以平時成績。在實際教學中,成績的評定往往缺乏客觀性、公平性,不利于調動學生學習的積極性,不利于教學質量的提高。

(1)結課考試。就是用一張期末(結課)考試試卷的成績來評定學生對知識的掌握理解程度。現在普通高校的學生絕大部分學習主動性、自我約束能力差,若采用閉卷考試,一些學生會在考試前突擊背記,而有一些學生則準備小抄,只字不記。若采用開卷考試,則絕大多數學生不做考前的復習備考,待考試時將帶入的書、資料等從頭至尾一遍又一遍地翻,臨時查找考題答案。

(2)結課論文。就是在課程結束時,由教師規定或學生自主一個選題,學生通過查閱資料完成一定字數的“論文”。而實際情形是,學生不重視平時課堂教學內容,上課只是為了出勤,寫結課論文時從網絡上下載相關內容的材料,東拼西湊。有的學生甚至直接拷貝一些資料內容,稍加整理就算完成了,沒有論文答辯,嚴重影響課程的教學效果。

(3)平時成績。一般是考核出勤率和作業的情況。出勤代簽和抄襲作業的現象十分普遍,一個班或一個專業里總是有那么幾個版本,有幾個學生寫完了,其他學生則相互傳抄。

3.對學生動手能力和創新能力的考核較少

現行的考核方式大多只注重考查學生對知識的掌握和理解,較少考查學生應用所學知識分析解決實際問題的能力,以及學生對自身掌握的知識進行重組和再次創新的能力。[4]

4.考試題型不合理

現行的考試內容一般為教材中的基本理論和知識,而且受標準化考試方式的影響,填空、判斷、單選、多選、簡答和名詞解釋等客觀性試題多,綜合性思考、分析論述和實際應用等主觀性試題少。學生考試時只要調取記憶的內容,而思考較少,同時為一些學生的小抄、偷窺等作弊造成了便利,致使學生學習無動力,往往平時不努力,考前復習“重點”,準備小抄,投機取巧,“臨時抱佛腳”輕松過關。這種現象的存在,其結果是嚴重挫傷了認真學習學生的積極性,不利于學生對課程系統知識的掌握,阻礙了創新思維的培養與發展。

二、專業課程考核方法改革思路

普通高校專業課程考核方法改革要轉變教育思想和觀念,以高等教育人才培養規格為目標,構建能夠充分發揮考核的督導、檢測、鑒定和評價等功能,有利于促進和客觀評價學生的學習,提高教學質量,實現教學目標的考核方法。

1.轉變教學觀念,樹立以考促教、促學的觀念

課程考核不僅要檢驗學生對理論知識的掌握,更應能激發學生的創新意識、鍛練學生實踐能力,促使學生養成良好的學習習慣。為此,任課教師要徹底摒棄專業課程考核等同于考試的觀念,將教學的全過程納入考核范疇,使課程考核過程化、經常化,這樣,有助于學生掌握課程理論知識、勤于思考、善于發現并提出問題,啟迪學生的創新思維。[5]

2.實施多元化考核方法,提高學生的綜合素質和能力

根據專業課程的特點,考核方法采用結課考試、大型作業、調查報告、專題演講、試題卡口試、實際操作等考核方式,把考核有機融入教學全過程,使“教、學、考”有機結合,調動學生學習積極性,讓學生成為學習的主體,積極參與到教學過程中,提高學生的綜合素質和能力。

3.改革考核內容與方式,增強考核成績的合理性

結合多元化考核方法,針對不同的教學內容采用相應適宜的考核方式。對于要求學生必須記憶的內容,采用試題卡口試;結課或期末考試,采用開卷或閉卷筆試的方式,主要考核分析計算和實際應用的內容。改變學生閉卷做小抄作弊、開卷不記不背的不良學風,使考核成績更加公平合理。

三、“汽車電子控制技術”課程考核方法的改革實踐

1.考核項目的組成與評分

在“汽車電子控制技術”課程的教學實踐中,改變以往平時成績(30%)和期末考試(70%)相結合的考核辦法,結合課程教學方法的改革,考核評價改為平時考查(30%)、專題討論(20%)、口試(20%)、結課考試(30%)相結合。

(1)平時考查30分,包括出勤、作業和課堂回答問題。出勤和作業一共記錄20次,每次1分,共20分,缺勤或缺作業1次扣1分;課堂回答問題10分,學生參與課堂互動,每回答問題1次記2分。促使學生課前預習和參與課堂互動,提高課堂效率。

(2)口試20分,是試題卡隨機抽題當場作答。試題卡根據試題的知識內容分為四種類型,每種類型抽1題,每題5分。口試的目的是要讓學生盡可能多地記住一些必要的基礎知識,主要考核學生對基本概念和結構原理的理解與掌握情況,要求學生比較全面地掌握基礎知識。因此,口試單項要求必須及格,而且某一類型題不能為0分,對于達不到要求的學生給予一次補考的機會,重新抽答每種類型的題。

(3)結課考試30分,采用開卷筆試。結課考試的試題全部是分析應用題,主要考核學生運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

(4)專題討論20分,在課程教學過程的適當時機,某章節或課程內容學習后組織相關教學內容的專題討論。培養學生的團隊協作精神和創新能力,提高學生的綜合素質。現場匯報和討論發言10分,由教師評定;個人對學習小組的貢獻10分,由小組成員集體評定。開展專題討論具體可以分為三步:

第一,提出專題。根據“汽車電子控制技術”課程的教學內容,結合學生對現代汽車新技術的興趣提出專題內容。例如汽車電子控制系統的現狀與發展趨勢、汽車總線技術的應用、汽車發動機直接點火系統的應用分析等專題。也鼓勵學生自己提出專題。

第二,根據專題內容查找資料。學生以4~8人組成一個學習小組,每個小組選擇一個專題,利用課余時間去圖書館、互聯網等查閱資料,去4S店等現場實際調研,搜集資料,用學習小組集體的力量,對資料進行分析處理,制作成PPT匯報材料。

第三,交流總結。組織全體學生在專業內進行交流總結,同時請專業內相關教師參加。每個小組由一個主匯報人用8~10分鐘時間講解專題內容,學習小組內其他成員可以補充。要求學生小組說明材料的來源、主要工作過程、新的發現和收獲體會,突出自己的觀點。教師對小組成員提問,并對專題內容進行點評。

2.需要解決的問題

(1)課堂提問的記分要人性化,主要目的是鼓勵學生預習看書,在課堂上能集中注意力聽課。因此,一方面只要能參與課堂問題互動就可以給分。另一方面要注意不想回答問題的這些學生,要耐心引導他們參與課堂問題互動,積極思考問題。

(2)口試題要根據題型、內容和難度進行分類,考試時學生要分別從每一類題型中各抽1~2題來作答,體現考核的公平和合理。

(3)組織口試和專題討論需要較多的時間,專業課程的教學課時一般都比較緊,每個學生平均用時5~6分鐘。一方面通過優化教學內容,結合專題討論,壓縮課堂講課時間,擠出一點課時。另一方面利用學生的課余時間,這需要教師付出額外的工作。

四、結束語

根據大眾化教育階段學生的現狀,結合課程教學改革,對“汽車電子控制技術”課程的考核評價辦法進行了改革探索。實踐表明,對轉變學風、提高教學效果具有一定的成效。實踐中還存在一些問題,仍需要進一步探索。

參考文獻:

[1]王麗萍.高等教育大眾化現狀、問題及對策[J].產業與科技論壇,2011,10(12):175-176.

[2]陳立貴.高校課程考核方式之我見[J].科技創新導報,

2008,(15):203.

[3]張莉.淺析現行高校課程考試制度的改革[J].佳木斯教育學院學報,2010,(6):152-153.

第2篇

關鍵詞: 電子網絡;汽車;通信;CAN系統

中圖分類號:F407.471 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)07-0058-02

0 引言

電子技術與微控制器逐漸進入相關的汽車領域之后,對于汽車的動力性、操控性、穩定性以及安全性都有了很大的提升。當前,在汽車中一般都會裝有很多傳感器,和很多的微處理器。而在一些高檔汽車中則會有近百個CPU。這種網絡技術的使用會直接解決傳統汽車中的很多問題。從而提升了汽車本身的安全性、自動化與智能化等諸多方面的指標。

1 簡述電子網絡技術

電子網絡技術是一種智能技術,它是運用相關計算機語言進行數據采集、判斷、優化以及自我診斷的過程。汽車網絡技術一般是指CAN總線技術,它是針對于汽車電子網絡實現的新技術。基于當前汽車技術水平的快速提高,這就要求在操作系統上要大大提高,并且,所控制的單元數逐漸增多,相互間的信息交換密集且繁雜,因此,這種局域網技術應運而生。其主要目的是有效地實現各單元模塊之間的快速信息交流。主要由CAN收發器、數據傳輸終端以及數據傳輸線組成。

1.1 隨著社會的整體進步和信息化的不斷發展,要求汽車通訊網絡在保證汽車的通信與自身安全性能的基礎上有更大提升。通過對汽車系統的有效改造,建立起適合汽車自身的新型通信系統。汽車速度的逐步提升需要有一個良好的綜合調度系統,這就要求數字網絡技術強有力的支撐。CAN收發器存在于控制器當中,它具有快速接受與發送數據的功能。并且CAN還可以轉換控制器的相應信號,同時進行發送。由于其無線接入的特點,這就需要有與之配套的質量更好、運行更快的通信系統。在進行相應的系統設計與配套中,必須考慮到相應的通信系統壽命期限內,運輸量有效增長的彈性需求。這就要在規劃相應指標時,不但考慮到既有因素,還要考慮到系統的可靠性。

1.2 數據傳輸終端的主要作用是可以有效地阻止數據在傳輸過程中所產生的不必要的問題,其原理是微型電阻作用,有效地實現數據反彈作用。

1.3 數據傳輸線一般指的是高數據線與低數據線兩種主要的形式。也就是通常大家認為的一種雙向模式。在網絡技術中,通常LIN網絡是一種成本低,運行簡單快速的通信網絡。其應用范圍相對廣泛。所以,該技術在汽車中應用較多。該技術對于分布電子控制作用很大,它在汽車網絡技術中是一種很流行的形式。同時,LIN技術也是一種輔助的總線網絡系統。LIN技術在智能傳感器與制動裝置當中的使用可以節省相當大的成本。這種技術的最大優點是:傳輸速度快、運行成本低等。CAN總線與LIN總線之間屬于互相依存;相互獨立的系統,它們可以做到信息資源共享,互相補充。它們對于整個汽車電子網絡系統都起著至關重要的作用。

2 電子網絡技術在汽車通信中的使用

電子網絡技術依照大家的理解分類,一般情況下有汽車車身技術與車載技術兩類。前者主要是汽車車體部分,也就是常說的電子控制部分。主要包括:發動機、底盤以及其他部分。后者主要涵蓋有:導航、GPS定位儀以及網絡辦公等相關部分。

2.1 汽車的車身系統 車身系統是泛指汽車的各個部位,而不是具體某一個點。為了更好地解決線束過長造成的諸多問題,在線束采用上通常使用通訊速度較低的線束。這樣CAN數據總線控制單元的傳輸線可以盡量保證匯聚于一點。這樣,就可以避免干擾其他單元進行相關數據的發送。一旦某一單元發生故障,通常不會影響其他單元的正常工作。具有靈活性,便于整個系統操縱。并可以實現“串聯電路”CAN系統的自我診斷,進而將模式變為單線模式,保證了汽車車身的運行。在相應系統工作時,開關信息號先傳輸給主控單元,進而系統的分析和處理工作,當控制端接收到CAN的相關指令后,做出回應。汽車的前、后控制端一般情況下只接收主控制端傳來的指令。門控單元既要接收CAN的指令,還要接收車門開關的相應信息號。

2.2 汽車的動力傳動系統 汽車的動力系統有別于汽車的車身系統,后者是指汽車全部,而動力系統只是汽車整個系統中的某一部位。是將汽車機艙中的某些模塊有機連接并進行相關的調節與處理。但是,如果將汽車的運行、轉彎、停車等諸多功能有效連接,就需要有高速的網絡作為保證。在整個動力系統中,高性能發送器必不可少,可以有效地保證數據的快速傳輸,并最短時間范圍內有效利用相關數據。其顯著的特點是:有效地提高了點火系統的效率,并能保證后面的接收點快速得到所傳輸的相關數據。

2.3 汽車的安全系統 安全性能是汽車購買者考慮的一個主要的因素。安全系統一般是指:當汽車遇到事故時,與之配套的多個傳感器將信息進行傳導,并快速啟動安全氣囊的系統。汽車所配備的氣囊數目是安全性能的一個重要指標,可以有效緩解猛烈碰撞造成的危險。此外,安全系統的另外指標是系統的反應速度方面,高速和高效是其性能優越的重要參數。

2.4 汽車的信息系統 汽車的信息系統主要包括,上網設備、車載電話、音響系統等電子技術。這些系統所用的通信線路很大,并且需要有很高的速度。通常采用車內部光纖系統或者與3G相結合的通信系統。以后的4G無線網絡也是對汽車網絡技術提升的強有力保證。所有這些技術上的進步都會對滿足人們對網絡的需要,起到至關重要的作用,為汽車駕乘者提供更多的便利。

3 汽車網絡的具體應用

3.1 當前電子技術的進步已經為汽車業發展做出了重大貢獻 直接改善了汽車自身使用中的復雜問題,電子技術中傳感器與微控制器等有效地提高了汽車自身的智能性,很好地提高了汽車的質量與安全。傳統汽車屬于集中控制方式,最主要的缺陷是:車身某一部位發生問題,將是汽車的整體問題,直接導致汽車無法工作,中途拋錨。但網絡技術可以將控制分散為諸多系統,形成多個微機控制系統,即便某一系統出現故障,通常也不會影響汽車的正常運行。

3.2 車載系統在汽車中的應用 該系統實質上是一種簡單并且方便、快捷的無線網絡系統。擁有這種網絡環境后,與辦公室或者住宅內一樣享受網絡條件,能夠及時進行聊天、工作等活動。此外還有另外的相關系統,在這種系統下,駕駛員正常操控放線盤時就可了解到前方交通情況,及時獲取最短的行駛距離,還可同時用網絡電話與別人進行溝通和相關的網絡活動。這其中的全球定位系統還有助于駕駛人在駕駛過程中及時獲取運行中的位置與相關環境狀況。

汽車內的主要網絡形式是CAN網絡,在這個技術運用過程中,需要重點解決外界強烈干擾條件下總線的傳輸效率與可靠性。網絡系統的自控與診斷等重要環節,這些可以很好地體現出網絡技術對汽車行業發展的重大作用。

4 結語

當前,汽車車體已經廣泛應用汽車電子網絡技術,新技術的使用為汽車的駕乘帶來前所未有的舒適與便捷。在這個汽車電子網絡系統中CAN總線技術發揮著至關重要的作用,有效地簡化了線束的長度,做到對汽車的靈活簡單操控。只有CAN技術以及車載技術的提升,才能使汽車更好地與網絡相結合。使得汽車行業不斷地朝向網絡技術方向發展,更加符合現代人對汽車使用功能方面的需要。

參考文獻:

[1]中國科學研究院,汽車電子成本與車載網絡發展,弈虎在線.

第3篇

隨著時代的發展,全球面臨著石油能源危機和環境惡化問題,推動新能源汽車產業健康發展是當前重要的發展戰略之一。2015年4月29日,財政部、科技部、工業和信息化部、發展改革委聯合《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》,從政策知道國家在未來幾年一直支持電動汽車產業發展。

電動汽車屬于高端新技術的發展,高職院校在教學上面臨著設備單一、師資缺乏、教學模式落后等問題,作者通過閱讀基于生產過程工學一體化和項目化教學相關的文獻以尋找一種適合電動汽車教學的模式。2009年11月,大連工業大學職業技術學院鄧鵬舉探討了項目與課堂交互式教學,教學中強調創新的理念、求真務實的態度是課程教學能力培養的前提和保障 [1];2012年,北京信息科技大學人文社科學院王英紅提出了“項目主導、統分結合”的教學模式,提高大學生實踐意識、實踐能力,在設計和實踐運用中解決了教學內容的優化、教學方法的創新、教學考核評估體系的健全等問題[2];2012年,廣東外語外貿大學新聞與傳播學院講師徐艷提出了廣告學專業“品牌項目組"課堂實踐教學法的探索與思考,過對學生進行分組,模擬廣告公司內部品牌項目組的方式讓學生參與到課堂實踐教學中來,既可以提高學生廣告實務技能,又能很好地實現理論學習和專業實踐的統一[3];2013年蘭州石化職業技術學院潘宗友提出了基于工作過程系統化的高職汽車專業教學改革的探討,該教學模式將理論教學與實踐教學有機的融為一體,突出崗位能力和職業素質的培養,從而提高了教學質量和學生的崗位適應能力;楊舜伊提出了基于生產過程的《煉焦生產技術》項目化教學,探索“工學結合 、工作過程為導向 ”的項目化教學模式 , 以提高學生的職業能力。綜合上面的文獻,結合高職院校的基本實情,提出了基于生產過程項目化的教學模式,注重培養學生職業能力和關鍵能力。

二、目前課堂教學的現狀

目前,高職院校存在的主要現象是教師上課困難、學生難教;學生上課無心向學,不知道學了本門知識以后怎么用,或者不知道用在工作上什么地方,從而導致企業需求與高校畢業生嚴重脫節。針對以上現象,筆者分析歸納了如下幾個問題:

(一)業務型師資缺乏。高職院校業務型師資缺乏,多數是剛剛畢業的研究生,沒有高深的汽車企業實踐經驗;此外有實踐經驗豐富的教師是一批年齡偏高的人員,缺少電動汽車新技術的積累,對新技術的學習能力偏低。

(二)學生缺泛思考。傳統學科理論教學模式基本上是教師授課,學生做筆記,課堂討論不是十分活躍。這種教學模式的弊端是信息“滿堂灌”,學生吸收知識的主動性不強。

(三)學生學習目標性不明確。教學沒有與汽車行業崗位相結合,學生不知道學了這些知識有什么用,目標性不夠明確,從而導致教學效果不好。

(四)考核模式單一。高職院校對學生的考核方式主要是通過卷面考試或者寫論文,這種考核模式單一,體現不了教學的效果。

三、教學實踐

(一)教學資源及場所。項目支持。2011年,學院引進廣東省教育部產學研結合項目――“電動汽車用混合勵磁磁通切換電機驅動系統關鍵技術及裝置”,經過幾年的科學研究歷程,我們已經對電動汽車驅動電機的工作原理和控制方法有一定的研究基礎,擁有一批有電動汽車電機研究的科研團隊,能夠勝任電動車的項目化教學。基于過去案例化、理實一體化的教學經驗,結合現有的科研基礎,實施項目化教學的工作積累已經滿足要求。

設備、場所支持。目前我們已經擁有的設備包括電池試驗設備、電機測功機設備、五相混合勵磁電機、五相混合勵磁電機控制電路,以及奇瑞ME純電動汽車、普銳斯混合動力汽車、電動汽車充電設備。同時,擁有電池、電機和整車的教學場地。

技術、資金支持。學校具有兩次“全國高等職業院校新能源汽車關鍵技術” 師資培訓的經驗,出資8萬共建設 “電動汽車結構原理與故障診斷、車用電池及電源管理、汽車電腦與總線測試診斷技術、汽車電子技術”四門課程的項目化教學改革。

(二)課程體系對比。基于生產過程項目化的教學模式,傳統教學的課程體系已經滿足不了現在教學需要,它們之間有著本質的區別,如下圖1所示:

從上圖可以得知,傳統教學課程體系注重在課堂上培養學生理論知識,沒有告訴學生為什么要學,學了這些知識有什么用,也就是教和用分開;基于生產過程項目化的課程體系,首先是從學生以后要從事的工作出發,將教學與工作結合,重點培養學生的職業能力和關鍵能力,目標性更加明確。

(三)生產過程項目化的開發流程

圖2是生產過程項目化的開發流程,首先是通過行業分析、崗位群分析和職業崗位需求分析制定人才培養方案;其次,制定人才培養方案以后,通過職業領域分析和學習領域描述構建課程體系;最后通過學習情境與課業設計撰寫某一門課的課程標準。

(四)生產過程項目化在電動汽車教學上實施。(1) 制定人才培養方案:

圖3是電動汽車專業人才培養方案的制定過程,在行業分析得出崗位信息過程中要以客觀因素為標準,不要引入個人主觀因素,也就是調查人員只是一個記錄員;另一個是崗位群分析需要依據生產過程的順序歸類分析。

(2) 構建課程體系:

圖4是課程體系的構建過程,依據基于生產過程制定的人才培養方案,對電動汽車專業構建課程體系,如下表1所示:

(3) 撰寫課程標準:表2是對某個學習領域的課程,撰寫相應的課程標準,撰寫要點和流程如表所示:

(4)課堂實施:在課堂實施上,打破老師在講臺上講課、學生在課室專心聽課的傳統模式,應該將教學引進到理實一體化的教室中去,老師主要扮演管理者和師傅的角色,將學生分組,給每組的組長安排任務,讓組長帶領本組人員完成相應的任務。在學生完成任務的過程中,老師總結學生不懂的知識點進行歸類講解,最終以企業的標準考核學生完成的任務。

(五)考核評價教學。(1)降低以試卷考試為主的考核比重;(2)以學生為主體,重點考察學生動手操作能力與團隊協調能力;(3)引進汽車企業相關崗位的考核標準,讓學生在沒有踏進社會之前了解企業的考核模式。

四、結論

第4篇

新式電子產品開發與技術發展速度不減,為PCB成長提供源源不斷的動能。

臺灣PCB產業在制程上除了技術提升外,也持續朝著更環保的方向邁進。

臺灣電路板產業的年度大戲TPCA SHOW于11月9日在中國臺北南港展覽館盛大登場,為期三天由283家參展廠商、1196個攤位呈現全球第二大電路板展會的規模,會場中同時注入許多綠色元素,為這場國際盛會掀起綠色潮流的話題,同步召開的第12屆世界電子電路大會,不僅深入探討市場及技術發展趨勢,更將看到產業精英呼應“創新、挑戰與改變”這項主題所展現的研發成果。

年度大戲揭幕 共話全球PCB產業

由臺灣電路板協會主辦的2011年TPCA Show與首度在臺舉辦的第十二屆世界電子電路大會聯合登場,于11月9~11日在臺北南港展覽館盛大舉行。TPCA Show今年規劃集結電路板設備、材料及制造,電子組裝、綠色科技、散熱管理、及激光應用六大主題,來自國內外共283家業界廠商踴躍參展,吸引超過25000人次參觀。今年除主辦TPCA SHOW 2011,更首次承辦ECWC 2012大會,成功齊聚全球電路板產、學、研各界精英發表最新市場和技術,海內外產、學、研專家學者將在ECWC12這一絕佳平臺互相交流切磋。

11月9日的聯合開幕典禮上,主辦單位臺灣電路板協會陳正雄理事長與工研院劉仲明副院長以東道主的身份,邀請國內外專業公協會理事長,及來自全球各地的世界電子電路8位組織代表等17位共同參加剪彩典禮,為年度盛會揭開序幕。在開幕致辭中,TPCA 理事長陳正雄表示,2011年是臺灣電路板產業歷史性的一頁,總產值與產量在已經成為世界第一,展望2012年,盡管景氣冷颼颼,不過預期全球PCB產業仍有4%的成長。因此期勉同業藉由提升自我以共度難關,并強調參與此次年度盛會是開創商機與創新合作的絕佳機會。

據統計,TPCA Show 2011今年共有來自全球11國家的283家廠商,攤位數逾1,196個,較2010年成長7%,而且可以從今年展出的產品當中發現,新式電子產品開發與技術發展速度不減,如智能型手機功能不斷升級、平板計算機的推陳出新如iPAD、Ultrabook上市、云端科技的應用,都將是未來PCB的成長動能。日本專業研調機構Prismark姜旭高博士受邀參與TPCA Show,并主講「全球印刷電路板(PCB)市場和技術展望,他表示雖然景氣仍有疑慮,但今年全球PCB產值仍可增加約7%,明年成長幅度仍有4.7%。

新興市場成長可期 業界廠商展臺斗艷

近期產業界聚焦軟板、HDI板高度需求,其中軟板殺出重圍,預期將呈現3年至5年向上成長動能,高度被看好的Ultrabook短期將走HDI板、多層板并存模式,在供應鏈上下游齊降庫存之下,明年第2季重回成長軌道成為共識。

嘉聯益總經理吳永輝即表示,這一季狀況已經確定不會太好,扣掉明年第1季的中國農歷新年,整體電子業可望從明年第2季開始復蘇,但是軟板則在此限,因為用量愈來愈龐大,智能型手機采用軟板的數量呈現攀升走勢,因此軟板的景氣至少維持3年至5年的向上趨勢。隨著電子產品輕薄短小需求,HDI板將會被大量采納,在Ultrabook上的應用最受注目。上海展華電子總經理葉新錦指出,短期之內Ultrabook將走HDI板、多層板并存模式。不過葉新錦私下認為,在成本結構考量下,未來以8層板至10層板出線的機率較高,HDI板是不是會重演CULV架構功敗垂成的模式,還有待觀察。華總經理許正弘也認為明年第2季產業界可望恢復成長動能,這一季需求較預期為差,但是NB板不排除有急單可能。健鼎也認同明年第2季開始恢復成長的觀點,泰國水患沖斷硬盤供應鏈,影響PC供貨,然而終端的需求不會不見只是遞延,加上這一次大廠手上有足夠的現金補位,這一波嚴峻的程度絕對不及2008年金融海嘯。

陳正雄并指出,臺灣地區PCB產業鏈完整,競爭力也強,去年兩岸產值就已擠下日本,成為全球「龍頭。基于臺灣地區PCB產業的雄厚實力及新興市場發展可期,在近兩年TPCA Show展上,HDI、FPC遂成為相關設備、材料、耗材廠積極爭食的一環。

鉆頭廠尖點科技這次參展就鎖定與智能型手機相關集成電路(IC)基板產品,包括芯片尺寸(CSP)覆晶(Flip Chip )載板或POP封裝技術所需要的極小徑鉆頭,并積極取得客戶認證。自動檢測(AOI)設備廠牧德科技表示,今年除對PCB產業如HDI、FPC、集成電路(IC)基板提供「一條龍AOI設備,參展也鎖定線路檢查機、自動外觀檢查機。

甫于9月掛牌上柜的亞洲電材是專業的軟性電路板材料制造公司,在智慧型手機及平板電腦的加持下,軟板產業前景具有續航力,亞電已在軟板材料站穩腳步,并表示將持續在產品分布及新型高階軟板材料開發努力。

為因應國際環保意識抬頭,宏泰對于綠色材料開發不遺余力,目前可供應全系列無鹵、無鉛及High Tg覆銅箔基板,產品廣泛應用于LCD,Memory module,通訊、汽車電子等領域,深獲國際大廠信賴。阿托科技、大船、志圣、超特、東臺等業界重量級廠商亦紛紛展出最新技術及產品,彰顯業界發展趨勢及自身技術提升優勢,吸引眾多參觀者和潛在買家。

TPCA Show內容豐富 率先響應綠色潮流

TPCA Show目前為全球第2大電路板展會,展出主題以電路板、電子組裝為根本架構而延伸,展品內容除了既有的電路板產品之外,對于電子組裝及制程中所用的環保材料、散熱管理技術及鐳射科技應用議題等亦納入展示范圍,6大主題使得電子產業鏈的結合更完整、TPCA Show內容更豐富。展覽期間更有多達15項新品發表,各界人士憑名片均可免費入場參觀。

另一方面,去年TPCA Show 2010是臺灣第1個通過PAS2050碳盤查驗證之展覽會,為樹立臺灣國際展覽活動綠色環保典范,今年持續為環保努力,規劃綠色工廠─「電路板清潔生產現況主題區,以及包含綠色觀展及綠色裝潢的「綠色展出計劃,主辦單位更鼓勵參觀者及參展廠商一同為保護地球盡心力,若參觀者搭乘大眾交通運輸工具或與人共乘前往南港展覽館,即可參加智能型手機及平板計算機等好禮摸彩。

ECWC12同步盛大召開 勾勒產業全貌

ECWC12為世界電子電路聯盟(WECC)三年一辦的全球電子電路研討會,今年首度交由臺灣TP-CA主辦。擔任大會規劃委員會主席的工研院的劉仲明副院長曾表示,電路板行業在未來十年將遵循摩爾定律發展,因此集成電路板業界的上下游成為當前急需思考的課題,而ECWC12正是以「創新、挑戰與改變為主題呼應PCB行業潮流,本屆開幕演講特邀請全球半導體先驅臺積電余振華資深處長、Prismark姜旭高博士分析全球PCB市場及技術發展前景,IBM全球供應鏈管理Jacklin A. Adams揭開綠色技術電子供應鏈戰略,以及在業界服務超過30年的技術專家Happy T. Holden探討先進印刷電子技術應用趨勢,國際知名講師將分別從半導體到系統端來勾勒出完整的電子電路行業前瞻全貌。

國際知名大廠欣興電子、聯茂電子、南亞塑膠及華通電腦聯手打造企業論壇,議題聚焦在高速、綠色、細線路、先進材料、內埋與先進PCB與組裝技術等新興制程技術和應用材料。而今年度ECWC12收錄的論文篇數則創下新高,從歐、美、日、韓等十一個國家涌入160篇論文,是ECWC30多年以來歷屆之最,國內外大廠如耀華、瀚宇博德、景碩、臺達電、嘉聯益、健鼎、Fujikura、Mflex、Cisco、TTM等也難得同期發表最新技術論文,其商論文達半數之譜,可見2011年臺商在站上世界第一的同時也展現了高度的研發實力。

各PCB友會到展并聯誼 促進國內外產學交流

由于ECWC 12在臺舉辦,主辦單位TPCA特地為遠道而來的CPCA、EIPC、HKPCA、IPC、IPCA、JPCA、KPCA、SPCA等各國及地區協會成員與國際講師舉行會前活動,包括展覽杯高爾夫球賽與聯茂電子/工研院的一日參訪行程,使國內業界人士能藉此機會進一步擴大國際視野,亦使外賓能對臺灣產學有更深入的認識,以達到協會促進國內外交流之目的。并于11月8日晚上于故宮晶華設宴款待國際人士,以增進行業國際外交,并以臺灣人的獨特熱情,展現臺灣行業活力,增進臺灣地區的國際形象。

第5篇

【關鍵字】:“雙師型”職業教育師資;績效評價體系;探討

Abstract: vocational education a matter of national modernization construction as a whole production line to train skilled personnel as the main target, emphasizing the organic combination of education and industry. In order to adapt to the needs of rapid development of vocational education, should give full play to the "dual" vocational education teachers in vocational education, the construction of "dual" vocational education teacher performance evaluation system, and continuously improve the teaching quality and vocational schools level.Keyword: "dual" vocational education teachers; performance evaluation system; explore

中圖分類號:F8

當前職業教育師資存在的問題和現狀

(一)、職業教育師資發展水平不平衡。職業學校教師擔負著專業技能教學任務,有些教師是從師范學校畢業或從普通中學文化課改行教授專業課,善于教授書本教材知識,對專業知識知之甚少,不能解決生產實踐中的技術問題。學生學不到真正的先進技術,畢業后無法勝任工作,或者找不到與本專業對口的工作崗位,學非所用。

(二)、職業教育崗位整體薪酬水平相對較低,難以吸引和留住高素質“雙師型”人才。很長時期以來,職業院校的收入分配制度與人力資本地位不相適合,工資水平的增長難以與職業院校發展形勢保持同步,大部分院校為“雙師型”教師提供的薪酬遠低于其創造的社會經濟價值。

(三)、教師的來源單一,缺乏實踐經驗。高職院校的教師基本都是從學校到學校,畢業后直接任教或從其他院校調入。雖然很多院校對專職教師提出了專業實踐的要求,但是由于來源單一,工學矛盾等原因,多數教師的實踐能力和現場指導能力都處于弱勢,與職業院校真正需要的基礎理論知識淵博和實踐工作經驗豐富的“雙師型”教師還存在較大差距。

(四)、職業教育現行的職稱評定標準存在著“輕教學、重論文,輕應用、重研究”等問題,這在無形中引導教師把時間和精力用在發表著作和完成論文等硬性指標上,而忽略了專業實踐能力的培養和提高。

“雙師型”職業教育師資的概念與作用

“雙師型”教師概念是職業教育界為了突出實踐性教學的重要性、促進理論和實踐有機結合而提出的。根據我國教育部高等教育司提出的雙師資格教師應符合的條件,以及各個職業院校的普遍做法,“雙師型”教師的普遍定義有以下幾種:①雙師即雙職稱,具備不同系列的兩種職稱的教師;②雙師即雙證書,具有教師系列職稱,同時獲得行業技術技能等級證書;③雙師即雙素質,既要具備高水平專業理論和較強的教學教研能力,又要具備熟練專業實踐技能和實踐教學能力,指導學生實踐操作。④雙師即雙來源,既有來自專業院校和教師資格培訓院校的教師,還有來自實際工作崗位的專業技術人員和能工巧匠。綜合以上四種定義,本文所指的“雙師型”教師是以專業素質和行業素質為內涵,以教師職稱和技術行業職稱為外在特征,具有較高專業理論水平和熟練實踐教學能力的高素質教師。

職業教育的根本目的是為了培養適應現代化建設所需的高技能專業人才和高素質勞動者。“雙師型”教師在本專業中有豐富的基礎知識和實踐工作經驗,能講授專業理論知識和動手解決實際問題,把專業教學和生產實踐有機結合,完成職業教育理論和技能的教學任務,開拓創新,為職業教育的發展貢獻力量。所以,構建“雙師型”職業教育師資績效評價體系,引導教師職業發展規劃,培養和造就大批適應職業教育的“雙師型”教師具有很強的現實意義。

“雙師型”職業教育師資績效評價體系建設探討

目前“雙師型”教師資源稀缺,可以通過以下途徑培養“雙師型”教師:①引進對口專業的優秀人才。通過文化和技能考試,擇優錄用專業對口的高校畢業生;到生產一線引進對口專業的工程師。②對本校既有教師進行培訓。使教師的任教專業與其他相關專業相互交叉滲透,融會貫通。例如,技術性強、危險性大的電工專業,電工技術集電子、電工、鉗工、計算機等技術于一身,電工專業的教師在掌握基礎理論的基礎上,應系統培訓電工、鉗工和計算機知識,并將課程整合;電工專業教師專業應達到技師水平,其他相關專業應達到高級工水平。③到專業對口的合作高校或國外培訓。相比較而言,專業高校師資力量雄厚,實驗設備齊全,技術水平領先,定期安排職業教育師資到高校培訓進修,有利于提高職業教育的整體水平。對于研究認真和工作努力的專業教師,應適當提供機會去國外培訓,讓教師學會操作先進機械,掌握高新技術。④深入生產一線,提高實踐技能。例如目前十分熱門的汽車維修專業,要掌握發動機修理、汽車電子等技術,要能拆裝行走系統,鈑金校正汽車外殼等,教學難度很大。教師應深入汽車制造和維修工廠,逐個崗位進行實習。

四、“雙師型”職業教育師資績效評價體系細則

隨著我國高職院校擴大招生,各個職業院校生源競爭日益激烈,這給職業院校帶來前所未有的發展機遇,當然同時也面臨著嚴峻的挑戰。職業院校的競爭歸根結底是師資人才的競爭。建設素質高、高效精干、結構合理、充滿活力的“雙師型”教師隊伍,是提高職業院校競爭力的關鍵所在。而建設“雙師型”職業教育師資績效評價體系則是建設精英教師隊伍的重中之重。加強績效管理,規范績效考核,綜合運用績效評價結果,讓績效評價結果與勞動合同續簽及勞動合同年限確定、職稱評聘、學科帶頭人評選、職務晉升、培訓深造機會、績效工資分配等掛鉤,從而催進“雙師型”職業教育教師的建設,有利于培養和造就大批適應職業教育發展需要的師資人才。

“雙師型”職業教育師資績效評價體系具體設計方案:

考核對象:所有在崗師資。

考核原則:以人為本、以德為先;多勞多得、優績優酬;理論和實踐教學并重。

考核組成員:校長為組長,教導主任為副組長,各年級班主任和教研組長為成員。

考核績效分配原則:采用100分制,加分不封頂,獎勵分值20元并根據學校效益及獎金總額水平定期調整,教師個人績效工資=績效考核得分*20元。

考核內容:

第一部分 教學工作量(40分)

規范要求(40分):考核教師自然周工作量多少,自然周工作量包括教師實際上課課時數。按照實際課時情況確定平均工作量,教師滿課時分值為40分。

扣分標準:1.滿工作量的教師績效得滿分;2.工作量超出的,由考核組成員核定計入加分,班主任教師加5分;3.因學校安排造成工作量不達標的,視為達到工作量;因教師個人原因協商減少工作量的,相應扣分。

第二部分 專業理論和實踐技能的教學過程(25分)

備課(5分):備課書寫清晰,內容齊全,體現學科特點;教后總結具體充分,能夠體現教學情況,總分記5分。由教研組評議,教導處二評和校長室總評,優秀記5分,良好記4分,一般得3分,較差得2分,不合格不得分。

課堂教學(5分):教學目標明確,突出重點難點;教學方法得當,符合教學大綱要求;教學態度端正,因材施教。總分記5分。由教研組評議,教導處二評和校長室總評,優秀記5分,良好記4分,一般得3分,較差得2分,不合格不得分。多次考核按照平均分數計算最終得分。

實踐技能培養(10分):能舉一反三,將教學內容反饋到實際操作當中;善于解決學生在實踐中遇到的問題;能親自指導學生實際操作;具有教師系列職稱,同時獲得行業技術技能等級證書。總分記10分。由教研組評議,教導處二評和校長室總評,優秀記10分,良好記8分,一般得6分,較差得3分,不合格不得分。

其他(5分):教師應認真完成學校布置的教學任務。按時完成記5分,沒按時完成的后續補完后得3分,沒完成不得分。課時調配由教導處安排決定,教師不得私自調課,發現一次扣3分,上課遲到15分鐘以上記曠課,扣3分。

第三部分出勤(10分)

規范要求:嚴格遵守學校的作息時間安排,按時參加考勤。有事需提前向校長室請假,電話請假銷假后需補齊相關手續。病假需出示醫院證明,特殊原因請假者需提供相應證明材料。教師在上班時間外出必須落實外出登記,寫明外出原因,不履行登記手續的視為擅自離崗。考勤人員必須公開公正執行考勤制度,不得。

評分標準:一個月內出滿勤記10分,以學校考勤部門的統計數據為準。遲到、早退、值班不到崗和無故不參加會議者每次扣1分,累計5次者本項得0分。教師因個人原因請不超過一天的短假,2次以下不扣分,2次以上每次扣0.5分。教師因個人原因請假超過一天,2次以下不扣分,2次以上每次扣1分。教師病假、婚假、產假、喪假等按照學校管理規定進行管理,超過規定時間的按個人原因請假處理。

第四部分教學科研成果(15分)

教學質量(5分):按照教學計劃認真完成課程教學任務,學校的考查科目質量調查中合格率80%以上,組織參加各項專業相關比賽。合格記5分。

科研成果(5分):認真學習專業理論知識,積極參加學校組織的教學科研培訓,不無故遲到、缺席,合格記5分;認真總結教學經驗,參加各種教學論文評比和課件評比,每季度完成一次以上參賽任務,合格記5分;積極參加向有關專業刊物投稿的活動,認真組織學生參加各類專業競賽,文章被刊用或得到獎項加2分;每獲得一項相關行業技術技能等級證書加3分。

學生滿意度(5分):每月組織學生民主不記名滿意率測評。滿意率90%以上記5分,滿意率80%以上記4分,滿意率60%記3分,滿意率60%以下記0分。

第五部分師德建設(10分)

評分標準:遵紀守法,服從學校安排;教書育人,愛崗敬業。教學態度端正,教學成果突出。團結協作,熱愛集體,關心學生,有教師風范。合格記10分。

出現以下情況之一者,本項記0分:教師有違反學校規定的行為,例如有償家教、校外違規兼職等;體罰或變相體罰學生;無正當充分理由不服從學校安排,未完成規定教學任務。

第六部分其他加分項目

教師主動申請或承擔科研課題研究,并按照計劃完成,按校、縣、市、省、國家等級課題分別加2、4、6、8、10分;

教師個人參加學校和上級組織的各類專業競賽,獲得校、縣、市、省、國家等級獎項的分別加2、4、6、8、10分;

教師撰寫論文或教學經驗材料,在相關正規刊物發表的,每篇按照校、縣、市、省、國家等級分別加2、4、6、8、10分;

備注:獲得校、縣、市、省、國家各類競賽一二三等獎的,在以上加分的基礎上再加上5、3、1分。

【參考文獻】:

[1]李永康.試論高等職業院校人力資源開發與管理[J].昆明冶金高等專科學校學報,2005,(1).

[2]屈孝初.高職教育辦學模式改革的探索[J].湖南對外經濟貿易職業學院學報,2006,(4).

[3]劉正周.管理激勵[M].上海:上海財經大學出版社,2006.

第6篇

[關鍵詞] 項目案例;工程應用;測試技術;教學模式

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)03-0095-03

0 引言

測試技術是用來檢測和處理各種信息的一門綜合技術,在科學研究、工業生產、醫療衛生、文化教育、國防等各個領域都起著重要的作用[1]。因此,《測試技術》被定為我國高校機電工程類專業的專業基礎課[2]。云南農業大學《測試技術》課程的前身是20世紀80年代為農業機械化本科專業開設的《農機測試技術》,目前面向農機、機制、工業、電氣、車輛、熱動6個本科專業和農業機械化、農村電氣、能源工程3個碩士專業開課。在信息技術快速發展的背景下,為培養適應現代化建設需要的具有創新精神和工程應用能力的高素質應用型人才,要求學生通過本課程的學習,掌握測試系統的設計和分析方法,能夠針對各專業領域中的工程問題選用合適的傳感器,構建完整的測試系統,并能對測試系統的性能進行分析,對測得的數據進行處理,具有從測量信號中解讀測量信息的能力。

1 課程內容特點與教學中存在的問題

1.1 測試技術課程內容特點

測試技術是一門涉及傳感器技術、數據處理、儀器儀表、計算機技術等多學科和技術的新興綜合性學科[2]。測試技術課程內容主要包括信號分析、測試系統靜動態響應特性、常用傳感器、信號調理、記錄及存儲儀器、測量誤差分析及數據處理、典型非電參量的測量、自動測試系統(ATS)等內容。測試技術課程理論性較強,也比較抽象,涉及《電工技術》、《電子技術》、《概率論與數理統計》、《控制工程基礎》、《大學物理》、《材料力學》等課程知識內容[3]。同時該課程也是一門實踐性很強的課程,要求學生能夠針對特定的測試任務進行測試系統的設計、實現、調試和測試,并對測試結果進行分析評價。通過本課程的學習,可以使學生初步具有利用測試技術基礎知識和技能來分析、解決工程實際問題的能力,為今后學習《機電一體化技術》、《數控技術基礎》、《汽車電子控制技術》、《電氣控制系統》等課程以及畢業設計打下堅實的基礎。

1.2 課程教學中存在的問題

在測試技術的教學過程中,過去有學生反映測試技術應用及發展部分空洞,傳感器部分沒有實物對象、枯燥無味、很神秘,信號分析理論部分深奧難懂、書本內容串不起來、學了知識不會應用等。造成以上問題的原因,與課程原有教學模式有直接的關系。以前的課堂教學側重理論知識講授,課堂信息量少且單調,少量的實踐性環節也是根據教學內容開設的驗證性實驗。教學活動的基本模式是以教師為主導的傳授式教學,教師講,學生聽,教學過程中學生的參與以及師生間、學生間的互動很少,導致學生對課程作用認識不足,影響教學效果。

上述問題說明,原有的測試技術課程教學模式已經不能滿足現代機電工程類專業教育發展的需求,主要體現在以下幾個方面:(1)隨著信息技術的快速發展,新技術、新儀器設備不斷涌現,課程內容顯得有些陳舊和呆板,與工程項目上的應用有較大差距;(2)新教學計劃的制定使課程總學時越來越少,而新內容則越來越多;(3)課程面向多個專業的學生開課,如果教師仍以書本教材為主進行傳授式教學,教學內容較難與測試技術的專業應用相符合,導致學生對課程作用認識不足;(4)按傳統的教學方法,課程內容相對來說比較分散、雜亂,不利于學生發現問題、解決問題能力的培養,也難以建立以工程項目為核心的思維方式,學生所學知識停留在書本上,應用能力和創新能力不強。為解決這些問題,作者借鑒Project Based-Learning (PBL)、Querying Based- Learning (QBL)等國外高校的教學思想,提出以項目案例為主線的測試技術教學模式。

2 以項目案例為主線的測試技術課程教學 模式

2.1 教學模式的設計思路

根據測試技術的主要教學內容與教學目標,將教師承擔、參與的科研和工程項目中與測試技術有關的成果內容整理成教學案例,應用在課程的理論教學過程中。這些項目案例就產生在學生身邊,由上課教師直接參與完成,教師講的時候更為詳細、具體、真實,學生聽的時候更有親切的參與感,有的項目成果還可在實驗室進行使用和學習。以這些項目案例為平臺,更好的進行師生之間有關測試技術和測試設備方面的交流,促進學生學習理論知識和實踐動手能力的主動性和積極性。

在提高了學生的學習興趣和主觀能動性后,通過開設實驗課,給學生提供實踐動手的機會,解決學生“做什么、怎么做、能不能做好”的問題。所開設的實驗項目要緊密結合測試技術主要內容,具有確定的測試任務和工程項目性質,又能讓學生在教學計劃內能夠完成,具有可以長期實施的可擴展性和可操作性。實驗項目不能僅僅是驗證性或演示性的,應該是具有設計性、系統性、綜合性的實作實驗。

2.2 以項目案例為主線的理論教學體系及應用

測試技術課程理論教學32學時,教學計劃內實驗8學時,總學時數為40學時。書本教材選用近期出版的21世紀高等學校機電類專業規劃教材,電子教材使用自己采編的電子課件,在理論教學過程中以電子課件為主、書本教材為輔。

課程理論教學內容及學時分配為:緒論(2學時)、信號分析基礎(8學時)、傳感器測量原理(8學時)、測試系統特性(4學時)、信號調理技術(2學時)、數字信號處理(2學時)、自動化測試系統(4學時)、虛擬儀器技術(2學時)。

在理論教學過程中,任課教師將自己承擔或參與的科研和工程項目、學位論文中與測試技術相關的內容整理成項目案例并進行系統的介紹和講解,所選項目案例可根據學生專業進行調整。

以緒論這一章為例,農機專業的學生選擇“1KS-22型雙軸開溝機工作性能測試”或“植煙地土壤深松機研制開發應用”案例,車輛工程專業的學生選擇“基于USB數據采集的車輛試驗系統研究”案例,電氣工程及其自動化專業的學生選擇“溫室氣候中溫濕度智能控制系統研究”案例,機械設計及其制造專業學生選擇“更新四沖程內燃機能量轉換機構的理論研究與試驗”案例。這些項目案例重點講解項目概況、所用的儀器設備和技術、項目實施中的難點和關鍵技術,以引導學生將測試技術和所學專業進行聯系,提高學生對課程作用的認可度。

2.3 擬工程項目化的實踐教學體系及應用

根據實驗室現有設備和條件,并考慮學生專業和人數,以及長期實施的可操作性等因素,確定以彈性體的應力應變測試為項目,進行測試技術擬工程化項目的系統性實作訓練。課程教學計劃內開設的實驗項目及學時分配為:應變式測力傳感器的設計制作(2學時)、應力應變的靜態測試實驗(2學時)、應力應變的動態測試實驗(2學時)、應力應變的計算機測試實驗(2學時)。實驗教材采用自編的《測試技術實驗指導書》。

實驗項目由指導老師提供不同型號的應變計等電子元器件、各種不同材料和結構的彈性體等輔助材料以及相應的測試儀器設備,學生每4人為1個項目小組,設計、構建和實現給定項目的測試系統。彈性體的材料、結構和應變計由學生自主選擇,并進行相應的傳感器設計制作。學生要在規定的教學時間內,分別完成應變式測力傳感器的設計制作、應力應變的靜態和動態測試,以及基于計算機測試系統的應力應變測試任務。這4個實驗項目相互關聯、相互驗證,具有綜合性、設計性和實作性的特點,形成了一個小型的、擬工程化的測試項目。在教學計劃外,學生可訪問課程的網絡虛擬實驗室,自主選擇信號分析、信號處理、虛擬儀器設計、遠程測控等實驗項目進行模擬訓練。對于選擇并完成網絡虛擬實驗項目、提交了實驗結果和實驗報告的學生,任課老師會在課程考核成績上予以加分。

3 以項目案例為主線的教學模式的實踐與 效果

基于該教學模式,云南農業大學工程技術學院在教學手段和教學內容表現形式上也進行了三項改革。第一,采編了課程的多媒體課件。用多媒體來豐富課程內容和表現形式,并加入了大量項目案例的圖片、數據資料,使過去因沒有實物對象(如傳感器部分)而抽象難學的內容變得具體、形象;第二,建設了測試技術網上虛擬實驗室,構造了信號分析和模擬測試實驗環境。學生可以通過大量模擬仿真實驗,使深奧的理論變得生動、易懂;第三,改革了課程考核標準,強調實踐動手能力和獨立思考能力的考核。課程期末卷面考核占60%,實驗考核占30%,課堂討論占10%。

3.1 該教學模式的實踐情況

項目案例為主線的教學模式從2005年9月開始,契機是教學團隊為科研項目“1KS-22型雙軸開溝機設計研究”進行田間試驗,并對開溝機消耗功率等性能指標進行測試,工作完成后,將測試情況在課堂進行講解,獲得學生歡迎。到2008年9月形成固定的教學模式,到目前為止,整理并應用了教學團隊教師科研和工程項目、學位論文轉換得來的理論教學項目案例12項,收集整理了其它案例25項,具有豐富多彩的圖片資料、詳實的數據信息。目前,該模式已面向2006~2010級農業機械及其自動化等6個本科專業約1200人進行了現代測試技術課程理論和實驗教學,面向2010~2012級農業機械化工程等3個碩士專業56人開設了《現代工程測試技術》課程理論和實驗教學。

3.2 教學模式的實踐效果

教學實踐表明,以項目案例為主線的測試技術教學模式,有效的提高了學生學習的積極性,促進了學生的學習自主性,達到了較好的教學效果。主要表現在以下幾個方面。首先,測試技術理論教學中的項目案例來源于學生認識、了解的任課教師,也與學生所學專業相關,學生有親切感和真實感,從而可以真切的理解測試技術的重要性和應用前景。同時,也讓學生了解了測試項目和工程的一般流程,加強了學生學習的積極性、目的性。

其次,在教學計劃內的實驗項目具有連續性和系統性,組合起來就是一個小型的工程項目,為培養具有創新精神的工程應用型人才打下扎實的基礎。由于每組學生設計制作的傳感器是不同的,測試對象也不同,避免了學生應付實驗、相互抄襲實驗報告的情況。通過該系列實驗操作的訓練,一方面打破了以往認為學生測試技術是“高科技”、“深奧”、“枯燥”、“難學”的印象,形成了“我也可以做一個傳感器,我也可以系統的完成一個有確定測試目標的測試任務”的成就感;另一方面,在實作中遇到的問題或是“失敗”的測試結果(部分學生的測試結果達不到實際測試工作的要求),使學生明白:要成功的完成一項測試任務需要系統的學習測試技術的理論知識,更需要耐心細致的實踐操作。

再次,在教學計劃外,課程的網絡虛擬實驗室給學生提供了一個不定時、不定實驗場地、不定實驗人數要求的模擬訓練環境。該實驗室不受實驗設備臺套數、實驗時間、學生人數等客觀實驗教學條件的限制,有效緩解了實驗學生人數多與實驗臺套數少、學生需要實踐訓練的時間多與安排的實驗學時少等矛盾。

最后,2008~2012屆,共有30名本科畢業生、6名碩士畢業生的畢業論文在實驗室完成或在教學團隊協助下完成,其中有4篇本科學位論文被評為校級優秀本科畢業論文。

4 結束語

以促進學生學習主觀能動性,培養學生以工程項目為核心的思維和工作方式,提高學生動手能力為目標,教學團隊提出并實踐了以項目案例為主線的測試技術教學模式。該教學模式在課堂上運用具有實際工程應用背景的項目案例來激發學生的學習興趣,課后學生則通過完成擬工程項目化的綜合性實驗來驗證所學知識和技能,將枯燥的公式推導和解題過程變為有趣的學習過程。教學實踐表明,該模式能較好的激發學生的學習興趣,為實現培養工程應用型大學生的目標打下了堅實的基礎,取得了較好的教學效果。

參考文獻

[1]熊詩波,黃長藝.機械工程測試技術基礎(第3版)[M].北京:機械工業出版社,2011:3-8.

第7篇

發展特色

通過幾年的發展,中心的業務發展呈現快速增長的態勢,并形成了自己的特色,中心組成了一支具有較強知識轉移戰斗力的技術經理人的隊伍,目前擁有全職、兼職人員共四十八人,其中具有中高級以上職稱研發人員占半數以上;通過幾年在技術轉移工作中的探索與發展,特別在國際技術合作與轉移中業績顯著,與各跨國大公司間的技術交流與合作業務突飛猛進,培養出若干能夠獨立完成國外引進技術開發項目的梯隊。主要發展特色有:

(1)重點地方與企業合作的確定原則

重點地方與企業合作的確定原則是:對國民經濟發展起重要作用,在國內具有較大影響的各地方大型企業或企業集團;具有相當規模的民營高科技企業;與上海交通大學已建立密切合作關系(如建立聯合研究機構)的企業;近期與學校有較大合作前景的企業。

(2)為已合作地方及企業提供服務的措施

根據現階段已構建的校企合作大平臺提供全方面的服務,包括技術服務,科技人才、經營人才輸送與培養。

(3)堅持走國際產學研合作的道路,加強國際技術交流與合作

近年來,中心充分利用地處上海市的地域、區域優勢,與諸多國際知名跨國企業建立了長期的合作伙伴關系,并形成了自己的特色,通過幾年來的緊密合作,創造了巨大的社會效益與經濟效益,得到了國家科技部、教育部、上海市政府、各國政府、國際企業的充分認可。同時中心也積累了國際技術合作的豐富經驗,并在國際產學研合作的過程中,堅持技術合作與人才培養相結合,努力為國內外企業輸送培養了大量復合型高科技人才,跟蹤國際發展動向,為學校大范圍開展國際技術合作與交流的可持續發展奠定技術、人才基礎。

中心國際合作與交流主要以日本、德國企業等為主,與我中心合作的有日本歐姆龍、日本NTT、日本三菱電機、日本網屏、日本NEDO、日本能率、德國西門子等等。

技術轉移的四種服務模式

近年來,技術轉移在我國已由理論上的研討,迅速轉為政府政策層面的決策和大學、研究機構、企業、中介機構等廣泛參與的行動。技術轉移服務機構也似雨后春筍般地建立起來。北京是國內技術轉移服務機構最發達的地區之一。上海交大國家技術轉移中心在長期的發展過程中探索出了多種技術轉移服務模式,不同類型、不同層次的機構都有適合于自身特點的商業模式。總結這些做法和經驗,對中心將來的工作,無疑有著重要的現實意義,上海交大技術轉移中心的主要服務模式有以下幾種:

中介委托開發

由技術轉移中心前期對技術進行評估并進行包裝,利用與各地方合作的平臺吸引企業,從而全程跟蹤,參與一系列的商務洽談直至項目合作成功簽約。委托開發,由企業客戶根據市場的需求向中心提出技術要求,并將其委托給中心,由中心組織科研人員開發出符合客戶要求的技術成果,包括新技術、新產品、新工藝或者新材料等,有了中心的全面服務,委托方也能減少尋找合適研究機構的機會成本。

技術集成

通過充分整合學校的科研優勢,策劃組織多學科交叉、多梯隊組合的攻關模式,承擔重大產學研項目的模式。技術服務地方

1、洽談會模式,通過與地方政府合作舉辦科技洽談會,促使企業、各院系達成合作意向,從而既推廣了各院系的科技成果,又解決了企業急需技術難題。

2、地方辦事處模式,即與地方政府共建地方辦事處,辦事處掛牌在當地,由當地政府的科技部門負責與中心建立長期聯系,提供地方合作需求,這種模式在學校與地方政府之間建立了制度化的技術轉移平臺,更加有利于研究所與地方政府以及企業的合作。

3、地方工作站模式,中心與地方政府共建工作站,中心直接安排科技專家進駐工作站,有效利用交通大學科技資源服務地方產業需求,開展技術轉移及其相關工作,建立合作長效機制。

孵化服務

與各地區孵化器、生產力促進中心、科技創業園區緊密合作,挖掘大量貼近產業化項目與成熟科研成果向產業化發展。

技術轉移的運營模式

由中心依托學校科技與人才資源、企業資源、地方政府資源構成三角穩定關系。形成新的產業價值鏈,協同與合作開展技術轉移,共同創造社會效益、實現價值;充分發揮技術轉移中心的科技與人才資源整合優勢與組織協調作用,以技術營銷和知識營銷組合為創新手段,項目切入為重點,構建交流合作平臺,實施市場化運作,促進以知識創新和技術創新為先導的科技創新與技術集成,并注重省校合作、地校合作和國際合作的組合互動,不斷深化科技合作,提升重要目標企業的技術創新與核心競爭能力,為地方經濟和社會發展做出重要貢獻;技術轉移機制規范與創新并舉。技術轉移活動在技術開發、技術轉讓、技術咨詢和技術服務四種規范化方式開展的同時。積極探索、實踐技術轉移市場化機制。

重點地方、企業合作的交流與聯絡服務

雙方聯絡員落實到人,全面掌握企業現狀,制定聯絡計劃。對重點企業的需求與服務要定期研究(每半年),并提出進展報告。與各地方政府、重點企業的交流與互訪(包括高層領導間的互訪)每年1~2次。

技術轉移與科技合作服務

根據國內各地企業需要,優先向合作企業推介學校及國內外相關技術成果;在項目對接與合作伙伴的選擇上,貫徹同等條件企業優先原則;對投資力度較大的項目(金額超過500萬元)或需跨系、跨學科的重大項目,企合委落實專人進行跟蹤服務。對國家計劃及省市單列重大項目,學校應優先與有優勢的成員企業聯合申報或聯合投標。

人才培養服務

經管學院高層次管理人才培訓(含MBA課程進修)一般應納入計劃;企業如有需要(計劃之外),在條件具備的前提下。盡力協調解決。優先在有條件的企業建立遠程教育網站,提供人才培養便捷途徑。

科技信息與商情服務

競爭情報已成為企業競爭力的重要組成部分。科技信息中心將根據各地企業需求,每年可為企業提供商情報告。

投融資服務

利用學校已有的投融資渠道及專業策劃人員的優勢,擬試點為企業提供項目投融資服務。包括商業計劃的編制與投資渠道對接等。

發展戰略編制服務

根據地方政府和企業需求,國內合作及技術轉移政策研究中心可從技術與經濟結合的層面為地方政府、企業提供發展戰略編制服務。

咨詢服務

根據企業特殊需求,推薦相關技術領域的資深專家為企業提供咨詢服務,相關費用由企業支付。

產學研合作業績顯著

推動全校橫向合作進一步擴大

橫向合同數共993項。合同總金額3.3億元。其中,與上海市企業簽訂的合同數為515項,合同金額1.71億元:國際合作項目115項,合同金額2900萬元。同時,本年度獲上海市國際技術轉移項目、支援西部開發基金、聯合利華基金、聯盟計劃、星火計劃、華為基金、上起汽車基金立項30余項。

形成幾個重大產學研合作項目

2006年,與上海汽車有限公司簽訂《上海市科教興市重大產業科技攻關項目“海域MB”自主車型整車開發實施協議》,項目總經費2800萬元;與寶山鋼鐵股份有限公司簽訂《上海市科教興市重大產業科技攻關項目“汽車用先進高強度鋼板的開發與應用綜合機理研究”合同》,項目總經費550萬元,總投資1100萬元;學校與中國玉柴機器集團簽訂“混合動力汽車開發”項目。合同總經費280萬元;2007年12月。為推動二甲醚汽車的產業化,學校與上海柴油機股份有限公司、上海汽車工業(集團)總公司等單位組成產學研團隊,進一步實施二甲醚發動機及汽車產業化和二甲醚汽車示范運行工作,同時建成了國內第一個車用二甲醚加注站。

2007年,學校為納米研究院研制成功可廣泛應用在快速檢測心肌梗塞、肝炎、艾滋病等生物醫學領域“納米探測器”,相關論文在國際核心期刊《美國化學學會雜志》上發表。2007年末,通過和德國Invitek公司合作,學校與企業合作的納米核酸診斷試劑已順利進入歐洲市場。下一步。雙方的合作將進一步深入到腫瘤分子診斷領域;2007年3月,環境學院、工程學院、國際至明半導體設備制造公司一先進半導體器材有限公司(ASM公司)簽署了“環境友好輕質高模鋁基降噪復合材料”的技術開發合同,合同總額為人民幣1200萬元;同年12月,雙方共建“上海交通大學-ASM公司(香港)先進材料聯合實驗室”在交大揭牌;2007年4月學校與上海市電力公司簽署6項戰略合作協議。金額達1500萬元。雙方將在建立戰略合作伙伴關系的基礎上,進一步探索人才培養機制、產學研合作的科技創新機制,共同為我國電力事業發展做出新的貢獻。年底,與上海電氣電站集團簽署了5年1 5億元人民幣的合作協議,雙方緊緊圍繞國家重大戰略需求和上海先進裝備制造業發展,致力于建立若干個國內領先、國際先進的創新研發平臺和基地。

產學研合作基地取得新進展

學校與上海電氣集團有限公司共建“服務機器人聯合實驗室”;與閔行區政府、自主園區共建三個中心――科技創新服務中心、大學生創業中心、科技成果展示中心;與青浦區人民政府簽署區校合作協議,每年提供專項資金100萬元。共建大學生創業平臺;在無錫市建立了上海交通大學國家技術轉移中心無錫分中心以及上海交通大學金屬新材料工程中心;與銅陵市政府簽署了全面合作協議。

大學生創業工作初見成效

學校通過與地方政府、科學園區在上海紫竹科學園區、徐家匯青年創業孵化園等園區共建大學生科技創業基地而形成大學生科技創業的園中園。在上海市大學生科技創業基金交大分基金支持、資助下,培育和創辦具有自主知識產權的項目31項、科技企業31家,形成專利、軟件著作權等32件。

典型案例

加強國際技術轉移與企業孵化

學校與中加農業國際研發中心就燕麥米深加工關鍵技術及產業化加強了國際技術轉移,企業孵化。

本項目屬于中國和加拿大政府合作項目,項目組成的合作團隊由中國與加拿大共同組建聯合研發機構,通過對加拿大農業部提供的燕麥農產品開發的豐富經驗和技術儲備進行消化吸收,形成具有自主知識產權的燕麥深加TT藝技術及其產品,在上海市南匯區農業示范園創建中加農業國際研發中心,進行包括燕麥在內的農產品的深加工技術、新型功能食品的開發等研究工作,建立示范型中試生產線,并進而在國內組建燕麥等功能食品的深加工產品的大型企業,滿足我國和世界日益增長的健康食品的需求,既豐富健康食品的內需,又提供出口。

該項目的成功將有助于我國的糧食發展戰略。有助于提高我國農產品的深加工技術以及功能性食品產品的開發技術,有助于我國的新農村建設,有助于農民收益的提高,有助于改善我們的生態環境,有助于樹立國家與國家之間建立良好的互利互惠的國際合作和交流的典范。

聯合開發實用無線傳感器網絡

與歐姆龍傳感與控制研發中心(上海)就實用無線傳感器網絡(WSN)的研究與應用進行了聯合開發。

本項目旨在追求核心技術。以突破WSN技術的瓶頸為主要目標,實現自主知識產權的無線傳感器網絡,在技術上產生一到兩項創新的特色,由歐姆龍引進技術并聯合學校科研團隊聯合攻關,推動國內WSN技術基礎研究的發展,同時形成極具價值的行業應用模型,從而進一步帶動WSN技術在各行業的應用。

與上海光電技術有限公司進行技術開發、轉讓

技術轉讓給上海光電技術有限公司的非接觸式紅外三維數字化儀研制,該產品產業化后,將得到廣泛應用。在機械行業,將代替威力手,成為產品設計工程師、機械工程師的理想工具。尤其對于模具制作業,速度快、造型修改方便,將為模具界開辟一條捷徑;應用于游戲開發、動畫制作等,使得設計過程簡單方便,從而推動這一行業的快速提升,最終促進動畫影視業的發展;應用于其他行業,包括醫學、測繪、數字文物保護等等,為相關行業提供一種模型重建的靈活方便的方法。總之,該產品將逐漸代替國外同類產品。打破國外產品在國內市場的壟斷地位,產品需求量將越來越大,具有巨大的市場潛力。其優點:

(1)該產品代替傳統的接觸式數字化儀,應用更加靈活方便。將給相關領域帶來一次大的技術改革。

(2)該產品被廣泛應用于多個行業中,在產業鏈中有著舉足輕重的作用。首先,應用于機械行業,使得模型重建更加快捷方便可靠,為產品的設計和制作提供方便,從而推動計算機輔助制作業的發展。尤其對于模具制作業,速度快、造型修改方便,為模具界開辟了一條捷徑;其次,應用于游戲開發和影視動畫,使得設計過程簡單方便,從而推動這一行業的快速提升,最終促進動畫影視業的發展;最后,應用于其他行業,包括醫學、測繪、數字文物保護等等,它為相關行業提供一種模型重建的靈活方便的方法。

(3)該產品對環境無任何污染,綜合利用了電力能源、計

算機資源以及電子資源,產品體積小,耗電少,節省了空間資源以及電力能源。

與廣西玉柴機器股份有限公司聯合攻關全面合作

上海交通大學和廣西玉柴機器股份有限公司的產學研合作始于1995年,取得了豐碩的成果:

1、國產歐Ⅲ電控柴油機開發

為了開發出具有自主知識產權的達到歐Ⅲ排放的電控柴油機,玉柴董事長親自邀請上海交通大學卓斌到玉柴領導一個團隊,順利達到了項目目標,得到了國內外廣泛的高度評價,率先填補了國產歐Ⅲ電控柴油機的空白。完成了玉柴柴油機的升級和標定推出3種城市客車用歐Ⅲ柴油機,已經批量生產,符合國家強制性標準要求。在北京公交總公司的2005年招標書上,將玉柴作為國內僅有的一家發動機廠列入,成為國內第一個批量生產的、自主開發的電控歐Ⅲ客車用柴油機。完成了國內自主開發的第一臺轎車電控柴油機,成功在上海工博會展出,在國內各主要的自主品牌轎車上配套試用。

成果不僅對我國柴油機行業的技術進步做出了巨大貢獻。也使我國柴油機產業科技能力得到了國際認可和高度評價。國際著名的德爾福柴油系統的重型部總裁David Friday的評價:上海交大卓斌教授的團隊用了5個月,完成了歐美的世界級的大公司需要5年才能開發成功的項目。我們非常榮幸能夠有這樣一個戰略合作伙伴。更為使我們驚訝的事,卓教授帶領、培訓出了一支年輕的、高水平的研發團隊……實事求是地說。卓教授不但培訓了玉柴的人,在如何讓德爾福迅速適應中國市場和中國用戶需求方面,卓教授對德爾福也進行了很好的培訓。

2、高壓共軌電控柴油機開發

上海交通大學與廣西玉柴機器股份有限公司,早在1998年就聯合開展了高壓共軌電控柴油機的自主開發,這是全國最早進行的柴油機共軌技術研究項目,最早開始追蹤國際先進技術,完成了國內最早的自主開發的高壓共軌電控柴油機,并在此基礎上形成目前正大力產業推廣應用的柴油機GD-1電控系統。

3、柴油機GD-1電控系統開發與產業推廣

上海交通大學與廣西玉柴機器股份有限公司經過多年的努力。聯合國內8家企業研制并試制出了GD-1(Green Diesel-1)柴油機高壓共軌電控系統,于2003年12月由上海市科學技術委員會主持的鑒定,獲得了“科學技術成果鑒定證書”。

鑒定結論為:“成果水平國內領先。性能指標達到國際先進水平”。取得了較多的技術創新,獲得了成套的柴油機高壓共軌電控系統核心技術的完全自主知識產權。形成了較完整的國內產業化研發團隊,基本突破了柴油機電子控制系統關鍵技術,并利用這些技術研制出了GD-1柴油機高壓共軌電控系統,在國內率先裝車應用。

目前,已經形成了一個柴油機電控系統平臺,進入小批量配套試用,計劃2007年實現批量生產與產業供貨。將極大地促進我國柴油機產業技術進步與車輛動力的柴油機化發展,有助于提升我國柴油機產業、甚至汽車產業的核心競爭力。其次是將促進我國汽車電子產業的技術進步,提高國外產品入關的門檻,擺脫目前的“空心化”局面,拉動相關產業的發展。

4、車用柴油機噪聲與整車噪聲的研究

為了提升玉柴柴油機性能,上海交通大學與廣西玉柴機器股份有限公司首先從柴油機降噪開展合作,實現了如下目標:降低柴油機機械噪聲,通過有限元計算改進機體結構以增強剛性、改進主軸承蓋設計、改進活塞裙部型線等技術降低噪聲3.4dBA;降低柴油機燃燒噪聲,通過燃燒室改進、噴油規律優化等技術降低噪聲4.17dBA。批量生產的發動機臺架1m噪聲降低4~7dBA,整車車外7m加速噪聲降低1~4dBA,符合國家強制性標準要求。全部技術措施從1998年起已應用于產品柴油機,1998~1999年共生產2.9256萬臺,產值6.5828億元,新增利稅1.5301億元。

5、高新技術聯合研發基地

第8篇

論文關鍵詞:飛思卡爾;嵌入式;綜合實驗

近年來,隨著嵌入式技術的發展,嵌入式系統在越來越多的領域內得到了廣泛的應用,各種相關的嵌入式產品紛紛涌現,然而嵌入式技術人才的供給遠遠小于社會需求,因此各大高校紛紛開展嵌入式教學。目前高校中多采用ARM嵌入式教學系統,教學環境比較單一,若能將更多業界優秀的嵌入式系統引入到高校教學中,將會給學生深入學習嵌入式系統提供更多可以選擇的平臺,而飛思卡爾單片機無疑是很好的選擇。飛思卡爾公司是世界上最大的半導體公司之一,隨著它在汽車電子和工業自動化控制等領域中日益廣泛的應用和市場份額的增大以及飛思卡爾杯全國大學生智能車比賽的日趨火熱,其已經越來越多的融入到了我們的日常生活中。上海電力學院(以下簡稱“我校”)加入飛思卡爾全國大學計劃,參與飛思卡爾公司與高校攜手共建的“飛思卡爾嵌入式設計及應用”示范教學實驗室,將飛思卡爾嵌入式系統納入嵌入式教學體系中,從而給我校的嵌入式教學注入了新的活力,

“嵌入式系統”是一門實踐性很強的課程,實驗是“嵌入式系統”課程的重要組成部分,學生必須通過大量的實驗和實踐環節,來加深對嵌入式系統理論知識的理解和認識。因此,加強嵌入式系統實驗教學建設,對嵌入式系統的學習、研究與開發將起到關鍵的作用。綜合性實驗的合理設置更是培養學生系統設計和創新能力的重點,為了適應我校嵌入式人才培養的教學要求,需要我們在教學實踐中不斷提高和改進,不斷探索和實踐。

一、飛思卡爾嵌入式實驗教學環境

飛思卡爾嵌入式實驗教學采用蘇州大學開發設計的基思卡爾MC9S12DG128系列的MCU嵌入式教學實驗箱,包含了配套的基礎實驗和綜合實驗的實驗體系。基礎實驗主要是對MC9S12DG128芯片的基本功能模塊的學習和應用。通過完成這些驗證性的基礎實驗,使學生逐步熟悉嵌入式軟硬件的設計過程,從而對飛思卡爾嵌入式開發平臺的功能、特性有了初步的認識和掌握。

但是我們在教學中發現,因課時有限,部分綜合實驗中所涉及的知識點未能講解,因此綜合實驗項目的完成相對有一定的難度,且與基礎實驗的跨度較大。學生很難運用基礎實驗的相關內容完成綜合實驗,造成學生無從下手,從而對綜合實驗失去了興趣,這在很大程度上影響了教學效果。而綜合性實驗對學生創新能力、科學思維能力和綜合分析能力的培養至關重要,合理設計綜合實驗才能完善整個實驗體系,符合課程設置的連貫性和科學性,才能使學生深入理解和掌握嵌入式系統的精髓。因此針對我校學生的人才培養定位,開發和設計能夠銜接基礎實驗、結合實際應用的綜合性實驗是實驗教學中面臨的一個亟待解決的問題。

二、創新實驗內容,優化實驗體系

綜合性實驗的開發和設計既要符合學生的認知特點,由淺入深,由易到難,又要綜合和涵蓋課程的單元知識點。根據學生的興趣和現有實驗條件,保證實驗效果。在此基礎上,設計了幾個綜合性實驗,現以“計算器的設計”實驗為例進行說明。

學生對計算器的功能比較熟悉,所以這個題目具有實用性,學生易于接受。本實驗的實驗目的是通過算法將4×4鍵盤中的按鍵設置成所需的功能鍵和數字鍵,通過按鍵輸入數字及運算符號,設計計算器算法完成相應運算,將結果顯示在液晶顯示器上,當輸入錯誤時會有鈴聲提示。本實驗系統結合了鍵盤模塊、液晶顯示模塊、鈴聲控制模塊和并行I/0口模塊的知識點,學生只有掌握了各模塊功能,并認真做好相關的基礎實驗后,才能順利進行實驗,這在一定程度上也加強了他們對基礎實驗的重視。

在綜合實驗的設計中充分考慮到了學生學習認知能力的區別。為避免有的學生“吃不飽”,將實驗要求分為基本要求和提高要求。基本要求是每個學生必須完成的,在完成基本要求的基礎上,學有余力的學生可以繼續完成提高要求。本實驗的提高要求是:(1)將SCI串行通信模塊加入,采用電腦和鍵盤兩種輸入方式,使運算過程和結果可同步顯示在電腦上。(2)此計算器在不用的時候可做時鐘使用,用于顯示當前系統時間,并可進行時間調整和鬧鐘設置。提高要求涵蓋了大部分基礎實驗,加強了對前面所學各章節內容的綜合考察和系統應用。學生在實驗中可隨時查漏補缺,做到融會貫通。另外該實驗還可靈活的變通為另外一個實驗——超市收銀機系統。該實驗的要求與計算器基本相同,但在算法實現上會有所區別,這就給學生一個繼續思考和發揮的空間。實驗完成較快的學生不會無所事事或代替其他學生做實驗,充分提高了課堂時間的利用率、學生的積極主動性和探索精神,活躍了實驗氛圍。

當然,實驗要求不是一成不變的。在實驗過程中,學生可以隨時提出自己的想法,更改或者增加實驗功能,教師幫助進行思路引導和可行性分析,讓學生自己通過實驗驗證結果,給予學生最大的自由度。對基本要求的“緊”和提高要求的“松”,使教師能最大程度的把握課堂節奏,關注到各個層面的學生。這在很大程度上提高了學生的創新意識和動手能力,激發了學生的學習興趣。

三、綜合實驗教學的發展思路

隨著學院對嵌入式教學等應用實踐型課程的日益重視,實驗教學的改革和發展成為提高嵌入式教學質量的重要環節。該課程的教學改革正在不斷深入,對今后實驗教學的改革方向有以下思路:

1.更新實驗體系

目前基礎實驗的題目設置與其他硬件課程有重復的部分,如在單片機課程和ARM課程中均有數碼管顯示、鍵盤控制和液晶顯示等實驗。雖然實現方法不同,但實驗基本原理相同,這樣會使學生產生厭煩情緒,對實驗內容提不起興趣。從而不能對飛思卡爾嵌入式產品有深入的認識和理解,而將其等同于其他的課程。因此,應緊跟產品業界的發展,將最新技術成果引入到課堂上,突出產品自身特點,尤其是在控制領域的優勢,不斷更新理論知識結構,進而改進實驗體系,設計出新穎性和實用性相結合的基礎實驗,拓展綜合實驗的范圍和難度是未來實驗改革的方向。進一步強化專業設計能力的提升,縮小課本知識與市場需求的差距,為學生將來進入嵌入式行業打下牢固的技術基礎。

2.更新實驗設備

嵌入式教學具有非常強的實踐性,因此實驗設備的硬件配備對嵌入式實驗教學具有關鍵作用。目前使用的實驗箱硬件結構固定,可擴展性不強,限制了實驗開發的進一步開展。如何根據我校人才培養目標和培養模式的要求,[3]自行設計和開發具有靈活性和針對性、實用性和專業性相結合的實驗設備是飛思卡爾嵌入式教學在今后實驗教學中的一個重要的改革方向。

3.引入全國智能車競賽的成果

隨著“飛思卡爾”杯全國大學生智能車競賽的日益普及和火熱開展,各參賽隊伍都在不斷提高軟硬件技術水平。在今后的教學中可逐漸將大賽技術成果融入到日常的實驗教學系統中。針對學有余力的學生,可將整個車模系統分成幾個部分,每一部分作為一個綜合實驗的題目,由幾個學生共同參與。這樣沒有參加比賽的學生也能吸收和共享比賽精華,將極大地激發學生的學習興趣和學習熱情,加強系統設計和創新能力。

4.改進考核體系

作為一門軟硬件結合緊密的學科,嵌入式教學的考核應該走出傳統固定的考核方式。單純的理論考試或上機考試都不能準確衡量學生的學習效果。探索合理、有效和公平的考試體制對全面檢驗學生對該課程的掌握程度有著重要的意義。可以采用多種考核方式,如理論考試結合實驗考試方式,[4]要求學生在規定的時間內完成。總評成績的評定是平時成績+理論考試成績+實驗考試成績的結合。這種全方位、多角度的評判模式,可從根本上促進學生的學習自覺性和主動性,進一步提高學生對嵌入式開發系統的應用能力和實踐能力。加快我校嵌入式人才培養的改革。

四、結論

第9篇

“神舟”邀游太空行――載人航天

探索太空是人類長久的夢想,這個夢想在美國、俄羅斯完成之后,也由中國人完成了。

1999年11月20日6時30分,“神舟一號”飛船在酒泉衛星發射基地順利升空,經過21小時的飛行后順利返回地面。這枚載人航天工程的“先鋒官”,竟是由地面試驗用的電性能測試飛船臨時改裝而成。將初樣產品直接當成正樣產品使用,在中國航天史上史無前例。

2001年1月10日凌晨,“神舟二號”飛船發射成功。飛船在軌飛行近7天后返回地面。“神舟二號”是第一艘正樣無人飛船,技術狀態與載人飛船基本一致。它的發射完全是按照載人飛船的環境和條件進行的,凡是與航天員生命保障有關的設備,基本上都采用了真實件。

2002年3月25日,“神舟三號”飛船發射升空,于4月1日返回地面。“神舟三號”飛船搭載了人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備以及形體假人,能夠定量模擬航天員呼吸和血液循環等重要生理活動參數。

2002年12月,“神舟四號”在經受了零下29攝氏度低溫的考驗后,于30日0時30分成功發射,突破了我國低溫發射的歷史紀錄。

2003年10月15日,我國第一艘載人飛船“神舟五號”成功發射。中國首位航天員楊利偉成為浩瀚太空的第一位中國訪客。神舟五號21小時23分鐘的太空行程,標志著中國已成為世界上繼俄羅斯和美國之后第3個能夠獨立開展載人航天活動的國家。

2005年10月12日,我國第2艘載人飛船“神舟六號”成功發射,航天員費俊龍、聶海勝被順利送上太空。17日凌晨,在經過115小時32分鐘的太空飛行后,飛船返回艙順利著陸。“神舟六號”進行了我國載人航天工程的首次多人多天飛行試驗,完成了我國真正意義上有人參與的空間科學實驗。

2008年9月25日,我國第3艘載人飛船“神舟七號”成功發射,3名航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬順利升空。27日,翟志剛身著我國研制的“飛天”艙外航天服,在身著俄羅斯“海鷹”艙外航天服的劉伯明的輔助下,進行了19分35秒的出艙活動。中國成為世界上第3個掌握空間出艙活動技術的國家。

“嫦娥”欲飛廣寒宮――深空探測

月亮曾被人類的神話渲染得無比神秘和美麗。美國科學家登月之后證明這只是一個荒蕪的地方,當然也沒有廣寒宮。為了驗證這一切,中國人也要探索月球。

首次載人航天成功后,探月工程成為中國在航天技術發展過程中的又一個里程碑。載人航天距地球飛行的軌道是200~300千米,應用衛星所達到的軌道高度是3萬到4萬千米,而月球探測所需要的距離近40萬千米,這將促進中國航天技術水平的提升,也將深化中國對宇宙空間的認識。中國的探月計劃分為“繞”、“落”、“回”三個階段實施。2007年10月24日18時5分,我國在西昌衛星發射中心用三號甲運載火箭將“嫦娥一號”衛星成功送入太空。

“嫦娥一號”是我國自主研制的第一顆月球探測衛星,它的發射成功,標志著我國實施繞月探測工程邁出重要一步。11月5日,“嫦娥一號”成功“牽手”月球,成為中國第一顆月球衛星:11月7日,“嫦娥一號”以準確進入200千米使命軌道為標志,完成中國歷史上最遠的“太空”;11月26日,“嫦娥一號”傳回的“第一幅月圖”完美亮相,中國首次月球探測工程圓滿成功……“嫦娥一號”月球探測工程的成功,開啟了中國人走向深空探索宇宙奧秘的時代,標志著我國已經進入世界具有深空探測能力的國家行列。同時,探月工程也必將帶動信息、材料、能源、微機電、遙感科學等其他新技術的提高,對于促進中國社會經濟的發展具有重要意義。

眾星拱月參北斗――人造衛星

天上的星星參北斗,人造衛星也不例外。而且中國的幾十顆人造衛星更是在探索星空,為民服務。

1970年4月24日,中國第一顆人造地球衛星“東方紅”1號在酒泉發射成功,中國成為世界上第5個發射衛星的國家。1975年11月26日,中國首顆返回式衛星發射成功,3天后順利返回,中國成為世界上第3個掌握衛星返回技術的國家。1981年9月20日,中國用一枚火箭發射3顆衛星獲得成功,成為世界上第4個掌握一箭多星發射技術的國家。1984年4月8日,“東方紅二號”地球靜止軌道通信衛星發射并定點成功,中國成為世界上第5個能自行研制發射地球靜止軌道通信衛星的國家。1988年9月7日和1990年9月3日,兩顆“風云一號”太陽同步軌道氣象衛星先后發射成功。1997年6月10日第1顆“風云二號”靜止軌道氣象衛星發射成功,我國成為世界上第3個同時擁有極軌道和靜止軌道氣象衛星的國家。1999年10月14日,中國第1顆“資源一號”衛星發射成功,我國成為世界上第4個擁有地球資源衛星的國家。2000年10月31日第1顆“北斗一號”導航衛星發射成功,至今已成功發射6顆導航衛星,建成了“北斗一號”區域導航系統,成為世界上第3個擁有自主衛星導航系統的國家。至今,我國自行研制和發射了80多顆人造地球衛星。我國研制的14種“”系列運載火箭基本上滿足了發射不同軌道、不同用途衛星的要求。迄今,“”系列運載火箭117次騰空,將我國自行研制的80多個空間飛行器(包括7艘飛船和1個月球探測器)送入預定軌道,成功發射了29顆外國制造的衛星。我國獨立研制成了返回式遙感衛星系列、“東方紅”通信廣播衛星系列、“風云”氣象衛星系列、“實踐”科學探測與技術試驗衛星系列、“資源”地球資源衛星系列、“海洋”衛星系列和“北斗”導航定位衛星系列。各類衛星被廣泛應用于社會、經濟、科技、文化教育和國防建設等領域,在推動國防現代化建設和國民經濟建設上發揮了至關重要的作用。

生命天書揭秘密――破譯基因圖譜

人類既遙望星空,也需要探索自己生命的本質和奧秘。為此,中國參與了人類最重要的探索自身的科學研究,破譯自身的生命密碼,即人類基因組計劃。

人類基因組計劃是要揭開組成人體10萬個基因的30億個堿基對的秘密。該計劃先后有美、英、日、德、法及中國等6個國家、16個實驗室及1100名生物科學家、計算機專家和技術人員參加。1999年7月我國在國際人類基因組注冊,承擔了國際人類基因組大規模測序任務的1%,即3號染色體短臂上3000

萬個堿基對的測序任務。

2002年中國科學家又承擔了人類基因組單體型圖計劃10%的任務,即構建3號、21號染色體和8號染色體短臂的單體型圖。同時,中國還提供一半的亞裔樣品。這個計劃主要是破解人類基因組序列中的單個堿基差異,了解其在人群中的分布與規律,為發現與疾病相關的基因及其多態位點提供重要依據。

2007年10月11日,由深圳華廈基因研究院、生物信息系統國家工程研究中心及中國科學院北京基因研究所共同繪制的第一個完整中國人基因組圖譜(又稱“炎黃一號”)宣布完成。這也是第一個亞洲人全基因序列圖譜,是用新一代測序技術獨立完成的100%中國人基因組圖譜。從族群的差異來說,由于完成的中國人的基因組是漢族人的基因組,因而意味著能把這一成果覆蓋到中國92%的漢族人口。至少讓擁有相同遺傳特點的同一族群的人在未來可享有藥物治療和保健的基礎。

人類基因組研究至少在疾病治療方面提供了堅實的基礎。未來,對于單基因病,如亨廷頓舞蹈病、遺傳性結腸癌和乳腺癌等,可采用“定位克隆”和“定位候選克隆”的思路進行診斷和治療。對于心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經精神類疾病(如老年性癡呆、精神分裂癥等)、自身免疫性疾病等多基因疾病則可通過多基因的調控來診斷治療。

修補生命不是夢――干細胞和再生醫學研究

生命不只是出生和成長,還有死亡和受傷。對于生命的損傷以及并未達到人類正常壽命的死亡,是可以通過生物醫學技術來彌補的,干細胞和再生醫學就是這樣一種典型技術,中國人正在這個領域突飛猛進。

干細胞研究和再生醫學是生物醫學的前沿陣地之一,中國在這一領域有很多成果已經接近世界先進水平。目前國際干細胞研究形成了4大熱點,即胚胎干細胞建系及定向誘導成組織細胞的分子機制;成體干細胞橫向分化的條件:各種組織成體干細胞庫的建立以及臨床治療試驗等。

中國研究人員已經能體外克隆出人骨、血液、神經和皮膚等組織,并已經著手克隆血管、食道和膀胱等器官。例如,我國已研發了第一個具有自主知識產權并己獲得國家藥品監督管理局批準的規范的自體骨髓間充質干細胞(MSCs)產品,在修復心肌、再生血管、改善心功能上明顯優于骨髓單個核細胞。同時,我國也建立了人類胚胎干細胞體外誘導分化為中腦多巴胺能神經元和脊髓運動神經元的方法,以及建立誘導人胚胎干細胞分化為肝細胞的方法,為治療帕金森氏病、細胞移植和肝病替代治療提供了基礎。同時,我國研究人員從骨髓中分離出間充質干細胞進行肌腱體外培養,形成有正常功能的肌腱細胞。將這些肌腱細胞植入后腿膝蓋部肌腱斷裂的小白鼠,能幫助小白鼠恢復正常的活動能力。

我國研究人員還利用干細胞在一只身長不足5厘米,體重不過20克的裸鼠背上培育出了1厘米長管狀的兔子尿道。我國研究人員還從大鼠的軟骨中提取間充質干細胞,經體外培養擴增后,可以形成心肌細胞,植入發生心肌梗塞的大鼠心臟中,顯著改善了心臟功能。

這些成果意味著,不久以后,可以利用干細胞克隆生成的器官和組織治療癌癥、心血管疾病、糖尿病、肝臟疾病、帕金森氏病、泌尿系統疾病、老年性癡呆等疾病。

水稻“天書”已破譯――水稻基因測序

水稻是人類的重要食糧,世界上有一半的人靠水稻為生,人類在感謝它的同時,更愿意從分子深處了解它的奧秘,于是中國人參與了破譯水稻基因組。

2005年8月出版的英國《自然》雜志刊登了一張水稻全基因組序列完成圖,其覆蓋率和精確度均遠遠高于此前發表的草圖。這是目前己完成的最精確、最完整的測序工作之一,是繼人類基因組計劃之后,科學家完成的又一項重要測序工作。我國科學家(包括臺灣地區的科學家)對國際水稻基因組計劃的貢獻率達20%,寫下了絢爛的“中國卷”。國際水稻基因組測序計劃始于1998年,由日本、美國、中國等10個國家和地區參加。此次繪制完成的水稻基因組全圖不僅定位了水稻中的3.75萬個基因,而且率先在動植物中完成了對著絲粒的測序。除已經完成測序的水稻1、4、10號染色體外,其余染色體的測序分別由日本(5條)、美國(2條)、中國臺灣(1條)、法國(1條)完成,印度、韓國、巴西等參與了部分染色體測序工作。

2002年底,科學家們初步繪制完成了水稻基因組草圖。中國科學院上海生命科學研究院國家基因研究中心參與了這項國際大型研究工作。在草圖的繪制中,中國科學家圓滿完成了水稻4號染色體的精細序列測定和分析工作。在接下來的全圖繪制中,中方科學家承擔并完成了水稻秈、粳兩個亞種間全基因組序列的比較及水稻基因組著絲粒序列的分析工作。另外,中方科學家還填補了水稻4號染色體序列的4個物理空缺和近300個序列空缺,使得4號染色體仍然是測序最完整的染色體之一。水稻是迄今第一個被測序的農作物,共有12條染色體,其中蘊藏著高產優質、美味色香以及與抗病抗蟲、抗逆等性狀相關的遺傳信息。解析水稻基因組序列,是改進水稻品質、提高水稻產量的前提和基礎。

糧棉生產創奇跡――超級稻和轉基因棉

曾有人懷疑:誰來養活中國人。這個問題由一位叫袁隆平的中國科學家作出了回答:靠中國人,首先是靠超級水稻。

中國是世界上首個成功培育出超級雜交水稻的國家,這一切都要歸功于這位叫袁隆平的人。雜交稻研究是公認的世界難題,袁隆平的研究相繼獲得了“二九南1號”、“三系雜交稻”、“兩系法雜交水稻”、“超級雜交稻”的成果。2008年10月,超級雜交稻在示范區躍上畝產900千克大關。從“三系法”到“兩系法”再到“超級稻”,從畝產400千克到600千克再到900千克,我國農業創造了世界糧食生產的奇跡――以7%的耕地養活了占世界22%的人口。目前,中國的雜交水稻已走出國門,為解決全球特別是發展中國家的缺糧問題發揮作用。至今,已有東南亞、南亞、南美、非洲等40多個國家和地區研究或引種,種植面積達150萬公頃,增產效益十分顯著,被世界譽為“中國第五大發明”。

中國人能自己解決吃的問題,同樣也能自己解決穿的問題,這首先體現在轉基因抗蟲棉方面。所謂轉基因抗蟲棉,就是通過生物技術,把一種細菌的遺傳物質(DNA)片段轉移到棉花里,讓棉花具有一定的抗蟲性狀。我國是世界產棉和消費大國。20世紀90年代前期,大面積的棉鈴蟲災害使得我國一些棉區的棉花畝產降幅達80%。就在棉鈴蟲肆虐之際,一家跨國公司憑借其領先世界的生物技術,研制出了轉基因抗蟲棉,并一舉占有我國95%的抗蟲棉市場份

額。發展國產轉基因抗蟲棉勢在必行。我國從1991年開始進行棉花抗蟲基因的構建工作,1992年,中國農科院生物技術所采用基因工程技術,成功研制出單價抗蟲基因,使中國成為世界上第二個擁有抗蟲基因自主知識產權的國家。繼而,他們又先后培育成功既抗棉鈴蟲又抗蚜蟲的雙抗棉花新品種。采用基因工程和傳統雜交技術相結合的方法,我國科學家首次在國際上選育成功高產量、高純度、高效率、大規模、低成本、能夠直接應用的轉雙價抗蟲基因的三系雜交抗蟲棉sGKz8,整體技術水平居國際領先。如今,我國轉基因抗蟲棉品種在產量、抗性等方面已明顯優于美國抗蟲棉品種,不僅奪回了70%的市場份額,而且走向了國際市場。

獲取資源新途徑――動物克隆與轉基因技術

人類為了向動植物獲取更多的資源,發明了克隆和轉基因技術。中國人在這個領域也走到了世界的前列。

克隆(Clone)源于希臘文Klon,原意為用樹木的枝條增殖,現指人工誘導下的無性繁殖,即從一個細胞得到兩個以上的細胞、細胞群或生物體,由一個親本系列產生的DNA系列的技術,稱之為克隆技術。將一個細胞分裂繁殖一大群細胞,叫一個克隆。1903年開始,克隆技術被引入園藝學,隨后逐漸應用到植物學、動物學和醫學方面,現已通過無性繁殖方式產生后代,如克隆青蛙、克隆鼠、克隆兔、克隆猴、克隆豬、克隆牛,乃至用體細胞克隆山羊、綿羊。這一尖端生物技術還能挽救瀕危動植物,所以克隆技術成為20世紀重大的科技成果之一。

從20世紀80年代起,我國就開展了大量的動物胚胎細胞克隆研究工作。1984年3月9日,我國青年學者旭日干與日本學者合作,培育出世界上第一胎“試管山羊”,1989年,“試管綿羊”被成功培育。1989年8月15日,我國又成功培育出首胎“試管牛”。“試管綿羊”和“試管牛”的成功培育,使我國成為繼美國、日本、法國之后在世界上擁有此項技術的為數不多的國家之一。山東萊陽農學院的克隆牛在國際上首次使用了玻璃化超快速冷凍保存技術;中國農業大學成功地克隆了我國第一頭體細胞克隆豬;西北農林科技大學培育了世界首例成年體細胞克隆山羊。動物體細胞克隆大大加速高產牲畜、優質種畜的迅速擴繁。2002年,中國首批本土克隆牛誕生,使中國繼日本、新西蘭和美國之后,成為第四個克隆牛研究成功的國家,創造了克隆胚胎移植受胎率、妊娠出生率、繁殖成活率和群體規模四項世界第一,成為中國生物工程技術發展史上的一個里程碑。

在克隆的同時可以引進一些外源性基因稱為轉基因。我國在轉基因動物研究方面也取得了可喜的成就,如轉基因魚等已處于國際領先地位,轉基因奶牛的研究也可望在近期內有突破性進展。一種生長耗料低、肉質好、抗病力強的轉基因豬,已由湖北省農科院畜牧所培育成功,其基因導入總效率為2.1%,比國外高出一倍多,超過國際先進水平。2003年10月13日,世界上第一頭轉人巖藻糖轉移酶基因的體細胞克隆牛“巖娃”在其出生地山東省梁山縣通過專家鑒定。“巖娃”同時創造了在同一頭牛中轉有3種(人巖藻糖轉移酶基因、綠色熒光蛋白基因和新霉素抗性基因)不同外源性基因的世界先例。

生命進化有新說――澄江動物群研究

人類和生命來自哪里?中國科學家對此作出了某些回答,這就是寒武紀生命大爆發的研究成果。

寒武紀距今5.4億~5.1億年,在短短的500萬~1000萬年時間內,大量生物門類迅速涌現,現今30多個門類那時就涌現出20個。寒武紀生命大爆發一直讓包括達爾文在內的科學家們困惑不解。在人們普遍認同達爾文進化論的今天,全面揭示并合理解釋寒武紀生物大爆發的真實原因、探索眾多動物門類起源的難題,是古生物學和進化生物學的重要前沿科學領域。自1984年我國學者在云南澄江發現“澄江動物群”以來,深入研究寒武紀生命大爆發成為可能,而我國科學家更憑借得天獨厚的化石資源優勢,取得了突出成就:采集標本10萬余件,并對各門類化石進行了化石生物學、功能解剖學、演化生物學、古生態學、古地理學、埋藏學等多學科綜合研究;發現并研究了包括脊椎、真節肢、螯肢和甲殼等動物的起源;發現并論證了已知最古老、最原始的脊椎動物昆明魚和海口魚,將脊椎動物早期歷史往前推進了約5千萬年;證實了現生動物門和亞門以及復雜生態體系起源于早寒武紀:提出“廣義進化論”,對寒武紀生命大爆發的激發因素進行了綜合分析……一系列的相關成果使得我國科學家在早期生命演化與“寒武紀大爆發”研究領域取得國際領先地位。其中“澄江動物群與寒武紀大爆發”研究項目榮獲國家自然科學獎一等獎。

全球前10有“曙光”――超級計算機

除了吃穿住等人類的基本需求外,信息攝取和處理也成為人類進步和經濟發展的巨大標志,中國人研發的超級計算機已進入世界前10名的行列。

2008年8月,由中國科學院計算技術研究所、曙光信息產業有限公司自主研發制造的百萬億次超級計算機“曙光5000”研制成功。“曙光5000”高性能計算機是國家863計劃高性能計算機及其核心軟件重大專項支持的研究項目,是面向網絡的高性能計算機,同時也是面向信息服務的超級服務器,可以提供多目標的系統服務。“曙光5000”系統峰值運算速度達到每秒230萬億次浮點運算,Linpack(高性能計算領域最出名和使用最廣泛的基準測試)運算速度超過每秒160萬億次浮點運算,是目前國內速度最快的商用高性能計算機系統,其運算速度全球排名前10。除了超強計算能力,它還擁有全自主、超高密度、超高性價比、超低功耗以及超廣泛應用等特點。這標志著中國成為繼美國之后第二個能制造和應用超百萬億次商用高性能計算機的國家,也表明我國生產、應用、維護高性能計算機的能力達到世界先進水平。從突破發達國家的技術限制與封鎖,到躋身世界高性能計算機平臺供應商,再到成功地轉型商用……中國高性能計算機的發展已經走過了17年的歷程。曙光通過他們的信念、通過他們的智慧,讓這一切慢慢地成為了自己手中的現實和別人眼中的奇跡。

自主研發中國“芯”――龍芯高級芯片

高性能的計算機是信息技術的核心,而芯片又是計算機的核心。中國的龍芯正是這樣一種高級芯片。

龍芯(英語:Loongson)是我國第一款自主開發的高性能通用CPU芯片,由中國科學院計算機技術研究所于2002年研制成功。龍芯的特殊性在于它是通用CPU,而不是一般的ASIC芯

片。通用CPU是信息產業的基礎部件,是武器裝備的核心器件。通用CPU可廣泛應用在國防安全、計算機、工業控制、信息家電、汽車電子、航空航天等領域。可以說,通用CPU對于信息產業,就像鋼鐵對于工業,具有基礎的支撐作用。發展自主知識產權的微處理器,建立自主可控的信息產業是國家的需要、時代的需要,是產業發展的需要。自從2001年初正式開始龍芯處理器的設計以來,龍芯已經走過了8年的歷史。龍芯的發展經歷技術積累、產業突破、產業積累以及形成體系4個發展階段。在這8年中。我國從無到有地掌握了高性能處理器的核心技術及其質量設計技術,目前最新設計的龍芯系列處理器已經達到了世界先進水平(最近流行的四核龍芯3號處理器采用65nm工藝,主頻IGHz,晶體管數目達到4,25億個)。8年來,龍芯系列芯片將我國高性能通用CPU與國際先進水平的距離縮短了15年。龍芯的每一個動作,都成為整個計算機產業關注的焦點。

不盡能源滾滾來――“人造太陽”研制

人類能不能制造一個裝置像太陽那樣為人類提供源源不斷的能源?回答是可能的,中國科學家已經獲得初步成功。

“人造太陽”是指基于可控熱核聚變反應堆,使其像太陽那樣產生巨大的能量,安全可靠而又一勞永逸地解決人類能源之需。這一計劃的正式名稱是國際熱核聚變實驗堆項目(ITER),其意義不亞于國際空間站計劃和人類基因組計劃。中國與美、歐、俄、日、韓、印7方共同參與,并承擔10%的任務,從而使該計劃成為迄今為止我國參與的最昂貴也最具挑戰性的大科學工程國際合作項目。我國自主設計、自主建設的人造太陽――EAST熱核聚變裝置也于2006年9月首次成功放電,成為世界上第一個建成并真正運行的“實驗型先進超導托卡馬克”裝置。托卡馬克是“磁線圈圓環室”的俄文縮寫,這是一個由封閉磁場組成的“容器”,用來約束電離子的等離子體。為了達到核聚變所要求的條件,托卡馬克已經變為一個高度復雜的裝置,要有超大電流、超強磁場、超高溫、超低溫等極限環境,對工藝和材料也提出了極高的要求。EAST裝置有真正意義的全超導和非圓截面特性,更有利于科學家探索等離子體穩態先進運行模式,其工程建設和物理研究將為ITER的建設提供--直接經驗和基礎。未來的穩態運行的熱核聚變反應堆用于商業運行后,所產生的能量夠人類用數億年乃至數十億年。

上天入水有幫手――機器人技術

讓機器人為人類干活再也不是夢想而是現實,中國人現在也圓了這個夢。

我國現有機器人數目與全球相比僅占很小的比例,然而在某些領域已經取得了世界公認的成績。例如,2006年5月9日,中國科學院自動化研究所在中國科技館新館奠基典禮上展出了兩款仿人機器人,至今許多人還對能微笑、哭泣、憤怒、作思考狀的“童童”和能按照要求立刻畫出熊貓、小狗、老鼠以及當場為任何人畫肖像的“貝奇”記憶猶新。除了仿人領域,機器人還能在探知神秘海底世界方面發揮舉足輕重的作用。1986年863計劃實施之前,我國研制的水下機器人都是有纜遙控水下機器人,工作深度僅為300米。1997年6月中國第一套6000米水下機器人試驗成功,標志著在無纜水下機器人研制方面中國已經達到了國際先進水平。我國目前已自主研制出7000米水下機器人,期待能夠在海底探測方面做出更大的貢獻。在我國第24次南極科考中,有了兩位特殊的隊員――具有自主知識產權的“低空飛行機器人”和“冰雪面移動機器人”,其中低空飛行機器人在150米的高空成功進行了兩次15分鐘25千米的低空穩定飛行,冰雪面移動機器人成功地進行了機動能力、環境適應能力、防水能力的試驗和模擬冰川移動測量等科考任務,它們在南極惡劣的自然和氣候條件下能大顯身手,這標志著中國極地科考機器人的研究及應用進入了一個新的階段。

納米描繪新世界――納米技術研究

納米是10億分之一米,相當于4倍原子大小,比單個細菌的長度還要小。這種微觀的尺度正在改變著世界。

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