时间:2023-01-15 11:43:07
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇汽车电子新技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:普通高校;专业课程;考核方法;汽车电子控制技术
作者简介:谈炳发(1963-),男,江苏吴县人,天津科技大学机械工程学院,副教授;崔世海(1977-),男,山东栖霞人,天津科技大学机械工程学院,副教授。(天津 300222)
基金项目:本文系天津市教改项目(项目编号:C03-0802)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0076-02
学校教育考试是学校的教师和管理人员根据培养目标选择相应的考试内容和方法,对学生掌握知识的程度和具有的能力、技能、素质水平进行检测、鉴定和评价,并促进其发展和提高的一种教学活动。随着高校招生规模的扩大,我国已步入高等教育大众化教育阶段,普通高校的生源质量明显下降,学生水平参差不齐,学生的学习主动性差,自我约束力不足,仍采用过去的精英教育方式显然是不合理的。[1]普通高校专业课程考核方法的改革主要在于根据专业培养目标、业务规格和课程教学要求设计有利于促进学生学习和实践的主动性与积极性,有利于全面、客观地评价教学目标的实现程度和鉴别学生差异性的教育教学考试模式,提高课程教学质量,达到教学目的,对控制专业人才培养质量、实现培养目标起到积极作用。通过“汽车电子控制技术”课程考核方法的改革实践,说明对专业课程考核方法的改革是可行的、有效的。
一、现行专业课程考核方法存在的弊端
在现行的高校课程考核评价中,考核的类型大致分为考试和考查两大类。课程考核模式主要以检测学生课程学习中书面考试成绩为目的,存在不少问题。[2]
1.重理论轻实践
传统的课程考核注重于理论知识的检验,对培养学生的创新意识、实践能力作用甚微,基本上就是课程结束时的结课考试。这样的课程考核就是:教师通过考试给学生一个评定成绩,学生参加考试只为获取这门课程的成绩分数,为的是日后取得毕业文凭,起不到以考促教、促学的作用。在这种应试教育的影响下,导致有“教为考、考为学、学为证”的思想,影响了学生综合素质的培养和提高。
2.考核方式单一[3]
现行的专业课程考核方法主要是结课考试或结课论文,辅以平时成绩。在实际教学中,成绩的评定往往缺乏客观性、公平性,不利于调动学生学习的积极性,不利于教学质量的提高。
(1)结课考试。就是用一张期末(结课)考试试卷的成绩来评定学生对知识的掌握理解程度。现在普通高校的学生绝大部分学习主动性、自我约束能力差,若采用闭卷考试,一些学生会在考试前突击背记,而有一些学生则准备小抄,只字不记。若采用开卷考试,则绝大多数学生不做考前的复习备考,待考试时将带入的书、资料等从头至尾一遍又一遍地翻,临时查找考题答案。
(2)结课论文。就是在课程结束时,由教师规定或学生自主一个选题,学生通过查阅资料完成一定字数的“论文”。而实际情形是,学生不重视平时课堂教学内容,上课只是为了出勤,写结课论文时从网络上下载相关内容的材料,东拼西凑。有的学生甚至直接拷贝一些资料内容,稍加整理就算完成了,没有论文答辩,严重影响课程的教学效果。
(3)平时成绩。一般是考核出勤率和作业的情况。出勤代签和抄袭作业的现象十分普遍,一个班或一个专业里总是有那么几个版本,有几个学生写完了,其他学生则相互传抄。
3.对学生动手能力和创新能力的考核较少
现行的考核方式大多只注重考查学生对知识的掌握和理解,较少考查学生应用所学知识分析解决实际问题的能力,以及学生对自身掌握的知识进行重组和再次创新的能力。[4]
4.考试题型不合理
现行的考试内容一般为教材中的基本理论和知识,而且受标准化考试方式的影响,填空、判断、单选、多选、简答和名词解释等客观性试题多,综合性思考、分析论述和实际应用等主观性试题少。学生考试时只要调取记忆的内容,而思考较少,同时为一些学生的小抄、偷窥等作弊造成了便利,致使学生学习无动力,往往平时不努力,考前复习“重点”,准备小抄,投机取巧,“临时抱佛脚”轻松过关。这种现象的存在,其结果是严重挫伤了认真学习学生的积极性,不利于学生对课程系统知识的掌握,阻碍了创新思维的培养与发展。
二、专业课程考核方法改革思路
普通高校专业课程考核方法改革要转变教育思想和观念,以高等教育人才培养规格为目标,构建能够充分发挥考核的督导、检测、鉴定和评价等功能,有利于促进和客观评价学生的学习,提高教学质量,实现教学目标的考核方法。
1.转变教学观念,树立以考促教、促学的观念
课程考核不仅要检验学生对理论知识的掌握,更应能激发学生的创新意识、锻练学生实践能力,促使学生养成良好的学习习惯。为此,任课教师要彻底摒弃专业课程考核等同于考试的观念,将教学的全过程纳入考核范畴,使课程考核过程化、经常化,这样,有助于学生掌握课程理论知识、勤于思考、善于发现并提出问题,启迪学生的创新思维。[5]
2.实施多元化考核方法,提高学生的综合素质和能力
根据专业课程的特点,考核方法采用结课考试、大型作业、调查报告、专题演讲、试题卡口试、实际操作等考核方式,把考核有机融入教学全过程,使“教、学、考”有机结合,调动学生学习积极性,让学生成为学习的主体,积极参与到教学过程中,提高学生的综合素质和能力。
3.改革考核内容与方式,增强考核成绩的合理性
结合多元化考核方法,针对不同的教学内容采用相应适宜的考核方式。对于要求学生必须记忆的内容,采用试题卡口试;结课或期末考试,采用开卷或闭卷笔试的方式,主要考核分析计算和实际应用的内容。改变学生闭卷做小抄作弊、开卷不记不背的不良学风,使考核成绩更加公平合理。
三、“汽车电子控制技术”课程考核方法的改革实践
1.考核项目的组成与评分
在“汽车电子控制技术”课程的教学实践中,改变以往平时成绩(30%)和期末考试(70%)相结合的考核办法,结合课程教学方法的改革,考核评价改为平时考查(30%)、专题讨论(20%)、口试(20%)、结课考试(30%)相结合。
(1)平时考查30分,包括出勤、作业和课堂回答问题。出勤和作业一共记录20次,每次1分,共20分,缺勤或缺作业1次扣1分;课堂回答问题10分,学生参与课堂互动,每回答问题1次记2分。促使学生课前预习和参与课堂互动,提高课堂效率。
(2)口试20分,是试题卡随机抽题当场作答。试题卡根据试题的知识内容分为四种类型,每种类型抽1题,每题5分。口试的目的是要让学生尽可能多地记住一些必要的基础知识,主要考核学生对基本概念和结构原理的理解与掌握情况,要求学生比较全面地掌握基础知识。因此,口试单项要求必须及格,而且某一类型题不能为0分,对于达不到要求的学生给予一次补考的机会,重新抽答每种类型的题。
(3)结课考试30分,采用开卷笔试。结课考试的试题全部是分析应用题,主要考核学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
(4)专题讨论20分,在课程教学过程的适当时机,某章节或课程内容学习后组织相关教学内容的专题讨论。培养学生的团队协作精神和创新能力,提高学生的综合素质。现场汇报和讨论发言10分,由教师评定;个人对学习小组的贡献10分,由小组成员集体评定。开展专题讨论具体可以分为三步:
第一,提出专题。根据“汽车电子控制技术”课程的教学内容,结合学生对现代汽车新技术的兴趣提出专题内容。例如汽车电子控制系统的现状与发展趋势、汽车总线技术的应用、汽车发动机直接点火系统的应用分析等专题。也鼓励学生自己提出专题。
第二,根据专题内容查找资料。学生以4~8人组成一个学习小组,每个小组选择一个专题,利用课余时间去图书馆、互联网等查阅资料,去4S店等现场实际调研,搜集资料,用学习小组集体的力量,对资料进行分析处理,制作成PPT汇报材料。
第三,交流总结。组织全体学生在专业内进行交流总结,同时请专业内相关教师参加。每个小组由一个主汇报人用8~10分钟时间讲解专题内容,学习小组内其他成员可以补充。要求学生小组说明材料的来源、主要工作过程、新的发现和收获体会,突出自己的观点。教师对小组成员提问,并对专题内容进行点评。
2.需要解决的问题
(1)课堂提问的记分要人性化,主要目的是鼓励学生预习看书,在课堂上能集中注意力听课。因此,一方面只要能参与课堂问题互动就可以给分。另一方面要注意不想回答问题的这些学生,要耐心引导他们参与课堂问题互动,积极思考问题。
(2)口试题要根据题型、内容和难度进行分类,考试时学生要分别从每一类题型中各抽1~2题来作答,体现考核的公平和合理。
(3)组织口试和专题讨论需要较多的时间,专业课程的教学课时一般都比较紧,每个学生平均用时5~6分钟。一方面通过优化教学内容,结合专题讨论,压缩课堂讲课时间,挤出一点课时。另一方面利用学生的课余时间,这需要教师付出额外的工作。
四、结束语
根据大众化教育阶段学生的现状,结合课程教学改革,对“汽车电子控制技术”课程的考核评价办法进行了改革探索。实践表明,对转变学风、提高教学效果具有一定的成效。实践中还存在一些问题,仍需要进一步探索。
参考文献:
[1]王丽萍.高等教育大众化现状、问题及对策[J].产业与科技论坛,2011,10(12):175-176.
[2]陈立贵.高校课程考核方式之我见[J].科技创新导报,
2008,(15):203.
[3]张莉.浅析现行高校课程考试制度的改革[J].佳木斯教育学院学报,2010,(6):152-153.
关键词: 电子网络;汽车;通信;CAN系统
中图分类号:F407.471 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)07-0058-02
0 引言
电子技术与微控制器逐渐进入相关的汽车领域之后,对于汽车的动力性、操控性、稳定性以及安全性都有了很大的提升。当前,在汽车中一般都会装有很多传感器,和很多的微处理器。而在一些高档汽车中则会有近百个CPU。这种网络技术的使用会直接解决传统汽车中的很多问题。从而提升了汽车本身的安全性、自动化与智能化等诸多方面的指标。
1 简述电子网络技术
电子网络技术是一种智能技术,它是运用相关计算机语言进行数据采集、判断、优化以及自我诊断的过程。汽车网络技术一般是指CAN总线技术,它是针对于汽车电子网络实现的新技术。基于当前汽车技术水平的快速提高,这就要求在操作系统上要大大提高,并且,所控制的单元数逐渐增多,相互间的信息交换密集且繁杂,因此,这种局域网技术应运而生。其主要目的是有效地实现各单元模块之间的快速信息交流。主要由CAN收发器、数据传输终端以及数据传输线组成。
1.1 随着社会的整体进步和信息化的不断发展,要求汽车通讯网络在保证汽车的通信与自身安全性能的基础上有更大提升。通过对汽车系统的有效改造,建立起适合汽车自身的新型通信系统。汽车速度的逐步提升需要有一个良好的综合调度系统,这就要求数字网络技术强有力的支撑。CAN收发器存在于控制器当中,它具有快速接受与发送数据的功能。并且CAN还可以转换控制器的相应信号,同时进行发送。由于其无线接入的特点,这就需要有与之配套的质量更好、运行更快的通信系统。在进行相应的系统设计与配套中,必须考虑到相应的通信系统寿命期限内,运输量有效增长的弹性需求。这就要在规划相应指标时,不但考虑到既有因素,还要考虑到系统的可靠性。
1.2 数据传输终端的主要作用是可以有效地阻止数据在传输过程中所产生的不必要的问题,其原理是微型电阻作用,有效地实现数据反弹作用。
1.3 数据传输线一般指的是高数据线与低数据线两种主要的形式。也就是通常大家认为的一种双向模式。在网络技术中,通常LIN网络是一种成本低,运行简单快速的通信网络。其应用范围相对广泛。所以,该技术在汽车中应用较多。该技术对于分布电子控制作用很大,它在汽车网络技术中是一种很流行的形式。同时,LIN技术也是一种辅助的总线网络系统。LIN技术在智能传感器与制动装置当中的使用可以节省相当大的成本。这种技术的最大优点是:传输速度快、运行成本低等。CAN总线与LIN总线之间属于互相依存;相互独立的系统,它们可以做到信息资源共享,互相补充。它们对于整个汽车电子网络系统都起着至关重要的作用。
2 电子网络技术在汽车通信中的使用
电子网络技术依照大家的理解分类,一般情况下有汽车车身技术与车载技术两类。前者主要是汽车车体部分,也就是常说的电子控制部分。主要包括:发动机、底盘以及其他部分。后者主要涵盖有:导航、GPS定位仪以及网络办公等相关部分。
2.1 汽车的车身系统 车身系统是泛指汽车的各个部位,而不是具体某一个点。为了更好地解决线束过长造成的诸多问题,在线束采用上通常使用通讯速度较低的线束。这样CAN数据总线控制单元的传输线可以尽量保证汇聚于一点。这样,就可以避免干扰其他单元进行相关数据的发送。一旦某一单元发生故障,通常不会影响其他单元的正常工作。具有灵活性,便于整个系统操纵。并可以实现“串联电路”CAN系统的自我诊断,进而将模式变为单线模式,保证了汽车车身的运行。在相应系统工作时,开关信息号先传输给主控单元,进而系统的分析和处理工作,当控制端接收到CAN的相关指令后,做出回应。汽车的前、后控制端一般情况下只接收主控制端传来的指令。门控单元既要接收CAN的指令,还要接收车门开关的相应信息号。
2.2 汽车的动力传动系统 汽车的动力系统有别于汽车的车身系统,后者是指汽车全部,而动力系统只是汽车整个系统中的某一部位。是将汽车机舱中的某些模块有机连接并进行相关的调节与处理。但是,如果将汽车的运行、转弯、停车等诸多功能有效连接,就需要有高速的网络作为保证。在整个动力系统中,高性能发送器必不可少,可以有效地保证数据的快速传输,并最短时间范围内有效利用相关数据。其显著的特点是:有效地提高了点火系统的效率,并能保证后面的接收点快速得到所传输的相关数据。
2.3 汽车的安全系统 安全性能是汽车购买者考虑的一个主要的因素。安全系统一般是指:当汽车遇到事故时,与之配套的多个传感器将信息进行传导,并快速启动安全气囊的系统。汽车所配备的气囊数目是安全性能的一个重要指标,可以有效缓解猛烈碰撞造成的危险。此外,安全系统的另外指标是系统的反应速度方面,高速和高效是其性能优越的重要参数。
2.4 汽车的信息系统 汽车的信息系统主要包括,上网设备、车载电话、音响系统等电子技术。这些系统所用的通信线路很大,并且需要有很高的速度。通常采用车内部光纤系统或者与3G相结合的通信系统。以后的4G无线网络也是对汽车网络技术提升的强有力保证。所有这些技术上的进步都会对满足人们对网络的需要,起到至关重要的作用,为汽车驾乘者提供更多的便利。
3 汽车网络的具体应用
3.1 当前电子技术的进步已经为汽车业发展做出了重大贡献 直接改善了汽车自身使用中的复杂问题,电子技术中传感器与微控制器等有效地提高了汽车自身的智能性,很好地提高了汽车的质量与安全。传统汽车属于集中控制方式,最主要的缺陷是:车身某一部位发生问题,将是汽车的整体问题,直接导致汽车无法工作,中途抛锚。但网络技术可以将控制分散为诸多系统,形成多个微机控制系统,即便某一系统出现故障,通常也不会影响汽车的正常运行。
3.2 车载系统在汽车中的应用 该系统实质上是一种简单并且方便、快捷的无线网络系统。拥有这种网络环境后,与办公室或者住宅内一样享受网络条件,能够及时进行聊天、工作等活动。此外还有另外的相关系统,在这种系统下,驾驶员正常操控放线盘时就可了解到前方交通情况,及时获取最短的行驶距离,还可同时用网络电话与别人进行沟通和相关的网络活动。这其中的全球定位系统还有助于驾驶人在驾驶过程中及时获取运行中的位置与相关环境状况。
汽车内的主要网络形式是CAN网络,在这个技术运用过程中,需要重点解决外界强烈干扰条件下总线的传输效率与可靠性。网络系统的自控与诊断等重要环节,这些可以很好地体现出网络技术对汽车行业发展的重大作用。
4 结语
当前,汽车车体已经广泛应用汽车电子网络技术,新技术的使用为汽车的驾乘带来前所未有的舒适与便捷。在这个汽车电子网络系统中CAN总线技术发挥着至关重要的作用,有效地简化了线束的长度,做到对汽车的灵活简单操控。只有CAN技术以及车载技术的提升,才能使汽车更好地与网络相结合。使得汽车行业不断地朝向网络技术方向发展,更加符合现代人对汽车使用功能方面的需要。
参考文献:
[1]中国科学研究院,汽车电子成本与车载网络发展,弈虎在线.
随着时代的发展,全球面临着石油能源危机和环境恶化问题,推动新能源汽车产业健康发展是当前重要的发展战略之一。2015年4月29日,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委联合《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,从政策知道国家在未来几年一直支持电动汽车产业发展。
电动汽车属于高端新技术的发展,高职院校在教学上面临着设备单一、师资缺乏、教学模式落后等问题,作者通过阅读基于生产过程工学一体化和项目化教学相关的文献以寻找一种适合电动汽车教学的模式。2009年11月,大连工业大学职业技术学院邓鹏举探讨了项目与课堂交互式教学,教学中强调创新的理念、求真务实的态度是课程教学能力培养的前提和保障 [1];2012年,北京信息科技大学人文社科学院王英红提出了“项目主导、统分结合”的教学模式,提高大学生实践意识、实践能力,在设计和实践运用中解决了教学内容的优化、教学方法的创新、教学考核评估体系的健全等问题[2];2012年,广东外语外贸大学新闻与传播学院讲师徐艳提出了广告学专业“品牌项目组"课堂实践教学法的探索与思考,过对学生进行分组,模拟广告公司内部品牌项目组的方式让学生参与到课堂实践教学中来,既可以提高学生广告实务技能,又能很好地实现理论学习和专业实践的统一[3];2013年兰州石化职业技术学院潘宗友提出了基于工作过程系统化的高职汽车专业教学改革的探讨,该教学模式将理论教学与实践教学有机的融为一体,突出岗位能力和职业素质的培养,从而提高了教学质量和学生的岗位适应能力;杨舜伊提出了基于生产过程的《炼焦生产技术》项目化教学,探索“工学结合 、工作过程为导向 ”的项目化教学模式 , 以提高学生的职业能力。综合上面的文献,结合高职院校的基本实情,提出了基于生产过程项目化的教学模式,注重培养学生职业能力和关键能力。
二、目前课堂教学的现状
目前,高职院校存在的主要现象是教师上课困难、学生难教;学生上课无心向学,不知道学了本门知识以后怎么用,或者不知道用在工作上什么地方,从而导致企业需求与高校毕业生严重脱节。针对以上现象,笔者分析归纳了如下几个问题:
(一)业务型师资缺乏。高职院校业务型师资缺乏,多数是刚刚毕业的研究生,没有高深的汽车企业实践经验;此外有实践经验丰富的教师是一批年龄偏高的人员,缺少电动汽车新技术的积累,对新技术的学习能力偏低。
(二)学生缺泛思考。传统学科理论教学模式基本上是教师授课,学生做笔记,课堂讨论不是十分活跃。这种教学模式的弊端是信息“满堂灌”,学生吸收知识的主动性不强。
(三)学生学习目标性不明确。教学没有与汽车行业岗位相结合,学生不知道学了这些知识有什么用,目标性不够明确,从而导致教学效果不好。
(四)考核模式单一。高职院校对学生的考核方式主要是通过卷面考试或者写论文,这种考核模式单一,体现不了教学的效果。
三、教学实践
(一)教学资源及场所。项目支持。2011年,学院引进广东省教育部产学研结合项目――“电动汽车用混合励磁磁通切换电机驱动系统关键技术及装置”,经过几年的科学研究历程,我们已经对电动汽车驱动电机的工作原理和控制方法有一定的研究基础,拥有一批有电动汽车电机研究的科研团队,能够胜任电动车的项目化教学。基于过去案例化、理实一体化的教学经验,结合现有的科研基础,实施项目化教学的工作积累已经满足要求。
设备、场所支持。目前我们已经拥有的设备包括电池试验设备、电机测功机设备、五相混合励磁电机、五相混合励磁电机控制电路,以及奇瑞ME纯电动汽车、普锐斯混合动力汽车、电动汽车充电设备。同时,拥有电池、电机和整车的教学场地。
技术、资金支持。学校具有两次“全国高等职业院校新能源汽车关键技术” 师资培训的经验,出资8万共建设 “电动汽车结构原理与故障诊断、车用电池及电源管理、汽车电脑与总线测试诊断技术、汽车电子技术”四门课程的项目化教学改革。
(二)课程体系对比。基于生产过程项目化的教学模式,传统教学的课程体系已经满足不了现在教学需要,它们之间有着本质的区别,如下图1所示:
从上图可以得知,传统教学课程体系注重在课堂上培养学生理论知识,没有告诉学生为什么要学,学了这些知识有什么用,也就是教和用分开;基于生产过程项目化的课程体系,首先是从学生以后要从事的工作出发,将教学与工作结合,重点培养学生的职业能力和关键能力,目标性更加明确。
(三)生产过程项目化的开发流程
图2是生产过程项目化的开发流程,首先是通过行业分析、岗位群分析和职业岗位需求分析制定人才培养方案;其次,制定人才培养方案以后,通过职业领域分析和学习领域描述构建课程体系;最后通过学习情境与课业设计撰写某一门课的课程标准。
(四)生产过程项目化在电动汽车教学上实施。(1) 制定人才培养方案:
图3是电动汽车专业人才培养方案的制定过程,在行业分析得出岗位信息过程中要以客观因素为标准,不要引入个人主观因素,也就是调查人员只是一个记录员;另一个是岗位群分析需要依据生产过程的顺序归类分析。
(2) 构建课程体系:
图4是课程体系的构建过程,依据基于生产过程制定的人才培养方案,对电动汽车专业构建课程体系,如下表1所示:
(3) 撰写课程标准:表2是对某个学习领域的课程,撰写相应的课程标准,撰写要点和流程如表所示:
(4)课堂实施:在课堂实施上,打破老师在讲台上讲课、学生在课室专心听课的传统模式,应该将教学引进到理实一体化的教室中去,老师主要扮演管理者和师傅的角色,将学生分组,给每组的组长安排任务,让组长带领本组人员完成相应的任务。在学生完成任务的过程中,老师总结学生不懂的知识点进行归类讲解,最终以企业的标准考核学生完成的任务。
(五)考核评价教学。(1)降低以试卷考试为主的考核比重;(2)以学生为主体,重点考察学生动手操作能力与团队协调能力;(3)引进汽车企业相关岗位的考核标准,让学生在没有踏进社会之前了解企业的考核模式。
四、结论
新式电子产品开发与技术发展速度不减,为PCB成长提供源源不断的动能。
台湾PCB产业在制程上除了技术提升外,也持续朝着更环保的方向迈进。
台湾电路板产业的年度大戏TPCA SHOW于11月9日在中国台北南港展览馆盛大登场,为期三天由283家参展厂商、1196个摊位呈现全球第二大电路板展会的规模,会场中同时注入许多绿色元素,为这场国际盛会掀起绿色潮流的话题,同步召开的第12届世界电子电路大会,不仅深入探讨市场及技术发展趋势,更将看到产业精英呼应“创新、挑战与改变”这项主题所展现的研发成果。
年度大戏揭幕 共话全球PCB产业
由台湾电路板协会主办的2011年TPCA Show与首度在台举办的第十二届世界电子电路大会联合登场,于11月9~11日在台北南港展览馆盛大举行。TPCA Show今年规划集结电路板设备、材料及制造,电子组装、绿色科技、散热管理、及激光应用六大主题,来自国内外共283家业界厂商踊跃参展,吸引超过25000人次参观。今年除主办TPCA SHOW 2011,更首次承办ECWC 2012大会,成功齐聚全球电路板产、学、研各界精英发表最新市场和技术,海内外产、学、研专家学者将在ECWC12这一绝佳平台互相交流切磋。
11月9日的联合开幕典礼上,主办单位台湾电路板协会陈正雄理事长与工研院刘仲明副院长以东道主的身份,邀请国内外专业公协会理事长,及来自全球各地的世界电子电路8位组织代表等17位共同参加剪彩典礼,为年度盛会揭开序幕。在开幕致辞中,TPCA 理事长陈正雄表示,2011年是台湾电路板产业历史性的一页,总产值与产量在已经成为世界第一,展望2012年,尽管景气冷飕飕,不过预期全球PCB产业仍有4%的成长。因此期勉同业藉由提升自我以共度难关,并强调参与此次年度盛会是开创商机与创新合作的绝佳机会。
据统计,TPCA Show 2011今年共有来自全球11国家的283家厂商,摊位数逾1,196个,较2010年成长7%,而且可以从今年展出的产品当中发现,新式电子产品开发与技术发展速度不减,如智能型手机功能不断升级、平板计算机的推陈出新如iPAD、Ultrabook上市、云端科技的应用,都将是未来PCB的成长动能。日本专业研调机构Prismark姜旭高博士受邀参与TPCA Show,并主讲「全球印刷电路板(PCB)市场和技术展望,他表示虽然景气仍有疑虑,但今年全球PCB产值仍可增加约7%,明年成长幅度仍有4.7%。
新兴市场成长可期 业界厂商展台斗艳
近期产业界聚焦软板、HDI板高度需求,其中软板杀出重围,预期将呈现3年至5年向上成长动能,高度被看好的Ultrabook短期将走HDI板、多层板并存模式,在供应链上下游齐降库存之下,明年第2季重回成长轨道成为共识。
嘉联益总经理吴永辉即表示,这一季状况已经确定不会太好,扣掉明年第1季的中国农历新年,整体电子业可望从明年第2季开始复苏,但是软板则在此限,因为用量愈来愈庞大,智能型手机采用软板的数量呈现攀升走势,因此软板的景气至少维持3年至5年的向上趋势。随著电子产品轻薄短小需求,HDI板将会被大量采纳,在Ultrabook上的应用最受注目。上海展华电子总经理叶新锦指出,短期之内Ultrabook将走HDI板、多层板并存模式。不过叶新锦私下认为,在成本结构考量下,未来以8层板至10层板出线的机率较高,HDI板是不是会重演CULV架构功败垂成的模式,还有待观察。华总经理许正弘也认为明年第2季产业界可望恢复成长动能,这一季需求较预期为差,但是NB板不排除有急单可能。健鼎也认同明年第2季开始恢复成长的观点,泰国水患冲断硬盘供应链,影响PC供货,然而终端的需求不会不见只是递延,加上这一次大厂手上有足够的现金补位,这一波严峻的程度绝对不及2008年金融海啸。
陈正雄并指出,台湾地区PCB产业链完整,竞争力也强,去年两岸产值就已挤下日本,成为全球「龙头。基于台湾地区PCB产业的雄厚实力及新兴市场发展可期,在近两年TPCA Show展上,HDI、FPC遂成为相关设备、材料、耗材厂积极争食的一环。
钻头厂尖点科技这次参展就锁定与智能型手机相关集成电路(IC)基板产品,包括芯片尺寸(CSP)覆晶(Flip Chip )载板或POP封装技术所需要的极小径钻头,并积极取得客户认证。自动检测(AOI)设备厂牧德科技表示,今年除对PCB产业如HDI、FPC、集成电路(IC)基板提供「一条龙AOI设备,参展也锁定线路检查机、自动外观检查机。
甫于9月挂牌上柜的亚洲电材是专业的软性电路板材料制造公司,在智慧型手机及平板电脑的加持下,软板产业前景具有续航力,亚电已在软板材料站稳脚步,并表示将持续在产品分布及新型高阶软板材料开发努力。
为因应国际环保意识抬头,宏泰对于绿色材料开发不遗余力,目前可供应全系列无卤、无铅及High Tg覆铜箔基板,产品广泛应用于LCD,Memory module,通讯、汽车电子等领域,深获国际大厂信赖。阿托科技、大船、志圣、超特、东台等业界重量级厂商亦纷纷展出最新技术及产品,彰显业界发展趋势及自身技术提升优势,吸引众多参观者和潜在买家。
TPCA Show内容丰富 率先响应绿色潮流
TPCA Show目前为全球第2大电路板展会,展出主题以电路板、电子组装为根本架构而延伸,展品内容除了既有的电路板产品之外,对于电子组装及制程中所用的环保材料、散热管理技术及镭射科技应用议题等亦纳入展示范围,6大主题使得电子产业链的结合更完整、TPCA Show内容更丰富。展览期间更有多达15项新品发表,各界人士凭名片均可免费入场参观。
另一方面,去年TPCA Show 2010是台湾第1个通过PAS2050碳盘查验证之展览会,为树立台湾国际展览活动绿色环保典范,今年持续为环保努力,规划绿色工厂─「电路板清洁生产现况主题区,以及包含绿色观展及绿色装潢的「绿色展出计划,主办单位更鼓励参观者及参展厂商一同为保护地球尽心力,若参观者搭乘大众交通运输工具或与人共乘前往南港展览馆,即可参加智能型手机及平板计算机等好礼摸彩。
ECWC12同步盛大召开 勾勒产业全貌
ECWC12为世界电子电路联盟(WECC)三年一办的全球电子电路研讨会,今年首度交由台湾TP-CA主办。担任大会规划委员会主席的工研院的刘仲明副院长曾表示,电路板行业在未来十年将遵循摩尔定律发展,因此集成电路板业界的上下游成为当前急需思考的课题,而ECWC12正是以「创新、挑战与改变为主题呼应PCB行业潮流,本届开幕演讲特邀请全球半导体先驱台积电余振华资深处长、Prismark姜旭高博士分析全球PCB市场及技术发展前景,IBM全球供应链管理Jacklin A. Adams揭开绿色技术电子供应链战略,以及在业界服务超过30年的技术专家Happy T. Holden探讨先进印刷电子技术应用趋势,国际知名讲师将分别从半导体到系统端来勾勒出完整的电子电路行业前瞻全貌。
国际知名大厂欣兴电子、联茂电子、南亚塑胶及华通电脑联手打造企业论坛,议题聚焦在高速、绿色、细线路、先进材料、内埋与先进PCB与组装技术等新兴制程技术和应用材料。而今年度ECWC12收录的论文篇数则创下新高,从欧、美、日、韩等十一个国家涌入160篇论文,是ECWC30多年以来历届之最,国内外大厂如耀华、瀚宇博德、景硕、台达电、嘉联益、健鼎、Fujikura、Mflex、Cisco、TTM等也难得同期发表最新技术论文,其商论文达半数之谱,可见2011年台商在站上世界第一的同时也展现了高度的研发实力。
各PCB友会到展并联谊 促进国内外产学交流
由于ECWC 12在台举办,主办单位TPCA特地为远道而来的CPCA、EIPC、HKPCA、IPC、IPCA、JPCA、KPCA、SPCA等各国及地区协会成员与国际讲师举行会前活动,包括展览杯高尔夫球赛与联茂电子/工研院的一日参访行程,使国内业界人士能藉此机会进一步扩大国际视野,亦使外宾能对台湾产学有更深入的认识,以达到协会促进国内外交流之目的。并于11月8日晚上于故宫晶华设宴款待国际人士,以增进行业国际外交,并以台湾人的独特热情,展现台湾行业活力,增进台湾地区的国际形象。
【关键字】:“双师型”职业教育师资;绩效评价体系;探讨
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
中图分类号:F8
当前职业教育师资存在的问题和现状
(一)、职业教育师资发展水平不平衡。职业学校教师担负着专业技能教学任务,有些教师是从师范学校毕业或从普通中学文化课改行教授专业课,善于教授书本教材知识,对专业知识知之甚少,不能解决生产实践中的技术问题。学生学不到真正的先进技术,毕业后无法胜任工作,或者找不到与本专业对口的工作岗位,学非所用。
(二)、职业教育岗位整体薪酬水平相对较低,难以吸引和留住高素质“双师型”人才。很长时期以来,职业院校的收入分配制度与人力资本地位不相适合,工资水平的增长难以与职业院校发展形势保持同步,大部分院校为“双师型”教师提供的薪酬远低于其创造的社会经济价值。
(三)、教师的来源单一,缺乏实践经验。高职院校的教师基本都是从学校到学校,毕业后直接任教或从其他院校调入。虽然很多院校对专职教师提出了专业实践的要求,但是由于来源单一,工学矛盾等原因,多数教师的实践能力和现场指导能力都处于弱势,与职业院校真正需要的基础理论知识渊博和实践工作经验丰富的“双师型”教师还存在较大差距。
(四)、职业教育现行的职称评定标准存在着“轻教学、重论文,轻应用、重研究”等问题,这在无形中引导教师把时间和精力用在发表著作和完成论文等硬性指标上,而忽略了专业实践能力的培养和提高。
“双师型”职业教育师资的概念与作用
“双师型”教师概念是职业教育界为了突出实践性教学的重要性、促进理论和实践有机结合而提出的。根据我国教育部高等教育司提出的双师资格教师应符合的条件,以及各个职业院校的普遍做法,“双师型”教师的普遍定义有以下几种:①双师即双职称,具备不同系列的两种职称的教师;②双师即双证书,具有教师系列职称,同时获得行业技术技能等级证书;③双师即双素质,既要具备高水平专业理论和较强的教学教研能力,又要具备熟练专业实践技能和实践教学能力,指导学生实践操作。④双师即双来源,既有来自专业院校和教师资格培训院校的教师,还有来自实际工作岗位的专业技术人员和能工巧匠。综合以上四种定义,本文所指的“双师型”教师是以专业素质和行业素质为内涵,以教师职称和技术行业职称为外在特征,具有较高专业理论水平和熟练实践教学能力的高素质教师。
职业教育的根本目的是为了培养适应现代化建设所需的高技能专业人才和高素质劳动者。“双师型”教师在本专业中有丰富的基础知识和实践工作经验,能讲授专业理论知识和动手解决实际问题,把专业教学和生产实践有机结合,完成职业教育理论和技能的教学任务,开拓创新,为职业教育的发展贡献力量。所以,构建“双师型”职业教育师资绩效评价体系,引导教师职业发展规划,培养和造就大批适应职业教育的“双师型”教师具有很强的现实意义。
“双师型”职业教育师资绩效评价体系建设探讨
目前“双师型”教师资源稀缺,可以通过以下途径培养“双师型”教师:①引进对口专业的优秀人才。通过文化和技能考试,择优录用专业对口的高校毕业生;到生产一线引进对口专业的工程师。②对本校既有教师进行培训。使教师的任教专业与其他相关专业相互交叉渗透,融会贯通。例如,技术性强、危险性大的电工专业,电工技术集电子、电工、钳工、计算机等技术于一身,电工专业的教师在掌握基础理论的基础上,应系统培训电工、钳工和计算机知识,并将课程整合;电工专业教师专业应达到技师水平,其他相关专业应达到高级工水平。③到专业对口的合作高校或国外培训。相比较而言,专业高校师资力量雄厚,实验设备齐全,技术水平领先,定期安排职业教育师资到高校培训进修,有利于提高职业教育的整体水平。对于研究认真和工作努力的专业教师,应适当提供机会去国外培训,让教师学会操作先进机械,掌握高新技术。④深入生产一线,提高实践技能。例如目前十分热门的汽车维修专业,要掌握发动机修理、汽车电子等技术,要能拆装行走系统,钣金校正汽车外壳等,教学难度很大。教师应深入汽车制造和维修工厂,逐个岗位进行实习。
四、“双师型”职业教育师资绩效评价体系细则
随着我国高职院校扩大招生,各个职业院校生源竞争日益激烈,这给职业院校带来前所未有的发展机遇,当然同时也面临着严峻的挑战。职业院校的竞争归根结底是师资人才的竞争。建设素质高、高效精干、结构合理、充满活力的“双师型”教师队伍,是提高职业院校竞争力的关键所在。而建设“双师型”职业教育师资绩效评价体系则是建设精英教师队伍的重中之重。加强绩效管理,规范绩效考核,综合运用绩效评价结果,让绩效评价结果与劳动合同续签及劳动合同年限确定、职称评聘、学科带头人评选、职务晋升、培训深造机会、绩效工资分配等挂钩,从而催进“双师型”职业教育教师的建设,有利于培养和造就大批适应职业教育发展需要的师资人才。
“双师型”职业教育师资绩效评价体系具体设计方案:
考核对象:所有在岗师资。
考核原则:以人为本、以德为先;多劳多得、优绩优酬;理论和实践教学并重。
考核组成员:校长为组长,教导主任为副组长,各年级班主任和教研组长为成员。
考核绩效分配原则:采用100分制,加分不封顶,奖励分值20元并根据学校效益及奖金总额水平定期调整,教师个人绩效工资=绩效考核得分*20元。
考核内容:
第一部分 教学工作量(40分)
规范要求(40分):考核教师自然周工作量多少,自然周工作量包括教师实际上课课时数。按照实际课时情况确定平均工作量,教师满课时分值为40分。
扣分标准:1.满工作量的教师绩效得满分;2.工作量超出的,由考核组成员核定计入加分,班主任教师加5分;3.因学校安排造成工作量不达标的,视为达到工作量;因教师个人原因协商减少工作量的,相应扣分。
第二部分 专业理论和实践技能的教学过程(25分)
备课(5分):备课书写清晰,内容齐全,体现学科特点;教后总结具体充分,能够体现教学情况,总分记5分。由教研组评议,教导处二评和校长室总评,优秀记5分,良好记4分,一般得3分,较差得2分,不合格不得分。
课堂教学(5分):教学目标明确,突出重点难点;教学方法得当,符合教学大纲要求;教学态度端正,因材施教。总分记5分。由教研组评议,教导处二评和校长室总评,优秀记5分,良好记4分,一般得3分,较差得2分,不合格不得分。多次考核按照平均分数计算最终得分。
实践技能培养(10分):能举一反三,将教学内容反馈到实际操作当中;善于解决学生在实践中遇到的问题;能亲自指导学生实际操作;具有教师系列职称,同时获得行业技术技能等级证书。总分记10分。由教研组评议,教导处二评和校长室总评,优秀记10分,良好记8分,一般得6分,较差得3分,不合格不得分。
其他(5分):教师应认真完成学校布置的教学任务。按时完成记5分,没按时完成的后续补完后得3分,没完成不得分。课时调配由教导处安排决定,教师不得私自调课,发现一次扣3分,上课迟到15分钟以上记旷课,扣3分。
第三部分出勤(10分)
规范要求:严格遵守学校的作息时间安排,按时参加考勤。有事需提前向校长室请假,电话请假销假后需补齐相关手续。病假需出示医院证明,特殊原因请假者需提供相应证明材料。教师在上班时间外出必须落实外出登记,写明外出原因,不履行登记手续的视为擅自离岗。考勤人员必须公开公正执行考勤制度,不得。
评分标准:一个月内出满勤记10分,以学校考勤部门的统计数据为准。迟到、早退、值班不到岗和无故不参加会议者每次扣1分,累计5次者本项得0分。教师因个人原因请不超过一天的短假,2次以下不扣分,2次以上每次扣0.5分。教师因个人原因请假超过一天,2次以下不扣分,2次以上每次扣1分。教师病假、婚假、产假、丧假等按照学校管理规定进行管理,超过规定时间的按个人原因请假处理。
第四部分教学科研成果(15分)
教学质量(5分):按照教学计划认真完成课程教学任务,学校的考查科目质量调查中合格率80%以上,组织参加各项专业相关比赛。合格记5分。
科研成果(5分):认真学习专业理论知识,积极参加学校组织的教学科研培训,不无故迟到、缺席,合格记5分;认真总结教学经验,参加各种教学论文评比和课件评比,每季度完成一次以上参赛任务,合格记5分;积极参加向有关专业刊物投稿的活动,认真组织学生参加各类专业竞赛,文章被刊用或得到奖项加2分;每获得一项相关行业技术技能等级证书加3分。
学生满意度(5分):每月组织学生民主不记名满意率测评。满意率90%以上记5分,满意率80%以上记4分,满意率60%记3分,满意率60%以下记0分。
第五部分师德建设(10分)
评分标准:遵纪守法,服从学校安排;教书育人,爱岗敬业。教学态度端正,教学成果突出。团结协作,热爱集体,关心学生,有教师风范。合格记10分。
出现以下情况之一者,本项记0分:教师有违反学校规定的行为,例如有偿家教、校外违规兼职等;体罚或变相体罚学生;无正当充分理由不服从学校安排,未完成规定教学任务。
第六部分其他加分项目
教师主动申请或承担科研课题研究,并按照计划完成,按校、县、市、省、国家等级课题分别加2、4、6、8、10分;
教师个人参加学校和上级组织的各类专业竞赛,获得校、县、市、省、国家等级奖项的分别加2、4、6、8、10分;
教师撰写论文或教学经验材料,在相关正规刊物发表的,每篇按照校、县、市、省、国家等级分别加2、4、6、8、10分;
备注:获得校、县、市、省、国家各类竞赛一二三等奖的,在以上加分的基础上再加上5、3、1分。
【参考文献】:
[1]李永康.试论高等职业院校人力资源开发与管理[J].昆明冶金高等专科学校学报,2005,(1).
[2]屈孝初.高职教育办学模式改革的探索[J].湖南对外经济贸易职业学院学报,2006,(4).
[3]刘正周.管理激励[M].上海:上海财经大学出版社,2006.
[关键词] 项目案例;工程应用;测试技术;教学模式
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2013)03-0095-03
0 引言
测试技术是用来检测和处理各种信息的一门综合技术,在科学研究、工业生产、医疗卫生、文化教育、国防等各个领域都起着重要的作用[1]。因此,《测试技术》被定为我国高校机电工程类专业的专业基础课[2]。云南农业大学《测试技术》课程的前身是20世纪80年代为农业机械化本科专业开设的《农机测试技术》,目前面向农机、机制、工业、电气、车辆、热动6个本科专业和农业机械化、农村电气、能源工程3个硕士专业开课。在信息技术快速发展的背景下,为培养适应现代化建设需要的具有创新精神和工程应用能力的高素质应用型人才,要求学生通过本课程的学习,掌握测试系统的设计和分析方法,能够针对各专业领域中的工程问题选用合适的传感器,构建完整的测试系统,并能对测试系统的性能进行分析,对测得的数据进行处理,具有从测量信号中解读测量信息的能力。
1 课程内容特点与教学中存在的问题
1.1 测试技术课程内容特点
测试技术是一门涉及传感器技术、数据处理、仪器仪表、计算机技术等多学科和技术的新兴综合性学科[2]。测试技术课程内容主要包括信号分析、测试系统静动态响应特性、常用传感器、信号调理、记录及存储仪器、测量误差分析及数据处理、典型非电参量的测量、自动测试系统(ATS)等内容。测试技术课程理论性较强,也比较抽象,涉及《电工技术》、《电子技术》、《概率论与数理统计》、《控制工程基础》、《大学物理》、《材料力学》等课程知识内容[3]。同时该课程也是一门实践性很强的课程,要求学生能够针对特定的测试任务进行测试系统的设计、实现、调试和测试,并对测试结果进行分析评价。通过本课程的学习,可以使学生初步具有利用测试技术基础知识和技能来分析、解决工程实际问题的能力,为今后学习《机电一体化技术》、《数控技术基础》、《汽车电子控制技术》、《电气控制系统》等课程以及毕业设计打下坚实的基础。
1.2 课程教学中存在的问题
在测试技术的教学过程中,过去有学生反映测试技术应用及发展部分空洞,传感器部分没有实物对象、枯燥无味、很神秘,信号分析理论部分深奥难懂、书本内容串不起来、学了知识不会应用等。造成以上问题的原因,与课程原有教学模式有直接的关系。以前的课堂教学侧重理论知识讲授,课堂信息量少且单调,少量的实践性环节也是根据教学内容开设的验证性实验。教学活动的基本模式是以教师为主导的传授式教学,教师讲,学生听,教学过程中学生的参与以及师生间、学生间的互动很少,导致学生对课程作用认识不足,影响教学效果。
上述问题说明,原有的测试技术课程教学模式已经不能满足现代机电工程类专业教育发展的需求,主要体现在以下几个方面:(1)随着信息技术的快速发展,新技术、新仪器设备不断涌现,课程内容显得有些陈旧和呆板,与工程项目上的应用有较大差距;(2)新教学计划的制定使课程总学时越来越少,而新内容则越来越多;(3)课程面向多个专业的学生开课,如果教师仍以书本教材为主进行传授式教学,教学内容较难与测试技术的专业应用相符合,导致学生对课程作用认识不足;(4)按传统的教学方法,课程内容相对来说比较分散、杂乱,不利于学生发现问题、解决问题能力的培养,也难以建立以工程项目为核心的思维方式,学生所学知识停留在书本上,应用能力和创新能力不强。为解决这些问题,作者借鉴Project Based-Learning (PBL)、Querying Based- Learning (QBL)等国外高校的教学思想,提出以项目案例为主线的测试技术教学模式。
2 以项目案例为主线的测试技术课程教学 模式
2.1 教学模式的设计思路
根据测试技术的主要教学内容与教学目标,将教师承担、参与的科研和工程项目中与测试技术有关的成果内容整理成教学案例,应用在课程的理论教学过程中。这些项目案例就产生在学生身边,由上课教师直接参与完成,教师讲的时候更为详细、具体、真实,学生听的时候更有亲切的参与感,有的项目成果还可在实验室进行使用和学习。以这些项目案例为平台,更好的进行师生之间有关测试技术和测试设备方面的交流,促进学生学习理论知识和实践动手能力的主动性和积极性。
在提高了学生的学习兴趣和主观能动性后,通过开设实验课,给学生提供实践动手的机会,解决学生“做什么、怎么做、能不能做好”的问题。所开设的实验项目要紧密结合测试技术主要内容,具有确定的测试任务和工程项目性质,又能让学生在教学计划内能够完成,具有可以长期实施的可扩展性和可操作性。实验项目不能仅仅是验证性或演示性的,应该是具有设计性、系统性、综合性的实作实验。
2.2 以项目案例为主线的理论教学体系及应用
测试技术课程理论教学32学时,教学计划内实验8学时,总学时数为40学时。书本教材选用近期出版的21世纪高等学校机电类专业规划教材,电子教材使用自己采编的电子课件,在理论教学过程中以电子课件为主、书本教材为辅。
课程理论教学内容及学时分配为:绪论(2学时)、信号分析基础(8学时)、传感器测量原理(8学时)、测试系统特性(4学时)、信号调理技术(2学时)、数字信号处理(2学时)、自动化测试系统(4学时)、虚拟仪器技术(2学时)。
在理论教学过程中,任课教师将自己承担或参与的科研和工程项目、学位论文中与测试技术相关的内容整理成项目案例并进行系统的介绍和讲解,所选项目案例可根据学生专业进行调整。
以绪论这一章为例,农机专业的学生选择“1KS-22型双轴开沟机工作性能测试”或“植烟地土壤深松机研制开发应用”案例,车辆工程专业的学生选择“基于USB数据采集的车辆试验系统研究”案例,电气工程及其自动化专业的学生选择“温室气候中温湿度智能控制系统研究”案例,机械设计及其制造专业学生选择“更新四冲程内燃机能量转换机构的理论研究与试验”案例。这些项目案例重点讲解项目概况、所用的仪器设备和技术、项目实施中的难点和关键技术,以引导学生将测试技术和所学专业进行联系,提高学生对课程作用的认可度。
2.3 拟工程项目化的实践教学体系及应用
根据实验室现有设备和条件,并考虑学生专业和人数,以及长期实施的可操作性等因素,确定以弹性体的应力应变测试为项目,进行测试技术拟工程化项目的系统性实作训练。课程教学计划内开设的实验项目及学时分配为:应变式测力传感器的设计制作(2学时)、应力应变的静态测试实验(2学时)、应力应变的动态测试实验(2学时)、应力应变的计算机测试实验(2学时)。实验教材采用自编的《测试技术实验指导书》。
实验项目由指导老师提供不同型号的应变计等电子元器件、各种不同材料和结构的弹性体等辅助材料以及相应的测试仪器设备,学生每4人为1个项目小组,设计、构建和实现给定项目的测试系统。弹性体的材料、结构和应变计由学生自主选择,并进行相应的传感器设计制作。学生要在规定的教学时间内,分别完成应变式测力传感器的设计制作、应力应变的静态和动态测试,以及基于计算机测试系统的应力应变测试任务。这4个实验项目相互关联、相互验证,具有综合性、设计性和实作性的特点,形成了一个小型的、拟工程化的测试项目。在教学计划外,学生可访问课程的网络虚拟实验室,自主选择信号分析、信号处理、虚拟仪器设计、远程测控等实验项目进行模拟训练。对于选择并完成网络虚拟实验项目、提交了实验结果和实验报告的学生,任课老师会在课程考核成绩上予以加分。
3 以项目案例为主线的教学模式的实践与 效果
基于该教学模式,云南农业大学工程技术学院在教学手段和教学内容表现形式上也进行了三项改革。第一,采编了课程的多媒体课件。用多媒体来丰富课程内容和表现形式,并加入了大量项目案例的图片、数据资料,使过去因没有实物对象(如传感器部分)而抽象难学的内容变得具体、形象;第二,建设了测试技术网上虚拟实验室,构造了信号分析和模拟测试实验环境。学生可以通过大量模拟仿真实验,使深奥的理论变得生动、易懂;第三,改革了课程考核标准,强调实践动手能力和独立思考能力的考核。课程期末卷面考核占60%,实验考核占30%,课堂讨论占10%。
3.1 该教学模式的实践情况
项目案例为主线的教学模式从2005年9月开始,契机是教学团队为科研项目“1KS-22型双轴开沟机设计研究”进行田间试验,并对开沟机消耗功率等性能指标进行测试,工作完成后,将测试情况在课堂进行讲解,获得学生欢迎。到2008年9月形成固定的教学模式,到目前为止,整理并应用了教学团队教师科研和工程项目、学位论文转换得来的理论教学项目案例12项,收集整理了其它案例25项,具有丰富多彩的图片资料、详实的数据信息。目前,该模式已面向2006~2010级农业机械及其自动化等6个本科专业约1200人进行了现代测试技术课程理论和实验教学,面向2010~2012级农业机械化工程等3个硕士专业56人开设了《现代工程测试技术》课程理论和实验教学。
3.2 教学模式的实践效果
教学实践表明,以项目案例为主线的测试技术教学模式,有效的提高了学生学习的积极性,促进了学生的学习自主性,达到了较好的教学效果。主要表现在以下几个方面。首先,测试技术理论教学中的项目案例来源于学生认识、了解的任课教师,也与学生所学专业相关,学生有亲切感和真实感,从而可以真切的理解测试技术的重要性和应用前景。同时,也让学生了解了测试项目和工程的一般流程,加强了学生学习的积极性、目的性。
其次,在教学计划内的实验项目具有连续性和系统性,组合起来就是一个小型的工程项目,为培养具有创新精神的工程应用型人才打下扎实的基础。由于每组学生设计制作的传感器是不同的,测试对象也不同,避免了学生应付实验、相互抄袭实验报告的情况。通过该系列实验操作的训练,一方面打破了以往认为学生测试技术是“高科技”、“深奥”、“枯燥”、“难学”的印象,形成了“我也可以做一个传感器,我也可以系统的完成一个有确定测试目标的测试任务”的成就感;另一方面,在实作中遇到的问题或是“失败”的测试结果(部分学生的测试结果达不到实际测试工作的要求),使学生明白:要成功的完成一项测试任务需要系统的学习测试技术的理论知识,更需要耐心细致的实践操作。
再次,在教学计划外,课程的网络虚拟实验室给学生提供了一个不定时、不定实验场地、不定实验人数要求的模拟训练环境。该实验室不受实验设备台套数、实验时间、学生人数等客观实验教学条件的限制,有效缓解了实验学生人数多与实验台套数少、学生需要实践训练的时间多与安排的实验学时少等矛盾。
最后,2008~2012届,共有30名本科毕业生、6名硕士毕业生的毕业论文在实验室完成或在教学团队协助下完成,其中有4篇本科学位论文被评为校级优秀本科毕业论文。
4 结束语
以促进学生学习主观能动性,培养学生以工程项目为核心的思维和工作方式,提高学生动手能力为目标,教学团队提出并实践了以项目案例为主线的测试技术教学模式。该教学模式在课堂上运用具有实际工程应用背景的项目案例来激发学生的学习兴趣,课后学生则通过完成拟工程项目化的综合性实验来验证所学知识和技能,将枯燥的公式推导和解题过程变为有趣的学习过程。教学实践表明,该模式能较好的激发学生的学习兴趣,为实现培养工程应用型大学生的目标打下了坚实的基础,取得了较好的教学效果。
参考文献
[1]熊诗波,黄长艺.机械工程测试技术基础(第3版)[M].北京:机械工业出版社,2011:3-8.
发展特色
通过几年的发展,中心的业务发展呈现快速增长的态势,并形成了自己的特色,中心组成了一支具有较强知识转移战斗力的技术经理人的队伍,目前拥有全职、兼职人员共四十八人,其中具有中高级以上职称研发人员占半数以上;通过几年在技术转移工作中的探索与发展,特别在国际技术合作与转移中业绩显著,与各跨国大公司间的技术交流与合作业务突飞猛进,培养出若干能够独立完成国外引进技术开发项目的梯队。主要发展特色有:
(1)重点地方与企业合作的确定原则
重点地方与企业合作的确定原则是:对国民经济发展起重要作用,在国内具有较大影响的各地方大型企业或企业集团;具有相当规模的民营高科技企业;与上海交通大学已建立密切合作关系(如建立联合研究机构)的企业;近期与学校有较大合作前景的企业。
(2)为已合作地方及企业提供服务的措施
根据现阶段已构建的校企合作大平台提供全方面的服务,包括技术服务,科技人才、经营人才输送与培养。
(3)坚持走国际产学研合作的道路,加强国际技术交流与合作
近年来,中心充分利用地处上海市的地域、区域优势,与诸多国际知名跨国企业建立了长期的合作伙伴关系,并形成了自己的特色,通过几年来的紧密合作,创造了巨大的社会效益与经济效益,得到了国家科技部、教育部、上海市政府、各国政府、国际企业的充分认可。同时中心也积累了国际技术合作的丰富经验,并在国际产学研合作的过程中,坚持技术合作与人才培养相结合,努力为国内外企业输送培养了大量复合型高科技人才,跟踪国际发展动向,为学校大范围开展国际技术合作与交流的可持续发展奠定技术、人才基础。
中心国际合作与交流主要以日本、德国企业等为主,与我中心合作的有日本欧姆龙、日本NTT、日本三菱电机、日本网屏、日本NEDO、日本能率、德国西门子等等。
技术转移的四种服务模式
近年来,技术转移在我国已由理论上的研讨,迅速转为政府政策层面的决策和大学、研究机构、企业、中介机构等广泛参与的行动。技术转移服务机构也似雨后春笋般地建立起来。北京是国内技术转移服务机构最发达的地区之一。上海交大国家技术转移中心在长期的发展过程中探索出了多种技术转移服务模式,不同类型、不同层次的机构都有适合于自身特点的商业模式。总结这些做法和经验,对中心将来的工作,无疑有着重要的现实意义,上海交大技术转移中心的主要服务模式有以下几种:
中介委托开发
由技术转移中心前期对技术进行评估并进行包装,利用与各地方合作的平台吸引企业,从而全程跟踪,参与一系列的商务洽谈直至项目合作成功签约。委托开发,由企业客户根据市场的需求向中心提出技术要求,并将其委托给中心,由中心组织科研人员开发出符合客户要求的技术成果,包括新技术、新产品、新工艺或者新材料等,有了中心的全面服务,委托方也能减少寻找合适研究机构的机会成本。
技术集成
通过充分整合学校的科研优势,策划组织多学科交叉、多梯队组合的攻关模式,承担重大产学研项目的模式。技术服务地方
1、洽谈会模式,通过与地方政府合作举办科技洽谈会,促使企业、各院系达成合作意向,从而既推广了各院系的科技成果,又解决了企业急需技术难题。
2、地方办事处模式,即与地方政府共建地方办事处,办事处挂牌在当地,由当地政府的科技部门负责与中心建立长期联系,提供地方合作需求,这种模式在学校与地方政府之间建立了制度化的技术转移平台,更加有利于研究所与地方政府以及企业的合作。
3、地方工作站模式,中心与地方政府共建工作站,中心直接安排科技专家进驻工作站,有效利用交通大学科技资源服务地方产业需求,开展技术转移及其相关工作,建立合作长效机制。
孵化服务
与各地区孵化器、生产力促进中心、科技创业园区紧密合作,挖掘大量贴近产业化项目与成熟科研成果向产业化发展。
技术转移的运营模式
由中心依托学校科技与人才资源、企业资源、地方政府资源构成三角稳定关系。形成新的产业价值链,协同与合作开展技术转移,共同创造社会效益、实现价值;充分发挥技术转移中心的科技与人才资源整合优势与组织协调作用,以技术营销和知识营销组合为创新手段,项目切入为重点,构建交流合作平台,实施市场化运作,促进以知识创新和技术创新为先导的科技创新与技术集成,并注重省校合作、地校合作和国际合作的组合互动,不断深化科技合作,提升重要目标企业的技术创新与核心竞争能力,为地方经济和社会发展做出重要贡献;技术转移机制规范与创新并举。技术转移活动在技术开发、技术转让、技术咨询和技术服务四种规范化方式开展的同时。积极探索、实践技术转移市场化机制。
重点地方、企业合作的交流与联络服务
双方联络员落实到人,全面掌握企业现状,制定联络计划。对重点企业的需求与服务要定期研究(每半年),并提出进展报告。与各地方政府、重点企业的交流与互访(包括高层领导间的互访)每年1~2次。
技术转移与科技合作服务
根据国内各地企业需要,优先向合作企业推介学校及国内外相关技术成果;在项目对接与合作伙伴的选择上,贯彻同等条件企业优先原则;对投资力度较大的项目(金额超过500万元)或需跨系、跨学科的重大项目,企合委落实专人进行跟踪服务。对国家计划及省市单列重大项目,学校应优先与有优势的成员企业联合申报或联合投标。
人才培养服务
经管学院高层次管理人才培训(含MBA课程进修)一般应纳入计划;企业如有需要(计划之外),在条件具备的前提下。尽力协调解决。优先在有条件的企业建立远程教育网站,提供人才培养便捷途径。
科技信息与商情服务
竞争情报已成为企业竞争力的重要组成部分。科技信息中心将根据各地企业需求,每年可为企业提供商情报告。
投融资服务
利用学校已有的投融资渠道及专业策划人员的优势,拟试点为企业提供项目投融资服务。包括商业计划的编制与投资渠道对接等。
发展战略编制服务
根据地方政府和企业需求,国内合作及技术转移政策研究中心可从技术与经济结合的层面为地方政府、企业提供发展战略编制服务。
咨询服务
根据企业特殊需求,推荐相关技术领域的资深专家为企业提供咨询服务,相关费用由企业支付。
产学研合作业绩显著
推动全校横向合作进一步扩大
横向合同数共993项。合同总金额3.3亿元。其中,与上海市企业签订的合同数为515项,合同金额1.71亿元:国际合作项目115项,合同金额2900万元。同时,本年度获上海市国际技术转移项目、支援西部开发基金、联合利华基金、联盟计划、星火计划、华为基金、上起汽车基金立项30余项。
形成几个重大产学研合作项目
2006年,与上海汽车有限公司签订《上海市科教兴市重大产业科技攻关项目“海域MB”自主车型整车开发实施协议》,项目总经费2800万元;与宝山钢铁股份有限公司签订《上海市科教兴市重大产业科技攻关项目“汽车用先进高强度钢板的开发与应用综合机理研究”合同》,项目总经费550万元,总投资1100万元;学校与中国玉柴机器集团签订“混合动力汽车开发”项目。合同总经费280万元;2007年12月。为推动二甲醚汽车的产业化,学校与上海柴油机股份有限公司、上海汽车工业(集团)总公司等单位组成产学研团队,进一步实施二甲醚发动机及汽车产业化和二甲醚汽车示范运行工作,同时建成了国内第一个车用二甲醚加注站。
2007年,学校为纳米研究院研制成功可广泛应用在快速检测心肌梗塞、肝炎、艾滋病等生物医学领域“纳米探测器”,相关论文在国际核心期刊《美国化学学会杂志》上发表。2007年末,通过和德国Invitek公司合作,学校与企业合作的纳米核酸诊断试剂已顺利进入欧洲市场。下一步。双方的合作将进一步深入到肿瘤分子诊断领域;2007年3月,环境学院、工程学院、国际至明半导体设备制造公司一先进半导体器材有限公司(ASM公司)签署了“环境友好轻质高模铝基降噪复合材料”的技术开发合同,合同总额为人民币1200万元;同年12月,双方共建“上海交通大学-ASM公司(香港)先进材料联合实验室”在交大揭牌;2007年4月学校与上海市电力公司签署6项战略合作协议。金额达1500万元。双方将在建立战略合作伙伴关系的基础上,进一步探索人才培养机制、产学研合作的科技创新机制,共同为我国电力事业发展做出新的贡献。年底,与上海电气电站集团签署了5年1 5亿元人民币的合作协议,双方紧紧围绕国家重大战略需求和上海先进装备制造业发展,致力于建立若干个国内领先、国际先进的创新研发平台和基地。
产学研合作基地取得新进展
学校与上海电气集团有限公司共建“服务机器人联合实验室”;与闵行区政府、自主园区共建三个中心――科技创新服务中心、大学生创业中心、科技成果展示中心;与青浦区人民政府签署区校合作协议,每年提供专项资金100万元。共建大学生创业平台;在无锡市建立了上海交通大学国家技术转移中心无锡分中心以及上海交通大学金属新材料工程中心;与铜陵市政府签署了全面合作协议。
大学生创业工作初见成效
学校通过与地方政府、科学园区在上海紫竹科学园区、徐家汇青年创业孵化园等园区共建大学生科技创业基地而形成大学生科技创业的园中园。在上海市大学生科技创业基金交大分基金支持、资助下,培育和创办具有自主知识产权的项目31项、科技企业31家,形成专利、软件著作权等32件。
典型案例
加强国际技术转移与企业孵化
学校与中加农业国际研发中心就燕麦米深加工关键技术及产业化加强了国际技术转移,企业孵化。
本项目属于中国和加拿大政府合作项目,项目组成的合作团队由中国与加拿大共同组建联合研发机构,通过对加拿大农业部提供的燕麦农产品开发的丰富经验和技术储备进行消化吸收,形成具有自主知识产权的燕麦深加TT艺技术及其产品,在上海市南汇区农业示范园创建中加农业国际研发中心,进行包括燕麦在内的农产品的深加工技术、新型功能食品的开发等研究工作,建立示范型中试生产线,并进而在国内组建燕麦等功能食品的深加工产品的大型企业,满足我国和世界日益增长的健康食品的需求,既丰富健康食品的内需,又提供出口。
该项目的成功将有助于我国的粮食发展战略。有助于提高我国农产品的深加工技术以及功能性食品产品的开发技术,有助于我国的新农村建设,有助于农民收益的提高,有助于改善我们的生态环境,有助于树立国家与国家之间建立良好的互利互惠的国际合作和交流的典范。
联合开发实用无线传感器网络
与欧姆龙传感与控制研发中心(上海)就实用无线传感器网络(WSN)的研究与应用进行了联合开发。
本项目旨在追求核心技术。以突破WSN技术的瓶颈为主要目标,实现自主知识产权的无线传感器网络,在技术上产生一到两项创新的特色,由欧姆龙引进技术并联合学校科研团队联合攻关,推动国内WSN技术基础研究的发展,同时形成极具价值的行业应用模型,从而进一步带动WSN技术在各行业的应用。
与上海光电技术有限公司进行技术开发、转让
技术转让给上海光电技术有限公司的非接触式红外三维数字化仪研制,该产品产业化后,将得到广泛应用。在机械行业,将代替威力手,成为产品设计工程师、机械工程师的理想工具。尤其对于模具制作业,速度快、造型修改方便,将为模具界开辟一条捷径;应用于游戏开发、动画制作等,使得设计过程简单方便,从而推动这一行业的快速提升,最终促进动画影视业的发展;应用于其他行业,包括医学、测绘、数字文物保护等等,为相关行业提供一种模型重建的灵活方便的方法。总之,该产品将逐渐代替国外同类产品。打破国外产品在国内市场的垄断地位,产品需求量将越来越大,具有巨大的市场潜力。其优点:
(1)该产品代替传统的接触式数字化仪,应用更加灵活方便。将给相关领域带来一次大的技术改革。
(2)该产品被广泛应用于多个行业中,在产业链中有着举足轻重的作用。首先,应用于机械行业,使得模型重建更加快捷方便可靠,为产品的设计和制作提供方便,从而推动计算机辅助制作业的发展。尤其对于模具制作业,速度快、造型修改方便,为模具界开辟了一条捷径;其次,应用于游戏开发和影视动画,使得设计过程简单方便,从而推动这一行业的快速提升,最终促进动画影视业的发展;最后,应用于其他行业,包括医学、测绘、数字文物保护等等,它为相关行业提供一种模型重建的灵活方便的方法。
(3)该产品对环境无任何污染,综合利用了电力能源、计
算机资源以及电子资源,产品体积小,耗电少,节省了空间资源以及电力能源。
与广西玉柴机器股份有限公司联合攻关全面合作
上海交通大学和广西玉柴机器股份有限公司的产学研合作始于1995年,取得了丰硕的成果:
1、国产欧Ⅲ电控柴油机开发
为了开发出具有自主知识产权的达到欧Ⅲ排放的电控柴油机,玉柴董事长亲自邀请上海交通大学卓斌到玉柴领导一个团队,顺利达到了项目目标,得到了国内外广泛的高度评价,率先填补了国产欧Ⅲ电控柴油机的空白。完成了玉柴柴油机的升级和标定推出3种城市客车用欧Ⅲ柴油机,已经批量生产,符合国家强制性标准要求。在北京公交总公司的2005年招标书上,将玉柴作为国内仅有的一家发动机厂列入,成为国内第一个批量生产的、自主开发的电控欧Ⅲ客车用柴油机。完成了国内自主开发的第一台轿车电控柴油机,成功在上海工博会展出,在国内各主要的自主品牌轿车上配套试用。
成果不仅对我国柴油机行业的技术进步做出了巨大贡献。也使我国柴油机产业科技能力得到了国际认可和高度评价。国际著名的德尔福柴油系统的重型部总裁David Friday的评价:上海交大卓斌教授的团队用了5个月,完成了欧美的世界级的大公司需要5年才能开发成功的项目。我们非常荣幸能够有这样一个战略合作伙伴。更为使我们惊讶的事,卓教授带领、培训出了一支年轻的、高水平的研发团队……实事求是地说。卓教授不但培训了玉柴的人,在如何让德尔福迅速适应中国市场和中国用户需求方面,卓教授对德尔福也进行了很好的培训。
2、高压共轨电控柴油机开发
上海交通大学与广西玉柴机器股份有限公司,早在1998年就联合开展了高压共轨电控柴油机的自主开发,这是全国最早进行的柴油机共轨技术研究项目,最早开始追踪国际先进技术,完成了国内最早的自主开发的高压共轨电控柴油机,并在此基础上形成目前正大力产业推广应用的柴油机GD-1电控系统。
3、柴油机GD-1电控系统开发与产业推广
上海交通大学与广西玉柴机器股份有限公司经过多年的努力。联合国内8家企业研制并试制出了GD-1(Green Diesel-1)柴油机高压共轨电控系统,于2003年12月由上海市科学技术委员会主持的鉴定,获得了“科学技术成果鉴定证书”。
鉴定结论为:“成果水平国内领先。性能指标达到国际先进水平”。取得了较多的技术创新,获得了成套的柴油机高压共轨电控系统核心技术的完全自主知识产权。形成了较完整的国内产业化研发团队,基本突破了柴油机电子控制系统关键技术,并利用这些技术研制出了GD-1柴油机高压共轨电控系统,在国内率先装车应用。
目前,已经形成了一个柴油机电控系统平台,进入小批量配套试用,计划2007年实现批量生产与产业供货。将极大地促进我国柴油机产业技术进步与车辆动力的柴油机化发展,有助于提升我国柴油机产业、甚至汽车产业的核心竞争力。其次是将促进我国汽车电子产业的技术进步,提高国外产品入关的门槛,摆脱目前的“空心化”局面,拉动相关产业的发展。
4、车用柴油机噪声与整车噪声的研究
为了提升玉柴柴油机性能,上海交通大学与广西玉柴机器股份有限公司首先从柴油机降噪开展合作,实现了如下目标:降低柴油机机械噪声,通过有限元计算改进机体结构以增强刚性、改进主轴承盖设计、改进活塞裙部型线等技术降低噪声3.4dBA;降低柴油机燃烧噪声,通过燃烧室改进、喷油规律优化等技术降低噪声4.17dBA。批量生产的发动机台架1m噪声降低4~7dBA,整车车外7m加速噪声降低1~4dBA,符合国家强制性标准要求。全部技术措施从1998年起已应用于产品柴油机,1998~1999年共生产2.9256万台,产值6.5828亿元,新增利税1.5301亿元。
5、高新技术联合研发基地
论文关键词:飞思卡尔;嵌入式;综合实验
近年来,随着嵌入式技术的发展,嵌入式系统在越来越多的领域内得到了广泛的应用,各种相关的嵌入式产品纷纷涌现,然而嵌入式技术人才的供给远远小于社会需求,因此各大高校纷纷开展嵌入式教学。目前高校中多采用ARM嵌入式教学系统,教学环境比较单一,若能将更多业界优秀的嵌入式系统引入到高校教学中,将会给学生深入学习嵌入式系统提供更多可以选择的平台,而飞思卡尔单片机无疑是很好的选择。飞思卡尔公司是世界上最大的半导体公司之一,随着它在汽车电子和工业自动化控制等领域中日益广泛的应用和市场份额的增大以及飞思卡尔杯全国大学生智能车比赛的日趋火热,其已经越来越多的融入到了我们的日常生活中。上海电力学院(以下简称“我校”)加入飞思卡尔全国大学计划,参与飞思卡尔公司与高校携手共建的“飞思卡尔嵌入式设计及应用”示范教学实验室,将飞思卡尔嵌入式系统纳入嵌入式教学体系中,从而给我校的嵌入式教学注入了新的活力,
“嵌入式系统”是一门实践性很强的课程,实验是“嵌入式系统”课程的重要组成部分,学生必须通过大量的实验和实践环节,来加深对嵌入式系统理论知识的理解和认识。因此,加强嵌入式系统实验教学建设,对嵌入式系统的学习、研究与开发将起到关键的作用。综合性实验的合理设置更是培养学生系统设计和创新能力的重点,为了适应我校嵌入式人才培养的教学要求,需要我们在教学实践中不断提高和改进,不断探索和实践。
一、飞思卡尔嵌入式实验教学环境
飞思卡尔嵌入式实验教学采用苏州大学开发设计的基思卡尔MC9S12DG128系列的MCU嵌入式教学实验箱,包含了配套的基础实验和综合实验的实验体系。基础实验主要是对MC9S12DG128芯片的基本功能模块的学习和应用。通过完成这些验证性的基础实验,使学生逐步熟悉嵌入式软硬件的设计过程,从而对飞思卡尔嵌入式开发平台的功能、特性有了初步的认识和掌握。
但是我们在教学中发现,因课时有限,部分综合实验中所涉及的知识点未能讲解,因此综合实验项目的完成相对有一定的难度,且与基础实验的跨度较大。学生很难运用基础实验的相关内容完成综合实验,造成学生无从下手,从而对综合实验失去了兴趣,这在很大程度上影响了教学效果。而综合性实验对学生创新能力、科学思维能力和综合分析能力的培养至关重要,合理设计综合实验才能完善整个实验体系,符合课程设置的连贯性和科学性,才能使学生深入理解和掌握嵌入式系统的精髓。因此针对我校学生的人才培养定位,开发和设计能够衔接基础实验、结合实际应用的综合性实验是实验教学中面临的一个亟待解决的问题。
二、创新实验内容,优化实验体系
综合性实验的开发和设计既要符合学生的认知特点,由浅入深,由易到难,又要综合和涵盖课程的单元知识点。根据学生的兴趣和现有实验条件,保证实验效果。在此基础上,设计了几个综合性实验,现以“计算器的设计”实验为例进行说明。
学生对计算器的功能比较熟悉,所以这个题目具有实用性,学生易于接受。本实验的实验目的是通过算法将4×4键盘中的按键设置成所需的功能键和数字键,通过按键输入数字及运算符号,设计计算器算法完成相应运算,将结果显示在液晶显示器上,当输入错误时会有铃声提示。本实验系统结合了键盘模块、液晶显示模块、铃声控制模块和并行I/0口模块的知识点,学生只有掌握了各模块功能,并认真做好相关的基础实验后,才能顺利进行实验,这在一定程度上也加强了他们对基础实验的重视。
在综合实验的设计中充分考虑到了学生学习认知能力的区别。为避免有的学生“吃不饱”,将实验要求分为基本要求和提高要求。基本要求是每个学生必须完成的,在完成基本要求的基础上,学有余力的学生可以继续完成提高要求。本实验的提高要求是:(1)将SCI串行通信模块加入,采用电脑和键盘两种输入方式,使运算过程和结果可同步显示在电脑上。(2)此计算器在不用的时候可做时钟使用,用于显示当前系统时间,并可进行时间调整和闹钟设置。提高要求涵盖了大部分基础实验,加强了对前面所学各章节内容的综合考察和系统应用。学生在实验中可随时查漏补缺,做到融会贯通。另外该实验还可灵活的变通为另外一个实验——超市收银机系统。该实验的要求与计算器基本相同,但在算法实现上会有所区别,这就给学生一个继续思考和发挥的空间。实验完成较快的学生不会无所事事或代替其他学生做实验,充分提高了课堂时间的利用率、学生的积极主动性和探索精神,活跃了实验氛围。
当然,实验要求不是一成不变的。在实验过程中,学生可以随时提出自己的想法,更改或者增加实验功能,教师帮助进行思路引导和可行性分析,让学生自己通过实验验证结果,给予学生最大的自由度。对基本要求的“紧”和提高要求的“松”,使教师能最大程度的把握课堂节奏,关注到各个层面的学生。这在很大程度上提高了学生的创新意识和动手能力,激发了学生的学习兴趣。
三、综合实验教学的发展思路
随着学院对嵌入式教学等应用实践型课程的日益重视,实验教学的改革和发展成为提高嵌入式教学质量的重要环节。该课程的教学改革正在不断深入,对今后实验教学的改革方向有以下思路:
1.更新实验体系
目前基础实验的题目设置与其他硬件课程有重复的部分,如在单片机课程和ARM课程中均有数码管显示、键盘控制和液晶显示等实验。虽然实现方法不同,但实验基本原理相同,这样会使学生产生厌烦情绪,对实验内容提不起兴趣。从而不能对飞思卡尔嵌入式产品有深入的认识和理解,而将其等同于其他的课程。因此,应紧跟产品业界的发展,将最新技术成果引入到课堂上,突出产品自身特点,尤其是在控制领域的优势,不断更新理论知识结构,进而改进实验体系,设计出新颖性和实用性相结合的基础实验,拓展综合实验的范围和难度是未来实验改革的方向。进一步强化专业设计能力的提升,缩小课本知识与市场需求的差距,为学生将来进入嵌入式行业打下牢固的技术基础。
2.更新实验设备
嵌入式教学具有非常强的实践性,因此实验设备的硬件配备对嵌入式实验教学具有关键作用。目前使用的实验箱硬件结构固定,可扩展性不强,限制了实验开发的进一步开展。如何根据我校人才培养目标和培养模式的要求,[3]自行设计和开发具有灵活性和针对性、实用性和专业性相结合的实验设备是飞思卡尔嵌入式教学在今后实验教学中的一个重要的改革方向。
3.引入全国智能车竞赛的成果
随着“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛的日益普及和火热开展,各参赛队伍都在不断提高软硬件技术水平。在今后的教学中可逐渐将大赛技术成果融入到日常的实验教学系统中。针对学有余力的学生,可将整个车模系统分成几个部分,每一部分作为一个综合实验的题目,由几个学生共同参与。这样没有参加比赛的学生也能吸收和共享比赛精华,将极大地激发学生的学习兴趣和学习热情,加强系统设计和创新能力。
4.改进考核体系
作为一门软硬件结合紧密的学科,嵌入式教学的考核应该走出传统固定的考核方式。单纯的理论考试或上机考试都不能准确衡量学生的学习效果。探索合理、有效和公平的考试体制对全面检验学生对该课程的掌握程度有着重要的意义。可以采用多种考核方式,如理论考试结合实验考试方式,[4]要求学生在规定的时间内完成。总评成绩的评定是平时成绩+理论考试成绩+实验考试成绩的结合。这种全方位、多角度的评判模式,可从根本上促进学生的学习自觉性和主动性,进一步提高学生对嵌入式开发系统的应用能力和实践能力。加快我校嵌入式人才培养的改革。
四、结论
“神舟”邀游太空行――载人航天
探索太空是人类长久的梦想,这个梦想在美国、俄罗斯完成之后,也由中国人完成了。
1999年11月20日6时30分,“神舟一号”飞船在酒泉卫星发射基地顺利升空,经过21小时的飞行后顺利返回地面。这枚载人航天工程的“先锋官”,竟是由地面试验用的电性能测试飞船临时改装而成。将初样产品直接当成正样产品使用,在中国航天史上史无前例。
2001年1月10日凌晨,“神舟二号”飞船发射成功。飞船在轨飞行近7天后返回地面。“神舟二号”是第一艘正样无人飞船,技术状态与载人飞船基本一致。它的发射完全是按照载人飞船的环境和条件进行的,凡是与航天员生命保障有关的设备,基本上都采用了真实件。
2002年3月25日,“神舟三号”飞船发射升空,于4月1日返回地面。“神舟三号”飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环等重要生理活动参数。
2002年12月,“神舟四号”在经受了零下29摄氏度低温的考验后,于30日0时30分成功发射,突破了我国低温发射的历史纪录。
2003年10月15日,我国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。中国首位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客。神舟五号21小时23分钟的太空行程,标志着中国已成为世界上继俄罗斯和美国之后第3个能够独立开展载人航天活动的国家。
2005年10月12日,我国第2艘载人飞船“神舟六号”成功发射,航天员费俊龙、聂海胜被顺利送上太空。17日凌晨,在经过115小时32分钟的太空飞行后,飞船返回舱顺利着陆。“神舟六号”进行了我国载人航天工程的首次多人多天飞行试验,完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验。
2008年9月25日,我国第3艘载人飞船“神舟七号”成功发射,3名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利升空。27日,翟志刚身着我国研制的“飞天”舱外航天服,在身着俄罗斯“海鹰”舱外航天服的刘伯明的辅助下,进行了19分35秒的出舱活动。中国成为世界上第3个掌握空间出舱活动技术的国家。
“嫦娥”欲飞广寒宫――深空探测
月亮曾被人类的神话渲染得无比神秘和美丽。美国科学家登月之后证明这只是一个荒芜的地方,当然也没有广寒宫。为了验证这一切,中国人也要探索月球。
首次载人航天成功后,探月工程成为中国在航天技术发展过程中的又一个里程碑。载人航天距地球飞行的轨道是200~300千米,应用卫星所达到的轨道高度是3万到4万千米,而月球探测所需要的距离近40万千米,这将促进中国航天技术水平的提升,也将深化中国对宇宙空间的认识。中国的探月计划分为“绕”、“落”、“回”三个阶段实施。2007年10月24日18时5分,我国在西昌卫星发射中心用三号甲运载火箭将“嫦娥一号”卫星成功送入太空。
“嫦娥一号”是我国自主研制的第一颗月球探测卫星,它的发射成功,标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。11月5日,“嫦娥一号”成功“牵手”月球,成为中国第一颗月球卫星:11月7日,“嫦娥一号”以准确进入200千米使命轨道为标志,完成中国历史上最远的“太空”;11月26日,“嫦娥一号”传回的“第一幅月图”完美亮相,中国首次月球探测工程圆满成功……“嫦娥一号”月球探测工程的成功,开启了中国人走向深空探索宇宙奥秘的时代,标志着我国已经进入世界具有深空探测能力的国家行列。同时,探月工程也必将带动信息、材料、能源、微机电、遥感科学等其他新技术的提高,对于促进中国社会经济的发展具有重要意义。
众星拱月参北斗――人造卫星
天上的星星参北斗,人造卫星也不例外。而且中国的几十颗人造卫星更是在探索星空,为民服务。
1970年4月24日,中国第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功,中国成为世界上第5个发射卫星的国家。1975年11月26日,中国首颗返回式卫星发射成功,3天后顺利返回,中国成为世界上第3个掌握卫星返回技术的国家。1981年9月20日,中国用一枚火箭发射3颗卫星获得成功,成为世界上第4个掌握一箭多星发射技术的国家。1984年4月8日,“东方红二号”地球静止轨道通信卫星发射并定点成功,中国成为世界上第5个能自行研制发射地球静止轨道通信卫星的国家。1988年9月7日和1990年9月3日,两颗“风云一号”太阳同步轨道气象卫星先后发射成功。1997年6月10日第1颗“风云二号”静止轨道气象卫星发射成功,我国成为世界上第3个同时拥有极轨道和静止轨道气象卫星的国家。1999年10月14日,中国第1颗“资源一号”卫星发射成功,我国成为世界上第4个拥有地球资源卫星的国家。2000年10月31日第1颗“北斗一号”导航卫星发射成功,至今已成功发射6颗导航卫星,建成了“北斗一号”区域导航系统,成为世界上第3个拥有自主卫星导航系统的国家。至今,我国自行研制和发射了80多颗人造地球卫星。我国研制的14种“”系列运载火箭基本上满足了发射不同轨道、不同用途卫星的要求。迄今,“”系列运载火箭117次腾空,将我国自行研制的80多个空间飞行器(包括7艘飞船和1个月球探测器)送入预定轨道,成功发射了29颗外国制造的卫星。我国独立研制成了返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列、“实践”科学探测与技术试验卫星系列、“资源”地球资源卫星系列、“海洋”卫星系列和“北斗”导航定位卫星系列。各类卫星被广泛应用于社会、经济、科技、文化教育和国防建设等领域,在推动国防现代化建设和国民经济建设上发挥了至关重要的作用。
生命天书揭秘密――破译基因图谱
人类既遥望星空,也需要探索自己生命的本质和奥秘。为此,中国参与了人类最重要的探索自身的科学研究,破译自身的生命密码,即人类基因组计划。
人类基因组计划是要揭开组成人体10万个基因的30亿个碱基对的秘密。该计划先后有美、英、日、德、法及中国等6个国家、16个实验室及1100名生物科学家、计算机专家和技术人员参加。1999年7月我国在国际人类基因组注册,承担了国际人类基因组大规模测序任务的1%,即3号染色体短臂上3000
万个碱基对的测序任务。
2002年中国科学家又承担了人类基因组单体型图计划10%的任务,即构建3号、21号染色体和8号染色体短臂的单体型图。同时,中国还提供一半的亚裔样品。这个计划主要是破解人类基因组序列中的单个碱基差异,了解其在人群中的分布与规律,为发现与疾病相关的基因及其多态位点提供重要依据。
2007年10月11日,由深圳华厦基因研究院、生物信息系统国家工程研究中心及中国科学院北京基因研究所共同绘制的第一个完整中国人基因组图谱(又称“炎黄一号”)宣布完成。这也是第一个亚洲人全基因序列图谱,是用新一代测序技术独立完成的100%中国人基因组图谱。从族群的差异来说,由于完成的中国人的基因组是汉族人的基因组,因而意味着能把这一成果覆盖到中国92%的汉族人口。至少让拥有相同遗传特点的同一族群的人在未来可享有药物治疗和保健的基础。
人类基因组研究至少在疾病治疗方面提供了坚实的基础。未来,对于单基因病,如亨廷顿舞蹈病、遗传性结肠癌和乳腺癌等,可采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的思路进行诊断和治疗。对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病(如老年性痴呆、精神分裂症等)、自身免疫性疾病等多基因疾病则可通过多基因的调控来诊断治疗。
修补生命不是梦――干细胞和再生医学研究
生命不只是出生和成长,还有死亡和受伤。对于生命的损伤以及并未达到人类正常寿命的死亡,是可以通过生物医学技术来弥补的,干细胞和再生医学就是这样一种典型技术,中国人正在这个领域突飞猛进。
干细胞研究和再生医学是生物医学的前沿阵地之一,中国在这一领域有很多成果已经接近世界先进水平。目前国际干细胞研究形成了4大热点,即胚胎干细胞建系及定向诱导成组织细胞的分子机制;成体干细胞横向分化的条件:各种组织成体干细胞库的建立以及临床治疗试验等。
中国研究人员已经能体外克隆出人骨、血液、神经和皮肤等组织,并已经着手克隆血管、食道和膀胱等器官。例如,我国已研发了第一个具有自主知识产权并己获得国家药品监督管理局批准的规范的自体骨髓间充质干细胞(MSCs)产品,在修复心肌、再生血管、改善心功能上明显优于骨髓单个核细胞。同时,我国也建立了人类胚胎干细胞体外诱导分化为中脑多巴胺能神经元和脊髓运动神经元的方法,以及建立诱导人胚胎干细胞分化为肝细胞的方法,为治疗帕金森氏病、细胞移植和肝病替代治疗提供了基础。同时,我国研究人员从骨髓中分离出间充质干细胞进行肌腱体外培养,形成有正常功能的肌腱细胞。将这些肌腱细胞植入后腿膝盖部肌腱断裂的小白鼠,能帮助小白鼠恢复正常的活动能力。
我国研究人员还利用干细胞在一只身长不足5厘米,体重不过20克的裸鼠背上培育出了1厘米长管状的兔子尿道。我国研究人员还从大鼠的软骨中提取间充质干细胞,经体外培养扩增后,可以形成心肌细胞,植入发生心肌梗塞的大鼠心脏中,显著改善了心脏功能。
这些成果意味着,不久以后,可以利用干细胞克隆生成的器官和组织治疗癌症、心血管疾病、糖尿病、肝脏疾病、帕金森氏病、泌尿系统疾病、老年性痴呆等疾病。
水稻“天书”已破译――水稻基因测序
水稻是人类的重要食粮,世界上有一半的人靠水稻为生,人类在感谢它的同时,更愿意从分子深处了解它的奥秘,于是中国人参与了破译水稻基因组。
2005年8月出版的英国《自然》杂志刊登了一张水稻全基因组序列完成图,其覆盖率和精确度均远远高于此前发表的草图。这是目前己完成的最精确、最完整的测序工作之一,是继人类基因组计划之后,科学家完成的又一项重要测序工作。我国科学家(包括台湾地区的科学家)对国际水稻基因组计划的贡献率达20%,写下了绚烂的“中国卷”。国际水稻基因组测序计划始于1998年,由日本、美国、中国等10个国家和地区参加。此次绘制完成的水稻基因组全图不仅定位了水稻中的3.75万个基因,而且率先在动植物中完成了对着丝粒的测序。除已经完成测序的水稻1、4、10号染色体外,其余染色体的测序分别由日本(5条)、美国(2条)、中国台湾(1条)、法国(1条)完成,印度、韩国、巴西等参与了部分染色体测序工作。
2002年底,科学家们初步绘制完成了水稻基因组草图。中国科学院上海生命科学研究院国家基因研究中心参与了这项国际大型研究工作。在草图的绘制中,中国科学家圆满完成了水稻4号染色体的精细序列测定和分析工作。在接下来的全图绘制中,中方科学家承担并完成了水稻籼、粳两个亚种间全基因组序列的比较及水稻基因组着丝粒序列的分析工作。另外,中方科学家还填补了水稻4号染色体序列的4个物理空缺和近300个序列空缺,使得4号染色体仍然是测序最完整的染色体之一。水稻是迄今第一个被测序的农作物,共有12条染色体,其中蕴藏着高产优质、美味色香以及与抗病抗虫、抗逆等性状相关的遗传信息。解析水稻基因组序列,是改进水稻品质、提高水稻产量的前提和基础。
粮棉生产创奇迹――超级稻和转基因棉
曾有人怀疑:谁来养活中国人。这个问题由一位叫袁隆平的中国科学家作出了回答:靠中国人,首先是靠超级水稻。
中国是世界上首个成功培育出超级杂交水稻的国家,这一切都要归功于这位叫袁隆平的人。杂交稻研究是公认的世界难题,袁隆平的研究相继获得了“二九南1号”、“三系杂交稻”、“两系法杂交水稻”、“超级杂交稻”的成果。2008年10月,超级杂交稻在示范区跃上亩产900千克大关。从“三系法”到“两系法”再到“超级稻”,从亩产400千克到600千克再到900千克,我国农业创造了世界粮食生产的奇迹――以7%的耕地养活了占世界22%的人口。目前,中国的杂交水稻已走出国门,为解决全球特别是发展中国家的缺粮问题发挥作用。至今,已有东南亚、南亚、南美、非洲等40多个国家和地区研究或引种,种植面积达150万公顷,增产效益十分显著,被世界誉为“中国第五大发明”。
中国人能自己解决吃的问题,同样也能自己解决穿的问题,这首先体现在转基因抗虫棉方面。所谓转基因抗虫棉,就是通过生物技术,把一种细菌的遗传物质(DNA)片段转移到棉花里,让棉花具有一定的抗虫性状。我国是世界产棉和消费大国。20世纪90年代前期,大面积的棉铃虫灾害使得我国一些棉区的棉花亩产降幅达80%。就在棉铃虫肆虐之际,一家跨国公司凭借其领先世界的生物技术,研制出了转基因抗虫棉,并一举占有我国95%的抗虫棉市场份
额。发展国产转基因抗虫棉势在必行。我国从1991年开始进行棉花抗虫基因的构建工作,1992年,中国农科院生物技术所采用基因工程技术,成功研制出单价抗虫基因,使中国成为世界上第二个拥有抗虫基因自主知识产权的国家。继而,他们又先后培育成功既抗棉铃虫又抗蚜虫的双抗棉花新品种。采用基因工程和传统杂交技术相结合的方法,我国科学家首次在国际上选育成功高产量、高纯度、高效率、大规模、低成本、能够直接应用的转双价抗虫基因的三系杂交抗虫棉sGKz8,整体技术水平居国际领先。如今,我国转基因抗虫棉品种在产量、抗性等方面已明显优于美国抗虫棉品种,不仅夺回了70%的市场份额,而且走向了国际市场。
获取资源新途径――动物克隆与转基因技术
人类为了向动植物获取更多的资源,发明了克隆和转基因技术。中国人在这个领域也走到了世界的前列。
克隆(Clone)源于希腊文Klon,原意为用树木的枝条增殖,现指人工诱导下的无性繁殖,即从一个细胞得到两个以上的细胞、细胞群或生物体,由一个亲本系列产生的DNA系列的技术,称之为克隆技术。将一个细胞分裂繁殖一大群细胞,叫一个克隆。1903年开始,克隆技术被引入园艺学,随后逐渐应用到植物学、动物学和医学方面,现已通过无性繁殖方式产生后代,如克隆青蛙、克隆鼠、克隆兔、克隆猴、克隆猪、克隆牛,乃至用体细胞克隆山羊、绵羊。这一尖端生物技术还能挽救濒危动植物,所以克隆技术成为20世纪重大的科技成果之一。
从20世纪80年代起,我国就开展了大量的动物胚胎细胞克隆研究工作。1984年3月9日,我国青年学者旭日干与日本学者合作,培育出世界上第一胎“试管山羊”,1989年,“试管绵羊”被成功培育。1989年8月15日,我国又成功培育出首胎“试管牛”。“试管绵羊”和“试管牛”的成功培育,使我国成为继美国、日本、法国之后在世界上拥有此项技术的为数不多的国家之一。山东莱阳农学院的克隆牛在国际上首次使用了玻璃化超快速冷冻保存技术;中国农业大学成功地克隆了我国第一头体细胞克隆猪;西北农林科技大学培育了世界首例成年体细胞克隆山羊。动物体细胞克隆大大加速高产牲畜、优质种畜的迅速扩繁。2002年,中国首批本土克隆牛诞生,使中国继日本、新西兰和美国之后,成为第四个克隆牛研究成功的国家,创造了克隆胚胎移植受胎率、妊娠出生率、繁殖成活率和群体规模四项世界第一,成为中国生物工程技术发展史上的一个里程碑。
在克隆的同时可以引进一些外源性基因称为转基因。我国在转基因动物研究方面也取得了可喜的成就,如转基因鱼等已处于国际领先地位,转基因奶牛的研究也可望在近期内有突破性进展。一种生长耗料低、肉质好、抗病力强的转基因猪,已由湖北省农科院畜牧所培育成功,其基因导入总效率为2.1%,比国外高出一倍多,超过国际先进水平。2003年10月13日,世界上第一头转人岩藻糖转移酶基因的体细胞克隆牛“岩娃”在其出生地山东省梁山县通过专家鉴定。“岩娃”同时创造了在同一头牛中转有3种(人岩藻糖转移酶基因、绿色荧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。
生命进化有新说――澄江动物群研究
人类和生命来自哪里?中国科学家对此作出了某些回答,这就是寒武纪生命大爆发的研究成果。
寒武纪距今5.4亿~5.1亿年,在短短的500万~1000万年时间内,大量生物门类迅速涌现,现今30多个门类那时就涌现出20个。寒武纪生命大爆发一直让包括达尔文在内的科学家们困惑不解。在人们普遍认同达尔文进化论的今天,全面揭示并合理解释寒武纪生物大爆发的真实原因、探索众多动物门类起源的难题,是古生物学和进化生物学的重要前沿科学领域。自1984年我国学者在云南澄江发现“澄江动物群”以来,深入研究寒武纪生命大爆发成为可能,而我国科学家更凭借得天独厚的化石资源优势,取得了突出成就:采集标本10万余件,并对各门类化石进行了化石生物学、功能解剖学、演化生物学、古生态学、古地理学、埋藏学等多学科综合研究;发现并研究了包括脊椎、真节肢、螯肢和甲壳等动物的起源;发现并论证了已知最古老、最原始的脊椎动物昆明鱼和海口鱼,将脊椎动物早期历史往前推进了约5千万年;证实了现生动物门和亚门以及复杂生态体系起源于早寒武纪:提出“广义进化论”,对寒武纪生命大爆发的激发因素进行了综合分析……一系列的相关成果使得我国科学家在早期生命演化与“寒武纪大爆发”研究领域取得国际领先地位。其中“澄江动物群与寒武纪大爆发”研究项目荣获国家自然科学奖一等奖。
全球前10有“曙光”――超级计算机
除了吃穿住等人类的基本需求外,信息摄取和处理也成为人类进步和经济发展的巨大标志,中国人研发的超级计算机已进入世界前10名的行列。
2008年8月,由中国科学院计算技术研究所、曙光信息产业有限公司自主研发制造的百万亿次超级计算机“曙光5000”研制成功。“曙光5000”高性能计算机是国家863计划高性能计算机及其核心软件重大专项支持的研究项目,是面向网络的高性能计算机,同时也是面向信息服务的超级服务器,可以提供多目标的系统服务。“曙光5000”系统峰值运算速度达到每秒230万亿次浮点运算,Linpack(高性能计算领域最出名和使用最广泛的基准测试)运算速度超过每秒160万亿次浮点运算,是目前国内速度最快的商用高性能计算机系统,其运算速度全球排名前10。除了超强计算能力,它还拥有全自主、超高密度、超高性价比、超低功耗以及超广泛应用等特点。这标志着中国成为继美国之后第二个能制造和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家,也表明我国生产、应用、维护高性能计算机的能力达到世界先进水平。从突破发达国家的技术限制与封锁,到跻身世界高性能计算机平台供应商,再到成功地转型商用……中国高性能计算机的发展已经走过了17年的历程。曙光通过他们的信念、通过他们的智慧,让这一切慢慢地成为了自己手中的现实和别人眼中的奇迹。
自主研发中国“芯”――龙芯高级芯片
高性能的计算机是信息技术的核心,而芯片又是计算机的核心。中国的龙芯正是这样一种高级芯片。
龙芯(英语:Loongson)是我国第一款自主开发的高性能通用CPU芯片,由中国科学院计算机技术研究所于2002年研制成功。龙芯的特殊性在于它是通用CPU,而不是一般的ASIC芯
片。通用CPU是信息产业的基础部件,是武器装备的核心器件。通用CPU可广泛应用在国防安全、计算机、工业控制、信息家电、汽车电子、航空航天等领域。可以说,通用CPU对于信息产业,就像钢铁对于工业,具有基础的支撑作用。发展自主知识产权的微处理器,建立自主可控的信息产业是国家的需要、时代的需要,是产业发展的需要。自从2001年初正式开始龙芯处理器的设计以来,龙芯已经走过了8年的历史。龙芯的发展经历技术积累、产业突破、产业积累以及形成体系4个发展阶段。在这8年中。我国从无到有地掌握了高性能处理器的核心技术及其质量设计技术,目前最新设计的龙芯系列处理器已经达到了世界先进水平(最近流行的四核龙芯3号处理器采用65nm工艺,主频IGHz,晶体管数目达到4,25亿个)。8年来,龙芯系列芯片将我国高性能通用CPU与国际先进水平的距离缩短了15年。龙芯的每一个动作,都成为整个计算机产业关注的焦点。
不尽能源滚滚来――“人造太阳”研制
人类能不能制造一个装置像太阳那样为人类提供源源不断的能源?回答是可能的,中国科学家已经获得初步成功。
“人造太阳”是指基于可控热核聚变反应堆,使其像太阳那样产生巨大的能量,安全可靠而又一劳永逸地解决人类能源之需。这一计划的正式名称是国际热核聚变实验堆项目(ITER),其意义不亚于国际空间站计划和人类基因组计划。中国与美、欧、俄、日、韩、印7方共同参与,并承担10%的任务,从而使该计划成为迄今为止我国参与的最昂贵也最具挑战性的大科学工程国际合作项目。我国自主设计、自主建设的人造太阳――EAST热核聚变装置也于2006年9月首次成功放电,成为世界上第一个建成并真正运行的“实验型先进超导托卡马克”装置。托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写,这是一个由封闭磁场组成的“容器”,用来约束电离子的等离子体。为了达到核聚变所要求的条件,托卡马克已经变为一个高度复杂的装置,要有超大电流、超强磁场、超高温、超低温等极限环境,对工艺和材料也提出了极高的要求。EAST装置有真正意义的全超导和非圆截面特性,更有利于科学家探索等离子体稳态先进运行模式,其工程建设和物理研究将为ITER的建设提供--直接经验和基础。未来的稳态运行的热核聚变反应堆用于商业运行后,所产生的能量够人类用数亿年乃至数十亿年。
上天入水有帮手――机器人技术
让机器人为人类干活再也不是梦想而是现实,中国人现在也圆了这个梦。
我国现有机器人数目与全球相比仅占很小的比例,然而在某些领域已经取得了世界公认的成绩。例如,2006年5月9日,中国科学院自动化研究所在中国科技馆新馆奠基典礼上展出了两款仿人机器人,至今许多人还对能微笑、哭泣、愤怒、作思考状的“童童”和能按照要求立刻画出熊猫、小狗、老鼠以及当场为任何人画肖像的“贝奇”记忆犹新。除了仿人领域,机器人还能在探知神秘海底世界方面发挥举足轻重的作用。1986年863计划实施之前,我国研制的水下机器人都是有缆遥控水下机器人,工作深度仅为300米。1997年6月中国第一套6000米水下机器人试验成功,标志着在无缆水下机器人研制方面中国已经达到了国际先进水平。我国目前已自主研制出7000米水下机器人,期待能够在海底探测方面做出更大的贡献。在我国第24次南极科考中,有了两位特殊的队员――具有自主知识产权的“低空飞行机器人”和“冰雪面移动机器人”,其中低空飞行机器人在150米的高空成功进行了两次15分钟25千米的低空稳定飞行,冰雪面移动机器人成功地进行了机动能力、环境适应能力、防水能力的试验和模拟冰川移动测量等科考任务,它们在南极恶劣的自然和气候条件下能大显身手,这标志着中国极地科考机器人的研究及应用进入了一个新的阶段。
纳米描绘新世界――纳米技术研究
纳米是10亿分之一米,相当于4倍原子大小,比单个细菌的长度还要小。这种微观的尺度正在改变着世界。