時間:2022-11-08 03:17:49
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篇技術工程論文,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。
所謂 CAD 技術就是計算機輔助設計,這種技術是利用計算機系統對設計進行分析、優化的過程。通常情況下,CAD 系統主要是由硬件、軟件組成,其中硬件主要涉及處理運算設備、圖形顯示設備、外部存儲設備等硬件平臺設備,對于軟件來說,主要包括系統軟件、支撐軟件和專業應用軟件等。目前,在我國使用比較廣泛的 CAD 軟件是由美國 AUTODESK 公司開發的 AUTOCAD 軟件[1],該軟件的優勢主要表現為:功能強大、易學易用、具有開放型結構的軟件口,一方面便于用戶使用,另一方面可以對系統本身進行擴充和完善,因此,廣泛地應用于微機及工作站方面。在此基礎上,國內外軟件開發商對其進行二次開發,比較有代表性的,如建筑行業的 House 軟件、建研院的 ABD集成化軟件等。
2 CAD 技術在工程設計中的優點
2.1 降低勞動強度,圖面清潔
與傳統的手繪繪圖方式相比,通過使用 CAD 技術進行繪圖,可以使用一只鼠標做任何想做的事情。在傳統繪圖模式下,工作人員手里拿著不同粗細的墨筆,丁字尺等工具不停的在手里更換,一旦出現錯誤,修改非常麻煩,甚至從頭來過,并且對圖面進行修補,使得圖面顯的臟亂。
2.2 設計工作的高效性,重復利用設計成果
在 CAD技術中,有一項“COPY”功能,使其非常高效。在制圖過程中,對于一些相近、相似的設計,只需要對圖紙進行簡單的修改,或者直接套用,在這種情況下,只需通過鍵盤、鼠標就可以完成制圖工作。對于 CAD 軟件來說,通常情況下,可以將建筑施工圖直接轉換為設備底圖,在描繪設備底圖上,不會浪費水暖、電氣 設計師的時間。
2.3 提高繪圖精度
對于建筑設計來說,通常情況下都要精確到毫米,但是結構計算的精度較低,施工過程中的精度更低,對于規模較大,并且較為復雜的建筑來說,通過 CAD 技術可以成倍增長其精度。
2.4 CAD 在建筑表現圖上的優勢
通過 CAD 制作的建筑效果圖,其透視、光影、建筑材料的質感等具有較高的真實性。
3 CAD 技術在工程設計中的弊端
3.1 束縛設計思想
通過 CAD 進行繪圖,為了提高精確性,需要對每一筆數據進行準確的計算,進而在一定程度上扼殺了方案設計中需要的模糊性、隨機性等,并且缺乏設計靈感。另外,CAD 軟件功能的局限性,以及 CAD 軟件的使用者,對其掌握的熟練程度等,使得建筑師難以通過 CAD 表達好的靈感和創意,在這種情況下,進一步束縛了建筑師的思想、思路和靈感。
3.2 扼殺建筑藝術
建筑作為一門學科,它融合了科技、藝術、文化、哲學等。但是通過 CAD 對建筑進行設計,在設計過程中,缺少了手繪圖的個性,以及設計師的特有感覺等。
3.3 CAD 浪費資源
首先,CAD 作為一項技術,具有較高的科技含量,對于設計師來說,通常情況下,需要用半年到一年的時間才能掌握相應的 CAD 軟件。其次,CAD浪費物質財力。在實現微機制圖的過程中,電腦、工作站、繪圖儀等硬件設備的投資也非常大,并且這些硬件具有較高的折舊率、升級費用等。
3.4 CAD 技術存在不可靠性
1.1耐酸磚(1)基層處理:基層采用輕型手動研磨機械打磨,被油脂污染的表面必須進行預處理,經處理后基層必須達到《建筑防腐蝕工程施工及驗收規范》(GB50212-2002)相關要求。防腐施工前基層表面必須潔凈,基層打磨完畢用干凈軟毛刷、壓縮空氣或工業吸塵器,將基層表面清理干凈。(2)施工隔離層:①封底層:防腐時先刷乙烯基樹脂底漆兩遍,樹脂應均勻,不得有遺漏或流掛,并保證樹脂表面亮光,樹脂固化時間嚴格按照所選樹脂產品相關要求執行。在基層拐角或凹陷不平處,應先用乙烯基樹脂膠泥倒圓角或刮平,膠泥固化時間也應嚴格按照產品相關要求執行。待底層固化干燥后再施工隔離層。②隔離層施工:隔離層為二層玻璃絲布(厚度0.2mm),各層之間采用乙烯基樹脂粘接,按連續法進行施工,先涂刷一層乙烯基樹脂,隨即貼上一層玻璃絲布,必須貼實,趕凈氣泡,其上再涂一層樹脂,然后粘貼第二層玻璃絲布,樹脂應飽滿。每鋪一層,應檢查前一層的質量,當發現有毛刺、脫層和氣泡等缺陷時,應進行修補。玻璃絲布的搭結寬度不應小于50mm,上下層纖維的接縫應錯開,錯開距離不小于50mm。陰陽角處應增加1~2層。待最外一層固化干燥后,再刷乙烯基樹脂面漆兩遍,防腐層厚度不小于0.6mm。(3)貼耐酸磚:砌筑前宜先試排,鋪砌時應由低向高,陰角處立面塊材應壓住平面塊材,陽角處平面塊材蓋住立面塊材。不得出現十字通縫,多層塊材不得出現重疊縫。樹脂膠泥結合層應飽滿密實,貼耐酸磚前先將拐角處采用乙烯基樹脂膠泥補好,然后采用擠縫方式貼瓷磚,膠泥為乙烯基樹脂膠泥。總防腐層厚度為30mm。
1.2樹脂玻璃鱗片(1)基層處理:同耐酸瓷磚防腐做法中基層處理。(2)施工隔離層:同耐酸瓷磚防腐做法中隔離層做法。(3)防腐層施工:隔離層施工完畢按短切氈(厚度0.6mm)、玻璃絲布(厚度0.2mm)、短切氈(厚度0.6mm)、玻璃絲布(厚度0.2mm)、表面氈(厚度0.2mm)進行防腐處理,各層之間采用乙烯基樹脂進行粘接,施工方法參照隔離層。(4)面漆:防腐層干燥固化后,在表面氈外再刷樹脂鱗片面漆兩遍,面漆應均勻、飽滿密實,不得有遺漏或流掛,并保證樹脂表面亮光,樹脂固化時間嚴格按照所選產品相關要求執行。(5)總防腐層厚度不小于3mm。
1.3樹脂玻璃鋼(1)基層處理:同耐酸磚防腐做法中基層處理。(2)防腐層施工:同耐酸磚防腐做法中隔離層做法,層數按下述要求:防腐時先刷乙烯基樹脂底漆兩遍,保證樹脂表面亮光,再做3層玻璃絲布(厚度0.2mm)防腐,各層之間采用乙烯基樹脂粘接,做完后再刷乙烯基樹脂面漆兩遍。
1.4玻璃鱗片涂料防腐層厚度不小于1mm。做法與(5)中環氧涂料防腐做法基本相同,玻璃涂料不許加稀釋劑或其他溶劑。
1.5乙烯基樹脂砂漿(1)基層處理:同耐酸磚防腐做法中基層處理。(2)隔離層:同耐酸磚防腐做法中隔離層施工。隔離層最后一道乙烯基膠料面層上,撒0.7-1.2mm石英砂一層,涂層均勻,以增強與砂漿層的粘接力,隔離層固化干燥24小時以后,再施工樹脂砂漿層。(3)樹脂砂漿層:隔離層上先薄而均勻地噴一層膠料,隨即在其上攤鋪砂漿,并隨攤隨揉壓,使表面出漿,然后一次抹平壓光。抹壓應在砂漿膠凝前完成,已膠凝的砂漿禁止使用。施工養護至少3晝夜方可進行下道工序。(4)稀膠泥罩面:膠泥罩面設計1mm厚,為了防止膠泥固化產生微小裂縫,需要分兩次抹壓。固化時間24小時。(5)刷面漆:刷乙烯基面漆二道,每道固化24小時。
1.6氯磺化聚乙烯涂料(1)基層處理:基層處理與耐酸磚防腐做法相同。(2)批膩子:砼表面的裂縫、麻面、氣孔、凹陷不平處,用水泥901膠水膩子三道修補填刮平整。(3)刷底漆:刷氯磺化聚乙烯底漆一道,涂層均勻、不流淌,嚴禁漏刷。干燥后,刮涂料膩子一道。凹陷處補刮平整。(4)刷面漆:根據涂料配比,配制面漆,采用滾漆,每道漆涂裝間隔時間不宜小于8小時。涂刷道數按設計要求5道,涂層厚度應均勻,不流淌,嚴禁漏刷,色澤應均勻一致。(5)固化養護:常溫下養護7天。
2質量控制措施
2.1混凝土基層控制(1)砼基層表面的浮灰、水泥渣清理干凈,有污染的部位用溶劑擦凈并晾干。(2)砼基層必須潔凈平整,堅固密實;強度應符合設計要求;不應有起砂、脫殼、裂縫、蜂窩麻面等現象。(3)砼基層平面部位采用輕型研磨機打磨,立面及邊角部位采用手持式研磨機或鋼絲刷進行打磨。(4)防腐施工開始前,必須用干凈軟毛刷、壓縮空氣或工業吸塵器,將基層表面清理干凈。(5)處理完畢的砼基層表面平整度用2m直尺檢查,允許間隙不大于2mm。(6)處理好的砼基層表面不宜做水泥砂漿抹灰找平,如必須找平,找平層應無空鼓現象,其養護時間要達到28天,在強度報告合格、含水率合格后方可施工隔離層。
2.2施工環境溫度控制(1)采用普通固化劑施工時氣溫宜為10至30℃,相對濕度不大于80%。(2)選用低溫固化劑,可以在0℃以上的環境中施工。(3)如果施工氣溫低于0℃,必須采取保溫措施。(4)管廊內每隔50米至少配置一個溫度計。
2.3施工環境濕度控制(1)基層含水率:砼基層必須干燥,外觀應發白無潮影,在20mm厚度內的含水率不應大于6%,嚴禁有水滲漏。采用“塑料薄膜覆蓋法”檢查基層含水率,具體為:將450×450mm的透明聚乙烯薄膜,周邊用膠帶紙牢固粘貼密封在基層表面上,避免陽光照射或損壞薄膜,并應在16h后觀察塑料薄膜,無水珠或濕氣存在為合格,每40m2應做一次實驗。(2)施工環境相對濕度不應大于80%,每個池體內至少配置一個濕度計,管廊內每隔50米配置一個濕度計。(3)施工環境相對濕度大于80%時停止作業,如不能停止施工,必須配備足夠數量軸流風機或烘干機等設備,降低環境濕度。(4)對于露天作業的構筑物,必須搭設防雨篷,采取有效的防雨措施。
2.4其他相關要求(1)每批樹脂都根據說明書及規范要求先做小樣試驗,以確定合適的施工配比。膠泥、膠料拌制配備專職熟練工,每次配料嚴格按配合比計量準確,并做好記錄。(2)樹脂和固化劑的作用是放熱反應,配置量過大不易散熱,每次根據施工進度確定配置量,隨配隨用,在初凝期(30-45分鐘)內用完。(3)玻璃纖維布的經緯向強度不同,應注意使玻璃纖維布縱橫交替鋪設。(4)在立面或斜面鋪貼玻璃鋼時,由于樹脂自重及黏度小的原因,常常造成樹脂膠料流掛現象,因此施工中可在膠料中加入1%—3%的輕質二氧化硅(俗稱“氣相白炭黑”),以使膠料具有良好的觸變性能。(5)針對樹脂膠泥和樹脂砂漿應測定其抗拉和抗壓強度兩個性能指標,試塊留置組數同普通砂漿的留置組數。
3結束語
1.1以全過程經濟效益為主,結合階段性經濟效益預測建筑工程有效地開展,需要進行以下幾個工作環節,分別是:對項目目標的確定、技術方案的提出、方案的篩選、工程的實施以及經濟效益的分析等等。每一個工作環節都發揮著重要的作用。當然這些流程中也有所重點,經濟預測要突出全過程的經濟效益。然而,在以前的建筑工程經濟預測中,往往忽視了工程技術的經濟效益,只重視施工階段,從而導致主次不分,很難有效的提升建筑工程技術經濟效益。所以,建筑工程技術經濟預測的首要原則就是立足于全過程經濟效益的預測。
1.2最優化預測與滿意度預測的結合在進行建筑工程技術經濟預測的過程中,要遵守原則最優化的處理方案,這種思想由美國經濟學家西蒙所創造,其中關鍵詞匯為“滿意程度”,因為人們在對建筑工程技術問題進行分析、解決環節時自身處理問題的容量與問題本比較十分渺小,所以要想在實際生活中做到科學、有效的實施途徑十分困難。為此該經濟學家提出滿意程度一詞,用滿足度來替換最優化,在預測建筑工程技術經濟效益期間合理的結合最優化與滿意度,這樣便能夠降低盲目追求高效率,卻事倍功半發生的幾率。
1.3以主動預測為主,結合被動分析建筑工程技術的經濟預測就是要將系統處理問題時即將面臨的狀況進行評估,從而確保工程實施的高效性。以往的操作方式是將實際值與預期值進行對比,倘若實際值較預期值相差甚遠,便分析其內部因素,并采取進一步的改進措施。這種預測方式被稱之為被動分析,只能對已經出現問題的系統評估和改進,無法達到預測的效果。如今,建筑工程技術人員已經將控制理論與體系理論融入到經濟預測的內容中,事前主動的分析施工狀況,避免不必要的損失。以主動預測為主,結合被動分析將成為今后實施途中的主要原則之一。
2建筑工程技術經濟預測的方法
2.1定量預測方法定量預測方法主要包含以下三種具體方法,分別是:平均移動法、平均簡單法和平均加權移動法。平均移動法對實際發生的數據信息進行求平均值,一般在時間周期方面要移動一個周期左右,所得數值即作為下一個周期的經濟預測值。平均簡單法通過對以往的數據信息分析來預測未來的經濟效益值,這種方法的操作較為簡單,適合處理短期的經濟預測情況。第三種平均加權移動法利用加權來反應數據信息之間存在的區別,該方法的經濟預測平均值比較準確。
2.2定性預期方法定影預期方法主要由專家分析法與德爾菲法組成。專家分析法的經濟預測評估對象為專家所提出的建議,專家通過自身的豐富經驗和所掌握的建筑工程技術知識,來從以往的項目中尋求規律,并對未來的發展走向做出判斷。判斷提出之后,還需要進行進一步的分析、整理以及歸納環節。專家分析法還分為個人分析與集體分析,個人分析的優勢在于可以充分調動專家的創造性和主觀能動性,集體分析的優勢在于專家能夠提出大量的數據信息,所涉及到的影響因素較為全面,有利于專家之間的溝通交流,經濟預測結果精準程度較高。德爾菲法通過匿名的形式對專家的建議進行分析、整理,可以算作專家分析法的一種延續。
3建筑工程技術中的決策方法
3.1非確定性決策非確定性決策主要包含以下幾種決策方法:第一,最大最小后悔值法,首先需要選定一種建筑工程技術的施工方法,從而其最優化方法便得到確定,倘若一開始決策方法并不是最優化方案,實施人員便可能會后悔,為了避免這中現象的發生,在作抉擇時便應該采用最大最小后悔值法,后悔數值即為所應用方案的效益值與最大化效益值的差值。第二,最小最大效益值法,首先尋找出各個決策方案的最小效益值,然后在這其中選擇出效益值最大的方案,并將其作為最優化方案,這種方法在實施過程中一般不會出現操作失誤等問題。第三,最大最大效益法,顧名思義,該方法與最小最大小效益法正好相反,選取效益值最大的決策方案,即各個方案中處于自然狀況下收益值最大的方案。
3.2風險性決策風險性決策也包含兩種決策方法,第一種決策方法為等概率方法,又稱之為合理性標準,該方法的實施條件一般是在統計數據資料不足或是參考資料缺失的情況,該方法假設正常狀態下的自然概率均相等。第二種決策方法為標準期望值法,通過對每個方案進行期望值的計算,選擇出損失最小或是效益最大的方案。期望值即某種方案在自然條件下所出現的損失值。由于該數值無法獲得準確性的數據,便將其稱之為期望值。
4結論
1支護技術在深基坑建筑工程中的實際應用
1.1案例分析某商業大廈位于市中心,共36層,建筑面積158800m2,設有4層地下室,地下總面積為42000m2,建筑平面按照方形的形式進行布置,建筑軸線距離東西99.5m,距離南北103m。地下基坑底部最深的相對標高為﹣24.5m,采用鋼筋混凝土梁板筏基作為基坑基礎。現場場地比較狹小,而且周圍環境頗為復雜,受資金限制,工期較短。該工程在2011年9月開工,初步計劃基坑土方開挖在3個月內完成。經綜合考慮,多次商討,最終決定采用灌注樁和錨桿綜合支護結構體系。
1.2支護體系設計階段在施工前,需要做好支護體系的設計工作,為安全施工提供相應的保障。在我國,深基坑支護技術的發展時間相對較短,但是同樣取得了一定的成效。在該工程中,由于現場環境相對復雜,應該提前做好測量和勘查工作,結合多方面的因素進行綜合考慮,從多個設計方案中,選擇最具經濟性、可行性、安全性的施工方案。不僅如此,應該做好相應的技術交底工作,對設計方案進行詳細講解,確保施工人員都能夠明確施工流程和施工工藝。
1.3支護體系施工階段(1)工程施工。深基坑工程綜合性較強,施工頗為復雜,涉及土力學、巖土工程、計算機等諸多領域,挖土、圍護、防水等每一個環節都很重要。一旦出現問題,極有可能影響到整體安全。為此,施工單位對施工人員進行了嚴格的培訓,在施工中,全體施工人員都以設計方案為依據,嚴格按照規定程序進行每一項操作,加強各方面的管理,使得失誤率大大降低。(2)水體控制。在深基坑工程施工中,地下水的影響是非常巨大的。因此,在對深基坑工程進行設計時,應該做好地質水文勘查工作,了解施工現場及周邊地區的地下水位、走向等參數,制定科學合理的止水措施,做好深基坑工程的防水、降水、排水設計,確保設計方案的合理性和可靠性,保證深基坑工程施工的順利進行。(3)錨桿支護。土層錨桿主要起的是鉆孔作用,鉆孔對象有兩種,一是開挖的深基坑的墻面;二是尚未開挖的基坑立壁土層。其施工流程為:先提前測量勘察,標出關鍵部位或較弱部位;然后使用錨桿機在指定位置鉆孔,錨的高度、鉆桿傾角等都應符合規定標準;孔深達到要求后,將孔端擴大,通常會形成柱狀;接下來取出鉆桿,檢查錨索,并將鋼筋、鋼索等抗拉材料放入孔內,然后灌注相應的漿液材料,使之和土層相結合,成為抗拉力強的錨桿。
1.4錨桿支護技術在深基坑工程施工中,為了保證施工安全,防止基坑周圍土體可能出現的坍塌、滑動和裂縫等問題,可以采取錨桿支護技術,對土體進行加固,提升土體的粘聚力和強度,生成相應的次承載層。在錨桿支護施工中,錨桿材料的選擇是非常重要的,直接影響著支護的效果。因此,施工人員應該充分考慮工程施工的實際需要,選擇新型高強錨桿材料,結合桿結構與形式的優化,提升錨固效果。對于一些施工環境相對復雜的深基坑工程,如果單純采用錨桿支護技術,則難以起到相應的加固效果,在一些舊有建筑的加固施工中,僅適用錨桿支護同樣難以實現良好的支護效果。在這種情況下,可以引入其他技術,如注漿技術等,與錨桿支護技術相互結合,開發相應的注漿錨桿,通過對注漿參數的合理控制,可以起到良好的加固目的。
2結束語
高層建筑是現代化建筑的主要方向,地下空間越來越受重視,使得深基坑工程規模不斷擴大。深基坑支護是深基坑開挖的前提,直接影響著開挖的安全性,具有重大意義。如今,深基坑開挖更加困難,既不能破壞管線,又要避免損壞周圍建筑。因此,必須對支護技術加以改進完善。
作者:謝萬福單位:中建海峽建設發展有限公司
1.1混凝土原材料的選擇
在購買混凝土相關原材料的時候,要注意兩個方面。一是應當根據工程的實際情況,選擇適合工程的材料。不同的土木工程,對混凝土的體積、承載力的要求都是大不相同的,混凝土的特性也是不同的。舉例來說:橋梁的大體積混凝土和高層建筑的混凝土所要選擇的混凝土類型就有很大的差別。混凝土的性能直接取決于材料,所以在購置原材料的時候一定要注意工程本身的需求。除此之外,還應當注意在選購原材料的時候選擇質量和信譽有保障的正規廠家,避免在采購環節就出現質量隱患。上述原則是對于選擇骨料和水泥等的要求,對于水來說,很多施工單位都不注意,認為水都是一樣的,其實這種觀念是錯誤的,不同地區的水質是不同的,水也有酸堿性等性能上的差異,在選擇水之前必須要進行細致的檢驗工作。除了骨料和水,必要時還要根據工程的需要購置一些外加劑。
1.2注意混凝土材料及混凝土的運輸
原料的運輸一般來說沒有特別的要求,但是一定要注意盡可能地減少運輸時間和減少振動,因為不斷地顛簸很可能就會使混凝土的性能發生改變。運輸時還應當特別注意的就是在陰雨天氣下的運輸是需要做好防雨工作的,否則,如果運輸的是原材料,就會影響其性能,直接變成不能使用的材料;如果是混凝土的話,將會直接影響其混合料的配比要求。
1.3進行混凝土的配置
混凝土的配置并不是簡單地將所有的材料堆放在一起進行攪拌即可,各種材料的比例和放置是有順序的。當然這個順序也不是固定的,是要根據當天的氣候狀況、施工進度等等外部的因素決定的。在配置混凝土的過程中,必須嚴格按照前期的相關實驗數據進行,特別是水量的控制一定要精確,結合當天的天氣來對水量進行控制。例如:在非常炎熱的夏天,要考慮到水蒸發的作用,要適當地多放一些水,而在冬季還要防止水凝固成冰,要不斷地攪拌。
1.4做好前期的其他準備工作
除了混凝土材料的購置、運輸與配置外,還應當做好其他的一些前期準備工作。舉例來說:很多橋梁的施工工程是需要大體積混凝土的,這些大體積混凝土往往需要多層澆筑,前期就要把場地清理干凈,也要觀察上一個處理環節是否已經完成。要對相關的隱蔽工程進行驗收處理,也要確保模板支撐體系的牢固。最為重要的一點是一定要做安裝好溫度的測量工具,能夠實時地了解混凝土的溫度情況。
2土木工程混凝土施工相關技術分析
在施工中,也有很多的要點需要注意。要點有很多,文章拘于篇幅問題不可能一一羅列,在這里僅將重要的幾個點進行闡述。首先,就是溫度的控制。在前期的準備工作已經準備了測溫管,但是還應當了解混凝土發熱的原理來進行針對性的處理。混凝土的內部熱量絕大部分是由水泥造成的,水泥遇水會發生反應,會放出大量的熱量。那么在某些工期比較緊,天氣比較炎熱的情況下,混凝土的配置和澆筑盡量選擇在太陽落山以后,或者盡可能選擇一些水熱化較低的混凝土類型,例如:硅酸鹽水泥制成的混凝土。而在寒冷的冬天,則需要進行相關的保溫措施,因為混凝土表面的迅速凝結會使內外的壓力不盡相同,成型以后會造成裂縫的出現。其次,在澆筑時應當注意一些要點。第一,應當嚴格按照既定的工序來進行澆筑活動,即先自然流淌、水平分層;進而斜向分段;最后一次到頂。在配置的時候可以加水調整,但是在澆筑的過程中,嚴禁隨意地向混凝土中間加水,這樣會造成離析等現象的出現,嚴重降低混凝土的強度。第二,在分層澆筑的時候一定要確定之前澆筑的一層是否已經被覆蓋,并且要對兩次澆筑之間的時間間隔進行把握,防止裂縫的出現。第三,混凝土的振搗工作應當對不同部位進行多次振搗,振搗的位置和強度都應當有具體的要求。
3結語
1建筑工程管理中采用現代工程技術的原因
1.1有利于提高建筑工程管理質量在整個的建筑工程當中,不管是從最開始的設計、施工,到最后的完工,其中融合了多項技術,例如混凝土技術等,利用現代工程技術綜合性的特點,將各種不同類型的技術進行良好的分類與整理,同時安排建筑施工人員根據相關的工作流程和技術標準進行標準的實施,同時再進行質量與施工兩方面的監督、檢查,這樣在既能夠準確進行施工、保證施工質量的前提上,又能夠避免質量事故、安全事故的發生。因此,可以表明利用現代工程技術能夠有效提高建筑工程管理質量[1]。
1.2有利于提高建筑工程經濟效益利用現代工程技術中先進的技術應用于建筑工程管理當中,其中就能夠避免出現因為工程施工技術問題而導致的各種工程變更問題[2]。之所以需要這樣做是因為建筑工程的質量和其中的造價是整個工程建設活動的中心,需要充分保證兩者的前提下有效進行建筑施工,而只有利用現代工程技術才恩呢狗狗保證施工的正常有效進行,規避各種技術上該來的損失,提高了工程建設的收益能力,這樣一來就有利于提高建筑工程管理經濟效益。
1.3有利于保證建筑工程順利交工目前我國的建筑工程其建筑物都已經開始向“高、大”方面發展,比起以往的建筑施工技術而言,現代的建筑工程其所需求的技術含量更高,要求也更高,在這種情況下部分工程為了趕工期進行連續性的施工或者是其他原因,將施工質量的保障問題忽略,導致了在交工時由于質量問題導致交工延誤等。而將現代工程技術應用其中,其先進的技術能夠保證施工質量的同時保證各項施工有序進行,避免出現因趕工期而連續加班的現象。因此,可以表明利用現代工程技術能夠保證建筑工程順利交工[3]。
2建筑工程管理中現代工程技術的具體實踐
2.1成組技術的應用所謂的成組技術就是通過揭示和利用事物之間的相似性,按照某種特定的類別進行分類成組,同組事物采用統一方法進行處理,能夠大大提高其效益。在成組技術當中,其核心就是成組工藝,在建筑工程管理當中可以將各種所需的零件、建筑材料按照幾何形狀、尺寸、精度等各個方面都可以作為相似性進行成組歸納。例如,在建筑工程當中,需要用到的各種零件、建筑材料如鋼筋等,按照鋼筋的相似性可以進行分組,然后再進行大批量的加工,這樣既能夠縮短鋼筋加工的時間,同時又能夠保證建筑工程順利進行,又例如各種小釘子,根據釘子類型、大小等,進行成組分類,進行分類的加工,這樣一來在工程一邊建設的過程中還能夠一邊根據需求調整加工的數量,有利于工程的順利進行,又能夠保證施工效率。
2.2業務流程重組技術的應用業務流程重組技術在建筑施工管理過程中的應用并沒有那么復雜[4]。但是也同樣可以從業務流程重組技術的基本定義上進行理解,九黎通過資源整理以及優化,最大限度的滿足建筑工程施工方管理高速發展的一種方式,其更多的是表明一種先進的管理思想,業務流程重組技術看重的是每個人在整個業務流程中的作用,借助了信息技術的手段調和其中的各種關系。借助業務流程重組技術在建筑工程管理中的應用,首先需要考慮的是在建筑工程施工管理過程中的最核心的問題,質量與安全,這代表了業務流程重組技術在建筑工程管理應用中的根本性。其次,就需要對建筑工程管理中的某個具體事務進行追根溯源,不能停留在膚淺、表面的改變或者是調整,而是應該將其中出現的所有的不足、漏洞以及陳規陋習進行改變,將建筑工程中的業務流程進行重新構建,從建筑工程的施工、成本、管理、質量、安全等各個方面進行重新調整、重新改變,實現整個建筑工程管理的高質量、高效率。
2.3即時生產理念的應用即時生產理念能夠大大提高建筑工程在建設管理中的高效率。這種方式主要適合于能夠及時進行組裝的半成品,或者是施工方直接購買能夠組裝成組裝件的建筑材料,例如對混凝土的攪拌,就是一個十分典型的例子,一方面既能夠降低混凝土在拌制過程中出現的質量問題,另一方面又能夠提高資源的利用率,減少其中的浪費,實現管理與建設的統一。
3結語
總而言之,借助現代工程技術,不僅能夠保證基礎的建筑工程施工中的質量與安全問題,同時還能夠大大提高建設的效率,為推動整個社會的良好發展有一定積極作用。
作者:王斌單位:上海中建申拓投資發展有限公司
我院在充分調研的基礎上,以建筑工程施工過程為導向,確定職業崗位群及各崗位的典型工作任務,確定完成工作任務所需要的職業素質和專業能力,從而最終形成該課程體系工作過程系統化課程體系的設計思路。
二、構建高職建筑工程技術專業工作過程系統化課程體系框架
我院按照建筑工程施工過程這一主線,對所需的知識點和技能點進行重新梳理與整合,形成了培養與強化學生的基本素質、專業基本能力、專業核心能力和專業拓展能力新的全新課程體系。其中,基本素質可以通過學習專業基本素質課程、文化素質課程和職業道德素質課程進行培養;專業基本能力主要包括識圖能力、測量放線能力和材料檢測能力,可以通過學習《建筑識圖》等專業基礎課程進行培養:專業核心能力重點突出施工技術能力,可以通過學習《基礎工程施工》等課程進行培養;專業拓展能力主要包括監理、安裝等方面的能力,可以通過學習《建設工程監理概論》等課程進行培養。課程體系的框架已基本構建,最終能否實現關鍵在于專業核心課程的開發,因此專業課程開發已成為其中的重要一環。
三、校企聯合開發高職建筑工程技術專業核心課程
高職建筑工程技術專業核心課程的開發,應該遵循由校企聯合開發的邏輯規律和路徑,分析就業崗位及各崗位的主要工作任務,進而設置學習領域的課程。
1.就業行業、企業。
從建筑工程學院多年來對畢業生跟蹤調查統計結果來看,高職建筑工程技術專業的畢業生就業主要為中小型的建筑公司、房地產公司、監理公司等單位。因此,將高職建筑工程技術專業畢業生的就業確定為中小型企業,既是保障建筑工程技術專業教學質量,又是提高學生就業率的必然選擇。
2.就業崗位及主要工作任務分析。
由于中小型企業的工作相對于大型企業而言較簡單,并且企業自身發展空間較小,對本科及以上層次人才的吸引力較小,因此在中小型企業就業的高職建筑工程技術專業學生必須具備一人多崗、多崗兼顧的能力。常見的建筑類工作崗位主要有:施工管理、質量檢測、安全管理、資料管理、測量放線和材料檢測等6個崗位。其中:施工管理崗位主要工作任務:組織工程施工的生產管理;編制各項施工組織設計方案和施工安全、質量、技術方案;合理規劃布局施工現場平面圖;編制工程總進度計劃表和月進度計劃表及各施工班組的月進度計劃表等工作。質量檢測崗位主要工作任務:工程的質量監督和檢查驗收;各工種的分部、分項工程跟班質量檢查和驗收;監督檢查各施工班組的各項質量;填寫質檢內業;收集各班組的工程質量檢查資料,作為竣工驗收的依據;定期組織召開現場質量例會,制定預控及整改措施。安全管理崗位主要工作任務:建立健全本工程有關安全管理制度;進行安全教育;檢查各級安全技術交底;巡回檢查施工現場;檢查班組安全生產活動;安全生產資料的編制、收集、整理、歸檔等工作。資料管理崗位主要工作任務:工程項目資料、圖紙等檔案的收集、管理;參加分部分項工程的驗收工作;計劃、統計的管理;工程項目的內業管理等工作。測量防線崗位主要工作任務:制定與施工同步的測量放線方案;測量儀器的核定、校正;測量放線等工作。材料管理崗位主要工作任務:現場材料管理,制定材料管理規劃,組織料具進場,現場材料的驗收、保管、發放、核算;材料計劃管理工作,編制材料計劃,材料的供應;材料的選購;編制單位工程耗用材料的控制指標;材料進場調撥、轉移領用;材料倉庫的倉庫管理;材料核算管理等工作。
3.學習領域課程的設置。
從我院調研分析的結果來看,高職建筑工程技術專業的課程必須按照學習領域進行設置,下面以培養施工管理能力的核心課程之一《基礎工程施工》的設置為例進行說明。在《基礎工程施工》課程設置時我們將一個個學習情境按照一個任務或項目的形式來進行設計,并按照職業能力成長規律由易到難排序,同時在學習內容中有機融入相關建筑工工藝、建筑工程質量統一驗收標準、建筑工程質量驗收規范。
四、形成基于工作工程系統化的高職建筑工程技術專業課程體系
機械自動化是指在無人干預的狀態下,設備裝置根據預先制定的指令或者工序自動完成操作或者控制的全過程,機械自動化即通過控制設備或裝置來實現對過程的制動化控制。機械工程是指通過提升設備來進行機械工程的建設,而在生產中,機械設備是必需的工具,包括粉碎設備、搬運機械及交通運輸機械等。當前,在機械工程工作中,機械設備根據不同的制造方法與原理,包括不同的機械工程內容,也就是節能工程及其相互銜接的分支系統,比如機械應用與維護系統、機械制造系統和設計系統等。工程系統間的交叉重疊,可大幅提高技術融合的效果,也能夠保證生產作業逐步邁向高層次。而在機械工程建設中,自動化技術是指在生產過程中,根據預設指令及程序,完成機械操作及控制的技術。機械工程自動化技術可提高運行效益,并提高工程系統間的控制水平。在未來的機械工程發展中,自動化技術將貫穿于工程中,這是必然的發展趨勢和方向。
2機械工程中的自動化技術發展
從整體上看,機械工程自動化技術的發展,是由簡單到復雜、從低級到高級,在這一發展歷程中,自動化技術水平得以顯著提升。在自動化技術發展過程中,其理念逐步滲透到機械工程中,并產生和完善了自動化控制中的程控技術框架、數控機床框架,建立了一套完整的控制單元標準。同時,在建設機械過程中,結構層次中的自動化組合安裝完全實現,且構建了微型化控制裝置,實現了機械自動化和一體化的建設目標。在電子計算機技術不斷發展的背景下,自動化技術向多元化方向發展,且精細度明顯提升。但是,當前的機械工程自動化技術,處于單子自動化階段,在智能效果和整體集成化方面還比較欠缺。同時,機械工程自動化建設規模也比較小,技術含量不高,主要是缺乏自主知識產權和創新能力,束縛了自動化技術的發展。而國外的這一技術已比較成熟,實現了操作階段即內容的自動化控制,效果顯著。不過在發展中尚缺乏具有特色的高端產品,競爭實力比較弱。
3機械工程建設中的自動化技術
3.1機械工程建設中自動化技術的形式
當前,自動化技術水平不斷提升,促進了機械工程建設的快速發展。在機械工程建設中,自動化技術主要表現在信息流的自動化控制、加工生產過程的自動控制、物流運輸系統的自動化控制以及監測操作的自動化控制、系統設備的自動化控制。其中,信息流的自動化控制,是根據產品數據管理的需求,完成各項計算機輔助制造或者控制。數據產品中包含著大量的信息,自動化技術綜合集成上述信息流,進而實現對產品的處理和控制,這也是實現信息處理與操作的關鍵所在。完成信息處理與控制后,在計算機設計的輔助下,自動化系統可不斷優化設計理念和內容,經繪圖及設計來構件機械工程自動化系統,最終大幅提升信息控制的可靠性和有效性。而對物流運輸系統的自動化控制,主要包括系統設計和控制物料運輸兩個方面;系統設備的自動化控制是在生產過程中,合理調整參數以實現設備與零件的組建與成套生產;加工過程的自動化控制是通過加工循環設計與輔助設備的控制,實現加工件操作或設備的加工操作。最后,監測操作的自動化控制是經自動化控監測,提高系統運行的安全性與可控性,提高監測工作的整體效益。
3.2機械工程建設的主要內容
1)基于柔性自動化技術的機械工程建設內容。在機械工程建設過程中,柔性自動化技術的應用,是指建設人員將自動化技術看做構建機械功臣公共點基礎,進而提升系統操作的有效性。其中,設計人員需對機械設備加工的目的加以明確,而在一般的機械工程操作上,實現設計的自動化,同時借助自動化操作設備和計算機技術,實現柔性自動化設計。在機械工程建設過程中,將提高生產效益作為建設主體,采取有效的措施,提高生產的數量和效益,同時也大幅降低工作強度,通過建立和完善高端計算機自動控制體系,將各項產品的效益提高到新水平。綜上所述,數控技術為柔性自動化機械工程的核心,在明確高端計算機內容的基礎上,通過合理設置設備與布線,最大程度上提高柔性控制的效益。
2)基于集成自動化技術的機械工程建設內容。在機械工程建設中,集成自動化技術的應用是指設計人員先行確定設計目標,并根據操作與內容,設計出完整的框架。這要求設計人員了解和掌握生產流程,并明確生產中所需的各種信息,拓寬收集信息的途徑,進而提高自動化控制的有效性。同時,將工程集成化效果視作設計主體,并綜合運用高精度、集成性的設備,根據收集與監控原理,合理設置設備。在集成自動化建設中,明確工業系統設計內容,按照機械工程環境的變化,持續改進完善,最大程度上發揮集成控制的效益。
3)基于智能自動化技術的機械工程建設內容。在機械工程建設中,智能自動化控制技術是借助人工智能網絡與神經網絡原理,建設自動化控制體系。在構建自動化體系的過程中,設計人員需強化數據收集與分析的內容,有效提升智能化效果。同時,選取智能化設備,交叉應用智能技術與智能機械,并明確兩者之間的交叉關系,進而形成一個統一的、集成化的機械核心。此外,在構建自動化系統過程中,還必須強化和提高神經網絡的識別能力及機械制造的適應能力,注重控制的質量與效益,并及時分析與處理突發事件以及問題。
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《虛擬儀器技術》課程是為大三、大四階段的通信工程專業的學生開設,該目標人群的特點是有一定的專業基礎知識和文本編程基礎。針對該類型的學生課程開設的目的有二:首先,學生能夠掌握虛擬儀器軟件開發環境,能夠進行軟件編程;其次,根據學生專業課程的特點,學生可以實現本專業課程的仿真實驗。例如,根據《信號與系統》課程的知識實現信號的FFT變換、根據《通信原理》課程中掌握的原理實現模擬信號的調制解調。在該過程中學生既掌握了虛擬儀器軟件編程的方法,也對過去學過的專業知識進行了復習并加深理解;最后,學生能夠結合數據采集裝置和相應傳感器來實現工程設備的開發。
2《虛擬儀器技術》課程的教學方式
該門課程的教學方式采取的是課堂講授、學生練習以及基于項目的動手實踐相結合的教學方式。
(1)通過課堂理論教學使學生熟悉虛擬儀器技術的概念、原理和應用,使學生了解虛擬儀器在實際應用中的重要地位及其發展與應用前景。
(2)通過LabVIEW軟件編程的練習和實踐,使學生掌握虛擬儀器軟件平臺的操作和使用規則,在培養學生解決問題的能力的同時也給學生掌握專業基礎知識提供了一個平臺。
(3)通過專業實際訓練使學生能夠進行具體實際工程的設計,培養學生的實際動手能力和獨立思考與綜合運用所學知識解決實際問題的能力。
3《虛擬儀器技術》課程體系設置
《虛擬儀器技術》課程體系的設置則是參考了國內外高校十幾年的教學實踐,并且根據本專業的特點和學生的具體情況,將該課程分為了LabVIEW軟件平臺學習的理論部分和虛擬儀器硬件平臺的實際訓練部分。
(1)理論教學部分:該部分的教學需要強調動手實踐的能力,但是授課過程中的理論知識仍為重點,作為圖形化編程語言LabVIEW的模塊化的設計很容易激發學生的學習興趣,但是習慣文本編程思維方式的學生將思路轉變也作為教學過程的難點。所以課堂的安排為:首先,教師講授相關內容,然后提出問題,學生根據問題動手解決,最后教師通過學生解決問題的思路進行總結并提出共性的問題。通過這樣問題解決式的教學方式,讓學生在課堂上通過不斷解決問題的過程體驗對新知識掌握的成功感。同時根據通信專業學生的專業特點,設計一些與本專業知識相關編程練習,如信號的FFT變換、對信號進行調制解調,使學生在掌握新知識的同時加深專業基礎知識。通過學習,學生對虛擬儀器技術產生了興趣,經常利用課后時間翻閱相關專業書籍,并且通過互聯網吸收相關知識,部分學生不僅能夠按照常規的方法解決問題,也能夠提出新思路解決問題,甚而完成超出學習范圍的編程練習。
(2)實際訓練部分:在理論教學授課部分,學生通過軟件程序設計以及仿真硬件能夠掌握LabVIEW的基本編程方法,但是如真正掌握完整的工程系統的構成必須結合真實的硬件I/O的實摘要:本文簡要介紹了虛擬儀器技術的概念及在通信工程專業開設《虛擬儀器技術》課程的意義,詳細闡述了該課程慣,從而提高學生英語知識的實際應用能力。
4預期效果
通過本校英語課堂采用多媒體教學的實際情況分析,筆者認為在高職院校使用多媒體技術教學雖然存在一些問題和難題,但是總體上來看,多媒體教學可以有效促進教師不斷探索英語教學的新思路,提高學生自主學習的興趣和能力。
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由于歷史原因,各高校的專
業基礎和行業背景存在較大差異,測控技術與儀器專業通常隸屬于電氣工程學院、機械工程學院、儀器科學學院、光電工程學院等單位。這給測控技術與儀器專業認證標準的制定帶來了不少困難和問題。2013年8月和2014年8月,教育部儀器學科教育指導委員會暨教學研討會分別在上海和西安召開,會上專家們對中國工程教育認證協會的通用標準進行了詳細解讀,并對照通用標準,制定了適合于測控技術與儀器專業特殊背景的專業標準。2014年8月,教學指導委員會主任、天津大學曾周末教授做了題為《把握認證理念,推進專業教學改革》的報告,教學指導委員會委員、重慶大學王代華教授做了題為《儀器類專業認證標準解讀》的報告,這兩個報告從認證專家角度介紹了工程教育專業認證的意義和認證準備工作的要點。目前,已有少數高校通過了測控技術與儀器專業認證,如天津大學、合肥工業大學等;有很多高校已提交了認證申請,正在積極準備參與專業認證,如桂林電子科技大學、西安理工大學等。越來越多的高校認識到專業認證的重要性和緊迫性,以專業認證為契機,持續穩步發展專業建設,提高人才培養質量和水平,增強畢業生的就業競爭力成為各高校專業負責人的共識。
二、省屬高校測控技術與儀器專業培養模式探索與思考
針對目前國際、國內經濟環境、工程教育的現狀和發展趨勢,在國際工程教育專業認證背景下,省屬高等院校測控技術與儀器專業人才培養模式應做出怎樣的改變和探索?這是各個省屬高等院校面臨的亟須解決的一個難題。下面以西華大學為例,結合我校實際情況,對國際工程教育專業認證背景下,測控技術與儀器專業本科人才培養模式的幾點思考進行簡要分析。
(一)西華大學測控技術與儀器專業概況
西華大學是四川省省屬重點大學,我校的測控技術與儀器專業隸屬于電氣信息學院,是在整合已有的電氣工程與自動化、信息工程、自動化等專業建設的基礎上申報的新專業,于2002年成立,以電子類測控為主。其主要專業方向為測控技術和智能儀器,具體領域為工業化信息領域的檢測與控制技術等。經過10多年的建設,截止到2014年,已畢業本科學生近700人,在校生400余人,省內生源和省外生源比例約為8:2。
(二)西華大學測控技術與儀器專業發展現狀
近年來,全國開設測控技術與儀器專業的高等院校越來越多,畢業生就業競爭壓力日益增加。如何基于學校地域、師資隊伍、生源質量等具體情況制定合理的培養計劃和方案,如何凝練專業特色及方向顯得日益重要,這也成為我校測控技術與儀器專業面臨的熱點及難點問題。這具體體現在以下幾方面:1.第一志愿報考率偏低,特別是省外第一志愿,多數為調劑生源;2.專業方向和特色還需進一步提煉;3.本科教學實踐基地建設有待加強。
(三)西華大學測控技術與儀器專業本科學生培養模式探索
在國際工程教育專業認證的大背景下,基于我校自身的特點,探索出一條合適的測控技術與儀器專業本科學生培養模式顯得尤為重要。針對上述問題,我們認為可以在以下幾個方面進行探索和嘗試。
1.積極修訂本科學生培養方案
工程教育專業認證對“目標導向”提出了較高要求。社會對教育的需求和社會環境在不斷變化,本科學生培養方案也必須發生相應變化,必須將學生的要求及其培養目標放在重要的位置,用培養目標和方案來引導學生。應在現有專業課程體系的基礎上,本著系統性、主體性、先進性、特色性的原則,進一步優化課程體系,修訂培養方案。修訂時務必具體、明確、可量化,每一門課程的開設都必須完成一個或幾個培養目標,任課教師也必須承擔相應的培養責任。
2.凝練專業特色,突出學校辦學的自主性
工程教育專業認證是鼓勵學校辦學自主性的,它鼓勵各高等院校根據自身特色和優勢,結合所在區域經濟社會地位及人才培養方案,制定培養目標,體現特色。合理有效地解決這個問題,可增強畢業生的動手能力、創造能力、就業競爭力等。與此同時,這對增強該專業在省內、外的聲譽也有較大好處,有利于提高第一志愿報考率和生源質量。
3.突出實踐教學的重要性,積極拓展實習基地建設
工程教育專業認證重視培養學生的動手能力和對工業企業的適應能力,這就要求我們在制定培養目標和計劃時,必須將實踐性環節放在十分重要的位置。雖然目前培養計劃里有很多實踐環節,但大多缺乏過程監管,落實不到位,效果不明顯。因學校經費投入有限,我校本科教學實踐基地的建設一直滯后,每年都在換公司或企業,沒有長期穩定的實習基地。在制定實踐性環節培養計劃過程中,應盡可能地參考用人單位的意見,并定期跟蹤社會需求變化情況,積極拓展實習基地的建設。
4.增強學生創新能力的培養
工程教育認證重視創新能力的培養。培養創新能力主要有以下幾個途徑:(1)在制定培養計劃時,預留2-3學分作為創新學分,鼓勵學生積極參與各種創新競賽;(2)將本科生實驗室免費、長期開放,鼓勵學生長期泡在實驗室,自主動手設計一些小實驗,完成一些小制作,不能僅滿足于課堂上簡單的驗證性實驗;(3)將部分優秀本科生帶入碩士生導師的團隊,接觸本領域的前沿技術和方法,增長其見識,培養其思維。
5.突出學生的主體地位,變自我評價為社會評價
工程教育認證突出以學生為中心,把絕大多數學生真正學到什么作為衡量人才質量的評價標準。只有每個學生都很好地滿足本校本專業的培養目標,才符合工程教育認證的要求。對人才培養目標的評價應以社會評價為主,主要體現在畢業生到工作單位后的適應度,及用人單位對畢業生的滿意度。同時定期回訪,持續改進,而不是像以前那樣單純追求就業率,部分學生就業單位跟所學專業毫無關系,且實行“一錘子買賣”,畢業后就跟學校無關。這就要求我們建立定期的回訪機制,不斷完善培養計劃,從而獲得較高的社會評價。
三、結論
隨著技術不斷更新和發展,逆向工程技術的應用領域更加廣泛,企業需求的人才也越來越多。為了適應市場需要,較多高職院校在機械類、藝術類專業中開設了《逆向工程技術》課程,但是存在一個共同的問題,就是在教學模式上仍然采用傳統的教學方式,更多的是要么是在教室里講解原理和流程,或者一味的在機房上機操作,沒到企業實踐,不能做到生產車間及是課堂,與生產脫節。沒有真正了解企業對專業人才具體需求,沒有真正做到校企合作,互利共贏,沒有針對性的根據企業實際需求來培養學生的技能。學生在學完課程后,能基本掌握一些建模方法,但是到企業工作后發現在學校學習的建模方法與企業專業技術人員的建模方法不一樣。因此,培養出來的學生掌握的技術不實用,能力不突出,與企業專業技術人員標準的差距較大。這樣的課堂教學模式顯然不能滿足培養的要求。
2出現問題的根源
出現以上問題的根源在于缺乏行業的引導和師資隊伍以及教學手段和方法。學校和企業的關系是“學校培養人,企業用人”的簡單關系,形式上,學校把企業請進來了,實際上,企業并不愿意花更多的精力參與人才的培養,只顧要現成的人才,這樣學校培養出來的學生自然不能適應企業的需求。教師方面,在多數高校,逆向工程技術課程一般由機電類教師擔任,這些教師對新興的逆向工程技術不了解,甚至沒有接觸過,更沒有企業逆向工程項目實踐經驗。多數是根據學校安排的教學任務,依據教材或網上下載資料,而邊學邊教,毫無經驗和水平可言。教學方法與手段也相對單一,真正具有較高水平的逆向工程技術教師寥寥無幾,這樣培養的學生與企業實際生產脫節,質量不高。
3課程設計的改革
逆向工程技術是計算機圖形學的重要組成部分,其過程包括點云數據的采集、數據處理和模型重建三個階段。具有理論性和實踐性都很強的特點,是一門綜合性的課程,在教學過程中,不僅要體現為企業所用的適用性,而且要體現所教學內容的先進性和系統性。在高職院校實施逆向工程技術,重點應加強實踐教學,使學生真正掌握逆向工程技術各環節的技能。
3.1課程設計思路
《逆向工程技術》課程在設計思想上充分體現一體化,即:理論與實踐內容一體化、知識傳授與動手訓練場地一體化、理論與實踐教師為一人的一體化。課程內容要經歷由社會調研的行業崗位分析到典型工作任務確定,從典型工作任務對職業核心能力的要求到學習領域的設定,強調學習領域的教學內容是由多個學習專情境的整合,在每個學習情景構建中分成應知知識點、職業能力要點、職業素質訓練三個部分,為學生素質能力、職業能力、創新能力培養開拓了新的途徑,每一個學習情境對應一個典型工作過程。
3.2課程設計過程
對企業就逆向工程設計崗位進行調研,針對調研內容,教師與企業、行業專家一起進行論證,確定工作崗位、職責、任務、流程、對象、方法、所需知識、能力和職業素養。經過行業專家、企業一線骨干和具有本專業實踐經歷的教師、本專業全體其他教師一起對這典型工作任務進行研討,疏理,歸類整合出職業能力。確認職業能力與崗位群的生產實際的符合程度,得到專業標準、課程標準建議、專業課程開發評價專家意見。
4教學方法的改革
4.1課程教學
打破傳統的課堂講授與實訓教學分段實施的方式,在校內實訓基地和校外企業,邊講授、邊訓練。學生在教中學,在學中做。教師模擬真實崗位環境,引入多媒體與模擬仿真技術,以“工學結合”為項目導向,以逆向工程的工作任務或產品為載體設計教學過程,采用現場大量典型“真實產品實例”講練結合的模塊式教學方法,講解操作方法,學生觀察和記憶,學生動手、動腦相結合,專業能力培養和素質培養相結合,獨立思考、獨立創新能力培養同集體協作能力培養相結合,進行典型產品的現場實踐操作、加工訓練,教師巡回指導(若發現學生中的共性的操作問題,教師集中指導)。課堂上我們還采用師生互問互答、學生上講臺講解建模思路、疑難問題大討論、建模方法大收鋪等形式活躍課堂氣氛,提高學生的學習興趣,采用生產和生活中的實例,注重培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
4.2課程考核
改革以前的教學評價體系,采用形成性過程評價、終結性鑒定、綜合評價相結合。從專業能力、方法能力和社會能力等方面對學生進行全方位的綜合評價,對工作任務的每個環節都讓學生進行自我評價及互評,老師再結合學生在整個過程的學習情況進行形成性考核評價,對學生的完成任務的情況做終結評價,對學生在實施中團結協作能力做綜合素質評價,加強考核學生實踐操作能力和綜合素質。實踐表明,這樣的考核形式不僅體現了公平、公正原則,而且提高了學生學習的積極性。
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一、工程技術中的科學問題
導師在指導和為研究生進行課題論證的時候,往往立足于已有的課題研究的框架和固有的研究模式。授人以魚不如授人以漁,傳授給人既有知識,顯然不如傳授給人學習知識的方法高明。一個工程型的導師,多半也會按照特定工程問題常有的分析和解決思路進行輔導和指引學生,這并不是培養創新型人才所應有的教學模式。在研究生教學中,人們都會講“授人以魚不如授人以漁”這樣的話,可隨著課題的深入和曲折,就漸漸忘記了這句話的根本。在應對具體問題解決方式的紛擾中,在層出不窮的意外因素中,老師和學生都迷失了方向,我們都陷入了事物復雜的表面現象之中裹足不前。實際上,在為研究生進行課題方案論證時,不僅瞄準所需要解決的具體問題來設置研究內容和目標,而且應該貫穿對工程問題中理論本質的提煉,引導學生去提煉科學問題并拓展一般性的規律,最終又能回到特定的工程問題上來。經過這樣一個循環,可以使研究生在工程技術中抓住問題的本質,保留關鍵的邊界條件和進行必要的簡化,抽象為數理模型進行解析,得到并明確一定條件下的規律性結論,不僅僅可應對特定情況下的問題,而且初步掌握解決新問題的方法。以超聲電機技術的研究方向為例,這是一個典型的工程應用和應用基礎為主的多學科交叉領域。超聲電機(UltrasonicMotor)是一種新概念動力裝置。它的實質是依靠壓電陶瓷的逆壓電效應將電能轉化為彈性結構體的機械能,使定子產生高頻的微幅振動(微米級),再利用接觸和摩擦作用將定子的微幅振動轉換為轉子的回轉或者直線運動,從而輸出機械能以帶動負載工作。這種新型電機使用頻率高于20kHz(即超聲頻率范圍)的交流電源來進行驅動,故稱之為超聲電機。在向研究生教學這種新型電機的時候,如果只是僅僅停留在“動力裝置、驅動執行器”的層面,那只是告訴了對方一個工程應用的概念。正如美國的羅蘭說的,研究只停留于電報機、電燈和其他的便利設施,停止科學的進步而只留意科學的應用,是無法創造出物理學的,而沒有物理學基礎則難以發展出現代科學。在解釋類似超聲電機這樣的工程概念時,可按照表象—實質—基本原理的流程進行引導。比如,超聲電機的特點(低速大力矩、快速響應、斷電自鎖等以及結構形式靈活)決定了其獨特的應用優勢,這是由其獨特的工作原理決定的(壓電結構激振和摩擦傳動)。在壓電激勵方面,涉及到鐵電材料的基本屬性、正逆壓電效應的存在機制、彈性結構的振動模態及誘發機理,涵蓋了凝聚態物理、功能材料學以及結構動力學等基本領域。在摩擦傳動方面,涉及到波動理論、高分子材料學、接觸動力學等。掌握了這些基本領域內特定部分的知識,引導研究生對超聲電機系統中涉及的多物理場耦合效應、本構關系以及力學行為進行抽象和描述,即忽略次要、繁復的特征,得到物理模型和其數學模型。
二、科學創新思維的培養
通過超聲電機表象,引導研究生對產生其特點的基本原理進行學習和鉆研,過程中輔以多媒體動畫甚至實物的形式表現知識要點,引起科研學術的興趣,激發科研學術的活力,有助于研究生科研素質、創新思維的養成。創新的成果取決于人的創造力,尤其是從事類似超聲電機等精密驅動技術領域的科研人員,本身就是面向工程應用的。但要取得源創、有價值的成果,往往不能僅僅拘泥于特定的應用實例,而是要在學習這些已有范例的過程中,有意識地培養科學創新思維。創造力與創造思維密切相關,面向工程的人員必須充分掌握和靈活運用各類創新思維新式,深刻認識其主要特點。導師在講授和指導具體學術要點時,要能夠把握和融合創新思維的各種形式。仍以超聲電機為例,電機定子的振動模態是一個關鍵概念。首先讓學生在直觀的例子中了解結構振動是由頻率和運動形式組成,通過秋千、橋梁、跳繩等日常生活中常見結構體的振動來了解和體會概念的表象特征。兩大要素的概念有了后,就可引入模態的定義。模態的定義是抽象的,因此這里是表象到抽象的第一個提升,但還沒有達到本質。學生了解到描述振動物體需要用到模態,即振動頻率和形式。而模態是結構的動力學特性,由其材質、結構拓撲形式決定。自然界中的結構體都是連續體,因此且振動頻率和形式一般是難以窮盡的。實際上,上述的過程已經由工程對象抽象到物理模型了。更進一步,要求研究生運用頭腦中原有的知識體系與認知方法,結合形象思維等形式,利用直覺、靈感和想象等思維方法,對具體工程對象的比較和類比、分析和綜合等,形成對具體對象的一個新的認識。更進一步,運用數學方法,對科學研究的對象及過程進行分析思考,進行定量的認識,達到一個新的高度。還以超聲電機定子為例,有了物理模型后就需要引導學生對振動模態進行分析和計算,即數學模型的建立。很重要的是,讓研究生們明白超聲電機定子和一般結構體振動的共同點:都是連續結構體的共振模態。但又要掌握其區別:超聲電機定子是力電熱多物理場耦合結構,而且工作在同頻異形模態之下。在數學上,模態的概念是與線性代數的特征值問題關聯的,頻率和振型即對應特征根和特征向量。退化了的同頻異形模態,實際就對應著重特征值。讓學生掌握定子振動—(多物理場)結構模態—特征值問題這幾個知識要點之間的映射關系,并能夠從數學關系上來進行轉化,從公式上就能看出其物理意義,對應到工程現象。到此,學生就能夠明白超聲電機的結構為什么可以多樣化:因為構造橢圓軌跡的結構振動形式很多,即結構的振動模態是豐富的,這就使得科研人員可以有很大的設計空間來構造定子的拓撲結構形式,所以有圓盤、長桿、環形、圓柱形等不同外形的超聲電機問世。
研究生在求學階段檢索和選擇到的課題往往是比較前沿的內容,無論是否具體面向工程,其內容的深度和廣度對學生而言都具有一定的挑戰性。筆者認為,研究生教學和課題研究過程中除了引導其經驗知識以外,更應當注重研究生科學創新思維方式的培養和技巧的訓練。結合具體的工程技術實例,從實際的工程技術現象抽象為物理模型,升華為數學表述和定量分析,最后又能夠回到具體的應用,整個過程輔以多媒體等手段,最終就培養出初步具有創新思考能力的研究生。
作者:陳超 單位:南京航空航天大學