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關(guān)鍵詞:卓越課程;計(jì)算機(jī)系統(tǒng);計(jì)算思維
0 引言
“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的重大改革項(xiàng)目,也是適應(yīng)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程,培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的工程技術(shù)人才的重要舉措,是增強(qiáng)我國(guó)核心競(jìng)爭(zhēng)力、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、走新型工業(yè)化道路的必然選擇。同濟(jì)大學(xué)作為首批實(shí)施“卓越計(jì)劃”的高校,于2010年啟動(dòng)“卓越課程行動(dòng)計(jì)劃”,加強(qiáng)課程的內(nèi)涵建設(shè),推動(dòng)教學(xué)改革以取得突破性進(jìn)展。
另一方面,計(jì)算思維(ComputationalThinking)作為一種教學(xué)理念,近年來(lái)在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育中受到關(guān)注。計(jì)算思維是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入信息化時(shí)代,具備計(jì)算思維,能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和手段進(jìn)行學(xué)習(xí)和工作、解決專業(yè)問(wèn)題是高級(jí)人才必備的素質(zhì)。計(jì)算思維能力是與讀寫能力一樣的人類基本思維方式。
為了配合同濟(jì)大學(xué)實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)方案,提高骨干教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)和教學(xué)水平,同濟(jì)大學(xué)于2011年開(kāi)展計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)卓越課程行動(dòng)計(jì)劃,將計(jì)算思維融入“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程”的教學(xué)改革中,取得了良好的教學(xué)效果。
1 “計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程”教學(xué)改革內(nèi)容
本次課程改革試點(diǎn)的核心內(nèi)容主要包括3個(gè)方面:一是課程授課方式改革;二是訓(xùn)練(指各種類型的作業(yè)、結(jié)合課程的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等)方式改革;三是考試方法改革。
課程授課方式改革要大力推行啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式、小班制等教學(xué)方式。訓(xùn)練方式改革除了傳授知識(shí)外,還要通過(guò)設(shè)計(jì)綜合性作業(yè)、結(jié)合課程的創(chuàng)新性項(xiàng)目以及其他形式多樣的綜合性訓(xùn)練,將學(xué)生的綜合能力和人格培養(yǎng)落實(shí)到具體課程教學(xué)中??荚嚪椒ǜ母镆龖?yīng)試教育產(chǎn)生的不利影響,以學(xué)生綜合能力評(píng)價(jià)和人格養(yǎng)成作為核心,努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式的多元化。同時(shí),建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì),以團(tuán)隊(duì)形式對(duì)課程進(jìn)行設(shè)計(jì),積極建設(shè)和落實(shí)包含課程授課方式、訓(xùn)練方式、考試方法3大環(huán)節(jié)改革的具體方案。
“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程”教學(xué)改革項(xiàng)目在同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院和電子與信息工程學(xué)院共建的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”國(guó)家級(jí)精品課程建設(shè)的基礎(chǔ)之上,結(jié)合電子與信息工程學(xué)院在學(xué)科方向上的特色和優(yōu)勢(shì),采取“兩級(jí)基礎(chǔ)深化、知識(shí)體系構(gòu)建、實(shí)踐能力培養(yǎng)、前沿技術(shù)追蹤”4項(xiàng)措施,建立面向“卓越工程師”培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程教學(xué)體系。
1)兩級(jí)基礎(chǔ)深化。教師通過(guò)“計(jì)算機(jī)與信息安全導(dǎo)論”“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程,分別從廣度與深度兩個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)教學(xué)?!坝?jì)算機(jī)與信息安全導(dǎo)論”和“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”旨在幫助初學(xué)者認(rèn)清學(xué)科的輪廓,而“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”則為計(jì)算機(jī)學(xué)科高年級(jí)本科生提供完整的學(xué)科核心知識(shí)。
2)知識(shí)體系構(gòu)建。教師以“虛擬化與云計(jì)算”“Web編程”和“計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)概論”等課程為基礎(chǔ),建立計(jì)算系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)體系框架,為強(qiáng)化計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的特色和建立完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)學(xué)科知識(shí)體系規(guī)范打下基礎(chǔ);同時(shí)還注重相關(guān)課程的交叉,如“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”與“操作系統(tǒng)原理”“編譯原理”在虛擬操作系統(tǒng)、編譯優(yōu)化等方面的結(jié)合,“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”與“虛擬化與云計(jì)算”在大規(guī)模并行處理系統(tǒng)下的融合等。
3)實(shí)踐能力培養(yǎng)。教師通過(guò)“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”課程,將“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”“操作系統(tǒng)原理”與“編譯原理”等課程中關(guān)系極為密切的核心內(nèi)容以綜合實(shí)驗(yàn)形式進(jìn)行集成,如存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其管理、目標(biāo)代碼生成及優(yōu)化、線程調(diào)度等。這樣既有利于消除孤立知識(shí)點(diǎn),又加強(qiáng)了學(xué)生的綜合實(shí)踐能力訓(xùn)練,為他們將來(lái)從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
4)前沿技術(shù)追蹤。教師通過(guò)“計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)概論”課程追蹤國(guó)際計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的前沿問(wèn)題與技術(shù)。
筆者提出的面向卓越工程師的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系列課程體系框架如圖1所示。該教改項(xiàng)目的實(shí)施將提高計(jì)算機(jī)系的辦學(xué)水平,加強(qiáng)對(duì)青年教師的培養(yǎng)力度,同時(shí)也有助于本科教學(xué)中多出科研成果。
該教改項(xiàng)目從理論與實(shí)踐2個(gè)方面展開(kāi),圍繞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主題,在課程體系建設(shè)上注重基礎(chǔ)、突出重點(diǎn)。特別是在實(shí)踐教學(xué)方面,除了在相應(yīng)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練外,還將在專門的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”課程中進(jìn)行有關(guān)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件2個(gè)方面的完整的集成實(shí)驗(yàn),通過(guò)數(shù)據(jù)采集和建模分析等手段驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性和有效性。通過(guò)發(fā)現(xiàn)并解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題,學(xué)生更加深刻地理解并扎實(shí)地掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心理論,同時(shí)提高了從理論到實(shí)踐的知識(shí)貫通能力和創(chuàng)新能力。
各門課程的教改內(nèi)容簡(jiǎn)述如下。
1)計(jì)算機(jī)與信息安全導(dǎo)論。作為該教學(xué)體系的基礎(chǔ)課程,將突出建設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)體系方面的基礎(chǔ)知識(shí)。主要教改內(nèi)容如下:
①選用《Computer Science:An Overview》作為該課程的雙語(yǔ)教材:
②每章核心內(nèi)容突出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)知識(shí);
③將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的基本知識(shí)從傳統(tǒng)計(jì)
算機(jī)導(dǎo)論內(nèi)容中自然引出;
④展開(kāi)雙語(yǔ)教學(xué),并建設(shè)精品課程。
2)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論。作為該教學(xué)體系的基礎(chǔ)課程,將突出建設(shè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)體系方面的基礎(chǔ)知識(shí)。主要教改內(nèi)容如下:
①選用《Computer Science:An Overview》作為該課程的全英文教材;
②每章核心內(nèi)容突出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)知識(shí);
③加強(qiáng)計(jì)算思維方面的教學(xué)和實(shí)踐,將Python作為入門編程工具培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力;
④展開(kāi)全英文教學(xué),并建設(shè)精品課程。
3)計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)概論。作為全校的通識(shí)課程,適合各個(gè)年級(jí)的本科生,側(cè)重信息安全前沿,同時(shí)帶動(dòng)整個(gè)教學(xué)體系前沿知識(shí)的探索。主要教改內(nèi)容如下:
①匯集計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程體系中各個(gè)分支領(lǐng)域的前沿思想與技術(shù);
②為“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”課程提供前沿的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建議和素材;
③自行編寫課程講義與教材。
4)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。該教學(xué)體系中的實(shí)驗(yàn)課程建立在“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”“操作系統(tǒng)原理”“編譯原理”等課程的基礎(chǔ)之上,是整個(gè)教學(xué)體系中學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的核心課程。主要教改內(nèi)容如下:
①建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)課程知識(shí)體系;
②建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境,設(shè)計(jì)豐富多樣的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;
③編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
5)虛擬化與云計(jì)算。該教學(xué)體系中的專業(yè)課程之一,介紹可信與安全系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理和基本結(jié)構(gòu)。主要教改內(nèi)容如下:
①建立課程知識(shí)體系;
②編寫教材。
6)Web編程。該教學(xué)體系中的專業(yè)課程之一。主要教改內(nèi)容如下:
①完善課程知識(shí)體系;
②建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;
③編寫教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
2 教改特點(diǎn)
基于“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程”的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)卓越課程行動(dòng)計(jì)劃具有如下特點(diǎn)和創(chuàng)新性。
1)將本系計(jì)算機(jī)學(xué)科優(yōu)勢(shì)、優(yōu)質(zhì)課程與“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施相結(jié)合是本系統(tǒng)級(jí)課程教改項(xiàng)目的特點(diǎn)之一;
2)開(kāi)設(shè)“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”課程作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程教學(xué)體系的核心實(shí)驗(yàn)平臺(tái),加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)是本系統(tǒng)級(jí)課程教改項(xiàng)目的特點(diǎn)之二;
3)本教改項(xiàng)目結(jié)合計(jì)算機(jī)新教學(xué)法,將計(jì)算思維教學(xué)方式在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程中進(jìn)行實(shí)踐(“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”和“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”課程中實(shí)施),加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力是本系統(tǒng)級(jí)課程教改項(xiàng)目的特點(diǎn)之三;
4)本項(xiàng)目將工業(yè)界的最新技術(shù)介紹給本科生,為其提供畢業(yè)設(shè)計(jì)選題和到著名企業(yè)實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)是本系統(tǒng)級(jí)課程教改項(xiàng)目的特點(diǎn)之四;
5)本項(xiàng)目將可信與安全計(jì)算系列課程作為建設(shè)對(duì)象,點(diǎn)面結(jié)合帶動(dòng)一批課程、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)施和教師隊(duì)伍的建設(shè)是本系統(tǒng)級(jí)課程教改項(xiàng)目的特點(diǎn)之五。
3 教改成果
經(jīng)過(guò)兩個(gè)學(xué)期的建設(shè),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)課程的教學(xué)改革取得如下成果。
3.1 教改立項(xiàng)方面
1)2012-2013年,教育部-IBM專業(yè)綜合改革項(xiàng)目建設(shè)課程“虛擬計(jì)算與云計(jì)算”;
2)2011-2012年,谷歌校企共建實(shí)用精品課程項(xiàng)目“Web編程技術(shù)”;
3)2011-2013年,同濟(jì)大學(xué)全英文課程建設(shè)項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”:
4)2011-2013年,同濟(jì)大學(xué)雙語(yǔ)課程建設(shè)項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)與信息安全導(dǎo)論”;
5)2011-2012年,同濟(jì)大學(xué)電子與信息工程學(xué)院教學(xué)改革研究與建設(shè)項(xiàng)目“面向‘卓越工程師’培養(yǎng)的可信與安全計(jì)算課程教學(xué)體系建設(shè)”。
3.2課程建設(shè)方面
1)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
該課程于2011年上半年被批準(zhǔn)為同濟(jì)大學(xué)本科卓越課程(計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)),同時(shí)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系一軟件學(xué)院共建國(guó)家級(jí)精品課程。
2)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。
計(jì)算機(jī)系和學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)購(gòu)買相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備并完成實(shí)驗(yàn)室建設(shè);已經(jīng)開(kāi)始組織2010級(jí)3位碩士研究生完成課程所涉及的5個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
3)計(jì)算機(jī)與信息安全導(dǎo)論。
該課程成功申報(bào)同濟(jì)大學(xué)雙語(yǔ)建設(shè)課程,并于2011年9月開(kāi)始實(shí)行雙語(yǔ)授課,同時(shí)完成了課程網(wǎng)站的建設(shè)。
4)計(jì)算機(jī)導(dǎo)論。
該課程成功申報(bào)同濟(jì)大學(xué)全英文建設(shè)課程,并于2011年9月開(kāi)始實(shí)行雙語(yǔ)授課,同時(shí)完成了課程網(wǎng)站的建設(shè)。
5)計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿技術(shù)導(dǎo)論。
該課程于2010年開(kāi)設(shè),目前已完成課程網(wǎng)站建設(shè)和《計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿技術(shù)》教材的寫作。該教材獲得IBM大學(xué)合作項(xiàng)目書籍出版資助和同濟(jì)大學(xué)“十二五”規(guī)劃教材建設(shè)項(xiàng)目的資助。
6)Web編程技術(shù)。
該課程成功申報(bào)谷歌校企共建實(shí)用精品課程,并于2011年開(kāi)設(shè),同時(shí)完成了課程網(wǎng)站的建設(shè)。
7)虛擬計(jì)算與云計(jì)算。
該課程成功申報(bào)谷歌校企共建實(shí)用精品課程,并于2010年開(kāi)設(shè),同時(shí)完成了課程網(wǎng)站的建設(shè)。
3.3教材建設(shè)方面
1)《計(jì)算機(jī)科學(xué)前沿技術(shù)》教材已經(jīng)編寫完成,于2012年7月正式出版,并被列為同濟(jì)大學(xué)“十二五”規(guī)劃教材。
該教材是一本計(jì)算機(jī)科學(xué)的入門與提高教材,在力求保證學(xué)科廣度的同時(shí),還兼顧主題的深度,同時(shí)特別強(qiáng)凋計(jì)算機(jī)科學(xué)的前沿性,既介紹計(jì)算機(jī)學(xué)科相關(guān)主題的來(lái)龍去脈,又引入國(guó)內(nèi)外最新和最熱門的前沿課題。該教材既涉及計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)研究領(lǐng)域,如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、人工智能等又涉及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、智慧地球等新興熱門研究領(lǐng)域,重點(diǎn)講解這些最新計(jì)算技術(shù)在各個(gè)學(xué)科中的應(yīng)用,既讓讀者對(duì)計(jì)算機(jī)新興技術(shù)有一個(gè)宏觀的把握,又通過(guò)各種案例分析指導(dǎo)讀者將計(jì)算機(jī)最新技術(shù)應(yīng)用到相關(guān)專業(yè)和學(xué)科中。
2)同濟(jì)大學(xué)已與清華大學(xué)出版社簽約出版《虛擬化與云計(jì)算》教材,目前已完成部分書稿,預(yù)計(jì)2013年初出版。
8月24日,以“攜手教育 共創(chuàng)明天”為主題的“2009英特爾中國(guó)大學(xué)峰會(huì)”在廣西北海市開(kāi)幕。來(lái)自全國(guó)100多所高校的學(xué)者、英特爾全球及中國(guó)高層、業(yè)界技術(shù)專家和學(xué)生代表參加了為期兩天的主題研討。峰會(huì)全面分享了英特爾最新的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)趨勢(shì),集中展示了英特爾高等教育合作項(xiàng)目成果,并探討了今后產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的發(fā)展方向。產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界就中國(guó)前沿技術(shù)自主創(chuàng)新、高等教育人才培養(yǎng)等進(jìn)行了廣泛的交流。
加大力度培養(yǎng)信息人才
北京大學(xué)校長(zhǎng)助理李曉明教授是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的成員,在本次峰會(huì)上,他向記者表示,從1956年中國(guó)大學(xué)開(kāi)始開(kāi)辦計(jì)算機(jī)專業(yè),到2008年已經(jīng)有598所大學(xué)開(kāi)設(shè)了847個(gè)專業(yè)點(diǎn),在校生近40萬(wàn)。李曉明認(rèn)為,目前計(jì)算機(jī)學(xué)科的知識(shí)體系發(fā)生了很大的變化,社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)人才的知識(shí)與能力的預(yù)期呈現(xiàn)出多樣性的變化,對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容和方式都提出了挑戰(zhàn),因此未來(lái)高校計(jì)算機(jī)學(xué)科的教育應(yīng)該朝著“分類培養(yǎng)”方向發(fā)展。“我們初步建議按照計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)工程、軟件工程和信息技術(shù)四類來(lái)分類,這不僅是社會(huì)的需要,更是計(jì)算機(jī)專業(yè)自身發(fā)展的需要?!?/p>
在李曉明看來(lái),隨著中國(guó)信息社會(huì)發(fā)展的步伐不斷加快,未來(lái)社會(huì)對(duì)于具有掌握與信息技術(shù)相關(guān)的自然科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí),并能夠?qū)⑦@些知識(shí)應(yīng)用于信息系統(tǒng)構(gòu)建和維護(hù),對(duì)信息技術(shù)的效用和發(fā)展趨勢(shì)有深入理解和評(píng)估能力,而且可以根據(jù)不同組織和機(jī)構(gòu)的需求,選擇和實(shí)施相應(yīng)信息技術(shù)的人才會(huì)有比較大的需求。
“未來(lái),這類人才是各種企事業(yè)單位承擔(dān)信息化建設(shè)的核心力量。與計(jì)算機(jī)科學(xué)人才相比,對(duì)他們沒(méi)有探索新的計(jì)算理論的要求,也不需要他們能夠設(shè)計(jì)復(fù)雜算法; 與計(jì)算機(jī)工程人員相比,不要求他們掌握微處理器設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)接口的細(xì)節(jié),也不要求他們具備設(shè)計(jì)新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能力; 與軟件工程人才相比,他們不需要掌握系統(tǒng)的軟件測(cè)試和編寫大型軟件的能力。對(duì)于他們而言,核心的要求就是能夠熟練地應(yīng)用各種軟硬件系統(tǒng)知識(shí)構(gòu)建優(yōu)化的信息系統(tǒng),管理和維護(hù)好復(fù)雜的信息系統(tǒng)。”李曉明說(shuō)。
企業(yè)有責(zé)任促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合
產(chǎn)業(yè)、科研和高等教育的有機(jī)結(jié)合對(duì)于創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展和人才培養(yǎng)具有至關(guān)重要的推動(dòng)作用。英特爾中國(guó)執(zhí)行董事戈峻在本次峰會(huì)上表示: “技術(shù)創(chuàng)新是應(yīng)對(duì)危機(jī)并提升競(jìng)爭(zhēng)力的最有效途徑,即使在經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期,英特爾也不會(huì)減少對(duì)創(chuàng)新的投入。作為全球IT技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,英特爾公司大力支持中國(guó)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。在政府的指導(dǎo)下,英特爾與國(guó)內(nèi)高等院校展開(kāi)積極廣泛的合作,共同培養(yǎng)面向未來(lái)的創(chuàng)新型人才,為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步提供人才保障和技術(shù)支持。英特爾大學(xué)峰會(huì)正是產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的有益嘗試,英特爾愿與各方一道努力,為中國(guó)創(chuàng)新型社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)?!?/p>
據(jù)了解,目前英特爾與國(guó)內(nèi)30多所重點(diǎn)高校開(kāi)展聯(lián)合科研協(xié)作項(xiàng)目,涉及項(xiàng)目包括多核技術(shù)研究課題、嵌入式研究課題在內(nèi)的多個(gè)科研領(lǐng)域。2007年12月,“教育部-英特爾信息技術(shù)專項(xiàng)科研基金”正式啟動(dòng),英特爾將累計(jì)投入不低于120萬(wàn)美元,專門支持中國(guó)高校的信息技術(shù)前沿領(lǐng)域的研究。截止到2009年7月,已有10所高校的19個(gè)項(xiàng)目獲得該基金資助。
英特爾公司中國(guó)區(qū)教育事務(wù)部總監(jiān)朱文利表示,在英特爾看來(lái),創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境的基石和實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。多年來(lái),英特爾一直積極與中國(guó)政府和教育機(jī)構(gòu)緊密合作,成功推出并實(shí)施包括創(chuàng)新課程建設(shè)、學(xué)生專業(yè)技術(shù)競(jìng)賽、聯(lián)合科研協(xié)作在內(nèi)的多項(xiàng)高等教育項(xiàng)目,全面深入推動(dòng)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng),為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供人才保障。
關(guān)鍵詞:科技期刊;市場(chǎng)意識(shí);創(chuàng)新發(fā)展
中圖分類號(hào):G206.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-8122(2011)06-0078-02
《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》雜志是中國(guó)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制技術(shù)協(xié)會(huì)主辦的刊物,于1993年創(chuàng)刊,1995年轉(zhuǎn)為公開(kāi)發(fā)行的科技期刊,為季刊,2000年改為雙月刊,2002年改為月刊。其始終圍繞著“報(bào)道前沿技術(shù),引領(lǐng)測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展,突出前瞻性、導(dǎo)向性和實(shí)用性”的辦刊方針,學(xué)術(shù)水平、期刊質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益不斷提高,期刊市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)意識(shí)不斷提高。創(chuàng)刊至今已走過(guò)18年歷程,正是由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的時(shí)期,由行政撥款辦刊過(guò)渡到自收自支、自辦發(fā)行,以刊養(yǎng)刊的辦刊道路,這對(duì)辦刊人來(lái)說(shuō),意味著丟下拐杖和鐵飯碗,到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大海中去游泳,要想生存和發(fā)展,編輯部必須按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律運(yùn)作,期刊必須接受市場(chǎng)的檢驗(yàn)和讀者的認(rèn)可,逐步創(chuàng)造一種自我生存、自我發(fā)展、具有競(jìng)爭(zhēng)力的氛圍。
一、找準(zhǔn)期刊的定位,打造自己的品牌
期刊要生存、要發(fā)展,只有依靠清晰的定位、準(zhǔn)確的目標(biāo)讀者,以及符合讀者需要的產(chǎn)品和服務(wù)。《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》是報(bào)道自動(dòng)化測(cè)試和控制技術(shù)科技的刊物,它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)的總線技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、軟件技術(shù)于一體的高新技術(shù)。在航天和國(guó)防的各類武器系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、載人航天和繞月工程及民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?!队?jì)算機(jī)測(cè)量與控制》以“報(bào)道前沿技術(shù)、引領(lǐng)測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展,突出前瞻性、導(dǎo)向性和實(shí)用性”為宗旨,面向國(guó)防工業(yè)和民用工業(yè)的自動(dòng)化測(cè)控領(lǐng)域。主要定位在自動(dòng)測(cè)試、試驗(yàn)驗(yàn)證和控制技術(shù)領(lǐng)域,報(bào)道國(guó)內(nèi)外測(cè)試技術(shù)的理論、成果和先進(jìn)的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),突出應(yīng)用技術(shù),促進(jìn)測(cè)控領(lǐng)域新技術(shù)應(yīng)用和科技成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化,既強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合,又兼顧提高與普及并舉。利用本刊的學(xué)科優(yōu)勢(shì),重點(diǎn)加強(qiáng)“自動(dòng)化測(cè)試”、“試驗(yàn)驗(yàn)證”、“控制技術(shù)”、“軍事測(cè)控技術(shù)”、“設(shè)計(jì)與應(yīng)用”等特色欄目,形成自己的優(yōu)勢(shì),突出個(gè)性。同時(shí),不斷研究國(guó)內(nèi)外測(cè)試和控制領(lǐng)域的難點(diǎn)、熱點(diǎn)、焦點(diǎn),根據(jù)該學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展變化,及時(shí)修改報(bào)道內(nèi)容,不斷滿足讀者對(duì)新技術(shù)的需求,爭(zhēng)取更多的讀者群。
二、樹(shù)立前沿意識(shí),提高期刊學(xué)術(shù)水平
計(jì)算機(jī)測(cè)試和測(cè)控技術(shù)發(fā)展迅猛,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,基于總線標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試技術(shù)不斷出現(xiàn),作為主編必須了解本學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展和變化,培養(yǎng)善于捕捉、把握、跟蹤、剖析新信息的能力,在選題工作中注意瞄準(zhǔn)前沿、跟蹤新技術(shù)發(fā)展的方向,時(shí)刻關(guān)注報(bào)道本學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài),選擇具有學(xué)術(shù)價(jià)值的稿件,避免稿件的重復(fù)性、低層次性和抄剩飯,更好的為本學(xué)科領(lǐng)域的讀者服務(wù),為武器裝備測(cè)試手段的現(xiàn)代化服務(wù)。
在選題組稿中,我刊注重發(fā)揮學(xué)科帶頭人、專家和讀者的作用。一是向?qū)W科帶頭人征集選題計(jì)劃,提出階段性的報(bào)道內(nèi)容,撰寫綜述與評(píng)論的文章,為讀者導(dǎo)向;二是發(fā)揮編委會(huì)的作用,要求編委隨時(shí)提出對(duì)報(bào)道內(nèi)容的評(píng)價(jià)意見(jiàn),對(duì)欄目的設(shè)置,論文的創(chuàng)新性建言獻(xiàn)策;三是利用中國(guó)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制技術(shù)協(xié)會(huì)每年舉辦全國(guó)性測(cè)試與故障診斷技術(shù)研討會(huì)和國(guó)防科技工業(yè)試驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略高層論壇的平臺(tái),了解專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展方向,選擇相關(guān)的報(bào)道題材;四是由同行專家和讀者評(píng)價(jià)論文的創(chuàng)新性、科學(xué)性和顯示度,并融入年度報(bào)道規(guī)劃中;五是向優(yōu)秀期刊學(xué)習(xí),取人之長(zhǎng),補(bǔ)已之短,把大視角、全方位收集的意見(jiàn)綜合起來(lái),對(duì)改進(jìn)編輯部的工作、提高學(xué)術(shù)期刊的質(zhì)量至關(guān)重要。
通過(guò)報(bào)道具有前瞻性的論文和選題計(jì)劃,除提供給讀者知識(shí)的享受外,還應(yīng)達(dá)到三個(gè)導(dǎo)向作用,一是高學(xué)術(shù)水平的導(dǎo)向,通過(guò)刊發(fā)高質(zhì)量、高水平論文,引導(dǎo)讀者向虛擬試驗(yàn)技術(shù)與綜合試驗(yàn)驗(yàn)證,先進(jìn)總線技術(shù)、人工智能故障診斷技術(shù)、通用測(cè)試與故障診斷、控制技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域研究的深度方面發(fā)展;二是開(kāi)展學(xué)術(shù)課題研究方向的導(dǎo)向,引導(dǎo)科技工作在技術(shù)研究領(lǐng)域不斷創(chuàng)新;三是學(xué)術(shù)服務(wù)的導(dǎo)向,使學(xué)術(shù)期刊成為科研工作的智囊,起到了開(kāi)闊視野、了解動(dòng)態(tài)、啟迪思路的作用,堅(jiān)持科技期刊與學(xué)科的同步發(fā)展,為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和科技成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化服務(wù)。
由于期刊的學(xué)術(shù)水平和編輯質(zhì)量的不斷提升,《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》先后入選中國(guó)科技核心期刊,中文核心期刊,500種精品期刊,俄羅斯《文摘雜志》、英國(guó)《科學(xué)文摘》、美國(guó)《劍橋科學(xué)文摘》等國(guó)內(nèi)外著名檢索機(jī)構(gòu)。在2005年榮獲國(guó)家“第三屆國(guó)家期刊獎(jiǎng)100種重點(diǎn)期刊”、“讀者喜愛(ài)的優(yōu)秀學(xué)術(shù)期刊”、首都廣告業(yè)精神文明先進(jìn)單位、清化大學(xué)執(zhí)行規(guī)范優(yōu)秀獎(jiǎng)等榮譽(yù)。2010年在中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所的評(píng)價(jià)指標(biāo)中,《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》在航空、航天工業(yè)科學(xué)技術(shù)類期刊中總被引頻次學(xué)科排名第3位,影響因子排名第7位。英國(guó)《科學(xué)文摘》從2003年至2009年,收錄我刊文章3125篇。
三、擴(kuò)大宣傳力度,強(qiáng)化經(jīng)營(yíng)意識(shí)
期刊成敗的基礎(chǔ)在于編輯,成敗的關(guān)鍵在于市場(chǎng),期刊社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是靠市場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,期刊的市場(chǎng)化是大勢(shì)所趨,是期刊生存發(fā)展的必由之路。[1][3]在期刊進(jìn)入市場(chǎng)過(guò)程中,必然要遇到各種困難,只要我們樹(shù)立正確的辦刊理念,按市場(chǎng)化規(guī)律運(yùn)作,就會(huì)找到適合本刊的發(fā)展之路。
第一,在辦刊理念上,要跳出計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代的圈子,克服等、靠、要的思想,樹(shù)立策劃意識(shí),策劃是前進(jìn)的導(dǎo)向標(biāo),樹(shù)立廣告意識(shí),廣告是提高期刊經(jīng)濟(jì)效益的來(lái)源之一;樹(shù)立品牌意識(shí),打出品牌,就奠定了發(fā)展基礎(chǔ);樹(shù)立發(fā)展意識(shí),才能做到不斷創(chuàng)新;樹(shù)立經(jīng)營(yíng)意識(shí),才能不斷提高期刊的管理和經(jīng)營(yíng)水平。
第二,期刊是傳播知識(shí),技術(shù)的園地,但又是一種特殊商品。既要注重傳播新技術(shù),為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家服務(wù),又要講投入產(chǎn)出,經(jīng)營(yíng)創(chuàng)新是擺在我們面前的一個(gè)最大挑戰(zhàn),也是反映我們自主創(chuàng)新能力的重要標(biāo)志。所以,期刊像產(chǎn)品一樣,要進(jìn)入市場(chǎng)就得加大宣傳力度、傳播力度,使更多的讀者、廠商了解、鐘愛(ài)自己的刊物,我們主要做法是:
1.以學(xué)術(shù)交流會(huì)為平臺(tái),擴(kuò)大贈(zèng)閱量。我刊是中國(guó)計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制技術(shù)協(xié)會(huì)主辦的刊物,每年要主辦全國(guó)性學(xué)術(shù)研討會(huì)1~2次,同時(shí)參加全國(guó)工業(yè)展覽會(huì)10多次,充分利用這些宣傳平臺(tái),為會(huì)議代表和觀眾贈(zèng)閱雜志,只有讓更多的專業(yè)讀者閱讀刊物,才能擴(kuò)大期刊的傳播因子和影響力。
2.在內(nèi)容上擴(kuò)大信息量,新產(chǎn)品信息。設(shè)立“新產(chǎn)品信息”欄目,把國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)、經(jīng)營(yíng)與本刊專業(yè)密切相關(guān)廠、所、公司的新成果、新產(chǎn)品即時(shí)出來(lái),為從事設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的讀者提品信息服務(wù),在讀者、商家、編輯之間搭起一座互通信息的橋梁,為新技術(shù)、新成果的推廣應(yīng)用提供渠道。
3.開(kāi)展廣告業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)雙贏。利用《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》傳播力度大,專業(yè)讀者集中的優(yōu)勢(shì),發(fā)展廣告業(yè)務(wù),爭(zhēng)取我協(xié)會(huì)的會(huì)員單位、從事計(jì)算機(jī)測(cè)控行業(yè)的制造商做廣告,實(shí)現(xiàn)雜志社與產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)的廠商互贏。開(kāi)展廣告業(yè)務(wù),提高期刊的質(zhì)量和發(fā)行量是前提,提高期刊的知名度和影響力是基礎(chǔ)。
4.利用網(wǎng)絡(luò),宣傳期刊和廠商的產(chǎn)品。我們?cè)趧?chuàng)辦的“中華測(cè)控網(wǎng)”上,把期刊文章上網(wǎng)供讀者閱讀,把廣告廠商的產(chǎn)品上網(wǎng)供設(shè)計(jì)師選購(gòu),既提高了期刊的信息傳播,又宣傳了廣告客戶的企業(yè)形象和成果推廣。因此,樹(shù)立良好的服務(wù)意識(shí)和經(jīng)營(yíng)意識(shí),講誠(chéng)信服務(wù),才能實(shí)現(xiàn)雜志和商家相互依存、共同發(fā)展的雙贏目的。
《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》雜志社堅(jiān)持履行社會(huì)責(zé)任,在廣告業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)中,做到政治文明、精神文明一起抓,定期公益廣告,幾年來(lái)從未過(guò)違法廣告,2005年被北京市委宣傳部、首都精神文明建設(shè)委員會(huì)、北京市工商局評(píng)為“首都廣告行業(yè)精神文明先進(jìn)單位”。
四、執(zhí)行國(guó)家保密法,杜絕泄密文章發(fā)表
我刊是背靠航天,面向軍工和民用領(lǐng)域,部分文章涉及到武器裝備的敏感題材,必須杜絕涉密文章的發(fā)表。認(rèn)真執(zhí)行《中華人民共和國(guó)保守國(guó)家秘密法》,我們制定了編輯部保密的規(guī)章制度。對(duì)一些涉及到軍事、武器裝備的敏感題材嚴(yán)格進(jìn)行保密審查,由作者單位提供保密審查證明后才能發(fā)表,文章不涉及具體型號(hào)、參數(shù)和保密的敏感技術(shù),十多年來(lái),我刊常抓不懈,崩緊保密這根神經(jīng),沒(méi)有發(fā)表過(guò)涉密事件,不斷提高保密管理與技術(shù)防范水平。
五、成立雜志社,促進(jìn)期刊可持續(xù)發(fā)展
期刊要持續(xù)、健康的發(fā)展,需要與之相適應(yīng)的體制和機(jī)制,體制和機(jī)制已成為制約該行業(yè)發(fā)展的根本性因素。[2]很多期刊掛靠在廠、所,辦刊經(jīng)費(fèi)由上級(jí)撥款,工資、福利由主辦單位支付,很多編輯部主任、總編都是上級(jí)派來(lái)的機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)干部,沒(méi)有意識(shí)到自己身上責(zé)任,較少考慮期刊的經(jīng)營(yíng)和發(fā)展,不利于發(fā)揮期刊編輯人員的積極性和創(chuàng)造性。
國(guó)家新聞出版總署出臺(tái)了《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)新聞出版體制改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》,期刊作為新聞出版業(yè)的重要組成部分,鼓勵(lì)期刊推進(jìn)編輯部的轉(zhuǎn)企改制。因此,2008年,我們編輯部報(bào)國(guó)家新聞出版總署批準(zhǔn),經(jīng)北京市工商局注冊(cè),將《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》編輯部注冊(cè)為雜志社,改制成為企業(yè)法人單位,實(shí)行企業(yè)化經(jīng)營(yíng),成為自主經(jīng)營(yíng)、獨(dú)立核算、自負(fù)盈虧的企業(yè)。明確了經(jīng)營(yíng)方針、積極開(kāi)拓市場(chǎng),加強(qiáng)成本控制和質(zhì)量管理,理順和激活內(nèi)部管理機(jī)制,包括有效的激勵(lì)機(jī)制、靈活的市場(chǎng)機(jī)制和高效的用人機(jī)制來(lái)激發(fā)和調(diào)動(dòng)全體員工的積極性和創(chuàng)造性。不斷建立和完善各項(xiàng)規(guī)章制度和管理辦法,做到有章可循,職責(zé)明確,使雜志社各項(xiàng)工作走上正規(guī)化、規(guī)范化的道路。
雜志社成立后,在體制上邁出了重要一步,更有利于期刊的經(jīng)營(yíng)和發(fā)展,有利于按市場(chǎng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)作,賦予我們更大的責(zé)任和壓力,從管理方式上、經(jīng)營(yíng)方法上帶來(lái)新的挑戰(zhàn),既要注重雜志社的效益,又要處理好期刊的質(zhì)量。通過(guò)雜志社運(yùn)行幾年來(lái)看,產(chǎn)值比以前提升20%,載文量比以前增加100多篇,保持了期刊的學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定。管理水平和市場(chǎng)化經(jīng)營(yíng)能力在不斷改進(jìn)和提高,為促進(jìn)期刊的可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。
《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》在發(fā)展過(guò)程中取得了可喜的成績(jī),堅(jiān)持市場(chǎng)化道路,促進(jìn)了期刊的改革與發(fā)展,期刊的社會(huì)影響力和傳播力不斷提升,實(shí)現(xiàn)了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展,但與國(guó)內(nèi)優(yōu)秀期刊相比,還存在一定的差距。我們將進(jìn)一步創(chuàng)新管理模式,找準(zhǔn)期刊的發(fā)展定位和市場(chǎng)定位,學(xué)習(xí)優(yōu)秀期刊的辦刊經(jīng)驗(yàn),積極進(jìn)取,開(kāi)拓創(chuàng)新,順勢(shì)而為,把握機(jī)遇,為推進(jìn)我國(guó)的測(cè)控技術(shù)的創(chuàng)新做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳玉琴.議學(xué)術(shù)期刊的可持續(xù)發(fā)展[J].中國(guó)科技期刊研究,2006(17).
關(guān)鍵詞:現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu);智能控制;技術(shù)分析
一、現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的概念
現(xiàn)代材料技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步促使了人類社會(huì)進(jìn)入了信息時(shí)代,信息材料的生產(chǎn)業(yè)已實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。各種具有信息采集及傳輸功能的材料及元器件正逐漸地進(jìn)入土木工程師的視野。人們開(kāi)始嘗試將傳感器、驅(qū)動(dòng)材料緊密地融合于結(jié)構(gòu)中,同時(shí)將各種控制電路、邏輯電路、信號(hào)放大器、功率放大器以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集成于結(jié)構(gòu)大系統(tǒng)中。通過(guò)力、熱、光、化學(xué)、電磁等激勵(lì)和控制,使結(jié)構(gòu)不僅有承受建筑荷載的能力,還具有自感知、自分析計(jì)算、自推理及自我控制的能力。具體說(shuō)來(lái),結(jié)構(gòu)將能進(jìn)行參數(shù)(如應(yīng)變、損傷、溫度、壓力、聲音、化學(xué)反應(yīng))的檢測(cè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸,具有一定的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算處理能力,包括人工智能診斷推理,以及初步改變結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布、強(qiáng)度、剛度、形狀位置等能力,簡(jiǎn)言之,即使結(jié)構(gòu)具有自診斷、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自修復(fù)的能力。
二、現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)技術(shù)分析
1、結(jié)構(gòu)智能化
傳統(tǒng)的土木結(jié)構(gòu)是一種被動(dòng)結(jié)構(gòu),一經(jīng)設(shè)計(jì)、制造完成后,其性能及使用狀態(tài)將很大程度上存在著不可預(yù)知性和不可控制性,這就給結(jié)構(gòu)的使用和維護(hù)帶來(lái)不便。為了解決這一問(wèn)題,發(fā)展出了在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu),它賦予傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)以在線監(jiān)測(cè)機(jī)制,從而為探知結(jié)構(gòu)內(nèi)部性能打開(kāi)了窗口,使人員可以方便地了解結(jié)構(gòu)內(nèi)部物理、力學(xué)場(chǎng)的演變情況,這就是結(jié)構(gòu)智能化的第一層次。在在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增加了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能處理機(jī)制,使得結(jié)構(gòu)具有自感知、自診斷、自推理的能力,從而使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了第二層次的智能化。
2、現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)分類
現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)按其材料可分為兩種類型,分述如下:a.嵌入式現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)。在基體材料如鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中嵌入具有傳感、動(dòng)作和控制處理功能的材料或儀器,并集成進(jìn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件軟件技術(shù),由傳感元件采集和檢測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部信息,由計(jì)算機(jī)對(duì)這些信息進(jìn)行加工處理,并將處理結(jié)果通知控制處理器,由控制處理器指揮、激勵(lì)驅(qū)動(dòng)元件執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。屬于這種類型的智能結(jié)構(gòu)只需對(duì)傳統(tǒng)土木結(jié)構(gòu)加以改進(jìn)即可,無(wú)須額外研究結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)力學(xué)性能,易于做到傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與智能結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)過(guò)渡,故而成為研究的焦點(diǎn)。b.基體、智能材料耦合結(jié)構(gòu)某些結(jié)構(gòu)材料本身就具有智能功能,它們能夠隨著自身力學(xué)、物理狀態(tài)的改變而改變自身的一些其它性能。如碳纖維混凝土材料能隨自身受力情況而改變其導(dǎo)電性能,只要探測(cè)到這一改變,便可以間接獲得結(jié)構(gòu)的內(nèi)部力學(xué)信息。按照結(jié)構(gòu)智能化目的的不同,又可將其分為如下幾類:①.具有裂縫自診斷和自愈合功能的智能混凝土結(jié)構(gòu);②.具有應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)自診斷功能的智能混凝土結(jié)構(gòu);③.具有變形、損傷自診斷功能的智能混凝土結(jié)構(gòu);④.具有疲勞壽命預(yù)報(bào)能力的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu);⑤.具有監(jiān)測(cè)鋼筋或鋼構(gòu)件銹蝕狀態(tài)能力的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu);
3、現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的研究?jī)?nèi)容
3.1、智能化設(shè)計(jì)?,F(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的首要研究?jī)?nèi)容就是對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)智能化的概念設(shè)計(jì)策略性研究。需要針對(duì)結(jié)構(gòu)類型及其重要性的不同,以及現(xiàn)有工藝技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)資金情況等多個(gè)方面因素,合理地確定智能化目標(biāo),在兼顧技術(shù)先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)節(jié)省的前提下采用合理功能層次的現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)。
3.2、由傳感元件實(shí)現(xiàn)智能控制。另外一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容就是傳感元件。感覺(jué)是現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),它利用在傳統(tǒng)建筑材料中埋入傳感元件(或利用傳感、結(jié)構(gòu)耦合材料)來(lái)采集各種信息,經(jīng)過(guò)處理分析,才可實(shí)現(xiàn)自診斷、自驅(qū)動(dòng)等智能控制功能。有鑒于此,應(yīng)對(duì)傳感元件提出一些特殊要求如下:a.尺寸細(xì)微,不影響結(jié)構(gòu)外形;b.與基體結(jié)構(gòu)耦合良好,對(duì)原結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度影響很?。籧.性能穩(wěn)定可靠,耐久性好,與基體結(jié)構(gòu)有著相同的使用壽命;d.傳感的覆蓋面要寬;e.信號(hào)頻率響應(yīng)范圍要寬;f.能與結(jié)構(gòu)上其它電氣設(shè)備兼容;g.抗外界干擾能力強(qiáng);h. 能在結(jié)構(gòu)的使用溫度及濕度范圍內(nèi)正常工作。
3.3、作動(dòng)材料分析?,F(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的智能控制,而控制是由作動(dòng)材料實(shí)現(xiàn)的。利用某些存在物理耦合現(xiàn)象的材料,尤其是機(jī)械量與電、熱、磁、光等非機(jī)械量的耦合材料,作為結(jié)構(gòu)的作動(dòng)件??梢酝ㄟ^(guò)控制非機(jī)械量的變化來(lái)獲取結(jié)構(gòu)特性(形狀、剛度、位置、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、頻率、阻尼、摩阻等)的改變,從而達(dá)到作動(dòng)目的。
3.4、智能結(jié)構(gòu)信息處理?,F(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)要成為有機(jī)的整體,還須借助于信息的流動(dòng)控制及加工處理。只有使信息在環(huán)境、結(jié)構(gòu)、傳感器、信息處理中樞及作動(dòng)系統(tǒng)之間有序地流動(dòng),并同時(shí)進(jìn)行加工處理,方可使結(jié)構(gòu)具有智能功能。其信息流動(dòng)可如下圖所示:由此可見(jiàn),應(yīng)首先對(duì)數(shù)據(jù)采集予以研究。這包括各種傳感器信號(hào)的 A/D 轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)處理通訊接口軟硬件的研制。作為一種嘗試,利用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)應(yīng)變儀與微機(jī)在線通訊的硬件組建及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)接受軟件的開(kāi)發(fā),初步的結(jié)果表明,建立土木結(jié)構(gòu)在線監(jiān)測(cè)是完全可以做得到的。其次,應(yīng)著重研究輸入到計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)的智能化處理算法,以及相應(yīng)軟件的開(kāi)發(fā)。算法的核心目標(biāo)應(yīng)為對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部力學(xué)、物理場(chǎng)的全面計(jì)算。在此,應(yīng)注意算法的快速性,避免因算法過(guò)于復(fù)雜而失去了智能結(jié)構(gòu)的機(jī)敏、實(shí)時(shí)特性。接著,應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的健康診斷及安全評(píng)定方法予以研究。包括結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)建模,參數(shù)空間的模式識(shí)別,損傷評(píng)定,體系可靠性分析,以及人工智能的應(yīng)用。最后需要研究的是結(jié)構(gòu)控制機(jī)理、結(jié)構(gòu)局部損傷修復(fù)方法、結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制機(jī)理等問(wèn)題。
現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)是材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展到一定程度的產(chǎn)物。它涉及到結(jié)構(gòu)和建造的重大變革,涉及到當(dāng)今土木工程、材料科學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、信息通訊、人工智能等眾多領(lǐng)域內(nèi)的前沿技術(shù)。正如建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門原動(dòng)力一樣,現(xiàn)代土木結(jié)構(gòu)及智能建筑不僅對(duì)于未來(lái)土木界的發(fā)展意義重大。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】板料沖壓;模具設(shè)計(jì);前言技術(shù);問(wèn)題
隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的管理體制的不斷完善,國(guó)內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)領(lǐng)域之中的經(jīng)濟(jì),也逐漸隨之進(jìn)入到蓬勃發(fā)展的新型歷史時(shí)期之中。廣大社會(huì)成員在自身生活、學(xué)習(xí)以及工作節(jié)奏不斷加快的同時(shí),對(duì)于工業(yè)化模具生產(chǎn)流程的執(zhí)行效率,也提出了更為嚴(yán)格的訴求內(nèi)容。如何在不影響各項(xiàng)模具生產(chǎn)作業(yè)流程的基礎(chǔ)之上,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)速率的推進(jìn),就成為了相關(guān)技術(shù)人員的重點(diǎn)研究課題。
一、簡(jiǎn)析板料沖壓成形工藝的相關(guān)內(nèi)容
板料沖壓是在工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)不斷完善和發(fā)展的當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境中,產(chǎn)生并得以發(fā)展的一種全新的生產(chǎn)技術(shù)。板料沖壓成形工藝的應(yīng)用,在結(jié)合傳統(tǒng)工業(yè)化模具生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上,對(duì)其中一部分的生產(chǎn)流程進(jìn)行了補(bǔ)充與完善。在通常情況下,新型板料沖壓成形工藝的應(yīng)用,其實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)原理,主要是通過(guò)結(jié)合應(yīng)用沖模的生產(chǎn)技術(shù),使得目標(biāo)模具的原材料加工對(duì)象,能夠在巨大沖擊力度的帶動(dòng)下,出現(xiàn)材料分子之間的相互分離。用肉眼觀測(cè)就是被加工的工業(yè)化原材料生產(chǎn)對(duì)象,在短時(shí)間作用力度的影響下出現(xiàn)變形的作業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)象。根據(jù)相應(yīng)工藝加工流程之中,技術(shù)人員應(yīng)用于工業(yè)原材料加工對(duì)象之上的作業(yè)溫度高低指數(shù)的各不相同,可以將這一沖壓成形工藝的應(yīng)用種類,進(jìn)一步劃分為冷沖壓變形與熱沖壓變形,兩種作業(yè)模式截然相反的類別歸屬范圍。
二、工業(yè)模具生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的前沿技術(shù)分析
1.生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的積分單元技術(shù)。工作人員將傳統(tǒng)單元積分的計(jì)算方法,轉(zhuǎn)變成全階積分的應(yīng)用模式,有效提升了整個(gè)模具生產(chǎn)參數(shù)信息核算的執(zhí)行效率。相比傳統(tǒng)單元積分模式的應(yīng)用,新型前沿技術(shù)種類在實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)具有核算過(guò)程簡(jiǎn)潔、計(jì)算難度較低,以及結(jié)果預(yù)估較為精準(zhǔn),幾項(xiàng)比較具有代表性的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在必要時(shí),技術(shù)人員還可以通過(guò)結(jié)合應(yīng)用位移參數(shù)協(xié)調(diào)的技術(shù)生產(chǎn)方式,更好的緩解在模具設(shè)計(jì)參數(shù)核算環(huán)節(jié)內(nèi),容易出現(xiàn)的數(shù)值欠缺的弊端性管理難題。2.生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的回彈模擬技術(shù)。在工業(yè)化模具生產(chǎn)的實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)內(nèi),各種整體剛度指數(shù)較高的施工材料,為以往模具成型后回彈指數(shù)的掌控帶來(lái)了不小的難度。工作人員在進(jìn)入到二十世紀(jì)八十年代過(guò)后,逐漸認(rèn)識(shí)到模具回彈參數(shù)大小測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度,有時(shí)能夠?qū)φ麄€(gè)工業(yè)模具生產(chǎn)對(duì)象應(yīng)用質(zhì)量的好快,產(chǎn)生直接顯著的影響。在模具生產(chǎn)制造若干類型前沿性生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用種類之中,回彈模擬技術(shù)手段的應(yīng)用,就在一定程度上為參數(shù)信息核算控制力度的提升,提供了強(qiáng)有力的前提保障。在通常情況下,技術(shù)生產(chǎn)人員習(xí)慣將回彈作業(yè)技術(shù)結(jié)合應(yīng)用在模具工業(yè)生產(chǎn),板料成形指數(shù)分析以及模擬回彈的操作流程之中。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果的統(tǒng)計(jì),技術(shù)人員可以得出結(jié)論,模具生產(chǎn)對(duì)象回彈數(shù)據(jù)的大小,能夠同時(shí)受到生產(chǎn)過(guò)程中各種主觀或者客觀因素的影響。即使在相同的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境下,同樣材質(zhì)的模具原材料所生產(chǎn)出來(lái)的成品,其在回彈變化方面所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)內(nèi)容的大小也可以有所不同。需要技術(shù)人員尤為注意的是,由于模具加工過(guò)后的原材料回彈,是一個(gè)加工材料在模具約束力度縮小后,產(chǎn)生的一種自平衡狀態(tài)調(diào)節(jié)的變化過(guò)程。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)回彈技術(shù)的預(yù)設(shè)方案時(shí),各項(xiàng)力度掌控指標(biāo)的構(gòu)建,應(yīng)當(dāng)盡可能遵循原材料加工對(duì)象膜內(nèi)實(shí)際的受力指數(shù)。也可以通過(guò)應(yīng)用殼單元模擬數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方式,更好的保障制定模具生產(chǎn)對(duì)象的使用周期。3.生產(chǎn)設(shè)計(jì)中的快速計(jì)算技術(shù)。在工業(yè)化模具生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)際作業(yè)過(guò)程之中,快速計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用,是在依托于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)的基礎(chǔ)之上,產(chǎn)生和發(fā)展的一種全新的工業(yè)模具生產(chǎn)手段。在我國(guó)社會(huì)主義當(dāng)下的工業(yè)化加工市場(chǎng)之中,汽車工業(yè)各種零部件工業(yè)模具的加工和生產(chǎn),都是在快速計(jì)算前沿類技術(shù)種類應(yīng)用的前提下得以實(shí)現(xiàn)的。在快速計(jì)算技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的核算環(huán)節(jié)內(nèi),計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理核心之中的CPU芯片,是與工作人員模具生產(chǎn)效率息息相關(guān)的核心處理設(shè)備。在通常情況下,技術(shù)CPU快速計(jì)算而實(shí)施的沖壓成形工藝,其實(shí)際的生產(chǎn)計(jì)算數(shù)據(jù)測(cè)量需要耗費(fèi)的時(shí)間,基本控制在0.5秒到2.0秒的變動(dòng)范圍之內(nèi)。在等效拉伸類工業(yè)化生產(chǎn)模型的構(gòu)建過(guò)程中,技術(shù)人員還能能夠通過(guò)應(yīng)用快速計(jì)算的前沿性生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)板料核算結(jié)果的規(guī)?;?yàn)證。將板料核算的參數(shù)比例放置在虛擬作業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境之中,對(duì)即將產(chǎn)生的模具成品的應(yīng)用周期做出精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)。通過(guò)快速計(jì)算資源共享的網(wǎng)絡(luò)在線處理模式,模具生產(chǎn)參數(shù)的設(shè)定將在第一時(shí)間存儲(chǔ)在核心處理設(shè)備之中。為以后同種模具的生產(chǎn)提供更加準(zhǔn)確的參數(shù)依據(jù),最終實(shí)現(xiàn)提升工作人員生產(chǎn)執(zhí)行率的發(fā)展目標(biāo)。
三、結(jié)論
總而言之,板料沖壓成形工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)以及各種模具生產(chǎn)前沿技術(shù)的應(yīng)用,是在社會(huì)信息化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用水準(zhǔn)不斷提升的前提下,產(chǎn)生的一種全新的流程生產(chǎn)模式。技術(shù)人員要從基本概念以及應(yīng)用特征等不同的認(rèn)知視角,全面了解板料沖壓成形的基本理論。才能在靈活應(yīng)用各種前沿模具生產(chǎn)方式的基礎(chǔ)之上,更好的提升工業(yè)化模具生產(chǎn)的效率與質(zhì)量。
作者:韓輝輝 單位:重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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