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電子式多功能電能表主要針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)三相用電的工業(yè)用戶。隨著電力行業(yè)改革深入,工業(yè)三相用電對(duì)多功能電能表的需求大量增加。目前國(guó)內(nèi)多功能表種類(lèi)少、價(jià)格較高、功能不完善,往往僅是針對(duì)某些地區(qū)的特定要求開(kāi)發(fā),缺乏通用性,某些產(chǎn)品未能完全達(dá)到國(guó)標(biāo)的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應(yīng)這種市場(chǎng)需求而設(shè)計(jì)的。
這是一款智能型高科技電能計(jì)量產(chǎn)品,該表可以同時(shí)計(jì)量正/反向有功電能、正/反向無(wú)功電能、四象限無(wú)功電能,還具有多費(fèi)率控制,負(fù)荷曲線記錄,各相失壓、過(guò)壓、頻率超限記錄,數(shù)據(jù)LCD顯示等多種功能。主站可以通過(guò)RS-485總線或手持紅外抄表器對(duì)該電表進(jìn)行查表、設(shè)表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語(yǔ)言編寫(xiě),編碼效率高,可維護(hù)性好,便于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)用戶的需求方便地對(duì)功能模塊進(jìn)行裁剪。而且代碼經(jīng)過(guò)優(yōu)化,其生成的目標(biāo)代碼大小和執(zhí)行效率已與匯編代碼相差無(wú)幾。該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)全面符合GB/T17215-1998《1級(jí)和2級(jí)靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》的要求。
多功能電能表的總體結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)
多功能表總體結(jié)構(gòu)
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負(fù)責(zé)按鍵輸入掃描、工作狀態(tài)檢測(cè),計(jì)量數(shù)據(jù)的讀入、計(jì)算和存儲(chǔ)、電表參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計(jì)量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲(chǔ)陣列等;其他輔助模塊主要有:時(shí)鐘日歷電路、工作異常報(bào)警電路、按鍵輸入電路、復(fù)位和看門(mén)狗電路、開(kāi)關(guān)電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機(jī)中的高檔產(chǎn)品uPD78P0338。該款單片機(jī)為120腳QFP封裝,單片集成有60KBFlash、一個(gè)異步通信串行口、40x4段LCD驅(qū)動(dòng)器、高達(dá)10MHz的總線時(shí)鐘和10路10位精度的ADC,并可通過(guò)簡(jiǎn)單的接口進(jìn)行在系統(tǒng)編程,極大地方便在線調(diào)試和軟件升級(jí)。并且支持高級(jí)語(yǔ)言,較好地滿足了多功能表任務(wù)繁多、數(shù)據(jù)量龐大、算法較復(fù)雜的功能要求。
串口復(fù)用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發(fā)射二極管、載波電路、MAX487專用485收發(fā)電路、驅(qū)動(dòng)/開(kāi)關(guān)二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表,設(shè)計(jì)有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式,因?yàn)閡PD78F0338僅有一個(gè)串口,故通信電路設(shè)計(jì)時(shí)采用串口復(fù)用技術(shù)。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補(bǔ)開(kāi)關(guān),由MCU的一個(gè)I/O口來(lái)控制紅外和RS-485通信方式的切換,如圖2所示。
高精度電量計(jì)量模塊
計(jì)量模塊由高精度專用電能計(jì)量芯片SA9904,電流互感器和其他電路元件組成。SA9904是Sames公司生產(chǎn)的一款三相雙向功率/電能計(jì)量芯片,可以計(jì)量有功/無(wú)功功率、電壓、頻率、相序異常等,可以單獨(dú)計(jì)量每一相的用電信息,符合IEC521/1036標(biāo)準(zhǔn),可達(dá)到1級(jí)交流電能表的精度要求,各數(shù)據(jù)寄存器具有24位精度,可通過(guò)三線SPI接口與CPU交換數(shù)據(jù)。從而可以較好地適應(yīng)多功能表需要計(jì)量多種電量數(shù)據(jù)的要求。SA9904引腳及其電路圖如圖3所示。
其中,CLK、DO、DI構(gòu)成與MCU控制器的接口,用于傳輸控制命令和測(cè)得的電量數(shù)據(jù),IIps、IIPt、IIPr用來(lái)對(duì)電流取樣,IVPl、IVP2、IVP3用來(lái)對(duì)電壓取樣。
時(shí)鐘日歷模塊
時(shí)鐘電路采用EPSON生產(chǎn)的RTC-4553實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。內(nèi)部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器,簡(jiǎn)化電路,并可以根據(jù)需要進(jìn)行自由設(shè)置以得到較高的頻率;同時(shí)集成有時(shí)鐘和日歷計(jì)數(shù)器,可選擇24或12小時(shí)顯示模式,時(shí)鐘可通過(guò)軟件方式進(jìn)行間隔30秒的調(diào)整,并提供0.1Hz或1024Hz的定時(shí)脈沖輸出,以便于在電能表的外部對(duì)時(shí)鐘精度進(jìn)行定期檢查。RTC-4553引腳及其電路圖如圖4所示。
其中,SCK、Sin、Sout與主處理器接口,用于發(fā)送控制指令或者傳輸日期時(shí)間數(shù)據(jù),本系統(tǒng)日歷時(shí)鐘模塊采用電池作后備電源,以確保在停電狀態(tài)下,日期時(shí)間的準(zhǔn)確無(wú)誤。
多功能電能表的軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
多功能電能表涉及的數(shù)據(jù)類(lèi)型種類(lèi)繁多。按字節(jié)分包括單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)、四字節(jié)和六字節(jié)等,按表征的意義分有時(shí)間、時(shí)刻、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能、次數(shù)、功率因數(shù)、門(mén)限、狀態(tài)字、系數(shù)、表號(hào)等。復(fù)雜的數(shù)據(jù)類(lèi)型對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了較高的要求,本實(shí)現(xiàn)方案通過(guò)采用多種數(shù)據(jù)尋址方式和多種類(lèi)型存儲(chǔ)器較好地解決了這一問(wèn)題。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放方式有:內(nèi)部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內(nèi)部ROM用來(lái)存放大量的常數(shù)表格,RAM用于存放臨時(shí)變量和堆棧,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM則存儲(chǔ)各種用戶電量數(shù)據(jù)和設(shè)表參數(shù),通過(guò)12C總線與CPU交換數(shù)據(jù),電能表按設(shè)計(jì)需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通過(guò)級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
數(shù)據(jù)尋址方式
EEPROM數(shù)據(jù)訪問(wèn)采用兩種方式;直接地址訪問(wèn),通過(guò)數(shù)據(jù)的EEPROM地址直接讀寫(xiě)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)ID尋址,通過(guò)數(shù)據(jù)的編碼讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。
通信口復(fù)用功能設(shè)計(jì)
紅外通信和RS-485共用一個(gè)串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信開(kāi)始都有一低電平位(0),因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開(kāi))引到一中斷引腳INTP1,通過(guò)其引發(fā)的中斷可判斷串行口數(shù)據(jù)是否來(lái)自紅外。發(fā)送時(shí)按時(shí)應(yīng)方式發(fā)送,使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管,因此在判斷紅外來(lái)源的中斷中啟動(dòng)定時(shí)器INTTM4檢測(cè)紅外接收端,如果檢測(cè)到脈沖寬度為9ms或0.56ms,則判斷為紅外遙控,并根據(jù)定時(shí)檢測(cè)遙控編碼;否則判斷為紅外產(chǎn)生的串行口接收中斷,并將定時(shí)檢測(cè)關(guān)閉。
紅外38.4kHz調(diào)制信號(hào)由CPU內(nèi)部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發(fā)送字節(jié)之間可選有15~20ms的延時(shí),而485通信則不需要延時(shí)。數(shù)據(jù)發(fā)送在發(fā)送中斷中進(jìn)行,紅外通信在發(fā)送操作后立即關(guān)閉發(fā)送中斷允許,待延時(shí)時(shí)間到后再允許發(fā)送中斷。
多功能表程序流程圖
1.1工程設(shè)計(jì)方面
業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)及網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜化,使工程設(shè)計(jì)不僅更為復(fù)雜,而且設(shè)計(jì)工作量劇增。通常采用CAD繪圖已經(jīng)難以描繪這么復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。例如中國(guó)移動(dòng)省際干線六期工程某個(gè)大站已經(jīng)使用A2延長(zhǎng)2倍(相當(dāng)于4張A2)的圖紙來(lái)畫(huà)系統(tǒng)連接圖了。這樣的圖紙不但難以繪制出版,施工非常不方便,核對(duì)修改也困難。因此,設(shè)計(jì)院在省際骨干傳送網(wǎng)設(shè)計(jì)過(guò)程中開(kāi)始嘗試表格化設(shè)計(jì)工作,復(fù)雜的設(shè)計(jì)圖紙采用EXCEL表格進(jìn)行表達(dá)。設(shè)計(jì)表格化使得設(shè)計(jì)電子化成為可能,工程設(shè)計(jì)的電子化也邁出第一步。
1.2資源管理方面
隨著中國(guó)移動(dòng)省際傳送網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大,網(wǎng)絡(luò)資源管理的問(wèn)題越來(lái)越突出,集團(tuán)公司一方面加緊制定“綜合資源管理系統(tǒng)”,另一方面,要求資源管理數(shù)據(jù)填寫(xiě)前移,要求設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)過(guò)程中提供更多數(shù)據(jù)。在上述形勢(shì)下,集團(tuán)公司要求設(shè)計(jì)院開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)電子化考核。總之,從上層應(yīng)用和下層表達(dá)都對(duì)工程設(shè)計(jì)提出了新的要求,面對(duì)新的需求,CAD輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)力不從心,開(kāi)辟新的領(lǐng)域,工程設(shè)計(jì)電子化成為工程設(shè)計(jì)發(fā)展的必然。
2工程設(shè)計(jì)電子化的含義
工程設(shè)計(jì)電子化,就是圍繞結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的一系列工程服務(wù),包括項(xiàng)目規(guī)劃、工程勘察、可研、設(shè)計(jì)等主要過(guò)程采用信息化工具。工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)不但能方便地指導(dǎo)施工,還能為項(xiàng)目管理系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、綜合網(wǎng)管系統(tǒng)等各種運(yùn)營(yíng)支撐管理系統(tǒng)服務(wù),為今后的項(xiàng)目規(guī)劃、可研和后期設(shè)計(jì)直接提供數(shù)據(jù)和支撐。工程設(shè)計(jì)電子化,使工程設(shè)計(jì)不僅服務(wù)于施工和預(yù)算編制,而且在電信資源全生命周期發(fā)揮作用,在整個(gè)規(guī)劃、可研、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)、資源管理調(diào)度、退網(wǎng)等過(guò)程中提供服務(wù)。由于省際骨干傳送網(wǎng)的規(guī)模容量和重要性,其工程設(shè)計(jì)電子化尤為迫切,需要支撐的項(xiàng)目管理系統(tǒng)、資源管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、綜合網(wǎng)管系統(tǒng)都是大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)文件中海量的數(shù)據(jù)也只有數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)才能承載,因此工程設(shè)計(jì)電子化就意味著工程設(shè)計(jì)必須以大量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),必須能提供可被數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)“閱讀”和處理的數(shù)據(jù),同時(shí)要能利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)應(yīng)用。
3工程設(shè)計(jì)電子化的進(jìn)程
工程設(shè)計(jì)電子化是工程設(shè)計(jì)的重大變革,需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的過(guò)程。電子化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)差異很大,從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)到電子化設(shè)計(jì)必然經(jīng)過(guò)多個(gè)階段。
3.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與電子化設(shè)計(jì)的差異
調(diào)研前期網(wǎng)絡(luò)資料,收集前期圖紙;進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和系統(tǒng)設(shè)計(jì);然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察;再進(jìn)行局站設(shè)計(jì);最后輸出設(shè)計(jì)文件;經(jīng)施工后進(jìn)入網(wǎng)管系統(tǒng)和其他資源管理系統(tǒng)。這個(gè)過(guò)程是分散的、單向的,是以個(gè)人為中心的設(shè)計(jì)。很明顯,當(dāng)設(shè)計(jì)較小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)、涉及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)較少時(shí),這個(gè)流程非常有效。電子化設(shè)計(jì)是以建立在設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上的電子化工程系統(tǒng)為核心,設(shè)計(jì)過(guò)程是全集中的過(guò)程。從綜合資源管理系統(tǒng)和網(wǎng)管系統(tǒng)上直接導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)資料,在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查核對(duì)數(shù)據(jù),最后將結(jié)果導(dǎo)入到設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)系統(tǒng)直接輸出設(shè)計(jì)文件,并導(dǎo)出到綜合資源管理、網(wǎng)管系統(tǒng)等其他系統(tǒng)。在大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,這樣的系統(tǒng)是必須的,能夠綜合較多的力量,高效地進(jìn)行。對(duì)于簡(jiǎn)單的工程,涉及較少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí),傳統(tǒng)設(shè)計(jì)非常有效。但像中國(guó)移動(dòng)省際骨干傳送網(wǎng)絡(luò)這樣的大工程,面對(duì)百萬(wàn)級(jí)別的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)設(shè)計(jì)越來(lái)越力不從心,電子化工程設(shè)計(jì)將成為必然。當(dāng)然,電子化設(shè)計(jì)也不可能脫離傳統(tǒng)設(shè)計(jì),電子化設(shè)計(jì)也需要經(jīng)歷多個(gè)過(guò)程。
3.2局部設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化
電子化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用CAD進(jìn)行制圖,CAD圖形直觀、易讀,便于進(jìn)行施工,但是難以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),無(wú)法呈現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),難以對(duì)資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和管理。工程設(shè)計(jì)電子化的首要過(guò)程是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理。事實(shí)上,由于目前設(shè)計(jì)量大且復(fù)雜,在以CAD為主的設(shè)計(jì)中EXECEL表格經(jīng)常作為輔助工具來(lái)使用,如勘察表格、局站信息表格、國(guó)內(nèi)配套表格等。此外,EXCEL也是共享數(shù)據(jù)的最廣泛的工具。因此,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化首先選擇EXCEL表格。
3.3建立設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)
設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù),包含海量設(shè)計(jì)圖紙有效信息的集中型數(shù)據(jù)庫(kù)。其表達(dá)的是和設(shè)計(jì)圖紙一樣的信息,但更加容易存儲(chǔ)、繼承和處理。設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)可以將分散的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)集中在一起,并將連續(xù)多期的設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)累積起來(lái),增加一些維護(hù)調(diào)整數(shù)據(jù)后,便能包含整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)。對(duì)于未來(lái)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、后期工程可研、后期工程設(shè)計(jì)提供重要支撐。工程設(shè)計(jì)電子化后,由各個(gè)設(shè)計(jì)人員將大部分設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化,再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,就可以建立設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)了。
3.4以設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的電子化設(shè)計(jì)系統(tǒng)
以設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的電子化設(shè)計(jì),可以基于設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)設(shè)計(jì)需求開(kāi)發(fā)電子化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以先通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀,規(guī)劃設(shè)計(jì)新的系統(tǒng)后,上傳到數(shù)據(jù)庫(kù),借助數(shù)據(jù)進(jìn)行通道通路安排,完成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。局站設(shè)計(jì)方面,可以通過(guò)下載數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)、上傳數(shù)據(jù),然后由數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。最后由資源數(shù)據(jù)校對(duì)數(shù)據(jù),根據(jù)施工需要輸出相關(guān)圖紙。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)比較穩(wěn)定的設(shè)計(jì),如省際骨干傳送網(wǎng)設(shè)計(jì),每期工程90%以上業(yè)務(wù)局站都是前期局站,涉及到前期設(shè)備和系統(tǒng)的工作量基本都超過(guò)60%以上,可以基于數(shù)據(jù)庫(kù)查詢網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀,進(jìn)行設(shè)計(jì)擴(kuò)容擴(kuò)建,指導(dǎo)新建,因此前期的設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于工程設(shè)計(jì)意義巨大。
3.5基于設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)
設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)建成之后,可以依據(jù)資源數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)開(kāi)發(fā)與其他資源管理系統(tǒng)的接口和部分應(yīng)用,支撐其他系統(tǒng)。比如中國(guó)移動(dòng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò),可以輸出到傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng),以及正在建設(shè)的綜合資源管理系統(tǒng)和項(xiàng)目管理系統(tǒng),還可以進(jìn)行緊急電路安排,資源統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)后評(píng)估、成本分析等多種應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
3.6設(shè)計(jì)輸入輸出的電子化
當(dāng)其他數(shù)據(jù)管理維護(hù)系統(tǒng)比較完善時(shí),如中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司建立了比較完善的資源管理系統(tǒng),傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)等系統(tǒng)時(shí),可以直接開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)適配接口,使得網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和資源數(shù)據(jù)直接輸入到電子化設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,設(shè)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)也可以直接導(dǎo)出到其他系統(tǒng)中,這樣能節(jié)省大量的人力物力,設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性會(huì)有更大幅度的提高。
3.7資源的全生命周期的電子化
對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的管理來(lái)說(shuō),最理想的是建立網(wǎng)絡(luò)資源的全生命周期管理,從規(guī)劃、可研到設(shè)計(jì)、施工,再到運(yùn)行維護(hù)、調(diào)整,一直到退網(wǎng),對(duì)所有活動(dòng)進(jìn)行有效管理。設(shè)計(jì)電子化將成為這個(gè)過(guò)程中非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這已經(jīng)不僅是工程設(shè)計(jì)電子化的范疇,需要多個(gè)部門(mén)多個(gè)系統(tǒng)的的協(xié)同發(fā)展和配合。
4工程設(shè)計(jì)電子化的基礎(chǔ)和要求
工程設(shè)計(jì)電子化是設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重大變革,涉及工程的各個(gè)方面,設(shè)計(jì)方式、思維方式、管理模式等都需要進(jìn)行調(diào)整,才能適應(yīng)電子化的需求。
4.1資源標(biāo)識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化、物理化
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是用圖紙表達(dá)相關(guān)對(duì)象的,當(dāng)采用數(shù)據(jù)表示時(shí),需要對(duì)資源進(jìn)行全局統(tǒng)一,從局站名稱到機(jī)房?jī)?nèi)機(jī)架位置、子架槽位單板端口位置等都必須進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)識(shí),否則就需要輔助以圖進(jìn)行標(biāo)識(shí),如果都需要用圖進(jìn)行標(biāo)識(shí),設(shè)計(jì)電子化就難以提高效率。
4.2工程設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化是指設(shè)計(jì)方式、設(shè)計(jì)中連接方式等需要標(biāo)準(zhǔn)化,大家遵守的是同一個(gè)標(biāo)識(shí)方法,這樣設(shè)計(jì)使用者掌握了標(biāo)準(zhǔn)就可以了,設(shè)計(jì)人員不需要特殊標(biāo)識(shí),使用者也不需要特殊去學(xué)習(xí)。如所有局站在終端ODF使用時(shí)都是“單收雙發(fā)”,“單發(fā)雙收”成為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),都按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)做,那么,收發(fā)就不需要標(biāo)識(shí)了,這樣才可以提高電子化的效率。
5工程設(shè)計(jì)電子化的實(shí)踐和探索
工程設(shè)計(jì)電子化是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,中國(guó)移動(dòng)省際骨干傳送網(wǎng)在這方面做了腳踏實(shí)地的實(shí)踐和有益的探索,走在了傳送網(wǎng)設(shè)計(jì)電子化的前列。
5.1網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)亟需表格化
中國(guó)移動(dòng)省際骨干傳送網(wǎng)工程處理世界上最大的傳送網(wǎng)絡(luò),電路安排需要處理百萬(wàn)級(jí)的數(shù)據(jù),工程設(shè)計(jì)廣泛采用表格進(jìn)行表達(dá),網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了十幾張表格,部分表格數(shù)據(jù)量巨大,數(shù)據(jù)行達(dá)到數(shù)萬(wàn)行,已經(jīng)接近EXCEL處理極限,迫切需要數(shù)據(jù)庫(kù)支持。
5.2統(tǒng)一化局站設(shè)計(jì)表格
中國(guó)移動(dòng)省際骨干傳送網(wǎng)七期就在部分復(fù)雜局站使用表格,以表格為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì),八期工程開(kāi)始在統(tǒng)一在全網(wǎng)開(kāi)始設(shè)計(jì)表格化方面開(kāi)始嘗試,九期工程中充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造力,對(duì)表格化設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和革新,使得表格化進(jìn)一步推廣。省際骨干傳送網(wǎng)十期設(shè)計(jì)充分總結(jié)了八期、九期表格化設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和資源管數(shù)據(jù)理方面成果,充分考慮未來(lái)建立設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、集團(tuán)資源管理系統(tǒng)、傳輸綜合網(wǎng)管系統(tǒng)的需求,從設(shè)計(jì)查勘開(kāi)始就按照設(shè)計(jì)信息化、電子化和標(biāo)準(zhǔn)化的原則對(duì)設(shè)計(jì)各個(gè)階段進(jìn)行統(tǒng)一和規(guī)范,編制各個(gè)階段統(tǒng)一指導(dǎo)文件,特別是對(duì)局站設(shè)計(jì)表格編制統(tǒng)一模板進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,生成數(shù)百個(gè)EXCEL表格文件。
5.3開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)電子化工具
省際骨干傳送網(wǎng)工程組正在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工具,將現(xiàn)有設(shè)計(jì)資源數(shù)據(jù)庫(kù)化,以提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率,更好支撐集團(tuán)管理維護(hù)。
6工程設(shè)計(jì)電子化面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)
工程設(shè)計(jì)電子化是設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重大變革,需要各方面配套進(jìn)行,需要施工、維護(hù)等單位和部門(mén)大力配合。例如,施工時(shí),由圖紙變成表格,開(kāi)始會(huì)不適應(yīng),但由于表格更切合實(shí)際、方便快捷,逐步會(huì)發(fā)現(xiàn)使用表格的優(yōu)勢(shì),這需要一個(gè)過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)部門(mén)需要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化工作,對(duì)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)等做好規(guī)范和統(tǒng)一。工程設(shè)計(jì)電子化是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,需要大量積累,逐步進(jìn)行。
7結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞:火電基建工程圖紙資源
一、引言
火電建設(shè)工程中各種資源的配置即具有很強(qiáng)的特殊規(guī)律,對(duì)工程建設(shè)的成敗有至關(guān)重要的作用,絕不容忽視?;痣姀S建設(shè)工程有其固有的行業(yè)特點(diǎn),其需要的資源可以分為資金、人力、機(jī)具、設(shè)備、材料、圖紙,以及施工場(chǎng)地、空間和道路等,缺少任一資源都會(huì)對(duì)工程建設(shè)造成重大影響。本文就圖紙資源的特點(diǎn)及配置進(jìn)行分析。
二、設(shè)計(jì)工作及圖紙資源的特點(diǎn)
圖紙資源是設(shè)計(jì)單位取得必要的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料后,經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程完成的,圖紙是指揮現(xiàn)場(chǎng)施工的必須條件,沒(méi)有施工圖紙,就無(wú)法制定施工組織設(shè)計(jì)方案,無(wú)法組織材料、人力以及機(jī)械,更無(wú)法進(jìn)行驗(yàn)收和質(zhì)量控制。筆者在火電基建工程實(shí)踐中總結(jié)了設(shè)計(jì)工作的特點(diǎn):
1.設(shè)計(jì)周期長(zhǎng),時(shí)間跨度大。由于火電建設(shè)工程系統(tǒng)復(fù)雜的特性,設(shè)計(jì)工作量很大,而且各專業(yè)之間相互配合很多,許多卷冊(cè)還需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)展進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,故設(shè)計(jì)周期很長(zhǎng),一般從初步設(shè)計(jì)開(kāi)始到施工圖基本完成要經(jīng)過(guò)初步設(shè)計(jì)、司令圖設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、竣工圖設(shè)計(jì)等階段,前后至少兩年時(shí)間,其中施工圖設(shè)計(jì)高峰就需要經(jīng)過(guò)六至八個(gè)月時(shí)間。
2.設(shè)計(jì)進(jìn)度受基礎(chǔ)資料的影響很大?;痣姽こ痰脑O(shè)計(jì)需要設(shè)備廠家的資料才能開(kāi)展,設(shè)備廠家向設(shè)計(jì)單位提交設(shè)備的大小、接口尺寸、動(dòng)靜荷載、電負(fù)荷等參數(shù),設(shè)計(jì)單位才相應(yīng)設(shè)計(jì)設(shè)備的位置、基礎(chǔ)、連接管道、電源等。假如在設(shè)計(jì)過(guò)程中上述設(shè)備沒(méi)有訂貨,或者設(shè)備廠家沒(méi)有向設(shè)計(jì)院提交資料,設(shè)計(jì)工作自然無(wú)法進(jìn)行。
3.各個(gè)工程的設(shè)計(jì)具有不可復(fù)制性。由于地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、燃料品質(zhì)和設(shè)備廠家的不同,主輔設(shè)備的參數(shù)和建筑物的結(jié)構(gòu)顯然不可能完全相同,系統(tǒng)配置也有多種方案可供選擇。而且由于原始場(chǎng)地條件的差異,各廠附屬系統(tǒng)的布置位置也不可能完全一樣,需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。
三、圖紙資源配置
1.圖紙資源的特性
圖紙資源即設(shè)計(jì)院或設(shè)備廠的設(shè)計(jì)成果,是一類(lèi)特殊的資源,其設(shè)計(jì)特點(diǎn)決定了其設(shè)計(jì)工作需分步進(jìn)行,圖紙是隨著建設(shè)進(jìn)度分批提供的,不可能在施工前將圖紙全部設(shè)計(jì)完成。施工中一旦某個(gè)環(huán)節(jié)卡殼,現(xiàn)場(chǎng)就有可能出現(xiàn)停工待圖現(xiàn)象。從工程施工的角度講,圖紙資源相對(duì)工程是唯一的,到位得越早,越有利于施工方案和材料的準(zhǔn)備,且其到位得早對(duì)其他資源的配置也沒(méi)有負(fù)面影響。
盡管當(dāng)前設(shè)計(jì)院由于工程較多比較繁忙,但相對(duì)而言,設(shè)計(jì)工作的彈性遠(yuǎn)比設(shè)備制造要大,制約其到位的主要因素還是設(shè)備的招標(biāo)定貨和提供設(shè)備資料的早晚。這些都需要項(xiàng)目公司超前策劃,加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督,才能保證設(shè)計(jì)進(jìn)度,使圖紙資源按要求配置到位。
相對(duì)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)圖紙,設(shè)備廠家的圖紙也是影響工程進(jìn)度的重要資源。不過(guò)廠家設(shè)備一般都是成型產(chǎn)品,圖紙相對(duì)穩(wěn)定,其交付進(jìn)度是有所保障的。
2.火電工程建設(shè)各資源的配置關(guān)系
(1)圖紙資源與材料資源的關(guān)系
圖紙資源與材料資源之間是因果關(guān)系。要想使材料按時(shí)到場(chǎng),圖紙必須提前到位。按照電力建設(shè)的慣例,圖紙應(yīng)先于施工開(kāi)始前三個(gè)月到場(chǎng),以便項(xiàng)目公司和電建公司準(zhǔn)備甲乙供材料。尤其對(duì)于一些制作工期較長(zhǎng)或非通用的材料,更需要提前準(zhǔn)備。而且圖紙中的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤對(duì)材料準(zhǔn)備的影響也很大,在實(shí)際工程中,由于設(shè)計(jì)本身錯(cuò)誤或設(shè)備廠家資料錯(cuò)誤導(dǎo)致的圖紙和材料清冊(cè)錯(cuò)誤很常見(jiàn)。
(2)圖紙資源與機(jī)械工器具資源的關(guān)系
對(duì)于施工工藝較復(fù)雜的分項(xiàng)工程,根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求,會(huì)制定出不同的施工方案,必然涉及到機(jī)械和工器具的需求。比如某些混凝土預(yù)制件的制作,預(yù)制件的大小和形狀的設(shè)計(jì)要考慮最終整體強(qiáng)度、接縫處的二次灌漿等因素,單個(gè)預(yù)制件越大就越需要大的起重工具完成吊裝。再如煙道支架等,某些工程設(shè)計(jì)采用鋼支架,某些工程設(shè)計(jì)采用采用混凝土支架,后者就需要準(zhǔn)備澆筑混凝土用的模板。所以圖紙資源制約工器具資源的配置,也需要圖紙盡早到場(chǎng)以便盡早準(zhǔn)備。
(3)圖紙資源與人力資源的關(guān)系
除材料和機(jī)械工器具外,根據(jù)圖紙要求制定的施工方案也會(huì)對(duì)施工人員的數(shù)量、素質(zhì)提出要求。尤其是一些需要特殊工藝的項(xiàng)目,會(huì)要求特殊的人員施工。比如高溫高壓管道的焊接,要求必須使用有相應(yīng)材質(zhì)焊接資質(zhì)的焊工完成,不同的防腐工藝、也需要不同專業(yè)的施工人員完成。
(4)圖紙資源與場(chǎng)地道路資源的關(guān)系
在火電廠為提高土地利用率和降低投資,在設(shè)計(jì)中會(huì)盡量減少空余場(chǎng)地的面積,廠區(qū)內(nèi)道路、通道和空地的面積很小,而且這些場(chǎng)地也會(huì)布置地下管道、溝道等。所以基建施工場(chǎng)地分為兩類(lèi),一類(lèi)是在建設(shè)區(qū)域外租賃來(lái)的場(chǎng)地,一般用于組裝、制作、物資存放、辦公、生活;另一類(lèi)則是通過(guò)科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì),合理安排工序,臨時(shí)占用一部分建設(shè)用地,作為另一部分施工作業(yè)的施工場(chǎng)地,用于機(jī)械布置、現(xiàn)場(chǎng)物資中轉(zhuǎn)、施工作業(yè)。道路資源也同樣,除正式道路外,在施工期間根據(jù)施工要求,也會(huì)在建設(shè)用地中開(kāi)辟一些臨時(shí)性通道。故而良好的設(shè)計(jì)會(huì)充分考慮到施工需要,使場(chǎng)地能夠周轉(zhuǎn)使用。
(5)設(shè)備資源與圖紙資源的關(guān)系
對(duì)于同一設(shè)備,不同的廠家設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品,也有不同規(guī)格、接口尺寸、重量和控制方式,所以設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖紙時(shí),必須掌握設(shè)備的具體資料,才能將各設(shè)備連接等系統(tǒng)。設(shè)備資料是設(shè)計(jì)圖紙的前提條件。
論文關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)教學(xué),教學(xué)改革,開(kāi)放式放學(xué),創(chuàng)新能力
2006年教育部《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》指出:“高等職業(yè)教育作為高等教育發(fā)展中的一個(gè)類(lèi)型,肩負(fù)著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的高技能人才的使命。”人才培養(yǎng)模式改革的重點(diǎn)是教學(xué)過(guò)程的實(shí)踐性、開(kāi)放性和職業(yè)性,實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)是三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電子類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要向綜合性、設(shè)計(jì)性、研究性方向發(fā)展,提高學(xué)生分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力,加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)際操作能力。高職電類(lèi)專業(yè)的《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》是學(xué)生從理論走向?qū)嵺`,以及到創(chuàng)新培養(yǎng)的必由之路,如何搞好三門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué),對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等起著理論教學(xué)無(wú)法替代的作用。
一、改革前實(shí)驗(yàn)教學(xué)狀況
近年來(lái),高校不斷擴(kuò)招,在校人數(shù)不斷增加,受師資力量、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、場(chǎng)地及資金等限制,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在以下問(wèn)題:
1.實(shí)驗(yàn)從屬于理論課設(shè)置,學(xué)生存在重理論,輕實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,對(duì)后續(xù)課程特別是實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)不利。
2.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中,多為驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力,而設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)太少,無(wú)法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,鍛煉其綜合運(yùn)用能力。
3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式陳舊化,知識(shí)傳授按部就班進(jìn)行,學(xué)生無(wú)思維和發(fā)展空間,不利用學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
4.與當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展不協(xié)調(diào),計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、輔助設(shè)計(jì)手段運(yùn)用不足。
以上幾個(gè)方面的現(xiàn)狀對(duì)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力的高技能型人才極不相稱,必須開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施
1.建立完善的實(shí)驗(yàn)硬件條件,科學(xué)設(shè)置各實(shí)驗(yàn)室
實(shí)驗(yàn)硬件是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先決條件,必須加大相關(guān)教學(xué)設(shè)備的投入,同時(shí)科學(xué)設(shè)置各實(shí)驗(yàn)室,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)合理高效運(yùn)行。為此,實(shí)驗(yàn)室可按以下原則設(shè)立,如表1所示。
表1 實(shí)驗(yàn)室設(shè)置及功能表
實(shí)驗(yàn)室名稱
主要硬件設(shè)備
功能
目的
電工電子實(shí)驗(yàn)室
電工電子實(shí)驗(yàn)裝置、儀器儀表
完成電類(lèi)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)踐能力
EDA實(shí)驗(yàn)室
計(jì)算機(jī)、EDA實(shí)驗(yàn)箱、相關(guān)仿真軟件
完成實(shí)驗(yàn)功能仿真
初步掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)
電子工程實(shí)踐室
印制板制作設(shè)備、儀器儀表等
完成電子產(chǎn)品制作、調(diào)試、總裝
培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合能力
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
計(jì)算機(jī),智能儀器表等
引言
隨著科技的發(fā)展,社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型、綜合型人才的需求日益提高。作為創(chuàng)新體系重要組成部分的高等學(xué)校,是培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才的重要平臺(tái)[1]。創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱在一定程度上決定了人才培養(yǎng)質(zhì)量,這也正是目前高等教育比較薄弱的一環(huán)。
黑龍江大學(xué)是一所地方性綜合大學(xué),擔(dān)負(fù)著國(guó)家和地方人才培養(yǎng)的重任。電子電氣類(lèi)學(xué)生是信息社會(huì)不可缺少的人才,電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心肩負(fù)著培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞碾娮与姎忸?lèi)專業(yè)復(fù)合型人才的任務(wù)。造就社會(huì)必需的創(chuàng)新人才,高等學(xué)校需要開(kāi)展好創(chuàng)新教育。創(chuàng)新教育的目標(biāo)是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才,培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的任務(wù),需要教學(xué)改革完成,讓學(xué)生敢想,敢做,能做,做好。
一、電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)創(chuàng)新體系的建立
(一)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)創(chuàng)新體系建立的必要性
電子電氣類(lèi)專業(yè)的學(xué)生實(shí)踐能力較強(qiáng),需要逐步引導(dǎo)創(chuàng)新思維、完善創(chuàng)新知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、形成創(chuàng)新人格。但目前高等教育已經(jīng)是大眾教育,高校的擴(kuò)招削弱了學(xué)生人均資源占有量,學(xué)生缺乏創(chuàng)新環(huán)境,創(chuàng)新潛力得不到充分發(fā)揮;人才培養(yǎng)目標(biāo)落后,培養(yǎng)模式教條陳舊,對(duì)非智力因素的培養(yǎng)重視程度不夠;教學(xué)方法死板,滿堂灌的注入式填鴨;考試方法單一,考試內(nèi)容僵化,這嚴(yán)重束縛了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力的提高。具體表現(xiàn)為以下幾點(diǎn):
1.專業(yè)課程的設(shè)置束縛學(xué)生創(chuàng)新視野。目前的電子電氣類(lèi)專業(yè)課程的設(shè)置,對(duì)培養(yǎng)專業(yè)人才曾經(jīng)發(fā)揮了積極作用,但隨著時(shí)代的進(jìn)步,這種設(shè)置越來(lái)越束縛學(xué)生發(fā)展。電子電氣類(lèi)專業(yè)課程普遍較難,理論深?yuàn)W,數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)要求較高,學(xué)生限制在本專業(yè)的狹窄空間內(nèi)活動(dòng),忽略了人文科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等學(xué)科學(xué)習(xí),束縛了學(xué)生的視野。
2.教學(xué)內(nèi)容和傳統(tǒng)教學(xué)方法限制學(xué)生創(chuàng)新思維。電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)行一個(gè)大綱、一本教材和統(tǒng)一的考試,造成學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)雷同,思維方式格式化,缺乏個(gè)性、缺乏懷疑品質(zhì)。這樣的教學(xué)過(guò)程,學(xué)生學(xué)習(xí)比較被動(dòng),缺乏熱情,積極性不高,學(xué)生的創(chuàng)新思維不能充分發(fā)揮。
3.陳舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式抑制學(xué)生的創(chuàng)新精神。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法單一、死板,填鴨式教學(xué),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解教條化,學(xué)生只是被動(dòng)地接受和效仿,讓學(xué)生自己思考得太少,該種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是一種模仿型教學(xué),非常呆板,不利于學(xué)生形成創(chuàng)新精神,創(chuàng)新能力很難提高。
4.學(xué)生考核機(jī)制忽視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)業(yè)成績(jī)目前依然是評(píng)價(jià)學(xué)生的主要標(biāo)準(zhǔn),絕大多數(shù)學(xué)生追求的是學(xué)業(yè)成績(jī),不重視科研創(chuàng)新能力的提高。
5.學(xué)生科研氛圍不濃,科研創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)有待加強(qiáng)。目前的高等教育培養(yǎng)體系,學(xué)生為考試而學(xué)習(xí),缺乏科研實(shí)踐意識(shí)和氛圍;學(xué)生科研項(xiàng)目老師指導(dǎo)精力不足,成果甚微或無(wú)成果,影響學(xué)生參加科學(xué)研究的積極性;學(xué)生科研經(jīng)費(fèi)不夠,科研平臺(tái)少,建設(shè)不完善。
(二)電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)創(chuàng)新體系的內(nèi)容和措施
1.改革人才培養(yǎng)方案,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)。專業(yè)培養(yǎng)方案按照“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力,高素質(zhì)”培養(yǎng)新模式[2],核心是厚基礎(chǔ),重實(shí)踐,重視學(xué)生的綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),重構(gòu)培養(yǎng)體系,設(shè)置必修課“少而精”,確保學(xué)生具有較為扎實(shí)的基礎(chǔ)。增加選修課數(shù)量,允許學(xué)生跨專業(yè)跨年級(jí)選課,使學(xué)生根植一個(gè)專業(yè)方向,著眼于綜合性較強(qiáng)的跨學(xué)科培養(yǎng)訓(xùn)練。
2.革新教學(xué)方法,轉(zhuǎn)變培養(yǎng)模式。積極實(shí)踐啟發(fā)式、討論式教學(xué),教學(xué)以學(xué)生自學(xué)為主、教師重點(diǎn)講授為輔,理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式進(jìn)行。精講主要內(nèi)容,讓學(xué)生自學(xué)相對(duì)容易或非重點(diǎn)內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和創(chuàng)新的意識(shí),使學(xué)生分析問(wèn)題、判斷和獨(dú)立思考的能力得到提高,實(shí)現(xiàn)“教”與“學(xué)”一體、理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)為一體、課程教學(xué)和課外教學(xué)為一體的教學(xué)方式[3]。
3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課教學(xué),開(kāi)展“開(kāi)創(chuàng)型”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。根據(jù)我校工科專業(yè)設(shè)置及創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求,精挑實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)課程,建三級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,及“基本技能實(shí)驗(yàn)”、“綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”和“科技創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)”。提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,建立以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)、學(xué)生自我訓(xùn)練為主的教學(xué)模式[4]。探索實(shí)施“創(chuàng)新型”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及其在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)、黑龍江省電子設(shè)計(jì)大賽、本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文中的應(yīng)用;完善實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備使用、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)預(yù)算和實(shí)驗(yàn)耗材報(bào)銷(xiāo)的實(shí)驗(yàn)室管理體制。
4.完善學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)體系,建立創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)習(xí)基地。實(shí)施本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃,引導(dǎo)學(xué)生參加老師的科技項(xiàng)目,與老師合作;學(xué)校實(shí)行實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新基金立項(xiàng)制度,在政策上扶持,經(jīng)費(fèi)上鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新;鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)黑龍江省電子設(shè)計(jì)大賽,通過(guò)科研促教學(xué),提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。簽約對(duì)口專業(yè)的企業(yè),對(duì)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、電子焊接實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)室等進(jìn)行專項(xiàng)投入建設(shè),為學(xué)生在校內(nèi)外創(chuàng)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培訓(xùn)實(shí)踐基地。
5.評(píng)價(jià)形式多樣化,形成良好的創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制??荚囆问礁母?,方式多樣化,時(shí)間自主化,例如寫(xiě)專題報(bào)告、發(fā)表學(xué)術(shù)論文、參與科研項(xiàng)目等。同時(shí)建立激勵(lì)機(jī)制,對(duì)學(xué)生的各種創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)行為和成果給予正面的激勵(lì)和引導(dǎo),如黑龍江大學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)施創(chuàng)業(yè)教育學(xué)分、學(xué)生科研補(bǔ)貼政策等。
二、實(shí)踐效果
(一)通過(guò)廣泛的社會(huì)調(diào)查和論證,確立了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位
研究第一階段,我們深入用人單位進(jìn)行廣泛的社會(huì)調(diào)研,了解學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)情況,剖析學(xué)生創(chuàng)新能力較弱的培養(yǎng)原因,根據(jù)行業(yè)發(fā)展、專業(yè)需求和現(xiàn)實(shí)條件確立創(chuàng)新人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位:培養(yǎng)對(duì)自己專業(yè)方向具有廣泛愛(ài)好興趣、掌握該專業(yè)的前景動(dòng)態(tài)、具有扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)、具有多學(xué)科交叉的知識(shí)結(jié)構(gòu)、具有科學(xué)的思維方式、具有較強(qiáng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和動(dòng)手能力,同時(shí)具有一定商品意識(shí)的人才。
(二)擴(kuò)大專業(yè)培養(yǎng)方向,擴(kuò)大學(xué)生選擇面,增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)創(chuàng)新潛力的發(fā)揮
根據(jù)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)定位,擴(kuò)大專業(yè)方向。例如光電學(xué)科,將原來(lái)兩個(gè)方向擴(kuò)大到四個(gè)方向(光纖傳感、光電檢測(cè)、超快激光、表面等離子體共振傳感檢測(cè))。專業(yè)方向的設(shè)置有兩個(gè)好處,一是使學(xué)生根據(jù)自己的愛(ài)好興趣、知識(shí)沉積、學(xué)習(xí)能力及就業(yè)目標(biāo)確定自己的發(fā)展方向,二是可以滿足相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)本專業(yè)學(xué)生素質(zhì)相關(guān)要求。
(三)改革課程體系,出版創(chuàng)新培養(yǎng)教材兩部
修訂教學(xué)培養(yǎng)方案,制訂新的教學(xué)計(jì)劃。為使學(xué)生掌握當(dāng)代工程技術(shù)和新材料的基本理論,在選修課中開(kāi)設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)選修,同時(shí)增加了新工藝、新產(chǎn)品和新材料等課程,拓寬了學(xué)生知識(shí)面,開(kāi)闊了視野。例如光電子專業(yè)在將包括選修課在內(nèi)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課由原來(lái)的24門(mén)增加到38門(mén),增加了《單片機(jī)實(shí)訓(xùn)》、《DSP設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》等10多門(mén)課程,適應(yīng)學(xué)生多個(gè)專業(yè)方向的要求,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力。根據(jù)黑龍江大學(xué)2009版修訂的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學(xué)大綱,制訂了一些新開(kāi)課程的教材編寫(xiě)計(jì)劃和編寫(xiě)大綱。2011年,正式出版了《頻域光纖光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)及其應(yīng)用》、《納米硅/單晶硅異質(zhì)結(jié)MOSFET壓磁多功能傳感器》兩本新教材。
(四)改革課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法,制作有特色的多媒體課件十余套
提高課堂教學(xué)質(zhì)量是創(chuàng)新教育的重要環(huán)節(jié)。在課堂教學(xué)實(shí)踐中我們進(jìn)行了以下改變:(1)啟發(fā)式教學(xué)代替滿堂灌,即圍繞專題采用提問(wèn)、討論、課內(nèi)專項(xiàng)作業(yè)等,活躍課堂氛圍,刺激學(xué)生的即興發(fā)揮能力;(2)利用多媒體輔助教學(xué),播放、講授并探討實(shí)際的生產(chǎn)線、科技發(fā)展情況、技術(shù)剖析案例等,擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu),擴(kuò)大學(xué)生的思維空間;(3)隨時(shí)將該專業(yè)最新技術(shù)、前沿工藝、設(shè)備內(nèi)容引入課堂,不局限于教材內(nèi)容。幾年來(lái),共制作具有本專業(yè)特色的多媒體課件十余套。
(五)指導(dǎo)學(xué)生參與科研與學(xué)術(shù)活動(dòng),培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí),榮獲全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)
利用老師的科學(xué)研究與學(xué)術(shù)交流活動(dòng),擴(kuò)大信息交換來(lái)源,開(kāi)闊學(xué)生的專業(yè)視野,拓寬學(xué)生的思維空間。(1)在教師指導(dǎo)下,學(xué)生在電子實(shí)習(xí)、工藝實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,參加不同級(jí)別的科學(xué)研究項(xiàng)目,在實(shí)踐中得到了提高。(2)學(xué)校設(shè)立專項(xiàng)基金,鼓勵(lì)學(xué)生走出去參加學(xué)術(shù)研討和學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì),增加學(xué)生的知識(shí)面和知識(shí)深度,增加對(duì)行業(yè)前沿的了解,增強(qiáng)學(xué)生的行業(yè)敏感度。(3)鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)、申請(qǐng)專利。通過(guò)參與科研與學(xué)術(shù)活動(dòng),活躍了學(xué)生中的學(xué)術(shù)氣氛,培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力。李希雙同學(xué)獲得2011全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng),孫鵬等同學(xué)獲得2011全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽黑龍江賽區(qū)一等獎(jiǎng),同時(shí)還有部分同學(xué)獲得黑龍江賽區(qū)二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)。
(六)革新本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題
做畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生通過(guò)四年本科學(xué)習(xí)后對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用,是學(xué)生能力的重要體現(xiàn),是本科教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié),也是我們創(chuàng)新體系高度重視的教學(xué)內(nèi)容。電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心做法是:(1)規(guī)定指導(dǎo)教師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題必須聯(lián)系科研和實(shí)際生產(chǎn);(2)提倡和鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)生活實(shí)踐提出啟發(fā)性題目,激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思想,實(shí)踐效果是不少學(xué)生提出的課題不僅有新意,而且具有原創(chuàng)性;(3)不注重課題研究結(jié)果,允許失敗,鼓勵(lì)老師和學(xué)生大膽設(shè)想,為創(chuàng)新課題鋪路。
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