發(fā)布時(shí)間:2023-09-20 09:47:39
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫(xiě)作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇化學(xué)工程與應(yīng)用,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程與工藝;專(zhuān)業(yè);就業(yè)方向
化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)是一個(gè)極富創(chuàng)造性、挑戰(zhàn)性的重要工業(yè)領(lǐng)域,能在化工、石油、能源、輕工、冶金、醫(yī)藥、微電子生產(chǎn)、食品和環(huán)保等多領(lǐng)域行業(yè),從事產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)與評(píng)估、過(guò)程工藝與裝置的設(shè)計(jì)放大、過(guò)程科學(xué)研究、高等工程教育、生產(chǎn)過(guò)程的控制及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)、教育教學(xué)和管理營(yíng)銷(xiāo)人才,具有技術(shù)密集、人才密集、資本密集的特征,特別是二十一世紀(jì)的化學(xué)工業(yè)在向“綠色化工”方向發(fā)展的同時(shí),對(duì)知識(shí)的交叉滲透、產(chǎn)業(yè)的相互交融提出了更寬更深的要求,該專(zhuān)業(yè)就是為了適應(yīng)面向二十一世紀(jì)化學(xué)工業(yè)發(fā)展而設(shè)置的一個(gè)厚基礎(chǔ)、寬口徑、適應(yīng)性強(qiáng)的大專(zhuān)業(yè)。本專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展,具備在工業(yè)界、科技界、政府及行業(yè)機(jī)構(gòu)中擔(dān)任重要職務(wù)的基本素質(zhì),掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專(zhuān)業(yè)技能與研究方法。
通過(guò)上述闡述,我們簡(jiǎn)單了解到了化學(xué)工程與工藝的定義,在一些重要領(lǐng)域的關(guān)鍵作用。下面就讓我們分開(kāi)來(lái)解讀化學(xué)工程和工藝在哪些領(lǐng)域起到了什么作用,在工作中,如何將資源更好的利用?
化學(xué)工程與工藝就是研究化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的共同規(guī)律,并用化學(xué)方法改變物質(zhì)組成或性質(zhì)來(lái)生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的一門(mén)工程W科。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),也就是化學(xué)在工程實(shí)際中的應(yīng)用。該專(zhuān)業(yè)主要開(kāi)設(shè)高等數(shù)學(xué)、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工分離工程、儀器分析、化工設(shè)計(jì)、化學(xué)反應(yīng)工程、化工工藝等課程。其中英語(yǔ)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、高等數(shù)學(xué)為學(xué)位課程,參加省自學(xué)考試。
化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科是從19世紀(jì)末由于化學(xué)品大規(guī)模生產(chǎn)的需要而形成和發(fā)展的。當(dāng)時(shí),為了化工生產(chǎn)的高效和大型化,根據(jù)典型的化學(xué)工藝和設(shè)備中出現(xiàn)的一些具有共同屬性的工程問(wèn)題,形成了單元操作的概念。20世紀(jì)50年代后發(fā)展的傳遞過(guò)程原理和化學(xué)反應(yīng)工程使化學(xué)工程學(xué)科上升到了新的階段。人類(lèi)穿的各種合成纖維的衣物,吃的各種食物的包裝加工,住的房屋的水泥鋼材,以及人們開(kāi)車(chē)所用的石油天然氣,都是化工研究的方向。中科院院士陳洪淵就曾經(jīng)評(píng)價(jià)化工產(chǎn)業(yè)為“國(guó)之重器”,能創(chuàng)造出數(shù)千萬(wàn)個(gè)“新物種”。譬如說(shuō),1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍,解決了世界上一半人的溫飽問(wèn)題。1995年我國(guó)的化學(xué)纖維產(chǎn)量為330萬(wàn)噸,其中90%是合成纖維,這一化工技術(shù)的應(yīng)用,使大多數(shù)人免于挨凍。
當(dāng)今社會(huì),化學(xué)工程與工藝也應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域,如分析化學(xué)師、食品化學(xué)師、化妝品研發(fā)員、醫(yī)藥技術(shù)師等職業(yè),這些職業(yè)你肯定聽(tīng)說(shuō)過(guò),但不一定想到他們與化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)相關(guān)。總體來(lái)說(shuō)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的就業(yè)領(lǐng)域還是相當(dāng)廣泛的。畢業(yè)生能在化工、能源、信息、材料、環(huán)保、生物工程、輕工、制藥、食品、冶金和軍工等部門(mén)從事工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學(xué)研究等方面工作。一般主要的主要就業(yè)方向可以從一下幾個(gè)方面來(lái)看:
首先,可到科研院所、高等院校從事化學(xué)工程與工藝相關(guān)科研、教學(xué)等工作。不過(guò)這需要該專(zhuān)業(yè)學(xué)生具備一定的科研水平和較高的學(xué)歷。
其次,到化工類(lèi)、石油類(lèi)、輕工類(lèi)、車(chē)輛化工、建筑機(jī)械、制藥、食品、涂料涂裝等相關(guān)的科研單位、企業(yè)、公司從事應(yīng)用研究、精細(xì)化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)和科技等工作。化工行業(yè)有很多知名的企業(yè)如美孚、殼牌、巴斯夫、中石油、中石化等。當(dāng)然,除了這些大企業(yè)外,一些冶金、化纖、煤炭、橡膠等化工企業(yè)也是畢業(yè)生不錯(cuò)的選擇。化工行業(yè)是個(gè)講究經(jīng)驗(yàn)和積累的行業(yè),技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)是技術(shù)型人才的資本,對(duì)于剛走出校門(mén)畢業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),一般需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累,從基層做起,讓理論和實(shí)踐充分的結(jié)合后,才能謀取個(gè)人職業(yè)更好的發(fā)展。
再次,可以在相關(guān)化工類(lèi)企業(yè)從事銷(xiāo)售、管理等工作。除了走工藝、研發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)等技術(shù)人才的道路外,該專(zhuān)業(yè)復(fù)合型銷(xiāo)售和管理人才在人才市場(chǎng)中也特別受歡迎。關(guān)鍵是如何取得化工類(lèi)技術(shù)以外的教育背景和從業(yè)經(jīng)歷。化工貿(mào)易、管理人才基本都需要是化工專(zhuān)業(yè)出身,同時(shí)熟知貿(mào)易規(guī)則和單位業(yè)務(wù),還必須具備耐心細(xì)致,和較強(qiáng)的語(yǔ)言表達(dá)能力。
國(guó)家教育部曾公布的化學(xué)工藝與工程專(zhuān)業(yè)就業(yè)狀況顯示,該專(zhuān)業(yè)2013年全國(guó)普通高校畢業(yè)生規(guī)模在28000-30000人,近三年全國(guó)就業(yè)率區(qū)間在90%-95%之間,屬于就業(yè)率較高專(zhuān)業(yè)。
據(jù)調(diào)查,相關(guān)從業(yè)人員都表示,化工專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生要找到一份工作并不難,但找什么樣的工作就因人而異了。由于化工各個(gè)方向分類(lèi)較細(xì),各個(gè)大學(xué)都有自己擅長(zhǎng)的專(zhuān)業(yè)方向。如有些學(xué)校側(cè)重石油化工、煤化工;有些側(cè)重醫(yī)藥化工;有的則偏重金屬冶煉或精細(xì)化工等。另外,還有一些人對(duì)化工就業(yè)存在這樣的誤區(qū),擔(dān)心學(xué)這個(gè)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后要去挖煤、煉石油。實(shí)際上,傳統(tǒng)的石油化工、煤化工只是其中的一個(gè)就業(yè)方向,如果你對(duì)這個(gè)方向不感興趣,還有更廣泛的領(lǐng)域可供選擇。如可以選擇和人們生活息息相關(guān)的精細(xì)化工,我們用的洗發(fā)水、洗面奶、沐浴液的研發(fā)生產(chǎn)都是化工的主要就業(yè)領(lǐng)域。還有食用油、巧克力等食品加工企業(yè),香水、化妝品、奢侈品制造等也是化工很好的就業(yè)方向。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平不斷提升,涉及綜合技術(shù)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)工作節(jié)奏也顯得急躁起來(lái),對(duì)于化工專(zhuān)業(yè)建設(shè)工作人員來(lái)說(shuō),需要聯(lián)同系統(tǒng)性的設(shè)施布置和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證項(xiàng)目開(kāi)發(fā),積極穩(wěn)固綜合人力資源的開(kāi)發(fā)動(dòng)力,為我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展提供更加優(yōu)質(zhì)的貢獻(xiàn)力量。
除了化學(xué)工程與工藝在工作上的應(yīng)用外,可以說(shuō),我們?nèi)粘I钪械摹耙隆⑹场⒆ ⑿小睒訕佣茧x不開(kāi)化工產(chǎn)品。化學(xué)工業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),它為農(nóng)業(yè)、能源、交通、機(jī)械、電子、紡織、輕工、建筑、建材等工農(nóng)業(yè)和人民日常生活提供保障和配套服務(wù)。同時(shí)它還是工業(yè)經(jīng)濟(jì)中最具活力,有待開(kāi)發(fā)且競(jìng)爭(zhēng)力極強(qiáng)的一個(gè)行業(yè)。老人常說(shuō),“三百六十行,行行出狀元”,不管研讀什么專(zhuān)業(yè),都有一定的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),只要潛心學(xué)習(xí),任何領(lǐng)域都可以走出一片輝煌的天地。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:工程技術(shù);化學(xué)反應(yīng);應(yīng)用技術(shù)
中圖分類(lèi)號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1672-1578(2015)04-0025-01
化學(xué)工程技術(shù)是一門(mén)主要研究化工生產(chǎn)過(guò)程中研究和開(kāi)發(fā)以及過(guò)程裝置的設(shè)計(jì)、制造和管理的綜合性技術(shù)。化學(xué)工程技術(shù)在化學(xué)生產(chǎn)中的應(yīng)用已涉及到各行各業(yè),化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展對(duì)于強(qiáng)化化工生產(chǎn)過(guò)程,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低原料和能量消耗,對(duì)于企業(yè)的技術(shù)改造以及新技術(shù)的開(kāi)發(fā)起著重要作用。
1.新型反應(yīng)技術(shù)的研究
1.1 超臨界化學(xué)反應(yīng)技術(shù)。超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點(diǎn)之上時(shí),此時(shí)狀態(tài)處于液體和氣體之間,具有這兩種狀態(tài)的雙重性質(zhì)。這種狀態(tài)的流體不僅在化學(xué)工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)有廣泛的應(yīng)用,而且還在醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛,已經(jīng)顯示出巨大的魅力,極具發(fā)展前景。近年來(lái),化學(xué)界將超臨界水氧化法應(yīng)用到保護(hù)環(huán)境的領(lǐng)域,但是都處于初級(jí)發(fā)展階段,很不成熟。
1.2 綠色化學(xué)反應(yīng)技術(shù)。綠色化學(xué)是指對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染的,有利于保護(hù)環(huán)境的化學(xué)工程。綠色化學(xué)簡(jiǎn)單說(shuō)就是采取化學(xué)的技術(shù)和方法來(lái)減少或消除那些對(duì)人類(lèi)有害的、妨礙社區(qū)安全的、對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學(xué)是將污染從源頭進(jìn)行消除的工程,因此很徹底,這主要包含原子經(jīng)濟(jì)性和高選擇性的反應(yīng),生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境有利的材料,并且回收廢物循環(huán)利用的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。
1.3 新的分離技術(shù)。從廣義上看,分離強(qiáng)化首先是對(duì)設(shè)備的強(qiáng)化,隨后對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行強(qiáng)化,整體來(lái)說(shuō)就是只要能將設(shè)備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強(qiáng)化的結(jié)果,這樣不僅有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,同時(shí)也是化工分離技術(shù)的重要技術(shù)與主要趨勢(shì)之一。然而,古老的化工分離技術(shù)原理:利用沸點(diǎn)的不同,將不同的組分從分離塔里分離出來(lái)。隨著科技的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù),具有廣闊的發(fā)展前景,但是這些在應(yīng)用中同樣也存在著很多問(wèn)題,此項(xiàng)研究對(duì)相關(guān)分子蒸餾的基礎(chǔ)理論探究比較少,沒(méi)有在理論上充分說(shuō)明和指導(dǎo),對(duì)設(shè)計(jì)刮膜式分子蒸餾器也沒(méi)有深入的研究。隨著信息技術(shù)和科學(xué)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,分離技術(shù)也隨之得到改善,取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)上,例如在研究熱力學(xué)和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面,這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù),再如分子模擬大大提高了預(yù)測(cè)熱力學(xué)平衡和傳遞性質(zhì)的水平。對(duì)分子的設(shè)計(jì)加速了可以加速分離,因此對(duì)研究和開(kāi)發(fā)新的高效的分離劑有深遠(yuǎn)的意義。信息技術(shù)的引進(jìn)對(duì)于分離過(guò)程的深入產(chǎn)生了重要的作用,而且還能提高工作效率。
2.傳熱過(guò)程中一些新的研究進(jìn)展和方向
2.1 微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究進(jìn)展。微細(xì)尺度是從空間尺度和時(shí)間尺度微細(xì)的探討和研究傳熱學(xué)規(guī)律,現(xiàn)在傳熱學(xué)中已經(jīng)自成一個(gè)分支,發(fā)展前景廣闊。當(dāng)物體的特征尺寸遠(yuǎn)大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時(shí)假定依然會(huì)成立,但是由于尺度的微細(xì),原來(lái)的假設(shè)的影響因素也會(huì)相對(duì)的發(fā)生變化,這就導(dǎo)致了流動(dòng)和傳入規(guī)律發(fā)生著變化。目前,微米、納米科學(xué)已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步,受到人們的廣泛關(guān)注,諸多領(lǐng)域都是圍繞微細(xì)尺度傳熱學(xué)進(jìn)行研究的。其中高集成度電子設(shè)備、微型熱管、多空介質(zhì)流動(dòng)傳熱等多項(xiàng)研究都是微熱尺度傳熱學(xué)研究取得的豐碩成果。
2.2 強(qiáng)化傳熱過(guò)程的研究進(jìn)展。這項(xiàng)研究主要是從改進(jìn)換熱器設(shè)備的形式入手,提高傳熱的效率,并想辦法改進(jìn)設(shè)備使其持續(xù)對(duì)外放熱,這種改進(jìn)包含發(fā)明新的傳熱材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,將過(guò)去的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化等方法。
2.3 傳熱理論研究進(jìn)展。近年來(lái),傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用,但至今仍未能很好的實(shí)現(xiàn),主要問(wèn)題是如何獲得實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝,并且使其冷凝表面壽命延長(zhǎng)。改變冷凝界面的性質(zhì),將滴狀冷凝應(yīng)用到工業(yè)上進(jìn)行傳熱改造是傳播熱學(xué)研究的主要熱點(diǎn)之一。沸騰的傳熱方式不僅在機(jī)械、動(dòng)力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用,而且在航空航天技術(shù)等高科技領(lǐng)域也廣泛的應(yīng)用著。長(zhǎng)期以來(lái),人們都在對(duì)液體發(fā)生核態(tài)沸騰的主要原因和具有高換熱強(qiáng)度的機(jī)理進(jìn)行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復(fù)雜和多變的,這些都導(dǎo)致了我們不能利用常規(guī)的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃俊5浆F(xiàn)在為止,加熱器表面受到水沸騰時(shí)產(chǎn)生的氣泡的影響,這一問(wèn)題是最需要得到解決的,也是研究的重點(diǎn)所在,對(duì)沸騰傳熱進(jìn)行計(jì)算大都采取機(jī)理模型,這種方法存在嚴(yán)重的缺陷就是計(jì)算的準(zhǔn)確率很低,而且需要大量的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ),所以目前應(yīng)用的范圍較窄,目前沒(méi)有能較準(zhǔn)確計(jì)算沸騰傳熱的計(jì)算式,因此我們有另辟蹊徑,從新的角度來(lái)探究和研究問(wèn)題,從基本理論出發(fā),提出新的理論與計(jì)算方法或研究出新的模型,將數(shù)學(xué)與之相結(jié)合計(jì)算出沸騰所傳出的熱量,這將成為今后研究的重中之重。
3.促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展的對(duì)策
3.1 著眼全局提高化學(xué)工程技術(shù)水平。化學(xué)工程科學(xué)近年來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)明顯地呈現(xiàn)與多學(xué)科交叉的現(xiàn)象,要進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步,就要從全局出發(fā)綜合考慮與化學(xué)工程交叉的各個(gè)領(lǐng)域的情況。要統(tǒng)籌考慮各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用,做好整體的規(guī)劃,協(xié)調(diào)各項(xiàng)科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用。并且統(tǒng)籌現(xiàn)有領(lǐng)域的同時(shí)積極開(kāi)拓新的研究領(lǐng)域,使各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域相互促進(jìn),最后實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展。
3.2 提高化學(xué)工程機(jī)械設(shè)備研究水平。機(jī)械設(shè)備是提高一項(xiàng)技術(shù)必須具備的,先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備能為更高水平的技術(shù)研究硬件支持。但是相對(duì)而言,目前化學(xué)工程技術(shù)方面的機(jī)械設(shè)備還比較落后,應(yīng)該加強(qiáng)研究力度,向世界化學(xué)工程技術(shù)研究的機(jī)械水平靠近。有了這些高科技水平的機(jī)械設(shè)備,在化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域趕超世界水平指日可待。
一、虛擬儀器的發(fā)展和結(jié)構(gòu)組成
電子儀器的發(fā)展,一共經(jīng)歷了四個(gè)重要階段:模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。前三個(gè)階段的發(fā)展實(shí)際上是為第四階段的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第四代虛擬儀器,是通信技術(shù)、測(cè)試技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,三門(mén)學(xué)科最新技術(shù)的結(jié)晶,融合了測(cè)試?yán)碚摗x器原理和技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、高速總線技術(shù)以及圖形軟件編程技術(shù)于一體。虛擬儀器的產(chǎn)生是儀器發(fā)展史上一次大的革新。虛擬儀器是指將一些比較靈活高效的軟件和一些性能較高的硬件結(jié)合起來(lái),將其應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和調(diào)節(jié)、控制等的一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的平臺(tái)。一般來(lái)說(shuō),完整的虛擬儀器系統(tǒng)中有三部分的組成結(jié)構(gòu),一部分是電子計(jì)算機(jī),一部分是儀器軟件,最后一部分是儀器硬件。在電子計(jì)算機(jī)和大型集成電路高速發(fā)展的今天,相比較傳統(tǒng)儀器,虛擬儀器得到了飛躍發(fā)展。在基本硬件的支持下,虛擬儀器可以利用電子計(jì)算機(jī)合理的調(diào)用相應(yīng)的高級(jí)軟件模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集、控制、分析、處理以及結(jié)果的存儲(chǔ)和顯示。與傳統(tǒng)儀器相比,虛擬儀器具有成本低、性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間短以及出色的集成這五大優(yōu)勢(shì)。基于此,本文對(duì)虛擬儀器的發(fā)展及在化學(xué)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了探究,為其未來(lái)的發(fā)展提供參考依據(jù)。
二、虛擬儀器的技術(shù)支撐和特點(diǎn)
硬件是虛擬儀器的基礎(chǔ),軟件是虛擬儀器的核心。計(jì)算機(jī)主要完成數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示。硬件接口電路主要完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換。根據(jù)構(gòu)成虛擬儀器的接口總線不同,主要分為基于通用接口總線gpib 的儀器系統(tǒng)、基于數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器系統(tǒng)、基于vxi 總線儀器實(shí)現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)、基于pxi 總線儀器實(shí)現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)、基于串行口儀器的虛擬儀器系統(tǒng)和基于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的虛擬儀器系統(tǒng)等類(lèi)型。軟件可定義儀器的功能圖。虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)從底到頂層分為儀器i/o 接口軟件、驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件3 個(gè)層次。
虛擬儀器作為新型的儀器種類(lèi),主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn):首先,技術(shù)和接口技術(shù),具有方便、靈活的互聯(lián)性,可方便地同外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)及其它應(yīng)用連接。其次,開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu),縮短系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。虛擬儀器開(kāi)放性構(gòu)成方式,使其具有靈活性和功能的可重構(gòu)性,可使用戶(hù)提高重復(fù)利用率,縮短系統(tǒng)組建時(shí)間,降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用。最后,“軟件就是儀器”,儀器功能由用戶(hù)定義。虛擬儀器系統(tǒng)中,軟件是整個(gè)儀器的關(guān)鍵,用戶(hù)可以根據(jù)自己需要定義儀器的功能,通過(guò)修改軟件,很方便地改變、增減儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模,打破了傳統(tǒng)儀器有廠家定義、用戶(hù)無(wú)法改變的模式。
三、虛擬儀器在化學(xué)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件,結(jié)合高效靈活的軟件來(lái)完成各種測(cè)試、測(cè)量和自動(dòng)化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助客戶(hù)創(chuàng)建完全自定義的用戶(hù)界面,模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成,標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)能滿足對(duì)同步和定時(shí)應(yīng)用的需求。這也正是ni近30年來(lái)始終引領(lǐng)測(cè)試測(cè)量行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的原因所在。它在化學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用有以下幾方面:
虛擬儀器可以應(yīng)用在化工過(guò)程控制領(lǐng)域中、是由化工領(lǐng)域中以及化學(xué)工程模擬領(lǐng)域中。虛擬儀器可以對(duì)化學(xué)反映系統(tǒng)中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè),還能通過(guò)參數(shù)的檢測(cè)來(lái)調(diào)整和控制各項(xiàng)參數(shù),以更好地確保化學(xué)反應(yīng)的正常進(jìn)行。在化工過(guò)程控制領(lǐng)域中的應(yīng)用有很多,例如,東南大學(xué)的王曉等人通過(guò)基于labview開(kāi)發(fā)平臺(tái)的虛擬儀器開(kāi)發(fā)了換熱器試驗(yàn)裝置測(cè)控系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)有很多功能,包括對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)、記錄,同時(shí)還能對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行分析和調(diào)節(jié),基于此,應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)該系統(tǒng)的研究和推廣,使其在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。石油化工領(lǐng)域中也經(jīng)常需要運(yùn)用到虛擬儀器,通常是將計(jì)算機(jī)技術(shù)和虛擬儀器結(jié)合在一起進(jìn)行應(yīng)用。在這方面的應(yīng)用實(shí)例有:通過(guò)虛擬儀器,對(duì)石油管道的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè),來(lái)判斷石油管道在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)否出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。化學(xué)工程模擬,實(shí)際上是通過(guò)建立化工過(guò)程的一系列數(shù)學(xué)模型,然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的條件要求以及各項(xiàng)參數(shù),利用計(jì)算機(jī),對(duì)這些模型進(jìn)行計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算的結(jié)構(gòu)模擬出整個(gè)化工過(guò)程中所發(fā)生的行為。在化工領(lǐng)域中,如果要使用一種新的儀器或者是使用一項(xiàng)新的工藝,需要先依靠計(jì)算機(jī)對(duì)這些儀器或者工藝進(jìn)行模擬,得到一系列數(shù)據(jù),并鑒定其可靠性。虛擬儀器在化學(xué)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,使得整個(gè)過(guò)程的各項(xiàng)參數(shù)判斷更加具體和直觀,有利于判斷其對(duì)于工程的影響。這方面的應(yīng)用實(shí)例也有很多,例如,新疆大學(xué)的付志新等人開(kāi)發(fā)出了一套基于全混流反應(yīng)器的模擬系統(tǒng),并且模擬計(jì)算了其中的不可逆的放熱反應(yīng)。
五、虛擬儀器的發(fā)展趨勢(shì)和光明前景
虛擬儀器還可廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事工程、汽車(chē)、電力工程、機(jī)械工程、建筑工程、鐵路交通、地質(zhì)勘探、生物醫(yī)療等很多需要高性能測(cè)控設(shè)備進(jìn)行科學(xué)分析的場(chǎng)合。例如,利用虛擬儀器系統(tǒng)可以開(kāi)發(fā)復(fù)雜的汽車(chē)駕駛室模擬仿真系統(tǒng),汽車(chē)abs 傳感器功能測(cè)試系統(tǒng);可以測(cè)試飛機(jī)飛行過(guò)程中的噪音,進(jìn)行飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試,飛行控制系統(tǒng)測(cè)試;可以用于電力參數(shù)的測(cè)試,構(gòu)建電力測(cè)量控制系統(tǒng);可以用于開(kāi)發(fā)內(nèi)燃機(jī)測(cè)試系統(tǒng),等等。
自從虛擬儀器出現(xiàn)以來(lái),其技術(shù)也不斷發(fā)展和成熟,逐漸向著圖形化這一開(kāi)發(fā)平臺(tái)中的更強(qiáng)適應(yīng)性、更高級(jí)別的硬件模塊以及更符合標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)程序等方向發(fā)展,而該平臺(tái)自身的不斷完善和發(fā)展也是促進(jìn)虛擬儀器技術(shù)不斷發(fā)展和提高的重要保證。同時(shí),怎樣縮短用戶(hù)的學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)量,就能確保其進(jìn)行具有強(qiáng)大功能虛擬儀器的使用,怎樣讓用戶(hù)輕易地對(duì)該模擬系統(tǒng)中得到的結(jié)果進(jìn)行判斷,或者如何確保用戶(hù)采用一些系統(tǒng)構(gòu)成比較簡(jiǎn)潔的虛擬儀器來(lái)對(duì)復(fù)雜的內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試,都是虛擬儀器在未來(lái)的發(fā)展中需要解決的問(wèn)題。
結(jié)束語(yǔ):
【關(guān)鍵詞】案例教學(xué)法 化工 工程教育
【中圖分類(lèi)號(hào)】G642.0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)05-0014-01
一 案例教學(xué)法的由來(lái)及其發(fā)展
《化工過(guò)程分析與開(kāi)發(fā)》是我們面對(duì)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)一年級(jí)研究生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,具有較強(qiáng)的綜合性和應(yīng)用性。近三年,我們?cè)谠撜n程教學(xué)中采用案例教學(xué)法,受到了學(xué)生的好評(píng)和喜愛(ài)。案例教學(xué)法并非新鮮事物,早期即被教育家們自覺(jué)或不自覺(jué)地廣泛使用。約2500年前,中國(guó)的孔子和希臘的蘇格拉底分別采用啟發(fā)式和問(wèn)題式教學(xué)法,可以被認(rèn)為是案例法的雛形。現(xiàn)代的案例教學(xué)法以哈佛大學(xué)為代表,最初應(yīng)用于法學(xué),后被推廣到醫(yī)學(xué)和管理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域。20世紀(jì)末形成的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論則在很大程度上為案例教學(xué)法提供了相應(yīng)的理論支撐。現(xiàn)代案例教學(xué)法的一個(gè)主要特征是突出學(xué)科特點(diǎn)和學(xué)生就業(yè)后從事工作的職業(yè)特性,以培養(yǎng)具備職業(yè)素養(yǎng)、具有解決實(shí)際問(wèn)題能力的人才為導(dǎo)向,把教學(xué)與實(shí)踐緊密地結(jié)合起來(lái)。近十年來(lái),隨著對(duì)高等院校培養(yǎng)實(shí)用型工程技術(shù)人員要求的提出,特別是“卓越工程師”計(jì)劃的實(shí)施,國(guó)內(nèi)高等教育工作者對(duì)案例教學(xué)法在工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的理論研究。
二 有效實(shí)施案例教學(xué)法的方法
主要從一個(gè)“實(shí)”字出發(fā),針對(duì)如何把案例教學(xué)法落到實(shí)處、收到實(shí)效,對(duì)這三年中摸索的一些具體做法進(jìn)行總結(jié)。
案例是案例教學(xué)法的核心。如何在完成繁重的教學(xué)和科研任務(wù)的同時(shí),形成豐富、高水平和具有實(shí)效性的案例群,對(duì)高校教師是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們根據(jù)任課教師自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),主要從三個(gè)方面尋找案例素材。
第一,來(lái)自于教材和傳統(tǒng)工業(yè)的經(jīng)典化工過(guò)程。這些案例都經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展,工藝往往比較成熟,適合用來(lái)引導(dǎo)學(xué)生入門(mén)。此類(lèi)案例極為豐富,而且都有詳盡的描述和解釋?zhuān)梢杂脕?lái)建立基礎(chǔ)的案例庫(kù)。根據(jù)化學(xué)工程和應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科特點(diǎn),案例教學(xué)法的目的是讓學(xué)生養(yǎng)成從工程的角度看待和描述問(wèn)題,而不僅僅是解決問(wèn)題的習(xí)慣,即“授人以漁”。因此,在具體授課過(guò)程中,從實(shí)際教學(xué)需要出發(fā),求精而不求全,避免為了案例而案例。我們從《化工過(guò)程分析與設(shè)計(jì)導(dǎo)論》教材中選取了合成氨和庚烷提純介紹過(guò)程設(shè)計(jì)的總體思路,選取海水脫鹽、流體管內(nèi)流動(dòng)分別介紹建模和無(wú)量綱分析兩種重要的設(shè)計(jì)手段。針對(duì)這幾個(gè)具體案例,采用課堂講授為主的形式,把相關(guān)的問(wèn)題搞透搞細(xì)。
第二,來(lái)自于專(zhuān)業(yè)教師的在研項(xiàng)目。我們?cè)诿總€(gè)班次一學(xué)期的教學(xué)中,安排三位老師分別就自己的科研項(xiàng)目中提煉一個(gè)案例,一般包括一個(gè)自然科學(xué)基金項(xiàng)目和兩個(gè)橫向課題。我們將學(xué)生也分為三組。每一個(gè)案例首先由教師利用兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行講解和介紹,然后由一組學(xué)生用兩周的時(shí)間按照要求完成設(shè)計(jì)任務(wù),并以墻報(bào)的形式提交作品,最后再利用兩課時(shí)進(jìn)行學(xué)生間答辯和討論以及教師的點(diǎn)評(píng)。這些在研課題中抽取的案例具有真實(shí)性和前沿性,也是教師最熟悉的領(lǐng)域。教師最有把握掌控該部分內(nèi)容,能夠做到深入淺出,給學(xué)生以最到位的引導(dǎo)。
第三,來(lái)自于學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽。化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)本科生每年暑假參加省級(jí)和國(guó)家級(jí)的大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽,由主辦方委托專(zhuān)家命題,近三年分別為CO2的捕捉及綜合利用、甲醇制烯烴(MTO)和C4組分綜合利用,都是我國(guó)化工行業(yè)中正在大力發(fā)展或推進(jìn)的綜合性項(xiàng)目。本課程授課老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)該系列競(jìng)賽并擔(dān)任初賽和決賽評(píng)委。在準(zhǔn)備作品和參賽、評(píng)分過(guò)程中,教師會(huì)對(duì)可能的產(chǎn)品路線、技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題有一個(gè)較為全面和深入的了解。在學(xué)期初,我們即安排在競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)在課堂上進(jìn)行PPT作品展示,一般包括項(xiàng)目背景介紹、工藝流程、設(shè)備設(shè)計(jì)和選型、廠址選擇及廠區(qū)布置、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、環(huán)境保護(hù)以及3D動(dòng)畫(huà)廠區(qū)展示等內(nèi)容。然后把該項(xiàng)目布置下去,要求每名參加本課程學(xué)習(xí)的研究生在學(xué)期末完成一個(gè)較為完整的作品,并進(jìn)行PPT展示和答辯,作為成績(jī)考核的主要內(nèi)容。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:工程力學(xué);項(xiàng)目教學(xué);課程設(shè)計(jì);任務(wù)實(shí)施
0 引言
力學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變形規(guī)律的科學(xué),所闡述的規(guī)律帶有普遍性,是一門(mén)基礎(chǔ)科學(xué)。是各技術(shù)工程學(xué)科的重要理論基礎(chǔ),是溝通自然科學(xué)基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐的橋梁。該課程內(nèi)容由理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分組成,具有理論性、系統(tǒng)性、抽象性的特點(diǎn),學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感到枯燥乏味,理論與實(shí)際相脫離,從而造成教學(xué)效果不佳等現(xiàn)象。而本課程又與很多專(zhuān)業(yè)課程密切相關(guān),學(xué)習(xí)的效果直接影響了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)。因此,改變教學(xué)方法提高效率,加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,是該課程教學(xué)的大勢(shì)所在。本文在工程力學(xué)的教學(xué)中引入項(xiàng)目化教學(xué)方法,以實(shí)際工作任務(wù)為引導(dǎo),采用基于工作過(guò)程的項(xiàng)目化教學(xué)法。將生產(chǎn)一線中的實(shí)際項(xiàng)目引入課堂,使學(xué)生在“做中學(xué),學(xué)中做”,加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合,提升學(xué)生職業(yè)能力。
1 課程設(shè)計(jì)方面
在課程設(shè)計(jì)方面,堅(jiān)持理論與實(shí)際相結(jié)合的原則,立足于工程應(yīng)用,利用多媒體充分說(shuō)明工程力學(xué)在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用情況,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到本門(mén)課程在整個(gè)知識(shí)體系中的地位與作用,從而引起學(xué)生的重視,提高學(xué)習(xí)的熱情,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。現(xiàn)以工程力學(xué)課題組制定的課程整體設(shè)計(jì)為例,加以闡述。本課程內(nèi)容以油壓夾緊機(jī)構(gòu)為項(xiàng)目載體,結(jié)合工程力學(xué)教學(xué)目標(biāo),設(shè)計(jì)如下的教學(xué)內(nèi)容,見(jiàn)表1。
在進(jìn)行課程整體設(shè)計(jì)時(shí),需注意以下幾點(diǎn):
1、整個(gè)課程設(shè)計(jì)時(shí),要充分進(jìn)行企業(yè)調(diào)研,根據(jù)學(xué)生將來(lái)從事的職業(yè)崗位的知識(shí)、能力要求而設(shè)計(jì),課程的教學(xué)目標(biāo)圍繞項(xiàng)目訓(xùn)練能力進(jìn)行,學(xué)生通過(guò)完成項(xiàng)目(任務(wù))進(jìn)而訓(xùn)練職業(yè)能力,項(xiàng)目又是能力實(shí)現(xiàn)的切實(shí)載體。
2、為保證設(shè)計(jì)過(guò)程的系統(tǒng)性,用油壓夾緊裝置的分析是本課程的項(xiàng)目,按照機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)了課程順序,任務(wù)和步驟是一個(gè)接一個(gè)地被展現(xiàn)、被傳授、被實(shí)現(xiàn),項(xiàng)目具有連續(xù)性、實(shí)用性等特性,當(dāng)這些單項(xiàng)任務(wù)都被完成后,學(xué)生也就基本具有了從事簡(jiǎn)單的機(jī)械設(shè)計(jì)、測(cè)繪能力。
3、有些子項(xiàng)目或單項(xiàng)任務(wù)的前后順序有待斟酌。
2 教學(xué)模式、教學(xué)方法方面
教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì),依據(jù)項(xiàng)目的選定,結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo),設(shè)置教學(xué)任務(wù)。在設(shè)計(jì)時(shí),一定注重要基于工作過(guò)程的設(shè)計(jì)模式,并且要注重學(xué)生主體,讓學(xué)生真正在學(xué)習(xí)的過(guò)程中做到“做中學(xué)”,任務(wù)的設(shè)計(jì)本著由淺入深,由低到高的原則進(jìn)行,并且與學(xué)生所要掌握的知識(shí)緊密結(jié)合。另外在教學(xué)中任務(wù)引導(dǎo)法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、六步教學(xué)法等多種教學(xué)方法要綜合互補(bǔ)使用。在教學(xué)過(guò)程中對(duì)于要完成的任務(wù),老師要做簡(jiǎn)單的講解,使學(xué)生既能準(zhǔn)確把握研究的方向,又能保持好奇心理和研究動(dòng)力。每一任務(wù)的教學(xué)都采用單元設(shè)計(jì)表格的形式,從而較完善的完成教學(xué)任務(wù).
現(xiàn)以課程項(xiàng)目之一:扭轉(zhuǎn)變形在傳動(dòng)軸中的分析和計(jì)算為例,展示項(xiàng)目教學(xué)法的具體實(shí)施過(guò)程。
(1)明確本項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容流程:
復(fù)習(xí)鞏固任務(wù)引入任務(wù)設(shè)置任務(wù)分析歸納總結(jié)考核評(píng)價(jià)布置作業(yè)
(2)復(fù)習(xí)鞏固:
油壓加緊裝置中哪些構(gòu)件受到剪切變形?
桿件的基本變形有哪些?
(3)任務(wù)設(shè)置:
任務(wù)1:傳動(dòng)軸的變形分析;
任務(wù)2:傳動(dòng)軸內(nèi)力的計(jì)算;
任務(wù)3:傳動(dòng)軸扭矩圖的畫(huà)法;
拓展任務(wù) :分析傳動(dòng)軸外力偶的合理安排。
(4)任務(wù)分析:
任務(wù)一 傳動(dòng)軸的變形分析
通過(guò)一些圖片展示,例如傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)軸、汽車(chē)傳動(dòng)軸、汽車(chē)轉(zhuǎn)向軸、攻絲等機(jī)構(gòu),提出問(wèn)題:機(jī)械中的軸類(lèi)零件在傳動(dòng)中受到什么共同變形?還有哪些實(shí)例屬于同種變形?能否總結(jié)一下它們的特點(diǎn)是什么?然后引入扭轉(zhuǎn)的變形特點(diǎn):各橫截面繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),桿軸線始終保持直線。
任務(wù)二 傳動(dòng)軸扭矩的計(jì)算
截面法求扭矩
1、截開(kāi):將圓軸沿任一截面1-1截開(kāi),取任一部分為研究對(duì)象.
2、代替:用內(nèi)力偶矩代替截去的另一部分.
3、平衡:由T=ΣMi 得 T=?
任務(wù)三 傳動(dòng)軸扭矩圖的畫(huà)法
定義:扭矩圖表示沿桿件軸線各橫截面上扭矩變化規(guī)律的圖線
目的:①扭矩變化規(guī)律;②|T|max值及其截面位置;③強(qiáng)度計(jì)算(危險(xiǎn)截面)。
拓展任務(wù):分析傳動(dòng)軸外力偶的合理安排
練習(xí):傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸ABC的轉(zhuǎn)速n=960r/min,輸入功率PA=27.5kw ,輸出功率PB=20kw,PC=7.5kw 。試畫(huà)出ABC軸的扭矩圖;如果將輪A和輪B位置對(duì)調(diào),試分析對(duì)軸的受力是否有利?
(5) 總結(jié)歸納
任務(wù)1 :由傳動(dòng)軸的變形分析,可以掌握扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)和變形特點(diǎn)。
任務(wù)2 :由傳動(dòng)軸內(nèi)力的計(jì)算,能夠熟悉的掌握受扭轉(zhuǎn)變形的圓軸內(nèi)力大小方向的求解。
任務(wù)3:由傳動(dòng)軸扭矩圖的畫(huà)法,可以更熟練掌握變形的內(nèi)力的分布,以便找出危險(xiǎn)截面。
拓展任務(wù) :由分析傳動(dòng)軸外力偶的合理安排能夠鍛煉學(xué)生學(xué)以致用、融會(huì)貫通的能力,以及耐心、細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神。
考核評(píng)價(jià) 教師評(píng)價(jià)+小組互評(píng)+個(gè)人自評(píng)
布置作業(yè) 在校企合作項(xiàng)目“電腦彈簧機(jī)”中,有哪些構(gòu)件屬于扭轉(zhuǎn)變形實(shí)例,分析它們的特點(diǎn)
3 教學(xué)手段方面
合理運(yùn)用多媒體教學(xué)資源:當(dāng)前,在課堂講授中應(yīng)用多媒體教學(xué)已成為大家的共識(shí)。多媒體教學(xué)可以將工程結(jié)構(gòu)直觀、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前,增加感性認(rèn)識(shí),使學(xué)生將課堂與工程背景聯(lián)系起來(lái),有助于學(xué)生掌握如何建立力學(xué)模型的問(wèn)題,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高課堂節(jié)奏和教學(xué)效率,也提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。多媒體教學(xué)具有交互界面豐實(shí)、生動(dòng)、逼真、信息量大的特點(diǎn),可使學(xué)生將主要精力集中于理解方面,極大地減少用于繁雜計(jì)算上的時(shí)間,教師就可以有更多的時(shí)間進(jìn)行啟發(fā)、誘導(dǎo);課件在實(shí)施過(guò)程中可進(jìn)可退,速度可快可慢,有利于講授的連貫性和邏輯性的發(fā)揮;利用多媒體技術(shù)通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多種手段使學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容,充分激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力,為學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)創(chuàng)造了條件,具有傳統(tǒng)教學(xué)模式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
4 考核評(píng)價(jià)方面
本課程的教學(xué)評(píng)價(jià)由兩大部分組成:
1、過(guò)程考核:主要包括教師評(píng)價(jià),小組互評(píng)和個(gè)人自評(píng)三部分,占總成績(jī)的40%。本考核主要是對(duì)學(xué)生的出勤、課堂紀(jì)律、課程作業(yè)、課堂表現(xiàn)(如:是否積極主動(dòng)地參與討論和分析;是否敢于表述自己的想法;是否敢于嘗試從不同角度思考問(wèn)題,有獨(dú)到的見(jiàn)解;能否理解他人的思路,小組成員之間團(tuán)結(jié)協(xié)作的的程度,能否在與小組成員合作交流中得到啟發(fā)與進(jìn)步;是否有認(rèn)真反思自己思考過(guò)程的意識(shí)等。)等進(jìn)行綜合考核。
2、終結(jié)考核:是對(duì)學(xué)生一個(gè)學(xué)期所學(xué)課程內(nèi)容的綜合考核,包括應(yīng)知(50%)和應(yīng)會(huì)(50%)兩部分,采用閉卷考試的形式。應(yīng)知考試內(nèi)容以本學(xué)期授課內(nèi)容為主,應(yīng)會(huì)考試內(nèi)容是根據(jù)理論知識(shí)結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行的知識(shí)拓展考核。本考試成績(jī)占學(xué)期課程考核成績(jī)的60%。
5 教學(xué)效果方面
(1)轉(zhuǎn)變了專(zhuān)業(yè)課教師的教學(xué)理念,使教師真正認(rèn)識(shí)到教師不僅要關(guān)注“如何教”,而且更關(guān)注“教什么”。項(xiàng)目化構(gòu)建成為教師備課的首要任務(wù),教師真正成為課程的開(kāi)發(fā)者。
(2)改變了教師的教學(xué)模式,基于教學(xué),將理論知識(shí)與實(shí)際操作技能相結(jié)合,充分體現(xiàn)教學(xué)做一體的原則,靈活運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法、案例教學(xué)法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法等教學(xué)方法,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(3)轉(zhuǎn)變的學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,以往的課堂,學(xué)生整節(jié)課往往是被動(dòng)的聽(tīng),成為課堂的附屬。實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法,學(xué)生的“思想自由”得以空前提高,學(xué)生成為課堂的主體,可以自主思考、獨(dú)立或小組協(xié)作解決技能訓(xùn)練過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題,對(duì)解決不了的問(wèn)題再請(qǐng)老師予以解答。整個(gè)課堂步驟循序漸進(jìn),學(xué)習(xí)氛圍寬松活躍,學(xué)生參與率高,效果良好。
(4)教師教學(xué)科研水平穩(wěn)步提高。教師通過(guò)對(duì)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)置,增強(qiáng)了專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解與見(jiàn)地,并且充分認(rèn)識(shí)到了對(duì)深層次知識(shí)的不足和新知識(shí)的欠缺,從而促使課題組教師走出課堂,走進(jìn)企業(yè),豐富自己的理論知識(shí)和操作技能,再反饋到課堂提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí),通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施,教師可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中存在的技術(shù)難關(guān)與科研課題,并付諸行動(dòng),解決難題,無(wú)形中提高了教師的整體科研能力。
6 建議與意見(jiàn)
(1)在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)立足于加強(qiáng)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng),采用項(xiàng)目教學(xué)法,以任務(wù)型項(xiàng)目激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
(2)教學(xué)過(guò)程由實(shí)踐到理論,使學(xué)生通過(guò)感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí),除少數(shù)必要的基本概念外,切忌直接講述枯燥的理論知識(shí)。
(3)在教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)以學(xué)生為本,注重“教”與“學(xué)”的互動(dòng),由老師提出階段性要求,學(xué)生在不斷練習(xí)中逐步達(dá)到目標(biāo),掌握課程的職業(yè)能力。老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,合理調(diào)整教學(xué)
進(jìn)度。
(4)教學(xué)中,要努力提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,創(chuàng)設(shè)趣味性情境,練習(xí)項(xiàng)目應(yīng)包含個(gè)體練習(xí),小組合作,經(jīng)驗(yàn)交流及老師點(diǎn)評(píng)等不同形式,讓學(xué)生在愉快的扭轉(zhuǎn)中完成學(xué)習(xí)。
(5)教學(xué)中,通過(guò)選用典型活動(dòng)項(xiàng)目,由教師提出要求或做出示范,組織學(xué)生進(jìn)行活動(dòng),讓學(xué)生在活動(dòng)中樹(shù)立責(zé)任意識(shí),增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的合作精神,掌握課程的職業(yè)能力。
(6)教學(xué)中注重職業(yè)情景的創(chuàng)設(shè),以多媒體、錄像和案例分析等方法提高學(xué)生解決和處理實(shí)際問(wèn)題的綜合職業(yè)能力。
7 結(jié)束語(yǔ)
工程力學(xué)課程的建設(shè)與改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作,是一個(gè)不斷實(shí)踐完善的過(guò)程,不僅需要廣大力學(xué)教師的共同努力,還需要學(xué)校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持,堅(jiān)定不移的堅(jiān)持項(xiàng)目化教學(xué),從摸索到探索直至發(fā)揮極致,為職業(yè)院校的可持續(xù)發(fā)展提供一條借鑒之徑。
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作者簡(jiǎn)介
楊月華,女,煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授。研究方向:工程力學(xué)及高職教育教學(xué)模式改革。