控制科学与工程篇1
【关键词】工程造价管理控制看法
【引言】工程造价(Project Cost)两种含义。第一种含义:工程造价是指建设一项工程预期开支或实际开支的全部固定资产投资费用。也就是一项工程通过建设形成相应的固定资产、无形资产所需用一次性费用的总和。这一含义是从投资者―业主的角度来定义的。从这个意义上说,工程造价就是指工程价格。即为建成一项工程,预计或实际在土地市场、设备市场、技术劳务市场,以及承包市场等交易活动中所形成的建筑安装工程的价格和建设工程总价格。下面就从多个方面对工程造价的管理与控制
一、项目决策阶段工程造价的合理控制
工程造价的确定与控制贯穿于项目建设全过程,项目决策内容是决定工程造价的基础,工程建设项目的各项技术经济决策,对项目的工程造价有重大影响,特别是建设标准水平的确定、建设地点的选择、工艺的选择、设备选用等,都直接关系到工程造价的高低。据相关资料统计,在项目建设各阶段中,投资决策阶段对工程造价的影响程度最高,可达到70% ~80%。因此,项目投资决策阶段的造价控制是决定工程造价的基础,它直接影响着各个建设阶段工程造价的控制是否科学合理。
1积极做好项目决策前的准备工作,认真搜集有关资料,如设备运行情况、设备技术参数、需要解决的问题等。
2科学进行工程项目的效益分析、编制工程投资估算。投资估算编制要有依据,要尽可能细致,尽可能全面。从现实出发,充分考虑到施工过程中可能出现的各种情况及不利因素对工程造价的影响,考虑市场情况及建设期间预留价格浮动系数,使投资基本上符合实际并留有余地,使投资估算真正起到控制项目总投资的作用。
3切实做好项目可行性研究报告,并根据市场需求及发展前景、合理确定工程的规模及建筑标准。编写具有较强的说服性和可行性的立项申请,争取项目早日立项。
二、项目设计阶段工程造价的控制
工程设计是建设项目进行全面规划和具体描述实施意***的过程,是工程建设的灵魂,是处理技术与经济关系的关键性环节,是确定与控制工程造价的重点阶段。
1、实行设计方案招标或方案竞选,有效控制工程造价。功能是否满足使用要求,不仅关系到建设项目一次性投资的多少,而且在建成交付使用后影响项目的经济效益。采用设计招标形式选择最合理的设计方案,促使设计单位优化设计方案,降低工程造价。在审查设计单位的设计时,要利用各种指标对总平面***设计、工业建筑的空间平面设计进行分析比较,这两方面的设计不仅对工程造价产生重大影响,而且对施工及投产后的生产、经营都有重大影响。
2、推行限额设计。对工程项目实行限额设计所谓限额设计就是按照批准的可行性研究报告的投资估算控制初步设计,按照批准的初步设计总概算控制技术设计和施工***设计,同时各专业在保证达到使用功能的前提下,按分配的投资限额控制设计,严格控制不合理变更,保证总投资额不被突破。
三、项目招投标阶段对工程造价的控制
工程建设领域实行招投标制,是为了适应市场经济的客观要求,通过竟争机制,优化资源配置,低成本,高质量,高效率的完成工程建设。在招投标过程中,要认真编制招标文件,熟悉设计***纸,仔细审核中标单位报价书中的工程量、单价,限制投标单位采用投标策略对工程造价控制的影响。
1编制工程招标文件。工程招投标通过引进市场竞争,在满足工期和质量的前提下,选择投标报价最低或者经评审的合理最低投标报价的投标人,价格的竞争成为招投标工作的核心内容。
2运用工程量清单规范招投标。工程量清单是完成建设工程需要实施的各个分项及其工程数量的明细清单,它是将设计***纸和业主多项目的建设要求转换成分项和数量的表单格式,反映了承包人完成建设项目需要实施的具体的分项目标,为投标人提供了一个平等的竞争性报价的基础。在具体操作中,招标单位根据工程量计算规则提供工程量清单,投标单位参照消耗量定额,结合自身实际情况和市场行情,自主报价和自主竞争。
四、项目施工阶段对工程造价的控制
工程项目的实施阶段是建筑物实体形成阶段,是人力、物力、财力消耗的主要阶段。要提高建设质量,控制工程造价,发挥投资效益,就要在工程实施阶段加强工程建设的管理和监督职能,用系统工程的观念、理论和方法进行管理,主要内容是“三控制二管理一协调”,即进度控制、质量控制、费用控制、合同管理、信息管理和组织协调。
1择优确定专业分包单位,应该结合工程项目的性质和规模、工期的长短、工人的数量、机械装备、材料供应情况、运输、地质、气候条件等各项具体的技术经济条件,对承建单位指定的施工组织设计、施工方案、施工进度计划进行优化,最后选定最合理利用人力、物力、财力、资源的方案。
2加强材料、设备的采购和管理。材料费是构成工程造价的主要内容,要在施工阶段搞好工程材料供应管理,对于降低工程造价十分明显。项目管理者可在施工过程中参与主要材料的选型定价,为做好选型定价工作,要认真调查和分析材料市场的价格及其走势,对商品混凝土、钢材、门窗、水电及墙地面装饰等大宗材料的采购应协助承包商进行多家比选,对大型的工程项目还可以组织供应商进行招标,在质量、服务、价格方面反复比较,从中选优。
3严格审核工程施工***预算。在工程施工过程,审核人员和费用控制人员经常深入施工现场,根据施工***设计的进度计划和现场施工的实际进度,及时核定施工***预算。对于预算超出相应概算施工***设计部分,要加以详细分析,找出原因,并及时与项目负责人通气,调***预算。根据施工***设计的进度计划和现场施工的实际进度,及时核定施工***预算。对于预算超出相应概算施工***设计部分,要加以详细分析,找出原因,并及时与项目负责人通气,调整或修正控制目标,对工程造价实行动态控制。
4有效控制工程变更和现场经济签证。在工程建设项目中,工程变更和现场签证是不可避免的,但要进行有效的控制。为防止在施工***中产生的漏洞,除在审核时把关外,还应在甲乙方的***纸会审、设计院的技术咨询中消除。总之,应消灭在开工之前。设计变更应尽可能提前,变更发生得越早,损失越小,反之就越大。为此,必须加强设计变更管理,尽可能把设计变更控制在设计阶段初期,尤其对影响工程造价的重大设计设计变更,更要用先算账后变更的办法解决,使工程造价得到有效控制。
五、项目决算阶段对工程造价的控制
竣工决算是反映建设工程实际造价和投资效果的文件。及时、准确地对竣工决算审核,对于总结分析建设过程的经验教训,提高工程造价管理水平及积累技术经济资料都具有重要意义。
1在确定工程造价时,坚持以现行的计价规范为依据,按照施工合同和招标文件的规定,根据竣工***、结合现场签证和设计变更进行审核。工程审计人员不但要熟练掌握工程量的计算规则、定额子目的组成及包含的工作内容、工程造价计算程序、费用定额包含内容及记取方法,还要掌握它们的编制原理,内在联系,确保工程造价计算的准确性。
2要坚持深入现场,掌握工程动态,了解工程是否按***纸和工程变更施工,是否有的洽商没有施工,是否有已经去掉的部分没有变更通知,是否有在变更的基础上又变了。因此,在结算时不能只是对***纸和工程变更的计算审核,要深入现场,细致认真的核对,确保工程结算的质量,提高投资效益。
【结 语】
工程造价管理是一项技术性、专业性、***策性很强的工作,贯穿于投资决策、项目设计、招标投标和建设施工各阶段,要运用科学技术原理和经济及法律手段,解决工程建设活动中的技术与经济、经营与管理等实际问题。在工程实施的各个阶段,认真分析和充分利用建设周期中的重要信息,把握市场经济的脉搏,有效地控制工程造价,节约工程资金,最大限度地提高建设资金的投资效益。
【参考文献】
[1]吴锡俊.工程量清单计价模式下施工企业投标报价策略研究[J].西北水力发电, 2006, (si).
控制科学与工程篇2
摘要:我国建筑业在工程项目管理方面,越来越多的企业在不断地创新,从而促进了我国工程建设项目组织实施方式的深层次变革。形成崭新的局面。同样。建筑业的改革也必然适应投资主体这一改革要求要与项目管理公司实施代建制相对应这能要发展一批工程总承包企业。视项目管理公司为甲方,按投标合约制对其实行工程总承包。我们把这种模式称为总承包项目管理。
关键词:工程项目管理 科学化
为了发展工程项目管理适应国际国内建筑市场更加激烈的竞争环境,把我国的建筑市场培育发展得更加完善,使市场机制能够有效发挥它应有的作用,工程项目管理必须科学化。
一、工程项目管理科学化的方向应注意以下六个方面
1、工程项目管理规范化
规范化的目的是在总结成功经验的基础上做到统一方向,促进发展,规范化以后,可以形成合力,实施科学管理,强化管理绩效.从2000年2月1日起开始实施的新的《工程网络计划技术规程》也是服务于工程项目管理的。《建筑法》、《建设工程质量管理条例》及《建设工程施工合同〔示范文本)》等,都是工程项目管理规范性的文件。我们开展工程项目管理,必须严格按法规、规程、规范和标准办事。
2、在思想上要有创断观念
创新观念就是敢于创造、敢于改革、敢于做外国人没有做到的事。我国对“施工项目管理”的研究和发展是超过外国人的,我国制定的《工程网络计划技术规程》是外国没有的,只有具备创新观念,才能把我国的工程项目管理发展为国际领先水平,而不是总跟在发达国家的后面跑。
3、坚持使用科学的工程项目管理方法最主要的方法应该是“目标管理方法即"MBO”方法。
它的精髓是“以目标指导行动:即工程项目管理以实现目标:为宗旨而开展科学化、程序化、制度化、责任明确化的活动。目标管理方法要求进行“目标控制,即控制投资《成本)、进度、质量安全四大目标。控制投资(成本)目标的最有效的方法就是核算方法.各建设行为主体都应有自己的投资控制目标.建设项目总投资控制总目标由项目法人以已被批准的可节性研究报告
投资估算为最高限额进行控制。控制进度目标的最有效方法是“工程网络计划”方法。控制质量目标的最有效方法就是“全面质盘管理((TQC)方法“它的本质是“三全”一多帐,即“全员、全企业和全过程的管理”、“管理方法多样化:ISO质量体系标准是全面质管理的基础工作之一,不是控制方法,控制安全目标的最有效方法就是落实安全生产贵任制,明确管理人员的安全职责,安全生产管理费用专款专用,监理在建设工程中安全的监督管理.投资(成本),质量进度和安全四大目标的关系是矛盾的,也是统一的每个工程项目的四大目标之间都有最佳结合点,不可能四者都优,更不能偏废某个目标而片面强调另一个目标,应做到综合优化,以满意为原则.
4、工程项目管理手段必须实现计算机化或信息化
这是因为,现代化的工程项目管理是一个大的系统,各系统之间具有强关联性,管理业务又十分复杂,有大量的数据计算,有各种复杂关系的处理,需要便用和存储大量信息,没有先进的信息处理手段是难以实现科学、高效管理的。工程项目管理使用TQc方法、网络计划方法和核算方法,要运用计算机就要进行两项建设:一是计算机硬件和软件的建设(以软件建设为重),二是人的文化索质建设。两者缺一不可,必须集中力量,大力开发工程项目管理系统软件作到资源共享、操作简便速度快,可优化、效果好.现在两项建设的差距都很大,远不能适应知识经济时代工程项目管理科学化的要求。真正用好网络计划,必须实现网络计划应用的全过程计算机化,且有待于企业整休管理素质的知识化,工程项目管理是高科技应用的广泛领城。
5、施工企业项目管理要抓两个重点
项目经理责任制和项目成本核算制。项目经理责任制的核心是摆正项目经理与企业的关系,项目经理是企业法定代表人派到项目中的代表人,两者是上下级关系,不能是合同关系,也不宜搞承包:项目经理应是一次性的,不搞永久性的。项目经理部是企业派出的管理班子,把项目经理部作为成本管理的中心而不要搞成营利中心。
6、工程项目管理科学化
必须与建筑市场运行的正常化相结合建筑市场运行的正常化为工程项目管理提供外部环境,其所涉及的因素是多方面的,但最重要的还是做到法制完善、管理得力,工程项目管理的主体是建设单位和施工单位的行为不正常,我们期望项目管理科学化为运转正常的建筑市场环境作保证,大力培育、发展和完善我国的建筑市场,把工
程项目管理和建筑市场结合起来,把工程建设推向知识经济新时代。应当做好以下工作:审查施工单位施工进度计划,确认可行性并满足项目控制性进度计划要求搞好土建与安装的配合.征编制进度计划时要请安装人员一起参加;根据进度计划配置人数,机械设备和周转材料.使投入的人力、设备、周转材料确保工程进度,为了使工程按合同要求进行,建设单位一定要严格执行合同。按合同要求及时支付工程进度款,以确保工程进度,提高劳动效率,提高上效可以在不增加成本前提下,加快工程进度;开好进度协调会议,及时协调各方关系,使工程施工顺利进行。
二、工程造价控制
工程造价控制就是在项目成本的形成过程中,对生产经营所消耗的人力资源、物质资源和费用开支进行指导,监督、调节和限制,把各项生产费用控制在计划成本范围之内、具体从以下几个方面加以管理企业内部要制定劳动定额.根据工程量套用公司内部劳动定额,计算出人工总量。控制好人工总量,就能控制人工费用,从而达到控制工程成本。为把人工费用严格控制在计划范围内,定额外负担成本计划,使用计划并严格执行,劳资部门负责审批人工费结算单。
1、材料费控制管理
应控制材料用量,加强材料管理。严格用料制度,对施工现场耗用较大的辅材实行包工。为把材料费的使用严格控制在计划范围内,材料员负责编制工程用料和施工用料计划并严格执行,成本人员负责库存材料的收,发、存的细则核算。
2、机械使用费控制管理
机械设备员负责编制机械使用计划并严格执行,对一些机械设备和周转材料实行租赁制,可以提高机械设备和局转材料的利用率,既加快施工工期,又减少费用。
3、其它直接费控制管理
施工员负责结合降低成本计划编制其它直接费用使用计划并监督执行。制定先进的、经济合理的施工方案。施工过程中努力寻找各种降低成本,提高上效的新工艺、新技术、新材料。严把质量关,减少返工浪费,减少因场地狭小等特殊情况而发生的材料二次搬运费。
4、间接费用控制管理
控制间接费.主要是精简管理机构,减少管理层次、节约施工管理费。成本人员根据项目计划成本分析资料和降低成本计划编制间接费便用计划建立严格的财务管理制度,各项支出均按财务规定支出,严格坚持目“付款凭证”制度。
控制科学与工程篇3
关键词:给排水专业;实习质量;实践教学管理;改进方案
中***分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)09-0134-02
一、引言
当前形势下,水资源短缺和水体污染问题已成为制约我国经济可持续发展的主要因素之一。给排水工程技术专业人才是水环境保护和水污染控制等环节的技术骨干力量。社会和经济的发展,对给排水工程技术人才需求量增加的同时,对专业技术人员的知识结构,理论知识的掌握和运用、动手操作能力和创新精神有了更高的要求[1,2]。
在这种情形下,对于给排水工程专业,其毕业实习就是学生的理论知识与实践应用相结合的重要桥梁,是高校专业人才型培养不可缺少的实践性教学环节。毕业实习是高校人才培养中不可缺少的实践性教学环节[3]。通过提高毕业实习教学质量,使其知识综合运用能力、动手能力以及创新能力增强,提升学生就业竞争力和可持续发展的潜力,培养学生实践与理论并重的正确思想方法。然而,在应用型人才培养的实践过程中仍存在各样的问题,如学生在实习过程中主动性不强,积极性不够,实践动手操作能力不强,毕业后工作适应能力差与用人单位对工程技术人员的期望值有较大差距,更甚是实习过程存在形式化,未能很好到达实践与理论有机结合的目的。所以探求与改善给排水毕业实习管理体系以提高实习质量的研究,对于培养应用型工程技术人才有重大意义。
二、现今给排水工程毕业实习教学环节存在的问题
毕业实习管理体系是实习有序进行的重要保障。合理的管理体系能科学有效地引导学生,达到事半功倍的效果,而不合理的毕业实习管理体系难以调动学生的积极性,难以引起学生对毕业实践环节的重视性,实践教学环节往往在这个方面出现问题。
(一)对毕业实习重视度不够
无论是教师、学生还是管理部门都或多或少存在这样的倾向。一方面,他们认为工程类,尤其是给排水专业的实习,由于学生无法动手和参与具体工作,加上实习水厂对水处理工艺技术的保护,很多情况下,学生无法对工艺流程、生产技术和管理体系进行更为深刻的了解。另一方面是对指导实习重视度不足,部分老师认为科研、理论教学比实地指导更重要,不愿意去带领学生现场指导。特别是在分散实习比较多的情况下,多采用放任自流的态度,指导教师往往顾此失彼。再有学生对毕业实习作用缺乏认识性,部分学生没能摆正心态,认为毕业实习是一次大型的公费旅游,到了现场不积极了解各部分工艺实际运行情况,不去主动提问以拓宽实际工程应用的知识面,不好好把握实习机会,而是以自由散漫的态度对待。综上原因,使得毕业实习变成另一次认知实习,流于形式,走马灯花了事。
(二)管理难到位
当今社会形势下,给排水工程在毕业实习一般有去当地居民区的建筑给排水实习,给水厂实习和污水厂实习这三个方向。近几年高校不断扩展高校师资紧缺是普遍现象,参加外排指导的教师人数相对不足,现场指导教师的工作量相对加大。在这种情况下本就对毕业实习重视度不足,如缺乏严格、规范的管理要求其在管理上就很难到位了。
(三)实习受经费、场地限制,实习质量难以保证
因实***费的限制,实习周期被缩短,大多采用参观实习的形式,由水处理厂的人员或指导教师现场解说各工艺流程及其实际运作情况,或因缺少经费,不能安排学生进行现场施工、生产管理,可以说学生在整个过程上处于被动状态,如污水方向的学生虽能接触新兴城市的水处理工艺,但较短的实习周期、参观式实习不能让学生真正掌握技术要点,缺乏分析实际工程问题的能力,在之后毕业设计中还是感到无从下手,而这些因素都使最终的实习质量难得到保证。
三、针对于给排水专业毕业实习教学管理的改进方案
(一)提高实习重要性认识,确立新的实习观
毕业实习是学生步入社会的一个衔接点,提供一个学生综合锻炼的机会。在实习过程中,学生能将理论与实际相结合。特别是对于工程类学科,给排水专业更需要学生在实习过程中区别理论知识与实际工程不同点,培养为应用型人才,为今后从事的工作打下基础。因此必须要认识到毕业实习的重要性和意义性,确立正确的实习观,提高对毕业实习的重视性。
树立正确的实习观,学生、教师、学校必须意识到毕业实习对学生个人发展的重要性,及毕业实习实践环节改进措施的必要性,以提高对毕业实习的重视性。实际上,不少用人单位在选择人才时,希望能通过毕业实习的环节对学生的知识、能力、素质等多个方面进行预考察,确定对其的录用。学生应该摆正自身的心态,意识到毕业实习不止对专业知识的培养与巩固有帮助,而且对人际关系交往,实际处理的能力也有帮助,毕业实习就是提升其综合性能力的平台,培养应用型人才的渠道。一,建立完整的工程概念。毕业实习目的不是培养熟练的工人,而是期望学生能从水厂(居民或商业建筑楼)现场观测其实际运行情况,学会理论联系实际,加深其整个工艺流程的印象,并在此基础上观察、记录、思考其设计的细节处,作为之后毕业设计的资料。二,锻炼其分析和解决实际问题的能力。特别是给排水专业,理论设计是不够的,要想达到较为理想的效果,在运行时往往需要进行不断的调式和改进,这些就需要扎实的理论基础和灵活的变通能力,而毕业实习就是培养学生发现和解决实际问题的机会。三,端正态度。在毕业实习中,除了指导教师,通常会有技术人员带领学生进行现场讲解。学生应端正态度,积极听从指挥,认真了解其工艺流程及典型事故解决方案,心存疑惑时要虚心请教,并整理好相关资料便于后续的设计。
(二)完善实习管理制度体系
在深化对毕业实习认识的基础上,还必须有配套的管理制度与措施,才能保证毕业实习环节真正落到实处,并达到预期目的。为保证实习质量,除完善实习管理体系也要相应完善实习执行过程的教学大纲,做到以提高其实习中的组织性,纪律性和效率性。
完善校、院、系三级式的管理制度。校级管理主要是宏观管理,制定学校的实习管理制度,规范实习要求,可通过抽查各学院毕业实习的准备工作、实习过程、实习答辩及实习成绩评定等环节对毕业实习进行检查监督;院级管理主要负责制定学院的实习管理文件,考核要点及标准,各系实纲和实习计划的审批工作,保证实习按计划、高质量的完成[4]。系级实习管理主要包括联系实习地点,确认实习单位,制定相应的实纲和具体可行的实习计划、实习要求与管理规章制度,特别要强调组织性和安全性。要安排教学经验丰富,对生产实际较为熟悉,责任心强具有一定组织管理能力的教师担任实习指导教师。
特别是在执行实习教学大纲的过程中,除现场技术人员讲解,指导教师也应全程陪同指导,为学生解惑。毕业实习完毕后期,应不断吸收教训总结以往实习执行过程中的经验,做到能按实际情况定期修改,丰富和完善实习教学大纲,提出更为合适的教学内容和方法[5,6]。制定合理符合给排水专业情况的实习教学方案。这样可以很大程度上提高学生实习的效率和质量,让学生能在实习过程中真正将理论与实际相结合,体会到实际工程的不同之处,以增强学生的主动性和积极性[6]。
(三)建立稳定的实习基地
给排水专业是一门应用性强的专业,特别是如今国家对水环境治理的投入,更需实际应用型人才在其专业上的贡献。给排水专业的毕业实习,就是将专业理论同实践相结合的环节,是培养应用型人才的环节。而建立稳定的校外实习基地是保证实践性教学环节及实习质量的关键。可采用多种合作方式同给排水专业企业广泛联系,建立牢固的实习基地。增加实践环节的教学经费,利用各种有机机制,扩大实习基地规模,不止在省内,在省外也能建立多个固定的实习基地[1,2]。与实习企业建立良好关系的同时,为学生寻找更多厂内相关资料,加深其对实习场地了解的同时,也为学生之后的毕业设计做良好铺垫。
四、结束语
毕业实习是理论与实践结合的桥梁,是高校专业性人才培养重要的实践性教学环节。为提高毕业实习的质量,针对毕业实习教学环节中存在的问题,如:缺乏对毕业实习重要性认识,实习管理体制存在不合理,学生积极性、主动性难调动,管理难到位,实习环节受场地和经费限制等等,结合给排水专业的特点,提出几项改进措施。通过提高对毕业实习的重视度,完善实习管理体制,建立稳定实习基地以提高实习质量。
参考文献:
[1]王宗平,左椒兰,任拥***,周爱娇,吴晓辉,罗凡,陆谢娟,潘柳燕.给水排水工程实践环节质量保障体系教学改革研究[J].理工高教研究,2010,29(5):132-134.
[2]龚为进,段学***,陈启石,刘海芳.给排水工程专业实践教学环节的改革和探索[J].中国科技信息,2010,(11):212-213.
[3]潘柳燕.加强毕业实习管理,提高实习质量[J].高教论坛,2004,(1):139-142.
[4]孔荣,王旭,王宗善,熊莹,陶智.浅谈***学院集中型毕业(生产)实习教学管理[J].经营管理者,2015,(7):227-228.
控制科学与工程篇4
【关键词】:工程监理 控制 工作
工程建设监理在保证工程项目质量、保护国家利益和社会公共利益以及业主合法权益等方面日益显现它的巨大作用。建设监理得到了社会的普遍认可,可以说,我国建设监理的形势,是欣欣向荣,方兴未艾。成绩是主要的,但从我国工程监理和先进国家工程监理的水平比较,我们建设监理体制仍然处在初期阶段,还有不少问题需要在实践中探索解决。
一、工程监理控制及其重要意义
控制就是指“制约一个系统的行动,用最少的信息,实现最优的调控,使之适应于环境的变化,以取得最大的预期效果”。控制是管理的重要职能,是保证目标,决策、部署安排得以实现的手段。控制的目的是确保一个系统目标的实现。
工程项目控制就是指项目实施过程中,经常地进行投资目标值、进度目标值,质量目标值与实际投资支出资、实际进度值、实际质量值进行比较,若发现偏离目标,则采取纠偏措施,以确保项目总目标的实现,这就是工程项目动态控制。监理受业主的委托以合同为依据,对工程项目实施进行监督与管理。控制是监理任务的核心,从根本上讲没有控制就没有监理,控制是建设监理目标实现的重要保证,是其目标实现的必要手段。在工程项目建设中要使监理控制有成效,就必须坚持控制程序化、标准化和科学化。
二、坚持控制程序化是做好监理控制工作的前提
监理程序是从监理实践中摸索并总结出来的带有规律性的工作次序。
施工阶段的监理程序是在施工程序基础上形成的,严格执行监理程序就能使施工过程中各主要环节、主要工序处于受控状态,只有在受控状态下才能把握住施工过程中活动脉搏,适时发现问题及时解决问题。
三、坚持标准化管理是做好控制工作的基础
监理标准化管理主要是指:把“三控制、两管理、一协调”三方面监理内容从形式到内容都转化为标准化管理和控制,使每一项每一步工作都有统一规定、统一要求,都有标准依据,都有定性、定量的衡量标准。标准就是对随意性的限制,因此它是控制的基础。
监理项目标准化管理一般归纳为“形象”标准化管理、“现场”标准化管理和“文档”标准化管理三大标准化管理内容。
“形象”标准化管理就是把监理组织机构、监理工作宗旨、监理人员职责、监理工作程序、监理人员值班制、承包商质量体系等都要以一定的形象形式展示出来,以利从形象上就一目了然了解监理工作运行的概貌。“现场”标准化管理,就是预控、过程监控,复验和签认等都有规定程序、统一的内容要求,明确的岗位职责和相关统一标准,统一规格的***表,做到每天有监理日记、每周有协调会议纪要,每月有监理月报,同时这些日记、纪要、月报都有统一的标准规格、规定的项目内容。“文档”标准化管理,包括文件归类按照统一规格,统一标准分门别类归盒归柜,做到及时、准确和完整。
监理标准化管理内容从内涵上可分为监理内部管理标准化和外部控制标准化两个方面。其一,内部管理标准化是监理规章制度的进一步完善,具有可操作性,是规范监理内部组织运行行为和个人行为,使监理内部组织和个人行为的好劣从定性、定量两个方面具有可衡量性,以建立起奖优惩劣和优胜劣汰的竞争激励机制,是做好监理控制的内在保证和基础。其二,外部控制标准化主要是将工程质量、进度、支付结算、信息与合同管理转化成标准化控制与管理,要求施工承建单位按照监理规定的标准化控制要求进行工程实施方案策划、实施、检查、纠偏、支付与竣工。同时,若这些标准化管理得到业主的认可,只要监理都按照标准化去做,工程出现了偏差或没有达到合同要求,监理工作质量优劣也有衡量标准以利鉴别是非,客观评价监理工作,所以它是做好控制工作的一项基础性工作。
四、坚持控制科学化才能提高监理控制水平和成效
科学是实践经验的总结。坚持控制科学化就是在工程质量,工程进度和工程投资中找出各自的内在客观规律和三者之间矛盾对立统一的内在联系,监理工程师遵循这些客观规律去运作,以促进合同目标最佳实现,从而体现监理工程师的控制水平和控制成效。控制科学化包括控制依据的科学化、控制程序的科学化、标准管理的科学化、监理方法和手段的科学化及合同管理与协调的科学性。
1.监理依据的科学性
监理控制成效直观表现在施工承包合同目标的实现,而合同目标的实现不仅仅取决于监理控制水平,同时取决于合同的科学性,更重要的是取决于施工承建单位完成合同目标综合素质,涉及建设各方的相互配合。监理控制的依据是监理合同和施工承包合同。监理合同主要反映业主给监理的授权范围、授权程度以及监理的物质基础,授权范围和授权程度直接决定能否充分发挥监理潜在水平和能力;物质基础决定了监理的资源投入,包括人力资源和设备投入,投人多少与高低,直接决定监理的控制水平与成效。施工承包合同是监理控制的主要依据,合同的科学性、合理性、严谨性直接决定监理控制的科学性。
2.监理程序的科学化
控制程序化虽然能控制相应的系统的行动,但并不能保证行动内容的科学化,只有当控制程序科学化才能更好促进合同目标的实现。监理程序的科学性表现在三个方面。其一,按照这些程序去控制,能否制约相应系统的行动(能否把各自相应系统控制起来);其二,能制约相应系统的行动,同时程序所涵盖的内容要满足相关要求并具科学性;其三,是否有利于化解和转化各种矛盾促使合同双方维护合同的严肃性,认真覆行合同中的权力与义务。
3.监理方法和手段的科学化
监理的方式方法要讲究科学化。监理方法科学化包含监理工作方法和控制方法科学化。控制手段包括旁站监理,指令性文件,各种会议,支付手段,严格执行监理程序,工程测量,检测试验,计算机辅助管理等手段,运用这些手段时要得当,有度、合理、有效、技术先进等构成控制手段的科学化。
4.合同管理科学化
控制科学与工程篇5
关键词 过程控制系统;实践教学;创新教育
中***分类号:G642.0 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2016)24-0169-03
Research on Integration Practice Teaching Mode of Competition, Teaching, Research and Innovation in Process Control System//TAO Hongfeng, XIE Li, YANG Huizhong, CHEN Gang
Abstract In order to meet the requirements of the process industry on the engineering concept, practice innovation ability and the com-prehensive quality of automation specialty talents, and improve the
quality of students’ compound quality, this paper analyzes the pro-blem of integration of course content, reformation of competition experiment, research innovation and project incubation. It not only emphasizes the multi-level integrated practice teaching mode, but
also provides the access to carry out the excellent engineers educa-tion training plan.
Key words process control system; practice teaching; innovation education
1 前言
目前,新技术***的迅猛发展使得社会对高质量工程技术人才的需求更加迫切,世界各国无一不把培养一流的创新型工程技术人才放在突出的位置。特别是美国、德国、日本等发达国家,在培养人才的类型和要求上、教学思想上、课程体系结构和教学方法上都进行了重大的转变,不断加强工程实践创新素质培养,进行课程的综合与集成,以及更新教学手段与设施。美国康奈尔、斯坦福、加州伯克利等8所大学联合进行的工程教育改革计划的核心思想就是“综合实践创新”,要求在培养人才过程中将工程知识与实际问题相结合[1]。美国国家科学基金会(NSF)作为美国***府的联邦机构,持续推动美国的工程教育改革,使得高等工科院校出现几种变化:由科研优先、注重研究生转向重视本科生教育;开始重视与工业企业界的结合,重视工程实践;师资队伍由原来注重学术研究型开始转向注重工程实践型,并以此改革和修订专业教学计划[2]。
国内最近一份调查表明,60.4%的受访者认为现在的创新教育不能给工科大学生提供充分的工程训练,工科学生对工程设计和动用综合知识解决实际问题的重要性普遍缺少理解。为此,国内高校开始与企业联手,启动一批合作培训项目和卓越工程师计划,进行一系列创新型工程人才的教育研究与实践,加深学生对工程的理解,提高他们的创新意识和工程实践能力。
过程控制系统是自动化专业的一个主流方向,具有明显的行业背景特色。它针对工艺原理,运用自动控制理论,采用计算机控制、可编程逻辑控制、自动化仪器仪表、现场总线和检测技术等实施流程工业的过程控制,实现生产过程的安全、平稳、节能降耗[3]。因此,过程控制系统是一门涉及众多内容、体现宽口径知识体系的课程,具有综合性、实践性的特点,对于实施工程实践教学和创新教育具有得天独厚的优势。
2 国内外教育现状分析
在针对流程工业的自动化专业过程控制方面,国外大学紧密结合实际流程工业对象,学习流程工业对象的工业问题,再通过化工、炼油项目和锅炉、水箱等实物装置培养学生的综合创新能力,不断提炼实际对象和模拟工业环境下的具体控制科学和技术问题。一方面,通过工程获取的化工过程数据和模拟软件,用多个操作单元组成的过程控制流程模拟实际的生产过程,在理论学习的同时考虑过程控制方法在实际应用状况下的补偿和实施问题;另一方面,通过生产过程现场或半实物仿真装置训练学生的现场操作调试技能,再结合实际操作结果分析与理论结果不同的原因,完成“理论―实践―理论”的过程控制系统人才培养的反馈学习过程。
在国内,清华大学、浙江大学、北京化工大学、华东理工大学、南京工业大学等自动化过程控制特色鲜明的高校开展了一些校内与校外相结合的过程控制人才培养方式。在校内将过程控制系统与其他学科其他专业课的教学内容进行相互补充,突出过程控制系统的流程工业背景;在校外联合西门子、中国石化、浙大中控等企业,走进生产现场,通过以熟悉工原理为基础的方式,使得过程控制问题不再是简单的数学模拟和仿真,提炼的问题从实践中来,最终通过实践来反馈学习,一定程度上也提升了学生的感性认识和实践技能,走的是一条卓越工程师培养方案下的“校内理论―校外实践”的多层次学习方式[4]。
当前,在自动化专业的过程控制系统人才培养方面仍存在以下亟待解决的问题。
1)过程控制相关课程教学内容的系统性不强,基础课程、专业课程和实践教学等教育方式未实现有效融合,多是单门单节课程的局部改造,缺乏整体性教学内容的突破。
2)过程控制实践创新平台并不完善,校内多是小型***的实验设计,缺乏多个综合实验设计来培养学生的过程控制综合实践能力,校内理论与校外实践缺乏有效的过渡。
3)无论是在理论教学,还是实践教学,过程控制的实践创新内容都偏重于传统和经典知识的训练,未能将目前较新的过程控制研究成果、方法和技术引入教学中,在知识点和个人能力上未能与后续的学术深造研究和社会实践工作的最新应用技术进行衔接。
3 改革思路和举措
针对上述问题,广泛征求意见,总结教育教学方法,对于过程控制系统的实践教育模型进行一定的思考和探索。通过研究,根据流程工业对自动化专业人才的能力和素质要求,围绕自动化专业人才培养目标,结合江南大学自动化专业轻工过程控制教育的特点和学科优势,通过***1所示的“竞教研创”一体化的综合实践创新“123N”模式,立足自动化过程控制特色专业一条主线,构建理论教学与实践教学两大教学与实践体系,依托“轻工过程先进控制***重点实验室”“自动化卓越工程师培养基地”和“大学生实践创新基地”三大创新平台,通过***全国大学生自动化过程控制仿真多个系列挑战赛,提高学生在过程控制领域内运用专业知识解决各种实际问题的能力,满足流程工业对自动化工程人才在工程观念、实践与创新能力和综合素质方面的培养要求,提高复合型工程实践创新人才素质。
结合卓越工程师实践创新计划,整合过程控制相关课程教学内容 从流程工业的行业特点出发,同时结合现有自动化专业卓越工程师实践创新计划和卓越工程师培养基地,调研、综合和分析现有流程工业企业对自动化工程师的知识结构和专业能力的要求,将知识、技能、个人素质、实践经验及管理能力等方面作为能力模型的输入要素,研究建立合理的能力评价机制,进而优化整合自动控制原理、过程控制系统、控制仪表与装置等相关课程的教学内容和教学计划,采用多形式、多层次、多资源的人才培养方式,剔除重复性内容,突出各门课程的重点内容,提高课堂教学效率。
在校外,充分利用现有过程控制方向卓越工程师实践基地,让学生接触最新的过程控制仪表和装置;在校内,在现有单容水箱液位数学模型的测定、闭环双水箱液位串级控制等设备基础上,对实验内容进行优化整合,突破以往实践教学只限于验证性和演示性的状况,减少验证性实验,多开设综合性、设计性、应用性强的实践项目,构建多层次实验教学体系,进而创建多形式的实践能力培养模式和考核模式,将实际生产过程中的最新技术和装备与理论教学内容进行有效衔接。
参加过程控制领域的权威大学生技能竞赛,培养学生的综合创新能力 全国大学生自动化控制仿真挑战赛历年由***、中国自动化学会过程控制委员会、系统仿真学会和国际知名的自动化企业西门子公司联合举办,是过程控制领域最权威的大学生竞赛。该竞赛不仅需要学生具有过程控制理论知识,更需要学生具备实践操作和现场应变能力,比赛公平公正,每年的竞赛题目和流程工业对象都会有所不同。江南大学每年带领本科生参加该竞赛并获得多次全国性奖项,通过实践环节的竞争以及与全国学生和教师的交流,加深对过程控制专业知识的理解。同时进一步对过程控制竞赛的题目进行后续开发,将竞赛案例引入课堂和课程实验,鼓励学生走上课堂讲台讲授体验,答辩遇到的问题以及解决方法,从而培养学生的综合创新能力,最终达到以竞促教、竞教结合的目的。
依托学院轻工过程先进控制***重点实验室,开展科技创新 学院轻工过程先进控制***重点实验室现具有大量实际和模拟的流程工业对象和控制装置,以研究流程工业中的一系列理论与工程问题为研究重点。积极引导专业学生投身科研并转化为实践能力,通过将学生的普适教育和优秀本科生提前进实验室相结合的方法,注重把过程控制研究的前沿科研成果转化为教学和实验内容,使学生与导师和优秀研究生接触,在感受科研氛围的同时,提前接受严格的基本科研训练,培养创新能力,达到传授知识、培养能力、提高素质的一体化模式,摆脱一般本科教育学科型教育模式的束缚,构建高层次“实践―理论―科研”型科教结合的实践创新模式。
立足大学生创新实践基地,鼓励自主科研申请和创新项目孵化 针对部分学有余力的学生特点,开展因材施教,依托以自主性、开放性、科学性、层次性为主要特点的大学生创新基地,鼓励学生自主申请参加学院和学校的大学生创新项目,将他们引入一些实际的过程控制方面的创新项目中,通过过程控制类项目来提高学生的创新能力和动手能力。同时,对这些大学生创新项目并不是简单地指导,而是进一步孵化其中一些优秀的创新项目转化为创业项目,开展创业评比,丰富学生的实践领域和感受。目标是让学生通过参加这些项目,增强工程实践思维能力、团队合作意识,为今后走向社会打下扎实的工程实践基础。
4 结语
根据流程工业对自动化专业人才的能力和素质要求,围绕自动化专业人才培养的总体目标,结合学院的轻工过程特色和学科优势,重点优化整合过程控制相关课程中的实践内容,有序引入过程控制系统前沿科研成果与现有教学内容,设计开发新的过程控制综合性实验,将竞赛和科研中的研究问题转化为适应现有实验装置的综合性实验。同时,结合流程工业特点和专业学生现有知识体系,选择合适的企业,研讨制订合理的综合实践能力培养方案和需求。通过这些举措,提高了学生在过程控制领域内运用专业知识解决各种实际问题的能力,满足流程工业对自动化工程人才在工程观念、实践与创新能力和综合素质方面的培养要求,最终提高学生的工程实践创新素质。
⒖嘉南
[1]邢贵宁.工学结合模式下电气自动化专业课程开发的研究[D].石家庄:河北师范大学,2012.
[2]杨慧中.美国高校创新人才培养模式的启示[J].中国校外教育:理论,2010(11):11-12.
控制科学与工程篇6
由于本课程的特点是实践性强。近年来为了提高学生素质,注重能力培养,在提高课堂教学质量的基础上,对原有的课程设置的内容及实践环节进行了多方面的改革,主要思路是:跟上信息时展的步伐,减少常规课堂教学内容,加强工业计算机应用及现代控制理论应用方面的知识;口强实验与实践环节的教学,并初步摸索出一套成功的教学方式。具体做法是:
一、课堂教学与体系的改革
缩减原《化工过程控制工程》的课堂教学学时,将原来的80学时减至48学时,将原课程内的“工业计算机控制”方面内容抽出,增加48学时的《计算机控制技术》必修课程,为适应新技术的发展,同时增加30学时的《先进控制技术》与48学时的《控制系统集成设计》课程作为选修课,以培养综合性的、开拓性的人才。
二、实验室建设与改造
“化工过程控制工程"是一门工程技术科学,一名优秀的控制工程师必须既具有坚实、广泛的基础理论知识,又具有工程技术实践水平。为此该学科应该在给学生提供一个连续良好的理论学习环境的同时,也必须给学生提供一个相对完整的工程实践环境。教师不但要将相关的理论和技术知识传授给学生,更要使学生在校期间通过工程和实践环节的锻炼,学会解决和处理本专业技术工程问题的方法。因此对于实验室建设与改造这方面工作,我们一直作为《化工过程控制工程》课程改革的重点,并坚持“工程化”第一位的原则。实验装置的设计、仪表的选型、控制柜的设计、包括控制系统的安装都与工业实际保持一致,并根据教学、科研需要,总结了已有实验室装置和市场上有关产品的特点,自行设计制造了五套多功能实验装置。该装置使用了目前工厂中常用的比较先进又极具有代表性的仪表设备,可以完成控制工程、系统辨识、自适应控制、计算机控制技术、模糊控制、预测控制等多方面的实验。实验装置控制柜设计时,充分考虑控制工程工业应用的特点,整个系统选用了三种控制器。计算机、PLC和数字调节器可以分别对系统进行控制,系统可以组成简单的仪表控制方案、PLC控制方案和DDC控制方案,也可以组成复杂的SPC控制方案和DCS控制方案;选用的控制器和检测仪表具有多样性、可靠性等特点,并可以方便的组成各种控制方案。
另外,去年学校又投资了100万元,订购了10套先进的教学实验装置,现也已投入教学应用中。
三、教学实践环节的改革
目前过程控制专业不仅成为通用的自动化专业,而且是与高新技术发展密切相关的,当前随着计算机技术和网络技术的飞速发展,集散控制系统(DCS)现已经发展成为工业生产过程自动控制装置的主流,为工业自动化开辟了广阔的发展空间。DCS是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、网络通信技术和人机接口技术相互发展和渗透而产生的。它既不同于分散型的常规仪表检测技术也不同于集中式的计算机控制系统,而是吸收两者的优点,在其基础上发展起来的一种先进的系统工程技术。由于它的投资较大,系统复杂,因此各高校在此方面的研究,往往落后于生产实际,但学生迫切需要掌握此方面的知识,为此我们増加了一周“控制工程综合实验”,利用现有的设备来模拟工业实际应用技术。
由于我们在实验装置控制系统设计时的现场控制级,采用了带有通讯功能的单回路数字调节器和可编程控制器(PLC),利用其通讯功能和个人PC机组成小型集散控制系统。开设出DCS集散控制系统综合实验,用装有“MCGS监控系统”组态软件的个人PC机作为操作、管理级与可编程控制器(PLC)组成的过程控制级,来模拟一套DCS系统控制实验室的“双溶液位水槽”物理实验设备作为具体示例,以使学生熟悉DCS系统的组成、操作、使用与开发。在这个实验环节中,指导教师提出建议并给学生制定实验目的和大体思路,让学生自己拿出控制方案,用组态软件完成DCS操作站在工业控制中的主要功能(如总貌显示、回路显示、趋势显示、流程显示、报警显示和操作指导等)同时在实验室设备上进行实际操作通过。这样在整个综合实验环节里,使学生得到了实现一个控制工程项目的全过程训练。学生通过对控制系统的监控组态软件的使用与现场控制信息的连接,制作本实验装置的画面及控制系统的组态工作,构成所需的软件进行实时监控操作,较好的掌握了DCS集散系统在工业上的应用方法。同时对新技术的应用与发展有了的深刻的理解为学生今后的工作奠定了基础。
工科院校自动化专业的学生最终的走向应该是工矿,企业和科研机构,《化工过程控制工程》课教学的目的就是将在此之前学习的自动化和与其相关的理论课程和技术课程同实际被控过程有机地结合起来,用已学过的理论完成对生产过程系统的有效的控制。从这个意义上讲应该重视与切实搞好学生的课程实践环节,在这个思路的基础上,对于《化工过程控制工程》的实践环节课程:自控工程设计(两周)与生产实习(三周)两部分,我们除了与对口企业联系,让学生到生产一线进行实践外,还利用学校建立供热中心的机会将此供热中心建成学生实习基地,为此学校额外投入100多万元,由教师自行设计、安装和调试完成了两套工业燃煤锅炉的仪表及计算机控制。这样为学生的实践环节提供了非常方便的实习场所。
四、努力改善教学条件和方法
(一)加强教材建设
多年以来《化工过程控制工程》课教科书主要选用浙江大学、华东理工大学主编的教材,近年来我们已着手编写“化工过程控制工程”的立体化教材其中包括:教科书、实验讲义、多媒体课件、试题库等。自编的“化工过程控制工程”课的配套教材有:《过程控制系统》、《自控工程设计》、《控制系统集成设计》、《过程控制工程学习指导》、《线性多变量控制》、《控制工程综合实验教程》、《计算机控制技术》。这些自编教材都配有相应的电子教案,现都在学校校园网上,以便学生***学习。
(二)加强网络教学与交流
过去学生在学校里主要是依赖于教科书和教师的讲解以及少量的实验来获取工程课知识,其中往往存在内容简单、直观性差等问题,从而影响学生对工程课的深入了解。尤其是自动化专业的主干课“化工过程控制工程”,它包含大量的工程实践内容,因此迫切需要解决理论与实践、教学与实验的问题。利用计算机构造了《化工过程控制工程》多媒体计算机仿真教学系统,通过校园网可供学生进行高效率的学习,使想像变为形象,使不可见变为可见,教和学都显得容易,还可使学校和个人只花少量的钱能开出丰富、教学质量高的实验。“化工过程控制工程”多媒体教学课件,它的内容覆盖的知识全面,所选择的控制对象、控制系统都具有广泛的代表性。
教学系统部分主要组成单元有:1.概述,2.闭环控制,3.系统仿真,4.自控设计,5.课后练习,6.网络交流。这些多媒体教学软件的组织是我们将几十年的课程教学、实验、实践,总结出一些基本教学内容,组成计算机教学课件,所选择的控制对象、控制系统都具有广泛的代表性。闭环控制方式采用实用性很强的PID控制,并能进行参数整定,做出过渡过程曲线仿真显示。对现代控制理论的应用(如多变量解耦、模糊优化控制等)也进行了实际工业对象的仿真,对其的各种算法可灵活的进行参数整定,仿真结果由微机的CRT显示。
这些教学软件,既以可在多媒体教室,进行课堂教学,也可以在实验室与相应硬件设备相连开实验,克服理论与实践相脱节问题,使学生通过这些教学软件的操作,掌握PID控制系统的参数整定方法;计算机控制技术应用;现代控制理论算法研究与应用。这样在课堂上,教师先通过这套多媒体教学软件的演示,使学生对工程实际的控制与问题的计算机仿真处理,具有感性认识后,再进行物理模拟设备实验,从而很好的解决了对工程实际技能的培养。试用两年获得学生的好评,同时获得校首届“多媒体教学课件大赛”一等奖、第六届“全国多媒体教学课件大赛(高教组)”优秀奖。
以上这些自行开发,研制的教学软件,都可在青岛科技大学校园网自动化与电子信息工程学院网页***学习。
五、结束语
在青岛科技大学各级领导的支持与帮助下,通过六年的课程改革工作,把课堂讲授、实验、课程设计、综合实验、生产实习密切结合为一个有机体将实践与理论相结合形成了立体交叉式的教改方案,并主要加强实践环节教学,使学生的各种能力得到训练,増强了新科学技术的掌握和处理实际工程的能力,在这些方面我们已取得了一些实际性的突破与成绩。
我们的主要做法是:(1)改革教学内容与课程体系,形成了一套教改方案;(2)采用现代教育技术,健全了教学文件和教学资料;(3)推动了学科的发展和专业教学的深入,改变了原有的人才培养模式;(4)推动了实验室的建设,建立实习基地,提高学生的实际工作能力。
控制科学与工程篇7
关键词 材料成型及控制工程 课程体系 教学改革
中***分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.06.028
The Exploration and Setup of Course System with Transportation Characteristics for Material Shaping and Control Engineering Specialty
ZHANG Yu
(School of Mechatronics and Automotive Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074)
Abstract By taking the opportunity of the undergraduate catalog adjustment according to the ministry, we had carried out the exploration and setup of course system with transportation characteristics for material shaping and control engineering specialty based on the original speciality and backbone subject and the advantages of transportation industry. This reformation is the combination of mechanical professional disciplines, vehicle engineering discipline, ship construction and the manufacture industry of railway vehicle. According to the requirements of the enterprise for talents, the course setup can provide the knowledge and ability for the students by building the featured curriculum system and by amending the undergraduate education plan.
Key words Material shaping and control engineering; course system; teaching reform
1 背景
2012年以前的本科专业目录中,材料成型及控制工程专业被归类于材料科学与工程一级学科下,属于材料类专业。为了适应新形势下教育发展的规律及社会对各类专门人才的需求,***于2012年10月颁布了新的普通高等学校本科专业目录。新的专业目录按照学科分类,结合我国国情设置专业,适应社会主义市场经济的发展。新颁布的本科专业目录将材料成型及控制工程本科专业归类到机械工程一级学科下。
材料成型及控制工程二级学科专业通常包含三个方向:模具、焊接、铸造。①借此新版本科目录调整之际,我校将机械设计制造的模具方向进行调整,同时以白车身焊装和船舶建造为特色增设了焊接工程与技术方向,合并后成立了材料成型及控制工程本科专业。针对该新专业,我校构建了符合重庆交通大学“交通特色”的材料成型及控制工程的课程体系、制定了相应的培养方案和教学大纲。
2 现状
材料成型及控制工程专业是***1998年调整开设的专业。十多年来,国内各有关院校相继制订了该专业的教学内容与课程体系。教育实践证明,现有的专业课程设置大多为原来老专业课程的增减,有机整合力度不够,学生们觉得专业课程太多太杂,而用人单位又觉得学生们缺乏工程知识、动手能力差,与毕业后的使用要求有距离。②③④
材料成型及控制工程作为一个交叉学科,其专业具有不同于其它相关专业的特点:对材料学以及工程材料方面的专业知识要求掌握得比机械类专业要高;另一方面,对机械方面的专业知识又比其它材料专业要求更多。因此,我国有的高校把该专业归属到机械学院,有的高校把该专业归属到材料学院。
目前,我国材料成型及控制工程专业的课程设置类型可分为三种:⑤(1)综合型。以原有专业为基础,整合出几门专业核心课程,再另外增设一些具有共性的专业基础课程。虽然专业知识面得到了拓宽,然而受学时的限制,授课内容的深度得不到保障。(2)机械类。课程设置向机械类专业倾斜,只保留最基本的材料成型加工课程。此类课程体系的特点是培养的学生在机械制造方面的专业能力较强。(3)材料类。课程设置更侧重材料学。此类课程体系的特点是培养的学生,材料以及成型方面的专业能力较强。
重庆市内高校如重庆大学、重庆理工大学、重庆科技学院也开设有材料成型及控制工程专业。但是以上高校该专业都开设在材料科学与工程学院下,而不是开设在机械工程学院。因此,课程设置偏重材料学科,对机械制造方面的知识和能力较为欠缺。然而,从学生的就业去向看,材料成型及控制工程的毕业生大都是在机械制造行业就业,因此加强其机械方面的知识是非常必要的。也正因为如此,在众多业内人士的呼吁下,***2012本科目录将材料成型及控制工程归类到机械一级学科下。
另一方面,很多高校材料成型及控制工程专业由于不在机械学院,因此与机械和车辆等学科的接合比较欠缺。而重庆交通大学材料成型及控制专业归属在机电与汽车工程学院,与机械和车辆学科接合紧密,并将逐步向船舶建造以及轻轨车辆制造延伸,因此本校的材料成型及控制工程专业发展交通特色具有十分明显的优势。
3 特色课程体系构建
我校材料成型及控制工程专业的定位是立足重庆、面向全国,在金属塑性成形、高分子材料加工、模具设计与制造、焊接等领域,本着服务重庆乃至全国区域经济和社会发展,结合汽车摩托车、轨道车辆、船舶等制造业的需求,努力将本专业建设成为具有行业特色的专业。
建立交通特色的“材料成型及控制工程”本科专业课程体系的目的是充分利用我校交通行业背景,结合船舶制造发展船舶焊接,设立焊接工程与技术课程群;结合车辆工程发展汽车制造,设立模具设计与制造课程群。
交通特色材料成型及控制工程专业课程体系的建设,以本校机械设计制造及其自动化为依托,以车辆工程和船舶建造为特色,充分利用了现有的学科和师资的优势,将机械工程与材料成型及控制工程很好地进行了结合,有显著的创新性,主要体现在以下几方面:
(1)整合基础理论课程。在2012以前的我校专业设置中,模具设计与制造是机械设计制造及其自动化专业下的一个方向,机械设计、机械制造以及造化方面的课程偏多,学生在机械方面的知识与能力较强。但是在***2012新本科目录中,模具设计与制造被归为材料成型及控制工程专业下的一个方向。因此,模具设计与制造的基础课就不再沿用机械设计制造专业的基础课,而是与材控专业下的另一个方向“焊接工程与技术”进行整合,对机械类与材料类基础课的平台课程进行了建设。
(2)加强工程实践能力。除实习和课程设计以外,增设工程材料基础实验、模具结构与加工实验、专业综合实验等材料类平台实验,其中工程材料基础实验安排金相显微镜的使用及铁碳合金平衡组织观察实验、钢的热处理实验和碳钢热处理后的基本组织鉴别实验等实验内容。模具结构与加工实验安排了冲压模具拆装实验、金属板材冲裁加工实验、注射模具拆装实验、塑料的注射成型、模具零件的电加工实验等实验内容。由于模具行业经常需要处理复杂曲面的模具型腔,因此常常需要使用三维扫描和逆向建模等技术,因此在课程体系构建中,设置了三维逆向扫描的实验和熔融沉积快速成型实验。
(3)注重计算机技术与材料成型加工技术有机结合开设计算机在材料成型中的应用、聚合物成型过程计算机模拟与分析、CAD/CAM技术等教学内容,使学生受到“现代工程意识和科学技术”的教育,培养其应用计算机科学解决问题特别是解决工程问题的能力。⑥⑦为了能够分析模具强度,有必要使学生掌握基本的弹性有限元的知识,能够使用ANSYS软件进行强度分析;另外,由于工程问题往往具有参数多,影响因素多等特点,为了找到最佳方案需要对参数进行优化,因此需要学生具备最优化方面的知识。考虑到上述两因素,在课程体系中设置了“现代设计方法”课程,包含有限元、最优化和可靠性三方面的内容。
(4)突出交通特色。面向我校优势学科车辆工程与船舶与海洋工程专业,进行了汽车制造所需基本知识的相关课程设置,例如“车身结构与设计”和“汽车覆盖件成形技术”,设置了船舶建造工程相关的课程以及轻轨车辆制造所需技术的相关课程。考虑到汽车轻量化的发展趋势,特别开设了“车身轻量化材料”,主要向学生介绍当前在车身中应用越来越多的高强钢、铝合金和镁合金等先进材料。
(5)紧跟时代先进技术。据用人单位反映,当前很多高校的课程内容已跟不上技术的发展而显得陈旧。因此,将当前制造企业所采用的新技术,例如热冲压、渐进成形技术等进行梳理进而开设相应的课程。特色课程有“逆向工程与快速成型技术”、“特种塑性成形技术”。
(6)服务地方经济。根据重庆市***府出台的“重庆市十二五工业振兴计划”,未来重庆市将大力发展汽车工业、材料工业、装备制造业。因此,根据当前企业急需人才所需要的知识与能力,在课程体系的设置中做到有的放矢,培养出受企业欢迎的人才。
4 结束语
本专业要求学生最终达到具有材料科学、机械工程、自动化及计算机基础知识和应用能力,能够在材料加工、材料成型过程自动控制、材料成型工艺设计以及成形装备设计等领域从事技术应用与开发、设计与制造、生产组织与管理,具有较强的实践能力和创新意识的高级工程技术人才。
通过对材料成型及控制工程本科专业特色课程体系的建设,修改与完善人才培养定位及培养方案,其课程体系中专业课程保留传统材料成型及控制技术方面的课程,同时增加特色工程技术类课程,体现了该学科与本校优势学科车辆工程和船舶与海洋工程的融合,有效地突出学校的交通特色;此外,课程体系还着重加强实践教学环节,强化学生的工程应用能力,有利于拓展学生专业技术方面的能力,拓宽未来的就业领域。
注释
① 郭建,徐向俊.材料成型及控制工程专业的改革实践.中国冶金教育,2012(2):26-29.
② 徐峰,冯小朋,夏鹏举.材料成型及控制工程专业特色培育的研究与实践.黑龙江教育(高教研究与评估),2012(5):30-31.
③ 陈丁桂,陈文哲,陈胤.材料成型及控制工程专业课程体系改革的探索.长春理工大学学报(高教版),2009(9):91-92.
④ 范钧,王雷刚.材料成型及控制工程专业动态实践教学的探索.中国科教创新导刊,2012(14):203-204.
⑤ 戴晓元,寇丽丽,华熳煜.材料成型及控制专业《工程材料》课程教学改革探索.科技创新导报,2010(12):173.
控制科学与工程篇8
关键词:智能控制;火控技术;思考方向
现代控制逐渐向综合性科学技术方向发展,如非线性控制、随机控制等,且加大了对其他学科领域的渗透和吸收。现代控制理论主要是以线性代数和微分方程作为数据控制,针对控制系统进行分析与设计[1]。在全新思想的推动下,如今智能控制越来越受到重视,进一步实现了火控系统技术的推动发展。尤其是随着指挥与控制系统工程学科的成立,火控系统成为该学科的重要内容。
1 智能控制的理论概述及方法研究
智能控制主要是指自动控制与运筹,包含计算智能、人工智能等结合,能够满足模拟人一定智能和经验,实现识别、推理、决策和执行等[2]。近年来我国各项先进的科学技术发展较快,并在多个领域逐渐实现智能控制系统,但由于武器火控系统等比较复杂,且存在非线性、时变性和不确定性等,难以对其进行精确数学模型的建立,因此通过联合人工智能、计算智能和控制理论,可以确保在进行控制系统的设计时,对被控对象的数学模型要求不高,能够直接根据设计人员的专业知识,促使被控对象达到预期目的。智能控制理论将专家系统、神经网络、遗传算法优化等作为基础,属于人工智能与控制理论的结合,即智能控制需要依据计算机和数值方法实现各项功能。
虽然如今已经有很多领域应用智能控制系统,但发展还不够完善,然而价值已经逐渐凸显出来,可以判断智能控制进一步发展,将会给控制科学与工程学科带来***性的进步。依据中国科学技术出版社相关报告,控制理论发展主要分为调节原理代表、状态空间代表和智能控制代表等三个阶段[3]。智能控制的发展方向主要有人工神经元网络发展方向,主要表现为收敛性、稳定性等;模糊逻辑与模糊控制发展方向,其具有高度可行性和合理性,尤其是在复杂系统与行为中,优势比精确控制更加明显;学习控制发展方向,主要应用在生物与工程的应用研究中。
2 智能控制人工神经元网络的应用
人工神经元网络是体现智能控制发展的重要依据,属于近年来高速发展的边缘学科,属于复杂生物神经网络研究基础上的新型技术。人工神经元网络主要是由适应性简单单元组成的并行互连网络,实现满足模拟人类大脑活动,大规模并行处理和自训练学习、容错能力等能力。人工神经元网络为建模系统的输入输出提供刻画方法,具有重要的价值,如今其已经发展出几十种网络,其中应用比较广泛且发展比较成熟的为反向传播网络和径向基网络,均为前向型网络。其他网络则因为各种原因,限制了应用[4]。反向网络作为多层前馈神经网络,能够模拟任意复杂的非线性映射,且应用空间较大,但精确无法与径向基网络相比。径向基神经网络具有全局最佳逼近的能力,包含输入层、隐含层和输出层,其中输入层主要为信号源节点,隐含层为非负非线性数,输出层则为线性。
3 智能控制促进火控技术进步的思考
3.1 火控技术的知识结构和层次
指挥与控制学科体系下火控技术知识结构主要分为三个层次,即系统知识层、控制知识层和基础知识层。其中系统知识层有包含指挥与系统工程、复杂系统、运动控制系统、管理信息系统、人机系统等。控制知识层包含控制与智能、网络与通信、计算与处理、执行与驱动、传感与检测、对象与建模等。基础知识层则包含数理基础、机电一体化基础、计算机基础、数学、力学、物理、化学、生命科学、计算机原理、***事学、电工电子基础、微机原理等。
3.2 智能控制与火控技术的关系
随着我国工业化水平和新计划技术的发展,推动了控制科学的创新,实现全新控制理论和全新控制方法在火控系统中的应用[5]。智能控制对于不同层次的控制采用不同的控制方法,即低层次控制采用常规控制器,而高层次控制则利用具备***学习、修正、组织、规划等能力的控制器,通过模拟人类思维和经验进行求解过程的引导。将智能控制引导到火控系统中,则为智能火控。
此外复杂系统控制的理论和方法对火控系统的进步有一定的价值,如混杂与切换系统、多自主体的涌现等。通过研究复杂控制系统的涌现现象,如自组织与趋同性,可以在机器人协作、飞行器队列控制中得到应用。
3.3 智能控制在火控系统中的应用
在当前的火控系统中,主要采用射表逼近法进行解算,如非标准弹道方程结算、气象条件修正量的弹道方程解算等,即需要依据相应的情况建立多个射表,造成降低解算精确和毁伤概率的降低。如果运算量过大,还会出现实时性的问题。因此为了能够有效提高解算精度,可以通过设计RBF网络进行解算。在RBF网络中输出层和隐含层的任务不同,学习策略也存在不同,其中输出层采用线性优化策略,隐含层采用非线性优化策略,学习速度相对较慢。通过随机选取中心学习方法,利用最小二乘原则,结合样本信号进行隐含层参数和输出层参数的校正,有效提高网络的精度。
4 结束语
综上所述,随着科学技术的繁荣发展,传统自然科学学科的深入研究,学科之间的相互渗透性越来越强,很容边缘学科和交叉学科逐渐涌入人们的视野。随着自动化技术、指挥与控制系统的发展,智能控制受到重视,将其应用在火控技术中,能够进一步推动火控技术的进步。
参考文献
[1]马玲.科技打造精准火控 创新铸就坚固国防――记何梁何利科技创新奖获得者、中国指挥与控制学会秘书长秦继荣[J].海峡科技与产业,2014,05:100-103.
[2]寇英信,李战武,陈哨东,周德云.火控系统在航空作战中的作用――作战飞机之“魂”[J].电光与控制,2013,12:1-5.
[3]陆君,吕彤光.光电探测技术在火控系统中的应用及发展[J].红外与激光工程,2012,04:1047-1051.
控制科学与工程篇9
关键词: 食品特色 人才培养 培养模式
1.我校过程装备与控制工程专业发展现状
现在国内设立过程装备与控制工程(“过控”专业)本科专业的高校110所,建有“化工过程机械”硕士点的高校30余所,设立博士点的高校14所[1]。江南大学机械工程学院“过控”专业的前身为食品机械专业,是我国最早开始食品机械专业人才培养的单位之一。1958年即开始食品机械专业人才培养,为我国食品、轻工机械行业培养了一大批优秀技术人才,在行业内享有很高声誉。现如今,“过控”专业依托江南大学在轻工、食品行业的整体优势,结合新形势下食品、农产品加工机械的发展要求,在加强专业基础的同时,构建有轻化工特色的“过控”教学体系,确定食品特色的过程装备与控制专业人才的培养目标和方向。
“过控”专业与国计民生戚戚相关,行业关联度大,对国民经济发展的拉动作用强,是我国高等工科教育的重头专业[2]。我校本专业是以过程装备设计和制造为主体、过程原理和控制技术应用为两翼的学科交叉型专业。培养具有扎实的机械学、电工电子学、过程原理与计算、传热与传质、装备控制技术和工程管理的基本知识,能在机械、轻工食品、石油化工、生物医药、制冷、环保和机械产品质量技术及安全监督等部门从事工程设计、技术开发、生产制造、经营管理科学研究等方面德、智、体全面发展的高级工程技术人才。
2.过程装备与控制工程专业人才培养要求
为了实现我校“过控”专业人才的培养目标,我们需站在当今社会经济发展方向,不断满足地方经济社会发展和市场经济对应用型创新人才的需求。在新的发展形势下,我们对“过控”专业人才具备的素质及培养有以下方面要求:
(1)将创新创业教育目标融入“过控”专业人才培养目标中。高校教育的本质和核心是培养学生自由全面发展的潜质和能力,创新创业教育的总体目标是培养学生创业精神、具备创业生涯规划和自主创业能力[2]。我们不仅要通过各种教育教学活动使学生具有扎实的“过控”理论知识、基本技能,更要培养学生创新精神,善于洞悉“过控”行业的商业机会,拥有较强的领导能力和资源整合能力,具有提出、解决带有挑战性问题的能力,最终成为具有开创和管理企业综合素质的创新型综合人才。
(2)加强重视实践教学和生产实习等实际操作方面的学习培训。实践性环节训练对“过控”专业人才来说,是培养其实践能力和创新能力的最有效手段[3]。我们应注重实践课程设计和实践环节训练,加大实践环节的训练比重,丰富实践教学形式,计划合理化、形式多样化地开展社会实践、实习、课程设计、毕业设计(论文)、科研训练等环节。同时,建立开放性的实验中心和社会实践基地,为“过控”专业人才培养提供训练和演习的场地,促进学生创新创业精神和创新创业实践能力培养,切实强化实验课程教学效果。
(3)将其他课程加入专业课程体系中相互渗透,形成综合性跨学科课程。构建科学合理的课程体系是创新人才培养模式的核心环节,是实现培养目标和提高人才培养质量的关键所在。一方面,让创新创业课程融入专业课程体系中,在专业课程体系中吸收创新创业教育元素,让创新创业教育促进专业教育课程体系建设。另一方面,鼓励学生选修其他领域的课程,拓宽学生知识面,以此发现本专业领域与其他领域结合而带来的商机。
基于我校“过控”专业的特色就是以食品机械为前身,在食品、轻工机械方面已经积累了大量经验和成果。同时,食品科学与工程专业人才培养模式已得到国内甚至国际认可,因此,将食品科学与工程专业的培养理念引入“过控”专业人才培养中,必将达到良好的人才培养效果。此外,江南大学机械工程学院在2013年建成江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,系国内第一个系统从事食品装备相关技术的跨学科创新研究的省级研究基地,围绕食品加工装备、包装装备、食品无损检测装备、食品包装装备智能化和食品装备设计制造过程数字化进行应用基础和创新性研究。重点实验室的建立为“过控”专业人才培养提供了优良的技术平台,同时为我校此专业人才建设增添了浓重的食品色彩,因此,食品科学与工程专业和“过控”专业两者的培养理念相互融合势在必行,将为“过控”专业人才培养开辟一条特色鲜明的光明大道。
3.食品科学与工程人才培养理念
食品科学与工程是应用理论科学及工程知识研究食品的理化、生化特性及食品加工原理的一门科学,一经兴起就受到人们的关注,并在较短时间内发展成为一门范围广泛的学科体系[4]。食品科学与工程人才培养要求学生不仅了解食品科学与工程理论前沿动态和发展趋势,具有较强的科学研究和实际工作能力,还具备***获取知识、处理信息和创新的基本能力和素质。随着食品工业日新月异的发展,许多新思维、新工艺、新技术、新手段不断出现,在机遇与挑战并存的发展时期,食品工业对人才的需求量不断增加,对人才的要求不断提高[5]。补充学科最新研究进展,分析研究热点,会开阔学生视野,扩大知识面。
江南大学以国家特色专业等优势教学资源为载体,以“国家发酵工程技术中心”等强大工程实践体系和国内本领域唯一的“食品科学与技术国家重点实验室”等雄厚科研平台为依托,在“培养研究型工程创新人才”育人理念的指导下,构建了食品科学与工程研究型工程创新人才培养体系。通过采取名师引领、知识优化、课程建设、创新实践、科教互动、平台构筑、环境熏陶和机制改革等措施,培养了一大批具有自主学习、主动实践和积极管理的研究型工程创新人才。该培养模式得到了包括中国工程院院士在内的业内一流专家学者的高度认可与评价[6]。教学理念、教学体系及管理机制在兄弟院校中被广泛交流和应用。
4.食品科学培养理念和过程装备与控制工程专业相结合方式
(1)名师引领,牵手行业精英,课堂与课外双管齐下。
《食品工程设计概论》、《食品加工装备原理与设计》、《食品工业成套装备应用技术》、《食品无损检测技术》等课程的开设,是食品科学培养理念和“过控”专业相结合的最好桥梁,对这些课程的主讲教师的专业文化素质提出了严苛的要求。授课教师不仅要深通过程装备设计与制造、过程控制、成套装备技术、机械设计与控制等专业知识背景,还兼备食品科学、粮油、果蔬、畜产品、水产品、饮料等食品加工工艺专业基础。本学院经过长期发展建设,形成了一支由专家教授为首、年轻博士讲师为辅的优秀教师团队,这些优秀教师直接参与本科教学的各个环节中,亲自教授本科生专业核心课程,为食品特色的“过控”专业人才培养提供最直接的保障。
与此同时,学院广邀食品机械类龙头企业的工程技术专家走近本科生[7]。或直接进入本科生课堂为学生分享企业多年的生产实践经验,以自身形象为本科生树立明确的奋斗榜样。或本科生在进行文化理论知识学习完成后期,直接将本科生交予企业进行管理,将学生整个学习与生活都在企业,融入企业,毕业后可直接参加工作。这种人才培养模式不仅可以促使“过控”专业学生更早接触企业文化,可以依照高层次人才的培养规律,打好学生的理论基础,深化专业知识面,还可以更好地让高校教育得到更新,反映当代工程科学技术发展前沿的最新水平。
(2)课程实践、科研试验到创新大赛,层层递进。
“过控”专业人才培养任务主要靠教师落实。当代教师的主要职责不仅是传道授课解惑,还有一个重要职责是肩负学科学术研究的重担。因此,授课内容的推陈出新往往要靠教师将最新研究成果和学术发展前沿动态融入课堂中。如我们在讲授油脂产品加工课程时,先介绍油脂加工中机械压榨法和溶剂浸提法各自的优缺点及注意事项,然后介绍目前市场上地沟油泛滥引起的社会危害等问题,进而引出小型家用榨油机的出现及在市场上的风靡情况。最后引导学生进行思考:以目前一款畅销家用榨油机为例,分析优缺点,指出其核心技术并提出存在缺陷的改良方案,或者相似榨油机新产品的设计方案?在学生展开思维想象的同时,加以适当引导并及时给予理论技术上的支持,帮助学生将理论知识应用到工程设计实例分析中,学会解决企业实际问题的技术路线及方法,尝试提出创新式解决方案并加以论证。
从课堂上学生提出的产品雏形中可以找出相关科学研究的价值,并以此为契机,让本科生组建小团体加入教师的科研团队中。以教师的科研项目为基础,将本科生的创新产品进行设计、建模、加工、调试、分析等一系列研究完善,最终加工生产出全新产品。在此过程中,不仅要培养学生科学研究的创新思维和实际操作动手能力,还要培养学生遇到困难解决实际工程问题的能力。新产品的成功研发还可以增强学生的自信,后期市场推广更可以带来商机和客观的经济效益。以最终研发成功的新产品为基础,参加学校、江苏省甚至全国性的相关创新创意大赛,参赛过程本身就是本科生难能可贵的学习磨炼机会和经验,收获的奖项和荣誉更是年轻人日后参加工作时需要的创新思维风暴的基础和源泉。
(3)不同专业相同理念,交流促进合作,共同进步。
客观上讲,食品科学与工程专业和“过控”专业分属不同学院,但是,学科之间的交叉性将两者之间建立起必然的联系。一方面,“过控”专业的人才培养离不开食品科学知识体系。与“过控”专业人才培养目标和行业发展形势是密不可分的。另一方面,食品科学与工程专业的发展离不开“过控”专业的知识体系。食品科学发展的最终目标是将最新研究成果工业化生产,这个转化过程必须有机械设备及过程控制相互配合才能实现。因此,食品科学与工程和“过控”专业之间人才的相互交流合作,定期组织食品学院和机械工程学院之间举办座谈会、学术报告、学术沙龙、创新创意比赛等活动,教授之间的科研合作、学生之间的学术交流必然产生“双赢”局面,在此基础上培养出来的人才必然是综合性人才,才能满足市场发展需求。
5.结语
食品科学与工程专业人才培养理念在“过控”专业人才培养过程中的应用是在我校轻工特色的基础上实施进行的,是完全符合“过控”专业人才培养目标的,可以满足新时代产业发展对综合性人才的强烈需求。只有这样具备食品科学特色的“过控”专业人才是具有创新精神和创新能力的应用型创新人才,是特色鲜明、素质过硬的复合型人才,才能更好地服务于企业和社会。
参考文献:
[1]张慢来,张琴,周志宏.过程装备与控制工程专业课程体系改革初探[J].长江大学学报(自科版),2013,10(28):122-123.
[2]来永斌,陈秀,周毅钧,伍广.过程装备与控制工程专业“双创型”人才培养教育模式探索[J].产业与科技论坛,2014,23(13):133-134.
[3]刘伟.过程装备与控制工程专业应用型创新人才培养模式的探索[J].化工高等教育,2011,28(2):57-62.
[4]杨涛,李艳,梁安怡.食品科学与工程专业应用型人才培养体系构建[J].中国教育技术装备,2014,24:14-16.
[5]朱威.食品科学教学改革探索[J].沈阳大学学报(社会科学版),2013,15(1):93-95.
[6]戴月波,饶志明,张光生.研究型工程创新人才培养体系的构建与实践―以江南大学食品发酵类专业为例[J].***大学学报(哲学.人文社会科学版),2013,41(4):41-44.
控制科学与工程篇10
【关键词】计算机控制技术;教学内容;教学方法;教学手段
《计算机控制技术》课程定位为常州工学院测控技术与仪器专业的一门核心专业课,理论性、应用性、实践性和综合性都很强。本课程重点介绍计算机控制系统的组成原理和结构,计算机控制系统的工程设计方法,复杂控制算法的实现等方面的内容。通过本课程的教学,使学生掌握计算机控制系统方面的相关技术、基本理论和设计方法,给学生将来从事计算机测控相关的工作打下坚实的基础。
1 课程教学内容
计算机控制技术是一门核心专业课,它既有自身的理论体系,又有很强的实践性,在本科教育中起着重要的作用。课程特别强调理论联系实际,注重培养学生解决实际问题的能力和工程实践能力。
课程理论教学内容主要围绕以下几个方面开展:①总线技术与总线扩展技术;数字量输入输出接口与过程通道;模拟量输入输出接口与过程通道;硬件抗干扰技术。②步进电机控制技术与伺服电机控制技术。③数字控制器的连续化设计技术、离散化设计技术;纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈-反馈控制技术;解耦控制技术。④程序设计技术;测量数据预处理技术;数字控制器的工程实现;系统的有限字长数值问题;软件抗干扰技术。
在设计该课程实践教学内容时,课程组确立了先进的实验教学理念与改革思路,制定了科学的教学体系与教学内容,坚持实践与理论并重,能力培养与素质提高并行,课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合,创造以学生为本的人文环境,坚持把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实验教学始终,注重培养学生建立大工程观、大系统观、大集成观,强化实践技能,着力培养学生的创新精神和创新意识。课程开设的实验主要包括:采样与保持实验,学生主要了解常见ADC和DAC器件的使用方法;直流电机控制实验,理解用PID控制算法控制直流电机的方法,了解PWM 调制、直流电机驱动电路的工作原理;最小拍控制算法的研究实验,学生主要学习并掌握最少拍控制器的设计和算法,了解最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成和危害性;PID控制实验,掌握常规的数字PID控制算法的原理及其应用,掌握PID调节器参数整定的方法。
2 教学方法与教学手段
计算机控制技术是一门与工程实际联系十分紧密的专业课程,涉及的相关专业基础课程有多门,因此,给课程教学带来了一定的难度。为了使学生能够全面掌握本课程的相关知识,我们在教学方法、手段等方面进行了一些有效的尝试,取得了良好的教学效果。
2.1 五位一体的立体化课程教学体系
五位一体的立体化课程教学体系:采用了“课堂+实验室+教学网站”的教学平台、“研究型+启发式+工程案例”的教学方法、“讲课+习题课+讨论课+实验课”的教学形式、“基础型+分析型+综合型+设计型”的课后作业、“平时成绩+实验成绩+考试成绩”的考核方法。
2.2 将科研资源与教学资源有机结合,提高课程教育质量
虽然常州工学院定位为应用型本科院校,但随着测试计量技术及仪器校重点建设学科的建设,科研水平不断提高,具有良好的科学研究和工程应用平台,取得了一些科研成果。科研水平的提高带动学科专业的发展,学科专业水平的进步对教学水平的提高具有积极的作用。将科研资源转化为教育资源,也是提高课程教育质量的一个重要因素。
我们较好地实现了教学资源、科研资源在人才培养和科学研究方面的开放和共享。在学生进入大三后,根据学生的兴趣,组织学生进入不同的学科方向进行锻炼,委派科研学术骨干教师给学生进行学术讲座,使学生对科研产生浓厚的兴趣,激发学生的学习热情和求知创新欲望。
教师的科学研究工作也是学生获得知识的一个重要的途径。在专业课程学习过程中,许多抽象的理论知识学生很难理解,教师在理论课程教学过程中,注重理论联系实际,结合自身的科研工作,将抽象复杂的理论知识通过具体的工程应用实例来描述,加深了学生对理论知识的理解,增强了教学效果。
2.3 利用现代教学手段提高效果
制作了计算机控制技术多媒体课件,应用MATLAB仿真实验系统向学生展示计算机控制技术的最新发展状况和应用成果。并且通过可动态更新的课程网站,使不同层次、不同需求的学生可以跨越时空限制,按需索取所需资料。“学生资源共享”和“网上答疑”系统的运用大大加强了学生和教师之间、学生和学生之间的交流和互动,进一步扩大了网站的资源来源和共享性。
2.4 严格课程考试管理、规范课程考核形式
本课程考核由两部分构成:理论考试成绩占总成绩的60%,实验成绩占总成绩的20%,平时成绩占总成绩的20%。理论考试采用闭卷方式,试题由主讲教师按照大纲要求命题加入试卷库,并做好相应的参考答案和评分标准。实验成绩根据学生的实验预期、实验操作、实验报告综合评分。
3 结论
《计算机控制技术》课程建设课题组成员在教学改革上进行了一些有益的探索和尝试,对教学内容的调整、教学手段和方法的改进与完善等方面进行了详细的总结,取得了一定的效果。
【参考文献】
[1]于海生,丁***航,潘松峰,等.微型计算机控制技术[M].2版.清华大学出版社,2009.
[2]邢航,张铁民.“计算机控制技术”教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索,2007,26(12):370-372.
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