知识处理工程设计论文

2022-04-18 版权声明 我要投稿

摘要:张国庆提出了劳动链(laborchain)理论,即复杂劳动是由具体劳动的有序序列构成,这样可以使用图来描述复杂劳动。然后采用功能性结构设计技术,采用层次分析法、模糊联想映射算法和神经网络等方法,对林业企业劳动进行分析,建立复杂林业企业劳动计量模型,实现对林业企业劳动的科学计量,为林业企业劳动管理提供依据。今天小编给大家找来了《知识处理工程设计论文 (精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

知识处理工程设计论文 篇1:

印度:走向全球的IT外包

日前,IBM的全球合作重要伙伴、印度的Cnetric软件开发公司近日入驻江苏省无锡市,标志着无锡首家印度独资服务外包企业成立,也显示出印度IT业加大步伐进军中国。这家印度公司将在无锡建立“江苏省大学生服务外包实训基地”,以期与无锡加深合作,扩大培训规模。

外包巨头印度企业维直言不讳,全球性经济危机重创了印度的IT外包,迫使印度业界调整政策,与竞争者中国合作不失为走出危机的良策,而无锡的政策优势在周边其他城市无可比拟,税收的减免、培训费用的补贴坚定了其来锡投资的信心。

美国麦肯锡全球研究所最近的调查报告指出,过去5年印度获得的知识性IT外包业务年均增幅达28.5%,这足以表明印度的IT承包能力不仅在增强,而且含金量也大大提升。更令人关注的是,印度的IT承包正在实施战略转变,其目标是扩大全球市场的占有率。

由于掌握了IT的主动权,加上现在通信技术尤其是互联网的普及,使印度人的智慧获得了无限的发挥空间,一场IT革命正在印度兴起。联合国秘书长安南将印度誉为“发展中国家发展高科技的榜样”。比尔·盖茨说,未来的世界软件超级大国,不是美国,不是日本,而是印度。

目前,《财富》杂志500强企业中目前约有400家企业或者在印度设立了自己的业务中心,或将部分业务外包给印度技术公司。越来越多的西方公司把软件开发、工程设计以及答复客户来电等常规办公服务外包给印度等熟练工人工资水平较低的国家。

事实上,除了传统的服务外,跨国公司也越来越多地把以前不外包的新业务包给印度公司。印度全国软件和服务公司协会预计,到2008年,印度在全球软件和后端办公服务外包市场所占份额将达到51%,届时印度这一产业的年销售收入将达到480亿美元。

不断提升含金量

如今,印度人已经不再满足于全球“IT外包中心”地位。印度新德里一项最新的工业研究结果预测,到2010年,印度很可能由现在的商业处理外包中心(BPO),过渡成为一个价值170亿美元的知识处理外包基地(KPO)。也就是说,今后印度的IT承包,将大大提升其中的含金量。

所谓的知识处理外包,通常是指外国企业把自己业务中的知识创新、研发环节的工作转移到印度。印度工业联盟(CII)最近的调查报告指出,随着世界商业发展越来越需要在各个层面上更加专业的知识,印度大量的工程和技术学院可以发挥出它们的优势,适应这种人力资源的需求,因此印度将会以一个全球知识处理外包的中心出现在新经济时代。

报告预测,到2010年,印度KPO产业创造的财富将占到印度年增长率的46%,达到令人惊讶的170亿美元。

研究结果还认为,印度服务业的增长速度将有望保持每年8%以上,并且服务业在GDP中的比重也将超过51%,基于这样的预测,印度由BPO转向KPO的时间已经迫近。

在印度业界看来,印度具有很多方面的优势,例如拥有出色的研究实验室网络,发展良好的基础工业,丰富的生物多样性,广阔的临床试验机会以及培训精良的人力和智利资源,这些都将是印度迈向KPO的推动力。而制药业、生物科技、IT产业、知识产权研究、汽车和航空工业设计和发展,这些都被认为是印度KPO时代的优势产业所在。事实上,印度在上述领域已经拥有许多客户。

印度曾经提倡发展中国家反对专利制度,但时过境迁,如今印度毅然改变态度,采取了更具长远眼光的做法。很多印度IT公司都在加大研发投入,并在美国申报专利。 事实上,随着跨国企业更多地将数据和知识产权研究业务转移到印度,印度的IT产业将由此而得益匪浅。

创新的目标是扩大国际市场

推动发展知识处理承包业务的关键是技术创新。与美国的技术创新模式不同,印度IT产业的技术创新并不是由本国的风险基金推动的。报告指出,印度的技术创新是由世界技术巨头投资于印度的研发中心的研发预算驱动的。全球10大信息技术巨头,包括微软、英特尔、奥拉克尔公司和得克萨斯仪器公司,都在印度设立了境外最大的研发中心。这些研发中心在人员和业务经验方面已经颇具规模,可以提供高端的创新产品,向客户提供系统的解决方案。

英特尔印度公司披露,公司利用印度最快的超级计算机,正在开发与本土研发难度相同的工程软件,为英特尔研制微处理器和芯片集,研制下一代的以太网转换硅、网络处理器以及企业软件。去年,英特尔印度公司申请了63个专利,今年可能会达到同样的数量。英特尔印度公司在印度设立了两个研发中心,一个在班加罗尔,一个在海德拉巴,拥有雇员6400名,从事数据库、发展工具、应用服务器和电子商务应用软件开发。两年前,该公司申请了10个专利,目前已经达到了125个。奥拉克尔公司最新版本的电子商务组合模块都是在印度设计的。

跨国公司在印度设立了研发中心对印度获得知识处理承包业务十分有利。自2001年以来,多达230家跨国公司在印度设立了研发中心。根据印度全国软件和服务公司联合会的数据,在未来3年内,仅仅建立研发中心一项,就能为印度带来15亿美元的外商投资。同时,在班加罗尔工作的工程师的数量将从目前的2.5万人增加到6.5万人。

高盈利成本低

印度目前有软件公司近3300家,从业人员达48万,前十家软件公司的人员规模在万人以上,企业盈利在20%以上。去年印度外包产业共雇用105万软件程序师及其他熟练工人,并在运输和饮食等行业间接创造了250万个就业岗位。印度公司软件开发业务每小时的收费为18-26美元,远远低于美欧的55-65美元。全球有660多家跨国公司每家每年外包给印度公司的业务在100万美元以上。瑞马多雷预计,在本财政年度里,印度软件及后端办公服务外包业务收入将达到225亿美元。

有关统计显示,目前在全球软件和后端办公服务外包市场上,加拿大占有的份额仅次于印度,为32%,中国为4.9%,东欧国家为4.5%。

据印度软件和服务公司全国协会统计,2008年前,印度的软件出口额已突破500亿美元达525亿美元。

全球化承包新模式

近年来,随着经济全球化发展的加快,印度努力开辟全球化的新模式:将承包到的业务再“外包”,出去,从而摆脱自身承包的接收终端地位。印度的几家高技术公司,在从美国等地接受了定单后,开始在墨西哥、中国、捷克、波兰、罗马尼亚、巴西、智力、乌拉圭、摩洛哥、沙特阿拉伯、甚至像美国、加拿大、葡萄牙这样的发达国家建立分支,将承包到的项目转手“外包”,乃至出现了双向“外包”:美国公司把项目“外包”给印度的公司,印度的公司再将这些项目“外包”给自己设在美国的分部。例如,美国一些大学毕业生,谢绝了包括谷歌等大公司的工作,跑到印度信息技术有限公司Infosys总部培训六个月,然后回到美国,在该公司的美国分部工作。

综观全球化外包业务,其操作已经变得非常复杂,无法守在一个发展中国家来应付。比如,美国银行需要建立一套计算机系统来管理贷款事务。如今美国社会已经高度拉美化,有三、四千万的拉美裔居民,服务行业从银行、电话,到各种销售系统都实行英语和西班牙语的双语服务。竞争这一业务,美国本地公司和墨西哥公司就有相当的优势。但是,Infosys在墨西哥已经建立了分部,进而能扬长避短,把生意拿到手里。在欧洲也是如此。Infosys在捷克的分部,使用着十几种语言。总之,即使是接受“外包”的企业,生产厂家也经常要在客户的所在地操作,使用客户所在地的本土人才。这样才能全面了解客户的要求,开拓市场。

应该说,印度的这一发展借鉴了日本汽车业上个世纪七十年代打入美国市场的做法。日本汽车业在美国的成功,关键在于日本公司学会了在美国不用日本工人来生产日本车,不断为美国人提供了工作岗位,从而赢得了美国政府的好感。

“反向外包”显实力

近年来,随着居领先地位的业务流程外包业不断发展,印度企业正逐渐在美国开设分支机构,为当地创造就业机会,并形成了一种“反向外包”趋势。

印度工商联合会与安永国际会计事务所近日公布的一项联合研究报告显示,2006财年印度企业在美国共完成48项并购案,投资总额超过20亿美元。

在这些并购中,IT及相关产业占48%,其次是医药、酒店、农产品和汽车业。并购支出排在前五位的分别是塔塔茶叶公司、印度国家石油与天然气有限公司的海外投资子公司ONGC Videsh、塔塔咖啡公司、拥有“泰姬”品牌的印度酒店公司以及金融外包服务提供商HOVServices。

印度经济经过多年高速增长后,企业手持现金充足,预料将加快向外扩张步伐,2007年印度企业并购外资公司的金额将达350亿美元,较去年约150亿美元增逾一倍,个别并购可能涉及收购较自己规模大的公司。

业内专家指出,印度公司积极扩展其他市场,希望透过并购其他外资公司提高知名度;并购对象仍以欧洲及美国公司为主,行业集中于能源、汽车零件、工业产品及服务业等。

随着印度企业自信心的增强,加上印度实施自由化政策并放松了货币管制,过去10年中,不同行业的企业通过向外并购活动,迅速成长为具有一流实力的跨国公司,成为世界市场的重要参与者。而参与对外投资活动的不仅包括大型商业集团,中小型企业也相当踊跃。

作为战略思想的调整,印度央行日前放宽了印度企业进行海外直接投资的标准,已将印度企业能够投资于海外业务的限额从企业净资产的200%提高至300%,但进行这些海外投资的合伙企业的限额仍为净资产的200%。

印度央行还将印度企业可以作为证券投资组合投资于海外上市公司的最低额度从净资产的25%提高至净资产的35%。这些措施旨在进一步自由化印度企业海外投资标准。

与中国展开竞争

迄今印度仍然是世界头号外包中心,但是正面临来自竞争对手中国日益严峻的威胁,原因是印度损耗率高、基础设施差以及工资水平不断上升。

美国克里夫兰市场咨询公司最近的调查报告说,2006年印度是深受青睐的IT外包中心,紧随其后的是中国、爱尔兰、新加坡、马来西亚、墨西哥,捷克共和国、波兰、菲律宾和加拿大。

调查涉及多个行业的大约300家多国公司,这些行业分别是金融服务、技术、医疗保健,迅速增长的消费品、运输、能源以及媒体和娱乐。

当调查公司要求受访者选择他们最喜欢的三大外包中心时,印度得分为 2.25,中国为1.76,爱尔兰是 0.77。

但是,调查发现,印度在这个领域的领先地位正在受到中国的挑战。中国在较低端的业务领域能力较强,而且拥有庞大的人才库。克里夫兰市场咨询公司资深评论员伍德·菲尔兹博士,为了抵御自中国日益严峻的威胁,最有效的办法是使中国迅速成为印度IT业具有吸引力的信息技术、研发以及采购服务的选址。

印度IT业自2002年陆续进入中国以来,以印度信息系统技术公司、萨蒂扬为代表的印度外包巨头正在逐步将“触角”从上海、北京等中心城市转向更广阔的中国内地。印度业界认为,进军中国市场至少有三个基本条件:一是有数量充足的合格人才;二是中国许多地方具有成本优势;三是当地政府普遍对外包产业的大力支持。

去年2月8日,印度外包四巨头之一的萨蒂扬软件技术有限公司在南京的全球交付园区建设正式启动,这个拥有2500个席位的交付园区不仅是萨蒂扬全球园区中占地面积最大的,也是萨蒂扬公司在印度境外最大的研发机构。

印度业界相信,成本和人才是中国承接全球服务外包业务的两大优势,这些优势如今在一些大城市体现最为明显。中国商务部曾在2005年确定了北京、大连、西安、上海和成都等五个首批“中国服务业外包基地城市”,计划投入1亿元资金扶持这些城市的外包业发展。

去年5月,印度第四大软件公司萨蒂扬公司正式落户上海,这是未来几个月里将登陆上海浦东的“印度软件风暴”中的“第一波”。其中萨蒂扬公司已与浦东软件园签署协议建立软件开发中心。该软件中心今后将向中国和亚太地区企业提供服务,也将为世界其他地区企业提供解决方案和技术支持。公司亚太区总裁维仁德·阿加瓦表示,上海的研发中心将成为亚太地区业务的重心。

国际间业内人士认为,印度软件公司正以旋风般的速度进入中国市场,其目的最终不仅是占领中国市场,而且要利用中国为海外基地获得亚洲地区更多的用户。

国际IT业重量级人物、英特尔前总裁葛洛夫最近对媒体发表评述说,到2010年,印度软件业的就业人数可能超过美国。葛洛夫认为,由于印度软件业的蓬勃发展,许多美国企业都到印度开发软件,因此,到2010年,印度软件与服务业的就业人数可能超过美国。相形之下,作为近20年来推动美国经济发展的驱动产业,美国的软件服务业正在走下坡路,有迹象表明这一产业如同美国的钢铁业及半导体业,正在为生存而挣扎,葛洛夫的预言并非空穴来风。

作者:刘林森

知识处理工程设计论文 篇2:

从复杂系统生态论探讨林业企业劳动计量

摘要:张国庆提出了劳动链(labor chain)理论,即复杂劳动是由具体劳动的有序序列构成,这样可以使用图来描述复杂劳动。然后采用功能性结构设计技术,采用层次分析法、模糊联想映射算法和神经网络等方法,对林业企业劳动进行分析,建立复杂林业企业劳动计量模型,实现对林业企业劳动的科学计量,为林业企业劳动管理提供依据。

关键词:生态论;劳动;计量;林业

张国庆在2013年的《发展学》和《系统企业学:再生·进化》等书中,根据其提出的生态论原理,探讨了劳动的基本内涵、劳动计量基本理论、原理与技术方法。张国庆认为,劳动权是最基本的人权,科学的劳动计量技术方法,是实现劳动公平与分配公平乃至社会和谐的基础 [1-6] 。

1劳动计量理论基础

抽象劳动(abstract labor)是相对于具体劳动(concrete labor)而言的,抽象劳动具有一般性与无差别性两个特点。而具体劳动,由于劳动对象的不同,劳动环境不同以及劳动者劳动能力不同,使得具体劳动具有差别性,再加上具体劳动是针对某一具体的劳动者、劳动对象在已知的、确定的劳动环境下的劳动,因此具体劳动还具有可计量性的特点。

抽象劳动的一般性与无差别性特点,可以为劳动计量建立标准化的劳动计量定量标准与计量标准模型,作为具体劳动计量时的参照系,是公平计量劳动的基础。具体劳动的差别性与可计量性特点,是准确进行劳动计量的理论依据,也是建立劳动计量模型进行劳动计量的基础。

然而,现代社会劳动越来越复杂,劳动者之间、劳动对象之间以及劳动环境之间关系错综复杂,相互影响,几乎没有孤立的劳动者在劳动,没有劳动者在封闭的无物质、无能量、无信息交换的环境中劳作,也没有劳动者对独立的劳动对象进行生产活动,现代社会的具体劳动多是相互协作,在其他劳动者劳动成果基础之上进行,孤立的劳动已无法进行。为此,张国庆提出的劳动链(labor chain)理论,这一理论是计量复杂劳动,也即复杂劳动计量建模的理论基础。

一般情况下,一个复杂劳动,可以用劳动链S表示,S:

即S由n≥2个不同的、相互联系的元素(具体劳动)e(i)组成,元素按一定方式相互联系(R*z),这样,劳动链就可以用上式的图来表示:e(i)为图的节点,E(n)为节点集, R*z为图的边的集 [1-6]。

当n=1时,图没有边,只有一个孤立的节点,此时的劳动为孤立的劳动。

2具体劳动的差别与计量

2.1劳动效率计量

具体劳动的差别,就构成了劳动计量的基础,而具體劳动的差别,主要源于劳动者、劳动对象与劳动环境的差别,这三种差别综合作用于劳动成果,可以用劳动质量、劳动数量与劳动效率的差别来表示。其中,劳动效率可以用单位劳动投入的产出水平来表示:

2.2劳动密度确定

要保证劳动计量的公正,首先需要对具体劳动进行分类,按类建立标准化的劳动效率,这个标准化的劳动效率,就是劳动密度,作为该类劳动不同劳动者的参照系,来计量不同劳动者参与该类劳动的依据之一。

确定劳动密度时,对劳动类别的划分,或者对劳动密度计值时,不仅要考虑劳动对象,还要考虑劳动环境,其计值方法可以采用某一类具体劳动的理论劳动效率,也可以对某一类具体劳动采样测量后进行平均得到。

2.3劳动数量计量

通常情况下,对于简单劳动,可以用劳动成果数量(计件制)、劳动时间长短(计时制)以及二者综合(计分制),来计量劳动数量。对于复杂劳动,这种计量方法就不太适用了,需要探讨新的、精准的、公平的计量方法。

2.4劳动质量评定

每一个人的劳动都不可能全部都是有效劳动,各人有效劳动在总劳动中占比有所不同,因此可以用有效劳动成果与总劳动数量的比率表示劳动质量。

2.5具体劳动的计量

对于一个具体劳动者的具体劳动的计量,可以将其表示为其个人劳动密度、劳动质量、劳动数量的函数:

这样,综合考虑影响具体劳动诸多因子,劳动计量才能兼顾效率与公平,避免了只计量劳动数量的劳动计量方法中的弊端,从而促进劳动的有序竞争和劳动和谐,遏制无序劳动与剥削,促进劳动者的劳动水平和社会整体劳动效率的提高。

3林业企业劳动计量基本方法

3.1传统简单劳动计量方法

传统的林业企业简单劳动计量方法,一般采用计件、计分或计时的方法,对劳动进行计量。

3.2劳动价值—成本计量方法

对于复杂劳动,刘绮菲(1999年)提出了按照劳动的价值减去成本来计量劳动的方法。按照这一原理,林业企业复杂劳动计量方法,可以归纳为按照劳动者创造价值的计量方法、劳动者节约价值的计量方法、劳动力成本的计量方法、劳动力价格国际比较的计量方法。

3.3劳动量计算方法

乐群星、魏法杰(2004年)提出了按照劳动量计算方法来对劳动进行计量,因此林业企业职工的体力劳动计量,可以采用直接工作测定法和间接工作测定法,林业企业职工的脑力劳动计量,可以采用工作日志法、问卷法、工作量分析法等方法进行计量。

对于林业企业职工的决策性或创造性脑力劳动的计量,则采用系统学评价方法,建立人工神经网络模型,对其进行评价与计量。根据乐群星、魏法杰提出的模型,林业企业职工的复杂劳动,就可以采用面向对象和面向过程的基于知识处理的方法,建立人工神经网络模型,进行较为精准的计量。

3.4面向工程设计的劳动计量

根据刘刚(2001年)提出了面向对象的复杂劳动计量方法,林业企业职工的复杂劳动,可以通过关键因素分析、知识处理和非功能性结构设计三个方法,实现对林业企业职工复杂劳动的精准计量。

3.4.1关键因素分析法

将被计量的林业企业职工劳动结构化,通过同类劳动功能性结构设计,分析影响该类林业企业职工劳动的计量因子,筛选出林业企业职工劳动计量关键因子,建立人工神经网络模型。首先,将林业企业职工劳动功能抽象为功能集:

F={Fn},n=1,2,…,N

Fn={fg},g=1,2,…, Mn,Fn一般为有序集。

设基本功能单元f1技术原理集:

Hl={h1p},p=1,2,…,N1,f2的技术原理集,

H2={h2q},q=1,2,…,N2,

fMn的技术原理集HMn={hMnr},r=1,2,…,NMn,Hg通常为无序集。

这样,该林业企业职工劳动功能性结构就分解成了树形图,然后据此建立人工神经网络模型,对该林业企业职工劳动进行计量。

3.4.2知识处理法

对已知的同类林业企业职工劳动进行分析,建立知识结构表示林业企业职工劳动计量模型,将被计量的林业企业职工劳动的约束条件、计量范围和功能要求作为模糊谓词,映射到真值集合[0,1]上,建立该类林业企业职工劳动计量对象的知识表示。然后采用具有自适应优化特性的模糊联想映射算法,将模糊型学习规则与梯度下降搜索技术结合起来,建立基于知识处理林业企业职工复杂劳动计量模型。

3.4.3非功能性结构设计方法

对非功能性结构设计,是通過引入层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP),建立被计量林业企业职工劳动的递阶层次非功能性结构与计量模型,对林业企业职工复杂劳动进行计量。

4 林业企业劳动管理

林业企业劳动管理,是指对林业企业内劳动者的组织、领导、计划、协调与控制,通常包括对林业企业员工的招聘录用,组织调配与使用,劳动绩效考核评价与劳动报酬计量等的具体的劳动管理活动,主要内容一般包括岗位责任制确立、劳动岗位与职工职位分类、企业组织机构配置以及劳动定额制定等[7-16]。

对于林业企业来说,除了通过企业管理,提升企业吸引人才的能力之外,还要通过科学的劳动计量方法,公平计量林业职工的劳动,使得职工对企业给出的劳动计量结果表示满意,让职工的劳动能够得到企业的认可,并获得公正的评价,让职工能够共同分享企业发展成果,提升企业凝聚力,促进企业良性发展。

参考文献

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[2]张国庆.基于减商化提高财政投入效率途径研究[M/OL].大成编客,(2016年11月16日)[2017年4月3日],http://bianke.cnki.net/Home/Corpus/9602.html.

[3]张国庆.小康社会建设之降低生活成本途径研究[M/OL].大成编客,(2016年11月16日)[2017年4月3日],http://bianke.cnki.net/Home/Corpus/9602.html.

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[7]张国庆.林业标准化原理研究[J].现代农业科技,2012(01):225~226.

[8]张国庆.生态环理论研究[J].现代农业科技,2011(22):224-225.

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[10]张国庆.现代和谐林业:生态文明建设的基础[N].中国绿色时报,2008-05-20(004).

[11]张国庆.论和谐发展与和谐林业[J].绿色中国(B版)2003,3(04):79-83.

[12]刘绮菲.脑力劳动计量研究[M].北京:中国财政经济出版社,1999.

[13]乐群星,魏法杰.劳动计量理论与方法研究[J].生产力研究,2004,(02):35-37.

[14]刘刚.劳动力计量原理的理论基础与应用[J].郑州航空工业管理学院学报,2001,19(04):1-6.

[15]张国庆.从林业系统的自组织探讨生态林业的设计[J].华东森林经理,1990(03):39-43.

[16]张国庆.试论复合生态系统与按需育林[J].安徽林业科技,2001(02):39-41.

作者简介:昌惠敏,大专学历,工程师,研究方向:林业生产技术。

作者:昌惠敏

知识处理工程设计论文 篇3:

基于案例引导和项目驱动的检测技术与自动化装置方向专业学位研究生工程实践课程建设

摘 要:工程实践能力的培养是专业学位研究生教育的核心,建设工程实践类课程是提高专业学位研究生培养质量的重要举措。文章探讨了基于案例引导和项目驱动相结合的“先进测量系统工程实践”课程建设与教学方案,利用精心设计的综合性案例进行工程知识和实践技能的教学,同时以工程研发项目驱动实践过程。教学实践表明,该教学模式能够激发学生学习的积极性和主动性,培養学生综合运用所学知识处理工程问题的实践动手能力,取得良好的教学效果。

关键词:专业学位;工程实践;案例教学;项目驱动教学

一、概述

专业学位研究生教育是我国研究生教育体系的重要组成部分,其目标是培养具有较强的专业能力和良好的职业素养、能够创造性地从事实际工作的高层次应用型专门人才,以适应国家社会经济发展的需要。与学术型研究生教育相比,专业学位研究生教育注重工程实践能力和创新能力的培养,这体现在课程学习、专业实践和学位论文三个培养环节中[1]:课程设置以行业需求为导向,强调专业基础、工程能力和职业发展潜力的综合培养,注重发挥在线教学、案例教学和实践教学的协同优势;专业实践依托企业、联合培养基地或校内导师承担的应用型科研课题,面向专业领域的实际应用需求,开展技术开发、工程设计和规划管理等工作,锻炼运用专业知识分析问题、解决问题的能力,提高实践创新思维和工程思维;学位论文选题来源于生产实际或具有明确的工程背景,可以采用调研报告、产品开发、案例分析等多种形式,评价标准以应用价值、经济或社会效益为核心。

然而,由于我国自2009年起才开始进行全日制专业学位研究生教育,大部分高校还尚未建立起一套健全的实践能力培养体系,在课程设置、教学模式、研究课题、导师指导、学位论文等方面趋同于学术型培养模式,造成专业学位研究生缺乏工程实践经验,无法满足社会对高层次应用型人才的需求。具体来讲,我国专业学位研究生实践能力培养中存在的主要问题表现为[2]:1. 专业型与学术型研究生采用同样的课程体系,缺乏工程实践类课程,教学内容偏重于理论知识,授课方式以填鸭式讲授为主,因此课程教学环节未体现理论与实际相结合,无法提高学生利用专业知识分析、解决实际问题的能力;2. 校内导师缺乏在企业一线从事产品研发或技术改造的工程实践经验,而企业导师对研究生进行工程实践指导的积极性与参与度不高,另外,高校对教师的考核主要以学术成果为依据,致使专业学位研究生的研究课题与培养过程学术化倾向明显;3. 企业与高校缺乏统一的合作目标,难以建立长期、稳定的校外实践基地或校企联合实践基地,学生在校外基地的实践活动无法得到校内导师或学校管理部门的有效监督,人才培养质量得不到保障。

针对上述部分问题,华北电力大学控制与计算机工程学院面向控制工程领域全日制专业学位研究生开设了“先进测量系统工程实践”课程,以加强在课程学习阶段的实践创新能力培养。该课程依托“检测技术与自动化装置”二级学科,围绕测量系统设计研制所需专业知识与实践技能精选教学内容,采用案例引导和项目驱动相结合的教学方法[3],以教师讲授、课堂讨论、学生实践相结合的方式组织课堂教学,以项目任务完成情况为主要考核依据,使学生体验完整的项目开发流程,引导学生建立工程思维,培养学生综合运用所学知识处理实际工程问题的实践动手能力。本文结合作者近年来的课程建设和教学实践,介绍该课程在教学内容、教学方法等方面的改革与探索,以期为相关课程的建设提供可借鉴的经验。

二、课程规划与教学内容

“检测技术与自动化装置”学科研究被控对象的信息获取、转换、传递与处理的理论、方法和技术,是一门以应用为主、理论与实践紧密结合的综合性学科。该专业方向的研究生主要来自于自动化、测控技术与仪器等本科专业,具备由电子技术、传感器技术、计算机技术、控制理论、信号与信息处理技术构成的知识体系。然而,由于在本科阶段上述知识体系被割裂为多门独立课程进行教学,学生往往无法对本学科知识进行融会贯通与综合应用。为此,“先进测量系统工程实践”课程的教学目标设定为以案例和项目实施为主线,将本学科的基础理论与专业知识串联起来,通过案例讲解、操作演示和项目实践使学生掌握测量系统的分析、设计与研制能力。

本课程按照测量系统的研制流程和信号流向分为8个教学单元,如表1所示。第1单元进行测量系统案例和研发流程的总体介绍,使学生对本课程所涉及的专业知识以及拟开展的项目实践具有总体的认识和把握;第2单元涉及电子电路分析与设计技术,使学生认识常用电子元器件,掌握交直流电路、电源电路、放大和滤波电路的分析与设计方法;第3单元有关传感器及其信号调理电路,要求学生掌握常用传感器信号调理电路的设计方法;第4单元介绍印制电路板(PCB)的基础知识与设计规范,要求学生使用Altium Designer软件完成电路原理图和PCB的设计;第5单元有关电子线路焊接与调试,要求学生使用焊接工具及常用电子测量仪表完成电路板的组装和调试;第6单元为嵌入式系统设计与开发,采用单片机开发板完成传感器信号的采集与传输;第7单元为数字信号处理与测量软件设计,学生在上位机使用Visual C#编程语言完成测量数据的接收、存储与在线处理;第8单元为实验测试与项目报告,学生对所研制的测量系统开展测试评估,并撰写项目研制报告。本课程以本科阶段的多门专业课为基础,涉及知识面广、应用性强,有利于培养学生的综合实践能力。

在教学内容的选择上,本课程主要以工程案例为引导介绍相关的工程知识与实践技能,而非本科阶段所学理论知识的重复或深入,从而使学生充分领悟理论知识如何在工程项目中进行应用以及实际工程问题的复杂性。例如,在讲授运算放大器时,首先简要回顾理想运算放大器的特性、分析方法与典型电路,然后结合案例讲解实际运算放大器的静态和动态性能指标、噪声、稳定性、芯片数据手册、芯片选型,以及进行PCB设计时的注意事项等内容。由于相关的实践知识较为琐碎且课时有限,课堂教学注重知识框架的构建与重难点的讲解,同时精选了较多的技术资料用于学生自学与查阅。

三、教学方法

如表1所示,本课程采用教师讲授与学生实践相结合的教学模式,其中教师讲授采用案例引导式教学方法,而学生实践以实际项目为驱动,二者同步进行且各占一半学时,从而使学生能够将学到的工程知识与实践技能及时应用于项目实践,并巩固和强化对工程知识的理解和实践技能的掌握。

(一)工程案例教学

本课程选取典型测量系统案例作为主线,讲授案例中各组成部分的原理和实现方法,将零散的教学内容凝聚起来,从而构成一个完整的教学体系。通过具体案例,将抽象的工程知识与实际系统有机结合,学生能够充分了解所学知识的内涵、目的和意义,从而有效提高其学习兴趣和学习动力。

基于實际工业测量系统和教师科研成果,设计了若干贯穿整个教学过程的综合性案例,如基于光散射的粉尘浓度测量系统、基于静电感应的传动带振动测量系统等,覆盖常规测量系统研制所需工程知识,并将案例中重复的知识点合并讲解。综合性案例不仅具有完整的软、硬件设计文件和实际系统,还编写了关于方案论证、知识点解析、实验测试等内容的讲义,从而使学生能够完全掌握案例的分析、设计与实现方法。此外,为了帮助学生强化对特定知识点的掌握,根据美国模拟器件(ADI)公司的参考设计[4]、美国国家仪器(NI)公司的Measurement Studio例程、开源科学计算库Math.NET、开源图形控件ZedGraph等网络资源以及教学开发板光盘资料建成了内容丰富的知识点案例库,学生可在本课程项目研制以及今后科研、工作中自学和参考。

测量系统研制涉及较多的工具设备、仪器仪表和设计软件,通过教师讲授、教学视频播放、实际操作演示等途径进行教学,使学生获得直接经验,快速掌握各种研发工具的使用方法和技巧。

(二)工程项目实践

为了使学生将学习的工程知识应用于实践、强化工程意识、提高实践动手能力、培养团队合作精神,要求学生以小组为单位开展测量系统项目研制。学生在项目任务驱动下开展文献调研、总体方案设计、硬件电路设计、软件程序设计、实验测试并撰写项目研制报告。实际研发项目能够充分调动学生学习的主动性,促使学生在项目实施中学会运用理论知识分析和解决实际问题。

在课程初期,学生在教师指导下分为多个小组,并确定研制项目,项目选题应涵盖主要教学知识点,可以在项目题库中选择,也可以根据研究课题自主确定。之后各小组按照案例教学进度同步开展项目研制,达到即学即用、学有所用的目的。在项目实施过程中,以学生为主体,充分发挥其主动性和创造性;教师主要起引导和组织作用,以启发式、互动式和探究式教学方法,培养学生在实践中自主学习、自主研究的习惯和能力。例如,针对学生在项目实践中遇到的各种实际问题,引导学生利用教学案例、搜索引擎、技术论坛、社交媒体等途径自主解决。

为了便于学生开展工程实践,为每个项目团队配备了一套完整的开发工具箱,包括焊接工具、测量仪表、教学开发板等,并给予一定额度的研制经费,用于购置电子元器件和加工PCB。此外,由于总课时有限,本课程每周开1次课,总共16周,从而保证学生在课外具有足够的项目研制时间,课程结束时能够基本完成项目研制。

(三)考核方式

本课程采取过程考核与终期考核相结合的方式。过程考核主要考察学生在项目实施过程中的参与度以及对项目目标的完成所做的贡献;终期考核由项目汇报、实物演示、答辩三个环节构成,以项目完成度为主要依据考察学生工程实践能力的掌握情况。为使考核结果客观公正,采取教师打分和学生互评相结合的评价模式。

四、结束语

“先进测量系统工程实践”课程以实际项目为载体,用完整的工程项目贯穿学科知识点,将工程知识与实践技能渗透于项目案例中,学生通过直接参与并完成项目研发任务,培养学科知识的综合应用能力和从事相关领域工作的工程实践能力。教学实践表明,案例引导和项目驱动相结合的教学模式能够激发学生的学习兴趣,充分调动其积极性、主动性和创造性,增强专业理论与工程实践之间的联系,培养学生分析和解决实际工程问题的能力,是一种行之有效的工程实践类课程教学方法。

参考文献:

[1]李鹏.专业学位研究生实践能力构成及提升路径[J].继续教育研究,2018(10):107-110.

[2]杜艳秋,李莞荷,王顶明.全日制专业学位研究生实践教学存在的问题与对策——基于专家访谈结果的实证分析[J].研究生教育研究,2017,2:69-74.

[3]陈光胜,麦云飞,白国振.“案例”和“项目”双驱动的《PLC原理与应用》课程教学改革实践[J].教育教学论坛,2016(7):95-96.

[4]Reference Designs, Design Center, Analog Devices[EB/OL].https://www.analog.com/en/design-center/reference-designs.html.(accessed July 26, 2019)

作者:胡永辉 闫勇 钱相臣 张文彪

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