時間:2023-03-22 17:46:08
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【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)生產(chǎn)實(shí)踐
1引言
電氣工程訓(xùn)練是我院面向工科非電專業(yè)及大文科專業(yè)開設(shè)的一門公共實(shí)踐課程,學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容就是安全用電常識和基本的電工電子技術(shù)知識及實(shí)踐操作技能。
2實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀和改進(jìn)措施
(1)實(shí)踐課程簡介
根據(jù)專業(yè)的不同,電氣工程訓(xùn)練有兩個教學(xué)模式。對于工科非電專業(yè),開設(shè)電氣工程訓(xùn)練A,共40學(xué)時;圍繞三相籠型異步電動機(jī)的控制,訓(xùn)練工科學(xué)生一些簡單的電氣控制方法、控制手段,使之理解電氣控制方面的基本知識和操作技能,了解電氣控制在工程中的應(yīng)用。對于大文科專業(yè),開設(shè)電氣工程訓(xùn)練B,共40學(xué)時;通過室內(nèi)照明電路的設(shè)計、安裝、調(diào)試與檢修實(shí)踐,讓學(xué)生懂得安全用電,學(xué)習(xí)常用電工工具和儀表的使用,掌握最基本的電工技能。
(2)實(shí)踐教學(xué)存在的不足之處
從近三年的教學(xué)實(shí)踐過程看,存在的不足之處有兩點(diǎn):
第一,教學(xué)內(nèi)容不夠充實(shí),學(xué)生做起來前緊后松。為期一周的電工訓(xùn)練,前三天的實(shí)踐內(nèi)容是理論教學(xué)和基礎(chǔ)實(shí)踐;后兩天的內(nèi)容是創(chuàng)新設(shè)計,占用時間偏長。
第二,教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容和現(xiàn)代生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合度不夠,電工電子技術(shù)含量偏低。電氣工程訓(xùn)練A的實(shí)踐內(nèi)容是交流電動機(jī)的交流接觸器控制線路;電氣工程訓(xùn)練B的實(shí)踐內(nèi)容是照明電路的安裝實(shí)踐,在電路中用的是電感式鎮(zhèn)流器。在科技發(fā)展日新月異的今天,這些電路已不是最常用的電路了。
(3)實(shí)踐教學(xué)改進(jìn)措施
針對在電氣工程訓(xùn)練中存在的現(xiàn)狀,對原有的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提煉和整合,在電氣工程訓(xùn)練中增加電子產(chǎn)品制作的內(nèi)容。對于非電專業(yè)的學(xué)生,可以選擇制作一些和已有的實(shí)踐項目相關(guān)且簡單實(shí)用的電氣產(chǎn)品。參加電氣工程訓(xùn)練A的學(xué)生,可以選作PLC控制器;參加電氣工程訓(xùn)練B的同學(xué),可以選作電子鎮(zhèn)流器。學(xué)生在電工實(shí)踐過程中,通過對電氣產(chǎn)品的研制、組裝和調(diào)試的親身體驗(yàn),了解電工電子技術(shù)的應(yīng)用,探知最前沿的科學(xué)技術(shù),推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)和現(xiàn)代生產(chǎn)實(shí)踐的緊密結(jié)合。
3實(shí)踐教學(xué)改進(jìn)后的實(shí)施方案
(1)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容
電氣工程訓(xùn)練實(shí)踐經(jīng)過改進(jìn)后的教學(xué)內(nèi)容可概括為四個教學(xué)環(huán)節(jié)、六大教學(xué)模塊。四個教學(xué)環(huán)節(jié)包括理論教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)踐、創(chuàng)新設(shè)計和產(chǎn)品制作;六大教學(xué)模塊包括元器件認(rèn)識、工具儀表使用、電路原理和電路設(shè)計、線路板制作、組裝和配線、調(diào)試和檢修。
在教學(xué)實(shí)踐過程中,六大教學(xué)模塊的實(shí)施是滲透在四個教學(xué)環(huán)節(jié)中完成的??梢钥闯?和電氣工程訓(xùn)練B相比,電氣工程訓(xùn)練A的電工電子技術(shù)信息含量大、實(shí)踐操作難度高。
(2)教學(xué)實(shí)施方案
教學(xué)內(nèi)容的難易程度以及時間安排不是一成不變的,在教學(xué)過程中需要把握三點(diǎn):
第一,理論與實(shí)踐相結(jié)合。理論教師在理論教學(xué)環(huán)節(jié)主要講解安全用電常識、元器件認(rèn)識與檢測、電氣原理圖識圖、實(shí)踐操作技能四方面知識。脫離實(shí)踐操作的理論知識不用講,和實(shí)踐操作聯(lián)系不大的理論知識要少講。通過理論教學(xué),學(xué)生可以運(yùn)用掌握的理論知識指導(dǎo)自己的電氣工程實(shí)踐,這才是理論教學(xué)的真正目的。
第二,因材施教。專業(yè)不同,采用的教學(xué)方法和教學(xué)手段就不同,講授的教學(xué)內(nèi)容也不同;專業(yè)相同基礎(chǔ)不同,教學(xué)內(nèi)容的側(cè)重點(diǎn)就不同,對三表學(xué)生要突出應(yīng)用能力和實(shí)踐技能的[培養(yǎng),對素質(zhì)高、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生要進(jìn)行精英培養(yǎng)。
第三,課內(nèi)教學(xué)與課外活動相結(jié)合。對于參加電氣工程訓(xùn)練興趣高、產(chǎn)品制作有獨(dú)到見解的學(xué)生,教師要積極引導(dǎo),把課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生課外科研活動、素質(zhì)教育活動有機(jī)結(jié)合起來,并給予必要的指導(dǎo)。
(3)激發(fā)學(xué)生興趣的方法
為了更好地完成教學(xué)任務(wù),實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),要充分調(diào)動學(xué)生參與實(shí)踐的主觀能動性,激發(fā)學(xué)生的興趣和培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
第一,確定靈活、直觀的教學(xué)方法。在理論和實(shí)踐教學(xué)過程中,結(jié)合板書、多媒體課件及實(shí)物展示等教學(xué)手段,采用演示教學(xué)和漸進(jìn)式啟發(fā)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式,在激發(fā)學(xué)生興趣、培養(yǎng)自學(xué)和獨(dú)立思考能力等方面下功夫,使教學(xué)效果不斷提升。對于基礎(chǔ)實(shí)踐項目,主要以演示教學(xué)為主,通過演示教學(xué),學(xué)生把容易理解和接受的感性知識上升為可以指導(dǎo)自己實(shí)踐操作的理性知識。對于創(chuàng)新實(shí)踐項目,主要以漸進(jìn)式啟發(fā)教學(xué)為主。通過啟發(fā)教學(xué),開闊學(xué)生的思路,培養(yǎng)同學(xué)們獨(dú)立完成實(shí)踐項目的能力。
第二,采用不同的考核標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)過程中,要根據(jù)不同專業(yè)、不同基礎(chǔ)的學(xué)生,調(diào)整實(shí)踐項目在量和質(zhì)上的要求,制定相應(yīng)的考核標(biāo)準(zhǔn),讓每個學(xué)生都能體驗(yàn)到完成實(shí)踐項目的成就感,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生有了興趣,教學(xué)目的就容易達(dá)到了。
2電子工程中存在的問題
機(jī)械電子工程快速發(fā)展,但是到目前為止,世界各國對于機(jī)械電子工程都沒有明確的定義和統(tǒng)一的認(rèn)識,出現(xiàn)這種問題的原因,一方面是機(jī)械電子工程發(fā)展速度太快,所涉獵的領(lǐng)域越來越多,另一方面是因?yàn)樵O(shè)立明確的定義必定會對其發(fā)展產(chǎn)生一定的限制作用,不利于機(jī)械電子工程繼續(xù)快速發(fā)展。電子工程在發(fā)展的過程中產(chǎn)生了一些難以解決的問題,電子產(chǎn)品的發(fā)展方向是具有更高集成和大容量,同時體積也越來越小,這就需要技術(shù)的不斷升級來實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)。電子工程設(shè)計方案需要獲得科學(xué)的檢驗(yàn),要對其進(jìn)行仿真分析。電子元件所處的工作環(huán)境是設(shè)計人員應(yīng)該考慮的問題,要對設(shè)計方案進(jìn)行有效優(yōu)化,最后要對電路特性進(jìn)行分析。另外電子工程在運(yùn)行中要避免靜電的危害。為了實(shí)現(xiàn)電子工程取得進(jìn)步獲得發(fā)展,需要在電子工程設(shè)計中采用EDA技術(shù)。
3電子工程設(shè)計要點(diǎn)
3.1仿真分析
機(jī)械電子工程設(shè)計方案需要通過科學(xué)的系統(tǒng)仿真或是結(jié)構(gòu)模擬來說對其可行性、科學(xué)性進(jìn)行驗(yàn)證和分析。通過仿真分析來確保設(shè)計方案在后續(xù)實(shí)踐中能夠順利應(yīng)用。在仿真分析過程中,使用EDA技術(shù)可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術(shù)能夠通過各個環(huán)節(jié)當(dāng)中的傳遞函數(shù)來進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并對其進(jìn)行仿真分析,這樣構(gòu)建和仿真系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確驗(yàn)證設(shè)計方案的實(shí)踐性,并能夠?qū)﹄娮酉到y(tǒng)工最后程設(shè)計方案進(jìn)行推廣和使用。這種仿真分析對于提高我國電子工程設(shè)計的整體水平和產(chǎn)品質(zhì)量有積極的指導(dǎo)意義。
3.2優(yōu)化設(shè)計
對設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化的目的是盡可能確保電子元件在應(yīng)用過程中具備穩(wěn)定性與可靠性,保證其擁有最佳的容差和工作環(huán)境。在實(shí)際工作條件下,使用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方法,難以對實(shí)際容差及電子工程元件工作環(huán)境進(jìn)行全面的檢查和分析。不能對電子元件環(huán)境進(jìn)行全面勘測,就容易導(dǎo)致設(shè)計方案在此方面出現(xiàn)漏洞,這樣一來電子元件的容差及其工作環(huán)境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術(shù)則能對設(shè)計方案進(jìn)行良好的優(yōu)化,因?yàn)镋DA技術(shù)可以對電子方案環(huán)境進(jìn)分析計算,獲得電子元件在實(shí)際工作中所處的環(huán)境溫度等相關(guān)數(shù)值。在分析獲得的數(shù)值基礎(chǔ)上,來對電子工程設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化,保證方案在實(shí)施后,可以穩(wěn)定工作,具有可靠安全保障。
3.3預(yù)防機(jī)械結(jié)構(gòu)中的靜電
機(jī)械結(jié)構(gòu)是根據(jù)設(shè)計方案來工作并應(yīng)用于事物成為滿足功能需求的結(jié)構(gòu)。在科技快速發(fā)展的大環(huán)境下,集成電路設(shè)計愈來愈復(fù)雜,這對靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對電子元件的破壞巨大,靜電電場能夠?qū)χ苓呺姾捎形茐慕^緣體,使電子元件敏感度降低,甚至是引發(fā)集成電路燒毀,使電子產(chǎn)品直接報廢。這要求工作人員做好靜電防護(hù),對防靜電工作區(qū)域進(jìn)行劃分,保持操作空間的清潔,降低靜電發(fā)生的概率。在電子工程故障檢測方面,要將傳統(tǒng)的電子工程故障檢測和智能故障檢測方法結(jié)合,相互驗(yàn)證,在電子技術(shù)投入方面加強(qiáng),提升電子工程檢測技術(shù)的能力,增強(qiáng)電子元件、電路對環(huán)境的適應(yīng)能力。
3.4電路特性的有效分析
對電特性進(jìn)行有效分析是EDA技術(shù)中的重要內(nèi)容,在電子工程設(shè)計的過程中,理論分析都是在數(shù)據(jù)分析和特性分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。因此,數(shù)據(jù)分析和特性分析方面的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確及時,使用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計方法會受到多方面的限制,難以保證數(shù)值的準(zhǔn)確性,電力測試的實(shí)際精度會受到較大的影響,不利于后期穩(wěn)定性的建立。EDA技術(shù)就能夠?qū)φ麄€系統(tǒng)進(jìn)行全面的測試,并保證測試的精確性與科學(xué)性,避免設(shè)計方案出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的差異確保設(shè)計方案的整體性以及合理性。
作業(yè)效率的定義是工程機(jī)械在單位時間內(nèi)的作業(yè)量。提高作業(yè)效率往往會降低節(jié)能性。因此要比較節(jié)能性要在相同的作業(yè)效率下比較,這樣的結(jié)果才是可信的。由以上分析可知,節(jié)能不只是取決于功率傳遞的效率和功率供求兩方的動態(tài)匹配,還決定于不同功率流之間的有效配合,作業(yè)效率高低也會影響節(jié)能效果。
1.2以柴油機(jī)為例的工程機(jī)械功率流控制現(xiàn)狀
從能量轉(zhuǎn)換的定義上分析,工程機(jī)械的工作過程是不同能量形式相互轉(zhuǎn)換、傳遞和對外輸出功率的過程。想要分析工程機(jī)械的節(jié)能效果就要分析其功率流。對于使用柴油機(jī)當(dāng)做動力源的工程機(jī)械,輸出的動力最終來自儲存在柴油中的化學(xué)能。柴油機(jī)將柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的形式表達(dá)出來。這是柴油機(jī)的基本能量轉(zhuǎn)換過程。目前采用的柴油機(jī)節(jié)能方法是全程調(diào)速或電控噴油等控制技術(shù),這些技術(shù)能夠有效地改善柴油機(jī)工作性能,降低油耗。采用液壓泵吸取柴油機(jī)的機(jī)械能并將其轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?,以流量和壓力的形式表現(xiàn)出來,一般采用恒定功率控制、壓力切斷、正流量控制等控制策略改善泵的工作性能。柴油機(jī)是能量的供方,而液壓泵是能量的需方,實(shí)際工作中對柴油機(jī)和液壓泵使用轉(zhuǎn)速感應(yīng)控制或功率極限載荷控制等方法,以改變二者聯(lián)合工作時的高能耗現(xiàn)狀。而液壓泵與液壓閥是流量的供求雙方,其中液壓泵供給流量而液壓閥需求流量。具體工作過程是液壓閥吸取液壓泵輸出的液壓能,然后液壓系統(tǒng)的壓力和流量等被調(diào)節(jié)至合理值進(jìn)而輸送給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這個過程中大多使用變化流量控制方法以協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)多執(zhí)行機(jī)構(gòu),有些情況也會使用LUDV技術(shù)從而減少并聯(lián)回路中負(fù)載變化對流量分配的影響。在這個系統(tǒng)中,液壓閥直接由操作者控制。因此,液壓泵和液壓閥是流量的供方和需方的關(guān)系。為了協(xié)調(diào)這種供需關(guān)系,大多使用負(fù)流量控制策略或負(fù)荷傳感控制策略。液壓閥輸出液壓進(jìn)而被油缸或發(fā)動機(jī)吸收,并向外輸出機(jī)械能,機(jī)械能以力和位移或轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的形式表現(xiàn)。這些機(jī)械能中的一部分或全部對外界載荷做功,執(zhí)行機(jī)構(gòu)對外載荷的有效做功組成了有效功率。這就是柴油機(jī)工作過程中的功率流過程分析。由此可見,現(xiàn)在的元件效率控制技術(shù)、子系統(tǒng)功率控制技術(shù)和部件功率控制技術(shù)不能協(xié)調(diào)整機(jī)進(jìn)行節(jié)能分析,只能在自己工作范圍內(nèi)達(dá)到局部最優(yōu)值。
2工程機(jī)械全局節(jié)能控制系統(tǒng)
2.1全局節(jié)能控制系統(tǒng)
全局節(jié)能對于加強(qiáng)機(jī)械工作性能,降低能耗具有重要意義。為了建立廣義節(jié)能定義下的全局節(jié)能控制系統(tǒng),要將整機(jī)和外界負(fù)載作為研究對象,并將節(jié)能目標(biāo)設(shè)定為傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)、多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)同控制以及作業(yè)效率,達(dá)到最優(yōu)節(jié)能效果。為了方便對節(jié)能效果進(jìn)行定量分析,可以定義全局節(jié)能指標(biāo)如下:全局節(jié)能指標(biāo)=對外有效功/(油耗×作業(yè)時間)=有效功率/油耗從以上定義式可以看出,全局節(jié)能指標(biāo)指的是單位時間單位油耗的工況下機(jī)械對外輸出的有效功。這個定義考慮了傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)、多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)同控制以及作業(yè)效率三個方面的內(nèi)容,能夠全面地評價工程機(jī)械能耗特性。全局節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可以劃分為三個小目標(biāo),即協(xié)同作業(yè)目標(biāo),作業(yè)效率目標(biāo)以及傳統(tǒng)節(jié)能目標(biāo)。每個小目標(biāo)還可以再往下細(xì)化為系統(tǒng)目標(biāo),部件目標(biāo)和元件目標(biāo),對工程機(jī)械里面每個部件的協(xié)同作業(yè)情況,作業(yè)效率情況和能耗情況進(jìn)行實(shí)時的控制,從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)全局節(jié)能的效果。
2.2全電控系統(tǒng)電子節(jié)能控制技術(shù)
傳統(tǒng)的節(jié)能控制已經(jīng)能夠達(dá)到局部最優(yōu),因此要想取得更大的節(jié)能成果只能突破傳統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù),可以從以下三個方面實(shí)現(xiàn):①改變固定參數(shù)功率匹配方法,實(shí)現(xiàn)不同工況下的動態(tài)功率匹配;②使用作業(yè)模式識別技術(shù),即在不同作業(yè)模式的動態(tài)功率分配系統(tǒng);③以操控人員的操作意圖為出發(fā)點(diǎn),建立不同操作模式的作業(yè)效率管理系統(tǒng)。以上目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可以通過全電控節(jié)能控制技術(shù)和分布式節(jié)能控制技術(shù)來改善傳統(tǒng)節(jié)能控制效果。
2.2.1全電控節(jié)能控制技術(shù)
全電控節(jié)能控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)使用電控噴油柴油機(jī)和電比例液壓泵、電比例控制閥、電比例液壓發(fā)動機(jī)。在全電控的能量傳遞條件下能夠達(dá)到硬件功能的最小化的效果,增加硬件的通用化程度,達(dá)到更深入的感知和更全面的智能控制效果。因?yàn)殡娍叵到y(tǒng)中的控制功能和專用功能是由系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的,所以在機(jī)械工作過程中根據(jù)實(shí)時工況和操作意圖在線調(diào)節(jié)控制參數(shù),實(shí)現(xiàn)參數(shù)匹配柔性化,以獲取更好的、全面的、廣泛的節(jié)能效果。
2.2.2分布式節(jié)能控制技術(shù)
全電控節(jié)能控制技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對整機(jī)節(jié)能的控制,但是控制程序需要處理液壓系統(tǒng)的實(shí)時壓力信號,要求控制系統(tǒng)有很高的響應(yīng)速度,目前技術(shù)水平仍然難以滿足對壓力信號實(shí)時處理的要求。為加快對機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)處理速度,可以開發(fā)基于總線的液壓泵控制器、液壓閥控制器和發(fā)動機(jī)控制器,也就是說每個控制器都連接了高速總線,加快處理速度。發(fā)動機(jī)控制器根據(jù)發(fā)動機(jī)的實(shí)時工況數(shù)據(jù)和用戶操作意圖改變發(fā)動機(jī)噴油多少,并將處理數(shù)據(jù)輸送到總線,同時從總線上收取其他控制器的控制命令;液壓泵控制器和液壓閥控制器也執(zhí)行類似的操作?;诳偩€的分布式控制系統(tǒng)可以有效地增加控制信息的運(yùn)算和傳送速度,滿足全電控節(jié)能控制系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理速度的要求。
1.1電力電子技術(shù)
電力電子技術(shù)是電子技術(shù)中的新興的一門科學(xué)技術(shù),在電力領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用。電子技術(shù)從上世紀(jì)至今,歷經(jīng)了半個多世紀(jì)的發(fā)展,帶動著世界信息通信行業(yè)的大力發(fā)展。如今,在高新科技產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用中電子技術(shù)依然是如此的適逢發(fā)展要求,同時還在不斷推動著科技的進(jìn)步、應(yīng)用行業(yè)的改革以及社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。而電力電子技術(shù)恰好滿足了目前國家所倡導(dǎo)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展社會的這種生態(tài)發(fā)展理念。從上世紀(jì)五、六十年代的硅整流器件到整流器的形式、逆變器形式及六十年代末期變頻器形式的出現(xiàn),電子技術(shù)經(jīng)歷了非常迅速的發(fā)展,同時也將電力電子技術(shù)帶入到了各個相關(guān)的行業(yè)、領(lǐng)域當(dāng)中。到了八十年代,伴隨著半導(dǎo)體復(fù)和器件形式的問世,真正意義上推動了電力電子技術(shù)時代的到來,也使得電力電子技術(shù)建立起了屬于自己時代的標(biāo)志。電力電子技術(shù)不但適用于傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展,即使是在現(xiàn)代化的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中,也能適應(yīng)其發(fā)展的需求。這是一門應(yīng)用比較廣泛的技術(shù),并不會因時代性的更新變化而淘汰。另外,電力電子技術(shù)還能再不同的程度上促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步,同時還可以推動科技及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1.2信息電子技術(shù)
隨著人們生活水平的不斷提高,人們的環(huán)保意識越來越高,越來越重視低碳、環(huán)保的生活方式,這對于信息技術(shù)來講意味著信息電子行業(yè)迎來了高速發(fā)展的黃金時期。電子技術(shù)應(yīng)用在這難得的發(fā)展機(jī)遇中起著非常重要的作用,在這新環(huán)境里電子技術(shù)將引領(lǐng)著社會走向低消耗、高利用、可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)時代。汽車的出現(xiàn)是工業(yè)革命的成果,標(biāo)志著人類文明的進(jìn)一步發(fā)展,同時汽車的出現(xiàn)為人們的工作、生活帶來了極大的便利,對汽車行業(yè)而言,電子技術(shù)的興起,有效地促進(jìn)了汽車業(yè)的快速。但從環(huán)境保護(hù)的角度看,汽車行業(yè)的飛速發(fā)展雖為人們生活帶來了便捷,但汽車也對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,對環(huán)保型社會的構(gòu)建造成很大的影響。而在汽車研究領(lǐng)域,電力電子技術(shù)的引進(jìn),能將環(huán)保理念充分的應(yīng)用在汽車生產(chǎn)制造的各個環(huán)節(jié)。目前,世界各國都加大了電子技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用研究,并且在軟件技術(shù)、智能化集成的傳感器技術(shù)等方面取得良好的成果。軟件技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)有著很大的關(guān)聯(lián)。而伴隨著汽車行業(yè)的不斷進(jìn)步,各行業(yè)中都運(yùn)用到了一些新型的技術(shù)?;ヂ?lián)網(wǎng)的異軍突起給軟件技術(shù)帶來了長足的發(fā)展,使得軟件技術(shù)在各企業(yè)行業(yè)中普遍使用,進(jìn)而促進(jìn)了軟件功能的不斷完善,也將一些程序輸入到了網(wǎng)絡(luò)之中。汽車行業(yè)中可以用來決策和處理的信息則是源于智能化集成傳感器技術(shù)的應(yīng)用。智能化集成傳感器技術(shù)在對汽車的技術(shù)信息進(jìn)行處理的同時,還可以對錯誤信息進(jìn)行校矯正,起著能即使糾錯的作用。而智能化集成傳感器技術(shù)的另外一大優(yōu)點(diǎn)就在于,它可以避免一些信號傳輸問題。
2通信工程的發(fā)展現(xiàn)狀
在信息科學(xué)技術(shù)中,通信工程師是一個非常有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域,尤其是互聯(lián)網(wǎng)通信、光纖通信和數(shù)字移動通信的發(fā)展,這些通信工程讓人們在信息傳遞和獲取的時候非常的便利高效。在當(dāng)今科技高速發(fā)達(dá)的社會,人們對于信息傳遞和交流的需求在逐步提升,而各種信息溝通已經(jīng)與人們的正常工作、生活息息相關(guān)。其中,代表性的就是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以說網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透到了人們生活的各個方面。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用好處的滿足了人們對于信息交流和信息的需求,因此,通信工程的發(fā)展前景極具潛力。信息技術(shù)的應(yīng)用面積非常之廣泛,在當(dāng)今科技社會,信息產(chǎn)業(yè)或多或少的對現(xiàn)在最為流行的領(lǐng)域有著直接或間接的影響。如,媒介信息的獲取和處理、光纖、計算機(jī)、激光、衛(wèi)星等等。而信息產(chǎn)業(yè)以其特有的范圍廣、產(chǎn)值高和技術(shù)新等特點(diǎn),逐步的發(fā)展成為了我國國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分,成為了引領(lǐng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量。同時通信工程的迅速興起,也帶動了我國信息產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3電子技術(shù)和通信工程間的關(guān)系
相輔相成是對電子技術(shù)和通信工程之間關(guān)系最客觀的描述。可以從兩個方面來看:一方面從原理學(xué)的角度看,電子技術(shù)和通信工程之間是相互依賴、密不可分的,電子技術(shù)在通信工程中得到廣泛的應(yīng)用,而通信工程通過電子技術(shù)得到發(fā)展壯大;另一方面,從應(yīng)用的領(lǐng)域看,電子技術(shù)能推動通信工程的快速發(fā)展,而通信工程也能促進(jìn)電子技術(shù)發(fā)展,兩者是呈相互促進(jìn)發(fā)展的關(guān)系。電子技術(shù)和通信工程的有效地結(jié)合,極大的帶動了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,例如物理電子、光電子學(xué)和微電子學(xué)等,有效地促進(jìn)了現(xiàn)代信息社會的穩(wěn)定發(fā)展。電子技術(shù)和通信工程的相結(jié)合為社會科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)步作出了突出貢獻(xiàn),也奠定了良好的發(fā)展平臺。不僅推動了社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,而且還在我國信息產(chǎn)業(yè)當(dāng)中發(fā)揮著其無可替代的巨大作用。從工程技術(shù)角度出發(fā),電子技術(shù)與通信工程的結(jié)合遍及了社會及應(yīng)用領(lǐng)域的各個角落,也將現(xiàn)代科技時代推向了一個新的發(fā)展階段。人們?nèi)粘I钏苯咏佑|到的有移動通信和個人通信、寬帶通信與寬帶通信網(wǎng)絡(luò)。媒體通信中為滿足人們的各種高質(zhì)量要求,應(yīng)用了信號處理以及應(yīng)用技術(shù)。這些都體現(xiàn)了電子技術(shù)與通信工程相結(jié)合的科技成果,其他所涉及的領(lǐng)域還有光電子學(xué)和光纖通信工程、微波工程和納米材料與技術(shù)等等。
一、引言
近幾年來,電子信息工程專業(yè)是社會需求旺盛的熱門專業(yè),其招生規(guī)模迅速擴(kuò)大,在這種生源充足、社會需求旺盛的一派大好形勢下,我們清醒地認(rèn)識到,電子信息技術(shù)發(fā)展日新月異,如果不能及時改革課程結(jié)構(gòu),更新教學(xué)內(nèi)容,改善實(shí)驗(yàn)手段,教學(xué)質(zhì)量就無法保障。近幾年的教學(xué)實(shí)踐告訴我們,必須解決以下帶有根本性、戰(zhàn)略性的問題:(1)辦學(xué)規(guī)模與教學(xué)質(zhì)量的問題;(2)專業(yè)雷同與辦學(xué)特色的問題;(3)專業(yè)寬口徑與人才多樣化的問題;(4)與上述相關(guān)的教學(xué)組織運(yùn)行的問題。只有解決好上述問題,才能使高校的電子信息工程專業(yè)在人才市場的競爭中立于不敗之地。
二、在目前的電子信息工程專業(yè)的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)中,主要存在以下幾個方面的問題
1.理論課內(nèi)容陳舊、授課手段單一,實(shí)踐內(nèi)容少,與迅猛發(fā)展的現(xiàn)代電子技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)。大多以理論課講授為主,學(xué)生動手實(shí)踐機(jī)會較少。課程內(nèi)容陳舊,主要是《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》等課程,講課內(nèi)容以模擬單元電路和中、小規(guī)模數(shù)字集成電路為主,與目前IT產(chǎn)業(yè)大規(guī)模集成電路器件高速發(fā)展和應(yīng)用的趨勢嚴(yán)重脫節(jié)。講課效果較差,學(xué)生普遍感覺“學(xué)習(xí)的知識實(shí)踐中用不上,實(shí)踐中需要的知識沒學(xué)過”。
2.各門課授課內(nèi)容之間缺乏有機(jī)聯(lián)系,缺乏一個統(tǒng)一明確的目標(biāo)。有的課理論太多與現(xiàn)代技術(shù)聯(lián)系不緊密,有的課內(nèi)容與其它課有重復(fù),從總體來看,培養(yǎng)目的比較分散。
3.一方面授課的內(nèi)容與最新發(fā)展的技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié),一方面教師尤其是青年教師的知識結(jié)構(gòu)得不到優(yōu)化和充實(shí),易造成老師不敢多講,學(xué)生不愿多聽、動起手來什么都不會的惡性循環(huán)局面。
4.實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容手段比較單一,實(shí)踐環(huán)節(jié)只讓學(xué)生了解及掌握最基本的東西,在綜合能力培養(yǎng)方面、在實(shí)際問題解決方面、在創(chuàng)新性方面缺乏必要的內(nèi)容。
在這種情況下,進(jìn)行適應(yīng)時代需要的電子信息工程專業(yè)建設(shè),是培養(yǎng)現(xiàn)代電子專門人才迫在眉睫的需要。
三、教學(xué)改革的具體建議
(一)以提高技能水平為教學(xué)核心,采取多種實(shí)踐教學(xué)方法
實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)方法要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同而有所不同,不能采取一成不變的教學(xué)模式。我們把實(shí)踐課題分成不同的課程類型:項目中心類型、任務(wù)中心類型、問題中心類型、訓(xùn)練中心類型、體驗(yàn)中心類型、案例中心類型和復(fù)合類型等。例如單片機(jī)的實(shí)踐訓(xùn)練就采取“任務(wù)中心”、“訓(xùn)練中心”和“項目中心”相結(jié)合的復(fù)合型教學(xué)方法,以完成一個實(shí)際課題為中心,帶動訓(xùn)練和項目,學(xué)習(xí)相關(guān)知識。電子產(chǎn)品工藝訓(xùn)練則采取訓(xùn)練中心的教學(xué)方法,從元器件的測量、元件的裝配、元件的焊接、電路的調(diào)試、電路的維修等工藝進(jìn)行反復(fù)強(qiáng)化訓(xùn)練,通過大量的實(shí)踐達(dá)到提高學(xué)生的技能水平和熟練程度。對實(shí)踐課程的考核方式也要相應(yīng)改變,強(qiáng)調(diào)進(jìn)行素質(zhì)考核與技能考核,減少知識的記憶力考核。實(shí)踐類課程的筆試一律開卷考核,允許學(xué)生使用任何工具和儀器。有些實(shí)踐課程可以進(jìn)行分段考核和實(shí)時考核。
(二)加強(qiáng)師資隊伍建設(shè)
為了更好地培養(yǎng)電子類應(yīng)用型本科人才,師資隊伍建設(shè)是關(guān)鍵。沒有一支符合高等教育要求的師資隊伍,即使有好的教學(xué)計劃和一流的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,也實(shí)現(xiàn)不了培養(yǎng)合格的學(xué)生的目標(biāo)。打造一支教學(xué)效果好、科研能力強(qiáng)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)足、師德高尚、結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”師資隊伍,是電子信息工程專業(yè)師資隊伍建設(shè)的重要任務(wù)。(三)注重計算機(jī)技術(shù)和電子信息工程專業(yè)基礎(chǔ)知識的融合
計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已使得計算機(jī)技術(shù)成為各學(xué)科專業(yè)不可缺少的工具和重要組成部分,其中電子信息工程專業(yè)與計算機(jī)技術(shù)聯(lián)系最為緊密。電子信息工程是一門應(yīng)用計算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行電子信息控制和信息處理的學(xué)科,主要研究信息的獲取與處理,電子設(shè)備與信息系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用和集成,對學(xué)生使用計算機(jī)的能力、利用軟件和硬件技術(shù)開發(fā)應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)的綜合能力要求很高,其本科教育中計算機(jī)基礎(chǔ)教育的基本任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生操作使用計算機(jī)的能力和開發(fā)應(yīng)用計算機(jī)的軟件設(shè)計能力。因此,學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)計算機(jī)應(yīng)用方面的理論知識和實(shí)踐能力,除了會使用已開發(fā)的軟件包外,還應(yīng)對已有的軟件包進(jìn)行二次開發(fā)或直接利用某種高級語言進(jìn)行設(shè)計開發(fā),也能從事控制電路、接口電路等方面的設(shè)計與調(diào)試工作。因此,電子信息工程專業(yè)計算機(jī)基礎(chǔ)尤為重要,學(xué)生的計算機(jī)能力關(guān)系到能否達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)、能否適應(yīng)電子信息產(chǎn)業(yè)對人才的需求。電子信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合十分緊密,在電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的教學(xué)中,計算機(jī)的內(nèi)容雖有獨(dú)立性,但在很多情況下已很難將計算機(jī)技術(shù)單獨(dú)分離出來,其和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合十分緊密,并逐步走向融合。因此,在電子信息工程專業(yè)的課程設(shè)置和課程內(nèi)容銜接中,必須注意到這種融合性,在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多結(jié)合計算機(jī)技術(shù)。例如,在《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》等課程實(shí)驗(yàn)中可讓學(xué)生自己編程處理,只有這樣才能獲得很好的計算機(jī)教學(xué)效果。
(四)建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控和評估機(jī)制,強(qiáng)化開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織與管理,確保開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的好壞直接影響最終的教學(xué)效果。在開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程,既堅持“以學(xué)生為本,自主學(xué)習(xí)”,滿足學(xué)生課內(nèi)外的要求,又及時給學(xué)生提供正確的引導(dǎo)。對于課程內(nèi)規(guī)定完成的實(shí)驗(yàn),要采用提前集中授課的方式,讓學(xué)生完成預(yù)習(xí)后,在網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)時間。計算機(jī)管理系統(tǒng)及時為學(xué)生排位,根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄各種相關(guān)信息,供教師和學(xué)生查詢。針對開放實(shí)驗(yàn)后可能會存在學(xué)生抄襲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)報告等問題,要建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)控和評估機(jī)制。具體構(gòu)思為:學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課內(nèi)實(shí)驗(yàn)時必須通過預(yù)習(xí)檢查(可通過預(yù)習(xí)檢查課件進(jìn)行);基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理;值班教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量進(jìn)行隨機(jī)抽查;加大實(shí)驗(yàn)報告的比重;采用答辯和集中進(jìn)行操作考試相結(jié)合的考核方法,確保開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。
(五)以素質(zhì)教育為核心,堅持可持續(xù)發(fā)展觀,大膽進(jìn)行全面教學(xué)改革
可持續(xù)發(fā)展是一種新的發(fā)展觀,教育在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中占據(jù)極其重要的地位。一方面,教育改革與發(fā)展的各種問題,從發(fā)展戰(zhàn)略、培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置到教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方法、教學(xué)管理,都可以從可持續(xù)發(fā)展的觀念和原則得到啟發(fā);另一方面,在對大學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育的過程中,必須把可持續(xù)發(fā)展的觀念、知識、能力、行為,作為文化素質(zhì)教育的重要組成部分。從可持續(xù)發(fā)展的理念和原則與實(shí)施素質(zhì)教育出發(fā),高等教育和教學(xué)改革就可以在面臨和解決經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)變、高等教育大眾化到來的一系列問題時,少走彎路。在實(shí)踐教學(xué)改革中,可以給學(xué)生選擇學(xué)習(xí)的更大的自,使學(xué)生相對獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)踐,揚(yáng)其所長;在改革傳統(tǒng)的考試方法時,以考評綜合實(shí)踐能力為主,用實(shí)驗(yàn)操作、完成設(shè)計課題等方法考核學(xué)生,促使學(xué)生真正為提高能力而學(xué)。
參考文獻(xiàn)
在設(shè)計階段,土木工程設(shè)計的概念直接影響著土木工程的大致雛形。因此,當(dāng)土木工程設(shè)計的概念確定時,無論如何調(diào)整具體操作步驟,其最終結(jié)果不會有太大變化。目前的設(shè)計步驟已經(jīng)演變?yōu)椋涸O(shè)計師利用計算機(jī)設(shè)計出土木工程的大致雛形借助于設(shè)計草案建構(gòu)出建筑物的大體框架進(jìn)行具體細(xì)節(jié)的處理和改進(jìn)。例如,具體的樓層設(shè)計,橋梁設(shè)計、匝道設(shè)計、設(shè)施設(shè)備等裝置的設(shè)置等,在施工之前,在系統(tǒng)中輸入設(shè)計的整體方案,利用計算機(jī)龐大的數(shù)據(jù)信息處理能力等,對工程項目的可行性和合理性進(jìn)行分析,給土木工程的建設(shè)方、施工方、監(jiān)理方提出具體的建議,提供合理的方案和計劃。
2電子技術(shù)應(yīng)用于土木工程設(shè)計的招投標(biāo)分析
利用計算機(jī)的數(shù)據(jù)信息處理能力,在招投標(biāo)過程中,對工程項目的可行性和合理性進(jìn)行分析和預(yù)測,可以避免決策上的重大失誤。
3計算機(jī)輔助設(shè)計制圖及出圖計算機(jī)制圖技術(shù)的發(fā)展
應(yīng)用最為廣泛的是計算機(jī)輔助繪圖,簡稱CAD(如天正CAD、Auto-CAD等)。其中CAD系統(tǒng)如同一個“圖形數(shù)據(jù)庫”,它能幫助土建類工程設(shè)計師直接從圖紙中提取設(shè)計信息,并與其他的應(yīng)用程序進(jìn)行連接,易于使用,設(shè)計周期短。為避免重復(fù)操作,可利用CAD預(yù)先定義的符號,在制圖過程中自動遵守國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。還可利用繪圖軟件、圖形輸入設(shè)備、圖形輸出設(shè)備等組成的計算機(jī)制圖系統(tǒng)進(jìn)行制圖和出圖,可做到隨時需要,隨時制圖和出圖。如果出圖后或會審后,發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤,可利用系統(tǒng)中保留的圖紙中各個元件的數(shù)據(jù)庫,使用計算機(jī)輔助繪圖軟件,把要設(shè)計的圖形再顯示在屏幕上,然后利用輸入設(shè)備(如光標(biāo))對設(shè)計圖形進(jìn)行編輯和修改。為方便土建類工程設(shè)計師做造價、編制工程量清單、編材料清單,每個數(shù)據(jù)庫的信息是可以隨時進(jìn)行調(diào)用的,也可送到其他的程序之中。目前,還可結(jié)合CAD與GPS全球定位系統(tǒng),大大提升土木工程施工和開挖過程的工作效率。
4BIM技術(shù)的應(yīng)用
BIM是指建筑信息模型(BuildingInformationMolding),主要源于制造行業(yè)集CAD、CAM于一體的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)理念和基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM與STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。BIM具有模型信息的完備性、關(guān)聯(lián)性和一致性的特點(diǎn)。
4.1解決了當(dāng)前建筑領(lǐng)域信息化的瓶頸問題建立單一工程數(shù)據(jù)源,推動現(xiàn)代CAD技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)建筑生命期管理,實(shí)現(xiàn)建筑生命期各階段的工程性能、質(zhì)量、安全、進(jìn)度和成本的集成化管理,對建設(shè)項目生命期總成本、能源消耗、環(huán)境影響等進(jìn)行分析、預(yù)測和控制。
4.2用于土木工程設(shè)計實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計;實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計之間的信息共享;實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計和智能設(shè)計,實(shí)現(xiàn)設(shè)計碰撞檢測、能耗分析、成本預(yù)測等。實(shí)現(xiàn)虛擬施工:在計算機(jī)上執(zhí)行建造過程,虛擬模型可在實(shí)際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進(jìn)行預(yù)測,包括施工方法實(shí)驗(yàn)、施工過程模擬等,為工程優(yōu)化設(shè)計提供了可靠依據(jù)。
4.3用于施工及管理實(shí)現(xiàn)集成項目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理;實(shí)現(xiàn)動態(tài)、集成和可視化的4D施工管理:將建筑物及施工現(xiàn)場3D模型與施工進(jìn)度相鏈接,并與施工資源和場地布置信息集成一體,建立4D施工信息模型。實(shí)現(xiàn)建設(shè)項目施工階段工程進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本和場地布置的動態(tài)集成管理及施工過程的可視化模擬。
4.4實(shí)現(xiàn)項目各參與方協(xié)同工作項目各參與方信息共享,基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項目各參與方通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作,進(jìn)行工程洽商、協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量、安全、成本和進(jìn)度的管理和監(jiān)控。
一般來說,在工程領(lǐng)域中會包含眾多環(huán)節(jié),存在很多操作步驟,但是在這些環(huán)節(jié)與步驟中有很多是多余的。利用傳統(tǒng)操作方式進(jìn)行操作這些步驟和流程是避免不了的,在無形中增加了很多工作量。但是自從電子技術(shù)在工程領(lǐng)域中應(yīng)用以后,這些繁瑣的流程得到了精簡,篩選和取締其中多余的工作環(huán)節(jié),最終使資源的優(yōu)化配置得到實(shí)現(xiàn)。比方說在建筑工程的財務(wù)管理中,預(yù)算的流程是非常復(fù)雜的,電子技術(shù)的應(yīng)用可以從全局的角度出發(fā),對成本控制和工程運(yùn)算進(jìn)行系統(tǒng)的分析,在節(jié)約人力資源的同時,數(shù)據(jù)也變得更加科學(xué)合理。電子技術(shù)的應(yīng)用可以幫助管理者從全局的角度對整個工程進(jìn)行把握,使決策的有效性更強(qiáng)。
1.2提高工程領(lǐng)域的工作效率
在工程領(lǐng)域的企業(yè)中一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)是比較繁瑣的,這些環(huán)節(jié)之間緊密聯(lián)系,這樣的聯(lián)系成為生產(chǎn)得到順利運(yùn)行的重要保證。在新形勢下,如果始終靠人為的努力,生產(chǎn)的擴(kuò)展和工作效率的提高是不可能實(shí)現(xiàn)的,生產(chǎn)過程中不僅需要工作人員之間的相互配合,還需要用現(xiàn)今的技術(shù)做支撐。電子技術(shù)在經(jīng)過時展以后,真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)技術(shù)與時代之間的適應(yīng),電子計算機(jī)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了各種電子技術(shù)的發(fā)展,使生產(chǎn)中的環(huán)節(jié)得到了精簡,同時成本也得到了大大的節(jié)約,工作效率也大大提高了。
1.3提高工程領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益
工程領(lǐng)域生產(chǎn)的最重要目的就是獲得經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式中存在比較嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象,勞動成本非常大,人員管理中存在一定的局限性,不能實(shí)現(xiàn)對工作量、工程工期的合理分配,電子技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了資源優(yōu)化配置的實(shí)現(xiàn),同時經(jīng)濟(jì)效益也得到了提高。
2.工程領(lǐng)域中經(jīng)常使用的三種關(guān)鍵電子技術(shù)
2.1因特網(wǎng)技術(shù)
作為傳播信號、信息的一種重要載體,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)因?yàn)槠鋵?shí)用性和優(yōu)越性得到了廣泛的應(yīng)用。實(shí)際上因特網(wǎng)技術(shù)就是以信息資源的相互交流為運(yùn)行目的,將公共互聯(lián)網(wǎng)與多個路由器結(jié)合在一起,組成一個整體,形成的整個的網(wǎng)絡(luò)信息資源??梢赃@樣說,因特網(wǎng)的出現(xiàn)使整個世界發(fā)生了改變,其中主要包括工程建筑設(shè)計和建設(shè)等方面,因特網(wǎng)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用將工程進(jìn)度信息展現(xiàn)出來,供業(yè)主進(jìn)行應(yīng)用。后來因特網(wǎng)技術(shù)逐漸發(fā)展到工程設(shè)計中的每個環(huán)節(jié),進(jìn)行照片、資料、圖紙、文件等的共享。軟件商為了與市場需求相適應(yīng),在網(wǎng)絡(luò)工程中增加了很多不同的特,不但使簡單的共享資料得到了實(shí)現(xiàn),同時還可以進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)操作,方便各個環(huán)節(jié)之間的調(diào)節(jié)。
2.2移動通信技術(shù)
工程建設(shè)人員需要用到移動通信技術(shù),因?yàn)樗麄儠?jīng)常用到移動電話,便于與各部門以及客戶之間保持暢通的聯(lián)系。除此之外,工程建設(shè)的內(nèi)容還會涉及到多部門之間的合作,有時候可能會出現(xiàn)一些部門無人監(jiān)崗的現(xiàn)象,例如在土木工程施工或開挖過程,業(yè)主代表發(fā)現(xiàn)監(jiān)理人員沒有在施工現(xiàn)場監(jiān)督時,或者安全管理人員在工地發(fā)現(xiàn)存在安全隱患需及時處理時,這時候通信的重要性就凸顯出來了?,F(xiàn)階段,市面上不斷出現(xiàn)與工程需求相結(jié)合的各種通信產(chǎn)品,移動通信技術(shù)的發(fā)展在工程領(lǐng)域中也體現(xiàn)出來。未來移動通信技術(shù)將會進(jìn)行不斷的探索,為人們提供更系統(tǒng)、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
2.3計算機(jī)輔助設(shè)計
計算機(jī)輔助設(shè)計主要指對計算機(jī)制圖等軟件的應(yīng)用。近年來計算機(jī)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展,隨著工程界迫切需求的提出,計算機(jī)輔助圖紙繪畫技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。圖形數(shù)據(jù)的輸入、輸出設(shè)備加入到計算機(jī)中,再配上繪畫軟件,一套計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)就這樣構(gòu)成了。通過對輔助繪畫軟件的采用,就可以在顯示屏上將圖形清晰的展示出來,除此之外,修改和編輯也可以簡單的通過鼠標(biāo)操作來完成。CAD因?yàn)橹茍D精確、時間快等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用,還可以在制圖的時候使用事前設(shè)定好的繪圖符號,并保證遵守制圖標(biāo)準(zhǔn)。同時,CAD可以使圖形中各個元件的數(shù)據(jù)庫得到保留,在進(jìn)行設(shè)計的過程中可以在電子對象上附加信息,通過對CAD預(yù)壓程序的執(zhí)行對這些信息進(jìn)行調(diào)用或者修改,以準(zhǔn)備材料清單、工程費(fèi)用帳表或更新庫存清單。
3.電子技術(shù)在工程領(lǐng)域中的具體應(yīng)用
工程領(lǐng)域是一個操作流程多、信息資源量大的工程。近年來隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)繁瑣的、考慮不全面的操作方式在工程領(lǐng)域中已經(jīng)不再適用,使工程行業(yè)的發(fā)展受到嚴(yán)重的阻礙。電子技術(shù)適應(yīng)時代的要求應(yīng)用于工程領(lǐng)域中,是市場競爭力得到提高的一條重要途徑。自從電子技術(shù)在工程領(lǐng)域中得到推廣應(yīng)用以后,工程效率提高了,安全水平和工程技術(shù)也得到相應(yīng)的提高,建筑公司的形象也得到了改善。電子技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用可以達(dá)到對全程建設(shè)成本進(jìn)行控制的目的,避免了成本浪費(fèi)、虧損現(xiàn)象的發(fā)生。所以,電子技術(shù)在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用是社會發(fā)展的一種必然要求,其具體應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
3.1信息資源的整合
工程項目建設(shè)本身具有形式多樣、位置固定、體積龐大等特征,這些特征的存在決定了工程施工資源用量大、生產(chǎn)周期長等特點(diǎn),同時施工建設(shè)本身涉及的人力、物力也非常多,項目管理是一種集多專業(yè)、多部門的綜合性管理,在施工過程中同時會涉及到材料、質(zhì)量、設(shè)計、安全等多方面的管理內(nèi)容。這就決定了工程領(lǐng)域中有大量的信息需要進(jìn)行整合,人員的安排,設(shè)備的調(diào)配、造價的預(yù)算、工程量的變更,哪怕是設(shè)計上的一個小改動或預(yù)算中一個數(shù)據(jù)的小變動,都影響著整個工程建設(shè)。利用網(wǎng)絡(luò)收發(fā)文件、利用電子技術(shù)存儲信息,利用電子技術(shù)及時獲取、采用新技術(shù)、新工藝等全面地整合信息資源,能夠有效地管理信息,能夠及時知道各地工程建設(shè)的進(jìn)度、安全、質(zhì)量等情況,同時,建立一個能異地監(jiān)控和指揮的高效管理、交流平臺。因此,電子技術(shù)對工程領(lǐng)域中的信息資源進(jìn)行整合,是時展的結(jié)果,也是工程領(lǐng)域發(fā)展的需求。
3.2數(shù)據(jù)的快速交流與傳遞
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,工程領(lǐng)域中的傳統(tǒng)手工計算造價的方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的需要,電子技術(shù)的引入是對傳統(tǒng)施工生產(chǎn)方式的一次改造、提升,對企業(yè)管理水平的提高是一條必由之路。近年來隨著我國工程項目的不斷擴(kuò)大,工程造價預(yù)算的難度也越來越高,運(yùn)用計算機(jī)及相關(guān)電子技術(shù)可以對龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的、全面的、合理的處理,隨時跟蹤預(yù)算的使用程度,大大減少人力物力的消耗。工程施工企業(yè)要想得到更好的發(fā)展,就必須從自身管理方式與管理觀念的轉(zhuǎn)變著手,利用電子技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的處理能大大提高工作效率及準(zhǔn)確率,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交流與傳遞,從而促進(jìn)工程施工企業(yè)市場競爭力的提升。
3.3低碳城市建設(shè)發(fā)展的需要
隨著社會的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電子技術(shù)在工程領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用,在工程領(lǐng)域中起著重要的作用。目前國內(nèi)很多城市都提倡低碳生態(tài)城市建設(shè)目標(biāo),例如雨水控制及利用、垃圾污水等無害化處理、新能源綜合利用、地下交通環(huán)隧、城市綜合管廊等諸多重大工程項目的建設(shè),這些工程項目的所涉及的密集的地下管網(wǎng)、器械設(shè)施、配套管線、人財物管理等各個環(huán)節(jié)都需要相應(yīng)的人員進(jìn)行合理的操作,但是資源是有限的,此時可應(yīng)用電子技術(shù)將各個環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系起來,才能實(shí)現(xiàn)資源利用最大化,整合市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行管理、統(tǒng)籌區(qū)域資源,適應(yīng)低碳城市建設(shè)發(fā)展的需要。
2電子信息在工程檔案管理中的作用及其特點(diǎn)
(1)電子信息在計算機(jī)設(shè)備中才能夠使用,所以,電子信息的儲備是一個全方位、數(shù)字化的管理模式,其通過計算機(jī)的相關(guān)處理,實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)中信息資源的共享。
(2)電子信息在工程建設(shè)中,不受時間、空間的限制,為人們提供便利的使用條件。
(3)在使用過程中,人們能夠依據(jù)自己的需求對電子信息進(jìn)行調(diào)整,其在使用的過程中隨意性較強(qiáng),通過電腦獲取信息更加便捷、快速,為人們節(jié)省更多的時間。
(4)電子信息在使用的過程中,具有智能化、集約性等特征,電腦為信息的儲存以及使用提供智能化操作的平臺,電子信息的智能化是建立在先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上。智能化操作是電腦技術(shù)發(fā)展的不然趨勢,電子信息在使用過程中,能夠?qū)崿F(xiàn)對施工現(xiàn)場的真實(shí)模擬,使信息化處理更加科學(xué)、合理。
3加強(qiáng)電子信息管理的有效措施
在工程建設(shè)的過程中,電子信息管理是非常重要且不可或缺的一部分。所以在實(shí)際操作中,應(yīng)該及時儲備好相關(guān)信息、合理使用以及科學(xué)處理等,為工程建設(shè)的順利進(jìn)行提供有力的保障。
3.1加強(qiáng)電子信息的存儲移動硬盤以及U盤是人們儲存電子信息常用的工具,其在使用的過程中具有便于攜帶、移動等特點(diǎn),適宜長期儲存,且不受外界環(huán)境(空氣、水、霧霾等)影響。但是,電子信息在工程建設(shè)中使用的時間還處于起步階段,經(jīng)驗(yàn)不足,所以,在使用過程中,相關(guān)人員應(yīng)該考慮如何做好電子信息存儲工作是非常必要的,對其進(jìn)行復(fù)制、粘貼、云存儲等,能夠有效的預(yù)防信息的丟失,為電子信息的儲存提供便利的條件。
3.2健全電子信息管理體系隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,工程檔案管理模式不斷由直線發(fā)展成為平面結(jié)構(gòu),而電子信息的出現(xiàn),使工程建設(shè)中的檔案管理模式豐富多彩。所以,在實(shí)際操作中,單一的平面管理模式已經(jīng)不能滿足人們的需求,人們應(yīng)該不斷建立健全的電子信息管理體系,實(shí)現(xiàn)工程信息的有效、科學(xué)管理。
3.3合理規(guī)劃電子信息歸檔電子信息在歸檔儲存的過程中發(fā)揮著非常重要的作用,相關(guān)人員應(yīng)該認(rèn)識到電子信息管理的內(nèi)容以及必要性,對電子信息進(jìn)行管理的過程中,應(yīng)該專業(yè)化的對其進(jìn)行儲存和分類,確保電子信息的原始性,保證其正確、可靠性。
3.4加強(qiáng)電子信息智能化管理實(shí)現(xiàn)電子信息智能化管理是確保信息準(zhǔn)確的有效途徑,在工程建設(shè)過程中,電子信息智能化主要體現(xiàn)在信息的開發(fā)利用,結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況,不斷吸收科學(xué)的管理措施,完善電子信息運(yùn)行體系,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電子信息管理的智能化,推進(jìn)工程建設(shè)的現(xiàn)代化發(fā)展。
4電子信息在工程建設(shè)中的發(fā)展前景
電子信息在工程建設(shè)中具有快捷、方便、容量大等優(yōu)勢,所以成為工程建設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)。電子信息的不斷發(fā)展,推動國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的前進(jìn),使國家的電子信息不斷面向全球的方向進(jìn)軍,電子信息的規(guī)?;约熬W(wǎng)絡(luò)普及化,決定著工程建設(shè)的發(fā)展前景。同時,電子信息還具有國際化的優(yōu)勢,被廣泛的應(yīng)用在各大工程建設(shè)中,并推其向國際化發(fā)展,使其成為電子行業(yè)發(fā)展的龍頭。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)化的信息時代成為電子信息發(fā)展的必然模式,進(jìn)一步推進(jìn)信息化向工程建設(shè)中發(fā)展,推動工程建設(shè)的發(fā)展步伐,加快工程建設(shè)的進(jìn)度,提高工程建設(shè)的效率,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。
在本課程的實(shí)驗(yàn)項目中設(shè)置了12學(xué)時必開實(shí)驗(yàn),包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計型實(shí)驗(yàn)。主要目標(biāo)概括為以下四點(diǎn):
(1)掌握電路性能仿真方法,提高對電路的設(shè)計、分析、調(diào)試、故障排除的能力。
(2)掌握虛擬儀器儀表的使用方法。
(3)掌握電子線路原理圖設(shè)計的過程、方法及技巧。
(4)掌握印刷電路板圖設(shè)計的過程、方法和技巧,訓(xùn)練電路設(shè)計方面的綜合工程素質(zhì)。具體項目設(shè)置為:Multisim10界面設(shè)置及原理圖繪制(2學(xué)時驗(yàn)證型)、Multisim10虛擬儀器儀表使用(2學(xué)時驗(yàn)證型)、Multisim10分析功能及電路特性仿真(2學(xué)時設(shè)計型)、AltiumDesigner原理圖設(shè)計(2學(xué)時設(shè)計型)、AltiumDesignerPCB步線練習(xí)(4學(xué)時設(shè)計型)。
2.考核方式
考核內(nèi)容為學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成情況和實(shí)驗(yàn)報告兩項。關(guān)于實(shí)驗(yàn)完成情況,考核學(xué)生是否參加實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)過程中是否認(rèn)真、是否完成(獨(dú)立完成)并得到正確結(jié)果;關(guān)于實(shí)驗(yàn)報告,考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告是否正確、完整、無誤,實(shí)驗(yàn)報告的內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決辦法,并附實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析,最后在實(shí)驗(yàn)報告上給出考核分?jǐn)?shù)。對實(shí)驗(yàn)完成情況記實(shí)驗(yàn)成績分,對實(shí)驗(yàn)報告記實(shí)驗(yàn)報告分。兩項成績之和為實(shí)驗(yàn)課成績,占課程總成績的50%。
二、上機(jī)考試設(shè)計
1.考試方法
配合本課程的教學(xué)目標(biāo),期末考試采用上機(jī)操作考試,開卷,一人一機(jī),上交電子答卷word文件。老師對電子答卷進(jìn)行評閱,記錄成績??荚囶}目類型為綜合型大題,考查軟件操作、模擬/數(shù)字電路分析與仿真、常用儀器儀表使用、元器件辨識、原理圖和PCB圖繪制的基本技能,考核范圍全面,難度中等偏上,符合教學(xué)大綱的要求。
2.考試內(nèi)容
試卷一般包括三道大題,覆蓋了本課程兩個電子線路CAD教學(xué)軟件的主要內(nèi)容,包括基礎(chǔ)部分和應(yīng)用部分,考查了學(xué)生的基本操作技能和虛擬設(shè)計及測量的工程素質(zhì)。第一大題為Multisim模擬電路操作題,主要考察軟件Multisim的基本概念學(xué)習(xí)情況及模擬電路的仿真與分析能力,包括一些基本物理單位的使用、基本虛擬測量儀器儀表的使用等,例如:繪制單管放大電路、對電路輸出變量進(jìn)行測量以及電路頻率特性測量等內(nèi)容;第二大題是Multisim數(shù)字電路操作題,考察軟件Multisim的使用情況,包括數(shù)字電路的元器件、常用虛擬儀器儀表及常用分析和仿真方法等,例如:按要求繪制異步預(yù)置計數(shù)器電路圖、電路元件設(shè)置、添加邏輯分析儀進(jìn)行波形測量等內(nèi)容;第三大題是AltiumDesigner上機(jī)操作題,主要考察軟件AltiumDesigner的學(xué)習(xí)應(yīng)用情況,包括原理圖輸入、元器件庫使用、PCB板繪制的基本規(guī)則和方法等,例如:計數(shù)顯示電路原理圖繪制、PCB圖繪制、PCB板參數(shù)設(shè)置等內(nèi)容。
2自動化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計中的逐步應(yīng)用
自動化技術(shù),是一種綜合了信息技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)等一系列高新科技的混合體,其在一定程度上,代表著尖端高新領(lǐng)域的發(fā)展。自動化技術(shù)由于其在控制領(lǐng)域的巨大創(chuàng)新,受到了現(xiàn)代工業(yè)的廣泛應(yīng)用和追捧。因此,將自動化技術(shù)引入電子信息工程設(shè)計中進(jìn)行應(yīng)用,獲得了業(yè)界的一致認(rèn)可。
2.1引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計朝著機(jī)械化和一體化的方向不斷發(fā)展
自動化技術(shù)中最突出的特點(diǎn)就是,能在最大程度上用機(jī)械代替人力進(jìn)行一系列工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展。因此,自動化技術(shù)的應(yīng)用,在一定程度上能夠直接體現(xiàn)項目、工程的機(jī)械化程度,這也正是其受到廣泛應(yīng)用和追捧的主要原因。而電子信息工程單純是由計算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)等高新科技支撐、發(fā)展的,電子信息工程設(shè)計在一定程度上缺乏相應(yīng)的機(jī)械一體化能力。因此,兩者之間存在著諸多不可避免的聯(lián)系,與此同時,將兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合在一定程度上是一個發(fā)展的契機(jī),一方面,可以促進(jìn)電子信息工程設(shè)計朝著機(jī)械化方向大力發(fā)展;另一方面,還能在一定程度上提高電子信息工程設(shè)計的效率。因此,在電子信息工程設(shè)計中逐步應(yīng)用自動化技術(shù)是一個不可多得的明智之舉,是工業(yè)發(fā)展的必然要求。
2.2進(jìn)一步提高電子信息工程設(shè)計的智能控制能力
眾所周知,電子信息工程設(shè)計是通過對電子設(shè)備的研究、設(shè)計及其開發(fā)等手段,進(jìn)而對電子信息進(jìn)行一系列有效的控制和處理??偠灾?,電力信息工程設(shè)計是基于信息,進(jìn)行一系列操作運(yùn)行的。而自動化技術(shù)在信息的儲存和處理上有著引人注目的驕人成績,因此,在電子信息工程設(shè)計中引入自動化技術(shù)能在根本上改善提高其對于信息的智能化操作水平。換而言之,自動化技術(shù)和電子信息工程技術(shù)的融入能在最大程度上改善、提高對于信息的智能控制能力。
2.3在電子信息工程控制方面的提高
對于電子信息工程設(shè)計而言,電路分析和計算機(jī)控制這兩部分尤為關(guān)鍵。而自動化技術(shù)在電路分析和設(shè)計方面有著不可忽視的主導(dǎo)地位,例如:三相電力、互感電路以及雙口網(wǎng)絡(luò)。也就是說,一旦自動化技術(shù)開始應(yīng)用于電子信息工程設(shè)計,自動化技術(shù)在各方面電路的高超本領(lǐng)也將注入電子新型工程設(shè)計。而計算機(jī)控制本來就和自動化技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系,因此,自動化技術(shù)的全力支持對于計算機(jī)控制的提高是不可或缺的??偠灾詣踊夹g(shù)在電子信息工程設(shè)計中的應(yīng)用,能夠電子信息工程控制方面帶來極大幅度的提高。
2.4輔助電子信息工程的具體設(shè)計
自動化技術(shù)的應(yīng)用,對于計算機(jī)設(shè)計效率的提高而言,存在著關(guān)鍵性作用。自動化技術(shù)能夠從根本上改善原本效率低、準(zhǔn)確性低的陳舊計算機(jī)制圖方法。因此,在計算機(jī)制圖方面,一旦應(yīng)用了自動化技術(shù),設(shè)計者只需在固定程序中輸入所采用的數(shù)據(jù)和規(guī)模,計算機(jī)就能自動輸出設(shè)計。并且,其對于制圖方面的應(yīng)用涵蓋了建筑、紡織、電子等方方面面,這能給我們帶來極大的便利。因此,自動化技術(shù)在電子信息工程設(shè)計中的應(yīng)用,能夠在最大程度上提高其工作準(zhǔn)確度和工作效率。
2.5引領(lǐng)電子信息工程設(shè)計走向更好的明天
自動化技術(shù)所涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域和其技術(shù)能力,是迄今為止最廣和最高的。這也能從側(cè)面說明,在電子信息工程領(lǐng)域大面積應(yīng)用自動化技術(shù)是時代要求,是大勢所趨。例如,在信息處理方面,現(xiàn)階段除了自動化技術(shù)之外,沒有任何技術(shù)能對信息處理的如此全面和高效。在智能操控方面,也沒有任何技術(shù)能夠超越自動化技術(shù)的完美操控。與此同時,在計算機(jī)處理方面,自動化技術(shù)對于制圖的輔助能力也是其他技術(shù)所無法匹敵的。而信息的高效操作能力,工程的智能操控手段以及對于計算的制圖的輔助,對于電子信息工程設(shè)計而言都是必不可少的一部分。因此,在電子信息工程設(shè)計中大力推廣及應(yīng)用自動化技術(shù)是大勢所趨,是社會發(fā)展的必要進(jìn)程。
3結(jié)束語
總而言之,無論是電子信息工程的設(shè)計,抑或是自動化技術(shù),兩者對于我國工業(yè)的發(fā)展都存在著至關(guān)重要的作用。任何一方的缺失都可能會,造成工業(yè)發(fā)展的滯后甚至停滯。因此,只有在電子信息工程設(shè)計中全面應(yīng)用自動化技術(shù),在最大程度上將兩者進(jìn)行一個有機(jī)結(jié)合,才能使兩者完好的發(fā)揮出各中高效作用,進(jìn)而才能推動著我國工業(yè)的快速進(jìn)步。
作者:王玲 單位:西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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