模块化设计技术范文

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随着我国社会经济的快速发展，科学技术水平的日益提高，我国制造业发展水平也日益凸出，其中，飞机制造水平已经取得了长足的发展。飞机装配型架作为飞机制造水平的关键指标，在整个飞机研制过程中起着相当重要的作用，其设计结构决定了工装制造的周期与费用，进而影响着飞机研制的成本和周期，同时也对产品装配的准确度与协调性起着决定性作用，最终影响飞机制造的整体质量。

关键词：

飞机装配；型架设计；模块化设计

飞机装配主要是通过将产品零件结合相关的设计要求和技术指标进行组装，最终形成装配件和整机的过程，其产品尺寸、零件数量及形状复杂程度等影响着飞机的制造工作量，所以对机装配技术的提高越来越得到飞机制造商的广泛关注。由机零件制造和装配精度都有很高的要求，制造和装配过程中的难度很大，装配型架作为飞机装配必要的工艺装备，在保证飞机质量稳定性和可靠性等方面需要进行严格的要求，飞机制造质量与装配型架的设计和制造过程息息相关，而且是把握产品质量的唯一尺度，直接影响着产品制造和装配的精度，所以本文对飞机装配型架模块化设计相关技术的研究分析具有重要的现实意义[1][2]。

1传统型架的设计方法

对于传统型架的设计方法，通常可以分为设计前期准备工作、方案设计、详细设计和最终设计等四个阶段。工装设计人员还应结合以往的设计经验和具体要求对工装的强度和刚度进行校核，在保证工装功能的同时还要尽可能的节约材料，确保产品装配的协调性。对于前期准备工作，主要包括熟悉产品图纸等设计资料，了解工艺方案和装配方案，考虑是否采用标准工装和模线样板作为协调依据，以保证产品的制造精度和互换协调性。在装配型架结构方面通常采用刚性结构，每套型架只用于一个装配对象，所以飞机制造过程中装配型架的数量很多。型架上安装有多个定位器，以保证产品装配的精度和结构的稳定性。通常而言，飞机的研制周期需要占飞机研制周期的一半以上，因而，装配型架对缩短整个产品的研制周期具有重要意义[3]。在产品设计完成后，都希望飞机生产用工装能够快速投入使用，而对于型架的结构数据，又需要标准样件和模线样板协调。传统的型架设计通常在产品设计完成后才进行，采用串行的设计制造方法，大大延长了整个工装的研制周期。

2现代装配型架设计的新技术

随着科技的快速发展，市场竞争的日益激烈，各国在航空制造领域都取得了快速的发展，传统的型架设计方法在成本、质量、周期、环保、服务等方面已经无法满足市场发展的要求，设计师通过不断研究新的设计方法和工具来提高工装技术水平，减少制造周期和成本，其中，并行设计方法使得产品设计的工艺性得到了很大提高，也大大缩短了工装设计周期，智能设计系统和有限元分析使零件和组合件的设计达到了很高的精度，优化了装配型架的结构。

2.1飞机结构和工装的并行设计方法

工装和产品并行设计的一个基本思路是改变传统的工装结构，将其划分为独立于产品设计数据或只需要基本数据的标准结构和依赖于最终产品数据的专用结构两部分[4]。装配型架的标准结构部分主要有立柱、底座、辅助支撑等，标准结构尺寸相对较大，需用专用大型加工设备，制造周期长。专用部分主要有卡板、接头定位件等，专用件一般尺寸较小，设计、制造周期短，不需要专门的大型专用设备。因此，在产品设计的初期就可以进行工装标准结构件的设计与制造，当产品最终版本发放后，只需设计制造专用结构就可以进行型架装配了。

2.2装配型架的柔性设计方法

柔性装配工装是基于产品数字量尺寸协调体系的、可重组的模块化、自动化装配工装系统。提高工艺装备“柔性”的方式有三种，一是拼装型架方式，用标准化、系列化的型架元件来拼装型架，实现工装快速设计与制造；二是可卸定位件方式，即型架骨架基本不变，而分布于骨架上的定位器做成可拆卸的，当产品对象发生变化时，只需要更换定位器；三是通过数字化技术、模块化结构和自动控制技术，使工装具有快速重构调整的能力，一台工装可以用于多个产品的装配[5]。柔性工装的快速重构功能使飞机工装的设计制造等准备周期大大缩短，同时其“一架多用”的功能大幅减少工装数量及占地面积，具有很好的经济效益。

2.3装配型架的内定位装配设计方法

所谓内定位装配设计方法，指的是在刚性较好的骨架零件上预先制出坐标定位孔，装配时在装配型架中以骨架零件上的坐标定位孔按相应定位器进行定位的一种方法。装配型架结构设计可以大量采用孔定位件。在刚性好的结构件上，直接利用结构孔定位或者事先在结构件上留取工艺孔。此外，型架的整体结构可以采用多支点可调支撑形式，以便将地基的不均匀变形对装配型架精度的影响限制在局部范围内。这是一种“以动制动”的制约方式，型架结构也变得轻巧，焊接框架的截面尺寸普遍减小。另外，采用多支点可调支撑给吊装、搬运带来很大的方便。

2.4装配型架的数字化设计方法

装配型架的数字化包括数字化设计、数字化制造和数字化检测。型架的数字化设计是指在三维环境下，进行型架结构的零组件设计和数字化预装配。数字化制造是应用数字化设计的工装模型，采用数字化加工设备，对工装的关键特征型面、互换协调交点等进行加工和装配。数字化检测则是采用数字化测量设备对型架进行检验测量[6]。装配工装采用数字化设计，是依据产品外形数模和结构模型，利用设计软件在计算机上进行工装三维模型的数字化定义，应用有限元软件进行工装刚度强度校核，应用仿真软件对产品装配过程进行模拟，从而避免工装结构刚性不足或刚性过剩，消除工装结构与产品的干涉以及装配不协调问题。

2.5装配型架的模块化设计方法

型架的模块化设计是基于工装设计的各种数据库的建立和完善，包括标准件库，工艺数据库，工装典型结构库，参数化模型等。模块化设计对提高工装设计效率是一条简单而有效的途径。此外，针对所使用的设计软件开发辅助设计工具，将设计师从繁琐的操作和重复劳动中解放出来，对提高设计效率也是非常有效的。在数据库的开发过程中，应充分考虑目前工装设计的主流平台，使不同的系统能够互相无缝连接。

参考文献:

[1]李庆利.飞机装配型架快速设计技术研究与实现[D].南京:南京航空航天大学,2012.

[2]刘平,魏莹,邱燕平.现代飞机装配型架设计新技术[J].洪都科技,2007(3):17-21.

[3]邹仁珍.飞机装配型架设计约束求解技术研究与实现[D].南京:南京航空航天大学,2009.

[4]丛培源.数字化测量技术在型架装配中的应用研究[D].杭州:浙江大学,2015.

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中图分类号：G72 文献标识码：A

一、课程模块化设计的特点

（一）课程模块须做到相关性、系统性和递进性

课程模块须做到相关性、系统性和递进性，这是专业技术人员继续教育课程模块总体框架搭建的基本原则。相关性指所有模块安排均与岗位职能相关。系统性是指课程模块总体应体现履行全部岗位职能所需要的专业能力和素质的综合。递进性是指课程模块层级随气候预测培训子目标的层级性而呈现层级展开。

（二）课程模块设置应突出实践性和实用性

课程模块设置应突出实践性和实用性。不以学科为中心来组织教学内容，不强调知识的系统性、完整性，而是从业务实际需要出发来组织培训课程内容，强调能力本位和知识的必需和够用。气候预测岗位工作实务性强，在教育培训中解决部分实践性问题显得尤为必要。

（三）课程模块应具搭配性和可更新性

为了能够最大程度地实现实践环节子目标，实践子模块与理论子模块的配套性相当重要。这是在课程模块总体框架搭建之后，子模块安排的基本原则。子模块之间相对独立，子模块的子目标也相对独立，但具有巧妙的内在联系。每个子模块代表一项知识、技能，同一个一级模块下，子模块的选择代表了技能或专业知识的搭配。因此，模块的不同选择可以代表不同层次的气候预测业务能力需求。课程模块也应具有可更新性，以适应不断发展的业务需求。

二、课程模块化设置的优势

（一）课程模块化能够将理论和实践有机结合起来

目前，在学历教育中，高校对短期气候预测这门课程设置的学时安排跨度较长，学生学完课程不能及时应用到工作中，这也说明了短期气候预测课程的学历教育教学效率不高，呈现出一种隐性的教育资源浪费。然而，毕业生在进入工作岗位时，对要做些什么、如何做等都有个重新学习和认识的过程。本研究正是基于这一考虑而探讨课程模块化设置，认为课程模块化对于人才能力的培养是注重实践性的，加大了实践性和感性认识，避免了以往重理论轻实践，理论和实践脱节的状况。

（二）课程结构模块化能够体现核心课程理念

一方面，课程模块化的设置体现了核心课程的理念，它不但能及时体现新知识、新技术和新方法，大大增强培训内容的适用性，而且能在一定程度上适应不同学习基础、发展需求各异的学员的需要。另一方面，由于培训内容取舍的依据是岗位的实际需求，因此绝大多数模块都以某一知识或技能的形成为主线，把专业知识和专业技能有机地融合为一个整体。每个模块几乎都是以问题为中心进行综合化的典范。

（三）课程模块化能够与岗位层次衔接起来

模块化思想起源于工业生产，目的在于简化设计和制造工作，缩短产品和设备研制时间。培训课程模块化设置能提升学习效率，加快专业人员岗位适应和胜任速度；对于已从事业务工作一段时间的人员来说，培训课程模块化设置能够有效节约培训时间，做到有的放矢；对于已处于专业技术高级岗位的业务人员来说，通过对新技术、新方法及专题研讨的培训课程模块的学习，能够有效提高专业素养和业务水平。

三、课程模块化设置方法

（一）设置原则

专业技术人员继续教育应该对不同层次的业务人员分别进行岗位胜任能力和专业技能的描述。事实上，各岗位层次间的能力、技能必然按层次呈现出递进关系，而这一关系将为课程模块化与岗位层次的衔接奠定基础并搭建框架。

对于新上岗的业务人员来说，课程的模块化设置强调拓宽知识面，增强综合分析能力，以够用、实践为主；对于已工作一段时间，需参加岗位培训的业务人员来说，课程的模块化设置强调培训有效完成工作任务所必需的知识和技能方面的内容；对于已处于气候预测高级岗位的业务人员来说，需要强调对新理论、新方法以及专题研讨方面的培训。

（二）设置结构

根据不同岗位层次培养目标和专业发展需求，可将课程分成基础理论、技术方法、专题研讨和学科前沿信息三类模块。基础理论模块是对所有与课程理论有关的内容进行选择压缩，设置最基础、最主要、最实用的内容，同时应强调理论讲解与个例分析紧密结合，剩余其他有关理论内容可以留给学员自学。该模块也是短期气候预测研究领域的坚固基石。技术方法模块是基于基础理论模块，应成为学历后专业技术培训的重点模块，是体现核心培训课程理念的模块，强调通过实践性教学环节，进而待学员在培训结束之后将培训所学应用到本地化工作当中，做到学以致用，真正对短期气候预测从业人员的工作能力有所提高。专题研讨和学科前沿信息模块是基于基础理论和技术方法模块，通过对气候预测专题的研讨以及对短期气候预测学科前沿的最新信息的介绍，让学员领悟渗透在这些信息中的研究方法和思维方式。目的不是介绍理论知识，而是培养学员的创新意识和创新精神。

四、课程模块的分类

（一）基础理论模块

基础理论模块是最基础、最主要、最实用的课程内容，以短期气候预测课程为例，它包括气候系统及其变化和预测、大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响5个子模块（详见图1）。其中，气候系统及其变化和预测子模块最基础的理论模块内容，大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响4个子模块是短期气候气候预测最主要、最实用的理论模块内容。

（二）技术方法模块

技术方法模块是体现核心培训课程理念的模块，以短期气候预测课程为例，主要梳理了目前短期气候预测业务中常用的短期气候预测技术方法和国内外常用的气候预测业务质量评估方法，该模块包括物理统计预测方法、气候动力数值模式预测方法、动力与统计相结合预测技术和气候预测业务质量评估方法这4个子模块（详见图2）。

（三）专题研讨和学科前沿信息模块

专题研讨和学科前沿信息模块的目的是为培养学员的创新意识和创新精神。以短期气候预测课程为例，专题研讨和学科前沿信息模块包括专题气候预测研讨和短期气候预测学科前沿信息两个子模块。专题气候预测研讨子模块包括气温、降水、ENSO、台风数量、冷空气频次、沙尘频数、农业生产条件等短期气候预测专题。短期气候预测学科前沿信息子模块主要介绍短期气候预测学科前沿的最新信息。

五、结语

本文对课程模块化的研究，还停留在概念层面，深层次的研究成果还需在专业技术人员继续教育的实践中继续研究。另一方面，短期气候预测目前仍面临很多科学难题，传统的气候预测理论和方法需要及时更新认识和应用，因此对短期气候预测培训课程模块的设置也应及时做出适当调整，这对丰富和发展气候预测培训教学研究和实践也具有十分重要的作用。

参考文献

[1]张宇.“模块化”与“能力本位”：国外职教课程的早期印象及其影响[J].职教通讯，2011（11）.

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1 课程群提出的背景

总书记在十七大报告中将发展教育作为推进以改善民生为重点的社会建设的第一条提出，不仅体现了党和政府对教育工作的重视，同时赋予了教育以改善民生的重任。十七大上明确提出职业教育是我们国家经济和社会发展的重要基础，同时也是教育工作的战略重点之一。因此，从十七大报告中可以看出党和政府对职业教育的重视度越来越高，办好职业教育成为从事职业教育研究的重要课题。

对五年制高职教育进行准确定位，这是一个根本问题，也是准确把握高职教学特点的前提和基础。高职教育是以培养技术应用性人才为主要目标的高等教育，就目前而言，主要是指培养高技能人才的专科教育。高职教育强调知识的够用性，够用性主要体现在五个方面：一是基本的科学文化知识必须具备；二是专业基础知识必须够用；三是基本的专业技能和操作能力必须掌握；四是适应岗位变化的基本素质和应变能力必须培养和初步具备；五是在工作中应具有的创新精神、开拓意识和创业能力必须强化。

高职教育强调知识的实用性和针对性，要求必须根据就业需要去有的放矢地选择教学内容，恰当处理好近期的就业“必需够用”和将来的发展“迁移可用”的关系，科学构建针对性强、能培养高等实用性人才的课程结构。具体说来要考虑以下几点：一是必须针对培养高技能人才的教学目标设计教学内容，切实做到“必需够用”；二是要根据就业岗位的多样性，灵活地有针对性地教授和学习不同岗位需要的技能，做到对准岗位设课程，实现“按需施教”；三是注重课程设置的“模块化”，做到“基础知识模块、通用技能模块、具体岗位所需技能模块”三者有机结合；四是努力做到教学内容尽可能与学生的个性相适应，实行弹性课程组合。

传统教学以课程为本，课程之间界限分明，知识相对封闭。五年制高职学生囿于个人的理解和认知能力，课程之间的关系、技能之间的关联应由教师理顺贯通，从而把各门课程的知识和技能融合成一个面向技能应用的知识空间。但是，因为教材、教师、学生自身都具有相当的特殊性，并存在一些不可调和的因素，如教师素质、教材难度等，所以教学目标很难实现，很难适应五年制高职教育够用性、实用性和针对性的要求，当前必须对课程进行整合和模块化。

2 五年制高职应用电子技术专业课程设置模块化的优势

电子技术作为信息时代的一个重要的基本技术已广泛应用于各行各业，应用电子技术专业毕业生可就业的岗位也分布在各行各业。因此，应用电子技术是一个有多个专业方向的专业。

由于学生毕业就业具有不确定性，在课程设置上很难合理，往往什么都学，什么都学不好。如果针对多个专业方向设置模块化课程，而模块化课程间是并列关系，学生就可根据市场需要和个人爱好选学不同模块。这样便可达到够用、实用和具有针对性的要求。因此，五年制高职应用电子专业课程设置模块化具有传统课程设置不可比拟的优势。

3 课程群模块的设置

职业教育强调就业，职业教育要面向具体的职业岗位或岗位群进行教育。因此，我们根据职业教育的特点将五年制高职应用电子技术专业课程分为基本素质课程群、职业岗位公共知识课程群和职业岗位课程群三类模块，其中职业岗位课程群模块又分为家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制五个子模块。

应用电子技术涉及的行业比较多，我们针对任何一个行业的某一个岗位有针对性地设置课程模块都是不科学的，一方面满足就业岗位多样性要针对多个岗位设置课程模块，各课程模块间必然有重复的内容（但不是所有模块都需要的内容）；另一方面这样设置的模块学生最多选择2―3个，针对性太强的几个岗位不利于学生今后就业，也不利于学生今后的发展。因此，职业岗位模块要对准一个岗位群。

通过对市场调研发现，应用电子技术专业主要集中在家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制等行业就业。在家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制等行业中，每个行业都有多个应用电子专业就业的岗位，因此学生选择一个职业岗位模块就可满足就业岗位的多样性和学习内容具有针对性的要求。同时家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制五个岗位群可以说是应用电子的五个专业方向，每个岗位群涉及的课程群不存在重复的课程或内容。因此，我们将职业岗位模块分为家用电器、计算机、智能化仪器仪表、通信和自动控制五个子模块。

4 三类模块的课程设置

4.1基本素质模块

该模块是针对职业岗位群的需要，注重人文素质的课程模块，即文化类和工具类课程组所涉及的课程，主要是培养学生的文化素质，满足生活需要，为学生接受终身教育奠定基础。这类课程教学的主要能力目标是以一般能力培养为主，兼顾电子专业高技工职业能力的培养。该模块主要包括语文、数学、英语、物理、体育、政治、计算机应用基础等课程。

4.2职业岗位公共知识模块

职业岗位公共知识课程模块是本专业的核心课程，是应用电子专业毕业生今后的就业岗位都能用到的专业知识。主要包括电工基础、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、单片机原理与应用、电子仪表与测量、C51语言、EDA技术等课程。

4.3职业岗位知识模块

职业岗位知识模块是课程模块化的关键和重要体现。该模块的每个子模块都能满足一个岗位群就业的需要，各个模块安排的课时一样，可集中在一个学期进行一个子模块的学习。

4.3.1家用电器子模块

家用电器模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向家用电器行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在家用电器行业的安装、调试、检验、运行、维修、销售、管理及家用电器新产品的设计与开发等岗位上就业的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在无线电装接工、无线电调试工、家用电子产品维修工、家用电器维修工、制冷设备安装维修工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块主要包括音响设备原理与维修、电视机原理与维修、家用电器原理与维修、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.2计算机应用子模块

计算机应用模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向计算机应用行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在计算机行业的组装、调试、检验、运行、维修、销售、管理及新产品的设计与开发等岗位上就业的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在计算机调试工、网络管理员等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括计算机组装与维护、局域网组成与实践、网络设备安装与调试、常用工具软件的使用、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.3智能化仪器仪表子模块

智能化仪器仪表子模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向智能化仪器仪表行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在智能仪器仪表的安装、调试、检验、运行、维修、销售、管理及新产品的设计与开发等岗位上就业的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在电子CAD绘图员、电子仪器仪表装配工、电子仪器仪表调试工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括传感器原理与应用、VB、智能仪器、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.4通信技术子模块

通信技术子模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向通信行业各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在通信行业中从事通信设备和线路的安装、调试和维修的能力，初步具备新产品的设计与开发的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在通信设备维修工、程控交换机调试工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括数字通信原理、程控交换技术、通信终端设备原理与维修、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

4.3.5自动控制子模块

自动控制子模块是在职业岗位公共知识模块基础上开设的面向工业自动控制各岗位就业的职业岗位子模块。通过该子模块课程群的学习，学生应具备在工业自动控制行业中从事工业自动控制设备和系统的安装、调试、维修和维护的能力，初步具备工业自动控制设备和系统的改造与设计的能力。通过对该模块包括的职业岗位技能强化训练，应在维修电工、PLC工程师、自动化控制仪表安装工等工种中的1―2个工种上达到中级工以上的技能水平。

该子模块包括电机与自动控制、工业检测与转换技术PLC、技能鉴定强化训练等课程，总学时为600学时。

职业岗位知识模块包括的五个子模块包含的课程都是在理论上有一定的深度，而实践性又比较强的课程，学习中要重点突出应用，特别是在创新设计中的应用。具体实施时应结合项目进行教学，积极创造条件，开展演示教学、现场教学和一体化教学，教学中应和相关工种的国家职业技能鉴定中级工考核知识、技能要求一致，具体实施时可安排一定的课程设计。设置100学时左右的课时进行1―2工种的技能鉴定强化训练，并完成相应工种的鉴定。具体鉴定工种可由学生根据各自的兴趣和志向进行选择。

职业岗位知识模块包括的五个子模块在具体实施时由于模块间是一种并列关系，所以可以任意选择、任意组合，开设顺序不受限制。每个模块都是集中在一个学期完成，每个子模块中包括的课程可以同时开设，也可分开开设，在教学实施中具有一定的灵活性。

结束语

合理规划课程群使课程群之间具有较好的独立性，当某一课程群因技术发展需要调整内容时，不会影响其它模块。模块化的课程群规划使学生的能力素质有了一一对应的教学保证，使负责具体模块的教师有了明确的责任和目标要求，模块化课程群是搞好高职教育、培养出合格人才的关键。

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1.1接口模块

1.1.1串行LVDS接口串行LVDS接口模块采用美国TI公司的10位LVDS解串器SN65LV1224B作为接收芯片，串行LVDS数据经过解串器后输出10位并行数据．系统上电时，将解串器与发送芯片建立同步，保证数据传输的可靠性．隔离芯片选择ADI公司iCoupler?技术的微功耗四通道数字隔离器AD－UM3440，无需外部驱动器和其他分立器件，提供低脉宽失真和严格的通道与通道之间的匹配．串行LVDS接口模块框图如图2所示。

1.1.2并行LVDS接口并行LVDS接口接收16位并行LVDS信号、1位时钟信号CLK和1位写使能控制信号，接收芯片采用NationalSemiconductor公司生产的DS90LV048A，支持四通道信号传输，具有高速的传输率和超低的功耗，选择4片DS90LV048A作为并行数据传输，1片DS90LV048A作为接收控制信号．隔离芯片选择ADUM3440，满足传输速率要求．当接收芯片检测到写使能的高电平信号时启动数据传输，接收有效数据．并行LVDS接口模块框图如图3所示。

1.1.3RS422与模拟量接口RS422接口采用AM26LS32作为差分线路接收器，实现RS422数据传输；模拟量接口进行模拟量采样时首先经信号调理电路对信号进行处理，然后送入模拟开关，再经过A／D转化和数字隔离实现模拟量采集．RS422与模拟量接口模块框图如图4所示．

1.2存储模块

根据存储容量和存储速度要求，存储模块分为小容量存储和大容量存储两部分，小容量存储模块采用流水线操作即可满足要求，大容量存储模块采取流水线操作和并行扩展技术分别从横向和纵向实现存储要求［10］．NANDFlash选用SAMSUNG公司的K9WBG08U1M，单片存储容量为4GB，1页容量为4KB，内部由2片2GB的Flash芯片叠装组成，通过片选信号CE1和CE2分别选通，读、写操作以页为单位．写操作包括加载和编程两步，单片K9WBG08U1M写满1页所需加载时间为102．5μs，最大编程时间为700μs．

1.2.1小容量存储模块小容量存储单元采用2片K9WBG08U1M搭建流水线，减少对编程时间的等待．一组流水线进行4次加载操作，后面3片的加载时间为307．5μs，小于最大编程时间700μs，因此所需的总时间为102．5＋700＝802．5μs．一组8GB流水线的存储速率为16kB÷802．5μs＝163MB／s，满足存储速度和容量要求．小容量存储模块框图如图5所示。

1.2.2大容量存储模块大容量存储单元采用16片K9WBG08U1M搭建4×4存储阵列，存储容量达到4×4×4＝64GB．采用流水线技术，最大限度提高Flash芯片的存储速度，每组16GB存储单元的最快存储速率为40MB／s，4组Flash并行操作速率理论上可达到160MB／s，满足指标要求．在FPGA内部建立FIFO模块实现数据缓存与位数转换．横向进行位扩展的4片Flash拥有相同的片选信号和不同的数据通道，扩展为32位数据线；纵向进行流水线操作的4片Flash拥有不同的片选信号和相同的数据通道．大容量存储模块框图如图6所示。

2系统测试与分析

2.1模块化测试与分析系统工作时，首先确认上位机与下位机接口连接无误，然后上位机发送启动命令，进行初始化操作．初始化结束后基板发送信号进行检测，工作时基板作为中央逻辑控制单元控制各个模块，记录系统采用模块化设计，接口模块由存储板上的FPGA控制启动接收数据，并进行存储，事后回读分析．RS422和模拟量的回读数据分别如图7和图8所示．模块化的管理方法，能够满足记录系统的存储要求，实现各通道的实时存储．

2.2柔性化测试与分析系统设计接口扩展插槽和存储扩展插槽，可根据需求插入接口板，将扩展的接口模块经内部转换设计为与已知接口模块具有相同控制信号的模块，插入对应存储板实现扩展功能．如图9所示为某次试验对温度数据的记录，验证了系统的可扩展性．柔性化的构建，有利记录更多通道的数据，体现了记录系统的灵活性，使用便捷．

2.3现场试验测试与分析某次飞行试验中，对系统功能进行检验测试，事后进行回读分析，经上位机软件回读后的数据如图10所示．经过多次现场试验验证，将系统实测数据分析对比，验证了记录系统具有较高的可靠性．

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铁路工程是一个复杂的工程项目，其中涉及到多种技术的运用，多项管理工作的开展。为了提高高铁工程建设的经济效益、加快工程规范化建设、减少工程建设成本和缩短建设工期，就必须形成一套先进的模块化技术。高铁工程建设模块化管理需要先进理念的支持，模块化技术得以应用于高铁工程建设中，实现了高铁工程建设管理的创新，达到了预期的目标。

一、“模块化”理论的内涵

模块化理论最初来自于IBM企业，作为一种思想理念与指导性理论，它指导着企业将复杂的事物简单化，将复杂的系统、流程进行简化划分，逐步实现对整个系统、整项工作的操作与运营，逐个模块操作、逐步推动整个系统的建设与发展。在实际的企业生产与经营管理中，主要包括产品模块化、企业组织模块化、生产运营模块化等，模块化管理为企业创造了预期的管理效益、经济效益。作为一种先进的管理理论，模块化最初用于一些电子设备生产加工中，例如:手表生产加工，汽车部件制造等行业。铁路工程建设本身是一项复杂的工程项目，内部涉及桥梁、隧道、路基等多种主体工程项目，各项目又分有多种不同的工艺和工序，因此非常有必要引入模块化理念。

二、“模块化”技术的优势与劣势分析

模块化生产方式的应用将整个工程建设划分为若干个环节，细化、深化了施工过程中的管理，实现了集成生产、专职专责的目标，从而确保工程质量，有利于实现标准化作业。同时，模块化的生产能够为后期的装配创造条件，从整体上整个工程项目建设的效率，实现了工程建设的“四化”需求。与此同时，模块化技术在实际应用中也存在一定的劣势与不足，对于铁路工程项目来说，由于项目涉及的参建单位较多，而且客观需求也在丰富化、多元化，各个模块的分支系统中存在既独立又关联的特点，系统不可再分，这样就为模块化技术的应用带来了困难。

三、高速铁路工程建设模块化的发展与应用

1、工程建设模块化的基础条件

(1)模块理论的发展铁路工程建设模块化发展最根本是要有成熟的理论系统，模块化理论经过了一系列的发展和改革，尤其是关于工程施工工艺的模块化处理得到了相对深入的发展，正在逐渐走向成熟与完善，这无疑为铁路工程模块化建设提供了坚实的理论基础，从当前来看，工程模块化建设正在逐步普及与完善。现阶段，模块化施工属于相对科学、合理、先进的施工理念，一方面确保了铁路工程施工质量，推动工程施工有规范、有秩序地展开，模块化的施工生产能够提高施工生产效率，确保施工质量，有效地控制施工工期。(2)先进设备的产生铁路工程建设的模块化管理也依赖于先进的设备条件等的支持，现阶段，大型吊装、运输设备逐渐被引进，无疑为模块化技术应用创造条件，当前模块化已经全面地应用到铁路施工的各个环节。(3)不断增长的客观需求铁路工程建设需要一套高效、科学的管理理念来指导，客观上对工程建设的模块化管理提出了诉求，从而使得模块化技术的应用有着良好条件。

2、模块化的实际应用

铁路工程建设模块化技术应用应该在特定的理念指导下，本着“施工建设工厂化”的思路，也就是集中生产、集中管理与集中运输，以此来确保工程材料质量，为高质量、高水平的安全高铁施工打好基础。例如:预制梁施工可以启动工厂化集中生产策略，经过真实的实践得出，同样的32m简支箱梁，模块化预制施工要比现场浇筑节省2倍的时间，由此可见模块化施工能够极大地确保施工效率。同时，铁路工程施工中，模块化技术的应用可以提高施工的标准化水平，有效控制了施工成本，提高施工效率，确保了工程施工质量，达到了模块部件的标准化加工，从根本上保证了工程施工质量。具体的模块化应用体现在以下方面:拌合站统一负责调配与提供工程施工所需的混凝土，工程所用的箱梁以及轨道等分别由专门的预制梁场、轨道板厂等提供，其他所涉及的构件，例如:遮板、盖板、栏杆等同样由专业化工业企业提供，通讯设备、装置等在模拟系统内部来专业化组装与调试。

3、高铁建设模块化集成与分解

铁路工程建设是一个复杂的系统，模块化集成与分解更能理清工程建设思路，理顺各个工序之间的关系，通过科学的集成与分解能够确保工程建设效率，具体的模块化集成与分解过程体现为:高铁建设单位通过招标形式来选拔有资质的设计单位，并制定设计的规范、标准与规则，形成一个高铁建设工程系统，再在这一系统内对设计规则逐步分解，把复杂的高铁工程系统逐步切分、划分成基础、简单的子系统，子系统的实践主体为广大施工单位，子系统内部还要进行更为细致、深入的划分，形成若干个子模块，每个模块系统都由专业、专门的部门负责，例如:施工子模块中被划分为工艺管理模块、材料管理模块、工序与工期管理模块等，最终逐渐打造出一个完善的高铁工程系统，让高铁模块集成与分解贯穿于整个工程建设中，提高了工程施工建设成本，达到了预期施工效益。经过实践的应用与总结，高铁工程模块化建设一方面提高了工程建设质量和水平，另一方面也有效提升了工程建设的经济效益与社会效益。

总结

高速铁路工程建设模块化应用为高铁建设提供了高端、先进的理念，有效确保了工程施工质量，模块化理念的驱动下，高铁工程建设管理实现了细致化分工，形成了针对于某一模块的专业化、精细化管理，妥善维护了各个工序施工秩序，提高了工程施工的经济效益。

篇6

以欧洲和美国为代表的制药发达国家已经开始用信息化概念来改造制药装备的技术水平。部分公司早已开始借助于云端数据库技术来分析制药厂的工艺技术难点和设备需求，用以开发市场上具有代表性的急需的制药装备产品。这些制药装备产品在所有国际用户中都配备了开放的管理信息系统协议，逐步实现以工业信息化管理系统为支撑的制药行业数字化、智能化、无人化生产的目标。基于数字化为基础的信息化制药装备的发展在不远的将来即将成为国际市场上未来竞争的主要技术趋势。

现阶段的固体制剂制药工艺生产流程中，制药企业更加关注的是生产设备是否具有工艺适应性、生产的连续稳定性、生产的密闭性及易于清洗等特点。由此应运而生出一种固体制剂的模块化设计的国际化流行趋势。

1 设计理念

模块化的设计理念是：根据固体制剂数字化智能生产线中各工序性质的不同，分成药物前处理模块、粉碎过筛模块、称量配料模块、制粒模块、混合模块、包衣模块、清洗模块和转序模块。这些模块既能单独进行系统配置，又能通过相应的手段，如定量称量、批号打印、密闭转序、中央集中控制等进行合理的连接，最终组成一个完成的模块系统――固体制剂数字化智能生产线。

2 设计目标

通过生产线的模块化设计与改造，初步实现固体制剂生产的数字化、智能化管理以及无人化操作。具体流程为：首先启动全自动密闭称量配料模块系统。在条形码扫描后，该系统自动识别物料品种的配料程序，在密闭状态下配好物料，后由AGV导引小车将物料的料桶IBC转运到制粒模块，由全自动密闭式的制粒系统制好颗粒，再由AGV转运到包衣模块进行包衣，所出的成品再由IBC周转料桶被AGV转运到包装车间进行自动包装，最后由码垛机器人完成最后的包装码垛。所有的工艺过程采用数字化操作并由中央服务器进行统一的生产调度和指令计划，以实现MES/ERP管理。模块化的工艺设备上安装在线检测及智能控制系统。智能控制系统包括生产管理信息系统的权限管理、故障自诊断报警纠错程序、生产过程在线记录及打印功能、PAT过程分析技术，所有的数据传输到中央控制器可以实现在线打印。该系统具备在线故障自动监测功能，一旦出现停机故障，可以根据设定程序的逻辑关系实现安全保护启动，并由嵌入式的固态以太网将数据传入制药设备供应商的用户服务管理信息系统中进行故障的在线查询，设备供应商可以根据网上在线视频，远程监控指导药厂的现场人员进行故障的排除。

3 模块化组成设计

3.1 药物前处理模块

不同的原料药在软袋包装或钢纸桶包装状态下由AGV导引车以托盘形式转入分拣机处，由分拣机的机械手将原料放在输送轨道上，在输送轨道的输送过程中，由贴标机将条形码粘贴在包装物外面，之后由安装在输送轨道旁的条形码扫描仪自动识别物料品种后转入各自不同的轨道。在轨道终端安装不同的破除包装系统，软袋包装由绞龙式破袋机将内容物集中并由下部料斗密闭地转入IBC料桶内；钢纸桶包装原料由提升机上的锥形斗密闭夹紧后翻转提升后转入IBC料桶，由此完成原料药集中在IBC转序料桶内的备料过程，整个备料过程全密闭无粉尘。

关键技术：

条形码贴标机和条形码扫描仪：采用成熟的贴标机和喷码机技术，外购条形码扫描终端，与中央控制系统相连接，由PLC和相应的模拟量模块实现通讯，实现数据存储和在线打印。

3.2 粉碎过筛模块

进厂的原料药的物理性状即粉末的细度经常是不同的，为了满足后续工艺生产的稳定性要求，必须要求对原料药粉进行细度的统一，即通常所说的粉碎与过筛。由提升机将IBC料桶提升后转到粉碎机的进料口，由旋转分料阀将原料药定量送入粉碎机进料口，粉碎后的成品经由关风器批次出料到下面密闭连接的IBC转序料桶内。设置与料桶下面的电子称在接收到信号后发指令给AGV导引车，由AGV导引车将IBC料桶转走。经过批次粉碎后，由带有在位清洗功能的CIP装置完成清洗。

关键技术：

低爻微粉碎机：引进国外技术进行研制开发的集超微粉碎技术与制冷技术于一体的低温超微粉碎设备，解决了常温下微粉碎效率极低和某些中药无法粉碎的难题，使微粉碎工艺实现了质的飞跃。

3.3 称量配料模块

对于多种复方制剂品种，称量配料的重要性就显得尤为重要。全自动称量配料模块的工作过程是：由中央工控机集中控制的程序调用并打开称配模块的工作程序，为条形码识别系统输入指令，开启扫描程序，扫描的结果会开启伺服驱动物料传送车的自动定位及称量电子称的程序，由电子称开启放料阀体的自动工作程序。所有的工作流程都由程序关联互锁，以控制精度和药品的准确性，计量精度

关键技术：

伺服驱动放料阀：由物料的放料量的比例来控制放料阀的开启频率及开度。根据放料量接近目标值的程度，可进行多级补偿放料。

3.4 制粒模块

制粒模块是固体制剂生产的工艺核心，因此该模块的设备需满足较高数字化集成功能和模块化功能的要求。该模块采用中央集成控制，可实现物料输送、整机运行的统一控制和监控，各组成设备的工艺参数通过PAT技术管理下的传感器系统分别编制和采集，保证生产的密闭性、连续性和稳定性，实现生产过程的数字化和智能化。

关键技术：

CCS密闭制粒系统：主要由湿法混合制粒机和沸腾干燥机组成，创新性地设计为湿法混合制粒机附加升降功能，可实现湿法混合制粒机的低位制粒、高位出料，真正实现制粒工艺的无人化生产，保证了生产过程的最大效率，并能够提供纵向或横向的产品流，两个设备可以在一个共同的操作界面上进行操作，也可以独立运行。二者之间采用刚性的可伸缩的输送管道实现物料输送，有效避免物料在输送过程中的堆积、堵塞。

沸腾干燥制粒机的过滤单元在线清洗技术：采用刚性过滤单元取代传统的过滤布袋，并创新性地为过滤单元附加往复提升旋转功能，在增设的清洗装置的辅助下，可在有效保证设备整体密闭性的同时，对过滤单元进行在线清洗。

3.5 混合模块

混合模块是通过AGV导引车或专用转运车将混合桶转运至主机处，混合桶与主机自动集成（适应不同规格型号的混合桶），锁紧固定后完成混合动作，混合桶自动从主机上卸载，并由AGV导引车或专用转运车运送至下道模块工序，混合桶的进出料可脱离主机完成，使混合机的进出料变得简单方便，并能从源头处避免粉尘的逸散。

关键技术：

混合机的可换桶结构：混合机的夹持臂或笼架设有专用的夹持和锁紧机构，能够适应对不同规格型号的混合桶的夹持固定，使一台主机可适用于对不同物料量或物料品种进行混合，采用专用的转运车和/或升降平台实现混合桶与主机的集成和卸载，实现无人化操作。

混合均匀度在线检测：通过在混合桶的外壁上安装近红外传感器直接在线检验混合的均匀度，并通过工控机的人机界面上的曲线显示，确定最佳混合时间，并打印出混合偏离值，以此控制各个批号的生产质量稳定性。

3.6 包衣模块

全自动高速压片机压出的药片储存在IBC周转料桶内，经由AGV导引车转运到包衣模块，由提升上料机将IBC料桶提升后，药片密闭输送至包衣机内，开启包衣程序进行包衣工作。包衣工作结束后，自动实现密闭出料。包衣机采用中央工控机集中工艺控制，药片在包衣过程中的风压及湿度都由在线传感器和红外温度传感器进行集中控制。包衣机在包衣的各个不同时间段，其转速、风压、温度和湿度都会显示在工业人机界面上，便于观察及操作控制。

关键技术：

可换滚筒式包衣机：通过滚筒支撑车及输送轨道实现不同规格型号的包衣滚筒相对应主机的更换，使一台包衣主机可适应于对不同批量或品种的物料包衣，通过独特设计的风道结构及包衣滚筒上的通风结构，使不同规格型号的包衣滚筒均能与主机上的风道对接配合，形成通风回路。

物料流动式包衣：包衣滚筒内设置上下两层正反螺旋叶片，包衣滚筒的旋转使药片实现上下翻动，并沿轴向正反螺旋推进，片芯呈空间三维运动，流动性好，包衣效率高，无摔片现象，包衣均匀，药片表面平滑。

3.7 清洗模块

CIP清洗是完全建立在每一台制药设备内部与物料发生接触的部位，并且是全覆盖的。每一台设备及每一个与药品接触的管道配备CIP清洗喷头及排水口，同时配备进水口、压力开关和位置传感器等原件。为IBC料桶配备全自动清洗站。

关键技术：

独立的清洗单元：清洗单元由AGV导引车转运到各个需要清洗的位置点，在相关的位置点，通过液压或气动执行机构进行与被清洗设备的清洗管路密闭连接，进行三重清洗后，用洁净风进行在位烘干。

料桶清洗站：采用AGV导引车将待清洗料桶转运至清洗站，实现无人化清洗。料桶清洗完毕后，通过高压风刀对其上附着的水滴进行吹扫后再进行烘干，降低生产能耗。

3.8 转序模块

采用分体式蝶阀技术实现物料在上下工序之间的密闭传输，通过AGV导引车完成物料容器的无人化自动转运。

关键技术：

分体式蝶阀：由主动阀和被动阀组成，平时二者处于分离状态，分别安装在上下工序设备或物料输送管道上，物料转运时，二者对接开启，实现物料传输。

AGV导引车：主要采用SLAM（同步定位和构图）技术，自行探测现场地形，在其内部工控机中智能显示地图，从而准确定位运行位置，运算出合适的行进路线，不再需要依靠地面引导磁条或者反射板及其它任何外部设备来辅助导航，降低滞工风险，提高工作效率。

4 控制管理理论研究

4.1 自动控制及风险预警技术

固体制剂数字化智能生产线中配备了在线故障自动监测系统，生产线设备一旦出现停机故障，可以根程序的逻辑关系实现安全保护启动，并由嵌入式的固态以太网将数据传入设备供应商的用户服务管理信息系统中，可以进行故障的在线查询，设备供应商可以根据网上在线视频，远程监控并指导药厂的现场人员进行故障排除。

4.2 生产过程采集与分析系统的建立

各生产模块的每一种设备上均安装有适宜的传感器，如：制粒模块的湿法混合制粒机与沸腾干燥制粒机之间相配合的位置传感器、沸腾干燥制粒机的温度和压力传感器、粉碎筛分模块、清洗模块以及周转料桶的近红外射频技术、整个生产工艺的视频传感器等。各传感器在感知到相应的信号后，通过PLC指令下位机按程序进行工作，从而保证生产的连续性和稳定性。

生产线通过条形码识别系统和扫描系统（TPS），实现物料的自动定位、自动跟踪、自动开启下位机程序。所有分离的单元运行设备在实现数字化操作的前提下进行现场总线控制并集中在中央服务器进行统一的生产调度和指令计划，实现MES/ERP管理。在工艺设备上安装在线监测压力、温度、湿度等在线检测及智能控制系统，所有的数据传输到中央控制器可以实现在线打印。所有的设备之间的物料转序由IBC料桶通过AGV导引车完成从配料到制粒再到混合、包衣等各个模块，最终实现生产线的数字化操作和信息化管理。

4.3 MES与ERP集成方案

对生产相关的业务流程进行梳理和优化，通过流程来把MES和ERP整合到一起，基于流程在MES和ERP之间的“进”和“出”来设计两个系统间的接口，并对异构数据库进行转换。

采用开放数据库互连技术和SQL语句，通过驱动程序与不同数据库进行连接，再通过嵌入的SQL语句对异构数据库进行转换。采用此种方式实现实时数据转换，可实现MES向上层ERP提交生产计划完成信息、物料信息、生产能力、材料消耗、劳动力和生产线运行性能、库存状态及实际订单执行等涉及生产运行的数据；同时接受ERP层的生产计划、订单信息、人力资源、物料清单及工艺路线等。

4.4 通信网络建设

中央服务器通过CAN总线与各模块设备的执行机构进行下行通信，各模块设备通过相应的传感器与中央服务器进行上行通信，实现上位机与下位机的集成。中央服务器与企业数据库和人机交互界面通过工业以太网实现双向通信，进行数据的上传存储、显示和人工指令的下达。另外，中央服务器还通过工业以太网与设备供应商进行信息交互，实现故障上传和存储以及解决方案的下发。

信息安全保障通过在各模块设备的操作系统中设置密码保护功能的方式，实现对数据进行加密。

5 结束语

模块化设计的固体制剂生产线在我国尚处于起步阶段，本文提出了一种设计构想，并对其硬件及软件系统进行了分析阐述，为该系统的推广提供一种参考思路。

未来，固体制剂生产的模块化设计方案将越来越丰富，也将越来越多地被制药企业所接受，同时模块化的固体制剂数字化智能生产线也将更加先进与成熟。

参考文献

[1]薛丹枫，陈建国.中型固体制剂车间的模块化设计[J].医药工程设计，2013（03）：12-15.

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模块运输车是一种自带动力、静液压驱动、液压悬挂升降、可实现模块式组合并车的重型运输设备，在钢厂、港口、大型钢箱梁制造基地等领域中，广泛应用于大型钢箱梁节段的场内运输[1]，图1为6轴模块运输车结构图。模块运输车的工作过程可描述为：通过轮组上的升降系统降低运输车自身高度后，自行驶入待运载货物下方，然后通过升降系统升高车架顶升起货物，最后利用轮组的动力转向系统将货物转运到任意指定的地方，整个过程无需其它起吊设备辅助。动力单元的作用是为模块车提供走行、转向驱动力。

模块运输车动力单元的设计，即通过液压系统的计算在满足工作要求的情况下，对动力单元较小空间内的设计布置，尤其是发动机总成的布置，并能保证动力单元安装架结构强度、各机构正常工作、液压及发动机系统散热良好。如何设计动力单元内部各部件之间的相对位置，使各部件能完成其工作职能并便于安装、更换、维护，是整个产品设计中的一个重点和难点。目前，模块运输车的设计大多属于面向订单的设计，根据施工需要要求动力单元本身不带走行轮组，对整体高度有严格的要求，为此，如何在有限的空间下设计出具有大功率输出功能的动力单元，使模块运输车适应更为严格的工况，已成为企业竞争取得成功的关键[2-3]。本文以某型号模块运输车动力单元为研究对象，在对其结构进行分析的基础上，结合整车的参数需求进行设计，通过有限元计算进行分析及优化，快速有效地得到动力单元结构的最优结果。

1 动力单元的总体设计

模块车动力单元在发动机输出端装有分动箱，由分动箱分别驱动液压走行马达及均衡、转向马达，具有结构紧凑，传动效率高的特点。动力单元主体采用框架式结构，侧面及顶面多处使用栅格板封面，以加强通风散热效果，框架与车体之间采用上部调节油缸连接、下部铰轴连接的连接方式，可通过收缩调节油缸抬起动力单元前端，根据现场需要形成0°～10°的仰角，以提高整车接近角和离地角适应行驶道路的纵向坡度。

设计时，将客户提出的工作条件以及工作环境等为已知条件，通过分析模块车的工作参数及类型，建立适合的动力单元初步模型。模块运输车依据客户需求及使用条件，对整车尺寸提出了长宽高的外形要求，对模块车动力单元也由整车条件提出其外形要求，其中对高度要求最高，动力单元整体高度需小于850mm，外形尺寸为3700×3000×850mm。

2 动力单元的组成

动力单元的主要由动力系统、液压系统及电气系统三大部分组成，其中动力系统由发动机、分动箱、空气滤清器、进气散热器、中间冷却器、消音器、蓄电池、燃油箱组成；压系统由液压油冷却器、液压泵、液压油箱、调节油缸组成；电气系统由各电气元件、控制器集成于两个电气控制柜内。对动力单元内的组成部分进行布置，见图2。

3 动力单元的设计过程

3.1 液压及动力系统计算及发动机选型

依据液压系统的计算，见表1：

根据表1中液压系统的计算结果，同时参考各发动机厂家产品库中已有的发动机产品，选择了满足动力单元尺寸需求特别是高度需求的发动机产品，为德国MAN公司的MU6876型卧式柴油机，该发动机功率参数为375kw/2100r。

3.2 安装架设计及各部件的布置

根据安装架及发动机的结构特点，发动机的安装方式采用悬挂式，发动机三点支撑，其中一点在风扇端支撑，另外两点通过分动箱两个支腿支撑，而分动箱与发动机飞轮壳连接。液压油泵通过分动箱的联轴器与发动机飞轮连接，以用于发动机输出功率。

通过布置发动机、分动箱、空气滤清器、进气散热器、中间冷却器、消音器、蓄电池、燃油箱、液压油冷却器、液压泵、液压油箱、调节油缸及两个电气控制柜等部件初步完成安装架的设计，安装架由各型号矩形管焊接而成。

3.3 各部件的调整及安装架结构强度的优化

通过动力单元内各部件在安装架内的布置情况进行三维建模，对各部分之间有相互干涉、影响使用、不便于维护的部件位置进行调整，其别对发动机的散热系统进行了调整及试验，使各部件能在安装架内发挥各自的职能。

各部件位置固定后，依据总体受力、各部件受力及动力单元振动情况，对安装架进行有限元分析，对于某些应力集中的位置进行了优化和补强，从而保证了整个动力单元的使用强度。优化后的动力单元安装架的有限元分析结果如图3。

4 结论

本文以某型号模块运输车为例，分析了动力单元结构的的设计过程，该设计的成果受到客户的广泛好评，成品如图4所示。

该模块运输车的动力单元得到了满足所有约束条件的结构参数值最优组合，快速准确地实现了动力单元结构的优化设计。整个动力单元设计具有如下特点：（1）该动力单元的设计在同功率输出的模块车中，结构紧凑，动力单元高度达到了极限尺寸，有效的满足了整车的应用需求；（2）该动力单元的设计具有模块化的特点，可实现不同类型模块车的互换。此外，该设计及优化方法适用于与动力单元相似的产品的设计中，对其它产品的设计具有一定的参考价值。

【参考文献】

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中图分类号：P63文献标识码：A

一、钻井参数仪的相应介绍：

钻井参数仪作为钻井作业中的眼睛，是油气钻井工程中监测钻进过程进行科学分析和科学决策的重要工具。钻井参数仪驻澳包括：指重测量系统、转盘扭矩测量系统、立管压力测量系统、转盘转速和泵速测量系统、泥浆回流百分比测量系统等。随着钻井技术的发展，钻井参数仪也在逐步改进和完善。而目前国内的钻井参数仪器存在的是这样一些问题：现场服务跟不上油田用户的需求，某些重要参数的测量不够准确，现场安装、拆卸的工作量较大等等。这些问题的解决方案以及钻井参数仪的发展方向都指出了同一个所在，那就是钻井参数仪的模块化设计。

二、什么是模块化及其设计准则：

（一）模块的概念

模块是组成产品或系统且具有独立功能、标准接口和互换性的通用单元一般模块具有互换性、灵活性、独立性和抽象性的特点，逻辑、状态、功能三属性，以及商品性、先进性、适应性的等要素。

（二）模块的分级

模块的分级通常按使用功能和频度可将其分为通用模块、标准模块、专用模块和特制模块，为了方便又可以按模块分解的层次结构将一个系统分解的第一层次模块定义为子系统模块，以下层次逐次定义为单元模块、组建模块、器件模块和构件模块。

（三）模块化的概念

所谓模块化，是用标准化的模块组成一个系统。模块化是标准化的高级形式，用最小的组合来构成最多产品品种的标准化设计技术。这样将会带来很多的优越性，它能提高产品的可靠性和可维护性，缩短研制周期，提高管理水平，减少研制经费保证产品质量。

（四）模块化的特点

模块化是一种系统科学技术渗透到标准化领域所形成的标准化方法，即以一定范围内系统的总功能为对象，以功能分析为基础经层层分解形成的功能体系。它有以下特点：从标准化属性上看，是便标准化的高级形式。其有结构典型化、特征尺寸模数化、参数系列化、组织积木化、部件通用化的特点。模块是部件级甚至子系统级的通用互换，由模块可以直接构成整机以至大的系统，从而在更高层次上实现了简化。在设计上，以用户的多样化要求为设计依据，反复分解组合优化，进行全系列和跨系列的设计，以系统设计为中心，采用飞机模块化设计原理，采用CAD技术，能迅速而灵活地构成不同功能、不同规模的新系统。在结构上，采用组合式结构产品由若干模块组合而成，但不是部件的简单组合。其组合的方式有串联式、并联式、嵌套式或以上三种方式的综合。同时，强调模块的通用性，也强调模块的互换性。

（五）模块化设计理论

模块化设计是将模块化引入设计，使模块形成科学的系列，并使其具有接口上的兼容性、技术上的先进性和使用上的通用性。是通过功能的不同组合形成不同系统的全过程的一种标准化方法。

（六）模块化设计准则

1、模块划分应使模块间相互作用最小，模块功能独立性最大；

2、模块间机械、电气接口要简单，模块可单独拆卸；

3、相同的模块在功能和结构上应具有互换性；

4、在决定模块组件时，应使模块所含的零件、子模块等构件对某种功能为最佳，而不是提供多种又分散的功能；

5、在系统设计时，结构和性能各异而功能相同的模块也能互换使用，创造出适应于各种钻井设备的系列化妆品；

6、恰当确定模块数量和大小、既考虑系列化、通用化、互换性，又考虑功能、重量、尺寸，要在电气和机械上切实可行；

7、模块的组合应具有较大的灵活性、明确的目的性和良好的经济性。

三、参数仪的模块化设计方法：

（一）系统解决方案设计

所谓系统解决方案设计是指采用哪一种现场总线技术，应根据钻井现场的特点，遵循抗干扰性强、可靠性高、组网简单、成本低廉的基本准则进行设计。由于一般钻井现场电气要求可靠性高，现场布线少，安装调试费用低，钻井参数仪采用用于现场设备网络的开放网络和现场总线解决方案，具体选用基于RS-485通讯的ADAM-5000数据采集和控制系统，传输信号稳定可靠，并能抑制通讯线路上的噪声。

（二）模块接口设计

数字信息模块的接口指模块与模块之间的硬件连接、电气参数和通信标准。接口设计过程中需要重点考虑的是接口的通用性和互换性。因此数字信息模块的接口应采用标准多芯航空插头，RS-485通信协议，220加或减15%VAC。

三）传感器选择与电气设计

参数测量方法力求简单，传感器在精度满足的条件下对可靠性和稳定性应有更高要求，同时要有环境适应性的特殊要求，输出应为标准信号。传感器选型要注意集成化、小型化、智能化和数字化的现代测试技术指标和发展方向，在精度、量程、漂移、可靠性、环境适应性、数据信号发送安装性能及维修性、反复保安全、驱动部分的可靠性、寿命、价格、防腐防潮等指标方面要做到全面的平衡，防护等级不低于IP65安全防爆。模块、电缆、测量传感器均要隐蔽安装，避免暴晒和受潮，接头、电缆和传感器电源均要选用军品，以确保系统的可靠性与稳定性。

四、总结：

钻井参数仪采用的是现场设备网络的开放网络和现场总线解决方案，具有可靠性高、能抑制通讯线路上的噪声、传输信号稳定和组建现场网络成本低的特点。钻井参数仪模块是数字化钻井系统的重要组成部分。本文提出了钻井参数仪模块的划分方法，模块化设计准则、设计内容以及一些模块化设计的具体方法。随着科技发展，钻井仪表也在逐步丰富和完善，而钻井参数仪的模块化设计则更是改进过程中的重中之重。希望本文提出的一些划分和理论能对研究数字化钻井系统的设计工程师们起到一定的参考作用。

参考文献

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2012）12-0090-02

Abstract：“Powder Engineering”is the professional basic course of the major of powder materials science and engineering and the major of inorganic non-metallic materials and engineering.The paper discussed the teaching reform of the course modular to the powder engineering and technology，summarized the condition of teaching and practice teaching in the few years.At last，some suggestions were provided in order to learning the course well.

Key words：Course modular，powder engineering and technology，teaching reform

《粉体工程》课程是我院粉体材料科学与工程专业和无机非金属材料工程专业的一门主干课程，是一门交叉性、应用性很强的技术基础课，它作为这两个专业，特别是粉体材料科学与工程专业的核心课程，对学生职业能力的增强起着至关重要的作用。经过近年来的实践经验证明：《粉体工程》课程的教学质量如何，直接决定着学生的专业能力和专业素质，也直接影响着学生的就业能力。我校于2003年开设了粉体材料科学与工程专科专业，2006年升级为本科专业，在此期间，我们对《粉体工程技术》课程进行了模块化教学改革，形成了一些经验，获得了良好的效果，主要表现在以下几个方面。

一、《粉体工程技术》课程模块化设计

随着现代科技的发展，高校教育教学也在不断改革，依据课程建设应遵循“加强实践，注重应用，增强素质，培养能力”的原则，我们对《粉体工程技术》课程进行了模块化设计，即改变了传统的将《粉体工程》课程仅作为一门孤立的理论课来进行教学的做法，而根据其在整个专业人才培养计划中的地位和作用，将与其有密切联系的其分课程组合在一起，形成相互关联、相互促进的一个模块，模块中的课程主要包括《粉体工程专业导论》、《粉体工程》、《粉体工艺及设备》、《粉体工程双语教学》、《粉体工艺课程设计》和《粉体工程实训》。形成模块后，原课程组即转变为模块课程组，在教学内容和方法的设计和衔接上更加协调了，也更加有序了，使师生在整个教与学的过程中都能做到心中有数、脉络清晰，明显促进了教学效果。

二、教学文件的调整和规范化

课程模块确定后，根据专业人才培养方案中对人才培养的能力、素质、知识和技能等各方面的要求，我们联系《粉体工程技术》模块的具体教学内容，相应地将培养目标进行了分解，围绕模块中的核心课程《粉体工程》确定了新的教学大纲。该大纲由两部分组成，首先是模块教学大纲，其次是课程教学大纲。模块教学大纲主要有本模块简介、确定本模块的教学目标、课程组成、课时分配和模块考核方法。课程教学大纲则主要确定各课程的教学内容、课时分配、教学方法、参考资料等。由模块课程组负责人对全部教学工作负责，做到统一管理，使本模块与其他课程教学活动的安排更加顺畅。

三、模块化课程教学内容的整合

课程模块化后，我们对课程的内容进行了调整，使模块内各课程内容更加符合现代性和基础性、科学性和系统性的统一，使课程结构和教学内容得到进一步优化。例如，我们将《粉体工程》这门课中原有的涉及到基本原理、经典理论和方法等的内容仍保留在该课程中，而将涉及到与时展密切相关的工艺及设备方面的内容单独分出来，开设了《粉体工艺及设备》课程，同时增加了来自生产一线的相关内容，既增强了教学效果，又做到了教学与生产的紧密结合。进行科研活动、培养专业人才服务社会是高等院校的基本职能，教学质量的好坏和科研水平的高低是衡量高校综合实力的重要标准[1]。在实践方面，将教师的科研成果以《粉体工程实训》的形式体现出来，极大地促进了教师将科研与实践相结合的积极性。

四、教材编写和师资队伍的建设

由于国内只有极少数高校开设了粉体材料科学与工程专业，又因我校的专业方向和其他高校的有所差异，因此，在教材方面可借鉴的经验较少。我们采取了各种途径，将教材的编写和师资队伍的建设紧密结合起来，较好地解决了教材和辅助资料的问题。例如，我们在课程模块化教学大纲确定后，组织了教师和国内著名大学的老师共同编写了《粉体工程学》一书[2]，该书已由清华大学出版社出版，并被列入了国家“十一五”规划教材。《粉体工程导论》是我校开设的具有很强特色的课程，我们则请学科带头人亲自主讲本课程，由他撰写了讲义。为了使本专业学生在就业时能够面向更多的国际化企业，我们还开设了《粉体工程双语教学》课，为此，安排了一位具有博士学位的教师去国外进行为期一年的深造，回国后承担了此课程的讲义编写和教学任务，取得了良好的效果。实践方面，我们为了抓好《粉体工程实训》课程的教学，一方面安排了一位具有硕士学位的实验师主要负责此环节，同时派遣其在职攻读博士学位。到目前为止，本课题组已有教授1人，副教授3人，讲师1人，实验师1人，基本形成了一支学历、年龄和职称分布合理的教学梯队。

五、教学过程与教学效果的考核方法改进

我们针对课程模块化教学的特点，将教学过程考核和教学效果考核相结合，将课程模块总体上作为一个整体考核，按综合评定方法分出优劣，同时，对各理论课和实践课分别进行考核，考核结果在一定程度上相关联，这样就强化了考核方法，主要目的是使学生能够掌握该模块的全部重要内容。对核心理论课程考核采用“N+2”的考核方法，“2”表示作业和笔记两项，“N”表示学生学习过程中的其他要素，如到课率、测验情况、小论文写作情况等，最后进行综合评定。这样可使学生不仅重视课程最终考试成绩，同时也关注学习的过程，使之取得较好的学习效果。

以上是我们在学校进行教育教学改革中所进行的课程模块化改革的一些措施，虽然取得了一定的成效，后续还有很多值得探索的领域，需要我们不断开拓创新才会有更大的收获。

参考文献：

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中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0126-02

近年来，作为应用型本科院校的计算机专业，面临IT人才急剧扩张的市场需求，急需对传统的人才培养模式进行改革与创新。在这种背景下，我院计算机科学与技术专业对学生试行了“3+1”人才培养模式，通过创新课程教学体系应该是首位性的工作，为此对此专业进行模块化课程体系建设。

1 模块化课程体系是实现创新课程教学体系的最佳途径

应用型本科院校从字面上讲可以说是具有两层含义，其一，它是一所本本科院校，其二，它的人才培养目标在于培养应用型、技能型人才。由于其自身的性质具有一定的双重性，因此，它既不同于一般的本科院校，也不同于一般的中职以及高职院校，在对人才的培养目标上也就自然而然的不同了。一般本科院校培养的人才过于注重理论知识的学习，而忽视了实践能力的训练，一般高职院校培养的人才虽然掌握了一定的技能，但却不具备很高的综合素质，但应用型本科院校却截然不同。它培养出的人才既要具备一定的知识水平，综合素质，又要具备很强的动手实践能力，因此，应用型本科院校所培养出的人才对于面向生产、建设、管理、服务等一线或岗位群，并不断满足其需要还是在很大程度上具有优势的。

在传统的人才培养方案中，课程体系是按照计算机一级学科整体建设的需求来设置学科理论课程及实践课程，而不是按照本科层次应用型人才的培养目标来设置课程体系，学生所学的知识与技能与企业的岗位技能要求不匹配，出现了“学非所用”的结构失衡。因此，在制定课程体系与课程内容时，应淡化原有按一级学科设置的理论体系，强化按应用能力设置的知识体系。即由注重学科理论的系统性向注重工程实践的综合性转变。而模块化课程体系不以学科建设为中心组织教学内容，而是强调教学内容在能力形成中的作用，恰恰体现了这种转变，也是实现创新课程教学体系建设的最佳途径。

2 计算机专业模块化课程体系的构建

模块化教学法自创立之初，迄今为止已有数十年，其主要特点在于以现场化教学为主，并辅之与之相关的职业技能培训。具体地说该方法与以往教学模式的不同在于以就业为导向，并根据学生所学专业需要为之设置与之相关的专业技能模块和职业岗位（群）模块，除此之外，还需考虑技术变化和市场对各高级应用型专门人才的实际需求情况来对课程体系结构进行构建以及调整。

由于“3+1”人才培养目标直接面向职业岗位（群），这使得其在进行模块化课程体系开发方法选择上，需要用到逆向思维法。所谓逆向思维法就是通过对学生将来所要从事岗位的职业素质以及能力进行分析，并得出一个有效的结果，进而根据这个结果对教师所要教授课程进行设计，组成相应的教学单元。在课程设计上要求具备一定的针对性和实用性，并突破不同学科间的壁垒以及对以往的教学模式进行变革，因此，这种教学方法对于构建由课程一级（专业基础）模块、课程二级（专业方向课程）模块和课程三级（职业岗位群课程）模块组成的模块化课程体系，具有极大帮助。

2.1 专业基础模块

专业基础模块课程是计算机科学与技术专业的公共核心知识体系，其开设的目的在于对不同专业方向学生的计算机知识进行补充，旨在培养学生将来从事计算机科学与技术方面岗位所应具备的一些最为基础的素质与能力，也为满足学生未来所从事职业需要以及为学生终身学习奠定一定的知识基础。除此之外，该模块课程学习也在一定程度上使得学生的社会适应能力和职业迁移能力得以提高。专业基础模块课程主要包含：计算机基础、高级程序设计语言、数据结构、计算机组成原理和数据库技术基础等课程，使学生掌握从事计算机各行业工作所具备的最基本的硬件，并且通过和课程体系相对应的基础实验模块使学生具备该专业最基本的技能。

2.2 专业方向模块

专业方向模块课程是在专业基础模块课程基础上，按照专业方向的教育增加各个专业方向教育所需要的比较全面的专业知识，以构成较完整的专业方向知识体系。专业方向模块包括网络方向、软件方向和嵌入式方向等子模块。由于计算机科学与技术专业自身具有极强的实践性，因此，对于这一专业学生的培养来说，并不能仅仅停留在计算机科学与技术专业理论知识的教授上，还要对学生的动手实践能力进行培养，从而使得学生能够掌握一些不可或缺的、实用的计算机科学与技术专业技能，对本科层次的应用型人才培养、教育而言也是如此。把这一点体现在该专业课程设置上就是说，该专业课程要在一定程度上体现学生所要掌握的计算机科学与技术以及一些必备的技能，并通过与该模块相对应的专业实验及实训模块来促使学生所学的理论知识能够很好的与实践相结合，力求为该专业方向学生的培养打下雄厚的理论和技术基础。

2.3 职业岗位群模块

职业岗位群模块设置的目的在于对学生将来所要从事的具体某方面工作所应具备的职业素质进行培养，从而使得学生在走出校门后就能够很好的适应并满足岗位的实际需要。如果说专业基础模块注重的是从业未来及一些不确定因素，强调的是专业宽口径，职业岗位群模块则注重就业岗位的实际需要，强调的是学生的实践能力。掌握一门乃至多门专业技能对于提高学生的就业能力可以说是发挥着不可或缺的重要作用。

3 计算机专业模块化教学的实施和对教学改革的促进

3.1 按模块组织教学内容

所谓按模块对教学内容进行组织，首先，要对不同模块的总体人才培养目标进行确立，并在此基础上，对以往以知识讲授为中心的学科式课程内容体系进行变革，打破不同章节之间的限制，将理论知识与实际操作知识紧密结合起来，以技术和能力培养为目标努力构建不同的学习专题作为子模块；其次，每个子模块又下设不同的学习单元（根据模块知能体系的各个具体目标与内容而划分的小专题）以及课题，从而使得模块课程的教学能够形成一个崭新的“积木组合式”的教学模式。

3.2 模块化教学有利于提高教师的理论水平和实践能力

模块教学作为教学方法中一种，将其运用在计算机专业教学的中，就是要对以往传统的教学体系进行变革，让广大师生能够不断的学习以及掌握新的知识和技能，从而使得教师自身的实践能力以及理论水平在一定程度上得以提高。具体的说就是，在教学的过程中教师一定要根据模块教学的特点，将模块的教学方向灵活的运用。将模块教学的核心点定在提高学生的能力以及素养上，将学生的主体地位发挥出最大的作用，积极的调动学生学习的兴趣，在模块教学的过程中还应该采用其他的教学方法。例如，案例教学法、讨论式等教学方法。在专业课程的教学过程中强调“教师边讲解边演示，学生以一边操作以边理解”将动手和动脑有机的相结合在一起，进而来形成一个“双边教学法”，由于在实际的教学过程中有了师生之间的互动，这使得以往教师讲，学生听的一言堂教学模式被彻底打破。

3.3 模块化教学有利于促进教材建设

由于模块教学法对教材要求较高，这使得在市场上很难找到与之相关的教材，即使找到也未必能够用的上，从这点上来看，模块化教学法对于现有教材内容的革新、现行教材体系进行突破、增添教材的专业性、实用性以及正确解决学科体系的系统性与生产实践所需知识综合性的矛盾具有极大帮助。

3.4 模块化教学有利于提高学生的知识水平和实践能力

使用模块法进行教学，使得以往生搬教材的教学方式得以变革，这对于激发学生的学习兴趣以及引导学生参与到课堂中来具有极大帮助。并且由于模块教学法注重理论知识与实践知识相结合，这使得学生的理论素养和动手实践能力在无形中得以点滴提高起来，这对于学生未来从业是有利的。

4 结语

实践证明，应用型本科教育模块化教学是教育改革的必然趋势，随着应用型本科教育的发展和教学改革的深入，计算机专业的模块化课程体系也将会不断地完善和提高，走出一条高技能人才培养模式改革之路，并得到合作企业和社会的认可。

参考文献

[1] 刘伯红，方义秋，夏英，等.基于“关键点”课程的课程体系改革与探索[J].实验科学与技术，2011（4）：82-84.

[2] 李海涛.模块化教学条件下课程体系的构建[J].四川职业技术学院学报，2007（2）：82-83.

[3] 胡燕燕.关于高职教育课程体系构建的几点思考[J].高等职业教育：天津职业大学学报，2004（1）：19-22.

[4] 向昌成.高职高专计算机应用专业建设探讨[J].阿坝师范高等专科学校学报，2006（S2）：38-40.

篇11

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）42-0169-02

模块化教学是从以人为本、全面育人的理念出发，根据职业教育培养人才的要求，通过课程模块之间有效衔接，形成的一种“宽基础、活模块”教育模式。旨在培养学生具有宽泛的基础人文素质、基础职业能力，使其成为合格的专门技术人才。模块化教学具有灵活性、针对性、现实性、经济性的特点，不但重视知识的传授，而且更重视知识的应用。它克服了传统教学方法中只注重教师讲授、学生听课、单项信息传递的教学方法，模块化教学把学生作为教学的中心，强调学生在教学中的主观能动作用，注意调动学生的学习自觉性和主动性，教师和学生之间的活动是互动式的。

一、课程基本情况

《软件应用AutoCAD》是高职院校环境设计艺术专业的专业必修基础技能课程，CAD即计算机辅助设计（Computer Assistant Design）的缩写，由美国Autdesk公司开发，主要利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计、分析、修改和优化。该课程的教学目的是教会学生电脑制图的技能，并能够利用电脑快速、准确、规范、美观地绘制图纸。通常开设在大一的第二学期，其前导课程有《工程制图》和《人体工程》，前导课程主要是教会学生读图、识图和用纸笔规范绘图的能力，而CAD则是用鼠标、键盘、电脑屏幕来表达图纸内容，相当于掌握另一种绘图工具的应用;后续课程有《3dsMax电脑效果图制作》和《室内居住空间设计》，同时电脑制图作为一项单独的技能，直接对应着设计师助理职业工种的核心技能，并将一直应用到学生毕业设计和顶岗实习，所以又是后续课程学习的重要基础和保障。

二、课程设计思路

《软件应用AutoCAD》课程设计思路是基于职业岗位的工作过程。作为设计师助理职业岗位群的工作职责一是协助主案设计师的日常事务，包括设计项目的现场勘测、根据设计任务书的要求完成设计草案、为用户讲解设计方案等，二是能够按照专业制图规范完成施工图的绘制，包括平面图、立面图、内部结构图、剖面图和节点详图等的绘制。职业岗位群与典型工作任务的对应关系决定了该岗位群对职业能力的要求：既要学习软件AutoCAD的命令和操作，又要结合环艺专业的职业特点，掌握室内装饰设计图和施工图的绘制流程与技能。

为了达到教学目标，突破重点难点，课程设计小组采用了任务驱动和理实一体化的教学方法，以够用原则对知识点和技能操作进行重新构建，将教学环节设置为两大模块，即软件操作模块和家装图绘制模块，每个模块下再设置若干个学习任务，对应具体的知识能力目标，见表1。

三、课程设计特色

（一）模块化教学，技能逐步提升

以够用原则在课程设计上对课程教学的内容进行模块化安排，每个任务都有对应的知识点和技能要点。在教学方法和手段上，《软件应用AutoCAD》采用了讲授教学法、演示教学法、任务驱动教学法、案例教学法和实践教学法。比如在学习模块一的内容时，老师首先要讲授软件的基础知识、界面组成，然后演示软件的基本操作，接下来可以通过下达绘制家装图库图形的项目任务，让学生感受项目管理，同时以教师引导项目任务作为案例进行案例分析和教学，最后采用以学生训练为主，集教、学、做合一的实践教学法来提升教学效果。

（二）信息化教学，教学资源具有共享性

信息化教学是在信息化环境中，老师与学生借助现代教育媒体、教育资源和教育技术方法等进行的教学双边活动，以学生的学为主，老师提供交互式的教学指导。《软件应用AutoCAD》信息化教学主要依托世界大学城的空间教学平台，上传电子教案、电子课件、实训案例和实训素材，为学生的学习活动提供支撑和保障。尤其是教学团队提供了碎片化教学资源，以3～10分钟的微课解决软件操作应用和绘图过程中的难点与技能要点，实现教学过程的全覆盖，学生一旦有不会操作的节点，就可以通过碎片化的教学资源得到解答。同时利用世界大学城的留言板栏目、私信栏目以及课堂作业栏目，完成教学互动和对学生的远程指导，培养了学生的信息素养和自主学习探究的能力，体现了强烈的时代感。

（三）以学生为主体，教师提供全程学习辅导

我院环艺专业的课程体系设置主要分成基础类、技能类、设计类和工程类四大类别的课程，《软件应用AutoCAD》属于技能类的课程。随着教学的深入，学生在学习设计类和工程类课程时，也都有教学团队对这个软件进行后续的跟进和巩固训练，可以说一直辅导学生进行后续学习至毕业设计和毕业实习，教学团队起着不断的引导作用，使得学生能非常熟练地掌握软件应用和制图规范，达到职业岗位群的职业要求。

（四）过程化考核，课程评价真实到位

考核评价分过程考核和成果考核两部分，过程考核包括学习态度（10%）、课堂评估（20%）、作业完成（20%），主要从学习能力、方法和操作技能上体现，课堂作业和课后作业不仅要求按量还要求按质完成;成果考核体现为作品考核，占50%，即老师提供手绘量房草图，要求学生利用软件CAD绘制成电脑图，并完成初步设计方案图的绘制――即考核内容源于教学内容，又因其结合了职业岗位群的职业能力要求而高于教学内容，更灵活，更有创新性。通过这些措施，综合完成学生的课程过程评价。

四、结论

综上所述，《软件应用AutoCAD》课程依据环艺专业的特点，着重AutoCAD绘图、标注、打印等工具在施工图方面的应用，体现以“提高能力为核心，以突出基本操作为重点”的课程模块化设计理念，充分发挥教师引导、学生主体的作用，依托世界大学城空间教学平台，创建信息化的教学环境和教学资源，有效地促进学生学习的积极性，着重培养学生的信息素养以及专业知识的可持续发展能力，有利于学生职业能力的形成。

参考文献：

[1]郑小军，杨满福，林雯.现代教育技术能力训练[M].北京理工大学出版社，2009.

[2]郑小军，杨满福，林雯.信息技术与课程整合示范课例的设计与开发――以网络探究性学习的教学设计为例[J].广西师范学院学报（自然科学版），2007，（02）.

[3]王晶莹，高鸿翔.高职《土建工程CAD》课程模块化改革的教学实践[J].中国科技纵横，2011，（16）.

篇12

作为设计师，在进行每一项设计之前都要进行大量的草图，草图的表现充分地展示了设计素描强大的功能。设计素描自身创新、快捷表现，将设计师的想法跃然纸上，把不能变为现实的思维理念变为设计作品，如标志、招贴、海报、型录设计等都需要用草图来表达自己的创意，同时作为创作的原始依据。应用模块根据专业特征，设置教学内容。如平面设计专业围绕形象语言展开训练，与后面将要学习的专业课程接轨;环境艺术设计专业用素描形式表现室内空间、室外空间、景观等，设计素描的表现形式为环境艺术设计提供了最快捷、最方便和最有效的方法;服装设计专业则用设计素描方式表现服装效果图，用以线为主的塑造方法表现服装的不同面料和质地。

二、课堂结构模块化

把课堂教学当作一个整体，根据教学过程分为几个动态模块，每个动态模块围绕教学目的和重点来设计。

(一)理论讲解模块

学生学习设计素描，不只是学技法，更主要的是学习以什么样的观念去看待事物、自身与大千世界，这需要学生对现代艺术有所了解。当前高校在专业基础、技能训练方面对理论不太重视，普遍存在重技能轻理论的现象。学生的美术知识理论掌握得少之又少，如果不进行理论传授和艺术熏陶，他们习惯了重于描摹真实表现客观的明暗塑造，对于陌生的设计素描的训练将无从下手。美术史家贡布利斯认为二十世纪所有美术运动均对设计产生过影响。我国设计素描的产生离不开现代绘画所蕴涵的形式和观念，如现代艺术之父塞尚的内在结构和美以及现代美术流派(立体派、未来派、达达派、超现实主、抽象主义、极少主义、装置、行为艺术)。它们表现形式不拘，手法多样，不被主题或情节所束缚，从再现走向表现，强调自我意识。教学中有必要让学生了解西方现代美术的发展状况及其各流派的特征，通过介绍这些西方的现代美术流派，打开学生的眼界，激活学生的思路，为学生今后的设计创造，提供更为广阔的发展空间。教授设计素描理论时，讲解力求做到重点突出，围绕每个模块的教学重点拓展学生的知识，要有一定的学术性，深入浅出，通俗易懂。由于学生对西方美术的了解肤浅，讲解时忌晦涩，过于专业，要符合学生的客观实际。理论讲解在课堂中起着引领作用，便于启发学生的思维，让学生有一定的理论知识指导自己的绘画。

(二)实践模块

选择物体极为重要，既要让学生把握不同的训练的难易程度，达到训练效果，又要具有一定的前瞻性与趣味性，引起学生的兴趣。绘画是脑、眼、手的结合，缺一不可。精心设计摆放静物。如创意训练的表达，这个模块是教学中的重点内容。创意表达就是要启发学生的想象力和创造力，培养学生创造性思维能力。教师在摆放静物时，要有益于启发学生的思维，采用堆垒、悬挂、捆扎、倒挂等多种形式随机性摆放。笔者以一把提琴及破碎的报纸为主，有意把报纸形成大小、重叠的构成关系，下方是破碎的、胸部缠满麻绳的石膏女子像。这组静物要求学生在观察方法上，打破基础素描教学中对形体认识的固有观念，改变视点进行观察，重新组织画面。在创意时运用重叠、透叠、重复、渐变、置换、弯曲、穿透等不同手法，发挥学生的创造能力。设计素描可能完全打破上下左右的画面平衡，在构图上以求满、求险、求空、求偏、求局部等形式格局，这样可以使画面空间选择上获得出人意料的自由度。［5］在教学过程中，教师应当充分发挥导向的作用。教师就是导演，想导出好作品，教师首先要有超前的艺术思维和新的理念，才能给学生提示创意，引导他们的设计灵感。对每一组物体大量举出创意实例，引导他们设计问题情境，用讨论式教学法和互动教学方式，创造一个“活”的教学环境，以拓展他们的思维，同时注重学生的个性发展，以及发散思维和求异思维的培养。对于设计素描，用脑极为重要，要多观察，多理解，多记忆。设计素描要多体现创意的表达，在训练中为学生多提示，多引导，多示范，让学生多看，多比较，学会举一反三的思维方式。笔者认为，在教学中尽量不使用“你画错了”、“你

不能这样画”，多用商量探讨的语言，如“这样画，有没有更好些”等等。毕竟在创意训练中，每个学生都有自己的设计理念，教师更应提供一种启发，一种手法。接受美学认为师生是同一层面的接受者，都有自己的见解，并非主从关系。“思维训练、挖掘能力已成为设计素描教学的核心思想”［4］8。实践模块有利于培养学生的设计思维品质和创新能力，为以后的设计课程打下坚实基础。

(三)讲评、评价模块

讲评是对阶段性教学的总结。评价的作用非常重要，在于提高学生的鉴别能力、欣赏能力和设计水平，增强设计想象空间。讲评时首先让学生阐述自己作品的设计思路，然后让大家互评，最后教师对学生的作品内容进行讲评，使学生们看到作品的优劣。讲评是提高学生设计欣赏能力的一种较好的方法。成绩的评定由师生共同完成，要求学生对其他学生的作品作出评定。学生作业成绩由其他学生评定的成绩的平均值与老师的成绩按一定的百分比后相加得出。学生在参与成绩的评定中，不仅学会了如何评价一幅作品，而且可以发现自己的长处与不足，同时也提高了自身的鉴赏能力。