模块化设计论文范文

时间:2023-03-27 11:21:47

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模块化设计论文

篇1

1模块化机械设计的应用

通过对产品的构成进行分析,考察其中的功能互换性与结构互换性的关系,将立体车库模块划分为钢结构、横移机构、载车板等几大模块,包括了系统级模块、部件级模块和零件级模块,以模块为基础进行接口,通过模块的组合来满足不同车库产品的设计。同时对工艺进行优化,达到同类型零部件工艺的统一。

1.1钢结构的模块化设计

对升降横移立体车库的钢结构立柱、前后横梁、纵梁、斜撑等进行通用化设计,无论立体车库方案如何变化,只要方案中的结构能由现有结构配型得到,就只需对现有结构进行横向、纵向、竖向的组合,无法通过组合得到的,只需对不匹配模块进行更改,以项目图纸形式对项目模块进行匹配搭建。新式六层升降横移立体车库钢结构如图1所示。

1.2钢丝绳设备横移机构与链条设备横移机构的

模块化设计

将横移机构分解为横移传动系统、提升传动系统和横移框架3个主模块,通过使用相同型材和改变钢丝绳缠绕方式,实现了两种类型横移框架的模块化设计(前后吊点中心距、防坠钩中心距、定位针中心距等关键配合尺寸一致),达到了两种类型的横移机构共用一套横移传动系统的目的,也为钢丝绳设备与链条式设备载车板的统一奠定了基础。1.3载车板的模块化设计载车板对边梁结构形式进行了模块化设计,提高了边梁模块的通用性,并确定了载车板自带斜坡与载车板无斜坡两种载车板结构,通过对斜坡的优化设计使两种载车板结构除斜坡外其他横向构件模块完全通用,通过对横向构件进行选型调整来实现载车板与设备的匹配。

1.4工艺的模块化设计

以传动轴的加工为例:模块化前的传动轴如图5所示,模块化后的传动轴如图6所示。对比可以看到,所有传动轴(包括提升、横移)轴身由原来的必须经过车床倒角、车内孔、齐总长的工序变为现在的直接锯床下料;轴头由原来的指定尺寸改为根据无缝管材料内径的进行配车,并将原来较长的阶梯进行分段处理,以方便链轮的安装,焊缝由原来的角焊缝改为缝焊缝,通过工装对焊缝宽度的调节来实现对传动轴总长的尺寸控制,这样极大地简化了大轴、长轴的加工工艺,节省了工时。

2模块化机械设计的优势

通过前述模块化设计在升降横移立体车库设计中的应用可以明显地看出模块化设计具有以下优势。1)尽管升降横移立体车库形式多样,具体项目方案千变万化,给设计带来极大不便,但是模块化设计可以通过模块的选择和组合构成不同顾客定制的产品,以满足市场的不同需求,对于设计者来说设计任务趋于简单化、轻量化,设计周期大大缩短,可以给产品的生产加工与安装留出更多的缓冲时间。2)模块化设计可以在很大程度上减少图纸的数量,同一零件可以在多种产品上使用,从一定程度上节约了纸张,也方便了图纸的管理。3)很多通用化的零件可以批量地进行储备式生产,这必然带来成本的降低和人力、物力投入的减少,并能从一定程度上缓解了多个项目同时开工生产时加工工期紧张的问题,尤其是当安装过程中项目现场零件丢或失损坏时,可以直接跳过加工,直接从备品库中出库发货,节约了时间,有助于合同的按期兑现。

3结语

模块化设计理念已被引进立体车库的机械设计中,特别是在常规的升降横移立体车库中表现得更为明显,模块化给机械设计带来效率和效益的大幅提升。

作者:丁翔 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院

参考文献:

篇2

[关键词]专业方向课 课程模块 教学研究

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)21-0123-02

经济全球化促使各国经贸活动更加频繁、领域更加广泛。因而,在外贸经济活动中,只有理论知识基础而缺少实践能力的外贸工作者很难适应国际经济贸易发展的需要。本文在已有研究的基础上,以国贸的跨国公司经营管理专业方向课模块化教学为例,探讨具有大致就业方向而非确有具体就业职位特性的专业方向课程的模块化教学,力图深化模块化教学在国贸专业或其他专业的专业方向课教育中的应用,促进学生认知某类工作的实践技能。

一、模块化教学方法

刘学超等专业课教学者体验到,模块式教学适合学习程度不同的学生,能帮助其掌握专业技能。这些采用模块化教学的老师的理论依据皆缘于模块式技能培训、能力本位教育这两种表性的模块化教学模式。

模块式技能培训。这种模块化教学,首先要求教学发起者全面掌握授课对象工作单位的规范岗位设置与岗位管理的内容;然后,教学承担者按照单位现有岗位设置岗位模块,再根据各岗位需要的行为、知识、技能等要求的不同,设置更为具体的功能性小单元模块;最后教育培训者以模块为基础,模块单元为基本内容对各岗位单元内容展开教学大纲、学习时间、学习考核等的设置。模块式技能培训模块化教学的优点是:立足职业岗位需求,缩短培训与就业的距离;帮助选修最感兴趣和最为需要的内容,利于提高学习效率;模块短小、目标明确,利于保持学习热情;增删模块或单元以调整内容,保证培训内容总体上的时代性和先进性。

能力本位教育。这种模块化教学,首先要求教学发起者全面掌握某具体职业或岗位的核心职责、典型问题、职业工作环境等岗位描述;然后把工作任务目标分解给予其相关的工作人员,使每个人的工作任务具体而清楚;最后根据分解的这些任务及它们的各种灵活组合,教育发起者准备需要传授的知识及技能,并把这些内容串联成各种教学模块。能力本位教育的长处是:提高学生能力是教学的核心目标,对学习者原有经验所获得的能力经考核后予以承认;管理科学,办学形式灵活多样;岗位群所需职业能力为核心,能确保职业能力培养目标顺利达成。

这两种典型的模块教学方法的共性是注重实用和能力,前者着力于工作任务的基本能力,后者着力于具体岗位的职业能力。故而,国贸专业方向课的模块化教学应综合它们的优点和长处,构建自己的模块化教学体系。

二、国贸专业方向课模块教学的构建

跨国公司经营管理是一些高校国贸专业的专业方向课,其培养目标是要求学生了解跨国公司的有关理论和初步认知经营管理实务。其学习所需知识结构为,一是具备一定的人文社会科学方面的基本知识,二是具有与跨国公司经营管理相联系的经济学、管理学等方面的基本知识,三是具有外贸法规、财政金融、市场营销等方面的基本知识。应到达的能力包括基本能力与专业能力,基本能力主要是沟通能力、合作共事能力、分析和解决问题的能力,专业能力主要是组织管理能力、财税管理能力、国际营销能力、经济交易管理能力等。依据上述目标、知识结构、能力要求,提出以下跨国公司经营管理课程的教学模块。

(一)专业方向基础模块

专业方向基础模块是学习专业方向课的模块基础,分为专业方向简介、专业方向理论、专业基本技能三大分模块,其具体构成见表1。

(二)专业应用模块

专业应用模块是培养学生理论联系实际的应用课程模块,可分为全球战略、对外直接投资、技术转让、工商管理基础、国际规范五大分模块,其具体构成见表2。

(三)专业拓展模块

专业拓展模块主要由毕业论文写作模块、就业单位提前实习模块构成。它的目的,一是要让学生把所学到的书本知识运用于理论分析,培养理性观察、分析、解决实践问题的能力;二是用所学书本知识去印证实际工作活动如何展开,促其思考理论知识与实践之间的异同,深化学生的知识视野,有利于开发学生在职业岗位上潜在的创造力。

毕业论文写作模块。写作毕业论文可以促使学生准确地掌握所学的专业基础知识,基本学会综合运用所学知识进行科学研究,是培养学生应用能力和实际工作能力的重要手段。本模块主要适用于毕业论文选题与跨国公司有关的学生。首先,学生在教师的指导下,选择与跨国企业关联的某一重要问题的一个侧面,收集相关资料,了解其基本情况。其次,学生拟定研究方案,师生之间组织讨论,确定可行的研究方案。最后,学生独立完成写作。

到单位提前实习模块。本模块主要适用于就业单位要求提前工作实习的学生,学校老师或学生尽量与就业单位就学生毕业前实习内容进行沟通,即按照企业部门的组织形式,将学生派到若干岗位观摩或处理相关的业务。学生实习回校后,老师组织学生分析其经历的一系列工作,开展多种形式的专题交流、讨论,培养其综合的职业岗位能力。

上述根据模块化教学方法构建的专业方向课模块化教学方案,在一定程度上解决了理论教学与实践教学脱节的问题。知识传授与技能培养在每个模块的教学中都能有机结合,教学内容便于掌握,教学效果容易检查。

三、结论

近一两年的专业方向课模块化教学实践已经取得了较好的效果:突出了实用性、专业知识的通融性,引导学生积极归因,帮助学生积累成功经验,催生学生积极地自我暗示等。但是,专业方向课模块化教学的实施不是一蹴而就的事情,如课程模块的进一步优化,教学参考资源的进一步精炼,与学生实习单位的沟通联系等都还需要完善、改进。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 周海平,李涛锋. 浅谈职校专业课模块式一体化教学[J]. 科技资讯,2010.

篇3

【关键词】 毕业设计;辅助系统;Drupal

一、远程教育毕业设计辅导

系统的结构设计

毕业设计是远程教育中的重要的一环,利用网络开展毕业设计辅导是远程教育学习支持服务中关注的热点。传统的远程教育毕业设计辅导系统功能简单,大多只有信息和查询、提交等相关功能,对学生完成毕业设计(论文)过程的直接辅导很少。真正的面向学生的辅导系统功能应多样化,而且操作便利。本文使用UML中的用例(Use Case),站在学习者的角度对辅导过程加以分析。系统的参与者包括:STU(做毕业设计的学生)、TUTOR(论文指导老师)、ACD(教学管理员)如图1所示:

与STU相关的用例有5个,分别是写作、参考资料下载、知识记录、特殊工具应用和交流用例,用例写作包括两个子例是分别是写开题报告与撰写论文。另外有四个扩展用例,分别是开题报告的扩展用例即提交开题报告、参考资料下载的扩展用例即资料搜索,知识记录的扩展用例即Feed聚合和移动学习。与TUTOR相关的用例是交流,交流有三个子例分别对应着对开题报告的交流、论文撰写过程中的交流和学生与学生的交流。与教学管理人员相关的用例是查收开题报告和查看师生之间交流情况。

本研究的毕业设计辅导支持系统采用B/S结构以适应远程教育的要求。通过Internet,学生可以在不同地点,以不同网络接入方式请求服务,所有数据都保持到服务器端,方便学生随时访问,系统提供的各种服务和资源可随时共享,具有易用性、共享性、安全性和灵活性的特点。系统采用三层架构有利于系统标准化,有利于各层逻辑的复用,开发人员只需关注所在的那一层,容易用新的技术实现来更换原来实现的部分。辅导系统的设计包括资源子系统、学生子系统和教师子系统三部分,系统结构如图2所示:

二、Drupal内容管理系统的功能特征

Drupal是一个基于PHP语言的内容管理系统,与一般的学习管理系统不同,它是一个高度模块化的开源Web内容管理系统,重点建立在合作之上,是一个可扩展的,适应标准的,保持简洁代码和较小脚本的系统。[1]Drupal的所有文本数据以及图形、音频等其它文件类型的文本指针都以数据库的形式储存,用户可以通过浏览器对Drupal发送请求,而Drupal 则动态的从数据库中读取数据生成静态网页发送给用户。Drupal的功能异常强大,几乎可以完成任何你想让它完成的事情, Drupal高度模组化的设计提供极大的弹性,它甚至被开发人员视为一种开发框架。

Drupal的系统所设置的一般功能包括:联合协作文档编写(Collaborative Book)、友好URL(Friendly URLs)、模块(Modules)、个性化(Personalization)、基于许可权限的用户组管理系统(Role based permission system)、内容索引及搜索(Searching)等。Drupal强大的功能在于支持模块扩展,正因为有了它,可以实现想到的任何应用。此外, Drupal拥有强大的在线帮助系统以及完善的文档库,并且Drupal是完全开源的,Drupal基于 GPL许可,所以任何人都可以修改它、再它、使用它。

Drupal配合Mysql和Apache应用较多,稳定性和兼容性得到国内外许多应用的证实,Drupal的整体架构符合软件架构体系中的三层架构思想。

三、基于DRUPAL的网络毕业

设计辅导系统的实现

1. 毕业设计辅导系统的Mysql数据库实现

毕业设计辅导系统为学生、老师提供个性化的支持,帮助学生高质量、高效地完成论文。系统采用完全模块化的Drupal框架,所涉及到的数据表较多,主要包括资源子系统、学生个人页面及教师个人页面,各个模块功能与数据库表相互对应(如图3所示)。

图3中三大模块的每一个功能并非完全独立,它们之间相互协调工作,有些功能对应数据库中的一类表而不是一个数据表。为了方便设计与操作,人为将其划分出来。Drupal采用mysql数据库,在数据字段命名上有其自己的规范,除了上图所描述的数据表以外,系统还自带一套逻辑表。Drupal系统默认安装了许多底层数据表,在实现时需结合对应的数据字典修改相应的数据表。

2. 资源子系统的实现

资源子系统是毕业设计辅导系统的重要组成部分,资源来源包括教师提供的相关资料、案例分析和例文等。外部链接资源库包括:高校数字化图书馆,外部扩展搜索(如:Google学术),站内搜索,Feed聚合器搜集实时有用信息。资源系统为学生毕业设计(论文)提供多形式,多类别的资源,资源系统不是完全独立的,而与其他子系统协同工作。

本系统支持每位教师为资源库添加资源,在添加时候选择分类,最后系统将所有分类资源呈现出来供学生参阅,学生可以根据上载资源时所设定的标签来搜索自己所需的资源。本功能主要用到Drupal中常用模块Taxonomy、CCK和Views。资源内容类型建立后,系统结合分类模块设置术语标签,再用Views将内容按需求呈现出来,添加后的资源汇总到分类资源库,点击资源库导航栏中的条目进入资源分类展示页面。

资源子系统中一个重要的功能是方便学生有效精确地检索资源,资源搜索包括对系统内部资源的检索和外接搜索引擎,例如:Baidu、Google及Yahoo。内部检索利用Drupal系统的search模块,外部检索利用外部API接口。搜索功能与其他子系统协同工作。

Feed聚合器可以为学生聚合所需的信息,学生可以自己添加聚合的种子,如管理学专业的学生可以添加一个有feed种子的权威站点,系统会将聚合的信息发送到学生页面,方便学生随时查阅最新信息,为学生提供一个“活资源”。本功能的实现需综合利用cck、views和aggregator模块。

3. 学生子系统的实现

学生个人页面是学生接触的主要页面,在底层运行的是学生个人系统,包括学生写作系统与个人管理系统。写作系统提供在线写作功能,应用的模块包括CCK及其扩展模块、Views及其扩展模块、Books模块。先利用CCK结合Book Page类型创建文章类型,再用创建新的Views来提取所需信息,并将其呈现给学生及教师。用文章类型创建的文章节点允许访客访问及评论,文章在导航栏中以章节的形式呈现大纲,访问者可以灵活地定位到具体章节,在线写作导航页面效果如图4所示:

当学生对个人信息、文章、收藏论文、笔记本和所加入的学习共同体进行管理时,可以利用笔记本功能记录零碎的信息,方便记录论文撰写过程的思路。笔记本功能由笔记系统支持,学生自己建立笔记节点。系统将节点统一存储主要涉及到CCK及其扩展模块、Views及其扩展模块中。由CCK模块结合Page类型创建笔记类型,用Views将学生创建的笔记类型节点显示出来。在访问控制方面,需要利用Flite模块进行筛选。在个人管理系统中采用Author Pane用户管理模块、Flag Friend用户关联模块和Flag Note书签收藏模块进行信息管理。

4. 教师子系统的实现

教师个人页面是教师指导学生完成毕业设计工作的主要活动场所,教师页面由系统的教师子系统支撑,系统需要聚合每位教师指导的学生信息及论文情况,本研究主要采用评论的方式对学生论文进行评阅,教师与学生交流并提供指导性意见。教师指导界面如图5所示:

与学生个人管理系统类似,教师子系统同样集成了教师个人管理系统,管理教师个人信息和教师所指导的学生信息,并跟踪学生的论文写作进度。

5. 交流功能的实现

交流功能是毕业设计辅导系统的关键,本系统实现了同步和异步的交流功能,以多种交流方式来弥补师生间交流的不足。同步交流方面主要灵活利用第三方插件,教师与学生可以通过插件所提供的多种方式的交流如MSN、QQ、TM、Yahoo!、Skype等。

异步交流除了对学生的文章进行评论这种方式外,系统还设置了论坛讨论区,能方便地将一些公共性问题设为主题开展讨论。教师和学生都可以创建讨论主题,并有权限对主题进行修改,这一功能主要应用了系统的forum模块实现。

6. 后台管理实现

Drupal提供了灵活的后台管理机制,管理员账号具有最高权限,包括所有设置、创建及编辑权限。本研究通过对系统基本信息的设置和对Drupal中灵活的区块设置,以构建方便简洁的管理界面(如图6)。

访问控制也是本系统中较为重要的部分,系统所涉及的用户角色较多,各种角色之间的区别较大,所拥有的权限也不尽相同。利用Drupal提供的权限群组管理,可以对不同角色权限进行整体设置或修改,也可以对特殊账户进行特殊处理。考虑到系统的安全性问题,可以制定相应的访问规则,防止受到恶意攻击。

Drupal后台中可以很直接地管理上传资源及查询所有用户的活动情况,方便教务管理老师监控导师与学生在做论文过程中指导过程的详细情况。

四、网络毕业设计辅导系统的应用

本研究设计的网络毕业设计辅导系统主要用于辅导网院学生基于Internet完成毕业设计。首先,系统为每位学生和导师分配独立账号,通过此账号关联学生个人页面和导师个人页面。同一个导师的学生连同他们的导师组成一个基于网络的学习组,并通过本系统开展协作学习,学生登录其个人页面完成资料搜集与查询,开题报告和各章节的写作,并通过实时或非实时的方式与小组中其他同学交流。教师登录其个人页面可了解小组中学生当前论文的完成状态,通过实时与非实时的方式指导学生研究,学生最终通过不断的积累、讨论、修改完成毕业设计。在完成毕业设计的整个过程,网院教学管理员通过后台可查看所有学习组的状态,实时跟踪所有学习组的完成进度,为学习小组提供所需的学习支持服务。

本系统在中山大学网络教育学院09级开展毕业设计阶段,请50位学生试用本系统,笔者和中山大学6名教育技术学专业的研究生作为辅导老师开展辅导,组成6个学习组,列举19个选题进行试用。系统在使用过程中通过平台建立了意见反馈专贴,邀请试用者对系统功能及使用情况进行在线反馈。

调查表明,本研究设计的毕业设计辅导系统能有效满足开展学生毕业设计辅导工作的要求,系统具有功能完备、先进性、可扩展性、开发灵便等特性,能较好实现核心功能。但使用中也发现一些体现个性化的功能尚未实现,原型所呈现出来的系统不够完善,在界面上和功能上还有待改善。

五、结束语

网络毕业设计辅导系统在设计上包含了Web2.0、移动学习、社会性学习的思想,Drupal高度模块化开发给系统实现带来很大便利,能完全实现所有设计的功能,所实现的系统具有功能完备的优势,在辅导系统的使用中,可以不断设计和改进新的模块以增强其功能,具有极强的扩展性。Drupal还可用于教育领域的其它平台建设,它为教师提供了各种有用的工具,如在线指导、协作学习、教学评价、资源库、播客、虚拟实验室等,需进一步挖掘其潜力。[2]

参考文献

[1] John K. VanDyk. Pro Drupal Development(drupal 6.x 用户手册) [Z].

[2] Bill Fitzgerald. Drupal for Education and E-Learning, [M].

Birmingham,UK: Packt Publishing Ltd,2008.

篇4

关键词 应用型本科 模块化课程 建筑环境与能源应用工程

中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2017.04.019

Research on the Trend of Modular Courses for Bachelor Degree

――A Case Study of Building Environment and Energy Engineering

LIU Yang, ZHOU Li

(Wuhan business university, Wuhan, Hubei 430056)

Abstract First, this article introduced the notion and the different categories of modular courses in the degree level in universities. Then, we made a comparison of modular courses of the Building Environment and Energy Engineering in different areas. At last, we made an overall plan of the best way of establishment of modular courses in Wuhan Business University.

Key words applied undergraduate college; modular courses; Building Environment and Energy Engineering

1 概述

武汉商学院是2013年经教育部批准在武汉商业服务学院基础上建立的普通本科院校,是由原先的高职高专教育转变为应用型本科教育的一所学校,是湖北省第一批转型发展试点院校,其培养目标是重点培养服务区域经济社会发展所需要的应用型人才。办学层次的提升要求教师的教学内容和教学方式、手段也必须同步提升,从而才能提升学生的能力。而模块化课程的建设有助于学生的能力培养与应用水平的提升。

模块化课程的建设将模块内的理论与实践知识分门别类,形成不同的知识模块,并按照普通人正常的认知逻辑合理的编排,使模块内的理论与实践知识同时被学生接受和掌握,达到应有的学习目的。

模块化课程的建设还可以提高学生学习的效率。各教学内容以专业方向、能力应用需求为依据构建模块,将相互之间有逻辑关系的部分组合在一起形成不同的学习模块,学生根据需要选择相应模块,这样有利于提升学习效率,并提高学生就业的市场适应性。

将模块化课程的建设应用到我校开设的建筑环境与能源应用工程专业上来,常见的模块化建设的方式为专业设置模块化。专业设置模块化首先要设定本专业不同方向的培养目标,通过对就业市场的研究及自身师资状况的剖析,确立此专业设置不同专业方向的可能性,从而确定不同专业方向的教学重点,开发不同的专业方向相对独立的课程模K,培养学生在不同专业方向上的应用能力。

较为典型的专业设置模块化有香港理工大学楼宇设备工程专业和天津城建大学建筑环境与能源应用工程专业。香港理工大学楼宇设备工程(Building Services Engineering)专业于专业方向上进行模块化设置,将专业分为通风与空调方向、建筑消防安全方向、建筑电气安装方向,不同的专业方向有一组专业课程与其对应。学生可以按照自己的兴趣选取相应的课程模块进行学习。

天津城建大学建筑环境与能源应用工程实施“2+2+1”专业核心课程模块。课程模块包括:两个专业基础课平台模块――以流体力学、工程热力学和传热学构成第一专业基础课平台及以建筑环境学、热质交换原理与设备和流体输配管网构成第二专业基础平台;两个专业方向专业课程模块――暖通空调方向专业课程模块和城市燃气方向专业模块;一组反映建筑环境与能源应用工程专业发展前沿和满足学生需求的特色专业选修课程模块。

2 内地高校与香港高校专业方向模块化课程建设简介

2.1 内地高校专业方向模块化建设简介――以天津城建大学为例

在天津城建大学,建筑环境与能源应用专业分为了两个专业方向:暖通空调方向和燃气工程方向。不同的专业方向的学科基础课、专业基础课基本相同,但是专业课分为了两个模块。两个模块会有不同的专业课程,暖通空调方向偏向于学习供热、通风和空调工程,而燃气工程方向偏向于学习燃气燃烧与燃气输配工程。两个专业方向的学生也要求对对方专业方向的知识也要有所了解。

两个专业方向模块化课程的组成虽然差别较小,但每个课程的侧重点不同,分为A、B两个难度、深度级别,各难度级别对应于各专业方向。如暖通方向所学空调工程课程的难度为A,燃气方向所学空调工程课程的难度为B;与此对应,燃气方向所学燃气输配课程的难度为A,暖通方向所学燃气输配课程的难度为B。

当然,不同的专业方向也会对应于不同的专业选修课模块。天津城建大学在模块化建设中除了专业方向课分为两大模块外,还有一组反映建筑环境与能源应用工程专业发展前沿和满足学生需求的特色专业选修课程模块,通过选修课的学习从而加深对本专业方向的理解和掌握。

2.2 香港高校专业方向模块化建设简介――以香港理工大学为例

香港理工大学在专业方向模块化上的建设情况在香港地区的高校具有代表性。香港理工大学的屋宇设备工程专业(Building Services Engineering)与内地高校的建筑环境与能源应用专业较为相近,都包含了供暖、通风、空调、燃气等专业内容。除了以上内容,香港理工大学的屋宇设备工程专业还包括消防、建筑电气、建筑内运输设备(如电梯)、建筑信息系统。显然香港理工大学的屋宇设备工程专业所包含的内容比内地的建能专业要宽泛得多。虽然作为一名合格的建筑设备工程师,需要较为全面的建筑领域相关知识,但想要将这些(暖通、消防、给排水、通风、空调、燃气、电气)专业知识在一个本科阶段完成是没有必要的,也是不可能的。那么,他们是如何在有限的三年时间里,将如此繁杂的内容讲授给学生呢?答案就是模块化。

给出了香港理工大学屋宇设备工程专业课程的整体框架。在此框架中,所有的课程都分为了两部分:专业技术课程模块和基本素质模块,每个模块中又分为三个等级。其中第一等级为基础课,第二等级为专业基础课,在这一阶段学生将把建筑设备专业各方向所共通的专业基础知识学习完毕。从专业设计(services design)开始,学生可以根据自己的兴趣及市场的发展选择自己的专业方向来进行专业系统设计。每年的专业设计课程除了锻炼了学生的设计能力外,还充当了不同学年、不同层次的联结作用。

学生在最后一年从10种不同的选修课程中,选择4种不同的课程,从而为自己的后期的毕业研究和毕业设计做准备。在学习完相应的选修课后,需要完成两个不同的项目才能毕业。一个是毕业论文(research project),主要是提高学生的研究能力。不同的研究课题(通风、空调、消防、电气),会有不同的老师来指导。研究课题大多是反映了指导老师的近期研究兴趣或行业内的发展方向。第二个项目是毕业设计(design project),主要是整合学生知识,提高学生的设计能力,同样是根据学生的兴趣及市场的发展来共同确定设计内容。

3 高校专业方向模块化课程建设的特点分析

通过内地与香港的建筑环境与能源应用专业模块化的描述,我们可以发现模块化课程的一些特点。内地的高校在建能专业通过模块化的课程将专业分为两个方向,但其更偏向于广度的拓展,虽然分为了两个专业方向,但要求对对方方向的专业课程也要有所了解,但学习的难易程度、学习的内容会有区别。与其相对应的是,香港的高校在第一和第二阶段将基础打牢后,其在专业方向的划分上更偏向于深度区分,方向不同,选修课不同,毕业研究(论文)和毕业设计也不同。广度的拓展更利于学生的就业,扩大学生的就业面;深度的拓展更利于学生对专业的理解,提高学生知识的提炼、掌握及综合运用能力,也利于向就业市场提供多样化的人才。当然深度的拓展也需要相应的本专业不同专业方向的师资的支持。

4 结语

综上所述,作为定位于应用型本科的武汉商学院,我校的模块化建设应博采众长,充分领悟并吸收以上高校在模块化建设方面的优势,并结合实际加以发挥和利用。结合我校本专业的实际情况来看,由于师资有限,而且绝大多数从事的为本专业的暖通方向,从事燃气、消防、电气方向的师资较少,所以在现阶段实施专业方向上的模块化课程尚比较困难。当然,在校领导的关心和鼓励下,在岗教师可以通过培训、学习和挂职锻炼来补充本专业其他方向的专业知识,后期在人才引进时也可引进相关的人才。故本专业目前的模块化建设方面应该在教学深度上加以拓展,使学生提高已有的知识的掌握水平和综合应用能力,以更扎实的基本功来迎接市场的挑战。也相信在不久的将来,在条件允许的情况下,在我校建能专业能实现专业方向模块化课程建设,进一步提高学生的综合素质,实现本专业广度和深度的双重提升,并努力将我校建筑环境与能源应用专业建设成品牌特色专业。

基金支持:2015年武汉商学院校级教学研究项目(2015 Y016)和2015年市属高校教学研究项目(2015098)基金

参考文献

[1] 杜惠洁,李家丽.模块化: 德国职业教育的改革与争论[J].教育发展研究,2009(11):64-68.

篇5

关键词:工程机械 模块化 模块重组

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(a)-0046-02

在市场风云变幻的今天,企业是否能够快速生产出高性价比的产品来满足顾客的需要成为企业立足壮大的关键所在。而模块化设计允许企业通过重组等手段快速形成新产品而为越来越多的企业所关注。通过对一定范围内不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上,创建并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合构成不同的产品,以满足不同需求,这种方法就称为模块化设计。

机械工程作为现代工业技术发展的基础和支撑,为科学技术、社会发展、人民生活和国防建设等提供了必要的产品装备。本世纪初的几年,依靠国家基础建设投资、房地产业、仓储物流装卸等行业,我国工程机械行业总体规模得到了空前发展。但随着2008年全球性金融危机的蔓延、4万亿投资引发的通货膨胀、2011年来,投资、消费和出口的全面下滑,经济二次探底、近两年国内房地产业的下滑等,使得工程机械产品遭受冷遇。新的经济形势对工程机械装备提出了全面和苛刻的要求:高性能、高机动性、高可靠性、良好的维修性和经济性等。而模块化设计方法的应用为上述问题的解决和改善提供了良好的思路。

1 工程机械产品模块化流程

现有模块化设计的方法基本上可分为两类:一是按照功能划分,这种划分方式主要从系统的观点出发,将整个产品系统划分为相对独立的功能单元,通过对模块的不同选择和组合构成不同的产品;二是按照产品或零部件的形状结构划分,这种划分方式主要用于产品比较简单,但个别零部件形状结构较复杂的产品。

现代工程机械产品大多是一个由若干装置、零部件,按照一定的机构或结构形式组成的具有某种功能的机械系统。因此,工程机械产品具有整体性、相关性、层次性和可分性的特征,这就使按照功能分解或形状结构划分对产品实施模块化设计成为可能。工程机械的模块化研究和开发,主要有两种情形:

(1)新产品系列的模块化设计;

(2)已有产品系列的适应性模块化设计;

对于新产品而言,系统性比较强,从整个产品角度着手,以功能分解为主的模块化设计方法比较合适;而对于已有产品而言,更多考虑的是零部件的变型改造设计,因此以形状特征为主的模块化设计方法更适合。

对新产品系列进行以功能分解为主的模块化设计,优点是进行了充分的市场调查和顾客需求分析,从整个产品着手,系统性更强,提供了整套的方案评估方法,对设计的优劣可以进行有效分析;缺点是对产品功能进行了重点的分解分析,而缺乏对产品结构方面的考虑,有一定的局限性。新产品系列模块化设计的流程如图1所示。

对已有产品系列的适应性模块化设计,优点是有针对性的对产品零部件的结构充分分析,完成模块的变型改造设计,快速形成新的产品以满足需求;缺点是针对性的变型改造设计使用范围较窄。已有产品系列的适应性模块化设计流程如图2所示。

2 国际知名工程机械产品的模块化应用

近年来,工程机械装备逐渐朝向一机多用、作业功能多样化的方向发展,扩大了工程机械的应用领域。如液压挖掘机同一主机,通过配备不同的作业模块(如挖掘、装载、压实、剪切和破碎等)就可以完成多样化作业。在国际知名工程机械公司中均可见到模块化设计的“身影”。如世界最大的塔机制造商―― 利勃海尔,构建了利勃海尔模块化系统,使其生产的塔机作为标准配置,可以以多种方式进行组合和扩展;世界最大的土方工程机械和建筑机械厂商―― 卡特彼勒,设计出平地机模块化后轮轴、轮式装载机模块化散热器、履带式推土机模块化动力传动系统等;还有如宝峨、德马格、马尼托瓦克等公司,均利用模块化设计发挥其产品的最大潜能。其中,马尼托瓦克起重集团的所有产品在设计时均采用了模块化的概念,通过新单元的增加快速扩展了其产品功能。

3 结语

对工程机械产品进行模块化设计,通过分析评价模块划分过程,面向不同客户组合模块实现产品创新,使企业获得面向客户的竞争优势;通过模块的升级换代逐步使产品升级换代,快速响应客户需求,对变化的市场和机遇做出敏捷的反应;缩短设计、制造周期,降低成本;模块间明确的功能分割,使得发生故障后易于判断,缩短了故障诊断时间,提高用户满意度;以模块为单位进行维修,显著改善维修条件,加快维修速度,提高服务质量等。

现如今,模块化设计已经在武器装备(方舱、雷达、航空电子设备等)、建筑、机械(数控机床、模具、减速机等)、电力、船舶、电工电子(微机、通信设备、电动控制仪表等)行业中得到广泛的应用,并取得了显著效益。我国要有工程机械的制造大国向工程机械制造强国转变,模块化设计不失为一个很好的思路和方法。

参考文献

[1] 贾延林.模块化设计[M].机械工业出版社,1993.

[2] 施进发,梁锡昌.机械模块学理论[J].中国机械工程,1997(6):53-55.

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关键词:参数化组合方式 体量拆分指标计算像素化排列

中图分类号:[F287.8] 文献标识码:A 文章编号:

1建筑体量的模块化拆分

模块化思维可以理解为一种处理复杂系统分解成为更好的可管理的简单模块的方式。它可以通过在不同组件设定不同的功能,把一个问题分解成多个小的独立、互相作用的组件,来处理复杂、大型的问题。模块化思维里最重要的方法就是模块化的拆分,模块化拆分就是指解决一个复杂问题时自上而下逐层把整体系统划分成若干模块的过程。被拆分的每个模块都具有一个特定的子功能,各自服务于整体。在模块化住宅的设计过程中,需要借助参数化设计工具对大量复杂的单元模块进行组合、分解和更换,更需要将设计过程明朗化、简单化,因此在住宅设计中引入这种模块化拆分的思维方式,无疑对量化设计指标、简化设计过程起到重要作用。

由卢晓亮和王韶宁设计的SOHO办公兼老人居住建筑方案就采用了模块化拆分的思维方式。设计的任务是在基地部分改建并新建一座SOHO商住楼,通过调研发现原有基地是一片以老年人居住为主的老居住区,原有的建筑有其特有的风格。因此,希望能引入新的建筑功能和使用人群的同时,保留一部分原有的建筑和使用人群,使得当地的历史得到一定程度的保留和体现。根据老年人和年轻人对空间使用要求的特点,用Rhino Scripting参照云形成的逻辑来生成许多混合的可能性,并根据形态的要求从中进行选择,最后落实成为最终建筑。具体的设计方法为,将基地原有的老年住宅建筑通过模块化的拆分,形成网格系统,便于与新系统相融合;同时将计划新建的年轻人SOHO住宅体量也通过模块化拆分打散;然后将老年住宅与青年SOHO各自的模块进行融合、重组与变异来最终形成模块化的建筑形态。

2设计指标的最优化计算

由MVRDV和ADEPT共同设计的位于丹麦哥本哈根的一个独立的塔式高楼--“天空村”,该摩天大楼高116米,可以看做是一个具有高度适应性的模块化住宅村庄。设计的基本结构是一个灵活的框架,每一个“模块单元”(或称为“点”)尺寸为7.8m*7.8m*4m(平面尺寸同样符合停车位的模数尺寸),面积为60平方米,这些“模块单元”围绕着中间的核心筒布置,并且可以轻松地容纳大量的各种不同的住户,例如年轻人希望居住在离家较近的公寓或具有小型办公室和家庭办公室功能垂直SOHO单元,相邻的单元也可以连接在一起,形成较大的空间,以容纳更大的公寓,酒店房间或办公室。大楼的底部是公共空间,包括零售、餐馆和办公室等。这是一个具有可持续发展的住宅结构。

大楼的体量生成设计采用参数化的生成方式,将组成体量的各个模块视为微小的“点”,并将各个“点”的基本信息(如每个单元所需日照量及遮挡状况等)、整体的设计指标(所需单元数量、结构承载极限、屋顶绿化率等)和对建筑形态的生成逻辑与最初愿景输入程序,由电脑自动计算最优方案。生成结果为各个单元通过一定规律的堆叠,形成各种个性化的错落有致的露台、阳台空间,而且不能互相遮挡阳光与视线,整体上大楼中部向北凸起,这样使南向形成了“梯田”状的开放空间,以此来最大程度的接受日照与景观,“梯田”上可以布置各式各样的“空中花园”。

3单元组合的像素化排列

单元体组合是以单元体为基本元素,是一种重复式的秩序组织空间和形体的一种方法。组合的最终目的是由单元体,拟制一个系统,构成一个有机体,建立一个健全的社会生活秩序,从而实现一个观念、事件、经济、文化一体的综合环境。这种空间和形体的构成方法是实现具有特色的建筑单体、建筑群乃至城市规划的重要途径之一。而当今借助计算机手段对模块单元体进行像素化的排列组合而形成的更加具有肌理化的建筑体量,则让模块化单元摆脱了部分对整体性的制约关系,使模块具有了一种表皮的性质,从而使模块化的类型和特点更加多样化。

“跳城”计划是北京CU office(超城建筑)的主持建筑师车飞带领其团队所进行的一项关于中国未来城市的可持续性的研究项目。跳城研究针对当代高层高密度的城市化发展,以快速城市化扩张的北京为模型城市,发展出一种当代城市的社会空间性的结构化概念,运用这种方法理解与解码当代的城市发展。跳城是一种建立在现有中国城市社会空间结构之上的实验模型,它是一种由高层永久性结构与平层自建独宅相结合的全新城市开发模式。每一个独立的结构内都是由各种具有功能不确定性的居住单元所组成,大量的居住单元通过一定的序列组合形成具有肌理化的建筑外表皮,从而减弱了模块单元对建筑整体的影响,成为一种像素化的结构。

参考文献:

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内容摘要:复杂产品系统在现代经济发展中发挥着越来越重要的作用,甚至影响着一个国家的综合竞争力。本文以复杂产品系统的概念和特性、复杂产品系统与模块化的关系以及复杂产品系统模块化创新模式的研究现状为理论基础,基于复杂产品与企业间关系的视角,构建了三种复杂产品系统模块化创新模式,即单一复杂产品内部形成的模块化创新模式、产品内企业间形成的面向协作和配套的模块化创新模式及基于资源互补的产品间模块化创新模式,并详细阐述了每种模式及其适用性。最后,指出了上述三种复杂产品系统模块化创新模式在我国的应用与发展情况。

关键词:复杂产品系统 模块化 模块化创新 模块化创新模式

复杂产品系统(Complex of Product System,简称COPS)是由大型技术系统(Large technical systems)概念演化而来,这一概念出现于20世纪90年代中期,是由Hobday,Rush等著名教授较为系统地提出。他们认为复杂产品系统都是关系到国计民生的大型产品和系统,虽然生产产量小,但由于其规模大、单价高,所以整个复杂产品系统产业的总产值占GDP的比例比较高,在现代经济发展中发挥着重要作用,甚至影响着一个国家的综合竞争力。但在我国,复杂产品系统的研究还处于概念引进阶段,尤其是对于复杂产品系统模块化创新模式的研究更少,有待于学者进行更多的专门研究。

复杂产品系统理论概述

国外学者Mike Hobday (1996,1998),Hansen和Rush(1998),Andrea Prencipe(2000),Gershenson,Prasad和Zhang Y.(2003)及国内学者张炜(2001),杨志刚和吴贵生(2003),陈劲、周永庆等(2004)对复杂产品系统概念进行了研究。综合国内外研究,本文将复杂产品系统界定为:研发成本较高、子系统(或模块)较多、界面复杂、涉及多种知识和技能、产品架构具有层级性特征、用户定制化需求的大型产品或系统。

复杂产品系统一般可以为特定用户以单件/小批量进行定制生产,其研发与生产往往融合在一起,生产与制造的重点在于研究、开发和模块系统的集成。一个复杂产品系统要实现具有模块化的功能基本上要涉及到两个过程:模块分解化和模块集中化。模块化能降低系统开发的复杂性,进而可以降低系统的开发费用(Clark,1989;Clark & Fujimoto,1991)。模块化技术很好地解决了产品设计与制造的复杂性问题,通过产品的模块化分解,降低了整体研发和制造的复杂程度,提高了创新的效率。模块化能实现系统的并行开发,使模块生产的各方从事自己所擅长的工作,缩短开发时快速响应市场需求(Rothel & Gardliner,1990;Sanderson & Uzumeri,1997)。复杂产品系统特性决定了其模块化特征,从模块化与复杂产品系统的关系可以看出,需要用模块化创新理论分析复杂产品系统的创新。

复杂产品系统模块化创新模式研究现状

Tim Brady和Andrew Davies(2004)等从价值链增值角度提出复杂产品系统的创新过程模式,将复杂产品系统的创新过程分为早期阶段、制造、系统集成、运营、提供服务、最终消费者,注重整个开发的价值传递过程,更为注重开发过程中需要经历的若干阶段。陈劲(2004)提出了一个复杂产品系统创新三阶段漏斗模型,该模型认为复杂产品系统创新分为涌现式创新、设计式创新和指导下创新三个阶段,强调复杂产品系统研发过程管理,关注复杂产品系统是如何被开发出来,模块化和外包是复杂产品系统开发的主要手段和工具。上述两模型都强调复杂产品系统的结构复杂,陈劲运用模块开发和任务包侧面反映了COPS的结构复杂性,Tim Brady和Andrew Davies运用设计、建构、系统集成来反映。

从以上分析可知,现有文献对于复杂产品系统创新模式的研究,大多集中在复杂产品系统创新过程、研发过程、价值传递过程等方面。而对于复杂产品系统模块化创新模式未进行深入探讨,基于复杂产品与企业间关系视角的研究更是很少涉及,因此需要构建新的复杂产品系统模块化创新模式。

基于复杂产品与企业间关系的复杂产品系统模块化创新模式选择

在国内外关于复杂产品系统模块化创新研究基础上,本文基于复杂产品与企业间关系的视角,构建了复杂产品系统的三种模块化创新模式。把复杂产品系统模块化创新模式分为单一复杂产品内部形成的模块化创新模式、产品内企业间形成的面向协作和配套的模块化创新模式,基于资源互补的产品间模块化创新模式。

(一)单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式

单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式是指在企业内部进行模块化产品的设计、制造和组装,产品生产过程再分解过程中而进行的相关部门的协调和配合。模块在设计、制造之前,集成企业的系统设计师负责确定系统的设计规则。此时,集成企业的系统设计往往是企业内部的一个相关部门。

系统集成部门通过企业市场分析部门对整体装备的市场需求,再针对长期客户群的意见和建议分析产品所需具备的新的功能特征,在分析的基础上,将各个功能分解到各个模块生产部门中实现。而同时,各模块的设计、制造部门在系统的设计规则约束下,确定个别的设计规则并独立开展各自的活动。系统设计师和各部门之间的信息传递是自上而下单向流动的,各部门没有信息反馈给系统设计师。各部门的模块设计活动开始后,即使系统环境发生了很大变化,也只有系统设计师有权决定改变系统的设计规则,各部门在此过程中没有任何决策的权力。

单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式主要适用于纵向整合能力较强、产品研发和生产的每个环节均在企业内部完成的企业。

(二)复杂产品内企业间形成的模块化创新模式

复杂产品内企业间形成的面向协作和配套的模块化创新模式可以分为技术联盟模式和核心企业协调下的模块化创新模式。

1.复杂产品系统的技术联盟模块化创新模式。复杂产品系统的技术联盟模块化创新模式是指复杂产品系统的集成制造商在寻求技术产品外包时还寻求在行业内有着重要影响的、同时能够和自己资源和市场互补或相互促进的企业结成同盟,形成更富有影响力的、技术能力更高的复杂产品系统开发联盟。复杂产品系统的集成企业出于实际需要,组建跨企业的技术联盟,建立以复杂产品系统创新为导向、以合同契约为保证的跨企业的技术联盟。系统集成制造企业与技术联盟企业往往在研发、生产等方面能力相当,二者构成的联盟所起到的作用明显区别于其他企业或模块供应商。 联盟内部企业间的关系是平等的,往往通过联盟形式来进行合作。在技术联盟中,企业和其他机构应注重企业间的协调机制,不同于传统制造过程中注重边界清晰的各个企业之间的交易,是单纯的买卖关系。联盟内部企业间的关系紧密,共同领导着包括外部模块供应商在内的整个复杂产品系统开发组织。在跨企业的技术联盟建立的同时,各成员企业的高级管理人员组成联盟管理委员会,负责合作各方的协调工作,主要目的是健全复杂产品系统创新过程的监测和应变机制,协调各方利益,减少各成员之间的磨擦,提高合作各方的创新效率,降低复杂产品系统创新的风险。

复杂产品系统的技术联盟模块化创新模式主要适用于自身能力强大,但由于资源有限,独自承担某项复杂产品系统的设计制造工程会有一定程度的困难,因此需要寻找同盟伙伴共同完成的情况。

2.产品内企业间核心企业协调下的模块化创新模式。核心型企业协调下的模块化创新模式根据核心企业的不同类型而细分为以模块集成商为核心的模块化创新模式、以模块供应商为核心的模块化创新模式及以行业协会为核心的模块化创新模式。

在以模块集成商为核心的模块化创新模式中,核心企业即模块集成商在该模式组织中发挥着领导作用,体现出很强的网络控制力,模块集成商可以通过并购、合资、合作、技术联盟、战略联盟等各种方式实现对非核心模块的控制。模块集成商负责确定系统的设计规则,从而确定各模块之间的结构、界面和标准。各模块制造商在此规则的指导下,独立地开展本模块的设计、制造活动。

在以模块供应商为核心的模块化创新模式中,模块供应商已经发展成为完全的服务供应商,他们通过供应链管理来整合零部件的生产,以使既定模块能够达到最优的设计。这类供应商会进行先期的市场调研,从不同的模块构建供应商(即通用模块供应商和专用模块供应商)处采购不同性能的模块或零部件,将这些组合装配成为一组部件或一个大的模块,然后将组合好的模块提供给系统集成制造商。他们积极与系统集成制造商进行合作,共同致力于降低供应链成本和产品制造复杂程度。

在以行业协会为核心的模块化创新模式中,第三方的行业标准协会常常在模块的标准化和通用型方面发挥重要的作用。以行业协会为核心的模块化创新模式一般出现于两种情况:一种是产业几乎未发展,同时行业内并未出现任何实力明显的寡头组织,此时,产业内对与产品设计规则均只有较浅的认识,而行业的力量又达到比较高的水平,对产业的发展趋势把握较准确,从而担当起系统规则的设计者,产业内的组织围绕着行业标准进行生产制造和销售。另一种情况是产业发展较成熟,这是因为只有发展到成熟阶段的产业,产业内的企业才能形成对系统规则设置标准的共同认识,使产业内规则趋于同一化。

核心企业协调下的模块化创新模式主要适用于系统集成商一体化整合能力强大、与供应商之间形成了长期紧密的相互依存关系并且对供应商的控制力强的情况。

3.基于资源互补的复杂产品间模块化创新模式。基于资源互补的复杂产品间模块化创新模式是指大量的系统集成制造商、模块集成供应商和模块构件供应商(通用模块供应商和专业模块供应商)集聚于某一特定的地理空间,共同从事模块化产品或服务的设计、制造和整合。在集群式模块化创新模式所形成的网络组织中,没有哪个成员处于控制和支配的地位。系统的设计规则是由系统集成制造商、模块构件供应商、模块集成供应商、行业标准协会以及其他一些中介机构通过市场选择或共同协商来决定的,系统设计规则的确立是一个不断演化完善的过程。

基于资源互补的复杂产品间模块化创新模式是模块化发展的最终方向,只有在市场成熟到一定程度、行业发展到完全竞争的时候,才会出现真正的集群态势。

结论

在目前和将来很长的一段时间内,由于复杂产品系统的集中趋势还在加大,单一复杂产品企业内部形成的模块化创新模式、技术联盟模块化创新模式和以模块集成商为核心的模块化创新模式将是我国复杂产品系统模块化创新的主要模式。以模块供应商为核心和行业协会为核心的模块化新模式及基于资源互补的复杂产品间模块化创新模式将成为我国复杂产品系统发展的方向。

参考文献:

1.陈劲,桂彬旺,陈任芬.基于模块化的复杂产品系统创新案例研究[J].科研管理,2006,27(6).

2.陈劲,周永庆等.复杂产品系统创新的过程模式案例研究[J].经济管理,2004,14

3.桂彬旺.基于模块化的复杂产品系统创新因素与作用路径研究[D].博士学位论文,浙江大学,2006

4.尹建华,王兆华.复杂产品模块化制造的网络运作模式研究[J].经济管理,2008(6)

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随着高校的扩招和毕业生人数的增加,如何提高毕业论文的选题管理效率成为毕业论文工作面临的一个难题。2012年,全国具备普通高等学历教育招生资格的学校有2492所,本专科毕业生人数600多万人,50%以上的高校对毕业论文收集、处理、检索、更新采用人工处理,已经无法达到信息化处理的要求,效率非常低。而其它大多数教学管理应用已实现数字化管理操作,绝大多数高校都已经拥有自己的机房,校园网,这就提供了很好的硬件基础,完全有能力,有条件打造毕业论文的网上管理。一个可行的解决思路就是依托建好的校园网,采用技术,通过C#2005编程,后台采用MS SQLSERVER2005数据库平台,构建基于Web的毕业论文管理系统。

本系统旨在使毕业论文信息管理网络化,可以直接在网络对学生论文进行管理。首先,学生通过网络选择论文题目,待教师审核通过后,完成论文并提交;其次,教师(包括指导教师、评阅教师、答辩教师)通过网络对论文进行评分;最后,由系统计算出学生的综合成绩,供学生在网上查阅。

2需求分析

2.1功能需求

该毕业论文评分系统需要满足来自三方面的需求,分别是学生、教师和管理员。

学生对该系统的需求主要是查询学生个人基本信息、查询可选课题情况并进行选择、提交选题申请、查询已选课题、下载论文所需的相关文件、上传论文、查看毕业论文成绩、修改密码等功能。

教师的需求是查询教师个人基本信息、课题、课题审核、上传文件、下载文件、对学生的论文、答辩情况等进行评分,修改密码等功能。

管理员的功能包括对公告、文件、学生、教师、论文、分组、成绩、用户等8个模块进行管理和维护,包括添加新教师、添加新生、添加公告、上传文件、进行学生和老师的分组、审核成绩、修改管理员密码等,并对模块的信息进行查询、修改、删除等操作。

2.2性能需求

根据用户对本系统的要求,确定系统在界面、响应时间、可靠性、安全等方面有较高的性能要求。

2.2.1界面需求

(1)页面内容:主题突出,站点定义、术语和行文格式统一、规范、明确,栏目、菜单设置和布局合理,传递的信息准确、及时。内容丰富,文字准确,语句通顺;专用术语规范,行文格式统一规范。

(2)导航结构:页面具有明确的导航指示,且便于理解,方便用户使用。

(3)技术环境:页面大小适当,能用各种常用浏览器以不同分辨率浏览;无错误链接和空链接;采用CSS处理,控制字体大小和版面布局。

(4)艺术风格:界面、版面形象清新悦目、布局合理,字号大小适宜、字体选择合理,前后一致,美观大方;动与静搭配恰当,动静效果好;色彩和谐自然,与主题内容相协调。

2.2.2响应时间需求

无论是客户端和管理端,当用户登录,进行任何操作的时候,系统应该及时的进行反应,反应的时间在5秒以内。系统应能监测出各种非正常情况,如与设备的通信中断,无法连接数据库服务器等,避免出现长时间等待甚至无响应。

2.2.3安全性需求

系统有严格的权限管理功能,各功能模块需有相应的权限方能进入。系统需能够防止各类误操作可能造成的数据丢失,破坏。防止用户非法获取网页以及内容。

2.2.4开放性需求

系统应具有十分的灵活性,以适应将来功能扩展的需求。

3系统设计

3.1系统功能设计

本系统依据用户角色划分主要由三大模块组成:管理员功能模块、教师功能模块和学生功能模块。其中管理员模块又包括公告管理、文件管理、学生管理、教师管理、论文管理、分组管理、成绩管理、用户管理以及退出系统等子模块。

3.2数据库设计

3.2.1 数据库结构设计

E-R图是一种用于描述静态数据结构的概念模式,它直接使用信息世界中的术语来表示现实世界中的联系。E-R模型的基本元素包括:

实体:它是客观存在可以相互区别的事物

属性:指实体的某一特征。

联系:表示一个或多个实体之间的关联关系。

3.2.2 系统E-R图

4模块设计与实现

在整个开发过程中,采取的方法是:分工精细、紧密合作,系统主要分为以下模块:公告管理、文件管理、学生管理、教师管理、论文管理、分组管理、成绩管理、用户管理、退出系统等子模块,在这些子模块下包括对公告信息、文件信息、学生信息、教师信息、论文信息、分组信息、成绩信息以及用户信息的添加、查询、修改、删除等操作。

以下仅以论文管理页面为例进行简单描述。

当用户名和密码都正确时,管理员进入界面默认是论文管理页面,如图2所示。管理员可以根据论文编号、题目和指导老师查询相关的论文信息,并适时对论文信息进行更新和删除操作。另外,页面左边导航栏论文管理下面还提供了一个“添加论文”链接,单击此链接,页面将跳转到添加论文信息页面,管理员可以在添加论文信息页面上添加新增的论文信息。

5系统测试

系统的各功能模块需要进行测试,对于模块化应用程序,软件开发的最后一部分就是不断的测试程序,该阶段主要对系统的正确性及完整性等方面进行测试。主要进行:功能确认测试、运行测试、健壮性测试、安全性测试以及查错方面的测试等,系统测试由测试组成员(或质量保证人员)或测试组成员与用户共同测试,在整个系统开发完成,即将交付用户使用前进行。测试阶段的信息流如图3:

在这一阶段,为使系统最终能够顺利运行,对整个系统进行了全面的测试。严格按照软件测试步骤从管理员模块测试开始到系统集成测试止,所有测试都追溯到学生、教师以及管理人员的要求,这种测试符合现代软件测试准则从“小规模”测试开始逐步进行“大规模”测试。并严格按照程序内部的逻辑测试程序,检查程序中的主要执行通路是否能按照预定要求正确工作。

在测试过程中,主要做了以下工作:

(1)检验数据显示区域的GridView控件是否能够按要求格式正确显示输入数据。

(2)检验数据显示区域的GridView控件的相关列是否能够实现数据的删除及更新操作。

(3)检验能否对输入数据进行适时查询并作相应更新操作。

(4)检验功能模块中所涉及的所有功能的实现及健壮性。

在整个系统调试程序过程中,我们也发现了各种各样的问题,由于某些内在的错误影响程序的运行,在采用上述调试方法对程序进行反复修改调试后,程序运行情况良好,达到了预期的设计目标,基本上可以满足用户的需要。

参考文献:

[1]程不功,龙跃进,卓林. 2.0动态网站开发教程[M].清华大学出版社,2006,4(1).

[2]邓文英,陈惠贞,陈俊华.挑战ASP与网页数据库设计[M].中国铁路出版社,2004.

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(新乡学院教育科学系,河南新乡453003)

摘要:本文在对新建地方本科院校课程建设存在的问题进行详细分析的基础上,结合模块化课程的优势特征,提出了新建地方本科院校应树立的课程观,对新建地方本科院校课程建设进行了有益探索。

关键词 :地方本科院校;课程建设;构建思路;模块化课程

中图分类号:G640文献标识码:A文章编号:1671—1580(2014)08—0004—03

收稿日期:2014—04—18

作者简介:王丽霞(1979— ),女,河南辉县人。新乡学院教育科学系,讲师,硕士,研究方向:教育教学管理。

一、新建地方本科院校课程构建的现状分析

(一)普遍采用学科课程,不适合应用型人才培养目标

新建地方本科院校主要是培养高素质的应用型人才,这类人才要能在一线的生产、管理岗位解决关键技术难题,因此,要具有坚实的理论基础和较强的解决实际问题的能力。这类人才的培养,在教学中不能过分强调教学内容的深度和难度以及知识体系的完整性、系统性,而更多的是要强调知识的应用能力、实践能力和学习能力,为更好地适应就业岗位和专业自主发展奠定坚实的基础。但目前,很多新建地方本科院校的课程体系仍是过于强调学科导向的课程体系,偏离了应用型人才培养目标。

新建地方本科院校的传统专业设置及其课程体系很多是在计划经济时期形成的,不能满足就业市场对新的人才职业素质要求,“学非所用”造成了学校所培养的学生与毕业生就业市场变化之间的突出矛盾,传统专业知识体系“塑造”的人才用不上,新兴就业职业领域所需的人才十分紧缺。当前,新建地方本科院校的课程设置与经济社会发展的需求相脱节,培养的毕业生无法适应职业岗位就业需求。大量的新兴产业,包括一些传统的职业行业缺乏相应的职业对口人才,还有大量的职业岗位找不到相应专业的毕业生。

(二)过分偏重理论教学,忽视实践教学

新建地方本科院校的课程体系注重知识的系统性和完整性,充斥着大量的理论知识教学内容,从而导致偏重理论教学的现象,甚至会出现很多教师感到课时不够,完不成教学任务的现象。所以,学生的实践教学时间往往被压缩或大打折扣。加上很多教师对实践教学认识不足,并缺少实践教学的经验,也在一定程度上影响了实践教学的效果。所以,教育部多次下发文件,要求新建地方本科院校加强实践教学,注重理论与实践的结合,强化学生动手能力的培养。

(三)过于强调学科体系完整,造成教学内容重复

学科是按照人类科学文化知识的不同类型进行划分的,不仅不同的学科之间有着千丝万缕的联系,就是同一学科中的不同课程或领域之间也有着内在关联。一般来说,课程内容体系中各个知识点的编排都是由浅入深、环环相扣的,由于学科课程强调的是本学科知识或本课程的系统性和完整性,所以,教师在教授本门课程时面面俱到是可以理解的。但从新建地方本科院校专业设置的情况来看,它的课程内容往往会同时涉及几门学科和同一学科的不同领域,非常容易造成相关课程内容的重复或重合,如果采用模块化教学就能很好地解决这个问题。

二、模块化课程的优势

(一)解决了理论和实践脱节的问题

模块化教学强调智能一体、知行合一,强调理论、实践、练习、研讨的同步式一体化的教与学,强调在专业教学过程中,把理论学习与实践等环节紧密结合,通过教学内容的有机组合和教学方法、教学手段的改革,培养学生的综合素质,解决了理论教学和实践教学相脱节的问题。[1]此外,模块化教学还可以将过去分散的、零散的实验综合起来,形成系统化的实验,提高学生的综合设计能力。

(二)有利于创造性地开展教育教学活动

模块化课程既强调基础理论知识的传授,更强调知识的实际应用。它改变了过去课堂教学中的教师单方面讲授、学生被动听课的填鸭式的课堂教学模式,提倡调动学生在教学过程中的积极性、主动性,强调师生之间的互动,教师和学生相互之间可以开展各种教学活动。模块化课程的设置为师生提供了一个增长知识、发展能力的平台。通过此平台,师生可以共同探讨相关问题,扩充彼此的知识面,这为创造性地进行教育教学活动提供了可能。

(三)有利于拓展学生个性和特长

模块化教学内容的设计是以知识单元为基础建设起来的,它把教学内容关系密切或有内在逻辑联系的部分融合在一起构成一个学习模块,一个模块有一个突出的核心内容,学生可以根据兴趣爱好进行模块内容选择,为强化和突出学生个性、特长发展,每个模块还可设计若干个子模块供学生选修。[2]

(四)教学安排更加灵活

模块化课程体系中的每一个模块,都由不同的教学活动组合而成,具有特定的功能,在其组合过程中以及组合完成后,可以对其进行再改造或重新组合,构成新的模块,且各个模块均可以被其他模块所替换。多种多样的模块组成的模块化体系非常灵活,只要模块间的学分相当(或差别不大),对模块进行重新组合或再改造是很容易实现的,从而使得教学的安排更加灵活。

三、新建地方本科院校应树立的课程观

新建地方本科院校的目的是培养高素质的应用型人才,因此,必须坚持“能力本位”的课程观,通过实施模块化课程、活动课程、综合课程、隐性课程以及学科课程等多种课程形式来承载和展示教学内容。其课程设计思路一般是:经过职业(岗位)能力分析形成能力培养目标,再将能力培养目标分解和转化为课程教学目标,教师要根据课程教学目标来组织、构建教学内容和确定教学方法,最后检测课程教学目标的达成度。

应用型本科教育的课程建设应体现以下思想:一是以学生为中心。教师不能是教学过程中的主角、中心和权威,而应成为教学的组织者、学生学习的促进者和引导者,甚至是学生学习的伙伴,教师的重要任务是激发学生学习的动力和教会学生学习的方法。二是突出实践教学。要强调理论学习的目标在于应用,理论知识够用即可,理论知识不再是评判学生学习的唯一标准,要让学生有大量的时间参与实践,使他们通过实践学习达到发展能力和提升素质的目的。三是体系大教学观。教学是教与学双方的事,不能认为只有课堂教学才是教学,教学既有课堂内教学,也有课堂外教学;既有校内教学,也有校外教学;既有理论教学,也有实践教学,所以,要树立大课程观,充分发挥不同课程类型的教育作用。

四、新建地方本科院校课程建设的有益探索

新建地方本科院校培养的学生既要有深厚的专业理论素养,同时还要有相应的实际操作能力。学生所学的知识一定要与该专业的培养目标有密切的联系,与将来要从事的职业紧密结合。德国应用科技大学借助模块化教学内容,建构起了各门学科之间知识相互交叉的课程体系,实现了课程内容与经济社会发展的共同进步。[3]借鉴德国模块化课程改革的思路,结合当前新建地方本科院校课程建设的现状,把课程体系设置为三大模块:宏观模块、中观模块和微观模块。每个微观模块都对应不同的能力要素,将这些若干个微观模块按照一定的教学规律,遵循由浅入深、相对独立、相互支撑、环环相扣的原则进行排列,组合成中观模块、宏观模块,最后形成整个专业的模块化课程框架方案。

(一)宏观模块

宏观模块是专业模块的顶层设计,统领和指导整个专业的模块化设计。宏观模块要根据专业培养目标的要求,确定专业方向的教学重点,并围绕特定专业方向的要求合理设计教学方案。综合来看,可建立三大模块:基本素质模块、专业基础模块和个性拓展模块。基本素质模块是培养学生正确的世界观、社会主义核心价值观以及学会做人、学会与人交往等综合素质和能力;专业基础模块主要是培养学生从事某一行业或职业的基本能力和素质,也是实现应用型人才培养目标的具体体现,它是整个模块的主体和基石。个性拓展模块是按照专业所对应的岗位群设计了若干个选修模块,学生可以根据自己的兴趣爱好选择不同的选修模块,以拓展自身的特长。

(二)中观模块

中观模块在整个模块课程建设中起着重要作用,它不仅指导微观模块的构建,同时又是宏观模块建设的基本依据。中观模块是根据培养目标侧重点的不同对宏观模块课程的进一步细化。细化到某个专业,首先应确定该专业的培养目标和每一个专业方向的教学重点,尝试从不同的专业方向建设比较独立的课程模块,重点培养学生在这一专业方向的实践应用技能,同时要依据特定专业方向的要求合理规划教学计划。教学计划要统筹考虑某一专业方向培养的人才应达到的基本素养和能力要求,把宏观模块课程具体分解到该专业方向所包括的具体课程。[4]

(三)微观模块

微观模块是整个模块的基础,它划分的依据是专业所对应的能力要素,即一个能力要素对应一个微观模块,将这些不同的能力要素封装,就成为一个个具体的教学模块。如工业设计专业基础能力模块,包含设计理念和思维、设计表现基础、形态设计基础能力、设计工程技术能力、产品工业设计能力、职业素质修养能力等六个基本能力,这六个基本能力可以分解出设计理念思维、设计表现基础等25个能力要素,这些能力要素分别对应设计概论、设计史论、工业设计素描、设计色彩基础等25个微观模块。值得注意的是,在构建微观模块时,要尽可能地考虑模块的大小,模块过小,则会使综合性、跨能力培养变得困难;模块过大,又会使原本通过模块化所带来的灵活性及个性化、多样化程度降低,还会导致教学组织上的困难,甚至使学生的学业时间加长。在德国,模块大小一般是2~4~6周学时或是3~6~12学分,且尽量安排在一个学期内完成教学任务。

五、新建地方本科院校模块化课程实施过程中应注意的问题

(一)为使学生对毕业后的就业岗位有充分了解,为就业做好准备,应以应用型人才培养定位为目标,引导学生做好职业规划课程模块化教学与其定位相一致。第一,需要增加学生对本专业的认知度和认同度。如,在模块化课程体系里增设专业导论课程,每个专业在第一学期开设15~20学时的课程,使学生对本专业的特点及所研究的领域有一个初步认识,形成正确的学习态度。第二,在实践教学课程里增加认知实习学期,在第二学期暑期增加8~12 周的认知实习,让学生在与自己专业相近的岗位上亲身经历所学专业在实际中的应用及具体要求,以便在以后的学习中更有目的地选择课程模块,合理规划自己将来的职业发展方向。

(二)新建地方本科院校应结合自己的办学特色、办学定位和人才培养目标,开发适应模块化课程的教材。组织全校教师从核心课程入手有计划地进行编写,然后逐渐覆盖到其他课程;也可以尝试从专业课程模块开始,然后逐渐覆盖至其他课程模块,在编写的过程中,逐渐积累,逐渐完善,最后建设相对比较完善的模块化课程体系。[5]

(三)合理制定模块化课程考核标准。每一个学习模块都是一个相对独立并培养学生一定能力的实体,一个模块结束后,要及时检验学习效果。譬如,可以采取“N+2”的过程考试,变末端考试为过程监控,培养学生的自主学习能力,其中,“N”是教学过程的考核次数(N≥3,可以是小测验,也可以是课程综述、小论文等,占总成绩的50%);“2”是期末考试和学习笔记,分别占总成绩的40%和10%,涉及实践目标的模块还可以采取实验考核的办法,考查学生的动手操作能力和理论知识的应用能力。[6]

(四)模块化课程的实施对教师队伍提出了新的要求,要求教师具备“双师素质”。“双师素质”指教师既具有扎实的基础理论知识,又具有较强的动手能力,还要有技术研发和成果转化的能力。新建地方本科高校应通过有效的措施建立一支优秀的双师素质教师队伍。首先,鼓励教师在职进修,特别是针对性较强的专题进修,向“双师素质”目标迈进。其次,积极与相关企业联系,组织教师到企业进行专业技能培训和实践锻炼。再次,建立校外实训基地,某些子模块或课题的教学在校外实训基地进行,使教学更贴近生产实际,学生也进一步拓宽了视野。

参考文献]

[1]赵国平.论实践教学与理论教学的关系[J].中国成人教育,2010(17).

[2]蒋乃平.模块课程及其在课程改革中的应用[J].职业技术教育,2007(34).

[3]法尔克·赫恩.德国应用科学大学的几个特点[A].浙江省教育厅.应用型人才培养理论与实践[C].北京:高等教育出版社,2008.

[4]蔡敬民.地方本科院校应用型人才培养的理论与实践探索[M]. 合肥:合肥工业大学出版社,2013.

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【论文摘 要】现代企业需求高级电气维修专业人才,传统的企业培养的模式已无法适应时代的发展,以能力为本位的高级电气维修工培养模式及其考核鉴定体系迫在眉睫。依据高级工等级标准,结合技能等级鉴定的方式和特点,考虑学员不同层次的特点,采用模块式教学方式,深受学员欢迎,同时也收到了良好的社会效应和经济效应。 

 

电气维修专业与国家职业标准相对应的职业名称为维修电工,其职业定义为:从事机械设备和电气系统线路及器件等的安装、调试与维护、修理人员。随着计算机信息技术的飞速发展,现代企业广泛使用的新技术、新工艺、新知识、新设备显然对从事维修工作高技能型人才的要求无论是从知识结构,还是从技术技能结构上都发生了变化,故传统的企业培养的模式已无法适应知识经济的需要。随着时代的发展,建立以岗位需求为目标,以能力为本位的高级电气维修工培养模式及其考核鉴定体系迫在眉睫。 

1 职业技能鉴定考试只具有达标性 

我国职业技能鉴定考试类似一把尺子,只具有达标性,是按照“标准参照考试”方式进行的,它是以某一个职业中某一个等级所需要的知识、技能、操作熟练程度和职业道德要求等作为标准,检查考生是否达到等级标准规定的要求。难度不是以考生通过率来确定,而是以要求的知识、技能量的特征(掌握多少、反应快慢等)和质的特征(复杂程度)来决定,对来自不同企业、具有不同工作经历、不同文化层次的人进行高级维修电工等级鉴定培训,使他们大都能达到高级维修电工等级鉴定标准,目前尚无统一培训模式,为提高培训质量、满足参训学员不同的要求,在高级电工培训教学中我们依据高级工等级标准,结合技能等级鉴定的方式和特点,考虑学员不同层次的特点,采用模块式教学方式,使培训教学能有章可依,参训学员能各取所需。 

2 职业技能鉴定考试采用模块式 

2.1 模块化的由来 

“模块”一词是外来词,其英文为module,模块化作为一种高技术时代的技术开发、设计思想,最初出现在信息技术领域。国际劳工组织在20世纪70年代开发出一种较为先进的培训模式——模块式教学(简称mes),在我国一般称之为“模块式教学法”,它是在深入分析每个职业(工种)和技能的基础上,严格按照工作标准(岗位规范),将教学大纲和教材开发成不同的教学模块,形成类似积木组合式的教学方式。培训目标明确:每个模块的学习都要以掌握必要的技能为目的,主要以胜任本职业的能力要求为目标,每个模块的课程设置,应在对职业岗位能力分析的基础上,根据培养的人应具有的知识、能力和素质,按需施教、学用一致,干什么学什么,尽量精简不必要的知识。 

2.2高级维修电工职业技能鉴定培训四大模块教学 

模块式教学将高级维修电工应掌握的应知、应会内容分成四大模块:基础模块、基本技能模块、行业技能模块、新技术应用模块,特别是新技术应用模块:高级维修电工要能利用可编程控制器(plc)、变频器对旧的拖动线路进行改造,利用编程软件进行编程设计,熟练运用计算机进行通信等知识,该模块以介绍新技术在电气控制方面的应用为目的,是培训的重点与难点。以可编程控制器为例:可编程控制器(简称plc)是以微处理器为基础,综合计算机技术,自动控制技术和通讯技术而展起来的一种新型工业控制装置,它将传统继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来成为工业自动化领域中最重要,应用最多的控制设备,并已跃居工业生产自动化三大支柱(可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。

现代工业控制普遍采用plc的必然性:在plc问世之前,继电器控制系统是针对各种控制要求而专门设计的;传统的继电器控制系统的控制电路要使用大量的控制电器,需要通过人工布线,组装来完成电路的连接,其通用性能差,只要控制要求改变,其控制接线就需进行改动。其二,单个继电器触点数目仅限于4~8对,若控盘线路较复杂,则需增加较多的中间继电器,时间继电器等器件,从而导致控制柜体积庞大,功能局限。其三,由于器件的老化,脱焊,触点的开闭导致的电弧烧蚀、接触不良等现象不可避免,控制系统的可靠性降低,导致维修工作耗资费时,若停产维修将会造成不可估量的损失。 

鉴于上述缺陷,现代工控采用plc控制也就自然而然,plc用软件代替大量的中间继电器和时间继电器,仅剩下与输入和输出有关的少量硬件,接线可减少继电器控制系统的1/10~1/100,因触点接触不良造成的故障也大为减少。 plc优越的工控性能亦不再赘述。 

2.3 高级维电plc改造模块的针对性培训 

职业技能鉴定考试虽分为应知、应会两大部分,但由于维修电工对理论要求较高的特殊性,尤其可从高级维修电工的应会考试可以看出,高级维修电工的技能并不是纯粹的操作,而突出的是理论指导实践。因此,为在有限的时间内取得较好的教学效果,在对各模块教学时要用理论去分析解释实际中的问题,将理论与实际中的应用结合起来,组织学员对工作中的疑难问题、典型事例进行探讨,提高学员的理论分析问题的能力。模块中的课时,是考虑到参训学员有中级维修电工技能等级、有一定的工作经历并利用在职业余培训的特点计划的,大量的消化和练习将由学员自己完成,教学以讲授为主,指导练习、参观为辅,若有学员想对某一模块系统学习,可增加学时,参加专训班学习。 

总之,高级维修电工职业技能鉴定培训内容模块化分类,有利于不同层次的学员选择学习项目,节约时间,节省培训成本;有利于教师的备课和器件的准备;将培训内容模块化并将模块中的内容公示,还有利于接受社会的监督。通过几批次的运行操作,该模块化教学方式利于提高学员的技能鉴定合格率,深受学员欢迎,同时也收到了良好的社会效应和经济效应。 

参考文献: 

[1]维修电工(初级、中级、高级).《职业技能鉴定教材》编审委员会,1998.10. 

[2] 庄建源.维修电工(国家职业资格三级高级)操作技能考试手册.石油大学出版社?,2001.1.