时间：2022-03-04 10:46:54

【关键词】产业升级换代;“教、学、做一体 ，产、训、工融合”人才培养模式

为了使高职电子类专业学生在校所学的知识和技能，适应电子信息产业“升级换代”和可持续发展的需要，我们对电子整机制造、电子元器件、电子设备制造等三个行业的相关高新技术企业进行多年跟踪调研，首先分析高职电子专业学生的就业工作岗位，再确定岗位技能要求。

1.调研方法

（1）学院、系部领导、专业带头人、专业骨干教师组成联合调研团队，走访企业，与企业老总、人事经理、就业学生召开座谈会。

（2）选派专业教师，随顶岗实习学生一起到企业锻炼，教师在企业即做学生管理，又在企业顶岗工作，深入了解学生在企业的工作岗位对学生知识和技能要求。

（3）运用现代网络技术，收集历届毕业生的就业岗位和知识技能应用情况。

表1 产品类别及典型工作岗位

企业类别 产品类别 就业岗位

电子元器件 阻容元器件、敏感元器件 元器件材料组分分析、配制;生产工艺制定，生产过程控制;产品检测、质量控制;生产设备操作、维护及检修。

半导体、光电元器件、集成电路 光刻、制版、掺杂、扩散、离子注入、工艺控制、设备操作;超声引线焊接、产品封装、产品检测、质量控制;生产设备维护及检修。

整机装配 电视机、计算机、手机等视听、通讯产品 产品的生产制造工艺流程制定、控制;SMT贴片机操作;元器件、产品检测检验，质量控制;生产设备维护及检修。

冰箱、空调等制冷制热设备;微波炉、热水器等小家电 电子控制PCB板设计、组装;SMT贴片机操作;元器件、产品检测检验，质量控制;产品控制程序设计;生产设备维护及检修;产品售后服务、技术支持、维修等。

工业控制设备 汽车电子、机床电子、医疗电子、电力电子等控制设备 光电、压力、位移等传感器件，电子元器件性能检测;电子控制PCB板设计、组装;SMT贴片机操作;产品检测检验，质量控制;产品控制程序设计;生产设备维护及检修;产品售后服务技术支持、维修等。

2.调研对象

通过对宁波舜宇、苏州威友、广州美的、西安卫光、陕西华星集团的二十余家大中型高新技术企业调研，汇总列出了元器件制造、整机装配及电子设备制造等企业的典型工作岗位。见表1所示。

3.调研结论

为了准确的确定高职应用电子技术专业学生典型工作岗位和岗位对人才的知识技能要求，我们对调研所取得的信息形成报告，提交由企业专家，校内外知名教授、骨干教师组成相结合的专业建设委员会，进一步进行论证。从而得出产业升级换代背景下企业对高职电子专业人才知识技能需求如下：

①知识要求

（1）掌握电子元器件基础知识，性能检测及制造知识。

（2）掌握电子技术及电子控制知识。

（3）掌握电子设计EDA基础知识、PLC自控知识。

（4）掌握传感器技术及单片机编程控制知识。

（5）熟知产品生产工艺流程，检测、检验方法。

（6）熟知SMT机工作原理。

（7）熟知生产管理和质量管理知识。

（8）产品销售及售后技术服务知识

②技能要求

（1）电子元器件、半导体元器件、集成电路、传感器识别、性能检测等能力。

（2）会使用三用表、晶体管测试仪、光电测试仪器、集成电路测试仪器等。

（3）具有电子电路分析及PCB设计能力。

（4）能制定产品生产工艺文件和质量控制文件。

（5）能熟练操作SMT等生产设备进行产品制造及一般故障解决方法。

（6）具有半成品、成品的检验能力。

（7）具有生产设备维护检修能力。

（8）具有生产管理和质量控制能力。

总结：根据岗位知识技能要求制定、修订人才培养方案，并按照职业岗位，知识技能要求设立课程，制定课程标准，研究实施相应的教学方法。从而使专业人才培养模式更加科学、更加贴近现代电子企业实景。

参考文献

[1]吴凡，吴德群.电子信息产业呼唤“升级换代”[N]. 深圳特区报，2008-01-13.

关键词：多核处理器；单芯片多处理器；专利文献；技术演进

Technology Development of Microprocessor from Patent （Ⅳ）

――The Analysis of the Evolution of Multi-core Technology

in the Patents in China

ZHANG Rao1，2, WU Xiao-dao1, XIE Xue-jun1

（1 Ministry of Industry and Information Technology Software

and Integrated Circuit Promotion Center, Beijing 100038, China；

2 Beijing University of Posts and Telecommunications School

of information and communication engineering, Beijing 100876, China）

Abstract: The paper makes a deep analysis on the multi-core technology of micro-processor through tracing some specific patents based on the search of a large number of patents. Then it presents the development of the key multi-core techniques, reveals the characters of the technical elements in different phases, and provides a clue for the exploitation of new products. At last it discusses the development of the same technology specifically on studying the case of two key techniques （maintaining the coherence of Cache and the inter-core communication）; meanwhile it presents the prospect of the multi-core technology regarding the status of the technique in China.

Keywords: Multi-core processor; Chip multi-processors; Patent document; Technology evolution

1引言

单芯片多处理器（多核处理器，Chip Multi-Processor），是在单个芯片上利用丰富的晶体管资源集成多个处理器核，通过多核并行执行的方式开发指令级、线程级等各个层次并行度来提高处理器性能。

由于仅仅提高单核芯片的速度会产生过多热量且无法带来相应的性能改善，以先前产品的那种运行速率，处理器产生的热量很快将超过太阳表面；即使是没有热量问题，其性价比也令人难以接受[1]。而多核处理器能通过划分任务，分配给多个内核并行执行线程，可以在相同的时间内完成更多的任务，从而大大提高了处理速度。然而如何能让多个内核协调工作，需要解决更多的问题，例如，多核之间如何进行通信，如何能在读写共享内存时不发生冲突和数据前后不一致的问题等。

本文在分析多核处理器中国专利的基础上，梳理多核技术的发展路线，探讨多核处理器设计中关键技术的演进过程，特别研究了不同阶段关键技术的创新点，预测技术发展趋势。

2多核技术概述

多核技术就是把多个处理器集成在一个芯片内，是对称多处理系统的延伸，设计的主要思想是通过简化超标量结构设计，将多个相对简单的超标量处理器核集成到一个芯片上，从而避免线延的影响，并充分开发线程级并行性，提高吞吐量。

多核处理器按照芯片上内核的组织结构分为同构多核处理器与异构多核处理器两种。

同构多核处理器就是在一个芯片上，以对等方式集成多个相同的处理器核，例如，AMD的A64X2 、IBM的Power PC等都是这种结构。同构多核处理器通过核之间的片内总线通信，降低了处理器间通信开销，并且利用Cache共享等方式进一步提高处理器间通信速度。

异构多核处理器就是在同一芯片上集成两种以上不同体系结构的处理器核，例如IBM和SONY最新推出的Cell芯片就属于异构多核处理器。这种方式的处理器通常由一个或多个通用处理器内核，和多个针对某些特定应用的高性能处理器构成。

这两种多核处理器中，同构多核处理器的通用性强，但是实现同样的并行度所需的晶体管开销大，而异构多核处理器的针对性更强，在某些特定应用中用较少的晶体管开销就可以得到高性能，但是通用性较差。

无论是同构多核处理器还是异构多核处理器，结构设计时主要考虑六大关键技术：维持缓存一致性技术、多核间的通信技术、线程/任务分配技术、存储器的组织方法（共享缓存和分级组织）、异常检测和异常恢复技术、低功耗技术。只有解决好这些关键技术，多核处理器才能充分发挥它的优势。

3中国专利中的多核技术演进

本文首先研究多核处理器的相关技术，根据初检结果，反复调整检索式，然后截止2008年11月16日结合美国专利分类号UPC和英文关键词检索出美国专利的中国同族，并结合中文关键词检索出中国的多核专利，然后对所有专利中的多处理器专利486件进一步分析，筛选出单芯片多处理器（即多核）的专利121件，通过分析每年申请的专利中多核技术的创新点，总结出同一技术的发展和演进的过程，梳理出多核技术的发展路线图，如图1所示。

从1985年的第一件单芯片多处理器专利至今的二十年间，多核技术就以其独特的优势成为发展的焦点。由图2多处理器系统与多核处理器专利年度申请量对比可知，从1985年到2004年间，多核处理器的专利只有19篇，但是多处理器系统的专利却有200篇，纵然这些专利没有应用于多核处理器，但为之后多核技术的发展奠定了基础；从2004年到2008年间，多核技术进入了蓬勃发展的时期，其专利总共有102篇，而多处理器系统的专利有247篇。多核处理器可以看作是一个芯片级的多处理器系统，是多处理机系统的“微缩版”，因此成熟的多处理器系统的设计对多核处理器的设计具有重要的参考价值，由此可见，2004年之前多处理器系统的技术为后来的多核的迅速发展做好了铺垫。

从多核处理器结构类型的角度来分析，2007年前是以同构多核处理器的专利为主，而2007年和2008年则主要是有关异构多核处理器的专利。无论是同构多核还是异构多核，即使是同一个技术在不同的年份都有新的发展，专利也主要都集中在上述的六大关键技术上。下面我们首先分析具有开创性意义的第一件多核专利，然后以维持Cache一致性技术和核间通信技术为例，具体阐述技术发展历程。

3.1 第一件多核专利分析

第一件中国多核专利文献的专利申请号为86102305，专利号为1010265，专利权人为霍尼韦尔，其优先权日为1985.4.11。它是一种集成在一个单片半导体芯片上的多处理器系统，该系统具有中央处理机（CPU）、科学指令处理机（SIP）以及商业指令处理机（CIP）的数据处理功能，图3展现了这个最早的多核处理器的结构[2]。可见早在1985年就已经有多核技术的雏形，该专利于1991年得到授权，但是1995由于未缴年费而使专利权终止，可见在1995年之后随着多核技术的兴起和成熟，该专利所起的作用逐渐减小。

随着多核处理器的发展，维持Cache一致性技术、核间通信技术、线程分配、低功耗等技术凸现出其重要性，越来越多的专利集中在这些关键技术上。下面就以维持Cache一致性技术和核间通信技术为例，具体阐述技术发展历程。

3.2 维持共享高速缓存（Cache）一致性的技术演进

处理器和主存间的速度差距是设计多核处理器时的一个突出矛盾，通常使用多级Cache来缓解，但是在多个内核通过共享Cache实现信息交换和同步的同时，带来了Cache 在不同核间数据的前后不一致的问题，因此解决好多个内核的共享Cache数据一致性成为设计的一个关键环节。

与传统片外多处理器系统类似，主要有两种方法来维持Cache一致性：总线监听（snooping）协议和目录（directory）协议。从2002年到2008年，在此技术的专利中，主要是根据设计时遇到的具体问题对上述两种协议提出的改进。

在2003年中国人民国防科学技术大学申请的申请号为200310110565.7的专利中，对维持局部Cache一致性的技术提出了改进，针对访问节点个数受限和局部Cache一致性造成的访问冲突，采用转发总线和双环的结构（如图4所示），通过双环结构所属处理节点对于数据的访问信息，来获取和传播其他节点对数据的访问情况，并且借助转发总线完成Cache一致性的维护，此发明充分利用了芯片内部潜在的通信能力，使访问的冲突明显降低，通过较少的硬件开销解决了局部Cache一致性的问题[3]。该专利于2004年11月10日公开，2005年1月12日实质审查生效，并于2006年6月7日获得授权，可见该专利在多核处理器技术历程中获得法律状态变更的时间比较短，同时该专利在多核处理器技术中也获得了相应的法律效力。

在2004年国际商业机器公司的申请号为200410044782.5的专利中，最早提出了用于非对称异构多核处理器中的缓存一致性技术，此专利采用的是对共享存储区域原子更新的方法。所谓原子更新，就是使用一种更原始的保留价加载和条件存储的技术，它保证共享存储区域被访问时，特别是连接到该共享存储器的其他主处理单元或I/O单元在读或写之前，该存储区域是完全更新和一致的，即对该存储区域完成原子命令或更新序列[4]。该专利于2006年9月6日获得授权。

在使用基于总线监听协议时，各个Cache控制器通过监听总线，来判断自己是否包含总线上被请求的数据块，由于常常监听的是不产生请求的数据块，引起了内部总线上不必要的通信量，使得总线效率大大降低。在2005年英特尔公司的申请号为200510103704.2的专利中，提出了在不影响维持Cache一致性的情况下，使用高速缓存的状态信息来过滤监听请求，以减少不必要的通信量的方法[5]。该专利目前仍处于实审状态。

2006年国际商业机器公司的申请号为200680010151.9的专利中也提出了过滤监听请求的技术方案，此专利通过基于流寄存器组的比较逻辑实现的过滤监听，其中每个处理单元具有与其关联的本地高速缓冲存储器。该系统的监听过滤器设备与每个处理单元相关联，包括基于流处理器组、相关联的流寄存器以及实现过滤方法的至少一个监听过滤器基元[6]。在多个流寄存器组中，在任意时间点，至少一个流寄存器组是活动的并且被标记为历史。此外，监听过滤器块在操作上耦合于高速缓存反转检测逻辑，从而在高速缓存反转状况检测到之时，活动的流寄存器组内的内容被转换到历史流寄存器组中，并且至少一个活动的流寄存器组的内容被复位。每个过滤器基元实现了流寄存器比较逻辑，其确定所接收的监听请求将会被转发到处理器还是被丢弃，其结构如图5所示[6]。该专利目前还处于实审状态。

在2007年浙江大学的申请号为200710066929.4的专利中，针对异构多核处理器，提出了维持Cache一致性的方法。通过“写穿”和“写回”策略相结合，确保同一数据在多处理器内核的本地一级Cache和共享的二级Cache中的多个副本保持一致性。此方法适用于基于总线的异构多核体系处理器，把写穿和写回两种策略的优点结合在一起，减少了无效操作和总线流量，提高了总线的效率[7]。该专利目前还处于实审状态。

从上述的专利我们可以看出，无论是采用哪种协议都有其优势和缺点，针对不同的实际情况，选择好最优的策略，针对特殊的需求有所改进才能充分利用系统的资源，提高处理器的性能。

3.3 核间通信的技术演进

除了上述的维持Cache一致性技术之外，多核间的通信是多核处理器设计中需要解决的另一个关键问题。多核处理器的各个CPU核心执行的程序之间需要进行数据共享与同步，因此其硬件结构必须支持核间通信，高效的通信机制是多核处理器高性能的重要保障。

目前主流的片上高效通信机制有两种，一种是基于总线共享的Cache结构，一种是基于片上的互连结构。总线共享Cache结构是指每个CPU内核拥有共享的二级或三级Cache，用于保存比较常用的数据，并通过连接核心的总线进行通信。基于片上互连的结构是指每个CPU核心具有独立的处理单元和Cache，各个CPU核心通过交叉开关或片上网络等方式连接在一起。各个CPU核心间通过消息通信[1]。

对于基于总线进行核间通信的方法，多个处理器连接到总线上，所有的处理器都通过总线读写公共存储器，这样容易发生总线冲突，使得处理速度降低。在2004年皇家飞利浦电子股份有限公司的申请号为200480026853.7的专利中，针对上述的问题提出了改进的方案，采用本地读/远程写的方案，防止一个必须写数据的处理器与必须经由共享资源向该处理器写数据的其他处理器之间发生总线冲突[8]。伴随着飞利浦芯片部门确定新公司名称为NXP，该专利于2007年12月21日，专利申请权由皇家飞利浦电子股份有限公司变更为NXP股份有限公司，并于2008年10月1日获得授权，可见该专利的价值。

此外，在2004年因芬尼昂技术股份公司还提出了适用于数据密集型应用的通信方法，在申请号为200410079814.5的专利中，使用了紧密耦合内存（TCM）来提高处理器间的通信速度，同时获得低电能消耗和小空间的需求[9]。该专利目前还处于实审状态。

早在2005年英特尔公司就提出了异构多核间通信的专利，申请号为200510023015.0，针对高速数据处理的应用，使用共享高速缓存和分时读写策略相结合的方法进行数据交换，其结构如图6所示。具有写数据请求的处理器内核将数据写入到高速缓存，该处理器内核通知另一个处理器内核已经准备好，然后第二个处理器内核直接从共享高速缓存中读取数据。在处理器内核之间传送的数据不需要写入到主存储器中或从主存储器中读出，避免了访问主存的延时，大大提高了数据存取的速度[10]。该专利目前还处于实审状态。

直到2007年有关核间通信技术的专利大量涌现出来，大部分都是针对更为具体的应用提出的改进。例如，申请号为200710140490.5的专利提出了在处理器间有大批量数据传输时的通信方法，采用双端口的随机存储器（DPRAM）进行同步通信[11]。申请号为200710175336.1的专利通过变频来实现核间的同步通信。针对需要实时通信的应用，申请号为200710140630.9的专利解决了ARM核和DSP核实时通信的难题[12] [13]。此外，还有多核的不同操作系统之间的通信方法，大大降低了硬件开销和软件的移植成本，在申请号为200710160639.6的专利中有详细的解决方案[14]。

2008年有两件专利都是异构多核间通信的解决方法，比较典型的是浙江大学的申请号为200810062164.1的专利，公开了一种片上通信互连组织层次的实现方法，它结合了异构多核体系结构的特点，设计了两条核间总线，分别为负责连接计算密集型核的计算总线与负责控制密集型核的控制总线，图7所示是此专利的控制-内存通道的结构图[15]。内存控制器被看作处理器核连接在总线上，从而统一了片内的处理器间、处理器与内存间的控制通信与数据存取通信，实现了主辅核间以总线形式进行的通信，有效提高了核间写作以及数据传输特性，具有很强的实用性。

除上述的两大关键技术之外，其他的四个关键技术经历了类似的发展历程，从上面的多核技术演进图中，（图1）我们同样可以总结出这四个技术的发展历程，由于篇幅的限制在这里就不一一累述了。

4小结

本文通过检索中国的多核处理器专利并对其进行筛选和梳理，总结出多核的关键技术的发展历程。进而以两大关键技术为例，具体阐述了同一技术在不同时间段的发展变化。从1985年出现第一件多核处理器的雏形，到2007年涌现出大批量的异构多核处理器的专利，多核技术正逐步趋于完善。在维持Cache一致性技术上，由最初的整体结构和算法协议，发展到针对某种具体应用做出的改进，多核的关键技术逐渐成熟并被广泛应用。多核处理器经历了由两核到多核，由同构到异构的演进过程。多核技术以其并行度高、性能提高潜力大，适应了工业发展和商业应用的特点，因此得到广泛的应用。随着集成制造技术的发展，单个芯片上可以集成更多的处理器内核，众核（Many-core，通常指有16 或32 甚至更多核心的处理器。）成为高性能处理器发展的方向。

下期预告

了解多核处理器技术演进的基础上，纵观微处理器的技术发展，对专利文献深入挖掘，我们还能发现哪些更为值得深思的端倪？下期中，我们将以IBM、AMD和Intel在中国申请的微处理器相关专利为样本，分析微处理器技术演进，对比其各阶段技术研发的侧重点，分析各自的技术优势，预测其研发趋势，敬请期待。

参考文献

[1] 何军,王飙.多核处理器的结构设计研究[J].工程应用技术与实现,2007,33（16）:208-210.

[2] 索马斯・J・约翰,理查德・P・凯利,詹・库・申,迈克尔・M・拉古英.单个半导体芯片上的多处理机.CN.1010265[P].1986.04.10.

[3] 张春元,鲁建壮,王志英等.片内多处理器局部cache一致性的双环监听方法.CN.1258716 [P].1986.04.10.

[4] 迈克尔・N・戴;查尔斯・R・约翰斯,詹姆斯・A・卡勒,刘培军,张光赏.在非对称异构多处理器环境中提供原子更新原语的方法.CN.1273899 [P].2004.05.18.

[5] Y・C・刘,K・西斯特拉,G・蔡.使用核心指示符的高速缓存过滤.CN.1746867 [P].2005.09.08.

[6] M・A・布鲁莫希,A・G・加拉,V・萨拉普拉.使用流寄存器过滤监听请求的方法和装置.CN.101189590 [P].2006.03.17.

[7] 陈天洲,严力科.基于总线侦听的嵌入式异构多核缓存一致性方法.CN.101008921 [P].2007.01.26.

[8] 亨里克斯・H・范德伯格,埃弗特-简・D・波尔.具有多个互相通信的数字信号处理器的集成电路.CN.100422978[P].2004.09.03.

[9] H・-G・格鲁伯,C・米埃伦滋.具分享紧密耦合内存之多处理系统及复数处理器间之通信方法.CN.1661585 [P].2004.09.20.

[10] F・哈迪,M・卡波特,J・贝克,M・罗森布卢特.共享公共高速缓存的异构处理器.CN.1783033[P].2005.11.18.

[11] 冷再鲜,刘志强,刘一峰.双端口随机存储器同步通信的方法及装置.CN.101110065 [P].2007.08.24.

[12] 张戈,胡伟武.一种多核处理器及其变频装置和核间通信方法.CN.101135925 [P].2007.09.28.

[13] 高保卫.一种可实现芯片内多核间通信的芯片及通信方法.CN.101114272 [P].2007.08.09.

[14] 朱而刚.一种多核多操作系统之间的通信方法及系统.CN.101216814 [P].2007.12.26.

作者简介

张饶，工业和信息化部软件与集成电路促进中心专利分析师，研究方向为无线通信技术和微处理器的研究与设计，主要从事多核处理器技术领域的专利分析。

【关键词】测控专业综合实践 应用型人才培养 综合实践模式 工程能力

【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2009)07-0029-02

一、测控技术与仪器专业的背景与现状

随着国内经济的高速发展,我国高等教育模式正在从精英教育向大众教育发展、过渡,教育活动的目的也由过去的专才教育转变为通才教育或者通才教育与专才教育相结合。高等教育模式的转变要求教育形式、内容及教学活动的各环节都要进行相应的变革。在这样的背景下,国家教委对我国高校本科专业设置进行了调整,并于1998年颁布了新的本科专业目录。专业调整后,本着以一级学科办专业的精神,仪器仪表类的十几个相关专业,如检测技术、自动化仪表、精密仪器、光电信息等,被归并为一个大专业――测控技术及仪器专业(简称测控专业)。该专业的诞生标志着仪器仪表人才宽口径通识教育的开始。

我国现有180多所高等学校设有“测控技术与仪器”专业。由于各学校原来的相关专业情况和发展历史不同,所以现有办学条件、专业规模、教学水平也各不相同。从专业方向来看,由于各学校原来的服务对象不同,现在的测控技术与仪器专业在专业方向、课程设置、实践内容等方面存在着较大差异。从招生情况来看,近几年测控专业的学生构成并不理想,究其原因,除了高校扩招带来的影响外,很重要的原因是行业市场低靡和该专业的社会认知度不高造成的。

我校测控技术与仪器专业的前身为精密仪器专业,设立于1986年。多年以来,专业教学团队在专业建设、人才培养模式、课程体系改革以及教学内容和教学方法等方面做了大量的探索与研究、实践工作,积累了丰富的经验,完成了多版教学计划的修订。经过不懈努力,目前本专业已逐步形成了以光、机、电、计算机为学科基础,偏重于光机电一体化结合,强调理论教学与实践教学相结合,注重学生综合能力以及工程实践能力的专业培养特色。近几年来,在专业内涵改变、大学理念更新、建设创新型国家和实施首都城市创新战略一系列背景下,我校测控专业教学团队又针对“测控技术与仪器”专业宽口径应用型人才培养模式进行了深入研究与探索实践,完成了多项教育教学改革项目,在测控专业宽口径应用型人才培养方面取得了明显成效。

二、测控专业综合实践模式与应用型人才培养

为适应宽口径应用型人才培养的需求,在最新版的测控专业培养计划中强调理论教学与实践教学相结合。实践教学环节包括课程实验以及独立设置的专业教育、课程设计以及毕业设计等环节,其中测控专业综合实践是测控技术与仪器专业开设的特色课程设计之一,它是在学生完成所有专业基础课和专业课的学习之后、在毕业设计之前进行的一个综合性实践环节,其目的是使学生整合自己所学的专业知识,了解专业的最新技术进展,培养并锻炼工程能力和应用创新能力。在当前学生就业压力比较大的形势下,通常安排在第八学期进行的毕业设计环节受到了一定影响,工科专业的学生往往有到就业单位进行实习的实际需求。在这种情况下,如果通过毕业设计之前的测控综合实践环节对学生进行符合专业培养目标的综合训练,对提高毕业设计质量、提升学生就业优势具有重要作用。

测控技术与仪器专业由多学科交叉形成,其主干学科是仪器科学与技术。仪器科学与技术是以机械工程、光学工程、电子科学与技术以及计算机科学等学科为基础而形成的综合学科。随着科学技术尤其是信息技术的飞速发展,传统意义上的仪器仪表已发展成为以计算机技术为核心,具有信息获取、存储、处理、传输等综合功能的测控系统。

根据测控技术与仪器专业多学科交叉的特点,结合市属市管高校的人才培养层次定位服务面,为使本专业培养的人才知识结构不断调整更新、覆盖的知识面越来越广、复合程度越来越大、社会适应性越来越强,探讨建立一种

适当的专业综合实践模式显得尤为重要。这就需要对专业综合实践模式进行深入的探索和研究。

三、历届测控综合实践实施总结

从1998年开始,我校测控技术与仪器专业就开始了对测控综合实践实施方案的探索,取得了一定成绩,但也出现了很多问题。

以下对历届综合实践实施方式和效果进行总结:

开出时间:整个测控综合实践持续时间为三周,安排在第七学期末最后三周或第八学期初最早三周集中进行。

实践内容:以教师的科研成果为基础,选取典型的测控系统或测控仪器,安排学生在了解整体构成和设计思路的前提下进行系统或仪器中某个具体模块的设计、调试。曾多次采用的题目包括:51单片机恒温控制系统;PLC物料分选系统;步进电机速度测控系统;伺服电机闭环速度调节;语音信号光电调制;激光测距;激光三角法测量三维面形等等。这些系统或仪器都是光、机、电、计算机技术相结合的典型应用实例,学生在教师指导下首先了解系统整体性能和模块组成,然后根据安排自己动手设计其中的光路、机械部件、电路、程序模块等,模块调试完成后嵌入原有系统并进行整体调试。

组织形式:测控综合实践采用分组方式进行,参加指导的教师每人负责一个小组。每个小组人数3～9名不等,根据教师所指导题目可用设备情况确定。每个小组中的同学分工合作,各人负责不同模块的设计调试。学生确定分组以后,指导教师向学生讲解系统原理、组成及模块划分等情况;之后由学生查阅资料进行2～3天的设计;教师对学生的设计方案进行审阅后学生进实验室进行实际调试;最后一周,学生在调试的同时撰写正规设计报告;最后1～2天安排验收和答辩。

成绩评定方式:成绩由四部分组成,即设计调试过程;调试结果;设计总结报告;答辩。

取得的经验:测控综合实践所采用的题目都来自于工程实践,学生通过该环节较好地锻炼了工程设计和调试能力,并培养了团队合作精神。部分学生在毕业设计环节对测控综合实践所涉及的内容进行了深入研究与创新探索,取得了较好的成绩。另外,每个题目都是多门课程的知识综合,学生通过动手实践,不仅起到了理论联系实际的效果,还将相关的专业课程“串”在一起,巩固和掌握了相关的专业基础知识和各种设计工具。

实施过程中遇到的问题:①学生要在短短三周之内深入理解系统的工作原理并进行具体模块的设计、调试往往比较困难,尤其是扩招之后。如果降低难度则等同于一个大型实验,起不到专业综合锻炼的作用。工程能力的培养贯穿于分析、设计、调试、总结、报告书写等各个环节,缺一不可,这些环节分摊到三周之内过于紧凑。②教师工作效率较低,每人只能指导几名学生,且需独立向学生讲解光、机、电、计算机等各方面的知识。

多届学生完成测控综合实践环节后,虽然教师和学生都认识到该环节对学生专业能力的培养起到了重要作用,是不可缺少的实践环节,但因为上述问题的客观存在,测控综合实践的继续实施遇到了较大困难。

四、新的测控综合实践模式

在测控技术与仪器2008级专业培养方案和教学计划的制订过程中,根据应用型人才的培养需求,强调了对学生专业工程能力的训练,也更加明确了测控专业综合实践的地位和作用。经过广泛调研,借鉴国内其他院校专业综合实践的成功经验和国外面向工程师的应用型人才培养方式,对我校测控技术与仪器专业综合实践模式进行了修改和完善。经过修改的测控综合实践实施方式概括如下:

1.时间安排:测控综合实践第七学期进行。第七学期初向学生布置设计任务,安排指导教师;整个学期学生在教师指导下进行分散设计和调试;学期末安排两周专用时间进行联调、验收、总结、答辩。

2.课程设计内容及基本要求(见附表)。

3.组织方式:集中开展和分散开展相结合。测控综合实践按80个学时计算(折合每天8学时,一周40学时)。按照设计内容及基本要求中的规定,其中的第(1)、(2)、(3)、(4)项在第七学期的第3～15周分散进行,第(5)、(6)、(7)项在学期末安排两周集中进行,即学生在学期初确定自己所做题目(每人一题,或多人组成一个设计小组,不同题目由不同教师负责指导),之后根据课程安排和实验室可利用情况在专业实验室进行分散设计、调试,最后两周进行集中调试和总结。

4.教学方式:学期初由教师集中讲解课程设计任务、设计要求等,学生根据题目要求查阅资料制订设计、调试方案;学期中学生在实验室进行系统分模块设计和调试,教师负责答疑等指导工作;最后两周学生在实验室进行系统联合调试,根据调试结果和中间的实验数据撰写课程设计总结报告,并参加课程设计答辩。

5.考核方式:根据学生查阅资料情况、方案设计、调试过程、最终调试结果、设计报告、答辩情况等进行综合考核。其中方案设计、调试过程、最终调试结果、设计报告、答辩各占20%。

参考文献

1 教育部高等教育司.国家教委普通高等学校本科专业设置规定,1998

2 教育部高等教育司.普通高等学校本科专业目录,1998

3 王代华.测控技术与仪器专业综合课程设计实践[J].高等工程教育研究,2007(3):125～128

4 宋爱国、况迎辉.测控技术与仪器本科专业人才培养体系探索[J].高等工程教育研究,2005(1):48～51

5 张文娜、熊飞丽、叶湘滨、罗胜武.测控技术与仪器专业课程体系整体优化研究[J].高等教育研究学报,2008(6):33～35

6 祝学云.测控技术综合实验的设置[J].实验技术与管理,2003(5):46～48

7 向 欣、王永骥.测控与自动化专业综合课程设计实例[J].实验室研究与探索,2008(8):119～122

8 吴天凤、杨洪涛.测控专业生产实习模式改革与创新能力培养[J].安徽理工大学学报(社会科学版),2004(9):85～87

9 王桂梅、吴炳胜、柴保明.我校测控技术与仪器专业办学特色探讨[J].河北工程大学学报(社会科学版),2008(3):96～97

关键词：PLC技术；计算机控制技术；机电专业

作者简介：李启光（1970-），男，江苏赣榆人，北京信息科技大学机电工程学院，副教授。（北京 100192）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0105-02

计算机控制系统是以计算机为核心实现生产过程自动控制的系统。随着工业技术的发展和生产自动化程度的不断提高，计算机控制技术得到了越来越广泛的应用。“计算机控制技术”融合了计算机技术、自动控制理论和计算机通信技术，是新发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科。它实际上包含着两部分内容：一是计算机控制理论基础，主要涉及离散控制基础理论；二是实现技术，主要包括通道接口技术、现场总线、人机界面等系统实现技术。课程涉及面很广、知识集成度高，是高等学校自动化、电气工程和机械电子工程等专业的一门重要的专业主干课程。[1-3]

一、“计算机控制技术”课程现状

“计算机控制技术”是一门跨学科专业课程，涵盖内容丰富，但由于各专业的要求不同，课程针对不同专业的侧重内容应有区别，这样才能达到各专业的培养目的。

目前多数高校选用课程教材内容主要是数字滤波、数字 PID、最少拍无差系统、Simth算法和达林算法、模糊控制、神经网络等内容，这部分是建立在一整套完整控制理论基础上的。[4]此外还包括接口技术、现场总线、人机界面等偏重于应用的内容。自动控制等专业培养目标侧重于设计计算机实现控制算法、编制适用于工业控制系统的硬件及接口设计、控制软件，选用此类编排内容的教材比较适用。而机械电子专业方向，机电专业以装备及其控制系统为主要研究对象，课程以了解与掌握计算机控制系统在装备控制中应用为其主要目的，选用此类教材不能体现专业侧重点。同时机电专业有自己的专业设置要求以及本专业特有的先修基础课程，与自控类专业有极大的不同，因此如何根据机电专业自身的专业特点确定理论教学内容及其深度，调整好计算机控制系统的理论及应用技术的关系，是目前机电专业“计算机控制技术”课程教学要解决的首要问题。

因此，在教学实践过程中，应以控制系统应用技术为基础，理论教学的内容和深度以应用内容的需求为标尺，使理论教学内容能够支撑且覆盖该课程涉及的主要技术，使理论教学的深度能与机电专业学生的实际水平及今后的就业需求相符合，同时还要与当前的技术发展水平和趋势相适应，具有一定的前瞻性。

二、机电专业“计算机控制技术”教学内容改革

1.机电特色的控制类课程教学体系调整

面向机电专业的“计算机控制技术”课程应从装备控制应用角度出发，密切结合装备自动化需求组织教学内容。

根据以上原则，在教学中提出将运动控制卡和工业PLC作为计算机控制技术理论与运用结合的载体。一方面在课程开始之前，需要保障学生已掌握先修部分专业应用技术知识，尤其考虑到工业PLC、运动控制器是机电专业常用、最典型控制应用系统，课程内容可与此结合，将工业PLC、运动控制器的应用作为教学案例使用。先修课程包括“电工电子学”、“机械控制工程”、“单片机原理”、“数控技术”、“PLC 原理与应用”等专业课程，其中鉴于“数控技术”课程目前涉及均为封闭式数控系统，因此在课堂上需要补充介绍机电控制中使用面广、开放式的运动控制器（卡）。

另一方面，课程以先修课程中所涉及的、与计算机相关的数字处理与控制技术为主要授课内容，重点介绍数字化后信号处理、数字控制理论及其实现，并通过各个理论教学环节与先修机电控制运用技术紧密结合，实现硬件和软件结合、控制原理和典型应用控制器结合，贯彻理论联系实际的方针，并将先修课程有关方面的知识有机集成在一个完整的机电控制系统内，使学生从整体上系统地掌握数字控制器的机电应用技术。

“计算机控制技术”强调理论、技术与实际应用相结合，理论与实践并重，综合性较强、强调应用，因此在课堂教学与课程实验的基础上，应增加机电综合实践环节，并鼓励学生参加其他开放实验以及科研项目，综合应用所学知识，巩固教学效果。项目选题从工程应用角度出发密切结合装备自动化实践。

2.机电专业特色的课程内容设定

在原有教学内容体系基础上，针对机电专业控制理论基础薄弱、专业需求有别的状况，对教学内容作一系列的重新规划及调整。强调教学内容紧密联系机电传动控制实际需求，优化知识结构、充实机电控制的实例，做到理论和实践运用的对应与相互关联。

对于机械电子专业，拟定的主要教学内容大致如下：

（1）输入/输出通道接口技术。这部分内容在“电工电子学”和“单片机原理”课程软硬件基础知识上，以单片机、PLC、运动控制卡上典型常用的接口硬件，如A/D、D/A、通讯口、触摸屏、开关量输入输出接口等为例子介绍工作原理、使用方法和技术细节问题。

通过与实际应用系统关联认知，学生对输入/输出通道接口设计及技术参数选取建立感性了解，使用中就可以通过查阅样本资料掌握其他类似通用硬件的使用。

关键词：电子线路；课程内容；学习实践

电子线路课程是铁道信号专业的一门重要专业基础课程。随着电子技术的发展，生产现场的电子设备急剧增加，对电子线路课程的教学内容提出了越来越多的要求，课时和课程内容逐年增多。对专业设备的研发、设计、制造、施工、维护、使用都起着必不可少的作用，新技术、新装备大量投入使用，设备、技术更新换代周期大大缩短，因此在内容和思想方法上，必须经过科学的论证和总结，使之更符合大的认识规律，且能充分体现知识内涵的思想体系和鲜明的导向性。作为一门独立的学科，《电子线路》教学必须适应铁路职业技术教育的特点，形成以电子技术基本理论和基本电路分析方法为主的完整课程体系。

一、电子线路课程的特点及教学方法

电子线路课程是一门应用技术课程，具有较强的理论性和实践性。学生普遍感觉电子线路课程内容多、理论深、分析繁琐、难懂、难记、难掌握。首先，各个电子器件是构成不同电路的核心部件，电路的形式和功能的变化，器件在不同条件下的应用，对于器件的原理、特性必须讲够、讲透。学生是在高中知识和学完《电路基础》课程基础上进行学习的，按照专业教学计划的要求，学生做到基本概念牢固掌握，基本原理、特性透彻理解，为进一步学习电路奠定坚实的基础。作为专业基础课，其学习的质量将直接影响后续专业课的学习心理和学习效果。在教学内容上，除讲清器件的结构、原理、特性和参数外，还要着重强调非线性器件加偏置，以及改变偏置可以控制其工作状态的条件、特点、变量关系特征和模型。传统的单一教学模式，难以适应新的形势要求，必须对电子线路课程的教学内容、教学方法、教学手段加以改革，在教学上还应包括作为典型有源电路的恒流源电路的组成、静态、动态特征和电路模型，因为恒流源主要体现了器件的基本原理和基本特征，反映了有电源电路代替无源元件这一趋势。

二、电子线路课程改革思路

电子线路课程内容是随着电子线路的发展而发展的，电子线路课程的内容随着知识的积累逐年增多，可随着微电子技术和计算机技术的发展，特别是单片机技术和嵌入技术的发展，生产现场的设备向集成化、小型化方向发展。电子线路课程的课时数、教学内容在压缩，课程体系还是对各种电路分门别类、就事论事、面面俱到，增加了教学负担。因此在内容和思想方法上，必须经过科学的论证和总结，使之更符合认识规律，且能充分体现知识内涵的思想体系和鲜明的导向性。关键不在于课程内容的包罗万象，而在于对学生系统的、基本的思维和操作的训练、培养，授之以渔。依据这一原则思想，结合教学特点，对本课程的教改，分器件和电路两个方面谈谈看法。

首先，电子线路课程要学习基本电子器件，在电路部分应改变过去那种过分强调电路功能以至于以此来分门别类划分课程章节的方式，这种体系对于某些高等院校以电路设计作为重要内容的教学或许是合适的。这部分内容要突出各种电子器件不同工作状态的条件、特点、应用这条主线。

而对高等职业技术教育而言，对于电路功能只要通过电路分析能够正确识别和区分就可以了。电子器件是有源、有极、非线性器件，由静态到动态，由分立元件到集成电路，使用中必须加偏置，不同的偏置，在电子器件和偏置电路在直流电源作用下，静态工作点的设置、稳定过程的分析与计算。可以使器件工作于不同的工作状态，其静态分析的原理和方法可归结为具有共性的电路静态分析方法，不同的工作状态具有不同的特性，应用于各种形式的电路。

要使学生熟练地掌握各种工作状态的条件、特点和应用。教学内容上更主要的是电路的原理和基本分析方法，对基本电子器件的结构、原理有所了解，基本电子器件的特性、参数要讲透并且深刻理解，按照循序渐进的原则和人的认识规律，对于电路分析、选择、使用器件以及不同型号器件的替代是必不可少的，反映电路原理和分析方法的内在联系，总结出具有共性的原理和分析方法，也是实际工作中分析和处理电子技术问题所必需的。

其次，电路的动态分析要突出三种组态这条主线。在电路的动态分析中，无论电路形式、如何变化，我们必须抓住三种组态来进行电路分类，三种组态是基于对基本电子电路深入理解和高度概括的总结，作为一种思想体系贯穿全课始终，有着深刻的内涵。这是基于对电子器件原理、特性，用三种组态的思维方式对学生进行思维方式的训练，使学生深刻认识和对电路原理的透彻理解，可以在基本电路、简单问题上，并且进一步在复杂电路中灵活运用，无论分立元件电路，还是集成电路的分析得以简化，避免了每种电路对应一种分析方法的复杂局面，这种方法能适应新知识的发展。

当然，三种组态电路也有局限性，三种组态蕴含于放大电路的两种输入、两种输出的基本概念（同、反相，高、低阻）和变量控制关系的变化形式，电路的动态工作过程和电路分析，由于电路形式、功能的差异，利用负反馈手段可以解决，反复运用三种组态的思维方式和分析方法，在电路分析上可用于估算多极负反馈应用的具体形式，定性描述对电路性能的影响。利用三种组态和反馈的概念加以分析，使学生在简单问题和简单电路上做到深刻理解，可以利用估算法定量进行电路分析，作为电路的性能指标反映电路的特性，无论是分立元件电路还是集成电路的分析都具有实用性，其分析方法不外乎图解法和等效电路法，要使学生熟练掌握反馈组态、极性的判别方法。进而在复杂问题和电路中自如应用，可以避免每种电路对应一种分析方法的复杂局面。

总之，高等职业技术教育培养学生职业技能不仅是专业课的任务，通过《电子线路》课程的教学改革，要从基础课做起，培养学生的创新能力要贯穿整个教学过程，使学生由被动地接受变为主动地学习，培养出高素质、创新型的合格人才，从而真正实现高职教育教学改革的目的，使高职教育得到进一步的提升和发展。

参考文献：

[1]朱相磊.电子线路课教学改革的研究与实践.安徽电子信息职业技术学院学报，2004（4）.

[2]王晓峰，王立梅.电子线路的故障诊断和测试点的选择.电子产品可靠性与环境试验，2001（4）.

[3]陆中石.对高职模拟电子技术课程教学的思考.今日科苑，2009（24）.

[4]刘静波.高频电子线路实践教学的建设和探索.电气电子教学学报，2006（4）.

关键词：电子技术；案例教学；学习领域；课程开发

通过学习德国提出的学习领域课程模式，我国很多高职院校都已经开展了学习领域课程的开发和教学改革工作。特别是对于工科类专业的专业课程，基本摒弃了过去的学科体系课程的教学模式，逐步推广基于工作过程的、“任务驱动，项目导向”的教学改革，取得了一定的教学效果。但是，在实际教学改革过程中，我们也认识到了不少方面的问题和阻碍，我国高职院校完全照搬德国的课程模式也是不现实的。在”电子技术”课程教学中，我们结合本校实际，探索出了一条基于案例教学的学习领域课程开发思路。

一、在学习领域课程开发过程中遇到的问题

1.师资力量不足

专业课教师年轻化，教学和企业生产一线工作经验不足。随着近几年来招生规模的扩大，学院引入了大量年轻教师，他们承担了大部分的专业课程教学工作。这些年轻教师大部分是刚从普通高校毕业的研究生，他们均是从学科体系的教育模式下成长起来的，对于现代职业教育思想认识还不够深刻，更缺乏企业生产一线工作经验。也有一部分年轻教师是从企业引进的，但是他们在企业生产一线的工作时间都不长，仍然存在专业技术知识不足、实践动手能力不强的问题。在学习领域课程的开发和教学过程当中，特别是对于学习情境的创设和开展，很多年轻教师显得力不从心。

2.校企合作不够深入

校企合作、工学结合是高职院校真正培养出高素质技能型人才的必由之路，这已经成为广大高职院校的共识。虽然，在校企合作方面，学院近几年来不断健全了相关体制机制。但是，校企合作的深度也仅限于学生的企业参观、生产实习、顶岗实习等活动，没有完全深入日常的专业课教学、技能培养等方面。专业教师在学习领域课程开发过程中进行的岗位分析、工作过程分析、学习情境分析等活动，还仅限于理论分析层面，没有落到实处。

3.学习资源匮乏、单一

学习资源包括实训设备等硬件设施和教材等软件资源，是学习领域课程开发和成功实施的基础。对于硬件资源，一方面是学院经费不足，缺乏投入，另一方面是购买的硬件设备不能满足学习领域课程改革的需要。对于软件资源，专业教师缺乏编写学习领域课程教材等资源的精力和经验。

二、案例教学在”电子技术”学习领域课程开发中的应用

根据姜大源对德国职业教育学习领域的课程方案的研究，学习领域课程方案是范例指向的，因此放弃了学科系统的完整性。通过我们多年的教学改革实践，根据学校自身硬件和软件的实际，在”电子技术”课程教学中，设置了若干实用有效的电子制作案例，结合理实一体教学模式改革，进一步提高了”电子技术”课程的教学效果。现以电子信息工程技术专业为例，说明”电子技术”课程的开发思路。

1.确定课程的总体教学目标

首先通过行业企业调研等手段对本专业毕业生从事的岗位进行分析，分析出本专业毕业生的初始岗位为电子产品装配操作员，目标岗位为电子产品生产线线长，发展岗位为电子产品生产车间主任。从而确定本专业的培养目标：主要面向电子产品制造企业，培养德、智、体、美全面发展，适应电子产品的装配调试、质量检验、生产管理等生产、服务、管理第一线需要，具备相关专业知识和技能，有良好职业道德的高素质技术技能型人才。然后，分析”电子技术”课程的性质和任务：是本专业的专业基础课程之一，其主要任务是培养学生掌握电子电路的识图、分析和调试等知识与技能，为学生学习本专业有关后续课程和毕业后从事电子产品制造相关工作打下坚实的基础。最后，”电子技术”课程的总体教学目标可以总结归纳如下：学生能够根据电路图完成典型电子产品的装配、调试和故障检修。对于高职学生，我们弱化了学生电子电路的设计能力，重点培养学生在今后工作中需要的电子技术应用能力。

2.明确课程的能力、知识和素质目标

根据学生职业岗位分析和专业课程体系的分工确定能力目标，例如：能识别常用电子元器件，并判断其好坏；能选择并使用常用电子测量仪器对电路进行测量；能读懂简单的电路原理图，能绘制典型电子产品电路原理图；能根据电路原理图进行电路的搭接和元器件的焊接；能进行电子电路的测试、故障判断和排故。根据“必须、够用”的原则，突出知识为案例学习服务，为案例学习所用，确定知识目标，例如掌握二极管、三极管的伏安特性；掌握三极管基本放大电路各组成部件的作用；掌握常用逻辑门电路的逻辑功能；了解逻辑函数的化简方法等。根据学生将来主要从事的岗位素质要求，确定素质目标，例如：在电子产品制作与调试过程中能够按照设备、仪器的操作规程进行操作，爱护实训设备；在工作过程中养成文明操作意识，能够自觉保持工作环境的整洁；在分组工作过程中能团结协作、服从组长的安排等。

3.选择课程的能力训练案例

根据电子技术模拟和数字两个模块的内容，我们选取了两大类八个案例，开展教学。第一类包括四个模拟电路案例，分别是：直流稳压电源制作实例、晶体管放大器制作实例、函数信号发生器制作实例、扩音器制作实例；第二类包括四个数字电路案例，分别是：三人表决器制作实例、智力竞赛抢答器制作实例、循环彩灯控制器制作实例、数字电子钟制作实例。案例的选择本着实用性和趣味性的原则，使学生在学习过程中既能学到今后工作中要用到的专业知识和技能，又能引起学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性。我们将电子技术原课程知识点以八个电子制作实例为依据进行解构与重构，打破学科体系下的知识结构，将各知识点整合、序化到各个案例中，在完成一个个电子制作实例过程中使学生掌握知识、锻炼技能，实现教、学、做一体化。课程选取的能力训练案例，以及每个案例所包含的知识点和技能点如表1所示。

4.设置情境组织教学（以第一次课为例）

（1）课程导入

播放电视知识竞赛视频，引出并展示直流稳压电源、扩音器、表决器、抢答器和数字电子钟等产品实物，介绍电子技术的应用和产品特点。

（2）模拟知识竞赛现场

设置情境：安全用电知识竞赛，学生角色：选三名学生为裁判，选八名学生为竞赛选手，其余学生为观众，教师角色：主持人。教师提问安全用电知识，八名学生通过抢答器进行抢答，三名裁判利用表决器对抢答成功的选手回答情况进行表决，每名选手的回答时间由数字电子钟进行计时。通过这个过程，学生体验电子产品的应用情况。

（3）学生分组观察产品实物结构

教师提出问题：这些电子产品是怎么装配并制作出来的呢？如果使用过程中出现故障该怎么解决？教师引导学生进行分组，组织学生分组观察产品实物，并设置简单故障让学生尝试排除。

（4）教师进行课程介绍

重点介绍学习目标（学了这门课我们能干什么？）：学生能够根据电路图完成典型电子产品的装配、调试和故障检修。介绍为何上这门课及对课程的认识，学生要知道课程在专业中的地位、作用以及前后课程的衔接，知道知识和技能在专业工作岗位中的重要性，课程目标，学习要求，课程内容的描述，学习安排，路线图时间表，学习资源，学习情况的评价标准，学习方法（课堂及课外学习自我管理技巧，获得好成绩的技巧，常见的错误或误解，特殊的学习策略），作业的形式，上交的期限，考试的次数、日期和形式。

（5）总结并布置作业

教师点评总结，布置课后作业：课后搜集三人表决器的装配资料。

5.改革课程考核方案

课程的考核分为素质表现、能力培养和知识掌握三部分，在期末总评中分值所占比例为3：3：4。素质表现主要包括学生出勤、课堂参与和作业完成等日常学习素质表现情况。能力培养分为过程考核和期末测试，过程考核成绩由每个项目结束后的学生自评、学生互评和教师评价组成；对于期末测试，从每个案例中选取一个典型工作任务构成实操试题库，每个学生都要从试题库中抽取一个题目进行实操测试。知识掌握分为单元测试和期末测试，在每个案例教学结束后要安排单元测试，通过抽签的方式，每个小组选取一名学生对知识点进行测试，测试成绩作为小组的集体成绩；期末测试采用笔试的方式，主要测试学生对所学知识点的综合应用能力。其中素质表现30分、能力培养过程考核10分、知识掌握单元测试10分在每个案例结束后均通过“考核评分表”进行考核评分，期末将所有案例的得分进行平均；能力培养期末考核20分、知识掌握期末考试30分在所有课程结束后进行考核评分。

三、结束语

在近几年来的高职示范校建设和骨干校建设中，许多专业教师都能够有机会到德国学习。从学院层面也出台了一系列激励政策，鼓励教师进行学习领域课程开发和教学改革，并取得了不少的经验和成果。但是，完全照抄照搬国外的学习领域课程开发方案也是行不通的，必须根据自己院校的实际确定教学目标、选取教学内容、创设学习情境以及开发校本教材。在”电子技术”课程教学中，我们根据学院的自身实际，进行了基于案例教学的学习领域课程开发，选取了具有实用性和趣味性的教学案例，编写了校本教材，进一步提高了教学效果。

参考文献：

[1]姜大源.德国职业教育学习领域的课程方案研究[J].中国职业技术教育，2007(02)；47-54.

[2]赵志群.职业教育学习领域课程及课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010(02)；2-9.

[3]毕国芳.高职电子技术教学中的案例教学[J].牡丹江师范学院学报，2007(01)；71-72.

【关键词】智能传感器；教学项目；过程考核

智能科学与技术是面向前沿高新技术的本科专业，经过近几年的发展其广泛的应用前景日趋明显，比如智能机器人、智能电器、智能家居等产品的技术越来越成熟，对人类生活的方方面面产生了重要的影响。然而传感器在这些智能产品中起着重要的作用。因此传感器与检测技术这门课程在诸多高校的电子信息类专业中作为一门重要的专业课[3]。随着智能科学技术专业的诞生以及传感器技术的迅速发展，各种新型传感器不断出现，传统的传感器与检测课程中所讲授的传感器则有些落伍。我校秉承“教育创造学生价值”的办学理念，为了适应时代的需要和智能科学技术的发展，针对传感器课程进行改革和创新，并将课程命名为智能传感与检测技术。传统的传感器与检测课程的主要任务是以传感器的工作原理、基本结构、测量电路和应用方法为主，而在智能传感与检测技术中不但讲授各种传感器的工作原理、测量电路以及应用方法，更重要的是结合智能科学的特点将传感器与嵌入式技术、通信技术以及虚拟仪器技术相结合。侧重于传感器应用的智能性和通用性，为智能产品的开发提供良好的教育基础。

1教学现状分析

传统的传感器与检测技术教学中，理论知识偏多，实践课程偏少。而在课程中设置的实验课大都是验证类的实验，并不能满足培养学生实践能力的需求。目前来说传感器与检测技术课程存在如下几个问题：1)教学内容陈旧，不能及时更新，因而不能反映最新的传感器技术水平；2)教学重原理，轻实践。课程内容比较抽象，涉及到很多物理、化学、数学等多个学科的知识，记忆和理解难度大；3)课程内容之间缺乏整体联系，一个章节讲述一种工作原理的传感器，不同章节之间联系较少；4)实验教学内容验证性实验较多，设计和创新性内容较少；5)实验项目采用传感器试验台可以较好理解工作原理，但不能满足实际应用的需要。针对出现的这些普遍性问题，在智能传感与检测技术课程中，笔者认为应从教学培养方案设计、教学大纲设计、教材与教学内容的改革以及教学方法和手段等方面综合考虑解决方法。

2课程培养目标

根据智能科学技术专业的特点，为了适应科技发展的需求，智能传感器与检测技术这门课程旨在让学生掌握各类传感器的原理、结构、测量电路和应用方法，建立完整的检测技术整体概念[1]，具备传感器与检测技术方面的基本知识和基本技能。对生产和科研任务中的检测任务能够正确的选择传感器以及配套的测量电路，设计相应的测量系统，完成所承担的检测任务。通过课程中的项目设计，培养学生能够将传感器进行模块化设计，组成传感器系统，结合嵌入式技术和虚拟仪器技术，完成多参数检测系统的设计[2]。本课程是针对智能科学与技术专业的三年级下半学期全体学生开设的专业课，同时学生前续课程中将所学的《数字电路》、《模拟电路》、《电路分析》、《单片机原理与应用》、《虚拟仪器技术》等课程作为基础知识，与实际项目相结合，通过项目实践深入的理解智能检测系统的开发过程，为后续专业课的学习打下良好的基础。课程结束后学生不但能够深入理解所学的理论知识，而且能够将所学的知识熟练地应用到智能检测系统设计等实际的工程当中，进而提高学生的工程实践能力。

3教学改革方法

智能传感与检测技术是一门应用性很强的课程，通过理论知识指导实践，反过来实践也可以更好的理解理论知识。所以说理论与实践对于这门课程都很重要，因此将理论教学和实践教学紧密结合是一种较好的教学方法。教学改革也要同时从理论教学和实践教学两个方面入手，提高课堂教学和实践教学的效果。而学生是教学改革活动中的主体，所有的改革都以学生为中心，结合当今技术发展情况从学生的需求出发。因此在本课程的教学改革过程中，需通过深入研究和反复实践从以下几个方面进行提升：1)以TOPCARES－CDIO人才培养模式为指导进行教学培养方案的设计。对专业人才培养预期应掌握的知识、能力、态度进行明确的、具体化的分析，重视实践项目在人才培养中的作用，构建一体化的人才培养方案和教学体系。2)理论教学方面主要是让学生掌握传感器的工作原理和特性，学会传感器的设计和使用。但是仅靠灌输性的讲解会比较枯燥，达不到教学的目的。因此需要结合实际应用引出传感器的工作原理，合理组织教学内容，让学生在用中学、学中用，提升学生的学习兴趣。另外应让学生参与到教学过程中，改变传统的以教师为主导、学生被动接受信息的知识传授方式。可采取以下措施：①通过课前预习课堂提问的方式，提升同学们的参与意识。②部分内容学生讲解，老师点评的方式展开学习。③增加课堂分组讨论，老师提供问题和应用场景，学生分组讨论解决方案，提高学生的参与度和积极性。④布置课外书面作业和项目调研报告，让学生课后能够有效复习、应用所学知识。3)实践教学一直是培养学生综合应用能力和创新能力的重要途径，但是如果按照实验指导书生搬硬套的实验操作并不能真正提高学生的动手能力。因此除了原理验证型实验之外，增加应用项目于实践教学中，让学生不仅能读取传感器的数据，还能结合电子线路的知识、微处理器的知识和通信技术能够采集和处理相关的数据，构建具体实用的智能检测系统应用方案。通过实践项目让学生加深对智能传感器工作原理的理解，更要注重培养学生的实际项目应用能力。4)根据智能传感与检测技术一体化的教学体系，组织编写可用于一体化培养方案的一体化教学教材。编写的教材要能体现最新的传感器技术和最新的应用，紧密结合实际，让学生把课程的学习与日常生活结合起来，通俗易懂，可操作性强。根据传感器技术的发展，需定期对教材进行更新和修订，以适应时代的发展。

4教学内容安排

传统的传感器与检测技术的主要教学内容中除了讲解传感器与检测技术的基本知识、各种常用传感器的介绍、标定、检测系统的组成外，并没有实际的项目在课程中。不但导致学生的实践动手能力偏差，而且对理论知识的理解也不够深入[4]。为此在智能传感与检测技术课程的教学中，以理论课和实验课相结合进行授课，目前在智能科学与技术专业中总课时是80学时，其中理论课是48学时，实践课是32学时。理论课程中是以按照项目分类，根据项目需求引出所用传感器，并讲述其工作原理、测量电路及应用方法等。实验课则分为基础实验课和项目实践课两部分。理论教学内容包括：检测技术的基本知识；常用传感器的工作原理、基本结构、测量电路和应用方法。实验课的主要内容包括：常用传感器工作特性实验，包括测量电路的零点调试，线性度调试、测量数据拟合等。项目实践课内容包括：项目的需求分析，硬件设计，软件设计、系统调试等步骤。

5教学项目设计

智能传感与检测技术课程中的项目教学是一个系统工程，对教师队伍的要求很高，不仅需要教师具备理论知识而且还需具备一定的工程实践能力，同时还需要配备精良的实验设备。在智能传感与检测技术课程中开展实践项目，仅靠课堂上的仿真软件难以达到教学效果，因此实验实训平台的选择是一项重要的指标。为了能更好的结合理论教学，针对智能传感与检测技术所选用的实验实训平台必须具备以下几个特点：1)采用的实验实训平台要有足够种类的传感器，并采用模块化设计。2)配备统一的总线接口，具备扩展功能。3)具有主流的嵌入式核心系统，并且能够适应不断更新的处理器。4)价格合理、售后服务良好、教学资源丰富。综上几点，在智能传感与检测技术课程中，采用的是上海硕博科教设备有限公司的“SBJCS-1113创新型测控/传感器技术综合实验实训平台”，该平台配备大量常用传感器，同时具备工业实际中广泛采用的成熟电路完成对各种传感器信号的拾取、转换、调理、采样、存储、解算、控制及显示等处理电路。同时实验装置具备一定的抗干扰及可靠性，学生可以做到学以致用。该实验实训平台如图1所示。该平台具体特点如下：1)传感器种类丰富:包括压力、压电、应变、电容、霍尔、温度、光敏、气敏(酒、C0)、电涡流、光纤位移、长光栅位移、差动变压器、光电耦合等各种常见传感器。2)模块化设计：采用标准的模块化设计，增强系统的结构性和互换性。3)总线标准：建立统一的内总线和接口约定，以实现最灵活的个性化配置、扩展和系统管理。4)接近工程实际：实验装置上采用多种工业型传感器，既可以用来完成传感器原理、结构与调理电路的教学，也可以用解决工业工程和过程中的实际问题。5)学以致用：构成实验装置中的智能仪器的各模块，在其设计时充分体现实际系统的抗干扰设计技术和可靠性设计技术，其核心卡可作为实际智能仪器的核心单元。实验装置中信号转换与信号调理电路采用工业和工程实际中所采用的成熟电路。实验装置中使用的各种数字信号处理方法，采用典型的也是未来实践系统首选的数字信号处理手段，具有很强的工程实用特征。6)智能仪器仪表设计：结合工程实际给出了一个将常规仪器实现智能化的实例。7)开放式设计：实验装置中的软、硬件及系统均按照全开放的思想进行设计，以便于学生开展研究型和创新型的实验。在项目教学中，教师指导学生，按照项目开发的流程来完成系统的需求分析、硬件设计、软件设计、系统调试等步骤。最后完成整个项目的总结报告，并以小组为单位完成课程项目的设计。学生可以利用课外时间，完成资料查找、系统设计和代码编写等工作。本项目要求学生完成一个智能家居远程监控模拟系统。与传统的检测系统比起来，智能传感器检测系统更加具有智能性、综合性等特点，将传感技术、嵌入式技术、通信技术以及虚拟仪器技术有机结合，使学生深入理解智能传感器与检测技术这门课的应用，具体项目教学安排见表1。

6课程考核形式

在素质教育的大背景下，课程的考核的结果不能只看期末考试成绩，应采用多元化的考核方式，要能反映出学生的学习效果、应用能力和解决问题的能力。本课程的考核贯穿整个教学过程，最终成绩由课堂表现、作业成绩、实验成绩、项目成绩、期末考试成绩等部分组成。老师在平时应根据学生的课上表现和问题回答情况记录成绩，作为平时成绩的依据。实验成绩要能体现实验过程中的表现和实验报告的完成情况。项目成绩的考核则包括项目实施过程中的表现、阶段性成果成绩、最终项目结果成绩、项目报告成绩和答辩成绩组成。期末考试采用闭卷方式，考核内容侧重对传感器工作原理和应用设计的考核。总体来说，改革后的课程考核不是通过一次考试定好坏，而是更重视过程，要能体现学生的综合素质和水平。其中项目教学作为教学改革的创新点，所以项目考核形式的也是多样化的。考核贯穿在教学过程的各个环节，从学生的出勤、日常表现、作业、实验、项目及考试等，对学生进行全方位的考核。其中项目考核中的项目答辩包括自述、现场操作、教师提问、解答几个环节，通过答辩，教师可以直观评价学生对相关理论的掌握程度，综合评价学生的实际应用能力及应变能力，对设计不完善的地方给予指导建议，给学生提供创新的空间。智能传感与检测技术这门课的所有考核项目中，采用过程考核和终结考核相结合的方式能够全方位的考核学生的平时学习情况及动手实践能力，并激发学生学习兴趣。

7结语

智能传感与检测技术是电子信息类专业的一门非常重要的专业课，如何让学生更好的掌握理论知识提升应用能力一直是困扰任课教师的难题。笔者从教学培养方案、教材与教学内容的选择以及教学方法和手段等方面进行了分析和探索，提出了相应的改革举措。文中的改革举措是TOPCARES-CDIO人才培养模式在智能传感器与检测技术上的运用，采用教学与项目相结合的方式对当今智能传感与检测技术的教学具有有益的参考价值。

作者:图雅 鞠尔男 周国顺 刘龙 单位:大连东软信息学院电子工程系

参考文献

[1]李玲,张旭.传感器与检测技术课程教学改革研究[J].科教文汇旬刊,2015(4):55-56.

[2]张琳,袁新娣.《传感器与检测技术》课程教学改革与实践[J].赣南师范学院学报,2012,33(6):106-108.

关键词“理实一体化”教学 实验实训教学 维修实践 课程教学

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1002-7661(2011)08-0049-02

《电视机原理与维修技术》是中等职业学校电子技术应用专业及电子电器专业的一门重要专业技能课，是一门集声学、光学、电学等多门学科于一体的综合性技术课程。它既有很强的理论性，又有很强的专业性、实践性。它几乎用到了无线电技术中的所有知识。要学好这门课程，不仅要有较深的理论基础知识，而且还要有把所学知识融会贯通，综合应用的能力；不仅要有能正确识图、认识元件、会电烙铁焊接的基本技能，还要会正确使用仪器仪表（如万用表、信号发生器等）检测、判断、分析故障。因此，要搞好《电视机原理与维修技术》课程的教学就必须做到理论与实践相结合，技能与实训相结合。同时要让学生走出校园，走入社会去实践。在此我谈谈多年在《电视机原理与维修技术》课程实际教学过程中的几点体会。

一、推行“理实一体化”教学，有利于提高学生的学习兴趣

在《电视机原理与维修技术》课程的理论教学过程中要充分利用理论与实践相结合的模式进行教学，推行“理实一体化”教学，有效利用专业教学设备，可有效提高教学效果，提高学生的学习兴趣。在我校的专业实验设备比较短缺的情况下，我们采用订制5.5寸的黑白电视机让学生进行组装，一边学习理论知识，一边对应找到相应的实践部件进行组装，既可以加强学生理论知识的掌握，又可以提高学生的学习兴趣。而在讲解各部分具体电路时，如彩色显像管、高频头、扫描电路、遥控电路时，我们可以利用频谱仪、示波器、扫频仪等专业设备进行教学，边讲边演示，还可以让学生参与操作，这样既形象直观，可有效提高学生的感性认识水平，又能帮助学生理解和掌握相关理论知识。如在讲高频头电路时，输入为电视高频信号，输出是经选台、放大、变频后的中频电视信号。输入的高频电视信号随接收频道的不同，载波的频率在变化，而输出的中频电视信号：图像中频信号38MHz，第一伴音中频信号31.5MHz，色度中频信号33.57 MHz是固定的。而在进行理论学习中，学生易将其理解成：中频电视信号频率随接收频道的变化而变化。在专业设备的辅助下，在教学中我们通过频谱仪的课堂演示有效解决这一问题，随之得到结论：高频头幅频特性是随所选频道变化的，而输出的中频信号频率是固定的。通过这种教学，使学生掌握了理论知识，又知道了各种测量仪器原理和使用方法，实现了理论与实践的相结合教学模式，有助于学生对理论知识的理解，也增强了学习信心。

二、加强实验实训教学，有利于锻炼学生的动手能力

为增强学生的实践动手能力，《电视机原理与维修技术》课程教学中还应在每个项目或单元结束后，进行相关电路的识别和检测。在专业知识学习系统化、各部件知识已经了解清楚的情况下，让学生通过查阅资料，进行读图和原理分析，并根据原理图画出相应方框图，最后学生根据实训报告在彩色电视机进行电路的检测、调试，改变电路参数对电路状态的影响。通过检测认识各个单元电路的关键检测点，熟悉各个关键检测点的典型数据。其步骤为：先由学生根据所学的知识，自己进行测试与调整，从中发现问题，提出问题，再由教师进行启发性的指导，最后由学生总结测试结果，完成实训报告。通过这样的训练，培养了学生对电视机单元电路和元器件的进一步认识，巩固了课堂所学的知识。这种课程充分发挥了学生的主观能动作用，体现了以学生为主体，实践为主线的教学方式。同时可以大大激发学生的学习兴趣和求知欲望。

三、增设社会维修实践环节，有利于巩固学生的检测与维修技能

就《电视机原理与维修技术》这门课程而言，学校提供的实训机型是有限的，更多的需要学生走出校园，走入社会，我们具体做法是：

1．鼓励学生参加学校的“家电维修协会”，由他们来进行社会实践的组织和管理工作。如学生分组采用自愿和协会安排相结合的办法，进行合理搭配，分成若干个实践小组，由理论知识扎实、专业技能过硬的学生担任小组长。

2．定期召开校外实践总结大会，由学生自己在讲台上进行工作总结。使得学生不仅要会做，还要会讲，培养他们的表达能力和与人交流的能力，教师必须出现在总结会上，一方面可以现场答疑，解决学生在实践中所遇到的困难，还要强调一些注意事项，进一步鼓励更多的学生参与。

3．专业教师在社会实践中所扮演双重角色：第一，他是学生坚强的后盾，解决不了的技术问题，学生首先会想到的是教师。哪怕是打一个咨询电话，把机器拿到学校来修，甚至请教师上门解决，专业教师都要以主人翁态度在最快的时间内解决；第二，教师要善于收集与总结学生在社会实践中所遇到的困难与经验，并指导和改进教学；第三，教师要对学生进行职业道德、职业规范的教育，使学生在社会实践中得以可持续地健康成长，这一点非常重要。

关键词：断路器 现状 智能化 网络化 人工智能

1、断路器的现状

在低压输配电网络中，塑壳断路器是重要的基础元件之一，对于那些经常会发生用电设备过载、短路的场合，能安全、可靠地切断故障电流，防止事故护大危及到整个输配电系统。国外ABB、西门子、施耐德等公司已经推出新一代产品，国内有些著名电气企业也在低压电器的主要技术特征为：高性能的触头灭弧系统，采用模块化结构，电子式脱扣器，性能优越，安装方式简便多样，与现场总结进行通讯等。

1.1高性能的触头灭弧系统

目前ABB公司、施耐德、GE等欧美大部分公司新一代产品采用双断点旋转式触头系统，加强了短弧度近阴极效应，具有较高的电弧电压，以提高分断能力，并省去软连接。国内部分企业申请了相关双断点旋转式触头的专利，如淅江正泰电器股份有限公司申请的发明专利、公开了一种多极低压双断点塑壳断路器，该发明采用相对简单的结构，达到各单级单元之间可靠的机械连接和传动；同时，并使安装更为灵活和方便，可简化装配工艺，降低制造成本。

1.2采用电子式脱扣器

电子脱扣器是微电子、计算机和通信技术的结合，具有传统热磁脱扣器不可比拟的优势，如：脱扣特性稳定，不受环境温度及气候的影响；脱扣电流和时间的精度较高；整定电流可调，并可设置不同的特性曲线以适应各种负载保护的要求；电子脱扣器可以派生通信功能，实现网络化控制，还可派生区域联锁、电量监控及电能分析等辅助功能。各公司的新一代塑壳断路器均可安装电子脱扣器，并逐渐向160A及以下的小容量额定电流壳架发展。

ABB公司推出的SACEIsomaxS低压塑壳断路器采用微处理器电子式脱扣器，分断方式和形状特殊的开断无件使断路器能在极短时间内断开高达200kA的短路电流。

1.3与现场总线通讯

全球电力与控制专家法国施耐德公司在M系列基础上推出了MT、MVV、MTE系列框架断路器。产品外形缩小、保护功能齐全、智能控制器在原保护功能基础上，增加电压、频率和功率的测量、谐波和基波的计算、精确分析电网质量，能与多种总线连接等。Osmart Powerpact塑壳断路器符合UL，CSA等多种认证，采用双旋转分断系统，限流能力强，分断能力最高可达100Ka，具有短路保护功能和过载保护功能，为OEM客户的使用和设备出口提供了便有力的支持。

1.4 采用模块化结构

目前，天水GS-3系列智能控制器是智能框架式断路器配用的核尽控制元件，可以显示设备或电网的工作电流、工作电压（带电压显示型），并根据负载电流的大小实现各种保护，使线路和电源设备免受过载、短路、接地等故障的危害，按约定的保护方式断控控制回路，精度高、可靠性好，还有负载监控人、故障报警、故障查询、在线试验、现场编程、密码设备等辅助功能。

2、我国低压电器的发展趋势

2.1高性能、高可靠、小型化

新型低压电器的高性能除了提高其主要技术性能外，重点追求综合技术经济指标，如低压万能式断路器、塑壳断路器除了提高短路分断能力外，特别关注飞弧距离的减小，同时要示小型化，这对发展新一代紧凑型低压成套设备十分重要，交流接触器已经不片面追求机电寿命的提高，而是把研究的重点放在产品功能组合与派生、分断可靠性（包括缩小飞弧距离，防止相间飞弧），动作可靠性、接触可靠性以及节银、节能等方面。

2.2电器智能化、电子化

电器智能化是以智能电器这种有形产品为基础建立的相关学科知识及应用技术的系统集成，随着电子技术和计算机技术的同步发展，智能电器经历了半异体、电子式、智能式等几个阶段。目前，随着专用集成电路和高性能的微处理器的出现（如DSP），智能断路器、智能控制保护器、智能接触器等功能完善的智能电器无件和智能型配网络系统将应运而生。

未来脱扣器的智能化不仅体现在可实现长延时、短延时、瞬时过流保护、接地、欠保护等保护功能、可显示电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数等系统中出现大量的高次谐波，而模拟式电子脱扣器一般只反映故障电流的峰值，造成断路器在高次波的影响下发生误动作，带微处理器智能化断路器反映的是负载电流的真实有效值，因此可避免高次谐波的影响。

2.3 电器智能化网络

近年来，现场总线的出现给工业自动化带来了革命性的变革，现场总线是一种造价低、可靠性强并适合工业环境使用的通信系统，仅需要一根双芯电缆，使布线非常简单，减少了安装维护费用。

将智能电器——中央控制设备，智能电器与智能电器之间，通过总结连接起来，在低压配电系统和电动机控制中心统一就形成了一个智能化监控、保护与信息网络系统，这种系统具有以下优点：当系统中电器设备发生故障时，通信电器与现场总线器能够显示故障信号，便于排故障，保证系统正常运行；系统传输的精度提高，保证了行的可靠性。因此，这种系统使操作人员在控制室中能够方便地控制各种现场设备，并且能够及时了解现场设备运行情况，处理各种故障。

2.4 功能扩展

随着智能电器的发展，通过对智能电器的扩展可以完成其它功能，由于低压断路器的智能脱扣器以微处理为基础，并具有通信功能，所以让新一代的智能断路器兼有电力质量监控功能是一种经济有效的做法，并且它颁在低压网络的各个供水端，因而通过与中央控制计算机通信可获得配电网各端点的电力质量信息。

基于微处理器的智能电器具有强大的检测功能和通信功能，因而利用智能电器实现电力质量监控是最合适的方案，这也是当前中压和低压智能电器的一个新的发展方向，用智能电器实现PQ监控有两种结构：一是用于低压智能配电系统中的专用智能化电力质量监控器；二是让智能化低压断路器或保护继电器兼有电力质量监控功能。

3、结束语

未来的低压电器智能化将使电器的功能更加完善、性能更加优良、可靠性更高，电器智能化网络将使供电系统和工业自动化系统的管理更加完善，极大提高供电系统的可靠性和用电设备的安全生。人工智能的应用将提高电器在设计、生产和使用中的效率以及可靠性。

参考文献：

[1]杨国福.低压电器发展状况及趋势[J].江苏电器，2004，（4）.

一、浙江机械工业现状

**期间，浙江机械工业持续较快发展，取得了突出成就。主要表现在五个方面：

（一）发展成为全省工业第一大产业

至**年末，全省机械工业拥有国有企业和年销售收入500万元及以上非国有企业（下称"规模以上企业"）4673个，职工总数82.92万人；当年完成工业总产值1794.5亿元，工业增加值425.9亿元，销售收入1675.3亿元，利税总额177.6亿元,其中利润总额98.8亿元。在全省工业中，机械工业企业数占32%，工业增加值占27%，利税总额占25.9％，利润总额占27.9%。

（二）在全国同行的地位稳步提高

**期间，浙江机械工业发展较快，在全国机械工业的地位不断提高。机械工业系统经济总量在30个省市区中的位置：工业总产值和销售收入由**年的第15位、**年的第10位上升到目前的第4位；利税和利润总额由**年的第7位上升到目前的第3位；工业增加值居第4位；出货值居第2位。

（三）涌现了一批特色优势产品

产品结构调整取得明显成效，形成了一批"人无我有、人有我优"、竞争力较强的特色优势产品。其中空分设备、工业汽轮机、电除尘器和气力输灰装置、余热锅炉、真空获得与应用设备、平面磨床等产品处于全国同行的"排头兵"地位，其控制系统均已运用高新技术进行改造，实现了机电一体化；摩托车、船用齿轮箱、工业链条、手动葫芦、电能表、低压电器、中小型轴承、水表、密封件等机械产品，雨刮器、万向节、方向机、制动器、机油冷却器、汽车仪表、起动电机等汽车和摩托车零部件，在经济总量上居全国前茅；发展了车削中心，数控机床、PC控制锻压机床，加工中心等一批机电一体化的基础机械；开发了干法脱硫、半喂合收割机等一批具有较大发展前途的新兴产品。

（四）开拓国际市场的步伐加大

**年，全省机械工业系统完成出货值70亿元，其总量是十年前的20倍。出货值占系统工业总产值的比重从**年的2.4%提高到13.3％。一大批机电产品打入国际市场。手动葫芦、电动工具、紧固件、柴油机、拖拉机、轴承、汽车配件、电工材料、仪表、低压电器、手工具等产品出口额均超过1000万美元；有61家企业出货值达**万元以上，其中17家企业出货值超亿元。

（五）形成了一定特色的区域经济。

区域特色经济是构成浙江机械工业发展的重要基础，形成了以专业市场和专业化生产协作为依托，小而专、小而精、小而特的发展格局，形成了较大的区域经济规模和较明显的竞争优势。较突出的有台州的摩托车、乐清的低压电器、金华和永康的电动工具、慈溪和绍兴等地的中小型轴承、永嘉的泵阀、温岭的中小型水泵、玉环和瑞安等地的汽车摩托车配件等。

二、机械工业跨世纪发展面临的新形势

**时期，是建成较为完善的社会主义市场经济体制重要时期，也是机械工业结构调整和优化的关键时期。

（一）机械工业发展的国际经济背景

世界经济全球化：国际投资和贸易进一步自由化，国际产业结构调整加快，国际分工日益深化，国际竞争日趋激烈。我国即将加入WTO，国内市场进一步溶入国际市场。跨国公司将从向我推销机械产品为主，转变为资本、技术、分销等全方位的市场进入，进一步采取合资控股直至兴办独资企业的方式，达到左右我国机械产品市场的战略目标。面临经济全球化和国际竞争激烈化的影响，我省机械工业需要把握机遇，应对挑战，更多地利用国内外两个市场两种资源，加快发展，分享开放型经济的成果。

产业发展高技术化：世界兴起新一轮的科技革命浪潮，科技成果产业化步伐大大加快，产品生命周期明显缩短，科技贡献率明显提高。随着信息装备技术、工业自动化技术、数控加工技术、机器人技术、先进的发电和输配电技术、新型材料技术和新型环保装备技术等高新技术成果广泛应用，机械产品不断高技术化，高新技术含量成为机械产业竞争取胜的关键。充分吸收和运用世界新技术革命成果，加快我省机械工业技术升级和产业升级，发挥后发优势，势在必行。

生产要素集约化：生产要素越来越向大公司大集团集中，规模经济效应越来越明显。一方面，规模化生产和集约化经营，使得跨国公司加强了技术垄断和市场主导作用。另一方面，众多的专业零部件厂掌握了先进技术，实现了某个领域的生产专业化和要素集约化。如此形成了大公司大集团与众多专业化中小企业相互依托、共同发展的产业格局。而浙江机械工业的一大弱点就是专业化程度低、规模不经济，在与跨国公司的竞争中处于十分不利的地位。迫切需要改变"小而全、大而全"的现状，发展大公司大集团和"小型巨人"企业，壮大产业规模，提高集约化程度。

市场需求多样化：随着经济、文化等社会事业发展，随着激烈的市场竞争，社会需求日益多样化和个性化，国际机械工业由少品种、大批量为主的生产模式向多品种、大规模的生产模式转变。由此带来企业产品开发方式、生产组织形式、企业管理体制、技术装备手段、营销形态等全方位的改变。浙江机械工业必须以市场为导向，适应多样化需求和个性化用户的要求，大力发展为提高产业国际化水平服务、为提高国民经济装备水平服务、为提高农业现化化水平服务、为提高人民生活质量服务的新型、优质机械产品。

（二）机械工业发展的国内经济背景

机械产品的市场需求特别是高技术、新领域的需求不断扩大。**期间，国家继续实施增加投资、扩大需求、促进发展的宏观经济政策。以技术创新为特征、以产业升级为目标的企业技术改造力度进一步加大，为重大技术装备发展创造了需求基础；农村经济发展和农业现代化建设，为农业机械发展拓宽了路子；实施西部地区大开发战略，为机械工业提供了一个新的发展空间；在更大规模和更高层次上发展开放型经济，有利于利用外资发展机械工业，扩大机电产品出口。**时期是我省加快推进现代化建设的关键时期，现代化建设需要现代化的装备，优化机械工业结构、推进机械工业现代化是我省提前基本实现现代化的重要基础。

结构性过剩成为制约机械工业发展的主要因素。随着短缺经济的结束，机械工业结构性过剩的矛盾日益突出。一方面，一般性产品需求下降，生产能力普遍闲置；另一方面，高新技术的重大装备和关键部件的供给严重不足。结构性过剩使得企业发展空间趋紧，低价竞销的无序竞争局面严重，平均利润率大幅下降，企业亏损增加。我省以量扩张为主、以价格竞争为主的机械工业发展面临严峻考验，迫切需要加大结构调整力度，实现产业升级。

三、**机械工业发展的战略任务

（一）总体发展要求

以加快发展为主题，以推进战略性结构调整为主线，以扩大改革开放为动力，加快机制创新、技术创新和管理创新，促进企业产品创新，全面提高产业整体素质和市场竞争力，进一步培育机械主导产业，建设机械工业强省。

（二）主要发展目标

1、总体目标。把机械工业培育成为浙江国民经济的主导产业，基本实现机械生产大省向机械工业强省转变。

2、总量目标。到**年，机械工业（规模以上企业）实现销售收入2200亿元；工业增加值560亿元，占全省工业增加值的比重保持在27％以上。

3、规模目标。形成一批大企业集团，其中销售收入超50亿元、利税超5亿元2个，销售收入超25亿元、利税超2.5亿元的10个；形成一批"小型巨人"企业，其中销售收入超10亿元、利税超1亿元的15个。

4、效益目标。到**年，规模以上企业实现利税230亿元，占全省工业的25％以上，经济效益在全国同行业中的排位保三争二。

5、技术目标。主要产品和技术装备水平显著提高，高新技术产品增加值占机械工业增加值的25％，重点企业的主导产品水平和主要工艺装备水平达到或接近当代世界水平。

6、质量目标。主导产品的质量明显提高，主要产品质量稳定提高率达到95％，质量监督抽查合格率100％；90％的产品按国际标准组织生产，重点产品的国际标准采标率达60％。

（三）主要发展战略

1、以改革促发展战略。改革开放以来，浙江机械工业快速发展的一个基本经验是，以市场为导向，研究市场、培育市场、开拓市场，增强市场竞争力，坚持市场取向的改革，较好形成所有制结构多元化、富有活力的市场主体，较早形成适应市场经济要求的运行机制和增长方式。进入**，面临建立社会主义市场经济体制的新形势，必须坚持以改革为动力，进一步推进体制创新，进一步完善多种经济成份共同发展的企业基础，进一步形成适应市场经济体制、与国际接轨的运行机制，进一步发挥改革创新的先发优势。把改革与改组、改造和加强管理更好地结合起来，加快建立现代企业制度，增强企业活力，提高机械工业整体素质。

2、技术创新战略。技术创新是企业发展的灵魂，是振兴机械工业的必由之路。浙江机械工业的主要薄弱环节就是，多数企业技术、工艺、设备较为落后，技术创新能力较低，大量低水平生产能力过剩与高技术含量、高附加值生产能力不足形成尖锐的矛盾。进入**，必须大力推进企业技术创新，积极采用以信息技术为代表的高新技术，加快机电一体化进程，实现技术升级。着力提高企业自主开发能力，把技术开发、技术引进、技术改造紧密结合起来，形成生产一代、试制一代、开发一代的产品良性发展机制。

3、组织结构优化战略。优化组织结构是优化机械工业结构的重点。针对企业组织结构小而散、产业集中度不高、规模经济效益不明显的状况，以优势企业为主体，加大企业兼并和产业重组的力度，形成以大型企业集团为核心、"小型巨人"企业为骨干、众多协作配套中小企业为基础的企业组织结构体系。以"两头强、中间精"为目标，推进企业内部组织结构调整，实现由"橄榄型"向"哑铃型"的转变。按照城市化发展战略，以工业园区为新基地，促进区域生产力集聚，优化区域特色经济。

4、国际化发展战略。积极适应世界经济一体化的新形势，把握加入WTO的新机遇，促进进口替代和扩大出口，增强国际竞争力。加大外资引进、技术引进和人才引进的力度，加快运用国际先进技术、先进管理改造提高机械工业的步伐。大力开拓国际市场，努力提高机电产品的出口比重和设备成套率。针对加入WTO对机械工业的影响，推进结构调整，提高装备工业的整体水平，在全面参与国际竞争中实现产业升级。

5、特色优势发展战略。从浙江资源禀赋的实际出发，发展特色产品，形成特色优势，是机械工业快速发展的重要因素之一。但是，随着短缺经济的结束、生产能力的过剩、竞争压力的加大、粗放型增长方式的难以为继，这一特色优势有弱化的趋势。**期间，仍要坚定不移地走具有浙江特色的机械工业发展路子，坚持有所为有所不为的方针，坚持"人无我有、人有我特、人特我优"的产品发展战略，坚持优化区域特色经济，促进机械工业健康快速发展。

四、机械工业主要产品的发展方向和重点

加快发展汽车、摩托车及关键零部件，机电一体化机械成套设备；重点发展环境保护设备，主要是大气污染防治设备和水污染处理防治设备；促进发展以水稻作业机械、园艺机械设备和提高人民生活质量服务的新型机电产品。

（一）汽车、摩托车及关键零部件产品

依托国内外大集团，积极发展重型汽车和客车底盘，形成特色和提高适应高速公路能力；汽车改装车，主要是开发新型中高档乘用车及其他专用或特种车辆。支持发展高档豪华大客车。重视并积极引导家庭乘用车辆的发展。

加快发展依托区域特色经济的关键汽车零部件。按照"高起点、大批量、专业化"的原则发展，形成一批"小型巨人"企业。面向国内外市场和配套维修市场，实行引进技术和自主开发相结合，重点发展为整车配套尤其是为轿车配套、有较好出口前景的产品。

进一步形成摩托车及配件的生产优势。强化技术支撑，增强自主开发能力，着力开发低排放发动机及新颖的特色车型；通过协作联合或收购兼并等低成本扩张的形式，扩大规模，降低成本。重点发展摩托车用新型汽油机和塑料覆盖件，把浙江建成国内重要的摩托车及配件生产基地。

（二）机械成套类产品

1、环境保护成套设备

重点开发大气污染防治、水污染防治、固体废弃物处理和综合利用等环保成套机械设备。积极研制采用微电子技术，提高环保机械的控制水平。

（1）大气污染防治成套设备

努力提高新技术新产品开发能力，提高大型火电站除尘设备的成套能力和控制水平；以300MW、600MW机组配套为主，开发正压、浓相等气力输灰设备系列产品；在单机成套的基础上，尽快形成除尘、脱硫和输灰一条龙的大成套能力，积极拓展气力输灰技术的应用领域。加快发展为冶金、建材等行业配套的袋式除尘器，开发燃煤电站用的大型袋式除尘器，提高清灰脉冲阀的可靠性。开发推广汽车尾气处理装置及使用天然气和液化气的转换装置和储气充气设备。

（2）水污染防治成套设备

重点开发城市污水处理成套设备、大型工业废水处理成套设备。争取尽快建立城市污水处理成套设备应用示范点。不断提高各种水过滤设备的水平和成套装置的控制水平，提高市场占有率。

研制以高浓度有机废水、重金属废水、含油废水为处理对象的处理设备；研究厌氧生物处理模块化技术，开发新型工业、城市污水和废水回用处理设备；开发污泥浓缩脱水和污水厂沼气净化成套设备；开发优质饮用水净化成套设备、受污染水源净化成套设备等关键成套设备。

（3）固体废弃物处理设备

重点研制生物质低热值等燃烧设备，开发城市用生活垃圾焚烧成套设备，进而发展城市垃圾处理成套技术与设备、垃圾综合利用配套技术与设备、垃圾前处理系统成套设备、及其它废油、废溶剂、废塑料等特殊废弃物和医疗废弃物等处理设备、综合利用成套设备。

2、空分成套设备

重点开发节能型空分设备、第六代新型大型空分设备；开发生产4万m3/h等级以上的大型空分成套设备，乙烯冷箱等利用深冷技术发展低温液体设备，用电子信息技术改造成套空分设备的控制系统，发展机电一体化的大型空分设备；实现小型空分设备的更新换代，开发小型液氧液氮设备和快装式空分设备；扩大深冷技术在石化、医药、食品等领域的应用。

3、输变电成套设备

以10KV和35KV等级的输变电设备为重点，围绕城市电网和农村电网改造，积极发展110KV以下包括开关、变压器和线缆在内的成套设备，提高档次，配套成龙。积极开发110KV和220KV电压等级的输变电成套设备。

一是在完善220KVSF6封闭式组合电器(GIS)和110KVSF6瓷柱式断路器的基础上，开发110KVSF6封闭式组合电器（GIS）、110KVSF6充气式开关柜、110KV预装式变电站等高压开关成套设备，推进220KV、500KV电压等级的高压开关成套设备开发。

二是努力提高10KV和35KV电压等级城网和农网改造用的开关设备的技术水平，瞄准国际先进水准，增加品种，完善系列。重点发展大容量、低过电压、小型化的户内型和户外型真空断路器；真空式、SF6的负荷开关；全工况、全绝缘、充气式的开关设备；机电一体化的移动变压站及箱式变电站；柱上重合器和分段器；开发具有通讯功能的无人值班的变电站。

三是提高变压器的可靠性和短路能力，降低损耗；发展城市电网与农村电网改造用高阻抗、低噪声变压器，单相变压器，农用变压器，干式变压器；加快开发非晶合金变压器；支持引进MORA（德国）技术，开发安全环保型敞开式干式变压器；积极研制220KV等级及以上的电力变压器。

四是发展220KV及以下的各种铝合金导线，500KV的防腐型裸导线和大跨距导线，幅照交联电力电缆。

五是开发新一代输变电成套设备。主要是气体绝缘变压器和开关设备，智能化的断路器和开关柜，自能灭弧断路器，柱上式和地上式全自保配电装置，干式并联电容器，高压超高压的有机复合绝缘子和避雷器等产品。

（三）机械基础和通用基础类产品

轴承、工业链条、农用水泵、低压电器、电能表、水表、电动工具、微型电机等主要机械基础件，发展重点是完善系列、扩大品种、提高档次、增加可靠性，同时扩大单个企业的生产规模。积极采用微电子技术改造低压电器、电能表、水表、自动化仪表等产品，发展组合化、智能化、通讯化的新产品。

液压件、密封件、阀门、标准紧固件、自动化仪表、粉末冶金、蓄电池等机械基础件产品，在继续保持特色的基础上，提高可靠性，扩大市场占有率。

1、轴承的发展重点是提高精度、可靠性和使用期，提高生产集中度；利用新材料和新工艺，开发高新技术轴承，开发精密轴承、汽车和机床等专用特种轴承。

2、工业链条发展重点是输送链、驱动链及其它特种链，提高产品可靠性。

3、液压、气动件发展重点是高压、节能、机电一体化、集成化、小型高性能、高可靠的产品。主要是为工程机械等配套的通轴高压柱塞泵、中高压齿轮泵、节能型多路阀，机床工业用的高压油低控制功率比例阀和电液控制多路阀，为大型主机和重大装备配套的高压液压元件和关键辅件、液压电磁电控元件。在不断提高元件水平的基础上，开发液压系统总成。

4、密封件重点是提高产品性能和可靠性，发展耐高压、高速、高温、低温的新产品，满足主机配套的需要。橡胶密封件重点是积极采用改性橡胶、工程塑料和热塑型弹性体材料，开发组合、复合密封和回流油封、流体动力油封等产品，开发大轴耐腐蚀、耐磨损、高参数的机械密封件；发展高性能密封件产品，扩大橡塑材料的应用领域，开发非接触式可控膜密封技术和新的柔性石墨密封材料的产品；陶瓷等非金属和机械密封件增加品种，扩大规模。

5、阀门重点是发展高温高压、特种衬料、耐腐蚀阀门和低温阀、节能疏水阀等特种阀门；发展为大型火电机组配套的高温高压调节阀、排污阀和化肥、铝化工、合成氨等化工专用的各种各衬里阀门。

6、电能表在保持电磁式电能表优势的基础上，积极开发电子式电能表、自动抄表器及系统、分散型电能计量控制系等智能型仪表，开发计算机控制的电能表校验设备。

7、自动化仪表主要是提高自动化主控系统水平，发展DCS和基于现场总线的控制系统，提高工程配套能力；水表在继续保持国内领先的基础上，积极开拓国际市场，发展大口径干式水表、饮用水专用水表和自动显示抄表系统；液位仪表不断扩大品种，提高水平，发展液位控制成套系统；电磁阀等执行类的自动化仪表主要是开发智能控制型的执行机构；在线微机分析系统扩大服务领域；提高关键仪表材料、元器件的技术档次和质量水平。

8、光学镜片、镜头、显微镜和望远镜等光学仪器产品着力提高质量档次，扩大出口。从光学和机械技术结合的传统光学产品，逐步向以光学机械电子技术结合的现代光学产品发展。

9、低压电器进一步完善产品系列和实现产品更新换代，积极开发智能化电器和模块化、组合式具有通讯功能的电器元件；开发智能化低压配电装置及元件，包括带人工界面控制的智能马达控制装置、智能型电机保护器、配永磁机构户外高压真空断路器、大容量无飞弧框架断路器、高分断短飞弧塑壳断路器和模块化开关。

10、机床等基础机械重点是提高数控化水平。发展各种专用机床和出口机床及研究开发加工中心，主要是"高、大、精、专"磨床、数控车床、车削中心、数控与数显机械压力机、油压机、锻打机床、大型锻压设备和高速冲床等。加快开发柔性制造加工设备，包括轴类盘类零件车削FMC、箱类零件加工多工位镗铣类FMC、板材加工FMC。

11、积极发展密封型蓄电池。采用国外先进技术，提高蓄电池的能量密度、充放电寿命、使用安全和快速充电性能。

12、提高工模具的开发、设计、制造能力，提升产品档次。

（四）为农村、农业、农民服务的农业机械

农业机械发展重点是以水稻作业机械、农副产品精深加工机械和为设施农业、高效农业服务的新型适用农业机械。结合我省农艺特点，以满足适度规模经营要求、实现水稻生产全过程机械化为目标，加快开发各生产环节需要的、成系列的农业机械。积极发展园艺设施及设备，发展大棚种植和规模化养殖为代表的设施农业机械。开发节水、节能灌溉设备，新型化肥及农药施放机械。主要是喷灌、滴灌和渗灌设备；节水灌溉自动控制系统，提高灌溉设备的可靠性。

（五）发展为提高人民生活质量服务的机电产品

研制开发各种家用和保健用、教学用机电设备；发展家用的食品加工设备，新型厨房设备，家用垃圾处理设备等；开发家庭用的装修设备，家庭维修机具等；发展家用变频空调控制器、家用电器专用的电动机和控制器等；开发高层建筑用的高速电梯和居民住宅电梯、高性能的直线电梯、无齿轮电梯和无机房电梯；开发为机场、车站、地铁、码头和大型过街天桥使用的低斜度及中高度自动扶梯，为城市公共设施配套的全天候自动扶梯。

四、促进机械工业结构调整与发展的主要政策措施

（一）加大机械工业结构调整与发展的支持力度

坚持振兴装备制造工业的战略方针，深入实施省政府《关于培育浙江省机械主导产业的方案》，促进机械工业结构调整与发展上新台阶。

认真贯彻《浙江省机械工业结构调整与发展指导意见》。各市、县要结合当地实际，研究确定**机械工业发展的方向和重点，扬长避短，发挥优势。对机械工业重点支持发展的5大类22种产品，优先安排技术改造和技术创新项目，优先给予财政贴息。综合运用经济、法律和必要的行政手段，压缩过剩落后生产能力。对列入机械工业制止重复建设目录的36类产品，原则上不准立项新建；对明令淘汰的落后生产工艺、设备和产品，必须坚决淘汰。

进一步加强行业管理。结合机构改革，实现政企职责分开，加快实现从部门管理向行业管理转变，进一步为机械工业发展做好规划、协调、管理和服务工作。认真贯彻国家产业政策，加强产业法规规范、产业发展指导和产业信息引导工作。认真实施技术装备政策，积极推广国际先进技术标准，加强产品质量监督管理，加强生产许可证管理和特殊产品的许可证管理。探索建立为中小企业服务的支持体系，积极为中小企业提业信息、产品开发、技术推广、人才培养、管理咨询等多方面的服务。

（二）把改革改组紧密结合起来，推进企业组织结构调整

深化企业改革，增强企业活力，进一步发挥机制创新的优势。以改革为动力，以特色优势产品为龙头，以"排头兵"企业为支撑，以产权为纽带，以资本经营为重要方式，推动企业改组和产业重组。

重点支持发展机械工业"五个一批"企业。一方面，着力培育技术创新能力较强、主营业务和主导产品突出、能积极参与国际竞争的大企业集团。充分运用企业购并、参股联合等多种资本经营方式，推进企业改组和产业重组。另一方面，着力培育一大批"小而专、小而精、小而特"的"小型巨人"企业。积极引导中小企业进入大企业的产业链，形成配套合作和协调发展的新格局；按照"高起点、大批量、专业化"的要求，优化区域特色经济，发展区域性的企业集团，组合中小企业群。

深化企业改革，促使企业真正成为依法自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束的市场竞争主体，增强机械工业发展的内在活力。深化企业内部管理体制改革，形成科技开发和市场开拓能力强、制造手段精的"两头强、中间精"的哑铃型组织结构。

（三）推进技术创新和管理创新，加快产业升级步伐

引导企业着眼于技术创新和管理创新，研究新需求，运用新技术，开发新产品，拓展新领域，抢占新市场，促进机械工业升级。

以企业为主体，增强企业产品创新和技术创新能力。加强大企业、大集团的技术中心建设，培育一批国家和省级企业技术中心；促进中小企业实行"产学研"联合，形成长期有效的技术支撑。积极采用以信息技术为代表的高新技术，着力开发以光机电一体化为重点的高新技术产品。加强对国外先进技术的引进、消化、吸收，努力开发具有自主知识产权的新产品，实现二次创新。将信息技术、信息内容、信息产品嵌入传统产品，促使传统产品数字化、智能化、个性化，加速传统产品升级换代。充分发挥CAD推广中心的作用，积极抓好CAD和CIMS示范推广工作。抓住重点产品、重点企业和重大项目，推进技术改造。大力提高技术、工艺、装备水平。用足用好国家和省各项促进企业技术改造的优惠政策。

以质量管理为重点，强化企业管理。深入实施质量振兴纲要，坚持"一切满足用户需求"的质量管理基本要求，进一步贯彻IS9000-GB/T19000系列标准，确保产品质量稳定提高。进一步重视产品质量和可靠性工作，从根本上提高产业素质。充分挖掘企业内部潜力，努力降低制造成本和管理成本，向管理要效益。

关键词：教材；电工学；体会

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0233-02

一、引言

电工学是为非电专业开设的一门技术基础课，并且对很多专业也是唯一的一门电类课程。科学出版社2009年出版的第2版《现代电工学》一书，由浙江工业大学顾伟驷、龙胜春、浙江大学贾爱民、浙江理工大学韩秀荣和浙江农林大学郑红平编写，为国家“十一五”规划教材。该教材主要是为省属普通高校的非电类专业而编写。在编写中，作者首先分析了我国目前使用的电工学教材的现状，多次召开参编人员座谈会，结合有关院校第一线教师的意见和建议，确定教材总体构想。一方面从电工学内容的基础性和实用性入手，注意涵盖实际应用中常用的基本概念和基本分析方法，以保证基础理论和基本能力的培养。为加强应用，分析举例尽量采用实例，以缩小理论教学与实际应用之间的距离。另一方面考虑到教材的主要阅读对象为省属普通高校的学生，在编排内容时做到详略得当，循序渐进。同时作为教材也要反映一定的先进性，以拓宽学生的知识空间，激发学生的创新意识，力图使教材体现侧重基础，面向应用，拓宽知识面的总体构想。本文介绍了《现代电工学》更新内容和注意能力培养方面的一些特色。

二、内容大幅更新

通过电工学课程的学习旨在使学生掌握电工电子技术的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工、电子技术如何应用于非电类专业，使他们在将来的工作中能有较宽的视野，能从学科交叉应用的角度去思考、处理问题，为学习后续课程以及从事工程技术和科学研究打下一定的基础。为此，在电工学的教材选材上，主要是电工、电子学科中成熟的、经典的、具有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能；同时，由于电工、电子技术应用极为广泛，发展非常迅速，并且日益渗透到其他学科领域，促进其发展，有电工电子技术有关的新技术、新方法、新产品层出不穷。因此，电工学课程还要向非电类专业介绍电工学科的新技术、新动态。为了使学生能较全面地了解电能的应用和电工电子技术，并能适应今后的发展要求，这就需要适当地拓宽知识面。《现代电工学》一书，是高等院校电工学课程的通用教材。在内容的选取上主要有以下几点的变化。

1.符号标注尽量符合国标。根据国标GB1097-2006《旋转电机线端标志与旋转方向》的规定，电机绕组用“U、V、W”表示，三相电路中的相线用L1、L2、L3表示；在变压器部分，根据GB1094.1-1996《电力变压器》第1部分总则的规定，三相变压器绕组应用A、B、C表示，但考虑到全书的连惯性，不管是电机还是变压器绕组，本教材均采用“U、V、W”表示。

2.电路部分是整个课程的基础。本教材对“非电”专业的学生，重要的是建立电路的概念，为后面的学习打下基础，这部分内容以“够用”为原则。电路部分共分3章，有电路的基本概念和分析方法、单相正弦交流电路和三相电路。在电路部分强调元件本身的约束关系，突出基本概念、基本理论和基本分析方法。如在第1章介绍了电路的基本概念，讨论了电路无源和有源元件。在介绍电路基本定律KCL和KVL的基础上，作为KCL和KVL的应用来导出支路电流法，而削弱复杂电路的分析。在引出戴维宁定理时，突出有源二端网络外特性的等效概念，叠加原理作为线性系统的基本原理来介绍，不陷入求解繁题、难题中去，同时又省出学时学习更多应用型新知识。我们在交流部分做了同样的处理，将重点放在将相量概念的引入上，强调功率、功率因数提高、谐振等重要概念。在电路的过渡过程部分主要介绍了RC一阶电路的过渡过程分析，从电路基本定理出发，导出方程与解答，并介绍了三要素法，强调换路定律、过渡过程的指数变化规律、时间常数的物理意义。对于RL电路的过渡过程采用类比的方法直接给出结果，不再像以往教材那样介绍“零输入响应、零状态响应、全响应”，从而节省了大量篇幅。

3.精简传统内容，增加新技术的介绍。电子技术部分共分6章，分别是：半导体器件、基本放大电路、集成运放、功率电子电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路。对于半导体器件，强调器件的外部特性和使用方法，强调晶体管的放大、饱和、截止三种工作状态，减少器件内部结构与机理分析。在放大电路的分析中侧重单管电路的放大，主要讨论共射交流放大电路和分压式偏置电路的结构特点和工作原理，还介绍了射极输出器。简单介绍了差动放大电路、对称互补功放电路的概念和原理，不进行电路参数的计算。在集成运放部分，增加了“理想运算放大器”一节，目的是明确实际运放与理想运放的区别，以便引入负反馈。数字电路部分加强集成电路的使用方法，对电子技术部分内容，淡化分立元件电路，加强集成电路，将实用性和先进性结合起来。教材中的器件选用有代表性的典型常用芯片还附有应用事例，强调集成电路输出与输入之间的逻辑关系而不讲它们的内部结构，增加了电力电子技术、可编程逻辑器件、存储器等新知识的介绍。

4.针对“非电”专业的特点，注重实用性。电工技术部分共4章，分别是：变压器、电动机、电气自动控制和供配电技术与安全用电。教材从“非电”专业的需要出发，增加了直流电动机、伺服电动机和步进电机部分，还设置了步进电机特性测定的实验，以进一步理解步进电机的工作原理。对变压器、三相异步电动机、电气控制、电工测量、安全用电等应用性的章节，强调重要概念，略去不必要的公式推导。在安全用电部分，还增加了建筑物的内部线路一节，讨论了建筑物内部导线的选择以及铺设方法等。

三、注重教材的可读性

教材的可读性是除了选材外的又一重点。对基本概念和基本电路讲深讲透，由浅入深、由简入繁。力求使教材通俗易懂，具有启发性和诱导性，以便让学生在学习知识的同时在能力上得到锻炼和提高，调动学生的学习主动性。如对于直流部分，可通过讲授与自学相结合的方式；对于电机及其控制部分，在讲清基本概念后，可通过在实验室面对实物展示的形式讲解，这样既生动又深刻，使学生有更感性的认识。总之，灵活应用讲授与自学、课堂教学与实验室教学相结合的方式是提高教学质量有效途径。《现代电工学》全书共13章，42万字，每章有较丰富的习题，习题具有一定的层次性，书末附有习题答案。

四、做好教材的配套建设

在做好教材编写的同时，作者还研制了与教材配套的多媒体课件，教材的使用指导和习题解答也已完成，清华大学出版社还出版了相应的《电工学实验教程》。这一系列的配套建设工作，将有效地满足使用该教材的教师和同学需要。

科学出版社出版的教材《现代电工学》[1]，至今已经连续印刷十余次，据出版社反馈的信息，已有十几所高校选用该教材，其中有些是211高校。在相关院校的多个班级的使用中，得到了同学们的普遍认可。当然，一部好的教材应是一部科学的著作，也是作者教学经验的结晶。由于编者学识有限，书中难免有不妥和错误之处，望读者批评指正。

本文作者：吴会敏 单位：吉林农业工程职业技术学院

教学资源建设

多媒体课件建设。作为现代教学的重要工具和方式之一的多媒体教学，对于现代教学所起到的促进和推动作用是非常大的。利用多媒体方式，不仅可以更加直观的展现给学生教学内容中，还能够通过图像和声音等方式来加深学生的印象，有效提高教学效率。虽然文字的阐述可以将教学内容的理论部分较为清楚和完整的表达出来，但是如果想让学生更加直观的了解汽车电器的工作流程和内部结构，多媒体无疑是首选方式。在认真的对比了传统教学和多媒体教学的不同教学效果后，笔者认为将文字、图片、语音、动画、视频多种元素融合在一起的多媒体教学，可以达到更好的教学效果，不仅可以激发学生的学习兴趣和主动性，还有助于学生理解抽象的汽车电器概念。

教材建设。教材作为教学活动的主要参考依据之一，不仅对于教师的课堂行为有着重要的指导作用，对于学生的自主学习的影响也是非常大的。教师在课堂教学前会根据教材的内容制定不同的教学方案，而学生也会按照教材的内容和构建方式来建筑自身的知识体系。由此可见，在汽车电器的教学改革的过程中，教材改革也是一个影响教学改革的效果的关键因素。一般来说，汽车电器与电子技术专业的教材不仅要包含基本的汽车工程的知识，还要着重介绍汽车电器与电子技术的结构以及工作原理基础，并在此基础上，以一种更加注重实践的方式表达出来。针对汽车服务工程专业方向的汽车电器与电子技术课程教学特点，结合我校2010年以来的教学实践，在对课程内容与教学体系进行了深入研究后，着手编写汽车服务工程专业方向的《汽车电器与电子技术》教材。教材讲究实用性，在内容完整性的同时重点介绍代表当今汽车发展趋势的汽车电器与电子控制系统，强调实用性，结构体系合理，符合汽车服务工程专业人才培养方案。

实践教学环节的探索

应用型本科人才水平高低的一个重要标志就在于有无解决工程实践问题的能力，因此，实践教学环节在整个教育过程中显得尤为重要。

实验课程设置。汽车电器与电子技术是一门实践性很强的课程，为此实验室配备了电控发动机、自动变速器、ABS、全车电路、电控悬架系统、巡航系统、电动转向系统、CAN总线系统等多个实验台架。结合现有教学设备设置了相关的实验课程。车辆工程专业学生可以在了解结构原理的同时，采集相关数据，加深对电器系统的理解。汽车服务工程专业学生可以在理解电器系统工作原理的基础上，对电器系统的常见故障进行设置，分析故障原因，进行检测并排除故障。

自编实验教材。针对汽车电器与电子技术课程实践性强的特点，结合实验室现状，编制了汽车电器与电子技术实验指导书。就车辆工程服务专业，开设的实验课多以对电控系统进行测试为主，从数据中分析电控系统工作原理。而针对汽车服务工程专业，则更多地对电器系统的故障进行分析检测。同时两个专业均集中安排了汽车电控技术实训，不同之处在于车辆工程专业进行电控系统的电路设计，而汽车服务工程专业则进行电器系统的故障分析。

实验室建设。近年来学校加大了对汽车实验室的投入，在设备采购上，针对汽车电子技术发展快的特点，按照实际、实用、实践的原则添置试验台架等。紧密结合课程改革与行业发展的需要，针对车辆工程专业强调新技术的特点，研制、购买了汽车制动试验台与振动试验台等可以用于教学科研的试验台架，针对汽车服务工程专业实践动手能力要求强的特点，添置整车用于整车电路排故，并购买不同车型的电喷发动机用于专项排故训练。针对汽车电器与电子技术课程实践性强的特点，在实验中心开辟多媒体教室，做到课堂教学后，学生可以当场在实验室里见到汽车电器实物，加强教学效果。

结束语

综上所述，随着汽车行业的发展，相关的汽车电器和电子技术方面的教学也应该有所调整，上文中笔者结合自己的工作经验，对该问题进行了浅析，笔者认为只有从教学内容、教学目标和教学计划等几个方面同时做好改革，才能实现理论联系实际。