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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇精密工程论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
英文名称:Nanotechnology and Precision Engineering
主管单位:教育部
主办单位:天津大学
出版周期:双月刊
出版地址:天津市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1672-6030
国内刊号:12-1351/O3
邮发代号:6-177
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:2003
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
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期刊简介
【关键词】: 超声振动 磨削力有限元
1.磨削力的数学模型
磨削力是表征磨削过程的重要参数,是磨削中主要的研究对象之一,其影响因素和作用效应是人们一直所关注的问题。磨削力主要来自工件与切削刀具接触引起的切削变形、弹性变形、塑性变形及磨粒和粘合剂与被加工件之间的摩擦作用。磨削过程中,磨削力的大小不仅可以反映出磨削过程中油石与工件之间的相互干涉过程,判定磨削效果的好坏,还能在一定程度上预测加工的表面质量和变质层厚度。故有必要对磨削过程中的磨削力进行系统性的研究,这将有助于进一步揭示磨削机理和合理解释磨削中的各种物理现象及选择适当的磨削用量。
关于磨削力数学模型的建立,想要对其进行严格的解析是很困难的。
2.磨削力的有限元分析
利用专业切削分析软件Third wave AdvantEdge对振动切削进行有限元分析。由于磨粒的形状不是固定的,它有很多种形式,现在的研究人员基本都是用圆锥形、四面体形和八面体形等模型,这里采用八面体型的一个具有负前角的模型进行分析。
4.结论
本文通过理论模型结合有限元软件对超声振动外圆珩磨磨削力进行了分析,并对机理进行进一步的阐述。超声振动切削技术的磨削力小这一工艺效果对精密加工和超精密加工有着重要的作用。对其机理的研究对丰富切削理论和提高经济效益都有着积极的意义。
【参考文献】:
[1] 高春强.超声振动珩磨加工技术的试验研究.中北大学硕士学位论文.2008.
[2] 张云电.超声加工及其应用.北京:国防工业出版社,1995.
[3] 袁易全.近代超声原理及应用.南京大学出版社,1996.
[4] 王爱玲,祝锡晶,吴秀玲.功率超声振动加工技术.国防工业出版社,2007.
[5] 祝锡晶.功率超声振动珩磨技术的基础与应用研究.南京航空航天大学博士学位论文,2007.
[6] 张卓.无氧铜腔体的深孔珩磨研究.西安石油大学硕士学位论文,2010.
关键词:GPS单点定位 城市工程测量 BERNESE 5.0 精密星历
中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(b)-0028-02
GPS相对定位技术,通过组成双差观测值消除接收机钟差、卫星钟差等公共误差及削弱对流层延迟、电离层延迟等相关性强的误差影响,来达到提高精度的目的,这种作业方式无需考虑复杂的误差模型,具有解算模型简单、定位精度高等优势。网络RTK的出现更是将差分GPS技术发挥到了极致,通过差分改正信息实现了高精度的实时动态定位,由于其方便、快捷、高效的作业技术方法,得到了快速的发展。我国各大城市、地区相继建立了各自的CORS系统。但是,这种网络RTK技术也存在着不足,如受到通讯网络、覆盖范围等条件的限制,城市工程测量中通常工期较紧、要求效率较高,当测区范围内需要少数控制点而CORS系统无法使用的时候,如果建立静态GPS控制网,则大大影响了作业效率,提高了作业成本。精密单点定位技术是利用载波相位观测值以及IGS等组织提供的精度卫星星历及钟差来进行高精度单点定位的方法,能够实现厘米定位精度,完全满足城市工程测量的需求。目前,在一些发达国家精密单点定位技术已经得到广泛的应用,在我国这项技术在生产实践中的应用相对较少。
为了实现GPS单点定位达到厘米级精度,必须解决如下关键问题:(1)在定位过程中需要同时采用相位和伪距观测值;(2)卫星轨道精度需达到厘米水平;(3)卫星钟差改正精度需达到纳秒量级;(4)需要考虑更精确的误差改正模型。实质上,卫星位置和卫星钟差是影响精密单点定位精度的重要因素。本文主要从IGS提供的各种精密星历和钟差改正相关产品着手,利用国际著名导航定位软件BERNESE 5.0进行计算,分析快速星历和最终星历以及不同采样间隔星历钟差产品对静态单点定位精度的影响,进而讨论GPS单点定位技术在城市工程测量中的应用。
1 BERNESE 5.0软件数据处理
到目前为止,国际上GPS高精度单点定位软件主要有美国喷气推进实验室的GIPSY软件、瑞士伯尔尼大学的BERNESE软件、德国地学研究中心的EPOS软件。
GIPSY软件只供科研使用,不供商用,且不提供源代码,EPOS软件应用范围较为局限,主要在欧洲国家使用,也是以科研为主,而BERNESE软件可以商用,且提供源代码,使用较为广泛。图1中给出了BERNESE 5.0单点定位数据处理的简要流程,主要包括数据格式转换、钟差改正、误差模型改正、预处理和参数估计,除了得到测站坐标之外,还可以选择输出对流层、电离层、接收机钟差等参数的估计结果。
2 IGS精密星历
随着GPS定轨理论和技术的提高,轨道计算数学模型的完善,以及全球跟踪站数目的增多和跟踪站分布的改善,IGS确定GPS卫星轨道的精度有了明显的提高。目前,国际IGS服务局提供的事后精密卫星星历的精度已优于5 cm,精密卫星钟差的精度已达0.1 ns。其提供的精密卫星星历和卫星钟差产品包括:超快速产品(Ultra Rapid)、快速产品(Rapid)和最终产品(Final)3种,它们在精度、时延、更新率和采样率方面是不同的。如表1所示。
由表1知IGS给出的快速星历和最终星历在采样率和精度指标上均相同,那么快速星历和最终星历对静态精密单点定位精度的影响是否相同,在实际应用中是否需要等待最终产品解算精密单点定位,下面将用实例进行比较分析。
3 实例数据分析
本文选用北京CORS系统基准站的观测数据,分别选取超快速星历(实测部分)和最终星历,以及相对应的钟差改正文件,利用BERNESE 5.0软件进行精密单点定位计算,假设该站已知的精确坐标为真值,将两种单点定位结果分别与之求差,求得点位中误差,进而比较分析。
为了分析数据处理结果的统计特性,且避免误差偶然性,本文将全观测数据分为24个时段,分别使用两种精密星历进行单点定位计算。图2中给出了使用两种精密星历单点定位的点位误差,可以看出采用超快星历和最终星历的精度均在±0.06 m之内,大部分时段是在±0.03 m范围之内,14:00~20:00之间的误差相对较大,与广州地区活跃的电离层活动有关,两种结果相比较,使用最终星历的单点定位精度相对较高,但并不明显。
为了更加详细地比较两种精密星历对单点定位结果的影响,对两种精密星历定位结果的坐标分量分别求差,图3给出了X、Y、Z分量较差,可以看出坐标分量较差均在±0.02 m范围之内,这种差异对于城市工程测量来说影响并不算大,因此不必等到最终星历的,可以直接使用超快速星历进行单点定位,从而保证了精密单点定位技术在城市工程测量当中的可用性。
4 结语
目前精密单点定位在静态定位方面理论已经比较成熟,采用高精度GPS计算软件以后处理方式得到的定位结果已完全可以达到厘米级精度。本文分别选取超快速星历和最终星历两种精密星历文件,利用BERNESE 5.0软件进行计算,对全天24个时段的结果进行分析,可以看出,无论采用何种精密星历以及提供的钟差改正参数,解算结果均处于厘米级精度水平,两种测量结果相差甚微,完全可以满足城市工程测量的日常需要。随着美国GPS现代化的逐步完成,以及Galileo系统的正式运行,伪距码和多频观测值的增加,可以大大提高精密单点定位的精确性和可靠性,相信精密单点定位技术在城市测量中将会发挥更大的作用。
参考文献
[1] 施展,孟祥广,郭际明,等.GPS精密单点定位中对流层延迟模型改正法与参数估计法的比较[J].测绘通报,2009(6).
[2] 曲伟菁,朱文耀,宋淑丽,等.三种对流层延迟改正模型精度评估[J].天文学报,2008(1).
泰山医学院是一所地方性本科院校,其环境工程专业主要培养应用型工程技术人才,培养的学生主要在环境管理与咨询、环保公司、化工企业、疾控中心等单位从事污染控制工程设计、环境监测与评价及技术研发等工作。由于环境工程专业涉及面非常广、一个学校的毕业设计题目和内容往往受指导教师专业背景和该校实验仪器设备条件的限制,造成不同的学校毕业设计题目往往有较大差异。我校环境工程专业隶属于医学院校,由于指导教师专业背景差别较大,且缺乏学科基础,尚未形成特色鲜明的毕业设计研究方向。日益严峻的就业形势也使得学生在毕业设计上投入精力较少,导致本科毕业设计质量近年来出现下滑趋势。为适应新形势下的人才需求,不断为社会培养更多的复合型工程技术人才,逐步将本专业建设成校级特色专业,针对当前存在的一些具体问题,对毕业设计的组织形式、管理模式、教师选择和题目设计等方面进行了积极的探索。
一、当前毕业设计中存在的主要问题
通过对2007届到2009届环境工程本科毕业设计的分析和总结,发现在毕业设计组织和完成过程中存在许多值得进一步改进和完善的地方。
1.部分学生对毕业设计不够重视、投入精力过少
目前大部分院校在教学计划中把毕业设计都安排在第八学期,而这一学期又是毕业生确定工作和研究生复试准备的关键时期。当前的就业市场竞争空前激烈,巨大的择业压力迫使打算就业的学生不得不把大部分精力放在寻找就业单位上,考研通过初试线的同学很早就在准备研究生复试,而学校经常把就业率和考研率作为衡量一个专业建设好坏的重要指标,导致部分学生对毕业设计的重视程度和精力投入不够。有的同学仅用几天时间东抄西拼完成论文,草草了事;有的同学实验态度不认真、实验数据缺乏合理性、不懂得用原理解释实验数据、毕业设计的格式也不符合本科毕业设计的规范;还有的同学随意编造数据或直接照抄照搬别人的研究成果。其结果使毕业设计流于形式,难以达到锻炼学生实验技能和综合素质的效果。
2.毕业设计质量参差不齐,题目重复率较高
2004年以来,我校引进了大批高学历的中青年教师,这些教师来自不同的专业背景,大多是从高校到高校,虽然具有扎实的理论基础,但大多数缺少指导毕业设计的实际经验。由于学生数量多、指导教师少,很多教师未经任何培训就参与毕业设计的指导。多数教师都能不辞辛苦、保质保量完成毕业设计指导任务,而个别教师由于课堂教学任务比较繁重,随便找个简单的题目让学生去做,毕业设计实施过程中也缺乏有效的指导,造成有的毕业设计内容过于简单、格式不符合要求、题目缺乏新颖性,重复率较高。
3.毕业设计的题目分散度较大,尚未形成“医工结合”专业特色
从近三年来环境工程专业的毕业设计题目看,分布范围比较广泛(包括工程设计、重金属修复、有机物处理、环境评价、生态建设、分析方法等),每类题目都占一定比重,没有重点研究方向,难以体现专业特色。目前,国内外着名高校的环境工程专业经过若干年的积累和锤炼后已经形成自己独特的研究方向,这一点在毕业设计题目上表现得非常明显。如中国农业大学环境工程专业的毕业设计题目“华北地区冬小麦-夏玉米体系产量变化特征及产量-气候关系研究”较好地体现了农业大学的特色。为加快专业建设,积极申请校级或更高层次品牌或特色专业,必须花大力气研究和设计毕业设计的题目和内容,不断提高毕业设计的水平,并使人很明显地从中看出其特色研究方向。
4.实验设备破损和老化现象严重,影响实验效果
很多教师除了要指导毕业生进行毕业设计外,还要完成繁重的课堂教学任务,难以全程监控毕业设计进程。部分从事毕业设计的学生对实验仪器不懂得爱护,不按正常规定操作实验仪器。经过几年的使用后,实验室的部分设备出现老化和故障,有的设备如电子分析天平和紫外可见分光光度计灵敏度下降,有的设备如恒温摇床已不能正常使用,一些常规玻璃仪器如容量瓶、比色管等破损率较高。由于学校实践教学经费比较紧张,精密仪器难以及时维修或更换,也在一定程度上降低了毕业设计质量。
以上多种不足共同导致的后果便是毕业设计整体质量不断下滑。为避免毕业设计流于形式,真正达到训练学生综合能力、创新能力和科研能力的目的,培养符合社会需求的应用型工程技术人才,对毕业设计进行改革已成燃眉之急。
二、环境工程专业毕业设计改革措施
针对往届毕业设计中存在的主要问题,结合多年指导毕业设计的教学经验,下面提出一些改进措施,其中很多措施已经收到良好的效果。
1.改变毕业设计的组织形式和开展时间,使毕业设计的形式灵活多样
为缓解毕业设计的开设时间与考研复试和就业、仪器设备数量与毕业设计人数之间的矛盾,自2009年起泰山医学院环境工程专业的毕业设计主要分两个学期进行:不考研的学生在第七学期进行毕业设计,考研的学生在第八学期进行毕业设计。部分学生也可在第五和第六学期通过参与教师的科研课题或开放实验,提前完成毕业设计。为解决大多数教师缺乏工程技术实践经验的现状,泰山医学院主动与企业合作办学,探索出“产、学、研”办学的新思路,建立了多个专业实践教学基地,如山东瑞星化工集团、青岛海利尔药业公司、泰安市污水处理厂等,部分学生经学校推荐后可在实践教学基地完成毕业设计,依托大公司专业人员的工程技术优势提高工程类毕业设计质量和比重。在校内从事毕业设计的学生,也从政策上引导指导教师开展工程设计类毕业课题。
2.加强毕业设计教育,重视实验管理员的作用
为减少毕业设计过程中对易损玻璃仪器和精密仪器的损坏率,每年毕业设计开始前都要召开毕业生动员大会,介绍毕业设计的意义和仪器设备的重要性,使学生从思想上高度重视毕业设计,像爱护私人物品一样爱护仪器设备,小心操作避免损坏,用完之后及时恢复原状。对精密仪器如电子分析天平、分光光度计等在使用时应认真填好仪器使用记录,出现故障及时上报给实验管理员,实验管理员在每天上下班检查精密仪器两次,发现问题及时维护或上报给实验室主任。对常规玻璃仪器和易耗品,每个毕业生在到实验室做实验前都要向实验管理领取,同时一式三份登记造册,一份自己保留,一份交给实验管理员,一份交给指导教师。毕业设计完成后应完整归还,损害的仪器应说明理由,并作出相应赔偿。
3.鼓励承担科研课题的优秀教师参与指导毕业设计,提高指导教师水平
一个学生的毕业论文好坏与否与指导教师的科研水平和综合素质有很大关系。在毕业生人数较多的几年里,为缓解指导教师人数不足的现状,鼓励全院教师承担毕业设计指导任务。由于少数教师科研水平不高、责任心不强,题目简单且重复利用率高,毕业设计缺乏新颖性,使其指导的毕业生论文质量较差,影响整体效果。近年来由于生源紧张,毕业生人数较少,为提高指导教师整体水平,一方面鼓励教师进行课题研究,将现有课题向更深层次发展,另一方面倡导承担科研课题的优秀教师积极参与毕业设计的指导,以自身良好的科研素质来影响学生,培养其独立钻研和解决科学问题的能力,为将来的就业和考研打下良好的基础。
4.努力发挥学科交叉优势,倡导指导教师间的交流与合作
针对以往毕业设计题目分散、内容单一的现状,在最近两年的毕业设计选题之前,组织参与指导毕业设计的教师进行交流与研讨,每名指导教师对本学年拟开展的毕业设计题目和主要内容进行介绍,其他教师可根据自己的学科背景,从不同的角度来分析该毕业设计题目,分析存在的问题,给出合理的建议,使每个毕业设计的内容尽可能完整,更贴近“医工结合”的特色方向,并能够锻炼学生多个方面的技能。另外,通过相互交流能够将内容相近的毕业设计题目进行整合,分散的题目趋于集中,最终形成综合型的高层次毕业课题,不仅有助于毕业设计总体质量的提高,而且容易形成学术团队和专业特色,提升专业整体水平。
5.改革毕业设计考核方式,加强毕业生的宏观管理与监控
以往的毕业设计考核往往以毕业论文和毕业答辩的成绩为主要考核指标,平时成绩由指导教师自主决定。个别毕业生虽然平时表现不好,但最后总成绩较高,而有的平时认真做实验的同学毕业设计总成绩反而较低,最终在本届和以后的毕业生中产生了许多不利影响。为改变这种情况,一方面应在毕业设计考核指标中提高平时成绩比重,探讨科学高效的打分方式,另一方面应在毕业设计进行中加强监管,严格请假制度,不定期安排指导教师到实验室巡视,对不遵守纪律和经常不到实验室的毕业生进行严厉惩罚,乃至推迟毕业答辩日期。
三、结束语
毕业设计环节对于培养环境工程专业学生的工程意识、创新精神和工程技术能力起着非常重要的作用。如何提高本专业毕业设计水平,牵涉的因素非常多,应根据每个学校的具体情况作出具体分析。我们结合多年来的毕业设计指导经验,从毕业设计的组织形式、指导教师的选择、管理措施、教师之间的交流与合作、实验管理员的作用等方面分析了提高毕业设计质量的具体措施,并在实际运用中收到了良好的效果。
参考文献:
英文名称:Tool Engineering
主管单位:成都工具研究所
主办单位:成都工具研究所
出版周期:月刊
出版地址:四川省成都市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1000-7008
国内刊号:51-1271/TH
邮发代号:62-32
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1964
期刊收录:
核心期刊:
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
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期刊简介
一、我国机械制造技术发展的现状分析
机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。
20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。
20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。
二、机械制造技术的特点
做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。
1.机械制造技术是一个系统工程
先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。
2.机械制造技术是一个综合性技术
先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。
3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体
市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。
4.机械制造技术是一个世界性技术
20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。 免费论文下载中心
三、我国机械制造技术的发展方向
先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。
20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。
超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程 正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。
现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。
1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。
2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。
3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。
由于以上工艺和技术不仅减少了原材料和能源的耗用量或缩短了开发周期、减少了成本,而且有些工艺的
关键词:食品科学技术 实践教学示范中心 教学改革
随着我国食品工业的快速发展,社会对食品科技创新人才提出了更高的要求,高校作为培养创新人才的重要场所,承担着越来越重要的任务[1,2]。实践教育是本科教学的重要环节,包括实验、实习、课程设计、毕业论文和大学生科技创新活动等环节[3]。实践教学中心是实践教学的主要场所,是培养学生动手能力、工程素质和创新能力的重要基地[4,5]。我校食品科学技术实践教学示范中心是湖南省实践教学示范中心,定位于食品类专业的实践教学,为食品科学与工程和食品质量与安全专业提供教学服务,培养创新型人才。
1 优化资源配置,加速条件建设
我校食品科学技术实践教学示范中心由食品工程工艺实验室和食品化学与微生物实验室按照“整合实践教学资源、构建科学的实践教学体系、创新实践教学内容、改革实践教学方法、强化实践教学管理”的思路整合而成。中心本着为食品科学与工程、食品质量与安全两个专业学生实践能力和工程能力培养服务,在大学科、宽口径的基础上建设实验室的原则,坚持统一规划、集中建设,实现仪器设备配置的最优化和实验室资源共享,保证实验室资源发挥最大效益。充分整合已有资源,依据学生需要掌握的专业技能,在果蔬食品加工、焙烤食品加工、畜产食品加工、粮油食品加工、食品工程与机械、食品化学、微生物学7个功能实验室设置食品化学及分离检测技术、食品生物学实验技术、食品工程与机械应用技术、食品工艺技术、食品质量与安全控制技术5个功能模块。近年来投入400余万元添置了食品物性测试仪、SPR、二氧化碳超临界萃取仪、液相色谱仪、气相色谱仪等大型仪器设备。
通过教学、科研仪器设备共享,不仅全面保证我校食品科学与工程、食品质量与安全专业本科实践教学项目的开展,而且满足了从事科研、对外技术交流与服务等方面的需要。
2 实验技术人才队伍的建设
实验技术人才队伍是高校开展实践教学、科研开发、社会服务以及实验室管理等方面工作的骨干力量,对提高教学质量和科研水平作用重大。专职实验技术人才队伍存在学历和职称层次低、人员结构不合理等问题,同时实验技术人才队伍地位不高,也导致队伍不稳定,难以引进较高层次的人才[6,7]。近年来,大量精密仪器设备投入使用,对实验技术人员提出了更高的要求。为此,中心根据实验教学和科研的需要,在加大人才引进力度的同时,通过实行理论教师与实验教师互融,实验队伍专兼结合,聘请龙头企业技术骨干担任兼职教师等措施优化队伍结构。专职实验教师以实验室管理为主,并担负部分实验教学的准备工作,部分近年来新引进的具有硕士学位的实验教师和精通大型、精密仪器设备的理论教师一起,共同负责大型、精密仪器设备使用和维护。校外兼职教师主要是校外教学基地技术骨干,主要负责学生校外实践教学。
3 改革教学方法和手段,构建多层次模块化实验教学体系
按照创新人才培养目标,树立以工程素养和创新能力培养为核心的教学观念,构建以学生为主体、教师为主导的实践教学体系,引导学生知识、能力和素质协调发展。深入开展实践教学体系和内容改革,根据学生能力需求设置实验项目,并将科研成果应用于实践教学中[8,9]。
将实验课与理论课独立设置整合成食品化学及分离检测技术等5个模块[2,10-13],其中食品化学及分离检测技术、食品生物学实验技术和食品工程与机械应用技术为专业基础模块,主要以验证性实验为主,重点掌握食品加工与分析过程中的基础知识;食品工艺技术及食品质量与安全控制技术为专业板块,多以综合性、设计性实验为主,重点掌握食品工艺过程单元操作知识与技能,形成以综合大实验为主、体现食品科学与工程特色的实践教学体系。通过实验教学体系改革,促进学生早期系统科研思维和工程素养的训练。学生由原来的选课变成选择项目,除食品科学与工程和食品质量与安全专业外,农学、园艺学等其他专业的加工实验也可在5门课程中选修相关实验项目。每门课程设置按基本技能、综合实验和创新实验3个层次设计,并设置了选修实验项目和自学项目[14,15]。
4 规范实验室管理,构建质量保证体系
注重过程管理,对实验教学的各个要素进行整体设计,优化实践教学环节。每门课程都规定了学生在选修本门实验课程前必须掌握的知识和技能,合理设计每个实验项目的知识点和技能要求,强化学生实践能力。采用多元化实验考核办法,采取平时实验成绩与考试成绩相结合、笔试和实际操作相结合的考核方式,重点考核学生知识或技能掌握情况。
中心制定了实验室开放制度、实验技术人员考核制度和实验室登记制度。在此基础上,一是狠抓实验课教学质量,二是狠抓生产实习,在生产实习安排方面实施导师负责制,三是狠抓毕业实习与毕业论文,毕业论文实行导师负责制,实施毕业论文督导与检查制度。实践教学效果明显,用人单位普遍反映学生动手能力强。
中心组织了“优化资源配置,强化技能培养,构建食品科学与工程专业实践教学新体系”“食品科学与工程专业实验教学改革与素质教育研究”“食品科学与工程专业食品工程类课程体系与实践教学体系改革与研究”等多项课题的研究,取得了阶段性成果,其中2项获校教学成果二等奖,2项获校教学成果三等奖。经过多年的探索与改革,构建了较合理的实践教学体系。
5 注重校外教学实习基地选择的代表性
实践教学体系除实验课外,还包括系列实践教学环节,如课程设计以及各种学科竞赛、大学生创新实验项目、本科生科研训练计划和教师科研项目等[9,10]。为避免“重科学、轻工程”的培养模式导致学生工程能力低的问题,通过在校外实践基地的生产实习、毕业实习来提高学生的工程能力。依据湖南省区域经济发展和食品工业的特点,选择有代表性的企业校外实践教学基地,其中4个基地被评为湖南省高校优秀实习教学基地,如生猪和柑橘是湖南省代表性农副产品,辣椒、湘莲等南方果蔬加工是湖南的特色产业,选择相关的龙头企业作为校外实习基地。在教学实习过程中,我们以核心教学实习基地为依托,兼顾其他教学实习基地,以此拓宽学生专业视角,加强理论联系实际能力,提高专业实践教学水平。
参考文献
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