機電一體化的基本要素范文

時間:2023-08-07 17:39:13

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機電一體化的基本要素

篇1

通過對目前機電一體化技術教材的調研,分別分析了機電一體化傳統教材和以項目式教材的內容體系,并指出傳統教材和項目式教材在編寫時應注意的問題。提出通過在教材中開辟“小欄目”的方式增強教材的可讀性、趣味性、實用性,并體現教材特色。最后對傳統教材和項目式教材內容體系進行對比分析,給出項目式機電一體化技術教材內容體系的具體改革措施。

關鍵詞:

機電一體化技術;內容體系;項目式;小欄目;特色

中圖分類號:

G4

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2014)04-0148-01

1 機電一體化技術課程性質及培養目標

機電一體化技術是機械設計制造及其自動化專業的專業核心課程。該課程從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域、機電一體化系統的構成、典型產品分析、機電一體化系統的設計等內容。使學生了解和掌握機電一體化的重要實質及機電一體化設計的理論和方法;能綜合這些技術進行機電一體化產品的分析、設計與開發。

2 機電一體化技術傳統教材的內容體系

一個典型的機電一體化系統,應包含以下五大基本要素:機械本體、動力與驅動部分、執行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程,其主要相關技術可以歸納為六個方面,即機械技術、傳感檢測技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術和系統總體技術。

機電一體化傳統教材正是按照以上機電一體化的五大組成要素或六大關鍵技術而構建內容體系的,其典型內容體系如表1所示。

表2所示的內容體系,全書圍繞機床工作臺的驅動這一大項目,以進給傳動機械系統、工作臺單片機控制系統、數據采集系統、步進電動機的環形分配系統四個分項目分散于對應章節內容的最后一節,通過四個分項目來串接整個教學內容,并在最后一章列舉了其它機電一體化項目教學案例。表2所示的內容體系將子項目和章節內容融為一體、有機結合,既實現了項目式教學模式導向的目標,又不失傳統教材的嚴謹性和完整性。學生在學習各章節并完成相應子項目的過程中均要考慮對總項目“機床工作臺驅動”這一系統的影響,由此使學生形成從“系統”的角度考慮問題的思想,而“系統論”正是“機電一體化”的精髓所在。

在編寫項目式教材的過程中,除了考慮要兼顧知識體系的完整性,還要考慮所選項目的針對性和難易程度。

4 增設“小欄目”體現教材的特色和亮點

小欄目是以“豆腐塊”的形式置于章節的前面、后面或穿插在章節內容中間,并以不同于正文的字體或字號來表達。例如,開辟一些實踐性、經驗性和工程性較強的欄目,如“工程背景”、“選用思維”、“應用點評”、“工程案例”等,以引導學生培養工程意識;也可增加如“知識目標”、“小結”、“延伸閱讀”、“學習方法”等欄目,一方面可以方便學生自學,另一方面可體現相關技術應用的最新成果、研究的前沿熱點等,增強教材的可讀性和趣味性。

5 項目式教材改革舉措

將傳統教材和項目式教材內容體系對比分析如表3所示。

由表3可見,一本理想的機電一體化項目式教材除了要體現項目式教學模式的導向外,還應完整傳達機電一體化的知識體系,所選項目要具備典型性、難易適中,與機電一體化相關技術有機融合。同時,可通過增設的小欄目的方式,以引導學生培養工程意識、增強可讀性、趣味性、方便自學等。

參考文獻

[1]徐航,徐九南.機電一體化技術基礎[M].北京:北京理工大學出版社,2010.

[2]吳曉蘇,范超毅.機電一體化技術與系統[M].北京:機械工業出版社,2009.

篇2

在電子商務中,一些電子出版物、物品等可以通過網絡以電子的方式直接到達購買者手中,但絕大多數商品仍要通過其他各種方式完成從供應商到購買者的物流過程。

在廣義的電子商務定義中,電子化的對象是整個的交易過程,不僅包括信息流、商流、資金流,而且還包括物流。

1.1現代物流是電子商務的重要組成部分對于電子商務的定義,時至今日也沒有最終的標準定論。在這里,我們總結各種電子商務的定義,將其分為兩大類。

第一類的定義如下:①IBM對電子商務的定義包括三個部分:企業內部網(Intranet)、企業外部網(Extranet)、電子商務(E-Commerce)。②康柏在其電子商務解決方案中,是這樣定義電子商務的“電子商務就是引領客戶、供應商和合作伙伴業務操作的流程聯接”。③電子商務是通過電子方式在網絡上實現物資與人員流程的協調,以實現商業交換活動的過程。④電子商務是一種商務活動的新形式,它通過采用現代信息技術手段實現商品和服務交易以及交易管理等活動的全過程無紙化,并達到高效率、低成本、數字化、網絡化、全球化等目的。

有些專家在定義電子商務時,就注意將國外的定義與中國的現狀相結合,擴大了美國原始電子商務定義的范圍,提出了包括物流電子化過程的第二類電子商務概念:①電子商務是實施整個貿易活動的電子化。②電子商務是一組電子工具在商務活動中的應用。③電子商務是電子化的購物市場。④電子商務是從售前到售后支持的各個環節實現電子化、自動化。

1.2現代物流是電子商務概念模型的基本要素電子商務概念模型是對現實世界中電子商務活動的一般抽象描述,它由電子商務實體、電子市場、交易事務和信息流、商流、資金流、物流等基本要素構成。

在電子商務概念模型中,電子商務實體是指能夠從事電子商務的客觀對象,它可以是企業、政府機構和個人等。電子市場是指電子商務實體從事商品和服務交換的場所,它由各種各樣的商務活動參與者,利用各種通信裝置,通過網絡聯接成一個統一的整體。

電子商務中的任何一筆交易,都包含著幾種基本的“流”,即信息流、商流、資金流、物流。以上的三種流的處理都可以通過計算機和網絡通信設備實現。物流,作為四流中最為特殊的一種,是指物質實體(商品或服務)的流動過程,具體指運輸、儲存、配送、裝卸、保管、物流信息管理等各種活動。

1.3現代物流是實現電子商務的保證

1.3.1物流保障生產所謂的生產物流,以實現生產的流動性;部分余料、可重復利用的物資的回收,就需要所謂的回收物流;廢棄物的處理則需要廢棄物物流。合理化、現代化的物流,通過降低費用從而降低成本、優化庫存結構、減少資金占壓、縮短生產周期,保障了現代化生產的高效進行。

1.3.2物流服務于商流在商流活動中,商品所有權在購銷合同簽定的那一刻起,便由供方轉移到需方,而商品實體并沒有因此而移動。1.3.3物流是實現“以顧客為中心”理念的根本保證物流是電子商務中實現以“以顧客為中心”理念的最終保證,我們必須摒棄原有的“重信息流、商流和資金流的電子化,而忽視物流電子化”的觀念,大力發展現代化物流,以進一步推廣電子商務。

2電子商務物流的特點

2.1電子商務流關系的演變與發展①“以物易物”階段;②“一手交錢,一手交貨”;③物流和資金流開始分離,多種交易方式的產生與發展;④電子商務階段。

2.2電子商務下現代物流的特點電子商務時代的來臨,給全球物流帶來了新的發展,使物流具備了一系列新特點。

2.2.1信息化物流信息化表現為物流信息的商品化、物流信息收集的數據庫化和代碼化、物流信息處理的電子化和計算機化、物流信息傳遞的標準化和實時化、物流信息存儲的數字化等。

2.2.2自動化自動化的基礎是信息化,自動化的核心是機電一體化,自動化的外在表現是無人化,自動化的效果是省力化。

2.2.3網絡化物流領域網絡化的基礎也是信息化。

2.2.4智能化這是物流自動化、信息化的一種高層次應用,物流作業過程大量的運籌和決策。

2.2.5柔性化柔性化的物流正是適應生產、流通與消費的需求而發展起來的一種新型物流模式。

2.2.6集成化電子商務下的物流系統,在物流基礎設施、信息基礎設施、商品包裝的標準化,物流運作模式向社會化、共同化的方向發展,在數據與功能、技術與設備、人員和組織等各個層次上都在向集成化的方向發展。

3電子商務物流業的發展趨勢

現代物流行業需要成為能完整提供物流機能服務,以及運輸配送、倉儲保管、分裝包裝、流通加工、等以收取報償的行業。主要包括倉儲企業、運輸企業、裝卸搬運、配送企業、流通加工業等。信息化、全球化、多功能化和一流的服務水平,已成為電子商務下的物流企業追求的目標。

3.1現代物流業發展的方向:多功能化在電子商務時代,物流發展到集約化階段,一體化的配送中心不單單提供倉儲和運輸服務,還必須開展配貨、配送和各種提高附加值的流通加工服務項目,也可按客戶的需要提供其他服務。

3.2現代物流企業的追求目標:一流的服務如何提供高質量的服務便成了物流企業管理的中心課題。應該看到,配送中心離客戶最近,聯系最密切,商品都是通過它送到客戶手中。

3.3現代物流業的必由之路:信息化在電子商務時代,要提供最佳的服務,物流系統必須要有良好的信息處理和傳輸系統。良好的信息系統能提供極好的信息服務,以贏得客戶的信賴。

在電子商務環境下,由于全球經濟的一體化趨勢,當前的物流業正向全球化、信息化、一體化發展。

3.4現代物流企業競爭的趨勢:全球化全球化戰略的趨勢,使物流企業和生產企業更緊密地聯系在一起,形成了社會大分工。物流企業花費大量時間、精力從事物流服務。物流企業的滿足需求系統比原來更進一步了。

4結束語

篇3

長期以來,“城市的準確定位”被認為是城市總體規劃要研究的頭等大事。在我國,大部分規劃教科書上都有這樣的表述:從客觀層面上把握城市發展的定位、定性、定向,這是城市宏觀決策人首先要關注的問題。如果在定位、定性、定向的問題上不花大力氣去深入研究,即使總體規劃做得再細、再具體,也將因目標和結構不合理,給城市發展帶來全局性的問題,犯歷史性的錯誤。這幾乎已經成為無庸置疑的經典結論。我們將為城市尋找準確定位的戰略行為稱之為定位理論。

城市定位理論是假設城市內外環境的變化及不確定性很低,城市自身的產業結構及組織結構都處于穩定狀態。在一個可以持久的、有吸引力和發展前景的環境中有利可圖的準確定位,這就是定位理論追求的均衡狀態。但這種因“準確定位”所獲得的城市競爭力優勢持續的時間,取決于選擇的市場定位多大程度上是穩定不變的。因此,從城市定位與城市競爭力的關系分析,我們不難看出城市定位理論在當今這個時代有一定的局限性,還存在著某些缺陷。

城市定位理論的缺陷之一,就在于由于城市定位的理論注重研究與城市原有主導產業、自然資源相關的外部環境因素,而對城市內部的因素分析僅局限于針對“定位”而展開的協調安排(這不能充分體現城市在后工業時代或知識經濟時代本質意義上的競爭能力)。因此,定位理論雖然能夠明確什么樣的城市定位是有利的,但由于現代的城市外部環境、科學技術及產品(尤其是對以自然資源為原材料的替代用品)更新變化快得讓人眼花繚亂,圍繞既定的產品進行市場分析往往不得要領。消費者的口味變化,朝陽行業的轉移,都會使定位理論苦心經營的城市競爭力失去目標。我們可以設想,如果英國曼徹斯特仍然按照紡織業來定位,美國的圣何塞仍然追求杏子栽培與加工,尤他市、華盛頓市頑固地堅持原來的城市定位,人類社會將會減少出色的經貿中心、硅谷和仿生學集聚的高科技領地。這樣的話,這些地區要么仍然是田園風光,要么早已因貧困潦倒而衰落。尤其值得一提的是,傳統“定位理論”假設制訂和實施城市規劃的專家和官員們能把握未來變化的全部信息,從而準確地讓城市“定位”在未來變化有利的位置上。這在“信息爆炸”、競爭環境迅速變化的時代是不可能的,這里列舉的成功變化城市并不是以出色的規劃定位而成功的。

城市定位理論缺陷之二,是由于大部分城市都在采用類似的分析方法追求幾乎相同的目標定位。其結果是造成各個城市產業嚴重同構、重復建設盛行、大量企業產能過剩、區域城市之間惡性競爭、城市建設千城一面(表1)。

表1九五期間中國部分大城市的功能定位和支柱產業選擇(注:參見:《開放導報》,1997年,第5期,第14頁。)

城市定位第二產業支柱產業

深圳現代化國際性城市計算機及軟件、通信、電子及基礎

元器件、機電一體化、視聽、輕工、

能源

廣州現代化國際大城市汽車、摩托車、電子通信、家電、

石化、醫藥、食品、冶金

哈爾濱國際經貿城機械(含汽車)、電子、儀器醫藥、

化工

長春國際化大都市汽車、食品醫藥、建筑建材、光機

電一體化、生物工程、新材料

沈陽現代化國際性城市機械、汽車、制藥石化、電子信息

大連社會主義北方香港機械、電子、石化、(含醫藥)、

汽車及零邯件、冶金、建材

濟南現代化國際性城市經機電儀一體化的機械制造、重型汽

濟強市車、摩托車為龍頭的運輸機械、家

電、化工

青島現代化國際城市機械電子、化工橡膠、飲料食品、

紡織服裝、海洋業、醫藥、新型建

材、家電

杭州現代化國際風景旅游城市大型設備及成套制造、汽車及零部

件、家電、電子通信設備、精細化

工和醫藥、化纖

寧波現代化國際港口城市石化、機械、電子、輕紡、建筑建

南京現代化國際性城市計算機及通信設備、家電、汽車摩

托車、石化及精細化工、建筑建材

武漢現代化國際性城市長江中鋼鐵、汽車機械及汽車制造、冶金、

游、華中地區經濟中心食品、醫藥、化工、建筑

成都現代化國際大都市電子及通信設備制造、機械及汽車

制造、冶金、食品、醫藥、化工、

建筑

重慶長江上游經濟中心汽車摩托車、重大機械設備、冶金、

化工建筑建材

西安我國北方西部中心城市汽車、電子、輕工、電力機械制造

國際旅游城市業、制冷設備制造業

廈門現代化國際風景旅游城市機械、電子、化工、電力、建材

北京現代化國際性城市汽車、電子、機械裝備;電子信息、

生物工程、新醫藥、光機電一體化、

新材料;冶金、輕工、建材

天津現代化國際港口大都市機械(汽車、機械裝備),電子(

通信設備計算機),化工(石化、

海洋化工、精細化工)、冶金

上海國際經濟中心城市汽車、通信設備制造業、電站成套

設備及大型機電設備制造業、家電、

石化及精細化工、鋼鐵、集成電路

與計算機、現代生物技術及新醫藥、

新材料城市定位理論缺陷之三,表現為定位理論往往以鄰近的競爭對手城市為參照構思的戰略,可能導致方向性錯誤。在迅速變化的環境中,對現有的城市競爭力的主要威脅,并不僅僅來自已經存在的競爭對手,而是來自于擁有嶄新思維的“創業型城市”。以競爭對手為參照,忽略現代科技創新的特性的結果,往往是與原來的競爭對手一起被“創業型城市”的迅速崛起而取代之。

2城市競爭力的基本概念

競爭是市場經濟的最高權威。國與國、城市與城市之間的競爭成敗,都取決于城市競爭力。世界上許多城市無可奈何地衰落和“莫名其妙”的興起,皆是因城市競爭力的強弱不同所致的。城市競爭力,是以城市發展的質量、效率和潛力來衡量其獲得

外界發展機遇和加快自身發展的能力,強調的是與其他城市的橫向比較,是動態的,是相比較而起伏的,著眼于未來的發展,表達的是城市發展的后勁。

但城市競爭力是一個很難準確界定的概念,在不同的社會發展階段,影響城市競爭力的主導因素是不同的,每個城市所體現的城市競爭力也是不同的。如農業經濟時代的城市競爭力,主要表現在剩余產品交易范圍及數量的大小(這也與是否交通便利及周邊土地肥沃與否有關)、以及對外敵入侵的抗御能力等方面;工業經濟時代的城市競爭力,主要表現為資本、勞動力、工業原料的集聚、加工和交換的能力、交通便利的程度等;知識經濟時代的城市競爭力,則是在競爭和發展過程中,與其他城市相比較所具有的吸引、爭奪、擁有控制轉化人才資源以創造價值和占領市場的能力。一個企業要在激烈的市場競爭中生存發展,必須要有一個核心競爭力。城市同樣也如此。在城市之間的相互競爭中,引進企業核心競爭力(注:核心競爭力戰略理論基礎是基于資源(知識)的理論和企業能力理論,基于資源的理論是對美國多元化的大企業紛紛收縮戰線的現象反思的結果。美國多元化經營的大企業對各種產品市場無孔不入,但是各種產品之間往往沒有內在聯系,產品生產范圍過大曾經使得歐美的大企業在日本企業的攻勢面前節節敗退。與定位戰略研究內部因素時以涉及產品的各種活動為主不同,核心競爭力理論試圖深入到企業內部活動背后的邏輯性,從各種企業能力中尋找凝聚競爭力的藥方。)的概念,可以突出不同城市獨具的競爭力要素以及抓住城市發展的主要矛盾。

3城市核心競爭力理論的內涵

首先,城市核心競爭力理論認為,城市的環境變化較快,相對穩定均衡狀態存在的時間始終有明顯的限制。環境不僅正在經歷著明顯的變化,而且還不時會被劇烈的質變所突破。因此,該理論認為,應通過培養城市的核心競爭力使城市在變化的環境中立于不敗之地。

其次,城市核心競爭力理論的重心在于研究城市內部的因素,力求合理地組織城市內部的各種資源,以形成別的城市不易模仿的獨特的競爭能力。解決競爭力問題的中心策略是“應該培養什么樣的城市競爭力?”進一步的探討,將研究重心置于城市和外部環境之間的界面上,兼顧城市內外各種主要因素,使抓住轉瞬即逝的機會成為可能,成為一個對發展機遇時刻有準備的城市。

最后,城市核心競爭力理論講求的是努力超越自己過去成功的經驗和發展歷程。這對于我國正在經歷體制轉軌的大多數內地城市來說是尤為重要的。因為在傳統計劃經濟下,城市職能被扭曲了,其基本經濟活動主要是為了城市自身的正常運轉和滿足市民的日常需求。而不是為周邊甚至更廣闊的地理空間提供商品交易服務的平臺,城市更多地表述為“生活型”和“生產配套型”的職能。對這樣一些因國家定點而形成的大型生產基地相伴而生的城市,如果不從戰略上超越自身成功的“跑部錢進”項目定位的經歷,無疑會因無法適應市場經濟和全球化的競爭而急劇衰落。

4城市定位理論與城市核心競爭力理論的區別(表2)

表2城市定位理論與核心競爭力理論的比較

城市定位理論城市核心競爭力理論

理論來源城市組織經濟學基于資源(知識)的競爭

力理論

理論假設城市內外環境不確定性低,城市內外環境變化快,偶

組成環境和城市的單元之爾還有質變,不同的單元

間差異性小。單元的變化是異質的,這種異質性可

節奏基本相似同步持續較長時間

中心戰略問題定位在什么發展目標應該培養什么樣的城市組

織應變能力

戰略目標明確定位形成獨特的競爭力

戰略參照物競爭力城市自身(過去成功模式)

戰略步驟識別一個有吸引力的目標;確立一個戰略意愿或藍圖,

選擇一個有利的定位;采積累戰略資源和培養核心

用相應的保護性策略能力;在不同的環境和機

遇情況下,運用獨特的戰

略資源和核心能力進行爭奪

競爭優勢來源獨特而準確的目標定位獨特、不易模仿的戰略資

源和競爭能力

內在風險很難隨環境的變化迅速改培養戰略資源和競爭力對

變目標定位環境變化應有的適應性

5城市核心競爭力與城市綜合競爭力的區別

當前比較流行的稱謂是城市綜合競爭力的提法,與城市核心競爭力相比較,有以下區別:

(1)城市綜合競爭力作為一種概念的提出,體現了新的發展觀:發展不是簡單的經濟增長,它同時應該包括社會的全面進步、人類自身的解放與完善。城市的政治、社會、文化的發展包括精神文明、信息、道德、價值觀等等,都應是發展的應有之義。這些觀念應該說都是正確合理的,但如果我們將城市競爭力的探討與關于“發展”這樣的大課題混同起來,其結果只能使城市競爭力成為“什么都可以往里裝的大籮筐,”內涵過于復雜,體系十分龐雜。自然就難以抓住城市競爭力的主要矛盾。城市核心競爭力的概念并不否定社會、政治、人文等范疇對競爭力的影響,而是將它們的作用抽象歸納到那些對城市未來發展起到決定性作用,以及對城市捕捉發展機遇有直接影響的“人才資源”這樣的子系統之中了。

(2)城市綜合競爭力概念提出,文化的發展不僅為城市競爭力的提升提供精神動力和智力支持,而且也因創造經濟價值、增強城市服務功能和改善城市環境,而成為城市競爭力的重要組成部分。此外,文化還能塑造城市形象,成為體現城市競爭力的外在標志(注:參見:蒯大富:《一流文化塑一流城市》,文匯報,2001年11月12日第5版。)。這些提法無疑是正確的。但文化自身也是一個十分寬泛的概念。如果將其單獨列出來成為對城市競爭力獨立貢獻的分工或單一作用因子,則會造成重復計算。因為,就一個城市而論,其企業的組織方式、產權結構、市民的創新熱情、制度安排以及對人才的吸引能力等等,都無疑已經包含了文化的因素。就像蛋自質是構成人類的食品的基本要素那樣,如果我們在點菜時既點了魚肉,又點了蛋白質只會造成雙重付費而并不能增加營養。

(5)城市綜合競爭力的概念無疑能夠更廣泛地調動社會各界建設城市的積極性,使每個人都感到對增強競爭力做出了有益的貢獻,被認為是有利于形成“合力”。但也難免在實際上造成“競爭力平均主義”的傾向,既然各行各業、各層次的社會團體對城市競爭力的貢獻是“均等的”,就像城市定位理論所設想的“城市是由均質的因子”所組成,內外環境也是固定不變的。這一推論可以使得構成城市的每個子系統都認為自己是對競爭力貢獻的“核心”,當然更難以形成合力了。這恐怕也與計劃經濟的大鍋飯有著天然的聯系。而城市核心競爭力的概念則可以避免這一困境,各行各業圍繞幾項本城市獨具優勢又能適應外部競爭的核心能力團結協作

篇4

關鍵詞:中職教育 機械設計 工學結合 改革創新

中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(a)-0151-01

工學結合模式是一種將學生與工作結合起來的教學形式。“工學結合”的教育培養模式是我國中等職業教育改革的主要方向,特別機械工程類專業應聯合更多的校外企業加入到這一教學工程之中,把“工學結合、校企合作”作為人才培養模式改革的重點。因此,要進行專業調整、課程設置、教學內容和教學方法的改革。

1 調整課程體系,改革教學內容

在課程體系設計時應緊密結合社會和企業發展需求,對實習教學內容重新進行審視,選擇和調整,加強實用性,建立理論與實踐相融合、教學內容與崗位需求相適應的課程體系,形成適應新興產業、新職業、新崗位的校本課程,建立教材開發、應用和更新機制。制定出適合“學習理論知識,提高職業技能,培養創新能力”的教學計劃內容體系。要不斷對教學體系和內容進行改革創新,只有不斷創新,才能適應社會發展的需求。在實踐教學的過程當中,一定要及時更新實訓教材的內容,加快完善實訓教材體系,真正做到理論與實習并行,知識與技能并重。從而提高學生們的生產意識與綜合能力的鍛煉。

2 改革教學方法,加強實踐教學

機械專業的課程教學當中有很多的內容,諸如機械制圖、機械原理、機械零件等,在課程教學方法改革創新的過程中,切不可忽略任何一項,堅決做到平衡發展,做到教學方法多樣化,而實施內容則有以下兩點可供參考。

(1)采用多種方法來開展理論和實踐教學活動,針對不同的課程采用崗位教學、場景教學、案例教學、討論式教學、項目教學、情景模擬教學方法等先進教學方法,優化教學方法,使學生的學習方式有被動接受變主動學習,激發學習興趣。通過教學實習、頂崗實習來達到提高學生的動手能力。

(2)改變傳統的靜態課堂教學模式,通過課堂內的開放式教學與課堂外的輔助教學、參與工程建設的現場教學、請企業專家開講座的互動教學等動態教學方法相結合,使專業理論知識與實踐技能的學習有效地融為一體,充分貫徹“學中做,做中學”的技能培養思想。在實踐中教理論,在工作中學技術,提高職業素質。實踐證明,只有積極倡導“以就業為導向、以崗位為依據、以能力為本位”的中職教學理念,才能提升專業教學水平,提高學生學習的積極性和效率,增強畢業生的就業能力。

3 堅持走“校企合作,工學結合”的道路

實踐證明“校企合作,工學結合”的模式是中職院校目前辦學定位最有效、最基本的途徑,他的前提是建立穩定的校企合作關系和有效的合作辦學機制。

(1)采用半工半讀交替式人才培養模式。

學生一段時間在學校學習理論知識,一段時間到企業參加實踐,輪流交替進行。真正做到了教師在做中教,學生在做中學,切實提高學生的職業技能。其中學生的生產實習時間不少于總學時的一半,使得學生畢業后能盡快勝任崗位工作。

(2)轉變辦學思路,搭建校企聯合辦學平臺,校企合作資源共享共建教學基地,由學校“關門辦學”轉變為“開放辦學”,“教,學,做”融為一體,強化技能型和實用型人才培養。

企業為學校提供建設經費及學生頂崗實習相應報酬,積極落實學生頂崗實習責任保險政策。而學校則按企業制定的標準設置課程、安排教學。把學校教育融入到行業企業之中,把企業的理念和文化引入到學院,達到了中職院校與企業共同進行人才的培養的目的。

(3)開展“校企互融訂單式”人才培養模式。

“校企互融訂單式”人才培養模式是由學校和企業共同制定人才培養計劃,簽訂用人訂單,全方位深度融合,做到教學計劃共訂、資源共享、教材共編、學生共同培養。企業投入資金、設備和人才資源,學校組成教學與管理團隊,聘任企業高技能人才和社會能工巧匠任教的機制;聘請行業企業專家和管理者參與學校建設、教學和管理。它即提高了學校教學質量,又滿足了企業的實際需求,同時,解決了學生的就業問題。

4 提高教師的“雙師”素質

教師的能力決定教學的質量,而教師的專業水平、實踐經驗和教學方法是能力的基本要素。由于職教學校的老師,多是普教體系培養出來的,教師的專業經驗和經歷欠缺,實踐動手能力欠缺,因此把師資的職業能力放在重要位置,職教才能真正辦出特色,才能更好地培養服務經濟建設的技能型人才。

(1)完善教師培訓體系。有計劃地安排教師到企業進行掛職鍛煉、頂崗任教、到職教師資培訓基地培訓。促進教師專業理論與生產實踐的有機結合。引導教師積極學習專業知識,苦練操作技能,努力達到善“講”會“做”、一專多能,提高教師的實踐能力和教學水平。

(2)外聘企業的技師與“雙師”型教師結為師徒關系,形成優勢互補,良性互動,在技術進行傳、幫、帶,盡快提高教師的實踐技能。

(3)通過加大“教師聘任制”力度,深化學校分配制度改革,建立健全學校的激勵機制激發教師的職業責任感和職業興趣,逐步將教育技術能力納入職業院校教師資格認證與考核體系,提高師資隊伍的整體素質。

(4)以職業道德為核心,加強思想道德建設,促使教師樹立正確的價值觀,積極推進課程改革,強化自我學習意識,以培養學生解決問題的能力為工作重心,以培養學生獲取知識的能力為己任。

5 改革學生的評價體系,積極推動以學分制為核心的教學制度改革,建立“學分銀行”

(1)德育學分。

在校學習和在企業實習期間的綜合表現學分。

(2)課程學分。

必修課學分、選修課學分、企業實習學分。其中企業實習學分包括操作考核學分和過程評價學分。

(3)職業資格證學分。

職業資格證是中職學生畢業證發放的前提,實行雙證書制度即可保證教學質量,又為學生就業提供了保障。

總之,工學結合、校企合作是具有中國特色的職業教育人才培養模式和中等職業學校基本的教學制度。工學結合模式是職業人才培養即經濟又合理的模式,我們在實施工學結合模式時必須改革與創新。要以更現代的管理理念去適應這種新的模式。

參考文獻

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篇6

關鍵詞:嵌入式系統;嵌入式處理器;嵌入式操作系統

中圖分類號:TP316 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2014)16-3813-04

1 嵌入式系統

嵌入式系統(Embedded System,ES)是將先進的微電子技術、通訊技術和計算機技術與各個具體應用領域相結合的產物,是一個資金技術密集且高度集成創新的知識系統。嵌入式系統是以應用為中心,計算機技術為基礎,軟硬件可裁剪,適應于應用系統對功能、可靠性、成本、體積和功耗等方面有嚴格要求的專用計算機系統。因此,它具有“嵌入性”、“專有性”和“計算機系統”三個基本要素,其中“嵌入性”是它的特征,“專有性”是它的靈魂,“計算機系統”是它的本質。

根據IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers 電氣電子工程師協會)從它的用途來定義,嵌入式系統是用來監視、控制或者輔助機器和設備運行的系統[2]。其實嵌入式系統就是微操作系統和功能軟件的集成,在以微處理器為核心的微型計算機硬件體系中所形成的簡易便捷,穩定可靠,經濟實用的機電一體化產品。

真正意義上的嵌入式系統出現于20世紀70年代,發展至今已有30多年的歷史,大致經歷了以下四個階段,如表1所示。

2 嵌入式處理器

嵌入式處理器(Embedded Processor,EP)與通用處理器最大的區別就在于嵌入式處理器大多工作在為不同用戶群所設計的特定系統中,它常常將通用處理器中許多由板卡完成的功能集成到芯片內部,從而有利于實現嵌入式系統設計的微型化,同時又保證了較高的可靠性和處理效率。到目前為止,全球嵌入式處理器的種類已經超過1000多種,其中以ARM、MIPS、Power PC、Motorola 68K、X86等體系結構最為常見,一般將嵌入式處理器分成以下四類:

1)嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit,MCU);

2)嵌入式微處理器 (Embedded Microprocessor Unit,EMPU);

3)嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP);

4)片上系統(System On Chip,SOC)。

一般在嵌入式系統設計中常用的嵌入式微處理器和體系結構主要有以下幾種:

1) ARM

ARM(Advanced RISC Machines)公司是全球著名的16/32位精簡指令集計算機RISC(Reduced Instruction Set Computer)處理器設計供應商,通過提供高性能與低功耗的RISC處理器芯片設計技術給各個生產廠商來生產滿足不同應用領域要求的芯片。事實上,由于ARM處理器一方面支持16位的Thumb指令集和32位的ARM指令集,另一方面使用了大量的寄存器和靈活的尋址方式來提高系統執行的效率,所以ARM處理器技術已經成為數字通信、工業控制、多媒體家電等嵌入式應用領域的RISC標準。ARM系列處理器種類很多,目前市場上應用最為廣泛的是ARM9和ARM10系列處理芯片。ARM9處理器由于擁有了五級流水線結構和自帶MMU功能,廣泛應用于手持終端和無線通訊等領域。ARM10處理器由于采用了更高的六級流水線結構和支持DSP指令以及支持64位的AMBA總線接口[5],其性能較ARM9有了很大的提高,廣泛應用于手持PDA以及車載電子等高端領域。

2) MIPS

MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages)簡稱無內部互鎖流水級的微處理器,是美國MIPS技術公司推出的一種基于RISC架構的高性能高檔次的處理器內核。MIPS采用了先進的設計理念和清晰的系統結構,強調軟硬件協同工作以提高處理器性能,同時簡化了硬件設計,采用軟件方法來避免流水線運行中的數據相關問題。雖與ARM處理器相比,MIPS體系結構的處理器功耗要高些,但它具備了從32位低端產品到64位高端產品的完整解決方案,而且在知識產權的授權費用上MIPS要低于ARM,因此,MIPS內核逐漸被越來越多的消費類電子產品和工業控制產品的設計所采用。

3) Power PC

PowerPC(Performance optimization with Enhanced RISC performance Computing)簡稱性能優化與增強的RISC性能計算,是由IBM、Motorola和Apple公司聯合開發的一款高性能32/64位RISC處理器,其主要特點是可伸縮性好,方便靈活和較高的性價比。常見的基于Power PC架構的處理器有IBM公司的Power PC64S(深藍內部的CPU)、Power PC750、Power PCG3以及Motorola公司的MC和MPC系列等。目前,基于Power PC體系結構的處理器廣泛應用于桌面PC系統、移動PC系統、嵌入式系統以及金融電信等行業。

4) Motorola 68K

Motorola 68K采用復雜指令集計算機CISC(Complex Instruction Set Computer)架構[8],是出現比較早的嵌入式處理器,在全球的各種嵌入式處理器應用領域中取得了巨大成功。曾經Sun微計算機公司把這款處理器應用于早期的產品開發中。

5) X86

X86系列處理器起源于Inter架構的8080,然后發展出286、386、486直到現在的奔騰處理器乃至雙核處理器。從嵌入式市場分布來看,486DX也是與ARM、68K、MIPS、SuperH齊名的五大嵌入式處理器之一。目前市場上基于X86體系結構的PC104產品占有很大的市場份額。

3 嵌入式操作系統

嵌入式操作系統(Embedded Operating System,EOS)是嵌入式系統的重要組成部分,它通常運行在嵌入式硬件平臺之上,對整個系統的軟硬件資源進行有效管理控制和協調調度的系統軟件。嵌入式操作系統可以分為兩大類:嵌入式實時操作系統(Embedded Real-time Operating System,ERTOS)和嵌入式分時操作系統。實時操作系統是指系統能及時響應外部事件的請求,在確定的時間內對事件進行處理,并控制所有任務協調一致運行的操作系統。實時操作系統對響應時間有著嚴格的要求,絕對不能錯過該時限要求,否則就會引起嚴重的錯誤。而分時操作系統則按照相等的時間片(time slicing)輪流調度進程執行,在執行的時間上并沒有實時操作系統要求的那么嚴格,錯過任務執行的最后截止期限或執行時序上的偏差,并不會造成系統的崩潰,帶來災難性的后果。

通常按照對截止期限(Deadline)要求的不同,嵌入式實時操作系統又可以分為硬實時系統(Hard Real-time OS)和軟實時系統(Soft Real-time OS)。硬實時系統是指對系統響應時間有著嚴格的要求,在任務的截止期限內必須及時響應,絕對不能錯過任務處理的截止期限,否則就會引起系統崩潰或者導致災難性后果。軟實時系統是指系統任務一般能夠在截止期限到達前得到處理,但是如果系統響應時間錯過處理的截止期限,它并不會導致系統崩潰或出現致命的錯誤。

1998年,Bernat和Burns兩位科學家又提出弱硬實時(Weakly Hard Real-time)的概念[9],即實時任務可以錯過截止期限,但任務錯過的截止期限必須可預知且被限制在一定的時間范圍內。從定義上看,弱硬實時能夠科學地定義軟實時任務的實時特性及實時要求,是對軟實時系統的細化和發展。兩者相似之處都允許系統中的實時任務錯過截止期限,而不同之處在于弱硬實時系統在軟實時系統的基礎上加了一些對截止期限的限制,規定了任務錯過的截止期限數必須可預知且被限定在一定的范圍之內。弱硬實時系統的優點就在于能夠對軟實時系統中實時任務“軟”的程度進行定性,同時雖然弱硬實時系統對任務在單個周期中的特性要求是“軟”的,但從任務窗口的角度來看,弱硬實時系統對任務的要求又是“硬”的,即任務錯過的截止期限必須可預知且被嚴格限制。

實時操作系統(RTOS)的研究是從20世紀60年代開始的,經過多年的發展,先后從實模式進化到保護模式,從單內核模式進化到微內核模式;在系統規模上也從單處理器的實時操作系統發展到多處理器的實時操作系統和網絡實時操作系統,但其發展大體上經歷了以下三個階段,如表2所示。

目前國內外常見的嵌入式操作系統主要有以下幾種:

1) Windows CE

Windows CE是美國Microsoft公司專門為各種移動和便攜式消費類電子產品等嵌入式應用系統設計的一款32位高性能微內核結構的多任務多用戶的操作系統。它具有一個簡潔高效的基于完整優先權的可搶占式操作系統內核[10],支持強大的通信和圖形實現功能,能夠適應廣泛的系統需求。Windows CE不需要任何特定的硬件結構,實際的硬件結構完全由用戶根據需要自由設計。現在Microsoft公司又推出了針對移動通信產品應用的Windows Mobile操作系統,占據了很大的市場份額。

2) VxWorks

VxWorks是美國WindRiver公司于1983年設計開發的一種具有工業領導地位的高性能實時操作系統[21]。VxWorks采用一種微內核結構(最小體積

3) μC/OS-II

μC/OS-II是一款專門為計算機嵌入式應用而設計的基于靜態優先級的搶占式調度的多任務實時操作系統,是一種免費且開源的操作系統。μC/OS-II系統采用MicroWindow圖形系統。由于μC/OS-II不支持文件系統,不支持驅動程序和應用程序的模塊加載,因此在進行系統開發時,內核和驅動程序以及應用程序都是集中編譯的。經過十多年的應用和修改,已經被移植到多種處理器平臺上。μC/OS-II由于內核小巧,占用空間小,執行效率高,實時性能優良和具有較強的可擴展性,廣泛應用于航空航天等領域。