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高一化学实验计划

高一化学实验计划

高一化学实验计划范文第1篇

摘 要:国家大学生创新实验计划项目是高校提高大学生科技创新能力的重要手段。从创新项目背景和实际出发,阐述创新项目具体的

>> 大学生研究性学习和创新性实验计划项目的探索 大学生创新性实验计划项目的实践与评价 指导大学生创新性实验计划项目的实践探索与体会 化工专业大学生创新性实验计划项目的实践研究 实施大学生创新性实验训练计划项目工作的思考 大学生创新性实验计划“留住一桶水”项目的指导体会 大学生实践创新训练计划项目的申请、实施与思考 关于大学生创新创业训练计划项目的思考 大学生创新创业训练计划项目的研究与思考 实施“国家大学生创新性实验计划”的体会 “国家大学生创新性实验计划”中的“钓”胜于“鱼” “部级大学生创新创业训练计划”项目的实施及收获 谈大学生创新实验项目的选择 大学生创新性实验计划 浅谈大学生创新性实验项目的实践 指导大学生创新性实验项目的实践经验与心得 大学生创新计划项目“开放性实验”化的探究 以素质教育为导向的大学生创新性实验计划项目实施 “大学生创新性实验计划”项目中教育者的权责探讨 大学生创新性实验计划的认识阐述 常见问题解答 当前所在位置:.

[2] 徐通模.实现高校科技创新的实践与思考[N].中国教育报,2003-02-12(4).

[3] 程永波.研究型大学科技创新的意义及对策研究[J].黑龙江高教研究,2005,(4):80-81.

[4] 李忠.高校科技创新平台管理制度与创新研究[J].长沙铁道学院学报,2004,(12):217-218.(责任编辑:李晓群)

高一化学实验计划范文第2篇

在近200所开设工业工程专业的高校中,各校办学历史、优势学科、行业背景等各不相同,工业工程专业培养模式呈现多样化,实践教学体系建设也各有特点。就目前而言,大部分高校的实践环境并不理想,实践教学环节落后于课堂理论教学,使得IE实践教学难成体系。

一、工业工程专业定位与特色

三峡大学(以下简称“我校”)工业工程专业开设在机械与材料学院,2004年开始筹备,2005年获准开设,2006年正式招生,2010年培养出第一届毕业生,同时开展工业工程专业的学位硕士培养。

我校在2004年筹备工业工程专业时就充分考虑了工业工程学科特点及校企互补、产学研相结合培养人才的目标,将专业设置在机械与材料学院,专业定位于近机类专业,明确了毕业生授予工学学士学位,培养方向定位为主要为机械制造企业培养复合型高级工程技术人才。工业工程依托机械优势学科开展专业建设,因此专业建设强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用,应体现以机械制造技术为基础,以生产系统管理基本理论为核心,以计算机信息技术为手段,强化实践性教学环节的思路。

我校机械学院在工业工程专业的规划与建设中,基于机械大类教学平台,注重依托本学院的湖北省重点学科、国家特色专业——机械设计制造及其自动化,以及湖北省重点实验室——水电机械设备设计与维护实验室,充分利用该学科较强的师资力量及制造实验室大环境,使工业工程专业成为学院现代制造系统大平台下的一个重要组成部分,共享教学实验资源。

我校工业工程专业的培养目标主要是面向生产制造业,培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作,具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。

二、工业工程专业实践教学体系规划

1.实践教学目标

基于工业工程专业的培养目标,我校确立本专业实践教学规划的目标和指导思想为:培养学生的实际动手能力,验证所学专业理论知识,加强IE基础理论方法和基本意识的训练;突出现代IE中信息化和集成化的特点,强化IE的制造工程背景,强化学科交叉和综合性,培养学生综合运用专业知识进行制造系统分析、设计、优化、控制、评价和创新的能力;满足本科生、研究生教学,教师科研活动的需要。

2.实践教学体系

针对工业工程专业培养目标设计的本专业实践教学体系主要涵盖了实验教学、认识实习、金工实习、生产实习、专业课程设计、专业综合课程设计及毕业设计等相互联系、有机统一的实践环节。

(1)认识实习。认识实习是学生取得对企业一定的感性认识,培养IE人才的实践性教学环节,时间在一周左右,安排在基础理论课之后,专业基础课之前。认识实习应广泛涉及企业产、供、销、质管、技术等多方面,并选择典型工业企业作为实习对象,使学生通过考察,增强认识,提高专业学习兴趣,为专业教学打好基础。

(2)金工实习。金工实习是学生真正通过上岗操作了解机床、了解产品生产过程的实践性教学环节,并且能够为后续的生产实习做直接的准备,采用集中的方式在校内实习工厂完成。涉及车、铣、刨、磨、铸、钳、数控加工等工种,目的是让学生将机械工程知识综合运用到生产实践中去,以培养学生动手能力和工程能力。

(3)实验教学。实验教学是IE专业实践教学的重要组成部分,目的是让学生验证所学专业理论知识,加深对理论知识的理解,以及模拟工业企业生产制造经营系统的设计与运行,培养、提高学生的动手能力和工程分析与设计的技能。实验教学可以通过模拟企业的工作环境、实际业务,如模拟沙盘、仿真等,让学生了解和参与企业运作的整个过程。

(4)生产实习。生产实习是学生实践能力培养和创造性发挥的重要平台,要求学生通过参加以顶岗为主的生产实践,学习、掌握和深入了解制造企业实际情况,应用所学的IE理论与方法对企业的生产运作系统中的规划、设计、评价及创新等问题进行了解、分析并力所能及地提出一些符合实际的解决方案。基于实习效果及学生兴趣等方面考虑,生产实习宜采取集中与分散相结合的方式。我校主要采取集中方式,由教师加强过程控制。

(5)课程设计及专业综合课程设计。课程设计是学生在掌握了所学课程的基本理论、基础知识的前提下,综合运用知识完成设计要求,目的是通过设计,培养学生综合运用IE知识解决问题的能力和素养。我校IE专业课程设计通常采用集中的方式,由指导教师指定一组课题,内容主要有设施规划与物流分析课程设计、基础工业工程课程设计、管理信息系统课程设计、专业综合课程设计等,分别针对工业工程专业主干课程进行实训活动。

(6)毕业设计。毕业设计是IE实践教学体系最后一个环节,一般安排在最后一学期所有课程完成后,采取学生自选课题、教师推荐课题及学生到企业生产第一线寻找课题三种形式,主要目的是培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识,进一步提高学生独立分析问题和解决问题的能力;培养学生根据课题收集、整理、综合分析、应用科学技术资料的能力及查阅和翻译外文资料的能力;培养学生科学研究能力和创新能力。

三、工业工程专业实验室建设规划与实践

工业工程是一个应用性很强的交叉性学科,要求理论联系实践,特别强调实践环节对学生的训练。本专业在人才培养方案制订时就把实验和实践放到了一个很重要的位置,在实践环节的设置、课时的分配等问题上都做了明确的规定,实践教学环节占总学分比例达到20%。

在专业培养目标和培养模式的指引下,我校在参考著名高校工业工程实验室的基础上,确立了基础IE实验室+现代IE实验室的工业工程专业综合实验室建设方向,将基础IE实验平台与现代IE实验平台有机融合在一套实验平台中。我校工业工程实验室建设思路:营造一个类似真实的自动化制造系统生产运作环境,为学生提供一个全面的、创新的、密切联系工业实际的实验教学平台,能满足主要专业课程教学实验需要,保证实验内容的系统性、完整性、连续性,以达到锻炼和提高学生对制造系统的认知和操作能力以及生产运作与管理水平、系统分析和设计能力的目的。

作为实验体系的核心部分,综合实验室中教学实验的设置,不应是相互独立的单项实验,而应根据IE专业的课程与知识体系,运用系统原理,设计一套相对独立又相互联系,覆盖多门专业课程与知识领域的实验形式多样的教学实验体系,它能够提供验证理论知识和综合应用相关技术的环境,模拟真实生产系统的场所和开发应用工业工程知识的条件。

在模拟真实的自动化制造系统生产运作环境的建设思想下,我校工业工程综合实验室的规划是:在实验室里建立一个微型工厂(Mini-factory),营造一个类似真实的生产环境,主要从事制造系统规划设计研究、设施规划及物流分析研究、时间分析与作业研究、人因工程实验研究、生产计划与控制的实验与研究等,以加强学生对基础工业工程的知识和技能、现代工业工程的技术和方法的掌握。要求:实验体系模块化、可扩展性、可重构。

我校工业工程综合实验室的微型工厂基本配置规划为一套功能设备较为完备的模块化的自动化制造系统FMS,包括:环形可扩展生产流水线,微型化、教学型的生产设备(至少一台立式,一台卧式数控加工中心),一台教学型工业机器人,一套RGV系统,微型化立体仓库、相关控制系统等。在此基础上,根据实验教学需要,适当添加工业摄像机、电子看板及其他数据采集及分析处理设备。微型工厂化配置是我校实验室建设的定位,也是相当一部分高校工业工程实验室规划的一种趋势。这是一个大的系统工程,需要总体规划,分步实施。

在进行实验室规划过程中,学院充分考虑到院、系现有的以及待建的实验资源共享问题,以避免重复性建设。为此,学院一方面利用机械工程学科现有实验资源,另一方面投入大量人力物力,购置设备,建立和完善专业实验室。工业工程综合实验室主要功能模块包括:基础工业工程实验模块、自动化制造系统实验模块、人因工程实验模块、设施规划与物流分析实验模块、生产计划与控制实验模块等。目前已经建设好并投入实验教学的是基础工业工程实验模块、自动化制造系统中的仓储与物流分析实验模块、人因工程实验模块。该实验室主要针对工业工程专业的“基础工业工程”、“生产计划与控制”、“生产自动化与制造系统”、“人因工程”、“设施规划与物流分析”、“工业机器人”等多门课程。同时与机械工程学科资源共享,提供机械设计制造及其自动化专业的“先进制造技术”、“机械制造装备”、“机电传动控制”、“机电系统设计”、“企业生产管理”、“工业机器人”等课程。

四、建立校企合作教学科研实践基地

IE是实践性极强的专业,在IE专业的教学过程中,课外实践环节是必不可少的,对于培养学生的实践能力和综合运用知识进行科学研究与工程设计的技能,具有特别重要的作用。高校与企业共建实习基地是提高学生综合素质和实践能力的有效途径。这种课外实践教育环节是课内实验教育环节的延伸,也是对课内实验教育环节的弥补。换言之,建立校企教学实习基地是建设校内实验室在物理空间上的拓展,并在技术时间上的跟踪。另一方面,建立校企教学实习基地可以发挥各自优势,实现优势互补,共同发展。

工业工程专业人才以培养学生创新精神和实践能力为重点,实践教学内容是否先进、有效、体现企业的实际需求直接影响着学生实践应用能力,通过与地方企业建立生产实践基地,实现实践教学与企业、社会的紧密联系,顺应了时代对大学教育的要求。以生产实践问题为主导的实践教学活动,也极大地调动了学生的学习积极性,强化了学生的实践应用意识。

对接地方企业生产实践,首先满足了学生课外实习实践的要求,其次,典型企业的典型生产实例也成为理论课程案例、实验、课程设计的实践素材及教师科研活动的对象。

因此,学院与本地企业和地方政府积极沟通与合作,先后与多家知名制造企业如葛洲坝集团船舶工程公司、力帝机床工业公司、中船重工中南装备有限责任公司等达成实践教学基地合作协议,依托企业开展相关课程实践教学,使教学结合企业生产和科研活动进行,以增强学生的实践能力。

高一化学实验计划范文第3篇

一、中学化学课外活动的组织

要使中学化学课外实验高效、安全、有序地开展,有计划、有目的的科学组织是关键。因此,在开展中学化学课外实验时应做到以下几点。

1.课外实验开展要做到与教学同步

中学化学课外实验是课堂教学的延伸和扩展,其开展既不能超越课堂教学,也不能滞后于课堂教学,必须紧跟课堂教学内容,使之同步进行,否则就起不到“推波助澜”和“共振”的强化作用。

2.n外实验开展要考虑器材易得

化学实验离不开实验器材,教师在安排课外实验时,必须事先考虑该实验所需器材在学生家庭中是否现有,是否有替代品,市场上可否买到,如果安排的课外实验器材难以获得,那么,学生在开展过程中就会遇到挫折,遇到多次挫折后就会丧失信心。

3.课外实验开展要做到难易适中

课外实验内容的难易程度决定着学生的兴趣高低。如果内容太难,学生无法完成,自信心会受到打击;如果内容太简单,学生很容易就能完成,也会对课外实验失去兴趣。只有难易适中,通过努力才能实现,学生才会保持持久的学习动力。

4.课外实验开展要做到有计划

计划是行动的指南,要高效开展化学课外实验,就必须科学规划,统筹兼顾。安排课外实验教学内容时,既要与课堂教学同步,又要以课堂教学为基础进行拓展,理论与实践并重,学以致用,将科学性、教育性、趣味性、多样性、实用性与可行性统一。既要照顾大多数学生的需求,也要照顾到个别学生的需求。

二、中学化学课外活动的管控

中学生化学课外实验的开放性、实践性、自主性决定了在开展中学化学课外实验时,有效、科学、合理的管控是保证其顺利开展的关键。为此,在开展中学化学课外实验时应该做到以下几点。

1.活动计划管控

活动计划管控就是在开展课外实验之前对整个课外实验活动要做出全面的计划,明确实验前应做什么工作,实验过程中应该注意什么,实验结束后如何评价,等等。为了做好活动计划管控,通常应该做好以下计划。

(1)准备阶段计划

提出课题:确定课题题目;确定人员:划分小组,确定组长,进行小组成员分工;部署计划:制订小组研究计划方案以及确定时间,实验探究时间,得出结论与评价时间,并将所拟计划交与相关部门,以期得到各方面的支持与配合。

(2)实验阶段计划

提出假设:学生主动查阅课外实验内容的相关资料,对要探究的目的、要求和任务做到心中有数;实验论证:确定研究原理,拟定出实验程序,进行实验,记录数据,描述现象。

(3)评价阶段计划

问题讨论:针对实验过程中的实验现象、实验结果等一系列问题进行小组自我评价,之后与各小组交流讨论;实验报告:对实验事实进行归纳,将所得的结果写成实验报告;教师评价:教师应对学生的活动态度、技能掌握情况、能力发展情况与情境体验情况作出公正、激励性的评价。

2.活动过程管控

一个好的课外实验活动计划,只是课外实验活动的开始,要将课外实验活动落到实处,过程管控至关重要。为此,有效的过程管控应做到以下几点。

(1)为学生提供有效学习方法,帮助学生摆脱怯懦情绪

离开课本开展学习就不知所措是中学生课外实验活动开展的心理障碍,学生容易产生怯懦情绪。要帮助学生摆脱怯懦情绪,首先要与学生保持联系畅通,及时给出思路和方法指导;其次要指导学生如何在众多资源中寻找与实验所需要的资源与注意事项,指导学生分析、筛选和使用信息。

(2)指导学生进行科学记录,养成良好的科学素养

实验记录是探究活动不可或缺的一个环节,是科学研究素养养成的关键。在开展中学化学课外实验时,教师要对学生的数据记录、处理、分析等环节做出必要的指导,要培养学生“数据决定结果,过程反映结论”的科学价值观。

3.活动结果管控

活动结果管控即对学生课外实验活动做出科学、合理的评价。对中学生化学课外探究活动的评价要侧重它的激励功能、诊断功能、管理功能和教育功能。为此,对活动结果的管控应做到以下几点。

(1)以激励促学习

激励的功能在于激发和维持学生的内在动力,调动学生的内部潜力。心理学研究表明,被评价者都有获得较高评价和实现自身价值的愿望。因此,对学生课外实验活动进行评价时,要以褒奖为主,只衡量学生本人是否有突破、有进步,而不做不同学生(横向)之间比较好坏评价,使每一位学生都能获得成功的喜悦,在喜悦中激发学习兴趣,促进学习欲望。

(2)以诊断促管理

高一化学实验计划范文第4篇

随着国内设立工业工程(IndustrialEngineering,IE)专业的高校数量日益增长,对于IE专业实验室的建设受到越来越多的重视。根据IE学科特点,国内较早设立IE专业的学校在进行专业实验室的规划与建设时,一般设置了基础IE实验室和现代IE实验室两个模块[1-3]。

基础IE实验,或称经典IE实验主要研究劳动者同劳动对象和周围环境之间的内在联系,以及人的心理、体力、能力与岗位作业要求、作业环境、疲劳状态之间的关系;以及以生产系统的微观基础———作业或操作为研究对象,对工作过程中的程序、操作、动作进行诊断分析。通过实验让学生对工业工程产生直观、综合性的认识,启发学生探索适宜的操作环境和高效的操作方法,掌握工作研究这一专门的IE诊断技术和有效的人因测试分析方法[2]。可开设的实验非常多,基本涵盖工业工程基础、人因工程学和工程心理学(研究生课程)三门课程,大部分为一般性的验证性实验,涉及程序分析、操作分析等内容的实验有些是建立在录像分析的基础上进行的。

现代IE实验,主要是利用现代高科技手段与计算机,采集、分析并优化产供销一体化企业中人、财、物、设备、方法、信息等资源的运行状况,充分挖掘企业人财物的利用潜力,进行整体分解并实现系统优化。主要建设内容体现在(各高校在名称上有所不同,但主要实验类型基本一致):

(1)先进制造及数字化企业实验室[2]。与制造、生产系统有关课程。如清华大学的微型CIMS、自建的“微型工厂”[3]和购置商品化“微型工厂”再开发[4],目的是营造一个类似真实的生产环境,来从事CAD/CAM技术、CNC技术、NC编程、物流系统控制、FMS技术、CIMS技术、设施规划及物料搬运和运作研究、作业研究、系统工程与分析和工效学等等实验与研究。

(2)企业资源规划实验室。生产计划与控制,管理信息系统,现代质量管理等课程。主要通过软件模拟企业生产、销售、供应链中所涉及的一切活动,实时跟踪控制和管理所涉及的信息流、资金流和物流运行状况;如上海交通大学的基于WWW的ERP系统WelcomeSoft,用友企业资源计划ERP系统(很多高校均有使用)[1]。

(3)系统仿真与设施规划实验室。设施规划与物流分析,运筹学,系统仿真和试验设计等课程,如在线仿真系统[6]、柔性制造系统仿真平台[7]。

(4)物流工程实验室。与物流、供应链相关课程,如混流装配实验软件平台[5]。相对于基础IE实验而言,现代IE实验更注重在设计性、综合性实验,以及少部分的研究创新型实验,以培养学生的科学实验能力和创新能力[8]。

1工业工程研究型实验的开发基础

现代IE实验完全体现了工业工程专业突出的设计性、综合性要求,但是在创新性和研究型实验方面表现一般,本人认为原因在于:不管实验室的硬件营建起点多高,由于IE与生产实际的关联度高过很多其他专业,不可能将IE面临的各种系统及其运行状态在实验室展示出来,因而必须有其他方法和技术来补充IE实验室的内涵,例如信息技术、虚拟现实技术等等,而所有这一切必须建立在IE的基石———工业工程基础上。

1.1基于生产实习的实验开发

1998年,经广东省教育厅批准,我校工业工程专业于1999年招收本科生。IE实验室经过10多年的建设,已经建成了工作设计与时间研究实验室和人因工程实验室(经典IE)和企业资源规划实验室和系统仿真与设施规划实验室(现代IE实验室),为IE专业本科生和研究生教学实验服务。实际教学中注重专业特色,率先在国内实施生产实习到珠三角的台资、港资及外资开展IE比较早和比较成功的企业进行生产实习和毕业设计[9-10],在企业中担当实习IE工程师的角色。生产实习的时间安排非常灵活,从大二结束的暑假、大三的寒假到大三的暑假,以老师联系为主学生联系实习单位为辅,企业将实习学生完全看成是自己的员工,工资福利与实习生一致。而学生则必须帮助企业解决生产实际问题,一般以小组形式成立各种IE专案改善小组,实习结束面向企业高中层进行成果汇报,并由企业给出实习成绩及评定。实习优秀和改善效果显著的,有些可以获得企业提供的奖励,同时也可以为毕业就业奠定基础。

我校是较早在IE专业开设“试验设计(DesignofExperiment,DOE)”课程教学的学校之一,上机实验基本上是使用Minitab软件进行相关的数据分析处理,这些数据大部分是从其他教材中摘取的,与生产实际的关联不大,学生认为该课程非常有用,但是不知道应该如何与生产实际过程相关联,从而定量分析解决生产实际问题。从2004年起开始,我们尝试要求学生完成正常实习要求及企业IE专案外,增加用DOE方法定量解决一个具体问题,要求从发现问题入手,进行DOE指标确定、因子确定、数据采集、方法分析、因子设计等工作,并写出报告,而非一般实验室报告。将实验内容中与生产实际关联密切的部分移出到工厂企业进行真正的DOE的尝试是成功的,启发了我们在后续的广东省质量工程项目建设和广东省特色专业的建设中,重新审视IE专业教学体系构成,在2011版的工业工程“3+1”教学大纲中已经完全体现了这种方法。由此,我校工业工程专业实验室体系构成为“基础IE实验+现代IE实验+实习基地生产实验”的模式。

1.2研究型实验的开发

校外实习穿插生产实验可能会碰到的一个最大问题是有些实习工厂难于提供合适的工作环境与条件,因此这类实验必须是多向可选型,即教师必须从众多的课程教学与实验教学中提取相关的适宜在工厂企业进行的实验项目供学生选择,同时也供实习单位选择。同样地,有些实习单位也提供了一些与企业自身产品相关的实验项目,这样一来就可以保证学生在1~3次实习过程中完成至少一项综合性的实验过程。以往的实习过程中,有些同学3个假期均在工厂实习,完成了几项IE专案改善的同时,也进行了几次综合性、设计性实验。这些同学在三年级下学期、四年级上学期的“设施规划与物流分析”及“生产计划与控制”等专业课程学习时给我们提出了一个问题:在已经完成基础IE等实验情况下,能否进行一些研究型的实验?

以“生产计划与控制”的“生产作业计划”教学为例,涵盖的内容有主要讲解作业排序及排队论的基础知识,流水车间作业排序主要介绍几个经典的启发式求解排序的方法,对于作业车间排序问题则只讲解能动计划的生成。相应地,对于该章节教学是不安排实验教学环节的。研究生的教学中则增加优化算法求解排序问题的相关内容,并且很多研究生的毕业论文多少与生产系统的优化相关。例如有IE专业本科生毕业后到纺织印染企业从事生产调度与排产工作,凸显了实际生产系统对于系统优化知识的需求。因此在工业工程本科教学中,除了通过教学与实验实践使学生具有运用工业工程理论与方法、面向实际生产/服务系统进行开发、改进、管理的基本能力外,有条件的情况下,可以培养学生对系统进行优化的能力和进行研究的能力。

研究型实验教学注重实验教学中的研究性,故又称研究性实验教学,研究性表现在实验的内容、方法、技术和过程上面[12]。浙江大学国家力学实验教学示范中心采用了“自助式实验教学模式”[11],特别强调学生的自主性,即以科研模式进行实验,鼓励学生自立课题,并依托实验室资源由学生自己设计实验装置并自主指导工人制作,自己构思实验方案、独立完成实验并提交实验报告,学校则必须为学生提供放式(宽口径)研究型实验教学平台[13-14]。

鉴于IE专业的特点,研究型实验的开发应该是在已有硬件设施的前提下,充分运用信息技术、系统仿真技术、虚拟现实技术等等,面向生产/服务系统的优化而进行的。应该即能为本科高年级提供研究型实验,也能为研究生提供相关实验,同时为教学科研服务。

2工业工程研究型仿真实验系统的开发

2008年,我校正式成为Siemens数字化工厂软件的客户,主要是工厂设计和优化相关的软件系统,包括ProcessDesigner/ProcessSimulate/PlantSimulation/FactoryCAD。其中PlantSimulation主要面向本科研究生教学和相关科研项目,其他模块则主要为科研项目服务。作为拟成立的“西门子广东工业大学生产系统仿真实验室”的一个主要内容,面向工业工程领域的经典问题的优化仿真模型的建立其实从2005年就开始了。从研究型实验教学的需求出发,我们从运筹学、试验设计、设施规划与物流分析、生产计划与控制等几门课程中提取了一些经典IE优化问题,并结合系统仿真课程,于2006年的教学改革中将这5门课程的实验单独成2门独立的实验课程,实现了实验的课程化建设。2010年广东省质量工程项目建设、特色专业建设和校质量工程项目中,又提出了工业工程研究型仿真实验系统的建设。我们的初衷非常朴实:与其让部分学生大量课外时间花在网络及网络游戏上,不如让他们参与到一些同样是在电脑上完成的有意思的研究型仿真建模上面来。经过近1年的努力,已经初步建设完成。

2.1工业工程研究型仿真实验系统基本框架

本仿真试验系统涵盖5门IE专业主干课程:运筹学、试验设计、设施规划与物流分析、生产计划与控制和系统仿真,基本构成框架如下(部分仿真模型界面见图1)。

(1)运用DOE技术和仿真技术研究变动性对生产系统产出效率的影响的相关优化实验;

(2)一般装配及混流装配系统中的物流配送系统的设计,装载小车的优化及线边暂存区在JIT生产方式下的最佳容量大小设置;

(3)设施规划中的布置设计优化,包括工艺原则布置设计和产品原则布置设计的优化;

(4)流水生产排产问题的优化求解;

(5)作业车间排产问题的优化求解。

对于研究型仿真试验系统,在设计时应遵循的一些基本原则有:

(1)系统为工业工程的每类经典问题提供一个基本框架,由研究实验者自己动手构建模型中的物流对象、信息流对象、用户接口对象等等;

(2)系统提供一些优化算法,由研究实验者根据问题的特征进行选取。同时提供这些优化算法的说明,研究实验者自己编写相应的程序;

(3)系统应具有良好的用户界面,模型简单易懂,便于研究实验者进行多方面的扩充开发;

(4)仿真系统内的模型应该是可重用的,如标准HFS模型应该是对标准FSP模型重用,变异性HFS模型则是标准HFS模型的重用等等;

(5)系统的发展应该朝网络化、实时化方向开发,以便实现“何时何地”均能进行,甚至学生在宿舍、在实习单位等等都可以方便登陆系统。

2.2变动性对生产系统产出效率的影响

生产系统的变动包括:加工时间波动、机器故障的波动及故障修复时间的波动、供料的波动、生产切换(换模/换型)及返工(重工)等等,在DOE中属于影响因子,而系统指标为生产系统的产出率,因此本研究型实验就是要求学生通过仿真试验方法,通过方差分析、回归分析、因子设计和正交试验设计等方法,找出变动性对系统产出效率的影响规律来,然后从IE的角度提出提高效率的方法。其中,在加工系统的工站之间设立暂存区是一个不错的选择,而暂存区在系统的什么位置设置比较合适?暂存区的容量设置为多大可以使系统整体最优?等等这些问题预先提出给学生,让学生自己提出仿真模型构建的方案并且自己编程搭建模型,然后再运行优化求解。

2.3混流装配系统物料配送优化

对于面向订单的制造企业,当生产计划与排产已经优化,即假设对于不同类型产品的装配序列已经确定的情况下的物料配送,混流装配线为保证已有装配任务的及时完成,如何在正确的条件下,将正确的物料按正确的数量在正确的时刻从物料中转区正确地运送到混装线的各个备料暂存区。及时制生产方式下,物料配送采用拉动方式,在装配线工站旁边设立有物料暂存区,暂存区的最小最大库存的设置与优化以及物料搬运小车的优化等等是本仿真实验研究的两个主要目标。

2.4布置设计的优化

设施规划中关于布置设计这一节的教学,主要面向本科学生讲述新建法、改建法和图论法,研究生教学中讲述常见的智能优化算法:模拟退火算法和遗传算法。由于实际工作中对于车间级的布置设计与布置改善有较多的需求,这一点在学生的生产实习和毕业设计中已经反映了很多年了,而国内有关“设施规划与物流分析”的教材对于车间级的布置设计基本没有讲述,更没有相应的实验教学内容了。鉴于PlantSimulation提供了很好的遗传算法工具库,对于高年级本科生可以开设一些基本的遗传算法应用研究,用于进行布置设计中等面积设置布置中二次分配问题(Quadraticassignmentproblem,QAP)的优化求解,不等面积的多行布置设计的优化求解。

已知作业单位的物料搬运量及布置工作地之间的位置关系,以此构造工作地之间的距离,要求得到一个最小物流量的优化布置方案,这是本实验的基本要求。变异型的布置设计研究则可以考虑部分设备之间的工艺约束、环境约束等等。不等面积的布置设计问题是指已知作业单位间的物料搬运量,以及各作业单位的面积需求、布置场所的总面积大小,进行多行布置得优化求解。

2.5生产排产问题的优化求解

生产排产优化对于本科生教学只做启发式算法的仿真实验设计,个别学生要求可以进行标准的流水车间调度(Flow-shopSchedulingProblem,FSP)的仿真模型构建及优化求解,而对研究生则要求在标准FSP基础上,对于混合流水车间调度(HybridFlow-shopScheduling,HFS)及并行流水车间调度问题做一定的要求,而对于作业车间调度问题的研究实验仅限于研究生开设。

高一化学实验计划范文第5篇

关键词:虚拟仿真 实验教学 项目管理

《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》对高校教育数字信息化建设提出要求。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》要求重点建设一批部级实验教学示范中心,并加强实践教学管理。高校教育数字信息化和实验教学示范中心建设的重要内容非虚拟仿真实验教学莫属。中国石油大学(华东)石油工业训练中心,作为第一批部级虚拟仿真实验教学中心,高度重视虚拟仿真实验教学建设,在大力建设和完善实验教学硬件条件的同时,也抓好实验教学管理,提高教学质量和效果,作为建设实验教学的软实力的总要求。

一、项目化管理的必要性

项目化管理的实质就是将虚拟仿真实验教学作为一个项目,按照项目的进程进行管理。将该实训课程按照项目的生命周期从计划、实施、评价这几个方面进行质量管理,规范教学过程中的各个环节,能够明确实验教学目标、避免实验教师在教学内容、教学设备的使用中的随意性,也大大提高设备资源的利用率;能够及时发现和反馈实验教学过程中存在的问题,并作出相应调整,保证项目有效地按照计划进行;便于进行科学的量化考核,有利于教学师资队伍质量的提高,也有利于提高学生的实验教学效果,确保实践课程目标的实现。因此,对虚拟仿真实验教学实施项目化管理是提高教学质量的重要途径。

二、项目化管理主要措施

(一)项目计划:制定合理的质量标准

制定有效的项目质量标准是项目计划阶段取得成功的保证,规范标准的教学文件是实现教学质量的基本保证。应用到虚拟仿真实训项目中,一方面要建立健全虚拟仿真实验教学的各项管理规章制度。在教务处统一的基本制度下,根据虚拟仿真实验教学的特点,围绕实验项目的目标制定各项管理实施细则。包括对学生、指导老师、设备资源的管理制度以及实践活动中的行为管理制度等。另一方面要编制合理的教学目标和教学内容。根据各专业不同的教学计划及教学大纲编写配套的实验教学大纲、训练指导书、实训设备与器材单等,并制定详细的教学教案和考核内容、方法、标准。具体来说,虚拟仿真实训课程的内容应结合不同专业不同的教学计划和实验教学设备、软件等资源。即根据不同专业合理安排实训课程内容的深度与广度,同时要充分利用并合理配置现有的实验教学资源。另外在制定人才培养计划时,应与其专业的行业需求接轨。

(二)项目实施:落实过程质量监控

对项目的实施过程进行质量监控,有利于及时发现项目执行过程中出现的问题并及时纠偏,保证项目完成的质量。对虚拟仿真实验教学过程的质量监控,一方面需要检查实验教学项目的准备情况。教师应充分准备实验教学文件,如教案或实验指导文件,满足实验教学大纲要求,达到实践目标。另一方面需要检查实验教学项目执行情况。成立教学督察组监督实验教学过程,可通过随堂听课、问卷调查或座谈会等方式听取学生对老师及课程内容的评价、对教学方法、资源利用情况等方面进行评估,及时反馈相关意见。最后还需要检查实验教学项目的考核情况。除了检查学生的实验报告质量以及理论知识、现场实操的考核情况,还可鼓励学生改进现有实验内容甚至自行设计实验,增强学生的实践动手能力和创新思想是衡量实验教学质量的重要指标。

(三)项目评价:构建完善的质量评价体系

对虚拟仿真实验教学项目进行评价,项目准备阶段侧重对教学目标及教学条件的评价,如人才培养目标、师资队伍、教学资源、经费投入、教学环境等方面;项目实施过程中侧重对教学质量保障措施的评价,如管理运行机制、教学内容、方法、考核方式等方面;项目结束后侧重于对学生的能力评价和社会评价,考察学生的实践动手能力和综合能力以及社会满意度。还可通过在网上开通实验教学留言板的方式,收集学生反馈信息及用人单位对学生实践能力的评价,及时调整、更新实验教学的内容、方法和考核方式,深化实验教学改革。质量评价体系如下图所示。

三、提高虚拟仿真实验教学质量的保障措施

如今,不仅各大高校,甚至中小学也在大力建设虚拟仿真实验教学中心,虚拟仿真实验教学已经成为教师非常重要的授课方式。虚拟仿真实验教学有其不可取代的优势,以中心石油工业虚拟仿真实验教学实训课程来说,借助虚拟仿真手段,使不可及、不可逆、高风险、高污染等操作过程变得直观、形象、更具可操作性,并且增强了实验趣味,提高了教学效果。虚拟仿真实验教学是现今乃至未来的发展趋势,因此,无论是学校、教师还是学生都必须高度重视,加强虚拟仿真实验教学建设,保障教学质量。

(一)加强虚拟仿真实验教学资源建设

学校要加大资金投入,加强虚拟仿真实验教学资源建设。开启校企合作模式,借助企业的技术、服务,合作开发实验教学项目。教师应重视实验教学,改变以讲为主的授课方式,课程内容也不能停留在演示性、验证性实验上,多研发一些综合实验、设计性实验,让学生自主学习,提高学习的趣味性,提高学生的积极性和实践操作能力。

(二)加强实验师资队伍建设

要提高实验教学质量,必须建设一支高水平的实验教学师资队伍。学习发达国家高校“理论教学、实践指导、科学研究”于一体的教师建设机制,一方面鼓励、引导高水平的理论课程教师参加实验教学工作,也可从企业、研究所聘请有相关实践经验的工程师来学校兼职授课,充实实验师资队伍,促进“产、学、研”结合。另一方面制定相关政策,支持年轻老师去企业学习锻炼,提高实践技术水平,并参与科研,实现教学与科研的结合。

(三)加强实验教学资源建设,搭建资源共享平台

要加强实验教学数字、设备一体化建设,能够通过配置和连接,真正实现虚实结合的虚拟仿真实验教学平台,并能够自行设计、搭建实验项目。另外要进一步探索资源开放共享机制,搭建资源共享平台,能够实现项目共享、信息共享、设备资源共享,还能互动交流、展示成果、考评成绩等。

四、结语

上述内容,是笔者在从事虚拟仿真实验教学过程中,针对教学管理提出的一些想法。当然,只有在制度上完善、各教学部门、教学主体及管理人员达成共识,协调配合,才能将实验教学项目化管理落到实处,规范教学项目的计划、组织、实施、监控、评价,提高虚拟仿真实验教学质量,培养高综合能力、高创新能力的人才。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.教育信息化十年发展规划(2011-2020年)[EB/OL].2012-03-13.

[2]中华人民共和国教育部.教育部关于全面提高高等教育|量的若干意见[EB/OL].2012-03-16.

[3]刘福华,闫景丽.实施实践教学项目化管理提高实践教学质量[J].China after School Education,2007,(02).

[4]施俏春.构建实践教学体系 对实践教学进行全程质量监控[J].教育教学论坛,2012,(13).