導語：如何才能寫好一篇航天航空技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞： 飛行器制造工程專業 校企 “3+1”合作辦學

1.國內飛行器制造工程專業人才培養現狀

隨著我國飛機保有量和需求量快速增長，以及為實現從“航空航天大國”向“航空航天強國”發展、提升航空航天工業水平而實施的“大飛機”等項目產業政策的推進，我國對飛行器制造方面的專業人才需求不斷加大。近些年，各類高校依托教學科研優勢，不斷加強或開設了飛行器制造方面的專業，提高了行業參與度。至今，辦此本科專業的有西北工業大學、北京航空航天大學、南京航空航天大學、哈爾濱工業大學、南昌航空大學等十多所高校。各高校依托自身的優勢，積極開展專業特色化建設，培育自身的專業特長。如西北工業大學偏向于CAD/CAM集成的數字化制造技術、北京航空航天大學突出于板料成型技術專業教學和實驗、中北大學以飛行器特種制造為特色等，形成了面向飛機制造、適應航空航天發展要求的課程培養體系，培養出一批具有飛行器制造工藝技術的航空航天類人才。

從2002年開始，我國高校開始重視本科專業教育教學實習基地的建設，并以此為依托加強學校與企業的交流與合作，如帶領學生深入企業進行現場教學、企業人員為學生講課（講座）、征求企業意見制訂專業培養計劃、訂單培養等。我校飛行器制造工程專業主要面向航天航空飛行器產品制造等相關產業培養鈑金、鉚接、裝配技術類高素質應用型本科人才。由于本專業開辦時間短，目前我校在飛行器制造工程人才培養方面仍處在探索階段。加強實踐教學已成為飛行器制造工程專業人才培養模式的必然選擇，而其中最有效的途徑是校企合作。

2.校企“3+1”合作辦學的優勢

3+1校企合作辦學指前三學年的培養在校內進行，第四學年除部分課程及實驗教學在學校完成之外，其他現場課教學、生產實習、課程設計、畢業設計等環節均在企業內實施，以強化學生工程實踐、動手能力及綜合素質的培養，簡稱“3+1”合作辦學模式。校企合作辦學“3+1”模式，這種合作教育能夠實現工學結合，為學生提供在真實工作環境下學習的機會，是實現應用型工程技術人才培養目標的有效途徑，也是與就業聯系最密切的一種教育模式。

由于有很多限制條件，學校無法投入過多資金購置像企業的一些精密加工設備作為教學儀器設備，所以學生在校內學習期間只能在理論上了解基本成形原理和方法，根本看不到實際的設備及生產工藝過程，也就無法掌握一些知識。而合作教育提供的教學手段和設備資源，彌補了學校的教學條件的不足，解決了教學與生產實際脫節甚至落后于生產現狀的嚴重問題，實現了校企教育資源的優勢互補。

學生在航空航天企業生產實踐過程中會認識到，一個不受社會和企業歡迎的人是無法發揮才干的。到企業后，學生清楚地了解了用人單位人才需求目標，了解了作為飛行器制造專業的工程技術人員必須重點掌握的知識，明確了學習目的和方向，增強了學習主動性。在專業知識對生產過程發生作用的親身體驗中找到了成就感和危機感，提高了學習興趣，明確了專業思想，樹立了學以致用、理論聯系實際的觀念，使就業觀念和定位更符合社會與航空航天企業的需求，且學生就業之后，表現出的工程意識、創新意識和適應工作崗位的能力都明顯增強。

3.飛行器制造工程專業校企“3+1”合作辦學模式探析

我校長期以來，一直與一些航天企業有著較好的合作關系，并與其建立了校外實習基地，如中國航天科工集團柳州長虹機器制造公司、桂林航天電子有限公司等。這些公司每年都會吸收一批本科畢業生，以補充和優化專業技術人員結構。本科生在外語、計算機及基礎知識等方面表現出了一定的優勢，但普遍存在本科生專業知識與航空航天生產過程的需求脫節比較嚴重、獨立解決現場實際問題的能力非常薄弱，同時表現出對社會及企業的了解甚少，融入工作環境的協作精神比較欠缺等問題。這正是畢業生和企業共同擔心的問題。這些公司在航天專業技術領域與我校飛行器制造工程專業在培養學生過程中需要的全部專業知識具有良好的適應性。可見校企及學生三方都有合作辦學需求的基礎。

3.1合作辦學模式的定位

飛行器制造工程專業人才培養采取校內培養和企業聯合培養的方式，即學生在校期間的學習分為校內學習和企業學習兩部分。學制4年采用“3+1”模式，即3年校內通識類課程、大類學科基礎課程、核類專業基礎和專業課程的理論與實驗教學，著重加強學生基本知識、基本理論和基本技能的學習、鍛煉和培養；累計1年（主要集中在第四年）校外企業核類部分理論課程和實踐教學。重點是最后一個“1”的環節，具體而言在這一年的校外企業實踐教學環節中實行“部分專業課+課程設計+生產實習+畢業論文（設計）”的集成化教學方式，著重培養學生獲取知識、分析問題和解決問題的能力及創新能力。

3.2“3+1”校企合作辦學的主要特征

3.2.1規范選拔機制，組建一支優秀學生隊伍。第四學年初，學校需要在飛行器制造工程專業組建實驗班進行統一編班授課。學生自愿報名的基礎上，根據學生前三年在校成績及獲獎等綜合素質表現，擇優選拔出一定數量的學生，成立“飛行器制造工程專業‘3+1’校企合作試驗班”。規范的選拔機制應公平公正，公開透明，也是對低年級學生的一種激勵。再則，一支高素質學生隊伍是校企合作有效辦學的重要保障。

3.2.2校企雙方共同制訂和實施培養計劃。試驗班的培養計劃和教學大綱應由我校機械工程學院牽頭，與企業共同協商制訂，將學校教學過程和企業生產過程緊密結合，校企共同完成教學任務，使學生在掌握一定飛行器構造、飛行器制造工藝與工藝裝備的基礎理論和專業知識基礎上，具有鈑金、鉚接和裝配等基本操作技能，能夠從事飛行器產品零件的設計、生產及裝配、工廠生產管理和服務于第一線的工作的能力。實驗班往往會加入部分企業需要的專業課程，學校無法完成的可由在企業中聘請的兼職教師到學校講授。部分實踐教學依據學校實驗設備條件和企業生產進度協調安排。課程設計、畢業設計選題應盡量來源于企業的生產實際。

3.2.3建立校企雙向管理制度。學生實踐活動期間，不僅要保障學生安全和日常教學活動，還不能影響企業正常生產，因此，應嚴格實行校企雙向管理制度。學生的勞動紀律考核應由企業負責，盡量與員工保持同步。校企雙方應各派一名專職輔導員，有利于學生日常行為和具體事務協調與管理。由于航天企業有其特殊性，教學管理程序要適應航天企業產品研制與生產中的相關保密規定。

3.3“3+1”校企合作辦學實施的保障措施

許多學校在開展校企合作辦學的過程中，企業合作積極性不高，教學主體在實施過程中缺乏企業的實際參與和互動等問題。為了實現校企雙贏的合作關系，保障校企關系持久穩定，要在以下兩方面下工夫。

3.3.1尋求學校、學生與企業三方協調。學校有教學任務，學生有就業任務，而企業有其生產任務，校企合作教育應該在學校、學生與企業三者間尋求協調和統一，在學校教學管理部門、二級學院和專業教師的精心組織與周密安排下，加強與企業的溝通和聯系，加強與企業兼職教師之間的合作與協調。校企之間要協同制定相應制度，明確各自在應用型人才培養過程中的職責，成立專門部門，負責協調校企合作各項事宜，真正做到有政策制度的保障。特別要健全學生在企業實踐學習階段的教學質量考核與評價體系，優化企業對試驗班畢業生的擇優錄用機制。

3.3.2培養高質量“雙師型”教師隊伍。近年來，為了加強師資力量，學校引進不少擁有博士學位的畢業生補充到我校飛行器工程專業教師隊伍中，他們雖然有扎實的基礎理論，但工程實踐背景比較薄弱。因此，師資隊伍建設中，除注重學歷、年齡和職稱結構外，還特別強調教師的航空航天企事業單位工作經歷和工程實踐背景。為了加強專業課教師工程實踐能力的培養，學校要鼓勵或創造條件讓來自高校或沒有一線工作經歷的教師到相關企事業單位掛職，增強實踐能力，以促進校企合作教育的開展。

4.結語

合作辦學是以學生為中心的，在合作教育所有效益中，適合人才市場需求，提高學生的就業能力是利益的核心。校企合作辦學讓高校走向企業，也讓企業走進高校，將高校的理論教學與企業實踐有機融為一體。這種辦學模式對促進飛行器制造工程專業創新人才培養模式、拓寬人才培養思路非常有利。

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篇3

1971年，周易之出生在陜西―個普通的農民家庭里。從小，周易之就聰慧過人，學習成績非常優異。但做父母的對兒子并沒有過高的要求，只有―個非常簡單的愿望，就是讓兒子不要再過臉朝黃土背朝天的生活，只要他考上大學離開農村就足夠了。

周易之明白父母的心愿，但―個在農村上學的孩子，要考上大學談何容易!為此，他付出了許多旁人無法想象的努力和艱辛。

高中時，周易之非常喜歡物理，對航空知識也很著迷，又很向往首都北京，終于，高考時他如愿以償地考上了著名的北京航天航空大學，但他當時并沒有想過自己將來會成為一名飛行員，覺得這個夢想太遙遠。

在北航，周易之學的是航空發動機專業，―個大家都認為非常冷門的專業。但實際上，這是北航一個非常重要的專業。因為發動機是飛機的心臟，是飛機的核心部位。

但這個專業不僅冷門，課程也非常難學，考試又特別多，所以學起來特別辛苦。當剛北航發動機專業一共有4個班，每學期都有幾名同學因為成績不合格而被迫遲學，學習壓力之大可想而知。但周易之在學業上仍然突出表現，深得老師喜愛。

飛行學院第一批學員到飛行機長

大三實習完以后，周易之遇到―個絕好的機會――南方航空公司正式和北京航天航空大學合辦飛行學院，要招收第一批學員。周易之在老師的推薦之下去參加了一連串的考試和面試，全部順利過關，再經過嚴格得近乎苛刻的體檢，幸運地成為了飛行學院第一批8名學員的其中一員，他們后來全在南方航空公司工作，是南航自己培養的第一批飛行員。

當時，南方航空公司高層做了―個非常大膽又極具前瞻性的決定：把這8名飛行學員送到澳大利亞去培養。

在澳洲，學員們用的教材全部都是英文版，所有的老師也全部用英文授課，逼著學員們竭盡全力去提高自己的英語水平，這對他們后來的飛行和通訊提供了極大的幫助。更重要的是，學員們在澳洲學習到了很多領先于國內水平的先進的飛行理念――國外培訓十分注重發揮學員的主觀能動性，它有一個核心詞：Enjoy fly――享受飛行，就是要學員在享受飛行的過程中最大限度地發揮出自己的潛能，讓學習成為一種樂趣，讓自己在快樂中提高專業水平。學員們最重要的任務就是飛行和學習，天天都有飛行訓練，艱苦枯燥而又容不得半點疏忽。

經過―年半的學習，周易之和其他7名學員都以優異的成績取得了各種資格證書和執照，順利畢業了。

從澳洲回到南方航空公司后，周易之等人又再學習了一個月的理論知識，并進行了―個多月的模擬機訓練，然后再跟班實地飛行了幾個月，終于，他可以在正式的航班上當副駕駛了。

從1995年當上副駕駛到2003年成為波音757飛行機長，周易之用了8年的時間。

當機長除了技術好，還必須符合很多硬性指標，包括規定的飛行時間(特別是夜間飛行時間)、執行起飛和落地的次數；規定必須飛過普通機場，復雜機場，高原機場，國內航線，國外航線，跨洋航線，洲際航線；必須經歷過北方的大雪，冬天的大風，夏天的雷雨、臺風、風暴等惡劣天氣的考驗……此外還要參加眾多的考試并以優秀的成績通過才可以成為合格的機長。

周易之就是這樣從學員到副駕駛再到機長―步步地走過來，他在身經百戰的實地飛行中，慢慢地積累了處理任何意外和緊急情況的經驗。

“畢竟，從飛機滑行開始，機長就要擔負起旅客的生命財產安全，責任重如泰山。”周易之感慨地說。

跨越北太平洋的遠距離飛行

1995年底，南航引進了一批波音777飛機，如何盡快地掌握它們的性能迫在眉睫。但新機型引入帶來的眾多新概念、新設備的使用方法和手冊以及相關的飛行背景，全部都是英文注釋，有很多老飛行員根本看不懂。領導就把翻譯的任務交給了周易之。

波音777是當時世界上最先進的飛機，面對涉及內容極其廣泛的1000多頁的英文檢查單，周易之沒有絲毫的畏難情緒，他和同事廢寢忘食地鉆研著，在最短的時間內就高質量地完成了新機型長達幾十萬字的檢查單的翻譯任務，為南航的飛行員盡快掌握波音777飛機的性能，為波音777機隊順利投入運營掃清了障礙。

波音777機隊順利投入運營之后，南航又做出一項重大決策：利用雙發(發動機)的波音777飛機實施跨越北太平洋的遠距離飛行。這樣做比使用四發的波音747飛機節約了大量的航油成本，但飛行難度大大增加了。

在南航管理層的支持下，周易之和另外幾位機長查閱了大量資料，并進行了深入細密的研究，編寫出了我國第一部飛越北太平洋的《雙發延程飛行手冊》，為開通新航線做出了貢獻，使南航成為了全球第一家利用雙發飛機飛越北太平洋的航空公司。

該航路開通后，周易之發現途經的備降場經常需要除冰和防冰，他又編寫了《飛機的除冰和防冰》等相關手冊，供南航的飛行員使用，解決了很多實際問題，還為南航以后編寫除冰防冰手冊提供了藍本。

意想不到的是，《飛機的除冰和防冰》這本小冊子還促成了一次重要合作――

次年，南方航空公司要和美國達美航空公司實行代碼共享，合作之前，兩家航空公司要相互評估，達美航空公司評估南方航空公司的時候，其中硬件之―就是除冰和防冰手冊，而當時南航還沒有系統地編寫過這方面的專用書籍，情急之下，公司領導就把周易之編寫的《飛機的除冰和防冰》交給了達美航空公司，美方看過之后很滿意，雙方達成合作。

經歷非常之旅和首航

1999年末，在千禧年到來之際，因為擔心“千年蟲”問題會影響飛行安全，大部分的航空公司都取消了跨越千年時段的航班任務，但南航認為自己有實力解決這個問題，所以，決定照常執行“千禧年”跨太平洋的飛行任務。

作為“千年蟲”問題專家組成員之一周易之，為解決“千年蟲”問題和同事們共同編制出了“千禧年”航班的飛行程序，對保證這個特殊時刻的正常飛行起到了舉足輕重的作用。

當時，周易之他們為這次飛行做了很多預案：遇到導航故障怎么飛，遇到通訊故障怎么飛……最后的預案具體到什么程度呢?――當所有的預案都失效了，可能會啟動一架戰斗機來領航的時候，又該怎么飛……總之非常詳盡，以確保萬無一失。

北京時間1999年12月31日晚上8點整，執行南航“千禧之旅”的航班平穩地從廣州起飛前往美國洛杉嘰，在整個航程中，雖然飛機上采用的都是標準的格林威治時間，但還是有可能遇到北京時間的千年蟲、飛越日本時的日本時間的千年蟲以及飛到美國之后當地時間的千年蟲問題的干擾。

所有的機組人員都嚴陣以待，周易之是本次航班的副駕駛，就連南航集團公司的老總也親自在這個航班上壓陣。

第二天，當飛機在洛杉嘰平安降落的那一瞬間，機上所有人

員都熱烈擁抱歡呼，激動的心久久不能平靜!

作為南航的飛行骨干，周易之還執行了眾多意義非凡的首航任務，其中包括洛杉嘰首航、布里斯班首航、悉尼首航和拉薩首航等。

2001年飛越北極極點的航程，周易之至今仍然難以忘懷。當時，很多航空公司都知道北極航線有很多優點――首先就是距離短，從紐約到北京，如果走北極航線飛越極點要比現有航線縮短近三個小時，這就意味著航空公司可以節約不少燃油成本；而且這條航線氣流非常平穩，對飛行很有利，旅客感覺也很舒適。

盡管如此，當時卻幾乎沒有航空公司采用北極航線，因為它面臨的問題也是顯而易見的――首先就是燃油溫度問題，北極溫度太低，燃油容易凍結；第二是導航問題，有時候GPS衛星有可能覆蓋不到；還有就是諸如臭氧層黑洞等的輻射問題，所以風險很大。

2001年3月份，達美航空公司決心飛越北極，他們邀請了南航機組共同經北極從紐約飛北京，共同見證這個重要歷程。當時，周易之也獲邀參加了這次行動。結果那次飛行非常成功。后來，經過一番精心準備，同年7月，南航的飛機也成功地實現了這個航線的飛行。

國際航空協兼職教員

飛行之外，周易之還單獨撰寫或與他人合寫了大量的專著和論文，有的還填補了國內研究領域的空白，他還成為了機組資源管理方面的專家。

機組資源管理是國際上一門新興的學科。從各國民航的情況看，五六十年代飛機事故多是因為飛機不可靠，但到八十年代以后，飛機的質量大大提高了，為什么還有事故?大量的飛行事故調查表明，是機組資源管理出了問題。

1999年，南航就啟動了機組資源管理的研究。周易之不但參與了南航機組資源管理的研究及手冊的編寫，他還花了大量的時間和精力奔赴南航各地的分公司給當地的飛行員授課。

當時，國際航空運輸協會在全球有6個教學中心，北京是其中一個。他們在北京開設《機組資源管理》這門課程之后，想在中國國內招聘一名有實際經驗的兼職教員，周易之成了理想的人選。

經過一系列相互了解、應聘、面試、考試之后，2002年，周易之獲得國際航協的邀約，成為了中國第一位、也是至今唯一一位獲得國際航協雇請的“機組資源管理”兼職教員；他開發的課程和教授技巧都得到了國際航協的充分肯定。

國際航協，對兼職教員的要求非常高，每―年還要對各國的兼職教員進行培訓，這給周易之和世界各國頂尖的飛行員進行交流和學習提供了很好的機會。

2004年，在“第57屆國際航空安全年會”上，周易之成為國內航空公司唯一一名獲邀參加并上臺演講的飛行機長，他演講的主題是《機組資源管理中的威脅和差錯管理》，正是他興趣濃厚和專長的領域。

作為一名波音757飛機的飛行機長，尤其是研究機組資源管理的機長，周易之對自己提出了更高的要求，他說，要飛得好，又管理得好，讓每一個機組成員都能發揮自己的潛力和作用，這才是一個好機長。

最想飛到60

周易之說，在職業調查過程中發現，95％以上的飛行員，都非常喜歡這個職業，據說這是在所有職業當中，在職人員滿意度最高的。因為，第一，飛行員每天面對不同的情況，飛行的環境多變，合作對象也在不斷變化；第二，飛行員在執行不同航線的任務時，可以飛到國內各個城市，也可以飛到世界各地，大開眼界，而當你飛越無數風景名勝，從上空俯瞰那種美景的時候，心中會感到非常喜悅；第三，當飛行員要不斷地學習――熟悉新機型要學習，改造舊機型要學習，而且每年都有各種嚴格的考試，選種不斷學習和提高自己的生活令人感到充實而快樂。

按照國家規定，飛行員的最高年齡限制是60歲，在這期間，每年都有嚴格的考試和身體檢查，任何時候，只要身體有任何問題，都必須立即停止飛行。

周易之說：“飛行是我的至愛，是我的主業，離開它，我什么都不是。我最大的夢想，就是身體健康，能夠保證每次飛行的安全，能夠一直飛到60歲，直到退休。”

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1管好實驗教學儀器設備的重要性

力學中心承擔了全校力學、機械、能源動力、材料、航空航天、土木、核工程、化工、電氣等十多個不同門類和學科本科生4門基礎力學課程實驗教學，工程力學專業本科生7門專業課程實驗教學，研究生相關學位課程的實驗教學，開出的實驗課程有:理論力學實驗、材料力學實驗、工程力學實驗、振動測試技術、電測技術、光測技術、模態分析等。每年來實驗室做實驗的本科生、研究生達兩千多人，還要接待全校研究生與學位論文相關的科研實驗。面對繁重的實驗教學任務和科研輔助工作，儀器設備的規范管理、合理調配就顯得十分重要。因此，實驗教學儀器設備的正常與否，關系到實驗教學能否順利進行，也關系到實驗教學的水平與質量及學生創新能力的培養。

2分工負責，加強實驗教學儀器設備管理

眾所周知，管理工作中人是最重要的因素［1］，就實驗室管理而言，實驗技術人員是管好、用好儀器設備的核心。任何先進的儀器設備沒有人精心管理、細心維護、正確操作，就不會充分發揮儀器設備的最大功效，而良好的管理機制有助于儀器設備的管理者明確管理的目標、擔負的責任，并自覺主動地為實現目標而努力工作［2］。在力學中心沒有專職的儀器設備管理員，實驗教學儀器設備管理實行分工負責制，即每一位聘任上崗的實驗技術人員都要負責管理若干個實驗室和若干個實驗教學項目，其職責是:①保證所負責的實驗教學項目按時順利開出。②所管實驗室中所有儀器設備的日常維護，儀器設備完好率不低于95%。③為開展科研實驗的研究生進行儀器設備操作培訓。④實驗室的環境與衛生。這種管理模式的好處是:

(1)提高了實驗技術人員的責任心。由于分工明確、責任到人，各個實驗室的管理情況從平時的實驗教學中就可以直接反映出來。責任心強的實驗技術人員所管的實驗室，儀器設備故障率低，實驗室內環境整潔，實驗教學井然有序，反之則不然。這樣就形成了一種相互學習、相互競爭、相互促進的氛圍，無形中提高了每一位實驗技術人員做好本職工作的自覺性。

(2)促進了實驗技術人員學習的積極性。每一位實驗技術人員既是儀器設備的使用者，也是儀器設備的維護者。為了管好、用好實驗教學儀器設備，實驗技術人員就要自覺、努力地學習各方面的知識，深入了解各種儀器設備的原理、性能、使用方法。當儀器設備出現一些小故障時，還能及時處理，保證了實驗教學秩序的有條不紊。

(3)節約了實驗經費。由于實驗技術人員長期從事實驗教學，掌握了各個實驗的原理和內容，熟知實驗儀器設備的工作原理和操作規程。因此，在上實驗課的過程中，對實驗原理、操作規程講解的要領突出，步驟清晰，使得學生能很快理解實驗原理、掌握實驗方法，正確操作儀器設備，儀器設備損壞率大幅降低。從而減少了儀器設備維修費用，節約了實驗室的運行經費。

3完善規章制度，強化實驗教學儀器設備日常管理

儀器管理制度是儀器使用者和管理者應共同遵守的規程和準則，是管好、用好儀器的保障［3］。有了健全的規章制度，切實可行的管理措施，才能保證儀器設備的正常使用與運行，充分發揮儀器設備在實驗教學中的作用。

(1)制定規范的操作規程。標準規范的操作規程是減少儀器設備損壞的有效措施［4］。為此，我們制定了簡明扼要的實驗儀器設備操作規程，除懸掛在每個實驗室墻上外，還制作了A4紙大小的操作規程放在每個試驗機的操作臺上，方便學生隨時查閱實驗儀器設備的操作方法，避免在使用實驗儀器設備過程中因忘記操作步驟或出現異常情況，造成實驗儀器設備損壞。

(2)建立儀器設備使用、維修檔案。為了便于了解儀器設備工作狀態，每個實驗室里都有兩個記錄本，一是儀器設備使用記錄本，上面有使用日期、使用儀器名稱、使用者姓名、儀器狀態等;二是儀器設備維修記錄本，記錄了儀器名稱、型號、出廠日期、故障發生時間、故障現象、維修時間等，儀器設備的狀態一目了然，有案可查。除紙質記錄本外，還給每臺儀器設備建立了使用、維修電子檔案，管理人員根據電子檔案的記錄，可以歸納出每臺儀器設備常見的故障類別，針對這些故障，提前采取一些預防措施，有效地降低了相同故障的重復出現，提高了儀器設備的完好率。

(3)安全教育貫穿于實驗教學之中。在力學中心實驗教學中，材料力學實驗中的拉伸、壓縮、扭轉試驗都要用到大型的試驗設備，理論力學實驗中動態力學量的測試，還要用到高速旋轉的裝置，如何保證師生人身安全與設備安全，也是儀器設備管理中不容忽視的問題。因此，在實驗教學過程中，首先要對學生進行安全教育，讓學生們從思想上提高安全防范意識。其次，老師在講解儀器設備操作時，對容易出現安全隱患的地方，要重點強調，讓學生們充分認識到:遵守規章制度和操作規程是保證實驗教學安全的前提，也許你的一次違規操作就會釀成人身的傷害或儀器設備的損壞。第三，在每臺儀器設備容易出現安全隱患的部位，張貼溫馨的提示牌，提醒學生注意，防止無意之中損壞儀器設備。通過這些舉措，不僅提高了學生的安全意識還降低了儀器設備的損壞率，既保證了實驗教學的順利進行，也節約了儀器設備的維修經費。

(4)建立低值設備及耐用工具賬目。對于1500元以上的固定資產，學校實驗室與資產管理處建有一式兩份的固定資產卡片及賬目，便于查閱核對，容易做到賬、物、卡相符。而1500元以下的低值設備及耐用工具卻往往不被人重視，常常出現損壞、丟失等問題，為此我們建立了低值設備及耐用工具賬。對于低值設備及耐用工具實行誰使用誰保管的辦法，損壞或丟失的，按照力學中心制定的賠償制度給予賠償。由于加強了管理，在歷次本科教學評估、陜西省基礎課實驗室評估、學校資產清查中，力學中心的儀器設備(固定資產及低值設備)均能做到賬、物、卡相符，得到了陜西省教育部門及學校的表彰。

(5)開發儀器設備管理系統。為了提高儀器設備科學化、信息化管理水平，開發了力學中心實驗儀器設備管理系統，從管理系統可以方便地知道每臺儀器設備的存放地點、儀器狀態、責任人，不僅為教師和學生使用實驗儀器設備提供了方便，也做到了實驗儀器設備賬目清楚、數據準確，資產清查時賬、物、卡核對便捷。

(6)提高儀器設備使用率。力學中心各個實驗室面向全校師生開放，除了進行教學實驗外，還開展科學研究實驗。為使教學、科研兩不誤，在保證大面積本科生實驗教學的前提下，中心各實驗室挖掘潛力、增加服務，將晚上和周末加以利用，為進行科研實驗的師生開放，每年要接待學校相關專業的研究生、教師上百人次，提高了儀器設備的利用率，做到了資源共享。通過科學研究實驗，不僅促進了儀器設備功能的開發，也提高了實驗技術人員的實驗技能和科研能力。

4結語

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韓愈在《師說》中有云：師者，傳道、授業、解惑也。教學，乃是師之為師的基礎，亦是一所大學存在的根本。可是，隨著時代變遷，當大學不斷刷新著引以為傲的科研記錄，當大學的各項設施、設備日臻完善時，教學卻逐漸喪失了其核心的地位。作為教學職能主要踐行者的高校教師，基于種種原因，自身發展的追求超過了對于人才培養的追求，對于教學的重要性也逐步讓位于科研。于是乎伴隨著高等教育規模擴大的是教育質量的嚴重滑坡，于是乎有了“錢學森之問”，于是乎人們開始重新審視大學的人才培養，探究教學與高校教師的作用。

早在20世紀30年代初，清華大學老校長梅貽琦便有言：“所謂大學，非大樓之謂也，乃大師之謂也。”一語中的地指明了高校教師及其引導的教學對于大學的意義所在。令人欣慰的是，在80年后的今天，清華人依然將這種精神傳承了下來。在2003年～2011年連續六屆國家級教學名師評選中，清華大學共有15名教師獲獎，他們無一例外地既活躍在科研的第一線，也活躍在教學的第一線；不僅達到了很高的學術造詣，而且始終以學生為中心，以其人格魅力與學識魅力收獲了出色的教學成果，為清華大學在新時期實現教學現代化改革和向研究型教學模式轉化作出了突出貢獻。本文是根據對其中9位名師的訪談整理而來，試圖對這些清華名師的教學經驗作簡要梳理與概括，以期為廣大高校教師提供借鑒，引導并勉勵更多的教師投入時間與精力，強化教學職能，努力提高中國高等教育的質量。

重視啟發式教學，授之以漁

隨著21世紀新技術大量涌現，多學科之間的交叉、轉移和滲透的加強，傳統的以知識獲取為核心的教育模式已不再適應新時期的發展要求，以注重能力培養為主導的研究型教學被提上了日程。物理系陳信義教授認為，研究型教學的基本特征是師生以研究問題、探索知識的態度開展教學活動，并貫穿教學全過程。陳信義教授說，在整個教學活動中要注重基于問題的學習，即從實際問題或疑問出發，通過研究、討論來學習。根據其多年的教學經驗，此舉可以培養學生多方面的能力，諸如觀察和描述現象的能力，建立物理模型的能力，分析實際問題中物理原理的能力，從物理原理上進行技術創新的能力，對多學科交叉、轉移和滲透的適應能力，對物理學總體理解和綜合運用的能力，實踐能力與合作能力，以及終身學習的能力等。在陳教授看來，相對于傳統的知識灌輸，研究型教學對于學生的培養是潛移默化的過程，“愛因斯坦說，當忘記了教育的時候，剩下的就是教育。與之對應，我認為，當忘記了物理知識的時候，剩下的就應該是研究型教學的效果，即研究問題、探索未知的能力”。

如此一番“與其授之以魚，不如授之以漁”的觀點亦為航天航空學院的范欽珊教授所秉持。他認為，啟發教學中的關鍵便是精心設計一些能夠刺激和引導學生思維的問題，并給學生留出適當的思維空間。這種啟發引導式的教學會激發學生聽課的熱情與積極性，提高他們對于本學科深層次的興趣，而且要求學生對于教師的提問有所反饋，也會無形中督促學生主動思考，變以往的“封閉式思維”為“開放式思維”：會讀書、會做題、更會思考，變被動學習為主動學習，大大提高了教學的效率。自動化系的華成英教授在闡述她所推崇的美國教育家布魯納的教與學的原則時同樣強調反饋原則的重要性：“教”只是一種暫時狀態，目的是促進學生自力更生，必須讓學生學會如何學習，逐漸具備獨立思考、探究發現和自我矯正的能力。

培養創新精神，鼓勵“標新立異”

在所有分享教學經驗的名師口中，我們聽到的最頻繁的一個詞便是創新。隨著時代的發展，創新，尤其是核心技術的創新愈來愈成為推動經濟騰飛，增強國家競爭力的強大動力。用物理系陳信義教授的話講，為什么我們有不可勝數的“中國制造”，卻鮮有“中國創造”？因為制造和創造的差別在于核心技術和創造性研究。當前我國正在進行創新型國家建設，大學在建設創新型國家中肩負著重要使命，一方面直接參與科學研究與科技成果轉化；另一方面又是培養拔尖創新人才、實施人才強國戰略的基礎，而尤以后者最為重要。自動化系華成英教授在談及教學經驗時說道，“創新意識的培養要貫穿于教學過程中的點點滴滴”，并突出強調發揮教師在培養學生創新意識中的主導作用，改變學生“應試教育”的習慣。采取“發現學習”的方式，使得學生不但知“其然”，還“知其所以然”，并力求由此及彼、舉一反三、認識未知。精密儀器與機械學系的申永勝教授也這樣認為：新知識新工具層出不窮，單純的知識堆砌是不能解決問題的，必須把培養學生的能力作為中心來抓。以知識為載體，培養他們高于知識和技能的思維方式和方法，以及獲得知識的再學習能力。

基于培養學生創新意識的目標，清華名師們共通的一個方式便是討論式教學。陳信義教授喜歡組織小班討論課，鼓勵學生提問題，包括教師可能回答不上來，沒有公認結論的問題；甚至鼓勵學生“標新立異”，發表獨立見解。而范欽珊教授不僅鼓勵學生提出沒有標準和唯一答案的問題，而且常常支持學生自主設計實驗，要求學生在這一過程中主動思考你能做什么以及怎么做，而不是單純記住結論。通過這種以學生為主體的互動式教學，能夠開發每個學生的潛能，鼓勵并引導他們的好奇心、求知欲、想象力、創新欲望和探索精神，同時也會讓學生從中體會到成就感與快樂，激發他們對于專業的興趣。美術學院的李硯祖教授在授課過程中強調設置問題的重要性，使學生在課程學習過程中處于思考狀態，引導學生思考，尤其注重結合案例來講解基礎理論，做到深入淺出，理論不枯燥，學習有興味。

提煉課程精華，重視學術深度

課程的容量是有限的，而知識卻是浩瀚無際的。如何使學生在有限的課時里高效地掌握學科知識，教學內容的選擇與安排無疑是至關重要的。相比于一些教師選定一套教材從頭用到尾，清華的名師們則更喜歡脫離對教材的依賴，自己提煉課程的核心內容。當然這對教師的學科能力也提出了更高的要求。航天航空學院的李俊峰教授認為，教師需要“練內功”，即學術底蘊與修養，要熟悉本專業所有基礎課內容和課程涉及知識的發展歷史及其產生的影響，同時還要深入鉆研，與時俱進，以科學精神對待教學中的問題。

美術學院的李硯祖教授根據其二十余年來在設計藝術理論研究領域從事教學與研究的經驗認為，“要教好學，必須有好的科研作為支撐”，要“將國內外包括自己最新的研究成果融合于其中，尤其是注重研究方法和研究思路的講述”“從事研究型教學，其重要的基礎或條件是作為教師本人的研究素質、能力和成果，以研究促教學，教學成為研究的展示臺”。

在內容的選擇上，陳信義教授與華成英教授均主張精選素材，并且理論線索清晰，有條理，合邏輯，理論論證與實際例子相結合，突出核心內容與課程特色。范欽珊教授則更重視教學內容的學術深度，主張從基本理論、工程實例以及學科發展歷史多角度挖掘教學內容深層次的內涵，不僅可以幫助學生加深對于基本教學內容的理解，而且可以激發學生的鉆研精神和創新精神。同時，他還主張在教學過程中給學生提供基于課程教學內容而又略高于課程教學內容的文獻資料或獲取文獻資料的途徑，開拓學生視野，滿足不同學生的需要，培養學生搜集研究資料、閱讀文獻的能力，逐步養成研究問題的良好習慣。精密儀器與機械系的申永勝教授更進一步強調，要通過多種途徑對教材內容進行結構性調整、重組和更新：適當精簡經典內容，將新思想、新理論、新方法滲透到傳統教學內容中去，使得傳統教學內容加以延伸或重組以更加適合工程實際的需要；根據科技發展的新趨勢，適當引入學科前沿內容，為學生未來發展打基礎。

加強實踐教學，知行合一

基礎工業訓練中心的傅水根教授認為，目前的人才培養中存在著“九重九輕”問題：重理論輕實踐、重設計輕工藝、重學術輕技術、重論文輕發明、重知識輕技能、重研究輕工程、重虛擬輕實在、重信息輕制造、重高層輕基層。這也直接導致了當下高校畢業生動手能力差、就業難、科研成果轉化率低等連鎖問題。為了解決這一系列問題，必須注重實踐。因為實踐是內容最豐厚的教科書，是貫徹素質教育最好的課堂，是實現創新最重要的源泉，也是實現由簡單到綜合、知識到能力轉化的有效途徑。

范欽珊教授也認同實踐教學是研究型教學需要堅持的一個重要理念，能夠有效提高學生分析和解決問題的綜合能力。同時，他還提出要善于利用現代教學技術，與課程相整合，引導學生從書本走向實際，從靜態走向動態。申永勝教授在他的課程中“改變了過去那種把標準與原理混在一起、把工具和知識混在一起，講得過多、過細的做法，給學生更多的空間，讓學生通過自主學習和參與實踐增長才干”。

異曲同工的是美術學院的柳冠中教授主張在設計過程中要做到“知行合一”。認識是對知識的反饋，實踐是對能力的評價。在柳教授看來“設計的目的不僅僅是要讓學生和設計師將認識的道理轉化為實踐的能力，而且還要培養年輕設計師們發掘知識、自主獲取知識，甚至整合已知的知識，創造新知識的能力，然后將研究、拓展的新知識應用于實踐”。沒有知識的行是漫無目的的，會誤入歧途，而行又可以催化、升華我們的知識。

此外，傅水根教授還積極倡導理工與人文社會科學相貫通，主張在實踐教學中注重工程類學生加強人文素養培養，而人文社會學科學生加強工程技術素養培養，并使之發展為一種全國性的實踐教學改革方向，拓展學生的視野和認知能力，在不同學科與專業之間實現“隔行不隔山，隔行不隔理”，使學生的未來發展更具競爭力。

為師為友，教學相長

在化學系李艷梅教授看來，教師要像朋友一樣關心學生，這不僅體現在關心學生的思想道德、人文知識、社會責任等方面，而且還應體現在教師利用其業務特長，有意培養學生的科學素養、職業素養以及科學的批判精神。此外，教師也要像朋友一樣在意學生。要珍視學生的“平等感”，給學生不同方式的展示機會，并愛護學生的每一次參與，用心傾聽學生的每一句話。華成英教授更是談及，作為教師要想到“學生與你一樣聰明”。因為教師對待學生的態度會影響學生學習的態度，而這種信任對于學生而言是非常重要的。李俊峰教授則對“一日為師，終生為父”提出了質疑，他認為“討論問題時，老師應成為學生的‘摯友’或‘兄長’，擔負力所能及的‘有限’責任，雙方都服從真理而不是身份”。

教師在引導、教授學生的同時，對于自身而言，又何嘗不是一種學習？陳信義教授坦言在課堂上時，教師可以思考一些已經很清楚的基本東西，并嘗試賦予舊知識新生命。在與學生互動過程中，學生問的問題，有時也能為教師提供新的角度與新的研究方向，而單單靠教師自己，是不容易獲得這種啟示的。因此在某種程度上，教師與學生是一起成長，共學共進的。

言傳身教，師德垂范

對于一名教師而言，業務水平固然重要，但最基本的還是教學態度，這在某種程度上決定了整個教學活動的質量。清華大學的諸位名師無一不對教學工作抱有誠摯的熱愛與勤謹的態度。面對現在流行的科研高于教學的觀點，以及教學是單純付出，科研是有付出有收獲的功利看法，李俊峰教授深刻指出教學與科研應該是齊頭并進的，并且“講課訓練了教師邏輯嚴謹、重點突出的科學思維能力，使其在科研中善于理清思路、抓住關鍵。備課訓練了教師深入剖析復雜問題，把它轉化為簡單問題之有機組合的能力，使其在科研中善于突破難關。尤其是，教學訓練了教師的表達能力，使其在學術交流和撰寫論文時受益匪淺”。還有力地論證了教學對于科研具有促進作用，呼吁教師應當端正教學態度。同時，申永勝教授、李硯祖教授、陳信義教授、范欽珊教授、李艷梅教授等也都強調應該以言傳身教為學生在科研方面樹立榜樣。在日常教學中融入科研體會，在課外學習中提倡研究，鼓勵學生“在學習中研究，在研究中學習”，為優秀學生盡早進入科研創造良好條件和環境。

大學階段是學生成長的重要階段，也是人格形成的關鍵時期，教師在持身、治學、接物、待人等多方面都會對學生產生深刻影響，這也在無形中督促教師在傳道、授業、解惑的同時以其高尚道德與人格魅力感召學生，使其在人生成長的重要時期，得到良好的訓育，輔翼人生。

人才培養維系著民族的未來，高校教師應當切實把教學工作作為第一學術責任，努力汲取經驗，在講臺上綻放光芒，將生源優勢轉化為教學質量優勢，將已有的師生比優勢轉化為教師投入效率的優勢。做好學生的領航人，在引導學生格物致知的同時，輔仁進德，為學生的人生發展及國家的人才培養貢獻力量。

篇6

關鍵詞：材料科學與工程專業；設置；專業方向；學生就業

中圖分類號：G640 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）06-0180-02

貴州省是航天航空產品生產研發基地集中地區。近年來，隨著先進制造業引進涌入，對材料學科專業相關從業人員的需求量大為增加。然而，貴州大學材料科學與工程專業的設置是以傳統金屬材料方向為主，與高新制造業對材料壓力加工、材料質量檢測方面的人才需求有些錯位。單一專業方向培養模式，與社會需求和行業發展分工明確細化顯得不適應、脫節。學生不能根據自己的興趣、個性、就業愿望選擇專業方向，制約了學生的多樣化、個性化發展及創新能力的培養[1-4]。此外，貴州師范大學、貴州理工學院等區域高校也相繼開設材料類學科專業，使得本地區材料學科畢業生數猛增，就業壓力增加，就業渠道必須拓展。

為了解決材料科學與工程專業人才培養模式不能完全滿足市場對人才個性化、多樣化的需求問題。依據貴州省材料產品制造業的發展現狀和趨勢，以及材料科學與工程專業學生就業市場現狀。材料科學與工程專業以專業特征為基準，面向就業市場，以學生為本，靈活設計金屬材料、壓力加工以及材料檢測及表征三個專業特色培養方向。通過構建方向課程體系，教學內容，教學方法、手段改革，加強師資隊伍建設，堅持知識、能力及素質協調發展，有針對性地著重培養學生創新能力和創新精神，強化學生多樣化、個性化發展，拓寬就業渠道。

一、特色專業方向課程設置

廣泛進行調研，重點了解金屬制造行業對人才知識、素質、能力的要求。我們按“通識公共基礎+夯實大材料學科基礎+明確專業專長方向”的方式實施材料科學與工程人才的培養，確定了具備相同口徑的通用基礎知識課程群和材料科學與工程專業核心課程群，為專業方向課程的學習奠定基礎。學生根據社會需求和個性特長，自主選擇專業方向，以滿足學多樣化、個性化發展需求。

通用基礎知識課程群主要包括公共基礎與人文素養等課程，重點培養學生文化素質、身體素質、思想品德素質。專業基礎課是課程體系的中心組成部分，緊密圍繞材料學科專業共性特征和人才培養目標設置，是三個專業方向共同開設的課程。避免課程間內容重疊，整合《固態箱變》、《金屬熱處理》、《熱處理新技術》三門課程課程為一門核心課程――《熱處理原理及工藝》，構建以《材料科學基礎》、《材料力學性能》、《材料分析方法》等課程組成的專業核心課程群[5]。便于學生掌握有關材料制備合成、組織結構、性能和使用效能等四要素構成的材料學科共性基礎知識規律。

專業方向課程群體與社會需求密切聯系，有不同特色的專業方向實用性課程群。金屬材料專業方向有《金屬材料學》、《鋼鐵冶金概論》、《有色金屬合金》、《復合材料》、《高溫合金》、《航天材料》、《模具材料》等課程。壓力加工方向有《材料成型工藝》、《軋制工藝學》、《擠壓與拉拔》、《塑性成形數值模擬技術》、《鍛壓設備與工藝》、《快速成形技術》等課程。材料檢測及表征方向有《材料性能測試技術》、《材料工業分析》、《無損探測》、《超聲檢查》、《渦流檢測》、《常用檢測設備與維修》等課程。

二、專業方向實踐教學設置

材料科學與工程實踐教學踐行“理論教學與實踐教學并重，更加注重實踐教學，偏重專業方向”理念。改革傳統實習教學模式，認識實習圍繞實習基地的制備（壓力加工）-檢測-裝配流程組織展開，學生初步掌握材料制備-組織結構-性能-使用效能為主線的科學研究方法。生產實習則各自偏重金屬材料、壓力加工、檢測與表征專業方向，身臨其境，與社會溝通，培養學生綜合應用專業知識解決相應的專業方向領域中的生產實際問題。近年來，本專業實驗室采購了透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等大型精密儀器和實用設備，構建冶金制備、壓力加工和測試與表征實驗平臺，為培養不同專業方向學生的創新意識和實踐能力奠定了堅實基礎。按照自編的《材料科學與工程專業實驗教程》指導教材，以“課程綜合性實驗、專業方向綜合性實驗、專業綜合性實驗和創新創業實踐應用開放性實驗”分層次逐步深入展開。畢業論文環節實行導師制，采取自主挑選導師、過程互動的方式，激發學生研究創新的興趣，理論聯系實踐，培養學生的實踐認知和創新能力，保證高質量的畢業論文。近幾年共有10余篇本專業學生畢業論文獲學校優秀論文獎勵。

激勵學生參加著名專家和企業家講授高水平專業講座，讓學生了解專業方向前沿發展動態，新成果、新理論、新技術、新產品和新理念，拓寬學生的專業視野。鼓勵學生自由選題，

自主設計方案，申報大學生創新實驗項目。在導師指導下，獨立完成制備（加工）、檢測、表征、分析實驗過程。推薦優秀學生參加全國金相、節能技能大賽，提高學生主動學習興趣，并充分展示學生創新意識和創新能力。近年來獲國家級、省級、校級大學生創新實驗項目及SRT項目10余項，國家級節能大賽獲獎3項。

三、教學方法、手段改革

課堂教學中重視以學生為主體的教學原則，采用多媒體、科研成果案例、小組討論、精品課程交流平臺網絡等方法，將繁雜的概念、原理，產品制備過程，微觀組織結構以及性能檢測過程、檢測設備操作和維護過程等以形象化、動態化、具體化的形式，逐步深入，側重向各專業方向學生講授，利于提高學生學習的主動性和興趣，以及培養學生創新和批判性思維能力。《材料科學導論》實行雙語教學，學生閱讀翻譯外文文獻的能力明顯提高，有利于了解全球材料學科的前沿科研狀態和知識。在實踐教學改革中，材料科學與工程專業各方向充分發揮學院與企業的科研實踐優勢，拓寬就業渠道。從時間、教學內容以及管理措施上保證“以科研促進教學，更好地培養學生的創新能力和工程實踐能力”[6]。我院于2011年開始與臺灣義守大學合作辦學，材料科學與工程專業各方向選派1～2名優秀學生到該校學習，這將進一步探索出國際國內合作辦學之路，給本專業更多優秀學生優化知識結構、開闊學科視野提供跨校學習平臺。

四、加強師資隊伍建設

貴州大學材料科學與工業專業經過60多年的專業建設，儲備了大批的材料學科專家學者和寬厚的工程學術文化底蘊。近幾年，經過貴州大學品牌專業、省級示范性專業、國家一類特色專業，以及重點學科、碩士點、博士點授予專業建設，采用傳幫帶培養、引進、進修提高等方式，建立了一支教學、科研兼容，結構合理，愛崗敬業，勇于創新的專業方向教師隊伍。目前本專業共有教師15人，其中教授6人，副教授6人；博士5人，碩士5人。35歲以下教師全部在讀博士。本專業青年教師全部到省級材料結構與強度重點實驗室兼職，掌握大型檢測與表征儀器的操作和維護，為師生展開科研教學提供了技術便利。與貴州南方匯通、安大集團公司等校外實習基地建立了長期師資培養機制，以解決不同性質的企業生產問題為契機，與培養學生并舉，為各專業方向師生提供了科學研究和工程實踐的條件，目前有三位教師在這些企業攻讀博士后。加強教師隊伍團隊合作，鼓勵教師教學與科研并重。目前，本專業教師發表相關教研論文30余篇，出版教材《材料科學基礎》、《金屬材料學》、《材料科學》、《材料科學與工程專業實驗教程》等4部教材。《材料科學基礎》獲評省級精品課程，《材料力學性能》獲評校級精品課程，帶動了本專業方向課程的建設。

五、結論

與時俱進，貴州大學材料科學與工程專業緊跟材料制造業發展趨勢和用人市場需求，及時調整專業特色培養方向，不斷深化構建特色培養方向課程體系，改革教學方法、手段，加強師資隊伍建設等措施，逐步實現了專業“寬專業、厚基礎、高素質、重實踐、強能力”與培養方向專長化的有機統一，不僅彌補了現有專業培養模式的不足，而且也滿足了學生多樣化、個性化發展的需求，提升了學生就業市場競爭力。最近幾年，材料科學與工程專業學生就業率一直名列貴州大學前茅，獲得2011―2013年全校就業率一等獎，已呈現出學生就業自信、社會歡迎的良好互動局面。

參考文獻：

[1]徐德龍，許啟明，肖國先，等.關于材料類本科專業設置演化的思考[J].西安建筑科技大學學報：社會科學版，2003，22（1）：5-8.

[2]李瑜煜.復合型材料電子技術人才知識結構及課程設置的研究與實踐[J].理工高教研究，2005，24（6）：105-106.

[3]張海燕，黃貴秋，石海信，等.化工專業柔性專業方向建設的探討[J].欽州學院學報，2012，27（7）：41-44.

[4]黃貞益，鄧小民，李勝祗，等.材料成型及控制工程專業建設探討[J].安徽工業大學學報：社會科學版，2005，22（1）：107-108.

篇7

【關鍵詞】典型鎢礦床；找礦模型

中圖分類號： U469 文獻標識碼： A

鎢屬于重要的金屬材料，在國防、航天航空、石油生產等領域發揮著重要作用，影響國民經濟增長與國防安全。從世界范圍來看，鎢作為戰略金屬而受到廣泛重視。我國是鎢金屬傳統生產大國，年開采量、出口量常年保持世界領先水平。從我國現階段鎢礦開采環境來看，我國鎢礦具有場地多、規模大等優點。但鎢礦生成環境復雜，對開采技術要求較高。本文以此為基礎，以石英脈型典型鎢礦床找礦模型做進一步分析。

一、地質找礦模型建模方法分析

本文所研究的典型地質找礦模型，就是統計相關礦藏的地質儲存特征，結合相關資料，對可能存在礦藏的地質特征進行分析，并依靠相關方法對數據進行數量化處理，最終構成地質找礦模型。

1.總結典型礦床地質特征

本文所研究的典型礦床地質特征，包括礦床基本信息、礦區地質特征、礦床開發環境特征等要素，并進行系統化地質勘查。其中礦床基本信息包括：礦床名稱及其行政隸屬地、礦床開采的經濟價值與實際價值、礦床出露狀態等，通過總結相關數據，為建立數據模型提供支撐；礦區地質特征包括：以典型礦區為中心，范圍約為（10*10）km范圍內的基本信息，包括礦區構造、礦區底層等；礦床開發環境特征包括：礦藏周圍的人員居住環境、周圍自然環境、人文環境、當地礦區管理政策等[1]。

2.建立典型礦區地質找礦模型

在總結典型礦床地質基本特征之后，提煉相關細節，并建立模型，要確保找礦模型能涵蓋找礦工作的具體信息。其中，應包括礦區名稱、礦區構造、礦石類型（分類）等一系列基本要素。本文簡單建立礦物找礦模型，具體資料，見表1。

表1 典型礦物找礦模型

二、典型鎢礦床找礦地質模型確立

1.典型鎢礦床分析

（1）礦床基本信息分析

現階段，我國的鎢礦床分為：石英脈型鎢礦床、矽卡巖型鎢礦床、斑巖型鎢礦床等，主要分布于湖南、江西、黑龍江等地區，整體呈現出場地多、規模大等特點。但就總體分布而言，南方礦床多于北方。

（2）地質特征匯總

①地層：地層是影響工況、融礦的重要因素，融礦建造機制不同，所形成的鎢礦床也各不相同。例如，碳酸鹽巖建造易形成矽卡巖（似矽卡巖）型鎢礦床；硅鋁建造易產生交代巖，形成石英脈型、細脈浸染型鎢礦床。

②構造：地質構造為鎢礦床形成提供一定必要空間，一方面，構造裂隙作為一種特殊的導礦構造，為成礦流體提供必要的運移通道；另一方面，構造裂隙形狀影響礦體形態，其構造虛脫部位以及部分斷裂構造作為有利的容礦構造，容礦構造裂隙的部位、形態控制著礦床類型的變化[3]。

③巖漿巖：巖漿巖是鎢礦的重要物質來源。從物質角度來看，花崗巖形成、運動等活動影響地殼內部礦元素運動（主要為礦物富集、擴散）。而花崗巖的多次演化，也進一步促進鎢的轉移與成礦。

④經濟礦種資源統計

統計常見鎢礦床的其他經濟礦種資源，根據固有比例，預判該礦床可能存在的經濟礦種資源量。

2.石英脈型典型鎢礦床地質找礦模型建立

石英脈型典型鎢礦床是較為常見的鎢礦床類型，儲量占我國鎢礦總儲量的39.7%，更是我國當前主要的鎢礦開采類型。

（1）地層

統計石英脈型鎢礦生產的主要特點，統計其地層時代與巖性。本文簡單統計幾處石英脈型鎢礦地層與賦礦建造特征，具體資料見表2。

表2 石英脈型鎢礦床賦礦建造特征與礦區地層

由表2可發現，石英賣礦地層時代主要分為寒武系、震旦系與石灰系，其中，寒武系為3例，占總例數的60%。具體資料見圖1。

圖1 石英脈型鎢礦地層時代統計

（2）構造

以表2礦床名稱為例，對其構造進行分析，具體結果見表3。

表3 石英脈型鎢礦床礦區控礦要素統計

由表3可發現，斷裂是石英脈型鎢礦床的主要控礦構造。

（3）巖漿巖

①巖性：統計5例石英脈型鎢礦床礦區巖漿特征，具體資料見表4。

表4 5例石英脈型鎢礦床礦區巖漿特征統計

通過資料顯示，上述5例石英脈型鎢礦床區巖漿特性與酸性入侵巖之間存在密切聯系，其巖性主要為花崗巖、花崗閃長巖等。

②成礦時代

收集上述5例石英脈型鎢礦床成礦年齡，具體數據間表5。

表5 石英脈型鎢礦床成礦時代統計

注：表5數據均來自相關權威文獻[5]。

（4）建立地質找礦模型

結合上文分析數據，建立石英脈型鎢礦床地質模型，并簡化為數據圖表，具體資料，見表6。

表6 石英脈型典型鎢礦床地質找礦模型

由上文分析中可發現，石英脈型鎢礦床的賦礦地層時代主要為寒武系，其巖性為碎屑巖、變質巖；控礦構造以斷裂為主；酸入巖是影響的礦床主要因素；燕山期是適應脈型礦床的主要成礦時代；礦體空間形態以脈狀為主；礦石礦物主要有黑鎢礦，其次為白鎢礦、閃鋅礦、黃銅礦等。從不同鎢礦床類型來看，不同類型的找礦方式存在明顯差異。因此，對相關工作單位而言，在找礦過程中，除要進行相關地層時間、地層結構等基本信息考察外，還要充分尊重不同類型礦床的差異性，以獲得更好的找礦效果。

結束語：

礦物生產一直是我國經濟建設中的重點。自然資源生產安全一定程度上影響國家經濟發展，加強對礦物資源生產、勘探方式的討論一直是我國自然資源管理中的重點。本文由典型鎢礦床地質找礦模型入手，結合石英脈型典型鎢礦床，對其找礦模式進行分析，并最終提出找礦模型。

參考文獻：

[1]陳潤生.閩北建甌上房鎢礦床成礦作用特征及礦床成因[D].中國地質大學博士生論文，2013，6：17-20.

[2]許泰，高海東，李元志，等.中國鎢礦床成礦特征探討[J]..中國鎢業，2012，27（03）：1-5.

[3]袁順達，張東亮，雙燕，等.湘南新田嶺大型鎢鉬礦床輝鉬礦 Re-Os 同位素測年及其地質意義[J]. 巖石學報，2012，28（01）：27-38.

[4]朱瑞兵.礦產資源開發綜合利用經濟效益評價研究[D].北京：中國地質大學（北京），2012，6：71-75.

篇8

關鍵詞：機車，安全，導航

 

隨著萊鋼生產規模的擴大，萊鋼運輸部機車也隨之增加，運輸生產越來越繁忙，鐵路線狀況越來越復雜，為了對運輸生產控制和監督，提高機車的行車安全，我部引進了機車安全導航系統,為調車作業的現代化管理提供先進、可靠的技術手段。

1.系統結構組成

本系統集調車作業計劃無線傳輸、機車運行安全防護、無線調車機車信號和監控系統、機車速度及位置的動態跟蹤、機車工況數據采集等功能于一體。

為保證地面中央處理系統與機車移動信息終端之間無線通訊的實時性，以及盡可能的減少無線通訊的盲點區域，在每個站場設置一套地面中央處理系統。設置在各個站場的地面中央處理系統之間通過光纖網絡與貨物車輛實時跟蹤系統及接口機連接。論文格式。地面中央處理系統與安裝在各機車上的機車移動信息終端之間實現無線雙向通訊，用以傳遞站場畫面信息、調車作業計劃單、機車速度及位置等相關動態信息。

2.系統構成及主要設備組成

機車安全導航系統分為地面中央處理系統和機車移動信息終端兩大部分組成。論文格式。

2.1地面中央處理系統

地面中央處理系統包括室內和室外兩個部分。室內部分主要包括由兩臺運算能力較強的主機組成雙機熱備系統，UPS電源，一個數傳電臺及天線，一臺GPS接收器及天線等。室外部分包括地面應答器和與之配套的連接線纜等設備組成,如圖1所示。

2.2機車移動信息終端

機車移動信息終端由車載主機、數傳電臺、機車工況數據采集儀、10.4寸液晶顯示屏、操作用小鍵盤、車載GPS接收器、錄音話筒、車載無線調車等主要設備組成,如圖2所示。

3.系統主要功能

3.1實時動態跟蹤和定位功能（1）在機車顯示屏上動態實時顯示本機車位置信息；（2）在機車顯示屏上動態實時顯示前方信號狀態和距離，當機車進入指定安全區域時，將會有語音信息提示前方信號燈狀態和安全報警信息；（3）在機車顯示屏上動態實時顯示機車速度、柴機轉速、總缸氣壓、列車管壓、制動缸壓、手柄位置等相關信息；（4）對機車駕駛室內環境進行實時錄音，如：正、副駕駛的呼喚應答信息；司機與調車員、連接員、調度員之間的語音通訊信息等；（5）當有兩輛（或以上）機車進入同一股道時，將向本股道所有機車實時傳遞相對距離，并以圖形化顯示機車相對位置，當機車距離小于指定安全距離時，將以語音提示安全警告信息；（6）在調監系統上動態實時顯示全場機車位置信息3.2安全防護功能（1）防止調車作業時車列冒進禁止顯示的阻擋信號機。論文格式。（2）防止調車作業時車列越過站場規定的停車點（一度停車位，分區點，站界等）。（3）控制車列在盡頭線安全距離前方停車。4）防止調車作業車列運行速度超過道岔、線路、特殊車輛等允許的最高限速。（5）防止連掛作業時超過連掛作業允許的最高速度。3.3調車作業計劃傳輸功能（1）自動讀取并發送調車作業計劃到相應機車上；（2）機車顯示屏上可顯示接收到的調車作業計劃。

3.4人機交互功能（1）在車載顯示器和車務終端上實時顯示：在指定范圍內實時顯示同一股道上其他機車位置和本機位置。以站場圖形方式實時顯示行、調車作業狀況。以圖標方式實時跟蹤顯示調車車列在調車作業區的位置。以文本方式實時顯示調車作業關鍵狀態信息。（2）在車載顯示器上實時顯示本作業車列前方信號狀態、調車限速、防護距離和平調信號控制命令。（3）司機通過小鍵盤實現調車作業單查詢、勾作業確認等操作。（4）車務值班人員通過車務終端鍵盤或鼠標實現調車作業通知單錄入、編輯和打印等功能。（5）通過車載主機喇叭向司機發出語音提示、報警音響。

3.5記錄處理功能（1）在地面主機、車載主機和監控裝置主機中分別記錄并保存調車作業過程的實時信息。（2）通過轉儲設備可以將車載主機和監控裝置主機中記錄的數據轉移到地面設備，進行分析處理。（3）在車務終端上可以對調車作業的歷史記錄進行回放和查詢檢索。4.主要功能實現的原理

4.1實時動態跟蹤和定位功能（1）機車移動信息終端通過車載GPS接收器實時接收到本機車的坐標位置，并同時通過無線方式實時接收地面GPS的坐標位置，通過差分計算后可獲得機車準確的坐標位置，并將此坐標位置由無線方式傳回地面中央處理系統。（2）地面中央處理系統把從貨車實時跟蹤系統和接口機獲取的相關數據合成加工后通過無線方式發送到機車移動信息終端，機車移動信息終端結合本機車的GPS坐標位置即可在顯示屏上動態顯示站場畫面及機車位置、速度等相關信息。（3）在某些關鍵位置設置地面應答器。當機車經過地面應答器進入該股道時，從應答器獲得機車所處的位置信息，系統從這個位置開始對機車隨后的運行軌跡進行實時跟蹤。當機車退出該股道并經過應答器時，系統結束實時跟蹤，待機車再次經過地面應答器進入該股道時重新開始新一輪的實時跟蹤。（4）地面中央處理系統實時接收各機車的位置、速度等相關信息，通過數據合成加工后可在調監系統上動態顯示機車的相關信息。（5）系統可根據GPS、地面應答器、微機聯鎖及貨車實時跟蹤系統的相關信息等多方面實現機車的動態跟蹤和定位。假如其中某一部分出現短暫故障，系統仍可對機車進行動態跟蹤和定位。

4.2安全防護功能（1）同一股道機車防撞

①根據微機聯鎖系統傳入的地面信號狀況，判斷有機車A和機車B進入同一股道作業，或是機車A和機車B同時進入干線，地面中央處理系統將把從機車A和機車B接收到的位置、速度等信息實通過無線方式實時發送給機車B和機車A ；②車A和機車B接收到本股道上其他機車的位置、速度等相關信息后，在顯示屏上實時顯示本機車及對方機車的位置，以及兩機車之間距離和相對速度。

（2）防止調車作業時車列冒進禁止顯示的阻擋信號機

當某機車在進入道岔指定的安全警戒區域后，地面中央處理系統會把機車前方地面信號和機車與信號機間距離等相關信息發送給機車移動信息終端，車載主機軟件以圖形界面和語音提示等來對司機提出友好警示，并根據公式算出車輛是否需要減速，如需要會給予語音和圖形提示；當車輛需減速或停止時，但車輛還繼續前進，車內自動安全系統將會報警，并根據情況自動停。

4.3調車作業計劃傳輸功能（1）地面中央處理系統定時從數據庫讀取調度員下達的調車作業計劃，并通過無線方式將調車作業計劃發送到相應的機車上.（2）當機車上接收到調車作業計劃時，會有語音提示司機確認接收，接收到的調車作業計劃可直觀的在顯示屏上顯示。（3）機車移動信息終端可將機車接收到調車作業計劃的時間以及整張調車作業計劃單的完成時間傳回地面中央處理系統

5. 結束語

通過在萊鋼軋鋼站3臺機車上安裝機車安全導航系統后的使用情況來看，機車安全導航系統可以顯著提高機車調車作業效率，增加機車作業人員在作業過程中的安全性，并大幅降低了機車的各項損耗，有效降低了生產成本。

參考文獻

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[3]沈鋒.無線電導航系統信號接收技術[M]國防工業出版社.2010.

[4]黃智剛.無線電導航原理與系統[M]北京航天航空大學出版社.2007.

篇9

為此，即使古稀之年，即便是曾歷經磨難：“3次中風、4次心梗”的生命挑戰，他依然以超人的毅力、堅定的信念，戰勝病魔，執著地用智慧向世界的科技界奮力地書寫著三個大字：中國人。

作為中國科學家的應懷樵，沒有讓中國人失望，他數十年如一日，嘔心瀝血、將全部精力投入虛擬儀器（VI）科學研究之中，攻克一道道世界性難題并填補國內空白，特別是對“傳遞函數的測試及實時控制和反演關鍵技術”的成功突破，為提高虛擬儀器測量精度和范圍開創新途徑，被認為“可與‘光纖之父’諾獎得主高錕教授的‘光纖通信’成果相提并論”，達到足可問鼎諾貝爾物理學獎的世界性的成果。被業界譽為是中華民族對人類文明有重要意義和影響的現明之一。

積極淬煉 執著向前

應懷樵有著深厚的求學和科研經歷。1964年，他從浙江大學應用力學專業畢業后，被分配到中國鐵道科學院，致力于高速列車風洞課題研究，并到清華大學力學系學習風洞測試分析技術。1965年參加國防課題核試驗防核武器防護工程―地下鐵道核爆炸作用下振動、噪聲與動力學分析的研究，涉及核爆炸和地下鐵道，這項工作搞了十五年（1965-1980）。其中，提出核效應工程設計參數五個振動公式，完成CZ-S拾振器和CZ-F測振放大器的研究成果，填補國內空白，獲1978年三項全國科學大會獎。

1973年，嘗試用當年日本自動化工業展覽會時買來的小型ECC555可鍵盤輸入的數字計算機及FORTRON Ⅳ語言編程的軟件數字積分和DFT方法取代傳統硬件模擬積分和基于濾波的傳統頻譜分析方法，解決了殘余位移（0Hz）用硬件無法獲得的難題，并于1979年獲得成功，成為虛擬儀器的最早的成功范例。

同年11月，應懷樵在杭州召開的國防科委核試驗全國防護工程學術（保密）會上提出虛擬儀器的核心概念“軟件制造儀器”、“用軟硬件結合取代傳統儀器”獲得主持會議的中科院力學所所長鄭哲敏院士、清華副校長張維院士、同濟校長李國豪院士的贊揚和支持，比美國NI提出“軟件是儀器”的概念早七年。

1979年11月，應懷樵具有該領域應用成果的國內首部專著《振動測試和分析》出版發行。運用數字算法（現稱為軟件）取代硬件所得到的結果，即虛擬儀器早期的成功研究。虛擬儀器的核心是軟件制造儀器，這是軟件取代硬件的早期研究的成功示例。

1983年1月，應教授因無法使用磁帶記錄儀和信號處理儀器的困難，促使他下決心研發中國VI-PC卡泰，創建東方所的前身――中國振動技術咨詢部，并正式立題研究虛擬儀器。

1985年，誓將科學研究做到極致的應懷樵，魄力非凡地創建了東方振動和噪聲技術研究所（簡稱東方所），開始系統從事虛擬儀器庫、移動實驗室技術研究，提出“把實驗室拎著走”的目標，正式立題“DASP虛擬儀器庫―振動噪聲、模態分析移動試驗室技術”研究，為此，他自立課題、自籌資金開始研究“PC卡泰”（PCCATAI）―微機卡式自動采集測試分析儀器。

另外，應懷樵還是國內外最早提出“用軟件制造儀器”、“用軟硬件相結合”來取代傳統儀器的學者。此后，依靠持續創新，他帶領團隊突破了虛擬儀器的核心技術，開發出適合便攜機和筆記本使用的小型數采卡和大容量數據采集分析（LCAS）軟件，研制成功臺式和筆記本式大容量智能數據采集和信號處理系統以及DASP“達世普”虛擬儀器庫系統。這是我國最早研制成功的虛擬儀器產品，實現“把試驗室拎著走”的目標。1993年3月，該儀器參加北京新技術展覽會，并遠赴加拿大參展，獲表揚名單第一名。2007年，在第二屆全國虛擬儀器學術交流大會上，東方所的卓越貢獻受到高度評價，應懷樵被稱為“中國虛擬儀器之父”。

胸懷遠望 產業報國

科技發展要有寬廣的眼界，厚積薄發的應懷樵隨著對該領域研究的不斷深入，越來越能敏銳地把握住世界科技的發展動向，并緊緊地契合著經濟全球化及信息時代所呈現的不同特征，始終將創新理念貫穿到他科學研究當中。在這種理念的引領下，應懷樵和他的東方所取得一百多項創新技術，使我國虛擬儀器和動態測試分析儀器的性能從一般的低精度的低檔次測量儀器躍入了高端高精度的測量儀器行列，并在以下十大世界性難題方面取得重大突破：

一、基于平臺式設計的VI庫技術。這一具有里程碑式劃時代意義的新路線對儀器制造業和測試技術界產生巨大影響，代表了我國在VI研發方面的最高水平。

二、變時基（VTB）傳遞函數（導納）測量分析方法。達到國際領先水平，獲國家發明專利。已完成神舟飛船750噸移動發射平臺、“長三捆”大型運載火箭、航天員超重訓練機模態試驗等數十項國家重點項目，效果優良。

三、高精度頻率、幅值、相位和阻尼測量技術。東方所原創的高精度頻率計和幅值計達到十進制10-16―10-17的精度，比國外常規方法提高精度100萬倍，具有重大國際影響力。

四、超低頻信號快速測量技術，達到國際領先水平。

五、倒熵譜分析方法。具有倒熵富、倒富熵、倒熵熵等三種倒譜，達到倒譜分析的國際領先水平。

六、FFT/DFT分析方法，是目前頻譜細化主要方法之一。

七、振動全息AVD“一入三出”實時測試分析創新技術。原創提出了全程微積分方法，實現AVD“一入三出”振動全息實時動態連續測量，達到國際領先。

八、自動化智能模態分析方法。一般人員通過簡單操作即可獲得專家級的模態分析結果。

九、24位“雙核”變幅基A/D高精度超量程160dB數采儀技術。達到國內首創，國際領先。

十、突破傳遞函數的測試及實時控制和反演關鍵技術，為提高儀器測量精度和范圍開辟新途徑。此技術是一項世界難題。可極大擴展儀器的頻率測試范圍，提高測試精度，極具國際競爭力。

不斷取得創新成果的應懷樵，儼然讓他具備了開拓創新的魄力，更關鍵的是也讓他懂得了一個科研工作者的社會價值和使命。科學技術是第一生產力，但科技的發展不能是盲目的，必須瞄準現實需求。只有這樣，科研成果才能完成與產業的順利對接，也才能真正完成社會生產力的轉化。

科技與產業完美融合，這是科學研究的起點也是終極目標。循著這樣的思路，應懷樵的科研之路多了更多的社會思考。在應懷樵眼里，諾貝爾不僅是一位杰出的科學家，還是一位成功的產業者，科技只有和社會發生緊密聯系，才是有價值的。為此，應懷樵雖遭遇3次中風、4次心梗、7次與死神擦肩而過的生命危機，依然沒有停止探索與奮進的腳步。開始積極思考中國虛擬儀器的產業化之路，樹立起“讓INV系統走進每一個實驗室，讓DASP軟件運行在每個實驗臺上”的嶄新目標。

諾貝爾在每個科技學者心中，都是一種夢想，而在應懷樵心中，這種夢想時刻激勵著他。為此目標，他在建所之初就提出“勤奮、創新、堅持、自強”的八字座右銘和完全自由的判斷與討論的“玻爾所”精神和“六要三不要”的處事準則等基礎上，發展成為涵蓋精神追求、道德情操的336字法則及幸福六大原則的企業文化，加強東方所的文化凝聚力與執行力。并以此為紐帶，不斷加強人才隊伍建設。一方面加強與全國重點高校合作，為國家培養出大批專業急需人才，以及行業高端人才，東方所的研究團隊也擴大到80余人，擁有博士生、碩士生數十名，成為虛擬儀器領域一支重要力量。同時他還成功組織和主持了二十五屆全國振動與噪聲高技術學術會議，1997年至今，主編《現代振動與噪聲技術》十卷，及十多部專著、《倒熵譜研究》等160多篇論文報告。同時，適應產業化發展需要，不斷加強研發與市場開發隊伍建設，適時將一些科研人員轉型成為技術支持，直接面向銷售服務，推動銷售隊伍建設和提升，積極推動產品市場化。

功夫不負有心人，諾貝爾情懷的激勵也正一點點地轉化成實實在在的社會效益。截至目前，產品累計銷往2000多家用戶，經濟效益超過2億元，打破了此類儀器長期依賴進口的局面，為國家節省外匯約數億美元。目前，已廣泛用于國防軍工、航天航空等許多部門，參與完成上百項國家重大工程項目測試。若在國內全面推廣，其經濟價值按我國2007年儀器產值估算，按軟件取代硬件30%到一半計算，將產生600多億到1000多億元/年的巨大價值。為促進技術變革和推動新興產業形成，造福國計民生發揮重大作用。

隨著產業的發展，應懷樵創新成果的科技價值愈加凸顯。科技無止境，對于科研探索，應懷樵從來都不是一個知足者，面對激烈的國際競爭與廣闊的國際市場，應懷樵認為中國虛擬儀器產業化之路任重道遠，“達到世界普及”，這是一個目標，更是一種信念。以領先的科技與執著的信念支撐，應懷樵和他的虛擬儀器產業化之路必將迎來勝利曙光。而作為科學家，應懷樵瞄準國際前沿的戰略思考從未停止，隨著“云計算”和“物聯網”時代的到來，他又在國內外率先提出“云智慧儀器實驗室”與“云智慧科技時代、軟件制造一切、定義一切、重構未來”的構想，提議國家盡快開展相關研究。并且，在此基礎上，還可以建立起云智慧醫療中心和云智慧教育中心、云智慧安全中心、云智慧交通中心等等，為我國搶占高科技的制高點，推動科學儀器與科學實驗發展，集聚高智慧、推廣高新技術，達到世界領先水平，制定出科學合理的研究計劃和戰略步驟。

結語：

偉大的科學家從來不是單純的理論創新者，他們對科技價值的執著追求、對創新成果的探索完善，除了激發著青年科技者的美好夢想，更關鍵的是，他們對待科技的觀念和行為方式，也在潛移默化地影響著一個時代的科技觀，為科技發展注入新的內涵。

篇10

關鍵詞：激光照明；硬件設計；軟件設計

中圖分類號：TN24 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）18-4331-03

近年來激光技術的不斷發展及廣泛應用，推動了其它行業產品的發展。例如：衛星激光通信、大氣檢測、醫學成像、材料加工、跟蹤偵查、微光夜視和圖像處理等。該文主要介紹激光照明技術在成像中的應用。

熱成像系統在遇到強光、微光或者無光的情況下，系統成像不清晰，只能看到物體的輪廓，甚至看不到圖像，而且很容易受到溫度等外界環境的影響。而激光可以穿透樹葉、大霧、暴風、雷電、玻璃等介質，所以它能應用于全天候的成像，并且效果比傳統的成像效果好。激光照明成像應用范圍很廣，比如安防、偵查、監控、航天航空、制導引信等領域。因此，研究激光照明技術具有重要的意義和實用價值。

1 系統的工作原理

半導體激光發光是基于電光效應，通過電子空穴對復合而產生激光的。在加電壓時，電子空穴對的反轉使得粒子數反轉分布，從而激光高能級的部分粒子自發躍遷到低能級，產生光子，產生的光子一部分發射出去，而另一部分被反射回激光介質，誘發新的光子，產生新的輻射，進行循環正反饋的過程，當光腔內的光子達到穩定狀態時，產生穩定的激光輸出。

[n光子數光子態數=W21A21] （1）

其中光子簡并度[n] >1，定義為一個光子態中平均光子數；[W21]受激躍遷概率，[A21]為自發躍遷概率。必須使得[n]>1，才能產生粒子數反轉、光子數增多，進而使系統發出穩定的光，給系統進行照明。

系統是通過濾光把不需要波段的光濾掉，避免對成像造成干擾，從而使激光單位面積內的光能量要大于相應太陽光光譜段的能量才能清晰成像。

2 激光照明系統的軟硬件設計

激光照明系統要保證在微光夜視或天氣惡劣的情況下能清晰成像，就必須保證照明系統的質量。因此，系統可以根據被測目標物體的大小、遠近進行光斑大小、焦距及其光強度的調制。激光脈沖越窄，能量越集中，照射的距離越遠，激光光斑的均勻性對系統性能的影響也很大。因此，系統整體設計時，應考慮到焦距的調整、脈沖寬度的調整、激光強度的調整。系統主要分為以下幾個部分：I.供電電源部分，主要包括AC-DC和DC-DC的變換模塊。II.激光信號調制部分，包括FPGA，DDS輸出信號的V＼A轉換，驅動芯片和激光器。 III.溫度控制部分，激光器發光工作過程中可能會產生過高熱量，因此，要對整個系統的溫度進行控制。系統硬件設計框架圖如圖1。

系統的工作原理：

在供電電路正常穩定工作的情況下，系統通過串口輸入調制激光的光強、激光光斑的大小，激光的焦距等，并根據串口寫入的數據要求，FPGA輸出所需的DDS調制信號，調制信號輸出后，經過V＼A轉換，放大之后，驅動激光器發光。由于光纖具有方向性靈活的特點，使激光器發出激光耦合到光纖中傳輸，通過物鏡輸出給目標物體照明。激光發光過程中發熱，使得整個照明系統發熱而不能正常工作，因此，需要通過散熱片和風扇共同工作進行散熱。

2.1 各模塊功能描述及其設計

2.1.1 電源模塊

電源是整個系統的心臟，它的性能好壞決定著整個系統的好壞，系統要求供電系統紋波小，能夠使系統長時間工作而不發生故障。在本文中，照明系統的供電是通過電源進行電壓變換、濾波之后輸入給系統供電。整個系統中，有些模塊是需要12V供電的，有些模塊是需要5DC供電的。因此，需要12DC的模塊供電是通過AC-DC變換轉換為12DC而成，而需要5DC的模塊供電是通過DC-DC變換轉換為5DC而成。系統采用電網單相供電，經過變壓器把電壓降低，再經過橋式整流電路后，由LM7812的輸出端輸出12DC。 LM2596降壓電源管理單片集成電路將12DC轉換輸出為5DC的直流電壓，且此芯片具有很好的線性和負載調節特性，可以固定輸出3.3DC、5DC、12DC的電壓。

2.1.2 信號產生模塊

系統的核心部分是激光器的驅動控制部分。最常見的用法是將DDS和計算機技術結合在一起，這是一種很有前景的頻率合成技術。和傳統的頻率合成技術相比，它具有電路簡單、設備體積小、成本低的優點。 DDS 技術的應用范圍很廣，例如接收機本振、信號發生器、通信系統、雷達系統等。數字頻率合成器作為一種信號產生裝置，它可以根據用戶的要求產生相應的波形，具有重復性好、實時性強等優點。因此，可以利用它的信號發生功能，產生驅動激光器的信號源，對信號源進行放大、濾波等處理，繼而驅動激光器發光。

DDS調制方法是通過控制DDS信號產生的芯片和存儲器的共同協作產生我們所需要的信號波形。該文的目的是設計開發出一個能產生正弦波波形的信號源，直接數字頻率合成技術是研制該系統的關鍵技術。但是由于集成電路的飛速發展，為了進一步縮小體積和節約成本，我們可以通過使用FPGA的資源產生與DDS同樣的信號，用驅動放大芯片放大對FPGA輸出的信號后驅動激光器發出激光。

FPGA不僅要產生DDS波形信號，也要產生溫控芯片和激光參數的控制信號，從而使系統在FPGA的控制下正常運行。該文采用cyclone II系列的FPGA芯片，FPGA通過串口與電腦相連來傳輸數據，調節激光器的光強、光斑大小、功率、脈寬，信號輸出后通過驅動芯片和模擬電路驅動激光器發光。這樣雖不如直接用按鍵的方式調節方便，但是節約了系統的成本和體積。

2.1.3 溫度控制模塊

由于激光發熱，需要將系統溫度控制在一定的范圍之內，此系統選用LM56作為系統的溫控模塊。系統通過控制LM56輸出端，使輸出端的信號控制電源的繼電器線圈的通斷，從而控制繼電器常開觸點的通斷，以此來控制風扇的運行，使系統工作在所要求的溫度范圍內。

2.1.4 激光器

系統選用中心波長為808nm半導體激光器，通過系統的設計，設計輸出激光器的參數如下：工作中心波長808.0nm，脈沖峰值功率為10w，脈沖寬度為10ns，重復頻率為10KHz。

2.2 系統的軟件設計

系統通過verilog HDL硬件描述語言進行軟件設計。系統軟件模塊主要分為DDS信號產生模塊和溫度控制模塊。從理論上說，只要滿足奈奎斯特定律，系統便可以產生我們需要的任意波形。系統LM56里面的溫度傳感器檢測到溫度超過我們所設定的值之后，便啟動風扇對系統散熱處理，如果工作在正常溫度范圍內，就不做處理。

其軟件設計流程圖如圖2。

3 測試結果

實驗環境：第一組是在漆黑的夜晚，激光強度約為0.5J/m2，中心波長為808nm，成像系統與目標距離為100m；第二組是在強日照的中午，激光強度約為0.5J/m2，中心波長為808nm的激光器，成像系統與目標距離為100m。

在能見度低的夜晚環境條件下，為有激光照明成像圖如圖3，沒有激光照明時成像圖如圖4；強日照的中午環境條件下，有激光照明成像圖如圖5，沒有激光照明成像圖如圖6。

4 結論

實驗結果表明，有激光照明情況下，拍攝的圖像更清晰。由于激光光斑太小、均勻性不好以及大氣后向散射對系統的影響，成像效果不理想。因此，我們還需改進系統，進一步提高成像質量。采用距離選通的辦法可以有效避免大氣散射對系統的影響，提高系統的性噪比，進而提高成像質量。

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