有色冶金概論范文
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[關鍵詞]冶金技術 課程建設 高技能人才
[作者簡介]李旭光(1955- ),男,廣西貴港人,桂林理工大學南寧分校,教授,研究方向為有色金屬冶金;劉平(1967- ),男,湖南長沙人,桂林理工大學南寧分校,副教授,碩士,研究方向為有色金屬冶金。(廣西 南寧 530001)
[課題項目]本文系2011年廣西壯族自治區教育廳廣西高等學校特色專業及課程一體化建設項目“冶金技術(高職)”(項目編號:GXTSZY058)和2010年度廣西教育科學規劃課題“依托行業優勢,冶金技術專業特色化發展道路的研究”(項目編號:2010C069)的部分研究成果。
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)33-0145-03
課程建設是提高教育教學質量的核心,學校通過課程為學生服務,人才培養目標最終要通過課程來實現。根據聯合國教科文組織《國際教育標準分類法》對課程的表述,課程是按照教育內容確定的,是完成確定的某項目標或明確規定的教育任務而組織的有一定排列順序的教育活動。可見,課程是將教育目標與教育實踐聯系起來的橋梁,是學生學習知識、經驗、技能的總和,也是學生建構專業能力和提升綜合素質的重要載體和依托。無論什么樣的教育觀念、培養目標,最終必須借助這座橋梁才能實現。
筆者所在的桂林理工大學南寧分校冶金技術專業,為提高人才培養質量,在開展特色專業及課程建設方面進行了一系列探索和實踐。通過課程改革和建設,促進專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、學歷證書與職業資格證書對接。
一、冶金技術專業課程構建的依據
(一)社會需求――廣西有色企業技能人才需求及崗位分布
1.有色行業人才需求預測。廣西是“有色金屬之鄉”,有色金屬是廣西重點打造的支柱產業之一。根據國家《有色金屬工業“十二五”發展規劃》,廣西有色金屬產業正在向提高運行質量和效益方向轉變。到2015年,有色行業緊缺專業人才需求量為5.29萬人;2020年,緊缺專業人才需求量是8.51萬人。
2.有色企業人才需求的崗位分布。重點需求采礦選礦、有色金屬冶煉、新材料、環境工程、節能減排和礦山安全管理等一線專業技術人才,以及具備有色金屬專業背景,熟悉現代企業管理、資本運作,國際貿易的復合型人才。
3.有色企業對人才素質的要求。調查表明,企業對技能型人才能力素質要求的重要度依次為:工作態度、職業素質、職業道德、崗位技能、專業知識;對技能型人才在工作中實際能力滿意度依次為:崗位技能、工作態度、專業知識、職業道德、職業素質。
上述內容表明,高職冶金技術專業人才培養無論在數量和素質方面與廣西經濟發展都有較大差距。
(二)因材施教――生源現狀
目前近半數高職院校錄取生源的70%在200~300分的分數段。學生文化課基礎較差,按照學科知識本位的“三段式”的課程體系,以陳述性知識為主,內容上過于強調“是什么”“為什么”,忽視學生的學習基礎和在學習中的主體作用。這樣的教學必然讓學生聽不懂,不想學,大約只有1/3左右的學生能按要求掌握相關知識。于是曠課現象嚴重,教學、考試“兩張皮”,老師按課程標準實施教學,學生學習效果卻與教學質量要求相距甚遠。老師只能考試前劃范圍、出提綱、講答案,用各種手段保證80%的人通過考試。
可見,課程目標并非越高越好,內容并非越深越好。因為課程目標的達成必須考慮學生現有水平,這是課程構建的出發點。此外,學生職業發展目標是課程構建的目的。對高職學生來說,“會做”才是他們的智能之長和謀職就業之本,堅持從職業對技能和知識的實際需求出發,突出對學生操作技能和職業能力的培養,這才是科學的、務實的。
(三)培養定位――高職人才培養目標
2006年《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》指出,高職教育是培養面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才。2011年《教育部關于推進中等和高等職業教育協調發展的指導意見》又指出,高等職業教育是高等教育的重要組成部分,重點培養高端技能型人才,發揮引領作用。
技能型人才通常指生產、建設、服務和管理一線,具有熟練操作技能和良好職業素養的人員。何為高端?主要是對技能層次的劃分,即高水平技能型人才。相對中職教育培養“經驗”層面、依靠熟練的操作技能來完成崗位工作的技能型人才而言,高職教育培養的是“策略”層面的技能型人才。他們不僅要有“怎么做”的經驗,更要有“怎樣做更好”的技能。在實踐中將專業基礎理論和職業技能融會貫通,促使“經驗”向“策略”遷移、升華,能夠將技術知識運用于生產現場,解決實際問題,經過生產勞動的磨礪,最終成為高端技能型人才。因此,高職教育對人才培養目標的定位是:在生產、建設、服務和管理一線,掌握專門知識和技術、具備熟練操作技能、在工作實踐中能夠解決技術和工藝的操作性難題、具有技術應用能力的人才。
以上三方面的分析表明,高職專業課程建設必須突出職業針對性和實用性,根據職業崗位所需要的核心能力(技能)設置課程。要以相對完整的職業技能培養為依托,基礎理論以必需、夠用為度,以掌握概念、強化應用為重點;培養學生綜合運用知識和技能的能力;強化學生職業能力訓練,綜合開發學生的職業能力,從而使學生獲得的知識、技能真正滿足職業崗位(群)的需求。
二、構建以就業為導向、以能力為本位的課程體系
能力本位不僅僅限于“操作能力”或“動手能力”,而是一種綜合的職業能力,是與本職業相關的知識、態度、經驗等多種能力的集合。桂林理工大學南寧分校冶金技術專業堅持“依托廣西有色金屬行業企業,立足廣西,面向全國,培養在有色金屬冶金企業一線生產崗位從事工藝過程控制及生產管理、設備及系統運行操作、維護等工作的高技能人才”的目標定位,按照以能力為本位,以職業崗位群的要求為依據,以有色金屬生產流程為主線,以培養技術應用能力為重點,突出應用性,強調實踐性,基礎理論夠用、專業技能以常規技術為基礎、以關鍵技術為核心、以先進技術為導向的思路構建課程體系。
(一)壓縮理論課,增加實踐課時和技能培訓課程
主要減少“原理”課、“概論”課的門類或學時,以保證有足夠的學時用于學生的專業技能培訓和實習。將“物理化學”“有色冶金原理”的部分內容整合為“有色冶金技術理論”;將“有色冶金爐”“冶金過程及設備”整合為“有色冶金設備”;增加“冶金環保實用技術”、重金屬冶金和鋁冶金技術職業技能培訓課程等,確保理論教學與實踐教學11 。
(二)融合崗位職業資格標準,優化課程內容
職業資格標準是基于行業、企業的職業調查與職業分析而制定的,反映了從事某一職業所必備的學識、技術和能力的基本要求。其次,國家職業資格標準是國家層面的認證標準。將反映具體職業崗位的知識、能力和職業素質要求的職業資格標準融入教學,落實到人才培養全過程,既使人才培養與企業需求接軌,也保證了人才培養的基本質量。
冶金技術專業在課程建設過程中,將職業能力分為“崗位能力”和“拓展能力”。“崗位能力”是本專業對應職業崗位所必須具備的職業能力(包括專業基礎能力和職業核心能力);“拓展能力”是相關崗位所必須具備的職業能力,包括與專業有關的技能及管理能力等(責任意識、職業素養、創新能力) 職業通用能力,形成了由專業理論課程、專業技能培訓課程、專業拓展課程組成的課程體系。
1.專業理論課程項目化。冶金技術專業把專業能力(技能)的培養作為課程建設的基本立足點。以現代鋁、錫、鋅、鉛、銅冶金生產過程為基礎,以廣西大型冶金企業生產工藝和設備為主要內容,對每一個崗位工作職責和操作要求進行分析,歸并典型工作任務,確定工作過程必需的知識、技能及專業核心能力,精選和整合教學內容,重點建設“重金屬冶金技術”“鋁冶金技術”兩門專業核心課程。為了確保課程內容密切圍繞操作技能和專業能力培養,實行項目教學。鋁冶金分為氧化鋁和電解鋁兩個項目,重金屬冶金主要分為錫、鋅、鉛、銅四個項目。要求學生掌握氧化鋁制取、金屬鋁熔鹽電解、礦物熔煉、粗金屬精煉、礦物浸出等專業知識和操作技能。同時,將火法冶煉工、濕法冶煉工、氧化鋁制取工、鋁電解工職業資格標準滲透到教學內容中,把具體崗位設備、儀器、工具的使用、維護及管理知識融入教學過程,力求課程內容與廣西有色企業生產工藝和設備匹配,與職業標準接軌,與學生的學習基礎吻合。通過專業核心課程建設,讓學生掌握本專業的基本知識和核心技能,具有從事冶金生產一線主要崗位操作的能力和應用專業知識分析、解決生產過程中常見問題的能力。
2.專業拓展課程平臺化。知識經濟時代,企業生產技術含量日益提升,一個知識面狹窄、技能單一的人,因缺乏專業間的橫向滲透和伸張的能力,在競爭中也難以保持優勢;其次,職業生涯的發展需要人們以技術、能力的復合性來拓寬職業崗位的面向。因而在課程體系構建過程中,不僅要求學生具備第一任職崗位能力,穩健邁出就業第一步,還要讓學生具有一定的發展潛力及就業彈性,開出專業拓展課程。
為適應有色企業對冶金技術、工業分析等人才的需求變化和滿足學生個性發展,開設“有機化學”“物理化學”(拓展內容部分)“儀器分析”“冶金資源工程技術”“固體廢物處理與利用”“選礦概論”“冶金工程概論”等專業選修課程,側重專業知識的拓展和相關專業技能的培養。要求每個學生至少選擇2門專業選修課程,滿足職業發展和提升專業能力的需要。此外,與所選拓展課程相匹配,還要求學生掌握1~2個相關崗位的操作技能,并獲得相關等級證書,保證學生可持續發展能力。
3.技能培訓課程一體化。這主要體現在以下兩個方面:第一,形成校內實驗實訓―校外實習基地二級遞進的實踐教學體系。實驗實訓是培養專業能力的重要環節。通過進一步改善校內實驗條件和拓展實訓內容,提高學生基礎理論水平;在廣西華錫集團、中鋁廣西分公司、廣西銀海鋁業有限公司、廣西河池市南方有色集團等15家大中型企業建立了校外實習實訓基地,涵蓋鋁、錫、鋅、鉛、銅多種金屬生產,滿足本專業學生崗位認知、生產設備操作和技能培訓的需要。
第二,教學、實習、技能培訓和職業資格考證一體化。(1)操作技能綜合培訓。每一次實習將生產過程所涉及的崗位技能串在一起,進行操作技能綜合培訓。從而使學生對火法冶金、濕法冶金兩大技術領域的崗位操作技能有一個完整、清晰的理解和把握。(2)將實習、職業技能培訓與職業技能鑒定結合起來。在真實的生產環境中進行職業技能培訓和考證,要求學生至少取得火法冶煉工、濕法冶煉工、電解精煉工、氧化鋁制取工、鋁電解工等職業崗位一項高級職業資格證書。職業技能鑒定采用理論考試與現場操作考試相結合的方式,聘請企業技術骨干在生產現場指導學生技能實訓和參與考核,使專業教學與職業資格證書的考試同步完成,突破了以往在學校進行職業技能鑒定的局限。畢業生“雙證”獲得率100%。同時,職業資格考證作為實習考核的重要依據,增強了實踐教學的目的性和可控性。(3)把課堂搬到企業,強化實踐育人。實習既是操作技能培訓的過程,也是專業知識學習和鞏固的過程。在實習過程中實習指導老師要結合實習企業生產工藝和崗位技能培訓涉及的知識和問題,給學生上課,讓學生在技能訓練中鞏固和拓展理論,進一步強化學生的認知。
實踐教學一體化,不僅強化了學生的專業知識和職業技能,還加強了對學生綜合素質和職業道德的培養。通過職場體驗,企業師傅的言行引導、企業文化環境影響和實踐崗位鍛煉等,使學生對企業文化和敬業精神內涵有了更深的理解,對職業認知、吃苦耐勞品質的養成有積極意義。
(三)理論教學與實習實訓分段交替,促進能力培養
高技能人才的核心能力是一線崗位的操作技能和職業能力,能力不是教會的,而是在一定理論基礎上,通過訓練形成的。專業能力的訓練,離不開真實的工作環境。正如一些專家指出的:從技能形成的規律看,高職教育應遵循由入門到熟練、由單一到綜合、由新手到專家的持續發展過程實施教學,其基礎平臺是由實踐情境構成的、以過程邏輯為中心的行動體系。這是培養高技能人才的一條主要途徑。因此,在教學順序上要打破以理論課程學習為起點,從理論到實踐的框框,這種順序在學生頭腦中建構起來的知識還是以理論知識為核心,而不是以實踐需要為核心。我們將理論教學與企業實習分段交替安排:一年級安排認識實習,二、三年級理論教學和生產實習交替進行,三年級進行頂崗實習。學生將在實習中觀察到的問題帶到學習中,增強學習的緊迫感;學校根據企業生產流程及新工藝、新技術、學生實習中遇到的問題有針對性地組織教學,使專業教學更貼近學生實際和生產實際,有利于激發學生的學習熱情和對專業知識的理解,使經驗層面的能力升華為策略層面的能力,強化學生職業能力的培養。
課程建設是教學改革的核心和重點,是一項難度較高的系統工程,需要進一步探索和實踐。高職冶金技術專業在深化課程改革、提高人才培養質量方面擔負著重要使命。只有堅持課程內容與職業工作相匹配,理論課程與實踐課程相融合,學生學習與課程實施相吻合的改革思路,才能培養出大批掌握精湛技藝和高超技能的高技能人才,在適應產業優化升級、提高企業競爭力、推動技術創新和科技成果轉化方面發揮應有的作用。
[參考文獻]
[1]姜大源.職業教育“升級版”構建中轉型與內生的發展[N].中國教育報,2013-06-18.
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關鍵詞: 人才培養模式 培養方案 改革措施
一、當前人才培養模式普遍存在的問題
經過近10年的規模擴張,中國高等教育快速發展。但由于大學數量的急速增加,我國眾多高校,包括部分傳統名校在內,不得不采用“流水線作業”的方式進行人才培養,大學生基本上按照統一節奏、統一模式、統一內容來進行培養[1],這不僅壓抑了學生的興趣、個性和想象力,而且讓學生形成了一種學習和思維的固化模式,習慣于在學校、老師、家長的安排下按部就班地學習、生活,缺乏獨立性、主動性、自立性,既不利于拔尖人才脫穎而出,又不利于學生發展自己的個性與特長。同時,用人單位普遍反映大學生畢業后走上工作崗位實際操作能力較差,需要相當長的一段時間才能達到崗位要求。因此,改革人才培養模式是高校提高人才培養質量的必由之路。
二、人才培養模式改革
人才培養模式是在一定的教育理念指導下,高等學校為完成人才培養任務而確定的培養目標、培養體系、培養過程和培養機制的系統化、定型化范型和式樣[2]。人才培養模式是一個綜合的、動態的概念,人才培養模式的改革要充分考慮教育教學規律,學校的實際情況,以及社會、市場對人才的獨特需求等多方面的因素。
(一)推行學分制改革
學分制是以選課為核心,通過績點和學分,衡量學生學習質和量的綜合教學管理制度。與學年制相比,學分制最大的優點在于賦予學生在一定范圍內自主選擇專業、課程、學習進度和任課教師的權利,允許學生根據自己的能力與興趣安排個人的修學計劃[1]75-77,能夠真正實現“選我所愛,愛我所選”。實施完全學分制能充分體現因材施教的原則,有利于激發學生的學習積極性、主動性和創造性,能夠為學生個性的發展創造良好的環境,對教師管理、教學管理等方面將產生深遠而廣泛的影響。
(二)實施人才培養模式改革試點計劃
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010―2020年)》明確提出“牢固確立人才培養在高校工作中的中心地位,著力培養信念執著、品德優良、知識豐富、本領過硬的高素質專門人才和拔尖創新人才”,“創立高校與科研院所、行業、企業聯合培養人才的新機制”[3]。為此,教育部提出了“卓越工程師教育培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)。結合教育部文件和湖北省發展需要,湖北省廳在全省普通高等學校實施“湖北省普通高等學校拔尖創新人才培育試驗計劃”(以下簡稱“英才計劃”)和“湖北省戰略性新興(支柱)產業人才培養計劃”(以下簡稱“產業計劃”),為高校改革人才培養模式提供了良好契機及政策保障。在此背景下,學校積極開展試點計劃,以優勢學科為基礎,深度挖掘,在實踐中探索人才培養模式新途徑。
“卓越計劃”遵循“解放思想、創新模式,立足行業、注重實踐,校企共贏、持續推進”的原則,深化工程教育本科專業人才培養模式改革,進一步推進“互利雙贏”的校企合作。在企業深度參與下,以工程實際為背景,以行業人才需求為導向,以工程技術為主線,通過校企聯合制訂人才培養方案、聯合構建課程體系與實踐教學體系,著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐與應用能力,培養適應行業企業生產一線需求的高素質工程技術人才。
“英才計劃”旨在從省內高校中全國優勢明顯的基礎學科專業和與經濟建設社會發展聯系緊密的應用學科專業中,建設拔尖創新人才培育試驗區。此計劃要求不拘一格,改革試驗,構建拔尖創新人才培養的新機制,探索拔尖創新人才培養的新模式,培養一批思想敏銳、專業素質高、實踐能力強、具有開拓精神和創新能力的優秀本科畢業生,為培養造就未來在相關基礎學科領域的領軍人物和應用學科拔尖創新人才奠定堅實的基礎。
“產業計劃”則鼓勵支持高等學校與相關行業攜手,與有關企業聯合,建設特色鮮明、優勢明顯、校企合作、產學研結合的戰略性新興(支柱)產業和區域內重點產業人才培養基地,為省內戰略性新興(支柱)產業和區域內重點產業定向培養應用型、復合型、技能型人才,為產業發展提供人才支撐。
三、人才培養方案方面的探索
(一)修訂人才培養方案的原則意見
人才培養方案是學校對人才培養工作的總體設計方案,是學校辦學定位與辦學思路的集中體現。2012年,根據學校學分制改革的需要,對培養方案制訂的原則意見進行了修訂,形成新的“武漢科技大學關于制訂學分制本科培養方案的原則意見”。2012版原則意見有以下變化。
1.構建了“兩平臺,三模塊,多方向”的人才培養方案課程體系結構。
“兩平臺”即通識教育課程平臺和學科基礎課程平臺;“三模塊”即專業課程模塊、實踐教學模塊和素質拓展模塊;“多方向”旨在克服專業人才培養的趨同,對同一專業進行有針對性細分,根據行業對人才需求多樣性,設置具有行業特色的多個專業方向。
2.實行了彈性學制。
我校設定本科基本學制為4年(建筑學、臨床醫學、預防醫學等專業為5年),實行3~6年(5年制專業為4~7年)的彈性學制,學生可以在此學制范圍內根據個人興趣安排學習。
3.提高了選修課程比例。
在通識教育平臺、學科基礎平臺、專業課程模塊中均要求設置選修課程,并對學分要求做了統一規定。素質拓展模塊類課程性質為必修,但是學分均是通過學生選擇感興趣的若干個項目獲得,學生可以自由選修。統計2012級各專業人才培養方案發現,選修課學分占總學分比例在14%~28%之間。
4.規定了各平臺和模塊的學分、課程設置。
將全校所有專業劃分為理工類、文法經管類、醫學類和藝術類四個大類,按照這四個大類設置各平臺和模塊的建議設置總學分,并對通識教育必修課程和學科基礎平臺課程作了統一規定,便于統籌安排。
5.調整了部分基礎課的課程設置。
在通識教育平臺課程中新增了“職業生涯規劃與就業指導”和“大學生心理健康教育”課程,各1學分,為全校性的必修課程;“大學英語”課程的總學分作了調整,由16學分調整為12學分;計算機類課程中,只設置一門“大學計算機文化基礎”必修課,根據學科專業,劃分為A和B兩種;“大學計算機程序設計基礎”調整為“計算機程序設計基礎(C)”和“計算機程序設計基礎(VB)”,“大學計算機應用基礎”課程調整為“數據庫技術及應用”和“網絡技術及應用”,各專業可自行設置為選修課或者不設置;學科基礎平臺中對學分學時要求不同的公共課程采用分級教學的模式,各專業根據本專業培養目標的要求和能力培養的需要設置課程。
(二)改革人才培養方案試點計劃
根據教育部、省廳文件和我校人才培養模式改革的需要,我校獲批了“卓越計劃”專業6個,包括化學工程與工藝、無機非金屬材料工程、機械工程、自動化、計算機科學與技術和礦物加工工程專業;1個“英才計劃”,即冶金類拔尖創新人才培育試驗計劃;7個“產業計劃”,包括機械電子工程、電子信息工程、車輛工程、材料成型及控制工程、軟件工程、生物工程和藥學專業。依據“卓越計劃”、“英才計劃”和“產業計劃”的特殊要求,針對培養方案中基礎平臺課程學分設置過多,培養方案與行業、企業結合體現不夠等問題,對試點專業人才培養方案進行了大膽改革。
1.改革基礎平臺課程。
對部分基礎平臺課程學分設置進行調整,調整情況見表1。如下表所示,對文法與經濟學院、外國語學院、體育課部等三個院部開設的思政類、外語類、體育類的課程學分學時設置做了調整,這幾類課程的總學分由30學分調整為23學分,減少了7學分。
基礎平臺課程調整情況一覽表
2.增設特設課程和校企合作課程
(1)“卓越計劃”專業開設提高個人業務素養和管理能力、激發創新意識的課程,如增設“企業管理概論”、“項目管理概論”、“技術經濟概論”、“耐火材料新技術”、“電氣傳動新技術”、“工業控制網絡”等校內課程;邀請企業管理人員講授增加相關企業課程,如“環境健康安全”、“質量管理與控制”、“市場策劃、運行與技術支持”等;開設企業相關的實踐環節,如“企業案例分析”、“工程實訓”、“工程實踐與創新”、“企業認知實習”、“自動控制技能實習”、“自動化設備應用實訓”、“冶金主體設備應用實訓”等課程。
(2)“英才計劃”班級一年級即接觸“冶金高端論壇”專業啟蒙課程;同時聘請企業成功人士作“批判性思維”和勵志成才講座;對原有冶金工程本科專業課程進行拓展,增加有色冶金方面的知識;開設創新方法課程“TRIZ(發明問題解決理論)”,引導學生積極參加創新實踐;增加“科研、寫作與報告綜合訓練”等實踐環節課程,為學生提供更多的實踐經歷。同時,強調課程銜接,注重學科交叉,加強冶金工程學科與材料、熱能與動力、機械、計算機、資源與環境等學科課程之間的交叉。
(3)“產業計劃”增補了與當前科技發展的前沿理論和技術相關的內容,對關聯課程的內容進行梳理。例如:電子信息工程專業增設“電子信息工程導論”、“電子產品策劃與設計”、“電子信息工程專題研究”、“電子產品安裝與調試實踐”、“電子產品的測試與檢驗”和“電子系統綜合設計”等課程;車輛工程專業增設“電動汽車電機拖動基礎”、“微機原理與單片機”、“動力電池技術”、“新能源汽車原理與應用”、“代用燃料技術”、“電氣電子工藝實習”和“新能源汽車原理與應用課程設計”等課程;機械電子工程專業增設“光電技術”、“特種機器人”、“微觀流體力學”、“創新設計與專利申報”和“工程應用軟件”等課程。
四、結語
對于高等教育而言,人才培養模式改革創新的根本目的是不斷提高人才培養質量,而人才培養方案是教學管理實施、人才培養的重要依據。各專業在制定培養方案時必須做到科學設計培養目標與業務要求,精心組織教學內容與課程體系,合理確定教學方法和教學進程,制訂科學、合理、可行的培養方案。各高校只有在人才培養模式改革的環境下,制訂科學合理的人才培養方案,并且有效地實施,才能切實提高人才培養質量。
參考文獻:
[1]周清明.中國高校學分制研究―彈性學分制的理論與實踐[M].北京:人民出版社,2008:3,75-77.
[2]劉英,高廣君.高校人才培養模式的改革及其策略[J].黑龍江高教研究,2011(1):127-129.
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一、嵌入式系統和嵌入式培養模式
嵌入式系統是以計算機技術為基礎、以應用為中心、軟硬件可裁剪并且對系統的功能、可靠性、成本、體積、功耗等要求嚴格的專業計算機系統,是一種“嵌入到對象體系中的專業計算機系統”。它是源于通用計算機系統,但又不同于通用計算機系統的一種新型專用計算機系統,其專用性、嵌入性和計算機系統性的特征,使它具有通用計算機系統無可比擬的對象智能化控制能力。獨立學院人才培養與母體院校人才培養之間的關系,如同嵌入式系統與通用計算機系統之間的關系。因此,促成“嵌入式系統”快速發展的三個特征,對獨立學院人才培養模式的形成有較強的借鑒意義。
1.以細分的市場需求確定獨立學院的人才培養目標
專用性是嵌入式系統的一大特征。正是這一特征,使嵌入式系統源于通用計算機系統,卻有別于通用計算機系統。該系統成功的奧秘就在于它以市場需求為導向進行產品設計,找到了細分的市場,而且與通用計算機系統實現了友好互補,滿足了市場需求。獨立學院源于母體的本科院校,在專業設置上與母體存在極大的重復性。如何找到獨立學院人才的市場定位,確定培養目標,使獨立學院培養的人才既不同于母體又適應市場的需要?這就需要進行人才的市場細分與定位。
2.以集成的系統思維設計獨立學院的人才培養模式
嵌入性是嵌入式系統得以將先進的計算機技術嵌入到具體對象中的技術關鍵。如果沒有高度集成的技術知識系統,只是設備、技術的簡單疊加,就不可能將具備電腦功能的軟硬件,鑲嵌到許多體積很小的家用電器以及其他高科技產品。同樣的,雖然市場對獨立學院的學生素質有各種要求,但由于學生學習的期限、精力有限,學校不可能將所有的要求均通過課堂的課程予以解決。這就需要學校領導、老師以集成的系統思維,將對學生的素質要求鑲嵌在人才培養的各個環節,而非僅僅通過設置專門的課程予以解決。
3.以科學的保障體系確保獨立學院的人才培養規格
不具備計算機系統的控制系統,就難以實現對對象系統的智能控制。因此,計算機系統是嵌入式系統能夠在系統控制應用方面替代通用計算機系統,并成為與通用計算機系統并行發展的新型系統的先決條件。獨立學院的辦學資源和生源條件雖然有別于其母體高校,但獨立學院作為培養本科生的屬性不能被改變,否則,學生的可持續發展就會受到影響。上述三點思路源于“嵌入式系統”的設計理念,因此,我們把由此形成的人才培養模式,稱之為“‘嵌入式’培養模式”。
二、“嵌入式”培養模式的設計
按照“嵌入式”培養模式設計的思路,獨立學院工商管理專業人才培養模式的設計,可以從以下兩方面展開:
1.工商管理專業人才培養目標的確定
確定獨立學院人才培養目標時,應考慮如下因素:一是人才培養目標必須與地方經濟發展相適應,必須考慮人才供求體系中獨立學院可占據和滲透的空間。為了滿足區域經濟和有色金屬、鋼鐵行業對我院所培養人才的多樣化需求,我院工商管理專業的人才培養目標應定位在科學技術的轉化及知識的運用層次,即基層經營和管理人員層次;二是人才培養目標必須與母體高校的歷史積淀、學科優勢、辦學特色相統一,并與獨立學院自身的資源條件相適應。我院母體學校江西理工大學是一所有著52年本科辦學歷史,具有鮮明礦業、冶金、材料特色,主要為我國有色金屬、鋼鐵行業服務的多科性大學。該校畢業生以“為人誠實、基礎扎實、工作踏實”的“三實特點”廣受社會稱贊。這樣,我院工商管理專業人才培養目標的定位,既要努力秉承母體學校的光榮傳統,著力培養廣受社會歡迎的“三實人才”,又要考慮獨立學院的實際情況,與母體學校的工商管理專業形成錯位發展;三是人才培養的目標定位必須適應它所面對的生源基礎。由于獨立學院考生的入學分數往往比普通本科學生低40-50分,相對來說,他們的基礎更弱,但接受能力、創新精神、環境適應性等并不差。這樣,在培養目標定位時就更需要針對學生的興趣、性格、職業規劃來分模塊選擇課程,做到量體裁衣,因材施教。基于這些因素,我院工商管理專業人才培養的目標定位為:培養具備企業管理方面知識和能力,能在企事業單位及公共管理部門從事現場經營管理、員工培訓、管理咨詢等工作的高級應用型專門人才。
2.工商管理專業人才培養方案的確立為實現上述培養目標
,按照集成的系統思維,工商管理專業的人才培養方案應圍繞“模塊教學、證書導向、校企結合”的體系進行設計,將對工商管理專業人才所要求的專業素質、職業技能系統地穿插在四年的教學中。
(1)模塊教學。按照細分的市場定位要求,我院工商管理專業人才的主要服務面向是基層經營管理人員,尤其要考慮更多的學生可能面向礦業、冶金企業就業,或者在這些領域創業,這就要求我們必須設置若干個模塊供學生進行選學。為此,我們構建了“生產運營管理模塊”、“人力資源管理模塊”、“財務管理模塊”、“市場營銷模塊”、“企業發展與創新模塊”、“創業模塊基礎”、“公務員考試課程模塊”等7個模塊的教學計劃。同時,設置了若干門有關礦業、冶金概論的課程,供學生選修,以增加行業專業背景知識。各模塊的課程設置涵蓋大學四年的全過程,由各模塊導師針對不同年級、不同學生的實際情況,指導學生進行職業生涯規劃,選擇相應的模塊進行學習。
(2)證書導向。證書導向是以集成的系統思維,將學生所學課程集成到職業資格證書考試的過程。這是突出獨立學院培養實務型現場經營管理人員的具體體現,也是衡量人才培養目標是否達到本科規格要求的其中一個標準。引導學生從大三開始根據自身選擇的知識模塊,報考相應的職業資格證書,將“基礎知識學習———崗位能力培養———職業資格證書培訓”三項內容融為一體,實現實務技能培養與職業證書集中培養有機結合,從而提高學生的就業競爭力。該專業學生所報考的職業資格證書主要有:助理人力資源師、助理物流師、內部質量審核員、報關員及報檢員、會計從業資格證等職業資格證書。
(3)校企結合。校企結合是整個人才培養模式改革得以實現的重要條件。人才培養目標、方案的設計需要企業的積極參與;實務型人才的培養以及實踐性環節的完成需要企業的大力支持和熱心參與;學生的就業還需要得到企業的認可。因此,校企結合應貫穿于人才培養過程的始終。
三、“嵌入式”培養模式在工商管理專業的實踐
按照以上培養目標和培養方案,我院在2007級工商管理專業學生中開始了“嵌入式”培養模式的試點工作。
1.實施條件
“嵌入式”培養模式特別強調人才的培養要以人才市場需求為導向,要將市場對人才的各種素質要求集成到人才培養的各個環節,因此,學生的實踐能力是考核“嵌入式”培養模式是否取得成效的關鍵。實踐能力的培養和提高需要相應的實踐平臺,為此,我院集中力量搭建了校內外兩個重要的實踐平臺。
(1)校內實踐平臺。為提高學生的實踐動手能力,我們通過局域網整合企業經營ERP沙盤模擬實驗室、證券投資模擬實驗室、創業投資分析模擬實驗室、財會模擬實驗室、國際貿易電子交易平臺等10多個實驗室,構建了院內綜合實訓教學體系,模擬企業生產經營環境,形成公司與公司之間的交易與競爭。由不同模塊學生模擬企業不同經營環境,擔任不同職業角色,代表不同企業經營管理者的身份,體驗商業競爭的激烈性。通過校內實踐平臺的模擬實驗,學生能以企業的生產部、供應部、銷售部、倉庫、財務部等部門為一個整體,從整個資金流、物流、信息流之間的關系為出發點來學習和體驗。還可以體驗到每一筆經濟業務從物流的采購或銷售開始,到資金流的應收應付款,再到物流的庫存、存貨,最后形成資金流的總賬報表。除此之外,還可利用銀行、稅務崗位以及海關報關、報稅等環節,學會如何與銀行、稅務、海關打交道,真實模擬企業的實際運行過程和經營環境。
(2)校外實踐平臺。校企合作是母體學校江西理工大學的一大優勢,這為我院通過院企合作打造校外實踐平臺提供了有利的條件。近年來,學院先后與江西銅業公司、福建馬坑鐵礦、贛州啟德家電集團公司、深圳人人樂商業集團公司等簽署了全面合作協議,采用“3+1”和“2.5+1.5”等靈活的培養模式,為企業培養急需人才。同時,企業也為學院提供了難得的實習、實訓和社會實踐機會。迄今為止,本院工商管理專業已建立了5個相對穩定的校外實踐基地,與46個企業建立了良好的合作關系。
2.實施過程
從2007級學生入學開始,我們即按本培養方案分四年進行試點工作。
(1)第一學年,了解新知識。通過基礎理論知識的學習,達到了解新知識的目的。2007級工商管理專業從大一開始根據學生的特點進行學生群體細分,引導學生正確地進行職業生涯規劃和知識模塊選擇,以確保模塊教學目標的實現,從而促進學生專業能力的全面提高。
(2)第二學年,由了解知識到掌握知識階段。大二階段進入專業技術和專業基礎理論的學習,在理論教學中貫穿了專業課程設計、社會調查等實踐環節。同時,利用第二課堂、興趣小組等形式,引導學生到ERP沙盤模擬實驗室和投資管理實驗室訓練,并參加“用友杯”ERP沙盤模擬對抗賽和挑戰職場創業大賽。
(3)第三學年,由掌握知識階段轉變為能力提升階段。大三階段是專業知識學習和實踐能力的大提升、大演練階段,將“校企結合———證書導向———模塊教學”三項內容融為一體,對學生進行分類、分層次、分知識模塊教學,其中一學期在校內學習,另一學期在企業實踐。根據學生的特點,引導一部分學生在校內學習專業理論知識的同時,參加相應模塊知識職業資格證書的考試;另一部分學生利用校外實踐平臺到企業實踐,如到人人樂商業集團、贛州啟德家電等企業進行為期一學期的實踐學習,使模塊知識、實務技能培養與職業資格證書培養相結合。
(4)第四學年,專業模塊知識的深化學習階段。大四階段一學期在校內學習,另一學期在企業實踐。同學們把實踐中遇到的問題帶到校內進行深化學習,將實踐中遇到的問題進行理論分析和探討。在校內一學期的專業理論知識學習中,還貫穿了企業模擬招聘和企業模擬經營等綜合性實訓環節,以提高學生的實際應用能力。另一學期由學生到相關企業進行畢業實習,并完成畢業論文或畢業設計,將理論與實踐進一步緊密結合。為確保教學效果,完善學生的培養體系,我們對每一個學生實行跟蹤管理,從大一開始為每一個學生建立個人檔案,包含有學生各學年的職業規劃、選擇的模塊課程及個人成長卡,通過這樣的跟蹤管理來確保本科教學水平,實現學生知識體系的動態調整。
3.初顯成效
通過近四年的實踐,我們感到,“嵌入式”培養模式在我院工商管理專業的試點是比較成功的,已取得初步成效:
(1)激發了學生的學習興趣。按照面向對象的要求,將企業對工商管理專業人才素質和技能要求,在四年的培養方案中分別予以體現并且付諸實踐,使每一階段的課程體系中都有相當數量的實踐教學環節。實踐性環節教學,極大地激發了學生的學習興趣,使相當一部分學生從被動學轉為主動學,學生的到課率也相應提高。
篇4
關鍵詞:鉛鋅多金屬礦床;靜態法;礦床開發;技術經濟評價;礦產資源 文獻標識碼:A
中圖分類號:TD801 文章編號:1009-2374(2016)36-0205-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.36.102
1 資源經濟發展形勢
1.1 鉛鋅礦的資源形勢
1.1.1 世界鉛鋅礦產資源供需形勢。
第一,世界鉛鋅礦產資源生產狀況。自21世紀以來,全球工業迅猛發展,特別是以中國為代表的一些國家,由于近年來汽車工業的發展,對鉛鋅礦產資源的消費需求與日俱增。目前,全世界范圍內鉛鋅礦的生產量逐年增加,2003年全球鉛礦產量突破295萬噸,到2013年全球鉛礦生產總量達約540萬噸,是2003年全球鉛礦產量的1.8倍。2003年全球鋅礦產量突破901萬噸,到2013年全球鋅礦產量達1340萬噸,是2003年全球鋅礦總量的1.5倍。
第二,世界鉛鋅礦產資源需求狀況。世界鉛鋅礦產資源需求狀況主要以鉛鋅礦產的消費情況表示,世界鉛鋅礦產消費狀況并沒有直接的統計數據,但可以通過一些間接的指標來體現,如精鉛產量及消費量、精鋅產量及消費量。從2006~2012年世界精鉛的產量及消費量、精鋅的產量及消費量可以看出,世界精鉛產量及消費量、世界精鋅產量及消費量變動趨勢基本一致。
1.1.2 我國鉛鋅礦的資源供需形勢分析。
第一,中國鉛鋅礦生產供應形勢。到2013年底,中國鉛礦生產量達到290萬噸,鋅礦生產量達到500萬噸,分別是2003年產量的4.39倍和3.03倍。
第二,中國鉛鋅礦消費需求情況。從世界鉛鋅礦產量和消費量的變化趨勢看,汽車行業一直是鉛鋅行業的主要市場。到2013年我國精鉛消費量約470萬噸,精鋅消費量約596萬噸,分別是2003年消費量的3.97倍和2.84倍。
1.1.3 國際精鉛精、鋅礦的宏觀價格。根據國家統計局資料,自2004~2014年十年中鉛精礦的價格在886~2578美元/t中波動,鋅精礦的價格在1047~2192美元/t中波動。
2 礦山建設條件分析
2.1 自然條件
礦區位于井岡山市西部,地處湘贛兩省交界的羅霄山脈中段。境內最高海拔410.5m,海拔最低處254.1m,比高156.4m,屬丘陵地貌。雖然地形較平坦,但切割深度較大,“V”型谷發育。已探獲的資源量及礦體均分布于-67m標高以上,有利于坑采。
2.2 資源條件
本階段區內已求得333+332礦石資源儲量XXX萬噸,金屬量Pb+Zn 12.55萬噸。共(伴)生Ag 4252千克、Au 197千克。其中333金屬量Pb 5.69萬噸、Zn 3.84萬噸;332金屬量Pb 1.64萬噸、Zn 1.38噸,具有較高的資源保證程度。
2.3 礦山的開采技術條件
2.3.1 礦床的地質條件。礦區一級構造單元屬華南褶皺帶之羅霄―雩山褶皺帶中段,表現為加里東期第三階段第一次侵入體―寧岡花崗巖體的侵入。二級構造單元為區域性的斷層在礦區沒有出現,礦區F1、F2、F3逆斷層為三級構造單元。
礦區圍巖為花崗巖,化學性質不活潑,成礦作用僅在斷裂破碎帶中及裂隙范圍進行,并在斷裂破碎帶內發生交代充填作用,經礦物結晶分異后成礦以充填作用為主,形成構造蝕變脈型鉛鋅礦床。
礦區鉛鋅礦成因類型為產于斷裂帶的中溫熱液充填交代內生鉛鋅礦床。
2.3.2 礦石加工技術性能。依試驗結果得知:該原礦定義為易選鉛鋅礦。應用試驗研究成果,根據該礦石性質特點,選礦工藝最終確定為:原礦經過浮―浮聯合流程,具體是在小型試驗、系統的條件試驗及不同浮選工藝流程對比試驗的基礎上,選礦工藝流程最終確定采用優先浮鉛,得到鉛精礦;浮鉛尾礦經過處理后再浮鋅,得到鋅精礦和浮選最終尾礦,從而可回收得鉛精礦、鋅精礦,金、銀有價元素大多一并綜合回收在鉛精礦中,該礦產資源具有較好的開發利用價值,具有顯著的經濟效益和社會效益。
采用浮―浮聯合流程,優先浮鉛,順序浮鋅。在磨礦細度、礦漿濃度,藥劑制度合理的條件下,鉛、鋅回收率分別可達93.9%、90.83%以上。伴生有用組分金、銀能有效地回收在鉛精礦中,其回收率分別達56.26%、80.77%。
2.3.3 礦床的水文地質、工程地質、環境地質
條件。
第一,水文地質條件。礦區地質和水文地質特征表現為,控制礦體的F2斷層充導水性一般較弱,地下水補給來源有限,地表又無較大的水體補給,因此,對礦體開采無災害性充水危害,往往只是小量的涌水,一般情況下對礦坑充水影響小。本區花崗巖含風化帶網狀裂隙水,富水性較弱,礦坑揭穿花崗巖風化帶時,風化帶網狀裂隙水可直接進入礦坑。未來礦坑充水因素主要為花崗巖風化帶網狀裂隙水以及地表水可能沿斷裂構造滲透,大氣降水通過第四系松散層和巖石風化裂隙、老窿、斷層下滲補給。
未來礦山生產坑道主要在堅硬的花崗巖中掘進,故礦區總體屬以頂板間接滲水的風化裂隙充水礦床,礦床水文地質條件簡單。
第二,工程地質條件。根據地質鑒定,礦體頂、底板巖性均為花崗巖。鉆孔巖心質量指標分回次計算,質量指標達92%~98%的大于整個統計回次的一半,質量指標達75%~90%占20%左右,質量指標
第三,環境地質條件。礦區位于全國地震烈度分區6度帶,歷史上附近無發生地震的記錄,只有遠離礦區達200公里以外的定南、尋烏、龍南、大余等縣城曾有過4~5級的中強地震,可以不予考慮,所以礦區及礦區周邊穩定性好。
臨近礦區無工礦企業的廢水排放,地表、地下水水質良好(達Ⅱ類水質標準)。礦區內廢石、廢土分布極少,廢石中無有害組分解影響到地質環境,地質環境類型屬良好類型。
3 經濟意義及可行性研究
3.1 方法的確定
鑒于采用靜態法進行評價,選用評價指標為潛在總價值、總利潤。本次經濟概略研究的主要對象是估算了資源量的Ⅰ號礦體,概算的指標主要是礦床潛在價值和礦床工業價值、潛在總利潤。
礦床潛在價值=金屬量×產品銷售單價
礦床工業價值(總利潤)=年銷售利潤×服務年限
礦山服務年限(T):
T=可采V石量×采礦回收率/年采礦石量(1-廢石混入率)。
可采礦石量=333礦石量×0.6+334礦石量×0.3+設計損失量。
333資源量的可信系數取0.6,334資源量的可信系數取0.3。設計損失量為總資源量的10%,采礦回收率為90%,廢石混入率為8%。
3.2 有關參數的選擇
根據各礦床特征、礦石類型、開采技術條件和調查、訪問及類比等資料,參照有關擴大指標來確定本次評價的相關參數(見表1)。各數據采用本次工作的測試數據結合民采調查資料進行修正。
3.3 經濟效益評價
3.3.1 總價值(Vg):
將表中各參數代入公式計算得,礦床主要組分鉛鋅潛在總利潤(Fz)約為7600萬元。如果計入共(伴)生組分價值,潛在總利潤可增長20%以上。
3.3.3 可采礦石量:
可采礦石量=333礦石量×0.6+334礦石量×0.3+設計損失量=24萬噸
3.3.4 礦山生產規模:
根據區內資源保證情況,擬定日生產規模100噸礦石量,每年生產時間按300天計算,則年生產規模為3萬噸礦石量。
3.3.5 礦山服務年限:
礦山服務年限=可采礦石量÷年生產規模=24萬噸÷3萬噸/年≈8年
3.3.6 礦山建設投資:(1)礦權購置與地勘費:礦權購置與地質勘查費用共計800萬元;(2)基建投資:包括采礦投資、選礦投資、土地使用費,合計為450萬元;(3)流動資金:按基建投資的15%計算,流動資金=450萬元×15%=68萬元;(4)礦山建設總投資(包括地勘費、基建投資、流動投資):礦山建設投資=800萬元+450萬元+68萬元=1318萬元。
3.3.7 總生產成本:
總生產成本=入選礦石量×企業綜合成本=24萬噸×235元/噸=5640萬元
3.3.8 總產量:
鉛總產量=可利用金屬資源量×選礦回收率=5650噸
鋅總產量=可利用金屬資源量×選礦回收率=5400噸
3.3.9 總銷售收入:
礦產品價格按鉛金屬價格13500元/噸、鋅金屬價格10100元/噸、總銷售收入=13100萬元
3.3.10 稅金及費收:
產品增值稅按13%計算,資源稅按5元/噸礦石計算,礦石資源補償費按年銷售收入的4%計算。
產品增值稅=(總銷售收入-總生產成本)×13%=970萬元
資源稅=入選礦石量×5元/噸=120萬元
資源補償費=銷售收入×4%=96萬元
合計稅金及費收=1186萬元
4 礦床開發的經濟效果
根據上述評價指標,采用靜態評價方法對礦床開發的經濟效果進行概略評價。
4.1 礦床工業價值(總利潤)
礦床工業價值(總利潤)=銷售收入-生產成本-稅金及費收-礦山建設投資=4856萬元
4.2 年利潤
年利潤=總利潤÷礦山服務年限=607萬元
4.3 投資利潤率
礦區投資利潤率=年利潤÷礦山建設投資×100%=46%
4.4 投資回收期
投資回收期=礦山建設投資÷年利潤≈2.2年
5 結語
有色金屬在國民經濟中占有重要地位,通過對礦區經濟技術評價分析該礦床能獲得較好的經濟效益和社會效益,具有較好的開發前景。隨著國民經濟的快速發展,對有色金屬需求程度的日趨加劇,本礦床開發的社會意義、經濟意義也會隨之增大。做好礦床技術經濟評價可為礦山工程設計、基建提供依據,使礦山技術經濟指標優化,提高礦山的資源利用效率,實現礦山資源可持續發展,通過類比可為同類礦區礦床開發技術經濟評價作為借鑒。
參考文獻
[1] 江西省地質礦產局.江西省區域地質志[M].北京: 地質出版社,1984.
篇5
關鍵詞:“84辦法”;安徽省;中小流域;特小流域;洪峰流量;洪水分析計算;基本線型回歸模型
中圖分類號:P338 文獻標志碼:A 文章編號:1672-1683(2014)06-0063-03
特小流域是指集水面積在10 km2以下的流域,而特小流域的暴雨洪水計算會直接影響鐵路、公路小橋涵和小型水利水電工程的防洪排洪設計。目前,我國大部分特小流域沒有實測徑流資料,設計洪峰流量通常根據暴雨資料間接推求。常用的計算方法有中國水利水電科學研究院水文研究所公式法(以下簡稱推理公式法)和中國公路科學研究所經驗公式法(以下簡稱經驗公式法)[9-14]。
《安徽省暴雨參數等值線圖、山丘區產匯流分析成果和山丘區中、小面積設計洪水計算辦法》(以下簡稱“84辦法”)是安徽省水利部門設計計算中小流域洪峰流量的常用方法,此方法主要在安徽省淮河以南、集水面積在10~300 km2之間的山丘區、小型水庫計算設計洪水時使用。
本文根據掌握的資料和相關數據,采用推理公式法和經驗公式法以及相關實測資料對“84辦法”在特小流域洪峰流量計算中的可信程度進行分析討論,為“84辦法”在安徽省特小流域中的應用價值提供初步的參考依據。
1 研究區域概況
研究區域位于安徽省馬鞍山市雨山區銀塘鎮,是一個現代農業示范園。由東北向西南有防洪渠貫穿整個園區,河段河勢散亂多變,河槽穿行在兩岸灘地之間,支流眾多,但無外來支流匯入。
本區屬于亞熱帶季風性濕潤氣候,氣候溫和,雨量適中,光照充足,全年冬寒、夏熱、春暖、秋涼,四季分明,季風顯著,梅雨集中。平均年日照時數為2 133 h,年平均氣溫15.8 ℃。據馬鞍山歷年氣象資料,當地最大年降雨量1 888 mm(1991年),最大一日降雨量254.6 mm(1962年7月6日);多年平均降水量為1 013 mm,降水量總體較為豐沛;降水主要集中在農作物生長季節的4月-10月,其中汛期5月-9月的降水量占全年的60%左右。歷年平均無霜期為234 d。
2 參數選取與計算方法
2.1 參數選取
研究區域內的防洪渠主要用于匯集雨水,本文選取的計算斷面位于研究區西南角(圖1),防洪渠出口處,防洪設計標準為20年一遇。
研究區內防洪渠流域面積、河道長度、沿河長的平均加權比降分別為3.6 km2、5.332 km、7.8‰。防洪渠上游無國家或省級設立的水文站,缺乏實測流量資料。根據《馬鞍山市防洪影響評價報告》,選取1953年-2012年馬鞍山市長系列降雨資料進行頻率計算,得到對應于50%、75%、85%、90%不同保證率年型的降雨量分別是1 013 mm、863 mm和789 mm、748 mm。
2.2 計算方法
特小流域的特性和變化規律與中小流域不同,特小流域的產、匯流現象,不僅受控于暴雨的時空分布,而且還要受到流域下墊面條件的制約,而這種制約的程度,又隨各種下墊面有所不同。而此前,“84辦法”主要在安徽省淮河以南,集水面積在10~300 km2之間的山丘區、小型水庫計算設計洪水時使用,但此方法未曾在特小流域中有過應用與研究。因此,本文將“84辦法”與推理公式法和經驗公式法進行對比,通過數值分析,研究“84辦法”在特小流域洪峰流量計算中的可信度。上述三種方法的計算公式如下:
式中:Qm為洪峰流量(m3/s);F為匯水面積(km2);η為洪峰修正系數;iT為T時段平均產流強度(mm/h);K為徑流模數。
3 計算結果的比較與討論
3.1 三種方法計算結果比較
經過參數選取及計算后得到三種計算方法洪峰流量結果,詳見表1。
從表1可以看出,“84辦法”計算洪峰流量較之前兩種方法偏小,本文分析存在偏差的原因如下。
“84辦法”在進行設計洪水計算時,必須進行調洪演算修峰,絕不能夠不經過具體分析直接套用“84辦法”計算的洪峰流量作建筑物孔徑或河道斷面的設計流量。需要按照河段具體條件,分析匯流滯蓄特征,修改洪峰。在修改洪峰的過程中,需要確定洪峰修正系數,而這個系數的確定與流域的形狀特征有關,然而不同的流域特征差異直接影響洪水過程,故必須認真在1 ∶ 10 000或1 ∶ 50 000的地形圖上量算各項流域幾何特征。在實際計算過程中,主要通過“同心圓”法對流域的形狀參數進行估算,得到流域的長度和寬度,從而確定洪峰修正系數。因此,“84辦法”計算的結果與前兩種常用的計算方法存在偏差是客觀的。
然而這種偏差(相對偏小10%左右)是在合理的離均量之內的,因此對于“84辦法”在特小流域中計算洪峰流量的影響并不大。此外,由于本文在利用“84辦法”計算洪峰流量時所采用的地區降雨資料系列較長,在確定洪峰修正系數時利用的地形圖為1 ∶ 10 000,精度較高,所以本文所用依據均可靠,得到的計算結果可信度高。
3.2 回歸模型的建立
為了進一步分析“84辦法”與其它兩種方法計算結果存在偏差的原因,本文針對“84方法”的特點并結合參數選取的要求,通過建立基本線性回歸模型來研究“84方法”中四個參數(Q′m、F、η、R24)對洪峰流量Qm的影響。模型計算結果詳見表2、圖2、圖3。
從表2模型的擬合程度來看,R2和調整R2都在98%以上,說明該模型整體上擬合得非常好;通過模型殘差自相關的Q檢驗圖(圖3)的自相關(Auto Correlation)和偏相關(Partial Correlation)可以看出,Q統計量在滯后1至5階的顯著性概率(Prob)值都大于5%,所以可以接受原假設,即模型回歸的殘差序列不存在自相關;從表2中可以看出,顯著性概率值(Prob)值都小于5%的顯著性水平,說明模型回歸的系數非常顯著,從模型擬合的殘差序列相關性來看,D-W
值為2.894 3,在[0,4]范圍之間;從模型解釋變量的估計值可以看出,Q′m、F、η的估計值大于0,而R24的估計值小于0;因此,Q′m、F、η的數值大小對洪峰流量的推求結果產生正相關,R24的數值大小對洪峰流量的推求結果產生負相關。
3.3 結果討論
通過上一節模型建立、分析的結果,對今后的研究提出了新的議題。或許在利用“84辦法”計算特小流域洪峰流量的過程中,是否可以在充分利用現有水文資料的基礎上,開辟一些新的參數選取途徑,用于進一步提高對參數的選取精度,保證計算的可靠性值得探究。
(1)對F選取的討論。目前在計算洪峰流量過程中,水利工作者主要是利用地形圖,通過對等高線的勾畫,估算相應的流域面積。在今后的深入研究中,是不是可以利用DEM數據,通過Arcgis和ENVI等相關地理分析軟件,利用衛星將流域面積的選取精度提高到新的階段?
(2)對η選取的討論。在系數η的選取中,需考慮其他因素如R1的影響。本文在選取R1時,是通過不同n各歷時暴雨(凈雨)與24 h暴雨(或凈雨)比值表查取的。在以后的計算過程中,可以利用瞬時單位線法,通過對瞬時單位線參數k的計算選取,得到η的數值,這也提供了一個新的解決參數取值的思路,值得今后深入探究。
綜上所述,“84辦法“在特小流域洪峰流量計算中的應用是合理可行的,今后可以作為特小流域乃至無資料地區計算洪峰流量的方法之一。然而,還需要不斷深入研究基礎,使“84辦法”可以逐步和中國水科院1958年推理公式法以及中國公路科學研究所經驗公式法相互配合計算特小流域洪峰流量的典型方法。
參考文獻(References):
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