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随着高职课程改革的不断深入,高职课程越来越重视课程设计。以能力为本的人才培养目标符合基于工作过程的课程设计理念。课程设计中的“设计”二字,需要以课程实施的对象“学生”为前期准备。高职学生在认知上的特点是学生的思维呈现从一到多的发散式状态,即对待问题的解决从“是什么”转变为“可能是什么”,学生能假设一种或多种不同的情境并加以理解与思考,不一定需要亲身经历。对于具体的工作任务,学生能通过假想的思维想到不同的解决方法。课程设计包括基本的价值选择、技术上的安排和课程要素的实施[1]。在职业教育中,通常将职业能力分为专业能力和关键能力,关键能力对培养未来的劳动者有着“关键作用”的能力。这里所说的关键能力需要通过课程设计来实施与完成[2]。
《电子产品开发与制作》课程面向电子制造业、电子服务业、电子开发业等行业领域,其对应的产业链和主要岗位分析如图1所示。在高职教育中,《电子产品开发与制作》课程面向电子信息工程技术、应用电子技术、电子工艺与管理等电子信息类专业,其对应的岗位有工艺工程师、产线作业员、材料工程师等。课程的作用体现在培养学生的基础职业技能和能力,即,①电子产品制作工艺的相关知识;②常用元器件识别与检测、常用工具、装配准备工艺、焊接技术与工艺、印制电路板的设计与制作、整机设计与装配工艺、调试工艺等;③基本职业道德和素质。
2《电子产品开发与制作》课程设计
2.1《电子产品开发与制作》课程开发步骤
《电子产品开发与制作》课程内容与实施与电子信息类产业发展联系紧密,因此,课程开发主要围绕新技术的发展、产业的发展和实际的岗位需求来进行,分为以下五个步骤。①深入电子信息类企业调研,收集相关的信息;②分析本课程面对的专业的典型工作任务;③提取与《电子产品设计与制作》课程相关的培养目标信息;④设置本课程相关的工作任务;⑤依据工作任务,分析知识点,设计学习任务单元。
2.2《电子产品设计与制作》课程的实践性分析
在《电子产品设计与制作》课程设计中,充分体现本课程的实践性,如图2所示。
2.3《电子产品开发与制作》课程的职业性分析
本课程内容以职业标准和专业核心能力课程的需要为依据,课程内容的选取和设计参照企业调研中收集到的实际职业岗位所需知识、技能和职业素质等基本信息,并且综合考量专业核心能力课程中与本课程相关的要求。
3《电子产品设计与制作》课程内容分析
3.1《电子产品设计与制作》课程内容选择
根据高职学生的学习特点和专业人才培养目标,遵守理论知识够用为度的原则,结合电子产品制作实际岗位的需求,选取了以下的学习内容,如表1所示。
3.2《电子产品开发与制作》课程内容的整合与优化
首先,根据学生的实际能力,整合课程内容,达到课程内容的有机结合。然后,根据学生能力形成的特点和职业岗位要求,优化课程内容。最后,结合校内外实训室优化课程内容,如表2所示。
4结语
一、通信类电子产品开发流程
1、开发定位与准备。首先,一定要明确开发目标。不管是进行任何项目的开发,都需要先进行需求分析与可行性验证。根据开发的要求与周期来制定相应的计划,再组织开发小组,购买需要的工具,保证项目能够正常进行。其次,要建立一个一体化的平台。设计工具一定要充足,不能在设计过程中受到工具制约。应当把所有电子产品设计需要的功能进行一体化设计,让设计人员都能够把注意力集中在产品的智能化设计上。最后,要收集相关的技术资质。设计过程中除了要规范设计,还要收集相应的工具说明以及软件使用等等材料。只有准备工作做足了,才能够保证在开发的过程中不会受到条件制约。2、硬件开发。电信设备注重模块化设计,所以在硬件的设计上都是采用模块化结构。开发者可以根据不同的产品来选择不同类型的控制器。硬件开发过程中设备的开发方式以及结构都是非常关键的,所以要切合实际去选择,才能保证后期顺利进行。3、软件开发。实现应用层协议是软件开发的主要任务,在命令的分析、设计以及链接中都需要详细进行。其次,在服务器建立的类型上也要选择合适模型,功能划分、文件编辑、设备描述测试等等步骤都是不容忽视的。4、市场攻略。通信设计与市场制造流程的硬件设计不一样,它不属于制造流程中的附属产品。所以,在实际时需要把注意力都集中在产品设计与智能化上,用创新的思维去设计出更多不一样的设备作品,把创建设计能够最大化的运用到通信设计上,对产品的性能以及应用方面进行不断完善与更新。5、进行相关性投资。随着社会经济的不断发展,人们对物质文化的要求不断扩大。传统的单一性能要求已经不能满足消费者的物质心理。与此同时,众多的企业对投资性的电子产品越来越重视,特别是在近几年电子产品的投资比例不断提高。投资创新是属于一种扩展性的项目,是通过最新的电子产品设计技术给用户带来更多全新的体验,创造更多的产品优势与价值。
二、通信电子产品开发与应用的注意事项
1、进行适度开发。美国一家公司经过对世界各国的手机用户进行调查,有超过60%以上的用户表示不喜欢用复杂手机。不仅设计开发要适度进行,应用也是一样的道理。因此,在产品的开发过程中一定要懂得适度,不要只考虑到先进的理念与功能给人们带来的吸引力,同时要考虑到产品的实用性。
2、简化产品功能,了解产品功能。现在的电子行业发展极快,所以各种先进技术融入到电子产品开发中。除了给人们带来众多方便之外,还存在安全隐患。在通信电子产品开发设计中,一定要考虑到产品的功能复杂性。如何功能过于复杂,那将会影响人们的正常使用。所以,在产品使用之前一定要先花点时间去学习相关的功能,对于高智能的产品也需要花费较多时间去熟悉。这种产品虽然给人们带来带来很多好处,但同时也给人们带来负担。因此,为了能够更好的发挥产品的功能效用,要先对产品功能有所了解。
3、注意使用环境条件。电子产品的性能会受到温度、湿度以及压强等等的要求,所以在不同的环境下表现出来的性能会有所差异。因此,在使用时一定要先对周边环境有多了解,对电子元件的允许使用温度应当有所了解,同时对产品性能以及影响产品性能的因素都有多了解。所以,要根据不同的电子产品去选择适合使用的环境,才能够保证电子产品性能不受影响,不会对它的寿命造成伤害。
关键词:课程开发;工作过程;能力;产品设计制作;实训项目
中图分类号:G423.07 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)04-0241-02
教高200[6]16号文作为我国高等职业教育的重要指导性文件明确指出,高职高专教育要突出学生实践能力的培养[1]。作为建筑行业类院校,我院开设的应用电子技术专业采取“411”人才培养模式,其中两个“1”分别是指第五学期在校内开展的专业能力综合训练课程(包括《智能建筑电子产品设计与制作》、《智能建筑设备施工与调试》两门课程)和第六学期的校外顶岗实习。《智能建筑电子产品设计与制作》课程通过项目实训使学生在具备一定理论基础和专业技能后,培养三大能力:综合运用知识和技能设计、制作电子产品的专业能力,分析问题、解决问题的方法能力,在特定职业环境下协作完成任务的社会能力。以此帮助学生养成良好的职业道德和职业态度,树立终身学习理念[2]。电子产品设计制作能力是专业的核心能力,需基于工作过程,以“工学结合”职教理念为指导对其进行整体开发,以利于学生电子技术应用核心能力的形成。
一、基于工作过程的电子产品设计制作课程整体开发
电子产品设计制作课程的整体开发思路是:将电子产品设计制作岗位及其工作过程所要求的能力从行动领域转化到学习领域,选取由浅入深、由简单到复杂的项目编排成教学内容体系,并将职业教育规律和实际工作过程中任务的实施组织方式相结合,开发基于工作过程的课程教学模式,细化为实训教学过程。课程整体开发实践经历以下环节:专业社会需求调研与能力分析、岗位工作过程分析与典型工作任务归纳、行动领域的典型任务转化为学习目标和学习内容、选取教学项目和设计微观教学方法等。
1.社会调研分析与课程能力目标。由于珠三角智能家居企业市场的蓬勃发展,使得这些工程应用领域产品的性能和技术尚处于开发改进阶段[3],为电子专业毕业生在产品设计、样机制作、调试维修、制程技术指导、质量成本控制等岗位提出需求。我们根据这些岗位的工作过程,归纳出典型工作任务,包括产品方案选择、原理设计、编程、调试与测试、文件编写;能力目标包括产品功能和组成结构分析、方案比较与选择、电路设计、PCB图绘制、元件选型与参数计算、焊接组装、单片机编程、样机调试、功能测试、故障诊断维修、技术文件编写等。
2.课程内容体系。将上述典型工作任务和能力目标转化为学习领域的对应方案选择与设计、电路设计与制作、程序设计与调试、功能测试、技术报告撰写等实训环节,针对这五个环节设计了从简单到复杂的四个项目展开教学(见表1)。
每个实训项目划分为若干任务,例如门口机、用户机子系统设计制作项目划分为七个任务,包括模块功能分析、方案与设计,控制器接口及电路设计,接口协议及控制命令制订,人机交互、机电控制、通信程序编写,电路装配制作,软硬件联调,功能测试及技术报告撰写。
3.课程微观教学设计。在课程的微观设计上,从开发仿真到模仿真实产品项目开发,为学生提供真实的电子产品开发工作环境,在电子创新设计工作室进行,配备PC机、单片机开发工具、PCB板雕刻及热转印加工设备、测试设备等,能够施行以下环节:设计任务书下达,产品功能分析,运用PROTEL软件设计电路,运用KEIL、PROTEUS软件进行单片机的开发和仿真,制作电路板,焊接装配,调试,测试。实施过程中模拟企业真实项目部的任务开发组织形式,将学生分组,根据每个学生的特点为其分配角色,注重团队协作和最终任务的实现,培养学生掌握合理选择加工手段、设备和方法完成设计制作任务。
二、课程整体开发实践效果
智能建筑电子产品设计与制作课程基于工作过程的整体开发设计理念符合工学结合,全方位培养学生的专业能力、方法能力、社会能力,课程实施取得了良好效果。例如学生在职业资格证书(PROTEL)考试中,2007级75名学生参加考试通过72名,通过率达到96%;2008级59名学生通过57名,通过率达到96.61%;毕业生的就业率逐年提高,2009年未施行课改的毕业生就业率89%,在2007、2008两个年级实施课改项目,就业率均达到98%。另外,学生在各类电子设计竞赛中获得奖项多次,并且毕业生受到用人单位的好评。
参考文献:
[1]关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[Z].教高[2006]16号文件.
[2]戴谷芳.德国职业教育能力目标培养及其启发[J].中国现代教育装备,2009,(16).
委托方:_(以下称甲方)
开发方:(以下称乙方)
甲乙双方就甲方委托乙方设计开发项目事宜达成以下协:
一、乙方同意按甲方委托的技术要求为甲方项目开发_______向乙方订项目数量套_______本项目名称型号板卡每块价格_______
二、项目项目经费付款方式______协议签定后甲方须向乙______万元,确认样机后付余款______万元如果甲方在确认样机后;
三、协议签定后,甲方需将相应样品电子产品项目委托开发协议书
委托方:_ (以下称甲方)
开发方: (以下称乙方)
甲乙双方就甲方委托乙方设计开发 项目事宜达成以下协议:
一、 乙方同意按甲方委托的技术要求为甲方项目开发,甲方保证在所委托项目功能符合协议要求后 个月
内向乙方订 项目数量 套,本项目名称型号板卡每块价格如下:名称: 型号: 价格 人民币;(备注:以上价格不含任何税费,在每次定单数量大于 套另行协商)
二、 项目项目经费付款方式;;协议签定后甲方须向乙方支付保证金人民币 万元,(注;签订合同时预付
万元,确认样机后付余款 万元)如果甲方在确认样机后 月内向乙方订购此项目板卡低于 套,否则乙方不退还保证金;在 个月内定单数量达到 套,乙方退还甲方所付全额保证金;
三、 协议签定后,甲方需将相应样品提供给乙方或提品外壳尺寸及内部空间尺寸以及相关资料,本项目需
要甲方提供的资料包括:______________________ ;甲方并支付保证金人民币 万元汇到乙方指定帐户内;乙方在确定款项到帐后在 天内快递保证金收据给甲方。
四、乙方在收到甲方提供本项目需要的样机或相关资料后,开始进行该项目的电路硬件设计以及软件设计,并
在 天内提供按甲方要求设计的样品 套给甲方测试确认;制作样机测试;(注:如果甲方不能及时提供该项目乙方需要的资料,请及时通知并协商处理)
五、乙方可为甲方提供整套成品方案修改,并按具体情况协商酌情收取一定费用。
六、 责任条款
(一)甲方责任
1、甲方应按合同约定分批拨付经费,协调检查研究进展,组织验收项目成果。
2、甲方根据乙方研究需要,应及时提供有关资料及研发经费。
3、随项目进展情况,应及时安排现场实验等配合工作,保证项目研究计划的进行。
4、因甲方责任未履行合同时,应根据责任与损失大小,确定经济责任及善后处理办法,由双方协调并签订协议书确定。
(二)乙方责任
乙方应全面履行合同内容,接受甲方对乙方研究工作的检查和协调,并按时向甲方提供项目相关书面报告:
七、样机经甲方测试认可后,甲方可向乙方定货。甲方定货需先付订单 订金,余款按订单生产完结交付甲方后付清。乙方根据甲方传真订购单开始生产,未量产 天内交货。量产 天内交货。
八、本协议一式两份,经双方签字盖章后方为有效,甲乙双方各执一份;
九、以上未尽事宜,可经双方协商后签定补充协议,该补充协议连同本协议具有同等法定效律。
甲方:_ ______(盖 章) _______ 确认者:___________
[关键词]验证;需求;评审
近年来,机载电子设备功能不断增强,产品复杂度成倍增长,在工程开发过程中暴露出了许多新的问题,如需求遗漏、验证不全面等,传统的设计和管理手段已经不能满足现阶段的应用需求。在工程实践中,我国的飞机设计在上世纪90年代以前主要是仿制开发,在这种开发大背景下,对于需求的梳理工作不是那么紧迫和必要,进入21世纪之后,国内也开始进行多个型号飞机的正向开发,在这种新的形势下,加强对需求的分析、验证管理方面的研究就显得非常紧迫。
1设计和开发验证定义
1.1验证在GJB9001B-2009《质量管理体系要求》中关于“验证”有明确的定义及表述,在附录D中对“验证”的定义如下:“验证是指通过提供客观证据对规定要求已得到满足的认定。”认定可包括下述活动,如:变换方法进行计算;将新设计规范与已证实的类似设计规范进行比较;进行试验和演示;文件前进行评审。1.2设计和开发验证在GJB9001B―2009中7.3.5“设计和开发验证”的表述如下:“为确保设计和开发输出满足输入的要求,应依据所策划的安排对设计和开发进行验证。验证结果及任何必要措施的记录应予保持。”通过对标准的理解,可见“设计和开发验证”强调的是:设计输出是否满足设计输入的要求。也就是首先要将比对的“标准”,即“设计输入要求”与“设计输出”一一核实,严格按设计输入的要求进行验证。
2设计和开发验证现状
目前,在机载电子产品设计和开发过程中大致存在以下几个方面的典型问题。2.1设计输入不明确目前大部分课题在开始研制时,由于用户需求不确定,导致对产品技术要求不明确,在硬件接口方面的描述通常比较含混、简单,缺少详细的技术要求,导致设计师在设计产品时无法进一步获取详细需求,同时也导致了后期反复的设计更改工作。2.2硬件需求管理粗放以本单位为例,本单位对硬件需求及验证方面的管理基本上从3份文档上体现,分别为《技术需求书》、《产品验证大纲》、《产品验证报告》。而目前大部分课题的《技术需求书》只是简单的将技术协议的内容转移过来,几乎没有进行硬件接口需求分析。《产品验证大纲》及《产品验证报告》中大部分内容也是将《验收测试程序》中的内容重复,也没有体现出对需求的验证。2.3硬件需求验证不全面由于对需求分析不到位,导致产品设计过程中对部分需求的遗漏,在后期产品验收交付过程中也没有对部分需求进行验证,这些没有验证的需求往往到了后期需要进行设计更改,增加了工作量。表1离散量输入接口需求分析表
3需求分析和管理
3.1需求分析需求是设计和开发的依据,需求分析工作就是要对用户提出的技术要求进行分析梳理,结合进行分解,条目化,建立需求分析表,明确产品接口信号特性,如功能和性能,以及结构性考虑,如隔离、自测试、可测试性、外部接口、环境、测试和维护性考虑、功耗和物理特性等。特别需要注意的是,在用户技术要求不明确的情况下,应当结合以往的类似设计梳理出本课题的硬件需求,并且也应当形成需求分析表,随后邀请用户对该需求分析表进行确认(评审)。以某离散量输入接口(DISIN)为例,建立如表1所示的需求分析表。3.2需求评审需求评审是一种保证需求可接受性的方法。是对“需求分析表”(见表1)的正确性和完整性进行确认,在初始的需求评审之后发生的需求更改,应进行与初始评审相同的评审过程或一个同等的评审过程,在进行需求评审时,评审人员可以按照“需求活动检查表”(见表2)中的评审要点开展需求评审,对于评审通过后的需求就纳入管理,形成基线。3.3需求知识库管理需求知识库的建立是个渐进的过程,不可能一蹴而就,需要有人来负责,来完善。需要两个阶段来完成相关工作。3.3.1需求样本整理阶段课题各自管理,由课题负责人来管理本课题的“需求分析表”,统一管理(按配置管理活动进行管理,形成课题级“需求样本库”),以便积累大量需求样本,由兼职人员进行维护。3.3.2需求知识库阶段该阶段指定资深设计人员对“需求样本库”进行梳理,并形成和维护“需求知识库”。
4 设计和开发验证
关键词:氯碱;离子膜;电解槽;新产品
目前,氯碱企业大多采用离子膜电解槽生产烧碱,主要使用日本旭化成电解槽、旭硝子电解槽和氯工程电解槽。现以年产10万吨烧碱装置日本旭化成电解槽为例,讲述离子膜电解槽的使用情况,及以现有离子膜电解槽适合开发的几种新产品,主要有四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、丁二酸、聚苯硫醚、氯化石蜡、对氨基苯酚和香兰素等新产品。
一、离子膜电解槽使用情况
我公司离子膜电解槽共有4台,每台有164个复极单元槽框,运行已有3年之久,目前,运行稳定,电流稳定在13.5KA,电压稳定在515.12V,槽温86℃左右,气相压差4KPa,每小时产碱13.5吨左右,液氯10.2吨左右,高纯盐酸4吨左右。
二、新产品开发
为了提高公司生产效益,调整产品结构,拉大产业链条,经多方调查,结合公司电解槽实际情况,发现适合开发的新产品主要有四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、丁二酸、聚苯硫醚、氯化石蜡、对氨基苯酚和香兰素等新产品。
1.四甲基氢氧化铵
1.1 物理化学性质
简称TMAH,无色结晶(常含三、五等结晶水),极易吸潮,有一定的氨气味,具有强碱性,在空气中能迅速吸收二氧化碳,形成碳酸盐为有机强碱,具有较强的腐蚀性。通常制10%、25%的水溶液,含5分子结晶水的四甲基氢氧化铵为无色潮解性针状结晶,熔点63℃,沸点120℃,加热到沸点时易分解成三甲胺和甲醇,比重1.00(25/4℃)。
1.2 生产方法
离子膜电解法是将电解和离子膜结合在一起,得到高纯度的TMAH,能够满足电子工业的应用要求。具体应用时,此方法根据所选用的阳离子膜或阴离子膜以及用离子膜的数量,选用不同的电解槽。应用一张离子膜的电解槽称为两室一膜电解槽,应用一张阳离子膜和一张离子阴膜的电解槽称为三室两膜电解槽,要得到纯度更高的TMAH溶液可以再增加阴阳膜的数量。
根据我公司现有离子膜电解槽可以直接使用,只需更换适合生产TMAH的阳离子膜,可以在确保烧碱正常生产的同时,先使用一台电解槽进行试验。
2.香兰素
2.1 用途
香兰素(Vanillin),又名香草醛,为一种广泛使用的可食用香料,可在香荚兰的种子中找到,也可以人工合成,有浓烈奶香气息。广泛运用在各种需要增加奶香气息的调香食品中,如蛋糕、冷饮、巧克力、糖果;还可用于香皂、牙膏、香水、橡胶、塑料、医药品。
2.2 生产方法
通过使用电解槽电解草酸,生成乙醛酸之后合成生成香兰素。
乙醛酸法:在乙醛酸溶液中依次加入愈创木酚、氢氧化钠溶液和碳酸钠,并在30~33℃下缩合生成3-甲氧基-4-羟基苯基羟乙酸。用溶剂萃取出未反应的愈创木酚后,加入氢氧化钠溶液,在问硝基苯磺酸和氢氧化钙存在下,加热至100℃进行氧化裂解得香兰素。氧化产物经中和后用二氯乙烷萃取香兰素,粗品经减压蒸馏和重结晶提纯得成品。亚硝基法 将30%的盐酸166kg和水200kg加入反应釜,冷却至l0℃后,在2h内滴加二甲基苯胺61.5kg,温度不超过25%,之后继续搅拌20min。冷却至6℃后滴加75kg亚硝酸钠配成的25%的水溶液,温度控制在7~10℃下继续搅拌1h。滤出对亚硝基二甲基苯胺盐酸盐,再加入一定量的乙醇和浓盐酸,以稀释固体,得对亚硝基二甲基苯胺。
3. 丁二酸
3.1 用途
主要用于制备琥珀酸酐等五杂环化合物。
也用于制备醇酸树脂(由丁二酸生产的醇酸树脂具有良好的曲挠性、弹性和抗水性。)、油漆、染料(丁二酸的二苯基酯是染料的中间体,与氨基蒽醌反应后生成蒽醌染料。)、食品调味剂(丁二酸还可作食品酸味剂用于酒、饲料、糖果等的调味。)、照相材料等。
医药工业中可用它生产磺胺药、维生素A、维生素B等抗痉挛剂、松痰剂、利尿剂和止血药物。作为化学试剂,用作碱量法标准试剂、缓冲剂、气相色谱对比样品。还可用作剂和表面活性剂的原料。
主要用于制取丁二酸酐、丁二酸酯类等衍生物,用作涂料、染料、粘合剂、药物等的原料。
3.2 生产方法
电解氧化法,苯酐与硫酸和水按1:0.5:4比例,在电解槽中电解,可得丁二酸。电解法合成的原料为顺丁烯二酸或顺酐,阴、阳极液用稀硫酸,由阳离子膜隔开,阴、阳极一般均用铅板,通常用板框式电解槽合成。
三、结论
为了改变氯碱企业目前单一的产品结构,提高产品附加值,利用现有电解槽开发新的产品是一种很好的选择。
关键词:“电子产品制作工艺与操作实训”;工作过程;课程体系
一、岗位需求及行动领域分析
1.岗位需求分析
通过对本地区电子技术人才需求的调研,目前电子行业岗位需求有电子产品装配与焊接、产品调试与维修、质量检验与管理、生产管理等岗位。
2.学生就业岗位行动领域分析
多年来辽宁省绥中县职业教育中学电子技术应用专业毕业生从事的工作岗位为:电子产品操作工、电子产品质检员占65%,电子产品生产销售员、电子产品维修员、电子产品售后服务员占25%,其他占10%。
二、课程设计
1.载体选择
根据岗位需求及行动领域分析,我们对本地区电子行业企业进行了调研,需要有基于工作过程的载体承载这些学习内容,因此我们选择了小型电子企业的产品闪烁灯、跑马灯、交通灯等为学习载体,承载本门课程的教学任务。
2.学习情境的设计
学习情境一:万用表使用。典型教学任务:常见电子元器件及其检测。学习内容:①万用表;②常用电子元件;③STM技术。训练项目:①万用表的使用;②原件的识别与检测。教学载体是万用表和各种元器件。学时建议为16学时。考核评价:①项目考核;②小组互评;③自评。
学习情境二:闪烁灯制作。典型教学任务:掌握装配前的准备工艺。学习内容:①掌握使用工具;②导线及引脚的加工。训练项目:导线端头处理排除。教学载体是闪烁灯。学时建议8学时。考核评价:①项目考核;②小组互评;③自评。
学习情境三:跑马灯制作。典型教学任务:掌握常用的焊接技术。学习内容:①手工焊接;②焊点质量分析;③自动焊接;④SMT技术;⑤无铅焊接。训练项目:手工焊接。教学载体是跑马灯。学时建议为8学时。考核评价:①笔试;②项目考核;③小组互评;④自评。
学习情境四:交通灯制作。典型教学任务:掌握电子产品装配工艺。学习内容:①电子产品装配工艺流程;②连接工艺;③电子产品总装。训练项目:PCB制作。教学载体是交通灯。学时建议为12学时。考核评价:①笔试;②项目考核;③小组互评;④自评。
学习情境五:LED电子钟制作。典型教学任务:掌握调试工艺与故障处理。学习内容:①调试基础;②故障查找及处理。训练项目:①元件的成型与安装;②故障处理的方法。教学载体是LED电子钟。学时建议16学时。考核评价:①笔试;②项目考核;③小组互评;④自评。
学习情境六:收音机的制作。典型教学任务:掌握电子产品的检验与防护。学习内容:①电子产品的检验;②电子产品的防护。训练项目:①收音机的安装与调试;②电子产品检验方法。教学载体是收音机。学时建议为12学时。考核评价:①笔试;②项目考核;③小组互评;④自评。
三、课程组织与实施
(1)组织形式:采用车间教学的组织形式,将整个班级分成若干个小组,每个小组选出一名组长作为班组长,教师是车间主任,同时又是技术主管,主要负责生产的组织管理和提供技术支持。整个教学过程按照企业实际工作任务、工作过程和工作情境来组织实施。
(2)实施过程:在实训车间中,按照老师布置任务―学生熟悉任务―学生制订具体计划―按计划实施―师生共同检测―师生共同考核评价来实施教学过程。改变传统的知识传授型教学,实行行动导向型教学,使学生在学习知识的同时,掌握相关的职业技能。
四、课程考核与评价
根据学生完成任务情况应从多方面对学生进行综合评价。评价的范围包括组织纪律、团队意识、操作技能、规范意识等。评价的方式有口试、笔试、考查、现场实战、团队合作等。评价形式有教师评价、学生互评、学生自评。通过多方面综合评价促进学生全面发展,从而建立全新的学生评价体系。
参考文献:
软件成为车载娱乐设备关键
车辆主体的开发周期一般需要若干年,而电子产品的研发周期通常只有几个月。通过电子技术的包装,汽车可以不断地花样翻新、引人入胜,为变化不那么多样的汽车产品注入了更多的活力,也带来了更多的利润来源。
不过,电子产品要登堂入室进入汽车,还必须逾越一些门槛。这些门槛首先表现为汽车产品与电子产品在更新换代周期方面的时间差。从更深的层次上看,这是由于汽车不仅是复杂的机械机构,并且高速行驶在道路上,而且对安全性和可靠性的要求远远高于居家、办公等普通的环境,同时在空间和电力供应等方面都受到更多的限制。
一方面是产品开发进程迅速、产品功能灵活多样的电子业,另一方面是开发周期长、功能变化不多的汽车业,如何在二者之间架起畅通的桥梁,这是摆在车载信息娱乐产品开发商面前的最大挑战。所幸的是,已经成为绝大多数电子产品核心部件的电脑可以把这个挑战分解为硬件和软件两个层面,进而可以用相对稳定、变化周期较长的硬件来适应汽车业较长的更新周期,同时用灵活多变的软件来为车载电子装备赋予丰富的功能。无论如何,软件已经成了车用电子产品是否能够决胜市场的关键。
建构任何电脑的软件系统都要从操作系统做起,而车载娱乐系统的操作系统目前却陷于一种窘境。如果用“infotainment operating system(车载娱乐操作系统)”在Internet上搜索,得到的结果都是一些老旧、偏门的操作系统,就连风靡全球消费电子产品的Linux也未列其中。这也并不奇怪,因为目前的大部分车载娱乐系统只是由收音机/磁带/CD机组成,并不需要什么复杂的软件。这种情况很快就会完全改变了。车载娱乐系统必将像消费电子产品那样白花齐放、日新月异,现在的关键在于如何从繁荣的消费电子市场选择最安全、可靠、适用的产品,并迅速针对汽车这种新的应用环境进行改良。其中既包括硬件改良,也包括软件改良。而且,硬件的改良有可能快速完成,而软件的改良与更新则是永无休止的。
选择高效软件平台,快速进入市场
车载信息娱乐产品的开发不应该从头做起,而是应该站在一个较高的平台上,采用“平台大挪移”的方式,对现有的消费电子产品进行裁剪和修补,这样就可以在车载信息娱乐市场竞争中取得先机。那么,消费电子产品中的哪些技术将会在车载信息娱乐产品中得到大量应用呢?
首先是网络通信技术。有关汽车的网络通信主要包括车辆对外与各类服务设施之间的通信和车内各类设备之间的网络通信。例如:利用蜂窝移动通信网络在车辆与各类服务设施之间实现信息沟通,提供故障救援、维护保养等服务;利用GPS系统来交流位置信息,可实现导航、地图以及当地服务广告等;利用卫星通信下载音频、视频和文件资料,以及实现网络访问和移动办公;车辆内部的网络通信主要通过蓝牙、Wi-Fi或者USB等方式实现,可以将车内的各类信息娱乐设备连接起来,还可与车主的手机、媒体播放器等便携式设备连接起来,并且与车内的仪表盘和操控系统向联系。
第二是人机界面技术。为了让驾驶员和乘客都可以方便地操作和控制车内各类设施,特别是不能影响到驾驶中的安全性,必须提供特殊的操作控制系统。例如,通过触摸屏和图形系统实现人机界面(HMI)的输入和反馈等。可以采用二维和三维图像实现显示器、按钮、拨号盘、开关,通过语音识别完成各类指令的输入,实现电话拨号、收音机换台等功能的语音操作,还必须解决噪声抑制、回声消除等问题。
第三是加强高效、稳定、可靠等特性的技术。例如,车载信息娱乐系统不可能允许像桌面PC那样漫长的启动时间,也不可能容许动不动就对这些设施进行“重新开机”。另外,有些系统在车辆停止使用的时候仍然需要电源供应,因此必须具有高效的电源管理能力,准确地判断什么时候应该处在“休眠”状态,什么时候需要完全关机,在节省电力和快速进入工作状态之间取得平衡。
给汽车“太空船”一样的大脑
那么,应该选择什么样的消费电子开发平台作为“挪移”的基础呢?从电子产品制造商的角度来看,车载信息娱乐产品开发平台应该具备以下三个方面的能力:第一,以灵活的电子产品特性让汽车可以快速反应市场需求;第二,以平台化的软件开发技术全面降低车用电子产品的开发成本;第三,以经过市场长期验证的参考设计(ReferenceDesign)拿到进入高利润市场的入场券。
为了获得这三个方面的能力,产品开发厂商仅仅拥有先进的软件开发工具还是不够的,还必须注意两个方面:第一,把自己融入电子产品开发的生态环境之中去。在这个生态环境中,不仅有软件开发工具提供商,而且还包括芯片供应商、ODM、IP供应商、中间件供应商等产业链中的上下游相关厂商。这个生态系统中的厂商结成战略合作伙伴,不仅进行技术协作,而且还有许多联合市场活动,共同推动市场发展。第二,软件开发过程中应当随时可以获得专业的服务与支持。对于车载信息娱乐产品开发商来说,在产品开发过程中一定会遇到各种问题。这些问题对于自己可能是全新的问题,但是对于软件开发解决方案提供上来说很可能是别人早就解决的问题。有的时候,一个自己摸索需要好几天还不一定能解决的问题,找到软件开发专业服务人员,很可能一通电话、一个E-mail就解决了。所以,车载信息娱乐产品开发商应该选择即刻提供软件开发工具与技术,有可以把自己带入完备的产业生态系统之中,同时可以提供专业服务与支持的软件开发解决方案提供商。
目前许多航空航天设备都采用Wind River提供的软件运行与开发平台。Wind River还与多家相关厂商合作推出了一个优化的车载信息娱乐软件平台参考设计,可以支持用户系统需要的大多数设备的板级支持包(BSP),例如:来自Tilcon公司的三维图形和GUI创建器(GUI builder)、Datalight公司具有断电保护能力的文件系统、StonestreetOne的蓝牙技术、VividLogic公司的1394、音频、视频、CD-ROM和互联网基本驱动程序。
选择一个适合的产品开发过程对于成功完成产品开发有着至关重要的作用。一个定义良好的过程,可以有效地指导和监控产品开发实践活动,提高产品开发的效率、质量和可预测性。但是,如果过程定义不合理,却会反过来制约我们的工作,导致挫折、低效、低质量甚至失败。
产品开发是一个多学科综合的过程。以消费电子产品为例,在产品开发过程中,软件、硬件、结构件和定制件等各个学科和专业小组的活动互相依赖、交叉并行。传统的产品开发过程往往采用串行、离散、重量级的方法,存在着以下问题:
串行的产品开发过程不能有效支持产品开发的迭代本质,项目的风险往往在后期集中爆发,导致项目进度失控或产品草率交付。
传统产品开发过程把各个学科和专业小组的活动视为一系列静态的、离散的过程,对于多学科交叉并行活动缺少有效综合与协调。
传统产品开发过程采用的重量级方法导致大量的文档工作和漫长的开发周期,难以快速交付高质量的产品。
随着产品的智能化、自动化和信息化程度越来越高,产品的功能和结构日趋复杂,其开发难度也不断增大。同时,技术和工艺水平的飞速提高,以及激烈的市场竞争导致产品的更新换代更加频繁,也使得开发时间日益缩短。在开发难度提高和开发时间缩短的双重压力下,传统的产品开发过程已经不能满足消费电子产品开发的需要。因此,建立一个高效的产品开发过程有着重大的意义。
二、国内外现状分析
为了解决传统串行的产品开发过程导致的产品设计改动量大、开发周期长、成本高、质量差等问题,人们提出了并行工程(Concurrent Engineering)与集成产品和过程开发(Integrated Product and Process Development, IPPD)的思想,这些思想对于建立产品开发过程有着重要的指导意义。但是并行工程与IPPD本身并没给出具体的产品开发过程定义,尤其是对于产品开发的迭代本质和多学科交叉并行特性缺乏具体的过程方法予以支持。
在产品开发中,系统工程(Systems Engineering)起着统领全局,综合、协调各个学科和专业小组的关键作用。对于产品开发过程方法的研究和实践,是系统工程的重要组成部分。在系统工程领域,现有的各种系统生命周期模型和系统工程过程模型从各个不同的方面对产品开发过程进行了描述,现有的重量级的产品开发过程大多数正是在这些模型的基础上建立起来的。但这些模型本身比较抽象化和一般化,不足以作为产品开发过程定义。同时,由于系统工程长期以来主要应用于大型/超大型系统(如武器系统、航天飞机等),在应用这些模型进行产品过程定义时必须非常小心,否则容易产生过于重量级的过程。
反观软件工程(Software Engineering)领域,对于软件开发过程的研究和实践近年取得了很大的进展,迭代开发正取代传统的瀑布模型逐渐成为软件过程方法的主流。基于迭代开发的产品化的软件开发过程——RUP的出现,标志着迭代开发方法的成熟。以迭代开发为核心的一批敏捷方法(Agile Methods),代表着软件开发过程研究和实践中极为活跃的部分。但是这些过程和方法主要关注于软件开发过程,对于其他学科的活动通常只是作为软件开发过程的外部环境加以考虑,而不是从全局上予以综合和协调。
产品开发、系统工程、软件工程3个领域的过程方法各有所长,但都满足不了消费电子产品开发过程的要求,尤其对于多学科综合的迭代开发方法都缺乏具体的解决方案。
三、研究目标和内容
本课题的研究目标是为消费电子产品建立一个能够有效支持产品开发迭代本质、有效综合与协调多学科交叉并行活动、轻量级的产品开发过程。
由于现有的过程方法都满足不了消费电子产品开发过程的要求,尤其对于多学科综合的迭代开发方法都缺乏具体的解决方案。因此,我们在综合产品开发、系统工程、软件工程等领域先进的过程方法的基础上,提出了一个适合于消费电子产品的、基于迭代开发方法的、多学科综合的开发过程——多学科集成迭代过程(Multidisciplinary Integrated Iterative Process, MIIP)。在这里:
“多学科”是指MIIP能够有效综合与协调多学科交叉并行的开发活动;
“集成”有两方面的含义,一是MIIP在产品开发过程中集成了各个学科和专业小组的活动,二是MIIP在过程方法上集成了RUP、敏捷方法、系统工程、并行工程、IPPD等多种过程方法的先进思想和经典实践;
“迭代”是指MIIP基于迭代开发方法。
本课题的研究内容主要包括:
1. 分析消费电子产品开发的多学科集成迭代特征,并为之建立合适的过程;
2. 研究迭代过程在多学科交叉并行情况下存在的问题,并寻求解决方案;
3. 将多学科集成迭代过程应用到具体的项目中,在实践中检验和完善;
4. 总结多学科集成迭代过程应用的经验教训,为企业乃至整个行业的过程改进提供经典实践。
[注:一般研究内容3-6个,每个研究内容要展开来陈述一下]
四、关键技术研究
[注:关键技术研究是指要解决的关键问题,不是要使用的主要技术]
多学科集成迭代过程(MIIP)以软件工程领域的RUP和敏捷方法为基础,将其扩展到系统工程领域,同时吸收了并行工程与IPPD的思想。MIIP的研究需要深入分析并解决好以下几个问题:
1. 消费电子产品开发过程具备什么样的过程特征?
2. 如何为消费电子产品开发过程建立合适的过程?
3. 对于消费电子产品,产品开发过程应具备什么程度的敏捷性?
4. 软件开发的迭代过程是否同样适用于硬件、结构件和定制件等其他学科的产品组件的开发?
5. 在多学科交叉并行的情况下如何进行迭代?
6. 各个学科如何在迭代之间进行协同?
7. 各个学科在独立并行和同步协调之间如何进行权衡?
8. 在实践中,产品开发如何实现从传统的串行过程到迭代过程的转变?
[注:关键问题3个以上,并建议每个问题要展开来陈述一下]
五、研究方案
本课题的研究方法主要包括:
1. 文献阅读:大量阅读文献,了解业界成熟的过程理论、经典实践和最新研究进展,建立充实的理论基础。
2. 过程资产分析:分析Z公司(一个大型的消费电子产品提供商)过程资产库中的现有过程定义文档,并将其与实际执行结果相比较。
3. 项目历史数据分析:分析Z公司项目历史数据,特别是项目计划、监控、度量结果和技术类工作产品,了解项目的实际执行过程。
4. 人员访谈:访谈Z公司项目经理、开发人员和过程改进人员,了解现有过程模型存在的问题及其根源和人们的期望。
5. 过程定义:在分析消费电子产品开发过程的特征之后,建立与之相适应的多学科集成迭代过程。
6. 讨论和评审:在新过程的设计过程中定期与相关专业人员进行讨论和评审,集思广益。
7. 过程试点:在Z公司选择一个现有项目进行试点,在实践中检验和完善过程定义。
8. 试点总结:总结多学科集成迭代过程应用的经验教训,为Z公司乃至整个行业的过程改进提供经典实践。
1. 基于复用定义软件总线架构
2. 面向快速软件服务的个体敏捷过程拟包括以下子过程:
a) 需求与组件池的匹配过程
b) 派生组件的开发过程
c) 需求的验证过程
d) 快速服务交付过程
e) 组件反馈维护过程
3. 借鉴CMMI和PSP来建立面向快速软件服务的个体能力成熟度模型,并进行评估
[注:如果是开发系统,则可画个系统结构图,并说明开发语言、工具、框架等]
本课题的研究经费来自Z公司的过程改进费用,Z公司有一支专职的过程改进队伍,并且已经具备一定的过程资产和项目历史数据,过程的试点项目已经选定,多学科集成迭代过程的核心思想已经开始在该项目中应用。课题研究各方面的资源已基本具备,可以支持研究工作的开展。
六、计划进度
[注:一般从开题到答辩是一年时间]
2019.10 开题
2019.12 定义面向快速软件服务的个体敏捷过程
2019.03 定义面向快速软件服务的个体敏捷过程中个人能力成熟程度
2019.04 选择2-3个专业服务项目进行推广试点
2019.06 对试点专业服务项目进行评估与改进
2019.07 撰写学术论文
2019.08 部门内部推广
2019.10 学位论文定稿和答辩准备
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