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摘要:本文主要根據(jù)獨立學院的學生實際學習狀況以及日益嚴酷的就業(yè)市場前景,試圖以計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中已初步進行的一些課程教學模式的改革為基礎(chǔ),提出設(shè)立實訓與畢業(yè)設(shè)計輔助教學系統(tǒng),加強學生實踐能力和創(chuàng)新培養(yǎng),以進行獨立學院“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學模式的改革和探索。
關(guān)鍵詞:獨立學院;課程教學模式改革;計算機網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
1“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程教學模式改革的目的和要求
近幾年計算機網(wǎng)絡(luò)人才崗位需求調(diào)查顯示,網(wǎng)絡(luò)工程師已經(jīng)成為當前最緊缺的人才之一,計算機網(wǎng)絡(luò)工程師被譽為新黃金職業(yè),薪水起點高,隨著工作經(jīng)歷的豐富而節(jié)節(jié)攀升。
但同時,大學應(yīng)屆本科畢業(yè)生卻在就業(yè)市場上不受歡迎,普遍需要在企業(yè)工作1~2年后才能進入工作狀態(tài),所以企業(yè)招聘員工時紛紛將“必須具備實踐經(jīng)驗”作為基本條件,從而也提高了畢業(yè)生的就業(yè)門檻。改革課程的教學模式,適應(yīng)學生就業(yè)市場的需求已成為迫在眉睫的主要問題。
為了培養(yǎng)具有實踐經(jīng)驗、專業(yè)技能的實用化計算機人才,我系決定開展計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實訓教學,目前已開始進行的實訓對象為計算機系04級學生。目前已基本完成第一個批次100名學生的網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計實訓工作。
本次實訓以城市學院北郊新校區(qū)計算機網(wǎng)絡(luò)工程為實訓模擬項目,以校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和實際應(yīng)用為中心,以規(guī)范化招投標流程和正規(guī)招投標文件的技術(shù)要求為模擬場景指導(dǎo),項目經(jīng)理由有實際經(jīng)驗的任課教師擔當,學生每5人分為一個項目小組,并推舉一名項目組長,按各自的興趣選取不同的項目方向,使用角色模擬的方式開展整個實訓項目。本次實訓的目的是:
(1) 理論和實踐結(jié)合,理論教學穿插在項目實踐過程中,強化學生對知識的理解,培養(yǎng)學生知識的應(yīng)用能力和實際動手能力。
(2) 讓學生了解和遵循規(guī)范化的工程設(shè)計流程,掌握一般計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)集成的方法,學習和理解規(guī)范化設(shè)計的意義,樹立網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中的工程化思想。
(3) 通過模擬企業(yè)實際工作場景和工作流程,親身體驗企業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程師崗位的職責要求、技能要求,培養(yǎng)學生的工作能力和職業(yè)責任感。
(4) 讓學生參與實際設(shè)計項目的訓練,使學生積累真實的項目經(jīng)驗,熟悉項目設(shè)計過程中的規(guī)范、技術(shù)、流程、團隊協(xié)作、溝通等,培養(yǎng)學生從事網(wǎng)絡(luò)工程師崗位所需要的職業(yè)技能和素質(zhì)。
(5) 通過理論教學和項目實踐,讓學生了解計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的概念,理解工程設(shè)計的意義,學習網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一般方法。
(6) 通過實踐項目的工作,掌握實際客戶需求調(diào)查、總體技術(shù)方案設(shè)計、信息流量和信息點分布詳細設(shè)計、設(shè)備選型、綜合布線、項目預(yù)算與工程報價方法。
(7) 熟悉網(wǎng)絡(luò)工程從招投標文件準備、標書格式書寫、技術(shù)解決方案設(shè)計、項目工程實施方案、投標演示報告、標書評估等完整的實際工作流程;熟悉根據(jù)規(guī)范化模版要求編寫和提交文檔;
學習計算機網(wǎng)絡(luò)工程項目開發(fā)過程中的招投標策略及流程,設(shè)計團隊管理,掌握基本的工程軟件設(shè)計工具;了解常用的信息查詢工具與資料收集方法。
在實訓中嚴格按企業(yè)化模式進行管理,學生作為模擬企業(yè)的員工,必須完成以下要求:
(1) 遵守實習規(guī)章制度和實習時間,接受指導(dǎo)教師的工作安排和指導(dǎo),根據(jù)工作任務(wù)安排按時提交階段工作成果,必要時由項目組長組織加班。不能按時完成的要提交解釋報告。
(2) 小組每階段提交工作計劃和上階段工作計劃執(zhí)行情況,項目組長直接對指導(dǎo)教師負責,每小組成員每階段提交個人工作計劃和上階段工作執(zhí)行情況,成員對所在項目組組長負責。
(3) 學員有問題先在小組內(nèi)討論解決,不能解決的由項目組長向指導(dǎo)教師請示,由指導(dǎo)教師處理和解答。
(4) 認真記錄理論教學內(nèi)容,并記錄每天所經(jīng)歷的問題及處理過程。每天完成個人總結(jié)。
(5) 學員在實習過程中注意安全,遵守紀律,不得隨意外出和缺勤。要接受指導(dǎo)教師、輔導(dǎo)老師、實習管理老師、網(wǎng)管老師的管理。
2實習的內(nèi)容、方式和時間
(1) 實習方式
學員被劃分為幾個小組,每組推舉一名項目組長,在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作流程,綜合運用課程教學中所學到的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)計方法等知識,分階段完成設(shè)計任務(wù)。
根據(jù)文檔模板撰寫網(wǎng)絡(luò)設(shè)計文檔,包括項目立項報告、全套招標文件、全套投標文件(包括概要設(shè)計、草圖、設(shè)備清單、信息點統(tǒng)計表、技術(shù)方案詳細設(shè)計與技術(shù)方案圖紙、設(shè)備報價清單、投標技術(shù)方案、投標評審會演示PPT文檔等文檔),并最后參加模擬投標會議和方案優(yōu)選匯報會。
(2) 實習內(nèi)容
本次實訓共分為六個階段,分別為準備階段、編制計劃和學習階段、總體設(shè)計階段、詳細設(shè)計階段、形成文檔階段、評估和總結(jié)階段。
l 準備階段(需要1天):為學員講授網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的基本知識,介紹實訓項目的基本情況,學員分組,開始熟悉項目。
l 編制計劃和學習階段(需要2天):學員分組撰寫設(shè)計計劃,明確人員任務(wù)劃分情況,準備工程數(shù)據(jù)等。
l 總體設(shè)計階段(需要3天):學員靈活運用課程中所學習的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法,為不同的設(shè)計目標進行總體設(shè)計。
l 詳細設(shè)計階段(需要5天):分模塊進行詳細設(shè)計。
l 形成文檔階段(需要2天):學員分組整理設(shè)計文檔,形成技術(shù)方案和正式招投標文件。
l 評估和總結(jié)階段(需要2天):學員總結(jié)和討論,指導(dǎo)老師參與,舉行模擬投標會議和方案優(yōu)選匯報會,進行實訓總結(jié),使得學員切實獲得網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作的經(jīng)驗。
(3) 實訓任務(wù)
見下表。
3計算機網(wǎng)絡(luò)輔助教學系統(tǒng)的研究方法與措施
在本次教學改革中使用了“計算機網(wǎng)絡(luò)”輔助教學系統(tǒng)和實訓文本資料數(shù)據(jù)庫主要包括:
(1) 實訓計劃
(2) 招投標概念
(3) 招標文件范本
(4) 投標文件范本(工程實例方案)
(5) 技術(shù)方案數(shù)據(jù)庫
(6) 設(shè)備產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫
(7) 工程預(yù)算范本
(8)PPT演示文檔數(shù)據(jù)庫
(9) 日報-周報范本
在技術(shù)應(yīng)用上采取的技術(shù)結(jié)構(gòu)是:
(1) 使用Web數(shù)據(jù)庫、中間件和網(wǎng)站設(shè)計工具等構(gòu)造三層架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。
(2) 使用先進的搜索引擎和信息獲取技術(shù)取得大量實訓與畢業(yè)設(shè)計所需要的基礎(chǔ)資料。
(3) 使用人工智能海量信息分析及提取技術(shù)進行個性化搜索及計算機輔助設(shè)計。
(4) 在網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上提供人工智能實訓與畢業(yè)設(shè)計工具和個性化智能數(shù)據(jù)庫查詢。
4教學效果及學生培養(yǎng)的相關(guān)收獲
已參加實訓的二個班級100多名同學共組成18個團隊小組,分別模擬了18個公司,參與了城市學院校園局域網(wǎng)方案、校園無線局域網(wǎng)、校園網(wǎng)通信平臺、行政樓網(wǎng)絡(luò)集成、圖書館管理系統(tǒng)、辦公自動化網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字校園智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)網(wǎng)安全解決方案、學院數(shù)據(jù)中心、大學視訊系統(tǒng)等項目的計算機網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計。所有團隊均按預(yù)定教學計劃在規(guī)定時間內(nèi)完成了所有項目報告,并最后參加模擬投標會議和方案優(yōu)選匯報會。
通過研究,我們認為學生在如下幾方面受益:
(1) 學生可以在學院內(nèi)完成高水平的項目實訓和畢業(yè)設(shè)計。
(2) 學生可了解和親手實踐國際最新的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品知識。
(3) 學生可在建成的輔助教學系統(tǒng)平臺上完成全部系統(tǒng)設(shè)計,為考取國際認可的思科網(wǎng)絡(luò)工程師認證打下堅實基礎(chǔ),促進學生就業(yè)。
5實訓與畢業(yè)設(shè)計輔助教學系統(tǒng)的意義
(1) 計算機網(wǎng)絡(luò)課程是計算機專業(yè)、信息管理專業(yè)、電信專業(yè)的骨干專業(yè)課程,建設(shè)實訓與畢業(yè)設(shè)計輔助教學系統(tǒng)對促進教學和學科建設(shè)有重要意義。
(2) 可在學生進行課程實訓和畢業(yè)設(shè)計時提供人工智能設(shè)計工具和個性化智能數(shù)據(jù)庫查詢,以便學生完成高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計。同時通過課程實訓完成貼近實際應(yīng)用的工程化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計,取得實踐經(jīng)驗,為就業(yè)作好充分準備。
關(guān)鍵詞:機器人工作站 變壓器自動化生產(chǎn) 實驗實訓教學 生產(chǎn)經(jīng)營活動
中圖分類號:TB49 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(b)-0000-00
變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理改變交流電壓的裝置,主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換等,按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器等。隨著變壓器行業(yè)的快速發(fā)展,對各類變壓器裝置的性能參數(shù)、質(zhì)量等級、使用壽命等提出了更加嚴格的要求和更高的發(fā)展目標,目前隨著原材料性能的提升以及智能制造技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,能夠研發(fā)并制造出性能優(yōu)越,質(zhì)量過硬的各類變壓器產(chǎn)品已經(jīng)成為各生產(chǎn)制造企業(yè)和科研機構(gòu)的首要任務(wù),傳統(tǒng)的手工制造方式已經(jīng)不能有效滿足各類變壓器的生產(chǎn)要求,同時人工操作的固有偏差性和人為差異不同程度地影響著變壓器的質(zhì)量和使用壽命。為此,有必要設(shè)計一套人工智能化柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng),使變壓器生產(chǎn)制造去人工化,實現(xiàn)變壓器智能化生產(chǎn)。
1 工作站設(shè)計方案
變壓器自動化生產(chǎn)工作站是一個實際應(yīng)用系統(tǒng),包括硬件系統(tǒng)的詳細設(shè)計和軟件系統(tǒng)的編寫優(yōu)化。在硬件設(shè)計中,經(jīng)過研究分析,最終確定該系統(tǒng)應(yīng)包含以下三部分功能機構(gòu),分別是:(1)變壓器繞制;(2)變壓器搬運;(3)變壓器焊接和質(zhì)量檢測。在軟件設(shè)計中應(yīng)包含以下四部分功能程序,分別是:原點復(fù)位、繞制程序、搬運動作、放電焊接和質(zhì)量檢測。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
對硬件結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,主要包括如下三個部分。
2.1 變壓器繞制部分
選用NITTOKU全自動高速繞線機,最高轉(zhuǎn)速可達10000 RPM,實際使用控制在5000~6000 RPM,加減速時間控制在3~5 s,可以滿足24 h不間斷生產(chǎn),同時通過編制繞線程序控制機器運行,繞制狀態(tài)穩(wěn)定高效,中途斷線可將電子信號傳遞至搬運系統(tǒng),機械手可直接將不良品送至不良品區(qū)。
2.2 工件搬運部分
工件在搬運過程中為達到不同位移要求,故分為機械手搬運,搬運車搬運,轉(zhuǎn)換夾搬運三個部分。
機械手主要負責在抓取骨架和將繞制完成的線圈進行焊接和檢測時進行工件位移,經(jīng)過選擇后,可選用MITSUBISHI-RV-6SDL型工業(yè)機器人,此種型號最大可承重6 kg,具有6自由度方向,可在立體空間任何一點進行位置編輯,具有移動精度高,工作穩(wěn)定的特點。
搬運車和轉(zhuǎn)化夾主要負責在繞線機和后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)之間的工件位置相互轉(zhuǎn)移,可利用尼龍塊制作搬運車,并將其固定在傳送帶上,轉(zhuǎn)換夾可選用鋼質(zhì)材料,夾取工件時有力度,耐磨度高。
2.3 變壓器焊接和檢測部分
焊接部分采用PC-PAS 301t型放電焊機,焊接時注意須調(diào)整放電電流至1.0~2.0 A之間,放電時間控制在0.5~1.0 s之間,焊接時與插針有接觸的頂針在完成焊接操作500次后,須進行打磨處理,并檢查牢固程度。
檢測部分采用HIOKI 3541型電橋,使用時須依據(jù)生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書的要求設(shè)定電阻值合格范圍,對于合格品和不良品可由綠燈和紅燈指示,與線圈插針接觸的頂針須檢查其牢固程度和氧化情況,有問題時須及時更換。
3 軟件系統(tǒng)設(shè)計
軟件系統(tǒng)分為以下四個部分。
(1)工作站復(fù)位程序。
在每日開機后和機器故障修復(fù)后,需要將工作站的各個機械電氣部分進行原點復(fù)位,其中包括機械位置的校正,傳感器檢測是否正常,工作站各系統(tǒng)有無故障等。
(2)變壓器繞制程序。
變壓器繞制程序應(yīng)符合繞制規(guī)則,編寫后的程序須經(jīng)過實驗試生產(chǎn),并逐步優(yōu)化繞線程序。
(3)各部搬運程序。
具體編寫搬運程序時,先編寫主體框圖,按照工作的先后順序編寫順序流程圖,存儲為主程序。然后依次編寫各部位搬運的具體程序,并存儲為子程序。
(4)焊接和檢測程序。
編寫焊接程序應(yīng)根據(jù)搬運程序的信號觸發(fā)焊接程序,同時,可依據(jù)示教手柄檢證插針最佳焊接位置,要求須正對插針頂端,距離1~2 mm。
檢測程序即收集傳輸過來的電阻值大小,看是否符合設(shè)定要求,符合亮綠燈,超出范圍亮紅燈,達到質(zhì)量檢測的效果。
4 工作站調(diào)試和故障修復(fù)報告
4.1 使用環(huán)境
工作站可在4O的區(qū)域內(nèi)進行布置,供電電壓為AC 220v 50~60 HZ,氣動部分須接壓縮空氣,焊接部分須接氬氣。
4.2 系統(tǒng)調(diào)試說明
根據(jù)方案的要求,調(diào)試過程共分3大部分:硬件調(diào)試、軟件調(diào)試、軟硬件聯(lián)調(diào)。硬件進行手動調(diào)試,觀測有無撞擊和運動不暢,軟件進行模擬調(diào)試,在編程軟件中進行示教演示,找尋可優(yōu)化程序點,進行逐一優(yōu)化,軟硬聯(lián)調(diào)為試生產(chǎn)調(diào)試,讓工作站依據(jù)控制程序自行進行生產(chǎn),看有無錯誤報警和可改進的地方。
4.2.1 硬件調(diào)試
(1)變壓器繞制機、搬運車的滑軌的滑動部位動作緩慢,發(fā)現(xiàn)缺少油脂,隨即涂抹油脂,減小摩擦,故障得以修復(fù)。(2)機械手抓取工件時,與夾具配合較緊,發(fā)出較生硬的聲音,隨即拆下較緊夾具,對配合部位進行細微研磨,磨薄0.3 mm后,故障得以修復(fù)。
4.2.2 軟件調(diào)試
(1)繞線程序在編制完成后,模擬時出現(xiàn)語法錯誤,檢查時發(fā)現(xiàn)A,B程序塊同時運行時,程序塊跳離語句少編入一字符,導(dǎo)致語法錯誤,隨即編入該字符,故障得以修復(fù)。(2)搬運車程序出現(xiàn)限位報警,檢查程序時發(fā)現(xiàn),搬運車在左移動時的位置量編寫錯誤,導(dǎo)致觸及限位報警,隨即更改位置量,故障得以修復(fù)。
4.2.3 軟硬聯(lián)調(diào)
(1)繞線程序存在繞制偏槽的現(xiàn)象,通過更改槽間起繞位置,故障得以解決。(2)機械手在抓取線圈進行焊接時,出現(xiàn)焊接不良,經(jīng)分析原因為焊針和插針未正對,隨即對機械手和焊針在程序中的位置進行微調(diào),在保證正對和距離1~2 mm后,焊接良好,故障得以修復(fù)。
5 結(jié)語
以工業(yè)機器人為核心的變壓器自動化生產(chǎn)工作站是結(jié)合筆者個人所學和工作經(jīng)驗逐漸積累并實踐總結(jié)出的,是筆者對機器人和自動化技術(shù)的理解和應(yīng)用,這類制造系統(tǒng)在保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、提高生產(chǎn)效率、促進制造柔性化等諸多方面具有積極的促進作用。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:工業(yè)4.0;智能科學與技術(shù);創(chuàng)新課程體系;中國制造2025
0引言
智能科學與技術(shù)專業(yè)是教育部根據(jù)“面向國家戰(zhàn)略需求、面向世界科技前沿”的方針,為適應(yīng)國家科學與技術(shù)發(fā)展的需要而設(shè)立的,專業(yè)代碼080907T。智能科學與技術(shù)專業(yè)屬于一個交叉學科,涵蓋了電子信息技術(shù)、計算機硬件和軟件、人工智能、自動控制等多項技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,如何交叉學科,立足于工業(yè)智能化的發(fā)展方向和《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》的要求,適應(yīng)國家對高質(zhì)量的智能技術(shù)人才的社會需求,研究與實踐體現(xiàn)行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)進步和社會建設(shè)需求的智能科學與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)課程體系具有重大意義。
1創(chuàng)新課程體系的意義
德國率先提出的“工業(yè)4.0”概念其實就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、計算機技術(shù)、先進制造技術(shù)等相結(jié)合,形成虛擬與現(xiàn)實相融合的智能制造系統(tǒng)。人們可以在世界任何地方采用電腦或任何移動終端,在互聯(lián)網(wǎng)上選擇標準的或定制的貨品訂單,系統(tǒng)會采用人工智能、大數(shù)據(jù)、機器學習等技術(shù)在全球范圍整合資源、信息、物品和人,以高質(zhì)量、低成本、高效率生產(chǎn)制造出產(chǎn)品,快速交付給客戶。
在制造領(lǐng)域,這種技術(shù)的漸進性進步可以被描述為工業(yè)化的第4階段,即“工業(yè)4.0”,如圖1所示。其中,第①階段以1784年的英國蒸汽機為代表;第②階段以1870年的電動機械發(fā)明與應(yīng)用為代表;第③階段以使用電子與IT技術(shù)的自動化時代為代表;第④階段就是我們正在經(jīng)歷的智能制造時代。當前,中國工業(yè)機器人銷量連續(xù)兩年行業(yè)增速在50%以上,行業(yè)進入成長期。另外,中國工業(yè)機器人使用密度遠低于主要發(fā)達國家,具有廣闊的市場空間。智能裝備的大發(fā)展對相關(guān)專業(yè)人才的需求呈爆發(fā)趨勢,智能科學與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生今后的一個重要就業(yè)方向?qū)⑹欠?wù)于產(chǎn)業(yè)界的機器人領(lǐng)域。
我們國家正在大力提倡的“中國制造2025”與德國提出的“工業(yè)4.0”有著異曲同工之妙,盡管兩國的工業(yè)、社會發(fā)展階段存在差異,但在智能制造領(lǐng)域、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展水平基本同步。通過國家層面大力推廣發(fā)展智能制造技術(shù),以及在大學智能制造相關(guān)專業(yè)的課程改革,為我國的智能制造技術(shù)趕上甚至超過發(fā)達國家創(chuàng)造了千載難逢的機遇。
2智能科學與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系目標
如何充分利用民辦學校的企業(yè)資源優(yōu)勢,辦好智能科學與技術(shù)專業(yè)是本專業(yè)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。本著教育先行、為產(chǎn)業(yè)服務(wù)的辦學宗旨,根據(jù)行業(yè)中長期發(fā)展的需求,在保證專業(yè)知識體系完整性的前提下,結(jié)合“工業(yè)4.0”對專業(yè)人才知識、能力的需求,我們將專業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測技術(shù),智能機器人傳動、驅(qū)動技術(shù),智能機器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù),嵌入式系統(tǒng)技術(shù)等。4年來的辦學實踐證明,我們的專業(yè)定位符合地區(qū)與行業(yè)發(fā)展需求,并具有一定的前瞻性。
基于以上專業(yè)定位,對智能科學與技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)課程體系進行深入的探索與實踐,涉及專業(yè)一體化的理論與實踐課程體系規(guī)劃,機器人實踐平臺升級,專業(yè)課程的教學設(shè)計、教學方法、考核方式改革,教學資源、師資隊伍、評估反饋機制建設(shè)等。通過有針對性地研究我們在專業(yè)教學中存在的問題,尋找解決問題的有效途徑,探索出符合現(xiàn)代高等教育發(fā)展規(guī)律、適應(yīng)“工業(yè)4.0”及“中國制造2025”對專業(yè)人才知識及能力要求的創(chuàng)新課程體系,為國家、社會輸送高素質(zhì)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
通過對智能科學與技術(shù)專業(yè)的面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程體系的研究,在已運行4年的本專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)上建立完善的智能科學與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系;完成課程體系面向“工業(yè)4.0”的課程群知識結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論與實踐一體化設(shè)計;總結(jié)課程教學手段和方法;完成高質(zhì)量的教學資源建設(shè);建立高水平的師資隊伍。
3創(chuàng)新課程體系構(gòu)建方案
專業(yè)人才培養(yǎng)遵循工程教育思想,以項目為導(dǎo)向設(shè)計專業(yè)課程培養(yǎng)體系,將項目設(shè)計和實施貫穿于大學4年的教學過程之中,讓學生在校期間就有機會參與真實項目的開發(fā)與運作,獲得實踐經(jīng)驗和實際操作能力,實現(xiàn)企業(yè)真實項目實踐與學校理論教學的無縫對接。設(shè)置面向“工業(yè)4.0”的創(chuàng)新課程群及項目群,對學生的知識、能力、素質(zhì)進行全面培養(yǎng),使學生得到全方位的鍛煉。
3.1支撐培養(yǎng)目標實現(xiàn)的一體化課程體系
專業(yè)課程體系的構(gòu)建思路以行業(yè)與社會需求為根本。在此基礎(chǔ)上確定智能科學與技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)目標。以TOPCARES-CDIO教育理念為指導(dǎo),定制科學先進的人才培養(yǎng)模式和過程,最終建立面向“工業(yè)4.0”的智能科學與技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新課程體系。
引進與國際接軌的課程體系,制定全新的適應(yīng)我國國情的教學計劃,采用先進的教學理念與培養(yǎng)模式,初步構(gòu)建以設(shè)計為中心,理論與實踐高度融合的應(yīng)用型本科課程體系。
理論課程體系方面具體表現(xiàn)在適當降低理論知識的難度,著重培養(yǎng)學生理論結(jié)合實際的能力。理論課程的整合要突出理論教學的應(yīng)用性,構(gòu)建基礎(chǔ)理論平臺課程群與專業(yè)模塊化課程群相結(jié)合的理論教學體系,保證人才的基本規(guī)格和多樣化、個性化發(fā)展,增強學生對社會的適應(yīng)性。
實踐課程體系方面,依據(jù)專業(yè)能力培養(yǎng)目標,以能力為本位,以項目為載體,以“學中做”和“做中學”為方法,統(tǒng)籌安排基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、創(chuàng)新訓練與實踐、創(chuàng)業(yè)訓練與實踐、綜合實訓與實踐、畢業(yè)設(shè)計(論文)與企業(yè)實習等各類實踐教學環(huán)節(jié),使實踐學期教學內(nèi)容逐級遞進、逐步深化;將實踐學期實訓內(nèi)容與理論學期的教學內(nèi)容緊密銜接。系統(tǒng)化構(gòu)建理論與實踐相結(jié)合、課內(nèi)與課外相結(jié)合、學校與企業(yè)相結(jié)合,貫穿于大學教育全程的一體化實踐教學體系。本專業(yè)采用自頂而下的方式設(shè)計各級項目。一級項目(智能機器人綜合設(shè)計項目)的設(shè)計直接針對專業(yè)的培養(yǎng)目標,實踐學期的二級項目和基于專業(yè)課程的三級項目分別是一級項目培養(yǎng)能力的分解。
采用基于社會實際崗位的逆推法設(shè)計課程體系,如圖2所示。按照人才職業(yè)需求確定專業(yè)培養(yǎng)目標,將專業(yè)培養(yǎng)目標抽象為若干個專業(yè)核心應(yīng)用能力,再根據(jù)每個專業(yè)核心應(yīng)用能力所需的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分不同的課程群。
設(shè)置課程群不僅要考慮智能科學與技術(shù)專業(yè)本身課程體系的科學性與遞進關(guān)系,還要充分研究專業(yè)相關(guān)的重點行業(yè)、大型企業(yè)崗位特點,針對人才市場的人才需求和崗位需求,把行業(yè)、企業(yè)、崗位所需與“工業(yè)4.0”相關(guān)的新知識、新技術(shù)、新平臺、新規(guī)范納入課程,實現(xiàn)專業(yè)課程體系與區(qū)域經(jīng)濟及行業(yè)、企業(yè)的有效對接。目前,智能科學與技術(shù)專業(yè)現(xiàn)行的人才培養(yǎng)課程體系將專業(yè)定位側(cè)重于智能傳感與檢測技術(shù)、智能機器人傳動與驅(qū)動技術(shù)、智能機器人系統(tǒng)構(gòu)建技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù),包括智能系統(tǒng)的軟/硬件設(shè)計與開發(fā),以及智能技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用等。雖然該體系與面向“工業(yè)4.0”相關(guān)技術(shù)有一定的匹配度,但還需進一步改革,擬融合“通信規(guī)約”“IoT”“工業(yè)現(xiàn)場總線”等知識模塊構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS虛擬網(wǎng)絡(luò)課程群,融合“工業(yè)機器人”“智能傳感檢測”等構(gòu)建“工業(yè)4.0”的CPS實體物理課程群。實踐課程體系的改革主要圍繞KUKA工業(yè)機器人開設(shè)相關(guān)的課程實驗、課程項目、實踐學期項目及實訓等。
智能科學與技術(shù)專業(yè)課程體系的構(gòu)建分為基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)崗位應(yīng)用技能課程、專業(yè)方向和專業(yè)技能拓展課程4個階段。注重崗位需求對課程設(shè)置的對應(yīng)性,前兩個階段與傳統(tǒng)大學基本一致,只是深度上淺顯一些,后兩個階段面向人才市場的崗位需求,著重培養(yǎng)企業(yè)用得上的專業(yè)人才。
3.2科學的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系
大連東軟信息學院智能科學與技術(shù)專業(yè)按照全面質(zhì)量管理的理念,建立了全員參與、全過程監(jiān)控、全方位評價的教學質(zhì)量評價機制。做到了常項評價與專項評價相結(jié)合,形成性考核評價與終結(jié)性考核評價相結(jié)合,定性評價與定量評價相結(jié)合,采取管理學確認有效的5W1H(Why-What-Where-When-Who-How)和PDCA(Plan-Do-Check-Action)方法進行評價,可以有效地保證各環(huán)節(jié)教學質(zhì)量的穩(wěn)步提升與持續(xù)改善。
智能科學與技術(shù)專業(yè)教學質(zhì)量評價包括TOPCARES-CDIO系列評估、教學質(zhì)量評價以及教學過程評價3個部分。TOPCARES-CDIO系列評估主要評價專業(yè)、課程、項目、教材以及素質(zhì)教育等環(huán)節(jié)落實工程教育理念的效果。教學質(zhì)量評價主要包括教師教學質(zhì)量評價,學生對課程的滿意度調(diào)查、對重點課程的評價、對重點教材的評價等,由定量評價和定性評價組成。教學過程評價,主要從課程考核、實踐學期以及畢業(yè)設(shè)計(論文)3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)展開。
3.3高水平師資隊伍建設(shè)
專業(yè)自成立以來就十分關(guān)注師資隊伍的培養(yǎng),不斷強化專業(yè)師資隊伍建設(shè),持續(xù)關(guān)注專業(yè)帶頭人和骨干教師建設(shè),加強“雙師型”教師隊伍的培養(yǎng)力度。通過開展內(nèi)部培訓、教學研討、企業(yè)實踐、學術(shù)研討等全方位的培養(yǎng)措施,努力建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良、教研科研水平高、技術(shù)服務(wù)能力強的教學團隊。在師資隊伍建設(shè)過程中,實施“引聘訓評”的雙師型師資隊伍建設(shè)發(fā)展方案。
3.4教學資源建設(shè)
根據(jù)課程體系改革方案,完善改革課程的教學大綱,積極開展專業(yè)課程教材、試題庫、項目庫、實驗指導(dǎo)書、教學案例、課件等教學資源建設(shè),升級機器人系列實驗室。
論文摘要:虛擬現(xiàn)實作為一項前沿技術(shù)應(yīng)用于教學,能為學習者提供逼真的臨場感和自然的交互,從而提高其思雛認知。分析職業(yè)教育個性化教學實驗的需求,論述將桌面型虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)生職教的可行性和現(xiàn)實意義,闡述衛(wèi)生職教虛擬教學模型的具體建模方案以及在現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域的拓展與升級。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及前景
1.1技術(shù)簡介
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(vR)是以計算機技術(shù)為依托,綜合多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能、人機接 口技術(shù)、實時計算、工程仿真技術(shù)等多學科為一體的前沿技術(shù),它能生成逼真的視、聽、觸覺一體化的人工虛擬環(huán)境,用戶能以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互【l1。它具有 3個特征:逼真的臨場感、自然的交互、提高學習者思維認知。vR突破了人類認識的時空限制,大大拓寬了人類對現(xiàn)實世界及未知世界的感覺和認識 ,為人們的實踐活動提供了嶄新的環(huán)境和手段。在軍事、制造、醫(yī)學、設(shè)計、藝術(shù)、娛樂等領(lǐng)域,vR都有廣闊的應(yīng)用前景。
1.2教育頷域應(yīng)用現(xiàn)狀及前墨
對教育領(lǐng)域而言,運用 VR能夠通過計算機將三維空間或?qū)嵨锬P偷囊饽钋宄乇硎境鰜?,能使學習者直接 、自然地與虛擬環(huán)境中的各種對象進行交互,并通過多種形式參與事件的發(fā)展變化過程,從而獲得最大的控制、操作整個環(huán)境的自由度[21。這種呈現(xiàn)多維度信息的虛擬學習和培訓環(huán)境,以最直觀、最有意義的方式為學習者掌握一門新知識、新技能提供嶄新途徑。 普遍意義上講,完整的 vR系統(tǒng)需要高級計算機、頭盔式顯示器、數(shù)據(jù)手套、洞穴式投影等昂貴的硬件支持設(shè)備 ,這對于大多數(shù)教育教學單位都是難以承受的,從而嚴重制約了VR系統(tǒng)在教育教學中的推廣應(yīng)用。但在科技多樣化發(fā)展的今天,VR系統(tǒng)也呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢,vR系統(tǒng)配置可以根據(jù)目標需求而定。設(shè)備投資大、開發(fā)周期長的復(fù)雜VR系統(tǒng),一般應(yīng)用于高?;蚝教燔娛碌雀叨思夹g(shù)工作領(lǐng)域。而桌面型vR系統(tǒng)僅使用電腦單機,顯示器是學習者觀察虛擬環(huán)境的一個窗口,學習者可通過使用簡單的外設(shè)(如鼠標、立體眼鏡等)來駕馭虛擬環(huán)境和操縱虛擬物體,雖缺乏完全沉浸功能,但其結(jié)構(gòu)簡單、硬件成本低的特點非常適合在我國的普教、職教領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
2 VR在職教個性化教學實驗中應(yīng)用的可行性
2.1 職教學情現(xiàn)狀
在各類職業(yè)學校中,普遍存在的問題是學生學習興趣不高,特別是在枯燥、乏味的理論知識學習中,這一問題尤為突出。但學生對于新穎事物具有強烈的好奇心和較高的動手愿望 ,因此, 在講授理論知識時,輔以演示、實驗、實訓 ,并使人人都能動手參與,將會激發(fā)學生學習興趣,從而提高教學質(zhì)量。但這種教學方法存在一些問題:模型、設(shè)備、實驗、實訓條件有限,特別是一些價格昂貴的設(shè)備 ,不可能人人都能動手操作;盲 目操作會導(dǎo)致設(shè)備損壞,需要一定維修費用;在同一個地方完成理論、實踐教學并不現(xiàn)實。
2.2 個性化學習
個性化學習是一種新的學習觀,是伴隨近年來教育改革發(fā)展,針對傳統(tǒng)教育大統(tǒng)一的弊端提出來的。它是以學生原有的知識經(jīng)驗和個性特征為基礎(chǔ) ,以學生內(nèi)在需求為核心 。以每個學生學習能力與個性的自由、充分、和諧發(fā)展為目標而實施的學習活動_l1。個性化學習中,師生處于分離或準分離狀態(tài),教師由傳統(tǒng)教育中的主導(dǎo)者變?yōu)榭衫玫慕逃Y源,成為教學資源中的一個組合因素,而學生也從被動接受教育的對象變?yōu)榻逃Y源的選擇者和利用者。由此可見,最為簡單、易行的個性化學習載體就是基于web的學習動手實踐,B/S模式、互動操作,可激發(fā)學生興趣,從而自定義完成學習、實踐任務(wù)。
2.3虛擬教學模型在個性化教學實驗中的應(yīng)用價值
就教師而言,實現(xiàn)了從傳統(tǒng)講授一簡單圖文課件講授一簡單圖文課件+虛擬教學模型講授的轉(zhuǎn)變。既充實了教學內(nèi)容,又豐富了教學手段和形式。同時,虛擬教學模型是使用計算機模擬出的實物形態(tài),其使用同課件一樣方便,既能達到直觀教學的效果,也能使師生獲得臨場感,增強師生互動。
就學生而言,在計算機屏幕上觀察到的是用vR技術(shù)數(shù)字化后的實物,只要有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境或在家登陸學校的模型web服務(wù)器,學生就可動手操作,同時有了直觀模型的臨場體驗后,學生在面對實物操作時也易上手,杜絕了盲目操作。學生也可以通過協(xié)作探究解決問題。此外,衛(wèi)生職業(yè)院校還承擔著成人教育的培訓任務(wù) ,對于一些短訓班或遠程教學,在授課時演示或在web上一些虛擬教學模型,可幫助學員理解知識,并在一定程度上解決實驗課中存在的問題。
虛擬教學模型可以通過編程定制、更新內(nèi)容 ,節(jié)省了教學成本,有利于職教事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外,虛擬教學模型還可虛擬出一些新型的裝備用于教研活動,體現(xiàn)出教學的前瞻性和創(chuàng)新性,如虛擬科學實驗室、虛擬校園、特殊教育、仿真實驗、專業(yè)實訓等。
3衛(wèi)生職教虛擬平臺建模方案
針對衛(wèi)生職教的教學特點,可以開發(fā) 4類桌面型虛擬現(xiàn)實應(yīng)用 :模型演示、過程仿真、場景展示、儀器操作。為滿足個性化教學需求,均采用B/S的模式。
3.1模型演示(人體解剖學、口腔解剖學教學)
功能需求 :虛擬口腔模型、器官模型在屏幕中三維立體顯示 ,可用鼠標進行任意角度的調(diào)整觀察 ,配合講解,使學生獲取最近乎于真實的感受。
可行性技術(shù)方案:Java Applet、Java 3D技術(shù)配合使用 3D模型輔助設(shè)計軟件 (設(shè)計需導(dǎo)出 VRML2.0或 OBJ格式文件 ,如3D SMAX)。
論證:由需求可知,這種三維設(shè)計是基于圖形建模的,可選用 VRML和 Java 3D技術(shù)在 web上 3D圖像 。與傳統(tǒng)VRML相比,Java 3D的功能和可編程性更強,具有 Java豐富類庫的支持和良好的跨平臺性,考慮構(gòu)建 3D簡單模型,并配合專業(yè) 3D模型設(shè)計軟件構(gòu)建復(fù)雜模型??蛻舳颂峁┯脩魧嶒灥沫h(huán)境主要采用 Java Applet來實現(xiàn),使用 Java Applet編寫圖形用戶界面,仿真計算任務(wù)由瀏覽器的 Java Applet完成 ,使用 Jav3D實現(xiàn)虛擬實驗場景的3D顯示,兩者嵌入 HTML文件網(wǎng)頁構(gòu)成用戶的前臺操作界面,支持 web方式。
3.2 過程仿真(虛擬化學實驗、虛擬口腔設(shè)備操作與維修)
功能需求:用戶可直接操作 web中虛擬的化學實驗裝置和化學藥品,完成實驗。
可行性技術(shù)方案:同 3.1,但需考慮場景和復(fù)雜的操作交互 ,其程序編制較 3.1復(fù)雜。
3.3場舞展示(口腔診所布局、ICU布局)
功能需求:真實再現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境格局、設(shè)備布局 ,可由鼠標控制,轉(zhuǎn)動到任意視角瀏覽 ,用戶有臨場感。
可行性技術(shù)方案 :超廣角鏡頭轉(zhuǎn)臺攝影+靜態(tài)圖象 360。全景拼合顯示技術(shù)(QTVR或 Java編程)。
論證:由需求可知 ,最簡便的方法是基于靜態(tài)圖象進行建模。QTVR運用相機拍攝的真實全景圖像來構(gòu)建虛擬現(xiàn)實空間與計算機圖形設(shè)計或其他 VR技術(shù)相比,其制作相對簡單、制作周期縮短、成本低廉、且由于照片清晰度高,細節(jié)不會被遺漏觀察場景時有身臨其境感覺。由于數(shù)據(jù)量小 ,觀察起來也非常流暢。另有使用 Java編程來實現(xiàn)靜態(tài)全景拼接的方式,需Jav虛擬機支持。
3.4儀器操作(心電監(jiān)護儀操作、心電擻據(jù)教學)
功能需求:心電監(jiān)護儀器功能與實物一致,但數(shù)據(jù)不是現(xiàn)場實測,而是調(diào)用專家?guī)熘械呐R床教學心電數(shù)據(jù)資料,學生能通過鼠標點擊虛擬心電監(jiān)護儀相應(yīng)按鈕,得到相應(yīng)結(jié)果,從而熟悉儀器操作,掌握相關(guān)臨床知識。
可行技術(shù)方案:Windows平臺下的 Lab View 8.0虛擬儀器軟件設(shè)計(無須數(shù)據(jù)采集卡)。 論證:美國 NI公司的 Lab View圖形化程序設(shè)計語言(G語言)是專門用于設(shè)計虛擬儀器的。它是用框圖連線來替代傳統(tǒng)的代碼編寫,而且內(nèi)置 了豐富的儀器儀表控件(表盤、開關(guān)、旋鈕、波形現(xiàn)實等),可在虛擬前面板上根據(jù)需要自由組合D1。另外,它的數(shù)學分析、信號處理函數(shù)庫功能強大,能夠輕松完成臨床教學心電數(shù)據(jù)的分析、處理、顯示,并可根據(jù)所需功能對儀器快速原型化 。Lab View 8.0的Remote Panel功能支持 web方式。
4拓展、開發(fā)和意義
4.1 拓展、開發(fā)
(1)建立和累積可定期更新的開放型醫(yī)學數(shù)據(jù)專家?guī)?。如心電臨床數(shù)據(jù)、醫(yī)學影像數(shù)據(jù)、口腔臨床數(shù)據(jù)、設(shè)備維修數(shù)據(jù)等。依托網(wǎng)絡(luò)通訊平臺,實現(xiàn)教學素材的群體共享,為開展優(yōu)質(zhì)的教學工作做好充分的知識儲備。
(2)建立和累積可定期更新的開放型教師評價專家?guī)?。廣泛收集教師群體智慧、經(jīng)驗 ,將評價依據(jù)收納到計算機教師評價專家?guī)熘?,變教師個體評價為群體評判,這種評價更具客觀性和綜合性,而且依托網(wǎng)絡(luò)通信平臺,將教學評價機制進行共享,可提升教學質(zhì)量 ,并為教學創(chuàng)新帶來巨大益處。
(3)基于醫(yī)學數(shù)據(jù)專家?guī)?、教師評價專家?guī)?,引入并應(yīng)用人工智能技術(shù),對于學生提交的實踐作業(yè) ,采用計算機自動評分一方面保證了評價的綜合性、客觀性;另一方面使學生成績得到最快的反饋,進而及時進行自我調(diào)節(jié),提高學習效果。
4.2 意義
(1)變經(jīng)驗重復(fù)型教研組織形式為經(jīng)驗研究型。這種基于智能專家?guī)斓募軜?gòu)大幅降低了教師的工作強度,取消了其重復(fù)勞動,教師可以充分利用教研時間,專注研究那些計算機無法得出結(jié)論的學生個性實例或計算機提取的學生共性、典型實例,從而不斷更新、完善專家?guī)靸?nèi)容,類似問題可在下次計算機評判中得以解決。
(2)為電子學檔體系服務(wù)。電子學檔(ELP)是指在信息技術(shù)環(huán)境下,學習者運用信息手段表現(xiàn)和展示學習者在學習過程中關(guān)于學習目的、學習活動、學習成果、學習業(yè)績、學習付出、學業(yè)進步以及學習過程和學習結(jié)果進行反思的有關(guān)學習的一種集合體,主要用于現(xiàn)代學習活動中對學習和知識的管理、評價、討論、設(shè)計等 。智能專家?guī)煸u價體系是依托先進的計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建的,能與電子學檔建立數(shù)據(jù)交換接口,從而為教研評價分析積累充足的資料、為電子學檔體系服務(wù),對目前尚處于起步階段的電子學檔體系的完善和發(fā)展起到極大的推動作用。
(3)可進一步增強虛擬教學模型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同實驗功能。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:無人機;編程項目;物聯(lián)網(wǎng);系統(tǒng)配置
1.意義與背景
目前,國內(nèi)外大量院校都己開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),實踐課程往往都包括如下課程:c程序設(shè)計技能訓練、電工與電路技能實訓、計算機輔助電路設(shè)計實訓、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計訓練、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計、數(shù)據(jù)庫原理課程設(shè)計、RFID原理與應(yīng)用課程設(shè)計、ARM嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計移動互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)綜合實訓、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)綜合實訓。
然而,根據(jù)對實際教學中和相關(guān)院校開設(shè)課程的調(diào)研,總結(jié)出如下幾個存在的問題。
(1)缺乏真正體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)特色的C合性項目。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)包括很多基本的知識和技能元素,例如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、嵌入式系統(tǒng)課程、程序設(shè)計等。但是傳統(tǒng)的實踐課程都是單列的,沒有考慮到物聯(lián)網(wǎng)的綜合應(yīng)用性的本質(zhì)。
(2)傳統(tǒng)的編程實踐內(nèi)容無法調(diào)動學生的興趣和積極性。研究表明,目前學生對大部分所學的傳統(tǒng)知識并不十分感興趣,而對互聯(lián)網(wǎng)的多媒體和感知技術(shù)情有獨鐘。
本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)課“無人機控制與影像”的專業(yè)實踐教學,開發(fā)出適合學校實際的基于無人機編程項目的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐系統(tǒng)配置方案。
2.無人機編程項目實踐配置方案
基于無人機編程項目的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實踐教學研究的主要內(nèi)容包括:無人機飛行控制、圖像拍攝回傳和后期處理系統(tǒng)的二次開發(fā),主要包括四軸飛行器、飛行控制子系統(tǒng)、遙控器子系統(tǒng)、地面站子系統(tǒng)、圖像回傳子系統(tǒng)、全景圖像拼接系統(tǒng)等。在前期的教學工作中,已經(jīng)進行了無人機軟件編程項目教學的初步研究,并形成了獨具特色的實踐配置方案。
2.1四軸飛行器
四軸飛行器作為時下最熱門的一種飛行器,已經(jīng)越來越受到廣大科學愛好者和商業(yè)公司的關(guān)注,四軸飛行器未來的應(yīng)用前景十分廣闊。四軸飛行器的智能導(dǎo)航可以利用機器視覺技術(shù)、人工智能技術(shù)讓四軸飛行器能像人一樣在復(fù)雜環(huán)境中活動。
2.2飛行控制模塊
飛控子系統(tǒng),擁有控制姿態(tài)自動平穩(wěn)、定點高度懸停、空中平移、空中定點旋轉(zhuǎn)、控制攝像機云臺控制、一鍵自動降落、GPS導(dǎo)航等功能,可以機載高清運動攝像機,實時拍攝飛行中的圖像。在教學中,采用Pixhawkm是一種先進的自動駕駛儀,它具有來自ST公司先進的處理器和傳感器技術(shù),ArduPilot開源飛控代碼,以及NuttX實時操作系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)靈活性和可靠性控制。由于Pixhawk的所有硬件都是透明的,因此方便學生學習芯片、傳感器、總線、外設(shè)等物聯(lián)網(wǎng)硬件內(nèi)容,并且由控源代碼開源,也方便學生進行二次開發(fā)。
2.3遙控器
在教學中,使用2.4 G富斯FS-TH9X9 9通道遙控器,可刷ER9X等開源固件。學生可以通過電腦軟件進行所有的設(shè)置,不用再看遙控器的菜單了,上位機的圖形化設(shè)置界面上極方便地完成所有的設(shè)置。所有搖桿和開關(guān)任意分配通道,還有模擬開關(guān)等強大的功能。
2.4開源地面站
在教學中,利用開源地面站Mission Planner,可以實現(xiàn)遙控校準、加速度校準和羅盤校準和各類參數(shù)的設(shè)定。Mission Planner是Windows,系統(tǒng)下工作的無人機地面控制站開源軟件,其主要特點是通過在地圖上的鼠標點擊入口來規(guī)劃,保存及加載自動任務(wù),下載及分析由飛控板創(chuàng)建的任務(wù)記錄。學生可以方便地利用圖形界面進行測試、調(diào)試與二次開發(fā),也增加了學生的學習興趣。
2.5圖像回傳系統(tǒng)
在實踐教學中,圖像回傳設(shè)備包括:7英寸雪花顯示屏;兩軸自平衡無刷云臺,可以搭載高清運動攝像機進行拍攝,可以通過遙控器操作,通過云臺中的電機轉(zhuǎn)動改變操作角度。圖像采集系統(tǒng)可以安裝攝像頭或者攝像機。其中機載高清攝像頭1個,用于實時采集飛行中的圖像,通過機載5.8 G傳輸模塊傳輸?shù)竭b控器的7寸顯示屏中。機載高清攝像機1個,用行中的圖像的攝錄,飛行器起飛前開啟后,在整個飛行過程中進行錄像操作。另外還包括航拍0SD模塊1個,它把飛行數(shù)據(jù)疊加到攝像頭的視頻上,可以直觀實時了解飛行器的飛行狀態(tài)。該模塊為雙路視頻輸入,可前后安裝兩個攝像頭,通過遙控器實時切換;支持Pixhawk等開源飛控用的mavlink串口協(xié)議;并在無攝像頭或者攝像頭出故障時,沒有視頻信號輸入會產(chǎn)生一個標準的視頻信號用來疊加OSD信息;配合地面站Mission Planner,使得固件升級,參數(shù)設(shè)置通過USB完成。
圖1-2分別為本系統(tǒng)攝像頭和高清攝像機的回傳圖像,后期學生可以對這些回傳圖像進行高級的圖像處理、全景拼接等操作,為后續(xù)的相關(guān)課程也提供了很好的素材。
教育技術(shù) 職業(yè)教育 應(yīng)用策略 技術(shù)實施
當前,現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用水平已經(jīng)成為學校建設(shè)工程中的關(guān)鍵因素。在教育部啟動的職業(yè)教育質(zhì)量建設(shè)工程中,示范性學校建設(shè)、教改試點專業(yè)建設(shè)、重點專業(yè)建設(shè)、精品課程建設(shè)、師資隊伍建設(shè)、實驗實訓基地建設(shè)和教材建設(shè)都不同程度地涉及到現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用問題。現(xiàn)代教育技術(shù)已經(jīng)成為深化教學改革的制高點和突破口,成為實施職業(yè)教育質(zhì)量工程的核心技術(shù)。因此,加緊加快現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用問題的研究,是時代的要求,是發(fā)展職業(yè)教育的呼喚,更是現(xiàn)代教育理念下深化教育教學改革的迫切需要。
現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用,要面對職業(yè)教育的特點、教學特色,實現(xiàn)職業(yè)教育培養(yǎng)目標,對教學的技術(shù)過程和資源進行創(chuàng)建、使用和管理,并且是符合道德規(guī)范的實踐,把促進學習、提高績效作為應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的目的。
一、現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用的原則
應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)使教學呈現(xiàn)教學數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化的特征,改善著教學環(huán)境、教學手段,促進著教學理念與方式的變革,并為先進的教育教學思想融入教學搭建平臺。針對職業(yè)教育的特點,科學合理地應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù),使教育教學實效最優(yōu)化,必須明確三條應(yīng)用原則。
1.堅持促進學習、提高績效的目標原則
明確技術(shù)過程利于“主導(dǎo)――主體”的教學設(shè)計。通過現(xiàn)代教育的技術(shù)過程創(chuàng)建、管理和使用,實施“主導(dǎo)――主體”教學設(shè)計?!爸鲗?dǎo)――主體”的教學設(shè)計是以“教”為主和以“學”為主這兩種教學設(shè)計相結(jié)合的產(chǎn)物,它兼取兩種教學設(shè)計的優(yōu)點,又具有較強的靈活性,使學生成為知識、技能和態(tài)度的主動建構(gòu)者,教師成為學習的促進者,引導(dǎo)、監(jiān)控和評價學生的學習進程。教學設(shè)計時,要充分了解崗位能力形成過程和技術(shù)條件,通過情景設(shè)計、資源設(shè)計和認知工具設(shè)計創(chuàng)設(shè)自主學習、訓練和研究的環(huán)境,促進學生的職業(yè)能力形成,很好地適應(yīng)職業(yè)技術(shù)教育的實際。
2.堅持突出職業(yè)教育特點的原則
現(xiàn)代教育技術(shù)在各級各類院校也得到較為廣泛的應(yīng)用,已經(jīng)成為教育教學中不可或缺的重要技術(shù)支持。社會性、職業(yè)性和實踐性是職業(yè)教育三大特點。因此,現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用不僅是教學手段,而且是教學內(nèi)容兩者有機結(jié)合才能符合職業(yè)技術(shù)教育的要求。受各種因素和條件的影響,職業(yè)教育中實訓受限,實踐環(huán)境薄弱,教學知識和技術(shù)滯后于社會發(fā)展的現(xiàn)象較為突出,職業(yè)技能訓練與當前職業(yè)崗位需求脫節(jié),實驗實訓學時與技術(shù)能力培養(yǎng)需求脫節(jié)。這些矛盾在政府和校企合作不能得到解決的情況下,學校要依靠教育技術(shù)先行,利用現(xiàn)代教育技術(shù)實現(xiàn)“模擬”、“虛擬”實驗實訓,了解最新職業(yè)崗位需求和前沿技術(shù),緩解職業(yè)院校教學中實訓不足和技術(shù)滯后的突出矛盾,更好地實現(xiàn)培養(yǎng)目標,為職業(yè)教育創(chuàng)造先進、經(jīng)濟、便捷的教育環(huán)境,體現(xiàn)職業(yè)教育的社會性、職業(yè)性和實踐性。
3.堅持服務(wù)性原則
將計算機、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬仿真和人工智能等現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用于教育教學中,技術(shù)過程及資源的創(chuàng)建、使用和管理都應(yīng)本著服務(wù)教學內(nèi)容和服務(wù)學生的個體發(fā)展的原則。
二、現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用的策略
現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用策略問題,主要解決在職業(yè)教育中教育技術(shù)的技術(shù)性過程的創(chuàng)建、使用和管理,它隸屬于一個較大的“教學開發(fā)”過程,關(guān)注的中心是追求用于教學開發(fā)的“系統(tǒng)方法”,即教學系統(tǒng)設(shè)計,也稱教學設(shè)計。
教學設(shè)計是“運用系統(tǒng)方法,將學習理論與教學理論的原理轉(zhuǎn)換成教學目標、教學內(nèi)容、教學方法和教學策略、教學評價等環(huán)節(jié)進行具體計劃、創(chuàng)設(shè)教與學的系統(tǒng)‘過程’或‘程序’,而創(chuàng)設(shè)教與學系統(tǒng)的根本目的是促進學習者的學習”。各類教學設(shè)計策略都包含學習者、目標、策略和評價四個基本因素。按理論基礎(chǔ)和實施方法進行分類,教學設(shè)計分為以“教”為主的教學設(shè)計策略、以“學”為主的教學設(shè)計策略,以及在此基礎(chǔ)上提出的“教師為‘主導(dǎo)――學生為主體’”教學設(shè)計策略,簡稱“主導(dǎo)――主體”教學設(shè)計。
三、現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中實施的步驟
現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中實施過程,要考慮職業(yè)教育的特點,遵照教育教學的規(guī)律,應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的對策。
1.職業(yè)崗位人才需求分析
職業(yè)教育以服務(wù)社會經(jīng)濟需要為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向。社會職業(yè)崗位的需求以及崗位對人才規(guī)格的要求是職業(yè)院校專業(yè)設(shè)置、專業(yè)培養(yǎng)方案確立的依據(jù),也是制訂課程體系和教學計劃以及進行教學實施和教學評價的依據(jù)。通過深入企業(yè)進行社會調(diào)研和通過網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)調(diào)查掌握各行業(yè)的人才需求情況。
2.課程體系的確定與教學計劃的制定
(1)確定專業(yè)課程體系
從職業(yè)崗位能力分析入手,建立以職業(yè)能力為核心的課程體系。上述來自于企業(yè)的人才崗位能力調(diào)查結(jié)果就是職業(yè)能力的具體體現(xiàn),歸納起來,職業(yè)能力包括專業(yè)能力、方法能力和社會能力,這些能力的獲得不可能離開現(xiàn)代教育教育技術(shù)的運用。
(2)制訂教學計劃
職業(yè)教育的特點決定了,制訂教學計劃時,要確定學科在專業(yè)課程體系的位置和對培養(yǎng)學生職業(yè)能力所起的作用,以突出實踐教學為主線,結(jié)合院?,F(xiàn)有現(xiàn)代教育技術(shù)資源狀況,充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)中的多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學、虛擬仿真實驗和人工智能等技術(shù),把教育資源的充分利用與學生技能培養(yǎng)綜合考慮,達到現(xiàn)代教育技術(shù)與課程整合,以提高理論教學的效率,加大實踐教學的比重,全面完成提高學生綜合素質(zhì)的教學計劃。
3.現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的資源準備
職業(yè)院?,F(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用是教育教學改革的制高點。教育技術(shù)應(yīng)用的資源準備包括人力資源的準備、環(huán)境資源的準備和信息資源的準備工作。
4.應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的教學設(shè)計
應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)在職業(yè)教育中應(yīng)用的對策,建立以學生為中心,教師為主導(dǎo),能力為本位,突出實踐教學的教學系統(tǒng)設(shè)計。
5.教學實施與教學評價
按照教學設(shè)計要求,逐步落實教學任務(wù)。形成性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合,以理論考試與實際操作技能考核相結(jié)合。
參考文獻:
[1]馮文成.甘肅中等職業(yè)學校教育技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)查與研究[D].西北師范大學碩士,2004.
[2]楊靖.中等職業(yè)教育教育技術(shù)的應(yīng)用研究[D].福建師范大學碩士,2004.
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);實訓室;高校建設(shè);教學研究
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2013)07-0075-02
0 引 言
物聯(lián)網(wǎng)是面向當前巨大的應(yīng)用市場的綜合技術(shù),它是新一代信息技術(shù)的產(chǎn)物,對其的研發(fā)涉及計算機、自動化控制和網(wǎng)絡(luò)通信等多學科的專業(yè)知識。物聯(lián)網(wǎng)可以在各行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,而把基于物聯(lián)網(wǎng)的實訓室應(yīng)用到高校和科研院所的研究,在國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展的規(guī)劃中占有重要的地位,因此,探討基于物聯(lián)網(wǎng)的實訓室具有重大的意義。
1 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和發(fā)展技術(shù)背景
物聯(lián)網(wǎng)是通過各種傳感設(shè)備,把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),通過無線信息的收發(fā),便于通信和監(jiān)管,不用數(shù)據(jù)線,成本低,使用便利[1]。根據(jù)這個定義,可從兩個方面來分析。其一,互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系密切,互聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ),物聯(lián)網(wǎng)就是在它的基礎(chǔ)上衍生和擴展的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展首先離不開計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其次,物聯(lián)網(wǎng)不同于互聯(lián)網(wǎng)的一點是,其用戶端已經(jīng)延伸與擴展了,其不限制于任何物品和物品之間進行信息的交換。在這一過程中,需要用到紅外感應(yīng)器、激光掃描器及全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)這一概念最早提出是在1999年在美國召開的移動計算機和網(wǎng)絡(luò)國際會議中,隨后,美國在《技術(shù)評論》中評出改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù),更是將傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)列為首位。在短短的幾年時間里,各國政府都高度重視物聯(lián)網(wǎng)的研究和應(yīng)用。總而言之,新一代信息技術(shù)的重要組成部分就是物聯(lián)網(wǎng),人們相信隨著它的迅速發(fā)展,人們的日常生活將會發(fā)生巨大的變化。
2 建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)實訓室的重要性
2.1 有效培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)方面的高技術(shù)人才
通過建立基于物聯(lián)網(wǎng)的實訓室,以物聯(lián)網(wǎng)為中心,兼顧當前的最新計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),靈活應(yīng)用和融合各種先進的技術(shù),可實現(xiàn)集教學、實訓和科研于一體的實訓平臺。一個完整的物聯(lián)網(wǎng)實訓室能夠進行有關(guān)智能視頻和無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等教學實踐,可以模擬物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實際應(yīng)用到各種物流、交通、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的效果。學生能夠依據(jù)自身的獨特設(shè)計,應(yīng)用和融合各種技術(shù),把創(chuàng)新實驗和項目的實訓有效地落到實處。以實訓室為中心,能有效結(jié)合學生的理論和實踐、動手和感知體驗、方案設(shè)想和實際驗證,從而使得學生的動手能力得到提高,可以有效培養(yǎng)有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)方面的高技術(shù)人才。
2.2 有效提升國家科研水平
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于國家戰(zhàn)略信息技術(shù),對國家的戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[2]。物聯(lián)網(wǎng)是繼計算機網(wǎng)絡(luò)和移動通信技術(shù)之后的一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)有RFID技術(shù)、傳感技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)和人工智能等。當前,國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)主要是應(yīng)用到保護和檢測生態(tài)環(huán)境、檢測和監(jiān)控一些危險的工業(yè)環(huán)境、配送和管理物流方面。物聯(lián)網(wǎng)具有非常廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。通過射頻識別設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)連接起來的物聯(lián)網(wǎng)實訓室設(shè)備,有利于科研人員進行更好的科學研究和實踐,從而提高整個國家在這個方面的科研水平和競爭能力。
3 建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實訓室的主要環(huán)節(jié)
3.1 確立建設(shè)實訓室的基本思想
建立物聯(lián)網(wǎng)實訓室,一方面,可以建立一個隨時隨地的無線通信平臺,而且在這樣的平臺基礎(chǔ)上,能夠組建多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),相互轉(zhuǎn)換不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,可以配合網(wǎng)絡(luò)控制的智能機器人的自動巡檢技術(shù),完成有關(guān)職能技術(shù)的研發(fā)試驗,方便科研人員進行開發(fā)和應(yīng)用。另外一個方面,實訓室是根據(jù)不同的內(nèi)容劃分不同的區(qū)域,采用的是理論結(jié)合實踐的教學模式,學生可以根據(jù)自己所學的模塊,在實訓室內(nèi)結(jié)合理論知識模擬進行實際的訓練,這能有效改變傳統(tǒng)教學方式的局限性,從而培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力,真正做到融會貫通,學以致用,滿足社會的發(fā)展需求。這兩大方面就是建立物聯(lián)網(wǎng)實訓室的主要指導(dǎo)思想。
3.2 合理布局實訓室
對于實訓室的布局,可以分為教學區(qū)和訓練區(qū)兩個部分。教學區(qū)主要是進行教學的地方,其配有有關(guān)的教材和開發(fā)案例,重在培養(yǎng)學生的基礎(chǔ)知識與關(guān)于程序的基本操作。而訓練區(qū)是進行實踐的各種模擬環(huán)境,其配備有各種先進的設(shè)備和設(shè)施,為學生和科研者的試驗提供硬件的支持。
3.3 科學架構(gòu)實訓室軟件和硬件
物聯(lián)網(wǎng)實訓室需要軟硬件的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作為基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)本身是由傳感器和路由器、系統(tǒng)和能量控制模塊及無線收發(fā)模塊這幾部分構(gòu)成。各個傳感器不僅要考慮傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)終端與路由器的各種功能,還要注意搜集處理本地信息和數(shù)據(jù),協(xié)作完成其他節(jié)點的某些特定任務(wù)。為了實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點互聯(lián)和信息互通的有效進行,對于物聯(lián)網(wǎng)實訓室的軟件和硬件就要根據(jù)不同的實際需要進行合理的架構(gòu)。
3.4 集中精力克服物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的問題
物聯(lián)網(wǎng)雖然具有很好的發(fā)展勢頭,但是也存在一些問題。首先,我國在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的進程中,對于一些核心技術(shù)的掌握還較為缺乏。例如RFD技術(shù)、傳感器技術(shù)以及智能嵌入技術(shù)等還比較薄弱,已經(jīng)成為限制中國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素,對此,物聯(lián)網(wǎng)實訓室要著重發(fā)展這些核心技術(shù)。其次,解決好物聯(lián)網(wǎng)標準的問題。物聯(lián)網(wǎng)是新的事物,各國都在大力進行物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和研究,直到現(xiàn)在,物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)了大量諸如傳感等各種技術(shù),而對于這些技術(shù)標準卻是還沒有解決的問題。物聯(lián)網(wǎng)實訓室也要密切關(guān)注國際最新的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向和國際物聯(lián)網(wǎng)制定的各項標準,使得實訓室研發(fā)的技術(shù)能與國內(nèi)外同步。其三,解決好安全問題,相比互聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)的安全問題更加突出。在視頻辨識技術(shù)中,非法利用電子標簽會造成很多的安全隱私問題。對于個人來講,人們可能不知不覺被定位掃描和跟蹤,其隱私必然很容易受到侵犯。對于國家和商業(yè)來說,國家和商業(yè)機密很難得到保護。所以,實訓室在發(fā)展這方面技術(shù)的時候,也要兼顧各種可能出現(xiàn)的問題。
4 物聯(lián)網(wǎng)實訓室的發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)就其本身來說,代表了下一代信息發(fā)展技術(shù)。云計算技術(shù)的運用,使數(shù)以億計的各類物品的實時動態(tài)管理變得可能,使整個網(wǎng)絡(luò)真正成了一臺電腦;隨著各方面的共同努力,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會對中國整個經(jīng)濟起到積極推動作用[3]。當前國內(nèi)外的大學都在大量開展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的研究,為了研究出低耗能的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)做了大量的工作。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展普及后,傳感器可以運用到動物和植物及機器等方面,屆時就需要數(shù)量巨大的傳感器和電子標簽,這能拉動一個新的技術(shù)元件產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展,增加很多的就業(yè)機會。當前,我國的無線網(wǎng)絡(luò)遍及城鄉(xiāng)的各個角落,這對物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展設(shè)立了基礎(chǔ)設(shè)施,通過這些無線網(wǎng)絡(luò),放在動物、植物和機器物品上的電子介質(zhì)能夠隨時隨地地傳送出去??傊?,建立物聯(lián)網(wǎng)實訓室對整個中國的經(jīng)濟都能產(chǎn)生積極的作用。
5 結(jié) 語
總而言之,目前物聯(lián)網(wǎng)正處在飛速發(fā)展的階段,其研究理論也已經(jīng)基本成熟,如何把這些理論技術(shù)更好地應(yīng)用到實訓室中來,不僅是為了促進該項技術(shù)在實踐中的發(fā)展,同時對大力推動國家工業(yè)化和信息化的持續(xù)發(fā)展也具有重大意義。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將展示一場新的技術(shù)革命,它能促進一個國家和社會發(fā)展得更加高效和便利,極大推動經(jīng)濟的發(fā)展。中國也要建立物聯(lián)網(wǎng)實訓室,推動關(guān)鍵技術(shù)的研究和發(fā)展,從而帶動整個產(chǎn)業(yè)的健康和持續(xù)發(fā)展。
參 考 文 獻
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關(guān)鍵詞:智慧物流;物流管理;人才培養(yǎng);再定位與新路徑
一、物流管理人才培養(yǎng)的重要性
(一)智慧物流人才培養(yǎng)成為物流產(chǎn)業(yè)提速發(fā)展的關(guān)鍵
隨著中國近幾年科學技術(shù)的不斷發(fā)展,由此帶動了物流領(lǐng)域的不斷推進。而物流領(lǐng)域本身更多的是需要人力的支持,因此,物流業(yè)也被稱之為勞動密集型產(chǎn)業(yè)。從本質(zhì)上而言,這一產(chǎn)業(yè)如果不革新,是無法滿足現(xiàn)代化要求的。因此,想要從根本上打破現(xiàn)有阻礙,減少對勞動力嚴重依賴的現(xiàn)狀,就需要將傳統(tǒng)的物流轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔畚锪鳌?016年,中國的相關(guān)文件政策提出:將智慧物流納入國家扶持的新興產(chǎn)業(yè)之中,并且將其設(shè)為新時代的經(jīng)濟增長點。在不久的未來,物流領(lǐng)域?qū)R聚一大批具有先進技術(shù)、高端智能的企業(yè),并且也會帶動中國經(jīng)濟的快速發(fā)展。近幾年,在眾多國家中,中國的發(fā)展較好,并且,目前已經(jīng)成為世界上最大的物流市場,根據(jù)當下的發(fā)展趨勢進行評估,中國很有可能在未來的智慧物流發(fā)展層面,形成領(lǐng)先地位。智慧物流的崛起,將會代替?zhèn)鹘y(tǒng)物流產(chǎn)業(yè),構(gòu)建出更多的經(jīng)濟增長及就業(yè)機會,因此,在未來物流產(chǎn)業(yè)中,也需要更多的相關(guān)領(lǐng)域人才。未來的智慧物流管理人才,不但需要明白人工智能、大數(shù)據(jù)分析、機器控制等技術(shù),還需要明確“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下如何更好地借助互聯(lián)網(wǎng),達成智能配送、智能倉庫管理等內(nèi)容。因此,在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下,依托目前較強的技術(shù)支持,積極開拓智慧物流市場,實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展。
(二)智慧物流人才需要“商、技”復(fù)合型特質(zhì)
智慧物流除了需要有技術(shù)的驅(qū)動,本身在管理層面,也有著較強的訴求。當下,智慧物流基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù),以移動互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),積極探索智慧物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,期待能夠從資金、成本、人力等諸多層面予以降低,增強生產(chǎn)率,革新傳統(tǒng)物流產(chǎn)業(yè),探索智慧物流產(chǎn)業(yè)的新途徑。在新的企業(yè)管理模式之下,物流的從業(yè)人員需要具有較強的全局觀,具備較強的專業(yè)技能。智慧物流的崛起,意味著對人才需求的增大,物流人才本身除了具備專業(yè)技能之外,還需要在思維層面予以拓展,這是新時代下智慧物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展對物流人才所提出的新要求。智慧物流人才所具備的特點如圖1所示,在專業(yè)知識的扎實要求之外,還需要對智能算法、數(shù)據(jù)挖掘等知識予以掌握,專業(yè)能力不但要明確物流作業(yè)和管理能力,還需要對數(shù)據(jù)層面予以掌握和應(yīng)用,加強作業(yè)的生產(chǎn)效率。此外,在智慧物流的發(fā)展過程中,團隊協(xié)作能力層面也需要予以提高。綜上所述,智慧物流人才只有滿足了以上的內(nèi)容,才能夠真正的推動智慧物流的綜合發(fā)展。
圖1智慧物流人才特質(zhì)
二、智慧物流人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)升級脫節(jié)
目前,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,基于互聯(lián)網(wǎng)時代下物流行業(yè)的發(fā)展,物流管理人才需要具備較強的學習能力和技術(shù)應(yīng)用能力,但就目前而言,這方面的人才并不是很多,且人才的知識儲備還不夠豐富,不能滿足當下市場的需要。因此,高職院校的物流管理專業(yè)無法滿足市場需求,在此方面仍然存在較強的發(fā)展阻礙。
(一)物流管理人才培養(yǎng)定位調(diào)整滯后
相對于過去,中國的物流產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了質(zhì)的變化,無論是在技術(shù)層面的革新,還是管理層面的提升,總之,物流企業(yè)在組織、流程等諸多層面都予以了轉(zhuǎn)變。而崗位技能要求的提升,就意味著傳統(tǒng)人才并不能夠滿足當下時代的需要,舊的人才培養(yǎng)方式必須要予以革新,重新擬定新的工作任務(wù)。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,高職院校物流管理專業(yè)很少能夠進行調(diào)整,而人才培養(yǎng)的效果也并不盡如人意。智慧物流的產(chǎn)業(yè)發(fā)展下,將會形成多樣化的細分工種,而高職院校并沒有根據(jù)智慧物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而進行轉(zhuǎn)變,一些高校在特色專業(yè)的構(gòu)建層面仍舊不足,因此,物流管理專業(yè)想要得到更好地發(fā)展,就需要適應(yīng)時代需求,培養(yǎng)出智慧物流的新時代人才,讓這些人才具備相關(guān)的專業(yè)知識和綜合素質(zhì),但從目前來看,高職院校的人才培養(yǎng)定位比較滯后,發(fā)展還不到位。
(二)物流管理人才培養(yǎng)過程中“重商輕技”
智慧物流的發(fā)展從本質(zhì)上而言,是技術(shù)發(fā)展所引起的傳統(tǒng)物流產(chǎn)業(yè)的變革,其中常見的技術(shù)有:可穿戴設(shè)備、無人配送、視覺盤點等等,而這些前沿的技術(shù),正在被當代的智慧物流企業(yè)所應(yīng)用。技術(shù)應(yīng)用的綜合能力已經(jīng)成為物流人才的必備能力。但是,物流人才的培養(yǎng)應(yīng)區(qū)別于物流大數(shù)據(jù)分析師、數(shù)據(jù)工程師等人才的培養(yǎng)。因此,在當代,高職物流管理專業(yè)的人才培養(yǎng),更多的是需要在管理能力層面的培養(yǎng),如果缺乏相關(guān)的能力、技術(shù),或者思維沒有得到拓展,就會導(dǎo)致在實際工作中出現(xiàn)問題。但目前,很多高職院校的教師知識不夠先進,也是阻礙智慧物流領(lǐng)域人才培養(yǎng)發(fā)展的重要因素。目前,阻礙智慧物流人才培養(yǎng)發(fā)展的重要因素還有教師層面的因素,當下很多高職院校的教師自身的知識體系比較陳舊,實踐能力比較落后,因此,導(dǎo)致學生技術(shù)方面不強。而高職教師本身很少是源自企業(yè)的,并且校企合作所形成的教師培養(yǎng)的人數(shù)也是極為有限的,學校設(shè)備陳舊,教學資源不足等諸多問題,正在阻礙智慧物流的持續(xù)發(fā)展。
三、智慧物流人才培養(yǎng)規(guī)格的再定位
《高等職業(yè)學校物流管理專業(yè)教學標準》的出臺,可以成為智慧物流人才培養(yǎng)標準的核心文件。要求當代智慧物流人才具備一定的知識能力和綜合素養(yǎng)。此外,智慧物流人才培養(yǎng)還需要凸顯一些新型的知識技術(shù),比如:大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等等,利用這些新型的技術(shù)提升物流效率,解決物流問題,突出物流人才的綜合素質(zhì)。達成智慧物流人才層面的培養(yǎng),此外,還需要關(guān)注智能化、信息化層面的技術(shù)應(yīng)用與融入。
(一)信息化應(yīng)用能力
物流信息化作為現(xiàn)代物流的基礎(chǔ)性內(nèi)容,強調(diào)了信息化能力的應(yīng)用。在操作層面需要對物流管理系統(tǒng)有一定的掌握,能夠?qū)Y源計劃系統(tǒng)、供應(yīng)鏈系統(tǒng)等系統(tǒng)有一定的管理和操作能力。
(二)智能化操作能力
在智慧物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,多種智能設(shè)備的出現(xiàn),本身在人力減少層面有著較強的幫助,在作業(yè)的效率層面也有了較強的提高,在未來社會中,少量人工操作智能設(shè)備完成工作成為可能。而這些智能設(shè)備包括:無人機配送、自動立體倉庫、智能分揀設(shè)備等等。這些智能設(shè)備的應(yīng)用和操作,是當代智慧物流產(chǎn)業(yè)工作人員所必備的技能。
(三)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)與管理能力
智慧物流的產(chǎn)生,意味著產(chǎn)業(yè)進入了供應(yīng)鏈管理的時代,而由此所形成的人才需求缺口是非常大的,智慧物流的人才是需要具備較強的供應(yīng)鏈管理能力、組織、協(xié)調(diào)等綜合素質(zhì)的,否則,將不能更好地滿足智慧物流產(chǎn)業(yè)的需要。
四、物流管理專業(yè)轉(zhuǎn)型與人才培養(yǎng)再定位的路徑
(一)接軌國際標準,基于《悉尼協(xié)議》框架轉(zhuǎn)型物流管理專業(yè)
在智慧物流人才的培養(yǎng)過程中,技術(shù)技能教育顯得尤為重要,因此,中國想要快速的進行此方面的人才儲備,就需要借鑒國際上先進的人才培養(yǎng)理念?!断つ釁f(xié)議》是為三年制的人才培養(yǎng)認證而擬定的,面向的是中國高等職業(yè)教育的人才。從根本上而言,這一協(xié)議的構(gòu)建,本身也推動了中國“一帶一路”模式,形成了國家化的智慧物流人才培養(yǎng)模式?!断つ釁f(xié)議》的認證標準是嚴格按照國際標準的,其制定的一些標準和程序,也從根本上構(gòu)建出了物流專業(yè)的模型,《悉尼協(xié)議》堅持以“學生為核心”的目標,持續(xù)改進傳統(tǒng)物流業(yè)人才培養(yǎng)的不足,積極調(diào)整培養(yǎng)目標和課程體系方案,更強化了信息層面的應(yīng)用,協(xié)調(diào)和管理了學生的能力培養(yǎng),構(gòu)建出新型的培養(yǎng)標準,提升了學生的綜合技術(shù)發(fā)展空間。
關(guān)鍵詞:校企合作;機械類;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)策略
隨著可持續(xù)發(fā)展、人才強國、科教興國、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、等國家戰(zhàn)略的全方位實施,互聯(lián)網(wǎng)+、智慧中國、中國制造2025、人工智能全面崛起,我國機械行業(yè)大刀闊斧地轉(zhuǎn)型升級。傳統(tǒng)機械制造業(yè)逐漸向智能制造方面轉(zhuǎn)變,推動了高等教育改革創(chuàng)新的進程,也對培養(yǎng)一批機械化應(yīng)用型人才提出了更高的要求?!秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》文件中指出,“要創(chuàng)新高校與企業(yè)、行業(yè)、科研院所聯(lián)合培養(yǎng)的人才的機制”。據(jù)此,高校要統(tǒng)籌謀劃、整體設(shè)計,加強專業(yè)建設(shè)、科研創(chuàng)新、人才培養(yǎng)等具體項目的對接合作,深化合作內(nèi)涵,全面推進專業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、教育鏈、創(chuàng)新鏈的融合發(fā)展,共同構(gòu)建校企合作命運共同體、育人共同體、利益共同體,全面推進產(chǎn)教深度融合,為區(qū)域發(fā)展提供堅實的機械化應(yīng)用型人才支撐和技術(shù)支持。
一、校企合作機械類應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的特征
2017年,在黨的報告中,提出了“深化產(chǎn)教融合、校企合作”的要求,同年,國家辦公廳又出臺了《職業(yè)學校校企合作促進辦法》和《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》。上述兩個文件的出臺,進一步地推動了新時期高等學校提高教育質(zhì)量、深化產(chǎn)教融合、校企合作的政策。“組合拳”的積極實施,為培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型人才指明了方向[1]。針對校企合作的模式的優(yōu)越性,可將其特征歸納為以下兩點。第一是理論+實踐。受多種因素的掣肘,絕大多數(shù)高校都缺乏完善的合作課程體系,引入校企合作模式能在某種程度上彌補課程體系中存在的不足之處,進而引導(dǎo)學生在完善的實訓課程中鍛煉技能,充分運用所學知識實現(xiàn)產(chǎn)教互補。立足于企業(yè)層面來說,校企合作可為企業(yè)引入更多經(jīng)過實訓的技術(shù)人才,為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟價值,充分發(fā)揮“理論+實踐”課程模式的價值意義;對于學校層面來說,原學校內(nèi)部的實訓課程始終與企業(yè)崗位實踐工作存在差距,導(dǎo)致機械類學生無法理解傳統(tǒng)實訓類課程中與機械類有關(guān)的工作流程和模式。然而,校企合作模式下可以有效地打破這種弊端,在實踐中提升學生的操作能力,培養(yǎng)適應(yīng)工作崗位的綜合能力。第二是實習+就業(yè)。在校企合作背景下,企業(yè)提前試用員工有助于加深學生與企業(yè)之間的聯(lián)系,學生實習有助于為企業(yè)儲備大量的人力資源,吸引人才。相應(yīng)的企業(yè)崗位訓練可以為學生提供鍛煉的機會,提前適應(yīng)工作環(huán)境,降低今后求職難度。二者相互促進、相互需求,為培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定了良好的基礎(chǔ)。
二、校企合作背景下機械類應(yīng)用型人才的培養(yǎng)策略
1.正本清源精準對接,構(gòu)建協(xié)同育人機制
在校企合作背景下,高校要打破墨守成規(guī)的思想,固本培元,深刻地認識培養(yǎng)機械類應(yīng)用型人才的重要性和必須要性,瞄準機械類人才需求,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標,精準對接。深入到屬地目標合作企業(yè)對接洽談,進一步了解企業(yè)需求,加強與企業(yè)的交流溝通,磋商合作內(nèi)容,簽訂合作協(xié)議,走“雙元”育人的路子。在校企合作模式下,機械類人才培養(yǎng)規(guī)劃需要從企業(yè)端發(fā)力,形成具有顯著特色的導(dǎo)師制,以企業(yè)技術(shù)為主導(dǎo)聘請技術(shù)工匠進入校園,形成專業(yè)化的導(dǎo)師培養(yǎng)機制[2]。同時,要通過企業(yè)技術(shù)工匠將創(chuàng)造精神、精益求精等品質(zhì)傳遞進來,為學生塑造良好的職業(yè)態(tài)度。另外,應(yīng)科學地制定學校、企業(yè)合作人才培養(yǎng)方案,既要執(zhí)行機械類專業(yè)教育的項目要求,也要滿足企業(yè)實際的應(yīng)用型人才需要。從學校層面看,尤其是針對畢業(yè)生應(yīng)形成專業(yè)培養(yǎng)要求,與企業(yè)崗位核心工作任務(wù)的職業(yè)要求相吻合,并加強專業(yè)化培養(yǎng)力度,構(gòu)建專業(yè)知識與實踐能力相契合的對應(yīng)矩陣;從企業(yè)層面看,需要重點強調(diào)崗位需要和生產(chǎn)過程,強化能力要求、知識點與教學模式,并以課程大綱為基礎(chǔ)注重各個課程模式的配合,使學生更直觀、更高效、更全面地掌握機械制造技術(shù)??傮w而言,校企合作的根本在于以工學結(jié)合為切入點,積極從應(yīng)用型人才的能力和意識上培養(yǎng),建立協(xié)同診斷、評估、監(jiān)控等多維度評價體系,深化產(chǎn)教融合、協(xié)同育人機制。具體方案如圖1所示。高??梢岳闷髽I(yè)豐富實踐資源,實施項目教學模式,結(jié)合機械制造企業(yè)生產(chǎn)過程,以項目為引導(dǎo),將機械類理論知識與實踐知識完美地契合在一起,根據(jù)崗位典型和專業(yè)工作流程,設(shè)計具有針對性的教學項目。根據(jù)項目的目標和內(nèi)容,進一步梳理和細化,機械類應(yīng)用型人才素質(zhì)、能力、知識的培養(yǎng)指標,引導(dǎo)學生“做中學、學中做”,用鮮活、真實的項目,實現(xiàn)對學生專業(yè)技能的培養(yǎng)。讓學生在項目中提升自己的綜合運用能力,進而真正地做到利用校企合作資源,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,達到合作共贏的目的。
2.立足送出去請進來,革新合作培育方法
為打造培養(yǎng)機械類應(yīng)用人才的引擎,在校企合作背景下,高校要打破傳統(tǒng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的弊端,依托“送出去,請進來”的模式,培養(yǎng)具有實踐經(jīng)驗的應(yīng)用型人才。高校采用“送出去”的方式,進一步豐富機械類教師的工作經(jīng)驗和實踐經(jīng)驗,高??梢愿鶕?jù)專業(yè)目錄,自行設(shè)計實訓計劃,每學期選派3-4名骨干教師,深入到基層中,落地制造業(yè)企業(yè)脫產(chǎn)掛職鍛煉[3]。為解決其后顧之憂,高校需參考機械制造工程相關(guān)待遇,禮遇骨干教師,使其充分地發(fā)揮主觀能動性,積極參與機械化工程項目、生產(chǎn)管理、研發(fā)項目中,與企業(yè)優(yōu)秀員工一起商討,解決機械技術(shù)難題,為培養(yǎng)應(yīng)用型人才奠定良好基礎(chǔ)。在這過程中還可以開展見習和實踐課,依托這些課程,讓學生深入到企業(yè)中,打破書本知識學習的局限,深入到企業(yè)中,參與各種新產(chǎn)品、機械制造工藝、新材料等制造、研發(fā)過程,了解其屬性,進而做到理論知識與實踐知識的結(jié)合。重視“請進來”創(chuàng)新合作模式的應(yīng)用,針對機械企業(yè)人才引進的需求,以及機械類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點,應(yīng)重點加強高技術(shù)教學人才的引進,為學生拓寬視野和眼界,充分了解和掌握市場人才需求和競爭動態(tài),強化學生的專業(yè)意識和職業(yè)能力。同時,借助創(chuàng)新的教學實踐指導(dǎo)環(huán)節(jié),突出工程導(dǎo)向性和工程意識,把課程理論與實踐經(jīng)驗緊密融合,提高學生在實踐操作中的適應(yīng)性和轉(zhuǎn)化能力。另外,利用聘請企業(yè)知名專家或相關(guān)專業(yè)人士定期為學生開展專題講座,幫助機械專業(yè)學生掌握產(chǎn)業(yè)最前沿信息,了解未來發(fā)展趨勢與動態(tài)格局,最大限度地實現(xiàn)各個教學環(huán)節(jié)的精煉,為學校、企業(yè)和學生提供完整的教學路徑,讓學生“真刀真槍”地體驗實訓課程,構(gòu)建更加專業(yè)的機械類應(yīng)用型人才培育范式。
3.引企入校建設(shè)基地,深化校企合作實效
隨著“中國制造”戰(zhàn)略的持續(xù)深入推進,我國機械制造業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級,導(dǎo)致傳統(tǒng)的機械類專業(yè)培養(yǎng)模式和相關(guān)實驗室設(shè)備已經(jīng)無法滿足新時代復(fù)合型人才培養(yǎng)需要。在此形勢下,高校要把舵定向,統(tǒng)籌謀劃,建設(shè)跨學院、跨學科、跨專業(yè)的實驗室,培養(yǎng)學生實踐綜合能力。同時,高校還要探索建設(shè)產(chǎn)教融合工程項目,最大限度地利用社會、企業(yè)的優(yōu)質(zhì)資源,依托“引企入校、校企共建、校地共建”等途徑,構(gòu)建與企業(yè)緊密結(jié)合的機械制造類專業(yè)實訓基地,將各種機械化研教元素融為一體。例如,可重構(gòu)、高柔性、可適應(yīng)規(guī)劃等,為機械類專業(yè)學生和教師提供多元化的實驗例程和典型應(yīng)用。與此同時,還可以引入機械制造方面的先進技術(shù),有效地融入實習教學、實驗當中,通過這樣的舉措,以此達到培養(yǎng)機械專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才的目的。我們以智能機械制造產(chǎn)教融合實訓基地為例,學校需加強與企業(yè)的合作,發(fā)揮二者優(yōu)勢,建設(shè)校企共建基地,將機械生產(chǎn)管理、機器人、數(shù)控加工等技術(shù)融會貫通、因地制宜地融入都實習教學中或是相關(guān)實驗中,通過這種校企合作方式,最大化地滿足機械類專業(yè)學生的實習教學模式。在這過程中,還要推進面向企業(yè)崗位的任務(wù)是培養(yǎng)模式,深化校企合作,推動形成教育鏈、人才鏈與科技鏈、產(chǎn)業(yè)鏈深度跨界融合。從學校層面來說,可以基于現(xiàn)有機床實訓基礎(chǔ),結(jié)合各種典型零部件機械加工工藝,借助企業(yè)數(shù)控加工、MES生產(chǎn)管理、RFID射頻識別、機器人、立體倉庫等技術(shù),在學校內(nèi)構(gòu)建智能制造生產(chǎn)線,通過這樣的方式重現(xiàn)工業(yè)場景。通過這樣的舉措,不僅能夠推動產(chǎn)學研用一體化發(fā)展,為多元主體共育,機械專業(yè)應(yīng)用型人才提供有力引擎,還為企業(yè)培養(yǎng)“準員工”和“創(chuàng)業(yè)者”。
三、結(jié)語
實踐性強是機械類專業(yè)的一個顯著特征,隨著高校改革的持續(xù)深入推進,校企合作在以培養(yǎng)應(yīng)用能力為主辦學過程中,發(fā)揮至關(guān)重要的作用。據(jù)此,機械類專業(yè)要聚焦校企合作的特征“合作育人、合作辦學、合作就業(yè)、合作發(fā)展”為合作目標,通過整合各方資源優(yōu)勢,多元信息共享,多維度地進行科教協(xié)同育人,形成校企命運共同體,實現(xiàn)共贏發(fā)展。
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