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1.1ID與IE概念
傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)的核心是產(chǎn)品設(shè)計(jì),在人類社會進(jìn)入現(xiàn)代工業(yè)社會之后,設(shè)計(jì)所帶來的物質(zhì)成就及其對人類生存狀態(tài)和生活方式的影響是過去任何時(shí)代所無法比擬的,現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的概念也由此應(yīng)運(yùn)而生,現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)有廣義的工業(yè)設(shè)計(jì)和狹義的工業(yè)設(shè)計(jì)之分。廣義工業(yè)設(shè)計(jì)是指為了達(dá)到某一特定目的,從構(gòu)思到建立一個(gè)切實(shí)可行的實(shí)施方案,并且用明確的手段表示出來的系列行為,它包含了一切使用現(xiàn)代化手段進(jìn)行生產(chǎn)和服務(wù)的設(shè)計(jì)過程。狹義工業(yè)設(shè)計(jì)指產(chǎn)品設(shè)計(jì),即針對人與自然的關(guān)聯(lián)中產(chǎn)生的工具裝備的需求所作的響應(yīng),包括為了使生存與生活得以維持與發(fā)展所需的諸如工具、器械與產(chǎn)品等物質(zhì)性裝備所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。
1.2ID與IE融合原理
隨著知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來,全球競爭日趨激烈,工業(yè)設(shè)計(jì)理念和工業(yè)工程理論都發(fā)生了重大變化。結(jié)合多年的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),作者認(rèn)為工業(yè)設(shè)計(jì)是面向全過程的設(shè)計(jì),包括從市場調(diào)查、新產(chǎn)品設(shè)計(jì)定位、專利技術(shù)查詢與搜集、設(shè)計(jì)方案初步制定到新產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)、成本核算、預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。因此,其理念可描述為以市場和用戶需求為導(dǎo)向,以創(chuàng)新理念為指導(dǎo),以現(xiàn)代化技術(shù)為工具,綜合考慮產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、應(yīng)用環(huán)境等因素,在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)展開的一系列創(chuàng)新增值活動。IE作為管理方法論與工程技術(shù)的綜合體,對提高企業(yè)綜合創(chuàng)新能力和整體素質(zhì)具有不可替代的作用。作者將其在企業(yè)中運(yùn)用的方法歸納為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、計(jì)劃、控制、分析/評價(jià)、改進(jìn)/創(chuàng)新、組織七方面。現(xiàn)代工業(yè)工程開始系統(tǒng)地從產(chǎn)品本身及其制造過程和產(chǎn)品整個(gè)生命周期考慮產(chǎn)品的環(huán)境特性,推動傳統(tǒng)制造向現(xiàn)代先進(jìn)制造轉(zhuǎn)變,要求能夠快速配置和系統(tǒng)地集成人、技術(shù)和資源。同時(shí),現(xiàn)代制造理論和技術(shù)廣泛應(yīng)用,對產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程的創(chuàng)新和改進(jìn)提出了更高的要求。但工業(yè)工程更關(guān)注的是由“投入—產(chǎn)出”所組成的系統(tǒng),在中間環(huán)節(jié),即產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程方面缺乏合適的理論與方法。新技術(shù)、新材料、新發(fā)明,在沒有轉(zhuǎn)化為在市場銷售的商品產(chǎn)生價(jià)值之前,是沒有實(shí)際意義的,工業(yè)設(shè)計(jì)正是科學(xué)發(fā)明轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)成果的媒介和紐帶,豐富完善了工業(yè)工程“投入—產(chǎn)出”所組成的系統(tǒng),在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)利用工業(yè)設(shè)計(jì)的方法從產(chǎn)品的功能、外觀、經(jīng)濟(jì)型、市場銷售等方面構(gòu)思,完善整個(gè)創(chuàng)新的價(jià)值鏈。ID與IE均涉及了整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈,二者融合可以幫助企業(yè)發(fā)掘顧客的潛在需求,創(chuàng)造性地利用科學(xué)技術(shù)知識進(jìn)行創(chuàng)新。前者強(qiáng)調(diào)依據(jù)研發(fā)技術(shù)對物料、能源、設(shè)備、資金、技術(shù)、人力和信息等制造資源進(jìn)行加工和利用,從功能、結(jié)構(gòu)上改進(jìn)產(chǎn)品,從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新,并通過廣告、品牌、包裝、銷售及售后等環(huán)節(jié)向顧客提品和服務(wù),需要理論方法和技術(shù)工具來指導(dǎo);后者側(cè)重于從理論上為產(chǎn)品的研發(fā)提供戰(zhàn)略研究,優(yōu)化流程設(shè)計(jì)和作業(yè)程序設(shè)計(jì),制定成本計(jì)劃、質(zhì)量計(jì)劃和過程控制,并對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)篩選及改進(jìn),需要具體實(shí)踐環(huán)節(jié)發(fā)揮其功能。
2IDE技術(shù)創(chuàng)新方法
在ID和IE融合原理分析基礎(chǔ)上,將IE理論與方法融入ID過程中,全過程運(yùn)用IE方法,對需求發(fā)現(xiàn)、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化、材料替代、工程應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化與重構(gòu),可以衍生出一種基于ID和IE融合的IDE技術(shù)創(chuàng)新模式。
(1)需求分析階段
需求分析既是產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功的基礎(chǔ),也是產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的最終要求。該階段:①需要采用工業(yè)工程方法,從系統(tǒng)論觀點(diǎn)分析把握人們的需求和價(jià)值觀,以滿足人的多種需求為目標(biāo)展開技術(shù)創(chuàng)造活動;②需要利用規(guī)劃方法,從企業(yè)戰(zhàn)略、市場研究等方面確定用戶需求,明確產(chǎn)品需求范圍及使用功能;③需要綜合運(yùn)用評價(jià)方法,從產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)與社會效益評價(jià)方面確定需求的可行性與必要性,明確目前的技術(shù)以及企業(yè)資源是否有能力完全滿足需求,以及滿足這些需求付出的代價(jià)是否有足夠的效益支撐,進(jìn)而將產(chǎn)品需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品功能。
(2)功能設(shè)計(jì)階段
需要在系統(tǒng)目標(biāo)引導(dǎo)下,綜合考慮各組成部分的相互作用和系統(tǒng)整體的發(fā)展變化,從縱橫兩方面對系統(tǒng)各要素在功能中所處地位和作用加以分析和比較,實(shí)施結(jié)構(gòu)、動作、時(shí)間、工藝(路線)的展開和多維分解,并確定產(chǎn)品的關(guān)鍵功能。同時(shí),利用價(jià)值工程分析方法,對產(chǎn)品功能展開價(jià)值分析,在保證產(chǎn)品功能最佳狀態(tài)下降低產(chǎn)品成本,使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)更合理。
(3)結(jié)構(gòu)展開階段
該階段需要利用“原始法則”對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破組織分解,劃分為通用結(jié)構(gòu)和專有結(jié)構(gòu),為選擇外包或自主研發(fā)指明方向。“原始法則”指加大創(chuàng)新思維的“前進(jìn)跨度”,把思維集中在事物的本質(zhì)方面,強(qiáng)調(diào)將一切復(fù)雜的系統(tǒng)分解還原為簡單的理、化、生基本現(xiàn)象或基本結(jié)構(gòu),用最基本的物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)進(jìn)行描述。結(jié)構(gòu)展開過程按照裝備模型逐級進(jìn)行。
(4)工藝優(yōu)化階段
該階段需要:①以工業(yè)工程流程改進(jìn)、過程重構(gòu)、可裝配性設(shè)計(jì)等方法為基礎(chǔ),以技術(shù)創(chuàng)新為途徑,利用新工具、新方法,對產(chǎn)品生產(chǎn)工藝、裝配過程等進(jìn)行優(yōu)化。如可借助系統(tǒng)優(yōu)化方法,以整體全局最優(yōu)為目標(biāo),消除部門主義、利益分散主義,最大限度實(shí)現(xiàn)信息整合、技術(shù)整合;②運(yùn)用創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)化核心工藝,改進(jìn)生產(chǎn)流程,實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)控制、質(zhì)量控制、流程控制等。此外,在功能分解和結(jié)構(gòu)分解基礎(chǔ)上,產(chǎn)品的特殊功能和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)往往在工業(yè)優(yōu)化階段實(shí)現(xiàn),創(chuàng)新顯得尤為重要,更加需要采用IE方法作為工藝優(yōu)化的技術(shù)工具。
(5)材料替代階段
①從質(zhì)量控制方面考慮,必要的材料替代可以改善使用性能,如延長產(chǎn)品壽命、提高可靠性,即使一種材料可以很好地滿足某種特定用途,設(shè)計(jì)人員也應(yīng)考慮其可替代性;②從設(shè)施設(shè)備規(guī)劃考慮,在工作條件改變的情況下,材料替代能很好地滿足環(huán)境變化的要求;③從成本控制考慮,材料替代能夠提供降低成本或改進(jìn)設(shè)計(jì)的機(jī)會,降低成本,提升產(chǎn)品競爭力。因此,該階段的主要任務(wù)是在滿足結(jié)構(gòu)的可靠性、外觀要求、工藝性能等前提下,利用新材料或新工藝優(yōu)點(diǎn),尋求一種可替代材料,完成相同的設(shè)計(jì)任務(wù)甚至達(dá)到更高的技術(shù)要求。
(6)工程應(yīng)用階段
由于產(chǎn)品的使用環(huán)境和用途不同,在使用過程中出現(xiàn)的問題也有所不同,遵循IE服務(wù)改進(jìn)原則,需要對產(chǎn)品進(jìn)行動態(tài)完善,提升產(chǎn)品的性能。此外,將IE工程服務(wù)理念融入到工業(yè)設(shè)計(jì),有利于提升服務(wù)過程的效率價(jià)值,最終形成全產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞: DEA方法;城市;技術(shù)創(chuàng)新;效率
中圖分類號:F124.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1003-7217(2013)02-0109-04
一、引言
21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,科學(xué)技術(shù)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中起到越來越關(guān)鍵的作用。區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)作為國家技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的重要組成部分,構(gòu)成了國家經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的重要基礎(chǔ),區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力日益成為地區(qū)經(jīng)濟(jì)能否獲得國際競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素。
近年來,已有很多學(xué)者對區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行研究探討。張宗益、周勇等認(rèn)為我國區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率雖然呈上升趨勢,但效率較低,同時(shí),東、中、西部之間區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率差距明顯。王銳淇、彭良濤等對我國區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行了測度,并對影響技術(shù)創(chuàng)新效率的因素進(jìn)行了分析。王春枝和王娟對技術(shù)效率進(jìn)行評價(jià),指出我國技術(shù)創(chuàng)新效率整體水平偏低,區(qū)域間差異較大。遲仁勇、虞曉芬等對我國30個(gè)省市自治區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行了測定。阮嫻靜測算了全國18個(gè)重點(diǎn)城市技術(shù)創(chuàng)新的總體效率、純技術(shù)效率和純規(guī)模效率,進(jìn)而辨析了其達(dá)到DEA有效的改進(jìn)方向。
從已有研究文獻(xiàn)來看,對區(qū)域創(chuàng)新效率進(jìn)行定量測度與分析的文獻(xiàn)要比定性分析和理論推演的文獻(xiàn)少得多,而對城市技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行測度與分析的研究則相對更為缺乏。本文采用非參數(shù)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)的方法,測算2008~2010年全國28個(gè)省會城市和直轄市的技術(shù)創(chuàng)新效率,并分析我國城市技術(shù)創(chuàng)新效率的變化,為中國決策機(jī)構(gòu)制定相應(yīng)政策,更好地為促進(jìn)城市技術(shù)創(chuàng)新效率提供決策參考。
二、指標(biāo)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)來源
純技術(shù)效率值方面,由表1可知,在28個(gè)省會城市中除了北京、銀川和石家莊這三個(gè)城市,上海、太原、鄭州、海口、成都、貴陽2008~2010年的純技術(shù)效率值也為1,這表明這些城市在BBC模型的有效邊界上,而一些年份的綜合技術(shù)無效率主要是由于規(guī)模無效率,即創(chuàng)新資源投入的規(guī)模不當(dāng)。但是剔除純技術(shù)效率值為1的城市,其他城市的純技術(shù)效率值普遍偏低,這說明大量的技術(shù)創(chuàng)新投入沒有轉(zhuǎn)化為高效率的產(chǎn)出。
規(guī)模效率值方面總的來看,規(guī)模效率經(jīng)歷了從2008~2009年的下降階段,以及從2009~2010年的上升階段,而且連續(xù)三年28個(gè)省會城市的規(guī)模效率的平均值都高于0.8,由此可見,中國城市技術(shù)創(chuàng)新體系的生產(chǎn)規(guī)模投入效率較高,基本高于純技術(shù)效率,因此效率的改進(jìn)主要依賴于純技術(shù)效率的提高。從創(chuàng)新規(guī)模收益來看,2010年規(guī)模收益遞減的城市包括天津、上海、南京、長沙、重慶、南寧、哈爾濱、沈陽、太原、濟(jì)南、杭州、福州、南昌、武漢、廣州、西安、蘭州17個(gè)城市,這些城市創(chuàng)新投入的增加會使投入產(chǎn)出比例減少;規(guī)模收益遞增的城市包括呼和浩特、合肥2個(gè)城市,這2個(gè)城市的產(chǎn)出比例將隨這創(chuàng)新投入的增加而上升;規(guī)模報(bào)酬不變即DEA有效的城市包括北京、長春、銀川、沈陽、鄭州、海口、成都、貴陽、昆明9個(gè)城市,隨著創(chuàng)新投入的增加,這9個(gè)城市的產(chǎn)出比例將保持不變。我國各個(gè)省會城市從整體上表現(xiàn)出規(guī)模收益遞減的趨勢,創(chuàng)新投入相對過剩。
表2給出了我國非DEA有效的19個(gè)城市2010年技術(shù)創(chuàng)新投影分析情況。
在投入方面,要使我國各城市的技術(shù)創(chuàng)新效率達(dá)到BBC模型所設(shè)定的效率前沿,從全國平均水平來看,在城市創(chuàng)新活動保持現(xiàn)有產(chǎn)出水平不降低的前提下,平均而言應(yīng)減少22.79%的R&D人員,9.24%的R&D投入經(jīng)費(fèi)和19.37%的實(shí)際利用外資額。就投入變量R&D人員而言,長沙、南寧、哈爾濱、武漢分別應(yīng)減少42.6%、191.1%、64.9%、59.3%,這說明這些地區(qū)的科技活動人員投入冗余現(xiàn)象非常嚴(yán)重,導(dǎo)致技術(shù)創(chuàng)新體系的低效率運(yùn)作。2010年,長沙、重慶、南寧、濟(jì)南、杭州、福州、南昌、廣州、蘭州均應(yīng)減少R&D經(jīng)費(fèi)的投入,特別是重慶、南寧、濟(jì)南、廣州應(yīng)減少幅度都超過了20%。保證產(chǎn)出不變的基礎(chǔ)上,實(shí)際利用的外資數(shù)額也必須相應(yīng)的減少才能保證各城市創(chuàng)新效率的DEA有效。外資數(shù)額冗余最嚴(yán)重的城市是呼和浩特、沈陽、杭州、南昌、武漢,降低幅度分別達(dá)到52.2%、74.3%、59.4%、60.1%、46.7%。創(chuàng)新資源投入冗余是我國各省會城市及直轄市普遍存在的現(xiàn)象,因此要促進(jìn)城市技術(shù)創(chuàng)新效率的提高,就必須根據(jù)各城市具體情況在對科技投入資源在地域上進(jìn)行合理分配的同時(shí)提高技術(shù)創(chuàng)新投入的質(zhì)量和利用效率。
在產(chǎn)出方面,要使我國各城市的技術(shù)創(chuàng)新效率達(dá)到產(chǎn)出導(dǎo)向BBC模型所設(shè)定的效率前沿,從全國各城市的平均水平來看,在保持現(xiàn)有技術(shù)創(chuàng)新投入水平不變的前提下,專利申請授權(quán)書和技術(shù)合同成交額分別應(yīng)增加5.44%和40.47%。這一方面說明我國城市技術(shù)創(chuàng)新活動的產(chǎn)出增長潛力還很大,另一方面也說明我國現(xiàn)實(shí)狀況下各城市技術(shù)創(chuàng)新活動存在著大量的產(chǎn)出虧空。
五、結(jié)論與政策建議
本文利用DEA模型對我國城市技術(shù)創(chuàng)新效率進(jìn)行了評價(jià)和分析,通過研究得出如下結(jié)論:我國各城市技術(shù)創(chuàng)新效率較低,在東中西部地區(qū)間的差異也比較大,我國城市技術(shù)創(chuàng)新體系中同時(shí)存在一定程度上的純技術(shù)效率值和規(guī)模效率值偏低。我國大部分DEA無效城市存在科技人員投入、科技經(jīng)費(fèi)投入以及實(shí)際利用外資的冗余,創(chuàng)新效率有待提高。因此,提出如下政策建議:
一方面,要提升城市創(chuàng)新效率,就必須以“集約化資源利用”為核心,提升城市內(nèi)創(chuàng)新主體管理和利用投入資源的能力,避免投入擁擠和投入松弛現(xiàn)象。另一方面,在引入外資方面應(yīng)該采取地區(qū)差異化戰(zhàn)略,擴(kuò)大實(shí)際利用外資的技術(shù)溢出效應(yīng),同時(shí)重點(diǎn)引進(jìn)技術(shù)含量較高的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),此外,還要完善技術(shù)創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化機(jī)制,提高科技成果的轉(zhuǎn)化效率,激發(fā)城市內(nèi)創(chuàng)新主題的創(chuàng)新動力。
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Abstract: By using IDE technology innovation method integrated of industrial design(ID) and industrial engineering(IE), this paper promotes the research and manufacturing capabilities of mining equipment in China, which is of reference significance for the development of large scale equipment in China.
關(guān)鍵詞: IDE;車載鉆機(jī);技術(shù)創(chuàng)新;裝備制造
Key words: IDE;car rig;technology innovation;equipment manufacturing
中圖分類號:TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)29-0024-03
0 引言
煤層氣車載鉆機(jī)作為一種新型鉆探機(jī)械,具有機(jī)動性強(qiáng)、搬遷與運(yùn)輸方便、現(xiàn)場就位準(zhǔn)確便捷、自動化程度較高、勞動強(qiáng)度低、工作效率高等特點(diǎn),且由于煤層氣車載鉆機(jī)既能完成交通運(yùn)輸任務(wù),也能夠在施工環(huán)境較差、地質(zhì)條件復(fù)雜以及特殊地形地理環(huán)境中進(jìn)行施工,因此,特別適合地質(zhì)鉆探工程在邊遠(yuǎn)、分散地區(qū)單機(jī)作業(yè),能夠滿足我國煤層氣開采設(shè)備的需求[1]。但由于我國煤層氣開發(fā)起步較晚,地面抽采技術(shù)裝備相對落后,煤層氣車載鉆機(jī)處于初期試制、試用階段,鉆采設(shè)備主要依賴進(jìn)口,價(jià)格高昂,耗費(fèi)企業(yè)大量資金[2]。因此,創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)一種適用于我國特殊地質(zhì)及技術(shù)需求的煤層氣車載鉆機(jī),可以為加快突破煤礦瓦斯治理與煤層氣開采技術(shù)瓶頸提供裝備支持,也為煤層氣企業(yè)發(fā)展提供幫助。
為研究適用于我國的煤層氣車載鉆機(jī),眾多科研工作者進(jìn)行了大量的研究。張斌等[4]研制一種用于車載鉆機(jī)二級井架的控制系統(tǒng),以解決二級井架在立放時(shí)伸縮與承載模塊功能不穩(wěn)定等問題;丁慶新等[5]通過對煤層氣車載鉆機(jī)頂驅(qū)的工作流程進(jìn)行研究,確定頂驅(qū)齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計(jì)變量,重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)以優(yōu)化頂驅(qū)減速器;宋瑞等對煤層氣車載鉆機(jī)絞車結(jié)構(gòu)、鉆臺模塊以及鉆機(jī)整體移動裝置進(jìn)行改進(jìn),提高了運(yùn)行效率并減少了運(yùn)行成本。分析上述學(xué)者的成果可知,現(xiàn)有對煤層氣車載鉆機(jī)的研究多是單一對鉆機(jī)的某一模塊進(jìn)行改進(jìn)升級、重新設(shè)計(jì),雖然也可提升車載鉆機(jī)的工作能力,但由于其他模塊缺乏相應(yīng)的配套升級,往往造成鉆機(jī)的整體協(xié)調(diào)性差、工藝不夠優(yōu)化、開發(fā)周期過長、經(jīng)濟(jì)效益不顯著,甚至優(yōu)化模塊也難以發(fā)揮應(yīng)有功能等問題。究其原因,車載煤層氣鉆機(jī)的開發(fā)較為復(fù)雜,優(yōu)化設(shè)計(jì)開發(fā)流程與選擇高效開發(fā)方法是煤層氣車載鉆機(jī)快速研發(fā)成功的保障,需要以系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新模式作為支撐。
在現(xiàn)有的技術(shù)創(chuàng)新方法中,IDE技術(shù)創(chuàng)新方法是將ID作為一項(xiàng)具有創(chuàng)新目的流程活動,視為綜合集成方法思維展現(xiàn)的載體,將IE作為系統(tǒng)方法論,利用其創(chuàng)新理論與技法對ID流程進(jìn)行優(yōu)化升級。利用IDE技術(shù)創(chuàng)新方法能從系統(tǒng)論角度對煤層氣鉆機(jī)進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)成本與效率、技術(shù)與管理的有機(jī)結(jié)合,進(jìn)而在創(chuàng)新理論與技法上對車載鉆機(jī)的工業(yè)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行優(yōu)化升級,使IE的具體理論與車載鉆機(jī)創(chuàng)新過程相結(jié)合進(jìn)而指導(dǎo)創(chuàng)新,對車載鉆機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新再設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)使用目的、技術(shù)與個(gè)性特色相融合,使原高能耗大功率車載鉆機(jī)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低的情況得到極大改善,市場應(yīng)用更加廣泛,前景大為提高。
1 IDE技術(shù)創(chuàng)新方法
隨著現(xiàn)代工程系統(tǒng)的不斷發(fā)展,企業(yè)越來越關(guān)注產(chǎn)品的制造環(huán)境和制造流程,積極推動傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型,創(chuàng)新生產(chǎn)機(jī)制,極大地提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)了資源的高效利用。同時(shí),隨著現(xiàn)代制造理論與技術(shù)的廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程要求也越來越高。生產(chǎn)企業(yè)在結(jié)合IE融合原理和ID技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用IE方法研究出了一種全新的技術(shù)創(chuàng)新方法,詳見圖1。
2 基于IDE技術(shù)創(chuàng)新方法的煤層氣車載鉆機(jī)研發(fā)模型
車載鉆機(jī)是系統(tǒng)功能高度集成、技術(shù)高度融合的體現(xiàn),其模塊化、集成性、獨(dú)立性是對創(chuàng)新方法的挑戰(zhàn)。而將IDE技術(shù)創(chuàng)新方法應(yīng)用在車載鉆機(jī)研發(fā)過程中,其原理在設(shè)計(jì)流程與方法中得到體現(xiàn):一方面從流程維完成市場調(diào)查、資料搜集與整理、產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)以及成本核算等內(nèi)容,綜合考慮車載鉆機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、應(yīng)用環(huán)境等因素;另一方面立足于方法維系統(tǒng)從車載鉆機(jī)本身及其制造過程和整個(gè)生命周期考慮鉆機(jī)的環(huán)境特性,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)利用工業(yè)設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)車載鉆機(jī)功能、經(jīng)濟(jì)性、市場銷售等的最優(yōu)化,為車載鉆機(jī)的研發(fā)提供戰(zhàn)略研究。
結(jié)合IDE技術(shù)創(chuàng)新方法,煤層氣車載鉆機(jī)開發(fā)以系統(tǒng)化創(chuàng)新理論為依據(jù),將其從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到裝備成型的整個(gè)過程進(jìn)行了分解,將各要素有機(jī)整合,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理的一體化。最終形成如圖2所示的煤層氣車載鉆機(jī)研發(fā)模型。
該研發(fā)模式將煤層氣車載鉆機(jī)的設(shè)計(jì)與制造有機(jī)結(jié)合起來,將開放式創(chuàng)新的優(yōu)勢發(fā)揮至最大化,從橫向和縱向兩個(gè)層面進(jìn)行制造,充分體現(xiàn)了創(chuàng)新的連續(xù)性、整體性和系統(tǒng)性。
3 實(shí)證研究
某煤層氣開發(fā)單位近些年隨著工程服務(wù)范圍擴(kuò)展,需增加新的車載鉆機(jī)以滿足需求,但從國外購置不僅要耗費(fèi)大量資金,而且在維修、保養(yǎng)等方面也存在極大不便,因此該公司決定自主研發(fā)符合公司鉆探需要的煤層氣車載鉆機(jī)。煤層氣車載鉆機(jī)作為大型工程設(shè)備,極其復(fù)雜,為更好更快地設(shè)計(jì)出車載鉆機(jī),公司引入IDE技術(shù)創(chuàng)新方法,從流程維和方法維對車載鉆機(jī)進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu),剖析重點(diǎn),分清主次,設(shè)計(jì)出車載鉆機(jī)研發(fā)技術(shù)路線,如圖3所示。
3.1 車載鉆機(jī)需求發(fā)現(xiàn)分析
在需求分析階段,對車載鉆機(jī)的研究背景分析。需求分析既是車載鉆機(jī)設(shè)計(jì)成功的基礎(chǔ),也是開發(fā)設(shè)計(jì)的最終要求。該階段:
①需要采用工業(yè)工程方法,對我國車載鉆機(jī)需求分析;
②需要利用規(guī)劃方法,對我國車載鉆機(jī)使用特點(diǎn)分析;
③需要綜合運(yùn)用評價(jià)方法,對國內(nèi)外車載鉆機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。
3.2 車載鉆機(jī)功能結(jié)構(gòu)分析
在功能設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)展開階段,需要在系統(tǒng)目標(biāo)引導(dǎo)下,利用“原始法則”對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破組織分解,劃分為通用結(jié)構(gòu)和專有結(jié)構(gòu),綜合考慮各組成部分的相互作用和系統(tǒng)整體的發(fā)展變化,將車載鉆機(jī)的主體結(jié)構(gòu)分解為動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等基本子系統(tǒng),如圖4所示。
3.3 車載鉆機(jī)工藝設(shè)計(jì)過程優(yōu)化分析
在工藝優(yōu)化過程中,企業(yè)以改進(jìn)生產(chǎn)流程和優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),加快技術(shù)創(chuàng)新,積極采用新材料、新工藝、新技術(shù)適應(yīng)了車載鉆井工藝生產(chǎn)的發(fā)展需要。
在材料替代過程的主要任務(wù)是在不影響結(jié)構(gòu)產(chǎn)品外觀和功能的前提下,積極需求一種可替代性原料,使其符合現(xiàn)代生產(chǎn)的技術(shù)要求。該階段功能體現(xiàn)在:
通過工藝優(yōu)化及材料替代,可以完成在功能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段留有的特殊結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵功能的設(shè)計(jì),主要包括以下五個(gè)部分:
①車載鉆機(jī)動力頭。在動力頭的功率不變的前提下將所述馬達(dá)兩兩同軸相對裝配于減速箱的兩側(cè),解決了現(xiàn)有的動力頭的體積大、重量重的問題。
②浮動裝置。通過將浮動連接頭和浮動軸套分體設(shè)置,浮動連接頭和浮動軸套通過端面齒結(jié)構(gòu)和螺栓結(jié)構(gòu)連接在一起,減少了軸套內(nèi)花鍵的加工難度、增加了軸套內(nèi)花鍵的加工精度,也保證了傳遞扭矩的需要。
③伸縮支腿。將鎖止銷釘插裝于伸縮套筒機(jī)械鎖止孔和對應(yīng)的固定套筒機(jī)械鎖止孔中進(jìn)行機(jī)械鎖止,伸縮套筒在液壓缸和鎖止銷釘?shù)墓餐饔孟骆i止,即使液壓缸突然泄壓或失去作用,鎖止銷釘仍能保證伸縮支腿的安全性,進(jìn)而保證車架的穩(wěn)定性。
④混合動力發(fā)動機(jī)。設(shè)計(jì)一種天然氣――柴油混燃發(fā)動機(jī),減少廢氣的排放,降低了鉆井成本,在油田或煤層氣開采區(qū)域利用現(xiàn)成的天然氣以替代較難隨車運(yùn)輸?shù)牟裼停苋菀诐M足車載鉆機(jī)對燃料的需求。
⑤自泥漿軸。設(shè)計(jì)自泥漿軸模塊解決了無法隨時(shí)對泥漿軸注射油的問題,避免了人力資源的不必要浪費(fèi),也提高了效率,使操作人員的人身安全得到了保證。
4 結(jié)論
由于在開發(fā)過程中對多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新再設(shè)計(jì),開發(fā)出的CTZ80D千米車載鉆機(jī)穩(wěn)定性強(qiáng),運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),不僅能夠應(yīng)用于煤層氣勘探開發(fā)、大口徑瓦斯排放井的鉆設(shè),還具有以下特殊功能:
①在礦山搶險(xiǎn)救援行動中,通過快速鉆透作業(yè),與被困人員建立聯(lián)系,提供生活用品,輸送氧氣,爭取搶救時(shí)間;
②在減災(zāi)救災(zāi),特別是煤礦堵水工程中,由于其鉆孔直徑大、速度快,為早日治理水害、恢復(fù)生產(chǎn),減少損失提供有效的手段;
③可以在野外無水無電的惡劣條件下、地表復(fù)雜的礦山工業(yè)區(qū)及河道卵石層以及特殊目的限制必須空氣鉆進(jìn)的地層工作。
從IDE技術(shù)創(chuàng)新方法在煤層氣車載鉆機(jī)研發(fā)過程的成功應(yīng)用中可知,與現(xiàn)有的其它技術(shù)創(chuàng)新方法相比,IDE技術(shù)創(chuàng)新方法在設(shè)計(jì)理念上準(zhǔn)確把握車載鉆機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的要點(diǎn),從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度研究,確定整體結(jié)構(gòu),進(jìn)而區(qū)分模塊界面,實(shí)現(xiàn)裝備系統(tǒng)全面創(chuàng)新。同時(shí),IDE技術(shù)創(chuàng)新方法成功應(yīng)用于車載鉆機(jī)的研發(fā),表明該方法用于復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)制造的可行性,且更易于對大型裝備的技術(shù)路線進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃,整合現(xiàn)有資源,因而對縮短產(chǎn)品研發(fā)周期,加速技術(shù)進(jìn)化有巨大的提升作用,對其進(jìn)行廣泛推廣將會對我國裝備制造領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。
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關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué);創(chuàng)新意識;創(chuàng)新能力
創(chuàng)新是科技發(fā)展和社會進(jìn)步的核心因素,創(chuàng)新能力是社會文明發(fā)展水平的標(biāo)志,是一個(gè)國家科技水平保持活力和生機(jī)的動力源泉。大批高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的涌現(xiàn)是科技不斷創(chuàng)新、社會不斷進(jìn)步的基本保障。作為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的基地,我國高等教育肩負(fù)著重要且極具挑戰(zhàn)的歷史任務(wù)和使命。創(chuàng)新人才培養(yǎng)的首要任務(wù)是培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,高等數(shù)學(xué)作為高等教育的基礎(chǔ)學(xué)科,是理、工、農(nóng)和經(jīng)等專業(yè)學(xué)生的必修課,在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才方面有著舉足輕重的地位。因此,本文從理論和實(shí)踐方面探討了以創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)方法。
一、高等數(shù)學(xué)與創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力
科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步取決于具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才,創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)又取決于創(chuàng)新教育。[1]作為數(shù)學(xué)專業(yè)和非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課,高等數(shù)學(xué)具有高度抽象性、嚴(yán)密邏輯性和廣泛應(yīng)用性,高等數(shù)學(xué)教學(xué)具有強(qiáng)大的創(chuàng)新教育功能。高等數(shù)學(xué)內(nèi)容是人類為探索未知世界所進(jìn)行創(chuàng)新活動的成果,已滲透到了自然科學(xué)和社會科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。它不僅是其他學(xué)科的工具,還是一門能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的課程。從人類文明進(jìn)化史可以看出,將“數(shù)”和“形”完美結(jié)合所孕育出人的理性精神在數(shù)學(xué)中得到完美體現(xiàn)。數(shù)學(xué)以其概念的抽象性和準(zhǔn)確性,邏輯推理的嚴(yán)謹(jǐn)性,結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性,計(jì)算的規(guī)范性,構(gòu)造的可行性,統(tǒng)計(jì)、模擬的廣泛應(yīng)用性, 技巧的靈活多變性等特點(diǎn),是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才最好的內(nèi)容和途徑。通過對數(shù)學(xué)中各種抽象概念的理解、思辨和推演等思維方法的運(yùn)用,訓(xùn)練了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的心理基礎(chǔ);數(shù)學(xué)是美學(xué)的四大中心建構(gòu)之一, 數(shù)學(xué)美是人的審美素質(zhì)的重要組成部分,數(shù)學(xué)的魅力在于化雜亂為有序, 化經(jīng)驗(yàn)為規(guī)律, 尋求自然世界運(yùn)動簡潔、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)。數(shù)學(xué)教育可以提高學(xué)生的數(shù)學(xué)文化水平,造就思維的廣闊性、深刻性、創(chuàng)造性和批判性,培養(yǎng)學(xué)生探索未知世界的優(yōu)秀品質(zhì)。
二、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的方法
1.更新教育觀念,做到因材施教
更新教育觀念為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的先決條件。隨著高校連續(xù)擴(kuò)招,高等教育已經(jīng)由傳統(tǒng)的精英教育轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娊逃4笠?guī)模擴(kuò)招導(dǎo)致學(xué)生知識層次和質(zhì)量下降,文化課水平差異變大。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)有理、工、農(nóng)、經(jīng)和文等專業(yè),有些專業(yè)文科、理科學(xué)生兼招,因此學(xué)生的基礎(chǔ)差異性很大。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式必然造成有些學(xué)生“吃不飽”,有些學(xué)生“消化不了”。為了調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,必須做到因材施教,這樣才能夠提高教學(xué)效率,改善教學(xué)效果,使每個(gè)學(xué)生特長和潛力都得到最大程度提高。[2]
2.發(fā)揮教材的創(chuàng)新功能,激發(fā)創(chuàng)新興趣
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新興趣是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要保障。傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教材內(nèi)容較陳舊,強(qiáng)調(diào)知識結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn),有些地方并不符合人們的認(rèn)知規(guī)律,掩蓋了數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程,割裂了數(shù)學(xué)和現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系,也沒有將現(xiàn)代科技發(fā)展的最新成果融入到內(nèi)容體系中,跟不上時(shí)展的要求。因此,要充分發(fā)揮高等數(shù)學(xué)教材的創(chuàng)新功能,就必須改革傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容體系,編撰與創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的新教材。在教材編撰中,既要保持?jǐn)?shù)學(xué)內(nèi)容的完整性和延續(xù)性,又要將具有創(chuàng)新意識的素材、數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生的背景、知識形成的過程以及數(shù)學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)中的應(yīng)用融入到教材內(nèi)容中。
教材是學(xué)生獲取知識、教師組織教學(xué)的主要工具。教材的內(nèi)容需要具備嚴(yán)謹(jǐn)性,因此不可能做到適合每一位學(xué)生;此外,對待不同專業(yè)的學(xué)生,教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)也未必相同。教師的課堂教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣的另一推動力。在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師需要改變傳統(tǒng)的灌輸已有定義、定理和結(jié)論的教育方法, 設(shè)計(jì)合適的實(shí)際問題來引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生在解決問題的過程中對概念、定義的理解,訓(xùn)練創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。[3]教師需要設(shè)置寬松、和諧和具有創(chuàng)新氛圍的課堂氣氛,有效激發(fā)學(xué)生的求知欲,鼓勵(lì)學(xué)生敢于思考、勤于思考和快樂思考。
3.引導(dǎo)創(chuàng)新意識,訓(xùn)練創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要運(yùn)用邏輯、思辨和推理等思維方法,這種訓(xùn)練方法對提高學(xué)生的全面素質(zhì),增強(qiáng)分析、解決問題能力和啟迪創(chuàng)新意識都是至關(guān)重要的。教師在課堂教學(xué)過程中要有意識地引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新意識。比如可以通過以下幾種方式進(jìn)行課堂教學(xué)。
(1)訓(xùn)練學(xué)生歸納和類比思維的能力。歸納和類比思維方法是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的思維方法,在教學(xué)過程中,啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用歸納和類比的思維方法,比較不同背景實(shí)際問題之間的差異與聯(lián)系。例如,在導(dǎo)數(shù)概念的引入中,讓學(xué)生思考“直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)瞬時(shí)速度”和“水平曲線的切線斜率”求解過程的異同,從而歸納出導(dǎo)數(shù)的定義。
(2)訓(xùn)練學(xué)生的直覺思維能力和理性思維能力。直覺思維是提出科學(xué)假說的一種重要思維方式,數(shù)學(xué)中很多重要的數(shù)學(xué)猜想常常是某些理論向前發(fā)展和創(chuàng)新的方向。因此,培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力和猜想能力是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。例如,在學(xué)習(xí)級數(shù)時(shí),如何讓學(xué)生明白有限和無限之間的差異,可用如下的例子:如果該班有女生,那么班級中的男生人數(shù)一定比全班人數(shù)少(直觀,部分小于整體在有限中是對的);自然數(shù)一定比整數(shù)少嗎?這一問題自然引起學(xué)生對有限和無限之間、直觀和理性之間的思考。例如,利用現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段,向?qū)W生直觀展示曲邊梯形面積求解中的分割和求和(近似值和精確值之間的誤差),以及如何利用極限達(dá)到兩者相等(對極限概念的理性理解)。
(3)訓(xùn)練學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的有效途徑是將數(shù)學(xué)建模思想引入到課堂教學(xué)中。數(shù)學(xué)建模能培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、想象力和創(chuàng)新精神。實(shí)際問題沒有“準(zhǔn)確”答案,沒有確定方法,因此,解決實(shí)際問題需要學(xué)生深刻理解理論知識,靈活選擇方法和工具。學(xué)生只有對實(shí)際問題進(jìn)行認(rèn)真觀察、縝密思考,具有充分的想象力和創(chuàng)造力,才能給出比較滿意或符合實(shí)際的求解方法。實(shí)際問題解決的過程對每位學(xué)生來說都是挑戰(zhàn),都鍛煉了學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神。
三、結(jié)束語
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是現(xiàn)代社會發(fā)展的客觀需要,也是大眾化教育下的必然產(chǎn)物。高等數(shù)學(xué)作為高等院校數(shù)學(xué)專業(yè)與非數(shù)學(xué)專業(yè)的核心基礎(chǔ)課,對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)發(fā)揮著不可或缺的作用。只有更新傳統(tǒng)的教育觀念,改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)體系,注重課堂教學(xué)中學(xué)生的主體性和參與性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣和創(chuàng)新意識,才能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力,才能為創(chuàng)新強(qiáng)國培養(yǎng)出合格的創(chuàng)新型人才。
參考文獻(xiàn):
[1]劉培云.把創(chuàng)新教育融入高等數(shù)學(xué)課堂教學(xué)[J].都江學(xué)報(bào), 2001,13(01): 4―7.
[2]曹宗宏,汪宏喜,畢守東.關(guān)于高等數(shù)學(xué)課程分層次教學(xué)的實(shí)踐與思考[J].大學(xué)數(shù)學(xué), 2011,27(06):1―4.
關(guān)鍵詞:信息技術(shù)教學(xué) 創(chuàng)新 培養(yǎng)方法
一、信息技術(shù)的重要性
信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于我們的教學(xué)中,應(yīng)用計(jì)算機(jī)可將教師要講的內(nèi)容全部呈現(xiàn)在投影儀上,使教師不必大篇幅地在黑板上書寫,不但節(jié)省了教學(xué)時(shí)間,還增加了教師與學(xué)生的互動,留給學(xué)生充足的交流、思考時(shí)間。除此之外,信息技術(shù)還給我們的生活增添了樂趣,如我們可以通過計(jì)算機(jī)去欣賞視頻、傾聽音樂等。所以,教給學(xué)生必要的信息技術(shù)知識是非常必要的,只有這樣才能適應(yīng)社會的發(fā)展,培育出更多的新型人才。
學(xué)生之間普遍存在著個(gè)體差異,具體表現(xiàn)在學(xué)習(xí)態(tài)度、知識基礎(chǔ)、情感、智能等方面,在信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)中,學(xué)生主觀上還有一些特殊差異,如。信息技術(shù)學(xué)習(xí)起點(diǎn)不同,因?yàn)閷W(xué)校、家庭、社會環(huán)境和條件的不同,導(dǎo)致基礎(chǔ)技能和基本知識方面存在差異,有的學(xué)生能夠掌握計(jì)算機(jī)的基本操作,甚至在某一領(lǐng)域中還很擅長,而有的學(xué)生要從零開始,因?yàn)闆]有接觸過計(jì)算機(jī);興趣不同使然,雖然大多數(shù)學(xué)生都比較喜歡玩游戲,但是層度不同,有的癡迷,有的無所謂,有的還比較反感;學(xué)習(xí)態(tài)度各有不同,有的學(xué)生渴望學(xué)到知識,主動的去求索;有的學(xué)生則是被動地接收,等待教師布置任務(wù)、安排作業(yè)。應(yīng)當(dāng)隨時(shí)根據(jù)學(xué)生的不斷變化做出及時(shí)的調(diào)整才能不斷地激勵(lì)學(xué)生向高一層次“遞進(jìn)”,為了對學(xué)生進(jìn)行綜合能力的評價(jià),這就需要全面的考察學(xué)生的智力因素以及非智力因素,以動態(tài)發(fā)展的觀點(diǎn)客觀的認(rèn)定學(xué)生的層次。
1.分析學(xué)生,教學(xué)目標(biāo)的分層次確定。
結(jié)合教學(xué)內(nèi)容來確定教學(xué)目標(biāo),使全體學(xué)生達(dá)到教學(xué)大綱要求的前提下,讓有精力學(xué)習(xí)的學(xué)生學(xué)到更多的知識是設(shè)置分層目標(biāo)的原則。為了讓所有的學(xué)生都有自己力所能及的目標(biāo),教師在制定目標(biāo)時(shí)一定要使各類學(xué)生的發(fā)展水平與目標(biāo)的層次相適應(yīng)。
2.放手學(xué)生,課堂練習(xí)的分層次進(jìn)行。
無論是師生共同完成的練習(xí)題還是學(xué)生獨(dú)立完成的練習(xí)題,在難度的設(shè)計(jì)上都應(yīng)當(dāng)盡力分出層次,包括必做題和選做題,難度上分為基本題和綜合題。各層次學(xué)生都能完成基本題和必做題,學(xué)有余力的學(xué)生要求完成選做題和綜合題。所以就會出現(xiàn)有的同學(xué)少做、快做,有的同學(xué)跳過不做,還有的同學(xué)直接做有難度的題了。無論哪一類題,要求上都不能限制的太苛刻,由于都是學(xué)生自行安排具體的操作細(xì)節(jié),這樣不僅可以發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,還能充分適應(yīng)自身的實(shí)際情況。因此,學(xué)生不論自身的基礎(chǔ)知識水平如何,都能找到自己充分發(fā)揮能力的空間。
3.鼓勵(lì)學(xué)生,評價(jià)方式的分層次進(jìn)行。
在學(xué)生的日常的學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)活動以及操作成果等,充分結(jié)合過程評價(jià)、動態(tài)評價(jià)以及終結(jié)性評價(jià)來考核和評價(jià)學(xué)生的成績,將學(xué)生的學(xué)習(xí)活動納入日常有效的監(jiān)督和管理之下,這樣才能通過客觀公正的評價(jià)以反映學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)水平。通過一段時(shí)期的教學(xué)實(shí)踐和教學(xué)總結(jié),這種將教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、方法以及練習(xí)和評價(jià)進(jìn)行分層次教學(xué)的方式被學(xué)生廣泛接受,并受到學(xué)生的歡迎。同時(shí)由于分層次教學(xué)充分利用了信息技術(shù)課的特長和優(yōu)勢,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,不但教學(xué)質(zhì)量有了很大的提高,學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度以及學(xué)習(xí)成績也在逐步上升。利用分層次教學(xué)的方式不但避免了基礎(chǔ)薄弱學(xué)生學(xué)習(xí)困難的狀況,也進(jìn)一步避免了很多學(xué)生認(rèn)為所學(xué)內(nèi)容簡單的不平衡的矛盾,同時(shí)利用這種教學(xué)方式還有效的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的積極性和信息技術(shù)課的特長。在信息化的時(shí)代中,讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的方法和技能比單純的接受或掌握課堂知識更重要。
4.分層次教學(xué)的思考與體會
在“分層次教學(xué)”的實(shí)踐過程中,學(xué)習(xí)不僅僅是單純的競爭,更是一種合作關(guān)系。如:在教學(xué)中有兩組同學(xué),第一組的同學(xué)以一對一的模式輔導(dǎo)第二組同學(xué),或者兩個(gè)小組的同學(xué)共同來完成一個(gè)模塊的教學(xué)目標(biāo)。在實(shí)踐中這種一對一的模式是隨著教學(xué)的需要不斷調(diào)整的,他不是一種固定的模式。由于每個(gè)同學(xué)都有自己的知識經(jīng)驗(yàn),在小組的合作學(xué)習(xí)當(dāng)中,同學(xué)之間除了互相幫助完成任務(wù)外,還可以交流學(xué)習(xí)心德,教師通過總結(jié)好的方式方法以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。同學(xué)們在幫助中學(xué)習(xí),讓同學(xué)們感受到同學(xué)之間的關(guān)系不僅僅是單純的競爭對手關(guān)系,更重要的還是互相促進(jìn)學(xué)習(xí)的幫助者,以此培養(yǎng)學(xué)生在競爭中的合作關(guān)系。綜上所述,在信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)過程中采用“分層次教學(xué)”的方法不但能夠克服學(xué)生掌握知識兩極化的矛盾,更能夠有效的克服教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生興趣之間的矛盾;由于分層次教學(xué)真正以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)適應(yīng)了學(xué)生對不同內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要,從而充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性,不但提高了教學(xué)質(zhì)量,還有效地解決了班級授課制度與因材施教的矛盾。為了更好的適應(yīng)當(dāng)今教育改革的形式,在具體的操作過程中不能形成思維定勢,還應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)對象的不斷變化探索新的模式。
二、信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
我們要緊跟形勢,不斷地開發(fā)新的選題,并與實(shí)際生活相聯(lián)系,讓學(xué)生知道信息技術(shù)與生活息息相關(guān);讓學(xué)生有意識地把信息技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中,不斷地想出新的想法;讓學(xué)生分組討論與信息技術(shù)有關(guān)的問題,小組討論中難免會產(chǎn)生爭鳴,爭鳴可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的創(chuàng)意、發(fā)展新的想法。
有益的爭鳴,值得提倡和肯定。其次,使學(xué)生學(xué)會比較。在學(xué)習(xí)過程中,有了積累的材料,還要對其進(jìn)行多方面、多角度的比較。把不同的想法進(jìn)行對比,可以起到貫通思想的作用,并有助于搞清信息技術(shù)的特征,掌握的信息技術(shù)的知識與內(nèi)涵,從而引出新的想法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、信息技術(shù)的自主學(xué)習(xí)
技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 技術(shù)創(chuàng)新提案 技術(shù)與教育 技術(shù)創(chuàng)新研究 技術(shù)創(chuàng)新方法 技術(shù)分析論文 技術(shù)性論文 技術(shù)創(chuàng)新 技術(shù)創(chuàng)新措施 技術(shù)專業(yè)論文 紀(jì)律教育問題 新時(shí)代教育價(jià)值觀