仪器科学与技术

仪器科学与技术（共12篇）

仪器科学与技术 篇1

科学实验室是学生进行科学学习和探究的重要基地, 是培养学生实践能力和创新精神的重要场所。 科学教师的首要任务是管好、用好实验室, 充分发挥实验室的整体效益, 管理工作是实验室工作的关键, 也是实验室工作的中心内容, 更是实验教学的重要前提与根本保证。 科学实验室管理的首要任务是科学实验室各种仪器设备的管理和使用, 我总结近几年的实验室管理经验, 结合我校的实际情况, 谈谈实验室管理工作中的几点困惑和心得。

一、科学实验室科学仪器配备现状与存在的问题

目前小学科学实验室的实验器材配备一般根据江苏省中小学教育技术装备标准小学分册来配备, 在长期的一线教学过程中, 我认为在小学科学实验室的很多教学仪器设备的配备更适应于以前的小学自然教学, 而与现在的小学科学课程教学有很多脱节之处, 在实验室仪器设备的管理和使用上带来诸多不便,

思考1:在整个小学科学课程阶段, 学生都不会使用到部分科学实验室器材, 实验室纯属“摆设”。 如:酒精喷灯, 在整个小学科学课程的学习过程中, 都没有使用到酒精喷灯, 酒精喷灯的实际用途在初中物理课程中才有涉及, 并且对于小学生来说, 不管教师使用还是指导学生, 使用酒精喷灯都有较大的安全隐患。

思考2:部分标本、模型与课程教学不符合。 在小学科学实验室中有很多大型生物标本, 学生在日常科学课的教学中没有时间观察, 一般作为拓展资料让学生在课余时间进行观察、研究, 同时这些标本模型常年缺乏专业的保养与维护, 如要进行保养维护费用不小;反而许多课本上有的、需要学生观察模型标本在实验室无法找到。 如教科版四年级 《油菜花开了》、《各种各样的花 》、《花、果实和种子 》利用油菜花观察、引导学生探究植物的花由萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊组成;单性花、两性花、完全花、不完全花等概念的教学, 科学实验室中只有桃花模型标本, 与教材不符, 也不能找到与教学相关的完全花、不完全花;雄蕊的花药、花丝、雌蕊的柱头、花柱、子房不能够通过模型观察。

思考3:部分科学实验器材科学实验室配备标准数量不符合实际。 目前小学科学课程以学生的自主探究实验为主, 在小组合作学习中进行探究活动, 进行思维的碰撞, 通常都是4-6人一组, 但是科学实验室配备标准中还是参照2人一组的配备标准实行, 使实际使用过程中不能做到物进其用, 而且增加了科学教师的管理难度。

二、在科学实验室管理中的一些想法和心得

1.使用新型实验器材与数字化仪器帮助学生探究。

如在四年级《100毫升水可以溶解多少食盐》一课中, 教材中用药匙让学生估算食盐在常温下的溶解度, 在实验过程中存在很多误差, 如每一勺的量的多少等, 如果让学生用天平称量, 在课堂上就没有那么多时间可以让学生探究。 在课堂教学中, 完全可以使用电子天平代替, 比较精确, 又可以让学生有充分的时间探究。

在五年级《热是怎样传递的》、《传热比赛》中, 教师使用电子温度计或是数字化温度传感器代替温度计, 让学生更明显地感知热是沿着物体从温度高达地方传递到温度低调地方, 利用数据比较出铜、铁、铝在传热上能力的强弱, 这是原始的温度计无法代替的。

在六年级《用显微镜观察身边的生命世界》利用实验室原有的光学显微镜可以培养学生的观察能力和动手能力, 学生的观察成果只能通过画图的办法呈现出来, 虽然也是学生能力的培养, 但是在短短的课堂上要完成教学任务实属不易, 教师可以使用现在电子目镜的形式, 让学生把观察到的图案拍摄下来, 和全班同学一起分享成功的喜悦。

2.教师利用 “有结构的”材料完善教学, 帮助学生探究。

所谓“有结构的材料”, 就是教师经过精心设计的典型教学材料的组合。 这种材料的组合, 既要揭示教学内容有关的一系列现象, 体现教材的科学性, 又要符合学生年龄特征和认知规律, 贴近学生的日常生活, 还要具有趣味性, 使学生喜欢并有能力通过对材料的探索发现问题, 解决问题, 获取新知。

在五年级《光的反射》《光与热》两课中, 实验室中有凸面镜、凹面镜、凸透镜、凹透镜模型, 学生能通过实验研究这些镜片的特点, 但教材上的举例比较少且在生活中经常不能引起学生的共鸣。 教师在上课时利用教学投影仪的拆解, 讲解透镜和凹透镜时引入近视眼镜与老花眼镜的比较; 讲解凸面镜和凹面镜时教师带来一个哈哈镜, 学生通过对熟悉的生活问题, 寻找科学答案, 发展了学生的思维, 培养了学生的探究能力和实践水平。

3.利用信息技术手段来帮助教学。

科学教材中的许多内容涉及一些原理、规律性的东西, 如地球的运动、星空等, 凭借传统教学模式, 很难引导学生自主探究, 多是教与学的关系, 利用现代信息技术手段能进行直观的演示教学, 使难以理解的知识点具体化、形象化, 引导学生思维的发展。

在五年级《北极星“不动”秘密》中, 学生的学习是从对星空观察开始的, 课本提供的北极地区星空轨迹图虽然能激发学生研究的兴趣, 但学生缺乏相关经验, 因此在这个情境中学生很难利用这幅图片呈现的信息自主发现星星在夜空中的运动。 如果能向学生呈现更多与星星运动轨迹形成过程相关的图片信息, 就可以有效弥补学生观察经验上的不足, 这样学生就更容易理解照片中这些轨迹的含义。 为实现这一想法, 利用虚拟天文馆Stellarium软件的加速功能向学生展示星星轨迹形成过程的图片, 在这样的情境中, 学生就能将看到的星空轨迹画面和他们原有对星空观察的经历联系起来。 同时利用加速旋转的星空, 学生很容易观察到旋转的中心点———北极星。

小学科学实验室管理参照中学科学实验室管理, 小学无专职实验室管理老师, 而且一些学校只有一名专职科学教师, 小学科学教师课务量大, 任务重, 包括科学实验室管理、填写实验室日志、科学实验室设备管理、科学实验室账册管理、整理完成实验报告、实验总结等, 小学科学教师任重而道远。

仪器科学与技术 篇2

学术成果基本要求

本学科博士研究生在读期间，在其博士论文的相关研究中，满足下列条件之一方可申请博士学位：

⑴、发表2篇核心期刊论文，其中1篇被SCI收录； ⑵、发表2篇核心期刊论文，并获得1项发明专利； ⑶、发表3篇被EI收录的论文（会议论文最多1篇）；

⑷、发表2篇被EI收录的期刊论文，并取得1项应用成果。

说明：

⑴、博士学位申请者是所发表论文的第一作者或除其指导教师外的第一作者，第一署名单位为吉林大学；

⑵、博士学位申请者在所获得的发明专利中排名第一或除其指导教师外排名第一，第一署名单位吉林大学；

⑶、论文以现刊或网上检索到全文为准，专利以证书为准，应用成果以用户证明和导师签字为准。

⑷、本项要求从2008级博士研究生开始执行。

仪器科学与技术及电气工程学科学位分委员会

仪器科学与技术 篇3

关键字：测控技术与仪器专业;历史沿革;培养目标

中图分类号：TH70-4 文献标识码：A

1.测控技术与仪器专业历史沿革

测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点、线、面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。

随着科学技术的飞速发展，光、机、电一体化系统的开发研制与应用越来越受到科研人员的重视。但是由于传统观念的影响，很多学者对本专业存在一个明显的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量，其实这只是很浅显的认识，也是很浅薄的错误。我们可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话，他说：“进入大学以前，我认为我将来的工作就是拿着大三角板，到处量量，呵呵，谁知开始上专业课了，才知道原来我们的专业是多么尖端，什么激光啦，纳米啊，都是我们测试的手段。现有的电脑硬件和软件，可以让我轻松地模拟实地环境，不仅学起来轻松省事，更提出了各式各样的问题，可以发挥自己的想像，设计更复杂完备的系统。”可见，一个真正的测控专业学者，需要掌握更多电学方面的知识，他们要掌握基本的电路知识，具有新颖设计思路，并且能运用多种新技术、手段进行工作。

中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大路货太多，没有自主创新，没有高质量、高附加值的产品，无法与其他工业强国相争，这与我国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，自主创新、高质量、高附加值的产品是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。

2.测控技术与仪器专业培养目标

测控技术与仪器专业培养的人才都是适应社会发展需要的、基础扎实、实践能力强、具有团队协作和创新创业精神，具备无损检测理论与工艺、计算机测试、工业过程的在线检测与控制等方面的设计与开发能力，以及材料加工、设备安全与质量控制、计量测试等方面的基础知识和应用能力，能在国民经济各部门从事工业无损检测、计算机测试、仪器仪表设计开发和工业检测控制系统的应用研究、科技开发、运行管理等方面工作，获得工程师基本训练的复合型应用性应用性高级工程技术人才。并且这个专业主要以光、机、电、计算机一体化为特色，培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强，毕业以后可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广，具有很强的适应能力和广泛的发展空间，也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作，转行比较

容易。

测控技术与仪器专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。所以学校对这个专业学生的基本要求就是要本专业学生主要学习电子技术、计算机技术、机械设计、材料加工、控制技术等基本理论和基本知识，受到电子技术应用、计算机应用、无损检测工艺设计与检测操作、计算机测试与仪器仪表开发设计等方面的基本训练，具有从事无损检测应用、计算机测试、仪器仪表设计与开发等方面的基本能力。掌握精密仪器的光学、机械与电子学基础理论，测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法，受到现代测控技术和仪器应用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。

相比起许多理工类专业，测控技术与仪器可能是比较难以望文生义的一个专业。究竟什么是“测控”？“测控”的范围是什么？“测控”专业在社会上又能做些什么？这些问题使许多考生在报考的时候对这个专业心存疑虑。其实测控技术就是精确探测和采集各种信息的尖端技术。说白了，“测控技术与仪器”就是去研究、去开发最先进的测量仪器。而高技术含量测量仪器不仅逐渐应用到我们日常生活的各个领域，我们最尖端、最激动人心的领域发挥着重要作用。

3.结语

仪器科学与技术 篇4

2011年9月,“第22届多国仪器仪表学术会议暨展览会”召开期间,在秘书长王晓庆的主持下,仪器仪表学会医疗仪器分会举办了医疗仪器与民众健康交流会。理事长姜峰在开幕词中,对于近年逐步增长的医疗器械热,以及这一现象背后的成因和发展前景,做了客观分析和展望。

交流会安排的相关专业报告有:副理事长肖绍博教授的“浅谈人本电子健康(HeH)、健康信息力(HiP)和家庭健康与发展”、理事王成彬主任的“临床检验仪器设备发展现状与未来”、常务理事唐劲天教授的“磁感应热疗治疗肿瘤的研究进展及临床试验”、专业委员会副主任委员苏颖研究员的“计划生育家庭老龄服务体系建设理论初探”、高级会员许军普教授的“非小细胞肺癌患者EGFR基因突变与ERCCI基因表达水平间的关联”等。

测量技术与仪器 篇5

06 传感与测试技术。

2、培养目标

本专业主要培养能从事测试理论与测试技术、现代传感技术及系统、光电检测技术及系统、信号分析与处理、动态测试、监控与故障诊断技术、机器视觉技术、计算机辅助测控技术等方面工作的高级专业技术人才。

3、专业特色

测试计量技术及仪器专业是一门涉及数学、物理学、精密机械、传感器技术、计算机自动控制技术、信息及通讯技术等学科交叉的新兴学科。它是有机融合而形成的综合性学科。本学科与精密仪器与机械、机械电子工程、检测技术与自动化装置、计算机应用技术、光学工程等诸多学科相互联系、相互渗透、相互推动而发展。

4、推荐院校

测试计量技术及仪器硕士全国招生较强的单位有:天津大学、清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、北京航空航天大学、电子科技大学、西安交通大学、中北大学、西安电子科技大学、华中科技大学、吉林大学、北京理工大学、合肥工业大学、东南大学、南京航空航天大学、长春理工大学等。

测控技术与仪器专业考研方向3：仪器仪表工程

仪器仪表是人类获取信息、认识自然、改造自然的重要工具。广泛涉及到国民经济、科学研究和与人们日常生产相关的各个方面，是提供检测、计量、监测和控制装置、设备与技术的综合性工程领域，为人类社会提供了重要的物质技术保障。

当今世界已进入信息时代，信息技术成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。仪器仪表在学科分类上属于“信息获取”技术的范畴，它与信息传输技术和信息处理技术共同构成当代信息科学技术的三大组成部分。

测控技术与仪器专业考研方向4：控制工程

控制工程是应用控制理论及技术，满足和实现现代工业、农业以及其他社会经济等领域日益增长的自动化、智能化需求的重要的工程领域。在工程和科学技术发展过程中起着非常重要的作用。

控制工程是以控制论、信息论、系统论为基础，以工程应用为主要目的的工程领域。其应用已遍及工业、农业、交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融和社会各个领域。与机械工程、计算机技术、仪器仪表工程、电气工程、电子与信息工程等领域密切相关。

根据工程技术人员的工作性质，领域范围可分为：控制工程设备及系统的设计与开发，控制工程设备及系统的生产与制造，控制工程设备的管理、使用、保养和维护、经济、金融社会系统的分析、决策及管理等。

【测控技术与仪器专业介绍】

测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的专业面广，小到生产过程自动控制，大到火箭卫星的发射及监控。很多同学认为这属于制造业，实际上由于对自动控制及精度的严格要求，使它归于测控技术与仪器专业。

该专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。

专业特点

测控技术与仪器专业以光、机、电、计算机一体化为特色，培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强，可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广，具有很强的适应能力和广泛的发展空间，也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作，转行比较容易。

知识领域

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1. 具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

2. 较系统地掌握该专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电工电子学、光学、传感器技术、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识;

3. 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有现代测控系统与仪器的设计、开发能力;

4. 具有较强的外语应用能力;

5. 具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

就业方向

主要就业方向包括以下三个方向：

智能仪器仪表方向

仪器科学与技术 篇6

【关键词】课外项目式教学创新教育评价模式

课外项目式教学是一种研究性教学，是在不影响高校理论教学的前提下。在学生完成本科阶段专业基础课程学习之后，开展的专业性综合项目研究。它可以强化大学生专业知识的系统性和完整性，使他们的专业知识及相关技能得到综合应用和拓展。桂林电子科技大学测控技术与仪器专业对2007届学生在其第三学年第二学期时开展了课外项目式教学的实践，取得一些经验和体会。

一、课外项目式教学的实施方法

1.项目题目库的建设

合适的项目题目是项目式教学的基础。好的题目对于项目式教学的开展能起到事半功倍的效果。在设计项目题目时，教师通过市场调研。了解企业人才的需求情况，对相关职业或岗位群所需的职业能力进行分析，使项目包涵的内容和技能具有时效性、完整性、典型性、真實性和层次性，其中层次性主要是考虑学生能力的差别。项目题目主要来自以下方面：教师的科研和学生能接触的现实生活；校企联合项目，此类项目可培养学生的务实精神和适应社会的能力，也为企业培养人才；学生的好想法，此类项目可为学生实现自己的想法提供平台；网络和图书上的相关项目。这类项目往往需进行修改，以避免其不完整性和老化的问题。项目题目库中的内容包括项目名称、项目简介、学习目标、实施设备、必备知识、实施步骤、期望目标、总结和论文方面的要求等。项目题目库的建设是一个不断积累、不断改进的过程。

2.实施步骤

因为项目是在课外进行，所以学生的主动性、自制力和责任性很关键。首先让学生主动报名，教师通过和学生的交谈确定一些对专业感兴趣、非常迫切做项目的学生，然后让他们2～3人为一组。个别有好想法的、有一定基础的学生按其意愿独自为一组。为了考察课外项目式教学的可行性和普及性，所选学生大部分成绩一般。

在确定参与的学生后，进行了选题和开题。在此期间，教师一方面引导学生选题，让学生理解项目的设计内容和目标要求；另一方面引导学生进行文献资料的查阅，因为涉及到方案的新颖性、研究的深入程度及论文的质量等。学生在消化吸收文献资料的基础上，撰写文献综述。项目组成员经过讨论，共同完成开题报告的撰写，在开题报告中提出可行的设计方案和全面细致的论证。开题答辩过程中，教师对学生的设计方案提出质疑，以促进学生对课题有更深刻的理解。

在项目进行期间，教师可以根据学生的实际情况，适时和适度地指导，逐步培养学生的自学能力和专业技能。学生的制作状况主要体现为项目阶段性的分析和设计文档。项目组成员在讨论、协作的基础上，每次以小组的形式上交报告，并且一个月组织一次报告会，汇报自己做的工作，学生和教师可以自由提问，由报告者和所在项目组进行回答，同时教师给予一定的评价，这种评价对学生是一种激励。对于一些有争议的问题，组织学生讨论，通过讨论激发学生运用知识的潜能和积极的思维，集思广益获得较好的解决方法，同时培养学生创新的主观能动性和团队协作精神。为了扩展学生的知识面和视野，教师根据学生的项目内容、专业信息、业界的反馈，组织学生参加学术讲座和学术报告，调动学生创作的积极性。

经过实践发现，项目进行到第二学期结束时，大部分学生已完成了硬件的调试和软件的初步设计。暑假期间，系里提供了仪器和教室让学生进行软硬件联合调试，逐步完善系统a在系统完善后，学生需要撰写项目论文，主要内容包括项目的设计思路与实现方法、不足与改进。在大四第一学期开始一个月后，组织教师进行验收，验收环节主要看学生完成的状况和制作状况，对于关键技术提出问题，根据学生的演示和回答，初步给一个分数。然后组织答辩，各项目组选派代表发言，利用多媒体演示并介绍项目组分工情况、设计思路、实现方法和成果，答辩过程中，组内成员可以对成果进行补充，组外成员和教师可以对成果进行积极地质疑、询问和评价。

最后的工作是指导教师和学生进行总结。学生的总结内容主要是课外项目教学活动对他们的意义。通过总结，使学生找到自己理论及技能上的不足，以及在项目实施过程中的收获与体会。教师首先引导学生进行讨论，然后对讨论结果和项目的整个过程进行归纳总结，指出项目活动存在的问题及解决的方法，比较各组的特点，引导学生相互学习各自的长处。使学生的综合能力在总结评估中得到提高。

3.评价模式

参考学生在设计制作过程中所表现出的学习态度、基本技能、方法和知识的掌握程度、合作程度、动手能力和综合应用能力，再根据验收和答辩的情况，综合后给出成绩。学生的最后成绩按论文占20％、验收和答辩占50％、平时表现占30％来进行计算。因为本专业是首次开展课外项目式教学的实践，其内容不在培养方案内，因此课外项目式教学的评价体系对学生学分没有影响。但对学生的积极性有影响。台理的评价标准对课外项目式教学的进行和质量提高有促进作用，评价体系的细化还有待完善。

二、课外项目式教学的效果

项目结束后，课题组对参与项目学生的后续课程成绩进行了统计，具体情况如下：《单片机》课程平均分是68.7，参与项目学生的该课程平均分为83.6；《智能仪器》课程平均分为65.8，而参与项目学生的该课程平均分为76.6；毕业设计的平均分为77.5，而参与项目学生的毕业设计平均分为83.5。从以上成绩看出，与其他学生相比，参与课外项目式教学的学生能更好地完成后续课程学习和毕业设计，可见课外项目式教学活动能够极大地促进教学质量的提高。

从就业状况来看，项目组学生就业质量相对全体学生偏高，经统计90％学生进入所在公司的研发部门。从学生的反馈信息中得知，课外项目式教学持续时间较久，学生有足够的时间去设计，尝试了研发的过程，培养了专业方面的思维能力和技能，强化和巩固了专业知识体系，同时学生在项目开展中也了解了自己，提高了职业规划的能力和计划能力，项目的成果使学生能体会了设计的成就感和喜悦，培养了自信，在和小组成员的合作中，培养了团队协作精神。

三、结语

从参与课外项目式教学学生的后续课程成绩和就业状况来看，这种教学方式对教学和学生的发展十分有利，值得提倡和实施。此外。课外项目式教学在以下方面还可做进一步改进。

1.已完成项目的成果展示和建库课外项目式教学的成果是具备完整功能的产品，通过展示项目的成果，以达到宣传目的，实现课外项目式教学方法的推广。

学生已完成的项目可以建成库，让后期参与的学生通过阅读、分析项目库。快速获得相关知识。后期参与的学生若有好的想法也可以在此基础上对项目库进行改进。教师在设计项目时应充分考虑项目的连续性和拓展性，鼓励项目完成情况良好的学生引导后期参与学生积极申请校级创新项目和国家级大学生创新项目。

2.和毕业设计相结合

就目前来看，就业应聘、考研、课程重修等因素严重影响了毕业设计的质量，而毕业设计是大学生的最后一个综合性实践教学环节，是培养大学生综合运用所学知识能力的过程。在课外项目式教学过程结束时，个别学生在规定时间内未完成项目。此时可根据他们的要求将其作为毕业设计的题目，使学生经过毕业设计期间的设计制作，完善项目，同时取得较好的毕业设计成绩。另外，个别同学要求把自己完成的项目作为毕业设计题目，这样在其他同学进行毕业设计期间，他可以早去公司实习，以更早地适应社会。可见，将课外项目式教学与毕业设计相结合，对教师来说工作量并未增加，而且能极大地提高学生的毕业设计质量和就业质量。

仪器科学与技术 篇7

一、转变观念提高认识

这里所要阐述的转变观念, 不仅是校领导要转变科学课是一门副科这一观点, 还有科学教师应牢记科学课主要是传授学生科学知识的观念。科学课程标准明确指出:小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的义务教育阶段的核心课程, 是一门具有活动性和实践性的课程。小学科学课程把探究作为学生学习科学的主要方式。在探究的过程中理解科学概念、掌握科学方法、培养科学态度。“纸上得来终觉浅, 绝知此事要躬行”。科学实验探究是小学科学教学的主战场, 科学教师要充分利用好实验室里的每一个资源, 不要让其成为检查的摆设。鼓励学生亲身参与科学实验、勇于探索, 使学生能够在实际操作中, 观察科学现象, 发现问题, 并积极主动地去解决问题, 进而锻炼学生的动手能力和严谨的科学态度, 学会自主学习, 实现全方面素质的提高。

二、精心安排面向全体

目前的科学课程是从三年级开始, 每周上三节课, 以一所学校20个班为例, 三至六年级至少有12个班级, 共36节课程, 一周最多能在实验室里上30节课, 这里还包括每天的第一节课, 而往往大部分学校第一节课基本上是语文和数学的专利, 除去这节课, 最多只有25节课了, 还有11节课要安排在班级里上, 因此要做到每堂课都做分组实验有点难度。为了让最广大学生都能享受实验带来的成果, 在目前实验室和实验器材只能保障最基本使用的现有条件下, 演示实验是广大师生最常使用的方式, 如在教学《月相的变化》一课时, 教师只要出示月相变化演示板, 边演示边讲解即可。教学《用显微镜观察身边的生命世界》时, 可采用:分组观察实验———小组交流讨论———代表汇报的形式来授课。介于科学课的特殊性, 可以根据实际情况调节课程的先后顺序, 如教学《观察凤仙花》一课, 时间跨度近两个月, 就可以先安排前面的内容, 待学生亲手种的凤仙花长出来再来教相关的内容, 这样安排既完成了教学任务, 又符合科学发展规律, 让学生亲身体验植物生长的各个过程, 直观地获得科学知识。兰本达认为, 教师在实验过程中, “教师的基本作用是创造出一种利于学习的情境。要建立起一种儿童喜欢的气氛而使学习行为具有广泛的自由。”我认为小学科学课的传授可采用分组实验和课堂演示相结合的形式, 让每一堂需要实验的课都能至少做到演示, 从而避免科学教师“照本宣科”而丧失学生探索科学的兴趣。

三、有效管理科学使用

实验室是科学实验室中最为重要的场所, 师生的科学实验探究基本都要在此完成, 因此这里也是实验室管理员要重点管理的场所。一般教室的桌椅都是按两人一组的摆放格局, 但是探究实验室的桌椅却要根据实际的需要, 随时改换摆放要求, 进行有效的小组学习。水、电、火等具有安全隐患的实验素材, 在科学实验探究活动中总是不可避免地要被使用到, 探究实验室的防滑、防漏电、防火工作也要时时注意, 例如给所有的插头安装盒盖, 检查插头、电线是否有老化现象, 在实验桌下摆放抹布, 实验室地板选用防滑材料, 灭火器摆放在显眼位置。

仪器室是摆放实验工具的场所, 一般科学实验探究课中要用到的实验器具都摆放于此, 需要按类摆放, 也就是根据器具的材质和功能, 按照玻璃类、金属类、木质类、塑料类、标本类, 分类装橱。例如玻璃器皿常用来装液体类的物体, 如果与木质类或金属类物品混放, 容易使这类器材受潮, 影响使用寿命。因此分类摆放在不同橱柜中, 可以有效阻断这些不利因素。而对于实验器材, 除了要清洁和维修, 日常的保养也不能忽视。总之每个实验器材均有其特殊的保养要求, 了解清楚, 能使物品的使用寿命延长, 减少实验室不必要的开支。

四、拓展空间成就梦想

实验室现有的实验器材不可能满足所有教学的需要, 这就需要科学实验。教师就地取材, 充分利用大自然原始性、真实性和完整性的特点, 使其成为学生探究的最佳场所。活生生的虫、鱼、鸟、兽、千姿百态的花草树木、土壤岩石等都是小学生探究的对象。农村的田野、山林、茶园、竹林, 都是小学生探究的操练场, 学生的实践活动有着广阔的渠道。这样可以有效地将学生的探究学习与实践亲密结合起来。

小学科学教师应该充分利用好现有的资源, 开拓第二课堂, 使实验室成为学生探索科学奥秘的乐园。只要充分利用实验室现有资源, 创造条件开放科学探究实验室, 满足学生的探究欲望, 让学生亲历各种科学活动, 便可加深学生对科学探究的理解, 掌握科学探究的基本技能, 提高学生的科学素养。

参考文献

[1]胡建良.科学实验课程实现有效教学的策略分析[J].新课程研究.基础教育, 2011 (2) .

仪器科学与技术 篇8

一、科技国有资产的界定

科技国有资产是指用于科学技术事业发展 (研发、教学、交流、宣传、推广、成果产业化) 及管理的财和物, 以及由此而引起的各项权利的总和。

科技国有资产按性质可以分为科技管理部门资产、科学研究机构及高等院校科技资产、企业科技资产。按使用特点可分为行政事业性科技资产和经营性科技资产。行政事业性科技资产是指科学事业单位占有或使用的能以货币计量的经济资源, 包括各种财产、债权和其他权利。经营性科技资产是指科学事业单位和企业为获得经济效益, 以各种形式投资到经营性活动中的资产 (包括流动资产、固定资产、无形资产) , 具有成本核算和盈利等特点。

由于科技国有资产分布在科学技术管理机关、科学技术事业单位、科学技术管理部门下属的科研院所、非盈利性组织机构及投资兴办的企业等部门, 科技国有资产具有主体多样, 成份复杂。因此, 多年来对行政事业性科技资产基本按照行政事业单位资产管理, 对经营性科技资产管理缺乏相应的制度规范。

二、加强科技国有资产管理的建议

1. 实现科技国有资产信息化管理

信息化管理是提高科技国有资产管理水平及管理效率的有效手段。在资产清查的基础上, 建立一套科技国有资产的基础数据库, 完整反映各单位占有使用的科技国有资产的存量及科技投入情况, 通过科技资产国有管理信息化建设实现管理的科学化和规范化, 推进科技国有资产的资源共享, 提高科技国有资产的利用率, 有效防止科技国有资产的流失。

2. 推进科技国有资产绩效管理

特别是专项用于科研项目的科技国有资产相对一般行政事业性国有资产, 有着特殊的使用价值。研究探索科技国有资产绩效管理, 强化理论研究, 不断探索实践, 逐步建立相对科学合理、简便易行的科技国有资产绩效管理工作体系, 结合科技国有资产管理的特点, 制定科学合理的科技国有资产绩效管理评价内容框架及评价指标体系, 选取或开发现代评价管理方法对科技资产管理的绩效进行客观、科学的评价, 达到提高科技国有资产管理水平, 提升科技国有资产运行效率与效益的目的。

3. 提升制度法律层次与执行力度

2006年, 财政部出台了《行政单位国有资产管理暂行办法》 (财政部第35号令) 、《事业单位国有资产管理暂行办法》 (财政部第36号令) , 2011年, 内蒙古自治区政府发布了《内蒙古自治区行政事业单位单位国有资产管理办法》 (政府令第181号令) , 各级财政部门、主管部门和单位在贯彻落实执行过程中, 感觉法律层次较低执行起来力度不够, 加之缺乏专项科技国有资产管理制度, 在执行当中监管意识不强、缺乏相应制度引导、制度失范追究不严等原因造成科技资产管理工作中制度落实不到位、执行不力等问题, 成为影响和制约科技国有资产管理建设的深入开展且迫切需要解决的一个重要课题。

4. 加强监督检查

进一步加强对制度执行全过程的监督。利用资产管理系统、定期或不定期检查、财务审计等多种方式对科技资产管理过程中的制度执行情况进行监督, 确保制度执行过程的公平、公开和公正。掌握制度执行过程中发现的问题和制度本身的缺陷, 及时加以改进。同时, 严格落实奖惩, 正确引导和鼓励按制度办事。首先, 要建立资产管理制度执行情况实行问责制度, 明确科技国有资产管理制度执行的责任人。其次, 对认真执行制度、按规矩办事的人要给予表彰和奖励, 通过示范效应引导人们自觉遵守制度、严格执行制度。

5. 创新科技资产管理模式

根据自治区科学事业发展现状、战略规划及科技国有资产占有使用的状况, 研究制定内蒙古自治区科技国有资产配置标准。同时研究探索构建大型科学仪器设备资源共享平台和以政府为主导、相关部门联动的运作机制, 实现科技资源的跨部门、跨领域整合利用, 实现使用管理上的资源共享;通过建立科技国有资产余缺调剂平台和闲置资产共享平台, 采用电子竞价、网上竞拍等多种方式, 对不同单位和单位内部之间的资源进行整合, 盘活闲置和末充分使用的科技国有资产, 调剂资产余缺, 减少重复购置, 捉高了科技国有资产的使用效率。

三、大力推进自治区大型科研仪器设备资源共享

1. 自治区大型科研仪器设备资源共享管理的现状

大型科研仪器设备是开展科学研究与技术创新的重要支撑与重要手段, 是一个国家、地区科技水平与科研实力的重要标志。大型科学仪器设备, 是指一定价值限额以上, 用于科学研究和技术开发活动的单台 (套) 科学仪器和实验设施。

为了有效整合自治区范围内各行业大型科学仪器设备资源, 促进大型科学仪器设备对社会开放, 实现资源共享, 为自治区的科技进步和经济建设提供良好的科研支撑环境, 自治区科技厅2001年组织建设了内蒙古自治区大型科学仪器协作共用网、协作网, 采取政府扶持和择优奖励的激励机制对全社会提供公益性服务。截止到2013年底“协作网”整合了全区包括能源化工、食物安全、生物医学、稀土、矿产、电力、金属材料等领域的各类分析测试实验室52个, 共有35个网上会员单位的73台大型科研仪器设备参与科学仪器设备共享工作。网上仪器设备种类涉及3大类36种, 仪器总价值5500多万元, 网员单位分布在各大专院校、科研院所及大中型企业。截止到2013年6月已完成输入单台价10万元以上科学仪器设备信息1179台 (套) , 总价值5亿多元人民币, 其中50万以上大型仪器367台, 专业实验室信息51个, 专业人才信息422条。这些仪器设备分布在自治区8个盟市100多个单位, 为全区进一步快速推进科学仪器共享共用打下坚实基础。

2. 自治区大型科学仪器设备资源共享存在的问题

(1) 资源共享整体水平不高。入网仪器设备数量较少, 无法满足自治区对科学仪器共享的需求, 尚有大量的大型科学仪器没有被纳入共享协作网, 无法实现共享利用, 从而导致机器利用率偏低。

(2) 闲置浪费现象严重。由于部门、单位之间缺乏有效的资源投入管理和协调机制, 一方面, 各部门争资源、上项目, 大量重复购置仪器设备。另一方面, 由于分散和重复, 资金往往不足以购买完善的配套辅助件, 仪器设备质量普遍不优, 不仅整体水平不高而且缺少真正的具有顶尖级技术含量的仪器设备, 加之缺乏运行维护费用, 许多仪器设备呈低效运行状态, 造成不必要的损失浪费。

(3) 设备老化严重。国际上科研仪器设备更新的速度日益加快, 而自治区受资金等多方面因素的制约, 大型科研仪器设备更新换代的速度较慢, 目前自治区有较大部分大型科学仪器设备是2010年以前购置的, 更有一批大型科学仪器设备是上世纪90年代和80年代购置的, 存在着较为严重的老化现象。

(4) 专业人才缺乏。要实现大型科学仪器设备资源共享, 人才是关键性的因素。技术人员和管理人员的完备是大型科学仪器设备共享协作平台建设的重要支撑。在实际工作中, 受待遇和激励机制的影响, 专业人员流失比较严重, 现有人员服务意识淡薄, 业务不精, 导致科学仪器设备的作用得不到发挥, 有些先进科研仪器设备得不到有效的利用、维护和开发, 造成科技资源严重浪费。

3. 形成问题的主要原因

(1) 缺乏持续稳定的投入机制。自治区在大型科学仪器设备投入管理方面尚没有专门的投入目标和预算约束机制。尽管自治区制定了科技投入战略, 但执行过程中, 政府对科技投入还带有较大的随意性和不确定性, 这在事实上直接削弱了大型科研仪器设备购置经费的资金来源, 造成投入不足存量有限。

(2) 部分大型科学仪器设备老化严重无法满足入网要求。由于购置科学仪器设备的投入不足导致先进的科学仪器不能及时购进, 加之设备更新换代较慢, 部分大型科学仪器设备因老化严重无法满足入网共享要求, 又进一步减少了入网仪器设备数量。

(3) 资源共享意识不强。首先, 免受损害的意识, 是限制大型科学仪器设备共享平台建设与运行的重要原因。其次, 大型科学仪器设备资源共享的程度还受风险意识的影响。因此, 利益主体不愿承担风险和责任的倾向, 在一定程度上影响利益主体的资源共享积极性。

四、对策及建议

(1) 加大投入力度、优化资金配置。通过持续加大政府对大型科学仪器设备的财政投入, 为自治区大型科学仪器建设管理持续提供更为充足的经费支撑。通过引进先进大型科学仪器设备、对现有设备进行改造升级, 不断提高先进大型科学仪器设备存量、丰富设备的类型、技术性能, 为内蒙古自治区科学技术研究活动提供更好的基础支撑与科研手段。同时, 在大型科学仪器设备的投入建设方向上, 优先支持内蒙古自治区科研重点领域、重点产业方向、重点学科的科研装备水平, 优先支持跨领域、跨区域开放型的重点研究实验基地和工程中心的建立;优先支持有一定科技资源基础和共享开放能力较高的部门和单位。

(2) 强化制度建设。大型科学仪器设施的购置有多种类型的资金渠道, 管理又牵涉多方面的利益主体, 与之相关的管理体制十分复杂。在现行的公共财政资金使用和管理体制框架下, 中央与地方、部门的管理职责和权限尚不明确, 也没有一套比较完整的共享管理制度。通过强化制度体系建设, 有助于进一步理顺关系, 建立协调有序的共享制度, 从而有利于整合资源, 促进共享, 让更多闲置或有使用余量的仪器设施发挥效能, 让更多的研发活动受益。同时, 着力将科技国有资产共享共用需求纳入财政综合管理制度体系, 研究出台配套实施办法。综合运用资产管理、预算管理、财务管理与绩效管理手段, 将科技国有资产共享共用的要求纳入资产配置、使用、处置各项办法管理规程中, 最终形成大型科学仪器设备资源共享的长效机制。

(3) 强化协调配合。科技国有资产共享共用建设需要多个单位、部门以及社会各界的通力合作、积极配合。应尽快建立职能完善、职责明确的资产共享共用服务的组织管理机构, 成立由内蒙古自治区科技厅、教育厅、财政厅、发展改革委员会等部门组成的管理委员会, 负责指导、协调各方工作, 实现各方协同推进的局面。

仪器科学与技术 篇9

2010年9月6日, 由中国仪器仪表学会主办的第21届多国仪器仪表学术会议暨展览会在北京国家会议中心隆重开幕, 江苏伟屹电子有限公司抗振型涡街流量计获得该学会的最高奖——科学技术奖一等奖。

江苏伟屹电子有限公司抗振型涡街流量计在此次获奖前, 通过了由中国仪器仪表学会组织的中国工程院院士、中国计量科学研究院首席研究员张钟华, 中国计量测试学会常务理事、中国计量测试学会专家咨询委员会第一副主任施昌彦研究员等权威专家和用户代表组成的鉴定委员会的新产品成果鉴定, 鉴定结果如下:“目前国内外涡街流量计的弱点是抗振动干扰能力差, 该产品在此方面获得重大突破, 在10～110 Hz范围内, 两倍重力加速度的振动干扰下, 产品对介质为气体的全向抗振动干扰能力超过国外同类产品。该产品量程比宽、灵敏度高、计量漏损小, 且具有比国内外同类产品更小的压损, 节能效果好, 优于国外同类产品。该产品实现了原始创新, 拥有多项自主知识产权, 达到国际领先水平, 且已通过计量器具新产品的形式批准, 得到用户好评, 市场前景广阔。

智能仪器仪表技术前景与应用 篇10

关键词：仪器仪表,应用现状,发展趋势

早在1983年, 美国霍尼韦尔公司开发研制出新一代智能型压力变送器, 这无异于在制造业抛下了一枚重磅炸弹, 在一定程度上标志着模拟仪表向数字化智能仪表的重大转变。目前, 通讯技术和计算机网络技术不断发展, 仪器仪表技术行业也在向着智能化的方向发展, 同时智能仪表技术也取得了突飞猛进的发展。

1 智能仪器仪表发展的特点

1.1 微型化

信息技术、微机械技术以及微电子技术等的综合运用全面改进了仪器的现有形态, 使之逐渐成为功能齐全、体积小的智能仪器, 能实现信息的搜集、整理、处理、输出或放大控制信号以及与其它仪器相连接等功能, 正被广泛运用于医疗、生物技术、电力、航天以及自动化技术等领域。

1.2 多功能化

智能仪器仪表的一个显著特征就是多功能化, 以函数发生器为例, 它具有任意波形发生器、频率合成器以及脉冲发生器等各项功能, 它的性能远高于频率合成器和专用脉冲发生器, 而且它能提供行之有效的测试功能, 提高解决问题的效率和有效性。

1.3 智能化

智能化是现代控制与检测系统发展的主导方向。一定的人工智能是智能仪器发展的重要步骤, 人工智能的进一步发展将可降低人员消耗, 在没有人干预的情况下能自主完成控制和检测功能。

1.4 虚拟化

在虚拟现实系统中, PC机软件完成负责实现数据的分析和显示, 在有数据硬件作为支撑的条件下, 可以组成较为完整的测量仪器。这种以PC机作为基础的测量仪器统称为虚拟仪器。在虚拟仪器中, 只要运用不同的软件编程, 即使硬件系统相同, 也能获得功能各异的测量仪器。软件系统是虚拟仪器的核心和关键, 它具备升级型、可扩展性、可视性、通俗性以及通用性等显著特征, 一定程度上代表着仪器的未来发展方向。

1.5 网络化

双向通信功能是智能仪器仪表的基础功能, 但是双向通信功能与网络通信还存在着较大的区别。随着科学技术的进一步发展, 仪器仪表不仅实现了智能化, 还实现了网络化, 它能就近登临现场测量参数, 而且具备着一定的信息处理能力[1]。

2 我国智能仪器仪表发展的现状

在全世界范围内而言, 我国每年生产的智能仪器仪表数量众多, 而且我国不断拓宽了仪器仪表的出口渠道和途径, 产品出口量也呈逐渐递增的趋势, 但是就整体情况而言, 我国智能仪器仪表与国外发达国家相比还存在一定差距, 这主要表现在以下几个方面:科研投入少, 自主创新能力严重不足;要切实改进芯片核心技术、材料质量、制造技术、安装尺寸标准以及生产的集中度和集约化等。目前, 我国生产智能仪器仪表的企业众多, 但是企业在发展过程中片面注重新产品的研发, 对开发生产技术线相对轻视, 而且企业投资侧重于产品技术而非生产线技术, 最终限制了硬件设备投资的增长。在这种情况下, 我国企业的自动化水平停滞不前, 难以切实保障产品的一致性。就材料质量而言, 我国用于智能仪器仪表生产的材料质量与发达国家存在显著差别。例如, 感应式电能表的阻尼磁钢、磁推轴承等, 智能仪器仪表的使用寿命在很大程度上取决于原器件的质量, 要切实提高仪器仪表的质量, 就必须从原器件的阻燃性、壳体的耐热性以及绝缘性能等方面着手。测量芯片技术是智能仪器仪表技术的关键和核心, 但是我国对此的开发能力严重不足, 在自主创新方面有待于进一步努力, 这在一定程度上阻碍了我国智能仪器仪表行业的健康发展。目前, 仪器仪表制造商正着力改进生产工艺, 大力研制和开发智能型电工仪器仪表, 但是企业要实现这一目标, 必须在材料质量、测量芯片技术以及生产线技术等方面进行努力, 只有这样, 国产产品才能不断提升自己的综合竞争力, 提升自己的市场占有额。国内仪器仪表制造企业要不断解放思想, 大力进行技术创新, 增加技术投入, 借鉴并吸收外国先进经验, 并在此基础上进行生产线技术的研发, 切实保障原材料质量, 大力生产具有自主知识产权的高新技术集成芯片, 推动智能仪器仪表企业的长期稳定发[2]。

3 我国智能仪器仪表的未来发展趋势

3.1 不断优化仪器仪表结构

智能电动化技术的发展和成熟为仪器仪表在电力系统的运用奠定了坚实的基础。在电力系统中广泛运用智能化软硬件, 能保证数据信息的准确分析和处理得当, 能切实提高电力系统的运营水平和工作效率, 开创电力系统新的发展局面, 例如混沌控制、进化计算、遗传算法以及神经网络等智能技术的运用, 提高了仪器仪表的使用性能, 使其更加灵活、高效、高速。在对不同仪器进行分散处理的过程中, 要广泛采用微控制器、微处理器等微型芯片技术, 设计出模糊控制程序, 为各种数据的安全运行设置临界值, 在模糊规则的指引下使用模糊推理技术, 力求最有效的处理各类模糊关系。加大对人工神经网络技术的运用, 充分发挥其自组织、自适应和自学习的能力, 掌握其对非线性复杂关系的输出、输入间的黑箱映射特性, 最大限度的发挥其快速实时性和适用性的显著特征, 将多传感器资源的作用发挥到极致, 保证结论的准确性和科学性。智能自动化技术在传感器测量中的运用更为普遍和直接。小波变换、短时傅立叶变换、快速傅立叶变换等技术能对信号进行过滤和处理, 这些软件技术尽可能简化硬件, 转换传感器动态特性以及提高信噪比, 但是这必须建立在动态数学模型的基础之上而且高阶滤播器在实时传播方面的性能较差。广泛采用神经网络技术能显著提高自适应滤波和自相关滤波的性能。

3.2 提高仪器仪表运行效率

计算机虚拟仪器, 也就是存在于软件模块化和硬件软化中的测量仪器, 它在现阶段取得了快速发展, 而且网络化系统资源程序的优化配置和统一规划等, 都为智能仪器仪表的发展创造了有利条件。仪器仪表生产厂家过去都是以源代码作为结构设计基础的, 他们能为客户提供智能虚拟仪器, 也就是我们通常所说的仪器驱动器, 为了切实提高仪器的运作水平, 实现编程的灵活性和提高编程质量, 仪器厂家锐意改革, 开发出了适应时代发展的智能化仪器驱动软件规范, 改进了虚拟仪器的性能和结构。充分运用智能化手段, 尽可能实现仪器驱动器代码的自动生成, 能节约大量的人力物力资源, 简化工作量, 还能实现编程驱动器结构的统一, 为客户维护和使用提供了便利条件。在智能手法的推动下, 能对不同仪器的设置和状态进行实时跟踪、识别和管理, 用户可以自行进入各种低层设置, 而且在智能管理的条件下, 驱动器能自行检查运行状况, 及时发现并解决编程错误, 切实提高了仪器的可靠性和安全性, 提高了仪器仪表的运行效率。

3.3 满足远程测控需求

随着科学技术的进一步发展, 网络技术、计算机技术等日新月异, 监控系统一般以工作站和PC机为基础, 它在组建网络的前提下切实提高了仪器仪表的工作效率, 加快了资源共享的速度, 为现代仪器仪表的快速发展指明了道路。就某种意义而言, 智能仪器仪表和计算机已初步实现了共融, 通用的仪器网络就是计算机网络。假如在测控系统中设置各种智能设备, 使它们像工作站和计算机一样通过节点连接到网络, 再加上目前相对成熟的Internet网络设备, 那么就能在更大范围和更大程度上实现资源的实时共享, 并尽可能降低组建系统费用, 同时能充分发挥测控系统的作用。在远程测控过程中要采用现场总线智能仪表, 将微电子技术、网络通信技术、现代计算机技术以及仪器测控技术有机的结合起来, 这样不仅能保证自动测量、存储、控制以及显示功能的正常发挥, 还能远程操作仪器、对仪器进行实时监控、设置合理的参数、获取测量结果以及对故障进行诊断等, 及时将最新情况反馈到Internet上, 保证仪器仪表设备的正常运行。智能仪器仪表也作为网络中独立的节点而存在, 它能采取就近原则及时与当地网络线缆进行连接, 保证现场测试数据的即时传输;用户通过符合规范的应用程序和浏览器能及时获取所需信息。不同的用户能在同一时间对同一过程进行有效监控, 领导人员、质量监控人员以及工程技术人员等能对同一运输过程进行远距离控制和监测, 即使远在千里之外也保证信息搜集工作的正常进行, 方便数据库的建立和决策意见的制定, 能及时探索和分析其中蕴含的深层规律。对于各种隐患及问题, 一经发现可以立即进行新一轮的配置, 制定出行之有效的解决措施[3]。

4 结语

社会生产力的发展推动了信息技术的快速发展, 而信息技术的发展又催生了网络智能仪表的产生和发展, 智能仪表是对传统仪表的极大变革。与传统仪表相比, 智能仪表的导线量急剧减少, 而且智能仪表的精确度也不断提升。智能仪表有着传统仪表无法比拟的优越性, 它必将成为未来仪器仪表行业新的方向。

参考文献

[1]陈庆.浅谈智能仪器仪表的发展趋向及其应用前景[J].科技创新导报, 2009, (6) :16-16.

[2]薛为.计算机在智能仪器仪表中的应用[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013, (26) .

仪器科学与技术 篇11

关键词 测控技术;培养方案;课程体系;教学内容;教学方法

中图分类号:G642.4 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)21-0024-02

Research on Cultivation Scheme of Measuring & Control Specialty//Liu Yinsheng, Geng Xin

Abstract This paper taking measuring & control instruments as example expounds the basis of cultivation scheme, localization and target of the specialty, organization of curricular system and the reform of teaching method, and incarnates eidos and train of thought of cultivation scheme.

Key words measuring & control; cultivation scheme; curricular system; teaching content; teaching method

Author’s address Polytechnic School of Shenyang Ligong University, Fushun, Liaoning, 113122, China

测控技术与仪器专业是建立在仪器科学与技术、电子科学与技术、测量与控制学科基础上的一门现代综合性技术专业,是信息科学的一个重要分支。随着现代测控技术与计算机技术的紧密结合,本专业技术向自动检测、虚拟化、网络化、自动控制方向飞速发展。

1 培养方案制订的基础

1.1 测控技术与仪器专业人才的社会需求情况从测控设备与仪器仪表的技术发展来看,急需有创新能力,有开发、研究现代高端仪器设备能力的研究型人才;从测控设备与仪器仪表产业来看,需要大批从事测控设备与仪器仪表生产、维护和市场销售的应用型、技能型人才。由于测控设备与仪器仪表遍及各行各业,所以社会的需求量大。该专业人才既适应从事测控设备与仪器仪表的开发与研究、生产制造,又适应测控设备与仪器仪表的使用维护,所以可以从事的工作层面较多,需求量大[1]。

1.2 社会对本专业应用型人才的素质、知识、能力结构要求在调研、学习的基础上,将社会对本专业人才的素质、知识、能力结构要求归纳如下。

1)素质结构方面。具有良好的思想品德、社会公德和职业道德,有志向和责任感;具有较好的人文、社会科学基础及语言、文字的表达能力;具有严谨的科学态度和求实创新意识,对市场经济规律在解决工程实际问题中的作用有正确的认识。

2)知识结构方面。具备工程技术人员必备的人文社会科学知识和工具性知识,了解一些经济管理知识;具备较好的电工与电子技术、微机应用、自动控制、信号检测与处理等基本知识,熟练掌握智能化测控系统、总线技术、虚拟仪器设计等专业知识。

3)能力结构方面。语言、文字的表达能力;基本的电子电路设计、调试能力;运用仪器进行信号的检测与处理能力;初步具有本专业测控技术、仪器仪表与系统的设计、调试能力和一定的技术性组织管理能力;对目前国内和国际本专业常用的规范和标准化有一定的了解,并能够在设计中运用。

2 专业的定位与培养目标

测控技术与仪器专业是仪器仪表类唯一的一个本科专业[2],它包含调整前的多个专业。由于各高校的测控技术与仪器专业的发展过程不同,专业定位也各有侧重,有的侧重于光学,有的侧重于机械,有的侧重于电子信息。

根据学院的办学层次及专业结构布局,该专业的定位:建设具有电子信息类特色的测控技术与仪器专业,即以现代电子技术、传感器技术、计算机技术为基础,以电子测量和过程控制为主,兼顾仪表,保证基础,突出工程应用。培养目标:培养适应社会发展需求,德、智、体全面发展,具备信号检测与处理、工业过程测控系统和传感器与仪表等专业知识,掌握本专业必需的基本技能、方法,具有较强的工程实践能力的高级应用型人才。本专业以微机智能化电子仪器和测控系统设计与实现为专业特色,突出现代测控技术的应用。

3 课程体系的构建

3.1 知识结构的总体框架围绕信息的获取、处理、传输和控制各个信息技术分支所必需的知识能力来确定专业教育内容和课程设置,其知识结构可用图1表示[3]。知识结构总体框架体现了该专业应具备的知识模块及相关模块对应的课程,这些课程的具体设置体现在教学计划中。

3.2 课程体系与教学内容课程体系包括理论课程体系和实践课程体系2大部分。理论课程学时比例为65%,实践课程比例为35%。理论课程体系设有公共基础课程(学时占39%)、专业基础课程(学时占32%)、专业课程(学时占19%)、选修课程(学时占10%)。实践课程体系主要包括专业基础实训、专业实训、毕业设计、生产实习等环节。

在理论课程体系方面,按照知识结构要求设立课程,有公共基础知识课程、电路与电子技术知识课程、计算机应用知识课程、自动控制基础知识课程、信号检测与处理知识课程、控制系统实现知识课程、现代测控与仪器知识课程、拓展知识课程。

在实践课程体系方面,按照能力结构要求设立实践环节。实践环节设置方式做了较大改革,将原来的依附于一两门主要课程的课程设计或实训取消,集中设置2大实训环节,即专业基础实训和专业实训。专业基础实训主要是以电子技术、单片机应用技术、自动控制原理、电子测量原理与仪器、传感器与检测技术等专业基础课内容为基础,设计、调试、安装一个简单完整的电子装置。通过这个过程,要求学生会分析设计电路,会进行必要的参数计算,理解整个系统设计、安装与调试流程,加深对专业基础知识的理解、掌握。专业实训主要是以PLC技术、测试工程技术、控制技术、现场总线技术等几门课的内容为基础,应用过程测控知识,借助PLC设备、现场总线技术、组态软件等工具,让学生设计完成一个工程实训项目。通过这个过程,使学生能根据具体的要求,选择合适的测控设备,进行设备的调试与维护,加深对测控专业知识的理解,提高实践能力和应用能力。

4 教学方法手段改革

4.1 教学方法的运用对一些实践性强的课程,实现课堂理论教学和实验室实践教学一体化教学,教师讲解和演示、实验同步,课程打破实验室和教室的界限,把对知识的讲解和学生相应的实验技能训练穿插进行,做到理论教学和实验教学在时间和空间上完全融合。

教学方法的设计和运用要与教学内容和教学对象相对应,即使在一门课程之内,总体方法和局部方法也不唯一,在教学过程中,要有针对性的灵活使用。如任务驱动法,即知识内容通过一个个典型任务展开。

4.2 教学手段的改进教室、实验室装有多媒体教学设备,可以使用教学课件。在教学过程中,需要教师演示运行的时候,可以方便地使用设备与环境。实验室的每台微机都与互联网相连,网上资源的获取及网上学习方便快捷。

制订培养方案是专业教育教学的首要任务,对专业培养方案的研究与实践是一项长期的、基础性的工作,需要不断的学习实践和总结提高,使方案科学合理,保证教育教学质量。

参考文献

[1]教育部.仪器仪表学科战略发展研究报告[R].2004,5

[2]教育部.本科引导性专业目录[M].北京:高等教育出版社,1998

虚拟仪器的技术特征与发展探析 篇12

仪器科技是当代科技的重中之重。依照物理性质来区分,传统仪器仪表主要利用指针示数,如今发展成以微处理器为主导的智能化仪器。仪器技术的发展历史包含了对一种技术优化的量变历史,也包含突破性革命的质变(比如从离散器件到芯片化等)过程。随着前沿性测试技术、信息理论、电脑网络科技的突飞猛进及各个学科之间的融会贯通,萌生出代表先驱性理念的仪器科技——虚拟仪器技术。在不远的将来,虚拟仪器技术将是测试科学发展的驱动力。处于科学研究第一线的我国高等理科教育,应紧抓这个历史契机,担负起探究、实践虚拟仪器技术的职责。

1虚拟仪器的起源和概念

虚拟仪器的最初模型是基于AppleⅡ的数字存储示波器 , 美国仪器集团在上个世纪八十年代推出了程序编写工具LabVIEW,这是虚拟仪器初具原形的里程碑。计算机控制编码技术的突破,促使PC在仪器中的功能大大逾越了仪器发展初级阶段仅仅用于控制的狭小用途。PC和DSP的运算水平促使其在时序规范下替换了原本由硬件实现的效用, 象征着进入了软件融入仪器的阶段。这种测试仪器被赋予形象的称呼——虚拟仪器。虚拟仪器指的是装配器件面板的PC型仪器 , 包含了在电脑上普遍应用的软硬件系统。虚拟仪器的主导模式是借助电脑来调控仪器体系 , 从而逐渐达到原由仪器实现的效能 , 以期在未来替换老式电子仪器。从本源上来说,虚拟仪器是将软硬件合二为一的结晶, 它借助前沿性的电脑科技衍生出传统仪器的各种效能。

虚拟仪器就是消费者在PC媒介上 ,基于指标需求与仪器的测试用途 , 促使客户在此电脑上工作时 , 好似是在使用自己研制的测试仪器。虚拟仪器理念的提出 ,摒弃了老式仪器由制造商预先设置 , 客户不允许更改的模式 , 消费者能依照自身所需 , 自己设置仪器 , 尽可能在系统设计中以软件来替换硬件,借助PC技术扩充老式测试仪器的效用。软件融入仪器的方式是虚拟仪器理念最直截了当的阐述。从本质上来说虚拟仪器可以视为开拓性的仪器思维 , 不是简单的一种仪器而已。物质上的系统与被用于归集仪器信息的元件种类决定了虚拟仪器的形态。虚拟仪器由PC进行调控 , 程序编码是虚拟仪器研制过程中最关键和最繁冗的步骤。

2虚拟仪器的技术特点

①传统仪器的界面被生产出来就无法改动,而虚拟仪器的界面灵活多变、逐层递进、有自由度。

②相比于老式仪器,虚拟仪器可以更加高效地处理信号。虚拟仪器能完全运用电脑的代码资源,对信号有效地进行测算、剖析、判别、示数或输送等。

③客户能依照自身需求通过程序编码来自主设置虚拟仪器的效用、参数、操作等,而传统仪器的界面被生产出来就无法改动。

④虚拟仪器的传输总线有自主开创性、规范性、强大的功用,其界面和应用程序,为虚拟仪器的信息搜集和输入输出管控予以强大的技术支撑。

⑤虚拟仪器灵活多样,自主公开,伴随着电脑的发展,自由地与互联网、附属设施进行互通。

⑥相比于旧有仪器,虚拟仪器有着优越性:易于扩展、研发周期简短、费用低、强大的性能、便于集成化操作实践。虚拟仪器有着老式仪器前所未有的特征,其主要根源是:程序编码是虚拟仪器的重中之重。

3虚拟仪器的发展现状

虚拟仪器自诞生之日起,历经了四个时期:第一个时期,通过电脑操控测试仪器。第二个时期,信息搜集卡接入电脑技术有了进展,设立新的仪器传输线准则,这拓宽了仪器的技术发展渠道。第三个时期,虚拟仪器逐步被采纳与认可。第四个时期,虚拟仪器趋于网络化。在驱动规范化与程序编码环境的发展带动下,代码复用早已成为其程序编写中的基本方式,使得客户能减少不必要的反复编程工作,进而减短了庞大程序的研发周期。

3.1 国外虚拟仪器的发展状况

早在二十世纪八十年代后期,国外就发起了虚拟仪器的研究工作。在90年代摩托罗拉集团等知名企业,将仪器领域从数字模式、智能化仪器发展至虚拟仪器。在信息技术的带动下,虚拟仪器的理念把现代PC技术、通信手段和测绘技术紧紧联系到一起,进而促成了仪器旧有思维的重大革命。

虚拟仪器科技始终是欧美地区测控行业的研究和实践重点。在近期,全球各地的大型测试设备集团各自研发出各不相同的虚拟仪器研发环境,然而最有权威性的仍是图形化研发环境LabVIEW。在国外虚拟仪器早已成为一个独立发展的新兴行业。其中美国作为虚拟仪器的发明国,也是世界上现阶段最庞大的虚拟仪器生产地区。

3.2 国内虚拟仪器的研究现状

国内的虚拟仪器在初期是引入了NI集团的成果。国家科学负责机构也把虚拟仪器的探究当成机械学术理论的先驱性学科 , 曾是五年发展计划的资助行业之一。如今已经取得了一定的研究成果,比如由某个大学测试机构承担的国家863项目,相比于西方虚拟仪器,其研制的虚拟仪器有开创性。这项研究成果证实中国在虚拟仪器领域开拓出有特色的发展途径,并引领了全球有关嵌入式虚拟仪器的发展。

3.3 国内虚拟仪器的发展潜力

诸多高等学府和高科技集团,在研发虚拟式仪器上开展了颇有意义的工作,并赢得了令人刮目相看的成绩。在中国经济的发展带动下,企业加速了技术的升级换代,催生了仪器设备的市场需求。PC技术在近些年来的国内有了突飞猛进的进步,这都为虚拟仪器在国内的发展打下了雄厚的根基。基于有关学者预测,国内虚拟仪器领域的产能在不远的将来会达到仪表设备领域总产能的一半。虚拟仪器技术可以被视为仪器设备技术发展的未来趋势,国内在此方面有着无可比拟的发展潜力。国内诸多高校早已开展了虚拟仪器科技的研发与教育工作,NI公司也制定了针对我国高校的推广虚拟仪器科技的远景规划,这是国内虚拟仪器技术走上全新发展道路的里程碑。

3.4国内虚拟仪器的发展缺陷

虚拟仪器产业在国内的发展现状不太乐观。因为虚拟仪器是随着电子测绘科技、PC科技与网络技术不断发展健全而成的一项跨学科电子测绘技术,而我国的PC、网络等领域发展迟于西方国家,所以国内在二十世纪末期才开始对虚拟仪器的研究,发展相对较落后,仍处于初步开始时期,国内开展虚拟仪器研发的企业比较少,并且未能与国际虚拟仪器产业进行交流,大部分公司仅仅是国外虚拟仪器制造商的代理经销方,未能开展自主研发。

对国内虚拟仪器技术的发展现状而言,如今仍然显得比较零散。有些从事传统仪器研究的学者专家仍未能掌握虚拟仪器的理念,将其误认为是一类模拟现实的技术。而事实上,虚拟仪器技术与模拟现实手段有着根本的差异。比如个别文章把“利用虚拟仪器的试验”当成“虚拟试验”,笔者指出这是有失偏颇的。虽被称为“虚拟仪器”,但却实现了真实仪器的功能。虚拟仪器,从其处理信息的层面来说,也是一类仪器,由虚拟仪器建成的实验室,与由老式仪器建成的实验室没有区别,效能却更加健全。虚拟仪器是新兴的、有特色的、切实存在的仪器。而模拟实际的技术却并非如此,只是对现实状况的仿真而已。

4结束语

电子测试仪器逐渐趋于数字化、计算机化。虚拟仪器的诞生 , 也使我国能尽快达到世界上电子测控的最前沿水平。操作人员通过使用虚拟仪器 , 能领悟普通电路的测试手段 , 提高了动手能力,夯实了理论基础 , 可以站在更高的起点上面向未来。测量和测试仪器是科学研发、项目实践的基础性研究领域,在仪器技术的新兴发展浪潮中,虚拟仪器技术在国内如何发展与进一步推广,不但是国内每一位该领域科技研发人员面临的重大课题之一,而且作为人才培育场所与研发中心的高等院校亟需积极担负的职责。

摘要：本文首先阐述了虚拟仪器的起源和概念,分析了虚拟仪器的技术优势,并探讨了虚拟仪器的发展阶段,分别探究了国内外发展情况与潜力。