時間:2023-02-28 15:54:38
序論:在您撰寫機器人項目可行性報告時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
教師的引導角色
學生對機器人的興趣,開始都是泛泛的,沒有針對性,要想找到合適項目的學生,就必須對學生進行必要的引導,比如我校開展機器人足球的時候,最初這個項目對于師生都非常陌生,我就通過各種渠道搜集資料,并給學生做多角度的展示,借以激發起學生的興趣。果然,高二年級的王農龍等一批同學興趣濃厚,當時正值他們參加完重慶的“機器人滅火比賽”并奪得了冠軍,大家都信心百倍。我趁熱打鐵,又為學生詳細介紹了足球機器人的基本情況和規則,并且鼓勵有興趣的學生進一步了解機器人足球的細節,探索自己今后在機器人足球上發展的方向。這樣我們的機器人足球隊就順利組建起來了。
最初,學生用滅火機器人的底盤為原型來進行改裝,原來的風扇被拆下后裝上光敏傳感器和一根桅桿(用來固定羅盤)。但由于技術不成熟,其找球和控球能力極其低下,靈活度也較差。我便引導學生了解當前機器人足球的兩種主要的控球方式――吸球裝置和沖撞模式,并讓他們自己去嘗試,結果他們參考網上的方案,經過兩天的努力,做出了帶吸球裝置的足球機器人,大大改進了控球的問題。
通過教師的引導,學生有了很濃厚的興趣,并能自己進行不斷的研究和改進,為機器人項目的開展奠定了很好的基礎。
教師的決策角色
機器人活動的開展學生是主體,但針對中學生知識的局限性和實踐經驗的匱乏,在關鍵時刻教師還應充當好一個正確的決策角色,讓學生能夠在有限的時間內獲得最大的收獲和進步。
機器人足球項目起步的初期,學生用的是吸球裝置來控球,但是在實戰中發揮得不是很好。學生當時覺得吸球是一個新的技術比較感興趣,希望慢慢研究,但是所設計的機器人走的又是靈活機動的方向,這種結構的機器人是很難發揮吸球裝置的效果的。而且為了應對比賽,也沒有過多的時間和器材來同時推進兩種方案。因此我一邊鼓勵研究吸球裝置的學生繼續研究,一邊同時提出用沖撞的理念來設計機器人。這樣學生分成了兩個組,兩天以后看效果。經過兩天的嘗試,最終用吸球裝置的學生還是轉變了觀念,改為用沖撞方式。我馬上讓他們仔細觀摩機器人足球的實況錄像,激勵他 們從這個方向去努力,學生很快就將沖撞機器人設計出來了。
在某些關鍵時刻,學生由于受到各方面的局限,可能會有一些不恰當的想法和方向,此時,教師的決策角色是很重要的,可以保證學生更高效地用有限的時間來開展活動。
教師的服務角色
讓學生制作機器人并參加比賽,只是一種手段,目的是為了發展他們各方面的能力,而能力的發展離不開活動中學生的親自動手和積極思考。同時,機器人比賽是學生的比賽,只有親手去設計制作,才會完全了解它的特性,調試時得心應手,出現故障時也能很快找到原因。因此,機器人興趣小組必須采用以學生為中心的活動方式。無論是機器人搭建、程序設計,還是機器人調試,都應該以學生為主,同時教師應該充當好服務的角色,成為學生的堅強后盾。
我要求學生有自己的想法和認識,并不斷地自我學習,當學生有了自己的設計思路時,必須要他們制訂出一個詳細的可行性報告,當老師認可了這個設計后,就要不遺余力地支持,充當好服務的角色。
當時,在解決足球機器人找球能力這個問題上,學生通過自己的研究和網上資料的查詢了解到澳大利亞新出了一種傳感器――飛眼,可以180°遠距離找球,當學生興奮而忐忑地說完了他們的思路之后,我立刻從西覓亞公司購買回飛眼,并交給學生去試用,不做任何干預,僅提供實時服務。飛眼裝上以后,情況并不如我們想象的那么好,它極不穩定。學生通過反復測試發現,主要是因為RCX(樂高機器人核心控制器)輸入端口的電壓值過低。當時我們為了增加動力和靈活性,將馬達的數量增加到了6個,因此在卡死的情況下,電機的負載達到了最大,此時的RCX能夠提供給飛眼的電壓值就遠遠低于它工作的正常范圍了。這個問題西覓亞的技術人員也無法解決。看著學生期待的目光,我咨詢了很多搞機器人的專家,又做了幾種嘗試,比如用12v的電壓供電,制作用繼電器控制的電路板來帶動馬達等,均以失敗告終。無奈我又與學生一起仔細研究飛眼的說明書,終于,一個新的思路提出來了,既然是電壓的問題,那為什么不考慮單獨給它供電呢?因為當時的飛眼是兩線的,與RCX的接口也是兩線的,而這兩根線,既要承擔RCX對飛眼的供電,同時還要承擔信號的讀入,這樣電壓就常常受累于機器人的負載,不能正常工作。如果將其改為三線就可以實現單獨供電。而據飛眼的說明書描述,飛眼是可以改為三線的。在分析了這個方案的可行性后,我馬上表示支持。同時我馬上通過網絡請西覓亞的工程師提供技術支持,又聯系了澳大利亞的技術人員尋求幫助,最終學生成功地將飛眼由兩線改成了三線,其中有一根線是公用的,另外兩根與公用線一起分別作為供電和反饋信號,反饋信號的當然還是接到RCX的輸入端口,供電的接口接哪里呢?難道為了飛眼單獨做一個電源嗎?通過分析,我提出了將接口接到RCX輸出端口上,這是一個非常大膽而有創意的想法,機器人的6個馬達分成了2組,并聯之后只用了2個端口,中間還有1個B端口沒有用到,既然只是供電,那我們將B端口一直輸出最大電壓就可以實現?。〗涍^安裝、測試,用程序監控飛眼值的變化,發現這個問題得到了有效的解決,成功的那一刻,學生和我都非常激動。
在機器人活動中,學生需要自主性的探究,但也需要強大的支持和服務,教師應該提高自身能力和素質,為學生服好務。
教師的組長角色
我將參加機器人活動的學生分成小組,并且常常強調學生的團隊精神、協作精神。我告訴他們,每個興趣小組是一個整體,一個人強不是強,組內每個同學都強才有力量,以此促使大家相互交流和幫助。而我也融入其中起到協調和一定的組織作用,成為一個隱形的組長。比如足球項目,一般都是兩個同學一組,我通常要求一人做進攻機器人,一人做防守機器人。要求學生在設計時以追求最大的默契度為目標。無論是比賽還是試驗都要求小組成員共同協作,密切交流磨合。同時兩個小組之間相互對抗和交流,最后共同分享成功的經驗。有時,盡管只有兩三個同學參加比賽,沒有比賽任務的同學一樣會來參加他們的賽前訓練,給參賽的同 學提建議、出點子。因為在他們眼里,參加比賽的同學代表的是我們學校整個團體的水平。
在備戰 “機器人世界杯”選拔賽的時候,因為時間非常緊,而飛眼的使用還不夠成熟,我們決定暫時放棄飛眼,還是用普通光敏來找球。學生的信心受到了不小的打擊,擔心可能要失敗,這時我并沒有讓學生停止學習的腳步,而是要求每個小組在解決光敏問題的同時對機器人的底盤進行重新設計,加重了學生的任務。通過對小組的施壓,反而激發了小組間的斗志,小組與小組間也開始共同探討和協作,共同來解決問題,充分調動了所有成員的能力。很快小組新的改進方案就設計了出來:在機器人的前面放4個光敏,每邊2個,由于RCX的輸入端口只有3個,而給光敏的只剩下了2個(其中一個給了指南針),怎么辦呢?開始的時候我們用2個RCX來做,將一個作為指揮者,另一個作為執行者,2個之間通過通訊來控制,但是由于通訊的方式延遲太大,根本無法實際應用,因此很快就放棄了。后來我們將2個光敏并聯在一起,再接到RCX的輸入端口上,這樣輸入端口就剛好夠用了。有了這次高強度的體驗,學生不僅沒有被嚇倒,反而體會到了協作的力量。
有的時候,需要教師以隱形組長的角色參與其中,才能充分發揮小組的力量,并能充分了解每個同學的特點,從而最大限度地提升團隊的戰斗力!
教師的心理輔導師角色
機器人比賽主要是以學生為主體,教師為輔。無論是在比賽過程中還是在研究試驗過程中,教師除了對學生進行技術方面的引導外,更應該注重對學生的心理及應變能力等綜合方面進行培養,充當好稱職的心理輔導師的角色。
在我們的機器人活動剛起步的時候,無論是在平時的學習研究過程中,還是在各種各樣的實際比賽中,學生會不斷遇到挫折和許多未知的情況,并不是所有的問題老師都能包辦,都能處理。老師越少包辦、越少處理反而越好。強調學生的應變能力,獨立自主地處理突發事件,提高學生挫敗的承受力才是老師最應該做的事情,我想這也應該是我們組織機器人比賽的一個初衷――培養和提高學生自身的綜合素質。但是,適當適時地鼓勵和開導也是非常必要的,通過鼓勵堅定學生的信心,通過開導舒緩學生的壓力,讓學生既不盲目自大,也不過分自卑,為學生創造一個良好的心理環境。這也是為什么學生在實驗中經歷了一次又一次的失敗后還能夠堅定自己的想法,堅持下去的一個關鍵因素。
第一次參加機器人足球正式比賽的時候,我們一路過關斬將,順利打入了決賽。但在決賽中,由于對手的機器人力量過大,我們的機器人的程序被猛烈的沖擊撞掉了,最終和冠軍擦肩而過。當時學生特別的遺憾和委屈,個別學生甚至有了放棄的想法,在這個時候我慢慢地開導學生,并且帶頭組織所有學生對我們機器人的結構進行全方位審視,尋找出自身的優點,增強學生信心,同時也鼓勵學生找出不足,讓學生客觀認識到我們輸掉比賽的原因。通過這樣的開導,學生的挫敗心理得到了緩解,同時也激發了他們繼續努力的決心,馬上就有學生想出了新的方案。經過多次改進,新的結構可以有效防止高強度的撞擊。我們還改進了找球程序,使普通光敏也可以找全場了;改進了防卡死的功能,終于在當年的中國青少年機器人競賽(重慶賽區)聯賽中囊括了中學足球“二對二”的冠亞軍。而在這場比賽中學生充分體現了臨場應變的能力,比起過去成熟了很多,這與平時的獨立訓練是分不開的,更和學生心理素質的提高有很大的關系。
――艾薩克?阿西莫夫《我,機器人》
上篇
我沒能親眼看見正電子腦是個什么樣子。
這不太公平。用了一個月的時間調集資金,寫了幾十頁的可行性報告,想方設法瞞住京城里的其他競爭對手,撤了不知多少謊?,F在項目啟動了,主角上場了,我卻只看到它拆下來的包裝。
十臺美國產的K型正電子腦,價值連城,正在裝配線上與十個機器軀殼合體。洋河董事長親自上陣,連他本人一共十個裝配崗位。我們這些下屬都給轟了出來。車間三步一崗,五步一哨,全是保險公司派的人。正電子腦的包裝是個低溫液氮容器,外面配一個八十小時時效的脈沖電池。殼上貼著水晶銘牌,其中有些文字讓我咋舌不止。那蓄電池儲蓄的能量夠讓一輛電力汽車跑到國境外去。而K型正電子腦呢,有100億個單電子元件。這已經跟人腦神經元的數量差不多了。
人群已經散去,我還在門口等待。忽然想起董事長當初說的話,那是他跟我在電話上的一場爭吵,我給錄了下來:
“這不是電子雞!你怎么會叫它們電子雞?我只是要求美國機器人公司提供一批尚未輸入信息的正電子腦,里頭只有機器人三定律和基本的語言、思維功能,我們可以把它們叫做‘嬰兒機器人’。然后我們慢慢訓練它們,一點兒一點地喂。等它們成熟了,嘿嘿,那將是個奇跡!你怎么不明白?平時挺聰明的姑娘一到這時簡直笨得要命!你看著我,哦,洋河董事長,33歲的純種中國人,典型的大男子主義者,抽煙喝酒,缺乏教養,一流的工程技師,又大又圓的一個混蛋。這是你眼中的洋河,對吧?全是細節。其實呢?洋河是個人,是個高級生物個體。生物呢?是自動復制的機器,是物質組合的高級形式,懂了沒有?
人是一種高級機器。那么高級機器呢?某種高級機器會不會也可以……不不不這可不是詭辯,我強調‘高級’二字。老天爺,我自己攪糊涂了,這跟什么人口問題一點兒關系都沒有。好好,我現在不跟你爭,等我做出來再說,行不行?我現在去跟門檻爭!”
我靜悄悄地站在那兒笑了。董事長是這種人:他思維清晰的時候有意思,思維亂套的時候更有意思。
車間大門咣的一聲打開,洋河一身油污地走了出來,手里端了杯水。
“你還在這兒?回家去。這兒得到半夜才能完事?!?/p>
“好吧?!?/p>
“明天直接到實驗室去?!?/p>
“好的?!?/p>
“就你一個?!?/p>
“行?!?/p>
我轉身走開,洋河叫住我。
“你也不問問里面究竟怎么樣?”
“明天我就會看見的。”
他樂了。
“瞧我,”他說,“總以為漂亮女孩都是沉不住氣的家伙。”
“好吧,”我說,“里面是怎么回事?”
他正在喝水,給嗆著了。我在他的咳嗽聲中走出公司大門。
第二天我遲到了幾分鐘,洋河已經開始了。在實驗室里坐定我才發現,給正電子腦配的只是“家庭保姆”型機器人身軀。唯一不同的是這幫機器人穿著人類的外衣,五顏六色,在房間中央站成一排。它們已經充電,光電眼睛亮閃閃地看著我們。洋河在刷刷地翻他的小筆記本,對我的遲到一聲不吭,只抬腳踢了把椅子過來讓我坐。然后他合上本子,清清嗓子走到機器人面前。
“我要你們跟我學一個面部動作,”他對機器人說,
“當你們大腦中各分區的電勢處于完全均衡狀態,或人們對你們的工作表示贊揚和感謝時,你們就做這個動作。”
于是他笑了。三秒鐘后,十個機器人同時咧開嘴也笑了。它們的面部控制遠不如人類復雜,結果就成了一種非常簡化的笑容。但那是洋河式的笑容,關鍵的特征都有――包括嘴咧開的角度,鼻子如何上翹等等。過了一會兒洋河止住了笑,表情嚴肅,五秒鐘后十個機器人同時繃著臉。我受不了這種滑稽的景象,就捂住肚子扶著桌子腿兒,把眼淚也笑了出來。洋河只是不耐煩地看了我一眼。
“這個動作的名稱叫笑?!钡任艺酒饋?,洋河繼續給機器人上課,“下面是另一個面部動作,當你腦中的電勢極不均衡,某件事情迫使你臨時增大能耗進行復雜的計算和權衡時,或者人類對你的工作表示不滿意時,你就做這個動作。”他皺眉,拉長了臉,“這叫焦慮。”
這一回我沒有笑,因為我發現有點不對勁。實驗結束后我對董事長表達了自己的意見。
“這樣不行。你只是教給它們兩個死板的動作,它們依然毫無個性。這沒有意義。”
他樂呵呵地看著我:“真的?你注意到沒有,中間兩個機器人笑時嘴咧得最大,靠邊的就稍微小一些。這是因為它們站成一排看我,視線的角度有細微差別所致。你當時蹲在地上呢……它們的知識儲備是個空白,只能后天學習,這就從根本上杜絕了缺乏個性的可能。懂嗎?它們不可能完全相同,越到后來差別越大,看著吧,它們很快就會有鮮明的自我意識,我會讓它們成為這個樣子,我保證!”
他就這么開始干了。隨著時間的推移,大量知識被灌入機器人的腦袋。教師班子非常雜――有他自己,有公司的技術人員,還有一部大型的集成光路計算機,最后又有一個日本“和氣道”高手加入進來。正電子腦發揮出相當厲害的潛力,許多過去誰也不敢嘗試的概念被輸入,多次造成局部故障,經過它們自己的調整又恢復正常。有一次洋河在我的建議下給了它們一次猛烈的沖擊,十個機器人中有九個發生短路,但有一個保持了僵直的站立姿態和焦慮的表情。我們等待了九個小時它才計算完畢并作出反應。當時是提出這么一個問題要它們回答:“武術是一種人與人搏斗時才需要的技能。第一定律規定你們不能傷害人,那你們學了這種技術有沒有使用價值?”
那個機器人第二天早晨才回答:“有。但只有在極端的狀況下?!?/p>
“是不是某個人壞透了頂你就動手?”我笑著問,看看能不能誤導它。
“不,不是。我沒有資格和能力評價人的好壞,那是非常復雜的。”
“好吧,請你自己舉個例子。”
“比如制止兩個正在互相傷害的人,或者,某個人企圖自殺。但是后者需要有人給我下命令,這樣第一定律的后半部分加上第二定律可以造成更強大的電勢,幫助我及時采取行動挽救他的生命?!?/p>
“如果沒有人下命令呢?注意,這個問題可以不回答?!毖蠛有⌒囊硪淼匕l問。
百年星艦計劃的流產
早在2004年1月14日,時任美國總統布什就曾提出最早于201 5年派人重返月球、2030年后派人登陸火星的計劃。NASA隨即開始了相關研究工作,并準備把未來的載人登月飛船獵戶座加以改進,使其成為載人登陸火星的航天器,打算在2031年實現載人登陸火星。奧巴馬上臺后,經組織專家調研論證,于2010年2月1日修改了這一計劃,放棄了派人重返月球的安排,改為直接派人先登陸小行星后登陸火星,而登陸火星的時間仍然定在本世紀30年代。
2010年10月28日媒體報道,NASA正在籌劃百年星艦計劃,準備用載人航天器將4名航天員送上火星度過余生。此舉驚人之處就在于與此前計劃不同,打算讓登上火星的航天員有去無回,永久駐守在那兒。作為NASA主要太空研究機構的艾姆斯研究中心承擔了這項計劃的研發工作。該中心主任皮特沃登表示,目前NASA已提供了10萬美元的經費,他們也籌集到了100萬美元的資金。他說:“我們也希望吸引億萬富翁加入,成立一個百年星艦基金?!蔽值窃c谷歌創建人之一的拉里’佩奇商討此事,得到的回答是:“能否讓費用降至10億至20億美元?”看來尋找富人贊助,不會一蹴而就。另外,沃登示意,百年星艦的首站目標應該是火星的衛星火衛一和火衛二。在那里,航天員可以使用機器人對火星進行大量的勘察工作,然后選擇適當時機再登陸火星。其實,在本世紀初,NASA就曾提出過包括利用火星兩個天然衛星做登陸火星中轉站的多種可行性報告,百年星艦計劃不過是沿用了這一研究成果。沃登希望2030年前后,人類能以100億美元的代價,送首批航天員移民這兩顆星球。顯而易見,籌劃中的百年星艦計劃雖然未曾提到小行星,卻以火星衛星作為登陸火星的中途站。
當時美國《宇宙學期刊》載文說,在目前的載人航天活動中,將航天員安全送回地球的費用占據了絕大部分資金,建造百年星艦不僅可以節省經費,而且將是人類邁出宇宙移民的第一步。美國科學家德克·舒爾策-馬庫奇和保羅·戴維斯發表文章認為,出于科學和政治上的考慮,人類都應該登陸火星。為了完成這項任務,不僅需要更加密切的國際合作,而且需要探索精神和冒險精神。他們強調說,單程登陸火星載人任務的第一步是在火星上建立一個人類能夠長期居住的駐地。剛開始,會從地球陸續發送一些生活補給物資供生活在火星上的航天員使用,但是航天員最終將能夠在火星上自給自足。有專家刊文稱,人類移民其他星球后,應首先開展機器人探索,建立小型核反應堆并儲備可供航天員使用兩年的物資,同時還必須提供可開展農業耕作的必需物品。
沃登說:“人類太空計劃現在已把定居其他星球作為了目標。”他還樂觀地表示:“幾年后我們就會看到第一艘能在星球之間往返的真正的星際飛船樣品了。”他認為,宇宙移民旅途漫長,需要減輕飛船推進系統重量,新型推進系統中的一個方案是微波熱推進系統,用激光發射器或微波發射器通過光波給推進器傳輸動力。
對立志獻身并最終登陸火星的航天員來說,實現身負的目標將要度過非常艱苦的歲月。因為那里的生存條件極差,其中包括極寒的氣溫和稀薄的空氣。有鑒于此,沃登建議,諸如合成和人類基因改造等新技術都應當在該項太空任務之前進行。理由是,讓人類適應一個新的星球環境比改變該星球來適應人類要容易得多。合成生物學或許可以做到這一點。他說:“在另一個世界人類如何生存?我目前還沒有一點主意。不過,將火星改造成另一個地球,倒不如改變人類生理結構以適應火星。”
向火星發射航天器可選用多種飛行路線。為了節省能量,通常采用外切于地球公轉軌道、內切于火星公轉軌道的霍曼軌道。航天器沿該軌道飛行所需速度最小,從地球奔馳到火星需用時259天。由于太陽、地球、火星處于同一條直線的間隔時間即會合周期為780天,故而每26個月才有一次沿霍曼軌道發射航天器的發射窗口。當然,向火星發射載人飛船或貨運飛船并不是非要沿著霍曼軌道飛行,只要有足夠的發射和推進動力,也可選擇相對較短的路徑前往,以便更快地到達目的地。為此,在改進現有的化學燃料火箭推進技術的同日寸,還需要發展其他類型的推進技術。美國退休航天員富蘭克林·張·迪亞茲就正在研發等離子體火箭。根據他的設想,可利用核反應堆將氫變為200萬攝氏度的等離子體,然后用磁場控制高溫等離子體從火箭尾部噴出,從而產生反作用推力。他推算的結果是,裝有等離子體火箭的飛船速度可達每秒55千米,從地球到火星只需要飛行39天。富蘭克林于2005年創立的艾德阿斯特火箭公司目前正在加速研制這種全名為“可變比沖磁等離子體火箭”。一旦這種推進裝置研制成功并被證明使用可靠,無疑對百年星艦計劃的實現是一個巨大的推動。
2020年能親吻小行星嗎?
值得關注的是,近地小行星中有的軌道與地球軌道交叉,存在撞上地球的概率,有的軌道離地球軌道很近,也可能被地球引力捕獲而招來麻煩。2010年7月29日,數名科學家指出,1999RQ36小行星最有可能于2182年9月24日撞擊地球。這顆直徑為560米的小行星撞擊地球的概率盡管僅為1/1800,但已引起了科學家的關注。據美國科學家邁克爾-德拉克稱:“1999RQ36小行星確是最容易登陸的目標,不過這同樣意味著,它很容易撞上我們。”美國行星學家克拉克。查普曼說,這個尺寸意味著一旦它撞上地球,就相當于數百枚大核彈同時爆炸,即使不會毀滅地球所有文明,也將造成大規模的破壞及物種滅絕。NASA為此提出了應對計劃OSI RlS-REx,將于2016年發射名為“奧西里斯-雷克斯”的機器人飛船,用3年左右的時間飛抵1999RQ36小行星,對其表面進行測繪,并登陸采集樣本后返回地球,以深化人類對它的形狀和組成的認識。有專家稱,任何試圖將1999RQ36小行星轉向以拯救地球的措施,必須提早100年開始行動才有成功的機會。這也就是說,為迎戰1999RQ36d、行星采取的系列舉措最遲也得于2082年付諸實施。天文學家認為,對1999R Q36小行星運動軌跡施加影響的最佳時機是在2060年至2080年期間。據介紹,要想降低該天體與地球發生碰撞的幾率,就必須使其偏離目前的運行軌道。計算顯示,在2080年前進行干預,僅需使其軌道偏離1千米。而在此之后,則須使其軌道偏離數十千米才能達到相同的效果。
其實,讓機器人飛船就近探測、登陸采樣1999RQ36小行星,并最終返回地球,也是為美國實施派人先登陸小行星后登陸火星作準備的。
為了實現先載人登陸小行星后登陸火星的目標,NASA正在籌劃2025年前發射獵戶座飛船載人登陸小行星。飛船的制造商洛克希德-馬丁公司已經拿出一項派遣兩位航天員持續半年時間探索小行星的代號為“移民石”的計劃。獵戶座原本是為運送航天員重返月球而設計的,在美國擱置登月計劃后,它被當作國際空間站的救生船繼續研制,現已具備登陸小行星所需的絕大多數要求。派遣載人航天器造訪小行星,將是美國登陸火星任務的一項寶貴技術測試及演習。航天員成功著陸小行星,可以直接了解其實際情況,幫助科學家們加深對該類天體的認識,并為登陸火星進行探路和儲備技術。登陸小行星的成功經驗,也是對登陸火星方案實施的可行性的有效驗證。
根據美國總統奧巴馬2010年宣布的要在2020年至2025年派遣航天員訪問小行星的計劃,為了避免攜帶太多的生活用品,載人飛船往返飛行時間不超過6個月,同時為了地面天文望遠鏡能夠觀看到小行星,星體直徑不能小于50米。據此只有2009QS5、1999AQ10、2003SM84三顆小行星符合條件,但NASA目前還沒有最終決定登陸哪顆小行星。這三顆小行星直徑僅為50米~100米,幾乎沒有重力,且快速自轉,還會產生離心力,給飛船登陸其表面和航天員出艙行走都造成很大困難。為了解決這些難題,NASA對獵戶座飛船和航天員將采取一些特殊的措施。顯而易見,讓飛船載人登陸小行星要比登月艱難得多。將來航天員登陸小行星成功,在表明載人航天技術又邁上一個新臺階的同時,還為載人訪問火星積累了經驗。這也是美國政府決心暫時放棄載人重返月球計劃的主要原因。也有消息說,NASA透露,地球周圍已知小行星數目為7000個左右,但飛船能在2025年到達的小行星只有六個。NASA能夠預計的最早抵達時間是2020年,目前確定的目標是長約60米的2009QS5小行星。
小行星空間站建造難點
拉格朗日點是圓型限制性三體問題中存在的五個秤動點的總稱。它包括三個共線點和兩個等邊三角形頂點,被簡稱為L1、L2、L3、L4、L5點。在兩大天體引力作用下,拉格朗日點是能使小物體穩定的點,小物體相對于兩大天體基本保持靜止。這是因為太空中兩大天體在此處的引力相等,使小物體處于引力平衡狀態;或者是太空中兩大天體的引力的合拉力在此處與離心力平衡,故而航天器能在那里停泊,可與兩大天體的相對位置保持不變。在航天界通常將拉格朗日點稱為平動點。對地球和月球兩個天體來說,L1點處在地一月連線上,位于它們之間;L2點也在地-月連線上,位于月球外側;L3點亦在地-月連線上,位于地球的外側;L4點在以地一月連線為底線的等邊三角形的第三個頂點上,且在月球圍繞地球運行軌道的前方;L5點也在以地一月連線為底線的等邊三角形的第三個頂點上,但在月球圍繞地球運行軌道的后方。對發射航天器進行空間探測來說,這些點的位置各有用處,尤以L1點和L2點更為顯著。L1點和L2點分別位于月球的兩旁,距離月球同為6.5萬千米。由于月球距離地球的平均值為38.44萬千米,故而向L1點發射航天器要比向月球發射航天器近16.9%的距離,向L2點發射航天器要比向月球發射航天器遠16.9%的距離。
現在NASA提出的打算捕捉一枚500噸重的小行星將其變成航天員前往火星途中的空間站的設想,是利用近地小行星位置優勢的一種新的考慮。
NASA和加州理工學院科學家撰寫的可行性報告闡述了他們將如何捕捉小行星:在一枚老式“宇宙神V型”火箭上加裝一個“小行星捕捉艙”,將小行星引向地球和月球之間。一旦靠近,這個小行星艙將釋放出一個直徑為50英尺(約15.24米)的袋子,利用束帶包裹住這塊旋轉著的大石頭。隨后,用袋子攜帶的助推器產生的推力使其停止旋轉,并設法把它拖運到地-月系統的L1點穩定下來,再將其建設成為可以住人的空間站。航天員將以這里為固定基地乘坐載人飛船前往火星、火星的衛星或其他小行星。
不言而喻,要將捕捉到的小行星建成空間站,猶如蓋房子,它僅是一塊地基,需要多次向它發射載人飛船和貨運飛船,航天員必須多次進行太空行走與操作,充分利用它的體積和結構特征,安裝和構建必不可少的居人和存貨以及科學實驗艙段,包括生命支持系統、必要的科學儀器、操作工具、通訊設備和姿態控制火箭等,還要裝置航天器空間交會對接機構。在此過程中,仍需解決一些意想不到的技術難題。不難想象,載人到地一月系統的L1點開展航天活動要比到L2點相對容易些。
這項計劃的可行性來源于三個重要動向:一是有能力發現數量充足且體積夠小的近地小行星以供捕捉和重新定位并確定其特性。二是有能力提供功率夠強的太陽能電力推進系統來運輸被捕獲的小行星。利用太陽能推進至少有三種方式:第一種是在被捕獲的小行星上安裝高效太陽能電池板陣列,不斷地提供電力,能夠啟動電火箭連續工作,將其推移到地一月之間的L1點;第二種是在被捕獲的小行星上安裝攜有拋物面反射鏡聚焦的利用太陽能直接加熱工作介質產生動力的太陽加熱式火箭發動機,同樣達到上述目的;第三種是在被捕獲的小行星上安裝太陽帆推進系統,用其產生的推力改變小行星運行軌道,并將它移動到L1點。其中對于第一種方式,NASA已有這方面的技術基礎,并委托鮑爾航空航天技術公司等五家公司繼續進行研發太陽能電力推進系統。三是人類按預定方案在21世紀20年代進駐月球與地球之間的太空,從而能夠對重新定位的小行星進行探索與利用。
關鍵詞 投資項目 財務管理 對策建議
在復雜多變的宏觀環境下,企業通過投資為股東或其他利益相關者創造價值。發揮財務管理在整個投資過程中的重要作用,包括投資前經濟效益評價,投資過程中的財務控制和監督,以及投資退出階段的風險收益平衡,在合理的基礎上強化重大投資項目的財務管理具有非常重要的理論意義與實際意義。
一、強化投資項目財務管理的必要性
(一)為決策方案提供依據
投資決策前,從財務戰略目標出發評價投資方案的經濟效益,估計投資方案相關的現金流量,計算投資方案的各項價值指標,如凈現值、內含報酬率、現值指數等,有利于判斷投資方案在財務上的可行性,為高層決策機構篩選符合企業戰略目標的投資方案提供決策依據。
例如,某公司的投資項目涉及醫療健康、清潔技術、機器人和智能制造等高科技領域,投資成本高、周期長、風險大,財務人員必須充分參與投資項目的投資前調查,從成本、損益到現金流量等方面進行全面計算,對項目進行盈虧平衡分析、稅前稅后凈現值計算以及項目盈利能力靜態指標的計算與分析,對投資項目進行基本的財務評價,在投資項目的可行性報告中出具財務審核意見。
(二)有利于投資后財務監督與服務
項目投資后財務管理是投資的一個非常重要的環節,關系到投資增值的核心。投資后財務管理有利于投資公司通過產權關系對投資項目的重大經營活動進行控制、監督和服務,引導被投資企業的經營發展目標與投資公司的整體發展目標一致。
例如,投資項目的投資對象一般為具有增長潛力的創新型中小企業,財務管理制度不健全,內部管理不規范,投資公司財務人員要從“投資”到“管控”, 從“被動”到“主動”,幫助被投資企業建立健全財務制度,規范內部流程,從“內部規范”到“外部整合”,實現投資企業價值增長,達到合作共贏。
(三)優選投資項目退出點
投資成功與否的關鍵評判指標是投資效益和資本增值,強化項目財務管理有助于量化項目盈利能力。一方面強化項目財務管理能夠及時匯總最新財務數據,通過投資報酬率、平均凈資產報酬率等盈利指標的計算,為高層決策者選擇理想的投資退出點提供財務依據;另一方面從企業整體戰略出發,強化項目退出階段財務管理也是確保企業現金流量平衡的關鍵,通過規劃回籠資金,順利進入下一輪投資計劃,實現投資的良性循環和增值,進而優化投資結構,控制投資總量,從而優化企業整體財務狀況。
二、投資項目財務管理存在的問題
(一)投資收益和風險的評估缺乏財務可行性
投資前需要系統地判斷投資收益和風險,對投資項目進行盡職調查和各種評審,防止盲目投資或者投資規模不當,造成承受過高的投資風險。投資經理往往缺乏系統的財務管理知識,財務人員前期參與深度不夠,難以對以下關鍵的盡職調查要素進行評估:投資項目財務制度健全性,財務指標預測(投資項目規模指標、盈利指標、財務健康指標等),對外融資需求,稅務風險,股權分配等。
(二)投資項目內控不完善,財務管理任務艱巨
股權投資的過程中,投資企業與被投資項目相互保持獨立性,投資企業不直接干預被投資項目的生產經營和日常管理,投資項目財務管理難度較大。
財務制度的不健全性、缺乏規范化標準化的財務信息管理體系,財務人員的綜合素質不高,不利于建立健全投資項目的內部控制及有效運行,不利于投資的安全運作和管理,不利于投資項目運作風險的有效防范和控制。
(三)財務管理滯后,投資收益平衡點難以把握
投資項目只有做到有進有退,才能回籠資金抓住新的投資機會,而投資項目財務數據庫建設滯后,財務基礎數據不健全,無法定期更新被投資企業的靜態、動態財務狀況,難以掌握被投資項目的發展趨勢及風險預警,信息的不對稱造成錯失投資退出最佳時機,使投資收益受損。
(四)投資項目財務預算管理存在困境
財務預算管理是針對投資目標采取的管理和控制的手段,可以有效控制風險、平衡資源。
被投資企業對預算管理認識不足,預算目標執行力度不到位,預算管理得不到有效開展,嚴重影響投資項目財務預算目標的實現。例如,被投資企業未站在戰略高度重視全面預算管理,不利于增加股東價值等戰略目標的實現;被投資企業往往認為全面預算管理耗時費力,未安排專業的人員對預算執行情況進行定期和不定期的監督,不利于及時采取風險防范措施;預算編制方法不合理,主觀性強,全面預算管理的編制缺乏科學性,不利于被投資企業的預算差異分析,降低了投資企業對被投資企業的管理效率和效果。
(五)財務人員缺乏投資后增值服務理念
投資公司除了投給企業資金還要輸出增值服務,被投資企業財務管理能力薄弱,關聯交易多,缺乏資本市場的運作經驗,需要專業化的財務服務和融資平臺的支持,而投資企業的財務管理人員缺乏投資增值服務的理念,無法提供良好的財務增值服務。
三、加強投資項目財務管理的對策建議
(一)完善被投資企業公司治理和組織架構
投資企業應在具有最高決策權的機構爭取一席之位,致力于健全公司治理制度,完善公司治理結構,使股東會、董事會、監事會和管理層能達到獨立運作、有效制衡、相互合作、協調運轉,并建立合理的激勵、約束機制,達到科學、高效地決策、執行和監督。例如,通過董事會或股東會決議對符合企業戰略發展目標的公司章程和基本規章制度進行表決;董事會或股東會對被投資企業的“三重一大”事項(即重大問題決策、重要干部任免、重大項目投資決策、大額資金使用)行使表決權,確保投資項目內部控制的建立健全及有效運行;充分發揮監事會對投資項目的財務、內部控制、風險管理等的監督作用,對重大事務發表客觀、公正的意見,從而達到優化公司治理和完善監督機制的作用,以實現公司及股東權益的最大化。
(二)推行投資項目全面預算管理
全面預算管理有利于被投資企業明確經營中的問題和風險,有利于投資企業監控投資項目的目標實現程度。
投資企業應對投資項目采取全面預算管理,要求被投資企業編制年度預算,細化投資目標,制定相應的財務指標和考核體系,形成年度經營目標,而年度經營目標必須經董事會、股東會決議通過。投資企業財務人員通過獲取被投資企業相關財務指標的執行狀況、預算分析,宏觀分析投資項目的財務狀況和經營成果,為進一步優化資源配置和實施戰略目標提供有力支持。
(三)實行財務總監委派制度
委派專職的財務總監加強對被投資企業的財務管理和會計進行監督,保障投資資金使用的合理性、合法性和安全性;對被投資企業投資、融資、擔保、抵押等重大財務活動進行監督,對存在的重大問題提出整改建議;做好項目投后財務分析報表,建立并完善投資項目財務數據庫,定期匯報投資項目的財務狀況,履行財務監督職能。
(四)提供良好的財務增值服務
增值服務日益成為投資企業的核心競爭力,財務管理人員應建立“資金+管理+服務”的財務增值服務模式,協助被投資企業投資理財,規避風險,提高收益,如利用自身金融網絡及良好信譽,協助被投資企業再融資,吸引新投資伙伴,協助企業以提供擔保形式向銀行貸款,協助企業進行重組、并購以及制定上市計劃等,從而實現投資項目的順利退出。
(五)加強投資項目財務管理團隊建設
高素質且管理得當的財務管理團隊是影響投資的重要因素,投資項目的財務管理人員既要具備扎實的專業知識,又要有豐富的實踐經驗和高度的風險意識。
首先,財務管理人員要建立健全投資的財務分析制度,對投資項目的宏觀和微觀環境進行完整、有效的分析和考察,為高層決策者做出客觀、科學、具有前瞻性的投資決策提供依據。其次,在投后管理階段,財務人員應運用專業知識控制投資成本和運營成本,監督投資項目的安全有效運行,防控投資項目的主要風險點。最后,投資退出、分配收益階段,財務管理人員需要具備公司戰略、經營管理、財務金融等多方面的綜合專業知識,在相關投資、融資過程中解決一系列實際操作問題,確保投資收益實現預期目標。
四、結語
財務管理貫穿投資項目立項、實施和退出的全過程,對有效規范投資項目的內部管理和科學監督投資項目經營發展起著非常重要的作用,投資企業應充分重視投資項目的財務管理,提高財務管理的質量,達到投資風險和收益的平衡,實現投資企業和被投資企業的合作共贏。
(作者單位為常州市鴻泰科技小額貸款有限公司)
參考文獻
[1] 財政部會計資格評價中心.高級會計實務[M]. 2016.
[2] 王文欣.基于投資型企業對投資項目財務管理的研究[J].財會研究,2015.
[3] 周麗娜.淺談投資型企業對投資項目的財務管理[J].財會研究,2013.
關鍵詞:能本管理;創新;競爭力
中圖分類號:F27文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)33-0028-02
21世紀知識經濟時代的到來,給企業帶來了廣闊的發展空間,同時也提出了更嚴峻的挑戰。企業要保持穩步持續發展,并立于不敗之地,就必須牢固樹立科學發展觀,進行科技創新。但科技創新是通過管理來實現的。而管理在某種意義上說,是有待開發的重要資源。加強能本管理就是注重管理和科技兩種資源的開發和利用,使之相互協調、相互作用,成為進行科技創新、自主研發的原動力,提升企業的核心競爭力。
一、“能本管理”的提出及其內涵
隨著經濟的快速發展,人們對管理的認識也逐步深化,經歷了從“物本管理”、“人本管理”到“能本管理”的發展階段?!拔锉竟芾怼眱H把人視作工具和機器,通過嚴格的制度,以控制與約束來達到管理目標。這種管理雖具有定量化的特點,但忽視了人的主觀能動性。美國喬治?埃爾頓?梅奧通過霍桑試驗,發現生產效率與人的所處環境、心理因素、生活狀況有著密切關系。認識到企業的主、客體都是“人”,于是確立了“人”在管理過程中的主體地位和主導作用。企業管理便從“物本管理”上升到“人本管理”。但“人本管理”并沒有確立人的能力在主體性價值中的核心地位。隨著知識經濟時代的到來,人們逐步認識到人的知識的多與寡、素質的高與低,決定著科技創新高、精、尖的程度。人的能力成為生產的第一要素,于是便確立了以人的能力作為價值取向的基本準則與核心的“能本管理”新理念。著名資源管理專家戴夫?烏里爾克指出,“能本管理”是新管理哲學的基本點,即通過能本管理最大限度地釋放人的潛能,最大限度地發揮人的創造力。 由此可見,“能本管理”本質內涵就是以人的知識、智力、技能和實踐創新能力為內核,實現人的能力價值最大化,促進生產力高速有效發展,增加企業經濟效益。
二、優化“能本管理”系統,構建科技創新機制
“能本管理”是一個包括管理思維創新、管理行為改造和管理效果追求三大內容的復雜系統。為使系統達到和諧統一,就必須優化系統結構,將資源和生產要素進行重組、重置、重構,構建培能、用能、激能的創新機制。使系統更加協調、有序、高效,實現系統1+1>2的效果,使之發揮更大效能。
1.優化創新發展戰略。創新發展戰略是面向未來的宏觀規劃。企業為持續有效發展,必須從自身發展需要出發,提高企業的核心競爭力,立足當前,放眼長遠,洞察世界科技發展趨勢,以超前思維的預見性和前瞻性。根據國家產業政策和企業發展實際,按照“專業化、高科技、國際化”的原則要求。明確以市場為導向;以科技創新為先導;以培育新的經濟增長點為目標;以提高企業經濟效益為發展方向進行的整體籌劃。確立完善科技創新的定位、范疇和企業發展愿景。企業根據這一未來發展的宏圖藍本,進一步加強“能本管理”,有目的、有計劃地引導科技創新。通過科學預見、情景分析、技術預測、項目組合等方法,有針對性地對資源進行重置,對生產要素進行重組,強化科技成果轉化,確??萍紕撔氯蝿蘸湍繕说膶崿F。
2.優化科技創新人才體系。科技成果是集體智慧的結晶。企業進行科技創新,必須優化創新人才體系。在選人上:堅持“任人唯賢”、“唯才是舉”。企業要以多維的視角,廣泛挖掘各方面、各層次的人才資源。杜絕“任人唯親” 、“近親繁殖”、“官位優先”等腐敗現象;打破身份界限、特權門第、因人設崗、人情關系等舊習陋俗的干擾。在用人上:堅持以能為本,“求才不嫌多,育才不惜金”;注重培養復合型人才,做到“各盡其能、各盡其才、各盡其用”;優化人才結構,謀求人才的科學配置,優勢互補;實行責權利相稱,薪酬支付相對應的獎懲激勵政策,形成“重能力、講貢獻、論業績”的用人長效機制,為人才的脫穎而出創造有利條件。在考績上:堅持“用人不求全,失誤不追究”的原則。對確有能力,偶然失誤者不要求全責備,要因勢利導。要鼓勵他們善于嘗試,敢于做第一個吃螃蟹的人,并把教訓變成經驗;鞭策他們要善于鉆研,增加知識積累。只有這樣,才能培養出一流人才,掌握一流技術,開發一流產品,造就出一流水平的企業。
3.優化科技創新文化環境。人力資源管理專家戴夫?烏里爾克曾提出“能本管理”一個代表性公式:“人力資源=能力水平×投入程度”。這就是說,投入程度對于開發人力資源起著決定性的作用。但這種“投入程度”與創新文化氛圍密切相關。環境影響到人的行為鏈的每一個環節。這正所謂“人能改造環境,環境也能改造人。”文化建設其實質就是培育員工一種奮發向上,銳意進取,忘我拼搏的企業精神。它是一個企業群體自覺形成的思維方式、道德觀念、價值取向、行為準則、為核心構筑起來的基本理念,是企業文化的外在表現形式。它所形成的強大凝聚力和原動力,能有效地推動企業健康發展。在當今的市場經濟環境中,這種企業文化已成為企業自身發展的核心競爭力之一。所以,要實施科技創新,就必須努力營造一種濃重的創新文化氛圍,充分發揮人的創造潛能,增加科研人員對科技創新的“投入程度”,全身心地為實現企業創新目標而努力。
三、強化“能本管理”功能,構筑科技創新平臺
一位世界著名企業家曾斷言“企業不創新,就意味著死亡”。因此,企業要創新,就必須強化“能本管理”的功能,構筑科技創新的平臺,充分發揮人的主觀能動性,掌握前沿科學理論和技術,占據科技創新的制高點。
1.成立科技創新機構。根據一些先進國家的經驗,企業要進行科技創新,必須成立相應的創新機構。如日本大企業幾乎都設有自己的研發機構。韓國政府從20世紀80年代起,就大力鼓勵和支持企業開展研發活動,使企業研究所由原來的幾十家猛增至數千家。這些科技創新機構,根據世界科技發展趨勢和本國實際,明確科研發展方向和科技攻關重點。如:美國重點加強對信息技術、納米技術、航天技術的突破;德國明確把生命科學和生物技術列為21世紀最重要的創新領域;韓國把科技開發重點放在發展智能機器人、新一代半導體和未來型汽車等十大高技術產業上;印度確定將微電子、超大型計算機和計算機軟件等作為科技發展的重點。中國企業要實施科技創新,也必須成立相應的機構。根據世界創新發展趨勢和企業實際,制定符合本企業實際的科技發展戰略;加強統籌謀劃與宏觀管理,引導企業短、中、長計劃的實施;對重點領域和制約項目的“瓶頸”技術實施重點突破。根據創新需要,進一步整合科技資源、產業資源,推動各種創新要素的組合。適時推廣世界先進技術,交流經驗,培訓科技人員,及時對科技創新所遇到的技術難點進行指導和集體攻關,以確??萍紕撔氯蝿蘸湍繕说膶崿F。
2.健全科技創新管理制度。“科技創新管理制度”不同于一般的行政管理制度。它是服務于、輔助于創新任務實現的管理制度;是科技創新運行程序和管理同時進行、同時運作的一種制度。因為,管理和創新運行程序有著密切的聯系,二者互相制約,互為表里、互為補充、互為條件、互為因果。在其實施過程又具有其運行的統一性。也就是說運行程序中有管理;管理過程中有程序。如,科技項目的開發管理中就包括:項目開發可行性報告程序、技術開發程序、樣品試產作業程序、新產品驗收評審程序、新產品投入市場程序等。如在創新運行程序中,就有項目開發管理、項目用材管理、項目流程管理、產品生產工藝管理、風險管理、環保管理、安全保密管理等。所以,健全科技創新管理制度,是管理與創新運行程序的結合;是思維創新、技術創新、組織創新的組合;是將企業管理的生產方式、經營方式、資源配備、生產要素的有機集合。在生產運行中實現管理和創新程序的和諧統一,使其具體運作更加科學化、精細化、程序化、規范化和制度化。
3.運用先進理論和方法科技攻關。前蘇聯發明家根里奇?阿奇舒勒對世界20萬個發明專利進行深入研究,創立了“TRIZ理論”。后經半個多世紀的實踐,現已發展形成“WOIS理論”、“PI理論”、“MIS”等理論集成,成為引領世界科技研發的一套成熟理論和方法體系。如,中國航天科技集團、核動力研究所以及某飛機研究所引進此體系,分別在“鋯點火藥”、耐高溫高壓絕緣材料、“拖曳式誘餌結構設計”方面取得了關鍵性突破;中興通訊公司曾一舉攻克了21個技術難題,6個項目申請了專利。
除這些先進理論集成外,世代中外科學家還創立了300多種“創新技法”,并取得創世紀的創造發明。如電子之父、電磁學奠基人英國法拉第和美國的愛迪生運用“逆向異想法” 分別發明了直流發電機和留聲機;發明家貝爾和莫爾斯運用“移植法”,分別發明了電話和電報。意大利物理學家費米利用“接近聯想法”,發現了“核能”;前蘇聯科學家運用“相似聯想法”,成功地發射了世界上第一顆人造地球通訊衛星。
著名學者阿瑞曾提出:“人的潛在的創造力是一個亟待開發的巨型能源”。 特別是隨著信息傳輸技術、多媒體技術和顯示技術的迅速發展,出現了信息化、數字化、網絡化的大趨勢,為科技創新提供了理論和方法支持。中國廣大科技人員一定能面向末來,搶占先機,自主創新,攻克具有科學前導的核心技術,為提高企業在世界上的競爭力作出應有的貢獻。
參考文獻:
[1]李群山,梁媛媛.企業管理的新發展[J].經營管理者,2005,(10).
摘 要:提出通過立足于教師實際項目構建的產品原型為起點,組織學生以團隊的方式完成從產品開發到維護的各個階段,結合市場服務的產學機制,引導學生成為學習的主體,從而培養出企業真正需要的應用型人才。
關鍵詞:計算機專業;產品原型;市場服務的培養模式
基金項目:重慶市教委(113014),地方高校計算機及其相關專業工程應用型人才培養模式研究與實踐(2009006);重慶理工大學校級項目(2009006),結合工程認證,創建新型的計算機專業教學體系。
作者簡介:范偉,男,副教授,研究方向為計算機應用與物聯網;黃賢英,女,教授,研究方向為計算機應用;徐世軍,男,教授,研究方向為嵌入式技術。
1 現實
應用型人才培養中有個普遍現象,即那些從一、二年級就進入機器人實驗室或者創新實驗室學習的學生,都可以在畢業時做到輕松就業,并且就業質量高;同時我們也發現畢業生在企業里實習的階段,是專業知識和動手能力迅速提升的階段。結合教學分析動手能力差的原因主要體現在以下幾點:
1) 重視理論知識的講解,忽視實際案例分析。學生難以將所學的大量理論知識靈活應用到實際工作中去,大量平淡枯燥的代碼迅速減弱學生的學習興趣,造成學生疲于應付,只是為了完成老師布置的任務。
2) 知識體系的連貫性(尤其是應用的連貫性)不強,使學生掌握的知識零零散散,完成的實踐性任務都是小的程序段,從而只見樹木不見森林,不清楚所學知識如何運用,忽視對學生分析和解決問題能力的培養。
3) 實踐課程的考核不夠科學,實驗素材脫離實際應用環境。
在教學上不容樂觀,而另一個重要的事實是,老師們為企業開發的軟件和產品(橫向項目)在教學上只是改成實踐教學中的一些小的題目,以產促學和以學促產均存在巨大的落差。
既然老師為目前企業和市場能提供IT服務和產品,未來學生也要求能為企業和市場開發產品,我們何
不通過直接引入市場服務的機制,沉淀和完善現有的產品,積極轉換產品原型為教學資源,讓學生提前進入基于“產品”的學習,結合“產品”的推廣,為學生創造更多的基于產品的服務市場的實踐機會,全面提升學生計算機應用能力。同時,也為老師完善了產品,有利于下一次的橫向項目的競爭和教學資源的優化。
2 改革思路
產品原型是改革思路的核心,采用老師服務企業的產品,原因是基本質量有保證,又滿足目前企業的實際需求,通過這樣的起點,當被抽象為產品原型和解決方案時,能被市場其他企業認同,有進一步推廣的可能。
這樣的產品原型轉化為教學資源,無疑能把老師、市場、學生有機聯系起來,當每一次被市場化的時候,就是一次教、學、研的良性循環。
通過針對計算機專業同學的創新試點,我們認為創新模式至少應該包括:
1) 整合現有的師資隊伍已經開發的產品項目,參考IT培訓機構的做法,完成多個“產品線”的教學案例的開發,開放教學資源的建設,鼓勵學生參與提問和問題的解答,鼓勵學生參與資源建設,用學生的視野補充和完善產品原型的教學。
2) 打破教學中以老師為中心的情況,從大三學生中選擇動手能力強的同學,老師重點培訓后,鼓勵低年級同學參加,讓學生帶學生,形成學習型團隊,熟悉“產品”使用的開發語言、工具和環境,按要求逐步提升,保證四年下來讓學生熟練掌握1~2種流行的編程語言和開發工具,完成對“產品原型”修改,拓寬實際教學的時間和空間。
3) 用市場的手段推動教學,將目前的產品原型提供和展示出來,專人負責低成本或者免費提供給中小企業使用,對于成為用戶的企業,進一步開發其需求,提供后續相應的低成本“定制”開發服務,在老師指導下主要由學生團隊完成。
4) 模擬IT公司管理的方法,讓學生在團隊中充滿成長的自豪感和成就感。學生擁有自豪感和成就感是團隊和教學有力的推進器。
2009年以來,我們不斷梳理現行的項目產品,同時也通過綜合課程設計,讓同學完成作業到作品,作品
到產品,產品到商品的市場轉換過程,從一個產品到多個產品,始終堅持面向市場,服務企業的思想,在專業多個方向下完成多個產品原型的改造[1]。與此同時,加強基于產品線的教學資源平臺的建設,在教學上,注意相應的階梯,一開始樹立學生的產品意識,讓學生的專業學習過程一開始就能結合實際的產品,從感性到理性,深入學習,完成對產品的開發過程,檢驗了各個專業知識點,具備了一定的開發體驗,同時對IT公司的運作及產品研發流程包括項目管理有一定的經驗。
3 具體措施
3.1 在專業方向上充實產品原型
以老師開發的產品為基礎,在計算機專業方向上完善和充實作品原型或產品原型。如表1所示,要求學生掌握和逐步完成產品開發。
表1 方向、產品原型對應情況
在教學中,老師可以不斷將市場服務的產品放進來,也可以將市場上流行的軟件通過學生,以綜合課程設計\畢業設計等過程逐步完善,創造性的讓同學完成作業到作品,作品到產品,產品到商品的市場轉換過程,沉淀為原型和教學資源。
比如,我們在XX單位財務監管平臺(WEB)項目中,教師將項目分層分塊,具體分解為財務預算模塊、網銀展示模塊、報銷管控模塊等,從技術上分為了二層開發模式、三層架構、以及Webservice,AJAX技術等,并將每個模塊中的功能分為具體的功能小模塊,可以以作業的方式讓學生可以完成和學習,并在學習之后可以完成相近的其他的模塊。
3.2 以市場服務為動力
無論什么樣的改革,市場都是持久和創新的保證。產品原型或作品原型僅僅是目前服務的起點。IT技術的日新月異,市場需求的瞬息萬變,教學資源的與時俱進,都必須采用市場推動的機制。通過積極將
產品原型與市場對接,無論是通過校企合作,同學或老師的宣傳,無論是免費提供或是低成本服務社會企業,目的都是讓老師――企業――學生聯系起來,企業使用了產品,就可以為學生提供了專業實習機會,未來就可以服務其進一步的需求,也提供了一個行業應用的窗口,也進一步得到新項目的機會,同學得到了多層次的實踐機會和開發鍛煉,也促進了溝通能力、研究能力、服務能力上提前與產業接觸,學習就是服務社會,就是服務企業、服務市場。
對于產品的企業用戶,采用了對應的服務模式,剛入門的學生負責基礎的培訓,到企業去體驗;較高層次的學生對應企業的問題解答,更高層次的學生們完成需求的采集分析,與老師完成可行性報告等等內容,進一步可以完成代碼編寫,產品設計完成、測試檢驗和培訓等工作[2]。
比如,上述的XX單位財務監管平臺(WEB),實際開發周期近一年,分別有四個年級的多達12名同學進入開發團隊,項目初期由高年級的同學進入進行
開發,中年級的同學完成相近的模塊以及測試工作,大一的同學幫助完成文檔、培訓手冊;在項目過程中,初步培養了2~3名初級的項目主管,4~5名代碼級程序員,3~4名按軟件工程要求的文檔編寫人員。同時根據XX單位的應用實際要求,在老師的帶領下,積極開展技術公關,在系統采用目前市場上較新的技術,提高了團隊整體的技術水平。
3.3 教師角色的轉換
教師要積極轉變成為雙師型的教師,在教師團隊中逐步過渡為能面對市場挑戰的工程師,能帶領學生學習攻關的教練。有了產品原型基礎和市場服務的起點,不斷建立起新型的教師團隊,部分教師還可以承擔市場分析推廣的“先行兵”。
創新模式的建立,將積極促進“雙師型”教師的轉變,同時也將積極帶動老師進一步學習和思考不同領域的知識和應用,促進教學科研的全面發展。
在XX單位財務監管平臺(WEB)中,項目團隊中有一位老師雖然從來沒有使用過C#開發工具,但是經過項目近一年的開發時間,已經完全掌握了本開發工具的使用,并熟悉了Vs2010團隊開發模式的使用,完全可以指導同學的學習和實際開發。
3.4 促進學習主體的轉變
目前大學教學的現狀是以教為主,學生被動學習是主流。通過市場服務機制的引入,讓學生實實在在感受到學習的目的,老師不是標準的提供者,促進學習角色的重定位。
正如德國哲學家費希特所說“教育必須培育人的
自我決定能力,不是首先傳授知識和技能,而要去‘喚醒’學生的力量”。
當學習方式由“考試模式”進入到“工作學習”階段,學習的許多模式變得更為重要。大學不再是教會知識的地方,而是教會學生如何學習。
基于產品原型,學生可以由感性開始,由整體開始,再進入具體的,抽象的學習,符合學習的規律。通過團隊的建立,使各個年級的,各個學習階段的同學可以更主動和自由的方式獲取學習的成就感,既是學生又是老師,打破了傳統教學按部就班的方式,為不少同學打開了一扇新的窗戶。
在XX單位財務監管平臺(WEB)項目中,學生被分為了相應的財務預算組、網銀展示組、報銷管控組,由技術較好的同學為小組長,并直接面對XX單位的財務人員進行面對面的工作體驗。通過這樣的實踐,學生完全轉換成積極學習、努力工作的“員工”角色,促進了學習主體的轉變。
4 結語
計算機應用型培養充分結合市場、產品以及服務的因素,有效結合科研,參考公司培養畢業生的模式,用產品原型轉換為實踐教學方案,充分利用市場服務為驅動,使得教師和學生角色主動調整,充分提高了學生的工程素質,在我院多個教研項目中進行了積極的嘗試,取得很好的效果,在計算機應用型人才實踐培養模式的創新和卓越工程師培養方案上得到了有益的補充,我們完全有理由相信,在這些思路的指引下,最終形成充分結合本專業和各自高校的創新模式。
參考文獻:
[1] 黃賢英,劉恒祥,范偉. 計算機專業實踐教學體系建設思考[J]. 實驗技術與管理,2009(10):34.
[2] 范偉,黃賢英. 大學計算機教育中的工程素質培養[J]. 重慶工學院學報.2008(3):163-166.
Reflection of Computer Application Talents Cultivation Mode Innovation
FAN Wei, HUANG Xianying, XU Shijun
(College of Computer Science and Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)
論文摘要:創造自主學習理論與專業技術氛圍是目前高等院校實施與改進實踐教學的關鍵問題之一。本文以寧波職業技術學院工作坊為例,對工作坊教學模式的運作方式進行了介紹,闡述了工作坊教學模式在培養高職學生自主學習能力方面取得的效果,并總結工作坊現存的不足之處。
論文鍵詞:自主學習;工作坊;效果;不足
自主學習,又稱自我調節的學習,一般是指學習者自覺確定學習目標、選擇學習方法、進行學習監控、評價學習結果的過程。自主學習對于激發學生學習動機、挖掘學習潛能、培養創新精神以及形成獨立學習和終身學習的思想等都具有重要意義。
現階段調查研究表明,高職學生的自主學習主動性普遍偏低,主要表現為學習方法不明確、理論與實踐結合能力較弱、工藝能力和工藝優化能力與理論結合能力不強、自主學習理論和專業技術的氛圍不濃厚及自主學習條件不足。
一、工作坊教學模式的運作
2010年年末寧波職業技術學院將工作坊教學模式引入教學工作中?!肮ぷ鞣弧本褪且詫嶋H項目為載體、以學生鍛煉實際動手能力、強化專業技能、體驗職業氛圍及開展科技創新實踐活動為目的的新型實訓場所,是學生進行課外工作實踐和提高自我管理能力的場所,同時也可作為學生完成畢業設計和教師進行技術研發提供項目設計和制作平臺。
(一)工作坊的組成
工作坊以項目團隊為單位,項目團隊由不同年級、不同專業的學生自愿組合而成,每個項目配備指導技師,均利用課外時間進行。
(二)工作內容的確定
工作坊的內容以項目為核心,項目的題目或由指導技師給定,或由學生自己提出,學生寫出項目的可行性報告,經項目審核小組審核,審核通過的作為工作坊項目開展活動。
(三)工作坊的管理方式
工作坊的運作完全由學生自主管理,學生自主選出項目組組長、副組長,明確分工,并自主完成項目資料收集、項目策劃、制定技術方案、擬制項目計劃書、技術設計、加工制作、成果評價、成果等各個過程。項目進行中的資金管理、進度檢查、會議和討論安排等事務均由學生自己完成。
(四)學生自主實踐的運作
在活動中,學生憑個人興趣愛好,在老師的指導下,設計自己所要制作的物品,利用課外時間進入工作坊從事設計、制圖、加工制作、裝配調試和修理。
每一位使用工作坊設備的人員必須接受不少于3小時的安全培訓,并經考核合格后方可進入操作技能培訓環節。學生進工作坊憑學生卡登錄,憑實踐卡進行活動。經過工作坊培訓并能積極參加活動的學生,達到一定的活動時間并能獨立制作完整作品,經指導教師考核認定后可以計算公選課學分,畢業時還可以獲得實踐經歷的證明材料。
二、工作坊教學模式取得的效果
(一)搭建了自主學習平臺,豐富學生課余生活,提高學生自主學習能力
工作坊的建設為學生搭建了自主學習平臺,學生利用課余時間參加自己感興趣的工作坊實踐活動,不僅豐富了學生的課余生活,而且使學生的課余時間更多的用于知識、技能的學習上,激發了學生的學習興趣,變被動學習為主動學習,提高了學生的自主學習能力。
(二)推進創新人才培養的理念和模式,提高學生自主創新能力
工作坊工作的推進倡導校園“無界化”理念,通過不同專業、不同年級學生的自由組合,學生之間互相學習,取長補短,豐富了學生的學習領域知識,為學生提供“文(科)工(科)交叉,多元發展”的平臺。學生通過自我管理、自主完成項目開發、設計,不僅激發學生的學習興趣,而且提高了學生的創新意識、發現和解決實際問題能力以及自我管理等能力。學生通過小組協作完成項目的開發,增強了學生的團隊協作意識,避免出現我行我素的“人才”,提高了學生組織、交流、協調能力。
(三)發現人才、儲備參加技能大賽人才
在每期的項目開發過程中,都會有十分優秀的學生脫穎而出,這些優秀學生將作為工作坊的指導小老師,負責指導下一期的學生,并作為科技大賽儲備人才。其中“機械手的制作與操作”工作坊的同學在參加2011年浙江省高職院?!皺C器人”項目技能大賽暨全國職業院校技能大賽選拔賽中獲得一等獎,“機械創新設計與制作”工作坊的同學在參加2011年浙江省大學生職業技能大賽暨全國職業院校技能大賽選拔賽機械部件創新設計與制造項目技能大賽中獲得二等獎。這些參加大賽的同學都是在工作坊的學習選拔中發現的優秀學生。學生之所以能夠取得這些可喜的成績,都是學生平時通過在工作坊的項目開發過程中不斷學習與磨練的結果。
(四)為教師科技研發提供平臺,提高教師的科研能力
工作坊不僅為學生提供自主學習的平臺,同時也為教師提供了科技研發的平臺,教師在指導學生的過程中同學生一起發現問題、解決問題,在研討的過程中,發現了現有產品中存在許多不足之處,并將這些不足作為技術難題攻關,這為教師提供了很有價值的科研項目。教師在工作坊中同學生一起動手操作,不僅提高了學生的實踐動手能力,同時也為教師提供了一個實踐操作的場地。
三、工作坊存在的不足之處
工作坊的建設還在起步階段,還存在許多不足之處。
(一)工作坊的指導老師由專業教師兼職,教師指導學生同時還要擔任教學任務,由于指導教師的精力有限因此指導教師不能將全部經歷花費在工作坊的指導工作中,雖然工作坊配備了企業技術兼職人員,企業技術員由于工作原因也不能隨時指導學生,因此學生在遇到自己無法解決的問題需要指導老師的幫助時不能第一時間得到幫助,影響工作坊項目的進度。因此工作坊還需配備專職的指導教師。
(二)由于大部分專業教師缺乏實踐經驗,對遇到的許多實踐操作方面的難題有時也無法解決,從而影響工作坊的成績的提高。因此教師還需要經常到企業實踐,以提高自身的實踐能力。
(三)學生在開展工作坊項目時,學生參差不齊,能力強的學生能夠按照指導老師的要求完成各項任務,有些同學能力相對較弱,雖然參與的積極性很高,但在遇到自己不能解決的問題時,依賴老師、其他同學的依賴性很強,因此工作坊的開展還應考慮針對不同層次的學生在分配任務方面應依據不同學生的特點,針對其長處分配不同任務,充分調動學生的積極性,使學生的特長能夠得到充分發揮。
(四)有些學生做事虎頭蛇尾,在工作坊的前期工作開展中積極性很高,但是在后期項目的開展中,沒有持之以恒的缺點漸漸暴漏出來,不能很好的完成組長分配給自己的任務。因此如何培養學生的耐性,培養學生科學嚴謹的態度,是工作坊在今后的建設中一項重要任務。