模型设计论文范文

模型设计论文范文第1篇

根据非等时距灰色GM（1，1）模型的构建过程，设计数据处理流程，如图1所示。利用VB编写主程序，完成程序用户界面设计，实测数据的输入，MATLAB的调用（包括等时距变换、灰色GM（1，1）模型的构建等），预测数据的输出以及预测拟合曲线与实测曲线对比图的显示等操作。VB调用MATLAB的主要程序代码如下：PublicMATLABAsObject‘在VB变量声明部分声明要调用Matlab的ActiveX对象‘在Command1_Click（）中链接Matlab的ActiveX部件SetMatlab=CreateObject（"Matlab.Application"）‘初始化对象CallMatlab.MinimizeCommandWindow‘matlab窗口最小化g=Matlab.execute（gm）‘执行matlab命令，gm为mat_lab执行代码非等时距时间序列转换为等时距时间序列的主要程序代码如下：dtim=tim（length（tim））/（length（tim）-1）；%计算平均时间间隔x0（1）=dat（1）；x0（length（tim））=dat（length（tim））；fori=2：length（dat）-1x1（i）=dat（i-1）+（dat（i）-dat（i-1））/（tim（i）-tim（i-1））*（（i-1）*dtim+tim（1）-tim（i-1））；x2（i）=dat（i）+（dat（i+1）-dat（i））/（tim（i+1）-tim（i））*（（i-1）*dtim+tim（1）-tim（i））；x0（i）=（x1（i）+x2（i））/2；%计算等时距时间序列end灰色GM（1，1）模型构建的主要程序代码如下：x1=cumsum（x0）；%一次累加生成fori=1：length（x0）-1；B（i，1）=（-1/2）*（x1（i）+x1（i+1））；B（i，2）=1；Yn（i，1）=x0（i+1）；end；A=（inv（B'*B））*B'*Yn；a=A（1）；u=A（2）；%计算发展系数以及灰色作用量fork=1：length（x0）+T；xsum（k）=（x0（1）-u/a）*exp（-a*（tim1（k）/dtim））+u/a；xsum1（k）=（x0（1）-u/a）*exp（-a*（tim1（k）-dtim）/dtim）+u/a；end；xyc（1）=xsum（1）；fork=2：length（x0）+T；xyc（k）=xsum（k）-xsum1（k）；%累减还原预测数据end。

2工程实例分析

某基坑工程位于青岛市经济技术开发区，地处长江路示范居住中心地段，共分三期开发，每期工程各由4栋32~33层高层住宅、地下2层机械停车库组成，其中二期工程包含5#、6#、7#、8#楼。现以监测点J8、J10、J16、J19、J22的累计位移变化量为时间序列进行建模分析。表2为J16点的部分观测数据。选取第1~8期作为牛顿插值数据，第9~10期作为检验数据。运行程序，依次输入第1~8期的累计时间间隔和累计位移变化量，点击“计算”控件调用MATLAB进行运算，将非等时距数据序列转换为等时距序列，并在用户界面上输出等时距变换结果，然后输入第9~10期的累计时间间隔，点击“预测”控件，调用灰色GM（1，1）模型构建程序模块，计算得出第1~10期的预测数据，并进行精度检验，最终将预测数据、预测模型精度等结果显示输出在用户界面上，如图2所示。将第1~10期实测数据与预测数据进行比较分析，结果如表3所示。为方便直观显示，绘制预测拟合曲线与实测曲线，见图2。其中，实线代表实测数据，虚线代表预测数据从图2中可以看出，J16点采用非等时距灰色GM（1，1）模型模拟的拟合曲线较为平滑，与实测曲线吻合较好。对模型进行精度检验，计算得J16点的后验差比值C=0.1126，小概率误差P=1。由表1可知，利用该工程J16监测点的第1~8期累计位移变化量为时间序列所构建的灰色GM（1，1）模型，其精度等级为一级。依次以监测点J8、J10、J19、J22的同时段累计位移变化量为时间序列建立灰色GM（1，1）模型，并进行精度检验，计算结果见表4。可以看出，4个模型的精度等级均为一级。综上可知，利用该程序对表4数据进行分析，可以获得良好的变形预测结果，精度较高，充分验证了基坑变形非等时距灰色预测模型的可靠性、有效性与实用性，且程序设计界面友好、操作简便、数据处理高效，能够为基坑工程的安全评判提供可靠的数据依据，以便进行适时控制。

3结束语

模型设计论文范文第2篇

飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上，利用适宜的保障效能评估方法和技术，在飞机研制过程中持续开展综合效能评估，评价出研制过程各阶段的综合保障效能，提出优化、改进建议，实现对新机研制过程综合保障的有效监控；在部署/使用阶段开展保障效能评估，验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求，为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的，是在飞机研制过程中设计，逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现，而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求，飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能，而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述，综合保障和质量控制具有共同的目标，综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段，对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。

2评价指标选择

由于综合保障和质量控制具有共同的目标，反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决机的设计性能，同时也取决机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响，这关系到飞机的设计、研制，并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则：（1）以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。（2）参考国内、外同类飞机的有关指标，相似装备的战备完好性水平，以及本国的国防工业科技水平等。（3）环境条件的约束，包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。（4）预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。（5）现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。（6）费用、进度等约束条件。（7）其他约束条件，如充分考虑各指标之间的协调性（不可互替代性、全面性）和各指标的阶段性等。根据以上原则，结合相关标准，选用使用可用度（固有可用度）、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响，其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况，主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响；能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平；出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响；再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平；寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现，而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响，涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素（包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障）和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准，可以实现飞机设计质量全面控制。

3评估方法和模型构建

3.1评估方法

可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标，但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述；仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性，但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。

3.1.1计算机仿真

仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节：（1）根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果，模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况，模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始，进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障，然后进行再次出动。核心业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。（2）故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样，确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM（）函数生成的0～1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下：下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔（2）

3.1.2数据统计

对于已经研制的飞机及其保障系统，数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统，这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标，仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。

3.1.3解析法

解析法主要用于各评估指标的计算，飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解，一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数，也利于模型数据的收集。

3.2评估模型构建

任务周期从飞机执行的任务开始，进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障，然后进行再次出动，直到当天任务结束。而在这一任务周期中，将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程，并将其量化，进而构建数学模型，最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标，是飞机设计质量控制需要突破的核心技术。

3.2.1模型组成

建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性，它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此，飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。（1）任务模型：描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务，子任务又可分为若干个次级子任务，各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程，其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。（2）飞机模型：描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。（3）资源模型：描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种，例如：维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等，但是在作战单元执行任务的过程中，由于任务的持续时间一般比较短，对保障效能影响最大的资源只有两种：备件和维修人员。因此，资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息（其中的备品备件即为飞机的最小保障单元）、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。（4）组织模型：描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元，存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。（5）过程模型：是保障系统的核心模型，保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。

3.2.2系统输入

根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理，通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的，理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系，明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述，对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务；任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类；任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称；基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。

3.2.3业务流程

在大量调研的基础上，对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理，并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况，对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中，需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程，梳理各任务和活动的执行流程，将5个子模型以及个输入参数关联起来，最终统计相关参数和计算结果。

4模型初步验证

为了易于验证模型和方法，对案例进行了以下简化：（1）飞机结构假定只有三个子系统（燃油系统、航电系统、火控系统）。（2）将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。（3）使用保障活动与任务暂时没有关联，作业时间是一个定值。（4）维修过程中备件的周转时间为定值。（5）预防性维修活动看作一个事件，作业时间为一个定值。（6）供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比，计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天，偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。

5模型特点和应用

5.1模型特点该模型具有以下特点：

（1）系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行，而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律，而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。（2）阶段性。由机研制具有明显的阶段性，每一阶段的设计参数逐步详细和准确，因此，该模型也具有阶段性。随着设计的深入，该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。

（3）动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序，是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程，其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。（4）客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性，其结果更加科学、合理、客观。（5）全面性。目前，美国工业界已开发出大量相关模型，如战备完好性试验用可用性原型的快速构建（RAPTOR）软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量，而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。（6）经济性。地面试验的成本高昂，而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用，地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。

5.2应用

由机及其保障系统的研发具有明显的阶段性，本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。

（1）在项目的招标和投标阶段，利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书，确定其是否满足项目的指标要求，从而最终选定合适的供应商，从而确定最佳设计质量方案。

（2）在概念设计阶段，利用该模型评价设计方案，找出飞机和保障系统设计的薄弱环节，提出优化和改进措施，完善飞机平台和保障系统设计，提高飞机设计质量。

（3）在详细设计阶段，利用该模型评价详细设计方案，找出飞机和保障系统设计的薄弱环节，提出优化和改进措施，完善飞机平台和保障系统设计，提高飞机设计质量。

（4）在部署/使用阶段，验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求，找出设计中的模弱环节，提出优化和改进措施，为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。

6结论

模型设计论文范文第3篇

1.教学层面

由于综合性大学在毕业考评上学科间存在的差异，导致毕业考评的形式和内容多元化，统一的标准难以适应艺术设计各学科的教学要求，在具体的教学中教师又要求学生将毕业论文和毕业设计结合起来，达到艺术设计理论研究和实践相结合的教学目标，以及使学生能够深入地对一类问题或一个问题进行方案构思、设计创作、模型演示、效果展示等全面体现，以往的结果考评侧重了学生论文撰写能力和毕业设计的效果，对学生的创新能力、就业能力培养却显得不足，也不能为整个教学体系的最终环节注入新的活力。

2.学生主观层面

近年来，随着我国高等学校招生规模的不断扩大，学生人均占有教学资源不足和教学条件的制约，毕业生往往对毕业论文的写作认识程度不够，出现选题范围过大或过小、学术性不强、创新点不突出、抄袭现象严重等问题，教学难以达到预期效果，毕业设计虎头蛇尾，预想高过实际设计的目标，展示效果欠佳，实物模型的设计制作草率粗糙，如何来规避这些问题和增效值得深思。

3.管理层面

毕业论文与设计课程设置在第八学期，这个时期对于学生来说由于在校学习、社会实践、择业就业存在很多时间上的冲突，在心理上容易产生较大波动，不利于写出优秀的毕业论文和创作毕业设计，往往顾此失彼。由于艺术设计专业的毕业设计一般需要进行图像、图版、实物、模型等形式的展示，在各评价指标分层制定的同时，学生能否得到一定程度的经费支持，也是从这个层面探讨的问题之一。

二、艺术设计专业毕业考评模型

1.考评体系构建

以“过程+结果+展示”三位一体的模式作为考评体系的制定依据，考评指标的逐层细分。过程考评不仅能提高和促进学生学习的兴趣和积极性，显著增强学习效果，而且有助于教师在教学过程中，全面地及时的了解学生的方案进展情况，考查学生解决问题的能力，阶段目标完成的好坏。在设计教学中，学生往往存在“会做不会说”“会画不会写”的现象，将结果考核始终作为评定设计优劣的主要依据。毕业设计这个完整系统的过程就是毕业生向自己、向学校、向教师、向家长、向社会交的一份答卷，必然要接受大家的检阅。

2.参评主体构成

建立以“指导教师评价+评阅教师+答辩委员会评价+网上投票”构成的参评主体，对学生的毕业论文和毕业设计进行多角度评价。指导教师是学生毕业论文和毕业设计整个过程的直接参与者，所以具有一定的话语权。毕业答辩更像是一次检阅，答辩委员会在毕业答辩时给出的评价基本上是客观的、公正的，学生在答辩时的综合表现因语言表达能力、形象气质、答辩技巧的强弱作为评价指标。在校园数字网络的快速发展下，传统的评价方式要适应现阶段的校园生活方式，建设专业的网上投票系统能够让更多的师生参与毕业设计的评价。

3.审查监督

采用“教研室自查+专家盲审+教学督导抽查”相结合的方式对学生论文和设计进行审查和监督，增设用于网上投票的展示平台和评价平台。审查监督是在教学管理机构对毕业考评进行综合性的运行保障机制，可从以上三个层次进行，可将毕业论文和毕业设计的审查纳入督导组的督导范围，形成良性的循环机制。

三、考评体系的增效机制

1.深化教学改革

艺术设计人才需要有科学精神、人文素养、艺术创新、技术能力，不断调整以往的教学观念与方式。将“过程+结果+展示”的考评系统逐层展开，每层指标建立详细的子系统，进行一般问题的梳理和特殊问题的列举，然后对问题进行排序和考核等级层次的制定，最后对考核分值的进行分配，对初步建立的系统模型。

2.学生主观驱动

艺术设计是社会性的行为，但由于学生缺乏社会与文化责任感而没有强大的使命为驱动，知识储备不足的同时又面临诸多就业的压力，面对知识信息大爆发所往往出现了浮躁与急功近利的现象，内在的学习动力不足。评价指标可细化可深入至出勤率、同导师的沟通次数、方案草图环节、定稿、制作、选材、印刷打印等，各环节进度形成相应的书面材料进行归档整理，有效的避免学生无计划的实施和不按进度完成的情况，并能够保证毕业论文和毕业设计的完成质量和效果。

3.管理的操作机制

毕业设计是全面系统训练培养提高学生综合设计能力的系统整合性课程。因此，本科四年教学中的任何一个环节都应该贯穿创新这个基本原则，毕业设计也不例外，对于最终的考评子系统模型保留修改和增减项目的空间，保证系统对艺术设计专业人才培养的可持续性。此外，学校各部门可将毕业设计展与企业人才招聘会相结合。从而建立起完整的毕业设计展览、毕业设计答辩和人才招聘“三位一体”的毕业设计教学新模式。

四、结论

模型设计论文范文第4篇

1.1不确定性分析

我国目前面临确定最优备用容量克服风电机组出力的间歇性和波动性影响，支持消纳大规模风电并网的问题。合理确定快速响应火电机组规模，过多火电机组备用容量会增加运行成本，因此需要考虑到系统的经济性。本文的研究基础是新建快速响应火电机组来解决面临的风电并网及消纳问题，不考虑对现有火电机组升级改造的情形。大规模风电并网背景下快速响应火电机组的规划面临2种不确定性：1）快速响应火电机组参数的不确定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折现率、投资成本等；2）系统调度水平的不确定性，包括随机停运(机组、输电线路等)、负荷和风速预测误差等。本文假定发电商向调度机构提出快速响应火电机组建设申请，调度机构结合规划模型最终确定快速响应机组规划方案，因此，快速响应机组参数的不确定性可以不用考虑。同时，假定电力系统的随机性与系统元件停运相关，负荷和风速预测误差与发电备用容量最优水平相关。同时，本文采用蒙特卡罗模拟方法来仿真电力系统的随机特性。假定风速服从威布尔分布[17]，由于风速预测误差的存在，蒙特卡罗仿真将设定大量情景，并得到每个情景下每小时的风力发电量。考虑到发电机组和输电线路的随机性停运，在蒙特卡罗仿真中引入2个向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m个发电机组在第t年时段h时运行，Xmht=0则表示停运；Ynht=1表示第n条输电线路在第t年时间段h时可用，Ynht=0则表示不可用。本文将年尖峰负荷预测表示为基本负荷与年增长率的乘积[18]。年增长率包括年平均增长率和随机增长率2部分，随机部分反映了不确定的经济增长或天气变化对负荷预测的影响。每个节点的每小时负荷是基于年系统尖峰负荷在使用既定负荷分布因素的情况下得出的。每个情景都有一定的发生概率，由生成的情景数目分布得到。情景总数对基于情景的优化模型的计算工作量影响很大。因此，对于大型计算系统，采用有效的情景精简方法对提高计算效率是十分重要的。精简技术要求在尽量与原始系统接近的情况下得到最少的情景。因此，本文设定情景子集采用基于该子集的概率测度方法，该方法在概率度量方面与初始概率分布最为接近。另外，本文利用通用代数建模系统(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精简代数式设定情景子集，并对情景进行最优概率分配。

1.2基于Benders分解算法的规划模型

大规模风电并网时，系统调度机构的目标是在满足规划和运行约束条件的前提下实现规划总成本最小，如式(1)所示。式中：t为规划年，t=1,2,…,T；h为时段，h=1,2,…,H；m为发电机组序号，m=1,2,…,M；k为情景，k=1,2,…,K；Cmt()为第t年机组m的投资成本；Gmts为k情境下第t年机组m的安装状态，1为已完成安装，否则为0；d为贴现率；pk为情景k发生的概率；Omht为第t年的h时段发电机组m的运行成本；Sht为相应的运行小时数；Pmhtk为k情境下第t年h时段机组m的调度电量。根据大规模并网背景下系统的不确定性及目标函数的特点，本文利用Benders分解法将快速响应火电机组规划问题分解成1个主问题和2个子问题：主问题是不考虑可靠性的最优投资规划问题，2个子问题是可靠性和最优运行问题。其中，可靠性子问题的可行域受主问题影响，而最优运行子问题受可靠性子问题可行域的影响，也就是说可靠性子问题的约束中除含有自身决策变量还包括主问题的决策变量，同样，最优运行子问题约束中除含有自身决策变量还包括可靠性子问题决策变量。在图1中，发电商向系统调度机构提供快速响应机组的候选集，考虑规划限制情况下，调度机构以新机组投资总成本最小为目标，确定新机组的最优投资方案。其中，规划限制因素包括机组最大数量和候选机组的建设时间等。其中主问题同样确定了目标函数的下界，并用该下界检验规划的最优性。除了规划限制因素，子问题中产生的Benders割也作为主问题附加约束条件。主问题中包含所有的变量，而且所有的限制条件是线性的。主问题是一个混合整数线性规划问题。通过子问题提供的可靠性和最优运行对主问题的组合优化状态进行修正。可靠性检查子问题对主问题提出的规划中涉及到的系统可靠性限制因素的可行性进行检测。该子问题不仅保证每个节点是电力平衡的，而且满足输电安全和发电机组物理限制因素的要求。在可行性不允许的情况下，会形成可靠性割，用以分析主问题中规划问题的派生情况。直到确定可靠的规划后该派生过程才会停止。一旦满足了系统可靠性，最优运行的子问题将考虑规划方案的最优性，直到满足给定的收敛标准，该问题的派生过程才会停止。具体计算步骤如下：

1）系统调度机构

最初获得的信息包括投资候选快速响应火电机组的经济性和技术性数据、机组断电数据、输电线路数据以及负荷和风速预测误差数据。然后利用蒙特卡罗模拟法设定一系列情景。随机长期规划问题本质上很复杂。本文用代数建模系统(GAMS)对情景进行精简。

2）本文模型

包括1个混合整数线性规划主问题和2个线性规划子问题。主问题研究最优投资规划，子问题进行可靠性检查并确定最优市场运行状态。主问题确定最优投资规划，其目标是新确立的快速响应发电机组的投资成本最小，如式(2)所示。式中：Bm为快速响应机组m的建设时间；Mmht为第t年发电机组m启停状态，1为开机，0为停机。其中，式(3)—(5)分别为建设时间约束条件、装机情况约束条件、快速响应机组的组合优化状态约束条件。主问题的解包括最优投资规划、新机组的组合优化状态和规划目标函数的下界。在第1派生阶段，对机组的组合优化状态没有系统限制约束，因此变量赋有随机值。但是，在接下来的派生过程中，来自于可靠性检查和优化运行子问题中的Benders割为机组状态设定了限制因素。如果出现意外情况(如图1所示主问题求解环节出现无解的情况)，则调度机构需要采取一系列预防措施，如切负荷、激励市场参与者提供额外的容量作为快速响应备用等。

3）主问题确定

第t年发电机组m的最优安装状态mtG及其在h时段的启停状态mhtM后，可靠性检查子问题基于主问题的解将系统偏差降到最小。在电力平衡变量中引入松弛变量，目标函数(6)即是将松弛变量最小化。式中：Vitk为k情境下第t年的松弛变量；,1ijhtkL为第i次迭代k情境下第t年h时段j母线上的预期发电缺口；,2ijhtkL为第i次迭代k情境下第t年h时段j母线上的发电剩余；Phjtk为k情境下第t年h时段j母线上的调度电量；Dnjtk为k情境下第t年输电线路n上来自母线j的有功潮流；Qjhtk为k情境下第t年h时段母线j上的负荷；Mmhtk为k情境下第t年发电机组m在h时段的开停机状态；Pmhtk为k情境下第t年h时段机组m的调度电量；Pmin,m为机组m的最小出力限制；Mmht为第t年h时段机组m的启停状态；Xmthk为k情境下第t年h时段机组m的发电机可用状态，0为处于停机状态，否则为1；Pmax,m为机组m的最小出力限制；Dnhtk为k情境下第t年h时段输电线路n上的有功潮流；Ynhtk为k情境下第t年h时段输电线路n的输电可用状态；I为从线路n上某点注入的注入功率；θnchtkθndhtk为k情境下第t年h时段输电线路n两端电压的相角差；xn为输电线路n的电抗；Rm、Rm为机组m爬坡加速/减速极值。其中，式(7)为目标函数的节点电力平衡约束条件，式(8)为发电机组安装状态，式(9)为主问题确定的组合优化状态，式(10)为发电限制，式(11)为直流电力潮流，式(12)为输电线路限制，式(13)(14)为爬坡加速/减速限制。随机规划解将满足长期可靠性指数，如电量不足停电损失率η。当第t年第h小时的η值比其目标值大时，第r次迭代时产生Benders割，相应的可靠性信号会反馈给主问题。将η作为约束条件限制未供给的每小时负荷数。年度负荷总数满足年度η要求。但是，使用基于小时指标的优点在于能够阻止某些时段发生大规模甩负荷的情况。第t年h时段的η由式(6)中的预期发电缺口Lijhtk,1除以第t年第h小时的预测负荷所得。式(15)所示的可靠性限制会使发电剩余Lijhtk,2为0。如果式(15)中有任何一个式子不能满足，则会产生Benders割。式中：αits和βihts分别为优化过程中对应于各约束的拉格朗日乘子最优值，均为常量；Fhtk为k情景下第t年h时段的负荷；ηht为第t年h时段电量不足的概率。式(16)的Benders割表示现有机组组合优化状态和候选机组安装状态的耦合信息。割表示在t年通过调整投资规划无法减轻电网受到的扰乱程度。

4）最优运行

子问题的目标是基于提交的竞标发电量和用电需求使社会福利最大化。社会福利定义为基于竞标值的电力消费支付额和生产成本之间的差额。该子问题的构建基于安全约束的经济调度模型，并检查所求解的最优性。当电力需求没有弹性时，目标函数是基于给定的投资规划和机组组合优化状态使系统成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，发电机组和输电线路断电会导致无可行解。为了计算此种情况下的价格，假设原发电机组由虚拟发电机组以更高的价格提供所需电量。利用电量不足期望值来表示虚拟发电机组提供的电能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk为系统运行成本；jhtkP为k情境下第t年h时段母线j上虚拟机组的可调度容量；jhtC为第t年h时段母线j上虚拟机组的成本；U为母线机组关联矩阵；E为母线负荷关联矩阵；P为虚拟机组可调度容量向量；A为母线支路关联矩阵；D为有功潮流矩阵；P为有功功率向量；Q为负荷向量。类似于可靠性检查子问题，最优运行的目标函数受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。该子问题的解为主问题目标函数提供了上界，用于检查解的最优性。如果提出的投资规划方案不是最优的，会产生如式(21)所示的Benders割现象，并会添加到下一迭代过程中的主问题中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特点是可以在每一迭代阶段为最优解提供上下界，从而提供了收敛标准。收敛标准如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正数，表示接受最优解的临界值。

2、算例分析

本文通过一个6节点系统的算例来分析集中式和分布式风电扩张情形，如图2所示。本文研究给定风电并网水平情况下快速响应火电机组的规划问题。基于风速预测数据，该系统分为3个区域，其风电容量参数分别为31%、38%和49%。风电容量参数是1a内实际风力发电量与装机容量全部投入使用时的发电量的比值。本文研究的快速响应火电机组安全经济规划期和年峰负荷预测期均为10a。表1列出了系统数据，图3给出了基准案例情况下年尖峰负荷预测情况。节点2、4和5的负荷比例分别为50%、30%和20%。假设负荷在该段时期内拥有相同的分布参数。年尖峰负荷预测值是基准负荷(如307MW)与年增长率(如2.5%)的乘积。假定尖峰负荷随机部分增长率和风速预测误差服从正态分布[19]，中值为0，标准差为0.01，每小时负荷参数和每小时风力发电系数借鉴伊利诺伊理工大学提供的6节点系统小时数据。表2所示为候选发电机组数据。风电每小时成本忽略不计。风电容量为150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5种情形如下：1）情形I，风电机组集中在节点3的规划问题。2）情形II，风电机组分布在节点2、3和6的规划问题。3）情形III，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年线路4-5部分停运的规划问题。4）情形IV，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年机组2停运的规划问题。5）情形V，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年线路4-5部分和机组2同时停运的规划问题。情形I：在该情形下，风电机组全部安置在区域C的节点3处，因为此处风速预测最为理想。第1年该节点接入装机容量为150W、容量参数为49%的风电机组。但是，这样的规划导致无法用其他机组降低节点3较大风速误差带来的影响。表3列出了各机组投入使用的年份。机组3一直投入使用，机组1在尖峰投入时使用以满足负荷需求，将运行成本降到最小。总的投资和运行成本为1336元/MW，其中运行成本为553元/MW。起初，机组3在节点3，机组2在节点2(系统最大的负荷中心)。表3中的其他机组在以后年份风电容量和负荷增加时逐步投入使用。风电集中安装情况下没有足够多的输电通道。情形II：图2显示了风电机组在3个区域分布式安装的结果。风电机组装机容量50MW，区域A和B的容量参数小于区域C的容量参数。表4给出了候选机组的安装年份。与情形I类似，机组1在第5年安装，机组2在第1年安装。但是，在第7年机组3才在节点1安装。节点3处的风电机组WG3年发电容量为12.5MW(容量参数为25%)，线路2和3没有阻塞。低成本的WG3在某些时候低于其容量参数运行是因为系统慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速响应机组后，WG3平均发电量上升到22.5MW，容量参数为45%，仍然低于WG3的容量参数49%，这是由于输电和运行条件限制(如火电机组最低发电量限制、系统慢加速限制、开关限制等)。与情形1相比，总投资和运行成本降低至1072元/MW，其中运行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于区域A和B较低的容量参数，总风电机组利用率与情形I相比降低了28%，这将导致更多的昂贵的火电机组的使用，并增加运行成本。如果区域A和B的容量参数与区域C相同(49%)，则运行成本将降低至540元/MW。图4把运行和总成本描述为风电容量参数的函数。初始值是现有的风电并网水平。图4显示随着快速响应机组投资额的增加，运行成本降低。由社会成本可以看出，容量参数的最优增长为20%，此时社会成本最低。尽管区域A和B的风电容量参数较低，但是风电在3个区域的分布降低了总成本，提高了机组使用率。这是因为一个区域的风力间歇可以由其他区域来补充，同时，快速响应机组投入减少。情形III：该情形考虑在第8年尖峰时段4-5线路停运的情况。与情形II类似，机组2在第1年投入使用，机组1在第5年投入使用，机组3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作为预防措施，机组4在第8年投入使用，机组6在第10年投入使用。线路4-5的停运减少了区域A和区域B的输电通道，因此有必要在区域B接入机组4和6。与情形2相比，总成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰时段机组1的停运将改变情形II中的规划方案。机组2在第1年投入使用，机组1在第5年投入使用，机组3在第7年投入使用，如表6所示。另外，机组6在第8年投入使用，作为机组2停运的补充。该预防措施使规划成本上升至1162元/MW，运行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，线路4-5和机组2同时停运，如表7所示。此处考虑尖峰和非尖峰时段2种情况。同之前情形类似，机组3在第1年投入使用，机组4和6在第8年投入使用作为停运的补充。总成本升至1232元/MW，是所有情形中最高的，但是运行成本和情形4和5相比变化不大。

3、结论

模型设计论文范文第5篇

现在各个城市的道路都会安装交通控制红绿灯，使用交通灯来控制不同道路的汽车有序运行。有些司机不遵守安全规则擅闯红灯对行人造成一定的人身安全威胁，每年各个城市都会有这种事故发生，人的生命是最宝贵的。本设计就是设计了汽车刹车控制系统，在汽车行驶过程中遇到红灯可以自动强制提车，避免了汽车闯红灯对行人造成的安全威胁。

二、设计创新点

本设计创新点在于使用红外线发射器与红路灯联合工作，在遇到红灯时发出红外线，在汽车里安装有红外接收电路控制汽车上的电动机或者发动机，强制其停车。可以避免有些司机不遵守交通规则擅闯红灯。

三、项目结构框图

图1 红外线自动控制小车强制制动原理框图

本系统设计主要有两大模块组成：使用单片机AT89C52设计的简易十字路通红绿灯，安装有红外接收器的模型小车。单片机控制的交通灯可以实现两路红、绿、黄灯的控制，可以显示时间，可以在红灯情况控制红外发光二极管发出红外线；模型小车安装有红外线接收器，当收到来自交通灯的红外线停车信号后通过控制电路强制停车。模拟了强制禁止闯红灯的过程。

图2 交通灯的控制流程图

交通灯的控制通过编制程序实现，可以通过更改程序灵活调整每个路口的红绿灯的亮灯时间。实现单片机控制的模拟交通灯功能，可以实现交通动能在红灯状态发送红外线，模型车接收到红外信号实现自动停车。本设计可以通过考虑设计更为完善的程序，实现多路交通模型车的控制。更为接近实际情况。

四、使用材料

红外自动控制小车

元器件 数量（个） 参数 备注

20W烙铁 1 20w内热式烙铁，用于电路焊接

焊锡丝 1卷

松香 2 用于电路的助焊接，提高焊点的可可靠性

C51单片机

开发板 一套 用于交通灯的控制，完成交通灯、红外制动信号的发射

红外线距离

传感器 2个 经过修改调整可用于接收红外调制信号，实现强制停车控制。可接受到频率160――200KHZ的占空比25%的调制红外光，有效距离可调最大1.5m最小2cm。

红外线发射

二极管 10 用于发射红外线停车信号，发射900nm的红外线

9012三极管 4 低频小功率三极管，用于控制继电器等做可控开关使用，工作在开关状态。

洞洞板 4 用于电子元器件搭接测试电路。

白光二极管 4 作指示灯

小型电动机 1 4.5V电机，转速200rpm，测试电机桥性能

5V稳压直流

电源 1 提供一个稳定的5V电压给单片机，功率15W

红外线调制管 2 可以产生频率160――200KHZ的占空比25%的调制信号，用于对红外发射管控制。

微型5V继电器 2 电动车电机控制继电器，线圈工作电流50mA，控制端220V，10A

金属1/6W电阻 10 1kΩ、47kΩ、500Ω、330Ω、10Ω，限流电阻

电源变压器 1 直流电源的交流供电端220：15V

红外接收管 6 接收红外线信号

电容器 6 电解电容、瓷片电容等。

五、制作原理方法

制作的红外线自动控制小车强制制动器采用了理论联系实际的方法，前期做了一些文献查阅和检索工作，查看了国内外有交通灯控制及针对违规司机闯红灯的自动停车装置的研究状况。发现在目前有些司机不能很好的遵守交通指挥灯的控制信号，遇到红灯强行通过，不停车对于行人的人身安全造成了极大地威胁。每年这样的交通事故也是屡次有发生，还没有什么有效地解决办法。交通灯的自动控制技术现在已经是非常的成熟了，但其功能也只限于控制红绿灯的亮灭。

本制作设计使用脉冲调制红外线为强制制动停车信号，在模型小车里加装红外线接收装置，探测红外停车信号。当没有收到停车信号时小车正常运行；遇到交通灯发射的红外停车信号切断小车电机供电强制停车，从而模拟了强制停车严禁穿红灯的交通系统。本设计将红外线信号发送接收功能、交通灯控制、交通安全管理综合起来。实现保障行人安全的功能，以下是实际的制作流程中的一些照片：

图1 第一套电机控制电路

电动机工作的电流在800mA左右，使用两个9014并联使用，提高供电电流，首次设计的红外接收电路直接使用红外接收管，但是灵敏度太低了，有效距离最大才有5cm，必须保持小车在红外发射灯的正对面才能起作用。角度偏离后就失效了。后来经过查阅相关文献搞清楚了问题所在，改用红外线调制，可以大大提高接收系统的有效距离。为提高接收器的稳定性，最终网购了红外接近开关，改造以后用于红外调制信号的接收。效果很好！

图4 交通灯程序调试界面

图5 交通灯软件仿真图

实物的制作的过程照片如下面的：

图6 红外发射电路控制部分

图7 交通灯电路板

图8 交通灯单片机主控版

六、使用效果

红外发射电路焊接完成后与交通灯连接好，电动小车的红外接收模块和电机控制模块都装配到小车后，实际测试第一次使用的红外接收二极管做接收装置效果不好；经过改进后使用红外接收模块，发射端采用红外线调制发射后，效果很好，接收距离大大提高，可以满足小车自动停车，强制制动的要求。

模型小车的电机电流较小所以控制电路里使用了两个小功率的9013的三极管实现，电路结构比较简单，在红外线传感接收部分设计了两套方案：红外接收光敏三极管，红外接收器。在实际的测试中发现红外接收电路使用红外光敏三极管的灵敏度不够高，且接受范围角度窄；最后就采取了红外接收器的模块，可以准确的接受到红外线实现可靠停车。

七、改进方面

本设计目前可以稳定的工作，交通灯除了正常的控制交通灯、显示倒计时以外，还有一个控制红外发射电路在红灯亮的时间点亮对应路口的红外停车信号灯的作用，实现强制制动。本设计的停车控制电路较为简单，可以对电动车完成控制，若想在现实生活实用控制或是燃料车辆运行还有一定的问题。尤其是在车速较高的情况下，发动机不能骤停，否则会出现非常严重的安全后果。对于这方面还有很大的改进余地，在有些非常情况下如要汽车强行通过交通灯的红灯路口怎么实现控制也是要考虑的！

参考文献

模型设计论文范文第6篇

现在各个城市的道路都会安装交通控制红绿灯，使用交通灯来控制不同道路的汽车有序运行。有些司机不遵守安全规则擅闯红灯对行人造成一定的人身安全威胁，每年各个城市都会有这种事故发生，人的生命是最宝贵的。本设计就是设计了汽车刹车控制系统，在汽车行驶过程中遇到红灯可以自动强制提车，避免了汽车闯红灯对行人造成的安全威胁。

二、设计创新点

本设计创新点在于使用红外线发射器与红路灯联合工作，在遇到红灯时发出红外线，在汽车里安装有红外接收电路控制汽车上的电动机或者发动机，强制其停车。可以避免有些司机不遵守交通规则擅闯红灯。

三、项目结构框图

图1 红外线自动控制小车强制制动原理框图

本系统设计主要有两大模块组成：使用单片机at89c52设计的简易十字路口交通红绿灯，安装有红外接收器的模型小车。单片机控制的交通灯可以实现两路红、绿、黄灯的控制，可以显示时间，可以在红灯情况控制红外发光二极管发出红外线；模型小车安装有红外线接收器，当收到来自交通灯的红外线停车信号后通过控制电路强制停车。模拟了强制禁止闯红灯的过程。

图2 交通灯的控制流程图

交通灯的控制通过编制程序实现，可以通过更改程序灵活调整每个路口的红绿灯的亮灯时间。实现单片机控制的模拟交通灯功能，可以实现交通动能在红灯状态发送红外线，模型车接收到红外信号实现自动停车。本设计可以通过考虑设计更为完善的程序，实现多路交通模型车的控制。更为接近实际情况。

四、使用材料

红外自动控制小车

元器件 数量（个） 参数 备注

20w烙铁 1 20w内热式烙铁，用于电路焊接

焊锡丝 1卷

松香 2 用于电路的助焊接，提高焊点的可可靠性

c51单片机

开发板 一套 用于交通灯的控制，完成交通灯、红外制动信号的发射

红外线距离

传感器 2个 经过修改调整可用于接收红外调制信号，实现强制停车控制。可接受到频率160——200khz的占空比25%的调制红外光，有效距离可调最大1.5m最小2cm。

红外线发射

二极管 10 用于发射红外线停车信号，发射900nm的红外线

9012三极管 4 低频小功率三极管，用于控制继电器等做可控开关使用，工作在开关状态。

洞洞板 4 用于电子元器件搭接测试电路。

白光二极管 4 作指示灯

小型电动机 1 4.5v电机，转速200rpm，测试电机桥性能

5v稳压直流

电源 1 提供一个稳定的5v电压给单片机，功率15w

红外线调制管 2 可以产生频率160——200khz的占空比25%的调制信号，用于对红外发射管控制。

微型5v继电器 2 电动车电机控制继电器，线圈工作电流50ma，控制端220v，10a

金属1/6w电阻 10 1kω、47kω、500ω、330ω、10ω，限流电阻

电源变压器 1 直流电源的交流供电端220：15v

红外接收管 6 接收红外线信号

电容器 6 电解电容、瓷片电容等。

五、制作原理方法

制作的红外线自动控制小车强制制动器采用了理论联系实际的方法，前期做了一些文献查阅和检索工作，查看了国内外有交通灯控制及针对违规司机闯红灯的自动停车装置的研究状况。发现在目前有些司机不能很好的遵守交通指挥灯的控制信号，遇到红灯强行通过，不停车对于行人的人身安全造成了极大地威胁。每年这样的交通事故也是屡次有发生，还没有什么有效地解决办法。交通灯的自动控制技术现在已经是非常的成熟了，但其功能也只限于控制红绿灯的亮灭。

本制作设计使用脉冲调制红外线为强制制动停车信号，在模型小车里加装红外线接收装置，探测红外停车信号。当没有收到停车信号时小车正常运行；遇到交通灯发射的红外停车信号切断小车电机供电强制停车，从而模拟了强制停车严禁穿红灯的交通系统。本设计将红外线信号发送接收功能、交通灯控制、交通安全管理综合起来。实现保障行人安全的功能，以下是实际的制作流程中的一些照片：

图1 第一套电机控制电路

电动机工作的电流在800ma左右，使用两个9014并联使用，提高供电电流，首次设计的红外接收电路直接使用红外接收管，但是灵敏度太低了，有效距离最大才有5cm，必须保持小车在红外发射灯的正对面才能起作用。角度偏离

后就失效了。后来经过查阅相关文献搞清楚了问题所在，改用红外线调制，可以大大提高接收系统的有效距离。为提高接收器的稳定性，最终网购了红外接近开关，改造以后用于红外调制信号的接收。效果很好！

图4 交通灯程序调试界面

图5 交通灯软件仿真图

实物的制作的过程照片如下面的：

图6 红外发射电路控制部分

图7 交通灯电路板

图8 交通灯单片机主控版

六、使用效果

红外发射电路焊接完成后与交通灯连接好，电动小车的红外接收模块和电机控制模块都装配到小车后，实际测试第一次使用的红外接收二极管做接收装置效果不好；经过改进后使用红外接收模块，发射端采用红外线调制发射后，效果很好，接收距离大大提高，可以满足小车自动停车，强制制动的要求。

模型小车的电机电流较小所以控制电路里使用了两个小功率的9013的三极管实现，电路结构比较简单，在红外线传感接收部分设计了两套方案：红外接收光敏三极管，红外接收器。在实际的测试中发现红外接收电路使用红外光敏三极管的灵敏度不够高，且接受范围角度窄；最后就采取了红外接收器的模块，可以准确的接受到红外线实现可靠停车。

七、改进方面

本设计目前可以稳定的工作，交通灯除了正常的控制交通灯、显示倒计时以外，还有一个控制红外发射电路在红灯亮的时间点亮对应路口的红外停车信号灯的作用，实现强制制动。本设计的停车控制电路较为简单，可以对电动车完成控制，若想在现实生活实用控制或是燃料车辆运行还有一定的问题。尤其是在车速较高的情况下，发动机不能骤停，否则会出现非常严重的安全后果。对于这方面还有很大的改进余地，在有些非常情况下如要汽车强行通过交通灯的红灯路口怎么实现控制也是要考虑的！

参考文献

模型设计论文范文第7篇

关键词：角色协同；工作流；毕业论文；管理系统

中图分类号：TP31 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

本科毕业论文是本科生的一门重要实践课程，也是大部分教师和教学管理人员每年都要面临的一项烦琐工作。从出题、选题，再到写作与指导、评审与答辩等，整个过程都需要教学管理人员、教师、学生投入大量的精力。传统的本科毕业论文指导与管理工作存在以下主要问题：

（1）师生协同不足：学生离校实习、教师无固定办公地点等，导致学生与教师见面不易，信息沟通不畅，师生交流不充分。由于教师工作比较繁忙，每个教师要同时指导多名学生，导致学生和教师很难在工作时段内同时有空闲时间来进行面对面地指导，难以实现老师与学生之间的互动，教师对学生论文评阅效率低下。

（2）工作压力大：本科毕业论文整个工作流程的工作环节多，参与人员多，时间跨度长，业务流程繁杂，工作量庞大，工作烦琐、易重复。

（3）信息化程度低：本科毕业论文各个工作环节会产生阶段文档，而且前后各阶段文档之间有着密切的关联关系；大量的打印文档不利于师生对文档的查阅、保存，且不环保。即使使用电子文档，但未建立关联关系，不利于收集、查询和统计。

（4）监管力度不足：传统毕业论文写作与指导过程缺乏有效的监管力度，难以保证师生按时完成各项工作。缺少第三方监管本科毕业论文写作与指导过程的完整记录，难以解决导师与学生之间就论文完成情况及论文质量相互推卸责任的问题。

针对上述问题，国内研究者们提出了不同的毕业论文管理系统，文献[1―4]建立了基于WEB方式的论文管理系统，文献[5]提出了基于本体的论文管理系统，文献[6]提出了基于工作流的论文管理系统，但是这些研究在师生协同、提高工作效率、加强监督方面仍存在不足。因此，本文提出一种角色协同的工作流模型；根据模型中的系统工作流状态，利用时间和事件触发机制，对用户指派角色、对角色指派权限，再通过各个角色之间的协同，完成毕业论文各项工作，解决传统人工方式的论文管理工作中存在的问题，提高工作效率、减轻工作压力、增强监管力度、提高论文管理工作的信息化水平。

2 相关知识（Related work）

角色：是相关权限命令的集合，使用角色的主要目的是简化权限管理，角色主要由权限和用户构成[7]。

协同：就是打破资源（如人、财、物、信息和流程等）之间的各种壁垒和边界，使它们为共同的目标而进行协调的运作，通过对各种资源最大的开发、利用和增值以充分达成共同的目标[8]。

工作流：是指一类能够完全自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，将文档、信息或任务在不同的执行者之间进行传递与执行[9]。作为计算机支持的协同工作研究的一个重要方向，工作流管理的主要目标是通过调用有关的信息资源与人力资源来协调业务过程中的各个环节，使之按照一定的顺序依次进行，从而实现业务过程的自动化。工作流技术通过将工作分解成为良好的任务、角色，按照一定的规则和流程来执行这些任务并对它们进行监控，以达到提高办事效率、降低工作成本的目的[10]。

时间触发机制[11，13]是指将时间域分成离散的时间间隔，将消息的传输分配在一定的时间间隔内完成。

事件触发机制[12，13]是指在工作流程中，根据其他事件的发生而产生相应动作（称为触发动作）干预工作进程。

3 角色协同的工作流模型（The role-collaborative

workflow model）

本节首先对角色协同的工作流模型（Role-collaborative Workflow Model，RcW）进行描述，然后基于该模型进行建模。

3.1 模型的组成元素

角色协同的工作流模型由用户主体、角色主体、任务主体、系统工作流状态、访问权限、角色指派、权限指派和角色协同这八个元素组成。下面将分别对这八个元素进行描述。

用户主体：是指提出指派角色请求的实体，使用符号u表示，用户主体的集合使用符号U表示。

角色主体：是指提出指派权限请求的实体，使用符号r表示，角色主体的集合使用符号R表示。在本科毕业论文的整个工作当中，存在着教学管理人员（教学院长、系主任、教学秘书）、教师（指导老师，交叉评阅老师，答辩老师）以及学生这些不同的角色，所以论文管理系统中的角色主体集合表示为：

（1）

公式（1）中，M表示管理员，T表示教师，S表示学生。

任务主体：是指接受r访问的实体，也是工作流各个环节的核心，使用符号t表示，任务主体的集合使用T表示。论文管理系统中的任务主体集合围绕着论文展开，表示为：

系统工作流状态：是指RcW模型在整个论文工作流程（如图1所示）中，r访问t时的快照，使用符号s表示，系统工作流状态集合使用符号S表示，包含r访问的对象t和访问时间time两个元素。论文管理系统中的系统工作流状态集合表示为：

访问权限：是指r访问工作流中任务主体的方式，使用符号p表示，访问权限的集合使用符号P表示。论文管理系统中的访问权限集合表示为：

角色指派：是指在系统工作流状态下对u指派r的方式，使用符号UA表示。RcW模型中，同一个u能够被指派多个r，但是在同一s状态下，一个u只能被指派一个r，因此角色指派由s决定。角色指派函数表示为：

权限指派：是指在系统工作流状态下对r指派p的方式，使用符号PA表示。RcW模型中，不同的r访问的t不一样，对t的访问权限也不同，且同一r在不同的s状态下，对t的访问权限也不同，因此，权限指派由s决定。权限指派函数表示为：

角色指派和权限指派都由s决定，s的状态由s中的两个元素t和time决定，s中的元素time是被分成离散的时间间隔，t的触发被分配在一定的时间间隔内完成，这样就应用到了时间触发机制的原理。例如在开题报告提交时间结束时，则激活论文写作与指导阶段的工作流程中的t，开始初稿的提交；在论文定稿提交时间结束时，则冻结论文写作与指导阶段的工作流程中的t。

同时在RcW模型中，部分流程的ti的触发等待着ti-1事件的完成来激活自身状态。不同的用户角色访问不同t，则被指派不同权限，这样就应用到了事件触发机制的原理。例如学生在论文初稿tk提交完成后，触发导师指导评阅论文初稿tk+1的工作进程；导师在论文初稿的评阅tk+1提交完成后，激活学生提交修改稿tk+2的工作进程。

因此角色指派和权限指派都考虑到了时间和事件触发机制。

角色协同，是指在RcW模型中，各个角色主体之间打破时间、空间、物质等资源之间的各种壁垒和边界，使他们为完成共同目标而进行协调的运作，通过对各种资源最大的开发、利用和增值以充分达成共同目标，使用符号RC表示。角色协同函数表示为：

在毕业论文管理系统中，大部分工作需要教学院长、系主任、教学秘书、教师和学生等这些角色之间的协同RC来完成。例如，导师与学生之间协同完成论文的指导与写作，最终完成共同目标――论文定稿的完成。

这样，RcW模型可以表示为八元组：

RcW模型运行的充分必要条件为：不存在u无法被指派r，不存在r无法被指派p，不存在t无法被访问。

3.2 角色协同的工作流模型

基于RcW模型的组成元素，根据RBAC96[14]的框架对RcW模型进行建模，在RcW模型中添加了会话集和约束集，如图1所示。

图1 RcW模型

Fig.1 RcW model

RcW Model：

U：用户主体集合；R：角色主体集合；

T：任务主体集合；P：访问权限集合；

Sessions：会话集――各主体之间的会话；

Constrains：约束集――约束各主体之间的指派关系。

OP={execute}，操作集合

P=OP×T～Constrains（S）

UAU×R，用户与角色的指派关系

roles（u）：U2R～Constrains（S），对用户指派角色的函数映射。

roles（u）={（ri）|（[（ri，u）∈UA}

PAR×P，角色与权限的指派关系

per： R2P～Constrains（S），对角色指派权限的函数映射。

per（ri）={（p，ti）|[（ri，p，ti）∈PA]}

RC（RiTk）×（RjTl） i≠j 角色之间的协同

在RcW模型中，为确保用户角色指派的正确性，根据用户与角色的指派关系和用户指派角色的函数映射，设计了用户角色指派算法。如下所示。

用户角色指派算法（Algorithm of User-Role Assignment）：

{

Initialize： R；//可指派角色集合

R =GetRofUA（u）；

If R is Null

Return NULL；

For each r in R

if r match current S//如果角色r与当前状态相匹配

Assign r to u；

exit for；

Else Next r；

End for

If OutofMaxR（u，R）//如果超出可指派角色集合

Return NULL；

}

在RcW模型中，为确保角色权限指派的正确性，根据角色与权限的指派关系和角色指派权限的函数映射，设计了角色权限指派算法。如下所示。

角色权限指派算法（Algorithm of Role-Permission Assignment）：

{

If （r，t）（R，T，PA） is NULL

//如果当前（r，t）无法与角色权限集合相匹配

Return NO PREMISSION；

Else

If Activate（t）//如果当前任务被激活

Return READ & WRITE；

ElseReturn READ ONLY；

}

根据RcW模型，实现基于RcW模型的毕业论文管理系统。下一节对该系统和传统人工方式进行应用研究比较与结果分析。

4 应用研究与结果分析（Application studies and

results analyzes）

为了验证基于RcW模型的本科毕业论文管理系统在解决传统人工论文管理方式中存在的问题的实用性，基于角色协同的工作流模型的本科毕业论文管理系统已在西南大学外国语学院试运行，网址：http：//202.202.121.101/pdms。

对于传统的人工论文管理的方式，通过外国语学院教务管理人员提供的信息，收集整理了2011―2013年这三届西南大学外语学院本科毕业论文管理工作的数据。

对于系统进行论文管理的方式，通过系统对论文管理工作整个流程的完整记录，收集整理了2014届外语学院毕业生通过本系统完成毕业论文的数据。

对于传统人工方式和系统方式的各项数据，主要从以下几个方面进行比较与分析。首先，在完成各个相同阶段的管理工作耗时进行了比较，结果如表1所示。

表1 各阶段工作的耗时对比

Tab.1 Time for each management stage

工作阶段 传统人工方式耗时 系统方式耗时

2011 2012 2013 2014 2015

给学生安排导师 2.5days 3days 3days 3.2min 2.8min

统计提交任务书人数 20―30

min/time 20―30

min/time 20―30

min/time 0.13

sec/time 0.12

sec/time

统计提交开题报告人数 20―30

min/time 20―30

min/time 20―30

min/time 0.11

sec/time 0.13

sec/time

统计提交论文定稿人数 20―30

min/time 20―30

min/time 20―30

min/time 0.14

sec/time ――

安排答辩分组 2days 2days 2days 3.7min ――

统计学生成绩 1day 1day 1day 0.54sec ――

查找 10―20

min/time 10―20

min/time 10―20

min/time 0.12

sec/time ――

说明：在统计提交任务书、开题报告和论文定稿人数的时候，如果有未提交的，还需要列出未按时提交论文稿件的学生名单。目前为止，2015届毕业生的论文工作完成了一部分，只有部分数据。2011―2013的数据是由外国语学院的教务管理人员提供的，2014―2015的数据是通过系统操作20次的平均值。

然后，在各个阶段论文稿件的按时提交比例方面进行了比较，结果如表2所示。

表2 每阶段学生教师完成情况的数量对比

Tab.2 The number of submission on time

工作

阶段 传统人工方式 系统方式

总人数 2011

按时完成人数 比例 总人数 2012

按时完成人数 比例 总人数 2013

按时完成人数 比例 总人数 2014

按时完成人数 比例

指导

方向 141 120 85.1% 145 114 78.6% 146 117 80.1% 143 139 97.2%

论文

方向 571 472 82.7% 563 501 89.0% 579 498 86.0% 541 524 96.9%

任务书 571 469 82.1% 563 468 83.1% 579 472 81.5% 541 540 99.8%

开题

报告 571 473 82.8% 563 439 78.0% 579 472 81.5% 541 537 99.3%

定稿 571 483 84.6% 563 453 80.5% 579 463 80.0% 541 531 98.2%

论文

评阅 571 476 83.4% 563 468 83.1% 579 501 86.5% 541 529 97.8%

交叉

评阅 571 483 84.6% 563 455 80.8% 579 510 88.1% 541 535 98.9%

说明：由于传统人工方式无法对论文指导过程进行记录，传统人工方式在论文指导过程中无数据。修改稿在论文指导过程中，论文稿件有多次提交的情况，在表中使用的数据是修改稿第一次提交和第一次评阅的数据。2011―2013的数据是由外国语学院的教务管理人员提供的，2014的数据是系统记录的。

由表1中的数据可以看出，通过本系统进行本科毕业论文相关工作，极大地减少了工作时间，提高工作效率，同时减轻了教学管理人员的工作量。由表2的数据分析可以明显看出，在通过使用进行本科毕业论文相关工作时，本科论文过程中各项工作的完成率相较于传统模式平均提升了15%，各个阶段完成工作比大幅提升。通过在线提交，在线指导，在线监控论文进程，方便了师生之间论文的写作与指导，同时实现了对论文指导过程的全程记录，对论文指导工作的评价与衡量提供可靠的依据。

论文存储：2011届纸质任务书、开题报告和论文各571份，2012届纸质任务书、开题报告和论文各563份，2013届纸质任务书、开题报告和论文各541份，总占地1.14m3；2014届各种电子版的论文稿件共计9514份，占5.15GB的硬盘容量。纸质论文需要大量的打印，不环保，电子格式的论文稿件存储占地空间小，不需要打印大量的纸质文档，十分环保，且在系统中查找论文稿件十分方便。

在2011―2013年的本科毕业论文工作中，发生学生稿件遗失、需要学生重新提交的情况平均17例；给导师发送论文出错情况平均发生8例；在2014届，由于使用了本系统，未发生上述两种情况。在2011―2013年，学生未按时完成论文，与导师相互推卸责任的情况平均有5例，同时由于无依据可寻，处理此种情况很麻烦；在2014届中发生此种情况三例，直接查看整个工作过程的记录，根据记录处理，十分方便且具有说服力。

5 结论（Conclusion）

基于角色协同工作流模型的本科毕业论文管理系统已初次在西南大学外国语学院使用，运用角色协同和工作流的技术，采用时间触发机制和事件触发机制的原理，较好地解决了传统人工管理方式存在的四大问题，有效地减轻了教学管理人员、教师、学生完成本科毕业论文工作的工作量，提高了本科毕业论文工作的工作效率，取得了较好的教学成果；且系统全程保留了本科毕业论文工作在各个阶段产生的文档和数据，记录了论文指导的整个过程，可以为教师进行论文工作的绩效评估提供依据。

在RcW模型中，考虑优化算法的设计，优化用户角色指派算法和角色权限指派算法；在系统工作流状态中加入短信实体，实时通知用户关于工作流的状态，是今后的研究发展方向。

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作者简介：

模型设计论文范文第8篇

平衡不是对称，是对称的变化形式，是一种打破对称的平衡，平衡突破形和量的相等，根据力的重心，将造型的形与量加以重新调配，在保持平衡的基础上，求得局部变化，使形态、色彩、材质肌理等造型要素的面积及体积等在视觉上保持一种力量的平衡，形成一种视觉、心理上的安全感和平稳感，如图2所示。

比例与夸张构成形式

世界上任何一个整体而统一的事物，都是由几部分组合而成的，局部与整体或局部与局部之间的数量或大小关系，就是所谓的比例。在包袋的设计中，比例是用来确定包袋各个设计要素之间的平衡关系及其美感的。古希腊人发现了最具美感的造型比例，即1∶1.618的黄金比例，著名的米罗的维纳斯雕像极具美感的身躯，就是由于符合黄金比所形成的。许多公务用包袋的分割造型或配件的位置放置，都遵循黄金比，如图3所示。夸张是指将事物的本质和特点加以强化或突出，如果包袋采用夸张造型形式，其造型及设计就更易获得一种吸引力和艺术感染力，使夸张的部分或造型元素成为设计的视觉中心。包袋造型上的夸张不单单是外形上的显著变化，也可能是色彩、工艺、配饰等其它方面的夸张变化，如图4所示。

对比与统一构成形式

事物的质和量或造型元素相反或极不相同的元素排列在一起就会形成对比，如包袋造型上的直线和曲线、凹形和凸形、粗和细、大和小等构成对比造型形式。在包袋的设计中常采用对比设计形式，通过造型元素间的对立和差别，以增加造型的审美特性，使包袋造型产生强烈的视觉冲击力，给人以醒目、肯定、强烈的视觉印象。但是如果包袋造型元素对比过于强烈，并且面积过大，包袋造型则会缺乏整体感和统一感，所以，包袋设计师一定要在造型整体和统一的前提下，追求对比与变化，以达到统一当中有对比，对比当中有统一的造型效果。对比可以使包袋造型显得个性鲜明，统一则可以使包袋造型相互联系、和谐一致，因此，只有将对比与统一运用得恰当合理，才会给包袋的款式造型带来鲜明、活泼而又整体统一的良好效果，如图5所示。

节奏与韵律构成形式

节奏与韵律原本是音乐术语，在造型领域中同样适用，是指一种有秩序、有规律的连续变化和运动，在造型设计中，是指造型要素有规律的排列，排列的形式有反复、渐变、交替等。在包袋造型设计中，如果节奏和韵律运用的不够熟练，在设计中过多的反复运用形、质、色等差异太大的要素，就会造成整个包袋的不协调或包袋某一部分的孤立，或者使得设计没有重点。恰如其分的反复和有规律地出现某种造型元素，例如特定的形状与色彩等造型元素的重复有规律出现或交替出现，都会产生富有节奏与韵律的感觉，如图6。

包袋造型设计的方法

包袋造型设计包含两个方面的内容，一是结构、功能方面的造型设计，表现其物质性和实用性；二是形态、肌理、图案、色彩、装饰、风格等审美方面的造型，表现其精神性内容。常见的包袋造型设计方法有以下几种。

1仿生设计法

仿生设计法是许多设计工作中的一种常用方法，这种方法是指设计师对已有的自然形象或人为形象的模仿，但又不是简单的将现实生活中的形态搬到设计中去，而是指设计师通过感受大自然中的动物、植物等形象或人为事物形象的某种形态、纹理、图案等形象元素，运用概括和典型化的手法，对这些形象元素进行升华和艺术性加工。虽然仿生设计法并不排斥将现实形态一成不变的应用于某个设计的造型中，例如苹果形的电话机、人物形的灯具等，如图7所示。但是包袋自身特点往往限制了上述做法，在包袋造型设计中应该将简单的模仿变为巧妙的运用，再结合包袋的结构特点，进行创造性的设计，使得包袋造型设计既有生动、自然的美观造型，又有很好的实用特性，如图8所示。

2派生设计法

派生即衍生，派生设计法的特点是要有可供参考变化的原型，在包袋造型设计中，派生法是在某一个参考原型的基础上进行廓形、细节等方面的渐次改变，进而展开多种款式系列设计的方法。包袋造型系列化设计是通过变化某个局部的形体、图案、色彩、肌理等造型元素的大小、位置来，获取新的款式变化，如图9所示。

3逆向设计法

逆向设计法是把包袋原来的形态、图案、色彩、肌理等造型元素放在反面或对立的位置上进行思考，寻求异化和突变结果的设计方法。逆向设计法的思维与常规设计法思维所带来的设计结果往往大相径庭，这种设计方法不但能够改变包袋原有的造型，而且还是创造包袋新造型的开端。在包袋造型设计中，运用逆向设计法的内容较多，如包袋前与后、上与下、正与斜、男女包袋造型特征等的逆向造型变化。

4联想设计法

包袋联想设计法是以某一事物形象为出发点，展开联想，并从中获得某种新的有关联的造型形象。这种设计方法是要在一连串联想的过程中，寻找到自己最需要、最适合发展成包袋样式的造型形象，即把一些事物形象与包袋造型设计联系起来，有时也把某一事物表达的某种意义或思想内涵赋予到包袋造型中，从而开发出新的包袋造型及其内涵，如图10所示。

模型设计论文范文第9篇

1．1终锻模具设计

本课题研究的模锻件如图1所示，一部分为非加工表面，另一部分为加工表面。加工表面的单面最小加工余量为5mm，出模斜度7°。为了使模锻件有很好的金属流线，采用锻件中心线分模的形式。由于锻件长度为660mm、宽度为345mm、高向为140mm，投影面积较大，故终压模安装在50MN水压机上，这样可保证有足够的变形压力，保证模压成形。模具采用5CrMnMo耐热工具钢，硬度(HRC)控制在40～45。采用导柱配合方式，最大错移量不超过1．0mm，可满足锻件有足够的加工余量。导柱采用烘装组合的方式，保证装配牢固不易脱出。导柱距下模分模面控制在200mm，这样可保证上模先导入，随后模型接触坯料，从而防止在压坯料时发生串动而造成啃导柱的现象。以往曾发生过由于导柱矮而造成啃导柱时啃下的铁屑飞出伤人的事故。

1．2预锻模设计

铝合金预锻模膛设计应考虑的因素:①当预锻模膛仅用来减小终锻模膛的磨损时，其设计基本上与终锻模膛的相同，但预锻模膛的凸圆角处和分模面出口处的圆角半径应稍大些。当预锻模膛中具有较深、较窄的部位时，可将预锻模膛相应部位的宽度及长度减小一些;也可采用增大该部位斜度的办法，并相应地减小其宽度，而预锻模膛在该处的高度不应加大。为改善成形条件，应合理选择难充满的深腔入口处的模膛凸圆半径。②若预锻模膛用来改善金属流动情况，避免在锻件上产生折叠，则预锻模膛应考虑:为避免工字形锻件筋根部位产生折叠，应增大转角处的连接半径及斜度(或厚度);同时应控制预锻模膛的断面积F预基本上等于终锻模膛上相应处的断面积F终;如终锻后不满，可增大预锻欠压量，用磨修预锻模膛的方法进行调节;对冲孔的锻件，应使终锻时连皮部位的体积大于或等于预锻时该部位的体积;预锻模膛毛边槽的选用基本上与终锻模膛的相同，但有关尺寸应稍加大。在轻合金模锻件生产中，有许多是形状极为复杂、断面变化大的锻件。这些复杂制件不仅很难选择毛料，也不易模压成形，而且变形极不均匀，更易产生折叠缺陷。这些锻件都是用一套终锻模进行锻压是不能完成的，要求设计者必须考虑采用预锻模或者还要设计毛料模。本课题的模锻件是典型的四周封闭筋型，从形状上看是最易产生折叠的，因此，需要设计预锻模。预锻模的特点是完全具备终锻件的形状，只是筋型的高度比最终要求的矮一些、腹板厚一些、圆角大一些、总金属量比终锻件的要多5%～8%。同一筋型的预、终锻各套模具模膛的不同情况。从预锻到终锻，锻件是从粗到精逐渐充满模膛的，变形金属的流动过程比较平稳，变形也更加均匀，这样就可以减少由于剧烈变形产生折叠的几率。就整个金属量而言，它远比以铸锭或挤压棒、型材为毛料直接终锻的总金属量要少得多，这样它就没有过多的金属需要外流，而且仅有的少量多余金属也在预锻过程中很顺利的排出了，因此避免除了由于有大量多余金属外流而造成折叠。

2生产操作的工艺过程

2．1锻造坯料

为了合理的分配金属，尽量减少投料量，需要锻造坯料。在30MN自由锻水压机上锻造坯料。毛料采用挤压棒材，规格为Φ190mm×650+5mm，在700kW空气循环加热炉内加热，450℃～470℃保温3h。平砧在400kW模具加热炉内加热，400℃～450℃保温8h。模具加热是为了防止在锻造过程中坯料温度过低而产生大晶粒，同时便于金属的流动。按锻9工艺进行，首先用锻造钳子将毛料立起，镦粗至h=400+50mm，这样可以保证四角的金属量够用;然后放倒压扁打方，端头镦齐，打出棱角，以保证模锻时最难成形的四角的金属量够用，易于成形。

2．2预锻

预锻模在模具加热炉内加热，400℃～450℃保温8h。坯料加热450℃～470℃保温3h。在50MN水压机上，先用风管吹净模具型腔内的杂物，然后对其上下模的型槽充分一遍，预锻控制在两次，首次预锻时将坯料摆正，上压要缓慢，以防止金属由于激烈变形而出现紊流、涡流、折叠或穿流等缺陷。两次预锻的欠压量分别控制在15mm～20mm，10mm～13mm。①首次预锻:剂的配比为20%石墨+20%汽缸油+60%锭子油，此剂的流动性较好。首先在上下模型槽上进行全面，要注意剂不得在型槽内汪积，然后将毛料摆放在下模型腔上，使毛料盖住型槽，再在毛料上进行全面的均匀的，使毛料表面形成一层油膜。随后预锻的上压速度不要过快，以使金属平缓的流动开始充型。为防止首次预锻时一次变形量过大导致粘模，必要时可抬起水压机再一次，然后上压预锻要求的欠压量为止。首次预压的变形量要大些，欠压量要保证符合工艺的要求。模压后要进行彻底修伤，并要圆滑过渡。②成形预锻:本次预锻采用的剂的石墨配比要比首次预锻的高一些，油刷的沾油量不宜过多，时上下模型都进行少量均匀，在锻件上只对欠成形的地方进行重点，其余部位少量。完了水压机应立即落下随后开始施压，以免剂的过量挥发。当压到一定程度水压机应抬起，排除废气，并还可对局部不成形处实施补充，在拔模角的外侧也可少量，以便锻件脱模。欠压量要保证符合工艺的要求，后要进行修伤，并要圆滑过渡。

2．3终锻

终锻模在模具加热炉内加热，400℃～450℃保温8h。坯料加热450℃～470℃保温3h。在50MN水压机上先用风管吹净模具型腔内的杂物，然后对其上下模的型槽充分一遍，终锻控制为三次，三次终锻的欠压量分别控制在8mm～10mm、4mm～6mm和3．2mm～－1．2mm。合理地进行操作可以避免模锻件产生折叠，在现场生产中该类模锻件易因折叠而报废。终锻的特点是锻件已基本成形，只是欠压量较大，目的是要减少欠压排出多余金属。而此次模锻的好坏对锻件质量有重要影响。首件的剂配比是将石墨的量增至40%～30%，油刷的沾油量要少，必要时可用沾油不多的油刷直接沾入少量的干体石墨，先对上下模型槽进行少量均匀，然后在锻件的外侧拔模角的周边全涂上剂，并尽快将锻件放进型槽内模压，以免剂过量挥发。断面上外侧画点的区域均应是部位，这样使锻件的内侧出模角、筋型、腹板与模具型槽之间没有，使金属和模型紧密的贴附在一起，增大了对变形金属表面的摩擦阻力，以使排除多余金属的变形流动不是在锻件的表面进行，而是在远离表面的金属内部进行，因此锻件内侧的表皮金属不参与流动，这是避免模锻件产生折叠的关键。多余金属的流出首先是在外侧出模角一边开始，然后是在锻件的内部逐渐接替进行。这样操作可能增加锻件最终脱模的困难，但可有效地避免折叠。为防止锻件产生粗大晶粒，各工序的开锻温度控制在440℃以上，终锻温度控制在410℃以上。如遇到锻件粘模、锻件不能立即撬下来，要及时将已出炉的下一个预锻件送回加热炉内，以防在炉外等候时间长而温度散失过多，变形时产生粗大晶粒。掉在地上的预锻件要立即捡起送入模膛，以防温度散失而导致变形时晶粒长大。

2．4蚀洗、修伤

每次模锻后在锻件表面由于有剂残存而使模锻件表面成黑墨状，只有通过蚀洗(碱洗和酸洗)之后才能显现出铝合金的本来光泽。同时也使锻件上可能存在的折叠或欠成形等表面缺陷明显地暴露出来，以便于修伤。修伤是要修掉坯料或锻件上可能会造成或已经形成的折叠等表面缺陷。一般修伤是用风动扁铲和风动铣刀进行，对折叠处修伤除了要把折叠本身彻底修净之外，为了保证再次模锻不再形成折叠和便于成形，修伤处需圆滑过渡，其展开的宽度应不小于修伤深度的5～10倍，同时在修伤过程中还要反复蚀洗，以检查折叠是否彻底修净。修伤可分为坯料修伤、模锻中间修伤和成品修伤三种。①坯料修伤;在模锻加热之前，对坯料上可能会在模锻过程中导致锻件形成折叠等缺陷的各种有害因素进行机械修整。其中包括修掉铸锭车皮时顶出的顶针孔，切挤压毛料时带的连皮，预锻坯料上的局部裂纹和尖锐的棱角，以及锻拔时的压折，以避免模锻时压合、压堆构成折叠。②中间修伤:是把经过坯压、预锻和成品终锻之间各次模锻时已经产生的折叠彻底修掉，并且也要把将会构成折叠的部位进行圆滑的扩展修整。这是模锻生产中减少折叠废品的有利途径。③成品修伤;在成品验收时，对模锻件非加工表面上的不超过技术条件规定允许范围内的轻微折叠，经修伤予以消除。对加工表面上存在的折叠，经剖伤来鉴别折叠的深度，看是否超过技术条件或模锻件图纸规定的加工余量允许的范围，以便确定是成品或是报废。

2．5切边

切边在带锯上进行，可分为中间工序切边和成品切边。①中间工序切边:毛边残留量为10mm～30mm，对局部成形差的部位毛边要多留些，以便于下次模锻成形。②成品切边:对于质量不大于30kg的模锻件，其毛边残留量不大于3mm;质量大于30kg的模锻件，其毛边残留量不大于6mm。形状复杂部位，其毛边残留量不大于15mm。有特殊要求时，按专用技术条件或锻件图上的规定执行。成品切边时，严禁倒立，应注意轻拿轻放，避免表面碰伤。

2．6热处理

将锻件立放在淬火料筐内，然后将试料放在筐的上面。淬火温度为510+5－1℃，按金属温度保温180min，淬火水温60℃～80℃，淬火转移时间t≤15s，且淬火料筐在水中往复升降15次以上，然后在水中停留15min后方可吊出水面，在锻件上打淬火炉号时要在指定位置，且要清晰。在水压机上较直，1MN油压机作为辅助配合矫直，在水压机上锻件放在终锻模内上三级压力矫直。矫直后的锻件轻轻地推入酸洗筐内并按要求摆放好，然后进行酸洗。蚀洗时间不要过长，防止过蚀洗。蚀洗后的锻件放在矫直平台上进行逐个检查，对于个别不符合要求的锻件在1MN矫直机辅助矫直。矫直合格的锻件要打上矫直号。时效温度155+5－2℃，按金属温度保温8h，总加热时间8h～14h;时效装炉时，料架摆放一定要有利循环风畅通，使之加热均匀、快速。

2．7验收

认真执行三对照，按Q/Q817－82标准及图纸，按Ⅱ类锻件检查验收。

3锻件组织、性能检测

该模锻件外形尺寸经划线检查，完全符合图纸的要求。化学成分分析结果符合国标中2A50-T6铝合金的化学成分要求。模锻件的低倍组织晶粒均匀，金属流线均匀合理;高倍组织正常，未过烧，化合物的大小及分布都比较均匀。断口组织细密，无任何冶金缺陷。

4结束语

模型设计论文范文第10篇

一、建立“过程考核”教学考核模式

随着高职生源的变化，学生的学习综合素质和学习主动性有所下降，传统的理论考试或理论+实践的考试评价方式只能评价学生的学习结果，如果复习不到位，还往往造成大面积的不及格局面。高职教育以知识够用，掌握职业技能为导向，所以，评价方式应以学生是否掌握专业技能为主，兼顾学习过程及学习态度。过程考核是在教学过程中对学生学习效果进行测试的考核方式，这种考核方式突出学生在学习过程的自我评价和自我改进，能够使学生获得亲身参与实践操作的体验，并在实践中发现问题、解决问题，锻炼团队协作的能力。《包装造型设计》课程是一门理实一体的课程，为了更好地评价学生掌握包装容器造型设计的能力，过程考核的评价方式是该课程在考核方式上进行改革的一个重要内容。过程课程教学上要求学生自主或团队完成15个工作任务，前面12个工作任务是每个5分，共60分，学生完成每个工作任务中相应包装容器的设计与制作，设计图为3分，成品实物为2分，学生完成任务后老师当场对作品进行评价和给分。后3个综合工作任务为每个10分，共30分，综合工作任务的实施以学生小组的形式完成，每组中组长分配每个组员不同的小任务，之后选取一个学生对本组的完成的工作任务在班级中进行陈述，其他组学生进行分析评价。最后还有10分为学生平时分享和团队协作能力的表现。同时，老师在整个教学过程变得很轻松，只要讲解适当的理论知识，之后整个课堂就以学生为主，老师只需要对学生的学习情况的进行全面掌控，充当评价的角色，待15个工作任务全部完成，该课程的教学也结束了，学生的成绩也出来了。整套过程考核设计中体现了更加公平，以及注重能力的培养，让学生养成“过程即结果”的正确观点，有助于培养学生正确的价值观，也有助于学生今后的职业发展。

二、结合专业竞赛

以赛促学为了更好地调动学生学习的积极性，使学生掌握专业技能，开展技能竞赛是一种较好的方式。学生通过对《包装造型设计》的学习已经基本掌握了常规包装容器的设计和算法，在这样的基础再进行包装类设计大赛不但是对学生已有知识的考察，同时也是让学生发挥创新能力的一个机会。因此，在教学的后三分之一的时间，举办院级的包装结构设计大赛，比赛时间为五周，学生根据大赛主题设计作品，作品交给评审组后统一评审，得出各个奖项。为了能广泛地调动学生积极参加比赛，各奖项不但设有奖金，还将比赛结果与《包装造型设计》课程成绩相结合。在参加的艾司科全国包装结构设计大赛中先后有2人获优胜奖，12人获优秀奖，参加全国轻工类包装设计大赛获一等奖三名，二等奖2名，三等奖5名，参加江淮杯工业设计大赛获优秀奖2名。通过竞赛的激励，可以锻炼学生的专业技能，让学生获得荣誉，有利于学生更好地就业，而且将比赛与课程教学紧密结合，大大提高了学生学习的积极性。基于工作任务的教学内容，以完成具体工作任务为目的的教学设计，“过程即结果”的考核方式及以赛促学的激励措施使得《包装造型设计》课程教学模式在包装技术与设计专业中已形成了鲜明的特色。同时课程组老师们编写了《包装设计》实训指导书，该指导书在总结教学经验的基础上编写，突出职业技能的训练，具有较强的实用性和创新性，充分满足教学的需求。通过改革，该课程的教学效果得到显著提高，教学效果连续3年达到优秀。

作者：郑美琴涂亮单位：安徽新闻出版职业技术学院

模型设计论文范文第11篇

机械系统设计的过程中需要从管理模型出发，按照机械设计管理成熟度模型的具体要求推进各项工作，保证机械制造企业能够符合生产经营管理的具体要求，按照机械模型标准化的要求推进系统设计，提高对系统的综合控制和管理能力，为机械系统优化控制创造良好的条件。机械系统设计的过程中需要从现成模型管理出发，保证模型化管理方案能够符合机械控制的总体要求，推进机械设计管理体系创新，为机械管理体系优化创造良好的平台。企业管理模式优化控制管理的过程中需要对模型控制的整体思路进行优化，确保整体思路能够符合管理效益提升的要求，实现机械系统的自动化控制，让机械系统设计更加符合机械系统管理的要求。机械设计过程中需要不断改变传统思维模式，让思维模式符合机械系统设计体系的具体要求，确保机械系统设计符合模型化控制的全面要求。机械设计模型化的提出对机械系统优化具有积极的作用，并且能够形成机械控制、机械管理、方案优化与一体，实现目标测算模型的全面控制和优化。

1.1机械设计业务模型探索

机械设计的过程中需要对机械控制功能进行全面的分析，只有把握住机械控制功能，才能对机械功能进行全面的分析，提高机械设计业务管理水平，为机械业务模型控制和优化创造良好的平台。在新的机械业务管理链条控制下，需要对信息流进行优化控制，才能提升机械设计的综合管理控制能力，为机械综合控制管理创造良好的内部条件和外部条件。机械设计的过程中业务模型优化需要从价值链角度出发，对模型化管理工具进行全面的分析，实现对管理工具的全面控制，提升对机械管理工具的综合管理能力。

1.2通过IT工具实现机械设计的模型优化

随着信息技术的发展，机械设计所利用的IT工具越来越多，因此要从云计算、互联网、大数据等角度出发，充分发挥机械工具的控制管理要求，保证新兴IT技术能够在机械设计中得到全面的应用。IT工具在业务需求控制管理的过程中需要进行流程化管理，确保权责控制能够符合机械化的具体要求，实现机械的流程化管理和控制，提高对机械控制管理的总体需求，在具体实施的过程中需要从价值创造和管理效率角度出发，实现机械设计的管理模型优化，为管理方案的探索和优化创造良好的条件，通过搜集整理和数据管理分析，保证机械设计能够符合管理决策控制的要求，实现机械系统的全面优化。机械设计中需要通过软件诊断和经验分析等手段，保证模型能够按照机电一体化控制的要求进行系统设计。机械设计咨询与机械设计软件和机械设计软件服务融合在一起的，需要按照一体化管理和控制的具体要求，积极推进机械系统的综合控制管理，从机械模型主脉出发，积极稳妥的推进机械系统优化控制。机械设计软件本身就是一种模型，因此管理模式存在固化现象，需要从全面预算管理的角度出发，解决机械设计中出现的问题，对机械系统进行全面的风险控制，保证机械系统设计符合模型化的具体要求。

2机械设计管理模型控制和优化

机械设计管理过程中需要从全面预算管理的角度出发，控制和优化机械设计的方案，提高机械模型的综合控制管理水平，对范式有效控制具有积极的作用，通过对机械业务的全面控制，才能对管理模型进行优化，提高对机械系统的综合管理水平。

2.1机械设计中多业务模型控制

机械设计过程中需要对不同的功能进行不同的分析，确保功能业务能够被全面的掌控，实现对机械设计的管理模型优化，让参数能够符合机械设计中多业务管理的要求，提升对多业务模型的综合控制管理水平。机械设计要和参数及控制点紧密结合在一起，实现对情景的有效匹配，为机械控制管理和模型优化创造良好的条件。机械系统多业务模型控制管理的过程中需要从风险控制角度出发，按照管理模型的综合管理要求，提升机械系统的优化管理要求。

2.2机械系统设计的质量模型控制优化

机械系统设计的过程中需要建立完善的质量管理和控制体系，通过对质量模型的优化和管理，实现对算法的全面管理，让机械系统设计能够符合质量标准要求，机械系统的质量控制与机械系统的效率是紧密结合在一起的，只有把机械系统的质量和系统的模型融合在一起，才能提升机械系统的综合控制管理水平，质量控制需要从机械元件出发，对每个元件进行机械模型优化，提高对机械模型的控制管理水平。机械系统模型设计与质量控制要从不同的方案出发，建立完善的质量控制管理体系，为模型管理创造良好的内部环境和外部环境。在机械设计平台中植入质量管理方案，可以实时对机械系统的质量进行监控，确保机械系统的质量管理能够符合质量控制的具体要求，实现对模型的全面分析和优化，对模型应用具有重要的作用。机械系统设计质量控制与机械系统模型管理是紧密结合在一起的，需要从不同的方案设计出发，提高机械系统的管理控制能力。

3机械系统设计模型控制和管理机制

机械系统设计模型控制要从模型管理的角度出发，加强管理机制建设，提高对机械系统的控制管理水平，为机械设计系统的综合管理创造良好的条件。

3.1机械系统设计模型控制

机械系统设计需要从机械控制角度出发，建立完善的机械模型，保证机械系统能够得到全面的运行。机械系统设计模式控制需要遵循一定的规范，全面提升机械系统的综合控制、管理功能。机械系统功能模块设计过程中要从技术创新出发，确保CAD解决方案能够符合功能设计的总体要求，从机械系统操作角度进行模型控制，按照机械资源管理器的控制理念，提升机械系统的资源控制和管理能力，为机械系统更好的管理文件创造良好的条件。机械系统要实现高质量的模型控制，必须要从资源管理角度出发，促进机械系统模型优化管理工作。机械系统设计要和零件设计、部件设计紧密结合在一起，形成工程模式管理，全面优化机械系统的综合功能，提高机械系统的优化控制和管理功能。机械系统模型设计过程中需要建立一套完整的动态管理界面，减少不必要的操作流程，提高机械系统设计的控制管理能力。机械模型设计中要从特征模块出发，建立完善的标准控制管理系统，通过特征模型设计，可以实现对其标准的优化和控制，实现零件系统的信息共享。机械系统设计控制模型优化要与调用标准紧密结合在一起，形成机械配置管理的模式，从部件设计、零件设计、工程图角度出发，确保机械系统设计能够符合机械控制管理的具体要求。机械系统设计中需要通过不同的参数组合和变换，提高机械系统的综合控制管理水平。

3.2机械设计模型管理机制设计

机械设计模型管理机制要从信息资源共享角度出发，建立完善的信息共享平台，提高机械设计的信息共享能力，为其更好的实现机械控制创造良好的平台。机械设计模型管理中要利用先进的工具，通过互联网进行协同控制和管理，保证机械系统能够得到全面的优化，为机械系统的管理模式创新创造良好的条件。机械设计中信息管理机制建设需要从文件控制管理角度出发，通过实体模型优化控制，确保互联网信息能够协同工作，在机械部件设计中进行参数信息管理，使设计能够符合机械控制管理的具体要求。通过智能零件技术能够实现系统的自动重复设计，保证智能零件能够符合创新技术方案设计的具体要求。机械设计模型与管理模式要紧密结合在一起，确保管理模式能够符合机械设计平台设计的管理要求，从不同平台实现信息资源的共享。

4结语

模型设计论文范文第12篇

UG系统是世界一流的具有综合性设计、分析和制造一体化的集成系统。系统不仅能够由CAD模块实现从产品的概念设计、结构设计、虚拟现实到静力学和动力学的强度分析，还能由CAM模块实现计算机辅助加工制造，同时在系统中还贯穿了产品的开发和制造全过程。UG技术提供的草图功能、曲线曲面建模、基于特征的实体建模、虚拟装配建模、机构运动仿真、分析等技术手段，为机构设计提供了极大的方便。通过相关技术手段的结合应用，既能快速构建出相关机构的抽象模型，也能把这种模型快速地映射于机构的装配模型，还能对机构进行快速的运动分析仿真、运动干涉检查及动力学分析等。

2UG三维模型在教学应用中的优势

传统的机械设计基础教学过程，通常采用二维工程图表达物体的结构形态，或通过实物模型来增强学生感性认识。但这种教学模式存在着一定的弊端，二维图形缺乏立体感，实物模型由于体积和重量原因会造成携带、拆卸和剖切不便,且操作较为费时。采用UG三维造型功能，对课本上的二维图形所对应的实体模型进行制作，可以很容易实现三视图和实体之间的转换，通过实体模型和动态仿真使学生能够更直观地进入真实的三维空间，从感性上理解三维实体的结构与相对位置，引导学生思考，增强学生感性认识，从而提高学生空间想象能力。另外，利用UG的局部放大、平移和翻转等工具，还能够让学生在屏幕上全方位观察零件复杂形体的外形与内腔的变化等各个侧面和局部细节特征；可以直观地显现整个零件的结构，装配体中零件之间的连接关系，使教学中的知识难点更加清晰、生动、形象；也可以根据不断变化的教学内容和不同的教学对象的需求，利用UG软件方便地进行教学模型的修改与新建，满足教学中对模型种类及数量的需要，并有效降低教学成本。

3UG三维建模在教学中的运用

3.1模型和教材相适应

《机械设计基础》课程很多内容都涉及三维零件，根据需要确定具体的零部件，如：带轮、齿轮、凸轮、轴、轴承、箱体等等。在建模的形式上要注重提高三维模型的视觉效果，根据教学内容的需要制作、补充或减少模型，使模型与教学内容紧密结合，贴近实际。

3.2模型与课件相结合

优秀的课件有助于提高教学效果，用UG软件制作的素材，合理运用在课程多媒体教学中，可充分发挥教师与现代教学手段的双重作用。例如，在讲解轴承的结构和各零件的位置关系时，使用UG建好的模型，一边讲解各零件的结构，一边进行现场虚拟装配，这样能够方便地为学生提供正确的示范，培养学生的几何构思能力，同时帮助学生理解结构工艺知识，有利于学生理解轴承的工作原理、装配关系、各零件的相对位置关系以及各零件的结构特点。在这种视觉效果的刺激下，学生的分析、认识和记忆能力增强，这既活跃了课堂气氛，又提高了学生的学习兴趣。在制作课件时，要注意收集和整理，注重课件在课堂教学中的实用性和使用方便性，有利于学生循序渐进地掌握教学内容。在教学过程中充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，在师生的交流学习中寻找最适合学生的方式，更好地发掘学生潜力。

3.3充分利用学生资源

学生在学习UG软件时，可以将教学模型作为练习让学生参与制作，参与式的体验教学不仅激发了学生学习UG软件的热情，而且巩固了《机械设计基础》课程所学的知识，同时，将优秀作品作为今后教学的资料。

3.4多样化制作模式

一种是将虚拟三维模型调整到最佳位置，保存为图片格式，直接插入到课件适当位置；另外在条件允许的情况下，可直接用UG软件打开已建造好的虚拟模型进行教学，在课堂的动态教学中可以达到随机应变、按需编辑、修改模型。当今社会迫切需要大力加强对人才创新意识与能力的培养，培养符合时展需求的应用型人才迫在眉睫。而人才的创新始终离不开实践环节的培养和锻炼，即“创新来源于实践”。随着3D可视化软件的“大众化”及虚拟仪器的广泛使用，使得原有以实物为主的机械设计基础课程实践教学模式面临新的挑战和机遇。尤其是有些设备或装置需要进行剖切或外壳透明化处理才能充分清楚地了解其内部结构，仅仅在实践教学中运用实物模型，较难形成模型的衍生、变型、扩展设计。这些客观现实的存在，成为机械设计基础课程实践教学在运作过程中的瓶颈。因此，实践教学过程中需要模型的多元化，即将3D数字化模型与实物两种教学模式嵌套使用，才能优势互补。3D数字化模型具有以下特点：其一，三维数字化模型具有丰富多样性的表达形式，数字化模型的表达，拆装非常便捷，且完全可逆，通过剖切、爆炸图、视频生成等功能，可以生动直观地表达实际零部件内部的结构和工作原理，全方位地展示精密部件和不可逆拆装部件的内部结构、装配和拆解过程。其二，利用数字化模型能够强化学生的工程意识，目前UG软件具有标准件库，诸如轴承、螺栓、螺母、销、键等标准零件库，这些库的使用可强化学生的标准意识、工程常识，对避免课堂教学与实际工程环境的脱节效果很好。在实践教学中我们要充分发挥实物模型和数字模型的长处，取长补短，充分协调好两者在教学过程中的关系，提高实践教学的质量。

4结语

模型设计论文范文第13篇

【关键词】沃特•迪克;迪克―凯瑞模型;教育技术学

【中图分类号】G40-057【文献标识码】A 【论文编号】 1009―8097(2009)08―0005―04

一 沃特•迪克其人

沃特•迪克 (Walter Dick),佛罗里达州立大学(Florida State University)教育学院教学系统专业教授。他于宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)获得心理学和教育心理学硕士学位。毕业后,工作于佛罗里达州立大学教育学院。他长期致力于教学设计的理论和应用研究,是教育设计领域杰出专家之一。

迪克专注于教育技术学领域的研究,在教学设计领域内的贡献更为卓越。他与凯瑞提出了著名的系统化教学设计模型,即迪克―凯瑞(Dick & Carey)教学设计模型,受到包括加涅在内的很多教学研究者的认同。该模型对教学设计领域、乃至整个教育技术领域的影响都是重大的。

沃特•迪克教授著作颇丰,曾撰写和修订著作6部,其中与凯瑞 (Lou Carey)合著的《教学系统化设计》、与瑞泽(Robert A. Reiser)合著的《规划有效教学》等更是教学系统设计领域的经典著作。瑞泽等人在2004年对177老师,64个学校的教育技术专业所使用的教材作调查,调查显示在使用最多的五本教材中,迪克与凯瑞等合编的《教学系统化设计》(The Systematic Design of Instruction)位列其中,被视为学习教学设计的最佳起点教

材。

二 沃特•迪克的学术思想与实践

1 系统化教学设计的理论观

教学设计兴起于20世纪60年代,是一个实践性强、应用范围广阔的多学科综合研究领域,也是教育技术学领域的重要研究领域之一。在教育技术整个领域的5个研究范畴中,教学设计被认为是教育技术对整个教育科学领域有最大理论贡献的一个范畴,因此在教育技术学科体系中占据重要地位[1]。迪克对教学设计理论的卓越贡献和成就使他成为现代教学设计领域的核心和领军人物。

迪克主张将教学看成一个系统,这种教学系统观对其系统化教学设计观思想的形成有着至关重要的作用。其系统化教学设计思想融合于实际教学,在教学实践中形成有效教学设计模式。

(1) 教学观

迪克认为,教学本身是一个由学习者、教师、教学材料、学习情境及管理者等成分构成的系统,良好的教学在于这些成分之间的有效互动;教学过程本身也是一个为了引发和促进学生学习的系统。运用系统观点来看待教学的好处是能够把握这一过程中各个成分的重要角色,各个成分之间必须有效地发生相互作用[2]。教学是一个系统,而教学设计作为一种对教学的规划和设计,由此也应该是一个系统,由一系列成分和步骤按一定的逻辑构成。

(2) 系统化教学设计观

20世纪60年代,教育技术领域尚盛行程序教学的思想。在系统化思想的引导下,迪克与卢•凯瑞一起提出了在教育技术届享有盛誉的教学系统化设计模型,即迪克―凯瑞教学设计模型,用模型的方式来阐释自己的教学设计观(如图1)。

该模型是运用系统方法设计而成的,是一种用于教学的设计、开发、实施和评价的系统化方法模型。系统化的方法强调任务中各环节之间的关系,任务过程中的每一步作为下一步的条件,对于是否达到目标要求,通过反馈进行检测,如果没有达到要求 ,就要对该过程进行反复修改直至达到既定教学目标[3]。系统化强调系统各个组成部分之间的互动性,在其思想和模型中都得到体现。

迪克将教学设计模型分为10个模块(图1方框内),分别是:评价需求确定目的、进行教学分析、分析学习者和环境、编写绩效目标、开发考核量表、开发教学策略、开发和选择教学策略、形成性评价、总结性评价以及修改教学环节。其中每个模块都应该给予充分的重视,清晰它们之间的输入和输出关系。该模型是一个注重效果的模型,他强调要明确学习者需要学会什么技能,要收集学习者的数据来改进学习[5]。

迪克的教学设计系统观思想在此模型中得到体现。如同视教学为一个系统一样,整个教学设计活动也需要看作为一个有机整体,不能过于强调系统中的任何一个成分,而是要确定每一个成分对预想结果的产生所发挥的作用[6]。各个模块之间相互作用才能使教学达到最优化。

(3) 有效教学设计模式观

1989年,迪克与合作伙伴瑞泽一起提出有效教学的设计模式。该模式类似与先前的系统化教学设计模型。它不注重教学媒体和教学材料的设计,而强调任何一个教师无需依赖任何特殊设备或辅助工具和媒体,就可以在课堂教学中对其进行应用;可以帮助教师设计一学期、一单元、甚至一节课的课程。其模式图如图2所示:

有效教学模式以一定的步骤与顺序协助教师作出有效的教学设计。该模式的设计起点是教师确定教学目标,根据教学目标以及学生特质和选择的检验方式来编写教学行为目标。有效教学模式的最后一个环节是进行教学,在此过程中,教学媒介的使用和教学活动的开展均需教师根据教学实际不断进行调整。

此模式的关键在于要明确教学目标,教学活动和教学评价的设计均建立在明确教学目标的基础之上。此模式重视教学活动的评价,迪克他们认为有效教学的重点不是检验教师教了什么,而是检验在教师教学结束后,学生学习和收获了什么[8]。教师要根据评价结果来修正教学活动和教学内容。教学过程可以随时进行调整,调整之后教学目标及其后的活动也会跟着调整[9]。

2 系统化教学设计的应用和实践

(1) 系统化教学设计在教学和培训的应用和实践

迪克不但在理论上创建迪克―凯瑞教学设计模型,而且还重视此模型在实践中的应用,并在教育、企业等领域内对此模型进行多次应用、检测和考察。比如,在其著作《The systematic Design of Instruction》(Sixth Edition)的课程管理网站上,设有专门的学校学习的研究案例。其中《学校学习案例研究:句式变化》是针对学校教育中的语言学习课程的教学设计方案。他还将系统化教学设计应用于组织培训中,设计一系列的关于企业培训的系统化教学设计案例,其中“团队领导力培训”是一个经典案例。此案例是以迪克―凯瑞教学设计模型中的各个模块在组织培训时的具体操作的形式清晰地呈现出来的。并且他还对绩效需求、教学目标等模块从企业培训的角度做出培训设计。

根据实际应用和检测结果,迪克对教师如何进行教学设计提出一些有针对性的建议和有效经验,比如如何运用有效方法来确定至关重要的教学目标、如何选用教学策略等。迪克在《优秀教师是否采用系统化教学规划》一文中提到,调查发现,研究中的大多数教师在日常教学中并没有采用系统化教学规划[10]。他认为是否采用系统化教学规划并不能用来衡量一个教师是否优秀或优秀的程度。虽然教师的优秀程度与使用系统化教学规划并无直接联系,但系统化教学设计可以为新手教师提供一个关于教学的经验性参考资料。

此外,在“教学设计系统化方法模型”教授和应用近30年实践的基础上,迪克还对如何教授系统化教学设计提出了自己的观点――“用产品的方法教授教学设计”。他认为,教师在教授系统化教学设计时,不能简单地将理论呈现给学生,即用“知识的方法”教授,而应该用“产品的方法”[11]。教学设计的教学不仅要让学生学习如何设计教学,并且还要能开发教学材料[12]。因为学生只有通过实际开发教学材料才能够学到更多东西。

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(2) 系统化教学设计的软件评估应用

迪克将其系统化思想应用到教学领域的各个环节,包括对教学软件的评估。下图(图3)即为教学软件的评估模型图:

这个模型从需评估软件的选择直到结论的最终生成,各个模块之间的紧密相关,充分体现迪克的系统化思想。同时,此模型也包含有系统化教学设计的思想,教学软件只是解决教学问题的工具,评估流程是按照系统化教学设计思路来安排的[14]。

为了验证教学软件的评估模型的正确性,迪克还让佛罗里达州立大学的研究开发部参与了此项研究,对模型进行具体的操作。在应用的基础上对学生和教师进行访谈,从中发现了该模型的许多问题,以此作为完善模型的依据。此模型经常被教学软件研发人员作为软件开发的一个测评标准,它最为核心的并不是测评方法,而是软件测评的前期阶段及体现在模型里面的系统设计思想。

三 沃特•迪克学术思想评介

1 迪克教学设计理论观的源起解读

迪克―凯瑞教学设计模型是迪克教学设计理论观的体现和精华所在。该模型始于20世纪60年代,当时程序教学思想尚在盛行。此模型不仅借鉴了斯金纳程序教学的一些思想,同时还吸收了斯金纳的形成性评价的方法。不过迪克指出:“虽然研究此模式的最初目的来源于程序教学理论的发展,但是该模式只是在很有限的范围内参考了斯金纳的原理” [15]。此外,加涅的教育技术思想观对此模型的形成也起着比较重要的作用。此模型中教学策略的形成就来源于加涅著作《学习的条件》中的观点,而模型中的“系统”一词也是源自于20世纪60年代初加涅等人提出的“系统开发”、“系统教学”等术语或思想[16]。

站在斯金纳、加涅等前人的肩膀上,吸纳和借鉴已有的理论思想,迪克在教授“程序教学的技艺”课程的实践基础之上,与他的研究生助手卢•凯瑞一起采用系统化方法将自己的系统化教学设计观用模型的方式呈现出来,初步形成了系统化教学设计模式,即迪克―凯瑞教学设计模型。

随着信息技术、学习与教学理论的发展,教育技术领域也出现了新的思想和趋势。针对这些新发展,以及迪克―凯瑞教学设计模型在不同领域中应用和实践的反馈,迪克等人不断地对此模型做出调整和修订。从1978年第1版出版至今,30年的时间中《教学系统化设计》一书已出版至第7版,由此可以看出该模型内容发展更新的频度。但是,30年来迪克―凯瑞模型的基本框架没有改变。提及迪克的教学设计思想,总是首先让人想到的就是“系统化”三个字,简单的三个字所蕴含的道理却是深厚而绵远的。迪克的教学设计观的核心理念就是在教学中坚持系统观,将教学准备、实施、评价以及对教学的修改视为一个整体过程[17]。

2 迪克学术思想贡献解读

迪克一生致力于教学设计相关理论的研究。也许与众多教育技术名家相比,他的研究领域相对狭小和有限,但正因如此,更彰显其“少而精、专而深”的研究风格的可贵之处。此外,在其学术研究生涯之中,迪克严谨治学的态度让同事或合作伙伴敬佩不已。瑞泽对迪克的评价是“一位非常出色的写作能手,也是一位很棒的导师,他的正直和职业道德操守是我的人生楷模。……有着非常敏锐的专业洞察力,并且思路清晰……”[18]。

教学设计理论与实践发展数十年,涌现出众多教学设计模型。迪克―凯瑞教学设计模型尽管属于早期的教学设计模型,却一直受到广泛好评,被奉为教学设计的经典模型。这一方面反映出该模型思想的先进性和预见性,另一方面也体现出此模型之精深。从模型初提至今,迪克等人在此系统化教学模型的应用和实践过程中,对模型加以修订数次,对模型中的部分要素进行修正,以符合理论发展和教学需要,从而使模型保持着与时性,保持着持久的生命力。

迪克的教学设计观以及迪克―凯瑞教学设计模型中所体现的系统化设计思想对实际教学有着不可忽视的指导作用。其中很重要的一点就是教学之前首要的任务是分析。分析包含两个方面:对教学的分析和对学习者的分析。在教学、培训等活动中,对学习者起点和状态的分析至关重要,是一种重要的需求评估。需求评估与教学和其他活动的良好开展有着不可忽视的关联。其次,在教学过程中,还重视评价的作用,可以随时和持续地根据评价反馈信息对教学进行修改,这一环节可以使后续的教学工作日臻完善。更重要的是,迪克认为,系统化教学设计模型的应用会使我们形成系统化的思维习惯,这对理解和看待任何事物都有莫大帮助。

3 迪克系统化教学设计观的局限性

迪克―凯瑞教学设计模型是迪克系统化教学设计官的具体体现。尽管该模型一直受到众多关注和认同,被视为教学设计经典模型。但是很多教师在实际进行学校教学设计时,并不觉得迪克―凯瑞教学设计模型是实用的。

这一点从迪克本人在1998年对中小学教师使用系统化教学设计的调查中得到体现,他在文中也提出原因所在,比如教师并未意识到清晰的教学目标的好处等等。还有一个很重要的原因,此模型作为一种开发工具,它不是专门为学校教师作日常教学设计使用,主要是为了用于帮助新手开发有效的教学材料,因而在教师使用它来做教学设计时,会感觉到缺乏实用性[19]。广大一线教师在教学中使用这个模型感到最大的问题是时间不够用,没有充分时间按照模型所提供的步骤一步步进行[20]。

这些教学实际中存在的问题,从侧面反映出:一个教学设计模型会对教师的教学设计起到一定的指导作用,但是绝对不能照搬一个即使很完美的教学设计模型,也不可太过依赖一个模型。在教学应用实践中应根据教学实际选择不同教学理念和模式,应该学会移植和创新。迪克认为“教学需要的灵活性、创造性存在于有经验的专业人员的头脑之中,而非模型之中” [21]。教学设计者如同出厨师一样,起初是依赖于框架做出教学设计,但是熟练后可以将个人特色和风格融于其中,以自己独特的方式呈现教学,而不再照搬框架。我们可以借鉴、学习并且努力形成的是系统化的思维习惯!

四 结语

沃特•迪克教授长期致力于教学设计领域的研究,为教学设计领域作出了杰出贡献。迪克的系统化教学设计思想对教师的实际教学过程有着良好的指导作用。迪克―凯瑞模型为学校教师的教学实践提供了良好的经验和工具。这些对国内教学设计领域、乃至整个教育技术领域的发展,都有很大的借鉴价值。此外,迪克长年专注于一个研究问题的“专而精”

模型设计论文范文第14篇

［论文摘要］ 本文讨论了财务建模的内涵，分析了财务建模的意义和作用，探讨了在高等财经院校开设财务建模课程的设想。笔者认为：财务建模有助于财务理论的发展，可以促进当前实证研究的开展，可以作为辅助决策的工具，特别是在新会计准则财务与会计日益融合的前提下，对会计人员更好地处理会计事务具有非常重要的意义。今后财务建模是财务会计人员必备的一项技能，因此在高等财经院校开设有关课程已势在必行。 

 

一、财务建模的概念 

谈到建模，大家首先联想到数学建模。数学建模是把一个称为原型的实际问题进行数学上的抽象，在作出了一系列的合理假设以后，原型就可以用一个或者一组数学方程来表示。 

本文讨论的财务建模包括财务问题的数学建模，但是也包括下文谈到的计算机建模。因此我们定义，财务建模是用数学术语或者计算机语言建立起来的表达财务问题各种变量之间关系的学科。将一个问题用模型表述以后可以检验特定问题在不同假设条件下的不同结果，也可以用来预测在不同条件下特定问题未来的发展。 

对于一个复杂的财务问题，有时要写出它的数学模型可能是不现实的或者不可能的。在此情况下如果我们能够用计算机来模拟该问题并且分析它的运行结果，就可以了解和掌握它的内在规律，预知它的未来发展。在这种情况下，虽然我们没有找到精确的数学模型，但是可以说找到了它的计算机模型。因此在上面财务建模的定义中我们增加了计算机模型的内容。 

因此，财务建模是利用数学方法以及计算机解决财务问题的一种实践，是研究分析财务数量关系的重要工具。通过对实际问题的抽象、简化，再引入一些合理的假设就可以将实际问题用财务模型来表达。财务模型可以表现为变量之间关系的数学函数，也可以在完全不清楚数学表达式的情况下用计算机来模拟或者推测变量之间的依赖关系。前者是数学模型，后者是计算机模型。找出变量之间关系的数学模型可以为实际问题的解决提供非常方便的条件，但是面对当今复杂的经济问题和现象，并非所有的问题和现象都有明确的数学模型。在这种情况下，找出问题的计算机模拟模型也是非常有意义的。财务建模既包括财务问题的数学建模，也应包括相应问题的计算机建模。举一个例子，当前非常热点的问题：如何根据企业财务数据和其他有关数据对企业的风险作出评估，即如何建立企业财务预警模型就是一个典型的财务建模的例子。当然如果能够找到企业财务数据和风险之间的确定的数学关系对企业财务预警有很大的意义。但是如果这个关系一时不能找到，那么建立风险预警的计算机模拟系统对此问题的解决也是非常有帮助的。另外，文献[5]和[6]提供了一个股票估价模型的例子。在该例中，使用者可以输入贴现率、股利增长率、所要求的最低回报率等参数，然后模型可以计算出该只股票的价值，从而为股票投资提供参考。 

财务建模是研究如何建立财务变量之间关系的理论和方法的科学。通过财务建模，我们可以找出财务变量之间的相互依存关系。现实世界中财务变量之间的关系有两种：一种是确定性的关系，另一种是随机性的关系。因此，财务模型也可分为确定性模型和随机性模型。确定性模型研究财务变量之间的确定定量关系，例如折现现金流模型等。随机性模型反映的是财务变量之间在一定概率意义下的相互依存关系，例如资本资产定价模型。因此，财务建模不仅讨论确定性模型建立的理论和方法，也探讨随机性模型建立的理论和方法。 

财务建模是一门理论性很强的学科，具有坚实的理论基础和理论依据。它的理论基础包括数学、统计学、财务管理学、金融学、会计学、计算机程序设计等等，因此财务建模是一门交叉性很强的学科。 

财务建模又是一门实用性很强的学科，是各级学生包括研究生、本科生都应掌握的一项技能。财务建模的基本内容应该包括：现金流计算模型、最优化模型、投资组合模型、估价模型、统计建模以及财务数据时间序列分析等［1］。这些内容在财务与金融计算中是非常有用的，是将来学生走上工作岗位以后必不可少的技能，因此应该在大学或者研究生阶段予以学习和掌握。

二、财务建模的意义 

财务建模的意义可以总结为如下几点： 

1. 财务建模可以推动财务理论的向前发展 

首先，财务问题的模型研究本身在财务理论研究中就占有非常重要的地位。文献[4]讨论了很多会计学和财务管理中非常重要的模型，例如，资本资产定价模型（capm）、投资组合模型、证券估价模型、black-scholes 期权定价模型等。这些模型既是财务理论重要的内容，又是该学科最活跃的研究领域。很多作者由于对某个模型的研究而获得了很高的学术地位，有的甚至获得了诺贝尔奖。从理论上深入研究如何建立财务模型不仅可以追溯前人科学研究的足迹，而且可以为自己的财务研究打下良好的基础。财务建模对推动会计和财务理论的发展将起到不可忽视的作用。 

另外，财务建模在财务理论与实际问题之间架起了一座桥梁。财务建模着力于用定量的方法刻画和解决实际问题。当找到了实际问题的数学模型，那么一个新的理论可能就宣告诞生；当将一个理论应用于实践并得出了与实践相辅的结论，那么该理论在这一经济体中就得到了验证。如果一个理论不能在一个经济体中得到很好的应用，那么我们就要思考对于当前的问题什么样的理论才是适合的理论。于是通过财务建模我们就去寻找符合实际的模型。该模型或者是原理论的修正，也可能是一个完全不同的新的结果。在这种情况下同样可能预示着一个新理论的诞生。当然，在一个模型上升为一个理论之前，可能该模型只适合于一个特定问题，但是我们也可以说财务建模为解决这一特定问题起到了巨大作用。财务建模不仅可以用于验证已有理论的观点和方法的正确性和严密性，同时也可以成为新理论诞生的土壤、契机和工具。 

2. 财务建模方法的讨论也可以为实证研究提供很好的方法论基础 

财务建模不仅可以验证规范研究所提出的观点和方法的正确性和严密性，同时财务建模方法的讨论也可以为实证研究提供很好的方法论基础。在文献［3］中，作者深入研究并总结了当今实证会计研究的理论和方法。由于现在实证研究愈来愈受到重视，因此掌握实证研究的方法至关重要。财务建模的方法很多都可以用于实证研究，甚至可以说财务建模本身就是一种实证研究。因此，学习财务建模可以为实证研究打下非常好的基础。 

财务建模的工具对于财务建模问题的研究至关重要。过去财务建模大多通过微软办公软件excel来完成。对于统计建模，大家采用较多的有sas、spss等。现在用matlab应用软件包建模使财务建模更加得心应手。matlab是一个功能完备，易学易用的工具软件包。matlab的主要特点是：计算能力强，绘图能力强，编程能力强。matlab的使用扩充了财务建模研究的内容，并为财务建模提供很好的计算机支持。用matlab作为工具不仅可以提高财务建模的效率，而且可以以非常直观的方式将自己的模型表现出来，更可以创造出适合于特定企业和特定情况的模型系统。笔者在总结多年财务建模研究的心得和体会的基础上，为研究生开设了“matlab财务建模与分析”课程并出版了同名教材［1］。在为研究生讲授此课的过程中，深感财务建模对研究生今后实证研究的重要作用，也体会到学生学习该门课程的热情和投入精神。同学们通过该课程的学习不仅掌握了财务建模的基本理论和方法，也提高了进一步学习会计和财务理论的兴趣和热情。

matlab统计建模为财务随机模型的建立提供了非常强的工具。对财务数据进行统计分析或者根据统计分析的原理建立财务变量之间的相互依存关系是统计建模的重点内容。我们知道，在自然界和人类社会中，有些变量和变量之间表现出了确定的依存关系，但是大量的变量之间存在的却是不确定的，有时需要重复出现多次才能表现出来的关系。这样的关系就是变量之间的随机关系。随机关系需要根据统计原理应用统计分析的方法来建立。 

matlab提供了专门用于统计分析和统计建模的统计工具箱。利用统计工具箱提供的标准函数，使用者可以完成统计上的绝大部分数据分析任务，如：假设检验、方差分析、回归分析、多元统计分析等。而且matlab还提供了易学、易用的图形用户界面，使用户在最短的时间内就可以掌握较复杂的统计分析技术。如果将matlab的编程能力和图形能力充分利用起来，那么用户还可以设计出能够完成特定功能、特定任务的模型系统。 

因此，笔者认为，财务建模的较理想的软件平台是matlab。建议在财务建模的理论研究和实践中使用matlab作为其工具。 

3. 新会计准则下财务建模对会计人员的意义 

在新会计准则下，财务与会计的界线更加不明确。所以，财务建模在新会计准则下具有更重要的意义。过去会计人员可能只需要了解借贷原理就可以当好会计。但是新会计准则下如果只了解借贷就可能不会成为一名合格的会计。例如，在文献［2］中，作者论述了公允价值的引入使资产价值的计量和入账复杂化了。如果不了解如何利用现金流量模型估计公允价值，在某些情况下就不能准确入账。在文献［1］中，笔者还给出了其他一些新会计准则下财务建模的例子。

因此，新会计准则的采用使得原来只有财务管理人员才去考虑的问题现在会计人员也不得不考虑。财务建模可以帮助会计人员或者财务管理人员更好地、准确地贯彻新会计准则，提供更可信的会计信息。 

4. 财务建模可以作为管理决策的辅助工具 

通过财务建模可以将大量的报表数据转化为更有价值的财务决策信息，因此财务建模可以作为管理决策的辅助工具。决策者可以利用模型输出的信息进行决策，提高决策的科学性和合理性。 

财务建模为实际问题的解决提供了定量分析和计算的方法。有助于人们全面、系统地把握实际问题的特征、性质和结构，有助于对实际问题做出更进一步的认识。当将实际问题抽象为一个财务模型以后，人们就可以根据此财务模型对该实际问题的未来发展作出预测。因此，建模的目的不是为了建模而建模，而是为了利用模型对实际问题加以抽象，从而更好地把握问题。特别是为更好地把握实际问题未来的发展提供帮助。比如说，价值分析是当今财务理论研究中的一个非常重要的领域。如果我们能够找出一个根据财务数据及其他资料计算企业价值的分析模型，那么我们就可以根据此模型在股市中找出价值被低估的股票，从而指导我们的投资实践。另一方面这样的模型也可以为资本市场的监管部门提供股票异动及监管的客观依据，从而为资本市场的规范提供保障。 

5. 财务建模可以作为经济、管理等社会系统反复试验的重要工具 

建模的另一个重要作用就是对于复杂的实际问题，当不可能对其做试验或试验代价太昂贵时，采用模拟建模可以有效地避免或减少试验的破坏程度和代价。例如，当评估一项财务决策对企业的未来发展有何影响时，显然不可能采取试验的方法或者试验带来的损失可能是巨大的、无可挽回的。在这种情况下，如果我们能建立一个模型用来模拟财务决策对企业的未来发展到底有何影响，那么就可以在不承担任何风险、花很少费用的情况下对财务决策的影响作出评估，从而避免盲目决策所付出的代价，为科学决策奠定基础。 

根据宏观经济环境的变化和会计处理方法的不同，有些理论和模型可能需要进行不断地更正和调整使其符合特定的环境和特定的历史条件。因此，模型具有鲜明的地域性和时效性特征，而财务建模的理论和方法是使理论和模型适应这种变化的有力武器。财务建模必将成为未来财务人员的一项重要技能。不掌握这项技能，财务人员便不能适应社会的发展和环境的变化，最终将被历史所淘汰。 

 

三、高等财经院校财务建模课程的建设设想 

综上所述，财务建模在财务理论和实践中具有非常重要的意义和作用。财务建模是财务专业和相关专业学生应掌握的一项基本技能。因此，为财经院校的学生开设有关课程已势在必行。 

首先，可以在有条件的院校为研究生开设选修课。笔者所在的院校属于财经院校。财经院校的学生对于掌握财务建模的知识和技能的要求更加迫切，因此首先应该在财经院校开设此课程。“十一五”以后国家加大了高校的投入力度，因此现在大多数院校都建立了自己的经济实验室、金融实验室、统计实验室或者会计实验室等。因此开设财务建模课程的硬件条件在大多数院校都已具备，只要再配以合适的软件系统即可。 

第二步，待条件成熟以后，将财务建模课逐步推向本科生。财务建模的技能在本科阶段就应该全面掌握，不必等到研究生阶段。对于高年级的本科生，他们已经具备了学习财务建模的基本知识和必要的理论基础，因此在高年级本科生中开设此课程既有必要又有可能。笔者计划待条件成熟时首先为会计和金融专业的大四学生开设财务建模的选修课。 

第三步，建议有关部门成立财务建模专业或者专业方向，使财经院校可以培养出财务建模的专门人才，为社会作出更大的贡献。 

 

主要参考文献 

［1］ 段新生. matlab财务建模与分析［m］. 北京：中国金融出版社，2007. 

［2］ 段新生. 新会计准则的原则性及其影响［j］. 会计之友，2007（3）. 

［3］ 罗斯·瓦茨，杰罗尔德·齐默尔曼. 实证会计理论［m］. 陈少华等译. 大连：东北财经大学出版社，2006. 

［4］ richard a brealey， stewart c myers. principles of corporate finance［m］. ny：4th ed. mcgraw－hill，1991. 

模型设计论文范文第15篇

设计艺术学具有很强的时代性和时尚型。而当今又是个信息化大爆炸的社会，对设计艺术学硕士有更高的要求。探究型教学模式可以培养设计艺术学硕士的创新能力、主动能力、探索能力等等。理论课程在设计艺术学专业中占据着非常重要的地位。将设计艺术学硕士理论课程的设置基于探究型教学模式，可以培养出更符合社会需求的设计艺术学专业的人才。

探究型教学模式的主要内容

1.探究型教学模式的内涵

探究型教学模式是指以学生为主体的一种教学模式，它是通过思考、讨论、实验、观察、阅读等途径去了解、发现并掌握相关原理、知识及研究结论的一种教学方法。在教与学的关系上，正确处理“教师主导”和“学生主体”的辩证关系，重视发挥教师和学生双方的主动性，并强调学生的主体地位。在课程设置上，强调各个学科之间的相互渗透与融合，以培养全方位适应当前经济社会急速发展的综合型高素质人才。

2.探究型教学模式的主要特点

探究型教学模式具有教学氛围的民主性、课堂交流的多向性、学习主体的创造性、教学关系的统一性等特点。该教学模式有别于传统教学模式单向交流，它是教师与学生之间以及学生与学生之间的交叉交流关系。学生在学习的过程中原来的“从”的地位转化成“导”的地位，这要有利于培养学生的创新能力。同时该教学模式有利于各种教学关系统一，很多教学模式不能协调教学关系，如讲授型的教学模式，它侧重教师而忽视学生的主体性；启发型的教学模式虽然较讲授型的教学模式更注重学生，但学生在此种教学模式下缺少探索发现问题。自主能力较探索型的教学模式差。

3.探究型教学模式的基本结构

探究型教学模式主要体现在教学氛围的民主性、课堂交流的多向性、学习主体的创造性、教学关系的统一性。 探究性教学模式包括了四个基本环节：设境与指要、自学与研讨、精讲与答疑、练习与总结。设境与指要是引导学生如何学习，自学与研讨是要学生主动探究知识，精讲与答疑是教师引导学生深化学习，练习与总结就是对知识的巩固与梳理。这四大教学环节，形成一个有机整体，相对独立却又环环紧扣、互为依存却也层层深入。

设计艺术学硕士理论课程设置的现状及存在的问题

1.设计艺术学硕士理论课程设置的现状

国内设计艺术硕士研究生课程分为公共基础课、理论基础课、专业基础课。多数院校按照二级学科，即设计艺术学专业来设置课程，造成研究生知识结构，过于专门化，缺乏对其他学科的学习，适应能力较差，除国家规定的公共基础课程外，各高校在理论课程的设置上也不尽相同。以天津美术学院为例，该校理论基础课开设较多，而且基本上为学位课。师范类院校则比较重视理论与技法的基础教学，如东北师范大学，在学位课中不仅开设了数量众多的理论课程，还开设了素描和色彩等基础课程。湖南大学开设的理论课程，与其他类型院校类似的课程，如《设计心理学》、《设计管理》 等。课程设置和教学内容的特色，推动特色品牌研究生教材精品，是树立研究生培养品牌的基础工作。对设计艺术学研究生培养，如果没能依据各自的学科优势拉开距离，凸显专业特色，开设课程的相似度高，不利于培养各具特色的专业人才。

2.设计艺术学硕士理论课程设置存在的问题

我国设计艺术学专业硕士研究生的培养目标是“培养现代化，面向未来的适应改革开放及市场经济发展需求的具有创新精神的复合型高级艺术设计人才和高等艺术院校师资。”从课程设置的培养目标来看，设计艺术学专业硕士研究生的理论课程设置只重视培养技术表达能力、注重美感的表达思维忽视了创新能力、学习自主能力的培养和个性化、理性思维的培养，没有体现我国设计艺术学专业硕士研究生的创新精神。在这种环境培养出来的人才最终将很难适应社会的市场要求。从理论课程设置的内容来看，在我国设计艺术学硕士研究生的课程设置中， 除了一些最基础的理论课程，如《设计概论》《艺术概论》《美术史》《设计史类课程》外，其他理论课程所占比例少之又少。而且很多理论课程设置与本科生课程重复或脱节，有些在本科阶段开设过的课程，研究生阶段加上了“研究”二字，便继续开设，但理论课程内容并没有实质性的变化。一些院校针对理论课程为研究生举办的学术讲座质量参差不齐，无法达到应有效果。此外，硕士研究生的理论课程大多数没有指定教材，通常情况下是由任课教师指定或自行编写，随意性大，这种方式缺乏审核过程。从理论课程的教法来看，鲜有创新教学方法。基本上都是授课 +图片 + （ 参观） + 论文 +部分闭卷考试 =结业 调查显示，在全部所学课程中，只有3%的学生认为 最感兴趣且投入精力最多的是史论课程”，对于“最不喜欢的课程”，68% 的学生认为是其他专业理论课（ 指公共基础理论课）。这些问题都警示我们， 在理论课程的教学方面存在着很大的缺陷， 也具有广阔的改革空间。

探究型教学模式应用于设计艺术学专业硕士研究生理论课程设置中的意义

我国的《中华人民共和国学位条例》 对硕士研究生的知识水平和专业能力作了明确规定：“ （一）在本门学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识； （ 二） 具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。 ” 这就要求硕士研究生应具有坚实的基础理论和系统的专门知识、科学研究能力或专业技术能力、创新素质。而课程的设置是实现人才培养目标的具体内容，所以设置科学合理的课程可以更好的为培养人才服务。而当前在理论课程设置上存在的问题，致使很多艺术设计学专业硕士研究生连如何撰写论文的能力都没有，还有不少艺术设计学专业硕士研究生的历史文化知识缺、艺术修养和创新意识不够。艺术设计学专业需要很深厚的文化底蕴和创新意识的专业，离开了这两样，它就失去了生命和活力。

探究型教学模式是当代教育顺应社会对创造性人才需要的时代产物。其宗旨是在教学中激发、推动、引导学生主动、自觉、积极的投入学习，尤其是促进学生学会善于运用自己的智力去研究性地学习，从而获得知识，形成积极主动探究知识的意识和基本能力，形成创造性的综合素质。所以将设计艺术学专业硕士研究生理论课程设置和探究型教学模式相结合，有利于调动学生上课的积极性和参与性和互动性。针对设计艺术学专业硕士研究生在学习理论课程总是力不从心，没有“兴趣”，积极性不高，参与性低，缺乏与导师互动。探究型教学模式是非常有效的，在理论课程的教学过程中有利于营造学术平等，学术自由以及良好的研讨氛围，鼓励和激发研究生的创新思维。设计艺术学的研究生与本科生教学最大的不同之处就在于，大部分的研究课题不一定有统一的答案，而往往是在几种答案中寻求相对合理的答案。这种教学模式更有利于导师与研究生之间的相互尊重、相互启发、互补互动，只有这样才有可能使研究课题在一定的理论高度上取得共识和共鸣，研究生的独立研究能力和自信心则应伴随着课题研究的不断深入而逐渐增强。

探究型教学模式在设计艺术学硕士理论课程设置中的应用

1.理论课程设置的目标要注重学生创造性地培养

理论课程是研究生阶段的主要课程，占很大的比重，对硕士研究生的人才目标培养具有重要作用。人才的培养目标要与国家的教育方针、高等教育的总体目标相一致，人才目标通过教学目标来实现的，而教学目标具体有体现为课程目标，所以归根到底课程设置的目标是为人才的培养目标服务，为国家的教育事业服务的。我国设计艺术学专业硕士研究生的培养目标要求具有创新精神。李政道说过：“创新是科学和艺术的生命，是人类文明的动力。人类的文明精神也正是在人类不断创新的超越中积淀和发展的。” 研究生的教学应善于将创新思维和创新精神的培养贯穿于整个教育教学的全过程。当前很多学校理论课程设置更注重学生“术”的教育，注重学生技术表现能力和结构表达能力和一些基本理论知识等的培养。忽视学生创新能力的培养，致使很多学生上交的作品没有生命和活力。所以在理论课程的设置时要把创造性地培养作为目标之一。

2.理论课程设置的内容要与课题相结合

设计艺术学专业硕士研究生的理论教材非常少，远远满足不了学生的需求。所以有比要增加关于理论课程的教材。将理论课程与的“课题”研究相结合，课题的研究都是该专业领域最新问题的研究，能更好的反映该专业的变化趋向。因此，将理论课程的设置与课题结合起来，可以更好的把握设计艺术学专业的变化趋向。而课题的研究也不能由一个人来完成，需要导师和学生共同探讨和研究。而在整个过程中既发挥了导师的指导作用，由提高了学生的主动性和参与性，同时还激发了学生的探究意识。探究型教学模式有利于培养学生的能力，有利于提高教师的素质，有利于提高教学的质量。与课题相结合的理论课程更有利于探究型教学型模式在教学过程中发挥其作用。

3.理论课程的教法要以探究型教学模式为主导

探究型教学模式创设了一种民主、和谐、宽松、活跃的学习氛围，使学生真正成为学习的主体，其自主性、能动性和创造性得以充分发挥。设计艺术学专业硕士研究生的理论课程的目标是要培养学生的创新能力，而理论课程内容的设置与课题相结合，这些都要求其教法要具有创造性、能动性和主动性；又因为当前的理论教学方法使不少设计艺术学专业硕士研究生上课积极性不高，课后收获少。探究型教学模式为主导的教学方法，可以在采用开放式主题演讲、调查报告、头脑风暴等形式，可以在教学过程中老师的提出问题可以通过诱导学生去研究、探索、发现问题；然后引导和指导学生通过读、思、查、写等措施去解决问题；最后老师组织学生多途径、多角度、多层次去总结问题。

（作者单位：湖南师范大学工程与设计学院服装艺术系）

作者简介：伍魏，男，汉族，湖南邵阳人。1987年毕业于中国纺织大学（东华大学），获硕士学位，现为湖南师范大学工学院服装系副教授，武汉理工大学艺术设计学院博士生，主要从事服装美学和现代设计理论的研究，在国内外刊物上发表学术论文二十余篇，出版专著一部。