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智能家居论文范文

前言:写作是一种表达,也是一种探索。我们为你提供了8篇不同风格的智能家居论文参考范文,希望这些范文能给你带来宝贵的参考价值,敬请阅读。

智能家居论文

基于单片机的智能家居系统设计论文

1设计思想

(1)家居安全防盗报警对陌生人入侵、空调室外机被盗等情况及时发现,语音警告,短信通知主人。

(2)家居温度湿度控制对环境的温湿度测量监控,并在设置的相应模式下进行报警等。

(3)家居气体质量监测空气质量、有害气体检测,火灾等室内参数检测,并在设置的相应模式下进行报警等。

(4)家居远程无线控制存在安全隐患时,如主人外出时忘记关闭煤气阀门或家中用电设备等,立刻通过GSM模块发送短信通知主人。

2方案设计

2.1整体方案框图

本系统采用51平台,系统主控制器由STC公司的15F2K61S2单片机构成,显示模块为液晶LCD12864,无线通信模块为SIM800E,由15F2K61S2单片机通过各种传感器数据的采集,从而根据系统程序的设定完成数据的处理、各模块的通信和控制等。

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养老家具设计理论综述

摘要:通过对国内现有研究的回顾,梳理有关文献,采用文献资料法、逻辑分析法和归纳法对居家养老家具设计从多个方面进行分析和总结。将发表在我国相关学科核心刊物及其他刊物上的居家养老家具设计类的文献、会议论文和学位论文进行归纳和整理。文章主要采用表格的形式,清晰明确地比较和总结居家养老家具设计在居家养老模式,老年人家具设计的等方面的研究现状,并作出初步的评述,提出观点。以期对老年人居家养老家具设计研究有所帮助。

关键词:居家养老;老年人;老年家具设计;综述

1研究背景

根据国家统计局的数据显示,中国60岁以上人口已经超过2.4亿,占比达到17.3%。其中65周岁及以上人口接近1.6亿,占总人口的11.4%。并且老年人口呈现逐年增长的趋势。总的来说,60岁及以上老年人口占人口总数达10%,则意味着进入老龄化社会。从数据来看,满足养老需求将是巨大的社会难题。党的报告提出,积极应对人口老龄化,构建养老,孝老,敬老政策体系和社会环境,推进医养结合,加快老龄事业和产业发展。因此探索研究适合我国国情的养老家具设计,对缓解人口老龄化趋势带来的社会问题具有重大的意义[1-2]。本文运用文献综述的研究方法(见表1~表4),研究了《基于老年人居家养老的产品设计研究》等14篇发表在我国核心期刊上的论文,《针对老年人的无障碍家具设计》等42篇发表在我国各相关期刊杂志上的论文,《老年人居家家具设计研究》等22篇硕博士论文,《老年居室空间与家具设计研究》等4篇会议论文,国家统计局等3个网站,通过对国内居家养老家具设计的相关文献进行梳理,探讨了国内居家模式和老年人家具设计的各个方面,对其现状进行总结和评析,以期对养老家具设计提供有意的借鉴[3]。

2国内研究现状

2.1居家养老模式

国内目前的养老模式有三种:居家养老,社区养老,机构养老。在居家养老中对老年人居住建筑空间的研究是其基础之一,国内研究老年人居住环境的代表人物有胡仁禄,周燕珉,姚栋等[4]。胡仁禄和马光(东南大学)提出《城市老年居住建筑环境研究》课题,在1992年获国家自然科学基金资助,之后发表多篇论文和书籍分析城市老年居住环境问题的现状和主要成因,并提出改善城市老年居住环境的初步构想,建立起我国老年居住环境设计的基本理念和规划设计理论框架。他们作为探讨老年人居住空间设计的先行者,提出多代同居家庭空间关系模式所对应的不同户型的设计[5]。清华大学的周燕珉则在2008年出版的《住宅精细化设计》中就将老年人住宅空间设计作为一部分来论述。在2011年出版的《老年住宅》是一本专门针对老年人住宅空间设计的著作。期间在我国相关期刊杂志上发表了关于分功能区间、养老模式等一系列文章。这使得对老年人家居空间细化发展。同济大学的姚栋博士提出了“两种个体老化”理论——人类个体的老化包含生物学与社会学的两方面,即身心机能衰退与社会关系萎缩(姚栋,2005)。他对老年人居家养老空间设计的研究更深入到老年人的精神,心理需求的层面。基于先前的研究理论上,后来的研究者大都认同老年人居住空间设计应遵循安全性、便利性、无障碍性和舒适性。空间设计的重点包括起居室、卧室、卫生间和厨房,另外有阳台空间的设计。重庆大学的冉嘉诚,李万林提出三个设计要点:①人的身体尺度随着年龄的增长发生变化,家居空间,家具的尺寸应根据老年人体尺度及其活动范围确定[6];②由于老年人对环境适应能力减弱,他们对温度,湿度变化非常敏感,对住宅的设计应注重建筑围护结构的热工性能和通风问题;③室内配色宜营造宁静,平和的氛围,并根据房间功能,结合老人心理感受整体考虑[7]。室内色调必须以雅致,庄重为主色调。在研究过程中也有一些问题,我国旧宅大多建于二十世纪八,九十年代,已不适应老年人居住,对其进行改造又存在以下问题。原有的住宅在设计和建造时,很少或几乎未考虑到老人特有的生理特点[8],其中的存在诸如地面装修和储藏空间形成多处高差;防水,防潮问题,淋浴,便器等上下水构造包含着诸多不便因素等。这些都是住宅适老化改造无法弥补的限制条件[9]。另外有东南大学周颖教授提出居家养老存在的主要问题有:①大部分住宅改造起来,难度比较大;②由于我国家庭规模呈不断缩小的状态,居家老人更难得到子女的有效照顾;③目前我国专业家访式医疗介护体系尚未成熟[10]。

2.2老年人居家养老家具设计

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射频集成电路设计论文

一、如何提高学生学习兴趣

在学生愿意主动来到课堂学习的前提下,吸引学生的学习兴趣更为重要。为了可以让学生兴趣盎然地参与到教学过程中来,教师在能讲述知识的前提下,还要能激发学生的学习动机,唤起学生的求知欲望。在这方面,教师可以结合实际应用,讲述一些射频集成电路在日常生活中的应用。比如,美国半导体产业协会(SIA)总裁兼执行长BrianToohey曾指出:“从物联网、智能汽车、智能家居等市场都可以看出,半导体普遍出现在每一种产品类型中,而且正变得无处不在。”仅仅在我们每天使用的智能手机中就包含RF收发器、功率放大器、天线开关模块、前端模块、双工器、滤波器及合成器等关键射频元件。而且有报告指出,2011年这些射频器件的市场规模为36亿美元,预计2011~2015年的年复合增长率为5.6%,到2016年主要的射频器件市场将达47亿美元。此外,目前应用比较广泛的WiFi及物联网都与射频集成电路有着密切的关系。这些切实应用由于与学生的生活以及将来的就业息息相关,因此,相关内容的讲述能够有效地激发学生的学习热情。

二、如何让学生成为课堂的主人

“以教师为中心”“以灌输为主要形式”的传统教学方式已经无法适应新时代的需求。如果教师仅根据教材对内容进行枯燥的讲解,无法抓住学生的注意力,学生很容易溜号,影响课堂教学质量。因此可以通过引进研究型教学模式、师生互动来活跃课堂气氛。所谓“研究型教学模式”即将教师由知识的传授者转变为学习的指导者,将学生由被动的学习转变为主动的学习。如何使学生成为课堂的主人,在教学实践中发现培养学生的问题意识是课堂教学的有效手段,教师可以通过创设开放的问题情景,引导学生进入主动探求知识的过程,使学生围绕某类主体调查搜索、加工、处理应用相关信息,回答或解决现实问题。比如,以射频技术在物联网中的应用为开放课题,学生通过查资料,分析整理,更深刻体会了射频技术在智能家居、交通物流、儿童防盗等方面的应用,使学生在学习过程中主动把“自我”融入到课程中,敢于承担责任,善于解决问题。

三、让学生走上讲台

学生是课堂的主人,因此,可以改变以往教师在讲台上讲、学生坐在下面听的传统教学模式。让学生走上讲台可以将传统的讲授方式转换为专题研讨的教学模式。教师可以提前布置专题内容,如射频器件模型、射频电路设计、射频技术发展、射频技术的应用及未来发展趋势等。有个专题内容作为核心,学生可以在老师的指导下通过检索资料,组织分析资料,最终走上讲台向老师和其他学生讲述相关的内容。通过几年的实践,发现这样可以增加学生学习的主动性和自觉性、同时也能使学生对相关的问题发表各自的观点,形成对问题各抒己见、取长补短的研讨学习方式,大大拓宽学生的知识面以及综合表述能力。

四、通过实践教学加深理解理论教学内容

理论教学是掌握一门技术的基础,但实践教学也是必不可少的。学生在掌握一定的基础理论的同时,须要通过设计实践来强化巩固。实践教学的引入,不仅能够加深学生对理论知识的深入理解,洞悉细节,提高学生的动手能力,还可以培养学生创新思维及科研能力。因此,教师可以通过设置几个开放的课程设计内容来让学生主动研究探索。在本课程的教学中,本人已经有计划地进行了实践教学活动,例如,在实践教学中,曾经给学生布置了“用于GPS的低噪放电路设计”的实践设计。在该设计过程中,学生须要深入理解多方面知识,比如明确GPS的频段、确定低噪放的电路结构,并有效评估电路性能等。为了课程设计的顺利进行,学生须要进行查阅分析资料、软件安装、软件学习、电路设计、课程论文撰写等几个环节的分析设计工作,并最终在实践中系统深刻地理解掌握课程的理论内容,为以后的工作及深造打下坚实的基础。

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智能建筑特色数据库构建及完善

1提升图书馆自身影响力的需要

利用建筑类高等院校自身的优势形成的智能建筑特色数据库,为图书馆带来了更多的智能建筑信息资料和发展空间,使图书馆实现由以馆藏建设为主转向以特色服务为主转变,全面提升了图书馆的使用价值和影响力。建立具有特色的馆藏数据库是实现专业化信息资源共享的有效方法,是走向数字化图书馆道路的新途径。

将更大范围地服务于大众,与人们的生活息息相关。当前,信息化与城市建筑已经完美结合,智能因素进入建筑领域乃至家庭生活,和现代生活更加紧密地结合起来,居住社会生活智能化趋势加剧。智能建筑信息不但是我们住宅的一部分,而且是住宅中的神经中枢、控制中心,不论从城市现代化建设的必然要求出发,还是从提高城市居民生活质量的需求出发,在我国加强数字化家园的建设,已成为城市信息化建设不可缺少的一个重要组成部分。

2.智能建筑特色数据库开发建设的基本步骤

智能建筑特色数据库开发是一种新尝试,一年多来,课题组经过初步模拟和试运行,总结出智能建筑特色数据库建设的基本步骤,即系统平台选择、模块设计、资源归集和综合整理四个程序。

2.1选择系统平台

选择合适的制作平台是做好数据库建设工作的前提。自建数据库可以选择购买商业软件,也可以选择自主开发软件。平台的选择除了要考虑数字化资源采集、网络化存取和分布式管理3个基本要素,还要考虑方便、安全、稳定等特性。基于以上考虑,该校图书馆选择了自主开发软件。智能建筑数据库是基于Windows.2003.Server系统平台构建的,采用Web浏览方式和检索界面方式,使检索界面简洁、方便。数据库软件采用的是SQL.Server.2005,数据库编程采用ASP技术,ASP程序在服务器端执行,可以很方便地实现与SQL.Server.2005数据库连接,并将执行结果以HTML格式传送到客户端浏览器上。运用JavaScript、Html和CSS技术,控制Web页面的布局和其它特效,从而实现数据库信息的。最后用SQL.Server.2005工具备份数据库。数字资源管理系统实现了用户权限管理、数据库维护和统计等功能。

2.2构建数据库内容模块

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无人机无线充电系统的研究

【摘要】本方案研究设计了一种多旋翼无人机无线充电系统,以智能化、人性化和高性价比为原则,在现有的技术上进行创新设计。本系统以ARMCortex-M4作为主控制器,使用100W大功率无线充电、锂离子聚合物电池保护板、ESP8266WiFi模块、温度传感器、42步进电机和防火散热扇等功能模块,设计了多旋翼无人机专用的无线充电站、多旋翼无人机挂载电路和用于远程遥控充电站设备的手机客户端。

【关键词】无人机;无线充电;STM32

近年来,无人机作为一款火热的智能电子产品,得到了广大消费者的喜爱,市场容量巨大。但是在无人机的使用过程中,有续航时间短、抗干扰能力差和维护成本高等问题影响着消费者的使用体验。本论文将对无人机电池问题开展研究,结合无线充电的技术优点,设计一套可以通过手机应用程序遥控的多旋翼无人机专用的无线充电系统。本系统的运用,可以减少为无人机更换电池所投入的人力资源,而且能改变无人机折返点,延长飞行距离。

一、硬件系统设计

1.1总体方案设计

本系统的硬件设计,主要在多旋翼无人机无线充电站和多旋翼无人机挂载电路这两部分。无线充电站主要由电动停机坪、充电舱舱门和无线充电舱三部分组成。无线充电舱内由ARMCortex-M4系统板作为主控制器,该单片机通过WiFi模块和用户手机通信,对充电站各项功能进行控制。充电舱装内还有温度传感器和防火散热扇组成的温度调节系统,确保无人机进行无线充电时的安全。通过光耦继电器模块控制系统的照明。无线充电舱内的发射模块和线圈,配合无人机上的挂载电路实现无人机的无线充电。无人机挂载电路上由电源模块对电池电压进行采集和反馈。通过锂离子聚合物电池保护板保证电池充电平衡。无线充电接收模块和线圈组成电能接收装置。

1.2系统主要硬件模块介绍

(1)STM32F407VET6芯片本系统的控制芯片采用的是STM32F407VET6芯片,该产品是意法半导体公司在Cortex-M4的基础上开发的。从芯片命名上,可以知道这块芯片拥有100个引脚,512K字节的Flash,采用LQFP封装,可以工作在零下40摄氏度到85摄氏度的环境中。该芯片在应用分类上属于工业控制类的STM32芯片。STM32系列芯片是ARMCortex-M系列的微控制器,处理器为32位的核心。这个系列采用了先进的中断技术,可以硬件中断,甚至完全不需软件参与中断,有效减少消耗的时钟周期数,提高代码效率。这个系列的单片机还应用了新型的调试技术,很便宜的调试器都可以用,使开发者可以花费较少的钱就实现程序的调试,这技术被称作单线调试。最重要的是这个系列的芯片支持多种存储器管理,开发者可以根据这个技术,使用片外存储器。STM32单片机功能强大,节能环保,不惧怕恶劣的工作环境,而且简单易用,确实称得上是明星产品。基于上述优点我们果断采用STM32单片机作为本系统的主控制芯片。

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室内设计发展论文(共10篇)

第一篇:室内设计与中式元素结合

一、中式家具与当代室内设计的结合

在中式家具的选择上,明清时代的家具往往更受到人们的欢迎。明式家具造型优美,结构科学合理,榫卯精密,坚实牢固;材质方面重视木材本身的天然材质纹理和色泽表现。清代家具与明式家具相比品种更丰富,式样多变,趋于华丽,重装饰,并受到外来文化影响,融会了中西艺术。清式家具最多采用的装饰手法是雕饰与镶嵌,在材料的选择上常用色泽深、质地密、纹理细的珍贵硬木。现在大部分中式家具的选材都是仿古的老木新做,以榆木和杨木为主,在价格和后期的维护上也更能被人们接受。在当代中式风格的室内家具选用上,可以采用现代家具与中式家具相结合的布置方法,中式家具的选用不需要太多,用一两件中式家具即可,能起到画龙点睛的效果。在家具的造型上也可以采用其他材料,而并非纯粹的木质材质,在保持明清家具装饰流畅、简洁、以线条为主的装饰特点外,再结合现代材料,这样的改良更突出了室内风格中简洁的元素,同时保持着中式古典的神韵,让整个室内兼具现代文艺气息和古典文化的风采。

二、中式传统图案在当代室内设计中的应用

在我国古代,人们创造了许多具有追求美好和谐生活等寓意的吉祥图案。这些传统图案在室内设计中的运用非常广泛,如天花吊顶、门窗、隔断、墙面等。

1.天花现代室内空间中天花布置不像古代以彩绘和雕刻中国传统的吉祥图案为主,大部分简单明了。也有小部分天花通过现代材质制成一些简单的回纹、万字纹、菱形纹等中式传统的图案形式。

2.门窗中国传统窗格图案多吉祥图案,有几何图案、动植物图案、人物故事图案、字符图案。而现代室内空间中这些图案大都被简化,或以其他的形式存在,如直接将这些图案印在玻璃上,也有将这些吉祥图案用不同的材料、肌理、质感来表现。

3.墙面传统图案在墙面上大多以壁画、装饰画、木雕、装饰线脚等方式存在。如今绘有中国传统装饰纹样的墙纸、墙布在室内空间被广泛应用。近几年墙体手绘的出现也为传统图案在室内空间的表现提供了新方式。

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电气工程及其自动化发展前景(6篇)

第一篇:电气工程及其自动化的历史与发展趋势

【摘要】电气工程及其自动化是电气信息领域一门新发展的学科,它涵盖了电工电子,计算机技术等各方面的内容。这项学科不仅在国家工业化建设中发挥重要作用,与日常人们的生活也密切相关。随着电子技术和计算机技术的不断发展,电气工程及其自动化也在发生着日新月异的变化。本文就电子工程及其自动化的历史与发展现状做一个简要的介绍。

【关键词】电气工程及其自动化;发展历史;发展现状

1前言

电气工程及其自动化在许多领域都有着广泛的应用,是一门综合性学科。在石油化工,卫星发射,电缆、光纤通讯,铁路轨道交通,报警安防系统等各方面都必须运用到这门电气工程及其自动化的专业知识。这门学科涵盖了电工电子技术、信息操控技术、自动控制技术等诸多技术。不仅在人们的日常生活中应用得到,在国家的大型工程中也有它的用处,小到家庭生活中的开关设计,大到航空航天事业的发展建设,到处都有它的身影。在21世纪,以工业为主导的社会环境下,发展电子工程及其自动化是建设我国工业现代化的必要手段。本文在概述电子工程及其自动化的发展历史后,重点阐述其发展现状。为我国电气工程及其自动化的发展出一份力。

2概述电气工程及其自动化的发展历史

据历史记录可考,最早发现电的是一位公元前6世纪的古希腊学者,名为泰利斯。他使用布摩擦琥珀后发现这块琥珀能够吸引一些像绒毛、麦秸等质量轻体积小的东西。在17世纪,英国医生吉尔伯特(W.Gilbert1544-1603)进行了一系列实验来研究这种现象,在他的著作中论述了他对电现象的研究。在18世纪,美国富兰克林做风筝引电实验,证明了大自然中电的存在,并且还由此发明了避雷针。在19世纪,法国物理学家、化学家和数学家安培(André-MarieAmpère,1775年1月20日—1836年6月10日)发现磁场的磁感线方向之间的关系,即安培定则(右手螺旋定则)。在这之后麦克斯韦尔这个电磁理论集大成者,他的理论为电气工程奠定了坚实基础。到19世纪末到20世纪初,西方国家的大学陆续设置了电气工程专业。在中国,最早设立有关电气专业的是南阳大学堂,在1908年设立了电机专科。1912年,同济医工学堂设立电机科。1932年,清华大学设立了电机系。新中国成立后,到1952年,中国进行了大规模的院系调整,出现了一大批设有电机工程系的工科院校。1986年,国务院批准"电力系统及其自动化"为博士学位授权学科。1994年,杨奇逊教授被遴选为中国工程院首批院士。电气工程及其自动化在这之后不断发展,创新技术。

3电气工程及其自动化的发展现状

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基础教育阶段开展工程教育价值探析

摘要:从分析工程教育的要素出发阐述工程教育的内涵,围绕建设创新型国家、理解真实社会和与国际做法接轨三个方面,详细阐述了工程教育的意义,借鉴美国工程教育的做法最后揭示了在我国基础教育阶段开展工程教育的必要性。

关键词:基础教育;工程教育;创新能力

一、工程教育背景分析

(一)工程学的关键要素不少研究人员曾对“工程学”进行过定义。学者沃尔夫(Wulf)曾提出,工程学是指“在约束条件下进行设计”;《基础教育阶段教育中的工程学》提出“工程学是设计人造世界的过程”;学者罗杰斯(Rogers)认为“工程学是工程师们利用学知识和认知过程来设计、分析和解决复杂的系统,从而满足社会的需求”;《下一代科学标准》中提出“工程学是参与系统的设计,从而解决特定的人类问题”[1]。工程教育家史密斯(Smith)把工程定义为建筑、装置或系统地满足特定条件的最优化设计方式,并进一步指出,在宽泛的意义上,工程的本质就是在观念中设计装置、程序、系统,有效地解决问题,满足需要[2]。美国项目引路机构(PLTW)使用的中学工程教育主流教材《工程教育入门》(GatetoEngineering)中将“工程学”定义为“设计解决方案的流程的科学”,且明确了“工程学的流程包括为其他人制作生产产品所需要的图纸和模型”[3]。由以上论述可见,工程学是一门科学,它是需要进行设计的,也是应该满足社会/人类需求的。

(二)工程教育的要素工程教育是教授工程学相关知识和技能的学科。基于工程学的特点,工程教育明显不同于其他经典学科(如语文、数学)的学习方式——仅停留在本学科相关研究内容的传播中,而是包含了定义问题、建模与分析、提出解决方案、优化和权衡等流程,从而有效完成面对的实际项目。因此,“实践”可以说是工程学的核心,是开设工程教育的主要方式和重要途径。由此不难推断,工程教育的最终目标也应是着力于帮助学生面对真实世界的问题时,提高动手实践能力、解决问题的能力和创造力。此外,一般情况下,工程问题不是一个人能独立完成的,因此,工程教育还隐含了对小组合作、有效沟通、自我展示与表达等方面的要求。

二、我国基础教育领域实施工程教育的价值

(一)建设创新型国家的有效途径自2006年国家提出建设创新型国家战略以来,《关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中,先后明确提出了创新驱动发展战略、强调构建创新型人才培养模式、加强培养创新型人才,尤其在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》中强调,基础教育要着力提高学生用于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力,探索发现和培养创新人才的途径。创新能力的培养已经作为国家人才竞争中的重点被一再提出,对于我国发展和参与国际竞争具有非常重要的意义。1.工程教育有利于促进学生的创新能力创新型国家的重要内涵之一就是国民具有创新素质,即国民的创造力。培养创造力,除了提升学科成绩之外,还要重视学生的思维方式、掌握的技能、解决问题的实际能力,等等,由此,学生需要的教育模式是:培养学生以用为主的学用结合、脑手身等相互结合、鼓励发散思维及冒险精神、重视培养独立思考和独立解决问题的综合能力、强调良好的道德品质教育[4],等等。《21世纪技能:为我们生存的时代而学习》一书指出了美国大学毕业生缺乏一些基本的诸如表达能力、批判性思考能力、解决问题能力、团队协作与配合能力等基本技能和应用技能,我国学生也有极为相似的情况。工程教育中则包含了系统思考的能力、创造力、合作能力、解决问题能力、伦理道德意识等。基于以上对工程教育的分析,工程教育以解决实际问题为导向,学生在学习工程设计的过程中,不但能够了解工程相关概念,学习工程设计的方法,而且必须通过各个项目的实际情况,尤其是项目中不同的现实条件约束,通过思考、辨析等方式,发挥创造力进行解决。也由此,工程教育对培养学生的创新思维有明显的作用。2.工程教育有利于为高校的工程教育打下基础自1977年10月28日至11月16日,教育部在北京召开重点高等学校应用科学和新技术学科规划会议,制订了机械学、电子学、土木建筑、化学工程学、材料科学和工程热物理等14门应用科学与新技术学科规划草案[5]以来,我国工程教育取得了巨大成就。目前,我国工程教育规模和培养的工程科技人才数量已位居世界第一。截至2017年底,我国教育部高等教育教学评估中心和中国工程教育专业认证协会共认证了全国198所高校的846个工科专业。通过专业认证,标志着这些专业的质量实现了国际实质等效,进入全球工程教育的“第一方阵”。令人意外地,相对于高等教育中工程学专业繁多、规模庞大的状况来说,我国基础教育阶段的工程教育可以说是空白的。这种“空白”主要体现在:①学者研究成果极少:在知网上搜索关键词,与基础教育阶段工程教育相关的论文不超过10篇,且多为2015年之后发表的,大多是由STEM教育引发的思考,与独立的工程教育相关的文章为零;②公办中小学中没有单独开设的工程教育课程;③在校外机构所开设的STEM、编程等相应活动中,指导教师学科背景为工程学相关专业的几乎为零;④校内外与STEM、编程等课程相关的活动或学习项目中,几乎全都不具有权威的、系统的工程学相关课程资源。同济大学机械学院具有多年一线教学经验、教研组织经验和课程研发经验的教授曾表示,由高中考入该学院的学生中,对工程学的认识和经验基本为零。例如,在认识方面,几乎全部人认为“工程师就是画图纸的”“如果完全按照相关理论进行设计,一项工程的开展会非常顺利”;在相关经验方面,大多数学生不具备画图的能力(哪怕只是草图),只有少数学生具有较为明显的分工合作的经历,大多数学生对材料的种类和区别一无所知;在对专业的认知方面,几乎每一届都有学生在经历了一学期的学习后,希望转专业,因为本专业“与我想象中的不一样”。这样的现象会导致报考工程专业的学生不一定热爱本专业,甚至排斥工程专业的某些必备经历(如需要到工地上参与实习项目),从而学生在毕业后离开本行业或无法学以致用,造成国家教育资源的浪费。还可能会导致进入工程专业学习的学生需要花费大量精力和时间重新学习画图等相关技能,甚至会影响学习进度。由此可知,在我国高等教育阶段工程教育飞速发展的情况下,通过基础教育阶段的启蒙和引导,使学生具有更加扎实、规范的基本功,相关专业有一定的认识,是夯实我国工程教育发展基础的重要途径,也是必经途径。

(二)工程教育有助于提高学生解决真实问题的能力1.有助于学生关注实际生活中的真实问题教育的最终目的是培养可以在真实社会中生活的人。我们所开展的学校教育,提倡给孩子多种经历,以达到启蒙、启发的作用。从这个角度来说,对真实社会的理解和思考,对学生来说是非常重要的一个环节、一种经历。工程教育的载体恰好能为学生提供这样的经历:工程教育中的项目多基于实际生活:大到国家主持开展的西电东输工程、三峡水利工程、高铁建设,小到家庭中智能家居的设计与创建、一支钢笔的维修,都属于工程问题的范畴,且与真实生活紧密相连,旨在解决实际生活中的真实问题。开展工程教育,为学生提供参与工程项目的机会,在现如今充斥着电视、平板、手机等多个终端的“屏幕社会”中,不得不说是引导学生回归现实、关注真实世界的有效途径之一。2.有助于学生形成解决真实问题的经验基于内容来自实际生活,学生参与工程项目,需要经历的过程一般包括[6]:•提出问题、定义问题•构建并使用模型•计划并进行调查•分析并解释数据•运用数学和计算思维•建立解释,设计解决方案•用事实进行论证•获取、评估并交流信息这样的思维过程,也是人们在现实生活中解决真实问题所经常经历的过程,有利于提升学生解决实际问题的能力。同时,工程项目引导学生考虑问题的思路,包括理解一个真实问题的解决会受到实际条件的限制而应在理想和现实之中取得平衡,以及通过与他人合作、沟通、协调而满足设计需求,都是学生理解真实社会所必需的思维方式和能力。

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