模块化设计技术大全11篇

模块化设计技术篇（1）

项目教学法是指将某门专业课程按生产过程的要求，将课程设计成若干个实训项目，每个实训项目都对应于一个实际的工作任务，也都有每个项目的能力目标，老师的教学就是指导学生完成实训项目，可以最大限度的发挥学生的主观能动性，提高学生的实践能力。这种方式主要使用于实践技能训练课程的教学方式。其主要特点是：（1）师生通过共同实施一个完整的“项目”工作来进行教学。（2）学生在教师的主持下，以小组合作工作的形式自行组织完成项目。（3）实践的同时，注重理论的渗透。（4）学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。（5）有明确的评分标准，可以对完成的项目是否达到教学目的进行评价。

二、学习目标和学情分析

（一）学习目标。对一门具体课程，衡量期望值的指标是课程标准或教学大纲。“模具制造技术一体化教学”课程期望是理论知识达到中职“模具制造工艺”课程教学大纲规定的教学目标；操作技能达到中级模具钳工国家职业标准规定的技能要求；并通过国家职业技能鉴定考核，取得相应职业资格证书。这是课程总的教学目标。

（二）学情分析。学情分析是要找出学生的背景、学习特性及先备技能，为制定教学目标、教学策略、教学媒体、教学过程以及教学评价等具体的教学设计过程提供依据，创造适合学生的课程。本教学的学习者为中职第二学年学生。相当多同学仍停留在自己是考不上高中的落伍者的心理状态中，希望得到尊重、理解、平等相待，有强烈的自主要求与成功自豪感；部分同学学习基础较差，对纯理论的课堂教学提不起兴趣。

三、学习内容分析

学习内容是为实现教学目标，要求学习者系统学习的知识、技能和行为的总和。为便于进行项目组合，这里将学习内容按模具结构各系统零件加工工艺理论和操作技能两部分分别划分为单一学习单元或单一基础技能。划分时，每个学习单元内容应尽可能保持知识体系的教学单位特征，理论知识和操作技能要便于融合成一个有机的“项目”组合体。同时，要考虑教学的时间安排，避免在同一个“项目”中包含过于冗长的理论内容或繁多的操作技能内容。

四、教学模块（项目）设计

教学模块（项目）设计的根本目的是通过对教学资源、学习过程和学习内容进行组织安排，创设有效的教学系统，以促进学习者的学习。教学模块既要具备项目教学法的特征，又要符合一体化教学的要求。

模块化设计技术篇（2）

当今世界，能源与气候问题日益突出，在全球气候变暖的大背景下，低能耗、低排放、低污染的“低碳经济”时代即将到来。低碳的循环的能源亟待发展，对于家居生活的低碳能源倡导，我们还没有投入足够的关注。低碳家居作为一个新兴理念在未来发展中将逐渐显现出其价值。本文关注这一理念，并对家居低碳概念付诸实际行动。温差作为我们日常生活中极其常见的物理现象，有着其不为大多数人所洞察的潜在能量，目前对于这块能量的利用还处于初步的阶段，我们采用半导体温度发电模块来对热源能量进行转化[1]，其具有无噪音、低污染、转化率相对较高等优点，可广泛地用于对家电废热的回收及利用，所产生的电能可作为家庭辅助电力供应系统来使用。

本器件的重要组件为半导体温差发电片，其以塞贝尔效应[2]为基本原理制成。半导体温差发电是一种将温差能（热能）转化成电能的固体状态能量转化方式。事实上，温差发电片在温差较小的范围内并不能体现实际的利用价值。本文选择空调外机出风作为热源，很大程度上考虑到空调其出风口的温度相较于环境存在较为可观的温差。

在空调外机的出风口处架一与出风口大小相匹配的圆弧形罩面（其尺寸随空调设计规格的不同而调整），照面内部规则镶嵌若干温差发电片如图1（a），系统整体功能的实现是通过热风使得罩面两侧形成一定温度差，内部的温差发电片通过线路排布，整合成效率较高的转化装置，所产生的电能经由配置控制电路或储存在蓄电池或直接加载到用电器上。罩面由五个支架固定在空调外机上，罩面与出风口之间留有空隙，使热空气向侧面流通，防止外机散热受阻，引起压缩机无法工作。发电片在罩面内部的排布参照太阳能电池方阵，其主件是由温差发电片单体串并联获得[3]，其扑拓结构如图1（b）。

考虑阵列中所有模块两端的温差构成矩阵 T

假设热电偶的赛贝克系数[4]，模块的内阻和导热性都与温度无关。我们可以将阵列模块等效为一个电压源，其开路电压和电阻分别为和，不考虑输出电流的限制，所以可计算得：当时，输出功率取到最大：

这里是单一热电偶的塞贝克系数； 是与组件相关的导热性系数； t是组件两端的温差。从上式看出，该装置的输出功率主要受三个因素影响：发电片的规格及性能参数；模块的阵列拓扑结构；两端温差。

温差发电罩面包括铝制外壳层、温差发电片、线路排布通道、内壳层、整体电流输出线路管，温差发电片利用软性导热硅胶绝缘垫固定在散热铝槽所做外壳。软性硅胶导热材料有良好的导热能力、高强的绝缘效果、厚度可选择、柔软而富有弹性等特点，引导热量由内而外，分散热量使空间内达到均温。在散热设计中的应用是很广泛的。

我们所用的温差发电实验通过构建冷热源，模拟温差发电装置工作环境，测定温差发电装置在不同温差条件下的热电特性。实验得出TEC112706T200温差发电片发电特性如下：

表1 温差发电片测试一试验组数

实验条件说明：冷源温度恒定为30℃；热源加热至稳定20秒后读数；热源初始温度为35℃，逐渐上升。实验测试不同温度等级下的空载电动势得到变化曲线，两组全呈线性增长的变化趋势。由表知，当温度在45℃到55℃时，其发电特性接近于水平，能得到稳定电压1V。我们估计在夏季室外的温度平均可达32℃，而空调外机吹出的热风的温度可达70℃左右。这里的温差在考虑到罩面导热损耗所产生的的温差趋近因素，我们可以确定该款温差发电片能达到预定的功率输出。但是显而易见，其电压水平达不到正常用电器的工作电压，所以可以通过上述的阵列排布将多片串并联起来提高电压，并且针对这一温差发电组件，设计系统的蓄电电路，将温差发电片组件所产生的电能，经过升压，稳压进而储存到蓄电池中以备使用，该电路结构简单，体积小，成本低，而且转换效率达到了90%以上。

模块化设计技术篇（3）

中图分类号： G640 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）09-0188-02

目前，高等职业教育是以“职业技能培养”为核心，此培养模式在工科专业体现的较为突出并有较好的效果，而“技能培养”在国内高职院校艺术设计类专业中应用较少。那么，高职艺术设计类也需要结合职业教育的核心特色，大胆尝试，同样探索出以企业为依托，通过校企合作方式，或设置校外实训基地，以真实的项目驱动的教学方式，完成人才培养的任务。

而现阶段国内高职艺术设计类专业的人才培养模式仍然较为传统，各专业较为孤立，缺乏专业特色，整体结构优势不够明显。正式这种针对性、实践性和应用性不强教与学，不仅不利于激发学生的学习热忱和兴趣，在专业技能培养上也无法体现出职业技术教育的特色，最为直接的表现就是学生就业率下降，学生现有的专业技能无法满足企业的用人需求，从而影响各专业持续发展的生命力。

综上所述，高职艺术设计类专业模块化职业技能需要更为系统的串联、统筹和特色平台搭建，因此转化平台搭建设的必要性，现实可见。

一、创意中心的微型产业链项目简介

这里的平台“微型产业链项目”是以天津中德职业技术学院艺术系成立的创意中心为例，创意中心与企业对接，将承接的项目分配给各个艺术设计专业，通过项目驱动，教师指导学生完成教学内容和产品的设计成型，最终服务企业创造效益。创意中心就是这个平台，它将艺术设计类各相关专业的课程知识和校内外各种资源融合有效的串联，其目的是达到学生技能提升和校企项目开发为一体的综合性教学平台，成为面向市场、面向行业的艺术设计人才的培训基地。根据用人单位对艺术设计类岗位的知识技能和工作职责要求，构建以岗位工作能力为主线，以职业要求为标准，建立的一个类似于闭合性链条的创意中心。（如简图所示）

二、现状调研

在天津中德职业技术学院校级课题《基于创意中心的微型产业链搭建――高职艺术设计类专业模块化职业技能转化平台研究》的基础上，本人通过以访谈和问卷的形式完成了课题研究的前期调研工作，论证了高职艺术设计类专业模块化职业技能转化平台搭建的必要性。

1.学生的兴趣点调研

1.1现代社会人们更加注重对自我个性化的追求，对衣食住行等各领域的用品和环境提出了更高的要求，产品已不再是一般的实用物品，而是由里到外，通过它的结构、形态、材质、色彩等给人以美和特别感的个性标志。作为高职艺术设计类的学生更加需要有敏感的专业素养，通过个人的情感、审美和大众文化的感知和理解定义出自身的学习兴趣和后期的设计理念、技术素养，发展方向。

1.2在自己所教授的课程反馈中，发现每位学生都有自己的兴趣点，这些兴趣点也有一定的共性。如学生喜欢成型的物品，学生在学习专业的过程中就可以发现，带有项目驱动任务的教学深得学生的喜爱，如选修类的产品快速成型、陶艺等课程，这些课程能够使学生带着任务去学习相关的专业知识，因为这样学生会在个人的动手技能上得到提升，当任务完成时，有成品的出现，学生会有一种成就感，以及随之而来动力。

1.3基于创意中心的成立，学生们都兴奋不已，纷纷申请自己是否可以去体验锻炼。由此可见，现代高职学生的兴趣点与以往不同，不仅是学习知识，他们更多的是喜欢更早的进入社会实践中，不管自己是否具备一定的专业知识，技能是否能胜任企业的要求，体验创业的成就感是高职学生的普遍心理期望。通过高职艺术类专业模块转化的平台搭建，就可以满足学生的这种需求，同时可以从一定程度上激发调动学生的学习兴趣，动手能力，是抽象知识和实践体验有机结合。

现代高职艺术设计类技能人才所需具备的能力是敏锐的感知能力、分析能力、审美能力、创造能力、表达与沟通能力及市场预测能力。这些素质、技能的培养需要一个较为新颖、较为完整的体系的搭建去改进和培养，因此，这个微型产业链的搭建研究可以为学生提供提升自我能力的完整一个平台。

2.教师调研

通过对系部艺术设计类任课教师的访谈，总结反映出了现在艺术设计教学授课存在一些方面的问题。表现为，学生上课兴趣不高，学习积极主动性差，教学任务完成质量不高，教学进度不能正常推进。其次，学生的设计思路和设计创新性不突出，设计缺乏实用性，设计的是成品而非产品，最终导致没有独立完整的设计产品，同时与企业的实际技能需求相差甚远，学生就业受到了很大的影响。

从教学角度看，一般的教学大纲的教学要求过于传统，教师教案的内容设计也缺乏务实性，教师希望可以通过一些真实的与企业对接的项目让学生去主动动手，教学过程有效实施。

3.企业、市场调研

高职学校定位是“校企合作”、“产学结合”。目前，机械、电气等工科专业正在适用。那么，艺术设计类专业又如何呢？根据艺术设计类学生到企业、公司去实习后的反馈，企业需要有工作经验的设计人员，不愿意耗费精力和财力再去培养刚刚走出学校的实习生。这就表明了，我们的学生能力不能满足企业的需求。经分析，问题在于学生综合技能的培养没有实际的锻炼平台和熟练机会。

企业和学生出现的问题，对高职院校艺术设计类人才培养目标进行了预警。教师的专业教授和学生的学习需要有机统一，如何实现这一统一性，一个浓缩专业的项目平台的搭建便成了解决这一问题的关键。由此，学生可以在学校完成一个真正的项目实操，根据学校现有的教学设备、场所、因地制宜，以学生为本，以就业为导向的职业教育人才培养可以充分突显职业院校优势。

三、高职艺术设计类专业模块化职业技能转化平台搭建的必要性

1.学生学习专业只是停留于学习专业表面形式，而专业知识的融汇能力无法独立完成。所有的设计思路、理念都只是在做表面文章。因此，学生需要相关的教育教学为其搭建平台，去引导和帮助他们进入专业，规范的学习系统，完成从装腔作势的痞子青年到有技能有素养的文艺青年的蜕变。

2.学生学习专业提不起兴趣，即便有教师的精彩授课，可是传统的教学案例无法引发所有学生的兴趣，长此以往，学生便没有了学习的动力，这样没有兴趣点也就无法引发设计的激情，便没有了创作。

3.教师的教学任务无法有效推进，学生设计的产品缺乏创新理念和实用性，教师的教学科研处境尴尬。

4.进入企业后，学生发现所学的专业知识在工作中无用武之地，专业与工作无法顺利接口，对于企业而言，一个项目所涉及的专业范畴较为广泛，对人才的需要也就较为全面。所以说一个专业的学习，如果没有开放、多元性的各个专业的统筹便无法满足现代企业和市场的需求，高职学生三年的教育结果只能是未就业就先失业。

5.通过调查，在目前学校就业部门组织的大学生创业报名活动中，可以发现这样一个现象：学生对于这个活动的参与积极性十分的高涨，据不完全的数据统计，艺术设计类学生参与创业培训报名人数占人数的60%以上，而且低年级的学生也积极参与其中。可见，学生对这个平台搭建的渴望十分迫切。

模块化设计技术篇（4）

中图分类号：TM873 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0366-01

行业的发展离不开现代高科技的支持，随现代科技发展，自动化技术随之不断进步，拓宽了模块化机械设计的应用空间，也就推动了模块化在自动化设计进入探究阶段。

1.在自动化技术中运用模块化技术的意义

在自动化技术中进行模块化机械设计的运用，主要有两方面的意义：一方面，进行模块化机械设计的运用，可以满足用户对自动化控制系统的开放性需求.。在利用自动化控制系统进行工作的过程中，不同的总线平台需要进行数据的交换和处理.。而在这种情况下，互通性较差的设备将被淘汰，而具有统一控制模式的系统将被用户受接受。所以，进行模块化机械设计的运用，可以使自动化控制系统具备一定的开放性，以便用户更好的进行自动化控制系统的应用，并进行工程成本效率的提高。另一方面，进行组件及模块化机械设计的运用，可以满足自动化控制系统向模块化和标准化发展的需求在进行工艺流程的组合运行时，需要对物理接口与数据传递形式间的差异进行协调。但是，由于目前尚没有模块和期间能够实现不同系统间的通信协议转换，所以导致了系统的工作量的增加而利用模块机械设计的运用，则可以进行自动化系统的模块化数据的简单交互，以便实现系统即插即用，从而提高体系的使用效率。

2.模块技术下的自动化技术

2.1 系统集成的实现

模块技术的运用，需要进行标准化总线技术的借助，以便进行模块间的灵活配置通信关系的实现。而建立在模块技术的基础之上，设备控制的自动化思路则可以得到扩展，从而进行基于生产过程的多设备、多进程控制模式的实现。而作为一种横向集成，该种集成工作的实现不需要依靠编程来实现。而纵向集成的实现，则需要进行系统结构的利用，以便进行高速网络系统的构建。

2.2 “积木”模式的实现

作为组件技术的突出特性，可组合性可以满足用户长期进行重复运作的应用软件应用的需求。而该种模式被称之为“积木”模式，被广泛应用在自动化控制系统中。为了使不同组件供应商可以进行数据的自由交换，需要进行相关的具备一定开放性的信息通信协议的制定。而模块化应用的实现用较为简便，只需要与电源相连接。

3.模块化机械设计在自动化技术中的实际运用

3.1 模块化在设计文件中的应用

回归性分析，机械设计中纳入了较多的数据与文件，这就要求设计人员需充分把握住文件与数据的协调。但实际上，设计人员过于重视产品的开发，忽视了组件设计与模块的结合，于是便制约了模块在机械设计中的应用。目前，为充分结合组件设计中的自动化与模块化，建议设计人员将设计划分为多个模块，且为每个模块设置与之相对应的接口，接口与模块间形成了组合，便于采用组件形式将这些组合整合起来，从而实现一个有机的整体，即产品的开发。值得关注的是，设计人员在实践工作中，为提高模块化的应用水平，除秉承传统理念进行作业之外，应不断自我创新，将模块化子以改造，这也体现了设计人员是否具有丰富设计经验的渠道，也是提高自我价值的实践渠道。现阶段，模块化的设计文件于设计文件中可体现其若需模拟及组合时便可达到提取的应用目的，新产品的开发及设计均需将诸多组件结合应用，因此，若能够将模块化文件加以构建为一个系统化的产品数据库，势必对产品的后续开发与设计带来基本保障。

3.2 自动化模块化设计的基本步骤

在机械模块设计中，高层模块建立于低层模块之上，且为更好地诠释抽象的层次，需以具体层次为判别依据，以上可视为最为基本的系统化设计理念及方法。通常，抽象层次包含了新产品的性能及所实物所体现的逻辑性，且也将产品设计中的宏观战略加以纳入其中。针对模块化机械设计，设计人员可选择以上宏观的抽象设计理念将产品子以模块化分割，并将分割后的各模块与组件设计上的各接口进行组合，形成一个整体，一旦用户对不同模块具有相应需求，便可通过以上组合方式达到使用目的。在此过程中，将新产品这一实物所具备的逻辑性向模块化转型，这就使得抽象的模块所携带的逻辑性经产品的零部件表达出来，这也是子系统设计的主要依据。以上统称为产品设计中前期的模块化。

根据以上对模块的分割，与设计相关的工作人员便可将已分割出来的模块视为重新分配设计工作及调整原始设计的主要依据。因产品设计涉及诸多环节，建议设计人员需加倍重视，而针对模块化设计中，设计人员应充分重视新产品的使用周期，需全面分析影响产品生命周期的潜在影响因素，采用有效手段与方法尽可能规避外部因素。例如，若将产品的模块化分割为采购部件、维修部件及工艺零件等模块，则要求设计人员将机械设计中生产、使用两流程有效的结合起来，成为一个完整的流程。目前，虽然模块设计中已分割的模块不可避免的与企业中不同领域发生冲突，但可采用有效的协调渠道解决这一问题。

4.结语

在模块技术中，自动化属于控制技术，目前，既可应用于模块设计，也可应用于机械设计。组件技术中自动化简化了模块化自动化系统的设计理念，充分应用开放式与集成式的自动化设计理念，且已广泛应用于机械设计中，为机械设计及产品开发等指明了方向。

参考文献

模块化设计技术篇（5）

一、快速设计技术是市场经济发展的必然要求

快速设计技术是当前市场在对产品多样化、瞬变性等需求的形势下提出并发展起来的。快速设也称快速响应设计、敏捷设计。快速设计技术是当前市场在对产品多样化、瞬变性等需求的形势下提出并发展起来的。当前国际市场需求快速变化的特点和21世纪更加个性化的市场趋势，使产品投放市场的时间日益成为决定产品竞争力的重要因素，促进了快速设计技术的发展。产品快速设计与制造的主要目的是缩短产品的设计周期，提高产品设计质量，以及提高企业对市场的快速响应能力。

产品快速设计与制造并没有将其解决问题的范围扩大到企业的整个生产领域，而只是将重点放在缩短产品的设计开发周期上，尤其是总体结构和工艺设计方案阶段，以提高产品一次开发成功和快速响应市场的能力。产品快速设计是先进制造技术发展的产物，是计算机辅助设计与制造技术的发展和延伸，它涉及到并行工程技术、产品数据管理（PDM）技术、专家系统、集成建模、优化技术、网络技术以及价值工程和生产工程技术等。快速设计的理论和方法主要有数字化设计、网络化协同设计、模块化设计、智能化设计和绿色设计等。

二、机械产品快速设计的内涵在于针对市场和客户需求

现代机械产品市场的发展趋势集中体现在用户需求个性化加强、产品交货期和生命周期缩短、产品功能价格比提高等方面。“质量、时间、效益”成为现代产品设计的准则，三者之间既相互矛盾而又辨证统一。机械产品快速设计技术正是解决这一矛盾的有效手段。快速设计技术的目标在于高效率地完成高质量设计，缩短产品设计开发周期，提高企业对市场的快速响应能力。一切有助于加快产品开发速度的理论、方法和手段都可以成为快速设计技术与方法的组成部分。快速设计技术与方法以现代设计理论为基础，融合并行设计、模块化设计理 论、基于知识的智能化设计技术与方法，集成各种计算机辅助技术（CAX）、网络、计算机技术、仿真技术、产品数据建模及数据管理和分享技术，构建特定产 品的设计系统，加快产品设计进度，提高设计质量，快速响应市场需求。

因此，机械产品快速设计的内涵在于针对市场和客户需求，应该充分利用各种产品设计 工具及针对具体产品的设计知识及经验，快速制定满足设计需求的可用于制造的方案，并使方案快速付诸实施。针对这一目标，快速设计从内容上应包含以下几个方面：一是机械产品族结构规划。利用模块化设计方法对产品的结构变形及规格系列进 行规划，建立系列化的产品族结构，构造模块系统并利用参数化、变量化方法建 立产品库、模块库，利用知识化方法建立产品设计对象及其设计过程知识库；二是机械产品设计方案的快速生成。根据用户需求，利用知识化方法和变量化方法，匹配并定制特定产品所需模块，通过模块综合，生成满足用户需求的产品设计方案；三是机械产品设计方案的快速评价与仿真。 对产品设计方案进行装配、运动仿真和动、静态性能分析，评价方案的可行性及设计需求满足程度，对产品设计方案进行优 化并对影响产品性能的薄弱模块环节进行修改。

三、我国机械产品快速设计的实施策略

实施机械产品快速设计是一项系统化工程。其实施策略可概括为以下几个方面。

一是要建立产品需求信息的快速捕捉和决策机制。 充分利用网络技术，快速捕捉复杂多变的市场动态信息，为产品正确地预测 和决策提供保证，并使企业和用户之间的沟通更为直接、快速。市场分析是进行 模块化产品规划的基础，准确的产品定位是模块化发挥最大效益的前提。确定市 场需求量大、前景广阔的一类产品为模块化系统的设计对象，根据用户需求分析， 确定产品的功能、性能、参数范围。

二是要建立模块化产品数据库、知识库及其管理系统。通过产品规划、模块的识别以及产品设计所需的各种知识的提取和加工，建立产品模块及产品知识管理系统。利用基于知识的模块化的产品模型及产品知识 管理系统，能最大限度地重用已有产品模块及其设计知识，使快速设计建立在科 学、正确和合理的基础之上，因而成为能支持富有竞争力的快速产品设计策略的 最有力的工具。

三是要构造机械产品的快速设计集成平台和软件工具集。以重点行业和典型产品的创新设计为背景，提出适合快速设计的软件体系结构，以支撑软件的二次开发为主要手段，利用各种接口将 CAD/CAE/CAM 的应用程序、数据库、规范与标准库连接成一个集成化系统。通过开发各种构件和专 用工具集，建立一个支持复杂信息环境下工程设计应用开发、应用集成和系统运 行的软件平台。以该平台为基础，构建适用于企业和产品特点的快速设计软件

系 统，是实现产品的快速设计有效途径。

四、我国机械产品快速设计系统框架模型

实施机械产品快速设计应以现代设计理论和方法为指导，根据市场需求，综合运用产品创新、概念设计、详细设计所需各种设计技术和设计工具，进行科学化、系统化的设计。 基于述快速设计技术原理究，可建立机械产品快速设计框架体系。该体系分为方法层，工具层与应用层。方法层建立机械产品快速设计的技术、方法体系；工具层提供应用方法层论述的设计技术和方法的工具体系；应用层利用工具层提供的快速设计工具构建面向产品快速设计系统。

1、机械产品快速设计的技术构成

机械产品快速设计基本技术和方法包括模块化设计技术，智能化设计技术和各种计算机辅助技术（CAx）。模块化设计技术是实施快速设计，构建机械产品快速设计系统的核心和基础技术，包括模块化产品族规划、模块化产品数据建模和管理、模块化产品方案设计、方案评价技术等；智能化设计技术是提高产品设计速度和质量的重要手段，主要任务包括产品设计经验和知识的采集、整理、表达、建模以及基于知识的推理求解技术等；各种计算机辅助技术是快速设计的重要工具，包括各种 CAD、CAE、CAM 工具。 企业实现产品族系列规划和客户化产品设计要以产品结构的模块化为基础。 构建模块化的产品族系统将使多数新产品设计任务可以利用对现有的产品和模 块进行变型获得初始设计方案，而无需从零开始重新设计。在进行模块化设计的过程中，引入智能化设计的手段和 CAx 工具，可提高产品设计开发的质量和效率，保障产品设计、制造的成功率。将 CAx 技术和智能化技术引入机械产品快速设计系统的重点在于智能化设计与 CAx 技术的集成，构建 KBE（Knowledge Based Engineering）系统，通过对 产品设计知识和经验加以总结、提炼，提高设计进程的智能化和自动化程度；利用 CAx 平台，建立产品数字化三维实体模型、进行产品结构动、静态性能的分 析和产品装配、运动仿真、可制造性分析，实现数字化的产品设计。

2、快速设计软件工具系统的构成

实施机械产品快速设计需要构建特定的计算机辅助快速设计（CARD）系统， 利用计算机平台来完成产品数字化的设计开发过程。快速设计需要各种计算机辅助工具的支持，一方面要充分利用现有的、发展 成熟的方法和工具，同时还要设计开发面向具体应用、解决具体设计问题的计算 机软件系统。这些都称为快速设计软件工具，根据在快速设计系统中的应用可以 划分为如图 2－5 所示的三个层次：支撑快速设计的支撑平台；实现特定方法或 特定任务的快速设计使能工具；面向具体产品的专用快速设计系统。快速设计的使能工具则是针对快速设计技术中的具体技术方法开发的软件工具，如实施模块化设计的模块划分工具、模块综合工具以及应用智能化设计的 知识建模工具、知识推理工具等。使能工具通过在快速设计支撑平台的基础上进 行二次开发等手段使 CAD、CAE 工具软件能够有效地溶入快速设计系统。专用快速设计系统是针对特定类型产品的专用设计工具。通过将快速设计使能工具集在统一的平台下集成，并针对具体产品的特点建立相应的设计知识库、 模型库、图形库，可快速地构建特定产品快速设计系统。 快速设计软件工具系统的层次性使之能够满足对一定范围内不同种类的产品进行快速设计的需求。快速设计系统使能工具集由模块化设计工具集，智能化设计工具集和 CAx 应用工具集三类构成，从快速设计系统构建和应用的角度可分为快速设计系统构建工具集和产品方案快速设计工具集。

3、快速设计系统集成平台

快速设计集成平台的作用体现在两个方面：一是将快速设计使能工具集和各种支撑工具有机集成在统一的框架内，使之能够为具体的产品设计任务提供快速设计支持；二是提供对并行协同设计模式的支持，使各个设计环节之间能够进行有效的分工与合作。

机械产品快速设计系统数据建模是基于信息理论和计算机技术建立一定的数据模式定义和描述整个生命周期中产品的数据内容、活动过程及数据联系的信息模型。构建机械产品 快速设计系统首先要解决产品建模问题，支持快速设计系统的集成和快速方案设计过程。 机械产品快速设计是以模块化设计技术为基础，面向产品族的设计开发，产品结构以模块作为基本构成单元。产品的结构构成模式为产品----模块----子模块，具有层次化的特点。其中，产品、模块与子模块是一组具有相对关系的概念，如在加工中心机床中，刀库模块对整个机床来说是模块，但对组成刀库的 子模块来说，它本身可视为一个模块化产品，拥有自己独立的模块系统。因此， 可以对产品、模块和子模块建立统一的数据模型，即模块数据模型。集成化模块数据模型的信息构成，主要包括功能信息、性能信息、、结构信息、管理信息和知识信息。

作者单位：咸宁学院信息工程学院

参考文献：

模块化设计技术篇（6）

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

依据系统的功能，对其进行若干模块的分解，同时在模块不同方式的组合中，促使不同规格、品种的产品生产和制造是模块化设计的主要内容。机械产品的设计制造过程中，模块化设计同时与柔性加工技术、成组技术、计算机技术相结合，对同一功能的单元进行设计，使其成为可互换且性能不同的模块，从而形成不同规格产品的重新生产和应用，在一定意义上，促使了机械设计制造的发展和创新。

一、模块化的概念

（一）模块的划分及设计方式

对于模块系列的设计，模块的合理划分非常重要。一方面，考虑管理与制造的方便，对组合可能产生的混乱进行避免，使其具备一定的灵活特性；另一方面，还要考虑模块系列的扩展及变型产品的辐射。所以，对于整体系统的设计，必须要对结构要素和功能要素进行全面考虑，其中，划分所应注重的内容包括：整个系统中，模块的作用及更换的必要性；其功能、结构的设计必须具备完整性与独立性；便于模块接合要素的分离与联接，且模块的划分不能对系统的主要功能造成影响。划分原则为：尽量控制模块的组成数量，并促使更多产品的组成，且在满足基本功能、结构要求的基础上，形成成本低廉、性能稳定的高精度产品，同时确保模块结构的规范与模块联系的设置趋于简单化。模块化设计过程中，主要的核心内容是模块的组合，同时又称为接口。显而易见，相同功能模块的互换、不同功能模块的组合都是模块化设计的主要形式，这也就决定了模块的可互换性及可组合性两个主要特征。而这两个主要特征，通常在接口上有所体现，进一步促使模块规格化、通用化、标准化程度的提高也就具有重要意义。

（二）设计步骤

模块化产品的研制过程和设计过程是模块化设计的两个不同层次，而实质的模块化设计所遵循的设计步骤与一般技术系统类似，与一般技术系统相比只是更为复杂，所需的成本费用也比较的高，对于每个零部件的功能发挥，都不能是单一的。其主要步骤为：对市场的具体情况进行调查和分析，而这则是促使模块化设计顺利实施的基础工作；对所设计的产品功能进行分析，同时拟定产品的系列型谱；依据产品的结构和功能，对重要的参数范围及主参数进行确定；通过模块化设计类型的确定，对产品模块进行合理划分；对模块的结构进行设计，促使模块库的有效形成；对产品模块相关的技术文件进行编写。

二、模块化设计的技术研究

（一）与柔性制造技术的结合

柔性制造技术的目标是快节奏、多样化生产，系统对生产反应的多变性、可变性及灵活性是其强调的主要内容。针对柔性技术这一要求的实现，模块化正好能够对相关的重要依据进行提供。对于模块化技术而言，其通过通用模块的利用对机床共性问题进行解决，能够取得一定的效果；而对于个性问题的解决，仍能够集中精力，使最少模块组合原则实施的基础上，促使更多机床的有效形成，从而满足柔性制造技术的多样化要求。以机床为生产工具，可对其模块的特性进行合理运用，促使一机或一模多用的形成。重新对机床模块进行组合，可最大程度的满足系统的柔性要求。而依据模块化技术的运用，在硬件方面促使系统柔性特征的实现，也是机械设计制造业重要的研究方向之一。

（二）成组技术的处理特点

现代生产的多样化，在成组技术与模块化方面都有体现。其中，成组技术的理论依据是零件工艺、形状方面的相似性，对相关事物的相似性进行研究，同时对其归类成组，在规范化处理和标准化处理的基础上，对小批量产品的生产进行流水作业生产方式的改进和转化。对于模块化技术而言，类似于大批量元素、中批量子系统、小批量系统的效果实现也是其追求的重要方向，通过对机床部件相似的运用，对相关性的功能部件进行统一和简化，从而促使模块的整体化形成。两种技术对于事物的处理，存在着共同的特点，如对具有相似性的事物进行集中处理；规范化、标准化处理重复性事物；重复对信息进行使用等。同时，成组技术与计算机技术的结合也越来越普遍，工艺设计、制造方面的进展也是非常巨大，而作为模块化技术，将要发展的方向也是这一内容。

（三）计算机辅助技术

模块化技术当中，对数据库技术和计算机辅助技术进行结合，所取得的效果非常突出，一定程度上，大量的、复杂的重复性工作和计算都能够得到有效的处理和解决，与人工相比，其条理性、一致性、稳定性的超越是显著且优越的。此外，利用模块化方法，对复杂的系统进行分解，使其形成简单的子系统，同时在各子系统当中对计算机技术进行运用，其计算机功能的发挥是非常巨大的。

三、模块化设计技术的应用探究

（一）数控立式车床模块的划分

模块划分原则的确定依据是立式车床的模块化要求和结构形式，主要包含的内容为以下几点：1.独立的功能单元作为模块，在结构方面促使已分解功能单元的独立化，从而形成的模块在搭配、拼组过程中，操作非常的简便，对于多种变形产品的构成也有重要作用。2.部件作为模块，使其形成一定的完整性，装配质量的确保就能够得到实现。3.组件作为模块，分解并细化功能后，同样能够对部件中的组件进行模块化处理，在零件更换的基础上，促使部件不同性能与用途的发挥和实践。由此形成的组合方式，与整个部件的更换相比，要更为灵活。模块划分过程中，机床大件的模块化也要引起注意，规范大件的结合要素，使分离与联接更为容易。当然，模块的发展空间也非常重要，只有这样，新技术的引入才不会受到模块结构的阻碍。

（二）车床的功能分解

划分模块的过程中，要以数控立式车床的总功能为出发点，对其进行分解促使独立功能的实现，对分功能继续进行分解直至形成功能元。功能元作为基本单元，对分功能、总功能的组成非常重要，通常与功能模块为对应关系。分解总功能时，必须对总功能中分功能的实现及用户的要求进行全面考虑。而用户条件的不同使得机床规格及性能的确定也有所不同，而模块的组成产生的效用差异也是巨大的。车削是单柱数控立式车床的总功能，可对螺纹、平面、沟槽、内外圆锥及各种旋转曲面体进行车削。而单柱数控车铣加工中心除车削功能外，还具备有良好的铣镗功能，通过辅助功能、支承功能、执行功能、传动功能可对其进行细化和分解。

（三）车床的模块划分

分解总功能，其功能与实现功能的模块具有一定的对应关系。如通过单一模块促使某一功能的实现；多个模块共同促使某一功能的实现；某一个模块促使多个功能的实现；其分别为一一对应关系、单对多的关系、多对单的关系。如图1所示。

图1 功能与模块的映射关系

依据模块与功能的映射关系，对数控立式车床的结构型式及特点进行考虑，通过模块划分原则的运用，可对通用的模块进行划分。其可分为监测模块、辅助模块、支承模块、执行模块以及传动模块，同时还能够继续进行细化和分解。分析同一功能的模块，其结构与用途存在着差异而，而相同接口结构模块的形成，在结构模块的组合过程中，可以促使不同性能与用途的数控立式车床产品的设计和制造。

结束语

总而言之，模块化产品的设计应用，使产品的精度和性能稳定不断提升，形成成本低廉、结构简单的机械产品。而随着规格化、标准化、通用化程度的进一步提高，模块的互换也就变得更为可能，其机械化设计与制造水平也会得到进一步提高。

参考文献：

模块化设计技术篇（7）

中国造船工业从20世纪80年代初开始与日本的造船业合作，引入设计、制造、管理技术，经过多年的改变，慢慢的由区域导向型造船走向中间产品导向型现在造船模式。尽管这种模式尚处在初级阶段，但这对中国造船工业却是一次十分深刻的造船“革命”。

船舶工业的生产过程是一个复杂的有机的整体大系统，随着计算机技术、信息技术在工业中的广泛应用，造船行业正经历着又一次新的技术革命，其目标是通过现代集成制造技术带来造船业更高的经济效益，其主要特征是由区域导向型造船走向中间产品导向型造船。这其中核心技术是基于设计制造一体化的船舶模块化建造技术的发展。

一、模块化概念

所谓模块，就是具有一定功能和特定结合要素的零件、组件和部件。模块化设计就是将一组特定模块在一定范围内组成不同功能或功能相同而性能不同的产品。模块化设计可以满足产品多品种、多规格的要求，并可大大缩短设计周期，提高性价比，使产品便于维修，只是对于结合部位和形体设计有着特殊的要求。模块化设计就像搭积木一样，可根据不同的作用和任务进行组件装配。

模块化造船已经有30多年的历史了，技术上日趋成熟。目前已被多国海军采用，如美国、德国、丹麦、瑞典、俄罗斯等。应用也很广泛，航母、潜艇、巡洋舰、护卫舰等水上、水下舰艇等都开始采用。模块化造船的目的主要是降低整个全寿期费用和保持全舰系统的先进性。包括研发、设计、建造、维护、改装。突出的优点是加快建造周期，升级灵活，便于安装新系统。

二、区域导向型造船与中间产品导向型造船

传统的造船模式采用区域功能型组织结构，即按共同的生产活动调集资源。工程师和生产人员按功能组织起来。而现代造船模式采用产品导向型组织，即以产品导向型工程分解和成组技术为基础。中间产品是指生产的作业单元，是对最终产品进行任务分解的一个组成部分，也是逐级形成最终产品的组成部分。成组技术适宜多品种生产，即多种产品小批量生产.设计和生产以同一方法加以组织，均以同一产品为目标，在造船中即以中间产品为目标。一切设计、计划、船体建造、舾装和涂装均按船舶的地理区域进行，船厂把整艘船舶作为最终产品，用工业工程的方法把它分解为零件和层层部件（部件、分段、总段、舾装单元等）以及特定的任务（如涂装、调试、试航）称之为“中间产品”。把所有“中间产品”委托给厂内外专业化高效的生产组织制造，这种先进的造船方法称之为“中间产品”导向型法。“中间产品”是一种概念导向，其目的是将传统的生产过程加以层次化分解，其实质是船舶设计数据信息的一种管理方式。

三、船舶舾装模块化

模块化造船的概念贯穿于船舶的初始设计、建造过程和试航、操作过程。模块化造船的关键是模块化设计。

基于模块化设计技术的模块化建造方法能够给造船业带来巨大收益，并为长远带来降低设计成本，缩短设计周期，使个性化产品和系列化产品之间的维护、更新、回收和设计再造变得更容易等好处。

直至近几年，模块化造船概念的应用仍主要集中在有序的建造所需要的生产和装配计划上，生产设计继续按照传统的功能系统方式进行，结果在一张图上表示了一大堆以专业划分的工作，并没有去考虑诸如区域装配等模块化建造概念的应用。问题的关键在于设计，模块化建造不仅要求从系统观点出发，更要求从建造观点出发进行提前设计。这已不是生产设计和成组技术能够解决的问题，模块化船舶设计概念的产生源于设计优化、结构简化、功能单元化、目标多样化。

船舶管系设计是轮机设计中工作量最大、最复杂、最繁琐的部分，同时也是船舶制造过程中生产设计及工艺设计、加工制造和现场安装工作量最大、最复杂、最繁琐的部分。长期以来，船舶管路设计采用的是在头脑中进行三维构思而用二维绘图表达的传统方式，通过平面、立面、侧面及剖面等几个基本视图表达管路布置和管子加工信息。随着计算机软硬件水平的不断提高和计算机应用技术的不断进步，设计数字化技术实现了产品设计手段与设计过程的数字化和智能化。数字化设计优点集中体现在：减少设计时间、减少生产准备时间、提高生产效率、故障的早期诊断、使改变设计变得容易、尽量减少信息错误及面向生产的数据的可获得性。目前国际上和国内使用的集成化船舶设计软件主要有：TRIBON等。近年来世界上许多造船发达国家应用计算机模拟造船，并取得了很大程度上的成功，同时也推动了船舶设计与制造向模块化方向发展。

四、模块化建造的发展趋势

1、采用先进的计算机技术

高性能的计算机工具为整个模块化设计、建造过程提供支持，设计阶段利用先进的设计软件，可以大大的减少设计更改，缩短建造周期，节约建造费用。

模块化设计技术篇（8）

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913(2007)12-0030-03

1引言

我国正在发展计算机应用技术，对计算机应用型技术人才的需求增加，要求也越来越高。这给高职教育计算机应用技术专业的发展带来了良好外部环境，使计算机应用技术专业得到了迅速发展，几乎所有的高职院校都设置了计算机应用技术专业。大量的毕业生已经进入社会各行业，基本解决了计算机应用人才的需求，为地方经济的发展做出了贡献，但也逐渐显现了高职计算机类专业存在的许多问题。其中最主要的问题是课程设置不适合社会需要，因此，我们在计算机应用技术专业课程设置中构建并实施了模块化课程体系，收效良好。

模块化教学是目前我国高职教育普遍认可的教育模式，也是我国职业教育的成功经验。模块化教学的目的在于用最短的时间和最有效的方法，使学生掌握某项技能。模块化课程设置是基于对每个岗位的任务和技能的深刻分析，严格按照就业岗位需求，开发出不同的教学模块，每个模块都有明确的学习目标和要求，它强调学以致用，具有较强的教学灵活性。

2模块化课程体系的内涵

模块化课程体系是以专业培养目标为职业定位，参照对应的职业分类与职业标准进行职业分析，结合专业岗位群的特点，将课程组合成一个基本技能模块和若干个职业技能模块，且以技能为主线构建成专业的课程体系。

2.1课程设置与就业目标挂钩

模块化课程体系的每个模块对应并落实到具体的职业岗位，就业方向在课程体系中清晰体现；课程设置指向工作需要，即根据职业岗位需要的知识、技能来确定课程内容，使“能力本位”的思想得到体现；基本技能模块课程考虑到了学生的职业生涯发展，职业技能模块课程满足了学生即时就业的需要。

2.2课程设置与职业岗位对应

模块化课程体系首先对某一职业岗位群的能力进行分解，将其中的基本知识和技能设计为基本技能模块；再将该职业范围内适用于各个具体工作岗位的技能设计为满足就业需要的职业技能模块。基本技能模块和若干个职业技能模块组合成一个专业的课程体系(如图1)。

3计算机应用专业模块化课程体系

我们对计算机应用技术领域的岗位群以及工作岗位进行分析的基础上，构建了计算机应用技术专业的模块化课程体系(如图2)。

3.1基本技能模块

基本技能模块设置计算机应用技术专业必需的课程。一是对理论课程进行分析，取消部分课程；二是对保留课程教学内容“必须够用”为原则进行内容选择和压缩，只讲最基础、最主要、最实用的内容，其余的留给学生自学或参考；三是强调理论的讲解要与案例分析紧密结合，最后落实到提高行业技能。

这个模块的基本目标为：学生具备熟练的计算机操作技能；能够进行网络操作系统和常用软件的安装与使用；具备计算机应用技术专业学生必须掌握的基本理论及基本技能。

主要课程：C语言程序设计、常用工具软件、计算机系统与维护、计算机网络基础、多媒体技术与应用、网页设计基础、数据库技术与应用、微机组装与维护实训等。

3.2职业技能模块

职业技能模块根据人才需求的变化情况及职业岗位所需，设置若干个子模块，每个子模块对应职业岗位，职业技能模块应成为教学的重点。学生根据自己的爱好和能力选择其中的1~2个模块。通过校内的实验课、校外的社会调查课、实习课和毕业设计、毕业论文、毕业创作等实践性教学环节，结合各专业特点和与之对应的社会行业特征，努力使学生经过这一模块的学习和实践，真正提高动手能力、转化能力、生存能力。

通过广泛的社会调查的基础上，由学校专业指导委员会主持，聘请社会各有关行业的专家，共同拟定和设计了职业技能模块。根据当地的计算机技术应用情况，分为三个子模块。

3.2.1数据库应用技术子模块

这个子模块的基本目标为：能够使用至少一种流行的程序设计语言，了解面向对象的思想；能够进行一般性代码维护工作；掌握数据库的基本知识，能够进行数据库的查询、简单维护；具备web开发的基本技术。

主要课程：可视化编程技术，数据库技术，信息管理系统，网络技术应用、信息管理系统实训等。

3.2.2多媒体应用技术子模块

这个子模块的基本目标为：学生具备色彩、构图等基本知识和艺术素养，并能够熟练地利用互联网获取资料和信息；能够熟练使用平面设计工具软件、动画设计工具软件、多媒体编辑工具软件；具有使用主流计算机多媒体输入输出设备的技能。

主要课程：多媒体技术理论，图形图像处理技术，多媒体制作软件，动态网页制作技术、多媒体制作实训等。

3.2.3网络应用技术子模块

这个子模块的基本目标为：具有网络技术专业必需的计算机软硬件配置、网络布线、网络操作系、网络协议等基础知识；具有搭建和配置小型局域网的能力；具有网络监控和维护基础知识，能够使用网络管理工具进行网络监控和维护。

主要课程：计算机网络组建与系统安装、网络管理与维护、网络安全、动态网页制作、网络管理实训等。

4模块化课程体系的实践

针对传统课程体系的弊端，我们对计算机应用技术2002级三年制学生第五学期实施了分两个方向(数据库技术、网络技术)，使学生按照自己的兴趣和爱好选择方向，取得了良好的教学效果。在这个成果的基础上，我们对两年制学生制订了模块化课程体系。

模块化课程体系的基本结构已在计算机应用技术专业2003级、2004级三年制试行，在2005级二年制开始正式实施。计算机应用技术专业二年制的所有学生第一年学习基本技能模块；第三学期学习职业技能模块的课程；第四学期进行技能实训，包括别定岗实习、毕业设计、毕业创作等。

5模块化课程体系取得的成效

5.1调动了学生的学习积极性，增强了学生的职业适应能力

新生进校后，通过一年基本技能模块课程的学习，学生对专业有了明确的认识，然后再进行职业方向的选择，可避免盲目性，学生的兴趣和个性化得到满足，逐步从被动学习转向主动学习。模块化课程体系把从业所需要的知识和技能有机地整合在一起，缩小了学生在校期间所学技能与行业需求之间的差异，增强学生的职业适应能力，可以使学生有针对性地参加应聘，用人单位也明确了解学生的职业岗位。

5.2调动了教师的教研积极性

该体系的实施，对专业教学计划的制定人和专业课教师提出了更高的要求。教研室主任制定教学计划时，必须进行充分调研，关心人才需求的变化，找到合适的职业方向；必须使职业技能模块具有的知识和技能满足行业岗位的需求。专业课教师必须主动参与行业实践；必须关心学生的就业情况；必须有明确的专业定向，从能上一个职业技能模块的一门课程转变到能上一个职业技能模块的课程。

5.3教学计划可以紧随职业岗位的变化，为专业建设提供了发展空间

该体系正确处理好了稳定性和变化性的关系。基

本技能模块相对稳定，职业技能模块可灵活多变。随着计算机应用技术的发展迅速，该体系可以灵活地将各种新知识、新技术拿到职业技能模块，供学生选修，也可以增加职业技能模块。从而克服教学内容陈旧、更新缓慢、与实际需要相脱节的弊端，使课程体系处于相对稳定和不断更新的交互状态之中。

参考文献：

[1] 单嵩麟，张成铭，王武林，翟向阳. 对两年制高职教育课程改革的思考[J]. 中国高教研究，2005，(2).

[2] 汪诚强. 高职教学模式及课程改革探讨[J]. 教育与职业， 2004，(3).

[3] 王明伦. 高职教育课程设置定位研究[J]. 职业技术教育， 2001，(6).

[4] 杨应菘. 高职高专院校人才培养工作水平评估[M]. 北京：人民邮电出版社，2004.

投稿日期：2006-10-11

作者简介：金升灿，黑龙江省佳木斯大学第三学区A院应用技术学院

邮编：154007

模块化设计技术篇（9）

以全面培养学生的信息素质为目标，强调学生的主体地位，为计算机课程模块化教学创造了条件。以模块化课程设计理论为基础对职业技术院校的课程进行有目的的重组，已经成为职业技术院校优化设置课程、提升教学水平的必然选择。

一、职业技术院校计算机课程实施模块化教学的原因

有研究学者对浙江金华职业技术学校、山西运城职业技术学校和湖南省工业贸易学校三校学生进行问卷调查。在其所调查的学生中，有14.43%的学生在入校前通过网络对学校信息进行过主动查询，有34.27%的学生仔细阅读过招生简章，有23.21%的学生向熟悉的人咨询过学校信息，其余28.09%的学生并未对学校信息有过咨询行为。由此可见，学生作为信息主体的信息意识不强，但信息渠道比较闭塞，并未认识到信息时代信息的重要性，缺少对信息的敏感性和关注。现阶段，职业技术院校的教学资金投入有限，计算机设备软硬件设施不达标现象极为普遍。部分院校前期虽进行了大量资金投入，但后期维护不合理，实际应用效果低下。还有些院校师资队伍不达标，教师半路出家，并非计算机专业，他们要么只掌握理论不懂操作，要么只会操作不懂理论，课堂讲授能力有限。相关教材并不能随着计算机应用技术的发展而更新，同样制约了计算机基础教学的开展。模块式教学可以将职业技术院校的教学资源进行最大程度的整合，有利于培养学生的学习兴趣，所以模块式教学是职业技术院校计算机教学的最优选择。

二、职业技术院校计算机课程模块化教学设计分析

计算机基础课程属于操作性较强的必修公共课程，在模块式教学设计中要将教学过程及专业运用整合成完整统一的模块，使学生在模块式学习过程中形成并不断提升信息素质，在掌握计算机基础知识的同时，结合实际情况实现个性化发展。考虑到计算机基础知识自身具有基础性、综合性、人文性的特点，在进行模块式教学时，既要考虑到对学生信息素质的培养，又要认清课程综合化设置的合理性和科学性。面向计算机基础程度不同的学生；要灵活多样地设置课程，展示模块化教学的优势，适应学生的实际需要，以培养学生实际技术应用能力为重点，突出模块化教学的实用性。

首先，要以职业技术院校的培养目标、就业目标等为指导，形成体现职业技术院校特色的课程设置，满足学生利用计算机进行一般性信息技术处理的需求。以不同专业对计算机应用技术的需求差异为依据，设置能够体现专业特色的高层次课程，以此提升计算机基础教学的时效性。在此模块式设计中，要将计算机基础教学与学生的专业及就业方向紧密结合，这样有利于调动学生的学习兴趣，教学过程更容易得到学生的配合。

其次，要在模块式教学的过程中引入案例教学，实施任务驱动，将学习的主体地位还给学生。结合现阶段职业技术院校计算机基础教学情况进行模块设计，以学生实际情况为依据，设计选修的内容，包括微型计算机基本操作知识，Office办公组建、Internet基础知识等。

再次，教师在教学反馈过程中要认识到自身的不足，积极推动职业技术院校教学的优化升级，为职业技术院校的教学发展做出努力，使学生全面掌握知识与技能、过程与方法，在情感、态度、价值观方面发生根本的变化，满足现阶段社会发展对职业技术院校学生的需求。职业技术院校计算机课程教学中存在着诸多问题，其培养的学生在技术应用等方面已经无法满足现阶段社会发展对计算机人才的需求。而模块式教学有利于学生培养计算机信息素养，形成计算机思维，产生对计算机相关课程的学习兴趣，有利于提升教学效果，所以，将职业技术院校计算机基础模块化是其发展、落实的必然选择。

参考文献：

[1]黄金超.高职院校高等数学模块化教学研究———以滁州职业技术学院机电系为例[J].滁州职业技术学院学报，2011（1）：20-23．

模块化设计技术篇（10）

中图分类号：F424 文献标识码：A 文章编号：1003-3890（2011）06-0058-05

一、模块化生产网络的产生及本质

技术和市场环境的发展变化导致了企业生产方式的适应性调整，从而也推进了产业组织形态的不断演变。在前钱德勒时期，市场狭小，以手工技术为主，形成了类似完全竞争的市场结构。而在钱德勒时期，技术获得了巨大的发展，市场规模大为扩张，科层组织成为主导的企业组织模式，以低成本大量生产标准产品为主要特点的大规模生产方式（Mass Production）成为占主导地位的生产方式，纵向一体化（Vertical Integration）企业逐渐成为发达国家主宰的产业组织态势。自20世纪80年代特别是90年代以来，在经济全球化和信息化的共同推动下，为适应快速多变的市场需求，全球汽车、电子信息等产业生产方式发生了重大变革，由大规模生产转向了以客户为中心、小批量、个性化的大规模定制（Mass Customization）生产方式。模块化（Modularity）生产网络作为一种开放式网络生产体系，既保持了一体化企业的规模效应，又具有灵活多变的生产特质，从而成为产业组织形态演进的一种新趋向。

近年来，学界对模块化给生产组织模式带来的影响及发展趋势极为关注。Sturgeon（2002）认为，模块化借助市场协调，特别是稳定的界面标准和设计规则，使得企业可以通过价值链外包的集聚战略获取竞争优势，并认为模块化是一种新型的美国产业组织模式；Langlois（2003）认为模块化唤醒了市场力量，模块化的不同环节主要依靠市场予以协调，垂直一体化的大企业不断剥离业务，不再充当上下游环节的协调者，大企业可见的“手”不再可见。Daft和Lewin（1993）认为，模块化组织是一种通过内部互相联系的协调和自组织的过程来实现组织柔性和学习曲线效应的新型组织范式。Schilling和Steensma（2001）也指出，在某些产业，一体化的层级组织正在被具有可渗透、内部化和模块化特性的非层级制实体（即模块化组织）所取代。许多学者甚至认为，模块化组织将是大型纵向一体化企业的未来主要组织形态（徐宏玲，2006）。青木昌彦等（2003）认为模块化乃是新产业结构的本质。

所谓模块是指半自律性的子系统，通过和其他同样的子系统按照一定的规则相互联系而构成更加复杂的系统或过程（青木昌彦等，2003）。产业模块化则是指某一行业一体化的价值链结构逐渐裂变成若干独立的价值节点，通过各价值节点的横向集中、整合以及功能的增强，形成了多个相对独立运营的价值模块制造者以及若干模块规则设计与集成者的产业动态分化、整合的过程。在产业模块化不断深入的过程中，厂商自然分化为系统集成商和模块供应商。系统集成商主要负责产品系统规则的设计、基础研发、概念设计、功能设计、系统集成与升级和营销等产业核心价值环节。而模块供应商则在遵循系统设计师所确定的明晰设计规则下，自行设计某一具体模块。模块供应商可以隐藏本模块内部的设计规则，不必考虑其他模块的设计思路。这样每一个模块都具有信息异化的特征，即除了遵循系统信息外，其内在的个别信息是隐藏的、不为外界所了解的“黑箱”。与其他组织形态相比，模块化组织具有如下优势：随着外包的发展和完善，组织可以跨越边界利用外部能力；可以与其他组织联合开发产品；可以在设计或生产方面挑选更有能力的供应商，以在给定时间内设计或制造产品部件；可以在设计部件时增加最终选择方案的预期价值；可以进行“模块革新”，通过改进和完善模块化部件的价值和功能来提升最终产品的价值；通过增强学习能力来提高专业化程度以及与竞争对手的差异化水平，并建立可持续竞争优势。

模块化在产业领域的广泛应用，促进了全球产业发展的片断化和零碎化，为发展中国家以中间贸易的途径嵌入全球价值链创造了条件。从1990―2003年亚洲部分国家零部件在总进出口贸易中的份额变化情况（见图1、图2），模块化生产网络兴起带来的中间品贸易已经成为发展中国家融入全球产业链的主导形式。然而，在“中国制造”逐渐纳入模块化全球生产网络的过程中，尽管我国在国际分工体系中的地位逐渐从大多承接生产环节到开始承担更多技术环节，但总体上仍处在产业链低端，甚至逐渐被锁定。由于缺乏核心技术，我国投入创造的大部分利润被拥有自主知识产权和技术标准的跨国企业获取。所以，从一体化框架里脱颖而出的模块化对于我国产业的转型升级带有两面性。要扬长避短，充分发挥模块化对产业升级的积极作用，必须对模块化环境下低端嵌入全球生产网络带来的产业发展问题加以研究。（见图1、图2）

二、模块化全球生产网络下中国产业升级困境

近年来，全球生产网络下发展中国家所面临的产业升级困境已引起国内外学者广泛关注。Hobday等（2005）认为，发达国家的大型企业以其核心技术与品牌为基础迅速成为全球产业链与价值链中的“系统整合者（system integrators）”，对其产业链上、下游企业的活动进行较大力度的整合与协调，从而继续维持其在价值链的顶端位置。Nolan等（2008）认为全球价值链从总体上形成了一种“瀑流效应（cascade effect）”，这对后发国家产业升级形成了阻碍。本文认为，模块化组织作为一种新型产业组织模式，为发展中国家融入全球生产网络创造了条件，但也成为发展中国家锁定于全球价值链低端的主要影响因素。

（一）核心技术模仿创新受制于跨国模块分工的知识转移

模块化生产网络中显性知识和缄默知识并存，前者表现为“看得见的设计规则”，包括建构、界面和测试标准；后者表现为“隐藏起来的信息”，是一种仅限于一个模块内部、对其他模块没有影响的决策。模块化内部的技术诀窍、经验、技能等缄默知识具有黏性而难以言说和编码，这使得技术的跨国转移带来巨大的转移成本，制约和影响着我国对发达国家高端模块技术的吸收。即使在技术提供方积极配合的前提下，模块化缄默技术的跨国转移通过简单的一种或两种途径也难以有效转移。比如，在20世纪80年代早期有一种边缘切割技术，没有一个实验室能单纯通过已出版的文字资料或现场参观掌握这项技术，在成功获得该项技术的实验室中有1/3涉及技术人员的转移，其他的则大部分派人在拥有该项技术的实验室中长期工作并和掌握该技术的工作人员交换知识（蔡声霞，2005）。模块化缄默知识成为阻碍我国通过技术模仿推进产业升级的最大绊脚石。

此外，跨国模块主导商出于提升自身产品竞争力的原因，会向发展中国家模块供应商进行垂直技术转移。当这种转移不加任何约束时，东道国模块供应商的生产成本能有效降低，产品竞争力因此提高，从而增加对上游产业中间产品的需求，扩大后向关联效应，促进东道国产业链向下游核心产业链升级。然而，随着东道国下游产业竞争的增强，跨国模块主导商会通过各种方式阻止转移给模块供应商的技术惠及东道国下游竞争企业。模块主导商的防技术扩散策略可能包括：一是内部转移策略。将先进技术和关键技术仅通过直接投资的形式，转移给独资或控股子公司，成熟技术和技术转让给非控股合资企业或外部企业。二是分级转移策略。根据各国的技术、经济条件和社会环境的不同，按照技术的生命周期以及技术梯度的规律，逐步向发展中国家转移产业模块及模块技术。三是分割转移策略。仅仅转移能保证特定模块化产品供应的部分技术而非全套技术，这样使得技术受让方在整条生产线或整个工艺设备的创新开发和模仿上受到限制，因此不会带来技术的扩散。四是产权保护策略。对于模块化的明码技术常常采用知识产权和技术标准化相结合的策略，以专利权来保护其关键技术，并将专利提升为技术标准，从而实现行业垄断。这样，从事低技术含量的模块分工使发展中国家企业被锁定在微利的俘获型网络中。

（二）企业难以适应模块化动态重构带来的市场风险

模块化分工深度与产品的生命周期有着紧密联系。当产品概念和技术刚出现时，产品应该包括哪些部件以及部件之间的互动关系尚不明朗，无法表述为明确的设计规则。产品功能不完善对创新的要求使得产品各组件之间需要显著的协调和互动。一体化组织能够以较低的交易成本处理创新过程中的协调问题，因此比模块化的市场协调机制效率更高。在产品开发初期，IBM、福特和通用等都利用了一体化的内部协调优势，为市场提供性能较好的产品。当产品结构和性能达到了较为稳定的状态，形成了较为明晰的总体设计规则，产品各组件的界面能以较低成本拆分时，为了充分发挥产业链内各环节的规模经济和创新优势，一体化的生产方式逐步转向模块化。但当从模块化要素关系所获得的结构收益达到极限时，又会产生从模块化向集成型建构回归的现象。此外，在产品市场扩张过程中，由于中低档市场对产品外形、花样等需求要高于对产品新性能的需求，导致的结果是部分核心技术环节重回大规模集成化生产以降低成本，而在外形设计等环节的模块横向分工却不断细化。因此，无论集成型还是模块型都不是产品建构的终极状态，产品建构并非单向变化，而是在集成型和模块型之间不断循环往复。

产品建构类型在集成型和模块型之间的动态转化，使得企业组织形态和发展战略要能择机做出适应性调整。在企业把握市场信息和组织调整存在惯性的情形下，企业容易陷入市场困境。由于设计师需要长期积累大量的经验才能明确部件间的所有关系，所以，在集成化和模块化的动态更迭中，产品建构从模块转向集成的间隔时间比从集成转向模块的间隔时间短得多（Chesbrough，Kusunoki，2001），模块型陷阱出现的频率和概率大大超过集成型陷阱。以我国电视机产业发展为例，在从采用模拟技术的显像管电视向采用数字技术的品牌电视转变过程中遭遇了严重考验：一是与显像管电视相比，平板电视的零件数大大减少，组装技术的重要性下降；二是关键部件在电视成本结构中的比例上升到总成本的70%以上，严重压缩了电视组装企业的利润空间。从产品构建的类型讲，从显像管电视向数字电视变化是朝模块化转变。在这一转变过程中关键部件却向集成化方向转变。在电视机的两大核心部件中，显现系统在总成本中的比重不断上升，生产难度不断加大，核心芯片也从原来的五片变为一片或两片。这意味着核心芯片这一关键部件的集成度越来越高，通过渐进革新来获得设计与生产核心芯片能力的可能性更小（宋磊，2008）。

（三）国产品牌难以抗衡国际品牌和草根企业的双重夹击

全球制造业品牌企业主要集中在电子信息、飞机、汽车等模块化分工程度较高的产业。在《财富》杂志公布的2010年世界500强的前100强企业中，模块化分工程度较高的制造业企业较为集中，汽车制造业有11家，电子信息制造业有10家，飞机制造业有1家。中国大陆虽然有东风汽车、宝钢集团、上汽集团、一汽集团、中国航空工业集团和华为技术等模块化分工较高企业入选全球500强，但没有1家进入前100强。中国企业联合会、中国企业家协会2010年公布的中国制造业企业500强年度排行榜中，企业多属于黑色冶金及延压加工业，共有88家，占总数的17．6％。而国际品牌和草根企业的双重夹击，则是国产品牌难以茁壮成长的重要原因之一。

杨格（1928）认为分工经济由分工水平决定，这包含着一种动态循环机制，它能不断地提高分工和市场容量；另一方面，这种动态循环机制意味着，市场网络大小又与分工水平相互依存，相互促进。复杂产品系统核心竞争力的形成，在一定程度上要依靠市场规模扩张过程中带来的模块分工深化，从而为企业发挥自身技术特长创造条件。在理论上，我国电子信息、汽车等产业存在巨大的市场潜力，本土企业应该有条件遵循“市场容量扩大―分工深化―创新能力提升”的路径发展。有学者就认为，中国市场的规模效应与创新的效率和成功概率是有内在关系的。中国的本土企业若能把技术创新置身于或内嵌到本土的市场规模这一重要背景中，借助于一定的条件，就有可能使创新的技术内生于自身企业，而不是简单地接受一种外源性的技术（徐康宁，冯伟，2010）。实际上，这种发展构想至少受到以下双重挑战。一是随着信息技术发展，以网络经济为特征的新经济呈现边际成本递减的特点，这导致“马太效应”（Matthews Effect）的产生，呈现强者恒强、赢者“通吃”的趋势，强化了跨国模块主导商的垄断地位。加上一般消费行为具有市场黏性，在消费者习惯于一种产品的使用后，很难再转而使用其他的相似产品，从而使消费者被锁定（lock-in）。这不仅强化了跨国企业在原有市场的地位，而且导致了向中低市场扩张的趋势。二是我国拓展的市场层次参差不齐，对于大量的低档市场而言，面对的是那些不太苛求的消费者，他们有着相对较少或不太复杂的需求，对品质、品牌的认知度相对较低，但对产品外观和价格比较敏感，从而产生了对核心技术环节的一体化和标准化，以降低对产品的价格的诉求。其结果是大量依靠国外成熟技术而兴起的“草根”企业的产生。所以低端市场需求的增加并不能增加国产品牌企业的市场份额。在跨国企业和本土“草根”企业的双重夹击下，国有品牌企业要制定技术标准并提升使模块分工的主导者难以实现，从而被处于跨国企业主导的全球价值链低端。

三、案例：模块化环境下的中国手机产业发展

近年来随着电信市场蓬勃发展，中国手机行业实现了快速扩张并逐渐成为世界手机主要的制造基地和最大的消费市场。根据工信部数据，2010年中国手机用户数量净增1.12亿户，达到8.59亿户。虽然国内手机市场在迅速增长，但国内品牌的市场份额却一路下滑。2007年，我国国产手机的市场份额由2003年的55%下降到31%，国产手机厂商纷纷陷入经营困境。在传统国产手机厂商衰落的同时，山寨手机采用基于模块组合创新的方式逐渐兴起。然而，无论国产品牌或山寨手机，都依附于跨国公司核心技术，始终处于全球价值链低端。国产手机发展历程成为模块化分工环境下中国制造业升级困境的缩影。可以分为三个阶段：

（一）第一阶段：国产品牌依靠Wavecom集成模块推出而兴旺

早期中国手机企业只能以代工的方式生存，国内的手机市场基本上为诺基亚、摩托罗拉等国外品牌所垄断，1998年国产手机市场占有率接近于零。1999年情况发生了改变。Wavecom首次推出将基频、中频和射频整合到一起的集成模块，这一将原有模块再整合后形成的新模块提供了底层物理层软件和二、三层通讯协议软件，只要再加上少量元件，再加上LCD显示屏、外壳和MMI人机界面就基本完成了手机设计。该模块的出现使手机产业的技术门槛大为降低。在这一技术支持下，国内手机厂家开始能够生产出自有品牌的手机产品。1999年国产手机市场占有率达到3%，2003年市场份额已超过国外品牌达到55%，波导、东信、夏新、TCL、科健等品牌进入销量前10名之列。

（二）第二阶段：国产品牌在与国外品牌的横向模块竞争中衰落

传统上的欧美手机企业，如诺基亚、摩托罗拉、爱立信、西门子和飞利浦等，大多都是垂直一体化，同时拥有芯片设计、软件和系统设计、硬件设计、外观/工业设计（ID/MD）、产品项目管理五种能力，只是后来纷纷分拆或者外包出芯片设计和外观/工业设计，但大多保留了软件设计能力。也就是说，传统的欧美手机产业链上，芯片厂商负责芯片设计，手机厂商专注于项目管理和软硬件研发――这是一种相对封闭的产业链，其中诺基亚、摩托罗拉这种手机厂商占主导地位。由于欧美手机厂商都有自己的软件和系统设计能力，欧美手机芯片供应商的软件和系统支持都很弱――因为他们的欧美客户没有需求，他们没有必要、也没有动力大力投入软件和系统研发。与国外手机企业相比，国产手机核心技术方面存在较大差距，主要通过与国外掌握核心技术的厂商合作解决生产中的技术难题，因此在这种转变中受到严重挑战。中国手机厂商由于市场份额小，无力承受研发成本、时间和质量风险，在追求低成本、小批量、多品种、更新快的手机平民化时代，国产手机厂商却需要6～9个月甚至1年才能做出一款手机。在国外品牌不断向二、三线城市扩张情况下，国产手机市场初见萧条。2005年，熊猫易美、南方高科、深圳科健都逐渐退出市场，存活下来的国产手机品牌公司也在苦苦支撑（潘九堂，2009）。

（三）第三阶段：山寨手机因联发科芯片集成重构而兴起

2005年，来自中国台湾的芯片厂商联发科（MTK）推出了集成多媒体娱乐功能的手机芯片平台和交钥匙（Turn-key）方案，简化下游厂商的开发工作，迎合了中国市场对低价多媒体手机的需求，山寨产业由此兴旺。联发科也成为山寨产业之王，并大量进入传统国产品牌手机厂商。由于联发科推出的“交钥匙”方案，厂家只需要在芯片的标准化接口上另行简单安装其他组件，就可以组装成一部功能强大的手机。在这个模块化的产业链中，联发科处于最上游，居于主导地位，负责最核心的技术研发与芯片制造工作，向下游提供在整个山寨体系中通用的包括芯片和操作软件在内的手机技术解决方案。这个链条上一般包括三种力量：联发科负责提供芯片和软件设计，手机方案公司则负责硬件设计和系统整合，终端厂商则负责具体的项目管理。这就意味着在主流手机厂商中的垂直一体化分工在这里变成了横向模块化分工，在这种模式下，一款新品的推出最多只需要2~3个月。这种模式使手机制造的技术门槛几乎被夷平，大大小小的社会游资都争先恐后进入手机制造业。由于手机在基本功能方向上其实都已经基本固定，手机厂商们为了打造竞争优势，拼命在一些外延功能和外观设计上下功夫。于是，大量功能齐全、外形花哨，五花八门的草根创新的手机开始大量投放于中国手机市场，这些手机多半没有品牌，但是都采用联发科芯片。在国外品牌和山寨手机的双重夹击下，国产品牌手机也开始采用上游芯片厂商的交钥匙（Turn-key）方案、研发外包和公板模式等山寨手机制造模式。当前传统国产品牌和山寨厂商之间的界线越来越模糊，共同俘获于跨国企业核心模块主导的生产网络之中。

四、结语

国产手机发展历程反映了模块化环境下中国制造业嵌入全球生产网络的两难困境。中国的制造企业只有积极地参与到跨国企业主导下的模块化分工才能获得发展契机。但是，受模块化分工的知识特性、模块化动态重构的影响，处于跨国企业核心模块技术主导下的本土企业难以开发出具有自主知识产权的品牌产品，只能随着掌握核心技术的跨国企业产业组织模式的变化而适应性地改变经营策略。在这种分工模式下，本土企业始终游离在产业核心技术外，难以在产业转型升级上取得实质性的突破。这些值得我们深思和进一步研究。

参考文献：

［1］柯颖，王述英.模块化生产网络：一种新产业组织形态研究［J］.中国工业经济，2007，（8）.

［2］【日】青木昌彦，安藤晴彦.模块时代：新产业结构的本质［M］.上海：上海远东出版社，2003.

［3］李晓华.模块化、模块再整合与产业格局的重构――以“山寨”手机的崛起为例［J］，中国工业经济，2010，（7）.

［4］徐宏玲.模块化组织形成及运行机理研究［D］.成都：西南财经大学，2006.

［5］闫星宇，高觉民.模块化理论的再审视：局限及适用范围［J］.中国工业经济，2007，（4）.

［6］曾楚宏，朱仁宏，王斌.论模块化组织的本质及其边界界定［J］.外国经济与管理，2009，（10）.

［7］蔡声霞.知识的形式技术的性质及发展中国家的技术学习研究――一个分析发展中国家国际技术转移的新视角［J］.科技进步与对策，2005，（11）.

［8］宋磊.中国版模块化陷阱的起源、形态与企业能力的持续提升［J］.学术月刊，2008，（2）.

Study on China's Industrial Upgrading under the Modularization Environment

Tian Zhongwei

（Information Research Institution, The Party School of Huzhou Municipal Party Committee, Huzhou 313004, China）

模块化设计技术篇（11）

目前我国煤炭行业发展迅猛，煤矿开采技术人才紧缺。据调查，在我国近40个大中型煤炭企业中，具有大学学历的工程技术人员不足2000人；国有煤矿大专以上的技术人员仅占职工总数的3%左右。

我国规模在30万吨以上的煤矿，高级技术人员平均仅占从业人员的3‰。企业技术改造和进步的迫切要求，需要大量专业技术人才，而在我国88%的煤矿企业缺少煤矿开采技术专业人才。通风、安全等专业人才也在紧缺之列。如：2004年，我国有21000个采矿岗位虚位以待，而当年全国高校采矿专业毕业生总数还不到700人。

但与煤矿开采技术人才紧缺相矛盾的是高职院校煤矿开采技术专业毕业生不能适应具体的岗位要求，与我国对该类人才的大量需求不相适应。出现此种现象的原因之一是目前高职院校培养的学生的知识结构不尽合理，不能体现现代职业人的特征。

因此，探讨如何建立适合现代社会需求的高职院校煤矿开采技术专业课程设置，对于提高高职院校煤矿开采技术人才培养水平、提高就业率具有重要的现实意义。

高职院校煤矿开采技术专业课程必须打破传统的以学科为中心的教学模式，以就业为导向，以职业能力为本位对高职教育煤矿开采技术专业课程进行模块化改革研究，创建以能力为本位的模块化教学模式。

为此，笔者就高职院校煤矿开采技术专业课程中如何实施模块化教学进行以下几方面的探讨和研究：

一、构建高职院校煤矿开采技术专业模块化教学模式的理论依据

（一）高职院校煤矿开采技术专业的培养目标

主要培养面向中小型煤矿，掌握采煤技术、掘进技术、通风安全、地质测量等方面专业知识和技能，德、智、体、能全面发展，从事采煤、掘进、通风安全、地质测量等技术和管理方面工作的高素质、高技能应用型技术人才。

（二）高职院校煤矿开采技术职业岗位知识结构和能力、素质要求

1.知识结构

以“需要为准，够用为度”，强调针对性和实用性。知识结构主要由文化基础知识、专业技术知识和其它相关知识组成，以文化基础知识为前提，专业技术知识为重点，相关知识为辅翼，三位一体，有主有次。文化基础知识要宽厚扎实，专业技术知识要专精，相关知识要宽广。

2.能力要求

（1）获取知识的能力：具备良好的自学能力、写作表达能力、设计能力、计算机及科学技术应用能力，就业创业能力。

（2）应用知识能力：具备良好的综合运用知识解决问题能力、工程实践能力、管理综合能力。

（3）创新能力：具备良好的创造性思维能力、创新试验能力、科技开发能力、科学研究能力。

3.素质要求

除具备公民基本素质外，还应具备良好的身体心理素质、较好的文化素质、较高的劳动素质和良好的综合素质。

二、以就业为导向推进高职院校煤矿开采技术专业课程模块化改革的思路

专业课程模块化即按职业岗位群及学生的终身学习和可持续发展对知识、素质和能力的要求。根据必须、够用、适用、实用的原则，对有关知识、技能和情感（态度）进行科学组合形成的模块化专业课程。模块化的课程具有相对独立和便于灵活组装等特点，有利于课程体系的整体优化，也便于改革和创新，形成个性化课程。它可以根据社会对煤矿开采技术职业的要求及科学技术的不断进步合理调整和重新组合，及时地重建新课程，进而为学生的自由选课提供多种目标模式，以适应人才培养规格多样性和复合性的要求。此外，课程模块化也是实现课程内容综合化的重要手段。模块化的课程结构具有灵活性和开放性的优势，便于对课程进行科学合理地安排，也便于学生自主灵活地进行选修。因此专业课程模块化既是突出高职教育实践性的要求，也是实现课程体积小型化的基本手段。

三、课程体系改革的基本原则

（一）坚持以职业能力为本位

课程设置要以煤矿开采技术专业技术应用能力和岗位工作技能为主线，特别要围绕核心专业能力进行优化衔接、定向选择、有机整合和合理排序。

（二）坚持课程设置与行业职业标准接轨

必须以“双证书”制为框架，根据职业岗位要求来设置相应的课程，把职业标准中要求的知识和技能融入相关课程教学大纲中。同时形成模块化的课程结构，并将不同类别、等级的职业资格证书折算成相应学分，纳入总体教学计划中，使课程设置和教学内容与证书标准有机结合，用证书推动教学模式的创新。

（三）坚持课程体系的开放性原则

在课程设置时不能局限于专业本身，应注重拓宽学生的知识面，拓展学生的其他技能，使学生在学习过程中学会知识的通透融合、相互整合并转化为能力，进而形成多学科、多视角的创新方式和能力；要吸收教师参与变革的讨论与修订工作，扩大教师对教材的选择权与使用权。

（四）坚持课程内容的整合性原则

要在确保课程目标具有明确的职业化方向（煤矿开采技术能力培养）的前提下，实施课程内容的整合，以提高课程设置的效益。整合学术课程与职业课程，以职业课程改造学术课程，是高职文化课程改革的方向。

（五）坚持以学生为主体的原则

人才培养过程中遵循“以学生为主体”的教育理念，给学生提供“自学的机会，动手的机会，表达的机会，创新的机会”。促进学生在参与过程中学会学习，学会做事，学会做人，重塑以学生为主体的师生关系。

四、课程模块化设置的结构和各子模块的课程设置

（一）课程模块化设置的结构

模块化教学模式就是按照专业培养目标，依据职业岗位群，将所需的知识结构和能力要求分解为各项技能，依此建立若干个教学分模块或子模块，从而使每个模块对应有目标能力、课程设置和技能训练，将理论教学和技能训练有机地结合在一起来完成教学任务的一种教学模式。

模式化教学模式与传统的教学模式的最大区别就是打破了学科的理论和知识体系，将理论分解分配到各技能模块中，而把学生暂时用不到的理论知识删去，从而真正实现理论为实践服务、知识为技能服务。因此，笔者根据模块化教学的性质和煤矿开采技术专业课程的特点，将高职煤矿开采技术专业课程实施模块化教学的基本框架设计为：

首先，将煤矿开采技术专业课程分解成四个主要模块，即职业素质模块、职业技术模块、职业实践模块和职业拓展模块，每个模块配置若干门相应课程；其次，将上述四个主要模块进一步分解为分模块或子模块，并制定各模块所要达到的知识结构和能力要求；最后，编写与之配套的教材体系，进行相应的教学过程、教学方法、教学手段和考核评价方法的设计。

1.职业素质模块

对所有基础理论课程进行分析，取消部分课程；对保留课程进行内容选择和压缩，只讲最基础、最主要、最实用的内容；根据专业的要求和学生的需要自由地组合成各种课程群；强调理论的讲解要与案例分析紧密结合，最后落实到行业技能提高上来。

2.职业技术模块

职业技术模块包括专业基础模块和专业技术模块。根据煤矿企业人才市场的变化情况，职业技术模块应成为教学的重点。通过校内的实验实训课、校外实习课和毕业设计等实践性教学环节，结合煤矿专业特点和与之对应的煤炭行业特征，努力使学生经过这一模块的训练和实践，真正提高就业能力。

3.职业实践模块

职业实践模块主要通过各种校外实习和主干专业课课程设计及毕业设计等着重培养学生的专业实践能力，全面培养学生的职业技术能力。

4.职业拓展模块

职业能力拓展模块主要是拓展学生的职业能力，包括公共选修模块和专业选修模块。

（二）四类模块的课程设置

1.职业素质模块

该模块包括2个课程群：一是以马克思主义哲学原理、思想概论、邓小平理论、法律与道德等课程为主的公共政治课课程群；二是以体育与健康、采矿英语、工程数学、计算机应用技术、写作实务等为主的公共基础课课程群。

2.职业技术模块

（1）专业基础子模块：主要包括工程制图、采矿CAD与矿图、机械基础、煤矿电工、矿山测量、煤矿安全法规等课程。

（2）专业技术子模块：主要包括煤矿地质、矿山压力观测技术、井巷工程、矿井通风、采掘运机械、煤矿开采方法、煤矿矿井设计、煤矿安全技术、矿山电气设备应用技术、煤矿特殊开采方法、环境保护与矿井救护（其中带的为主干专业课）等课程。

3.职业实践模块

主要包括工程制图与CAD及实训、煤矿地质及煤矿认识实习、矿山测量实习、矿井风实习、课程实习、顶岗实习、井巷工程课程设计、煤矿开采方法课程设计、煤矿矿井设计训练、职业资格证考试、毕业设计等实践环节。