换热器机械设计总结 第1篇

关键词：教学方法；教学质量；接口技术；汇编语言

自2010年开始，北京交通大学计算机学院将“汇编语言”和“接口技术”课程合并成“汇编与接口技术”，要求在原有两门课程内容基本不变的情况下，重新优化新课程的教学方案，并要体现出课程的先进性。因此如何规划课程内容，促进理论与实践教学紧密结合，提高课程的教学水平就成了设计和规划新课的关键。通过两年多的教学实践证实所采用的教学方案是有效的。

一、以提高实践能力为导向的课程规划

在总结以往教学工作中的经验和教训基础上，我们对新课程的规划达成了共识，即坚持以提高学生实践能力为导向的课程内容规划方式。[1]

1.汇编语言要重视基础知识的掌握和应用

汇编语言教学要加强对计算机体系结构的认识，重视基础知识的掌握和应用，理解指令和硬件之间的互动关系，以便为后续课程的教学打下良好的基础。

汇编语言仅靠书面作业是很难深入理解指令的内涵和掌握程序设计技巧的，要坚持理论、实践、再理论、再实践这个过程，尽快引导学生将理论与实践结合。为达到此目的，我们在涉及指令的第一次课后就安排了汇编语言调试工具DEBUG的实验；并随后要求学生对每条指令和课堂上讲过的程序（包括作业）在DEBUG或DOS环境下进行测试，观测变量和标志位的变化。通过理论学习和实验验证相结合的方法，学生很快掌握了汇编语言的基本内容和程序设计方法。

2.接口技术要坚持以案例驱动的教学方法

坚持以案例驱动的教学方法，就是在学生掌握必要基本概念的基础上，以问题为核心、以案例为基础设计教学过程的教学模式。[2]在教学中我们根据各章节的特点设计了很多教学案例，包括定时器控制蜂鸣器发声案例、定时器产生日时钟案例、定时器产生PWM波形案例、并口控制步进电机案例、并口在0或1方式下交换数据案例、中断控制器与并口或定时器结合的中断控制案例、微机之间串口通信案例、RS485方式通信案例、AD0832多目标同时控制案例等。通过对以案例驱动的教学模式的实践，感受到学生参与分析和讨论问题的热情提高了，掌握课程内容的能力增强了，同时学生对硬件课程的兴趣和解决实际问题的能力也得到了提升。

3.课程内容要与时俱进

随着计算机技术的高速发展，传统的教学内容已不能满足当今需求，而课程内容的更新也势在必行。为此我们将新技术PCI总线和USB总线引入到教学中来，使传统的课程赋予了新的内涵。[3]

PCI总线和USB总线的引入不能只停留在概念层面，要针对学生在理解时序控制和总线协议中存在的困难开展教学活动；重点加强对PCI和USB总线协议的理解，并结合传统的EISA总线分析PCI总线与它们的区别和联系，分析总线“桥”的作用和工作原理。虽然这部分内容没有开展实验，但它是研究性教学的重要部分。通过专题讨论，学生对新技术有了更深入的认识。

二、接口教学要强化关键知识点的理解

帮助学生掌握重要的知识点是学好课程的关键，也是引导学生深入思维、提升创新能力的重要教学环节。

1.强调IN和OUT指令与硬件的互动关系

在接口的控制中常用的两条指令是IN和OUT。很多学生并不知道这两条指令执行过程中如何会引起接口信号的变化，从而引起CPU与IO之间的数据交换。为使学生建立软硬件之间的互动概念，应重点讲清楚IN和OUT指令的三个基本要素；即IN和OUT指令在执行过程中，首先CPU会将指令中涉及到的端口地址送到地址总线上，译码后选定要操作的端口；同时会产生/IOR或/IOW有效控制信号，控制数据的流向；此时OUT指令会把数据送到数据总线上，而IN指令会从数据总线上获取数据。学生掌握了这些知识点就能深入理解软硬件的互动机制，为接口的设计奠定基础。

2.注重对中断控制器8259端口寻址方式的理解

中断控制器8259内涉及到了十多个端口，但片内地址只有一根线A0，如何用一根片内地址线寻到那么多的端口呢？学生很难理解这个问题。为了讲清楚这些概念，可以结合8259采用的端口译码片内地址A0、特征位、初始化顺序、先送地址后数据等多种寻址方法，并结合其他接口芯片的寻址方法进行归纳和总结，进而深入理解8259的端口寻址过程及特点。通过对该知识点展开分析和讨论，使学生对接口中的所有寻址问题有更深刻的认识，同时对接口电路的设计也是有帮助的。

3.加深对DMA主从模式下IOR＼、IOW＼、MEMR＼、MERW＼信号的两面性特征的认识

无论是CPU还是DMA，都可以完成存储器与IO之间的数据传输。实际上，在存储器与IO交换数据时，作为当事的双方并不关心谁在控制它们之间进行数据交换，只要满足总线数据读写时序，存储器和IO就可以完成数据交换。从这个意义上讲，如果DMA能模仿CPU对总线的读写控制时序，自然也就能达到数据交换的目的，只不过CPU是通过软件方法实现，而DMA则是通过硬件方法实现。因此在教学中应强化对DMA的四个信号（IOR＼、IOW＼、MEMR＼、MERW＼）在主从模式中所表现出来的差异，仔细分析CPU控制下完成存储器与IO交换数据的机理以及DMA模拟这些过程所必需的硬件信号和它们在不同模式下的作用。这不仅能使学生容易理解DMA的工作原理，而且也能使学生加深对计算机设计中软件和硬件互相替代规则的认识，为设计计算机系统中的主控器提供很多思路。

4.从AD转换器的查询和中断方式来看软硬件的相互配合

任何接口的数据交换都包含查询和中断两种方式。查询方式的本质是通过IN指令来获取AD转换结束的状态信息。由于AD转换结束线一般是非三态的，所以需要在数据总线和AD转换结束状态线之间接入三态门。在用IN指令查询转换结束状态时，AD转换结束的状态与总线瞬间接通，从而可通过数据总线获取AD转换结束状态的信息。中断方式获取转换结束的状态与查询方式有着本质的不同，它需要通过一根硬信号连接到中断控制器上，同时要解决中断发生的随机性问题，并按一定的格式编写相应的中断服务程序。

查询和中断方式在软硬件设计上的差别清楚地说明了这两种数据交互方式在原理上的差别，教学中应注重说明不同方式下软硬件搭配问题，使学生掌握不同接口电路的设计方法。

5.挖掘接口芯片应用的潜能

接口技术可供挖掘的知识点很多，比如用定时器产生频率和占空比可调的PWM波形，就是接口芯片的应用拓展问题。可根据定时器方式1和方式3的特点，将定时器0选用方式1，定时器1选用方式3，定时器1的输出OUT接在定时器0的GATE上，生成的PWM波的频率由定时器1的输出频率决定，PWM波的低脉冲部分由定时器0的定时时间决定，只要改变定时器0和定时器1的时间常数就可以改变PWM波的频率和占空比，从而输出频率和占空比可调的PWM的波形。通过类似知识点的扩展，开拓了学生的想象空间，也提升学生的创新意识。

三、全面开展研究性教学

全面开展研究性教学是课程建设和提高教学水平的重要环节。本课程的研究性教学包括研究性理论教学与研究性实验教学。前者以专题报告、调研报告、研究报告和小论文为主，后者以研究性实验为主。

在研究性理论教学方面，除了结合现有教学内容设计一些题目外，还结合新技术设计了另一些题目，例如I2C总线和SPI总线时序的特点及时序产生方法、I2C总线的读写时序与PCI总线的读写时序之间的特点分析、PCI总线和USB总线应用技术的新进展、PCI总线与传统的系统总线的区别和相关的应用实例分析等。在研究性实验教学方面，我们结合实验平台和扩展实验平台设计了许多实验题目，例如I2C接口的存储器访问实验、I2C接口的RCT时钟控制实验、SPI接口的EEPROM访问实验、音乐播放器实验、带图标显示的交通信号灯实验、竞赛抢答器实验、远程电机控制实验、恒温控制实验、风扇演示系统实验、串口小键盘音乐通信实验、定时猜数游戏实验、基于采数计时控制的交通灯模拟系统实验、基于串口的多功能播放器实验、警报系统实验、秒表设计实验、数字闹钟实验、电子琴实验等。

研究性实验给课程带来了很多生机，在业余时间经常可以看到学生以组为单位在实验室里讨论和完成自己的实验。学生对这些实验内容有着浓厚的兴趣，并不断努力提升自己的综合应用能力。

四、课程的考核与评价

多年来学校一直采用开卷考试，强调以应用为导向的试题内容，并加大学生平时成绩的比例，使平时努力得到认可。课程的考核与评价比例是：考试成绩占50%，平时作业占15%，平时实验占15%，研究性实验占15%，专题研究报告占5%。采用这种考核与评价机制促使学生平时就注重对自身综合应用能力的培养，取得了较好的效果，同时也得到了学生的认可。

五、结束语

培养出高水平且具有实际应用能力的学生是我国现代化建设中不可缺少的基本要素，而提高教学水平是培养高水平人才的必要基础。为了培养符合社会需要的计算机应用人才，我们总结了以前课程的经验和教训，对“汇编与接口技术”课程的教学方案进行优化和尝试。通过两年多的教学实践，取得了比较满意的效果。我们将继续对课程进行研究和探索，寻找一条更适合培养出高质量学生的教学方案。

参考文献：

[1]赵姝，张燕平，陈洁.如何在教学中培养本科生的科研能力[J].计算机教育，2012，（6）：12-15.

换热器机械设计总结 第2篇

关键词：自动检测；转换技术；教学改革；课堂教学；实验教学

《自动检测与转换技术》是一门知识覆盖面广、综合性强、实践性强、知识更新快的课程。长期以来，这门课程在教学内容上主要讲解各种传感器的工作原理和测量转换电路，学生首先接触到的是传感器测量原理，见不到实物，相似原理的介绍让学生觉得枯燥、乏味，很难调动学生学习的积极性和求知欲。另外，一些学校根据教学内容仅仅开设一些验证性实验，学生在实验过程中完全是被动完成任务，没有任何积极性，完全不能满足提高学生实践动手能力和创新能力的要求。除此之外，本课程大部分学校的考核方式采用的是单一闭卷形式，不利于全面考核学生对传感器原理及应用知识的掌握情况。

因此，为了提高该课程的教学效果，真正做到学以致用，应当对这门课程的课堂教学、实验教学、考核方式方面进行改革。根据社会需求以及学生的具体情况制订合理的教学方法、教学方式，使学生在了掌握各类传感器工作原理的基础上，能更熟练地应用各类传感器，在理论与实际紧密结合的前提下侧重学生实际应用能力的培养，增强学生的自主创新能力。

一、课堂教学改革措施

在传统的教学过程中，教师是教学活动的主体，学生被动接受教师的讲解，参与意识差。老师讲和学生听这样单一的教学手段不利于调动学生学习的积极性和主动性。针对这样的情况，本人觉得教师可以将慕课与课堂研讨相结合，从视频课程和面授课程两个层次开展教学。慕课的问世，对传统教学产生了冲击，在慕课的世界里，视频课程被切割成十来分钟的微课程，这些微视频知识讲解清楚，富有条理，呈现形式生动活泼。学生可以根据自己的需求，自主确定学习时间和方式，然后针对性地选择学习内容，这在很大程度上能够培养学生独立获得知识的能力，调动学生主动学习的积极性，提高学生学习的兴趣。通过课前微视频的学习和网上的交流和求助，学生基本掌握知识内容，在这种背景下，教师在面授课程中根据学生微视频学习和作业完成情况，就能有针对性地帮助学生完成知识的巩固强化、梳理总结、拓展深化或创造探究。教学过程中还可以实物应用与理论讲授结合教学，例如在向学生讲解热电效应的时候，进行课堂演示，可以将两根不同材料的导体一端接到一起，另一端接万用表，利用酒精灯加热导体连在一起的一端，通过观察万用表的电势变化让学生直观了解利用热电偶测温度的工作原理。同时，我们还可以通过多媒体动画、视频等来模拟演示在热电效应的发生过程中，热电偶材料中电子移动的微观过程。这样可以让学生对传感器的原理有直接的感性认识，便于学生加深对相关概念和原理的理解和掌握。

在面授课程中，讲授内容要侧重于传感器应用方面的讲解，学生学习的重点在于如何根据实际的工程应用场合、测量范围、测量精度等技术指标选择适合的传感器以及设计相应的电路。对于传感器的内部构造以及一些公式定理，教师只需介绍其基本定理和应用原则，重点是其在生产中的应用。教师应搜集大量实际生活中使用的传感器图片，将教材中所讲解的传感器原理与实际的传感器联系起来，让学生更加透彻深入地知道各种类型传感器的工作原理和应用领域。除此以外，在授课过程中，教师还应该对某些常用传感器结合实例进行具体系统地讲解，使学生对传感器应用有较完整的理解。如以某些测量系统设计为例，详细讲解传感器的选取、测量转换电路的设计、A/D转换的实现、系统的测量精度等各个环节。让学生真正做到学以致用，激发学生的学习兴趣，增强学生学习的热情。

二、实验教学改革措施

实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。然而自动检测与转换技术课程所涉及的大多是描述验证性实验，实验过程都是老师认真设计过或指导书中有比较明确阐述的，学生在实验过程中只要按老师讲的或按指导书的步骤去操作就能完成，很少涉及为什么要这样做。学生仅仅是知其然，不知其所以然。

我们应该采取将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验的方式。开展基于虚拟仪器技术的传感器实验教学，即在教改过程中设计虚拟实验室平台。我们可以开展基于labview的电阻式传感器的测量电路的设计、温度传感器的设计、霍尔传感器的设计等。通过虚拟实验室平台的模拟功能，可以把所有因仪器、反应速度太慢等诸多原因而受制约的实验，进行模拟、反复呈现，弥补其不足，加强学生对传感器工作原理的理解，这样能有效地培养学生的实验设计能力，学生可以根据要解决的问题设计不同的解决方案。同时，还可以根据反馈信息，不断修改设计方案，使学生思维更具有深度。此外，通过虚拟仪器可以设计出测量各种传感器特性的分析仪器，减少了设备开销，开设设计性实验要求学生自己选择实验方案、试验设备和实验电路，这样进一步培养学生的创新和动手能力，分析、思考问题的能力。

三、考核方式改革

考核属于教学活动的一部分，其目的是促进教师的教学和学生的学习，以往对学生进行传感器原理及应用课程考核的方式是试卷答题。一些学生为了能够取得好成绩，死记硬背传感器原理及应用方面的知识，这样的考核方式不能真正起到考核的作用。适当的闭卷考试是必需的，可以督促学生对本课程的内容进行全面复习。但考虑本课程的应用性较强，因此可以降低卷面分数的比重，如占60%，重点考查学生对基本内容的掌握，对所学知识的灵活应用。平时成绩包括上课出勤、作业占20%，一方面可以促使学生增加出勤率，另一方面通过作业的形式来检验学生视频课程学习的情况。开发型实验占20%，培养学生的创新和动手能力，促使学生将理论讲授与实际应用结合起来。考核方式的改革是将单一的试卷考核方式转变为集试卷、作业、实验、考勤等考核项目为一体的考核方式，从而全方面了解学生的传感器原理及应用知识的掌握情况。

本文中我们对该课程的课堂教学、实验教学和考核方式三个环节进行了分析探索并做了相应的改革。在课堂教学中，侧重于视频课程+面授课程，视频课程可以培养学生独立获得知识的能力，提高学生学习的兴趣；而面授课程，教师则更能够提供具有针对性的帮助，可以提高其学习的积极主动性。另外，结合多媒体动画、视频的模拟演示和理论联系实物等，能够增强学生的学习兴趣。而实验教学侧重于学生实际应用能力和自主设计创新能力的培养，增强学生的动手能力，为以后就业打下坚实的基础。在今后的教学过程中，还要总结和学习他人的教改经验，切实提高《自动检测与转换技术》的教学质量。

参考文献：

[1]庞晶，苏双臣，柴洪涛，等.传感器与检测技术教学改革研究[J].北华航天工业学院学报，2014（1）：61-62.

换热器机械设计总结 第3篇

专题：总体设计

专 业：机械工程

班 别：机自041

学 号：2

学生姓名：

指导教师：

完成时间： 2019年3月31日

学生宿舍地源热泵供热系统设计

----总体设计

1、选题的依据及意义：

1.依据：

进入90年代后，我国的居住环境和工业生产环境都已广泛地应用热水供应装置，热水供应装置已成为现代学校居住必备。90年代中期，由于大中城市电力供应紧张，供电部门开始重视需求管理及削峰填谷，热泵供热技术提到了议事日程。近年来，由于能源结构的变化，促进了地源热泵供热机组的快速发展。

随着生产和科技的不断发展，人类对地源热泵供热技术也进行了1系列的改进，同时也在积极研究环保、节能的地源热泵供热产品和技术，现在利用成熟的电子技术来进行综合的控制，并和太阳能结合更注意能源的综合利用、节能、保护环境及趋向自然的舒适环境必然是今后发展的主题。

2.意义：

地源热泵技术，是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性，，通过消耗电能，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的。地源热泵不需要人工的冷热源，可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时，它还可供应生活用水，可谓1举3得，是1种有效地利用能源的方式。通常根据热泵的热源(heat source)和热汇(heat sink)(冷源)的不同，主要分成3类：

空气源热泵系统 ( air-source heat pump) ASHP

水源热泵系统 (water- source heat pump) WSHP

地源热泵系统 (ground- source heat pump)GSHP

平时还有人把热泵系统按照1次和2次介质的不同，分别叫做：

空气---水热泵系统

水 --- 空气热泵系统

水 --- 水热泵系统

空气---空气热泵系统

这些都是把热源、热汇以及空调系统的传递介质也包括进来分类形成的。

为了和国际标准接轨，我们还是应该依照国际惯例来命名。在1997年由美国的ASHRAE(美国采暖、制冷与空调工程师学会)统1了标准术语，无论是WSHP、GSHP都叫做GSHP--地源热泵系统。

另外，为了让我们在学习和讨论中更方便，介绍1些地源热泵室外能量交换系统的概念：

土壤埋管系统----土壤换热器(水平埋管、竖直埋管)

地下水系统

地表水系统

这些都是地源热泵的热源或热汇形式。(具体参见下图)

图。1。1土壤换热器(水平埋管)图

图。1。2土壤换热器(竖直埋管)图

图。1。3 地表水系统图

图。1。4 地下水系统图

2、国内外研究现状及发展趋势

1。 地源热泵的发展历史