当前位置: 首页 > 范文大全 > 办公范文

对电工电子技术的认识(6篇)

时间:

对电工电子技术的认识篇1

关键词:电子信息技术;建筑业;建筑机械

建设部于2003年11月14日的《2003-2008年全国建筑业信息化发展规划纲要》中明确指出“建筑业信息化是指运用信息技术,特别是计算机技术和信息安全技术等,就工程管理来说,不再是对人、财、物的某一单方面的强化管理,而是发展到对人、财、物、信息等资源的全面综合管理”。所以,在建筑业中运用信息化管理系统不仅是一项技术,更是管理理念、组织形态和管理方式的变革。

1.建筑机械电子信息化的原因

1.1建筑机械电子信息化的客观原因

随着近年来我国社会经济的高速发展,基础设施的建设也得到了蓬勃的发展。单纯的依靠人工体力、传统的依靠人工计算方式以及手工设计方案对建筑机械施工进行管理的行为,已经不能满足我国现代化建设高速发展的需要了。因此,在建筑机械方面,引进高科技信息技术,对建筑施工企业传统的建筑施工机械和施工技术进行电子信息化的改造,是市场经济环境对建筑施工中机械技术提出的客观要求。同时,将信息技术运用到建筑机械中,也是建筑企业在激烈的市场竞争环境下,提高企业自身的管理水平,提升企业经济效益和企业市场竞争力的必由之路。

1.2建筑机械电子信息化的主观原因

自从我国加入WTO后,增强国内建筑企业的市场竞争力迫在眉睫,这就要求我们打破传统的“以政府分配项目,建筑公司承包”的建筑施工模式,促使我国的建筑业在经济全球化的发展形势中占有一席之地。要求我们积极利用高速发展的电子信息技术提高建筑机械的技术及性能,提高建筑施工企业的竞争意识,进而促使建设施工企业根据企业自身发展的实际情况,积极主动地参与市场竞争。

市场竞争体制是遵循一定的市场规律的,为了寻求企业自身更好的发展,建筑施工企业就必须从改善自身的管理观念和管理方式入手,积极利用电子信息化来改良建筑机械,从而提高建筑施工企业的市场竞争力。

2.电子信息技术在建筑机械中的应用的必要性

建筑施工的目的,是形成具有一定功能的建筑物产品。建筑机械是建筑施工得以进行的保证,对建筑施工过程中涉及到的建筑机械进行有效的计划、组织和控制,是建筑施工项目管理的主要内容之一。

建筑施工中对机械的管理主要呈现以下特点:

2.1涉及面广

建筑施工中对机械的管理是一个多部门、多专业的综合全面的管理。它不单包括施工过程中的机械使用管理,还涉及到技术、质量、材料、计划、安全和合同等方方面面的管理内容。

2.2工作量大

一个建筑物的形成,需要使用的建筑施工机械种类繁多,需要大量的建筑机械共同参与。对所有这些机械的施工环节及其用到的机械都的管理工作都要深入到位,建筑施工中对机械的管理工作是相当复杂和繁重的。

2.3制约性强

建筑施工的过程是一个从机械准备到竣工后机械验收这样一个循序渐进的过程。因此,建筑施工中对机械的管理要符合建筑工程的相关规定和要求,同时和各部门相互协作,合理安排。

2.4电子信息流量大

电子信息与物质、能源一样,是构成社会经济发展的重要资源,任何一项管理活动都离不开某种电子信息的处理工作。在建筑施工的管理过程中,各方面的活动不是孤立的,对建筑机械的管理也不例外,它和别的项目管理是相互依赖、相互制约的。因此,她们之间需要通过信息的交流与传递来联系,建筑施工中对机械的管理工作复杂和繁重的特点,决定了其管理过程中信息流动的复杂和频繁。

3.如何提高电子信息技术在建筑机械中的应用

3.1强化控制、加深对电子信息技术的理解,转变管理者思想

首先要提高施工企业骨干和管理者对电子信息化建设的认识,并要加以重视。目前一些建筑企业管理者由于思想意识的偏差,认为运用电子信息技术来对建筑机械进行管理无非是使用计算机硬件设备来搭建互联网平台,对施工机械进行数据管理,再加上日常的维护,便是建筑机械的电子信息化建设。这种关于电子信息化建设的观点是片面的、表象的、肤浅的。所以要求管理者要提高对电子信息化建设的重视,认识到电子信息技术和提高机械施工的经重要关系。管理者要依据科学的电子信息技术制定合理的施工设备使用规划、构建完备的业务流程、建立统一的制度管理体系,才能使传统落后的管理模式得到充分的变革,使施工各部门实现合理的电子信息技术交换,实现信息的实时性、高效性、共享性。同时,管理者不仅仅要重视电子信息化建设,还要注重自身知识的提高,积极学习相关业务,成为电子信息化建设的主力军。

3.2制定符合建筑机械管理特点的电子信息化目标

根据当前的严峻经济形势,建筑管理企业要制定符合自身特点的电子信息化建设目标,结合自身机械管理的要求和特点,实事求是地制定切实可行的电子信息一体化、战略化目标,合理的利用电子信息技术来实现对设备的统一、高效的管理,逐步建立起完善、全面的建筑机械管理电子信息系统,提升施工企业的电子信息化建设水平。

3.3建立基于网络的电子信息化共享平台和网上办公系统

随着建筑行业的高速发展,出现了越来越多的大规模建设项目,而这些大规模的建设项目往往内容繁多复杂,涉及到国内外设备的使用,包括使用时间安排、使用标准等,包含非常大的电子信息量,其涉及的范围也是无法估量的。纸质文件的传输方式给建筑机械的管理增加了大量的冗余环节,容易导致信息误差率的提升,其低效、高成本的运营给施工企业带来巨大的经济损失,已不符合时代所趋。所以我们要充分利用基于网络的电子信息化技术,构建建筑企业机械管理的电子信息化共享平台及网上办公系统,才能促进电子信息化成为建筑机械管理中的有力工具。另外我们还应切实扩大建筑施工企业电子信息化建设中的网络应用职能,利用自动化办公系统推进网络招标、网上采购、网络会议及网上资料查询等工作的全面开展。

4.结语

目前,全世界都正在迈入一个全新的电子信息时代中,建筑施工行业也不例外,在建筑机械管理中引进高新信息,不仅对企业的建筑机械管理进行资源整合和工程建设的整体管理、施工进程中使用机械产生巨大的影响,而且也提高了建筑施工管理部门和企业之间的信息交流和业务往来的速度,进而提高建筑施工企业的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]钱方杰.建筑施工信息化发展趋势与对策[J].科技资讯.2011(02)

[2]甘雄锋.工程施工信息化管理的探索[J].今日南国.2010(09)

对电工电子技术的认识篇2

关键词:“教、学、做”一体化;项目重构;教学改革

中图分类号:G642.0文献标志码:A文章编号:1674-9324(2014)46-0213-04

一、引言

电子专业课程内容通常比较抽象,理论性强,专业术语、名词概念多,与学生过去所学的知识联系不大,学生不但理解领会课程内容有一定困难,应用于实践时更是举步维艰,显然不能满足技能型人才培养的要求,因此,改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。

笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系,通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法,采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学,希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果,让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。

二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系

要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系,首先,必须加强实践教学,只有加强了实践教学,才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来,以“做”来引领“教”和“学”,在“做中学”、“做中教”,形成“教、学、做”一体化教学模式。然后,沿着实践教学主线,将所需要的理论知识进行梳理,以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式,重构每门课程的内容。

我院电子专业课程体系主要由以下课程构成:

第一学期,开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程;第二学期,开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程;第三学期,开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程;第四学期,开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程;第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程;第六学期,企业顶岗实训。

在以上课程体系的构建中,有些课程是理实一体化课程,这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等;有些实践从专业理论课程中单独剥离出来,开设成一门专门的实践课程,这类课程有《电子元器件识别与检测》;有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行,这些整周实训的课程大都有一个特点,是对某门专业课程的综合应用,如电工技术实训、单片机技术综合实训等;有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程,将多门课程有机综合在一起,这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。

三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容

模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。

我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:

首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。

项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。

项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。

项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。

项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。

项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。

项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。

项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。

然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践―理论―实践的方法。

第一环节――实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节――理论。

第二环节――理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节――再实践环节。

第三环节――再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程

电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。

《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:

项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。

项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。

项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。

项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。

项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。

项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。

项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起

《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品――函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:

任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。

每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。

该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

四、结束语

经过实践证明,这种在建构主义学习理论的影响下,通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式,是一种比较有效的教学内容组织方式,它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式,采用“教、学、做”一体化的教学模式,通过项目为载体,用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下,激发学生学习课程内容的内在的求知欲望,达到学以致用的目的,同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。

参考文献:

[1]徐国庆.职业教育项目课程开发指南[M].上海:华东师范大学出版社,2009.

[2]崔成,旺曹伟.基于任务驱动的模拟电子技术课程教学模式探索[J].教育与职业,2012,(05).

[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育,2009,(08).

[4]唐冬生.“教学做合一”高职实践教学体系构建的研究与实践[J].教育与职业,2008,(11).

对电工电子技术的认识篇3

关键词:教学改革;电气工程概论;互动式教学法;教学效果

作者简介:韩杨(1982-),男,四川成都人,电子科技大学机电学院,讲师。(四川成都611731)

基金项目:本文系电子科技大学中央高校基本科研项目(项目编号:2672011ZYGX2011J093)的研究成果。

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1007-0079(2013)10-0057-02

“电气工程概论”课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课。课程围绕电气工程领域的几个主要分支——电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工新技术等方面进行全面系统的介绍。通过该课程的学习,学生对电气学科的发展历史和应用现状有全景式的了解,对进一步深入电气工程学科类专业学习起到导航作用,并逐步培养对电气科学与工程的崇尚与追求的专业精神以及创新意识。[1,2]

实践表明,学生总是习惯于知识的“定量”化灌输模式,而对于这样一门以“定性”介绍为主、没有公式讲解和详细专业理论分析的课程,最初还有些不适应。如何激发学生对电气专业的兴趣,引导学生通过网络搜索和图书馆资料查询等手段,去主动了解和掌握一些专业知识背景,是课堂教学中需要着重思考和实践的课题。[3-5]笔者经过两三年的电气工程概论教学后,在重点讲述电力系统自动化、电力电子与电力传动等的基础上,把互动式教学方法成功应用到教学实践中。课堂教学表明,这对于提升学生学习兴趣和培养学生自主学习能力方面是非常有效的。

一、采用互动式教学方法,探索改革教学模式

“电气工程概论”课程涵盖内容多,采用传统满堂灌式教学方法,效果不佳。笔者通过教学实践,摸索出一套有效的方法,教学安排按照如下顺序:教师理论讲解—多媒体PPT展示—视频演示—给学生布置课后调研题目—学生自主学习、分组研讨、制作PPT—学生课堂专题演讲—同学问答互动、教师总结—教师提出整改意见—学生课后再次收集资料、完成研究报告。这种互动式方法培养了学生对课程的兴趣,使他们在PPT演讲、书面表达、创新能力培养方面都起到积极作用。

二、调整更新教学内容,提升课堂教学质量

1.课程绪论

(1)主要内容:电气工程在国民经济中的地位;电气科学与工程的发展简史、前景、理论基础和常用计算机程序,譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。应达要求:了解电气科学与工程的产生过程;了解电气工程及其自动化专业的二级学科分布;了解电气工程学科的发展前景和在国民经济中的主要应用和作用。

(2)教学设计:围绕使学生对本课程的专业背景、主要应用前景有一个清晰的认识和激发其对本专业的热爱这一目标来展开。在讲授过程中,补充智能电网、新能源的开发利用技术等当前国内外的研究热点,扩展学生的专业视野。

2.电机电器及其控制技术

(1)主要内容:电机的作用及其发展简史;电机的分类与结构、应用领域、选用与运行控制;电机学的研究内容概要;电器的发展历史和分类。应达要求:了解电机的基本作用、发展简史、电器的发展历史;理解电机在国民经济中的应用领域;掌握电机的可逆原理;理解电机学的主要研究内容、高压电器与低压电器的基本结构与作用;掌握电机分类方法和不同类别的电机特点。

(2)教学设计:介绍电机与电器学科的概况、发展简史,使学生对电机学等后续专业基础课程以及电机的微机控制技术等专业课程的学习建立初步的感性认识。通过FLASH制作的同步电机励磁过程和旋转磁场模拟动画来加强学生对电机学理论知识的理解。对于电器部分,通过图片的形式向学生展示各种电器,增强学生的感性认识;对于高压电器部分,由于装置体积庞大,采用视频录相讲解的方法,拉近学生对高压电器的感性距离。

3.电力系统及其自动化技术

(1)主要内容:电力系统发展简史;电力系统简介;发电厂、电网概述;电力市场简介;电力新技术与发展趋势。应达要求:了解电力系统的发展简史和我国电力工业的发展概况、交直流输电技术的发展过程、各种类型的能源发电原理及其特点;了解电力市场的概念、电力新技术的发展趋势;理解电力系统的功能与作用、现代电力系统的主要特点和运行过程。

(2)教学设计:主要讲授电力系统的概况、基本概念,内容涉及发、输、供、配、用几大部分,按发电部分、电网运行与调度、电力应用三个环节顺序介绍。教学过程中首先从系统的角度对电力系统进行介绍,使学生建立对电力系统整体功能及结构的认识,在此基础上,进一步对各个组成部分分别阐述。在讲述电力系统发展前沿技术的时候,本着自动化、数字化、智能化的发展主线,将智能电网的概念引入课堂。

4.电力电子技术与电力传动

(1)主要内容:电力电子技术的作用与发展简史;电力电子技术的特点和研究内容、应用领域;电力电子技术的地位、发展方向和电力传动概况。应达要求:了解电力电子技术的作用、发展历史;了解电力电子技术的主要应用领域和新技术的发展趋势;了解电力传动的主要应用领域;理解电力电子技术的概念与特点和直流电机、交流电机传动的基本原理。

(2)教学设计:介绍电力电子技术的作用、历史、主要特点及其发展趋势。电力电子技术是我院电气专业一门重要的专业课程。对半导体变流技术的发展历程进行讲授,让学生明确电力电子技术的本质和重要意义;将实验室电力电子器件作为道具,在课堂上实物演示,让学生建立感性认识。在讲述电力传动部分时,结合工程实践进行案例教学,使学生明确电力传动在工业中的应用概况;结合科研课题,将典型案例通过PPT向学生展示。

5.高电压与绝缘技术

(1)主要内容:高电压与绝缘技术发展简史及主要内容;高电压新技术及其在各领域的应用。应达要求:了解高电压与绝缘技术的作用;了解高电压的产生原理和试验设备;了解高电压新技术及其在各领域的应用;理解基本的高电压及绝缘试验操作。

(2)教学设计:介绍高电压与绝缘技术的发展历程、应用领域及其试验技术。本章具有很强的专业背景,因此在教学时,采用了PPT讲授和视频演示相结合的教学手段,突出高电压技术的产生背景、发展历程、试验条件和环境等,达到让学生建立一个感性认识的目的。

6.电工新技术

(1)主要内容:电工新技术发展趋势、超导电工技术、聚变电工技术、磁流体技术、可再生能源技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术、飞轮储能技术和微机电系统。应达要求:了解电工新技术的发展趋势、超导电工技术、磁聚变电工技术的基本原理及应用,磁流体发电和推进技术、磁悬浮列车技术、燃料电池技术及应用,飞轮储能技术及应用和微机电系统的基本概念。

(2)教学设计:主要以PPT讲授为主。对超导电工、聚变电工、可再生能源发电、燃料电池技术和微机电系统等前沿技术进行专题概述。

三、改革教学方法,创新互动式教学模式

1.注重课堂引导,激发学生学习兴趣

在教学过程中,借助网络资源,向学生介绍电气行业的应用情况和相关企业的产品和市场情况,譬如给学生介绍联合证卷行业深度分析“电力电子,我们可以看得更远”,重点介绍电力电子变频器、整流设备、无功补偿设备SVG、开关电源、直流输电装备等技术的实际工程应用,介绍相关企业和上市公司产品和市场概况,激发了学生的学习兴趣。

2.加强课堂互动,调动学生积极性

为了加强课堂互动,采用了PPT讲解和视频教学相结合的方法,进行多个专题介绍。譬如:核裂变之历史回顾、中广核集团介绍、日本核事故回顾、欧洲核聚变装置、中国托克马克聚变装置、日本新干线与中国高速铁路、国家电网、南方电网公司宣传片;汽轮发电机、水轮发电机安装视频和三峡发电厂简介。学生观看完视频后,进行提问:裂变和聚变的区别是什么?日本核泄漏事故的原因是什么?避免核事故的方法有哪些?日本新干线和中国高铁的技术要点有哪些?汽轮机和水轮机的原理是什么等等。鼓励学生回答问题,凡是举手回答问题的学生,在平时成绩上加2分,调动了学生的积极性。随后,教师进行总结评论。

3.推行专题报告,活跃课堂气氛

采用学生专题演讲方法,激发自主学习兴趣和收集整理资料的能力。学生3人一组,分工协作完成资料收集、PPT制作和课后研究报告撰写。学生报告题目有:智能电网概述、电气化铁路接触网介绍、电能存储技术的发展概况、地热发电的现状与技术要点、PLC的原理与应用、国内外智能电网发展趋势、柔性太阳能电池、国内外高压直流输电工程简介、电力系统柔性输配电技术、城市轨道交通供电系统和电动汽车电源系统等等。学生报告后,其他学生提3~5个问题,报告者首先作答,教师随后总结,并对相关技术问题进行详细讲解。对提问的同学,在平时成绩上加2分。这样课堂气氛非常活跃,学生争先恐后举手发言。

四、结束语

通过和学生的沟通发现,学生非常喜爱这种互动式教学方法,感觉课堂不再枯燥,而是充满活力,在知识获取和创新、演讲能力和书面表达方面都得到全面的锻炼,收获颇丰。学生的积极性被充分调动起来了,课堂气氛活跃,学生学习中找到了快乐,对电气工程专业提升了兴趣。教学实践表明,互动式教学方法在电气工程概论课程的应用是成功的。

参考文献:

[1]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.

[2]杨鸿波,高晶敏,侯霞,等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(2):99-100.

[3]蒋陆萍,蒋宇琦.自主教学法在“电力生产概论”课程教学中的应用[J].中国电力教育,2012,(15):67-68.

对电工电子技术的认识篇4

【关键词】高职教育实践教学职业技能就业竞争力

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)09C-

0175-02

随着我国大学扩招及高等教育的普及,越来越多的学生有机会接受高等教育,毕业生人数逐年上升,所面临的就业压力也越来越大。同时,由于目前高职教育属大专教育层次,学生的理论知识基础普遍较差,因而高职院校毕业生所面临的就业压力就更大。如何提高高职院校学生的就业竞争力已成为当前我国高职院校不能回避且必须解决好的严峻课题。

针对高职学生基础相对薄弱的局面,突出实践教学地位、加大实践教学的力度、增加实践教学的学时等是目前高职院校的普遍采取的做法。实践教学,是高职教育的重要环节,是高职教育与本科教育的最重要区别点,体现了高职教育的特点、特色,是实现高职教育培养目标的主要途径。通过实践教学,培养高职学生的动手操作能力,弥补高职学生相对薄弱的理论基础,提高学生的综合技能,提升高职学生的就业竞争力。

针对不同专业、不同课程,各高职院校都制定了一系列实践教学的政策、措施,实施了不尽相同的实践教学方案,取得了丰硕的教学成果。本文试根据高职学生的具体情况,结合本人在柳州铁道职业技术学院的教学实践,从培养目标、实践教学、实训教学三个方面对高职电子基础课程实践教学进行思考。

一、培养目标

根据教育部《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》,高等职业院校的目标是培养高素质技能型人才,提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力。这就要求高职教育阶段着重锻炼和培养学生的动手操作及实践能力,以提高职业技能,培育学生的职业素养。

电子基础课程包括电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术和电子技术基础等,是高职电子、通信等理工类专业的核心基础课程,为后续课程学习打下电路电子方面的知识、技能基础。课程均包括理论教学与实践教学,其中实践教学又包括实验教学、实训教学等环节,一般在一年级开设。鉴于高职学生入学成绩不高、基础较差的实际情况,教学应本着“淡化理论、够用为度、培养技能、重在应用”的原则。理论教学以定性解释为主,定量计算为辅。要突出实践教学,增加实践学时,改进实践教学内容,锻炼高职学生的电路认知、故障分析处理能力,培养学生实践操作技能。通过学习,使大部分高职学生听得懂、学得会、能动手,掌握高素质技能型人才所必须具备的电路电子的基本知识与技能。

二、实验教学

高职电路电子课程的实验教学包括课内实验、课外实验。

实验前,应先了解上课班级的学生情况。由于我国目前实行的应试教育,高中阶段,学生几乎没有动手实验实践机会,造成很多学生不认识常用电子器件,也没有电路操作基本常识,普遍动手能力较差。比如曾经教过的通信技术班,该班女生较多且有部分文科生的实际情况,文科生的物理、数学基础相对更薄弱,且文科生及女生普遍对电路课程有种恐惧感,觉得电路难学又抽象,更别说动手操作了。这就要求高职教育学习阶段,课内实验教学应遵循循序渐进的原则,从最基本的元器件认识开始,到设备、仪器的使用,再进行电路的连接、测试,进而到电路设计。消除学生的对电路课程的恐惧感、迷茫感,激发学生的学习兴趣,逐步锻炼和培养学生的电路认知、连接和检测能力。

进行“直流电路认识实验”时,这是高职学生入校后进行的第一个实验,第一次动手操作,俗话说良好的开始都是成功的一半,因此尤为重要。学生进入实验室,首先应强调实验室纪律、卫生及安全用电常识等,如不能穿拖鞋进入实验室等,让学生养成良好习惯;再展示各种普通电阻、电位器等,让学生对电阻有一感性认识。再进行电阻的测量,测量前,详细介绍万用表的使用方法,如各挡位的功能、测量步骤、如何正确快速读数等,测量过程老师亲自应演示并逐一详细讲解。演示过程中,学生就会好奇,怎么用万用表就能测出电阻值?从而引起学生的好奇心,学生自然就会把注意力到万用表上来,讲解示范后留足时间给学生练习操作,逐步掌握仪表的使用方法,教师应巡视答疑纠正。再进行电路的连接,第一次连接电路最好手把手教学生操作,详细讲解各步骤并强调注意事项,让学生掌握电路的连接方法,电路连接好后,示范电流等电路基本物理量正确测量方法,这样学生能更容易入门,帮助学生树立信心,学生每学会一步,进行适当的鼓励,要让学生体会到学习的轻松之处和学习的乐趣,积累成就感,学生就会积极主动学习,形成“教、学、做”一体的良性循环,学习效果自然会更好,学生的动手实践能力得到锻炼的同时职业技能也会逐步提升。

为使学生熟悉仪器仪表的使用和掌握电流、电压等的测量及电路的正确快速连接,应增加实验教学学时。以柳州铁道职业技术学院为例,该校通信技术专业的电子技术课程,从原先的10学时增加到目前的20学时,为学生创造学习的有利条件,使学生有更多机会接触实际的电子仪器设备,进一步锻炼、拓展,实践动手能力就可能提高得更快。

学校实验室也应在课外时间对学生开放,让有兴趣愿意学习的学生在课余时间进入实验室自主学习、动手实践,学生的自学能力、创新能力也会得到锻炼并逐步提高。如果条件允许,还可建立专门的学生工作室,如创新实验室等,让有兴趣的学生更多地接触电路、设计电路,进而可以参加各级各类电子设计比赛,步入技能提高的快车道。

三、实训教学

为进一步锻炼和提高学生的电路认知、分析与故障处理能力,培育学生的职业素养,在完成实验教学的基础上安排综合性的实训教学。通过实训,将理论知识与实际产品结合起来,学以致用,增强学习的趣味性、实用性,提升高职学生的综合实践动手能力。

以柳州铁道职业技术学院为例。该校在所有专业班级的电路分析基础课程后均开设了电路认知与焊接实训实践教学课程,进行为期一周的万用表组装、焊接、调试实训。万用表是常用的电工测量仪表,后续实践课程用其测量电压、电流、电阻,判别晶体管的管脚及测量放大倍数等。通过实训过程中的元件清点,加深学生对各种电子器件的认识,了解普通色环电阻及其读数方法,了解电容、二极管、晶体管的引脚判别方法,掌握这些最基本的知识、技能对今后的学习和工作将有很大的帮助。对电路进行详细讲解,要求学生能拆分并画出万用表各挡位的工作电路图及分析其原理,提高学生电路认知、分析能力。通过万用表组装、焊接,掌握电工基本操作技能之一的锡焊技术,培养安全用电常识,培养学生认真负责的工作态度,养成严谨细致的工作作风,培育高职学生良好的职业素养。通过万用表调试,掌握万用表的校准、使用方法,学会简单常见电路故障判断、分析和处理方法。历经一周的辛劳,学生捧着完整可用的万用表,兴奋之情溢于言表,成就感油然而生,这会极大地触发学生的学习欲望,实训目的也就达到,学生的职业技能和职业素质也在提高当中,离高职培养目标又靠近了一步。该校还在模拟电子技术课程后开设电子基本技能实训实训课程,进行为期一周的收音机的安装、调试实训。通过实训,进一步掌握锡焊技术,提高复杂电路的读图、分析能力,学会晶体管静态工作点的测试方法,了解晶体管电路的信号放大过程,拓展模拟电路知识,学以致用,进而了解收音机的工作原理,掌握复杂电路故障处理方法。调试好的收音机就可听听新闻听听歌,丰富学生的课余生活,让学生感受到实训教学和学习所带来的愉悦,让学生乐于学习。

在数字电子技术课程后开设数字电路实训,进行为期一周的数字电子钟的设计、组装和调试实训。通过实训,了解各逻辑门电路、显示译码器的工作原理,了解各集成计数器的原理及进制转换,进而设计秒、分、时的单元计时电路并进行组装调试,将所学数字电路知识转换为生活中常见的用于计时的数字电子钟。

在电子技术课程后开设电话机组装与调维修实训和对讲机组装与调维修实训课程,进行为期两周的电话机、对讲机的组装与维修实训。通过实训,了解电子产品的生产工艺过程,掌握装配、焊接技术,了解示波器、频率计等仪器仪表的使用方法,熟悉电话机、对讲机的维修步骤、方法,掌握更复杂电路故障处理方法,培养学生在实际工作中的基本技能,使学生毕业后能尽快适应工作岗位、独当一面。装配好的电话机、对讲机就可拿回宿舍或拿回家使用,也让学生体会到学习的实用性,通过学习、实践,可以做出实用好用的产品。

总之,通过实训教学,让学生感受学习的乐趣,体会成功的喜悦,逐步积累成就感,激发学习的积极性,让学生主动学习、乐于学习。通过实训教学,培养学生自主学习能力,提升学生的综合素质,高职学生实践能力的提高,就业竞争力自然增强,也就更受企业等用人单位的青睐。

需要指出的是,目前大部分高职院校都是以前中专学校的升格,虽经过多年建设、积累,但电工电子基础实验实训条件还不是很完善。近些年,大部分高职院校的绝大部分经费都投向了专业课程的实验实训基地建设,弱化了基础实验实训基地的建设与设备更新,导致电工电子实验实训都在吃着老本,用着十几年前甚至更老的仪器设备,跟不上现代工业的脚步,达不到电路设计的要求,实验实训教学质量也因此受到影响。电路电子正因为是基础,关系并影响后续专业课程的学习,电路电子实验实践技能也同样是后续专业技能锻炼和提升的奠基石,所以应合理增加电工电子基础实验实训经费,更新实验实训仪器设备,加强基础实验实训基地建设,改善实验实训条件,以满足实验实训开设要求,为学生创造良的实践条件,更好更快地锻炼、培养学生的电路电子综合技能。

综上,要培养高素质技能型人才,就必须培养和提高高职学生的实践动手能力,在高职教育阶段不论是基础课程还是专业课程都应突出实践教学地位、加大实践教学力度。同时根据学生的实际情况,改进实践教学内容,树立学生的自信心,让学生体会成功的喜悦,让学生主动学习、乐于学习,从而改善实践教学效果。通过实践教学,提高高职学生的职业技能,提升学生的综合素质,增强高职学生的就业竞争力,为高职学生的职业发展打下坚实基础。

【参考文献】

[1]冯燕芳.高职院校实践教学评价指标体系研究[J].职业技术教育,2012(8)

[2]孙泽平.关于高职教育发展的若干思考[J].中国职业技术教育,2011(19)

[3]汪赵强,宫晓梅.电路分析基础[M].北京:电子工业出版社,2011

[4]谭永红.电子线路实验进阶教程[M].北京:北京航天航空大学出版社,2013

对电工电子技术的认识篇5

电子信心技术作为时下一门热门的技术已经成功的应用到了人们生产生活的各个领域。电子信心技术在档案管理中的应用,对比传统档案管理方式,有着许多优势,一下进行简要分析。

1.1信息化档案便于搜集

在电子信息化技术应用到档案管理的过程中,将传统纸质档案变成了电子信息化档案。这样一方面大量节省了纸张资源;另一方面,对于档案的搜集过程中的运输问题,也大大提高了工作效率。由于电子信息化档案以电子档案模式存储于电子计算机中,在对档案的搜集时,只需要发送电子邮件,或者用U盘进行传输即可,携带方便,代替了传统档案管理模式对于档案搜集过程中的复杂工序,提高工作效率。

1.2电子信息化档案便于保存

由于电子信息化档案是以电子文档的形式存放在电子计算机之中。档案管理着对档案的搜集工作结束之后,可按按照相应的计算机分类程序软件,轻松地将档案进行分类管理。保存在电子计算机之中。同时,只要建立相应的电子信息化档案库,就可以对档案资源进行保存。一点出现问题档案丢失,还可以在信息库中及时进行恢复数据。保证了档案在保存过程中的安全性。

1.3电子信息化档案便于检索查询

由于电子信息化技术在档案管理中的应用,存在与计算机中的虚拟档案信息库已经代替了传统的档案室,一切档案资源都存在于电子计算机之中。在对档案进行搜索时,已经不再需要到档案室去自己亲自查询档案,只需要登陆电子计算机,到电子档案室中去,输入相应的关键字、名称进行搜索即可。这种电子信息化技术,节省了档案在检索过程中所需要的时间,使档案的检索查询变得高效化、方便化、快捷化。

二、当前电子技术在档案管理中面临的问题

虽然电子信息化档案管理技术有着诸多优势,但是由于一些人员技术原因,当前电子信息化技术在档案管理中的应用仍面临着问题。

2.1管理者对电子信息化档案管理技术认识不够

在科学技术飞速发展的今天,一些管理者在意识发展上没有跟上技术发展的脚步,对于电子信息化档案管理技术认识不够。在现代电子信息化技术代替传统档案管理模式的今天,没有投入足够的资金合作资源对传统档案管理方式进行改革,建立新式的电子信息化档案管理模式。资金上的匮乏导致了无法建立技术设备完善的电子信息化档案模式。

2.2缺乏相应的电子信息化技术管理人才

由于科技的飞速发展,电子信息化技术在很短的时间内就取代了传统档案管理模式。而相应的,档案管理者还是之前的人员。他们由于受到传统档案管理模式制约太久,无论是从技术上还是意识思想上都无法跟新兴的电子信息化档案管理技术相匹配。对于电子信息化档案管理模式在人才上的一大空缺,是当前我们面临的一项重大问题。

三、对于问题的相关对策

一种新兴技术在发展过程中虽然前途是光明的,但道路必然是曲折的。我们面对问题应该及时发现,及时解决,促进技术的创新和发展。面对电子信息化档案管理模式在应用中的诸多问题我们应该认真分析,理清思路。首先,我们要提高人们对于电子信息化档案管理技术的认识。只有人们的认识高度上升之后,才会给予电子信息化档案管理技术足够的认识,投入相应的资金进行建设。第二,要适当的引进相应的电子信息化档案管理技术人才或对原有档案管理人员进行技术培训,使档案管理着在实际操作中减少错误,保证电子信息化档案管理技术科学、高效的应用。

四、结束语

对电工电子技术的认识篇6

要理解什么是电子签名,需要从传统手工签名或盖印章谈起。在传统商务活动中,为了保证交易的安全与真实,一份书面合同或公文要由当事人或其负责人签字、盖章,以便让交易双方识别是谁签的合同,保证签字或盖章的人认可合同的内容,在法律上才能承认这份合同是有效的。而随着互联网应用的越来越成熟,在电子文件上,传统的手写签名和盖章是无法进行的,这就必须依靠IT技术手段来替代。

电子认证与电子签名

从法律上讲,签名有两个功能:即标识签名人和表示签名人对文件内容的认可。联合国贸发会的《电子签名示范法》中对电子签名做如下定义:“指在数据电文中以电子形式所含、所附或在逻辑上与数据电文有联系的数据它可用于鉴别与数据电文相关的签名人和表明签名人认可数据电文所含信息”;在欧盟的《电子签名共同框架指令》中就规定:“以电子形式所附或在逻辑上与其他电子数据相关的数据,作为一种判别的方法”称为电子签名。而我国《电子签名法》对电子签名的定义:“是指数据电文中以电子形式所含、所附用于识别签名人身份并表明签名人认可其中内容的数据。根据这一定义,能识别签名人身份的电子签名方法可能有很多种,比如:ID/口令、指纹识别、虹膜/网膜识别和形态识别等等。但是,用这样一些电子签名手段,只能进行人的身份识别,即《电子签名法》中定义的电子认证。但不能做到在《电子签名法》中对电子签名的全面要求:即在识别签名人身份的同时,还要做到签名人认可其中的内容。

从广义上讲,实现电子签名的技术手段有很多种,但目前比较成熟的,世界先进国家普遍使用的电子签名技术还是“数字签名”技术。由于保持技术中立性是制订法律的一个基本原则,因此,目前还不能说明公钥密码理论是制作签名的惟一技术,因此有必要规定一个更一般化的概念以适应今后技术的发展。但是,目前电子签名法中提到的签名,一般指的就是“数字签名”。所谓“数字签名”就是通过某种密码运算生成一系列符号及代码组成电子密码进行签名,来代替书写签名或印章,对于这种电子式的签名还可进行技术验证,其验证的准确度是一般手工签名和图章的验证无法比拟的。

电子签名的一般实现方法

目前,实现电子签名的方法有好多种技术手段,前提是在确认了签署者的确切身份即经过电子认证之后,电子签名承认人们可以用多种不同的方法签署一份电子记录。

1.手写签名或图章的模式识别

即将手写签名或印章作为图像,用光扫描经光电转换后在数据库中加以存储,当验证此人的手写签名或盖印时,也用光扫描输入,并将原数据库中的对应图像调出,用模式识别的数学计算方法,进行二者比对,以确认该签名或印章的真伪。这种方法曾经在银行会计柜台使用过,但由于需要大容量的数据库存储和每次手写签名和盖印的差异性,证明了它的不实用性,这种方法也不适用于互联网上传输,是较原始和落后的方法。

2.生物识别技术

生物识别技术是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术,生物特征是一个人与他人不同的惟一表征,它是可以测量、自动识别和验证的。生物识别系统对生物特征进行取样,提取其惟一的特征进行数字化处理,转换成数字代码,并进一步将这些代码组成特征模板存于数据库中,人们同识别系统交互进行身份认证时,识别系统获取其特征并与数据库中的特征模板进行比对,以确定是否匹配,从而决定确定或否认此人。生物识别技术主要有以下几种:

(1)指纹识别技术。每个人的指纹皮肤纹路是惟一的,并且终身不变,依靠这种惟一性和稳定性,就可以把一个人同他的指纹对应起来,通过将他的指纹和预先保存在数据库中的指纹采用指纹识别算法进行比对,便可验证他的真实身份。在身份识别后的前提下,可以将一份纸质公文或数据电文按手印签名或放于IC卡中签名。但这种签名需要有大容量的数据库支持,适用于本地面对面的处理,不适宜网上传输,目前指纹签名还做不到与数据电文内容相关联。

(2)视网膜、虹膜识别技术。视网膜识别技术是利用激光照射眼球的背面,扫描摄取几百个视网膜的特征点,代码摸板存储,经数字化处理后形成记忆模板存储于数据库中,供以后的比对验证。视网膜是一种极其稳定的生物特征,作为身份认证是精确度较高的识别技术。但使用困难,不适用于直接数字签名和网络传输,只能做到身份识别,还做不到与数据电文内容相绑定。虹膜识别技术:红外照射,取样制作代码摸板存储,用时进行比对。这种签名也只能是进行身份识别。

(3)声音识别技术。声音识别技术是一种行为识别技术,用声音录入设备反复不断地测量、记录声音的波形和变化,并进行频谱分析,经数字化处理之后作成声音模板加以存储。使用时将现场采集到的声音同登记过的声音模板进行精确的匹配,以识别该人的身份。这种技术精确度较差,使用困难,不适用于直接数字签名和网络传输。

以上这种身份识别的方法解决的都是“你是什么?”,“你是谁?”,适用于面对面的场合,不适用远程网络认证,不适合大规模人群认证。

3.密码、口令和个人识别码。

这里是指用一种传统的对称密钥加/解密的身份识别和签名方法。甲方需要乙方签名一份电子文件,甲方可产生一个随机码传送给乙方,乙方用事先双方约定好的对称密钥加密该随机码和电子文件回送给甲方,甲方用同样对称密钥解密后得到电文并核对随机码,如随机码核对正确,甲方即可认为该电文来自乙方。这种方法解决的是“你知道什么?”。适于远程网络传输,但不适合大规模人群认证,因为对称密钥管理困难。但是,对加密的数据电文签名人做不到认可。

在对称密钥加/解密认证中,在实际应用方面经常采用的是ID+PIN(身份惟一标识+口令)。即发方直接将ID和PIN发给收方,收方与后台已存放的ID和口令进行比对,达到认证的目的。人们在日常生活中使用的银行卡就是用的这种认证方法。这种方法解决的是“你有什么?”和“你知道什么?”。适用远程网络传输,但不安全,易被黑客窃取,只能简单的身份识别,不适用于电子签名。

4.基于PKI的电子签名

基于公钥基础设施PKI(PublicKeyInfrastructure)的电子签名被称做“数字签名”。有人称“电子签名”就是“数字签名”,这种说法是错误的。数字签名是电子签名的一种主要形式。因为电子签名具有技术中立性,但也带来使用的不便,法律上又对电子签名做了进一步规定,如联合国贸发会的《电子签名示范法》和欧盟的《电子签名共同框架指令》中就规定了“可靠电子签名”和“高级电子签名”,其目的就是规定了数字签名的具体功能,这种规定使数字签名获得了更好的应用安全性和可操作性。目前,具有实际意义的电子签名只有公钥密码理论。所以,目前国内外普遍使用的、技术成熟的、可实际使用的还是基于PKI的数字签名技术。作为公钥基础设施PKI可提供多种网上安全服务,如认证、数据保密性、数据完整性和不可否认性,其中都用到了数字签名技术。

数字签名的技术保障

1.什么是数字签名

数字签名在ISO7498-2标准中定义为:“附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换,这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性,并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造”。美国电子签名标准(DSS,FIPS186-2)对数字签名做了如下解释:“利用一套规则和一个参数对数据计算所得的结果,用此结果能够确认签名者的身份和数据的完整性”。按上述定义PKI可以提供数据单元的密码变换,并能使接收者判断数据来源及对数据进行验证,是数字签名的技术保障。

PKI的核心执行机构是《电子签名法》中所定义的电子认证服务提供者,即通称为认证机构CA(CertificateAuthority),PKI签名的核心元素是由CA签发的数字证书。数字证书所提供的PKI服务就是认证、数据完整性、数据保密性和不可否认性。它的作法就是利用证书公钥和与之对应的私钥进行加/解密,并产生对数字电文的签名及验证签名。数字签名是利用公钥密码技术和其他密码算法生成一系列符号及代码组成电子密码进行签名,来代替书写签名和印章。这种电子式的签名还可进行技术验证,其验证的准确度是在物理世界中对手工签名和图章的验证是无法比拟的。这种签名方法可在很大的可信PKI域人群中进行认证,或在多个可信的PKI域中进行交叉认证,它特别适用于互联网和广域网上的安全认证和传输。

关振胜

中国建设银行科技部副总工程师,高级工程师。现受聘中国金融认证中心(CFCA)技术顾问、中国人民银行“网上银行发展与监管工作组”专家、亚洲PKI论坛(中国)委员、中国电子商务协会专家委员会专家、电子协会电子签名专家委员会常委。主持领导设计、开发多个银行大型应用系统。著作有“公钥基础设施PKI与认证机构CA”、“中国金融认证中心建设”、“第四代语言INFORMIX4GL”等。曾获得科技进步奖一等、二等、三等奖。(如右图)

2.公钥密码技术原理

公开密钥密码理论是1976年美国发表的RSA算法,它是以三个发明人的名字而命名的,后来又有椭圆算法ECC,但常用的、成熟的公钥算法是RSA。它与传统的对称密钥算法有本质的区别,对称密钥算法常用的是DES算法,它具有一个密钥,加/解密时用的是同一个密钥。而公钥算法利用的是非对称密钥,即利用两个足够大的质数与被加密原文相乘生产的积来加/解密。这两个质数无论是用哪一个与被加密的原文相乘(模乘),即对原文件加密,均可由另一个质数再相乘来进行解密。但是,若想用这个乘积来求出另一个质数,就要进行对大数分解质因子,分解一个大数的质因子是十分困难的,若选用的质数足够大,这种求解几乎是不可能的。因此,将这两个质数称为密钥对,其中一个采用私密的安全介质保密存储起来,不对任何外人泄露,所以简称为“私钥”;另一个密钥可以公开发表,用数字证书的方式在称之为“网上黄页”的目录服务器上,用LDAP协议进行查询,也可在网上请对方发送信息时主动将该公钥证书传送给对方,这个密钥称之为“公钥”。

公/私密钥对的用法是,当发方向收方通信时发方用收方的公钥对原文进行加密,收方收到发方的密文后,用自己的私钥进行解密,其中他人是无法解密的,因为他人不拥有自己的私钥,这就是用公钥加密,私钥解密用于通信;而用私钥加密文件公钥解密则是用于签名,即发方向收方签发文件时,发方用自己的私钥加密文件传送给收方,收方用发方的公钥进行解密。

但是,在实际应用操作中发出的文件签名并非是对原文本身进行加密,而是要对原文进行所谓的“哈希”(Hash)运算,即对原文作数字摘要。该密码算法也称单向散列运算,其运算结果称为哈希值,或称数字摘要,也有人将其称为“数字指纹”。哈希值有固定的长度,运算是不可逆的,不同的明文其哈希值是不同的,而同样的明文其哈希值是相同并且惟一,原文的任何改动,其哈希值就要发生变化。数字签名是用私钥对数字摘要进行加密,用公钥进行解密和验证。

公钥证书和私钥是用加密文件存放在证书介质中,证书是由认证服务机构CA所签发的权威电子文档,CA与数字证书等是公钥基础设施PKI的主要组成机构和元素。

3.认证机构CA

认证机构CA是PKI的核心执行机构,是PKI的主要组成部分,一般简称为CA,在业界通常把它称为认证中心。CA认证机构在《电子签名法》中被称做“电子认证服务提供者”。

根据《电子签名法》中规定,国务院信息产业部据本法制定了《电子认证服务管理办法》(中华人民共和国信息产业部令第35号),并与2005年2月8日颁布。在该管理办法中第五条第七项有关人员、技术、设备、密码、安全和资金等,详细规定了电子认证机构(CA)应具备的市场准入条件。

4.数字证书

数字证书或称电子证书简称为证书,它是PKI的核心元素,由认证机构服务者所签发,它是数字签名的技术基础保障;它符合X・509标准,是网上实体身份的证明,证明某一实体的身份以及其公钥的合法性,证明该实体与公钥二者之间的匹配关系,证书是公钥的载体,证书上的公钥惟一与实体身份相绑定,并与其私钥相对应。国家标准规定作为第三方提供电子认证服务的CA,其签发证书机制一般应为双证书机制,即一个实体应具有两个证书,两个密钥对,一个是加密证书,一个是签名证书,加密证书原则上是不能用于签名的。用加密证书的公钥加密,对应的私钥解密,用于通信;采用签名证书的私钥加密,对应的公钥解密用于签名。

证书在公钥体制中是密钥管理的媒介,不同的实体可以通过证书来互相传递公钥,证书是由权威性、可信任性和公正性的第三方机构所签发。因此,它是权威性电子文档。

证书的内容主要用于身份认证、签名的验证和有效期的检查。CA签发证书时,要对证书内容进行签名,以示对所签发证书内容的完整性、准确性负责并证明该证书的合法性和有效性,将网上身份与该证书绑定。

链接:什么是PKI?

工程学家对PKI是这样定义的:“PKI是一个用公钥概念与技术来实施和提供安全服务的普遍适用的安全基础设施。换句话说,PKI是一个利用非对称密码算法(即公开密钥算法)原理和技术实现的并提供网络安全服务的具有通用性的安全基础设施”。它是一种遵循标准的利用公钥加密技术为电子商务、电子政务、网上银行和网上证券业,提供一整套安全保证的基础平台。用户利用PKI基础平台所提供的安全服务,能在网上实现安全地通信。PKI这种遵循标准的密钥管理平台,能够为所有网上应用,透明地提供加解密和数字签名等安全服务所需要的密钥和证书管理。