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关键词:交通功能效益 评价指标体系 有无对比法 实证研究
引言
地铁相对于城市公交、小轿车等,在运量、速度、安全、节能等诸多方面具有不容小觑的优势。凭借这些优点,地铁已逐渐成为许多大城市解决交通问题的首要选择。因此,为了进一步发挥城市轨道地铁交通的积极作用,准确分析评价地铁给城市发展带来的交通功能效益至关重要。
1、交通功能效益
交通功能效益是指轨道交通作为出行方式之一,在实现乘客空间位移,提供运输服务的过程中,由技术特点和行业优势带来城市交通供求关系改善、结构调整、效率提高等结果发生。
交通功能效益主要体现在以下三方面:首先,缓解交通拥堵,地铁极大增加了公共交通运输能力,缓解交通供求矛盾造成的拥堵现状;其次,节约出行成本,提高劳动生产效率。地铁的高速和通达性大大节约了出行时间,同时减少了乘客因出行产生的疲劳感;最后,加快城市人口集散,组织客流。地铁的高速与巨容满足了城市城郊与内部之间的出行需求。
2、交通功能效益产生机理
2.1、运力替代效益
运力替代效益特指由于城市轨道交通线路运行替代公共汽车、出租车等公共交通资源而产生的效益,包括节省的车辆购置费、车辆运营费、交通设施建设费等。
因此,定量衡量指标可设为:
其中::地铁带来的运力替代效益,万元;:地铁替代的公交车、出租车数量,辆;:地铁替代的交通设施面积,平方米;:单位公交车、出租车购置费,万元/辆;:单位公交车、出租车年运营费用,万元/辆;:单位交通设施的建设费用,元/平方米;:公交车、出租车折旧年限,年;:地铁替代的交通设施折旧年限,10年;:地铁线路年运营费用,元/年。
2.2、可达性效益
可达性效益主要指非正常气候条件下城市轨道交通体现出的可达性优势而带来的效益。 因此,定量衡量指标可设为:
其中::城市地铁交通带来的可达性效益,万元;:年平均极端天气出现次数,天;
:日均交通人拥堵时间,小时;:城市地铁交通线路日均客流量,万人次;
:单位时间人均国内生产总值,元/小时.人。
2.3、出行效率效益
乘客由于选乘地铁而不乘公交车辆从而节省了出行时间,出行效率效益则是指在节省的这段时间内为社会创造价值而产生的效益。
因此,定量衡量指标可设为:
其中::为城市地铁交通带来的出行效率效益,万元;:城市地铁交通年客运量,万人次;:乘坐城市地铁交通每人每次平均节约出行时间,小时。
2.4、舒适性效益
乘客选择地铁就意味着选择了更为舒适的交通工具。舒适性效益指地铁比公交车更为舒适,使乘车疲劳感下降,从而使乘客的劳动生产率提高而产生的效益。
因此,定量衡量指标可设为:
其中::地铁带来的舒适性效益,万元;:客流往返系数;:工作目的乘客比例;:其他公共交通疲劳带来的生产效率降低;:生产效率降低;:日人均劳动时间,小时。
3、实证研究――交通功能效益评估指标取值
通过对天津市城市轨道交通线路1号线(刘园-双林)、9号线(中山门-开发区第九大街)以及相关的各种运营与环境数据进行调研,各线路交通功能效益评估指标取值如下计算。
3.1、运力替代效益
城市轨道交通各线路的运力替代效益通过“有无对比法”得到。如果没有城市轨道交通,城市轨道交通的客运量需要按照现行公共交通构成比例,分配给公共汽车和出租车。
(1)城市轨道交通替代的车辆购置费
按公交车30万元/辆,出租8万元/辆,公交车使用年限为10年,出租车使用年限8年计算,城市轨道交通线路替代的车辆购置费为:
(2)城市轨道交通线路替代的运营费用
2011,2012年公交车的运行成本分别是0.073元/每人公里、0.075元/每人公里;出租车运行成本分别为0.271元/每人公里、0.28元/每人公里。
则城市轨道交通线路替代的公交车、出租车运营费用为:
(3)城市轨道交通线路替代的交通设施建设费用
2011年、2012年天津市城市道路面积为10492万平方米、11611万平方米;公共交通车辆(包括公共电汽车、出租车)为39568,辆、40345辆;单位公交车占用停车场面积为68平方米/车;单位出租车占用停车场面积为28平方米/车;单位面积道路投资额为0.067万元/平方米;单位停车场投资额为0.065万元/平方米(数据来源:天津城建设计研究总院)。
按照目前公共交通车辆与城市道路面积的比例计算,建设地铁节省的交通设施建设费用为:
(4)城市轨道交通线路的运营成本
2011年、2012年城市轨道交通各线路客运收入为:
2011年、2012年城市轨道交通总补贴额为:27000万元、27600万元,按照路线路长度平均,各线路的补贴额为:
由于目前天津市各贴运营线路尚未盈利,政府补贴额和客运收入与运营成本基本持平,则城市轨道交通各线路的运营成本为:
综上所述,城市轨道交通的运力替代效益为:
3.2、可达性效益
2011年、2012年天津市,雨、雾等天气中平均能见度不高于3km的天气次数分别为:27天、32天;日均中重度拥堵时间分别为:1.5小时、2.4小时;天津市单位时间人均国内生产总值为:9.7元/小时、10.6元/小时。2011年、2012年各城市轨道交通可达性效益为:
3.3、出行效率效益
天津城市轨道交通1号线、9号线的运行速度为34.1km/小时、32.5 km/小时;2011年、2012年天津市公交车平均运行速度为24.8 km/小时、23.4 km/小时;出租车的平均速度为50 km/小时;天津市单位时间人均国内生产总值为:9.7元/小时、10.6元/小时。
城市轨道交通各线路带来的出行效率效益为:
3.4、舒适性效益
据有关资料研究表明,运输疲劳使劳动率降低的数值分别为:城市轨道交通为1.4%,公交系统为7%。2011年居民出行调查显示,基本出行(主要指上班、上学)仍是居民日常出行目的中最主要部分,其中天津市市民工作、上学客流比例为59. 7%。2011年天津居民时间利用调查结果表明,天津均常规工作日工作时间为7小时35分钟,则城市地铁各线路的舒适性效益为:
4、交通功能效益经济分析
4.1、城市轨道交通功能效益是动态变化的,具有时间维度的延展性。
其一,交通功能效益的绝对值在其寿命周期内逐步增长。其二,交通功能效益的各子效益值相差较大,其中运力替代效益较为明显,出行效率效益与舒适性效益相对较小;其三,各子效益变化幅度不同,其中可达性效益变化幅度最大,舒适性效益变化最小。
4.2、城市轨道交通线路的网络化可以提升地铁的交通功能效益,具有规模效应。
地铁路运行的网络化对交通功能效益影响较大。受2012年城市轨道交通地铁三号线的通,1号线2012年较2011年交通功能效益明显提升。这指导城市制定城市轨道交通线路规划时要注意整体网络规划,以期从网络化运营中扩大规模效应,体现协同价值。
4.3、城市轨道交通线路交通功能效益与其客运量呈正比关系。
分析可知,地铁交通功能效益受客流量影响,基本呈正比.城市人口相对密集,往往其现有与潜在客流量较大,综合效益较好,这指导城市线路规划时可以优先选择城市中心城区发展。同时证明,基于目前我国快速发展的城市化进程,大力发展地铁是合理的、可行的。
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绞胎器与绞釉器是两个独特的古陶瓷品种。绞胎是唐代的一种新工艺,其采用高岭土或铝质粘土焙烧制胎,烧结程度较高,由深(如褐色或棕色)、浅(如白色或牙黄色)两种或三种色调的瓷土重叠糅合在一起,然后拉坯成型,胎上即具两色相间的花纹,具有木纹、水波、编织、团花、菱花、羽毛、旋涡或盘旋蹙结等纹理,最后上釉烧制即成绞胎瓷器。这种装饰纹理变化多端,乍看似任意蟠曲,不受拘束,其实它们大体相近的组织形式和格调也存在一定规律。
绞胎器虽是一种低温色釉,但胎釉结合紧密。釉色多见黄、褐、绿等单色,极个别的也施像唐三彩一样的多色釉,如故宫藏品三彩绞胎枕,收录于《故宫博物院文物珍品全集・晋唐瓷器》。关于绞胎技法,根据学者研究有以下几种认识:一般认为系借鉴犀皮漆器工艺,也可能取法于西方的玻璃器制作工艺,或起源于一种特殊的木器――瘿器,还有可能与唐三彩关系密切,二者在胎釉特征、烧成技术等方面颇为相似。
据目前所知资料,最早的存世绞胎实物是陕西乾县唐懿德太子李重润墓出土的绞胎骑马俑。绞胎器制作难度大,在唐代的巩县窑、寿州窑、浑源窑与宋代的磁州窑等窑址发现的瓷片中,造型多见杯、碗、盘、钵、罐、注子、枕等,长方形的绞胎枕最为常见。绞胎瓷塑的制作工艺比起盘碗等圆器来难度更大,所以少之又少。绞胎器有全绞胎、半绞胎和局部绞胎之分:全绞胎也俗称为“透花瓷”;半绞胎是在前者的基础上派生出的一种省工省时而又奏效的工艺,即将碾压或切削好的绞泥薄片贴附于素胎的表层;局部绞胎往往与其他装饰手法相结合。绞胎器的主要产地在北方的河南、陕西和山西一带,有巩县窑、寿州窑、登封窑、当阳峪窑、长治窑、榆次窑、浑源窑等产品。绞胎器的烧造历史悠久,从唐代开始,宋代继承并发扬到了极致,延续到金、元窑址一直在持续生产。元以后绞胎器的生产逐渐衰落,在清代仿古潮流下也曾有绞胎器出现,但为数很少。除上述个别唐代窑址外,大多数绞胎窑都属于宋金元时划。
山西大同徐龟墓中出土有一件金代绞胎钵,这座纪年墓为金代正隆六年(1161年)。钵的造型模仿西域和唐五代金银器形,口径16.8厘米。敞口,薄唇微侈,弧腹,平底,浅足沿。由白、褐两色胎泥相绞,图案呈中心放射羽毛状的纹络。壁薄,器形规整。釉包亮洋。接口镶一周白边的效果如同黑釉瓷器中所谓的“白覆轮”。与之相仿者可见美过波士顿美术馆所藏绞胎钵和1975年镇江宋墓出土瓷器。
绞釉工艺晚于绞胎工艺,它是将两包釉汁掺兑搅拌,趁共混而未合之际,在素坯上荡出一层带有两色斑纹的釉面。其所产生的斑条多数漶漫晕散,呈现一种很难成条理的自然状态。对于“绞釉”这一名称及工艺,也有学者存疑,认为绞釉并非绞的釉,而是绞的釉下化妆土。辽代的绞釉提梁柱子。盖已缺火,注呈上细下粗的椭圆状,肩部拦短流及绳索纹提粱,挺梁的一端拧成单系,另一端则在近流处三股分叉,开叉之处均贴饰一朵小团菊。白、青两包绞釉,纹若行云流水浮动,圈足,底五釉,底径4.8厘米、高13厘米。器形虽小,却充满了消新淳朴的田园野趣。
关键词:高校;公共艺术教育;传统音乐
一、高校实施公共艺术教育的目的和重要性
高校开展公共艺术教育的目的不在于培养专业的艺术家,而是在于通过艺术教育不断提高学生的素质,尤其是学生的创造性和创新性。高校开设公共艺术课程有其社会发展的必然性,也是我国高校发展学生美育的重要手段。首先,伴随社会的不断进步,教育逐步朝产业化方向发展,社会对于教育行业的投资越来越大,对于高校学生的期望也越来越高,不仅要求高校学生拥有丰富的专业理论知识与成熟的专业技能,而且对学生的综合素质培养也有一定要求。社会要求高校学生能熟练掌握并运用专业知识;可很好地处理各类业务;能够和谐地与人相处。高校是培养学生综合素质的重要阵地,而公共艺术教育是指高校针对非艺术专业学生所实施的普通艺术素质教育,旨在利用艺术教育陶冶学生情操,帮助学生塑造美好心灵,促进学生创新思维能力的提高,从而提高学生的审美素质与艺术欣赏水平,进而全面提高学生的综合素质,实现素质教育[2]。其次,伴随教育改革的不断深入,素质教育得到广泛推广,高校在培养学生专业知识与技能的同时,还非常重视学生的美育工作。美育是培养人全面个性与性格的重要手段,早于古希腊时期,柏拉图就提出视“音乐教育”为教育之本的思想,后席勒将此思想进行进一步发展,于《美育书简》当中提出:“人只有在审美的境界当中才能实现感性与理性、物质与精神的统一,从而形成完善的人格;感性之人经审美状态才能进入道德,成为理性之人;全自然片面性与全立法理性均会限制人的自由,而只有审美状态能使人摆脱限制,回归人性。”[3]由此可见,美育培养人性的重要作用。艺术教育是美育的重要内容,也是美育的核心,要想实现美育育人的目标,就必须重视学生的艺术教育。公共艺术教育是高校针对地非艺术类专业学生所设置的,使学生能在学习专业知识与技能之余,还能系统地了解艺术,得到艺术的熏陶,不断完善自身人格,实现自身综合素养的提高。
二、传统音乐对于高校公共艺术教育的作用
传统音乐是我国民族传统文化的重要组成部分,也是承载我国民族传统文化的重要载体。高校在实施公共艺术教育的过程当中,将传统音乐引入进去,可有效提高公共艺术教育的效率与效果。第一,传统音乐教育有利提高学生民族认同感,提升民族凝聚力。传统音乐的形成离不开我国民族的发展,在一定程度上象征着民族的身分,有着相同形式或内容的传统音乐可迅速凝聚民族力量。另,传统音乐记录着我国民族的痛苦与欢乐,寄托了民族的情思与理想,贯穿着我国民族的精神,对于传统音乐的学习,无异于深入了解和体会我国民族的文化与情感,有利激发学生的民族热情,提高学生民族认同感,使学生能关注并致力于民族发展,进而提升我国民族凝聚力。第二,当代社会是一个以精神文化作为重要资源的知识经济社会,人们非常重视自身健康与极具创造力的全面发展,而这要求人们首先能够对自身传统文化进行尊重和保护,深入挖掘自身文化,通过文化的差异性以塑造民族的特征,从而为社会创造力的发展提供动力。传统音乐承载着我国民族传统文化,也是体现我国民族传统文化独特之处的重要形式,在公共艺术教育当中引入传统音乐,可帮助学生更好地了解我国民族传统文化,从而塑造我国的民族特色,促进我国社会的发展。
三、传统音乐在高校公共艺术教育中的应用
(一)合理安排课程,多元化引入传统音乐
我国传统音乐内容丰富、形式多样,包括民歌、山歌、小调、信天游、劳动号子、说唱、传统乐器、戏曲等,体现了我国传统音乐的丰富内涵,也为高校公共艺术教育的课程设置提供了丰富的资源[4]。高校在利用传统音乐实施公共艺术教育的过程当中,应特别注意合理安排课程,采取多元化的方式引入传统音乐。首先,高校应注意在实施课堂教育时应引入一些极具民族特色、典型性的,能充分体现我国传统文化内涵、代表我国民族精神的传统音乐,以让学生能通过传统音乐感受我国民族传统文化,提高公共艺术教育质量。其次,高校应适当调整课时。以往高校公共艺术教育当中虽非常重视音乐教学,但多以西洋音乐为主,西洋音乐所占课时较多,而很少安排传统音乐课程。为此,高校应将课时进行调整,适当增加传统音乐课时,为学生学习传统音乐创造更多空间与机会,以实现东西方音乐的共同教育,促进东西方文化的共同发展。再次,在进行教学的过程当中,教师可有意识地采取类比的方式,将传统音乐与西方音乐进行比较,以加深学生对我国传统音乐的认识,从而接近学生与传统音乐间的距离。最后,积极开展实践教学活动,提高学生学习主动性。实践教学活动的开展是培养学生实践操作能力、提高学生学习主动性的重要手段。在利用传统音乐实施公共艺术教育的过程当中,高校可适当开展一些实践教学活动,让学生感受到传统音乐的魅力,使学生能主动参与传统音乐教学活动当中。如在完成一些基本课程教学之后,教师可邀请当地的民间艺人来课堂为学生表演,让学生领悟到传统音乐的文化内涵,同时还可让学生通过直观地观察和欣赏,进一步了解传统音乐的形式,从而激发学生对传统音乐的兴趣,提高学生的学习积极性和主动性。
(二)采取多样化的教学方式,激发学生的传统音乐兴趣
所谓“兴趣是最好的老师”,只有激发学生的传统音乐兴趣,才能更好地发挥传统音乐在高校公共艺术教育中的作用。纵观当前高校公共艺术教育中传统音乐的应用现状,学生对传统音乐不感兴趣的原因一方面在于其未充分认识到传统音乐的内涵,另一方面在于教师所采取的教学方式无法激发学生的学习热情。为此,在实际教学过程当中,高校一方面要加强对传统音乐的宣传,以让学生更加深入地了解传统音乐,感受到传统音乐的丰富内涵,从而对传统音乐产生兴趣;另一方面还应让教师适当改善自身教学理念,灵活采取多样化的教学方式,包括任务型教学法、探究式教学法、情境模拟法、角色扮演法、互动式教学法等,以有效激发学生对于传统音乐的学习兴趣。如在对传统音乐进行赏析时,教师即可采取任务型教学法,将学生分成若干个小组,让学生以小组为单位完成赏析任务,自行寻找传统音乐资料,并对于其深入分析,记录自身赏析观点;通过组间讨论汇总小组意见,并于课堂上进行讲解。这样在赏析任务的驱动下,不仅加强了学生对于传统音乐的兴趣,而且还加深了学生对于传统音乐的了解,同时因需完成相关任务,学生必须自行去寻找各类资料,有利提高学生的学习自主性与实践操作能力,培养学生综合素养。此外,还要特别重视多媒体技术的使用,实施多媒体教学,充分利用多媒体技术的优势,从视觉、听觉等方面刺激学生思维,激发学生对传统音乐的热情。
(三)加强与实际生活的联系,创造良好传统音乐学习氛围
音乐源于生活,我国传统音乐主要是对人们的生活进行描述,表现了人们的生活情感,其生命源于生活。因此,要想充分利用传统音乐实施公共艺术教育,高校就有必要加强传统音乐与实际生活之间的联系,让学生在熟悉的生活氛围当中感受到传统音乐的“可接触性”,为学生学习传统音乐创造良好的氛围和环境。在实际教学过程当中,教师可引导学生走出课堂,深入民间,带领学生在日常生活当中寻找传统音乐,了解传统音乐的形成背景,感受传统音乐世代相传的生命力。如教师可为学生介绍一些当地的传统音乐,并带领学生去寻找这些传统音乐的传承人,让学生看到传统音乐其实就存在于实际生活当中,其不仅使得人们的物质生活与精神世界更加丰满,而且还蕴含着丰富的民族传统文化,通过对传统音乐的学习,可深入了解并体会我国民族特色的传统文化,有利提升学生的民族自豪感,促进学生综合素养的提高。
(四)融合世界音乐,提升传统音乐的魅力
伴随社会的发展,尤其是经济与文化的全球化发展,现多数高校学生对现代化音乐甚是喜爱,而很少有对传统音乐感兴趣的。传统音乐承载着我国民族的传统文化,在高校公共艺术教育当中也发挥着非常重要的作用。但据相关调查显示,多数高校学生对于公共艺术教育中的音乐教学感觉“一般”,对于传统音乐教学更是“无感”,甚至有部分学生感觉枯燥无味。究其原因,主要在于学生未全面认识传统音乐,未充分感受到传统音乐的魅力。谢嘉幸先生曾说:“身为一名音乐教师,不仅要都会学生共享人类音乐,而且还要帮助学生了解中国音乐的特殊方式,寻找音乐中的民族之去的,让学生体验我国人民感受生活与世界的方式,并适当增添学生参与世界事务与生活的意识与个性。”由此可以看出,高校公共艺术教育中的音乐教学不仅要重视本土传统音乐的传授,而且还要关注其与世界音乐的联系,有意识地将其与世界音乐进行融合,让学生认识到我国传统音乐的独特之处,提升传统音乐的魅力,增强学生对传统音乐的兴趣。
四、结语
【关键词】现代工业;中国传统民艺;实用性;功能;利润
从工业革命开始后,科技极速发展,人们对生活用品的数量和质量的要求也不断提高。但利用科技不断向自然索取资源的方式终有尽头。从19 世纪开始,很多学者就意识到这个问题,并且试图寻求答案。19 世纪莫里斯试图用工艺美术运动改良工业革命;本文则想通过对工业生产和中国传统民间工艺的比较,来寻找问题的答案。
一、主导现代工业设计生产的原动力
现代工业生产是利用现代科技为人类提供更多、更好的生产生活用品。但单纯依靠欲望推动的发展,和人性一样有着两面性。因而主导现代工业设计生产的原动力也有两个方面。
(一)基于使用的生产
在追求美好生活、战胜自然的自我实现、悲天悯人的济世情怀下,诞生的产品代表着现代工业的本心,有基本的实用性标准。产品能否实现核心使用功能;用什么样的技术和成本实现;外观尽可能地符合审美。标准围绕功能、以技术为保障,也尽可能考虑美观。在这样的原则指引下,我们创造、生产了越来越多改善人类生活的产品。
(二)生产行为伴生的利益驱使
依靠欲望推动的进步决定了生产的原动力不是单纯的,包含着对利润的渴望。这就导致大众的物质需求基本满足情况下,为继续得到生产利润,出现违背实用原则的生产。代表性的有如下几种。第一,有害但持续生产的产品。此类产品数量不多,但对人类有害无益。如烟草制品、一些明令禁止的有毒有害产品,因为丰硕的利润存在,始终没有办法停止生产和销售。第二,附加值远超使用价值的产品。产量不大,但单体利润很高。如基于畸形消费观的奢侈品,说不清明确作用的养生、化妆品等。有一部分奢侈品的功能、外观确实高于普通产品,但从技术和经济指标来看并不成比例。其附加值往往来自于宣传诱导。第三,依靠大量生产创造利润的产品。如大量的一次性使用品、浮夸的包装盒、限定使用次数或时间的产品。表面上危害不如第一类,但其利润的获取建立在大量生产的基础上,对环境的影响实际上更大。一次性用品为现代快节奏生活带来了便利,但其中很多原本是可以避免使用的。
二、传统中国民间工艺的概念和特点
(一)中国传统民艺的概念
民艺从字面看,“民”理解为“平民”“民间”“人民”,“艺”引申为“工艺”或“艺术”。合起来解释成“民间工艺”“民间艺术”。“民间艺术”和“民间工艺”很难割裂,因“民艺”应该是二者的叠加,甚至包涵更大的范畴。本文重点研究现代工业设计与传统民艺产品之间的关系,侧重点偏向“民间工艺”。民间工艺指在某一地区或时段,人民群众在未经组织的情况下使用相对统一的生产工艺手段,自发生产制造的、功能和造型相对固定的生产、生活用品。研究范围包括生产工艺手段及其产品的功能、造型,乃至文化内涵等。中国传统民间工艺不胜枚举,以江苏为例有苏工榉木家具、南通蜡染蓝印花布、宜兴紫砂等。
(二)中国传统民艺的特点
由于依托的是寻常百姓家的日常生活,中国传统民艺有如下一些特点。第一,功能至上,产品出自淳朴的实用本源。民间工艺非常单纯,老百姓需要什么就设计制作什么。华而不实、徒有其表的会被自然淘汰。同样,原料选择廉价、易得的,工艺会选择容易的方式。第二,历史长,设计和制作反复改良。民间产品刚刚产生的时候也许有很多不尽如人意,但只要这个产品有用,会不断有人改进其设计和工艺。在群体智慧下直到非常成熟合理后,制式会相对固定。科技进步的加快致使现代工业化产品的更新换代频率倍增,很多创造尚未成熟就已然淘汰,谈不上改良。第三,受众数量大。传统民间工艺的服务对象是人民群众,这就决定了其拥有者和使用者是一个庞大的群体。这个特点和当前的工业化生产是一致的。
三、现代工业与中国传统民艺的异同
(一)生产目标的变化
传统民间工艺产品基于生活必需品展开,较少涉足脱离生活的用品。现代工业时代背景下基本生活需要的生产已经基本成熟,当代从业者必须创造更高级的产品,或者引导消费从而创造利润。
(二)从业群体的变化
社会进步,工作领域细分。当代从业人员更专业化,其优势是可以完成比传统民间更细致复杂的设计和制作;缺点是群体受到管理者的影响。传统工艺中出自皇家造办处的,一般精工细作、科学合理,但易受统治者喜好影响。同理,现代工业设计者受制于财团利益左右,更容易出现前文所述畸形的产品。
(三)生产条件的变化
现代工业化生产有更多的材料选择,机械化生产的高精度、大规模生产,使得产品数量、质量都远超过去。传统民间工艺产品材料一般取自天然,加工依赖操作者的技巧而精度无法保证,无法实现大规模生产。
四、结语
如果把科技和文化比作人类向前发展的两翼,现代科技已经足够健硕,但刺激科技发展的精神已经不能制约和平衡它。这正是出现问题的原因。利润原本是生产行为的伴生,现在很多情况下却成为主导。反观传统民间产品确实有很多不足,但前人已经尽可能做到最好,尤其是很多传统工艺制作的用品,结构合理、造型优美、耐久性甚至超过现代,这正是得益于传统民艺正确的出发点。将传统民艺与现代工业放在一起,传统民艺在技术上显然落后,我们也不能抱残守缺、故步自封。传统民艺很多已经淘汰,这非常正常;但是可以学习的是功能至上、尊重自然资源、尊重劳动本身等方面的精神。
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近日,一则“兰州中学生偷拿家里1.6万元‘孝敬’同学”的新闻引起了人们的关注。在对事件原因的解释中,兵兵(当事者)口中说出的“孝敬”“进贡”“威胁”等词语自然地将这一事件引向校园欺凌事件。但在父母、教务主任和警察的三次询问中,“讲义气”成了兵兵和那些“坏孩子”最终给出的一致解释。这一始料未及的答案无疑让人们大吃一惊,究竟是多深的“义气”需要一个十几岁的孩子偷出这么多的钱。
从教育者的身份来说,这些孩子更需要教育的引导,而不是一味地对他们进行惩罚、制裁,甚至是躲避、远离。这则事例真正要引起关注的是学生之间的同伴交往问题。“义气”是一种江湖用语,将其转化为教育中的概念,“讲义气”实际上所指的就是孩子在同龄人群体中要获得的认同。
心理学家埃里克森认为,对于十四岁左右的孩子,他的人格发展正面临自我同一性建立的任务,即关于自己的认识与他人眼中的自己之间是否是同一的。如果这种同一性无法形成,个体就会出现角色混乱,丧失归属感。同伴认同无疑在自我同一性的建立中有重要作用,获得同伴的认同意味着承认个体具有同龄人应具的人格品质和文化特质,意味着接纳个体在同龄人群体中享有专属的情感位置。在兵兵与这些“坏孩子”的交往中,“孝敬”钱和物成为他获取这一群体认同和接纳的方式,不“进贡”就会挨打,确实是种威胁,但主动迎合、进贡,甚至自己也同这些“坏孩子”一起玩耍、吃喝,这就绝不是“威胁”能够维系的同伴关系,而是将自己也作为这一群体中的一员。
认同是一种心理需要,它无法做出价值上的好坏评价,一个为非作恶的团体中也有着亲兄弟般的感情。教育者需要引导学生认识同伴交往的真正意义,那绝不是寻求某个群体的接纳或者归属情感的满足。亚里士多德对同伴友爱的理解是有启发的:坏人的友爱是坏事,他们在相互模仿中变得更坏,而公道的人之间的友爱则是公道的,他们在其实现活动中通过相互纠正而变得更好。教育者需要让这些未成熟的孩子明白,同伴交往的真正意义是共同成长。
同时,教育者也需要教给个体处理同伴关系的智慧,良好的同伴交往具有教育意义,但学会处理好自己的同伴关系更是美好生活、智慧生活的需要。无论是把兵兵当作受害者保护起来,还是把那些“坏孩子”惩罚一下,这些做法都既无益于问题的解决,也使得家长和老师错失了对孩子教育的契机。
关键词:高纯电子试剂 过氧化氢 离子交换 应用
一、绪论
1.超纯试剂的应用
超净高纯试剂(国外常称为湿化学品wet chemicals 或工艺化学品process -chemicals),是集成电路(IC)和超大规模(VLSI)制作过程中关键性基础化工材料之一,主要用于芯片的精洗和腐蚀,具有品种多、用量大、技术要求高、贮存有效期短、强腐蚀性等特点。它的纯度和洁净度对集成电路和成品率、电性能及可靠性都有十分重要的影响。它基于微电子技术发展而发展,同时又制约微电子技术发展。因此,电子专用超净高纯化学试剂的研究和开发同微电子技术的发展紧密相联。
2.我国超纯试剂的发展现状
“十五”期间国内集成电路用超纯试剂的需求量接近1万吨,而国内生产企业实际能提供的量仅10%。据有关方面预测到2014年中国市场需求量将达到30~50万吨/年化学试剂。其中,国内通用型试剂市场今后的年增长率仍将维持在5%~8%左右,电子化学品市场预计超过80亿美元。虽然我国电子化学品产业通过近几年技术改造和结构调整,已经具备一定基础,但与飞速发展的信息产业相比,还存在产品品种少,尤其是高品质产品较少等不足。
因此基于电子产业迅猛发展,而国产高纯试剂严重短缺的现状,我厂投入大量人力物力,选择在半导体工业中的消耗比例最大的过氧化氢进行研制,并取得一定成果。
3.过氧化氢的性质
过氧化氢又名双氧水,分子式为H2O2,分子量为34.016,是一种无色、无嗅、呈弱酸性的透明液体,可与水以任意比例互溶,形成不同浓度的双氧水溶液,在无水的状态下,双氧水是一种无色、有苦味的液体,并且带有类似臭氧的气味。双氧水的化学性质活泼,是一种强氧化剂,由于双氧水在参加化学反应的过程中仅生成水和活性氧,因此双氧水具有无二次污染的特点,被称为“绿色化学品”。在纺织、造纸、化工、轻工、医药、电子、食品、环保等领域应用广泛。随着对环保要求的日益提高,双氧水的需求量及应用范围也在日益扩大,并在一些领域中逐步取代了对境有严重污染的化学品。
4.高纯过氧化氢的用途
高纯双氧水是电子工业发展不可缺少的无机精细化学品,可用其做作硅片的清洗和光刻胶的剥离,也可用其作硅芯片和集成电路组件等的清洗剂,以制成优质的绝缘层。我国目前已成为全球第二大集成电路市场,集成电路对液体化学品的质量要求极为苛刻,只有高纯双氧水才能够满足需要。双氧水在电子工业的应用上分为一般电子级双氧水、MOS级双氧水和超高纯度双氧水等规格产品。中国大陆高纯度双氧水产品目前还基本上依赖与进口,但电子工业的快速发展将使这方面的需求越来越大。目前,国内电子工业双氧水消费量约为18000t/a左右。随着世界制造业向我国转移,中国电子业仍将得到快速发展,双氧水的用量也同步增长,在未来5~l0年内,双氧水在该行业的年增长率将在15%以上,5年后,双氧水在该行业的消费量将不低于35000t/a。
我国食品级双氧水的市场空间很宽阔,但是多年来,由于食品级双氧水供应紧缺并且依赖进口,制约了其在食品工业的应用和发展。由于食品级双氧水的生产具有一定的技术难度,目前国内只有个别企业具备生产能力。食品行业要使用食品级双氧水,绝大多数食品企业采取两个途径:一是从国外进口;二是用工业级双氧水进行代替。中国作为人口大国,也是食品消费大国,随着生活品质的提高,对食品卫生的要求也将越来越高,将促进双氧水在该方面的应用。根椐中国的经济发展和社会进步,预计在未来5~l0年内,双氧水在该行业的年增长率在10%左右,5年后,双氧水在该行业的年消费量将不低于60000t/a。
因此综上所述我国高纯双氧水与食品级双氧水前景广阔,但是国有产品市场占有率低,许多关键技术环节有待突破,发展具有自主知识产权的高纯双氧水产品刻不容缓。
二、成果展示
1.实验仪器
检测仪器、药品如下表2-1所示
表2-1 实验仪器表
Table2-1 The list of appliances of the experiment
2.工艺流程
图2-1 工艺流程图
Diagram 2-1 craft flow charts
我厂新型双氧水水离子交换工艺流程如图2-1所示。原料槽中的工业级双氧水以一定流速经过一级、二级吸附柱,除去其中蒽醌、重芳烃、重金属等对人体有害的成分,即可达到食品级双氧水的要求,如表2-2所示,经交换吸附后的双氧水,其指标全部优于国际卫生组织所提供的食品级双氧水FAO/WH0-92的标准。如再经过一级、二级交换柱,通过进口新型双氧水交换树酯的处理,除去金属离子,其检测结果如表2-3所示,达到欧洲通用的SMEI C8标准。
表2-2 我厂食品级过氧化氢与FAO/WHO-92标准的对比
Table 2-2 Our plant food-grade hydrogen peroxide contrast with the standard FAO/WHO-92
表2-3 我厂超高纯级过氧化氢与SEMI C8标准的对比
Table 2-3 Our plant Ultra-pure hydrogen peroxide level and standard of comparison SEMI C8
在设计方面,设备采用新型的集成化设计,全部离子交换柱集成于不锈钢控制箱中,在操作上采用电脑全程监控,力争做到操作简单、方便。
3.工艺特点
与国内现有提纯工艺相比,新型离子交换双氧水设备有以下特点:
3.1产量高,产品质量好。国内现有提纯工艺的提纯设备,年产量在900t左右,可以将分析纯的双氧水提纯到MOS级(相当于SEMI C7标准),金属离子在10ppb左右。在而新型的离子交换设备,年产1800t,并可将分析纯双氧水提纯到超高纯电子级,其金属离子在1ppb以下,测得各项指标符合SEMI C8标准(见表2-3所示),而残渣、酸度等指标明显优于现有工艺的标准(见表3-1)。
3.2操作简单,质量稳定。国内现有双氧水提纯工艺,多采用多级串联的方式进行蒸馏,因而控制点多,难以实现自动化操作,而且产出的双氧水各点浓度都不相同,如根据需要自行配制,易造成二次污染,影响产品质量。新型离子交换工艺流程简单,操作方便。全部采用自动化控制,通过控制进、出物料流量的稳定,保证产品质量稳定。
3.3能耗高,产出低是传统电加热双氧水蒸馏工艺的特点,产出一吨双氧水需耗电800kwh,普通年产1800吨双氧水装置,需耗电1440
000kwh /年,而新型离子交换装置能耗低、产出高,它使用的电动四氟泵功率为1.5kw,年耗电13000kwh,在产量相同的条件下用电量仅为普通的1%。
3.4占地面积小。传统蒸馏工艺,以年产MOS级双氧水1800吨装置为例,设备占地约为80-100m2,加上人员、物料流动的面积,占地达200m2。而离子交换设备加之人员、物料的流动面积仅为40m2是传统生产工艺占地面积的五分之一,可充分利用有限的空间进行生产。
4.安全性能高
蒸馏提纯双氧水的设备全为玻璃装置,如出现意外全靠人工处理,一旦处理不当,玻璃将四散飞溅,造成极为严重的人员伤亡和财产损失。而新型离子交换设备有自动、手动两套应急处理系统,一旦压力或温度过高,电脑也将从源头做起,自动切段双氧水进料泵,同时打开应急纯水泵,用纯水冷却、稀释和置换双氧水。一旦电脑失灵时,操作工人也可以手动切断进料泵,打开纯水泵。如果双氧水反应过于剧烈,自动、人工都不及反应,交换柱顶的爆破片将在柱内压力达到交换柱最大承受值的一半时,自动打开泄爆。万一超过交换柱承受极限,新型的塑料材质也可以保证柱体破裂而非四散飞溅,外部的箱体也会挡住所有可能产生的碎屑,最大程度地保证人员的生命财产安全。
5.产品结构多源化,传统提纯工艺由于工艺所限,得到的只有一种级别的产品,而离子交换工艺即可以得到超高纯电子级产品也可以获得食级的产品,填补了国内的两项空白,使企业面对激烈的市场竞争多了一份选择的从容。
三、结论
新型离子交换提纯工艺本着安全至上的设计理念,为操作人员提供了多重安全保障。它与传统工艺相比,全电脑控制、操作简单,大大减轻了操作人员的劳动强度,而产量高、品质好、能耗低且质量稳定的优点,适应了我国高纯试剂日益紧缺的现状,并为企业谋取了最大利益。(见表3-1、3-2)
表3-1新型过氧化氢与传统工艺提纯工艺条件对比
Table 3-1 new hydrogen peroxide purification technology with the traditional process conditions contrast
参考文献
[1]庞慧敏.我国双氧水生产发展与展望[J].中国化工信息,2000,(4):8.
[2]胡长城.过氧化氢发展综述[J].无机盐工业.1992.(2):29—3
[3]陈建波 曹杨. 双氧水市场分析及预测.川化.2007.第二期:25-33
[4]庞慧敏.我国过氧化氢生产发展与展望[J].中国化工信息.2000(4):8
【关键词】公共交通;公交优先;城市交通系统
1 公共交通优先
城市公共交通是城市中供公众使用的经济方便的各种客运交通方式的总称,包括公共汽车、电车、轨道交通、出租汽车、轮渡等等。公共交通是相对于步行、自行车、私人小汽车、单位车辆等个体交通而言的。
城市人多地少、设施集中、活动频繁的特点,决定了城市可用于交通的土地资源是有限的,而交通的需求却不断地扩大。随着我国经济发展和机动化程度的提高,现有城市交通系统已不能满足日益增长的交通需求,出现了严重的交通堵塞、交通污染、交通事故等城市交通问题。随着城市化进程的推进,这种不平衡趋势必将继续恶化。
优先发展城市公共交通是世界上许多发达国家和发展中国家解决城市交通问题的最有效途径之一,这一理念近年来也已经为社会各界所普遍接受和认同。一般认为,公共交通优先应该包含以下三方面的内容:
1)政府部门在综合交通政策上确立公交优先发展的地位,并在政策上给予支持;
2)在城市规划、建设上、确立公交的优先发展地位;
3)在交通资源的使用与管理上,确立公交的优先权利。
公交优先的关键在于:构筑以公共交通为核心的城市-交通体系。交通系统的构建和公交优先的实施均应围绕这一思想展开。
2 公共交通与城市发展
早在1933年,《雅典》提出,居住、工作、休憩和交通是城市的四大功能,其中交通是实现其他三大功能有机联系的关键因素。如图1所示。对现代城市而言,交通系统是城市经济正常运转的基础保障,是城市综合环境的基本组成部分,也是衡量一个城市综合竞争力的重要标志,更与每个市民的日常生活息息相关。
图1 城市四大功能
当前,我国正处在城市化进程不断加快的进程中,城市人口以每年1800万的速度增长。在全国666个城市中,有40%的人口聚居在40多个百万人口以上的大城市。基于人口众多、土地严重紧缺和土地政策的限制,决定了我国城市的发展只能采取高密度城市开发和高密度居住的模式。而在城市的建设和发展过程中,如果缺乏有效的引导和控制,极易导致城市以现有城市中心为圆心,呈现“摊大饼”式均质发展模式。
以公共交通引导城市发展的TOD模式是实现土地利用与交通系统互动的重要途径。国内外研究表明,TOD发展模式是引导城市有序、高效率发展的重要理念和手段。从交通的角度来说,土地利用形态决定了交通的发生、吸引和分布形态,并在一定程度上决定了交通结构;从土地利用的角度来说,交通的容量和服务质量改变了城市结构和土地利用形态。因此,公共交通与城市的用地发展方向、城市的布局紧密相关。城市副中心的建设,城郊地区的发展,必须和城市公共交通的发展同步进行。没有大运量的、快捷的公共交通出行方式作为引导,城市难以达到理想的空间布局。换言之,适合我国国情的城市发展战略是:以公共交通网络而不是道路网络来构筑城市的主骨架,以公共交通线路的合理布设来引导城市空间发展。
以公交为核心的理想城市发展模式是:建立多中心或组团式的城市结构,组团之间利用大运量的公共交通线路连接。将城区划定为几个中心,围绕小中心分布商业、办公、住宅区域,并建立子中心城之间的地下轨道,采取大众运输村的规划和设计模式。如图2所示。
3 公共交通与城市交通结构
在高密度的城市土地开发模式下,我国现有人均城市建设用地仅相当于国外的1/3~1/2,城市道路人均面积相当于国外的1/3。随着居民收入水平的提高,城市机动化快速发展,部分大城市业已进入汽车时代。交通系统的最终目的是人和物的空间移动。以单位运输效率来衡量,个体交通的效率远逊于公共交通(见表1)。据统计,北京小汽车动态占地面积为道路面积的77%,但仅承担了12%的出行量。在这一背景下,单凭增加道路交通系统供给,已难以承担日益增长的个体交通需求。为满足城市交通出行需求,解决城市交通问题的唯一途径是改善城市客运交通结构,大力发展公共交通。
4 公共交通线网与城市道路网络
公共交通线路网的发展经历了由单一交通方式单条线路向单一交通方式多条线路,再到多种交通方式综合公共交通网络的发展过程,其规划与设计是一项复杂的工作,涉及到城市路网结构、客流需求、车队规模、交通条件等因素。其中,城市道路网络系统是公共交通存在的客观物理基础,与公共交通线网的规模、结构、形式存在密切的关系。
依照现有规划流程,道路网络系统规划是在将城市全天出行od转化为机动车出行od的基础上进行的。公共交通系统和公共交通线网规划在时间序列上排在城市道路网络规划之后。实际上,对于公共交通线网可以与城市道路网络系统一起构建。换言之,(下转第3页)(上接第4页)可以公共交通线网最优作为城市道路网络设计的主要优化目标之一。对城市道路网络系统的改造,也可以参照这一原则。
5 公共交通与交通安全
公共交通不但是效率最高的交通出行方式,还是最安全的交通出行方式。根据koomstra等人的研究,道路交通安全可以采用3个基本要素描述,即在交通环境中的滞留(Exposure)、发生交通事故的机率(Risk)和交通事故后果(Consequence)。交通方式和结构对交通事故的发生机率和后果影响很大。根据2005年5月福建省某市的居民出行调查,和2005年1月-5月的交通事故统计数据,得出几种主要交通方式每百万次出行的交通事故伤亡率如表2。
由表可知,公交车是最安全的交通方式。因此推进“公交优先”战略,提高公共交通的分担率,不仅能够提高交通系统的效率,也有利于提高交通系统的安全性。
6 公共交通系统与慢行交通系统
慢行交通(含非机动车交通和步行交通)是城市交通系统中最常见的交通方式。非机动车交通具有绿色环保、节约能源和方便的优点,步行交通则是实现出发地、目的地接驳和交通方式转换中必不可少的环节。一个运作良好的公共交通系统,必然有一个合理的慢行交通系统作为支撑。在城市交通系统中,公共交通系统和慢行交通系统的合理分工是:公共交通主要线路承担城市主要od节点之间的客流,慢行交通系统沟通公共交通站点与用地之间的交通联系。按照《城市道路交通规划设计规范》的要求,公共交通车站服务面积,以300M半径计算,不得小于城市用地面积的50%;以500M半径计算,不得小于90%。以步行速度3.0~4.5km/h,自行车车速12~15km/h记,围绕公交站点构筑的步行圈半径距离控制在500米左右,步行时间约为5~10分钟,围绕公共交通站点构筑的自行车出行圈半径可取1.5km,骑行时间约5~10分钟。在围绕公共交通站点构筑的慢行交通圈内,必须构筑完善的慢行设施,提供良好的慢行交通环境。
7 公共交通系统与交通语言
交通语言系统是交通管理者与出行者之间进行信息交流的工具,是以颜色、符号、文字和声音等为基础的符号体系和规则体系的集合体。交通语言不仅包括常见的交通标志标线,还包括其他一切通过静态和动态方式向交通参与者提供的交通出行信息。
公共交通的交通语言包括两个层面:一是指引出行者如何、到何处乘坐什么类型的公共交通,此层面是公共交通导向信息中的战略信息部分;另一个层面是公共交通设施本身属性对出行者的指引作用,是公共交通导向信息中战术信息部分。在信息提供过程中,除了常规的信息提供媒介外,还应基于人性化考虑,充分发掘公共交通系统的信息提供方式。
【参考文献】
[1]陆化普.解析城市交通[M].中国水利电力出版社,2001.
[2]邵海鹏.道路交通语言系统基础问题研究[D].同济大学,2006.
[3]全永.路在何方-纵谈城市交通[M].中国城市出版社,2002.
关键词:激光开封;同轴共焦;可视化操作
引言
芯片开封(IC decap)是通过物理或化学的方法逐层剥离各类芯片的封装材料,以实现芯片内部结构的目检和电气测试[1]。芯片开封是进行芯片失效分析的重要手段。现行的芯片开封方法有机械开封法、酸刻蚀开封法和等离子体开封法等。机械开封法利用钻头或刀具去除芯片的封装材料,这种开封方法速度慢,可控性差,对结构尺寸微小的芯片不适用;酸刻蚀开封法的原理是以适量强酸腐蚀芯片的塑封层,酸刻蚀开封法形成的废液容易造成环境污染,且开封过程也不可控;等离子体开封也称为化学干腐蚀法[2],是利用高电压产生强电场,引起反应室内的气体电离产生等离子体,利用等离子体将环氧树脂裂变成粉末,这种方法对芯片性能的影响最小,但是开封过程非常缓慢,一般用于高度集成的器件开封或者进行失效分析。
激光开封是随着激光技术的发展而形成的一种新型芯片开封技术,具有开封速度快、可控性好、无污染等一系列优势,正在成为芯片开封技术领域的研究热点。
激光芯片开封的基本原理是利用高峰值功率、高稳定性的脉冲激光作用到芯片的塑封层上,激光作用点处的塑封层发生汽化而被逐层剥离。在实际的激光开封系统中,激光束被聚焦成微米量级的光斑来完成精细化的开封作业,同时采用高速振镜作为光束偏转器实现高速开封。激光开封机是综合了光学、精密机械、电子和计算机等技术于一体的光机电系统。文章研究工作所依托的激光开封系统集成了同轴影像系统、排烟除尘系统、升降工作台等辅助系统,在此基础上对激光芯片开封工艺进行研究。
1 激光开封工作原理
激光开封的工作原理示意图如图1所示,一束经过聚焦的脉冲激光作用到芯片的塑封材料上,当激光束的功率密度达到108W/cm2,所产生的高温使激光作用点处的塑封材料等离子体化[3],在表面形成一个“凹坑”。激光束通过振镜的偏转在芯片表面作面扫描,塑封材料就会被逐层等离子体化,直至露出键合丝或晶圆。开封过程中产生的等离子体冷却后形成的烟尘由排烟除尘系统实时排除。
文章试验使用的LD-01型激光开封机是一款自主研发主要应用于塑封芯片开封的专用设备,使用该设备对某芯片进行开封,前后效果如图2(a)(b)所示。
2 激光开封系统总体结构组成及工艺流程
激光芯片开封机主要由激光器、控制系统、光学系统、摄像系统和排烟除尘系统等部分构成,分别实现激光加工功能、Z轴升降调节功能、同轴共焦摄像[4]功能(含辅助照明)和排烟除尘功能等。
(1)激光器。激光器是激光开封系统的核心部件之一,经过不同波长激光器开封试验,确认实现塑封芯片开封效果较好的激光波长为1064nm。本试验使用的激光开封系统采用了进口高峰值功率、高光束质量的固体调Q激光器,最高平均功率为20W,输出重复频率可达15kHz~200kHz。通过调节激光输出的泵浦电流、重复频率等参数实现不同材料、不同厚度的芯片开封作业。
(2)控制系统。控制系统主要包括工控机和相关控制板卡,通过自主开发的激光开封软件实现对激光器、扫描振镜、变焦镜头以及升降工作台等部件的智能控制和影像数据的采集。
(3)光学系统。文章使用的激光开封系统实现了激光光路与影像光路的同轴共焦设计,即实现激光与相机镜头的主光轴重合,激光焦点与成像焦平面重合。光学系统是激光开封机实现可视化开封作业的关键部件。
(4)摄像系统。摄像系统通过对工作台面上的待开封芯片高清成像来实现可视化开封过程。文章采用的摄像机镜头可以实现最高十级光学放大,最大视场为50mm×50mm。因此,对不同大小的芯片设置不同的放大倍率,以获得最佳的可视化效果。
(5)排烟除尘系统。激光开封过程中产生的大量烟尘、废气等会对设备和操作人员的人身安全造成一定的威胁,需要通过独立的排烟除尘系统来排除烟尘、废气。
使用该套自主研发的激光开封系统,其操作工艺流程:首先将待开封芯片放置于工作台上并夹紧,电动调节工作台的高度直至获得芯片表面的清晰像,此时芯片也处于激光的焦平面上,调节相机的放大倍率以获得最佳的视场。再在芯片的像面上直接绘制开封区域图形,也可以根据导入的待开封芯片的X光图选定开封区域,这样可以进一步提高开封效率。选定开封区域后,根据芯片塑封层的材料、厚度等设置开封速度、激光功率、重复频率等参数,启动开封作业,待芯片键合丝露出后停止开封。具体流程图如图4所示。
在进行实际激光开封时,需要对样品模塑料EMC芯片进行不同开封工艺参数的尝试,即对图4所示的设置开封参数进行不同的组合,以达到较好开封的目的,但无论怎么设置,对于激光开封而言,其开封工艺参数基本在激光功率、重复频率和开封速度上,其他的参数可作为辅助参数进一步提高开封效率。
3 激光开封工艺研究
激光开封作为一种新型的芯片预开封工艺,可以显著提高芯片的开封效率和和开封速度,减轻环境污染。然而在实际的激光开封作业中,高峰值功率的激光束不仅可以汽化塑封层,也有可能对芯片键合丝或晶圆造成损坏,这样就会引入新的失效因素,因此,必须采用合理的开封工艺参数来保证开封效果。开封工艺参数主要包括激光功率、激光重复频率和开封速度(振镜扫描线速度)等。
(1)激光功率。文章使用的激光器通过调节泵浦电流的大小,在重复频率不变的条件下,激光输出的平均功率和峰值功率都随着电流的增加而增大。在激光开封过程中,功率过小会导致开封速度缓慢甚至无法实现“开封”作用,功率过大容易造成芯片键合丝或晶圆的损伤,如图5(a)、(b)所示。文章经过实验研究,结果表明设置泵浦电流为4A~4.5A,对应激光功率5W~10W时,可以获得较为理想的开封效果,同时保证开封速度和避免对芯片内部结构的损害。具体的激光功率参数还要依据待开封芯片的厚度来确定。
(2)重复频率。重复频率即单位时间内激光器输出的脉冲数目,文章采用的固体调Q激光器的峰值功率主要由重复频率决定,在泵浦电流一定的条件下,激光的平均功率随重复频率的增加而上升,而峰值功率随重复频率的增加而下降。在激光开封过程中,保持泵浦电流不变,在低频条件下开封效果较为理想,提高重复频率,开封速度减慢且开封效果变差,芯片发热量显著增加。当重复频率超过50kHz时,芯片表面呈现局部熔化现象,基本无法实现“开封”作用,这是由于当重复频率提高到一定程度,激光脉冲的峰值功率不足以使塑封材料等离子体化而全部转化为热效应。文章经过实验研究,结果表明,当激光重复频率为20kHz~30kHz时,开封区域表层平整,芯片发热量较小,具有较为理想的开封效果如图5(c)、(d)所示。
(3)开封速度。开封速度即振镜扫描线速度,激光开封过程是通过激光束在开封区域的逐行线扫描实现的,当全部开封区域扫描完成即实现了“一层”的开封。开封速度决定了激光束在开封区域单位面积上的作用时间,开封速度越快,激光在开封区域内的作用时间越短,去除的塑封材料也越薄,但完成一层扫描的时间越快。在实际的开封作业中,要根据芯片塑封层的厚度和开封区域的大小来设置合适的开封速度。对于塑封层较厚的芯片,要适当减小开封速度,以增加单层开封的厚度;对于开封区域较大的芯片,要适当提高开封速度,减小单层开封的时间。文章的实验结果表明,设置开封速度为500mm/s~600mm/s,完成开封的层数为10~15层时,可以尽可能的减小激光对芯片内部结构的损伤,实现较为理想的开封效果。
通过以上工艺参数的对比研究,分别开展了对金丝、铜丝、铝丝键合的模塑料EMC芯片进行开封试验,研究表明,以露出键合丝为停止开封的判断,可以有效保护好键合丝,且不受键合丝种类的影响。
4 结束语
激光开封的目标是对芯片塑封材料进行分层精细化去除,同时避免激光对芯片内部键合丝和晶圆的损害。为了实现这个开封目标,需要对激光功率、重复频率和开封速度(振镜扫描线速度)这三个工艺参数开展广泛的实验研究。LD-01型激光开封机的开封实验结果表明,激光功率5W~10W、重复频率20kHz~30kHz和开封速度500mm/s~600mm/s是实现较好开封效果的工艺参数窗口。
参考文献
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【关键词】公共艺术教育课程 问题 有效措施
地方高校艺术教育作为人文素质教育的重要组成部分,是对学生进行美育以及情感教育的重要内容和主要途径。在高校公共艺术教育中有效地体现和实施艺术教育的目的,构建科学创新的艺术教育课程体系,满足当代大学生在艺术及音乐审美等方面的需求,就需要对公共艺术教育及课程设置等方面进行研究与探索。
一、高校公共艺术教育课程的重要性
艺术教育是素质教育的重要组成部分,对实现素质教育起着重要的作用。大学生不仅具有较高的专业技能、扎实的理论基础知识,还具有严谨的思维能力。普通高校开展公共艺术教育课程有助于提高大学生的思想道德水平,拓展大学生文化视野,提高大学生文化素养,培养和提高大学生的创新能力,有效地促进大学生的心理健康发展。目前,全国各地高校提出全面推进素质教育,培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。高校利用艺术技能、知识和素质教育提高学生的艺术欣赏能力,陶冶学生的情操,实现了学生的全面健康发展。艺术教育对当代大学生深层素质的滋养与开发,是其他任何教育难以企及的,更是无法替代的,所以我国高校公共艺术教育课程是不可或缺的,在实施和推进我国高校教育中具有不可替代的地位和不可忽视的重大意义。
二、高校公共艺术教育课程存在的问题
(一)公共艺术教育课程设置不合理
目前我国普通高校公共艺术教育课程设置具有不科学、不合理的地方,许多课程都是教师根据自己的主要教学意向自主设置的,课程结构不完善,教学模式单一,开课随意性大,课程课时短、类型少、涉及面窄。很多高校在师资队伍和资金上的投入过少,限制了公共艺术课程的开展,根本无法满足素质教育的要求。另外,很多新建本科院校还没有建立起专门的公共艺术课管理机构,得不到组织和制度上的保障,教学质量监控机制和评价体系不完善,缺乏公共艺术课教学所需的教室和器材,也没有学生进行艺术活动的场所。因此,公共艺术课的开展和教学质量的提升受到很大的限制,从而达不到美育的目的。
(二)公共艺术教育没有与当地的地域文化特色很好地结合
有些高校的公共艺术教育课程未能与当地特色的地域文化相结合。根据我国高等教育公共艺术课程的指导意见,高校要根据区域性、民族性文化教育的要求开设特色课程。但是,很多高校忽视了这部分重要的教学内容,最终导致了学生对于学校所在的地方文化一无所知,造成了学生艺术修养的缺失,更丧失了对学生进行民族文化教育以及爱国主义教育的最佳时机。
(三)高校公共艺术教育背离公共性
高校公共艺术选修课面向全体大学生,具有公共性的特点,这也是其重要特色。在大部分高校中我们可以发现,在一些高校组织的演出中,只有个别学生表现突出,这些学生就是艺术特长生。这些艺术特长生在平时接受艺术教育的机会远多于普通学生,这就背离了公共艺术教育的公共性特点。失去了公共性,也就等于否定了高校公共艺术课程专业的存在价值。
三、完善高校公共艺术教育课程的有效措施
(一)加强普通高校公共艺术教育师资队伍建设
普通高校要加强公共艺术教育课程师资队伍建设,必须定期对教师进行专业培训,加强普通高校公共艺术教学管理,提高专业教师的专业水平和艺术素质,确保普通高校公共艺术教育质量良好。目前,很多新建普通高校担任公共艺术课程教师的大都是艺术专业的兼职教师,他们既要教授艺术系专业学生,还要兼任非艺术类学生的公共艺术教育。一些院校对公共艺术教师重视不够,认为艺术专业教师的能力强,而公共艺术教师的专业能力差,这就使得公共艺术教师的积极性不高。受过专业艺术教育的教师大都过于偏重技艺传授而忽视人文知识教育,不利于学生的全面发展。因此,要进一步完善教师进修体系,深化教师自身专业理论、专业技能和教学能力;并且根据公共艺术教育课程结构,派出相关教师进修或引进相关专业教师,合理地配置教师资源,为学生艺术素质的提高提供强大的师资队伍。
(二)对课程进行合理设置,突出课程特色
课程的构建应呈现出比较清晰的体系,课程的内容则要走向综合化。初步以音乐、舞蹈、文学、影视、美术五大艺术门类为主干,以艺术欣赏、艺术技能、艺术理论三大板块为中心来开设和发展各类课程。在公共艺术课程体系建设中,应删除过于专业化和对学生基础要求比较高的课程,要以提供非艺术专业的普通高校学生适合的艺术教育课程为目的来进行课程设置。增加民族文化艺术的科目,编入选修课程,特别是要将最具当地特色的民族文化引入选修课程中,充分发挥地域优势,突出特色。高校要针对教师所具有的当地民族文化基础知识水平、授课能力组织培训。例如,教师应较好地掌握民族民间音乐的演奏、演唱风格和技能技巧以及民族手工艺品的制作流程等。高校在课程体系建设方面要开创新的思路,要在教学大纲中对地域文化按照区域性及种类进行划分,合理、科学地安排教学计划。最后,高校还要运用灵活多样的考试和评价方法,对学校公共艺术教育的实效性进行考查。
(三)对公共艺术教育课程的教材进行规范化、统一化
对于公共艺术教育课教材的使用应该进行规范化,教材的内容应该和中小学以及艺术专业学生使用的教材区分开来,高校公共艺术教育教材应该属于艺术通识教材。公共艺术教育教材内容要体现知识面广,难易程度要把握准确,要符合大学生能力的基础训练。教材要有新意,符合时代性,要切合普通高校大学生的文化底蕴与艺术修养的实际。也就是说,教材要具有一定的知识广度和一定的知识深度,满足大学生的求知要求。选用教材时还需注意,要避免过多关注艺术学科内容,而不能反映多元文化、现代科技对艺术教育的影响。这类教材容易造成明显的知识倾向,并且会削弱学生的学习兴趣。
(四)完善教学质量监控和评价机制
在公共艺术教育中,教师面对的是不同专业学生组成的大班,应该加强课堂考勤与管理。同时,学校应将公共艺术课程纳入学校教学督导体系,建立常规的教师听课制度,不定期检查教案、教学进度、学生作业等情况,及时发现问题、解决问题。建立网络评教平台,以评促教,提高艺术课程的教学质量。公共艺术课程的考核可以实现课堂、考试、艺术实践活动相结合,逐步建立起能够提高大学生艺术素质的公共艺术课程评价体系。
四、结语
总之,要提高普通高校公共艺术教育的质量,管理者必须要转变观念,建立专门的公共艺术教育机构,优化课程结构,合理配置资源,建立起科学化、系统化和可操作性的课程体系和教学模式,提高教学质量,从而真正提高大学生的艺术素养,达到美育的目的。
【参考文献】
[1]刘庆青.普通高校艺术教育管理模式探微[J].浙江传媒学院学报,2002(01).