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【关键词】管理信息系统 课程设计 教学改革
管理信息系统课程是高等学校经管类专业的一门基础平台课,主要讲授管理信息系统的基本概念和关键应用等方面的内容,其课程设计是学生课程结束之后,进行的一项综合性课程设计,是经管类专业学生一个重要的实践教学环节。
课程设计是使学生根据设定的题目和要求,通过查阅相关资料,并动手操作,完成相关实验,并最后写出课程设计报告。本课程设计主要培养学生对管理信息系统领域的全面认识,特别是从管理的角度认识信息系统和应用信息技术解决组织管理问题等。在本课程设计中,不仅要使学生的基本技能得到训练,还需要提高他们的信息技术应用能力和创新能力,为后续课程的学习和毕业设计等奠定基础。
一、当前课程设计存在的问题及原因
结合教学团队的教学实践,总结现有课程设计经验,发现主要存在以下问题。
1、学生先修课程参差不齐,课程设计质量得不到保证
管理信息系统是经管类专业的一门基础平台课,不同专业的学生先修课程有差异。信管专业学生修过程序设计、数据库系统和计算网络等课程,对计算机系统和信息系统的开发有比较好的认识,而财会、工商管理和工业工程等专业修的计算类课程较少,基础较薄弱。现有本课程设计内容通常在管理信息系统的设计及开发的内容占比较多,未考虑到各专业学生的基础差异,教学质量难以保证。
2、课程设计的资金预算有限,可供选择的实验用软硬件较少
本课程介绍的信息系统如ERP、CRM和SCM等功能复杂,系统规模庞大。如果购买商业软件进行实验,成本很高。在有限的预算下,能够用于实验用的硬件设备和软件较少。因此,现有本课程设计的实验环境和实验软件经常变动,而且不成系统。
3、课程设计的培养目标较不清晰,部分内容与其他同类课程设计有重叠
管理信息系统课程主要培养学生对企业管理信息系统的全面认识,并应用信息技术解决企业管理问题。其与信息系统分析与设计课程的部分内容重叠。如果本课程设计不合理,往往造成本课程设计内容与信息系统分析与设计课程设计内容存在重复,教学效果不好。
二、课程设计教学改进措施
针对上述问题,本课程设计采取以下改进措施。
1、在内容上照顾各专业的差异,确保课程设计质量
由于各专业的课程有差异,基础不一,在本课程设计上,实验内容避开具体的软件设计和程序开发等内容,侧重于培养学生对企业信息系统的理解和使用,提高学生的动手操作能力,学会应用信息技术解决企业的实际管理问题。
2、立足开源软件,减少课程设计的资金预算
开源软件可以免费用于教学和科研,当前企业也经常应用开源软件进行商业产品的研发。本课程设计使用的数据库软件为MySQL,中间件软件为JBOSS,企业管理软件为OpenERP等。这些软件都是当前企业信息系统开发用到的主流软件。让学生在实验中使用这些主流的开源软件,不但减少了课程设计的资金预算,而且为学生未来就业打下基础。
3、明确课程设计的培养目标,合理安排实验内容
为避免与其他课程设计内容雷同,本课程设计依据信息系统项目实施过程进行设计,侧重于信息系统的实施和应用。信息系统项目实施一般包括“准备和计划”、“规划设计”、“原型测试”、“试点运行”和“全面(试)运行”和“评估和总结”六个阶段,如图1所示。依据此过程,我们设计了五个实验。系统部署、系统初始化、系统测试、系统切换和系统应用。系统部署实验目的是使学生掌握管理信息系统部署过程,重点熟悉数据库、中间件和OpenERP软件安装。系统初始化实验目的是使学生掌握系统初始化内容,涉及组织结构、权限、产品及BOM等数据的配置。系统测试实验目的是让学生掌握测试用例编写方法,掌握功能测试和性能测试要领。系统切换实验目的是使学生理解系统的直接切换、并行切换和分步切换的区别,学会编写系统切换脚本和合理安排系统切换计划。系统应用实验目的是使学生了解管理信息系统主要功能,掌握管理信息系统使用方法,学会利用管理信息系统的功能解决企业实际运营问题。
三、结束语
本文针对现有管理信息系统课程设计存在的问题,提出了一些改进措施,设计一套管理信息系统的实验。这套覆盖了整个信息系统实施全过程,通过整个实验的实施,使学生对管理信息系统有较深的全面了解,并掌握了管理信息系统导入的全过程。通过几个学期的实际应用,效果不错。
参考文献:
[1]侯治平.管理信息系统课程考核改革研究[J].科教导刊,2015(10):37 -38.
[2]潘华,王乐鹏,李丽.“管理信息系统”精品课程建设中若干问题的思考[J].改革与开放,2015(9):101-102.
Abstract: Aiming at the current teaching and shortcomings of JAVA course design, this paper discussed systematic the teaching pattern on the JAVA course design, put forward some ideas on computer programming courses design, these methods were positive for course teaching reform.
关键词: JAVA;课程设计;教学模式;评价体系
Key words: JAVA;course design;teaching pattern;evaluation architecture
中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0226-02
0引言
当前各类高等院校都会在本、专科开设至少一门计算机程序设计类必修课程,例如:Visual Basic语言、Visual FoxPro语言、C语言、C++语言等[1],并安排了相应的课程设计。但从实际教学情况来看,计算机程序设计类课程设计教学却存在着诸多问题,导致课程教学低效。针对这种状况,笔者结合自身教学实际,以JAVA课程设计为例,对计算机程序设计类课程设计教学存在的问题加以分析,并提出解决问题的思路与对策。
1JAVA课程设计的教学现状分析
从国内计算机程序设计类课程设计教学现状来看,存在的问题和原因主要有如下几点:
1.1 课程设计认识不到位,目的性不强部分教师和学生对课程设计的认识不到位,认为课程设计无非是把该课程的几个知识点简单凑合在一起所构成的“拼盘式”课程,认为课程设计就是大作业,并在授课时基本上按教材章节顺序授课,实施的目的性不强,与专业的整体发展结合较差,达不到课程设计要求。从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节[2]。
1.2 课程设计选题单一,内容陈旧现行的JAVA课程设计存在着选题单一、内容陈旧、理论过多、与实践相脱节的情况,不能从多视角去发现和创新,寻找新的命题。很多从事JAVA课程设计指导的教师本身缺乏大型项目开发的实战经验和经历,对课程设计的题目和内容往往无法准确的地位,设计的题目和内容与实际相脱节;同时,部分学生对教师设计的题目和内容也不一定感兴趣,因此也容易扼杀学生的积极性和创新能力。
1.3 课程设计评价方法不够科学,标准简单大多数课程设计是以小组的形式完成,参与学生多,指导教师制定课程设计时要求不明确,分工不详细,监管力度不到位,容易导致项目开发团队在执行的过程中出现某些学生任务过重或者过轻的情况。并且现行课程设计的评价往往是指导教师根据学生提交的报告来评分,这样容易忽略对学生综合能力的评价,可能只反映出小组整体水平甚至是某个学生的水平,而不能反映出小组每个学生的真实水平。
1.4 实验室设备落后,管理不够完善指导教师在安排课程设计时使用的是新技术、新设备和新方法,而学生到实验室所接触到的往往是一些过时的、陈旧的和落后的实验设备和应用软件,很难真正满足教师和学生对实验室的需求;另外,大多数实验室还要承担其他专业和年级的实验教学任务,无法有效保障课程设计的教学任务。
2JAVA课程设计教学模式的设置
课程设计是课堂理论教学的延伸和补充,是综合性较强的实践教学环节。它能使学生全面掌握该课程的基本知识、基础理论、基本技能,并能将本课程的各个知识点融会贯通,训练、培养学生把所学知识应用到实际中去的能力。对于帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容,培养学生的实践和实际动手能力,提高学生素质具有很重要的意义[3]。为改善计算机程序设计类课程设计教学,笔者有如下几点认识和思考:
2.1 引导和帮助学生树立信心,端正学习态度由于学生对JAVA课程设计往往具有畏惧情绪,不知从何着手,指导教师要做好宣传和引导工作,帮助同学们消除恐惧感,同时加强对学生诚信品质的培养,杜绝弄虚作假和抄袭现象的发生,端正学生的学习态度,确保课程设计的顺利进行。
2.2 研制课程设计教学平台,规范设计成果组织有关人员,在现有硬件资源和网络环境的基础上研制课程设计教学平台,开通FTP功能和WEB方式管理功能,便于师生间的交流和管理。
指导教师可利用该平台安排课程设计的题目、要求、进度和答疑,以及查阅和审核课程设计总结报告等相关资料。学生可根据自己的专业基础,兴趣和未来就业意向通过该平台选择自己喜欢的题目和指导教师,并通过FTP提交课程设计成果和总结报告等相关资料。
学生在指导教师的指导下,有选择性地进行分组,一般3至5人为一组,选定组长,确定开发项目,设计和论证项目的总体方案,规划出项目计划(包括编写目的,项目背景,参考资料,标准、条约和约定,以及项目概述和团队组织等),配置计划和开发计划等,报告指导教师批准后方可开始实施。课程设计完成后,按照统一制订的文本规范,小组的每位成员都必须提交一份关于课程设计的总结报告,结报告正文主要包括项目需求分析(方案的可行性分析、方案的论证等内容)、项目总体设计(系统的总计结构设计等内容)、项目详细设计(各模块的设计、算法原理阐述、完成的程序框图等)、项目复审(对分析、总计设计和详细设计进行详细的复审)、编码(设计结果进行编码的程序清单)、项目测试(使用程序调试的方法和技巧排除故障;选用合理的测试用例进行程序系统测试和数据误差分析等)和总结(本设计核心内容程序清单及使用价值、程序设计的特点和方案的优缺点、改进办法和意见等),以及主要参考文献。
2.3 结合专业发展和社会需求,增强课程设计的针对性计算机技术的快速发展要求我们将新的知识单元及时引进到教学中来,课程体系的设置要有超前和发展的眼光[4],但课程体系的设置、教材的编写无法及时保持教学计划的动态性和前瞻性,而课程设计实践环节恰恰能够弥补这一不足,对专业主干课程和专业基础课程安排课程设计,利用寒暑假组织学生在校内或者到企业开展项目研究和开发,通过综合运用专业基本知识和理论来分析和解决实际问题,学习程序设计开发的一般方法,掌握项目开发的过程及方式,培养正确的设计思想、分析问题和解决问题的能力;通过对标准化、规范化文档的学习和查阅有关技术资料等,培养项目设计开发能力,满足和适应社会和IT行业的需求。
2.4 培育课程设计意识,完善过程管理没有过程管理必然流于形式。在课程设计的过程管理中主要狠抓五个环节:一是任务书,课程设计任务书是指导教师填写并经审议后按组提供给学生的,每组一份,主要包括本课题要解决的主要问题,计划进度和规定学生必须阅读的重要文献,以及大体上可从哪几个方面去研究和论述等,要求学生按照任务书的要求按时保质保量完成任务;二是师资队伍,选拔具有项目开发经验的老师或者引进企业技术人员组成课程设计指导团队,并备课,以学进度和重点安排,保障学生在课程设计实施中学有所得;三是制订统一的评价标准和规范文本,以增强课程设计过程管理的科学性和严密性,保证课程设计成果的完整性;四是对课程设计的成果进行汇总管理,教研室并组织抽查与评估,保证教学活动落到实处;五是把课程设计作为学校课程改革的一项探索性工作予以重点扶持,提供经费和设备保障。
2.5 建立合理,科学公正的师生互动评价体系为保证课程设计的实现效果和考核的准确性,建立合理、科学、公正的师生互动评价体系,将评价的过程分解到课程设计的各个环节,本文建立的评价体系包括:课程设计成果,演示与答辩和互动评价三部分,详细评价标准见表1。表中给出了各评价项目达到A级的具体要求和评价主体,各项目的评分分为A、B、C、D、E五个等级并赋予相应的分值范围。最后学生的总评定成绩为40%×课程设计成果+30%×互动评价+30%×学生演示与答辩评分。评价的表达既有等级性的定量评价,又有描述性的定性评价,这些评价的主要目的是引导学生对课程设计学习的兴趣,而并非简单的成绩评定。
3结束语
课程设计作为教学计划中的重要一环,它承担着培养学生综合运用所学的知识和掌握的技能,分析和解决实际问题,独立工作,团队协作,问题表达等能力的任务。通过课程设计能够提高学生的职业素质、实操技能和项目经验,有效地缩短同企业需求之间的差距,缓解“企业招聘难、毕业生就业难”的困境。因此,必须高度重视并积极探索计算机程序设计类课程设计教学的改革。
参考文献:
[1]王海坤.程序设计类课程教学中学习兴趣的培养与探索[J].科协论坛,2010,(5)(下).
[2]韦宇炜,聂笃宪.软件工程课程设计教学模式探讨[J].考试周刊,2010,(11).
课程设计选题合理与否,是课程设计改革的重要环节,应注意课题的综合性、实用性及层次性[2]。课程设计环节中增加高分子材料改性及工艺探索的题目,目的在于加深学生对《高分子材料成型工艺学》、《聚合物改性原理及方法》等课程知识的理解,提高其理论联系实际和灵活运用知识的能力。选择合适的题目是保证学生如期完成课程设计的前提。课程设计环节比毕业设计环节少了8周的时间,因此课程设计选题应“小而精”,难度应明显低于毕业设计题目。如果选取完全没有研究基础的题目,学生前期探索实验会花费过多时间,不利于课程设计顺利进行。基于以上原因,笔者在以往毕业设计题目的基础上进行延伸,确定了课程设计相关题目。例如往届学生曾做过“硅橡胶阻燃材料性能研究”的毕业设计题目,对于硅橡胶混炼及硫化工艺积累了一定的经验数据,而硅橡胶材料力学性能指标还不尽如人意,需要进一步改进配方。可以在此基础上引出两个课程设计题目:“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”,并由两个学生分别完成以上题目。由于有前人的基础,学生在实验过程中没有重复探索相关工艺参数,实验直接切入主题,有利于在有限的时间内完成课程设计。此外,两个课程设计题目虽各有侧重,但主要原材料及成型工艺都相同,故两个学生可共用一套成型设备,大大节约了设备预热及清理时间。将学生按相近课题组成互助小组,不仅提供设备利用率,也有利于学生在遇到问题时,相互讨论,相互促进[3]。
2实验人员安排
我校高分子材料与工程专业每年招生人数为80人,现有实验室设备条件尚不能满足全部学生同时开展材料改性及工艺制定等实践内容。因此,合理安排课程设计环节进行材料改性及工艺制定的学生人数,是如期完成课程设计内容的必要保证。按照人才培养方案,本专业课程设计安排在第四学年秋季学期最后4周进行。此时学生的专业课程学习已全部完成,学生对于自己的就业去向也有了初步规划。可以结合学生的就业意愿安排其课程设计内容。对于工作单位已落实为材料改性或工艺制定岗位的学生,可以优先安排其在课程设计阶段进入相关实训。课程设计内容与学生就业去向密切相关,可以充分调动学生的积极性,自觉参与到课程设计的各个环节。在本次课程设计改革试点工作中,2010级的一名学生对于硅橡胶材料配方优化题目很感兴趣,原因就是与其签约的工作单位主要生产硅橡胶产品。这名学生在课程设计过程中充分发挥了自身的主观能动性,在实验遇到问题时没有被动等待老师的安排,而是通过多方搜集资料以及与指导老师讨论等方式积极寻求解决问题的有效途径。学生在课程设计阶段提前进入“工作状态”,为学生更快适应企业工作节奏和工作思路奠定基础。
3实验进度安排及突况处理
课程设计时间只有4周。以往安排学生绘制模具图,主要按照塑件图测绘(1周)—装配图设计及绘制(1周)—零件图绘制(1周)—说明书撰写(1周)来安排进度。模具设计过程中基本不存在突发因素,设计进度容易控制。如果在课程设计中安排材料改性、工艺制定等内容,则可能由于设备故障、原料采购不及时或其他因素影响实验进度,导致学生无法如期完成课程设计[1]。为此,课程设计指导老师需要提前做好原料及实验设备的准备、检查工作,并做好应急预案。在本次课程设计改革试点工作中,主要按照资料收集、初定方案、实验验证的思路安排进度。仍然以“硫化剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”、“结构控制剂种类及用量对硅橡胶力学性能的影响”这两个课程设计题目为例:第1周进行资料搜集并初定两种硫化剂(结构控制剂)备选;第2周进行硫化剂(结构控制剂)种类筛选;第3周确定硫化剂(结构控制剂)最佳用量;第4周整理数据并撰写课程设计小论文。从实际试点情况看来,学生在4周内完成材料改性等课程设计题目是基本可行的,所有参与试点的学生都如期完成了课程设计预定内容并按期提交了课程设计论文。在试点工作中,也出现了一些突况。在实验进行过程中,个别设备由于电压不稳导致温控器失灵而维修了几天,耽误了进度。但由于参与试点的学生们积极性及配合度较高,在第1周仅花了3天时间就提前完成了资料收集及方案的初步确定。在设备维修期间,指导教师及时调整进度,让学生把实验数据整理及课程论文框架构建与实验同步进行,大大缩短了后期课程论文撰写的时间,从而保证了课程设计如期完成。
4结语
【关键词】单片机 理论与实验 课程设计 协同教学
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)31-0243-01
引言
单片机理论、实验和课程设计相关课程体系是各高等院校电子电气信息类工科专业基础专业课程设置的重要组成部分,为大学生深入学习掌握单片机的基本原理,设计方法,实践应用等打下基础。大多数理工科高校开设这些课程,对学生进行综合培养。对于单片机的理论与实践教学,既可以选择汇编语言,也可以选择C语言进行。在高校的实际教学工作中,大多数老师是选择汇编语言进行教学的,因为从汇编语言入手能更好的掌握单片机的硬件资源使用原理等,也有部分老师是直接使用C语言进行教学,认为汇编语言编程过于繁琐,而C语言编程能够在将来的实践工作中得到更好的应用。本文通过总结作者多年来在单片机相关课程教学积累的经验和教学研究心得,以51单片机理论、实验和课程设计教学为例,对如何在使用不同编程语言进行繁琐和复杂的教学中使学生更好地掌握单片机知识体系进行了探讨。
1.单片机理论教学
1.1 汇编语言理论教学
单片机是一个把中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、并行IO接口、串行IO接口、定时器计数器、时钟振荡电路等集成在一起的控制芯片,硬件资源简单且丰富,也易于扩展电路,所以单片机的学习侧重点首先在于掌握硬件资源使用方法。因为汇编语言实际上是CPU能够识别的机器码的助记符,从汇编语言入手开始教学,能够使学生更好地掌握单片机的硬件资源使用原理。使用汇编语言编程可以很方便地对单片机存储器地址直接进行存取操作,也能很方便地对存储器地址进行整体安排分配,前提是对单片机硬件资源非常熟悉,能够灵活调用。比如指令MOV、MOVC和MOVX可以分别访问单片机内部的数据存储器、程序存储器和外部扩展的数据存储器。汇编编程的缺点在于进行算术运算和逻辑判断跳转等比较繁琐。
1.2 C语言理论教学
国内的单片机C语言程序设计教程多数的编排都会在前面开始的章节介绍单片机硬件资源以及汇编语言指令系统,然后以更大篇幅讲述C语言程序设计语法和针对硬件资源的编程。针对单片机的C语言程序设计语法与计算机C语言高级程序设计编程语法基本一致,而针对硬件资源的指令又类似于汇编语言指令系统,所以应该可以说单片机C语言程序设计是计算机C语言高级程序设计和汇编语言指令结合体。要掌握好C语言编程依然要对于单片机的硬件资源理解透彻并能灵活调用。但是C语言针对硬件资源的指令与汇编语言指令比较起来却不如汇编那么直观,也不如汇编指令那样更加有助于单片机硬件体系结构的理解。
为了使初学者能够更好地理解单片机硬件体系结构,掌握硬件资源的调用,选择汇编语言进行教学显然是更加合适的。
2.单片机实验教学
单片机作为电子电气信息类专业的一门专业基础核心课程,比某些专业基础课程如电路原理、数字电子技术、模拟电子技术等更加注重编程实践的练习。单片机实验课程一般都是配套安排在单片机理论课程的下半学期,这样能够更加有助于理论的理解和掌握。作为理论课程的配套课程,单片机实验课程在教学上必须与理论课程保持一致性,选择汇编语言进行实验教学就是必然和最好的选择。
在实验设备的选择上,学院实验室早期购置过星研单片机Star ES51实验箱,后来又购置了大批光佑STC开发板,可以两者选其一。
早期的单片机实验都是集中在实验室进行,两人共用一台实验箱,通过连线和读写配套程序仿真运行来进行实验。这样的实验有一些明显的不足,比如配套程序调用了很多键盘显示的子程序,而这些子程序没有直接给出来,实验箱的很多硬件电路连接也没有给出详细原理图,所以造成了实验结束后多数学生也是对实验原理和编程似懂非懂的结果。
有了STC开发板后,每个学生可以分配一块开发板,各自进行单片机的编程仿真实验,还可以将开发板带回宿舍课后继续练习,实验可以更方便地进行。实验开发板的原理图清晰,例子程序丰富,通过读写配套例程可以较好的掌握单片机的基本原理。
显然使用汇编语言选择STC开发板进行单片机实验是实验教学的最好安排。实验课程的要求注重于单片机基础知识的掌握和硬件资源的调用。
3.单片机课程设计教学
单片机课程设计的安排是为了进一步提高学生的实践能力,所以课程设计的教学就不再局限于基本原理的掌握,而是必须达到更高程度的实践效果。汇编语言编程有利于对基础知识的理解和单片机硬件资源的掌握,却不利于复杂逻辑的处理。所以在学生已经基本掌握了基础理论的情况下,课程设计选择C语言编程,可以让学生更加方便的进行复杂程序的编写。
单片机课程设计实践项目内容的安排上,必须注重单片机内部和外部硬件资源的综合调用,以便完成具有实际意义的综合程序的编写。课程设计实践项目安排了可以综合调用单片机I/O口资源进行键盘扫描数码管显示以及中断处理的实现计算器功能的程序编写,和能够使用I2C总线进行通讯的AD/DA处理的程序编写。这两种程序的综合度和复杂度都远远大于单片机实验题目的要求。从实践结果来看,通过这种综合性复杂程序的编写练习,能够大大提高学生的开发设计实际项目的动手实践能力。
结束语
在我国大力实行人才战略强调人才培养的大环境下,本文作者所在高校也响应国家号召加强本科生培养,实施卓越工程教育,取得了积极可喜的成绩。本文积极探索和提高单片机理论实验课程设计协同教学的方法,取得了长足的进步和发展,也得到了学生的高度认同。以此方法培养出来的本科生在参加全国大学生电子设计竞赛的过程中也取得了骄人的成绩。本文作者经验和方法也可以为兄弟院校相关专业的教学提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]李朝青.单片机原理及接口技术(第4版),北京航空航天大学出版社,2013.7
[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程――入门、提高、开发、拓展, 电子工业出版社,2009.1
[3]彭伟.单片机C语言程序设计实训100例――基于8051+Proteus仿真(第2版), 电子工业出版社,2012.10
关键词: 机械设计; 理论教学; 实践教学; 教学改革
中图分类号: G642.0 文献标识码: A 文章编号: 1009-8631(2012)01-0155-01
《机械设计》课程是汽车维修工程教育专业的专业技术基础课程。高等学校的课程建设是专业建设的基础,当前《机械设计》课程的教学重理论、轻实践,前沿技术更新不足;没有根据社会、经济和科技的发展,及时改进教学方式、方法,满足社会对一专多能专业人才的需求及学生就业需要,因此课程改革势在必行。本文从理论教学环节和实践教学环节等方面进行一些探讨。
1 理论教学环节
1.1教学内容
根据本课程的任务,在教学内容组织安排上,根据本专业的特点,加强知识的针对性和实用性,克服原课程内容结构固化、偏重自身完整性和教学内容组织缺乏弹性等问题。提到《机械设计》课程,人们素有“内容多、难掌握;零件类型多、设计方法难于统一;参数、公式、图表多,难于记忆”的“三多、三难”之感,教师认为不好教,学生认为不好学。我们认为教学内容应该以“够用”为原则,对过深的理论推导和公式、公理等的推导、证明,可在有选择的、不影响知识理解连贯性的前提下略减或删除,以便学生集中精力掌握实用的结论,以解决实际设计问题。例如在齿轮传动中,齿而接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度设计计算(或校核公式)的推导过程等都可删除不讲,只介绍结论。公式只要求会选用,理解公式中每个参数的含义,会计算就可以了。再比如,流体动力的基本方程的推导过程我们也可以选择不讲,只需要了解形成流体动力的必要条件。总之,要对本课程的教学内容的深度和广度根据汽车维修工程教育专业特点进行调整。
1.2教学过程
在教学过程中,要合理设计备课――课堂讲授――课后总结这一主线中的各个环节。
(1)认真备课,使课堂内容少而精且与专业最贴切。在课程教学学时不断减少的大趋势下,课堂教学必须做到少而精。但是要做到这点并不容易,因为少而精并非简单地减少教学内容,而是要恰当地精选内容,科学地组织教学内容。而要精选和科学地组织教学内容,首先必须明确教学要求,吃透教学内容。因为只有这样才能有明确的日的性和针对性,才能主次分明、逻辑严密,使教材由“厚”变“薄”。在教师认真备课的同时,也要求学生认真预习,带着问题来上课。
(2)课堂讲授过程中,重视互动,注意教学方法的合理运用。传统的以教师为中心的填鸭式的教学模式,教师教什么,学生就学什么,使学生完全处于被动地位,课堂气氛不活跃,往往影响了教学效果。另外教学设计缺乏对岗位技能需求的分析,没有充分体现“以服务为宗旨,以就业为导向”的指导思想,教学的主观能动性得不到充分发挥。
课堂教学不应该是教师个人的独角戏,而应让学生积极参与到教学过程中。同时,讲授过程中要用贴切的词汇和术语来表达所传授的概念和内容,才能使学生对机械设计一这门课不感到枯燥无味。当学生对讲解的内容提出疑问,或者是学生提出预习过程中遇到的疑、难点后,可以先请班上其他学生试着回答,再由教师进行细致讲解,印象会深刻许多,比单一的填鸭式教育效果要好。当然,在讲课过程中,可以采取传统方式和现代方式相结合的教学方法,以提高学生对课堂内容的理解和掌握。比如说,在讲解四杆机构的应用的时候,例如讲解机构的运动时,可以通过多媒体播放汽车上雨刮器的运动过程;讲解齿轮系的时候,可以播放汽车变速器的工作过程等等。此外还可以播放一些生产和生活中的实际应用录像,这样不仅形象生动,学生易接受和理解,同时也能引起学生的兴趣,激发学生的学习热情。
(3)课后总结。对教师来说,课后总结是一种对教学过程的自我反思,带有自我诊断,自我提高的作用。通过反思教学方法、手段以及达到的效果,检查和记录备课中疏漏,使以后的教学更具有合理性和针对性。
2 实践教学环节
2.1实验环节
《机械设计》是一门实践性很强的课程,因此学生要真正掌握好这门课的知识,只有理论知识是不够的,还必须要使理论与实践相结合。传统的实验教学模式有其弊端,实验大多是观摩性、验证性的,基本上是学生按照实验指导书规定的几个项目,学会一些操作,而无实际综合设计能力的训练。由于实验课不是一门独立的课程,不单独给学生评定成绩,造成学生对实验课不重视,缺少积极性,而是抱着被动、敷衍式的学习态度。我们设计了带传动实验、滑动轴承实验、减速器拆装及轴系结构分析实验等等。其中,带传动实验中,进行平带、v带和圆带的实验,可通过计算机测试分析软件自动绘制滑差率和效率曲线,并可进行传动过程的模拟。
2.2课程设计环节
课程设计是《机械设计》课程的一个重要的实践教学环节。目前,不少学校的《机械设计》课程设计的题目都还是集中在减速器的设计,这就难免招致一些偏见,认为教学落后于社会发展。其实在我看来,这样的认知有一定的误区。我们讲解某一具体零件的设计方法的真正目的并不在于要让学生去设计这一零件,而是要使学生通过学习掌握一种具体的设计方法,从而具备机械设计的一般能力。在课程设计过程中,要注意设计中的重点和难点。在课程设计之前,除了进行减速器的拆装以提高学生的感性认识,还可以带学生去机电市场调研,了解减速器的结构和产品价格,培养学生建立产品的工程实用性、成本设计思想。
对于未能集中开设课程设计的班级,我们把课程设计内容分解成若干个小设计,结合相应章节的知识点,作为课后作业来完成。这样,即使在不安排课程设计的情况下,也能熟悉一台机器的完整的设计过程,并在设计过程中学会工具书的使用,这点对于本专业的学习也非常重要。
3 考核环节
目前,汽车维修工程教育专业的《机械设计》课程的考核方法还是期末考试,通过一次性定时闭卷笔试成绩来评价学生对该课程的掌握情况。这种考核方法存在一定的弊端,只是侧重于基本理论和知识点的掌握,会造成学生在临考前死记硬背、临时突击,不利于考核学生的实践能力、创新能力和解决问题的综合能力。建议今后对学生的考核可以突破现有的模式,参考基本理论的掌握情况、实践能力、课程设计的情况等多方面进行考虑,这样的评价体系应该能更真实的反应学生对本课程的掌握程度。
4 结束语
《机械设计》是汽车维修工程教育专业的专业技术基础课程,内容较多,但课时相对较少。研究如何在教学中培养学生机械大系统的观念、工程意识、机械设计能力、创新意识是非常重要的。而教学内容、教学方法的不断改进,有助于培养学生创造性思维和设计能力,为今后进行相关机械设计工作打下良好的基础。
参考文献:
论文摘要:以培养创新能力人才为目标,从课堂教学入手,对研究型大学路基路面工程课程教学方法展开研究,提出了以讨论法代替传统简单教学、经典基础理论与最新研究成果结合、实验课程穿插课堂教学、深化课程设计等改进措施,提高学生创新能力及解决复杂问题的能力。
路基路面工程是土木工程专业道路方向的一门专业主干课程。该课程涵盖知识点较多,主要集中在路基工程及路面工程两个部分,涉及交通工程学、材料科学、岩土工程学、工程地质及水文地质、结构工程等相关学科。课程一般设置约60学时。在开设该门课程之前,通常需要先完成道路建筑材料、交通工程学、公路勘测、土质土力学等课程的学习。传统课程设置目标要求学生在掌握一定专业知识的基础上,具备自主完成规定设计项目,综合运用所学知识解决实际问题的能力。教学型大学以招收本科层次的学生为主体,履行人才培养职能,塑造高水平技能型人才,注重学生掌握专业知识的广度。研究型大学侧重培养学生的创新能力,注重创新环境的建设,在教学环节过程中注重学生掌握专业知识的深度,并具备以现有知识为基础开展相似问题的分析和解决能力。以路基路面工程教学为例,教学型大学应力求学生对教学内容全面掌握,实现知识点掌握的广度要求。研究性大学以研究型人才培养为己任,注重课程热点问题掌握的深度。当前,区别对待研究型大学与教学型大学课程教学十分必要。传统填鸭式教学方式对于研究型大学教学目标的实现有一定影响,难以达到预期的教学深度和效果。此外,路基路面工程课程教学内容多,涉及范围广,传统被动的学习方式,很难实现对知识点的全面、深入掌握。鉴于此,开展课堂讨论式教学、经典基础理论与现阶段研究成果相结合、穿插实验课程、深化课程设计等教学改革意义深远。
一、讨论式教学
讨论式教学法是探究式教学的一种重要形式和方法。它强调在教师的精心准备和指导下,为实现一定的教学目标,通过预先设计、组织、启发学生就特定问题充分发表自己的见解,以培养学生的独立思考能力和创新精神[1]。该方法是以学生为中心,通过讨论学习提高学生的自学能力、推理能力、运用所学知识解决实际问题的能力。讨论式教学方法在素质教育和创新教育中扮演中非常重要的角色,它为发展学生的主体性,培养学生的创新思维提供了良好条件。
实施讨论式教学方法的前提是教师必须预先明确课堂讨论内容,讨论题目应紧扣教学内容要求,把握好题目的难度和深度,并提前3~5天下发题目给学生。教师应提前完成基础知识的讲授,在此基础上发挥学生自主学习的空间,通过查阅资料、小组内部讨论、互助学习完成相关内容,并在学习的过程中将自己难以解决的问题标注,留待课堂教学讨论时供大家探讨、解惑。教师应把握题目的讨论方向,注意课堂讨论的节奏,按照教学计划的设置,针对每个讨论题目预留足够的总结时间,解答学生在自主学习及课堂讨论过程中遇到的难点。讨论式教学对于提高学生学习兴趣,发挥创新意识,提高学生创新研究能力具有举足轻重的作用,有助于提高学生自主学习的能力,锻炼学生发现问题、解决问题的能力。
二、基础理论与研究成果结合
了解知识点当前的研究成果是激发学生学习积极性、拓展学习空间、培养研究意识的重要途径,常规本科阶段的学生往往处于被动学习状态,在片面强调考试成绩的大环境下,常常采取对书本知识硬性记忆,而忽视了知识点的应用及该知识点的拓展空间[2]。此现象在教学型大学中尤为常见。研究型大学以建设创新环境、培养创新能力为首要目标,在该类院校的课堂教学环节中,针对某个知识点,教师应向学生阐述该知识点最新的研究近况及当前研究现状中存在的问题。如在沥青路面设计部分,在讲解道路结构层位设计时,应阐述当前路面力学计算的研究现状以及以弹性层状体系为基础路面力学计算方法的局限及改进方向。
路基路面工程是一门发展较为迅速的学科,新的理论、新的施工机具、新的施工方法及管理方法每天都有变化,在基础理论知识的讲解过程中无视新成果的存在,势必会影响教学效果,无益于提高学生的学习效果。引入最新研究成果辅助教学的方法要求教师花费更多的时间去了解自己研究方向以外的科研成果,对任课教师提出了更高要求。本科教学内容较为宽泛,教师的工作是最大限度地提升学生创新意识,在有限学时的课堂教学中力求使学生获得最大的知识储备。
三、实验课程穿插课堂教学
实验教学是土木工程专业的一个极为重要的环节,它可以有效弥补课堂理论教学的不足,增强实践性。路基路面工程的先修实验课程基本来自道路建筑材料实验及土质土力学实验。如沥青三大指标测试、混合料油石比确定、土的塑液限等基础实验[3]。此处所指的实验课程并非前述此类基本实验,是指在教学过程中针对抽象难懂的知识点在教师指导下,学生自行设计模型、自行加载验证,丰富课堂理论教学的一种方式。如在进行沥青路面结构层底拉应力计算的教学中,可鼓励学生采用相似材料进行小型实验,采用贴应变片等技术方式完成加载、测试,验证课堂教学成果,加深学生对所学知识的理解,同时也应鼓励学生在实验室内针对理解存在偏差的问题进行深入研究。当前,本科阶段学生对实验室的利用较低,除了进行必须的实验课程外,学生很少在实验室进行相关研究学习。为培养学生自主创新的研究能力,研究型大学的实验室应全面开放,鼓励学生走进实验室,进行创新性实验。吉林大学近年来开展大学生创新实验计划就是以研究小组的方式在实验室内完成相应级别的科研项目,取得了丰硕的成绩。
四、深化课程设计
课程设计在土木工程相关专业中的地位极为重要。以道桥工程专业为例,设置课程设计的课程有公路勘测设计、结构设计原理、路基路面工程、桥梁工程等[4]。课程设计是对课程的全面总结,它以完成某一小课题的形式实现对整门课程的一个有效串接,将各个章节看似孤立的知识点有机地结合到一个大问题中来,使学生对课程的知识点充分掌握[5]。
笔者调研发现,当前路基路面工程课程设计存在以下问题:一是,大多数课程设计围绕理论计算部分,而且主要针对沥青路面结构层设计及水泥路面结构层设计两大部分展开,立题范围相对较小;二是课程设计的难度偏小,学生可以按照书中例题所示步骤机械地完成,没有发挥学生创新空间,收获较小,达不到课程设计的根本目标。分析路基路面工程课程设计中存在的问题,笔者建议采取深化路基路面工程课程设计的方式增强课程的教学成果,满足研究型大学创新环境建设目标的需求。一是,拓展路基路面工程课程设计的选题范围,实现课程设计的多样化,教师将课程设计题目分类,如设置实验类课程设计及计算类课程设计,学生可结合自己的研究兴趣自主选择。二是,加深课程设计的难度,鼓励学生查阅资料解决复杂问题。可将传统课程设计中进行道路结构层厚度计算的题目改为道路结构拉应力或者剪应力分布规律的分析。在分析问题、解决问题的过程中,教师应全程指导,随时解答学生疑惑,以实现高水平课程设计的预期目标。
参考文献
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关键词:电子技术;课程设计;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0075-03
电子技术课程设计是一门集基本理论、工程设计于一体的专业基础课程,是电子、信息类本科专业的基础必修课程。该课程是对电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术等前期课程所学内容的消化、巩固、总结和提高。该课程的教学不仅要求学生掌握扎实的相关课程基本理论知识,更在于通过对学生进行综合训练,培养和提高学生在电子系统方面的工程设计能力、元器件装配能力、综合调试能力。同时,也为后续课程,如单片机系统课程设计、嵌入式系统课程设计及电子系统课程设计等实践课程的开展打下良好的基础,为学生今后从事相关专业技术工作提供了必要、专业的实践技能。
一、电子技术课程设计教学的不足
根据过去几年对电子技术课程教学情况的分析,结合相关企业对电子类人才的要求,我们认为该课程在教学设计上应从下面几个问题上重点改革。
(一)课程内容与社会需求差距较大,设计题目偏少
电子技术课程主要由理论和实践两部分构成,其中实践又分为实验和课程设计。理论是基础、实验是深入、课程设计是提高,它们相辅相成构成这门课程完整的教学体系。针对课程设计,一般本科院校的教学方式较为保守,沿用传统模式,忽视了相关行业、企业所采用的新技术、新软件,不能与社会同步,学生走出校门口不能立即胜任岗位工作,而是需要通过进一步的岗前培训才能满足岗位对人才的需求。同时,设计题目和类型偏少,内容相对陈旧,学生可选择的范围也不大,导致部分学生对本门课程学习的积极性不高,也影响了本课程的教学效果。
(二)教学方法较为单一落后
本门课程的教学时间为32学时(合计不到一周的教学时间),时间较短,为了在较短的时间让学生完成设计任务,教师总是详细讲解并指定相应的资料,将学生限制在指定的范围和实验元件内,不利于培养出具有竞争意识和创新能力。且在实验讲义中,编写教师对设计题目的电路实现方案编写得较细,学生可发挥的空间较小,导致部分学生不会自己独立思考,直接采用设计提示电路,或者直接抄袭其他学生的设计方案,不能更好地调动学生独立设计的积极性。
当前我们大部分老师都采用了多媒体授课,在教学过程中,教师过分地依赖电子课件,而忽略了其他的教学方法,如课堂演示、学生上台实操等。在涉及电子设计软件的操作时,学生需要实际动手训练,边听边做效果会更好。而用电子课件进行授课时,加快了课堂授课的节奏,学生对某些知识点来不及消化,教与学缺少良好互动,学生很难与老师保持同步,使得授课效果大打折扣。
(三)实践缺乏工程化思想
在电子信息和仪器仪表领域从事电路设计基本上是以工程化的方式进行的,将一个工程分成若干个模块,再由不同的项目团队分头完成。将现代电子领域里设计公司的理念融入课堂,让学生以设计团队为单位开展实训,能够使学生走出校门后更快地适应自己的岗位,但从目前大多数学校开设的课程来看,除了毕业设计会有几个学生一起合作完成外,实验、课程设计等几乎都是学生独立完成的,很多学生抱着应付的心态随大流,没有主动思考的意识,缺乏创新思维。大多数学生只是按照老师所给电路图像搭积木一样连线,不能真正弄懂电路的意图,因此在未提供电路图时往往束手无策。严重缺乏创新思维,使得学生在走出校门后不能从事完整的工程设计,面对很多简单的项目也会缺乏信心,无法在已有的岗位基础上实现更高的突破。
(四)成绩评定体系不够完善
目前的考核制度,虽然提升了平时成绩所占比例,但仍然是应试教育模式。在成绩评定时,往往根据调试结果以及撰写的设计报告给出成绩,学生在设计、制作、调试过程中遇到的问题以及解决方案等具体实施过程没有体现出来,评定的标准不能具体量化,不能很好地反应学生在本门课程中的收获和真实水平。
二、电子技术课程设计教学的改革
(一)结合专业的社会行业需求,丰富设计题目
设置合适的设计题目是提高电子技术课程设计教学效果的关键。随着电子技术的迅速发展,新器件不断涌现,将其与课程教学紧紧结合,才能跟上时代的步伐。因此,课程设计教学改革的第一步就是结合专业的社会行业需求,根据学生的实际情况,提供足够的课程设计选题,同时保证设计课题的内容具有综合性、实用性、先进性。
首先,本设计课程为学生提供了72个设计题目(课题内容统计情况见表1),保证学生具有较大的选择空间;每一个题目具有基本功能和扩展功能,从而满足具有不同实践能力的同学的要求。其次,大部分课题的设计要求尽量使用现有的能够实现该设计的新器件,设计并完成的小电子系统实用性较强,具有相当的使用价值,可以作为电子系统课程设计和仪器仪表课程设计的基本模块,也可以作为电子竞赛和创新项目的单元电路。再次,设计题目新颖,能激发学生的设计调试兴趣;大部分课题的设计内容与专业密切结合,从而增强学生的学习积极性。最后,每个设计题目都能够尽量训练前期课程中的相关知识点,比如:巩固电路分析基础中的分压电路、电容元件特性、变压器工作原理等;模拟电子技术课程中的基本共射、共基放大电路、功率放大器、比较器电路、波形发生电路等;数字电路中各种逻辑门电路、显示译码器、数据选择/分配器、触发器、寄存器、计数器、555电路和蜂鸣报警电路的应用等。教师在布置设计任务时,针对每个设计题目,以系统框图形式给出2~3个总体设计参考方案,以高集成芯片为核心,由中规模集成电路构成各单元电路,然后组合出系统的设计方案。
课程设计除了提供5个类型72项常用的备选设计题目之外,还引入了与学科相关的科研项目的子课题作为课程设计题目,选拔一些优秀学生参与这部分课题的设计。同时结合每年的本科生创新项目,每年更新一些设计课题。以教学、科研及竞赛项目为电子技术课程设计题目,为学生创造了研究性学习的机会,提高了其实践技能。通过项目开发过程的工程磨炼,提高了学生的实践技能,激发了学生的自主创新意识,对于学生工程素质的培养发挥了较大的作用。同时,学生参与教学科研活动,可以解决创新实践活动开展中的一系列问题,促进了创新实践活动的开展。
(二)丰富课题设计内容,合理安排教学进度
电子技术课程设计一般安排在大三上下学期进行分散教学。教学学时共32学时,每周3学时,共11周。教学进度和时间安排统计情况见表2。
本着培养学生独立设计、创新实践的理念,我们改变了传统的“老师讲,学生做”的方式,少讲甚至不讲理论知识,仅是提纲挈领地给学生指引一下他们设计所要查找资料的方向,在设计的过程中,学生遇到了实际问题再进行单独答疑。
在组织方式上,参照电子竞赛的方式进行,2名学生一组。每组学生可在指定的选题中任选一个设计题目,在11周内协力完成课程设计任务。学生在课程设计期间,不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,以达到了解和熟悉整个设计课题全过程的目的。同时由于引入了竞赛机制,不但可以增强学生的团队精神,还能发掘他们创新的潜能。
在课程设计前期,课程设计的任课教师可提前两周布置课程设计的教学任务,在这期间,完成学生的分组,两人一组自愿组合,提供课程设计题目供学生自行选择。学生选定题目后根据课题的设计要求和参数独立查阅相关资料,完成电路的初步设计。
课程设计第一阶段,完成方案设计。方案设计包括电路方框图、详细的电路原理图、电路工作原理的说明和元器件清单。完成电路设计后,学生还要使用Multisim软件完成对设计的电路进行仿真。通过软件仿真可以发现设计中存在一些的问题,进一步改善设计方案。学生掌握了电子仿真软件的使用方法,也为以后的课程学习打下基础。实验室将元件清单汇总,尽快完成元器件的准备工作。
课程设计第二阶段,完成电路原理图和PCB板绘制,并且完成PCB的制作。学生通过学习使用Protel软件,熟悉了电路布局、布线、电路板的制作过程,增强了对电子系统工程设计过程的认识。
课程设计第三阶段,完成元器件的焊接及整个系统的联调,测试技术指标。学生在教师指导下较好地完成元器件的焊接。焊接过程由低到高,分模块完成。确认安装无误后进行通电调试。在调试阶段,采用由前至后的顺序,从输入端开始逐模块调试。若存在故障,应该分模块检查,按照从大到小的范围进行排查,最终找到故障的确切地点并加以解决。学生通过对电路的调试可加深对电路工作原理的认识,学会调试、检查电路的方法。调试过程中教师要注重启发学生,自己分析查找故障位置和原因,并独立找到解决的方法。要求学生在测量完成技术指标后与理论结果进行分析比较,进一步了解电子电路学习过程中理论与实践的区别。通过课程设计为学生提供锻炼的平台,提高了学生的理论与实践能力。
课程设计第四阶段,完成并提交设计报告。设计报告包括以下部分:①系统方案论证;②各单元电路详细设计;③电路的仿真及仿真结果;④调试中出现的问题及解决方法;⑤系统测试结果;⑥心得体会。设计报告是对课程设计全过程的总结,学生要严格按规定的格式进行书写。设计报告的撰写可提高学生的表达、论证能力、科技写作能力等基本素质,为后续课程设计报告及毕业论文的撰写打下基础。
(三)改进教学方法,提高课程教学效果
在电子技术课程设计中,利用视频、图片等多媒体手段展示相关内容,可以激发学生对所选课题的兴趣。利用教学网站,提供一些跟学生课程设计题目相关的资料,学生可以随时进行查阅。同时加大实验室开放力度,课程设计的时间不局限于课堂。实行开放式管理模式,时间开放和资源开放。学生可以根据需要通过网上自由预约的形式,课余时间自行到实验室进行课程设计,实验室提供自主学习环境。由于带着任务,学生虽然没有教师时刻管理也会很自觉地进行学习。同时由于带着问题去学习,学习的效率也更高,而且这样也可以更节省实验室的教学资源。采用这种形式,增加了学生的实验时间,增强了学生进度安排的灵活性,有助于学生自主设计能力、工程能力、创新能力的培养。
(四)完善成绩评定体系
验收考核环节采取硬件实现情况、软件调试情况及考核答辩的方式。相同题目之间的小组,根据所完成项目的性能、指标及完成速度进行评定。
从电子技术课程设计这门课程的设置目的出发建立成绩评定体系(见表3):①方案设计的合理性、科学性,电路设计的正确性;②对Multisim、Protel等电路设计、仿真软件的熟练掌握程度、制作效果;③元件安装、焊接的工艺质量;④电路调试、故障排除、结果分析及回答问题的情况;⑤课程设计报告撰写。
在进行成绩评定时,注重调试效果正确的同时,应强调整个设计实施的整体情况,若部分同学的设计电路调试结果不尽如人意,只要学生能找出其中的原因,并提出相应的方法进行改进,仍可获得不错的成绩。另外,注重学生是否已掌握设计方法、制作工艺、仪器使用、调试方法、论文撰写等不同的环节,即使同组同学根据不同的表现也可给出不同的成绩。
三、结束语
电子技术课程设计是学生进行的第一个专业基础课程的课程设计。在课程改革中突出了学生创新意识及工程素质的养成,体现了“内容综合、面向工程”的特征,促进了电子技术创新教育体系的不断完善和可持续发展。通过本门课程的教学改革,丰富设计题目,且与实际联系,调动了学生的学习热情,培养了学生对设计性实验的兴趣。由于合理安排教学环节,学生经过自主查找资料和小组讨论,完成电路方框图、电路原理图、电路布线图的设计;完成对电路系统进行安装、焊接、调试、检查解除故障、测试参数;掌握了相关软件的应用。充分发挥了学生的主动性和创造性,提高了分析和解决电子电路中各种问题的能力。较为完善的课程成绩评价体系也较好地保证了课程设计的教学质量。通过后续的课程学习,学生的综合设计能力不断提高。
参考文献:
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关键词:课程设计;能力;培养;工程设计
1课程设计形式
课程设计的形式采取学生分组的方式,每个小组分配一个设计题目,各个小组的设计题目大同小异,将学生分组的目的是要求每个小组组员之间都有明确的分工,让每个同学都能参与整个课题的设计,达到真正激励每一个同学参与的目的。在对学生进行课题分组之前,首先对学生进行问卷调查,了解学生的相关学习情况及个别学生在某些方面的专业特长,比如:绘图或者计算方面的特长,这样在进行课程设计分组时,能较好搭配分组,让学生的特长得到很好的发挥。我们将一个自然班级分成5~6组,每组5~6人,小组内成员有相应的分工,每个小组选取一名组长,采取组长负责制,组长的任务是给各个组员分配设计任务,同时管理和协调小组的整个设计过程。
2课程设计内容
课程设计的内容主要根据各门课程的特点和课程的培养方案进行设计,课程设计内容设置必须符合教学大纲的要求。设计的内容尽量选择综合性较强的设计类题目,课程设计题目的设置要综合考虑多门课程相关知识的综合应用,还要考虑课程设计题目对学生工程设计能力的培养。比如:在化工设备机械基础课程中,分配课程设计题目———反应釜设计,在该课题设计中包含了化工原理、化工设备机械基础、化工制图及AutoCAD绘图等多门课程内容的综合运用;在化工制图课程设计中,给学生分配化工模型及阀门等部件的设计及图纸绘制,该课程设计也包含了化工制图和计算机辅助绘图等课程知识的运用。因此,一个课程设计考核了学生多门课程知识的掌握情况,是对多门课程学习效果的很好的总结和应用,对学生工程设计能力的综合培养起到了很好的作用。课程设计的整个设置过程是通过教师下发设计任务书,学生小组在组长的组织下按照设计任务书的要求完成各项设计内容,各项设计任务的时间分配和完成地点由小组内部协商决定,整个课程设计方式比较灵活,便于小组成员的协调合作与沟通。课程设计的评定包括学生小组提交设计成果和教师进行课程设计评价等部分。任务书中详细说明课程设计的设计目的、设计要求和设计内容;设计成果包括设计说明书及设计答辩PPT、图纸等内容。
3课程设计评价方式
学生小组完成设计题目后,除了提交设计任务书中要求提交的设计成果外,还要准备PPT进行课程设计答辩。每个小组分配15min左右的答辩时间,首先由小组组长进行设计阐述,然后由教师提出问题,小组成员进行解答。教师根据小组设计完成情况和答辩情况综合评定课程设计的总成绩。因此,整个课程设计成果的评价方式由答辩阐述、设计完成情况和答辩表现三部分组成。整个课程设计答辩过程是各个设计小组展示设计成果的过程,在此过程中锻炼了学生的语言表达能力和团队合作能力,同时也验证了学生对基础知识的掌握程度。
4课程设计在期末成绩中的占比
课程设计的进行一般在每门课程的理论课结束后进行,课程设计作为课程的一种形成性考核方式,在课程总成绩中占有较大的比例。对于有实验课的课程占据和实验课成绩大致相同的比例;对于没有实验课的课程占课程总成绩的30%~40%。课程设计在一门课程中属于课程综合性评价的一种方式,也是检验课程学习效果的重要指标。
西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国,家庭常备有用做实验室的房间,父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好,在这方面有投资预算,给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国,课堂的教学内容经常延伸到教室外,比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物;上历史课,就几个学生组成一个组演绎历史剧情,每次课的内容是充满实践的,学生们也并不感到疲惫,教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目,让学生用所学知识解决实际问题,在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。
二、基于专题作业和课程设计的实践性教学
在模电课程中,除了布置与理论教学同步的习题作业外,根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目,专题作业和课程设计与理论教学同步,并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例,介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。
1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器,有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等,此外还提供一些虚拟仪器,如波特仪等,学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解,扩展了知识面。教师可以现场演示,完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证,如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期,讲解了二极管应用电路之后,布置一个电路仿真专题作业,将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图,以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练,学生们基本掌握了仿真软件的使用,并可以用于之后的课程学习中。
2.单元电路分析与设计在期中阶段,学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识,但书本知识限于篇幅,主要讲解直流分析、交流分析及各种参数,以分析为主,这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目,如设计一个多级电压放大器,满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标,要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计,然后在模电实验箱上搭建电路,确定无误后选择电子元器件和万用电路板,然后进行调试和修改,撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成,在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。
3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期,布置一个综合性的功能电路设计与制作题目,包含模电课程的重要知识点(放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源),给出一些题目供学生选择,如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器,要求学生组成项目团队,将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后,安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品,总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法,鼓励同学对演讲的同学进行提问,教师负责掌控课堂秩序和提出问题,把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结,把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中,学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。
三、需要注意的问题
1.学时安排问题在总学时不变的情况下,增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时,如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中,应以理论够用为度。对于一门课程,总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解,对枝节部分则引导学生自学,在实践中巩固理论,用理论指导实践,使学生掌握理论知识的同时,提高实践能力和创新能力。
2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分,应采用传统的板书方式,教师和学生一起努力,完成数学公式的推导、难点的理解,使学生听后印象深刻,思维节奏也容易跟上老师的节奏;而对于难度较小的内容,可以充分利用多媒体课件讲授,使用课件可以使讲课内容形象生动,并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长,二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾,并可以收到良好的教学效果。
3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限,在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容,注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段,学生的专业知识较少,选题除了要紧密结合理论教学内容外,还要注意趣味性,难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性,反而会起到相反的作用。
四、总结