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论文摘要:根据高等职业教育培养目标的要求,提出了高等职业教育教材建设和改革的必要性,本文把作者在高频电子线路课程教材的编写体会进行了阐述,并罗列了编写大刚。
长期以来,高等职业教育的教学模式及教材特点一直深受普通高等教育同类领域的影响,特别是教材编写的针对性不强,总试图覆盖更多层次的用户,即便是近几年各类高职高专规划类教材相继出现,但相当多的教材仍然是在传统框架的基础下适当精简内容而成。在2008年广西高职高专课程改革与教材建设研讨会上,许多专家就提出了用行为引导型教学法,推动高职高专课程体系改革和教材建设,以适应当前的高等职业教育的改革需要,就是以职业活动为导向,以提高人的职业能力为核心,手脑并用,行知结合,适应能力本位的教育。本人在这次教改活动中担任了《高频电子线路》教材的编写,体会较为深刻。
一、原有教材存在的问题
在担任《高频电子线路》课程的教学过程中,我发现原有的《高频电子线路》教材存在以下几个方面的问题:
1、虽然是近几年的高职高专规划类教材,但还是有本科教材的“影子”存在,理论上还是追求理论的完整和系统性,数学推导过程内容太多,而结果的分析太少,结论性的分析不够。
2、实践的内容太少,理论的内容占绝大多数,对实际应用电路的分析不够,特别是对当前的先进技术、电路及元器件没有什么介绍和分析。跟不上高频电子技术发展的需要。
3、与《模拟电子技术》有重复的内容,如:“正弦波振荡器”。
鉴于上述原因,学生在学习《高频电子线路》这门课程时,感到枯糙难学,教师难教。
二、新教材编写的思路和实践
本人在编写《高频电子线路》这门教材时,力求突破传统的教材模式,尝试用新的结构体系、新的教学方案、新的表现形式、新的阐述方法来体现行为引导型教学法,推动高职高专课程体系改革和教材建设,构筑以实际应用为重点、以掌握项目实施过程为目的的新教材体系。作为该教材的编写者,本文试就该教材的编写思路与创新实践作如下介绍。
1.以职业岗位需求为依据,推动教材模式的创新
笔者认为:目前高等职业教育教材建设的目标已不再是解决有无教材的问题,而在于编写出有创意、有特色的新教材,特别是要推出以能力为中心的新模式教材,根本改变“重知识传授、轻技能培养”的传统教材模式,真正体现职业教育就业导向的理念,在教材的编写前期做好行业岗位需求分析是必不可少的重要工作。为此,笔者深入到相关的十多家现代生产企业的人力资源部门、生产技术部门、企业培训中心及相关的行业部门开展调查,并参考和借鉴了企业内部的员工培训技术资料、技术规范和相关的行业职业技能鉴定标准,注意将工作岗位急需的或使用频率高的知识、技能作为重要材料选人新教材之中。根据对岗位需求的调查和分析,各个内容都定出明确的能力目标。《高频电子线路》新教材的编写充分考虑了理论与实践的结合,注重工程应用能力和解决实际问题能力的培养,在教材中设置了“应用电路的安装、检测和调试”板快,力求在实践性、实用性和针对性方面突现特色。
2.以现代职教理念为平台,倡导教学方案的创新
现代职业教育的理念认为,应从教学的角度对职业的实际工作内容进行加工和处理。因此,《高频电子线路》教材的设计不再以教会学生知识为唯一目标,而以帮助、指导学生将所学知识应用于实际工作之中为主要目的,围绕技术应用能力这条主线来设计教材的结构体系和教学内容。例如,新编的《高频电子线路》教材则十分注意知识与工程应用的密切联系,首先,在教材内容的编排上打破了传统的章节排序,而是以课题的形式出现,在每一个课题中,从够用的理论知识,到元器件、实用电路的安装、检测、调试等都包括在内,学生每学完一个课题的内容,都能够既学了理论知识,又完成了实际电路的安装,检测与调试,大大地锻炼学生的实践技能,学生每学完了一个课题就系统地学完了一个完整的实际电路。高频电子线路是一门实践性很强的课程,编者将培养学生的工程实践能力作为课改的重点。在课程方案的设计方面进行了一些尝试:一是 改变以往验证性实验为主的教学模式,加强了制作和调试电路等工程应用的实训内容;二是由测量数据和指标为主的验证实验转向完成工作任务及解决实际问题为主的技能训练;三是精心设计每一个实践项目的任务,将关键知识点融合在完成任务的工作中,倡导项目教学法。
3.以行业技术应用为依据。注重教学内容的适时性
当今电子技术的发展非常迅猛,高频电子线路课程要跟上时代的发展。其关键在于要适应当今高频电子技术应用的基本特点。在知识结构上实现“两个转化”。(1)从分立元件电路为主转到以集成电路为主。目前,电子产品的结构大都是以集成电路为核心,分立元件的数量大大降低,且集成规模不断扩大.只有加强集成电路方面知识的学习。才能保证本课程的教学适应技术创新的基本要求。《高频电子线路》新编教材在介绍元器件时,简化了分立元件功能电路介绍,突出了集成电路的应用。(2)从以器件内部分析为主转向以器件外部特性和应用为主。随着新器件的不断涌现、集成元件规模的不断扩大及功能逐步完善。芯片内部集成的元件愈来愈多,电路愈来愈复杂,因此精简集成芯片内部电路分析,突出集成电路外部特性和功能应用,是符合职业院校的教学实际的。
4.以符合学生的学习心理为原则.注重教材表现形式的新颖性
《高频电子线路》新教材的开发力求以兴趣为引导。激发学生的学习热情和
积极性。教材中的主要电子元件和主要单元电路配有实物图,增加了电路的直观性,有利于变抽象的原理电路为具体的应用电路。教材的表现形式直观生动、图文并茂,排版生动新颖,有助于调动学生的阅读兴趣。
5.以符合学生的认知规律为基础。体现高职教材的层次性
《高频电子线路》新教材的编写充分考虑了高等职业院校学生的知识基础和教学实际。尽可能地降低了理论深度和难度。简约明了地介绍了高频电子线路的基本概念、基本原理和应用知识.避免了繁杂的数学推导和理论分析.有利于高等职业院校学生的学习和掌握。每个课题有自我测评题和参考答案,有利于学生温习和巩固所学的知识和技能。及时补缺补漏,这也有利于增强学生学习的责任感和主动性。以确保每个课题的能力目标达到基本要求。
三、 教材特点
课程内容的选取和排序应从相应职业岗位典型工作任务分析入手,根据人才培养目标和后继课程的需要而定。与高频电子技术相关的技术应用型人员的工作对象是电子设备或机电一体化产品。典型的工作任务是电子设备的认知、安装、调试、检测和维修维护。其工作过程涉及到电路的识图分析,元器件的拆装、检测、选用以及基本电路的改进等。据此,作为一种基于工作过程导向的课程设计,本课程的教材有如下特点:
1、以常用的高频电子电路或电路系统的认知、安装、调试和检测为主线,选取教材内容并进行排序,设置学习性工作任务,引导学生“做中学”、“学中做”。本教材把高频电子技术相关的实验、实训内容与理论内容有机地融合为一体,体现了学习性,工作任务的完整性,学习过程与工作过程的一致性。这样的编排便于引导学生“做中学” 、“学中做”,使学生在手脑并用的学习中得到思维方法和工作方法的训练,提高学生的自学能力和实践能力。
2、引导学生以基本电子器件及其应用电路作为主要学习对象,在完成学习性工作任务的过程中理解基本概念,掌握基本方法,提高学习能力。以电子器件及其典型应用电路的认知为中心安排模块化、项目化的学习内容。一方面,通过引导学生查找相关资料,对具体的电子器件进行识别和性能测试,来理解各种性能指标的含义,获取实用知识。另一方面通过对基本高频电路或典型应用高频电路进行安装、调试和检测,配合必要的理论分析,引导学生掌握高频电子技术的基本概念和高频电子电路的基本分析方法。这种以实际应用电路的定性分析为主的课程设计,降低了学习难度,减轻了学生在理论方面的学习负担,突出了学习重点。
3、完整的知识结构是深入学习高频电子技术的基础。本教材围绕基本电子器件及其典型应用电路,以少而精的原则建立完整的具有开放性的知识结构。
四、教学大纲
为了便于对新编教材有具体的了解,将编写大纲列在下面,以供参考。
前言
绪论
1、信息技术 2、无线通信系统
课题一 高频小信号放大器
任务描述:
学习目标:
1.1 谐振回路 1.2 小信号谐振放大器 1.3 集中选频放大器 1.4 谐振放大器的制作、调试和检测
本章小结
习题
课题二 高频功率放大器
任务描述:
学习目标:
2.1高频功率放大器的工作原理及特性分析 2.2谐振功率放大器电路(应包括丁类谐振功率放大器和丙类倍频器) 2.3宽带高频功率放大器 2.4高频功率放大器的制作、调试和检测
本章小结
习题
课题三 幅度调制与解调电路
任务描述:
学习目标:
3.1概述 3.2幅度调制电路 3.3幅度解调电路 3.4混频器幅度调制和解调电路的制作、调试及检测
本章小结
习题
课题四 角度调制与解调电路
任务描述:
学习目标:
4.1概述 4.2角度调制 4.3调频电路 4.4调频波的解调
4.5角度调制与解调电路的制作、调试和检测
本章小结
习题
课题五 反馈控制电路
5.1自动增益控制电路 5.2自动频率控制电路 5.3琐相环路(pll)
5.4反馈控制电路的制作、调试和检测
本章小结
习题
课题六 高频电子电路在通信技术方面的应用
制作一 6.2制作二 6.3制作三
参考文献:
内蒙古民族大学2011版人才培养计划由通识教育平台、学科教育平台、专业教育平台和实践教学平台四部分构成.其中学科教育平台和专业教育平台的构建是我们工作的重点.学科教育平台由学科通选课程和学科核心课程组成,专业教育平台由专业主干课程和专业方向课程组成.这两个平台设置的目的是要在打好学生的专业基础和提升专业能力的同时培养学生的学识素养和拓展学生的学术视野.如何在符合教育部高等学校本科专业目录的规范要求范围内,立足实际,在课程设置和学时分配上体现“厚基础,宽口径”是我们思考的一个重要问题.为此,我们在总结自身经验和兄弟院校成果基础上,按照课程设置和学时分配“精炼严谨、优质创新和突出专业特色”的原则,对整个专业课程进行了重新分类、调整和优化.除必备的有关数学知识、物理知识之外,必修的核心课程和主干课程设置了电路分析基础、模拟和数字电子技术、高频电子线路、信号与系统、通信原理、C语言等课程,最少开课学时也在64学时,目的是体现厚基础,打好学生专业基础理论知识基础,为后续学习提供保障.专业方向课程在培养方案中属于限选课程,要体现宽口径和人性化的教育理念,既要拓宽学生的专业知识面,同时也要考虑学生的个人兴趣爱好.因此,在这一类课程中,按电子技术、信号处理、通信技术、计算机技术、自动控制五个方面共设置了26门课程,总计40.5学分,大约按1:2的学分设置,学生选够18学分即可.因此,学生选课空间相对较大.在专业任选课中,本着进一步拓展和补充学生知识面的原则,共设置了数字图像处理、多媒体技术、激光原理等17门课程,总计1分,也按大约按1∶2的学分设置,学生选够8学分即可.在培养方案的课程体系中,总体上按照电子技术类如模拟、数字、高频技术等;信号处理类如电路分析、信号与系统、数字信号处理等;通信技术类如通信原理、移动通信原理、程控交换原理等;计算机类如C语言,汇编语言、微机原理等;自动控制类如自动控制原理、单片机原理,嵌入式原理等五个体系设置,课程之间既相对独立又密切联系,构成了较为完整的专业课程体系,体现了宽口径的培养理念.学科教育平台和专业教育平台学分在整个方案中占到了53%共94学分,这为打好学生专业理论基础、拓展专业知识面和提升专业能力提供了保障.
2实践教学环节的设置
要提高人才培养质量,增强毕业生的适应能力,实践教学平台的建立和优化是当前高等教育教学改革的重点和难点,也是影响当前高校人才培养质量的最突出的环节.考虑到民族院校以及学生的具体情况,我们采用了在实验和实践课程体系的构建上,建立“分层”、“递进”的循序渐进式的实践教学体系,以课程实验和学年论文为基础,到课程设计、专业综合实践、专业社会调查、专业见习、毕业实习、毕业论文,逐步提高学习难度,提高要求,达到逐步提高学生动手能力、应用能力和创新能力的目的.在培养方案中,实践教学平台按照电子信息类专业人才基础能力培养:这其中包括电子元器件的识别和特性、电路原理和特性、电子常用仪器的使用方法、测量技术、手工焊接技术、SMT技术、PCB制作技术的掌握等,通过课程实验、金工实习、电子工艺实习等课程达到训练提高的目的;科技论文与技术报告等的写作能力培养通过学年论文、电子线路课程设计报告、电子综合设计报告、专业见习报告和专业社会调查报告完成;电路设计与技术开发能力培养通过课程实验、电子线路课程设计、电子综合设计、毕业设计等实践环节递进式完成;专业前沿领域信息与企业需求了解等方面内容通过专业社会调查实践和专业见习完成,设置这一环节的考虑是:一方面让学生毕业前主动走向社会,与用人单位进行接触,了解他们将来的工作环境和内容,了解他们毕业当年的用人状况和信息,去接触他们在学校和书本上没有接触到的知识,了解行业动态开阔眼界.另外,这一实践环节设置在第八学期开学初,也正是用人单位招聘人员的时间,学生也可利用这一时间找到自己的一份工作.在培养方案中,实践教学平台部分学分在整个方案中占到了34%共60学分,与原培养方案相比,较大幅度提高了实践教学课时在总学时中的比例,增加了实践教学内容,为培养素质高、能力强的电子专业工程技术人才提供了良好保证.
3对相关问题的几点思考
2011新版人才培养方案的制定已经结束,从2011级开始运行,从目前情况来看运行良好.但是,如何在培养目标上达到预期目的,还有许多问题存在于方案之外,需要我们去处理好.(1)为实现培养方案而应具备的教学软、硬件条件也要同步进行建设,如师资队伍、实验、实习基地、课程建设、教学经费以及与之相配套的教学大纲和规章制度等等;(2)虽然在培养方案中设置了较为合理、科学的实践性教学环节,但是因电子信息类学科的实践性教学需要较高的软硬件条件,在目前学校教学经费并不宽裕,设备条件有待进一步改善而且每年招生数量相对较多的情况下,如何让每一个学生有足够多的机会亲自动手参与其中,成了我们要解决的问题;(3)在强调重视基础教学、提高实践能力的背景下,如何让学生涉及一定深度的专业知识,提高创新能力,比如兄弟院校以赛课结合带动实践教学〔8〕,以工作过程导向带动实践教学,以项目带动实践教学等等,是我们需要进一步探讨和努力的问题和方向;(4)用有限的教学经费,能否很好地完成实践类环节教学内容,达到预期目的,如何与企业、行业保持密切联系,特 别是聘请企业、行业专家走进校园,参与培养计划的实施,是处在电子技术行业并不多的地区民族院校需要解决的问题.
4结束语
关键词:高频电子线路;女性友好型;独立认知;关联性认知教学补充
一、引言
随着经济收入和社会地位的提升,女性已经成为中国消费市场的主导力量。波士顿咨询公司消费者洞察智库最新报告发现,尽管中国女性可支配收入偏低,但和国外市场相比,中国女性整体消费力在2015年已超过日本,紧追美国女性消费市场,如图1所示[1]。
高频技术在日常生活中广泛应用于各种电子产品,包括手机,卫星电视,收音机,传感器,车载设备,雷达等。根据美国消费电子协会及帕克斯所做的研究数据表明,女性是电子产品的主要消费者,也更容易购买电子产品。然而,电气工程领域仍然是男性占主导地位的专业。早在2006年,美国女性购买81%的消费类电子产品[2][3]。
高频电子线路是电子与电气信息类专业的一门主干课程,与实际联系非常紧密,具有很强的实践性[4]。高频课程教育已有30年,然而高频的教材及教学方式一直都基于独立认知的基础上。这种教学手段也许较适合男性学生(独立的认知者),但和女性的学习的方式不太兼容。所以高频教学在男性和女性之间存在一个很大的间隙。在中国,高频课程同数学,科学,技术,工程课程一样,强调逻辑思维,正确性,算法推导和结构等。不适合女性的学习习惯,所以传统的教学方式,会让女性学生规避高频类课程或相关领域。
为了全球电子市场的发展,鼓励大学提出对女性学生和男性W生同等友好且有效的教学方式就显得尤为重要。在本论文里,我们使用高频教学为例,并且相应的学习材料和教学策略可以延伸到其他电子工程专业课程。
二、背景
(一)背景
在2016年6月,重庆邮电大学移通学院通信与信息工程系里授予学士学位的工程学士中,男生763,女生266人,只有25.8%是女性。其中电子信息工程专业女性比例最低为20%。
大量的研究表明女性避开科学和工程领域的原因有3点:1、受家庭父母影响,在进校之前就很少参加科学活动;2、社会压力及舆论,让女性失去对工程专业的兴趣;3,其他客观因素影响了女性对科学和工程的态度,比如,缺乏女性工程师模范,教育材料中的女性歧视,针对女性教学教师缺乏经验等[5][6]。因此,在本项目中,我们旨在研发高频学习材料和教学方法来吸引更多的女性选择电子工程专业。
(二)相关工作
研究者关于性别和STEM教育调查结果显示,基于这些专业的竞争环境和课堂质量,女性不会选择STEM相关专业,或者退选相关课程。但最主要的因素还是传统的教学方式不能匹配女性学生的学习方式。
学生认知过程可以分类成独立认知和关联认知。独立认知强调批判性思维,理性态度,论据建设和个人信仰,并且储备知识占据主要地位。与此相反,关联认知强调的是理解力。关联性认知者通过创建关联来学习,关联同伴,同学和各种想法。关联者关注内容和他人的智慧来创造自己的学习系统。
女性和男性学习及处理信息的过程是不一样的。女性会更擅长多线程和整合之类的工作,女性学习方式是围绕着关联性认知来学习的。传统高频教学课堂与独立认知相一致。我们相信关联性学习也对男性学生是有益的。
研究表明,辅导制和学习支持小组或线上支持网络能帮助女性学生学习工程专业。因此,辅导制,帮助团队和更少敌意的环境更有利于女性学生在工程领域取得成功。
(三)高频课程
传统的高频课程教学方法中强调理论方面和数学来历[7]。女性学生因此会由于算法,推导,结构和逻辑思维等的压力而避开工程及相关职业。由此,本论文的目标是基于高频课程开发学习材料和新的教学策略来支持女性友好型工程教育,以此来吸引更多女性学生到电子工程领域并帮助她们获得成功。
三、方式
我们基于关联性学习设计了女性友好型的高频课程,当前在高频课程上表现出的男女比例失调的问题来源于独立认知占据了主导地位。我们提供了支持架构来提高学习者的自信,我们通过如下工作来完成我们的项目:
(一)开发女性友好型的高频学习内容和教学手段
课程教学中将高频知识和日常生活紧密联系。高频技术的概念包括选频、混频、变频等知识点通过问题或者动手实验来引入[6]。开发合适的课堂教学策略,例如:循序渐进,精炼前期的先行课程,用实例来促进教学等。鼓励学生采用询问方式自己创造总结高频概念,形成关联性。另外我们使用小班教学,班内进行小组划分,有利于学生之间相互交流。
高频课程上,基于关联性认知的教学策略举例如下:(1)高频知识的相关概念可以以学生们感兴趣的话题、经历或者关系作为问题引出在教材上。比如:股票价格能够用于介绍振荡器,手机信号辐射可以用来介绍谐振回路,阻抗匹配,车载收音机可以告知选频网络,调幅调频原理等。(2)为学生创造一个更加和谐,更少竞争的学习环境。教师可以给学生划分团队,做一些团队课题,有利于团队之间成员在课上和课下之间相互进行讨论,阐明和辩护他们的想法。因此,他们能培养自信心。
(二)为在校生提供教学补充
鼓励学生参加高频学习社团。这个学习社团关注学生在高频课程中所出现的问题,尤其是女性学生。这个社团有常规的面对面例会,以此加强成员之间的沟通与联系。成员也可以在线上讨论他们的问题,比如说:bbs论坛,微信群,qq群,百度贴吧,微博等。社团提供帮助的形式具有多样性和灵活性。更利于女性学生的学习。
学生之间相互讨论高频课程的相关问题,并且从老师或同学那得到反馈,间接的建立起人际联系。学生也可以在线上发一些陈述或者自己对相关原理的理解。也可以去分享怎么去解决一个问题。另外,教授或者助教每学期组织几次自主学习,解决学生们所困扰的课题。
这种多层的,协作式学习方式是电子工程系来说是一种新的方式。这种途径和方法论在有经验的教育者的促进下以提高课程建设为目标提出的,并且授课者在整个过程中对男女学生一视同仁,我们相信这种教育模式同样有利于工程系里的男性学生。
四、评估
在2016年9月至12月的高频课程里,面对30个学生,包括10个女生,执行了一个综合性的评估:
(一)问卷调查
课程教学中期,学生们共完成30份反馈问卷,以此衡量教学方式的有效性。问卷包含4个题目,及相应的调查结果,如表1所示。问卷中量化指标按5份制:5-非常同意,4-一般同意;3-中立;2-一般反对;1-非常反对。
根据调查显示,33.3%的学生是女性,66.7%的学生是男性。
大约85%的学生同意或一般同意团队合作是有效的,尤其女性学生更偏爱这种课上或课下以团队形式交互学习(问题2)。
大部分学生对以生活经历和兴趣为案例引入概念或原理的方式持积极态度(问题3)。并且女性学生更接受并且受益于此种教学方式。
大部分学生有自信参加和高频或电路相关的课程。女性学生95%以上通过高频课程学习,建立起了电子信息学习的自信。
所有学生(100%同意或部分同意)都愿意将高频课程推荐给其他学生。并且认为这种学习方式是有用的。女性学生更喜欢现在的教学建设,教学手段,更乐意推荐这门课程。
从结果讨论,学生的整体反馈是压倒性的支持女性友好型课程建设,尤其是女性学生。
(二)知识和技能学习的有效性
为了评估教学效果。在2016年秋季学期,安排了2次高频课程的考试,期中测试和期末测试。通^大量的笔试成绩数据分析显示,考试的平均成绩高于去年未实行女性友好型教学前高7.6%,其中女性学生平均成绩提高了9.1%。意味着于传统方式相比,女性友好型教学设计在综合性内容教学上更有效,更有利于同学们水平提高。
五、结语
高频电子电路课程一直是比较难掌握的课程之一。本文在重点关注女性学生的学习习惯上,通过提出基于关联性认知的新颖的更有效的高频教学材料,教学材料关联学生们的兴趣及经历,使得抽象概念更直观化,学生们更能享受这个学习过程。另外,线上线下的帮助模式可以让女性克服心理上的学习障碍,并且多层次和协作性的学习方式使得高频课程让女性学生觉得更友善。
【参考文献】
[1]三大关键趋势主导,女性和千禧一代崛起[R],波士顿咨询公司消费者洞察智库,2016全球财富报告.
[2] E.Eden ,A.Enga, Y.Lin and G. Reimann, “Design and Gender: Thinking about Sex” [J], Smart Design + Femme Den , 2006.
[3] L.Tischler,“Sex and Electronics Part 1: Women and Smart Design”[J],Fastcompany, Jan.2009.
[4]张肃文.高频电子线路[M] .北京:高等教育出版社,2009.
[5]R. Fawcett,“Science Education in Canada ” [J],Science and Technology Division ,Aug . 1991.
论文关键词:通信工程;本科专业;新疆;塔里木
目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所,其中综合类院校3所,即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校,位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校,也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。
塔里木大学原名塔里木农垦大学,位于塔里木河畔的阿拉尔市,创建于1958年,2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校,现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月,现有教职工76人,专任教师65人,副高以上职称占17%,硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室:计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生,每届两个班,每班30余人,该专业现有专业任课教师7人。
一、专业课程设置
1.专业必修课
塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有:高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、c语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。
与中央民族大学通信工程本科专业培养方案(2010年版)相比,其多开设的专业必修课有大学计算机基础(由于中央民族大学生源较好,因此没必要开设该门课程)。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有:计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等(由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生,即无线通信和通信网络,因此这种设置是合理的)。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有:机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。
2.专业选修课
塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课:通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课:数据库原理。大二下学期开设的专业选修课:通信仿真技术eda。大三上学期开设的专业选修课:matlab及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课:web系统与开发技术、现代传输技术、dsp原理与应用。大四上学期开设的专业选修课:通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。
中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下:大二下学期开设专业选修课3门,大三上学期开设专业选修课5门,大三下学期开设的专业选修课8门,大四上学期开设的专业选修课16门(由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够,且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等,故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几)。四学年开设专业选修课共计32门。
通过以上数据可看出,中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程,如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。
二、其他专业教学环节
1.实验与实践教学
塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米,拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室(计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新)。通信工程专业所开设的实验课有:电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、c语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、matlab及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。
2.专业实习
塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行,时间为8周(4学分)。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习,为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位,如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性,每个实习点都有学院专业教师带队,发现问题随时解决,并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。
3.毕业设计
塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行,时间为12周(6学分)。为了保证毕业设计质量,塔里木大学信息工程学院严把开题关,提倡毕业设计内容与实际工程相联系,避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作,带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量;若所带的学生毕业设计成绩优秀,则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正,塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。
4.学科竞赛
塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛,并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中,通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖,一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖,三名同学分别获得了自治区的二等奖,还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办,是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业,能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。
此外,为了使学生能够较早地对所从事职业有所认知并做好就业准备,塔里木大学信息工程学院为学生还安排有职业规划与就业指导课程。
关键词:电子大赛;理论培养;焊接工艺
中图分类号:G642.423 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2016)03-0094-02
一、导论
全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”最高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。
二、理论培养
良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。
三、电路设计训练
普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。
四、电子元器件的认识与焊接工艺
电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。
五、赛前模拟练习
实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。
六、结论
本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。
参考文献:
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关键词:移动学习;数字化资源;微信公众平台
中图分类号:G434 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2017)05-0041-04
一、引言
现代信息技术的发展,促使人们之间的交流变得越来越方便,媒体技术发展日益体现出移动性、交互性、个性化等特点。这种移动性、交互性的媒体技术正不断被应用于教育领域,各高校均加强建设数字化资源,同时不断更新教学平台以而适应现代信息技术的发展。在众多新型媒体技术中,移动学习悄悄兴起,逐渐成为现代教育中一种新型的学习方式[1-5]。微信作为新型的网络社交工具,将人际互动、信息传播等功能融为一体,在信息技术、移动通信的快速发展下,微信做为新型的教育工具逐渐被公众接受[6-8]。而腾讯公司推出的微信公众平台,不仅可以编译图文信息,而且可利用平台实现信息群发,同时支持用户之间的交流、沟通,成为信息时代重要的社交工具。本文以模拟电子线路为例介绍基于微信公众平台的数字资源建设及移动学习改革。
二、必要性和可行性
1.学生学习方式逐渐改变,教学资源及方式应逐步改善
信息化时代的发展使学习者的学习环境和学习方式发生较大转变。学生的学习环境不再局限在教室、课堂之上,而逐渐转向线下、线上同时学习;学生获取知识的途径不仅仅局限在课本上,更多的将依靠数字化资源。学生获取知识的工具不再是课本,而更多的依赖网络、电脑,移动设备(手机、iPad)等。
在对学生的问卷调查中,当学生碰到问题时,解决问题的途径由图1的问卷调查可以发现,有76%的学生会选择查询网络资源。
同样在图2所示问卷调查中发现,83%的同学观看过相关视频,而且95%的学生赞同利用移动设备学习知识点,几乎全部学生会接受利用手机观看数字化的教学资源。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出:信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视[9]。信息化时代的发展决定了教学资源在形式上发生较大变化。教学资源逐渐由传统的、单一的教材向立体化、数字化的方向发展,这也是现代信息技术发展促使教学资源不断变化,而这种立体化、数字化的教学资源更容易被学生所接受。
由此可见,教学资源数字化、教学方式现代化是势在必行的。
2.国内外都在逐步推进移动化的教学方式改革
移动学习(M-Learning)在国内外悄然兴起,移动学习是现代信息技术与教学资源数字化发展相结合的一种新型信息化学习形式。2000年国际著名的远程教育专家德斯蒙德・基更(Desmond Keegan)博士在上海电视大学校庆提出移动学习,并在其发表的论文《从远程学习到电子学习再到移动学习》中阐述了移动学习的特点[4]。
北京大学现代教育技术中心对移动学习的定义为:移动教育(M-Learning)是指依托目前比较成熟的无线移动网络、国际互联网以及多媒体技术,学生和老师通过使用移动设备更为方便、灵活地实现交互式教学活动。简单而言,移动学习就是使学生能随时、随地、利用移动设备方便的获取必须的教学资源,利用碎片化时间进行学习,同时能通过移动平台和教师、学生进行互动交流[10]。
由此可见,移动学习有以下特点:1)内容碎片化;2)内容简洁明了、短小精悍;3)满足学习者的个性化需求;4)具有一定的互动性。
3.目前国内数字资源建设中存在的问题
教育部《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》指出,人民群众教育需求和世界发达国家水平相比还有明显差距,加快推进教育信息化还面临诸多的困难和挑战[10]。
(1)数字化资源建设缺乏长效机制。近几年,我国教育界不断开展了教学信息化方面的活动,但是这种活动缺乏长效机制,导致教育者开发制作数字化教学资源的动力不足,数字化教学资源建设进度缓慢,这在一定程度上导致MOOC教学及移动学习现代化教学手段很难普及。
(2)数字化资源没有实现“本土化”。目前,更多的是实力雄厚的高校进行数字化资源建设,而且内容偏向本校。这些资源兼容性比较差,直接被以本科教育为主的学校引入后,会出现“水土不服”的现象,因此根据相应的教学计划制作对应的数字化资源显得尤为重要,也就是实现数字化资源“本土化”。
(3)优质课程资源基数少,建设速度缓慢。我国虽然在高校内开展精品课程建设,但课程内容大多为PPT、教案等一般性教学资源,视频资源所占的比重很小,针对性不强,因此学生对精品课程使用率低,而且很多教师仅仅停留在以申报课题为目的,并没有形成长效的建设计划。
(4)数字资源对应课程较为单一。
(5)缺少相关业务培服务。高校中有很多教师教学经验十分丰富,但在信息化手段与教学相结合方面存在较多问题,缺乏制作数字化资源方面的知识和手段。若想利用数字化资源进行教学,必须要有相关的培训服务来做支持。
由此可见,为推进教育信息化的顺利进行,不断加强教学资源数字化是首当其冲的任务。
4.微信公众平台的优势
微信公众平台开放接口丰富、用户体验良好、用户群体庞大、社交功能强大,结合现有数字化资源,可为广大学生构建了交互性强的移动学习环境。微信公众平台的这种特点恰好符合移动学习的特点,因此微信公众平台在高校作为一种方便、快捷的移动学习方式已日益得到师生的认可。可见基于微信的移动学习,可促使学习者利用智能移动设备随时随地进行学习,同时微信良好的交流平台,不仅有利于教学资源的共享,也有利于师生之间的互动、交流,为现代教学提供良好的教学平台。
三、构建移动学习平台
1.申请微信公众平台
教师首先申用于移动教学的微信公众平台账号,图3为申请的“漫步紫金微课堂”的微信公众平台的二维码,学生扫二维码可关注该微信公众号,然后学生可使用微信公众号中的教学资源进行个性化学习,同时遇到问题时可通过公众平台向老师获取个性化指导。同时,为了便于管理,教师可以对用户进行编组,组建学习小组,根据实际情况可以对不同的小组发送不同的教学内容。
2.建设数字化教学资源
利用微信公众平台进行移动学习改革,建设相应的数字化教学资源是首当其冲的任务,移动学习的教学资源有其自身的特点,在建设过程中应遵循教学资源微型化、知识点碎片化、知识点联系化、图文信息直观形象化的原则。
(1)教学资源微型化
移动学习在一定程度上扩展和补充了传统的教学和学习的模式,是课堂的延伸,便于学生利用零碎化的时间巩固、补充知识。移动学习的学习模式与传统的固定、持续的学习方式不同,移动学习的环境属于“非预定、非固定”的,学习者完全可以利用零碎化时间学习,学习地点不仅可以是教室、图书馆,也可以是操场甚至是环境比较嘈杂的公共场所等。在移动学习环境下,有时人的注意力容易受到影响,Stanford University的一项研究成果表明,当学习者处于零碎化、移动化的环境时,人的注意力容易受到外界环境的干扰[11]。因此,在设计移动学习资源时,资源内容应该是微型化的,每个图文信息呈现的内容可以为一个知识点的讲解,也可以为一个例题的分析解答,也可以是某个内容的总结,学习者在短时间内可以完成对图文信息的学习,在一定程度上满足移动学习微型化的要求。
(2)知识点碎片化
移动学习中,学习者时间的零碎化必然要求知识点的碎片化。基于移动学习的数字化教学资源设计,要求知识点碎片化,将课程中原有知识体系有机地拆分、细化,以适应移动学习特点的要求。知识点碎片化过程中应避免知识点过于庞大、篇幅过长,避免视频时间过长,应尽可能小篇幅、简单结构的知识点。例如斯坦福学习实验室的每个知识模块的学习时间控制在30 秒~10 分钟之间[11]。此外,移动学习作为传统教学的辅助手段,其知识点呈现形式与课堂讲解的形式不同,应该是知识的总结、巩固与升华。在对模拟电子线路知识点碎片化中,通过分析提炼出36个重要的知识点,包括重要的方法,典型题目的分析,相关知识点的分析与比较,同时将理论分析与仿真验证相结合,加深学生对知识点的理解。每个知识点都编辑成公众平台的“图文信息”,在图文信息中利用文本、图片、视频呈现教学内容,视频时间控制在3-10分钟,学生在10分钟之内可以完成对该知识点的学习。
(3)知识点联系化
知识点碎片化并不是学习内容简单的分割,并不意味着各知识点之间没有任何联系,在知识点碎片化过程中要按照学科知识体系特点以及知识点的相关性、层次性,有机地将知识点进行片段化的梳理,同时要注意已学知识点和将要学习知识点之间的联系,这样可以使学习者更好的掌握知识点,提高对知识点的理解和应用。知识点的划分还要以学生为中心,遵循学生对知识的认知规律,同时碎片化过程中要保持某个知识点前后联系,内容完整、结构逻辑性强。
例如:模拟电子线路中的功率放大电路,首先总结了功率放大电路需要用到哪些已学过的知识点,同时也列出需要掌握的知识点和分析方法,用关系图的形式展示,如图4所示。这种结构图清晰明了,学习者可以直接了解知识之间的联系,并逐渐学会用所学知识解决新问题。在制作“图文信息”时,更侧重于对各类功率放大电路的比较分析与总结。扫描视频的二维码可以观看功率放大电路部分的视频。
同时,每个“图文信息”虽然篇幅较短,但是也要注重内容的完整性,“漫步紫金微课堂”中的每一个模拟电子线路的图文信息都由5部分组成,如图5所示,包括标题、引言、正文、总结、思考。
引言简要说明该“图文信息”讲解的内容,正文利用文本、图片、视频展示知识点,总结部分呈现该图文信息的重要点,思考部分提出新问题,提示学生用本次学习的知识点解决新问题。
(4)图文信息直观形象化
用于移动学习的移动终端屏幕大小有限,若每屏信息过多、过繁会使学习者产生焦躁的情绪,失去学习的耐心。因此设计教学媒体信息时,界面尽可能做到简洁明了,色彩搭配合适,减少多余的干扰信息。同时,为了方便学习者能够快速找到所需的信息,可以设计相应的菜单、目录,对知识的重难点用醒目的颜色标注。例如我们在“漫步紫金微课堂”下方设置了相关菜单,包括“必要的基础知识”、“各章知识点总结”、“每章PPT”。不知识点的媒体表现形式可以多样化,不同的知识点可以采用不同的方式呈现,按照知识点的特点,可以选择文本、图片、视频、动画等形式呈现。例如:对于模拟电子线路中的重要概念(偏置、动态性能指标等)、重要方法(静态分析、动态分析等)采用文本的形式呈现,文本字体不可过小,行距不可过窄;而知识点的结构图则用图片的形式呈现,直观形象;题目的求解过程,仿真验证过程等则用视频的形式呈现;抽象的知识点则用动画的形式呈现,形象化的方式便于读者理解。
四、信息与反馈
数字化资源建设完成且微信公众平台构建完成后,就可以向学习者教学资料了。
根据教学进度利用微信公众平台的“群发功能”不同的图文信息。教师也可以根据情况讨论题、练习题等,同学、老师之间可以互动讨论。在每个图文信息下方都预留了留言栏,学习者在遇到难题时,可以根据自身情况向老师提出疑问,教师可以在后台看到学生的留言候,可以进行实时解答。学生在自主学习过程中,也可根据自身情况学习相关的知识点,制定个性化的学习进程。通过师生互动,教师可以根据学生的实际情况为学生提供个性化指导,为学生自主学习提供支持与帮助。
教师可以利用微信公众号后台的数据统计功能查看学生学习的情况,可以统计关注公众号人数的变化情况,可以统计菜单观看次数与人数,可统计图文信息的阅读人数和阅读次数等。我们统计了近一个月以来图文信息的阅读人数和阅读次数,如图6所示,从统计结果可以看出,有的图文信息阅读人数较多,而且每个人观看次数超过一次,如9月13日的图文信息阅读总人数约300,总阅读次数达到1100次,每人阅读次数接近4次,9月25日的图文信息阅读人数和阅读次数也很多,这在一定程度上说明学生对这部分知识点存在疑问,这些知识点存在一定的难度。这些数据提醒教师,有些知识点学生掌握的比较好,有些知识点学生没有理解透彻,教师应该在后续的课程中加强对这些知识点的讲解。
这种统计数据,微信公众平台每天都会更新,教在图文信息后应关注学生学习的情况,根据统计数据有的放矢,提高教学效果。
五、总结
作为教师,要将传统教育的优势与现代教学理念与教学方式有机结合,不断丰富数字化教学资源,不断更新教学方式和教学平台,将线上环境和传统课堂环境有机结合,一方面为教师创建优越的施教环境,另一方面赋予学生个性化、完整、深度的学习体验,使学生自主、积极的投入到学习中,提高学习效率[12]。
实践证明,基于微信公众号的移动学习是一种行之有效的现代学习方式,这种学习方式充分利用移动媒体工具,依靠方便快捷的通信网络,增强了师生之间的互动交流,拓宽了学生获取知识的途径。
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关键词: EDA 精品课程 课程改革 人才培养
教育部在精品课程建设的文件中强调要切实加强教师队伍建设,重视教学内容和课程体系的改革,注重实用先进的教学方法和手段,重视教材建设,理论教学和实践教学并重,建立切实有效的激励和评价机制,实现优质教学资源共享,提高学校教学质量和人才培养水平。
EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)技术是现代集成电路及电子整机系统设计中科技创新和产业发展的关键技术。当前集成电路技术已进入超深亚微米工艺和片上系统(SoC)阶段,集成化、微型化和系统化的趋势使得集成电路设计及以集成电路为核心的电子系统设计成为一个庞大的系统工程,离开EDA技术集成电路及电子系统设计将寸步难行。
EDA技术教学是培养高素质电子设计人才,尤其是IC设计人才的重要途径。EDA技术的迅速发展,使我国高校电子技术的教学面临严峻挑战,它对教学思路、内容、方法和实验手段等都提出了新的要求。近几年,许多高校正在探索新的面向21世纪的教学方法,引进电子技术的新发展成果,开设EDA课程,改进EDA实验手段,少数重点高校还获得了教育部试点投资,建立起了EDA实验室和重点教学基地。概括起来,国内高等院校开展的EDA教学内容主要是在电子、通信类等课程中借助一些EDA工具软件进行演示或要求学生利用工具软件达到设计或分析等要求。例如,在电路分析、数字电路和模拟电路等课程中使用EWB电路辅助设计和分析软件、Matlab专用分析软件和Pspice通用电路分析设计软件等进行电路的交直流分析、频率响应分析、容差分析及电路与电子线路分析设计;在通信电路、通信原理等专业课程,使用SystemView软件进行通信系统动态仿真分析。
1.改革课程体系
在课程体系的改革中,我们以适应社会需求为出发点,修订课程教学大纲,规划和确立该课程的教学内容和培养目标,以培养具有实践能力的创新型人才为宗旨,课程体系具有合理的知识结构。通过对学生就业单位和毕业生的调研,分析企业反馈的信息,可知企业期望学生提高实际动手能力和产品开发能力等,不断调整教学内容,增加实践课程比例,并注重课程内涵建设,做到与时俱进,提高学生的知识综合应用能力和实践动手能力,同时提高学生的工艺设计能力、学习的积极性和主动性,强化生产质量控制和新产品开发的创新能力[1]。
在总结教学经验的基础上,我们修订了教学计划,确立了“在夯实EDA课程的理论基础上,注重实际动手能力和创新能力的培养”的教学思路和方法。在硬件上,不仅搭建了较高水平的实践教学平台:EDA原理的实验平台,主要完成验证性实验和综合性实验(EDA原理及应用实验室),还建立了应用创新实践平台:完成设计性和开发性实验(电子信息综合实验和综合开放实验室)。
在软件上,制定了与实践教学体系相适应的实验教学大纲,编写了实验教材,开发了网上实验教学系统。
为强化实验效果,除传统的实验形式外,还要增加电路仿真实验。利用计算机对EDA原理及应用中的接口过程进行模拟,这样既直观,又能在计算机上实现、显示许多实际中不允许或无法实现的特殊情况,开拓了一条强化教学效果的新路子。
为提高学生对实践教学环节的重视度,培养学生的创新能力和实验能力,保证预期效果,将EDA原理及应用实验教学部分分为上机模拟实践、下载实践、课程设计、毕业实习、毕业设计,各类竞赛的开展也为学生实践能力的培养提供了一个好的平台;通过制度和措施保证实验室全天对学生开放;开发网上实验教学管理系统。
2.改进教学方法与手段
(1)多样化教学方法及其实施目的、过程、效果及学生规模
EDA技术发展快,涉及面广、实践性强,对教师和学生的要求较高。掌握EDA技术,提高解决实际工程问题的能力需要一个不断积累、不断探索的过程。在EDA技术教学方法上,我们进行了革新,改变了过去以教师为中心、以课堂讲授为主、以传授知识为基本目的的传统教学模式,而采用教师讲授与学生实践相结合,理论知识与现实工程问题相结合的灵活的教学方式,留给学生充分的思考和实践时间,鼓励学生勤于思考,善于把握问题实质,不断提高解决实际问题的能力。
讲课时突出重点、难点,注重知识点重组。既注重理论基础,又强调实践实用,既保持学术前沿性,又兼顾趣味性,师生互动。教学中重视培养学生运用知识、解决实际问题的能力,课程中引入大量EDA实际例题,充分调动学生的学习积极性。采用多样化的教学方法,学生规模为300人/学期,多元化教学方法包括:
①交互讨论式教学法:为调动学生独立思考的积极性,理论课教学中教师或学生提出问题,师生之间、学生之间互动讨论,调动学生的积极参与性;在设计与综合实验中,教师引导学生讨论方案、方法等。
②目标驱动教学法:教师给出课外作业、实验项目及目标,学生根据任务目标完成实验的各个环节,如资料查找、实验方案设计、仪器调试、实验结果测量与处理等。这种方法使学生任务目标明确,充分发挥学生的自主性,有利于培养其独立工作能力。
③研究式教学法:采用研究的观点、研究的思路、研究的方法讲授课程内容,设置研究性的作业和实验项目。
④现场不讲授只指导的方法:对于学生能够独立完成的实验项目,指导教师不统一讲授,只对学生提出的问题进行答疑指导。这种方法有利于学生自主学习,让学生独立思考,自主学习。
⑤开放式自主实践教学法:开放实验室,学生自主实验,达到自主学习的目的。
⑥课外科技活动指导方法:分小组进行实践活动,开展合作、研究性学习。
⑦学生参与教师科研项目方法:学生在学习过程中可参与教师的科研,教师指导其学习与研究。
⑧网络辅导方法:学生可通过网站的方式访问本课程的情况,通过链接EDA原理及应用课程,可以看到EDA课程组在该网站上所存放的各种资料,包含课程大纲、上课课件、网络视频、习题分析、难点分析等。
多样化实验教学方法主要体现为不同内容、不同对象、不同背景、不同项目情况下多种形式和多种方法的结合,其主要目的是以学生为中心,因材施教,因内容施教,充分调动学生的实践创新积极性,达到提高教学质量、培养创新能力的目的。例如,在基础实验阶段,主要采取现场授课与指导方法;在学生掌握了基本技术与方法之后,在设计性、综合性、创新性实验中采用只指导不讲授或开放式自主实践方法;在理论课和综合实验中采用互动讨论的方法;安排课外作业或科技活动,则采用课外指导方法;目标驱动法则可应用于各环节之中。各种方法综合运用的目的是,培养学生自主获取知识的能力,让学生充分发挥主观能动性和创造性。多元化教学方法尊重学生的个性和创造性,极大地调动了学生的学习积极性,达到了良好的效果。
(2)教学手段――多媒体优化教学
教师和学生可利用网站上已有的EDA教学大纲、EDA课程课件、教师讲课录像等各种学习资源,学生可进行远程学习与接受辅导;建有多媒体教室,实验室配备投影、实时摄像投影等多媒体教学设备,理论和实验教学均采用多媒体辅助教学,全面实现CAI课件与网络课件的结合,计算机仿真实验与实际实验的结合,课堂教学与远程网上辅助教学的结合,现场实时摄像投影与教师演示的结合。
根据教学的不同阶段、不同内容和课内外情况,采用了上述多媒体优化实验教学。例如,课前学生进行网上预习,课外可通过网络进行同学间、师生间的交流与辅导;实验课上讲授基本内容时采用CAI课件,演示仪器使用时采用实时摄像投影,学生在实验阶段采用计算机和网络辅助,遇到困难,除向教师询问外,还可自主到网上资源库查询。多种媒体优化使用,达到最佳效果。
3.加强实践(验)课教学
为了使EDA原理及应用的实践教学体系能适应新的要求,从有利于培养学生自觉应用理论知识指导实践,强化基本技能训练,为培养高素质人才打下良好的基础角度考虑,课程组经过教学内容和教学体系研究和实践,结合理论课模块化教学模式及专业素质教育要求,执行以下实验课程的改革方案,将整个实验分为课内实验和课程设计“两个阶段”。
第一阶段:课内实验
在整个课程的教授过程中,结合授课内容的具体安排和需要,单独设置了对应的实验课程。EDA原理及应用上机10学时,实验10学时,与理论教学同步进行,包括验证性实验与综合设计型实验。在实验中要求学生独立完成所有实验项目,培养学生的基本实验技能;加深对EDA原理理论的理解;学会使用实验仪器;掌握常用EDA程序的设计和分析。
第二阶段:课程设计
为了培养学生熟练使用现代化设计工具的能力,增强学生的工程实践能力,把培养创新意识和创新能力放在核心位置,EDA原理及应用课程在课内实验之外,增设课程设计环节。
课程由教师辅导、学生课外自学、设计制作、论文写作,答辩等环节组成。通过程序设计、程序仿真及程序下载的设计过程,使学生能够充分理解理论教学的内容,并通过实践教学熟悉电子线路设计和开发的相关工具,为学生今后的科研工作打下坚实的理论及实践基础。
根据“EDA原理及应用”课程建设的需要,设计出一套可以用于课程开发使用的实验板,并便于学生进行二次开发,可以强化授课效果,同时提高学生的实践动手能力,培养学生动手能力和分析问题的能力,进行创造性的学习,培养学生的创造精神,并给学生提供进行创造的环境[2]。实验仪器如下图所示:
结语
通过实施“EDA原理及应用”课程改革,使该课程在我院专业建设中发挥了作用。教学中重视培养学生运用知识、解决实际问题的能力,课程中引入大量EDA实际例题,充分调动学生的学习积极性。近年来,学生在全国电子设计大赛、全国“达盛杯”创新电子设计竞赛中取得了国家级和市级的优异成绩。
参考文献:
【摘要】加快海运业的发展,提高船舶运输的安全性,降低运营成本,提升工作效率,运用计算机对航海信息化、自动化是发展的必然趋势。本文浅谈计算机信息化在航海各要素中的影响,望计算机信息化在航海中能得到全面运用。
【关键词】网络信息化航海航行安全和效率自动化降低成本
海运业是一个十分古老而又传统的运输行业,往往滞后于一般新技术的应用与推广.但二十世纪.90年代早期,全球航运市场已开始兴起计算机技术应用的热潮,IT(信息技术)将在未来社会及商业、工业发展中起着十分重要的角作用,并将很快普及到所有行业与领域,航海业同样也正在普及计算机网络技术。相对海运经济的发展趋势,航海技术要求必将网络信息化。近些年,很大部份轮船公司又为各条船舶安装了局域网,配置网卡,不仅为船舶信息资源的共享以及数据的传递提供了方便,而且也为公司对船舶的安全与防污染管理开辟了新的技术途径。
当前,航海技术的信息化建设已全面展开,逐步实现现代化管理和科学化决策,大力提高企业运营效率、信息传递速度,解决了信息共享的障碍,为海运决策提供精确有效的信息。下面就浅谈一下航海信息化的相关细节船舶物料管理,运用计算机与网络技术及其数据库,进行物料流通管理,通过输入所需物料编号、物料名称、种类后,快捷、准确的查寻。船员发送船舶物料申请单到船舶公司,经公司审核后,由公司编成电子文档发送给供应商询价,供应商供货后,经船舶确认审核后,自动调整物料库存,从而形成物料进、销、存的自动化管理系统,减轻复杂、繁琐的船舶物料管理现状,帮助船舶公司分析物料的供应与使用,强化管理、杜绝管理漏洞、节约成本。
船员管理运用计算机数据库对船员信息进行管理,目前已被我国许多轮船公司、大型船舶企业,船员中介及船员管理公司等广泛使用,得到了航运业界的一致肯定。如船员基本信息录入、船员信息查找;船员灵活调配;船员证书的监督管理;船员信息的删、录入;船员服务期满及证件过期报警提示等。使航运公司办公高效性、系统化、智能化的管理船员,大幅度降低了企业运营成本,公司同时能共享信息系统的资源。
船舶动态跟踪,船舶动态是每个船东都需随时掌控的,通过网络可以便捷直观的查寻船舶动态,如船舶的船名、船舶尺度、航向、航速、经维度、船舶附近的交通流量、预计到达目的港时间等。而且可以在电子海图的背景上定位跟踪船舶、查看船舶资料或定制到港自动提醒等高级功能。无论您身在何处如办公室、家庭、会议、朋友聚会、茶馆,只要能上网的场所,都将随时获知船舶确切位置。这些数据来源于我们在沿海及内河港口部署的AIS信息接收基站,这些基站持续接收来自船舶上AIS自动识别器设备发送的数据。如果船舶不在AIS接收范围区域,还可以通过Inmarsat国际海事通信等卫星通信系统获取信息数据。通过这高新的网络技术,同时还可以获取涉及全球其它海域的船舶信息数据,实时了解相关信息。
传统的静态、固定航海资料的纸质印刷海图已不适应船舶自动化和航海智能化的发展要求。从而电子海图显示与信息系统在近些年开发应用的基础上不断的加以完善,该系统不仅能很好地提供纸质印刷海图的有用信息,而且取代了传统的人为手工海图作业,GPS、雷达、NAVTEX等各种现代化的导航设备所获得的信息都被集合在一起,成为一种集成式的导航信息系统。这个系统具有船舶所在航区海图显示、航行线路的设计、航路监控、危险局面来临前自动报警提示、各航行数据记录、航迹显示、海图自动改正等功能,大大提高了航行安全和效率。
电子海图显示和信息系统,它综合了航海技术、计算机技术、计算机图象显示技术及计算机软件技术针对航海领域的一场技术开发,它被广泛地应用于世界航海领域.,国际海事组织已经制定了关于电子海图显示和信息系统的相关的国际标准和严格规范,这些标准和规范大部分是用于航海方面,对电子海图显示精度提出了新的要求,为了充分在船舶航行管理中的应用,信息系统必须自动的对信息数据进行综合分析,将电子海图显示和信息系统中的数据通过算法实现提示各浮标的移位、船舶意外走锚、禁止航行区和船舶搁浅、船舶避碰局面等报警功能.
而且海图电子化可以实时显示本船的经纬度、航向、航速、方位等信息,可以实时监控该船周围的船舶动态和查寻它船信息及所在海区海况信息,随着信息技术和航海技术的不断发展,海图和雷达信息数字化之后,两者间完全实现了数据相互传输,使电子海图与雷达图像数据信息的重合显示成为现实,在电子海图上重叠显示雷达图像数据信息后,可在原航行水域海图信息的基础上提供本船、本船周围的静态目标与动态目标相互之间的位置关系。提前预知本船对周围船舶的会遇态势和会遇的局面能及早掌控,从而尽快作出准确判断,达到避开航行紧迫局面,及时采取妥当的避碰措施而保障航行安全。
航海书籍资料也已快速电子数字化航海所需的各种图书资料原始都采用纸质印刷形式。随着计算机技术和互联网技术的发展,航海通告、潮汐表、航标标表等都已出现了电子版和网络版。船舶公司海务及船舶船员可以在网上查询与下载,这不但使用方便还有利于航海图书资料中内容的迅速更新,避免了海员对复杂而烦琐的纸质图书资料的人工校改。
船舶已加速自动化,从船舶在机舱设置集中控制室到出现无人机舱值班和驾驶台对主机遥控操作及监测,船舶机舱自动化已大势所趋。计算机功能代替复杂的电子线路,发出操舵指令,送到执行中心,自动校正控制的相关参数,代替繁琐的人工指令,使船舶舵发展成为一个具有自适应功能的接受指令的自动舵。
船舶自动化还能使船舶定员大约减半,大大降低了营运成本。特别近10年来建造的新型船舶基本上都可称之为高度自动化船舶,其中一部分自动化程度高的船舶被称之为“高技术船舶”。船舶自动化从机舱自动化逐渐走向了船舶驾驶自动化。
论文摘要:protel99se是目前国内广泛使用的电路设计软件,该软件具有很强的数据交换能力和开放性,以及3d模拟功能,可以完成电路原理绘制、印制电路板的绘制、电路仿真等。对这样一个功能强大的设计软件,中等职业学校专业课教师该采用何种教学方法或手段来提高教学质量,激发学生的求知欲?本文主要从项目教学法,学生的学习兴趣和教学质量等方面提出了在protel99se中怎样运用项目教学法的几点认识。
在人类社会已经进入高度发达信息化的今天,通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中,eda的技术含量正以惊人的速度上升,它已成为当今电子技术发展的前沿之一,而protel99se正是eda技术的体现,它是由澳大利亚proteltechnology公司研制开发的电子线路设计和布线软件,在我国电子行业中知名度很高,普及程度较高,中等职业学校专业课教师怎么样运用合适的教学模式和教学方式,让自己的课堂更丰富,更精彩?下面是我在protel99se中运用项目教学法的一些认识。
一、打破传统授课方式,充分利用多媒体教学,为项目教学法奠定基础。
在课程改革的大好前景下,近两年学校在专业课程的教学中尝试采用项目教学法,打破传统的教学方式,让学生们真正学到知识,运用知识。WWW.133229.coM那么怎样才能更好地上好一堂课呢?我在校本教材的基础上,打破原教科书的内容顺序,上网搜集教学视频,精心制作课件,使学生在教学视频中得到感性认识,在课件的指引下找到重点和主线,从而激发求知欲,为项目教学奠定了很好的基础。
二、采用项目任务驱动教学,让学生在“学中做,做中练”,使项目教学进一步深化。
在教学实践过程中,我虚心向前辈学习宝贵经验,尝试项目教学法,并取得了较好的教学效果。
在课前精心设计项目实训任务书,就是让学生在一个项目中完成一个个小任务,每个任务都包含了教学目标所需求的知识点、操作方法和技巧,这样可以引导学生循序渐进地完成一个项目,让学生在“做”中得到清晰的思路和方法,在“练”中得到锻炼和总结,使“学、做、练”得到完美结合。通过任务项目教学,学生还会不断地获得成就感,因为我在设计项目实训书时增设了评分标准、学生自评、小组互评和教师评价等四项,学生可以互动起来,参照评价项目内容,根据评分标准给予自己评定,在此基础上我再以学生完成项目的过程和情况来评价学习效果,让学生体会其中的成就感和不足,这样可以增强学生的团结协作能力,更大地增强学习信心。有时在操作过程中会出现一些小的“事故”,学生们不知该怎么解决,这时我就有针对性地启发和引导学生,调动学生的主动性和积极性,让学生将理论知识和实际技能结合起来,深入地查找出问题的症结并有效的解决。在任务驱动下让学生在“学中做,做中练”中体验成功的幸福。例如在设计层次电路原理图时有的学生把放置子图符号的i/o接口和放置电路的i/o端口相互混淆,导致无法将子图符号生成子图文件。我在处理这个问题时先让学生在“放置”工具栏上找到这两个符号按钮,区分这两个按钮有什么形状上的不同,功能上有什么区别。学生很快就告诉我答案所在,并把电路图改正完成任务。
三、绘制多样化电路图,培养学生的学习兴趣,让项目教学得到提升。
爱迪生曾说:“兴趣可以创造出人间奇迹。”有了兴趣学生才能积极主动地去学习。因此在设计项目时我让学生由简单到复杂,一步一个脚印地踏踏实实地绘制电路图,还在原教材基础上充分利用知识资源。得知学期还开设了《模拟电子技术》这门课,我节选出部分电路图,结合项目任务书让学生们绘制。为了让学生们有更加足够的兴趣来学好这门课,我还翻阅了其他电子类书籍,查阅并节选一些贴近生活实际的电路图,例如:防盗报警器,led彩灯、otl放大电路、抢答器、声光控制灯、电子秒表等,还把自己毕业设计绘制的电路图让他们绘制,这样由简单到复杂,通过绘制各种各样的电路图,学生的信心增强了,细心也增强了,学习有了动力、有了趣味,再也不想在课堂上睡觉而无事可做了。每次到protel99se课结束时,学生们都争先恐后地让我看他们成果。他们每一次小小的进步,都是我最大的幸福,最大的动力和感动。
四、调换角色发挥学生主体作用,提高教学质量,使项目教学真正走进课堂。
调换角色就是教师走下讲台和学生们共同学习,共同讨论,共同进步,从而发挥学生的主体作用。protel99se是一门实践性很强的课程,发挥学生的主体作用显得尤为重要。在项目实训书中的学生自评和学生互评,可以使学生在自我评价和小组互评中得到肯定,充分发挥他们的主体地位,再经过教师的评价对错误的地方进行讲解并进行改进,从而使教师的主导作用也得到充分体现。有时还可以完全让学生走进“教师”的角色,对于一些问题可以由学生来做“教师”为其他同学进行讲解,发挥学生的主观能动性,锻炼自我展示能力,增强自信心,在自我展示中学习,在自信中成长,让课堂充满欢乐,远离傻傻望着黑板,苦苦记着笔记的课堂,从而提高教学质量,让老师与学生成为共同探索知识金字塔的快乐朋友。
以上是我在《protel99se印制电路板设计教程》课程的项目教学中几点认识,上述的具体做法应用到课程教学环节中取得了一定的成效。当然也还存在一些问题和困难。一是受经济条件的限制,实验实训设备的不健全,这是影响项目实施的重要因素,学生们会利用protel99se绘制电路原理图、制作印制电路板,却无法刻制印制电路板,不能提高所学知识的内化程度。二是有学生认为:这门课简单不就是画画图、连连线吗?出现这样的问题,主要原因是学生没有将理论与实践有效结合起来。为了让学生对印制电路板的制作有一个更好的感性认识,希望学校可以组织学生参观一些电子厂,只有通过工厂的实地考察学习,学生才会对这门真正感兴趣,更加清楚这门课的意义何在,才能更好地将所学的知识转化到生产实践当中。总之,在当前电子技术迅速发展的今天,社会需求什么样的人才?人才怎样去适应社会?这都是专业课教师一直在思考和探究的问题。所以我们就要不断去探索新的教学方法,新的教学理论,新的教学模式,来全面提高学生的综合素质,进一步适应社会对新型人才的要求,让学生在社会中有一席之地,不断进步,大展鸿图。
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