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关键词:PLC;提高;教学有效性
可编程序控制器(简称PLC)是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。硬件是以微处理器为核心,融合了自动化技术、计算机技术、通信技术为一体的新型自动化控制装置,软件是采用面向生产、面向用户的编程语言,通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC是通过软件实现控制过程,具有组装维护方便、编程简单、功能强、体积小、可靠性高、抗干扰能力强等特点,因此得到迅猛发展,在工业领域已得到广泛的使用。了解PLC的工作原理,具备设计、调试、和维护PLC控制系统的能力,已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的必然要求。
但是PLC这门学科理论性与实践性都非常强!对于学生的学习,具有相当大的挑战和考验,针对学生在学习中出现的状况,结合PLC学科特点与要求,提高PLC课堂教学的有效性,确保学生掌握扎实的PLC理论知识,具备PLC综合运用能力,这是非常值得研究的课题。
一、做好PLC入门教学,激发学生的学习兴趣
PLC这门学科理论性强、抽象,学生不易理解,难于入门,这几乎是所有学习PLC初期时学生的共同感受,所以,做好人门教学是非常重要的。如果入门教学没有做好,学生一开始就失去了学习兴趣和热情,就很难进入下一步的学习。入门教学一定要遵循简单、直观的原则。那么怎样进行PLC入门教学呢?开始时,学生对PLC学科不了解,可以从网上搜索一些介绍PLC的背景资料,或者借助PLC仿真软件,做一些PLC控制的自动化生产过程的视频短片,帮助学生初步认识、了解PLC。例如,用PLC控制一个自动包装橘子的生产过程,堆如大山的一堆橘子只需按下启动按钮,在传送带和传感器的作用下一下子都用纸盒箱包装得整整齐齐,一些零散的电子元件在PLC控制的自动化生产线瞬间变成一个完整的电路板。这些直观的视频教学,让学生对这门学科有一个感性认识,认识到PLC功能的强大,产生学习的动力。同时,让学生了解与我们的生活息息相关的一些PLC运用,如:一包面粉在PLC的控制下,按下启动按钮热腾腾的面包就出炉了,让学生觉得PLC离他们很近,有亲近感,还可以在课堂上登人人才网,查看一些招聘电类的工作岗位,让学生知道在就业市场上对PLC人才的需求情况(如:很多单位都提出“懂得PLC者优先考虑”),以就业为导向让学生明确学习目的和意义,促进学生更加自觉、主动地学习,并在学习中获得乐趣与动力。
做好入门教学,激发学生的学生兴趣,充分调动学生的积极性和学习热情,让学生进一步深入学习PLC是非常关键的。
二、学习PLC相关基础课程以及掌握扎实的PLC基础知识是学好PLC的基础
1.学习PLC相关基础课程
学习PLC,需要很多电类基础课为依托、做基础,才能够快速、高效地理解和应用PLC。通常在学习PLC学科之前,要开设《电工基础》《电子技术》《电力拖动控制线路与技能训练》等相关学科。其中《电力拖动控制线路与技能训练》学科和PLC的学习关系最为直接。电力拖动控制电路主要是继电器开关量控制的逻辑控制方式,而PLC的逻辑控制则是在继电器开关量控制的基础上发展起来的,它们具有非常紧密的关系,特别是在PLC学习的入门阶段,所以,学好相关的基础课程,对于学生学习PLC是很重要的。例如,把电力拖动中的正反转控制电路与PLC正反控制电路做比较,从自锁,连锁,热机过载电器保护等方面都可以看出电力拖动控制电路和PLC控制电路是非常的相似。学生学习电力拖动中的三相交流异步电机的点动、连续、正反转控制等基本电路,同时建立了开关量控制的基本概念,并在电力拖动控制线路的实训中学习接线工艺,这为学生学习PLC控制器的外部接线奠定了良好的基础。
2.掌握扎实的PLC基础知识
(1)PLC的硬件组成
可编程控制器主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几部分组成。
(2)PLC的软件结构
在可编程控制器中,PLC的软件分为两大部分:
系统监控程序:用于控制可编程控制器本身的运行。主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块,系统调用。
用户程序:它是由可编程控制器的使用者编制的,用于控制被控装置的运行。
(3)PLC的编程指令
PLC的编程指令有很多,大致可以分为程序流程指令、传送与比较指令、算术与逻辑指令、循环与移位指令、高速处理指令、方便指令、外部I/O设备指令、浮点数运算指令、定位指令、时钟运算指令、设备指令、触点比较指令等。对于每一个指令的应用和编程元件都进行深入、全面的了解,才可以避免在编程应用的生产过程中出错。
可见,这些相关学科和PLC基础知识的学习,对学生学习PLC起到了基础性的作用。
三、借助多媒体虚拟、仿真技术,选择恰当的教学方法,提高PLC课堂教学的质量和效率
1.充分利用PLC仿真软件,提高PLC理论教学
PLC理论知识,抽象,难于理解,怎样让它变得直观、形象,过程清晰?对于学生的学习意义重大。通过运用PLC仿真软件,能够实现传统教学实现不了的情境、动画、实验等。以生动、形象、高效的仿真,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。仿真软件的主要运用有:(1)在PLC教学中把一个个指令和编程元件直观地展示。例如,一个上升沿指令,在触电接通或断开的时候有个脉冲输出,可以通过软件直观展示动作变化;(2)借助PLC的仿真软件模拟上课时的程序,模拟所控制的动作运行过程,检验设计的程序是否正确?可以实现理论和实践相互印证;(3)通过仿真软件模拟工业控制过程场景来设计控制程序。这样使教学过程更加形象、直观与逼真,有助于学生高效学习。
借助于知识面广,信息量大,能够快速而准确地呈现教学过程中所需的信息资料的多媒体仿真技术,帮助学生更好地理解与学习,大大地提高了课堂教学的质量与效率。
2.以案例教学法为主线开展PLC实训教学,提高学生PIE综合运用能力
在学生掌握了一定的PLC知识的基础上,积极开展PLC实训教学。开展PLC实训教学应遵循先易后难、循序渐进的原则,先进行一些简单的PLC控制过程的案例,在学生掌握一定的操作技能后,再进行一些综合性、应用型的案例。例如:交通灯控制系统,电机的顺序启动、停止设计。
通过典型而实用的案例,引导学生分析、讨论、设计程序,引发学生积极、自主地学习。在案例选择上,应体现教学内容的重点和难点,同时注意案例覆盖的知识面,具有典型性。透过案例分析,学生比较容易理解各指令特点,能够比较深入、全面地学习整个程序设计流程。最后从PLC的流程图、梯形图、外部接线图的绘制,程序调试等,严格按照设计一个机械设备或PLC控制的电气设备项目的完整要求来开展PLC综合实训,让学生系统地学习PLC在生产实践中运用的全过程,提高学生PLC综合运用能力。
总之,PLC是一门理论与实践紧密联系的学科,学好PLC必须多思考、多实践,把理论知识和动手实践紧密地结合起来。在不断实训、实践中学习,在不断学习中实践、提高!
参考文献:
[1]孙政顺.PLC技术.高等教育出版社,2005-06-01.
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[3]常文平.电气控制与PLC原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.
一、开放教育的特点
开放教育是相对于封闭教育而言的一种教育形式。它的本质是人人享有终身接受教育的权利,这不仅意味着教育对象的开放,更是教育观念、教育资源过程的开放。开放教育可以实行远程教学,也可以在面授教学的条件下进行。
1.开放教育具有开放性的特点,开放教育意味着教育对象的开放,教育观念的开放,教育资源的开放,学习方式的开放和教学过程的开放,它强调师生的时空分离状态。在学习时间、学习地点、学习的对象、形式、内容上都不受限制和开放的。教学时空的延展性,使得现代开放教育的教学活动得到了极大的延伸和扩展。
2.开放教育强调学生的主体地位现代开放教育实现了教育中心的转变,在教育和学习中是以学生学习为中心,而不是以教师教学为中心;突破了传统教育的“以课堂为中心”、“以教师为中心”的模式,变学生被动地学习为积极主动地参与到教学活动中去,学生成为自我学习的主宰。对课程的选择和学习时问的安排更自主、灵活。
3.开放教育具有交互性的特点开放教育体现为教学相对异步和教与学行为的时空分离性,通各种先进的现代化技术、媒体教材和现代信息技术手段进行教和学。因此,现代开放教育手段的主要特点是教师和学生进行跨越空间进行实时或非实时的交互,这是现代开放教育与传统教育方式又一显著的区别,也是它的优势所在。
二、《计算机应用基础》的教学特点和要求
《计算机应用基础》是向学习者传授计算机基础知识和培养计算机应用能力的入门课程。课程内容的设置不仅考虑计算机的基础知识和基本概念,更注重实用技术的应用。《计算机应用基础》是电大的公共基础课程,而理工、财经、文法等不同学科学生的知识基础显然有一定的差别,因此该课程在内容编排上采用模块化的设计,这样就在一定程度上满足不同学习主体的学习需求。目前。电大系统所普遍采用的各模块教学内容分别为:
《计算机应用基础》windowsXP操作系统
《计算机应用基础》Word 2003文字处理系统
《计算机应用基础》ExceI 2003电子表格系统
《计算机应用基础》P0werPoint 2003电子演示文稿系统
《计算机应用基础》FortPage 2003网页制作系统
以上各个模块的选择非常科学合理,其中Windows XP操作系统部分是各专业学员都应该掌握和实用的,Word 2003文字处理系统和Excel 2003电子表格系统就对于会计专业和法学专业是比较适用的,而PowerPoint2003电子演示文稿系统对于汉语盲文学和小学师资等专业就是比较合适的,FortPage2003网页制作系统对于理工专业,尤其是计算机专业学生来说就是比较适用的。
三、《计算机应用基础》教学的现状
(一)方式方法枯燥乏味,学生学习空洞无趣
计算机应用基础知识的理论性强,抽象,教师普遍采用纯理论的“照本宣科”的传统教育模式,要求学生记忆的内容较很多,加之开放教育多是成人,学生计算机基础能力参差不齐。按照这样是方式授课,常常造成学生的学习兴趣不高,甚至会产生厌学情绪。而事实上,学生对计算机的学习普遍具有较浓厚的好奇心与兴趣,抱着能“挖油”的态度来学习,然而当面对教师喋喋不休的纯理论讲解,则大大降低了学生的兴趣与学习动力,甚至对此“满怀希望而来,装满失望而归”,直接影响到该门学科的教学效果。
(二)内容滞后,大大落后于计算机应用更新
计算机已经走入百姓家庭之中,成为人们自动化办公,休闲娱乐不可缺少的工具。计算机硬件从586到现在I7(四核)的飞速发展,微软的操作系统从命令行的DOS622到现在的Win 7,办公系统从Office97到现在的Office2011,然而电大选用的计算机应用基础教材依然还是以微软win xpOffice2003,而现实生活中热门的“网络信息的安全”、“网络购物”“网络信息查询”等学生感兴趣的内容在教材上却未能见到详细阐述,难以满足学生兴趣与能力发展的需要。
四、《计算机应用基础》教学方法改进措施
(一)明确教学大纲,突出考试重难点理
对于学生来说,考试固然很重要,但对某一知识点的深入理解,直至掌握一种操作技能,能够使学生学有所用,才是重要的,才是电大培养适合社会的应用性、专业性人才的终极目的。这就需要教师在从教过程中,坚持理论联系实际,灵活掌握教学内容。随着社会的发展,办公自动化在社会上应用比较广泛,发挥着比较重要的作用。所以在从教过程中,应该采取有所侧重的原则,重点讲应用比较广泛的学科,如:WORD、EXCEL、WINDOWS等。并不时的渗透网络和多媒体等方面先进的技术,坚持理论联系实际的原则。
(二)运用现代化教学手段,提高教学效果
现在计算机基础课程内容已全面过渡到Windows平台,若仍采用传统的粉笔加黑板的传统教学手段,根本无法完成教学任务,而利用多媒体计算机、投影仪等信息媒体,能够直接演示教学内容所涉及软件的屏幕界面,直接显示操作运行结果和屏幕反馈信息,使课堂教学效果事半功倍。体现以学生为主体,以教师为主导,以操作为主线的基本课堂原则。在教学过程中采用启迪式的实例教学并应用计算机辅助教学等多种方式并用,以有效增强教学内容的形象化与生动化,以激发学生学习兴趣与热情。此外,教师可以用生活中计算机应用的实例来进行知识点的讲解,让学生感觉实用,有听头。并提供有趣的应用新问题,从而为学生提供课外学习拓展空间。内容可以涉及教师的电子课件、公务员的电子文档处理,财会人员的电子数据汇总统计等等,以供学习、展示、交流,为该科目构建一个全方位开放式的教学体系。
(三)教学内容需更加深入、更加全面
单靠掌握办公自动化软件的基本操作难以满足日后工作需要,因此需要注重教学内容方面的深入与全面,应增加文字处理软件中实用性强,应用广的内容。电子表格软件可增加单元格有效数据审核、规划求解与模拟运算表等,结合不同专业,可适当设计符合专业特点的习题与选学内容等,如会计专业应加入一些数据的安全,保密等内容。
(四)实施分层次分专业教学
在教学过程中,为使不同专业与层次的学生都得到提高,必须强调学生个体间的差异,实现分层次分专业教学。由于学习起点与专业的差别较大,所以必须对学生进行准确定位。创造条件尽可能的满足所有学生积极主动学习的机会,例如设计集体活动与个别活动环节,有针对性的强化学生的学习与能力指导,设计出不同层次的练习与模拟,从实际出发,安排难易适中、梯度明显的作业与测试,根据学生具体情况,进行弹性选择并完成,还需要不时的对各层次、各专业的学生采用具体的考核与激励机制,以增强其学习信心,有效提高教学水平。
(五)通过计算机网络组建学习资源
建电网络教学资源为学生提供自主学习的资源平台在教学改革过程中,我们体会到。计算机基础课程教学仅凭课堂是不够的,必须加强课后的教学延伸。将电子教案、各模块习题及答案、模拟试卷及答案、上机实验案例及素材、在线测试和计算机等级考试模拟试题等教学资源建立在网络上,供学生下载自主学习和练习。通过网络自主学习给不同层次学生提供了形式多样的教学资源,兼顾计算机水平较差的学生,有利于学生自学能力和创新能力的培养。
关键词: 高职高专类应用电子技术专业 项目教学法 有效衔接
1.传统教学的弊端
根据电子产品的生产过程,我们可以将各环节分为电子产品设计要求、电路原理图设计、印制电路板(PCB)设计与制作、元器件采购与测试、电路安装、调试与维修、产品整机装配、产品销售、产品售后服务。
根据电子产品的生产过程,高职高专类应用电子技术专业毕业生可从事的岗位大体可分为电子产品设计人员、电子产品生产工艺管理人员、电子产品生产调试与测试人员、电子产品生产维修及售后服务人员、电子产品生产营销人员。
根据面向岗位的课程体系开发,我们可将专业类课程分为专业基础课程、专业基础技能训练课程、专业核心课程。
大家公认,专业基础课程内容单调,虽然涵盖了所有的专业必需的知识点,但是缺乏实际运用的案例,导致学生考试以后便很快忘记了;在后续的设计类课程中,需要灵活运用专业基础知识的时候,却不知道如何入手,翻开专业基础课程的教材,却一片茫然,原因在于后续设计类课程突然将专业要求提得比较高,能力要求出现了一段间隙,没有很好地与专业基础课程衔接,这样的情况容易导致学生在课程开始阶段的迷失,甚至会导致学生逐渐地排斥本门课程,并最终放弃学习过程而只求考试及格。如此的现象在各大高校中都有存在。如何实现专业课程之间的有效衔接,激发学生的学习兴趣,树立学生学习的信心是众多教育教学工作者应当深入思考的问题。
2.项目内容连贯性的启发
专业课程教学内容之间的有效衔接,可以与现阶段正在逐步推广的项目教学法相结合,选用适当的项目,在专业基础课程、专业技能训练课程、专业核心课程之间建立起良好的桥梁纽带,引导学生以此类项目为主线,逐渐建立学生的信心和兴趣,举一反三地进行自我学习。
为了能比较具体地说明问题,本文以一例作为实例。如图1是增益数控电路。其工作原理是用芯片NE555构成一个多谐波发生器其频率f=1/0.7(R1+2R2)C提供脉冲波,用RS触发器、十进制计数器和与非门能够达到每按一下按键就能通过十个脉冲,平时该输出口处于高电平。用一个按键与一个上拉电阻构成一个开关,平时处于高电平,每按一次形成一个脉冲。将这两个脉冲输出连接到与非门的输入端,再将与非的结果输入到X9C102P的INC端调节输出电压。
为了达到一个项目同时满足专业基础课程、专业基础技能训练课程、专业核心课程教育教学训练的需求,其应满足以下条件。
(1)知识点在专业基础课程中具有代表性。
应用电子技术专业基础类课程在各大高校中开设的情况大同小异,数字电子技术基础和模拟电子技术基础两门课程是必需的。一般所选用的项目中数字电子技术或者是模拟电子技术基础的知识点应该体现得比较清晰,容易分离出知识点进行实际应用讲解,这样该项目可以作为专业基础课程的应用实例。
本案例中(如图1)的集成计数器芯片应用、集成门电路应用、集成数字电位器应用、上拉/下拉电阻应用、RS触发器应用、555定时器应用、三极管的开关作用等,都是非常典型的知识点,在了解电路作用的前提下,进行局部电路分析可以帮助学生进行知识点巩固学习和灵活运用。
(2)复杂度适中,作为专业技能训练类课程的入门项目。
应用电子技术专业技能训练类课程在各大高校中开设的情况也是大同小异,电子设计自动化(简称EDA)课程是必需的,EDA课程有课分为板级设计类的印制电路板(PCB)设计和芯片级设计类的可编程逻辑门阵列(FPGA)两门课程。
对于这两门课程,如果是单讲软件的使用操作,那就失去了其本身的意义,在这两门课程中,学会使用计算机辅助设计软件是一定的,并且要体会板级电路设计和芯片级电路设计的区别和实际应用价值,更重要的是要能够自己设计相应的电路,完成设计要求。
要利用计算机辅助设计进行板级或者芯片级的电路设计,熟悉电路原理,掌握设计关键是至关重要的,对于初学者而言,如果课程开始便选用未见过的电路,则很难理解,更加谈不上进一步的设计。但是,如果教学所使用的项目中各单元电路部分是在先修的专业基础类课程中作为实际案例,在不同的场合和章节中已经分析过的,那么在进一步的设计课程中,学生将会很好地衔接和过渡。例如电路图的模块化设计,数字功能模块的设计都需要对单元电路原理非常熟悉才能进行电路的合理划分和硬件描述语言程序的设计。
在先修专业基础类课程中所选用的项目的复杂度应该适中,在计算机辅助设计课程中,作为入门项目,甚至是提高项目。
本案例作为印制电路板设计入门项目,属于典型的数字电路印制电路设计,可以将设计的一般要求融入其中,在原理已经基本明了的情况下,引导学生进行电路的进一步设计将会事半功倍,而且比较容易建立学生学习的信心。比如,布局设计中输入/输出接口、按键、信号产生电路等关键部件的设计技巧;布线设计中电源线、接地线、时钟脉冲信号线、被控制信号线等的参数设计和走线技巧。
随后在专业技能训练类课程的提高项目和综合项目中逐渐地增加训练强度和设计难度,达到更高的水平。
(3)可移植性好作为核心类课程的设计原型。
应用电子技术专业核心类课程一般都包括单片机设计、综合电路设计等设计类课程。运用数字控制类芯片可以使电路智能化,功能更加强大,而且电路却非常简单。例如在本案例中的按键消抖动是采用门电路构成的RS触发器实现,其可以在单片机中软件消抖动;本案例中的步进控制需要为数字电位器输入单脉冲或者是连续的十个脉冲,使用单片机程序可以非常容易地实现而摆脱复杂的硬件电路。
类比设计可以将抽象的枯燥单片机功能讲解用实际效果来体现,直观的学习比抽象的学习更受学生欢迎,而且学习的效果会更好。
(4)易调试,观察现象明显。
在高职类院校的应用电子技术专业中,经常会包括一些安装调试类课程。同样,在入门项目中,教师采用先修课程中已经出现过的项目原理,可以在课程开始时,借助项目原理已经比较清晰的前提,将教学重点放在调试技巧、仪器使用技巧、数据记录分析技巧方面,在后续的提高项目和综合项目中再逐渐地增加电路的复杂程度和调试难度,达到更高的水平。
3.结语
采用衔接式的项目内容引导教学,在专业课程体系中,构建一个甚至是多个产品的设计生产全过程,有助于形成真正的以产品为对象的教学体系;对于接受引导学习的学生而言,可有效地实现课程间的平滑过渡,每次新阶段的学习都能很快上手,并逐渐学习和掌握新的知识和技能,最终形成完整的知识体系。对于校企合作而言,订单式培养是校企合作的一项重要内容,企业可以提供自身的比较有代表性的产品作为教学的对象,在分析、设计和调试中实现针对性的培养,实现企业实践与学校教育的良好对接。
参考文献:
[1]林汉.应用电子专业课程体系改革初探[J].湛江师范学院学报,2001,(03).
[2]张源峰.高职应用电子专业模块化课程体系设计与教学实施[J].闽西职业技术学院学报,2006.6.
[3]李宗宝.关于应用电子技术专业课程体系改革的实践[J].职业教育研究,2007,(3).
[4]姜大源,吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究――理论、实践与创新[M].北京:清华大学出版社,2007,(4).
【关键词】计算机;基础;学生;兴趣
伟大的科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”兴趣是指个体以特定的事物、活动及人为对象,所产生的积极的和带有倾向性、选择性的态度和情绪。一个人一旦对某事物产生浓厚的兴趣,就会主动去探索、实践、求知,并在探索、实践、求知中产生愉快的情绪和体验。因此,要想让计算机专业的学生学好计算机学科,必须打好基础,首先要学好《计算机应用基础》,必须先激发学生学习《计算机应用基础》兴趣。在中等职业学校的计算机教学中,怎样去调动学生学习《计算机应用基础》的积极性和兴趣呢,我根据教学总结了以下几点。
一、以趣味为基础有效整合教材
《计算机应用基础》是计算机专业的基础课程,也是中等职业学校所有学生必修的公共基础课,它的教学效果的好坏直接影响着学生进一步学习计算机的兴趣和后续的深入发展。
计算机教材的章节顺序通常是:计算机基础知识、Windows操作系统、网络基础知识、Word、Excel电子表格、PowerPoint幻灯片、多媒体软件应用。这样的顺序安排,对一个文化基础较好的学生也许是比较合理的顺序,但是对于基础较差、理解能力不强的学生,他们往往学习会出现困难。
如果按顺序按部就班地教学,一开篇就讲解陌生的理论知识和概念,如计算机的发展史、特点、应用、分类、系统组成、进制等概念和内容,结果往往会是教师辛辛苦苦地讲了几周之后,学生却一头雾水,没学到多少东西,这样既浪费时间又没有什么收效。教师这样把大篇幅的计算机发展史、概念、新名词抛给学生,很容易使学生产生恐惧感,引起他们对所学的计算机课程的反感,逐步失去本来对计算机学科的学习兴趣。
在整合教材后,教师可以先从Word 入门,因为它生动、直观、感性,只要学生会打字,很容易入门并学精通。在Word 教学过程中,教师可将学生接触到的硬件、软件都有意识地提出来并加以强调,由于学生要存储自己建立的文件,很自然地就学会了创建文件、文件夹等。有了Word学习的兴趣,学生再返回学习计算机基础知识和Windows操作系统时,就容易多了。同时,学生在学习Word时遇到了录入速度慢、指法不正确的问题,因而在后边的指法教学和录入中,学生就会有更清晰的目的和学习的动力,会取得较好的效果。
二、重视任务教学法
传统的计算机教学中,往往是教师先讲,学生后练,但由于中等职业学校学生的计算机基础较差,没耐心听课,往往会出现教师讲得很好,学生却在下面备受煎熬,听进去的知识不多。这是因为教师忽略了“学生是学习的主体,而教师是学习的主导”的原理。所以,在《计算机应用基础》的教学中,教师可将每次课的主要内容设计成小实验,并将知识点分解成若干个小任务,先让学生练习,然后再做总结。比如学生学习Word 排版时候,学到“文字的格式化”,教师可以先给出排版效果,让学生模仿排版,在遇到不会的知识时,学生会主动看书上的讲解或问老师,这样能充分调动学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性,充分发挥他们好奇、好动、喜欢动手操作的个性特征。
三、要多根据生活情境设计教学
每个人都会对他感兴趣的事物以及生活中实际用到的知识给予优先注意和探索,并表现出积极的动力。如果学生如对某一学科有兴趣,就会持续地专心致志地钻研它,从而提高学习效果和学习的深度。
教师在讲授 Word 的应用知识的时候,教学中用到的实例要尽量跟学生的生活密切相关,这样能够引起她们的注意和兴趣。设计多样化的情境进行教学模式,能够极大地吸引学生的兴趣,充分调动他们动手的积极性和创造性,这样的情景教学对于学生学习《计算机应用基础》有着极其重大的作用和优势。
四、丰富课外活动,调动学生的积极性
课外活动是课堂教学的有益补充,而且能够丰富学生的业余生活,促进学生学好计算机的技能和学习兴趣。因此,教师要适时地安排于计算机知识相关的比赛,比如在学习文字录入时,进行打字比赛,在学习Word时进行电子报比赛、贺卡设计比赛等。比赛级别可以是小组的、有班级的或者有校级的。通过比赛,不仅能够大大强化学生对所学的知识和操作技能的掌握,而且调动了学生对所学的知识和操作技能的兴趣。
五、学习成绩的考核要认真,并要及时激励
考试是教育教学过程中的必不可少的一个重要环节,也是评价教学效果的一种手段。为了能够让学生真正掌握一定的操作技能,考试要严格要求是不容忽视的,只有教师重视了学生才会重视。在对待考试上,教师要做到:(1)认真命题,考点要全面。(2)考试的形式要多样化:笔试和机试同时进行,可以设计期中考试成绩=笔试×40%+机试×60%,期末考试成绩=笔试×50%+机试×50%。(3)考等级证和期末考试合一,即在期末时鼓励学生参加全国计算机一级考试,学生《计算机应用基础》的最后结业成绩=平时×10%期中考试×30%+期末考试×50%+考证×10%。为了能得到较高的成绩,也为了能够获得一个全国承认的等级证书,很多学生都积极参加全国计算机等级考试。这样,由于全国计算机等级考试不是教师出题,学生会更加重视计算机知识的学习,他们在学习时会格外尽力,由于有了更明确的目标,学生的学习兴趣也会被充分调动起来。
总之,《计算机应用基础》是一门实践性很强、生活化较强的学科,并且是一门极富创造性的课程,教师如果按传统的先讲后练的讲法,往往会使学生失去学习的兴趣和动力。因此,教师要充分利用学生的好奇、好动、好强的特点,在计算机教学中注重采取不同的教学手段和策略来激发和培养学生的兴趣,让他们打下坚实的计算机基础知识,从而为他们后续学习计算机其他课程打下良好的基础。
参考文献:
[关键词]第二课堂 创新能力 科技活动 实践
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2015)11-0148-02
电子信息产业是一项新兴的高科技产业,产业前景十分广阔。随着信息科学技术的飞速发展,产业规模不断扩大,对电子信息类应用创新型人才的需求也愈来愈多。但是伴随高等教育大规模扩招,大学生就业竞争增大,就业难现象日渐凸显,同时企业为了生存和发展,对人才提出更高的要求,诸如具有2-3年工作经验、应用创新能力、快速学习能力及团队精神等等。这就要求普通高校以适应用人单位为实际需求,面向基层和生产第一线,强调实践能力和动手能力的培养,同时,要培养学生具有更宽广或者跨学科的知识视野,注重知识的有用性,具有创新精神和综合运用知识的能力。
第二课堂,特别是第二课堂的科技活动,作为高校教育教学活动的重要组成部分,具有很强的实践性和科技性,在培养学生的工程应用能力、创新意识和综合素质等方面体现了重要的作用和意义,一直受到社会认可和重视。大学生参与科研等实践活动最早可追溯到1969年美国麻省理工学院首倡的“本科生研究机会计划”(UROP),为本科生提供参加科研工作的机会,经过四十多年的发展和变革,成为国内外诸多知名高校普遍效仿的做法。国内以清华大学、浙江大学为代表的一批知名高校,从20世纪90年代初开始实施“大学生科研训练计划”(SRTP),取得了较好的成效,为其他高校开展大学生科技活动提供了许多宝贵的经验。[1] [2]
一、开展科技活动的指导思路
首先“以学生为主体,以教师为主导”,这是“一条主线”,贯穿于整个活动体系之中,即教师是科技活动的主导者和指导者,学生是主体,是执行人;突出“两个目标”的培养,既要“培养学生的工程应用能力和创新意识”,也要“培养学生的团队合作能力”,这是时展的需求;以“三种活动形式”来开展科技活动:技能培训、学科竞赛、科研训练,从基础知识、基本技能、基本应用的学习,到综合知识的运用,有计划分步实践;按学生个人能力有序地培养学生综合素质,分成“四个能力层次”阶段:基础技能层次、综合应用层次、系统设计层次、提高与创新层次。活动形式与能力层次相互交叉,有序进行,可持续发展。
二、开展科技活动的实践
(一)能力层次培养的多元化
1.基础技能:第一课堂很大程度上已经解决了基础知识和基本概念的学习问题,但是受到课堂教学内容和时间等因素的限制,在基本技能和基础应用的培养上还是不够完善,特别是在学习兴趣引导、持续培养上有很多不足之处。因此,我们在本科一年级就开展电子技术入门讲座与培训、EDA软件使用培训、常用仪器仪表使用、兴趣小制作等多项基础技能训练项目,来引导学生产生学习兴趣,培养学生的基本实践能力,为今后的学习打好基础。
2.综合应用能力:丰富的实验室各类资源,为我们开展技能应用能力培养提供了条件。结合实验室的建设和发展,多年来我们逐步形成三个工具型应用方向:430单片机类、FPGA类、DSP类。基于各类实验平台或者实验箱,进行指定的系统设计项目的认知、理解、实践和改进,逐步掌握当前主流系统设计芯片的使用。针对不同年级和专业的学生,我们每年都定期开设430单片机培训、FPGA应用培训、DSP(28XX系列为主)培训,学生根据自身兴趣或专业方向有选择的完成各类芯片的应用培训。
3.系统设计能力:系统设计能力反映了一个学生的综合素质,不仅要对所学知识内容良好地综合和灵活运用,还要具备一丝不苟的工作精神和良好的心理素质。在这个层次上,学生主要面对各类电子设计大赛的能力考验。如全国及江苏省大学生电子设计竞赛、“挑战杯”电子设计作品大赛、嵌入式系统设计大赛等,知识面广,技术含量高,不仅锻炼了学生的分析和解决问题的能力,还培养了他们吃苦耐劳、团队合作的探索精神。
4.提高与创新能力:通过科研训练以及参与教师科研,学生将受到严谨的治学态度和科学方法的良好训练,从而开阔视野,培养自身自学能力、组织能力、团队合作能力和想象能力,发挥创造力和潜能,激发创造精神。
(二)活动形式开展的多样化
1.技能培训:实践技能是基础,是解决问题的手段。第一课堂教学一般都偏重于理论教学,在实践技能讲授上不够深入,也不能充分激发学生的学习兴趣。所以,我们在开展第二课堂科技活动时,首先强调基本实践技能的掌握,基本软硬件工具的掌握。这些实践技能都是通过开展丰富的各项培训(专题学习)来逐步认识、学习和强化的。每年我们开展的专题培训有电子认知实训、电子制作、430单片机应用、DSP系统设计、FPGA应用开发(包括Verilog HDL建模训练)、ARM应用开发等等。我们每年对学生进行的培训多达5千人时数。
2.学科竞赛:学科竞赛是大学生用所学到的理论知识解决实际问题的有效载体。学生通过组织和参与学科竞赛,培养了创新性思维和创新能力、工程设计和动手能力、撰写科技论文能力以及团结协作能力。目前,我们开展的学科竞赛主要有全国及江苏省大学生电子设计竞赛、“博创杯”嵌入式系统设计大赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、TI DSP创新挑战赛、Altera FPGA创新大赛等,每年我们指导学生至少完成5项作品。
3.科研训练:学生参与科研训练,能全方位地锻炼他们综合设计、应用和创新的能力。在科研活动中,学生将遇到一系列电子领域中最新发展的新理论、新技术、新手段、新材料,这将大大激发学生的创新意识,迫使学生突破原有的学习范围和模式,建立更为合理的知识结构,使学习变被动为主动。从2008年起,我校每年推出“本科生创新计划”活动,我们团队已立项20多项,每年指导将近30名学生参与其中。
(三)活动体系实践的步骤化
1.前期阶段:从学生入学至二年级上学期,一年半的时间。这是打基础的阶段。这期间学生主要面临着英语考级和高数等多门基础课程的学习压力,课外时间有限。所以这个阶段,以兴趣引导、培养为主,开展基本技能训练和能力培养。主要有专业介绍、电子技术入门、电子小制作等计划项目,此外还安排观摩电子设计等学科竞赛活动,引导和激发学生兴趣。
2.中期阶段:从二年级下学期至三年级下学期结束,一年半的时间。这是学生学习、掌握和实践的黄金阶段,是整个科技活动的核心阶段。这阶段主要培养学生各种专业技能和综合应用能力,如:从430单片机学习入门,逐步掌握电子系统设计的概念、方法和实践,再进一步延伸到DSP、FPGA、ARM的开发应用上。学生自身能力主要通过以上各类赛事来检验和锻炼。
3.后期阶段:四年级,一学年的时间。这是提高和创新的阶段。通过参与科研活动,进一步锻炼自身综合素质,培养团队协作能力和创新意识。我们每年度挑选合适的学生,5人组成一个课题小组,相互协作完成各项科研训练项目和教师科研项目。
三、实践成果和成效
自2008年以来,我们实践教学团队一直积极引导和培育学生对电子系统设计的兴趣和能力,有序有组织地开展科技讲座,开放项目研究,以及参加全国大学生电子设计竞赛、全国嵌入式设计大赛等活动,取得了良好的成绩。获得全国及江苏省电子设计竞赛奖项12项,其中江苏省一等奖2项,全国三等奖2项;“博创杯”全国嵌入式设计大赛奖项5项,其中全国三等奖1项,江苏省一等奖1项;校级大学生创新计划立项25项,校级教研教改项目立项3项。教师和学生的学习能力都得到了锻炼,成绩逐步上升。
通过第二课堂科技活动的设计和实践,取得了明显的教学成效。学生的综合素质和工程实践能力得到锻炼和提高,学生的自信心增强,分析问题和解决问题的能力明显比其他同学强,在专业课实验、毕业设计(论文)上依赖性很少,能独立出色地完成任务,成绩都是优良以上。此外由于知识面广、实践经验丰富,学生在面试和试用时占有较大优势,就业成功率比其他同学高很多。近年来通过第二课堂科技活动培养的学生,大部分都在上海、南京等城市的电子类相关公司的研发单位成功就业,很受欢迎。
第二课堂科技活动的成功实践,也吸引了更多教师积极参与其中,使教师对教育理念和人才培养目标有了新的认识,对能力培养和综合素质教育的重要性和必要性认识有了进一步提高,大大促进了我校教学研究的深化改革。
四、结束语
多年的实践证明,第二课堂科技活动将理论与实践、应用与创新紧密联系在一起,是第一课堂有益的补充和拓展,是挖掘和发挥学生自身潜能,促进学生个性发展的一项重要举措。今后我们将不断完善第二课堂科技活动,提高自身综合水平,营造科技文化氛围,树立科技创新和学术意识,让更多的学生积极参与其中,为培养创新型人才服务。
[ 注 释 ]
[1] 叶民,魏志渊,楼程富,等.SRTP:浙江大学本科教学改革的成功探索[J].高等工程教育研究,2005(4):55-58.
关键词:高职院校;电子信息工程类专业;数学教学内容;深度
中图分类号:G40―012.9 文献标识码:A 文章编号:1671―1580(2013)12―0061―02
目前的高等职业教育发展迅速,而注册入学更是加速了高职教育的大众化,入学门槛已经降至较低的程度,所以学生的数学基础相对较差,很多学生对数学课并不重视,出现了学生难学,教师难教的现象。
数学作为一门公共基础课,按照高等职业教育对基础知识的要求是要达到“以应用为目的,以必需、够用为度”。调查相应专业对数学教学内容的需求,有针对性地选取教学内容,探知专业对数学教学内容深度的需求,从而恰当地把握教学内容的侧重点和难易程度,让数学更好地为专业课教学服务是很有必要的。
一、专业课中涉及到的数学教学内容
调查了解到,共涉及到数学五个方面知识的应用,分别是:复数、微积分、常微分方程、逻辑代数、线性代数。这五个方面的数学知识对以下这些课程具有很强支撑作用:
1.电工基础:电工基础是电子专业类的一门专业基础课,在正弦交流电路中,它的电流和电压采用了相量表示法,这里涉及的数学内容是复数;在正弦稳态交流电路的分析和动态电路的分析中,这里涉及到的数学内容是微积分、反常积分,常微分方程;在电路的基本分析方法中,应用KVL、KCL列方程求解电路,这里涉及到的数学内容是线性代数;涉及到线性代数的不仅仅是电工基础这门课程,还有图像处理技术,数字信号处理中都有一些矩阵应用。
2.电力电子技术:电力电子技术是一门专业课,在晶闸管及单相可控整流电路中求平均电压值,分析晶体管放大电路和带电源的简易函数发生器案例,这里涉及到的数学内容是导数概念、极值概念和定积分。
3.数字电路:数字电路中主要涉及到三种基本逻辑门和七种组合逻辑门,研究和简化逻辑函数的工具是逻辑代数。当然,逻辑代数不仅应用在数字电路上,单片机、C语言中都有应用,只是他们的符号表示、名称并不都是一样的。
二、专业课对数学内容的深度的需求
因为高职高专的数学教学的主要任务是为专业课教学服务,仅仅知道需要哪些数学知识还是不够的,还需要解决数学教学内容的深度问题。而专业课程中的例题会从多个方面告诉我们这些数学知识应用的深度,下面就分别针对数学的这五个方面的知识分别举例说明:
1.复数的应用实例
在正弦交流电路中,它的电流和电压的瞬时表达式就是使用三角函数的形式来表示正弦交流电变化的规律,由于用三角函数表达式(或者正弦量的波形图)来分析和计算正弦电路就比较繁琐,十分不便。为了使表示方法和求解电路简便,引入相量表示方法。
解决这类问题,我们对复数知识点的需求深度如下:(1)理解复数的有关概念,掌握复数的代数表示及向量表示;(2)能进行复数的代数形式的加减乘除法则;(3)能熟练地计算复数的三角函数形式和极坐标形式的乘除法;(4)理解复数的几何意义。
2.微积分知识点的需求深度
微积分是高职高专电子信息工程类专业的必修课,不仅在专业基础课而且在专业课中都有所应。
我们对微积分知识点的需求深度如下:(1)理解导数的概念;(2)熟练掌握导数的运算法则及基本公式;(3)掌握复合函数的求导;(4)熟练掌握定积分基本的换元积分法;(5)理解定积分的几何意义。因为三角函数和指数函数在电类专业中运用较多,所以在讲授的时候,可以在这两种类型的函数上加强练习。
除此之外,函数知识、利用导数求最值、反常积分的应用等等在专业课程中也有实例。
3.常微分方程的应用
微分方程指描述未知函数的导数与自变量之间的关系的方程。
我们对常微分方程知识点的需求深度如下:(1)了解微分方程的一般概念;(2)熟练掌握可分离变量的微分方程的解法以及一阶线性微分方程的公式求法,会解简单的齐次方程。
4.逻辑代数的应用
逻辑代数又称布尔代数,研究和简化逻辑函数的工具是逻辑代数。
我们对逻辑代数知识点的需求深度如下:(1)理解逻辑变量与运算;(2)掌握逻辑式与真值表;(3)掌握逻辑运算律和公式法化简逻辑式。
除此之外,二进位制、逻辑函数的最小项表达式、卡诺图和图解法化简逻辑式等在专业课程也有应用。
5.线性代数的应用实例
线性代数是代数学的一个分支,主要处理线性关系问题。它是一种离散型的数学。在电路系统、通信等学科中都有应用。
例题 用结点电压法求下图电路的结点电压。
此外,在通讯中的图像处理,由于图像的二维性质决定了图像的存储即为一个二维的矩阵,需要用到随机场的知识。只是对于高职高专的学生而言,只涉及到线性代数概念,以及含少量变量的方程组的求解。
四、结束语
为了更详细地了解到专业对数学知识需求的深度,我们整理了各专业课程中与数学有关的应用或案例。
特别需要说明的是,制定合理的教学内容以及确定教学内容的深度,不能仅仅依赖专业例题来确定,还要考虑学生的基础,学生后续的发展以及知识的内在逻辑联系等等,这是个需要不断探索、不断实践、不断改进的过程。
[参考文献]
[1]吴国经主编.单片机应用技术[M].北京:中国电力出版社,2008.
[2]王苹等编.数字电子技术及应用[M].北京:电子工业出版社,2013.
[3]俞瀛,胡萍,丁国香.电工基础[M].北京:中国地质大学出版社,2011.
【关键词】中职教育 电子科学 课堂教学 改革
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)11-0021-01
一、课程特点与教学现状
电学是一门综合性的课程,也是电子技术相关专业的入门基础课程。我国中职院校的电子技术、电气以及相关通信类专业都必须以基本电子学知识为基础进行深入探究,由于课程本身的综合性、理论性与实践性,在中职专业教学中主要有如下特点:
1.专业教学思路容易混淆不清。中职学生一般基础知识较为薄弱,尤其是数学计算、逻辑理解方面,而中职电学课程的基本概念较多,并且较为抽象,概念之间区别不明显,容易造成混淆不清,学生思路难以理清。
2.课程理论性较强,且对实践要求较高,课程教学难以处理好实践与理论的关系。电学课程需要学生掌握电磁物力的基本元件、电路、电流情况、电子元件类型等知识,其内容较多,而课程与学制较短,难以处理好理论教学与实践演示之间的关系。尤其是中职学生其理论水平有限,且动手实践能力较差,因而造成教师难以将课堂理论教学与试验实践相结合进行教学。
3.课程理论教学缺乏专业的仿真实验器材与软件,难以直观地对学生进行演示。
4.课程知识革新较慢,其内容明显滞后于社会新技术的发展。中职电学的教材知识革新较慢,对于最新技术与知识不能很好地与之衔接,难以培养出真正适合社会实际需求的人才。
二、教学改革的基本思路
随着我国教育体制的不断改革深化,中职教育内容必须走适应社会需求的道路。而对于目前中职院校电学课程教学的现状,我们必须有针对性地对其进行改革和调整,摒弃传统的教学模式与教学思维,全面充分地考虑到学生的实际情况与社会的实际需求,在为学生今后进入电子技术行业打下基础的同时,保证其毕业以后能够完全适应社会行业的需求与发展要求,毕业即就业。为此,我们需要从理论、实践与课堂多媒体教学这三个方面来进行。当前的中职教育在电学课堂教育方面都存在或多或少的弊端,我们在实践教育中,要探索出一套符合电学课程特点的教学新思路,同时运用实验室、信息多媒体技术来改善教学效果,使理论与实践真正结合起来,增加课堂教学的有效性。因此,电学课堂教学在理论教学中要脱离传统的教室,在实际的电子生产制作线上结合实际操作来进行理论的认知与完善,同时在实验室的教学中,要充分利用现有的计算机多媒体软件来辅助教学,加深学生的印象,为学生进行实践操作与电路制作扫清障碍。
三、改革电学课堂教学模式的措施
中职学院是我国未成年人职业教育体系的重要组成部分,其与一般普通高中教育区别较大,我们在实际的电学课堂教学中应该抛弃传统无职业目标、无职业情景的纯理论教学模式。学生在课堂中的学习不是为了验证学科知识和理论的严密性与结构,而是为了以此为基础,为将来深入研究打下扎实的根基,提倡以能力为主的专业教学,注重学生未来的深入研究与就业导向。因此,我们必须将理论与实践相结合,并配以信息多媒体课堂教学技术,形成一体化的教学模式。
1.革新教材知识,加强专业理论知识建设。中职院校在进行专业教材选定时,要注重其对于电学基础知识以及对社会最新主流技术的讲解,并且组织学校专家教师,深入理解教材内容,并进行合理的改变及教案编写,使之能够适应学生的基本需要与能力培养目标。同时要制定一系列的学科基本目标,不能满目的进行理论教学,而忽视学生的实际掌握情况,为此,中职电学课堂教学应设置以下课程目标:(1)能够识别基本的、主流的电子元件;(2)能够熟练使用常用工具集仪表;(3)能够分析电路情况与参数计算;(4)能够制作、安装简单的电路,能进行故障检查与排除;(5)能够进行电路仿真与制图;(6)能够独立制作较为复杂的电路板以及运用初步的电子工艺进行电路板改造与创新。
2.丰富实践教学途径,增加实践教学的比例。中职院校要注重实践环节的教学,增加实践教学的比例。为此,学校可以进行如下方面的尝试:(1)合理运用物理实验室,将课堂理论与实验教学相结合,让学生在实践操作中加强对电子元件、仪器的认知,并且进行相关电路配接以及故障排除;(2)开展工学结合、项目驱动的教学研究与实践, 即引进社会相关企业项目制作,让学生在项目制作过程中掌握电子技术相关过程与经验,努力实现课程的培养目标;(3)在学校兴建电子产品生产线,让学生能够直接参与相关电子技术的制作;(4)加强与社会企业的实习引导,让学生能够在社会实践中加强理论知识与实践能力的培养。
3.充分运用多媒体技术,将在课堂上将理论与实践直观地结合起来。在进行电学课堂教学时,要注重多媒体技术的运用,尤其是仿真软件的运用,这样可以让学生在理论学习中,进行实践教学,让学生直观地了解电子技术的内容。对于一些较为抽象的概念或者电路信息,我们需要运用多媒体以及计算机仿真软件进行模拟教学,配合课堂理论,在加深学生理论知识学习及理解的程度上,让学生能够至关的进行实践认知,从而将理论、实践与仿真三方结合,进行一体化教学。
参考文献:
关键词 电气信息大类培养 微机原理 课程整合 教学改革
中图分类号:G642
文献标识码:A
1 电气信息类大类培养模式
近年来,我国高等院校正不断推进教育体制综合改革和人才培养模式改革,按照大类招生、分流培养模式已成为高等院校教育体制改革的热点,其目标是培养“厚基础、宽知识、重个性、强能力、高素质”的人才。
为了适应教育体制与人才培养模式的改革要求,我校于2009年开始实施电气信息类大类招生,按照2+2人才培养模式来培养学生①。学生按照电气信息大类招生入校,学院不分专业,统一编班,学。大一大二这两年,学习公共基础课程与电气信息类专业基础,拓宽专业基础,整合同类课程,适度交叉,着重培养学生的创新意识与知识综合运用的能力。大三大四这两年,学生在完成前两年的教学任务后,已掌握了电气信息大类专业基础知识,学生可根据个人兴趣、学习成绩、在校表现等加权平均,选择具体专业继续专业课程的学习。
2 微机原理类课程介绍
微机原理及应用课程内容主要包括:计算机的基础知识、8086/8088微型计算机基础知识、8088/8086的指令系统、汇编语言程序设计、中断技术等,课程详细地讲述8088/8086微处理器的编程结构及8088/8086的汇编语言编程技巧。单片机原理及应用课程内容主要包括:MCS-51系列单片机的硬件结构、组成原理、寻址方式、指令系统、扩展技术、中断系统机制、定时器、计数器、串行通信接口技术等,课程详细地讲述MCS-51系列单片机汇编语言的编程技巧,重点阐明单片机的扩展方法及组成单片机应用系统的设计技术。
这两门课程具有很多的共性知识,重复面较大。主要表现在以下三个方面:第一,两门课程均为技术基础类课程,其先修课均为电子技术基础课,可以说两门课均为复杂同步时序逻辑电路的应用,应归属于电子技术应用范畴,所以学好电子技术基础课将有助于这两门课程的学习。第二,两门课程体现着强烈的概念性、抽象性和原理性,两门课程均强调硬件结构加上软件的执行构成的微机原理。第三,两门课程同时也是实践性很强的课程,有一定的实用技能,在学习过程中应充分注重理论与实践相结合,软件与硬件相结合,只有这样才能学到真正的知识。
传统的微机原理类课程教学,以教师课堂讲授为主,学生通过习题和有限的几次实验进行学习,而选用的教材仍沿袭上个世纪90年代初的内容。微机原理及应用教学内容以INTEL 8086处理器为主要芯片进行讲授,而单片机原理及应用教学内容则从上世纪90年代至今,始终以MCS-51单片机为主。随着技术的进步,这些曾今的主流芯片已经与现代工程实际存在一定差距,造成学生不能学以致用,理论与实际严重脱节。因此,开展微机原理类课程的教学改革显得尤为重要。
3 微机原理类课程整合与改革方案
3.1 课程整合方案
微机原理及应用、单片机原理及应用课程内容具有很多的共性知识,重复面较大。为了避免课程内容的重复,应合理取舍教学内容,注重对学生能力的培养,以弥补技术基础课程学时短、内容多,学生难以在课堂内准确理解并全面接受教学内容之不足。
综合国内一流大学在微机原理类课程改革的几种方案,结合我校电气学院大类培养的特点,对微机原理及应用、单片机原理及应用课程内容进行如下调整:(1)微机原理及应用课程,以MCS-51单片机代替INTEL 8086处理器进行授课。安排在第四学期,授课56学时,不开设实验。(2)取消单片机原理及应用课程,增加单片机课程设计,安排在第五学期,为期两周,含16学时上机实验。要求学生设计并制作出具体实物,通过检测其具体性能参数指标获取考核成绩。
3.2 教学模式改革方案
除了将微机原理类课程进行整合外,还要对课程的教学模式做调整,改变原有传统的教师授课、学生听课的教学模式。教师在教学活动中,要将培养学习者学习本门课程的兴趣作为基本的教学原则②。在课堂教学中,教师应尽可能地设置情景,如采用实物、运用CAI课件等进行案例式教学、项目导向式教学,使学习者看得见,摸得着,建立感性认识,减少空洞和抽象。在学习过程中,开展基于问题、基于工程实际的教学方式,引导学生进行思考、进行分析、进行创新。当然,还可从身边入手,选择一些简单快捷、经济实用、容易成功的小试验、小制作入门,让学习者亲自动手,勇于实践,使他们能学以致用,能解决某些身边的实际问题,拥有成就感,尝到学习该课程的甜头,产生继续学习的欲望和进一步提高学习的动力。
3.3 考核方式改革方案
考试内容、手段及方法对学生的学习起较大的引导作用。学生会根据考试的要求来进行学习内容的选择。在微机原理类课程的考核中,采用灵活多样的考核方式,注重实验技能、项目设计与分析,引导学生用心理解所学知识,提高分析问题、解决问题以及创新实践能力。具体方案为:(1)实行教考分离,改变传统的“谁讲课,谁命题,谁改卷”的做法,由课程负责人建立统一试题库,并负责维护与更新,真正做到考试随机抽取题目,规范考试流程。(2)实验与课程设计环节采用实际动手操作与口试答辩结合的考核方式,避免抄袭现象③。考核过程中,采用题目完成程度占50%,口试答辩占30%,课程报告占20%的评分标准,同时推行创新加分制度,教师根据学生是否有创新改进情况给予10%的加分。通过这种考核方式,引导学生将理论知识落实到实践操作,提高学生的实践动手能力与创新的欲望。
4 结束语
微机原理类课程是电气信息大类人才培养教学中的重要课程,特别强调实践动手能力。通过课程整合与课程改革,学生的动手实践能力得到了显著提高。课程密切结合时展的需求,结合当今主流的微机控制芯片进行授课,使理论紧密联系实际,提高了学生的就业竞争力。
注释
① 武明虎,廖冬初,吴铁洲等.按大类招生电气信息类人才培养模式研究[J].中国科教创新导刊,2010.5:52-53.
建设集成电路设计相关课程的视频教学资源,包括集成电路设计基础理论课程讲授视频、典型案例设计讲解视频、集成电路制造工艺视频等;构建集教师、博士研究生、硕士研究生和本科生于一体的设计数据共享平台。集成电路设计是一项知识密集的复杂工作,随着该行业技术的不断进步,传统教学模式在内容上没法完全展示集成电路的设计过程和设计方法,尤其不能展示基于EDA软件进行的设计仿真分析,这势必会严重影响教学效果。另外,由于课时量有限,学生在课堂上只能形成对集成电路的初步了解,若在其业余时间能够通过视频教程系统地学习集成电路设计的相关知识,在进行设计时能够借鉴共享平台中的相关方案,将能很好地激发学生学习的积极性,显著提高教学效果。
二、优化课程教学方式方法
以多媒体教学为主,辅以必要的板书,力求给学生创造生动的课堂氛围;以充分调动学生学习积极性和提升学生设计能力的目标为导向[3],重点探索启发式、探究式、讨论式、参与式、翻转课堂等教学模式,激励学生自主学习;在教学讲义的各章节中添加最新知识,期末开展前沿专题讨论,帮助学生掌握学科前沿动态。传统教学模式以板书为主,不能满足集成电路设计课程信息量大的需求,借助多媒体手段可将大量前沿资讯和设计实例等信息展现给学生。由于集成电路设计理论基础课程较为枯燥乏味,传统的“老师讲、学生听”的教学模式容易激起学生的厌学情绪,课堂教学中应注意结合生产和生活实际进行讲解,多列举一些生动的实例,充分调动学生的积极性。另外,关于集成电路设计的书籍虽然很多,但是在深度和广度方面都较适合作为本科生教材的却很少,即便有也是出版时间较为久远,跟不上集成电路行业的快速发展节奏,选择一些较新的设计作为案例讲解、鼓励学生浏览一些行业资讯网站和论坛、开展前沿专题讲座等可弥补教材和行业情况的脱节。
三、改革课程考核方式
改革课程考核、评价模式,一方面通过习题考核学生对基础知识和基本理论的掌握情况;另一方面,通过项目实践考核学生的基本技能,加大对学生的学习过程考核,突出对学生分析问题和解决问题能力、动手能力的考察;再者,在项目实践中鼓励学生勇于打破常规,充分发挥自己的主观能动性,培养学生的创新意识。传统“一张试卷”的考核方式太过死板、内容局限,不能充分体现学生的学习水平。集成电路设计牵涉到物理、数学、计算机、工程技术等多个学科的知识,要求学生既要有扎实的基础知识和理论基础,又要有很好的灵活性。因此,集成电路设计课程的考核应该是理论考试和项目实践考核相结合,另外,考核是评价学生学习情况的一种手段,也应该是帮助学生总结和完善课程学习内容的一个途径,课程考核不仅要看学生的学习成果,也要看学生应用所学知识的发散思维和创新能力。
四、加强实践教学
在理论课程讲解到集成电路的最小单元电路时就要求学生首先进行模拟仿真实验,然后随着课程的推进进行设计性实验,倡导自选性、协作性实验。理论课程讲授完后,在暑期学期集中进行综合性、更深层次的设计性实验。集成电路设计是一门实践性很强的课程,必须通过大量的项目实践夯实学生的基础知识水平、锻炼学生分析和解决问题的能力。另外,“设计”要求具备自主创新意识和团队协作能力,应在实践教学中鼓励学生打破常规、灵活运用基础知识、充分发挥自身特点并和团队成员形成优势互补,锻炼和提升创新能力和团队协作能力。
五、总结