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目前,电子信息类专业实训教学中还存在一些问题,针对这些问题提出了在专业实训课程内容、专业实训课程考核模式、专业实训基地的建设等方面的一些改革措施,很大程度上促进了电子实训实践教学效果的提高,培养了学生的实践能力、设计能力与创新能力。
关键词:
专业实训;教学改革;考核模式;实训基地
作为工科专业,实践动手能力的培养十分重要。专业实训是我校在2013版人才培养方案中新开设的实践课程,是重要的实践教学环节之一。通过专业实训,学生将所学的理论知识应用到实践之中,亲自动手完成电子电路系统的设计、安装、调试及运行,对激发学生的学习兴趣、培养团队协作意识、提高学生的动手能力有重要意义。当前,电子信息类专业实训课程仍然存在一些问题,结合实际情况,研究适合我校学生的专业实训课程教学模式很有必要。
一、电子类专业实训教学中存在的主要问题
(一)学生学习目标不明确大多数学生对于该专业的应用不是很清楚,普遍存在盲目学习、被动式学习,为考试而学习等问题。
(二)实训项目内容单一电子实训的目的是培养学生的创新能力。而目前的实训项目内容单一,没有考虑到学生之间的差异性,不利于学生创新思维的激发和创新性人才的培养[1],阻碍了专业实训课程的发展。
(三)实训课程成绩评定细则不明确专业实训课程教学无法通过考试来评定。专业实训课程一般要求学生做出实物,因此,教师往往是看最终的实物有没有做出来,而忽略了平时学生的考勤、纪律、态度、实习报告等因素。成绩评定没有具体的准则,缺乏公平客观性,也不能很好地调动学生的积极性。
(四)实训教学缺乏创新意识国内的大多数院校都采用课堂上进行理论教学,课后进行实验教学的模式,但大多数学生在实验过程中只是按照实验步骤进行操作,缺乏创新意识。
(五)实训实践任务多、时间紧、学生人数多、带领实训的教师人手少当前,专业实训还存在着实训实践任务过多,而且没有充足的时间进行的问题,使得实训达不到预期目的。由于学生人数多、带领实训的教师少,使得实训实践无法有效落实,学生在实训过程中无法有针对性地学习,专业实训效率较为低下[2]。
二、专业实训课程内容改革
专业实训内容的选取非常重要,选取的内容要能激发学生的兴趣。我们根据学生的年龄特点,对实训内容进行创新设计。同时,根据学生的个体差异、接受能力的差异,设计出符合学生实际水平的实训内容[3]。这样不但使学生掌握了电路设计的原理,还提高了动手能力及创新能力。电信专业主要是移动通信实训课程,包括:移动通信基础、无线网络优化硬件设备、无线网络优化,目的是让学生了解中国3G技术和蜂窝移动通信系统主要功能部件,了解室内分布系统及天线,认识光纤实物,掌握激光笔的使用等。测控专业主要是物联网传感器控制实训课程,主要内容包括:ZigBee基础知识、无线数据传输、无线远程控制、QT开发环境搭建等,目的是让学生了解ZigBee协议的基础知识,掌握IAR开发步骤及方法,能够独立完成IAR项目建立。电子专业主要是嵌入式系统实训课程,包括:嵌入式开发基础、Linux系统程序设计、ARM原理与应用、Linux内核驱动开发与调试,目的是让学生理解嵌入式系统的定义,了解实时操作系统、ARM工作原理及常见汇编指令。
三、专业实训课程考核模式的改革
大部分专业理论课主要以作业考核、到课率考核和期末卷面考试考核为主,部分课程除了上述三部分外,还增加了课堂笔记考核、学习内容总结、小论文等过程性考核。实习实训课程考核主要以实习实训项目完成情况考核、实习实训总结报告考核和实习实训期间纪律、考勤、态度考核为主。这样可以对学生的实训过程进行全面考核,更加客观合理。
四、专业实训基地建设
专业实训基地建设对于更好地开展实习起着至关重要的作用。目前,我们已经和一些电器集团公司、航空仪表公司、通信公司、技师学校等建立了良好的合作关系。可以带领学生进入企业实习,为学生毕业找工作奠定一定的基础。当然,除了校外的实训基地外,校内也有电子工艺实习基地及专业实验室等实习基地。
五、结语
电子类专业实训实践教学是将理论应用到实践的重要环节,是提高学生实践能力的重要途径。如何提高实训实践教学效果是每个工科专业教师都应该思考的问题,每一位教师都要在平时的教学中多思考、多探索,努力把学生培养成社会需要的创新型、实用型人才。
参考文献:
[1]王晗,陈灵敏,刘银萍.工科院校电工电子实训教学问题研究[J].实验科学与技术,2011,9(6):142-143.
[2]王春霞,耿大勇,朱延枫.电工电子实训实践教学的几点改革措施[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2013,15(1):113-115.
关键词:实验室开放;能力培养;教学改革;电工电子
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)19-0142-02
一、引言
为培养适应时代要求的具有创新精神和创新创业能力的建设者,作为高等教育重要组成部分的实践教学应加大改革力度,改变当前课堂教学管得过死以及学生综合性、设计性和创新性训练不够的现状,努力改变这种限制学生主动性、创造性发挥的封闭实验模式为开放模式。好的教学模式不仅有利于教师提升自己的教学效果,还有利于学生参与到课堂学习的过程中,增加了他们主动学习的积极性,对学生创新意识的提高大有裨益。我校电工电子实验室面对整个学校电类和非电类工科类专业设置不同层面的电工、电子实验课程和电工电子实训课程。这就要求我们研究并探索一套适应当前学生个性发展的电工电子实践教学计划、教学内容、教学模式和教学管理制度;还要求我们积极探索能否在认真搞好课堂实验的同时,利用课余时间,对电工电子实践教学课程实行开放。课堂时间是非常有限的,必须引导学生充分利用好课余时间,当然这些需要以学生的学习兴趣为基础。
二、开放式实践教学的意义
高等教育中,开放式实践教学既能培养学生“保持个性,彰显本色”,又能培养学生工程实践能力和创新创业能力,实验室开放提供了一个能发挥学生个人潜力的实验环境,从而适应各种层次的学生的需求,学生由被动接受知识变为主动探索知识。开展开放式实践教学是深化高等教育教学改革的要求,是高等学校示范实验室建设标准之一。我校建立最早的湖南省示范实验室-电工电子实验室实施开放式实践教学,为学生自主学习、个性发展、培养学生创新精神和创新创业能力提供了充裕的时间和空间。学生创新思维的发展远远比掌握一些书本知识重要得多,这样可以让学生今后形成自主学习和积极思考的好习惯,对学生未来的成长有深远影响。
建设开放式的电工电子实验室,实验投资比较集中,不光能接受课内的实验,还能给老师和学生参与电工电子的研究开发及学生参加全国大学生电子设计竞赛等提供了条件。开放式电工电子实践教学,能将实验内容和新技术相结合,激发学生对这些新知识的兴趣,也培养了学生使用现代化技术的能力。开放式电工电子实践教学,还可以利用网络技术,开设虚拟的实验,可以替换很多经典实验和现实条件不允许开设的必要实验以及公共选修课的实验。开放式教学创造了开放式的教学环境,教学以学生为中心,鼓励学生积极思考,提出自己的质疑,并给出建设性的新观点。这样的教学环境还有利于培养师生间和谐的师生关系,教师可以对学生进行人文关怀和人生指导。学生的交际能力和口头表达能力也会得到很大的提高,有利于学生在未来的职场有更强的竞争力,以精神饱满的状态面对激烈的社会竞争。
三、电工电子实践教学开放的模式
电工电子实验室在长期实验中总结出分散实验、集中实验以及开放性实验的教学模式,实验室里主要进行规模较大的实验,那些简单的实验可以让学生课下自己完成,还可以用虚拟软件进行仿真,然后返回实验室进行硬件调试、检测,最终完成。这些设备必须准备充分,每个步骤都要进行合理的计划,做到精心设计,才会取得理想的教学效果。
1.开放式实践教学内容。(1)对实验内容进行优化。目前,我校电气信息类各专业都在开展工程认证和修订《(2015)人才培养方案》,我们力求用先进的、实用的教育理念改革电工电子课程体系的知识、能力结构,依托电气信息大类平台开展课程体系建设。开放电工电子实践教学,使电工电子实践教学在内容上与工程实际密切配合,在课程设置和安排上独立设课,适当增加实验学时,突出实践教学的重要性。配合工程认证和我校《(2015)人才培养方案》的修订,审定实验项目内容,使实验项目内容反映新技术、新知识,注重培养学生创新精神和工程实践能力,对实验内容和类型进行调整。除了必开的经典性实验外,尽量减少验证性实验内容,增加综合性、设计性和学生自拟题目的实验内容。开放实验室后,新的电工电子课程体系结构力求在设计型实验内容上做文章,充分体现理论上未充分反映出来的和实际工程有需求的问题,要求实验内容具有前瞻性和工程应用性,努力使实验内容和新技术成果相结合,引进并开设虚拟实验,替代许多经典实验和学校尚无现实条件开设的必要实验。(2)分层次设置实验项目。围绕培养学生的实际操作能力、工程综合能力和创新创业能力,构建“三层”(基本技能层、综合应用层和创新创业层)、“六类”(验证性、实训性、综合性、设计性、研究性和自主开发性)实验项目。对不同层次的学生设立有差别的教学指标,尽量减少对学生个性的压抑,让他们自由成长。遵守教学的规律,分层次建立基础型、综合设计型、研究型实验项目。配合工程认证和我校《(2015)人才培养方案》的修订,为了让学生灵活运用所学的知识和技能,发挥学生在实验教学活动中的主体地位,调动学生学习的积极性,开放电工电子实践教学后,能对教学的内容不断调适,对原有的内容进行整理,把验证性实验变为综合性的实验。因此对工科电类专业与非电类专业的实验教学内容进行了改革。比如模拟电子技术实验项目分为:综合性实验有2个,验证性实验有1个,创新实验有2个;综合设计性项目有:5人电路抢答,灯组控制电路等。这样系统和完整的设计,为实验的顺利进行提供了完整的条件。
2.开放式实践教学方法。开放的实验室能够保障学生有充足的时间进行关于实验的活动,学生是整个活动的中心,实验室是学生进行课外活动的基地,实验教学通过学生的亲自操作和小组间协同合作进行。开放式的教学不仅能为学生提供工程认识实习任务,还能为学生提供课程设计、工程训练和综合实践活动。为遵循学生创新精神循序渐进的客观规律,采用基本工程训练带头、一般性工程训练指引、综合实验和创新训练放开的教学方法,保证实践形式的多样化,不断加强和提高学生的创新创业能力。
在开放式电工电子实践教学中运用现代化技术和先进的教学手段,充分利用互联网科技,使用辅助教学实验软件和实验教学课件,积极运用虚拟和仿真的实验技术,例如:(1)实验的指导方面辅助以多媒体实验指导课件,丰富实验教学内容,教学内容不应该是枯燥无味的,应该引入更多的教学内容和环节,提高学生参与的积极性,激发学生对整个教学内容的兴趣。(2)让仿真和模拟实验进行结合、设计性实验与创新性实验进行融合,让学生在实践中不知不觉提高自己的综合素质。学生的综合能力提高了,他才会有更强的社会竞争力,才会避免“高分低能”情况的出现。(3)引导学生利用上网途径获取资料信息,凭借互联网强大的功能查阅电子设计过程中使用到的相关集成芯片资料,包含芯片引脚定义和功能以及技术参数等。当今社会,学生必须学会借助强大的互联网进行自主学习,很多知识和疑问,学生都可以通过互联网自己获得问题的答案。(4)举行各种电子设计比赛,发掘学生创新实践的兴趣,提升学生的创新能力。创新分为思维创新和实践创新,有些知识仅仅停留在思维的创新上面是不够的,必须在实践过程中才能发现思考不能得到的有益发现,得到更广阔的视野。由于学生长期受到应试教育的影响,学生的动手能力普遍较差,如果不鼓励他们多实践,一旦走向社会,学生会碰到更多的困难和挫折,必须引起广大高校教师的重视。(5)在“电子技术实验・设计”课程上,采用开放的教学模式,根据课程目标开设若干实验的项目,学生可以在网上预约时间和项目,再到实验室去完成课程设计,将电路模拟实验、仿真实验和课程设计整合到一起。
四、总结
电工电子技术的发展很快,新理论和新工艺不断出现,社会对这方面的人才需求也在不断增加,因此高校教育中,电工电子课程教学改革是一项长期而复杂的工程,每一位从事电工电子教学的教师必须转换思维,敢于进行教学的改革,积极探究和实践,建立一套与时俱进的电工电子技术开放式实践教学模式,才能不断提高教学质量,才能使学生保持个性,彰显本色,才能使学生实践能力和创新创业能力得到不断提高。
参考文献:
[1]李修志.大学生课外学术科技活动的研究与探索[J].教书育人,2009,(8).
[2]陈万米,等.大学生课外科技活动体系的建立与运作的探索[J].中国校外教育,2009,(4).
关键词:一体化;课程实施;教学评价
中等职业技术学校开展一体化教学模式,有利于理论教学与实践教学的结合,有利于专业课程各教学环节的相互配合,有利于教师提高教学效率,有利于学生快速吸收知识、快速掌握技能、快速成才,有利于提高“双师型”教师的教学水平。
一、探索一体化教学的背景
在职校的专业课程教学中,通常由于实训设备和师资力量的缺乏,传统教学模式是理论教学与实训教学分别进行,各自为政,互不干涉。随着教学改革的进一步深入,现有的理论、实操教学模式已经越来越不适应现代社会对职业教育的要求。因此,构建一个以就业为导向,以职业为本位的符合职业教育目标要求的教学体系显得尤为重要。这种教学体系就是一体化教学体系。
二、探究一体化教学的内涵
一体化教学的主要特征是强调学生参与教学全过程,强调学生互相合作解决实际问题,强调以模块为基础的经验性知识培养。一体化模块教学模式要求理论教学与实践教学内容的一体化,课程以模块的形式组织,教师在知识、技能、教学能力上的一体化,同时还包含教学场所的一体化、教材教案的一体化、教学组织过程的一体化。因此,一体化模块教学绝不是理论教学和实习教学在形式上的简单组合,而是从学生技能技巧形成的认知规律出发,实现理论与实践的有机结合。
这种融理论教学、实践教学为一体的教学方法,改变了传统的理论和实践相分离的教学形式,解决了专业理论与专业技能重复教学问题,将应知的专业理论和应会的操作技能紧密结合在一起,以技能训练为主线,强化专业理论的指导作用,突出学生实际操作能力的培养,增强了学习理论兴趣,促进了对理论的理解,提高了学生的实训兴趣,为学生走向实际工作岗位增强了适应能力。
三、《电机与电气控制》课程一体化教学的具体措施
(一)我校一体化教学实施的可行性分析
我校现有电工电子实训教室多间,包括:家电维修实训室、电工电子实训室、PLC自动化控制实训室、维修电工考核实训室、电力拖动实训室、光机电一体化实训室、单片机实训室等。实训室基本上可完成电工电子技术、电气控制、电力拖动等课程的实训教学要求,同时也可为教师从事科研开发提供一定的场所和设备。
(二)《电机与电气控制》课程一体化教学的具体实施
1.制订实训课程实施方案
我校面对生源素质越来越差的窘况,必须采用适合我校学生的教学方法。以提高学生动手能力为依据,适合学生的智力发展,又提高其创新能力。如在实训课程任务时,主要以电工中、高级考证的理论与实践项目为依据,让学生缩短学时,增强其技能为目的,突出维修电工的应用能力的培养。
2.采取多种措施,大力推进一体化教学
在电力拖动实训教室实训设备齐全,同时配有白板用以理论教学的需要,在教学过程中一边对电气控制电路进行介绍,一边展示实物,供学生熟悉电器元件的结构及工作原理。一体化教学使教学与理论实践有机结合在一起。
在课程实施一体化教学过程中采取了以下措施促进了一体化教学的有序开展:
(1)小组合作
实训内容均以小组为单位分工合作,教师以小组为单位进行辅导。体现了让学生“学会认知、学会技能”的同时“学会合作、学会共处”的先进教学理念。
(2)任务驱动
按所要学习内容选取课题,然后将课题所学新知识、新技能蕴含在若干个具体任务中,不断形成学生运用知识自主分析、解决、处理问题的能力。在这个教学过程中,学生还会不断获得成就感,更大地激发求知欲望,形成良性循环。在《电机与电气控制》实训课程中采用任务引领教学中,以课题为主线,进行了课题设计以及任务设计。
3.重视教学评价
重视过程评价,通过课堂的表现、实训情况、操作技能的表现,电路的安装与调试给予学生一个综合性评价。激发学生学习兴趣,也减轻教师在课堂管理上的负担。
四、一体化教学的探索意义
通过一体化教学,不仅教学水平有了大幅度提高,学生对专业课的学习热情也得到了激发,因操作而加深了学生对专业理论的理解,实践证明一体化教学的成效是显著的,也为今后的教学拓展了空间。
参考文献:
电工电子 教学 改革 措施
一、电工电子技术课程的特点电工电子技术课程是各类院校电学专业的一门专业基础课程,在工科教学体系中占有十分重要的地位,它为学生学习后续课程以及毕业后从事工程技术和电工电子工业等工作打下一定基础。随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它已成为所有理工科大专院校必修和部分文科专业的选修课程。
二、电工电子技术教学存在的问题(一)理论与实践脱节。传统的教学方式是理论教学与实践教学是分开的,而且理论知识往往过分追求教学内容的系统性与完整性,这就忽视了“电工电子学”作为应用学科的实用价值,使学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程的目的和意义,不但给学生的学习造成很大困难,也影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。 (二)教学方法陈旧古板。教学方法基本上采用“老师讲,学生听”的灌输方式,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉不适应,课堂教学讲得过多过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,这样导致学生始终处于被动状态,无法激起学习的兴趣和热情。 (三)考核方式单一,内容片面。电工电子学课程的考试方式采用闭卷笔试,内容主要是理论知识。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职学生的特点。
【关健词】实践教学;项目导向;电工电子;音乐盒
Abstract:It is the most essential and effective method of combination of theory with practice for people to learn knowledge,know the world and increase competence.The target location and the inherent law of higher vocational (high professional) education require us to implement the mode of "integration of teaching,learning and practice" in the course teaching as far as possible.Even for undergraduate education,the development of practical ability shall be emphasized and enhanced.Task-driven and project-oriented mode is an embodiment of this teaching mode.This article introduces an electrical and electronicpractical teaching project for readers-"self-made music box".This project has excellent teaching effect and is well received by students.
Key words:Practical Teaching;Project-Oriented;Electrical and Electronic;Music Box
引言
电工电子系列课程是电类工程技术基础课(包括电路原理、磁路与电机控制、模拟电路、数字电路、PCB设计等),具有较强的实践性。因此,电工电子实践环节(包括实验、实习、实训)在课程教学中极为重要,尤其对于注重动手能力培养的高职(专科)学生而言。然而,开发适于教学的综合性实践项目并非易事,因为简单的拼“积木”式的做法缺少创意和真实感,也就很难激发学生的兴趣。
本文结合笔者的实际教学经验,介绍一个精美音乐盒的设计与制作方法。作为一个实践教学项目,此音乐盒紧密结合课程内容,倍爱学生欢迎,并能够极大地激发学习兴趣。实践证明,此项目具有良好的教学效果。
1.项目的电路及工作原理
本音乐盒电路分为三部分:一是音乐播放电路;二是彩灯闪烁控制电路;三是工作定时电路。
1.1 音乐播放电路
图1 音乐片及联线图
图2 彩灯闪烁控制电路
图1(a)中所示9300系列音乐片体积小、价格廉,使用方便且有多种乐曲(如《生日快乐》、《梁祝》、《兰花草》等等)可供选择。音乐片的引脚说明:1脚――接地(GND),接至电源负极;2脚――信号输出,接至放大电路;3脚――触发信号输入,高电平有效;4 脚――电源(DC,+3V)。接线时,3、4引脚接在一起,形成循环播放模式。图1(b)中,三极管T的集电极C通过扬声器(亦称蜂鸣器,可以使用旧的塞式耳机)接9V正电源,构成最简单管放大电路。由于音乐片适用3V正电源,故采取了由稳压管(DZ)与电阻(R1)构成的简易稳压电路。按图1联接电路,只要确保电源(9V)供给,便可循环播放音乐片存储的音乐曲目。如果使用可擦写音乐片,则可随时录制新的音乐或话语。
1.2 彩灯闪烁控制电路
图2中,555A与后面的LED构成彩灯闪烁电路。555A外接电阻R2阻值远远小于R3的阻值,可使两组彩灯亮灭间隔相等。若要调整彩灯闪烁频率,只需改变电阻(R2、R3)的阻值或电容(C1)的容值即可。LED1、LED2可以成组(1~5只)安装,且颜色可以灵活多样。
1.3 工作定时电路
图3中,555B、继电器J(控制电压为DC5V)与9V电源构成自锁定时供电电路(控制整个音乐盒电源的通断),由开关Son触发(点按此开关,音乐盒通电工作,555B的3脚输出高电平,控制继电器J的常开触点闭合实现自锁,直至达到定时时间时,音乐盒自动断电停止工作);而Soff 则为迫停开关(定时未到情况下,点按此开关,音乐盒“手动”断电,停止工作)。
图3 工作定时电路
由于断电后,555B芯片也要停止工作,其固有的放电端(第7脚)将不能发挥(放电)作用(故闲置未用),导致电容C2上积累的电荷短时间内无法放掉,因而相继进行多次启动时,定时时间会依次变短。此处另辟蹊径,巧妙利用继电器J的常闭触点作为电容C2的放电通路(电路断电后,继电器 J 的常闭触点恢复常态而闭合),从而确保了短时间内连续启动定时时间不变。如要调整定时时间,只需改变电阻(R6)的阻值或电容(C2)的容值即可。
2.项目的实现
2.1 业余制作
要制作上述音乐盒须做好逐项准备工作:一是对电路要十分熟悉;二是要有一定的装焊技能;三是材料的准备;四是要掌握一定的工艺技巧。音乐片及其它电子元件可到电子市场购买,若无现成专用的线路板,可用废旧的(笔者最初是这么解决的,只是改、接线较为麻烦)。音乐盒外壳买一只漂亮的香皂盒即可。安装好再辅以其它装饰,一个优美的音乐盒就完成了,如图4所示。
图4 音乐盒效果图
2.2 教学实践
当把此音乐盒作为实践项目在实验(实习、实训)室实现时,其电路板及起装饰作用的板子(可以设计成电路板)利用PCB软件进行设计,事先做好,可使教学过程顺利进行。
3.项目的效果与特色
实践证明,这个实践项目受到学生普遍的欢迎(未作为实训项目时,每每有不少学生自己到电子市场买元件,动手制作),这是因为音乐盒是为表达情谊而赠送的礼品,具有欣赏把玩和长久收藏的价值。况且亲手制作有其特殊意义(一方面是有成就感;另一方面,每个学生手工制做的音乐盒,永远都是世界上独一无二的工艺品)。而对于学习电工电子课程而言,完成此项目可以得到全面、综合的实践锻炼:
①读图需有基本的电路分析能力;
②学习和掌握继电器的控制作用;
③利用三极管实现音频信号的放大;
④涉及稳压管稳压电路;
⑤灵活使用555定时器(属于数-模混合电路),且有小小创意;
⑥使用PCB软件进行印刷电路板的设计。
此外,还使学生学习了音乐片、扬声器(蜂鸣器)、电解电容和发光二极管等器件知识。各电路模块(局部功能电路)均可做为子任务,分配给学生进行测试和体验,最后再进行系统的组装。故在一个综合项目中,可以分步实施“任务驱动”教学法。音乐盒外壳和装饰物件则可以由学生自己选择、配置,这时会体现出每个学生个性化的制作能力、审美特点等,可谓百花齐放,各显其能。
较之市场上购买的音乐盒,此项目还具有两个独特之处(优点):
①易维修。由于是自己动手制作,当出现故障时,维修便不是什么难题;
②耗电低。音乐盒停止工作时,电源是物理性断电,即彻底与电路断开,(下转第185页)(上接第182页)故停止工作后,耗电量为零,这可以大大延长电池使用夺命。
4.教师悟语
本文的主旨不在介绍电路,而要谈的是把一个小小的业余制作转化为实践教学项目的心得体会。
①教师是水,学生是船,水不涨船不高。作为教师,应该不断地从实践中汲取营养,积累经验,拓宽知识面,继而传道、授业、解惑。
②把积累的实践经验(尤其是学生感兴趣的地方)加以提炼,一方面充实到理论课堂中来,另一方面最好形成实物,会更有说服力和吸引力。
③我们深知“培养学生工程实践能力”的重要性,但不仅仅是使学生会做多少个具体的实践项目,更要唤醒学生的“工程意识” ,培养学生钻研探索的兴趣和习惯。
④教学过程需要大胆改革。对于高职学生,甚至有些专业的普通本科学生,一些传统理论知识可以少讲甚或不讲。比如,不讲二极管、三极管的构造原理(截流子运动规律),而是结合实践直接讲其应用,会收到更好的效果。另外,从本文介绍的项目内容来看,一个项目涉及的知识面往往非常宽泛,如果按传统的进程实施教学,那么得等到好几门课程都学完,才能实施相关项目(相当于普通意义上的课程设计)。所以这种任务驱动和项目导向教学模式,在电工电子课程中,是以元器件应用为核心的。
参考文献
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[2]秦曾煌.电工学简明教程(第二版)[M].高等教育出版社,2007.
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[5]江.电工与工业电子学[M].西安电子科技大学出版社,2010.
论文摘 要:根据高职机械类专业电工电子技术课程教学中出现的问题,针对高职学生的特点,从教学内容的选取,教学方法、教学手段、考核方法的改革,理论与实践更好的融合等方面进行了分析、总结。
电工电子自问世以来,已经延伸到社会的各个领域,机械类产品也慢慢的过度为机电一体化产品的方向发展,社会对机械工人的要求也从机械类单一工种,转变为机电类复合人才的要求。因此,电工电子已经成为机械类专业的一门重要的基础课程,而且是一门理论性和实践性都非常强的基础课程,本文针对应如何使非电类机械类专业的高职学生在学习“电工电子技术”上,既能够满足专业和职业能力的需求,又不是像本科教育那样,立足打好深厚基础。根据高职学生的特点,重点以实践、应用为主线来进行教学改革。
1 存在的问题
(1)理论与实践脱节。传统的教学方式是理论教学与实践教学是分开的,而且理论知识往往过分追求教学内容的系统性与完整性,这就忽视了“电工电子学”作为应用学科的实用价值,使学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程的目的和意义,不但给学生的学习造成很大困难,也影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。
(2)教学方法陈旧古板。教学方法基本上采用“老师讲,学生听”的灌输方式,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉不适应,课堂教学讲得过多过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,这样导致学生始终处于被动状态,无法激起学习的兴趣和热情。
(3)考核方式单一,内容片面。电工电子学”课程的考试方式采用闭卷笔试,内容主要是理论知识。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职学生的特点。
2 改进措施
(1)课程整合和优化。
打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现出高职教育的特色。以实际应用能力培养为主线,精减教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。
实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识在专业中的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与应职岗位相一致的教学内容。从应职岗位需要出发,将各课程的知识与技能有机地结合起来,增加实用性和针对性,删去一些与今后工作关系不大的枝节。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性,三极管内部载流子的传输情况。而在实践中,只有从事专门研究的人员,才可能用到这些原理知识,对于以培养应用型人才为主的高职学生,重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对于电子电路应强化集成电路方面的内容,特别是集成电路的应用。对难度较大,求解过程复杂的例题、习题进行删减。
(2)加强与专业方向的对接。
大部分机械类专业均开展了电工电子课程,但专业方向不同,学生所需知识的侧重点也有所不同。电工电子是专业基础课程,一般在大一第一学期就开设了此课,学生对专业的认识还不够了解,教师给不同专业的学生上课时,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾与后续课程的联系。并且课程内容按不同专业编排,采用灵活的组合方式,以适应不同学科、不同学时和各层次学生对课程深度和广度的要求。比如,针对数控类专业,教师可以结合数控机床的定位系统,讲解数字电路中数模、模数的转换;针对汽车专业,教师可以结合汽车测速装置的工作原理,讲解计算器的功能。
(3)课堂教学方式灵活多样。
高职学生基础相对薄弱,教师应根据学生的实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种多样的教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生能克服厌学心理,鼓励帮助学生树立自信心,提高学生的学习兴趣,促进求知欲。对于理论性较强的内容,教师要耐心对待学生,引入各种案例,多讲多练,反复强化重要的知识,不讲则已,讲的就务必使学生掌握。
(4)充分利用现代科技,拓宽教学手段。
抽象的电工原理讲解起来容易觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电介质的极化、电容的充放电等,若能合理巧妙使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像,直观的实物模型和幻灯片、投影,生动详尽、图文并茂的教学课件,让学生学习起来兴趣盎然,使教学过程缩短时间,尽可能增加信息量,开拓学生视野,进一步深化了对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数,又要增加课堂信息量的教改形势,同时培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源教学是最有效可行的方法之一。在校园网络上向学生提供电子教案、网络课件等网络教学资源,利用网络进行答疑,接收学生反馈意见,更好地与学生交流。学生可以利用网上试题库,在网上随时进行自检自测。我们目前已具备的资源有:电子教案、多媒体课件,网上实验室、精品试卷、习题库等,极大地提高了学生的学习兴趣。在理论教学中引入eda技术,来改善教学质量,使理论分析得以验证。对于一些比较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多电工电子的概念需要通过实验以阐述和验证。在课堂讲解内容涉及需要实验演示电路时,调用事先建立的eda电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。例如,在讲解基本放大电路的静态工作点对输出波形的影响时,要通过实验来加以验证。实验教学中引入eda技术,可以解决三个方面的问题:一是实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察得到,借助eda技术,可以方便观察;二是在电工电子实验中,将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,完成仿真设计后,再在实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;三是可以进行虚拟的仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计作品。
(5)理论教学与实践教学相结合。
电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。但是学生到工业、企业中实践的机会很少,从而无法了解工业、企业中是如何进行具体工作的。
为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关电路。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。教学所选实训项目应与机械专业建立联系,这样的学习方式会极大地激发学生学习理论的动机。
此外,实践教学场所按照职业活动环境来布置,突出其职业性的特点,同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,来强化学生职业技能训练和职业素质训导,着重要求学生要有一丝不苟、严格认真的工作作风。
(6)建立以能力为中心的课程考核体系。
改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程,与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等形式。不同内容采用不同的考核形式,如考基本理论采用闭卷的形式;考实训采用项目制作的形式,根据学生态度和动手操作能力,现场综合评定学生的实验实训成绩;对于综合分析和电路设计采用开卷的形式;平时的作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告;使评分方式科学化。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成,为了充分调动学生全程参与学习,使学生把注意力转移到日常学习中,扩大平时成绩和课程测验的比例,具体是平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,在平时测试和实验考核中,改革记分方式,实行实质性评价,一些考核按照abcd级制度评分,淡化分数,促进学生的全面发展。
注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。
3 结语
机械类专业的电工电子课程教学改革是一项长期的工作,经过多年的思考与经验积累已初有成果,在以后的改革中,是该课程更加的理论与实践相结合,更具有鲜明的特色,真正的实现做中学,快乐学习。切实减轻学生学习负担,提高学生的学习兴趣。
参考文献
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[3] 谢迎春.项目教学法在电子技术课程教学中的研究与实践[d].浙江:浙江师范大学,2007:44.
关键词: 中职电子学科 理实一体化 意义 教学途径
在中等职业学校中,电子学科是具有抽象性和理论性较强的学科,对中职生的理解及灵活运用有一定的难度,教学效果不尽如人意是可想而知的。但是面对这一现实,不可以任意放行,要想方设法解决教学问题,促使学生对电子学科的学习达到教学目的。
一、理实一体化教学的意义
1.中职教育重在实践能力培养,是以就业为向导,对中职生进行针对性教学。理实一体化教学的运用解决了学生理论和实践脱节的矛盾,将学生的学习融入工作实践中,两相结合,并驾齐驱,将学生的能力提高到达到职业要求,推动社会行业的进步,扮演技术主力军的角色。
2.电子学科是新型电子技术人才的必备功课,在理论上要深谙电子的原理,在实操上也要稳操胜券,将电子技能满足社会市场的需求,经得住考验,创新电子科技的探索及运用,在理实一体化教学过程中注入创新意识,为今后终身学习、加强中职生工作技能奠定良好的基础。
二、理实一体化教学途径探讨
在传统电子学科教学课堂上,理论与实践分离的教学环境使电子学科的教学理论空洞且枯燥,中职生的学习热情难以调动,课堂参与度极低,对教育的外部环境要求的内容不能担当,课后实操能力让学生束手无策,解决问题的时候相当没有自信,严重伤害学生的自尊心。所以学校对电子学科的教程安排和教学目标以激发中职生的学习兴趣为切入口,合理制定学科中的复杂点及重点区域,在有限课堂时间内,将电子学科的教学内容让学生吸收消化,提高电子学科的动手能力。总之,理实一体法教学方式是最理想的一种教学方式。
1.课前实验的准备工作要充分。在理实一体化教学过程中,电子学科的理论比较抽象,通过实验操作,将动态变化的电子理论具体化、形象化。在课堂上,实验工具和仪器仪表的准备、器材的具体操作流程及操作时的注意事项,都要在实际操作前做好理论的详细讲解;在校企合作的实验室里,教师要完善生产性实训的环境及文化、制度管理及安全规范,打造工学结合的专业实训基地,以便在操作过程中顺利进行,达到符合教学设计的初衷。
2.运用多媒体手段进行教学。电子学科的理论性依据凭肉眼是不能全面猎获的,绝大部分都要依靠仪器的测量及显现。教学内容是以各种不同变化的曲线、电子电路图及表示元器件的各类符号等反映电子信息的内容,名目繁多,复杂多样,导致学生理解起来十分困难。在教学课堂上,教师要运用多媒体的辅助,带来形象生动的电子信号及信息反馈,激发中职生的好奇心及学习热情,饶有兴趣地接受对教学内容的扩大,潜移默化地灌输电子知识。同时,在学习理论的前提下,根据多媒体显现的电子实验紧跟操作,使学生感到得心应手、信心满满地做实验。教师可以借助多媒体,减少黑板上的手工板书,腾出精力发挥学生的主体作用,加强师生的互动交流,更好地联络师生感情,打造和谐、快乐、高效的教学课堂。
3.合理安排教学过程,注重教学方法的创新,进行多元化教学。中职生教师在安排教学过程时,运用全面的、多样化的教学方法,展示电子学科的理论学习,采用深入探究法、现场演示法和项目驱动法等,对学生的直观感受形成强烈冲击,使他们对电子理论的感悟更强烈,印象深刻,从而增强学以致用的能力。如在做电子输入、输出实验过程中,在原有电路焊接层面上对三极管放大电路原理进行阐述,往往达不到良好的效果;教师在课堂上应引导学生换一个角度做这个实验,给原三极管上增加一级射极输出器,通过驻极体话筒,将声音进香放大输出,形成输入和输出的音差,使学生亲身体验到声音的变化,了解信号失真的原因及解决办法。然后引入对电路维护或维修的实践活动,指导他们正确选择仪器,设计实践方案,观测实验现象,将观察结果与已学理论知识进行融合对比,加深对理论的理解和扩展;再运用到实践中探索和验证,在实践中开拓创新。
三、结语
理实一体化教学是以注重学生的技能性发展,理论知识和实践操作紧密结合的教学方式,利用相同的时间、相同的场所完成一系列的教学设计,促进学生理性思维和创新思维的发展,全面增长中职生的前沿知识,完成电子学科的理论学习,最大限度地将理论运用于实践,突出表现他们电子技术应用的才能,提高学生的综合素质。
参考文献:
[1]汪惠英.理实一体化在中职电子电工教学中的有效应用[J].科教文汇(下旬刊),2013(08).
关键词: 技工电子教学;课程定位;激发兴趣;教学方法
针对学生理论知识接受能力差的情况,结合学生喜欢动手,感性认识敏锐的特点,在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电子技术基础的教学过程谈几点想法。
一、明确课程目标和课程定位
为了进一步深化职业教学改革,切实加强技能型人才的培养,国家每年都举办中等职业教育技能比赛。我们专业教师可以以比赛为导向,按照比赛的形式设计教学内容、教学过程,结合课程本身所要求掌握的知识,确定其教学目标。
(1)是熟悉掌握元件识别、检测、仪器、仪表的使用:元件除了包括半导体晶体管外,还有电阻、电容、电感以及各种传感器等元件。
(2)掌握电路安装调试的实际操作技能:有良好的电路焊接技术和安装工艺知识,能使用仪器、仪表调试电路。
(3)具有较扎实的理论基础知识:熟悉各基本电路的形式、作用、应用及简单估算等。
(4)具有企业职工所需的职业素养和综合技能。
(5)具有自我学习和自我发展的能力。
综上所述,本课程的定位是:既是一门基础学科,又能为技能比赛做训练课程,提高学生的比赛成绩,增加学习兴趣,培养学生学习荣誉感,做到知识学习与自身素质相结合。
二、合理选择内容,激发学生学习兴趣
电子技术基础是一门基础学科,理论性较强,内容抽象,单调枯燥,因此我们在教学上应减少数理论证,以掌握概念,突出应用技能的教学重点。比如,在讲授二极管的特性曲线时,只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到知识的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。只有注意了知识与工程应用的密切联系,在介绍曲线的基本概念后,进一步说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管主要参数和检测性能的优劣,从而体会特性曲线的作用和应用。
三、发挥学生主体作用,调动学生学习积极性
电子技术基础是一门实践性很强的课程。所以教师应该把学生作为主体,在课堂上增强实践环节,注重对学生技能的培养,实训课程对于电子技术基础的学习起着至关重要的作用。教师可以安排从身边入手,找一些电子小产品,如:日常稳压器、充电器和收音机等。一开始让学生观察它们的内部结构,让他们发现把电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件通过某种连接组合就构成一个实用电路,从而引出学习的目的和知识,让学生形成先入为主的求知欲。
在实验、实训中专业教师特别要注意的是,学生作为初学者来说,对电路图中元件外形、符号、极性与印刷板电路图的元器件位置、连线、标识的识别尤为困难,经常出现对不上号,极性搞错,连线错(位置不对或不会看图搞错),即便是装配对了也不知为何装的,错了的也更难查找。
四、采用灵活多样的教学方法,保证教学效果
在电子技术迅速发展的今天,我们的学生获取信息的多渠道,给我们的教学带来了便利的同时,也给我们带来了更大的挑战。教师传统的教学已不能适应现在教学的需要,灵活多样的教学方法对提高教学质量具有十分重要的意义,教师只有采用灵活多样的教学方法,才能使学生易于接受和牢固掌握知识,从而有成效地完成教学任务。
(1)采用多媒体教学,电子技术基础课程中有一些内容比较抽象难以理解,教师用语言不容易描述,某些规律学生又难以捕抓,需要通过多媒体教学,多媒体技术与电子电工专业的整合能将事物形象、直观、动态、逼真地表现出来,而且对于电子技术基础教学中抽象内容,能予以形象、具体化展示,化解思维上的障碍,吸引学生的注意力,有效调动学生参与,利用生动、形象、具体的文字等,向学生传递信息。
关键词:实验室;智能管理;实践教学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)12-0142-02
当前,一体化教学是职业教育的主流发展趋势,这对实验室管理提出更高的要求,但实验室管理还存在一些问题,如管理实验设备占用了大量教学时间;实验室经常出现无人使用的仪器在运行,浪费大量能源;学生没有经过教师同意擅自通电,造成很多事故等等。笔者以提高教师教学效率,保护师生安全,优化实验室管理为目的,探讨实验室智能管理系统的应用。
实验室智能管理系统的优势分析
第一,有利于促进教学方法的改进。对项目驱动教学法的促进。在实践教学中,项目驱动教学法是一种适用于一切技能学员各类实践性和操作性较强的知识技能的教学方法,是一种目标明确、具有目的性的教学活动过程。实验室智能管理系统在某些方面是针对项目驱动教学法而设计的。教师可以在教师客户端创设教学项目,通过无线射频技术传送到实验桌上的控制器,学生通过人机界面查阅教学项目和相关技术文档而节约时间,让学生有时间进行技能操作训练。学生在操作过程中遇到问题可按下提问按钮,教师即知道学生有请求,可通过远程通讯或面谈交流。
对情境教学法的促进。一般院校所采用的情境教学法是建立以学生为主体的课堂问题情境教学模式, 也就是说通过创造讨论问题情境、问题情境和实训实验操作情境, 来激发学生自主学习的兴趣。
结合实验室智能管理系统,教师创设课堂问题情境,通过教师客户端发送实验桌的人机界面,学生可以了解问题,根据课程安排了解实验仪器设备,在实践中相互讨论,解决问题。在实践教学过程中,良好的实践操作环境是最基本的。本管理系统将电力电子实验分为20组,通过智能管理系统创设电力电子各种主控电路实践操作情境。学生结合已学的理论知识,查阅实验桌触摸屏的相关技术资料以及说明实验模块存放的位置。学生自由讨论,搭建电路完成课题。
第二,解决诸多问题。实验室智能管理系统在高校及职业院校实验室的应用是当今发展趋势,与一体化教学相辅相成。以下阐述该系统对学生、教师、学校和社会的重要意义。
学生方面。通过网络查询实验室的当前状况和环境条件,有效利用实验室资源,节约学生的时间,为学生提供可靠的信息和合理的教学安排。可以督促学生自觉进行实践活动,防止学生迟到、早退和旷课等现象的发生;如设计的指纹识别作为考勤手段;实验桌的定时工作,在教师设定的时间内实验桌台若没有响应会自动断电;设计提问按钮,学生可以随时向教师提问;设计区域照明等装置……这些可有效提高教学效率,实现合理利用实验室资源。
教师方面。以往,高校实验教师除了在教学上要花费时间,在实验室管理上还要花很多时间。而实验室智能管理系统在教学设计、教学安排和课堂管理方面为教师提供了很多方便。教师可以通过教师客户端控制学生的实验桌和区域照明,有效节约能源,合理分配实验实训台,可以及时知道学生的状态,如考勤和操作状况。实验室智能管理系统有效地节约教师的管理时间,减轻了教师的工作压力。
学校方面。目前,许多高校在实践教学及管理等方面存在诸多问题,还没有合理规范的制度。通过智能管理系统集中控制可以实现制度的合理化和规范化,做到实验教学学生学习和成绩评定的公平性。根据学校的专业理念和特色、教学目标和教学发展计划,加大对公共实训中心资源的合理利用,鼓励各个教研室及相关学科共同管理,集中控制,实现资源共享。
社会方面。高校为社会培养技能人才、促进科学研究,智能化管理系统对培养技能型人才意义重大。学校实验室应用智能化管理系统有利于培养高技能、深层次管理人才。
第三,提升实验室内涵建设。笔者设计的实验室智能管理系统,在人才培养效果方面得到了认可。从实验室内涵建设方面培养合格人才,为社会服务。实验室智能管理系统为理论与实际相结合提供了有利条件。学生能够加强理论知识的学习,根据学科内容、任务及学生特点正确恰当地联系实际,并且提高管理意识。这作为高技能人才职业素质是首要条件,提高管理能力是必要条件之一。教师应坚持教学和科研相结合,因材施教与统一要求相结合,教师的主导性与学生的主体性相结合的原则,将理论应用到实践教学中。
实验室智能管理系统所需环境条件
第一,实验室环境。本系统适用于任何高校实践教学。利用实验室智能管理系统,首先该实验室要具备一定的硬件条件和环境参数。(1)本系统安装在各实验桌上,需要一定的安装空间。(2)使用我国工频交流电,为了保护设备和人身安全,系统需要PE保护线。(3)室内至少具备一台主机作为教师客户端,使用2.4G无线射频网络,要求屏蔽性好,不能有干扰无线数据传送的信号源。具备这些条件,本系统就可以在该实验室正常投入使用了。如果要区域照明控制投入使用,实验室照明装置需要进行修改,进而可实现网络区域控制,最多有128个网络控制节点。
第二,相关人员的业务水平。作为实验室管理者、技术人员及实验教师,必然需要具备一定的技术水平和职业素养。实验教师不仅要熟练使用计算机并且了解信息化管理系统,而且要具备一定的专业技术知识,才能熟练使用智能管理系统。在各实验桌配置相应的人机界面,这些界面用来存放和控制实验桌、智能收发数据和查阅资料。管理者和实验教师可以根据学习的需要自行修改与设计,有利于提高管理和教学水平。其中,技术人员的职业素养最为重要,必须遵守实验室规章制度和设备使用操作规范,认真阅读系统使用说明,熟悉操作流程,体现智能管理系统的优越性。
第三,使用培训。为了更好地实现智能管理系统的真正价值,提前进行使用培训是必要的。培训还能为设备系统保养和维修带来方便。教师可以根据现有设备的功能,分析未来的发展趋势和应用前景,为设备系统扩展和更新换代提供参考。
实验室具备以上条件,智能管理系统就可以投入安装并使用了。实验教师有责任密切结合学生现有的技能水平,并与教学融为一体,将智能管理系统正确使用,合理使用。教师应熟练掌握智能管理系统改进和设置方法,将课堂知识由教师客户端发送至实验桌的人机界面,配合实验实训设备完成正常教学及管理工作,使智能管理系统发挥最大作用。
实验室智能管理系统在实践教学中的使用
使用智能管理系统,要熟悉系统的上位机显示控制单元、主机控制单元以及实验桌控制单元及其在各种教学活动中的应用。(1)显示控制单元。Labview上位机采用图形化语言实现双向数据传输,即通过PC机232串口向主机MCU发送数据,单片机根据接收到的数据执行相应的操作。可监控实验室区域照明、实验桌电源、学生考勤和实验桌使用记录等信息。(2)主机控制单元。利用NF2401无线网络建立主机与从机无线通讯,实现局域网络实验室智能管理系统。主机向指定的从机发出控制信号,控制其相应电源开关的通断以及实验室的照明设备。从机可以向主机发出请求指令,如学生的提问信息以及实验桌的故障信息等。(3)实验桌控制单元。该单元采用了整体封装,将各模块都安装到电源盒中,在触摸屏上设有提问按键、课时任务等页面。在电源盒内部则集成了MCU和电源检测等控制模块。(4)具体操作。实验桌的HMI设有提问按钮,学生按下按钮,教师客户端显示学生的提问信息,为教师与学生的交流提供了便利;教师客户端都可以控制实验桌的三相电源、单相电源、实验室照明以及空调等电源的通断;触摸屏显示模块主要显示作品介绍、课时任务、请求答疑、教学资源、使用说明等。触摸屏采用串口屏,从机接受到相应的指令并通过串口为触摸屏发送相应的指令,从而实现触摸屏的相应操作。
国内高校对实验室智能控制的研究较少,随着一体化教学的推进,大量实验室投入使用,实验室智能管理系统的应用是必然趋势。教育主要是培养人才并为社会服务,智能实验室装置对实验产品的开发、培养职教师资、实现一体化智能管理均大有裨益。
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