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【关键词】多元智能理论;实务教学;因材施教;小组合作;课堂讨论
一、多元智能理论的内容特征和对高等职业教育的借鉴意义
美国教育改革首席科学家霍华德・加德纳于1983年创立多元智能理论。他提出:“智能是在某种社会或文化环境的价值标准下,个体用于解决自己遇到的真正的难题或生产及创造出有效产品所需要的能力”。人类具有八项彼此独立的智能:语言智能、数理逻辑智能、空间智能、身体运动智能、音乐节奏智能、人际关系智能、自我认知智能和自然智能等八种智能。尽管个体身上都存在着相对独立的八种智能,但不同环境和教育条件下个体智能的发展方向、发展程度和表现形式有着明显的差异性:人的多元智能的发展水平关键在于开发,可把智能看作是个体解决实践问题的能力。
多元智能理论对高等职业教育的借鉴作用主要有三点:第一,多元智能理论的核心在于认真对待个别差异。高等职业教育首先必须重视这种差异,充分挖掘学生的潜能,努力做到扬长避短。第二,人的多元智能的发展水平关键在于开发。高等职业教育要采用先进的教学模式、组织形式多样的教学活动,使学生在活动中表现、锻炼和发展多种智能。第三,多元智能理论把智能看作是个体解决实践问题的能力。我们要树立以“学会做事”为核心,构建并实施以“能力为中心”、以“发现问题、解决问题”为导向的基本教学模式。这为切实提高教育质量,实现以就业导向的职业教育改革和发展目标提供理论和实施保障。
二、运用多元智能理论. 构建和实施实务教学新模式
(一)构建和实施实务教学新模式的步骤借鉴多元智能理论
构建和实施实务课程教学新模式的步骤可以概括为:“认识课程理论研究教学实施” 三步走。教师不断实践、总结、反思:通过教师、学生的集体智慧逐步修正和完善多元智能理论,以反思式的教育随笔、教育教学论文和个案研究等方式进行总结,最终将多元智能理论转化成教师自己的教学理论。
(二)实施实务教学新模式的关键
实施多元智能理论的教学新模式关键在于因材施教。所谓的“因材施教”。其一,因人“才”(学生)的差异而确定教学方法、模式,且称之为因“智”施教:考虑学生的个性特点和个体智能差异,给予相应的、不同的广度和深度的教育。其二,因教“材”内容不同而确定教学模式,任何一个知识点或一项技能都可以运用不同的模式、方式、方法来阐述和表现。语言智能是指为有效运用口头语言或书写文字、符号或图形进行表达、沟通的能力。运动智能是指个体控制自身的肢体、运用动作和表情来表达思想感情的能力和动手能力。数理逻辑智能定义为数学和逻辑推理能力以及科学分析的能力,涉及许多构成要素,主要有:数学计算、逻辑思维、问题解决、归纳和演绎推理以及对模型和关系的辨别,其中最为核心的内容是发现问题和解决问题的能力。人际关系智能,主要指与人相处和交往的能力,表现为与他人之间的理解与交往,能够善于听取别人的观点。采取科学的教学新模式可以有效地开发学生的语言潜能、发展学生的语言智能,开发和增强学生的数理逻辑智能,特别是培养他们是发现问题和解决问题的能力,同时有效促进学生人际关系智能的发展。
关键词:智能控制;教学策略;卓越工程师;模糊控制;神经网络
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)23-0029-02
智能控制作为自动化类专业的一门专业课程,要求学生了解控制学科发展的方向和前沿,熟悉智能控制的主要理论分支、数学基础以及发展趋势等,掌握基本智能控制方法的结构和算法,为未来实际工程应用奠定一定的基础。当前,在国内外备受关注的CDIO模式即把“构思(Conceive)―设计(Design)―执行(Implement)―运作(Operate)”作为工程教育的环境背景,按照产品生命周期构建课程体系,以课堂和项目相结合的方式进行主动学习,使学生达到预想的学习目标。
考虑到安徽工程大学(以下简称“我校”)自动化专业被确定为教育部“卓越计划”试点专业,如何通过智能控制课程教学改革来提高教学质量,充分借鉴CDIO先进的教育理念,推行卓越工程师培养计划,提高大学生的创新技能、实践技能,协调课程体系对培养目标支撑力不强以及与我国产业发展和结构的调整不相适应的矛盾,创建适应新形式发展需要的课程教学体系,同时促进我国智能控制学科发展,是我校授课老师所面临和亟待解决的问题。
一、智能控制课程分析
1.智能控制发展历程
智能控制是一种新型自动控制技术,代表了自动控制的最新发展阶段。[1]20世纪90年代中期之后,智能控制日益成熟,在工业、农业、家用、军事等领域得到了广泛的应用,据统计,2012年全球智能控制市场规模接近6800亿美元,而我国智能控制行业规模也已经达到4200亿元。
智能控制思潮第一次出现于20世纪60年代由Leonaes等人首次正式提出,[2]到了1987年,IEEE控制系统学会和计算机学会在美国费城联合召开了智能控制国际学术讨论会,智能控制正式作为一门新学科,登上历史舞台,而“智能控制”课程是在智能控制学科建立之后开设的。
国内首部“智能控制”教材,是在1990年由中南大学蔡自兴教授编写电子工业出版社出版,蔡教授把递阶控制、专家控制、模糊控制、神经控制、学习控制作为智能控制课程的初步框架和主要研究分支。[1]随后,王耀南、李士勇、李人厚、孙增圻等专家也编写了智能控制相关教材。这些教材出版对我国智能控制课程教学发挥了积极的作用,为智能控制学科建设和人材培养做出突出贡献。[3]
近年来,国内学者对智能控制的研究十分活跃,举行各种与智能控制有关的学术讨论会,如全球智能控制与自动化大会(World Congress on Intelligent Control and Automation,WCICA)、中国智能自动化会议(Chinese Intelligent Automation Conference,CIAC)、中国控制会议(Chinese Control Conference,CCC)、中国控制与决策会议(Chinese Control and Decision Conference,CCDC)等,这标志我国智能控制作为独立学科已正形成。[2]
2.智能控制理论体系
随着科学技术的发展,智能控制理论和技术得到不断的发展和完善,受到越来越多科研工作者的关注。常规的智能控制方法主要包括:模糊控制、神经网络控制、分级递阶控制、专家系统控制以及其他仿人智能控制等。[3,4]
(1)模糊控制:将人类专家对特定对象的控制经验,运用模糊集理论进行量化,转化为可数学实现的控制器,从而实现对被控对象的控制,其主要包括输入模糊化、模糊规则库、模糊推理以及输出逆模糊化四个部分。
(2)神经网络控制:是人工智能、认知科学、神经生理学、非线性动力学等学科的交叉热点,它利用大量的人工神经元按一定的拓扑结构互连,构建具有仿人控制的功能。神经网络虽然不善于显式表达知识,但具有很强的学习能力和自适应能力,能够任意逼近复杂的非线性系统,对高度非线性和严重不确定性系统的控制方面具有良好效果。
(3)分级递阶控制:是从工程控制论的角度总结人工智能与自适应、自学习和自组织的关系之后逐渐形成的,主要由组织级、协调级和执行级构成。其中组织级起主导作用,涉及知识的表示与处理,主要应用人工智能;协调级在组织级和执行级间起连接作用,涉及决策方式及其表示,采用人工智能及运筹学实现控制;执行级是底层,具有很高的控制精度,采用常规自动控制。
(4)专家系统控制:是指具有模糊专家智能的功能,采用专家系统技术与控制理论相结合的方法设计的控制策略,它是人工智能应用领域最成功的分支之一,由知识库、推理机、解释机制、知识获取系统以及综合数据库五个部分组成。在工业过程控制中主要呈现直接专家控制和间接专家控制两种形式。
二、智能控制课程教学改革
1.理论教学
UNESCO在2010年的工程学报告中指出,工程是人类面临的最大挑战和机遇,为了满足卓越工程师培养计划要求,我校重新修订课程教学大纲,调整了各知识点的学时分配,扩大了知识面的覆盖范围,并提高了实验内容所占学时比例,注重实践环节内容设置。在课程建设考虑理论与实践的均衡,避免理论与实践用脱节,教材选用为王耀南主编、机械工业出版社出版的《智能控制理论及应用》,[5]总共设计30个学时,具体如图1所示。概述部分为2个学时,主要讲解智能控制理论的历史背景、研究现状以及未来的发展趋势;模糊控制与神经网络控制是本课程主要讲解部分,分别安排9个学时;分级递阶控制与专家系统控制部分要求学生以了解为主,因此分别安排4个学时;最后,剩余2个学时讲解当前最新的一些智能控制方法,目的为扩展学生的视野。
考虑到“智能控制”课程涉及的知识面较为广泛,因此,在教学过程中,教师主要担负组织者、引导者的职责,课堂上注重采用启发式的教学模式,并增加案例讲解,让学生明确课程教学服务于国家战略需要和行业需要,如:液浮陀螺仪温控系统的模糊控制策略设计、单级倒立摆系统的神经网络PID控制器的设计、数控机床专家系统设计等。鼓励学生自由探讨,实现教学环节中的互动,提高学生的认知能力。
2.实践教学
本课程专业性很强,学生缺少对智能控制方法的感性认识,且受学时数的限制,因此鼓励学生自主学习,充分利用课余时间。[6]每次课后,有针对性地预留课外作业,引导学生复习、预习,这有利于老师教学内容的精练讲解,学生对智能控制的熟悉掌握,引导学生注重工程能力和自主学习能力的提高。
另外,在“智能控制”教学计划中,安排6个学时作为实验课,让学生独自设计相关智能控制器,培养学生的实践动手能力,增加对模糊控制系统、神经网络控制系统分析和设计的熟练程度。实验采用先讲解、后实验、再总结的方式进行。为了保证实践教学质量,每20位学生安排1名指导教师。实验前,要求学生实验之前完成预习报告;实验中学生每人一台机,独立记录实验过程和实验结果,教师全程答疑辅导;实验后学生及时上交实验报告,其内容包括:实验名称、内容、方法、步骤、结果及个人心得、体会。
3.教学手段
为了适应时代的发展,授课借助先进的教学软件。在相关理论知识点展开前,可通过实例模拟让学生初步了解相关方法,再切换到理论知识的讲解,以帮助学生做到思维的自然过渡。
课堂还采用多媒体教学,以提高学生获取信息的效率。多媒体课件制作过程中,力求图文并茂,能吸引学生的注意力,这有利于实现情景式的教学,充分调动学生的主观能动性,变被动教育为主动教育,使学生加深对知识的理解。[7,8]
4.考核方式
本课程理论性较强,为避免“一张试卷定乾坤”带来的弊端,课程成绩采用多元化考核制度,主要包括:平时成绩(30%)、实验成绩(30%)和期末考试成绩(40%)。
三、结束语
综上所述,我国的智能控制教育已取得了可喜成绩,我校在研究专业培养目标和现有教学资源基础上,借鉴国内相关高校成功教学经验,并不断完善智能控制学科教学的方法、手段、策略,研究制订新的大纲,开发设计多媒体课件,与时俱进,紧密围绕“卓越工程师培养计划”的重点和目标,为培养敢创新、会创造的高质量人才不断努力。
参考文献:
[1]蔡自兴,张钟俊.智能控制的理论与实践[J].中南矿冶学院学报,1989,(6):644-650.
[2]陈爱斌,肖晓明,魏世勇,等.智能控制的学科发展与学科教育[J].现代大学教育,2006,(3):102-105.
[3]涂象初.关于智能控制的几个问题[J].科学通报,1991,(7):481-485.
[4]张德江.智能控制技术现状与展望[J].长春工业大学学报,2002,
(S1):58-61.
[5]王耀南,孙炜.智能控制理论及应用[M].北京:机械工业出版社,2011.
[6]朱建红,张蔚,顾菊平,等.基于卓越工程师目标的教学策略改进研究[J].中国电力教育,2013,(5):90-91.
[7]林健.卓越工程师教育培养计划专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,32(2):47-55.
关键词:智能机器人;实践课程;自主创新;教学模式
1背景
随着社会生产技术飞速发展,机器人的应用领域不断扩展。当前机器人的研究正处于第3代智能机器人阶段,即机器人可把各类传感器收集的信息展开融合,能较好地适应不断变化的工作环境,有非常强的学习、自洽和适应能力。可以说,智能机器人技术已经随着智能科学与技术的迅猛发展而成为现代信息技术和先进制造技术的典型代表,代表着一个国家高新技术发展的综合水平。对于智能科学技术系的学生来说,智能机器人是一个极有发展前途的就业领域,然而当前智能专业设置的课程与智能机器人技术的关联性尚显不足。智能科学与技术专业属于计算机科学与技术学科,学生有软件编程知识背景的优势,而自动化控制、机电、电子和脑认知科学方面的知识较为薄弱。多年以来,我国的高等教育模式都是以传授模式为主,学生在学习过程中处于被动接受状态,导致学生学习没有主动性和兴趣,缺乏实际动手能力的培养,对所学的知识不能活学活用,毕业后缺乏实际工作所需的创新技能和动手能力,因此学校必须开展实践创新教育,改革实践教学模式,合理建设智能机器人实验教学体系,培养学生的自主创新能力。
2智能机器人实践课程建设体系
2.1合理地建设实验平台
在智能机器人实践教学中,我们重点关注学生的个体特点和兴趣爱好,给学生更大的自主学习空间。教师从原来以课堂讲授为中心的“讲解者”角色,转化为学生自主学习的引导者和学生自主实验的服务者;学生则由原来单纯听讲、接受灌输的被动地位,转变为能自主参与、自主探究和自我发现的主体地位。这样能充分发挥学生的主体作用,使他们不仅能快乐自由地主动学会知识,还能体验自己的学习方法,实践自我发现的过程。针对智能专业学生智能机器人硬件知识薄弱的特点,本着易用性、开源性和扩展性原则,我们构建4个分层次的实验平台,具体包括以下几方面。
(1)智能移动机器人实验平台。该实验平台具备智能移动机器人30套,能满足2个自然班(30人,下同)2人1组的需求,如图1所示。智能移动机器人是面向创新教育的新型教学平台,有一个功能强大的微处理系统和传感器系统并且还能扩展听觉、视觉和触觉,成为真正意义上的智能机器人。此外,它还具有基于流程图的编程语言和交互式C语言,为学生创新开发智能机器人项目、程序与算法等提供简单又功能强大的平台。
(2)设计性实验平台。该实验平台具备20套教学机器人搭建套件,能满足2个自然班3人1组的需求,如图2所示。教学机器人搭建套件具备多种组件,包括伺服电机、伺服电机摇臂、板条形连接件、x形支架、电机架、斜U形摇臂、移动基座、直u形摇臂、控制卡等,该设备采用基于总线的运动模块,位置、速度、温度和力矩均可反馈,学生可运用C或VC++进行全方位开发。
(3)教学自主创新综合性实验平台。该实验平台具备智能机器人综合创新套件20套,能满足2个自然班3人1组的需求,如图3所示。智能机器人综合创新套件以“六面搭建、创意无限”为核心设计理念,以立方体为基础点结构件、以梁为基础线结构件和以平板为基础面结构件,融入现实生活的点、线、面几何原理,配合结构、机械、传动、电子、传感器、控制等教学项目,让学生在实验过程中对技术产生亲近感,培养学生的动手和创新能力,充分体现技术教育的独特魅力。
(4)竞赛研究性实验平台。该实验平台的智能机器人能够实现智能灭火、智能循迹、智能探测、智能定位等功能,融合机器人视觉、语音、智能人机交互、虚拟现实、网络技术、实时系统、传感器检测、控制技术、系统集成等核心技术。学生通过学习和使用竞赛研究性智能机器人,可熟悉国内外机器人竞赛形式,着重锻炼对策略程序的设计并逐渐增加难度,体现由浅入深、层层深入的原则。开展校内机器人设计竞赛在提高课程学习兴趣的同时使学生对所学知识进行综合应用,锻炼学生解决实际问题的能力;同时组织学生参加国内外的机器人竞赛,通过与其他学校师生的交流,达到取长补短和共同提高的目的。
2.2循序渐进地设计实验题目
智能机器人实践课程能满足学生课内学习和课外活动的需要,以多层次、模块化及开放型的模式,让学生经历从方案设计、选取材料、实物搭建到运行任务这样一个智能机器人设计与制作的基本过程,提高学生的自主创新能力、动手实践能力和问题解决能力。针对学生的知识特点,我们基于3个教学性实验平台设计初级、中级和高级3套必做实验题目,以满足基本的教学要求,同时还基于竞赛研究性实验平台设置一部分拓宽与提高的选做实验项目,为学生的自主研究与发挥留有足够的空间,以满足部分学生发挥兴趣特长和个性发展的需求。基本必做项目在课内完成,选做实验项目可在课外完成。初级实验题目见表1。
2.3开展自主创新性教学
智能机器人实践课程以学生实践操作、自主创新发挥为特色,采用分阶段、分层次及课内外结合的开放式教学模式,按照工程系统方法论的思路进行,由相关学科的教师进行多学科联合指导。实验进程包括以下4个阶段。
(1)智能机器人认识阶段。该阶段要求学生了解智能机器人的硬件结构、编程软件及相关技术,认识智能机器人工作的基本过程以及设计或搭建过程中所涉及的技术和方法。该阶段内容要求学生在课前预习和课后答疑期间完成,教师给予简单指导。
(2)实验题目方案设计阶段。该阶段侧重于培养学生对方案的构思、比较、权衡、选择、优化及交流能力,注重对学生创新性思维及能力的培养。此阶段由学生按照自己的兴趣及能力在必做的3套实验项目中任选2个实验任务(同一小组成员不能选择相同的题目),采用自主研究的方式,以项目组为单位,成员分工合作,进行方案构思、比较、权衡、选择及交流。为提高学生的创新意识,在设计过程中,教师应鼓励学生提出多种设计方案。
(3)机器人设计或搭建阶段。该阶段主要要求学生根据自己提出的设计方案,以小组为单位,分工合作,设计实验程序,搭建并运行智能机器人,完成实验题目中的实验任务。在机器人执行实验任务时,要求学生录制视频并搭配解说。
(4)实验总结(实验报告撰写)阶段。该阶段以小组为单位开展讨论并以实验报告的形式对前3个阶段的工作进行展现和总结,要求每位学生各提交一份实验报告,报告中要明确指出其他小组成员在实验中的辅助工作内容。总结阶段的另一任务是机器人执行实验任务视频的制作,视频要求配备解说,以说明实验任务;还要总结设计方案优缺点,重点说明机器人设计和搭建中的自主创新性部分。
2.4构建严格合理的考核评价体系
实验成绩的考核评定以发展性评价为根本理念,既关注学生实验的结果,又重视学生在实验活动中的参与程度、操作水平、合作精神等状况;侧重考查学生对基本技能的掌握和运用能力、创造性思维能力等。评分标准主要依据以下几点。
(1)是否课前预习。依据学生对智能机器人设备的认识程度,实验前要求学生提交预习报告,认真预习者得满分,预习不充分者得一半分,不预习者不得分。
(2)实验操作的规范性和熟练性。依据学生课堂现场操作机器人的状况,操作规范熟练者得满分,规范性或熟练性不够者得一半分,操作不规范、不熟练者不得分。
(3)实验的完成情况。依据课堂演示和机器人运行视频,完成实验任务者得满分,基本完成者得一半分,没有完成实验任务的学生不得分。
(4)实验报告的科学性和规范性。依据学生提交的实验报告,实验报告完整翔实者得满分,实验报告不完整、内容肤浅的学生得一半分,实验报告内容缺失严重或者大部分抄袭他人的学生不得分。
(5)实验自主创新性。依据学生提交的机器人运行视频,在完成实验任务的基础上还有自主创新内容的学生得满分,实验无自主创新但能较清楚地叙述实验过程中遇到的问题和解决方法的学生得一半分,无任何自主创新者不得分。
3教学成果
依据智能机器人实践课程建设体系,我们在2014年和2015年秋季学期针对智能科学与技术专业开设智能机器人实验课程,取得了良好的教学效果。
3.1学生的自主创新意识得到加强
开展智能机器人实验的意义在于重体验、求过程、尝试中经历,做中学、学中做、实践中提高。在课程开展过程中,我们强调学生是实验课程的主体,学生自行选题,自主进行实验题目的设计与实施,鼓励学生自主探究解决问题的方法并得出结论;教师只在实验题目设计、机器人运行原理和操作、编程方法论证方面为学生提供咨询和指导,不过多介入实验过程。在实验考核方面,我们特别注重对自主创新内容的评价。我们在实验的过程中实现学生技术学习方式的多元化,培养学生动手、动脑特别是手脑结合的能力,极大地加强学生的自主创新意识,如学生在完成智能机器人轨迹运动实验任务的基础上,给机器人搭建手臂,使机器人在运行过程中会挥动手臂,成为检阅机器人;学生在完成红绿灯、传送带和自动小车3个实验任务的基础上,能够综合运用3个实验任务的功能,形成一个货物运输系统,如图4所示。
3.2学生的自主学习意识得到加强
科学家和教育学家研究发现,如果学生置身于自己喜欢的活动中,需要解决问题的难度又正好合适,符合他们目前的知识水平,那么学习就会像呼吸一样自然。我们在选择课程实验平台和设计实验题目时,充分考虑学生的知识特点,使构建的实验平台易学易用且具有良好的扩展性和开源性,同时配备简单易学的基于流程图的交互式c语言编程平台;将题目设计得难易结合,令学生可自主选择题目。课程教学进行时,教师根据学生的学习状况及时给予鼓励和引导,避免学生因对一些硬件和软件技术产生疑问却得不到解决而失去实验兴趣。在我们精心设计的实验题目的指引下,学生在完成实验的过程中能够主动扩展工科知识学习范围,并且极大地加强了电子、自动化、机械、材料、计算机硬件、软件设计等知识储备。
3.3学生的团队合作意识得到加强
智能机器人实验课程是分组进行的,每组2~3人,实验小组由学生自由组建。实验采用小组分工合作的方式,一人为主,两人为辅,采用小组讨论的方式解决实验中遇到的问题。我们除了设计3套必做实验题目外,还设计选做的竞赛性实验题目。每次课程结束后我们都开展一次“智航杯”智能设计竞赛,让学生亲身参与比赛,既提高他们的动手能力和解决实际问题能力,又加强其团队合作意识和集体荣誉感,让学生没有走出校门就“高人一筹”,毕业后能更好地胜任所担任的社会角色。
关键词:中职教育 工作过程导向 课程开发 综合职业能力
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)02(a)-0039-02
随着中国智慧城市的建设和发展,新建高档智能小区越来越多,小区智能化系统设备安装、维护以及安全运转和科学管理,已成为城市管理的重要组成部分,而与之相匹配的智能化设备技术专业人才紧缺。我校经过调查,为满足人才市场的需求和拓宽学生的就业渠道,在我校电子类专业开设了楼宇智能化系列课程,并配置了智能小区实训室。笔者作为智能小区新课程的开发者,并兼管智能小区实训室,参与了《智能小区》课程开发,并编写了《智能小区》校本教材。根据智能小区技术人员岗位的任职要求,结合我校智能小区实训室实际情况和中职学生特点,开发了基于工作过程导向的《智能小区》课程和校本教材,实现学习过程以实践为主线,让学生获得工作过程知识,形成工作经验,着力培养学生的综合职业能力。
1 基于工作过程导向的课程开发理念
德国Rauner教授等认为:工作过程是“在企业里为完成一件工作任务并获得工作成果而进行的一个完整的工作程序”,“是一个综合的、时刻处于运动状态之中但结构相对固定的系统”。基于工作过程导向的课程以学生为中心,强调学生以直接经验的形式掌握实践行动中的工作过程知识,工作过程知识不是从理论知识中引导出来的,它与反映的工作经验相适应,并指导实际的职业劳动,学生获取知识的过程始终与具体的实践相对应,技术和专业理论不再抽象。
基于工作过程导向的课程开发是以实际工作过程的需要为基础的,开发的步骤一般是通过企业调研,分析岗位群,明确典型工作任务,对典型工作任务进行描述后再归类,确定职业能力领域,确定与职业岗位需求相对应的行动领域。通过对岗位行动领域工作过程、职业行动能力分析,再根据学校实际教学情况把行动领域转换为学习领域,即课程或课程体系。
2 基于工作过程导向的课程开发思路
2.1 以校企合作,工学结合为依托,明确典型工作任务
2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要2010―2020》把实行工学结合、校企合作、顶岗实习的培养模式部署为提高职业教育质量的重点。以校企合作、工学结合为依托,探索课程改革,创新教材建设,更新课程内容、调整课程结构、创新教学方式,积极推进中等职业学校教材开发与建设是我们一线教师的职责。基于工作过程导向的课程开发必须和企业紧密合作,才能及时了解企业对人才的需求,不断调整课程体系和专业取向,构建教学过程与工作过程相结合,学习过程与工作过程相统一,融“教、学、做”三者合一的理论与实践一体化课程。
笔者在开发《智能小区》课程和教材时,多次到小区智能化设备和智能小区物业管理公司调研,了解行业、职业与岗位的需求情况,智能小区专业技术人员岗位主要有物业管理技术人员,小区智能化设备公司设计、安装、维护人员。同时,邀请企业专家、技术人员与专职教师召开专题研讨会,讨论企业对人才需求、专业定位和岗位的要求,对现有职业岗位进行分析、明确岗位职责和任务,明确典型工作任务。智能小区专业技术人员的典型工作任务描述:能熟练使用智能小区的智能化系统设备;以小组的形式完成智能化设备的设计、安装和调试,每个人能独立完成一个或多项工作任务,最终组内协助完成总项目工程,并要符合工程规范和安全要求;定期对智能设备进行检查和维护,能对故障进行维修,并对设备保养维修资料保存;在工作中能熟练使用常用仪表和工具。
在明确典型工作任务基础上,将智能小区专业技术人员的工作过程引入课程,以典型工作任务为中心组织课程内容,根据企业岗位能力要求和学校实训室实际情况,构建教学项目、实施任务驱动。学习任务具有工作任务的性质,有可操作性和相对真实性,通过任务学习可以训练岗位技能,构建工作过程知识,培养综合职业能力。
2.2 以工作任务为主线,设置工作项目,构建学习任务,明确学习目标
智能小区专业技术人员工作任务就是使用、安装、调试和检修智能化系统设备。按此主线及我校智能小区实训室设备情况,《智能小区》课程设置了七大工作项目和二十五个学习任务,学习任务都可在实训室完成,接近真实的工作情景。
设置工作项目,构建学习任务如下:
项目一:小区灯光控制系统。学习任务:(1)熟练使用小区灯光控制系统;(2)小区灯光控制系统线路设计、安装和调试;(3)小区灯光控制系统故障检修。
项目二:巡更系统。学习任务:(1)熟练使用巡更系统;(2)软件参数设置;(3)巡更系统线路设计、安装和调试;(4)巡更系统故障检修。
项目三:远程抄表系统。学习任务:(1)熟练使用远程抄表系统;(2)软件参数设置;(3)远程抄表系统线路设计、安装和调试;(4)远程抄表系统故障检修。
项目四:楼宇对讲系统。学习任务:(1)熟练使用楼宇对讲系统;(2)楼宇对讲系统线路设计、安装和调试;(3)楼宇对讲系统故障检修。
项目五:门禁系统。学习任务:(1)熟练使用门禁系统;(2)软件参数设置;(3)门禁系统线路设计、安装和调试;(4)门禁系统故障检修。
项目六:监控系统。学习任务:(1)熟练使用监控系统;(2)监控系统线路设计、安装和调试;(3)监控系统故障检修。
项目七:报警系统。学习任务:(1)熟练使用报警系统;(2)软件参数设置;(3)报警系统线路设计、安装和调试;(4)报警系统故障检修。
以上七大项目的安排按照由简单到复杂的顺序排列,难度逐渐递进,工作项目载体的选择体现了智能小区专业技术人员工作的完整性和典型性。教学内容的组织以工作过程为依托安排教学内容,以项目为载体,在教学中主要采用理实一体化的教学模式,以行动为导向组织教学过程。整个教学过程就是一个完整的工作过程,按照工作过程的资讯、计划、决策、实施、检查、评估的过程来安排课程结构。每一个学习任务的学习过程是信息获取、知识应用、技能训练、能力提升的综合过程,是工作过程知识的获得过程,是形成工作经验的过程。
通过任务学习要达到的具体学习目标是:能熟练使用智能化系统设备,能完成智能化系统设备的安装、调试和检修。在教师指导下,通过学习资料,在工作页指引下,熟练使用项目设备的,并能对项目设备进行安装、调试和检修。在工作过程中,学习者使用的仪表、工具和材料要符合安全生产要求。学习者在规定的时间完成项目设备进行安装、调试和检修,作业时安全规范,自觉维护工作环境的安全。学习结束后,学生获得智能设备使用、安装、调试和检修的工作经验。
3 基于工作过程导向的《智能小区》课程特点
3.1 以能力为本位,突出实践教学
我校的智能小区实训室,是根据智能小区对智能化设备的要求,以及中职学生特点,配备了七大智能小区设备系统。七大项目的教学都在智能小区实训室进行,实施理实一体化教学。在教学中以项目为载体,每个项目的学习任务都是从认识、使用设备,设计、安装和调试设备,最后检修设备的顺序进行教学,接近真实的工作过程情景,符合工作经验形成过程,突出培养学生专业技能。以小组学习为教学组织形式,培养学生团队合作精神等社会能力。为了学生能获得更多智能化系统设备知识,还组织学生参观学校的消防报警系统和广播及背景音乐系统,增加学生的实践经验。
3.2 以工作页为指引完成学习任务,体现以学生为中心的教学
教材的每个学习任务都配有相应的工作页,学生在工作页的指引下自主完成学习任务。工作页的形式按照企业岗位职责、岗位操作内容、要求和业务进行编写。主要包括四大部分内容:一是工作内容与目标,作用是让学生明确在学习中的具体内容与目标,即让学生知道“要做什么事?通过做这件事能有何收获?”根据工作内容与目标的要求,学生可以初步制定工作计划,大致确定所需的工用具及资料;二是工作准备,包括工作劳动组织(小组内的工作分配)、工作用具准备及相关知识准备三个内容;三是工作过程,它是工作页的主体部分,需用相当篇幅详细记录工作过程、相关数据等;四是工作总结与评价,让学生总结和评价自己在完成本工作任务之后有哪些收获,掌握了哪些技能,有哪些体会及经验教训,是否达到了预先制定的工作目标。
3.3 遵循中职学生认知规律,合理安排课程内容顺序
学生进入实训室看到各种智能化设备都非常好奇,非常兴奋。如一看到楼宇对讲系统,学生往往第一印象是门前主机、室内分机、管理中心主机等,至于工作原理是认识设备、学会使用设备后才慢慢理解的。遵循学生认知规律,摈弃过去先讲授理论后实操的做法,先让学生学会用。以楼宇对讲系统为例,从认识楼宇对讲系统设备开始,先了解各设备的名称、外观,然后教授学生操作各种设备,使整个系统处于最佳工作状态。在建立实物概念后引入图形符号和线路知识,让学生用软件画出楼宇对讲系统的拓扑图,最后学生按图安装一个小型楼宇对讲系统,完成各参数的设置,调试使系统正常工作。在学生具备安装、调试等技能的基础上学习检修系统故障的知识和技能。
3.4 以培养综合职业能力为目的的过程性学业评价
基于工作过程导向的课程开发主要是为培养学生的综合职业能力,通常把综合职业能力分为专业能力,方法能力和社会能力,过程性评价主要从综合职能力的三方面进行考核。学生按工作页完成一个学习任务后,从熟练操作设备,安装、调试设备,对设备常见故障检修等方面考核专业能力;学生在学习中碰到问题,能否自觉查资料或从同学、老师得到帮助来解决问题等方面考核学生的方法能力;根据学生学习态度,遵守纪律,团队合作精神等方面考核社会能力。评价的方法是采用学生自评、小组评价和教师评价相结合,课程结束后综合每个学习任务的评价给出总评。
4 教学效果
基于工作过程导向开发的《智能小区》课程和教材,在教学实施的过程中确实起到了很好的教学效果,通过真实的项目任务训练锻炼了学生的实践动手能力,提高学生学习的积极性和主动性,学生获得了工作过程知识,形成了工作经验,培养了综合职业能力,为以后的工作奠定基础。
参考文献
[1]姜大源.世界职教课程改革的基本走势及启示――职业教育课程开发漫谈[J].中国职业技术教育,2008(27):7-13.
[2]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京:高等教育出版社,2008(12).
关键词:幼儿;体智能课程;教学模式
体智能课程在幼儿的学习成长当中占据举足轻重的地位,同时这门课程也是学前教育不容忽视的一个构成要素,关系到幼儿体质素质的增强和社会适应能力的发展。在大力推动阳光体育教育的背景下,在素质教育的深入实施之下,必须把着眼点放在幼儿教育上,对体智能课程教学模式进行积极探索和全面改革,为幼儿体育教育指明改革方向和前进道路。本文将重点就幼儿体智能课程教学模式进行探讨。[1]
一、幼儿体智能课程的主要特征
体智能课程为幼儿各方面能力的发展,特别是体育素质的进步提供了一个良好的平台,要对课程教学模式进行积极探索,首先还需要了解这门课程的主要特征。第一,体智能课程倡导将快乐作为根本出发点。体育的本质就应是快乐快乐,体育才称得上是成功的体育,所以在课程教学中要让幼儿感受到其中的快乐,轻松掌握多元化的技能。第二,体智能课程关注体育社会价值的实现。也就是说,除了能够在体智能课程支持之下,提高幼儿的体质素质和智力能力之外,还能够培育幼儿文明礼貌、诚实守信、互帮互助、团结协作等方面的习惯,使得他们的社会适应力得到有效发展。第三,体智能课程安排要求关注幼儿的兴趣爱好。要让幼儿积极主动的参与课堂学习活动,并且从中学有所获,就要考虑到他们的兴趣爱好,用他们感兴趣的形式呈现内容和技能,保证教学质量。第四,体智能课程带有延伸性和挑战性。体智能课程并非是单一的体育课程,还实现了在教学内容和教育目标方面的延伸。同时课程还有明显的挑战性,能够为幼儿的创新能力和综合素质发展提供必要支持。
二、幼儿体智能课程教学模式优化方法
1.关注幼儿教师综合素质提升确保课程有效实施
教师的素质能力直接关乎课程教学质量,假如教师的综合素质不过关,不能够为幼儿提供必要的学习支持,那么体智能课程教学模式的优化也无从谈起。幼儿体智能课程对幼儿教师素质的要求是非常高的,而且在这门课程的实施当中,教育部门给出了幼儿教师最低学历要求以及有关教育经验的严格规定。幼儿教师要想真正承担起课程教学的职责,在体智能课程教学当中发挥个人价值和幼儿的主观能动性,就需要主动接受相关教育培训,不断丰富知识和提升技能,为体智能课程的全面实施提供必要条件。幼儿正处在快速发展阶段,其身心发展规律和特征也有一定的特殊性,这就需要体智能教师在推进教学活动时,要充分尊重幼儿,给予他们自由发展的空间和平台。面对缺乏体智能课程开展经验和对幼儿身心特征把握不够全面的教师,需要开展专门化的教育培训,以提升教师的教学能力,尤其是要让幼儿和教师之间保持密切亲近的关系,要求教师避免用成人化思维指导他们参与学习活动,使得幼儿在体智能课程当中快乐成长与健康进步。[2]
2.发挥活动在体智能教学中的价值拓展实践平台
体智能课程和其他的课程相比更具实践性,而且更应该把关注点放在引领幼儿完成体能锻炼方面,注意增加室外以及户外的实践活动,以便增强幼儿参与学习活动的主动性,让他们拥有更多的机会接触到教室以外的内容,扩大他们的眼界,为幼儿体智能综合素质的发展提供必要条件。其中在晨间的实践活动当中,可以为他们提供各式各样的体育玩具以及体育器材,让他们从中选择自己感兴趣的材料,自由结伴,并根据个人喜好和意愿完成体育游戏活动。这样的活动形式能够锻炼他们的自主能力,培养独立性。在午餐后的活动当中,可以组织开展相对闲适的体育游戏,比方说带领幼儿去到树林当中散步,带他们去到花园当中为花浇水。下午的游戏活动可以适当的增加难度和活动力度,增加体制能课程的竞技性,让他们在玩耍娱乐的同时得到锻炼,特别是培养合作能力和创新能力。总而言之,教师需要恰当安排教学实践活动,在时间和内容以及活动形式方面进行准确合理的设定。[3]
3.充分挖掘幼儿爱好特长丰富拓展活动教育内涵
体智能课程是关乎幼儿持续健康发展的重要课程,而教师承担的职责不单单是要看护好广大幼儿,更为关键的是要结合幼儿的兴趣爱好以及天赋条件组织训练活动,让他们的内在潜能得到发挥,也让幼儿可以将兴趣爱好转变成为专长与个人能力。过去体智能课程教学模式落实当中存在的一个偏差就是忽略幼儿的特长以及兴趣,不仅无法让幼儿感受到学习的乐趣,还在极大程度上限制了他们的成长。幼儿教师需要在实际的教学过程当中,对幼儿进行全方位的观察,为他们建立成长档案,记录他们在体智能课程当中的表现,归纳和总结他们的兴趣爱好以及特长,以便在接下来的教学组织实施当中更具针对性。其中需要特别注意增加亲子活动,引导家长主动参与体智能教学,让家长可以以此为契机与幼儿进行互动交流,更加深入的了解孩子,帮助他们更好的成长。
幼儿时期正是发展智力和培育性格的关键时期,在这一阶段积极助推体智能课程的教学和创新有助于推动幼儿的全面发展,同时也能够扎实我国的教育基础,为教育事业的进步和人才培养工作的落实作出贡献。幼儿教师必须树立开放性和创新性的教育理念,把改革体智能课堂教学模式作为一项关键性内容,在对幼儿进行体育训练的同时,充分挖掘其智能发展的潜力,最终为幼儿的综合素质发展创造良好条件。
参考文献
[1]刘梦.牡丹江地区幼儿体智能课程现状研究 [J].体育大视野,2018,(10):168-169.
关键词:新课程 高中美术 多媒体技术 应用研究
自高中美术课程改革得到各地许多美术教育工作者的支持以来,大家的共同努力使高中美术课改在教学目标、教学内容和教学方式上都得到了很大的改善。尤其在高中美术研究性学习开展中体现了以学生为本的教育理念,一定程度上彰显了教学与管理的科学性和人文性,但是这也需要我们在前进发展中不断总结经验并反思研究。
一、研究性学习在高中美术课程中的重要性
随着知识经济时代的来临,社会对人才的创新精神提出了前所未有的紧迫要求。《基础教育课程改革纲要(试行)》明确课程改革的目标是要学生具有“初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识”。为了实现这一目标,美术课程作为普通高中课程的组成部分之一,在这次课程改革浪潮中起到了一定的作用,充分发挥了美术特色和优势力量。其中研究性学习作为国家规定的必修课程之一,它强调让学生通过实践加强探索和创新意识,培养学生的社会责任感与合作精神。
二、高中美术开展研究性学习是时代的要求
1.多元智能理论对高中美术研究性学习的启示
心理学教授霍华德?加德纳对人类智力结构提出了新的观点,把智力结构归结为九种智能:言语——语言智能、逻辑——数学智能、视觉——空间智能、身体——运觉智能、音乐——节奏智能、人际交往智能、自我反省智能、自然观察者智能和存在智能。这九种能力相互间是独立的,但由于受到环境和教育以及遗传或性格等影响,又会使不同方面的智能形成各自特点,在成长过程中突显智能的优越性和差异性。因此如何利用教育的力量来培养学生的多元智能,是每位教育工作者都必须认真思考的问题。
美术对学生树立正确的审美观、培养高尚的审美情操、发展学生健康全面的人格特质,并适宜地开发其美术方面的智能都具有重要意义。面对个性迥异的学生,以开展美术研究性学习为手段,发展学生的多元智能,让他们通过以美术为切入点的研究活动来更加了解自己的才华和能力,是顺应现代教育发展的体现。美术可以与历史、文学、音乐等都有不同程度的联系,只要学生对某一个方面有兴趣,都可以成为研究的内容。高中美术研究性学习同样可以通过社会调查、参与社区活动、合作创作、交流汇报等形式来发展学生的多元智能。
2.现代信息技术对高中美术研究性学习的影响
由于高中生对外界具有强烈的求知欲望和好奇心,所以面对着信息网络发展迅猛的互联网时代,电脑、数码相机、DV等已成为了他们日常生活中熟悉的工具。现代信息技术将动态或静态的图、像、声、字等多种信息资源巧妙结合,带给人们最大限度的视觉冲击,这一特点与作为视觉艺术的美术的形象直观性特点是最吻合的,使得美术课的教学不再局限于平面和立体的空间视觉形象上,而跨越了时空的界限,漫游在无际的虚拟世界。倘若师生不擅长运用最具时效的交流工具,就会和21世纪的先进文化脱节,那将不利于学生形成对世界的感知力和独立思考的价值取向,有碍他们的智慧提升和人格塑造。
三、加强高中美术研究性学习的途径
1.加强教师的引导作用
在整个互联网时代的环境背景下,美术教师已经不再是学生唯一的知识传授者,网络资讯的普及使得学生获知的渠道变得四通八达,因此美术教师要能跟上时代的节奏,就必须加强整合网络信息的能力。研究性学习课程的实施需要教师转变职业角色,采用以学生活动为中心的教学步骤,充分发挥教师的指导作用。在开展高中美术研究性学习中,课程的性质需要教师以引导者与协助者的身份介入到学生的课题研究中来,师生之间应该体现出“对话”的关系。教师以学习伙伴的身份与学生共同研究课题,及时了解学生的兴趣点,面对疑惑时能给予启发和指导,对整个研究过程进行统筹安排。尤其是关于课题的选择上,教师更应该把主动权和选择权交给学生,无论是问题的提出和研究的方向、方法都应该允许学生按照个人兴趣提出并经过筛选等方式最终确立下来。进行研究性学习的地点也不一定都在课堂上,反而充分利用课外时间更能体现师生对资源的优化能力,因此网络上流行的QQ、E-mail、BBS、MSN等对话方式成为了师生青睐的
2.完善对美术研究性学习的评价
下面就把教师培训的有关情况总结教师必须转变传统的教育观念。
在新课改中,教师应以学生为本位,关注学生的发展,不能把学生作为接纳知识的容器,而应充分挖掘学生的内在潜能,使学生的个性得到,潜能达到极限努力开发学生的最近发展区,使其“跳一跳摘桃子”。另统的教学具有一定的预设性,那就是教师事先写好教案,教学方式过于固定化,模式化,存在一定的弊端。因为教育对象是有差异的,因此必须在弹性预设的前提下,根据不同的教学情境,自主构建教学活动。
2、新课改要求教师必须转变传统的角色。
在新课改形势下,教师应成为学生潜质的开发者,教育教学的研究者,学生心理的咨询者、健康指导者。学生学习的引导者、合作者,而不是课堂教学的者。在教学中应教给学生学习方法,教师有一碗水,应给学生一桶水,教给学生学会取水的本领。培养创造力。达到抛砖引玉的效果。
3、在新课改中应恰当运用多元智能理论。
一个正,到目前为止,应具备八种智能,如:语言智能、音乐智能、逻辑---数学智能、空间智能、肢体---运作智能、人际智能、内省智能、自然观察智能。但每个人在各种智能的发展程度上有所不同,所以在教学中应差异,促进学生个性发展,扬强不弱。因材施教,激发学生的好奇心、求知欲,鼓励其发明创造。
4、做新课改中的师。
首先、要转换师生关系。
新课改形势下的师生关系,应是师生平等、教学相长的关系。教师要尊重学生,要学会蹲下来与学生说话,要面带笑容,目光要平视学生。
其次、要争当“严师”。要严而有方、严而有序、严而有度、严而有情。
第三、要争当“特师”。
即课堂教学要有自己的特色、教学基本功要有自己的特色、培养的学生要有自己的特色。
第四、要争当名师。
要成为名师,必须搞科研,是自己的教学有理论支配。
5教师应具备相应学科的专业知识和理论素养。
作为教师应具备广博德知识,做到横亘古今,贯通中外,这样才能在讲课时引人入胜,深入浅出,左右逢源。还应具备深厚的理论素养,生动幽默的讲课艺术。因为兴趣在哪里,学生的注意就在哪里。还应具备的人格魅力,在学生中树立威信。
6、新课改要求改变教师如下心理素质。
(1)、改变过去只注重知识传授,轻过程、轻能力轻方法的倾向。
(2)、改变课程结构过于单一,缺乏学科之间整合的现状。
(3)、改变课程内容“繁、难、偏、旧”和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与学生生活、现代社会及科技发展的联系。注重学生的兴趣和经验,精选学生终身学习必备的基础知识和技能。
(4)、改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背和机械训练的现状。
以上就是我培训之后有关理论知识方面的总结。由于水平有限可能说的不太清楚不太透彻,和抱歉。
下面在谈一谈我个人的体会:
关键词:特色专业 楼宇智能化
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)01(a)-0000-00
特色专业是高校在一定的办学思想指导下和长期的办学实践中逐步形成的具有特色的专业。在一所学校中,是一种高标准、高水平、高质量的专业,是“人无我有,人有我优,人优我新”的专业。楼宇智能化专业相对来说 “同质化”现象不多,且由于大部分院校尚未开设,所以大众对此专业认识不足。而随着我国智能建筑市场的迅猛发展,直接拉动了对智能楼宇新职业人才的需求,建设重点及特色专业势在必行。
楼宇智能化R凳撬孀沤ㄖ、计算机、控制、通信技术的发展产生的新兴交叉性学科。学生毕业后从事的智能建筑行业是现代科技的产物,涉及多个学科的众多技术。智能建筑从 20 世纪 80 年代中期在美国出现,到90年代初才逐渐被人们所认识。而我国从2000年后开始大规模建设智能大厦及智能小区,智能建筑的内涵随着时代的发展、技术的进步而不断丰富和发展。本专业服务区域经济,从智能建筑到智慧城市,有着较大的人才缺口及良好的发展前景。作为特色专业建设,可以更好地发挥本专业的区域优势及专业特点。
楼宇智能化专业培养的学生可从事现代智能化楼宇设备设施的设计、施工及运行维护、除做工程外也可从事已建成大楼在能源和室内环境品质管理及大型物业管理的工作,属于应用型高级技术人才。除要求掌握本专业必需的建筑、电工电子、计算机应用、机械、热工、等技术基础知识外,还需要学习现代智能化楼宇设备设施(如暖通空调、给水排水、建筑电气、建筑智能化系统)的构造与性能、测试技术、调试方法、运行和维护等专业知识。由此可见,本专业是一个多学科交叉、跨行业的新兴专业,涉及到各个专业知识及技能。
将楼宇智能化专业作为特色专业进行建设,是由特色专业的特征决定的。特色专业是指高等学校在专业建设的目标、培养模式、课程体系与教学内容、实践教学、教学设计与教学方法、师资队伍、社会服务等方面体现出来的独特的风格。培养的学生质量在整体上要优于其它院校该专业学生,并得到社会的广泛认可、有较高声誉的专业。对于楼宇智能化专业而言,各院校开设不多,但社会需求量较大,且知识面跨越较大,在许多方面可以实现创新。如剖析本专业的建设和发展,对传统模式进行改革推进,在师资建设、课程建设、及教材方面均可有特色体现。
目前为止,我国尚无特色专业的具体标准,各地区一般通过文件形式予以明确。如部分地区的“特色专业建设点评审指标”。该评审指标分别从建设目标与支持保障、师资队伍、教学条件、人才培养方案、教学管理、课程与教材建设、实践教学和人才培养质量与社会声誉对特色专业作以评估。此标准涵盖面较广,面向所有专业,而之所以作为特色专业建设,不可能追求大而广,本专业的特色专业建设可做到某几个类别的独到创新。
在研究过程中,我们使用调查法、文献分析法、归纳总结法等方式来实现资料的采集和汇总。
调查法。包括问卷调查法和访谈法。问卷调查法是通过预先设计好特定问题,对被调查者进行问卷调查,统计分析问卷调查结果,来获得目标资料和信息的一种方法。为了了解目前楼宇智能化专业学生状况及社会需求,制定合理问卷,采用此法进行学生调研及企业调研。此环节由我系两位奋战在一线,与学生关系融洽的青年教师完成,资料收集准确到位,并统计出相应的数据。访谈过程由副高职称教师下企业锻炼完成,由于经验丰富,与企业工程师就本专业特点及发展方向进行沟通,获得第一线的企业资料。
文献分析法。利用图书馆、互联网等资源,查阅楼宇智能化专业作为特色专业研究的相关论文,了解国内外研究动态,学习借鉴相关成果。
归纳总结法。根据调查结果和前人经验,结合自己的认真思考,总结出楼宇智能化专业作为特色专业的可行性及建设过程。
楼宇智能化专业为校级重点专业,目前与中电科国信安基地实现校企合作,已开办多届订单班;课题负责人有着十多年本专业教学管理经验,同时拥有着丰富的工程实践经验,参与设计过十余个大型智能化项目,双师型教师。团队主要成员完成《浅议智能建筑的设计》等多篇相关专业论文,其中《浅析高校数据中心的现状与发展趋势》获武汉市教育科学“十二五”规划优秀论文;部分成员参与编写项目式教材《AutoCAD基础教程》,内含大量智能楼宇案例。
楼宇智能化技术建设特色专业建设分析及解决方案:
1、人才培养方案:以行业背景为依托,邀请弱电各子系统专家对人才培养方案进行重新修订,剔除传统课程,大力实现项目式改革。对此,走访各企业专家,对部分课程提出要求,如传统CAD课程,结合行业特色,修订为智能建筑CAD,并辅以各工程案例,使其更有针对性;如给水排水、空调、建筑电气合并为建筑设备课程并进行信息化教学等。
2、师资队伍建设:根据本专业跨学科多交叉的特点,打破教研室管理教师的模式,整合各专业教师,以教学经验丰富的副教授作为团队领导,将电子、计算机、建筑设备、控制专业的精英教师整合到一起,打造符合本专业特色的名师工作室。对于楼宇智能化专业所属的系部,一般会有计算机专业、电子专业、自动化专业教师,而此专业特点是涉及各类学科,因此可挑选各专业的精兵强将,重新组建成工作室,以教学丰富的名师作为带头人,对本专业发展十分有利。
3、课程、实习实训及教材建设:以项目式教学为主线,整合实训室,采用理实一体化教学,同时加设建造师培训课程,有效实现工学结合。针对传统课程在讲授时的枯燥、抽象等缺陷,在授课方面实施信息化教学改革,以“建筑设备”为例,建设信息化精品课程。
摘 要:传感器课是航空电子专业的一门重要课程。本文探讨如何将智能小车作为实训任务应用于传感器理实一体化教学,改革传统教学方式,以培养应用型技能人才。
关键词 :智能小车 传感器 实训教学
一、教学内容改革
笔者学院采用《传感器与检测技术(第2版)》(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目)作为教材,配合THQC-2型传感器系统综合实验仪作为传感器理实一体化教学内容。 传统教学中,教师遵循教材内容和实验设计,从传感器基础知识、工作原理到实验验证,耗费大量课时,学生疲于应对不同类型的传感器,没有真正理解什么是传感器、如何选择和使用不同类型的传感器;教学过程不够直观生动,实验设计缺乏吸引力,难以调动学生学习的热情,导致教学效果不理想,并影响到后续课程的学习。
智能小车是现代工业技术的新发展,为实现显示时间、速度,具备自动寻迹、寻光、避障功能,变速行驶、准确定位停车、声控和远程传输图像等功能,运用到光电传感器、避障传感器、光线传感器、红外检测传感器、加速度和陀螺仪传感器、热电偶传感器、超声波测距传感器、视觉传感器、数字温度传感器和火焰传感器等类型的传感器。把智能小车设计成任务模块,贯穿整个传感器实训教学,可以有效地激发学生的学习兴趣,培养学生独立分析问题、解决问题能力、自学能力和实践动手能力。
二、教学过程改革
传感器理实一体化教学采用任务驱动法,把智能小车作为实训内容,根据课时数合理设计递进的任务模块(见表1),以学生为中心,通过小组相互协作,主动探索解决问题,获得成就感,激发学生的求知欲,形成良性循环。
现以智能小车的避障传感器模块为例,介绍任务驱动对教学过程的改革。
1.布置任务
智能小车在前进过程中如何实现自动避让障碍物?要求学习光电式传感器内容,实现智能小车在距离障碍物20cm时刹车减速的功能。任务明确,激发学生的求知欲,有目标地进行学习。
2.确定设计方案
学习光电式传感器的知识,认识能够把光通量转换为电量的光电管、光敏电阻等光电元件。分小组结合已学知识,设计避障方案,经过集体讨论和教师引导,选用红外避障传感器模块,电路设计如图1所示。
3.模块组装和调试
学校统一采购教学用的智能小车和传感器模块,学生根据确定的设计方案,通过小组协作,正确识别元器件,分析电路图,完成模块的组装焊接(见图2)。在教师的指导下,配合智能小车进行模块功能的调试,实现任务要求。
4.考核和总结
教师根据各组设计的方案、组装调试和最终成品,进行综合评分。组织小组讨论,归纳过程中的困难与问题,总结解决的方案,吸取教训,分享成果。
5.智能小车技能竞赛
学生通过传感器理实一体化的实践训练,努力攻克一个又一个任务模块,掌握智能小车的控制系统,获得成就感,提高自信心。学生积极参加学院每年科技节的智能小车技能竞赛,在比赛中灵活运用所学知识,勇于挑战自我,完成更高难度的智能小车,努力获得优秀成果。
三、小结