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【关键词】信号处理 移动通信 教学改革
【基金项目】重庆邮电大学通信与信息工程学院教育教学改革项目。
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)10-0236-02
基础课的教学改革与研究,在人才培养的系统工程中发挥着重要作用,直接影响高等教育人才的培养质量。信号处理课程群一般包括“信号与系统”和“数字信号处理”,都是电子信息类学生必修的重要专业基础课程,是其知识结构的重要组成部分,是学习“通信原理”、“自动控制”等后续课程所必备的基础。信号处理的概念广泛地涉及很多科学技术领域,例如在快速发展的移动通信领域,4G LTE/LTE-a和下一代移动通信系统即5G中的关键技术,涉及到大量信号处理的知识,包括DFT/FFT,信号上采样下采样,多速率等等,这些概念都来自信号处理课程群。随着时代信息化的进程不断加快,该课程群的作用日益彰显,同时一些新的问题也逐渐凸显。
一、信号处理课程群的现状及存在的问题
信号与系统和数字信号处理等相关课程对数学能力要求比较高,其内容涉及到“高等数学”、“线性代数”、“概论与随机过程”和“复变函数”课程的内容,课本上的通篇公式和概念,易令学生感觉抽象枯燥从而产生畏难情绪,不容易激发学生学习兴趣。
另一方面,低年级学生缺乏对实际系统的感性认识,教师直接按课本授课会有理论脱离实际的问题。
总结起来,在传统信号处理课程群教学中存在以下两方面问题:
1.课程乏味,缺乏对学生主动性和学习兴趣的激发
传统理论教学重视对课程内容的传授, 而忽视了对学生学习兴趣的引导。由于高等教育长期以来习惯于“讲解式教学”和“接受性学习”,教师往往把理论课教学理解为讲解知识技能、概念、原理;学生往往把理论学习理解为习诵、模仿和做题。加之课程理论性强,课程内容涉及复杂抽象的数学关系,学习起来比较晦涩难懂,从而造成相当部分学生的厌学情绪,不利于发挥学生学习的主动性,严重影响教学效果;进而造成学生思维模式的固化,创造性思维能力弱化。
在我校,由于对信号系统和数字信号处理理论课程学时的不断削减,及课堂形式的制约,没有时间详细讲述信号处理理论与移动通信系统等实际系统的联系和应用,造成学生认为所学知识都是旧知识,跟目前的新技术没有关系,从而无法激发学生主动学习信号处理理论的兴趣。
2.理论学习及实训环节与技术发展现状脱节
课程群配合理论教学内容开设了少量验证性实验和实训内容,但其内容与实际工程中如移动通信系统中的物理概念和工程术语没有联系,不利于培养学生的工程实践能力、创新意识及创新能力,难以提高学生主动参与的兴趣。学校有移动通信方面的专业实践平台,这种实验箱通常要么用于学生的认识实习,要么进行简单的调制解调信号分析,或者搭建简易的系统模型进行原理性描述,学生很难通过这样的实验实训,把所学信号处理知识联系起来建立起系统的概念。
因此,如何克服传统信号处理课程群教学中存在的不足,建立起信号处理理论与移动通信原理等相关内容的联系,将课程知识点跟实际系统融会贯通,进而改进教学模式是摆在教师面前的重要课题。
二、课程的改革探索
针对以上情况,我们从培养方案、实验教学及考核大纲、新实训实验开发及课程内容整合等方面进行创新与实践,将移动通信4G/5G系统关键技术与信号处理相关概念结合起来,摈弃传统的随课实验教学模式,为探讨开放式体系化的实验教学模式,构建分层次的实验教学体系,打造面向全校开放的极具特色和水准的专业实践平台作铺垫。
同时,充分利用本校现有硬件和软件资源,依托信号处理重庆市重点实验室和移动通信技术重庆市重点实验室,以科研课题为载体,以教师科研开发为手段,构建与教学内容体系互动的实训创新体系和创新平台,改变目前以课程带实验的孤立实验教学模式和脱离实际系统的实训模式,系统化课程教学模式,让学生从中获得有关移动通信技术方面的实践体验。
课程改革主要从以下两方面入手:
1.演示课件的开发及在理论课堂上的引入
为了更好地帮助学生快速理解4G中LTE-a上/下行链路系统、以及5G中的热门技术FBMC系统的工作原理,进而掌握信号处理相关原理和技术在移动通信中的方法和作用,开发相关多媒体模块化演示课件显得尤为必要。通过在理论课堂上对相关多媒体演示课件的观看和学习,使学生在较短时间内留下一个深刻系统的印象,由此对随后所做的实训实验的目的和步骤的理解能起到很好的铺垫作用。
2.整合以信号处理关键技术为核心的实验实训教学内容
开发面向4G及下一代移动通信网络的新MATLAB实训实验,演示及仿真真实移动通信系统的信号处理过程,针对DFT/FFT、信号上采样下采样、多速率等概念设计比较详细的模块演示和学生训练环节。并将现有的信号处理课程群实训相关实验加以整合,既要避免内容上的重复,同时也注意实验开展先后的衔接顺序,让学生有一个循序渐进的学习和适应过程。并充分挖掘软硬件设备的潜力,为面向新技术开发新的实验内容作铺垫。
通过以上的课程改革研究与实训设计,锻炼学生拥有对系统的整体概念以及信号处理的系列概念,并具备较强的动手能力。
三、改革的实施
近两年来,我们按照上述内容完善了信号处理课程群实验教学体系和课堂教学模式,收到了良好效果。
首先,利用多媒体技术,用Flash软件开发出生动的多媒体课件(包括LTE-a上/下行链路系统、FBMC系统的信号模块化处理流程的演示多媒体课件等)在课堂上随堂播放,并利用校园网络,使学生可以随时随地下载和演示这些课件,提高学生的学习兴趣。同时,利用工程案例教学法和基于溯源科学问题的研究性学习法,增长学生学习信号处理和通信其他专业课程的兴趣。
其次,开发出信号处理课程群新实训实验3个,对DFT/FFT,信号上采样下采样,多速率等重要概念给学生以直观体验和训练,同时整合移动通信新技术相关实验内容,制定出开放式多层次的实践教学体系。由于这几个实训实验是4G的LTE-a及5G移动通信的热点关键技术中的重要环节,实验中学生获得了与实际移动通信系统相联系的较直观体验,对相关重要概念得到深入和形象的理解。
四、结语
当前,第四代移动通信系统在我国商用规模不断扩大,第五代移动通信系统研发持续推进,在技术更新日新月异的大环境下,如何保持与时俱进,不断改善教学效果,形成具有特色的学生创新思维和能力的培养方法,向社会提供适应需求的通信技术人才,是每个专业课教师都应思考的问题。
本次课程改革的实施,在与实际移动通信系统联系的基础上,夯实了信号处理课程群的理论基础,为构建有效培养学生工程素质、工程能力和工程伦理的教学体系,提供了理论基础和实践参考。并且通过在实训课程中设计相关实验,改进了信号处理课程群的实验教学方法与手段, 启发本科学生的学习兴趣,促进其学习动力。另一方面,新的课程改革提高了信号处理课程群任课教师的工程教育素质,更好的适应新形势下高校的工程教育。对完善教师教学案例库,创新理论教学环节,改革实验、课程设计的教学内容与方式起到了推动作用。
参考文献:
[1]何祥宇,周涛,翟艳磊.《信号与系统》和《数字信号处理》课程优化教学研究[J].洛阳师范学院学报,2012,31(8).
[2]朱明旱,伍宗富,侯清莲.浅谈“数字信号处理”教学中的创新思维培养[J].电气电子教学学报,2012,34(2).
关键词:改革;铁道信号;职业教育;轨道交通;建设
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0135-03
一、前言
近年来,随着我国高速铁路与城市轨道交通的高速发展与铁路信号技术装备的不断升级换代,对铁路信号岗位专门人才的需求量大幅增加。目前,铁道信号专业发展迅速,很多高职院校都开设了铁道信号专业,铁道信号专业建设如火如荼。德国“双元制”职业教育体系重在政府主导,行业、企业共同参与。德国职业教育模式取得极大成功,笔者曾到德国考察和深入学习德国轨道交通职业教育。2013年,山东职业学院和德国柏林职业教育集团签订了“中德轨道交通高技能人才培养基地”建设项目的初步合作意向。依托“中德轨道交通高技能人才培养基地”。参考德国轨道交通职业教育,笔者作为山东职业学院铁道信号专业带头人,提出和初步实践了铁道信号专业建设方案。德国的职业教育在专业的设置、学制、培养目标、教师资格、办学条件、教师进修、考试方法、制度管理等等,都有政府提出的明确而具体的要求。我国职业教育这些元素没有具体规定,由每个学校自己确定。借鉴德国职业教育成功模式,探索高职院校铁道信号专业建设特别是在人才培养模式建设、实践条件建设、实践教学、师资队伍建设的模式。
二、人才培养模式建设
铁道信号专业面向轨道交通行业企业,主动适应高速铁路和城市轨道交通快速发展对高素质技能型专门人才的需求,培养铁路信号设备检修维护岗位的高素质技能型人才。
柏林轨道交通公司培训中心隶属于柏林轨道交通公司,是德国的一所轨道交通技术人才专门培训学校。培训中心采用小班制教学,学生前2年不能进车间,只能在学校和培训基地学习。每3周为一个教学阶段,学校理论学习1周,培训基地学习2周,培训基地的学习也分为理论和实践,其理论和实践课时比例为3∶7。教师自由度高,可以按照自己的特点布置自己的教室和进行课题的讲授。职业学校和企业的职能分工明确。学校只是负责专业课程的
开发、教学的组织等任务,不负责学生的就业,校内的实训基地也是提供一些验证型、简单的试验、实训。学生第三年进车间实习。借鉴柏林轨道交通公司培训中心的教学模式,保障人才培养模式有效实施,采用“分段式”教学组织模式,增加教学组织灵活性,适应企业淡季、旺季生产特点和铁道信号施工、维护年度计划的特点,将每个学年分为多个学段。第一、二学年各分四个学段,三个学段校内教学,一个学段企业实习。实习学段根据合作企业生产情况与生产计划灵活安排。第三学年分为两个学段,一个学段校内教学,一个学段企业带薪顶岗实习。德国职业教育人才培养目标明确,主要采用双轨制对学员进行培训。山东职业学院铁道信号专业建设结合德国双轨制在职校主要理论培训和在企业实践训练的特点,广泛开拓校外实习实训基地,校内实训基地加入企业元素,聘请企业职工作为兼职教师,学校主要进行理论教学和部分实践教学,校外实习实训基地完成主要实践教学项目。明确人才培养目标。校企合作,采用“产学对接,真岗实练”人才培养模式。
产学对接。围绕着铁路信号设备检修维护作业过程开展教学活动,以轨道交通行业企业对员工的素质要求为标准,设计专业培养目标的素质结构;依据铁路信号工岗位职业标准组织专业课程的教学内容;解析信号工岗位专项能力和综合能力,构建培养目标的能力结构。按照铁路信号工的真实环境和作业流程,布局校内实训基地,实训演练项目与企业生产班组对应。聘请企业兼职教师担当技能考核考评员,按照铁路技术比武的规格标准组织技能大赛,专业技能考核与职业技能鉴定相结合。
真岗实练。通过对企业岗位实际生产过程分析,明确能力构成,设计具体岗位的学习项目。在铁路局所属电务段(济南电务段、青岛电务段)、中铁建设总公司下属企业所属电务工程有限公司(中铁十局电务工程有限公司、中铁十四局电气化公司)等进行顶岗实习,并以学生实习所在的车间班组鉴定为主要依据,校企共同进行考核评价。
德国工商会每年对德国职业院校和培训机构学生组织理论课程的全国统考,所有专业同一天考,实践内容的考核由企业自行组织。山东职业学院所有专业的所有基础课程和专业群的专业基础课程采用学院统考的方式,专业课程参考全国轨道交通专业指导委员会制定的考核标准,依据课程的培养目标,课程考核以调动学生自主学习的积极性、监督学习过程和评价学生的综合职业能力为目的,注重包括专业能力、方法能力和社会能力的职业能力考核,考核过程以学习过程的考核为主,围绕课程核心技术技能,实行分任务过程考核、综合评定的考核方案。考核时间的全过程化:各教学任务贯穿于整个课程的教学环节,考核时间由始到终。考核地点的全过程化:实训室、一体化教师、演练场、校外实训基地相结合的考核方式。考核方式开放:采用任务、调研、操作、口述多种考核方式。考核人员开放式:采用自评、互评、任课教师多元化评价标准。实行学习过程考核综合评定成绩的全程化、个性化的考核方案。鼓励学生自评和互评,体现考核的公平、公正、客观、实际。在学生的学习过程中,以学习项目的每个工作任务为单位,项目导入、项目分析、项目实施、项目评价的学习过程的实现效果为考察依据,并注重教学过程中学生的专业能力、方法能力和社会能力考核。每个工作任务结束阶段,以小组为单位对每个工作任务进行总结。教师根据小组成员在工作中的表现,从工作态度、拓展能力、团队合作等方面做出综合考评。考核重点在学生自主学习,团队工作分析解决问题的能力,目的在于对学生的综合职业能力进行评价。
依托山东省轨道交通职业教育集团,以高铁信号高素质技能型人才培养对接企业生产岗位需求、高速铁路信号先进检修技术对接专业教学内容为纽带,以对口培养急需人才、降低新员工培训成本为结合点,与企业合作建立电务段检修实习实训基地。以电务段投入生产性实训条件、学院投入配套教学、培训软件等资源,合作建成集学生顶岗实习、生产性实训、职工培训与技能鉴定于一体的“厂中校”。根据《校企合作共建共管电务段检修实习实训基地协议书》和《电务段检修实习实训基地管理办法》,设立“厂中校”管理机构,由电务段劳人科科长和轨道交通系主任分别担任实训基地正、副主任,双方共同配备专业教师和工作人员。基地的日常管理主要由企业负责;学院设一名专职人员参与管理;校企双方共同制订学生实习实训、职工培训及技能鉴定方案、毕业设计选题与指导方案,确定教学内容和技能要求,共同开发工学结合教材与培训教材。在教学组织上,系统理论知识主要由学院教师讲授和考核,职业核心技能则由校企双方教师在企业进行授课和指导;顶岗实习采用师傅带徒弟的方式,学生分组,每组4~5人轮岗轮班。通过工学交替和顶岗实习,使学生边学习、边实践;通过岗位核心技能的反复训练,强化学生动手能力,获取职业经验,从而形成职业能力,提高学生适应企业工作的能力,缩短工作适应期,提高学生的就业竞争力。最后由校企双方组成考核小组,对学生的综合技能和素质进行考核评价。同时,教师在基地进行顶岗锻炼,及时掌握动车新技术,提高实践教学能力。基地可接受第三方委托培训,成为学生实践能力培养、教师实践能力提升和企业员工培训的平台。积极寻求校企双方更多的利益结合点,搭建起双向服务与交流的桥梁,促进校企合作良性运行,逐步构建校企深度合作长效运行机制。
德国职业教育课程体系由政府部门组织行业企业专家组织开发,学校按照国家标准组织实施教学。我国职业院校课程体系各个院校自行开发,参考德国课程体系建设特点,由专业带头人、骨干教师和课程建设专家一起深入企业,与企业专家和技术人员共同研讨所涉及的职业资格标准;提炼核心岗位实际工作过程与任务的知识、能力、素质;开发具体教学项目,以教学项目确定教学内容;按照专业建设标准(全国铁道职业教育教学指导委员会统一制订)重构课程体系。构建“岗位课程动态化”的课程体系,强化学生的职业综合能力和职业素质培养。以铁路信号工岗位需求为导向,以职业能力培养为重点,选择主型铁路信号设备为载体,以相关职业标准和技术规范为指导,进行课程设计。
由专业教师和兼职教师协同授课,采用“项目导向”教学做一体的教学模式,采用项目教学、角色扮演、现场教学的教学方法,实行学习过程考核和终结评价相结合的考核方式。
三、实验实训条件建设
德国职业教育实践教学主要在企业完成,企业实践资源丰富,针对性强。我国职业教育实践教学是学校制定方法来实现,借鉴德国职业教育,我们在专业建设的时候注重加强和企业联系,开拓校外实习实训基地。按照铁路运营企业特点,根据铁路运营企业周期性特点,周期组织学生到铁路运营企业或中铁建电务工程公司进行实习实训,与企业共管校内外实习实训基地,加强校内实训的生产性和校外实习实训的教学功能建设。
德国职业教育专业课程内容主要在企业完成,校内实践设施投入相对较小,目前我国高职实践设备主要由学院投资建设,铁路信号设备价格不菲,要想按照轨道交通运营企业设备情况购置实验实训设备,学校承担不了这些费用。可以考虑其他方法来充实实践设备或充实学生训练内容。轨道交通运输企业有很多旧的替换下来的设备,各大院校轨道交通相关专业可以利用铁路或地铁运营企业的旧设备,建设校内实验实训室,各铁路局或地方铁路公司每年都要置换很多线路上仍在使用的设备,学校可以到铁路企业折价购买旧设备或利用捐赠来进行实践条件建设,完成教学需要。山东职业学院铁道信号专业的车站信号联锁设备实训室、区间信号闭塞设备实训室、铁路信号基础测量实训室和铁路信号室外演练场80%的设备都是利用铁路现场电务段大修替换下来的旧设备来建成的,设备完全能够满足教学学院铁道机车车辆、铁道工程、城轨车辆等轨道交通专业实践条件建设也充分采用这种模式,为学院实践条件建设节约了大量设备资金。
德国职业教育一大部分内容在企业完成,学生在浓厚的企业文化、企业氛围里面学习,借鉴德国轨道交通企业文化和氛围,注重实习实训条件内涵发展。加强吸收企业文化建设,通过引企入校,吸收企业文化;植校入企,在企业建立教学点,将企业精神、企业理念、企业价值观等文字制作标牌上墙,并将企业安全注意事项、规章制度、生产管理规定、岗位职责、操作标准等引入轨道交通综合实训基地,对接铁路企业文化。完善实习实训运行机制,建立健全《校企合作校内外实训基地管理办法》、《兼职教师聘任与管理办法》、《实习实训安全生产责任制度》等规章制度。不断加强实习指导教师的业务培养,探索铁道通信信号专业技能训练体系化建设;在基地设立“教师工作站”,接纳教师进行顶岗锻炼,将“厂中校”打造成为学生锻炼实践能力、教师掌握新技术的平台。通过与培养单位、校外实习实训基地签订《合作协议书》、《学生顶岗实习协议书》,制订包含学生顶岗实习保险等内容的《学生顶岗实习管理办法》以及《顶岗实习指导教师管理办法》等规章制度,加强顶岗实习管理。在铁路信号综合实训基地,营造真实职场环境和氛围。
四、师资队伍建设
德国轨道交通职业教育职业院校教师主要负责理论课程教学,专业内容实践教学主要在生产车间完成,有专业师傅具体指导。山东职业学院通过“内培外引、双兼互聘”等方式,培养骨干教师。加强和企业联系,建设兼职教师企业库,保证兼职教师的来源、数量和质量,用兼职教师部分代替德国职业教育的师傅帮带作用,制定兼职教师聘任、管理与考核办法,明确兼职教师的职责,并制定长期发展规划;对聘用的兼职教师实施弹性授课时间安排,并配备教学经验丰富的专任教师进行帮带,使兼职教师尽快熟悉教学环节、掌握教学方法、提高教学能力。
在现有的校外实习实训基地中,与企业深度合作,建设双师素质实践基地。定期送教师到企业学习,提高教师的实践能力,丰富教师的知识体系,保持教师一线技术的掌握。聘请经验丰富、长期从事铁路信号工作的教授、工程师担任指导老师,结对子,签订协议,指导教学,指导实践。提高老师的上课质量和动手能力。
五、小结
德国轨道交通职业教育有很多优点,取得了很大成功,我们可以借鉴其中一些成功的东西,但是由于国情不同,学院运作方式不同,不可能完全照搬德国职业教育的一切方法,在借鉴的同时要有所区分并且改良成为我们自己能够消化吸收的内容。高职铁道信号专业建设任重道远,需要我们不断积极探索,不断调整人才培养模式,与时俱进,找到一条适合我国国情的高职铁道信号专业建设的路。
参考文献:
[1]吕金城.浅谈高职院校铁道通信信号专业建设与改革[J].都市家教・上半月,2012,(5).
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[3]王燕梅.加强铁道通信信号专业建设,办出高职特色[J].教育学文摘,2011,(12).
[4]魏引辉.德国职业教育特色与教育模式[J].江西教育・管理版,2013,(2).
[5]冯旭芳,李海宗.德国企业参与职业教育实践教学和培训模式对我国的启示[J].职教论坛,2008,(18).
关键词:传感器;高职教学;实验实训
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)24-025-01
传感器技术及应用是我院电子信息工程、应用电子技术、机电等专业的一门重要的专业基础课,是一门综合性很强的学科,该课程涉及了电子、材料、机械、控制、光学、磁学等知识,涉及知识面广。
一、传感器的工作原理及重要性
传感器相当于人的感官,称为“电五官”,外界信息由它提取,并转换为系统易于处理的电信号,微机对电信号进行处理,发出控制信号给执行器,执行器对外界对象进行控制(其工作原理见图一所示)。现代社会中,传感器作为抓取自然界信息的主要手段和途径,被广泛地应用于家用电器、汽车、医疗、工业、航天、电动工具以及高端电子消费产品等应用领域,成为了信息技术的三大支柱之一。
(图一 传感器的工作原理图)
二、课程特点、开设现状及改进措施
传感器技术作为现代信息技术三大支柱之一,已经成为高职院校电子信息工程、机电、电气等专业的专业课程。它不仅与高等数学、电路、电子等基础课程密切相关,而且还设计到电学、材料、力学等知识。该课程涉及知识面广、内容分散、缺乏系统性和连续性、实践性强。学好本课程,不仅要求学生具有扎实的基础理论知识,较宽的知识面,而且对教师知识的全面性也提出了较高的要求。在教学上存在着一些难点。
1、学时少与内容多相冲突。考虑到我院的实际情况,应用电子技术专业开设58学时。利用这么少的学时让学生掌握整个课程体系的内容,必须对课程的教学进行合理优化。
2、课本内容陈旧与更新速度快的冲突。随着科技飞速发展,各种新型的传感器及其相关技术也发展的非常迅猛。而教材的更新相对来说比较缓慢,所选教材不能跟上传感器最新的发展趋势,一些新型传感器可能没有涉及到。
在教学过程中,怎么才能更好的让学生理解、掌握相关知识,且举一反三地用到实践当中去,是需要高职教师思考的问题。在近几年的教学中,本人根据高职学生实际情况,归结了一套适合现代高职学生的教学形式(如下图所示)。
现代教学形式多样化,应用了理实一体化教室,摒弃了传统的单一化,在实验实训方面不仅有少量验证性实验,还有实训,激发学生的创新意识、培养学生的动手能力,这样就大大提高了学生的学习兴趣,并且在课后:有老师推荐的虚拟实验、网络视频教学等。虽然现代教学形式多样,但传统理论授课也是必不可少的,需要我们教师在教学过程中增加学生的学习兴趣。传统的与现代的教学形式应用比较,归结如下三点:
(1)传统的教学形式是教学活动最基本的教学手段;
(2)运用现代化的教学形式是对学生课余学习的补充;
(3)为两级分化的学生提供了更多的学习舞台,为他们成才提供了坚实的基础。
三、课程教学思路方法
基于课程的特点及教学上的难点,本人在这几年的教学实践中总结出一套适合本专业学生的教学模式,该模式主要是将各类传感器的理论知识和实践进行了整合,实现理实一体化教学,主要有以下几个方面。
1、课程结构采用模块化结构。由于各种传感器的工作原理不同,我们根据专业特点对课程结构进行了调整,采用模块化结构,一种传感器就是一个模块。然后根据专业特点及学校实验实训设备选择其中几个适合本专业的模块进行讲解,这样教学实施比较紧凑也比较灵活,同时也弥补了课时量的不足。对于课本上没有涉及到的新型传感器,以课后作业的形式分组布置下去,主要是了解其应用情况,教师除了要检查电子版的作用,还要在课下抽查询问学生的完成情况。这样既锻炼了学生查找、总结知识的能力,又了解了其他传感器的应用情况。
2、课程实践分为验证性实验和实训制作。通过近几年的教学实践,根据高职院校人才培养方案及高职学生特点,自编《传感器技术及应用实验实训指导书》一书,分两大部分:验证性实验和实训制作。通过近几年的摸索实践教学,教学质量有所提高,同时提高了学生学习兴趣和积极性。
四、课程考核
考试考核不再以试卷确定成绩,而以实验实训中对原理的掌握、动手能力及传感器的应用扩展的表现为主要依据进行评分。目前,传感器已渗入到各行各业。传感器技术具有较强的生命力和良好的发展前途,作为一名高职教师,前面的道路任重道远。本文结合自己教学的切身体会,对传感器的理论教学及实验实训方式进行了探讨,提出了提高教学质量、实践教学效果的一些建议,希望通过这些改革,能够进一步提高学生学习的积极性和动手能力,为将来的就业奠定良好的基础。
参考文献:
关键词:工学结合 任务驱动 汽车类专业
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(c)-0179-01
1 “工学结合、任务驱动”的模式实施意义
“工学结合”是将学习与工作结合在一起的教育模式,以职业为导向,以学生为主体,以教师为主导,充分利用校内外的优质教学资源和教学环境,将课程理论内容和生产实际进行有机结合,在课程教学中,结合教学内容,以任务驱动,引导学生通过完成具体的任务逐步掌握所学知识和技能,提升了教学质量和教学效果[1]。
汽车(帕萨特)信号系统的检测与维修是高职汽车类专业《汽车电气系统检修》课程当中的重要知识内容之一,而电喇叭是汽车信号系统中的重要的声响信号装置,对行车安全有重要影响。结合汽车类专业人才培养方案和《汽车电气系统检修课程标准》,以及“汽车修理工”国家职业标准,并针对企业对高职汽车类专业学生的用人需求,在汽车电气教学中实施了基于“工学结合、任务驱动”的模式,收到了较好效果。
2 “工学结合、任务驱动”的模式实施过程
在实际教学中采用为贯彻“工学结合、任务驱动”模式,采用创设情境导入,实施“六步法”教学环节(咨询、计划、决策、实施、检查、评估),最后进行报告和作业的三阶段教学法,本文以电喇叭不响故障为例进行具体教学设计 [2]。
2.1 任务来源,创设情景导入
利用帕萨特全车电气实训装置,事先设置好故障,让学生实际操作,检查出故障现象,引出本次教学内容。
2.2 “六步法”教学环节
教学实施借鉴了德国工作过程导向的教学模式,并结合自身特点,采用了“工学结合、任务驱动”的教学模式实施教学。按照“六步工作程序”(资讯、决策、计划、实施、检查、评估)的思维模式,设计具体工作内容,并以完成所学的工作任务为目标来组织教学,把课堂与实训地点一体化,通过“教、学、做”一体化的教学形式开展教学。
2.2.1 咨询
教师需准备教学课件和教学视频、维修手册电路图,及实训考核装置等教学资料。学生需查阅各种资料,分析喇叭电路图,画出喇叭工作时各条电路流向。考虑维修方法(根据故障现象,分析故障点,说明电压测量、电阻测量的方法步骤)。并进行问题讨论:电喇叭不响的故障原因有哪些?
2.2.2 计划与决策
教师通过观察辅导,检查学生方案;进行实训仿真,结合仿真结果,明确喇叭电路检修流程。学生按照分组结果,在老师指导下指定故障排除和检测的工作计划。
2.2.3 实施与检查
2~3名老师巡回指导,提醒安全操作注意事项,如:断电测量电阻、短接时间要短,严格遵守操作规程等;随时注意观察各组操作表现,发现问题及时提醒并做好记录。学生按照分组情况进行检测;操作过程中注意做好记录和操作安全。
2.2.4 评估
教师首先进行总结评价,对各小组的表现进行比较,并适时进行表扬学生的实训表现。在作业与拓展能力上采取作业理实一体化,即对综合评定好的学生,布置拓展作业,利用实训室开放时间完成。对基础差的同学,帮助其完成规定的作业项目。学生按照分组情况分别对喇叭不响故障进行讨论,简述自己的排故感受和排故方法。按照老师要求完成作业。
2.3 报告与作业
教师根据评价好新分组,利用课余的实训室固定开放时间,优带差,完成作业。作业的理实一体化,满足了优生的深入学习欲望和差生课堂内落后的弥补,达到共同进步的目的。而学生填写诊断报告,根据课外分组情况,到实训室完成作业。
3 “工学结合、任务驱动”的模式总结
通过在河南工业职业技术汽车工程系专业教学中实施“工学结合、任务驱动”的模式,将枯燥的课堂内容与企业生产实际相结合,采用创设情境任务为载体,结合“六步法”教学环节,切实提高了教学质量和教学效果。
参考文献
【关键词】TQXDB-1A;继电保护;实验实训;改进
1.引言
实践教学在高职教育中的重要性众所周知,搞好实践教学是高职教育发展的关键,是高职教育改革的“核心”和“突破口”。它关系到学生的未来就业和职业生涯,直接影响高职教育的生存与发展。因此,各大高职院校在办学经费紧张的情况下,仍想尽办法来加强实践教学设备及环境的投入,很多高职学院的实践教学条件得到了极大的改善和提升。随着实践教学硬件条件的改善,如何充分发挥实验实训设备的功效及使用效率就成了当务之急。本文针对TQXDB-1A多功能继电保护实验培训系统(以下简称继电保护实验系统)在高职电力技术类专业继电保护等课程的实践教学应用进行研究,在分析总结实践应用方法及效果的基础之上,提出了部分改进设想,以期能开出更多的与工程实际结合紧密的训练项目,进一步提高设备的利用率,为学生职业岗位能力的训练提供更好的平台,为专业人才培养目标的实现奠定坚实的基础。
2.继电保护实验系统的构成及功能特点
2.1 基本构成
“TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统”采用实验台结构,实验台主要由TQWB-III多功能微机保护实验装置、常规保护继电器、成组保护接线图、信号源、控制回路模块、按钮开关、万能转换开关及直流电源、信号灯、蜂鸣器等附件构成。
2.2 能完成的主要实验实训项目
该实验系统能完成的主要实验实训项目有常规继电器特性实验(8大类型)、常规继电器组合后的成组保护实验、10KV微机线路保护实验(具备三段式电流保护、电流电压联锁速断保护、反时限电流保护、低电压起动过电流、复合电压起动的过电流、自动重合闸、低压减载等功能)、具有事故灯光控制的断路器控制回路实验、闪光继电器构成的中央信号实验、冲击继电器构成的中央音响信号实验等,基本能满足继电保护等电气二次部分课程的实践教学需求。
3.实践教学应用分析
3.1 实验实训项目的开展情况
TQXDB-1A型多功能继电保护实验培训系统自2009年底投入使用以来,从实验室使用登记表的记录情况看,主要针对电力系统继电保护、电气二次回路等课程的实践教学开展了部分实验实训项目。其中,电力系统继电保护课程主要开展的实验实训项目有单个继电器的电气特性实验、常规两段式电流保护实验、方向性电流保护实验。电气二次回路课程主要开展的实验实训项目有事故灯光控制的断路器控制回路实验、具有防跳功能的断路器控制回路实验、冲击继电器构成的中央音响信号实验、闪光继电器构成的中央信号实验。
3.2 实践教学中存在的问题
3.2.1 实验培训系统自身存在的不足
(1)实验培训系统生产厂家没有提供完备的设备技术说明书,不利于实验设备的维护;
(2)生产厂家提供的实验指导书中部分原理接线图有错误、部分项目的操作步骤不清楚(比如整个实验台有多个电源开关,其操作顺利及功能作用等没有介绍),不利于职业素养的养成及新教师的培训使用;
(3)电磁型电流继电器(或电压继电器)的2个线圈引出接线端子只有1对(被厂家设计为串联连接方式),不利于通过对继电器两个线圈进行串联或者并联的定值调整设计训练;
(4)电磁型时间继电器的延时时间参数测试没有配备测试仪表,无法准确测量;
(5)一次系统模型部分没有配备相应的测试仪表,无法监控一次系统电压、电流等电气参数;
(6)一次系统试验电源电压直接接三相交流380V电源,没有被三相调压器控制,因而无法控制一次系统模拟短路故障后的故障电流大小(设备安全保障性不够)。
3.2.2 实验实训项目的应用开发问题
由于设备生产厂家提供了较详细的实验指导书,所以多数任课教师直接利用指导书中的实验项目开展相应的实践教学。目前主要开展的是单个继电器的特性试验、利用特性实验信号电源进行单相两段式电流保护模拟试验,并没有模拟出线路故障后保护跳闸断电的真实效果,与工程实际脱节较严重,在校内举行的学生继电保护技能大赛中可以证明这一点。比赛中,多数同学对采用两相两继电器式电流保护接线方式完成电流III段保护的模拟实验要(工程实际中的应用状况)没有感觉,仍按照平时上课时训练的接线方式(单相式接线原理)去完成,其结果可想而知。显然,该实训设备的功能作用远未充分发挥,整体利用率并不高。
4.综合应用开发及改进设想
4.1 实验系统改进设想
针对常规继电保护实验中的一些不足,提出以下几点改进设想:
(1)实验系统中使用的三相交流电源先经过三相调压器后,再由三相调压器的输出端接入实验系统中,达到通过控制一次系统电源电压来限制输电线路模拟故障后短路电流大小的目的,以保障相应实验设备的使用安全和使用寿命。
(2)电磁型电流继电器(电压继电器)的两个工作线圈分别引出2对接线端子,以便学生充分理解两个线圈串联与并联后动作值的变化关系。
(3)特性信号实验电源部分的电流源输出因为调节旋钮损坏无法调节大小的问题,采用新增独立的电流源来代替原有电流调节方式,从而提高电流调节的可靠性。
(4)利用微机保护测试仪代替实验台的部分辅助仪器设备来完成如方向继电器等特性试验。
4.2 综合应用开发设想
基于本实验台的功能结构组成特点,结合电力系统继电保护、电气二次回路等课程的教学标准及目标要求,重新编制与工程现场操作步骤及标准要求更贴合的工学结合实训指导书,多开发、开设综合性更强的实训项目,减少单一的特性实验。举例如下:
(1)继电保护课程设计:《35KV电网继电保护设计》。学生完成方案配置及相应的整定计算后,就可以利用本实验系统中的器件完成最后的保护装置设计并演示动作效果。
(2)各类基本的传统保护模式跳闸综合实验。从一次系统运行方式模拟、故障参数的计算、保护的原理接线、故障模拟等全过程对学生进行综合性训练。与真实工程现场的线路保护装置基本一致。特别是电流互感器及断路器跳闸控制回路方面真实感很强。
(3)微机线路保护的基本训练。主要是熟悉微机保护装置的参数设置、故障信息查询等综合应用方法,与传统保护的训练重点不一样,微机保护装置从实验接线来说更加简单。
参考文献
[1]TQXDB-1A多功能继电保护实验培训系统[Z].湖南长沙同庆电气信息有限公司.
[2]张亚妮.电力系统继电保护(第2版)[M].四川:西南交通大学出版社,2012.
【关键词】PLC;光机电;一体化;实训系统;设计
1概述
1.1PLC
PLC全称为可编程逻辑控制器,它是一款可用于编程的存储器,它主要是用于完成逻辑运算的执行、顺序的控制、定时、计数等用户的指令,除此之外,它还可以运用数字化或者模拟式输出及输入对机械生产进行控制。可编程逻辑控制器具有许多特点,首先,可编程逻辑控制器使用起来十分方便,而且编程简单,其主要采用的是简单的梯形图、逻辑图或者简单的程序语句来表达,所以对于用户来说,他们不用掌握十分完备的计算机知识,就可以很好地进行操作。其次,可编程逻辑控制器的功能强大,价格还十分经济,故而其性能价格比是相对较高的。还有一点,就是可编程逻辑控制器的硬件配套往往十分齐全,用户在使用时很方便,适应能力强,很可靠,在抗干扰方面,其采用大量集中的继电器,在减少接触不良方面,可编程逻辑控制器在很大程度上具有优势,从而减少接触不良带来的许多故障。关于可编程逻辑控制器的维护和修理方面,其在设计、安装和调试上的工作量少,从其维护工作来看,工作量也是相对较少的,而且操作起来方便,故障问题能够很快地解决。
1.2光机电一体化
光机电一体化又叫做机械电子工程,这是机械工程与自动化领域中的一个研究方向。随着社会经济的不断发展和科学技术不断取得重大突破,光机电一体化的技术也在迅猛发展,光机电一体化在许多领域都有了应用。从综合层面来讲,光机电一体化实际上是将许多技术进行有机结合后的产物,其中就包括机械技术、电子工程技术、信息技术等等,在结合后将光机电一体化技术应用到实际生产当中去,从而可以使得机械发展更加智能化和人性化。
2基于PLC的光机电一体化实训系统设计
2.1组成要素
基于PLC的光机电一体化实训系统设计,其设计过程中首先需要注意的是光机电一体化系统中的组成要素,主要有五大要素,分别是结构组成要素、动力组成要素、感知组成要素、运动组成要素和职能组成要素。结构组成要素是整个光机电一体化实训系统组建的基础,它为整个系统提供了结构的支持,也就是说,只有按照系统的要求,组建好结构组成要素,才能实现系统能量的正常供应和动力系统的运行。动力组成要素在整个系统的建设中起到了提供动力的作用,只有保证了动力的充足,才能实现整个系统的正常、稳定的工作。而感知组成要素在光机电一体化实训系统中主要是对系统自身的运行状态和工作环境的一个感知,从各种参数和状态进行收集、分析和处理,并且以可被识别的信号输出,从而产生相应的调控信息,使得整个系统的运行状态得以监测。在运动组成要素常常与动力组成要素相互搭配起作用,都是为系统运行所需要的动力提供基础保障。职能组成要素在控制和处理信息部分发挥着巨大的作用,由于感知组成要素是作用于收集系统运行状态和参数,在收集到大量数据之后,就需要对呈现的数据进行分析、存储和加工,从而能够使得整个系统按照获得的指令进行运作。总结来讲,光机电一体化实训系统的设计不可忽略这五大组成要素的基本功能和作用。
2.2设计原则
光机电一体化实训系统在设计的过程中,不仅需要考虑各个组成要素的作用,还需要遵循设计的原则,这些原则主要分为四部分,分别是接口耦合、运动传递、信息控制和能量转换四项基本原则。首先是接口耦合原则,也就是说两个需要进行信息传递的接口或者需要进行传递的环节之间,如果其信息模式不一致就会造成信息无法传递的严重后果,因此,在这里就需要遵循接口耦合的原则,利用接口耦合使得信息得以传递。在信号相对较弱的两个环节之间,也需要通过接口耦合来实现扩大信号的效果,从而能够匹配,使得信号的变换更加清晰、可靠,而且更加快速、精准。第二项原则,能量转换原则,两个需要进行传输和转换的环节之间,常常会出现由于信息模式的不同而无法进行直接的信息传递,所以在这里不仅需要接口耦合,还需要能量的转换,只有能量进行转换,才能使得执行器、驱动器等不同能量实现最优的工作效率。第三,信息控制,在光电一体化实训系统的设计中,在数据的收集、传输、存储、分析等都是进行信息处理的过程,而达到最优的信息控制,是提高光电一体化实训系统运行质量和效率最关键的一步。随着社会经济的不断发展,科学技术的日益更新,机械智能化已经成为现代科技的标志,所以,在光电一体化实训系统中,遵循信息控制原则,实际上可以推进整个系统的智能化水平。第四,运动传递原则,在光机电一体化系统的各个组成要素之间,运动传递能够实现各个要素的信息传输和运动控制的目的。
2.3具体设计
光机电一体化实训系统的设计最关键的就是要保证系统设计的完整性,下面就以水池补水系统为例,对基于PLC的光机电一体化实训系统设计进行分析。首先是动力部分,水池补水系统选择电力作为动力部分,动力部分的设计需要满足系统的动力需求,以保证整个系统的动力源泉不会枯竭;就目前来讲,常见的动力源有电能、风能、水能、人力、畜力等,而水池补水系统的动力系统选择电能即可。其次,是水池补水系统的结构部分,在进行光机电一体化实训系统设计的时候,需要考虑实现的效果,从而有针对性地选取相适应的结构,在搭配其他部件,最终实现机械自动化控制,这里以水池补水系统作为例子,这里的结构本质上是需要动力部分来带动的,因此,它也是整个系统最后发挥作用的部分,也可以算是系统的核心;执行器部分是控制系统的关键部分之一,在实际操作中,常常是需要通过信号路线与PLC连接,从而实现信号的联通和传递,在该水池补水系统的执行器的选择上,选取电动截止阀和开关共同作为执行器的部分,当PLC产生信号并传输到执行器部分,执行器就可以根据指令完成其任务;在水池补水系统的计算机部分在很大程度上需要PLC的支持,从而对信息进行收集、加工和存储操作,计算机部分对于整个水池补水系统来说起到了一个总控的作用,就如同大脑之于身体,显而易见其重要性;水池补水系统的传感器部分,需要利用PLC来对系统自身和工作环境进行数据收集,并且将传感器收集到的信息传输给计算机部分,根据计算机程序的执行,最终输出结果,实现水池补水系统的随环境调试,从而更好地完成其任务。
3结语
随着社会经济的不断发展和科学技术的日渐取得重大突破,光机电一体化作为光学和机械电机工程相互综合的产物,这项技术也在迅猛发展,并且在许多领域,光机电一体化都有了应用。而为了推进光机电一体化技术的进一步发展,将PLC技术应用在光机电一体化实训系统的设计当中,起到了关键作用。本文基于PLC的光机电一体化实训系统设计进行了探讨,虽然文章在内容和结构安排上还存在不足,但是希望通过文章能够引起大众对于PLC和光机电一体化的重视,并且在未来的研究中作出更多的创新。
参考文献
[1]李利军.基于PLC的光机电一体化实训系统设计[D].郑州大学,2013.
[2]徐双君.基于PLC的光机电一体化实训系统设计与实践[J].通讯世界,2016,(02):166.
关键词:平面设计实训 高职教育目标 制作和操作能力
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2015)04-0296-01
一、平面设计课程的定位
不仅传递着商业、文化产业等各种各样的信息,还传递着企业、商务公司对消费者的具体关怀,是消费者认识企业,了解商品文化信息,并且与之直接互动的窗口;是根据一条或几条主线将包含有企业介绍、产品、资格荣誉、视频广告、甚至订单等视觉资料制作的相关画册、彩页按照一定的顺序装订或装在相同风格的袋装文件夹内的组合。
好的型录应该满足以下条件:a.能给公司赋予令人难忘的人性化面孔;b.与读者建立情感上的联系。应以更加发人深省的方式,向预期客户展现他们可以作什么 。创造拥有感知价值的推销方式。引导消费者,使其感知需要持有和使用的东西。产品型录是公司宣传和推销企业形象的的重要媒介。它的好坏,对销售的结果有相当的影响,一份好的型录可以为企业传达良好的信息,增加客户的信心,是销售人员的促单利器;一份不好的型录或者没有型录,会让人感觉企业很不景气,则销售将吃很大的暗亏。
所以型录设计不同于本科艺术设计专业的课程要求,重视设计创新,而高职的学生更注重软件的操作和编排规律的掌握。没有基础的操作熟练就没有设计的创新,软件虽是工具,但软件也是表现的手段和方法,不能熟练地掌握软件也就无法去设计出更美观更有特色的型录作品。
二、如何设置型录课程的实训特色
对于高职教育来说,课程时间段,编排是设计型录的的主要内容,编排设计对于设计基础不够扎实且设计软件操作不是很熟悉的高职学生来说,是有些蒙的;应该摸索一套适合他们的实际特点,且又能让他们掌握一定设计编排的规律的课程模式;因此,我在教学中将型录课程实训项目设计成: 1、文字编排项目;2、图形编排项目;3、文字和图形混排项目4、行路制作项目、5型录包装项目。针对高职学生的基础弱的特点和就业宽泛的职业特点,我在实训项目实施过程中摸索出这样几个规律;1、找出设计优秀的型录40张,扫描并将素材发给学生,选择20张让学生临摹制作,训练的目的是操作速度的提高,必须达到这个数量,学生的软件操作能力才会练好,学生非常喜欢这种形式的训练,如果让他们去设计型录,各个都会愁眉苦脸,一筹莫展;但一定要结合教师的赏析,这样才能赏析和临摹结合。2、没有限制的自由发挥阶段,要求在A4纸上,打满字体利用图层任意的组合,排满叠压、大小、明暗、修饰、立体等效果。做作出十张,上交自己满意的五张。这样的做的效果很好,学生基本能够各尽所能,出现很多好看漂亮的字体编排3、给定图形,给定一张空白纸,要求在纸上编排图形不同效果的图形,训练图形的编排,这样的训练学生的兴致很高,出现了很多优秀且很有创意的作品。4、给定教师精心准备的素材,让学生去设计编排贺卡,自己的空间, 学生自己会欢呼雀跃;激情澎湃的去做你留下的任务;相反其他产品型录会因缺少兴趣而作业量稀少。所以精心设计和准备必要的素材能够激发学生能够的设计灵感。
三、实训中如何培养学生的职业道德规范
课程设计的好,学生就非常愿意学,但在实训中的制作环节,我发现了很多问题,比如打印的小稿经常是一张张得浪费,制作的材料管理不够得当经常出现,踏坏、破损、打印机也经常出现故障等等;这些现象是一个警示的信号。每种职业都要有自己的职业规范,如果不按照规范去操作就会出现问题,严重的会出现事故;如何能在课程中加入职业操作规范和思想道德规范的教育呢?这是教师在课程中应该贯穿其中的,针对已出现的问题,设计交流总结会,把经验和操作规范讲解给学生,并注重示范和规范演示,设计几次模拟任务,预算、资金支出、加上损耗,加上自己的工钱,提出三个要求1、操作失误出现的费用自己承担2、经过审批合理的预算和合理的费用从实训经费里出(给予报销)3、自己寻找客户,客户能够采纳的型录作品经费给予报销;结果下来,学生在自己的总结中这样写道:终于懂得干一行要爱一行,每一项工作都要从要从认真二字开始,用钱买来的失败,虽然惨烈,但我们终于懂得看似简单却需要我们付出真诚和努力,懂得协调和沟通,懂得了支持和帮助是这么的重要。从这点看我的实训设计的成功了。
四、型录课程如何改变考核评价方式
一门课程考试决定一个学生的能力一直是高考给我们带来习惯,我想一幅作品看学生的努力程度看效果去评价好坏还是不够妥当,有很多学生能够临摹的很好,自己创意的东西却少了些,而有些学生自己创意的,照比经典的型录临摹作品还是有很多不足,这就不能单单评价这个就是好的,那个就是不好的,所以我觉得应该明确教育的目的不是让每个学生都达到什么高度,而是调动每个学生的积极态度去配合你的课程教学,所以要是想让每个学生都有积极性,就应因材施教,因人而异设计成绩积累表;比如临摹一张作业是2分,设计一张作业是3分,那么设计能力弱的就可以临摹两张,每个实训项目的作业内容都不尽相同,简单的任务分给基础能力弱的同学,难的设计任务给基础好的同学,分数计做相同,只要他们动起来,才是成功的教学,设计效果突出的和制作效果突出的都加1分,保证学生探索的积极性。这样的成绩单下来,就改变了一个班级只有几个学生做作业得情况,每个人的优点都可能发挥出来。
五、上手能力如何设计才能体现型录课程的职业特色
关键词:通信原理;教学方法;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)13-0080-02
在高等理工科院校通信与电子信息等专业中,通信原理课程是一门十分重要的专业基础课。本课程理论性强,概念不好理解,而且涉及到很多其他通信课程的内容,比如:随机理论、高频电子线路、信息论与编码技术、扩频技术及应用等,并且理论内容缺乏直观表现,需要抽象的理解,相比于重点本科的学生,普通本科的学生普遍数学基础不好,而且对理论学习缺乏兴趣,学生理解通信原理的结论对于3G、4G通信的应用有一定难度,所以对于学生学习通信原理的兴趣不高,因为存在上述问题,使得通信原理的教学实际教学效果不好,而且不能很好的培养学生工程能力。通信原理课程经过多年的教学探索,在教学方法、教学内容、教学评估等方面都逐步成熟完善[1,2],但立足于培养学生的工程实践能力,提高学生的综合用能力,特别是对于激发普通本科大学生的兴趣,在减少理论学时的基础上,加强实验教学,是一个很重要的课题。本文对教学的160名同学进行“通信原理”教学调查,调查结果表明:由于这门课比较抽象,使得一半以上的同学认为自己该课程学得不好,该课程的内容不好掌握。特别是,不少同学反映课堂上不能理解透彻通信原理教学内容,导致布置的作业不会做。因此,为了促进学生更好地理解通信的思想,提高学生学习的积极性和主动性,锻炼学生的工程实践,本文从调整教学内容、改革教学方法、加强实践教学等三个方面来实践通信原理教学改革,充分利用实验和虚拟实验让学生能更深刻的理解这门课程。
一、改革教学方法
高等教育教学体系中越来越多地强调教学中学生的主体性、教师的实践性教学以及教师和实践课程的协同性。以项目导向为基础的协同培养教学方法是一种以工程项目为载体来进行教学,以学生为主体的教学方法;以项目导向为基础的协同培养教学方法最显著的特点就是以工程项目为载体、教师主导教学、学生成为为主体,试图改变工科大学以往教师在台上讲、学生被动听的消极的教学方法,创造学生自己参与、主动与他人协作、积极探索创新的新型教学方法[3,4]。通信原理的工程就尝试应用该种教学方法以项目为导向、协同多门课程共同教学。
项目导向为基础的课程协同培养教学方法,是通过组织学生参与实际的工程项目的整个过程,从项目的初始设计、实践和过程管理,全部的教学过程都融入到整个的工程项目的实现过程中。
具体的教学实施步骤如下:
1.学生进行分组和选择具体项目。根据学生的个人爱好、学习能力、实践能力等特点,将学生分成若干小组。每个小组建立后需要制定各自的沟通方法,实施中的制度。由指导教师设计提出不同类型的各种项目选题,通信系统设计的选题、电子综合系统的设计选题、通信综合系统的设计选题,涉及的课程也比较多,如模拟电路、数字电力、高频电路、编码技术、通信原理等,然后各个小组的学生根据自身实践能力、兴趣爱好等原则确定所要完成的工程项目。
2.学生制定详细的工程实施计划。实施计划是工程项目的指导方针,优秀的实施计划是工程项目能够完成的前提。要求学生要确定项目的最终目标、将具体项目进行任务分解,落实到具体个人,同时还要制定工程项目的实施的时间表、具体的沟通方法、每周的协调会进展。
3.工程项目的实施。每周或每个阶段实施后,主要的教学指导教师要及时跟进,要及时进行组员之间的沟通,各组之间的交流和检查,同时进行各个项目相关课程的设计、具体的细节的解答和共同讨论。指导教师要及时引导学生、督促整个工程实施顺利进行。
同时在协同教学的基础上,灵活运用传统教学方法。通信原理课程,在分析高斯信道传输的时候,信号产生误比特的公式时,因为误比特公式是采用最大似然原理方法来推导的,因此在推导该公式之前,可以花一部分时间专门介绍最大似然检测的基本原理和由来,这样学生就能更好的学习误比特公式。又如比较教学法,在学习四种不同的数字调制方式ASK、FSK、PAM和PSK的时候,将上述四种数字调制信号采取比较的方法,从四种数字调制信号的时域表达式与该数字调制信号的产生与解调、该信号的波形、功率谱密度及抗噪声性能等多方面对它们逐一进行阐述。该方法可以使学生更好的理解这四种数字调制信号的特点及各自之间的差异。另外通过适当减少作业量,在课堂上实时的考察学生的学习内容,更好的了解学生掌握知识的程度。
二、调整教学内容
1.突出数字基带传输和数字带通传输,弱化随机信号的理论讲解,以介绍结论为主,随机理论的学习比较困难,对随机理论的学习通过编程的方法加强。
2.强化数字通信的内容。随着电子技术的飞速发展,数字通信取代模拟通信已经成为了主流。移动通信已经全面数字化。数字城市的兴起,智慧城市的建设,原来通信原理课程的教学内容必须进行修改,其主体内容应该调整为数字通信,同时在讲述过程中介绍3G通信、4G通信的应用,这样才能使得教学跟上技术的发展。
3.增加正在发展的通信技术内容。如现在的MIMO技术、4G技术、通信技术发展很快,教学内容涉及的比较少,为了提高学生的兴趣,同时使学生能将理论知识和实际结合,应该介绍一些先进的通信技术。
三、加强实践教学
1.充分利用开放式实验环境。实验和实践教学环节是工程型人才培养的前提条件。现在各个学校都实施开放式实验室,开放式实验室是指在非教学计划课时内,教师和学生开展非实验课程内容的实验项目的实验室。学生在开放式实验室可以充分利用实验室条件,开展教师提出的通信原理项目的研究,可以在教师指导下进行通信原理课外科技创新、创业,学生也可以协助教师进行通信的相关学术研究。
2.构建实践、创新能力实训平台。通信原理课程实践教学的目的是培养学生工程实践能力。因此该课程必须构建一个实践、创新能力实训平台。学生可以通过实训平台中多种实验手段,提高自己的工程实践能力。
(1)学院通过与公司合作,引进了一套实训基地方案设计,面向整个信息学科的学生,融合4GLTE全领域技术、物联网技术、移动互联网技术以及云计算技术,整个实训平台由多个子系统组成,主要包括:终端接入子系统、4G通信子系统、网络优化规划子系统、移动应用开发子系统、云计算系统。可对学生进行4G网络技能、智能终端和嵌入式开发、移动业务开发以及网络优化规划、现代云计算技术等方面进行全方位的实训和培养。学生在该套实训平台的实践得到了很好的锻炼,可以比较迅速地理解移动运营商、通信公司的先进技术,对提高学生学习通信原理的兴趣,增强学生的工程实践能力起到了积极的效果。
(2)利用实验仿真环境,要求学生实现通信仿真实验[5-7]。比如在课外布置学生进行Labview数字通信原理实验的仿真设计,把抽象的数字调制模型通过可视化的方法展现出来,使得学生对于该部分内容的理解得到大大的加强。同时我们还组织学生开发相应的实验项目,学生不但在实验室完成了插线看波形的实验箱实验,同时还熟悉了软件仿真实验。对于一般学生,要求学生完成基本验证实验,对于自主学习能力强的学生要求完成综合性实验,对于有创新意识的学生要求完成设计型实验。
(3)鼓励学生结合通信原理课程知识、综合运用通信系统设计知识,积极申报学校及全国的各项大学生创新创业活动。在通信原理课程的具体讲解中,鼓励学生运用某部分知识,充分利用学院的创新平台,指导学生设计通信物联网方面的工程项目,也使得学生对于通信原理课程的学习兴趣大大提高。
(4)组织学生参观校外和校内的通信、物联网实验,了解实验室的创新成果。让授课班级学生与实验室创新创业项目成员交流,激发学生学习通信原理理论知识的热情、加强学生进行科技实践和创新活动的动力。
四、结语
本文针对普通本科的学生,面对通信原理教学实际中存在的问题,从调整理论教学内容、改革教学方法、加强实践教学等三个方面来实施通信原理课程教学体系的改革实践。对于本次通信原理课程的教学实践探索,我院在通信专业12级、13级四个班中进行了实践,通过一系列的教学措施,使得不少同学对原本抽象、枯燥的通信知识有了更透彻的理解,激发了学生的学习兴趣,促进了学生对通信理论知识的理解,也提高了学生对于通信系统、先进通信技术的了解。通过这次教学改革,学生的实践情况比教师的预计要好,而且学生普遍感觉收获很大。这次通信原理课程的教学改革探索还有很多需要提高的地方,在今后的教学过程中还需要不断总结。
参考文献:
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【关键词】电力拖动控制;探索;改革
1 电力拖动与技能训练课程的特点及改革
本课程教学内容设计方面主要为理论知识和技能训练一体化模式,同时在技能训练一体化过程中实行项目教学模式。根据本专业所对应职业岗位的需要,将每个控制电路作为一个“项目”,打破传统的电力拖动课程以知识为序列组织课程的方式,不仅有利于激发学生的学习兴趣,也有利于学生专业技术能力的形成。教学方式是以原理解析――实训操作――任务实训――学生总结的教学模式实施教学。传统教学模式是电力拖动课以理论教学为主,实训操作为铺,面对现状普遍基础较差,领悟能力不强,学习积极性不高的中职生来说,恰恰专业理论学习是一个难点,可见这种传统的理论教学已不能适应现在的中职生教学,教师应探索新的以实际操作技能为主、理论教学为辅的教学方式,而不是片面要求全面地系统地在理论上掌握一门门课程。针对这一新形势我们建立了完整的实践体系。
1.1注重学生动手能力的培养和训练
通过实验、实习等实践性环节,使学生了解并掌握从事实际生产或技术工作的必要手段和方法,缩小知识转化为现实生产力的距离。
(1)加强学生实验能力的培养。实训教学是培养学生应用能力的重要环节。我们在实训课中有意识地将教学内容和实训内容相结合,指导学生做好实验预习。实训课时首先由教师利用课件讲解实验内容及相关注意事项,然后学生自己动手操作,在实训过程中教师及时指导实验中遇到的疑难问题。以分组方式2人一个小组,改变原来教师做学生验证的模式。为突出个性化教学特色,实践环节做到指导教师与学生面对面具体指导,帮助学生理解题目和把握设计方向。学生在教师的指导下,根据给定的电拖电路实验设计内容在实训教师的指导下自己连接线路。只要总体目标达到,教师可不作特别具体的要求,让学生多角度、多方位地思考,培养学生进行科学研究的能力,使他们探索性地解决所提出的实验问题。
(2)注重教学总结。在教学环节最后也是最为重要的地方是总结。将以往的教师总结,变为学生总结。在实验教学过程中会出现各种情况,导致实验不成功,如何在不成功的实验中发现问题找到问题,并总结是培养学生自主学习的要点。同时也可以让学生发现自己是课堂的主导,与以前的“听众”变成了“演员”。
1.2引进多种教学方式,提高教学质量
电力拖动与训练是一门理论与实际紧密联系的课程。因此以岗位需求为导向,建立“行动导向、任务驱动”的教学模式,同时在教学方式上开展讲述法、案例法、项目教学法和岗位引导等教学方法,取其长处进行教学,让学生能够真正懂得才最重要。对于初学学生,没有实践经验,对实物很难有概念。要充分利用多媒体、实物模型、电视录像和网络资源等丰富教学内容。同时结合教学内容通过实验和实习不断增强对电机的感性认识,进而加强对理论知识的理解。
(1)加强课程多媒体课件建设。提高课堂教学效果。近3年,该课程灵活采用了多媒体教学手段和模拟仿真教学。编制了大量的多媒体素材,包括动画及三维演示课件。例如运用仿真软件可以模拟简单电动机的正转点动控制线路,甚至较复杂的多速电机降压启动等电路。在模拟软件中学生可以在电脑上模拟连线,试运行。这样可以减少的实际训练操作中出现的各种电气故障。
(2)设立创新校内外实验基地。根据电力拖动教学需要及机电专业发展要求,学校除购置了基本电脑、信号发生器、稳压电源等常用仪器设备以外。还配置了EDA开发系统、电机模型、变频器实验室等。这使学生的创新科技活动和教师的教学活动有了充分的实验平台。这样学生边做实验边巩固知识点,锻炼了思考问题的能力及想象力。由被动的接收知识到主动的吸收知识。同时学生的分析和解决问题能力也得到大大的提高。为了与市场接轨,还要将学生送入校外工厂参观的同时进行实习。增加学生的动手能力。
1.3编写适合学校的校本教材
《电力拖动与技能训练》课程内容不够完善由于本课程结合的是工厂弱电控制强电较少,同时本课程中缺少工厂配电的技术要求。所以,我在教学的过程中,将国家配电要求及强电配线方法融入到教学中。同时我校根据本地区经济特点,及我校学生特点正在编写适合我校的校本教材。
最近几年来,随着华山职业技术学校的发展。国家在中职学校不断加大投入,我校在机电类课程教学有了更好的实验条件和实践基地。课程组在此平台上加强了电力拖动基础课程的教学实践与改革,取得了一系列教学成果。我们希望进一步借助国家示范校的有利条件,在校精品课程基础上经过 3~5年的建设,把《电力拖动控制与技能训练》这门课程建设成省级精品课程。
参考文献:
[1]中国电力教育,2009,(1):87-88.[4]高心,黄勤珍.电气工程及其自动化专业课程体系探讨[J].西南民族大学学报(自然科学版),2003,29(6)
[2]朱志媛.高校培养创新人才的策略[j].中国电力教育,2009(11)