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【關(guān)鍵詞】管理信息系統(tǒng) 課程設(shè)計 教學(xué)改革
管理信息系統(tǒng)課程是高等學(xué)校經(jīng)管類專業(yè)的一門基礎(chǔ)平臺課,主要講授管理信息系統(tǒng)的基本概念和關(guān)鍵應(yīng)用等方面的內(nèi)容,其課程設(shè)計是學(xué)生課程結(jié)束之后,進(jìn)行的一項綜合性課程設(shè)計,是經(jīng)管類專業(yè)學(xué)生一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。
課程設(shè)計是使學(xué)生根據(jù)設(shè)定的題目和要求,通過查閱相關(guān)資料,并動手操作,完成相關(guān)實驗,并最后寫出課程設(shè)計報告。本課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生對管理信息系統(tǒng)領(lǐng)域的全面認(rèn)識,特別是從管理的角度認(rèn)識信息系統(tǒng)和應(yīng)用信息技術(shù)解決組織管理問題等。在本課程設(shè)計中,不僅要使學(xué)生的基本技能得到訓(xùn)練,還需要提高他們的信息技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等奠定基礎(chǔ)。
一、當(dāng)前課程設(shè)計存在的問題及原因
結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊的教學(xué)實踐,總結(jié)現(xiàn)有課程設(shè)計經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題。
1、學(xué)生先修課程參差不齊,課程設(shè)計質(zhì)量得不到保證
管理信息系統(tǒng)是經(jīng)管類專業(yè)的一門基礎(chǔ)平臺課,不同專業(yè)的學(xué)生先修課程有差異。信管專業(yè)學(xué)生修過程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和計算網(wǎng)絡(luò)等課程,對計算機系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的開發(fā)有比較好的認(rèn)識,而財會、工商管理和工業(yè)工程等專業(yè)修的計算類課程較少,基礎(chǔ)較薄弱。現(xiàn)有本課程設(shè)計內(nèi)容通常在管理信息系統(tǒng)的設(shè)計及開發(fā)的內(nèi)容占比較多,未考慮到各專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)差異,教學(xué)質(zhì)量難以保證。
2、課程設(shè)計的資金預(yù)算有限,可供選擇的實驗用軟硬件較少
本課程介紹的信息系統(tǒng)如ERP、CRM和SCM等功能復(fù)雜,系統(tǒng)規(guī)模龐大。如果購買商業(yè)軟件進(jìn)行實驗,成本很高。在有限的預(yù)算下,能夠用于實驗用的硬件設(shè)備和軟件較少。因此,現(xiàn)有本課程設(shè)計的實驗環(huán)境和實驗軟件經(jīng)常變動,而且不成系統(tǒng)。
3、課程設(shè)計的培養(yǎng)目標(biāo)較不清晰,部分內(nèi)容與其他同類課程設(shè)計有重疊
管理信息系統(tǒng)課程主要培養(yǎng)學(xué)生對企業(yè)管理信息系統(tǒng)的全面認(rèn)識,并應(yīng)用信息技術(shù)解決企業(yè)管理問題。其與信息系統(tǒng)分析與設(shè)計課程的部分內(nèi)容重疊。如果本課程設(shè)計不合理,往往造成本課程設(shè)計內(nèi)容與信息系統(tǒng)分析與設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容存在重復(fù),教學(xué)效果不好。
二、課程設(shè)計教學(xué)改進(jìn)措施
針對上述問題,本課程設(shè)計采取以下改進(jìn)措施。
1、在內(nèi)容上照顧各專業(yè)的差異,確保課程設(shè)計質(zhì)量
由于各專業(yè)的課程有差異,基礎(chǔ)不一,在本課程設(shè)計上,實驗內(nèi)容避開具體的軟件設(shè)計和程序開發(fā)等內(nèi)容,側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生對企業(yè)信息系統(tǒng)的理解和使用,提高學(xué)生的動手操作能力,學(xué)會應(yīng)用信息技術(shù)解決企業(yè)的實際管理問題。
2、立足開源軟件,減少課程設(shè)計的資金預(yù)算
開源軟件可以免費用于教學(xué)和科研,當(dāng)前企業(yè)也經(jīng)常應(yīng)用開源軟件進(jìn)行商業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)。本課程設(shè)計使用的數(shù)據(jù)庫軟件為MySQL,中間件軟件為JBOSS,企業(yè)管理軟件為OpenERP等。這些軟件都是當(dāng)前企業(yè)信息系統(tǒng)開發(fā)用到的主流軟件。讓學(xué)生在實驗中使用這些主流的開源軟件,不但減少了課程設(shè)計的資金預(yù)算,而且為學(xué)生未來就業(yè)打下基礎(chǔ)。
3、明確課程設(shè)計的培養(yǎng)目標(biāo),合理安排實驗內(nèi)容
為避免與其他課程設(shè)計內(nèi)容雷同,本課程設(shè)計依據(jù)信息系統(tǒng)項目實施過程進(jìn)行設(shè)計,側(cè)重于信息系統(tǒng)的實施和應(yīng)用。信息系統(tǒng)項目實施一般包括“準(zhǔn)備和計劃”、“規(guī)劃設(shè)計”、“原型測試”、“試點運行”和“全面(試)運行”和“評估和總結(jié)”六個階段,如圖1所示。依據(jù)此過程,我們設(shè)計了五個實驗。系統(tǒng)部署、系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)切換和系統(tǒng)應(yīng)用。系統(tǒng)部署實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生掌握管理信息系統(tǒng)部署過程,重點熟悉數(shù)據(jù)庫、中間件和OpenERP軟件安裝。系統(tǒng)初始化實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生掌握系統(tǒng)初始化內(nèi)容,涉及組織結(jié)構(gòu)、權(quán)限、產(chǎn)品及BOM等數(shù)據(jù)的配置。系統(tǒng)測試實驗?zāi)康氖亲寣W(xué)生掌握測試用例編寫方法,掌握功能測試和性能測試要領(lǐng)。系統(tǒng)切換實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生理解系統(tǒng)的直接切換、并行切換和分步切換的區(qū)別,學(xué)會編寫系統(tǒng)切換腳本和合理安排系統(tǒng)切換計劃。系統(tǒng)應(yīng)用實驗?zāi)康氖鞘箤W(xué)生了解管理信息系統(tǒng)主要功能,掌握管理信息系統(tǒng)使用方法,學(xué)會利用管理信息系統(tǒng)的功能解決企業(yè)實際運營問題。
三、結(jié)束語
本文針對現(xiàn)有管理信息系統(tǒng)課程設(shè)計存在的問題,提出了一些改進(jìn)措施,設(shè)計一套管理信息系統(tǒng)的實驗。這套覆蓋了整個信息系統(tǒng)實施全過程,通過整個實驗的實施,使學(xué)生對管理信息系統(tǒng)有較深的全面了解,并掌握了管理信息系統(tǒng)導(dǎo)入的全過程。通過幾個學(xué)期的實際應(yīng)用,效果不錯。
參考文獻(xiàn):
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Abstract: Aiming at the current teaching and shortcomings of JAVA course design, this paper discussed systematic the teaching pattern on the JAVA course design, put forward some ideas on computer programming courses design, these methods were positive for course teaching reform.
關(guān)鍵詞: JAVA;課程設(shè)計;教學(xué)模式;評價體系
Key words: JAVA;course design;teaching pattern;evaluation architecture
中圖分類號:G42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0226-02
0引言
當(dāng)前各類高等院校都會在本、??崎_設(shè)至少一門計算機程序設(shè)計類必修課程,例如:Visual Basic語言、Visual FoxPro語言、C語言、C++語言等[1],并安排了相應(yīng)的課程設(shè)計。但從實際教學(xué)情況來看,計算機程序設(shè)計類課程設(shè)計教學(xué)卻存在著諸多問題,導(dǎo)致課程教學(xué)低效。針對這種狀況,筆者結(jié)合自身教學(xué)實際,以JAVA課程設(shè)計為例,對計算機程序設(shè)計類課程設(shè)計教學(xué)存在的問題加以分析,并提出解決問題的思路與對策。
1JAVA課程設(shè)計的教學(xué)現(xiàn)狀分析
從國內(nèi)計算機程序設(shè)計類課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀來看,存在的問題和原因主要有如下幾點:
1.1 課程設(shè)計認(rèn)識不到位,目的性不強部分教師和學(xué)生對課程設(shè)計的認(rèn)識不到位,認(rèn)為課程設(shè)計無非是把該課程的幾個知識點簡單湊合在一起所構(gòu)成的“拼盤式”課程,認(rèn)為課程設(shè)計就是大作業(yè),并在授課時基本上按教材章節(jié)順序授課,實施的目的性不強,與專業(yè)的整體發(fā)展結(jié)合較差,達(dá)不到課程設(shè)計要求。從而使得學(xué)生對所學(xué)理論知識不能很好地運用于實際,造成與實踐的脫節(jié)[2]。
1.2 課程設(shè)計選題單一,內(nèi)容陳舊現(xiàn)行的JAVA課程設(shè)計存在著選題單一、內(nèi)容陳舊、理論過多、與實踐相脫節(jié)的情況,不能從多視角去發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新,尋找新的命題。很多從事JAVA課程設(shè)計指導(dǎo)的教師本身缺乏大型項目開發(fā)的實戰(zhàn)經(jīng)驗和經(jīng)歷,對課程設(shè)計的題目和內(nèi)容往往無法準(zhǔn)確的地位,設(shè)計的題目和內(nèi)容與實際相脫節(jié);同時,部分學(xué)生對教師設(shè)計的題目和內(nèi)容也不一定感興趣,因此也容易扼殺學(xué)生的積極性和創(chuàng)新能力。
1.3 課程設(shè)計評價方法不夠科學(xué),標(biāo)準(zhǔn)簡單大多數(shù)課程設(shè)計是以小組的形式完成,參與學(xué)生多,指導(dǎo)教師制定課程設(shè)計時要求不明確,分工不詳細(xì),監(jiān)管力度不到位,容易導(dǎo)致項目開發(fā)團(tuán)隊在執(zhí)行的過程中出現(xiàn)某些學(xué)生任務(wù)過重或者過輕的情況。并且現(xiàn)行課程設(shè)計的評價往往是指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生提交的報告來評分,這樣容易忽略對學(xué)生綜合能力的評價,可能只反映出小組整體水平甚至是某個學(xué)生的水平,而不能反映出小組每個學(xué)生的真實水平。
1.4 實驗室設(shè)備落后,管理不夠完善指導(dǎo)教師在安排課程設(shè)計時使用的是新技術(shù)、新設(shè)備和新方法,而學(xué)生到實驗室所接觸到的往往是一些過時的、陳舊的和落后的實驗設(shè)備和應(yīng)用軟件,很難真正滿足教師和學(xué)生對實驗室的需求;另外,大多數(shù)實驗室還要承擔(dān)其他專業(yè)和年級的實驗教學(xué)任務(wù),無法有效保障課程設(shè)計的教學(xué)任務(wù)。
2JAVA課程設(shè)計教學(xué)模式的設(shè)置
課程設(shè)計是課堂理論教學(xué)的延伸和補充,是綜合性較強的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。它能使學(xué)生全面掌握該課程的基本知識、基礎(chǔ)理論、基本技能,并能將本課程的各個知識點融會貫通,訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生把所學(xué)知識應(yīng)用到實際中去的能力。對于幫助學(xué)生全面牢固地掌握課堂教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的實踐和實際動手能力,提高學(xué)生素質(zhì)具有很重要的意義[3]。為改善計算機程序設(shè)計類課程設(shè)計教學(xué),筆者有如下幾點認(rèn)識和思考:
2.1 引導(dǎo)和幫助學(xué)生樹立信心,端正學(xué)習(xí)態(tài)度由于學(xué)生對JAVA課程設(shè)計往往具有畏懼情緒,不知從何著手,指導(dǎo)教師要做好宣傳和引導(dǎo)工作,幫助同學(xué)們消除恐懼感,同時加強對學(xué)生誠信品質(zhì)的培養(yǎng),杜絕弄虛作假和抄襲現(xiàn)象的發(fā)生,端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,確保課程設(shè)計的順利進(jìn)行。
2.2 研制課程設(shè)計教學(xué)平臺,規(guī)范設(shè)計成果組織有關(guān)人員,在現(xiàn)有硬件資源和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基礎(chǔ)上研制課程設(shè)計教學(xué)平臺,開通FTP功能和WEB方式管理功能,便于師生間的交流和管理。
指導(dǎo)教師可利用該平臺安排課程設(shè)計的題目、要求、進(jìn)度和答疑,以及查閱和審核課程設(shè)計總結(jié)報告等相關(guān)資料。學(xué)生可根據(jù)自己的專業(yè)基礎(chǔ),興趣和未來就業(yè)意向通過該平臺選擇自己喜歡的題目和指導(dǎo)教師,并通過FTP提交課程設(shè)計成果和總結(jié)報告等相關(guān)資料。
學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,有選擇性地進(jìn)行分組,一般3至5人為一組,選定組長,確定開發(fā)項目,設(shè)計和論證項目的總體方案,規(guī)劃出項目計劃(包括編寫目的,項目背景,參考資料,標(biāo)準(zhǔn)、條約和約定,以及項目概述和團(tuán)隊組織等),配置計劃和開發(fā)計劃等,報告指導(dǎo)教師批準(zhǔn)后方可開始實施。課程設(shè)計完成后,按照統(tǒng)一制訂的文本規(guī)范,小組的每位成員都必須提交一份關(guān)于課程設(shè)計的總結(jié)報告,結(jié)報告正文主要包括項目需求分析(方案的可行性分析、方案的論證等內(nèi)容)、項目總體設(shè)計(系統(tǒng)的總計結(jié)構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容)、項目詳細(xì)設(shè)計(各模塊的設(shè)計、算法原理闡述、完成的程序框圖等)、項目復(fù)審(對分析、總計設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)的復(fù)審)、編碼(設(shè)計結(jié)果進(jìn)行編碼的程序清單)、項目測試(使用程序調(diào)試的方法和技巧排除故障;選用合理的測試用例進(jìn)行程序系統(tǒng)測試和數(shù)據(jù)誤差分析等)和總結(jié)(本設(shè)計核心內(nèi)容程序清單及使用價值、程序設(shè)計的特點和方案的優(yōu)缺點、改進(jìn)辦法和意見等),以及主要參考文獻(xiàn)。
2.3 結(jié)合專業(yè)發(fā)展和社會需求,增強課程設(shè)計的針對性計算機技術(shù)的快速發(fā)展要求我們將新的知識單元及時引進(jìn)到教學(xué)中來,課程體系的設(shè)置要有超前和發(fā)展的眼光[4],但課程體系的設(shè)置、教材的編寫無法及時保持教學(xué)計劃的動態(tài)性和前瞻性,而課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)恰恰能夠彌補這一不足,對專業(yè)主干課程和專業(yè)基礎(chǔ)課程安排課程設(shè)計,利用寒暑假組織學(xué)生在校內(nèi)或者到企業(yè)開展項目研究和開發(fā),通過綜合運用專業(yè)基本知識和理論來分析和解決實際問題,學(xué)習(xí)程序設(shè)計開發(fā)的一般方法,掌握項目開發(fā)的過程及方式,培養(yǎng)正確的設(shè)計思想、分析問題和解決問題的能力;通過對標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化文檔的學(xué)習(xí)和查閱有關(guān)技術(shù)資料等,培養(yǎng)項目設(shè)計開發(fā)能力,滿足和適應(yīng)社會和IT行業(yè)的需求。
2.4 培育課程設(shè)計意識,完善過程管理沒有過程管理必然流于形式。在課程設(shè)計的過程管理中主要狠抓五個環(huán)節(jié):一是任務(wù)書,課程設(shè)計任務(wù)書是指導(dǎo)教師填寫并經(jīng)審議后按組提供給學(xué)生的,每組一份,主要包括本課題要解決的主要問題,計劃進(jìn)度和規(guī)定學(xué)生必須閱讀的重要文獻(xiàn),以及大體上可從哪幾個方面去研究和論述等,要求學(xué)生按照任務(wù)書的要求按時保質(zhì)保量完成任務(wù);二是師資隊伍,選拔具有項目開發(fā)經(jīng)驗的老師或者引進(jìn)企業(yè)技術(shù)人員組成課程設(shè)計指導(dǎo)團(tuán)隊,并備課,以學(xué)進(jìn)度和重點安排,保障學(xué)生在課程設(shè)計實施中學(xué)有所得;三是制訂統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范文本,以增強課程設(shè)計過程管理的科學(xué)性和嚴(yán)密性,保證課程設(shè)計成果的完整性;四是對課程設(shè)計的成果進(jìn)行匯總管理,教研室并組織抽查與評估,保證教學(xué)活動落到實處;五是把課程設(shè)計作為學(xué)校課程改革的一項探索性工作予以重點扶持,提供經(jīng)費和設(shè)備保障。
2.5 建立合理,科學(xué)公正的師生互動評價體系為保證課程設(shè)計的實現(xiàn)效果和考核的準(zhǔn)確性,建立合理、科學(xué)、公正的師生互動評價體系,將評價的過程分解到課程設(shè)計的各個環(huán)節(jié),本文建立的評價體系包括:課程設(shè)計成果,演示與答辯和互動評價三部分,詳細(xì)評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。表中給出了各評價項目達(dá)到A級的具體要求和評價主體,各項目的評分分為A、B、C、D、E五個等級并賦予相應(yīng)的分值范圍。最后學(xué)生的總評定成績?yōu)?0%×課程設(shè)計成果+30%×互動評價+30%×學(xué)生演示與答辯評分。評價的表達(dá)既有等級性的定量評價,又有描述性的定性評價,這些評價的主要目的是引導(dǎo)學(xué)生對課程設(shè)計學(xué)習(xí)的興趣,而并非簡單的成績評定。
3結(jié)束語
課程設(shè)計作為教學(xué)計劃中的重要一環(huán),它承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識和掌握的技能,分析和解決實際問題,獨立工作,團(tuán)隊協(xié)作,問題表達(dá)等能力的任務(wù)。通過課程設(shè)計能夠提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、實操技能和項目經(jīng)驗,有效地縮短同企業(yè)需求之間的差距,緩解“企業(yè)招聘難、畢業(yè)生就業(yè)難”的困境。因此,必須高度重視并積極探索計算機程序設(shè)計類課程設(shè)計教學(xué)的改革。
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課程設(shè)計選題合理與否,是課程設(shè)計改革的重要環(huán)節(jié),應(yīng)注意課題的綜合性、實用性及層次性[2]。課程設(shè)計環(huán)節(jié)中增加高分子材料改性及工藝探索的題目,目的在于加深學(xué)生對《高分子材料成型工藝學(xué)》、《聚合物改性原理及方法》等課程知識的理解,提高其理論聯(lián)系實際和靈活運用知識的能力。選擇合適的題目是保證學(xué)生如期完成課程設(shè)計的前提。課程設(shè)計環(huán)節(jié)比畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)少了8周的時間,因此課程設(shè)計選題應(yīng)“小而精”,難度應(yīng)明顯低于畢業(yè)設(shè)計題目。如果選取完全沒有研究基礎(chǔ)的題目,學(xué)生前期探索實驗會花費過多時間,不利于課程設(shè)計順利進(jìn)行?;谝陨显颍P者在以往畢業(yè)設(shè)計題目的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸,確定了課程設(shè)計相關(guān)題目。例如往屆學(xué)生曾做過“硅橡膠阻燃材料性能研究”的畢業(yè)設(shè)計題目,對于硅橡膠混煉及硫化工藝積累了一定的經(jīng)驗數(shù)據(jù),而硅橡膠材料力學(xué)性能指標(biāo)還不盡如人意,需要進(jìn)一步改進(jìn)配方。可以在此基礎(chǔ)上引出兩個課程設(shè)計題目:“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學(xué)性能的影響”、“結(jié)構(gòu)控制劑種類及用量對硅橡膠力學(xué)性能的影響”,并由兩個學(xué)生分別完成以上題目。由于有前人的基礎(chǔ),學(xué)生在實驗過程中沒有重復(fù)探索相關(guān)工藝參數(shù),實驗直接切入主題,有利于在有限的時間內(nèi)完成課程設(shè)計。此外,兩個課程設(shè)計題目雖各有側(cè)重,但主要原材料及成型工藝都相同,故兩個學(xué)生可共用一套成型設(shè)備,大大節(jié)約了設(shè)備預(yù)熱及清理時間。將學(xué)生按相近課題組成互助小組,不僅提供設(shè)備利用率,也有利于學(xué)生在遇到問題時,相互討論,相互促進(jìn)[3]。
2實驗人員安排
我校高分子材料與工程專業(yè)每年招生人數(shù)為80人,現(xiàn)有實驗室設(shè)備條件尚不能滿足全部學(xué)生同時開展材料改性及工藝制定等實踐內(nèi)容。因此,合理安排課程設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行材料改性及工藝制定的學(xué)生人數(shù),是如期完成課程設(shè)計內(nèi)容的必要保證。按照人才培養(yǎng)方案,本專業(yè)課程設(shè)計安排在第四學(xué)年秋季學(xué)期最后4周進(jìn)行。此時學(xué)生的專業(yè)課程學(xué)習(xí)已全部完成,學(xué)生對于自己的就業(yè)去向也有了初步規(guī)劃??梢越Y(jié)合學(xué)生的就業(yè)意愿安排其課程設(shè)計內(nèi)容。對于工作單位已落實為材料改性或工藝制定崗位的學(xué)生,可以優(yōu)先安排其在課程設(shè)計階段進(jìn)入相關(guān)實訓(xùn)。課程設(shè)計內(nèi)容與學(xué)生就業(yè)去向密切相關(guān),可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性,自覺參與到課程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)。在本次課程設(shè)計改革試點工作中,2010級的一名學(xué)生對于硅橡膠材料配方優(yōu)化題目很感興趣,原因就是與其簽約的工作單位主要生產(chǎn)硅橡膠產(chǎn)品。這名學(xué)生在課程設(shè)計過程中充分發(fā)揮了自身的主觀能動性,在實驗遇到問題時沒有被動等待老師的安排,而是通過多方搜集資料以及與指導(dǎo)老師討論等方式積極尋求解決問題的有效途徑。學(xué)生在課程設(shè)計階段提前進(jìn)入“工作狀態(tài)”,為學(xué)生更快適應(yīng)企業(yè)工作節(jié)奏和工作思路奠定基礎(chǔ)。
3實驗進(jìn)度安排及突況處理
課程設(shè)計時間只有4周。以往安排學(xué)生繪制模具圖,主要按照塑件圖測繪(1周)—裝配圖設(shè)計及繪制(1周)—零件圖繪制(1周)—說明書撰寫(1周)來安排進(jìn)度。模具設(shè)計過程中基本不存在突發(fā)因素,設(shè)計進(jìn)度容易控制。如果在課程設(shè)計中安排材料改性、工藝制定等內(nèi)容,則可能由于設(shè)備故障、原料采購不及時或其他因素影響實驗進(jìn)度,導(dǎo)致學(xué)生無法如期完成課程設(shè)計[1]。為此,課程設(shè)計指導(dǎo)老師需要提前做好原料及實驗設(shè)備的準(zhǔn)備、檢查工作,并做好應(yīng)急預(yù)案。在本次課程設(shè)計改革試點工作中,主要按照資料收集、初定方案、實驗驗證的思路安排進(jìn)度。仍然以“硫化劑種類及用量對硅橡膠力學(xué)性能的影響”、“結(jié)構(gòu)控制劑種類及用量對硅橡膠力學(xué)性能的影響”這兩個課程設(shè)計題目為例:第1周進(jìn)行資料搜集并初定兩種硫化劑(結(jié)構(gòu)控制劑)備選;第2周進(jìn)行硫化劑(結(jié)構(gòu)控制劑)種類篩選;第3周確定硫化劑(結(jié)構(gòu)控制劑)最佳用量;第4周整理數(shù)據(jù)并撰寫課程設(shè)計小論文。從實際試點情況看來,學(xué)生在4周內(nèi)完成材料改性等課程設(shè)計題目是基本可行的,所有參與試點的學(xué)生都如期完成了課程設(shè)計預(yù)定內(nèi)容并按期提交了課程設(shè)計論文。在試點工作中,也出現(xiàn)了一些突況。在實驗進(jìn)行過程中,個別設(shè)備由于電壓不穩(wěn)導(dǎo)致溫控器失靈而維修了幾天,耽誤了進(jìn)度。但由于參與試點的學(xué)生們積極性及配合度較高,在第1周僅花了3天時間就提前完成了資料收集及方案的初步確定。在設(shè)備維修期間,指導(dǎo)教師及時調(diào)整進(jìn)度,讓學(xué)生把實驗數(shù)據(jù)整理及課程論文框架構(gòu)建與實驗同步進(jìn)行,大大縮短了后期課程論文撰寫的時間,從而保證了課程設(shè)計如期完成。
4結(jié)語
【關(guān)鍵詞】單片機 理論與實驗 課程設(shè)計 協(xié)同教學(xué)
【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)31-0243-01
引言
單片機理論、實驗和課程設(shè)計相關(guān)課程體系是各高等院校電子電氣信息類工科專業(yè)基礎(chǔ)專業(yè)課程設(shè)置的重要組成部分,為大學(xué)生深入學(xué)習(xí)掌握單片機的基本原理,設(shè)計方法,實踐應(yīng)用等打下基礎(chǔ)。大多數(shù)理工科高校開設(shè)這些課程,對學(xué)生進(jìn)行綜合培養(yǎng)。對于單片機的理論與實踐教學(xué),既可以選擇匯編語言,也可以選擇C語言進(jìn)行。在高校的實際教學(xué)工作中,大多數(shù)老師是選擇匯編語言進(jìn)行教學(xué)的,因為從匯編語言入手能更好的掌握單片機的硬件資源使用原理等,也有部分老師是直接使用C語言進(jìn)行教學(xué),認(rèn)為匯編語言編程過于繁瑣,而C語言編程能夠在將來的實踐工作中得到更好的應(yīng)用。本文通過總結(jié)作者多年來在單片機相關(guān)課程教學(xué)積累的經(jīng)驗和教學(xué)研究心得,以51單片機理論、實驗和課程設(shè)計教學(xué)為例,對如何在使用不同編程語言進(jìn)行繁瑣和復(fù)雜的教學(xué)中使學(xué)生更好地掌握單片機知識體系進(jìn)行了探討。
1.單片機理論教學(xué)
1.1 匯編語言理論教學(xué)
單片機是一個把中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM、并行IO接口、串行IO接口、定時器計數(shù)器、時鐘振蕩電路等集成在一起的控制芯片,硬件資源簡單且豐富,也易于擴展電路,所以單片機的學(xué)習(xí)側(cè)重點首先在于掌握硬件資源使用方法。因為匯編語言實際上是CPU能夠識別的機器碼的助記符,從匯編語言入手開始教學(xué),能夠使學(xué)生更好地掌握單片機的硬件資源使用原理。使用匯編語言編程可以很方便地對單片機存儲器地址直接進(jìn)行存取操作,也能很方便地對存儲器地址進(jìn)行整體安排分配,前提是對單片機硬件資源非常熟悉,能夠靈活調(diào)用。比如指令MOV、MOVC和MOVX可以分別訪問單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器和外部擴展的數(shù)據(jù)存儲器。匯編編程的缺點在于進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯判斷跳轉(zhuǎn)等比較繁瑣。
1.2 C語言理論教學(xué)
國內(nèi)的單片機C語言程序設(shè)計教程多數(shù)的編排都會在前面開始的章節(jié)介紹單片機硬件資源以及匯編語言指令系統(tǒng),然后以更大篇幅講述C語言程序設(shè)計語法和針對硬件資源的編程。針對單片機的C語言程序設(shè)計語法與計算機C語言高級程序設(shè)計編程語法基本一致,而針對硬件資源的指令又類似于匯編語言指令系統(tǒng),所以應(yīng)該可以說單片機C語言程序設(shè)計是計算機C語言高級程序設(shè)計和匯編語言指令結(jié)合體。要掌握好C語言編程依然要對于單片機的硬件資源理解透徹并能靈活調(diào)用。但是C語言針對硬件資源的指令與匯編語言指令比較起來卻不如匯編那么直觀,也不如匯編指令那樣更加有助于單片機硬件體系結(jié)構(gòu)的理解。
為了使初學(xué)者能夠更好地理解單片機硬件體系結(jié)構(gòu),掌握硬件資源的調(diào)用,選擇匯編語言進(jìn)行教學(xué)顯然是更加合適的。
2.單片機實驗教學(xué)
單片機作為電子電氣信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)核心課程,比某些專業(yè)基礎(chǔ)課程如電路原理、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)等更加注重編程實踐的練習(xí)。單片機實驗課程一般都是配套安排在單片機理論課程的下半學(xué)期,這樣能夠更加有助于理論的理解和掌握。作為理論課程的配套課程,單片機實驗課程在教學(xué)上必須與理論課程保持一致性,選擇匯編語言進(jìn)行實驗教學(xué)就是必然和最好的選擇。
在實驗設(shè)備的選擇上,學(xué)院實驗室早期購置過星研單片機Star ES51實驗箱,后來又購置了大批光佑STC開發(fā)板,可以兩者選其一。
早期的單片機實驗都是集中在實驗室進(jìn)行,兩人共用一臺實驗箱,通過連線和讀寫配套程序仿真運行來進(jìn)行實驗。這樣的實驗有一些明顯的不足,比如配套程序調(diào)用了很多鍵盤顯示的子程序,而這些子程序沒有直接給出來,實驗箱的很多硬件電路連接也沒有給出詳細(xì)原理圖,所以造成了實驗結(jié)束后多數(shù)學(xué)生也是對實驗原理和編程似懂非懂的結(jié)果。
有了STC開發(fā)板后,每個學(xué)生可以分配一塊開發(fā)板,各自進(jìn)行單片機的編程仿真實驗,還可以將開發(fā)板帶回宿舍課后繼續(xù)練習(xí),實驗可以更方便地進(jìn)行。實驗開發(fā)板的原理圖清晰,例子程序豐富,通過讀寫配套例程可以較好的掌握單片機的基本原理。
顯然使用匯編語言選擇STC開發(fā)板進(jìn)行單片機實驗是實驗教學(xué)的最好安排。實驗課程的要求注重于單片機基礎(chǔ)知識的掌握和硬件資源的調(diào)用。
3.單片機課程設(shè)計教學(xué)
單片機課程設(shè)計的安排是為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實踐能力,所以課程設(shè)計的教學(xué)就不再局限于基本原理的掌握,而是必須達(dá)到更高程度的實踐效果。匯編語言編程有利于對基礎(chǔ)知識的理解和單片機硬件資源的掌握,卻不利于復(fù)雜邏輯的處理。所以在學(xué)生已經(jīng)基本掌握了基礎(chǔ)理論的情況下,課程設(shè)計選擇C語言編程,可以讓學(xué)生更加方便的進(jìn)行復(fù)雜程序的編寫。
單片機課程設(shè)計實踐項目內(nèi)容的安排上,必須注重單片機內(nèi)部和外部硬件資源的綜合調(diào)用,以便完成具有實際意義的綜合程序的編寫。課程設(shè)計實踐項目安排了可以綜合調(diào)用單片機I/O口資源進(jìn)行鍵盤掃描數(shù)碼管顯示以及中斷處理的實現(xiàn)計算器功能的程序編寫,和能夠使用I2C總線進(jìn)行通訊的AD/DA處理的程序編寫。這兩種程序的綜合度和復(fù)雜度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單片機實驗題目的要求。從實踐結(jié)果來看,通過這種綜合性復(fù)雜程序的編寫練習(xí),能夠大大提高學(xué)生的開發(fā)設(shè)計實際項目的動手實踐能力。
結(jié)束語
在我國大力實行人才戰(zhàn)略強調(diào)人才培養(yǎng)的大環(huán)境下,本文作者所在高校也響應(yīng)國家號召加強本科生培養(yǎng),實施卓越工程教育,取得了積極可喜的成績。本文積極探索和提高單片機理論實驗課程設(shè)計協(xié)同教學(xué)的方法,取得了長足的進(jìn)步和發(fā)展,也得到了學(xué)生的高度認(rèn)同。以此方法培養(yǎng)出來的本科生在參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的過程中也取得了驕人的成績。本文作者經(jīng)驗和方法也可以為兄弟院校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提供參考和借鑒。
參考文獻(xiàn):
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[2]郭天祥.新概念51單片機C語言教程――入門、提高、開發(fā)、拓展, 電子工業(yè)出版社,2009.1
[3]彭偉.單片機C語言程序設(shè)計實訓(xùn)100例――基于8051+Proteus仿真(第2版), 電子工業(yè)出版社,2012.10
關(guān)鍵詞: 機械設(shè)計; 理論教學(xué); 實踐教學(xué); 教學(xué)改革
中圖分類號: G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1009-8631(2012)01-0155-01
《機械設(shè)計》課程是汽車維修工程教育專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。高等學(xué)校的課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ),當(dāng)前《機械設(shè)計》課程的教學(xué)重理論、輕實踐,前沿技術(shù)更新不足;沒有根據(jù)社會、經(jīng)濟和科技的發(fā)展,及時改進(jìn)教學(xué)方式、方法,滿足社會對一專多能專業(yè)人才的需求及學(xué)生就業(yè)需要,因此課程改革勢在必行。本文從理論教學(xué)環(huán)節(jié)和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行一些探討。
1 理論教學(xué)環(huán)節(jié)
1.1教學(xué)內(nèi)容
根據(jù)本課程的任務(wù),在教學(xué)內(nèi)容組織安排上,根據(jù)本專業(yè)的特點,加強知識的針對性和實用性,克服原課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)固化、偏重自身完整性和教學(xué)內(nèi)容組織缺乏彈性等問題。提到《機械設(shè)計》課程,人們素有“內(nèi)容多、難掌握;零件類型多、設(shè)計方法難于統(tǒng)一;參數(shù)、公式、圖表多,難于記憶”的“三多、三難”之感,教師認(rèn)為不好教,學(xué)生認(rèn)為不好學(xué)。我們認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以“夠用”為原則,對過深的理論推導(dǎo)和公式、公理等的推導(dǎo)、證明,可在有選擇的、不影響知識理解連貫性的前提下略減或刪除,以便學(xué)生集中精力掌握實用的結(jié)論,以解決實際設(shè)計問題。例如在齒輪傳動中,齒而接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算(或校核公式)的推導(dǎo)過程等都可刪除不講,只介紹結(jié)論。公式只要求會選用,理解公式中每個參數(shù)的含義,會計算就可以了。再比如,流體動力的基本方程的推導(dǎo)過程我們也可以選擇不講,只需要了解形成流體動力的必要條件??傊?,要對本課程的教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度根據(jù)汽車維修工程教育專業(yè)特點進(jìn)行調(diào)整。
1.2教學(xué)過程
在教學(xué)過程中,要合理設(shè)計備課――課堂講授――課后總結(jié)這一主線中的各個環(huán)節(jié)。
(1)認(rèn)真?zhèn)湔n,使課堂內(nèi)容少而精且與專業(yè)最貼切。在課程教學(xué)學(xué)時不斷減少的大趨勢下,課堂教學(xué)必須做到少而精。但是要做到這點并不容易,因為少而精并非簡單地減少教學(xué)內(nèi)容,而是要恰當(dāng)?shù)鼐x內(nèi)容,科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容。而要精選和科學(xué)地組織教學(xué)內(nèi)容,首先必須明確教學(xué)要求,吃透教學(xué)內(nèi)容。因為只有這樣才能有明確的日的性和針對性,才能主次分明、邏輯嚴(yán)密,使教材由“厚”變“薄”。在教師認(rèn)真?zhèn)湔n的同時,也要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí),帶著問題來上課。
(2)課堂講授過程中,重視互動,注意教學(xué)方法的合理運用。傳統(tǒng)的以教師為中心的填鴨式的教學(xué)模式,教師教什么,學(xué)生就學(xué)什么,使學(xué)生完全處于被動地位,課堂氣氛不活躍,往往影響了教學(xué)效果。另外教學(xué)設(shè)計缺乏對崗位技能需求的分析,沒有充分體現(xiàn)“以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向”的指導(dǎo)思想,教學(xué)的主觀能動性得不到充分發(fā)揮。
課堂教學(xué)不應(yīng)該是教師個人的獨角戲,而應(yīng)讓學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中。同時,講授過程中要用貼切的詞匯和術(shù)語來表達(dá)所傳授的概念和內(nèi)容,才能使學(xué)生對機械設(shè)計一這門課不感到枯燥無味。當(dāng)學(xué)生對講解的內(nèi)容提出疑問,或者是學(xué)生提出預(yù)習(xí)過程中遇到的疑、難點后,可以先請班上其他學(xué)生試著回答,再由教師進(jìn)行細(xì)致講解,印象會深刻許多,比單一的填鴨式教育效果要好。當(dāng)然,在講課過程中,可以采取傳統(tǒng)方式和現(xiàn)代方式相結(jié)合的教學(xué)方法,以提高學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解和掌握。比如說,在講解四桿機構(gòu)的應(yīng)用的時候,例如講解機構(gòu)的運動時,可以通過多媒體播放汽車上雨刮器的運動過程;講解齒輪系的時候,可以播放汽車變速器的工作過程等等。此外還可以播放一些生產(chǎn)和生活中的實際應(yīng)用錄像,這樣不僅形象生動,學(xué)生易接受和理解,同時也能引起學(xué)生的興趣,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
(3)課后總結(jié)。對教師來說,課后總結(jié)是一種對教學(xué)過程的自我反思,帶有自我診斷,自我提高的作用。通過反思教學(xué)方法、手段以及達(dá)到的效果,檢查和記錄備課中疏漏,使以后的教學(xué)更具有合理性和針對性。
2 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
2.1實驗環(huán)節(jié)
《機械設(shè)計》是一門實踐性很強的課程,因此學(xué)生要真正掌握好這門課的知識,只有理論知識是不夠的,還必須要使理論與實踐相結(jié)合。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式有其弊端,實驗大多是觀摩性、驗證性的,基本上是學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書規(guī)定的幾個項目,學(xué)會一些操作,而無實際綜合設(shè)計能力的訓(xùn)練。由于實驗課不是一門獨立的課程,不單獨給學(xué)生評定成績,造成學(xué)生對實驗課不重視,缺少積極性,而是抱著被動、敷衍式的學(xué)習(xí)態(tài)度。我們設(shè)計了帶傳動實驗、滑動軸承實驗、減速器拆裝及軸系結(jié)構(gòu)分析實驗等等。其中,帶傳動實驗中,進(jìn)行平帶、v帶和圓帶的實驗,可通過計算機測試分析軟件自動繪制滑差率和效率曲線,并可進(jìn)行傳動過程的模擬。
2.2課程設(shè)計環(huán)節(jié)
課程設(shè)計是《機械設(shè)計》課程的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。目前,不少學(xué)校的《機械設(shè)計》課程設(shè)計的題目都還是集中在減速器的設(shè)計,這就難免招致一些偏見,認(rèn)為教學(xué)落后于社會發(fā)展。其實在我看來,這樣的認(rèn)知有一定的誤區(qū)。我們講解某一具體零件的設(shè)計方法的真正目的并不在于要讓學(xué)生去設(shè)計這一零件,而是要使學(xué)生通過學(xué)習(xí)掌握一種具體的設(shè)計方法,從而具備機械設(shè)計的一般能力。在課程設(shè)計過程中,要注意設(shè)計中的重點和難點。在課程設(shè)計之前,除了進(jìn)行減速器的拆裝以提高學(xué)生的感性認(rèn)識,還可以帶學(xué)生去機電市場調(diào)研,了解減速器的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品價格,培養(yǎng)學(xué)生建立產(chǎn)品的工程實用性、成本設(shè)計思想。
對于未能集中開設(shè)課程設(shè)計的班級,我們把課程設(shè)計內(nèi)容分解成若干個小設(shè)計,結(jié)合相應(yīng)章節(jié)的知識點,作為課后作業(yè)來完成。這樣,即使在不安排課程設(shè)計的情況下,也能熟悉一臺機器的完整的設(shè)計過程,并在設(shè)計過程中學(xué)會工具書的使用,這點對于本專業(yè)的學(xué)習(xí)也非常重要。
3 考核環(huán)節(jié)
目前,汽車維修工程教育專業(yè)的《機械設(shè)計》課程的考核方法還是期末考試,通過一次性定時閉卷筆試成績來評價學(xué)生對該課程的掌握情況。這種考核方法存在一定的弊端,只是側(cè)重于基本理論和知識點的掌握,會造成學(xué)生在臨考前死記硬背、臨時突擊,不利于考核學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新能力和解決問題的綜合能力。建議今后對學(xué)生的考核可以突破現(xiàn)有的模式,參考基本理論的掌握情況、實踐能力、課程設(shè)計的情況等多方面進(jìn)行考慮,這樣的評價體系應(yīng)該能更真實的反應(yīng)學(xué)生對本課程的掌握程度。
4 結(jié)束語
《機械設(shè)計》是汽車維修工程教育專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程,內(nèi)容較多,但課時相對較少。研究如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生機械大系統(tǒng)的觀念、工程意識、機械設(shè)計能力、創(chuàng)新意識是非常重要的。而教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的不斷改進(jìn),有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和設(shè)計能力,為今后進(jìn)行相關(guān)機械設(shè)計工作打下良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
論文摘要:以培養(yǎng)創(chuàng)新能力人才為目標(biāo),從課堂教學(xué)入手,對研究型大學(xué)路基路面工程課程教學(xué)方法展開研究,提出了以討論法代替?zhèn)鹘y(tǒng)簡單教學(xué)、經(jīng)典基礎(chǔ)理論與最新研究成果結(jié)合、實驗課程穿插課堂教學(xué)、深化課程設(shè)計等改進(jìn)措施,提高學(xué)生創(chuàng)新能力及解決復(fù)雜問題的能力。
路基路面工程是土木工程專業(yè)道路方向的一門專業(yè)主干課程。該課程涵蓋知識點較多,主要集中在路基工程及路面工程兩個部分,涉及交通工程學(xué)、材料科學(xué)、巖土工程學(xué)、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)、結(jié)構(gòu)工程等相關(guān)學(xué)科。課程一般設(shè)置約60學(xué)時。在開設(shè)該門課程之前,通常需要先完成道路建筑材料、交通工程學(xué)、公路勘測、土質(zhì)土力學(xué)等課程的學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)課程設(shè)置目標(biāo)要求學(xué)生在掌握一定專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,具備自主完成規(guī)定設(shè)計項目,綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。教學(xué)型大學(xué)以招收本科層次的學(xué)生為主體,履行人才培養(yǎng)職能,塑造高水平技能型人才,注重學(xué)生掌握專業(yè)知識的廣度。研究型大學(xué)側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,注重創(chuàng)新環(huán)境的建設(shè),在教學(xué)環(huán)節(jié)過程中注重學(xué)生掌握專業(yè)知識的深度,并具備以現(xiàn)有知識為基礎(chǔ)開展相似問題的分析和解決能力。以路基路面工程教學(xué)為例,教學(xué)型大學(xué)應(yīng)力求學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容全面掌握,實現(xiàn)知識點掌握的廣度要求。研究性大學(xué)以研究型人才培養(yǎng)為己任,注重課程熱點問題掌握的深度。當(dāng)前,區(qū)別對待研究型大學(xué)與教學(xué)型大學(xué)課程教學(xué)十分必要。傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)方式對于研究型大學(xué)教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)有一定影響,難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)深度和效果。此外,路基路面工程課程教學(xué)內(nèi)容多,涉及范圍廣,傳統(tǒng)被動的學(xué)習(xí)方式,很難實現(xiàn)對知識點的全面、深入掌握。鑒于此,開展課堂討論式教學(xué)、經(jīng)典基礎(chǔ)理論與現(xiàn)階段研究成果相結(jié)合、穿插實驗課程、深化課程設(shè)計等教學(xué)改革意義深遠(yuǎn)。
一、討論式教學(xué)
討論式教學(xué)法是探究式教學(xué)的一種重要形式和方法。它強調(diào)在教師的精心準(zhǔn)備和指導(dǎo)下,為實現(xiàn)一定的教學(xué)目標(biāo),通過預(yù)先設(shè)計、組織、啟發(fā)學(xué)生就特定問題充分發(fā)表自己的見解,以培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力和創(chuàng)新精神[1]。該方法是以學(xué)生為中心,通過討論學(xué)習(xí)提高學(xué)生的自學(xué)能力、推理能力、運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。討論式教學(xué)方法在素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育中扮演中非常重要的角色,它為發(fā)展學(xué)生的主體性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維提供了良好條件。
實施討論式教學(xué)方法的前提是教師必須預(yù)先明確課堂討論內(nèi)容,討論題目應(yīng)緊扣教學(xué)內(nèi)容要求,把握好題目的難度和深度,并提前3~5天下發(fā)題目給學(xué)生。教師應(yīng)提前完成基礎(chǔ)知識的講授,在此基礎(chǔ)上發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間,通過查閱資料、小組內(nèi)部討論、互助學(xué)習(xí)完成相關(guān)內(nèi)容,并在學(xué)習(xí)的過程中將自己難以解決的問題標(biāo)注,留待課堂教學(xué)討論時供大家探討、解惑。教師應(yīng)把握題目的討論方向,注意課堂討論的節(jié)奏,按照教學(xué)計劃的設(shè)置,針對每個討論題目預(yù)留足夠的總結(jié)時間,解答學(xué)生在自主學(xué)習(xí)及課堂討論過程中遇到的難點。討論式教學(xué)對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,發(fā)揮創(chuàng)新意識,提高學(xué)生創(chuàng)新研究能力具有舉足輕重的作用,有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
二、基礎(chǔ)理論與研究成果結(jié)合
了解知識點當(dāng)前的研究成果是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、拓展學(xué)習(xí)空間、培養(yǎng)研究意識的重要途徑,常規(guī)本科階段的學(xué)生往往處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài),在片面強調(diào)考試成績的大環(huán)境下,常常采取對書本知識硬性記憶,而忽視了知識點的應(yīng)用及該知識點的拓展空間[2]。此現(xiàn)象在教學(xué)型大學(xué)中尤為常見。研究型大學(xué)以建設(shè)創(chuàng)新環(huán)境、培養(yǎng)創(chuàng)新能力為首要目標(biāo),在該類院校的課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,針對某個知識點,教師應(yīng)向?qū)W生闡述該知識點最新的研究近況及當(dāng)前研究現(xiàn)狀中存在的問題。如在瀝青路面設(shè)計部分,在講解道路結(jié)構(gòu)層位設(shè)計時,應(yīng)闡述當(dāng)前路面力學(xué)計算的研究現(xiàn)狀以及以彈性層狀體系為基礎(chǔ)路面力學(xué)計算方法的局限及改進(jìn)方向。
路基路面工程是一門發(fā)展較為迅速的學(xué)科,新的理論、新的施工機具、新的施工方法及管理方法每天都有變化,在基礎(chǔ)理論知識的講解過程中無視新成果的存在,勢必會影響教學(xué)效果,無益于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。引入最新研究成果輔助教學(xué)的方法要求教師花費更多的時間去了解自己研究方向以外的科研成果,對任課教師提出了更高要求。本科教學(xué)內(nèi)容較為寬泛,教師的工作是最大限度地提升學(xué)生創(chuàng)新意識,在有限學(xué)時的課堂教學(xué)中力求使學(xué)生獲得最大的知識儲備。
三、實驗課程穿插課堂教學(xué)
實驗教學(xué)是土木工程專業(yè)的一個極為重要的環(huán)節(jié),它可以有效彌補課堂理論教學(xué)的不足,增強實踐性。路基路面工程的先修實驗課程基本來自道路建筑材料實驗及土質(zhì)土力學(xué)實驗。如瀝青三大指標(biāo)測試、混合料油石比確定、土的塑液限等基礎(chǔ)實驗[3]。此處所指的實驗課程并非前述此類基本實驗,是指在教學(xué)過程中針對抽象難懂的知識點在教師指導(dǎo)下,學(xué)生自行設(shè)計模型、自行加載驗證,豐富課堂理論教學(xué)的一種方式。如在進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力計算的教學(xué)中,可鼓勵學(xué)生采用相似材料進(jìn)行小型實驗,采用貼應(yīng)變片等技術(shù)方式完成加載、測試,驗證課堂教學(xué)成果,加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解,同時也應(yīng)鼓勵學(xué)生在實驗室內(nèi)針對理解存在偏差的問題進(jìn)行深入研究。當(dāng)前,本科階段學(xué)生對實驗室的利用較低,除了進(jìn)行必須的實驗課程外,學(xué)生很少在實驗室進(jìn)行相關(guān)研究學(xué)習(xí)。為培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的研究能力,研究型大學(xué)的實驗室應(yīng)全面開放,鼓勵學(xué)生走進(jìn)實驗室,進(jìn)行創(chuàng)新性實驗。吉林大學(xué)近年來開展大學(xué)生創(chuàng)新實驗計劃就是以研究小組的方式在實驗室內(nèi)完成相應(yīng)級別的科研項目,取得了豐碩的成績。
四、深化課程設(shè)計
課程設(shè)計在土木工程相關(guān)專業(yè)中的地位極為重要。以道橋工程專業(yè)為例,設(shè)置課程設(shè)計的課程有公路勘測設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、路基路面工程、橋梁工程等[4]。課程設(shè)計是對課程的全面總結(jié),它以完成某一小課題的形式實現(xiàn)對整門課程的一個有效串接,將各個章節(jié)看似孤立的知識點有機地結(jié)合到一個大問題中來,使學(xué)生對課程的知識點充分掌握[5]。
筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn),當(dāng)前路基路面工程課程設(shè)計存在以下問題:一是,大多數(shù)課程設(shè)計圍繞理論計算部分,而且主要針對瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計及水泥路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計兩大部分展開,立題范圍相對較小;二是課程設(shè)計的難度偏小,學(xué)生可以按照書中例題所示步驟機械地完成,沒有發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新空間,收獲較小,達(dá)不到課程設(shè)計的根本目標(biāo)。分析路基路面工程課程設(shè)計中存在的問題,筆者建議采取深化路基路面工程課程設(shè)計的方式增強課程的教學(xué)成果,滿足研究型大學(xué)創(chuàng)新環(huán)境建設(shè)目標(biāo)的需求。一是,拓展路基路面工程課程設(shè)計的選題范圍,實現(xiàn)課程設(shè)計的多樣化,教師將課程設(shè)計題目分類,如設(shè)置實驗類課程設(shè)計及計算類課程設(shè)計,學(xué)生可結(jié)合自己的研究興趣自主選擇。二是,加深課程設(shè)計的難度,鼓勵學(xué)生查閱資料解決復(fù)雜問題??蓪鹘y(tǒng)課程設(shè)計中進(jìn)行道路結(jié)構(gòu)層厚度計算的題目改為道路結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力或者剪應(yīng)力分布規(guī)律的分析。在分析問題、解決問題的過程中,教師應(yīng)全程指導(dǎo),隨時解答學(xué)生疑惑,以實現(xiàn)高水平課程設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:電子技術(shù);課程設(shè)計;教學(xué)改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)51-0075-03
電子技術(shù)課程設(shè)計是一門集基本理論、工程設(shè)計于一體的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是電子、信息類本科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程。該課程是對電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等前期課程所學(xué)內(nèi)容的消化、鞏固、總結(jié)和提高。該課程的教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握扎實的相關(guān)課程基本理論知識,更在于通過對學(xué)生進(jìn)行綜合訓(xùn)練,培養(yǎng)和提高學(xué)生在電子系統(tǒng)方面的工程設(shè)計能力、元器件裝配能力、綜合調(diào)試能力。同時,也為后續(xù)課程,如單片機系統(tǒng)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計及電子系統(tǒng)課程設(shè)計等實踐課程的開展打下良好的基礎(chǔ),為學(xué)生今后從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作提供了必要、專業(yè)的實踐技能。
一、電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)的不足
根據(jù)過去幾年對電子技術(shù)課程教學(xué)情況的分析,結(jié)合相關(guān)企業(yè)對電子類人才的要求,我們認(rèn)為該課程在教學(xué)設(shè)計上應(yīng)從下面幾個問題上重點改革。
(一)課程內(nèi)容與社會需求差距較大,設(shè)計題目偏少
電子技術(shù)課程主要由理論和實踐兩部分構(gòu)成,其中實踐又分為實驗和課程設(shè)計。理論是基礎(chǔ)、實驗是深入、課程設(shè)計是提高,它們相輔相成構(gòu)成這門課程完整的教學(xué)體系。針對課程設(shè)計,一般本科院校的教學(xué)方式較為保守,沿用傳統(tǒng)模式,忽視了相關(guān)行業(yè)、企業(yè)所采用的新技術(shù)、新軟件,不能與社會同步,學(xué)生走出校門口不能立即勝任崗位工作,而是需要通過進(jìn)一步的崗前培訓(xùn)才能滿足崗位對人才的需求。同時,設(shè)計題目和類型偏少,內(nèi)容相對陳舊,學(xué)生可選擇的范圍也不大,導(dǎo)致部分學(xué)生對本門課程學(xué)習(xí)的積極性不高,也影響了本課程的教學(xué)效果。
(二)教學(xué)方法較為單一落后
本門課程的教學(xué)時間為32學(xué)時(合計不到一周的教學(xué)時間),時間較短,為了在較短的時間讓學(xué)生完成設(shè)計任務(wù),教師總是詳細(xì)講解并指定相應(yīng)的資料,將學(xué)生限制在指定的范圍和實驗元件內(nèi),不利于培養(yǎng)出具有競爭意識和創(chuàng)新能力。且在實驗講義中,編寫教師對設(shè)計題目的電路實現(xiàn)方案編寫得較細(xì),學(xué)生可發(fā)揮的空間較小,導(dǎo)致部分學(xué)生不會自己獨立思考,直接采用設(shè)計提示電路,或者直接抄襲其他學(xué)生的設(shè)計方案,不能更好地調(diào)動學(xué)生獨立設(shè)計的積極性。
當(dāng)前我們大部分老師都采用了多媒體授課,在教學(xué)過程中,教師過分地依賴電子課件,而忽略了其他的教學(xué)方法,如課堂演示、學(xué)生上臺實操等。在涉及電子設(shè)計軟件的操作時,學(xué)生需要實際動手訓(xùn)練,邊聽邊做效果會更好。而用電子課件進(jìn)行授課時,加快了課堂授課的節(jié)奏,學(xué)生對某些知識點來不及消化,教與學(xué)缺少良好互動,學(xué)生很難與老師保持同步,使得授課效果大打折扣。
(三)實踐缺乏工程化思想
在電子信息和儀器儀表領(lǐng)域從事電路設(shè)計基本上是以工程化的方式進(jìn)行的,將一個工程分成若干個模塊,再由不同的項目團(tuán)隊分頭完成。將現(xiàn)代電子領(lǐng)域里設(shè)計公司的理念融入課堂,讓學(xué)生以設(shè)計團(tuán)隊為單位開展實訓(xùn),能夠使學(xué)生走出校門后更快地適應(yīng)自己的崗位,但從目前大多數(shù)學(xué)校開設(shè)的課程來看,除了畢業(yè)設(shè)計會有幾個學(xué)生一起合作完成外,實驗、課程設(shè)計等幾乎都是學(xué)生獨立完成的,很多學(xué)生抱著應(yīng)付的心態(tài)隨大流,沒有主動思考的意識,缺乏創(chuàng)新思維。大多數(shù)學(xué)生只是按照老師所給電路圖像搭積木一樣連線,不能真正弄懂電路的意圖,因此在未提供電路圖時往往束手無策。嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新思維,使得學(xué)生在走出校門后不能從事完整的工程設(shè)計,面對很多簡單的項目也會缺乏信心,無法在已有的崗位基礎(chǔ)上實現(xiàn)更高的突破。
(四)成績評定體系不夠完善
目前的考核制度,雖然提升了平時成績所占比例,但仍然是應(yīng)試教育模式。在成績評定時,往往根據(jù)調(diào)試結(jié)果以及撰寫的設(shè)計報告給出成績,學(xué)生在設(shè)計、制作、調(diào)試過程中遇到的問題以及解決方案等具體實施過程沒有體現(xiàn)出來,評定的標(biāo)準(zhǔn)不能具體量化,不能很好地反應(yīng)學(xué)生在本門課程中的收獲和真實水平。
二、電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)的改革
(一)結(jié)合專業(yè)的社會行業(yè)需求,豐富設(shè)計題目
設(shè)置合適的設(shè)計題目是提高電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)效果的關(guān)鍵。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,新器件不斷涌現(xiàn),將其與課程教學(xué)緊緊結(jié)合,才能跟上時代的步伐。因此,課程設(shè)計教學(xué)改革的第一步就是結(jié)合專業(yè)的社會行業(yè)需求,根據(jù)學(xué)生的實際情況,提供足夠的課程設(shè)計選題,同時保證設(shè)計課題的內(nèi)容具有綜合性、實用性、先進(jìn)性。
首先,本設(shè)計課程為學(xué)生提供了72個設(shè)計題目(課題內(nèi)容統(tǒng)計情況見表1),保證學(xué)生具有較大的選擇空間;每一個題目具有基本功能和擴展功能,從而滿足具有不同實踐能力的同學(xué)的要求。其次,大部分課題的設(shè)計要求盡量使用現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)該設(shè)計的新器件,設(shè)計并完成的小電子系統(tǒng)實用性較強,具有相當(dāng)?shù)氖褂脙r值,可以作為電子系統(tǒng)課程設(shè)計和儀器儀表課程設(shè)計的基本模塊,也可以作為電子競賽和創(chuàng)新項目的單元電路。再次,設(shè)計題目新穎,能激發(fā)學(xué)生的設(shè)計調(diào)試興趣;大部分課題的設(shè)計內(nèi)容與專業(yè)密切結(jié)合,從而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。最后,每個設(shè)計題目都能夠盡量訓(xùn)練前期課程中的相關(guān)知識點,比如:鞏固電路分析基礎(chǔ)中的分壓電路、電容元件特性、變壓器工作原理等;模擬電子技術(shù)課程中的基本共射、共基放大電路、功率放大器、比較器電路、波形發(fā)生電路等;數(shù)字電路中各種邏輯門電路、顯示譯碼器、數(shù)據(jù)選擇/分配器、觸發(fā)器、寄存器、計數(shù)器、555電路和蜂鳴報警電路的應(yīng)用等。教師在布置設(shè)計任務(wù)時,針對每個設(shè)計題目,以系統(tǒng)框圖形式給出2~3個總體設(shè)計參考方案,以高集成芯片為核心,由中規(guī)模集成電路構(gòu)成各單元電路,然后組合出系統(tǒng)的設(shè)計方案。
課程設(shè)計除了提供5個類型72項常用的備選設(shè)計題目之外,還引入了與學(xué)科相關(guān)的科研項目的子課題作為課程設(shè)計題目,選拔一些優(yōu)秀學(xué)生參與這部分課題的設(shè)計。同時結(jié)合每年的本科生創(chuàng)新項目,每年更新一些設(shè)計課題。以教學(xué)、科研及競賽項目為電子技術(shù)課程設(shè)計題目,為學(xué)生創(chuàng)造了研究性學(xué)習(xí)的機會,提高了其實踐技能。通過項目開發(fā)過程的工程磨煉,提高了學(xué)生的實踐技能,激發(fā)了學(xué)生的自主創(chuàng)新意識,對于學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)發(fā)揮了較大的作用。同時,學(xué)生參與教學(xué)科研活動,可以解決創(chuàng)新實踐活動開展中的一系列問題,促進(jìn)了創(chuàng)新實踐活動的開展。
(二)豐富課題設(shè)計內(nèi)容,合理安排教學(xué)進(jìn)度
電子技術(shù)課程設(shè)計一般安排在大三上下學(xué)期進(jìn)行分散教學(xué)。教學(xué)學(xué)時共32學(xué)時,每周3學(xué)時,共11周。教學(xué)進(jìn)度和時間安排統(tǒng)計情況見表2。
本著培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計、創(chuàng)新實踐的理念,我們改變了傳統(tǒng)的“老師講,學(xué)生做”的方式,少講甚至不講理論知識,僅是提綱挈領(lǐng)地給學(xué)生指引一下他們設(shè)計所要查找資料的方向,在設(shè)計的過程中,學(xué)生遇到了實際問題再進(jìn)行單獨答疑。
在組織方式上,參照電子競賽的方式進(jìn)行,2名學(xué)生一組。每組學(xué)生可在指定的選題中任選一個設(shè)計題目,在11周內(nèi)協(xié)力完成課程設(shè)計任務(wù)。學(xué)生在課程設(shè)計期間,不僅要共同討論設(shè)計課題和選擇設(shè)計方案,還必須落實自己具體的設(shè)計任務(wù),以達(dá)到了解和熟悉整個設(shè)計課題全過程的目的。同時由于引入了競賽機制,不但可以增強學(xué)生的團(tuán)隊精神,還能發(fā)掘他們創(chuàng)新的潛能。
在課程設(shè)計前期,課程設(shè)計的任課教師可提前兩周布置課程設(shè)計的教學(xué)任務(wù),在這期間,完成學(xué)生的分組,兩人一組自愿組合,提供課程設(shè)計題目供學(xué)生自行選擇。學(xué)生選定題目后根據(jù)課題的設(shè)計要求和參數(shù)獨立查閱相關(guān)資料,完成電路的初步設(shè)計。
課程設(shè)計第一階段,完成方案設(shè)計。方案設(shè)計包括電路方框圖、詳細(xì)的電路原理圖、電路工作原理的說明和元器件清單。完成電路設(shè)計后,學(xué)生還要使用Multisim軟件完成對設(shè)計的電路進(jìn)行仿真。通過軟件仿真可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在一些的問題,進(jìn)一步改善設(shè)計方案。學(xué)生掌握了電子仿真軟件的使用方法,也為以后的課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。實驗室將元件清單匯總,盡快完成元器件的準(zhǔn)備工作。
課程設(shè)計第二階段,完成電路原理圖和PCB板繪制,并且完成PCB的制作。學(xué)生通過學(xué)習(xí)使用Protel軟件,熟悉了電路布局、布線、電路板的制作過程,增強了對電子系統(tǒng)工程設(shè)計過程的認(rèn)識。
課程設(shè)計第三階段,完成元器件的焊接及整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),測試技術(shù)指標(biāo)。學(xué)生在教師指導(dǎo)下較好地完成元器件的焊接。焊接過程由低到高,分模塊完成。確認(rèn)安裝無誤后進(jìn)行通電調(diào)試。在調(diào)試階段,采用由前至后的順序,從輸入端開始逐模塊調(diào)試。若存在故障,應(yīng)該分模塊檢查,按照從大到小的范圍進(jìn)行排查,最終找到故障的確切地點并加以解決。學(xué)生通過對電路的調(diào)試可加深對電路工作原理的認(rèn)識,學(xué)會調(diào)試、檢查電路的方法。調(diào)試過程中教師要注重啟發(fā)學(xué)生,自己分析查找故障位置和原因,并獨立找到解決的方法。要求學(xué)生在測量完成技術(shù)指標(biāo)后與理論結(jié)果進(jìn)行分析比較,進(jìn)一步了解電子電路學(xué)習(xí)過程中理論與實踐的區(qū)別。通過課程設(shè)計為學(xué)生提供鍛煉的平臺,提高了學(xué)生的理論與實踐能力。
課程設(shè)計第四階段,完成并提交設(shè)計報告。設(shè)計報告包括以下部分:①系統(tǒng)方案論證;②各單元電路詳細(xì)設(shè)計;③電路的仿真及仿真結(jié)果;④調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法;⑤系統(tǒng)測試結(jié)果;⑥心得體會。設(shè)計報告是對課程設(shè)計全過程的總結(jié),學(xué)生要嚴(yán)格按規(guī)定的格式進(jìn)行書寫。設(shè)計報告的撰寫可提高學(xué)生的表達(dá)、論證能力、科技寫作能力等基本素質(zhì),為后續(xù)課程設(shè)計報告及畢業(yè)論文的撰寫打下基礎(chǔ)。
(三)改進(jìn)教學(xué)方法,提高課程教學(xué)效果
在電子技術(shù)課程設(shè)計中,利用視頻、圖片等多媒體手段展示相關(guān)內(nèi)容,可以激發(fā)學(xué)生對所選課題的興趣。利用教學(xué)網(wǎng)站,提供一些跟學(xué)生課程設(shè)計題目相關(guān)的資料,學(xué)生可以隨時進(jìn)行查閱。同時加大實驗室開放力度,課程設(shè)計的時間不局限于課堂。實行開放式管理模式,時間開放和資源開放。學(xué)生可以根據(jù)需要通過網(wǎng)上自由預(yù)約的形式,課余時間自行到實驗室進(jìn)行課程設(shè)計,實驗室提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境。由于帶著任務(wù),學(xué)生雖然沒有教師時刻管理也會很自覺地進(jìn)行學(xué)習(xí)。同時由于帶著問題去學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的效率也更高,而且這樣也可以更節(jié)省實驗室的教學(xué)資源。采用這種形式,增加了學(xué)生的實驗時間,增強了學(xué)生進(jìn)度安排的靈活性,有助于學(xué)生自主設(shè)計能力、工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(四)完善成績評定體系
驗收考核環(huán)節(jié)采取硬件實現(xiàn)情況、軟件調(diào)試情況及考核答辯的方式。相同題目之間的小組,根據(jù)所完成項目的性能、指標(biāo)及完成速度進(jìn)行評定。
從電子技術(shù)課程設(shè)計這門課程的設(shè)置目的出發(fā)建立成績評定體系(見表3):①方案設(shè)計的合理性、科學(xué)性,電路設(shè)計的正確性;②對Multisim、Protel等電路設(shè)計、仿真軟件的熟練掌握程度、制作效果;③元件安裝、焊接的工藝質(zhì)量;④電路調(diào)試、故障排除、結(jié)果分析及回答問題的情況;⑤課程設(shè)計報告撰寫。
在進(jìn)行成績評定時,注重調(diào)試效果正確的同時,應(yīng)強調(diào)整個設(shè)計實施的整體情況,若部分同學(xué)的設(shè)計電路調(diào)試結(jié)果不盡如人意,只要學(xué)生能找出其中的原因,并提出相應(yīng)的方法進(jìn)行改進(jìn),仍可獲得不錯的成績。另外,注重學(xué)生是否已掌握設(shè)計方法、制作工藝、儀器使用、調(diào)試方法、論文撰寫等不同的環(huán)節(jié),即使同組同學(xué)根據(jù)不同的表現(xiàn)也可給出不同的成績。
三、結(jié)束語
電子技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)生進(jìn)行的第一個專業(yè)基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計。在課程改革中突出了學(xué)生創(chuàng)新意識及工程素質(zhì)的養(yǎng)成,體現(xiàn)了“內(nèi)容綜合、面向工程”的特征,促進(jìn)了電子技術(shù)創(chuàng)新教育體系的不斷完善和可持續(xù)發(fā)展。通過本門課程的教學(xué)改革,豐富設(shè)計題目,且與實際聯(lián)系,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)了學(xué)生對設(shè)計性實驗的興趣。由于合理安排教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生經(jīng)過自主查找資料和小組討論,完成電路方框圖、電路原理圖、電路布線圖的設(shè)計;完成對電路系統(tǒng)進(jìn)行安裝、焊接、調(diào)試、檢查解除故障、測試參數(shù);掌握了相關(guān)軟件的應(yīng)用。充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,提高了分析和解決電子電路中各種問題的能力。較為完善的課程成績評價體系也較好地保證了課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量。通過后續(xù)的課程學(xué)習(xí),學(xué)生的綜合設(shè)計能力不斷提高。
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關(guān)鍵詞:課程設(shè)計;能力;培養(yǎng);工程設(shè)計
1課程設(shè)計形式
課程設(shè)計的形式采取學(xué)生分組的方式,每個小組分配一個設(shè)計題目,各個小組的設(shè)計題目大同小異,將學(xué)生分組的目的是要求每個小組組員之間都有明確的分工,讓每個同學(xué)都能參與整個課題的設(shè)計,達(dá)到真正激勵每一個同學(xué)參與的目的。在對學(xué)生進(jìn)行課題分組之前,首先對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,了解學(xué)生的相關(guān)學(xué)習(xí)情況及個別學(xué)生在某些方面的專業(yè)特長,比如:繪圖或者計算方面的特長,這樣在進(jìn)行課程設(shè)計分組時,能較好搭配分組,讓學(xué)生的特長得到很好的發(fā)揮。我們將一個自然班級分成5~6組,每組5~6人,小組內(nèi)成員有相應(yīng)的分工,每個小組選取一名組長,采取組長負(fù)責(zé)制,組長的任務(wù)是給各個組員分配設(shè)計任務(wù),同時管理和協(xié)調(diào)小組的整個設(shè)計過程。
2課程設(shè)計內(nèi)容
課程設(shè)計的內(nèi)容主要根據(jù)各門課程的特點和課程的培養(yǎng)方案進(jìn)行設(shè)計,課程設(shè)計內(nèi)容設(shè)置必須符合教學(xué)大綱的要求。設(shè)計的內(nèi)容盡量選擇綜合性較強的設(shè)計類題目,課程設(shè)計題目的設(shè)置要綜合考慮多門課程相關(guān)知識的綜合應(yīng)用,還要考慮課程設(shè)計題目對學(xué)生工程設(shè)計能力的培養(yǎng)。比如:在化工設(shè)備機械基礎(chǔ)課程中,分配課程設(shè)計題目———反應(yīng)釜設(shè)計,在該課題設(shè)計中包含了化工原理、化工設(shè)備機械基礎(chǔ)、化工制圖及AutoCAD繪圖等多門課程內(nèi)容的綜合運用;在化工制圖課程設(shè)計中,給學(xué)生分配化工模型及閥門等部件的設(shè)計及圖紙繪制,該課程設(shè)計也包含了化工制圖和計算機輔助繪圖等課程知識的運用。因此,一個課程設(shè)計考核了學(xué)生多門課程知識的掌握情況,是對多門課程學(xué)習(xí)效果的很好的總結(jié)和應(yīng)用,對學(xué)生工程設(shè)計能力的綜合培養(yǎng)起到了很好的作用。課程設(shè)計的整個設(shè)置過程是通過教師下發(fā)設(shè)計任務(wù)書,學(xué)生小組在組長的組織下按照設(shè)計任務(wù)書的要求完成各項設(shè)計內(nèi)容,各項設(shè)計任務(wù)的時間分配和完成地點由小組內(nèi)部協(xié)商決定,整個課程設(shè)計方式比較靈活,便于小組成員的協(xié)調(diào)合作與溝通。課程設(shè)計的評定包括學(xué)生小組提交設(shè)計成果和教師進(jìn)行課程設(shè)計評價等部分。任務(wù)書中詳細(xì)說明課程設(shè)計的設(shè)計目的、設(shè)計要求和設(shè)計內(nèi)容;設(shè)計成果包括設(shè)計說明書及設(shè)計答辯PPT、圖紙等內(nèi)容。
3課程設(shè)計評價方式
學(xué)生小組完成設(shè)計題目后,除了提交設(shè)計任務(wù)書中要求提交的設(shè)計成果外,還要準(zhǔn)備PPT進(jìn)行課程設(shè)計答辯。每個小組分配15min左右的答辯時間,首先由小組組長進(jìn)行設(shè)計闡述,然后由教師提出問題,小組成員進(jìn)行解答。教師根據(jù)小組設(shè)計完成情況和答辯情況綜合評定課程設(shè)計的總成績。因此,整個課程設(shè)計成果的評價方式由答辯闡述、設(shè)計完成情況和答辯表現(xiàn)三部分組成。整個課程設(shè)計答辯過程是各個設(shè)計小組展示設(shè)計成果的過程,在此過程中鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力和團(tuán)隊合作能力,同時也驗證了學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度。
4課程設(shè)計在期末成績中的占比
課程設(shè)計的進(jìn)行一般在每門課程的理論課結(jié)束后進(jìn)行,課程設(shè)計作為課程的一種形成性考核方式,在課程總成績中占有較大的比例。對于有實驗課的課程占據(jù)和實驗課成績大致相同的比例;對于沒有實驗課的課程占課程總成績的30%~40%。課程設(shè)計在一門課程中屬于課程綜合性評價的一種方式,也是檢驗課程學(xué)習(xí)效果的重要指標(biāo)。
西方發(fā)達(dá)國家從中小學(xué)教育開始就注重培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。在美國,家庭常備有用做實驗室的房間,父母從小就注重培養(yǎng)孩子的實踐能力和興趣愛好,在這方面有投資預(yù)算,給孩子們一個認(rèn)識自我、發(fā)現(xiàn)自己興趣所在的平臺。在英國,課堂的教學(xué)內(nèi)容經(jīng)常延伸到教室外,比如上植物學(xué)課程就帶領(lǐng)學(xué)生們?nèi)ビ^察各種植物;上歷史課,就幾個學(xué)生組成一個組演繹歷史劇情,每次課的內(nèi)容是充滿實踐的,學(xué)生們也并不感到疲憊,教師在必要的講解后主要是學(xué)生在完成實驗或者項目,讓學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題,在用中學(xué)習(xí)。這些先進(jìn)的教學(xué)理念值得中國教育工作者們借鑒。
二、基于專題作業(yè)和課程設(shè)計的實踐性教學(xué)
在模電課程中,除了布置與理論教學(xué)同步的習(xí)題作業(yè)外,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度擬定若干專題作業(yè)和課程設(shè)計題目,專題作業(yè)和課程設(shè)計與理論教學(xué)同步,并注意這兩方面在教學(xué)進(jìn)度上的配合。本文以2013學(xué)年模電課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計為例,介紹該實踐教學(xué)方法的基本內(nèi)容和教學(xué)體會。
1.電路仿真專題作業(yè)模電課程的第一次課用1學(xué)時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器,有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等,此外還提供一些虛擬儀器,如波特儀等,學(xué)生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解,擴展了知識面。教師可以現(xiàn)場演示,完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結(jié)果輸出。模電課程有較多結(jié)論可由仿真實驗驗證,如放大電路靜態(tài)工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期,講解了二極管應(yīng)用電路之后,布置一個電路仿真專題作業(yè),將書內(nèi)的內(nèi)容用軟件進(jìn)行驗證。要求學(xué)生上交電路原理圖,以及電路仿真輸出和結(jié)果分析。經(jīng)過這個專題作業(yè)的訓(xùn)練,學(xué)生們基本掌握了仿真軟件的使用,并可以用于之后的課程學(xué)習(xí)中。
2.單元電路分析與設(shè)計在期中階段,學(xué)生已經(jīng)掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識,但書本知識限于篇幅,主要講解直流分析、交流分析及各種參數(shù),以分析為主,這時布置一個單元電路分析與設(shè)計的課程設(shè)計題目,如設(shè)計一個多級電壓放大器,滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標(biāo),要求學(xué)生提交設(shè)計報告。學(xué)生們先進(jìn)行電腦仿真設(shè)計,然后在模電實驗箱上搭建電路,確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板,然后進(jìn)行調(diào)試和修改,撰寫設(shè)計報告。這個課程設(shè)計可由幾名學(xué)生組成小組合作完成,在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。
3.功能電路設(shè)計及制作在模電課程的后半期,布置一個綜合性的功能電路設(shè)計與制作題目,包含模電課程的重要知識點(放大器、濾波器、信號發(fā)生和處理電路、穩(wěn)壓電源),給出一些題目供學(xué)生選擇,如變調(diào)門鈴、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術(shù)”課程實踐性教學(xué)改革探索控制器,要求學(xué)生組成項目團(tuán)隊,將該設(shè)計與制作作為一個項目進(jìn)行。該項目完成后,安排時間讓各位同學(xué)以小組為單位上臺展示自己的設(shè)計和實物作品,總結(jié)在設(shè)計制作過程中遇到的問題以及解決辦法,鼓勵同學(xué)對演講的同學(xué)進(jìn)行提問,教師負(fù)責(zé)掌控課堂秩序和提出問題,把學(xué)生解決問題的思路和方法進(jìn)行歸納總結(jié),把敘述不充分的部分從理論的高度進(jìn)行闡述完整。在這個課程設(shè)計中,學(xué)生完成了電路仿真設(shè)計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內(nèi)容。
三、需要注意的問題
1.學(xué)時安排問題在總學(xué)時不變的情況下,增加實踐性教學(xué)內(nèi)容必然會占用理論教學(xué)學(xué)時,如果處理不好會顧此失彼。在理論教學(xué)中,應(yīng)以理論夠用為度。對于一門課程,總是可以分出主干部分和細(xì)枝末節(jié)部分。對主干部分應(yīng)詳細(xì)講解,對枝節(jié)部分則引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),在實踐中鞏固理論,用理論指導(dǎo)實踐,使學(xué)生掌握理論知識的同時,提高實踐能力和創(chuàng)新能力。
2.傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體設(shè)備的合理運用對于理論難度大而需要詳細(xì)講解的部分,應(yīng)采用傳統(tǒng)的板書方式,教師和學(xué)生一起努力,完成數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)、難點的理解,使學(xué)生聽后印象深刻,思維節(jié)奏也容易跟上老師的節(jié)奏;而對于難度較小的內(nèi)容,可以充分利用多媒體課件講授,使用課件可以使講課內(nèi)容形象生動,并且可以提高授課的效率。傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體課件各有所長,二者合理搭配可以解決教學(xué)信息量大、課時有限的矛盾,并可以收到良好的教學(xué)效果。
3.專題作業(yè)和課程設(shè)計的選題由于教學(xué)時間有限,在專題作業(yè)和課程設(shè)計的選題方面應(yīng)緊貼理論教學(xué)內(nèi)容,注意控制題目的難度。由于學(xué)生處于大二階段,學(xué)生的專業(yè)知識較少,選題除了要緊密結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容外,還要注意趣味性,難度以學(xué)生們適當(dāng)擴展知識就可以實現(xiàn)為度。否則不僅難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,反而會起到相反的作用。
四、總結(jié)