前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的焊接基礎理論知識主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
Abstract: Based on "capacity-based" education model, inspired by CBE, combined with welding its own characteristics, from the teaching content, teaching methods and teaching models in a bid, this paper made in respect of the teaching profession a little analysis and elaboration to cultivate middle and senior welding technical personnels who have strong practical abilities and certain degrees of research capabilities and can better adapt to society and to adapt to welding technicians’ positions. In teaching content, we could achieve"necessary" and "enough", and timely updatenew knowledges in the field of welding to strengthen the practice teaching and combination of research and teaching in order to cultivate students’ creativity ability and sense of innovation. In teaching methods, we should emphasize students’ sense of individuality, and highlight the main body of consciousness of the students to turn passive acceptance to active quest, give full play to students’ learning initiative. In the teaching model, we should build an employment-oriented model, which puts competencies required for professional positions as a starting point and core and changesingle mode of instruction, establish school training base,introduce international welding engineer qualification certification, effectively improve the student's employment adaptability.
關鍵詞: CBE;焊接;教學改革;教學內容;教學方法;教學模式
Key words: CBE;welding;teaching reform;teaching content;teaching methods;teaching mode
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)08-0201-02
0引言
眾所周知,焊接作為一種連接材料的可靠工藝方法,已發展為一門融材料科學、力學、熱處理學、冶金學、自動控制學、電子學、檢驗學等為一體的綜合性和實踐性很強的學科,是機械制造業重點需求的專業之一[1]。近些年來,從畢業生及用人單位反饋的意見表明,我們的工科人才培養效果與市場需求之間還存在較大的差異和距離,綜合表現在學生動手能力、實踐能力非常薄弱,究其原因在于我國高等教育人才培養體系尚存在系統性偏差。如何培養出符合社會要求的高質量的焊接技術人才,是目前各大高校焊接專業和材料成型及控制專業努力追求的目標[2-4]。圍繞培養21世紀的合格人才,改革已有的教學內容和傳統的教學手段,探索現代教育途徑,建立新型教學模式,以適應現代科技進步和經濟發展的需要,已成為高校專業教師面臨的一項重要課題。
CBE是英文Competency Based Education的縮寫,意為以能力培養為基礎的教育,是一項研究如何將能力培養融入教學過程的職業技術教育理論模式[5,6]。它強調的是職業崗位所需能力的確定、學習和運用,是以職業崗位所需技能和能力作為一切教育教學活動的出發點和核心。為此,在焊接專業教學改革中嘗試引入CBE模式,以企業和社會對焊接專業學生所必需具備的能力為出發點,不斷優化培養目標、設計教學內容、豐富教學手段和評估教學效果,充分強調和發揮學生在學習過程中的主體地位,從而提高學生的實際動手和工程實踐能力。
1CBE模式的精髓
傳統教學模式長期沿用的是基礎課――專業基礎課――專業課三段式教學,是一種學科體系教育。每個學科都強調系統性,自成一體,以大量的學科理論知識對學生進行灌輸,學生完全處于被動的學習地位。盡管近幾年一再強調實踐性教學環節,但也是更多地引導學生對理論知識的驗證性實踐,忽視學生能力的培養,忽視學生個性的發展,忽視職業崗位群對學生綜合能力的要求,致使培養出的學生與社會的需求相距甚遠。
CBE教學模式是與傳統教學模式截然不同的、嶄新的一種教學模式(見表1),其基本內涵就是要通過一個指導性的學習過程,幫助學生掌握他們未來成功從事某一職業所必需的能力。可見,它不是對傳統教學模式的修修補補,而是根本性的變革,是一種全新教育方法,也是一種全新的教育思想。就教學目標而言,傳統教育一般化,不具體,而CBE教學則很具體,而且可操作性強。傳統教學的培養重點是學業能力,而CBE教學培養的是職業能力。作為高等教育,現在應該是借鑒CBE教育思想,徹底改革傳統教育模式的時候了。通過改革,盡快實現由學科型教育向以能力為基礎的職業教育轉變;由培養專業型人才向培養應用型、創新型人才轉變;由專業技術教育向職業教育轉變。這是社會發展的必然要求,也是高等教育改革的基本取向。
需要指出,CBE教學注重實踐技能的培養,并非排斥理論知識,而是以為專業實踐技能服務和“夠用”為原則,根據崗位要求的能力確定傳授理論知識的度。與傳統教學相比,要刪除和壓縮的只是陳舊的、與專業實踐技能關系不大的、重復的理論內容與課程,擠出時間進行實踐技能培養。
2CBE模式在優化教學內容中的應用
CBE模式的突出特點是在廣泛深入調查的基礎上,明確畢業生的崗位職責,根據工作崗位需要進行課程開發,強調實用性、應用性和針對性。借鑒這一思想,我們集中走訪了黃海造船廠、華泰汽車和榮成鍛壓廠等多家用人單位并進行座談,以了解他們的工作崗位、具體任務、知識技能需求等各方面情況。經過總結,將焊接專業畢業生的工作崗位歸納為:焊接工藝員、施工技術員、焊接檢驗員、產品推銷員以及復合型工藝員等幾大類。根據學生職業崗位對知識結構的需要,在切實注意加強與擴寬專業基礎的前提下,抓住重點,講其精華。對于具有一定理論深度而且不重要的內容,讓學生在老師的指導下以自學方式完成,這樣不僅可以提高教學效率,還可以培養學生獨立自主學習的能力和深入鉆研的興趣。同時,在保證教學內容的基礎性與概括性的條件下,突出科學的思維方式與研究方法,培養學生獨立分析問題和靈活運用知識解決實際問題的能力。
在授課過程中還應注意及時更新補充教材之外的焊接學科的新知識。隨著科學技術的發展,新材料、新技術、新工藝、新產品層出不窮,作為一種重要的材料連接工藝方法,焊接技術的發展也非常迅速,新的焊接工藝、技術、設備不斷涌現,而相關教材的更新卻遠遠跟不上其發展的速度。這就要求教師在講授課程的主要內容基礎上,注意引進相關領域的最新科研成果及國內外動態,穿插到有關的教學內容中,確保講課內容具有較強的先進性和應用性。如此以來,不僅克服了教材的局限性,使學生了解焊接技術研究的新進展、新熱點,而且可以提高學生學習的興趣和主動獲取知識的積極性,讓同學感到課程內容新穎,有現代氣息。
3CBE模式在實施教學過程中的應用
CBE模式的引入,使學生由被動的接受知識向主動的探求知識轉變,學生的主觀能動性得到充分發揮。在組織課堂教學過程中,力求做到:課前有認知,課上有重點,課后有總結;摒棄傳統“四個一”(一支筆、一塊黑板、一本教材和一張嘴)的灌輸式教學方式,換之以“四主”(學生為主體、教師為主導、能力為主線、訓練為主要環節)的啟發式教學方式。教師的主導作用表現在教學的民主性、組織性、啟發性、生動性和教育性。學生的主體地位表現為學習的主動性、生動性、靈活性、實踐性和創造性。教師應精心選擇教材綱要,抓住“設疑”、“析疑”、“重點突破”和“難點分解”等基本環節,有條不紊地對學生進行思維訓練,使學生在整個學習過程中踴躍而熱烈,迸發出強烈的鉆研精神和巨大的創造力。
焊接是一門理論教學和實踐教學并舉的學科,開好實驗課尤為重要。堅持“人人參與實驗,人人動手操作”。通過實驗觀察和實際操作,學生可加深對課堂理論知識的理解和認識,同時也可鍛煉學生實際動手能力和進行科學研究的能力。實驗教學無論是對學生基礎理論的學習還是工程實踐能力的培養都具有舉足輕重的作用,是理論聯系實際的重要紐帶。另外,為了強化對學生工程意識、創新能力和動手能力的培養,需加大綜合性、創新性實驗的比重,鼓勵學生盡早進入科研實踐活動。對于綜合性實驗,只給出題目和方向,提出實驗條件,由學生自己制定方案、做實驗、分析并寫出論文性的實驗報告。比如可以完成焊接冶金、焊接方法和焊接工藝對焊接質量綜合影響的研究及對工程材料進行綜合評價的實驗,包括冶金可焊性、工藝可焊性及焊縫力學性能等進行多方面評價。類似這樣一個實驗綜合了焊接專業幾門技術基礎課和專業課的大部分基礎理論知識,帶有研究性實踐過程,可以對焊接技術有較全面地掌握。這樣不僅提高了學生綜合應用理論知識分析和解決問題的能力,使學生更為系統地掌握有關專業基礎知識,而且培養了他們科學研究的思路和能力。
“教而不研則淺,研而不教則空”,教學與科研是對立統一的。在教學過程中教師可以把科研工作與教學相結合,提高實踐教學效果。教師除了完成一定的教學任務外,還要參加一些科研工作。而這些與本課程相關的科研工作往往對教學起到促進作用,教師在實際科研工作中遇到的問題和積累的經驗豐富了課堂教學內容。在教學中,教師可以對學生實行導師制,根據學生自身能力和相關課程內容,結合自身研究發現,確定研究題目,對學生進行課外科研活動的指導,比如指導學生參加創新性實驗開發、大學生科技創新和挑戰杯活動等。通過實際研究項目的鍛煉,使學生進一步增強了運用理論知識分析研究實際問題的能力,培養了他們的創新能力和一定的科研開發能力。
4CBE模式在改革教學模式中的應用
為了使專業更貼近市場,使畢業生具有良好的主動適應市場需求的能力,使畢業生更快適應就業崗位,改革原有的單一教學模式,引入新鮮元素勢在必行。CBE模式核心思想是突出或強調能力的培養,那么在高等教育中如何保證學生綜合職業素質的培養,如何突出能力的培養,如何使技能升華為技巧?
4.1 與企業聯合,建立校內校外實訓基地是一個行之有效的措施。學生經過課堂理論知識的學習儲備,具備了一定的基礎理論和基本知識,但還不能和實際生產有效聯系起來。大部分畢業生進入企業后要經過比較長的一段時間才能獨立進行生產和工作。學校通過與企業合作,以企業為依托建立一個或多個教學實踐基地,讓學生把在課堂上學習的知識及時與生產結合起來。學會用所學的理論知識去分析與解決實際問題,將不僅提高學生的學習興趣,更重要的是為學生將來的就業、更好的適應社會打下堅實的基礎。
4.2 引入國際焊接工程師資格培訓認證。在高等學校里開展國際焊接工程師的培訓,實行國際焊接工程師資格培訓認證與大學教育相結合時適應社會需求的必然趨勢。在學校的正常教學中,納入一部分國際焊接工程師培訓內容,使學生所學課程和國際接軌,可以使得學生更多地了解焊接領域最新信息和國際通用標準與規程,掌握行業動態,強化專業知識。學生在畢業時能夠同時獲得畢業證書和學位證書以及國際焊接學會頒發的職業資格證書,使得以后的就業和事業發展有個更廣闊的空間,可以迅速適應社會和企業需求,為自己找到一個合適的崗位并較快地成長起來。
5結束語
科學技術和經濟的飛速發展對高等學校人才的培養模式提出了更高的要求,培養創新性、高素質、實用型的符合社會和市場要求的焊接專業職業技術人才是現今各高校焊接專業教師努力的目標。借鑒CBE教育模式,以就業為導向,以能力(知識、技能和態度)培養為基礎,不斷總結,不斷探索,優化教學內容,改進教學方法,改革教學模式,強化基本技能、實踐能力和創新能力的培養,顯著提高創新意識和綜合素質,為社會打造高質量的焊接工程技術人才。
參考文獻:
[1]岳麗杰.焊接專業教學改革探索[J].科技信息,2009,(24): 393-396.
[2]王要利,肖宏濱,張柯柯等.開放焊接實驗室探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2009,28(02):157-161.
[3]劉長華,孫國棟.CBE模式在焊接技術及自動化專業學生實踐能力培養中的應用[J].廣西輕工業,2008,(12):211-212.
[4]熊震宇.中美高校焊接專業人才培養的比較研究[J].電焊機, 2009,39(03):31-34.
關鍵詞:卓越工程師;焊接技術與工程;培養模式
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)17-0102-02
針對我國工程教育大而不強、多而不精,尤其是工程學科高等教育畢業生創新和實踐能力薄弱的現狀,推進高等工程教育改革勢在必行。面對這樣的形勢,我國教育部啟動了“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”),提出三點要求:一是企業需深度參與工程人才培養過程;二是學校按通用或者行業標準培養工程人才;三是強化培養學生的工程和創新能力。根據以上三點,卓越工程師培養應設定在學校和企業之間聯合進行,并盡可能引入第三方認證機構進行模塊化和定向培養,其中,教師能力培養、課程設置、教學內容安排和教學環節的銜接是人才培養的重要元素,是能否培養出卓越人才的關鍵。西華大學焊接技術與工程專業的前身為焊接工藝及設備專業,1991年開始招收專科生,1997年招收本科生,1999根據教育部專業設置要求,與鑄造工藝與設備、模具設計與制造專業合并成成立材料成型及控制工程專業。2012年經教育部批準,我校焊接專業從材料成型及控制工程專業中分離出來,設置焊接技術與工程專業。焊接技術與工程專業與生產應用緊密相關,其實踐性非常強,符合“卓越計劃的培養理念”,為了進一步深入配合“卓越計劃”的實施,對本專業課程安排、教學模式、考核方式三個方面進行思考和探索。
一、“焊接技術與工程”專業特點及教學現狀
焊接技術與工程專業是涉及了材料、力學、自動控制等學科的交叉性學科,這就需要學生掌握三門學科的基本理論知識,并在焊接技術與工程專業中靈活運用,如:焊接過程是一個復雜、影響因素諸多的金屬融化和凝固成型過程,在工藝設計時既要考慮母材、焊材、焊接方法,還要考慮不同的零件結構及其焊接工藝參數的影響,要想真正掌握并靈活應用須具備扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗。我校焊接專業課程教學仍然是重理論、輕實踐,雖然前期開展了一定的實踐教學活動,但學生的理論及實踐能力的培養仍顯不足。主要表現在:(1)教學方式單一,授課方式仍采用“填鴨式”教學方法,不能很好地提高學生的學習興趣,導致教學過程缺乏學生的參與,不利于學生自身能力的培養。(2)教材內容理論脫離實踐、應用實例少,學生在進行焊接實踐時無從下手。(3)課程實驗主要為演示實驗,學生參與程度不夠,興趣不高,難以真正地培養學生的實踐創新能力。(4)各門課程的考核仍以閉卷的書面形式進行,以考察基礎理論知識為主。以上四點教學和考核方式均不利于卓越工程師的培養,不能滿足“卓越計劃”對工程能力和創新能力強化培養的要求。
二、卓越工程師培養理念下的課程教學改革
(一)專業教學內容改革
根據“卓越計劃”的特點與要求,從工程實際出發對本專業培養模式提出幾點建議,擬改變傳統的重理論、輕實踐的教學思路,同時吸收職業資格考試的相關內容并與教材的內容結合起來,加強培養學生的工程素質和實踐能力。根據焊接技術與工程專業的特點增加典型焊接件工藝設計實例。使學生能夠通過實例掌握產品的焊接工藝設計步驟及方法。根據焊接技術與工程專業的特點,結合本學院本專業特點,明確提出將本科畢業生培養成為技術和技能型人才的目標,圍繞上述目標,為了讓學生能夠牢固地掌握理論基礎,靈活運用所學的知識,將培養計劃進行模塊化設計,把授課以及實踐內容分為三大模塊:焊接理論基礎知識、焊接工程師必備專業知識以及行業企業相關內容的實踐。通過三部分教學模塊相互配合,使學生及時鞏固焊接基本理論的同時加深學生對實驗和實踐現象的認識。
(二)課程教學方法和教學手段改革
1.采用多元化教學方法,激發學生興趣。教學時將實物展示給學生,并采用啟發法及課堂討論的方法,培養學生的綜合素質。例如在講述焊接接頭的三個重要分區時,向學生展示一個典型的對接焊接接頭工件實物,并采用低倍組織顯示區分三個區域,學生可以獲得直觀的感受,同時,教師提出幾個組織與性能方面的思考問題引導發揮學生的主觀能動性,對焊接接頭組織和性能的不均勻性進行深入的思考,討論其不均勻性的成因和影響因素,完成直觀認識后引導學生聯想相關熱處理學理論,樹立工藝―組織―性能之間緊密關系的思想,讓學生主動聯系各個知識點并參與教學。
2.多媒體教學,提高教學質量。采用視頻、圖片、動畫等展現具體教學內容,使教師擺脫了講臺上課堂內對空間和時間的束縛,進一步擴展學生認知的廣度與深度。多媒體可以清晰生動地展現某些復雜的過程,激發學生的觀察力,并促使學生發現規律,想象這一變化的機理,增加知識之間的邏輯聯系,有利于認知思維的深化與發展,更有利于增強工程設計能力,提高教學效率和教學質量。通過搜集、制作焊接工藝方面的圖片、動畫,豐富該課程的多媒體課件,在理論教學的同時聯系具體實例,提高學生的學習興趣。例如,在講授焊接氫致裂紋的成因時,如采用板書教學來講述其影響因素,則顯枯燥并且不易掌握,如采用Flas的形式描述氫原子擴散或者化學反應的過程導致氫脆或氫腐蝕現象,則可清楚、直觀地看到裂紋的形成過程,激發學生的學習興趣,使學生快速掌握相關內容。采用這種方式將單純的聽覺語言轉換為視聽同步的教學活動,學生理解更加輕松,降低了基本理論知識的枯燥感,從而提高教學效率和效果。
3.課內實驗教學改革,焊接專業實踐性很強,但現有的課內實驗多為驗證性實驗,難以培養學生的工程能力和創新能力。將數字技術如:焊接過程模擬有限元軟件引入課內實驗,使之應用于實際焊接生產工藝設計,通過焊接工藝過程模擬,可以更加直觀體會焊接工藝參數對焊接過程的影響作用,如焊接電流、電壓、焊接速度、坡口形式等對焊接過程的直接影響作用。比如:焊接工藝課程采用SYSWELD軟件開展焊接速度對熱輸入的影響,速度的快慢對熱影響區的寬度,焊縫及其熱影響區的溫度梯度等會產生顯著影響,通過模擬軟件直觀地顯示溫度場、應力場和應變場,給學生直觀的認識。通過增加這種實驗改革的方式,達到提高學生對理論知識的深入理解并結合先進技術手段加以應用的目的。將原理與模擬相結合的教學手段對加強學生深刻認識焊接工藝設計原理具有較好的效果。通過實踐環節的改革,可極大地提高學生的學習興趣,扎實掌握基礎理論,提高設計能力,為學生的工程能力和創新能力打下堅實的基礎。
4.基于校企合作實現實踐研究型教學,企業優秀工程師、技術和管理人員都具備豐富的實踐技能和工程經驗,聘請優秀工程技術骨干承擔課堂及課外教學任務,講解具體焊接工藝規程的編制、焊接工藝設計的關鍵環節等,使得學生更容易了解和掌握本專業的現場技術。通過將技術骨干請進來的方式彌補大學教師在實際工程領域經驗的不足,從而提高學生的職業技能認知水平。卓越工程師教育培養計劃要求在培養學生工程實踐的過程中做到課堂上的教學理論與課堂外的生產實踐相結合。結合本專業的情況,鼓勵學生參與學校及企業的科研項目,特別是本科畢業設計方面,做到學有所用,積極聯合企業結合具體問題開展工作。學生在參與實際科研項目的過程中,通過對現場問題的直觀了解,提取來自現場的工程問題,結合查閱相關文獻,并提升為科學問題,從而反饋至理論學習中的相關內容,培養學生的學術素養和工程實踐能力。
(三)專業課程及實踐課程考核方式改革
目前,專業課程的考核方式為通過閉卷考試考查學生對理論知識的掌握程度,缺乏對實踐內容及行業規范的考核。結合卓越工程師的培養要求,焊接工程師為從事開發、定制焊接工藝,指導工人作業,維護焊接設備的專業技術人員,應當采用多種考核方式,考核以期中、末理論考試為基礎,并將以上考核內容延伸到現場實踐中,以發現、分析和解決問題的能力作為實踐考核指標。基于以上思路,我院已經成功開展了第一屆高級焊工培訓,首次培訓為期52天,共300個學時,其中理論課時140,實踐操作課時160,通過此次長課時、持久性的培訓,將以往所學的理論與實際操作有機結合,在焊接理論及實際操作方面都受益匪淺。通過對實踐技能的考核方式改革,取得了較好的效果,參訓學員均受到了用人單位的一致好評。
焊接技術與工程專業是急需培養卓越工程師的一門專業,通過對該專業教學內容、教學方法、考核方式以及教學環節的改革,可以提高學生對理論的深入認識水平,并提高工程實踐和創新能力,為高等學校卓越工程師的培養奠定基礎。
參考文獻:
[1]宋佩維.卓越工程師創新能力培養的思路與途徑[J].中國電力教育,2011,(7):25-29.
[2]中華人民共和國教育部.卓越工程師教育培養計劃[Z].2010.
[3]毛艷華.卓越工程師計劃背景下的《市場調研與預測》課程改革[J].寧波工程學院學報,2011,3(3):85-88.
關鍵詞:數字電子技術;理論教學;實驗教學;課程設計
引言
《數字電子技術》課程是電氣類、信息類等相關專業一門理論性和實踐性都較強的專業基礎課,隨著科技的發展,教學改革的不斷深入,對《數字電子技術》課程的教學也要適應社會對培養高素質人才的要求,合理安排教學環節,精心設計教學過程,認真完成對該課程的基礎理論教學、實驗教學和課程設計教學,培養出兼具扎實的基礎理論知識以及實際的分析問題和解決問題能力的應用型、復合型人才。
一、基礎理論教學方面,改善教學效果
《數字電子技術》課程的基礎理論教學是該課程的教學基礎和核心,將直接影響后續的實驗和課程設計教學,為了使學生充分掌握該課程的基本概念、基本理論等內容,要從教學手段的優化、教學內容的設計以及教學方法的改進上來提高教學質量,改善教學效果。
1.1教學手段的優化
傳統教學主要是講授式,以填鴨式的方式使學生很被動的接受知識,教學效果不理想。隨著多媒體技術的不斷發展,已經越來越多地使用傳統教學與多媒體相結合的教學手段,極大地吸引了學生的注意力,激發了學生的學習興趣。《數字電子技術》課程的顯著特點是內容多、信息量大、圖表復雜多樣等,使用多媒體課件將這些內容生動形象的動態顯示出來,既大大節省了傳統教學中板書的時間,還使學生輕松、靈活地理解所學知識,達到事半功倍的效果。
1.2教學內容的設計
《數字電子技術》課程的教學內容較多,且邏輯性很強,必須要合理安排各教學模塊的授課次序,循序漸進,有層次地因材施教。教學內容的各個模塊處于不同層次,只有以前面的模塊為基礎,才能學習掌握后面的模塊,例如,只有掌握了組合邏輯電路和觸發器的內容,才能夠繼續學習后續的時序邏輯電路部分,它們之間具有承上啟下的銜接關系。另外,由于該課程的應用性和實踐性,教學目標注重對集成電路和芯片的使用,因此在對教學內容的選取上,要淡化各類電子器件內部電路的分析,突出中、大規模集成電路的外部特性和應用,提高該課程的教學效果。
1.3教學方法的改進
在教學過程中,學生普遍反映《數字電子技術》課程的基礎理論教學太枯燥、難學懂,為了提高學生的學習積極性,在課堂中引入問題啟發式教學和案例教學的方法。問題啟發式教學是采用創設問題的方法引導學生思考、探索、求證,加強師生之間的互動,激發學生學習新知識的主觀能動性。為了進一步提高學生的學習興趣,還可以采用案例教學。例如在講授時序邏輯電路時,通過介紹交通燈控制的應用案例,使學生了解數字電路的基本組成部分,以及各類集成電路芯片的使用,激發學生的好奇心和求知欲,改善了課堂效果。
二、實驗教學方面,提高應用能力
《數字電子技術》課程的實驗教學是該課程必不可少的教學環節,是培養學生實際應用能力的重要途徑。通過實驗教學與基礎理論教學的穿行,使學生在學中做、做中學,將理論知識與實際相結合,不斷提高學生的應用能力。為了提高實驗教學的效率,更好地培養學生的實際應用能力,要不斷改進和提高實驗內容和實驗手段。
2.1實驗內容的調整
《數字電子技術》實驗包含驗證型和設計型,在基本完成實驗教學內容的基礎上,要適當地減少驗證型實驗,增加設計型實驗的內容。驗證型實驗無需自己設計,對選擇的集成器件進行連線,根據輸出的結果驗證器件的功能效果。例如驗證TTL集成與非門74LS20的邏輯功能。這類實驗只能培養學生動手操作設備或器件的能力,使學生具備基本的實驗技能。而設計型實驗需根據要求的邏輯功能,設計出邏輯電路圖,然后選擇合適的集成器件,連接電路并調試運行其功能。例如設計三輸入多數表決電路的實驗。該類型的實驗既能培養學生分析和設計電路的能力,還能提升學生的創新意識,加強學生應用能力的培養。
2.2實驗手段的更新
常規的實驗教學都是在硬件設備上完成的,隨著微電子技術和計算機技術的發展,軟硬并重的實驗教學平臺被不斷采用。Multisim軟件提供了大量豐富的虛擬器件,具有強大的仿真功能。在實驗中引入Multisim仿真軟件,既大大提高了實驗效率,還能培養學生自主學習的能力和應用能力。
三、課程設計教學方面,加強綜合素質培養
《數字電子技術》的課程設計教學是該課程一個很重要的實踐教學環節,與實際生活有著緊密的聯系。課程設計教學是通過指導學生查閱文獻、選擇方案、設計電路、模擬仿真、制作實物、調試運行等過程,使學生循序漸進地獨立完成數字電路的整體設計,培養學生的綜合應用能力、動手能力、創新能力以及運用理論知識分析問題和解決問題的能力。
以數字電子鐘邏輯電路設計為例,要完成該課程設計題目,首先要明確其設計要求,根據要求確定需使用的器材,然后進行整體方案的選擇,設計各單元電路,連接構成完整的數字電路,使用Multisim軟件進行模擬仿真,最后購買可用的器材,焊接搭建成實物,演示運行,實現設計要求的全部功能。通過指導學生完成以上一系列的任務,使學生在設計的過程中,掌握通用數字電路的設計方法,鞏固和加深對基礎理論知識的理解,進一步提升基本實驗技能,訓練對數字電子產品制作的動手能力,進而提高學生獨立思考探索、分析解決實際問題、科學創新的綜合分析設計能力,加強了學生綜合素質的培養。
結語
總之,通過以上對《數字電子技術》課程各方面教學的分析,改善教學之路還很漫長,需在長期的實踐中不斷積累和完善,開發學生的智力,挖掘學生的潛力,為培養出適應社會發展的高素質人才繼續努力。
參考文獻:
[1]閻石.數字電子技術基礎(Ver5)[M].北京:高等教育出版社,2006(05).
[2]郭玉華,龐學民,岳彩青.“數字電子技術基礎”理論實踐一體化教學改革初探[J].中國電力教育,2012,(14):69-70,72.
[3]劉銀萍,王晗.數字電子技術實驗課程的改革與探索[J].實驗科學與技術,2010,8(5):105-107.
(一)教學資源多樣化
在互聯網技術快速發展過程中,很多教學內容可以通過網絡技術與圖像、數據以及軟件相結合,使知識點更好的被學生理解和掌握。通過信息化教學方式,也可使教師通過網絡技術獲取更多的教學資源,不僅有效豐富課堂教學內容,也有利于拓展學生電子技術基礎理論知識。使學生的知識視野和知識面得到創新,有效提高電子技術基礎課程的教學水平與效率。
(二)教學方式多元化
在信息化教學背景下,教師可以突破傳統教學方式的局限性,為學生采用更加多樣化的教學方式。比如,在信息化背景下,教師可以引入翻轉課堂、微課等教學方式,也有利于實現信息化教學資源的共享,轉變傳統灌輸式的教學方式。教師可以利用視頻演示和實驗設計,不斷加強與學生之間的互動和交流,促進學生學習能力和水平的有效提升。此外,通過信息化教學,教師可以在網絡平臺為學生分享和教學資源,學生可以利用網絡技術進行自主學習和預習,大大提高電子技術基礎課程的教學效果,促進教師與學生之間互動和交流。
(三)教學系統開放性
信息化教學方式突破傳統教學空間的局限性,傳統的教學經常受時間和空間的限制,不能使學生更好的掌握基礎知識,也很難激發學生學習的主動性和積極性。將信息化教學應用到電子技術基礎課程教學中,可以轉變傳統教學時間限制,使教學內容和教學系統變得更加開放。學生可以通過網絡技術不斷收集和豐富相關教學資源,有效實現各個系統中的教學資源共享,充分發揮學生的主觀能動性和學習的意識。不僅有利于提高學生的綜合能力,也能有效實現電子技術基礎課程教學的現代化,進一步促進電子技術基礎課程教學效果達到所理想的目標。
二、信息化教學背景下電子技術基礎教學改革策略
(一)注重課程目標的整合
在信息化教學背景下,改革電子技術基礎教學方式與手段,需要教師注重對課程目標的整合,將信息技術與電子技術基礎課程相結合,充分尊重學生主體地位。從知識目標、技能目標和情感目標為出發點,有效促進信息化教學技術與電子技術基礎教學相融合。將課程目標進行整合,有利于學生通過信息化技術更好地了解電子基礎知識與基本技能,并充分認識到信息技術與電子技術之間的關聯。學會運用信息技術有效掌握和學習電子技術的基礎理論知識,不斷調動學生學習的積極性和主動性,提高學生利用信息技術解決電子技術問題的能力,從而促進學生的全面發展。此外,情感目標的主要目的是令學生充分了解到信息化技術與電子技術之間的內在關聯,不斷拓展學生的知識面和視野,更好理解和掌握所學基礎知識。
(二)利用信息技術創設學習情境
將信息化教學方式與電子信息基礎教學相融合,有利于營造良好的學習氛圍,使學生在信息化的教學氛圍中更好地投入到學習當中。教師可以利用信息技術為學生創設學習情境,其目的是利用信息技術為學生呈現出電子技術在企業當中的真實工作環境,使學生更好的了解相關實踐方法和技能。比如,教師可以為學生創設電子觸摸開關的日常應用情景,并通過信息技術將動畫模擬的圖片或視頻展示給學生,向學生提出具有針對性的問題,充分引出學生的觸發電路學習,調動學生探索知識的欲望和興趣。另外,教師為學生設計的情景要能體現出電子技術基礎課程的特征,不斷培養學生將理論知識與實踐過程相結合的能力,充分考慮情景設計的整體性。例如,教師在為學生播放工廠的全貌時,可以漫游到焊接車間,并由焊接車間拓展到設備波峰焊接機,不僅有利于促進學生更好的學到知識和技能,也可使學生在真實的信息化情景中,不斷提高理論聯系實際的能力。
一、加強《焊接方法及應用》課程多元化教學模式的必要性
教學模式是依據教學思想和教學規律而形成的,在教學過程中必須遵循的、比較穩固的教學程序及其方法的策略體系,包括教學過程中諸要素的組合方式、教學程序及相應的策略。教學模式的形成既與學校的學風、校風密切相關,又與本專業的培養方案和特點一脈相承。誠然,教學模式會受到授課對象、課程安排、教學軟硬件條件等多方面的影響,一個有效的教學模式必然隨上述條件的改變而相應改變,并以學生受益為最終且唯一的評判標準。采用多元化教學模式是當前課程教學的主流,被廣泛運用于許多課程的教學改革中,具體到《焊接方法及應用》課程教學中更有其必要性。
(一)學生學情分析
學生是學習活動的主體和重心,只有對學生學情進行充分分析,才能做出有效的教學需求判斷。本門課程的學情分析包括兩部分:
1.多元化教學模式有利于提高學生學習興趣,增強學習效果。本課程是針對大三第二學期材料成型專業的學生,此時學生大部分是“90后”,其對新事物興趣比較強,而對于傳統的“粉筆(或者PPT)+講授”的方式已經處于麻木或者習以為常的狀態。另外,此時學生正面臨學業壓力大,同時面臨就業選擇等,學生整體的就業去向已發生變化:工作及讀研。相當一部分學生已將注意力轉移到工作方面,此類學生更對理論結合實際應用的講解更感興趣;對準備繼續深造的學生,相對而言更關心本門理論課與其他專業課程之間的聯系。因此,加入新式的授課內容,有助于提高學習者的興趣,增強學習效果,期許在有限的課堂時間內起到些許專業知識融匯串聯的作用。
2.多元化教學模式有利于拓寬學生的視野。針對學生方向的分類及關心問題,比如:這門課的學習在實際生產過程中是否有用?將來工作會遇到哪些與現在學習知識相關的問題?在授課過程中,邀請在材料制造、科學研究、產品設計等相關行業出色的工程師、設計師,切身講解他們在實際過程中遇到的問題及解決方法,貫徹“以學生為重心”的教學理念。通過課堂“即興課題”的設計,學生參與教學,就自己關心的問題與工程師、設計師進行討論,從講解中找到不同的答案,對企業的運作及各部門的職能有所了解。此教學模式一方面有利于鍛煉學生的交際和表達能力,另一方面有利于學生自主學習能力的養成。
(二)《焊接方法及應用》課程改革突破
作為一門專業選修的基礎課,《焊接方法及應用》是焊接加工的入門課程,具有基礎性、理論性與實踐性的特點。
1.多元化教學模式有利于課程去學問化、增強實用性。專業選修課的定位在于一方面為專業課的課堂學習提供理論基礎,另一方面在于完善和豐富材料成型專業學生課程教學體系。那么課程的定位,相對于專業課來講,其應該強調的是學生對基礎概念的理解。但與之不同的是,在教學過程中更應傾向于拓寬學生的視野,強化學生的知識儲備與解決實際問題之間清晰的思維方式。
學習的目標是應用,如何在實際應用中運用自己學習的知識解決問題是關鍵。通過工程師講解在實際過程中遇到的問題及他們的解決方案,將學生引領如實際應用的情景之中,增強所學知識應用的靈活性。
2.多元化教學提高課堂教學的參與性、靈活性。參與意識是課堂互動的關鍵,也是保證教學質量的最有利的武器。學生的參與性將學生從被動的接受者變為知識的主動索取者,一方面可提高學生的學習效率,活躍課堂氣氛,另一方面可對老師的教學工作做很好的反饋,有助于老師不斷調整教學思路,改進教學方法,做到真正教學相長。學生參與意識的前提是興趣,多元化教學以新穎的內容、豐富的授課手段,提高學生學習的興趣。
二、《焊接方法及應用》課程可采用的教學模式
根據專業選修課的定位,《焊接方法及應用》的教學目標有兩個:一是增強學生材料成型尤其是焊接方面的相關基礎知識,豐富專業課程體系;二是加強學生的應用能力,注意將課堂所學與實際問題結合,有意識地培養解決問題的思維方式,同時在與工程師、研究員的交流中拓寬視野。針對上述教學目標,可以采用如下教學模式。
(一)軟件模擬動畫模式
材料科學的理論基礎,如連續介質力學、流體力學、熱力學等,多以數學方程或物理模型等抽象簡化形式描述,這對專業知識的要求很高。非數學、物理等基礎學科專業的學生在接觸此類理論的時候,常感覺枯燥、無奈。建立在成熟理論之上的商業化軟件能將看似復雜、枯燥的工作以圖表、動畫等形式形象地顯示出來,既增強了結果的可理解性,又降低了入門的難度,因此在課堂教學的過程中,通過實例分析將學生代入實際應用場景,講述實際問題在建模過程中的撥冗從簡的重點。同時把分析過程中用到的基礎理論呈現給學生,增強專業知識的認同感和應用性[2]。學生對感興趣的內容可以在課后繼續討論,對相關的專業知識也可以根據自己的興趣深入學習。
(二)課堂教學模式
課題教學就是以課題為紐帶,將各種知識點加以結合,使學生通過課題研究過程理解知識、分析問題,加入課堂分組、討論。此方法也可作為最后考查學生對《焊接方法及應用》課程學習效果的手段。將學生按8至10人為一個課題組,明確分工,分別查閱相關資料,最后以課堂匯報的形式呈現學習成果。在解決問題的過程中,不限定課堂課題的解決方式,但要求每位學生必須參與其中。課堂教學一方面有利于學生直接將學到的知識用于問題分析,從而更加牢固的掌握知識,另一方面可以幫助學生提高表達能力、交流能力及團隊協作能力,同時報告形式鍛煉學生的歸納能力[3]。
(三)外聘專家報告法
邀請企業或研究所中杰出的研究員或工程師,通過他們根據切身經歷的講解(如汽車尾氣排放系統的設計),向學生講授研究問題的簡化方法,尤其是在其中用到的基礎理論知識,通過設問環節讓學生參與到實際問題的設計之中,增強學生的參與意識。課堂時間分為兩部分,一部分是專業實例教學時間,約為30分鐘,由工程師或研究員講解實際問題的解決思路,另一部分是自由討論時間,工程師或研究員即興設計一個課題,由學生自由討論,提出解決方案及協作意向。在與工程師的互動中,也可由學生就感興趣的領域提出問題并進行討論。和外聘專家互動有利于學生理解企業文化以及問題解決過程中各部門的協作與分工,增強學生的積極性,拓寬學生的視野,并為就業做好準備[4]。
三、結語
多元化教學模式不僅僅是幾種簡單的教學方法和教學技巧的組合,更是一場涉及知識觀、教學觀到具體的課堂組織形式、教學手段及融合外在資源的廣泛變革。在這場變革中,最重要的是教師牢固地把握以“學生為重心”的原則,同時在教學過程中牢記本門課程教學的基本目標,不斷提高自我的知識水平,通過不同的方式,使學生積極參與課題討論,激發學生的參與熱情和成就感,使學生由傳統單一的聆聽者轉變為思考者,由信息被動接受者轉變為主動從相關報告中獲取自己想要的知識,將拓寬學生視野、培養學生思維方式放在首位,讓學生在思維方式的碰撞中受益。
參考文獻:
[1]管玲俐.多元化教學模式在開放教育《教育學》課程教學中的運用[J].湖北廣播電視大學學報,2013,33(7):011.
[2]陳慧澤,單晶晶.情景模擬教學法在《導游業務》教學中的應用[J].西安航空技術高等專科學校學報,2011,29(2):1.
關鍵詞應用技術大學 材料成型及控制工程 課程體系 構建
材料成型及控制工程專業名稱,源于1998年教育部頒布的普通高等學校本科專業目錄,專業代碼(080302),歸屬機械類。作為機械工程的二級學科,其專業范圍涵蓋了原金屬材料及熱處理、鑄造、鍛壓、焊接工藝及設備等專業,專業口徑得以拓寬。由于專業適應面較廣,得到了現今社會的廣泛認可。許多理工科院校均開設了這個專業。在人才培養模式上,既有按專業大類培養的,也有分專業方向培養的,專業方向大致落實在焊接成型及控制、鑄造成型及控制、壓力加工及控制、模具設計與制造等4個方面。我校材料成型及控制工程專業的專業方向是模具設計與制造專業,在應用技術大學的轉型過程中,如何構建與之相適應的專業課程體系,切實保障人才培養目標,是需要思考的問題。
1應用技術大學人才培養目標定位
2013年6月28日,為切實落實《國家中長期教育改革與發展規劃綱要(2010-2020)》,構建現代職業教育體系,在國家教育部的指導下,由35所將應用技術大學類型為辦學定位的地方本科院校在天津發起成立了應用技術大學(學院)聯盟。自此,建設中國應用技術大學的轉型工作正式啟動。那么,我們首先應該明確應用技術大學的定位和社會責任。
聯合國教科文組織的國際教育標準分類(ISCED)將教育分為7個層次,其中,中等教育后可分類為就業預備班(ISCED4)、普通高等教育(ISCED5)及博士研究生教育(ISCED6)。普通高等教育(含大專、本科和碩士研究生教育)又被分為理論型(5A)和實用型(5B),實用型高等教育主要培養面向職業崗位需求的實用型、技能型人才,理論型院校則根據按學科分設專業和按行業分設專業的不同,分為研究型和應用型兩種不同類別的高等院校,研究型院校主要培養研究型人才,應用型院校主要培養科技型人才。如圖1所示。
從圖1的ISCED5分類中可以較清晰地看出,我們國家自上世紀90年代以來,5B的教育職能基本上是由高職高專院校承擔,5A的教育職能則由各類本科院校承擔,包括地方本科院校,甚至含一批新建的地方本科院校。然而,由于地方本科院校存在著辦學主體、規模、內涵建設水平等諸多差別,使得一些地方本科院校的辦學定位和發展方向出現模糊。
根據國家中長期教育發展戰略,結合聯合國教科文組織的國際教育標準分類,應用技術大學的責任應該歸屬于ISCED5B和ISCED5A-2的教育職能。既肩負著高職高專學歷教育延伸的歷史使命,要培B高素質高技術的復合型人才。同時,從人的可持續發展角度考慮,應用技術大學較寬泛的應用性知識教學,又為學生發展成面向行業的工程師型人才打下了基礎。
2專業課程體系構建思路
構建專業課程體系,應該首先明確專業人才培養目標。在研究型院校中,本專業的人才培養目標大致確定為:培養具備材料科學與工程的理論基礎、材料成型加工及其控制工程、模具設計制造等專業知識,能在機械、模具、材料成型加工等領域從事科學研究、應用開發、工藝與設備的設計、生產及經營管理等方面工作的高級工程技術人才和管理人才。
作為應用技術大學,相對于上述人才培養目標,我們在科學研究方面可以適當降低要求,而在實際應用能力和專業崗位工作能力方面,應有較高的要求。由此不妨擬定如下人才培養目標:培養具備材料科學與工程一定的理論基礎,具備材料成型加工及其控制工程、模具設計制造等專業知識,能在機械、模具、材料成型加工等領域從事應用技術開發、工藝與設備設計及維護、生產及經營管理等方面工作的高素質應用技術型人才。如果這樣的人才培養目標是準確的,我們的專業課程體系就應該圍繞這樣的人才培養目標構建。大致思路如下。
2.1理論知識夠用為度
學科體系下專業課程體系的課程順序通常按“知識應用模式”來安排,所謂“知識應用模式”通常按照基礎理論到應用理論再到應用的順序對課程進行排序,底部是基礎理論課,中間是專業基礎課,頂部是專業方向課,形成一個封閉的順三角形。為了培養研究型和科技型人才,課程體系非常強調基礎理論知識和專業理論知識的系統性,以便夯實基礎。
應用技術大學的人才培養目標以實用型為主,從實用型角度而言,專業課程體系建構可借鑒高等職業教育課程體系,按職業工作邏輯來設置。強調學科知識學習內容的選擇性和學科知識學習面的逐步拓展性。只不過在學科知識的選擇上要比普通高等職業教育寬泛和適度深入。無論是公共基礎課還是專業基礎課,理論知識以“夠用”為度。
2.2主干課程優化設置
應用技術大學專業課程體系中的主干課程應以實現專業培養目標的角度來設置。與學科體系下專業課程體系中的主干課程有所區別。從理念上講,學科體系下的課程體系會將一些主要的學科基礎課、甚至公共基礎課作為主干課程,而應用技術大學專業課程體系中的主干課程應該強調主要的專業基礎課和專業課。
2.3實踐教學增加比重
實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑,是培養具有創新意識的高素質工程技術人員的重要環節,是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。有利于學生素養的提高和正確價值觀的形成。
應用型人才培養的實踐教學環節應與研究型或科技型人才培養的實踐教學環節不同。在研究型或科技型人才培養過程中,有些專業課程的實踐教學過程強調的是認知實踐,但應用型人才培養過程中,專業課程的實踐教學環節強調的是基本掌握。掌握和認知是不同的概念。因此,材料成型及控制工程(模具設計與制造方向)專業要實現人才的培養目標,有必要增加有關實踐教學比重。
2.4通識教育貫穿始終
通識教育塑造文明人和社會人,決定人類社會的文明程度。不管大學培養什么個性特征的人才,都必須首先具備人的特質,具備文明人和社會人的共性特征。應用技術大學是培養高素質應用型人才的搖籃,自然也必須是文明人和社會人,這也是“高素質”的前提。正如有一種觀點認為:通識教育實際上是素質教育最有效的實現方式。
通識教育可以通過開設通識教育課程實施。通識教育課程有通用工具類、通用方法類及藝術、文化、社科類等通識教育課程。就材料成型及控制工程本科專業而言,可安排“大學英語”、“計算機應用基礎”、“工程數學”、“科技文獻檢索”等通識教育工具類和方法類課程作為必修課;而將藝術、文化、社科類通識教育課程作為選修課,需要強調的是:通識教育課程的選修課不可不選,只是任選。
3構建綜合科技教學環境
綜合科技教學環境的概念,源于新加坡南洋理工學院(NYP)林靖東先生,林靖東先生也是最早提出教學工廠這一職教理念的先導者。隨著科技的不斷進步,在“教學工廠”和“基于工作過程教學”的概念基礎上,本世紀初,他又開始致力于構建綜合科技教W環境用于實用型教學領域。應用技術大學肩負著完善我國現代職業教育體系的歷史重任,學校的辦學方向在很大程度上是現有普通高職院校學歷教育的延伸。在高等職業教育課程教學過程中已經比較成熟的“教學工廠”、“工學交替”、“工學結合”、“半工半讀”、“項目導入”、“案例教學”、“基于工作過程教學”等教學模式或教學方法,在應用技術大學的專業課程體系構建過程中,仍不失為可以選擇性借鑒的教學方法和手段。同時,由于材料成型與控制工程專業(模具設計與制造方向)涉及多個學科、多種技術。如工程材料、機械制造、模具設計、自動控制等等。在專業課程或項目教學過程中構建適合多元化科技教學的綜合科技教學環境,無疑對提高教學質量具有積極的意義。
關鍵詞:模擬電子技術;教學改革;探索;實踐
作者簡介:唐宏偉(1982-),男,湖南武岡人,邵陽學院電氣工程系,講師;尹進田(1981-),男,湖南邵東人,邵陽學院電氣工程系,講師。(湖南 邵陽 422004)
基金項目:本文系邵陽學院教改項目“模擬電子技術課程教學改革研究與實踐”(項目編號:2012JG21)、“以應用型人才培養為導向的電類專業實踐教學體系改革探析”(項目編號:2012JG23)、“地方院校自動化專業應用型人才培養體系構建與實踐”(項目編號:2012JG22)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)32-0097-02
邵陽學院電氣工程系有三個專業都開設了“模擬電子技術”課程,本課程是高等院校電類本科專業的一門重要的必修課,同時也是一門理論性、實踐性都很強的專業基礎課,一般都是在大學二年級的時候開設本課程。目前在地方本科院校實際教學中還存在著許多問題,比如注重理論教學,輕實驗和實踐教學等。這樣不僅背離了人才培養的宗旨,也嚴重制約人才培養的質量。所以,不僅要加強學生理論知識的學習,還要想辦法提高學生分析問題、解決問題的實踐能力。邵陽學院在近幾年的“模擬電子技術”課程教學中進行了探索和改革,取得了較顯著的效果。
一、“模擬電子技術”課程教學改革的探索
課程教學改革要適合“模擬電子技術”課程具有綜合性和關聯性等特點。基于地方本科院校師生現狀,在實際教學中對傳統教學方法上存在的弊端進行了一些改革和嘗試。
1.穩定理論教學的基礎性地位
理論是實踐的基礎,所以要求學生重視理論知識的學習,能夠熟練掌握基本概念和原理并能加以應用。在真正掌握了基礎理論的情況下,才能進行實際電路的設計、仿真和焊接,同時需要避免學生的浮躁情緒。例如,有學生在電路設計過程中忽略理論知識的重要性,比如設計運算電路時需要用平衡電阻,但他沒有掌握“直流平衡電阻”的概念,認為可用可不用,即使用到了平衡電阻也不知道應該選用多大的電阻,導致設計出來的電路性能很差,運算放大器偏置電流在兩輸入端之間就會產生附加的差模輸入電壓。在這種情況下,要求學生先掌握“直流平衡電阻”的理論,只有在掌握其電路基本原理的基礎上再進行電路設計,電路設計和焊接的成功率才會得到提高。在平時的授課過程中,對于一些過于復雜的大量計算,尤其對于某些重復性計算,并不很強調其重要性,只要求學生學會或理解能用就好。對于一些重要的計算公式和結論,則重點傳授給學生進行解決復雜計算的方法,并引導學生用其它方式加以解決和應用。例如,在設計基本“直流穩壓電源”方面,一些常見的電阻和電容的取值范圍應該熟練掌握,避免盲目的應用。如果能用計算機編程方式來解決則學會用計算機來解決,這樣不僅僅學會了相關的理論知識,還學會了相關的一些軟件。同時要求學生在焊接電路之前一定要用Proteus或Multisim等軟件進行仿真,這樣可以減小因直接焊接帶來的沒必要的損失。
2.注重培養協調能力
在學習“模擬電子技術”時,需要有一定的協調能力,學生需要進行全方位的綜合考慮,并進行元件參數之間的相互關聯調整。要讓學生明白,在電路中調整一個元件參數時,需考慮這個元件參數的改變所帶來的影響,而不能簡單地換掉這個元件,如果是在可調范圍內進行更換參數,對整體電路影響較小。[1]例如,在“模擬電子技術”中所講授的共集電極放大電路,一般情況下三極管的集電極是不接電阻的。但有些電路需要在集電極接上電阻,如果電阻取值不合適,三極管就有可能由放大狀態進入飽和狀態,從而失去了應有的放大能力,這需要學生具有一定的綜合元件參數處理和協調能力。
3.注重綜合能力的培養
老師按教材章節講授課程知識是傳統的授課方式,但是學生在設計電路時,不僅僅要掌握某個或某些知識點,更需要學生把所學到的知識融會貫通,此時就需要學生具有一定的綜合能力。所以,提高學生綜合能力的想法就要在平時的教學及實踐中貫穿始終,適當增加綜合性訓練題比例,引導學生將所學過的知識有機結合起來,提高學生的綜合能力。
二、適度調整教學內容,合理設置課程體系
由于學時有限,并且該課程涉及面廣、概念多、理論性強,所以首先應該保證學生掌握模擬電子技術的基礎知識,并結合實際不斷融入一些新的發展內容,如PLD、EDA仿真技術。此外,因為課時有限,還需要放棄一些舊的內容。首先要更新教材,調整部分教學內容,以高等教育出版社胡宴如主編的《模擬電子技術基礎》作少學時主講教材,清華大學童詩白、華成英主編的《模擬電子技術基礎》(第四版)和康華光《電子技術基礎(模擬部分)》第5版作為參考教材。所用教材的突出特點是注重結論的實際應用,注重電子電路的分析和設計以及動手能力的培養,另外還介紹了Multisim仿真軟件,在運算電路、信號發生電路、穩壓電源等章節增加了集成電路的運用。
現在大學開設的課程較多,“模擬電子技術”課程的課時一直在壓縮。如果按傳統的授課方法則要將這些內容全部細講,有關集成電路的部分就得壓縮課時,教學內容的先進性難以保證,就只能講一些經典理論知識。比如《基本放大電路》這一章,重點講授共發射極放大電路,并通過大量的例題和習題使學生牢固地掌握放大電路的分析方法,并在加強監督的情況下,讓學生自行完成共集電極和共基極放大電路的分析和設計,彌補了內容多學時少的不足,同時也提高了學生的自學能力。教學內容上,過時的、重復性的知識不講或少講,將與信息技術發展結合十分緊密的集成電路及其實際運用引入課堂,將目前電子技術發展的新技術與理論知識相關聯的部分結合。比如,線性集成電路已廣泛應用于通信、網絡、控制等各類電子產品,要想完全掌握各類集成電路是難以做到的,把此部分內容與信號的運算和處理結合起來一起講解和分析,理論結合實際,內容有新意,分析方法簡單,提高了學生的綜合理解能力和學習積極性。[2]
三、“模擬電子技術”課程教學改革的實踐
1.改革教學模式,多種教學手段相結合
“模擬電子技術”課程具有原理性強、概念多、知識較抽象等特點,教學方式以教師講解知識為主,學生主動參與的環節較少。這種被動學習的方式效果很差,學生上課積極性普遍不高。研究性教學是目前國際上普遍認同和實施的模式,以問題為導向進行教學,增加多元化的課程訓練環節,采取多種授課方式,如問題式、啟發式、案例式等方式,教師作為引導者進行教學,學生由被動接收知識轉化為自主學習的探求者,這是以學生為本,以問題為主線,突出探索精神、科學思維和創新意識的一種新的教學模式。
板書教學是傳統的授課方式,這種方式使教師容易掌握上課節奏,并且在公式推導時可以一步一步寫出來,邏輯性強,學生容易接受;分析過程性內容,如載流子運動或特性曲線過程時,更容易理解。但本課程內容較多,學時有限,僅靠板書教學會影響進度。而多媒體教學形象直觀,通過動畫演示可以增加學生對抽象事物與過程的理解,增加授課的生動性和靈活性。但是多媒體教學也容易造成教學進度過快,導致學生有時跟不上老師的進度,難以及時消化吸收課堂知識。因此采用多媒體與傳統教學方式相結合,揚長避短,提高了課堂效率和教學效果。同時采用啟發式教學,調動了學生學習的熱情與興趣,促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展循序漸進地不斷引出問題,用問題引導學生按教師的思路不斷思考,主動發現問題、分析問題并解決問題。[3]
2.實行課程理論和實驗教學授課分離的模式
在邵陽學院電氣工程系,“模擬電子技術”和“電工電子實驗”是兩門課程。其中“電工電子實驗”是結合“模擬電子技術”、“數字電子技術”和“電路”三門課程開設的專門實驗課程。在“電工電子實驗”課程中設計動手考試環節,不僅避免了部分老師在輕實驗思想指導下大力壓縮實驗課時的做法,同時也使學生們從思想上重視實驗,重視理論知識的運用,在保證實驗課時的前提下提高學生的動手和實踐能力。
3.以課程實驗、課程設計、課程實習、電子大賽及科研活動提高基礎理論水平及綜合實踐和創新能力
加強理論課程基礎知識的學習,打好理論基礎后再到實驗室完成一些基礎實驗,在驗證理論知識的同時也加深了學生對知識的理解和記憶,提高了學生的基本操作能力。學生把基礎知識學完后,再通過讓學生制作一些中小規模的電子電路完成課程設計,鍛煉學生的綜合能力,必要的時候由老師加以引導和輔助。當電子電路完成以后,學生的綜合能力顯然能得到較大的提高。在“模擬電子技術”課程教學期間,也相繼舉辦和參加各種級別的比賽,從電氣系組織的電子小制作,到參加全國電子設計大賽,鼓勵學生們積極參與并給予一定的物質和精神上的獎勵。在課程開設后的第二個學期,還有電工實習等課程實習環節,給學生提供元器件讓學生按照實習要求面向實際的操作。以前有學生在做實驗的時候都不敢動手,他們怕被電擊或怕損壞儀器設備,此時要鼓勵學生多動手,提醒學生應該注意的安全事項,并演示部分內容,強調在學好理論的同時加強實踐,在實踐中學習。在平時,電氣工程系積極鼓勵學生參與老師們的各種科研項目并積極申請一些大學生項目,比如湖南省大學生研究性學習和創新性實驗項目及邵陽學院大學生創新實驗項目,以實際的項目研究方式帶動學生的學習興趣,訓練和提高了學生的理論水平和實踐動手能力。
4.對學生開放實驗室,激發大學生創新精神
對傳統的實驗室進行改進,形成多功能開放式實驗室。目前已經有一個專門針對學生的創新實驗室,學生隨時都可以進入實驗室進行學習和實踐。同時成立了創新小組,由專門的指導老師和創新小組負責人在指導老師指導下完成相關的實踐和實驗內容,同時由高年級學生帶動低年級學生,提高學生的學習積極性。實驗室針對全系學生開放,學生只要想進入實驗室自學就可以申請開放實驗項目,有專門的老師進行指導。[4]
四、總結
對“模擬電子技術”課程教學改革進行了一些初步的探索和實踐,并給出了具體的實施方案和措施。從目前邵陽學院電氣工程系的情況來看,效果還是比較明顯的。迄今為止,學生們發表學術論文9篇,獲得國家發明專利1項,獲得軟件著作權3項,實用新型專利1項,參與開發70kvar微機型低壓動態靜止無功補償裝置和50kvar新型靜止無功補償裝置各1套,成功獲得湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目5項,獲得校級大學生科研立項項目6項,并已大部分順利結題或取得很好的進展。同時,2009年獲得“挑戰杯”三等獎1項,2012年獲得湖南省電子設計競賽二等獎1項,三等獎1項。[5]立足于地方本科院校現有條件,對“模擬電子技術”課程傳統教學中的一些矛盾和不足進行有效解決,在以后的教學實踐中將不斷思考、探索、改進和完善,提高本課程的教學效果。
參考文獻:
[1]李玉魁,王鳳歌.高校本科模擬電子技術課程教學模式的一些探索、改革與思考[J].科技信息,2010,(33):430-431.
[2]劉藝.“模擬電子技術”課程教學改革探索[J].高等理科教育,
2009,(1):133-135.
[3]閆慧蘭,雷飛,徐萍萍.模擬電子技術多元化教學的探索[J].電氣電子教學學報,2010,(5):86-88.
關鍵詞:任務驅動法;課堂教學;有效應用
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)32-0088-02
中職《電工電子技術與技能》課堂教學力求體現“以就業為導向,以學生為本位”的教學理念,以基礎理論教學“必學”、“夠用”為度,把實踐技能教學放在首位;采用任務驅動,邊做邊學邊教,學以致用,學用結合,以適應職業崗位實際工作的需要。
一、任務驅動教學法的含義
任務驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的新型教學方法。讓學生在一個個任務的驅動下展開教學活動,引導學生循序漸進地完成一系列任務,掌握知識的脈絡,達到培養提出問題、分析問題、解決問題的能力。在此過程中,學生還會不斷獲得成就感,可以更好地激發學生的求知欲望,通過任務的完成實現意義上的建構。本文以“制作電子數字鐘”教學為例,解剖任務驅動教學法的有效運用。
二、運用任務驅動教學法的必要性
“制作電子數字鐘”教學要求學生掌握兩個目標:其一為技術目標,掌握集成電路的外形識別、鞏固焊接技能、數字鐘的安裝調試;其二為知識目標,了解時序邏輯電路的結構特點、計數器的分類、寄存器的工作原理等。傳統的教學方法讓學生聽起來枯燥無味,感覺難度較大,產生畏懼心理。而任務驅動教學法以“任務為主線、教師為主導、學生為主體”,為學生設計與教學內容相符、有明確目標、難度適宜、具有實用性和可操作性的“任務”,讓“任務驅動”貫穿于課程教學,把原來的抽象理論轉化為具體的任務,讓學生主動參與,培養實際應用技能。
三、具體應用過程
任務驅動教學法的主要結構分成三個部分:設計任務、完成任務、評價任務。
1.教師設計任務
在“制作電子數字鐘”教學中,教師認真鉆研教學大綱,分析選用教材的內容組合,確定本課目標:掌握集成電路、計數器、寄存器的基本知識,正確操作完成制作與調試。因此,將任務設計為:①識讀數字鐘的原理圖和印制電路板圖(PCB電路板);②根據電路原圖組裝數字鐘所需元器件列表歸類;③元器件電阻、電容、變壓器利用萬用表檢測,集成電路利用專業儀表測量;④對元器件排線、集成插座、電池極片、晶振、蜂鳴器、熱縮管和大電解電容器的處理;⑤元器件按照電路原理及電路板,先采用模擬安裝來確定安裝的先后順序、總結方法,最后焊接元器件;⑥對安裝完畢后的元器件進行調試。
2.學生完成任務
將學生分成若干個小組,每組3~5名學生為宜,并選舉一名操作能力強的學生擔任小組長,實施“導生制”的管理模式。然后給學生分配任務,每組使用一個PCB電路板,學生圍繞任務展開學習,分工查閱時序邏輯電路的基本知識、脈沖電路的特點、555時基電路組成。小組成員通過分工合作,及時掌握任務、分析任務和解決任務,并在活動中學會與人交流、合作共同完成學習任務。教師主動參與學生活動,引導學生、啟發學生,記錄學生提出的問題,然后進行總結歸納,讓學生發揮潛能,按要求完成教學任務。
3.師生評價任務
完成教學任務的學生,要將成果展示出來,由教師組織學生評價。評價分成三種方式:其一是自我評價占30%,主要評價自己的學習情況、團隊合作情況、自身的綜合素質等;其二是小組內其他成員的評價占30%,主要看該生在任務中的參與情況、應用知識能力、任務完成態度等;其三是教師評價占40%,評價學生對于新知識的掌握程度、技能操作的熟練程度、與師生的配合程度、是否有創新能力等。通過學生之間的相互交流和評價,構建開放式的評價機制,讓學生彌補不足,鍛煉能力。
總之,在任務驅動教學法下,提出任務是前提,分析任務是關鍵。采用任務驅動教學法實施“制作電子數字鐘”教學,學生學習的主動性明顯加強,分析能力有較大提高,團隊精神、合作意識的積極性較強,學習和應用新知識的熱情高漲。還能“溫故而知新”,真正體現了中職教學中理論知識“夠用適度”的要求,也達到了本節課堂教學的目的。
參考文獻:
文章編號:1671-489X(2016)10-0043-02
2014年中央經濟工作會議明確指出,現在環境承載能力已經達到或接近上限,必須順應人民群眾對良好生態環境的期待,推動形成綠色低碳循環發展新方式。作為國民經濟重要產業之一的船舶產業,必須響應綠色低碳循環發展要求,積極開發新技術、轉變產業發展方式,促進船舶從建造到營運、拆解整個壽命周期綠色環保。“綠色造船”是船舶產業的發展方向。
高等職業院校船舶工程技術專業的人才培養目標是具有良好的職業道德,有創新精神,團結協作,全面發展的面向各修、造船廠具備構件加工、船體裝配、船體焊接、造船生產設計、生產組織與管理等理論知識和實踐操作技能的高端技能型專門人才。他們是船舶行業的高技能人才后備軍和主力軍。因此,必須將綠色低碳理念貫穿整個教學過程,使他們成為綠色低碳循環發展的踐行者。
1 綠色造船
“綠色造船”是船舶工業的發展方向,包括兩方面內容。一是綠色船舶技術:綠色船舶應符合的相關標準和規范要求,應用涉及船舶的設計、能耗、污染物排放、資源消耗等。二是船舶的綠色建造:船舶的綠色建造是針對產品的整個生命周期,這個過程中包括船舶的設計、制造、使用過程以及報廢處理。在整個生命周期,對于資源的消耗少,對環境的影響小,并且能夠使得船舶企業獲得的經濟效益高,最終使得企業和自然環境雙贏。
2 船舶工程技術專業教學改革
學習是一個循序漸進的過程,對于綠色造船理念的培養同樣遵守循序漸進的原則,從對綠色造船的了解、認識,到對綠色造船技術的學習和設計運用,以及對綠色造船工具的運用,最后綠色造船的實踐學習和知識擴充了解,等等。在船舶工程技術專業教學中根據學生學習特點和專業教育方式,把一個系統、全面的綠色造船體系漸進式地融入教學中,對原課程教學進行改善,在學習基本知識的基礎上進行知識拓展和延伸,鼓勵專項研究和綜合運用。
把對學生“綠色造船”技術培養過程劃分為三個階段,逐次遞進,即綠色船舶基礎理論知識學習階段、綠色船舶技術技能的訓練階段、專業工程實踐應用階段,形成基本技能訓練、綠色船舶設計、專業工程實踐的三個環節。
基本理論、方法框架的建立 綠色船舶初步認知階段,前期重點學習建筑設計基礎知識,初步了解綠色船舶基本內容,具體做法是增設綠色船舶技術課程。綠色船舶技術主要考慮能效規則,進行新能源的應用:首先是動力技術方面,主要包括低排放燃燒高效率柴油機、全面試驗船上燃料電池,還致力于研究利用風能、太陽能、液化天然氣等清潔能源為船舶提供動力技術;其次是減阻技術,主要采用線型優化設計、整流裝置以及氣膜減阻等;最后是減排技術,主要是SOx、COx、NOx洗滌塔設計研究。
在原來的專業核心課程中增加船舶綠色建造內容,船舶的綠色建造應包括綠色船舶設計、綠色制造和綠色建造模式及管理方法三個部分。綠色船舶設計技術是指在船舶的設計階段就要考慮到船舶的后續制造過程,即要面向整個生命周期過程,進行相關綠色設計,使得在后續的相關過程中可以對資源的消耗和對環境的污染較小,從而達到綠色性的要求。綠色船舶設計是在保證船舶原有的功能,不影響使用壽命的前提下,考慮在船舶整個生命周期內的環境影響,包括可拆卸性、可回收性、循環利用的一種科學而環保的設計。
船舶產品的綠色制造,主要包括船舶的工藝規劃、加工制造及裝配等環節。優化船舶在制造過程中的環境友好性,控制生產過程中的“三廢”即廢氣、廢液、廢物的排放,或通過“三廢”處理技術,減少生產過程中對環境的影響。綠色管理包括對合理造船工藝流程的不斷完善管理、針對船舶工業生產特點的船舶綠色供應鏈管理、綠色化造船模式管理等。
綠色船舶技術技能的訓練階段 現代造船模式中的關鍵技術之一是焊接技術。在船體建造中,船體建造總工時的30%~40%是焊接工時,船體建造總成本的30%~50%是焊接成本。評價造船質量的重要指標是船舶焊接質量,影響造船產量與生產成本的主要因素之一是焊接生產效率,船舶工程技術專業學生必須會焊接操作,在焊接專項技能實訓中培養綠色、低碳、可持續發展的理念。如在板對接手工電弧焊實訓項目中,具體教學過程是布置任務學生思考教師講解示范學生模擬操作實踐檢驗。在布置任務時一定要學生思考實訓項目的環保問題,在教師的示范講解中也要注意環保,在學生的操作實踐中將環保問題作為考核的一個重要方面。
通過實訓要讓學生充分考慮環境污染、焊接能源消耗、焊接質量等問題。其中,環境污染主要是指焊接有害氣體、煙霧和粉塵污染、弧光輻射、電磁污染、噪聲污染等;焊接能源消耗指的是電能有效利用率問題;焊接質量主要考慮產生缺陷,如裂縫、氣孔、未滲透、焊縫尺寸不合格等。在焊接技能實訓中強化綠色造船意識。
專業工程實踐 船舶建造過程流程:生產設計相關材料和設備的采購板和型材的加工分段裝焊總段組裝船體合攏下水碼頭棲裝試驗交船。在校內進行的專業工程實踐是選取33 500噸散貨船環形分段裝焊,具體實訓流程如下:
1)熟悉分段結構圖紙、套料圖紙及另件明細表,掌握零件切割、加工流程;
2)根據零件編碼確定零件需要的加工設備以及加工方式;加工設備包括大型三輥卷板(壓)機、單臂液壓機、小型三輥彎板機、門式油壓機、肋骨冷彎機等;加工方式包括面板加工、折邊肘板加工、型材彎曲加工、板材折邊加工、板材彎曲加工等;
3)根據套料切割圖紙中的零件號在切割完零件上標記零件編碼、組裝方向(如TOP FWD PORT STB’D)、EXCESS(余量)、加工符號(如折邊F、壓彎B等);
4)切割完成零件進入BUFFER區,能根據套料版圖零件編碼、流向和加工信息進行配送至不同的組立工位(即零件托盤流向信息);
5)能根據零件加工圖紙及樣板(TEMPLATE)、樣箱圖對復雜零件進行成型加工;
6)根據分段施工圖進行小組立、中組立裝配并檢驗;
7)根據施工工藝完成33 500噸散貨船環形分段裝焊。
在實訓中從環境協調性因素、經濟合理性因素、技術先進性因素三方面進行綠色建造技能的培養。首先,環境協調性因素考慮能源類型、能源利用率、能源消耗彈性系數,材料的利用率、設備配置,“三廢”的排放,工作強度勞動定員、事故率、職業病、工作環境防塵防毒。其次,經濟合理性因素考慮材料利用率、能源利用率、裝焊場地及分段堆場的配置、焊接設備及起運設備配置、人工成本、環境成本。最后,技術先進性因素考慮技術水平、測量與精度控制、生產方式、管理水平。