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關(guān)鍵詞:工作過(guò)程;汽車電器設(shè)備檢修;課程設(shè)計(jì)
中國(guó)分類法:G423
1 引言
根據(jù)我國(guó)的國(guó)情,高職高專的課程改革勢(shì)在必行,這樣才能比較有效的提高高職高專學(xué)生的動(dòng)手能力,這也是改革的最終目的。對(duì)汽車類的高職學(xué)生來(lái)說(shuō),對(duì)其動(dòng)手能力的要求更高,這就要求課程改革一定要到位,能夠達(dá)到提高學(xué)生動(dòng)手能力的最佳效果。下面就以汽車類高職高專的一門核心課程――汽車電器設(shè)備檢修的一個(gè)任務(wù)單元――汽車交流發(fā)電機(jī)的檢修為例介紹基于工作過(guò)程的課程改革的設(shè)計(jì)方法。
2 學(xué)習(xí)情境與任務(wù)單元的設(shè)計(jì)
將汽車電器設(shè)備檢修這門課程設(shè)計(jì)八個(gè)學(xué)習(xí)情境,分別為:蓄電池的檢修;交流發(fā)電機(jī)的檢修;起動(dòng)機(jī)的檢修;點(diǎn)火系的檢修;照明與信號(hào)系統(tǒng)的檢修;儀表與報(bào)警系統(tǒng)的檢修;安全與舒適系統(tǒng)的檢修;空調(diào)系統(tǒng)的檢修。每個(gè)學(xué)習(xí)情境又下分幾個(gè)任務(wù)單元,比如交流發(fā)電機(jī)的檢修這個(gè)學(xué)習(xí)情境,分為如下的5個(gè)任務(wù)單元:轉(zhuǎn)子總成的檢修、定子總成的檢修;整流器的檢修;電刷組件的檢修;帶輪與風(fēng)扇的檢修。
3 課程的實(shí)施過(guò)程
3.1 案例導(dǎo)入
實(shí)際的案例的導(dǎo)入,充電指示燈常亮的原因是什么?經(jīng)過(guò)分析,最可能的原因是交流發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障,就需要對(duì)交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的故障診斷。因此我們要進(jìn)入第二步教學(xué)的實(shí)施過(guò)程――相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
3.2 相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)
交流發(fā)電機(jī)的總體結(jié)構(gòu),由下列部件組成:轉(zhuǎn)子總成、定子總成、整流器、電刷組件、帶輪與風(fēng)扇,各個(gè)部件的作用如何。
交流發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程:磁場(chǎng)的產(chǎn)生、整流過(guò)程、勵(lì)磁過(guò)程。
這部分的學(xué)習(xí)主要是通過(guò)教師的講解來(lái)完成,教師可以借助現(xiàn)代化的教具,比如多媒體來(lái)完成這部分的教學(xué)工作。
3.3 示范教學(xué)
教師通過(guò)實(shí)物示范描述交流發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程并拆裝各組成部件,之后示范交流發(fā)電機(jī)的故障診斷的方法。下面簡(jiǎn)單介紹一下交流發(fā)電機(jī)的故障診斷方法。
3.4 小組實(shí)施
學(xué)生分組討論、分析、總結(jié),教師跟蹤釋疑。學(xué)生首先對(duì)交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行拆裝操作,在拆裝過(guò)程中,使學(xué)生掌握各個(gè)組成部件之間的位置關(guān)系,同時(shí)進(jìn)一步掌握各個(gè)組成部件的作用。然后再進(jìn)行故障的診斷,要求學(xué)生能夠正確使用故障診斷的工具,也能夠根據(jù)所測(cè)得的結(jié)果判斷出交流發(fā)電機(jī)具體出現(xiàn)什么樣的故障或者是正常的。同時(shí)學(xué)生在實(shí)施過(guò)程中要相應(yīng)完成任務(wù)工單。
3.5 師生點(diǎn)評(píng)
學(xué)生完成任務(wù)工單,小組自評(píng)、互評(píng),教師進(jìn)行總評(píng)。提出本次任務(wù)完成的總體效果,學(xué)生之間進(jìn)行自我評(píng)價(jià)與互相評(píng)價(jià),優(yōu)勢(shì)都有哪些,以后繼續(xù)保持,不足有哪些,加以改進(jìn)。這樣更加有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握,而且可以為提高學(xué)生實(shí)際操作動(dòng)手的能力提供一個(gè)學(xué)生自己反思的過(guò)程。教師進(jìn)行的總體評(píng)價(jià)可以讓學(xué)生更進(jìn)一步的知道自己以后應(yīng)該如何去做,動(dòng)手能力會(huì)得到更進(jìn)一步的提高。
關(guān)鍵詞:電氣工程;電機(jī)學(xué);關(guān)聯(lián)性;課程建設(shè)
作者簡(jiǎn)介:張宇嬌(1979-),女,江蘇丹陽(yáng)人,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院輸電線路工程系主任,講師;
黃雄峰(1980-),男,湖北大冶人,三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院,講師。
基金項(xiàng)目:本文系2011年湖北省高等學(xué)校省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2011223)的研究成果。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)14-0050-03
一、“電機(jī)學(xué)”現(xiàn)狀及問(wèn)題
三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院的“電機(jī)學(xué)”是面向本科三年級(jí)開設(shè)的一門電氣工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程,承自二年級(jí)的“電路與工程電磁場(chǎng)”課程,又與研究生學(xué)習(xí)階段的“電磁場(chǎng)數(shù)值仿真”等課程密切相關(guān)。但是,多年來(lái),電機(jī)學(xué)教學(xué)存在著知識(shí)體系風(fēng)格相對(duì)封閉,沒(méi)有有意識(shí)地突出電機(jī)學(xué)與相關(guān)課程、學(xué)生培養(yǎng)、教師協(xié)調(diào)合作和學(xué)科支撐等方面的關(guān)聯(lián)性,學(xué)生在學(xué)習(xí)電機(jī)學(xué)時(shí),不能自覺地運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的電路、工程電磁場(chǎng)的知識(shí),理解電機(jī)學(xué)中的概念、掌握電機(jī)分析理論和方法。同時(shí),由于工程背景知之甚少,學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)中各種電機(jī)的特點(diǎn),參數(shù)變化對(duì)性能的影響等等沒(méi)有感性認(rèn)識(shí),缺乏長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)動(dòng)力。而研究生在“電磁場(chǎng)數(shù)值仿真”課程學(xué)習(xí)中,也不能主動(dòng)地將電機(jī)作為課程中的主要應(yīng)用實(shí)例。而電機(jī)學(xué)及其相關(guān)課程的教學(xué)中,沒(méi)有充分依據(jù)電機(jī)學(xué)及相關(guān)課程的概念原理和基本技能要求從工程實(shí)際中發(fā)掘教學(xué)實(shí)例,各門課程之間缺乏充分磋商、協(xié)調(diào)配合,造成了電機(jī)學(xué)及其相關(guān)課程的關(guān)聯(lián)性降低。
由于電路、工程電磁場(chǎng)、電機(jī)學(xué)、電磁場(chǎng)數(shù)值仿真等課程各自都在強(qiáng)調(diào)知識(shí)結(jié)構(gòu)的嚴(yán)密性,忽略了各課程間的聯(lián)系,學(xué)生只是被動(dòng)去掌握各門課程的知識(shí)和技能,卻不能在課程中靈活應(yīng)用已學(xué)知識(shí)和技能,對(duì)概念和知識(shí)的理解被局限在各門課程框架內(nèi),限制了學(xué)生思維能力、綜合應(yīng)用知識(shí)的能力和工程實(shí)踐能力。
各門課程的銜接統(tǒng)籌,本科與研究生教育的協(xié)調(diào),已經(jīng)受到一些高校的關(guān)注。西安交通大學(xué)提出了“2+4+X”的培養(yǎng)模式,[1]核心是通過(guò)打通本科生與研究生教育之間的隔離,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)內(nèi)容上的拓展和實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高,實(shí)現(xiàn)不同層次教育階段的平滑過(guò)渡和有機(jī)銜接,從而構(gòu)建以本科教育教學(xué)改革為主體的創(chuàng)新性人才培養(yǎng)新體系,多規(guī)格多層次多模式培養(yǎng)高層次人才。浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院提出了電類基礎(chǔ)課程的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)化建設(shè)的想法和方案,[2]并進(jìn)行了積極的嘗試,從系統(tǒng)的觀點(diǎn),按照統(tǒng)一整體觀重新設(shè)計(jì)相互關(guān)聯(lián)的課程,如電路、電磁場(chǎng)、信號(hào)、電子技術(shù)基礎(chǔ)等。同時(shí),對(duì)各課程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)跨課程可持續(xù)性實(shí)驗(yàn)的開發(fā)。
因此,從關(guān)聯(lián)性分析入手,使學(xué)生既掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和專門知識(shí),也能將其熟練運(yùn)用到電機(jī)性能分析,實(shí)現(xiàn)“電機(jī)學(xué)”與電氣工程中其他相關(guān)課程的平滑過(guò)渡和銜接,對(duì)電氣工程專業(yè)的本科生和研究生培養(yǎng)都有著重要的意義。同時(shí),通過(guò)“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的探索,將大大加強(qiáng)“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程的統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)、師資隊(duì)伍培養(yǎng)及協(xié)調(diào)發(fā)展,并對(duì)相關(guān)學(xué)科建設(shè)可起到促進(jìn)作用。圖1是“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性現(xiàn)狀與預(yù)期示意圖。
二、“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性分析
1.與相關(guān)課程的相關(guān)性
“電機(jī)學(xué)”的課程內(nèi)容涵蓋磁路分析、變壓器原理、直流電機(jī)、交流電機(jī)(感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī))、永磁電機(jī)與開關(guān)磁阻電機(jī)、控制電機(jī)、電機(jī)絕緣、電機(jī)發(fā)熱和冷卻等章節(jié)。這些章節(jié)絕大多數(shù)涉及電路中的很多內(nèi)容,如回路法、節(jié)點(diǎn)法、相量法、自感與互感的概念、三相電路、磁路的概念、諧波分析法等;要用到電磁場(chǎng)中的電磁感應(yīng)定律、感應(yīng)電壓(反電勢(shì))計(jì)算、磁路的計(jì)算、自感和互感的計(jì)算、電磁能量計(jì)算、電磁力計(jì)算、渦流、損耗等內(nèi)容,這些知識(shí)點(diǎn)在電機(jī)學(xué)中都直接或間接地體現(xiàn)出來(lái)。由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與普及,電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)等多物理場(chǎng)數(shù)值計(jì)算被引入“電機(jī)學(xué)”教學(xué)之中,為電機(jī)性能分析和校核提供了更為精確的計(jì)算工具,并為研究生的“工程電磁場(chǎng)”課程提供了大量的仿真實(shí)例。
2.與課程建設(shè)的相關(guān)性
“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程之間的關(guān)聯(lián)性,決定了在這些課程的建設(shè)中應(yīng)充分考慮它們的關(guān)聯(lián)性。“電機(jī)學(xué)”及相關(guān)課程的建設(shè),與從事這些課程教學(xué)的教師、實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員息息相關(guān),師資隊(duì)伍實(shí)力提高和協(xié)調(diào)配合是實(shí)現(xiàn)“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程關(guān)聯(lián)性建設(shè)的關(guān)鍵。而相應(yīng)的學(xué)科關(guān)聯(lián)性建設(shè)是“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程建設(shè)的有力補(bǔ)充、支撐和保障。學(xué)生既是“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的受益者,又是關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的檢驗(yàn)者。因此,關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)離不開學(xué)生的積極參與。這些將在本文第三部分進(jìn)行介紹。圖2是“電機(jī)學(xué)”相關(guān)性分析示意圖。
三、“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)方案
1.“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)課程的多樣化教材建設(shè)
電機(jī)學(xué)中大量地應(yīng)用了電路、工程電磁場(chǎng)的概念、知識(shí)和分析方法,同時(shí)電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算也為電機(jī)磁場(chǎng)分析和性能分析提供了強(qiáng)有力的工具,也更體現(xiàn)工程教育的背景。首先,在紙質(zhì)教材中,可引入相關(guān)電路、工程電磁場(chǎng)知識(shí)背景的鏈接,或者在講解理論、公式時(shí),介紹其所體現(xiàn)的電路和工程電磁場(chǎng)的原理,力求使學(xué)生明白公式的出處,從而自覺地學(xué)會(huì)利用已有的知識(shí),加深對(duì)電機(jī)學(xué)中的概念、理論和公式的理解。另外,引入解析解和有限元法等計(jì)算方法獲得的計(jì)算結(jié)果,與相應(yīng)的電機(jī)學(xué)基于磁路的分析方法相互印證和比較,使學(xué)生了解電磁場(chǎng)計(jì)算對(duì)電機(jī)分析的重要性,也開拓他們解決工程實(shí)際問(wèn)題的思路。在電路和“工程電磁場(chǎng)”課程例題或習(xí)題中,適當(dāng)增加體現(xiàn)電機(jī)原理的工程類題目,在“電磁場(chǎng)數(shù)值仿真”課程中,增加電機(jī)電磁場(chǎng)數(shù)值分析的例題和習(xí)題,挺高學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和軟件技術(shù)的日益進(jìn)步對(duì)豐富傳統(tǒng)教學(xué)方式和紙質(zhì)教材建設(shè)起到了極大的促進(jìn)作用。多樣化的電子教材成為紙質(zhì)教材的有力補(bǔ)充。在現(xiàn)代教育技術(shù)中,多媒體教學(xué)發(fā)揮著越來(lái)越多的作用,電機(jī)學(xué)電子課件可以和其他相關(guān)課程相關(guān)章節(jié)之間進(jìn)行鏈接,從而方便地將不同課程知識(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)。充分利用其他相關(guān)課程的資源,使課堂教學(xué)得以豐富和完善。
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為電機(jī)學(xué)及其相關(guān)課程教學(xué)形式的豐富提供了理想的平臺(tái),各課程網(wǎng)站可提供豐富的教學(xué)資源,如習(xí)題難題解答、視頻、動(dòng)畫等教學(xué)素材,而網(wǎng)站中相關(guān)課程內(nèi)容知識(shí)鏈接可使學(xué)生迅速將不同課程間相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及相互的繼承關(guān)系聯(lián)系起來(lái),便于建立完整的知識(shí)體系。
2.電機(jī)學(xué)軟件的開發(fā)中突出關(guān)聯(lián)性
開發(fā)電機(jī)學(xué)軟件,從工程實(shí)用背景出發(fā),可包含電機(jī)設(shè)計(jì)和電機(jī)電磁場(chǎng)分析軟件,[3]這些軟件可使學(xué)生在實(shí)際工程環(huán)境中將學(xué)到的電路、工程電磁場(chǎng)和電磁場(chǎng)數(shù)值仿真知識(shí)與電機(jī)學(xué)貫通融合。在運(yùn)行這些軟件時(shí),學(xué)生可通過(guò)幫助彈出電路、工程電磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)數(shù)值仿真和電機(jī)學(xué)中相應(yīng)的理論和公式,在工程實(shí)際應(yīng)用中掌握相互關(guān)聯(lián)的理論,并培養(yǎng)工程實(shí)踐能力。筆者開發(fā)了電機(jī)設(shè)計(jì)軟件和電機(jī)多物理場(chǎng)分析軟件,通過(guò)這些軟件,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電機(jī)學(xué)及關(guān)聯(lián)課程的掌握。圖3是電機(jī)設(shè)計(jì)軟件界面及相應(yīng)幫助信息。
3.“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)改革中的關(guān)聯(lián)性
電機(jī)學(xué)本科實(shí)驗(yàn)以三相變壓器參數(shù)測(cè)定、連接組測(cè)定和傳統(tǒng)電機(jī)如(直流、異步、同步電機(jī))的參數(shù)測(cè)定、運(yùn)行特性測(cè)試為主,多屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。隨著教學(xué)改革的深入,更多新型電機(jī)如永磁電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和橫向磁通電機(jī)等的出現(xiàn),為電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革提供了新的思路。如“測(cè)定永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子中內(nèi)嵌永磁體的剩磁”實(shí)驗(yàn),作為新型電機(jī)的參數(shù)測(cè)定,需要“工程電磁場(chǎng)”和“電磁場(chǎng)數(shù)值仿真”課程中的相關(guān)知識(shí);而電路實(shí)驗(yàn)課程中,也可開設(shè)單相變壓器參數(shù)測(cè)定和性能測(cè)量,為“電機(jī)學(xué)”打下基礎(chǔ)。三峽大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心已有意將電路、模擬電字技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一設(shè)置,體現(xiàn)這些電工電子基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)性,[4]因此,在更為廣泛的相關(guān)課程范圍內(nèi),從關(guān)聯(lián)性觀點(diǎn)出發(fā),整合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容,將有助于包括“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的電氣工程類實(shí)驗(yàn)課程的協(xié)調(diào)發(fā)展。
4.師資隊(duì)伍和學(xué)科建設(shè)是關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的保證與支撐
關(guān)聯(lián)性課程建設(shè),不是單一課程建設(shè),涉及到各專業(yè)多門課程中對(duì)多種形式的教材、教學(xué)網(wǎng)站等資源、教學(xué)軟件開發(fā)和各層次實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)籌安排和協(xié)調(diào)配合。這對(duì)參加具有關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的教師而言,要求更高。這些教師不僅需要對(duì)自己講授課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)規(guī)律非常熟練,而且要深入了解其他相關(guān)課程,特別是各個(gè)課程的關(guān)聯(lián)性。在本文第三部分中詳細(xì)討論了“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程在多樣化教材建設(shè)、教學(xué)軟件開發(fā)和實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)的關(guān)聯(lián)性,可以看出,從關(guān)聯(lián)性角度進(jìn)行課程建設(shè),需要承擔(dān)相關(guān)課程各教學(xué)環(huán)節(jié)的教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員投入大量的時(shí)間和精力,熟悉和了解各相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容,經(jīng)過(guò)充分討論和磋商,找出各課程的關(guān)聯(lián)內(nèi)容和關(guān)聯(lián)方式,巧妙制定各課程各種教學(xué)環(huán)節(jié)中的教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)方法,并通過(guò)教師的努力加以實(shí)現(xiàn)。這些工作量大,需要教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的相互協(xié)作,因此,強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)集體、切實(shí)有效的激勵(lì)機(jī)制和資源保障措施必不可缺。充分調(diào)動(dòng)參與關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的積極性,穩(wěn)定和擴(kuò)大師資隊(duì)伍,并不斷通過(guò)協(xié)調(diào)和磋商,及時(shí)解決課程建設(shè)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題,推動(dòng)關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
在關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)中,相關(guān)學(xué)科的學(xué)科建設(shè)同樣起到了支撐作用。“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程涉及電氣工程一級(jí)學(xué)科中的“電機(jī)與電器”和“電工理論與新技術(shù)”等二級(jí)學(xué)科,這些學(xué)科的研究成果,可以提供工程實(shí)際應(yīng)用范例,總結(jié)新的原型例題,開發(fā)新的開放創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),可豐富“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程各教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。同時(shí),參加學(xué)科建設(shè),參與科學(xué)研究,明確教師的發(fā)展方向,調(diào)動(dòng)教師的積極性,同樣對(duì)教師隊(duì)伍起到穩(wěn)定作用,同樣可以促進(jìn)課程建設(shè)。
5.充分發(fā)揮本科生自主學(xué)習(xí)能力和研究生助教的作用
本科生往往不具備工程實(shí)際背景,因此,對(duì)知識(shí)的掌握都是在個(gè)別點(diǎn)上,不易融會(huì)貫通。因此,通過(guò)本科生對(duì)“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性課程的學(xué)習(xí)和軟件的使用,逐步培養(yǎng)本科生的自主學(xué)習(xí)的能力,建立“電機(jī)學(xué)”及關(guān)聯(lián)課程的整體系統(tǒng)知識(shí)體系。研究生由于參加實(shí)際的工程問(wèn)題研究,如對(duì)電機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化、控制和故障監(jiān)測(cè),積累了一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),其從事助教工作,可以將自己的工程背景知識(shí)傳給低年級(jí)同學(xué),使本科生在學(xué)習(xí)“電機(jī)學(xué)”及關(guān)聯(lián)的課程時(shí),可通過(guò)實(shí)例掌握電機(jī)學(xué)及相關(guān)課程的系統(tǒng)知識(shí)。
四、結(jié)論
本文針對(duì)三峽大學(xué)電氣工程專業(yè)的“電機(jī)學(xué)”教學(xué)中存在的知識(shí)體系相對(duì)封閉,不利于學(xué)生將所學(xué)各相關(guān)課程知識(shí)融會(huì)貫通等問(wèn)題,分析了“電機(jī)學(xué)”及其相關(guān)課程如電路、工程電磁場(chǎng)和研究生電磁場(chǎng)數(shù)值仿真課程的關(guān)聯(lián)性,提出了在“電機(jī)學(xué)”關(guān)聯(lián)性課程中開展多樣化教材建設(shè)、教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)及共享資源制作、教學(xué)軟件開發(fā)的關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)方案。探討了師資隊(duì)伍和學(xué)科建設(shè)對(duì)關(guān)聯(lián)性課程建設(shè)的重要性,通過(guò)關(guān)聯(lián)性課程建設(shè),提高學(xué)生對(duì)“電機(jī)學(xué)”及相關(guān)課程的掌握程度,加強(qiáng)學(xué)生的工程背景知識(shí)和實(shí)踐能力。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】汽車電工與電子基礎(chǔ); 精品課程; 課程教學(xué)模式; 課程評(píng)價(jià)模式; 課程實(shí)踐條件
我校的《汽車電工與電子基礎(chǔ)》精品課程緊緊圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、教學(xué)梯隊(duì)、教材建設(shè)、教學(xué)效果等幾大方面來(lái)進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的建設(shè),取得了一定的成效。現(xiàn)將此門精品課程的建設(shè)過(guò)程呈現(xiàn)以此,以供同仁參考和雅正。
1 課程設(shè)置
(1)課程教學(xué)模式:本課程的教學(xué)采取“理――實(shí)”一體化教學(xué)模式。分別進(jìn)行理論講授、實(shí)踐操作的教學(xué)和輔導(dǎo),讓學(xué)生有充足的實(shí)踐操作時(shí)間。
(2)課程內(nèi)容設(shè)計(jì):根據(jù)國(guó)家汽修專業(yè)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)將課程總教學(xué)時(shí)數(shù)設(shè)置為56學(xué)時(shí),分成8個(gè)項(xiàng)目:安全用電、汽車常用工具量具、汽車電路常識(shí)、汽車電子半導(dǎo)體元器件、交流電路與發(fā)電機(jī)、磁路與電磁器件、直流電動(dòng)機(jī)、汽車電路圖識(shí)讀。以工作任務(wù)為載體將8個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目中分別設(shè)置了23個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目,每個(gè)學(xué)習(xí)項(xiàng)目中設(shè)置不同的工作任務(wù)。
(3)課程內(nèi)容組織形式。教材:以專業(yè)人才培養(yǎng)方案和國(guó)家職業(yè)技能要求為標(biāo)準(zhǔn),汽修組專門編寫了《汽車電工與電子基礎(chǔ)》教材,教材采用項(xiàng)目化、任務(wù)化的編排模式,該教材由從事汽修專業(yè)教學(xué)的一線教師和企業(yè)的一線技術(shù)人員編寫。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案:具體包括教學(xué)目標(biāo)的選取、教學(xué)重難點(diǎn)的突破、教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì),職業(yè)能力目標(biāo)的要求,學(xué)情分析、學(xué)習(xí)情境的描述,教學(xué)環(huán)境的分析,教學(xué)方法的選用,教學(xué)過(guò)程中的組織安排以及考核方法等。
學(xué)案:在每一情景實(shí)施中,注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)(包括專業(yè)技能、與人溝通等能力、分析能力和終生學(xué)習(xí)的能力)。
PPT課件:每一課時(shí)的教學(xué)PPT課件,可指導(dǎo)教師的教育教學(xué),同時(shí)也可作為學(xué)生自學(xué)的材料。
學(xué)習(xí)任務(wù)單(任務(wù)工作單):在每一個(gè)任務(wù)中都設(shè)置有任務(wù)工作單,工單的設(shè)計(jì)按照“項(xiàng)目教學(xué)法”注重和實(shí)際工作過(guò)程中的操作流程、操作工藝等的一致性,用于引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的能力。
習(xí)題集:每一個(gè)項(xiàng)目設(shè)置項(xiàng)目習(xí)題,用于檢測(cè)學(xué)生項(xiàng)目的學(xué)習(xí)效果,達(dá)到查漏補(bǔ)缺的目的,同時(shí)配備有教材的復(fù)習(xí)題、技能考工練習(xí)題等,供學(xué)生的學(xué)習(xí)。
資源庫(kù):資源庫(kù)中配有汽車維修電工手冊(cè)、汽車維修電工學(xué)習(xí)指導(dǎo)手冊(cè)、汽車電路大全、汽車電氣維修短片、汽車仿真教學(xué)軟件等資源,方便教師和學(xué)生的課外與課內(nèi)學(xué)習(xí)。
實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書:主要對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)目的、實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)、實(shí)訓(xùn)操作要領(lǐng)與步驟、實(shí)訓(xùn)效果評(píng)價(jià)等進(jìn)行指導(dǎo)。同時(shí)也可作為實(shí)訓(xùn)教師的教學(xué)指導(dǎo)材料。
2 教學(xué)團(tuán)隊(duì)
(1)本課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)分別是從課程負(fù)責(zé)人、課程主講教師、課程實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師和兼職教師4個(gè)方面著手進(jìn)行建設(shè)。
(2)本課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能為主的專業(yè)課程,我們積極從汽車維修企業(yè)中吸收一部分能工巧匠加入到該課程的師資隊(duì)伍中,讓企業(yè)培訓(xùn)學(xué)生和教師的同時(shí),我校汽修專業(yè)也對(duì)這些企業(yè)人員進(jìn)行了教學(xué)教法的指導(dǎo)和培訓(xùn),讓他們具有一定的教學(xué)能力,為本門課程的教學(xué)和研究打下堅(jiān)實(shí)的人力資源基礎(chǔ)。
3 課程實(shí)踐條件
(1)校內(nèi)現(xiàn)有條件:根據(jù)教學(xué)要求,汽車運(yùn)用與維修專業(yè)需配備理實(shí)一體化專業(yè)教室、汽車電器實(shí)訓(xùn)室、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)訓(xùn)室、汽車底盤實(shí)訓(xùn)室、汽車整車實(shí)訓(xùn)室、仿真實(shí)訓(xùn)室等。
(2)《汽車電工與電子基礎(chǔ)》課程依托專業(yè),先后與省內(nèi)外多家汽車服務(wù)與維修企業(yè)簽訂了校外實(shí)訓(xùn)基地,讓學(xué)生和教師共同實(shí)踐和進(jìn)步。
4 課程管理
在本課程的管理上實(shí)行三級(jí)管理模式,分別是學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)組管理、專業(yè)部管理、學(xué)科組管理的模式,對(duì)課程的教育和教學(xué)進(jìn)行多方位的管理模式,達(dá)到對(duì)課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行多方面的監(jiān)控。
5 特色與創(chuàng)新
(1)校企合作共同開發(fā)建設(shè)課程:我校汽修專業(yè)與多家汽修企業(yè)建立深度合作,校企合作進(jìn)行專業(yè)建設(shè),根據(jù)企業(yè)需要制定人才培養(yǎng)的具體目標(biāo)。根據(jù)崗位需求共同開發(fā)課程,共同確定教學(xué)內(nèi)容,制訂教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃。
(2)構(gòu)建突出實(shí)踐教學(xué)的理論實(shí)踐融為一體的專業(yè)技能培養(yǎng)體系;本課程教學(xué)學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí),其中實(shí)踐教學(xué)2時(shí),保證了教學(xué)中一半以上的時(shí)間來(lái)進(jìn)行實(shí)踐操作,充分體現(xiàn)了“理――實(shí)”一體化的教學(xué)模式。
(3)任務(wù)引領(lǐng),靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法:以基于工作過(guò)程的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法為主,輔以角色扮演法、案例教學(xué)法、小組學(xué)習(xí)法、項(xiàng)目教學(xué)法等,充分發(fā)揮了各種教學(xué)方法的特點(diǎn),培養(yǎng)了學(xué)生的綜合職業(yè)能力。
(4)建立以職業(yè)能力為標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)體系:本課程的考核評(píng)價(jià)主體:由校內(nèi)老師、校外企業(yè)人員、學(xué)生考核評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式。 建立以形成性評(píng)價(jià)、終結(jié)性評(píng)價(jià)集平時(shí)考核、期末考核、校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)考核的考核評(píng)價(jià)方式。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 電氣工程專業(yè);畢業(yè)設(shè)計(jì);答辯;改革
畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分,它與其他教學(xué)環(huán)節(jié)彼此配合,相輔相成,構(gòu)成一個(gè)完整的教學(xué)體系,它的實(shí)踐性和綜合性又是其他教學(xué)環(huán)節(jié)所不能代替的[1]。從更深層次的意義來(lái)講,畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),它是高校實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要手段,是對(duì)學(xué)生四年學(xué)習(xí)成果的綜合性總結(jié)和檢閱,旨在提高大學(xué)生科研訓(xùn)練能力、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力[2]。畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向工作單位的必要準(zhǔn)備,其整體水平也直接反映了一所高校的教學(xué)質(zhì)量。本文將根據(jù)西安科技大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱"學(xué)校")電氣專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況,分析當(dāng)前本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,提出提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的改革措施。
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及原因
通過(guò)分析近年來(lái)學(xué)校的畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),可發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)面臨許多值得進(jìn)一步改進(jìn)和完善的問(wèn)題。
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題不夠"新"、不夠"實(shí)",題目重復(fù)率高
選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),選題的優(yōu)劣決定了畢業(yè)論文的質(zhì)量,也是決定學(xué)生是否能按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要因素[3]。選題的"新",是指選題應(yīng)盡可能反映學(xué)生所學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展水平和前沿動(dòng)態(tài),讓學(xué)生能夠立足于科學(xué)發(fā)展前沿,每一項(xiàng)工作都可能是一種創(chuàng)新;所謂"實(shí)",是強(qiáng)調(diào)選題內(nèi)容和深度范圍等應(yīng)符合學(xué)生在校所學(xué)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的實(shí)際水平[4]。通過(guò)與幾屆畢業(yè)生的交流,發(fā)現(xiàn)他們中很多人認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)選題過(guò)于陳舊或與自己的專業(yè)相差甚遠(yuǎn),這大大降低了他們對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的興趣。另外,一些題目多年不變,以及多名學(xué)生共同做一個(gè)題目等現(xiàn)象也比較普遍。
2、學(xué)生選題很盲目,且程序不夠合理
前幾年,學(xué)校電氣專業(yè)先由教師擬題目,之后將選題發(fā)給學(xué)生選擇。因?yàn)槿鄙俑鱾€(gè)題目主要的研究?jī)?nèi)容、需要的知識(shí)等說(shuō)明,學(xué)生拿到題目后很茫然,基本都是盲目選擇。而且,多個(gè)學(xué)生選擇同一個(gè)題目的情況非常普遍,遇到這種情況,最后基本上按照學(xué)號(hào)的前后隨機(jī)決定如何調(diào)劑。這樣就導(dǎo)致很多學(xué)生被調(diào)劑,安排了自己不感興趣的題目,選題程序缺少雙向性。
3、指導(dǎo)教師數(shù)量不足,精力不夠以及責(zé)任心的缺乏
由于各院校連年擴(kuò)招的原因,畢業(yè)生數(shù)量有較大幅度增長(zhǎng),因此,指導(dǎo)教師負(fù)擔(dān)過(guò)重,有的指導(dǎo)教師同時(shí)指導(dǎo)十幾個(gè)學(xué)生,而且又要兼顧教學(xué)和科研任務(wù),其精力投入明顯不足。另外,由于學(xué)生數(shù)目的增加也使一部分水平未達(dá)要求的教師參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo),這樣就難以確保指導(dǎo)出高質(zhì)量的畢業(yè)論文。就拿學(xué)校電氣專業(yè)來(lái)說(shuō),指導(dǎo)教師有12人,而每一屆學(xué)生卻有120人左右。不論從師資力量,還是實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、設(shè)備方面來(lái)看,都面臨很大的困難。
有些老師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)重視不夠,學(xué)院要求上報(bào)題目時(shí),沒(méi)有經(jīng)過(guò)仔細(xì)考慮就草草上交,導(dǎo)致題目不合適,等到學(xué)生進(jìn)行了一段時(shí)間后,又更換題目;有的老師也保證不了每周至少兩次的見面時(shí)間。這樣很難保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
4、畢業(yè)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)不夠重視,部分同學(xué)投入精力過(guò)少
造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的。首先,導(dǎo)師沒(méi)有動(dòng)員學(xué)生在思想上給予充分重視;其次是由于畢業(yè)生考研、就業(yè)的沖擊。目前大部分院校,包括本校在內(nèi),在教學(xué)計(jì)劃中畢業(yè)設(shè)計(jì)都安排在第八學(xué)期,而這一學(xué)期又是畢業(yè)生確定工作的時(shí)期,擇業(yè)的巨大壓力使學(xué)生不得不把大部分精力放在尋找就業(yè)單位上,考研的同學(xué)開學(xué)前一個(gè)月一直在準(zhǔn)備研究生復(fù)試,對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的投入不夠。相當(dāng)一部分同學(xué)僅用幾天時(shí)間東抄西拼完成論文,草草了事。而已找好工作的同學(xué)由于沒(méi)有意識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義,往往存在這樣的想法"反正也已經(jīng)找到工作了,畢業(yè)設(shè)計(jì)的好壞也不影響什么",這樣他們也不會(huì)認(rèn)真主動(dòng)地搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)。
5、畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的管理力度不夠
對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)期間的管理監(jiān)督各校有不同的做法,拿學(xué)校來(lái)說(shuō),每個(gè)導(dǎo)師根據(jù)自己的情況以及學(xué)生所選課題的難易程度確定每次指導(dǎo)的時(shí)間,大致是每周一到兩次,到畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束前一個(gè)月左右以系為單位組織督導(dǎo)組對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度進(jìn)行抽查。這樣,由于時(shí)間安排的關(guān)系,學(xué)生遇到問(wèn)題就不能及時(shí)解決,而只能等到下次與導(dǎo)師見面。同時(shí),畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中導(dǎo)師指導(dǎo)不力、監(jiān)督部門管理不嚴(yán)都縱容了學(xué)生不負(fù)責(zé)任的態(tài)度。一部分學(xué)生往往在集中抽查前才臨時(shí)抱佛腳,做出的論文內(nèi)容空洞,他們也不可能通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)到什么。
6、對(duì)畢業(yè)論文考核不嚴(yán)
對(duì)畢業(yè)論文的考核一般以答辯成績(jī)?yōu)橹鳌4疝q形式各異,一般分兩步:首先學(xué)生講述自己所選課題的研究?jī)?nèi)容、設(shè)計(jì)思路和具體實(shí)現(xiàn)方法,之后由答辯組老師提問(wèn),每個(gè)學(xué)生答辯時(shí)間在15分鐘左右。根據(jù)學(xué)生答辯情況老師當(dāng)場(chǎng)給出成績(jī)。2008年以前,學(xué)校電氣專業(yè)畢業(yè)生論文成績(jī)大致集中在"良"檔,基本上沒(méi)有不及格成績(jī),且全部學(xué)生一次通過(guò)答辯,這實(shí)際上反映了在畢業(yè)論文成績(jī)?cè)u(píng)定上的一些不良傾向。當(dāng)然這和具體的考核環(huán)節(jié)有很大關(guān)系,例如中期抽查不夠深入、末期的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收不夠嚴(yán)格等。另外,還有一部分感情因素,大部分老師不愿意讓學(xué)生僅僅因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)的原因而推遲畢業(yè)。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐
針對(duì)以上問(wèn)題,結(jié)合多年指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出以下改進(jìn)措施,其中很多措施已經(jīng)收到良好的效果。
1、嚴(yán)格選題審核,激發(fā)學(xué)生的興趣
在畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題上,我們要以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)和綜合能力為目標(biāo),既要考慮到題目?jī)?nèi)容、難易程度、知識(shí)覆蓋面等是否能滿足實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的基本要求,同時(shí)強(qiáng)調(diào)其與科研生產(chǎn)實(shí)際的有機(jī)結(jié)合。
教師上報(bào)題目時(shí),要說(shuō)明研究?jī)?nèi)容、研究手段以及預(yù)期的成果等,讓學(xué)生對(duì)題目有個(gè)大致的了解,避免選題的盲目性。下發(fā)給學(xué)生之前,組織教師對(duì)題目的合理性、可行性進(jìn)行討論,避免一些空洞的題目。多次審核修改后再下發(fā)給學(xué)生。結(jié)合電氣專業(yè)的發(fā)展,將以往單純?cè)O(shè)計(jì)類題目數(shù)量減少,增加了產(chǎn)品開發(fā)型、實(shí)驗(yàn)研究型以及仿真研究型題目,保證了選題的多樣性,并要求三年內(nèi)題目不得重復(fù)。
2、規(guī)范選題程序
在第七學(xué)期末提前公布選題內(nèi)容,學(xué)生根據(jù)自己的喜好、將來(lái)從事的工作進(jìn)行初步選題,可以選擇兩個(gè)題目。選擇之后由教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行選擇,實(shí)現(xiàn)雙向選擇。遇到同一個(gè)題目多個(gè)學(xué)生選擇的情況,要充分了解學(xué)生的想法,在保證宏觀要求的前提下,盡量滿足學(xué)生的要求。
3、提高認(rèn)識(shí)、加強(qiáng)過(guò)程指導(dǎo),采取一些新手段強(qiáng)化師生研討交流
作為導(dǎo)師要明確畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性,并在學(xué)生做設(shè)計(jì)之前作好學(xué)生的思想工作,對(duì)學(xué)生講明畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的、作用,從思想上引起學(xué)生的高度重視。導(dǎo)師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作要全過(guò)程、全方位。在每個(gè)階段要及時(shí)對(duì)學(xué)生提出要求,必須使學(xué)生明確各階段的目標(biāo)、任務(wù)和方法。設(shè)計(jì)過(guò)程中,指導(dǎo)教師每周與學(xué)生見面答疑時(shí)間不得少于2小時(shí),同時(shí)要做好考勤工作。學(xué)校也成立了專門的管理和督導(dǎo)機(jī)構(gòu)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行定期或不定期的抽查。
為了保證學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中的疑問(wèn)能及時(shí)解決,學(xué)校電氣專業(yè)借助了qq群、bbs、電子郵件等平臺(tái)加強(qiáng)了師生之間的交流。
學(xué)校電氣專業(yè)每年都要對(duì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)優(yōu),對(duì)獲得優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師進(jìn)行相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì),激發(fā)指導(dǎo)教師的積極性和主動(dòng)性。
4、認(rèn)真評(píng)閱、嚴(yán)格答辯,嚴(yán)把論文撰寫的質(zhì)量關(guān)
要對(duì)學(xué)生畢業(yè)論文的格式、寫作、外語(yǔ)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文獻(xiàn)資料查閱及全面質(zhì)量要提出具體、規(guī)范的要求,并切實(shí)把這些要求落實(shí)到每一位學(xué)生的畢業(yè)論文中。不規(guī)范的論文,不能參加答辯。
答辯之前,指導(dǎo)教師的評(píng)閱意見、評(píng)閱教師的評(píng)閱意見必須完成,否則學(xué)生不能參加答辯。評(píng)閱意見要全面評(píng)價(jià)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文,不能少于150字,并盡量結(jié)合論文提出2-3個(gè)問(wèn)題供答辯委員會(huì)參考。
答辯要分組進(jìn)行,分組原則是按學(xué)生選題類型劃分為人數(shù)盡量接近的小組,答辯教師也同樣分組,并且教師不得與自己的學(xué)生分在同一組。答辯時(shí),學(xué)生講解時(shí)間10-15分鐘,每個(gè)答辯組安排一名老師作為答辯秘書,對(duì)學(xué)生講解內(nèi)容、回答問(wèn)題情況進(jìn)行記錄。今年學(xué)校電氣專業(yè)要求學(xué)生制作ppt,全部采用多媒體講解,效果很好。
每一小組的答辯成績(jī)優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格具有一定的百分比,不及格的同學(xué)論文整改后參加二次答辯。這樣也提高了學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重視程度。
三、總結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生綜合利用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和科研能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生和教師均應(yīng)充分重視這一過(guò)程,對(duì)上報(bào)題目、選題、開題、設(shè)計(jì)、論文撰寫、答辯等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的質(zhì)量監(jiān)控,才能確保畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。對(duì)于學(xué)校電氣專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施了一系列措施,卓有成效。今后還要進(jìn)一步加強(qiáng)管理,以使畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量更上一個(gè)新臺(tái)階。
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關(guān)鍵詞 機(jī)械電子工程專業(yè);虛擬儀器設(shè)計(jì);教學(xué)改革;
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1671-489X(2016)22-0047-02
Teaching Reforms and Practices in Course of Design of Virtual Instrument in Machinery and Electrical Engineering//GENG Qidong, WANG Fuyuan, WANG Jun, LI Chunyan
Abstract The design of virtual instrument is a professional course, because the time of open is too late, the teaching effect is not good. In order to change the status quo, the design of virtual instrument has
been reformed from itself. Respectively from the teaching goal, tea-ching content, teaching methods on the corresponding improvement, finally has obtained a good effect.
Key words machinery and electrical engineering; design of virtual instrument; teaching reforms
1 引言
擬儀器技術(shù)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)與儀器技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它將測(cè)量技術(shù)、通信技術(shù)、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等融為一體,在測(cè)控領(lǐng)域舉足輕重。虛擬儀器技術(shù)在教育、交通、通信、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)也有相應(yīng)的應(yīng)用。在短學(xué)時(shí)、少學(xué)時(shí)的課程背景條件下,如何提高教學(xué)質(zhì)量及增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐技能,一直是本課程不斷改革的方向。
鹽城工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)從2011年起開設(shè)虛擬儀器設(shè)計(jì)課程,主要講授虛擬儀器的結(jié)構(gòu)以及LabVIEW軟件使用。由于課時(shí)較少、硬件設(shè)施不全、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱及主動(dòng)性較差等原因,本門課程的教學(xué)效果不佳。從2015年起,虛擬儀器技術(shù)教學(xué)小組針對(duì)本課程的特點(diǎn),從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)開展教學(xué)改革,強(qiáng)化儀器技術(shù)的基本概念,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。本文將介紹虛擬儀器設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革過(guò)程及結(jié)果。
2 教學(xué)目標(biāo)改革
在以往絕大多數(shù)教學(xué)中,教學(xué)目的以掌握本課程知識(shí)為根本。這在很大程度上導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性不強(qiáng),為了掙學(xué)分而學(xué)習(xí)、為了拿學(xué)分而學(xué)習(xí)、為了考高分而學(xué)習(xí)。本門課程的改革首先從教學(xué)目的開始,將教學(xué)內(nèi)容引導(dǎo)到學(xué)科競(jìng)賽及技能認(rèn)證上。
在教學(xué)過(guò)程中,將教學(xué)內(nèi)容定位為競(jìng)賽服務(wù)。從2009級(jí)起,本科生教育培養(yǎng)方案中要求學(xué)生在校期間完成相應(yīng)的素質(zhì)拓展學(xué)分。學(xué)科競(jìng)賽是獲得本學(xué)分的主要形式,鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加虛擬儀器技術(shù)的相關(guān)競(jìng)賽,既可以鍛煉能力,也能完成學(xué)分要求。
學(xué)生在就業(yè)過(guò)程中,技能認(rèn)證的證書對(duì)于能否成功就業(yè)起到非常重要的作用。虛擬儀器設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)離不開NI(美國(guó)國(guó)家儀器公司)開發(fā)的相關(guān)平臺(tái),該公司提供的助理工程師(CLAD)認(rèn)證是虛擬儀器設(shè)計(jì)技術(shù)水平的一種考量。CLAD認(rèn)證通過(guò)者能夠基本熟練地在測(cè)試和測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用虛擬儀器設(shè)計(jì)軟件,如LabVIEW、LabWindows/CVI等。CLAD認(rèn)證的核心是對(duì)虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)全面和廣泛的了解,并能夠應(yīng)用相關(guān)知識(shí)運(yùn)行、調(diào)試、維護(hù)所設(shè)計(jì)的虛擬儀器模塊。擁有此類證書,可以增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)選擇面,提升就業(yè)成功率。學(xué)生可以在測(cè)試及測(cè)量等相關(guān)領(lǐng)域?qū)ふ液线m的工作,同時(shí)在繼續(xù)深造方面選擇方向也增多。
3 教學(xué)內(nèi)容改革
教學(xué)內(nèi)容在很大程度上決定了學(xué)生對(duì)本課程的喜愛程度。在實(shí)際教學(xué)中,往往發(fā)現(xiàn)這樣的問(wèn)題,學(xué)生總是認(rèn)為學(xué)習(xí)本課程沒(méi)有可用之處。因此,教學(xué)改革的重要工作就是對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。在進(jìn)行本課程教學(xué)前,給學(xué)生灌輸虛擬儀器技術(shù)課程的重要性,同時(shí)明確本課程的學(xué)習(xí)目的。將教學(xué)內(nèi)容定位于學(xué)科競(jìng)賽及技能認(rèn)證,在內(nèi)容上需要進(jìn)行調(diào)整,分為軟件學(xué)習(xí)、軟件及硬件結(jié)合的項(xiàng)目設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)和硬件資源學(xué)習(xí)。
軟件方面 LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境,由NI研制開發(fā),類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境。LabVIEW軟件是虛擬儀器設(shè)計(jì)最為流行的軟件,是測(cè)試及測(cè)量領(lǐng)域的設(shè)計(jì)核心。在教學(xué)中,以學(xué)習(xí)LabVIEW軟件為開始,逐步進(jìn)入虛擬儀器技術(shù)的學(xué)習(xí)中。首先,熟練安裝LabVIEW軟件和熟悉軟件操作環(huán)境;其次,掌握運(yùn)用基礎(chǔ)語(yǔ)言的編程技巧進(jìn)行初步學(xué)習(xí);最后,設(shè)計(jì)較為綜合的虛擬儀器程序。在實(shí)際教學(xué)中,從虛擬溫度計(jì)的設(shè)計(jì)開始,學(xué)習(xí)VI創(chuàng)建方法、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法、輸入輸出控件使用方法,進(jìn)一步掌握了VI的創(chuàng)建、數(shù)學(xué)控件運(yùn)用、報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)。虛擬溫度計(jì)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的虛擬儀器設(shè)計(jì)范例,通過(guò)教師課程上演示操作、課程自主學(xué)習(xí)以及實(shí)驗(yàn)中自我體會(huì)等形式,最終掌握虛擬儀器設(shè)計(jì)的基本步驟及原理。
硬件資源 虛擬儀器是由軟件和硬件組成的,硬件資源好壞也是虛擬儀器設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室資源是學(xué)生獲得的第一手硬件信息,NI提供的硬件資源以各種板卡為主,教學(xué)中主要介紹PCI模塊、CDIO、SCXI信號(hào)調(diào)理模塊,同時(shí)結(jié)合NI最新的產(chǎn)品做相關(guān)的介紹。NI為各大高校學(xué)生參加虛擬儀器設(shè)計(jì)大賽提供各種設(shè)備的租借服務(wù),因此在硬件資源不足的情況下,可以通過(guò)此方式嘗試使用及掌握相關(guān)硬件模塊。在實(shí)驗(yàn)室中,各個(gè)模塊的講解結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)行,學(xué)生邊聽講邊實(shí)地觀察相關(guān)設(shè)備,有時(shí)還進(jìn)行動(dòng)手操作,以加強(qiáng)對(duì)模塊的印象。
綜合設(shè)計(jì) 在軟件操作及硬件資源都掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)較多,學(xué)生應(yīng)掌握信號(hào)處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)等相關(guān)知識(shí)。綜合設(shè)計(jì)首先以掌握數(shù)據(jù)采集卡項(xiàng)目為開始,逐步熟悉虛擬儀器設(shè)計(jì)步驟及規(guī)范,最后以實(shí)際項(xiàng)目為考核。
4 教學(xué)方法改革
教學(xué)方法的優(yōu)劣決定了教學(xué)的效果,改進(jìn)現(xiàn)有教學(xué)方法,增強(qiáng)教學(xué)效果,也是教學(xué)改革成敗的關(guān)鍵。虛擬儀器設(shè)計(jì)課程教學(xué)的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)本門課程比灌輸式教學(xué)更有效。
采用目標(biāo)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法,首先制定一個(gè)合理目標(biāo),然后實(shí)施教學(xué)活動(dòng),最后逐步檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)實(shí)現(xiàn)情況并修正目標(biāo)。整個(gè)教學(xué)改革分三個(gè)階段。
第一階段:將現(xiàn)有學(xué)時(shí)數(shù)進(jìn)行調(diào)整,理論課時(shí)與實(shí)踐課時(shí)各占一半,主要目的是提高學(xué)生動(dòng)手及實(shí)踐能力。現(xiàn)階段的虛擬儀器設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容以理論教學(xué)為主,課堂氣氛較為沉悶,學(xué)生的積極性不高,因此教學(xué)效果不好。改變現(xiàn)有學(xué)時(shí)分配,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)虛擬儀器設(shè)計(jì)。
第二階段:要求學(xué)生進(jìn)入虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)論壇初級(jí)課程學(xué)習(xí),以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)初級(jí)課程為考核通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。在學(xué)院資源有限的情況下,充分利用外界資源。利用NI提供的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),從基礎(chǔ)課程開始,逐步加深,以通過(guò)LabVIEW助理工程師(CLAD)考試為最終目標(biāo)。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)虛擬儀器設(shè)計(jì)大賽,以參賽為目的,鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。
第三階段:組織考核通過(guò)CLAD,目標(biāo)通過(guò)率為5%;組隊(duì)參加虛擬儀器設(shè)計(jì)大賽,目標(biāo)為三等獎(jiǎng)。
5 教學(xué)改革的意義
長(zhǎng)期以來(lái),高等學(xué)校的專業(yè)教學(xué)以應(yīng)試為目的,注重理論教學(xué)而疏忽實(shí)踐及創(chuàng)新方面的教學(xué)。在這樣的培養(yǎng)模式下,學(xué)生走上工作崗位后,往往存在懂一點(diǎn)兒理論知識(shí),而動(dòng)手能力弱、毫無(wú)創(chuàng)造力的現(xiàn)象。針對(duì)這一狀況,需要從專業(yè)課的教學(xué)中做改進(jìn)。專業(yè)課程的教學(xué)是學(xué)生離開學(xué)校前最后接收的知識(shí),這一階段的教學(xué)內(nèi)容有助于學(xué)生認(rèn)清自身優(yōu)勢(shì)。因此,要加強(qiáng)專業(yè)課程教學(xué),促進(jìn)學(xué)生理解專業(yè)概念,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
虛擬儀器設(shè)計(jì)課程有一定的特殊性,在實(shí)際教學(xué)中存在硬件資源不足、軟件資源較陳舊的情況。面向?qū)W科競(jìng)賽和技能認(rèn)證的目標(biāo),旨在改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法,使學(xué)生能夠主動(dòng)投入該課程的學(xué)習(xí)之中,利用現(xiàn)有資源,發(fā)揮自身的想象力和創(chuàng)造力。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代“人人為我,我為人人”的思想影響下,充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源,可以參與各大論壇的學(xué)習(xí)及交流,參與網(wǎng)絡(luò)公開課程的學(xué)習(xí),參與研討會(huì)的討論等。
虛擬儀器技術(shù)是儀器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)等相融合產(chǎn)生的。該技術(shù)一直處于發(fā)展之中,虛擬儀器設(shè)計(jì)課程的教學(xué)需要跟隨時(shí)展的腳步,通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、方法、目標(biāo)進(jìn)行改革,采用目標(biāo)推進(jìn)的方法,逐步實(shí)現(xiàn)改革目的。參考文獻(xiàn)
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