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關鍵詞:機械零件課程設計 教學方法 教學效果
機械零件課程設計是工科類中等專業(yè)學校學生第一次比較全面地運用所學的專業(yè)理論知識和生產(chǎn)實踐知識,并借助設計資料、標準、規(guī)范和一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行的綜合設計訓練。機械零件課程設計是一門實踐教學課,其目的是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設計思想,讓學生掌握機械設計的一般方法,能利用所學知識解決工程實際問題。通過學習,最終讓學生掌握一般機械傳動裝置、機械零件的設計方法及設計步驟,同時對學生進行基本技能訓練,例如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料(手冊、標準、圖冊和規(guī)范等),讓學生了解、掌握常用機械零件、機械制圖、機械傳動裝置、簡單機械的設計過程和實施步驟。
機械零件課程設計的課題很多,而選擇帶式運輸機的設計計算為零件課程設計的典型題目,其難易程度符合工科類中等專業(yè)學校教學大綱的要求。內容包括電動機功率及類型的選擇、帶傳動和齒輪傳動的設計計算、軸和鍵的設計計算、軸承的選擇和軸承壽命的計算以及減速箱的結構和附件的設計等。就課題的工作量來說,除上述內容外,學生還需完成減速箱的裝配圖和部分零件工作圖。對于理論知識與實踐經(jīng)驗均不足的中專學生來說,要在規(guī)定的時間內圓滿完成以上任務不是一件容易的事情。
采用什么樣的教學方法來指導學生,以較高的效率完成這一設計工作呢?筆者認為,采用“分步教學法”(即一看、二講、三討論、四總結、五答辯),指導學生進行機械零件課程設計,可以較好地達到預期目的。
一、看
要進行機械零件設計,必須認識設計對象。鑒于機械零件設計一般安排在下廠實習以前,學生現(xiàn)有的實踐經(jīng)驗不足,因此必須由指導老師帶學生到實習工廠進行一次減速箱的現(xiàn)場拆裝,使學生對減速箱的組成、類型、結構、附件和作用以及機械傳動裝置有一個完整的感性認識。若條件許可,教師最好一并介紹幾種外形各異、采用不同類型傳動方式的減速箱,以開闊學生視野。
二、講
指導老師的講授包括平時的機械零件理論課程講授和進行零件課程設計時的講授兩部分。首先,對于教材的講授,要有的放矢地提出理論課結束后將要進行的機械零件課程設計任務。如帶式運輸機,教師要概略地闡述在帶式運輸機的設計過程中將要遇到哪些問題,用哪些知識去解決,把機械零件的各章內容用一個實際問題有機地聯(lián)系起來。這樣,學生學習時就可以不斷地體會教材本身的完整性和各章之間的相對獨立性,從而帶著帶式運輸機這個待解決的實際問題積累知識,為機械零件課程設計打下堅實的基礎。其次,在講授機械零件課程設計初期,學生已經(jīng)掌握了一定的設計知識,但接到具體的設計任務時卻往往感到不知從何下手,即對機械零件課程設計的程序缺乏全面了解。在這個階段,教師講授的重點則要結合課題講清設計程序、步驟以及在設計過程中應正確對待的一些問題,如查閱已有資料與創(chuàng)新的關系,正確使用標準和規(guī)范,零件強度、剛度的計算與結構和工藝要求的關系,以及如何處理計算與圖幅的比例關系等。在講授傳動裝置的總體設計時,教師要求學生按照規(guī)定的傳動方案選定電動機的功率、型號,合理分配傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)等,具體的運算過程留給學生自己完成。
三、討論
經(jīng)過減速機實地拆裝和教師的講授,學生們對帶式運輸機的整體設計過程已經(jīng)比較清楚,即可按照“三邊設計法”(即邊畫圖、邊計算、邊修改)進行設計計算。在這一階段,教師工作的重點應轉到觀察發(fā)現(xiàn)學生們在設計過程中出現(xiàn)的錯誤上來,特別是一些共性錯誤,進行歸納分類,為機械零件課程設計答辯收集資料。在適當?shù)臅r候,教師可組織討論,讓學生自己提出糾正錯誤的辦法。在討論中,教師只作啟發(fā)性的引導,經(jīng)過討論待問題已基本清楚時,再由教師作總結性發(fā)言。這種討論大致要經(jīng)過兩輪,第一輪要解決傳動裝置的總體設計和傳動零件設計計算中出現(xiàn)的問題,第二輪要解決減速箱的結構、附件及在工作過程中可能出現(xiàn)的問題。
四、總結
總結,即整理編寫設計計算說明書。設計計算說明書是圖紙設計的理論依據(jù),又是設計計算過程的整理和總結,它是設計工作的一個重要組成部分。毫無疑問,學生自我總結、編寫設計計算說明書的過程是獨立獲取知識的過程。通過總結,學生回過頭來系統(tǒng)地分析整個設計過程中存在的問題,進行必要的更正和修改。同時還可以通過這一典型的課題設計,從中悟出一般機械設計所遵循的普通規(guī)律,舉一反三。在這一階段,教師要提出統(tǒng)一要求。
五、答辯
答辯是機械零件課題設計的最后一個教學環(huán)節(jié)。學生準備答辯的過程是一個不斷深化設計知識的過程。課程設計完成后的全部圖紙與說明書應有設計者和指導教師的簽名,未經(jīng)指導教師簽名的設計不能參加答辯。由指導教師組成答辯小組按設計小組進行答辯。答辯時按說明書編寫順序,設計者首先對自己的設計進行5~10分鐘的講解,說明主要解決的問題,然后回答教師的提問。每位學生的答辯時間不超過15分鐘。課程設計成績根據(jù)學生平時設計情況、課程設計質量以及答辯情況,由答辯小組綜合衡量、討論評定。本課程設計成績?yōu)榘俜种?,其中平時表現(xiàn)占30%,以做課程設計時的表現(xiàn)為主要依據(jù);設計質量占50%;答辯占20%。
關鍵詞:電子技術;課程設計;職業(yè)技能;創(chuàng)新能力
1.引言
模擬電子技術課程設計(模電設計)是電子類專業(yè)學生的第一門課程設計,它是模擬電子技術課程的重要和必要的補充。模擬電子技術課程設計的有效開展對加深模擬電子技術基本理論的理解,提高學生的設計能力、動手能力、軟件仿真能力、總結報告能力及學生之間的協(xié)作協(xié)調人際交往能力都有一定的作用??傊?,通過模擬電子技術課程設計課可以提高學生的綜合能力。反之,模電課程設計流于形式,學生找一個簡單電路焊接上應付了事,甚至電路都是別的學生代勞的。這不僅浪費時間,而且為以后的設計課程產(chǎn)生消極的影響,學生認為凡是設計類課程都可以混過去。并且課程設計導致消極學風,對學生專業(yè)課程的學習、職業(yè)技能的培養(yǎng)及未來的職業(yè)生涯都非常不利[1]-[3]。所以,研究如何搞好模電的課程設計是非常必要和重要的。根據(jù)我院多年的課程設計經(jīng)驗和自己的教學實踐,我從思想上重視、加強過程管理、貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)這三方面加強模電課程設計的教學。
2.思想上重視
課程設計是工程實踐課,其目的不僅僅是鞏固、深化補充和擴展理論課的教學效果,課程設計在提高學生的職業(yè)技能、工程素質和創(chuàng)新能力上起到關鍵的作用[4]。工程課程設計人數(shù)多上課分散,真正負責的教師的實際工作量比較大,如果教師責任感不強,學生不認真對待,課程設計就比較容易流于形式。首先教學管理部門應給予特殊的重視。教務處實踐管理科應該親自過問督促,親自檢查抽查學生的上課情況,并把意見和建議及時反饋給學院,以便及時糾正。建議督學對設計課程給予關注,及時提出寶貴意見。教學院長或系主任應全程跟蹤管理。其次,課程設計之前要給學生開一次動員會,讓學生明確課程設計的目的和意義,提出相應的要求。讓學生在思想深處真正認識到課程設計的重要性和必要性,讓學生積極主動地以極大的熱情投入模電課程設計學習中。給學生開動員會,要求指導教師必須參加,讓教師對課程設計給予足夠的重視。
3.加強過程管理
(1)把好用人關(選擇好指導教師)教師的良好的工作態(tài)度和工作作風具有很大的表率作用,這對學生的素質有正面的影響,教師應該表現(xiàn)出認真、負責、嚴謹、周密的態(tài)度,在指導課程設計時在設計前的準備、設計中的管理及設計后的總結中都進行精心的準備、組織和安排。選擇好指導教師是非常重要的,它直接決定模電課程設計的成效。應選擇對模電理論比較熟悉、實踐技能比較好、責任心比較強的教師參加,不能因為要平衡工作量,而選用一些對模電理論不太熟悉、實踐技能比較差的教師,這樣做對學校、學生和教師都是不負責任的。這樣的指導教師往往處于很尷尬的狀態(tài),學生也很茫然。學生作品出現(xiàn)實際問題教師不知怎么調,學生問的理論問題教師解決不了,只好硬挺或躲著學生。但這并不是說,年輕沒經(jīng)驗的老師就不能上設計課。他們可以把模電理論好好復習,然后選擇一些設計題目反復做一下,積累一些經(jīng)驗,經(jīng)考核達到要求后再參加課程設計的指導。(2)把好選題關首先是審查指導教師所出的選題報告,選題報告應有明確的設計要求、設計目的和注意事項及所需的基本理論和主要參考書。題目應該是學生綜合利用所學的模電知識,再利用參考資料能設計出來的,最好是有聲光指示,可以提高學生的興趣。但要力戒花哨,禁止超范圍的設計題目,如利用數(shù)字電路做出的或者在網(wǎng)上等查處的高難度的電路。這樣的電路學生只是照圖焊接并未得到實益,教師和學生都不要有電路越復雜越好的攀比心理,要看學生是否得到實際利益,即要以有利于培養(yǎng)學生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能能力為宗旨。選題的難度要有ABC等級,以適合不同水平的學生選做。選題也不宜過于簡單,比如有的題目是設計輸出電壓為12伏的集成穩(wěn)壓電源,這樣的題目仿真、焊接及報告兩三個學時就完事,其他時間學生就浪費掉,學生在課程設計中也沒學到什么東西,最多就相當于一次模擬電路實驗。題目最好能綜合放大、振蕩、濾波、電源等模擬電子技術的基本內容,讓學生有抓手,即所謂“跳一跳夠得著”的內容,嚴禁過難和過于簡單的題目。一個指導教師(或兩位),所帶的學生是一大組,一大組中的所有題目盡量涉及模電所有內容,以便學生互相交流,全面復習和提升對模電知識的理解。其次是學生選題,原則上學生要在教師出的題目中根據(jù)自己的學習狀況選擇適和自己的題目,但學生可根據(jù)自己的能力和愛好自選題目,自選題目的難度要適中,經(jīng)過指導教師的允許。同時也要注意的是以往課程設計只允許每個同學選一個題目即“單選”,但對于能力較強的學生應支持和鼓勵他“多選”。同時要求一般學生不單單熟悉自己題目的設計方法,更要在課程設計期間熟悉其他學生的設計方法(至少熟悉同組的其他題目),可以不焊接電路只做軟件仿真??傊?,選題要切合實際、分量適當、理論性要求高、技術性要求適當。(3)把好時間關課程設計時間選擇很重要,它關系到課程設計的質量。摸電課程設計可以選擇集中時間停課進行,也可以選擇不停課分散進行。集中停課進行可以安排在學期初,前三周進行。這樣在上學期的期末就應該把題目布置下去,學生在假期可以對模擬電子技術進行復習、查資料、簡單的設計等準備工作,開學就可直接進入正題。分散時間進行效果相對較好,缺點是戰(zhàn)線拉得較長,教師投入的工作量較大。但如果真正把課程設計搞好,還是應該選擇分散時間進行,如每周兩個晚上連續(xù)12周。學生可以有充足的時間對自己的設計進行完善。(4)把好驗收關和成績評定關建立三級驗收制度,即組內驗收,年級統(tǒng)一驗收,學院對各組抽查驗收。驗收時先由各組教師組織學生進行組內驗收,然后由基礎電子教研室組織年級驗收,最后由學院組織抽查驗收。這樣可引起學生和教師的充分重視,使應付了事的學生大大減少。驗收時可從選題的難度、設計的情況、焊接的質量、布局的好壞及原理的敘述和回答問題等方面進行。實行兩級成績評定,即教師打分和學生打分。成績評定工作很重要,它不僅能反映出學生設計的好壞,而且影響學生的積極性,對以后的設計課程會產(chǎn)生積極或消極的影響。要讓設計好的學生得到好成績,讓不認真的學生不能蒙混下去。為此學生成績可以由教師打分學生打分兩部分組成,教師打分可占70%,主要有出勤成績、報告成績、作品質量成績和學生對設計原理的敘述及回答教師提的問題。學生打分占30%,主要反映作品是否是自己做的及該學生在組內協(xié)作的能力。
4.貫穿職業(yè)技能培養(yǎng)
在模擬電路課程設計中要始終強調培養(yǎng)學生的基本技能的訓練,如:原件識別與測試、常用儀器的使用、資料的查詢和電路的仿真、焊接技術、基本設計能力、設計報告基本寫作的訓練及設計可行性論證的語言表達能力等。(1)設計能力培養(yǎng)選完題目后,學生可以根據(jù)題目的要求,選擇合理的設計方案。方案確立后分組對方案進行討論,每位學生都要對自己的設計方案進行論證,這樣也鍛煉學生的邏輯思維和語言表達能力,同時也可以是學生之間互相借鑒,取長補短,也對其他學生的題目的設計有所了解。教師要對學生的設計方案細致的研究,提出改進措施。(2)創(chuàng)新能力培養(yǎng)模擬電子技術課程設計要有真正的設計內容,哪管是其中的一部分,絕不能變成電路組裝。如果學生只是按照教師給的電路或在網(wǎng)上找的電路進行組裝,調試成功后上交一個作品,那就意義不大。作品必須是學生自己利用模擬電路的相關知識設計出來的,當然教師要給予相應的指導,而不能布置完題目就撒手不管。退一步說,即使個別學生按照現(xiàn)成的電路組裝的,其中一定要再加一些自己設計的附加功能。否則就不能稱得上設計,也不能培養(yǎng)學生的職業(yè)技能和創(chuàng)新能力。(3)動手能力培養(yǎng)焊接技術是實踐技能的一項重要指標,指導教師首先要指導學生進行拆件練習,可用利用以往課程設計的廢板。拆集成電路元件時可首先讓學生練習使用傳統(tǒng)的吸錫線,熟練后再練習使用吸錫烙鐵進行拆卸。在正式焊接作品前,先指導學生利用舊板和拆下的舊件進行焊接練習,焊接出兩個作品后再進行正式作品的焊接。焊接前應該指導學生如何進行元件布局。(4)解決問題能力的培養(yǎng)設計好電路,經(jīng)仿真成功后就可以焊接調試。學生在焊接時往往有虛焊、漏焊、錯焊等現(xiàn)象。學生沒有經(jīng)驗,只能逐個元件地找,實在找不出來就只有重焊。重新焊接再不好使,學生就沒有辦法了,只有求助指導教師,這時指導教師往往代勞,幫助學生查出故障。這種做法是錯誤的,正確的方法是調試前就教會學生調試方法,教會學生如何診斷判斷故障和排除故障,讓學生自己調試,出現(xiàn)問題時教師給予及時的指導,這樣可以使學生少走彎路,并且鍛煉學生分析和解決實際問題的能力。調試完成之后,學生要及時總結分析問題的經(jīng)驗,提高對模擬電子技術課程設計的認識,為解決其他設計課中出現(xiàn)的問題奠定基礎。
5.結語
課程設計是學生完成學習—構思—設計—實現(xiàn)的工程訓練過,是培養(yǎng)工程師的最初步的訓練內容。要做好模擬電路課程設計,需要先做好思想工作,讓教師和學生充分重視,要制定一套嚴格的管理運行程序,選好教師選好題目,選擇好時間,抓好三級驗收、兩極成績評定和總結工作,這樣才能保證模擬電路課程設計的質量,為學生后學設計課程起個好頭,為學生創(chuàng)新能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)奠定基礎。
參考文獻:
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[關鍵詞]專業(yè)課程設計 光電通信 教學模式 實踐教學
[中圖分類號]TN29
一、引言
目前,隨著社會的發(fā)展與我國教育體系的逐漸完善,學生綜合素質與能力的培養(yǎng)是當前高校人才培養(yǎng)的重點。能綜合應用專業(yè)理論知識解決實際問題,具有較強的創(chuàng)造力和敏銳的觀察力等都是能力的具體體現(xiàn)。實踐教學是培養(yǎng)學生能力的重要環(huán)節(jié),而注重從“應用型”向“設計型”人才培養(yǎng)的轉變,已成為各大高校實踐教學的指導思想。專業(yè)課程設計屬于實踐教學的主要環(huán)節(jié)之一,其旨在培養(yǎng)學生綜合運用理論知識分析、解決實際問題的能力,也是對前期理論與實踐教學效果的檢驗[1-3]。為實現(xiàn)“設計型”人才培養(yǎng),在專業(yè)課程設計中同樣需要加強學生的實踐創(chuàng)新思維引導。
“信息工程(光電通信)”專業(yè)是本校電子信息工程學院新發(fā)展的本科專業(yè)方向之一,其相對應的教學體系還處于不斷探索與發(fā)展的階段。目前,專業(yè)課程設計安排在大四秋季學期,共3周時間。在過去幾年,專業(yè)課程設計都采用“信息工程”大專業(yè)統(tǒng)一進行的模式,內容一般包括4次講課、5個基本實驗和1個完整的專題設計。其目標是通過幾個基本實驗使學生了解典型的電路或系統(tǒng)結構、分析方法和設計實現(xiàn)方法;通過專題設計是學生能夠綜合運用專業(yè)知識、EDA設計工具、新器件、新方法解決專業(yè)問題。因此,本專業(yè)過去的課程設計采用了傳統(tǒng)的組織模式,學生的參與熱情不高;專業(yè)課程設計的內容也沒有體現(xiàn)“光電通信”專業(yè)的特點。
針對上述問題,我們對本專業(yè)的課程設計教學模式進行了改革,并根據(jù)學生已有的專業(yè)知識結構,設置具有“光電通信”專業(yè)特點的課程設計題目,使學生能應用現(xiàn)有理論知識解決一定的實際問題,在設計能力方面有所提高,為畢業(yè)設計及以后步入社會參加工作奠定基礎。
二、課程設計的教學模式
為使學生在最短的時間內掌握盡可能多得知識,平時的課堂教學大多采用教師講授,學生被動式獲取知識的模式。專業(yè)課程設計的教學不同于平時的課堂教學,應采用學生為主、教師為輔的方式。借鑒校內外其它專業(yè)課程設計的組織模式,并結合本?!肮怆娡ㄐ拧睂I(yè)現(xiàn)有的教學體系結構,將本專業(yè)的課程設計分為三個階段,即準備階段、實施階段和驗收階段[4]。
1)準備階段。指導教師以加深基礎知識、增強綜合應用知識能力和提高創(chuàng)新研究能力為主線,制定合理的教學大綱,根據(jù)學生已有的專業(yè)知識結構,設置課程設計題目,在此過程中盡量做到以下幾點:①設計內容具有一定的實用價值;②在突出本專業(yè)課程重點內容的基礎上所覆蓋的知識面盡可能廣;③有利于學生綜合能力的培養(yǎng);④難易適中,并具有一定的挑戰(zhàn)性。針對設計內容中學生還未學到的理論,安排理論輔導課。
學生根據(jù)大綱提供的課程設計選題范圍,并結合個人愛好及特長確定題目,為保證每個學生都有一定的工作量,需限制每個題目的選擇人數(shù)。題目選定之后,組織小組內討論,明確個人分工。
2)實施階段。學生通過查閱文獻,組內討論,運用所學知識對選定的題目進行分析、設計,完成設計內容。在此過程中,學生要做到以下幾點:①明確設計任務與要求;②提出設計方案,給出總體原理框圖;③對所選方案進行理論分析、仿真或實驗;④討論設計結果的可行性。
在此環(huán)節(jié),教師進行啟發(fā)與引導,只講解難點,充分尊重學生的設計思想,并在中期檢查每組設計的進展情況,及時指出其中可能存在的原理錯誤及設計缺陷,對于細節(jié)上的小錯誤,可以由學生自己在實踐中自己發(fā)現(xiàn)和修改。
3)驗收階段。學生進行總結,完成課程設計報告并進行結果演示與答辯。教師根據(jù)學生在課程設計過程中的總體表現(xiàn)、書面總結報告、設計結果演示及答辯情況評定最后的成績。
在上述三個階段中,學生是主體,教師的任務在于抓住關鍵環(huán)節(jié)組織教學,將啟發(fā)式教學、討論式教學和研究式教學融會其中,給學生最大的發(fā)揮空間,最大程度發(fā)揮學生的自主能動性,啟發(fā)其創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)其綜合應用專業(yè)知識解決實際問題的能力及團隊合作精神。
三、課程設計的實踐
按照上述課程設計的組織模式,本專業(yè)的課程設計已完成了三次實踐。下面分階段總結實踐情況。
1)在準備階段,充分利用現(xiàn)有的資源和條件,并結合學生的知識結構,設置了9個專業(yè)課程設計題目,如表1所示。表中的設計內容以光通信及光信息處理中常用的光器件設計和光學成像原理應用為主,其中包括4個應用型和5個設計型題目,具體內容稍有難易差別,學生根據(jù)自己的專長和基礎水平,選擇相應的設計題目,每個設計題目由3名學生分工完成。此外,根據(jù)學生當前還缺少的專業(yè)知識,相應地安排了6學時的理論課及2學時的答疑時間。
2)在實施階段,學生通過查閱文獻和組內討論完成設計內容,在中期檢查中,每個學生進行階段總結,匯報設計任務進展情況及存在的問題,教師引導學生多方位、多角度地分析問題,提示解決問題的思路與方法,學生進一步查閱文獻資料,完成設計任務。
3)在驗收階段,學生總結課程設計內容,撰寫報告,并進行結果演示和現(xiàn)場答辯。最后考核包括了平時表現(xiàn)、書面報告及答辯三部分成績,分別占總成績的20%、60%和20%。這樣的考核方式將評價標準分解在了學生課程設計的三個階段中,因而可以比較全面、公正地反映學生完成課程設計的情況。
四、實踐效果及存在的問題
從最后的考核結果來看,80%以上的學生態(tài)度認真,能主動找老師答疑;每組都實現(xiàn)了課程設計的內容,有的組還進行了擴展;有半數(shù)以上的學生總結了自己在課程設計中遇到的問題、解決的方法和收獲體會,還有學生指出了當前結果的不完善之處。同時,也存在個別學生自己不做,抄襲別人的情況。另外,在課程設計總結報告中要求對結果進行討論,但從報告及最終答辯情況看,學生對設計結果,主要是結果曲線的討論很少,大部分學生只是單純得完成了設計任務,對結果所反映的物理意義及應用價值理解較淺。綜合評定后有60%的學生成績?yōu)椤傲己谩币陨?,也有不?0%的學生為“及格”。
針對實踐中存在的問題,今后還需進一步啟發(fā)學生多查閱文獻,了解每個設計題目的實際應用方向,使學生能體會到學有所用,認識到專業(yè)課程設計的重要性,盡可能消除個別學生完全不動手的情況,讓每組所有的學生都參與到課程設計中來。
五、學生的體會
學生在書面總結報告中這樣寫道:“雖然在設計的過程中,由于各種各樣的原因,在一開始并沒有想象中的那么順利,但是在不斷地停滯不前中,發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,與此同時大腦得到充實,知識得到豐富,思維更加敏銳,總之是受益匪淺?!?/p>
“通過這次課程設計,我認識到理論方面的知識也是比較有趣的,結合以往學到的一些知識,比較順利地解決了課設中遇到的問題,更加激發(fā)起了我學習的熱情?!?/p>
“對于知識,需要經(jīng)?;仡櫍駝t再熟悉的技術也會變得非常陌生。”
“通過這次課程設計,我加深了對專業(yè)知識的認識,學到了不少新的知識,也鍛煉了我程序編寫的能力。同時,小組的同學,相互協(xié)助,各司其職,也是我們能順利完成這個設計題目的重要原因?!?/p>
從這些切身的體會可以看出,學生對本專業(yè)課程設計的積極性比較高,在專業(yè)知識應用與設計能力方面都得到了一定的鍛煉,并對團隊合作的重要性也有了更高的認識。
六、結束語
專業(yè)課程設計是學生大學教育期間各階段所學知識回顧和提高的過程,是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。結合本校“光電通信”專業(yè)的教學體系現(xiàn)狀,我們對本專業(yè)課程設計的教學模式進行了初步的改革與實踐。在實踐中注重從“應用型”向“設計型”人才培養(yǎng)的轉變,盡可能調動學生的主觀能動性,從課程設計的選題、查閱文獻、任務分工,到設計內容的實現(xiàn)、調試與總結答辯,都由學生自己完成,取得了較好的實踐效果。但仍然存在一定問題,在今后的實踐教學中還需不斷探討本專業(yè)課程設計的內容和組織模式,從多方面激發(fā)學生的學習興趣,進一步提高課程設計的質量,使學生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中逐步提高綜合應用專業(yè)知識創(chuàng)新設計的能力。
基金項目:北京航空航天大學本科教學改革立項項目
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【關鍵詞】 機械設計基礎 課程設計 質量
【中圖分類號】 G710 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)07(b)-0019-03
《機械設計基礎》課是高職高專院校機械類及機電類專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎課,課程設計是《機械設計基礎》理論教學后進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié),是高職學生在校期間第一次較全面的設計訓練,其目的是培養(yǎng)學生綜合應用機械零件及其它先修課程知識去分析和解決工程實際問題的能力,以進一步鞏固、深化、擴展本課程學到的理論知識;通過對通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計,使學生掌握機械設計的一般方法和一般步驟,培養(yǎng)學生獨立設計能力;使學生在計算、制圖、應用設計資料;熟悉有關國家標準、規(guī)范、使用經(jīng)驗數(shù)據(jù),進行經(jīng)驗估算等方面接受全面的基本設計訓練;另一方面培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L.提高工程設計及創(chuàng)新的能力。與畢業(yè)設計一樣,課程設計是工科學生向實際工作過渡的必要的訓練手段,對學生將來工作中實踐操作能力和各項工作能力的培養(yǎng)有著非常重要的作用。
在目前高職高專教育大環(huán)境下,部分高等院校培養(yǎng)目標不再是培養(yǎng)研究型人才,而是培養(yǎng)應用型人才,以適應社會發(fā)展對人才的需求。而傳統(tǒng)的“以課程設計指導書為藍本、以教師的程序化指導貫穿始終”的模式已經(jīng)難以實現(xiàn)這一培養(yǎng)目標,所以探索適應培養(yǎng)目標的教學模式有著重要的意義。
1 《機械設計基礎》課程設計的現(xiàn)狀及存在的主要問題
1.1 《機械設計基礎》課程設計的現(xiàn)狀
《機械設計基礎》課程設計通常有變速箱、差速器、齒輪傳動等課題,但目前,多數(shù)學?!稒C械設計基礎》課程設計仍采用具有一般用途的機械傳動裝置為設計對象,設計課題一般為專用傳動中的二級圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器、單級圓錐齒輪減速器等,設計時間一般為兩個設計專用周,一般安排在學期末進行。設計內容包括:擬訂設計方案;選擇電動機類型;運動和動力參數(shù)的確定計算;主要傳動零件的設計;主要零件工作圖及減速器裝配圖的繪制;設計計算說明書的編寫。設計工作量一般為傳動運動簡圖一張;減速器裝配圖一張,零件圖兩張及計算說明書一份,最后進行設計答辯。在設計過程中,指導教師對學生進行指導和答疑,同時對學生進行階段性檢查、質疑,以作為整個設計成績的參考。指導過程中,指導教師一般只作方向性指導,旨在培養(yǎng)學生獨立的設計思維、獨立分析和解決工程問題的能力。通過設計,大多數(shù)學生都感到收獲很大。但在《機械設計基礎》課程設計中還存在一些應該引起重視和解決的問題。
1.2 《機械設計基礎》課程設計存在的主要問題
(1)學生對課程設計的重要性認識不足
在教學過程中,有一部分學生對課程設計的重要性認識不足,缺乏設計的感性經(jīng)驗,缺乏積極性和主動性,也缺乏創(chuàng)新意識,對課程設計持應付態(tài)度,敷衍了事,加上設計安排時間緊的因素,為了完成任務東拼西湊,有的學生相互抄襲,甚至在網(wǎng)上下載等,嚴重影響了課程設計的質量。
(2)學生對先修課程的綜合應用能力較差
《機械設計基礎》課程設計是對機械制圖、互換性與公差、工程力學、金屬材料學等先修課程的基本知識、理論結合工程實際的綜合應用,也是對這些課程體系中的知識進行重新建構、綜合應用的過程。在教學實踐中發(fā)現(xiàn)學生整合知識的能力較差,比如不能很好地應用力學知識對在外荷載作用下的軸進行精確強度計算校核;在繪圖中不能正確應用機械制圖基本知識,按照國家制圖規(guī)范繪制圖形等等。
(3)學生缺乏工程實際經(jīng)驗知識
高職學生普遍缺乏工程實際知識,對零部件的結構設計、精度選擇、工藝過程等方面的要求只能比照書本、資料進行模仿設計,很少結合工程實際綜合考慮進行設計,大多數(shù)學生的設計方案可以說純屬“紙上談兵”型,無工程實際意義。例如在確定減速器及零件的主要尺寸時,注重理論計算結果,不能綜合幾方面要求來最終確定。由于學生對減速器的制造、安裝、調整、維護的工藝過程缺乏實際的感性認識,致使對大量工藝問題缺乏認真考慮,或感到無從下手,不能把零件必須具備的良好工藝性要求貫穿于設計過程中。另外,學生對工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)設備、加工手段缺乏認識,因此在設計中對零件的加工精度、裝配精度和技術要求的內容提不出合適的要求,制約了課程設計質量。
(4)指導教師角色定位存在問題
不少教師在課程設計指導過程中采用傳統(tǒng)的教學模式,缺乏創(chuàng)新,充當保姆角色,表面上看可能提高了設計質量,實際上不注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和獨立工作能力,學生的能力沒有得到提高。有的教師管理不到位,缺乏過程監(jiān)督,不注重階段性考核,只看重最后結果,這兩種現(xiàn)象都達不到課程設計的教學目的。
2 提高《機械設計基礎》課程設計質量的措施
為使課程設計真正達到培養(yǎng)學生的工程設計意識和創(chuàng)新設計能力,適合新形勢下對培養(yǎng)“應用型、技能型”人才提出的新要求,如何改進和提高《機械設計基礎》課程設計教學效果,針對學生在課程設計中存在的問題,我們主要采取了以下幾種措施。
2.1 充分認識課程設計的重要性,加強實踐性教學
在指導課程設計時,上好第一堂動員課,使學生充分認識到課程設計的重要性,其意義不僅僅是掌握機械設計的一般過程和熟悉設計程序,更重要的是對后續(xù)課程的學習有著很好的幫助,乃至對以后的就業(yè)及能否勝任工作崗位都有著十分重要的影響。在課程設計中應集中精力根據(jù)設計題目的要求、條件、數(shù)據(jù),做好資料收集、分析資料,認真思考,深入研究,按照設計程序進行設計,培養(yǎng)優(yōu)化設計思維和能力。
指導教師應把課程設計作為比課堂理論教學更為重要的教學任務,加強責任,認真對待,精心輔導。在指導學生時,要注意輔導方法的應用,應啟發(fā)、引導學生獨立思考和自我反省。開展小組討論,在討論中不同的設計思路、觀點、認識,得到互補和啟發(fā)。針對學生缺乏機械工程感性知識的問題,應加強實踐性教學環(huán)節(jié),應充分利用多媒體、模型和實物講解;組織學生到工廠參觀、實習,讓學生有更多的機會觀察、了解、認識各類機器的構造、傳動關系及工藝流程,以增強、提高學生的工程實際經(jīng)驗。指導教師應積極學習新知識、新技術、新材料的應用,積極參加工程實踐,豐富自己的工程經(jīng)驗和工程知識,為學生創(chuàng)造增加感性知識的條件,以便更好地指導設計,提高課程設計質量。
2.2 理論教學與課程設計緊密結合
《機械設計基礎》課程設計是在課程理論和實驗教學完成后進行的一個實踐性教學環(huán)節(jié),其設計題目所要求的內容涵蓋了課程中大部分內容。在教學中教師應該把理論教學與課程設計緊密結合起來,融合到課程理論教學中,課程設計指導教師應根據(jù)以往的指導經(jīng)驗,把課程設計中易出現(xiàn)的問題作為例子講解;比如講到齒輪傳動時可以結合課程設計講解輪齒的受力分析、齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度計算。可以把課程設計分為帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承和電機及箱體設計五個模塊,與教材相應練習題結合起來,作為課外練習布置給學生課后完成。這樣學生通過訓練,積極性得到提高。到進行課程設計時,課題中的理論計算部分已經(jīng)經(jīng)過了演練,提高了效率,減少了錯誤??梢暂^順利地完成設計計算說明書的編寫,把較多的時間和精力用于結構設計和繪圖,提高了課程設計質量。
2.3 改革選題,提高課程設計效果
摒棄“多年一題”的現(xiàn)象,打破傳統(tǒng)的教學模式,在設計題目和內容上進行改革。(1)題目要體現(xiàn)教學目標:應根據(jù)《機械設計基礎》教學大綱要求,針對高職學生特點,設計題目應有較強的典型性和仿真性,選題原則一是要有綜合性,能涵蓋課程的主要內容;二是可以考慮簡單的整機設計;三是難度和工作量要適當,不至于產(chǎn)生畏懼心理而無從下手;四是要有一定的靈活性,有利于激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)造性思維;五是題目要學生分工協(xié)作完成,有利于培養(yǎng)團隊精神。(2)題目要與先修課程銜接:選題要考慮與先修的機械制圖、金屬工藝學、機械制造基礎等課程的銜接。高職《機械設計基礎》不涉及復雜的機構、運動學、動力學方面的知識,主要側重通用零件和簡單機械傳動機構的結構、特點、應用范圍和維護等內容。設計題目不應有太復雜的機構,選以減速器為主體的傳動機械裝置較為適合高職學生,有利于培養(yǎng)學生結構設計、強度計算、精度設計等方面的能力。(3)題目要注重多樣性和挑戰(zhàn)性。在實際工作中,我們圍繞結構工藝性,按不同的傳動方案、原始數(shù)據(jù)、不同的減速器類型布置課題,使設計課題的難易程度和工作量大小與學生的水平與能力相適應,使設計具有創(chuàng)新性和針對性。
2.4 改革傳統(tǒng)的指導形式
現(xiàn)代教育強調以學生為主體,以教師為主導。作為指導教師,一是要改進指導方式,采用分段、個別與集體相結合的動態(tài)指導方式。設計前把任務、難點、需要注意的事項交代清楚,要注意針對學識和能力差異,因材施教,做好個別輔導,對缺乏獨立思考能力的學生應多采用“啟發(fā)式”教學法,對積極思考的學生可以采用“討論法”多鼓勵和肯定,一起討論啟發(fā)其思維作最優(yōu)選擇設計,然后提出修改意見或建議,對能力較差的學生應耐心輔導、詳細講解,善于發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點,及時表揚,幫助其樹立信心和養(yǎng)成良好的學習習慣;中期針對易出現(xiàn)的共性問題、錯誤,集體指導,后期加強檢查與糾正。二是要樹立正確的指導理念,教師要引導學生變模仿型設計為思考型設計,變逐步講解為必要提示,變提供詳細資料為列出參考書目,鼓勵學生積極主動去查手冊、找資料,培養(yǎng)他們對各種信息的收集、分析、歸納、整理能力。充分發(fā)揚民主,調動學生思維,教師不過早下結論。比如在確定方案階段,可以增加方案論證,首先由小組學生提出設計方案并闡述其優(yōu)劣性,然后由學生和教師對方案提出質疑,教師進行總結,給出指導性意見,促進學生主動思考,開闊了學生視野,也培養(yǎng)了學生對知識的應用能力和創(chuàng)新意識。三是要引導學生樹立正確的設計思想,設計是一個反復推敲、反復修正、不斷創(chuàng)新的過程,要樹立嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和堅韌不拔、克服困難的意志。
2.5 加強計算機的應用能力
隨著計算機繪圖的普及,以及用人單位對高職畢業(yè)生職業(yè)技能的要求,教學中應注重培養(yǎng)學生的計算機應用能力。對于課程設計中的圖紙,可要求學生用計算機繪制并打印。針對以前學生計算機繪圖能力普遍較差的狀況,在學生上《機械制圖》課時,我們要求教師適當加強CAD模塊的教學和訓練。這樣,學生在進行課程設計時既可以把主要精力放在結構設計上,計算機繪圖能力又得到了提高,圖紙干凈整潔,有效地提高了課程設計質量。
2.6 嚴格控制設計進度
嚴格控制課程設計進度是提高課程設計教學質量的一項重要措施。學生花費二至三周的時間做課程設計,只有掌握好設計進度,有計劃、有步驟地進行才能保質、保量、按時完成?!稒C械設計基礎》課程設計是一項較復雜的工作,不僅計算、繪圖工作量大,還要綜合應用先修課程相關知識,查閱有關資料和手冊,若設計進度快了,就會出現(xiàn)不求甚解的問題,缺乏深入細致的工作,其結果可能是解決了問題的表象,只知其一,不知其二,對機械設計的客觀規(guī)律、設計思想缺乏認識,達不到教學預期目的。有的學生一開始并不著急,總認為時間充裕,就會出現(xiàn)前松后緊,當感到時間緊了,就加班加點突擊設計,不僅難以按時完成設計任務,質量也無法保證。課程設計的進度計劃應由指導教師提出,與設計任務書一同發(fā)給學生,進度計劃應明確設計過程中各階段所用時間和完成日期,要求學生基本上按進度計劃進行。為保證學生能按計劃進行,教師應加強過程指導,嚴格把關,及時檢查督促進度和質量,每檢查一次,教師都在設計材料上簽字,并做好相應記錄。
2.7 重視總結、答辯
學生完成設計任務后,要引導學生進行總結。學會總結有助于學生進一步熟悉和掌握設計方法和設計程序,剖析方案優(yōu)劣,自己在設計中的得失,找出設計中應注意的問題,用以指導自己以后的學習和工作。總結應先由學生進行,教師點評,肯定成績,指出不足。按照大綱要求,應進行答辯。實踐證明答辯是學生升華專業(yè)知識、提高口頭表達能力和心理素質的有效手段,是教師檢查設計質量、全面分析與評估設計思維的必要環(huán)節(jié),可以督促學生及時復習和總結知識,搞懂設計中的各個問題。每個學生答辯時間一般在10—15分鐘,先由學生自我陳述,闡述設計方案的優(yōu)缺點、主要流程、總結與體會等,隨后由教師和學生自由提問,評定答辯成績。通過答辯這一環(huán)節(jié),學生的設計能力、綜合應用能力,應變表達能力都有一個質的飛躍。
2.8 改革成績評定模式
考核方式在很大程度上左右著學生的學習態(tài)度和學習方式,在實踐中,教師應該探索出一套既可以激勵學生,又能科學考核的成績評定辦法。
加強對設計全過程的考核,以圖紙、計算說明書、答辯成績?yōu)橹?,加強對出勤率、工作態(tài)度、進度等環(huán)節(jié)的過程考核,以及創(chuàng)新意識、獨立工作能力等可以在成績考核中有所體現(xiàn),進一步培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)。制定科學合理的評分標準,形成良好的考核機制,有利于提高課程設計質量。
3 結論
高職教育強調培養(yǎng)“應用型、技能型”人才,《機械設計基礎》課程設計是高職生第一次“應用型”的實踐訓練,實踐表明,以上做法,充分調動了學生的學習熱情,課程設計的整體質量有了明顯提高,對后續(xù)專業(yè)課程的學習、畢業(yè)設計及學生將來從事工程技術工作奠定了堅實的基礎。
參考文獻
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一 網(wǎng)絡課程及Moodle平臺概述
1 職業(yè)學校網(wǎng)絡課程的現(xiàn)狀
網(wǎng)絡課程是基于Web的課程,即在因特網(wǎng)上通過瀏覽器來學習的課程。在有網(wǎng)絡的環(huán)境下,學生們即可開展課程學習,教師隨時可以通過網(wǎng)絡了解學生學習中遇到的問題,即時地對學生的學習效果做出評價。從2003年開始,教育部積極倡導各大職業(yè)學校加強精品網(wǎng)絡課程的建設,各職業(yè)學校也在積極推行教學改革,構建基于網(wǎng)絡和現(xiàn)代數(shù)字技術的教育教學和學生管理的動態(tài)平臺,創(chuàng)建共享型教學和學習資源庫、標準化課件、精品課程、網(wǎng)絡學習和考試等系統(tǒng)。
2 職業(yè)院校Moodle網(wǎng)絡教學平臺概述
Moodle是基于Web網(wǎng)絡平臺所建立起來的軟件包,這種平臺具有模塊化對象、導向動態(tài)學習環(huán)境、在線師生互動、迅速整合與分享課程信息資源、及時發(fā)現(xiàn)和解決學生疑難問題的特點。
根據(jù)網(wǎng)絡課程的教學目標與教學理念,以及職業(yè)學校教師與學生對網(wǎng)絡課程的需求,Moodle網(wǎng)絡教學平臺的主要功能模塊有:學生用戶模塊、教師用戶模塊和管理員功能模塊,系統(tǒng)功能模塊圖如圖1所示:
圖1 Moodle網(wǎng)絡教學平臺的主要功能模塊
二 職業(yè)院校Moodle課程開發(fā)的理論基礎
1 教學系統(tǒng)設計理論對Moodle課程開發(fā)的指導意義
在教學系統(tǒng)設計理論的指引下,Moodle網(wǎng)絡課程平臺可以針對教學目標與教學內容,調整和完善系統(tǒng)的學習功能,打造以“學”為主的建構主義學習平臺,極大地提高了學習者的學習效率,增加了師生間的互動,讓教育者對學習者的學習狀況有最清晰、最及時的了解,以便隨時調整出最優(yōu)的教學方案。Moodle網(wǎng)絡課程平臺在這種理論的指引下,打破了傳統(tǒng)“填鴨式”的呆板教學的弊端,讓教學活動和以學生為主體的教育活靈活現(xiàn),寓教于樂,成效倍增。
2 人本主義學習理論對Moodle課程開發(fā)的指導意義
人本主義學習理論更加注重學習者的心理變化,從人的內心世界著手,激發(fā)對學習的熱情與動機,不斷挖掘學習潛能。人本主義理論是以人為本,讓學習者從自己的內心產(chǎn)生對學習的興趣,這樣更有利于激發(fā)學生學習興趣與創(chuàng)新意識。
3 建構主義學習理論對Moodle課程開發(fā)的指導意義
建構主義理論讓學生們對于知識的掌握具有框架性、整體性,從知識的各個元結構對知識加以理解和應用。這對于Moodle課程開發(fā)整體統(tǒng)一思想的樹立具有非常重要的指導意義。在這種模式中,學生是知識意義的主動建構者,教師是教學過程的組織者、指導者、意義建構的幫助者、促進者,教材所提供的知識不再是教師傳授的內容,而是學生主動建構意義的對象,媒體也不再是幫助教師傳授知識的手段、方法,而是用來創(chuàng)設情境、進行協(xié)作學習和會話交流的作為學生主動學習、協(xié)作式探索的認知工具。
三 基于Moodle的網(wǎng)絡課程設計遵循的原則和包含的內容
Moodle的網(wǎng)絡課程的設計要遵循一定的原則,在設計原則的指導下,設計的模式才能適應市場需求,滿足教師教學的需要,也滿足學生學習的需要。網(wǎng)絡課程設計還包括很多方面的設計,教學資源的設計,教學策略的設計,教學活動的設計以及教學評價的設計。
1 Moodle環(huán)境下的課程設計原則
Moodle網(wǎng)絡課程關鍵在于讓學生主動參與、主動學習,也讓教師提高自身的專業(yè)素質,能夠突破傳統(tǒng)教學的束縛,充分利用現(xiàn)代計算機技術的特點,提高教學質量,提高學生學習成績。本文把Moodle課程設計過程分為教學分析、制訂教學目標、選擇教學策略、選擇教學資源、設計教學活動和評價與反饋六個環(huán)節(jié),如圖2所示。
圖2 基于Moodle的網(wǎng)絡課程的設計原則
(1)總體設計原則
Moodle網(wǎng)絡課程的總體設計原則就是互動、交流。在學習的過程中,學生能夠主動學習,能夠獨立思考,并能根據(jù)自己的認識提出相應的問題。Moodle網(wǎng)絡課程的總體性原則還體現(xiàn)在教師的使用上。教師不僅可以在里邊編寫教案,教師與教師之間的交流也增多了,提高了教案的質量,也就間接提高了教學質量。
(2)一般性原則
Moodle網(wǎng)絡課程設計的一般性原則包括協(xié)作學習原則、開放性原則、交互性原則、情境性原則和積極引導原則。協(xié)作學習指學生能夠通過聊天室等模塊進行同學之間的交流。開放性原則是指教師和學生都可以根據(jù)自己的想法進行更改,以完善Moodle網(wǎng)絡課程設計。交互性原則包括學生之間的交流,也包括學生與教師的交流,包括網(wǎng)絡課程和傳統(tǒng)教材的交流。情境性原則是指網(wǎng)絡課程設計可以方便地利用計算機的技術畫面、聲音等技術,創(chuàng)造學習情境加深學生對知識的理解和掌握。積極引導原則是指Moodle網(wǎng)絡課程設計可以引導學生進行學習,根據(jù)學生基礎的不同,設計不同的教學內容和教學方法,讓學生在引導下學習效率更高,學習效果更好。
2 Moodle環(huán)境下的課程設計模式
Moodle環(huán)境下的課程設計要以尊重原則為基礎,在結合教學實際的情況下對教學過程進行設置??傮w來說,Moodle環(huán)境下的課程設計模式應該分為這樣幾個板塊:教學目標的設定,尤其應該體現(xiàn)出能力目標和學習目標;交流板塊,便于學生和教師之間的互動;教學過程的設計;學生的收獲,通過這一板塊掌握學生的知識掌握情況。還應該包括反饋板塊,這一板塊既要包括教師對本堂課的反思,也包括學生對本節(jié)課的評價,對教師的教學方法的評價以及提出的建議等?!。?)網(wǎng)絡課程設計的前期分析
網(wǎng)絡課程設計是一項復雜的工程,在設計之前要對教學活動進行分析,包括課程內容的分析,教學目標的分析,教學內容的分析。只有對這幾個方面進行充分地分析,才能結合學生特點設計出高水平的課程。課程內容分析:教師要通過對教材內容的分析得出本次課的教學重點和難點,然后結合學生的特點,制定相應的教學策略。教學目標分析:教學目標的分析在一定程度上影響教學策略的選擇,從而影響教學效果。教學內容分析:教學內容分析是指教師對自己要教授的內容進行分析,教師只有對教學內容進行深入、細致地分析,才能對網(wǎng)絡課程的設計提供第一手的資料,才能設計出效果更好的網(wǎng)絡課程。
(2)網(wǎng)絡課程的教學設計
網(wǎng)絡課程的設計內容主要包括學習環(huán)境的設計,教學資源的設計,教學策略的設計,教學活動的設計。在教學環(huán)境的設計上需要以學生的感覺為設計的出發(fā)點,在學習環(huán)境的設計上充分考慮不同學生的特點。職業(yè)院校學生的整體素質偏低,為此要想讓這些學生在網(wǎng)絡課程學習時能夠有好的學習效果,需要設計一種輕松、愉悅的氛圍。在教學資源的設計上,強大的教學資源才能支持網(wǎng)絡課程的順利實施。需要包括教學所要用到的各個方面,每一個教師在教育資源庫都能找到自己所需要用到的東西。因此教學資源的設計主要體現(xiàn)在兩個方面。范圍的擴充和內容的及時更新。再次,教學策略的設計,教學策略通俗來講就是教學方法,就是教師通過什么樣的方式讓學生掌握知識。教學策略的運用在很大程度上決定著教學的成績。教學策略的設計要根據(jù)教學內容和學生的特點設計,才能調動學生的學習興趣,取得較好的學習效果。最后是教學活動的設計,教學活動的設計主要是教學過程的設計,要對教學活動中有可能出現(xiàn)的一些情況進行設計。
(3) 網(wǎng)絡課程的教學評價設計
網(wǎng)絡課程的教學評價設計包含形成性評價設計和總結性評價設計,形成性評價的作用在于引導教師了解教學工作中的不足,便于改進教學方法,提高教學質量,便于教師了解學生的特點,及時地調整教學策略??偨Y性評價的評價者主要是教師自己,包括對本堂課設計 本文由wWw.DyLw.NeT提供,第一論 文 網(wǎng)專業(yè)教育教學論文和以及服務,歡迎光臨dYlw.nET較好的環(huán)節(jié)的記錄,也包括對教學活動中設計失敗的記錄。通過總結性評價,便于教師總結不足、發(fā)揮優(yōu)勢。形成性評價和總結性評價設計一定要客觀,要真實反映教學活動的情況,這樣才能起到實際作用。
參考文獻
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施工圖預算編制具有自己的特點。它不同于土木工程專業(yè)的結構設計類課程設計,施工圖預算的原理相對簡單。在《建設工程工程量清單計價規(guī)范》中,對清單構成、如何編制以及各種建筑工程和裝飾裝修工程的分部分項工程的工程量計算都有十分明確的計算規(guī)則[3]。施工圖預算的難點是其準確度。建設方根據(jù)施工圖編制的工程量清單是確定其招標價的依據(jù),施工方編制的施工圖預算是確定投標價的依據(jù),也是確定投標策略的基礎。沒有施工圖預算的準確度,建設方會因為增加清單外項目而無法控制工程造價,施工方或因為投標策略不當而不能中標??梢?,施工圖預算編制準確與否是施工圖預算編制的核心問題,也是課程設計中應該培養(yǎng)的基本工程素質。不同于造價專業(yè),在土木工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中,施工圖預算編制課程設計僅是土木工程專業(yè)的實踐教學體系中的一個組成部分,且其學時相當有限。以遼寧工業(yè)大學(以下簡稱我校)為例,土木工程專業(yè)建筑工程方向的課程設計共計11個學分,其他的課程設計均為2周,而施工圖預算編制課程設計的時間只有一周。同時,對于土木工程專業(yè)的學生來講,由于施工圖預算編制原理相對簡單,容易在學生中形成錯誤的理解,而忽視了施工圖預算編制要解決的核心問題。并且,按我校的教學計劃安排,施工圖預算編制課程設計在最后一個學期,在這樣特殊的時間段,如何做好土木工程專業(yè)的施工圖預算編制課程設計成為教師教學的一個難點。否則,課程設計將流于形式,達不到培養(yǎng)學生基本工程造價控制與管理的能力訓練的目的。基于此種情況,我們對施工圖預算編制課程設計進行了全面的梳理,嘗試了一些方面的改革和調整。
二、保證施工圖預算編制課程設計質量的幾點措施
(一)不斷提高教師的指導水平
改變課程設計停留在模擬或仿真的層次的現(xiàn)狀,緊跟工程實際,用實際的項目做課程設計的選題對指導教師提出了更高的要求。要指導學生完成一份建筑工程施工圖預算文件的編制,要求指導教師是“雙師型”的教師[4]。一方面,具備造價工程師的水平,不僅熟悉預算文件編制的基本流程和要求,而且能很好地把握行業(yè)發(fā)展趨勢,使得學生的課程設計不與工程實踐脫節(jié);另一方面,作為一名指導教師,要熟悉和掌握學生的知識構成和水平,根據(jù)學生實際水平采取有效的教學手段和方法,有的放矢,真正把學生引入工程實踐,在其遇到問題時能給予針對性的指導。
(二)重視課程設計選題
建筑工程的施工圖預算,要求完成單位工程的土建工程的施工圖預算。選題是課程設計第一環(huán)節(jié),選題的核心就是施工圖的選擇。建筑施工圖或結構施工圖過于復雜,學生在識圖方面遇到太多的困難,就會影響學生完成的積極性,挫傷他們的工作熱情。為達到對學生的施工圖預算文件編制能力訓練目的,我們選擇的題目以框架或框架剪力墻結構的一般的辦公樓、教學樓、住宅項目為主,其基礎部分,選擇鋼筋混凝土獨立基礎、筏板基礎,而不選擇樁基礎。選擇這樣的題目基于如下的考慮:首先,對這類項目學生比較熟悉,識圖方面不存在太多問題;同時,其建筑圖形狀相對規(guī)則,項目功能相對比較單一,裝飾裝修工程量的計算既全面,又不復雜,滿足課程設計的訓練要求。其次,作為土木工程專業(yè)的學生,結構施工圖識讀是學生走入工作崗位的基本功,并且,鋼筋工程量的計算也正是課程設計需要重點訓練的內容。
(三)明確課程設計內容、任務量與要求
在短短的一周內,要求每個學生完成一個單位工程的土建工程的預算是不可能的。根據(jù)土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標,考慮工程實踐工作需求,我們確定建筑工程施工圖預算編制課程設計的訓練重點內容包括:土建工程分部分項工程清單列項、基本混凝土結構構件鋼筋工程量的計算、基礎土方工程工程量的計算。課程設計采用個人獨立完成與小組協(xié)作共同完成的形式。教師要合理確定每個學生需完成的工作任務,制定任務分配單,并且根據(jù)任務分配單檢查每個學生的完成進度和質量。教師要根據(jù)施工圖紙認真考量,既要工作量飽滿,能了解一個土建預算的全工程,同時,也要在給定時間內能夠完成。具體來講,每個單位工程由一個小組學生共同完成并按工程標準提交相應的成果。對每個單位工程項目的施工圖按照樓層劃分,每兩個同學負責一個樓層,在對建筑施工圖和結構施工圖識讀的基礎上,對照清單計算規(guī)則,共同完成所在樓層的工程量清單列項和計算。清單列項經(jīng)指導教師確認無誤后,每位學生獨立完成所在樓層的某一類構件的鋼筋工程量的計算過程。根據(jù)平法圖紙計算鋼筋工程量是課程設計的重點,要求每個學生必須獨立完成其所在樓層基本結構構件的鋼筋工程量的計算。
(四)教師預做課程設計
同其他課程的實踐環(huán)節(jié)一樣,要指導好課程設計,要求教師有一定的預算工作實踐。首先,教師要具備獨立編制一個實際土建單位工程預算的能力,熟悉預算編制的全部過程,熟悉應提交的各種表格及其在計算工程量過程中應注意的問題,以便在課程設計的指導過程中有足夠的實際經(jīng)驗。工程預算的準確性是預算的基本要求,也是終極目標。施工圖預算編制課程設計的難點是準確性,沒有了準確性的要求,課程設計就流于形式,學生只是對施工圖預算編制過程有個基本印象,根本不能勝任任何有關工作,也就失去了這門課程設計存在的意義。因此,教師必須在課設前親自完成學生課程設計任務。在課程設計教學之前,教師通過專業(yè)軟件,畫圖,算量,獲得課程設計的“標準答案”,也作為檢驗學生課程設計成果準確性的手段。標準答案的存在,既可以幫助教師及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,對學生計算結果進行補充和修改,也有助于激發(fā)學生的目標感,學生完成課程設計任務的主動性和積極性得到充分發(fā)揮。
(五)課程設計指導重點與難點
施工圖預算編制課程設計的指導采用每天集中指導加個別指導的模式。按照預先制定的課程設計計劃,每天先安排對當日工作內容的重點難點講解,然后,由學生根據(jù)自己的工作任務,獨立完成實際操作訓練過程,在學生實操過程中,教師要及時給予針對性的指導。結合我們幾年的工作實際,以下幾個方面是指導的重點:1.課程設計的分部分項工程的清單列項。列項準確是預算準確的前提條件。對于一個初學者來講,有了建設工程工程量清單計價規(guī)范,有了完整的建筑和結構施工圖紙,并不能保證每個人都能完整地完成一個單位工程的清單列項工作。教師的指導重點在三個方面,第一是工程圖識讀,第二是列項順序,第三是對清單計價規(guī)范的理解。目標是準確、全面,不重不漏。2.鋼筋工程量計算。目前,工程實踐中多是以軟件計算來完成各分部分項工程量的計算,但是,對于鋼筋工程量的手工計算仍是基本要求。我們在工程量計算這部分,也把對學生的手算鋼筋工程量能力訓練作為重點內容。對基本的梁、板、柱、墻以及基礎等構件,首先選擇典型案例圖紙,按不同構件類型講解計算原理,構造要求,實際施工中的做法等,然后,要求學生完成自己承擔的相應樓層的鋼筋工程量的計算。這部分,必要的重復計算過程是十分必要的。3.綜合單價的確定。綜合單價的確定是預算的一個核心問題。指導重點是使學生在熟悉清單模式下綜合單價的構成前提下,能根據(jù)定額規(guī)則,同時充分考慮施工組織設計與施工方案,確定一項分部分項工程的綜合單價。4.課程設計的按日檢查制度。為督促學生獨立完成課程設計任務,我們實行對課程設計每日的簽字檢查制度。按照預先制定的任務計劃,對照教師預做的“標準答案”,按日檢查,并將每日檢查結果作為成績評定的依據(jù)。5.發(fā)現(xiàn)問題,及時解答并進行整理。在課程設計指導過程中,對學生提出的問題不僅回答了事,更要及時進行分析、總結,形成常見問題集,為今后課程設計指導積累資料。
三、結束語
關鍵詞:集散控制系統(tǒng);課程設計;教學體系;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)23-0072-02
“集散控制系統(tǒng)”是一類分散控制、集中管理的共用控制、共用顯示的開放的儀表計算機控制系統(tǒng),綜合了計算機、通信、顯示與控制等(4C)技術,并隨4C技術的發(fā)展而不斷發(fā)展。自20世紀70年代中期第一套集散控制系統(tǒng)誕生以來,已在國內外工業(yè)控制領域得到廣泛應用。[1]“集散控制系統(tǒng)”是自動化類專業(yè)(尤其是熱工過程自動化專業(yè))的核心專業(yè)課,其教學分為課程教學與課程設計教學兩部分。從系統(tǒng)科學視野來看,課程教學與課程設計教學是DCS教學體系中的兩大元素,相互作用形成有機結構,根據(jù)系統(tǒng)科學整體性原理,1+1>2,即整體功能大于兩元素功能之和,[2]因此要提高“集散控制系統(tǒng)”教學效果有以下兩個途徑:一是分別改進課程教學體系與課程設計教學體系;二是加強兩者的相互作用,形成有機結構,派生出更多新功能,從而提升教學效果。為了培養(yǎng)符合新形勢下發(fā)電行業(yè)對熱工過程自動化專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)要求,本文以長沙理工大學熱工過程自動化專業(yè)為例,探討了“集散控制系統(tǒng)”教學體系的改革。
一、“集散控制系統(tǒng)”課程教學體系改革
1.修訂教學大綱
教學大綱是課程的教學綱要。經(jīng)過課程教研組多次討論,結合熱工過程自動化專業(yè)的最新培養(yǎng)計劃,依據(jù)拓寬基礎、加強素質教育、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和工程能力的培養(yǎng)思路修訂了“集散控制系統(tǒng)”的教學大綱,進一步明確了“集散控制系統(tǒng)”在整個專業(yè)課程體系中的地位和作用,指出了教學目標與期望值,規(guī)定了基本教學任務和要求。
2.編寫教案講義
教案是教師實施教學計劃與組織課程教學的方案,即為教學程序。課程教研組在教學中選用過兩種參考教材,所選課程教材內容比較全面。但是由于集散控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展,所選教材的部分內容已跟不上技術的更新發(fā)展。為此,根據(jù)最新修訂的教學大綱,參考國內外有關火力發(fā)電機組最新技術和集散控制系統(tǒng)相關教材,結合課程組近幾年形成的教學與科研成果,編寫了“集散控制系統(tǒng)”課程的教案與內部講義。
3.更新教學內容
“集散控制系統(tǒng)”課程的內容涉及到熱工過程自動化專業(yè)的幾乎所有專業(yè)基礎課程及專業(yè)課程知識。隨著集散控制系統(tǒng)的迅速發(fā)展,知識與技術日新月異,要適應社會發(fā)展與需求,就必須在教學過程中關注新型集散控制系統(tǒng)的特點與優(yōu)勢,[5]比較各廠家產(chǎn)品的優(yōu)缺點,更新教師的知識體系。課程教學結束后召開總結討論會,根據(jù)學生學習情況及教學過程中反饋的信息,反思教學內容編排的合理性與先進性,推陳出新,保持教學內容的前沿性。同時要做到內容的開放式,注意銜接其他專業(yè)課程相關內容,將檢測技術與控制儀表、熱工過程控制系統(tǒng)、鍋爐原理、汽輪機原理、計算機控制技術、智能控制技術與控制系統(tǒng)仿真技術等課程相關知識融入到具體的集散控制系統(tǒng)分析和設計中,從而提高學生集散控制系統(tǒng)的分析與綜合能力。
4.改進教學方法與教學方式
針對具有不同特點的知識點,采取不同的教學方式方法。在對集散控制系統(tǒng)的基本概念與結構進行分析時,結合PPT、Flash等多媒體課件,以講授為主、討論為輔開展課堂教學,盡量活躍課程氣氛,把知識點講解的淺顯易懂,做到重點難點突出,在關鍵處設置問題,啟發(fā)學生思考。針對算法組態(tài)與人機界面內容,需要實踐動手的較多,考慮到實驗課時的有限性,安排學生自己安裝好組態(tài)王與DCS教學仿真軟件,課堂教師結合實例一邊講解一邊示范,學生一邊聽講一邊學習組態(tài)。在講授數(shù)據(jù)通信時,結合某電廠科研課題,分析與DCS通信遇到的問題及其解決方案,激發(fā)了學生的學習熱情。積極探索開發(fā)并充分利用網(wǎng)絡教學平臺,為學生提供靈活自主的第二課堂,拓寬了學生的視野,改善了師生的交流途徑。[3]
5.實驗教學改革
“集散控制系統(tǒng)”課程的所有實驗都在集散控制系統(tǒng)實驗教室進行,以前由實驗室教師單獨承擔,為了實現(xiàn)理論教學與實踐教學的無縫對接,現(xiàn)由實驗室教師與任課教師聯(lián)合承擔,共同編寫了實驗室指導書,指導學生獨立完成實驗。根據(jù)集散控制系統(tǒng)教學大綱,由于教學時間的限制,安排學生利用課外時間進行六個驗證性實驗,在和利時MACS系統(tǒng)上開設了四個設計綜合性實驗,[4]包括一階單容水箱對象特性測試實驗、單容水箱液位PID控制實驗、雙容水箱液位控制系統(tǒng)設計實驗及煤燃燒控制系統(tǒng)設計實驗。
二、“集散控制系統(tǒng)課程設計”教學體系改革
“集散控制系統(tǒng)課程設計”是熱工自動化專業(yè)繼“集散控制系統(tǒng)”課程之后一個至關重要的工程實踐教學環(huán)節(jié),是將書本知識轉化為實際運用能力的關鍵步驟,其學時為兩周。其目的在于培養(yǎng)學生運用所學的集散控制系統(tǒng)的分析與設計理論知識解決工程實際問題的能力,進一步發(fā)掘和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與工程實踐能力,即加深學生對熱工自動化工作的認識,提升畢業(yè)入職后的工作能力。這里主要從教學大綱、課程設計指導書、課程設計選題、指導教師的團隊化等方面探索“集散控制系統(tǒng)課程設計”教學體系的改革。
1.教學大綱修訂
根據(jù)熱工過程自動化專業(yè)的培養(yǎng)方案,在修訂“集散控制系統(tǒng)”教學大綱的同時,修訂“集散控制系統(tǒng)課程設計”的教學大綱。修訂過程中,密切聯(lián)系“集散控制系統(tǒng)”知識點,明確課程設計目的是力爭全面應用課程所學知識進行現(xiàn)代電廠控制系統(tǒng)的設計,使得學生熟練掌握集散控制系統(tǒng)設計方法與基本技能。大綱規(guī)定了設計的基本要求、設計時間、選題原則、考核方式。
2.課程設計指導書與選題優(yōu)化
“集散控制系統(tǒng)課程設計”主要圍繞當前火力發(fā)電廠主流容量機組的鍋爐自動控制系統(tǒng)設計,給出了爐膛壓力控制系統(tǒng)設計、燃燒過程控制系統(tǒng)設計、過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設計、再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設計、除氧器水位控制系統(tǒng)設計、除氧器壓力控制系統(tǒng)設計、汽包水位控制系統(tǒng)設計與磨煤機解耦控制系統(tǒng)設計等八個設計課題。且這些題目會根據(jù)電廠自動化的發(fā)展適時更新,盡量遴選能激發(fā)學生興趣具有挑戰(zhàn)性或前沿性的課題。一般安排5~7名學生為一課題小組,要求各小組選出一名學生任組長,將課題設計分解成若干部分,小組成員分工協(xié)作。各小組分別完成總體方案設計、硬件選型、確定軟件需求、組態(tài)圖設計、SAMA圖繪制、算法組態(tài)、編寫設計說明書和答辯等任務,進一步提升學生的綜合應用能力、獨立分析與解決問題的能力、團隊合作精神及創(chuàng)新能力。
3.指導教師團隊建設探索
課程設計教學過程中要體現(xiàn)素質教育的實施,必須強化指導教師的主導作用。因而,組建一個優(yōu)秀的指導教師團隊勢在必行。指導教師必須有豐富的DCS設計經(jīng)驗,對電廠自動化領域有解決實際問題的工作積累,富有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神,更應具備高度的責任心。加強“集散控制系統(tǒng)課程設計”指導教師團隊建設,一方面組織任課教師與試驗指導教師到電廠進行工程化培訓,主要目的在于豐富教師的集散控制系統(tǒng)工程實踐經(jīng)驗;另一方面聘請實習基地或有合作關系的電廠中的熱工自動化工程師擔任輔助指導教師。同時注重青年教師科研能力的培養(yǎng),通過參與相關科研項目,把科研成果凝練成案例指導學生開展課程設計。[5]指導教師中既有理論功底深厚的任課教師、實驗知識豐富的實驗指導教師,又有工程實踐經(jīng)驗豐富的熱工自動化工程師,從而逐步組建一支奮發(fā)有為的指導教師團隊。
三、強化課程設計教學與專業(yè)課教學的聯(lián)系
“集散控制系統(tǒng)”教學主要圍繞培養(yǎng)學生的工程實踐能力而展開。因而“集散控制系統(tǒng)”課程教學必須與“集散控制系統(tǒng)”課程設計教學有機融合。在課程教學階段,根據(jù)課程教研小組統(tǒng)一安排,把“集散控制系統(tǒng)”課程設計的題目及設計指導書下發(fā)給學生,從而使得課程教學基本圍繞課程設計進行。在原本枯燥的專業(yè)課教學中引進了類似“案例教學”的方式,增強了學生學習的針對性,激發(fā)了學生的學習興趣與目的,使理論與實踐能夠適時地統(tǒng)一起來,提高了教學效果。[6]因此,學生在理論教學階段即可基本完成“集散控制系統(tǒng)”課程設計的建模與算法設計部分內容,大大節(jié)省了課程設計時間,讓學生騰出寬裕的時間挖掘創(chuàng)造性設計潛能。通過強化“集散控制系統(tǒng)”課程設計教學體系與專業(yè)課教學體系的聯(lián)系,不僅可以使理論教學與實踐教學相得益彰,也促進了集散控制系統(tǒng)教學效果的提升。
四、總結
在近幾年的教學過程中,課程教研小組對“集散控制系統(tǒng)”教學體系改革進行了探索。通過集散控制系統(tǒng)專業(yè)課程及其課程設計教學,加深了學生對集散控制系統(tǒng)分析與設計理論知識的整體認識,理論知識和工程實踐實現(xiàn)了有機融合,提高了學生的工程實踐能力與團隊精神,提升了整體教學效果。
參考文獻:
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[關鍵詞]Java程序設計 實訓 設計
一、實訓教學的性質和任務
Java技術是計算機科學與技術相關專業(yè)培養(yǎng)的核心技能,本課程設計是在《Java程序設計》課程上設置的,在高職高專人才的培養(yǎng)中占有核心地位。它是鞏固學生所學理論知識、培養(yǎng)學生動手能力并使理論與實際相結合的重要實踐環(huán)節(jié)。
本課程設計的目的和任務,是通過學生用Java語言設計一個完整的應用程序,使學生綜合應用所學知識完成軟件的分析、設計、調試和總結,提高學生對Java語言的綜合應用能力和解決問題的能力。
二、實訓教學方法手段和考核方法的設計
(1)實訓教學方法和手段
任課教師根據(jù)課程《網(wǎng)絡程序設計Java》教學大綱中的重點內容,給出相應的題目或項目,指導學生完成任務。實訓前必須制定好上機步驟,弄清實訓目的;要求學生掌握實訓項目所需的知識、操作方法或步驟,并寫出詳細的實訓報告。
(2)實訓考核方法
通過設計答辯方式,并結合學生的動手能力,獨立分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神,實訓報告和答辯水平以及學習態(tài)度綜合考評。
考核標準包括:
1.設計與實訓報告 (20%);
2.程序的可用性,實用性,通用性,可擴充性(30%) ;
3.學生的動手能力、綜合解決問題能力、創(chuàng)新精神(20%) ;
4.答辯水平(20%)。
5.態(tài)度和紀律 10% (分為優(yōu)、良、中、及格和不及格五檔)
三、實訓內容與要求
(1)java系統(tǒng)程序開發(fā)
資產(chǎn)管理系統(tǒng)、學生信息管理系統(tǒng)、電子商務系統(tǒng)、網(wǎng)絡購物系統(tǒng)、網(wǎng)絡聊天室、人事管理系統(tǒng)、選課系統(tǒng)、論文管理系統(tǒng)、新聞系統(tǒng)、考試管理系統(tǒng)、學生宿舍管理系統(tǒng)等。學生可以小組為單位任選其一完成。
(2)Applet程序開發(fā)
做一個廣告屏,顯示一段文字,如圖1所示,能夠對文字的顏色、風格、字體、字號等修改。
要求:做成APPLET程序或APPLICATION程序;用APPLETVIEWER運行;能夠在網(wǎng)頁中運行。
(3)游戲開發(fā)
1.五子棋雙人對弈
開發(fā)游戲性程序,例如五子棋雙人對弈程序、掃雷程序,根據(jù)學生情況,此部分為選做內容。
五子棋雙人對弈程序要求:
①按“重新開具”可以開始新的一局。
②需提示當前該哪方下棋,并提示已下棋子的信息。
③一方贏時游戲結束。
2.俄羅斯方塊游戲。
說明:以上內容為模板內容,其它題目也可自己設計,但難度要相當。具體內容可根據(jù)實際由指導老師審定。
(4)總體要求
1.對系統(tǒng)進行功能模塊分析、控制模塊分析正確;
2.系統(tǒng)設計要實用;
3.編程簡練,可用,功能全面,具有較好的健壯性;
4.說明書、流程圖要清楚。
四、授課計劃與學時安排
(1)教師介紹本課程設計的目的、內容、要求、方法和安排。(4學時)
(2)學生消化信息、完成設計報告。(6學時)
(3)教師審查設計報告。通過審查的學生的設計報告,然后調整確定實施方案。 (4學時)
(4)學生完成課程設計的程序設計環(huán)節(jié)指導老師作必要的現(xiàn)場指導。(20學時)
(5)驗收并簡單考核。(4學時)
(6)撰寫總結和實訓報告。(2學時)
五、課程設計指導教師
由主講教師和實驗指導教師共同承擔。
六、課程設計地點
計算機中心機房或者學院專業(yè)機房
【關鍵詞】基于項目;數(shù)據(jù)庫;課程設計;教學研究
數(shù)據(jù)庫課程設計是計算機相關專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)實踐課,該課程總的學習目標是讓學生熟練掌握數(shù)據(jù)庫技術的相關理論知識,并能夠理論聯(lián)系實際,解決實際問題。通過數(shù)據(jù)庫課程設計的實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生分析、設計和編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的能力,讓學生具備較好的數(shù)據(jù)庫項目實踐能力,掌握過硬的職業(yè)技能。本文對數(shù)據(jù)庫課程設計教學中存在的主要問題進行了細致的分析,提出了基于項目的數(shù)據(jù)庫課程設計的詳細教學方案。
1.數(shù)據(jù)庫課程設計中存在的主要問題
(1)學生參與數(shù)據(jù)庫課程設計的積極性不高、知識和技術儲備不夠。
(2)學生重編程實現(xiàn)而輕分析和設計。
(3)課程人員組織和時間安排不太合理,任務設計和要求偏低。
(4)課程考核方式、評價體系和管理過程不夠科學。
2.基于項目的數(shù)據(jù)庫課程設計教學方案的設計與實施
2.1 基于項目的數(shù)據(jù)庫課程教學方案
本文提出的基于項目的數(shù)據(jù)庫課程設計教學方案是指設計能夠吸引學生興趣、難易適中、選題豐富并且能夠滿足不同層次的學生需求的項目設計任務,參照軟件公司分析、設計、編程實現(xiàn)應用軟件的基本步驟和人員組織形式來安排和組織學生進行數(shù)據(jù)庫課程設計。其重點在于把學生的課程設計任務提高到軟件工程項目的高度,并通過模擬實訓加以實施。按照軟件工程傳統(tǒng)方法學的思想,結合數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟,將數(shù)據(jù)庫應用軟件的開發(fā)簡單劃分為需求分析、總體設計、詳細設計、編碼和測試四個階段。每個階段的任務均在指導老師的指導下,由項目組成員通力協(xié)作、自主完成。在每個階段結束后,采用項目評審的方法,對每個小組每個學生的具體工作進行階段性評審,學生分組匯報工作成果,并按照軟件工程的要求提交階段性技術文檔。項目模擬實訓根據(jù)課程設計選題采用項目小組的形式進行分工,項目規(guī)模和難度由指導老師和項目小組全體成員根據(jù)課程設計指導書協(xié)商決定。每個項目小組由一名同學擔任項目組長,項目組長可以根據(jù)小組內每個人的能力和經(jīng)驗合理分配任務。每個學生在項目開發(fā)過程中,擔任不同的角色。在工作中,項目小組的成員相互溝通和交流,組與組之間也可以相互借鑒學習,提高學生的參與積極性,培養(yǎng)學生的團隊合作精神。
2.2 基于項目的數(shù)據(jù)庫課程教學方案的實施
2.2.1 課程設計的選題
數(shù)據(jù)庫課程設計是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的有效途徑,其設計題目應該具有一定的應用背景,讓學生能夠遵循軟件工程的基本原理設計一個具有實用價值的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng),使所學知識能夠融會貫通。
精心準備和策劃設計適當?shù)捻椖?,是實施基于項目的?shù)據(jù)庫課程設計教學的關鍵。在確定項目時應綜合考慮以下幾方面的因素:(1)能將數(shù)據(jù)庫的理論知識和實際應用技能較好的結合在一起;(2)所選項目數(shù)量要足夠多,涉及面要廣而且是學生比較熟悉和有興趣的應用領域;(3)項目的難易程度要能夠滿足不同層次的學生的需求;(4)項目的整個開發(fā)流程要規(guī)范,以項目為主線,引導學生把掌握的程序編程知識、數(shù)據(jù)庫和軟件工程等理論應用到軟件開發(fā)實踐當中去,讓學生掌握軟件開發(fā)的整個開發(fā)流程,具備項目開發(fā)的實戰(zhàn)經(jīng)歷。
2.2.2 課程設計的人員組織
按照開發(fā)流程,參照軟件公司的人員組織形式,將班級的學生分組,每組5至6人,以學生自由組合為基礎,教師可根據(jù)學生的興趣和特長、編程水平、知識結構、學習能力、性格特點、男女搭配等因素進行調整。每個同學可以擔任不同的角色:如項目管理員,系統(tǒng)分析員,系統(tǒng)設計員,系統(tǒng)開發(fā)員等。
每個小組由其成員推選產(chǎn)生一名項目組長,負責制定本小組的開發(fā)計劃、工作任務的分配和調度、監(jiān)督實施等工作。在組長的指揮下,對小組成員進行分工,語言表達能力強善于溝通的同學負責聯(lián)系工作和調查研究,美工好的同學負責界面設計,編程能力強的負責代碼的編寫,程序設計能力強的負責系統(tǒng)的整體設計和程序調試,寫作能力強的負責技術文檔的書寫等。教師要負責幫助把握進度,提醒學生合理分配工作時間等。
按小組形式開發(fā)項目,不但有利于培養(yǎng)學生的團隊合作精神和提高學生的管理能力,而且更接近工作實際。
2.2.3 綜合設計過程
學生發(fā)揮各自的特長分工協(xié)作,運用已學軟件工程、數(shù)據(jù)庫理論思想和數(shù)據(jù)庫設計理念、C#或C++等編程語言,具體設計實現(xiàn)一個小型數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。開發(fā)設計過程按以下順序進行——自選課程設計課題,調查用戶需求,總結歸納數(shù)據(jù)流程,分析性能,書寫需求分析及總體設計報告(包括數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)庫概念模型、邏輯模型、系統(tǒng)功能模塊),完成應用系統(tǒng)的開發(fā),進行系統(tǒng)整合和測試,功能完善,匯報設計成果(包括撰寫設計報告、系統(tǒng)驗收、結果匯報)。主要分為需求分析、項目設計、項目實施和成果展示。
(1)需求分析是保證項目順利完成的前提。需求分析做得不好,甚至會導致整個系統(tǒng)返工重做。因此,在課程設計環(huán)節(jié)中學生必須根據(jù)教師提供的項目背景資料,通過圖書館、網(wǎng)絡或相應的組織、部門、企業(yè)去查找相關資料,結合自己的生活經(jīng)驗,對數(shù)據(jù)和處理進行分析,畫出各層數(shù)據(jù)流圖,做好詳細地需求分析。教師要對學生的需求分析報告進行指導和評價。
(2)項目設計是關鍵。本階段主要包括數(shù)據(jù)庫的概念結構設計、邏輯結構設計和物理結構設計。要求學生在需求分析的基礎上,設計E—R模型,詳細描述實體的屬性及實體之間的聯(lián)系;實現(xiàn)E-R圖向關系模型的轉換,并對關系模型進行優(yōu)化;定義主鍵、外鍵、視圖、索引等。此外學生還應該設計出系統(tǒng)的功能模塊圖。教師通過檢查學生設計的E-R圖、關系模型和功能模塊圖,對每個組進行分析、評價和指導。
(3)項目實施。項目實施即數(shù)據(jù)庫的實施、運行與維護階段,主要包括應用系統(tǒng)的編程與調試。指導教師為學生提供技術支持,適時組織討論、講解和歸納總結為學生提供解決問題的新思路、新方法。
(4)成果展示。學生以項目組的形式完成了項目的整體設計與開發(fā)后,各個小組將在課程設計末期進行成果匯報和展示,接受教師和其他同學的評價。通過作品展示和評價,可以激發(fā)學生的競爭意識,促進項目組成員之間的交流與協(xié)作。
2.2.4 課程設計的時間安排
針對課程設計時間安排上的不合理問題,采取雙管齊下的方式。首先增加教學計劃中數(shù)據(jù)庫課程設計的教學學時,由原來的2周改變?yōu)?周,使得學生有足夠的時間來完成課設任務。其次,提前讓學生進入分組和選題環(huán)節(jié),并將每個人要完成的任何合理分配,讓學生提前進入做好項目的知識儲備、調研等前期準備工作。
2.2.5 課程設計的考核與評定
加強過程考核,提高對課程設計的總體要求,細化評價指標。學生在課程設計結束后,不僅要提交軟件系統(tǒng),還要提交課程設計報告,并進行分組匯報。課程設計的最終成績由以下幾部分組成:考勤lO%,平時抽查1O%,答辯20%,課程設計報告30%,系統(tǒng)演示30%。其中前四項由教師評分,系統(tǒng)演示由學生評分,每組各選派一名代表給大家演示系統(tǒng)并介紹基本情況,由各組分組討論,對其它組開發(fā)的系統(tǒng)進行評價和評分,最后取平均分并公布成績。
為學生提供展示自我的平臺,建立完善的考核指標和體系,這樣不僅有利于激發(fā)學生的學習興趣和積極性,也有利于提高學生運用數(shù)據(jù)庫理論實際問題的能力。
3.總結
通過基于項目的數(shù)據(jù)庫課程設計教學研究,不僅使學生能夠在理解數(shù)據(jù)庫理論的基礎上,實際動手開發(fā)一個實際的應用系統(tǒng),而且在一系列的開發(fā)設計過程工作中能夠樹立學生的項目開發(fā)管理思想,能夠培養(yǎng)學生應有的團隊協(xié)作、自主管理、主動學習、創(chuàng)新思維、綜合運用、動手實踐等能力。使數(shù)據(jù)庫課程設計真正成為學生驗證理論的“實驗場”,成為開發(fā)學生潛力、培養(yǎng)實戰(zhàn)能力的“戰(zhàn)場”,成為體驗項目開發(fā)過程的“運動場”。
參考文獻
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