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關鍵詞:機械工程控制基礎;網絡課程;技巧
隨著多媒體技術的迅速發(fā)展和計算機網絡的普及,計算機輔助教學技術被廣泛用于各類教學中,將傳統(tǒng)教學與網絡化學習有機結合起來,有利于促進網絡課程的發(fā)展。本文基于機械工程控制基礎課程的培養(yǎng)目標和教學要求,充分利用Dreamweaver軟件的技術特點[1-3],建設機械工程控制基礎網絡課程,向學生提供更全面、廣泛的網絡教學內容,幫助學生更好地理解和吸收新知識,獲得最佳教學效果。
1 網絡課程開發(fā)工具
本文采用Macromedia Dreamweaver8.0,Adobe Photoshop8.0,Macromedia Flash8.0三種軟件建設機械工程控制基礎網絡課程。
Dreamweaver軟件是Macromedia公司開發(fā)的一款專業(yè)網頁制作軟件,它具有很強的可視化特性,用戶無需編寫任何代碼,即可創(chuàng)建出比較簡單基礎的網頁,制作效果可以方便地通過IE瀏覽器瀏覽。同時,Dreamweaver軟件還提供純粹的代碼編輯環(huán)境,包括html,CCS,JavaScript,Asp等語言代碼編輯工具箱參考資源,用戶可以創(chuàng)建完全屬于自己的對象和命令,并編寫代碼擴充功能等[4]。
Photoshop軟件是Adobe公司開發(fā)的圖形圖像處理軟件,具有多種文字效果和各種濾鏡。
Flash軟件是Macromedia公司開發(fā)的平面動畫制作軟件,可以產生多幅連續(xù)運動的動畫,非常適合演練一些原理性的教學內容。用Flash制作的動畫體積小,在網絡上可邊下載邊播放,還可以加入聲音,增加表現(xiàn)力。Flas能夠被多種瀏覽器所接受,非常適合演示各種教學平面動畫。
2 網絡課程框架
利用Dreamweaver表格功能把機械工程控制基礎網絡課程界面分成3個板塊(如圖1所示)[5]。第一個板塊是不隨連接變動的LOGO。LOGO主要包括山東建筑大學校徽標志、動態(tài)的精品課程和機械工程控制基礎字幕、時間和日期、歡迎語、菜單欄,其中菜單欄包括首頁、申報表、課程介紹、教學隊伍、課程建設、理論教學、實踐教學。第二個板塊是隨著用戶點擊不同菜單內容時變動的動態(tài)版面,版面上顯示不同菜單內容的具體介紹。第三個板塊是在每個動態(tài)版面都會有的固定下載板塊,包括教學錄像、CAI課件、電子教案、實驗指導書和網絡答疑。
3 網絡課程建設技巧
3.1 圖片的制作
圖片能使頁面內容更加豐富美觀,而且還能表達出文字不能表達的效果,所以圖片是機械工程控制基礎網絡課程制作的必備素材之一。圖片主要應用于展示菜單、圖標、背景以及課件的內容,包括GIF,JPG,PNG格式。其中GIF格式能支持256色,適合顯示色調不連續(xù)或有大面積單一顏色的圖像;JPG格式支持24位真彩色,適宜表達網頁中色彩的濃淡,并且在壓縮時能達到圖像品質和文件大小的平衡;PNG格式在使用時能進行無損壓縮,使圖片不失真。網絡課程中涉及的圖片是用Photoshop制作的,通過用Photoshop工具中的一些命令如剪切、圖片效果、文字編輯和濾鏡等完成。很多圖片可以利用現(xiàn)在發(fā)達的網絡進行收集,然后經過Photoshop工具進行美化處理,以達到自己想要的效果。
3.2 動畫的制作
網頁上的LOGO為動畫,它以動態(tài)的方式顯示,使整個網站充滿著生機和活力。動畫的格式為SWF。SWF是一種支持矢量和點陣圖形的動畫文件格式,具有縮放不失真、文件體積小等特點。它采用流媒體技術,可以一邊下載一邊播放,目前被廣泛應用于網頁設計,最大的特點是因其為矢量圖,放大后不會失真。這個動畫主要用網頁三劍客之一的Flash軟件制作。
文本是網頁是上不可或缺的元素。在Dreamweaver的文本編輯環(huán)境中,一般的文本編輯非常簡單,大部分操作和平常的文本編輯工具相同,可直接在文本編輯框中編輯。很多文本內容也可以在Word中編輯后,轉換成網頁文本。筆者介紹幾個文本編輯技巧:
(1)文字既可以通過可視化窗口輸入,也可以在代碼窗口的相應代碼中輸入。
(2)在Dreamweaver中輸入多個空格。平時輸入的空格是半角字符,在Dreamweaver中只能輸入一個半角空格,要想輸入多個空格只要輸入全角空格就可以了。輸入全角空格的方法是:打開中文輸入法,按Shift+Space切換到全角狀態(tài),這時輸入的就是全角空格。
(3)Dreamweaver不支持首行縮進的直接設置,需要輸入空格來實現(xiàn)這個效果。而輸入多個空格時系統(tǒng)會忽略成一個空格,要想達到需要的效果,可通過“插入/字符”面板中“不換行空格”實現(xiàn),也可以直接在代碼視圖中輸入“ ”實現(xiàn)。
(4)上下標設置。在網頁中,如果要輸入m2和x1等帶上下標的文字,可以通過HTML中表示上下標的標簽來實現(xiàn)。表示上標, 是下標的標簽,這些標簽既可以手工加進代碼中,也可以用輸入框加入。例如:m2的代碼為m2;x1的代碼為x 1。
3.4 表格凸起特效的制作
網絡課程需要有凸起特效的表格,在制作時要有間距邊框,要有明暗的邊框顏色,在實現(xiàn)邊框明暗時,要使暗邊框改成亮ordercolordark="#CCCCCC",亮邊框改成暗ordercolorlight="#666666"。
3.5 浮動框架的建立
浮動框架是一種特殊的框架技術。在網絡課程中利用浮動框架,可以比普通框架更加簡易地控制網頁內容,在LOGO和菜單都不變的情況下,可以使頁面內容發(fā)生變化,單擊菜單可以在浮動框架中顯示相應的內容,這樣其他不變的頁面內容就不用重復加載,使整個網站頁面流暢。在Dreamweaver8.0可視化編輯界面中沒有建立浮動框架的命令按鈕,所以要在視圖代碼框中進行代碼的編輯。浮動框架建立代碼如下:
3.6 時間日期的實時更新
網絡課程的時間日期主要有年月日、時分秒及星期,這些時間隨本地計算機系統(tǒng)實時更新,這一動態(tài)時間的實現(xiàn)是通過在Dreamweaver的視圖代碼中編寫Javascript語言代碼實現(xiàn)的,具體的語言代碼如下:
3.7 文字和圖片的滾動制作
(1)文字的滾動。機械工程控制基礎課程網站的歡迎問候語“歡迎光臨機械工程控制基礎”是滾動的,具體實現(xiàn)技巧是在Dreamweaver的視圖代碼中編寫代碼,其中scrollamount="3"是表示文字滾動的速度,在沒有標明方向的情況下,默認的方向是向左滾動,具體代碼如下:
歡迎光臨機械工程控制基礎
(2)圖片的滾動。網站首頁是與機械工程控制基礎課程有關的一些學術活動和獎勵圖片,需要滾動展示。要求圖片向上滾動,當鼠標滑過時滾動圖像停止,當鼠標移走后繼續(xù)滾動。這些圖片經過表格的排版美化,然后在Dreamweaver的視圖代碼中編寫Javascript語言代碼實現(xiàn)滾動效果。
3.8 把表格做成細的水平線
在論文課程網頁上,水平線的使用可以使頁面內容更有層次感。在Dreamweaver可視化的窗口中使用命令“插入/HTML/水平線”可以直接添加水平線,但是這樣直接插入的水平線有時不能達到想要的效果,如直接插的水平線與上面的內容間距太大,本文用表格水平線來實現(xiàn)理想的展示效果。
在要加入水平線的地方插入一行一列的表格,表格的邊框等都設為零,具體代碼如下:
4 結束語
本文基于機械工程控制基礎課程的內容,利用Macromedia Dreamweaver8.0,Adobe Photoshop8.0,Macromedia Flash8.0三種軟件的制作特點和技巧,建設機械工程控制基礎網絡課程,獲得充實美觀的課程網絡頁面,但也存在不少煩瑣之處,將在今后網絡課程建設中不斷完善。
參考文獻
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[2] 戚爽.“Dreamweaver網頁制作”課程的教學研究[J].長春理工大學學報,2010,5(12):169-170.
[3] 彭頁.用Dreamweaver進行網絡課程設計的幾點技巧[J].中國醫(yī)學教育技術,2006,20(1):73-74.
關鍵詞:多媒體;改革;數控編程;教學
Abstract: Some methods are mentioned in this paper in order to reforming the course NC programe, such as adjusting the contents of the course, regarding the construct of the textbook, reforming the ways of teaching, reforming the way of testing on the students and lifelong practal teaching.
Key words: multimedia; reform;NC programe;teaching
《數控編程》是高職高專數控技術應用和其他許多機電類專業(yè)的一門主干專業(yè)課,它以培養(yǎng)學生熟練掌握數控設備基本編程技能和數控設備的應用能力為目標。根據高職高專學生的培養(yǎng)目標,有必要對《數控編程》這門課程進行教學改革,從教學內容,課程體系,教學方法與手段和實踐教學體系進行改革,以提高教學質量,培養(yǎng)掌握數控技術的應用型、技能型人才,滿足市場對該類人才的需求。
1.教學內容的調整
根據高職教育的特點,課程教學內容要圍繞知識、能力、素質這三方面來進行,同時,必須有基礎性、實用性、時效性和新穎性。《數控編程》理論教學內容包括計算機數控系統(tǒng)、數控機床機械機構、數控編程等內容。由于數控技術發(fā)展很快,因此,《數控編程》這門課程應緊跟數控技術的發(fā)展,將目前有關數控技術應用方面的新知識、新技術及時傳授給學生,所以,應對課程內容與教材隨時進行更新和調整。教材以講明基本概念、基本原理為度,應刪去一些繁鎖的計算過程和一些過時的教學內容。例如,由于自動編程在數控編程中已得到廣泛應用,可將教材中一些復雜曲線的數學處理等內容進行了壓縮;因穿孔紙帶在企業(yè)中已很少使用,這部分內容也可以刪減;由于高職學生主要是技能的培養(yǎng),因此,有必要對理論性太強、崗位實用性較低的內容進行刪減,突出實踐技能性強的教學內容,所以對數控加工的原理也可以只進行簡單講解,還應將教材中內容接近的部分進行合并。同時還應根據不同的專業(yè)對《數控編程》課程教學內容按不同要求進行編排。如對于機械制造及計算機輔助設計專業(yè),主要講授數控機床機械結構、數控車床、銑床、加工中心、計算機輔助編程。對于模具設計與制造專業(yè)主要講授數控車床、銑床、加工中心編程、數控電火花、線切割機床編程。這樣,《數控編程》課程教學內容的安排就體現(xiàn)了系統(tǒng)性、完整性、科學性和先進性,同時要注重汲取近期先進制造技術和數控技術的最新研究成果,注重知識的前后連貫,注重基礎知識的完整性。
2.教材的建設
教材是教學改革的物化成果。在確定了課程基本內容后,教材的編寫就成為有效提高課程教學質量的重要方式之一。在《數控編程》課程教材的建設中,應以課程的基本要求為基礎。以教材設計的教學目標分類原則為理論指導,進行高職高?!稊悼鼐幊獭方滩牡木帉?。根據教學目標分類學理論,筆者認為可將認知領域的教學目標分為知識、理解、應用、分析、綜合等5個類別。知識級涉及的主要是心理過程的記憶。本課程知識級主要教學目標是:數控編程基本概念的名稱、定義;數控編程中的基本規(guī)則以及數控編程中常用代碼的意義、用途?!袄斫狻?是能力發(fā)展的一個基本層次,是對知識材料的轉換、解釋、推斷。本課程理解級教學目標是理解數控編程的定義、字與字的功能、程序格式;解釋坐標系規(guī)則、定義,并識別各典型機床坐標系;理解數學處理的基本方法;解釋常用代碼的定義、使用方法及編寫格式,各代碼間的區(qū)別與聯(lián)系;理解典型數控機床加工程序編制的基礎(機床主要功能、加工工藝范圍、工藝裝備、編程特點等)?!皯谩笔菍⒅R和技能運用到實際中解決新問題。本課程應用級主要教學目標:掌握典型數控機床的常規(guī)編程方法;進行一般形狀零件加工程序的分析及編制?!胺治觥?是對一項信息,找出其構成的要素或部分,使得觀念中相關的層次更為清楚,并且使得觀念與觀念的關系更為明白。本課程分析級主要教學目標:分析數控機床編程中,各項功能的適用場合,并使用其進行編程;對典型數控機床的對刀調整、工作臺調整、程序調整等進行分析,并確定正確方法。綜合是將多元素或部分加以組合以形成一個整體。本課程中“綜合” 級教學目標主要表現(xiàn)為能對較復雜零件進行數控加 程序的多方案比較,對較復雜零件進行工藝、程序、加工調整分析,并確定加工方案。
教學目標分類理論的基本精神是教學要循序漸進,層層深入,這是教材設計的基本原則,遵循這一原則能有效提高教材的科學性、適用性和針對性。高職教材的編寫必須要遵循這一基本理論,才能形成高職教材的特色。
3.教學手段的改革
媒體與手段是現(xiàn)代教育技術的一個重要組成部分, 隨著計算機技術的普及, 通訊技術和傳媒手段迅猛發(fā)展,教學方法、教學手段應隨著科學的發(fā)展而改變。一張嘴、一本書、一塊黑板、一支粉筆的傳統(tǒng)教學方法已不適合現(xiàn)代學習的要求,取而代之的將是錄音、幻燈、錄像、電視,特別是多媒體電腦,以其豐富的信息儲備、快速的運行速度、強烈的感染力成為教師首選的教學手段。利用多媒體課件進行《數控編程》課程的教學,可以使教學生動、形象,提高學生學習興趣 過去學生在學習《數控編程》課程時,普遍感覺這門課枯燥、難學,但如果利用電子教案,采用多媒體形式組織教學,同時利用數控加工的仿真軟件,對學生編制出的數控程序進行仿真加工,這樣就會使教學直觀、形象,也會大大提高學生的學習興趣,使他們感覺數控編程不但易懂、易學,而且實用,這樣就會對《數控編程》產生濃厚的興趣,學好這門課也就不是難事了。利用多媒體課件進行《數控編程》課程的教學也可以減輕學生負擔,提高課堂利用率。傳統(tǒng)的教學方式一般是老師在上面講,學生在下面做筆記。有些同學往往顧了做筆記就顧上聽課,常常一堂課下來,筆記做了不少,但腦子卻是一片空白。采用多媒體課件授課,學生無需做筆記,只須專心聽課,課后將電子教案一COPY就行了,復習時也非常輕松,而且多媒體課件的信息量也非常豐富,還可以解決課時不足的問題。另外,傳統(tǒng)的授課方法,不但板書需要花費大量時間,而且課堂氣氛比較沉悶,教學效果也較差。但采用多媒體課件授課,就會大大節(jié)約課堂的教學時間,提高課堂的利用率
4.考試方法的改革
考試是教師和學生每學期都必須經歷的事情。學生可以通過考試,對學期所學課程進行系統(tǒng)的、綜合的復習;教師也以通過考試了解學生的學習情況,檢查自己的教學教學效果。然而,采用什么樣的考試方法,怎樣考核學生,是十分重要的。好的考試方法,可以調動學生學習的積極性。培養(yǎng)學生自主學習的能力,改善學生學習的風氣,促進教學。為了尋找一種科學的、合理的、有效的考試方法,我認為有必要對目前的考試方法進行改革??荚噾摬扇《喾N形式進行,才能反映學生各方面能力水平。考試成績可以由三項內容組成:筆試(50%)+操作考試(30%)+綜合考試(20%)=總成績(100%)。1)筆試:主要考核學生對本課程基本理論知識的掌握情況(50分);試卷可以采用從試題庫中隨機抽取的辦法,這樣真正做到“教考分離”。2)操作考試:主要考核學生操作數控機床基本技能(30分);3)綜合考試:每個學生獨立加工一個零件,考核學生綜合運用知識的能力(20分)。
5.實踐教學的改革
高職專業(yè)課程的顯著特點之一就是實踐性強。為此,必須要重點建設好與理論教學體系互相聯(lián)系、相互融合的實踐教學體系,理論教學體系,必須與實踐教學體系相結合,才能培養(yǎng)出高素質、高技能的應用型人才。《數控編程》是一門實踐性很強的課程。為了達到數控技術和其他機械類專業(yè)對本課程的要求,必須建立本課程獨立的實踐教學體系,即數控機床結構及編程實驗──數控機床操作實訓──綜合實踐訓練。
1)課程實驗 主要開設數控機床結構實驗,使學生了解數控機床的機械結構,同時開設數控編程的實驗,包括①手工編程:每個學生一臺模擬編程器,完成數控車床、銑床編程訓練。②計算機輔助編程(自動編程)。每個學生一臺計算機及配套CAD/CAM軟件,完成復雜形狀零件自動編程訓練,通過編程訓練使學生掌握數控編程的方法和技巧。
2)數控機床操作實訓 對學生進行數控車床、銑床和加工中心實際操作訓練,使學生掌握數控機床、加工中心的程序輸入、刀具參數設置、機床調整、機床維護知識,使學生能夠操作數控機床并加工出合格零件,培養(yǎng)學生操作機床的基本技能。
3)綜合實踐訓練 學生自己選擇中等復雜程度的零件,分析零件結構、制訂工藝過程、工藝路線,選擇數控機床、刀具、夾具等,編制加工程序,自己動手操作加工出零件,培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識解決實際問題的能力。
參考文獻
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【關鍵詞】計算機控制系統(tǒng);教學研究;實驗設計
0.引言
現(xiàn)行的教學模式下存在的一些問題如下:偏于實際,忽略理論,將對學生深造和后續(xù)職業(yè)發(fā)展不利;偏重理論教學,難以將理論與應用結合,學生出校門卻無一技之長,無法立即服務于社會;教與學的脫節(jié),難于調動多數學生的學習積極性。為此本文在教學實踐的基礎上,提出了從教學的組織和實驗的管理的計算機控制系統(tǒng)課程體系的安排,希望能得到同行的指點,共同進步。
1.課堂教學內容組織
課堂教學一直是教學的重點。首先要對課堂內容進行有機的組織。教學內容組織的原則是根據課程定位,兼顧基礎性、實用性,注重基本理論和基本方法,注重工程應用價值,舍去那些理論上先進而工程上極少應用的高級或復雜算法,舍去那些適用場合不多的硬件配置模式,整合其他的相關課程資源,依照學生的水平,重點突出,主要確保多數學生不掉隊。選定的課程四大核心內容為:以數字控制理論為主體,從連續(xù)控制引入數字控制;控制算法及其編程方法;智能控制理論的應用;典型計算機控制系統(tǒng)的組成結構和設計。教學環(huán)節(jié)中,教給學生學習的方法比傳授知識更重要。教學中主要注意以下問題:
1.1在討論式教學中學會問問題
學習中最重要的就是學會思考,帶著問題來思考,是最重要的學習原則。在課堂上要盡量多提一些問題,注意將問題的來龍去脈說清楚,有些自我解答,有些找學生解答,有些則留給學生課后思考,下次上課時,利用較短的時間進行總結和討論。
1.2培養(yǎng)興趣,找到樂趣
“興趣是最好的老師”。有了興趣和樂趣,就能夠忙而不累,樂而忘憂,就容易產生靈感,事半功倍。
1.3勤于動手,善于轉化
要多給學生動手,以便能把知識轉化為動手能力。這一點會由于不同學生差別很大,因此不同層次的學生要用實驗室的時間不同。
1.4學會綜合
要解決實際問題,靠哪一項單科知識都是不夠的,靠的是綜合后的知識。本課程的特點之一就是綜合,包括多門已學課程的知識綜合,理論與實踐的綜合,硬件與軟件的綜合等等。所以要在課程學習中注重綜合。
教學可以和縱向科研聯(lián)合,將科研成果轉化成專業(yè)教學內容和教學設備,形成鮮明的專業(yè)教學特色,可以大大激發(fā)學生的學習興趣。教學也可以和橫向項目相聯(lián)合,建設校企產學研合作實踐基地,促成教學與生產的結合,校企雙方優(yōu)勢互補、資源互用,是促進科技發(fā)展,培養(yǎng)專門人才的重要途徑。
2.實驗的設計和管理
傳統(tǒng)的以課堂講授為主、實驗為輔的教學模式存在嚴重的缺陷。因為所開設的實驗多數是驗證型實驗,所有的實驗對象都已經封裝好,學生只需要插線聯(lián)接,很快就可以獲得實驗結果。學生盡管完成了實驗,但無法真正將各門課程所學的內容融會貫通;更重要的是與實際工作中的設計過程差別甚遠。
為此,采用了實驗教學與理論教學并行的教學模式。學生的實驗針對課堂上所設立的控制系統(tǒng)進行,如電阻爐溫度控制系統(tǒng)。首先,利用兩個學時在課堂上講解整個系統(tǒng)的功能、組成和工作過程;在學生對整個計算機控制系統(tǒng)有了初步認識以后,在實驗室演示已設計好的控制系統(tǒng),向學生細致說明理論內容與實物的對應關系,如計算機、加熱元件、接口電路、出發(fā)電路、檢測元件和執(zhí)行機構等,再結合實物和學生討論設計方案及他們所提出的問題。然后,學生將自己的設計方案帶到實驗室去驗證。最后是同學們對自己所設計的系統(tǒng)進行調試和優(yōu)化。
通過系統(tǒng)級—元件級的循環(huán)過程,同學們不僅對計算機控制系統(tǒng)課程的核心思想有了深刻的理解,而且親身體驗了實際產品設計的全過程,也充分認識到實踐操作的重要性,感受到設計成功的喜悅,大大激發(fā)了繼續(xù)學習的興趣。除了基礎實驗,按照從淺入深設計了四個綜合實驗:
2.1數字控制算法模塊化
根據課程教學內容,采用C語言對各類數字控制算法(包括:PID算法及其變形、數字濾波算法、最少拍算法、達林算法、狀態(tài)觀測器算法等)按照模塊化設計思想進行編程開發(fā),以方便系統(tǒng)使用。
2.2溫度閉環(huán)數字控制系統(tǒng)
用簡易電加熱溫度控制箱與微機實驗箱構成一個溫度閉環(huán)控制系統(tǒng),由學生按照自己設計的控制方案進行系統(tǒng)硬件的連接和配置,同時從控制算法模塊中選擇需要的算法,通過調整控制器參數以及外部擾動條件,觀察系統(tǒng)的運行情況。
2.3步進電機數字閉環(huán)控制系統(tǒng)
用小型直流步進電機隨動裝置與微機實驗箱構成一個步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng),由學生按照實驗設計的控制方案進行系統(tǒng)硬件的連接和配置,同時從控制算法模塊中選擇需要的算法組態(tài)控制系統(tǒng),通過施加外部擾動,觀察系統(tǒng)的運行情況,并做實時記錄分析。
2.4帶上位監(jiān)控的數字閉環(huán)控制系統(tǒng)
在數字閉環(huán)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎上,可考慮開發(fā)帶上位監(jiān)控功能的在線閉環(huán)系統(tǒng)。通過該監(jiān)控軟件平臺,可實現(xiàn)對系統(tǒng)控制算法的組態(tài)、控制器參數的調整和定值的修改等,同時要開發(fā)一些運行監(jiān)控畫面,包括系統(tǒng)工藝圖、運行參數實時趨勢曲線、報警畫面和參數一覽畫面等。使學生可根據自己的設計方案,通過該平臺系統(tǒng)靈活的調整控制算法和對系統(tǒng)運行監(jiān)控。該課程的實驗內容更加符合快速發(fā)展的計算機工程控制技術要求,使學生走上工作崗位后能夠盡快地適應實際工作。
3.結語
最佳教學效果的取得,需要依據生源情況因材施教,課堂教學之外,教學的管理也很關鍵,實驗教學,作業(yè)情況,答辯和最終考核都需要認真執(zhí)行才能達到效果,避免流于形式。不過帶來的問題是:對教師投入的精力要求較多。另一方面,實驗室還沒有實現(xiàn)全開放,學生自由實驗受到資源和時間的限制。因此,還有必要探究更加合理的教學過程,改進教學手段,以達到該門課程教學效果的最優(yōu)化。
【參考文獻】
[1]倪小勇,薛晶瀅,喬培.再談多媒體教學在高校的發(fā)展與應用[J].中國教育信息化,2011,(15).
關鍵詞:電機與控制技術 改革 課程開發(fā)
電氣自動化專業(yè)作為漯河職業(yè)技術學院首批設立的專業(yè)之一,于2013年被
評為省級特色專業(yè)?!峨姍C與控制技術》課程的課程性質為專業(yè)核心課,先后經歷了《電機學》、《電機與拖動技術》等課程內容的變遷,從最開始的突出理論分析和計算轉變?yōu)槟壳暗囊哉莆针姎饪刂品椒橹攸c。本課程的變革和發(fā)展,緊跟時代步伐,融合了自動化行業(yè)的新知識和新技術,不斷更新教學內容,主動適應培養(yǎng)高級職業(yè)技術型人才的需求,充分體現(xiàn)了現(xiàn)代職業(yè)教育的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式,目前仍在進一步的建設和完善中。
1、課程設計理念和思路
《電機與控制技術》課程作為專業(yè)核心課程,在電氣自動化專業(yè)核心能力的培養(yǎng)中處于重要地位。本課程的教學內容主要分為電機部分和電氣控制部分,對學生的動手能力提出了較高的要求?;陔姍C類原理知識比較生澀難懂,在進行課程設計時,更側重將復雜晦澀的學習內容進行具體和形象化分解。通過幾年的探索和實踐,結合德國先進職業(yè)教育的理念和我院實際情況,制定了以項目教學為基礎,以工作過程為導向的教學方案。課程建設思想如圖1所示。
課程設計思路包括:
①貼近企業(yè),課程開發(fā)以工作過程為導向
通過校企的雙向交流,將企業(yè)真正需求、企業(yè)真實工作過程、企業(yè)管理方法引入課程,共同開發(fā)。
②項目安排符合認知規(guī)律,系統(tǒng)實施
教學內容共設置了五個具體項目,23個典型工作任務,將技能和知識要素分別融入每個工作任務的各環(huán)節(jié)中,項目設計從直流電機、交流電機等基本控制到搖臂鉆床等復雜電氣控制,符合學生認知規(guī)律。課程內容循序漸進,為了評估學生完成任務的程度,使學生在真實專業(yè)背景下,完成任務的過程,掌握綜合專業(yè)能力。
③項目教學的內容、要求和過程科學安排
在從易到難、逐次遞進的教學項目進行中,學生的專業(yè)能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力等素質不斷加強,通過自學、總結、排查故障,學生分析問題和解決問題的能力不斷提升。
④重視提高職業(yè)素養(yǎng),促進可持續(xù)發(fā)展隨著項目教學的實施,通過不同學習情境教學內容的進行,逐漸培養(yǎng)學生學習能力、方法能力和社會能力,隨著學習情境的漸入,學生的主體地位逐漸增強的。
2.課程內容設計
①課程內容設置依據
為了確保學生畢業(yè)后可以實現(xiàn)相應崗位的技術要求,根據專業(yè)人才培養(yǎng)方案,融入中(高)級維修電工的具體技能點,經過與合作企業(yè)的技術人員的反復討論,確定了具體的課程內容,設置依據如圖2所示。,
②課程內容
針對直流電機、交流電機、復雜機床等內容,本課程將具體的知識點融入了五個項目,分別以卷簾門、貨物升降機、搖臂鉆床為具體載體,包含了23個工作任務,結合自動化和控制理論的最新技術和成果,保證學生可持續(xù)發(fā)展能力的培養(yǎng)。
3、課程改革內容
①優(yōu)化和綜合教學內容,重組課程結構,建立合理教學體系
設計課程方案最重要的是處理好素質、能力和發(fā)展這三者之間的關系,進行教學內容的解構和重構,把整個課程分為五個單元,進行工學結合的項目教學。
②教學內容以專業(yè)能力與職業(yè)資格能力要求為總線,合理優(yōu)化
為了使學生更深入地了解企業(yè),在推進與社會整合的過程中,引入企業(yè)管理和競爭機制,建立一套完整的團隊體系,設定技術、管理等不同性質的職位。在學習過程中要發(fā)揮團隊精神,創(chuàng)造優(yōu)秀的班級集體。通過任務書、收集材料、制定考核標準等方式,體現(xiàn)工作的完整性。
③產學相結合培養(yǎng)技能
a 教學與生產項目相結合
技能是經過實踐訓練形成的,本課程中設計的23個工作任務均是來源于真實的工廠生產過程,通過這些工作任務的訓練,學生的操作技能達到實戰(zhàn)要求。
b 教學與技能大賽相結合
以技能大賽為契機,加強技能訓練,除了培訓和評價的教學模塊,還擴大了培訓內容與社會競爭評估活動,并形成激勵機制,以滿足社會評價。
c 教學與具有專業(yè)特色科技活動相結合
成立電氣控制興趣小組,抽出有興趣的同學在業(yè)余時間由教師指導,進行電氣控制創(chuàng)新設計活動,提高學生的綜合能力。
一、課程定位緊密結合技術本科教育
技術本科教育是在本科教育層次為進入應用科學和現(xiàn)代化技術領域就業(yè)的學生提供為期四年的學術和職業(yè)準備的教育方式。電氣工程及其自動化本科專業(yè)的人才培養(yǎng)定位為培養(yǎng)技術本科人才,要求培養(yǎng)的學生具有較扎實的基礎理論知識和專業(yè)基礎知識、豐富的專業(yè)知識,更要具有較強的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新意識,畢業(yè)走上工作崗位能較快地適應和勝任技術應用與技術管理工作。因此,技術本科控制電機課程建設也應定位為技術本科課程建設,應始終堅持和落實科學發(fā)展觀,以學生為本,注重強化基礎,注重技術和工程素質的培養(yǎng),著力培養(yǎng)學生在控制電?C領域的技術應用、技術開發(fā)與技術創(chuàng)新能力和素養(yǎng)。
控制電機的教學內容必須密切聯(lián)系本科電氣工程及其自動化專業(yè)的課程體系。自動控制系統(tǒng)和它所用到的控制電機的關系是整體和局部的關系,一方面控制電機的性能和作用要服從于整個系統(tǒng)對它的要求,其性能好壞要看它能不能滿足系統(tǒng)的要求;另一方面,控制電機的性能又直接影響并決定了整個控制系統(tǒng)的性能,如果性能不好或者使用不恰當,整個控制系統(tǒng)的性能就無法提高。鑒于上述特征,這門課的講解要圍繞電機與拖動基礎、自動控制原理、運動控制系統(tǒng)等先修課程來講解,在講清控制電機結構原理的基礎上,重點是講解電機的運行特性、性能要求和工程應用。
二、教學內容和教學重點密切聯(lián)系先修課程
考慮到與先修課程電機與拖動基礎等部分重復的教學內容,理論教學中重點突出了自整角機、旋轉變壓器、交流伺服電動機等章節(jié),壓縮或刪減直流測速發(fā)電機、直流伺服電動機和變壓器等基礎性章節(jié),增加無刷直流電動機、步進電動機、開關磁阻電機等章節(jié)的介紹。
對于課程中有大量概念和公式的理論推導過程,講授的重點放在公式中物理量的意義、電機性能的影響和解決工程實際問題的方法;而對于有關公式的理論推導過程要求學生課后自學,教師答疑,并在練習和測驗中有一定體現(xiàn)。
三、教學方法注重實際效果
由于控制電機種類多,結構和原理復雜, 每一種電機都有一定數量概念、公式和結論需要掌握和理解, 而且各章節(jié)內容在教材編寫上聯(lián)系性不強,因此,講解時就需要教師的引導、歸納, 把各章節(jié)的知識點聯(lián)系起來。例如,把交流伺服電動機和直流伺服電動機及交流異步測速發(fā)電機和直流測速發(fā)電機聯(lián)系起來進行對比講解;自整角機和旋轉變壓器在原理和結構上有許多相似之處,也可以聯(lián)系起來進行對比講解。
為突出教學內容的先進性和適應性,力求反映科技發(fā)展的新產品、新工藝和新技術, 教學中適時刪減了實際中較少應用的理論內容和落后技術的講述,補充了控制電機發(fā)展中的新原理、新結構、新材料和新工藝等。
四、加強實踐性教學
控制電機作為一門工程性和實踐性很強的專業(yè)課,應該從各個方面加強實踐性教學。
第一,要設置一定數量的實驗課。實驗課是架設在理論知識與生產過程兩者之間的橋梁,其目的不僅僅是驗證理論并顯示理論和實際情況間的誤差,以此增強學生的動手能力,重要的是通過一定的設計性實驗,培養(yǎng)學生運用理論解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。
在對課題進行完善時,我們對原有題目的教學目標進行了再分析??臻g設計的教學目標主要有:培養(yǎng)學生初步的空間想象能力,學會空間的組織和劃分方法;學習基本的人體尺度概念;初步了解建筑設計的方法;初步掌握用草模和草圖推敲方案。在總結上一個階段的教學基礎上,空間設計的題目有新的發(fā)展和變化。
1.1教學題目順序的變化
原有教學內容中,空間設計、大師作品分析和小型建筑設計是下學期三個題目。題目在對學生的訓練上各有側重,基本滿足了課程的教學要求,但是其間缺少必要的邏輯聯(lián)系,缺乏貫穿前后的主線。結合課題深化,我們將題目的教學順序進行了調整。具體而言,將大師作品分析提到了空間設計之前,空間設計之后為小型建筑設計。這樣加強了題目設置的關聯(lián)性和邏輯性,使初步課程內容明確分成了四個大模塊(圖2)。經過調整,將大師作品分析前期準備工作放置假期之中,充分利用了學生的課余時間,有效提高學習效率,取得了較好的教學效果。
1.2教學題目內容的深入
在空間設計題目內容上,我們強調了大師作品分析和空間設計之間的關系,從而有利于空間設計題目的深入展開。在大師作品分析的教學中重點強調了學生分析的深度。我們從環(huán)境、空間、功能、交通、結構、造型等六個方面作為分析的主線,同時材質、光影、色彩等作為重要的分析內容,通過小組合作的方式,從而對大師的作品有較深入了解和認識。小組合作形式鍛煉了學生的團隊合作意識。教學過程別強調對作品空間的分析。通過對建筑空間的多角度分析,拓寬了學生對設計作品的認知,有利于對大師作品的學習,有利于空間設計課題的深入。對于空間設計題目的內容本身也有所調整。拓寬尺度要求,提出了“3×3×3”的模數尺度,3可以為3m,也可以為6m。在設計要求上,空間設計要再現(xiàn)所分析作品的空間特征,把握大師作品的空間特點,滿足一定的使用功能,因此在內容上強調空間的秩序,弱化空間的實際使用功能。
1.3成果要求的變化
在題目設計伊始,由于教學過程中對模型表達的重視程度不夠,因此強調模型的制作和表達,同學們形成了用模型思考建筑的作法。但是部分學生在用模型做設計時表達上有所偏差。在模型材料的選擇上容易選擇艷麗色彩的材料,不是對建筑本身而對非建筑因素進行細節(jié)加工,模型整體上缺少建筑的味道。最后圖紙表達上由于模型照片較多,有不少同學采用了電腦排版,對基本功訓練不足。在題目內容調整時,弱化了模型在圖紙中的份量,手繪圖紙和模型成果并重要求,對模型的制作、照片后期處理等方面提出了具體要求,對圖紙內容和深度上也提出具體要求,結合上一個題目的訓練成果要求圖紙中有較完整的空間表達,圖紙表達訓練達到一定水平。
2教學效果
通過一段時間的教學實踐,空間設計題目教學改革已初顯成效。該題目作業(yè)在2009和2012年全國建筑系學生作業(yè)評比中獲得了優(yōu)秀作業(yè)獎(圖3)。通過題目訓練,學生能力有較大提高。
2.1手繪表達能力
通過題目的整合,教學內容側重明確,學生的圖紙表達能力有大幅度提高。這一方面表現(xiàn)在對最后建筑及室內空間的整體表達上;另一方面對于分析圖的表達也有不斷的提高。圖4是大師作品分析作業(yè)中對維埃拉•卡斯特洛住宅的表達,采用鋼筆線描的方式。圖紙對建筑所處的環(huán)境表現(xiàn)清楚,對建筑的材質表達準確,較好地反映出建筑的特點。圖5是該作業(yè)中對空間特點的分析。采用軸測圖與人視點透視相結合的方式,較清楚地表達了建筑作品中室內空間的特點。
2.2建筑模型制作能力學生的模型制作和表達能力有所提高。在模型制作上,能比較清楚地認識到所做模型的目的,各個階段所做模型深度不同。建筑模型成為學生認識作品、分析作品和設計方案的重要手段。學生較好地避免了對非建筑因素的重視,在材料選擇上也有較正確的認識。圖6是大師作品分析作業(yè)中學生所做的模型。模型采用剖切方式,清楚表達內部空間,并且配以家具和人物,反映建筑的空間尺度。圖7是空間設計作業(yè)模型。該設計源于對流水別墅分析,模型清楚反映了設計意圖。
2.3分析能力
由于強調了大師作品分析與空間設計的聯(lián)系,通過大師作品的空間來演繹所設計的空間特點,因此學生比較注重大師作品的分析,較好地避免了完全從參考書上照搬分析圖示,有一定創(chuàng)造性地表達分析內容,對空間設計的分析能力有所提高。圖9是大師作品分析作業(yè)中對安藤作品的分析。通過對比交通流線和心理感受,較好地分析了安藤對建筑空間處理的手法。圖10是空間設計作業(yè)的分析。通過空間的形狀、明暗和圍合,分析了設計中的空間屬性。
2.4空間能力
在課堂教學中,積極探索教學方式、教學手段和考核方式的改革.摒棄傳統(tǒng)的填鴨式教學方式,結合計算機仿真技術,注重采用啟發(fā)式、討論式、案例式等教學方式,讓學生參與到課堂教學中,充分調動學生學習的積極性、主動性,采取循序漸進、深入淺出的方法引導學習[5].數控課程一般分成6大教學模塊,包括數控原理及系統(tǒng)、數控加工工藝設計實訓、數控車削仿真加工、數控銑削仿真加工、加工中心仿真加工、數控電火花線切割仿真加工與其它特種加工技術、仿真模擬數控機床故障診斷與維修綜合實訓[6].課程內容比較豐富,相應地對教學手段的要求也比較高.在課堂教學手段方面,注重多媒體教學的輔助作用.如在講解機床結構和刀具選擇的內容時,用三維動畫和實物模型能夠較形象地介紹抽象的內容[5];講解機床工作原理時,用動畫模擬配合現(xiàn)場零件加工演變圖片能增加課堂的趣味性,加深印象.在涉及到某些常見金屬材料的加工時,可以多插入一些圖片,加深學生對該性能材料的感性認識,并配合刀具實物進行講解不同的加工工藝應該選擇什么樣的刀具.具體以某些現(xiàn)場的產品為例,比較不同的加工方法的區(qū)別和聯(lián)系.產品加工方法的選擇涉及到產品的加工質量、加工效率和加工成本,是一個合格生產管理者的必備知識,使學生明白數控加工不僅僅是加工出一個產品,更要從企業(yè)角度出發(fā),如何在保證質量和效率基礎上提高加工的經濟性,使三者統(tǒng)一.充分發(fā)揮多媒體輔助優(yōu)點,不能把多媒體簡單地作為翻頁器,重點內容都要標注出來,事先把課件發(fā)給學生,讓學生對上課內容提前預習,在課堂教學中能夠積極參與進來,充分調動學生學習的主動性,極大地提高了課堂的教學質量和學習效果.除了常規(guī)課堂面授和實訓外,上機仿真手段也必不可少.實踐證明,在篇章內容講解完后,穿插上機仿真練習可以加強對課堂理論知識的鞏固.在計算機平臺上,目前主流是CAD/CAM軟件.要求學生至少掌握CATIA、POWMILL、PROE、UG、CIMATRON、CAXA和MASTERCAM等三維軟件中的一種.在CAD上進行零件建模,利用CAM模塊自動生成刀具軌跡并在線仿真,最后生成NC代碼,同時要求學生進行手工編程,并進行自動編程和手工編程的比較,分析兩者優(yōu)劣.此仿真實踐教學過程既體現(xiàn)先進制造技術內涵,又充分培養(yǎng)學生設計、分析和動手操作的能力,是提高應用型學科教學質量的有效嘗試[6].此外,課堂內容還包含指導學生學會查閱資料,豐富課外知識,要求在大作業(yè)總結報告上體現(xiàn)相關內容.鼓勵學生利用網絡技術,加入數控加工QQ群或知名的數控加工網站如“中國模具視頻網”等,學會利用優(yōu)秀的工程師們和豐富的論壇知識提供的常規(guī)教學外的巨大資源.
2考核方式的改革
考核方式的改革主要改變以往由期末試卷得分決定成績的方式,將學生總成績分三大部分,包括期末卷面成績、實訓成績和大作業(yè)成績.該考核方式更強調考核學生的專業(yè)知識應用能力.其中期末成績主要考核學生的基礎理論知識掌握水平;實訓成績是考核學生的常規(guī)實踐水平;大作業(yè)考核是在前兩者結合基礎上考察學生綜合能力,教師對學生作品的質量進行檢測,對學生的整個任務實施過程進行分析評價,指出存在的問題.學生將針對存在的問題,通過老師的指導和與同學的交流討論得以解決,達到對知識的進一步掌握.最后,學生結合具體的加工對象,加工過程的情境,對數控加工大作業(yè)的設計、加工工作進行總結,撰寫任務總結報告,對在完成大作業(yè)任務中所用到的基礎理論知識點與技能點進行梳理總結,以便深層次地理解和掌握,從而改變傳統(tǒng)教學對知識死記硬背的狀況[7].
3結語
關鍵詞:工控軟件;課程設計;教學改革
作者簡介:黃艷巖(1979-),女,江蘇漣水人,中國計量學院機電工程學院,副教授;鐘紹?。?972-),男,安徽蕪湖人,中國計量學院機電工程學院,副教授。(浙江 杭州 310018)
基金項目:本文系中國計量學院2013年度校立教改項目(項目編號:HEX2013058)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0128-02
工控軟件課程設計是中國計量學院(以下簡稱“我?!保┳詣踊瘜I(yè)學生必修的一門專業(yè)實踐課程。在大三上學期,學生在1~16周完成“工控軟件及其應用”課程的學習,在18~19周進行工控軟件課程設計。設計的主要任務是利用監(jiān)控組態(tài)軟件ForceControl實現(xiàn)典型控制系統(tǒng)的設計與仿真,使學生掌握工控軟件的功能、組成體系、使用方法及其在自動控制系統(tǒng)設計中的應用,培養(yǎng)學生具有按任務書進行設計、調試和分析結果的能力。通過課程設計培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、實事求是的科學態(tài)度和嚴謹的工作作風,為學生學習后續(xù)專業(yè)課程和畢業(yè)設計打下扎實的基礎。
一、“工控軟件”課程設計教學存在的問題
以往的工控軟件課程設計,教師通常給出若干個題目,并提供相應流程作為設計的任務書交給學生,由學生自行設計,學生在設計過程中遇到問題,教師進行指導和答疑。這種教學方法對于工控軟件掌握較好的學生而言,是一種很好的鍛煉。學生通過設計對所學的相關知識進行梳理和應用,但對部分學生而言,本身對軟件掌握并不透徹,拿到任務書感覺到無從下手,部分學生選擇在網上尋找現(xiàn)成答案或者抄襲,使得課程設計的目的適得其反。
因此,在課程設計中,教師不能只是扮演一個提供任務書和答疑的角色,更應該作為一個引導者,發(fā)揮學生的主動性。要正確處理好教師的主導作用與學生的主體地位的關系。改變過去統(tǒng)得死,教得細的做法,教師應把主要精力放在引導上。既要循循善誘,又不能使學生產生依賴思想,要充分體現(xiàn)學生的主體地位,給學生充分的自由空間,以學生的學習為中心,以問題為中心,積極實行啟發(fā)式、討論式、開放式、探究式等教學模式,積極促進學生的自主性學習和研究性學習。要充分尊重學生的個性特長,發(fā)揮學生學習的主體性和主動性,大力加強教學溝通,積極引導學生自己去考慮怎樣設計和完成設計。[1]本文主要圍繞教學方法、教學形式、教師團隊、教學主體、課程考核評價方法等幾個方面,對“工控軟件”課程設計進行教學改革。
二、教學改革內容
1.在教學方法上,嘗試“項目引領,任務驅動”
項目教學法是理論與實際結合的一種教學方法。項目教學法通過制訂、指導有實際意義的項目,組織學生自主學習設計項目,進行自主學習、踐行和操作。項目教學實施中,教師先提出項目任務,然后圍繞項目展開,以項目任務促使學生形成學習的動機,激發(fā)學生學習的主動性,使學生進行有意識、有目的的學習。學生的學習過程由傳統(tǒng)教學的被動接受變?yōu)橹鲃訃@項目展開思索,主動學習新知識、新技能,找到實現(xiàn)項目任務的方法。項目教學能更好地培養(yǎng)學生自主學習的能力,是一種以培養(yǎng)學生綜合素質為目標的教學模式。[2]
工控軟件課程設計應用性很強,學生在學習中需明確工程應用場合。工控組態(tài)軟件ForceControl主要應用于工業(yè)企業(yè),所選項目應盡可能符合當前工業(yè)企業(yè)生產實際,所涉及項目應從生產實際中提煉出來,不能與生產實際脫節(jié)。同時,選擇實踐性強的項目有利于學生從書本知識到實踐操作和工程設計的過渡,留給學生較好的思考空間。為此,圍繞培養(yǎng)和提高學生實踐操作技能的目的,筆者和企業(yè)合作,構建多個典型、先進、可操作的項目放入課堂,如“恒壓供水控制系統(tǒng)”、“加熱爐控制系統(tǒng)”以及“管道流量控制系統(tǒng)”等,以合作企業(yè)的工程項目為引領,以監(jiān)控系統(tǒng)的設計工作任務為驅動。在項目的執(zhí)行過程中,教師、合作企業(yè)的相關人員和學生本人共同確定項目的目標和任務,明確項目設計的背景和要求。項目任務確定后,教師向學生下達任務單,學生按照任務書的要求,根據工業(yè)生產實際情況,對項目進行分析,設計總體方案。同時,從生產實際操作的角度,綜合考慮人機界面的總體布局、顏色配置、動畫設計和報警報表系統(tǒng)等設計,選擇相應的硬件,完成系統(tǒng)原理圖和接線圖設計。項目完成后由教師和企業(yè)工程人員共同對項目的執(zhí)行情況進行反饋和評價,指出存在的問題和可能的解決辦法。
項目教學法是培養(yǎng)應用型本科人才行之有效的教學方法,也是培養(yǎng)卓越工程師的良好途徑。通過實施項目教學法,學生的理論知識得到了鞏固,實踐能力得到了提高,對所學知識的用途和應用方法有了比較全面的認識。[3]
2.在教學形式上,遵循企業(yè)工作模式與“行動導向”教學相結合
在設計過程中,以“集成設計、組態(tài)編程、調試運行”能力為主線,圍繞企業(yè)中的工作過程模式“工控項目了解―確定目標和任務―方案設計―流程圖繪制―組態(tài)編程―調試運行―技術資料編寫―評價驗收”深入開展“行動導向”教學,從“收集信息階段、制訂計劃階段、決定階段、實施階段、檢查和評估階段”完整的職業(yè)行為引導學生職業(yè)素質的培養(yǎng)。
3.指導教師的團隊化
考慮到課程設計與生產實習以及畢業(yè)設計的緊密關聯(lián),筆者改變以往對課程設計統(tǒng)一的傳統(tǒng),對課程設計學生按照所選項目進行分組,學生分成課題大組,提出課題大組長應具有一定的組織能力、協(xié)調能力、責任心等具體要求,讓學生民主選出組長。課題組長即為課題負責人,課題負責人應根據設計要求,組織本組各成員協(xié)同完成設計任務,每大組完成一個項目的設計,一般每大組不超過5人。
在指導教師方面,課程設計按照教師專業(yè)特長分成多個教學小組,每個教學小組負責自己熟悉項目的指導,使學生在學習過程中感受到教師不同的技術專長、教學方法和風格,吸取多位教師的優(yōu)點,融會貫通。在教師團隊上,除由學校專任教師擔任課程的主講外,還邀請企業(yè)一線工程師作為兼職教師。指導老師要求至少包括一名理論課主講老師,一名實驗老師,一名由企業(yè)聘請來的高級工程師。實驗老師指導所負責的學生組的實驗與仿真,聘請來的高級工程師負責所在課程設計組的工藝過程的設計與建模仿真,另外一位老師總體負責理論指導。
4.在教學主體上,推行雙向教學
授人以魚,不如授人以漁。因此,在教學實踐中,教師應想方設法幫助學生學會學習,激發(fā)和保持他們的學習動力,培養(yǎng)良好的學習習慣。[4]
教師不再是灌輸者、說教者,而是學生學習的組織者、參謀者,為學生學習提供支持;學生不再是被動接受者,而是主動探索者,教和學成為雙向過程。
教師設法調動學生的積極性和主動性,鼓勵學生發(fā)表自己的意見和看法。在教學中,通過互動教學,了解學生的想法,進而了解學生對知識和技能的掌握情況;對學生思考問題的方法和角度加以引導,營造活躍的氣氛,使對項目的分析和討論在有序中進行。同時,教師也應對課程設計項目做好充分的備課,以保證在教學中能充分地、比較全面地解答學生提出的各種問題。
5.在課程考核評價方法上,注重過程評價,促進學生全面發(fā)展
考核是督促、監(jiān)督學生學習和檢驗教學效果的主要依據,在工控軟件課程設計教學的過程中,制訂合理的考核方案有助于學生認真獨立完成項目設計,達到教學目的。[5]
以往的考核方法主要以課程設計最終的結果為主,忽視了能力和素質的考核。筆者希望在“工控軟件”課程設計考核評價方法上,不僅關注學生設計的最終結果,更重要的是關注完成任務的全過程,改變傳統(tǒng)的一次性總結評價方式,采用分階段評分,既對理論設計給予評價,又對學生的實踐動手能力、工程素質給予評定,還對學生在課程設計中掌握新技術,運用新技術的能力給予評判,用分段評分使課程設計的成績更合理。對于課程設計做的較好,需要申請優(yōu)秀的同學,除了平時各個階段的考核,最終還要在全班同學面前演示講解項目,由老師和同學共同為其打分,確定其是否優(yōu)秀。
進行考核方法改革后,注重考核學生的整個學習過程,注重考核學生實踐能力,學生不僅能按部就班地完成既定任務,而且還主動查閱大量課外資料,設計相關項目,這些都是在改革前無法看到的。
三、結語
隨著社會對專業(yè)技能型人才的需求逐年增加,要求學生具備較高的實際操作能力和學習能力。工控軟件課程設計是實踐性較強的專業(yè)課程,是一門專業(yè)技能培養(yǎng)課程,使學生學好該課程具有很好的人才培養(yǎng)意義。
我校工控軟件課程設計經過教學改革與實踐,收到了較好的效果。改變了長期以來“灌輸式”的教學方法。學生通過課程設計項目,使工控組態(tài)軟件相關理論知識更加連貫和系統(tǒng),并領悟了許多實踐的樂趣。通過主動參與項目設計的各個環(huán)節(jié),確立了學生在教學活動中的主體地位,充分發(fā)揮了自身的主觀能動性,鍛煉了分析問題和解決問題的能力。另外,不少學生在后續(xù)的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)所做的課題也和工控軟件有很大關系。由于本課程的改革,使得學生有一定的基礎,掌握了基本的設計流程,在一定程度上幫助他們更好地完成畢業(yè)設計。
另外,該課程的教學方法也具有普遍性,在實操較強的課程教學中具有推廣意義,也有待于近一步的探討和研究。
參考文獻:
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[2]宋雅靜,王書平.MCGS工控組態(tài)軟件課程教學探討[J].科技創(chuàng)新導報,2010,(20):177.
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關鍵詞:數控技術;教學改革
“數控技術”是現(xiàn)代制造技術的基礎,它的廣泛應用引起了制造業(yè)領域的重大變革。數控技術的水準和普及程度,已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。隨著我國由制造大國向制造強國的轉變,數控機床的普及率將會逐步提高,同時也拉動了對數控人才的需求。作為培養(yǎng)高層次、高素質人才的大學本科教學,為社會培養(yǎng)所急需的數控人才義不容辭。本科教學不同于高職高專等職業(yè)教育,是以培養(yǎng)學術型和工程型人才為目標,既要奠定堅實的理論與學術基礎,又要具備一定的應用實踐能力。這就要求授課教師能夠熟練地運用各種教學方法和手段來激發(fā)學生的學習興趣,提高教學質量。為此,哈爾濱工業(yè)大學的“數控技術”教學組對該課程進行了以多種教學方法和手段相結合的教學改革。
一、應用啟發(fā)式教學法激發(fā)學生學習熱情,培養(yǎng)自主學習能力
所謂啟發(fā)式教學法,就是教師在教學過程中依據學習過程的客觀規(guī)律和學生的認知結構,引導學生積極主動地獲取和掌握知識的一種教學方法。在教學目標上,注重知識,但更強調培養(yǎng)思維能力,實現(xiàn)人的全面發(fā)展[1]。它不僅是一種教學方法,更是一種教學思想,教學原則和教學觀。教師要根據課程教學目標、內容和學生的實際,靈活運用各種教學原則,充分調動學生的學習積極性,啟發(fā)學生創(chuàng)新思維,引導學生分析問題和解決問題,更好地發(fā)揮學生為主體,教師為主導的作用。
1. 了解學生特點和知識結構
大學生朝氣蓬勃,求知欲望強,對新事物接受能力強,學習積極性高,但也個性十足。如果不能激發(fā)其對課程的興趣,對該課程的熱情會很快衰退。
“數控技術”是傳統(tǒng)的機械制造技術與微電子、計算機、信息處理、現(xiàn)代控制理論、檢測技術及光電磁等多學科技術的融合,需要多學科的預備知識。因此,在開展教學活動前,必須要對學生前期的知識結構進行分析研究。我校機械專業(yè)學生的教學計劃幾經修訂后,以前的先修課程,如“自動控制原理”、“機電控制系統(tǒng)”等已經不能在“數控技術”課程講授前修完。針對學生知識儲備不足的現(xiàn)狀,我們修改了教學大綱和計劃,對相關教學內容進行了補充。例如,在引入伺服控制系統(tǒng)之前,先將自動控制系統(tǒng)的基本原理進行了介紹。了解學生的特點和知識結構,并對教學大綱做相應的調整,為成功地應用啟發(fā)式教學法提供了前提條件。
2. 課程內容與科研成果相結合,實施啟發(fā)式教學
大學授課不能是簡單、枯燥的知識傳授,應該引導學生獨立思考,進行所學知識的融合,這也正是啟發(fā)式教學的主旨。但啟發(fā)式教學絕不是課堂提問那么簡單,重在培養(yǎng)學生通過思考獲取知識,而思考的問題必須與課程的教學目標、教學內容相結合。在“數控技術”的授課中,我們將授課內容與教師的科研成果相結合,實施啟發(fā)式教學。例如,當前微電子、計算機等技術發(fā)展神速,促進了數控技術的不斷進步和發(fā)展。我們將我校正在研究的開放數控、STEP-NC(面向對象的新型數控編程數據接口國際標準)等成果介紹給大家,啟發(fā)學生對數控技術發(fā)展方向和國內外數控技術差距的思考。又如,學生普遍對機器人技術比較感興趣,我們將我校在機器人方面的科研成果引入課堂,啟發(fā)學生思考機器人這種能自動執(zhí)行工作的機器裝置與課程所講授的數控機床的區(qū)別,兩者能不能進行融合。再如,在伺服系統(tǒng)一章,講授了交流伺服相對于直流伺服的優(yōu)越性,反過來啟發(fā)學生思考當前直流伺服的發(fā)展方向和應用領域。
科研成果的引入,啟發(fā)性問題的提出,促進了學生對知識的理解和思考。但思考的結果如何來體現(xiàn)?我們采用的是大作業(yè)的形式,將問題布置給學生。通過幾屆學生的教學實踐表明,以大作業(yè)的形式來實施啟發(fā)性教學,既培養(yǎng)了學生調研、分析、思考和解決問題的能力,又便于教師考核。
二、構建新型教學模式
多媒體教學是指課堂教學過程中,根據教學目標和教學對象的特點,通過教學設計,合理選擇和運用現(xiàn)代教學媒體,并與傳統(tǒng)教學手段有機組合,共同參與教學全過程,以多種媒體信息作用于學生形成合理的教學過程結構,達到最優(yōu)化的教學效果[2]。為了提高多媒體教學的有效性,在“數控技術”多媒體授課的過程中我們遵循了以下幾個原則:
1. 在應用多媒體課件授課時,避免板書內容的直接轉移和教學內容的簡單堆砌,重點放在傳統(tǒng)教學模式無法形象化的知識點上。例如數控機床的自動換刀、自動裝夾、對刀操作及光柵尺、編碼器的工作原理等內容,應用影像或flas替代干巴巴的文字描述,可以使學生很容易理解相關知識點,達到良好的教學效果。
2. 在多媒體課件的制作上,力求重點突出,文字精練。包含章節(jié)的全部知識細節(jié)和大量文字的課件,容易引起學生的視覺疲勞也容易造成教師授課時照本宣科。課件的制作要小巧、方便、簡捷,便于教師控制教學節(jié)奏,發(fā)揮教學藝術。
3. 綜合應用多種多媒體軟件,設計制作交互式課件。交互式課件的應用,可以引導學生在課堂上實現(xiàn)人機交互,從而活躍課堂氣氛,提高教學質量。