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【關鍵詞】信號處理 移動通信 教學改革
【基金項目】重慶郵電大學通信與信息工程學院教育教學改革項目。
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0236-02
基礎課的教學改革與研究,在人才培養(yǎng)的系統(tǒng)工程中發(fā)揮著重要作用,直接影響高等教育人才的培養(yǎng)質量。信號處理課程群一般包括“信號與系統(tǒng)”和“數字信號處理”,都是電子信息類學生必修的重要專業(yè)基礎課程,是其知識結構的重要組成部分,是學習“通信原理”、“自動控制”等后續(xù)課程所必備的基礎。信號處理的概念廣泛地涉及很多科學技術領域,例如在快速發(fā)展的移動通信領域,4G LTE/LTE-a和下一代移動通信系統(tǒng)即5G中的關鍵技術,涉及到大量信號處理的知識,包括DFT/FFT,信號上采樣下采樣,多速率等等,這些概念都來自信號處理課程群。隨著時代信息化的進程不斷加快,該課程群的作用日益彰顯,同時一些新的問題也逐漸凸顯。
一、信號處理課程群的現狀及存在的問題
信號與系統(tǒng)和數字信號處理等相關課程對數學能力要求比較高,其內容涉及到“高等數學”、“線性代數”、“概論與隨機過程”和“復變函數”課程的內容,課本上的通篇公式和概念,易令學生感覺抽象枯燥從而產生畏難情緒,不容易激發(fā)學生學習興趣。
另一方面,低年級學生缺乏對實際系統(tǒng)的感性認識,教師直接按課本授課會有理論脫離實際的問題。
總結起來,在傳統(tǒng)信號處理課程群教學中存在以下兩方面問題:
1.課程乏味,缺乏對學生主動性和學習興趣的激發(fā)
傳統(tǒng)理論教學重視對課程內容的傳授, 而忽視了對學生學習興趣的引導。由于高等教育長期以來習慣于“講解式教學”和“接受性學習”,教師往往把理論課教學理解為講解知識技能、概念、原理;學生往往把理論學習理解為習誦、模仿和做題。加之課程理論性強,課程內容涉及復雜抽象的數學關系,學習起來比較晦澀難懂,從而造成相當部分學生的厭學情緒,不利于發(fā)揮學生學習的主動性,嚴重影響教學效果;進而造成學生思維模式的固化,創(chuàng)造性思維能力弱化。
在我校,由于對信號系統(tǒng)和數字信號處理理論課程學時的不斷削減,及課堂形式的制約,沒有時間詳細講述信號處理理論與移動通信系統(tǒng)等實際系統(tǒng)的聯(lián)系和應用,造成學生認為所學知識都是舊知識,跟目前的新技術沒有關系,從而無法激發(fā)學生主動學習信號處理理論的興趣。
2.理論學習及實訓環(huán)節(jié)與技術發(fā)展現狀脫節(jié)
課程群配合理論教學內容開設了少量驗證性實驗和實訓內容,但其內容與實際工程中如移動通信系統(tǒng)中的物理概念和工程術語沒有聯(lián)系,不利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力,難以提高學生主動參與的興趣。學校有移動通信方面的專業(yè)實踐平臺,這種實驗箱通常要么用于學生的認識實習,要么進行簡單的調制解調信號分析,或者搭建簡易的系統(tǒng)模型進行原理性描述,學生很難通過這樣的實驗實訓,把所學信號處理知識聯(lián)系起來建立起系統(tǒng)的概念。
因此,如何克服傳統(tǒng)信號處理課程群教學中存在的不足,建立起信號處理理論與移動通信原理等相關內容的聯(lián)系,將課程知識點跟實際系統(tǒng)融會貫通,進而改進教學模式是擺在教師面前的重要課題。
二、課程的改革探索
針對以上情況,我們從培養(yǎng)方案、實驗教學及考核大綱、新實訓實驗開發(fā)及課程內容整合等方面進行創(chuàng)新與實踐,將移動通信4G/5G系統(tǒng)關鍵技術與信號處理相關概念結合起來,擯棄傳統(tǒng)的隨課實驗教學模式,為探討開放式體系化的實驗教學模式,構建分層次的實驗教學體系,打造面向全校開放的極具特色和水準的專業(yè)實踐平臺作鋪墊。
同時,充分利用本校現有硬件和軟件資源,依托信號處理重慶市重點實驗室和移動通信技術重慶市重點實驗室,以科研課題為載體,以教師科研開發(fā)為手段,構建與教學內容體系互動的實訓創(chuàng)新體系和創(chuàng)新平臺,改變目前以課程帶實驗的孤立實驗教學模式和脫離實際系統(tǒng)的實訓模式,系統(tǒng)化課程教學模式,讓學生從中獲得有關移動通信技術方面的實踐體驗。
課程改革主要從以下兩方面入手:
1.演示課件的開發(fā)及在理論課堂上的引入
為了更好地幫助學生快速理解4G中LTE-a上/下行鏈路系統(tǒng)、以及5G中的熱門技術FBMC系統(tǒng)的工作原理,進而掌握信號處理相關原理和技術在移動通信中的方法和作用,開發(fā)相關多媒體模塊化演示課件顯得尤為必要。通過在理論課堂上對相關多媒體演示課件的觀看和學習,使學生在較短時間內留下一個深刻系統(tǒng)的印象,由此對隨后所做的實訓實驗的目的和步驟的理解能起到很好的鋪墊作用。
2.整合以信號處理關鍵技術為核心的實驗實訓教學內容
開發(fā)面向4G及下一代移動通信網絡的新MATLAB實訓實驗,演示及仿真真實移動通信系統(tǒng)的信號處理過程,針對DFT/FFT、信號上采樣下采樣、多速率等概念設計比較詳細的模塊演示和學生訓練環(huán)節(jié)。并將現有的信號處理課程群實訓相關實驗加以整合,既要避免內容上的重復,同時也注意實驗開展先后的銜接順序,讓學生有一個循序漸進的學習和適應過程。并充分挖掘軟硬件設備的潛力,為面向新技術開發(fā)新的實驗內容作鋪墊。
通過以上的課程改革研究與實訓設計,鍛煉學生擁有對系統(tǒng)的整體概念以及信號處理的系列概念,并具備較強的動手能力。
三、改革的實施
近兩年來,我們按照上述內容完善了信號處理課程群實驗教學體系和課堂教學模式,收到了良好效果。
首先,利用多媒體技術,用Flash軟件開發(fā)出生動的多媒體課件(包括LTE-a上/下行鏈路系統(tǒng)、FBMC系統(tǒng)的信號模塊化處理流程的演示多媒體課件等)在課堂上隨堂播放,并利用校園網絡,使學生可以隨時隨地下載和演示這些課件,提高學生的學習興趣。同時,利用工程案例教學法和基于溯源科學問題的研究性學習法,增長學生學習信號處理和通信其他專業(yè)課程的興趣。
其次,開發(fā)出信號處理課程群新實訓實驗3個,對DFT/FFT,信號上采樣下采樣,多速率等重要概念給學生以直觀體驗和訓練,同時整合移動通信新技術相關實驗內容,制定出開放式多層次的實踐教學體系。由于這幾個實訓實驗是4G的LTE-a及5G移動通信的熱點關鍵技術中的重要環(huán)節(jié),實驗中學生獲得了與實際移動通信系統(tǒng)相聯(lián)系的較直觀體驗,對相關重要概念得到深入和形象的理解。
四、結語
當前,第四代移動通信系統(tǒng)在我國商用規(guī)模不斷擴大,第五代移動通信系統(tǒng)研發(fā)持續(xù)推進,在技術更新日新月異的大環(huán)境下,如何保持與時俱進,不斷改善教學效果,形成具有特色的學生創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)方法,向社會提供適應需求的通信技術人才,是每個專業(yè)課教師都應思考的問題。
本次課程改革的實施,在與實際移動通信系統(tǒng)聯(lián)系的基礎上,夯實了信號處理課程群的理論基礎,為構建有效培養(yǎng)學生工程素質、工程能力和工程倫理的教學體系,提供了理論基礎和實踐參考。并且通過在實訓課程中設計相關實驗,改進了信號處理課程群的實驗教學方法與手段, 啟發(fā)本科學生的學習興趣,促進其學習動力。另一方面,新的課程改革提高了信號處理課程群任課教師的工程教育素質,更好的適應新形勢下高校的工程教育。對完善教師教學案例庫,創(chuàng)新理論教學環(huán)節(jié),改革實驗、課程設計的教學內容與方式起到了推動作用。
參考文獻:
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關鍵詞:改革;鐵道信號;職業(yè)教育;軌道交通;建設
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)46-0135-03
一、前言
近年來,隨著我國高速鐵路與城市軌道交通的高速發(fā)展與鐵路信號技術裝備的不斷升級換代,對鐵路信號崗位專門人才的需求量大幅增加。目前,鐵道信號專業(yè)發(fā)展迅速,很多高職院校都開設了鐵道信號專業(yè),鐵道信號專業(yè)建設如火如荼。德國“雙元制”職業(yè)教育體系重在政府主導,行業(yè)、企業(yè)共同參與。德國職業(yè)教育模式取得極大成功,筆者曾到德國考察和深入學習德國軌道交通職業(yè)教育。2013年,山東職業(yè)學院和德國柏林職業(yè)教育集團簽訂了“中德軌道交通高技能人才培養(yǎng)基地”建設項目的初步合作意向。依托“中德軌道交通高技能人才培養(yǎng)基地”。參考德國軌道交通職業(yè)教育,筆者作為山東職業(yè)學院鐵道信號專業(yè)帶頭人,提出和初步實踐了鐵道信號專業(yè)建設方案。德國的職業(yè)教育在專業(yè)的設置、學制、培養(yǎng)目標、教師資格、辦學條件、教師進修、考試方法、制度管理等等,都有政府提出的明確而具體的要求。我國職業(yè)教育這些元素沒有具體規(guī)定,由每個學校自己確定。借鑒德國職業(yè)教育成功模式,探索高職院校鐵道信號專業(yè)建設特別是在人才培養(yǎng)模式建設、實踐條件建設、實踐教學、師資隊伍建設的模式。
二、人才培養(yǎng)模式建設
鐵道信號專業(yè)面向軌道交通行業(yè)企業(yè),主動適應高速鐵路和城市軌道交通快速發(fā)展對高素質技能型專門人才的需求,培養(yǎng)鐵路信號設備檢修維護崗位的高素質技能型人才。
柏林軌道交通公司培訓中心隸屬于柏林軌道交通公司,是德國的一所軌道交通技術人才專門培訓學校。培訓中心采用小班制教學,學生前2年不能進車間,只能在學校和培訓基地學習。每3周為一個教學階段,學校理論學習1周,培訓基地學習2周,培訓基地的學習也分為理論和實踐,其理論和實踐課時比例為3∶7。教師自由度高,可以按照自己的特點布置自己的教室和進行課題的講授。職業(yè)學校和企業(yè)的職能分工明確。學校只是負責專業(yè)課程的
開發(fā)、教學的組織等任務,不負責學生的就業(yè),校內的實訓基地也是提供一些驗證型、簡單的試驗、實訓。學生第三年進車間實習。借鑒柏林軌道交通公司培訓中心的教學模式,保障人才培養(yǎng)模式有效實施,采用“分段式”教學組織模式,增加教學組織靈活性,適應企業(yè)淡季、旺季生產特點和鐵道信號施工、維護年度計劃的特點,將每個學年分為多個學段。第一、二學年各分四個學段,三個學段校內教學,一個學段企業(yè)實習。實習學段根據合作企業(yè)生產情況與生產計劃靈活安排。第三學年分為兩個學段,一個學段校內教學,一個學段企業(yè)帶薪頂崗實習。德國職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標明確,主要采用雙軌制對學員進行培訓。山東職業(yè)學院鐵道信號專業(yè)建設結合德國雙軌制在職校主要理論培訓和在企業(yè)實踐訓練的特點,廣泛開拓校外實習實訓基地,校內實訓基地加入企業(yè)元素,聘請企業(yè)職工作為兼職教師,學校主要進行理論教學和部分實踐教學,校外實習實訓基地完成主要實踐教學項目。明確人才培養(yǎng)目標。校企合作,采用“產學對接,真崗實練”人才培養(yǎng)模式。
產學對接。圍繞著鐵路信號設備檢修維護作業(yè)過程開展教學活動,以軌道交通行業(yè)企業(yè)對員工的素質要求為標準,設計專業(yè)培養(yǎng)目標的素質結構;依據鐵路信號工崗位職業(yè)標準組織專業(yè)課程的教學內容;解析信號工崗位專項能力和綜合能力,構建培養(yǎng)目標的能力結構。按照鐵路信號工的真實環(huán)境和作業(yè)流程,布局校內實訓基地,實訓演練項目與企業(yè)生產班組對應。聘請企業(yè)兼職教師擔當技能考核考評員,按照鐵路技術比武的規(guī)格標準組織技能大賽,專業(yè)技能考核與職業(yè)技能鑒定相結合。
真崗實練。通過對企業(yè)崗位實際生產過程分析,明確能力構成,設計具體崗位的學習項目。在鐵路局所屬電務段(濟南電務段、青島電務段)、中鐵建設總公司下屬企業(yè)所屬電務工程有限公司(中鐵十局電務工程有限公司、中鐵十四局電氣化公司)等進行頂崗實習,并以學生實習所在的車間班組鑒定為主要依據,校企共同進行考核評價。
德國工商會每年對德國職業(yè)院校和培訓機構學生組織理論課程的全國統(tǒng)考,所有專業(yè)同一天考,實踐內容的考核由企業(yè)自行組織。山東職業(yè)學院所有專業(yè)的所有基礎課程和專業(yè)群的專業(yè)基礎課程采用學院統(tǒng)考的方式,專業(yè)課程參考全國軌道交通專業(yè)指導委員會制定的考核標準,依據課程的培養(yǎng)目標,課程考核以調動學生自主學習的積極性、監(jiān)督學習過程和評價學生的綜合職業(yè)能力為目的,注重包括專業(yè)能力、方法能力和社會能力的職業(yè)能力考核,考核過程以學習過程的考核為主,圍繞課程核心技術技能,實行分任務過程考核、綜合評定的考核方案。考核時間的全過程化:各教學任務貫穿于整個課程的教學環(huán)節(jié),考核時間由始到終??己说攸c的全過程化:實訓室、一體化教師、演練場、校外實訓基地相結合的考核方式??己朔绞介_放:采用任務、調研、操作、口述多種考核方式。考核人員開放式:采用自評、互評、任課教師多元化評價標準。實行學習過程考核綜合評定成績的全程化、個性化的考核方案。鼓勵學生自評和互評,體現考核的公平、公正、客觀、實際。在學生的學習過程中,以學習項目的每個工作任務為單位,項目導入、項目分析、項目實施、項目評價的學習過程的實現效果為考察依據,并注重教學過程中學生的專業(yè)能力、方法能力和社會能力考核。每個工作任務結束階段,以小組為單位對每個工作任務進行總結。教師根據小組成員在工作中的表現,從工作態(tài)度、拓展能力、團隊合作等方面做出綜合考評??己酥攸c在學生自主學習,團隊工作分析解決問題的能力,目的在于對學生的綜合職業(yè)能力進行評價。
依托山東省軌道交通職業(yè)教育集團,以高鐵信號高素質技能型人才培養(yǎng)對接企業(yè)生產崗位需求、高速鐵路信號先進檢修技術對接專業(yè)教學內容為紐帶,以對口培養(yǎng)急需人才、降低新員工培訓成本為結合點,與企業(yè)合作建立電務段檢修實習實訓基地。以電務段投入生產性實訓條件、學院投入配套教學、培訓軟件等資源,合作建成集學生頂崗實習、生產性實訓、職工培訓與技能鑒定于一體的“廠中?!?。根據《校企合作共建共管電務段檢修實習實訓基地協(xié)議書》和《電務段檢修實習實訓基地管理辦法》,設立“廠中?!惫芾頇C構,由電務段勞人科科長和軌道交通系主任分別擔任實訓基地正、副主任,雙方共同配備專業(yè)教師和工作人員?;氐娜粘9芾碇饕善髽I(yè)負責;學院設一名專職人員參與管理;校企雙方共同制訂學生實習實訓、職工培訓及技能鑒定方案、畢業(yè)設計選題與指導方案,確定教學內容和技能要求,共同開發(fā)工學結合教材與培訓教材。在教學組織上,系統(tǒng)理論知識主要由學院教師講授和考核,職業(yè)核心技能則由校企雙方教師在企業(yè)進行授課和指導;頂崗實習采用師傅帶徒弟的方式,學生分組,每組4~5人輪崗輪班。通過工學交替和頂崗實習,使學生邊學習、邊實踐;通過崗位核心技能的反復訓練,強化學生動手能力,獲取職業(yè)經驗,從而形成職業(yè)能力,提高學生適應企業(yè)工作的能力,縮短工作適應期,提高學生的就業(yè)競爭力。最后由校企雙方組成考核小組,對學生的綜合技能和素質進行考核評價。同時,教師在基地進行頂崗鍛煉,及時掌握動車新技術,提高實踐教學能力。基地可接受第三方委托培訓,成為學生實踐能力培養(yǎng)、教師實踐能力提升和企業(yè)員工培訓的平臺。積極尋求校企雙方更多的利益結合點,搭建起雙向服務與交流的橋梁,促進校企合作良性運行,逐步構建校企深度合作長效運行機制。
德國職業(yè)教育課程體系由政府部門組織行業(yè)企業(yè)專家組織開發(fā),學校按照國家標準組織實施教學。我國職業(yè)院校課程體系各個院校自行開發(fā),參考德國課程體系建設特點,由專業(yè)帶頭人、骨干教師和課程建設專家一起深入企業(yè),與企業(yè)專家和技術人員共同研討所涉及的職業(yè)資格標準;提煉核心崗位實際工作過程與任務的知識、能力、素質;開發(fā)具體教學項目,以教學項目確定教學內容;按照專業(yè)建設標準(全國鐵道職業(yè)教育教學指導委員會統(tǒng)一制訂)重構課程體系。構建“崗位課程動態(tài)化”的課程體系,強化學生的職業(yè)綜合能力和職業(yè)素質培養(yǎng)。以鐵路信號工崗位需求為導向,以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點,選擇主型鐵路信號設備為載體,以相關職業(yè)標準和技術規(guī)范為指導,進行課程設計。
由專業(yè)教師和兼職教師協(xié)同授課,采用“項目導向”教學做一體的教學模式,采用項目教學、角色扮演、現場教學的教學方法,實行學習過程考核和終結評價相結合的考核方式。
三、實驗實訓條件建設
德國職業(yè)教育實踐教學主要在企業(yè)完成,企業(yè)實踐資源豐富,針對性強。我國職業(yè)教育實踐教學是學校制定方法來實現,借鑒德國職業(yè)教育,我們在專業(yè)建設的時候注重加強和企業(yè)聯(lián)系,開拓校外實習實訓基地。按照鐵路運營企業(yè)特點,根據鐵路運營企業(yè)周期性特點,周期組織學生到鐵路運營企業(yè)或中鐵建電務工程公司進行實習實訓,與企業(yè)共管校內外實習實訓基地,加強校內實訓的生產性和校外實習實訓的教學功能建設。
德國職業(yè)教育專業(yè)課程內容主要在企業(yè)完成,校內實踐設施投入相對較小,目前我國高職實踐設備主要由學院投資建設,鐵路信號設備價格不菲,要想按照軌道交通運營企業(yè)設備情況購置實驗實訓設備,學校承擔不了這些費用。可以考慮其他方法來充實實踐設備或充實學生訓練內容。軌道交通運輸企業(yè)有很多舊的替換下來的設備,各大院校軌道交通相關專業(yè)可以利用鐵路或地鐵運營企業(yè)的舊設備,建設校內實驗實訓室,各鐵路局或地方鐵路公司每年都要置換很多線路上仍在使用的設備,學??梢缘借F路企業(yè)折價購買舊設備或利用捐贈來進行實踐條件建設,完成教學需要。山東職業(yè)學院鐵道信號專業(yè)的車站信號聯(lián)鎖設備實訓室、區(qū)間信號閉塞設備實訓室、鐵路信號基礎測量實訓室和鐵路信號室外演練場80%的設備都是利用鐵路現場電務段大修替換下來的舊設備來建成的,設備完全能夠滿足教學學院鐵道機車車輛、鐵道工程、城軌車輛等軌道交通專業(yè)實踐條件建設也充分采用這種模式,為學院實踐條件建設節(jié)約了大量設備資金。
德國職業(yè)教育一大部分內容在企業(yè)完成,學生在濃厚的企業(yè)文化、企業(yè)氛圍里面學習,借鑒德國軌道交通企業(yè)文化和氛圍,注重實習實訓條件內涵發(fā)展。加強吸收企業(yè)文化建設,通過引企入校,吸收企業(yè)文化;植校入企,在企業(yè)建立教學點,將企業(yè)精神、企業(yè)理念、企業(yè)價值觀等文字制作標牌上墻,并將企業(yè)安全注意事項、規(guī)章制度、生產管理規(guī)定、崗位職責、操作標準等引入軌道交通綜合實訓基地,對接鐵路企業(yè)文化。完善實習實訓運行機制,建立健全《校企合作校內外實訓基地管理辦法》、《兼職教師聘任與管理辦法》、《實習實訓安全生產責任制度》等規(guī)章制度。不斷加強實習指導教師的業(yè)務培養(yǎng),探索鐵道通信信號專業(yè)技能訓練體系化建設;在基地設立“教師工作站”,接納教師進行頂崗鍛煉,將“廠中?!贝蛟斐蔀閷W生鍛煉實踐能力、教師掌握新技術的平臺。通過與培養(yǎng)單位、校外實習實訓基地簽訂《合作協(xié)議書》、《學生頂崗實習協(xié)議書》,制訂包含學生頂崗實習保險等內容的《學生頂崗實習管理辦法》以及《頂崗實習指導教師管理辦法》等規(guī)章制度,加強頂崗實習管理。在鐵路信號綜合實訓基地,營造真實職場環(huán)境和氛圍。
四、師資隊伍建設
德國軌道交通職業(yè)教育職業(yè)院校教師主要負責理論課程教學,專業(yè)內容實踐教學主要在生產車間完成,有專業(yè)師傅具體指導。山東職業(yè)學院通過“內培外引、雙兼互聘”等方式,培養(yǎng)骨干教師。加強和企業(yè)聯(lián)系,建設兼職教師企業(yè)庫,保證兼職教師的來源、數量和質量,用兼職教師部分代替德國職業(yè)教育的師傅幫帶作用,制定兼職教師聘任、管理與考核辦法,明確兼職教師的職責,并制定長期發(fā)展規(guī)劃;對聘用的兼職教師實施彈性授課時間安排,并配備教學經驗豐富的專任教師進行幫帶,使兼職教師盡快熟悉教學環(huán)節(jié)、掌握教學方法、提高教學能力。
在現有的校外實習實訓基地中,與企業(yè)深度合作,建設雙師素質實踐基地。定期送教師到企業(yè)學習,提高教師的實踐能力,豐富教師的知識體系,保持教師一線技術的掌握。聘請經驗豐富、長期從事鐵路信號工作的教授、工程師擔任指導老師,結對子,簽訂協(xié)議,指導教學,指導實踐。提高老師的上課質量和動手能力。
五、小結
德國軌道交通職業(yè)教育有很多優(yōu)點,取得了很大成功,我們可以借鑒其中一些成功的東西,但是由于國情不同,學院運作方式不同,不可能完全照搬德國職業(yè)教育的一切方法,在借鑒的同時要有所區(qū)分并且改良成為我們自己能夠消化吸收的內容。高職鐵道信號專業(yè)建設任重道遠,需要我們不斷積極探索,不斷調整人才培養(yǎng)模式,與時俱進,找到一條適合我國國情的高職鐵道信號專業(yè)建設的路。
參考文獻:
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關鍵詞:傳感器;高職教學;實驗實訓
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)24-025-01
傳感器技術及應用是我院電子信息工程、應用電子技術、機電等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課,是一門綜合性很強的學科,該課程涉及了電子、材料、機械、控制、光學、磁學等知識,涉及知識面廣。
一、傳感器的工作原理及重要性
傳感器相當于人的感官,稱為“電五官”,外界信息由它提取,并轉換為系統(tǒng)易于處理的電信號,微機對電信號進行處理,發(fā)出控制信號給執(zhí)行器,執(zhí)行器對外界對象進行控制(其工作原理見圖一所示)。現代社會中,傳感器作為抓取自然界信息的主要手段和途徑,被廣泛地應用于家用電器、汽車、醫(yī)療、工業(yè)、航天、電動工具以及高端電子消費產品等應用領域,成為了信息技術的三大支柱之一。
(圖一 傳感器的工作原理圖)
二、課程特點、開設現狀及改進措施
傳感器技術作為現代信息技術三大支柱之一,已經成為高職院校電子信息工程、機電、電氣等專業(yè)的專業(yè)課程。它不僅與高等數學、電路、電子等基礎課程密切相關,而且還設計到電學、材料、力學等知識。該課程涉及知識面廣、內容分散、缺乏系統(tǒng)性和連續(xù)性、實踐性強。學好本課程,不僅要求學生具有扎實的基礎理論知識,較寬的知識面,而且對教師知識的全面性也提出了較高的要求。在教學上存在著一些難點。
1、學時少與內容多相沖突。考慮到我院的實際情況,應用電子技術專業(yè)開設58學時。利用這么少的學時讓學生掌握整個課程體系的內容,必須對課程的教學進行合理優(yōu)化。
2、課本內容陳舊與更新速度快的沖突。隨著科技飛速發(fā)展,各種新型的傳感器及其相關技術也發(fā)展的非常迅猛。而教材的更新相對來說比較緩慢,所選教材不能跟上傳感器最新的發(fā)展趨勢,一些新型傳感器可能沒有涉及到。
在教學過程中,怎么才能更好的讓學生理解、掌握相關知識,且舉一反三地用到實踐當中去,是需要高職教師思考的問題。在近幾年的教學中,本人根據高職學生實際情況,歸結了一套適合現代高職學生的教學形式(如下圖所示)。
現代教學形式多樣化,應用了理實一體化教室,摒棄了傳統(tǒng)的單一化,在實驗實訓方面不僅有少量驗證性實驗,還有實訓,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的動手能力,這樣就大大提高了學生的學習興趣,并且在課后:有老師推薦的虛擬實驗、網絡視頻教學等。雖然現代教學形式多樣,但傳統(tǒng)理論授課也是必不可少的,需要我們教師在教學過程中增加學生的學習興趣。傳統(tǒng)的與現代的教學形式應用比較,歸結如下三點:
(1)傳統(tǒng)的教學形式是教學活動最基本的教學手段;
(2)運用現代化的教學形式是對學生課余學習的補充;
(3)為兩級分化的學生提供了更多的學習舞臺,為他們成才提供了堅實的基礎。
三、課程教學思路方法
基于課程的特點及教學上的難點,本人在這幾年的教學實踐中總結出一套適合本專業(yè)學生的教學模式,該模式主要是將各類傳感器的理論知識和實踐進行了整合,實現理實一體化教學,主要有以下幾個方面。
1、課程結構采用模塊化結構。由于各種傳感器的工作原理不同,我們根據專業(yè)特點對課程結構進行了調整,采用模塊化結構,一種傳感器就是一個模塊。然后根據專業(yè)特點及學校實驗實訓設備選擇其中幾個適合本專業(yè)的模塊進行講解,這樣教學實施比較緊湊也比較靈活,同時也彌補了課時量的不足。對于課本上沒有涉及到的新型傳感器,以課后作業(yè)的形式分組布置下去,主要是了解其應用情況,教師除了要檢查電子版的作用,還要在課下抽查詢問學生的完成情況。這樣既鍛煉了學生查找、總結知識的能力,又了解了其他傳感器的應用情況。
2、課程實踐分為驗證性實驗和實訓制作。通過近幾年的教學實踐,根據高職院校人才培養(yǎng)方案及高職學生特點,自編《傳感器技術及應用實驗實訓指導書》一書,分兩大部分:驗證性實驗和實訓制作。通過近幾年的摸索實踐教學,教學質量有所提高,同時提高了學生學習興趣和積極性。
四、課程考核
考試考核不再以試卷確定成績,而以實驗實訓中對原理的掌握、動手能力及傳感器的應用擴展的表現為主要依據進行評分。目前,傳感器已滲入到各行各業(yè)。傳感器技術具有較強的生命力和良好的發(fā)展前途,作為一名高職教師,前面的道路任重道遠。本文結合自己教學的切身體會,對傳感器的理論教學及實驗實訓方式進行了探討,提出了提高教學質量、實踐教學效果的一些建議,希望通過這些改革,能夠進一步提高學生學習的積極性和動手能力,為將來的就業(yè)奠定良好的基礎。
參考文獻:
關鍵詞:工學結合 任務驅動 汽車類專業(yè)
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2013)04(c)-0179-01
1 “工學結合、任務驅動”的模式實施意義
“工學結合”是將學習與工作結合在一起的教育模式,以職業(yè)為導向,以學生為主體,以教師為主導,充分利用校內外的優(yōu)質教學資源和教學環(huán)境,將課程理論內容和生產實際進行有機結合,在課程教學中,結合教學內容,以任務驅動,引導學生通過完成具體的任務逐步掌握所學知識和技能,提升了教學質量和教學效果[1]。
汽車(帕薩特)信號系統(tǒng)的檢測與維修是高職汽車類專業(yè)《汽車電氣系統(tǒng)檢修》課程當中的重要知識內容之一,而電喇叭是汽車信號系統(tǒng)中的重要的聲響信號裝置,對行車安全有重要影響。結合汽車類專業(yè)人才培養(yǎng)方案和《汽車電氣系統(tǒng)檢修課程標準》,以及“汽車修理工”國家職業(yè)標準,并針對企業(yè)對高職汽車類專業(yè)學生的用人需求,在汽車電氣教學中實施了基于“工學結合、任務驅動”的模式,收到了較好效果。
2 “工學結合、任務驅動”的模式實施過程
在實際教學中采用為貫徹“工學結合、任務驅動”模式,采用創(chuàng)設情境導入,實施“六步法”教學環(huán)節(jié)(咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評估),最后進行報告和作業(yè)的三階段教學法,本文以電喇叭不響故障為例進行具體教學設計 [2]。
2.1 任務來源,創(chuàng)設情景導入
利用帕薩特全車電氣實訓裝置,事先設置好故障,讓學生實際操作,檢查出故障現象,引出本次教學內容。
2.2 “六步法”教學環(huán)節(jié)
教學實施借鑒了德國工作過程導向的教學模式,并結合自身特點,采用了“工學結合、任務驅動”的教學模式實施教學。按照“六步工作程序”(資訊、決策、計劃、實施、檢查、評估)的思維模式,設計具體工作內容,并以完成所學的工作任務為目標來組織教學,把課堂與實訓地點一體化,通過“教、學、做”一體化的教學形式開展教學。
2.2.1 咨詢
教師需準備教學課件和教學視頻、維修手冊電路圖,及實訓考核裝置等教學資料。學生需查閱各種資料,分析喇叭電路圖,畫出喇叭工作時各條電路流向??紤]維修方法(根據故障現象,分析故障點,說明電壓測量、電阻測量的方法步驟)。并進行問題討論:電喇叭不響的故障原因有哪些?
2.2.2 計劃與決策
教師通過觀察輔導,檢查學生方案;進行實訓仿真,結合仿真結果,明確喇叭電路檢修流程。學生按照分組結果,在老師指導下指定故障排除和檢測的工作計劃。
2.2.3 實施與檢查
2~3名老師巡回指導,提醒安全操作注意事項,如:斷電測量電阻、短接時間要短,嚴格遵守操作規(guī)程等;隨時注意觀察各組操作表現,發(fā)現問題及時提醒并做好記錄。學生按照分組情況進行檢測;操作過程中注意做好記錄和操作安全。
2.2.4 評估
教師首先進行總結評價,對各小組的表現進行比較,并適時進行表揚學生的實訓表現。在作業(yè)與拓展能力上采取作業(yè)理實一體化,即對綜合評定好的學生,布置拓展作業(yè),利用實訓室開放時間完成。對基礎差的同學,幫助其完成規(guī)定的作業(yè)項目。學生按照分組情況分別對喇叭不響故障進行討論,簡述自己的排故感受和排故方法。按照老師要求完成作業(yè)。
2.3 報告與作業(yè)
教師根據評價好新分組,利用課余的實訓室固定開放時間,優(yōu)帶差,完成作業(yè)。作業(yè)的理實一體化,滿足了優(yōu)生的深入學習欲望和差生課堂內落后的彌補,達到共同進步的目的。而學生填寫診斷報告,根據課外分組情況,到實訓室完成作業(yè)。
3 “工學結合、任務驅動”的模式總結
通過在河南工業(yè)職業(yè)技術汽車工程系專業(yè)教學中實施“工學結合、任務驅動”的模式,將枯燥的課堂內容與企業(yè)生產實際相結合,采用創(chuàng)設情境任務為載體,結合“六步法”教學環(huán)節(jié),切實提高了教學質量和教學效果。
參考文獻
【關鍵詞】TQXDB-1A;繼電保護;實驗實訓;改進
1.引言
實踐教學在高職教育中的重要性眾所周知,搞好實踐教學是高職教育發(fā)展的關鍵,是高職教育改革的“核心”和“突破口”。它關系到學生的未來就業(yè)和職業(yè)生涯,直接影響高職教育的生存與發(fā)展。因此,各大高職院校在辦學經費緊張的情況下,仍想盡辦法來加強實踐教學設備及環(huán)境的投入,很多高職學院的實踐教學條件得到了極大的改善和提升。隨著實踐教學硬件條件的改善,如何充分發(fā)揮實驗實訓設備的功效及使用效率就成了當務之急。本文針對TQXDB-1A多功能繼電保護實驗培訓系統(tǒng)(以下簡稱繼電保護實驗系統(tǒng))在高職電力技術類專業(yè)繼電保護等課程的實踐教學應用進行研究,在分析總結實踐應用方法及效果的基礎之上,提出了部分改進設想,以期能開出更多的與工程實際結合緊密的訓練項目,進一步提高設備的利用率,為學生職業(yè)崗位能力的訓練提供更好的平臺,為專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現奠定堅實的基礎。
2.繼電保護實驗系統(tǒng)的構成及功能特點
2.1 基本構成
“TQXDB-1A型多功能繼電保護實驗培訓系統(tǒng)”采用實驗臺結構,實驗臺主要由TQWB-III多功能微機保護實驗裝置、常規(guī)保護繼電器、成組保護接線圖、信號源、控制回路模塊、按鈕開關、萬能轉換開關及直流電源、信號燈、蜂鳴器等附件構成。
2.2 能完成的主要實驗實訓項目
該實驗系統(tǒng)能完成的主要實驗實訓項目有常規(guī)繼電器特性實驗(8大類型)、常規(guī)繼電器組合后的成組保護實驗、10KV微機線路保護實驗(具備三段式電流保護、電流電壓聯(lián)鎖速斷保護、反時限電流保護、低電壓起動過電流、復合電壓起動的過電流、自動重合閘、低壓減載等功能)、具有事故燈光控制的斷路器控制回路實驗、閃光繼電器構成的中央信號實驗、沖擊繼電器構成的中央音響信號實驗等,基本能滿足繼電保護等電氣二次部分課程的實踐教學需求。
3.實踐教學應用分析
3.1 實驗實訓項目的開展情況
TQXDB-1A型多功能繼電保護實驗培訓系統(tǒng)自2009年底投入使用以來,從實驗室使用登記表的記錄情況看,主要針對電力系統(tǒng)繼電保護、電氣二次回路等課程的實踐教學開展了部分實驗實訓項目。其中,電力系統(tǒng)繼電保護課程主要開展的實驗實訓項目有單個繼電器的電氣特性實驗、常規(guī)兩段式電流保護實驗、方向性電流保護實驗。電氣二次回路課程主要開展的實驗實訓項目有事故燈光控制的斷路器控制回路實驗、具有防跳功能的斷路器控制回路實驗、沖擊繼電器構成的中央音響信號實驗、閃光繼電器構成的中央信號實驗。
3.2 實踐教學中存在的問題
3.2.1 實驗培訓系統(tǒng)自身存在的不足
(1)實驗培訓系統(tǒng)生產廠家沒有提供完備的設備技術說明書,不利于實驗設備的維護;
(2)生產廠家提供的實驗指導書中部分原理接線圖有錯誤、部分項目的操作步驟不清楚(比如整個實驗臺有多個電源開關,其操作順利及功能作用等沒有介紹),不利于職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成及新教師的培訓使用;
(3)電磁型電流繼電器(或電壓繼電器)的2個線圈引出接線端子只有1對(被廠家設計為串聯(lián)連接方式),不利于通過對繼電器兩個線圈進行串聯(lián)或者并聯(lián)的定值調整設計訓練;
(4)電磁型時間繼電器的延時時間參數測試沒有配備測試儀表,無法準確測量;
(5)一次系統(tǒng)模型部分沒有配備相應的測試儀表,無法監(jiān)控一次系統(tǒng)電壓、電流等電氣參數;
(6)一次系統(tǒng)試驗電源電壓直接接三相交流380V電源,沒有被三相調壓器控制,因而無法控制一次系統(tǒng)模擬短路故障后的故障電流大?。ㄔO備安全保障性不夠)。
3.2.2 實驗實訓項目的應用開發(fā)問題
由于設備生產廠家提供了較詳細的實驗指導書,所以多數任課教師直接利用指導書中的實驗項目開展相應的實踐教學。目前主要開展的是單個繼電器的特性試驗、利用特性實驗信號電源進行單相兩段式電流保護模擬試驗,并沒有模擬出線路故障后保護跳閘斷電的真實效果,與工程實際脫節(jié)較嚴重,在校內舉行的學生繼電保護技能大賽中可以證明這一點。比賽中,多數同學對采用兩相兩繼電器式電流保護接線方式完成電流III段保護的模擬實驗要(工程實際中的應用狀況)沒有感覺,仍按照平時上課時訓練的接線方式(單相式接線原理)去完成,其結果可想而知。顯然,該實訓設備的功能作用遠未充分發(fā)揮,整體利用率并不高。
4.綜合應用開發(fā)及改進設想
4.1 實驗系統(tǒng)改進設想
針對常規(guī)繼電保護實驗中的一些不足,提出以下幾點改進設想:
(1)實驗系統(tǒng)中使用的三相交流電源先經過三相調壓器后,再由三相調壓器的輸出端接入實驗系統(tǒng)中,達到通過控制一次系統(tǒng)電源電壓來限制輸電線路模擬故障后短路電流大小的目的,以保障相應實驗設備的使用安全和使用壽命。
(2)電磁型電流繼電器(電壓繼電器)的兩個工作線圈分別引出2對接線端子,以便學生充分理解兩個線圈串聯(lián)與并聯(lián)后動作值的變化關系。
(3)特性信號實驗電源部分的電流源輸出因為調節(jié)旋鈕損壞無法調節(jié)大小的問題,采用新增獨立的電流源來代替原有電流調節(jié)方式,從而提高電流調節(jié)的可靠性。
(4)利用微機保護測試儀代替實驗臺的部分輔助儀器設備來完成如方向繼電器等特性試驗。
4.2 綜合應用開發(fā)設想
基于本實驗臺的功能結構組成特點,結合電力系統(tǒng)繼電保護、電氣二次回路等課程的教學標準及目標要求,重新編制與工程現場操作步驟及標準要求更貼合的工學結合實訓指導書,多開發(fā)、開設綜合性更強的實訓項目,減少單一的特性實驗。舉例如下:
(1)繼電保護課程設計:《35KV電網繼電保護設計》。學生完成方案配置及相應的整定計算后,就可以利用本實驗系統(tǒng)中的器件完成最后的保護裝置設計并演示動作效果。
(2)各類基本的傳統(tǒng)保護模式跳閘綜合實驗。從一次系統(tǒng)運行方式模擬、故障參數的計算、保護的原理接線、故障模擬等全過程對學生進行綜合性訓練。與真實工程現場的線路保護裝置基本一致。特別是電流互感器及斷路器跳閘控制回路方面真實感很強。
(3)微機線路保護的基本訓練。主要是熟悉微機保護裝置的參數設置、故障信息查詢等綜合應用方法,與傳統(tǒng)保護的訓練重點不一樣,微機保護裝置從實驗接線來說更加簡單。
參考文獻
[1]TQXDB-1A多功能繼電保護實驗培訓系統(tǒng)[Z].湖南長沙同慶電氣信息有限公司.
[2]張亞妮.電力系統(tǒng)繼電保護(第2版)[M].四川:西南交通大學出版社,2012.
【關鍵詞】PLC;光機電;一體化;實訓系統(tǒng);設計
1概述
1.1PLC
PLC全稱為可編程邏輯控制器,它是一款可用于編程的存儲器,它主要是用于完成邏輯運算的執(zhí)行、順序的控制、定時、計數等用戶的指令,除此之外,它還可以運用數字化或者模擬式輸出及輸入對機械生產進行控制??删幊踢壿嬁刂破骶哂性S多特點,首先,可編程邏輯控制器使用起來十分方便,而且編程簡單,其主要采用的是簡單的梯形圖、邏輯圖或者簡單的程序語句來表達,所以對于用戶來說,他們不用掌握十分完備的計算機知識,就可以很好地進行操作。其次,可編程邏輯控制器的功能強大,價格還十分經濟,故而其性能價格比是相對較高的。還有一點,就是可編程邏輯控制器的硬件配套往往十分齊全,用戶在使用時很方便,適應能力強,很可靠,在抗干擾方面,其采用大量集中的繼電器,在減少接觸不良方面,可編程邏輯控制器在很大程度上具有優(yōu)勢,從而減少接觸不良帶來的許多故障。關于可編程邏輯控制器的維護和修理方面,其在設計、安裝和調試上的工作量少,從其維護工作來看,工作量也是相對較少的,而且操作起來方便,故障問題能夠很快地解決。
1.2光機電一體化
光機電一體化又叫做機械電子工程,這是機械工程與自動化領域中的一個研究方向。隨著社會經濟的不斷發(fā)展和科學技術不斷取得重大突破,光機電一體化的技術也在迅猛發(fā)展,光機電一體化在許多領域都有了應用。從綜合層面來講,光機電一體化實際上是將許多技術進行有機結合后的產物,其中就包括機械技術、電子工程技術、信息技術等等,在結合后將光機電一體化技術應用到實際生產當中去,從而可以使得機械發(fā)展更加智能化和人性化。
2基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設計
2.1組成要素
基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設計,其設計過程中首先需要注意的是光機電一體化系統(tǒng)中的組成要素,主要有五大要素,分別是結構組成要素、動力組成要素、感知組成要素、運動組成要素和職能組成要素。結構組成要素是整個光機電一體化實訓系統(tǒng)組建的基礎,它為整個系統(tǒng)提供了結構的支持,也就是說,只有按照系統(tǒng)的要求,組建好結構組成要素,才能實現系統(tǒng)能量的正常供應和動力系統(tǒng)的運行。動力組成要素在整個系統(tǒng)的建設中起到了提供動力的作用,只有保證了動力的充足,才能實現整個系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定的工作。而感知組成要素在光機電一體化實訓系統(tǒng)中主要是對系統(tǒng)自身的運行狀態(tài)和工作環(huán)境的一個感知,從各種參數和狀態(tài)進行收集、分析和處理,并且以可被識別的信號輸出,從而產生相應的調控信息,使得整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)得以監(jiān)測。在運動組成要素常常與動力組成要素相互搭配起作用,都是為系統(tǒng)運行所需要的動力提供基礎保障。職能組成要素在控制和處理信息部分發(fā)揮著巨大的作用,由于感知組成要素是作用于收集系統(tǒng)運行狀態(tài)和參數,在收集到大量數據之后,就需要對呈現的數據進行分析、存儲和加工,從而能夠使得整個系統(tǒng)按照獲得的指令進行運作??偨Y來講,光機電一體化實訓系統(tǒng)的設計不可忽略這五大組成要素的基本功能和作用。
2.2設計原則
光機電一體化實訓系統(tǒng)在設計的過程中,不僅需要考慮各個組成要素的作用,還需要遵循設計的原則,這些原則主要分為四部分,分別是接口耦合、運動傳遞、信息控制和能量轉換四項基本原則。首先是接口耦合原則,也就是說兩個需要進行信息傳遞的接口或者需要進行傳遞的環(huán)節(jié)之間,如果其信息模式不一致就會造成信息無法傳遞的嚴重后果,因此,在這里就需要遵循接口耦合的原則,利用接口耦合使得信息得以傳遞。在信號相對較弱的兩個環(huán)節(jié)之間,也需要通過接口耦合來實現擴大信號的效果,從而能夠匹配,使得信號的變換更加清晰、可靠,而且更加快速、精準。第二項原則,能量轉換原則,兩個需要進行傳輸和轉換的環(huán)節(jié)之間,常常會出現由于信息模式的不同而無法進行直接的信息傳遞,所以在這里不僅需要接口耦合,還需要能量的轉換,只有能量進行轉換,才能使得執(zhí)行器、驅動器等不同能量實現最優(yōu)的工作效率。第三,信息控制,在光電一體化實訓系統(tǒng)的設計中,在數據的收集、傳輸、存儲、分析等都是進行信息處理的過程,而達到最優(yōu)的信息控制,是提高光電一體化實訓系統(tǒng)運行質量和效率最關鍵的一步。隨著社會經濟的不斷發(fā)展,科學技術的日益更新,機械智能化已經成為現代科技的標志,所以,在光電一體化實訓系統(tǒng)中,遵循信息控制原則,實際上可以推進整個系統(tǒng)的智能化水平。第四,運動傳遞原則,在光機電一體化系統(tǒng)的各個組成要素之間,運動傳遞能夠實現各個要素的信息傳輸和運動控制的目的。
2.3具體設計
光機電一體化實訓系統(tǒng)的設計最關鍵的就是要保證系統(tǒng)設計的完整性,下面就以水池補水系統(tǒng)為例,對基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設計進行分析。首先是動力部分,水池補水系統(tǒng)選擇電力作為動力部分,動力部分的設計需要滿足系統(tǒng)的動力需求,以保證整個系統(tǒng)的動力源泉不會枯竭;就目前來講,常見的動力源有電能、風能、水能、人力、畜力等,而水池補水系統(tǒng)的動力系統(tǒng)選擇電能即可。其次,是水池補水系統(tǒng)的結構部分,在進行光機電一體化實訓系統(tǒng)設計的時候,需要考慮實現的效果,從而有針對性地選取相適應的結構,在搭配其他部件,最終實現機械自動化控制,這里以水池補水系統(tǒng)作為例子,這里的結構本質上是需要動力部分來帶動的,因此,它也是整個系統(tǒng)最后發(fā)揮作用的部分,也可以算是系統(tǒng)的核心;執(zhí)行器部分是控制系統(tǒng)的關鍵部分之一,在實際操作中,常常是需要通過信號路線與PLC連接,從而實現信號的聯(lián)通和傳遞,在該水池補水系統(tǒng)的執(zhí)行器的選擇上,選取電動截止閥和開關共同作為執(zhí)行器的部分,當PLC產生信號并傳輸到執(zhí)行器部分,執(zhí)行器就可以根據指令完成其任務;在水池補水系統(tǒng)的計算機部分在很大程度上需要PLC的支持,從而對信息進行收集、加工和存儲操作,計算機部分對于整個水池補水系統(tǒng)來說起到了一個總控的作用,就如同大腦之于身體,顯而易見其重要性;水池補水系統(tǒng)的傳感器部分,需要利用PLC來對系統(tǒng)自身和工作環(huán)境進行數據收集,并且將傳感器收集到的信息傳輸給計算機部分,根據計算機程序的執(zhí)行,最終輸出結果,實現水池補水系統(tǒng)的隨環(huán)境調試,從而更好地完成其任務。
3結語
隨著社會經濟的不斷發(fā)展和科學技術的日漸取得重大突破,光機電一體化作為光學和機械電機工程相互綜合的產物,這項技術也在迅猛發(fā)展,并且在許多領域,光機電一體化都有了應用。而為了推進光機電一體化技術的進一步發(fā)展,將PLC技術應用在光機電一體化實訓系統(tǒng)的設計當中,起到了關鍵作用。本文基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設計進行了探討,雖然文章在內容和結構安排上還存在不足,但是希望通過文章能夠引起大眾對于PLC和光機電一體化的重視,并且在未來的研究中作出更多的創(chuàng)新。
參考文獻
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[2]徐雙君.基于PLC的光機電一體化實訓系統(tǒng)設計與實踐[J].通訊世界,2016,(02):166.
關鍵詞:平面設計實訓 高職教育目標 制作和操作能力
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2015)04-0296-01
一、平面設計課程的定位
不僅傳遞著商業(yè)、文化產業(yè)等各種各樣的信息,還傳遞著企業(yè)、商務公司對消費者的具體關懷,是消費者認識企業(yè),了解商品文化信息,并且與之直接互動的窗口;是根據一條或幾條主線將包含有企業(yè)介紹、產品、資格榮譽、視頻廣告、甚至訂單等視覺資料制作的相關畫冊、彩頁按照一定的順序裝訂或裝在相同風格的袋裝文件夾內的組合。
好的型錄應該滿足以下條件:a.能給公司賦予令人難忘的人性化面孔;b.與讀者建立情感上的聯(lián)系。應以更加發(fā)人深省的方式,向預期客戶展現他們可以作什么 。創(chuàng)造擁有感知價值的推銷方式。引導消費者,使其感知需要持有和使用的東西。產品型錄是公司宣傳和推銷企業(yè)形象的的重要媒介。它的好壞,對銷售的結果有相當的影響,一份好的型錄可以為企業(yè)傳達良好的信息,增加客戶的信心,是銷售人員的促單利器;一份不好的型錄或者沒有型錄,會讓人感覺企業(yè)很不景氣,則銷售將吃很大的暗虧。
所以型錄設計不同于本科藝術設計專業(yè)的課程要求,重視設計創(chuàng)新,而高職的學生更注重軟件的操作和編排規(guī)律的掌握。沒有基礎的操作熟練就沒有設計的創(chuàng)新,軟件雖是工具,但軟件也是表現的手段和方法,不能熟練地掌握軟件也就無法去設計出更美觀更有特色的型錄作品。
二、如何設置型錄課程的實訓特色
對于高職教育來說,課程時間段,編排是設計型錄的的主要內容,編排設計對于設計基礎不夠扎實且設計軟件操作不是很熟悉的高職學生來說,是有些蒙的;應該摸索一套適合他們的實際特點,且又能讓他們掌握一定設計編排的規(guī)律的課程模式;因此,我在教學中將型錄課程實訓項目設計成: 1、文字編排項目;2、圖形編排項目;3、文字和圖形混排項目4、行路制作項目、5型錄包裝項目。針對高職學生的基礎弱的特點和就業(yè)寬泛的職業(yè)特點,我在實訓項目實施過程中摸索出這樣幾個規(guī)律;1、找出設計優(yōu)秀的型錄40張,掃描并將素材發(fā)給學生,選擇20張讓學生臨摹制作,訓練的目的是操作速度的提高,必須達到這個數量,學生的軟件操作能力才會練好,學生非常喜歡這種形式的訓練,如果讓他們去設計型錄,各個都會愁眉苦臉,一籌莫展;但一定要結合教師的賞析,這樣才能賞析和臨摹結合。2、沒有限制的自由發(fā)揮階段,要求在A4紙上,打滿字體利用圖層任意的組合,排滿疊壓、大小、明暗、修飾、立體等效果。做作出十張,上交自己滿意的五張。這樣的做的效果很好,學生基本能夠各盡所能,出現很多好看漂亮的字體編排3、給定圖形,給定一張空白紙,要求在紙上編排圖形不同效果的圖形,訓練圖形的編排,這樣的訓練學生的興致很高,出現了很多優(yōu)秀且很有創(chuàng)意的作品。4、給定教師精心準備的素材,讓學生去設計編排賀卡,自己的空間, 學生自己會歡呼雀躍;激情澎湃的去做你留下的任務;相反其他產品型錄會因缺少興趣而作業(yè)量稀少。所以精心設計和準備必要的素材能夠激發(fā)學生能夠的設計靈感。
三、實訓中如何培養(yǎng)學生的職業(yè)道德規(guī)范
課程設計的好,學生就非常愿意學,但在實訓中的制作環(huán)節(jié),我發(fā)現了很多問題,比如打印的小稿經常是一張張得浪費,制作的材料管理不夠得當經常出現,踏壞、破損、打印機也經常出現故障等等;這些現象是一個警示的信號。每種職業(yè)都要有自己的職業(yè)規(guī)范,如果不按照規(guī)范去操作就會出現問題,嚴重的會出現事故;如何能在課程中加入職業(yè)操作規(guī)范和思想道德規(guī)范的教育呢?這是教師在課程中應該貫穿其中的,針對已出現的問題,設計交流總結會,把經驗和操作規(guī)范講解給學生,并注重示范和規(guī)范演示,設計幾次模擬任務,預算、資金支出、加上損耗,加上自己的工錢,提出三個要求1、操作失誤出現的費用自己承擔2、經過審批合理的預算和合理的費用從實訓經費里出(給予報銷)3、自己尋找客戶,客戶能夠采納的型錄作品經費給予報銷;結果下來,學生在自己的總結中這樣寫道:終于懂得干一行要愛一行,每一項工作都要從要從認真二字開始,用錢買來的失敗,雖然慘烈,但我們終于懂得看似簡單卻需要我們付出真誠和努力,懂得協(xié)調和溝通,懂得了支持和幫助是這么的重要。從這點看我的實訓設計的成功了。
四、型錄課程如何改變考核評價方式
一門課程考試決定一個學生的能力一直是高考給我們帶來習慣,我想一幅作品看學生的努力程度看效果去評價好壞還是不夠妥當,有很多學生能夠臨摹的很好,自己創(chuàng)意的東西卻少了些,而有些學生自己創(chuàng)意的,照比經典的型錄臨摹作品還是有很多不足,這就不能單單評價這個就是好的,那個就是不好的,所以我覺得應該明確教育的目的不是讓每個學生都達到什么高度,而是調動每個學生的積極態(tài)度去配合你的課程教學,所以要是想讓每個學生都有積極性,就應因材施教,因人而異設計成績積累表;比如臨摹一張作業(yè)是2分,設計一張作業(yè)是3分,那么設計能力弱的就可以臨摹兩張,每個實訓項目的作業(yè)內容都不盡相同,簡單的任務分給基礎能力弱的同學,難的設計任務給基礎好的同學,分數計做相同,只要他們動起來,才是成功的教學,設計效果突出的和制作效果突出的都加1分,保證學生探索的積極性。這樣的成績單下來,就改變了一個班級只有幾個學生做作業(yè)得情況,每個人的優(yōu)點都可能發(fā)揮出來。
五、上手能力如何設計才能體現型錄課程的職業(yè)特色
關鍵詞:通信原理;教學方法;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)13-0080-02
在高等理工科院校通信與電子信息等專業(yè)中,通信原理課程是一門十分重要的專業(yè)基礎課。本課程理論性強,概念不好理解,而且涉及到很多其他通信課程的內容,比如:隨機理論、高頻電子線路、信息論與編碼技術、擴頻技術及應用等,并且理論內容缺乏直觀表現,需要抽象的理解,相比于重點本科的學生,普通本科的學生普遍數學基礎不好,而且對理論學習缺乏興趣,學生理解通信原理的結論對于3G、4G通信的應用有一定難度,所以對于學生學習通信原理的興趣不高,因為存在上述問題,使得通信原理的教學實際教學效果不好,而且不能很好的培養(yǎng)學生工程能力。通信原理課程經過多年的教學探索,在教學方法、教學內容、教學評估等方面都逐步成熟完善[1,2],但立足于培養(yǎng)學生的工程實踐能力,提高學生的綜合用能力,特別是對于激發(fā)普通本科大學生的興趣,在減少理論學時的基礎上,加強實驗教學,是一個很重要的課題。本文對教學的160名同學進行“通信原理”教學調查,調查結果表明:由于這門課比較抽象,使得一半以上的同學認為自己該課程學得不好,該課程的內容不好掌握。特別是,不少同學反映課堂上不能理解透徹通信原理教學內容,導致布置的作業(yè)不會做。因此,為了促進學生更好地理解通信的思想,提高學生學習的積極性和主動性,鍛煉學生的工程實踐,本文從調整教學內容、改革教學方法、加強實踐教學等三個方面來實踐通信原理教學改革,充分利用實驗和虛擬實驗讓學生能更深刻的理解這門課程。
一、改革教學方法
高等教育教學體系中越來越多地強調教學中學生的主體性、教師的實踐性教學以及教師和實踐課程的協(xié)同性。以項目導向為基礎的協(xié)同培養(yǎng)教學方法是一種以工程項目為載體來進行教學,以學生為主體的教學方法;以項目導向為基礎的協(xié)同培養(yǎng)教學方法最顯著的特點就是以工程項目為載體、教師主導教學、學生成為為主體,試圖改變工科大學以往教師在臺上講、學生被動聽的消極的教學方法,創(chuàng)造學生自己參與、主動與他人協(xié)作、積極探索創(chuàng)新的新型教學方法[3,4]。通信原理的工程就嘗試應用該種教學方法以項目為導向、協(xié)同多門課程共同教學。
項目導向為基礎的課程協(xié)同培養(yǎng)教學方法,是通過組織學生參與實際的工程項目的整個過程,從項目的初始設計、實踐和過程管理,全部的教學過程都融入到整個的工程項目的實現過程中。
具體的教學實施步驟如下:
1.學生進行分組和選擇具體項目。根據學生的個人愛好、學習能力、實踐能力等特點,將學生分成若干小組。每個小組建立后需要制定各自的溝通方法,實施中的制度。由指導教師設計提出不同類型的各種項目選題,通信系統(tǒng)設計的選題、電子綜合系統(tǒng)的設計選題、通信綜合系統(tǒng)的設計選題,涉及的課程也比較多,如模擬電路、數字電力、高頻電路、編碼技術、通信原理等,然后各個小組的學生根據自身實踐能力、興趣愛好等原則確定所要完成的工程項目。
2.學生制定詳細的工程實施計劃。實施計劃是工程項目的指導方針,優(yōu)秀的實施計劃是工程項目能夠完成的前提。要求學生要確定項目的最終目標、將具體項目進行任務分解,落實到具體個人,同時還要制定工程項目的實施的時間表、具體的溝通方法、每周的協(xié)調會進展。
3.工程項目的實施。每周或每個階段實施后,主要的教學指導教師要及時跟進,要及時進行組員之間的溝通,各組之間的交流和檢查,同時進行各個項目相關課程的設計、具體的細節(jié)的解答和共同討論。指導教師要及時引導學生、督促整個工程實施順利進行。
同時在協(xié)同教學的基礎上,靈活運用傳統(tǒng)教學方法。通信原理課程,在分析高斯信道傳輸的時候,信號產生誤比特的公式時,因為誤比特公式是采用最大似然原理方法來推導的,因此在推導該公式之前,可以花一部分時間專門介紹最大似然檢測的基本原理和由來,這樣學生就能更好的學習誤比特公式。又如比較教學法,在學習四種不同的數字調制方式ASK、FSK、PAM和PSK的時候,將上述四種數字調制信號采取比較的方法,從四種數字調制信號的時域表達式與該數字調制信號的產生與解調、該信號的波形、功率譜密度及抗噪聲性能等多方面對它們逐一進行闡述。該方法可以使學生更好的理解這四種數字調制信號的特點及各自之間的差異。另外通過適當減少作業(yè)量,在課堂上實時的考察學生的學習內容,更好的了解學生掌握知識的程度。
二、調整教學內容
1.突出數字基帶傳輸和數字帶通傳輸,弱化隨機信號的理論講解,以介紹結論為主,隨機理論的學習比較困難,對隨機理論的學習通過編程的方法加強。
2.強化數字通信的內容。隨著電子技術的飛速發(fā)展,數字通信取代模擬通信已經成為了主流。移動通信已經全面數字化。數字城市的興起,智慧城市的建設,原來通信原理課程的教學內容必須進行修改,其主體內容應該調整為數字通信,同時在講述過程中介紹3G通信、4G通信的應用,這樣才能使得教學跟上技術的發(fā)展。
3.增加正在發(fā)展的通信技術內容。如現在的MIMO技術、4G技術、通信技術發(fā)展很快,教學內容涉及的比較少,為了提高學生的興趣,同時使學生能將理論知識和實際結合,應該介紹一些先進的通信技術。
三、加強實踐教學
1.充分利用開放式實驗環(huán)境。實驗和實踐教學環(huán)節(jié)是工程型人才培養(yǎng)的前提條件?,F在各個學校都實施開放式實驗室,開放式實驗室是指在非教學計劃課時內,教師和學生開展非實驗課程內容的實驗項目的實驗室。學生在開放式實驗室可以充分利用實驗室條件,開展教師提出的通信原理項目的研究,可以在教師指導下進行通信原理課外科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè),學生也可以協(xié)助教師進行通信的相關學術研究。
2.構建實踐、創(chuàng)新能力實訓平臺。通信原理課程實踐教學的目的是培養(yǎng)學生工程實踐能力。因此該課程必須構建一個實踐、創(chuàng)新能力實訓平臺。學生可以通過實訓平臺中多種實驗手段,提高自己的工程實踐能力。
(1)學院通過與公司合作,引進了一套實訓基地方案設計,面向整個信息學科的學生,融合4GLTE全領域技術、物聯(lián)網技術、移動互聯(lián)網技術以及云計算技術,整個實訓平臺由多個子系統(tǒng)組成,主要包括:終端接入子系統(tǒng)、4G通信子系統(tǒng)、網絡優(yōu)化規(guī)劃子系統(tǒng)、移動應用開發(fā)子系統(tǒng)、云計算系統(tǒng)??蓪W生進行4G網絡技能、智能終端和嵌入式開發(fā)、移動業(yè)務開發(fā)以及網絡優(yōu)化規(guī)劃、現代云計算技術等方面進行全方位的實訓和培養(yǎng)。學生在該套實訓平臺的實踐得到了很好的鍛煉,可以比較迅速地理解移動運營商、通信公司的先進技術,對提高學生學習通信原理的興趣,增強學生的工程實踐能力起到了積極的效果。
(2)利用實驗仿真環(huán)境,要求學生實現通信仿真實驗[5-7]。比如在課外布置學生進行Labview數字通信原理實驗的仿真設計,把抽象的數字調制模型通過可視化的方法展現出來,使得學生對于該部分內容的理解得到大大的加強。同時我們還組織學生開發(fā)相應的實驗項目,學生不但在實驗室完成了插線看波形的實驗箱實驗,同時還熟悉了軟件仿真實驗。對于一般學生,要求學生完成基本驗證實驗,對于自主學習能力強的學生要求完成綜合性實驗,對于有創(chuàng)新意識的學生要求完成設計型實驗。
(3)鼓勵學生結合通信原理課程知識、綜合運用通信系統(tǒng)設計知識,積極申報學校及全國的各項大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動。在通信原理課程的具體講解中,鼓勵學生運用某部分知識,充分利用學院的創(chuàng)新平臺,指導學生設計通信物聯(lián)網方面的工程項目,也使得學生對于通信原理課程的學習興趣大大提高。
(4)組織學生參觀校外和校內的通信、物聯(lián)網實驗,了解實驗室的創(chuàng)新成果。讓授課班級學生與實驗室創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目成員交流,激發(fā)學生學習通信原理理論知識的熱情、加強學生進行科技實踐和創(chuàng)新活動的動力。
四、結語
本文針對普通本科的學生,面對通信原理教學實際中存在的問題,從調整理論教學內容、改革教學方法、加強實踐教學等三個方面來實施通信原理課程教學體系的改革實踐。對于本次通信原理課程的教學實踐探索,我院在通信專業(yè)12級、13級四個班中進行了實踐,通過一系列的教學措施,使得不少同學對原本抽象、枯燥的通信知識有了更透徹的理解,激發(fā)了學生的學習興趣,促進了學生對通信理論知識的理解,也提高了學生對于通信系統(tǒng)、先進通信技術的了解。通過這次教學改革,學生的實踐情況比教師的預計要好,而且學生普遍感覺收獲很大。這次通信原理課程的教學改革探索還有很多需要提高的地方,在今后的教學過程中還需要不斷總結。
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【關鍵詞】電力拖動控制;探索;改革
1 電力拖動與技能訓練課程的特點及改革
本課程教學內容設計方面主要為理論知識和技能訓練一體化模式,同時在技能訓練一體化過程中實行項目教學模式。根據本專業(yè)所對應職業(yè)崗位的需要,將每個控制電路作為一個“項目”,打破傳統(tǒng)的電力拖動課程以知識為序列組織課程的方式,不僅有利于激發(fā)學生的學習興趣,也有利于學生專業(yè)技術能力的形成。教學方式是以原理解析――實訓操作――任務實訓――學生總結的教學模式實施教學。傳統(tǒng)教學模式是電力拖動課以理論教學為主,實訓操作為鋪,面對現狀普遍基礎較差,領悟能力不強,學習積極性不高的中職生來說,恰恰專業(yè)理論學習是一個難點,可見這種傳統(tǒng)的理論教學已不能適應現在的中職生教學,教師應探索新的以實際操作技能為主、理論教學為輔的教學方式,而不是片面要求全面地系統(tǒng)地在理論上掌握一門門課程。針對這一新形勢我們建立了完整的實踐體系。
1.1注重學生動手能力的培養(yǎng)和訓練
通過實驗、實習等實踐性環(huán)節(jié),使學生了解并掌握從事實際生產或技術工作的必要手段和方法,縮小知識轉化為現實生產力的距離。
(1)加強學生實驗能力的培養(yǎng)。實訓教學是培養(yǎng)學生應用能力的重要環(huán)節(jié)。我們在實訓課中有意識地將教學內容和實訓內容相結合,指導學生做好實驗預習。實訓課時首先由教師利用課件講解實驗內容及相關注意事項,然后學生自己動手操作,在實訓過程中教師及時指導實驗中遇到的疑難問題。以分組方式2人一個小組,改變原來教師做學生驗證的模式。為突出個性化教學特色,實踐環(huán)節(jié)做到指導教師與學生面對面具體指導,幫助學生理解題目和把握設計方向。學生在教師的指導下,根據給定的電拖電路實驗設計內容在實訓教師的指導下自己連接線路。只要總體目標達到,教師可不作特別具體的要求,讓學生多角度、多方位地思考,培養(yǎng)學生進行科學研究的能力,使他們探索性地解決所提出的實驗問題。
(2)注重教學總結。在教學環(huán)節(jié)最后也是最為重要的地方是總結。將以往的教師總結,變?yōu)閷W生總結。在實驗教學過程中會出現各種情況,導致實驗不成功,如何在不成功的實驗中發(fā)現問題找到問題,并總結是培養(yǎng)學生自主學習的要點。同時也可以讓學生發(fā)現自己是課堂的主導,與以前的“聽眾”變成了“演員”。
1.2引進多種教學方式,提高教學質量
電力拖動與訓練是一門理論與實際緊密聯(lián)系的課程。因此以崗位需求為導向,建立“行動導向、任務驅動”的教學模式,同時在教學方式上開展講述法、案例法、項目教學法和崗位引導等教學方法,取其長處進行教學,讓學生能夠真正懂得才最重要。對于初學學生,沒有實踐經驗,對實物很難有概念。要充分利用多媒體、實物模型、電視錄像和網絡資源等豐富教學內容。同時結合教學內容通過實驗和實習不斷增強對電機的感性認識,進而加強對理論知識的理解。
(1)加強課程多媒體課件建設。提高課堂教學效果。近3年,該課程靈活采用了多媒體教學手段和模擬仿真教學。編制了大量的多媒體素材,包括動畫及三維演示課件。例如運用仿真軟件可以模擬簡單電動機的正轉點動控制線路,甚至較復雜的多速電機降壓啟動等電路。在模擬軟件中學生可以在電腦上模擬連線,試運行。這樣可以減少的實際訓練操作中出現的各種電氣故障。
(2)設立創(chuàng)新校內外實驗基地。根據電力拖動教學需要及機電專業(yè)發(fā)展要求,學校除購置了基本電腦、信號發(fā)生器、穩(wěn)壓電源等常用儀器設備以外。還配置了EDA開發(fā)系統(tǒng)、電機模型、變頻器實驗室等。這使學生的創(chuàng)新科技活動和教師的教學活動有了充分的實驗平臺。這樣學生邊做實驗邊鞏固知識點,鍛煉了思考問題的能力及想象力。由被動的接收知識到主動的吸收知識。同時學生的分析和解決問題能力也得到大大的提高。為了與市場接軌,還要將學生送入校外工廠參觀的同時進行實習。增加學生的動手能力。
1.3編寫適合學校的校本教材
《電力拖動與技能訓練》課程內容不夠完善由于本課程結合的是工廠弱電控制強電較少,同時本課程中缺少工廠配電的技術要求。所以,我在教學的過程中,將國家配電要求及強電配線方法融入到教學中。同時我校根據本地區(qū)經濟特點,及我校學生特點正在編寫適合我校的校本教材。
最近幾年來,隨著華山職業(yè)技術學校的發(fā)展。國家在中職學校不斷加大投入,我校在機電類課程教學有了更好的實驗條件和實踐基地。課程組在此平臺上加強了電力拖動基礎課程的教學實踐與改革,取得了一系列教學成果。我們希望進一步借助國家示范校的有利條件,在校精品課程基礎上經過 3~5年的建設,把《電力拖動控制與技能訓練》這門課程建設成省級精品課程。
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