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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇傳感器實訓總結,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
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、機電等專業的一門重要的專業基礎課,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,并轉換為系統易于處理的電信號,微機對電信號進行處理,發出控制信號給執行器,執行器對外界對象進行控制(其工作原理見圖一所示)?,F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、醫療、工業、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、電氣等專業的專業課程。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、缺乏系統性和連續性、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化。
2、課本內容陳舊與更新速度快的沖突。隨著科技飛速發展,各種新型的傳感器及其相關技術也發展的非常迅猛。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,激發學生的創新意識、培養學生的動手能力,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。傳統的與現代的教學形式應用比較,歸結如下三點:
(1)傳統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。然后根據專業特點及學校實驗實訓設備選擇其中幾個適合本專業的模塊進行講解,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。傳感器技術具有較強的生命力和良好的發展前途,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,為將來的就業奠定良好的基礎。
參考文獻:
關鍵詞:傳感器技術;教學模式;課程改革;專業能力培養
中圖分類號:G712.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0200-01
一、引言
《傳感器技術》課程涉及機械、物理、化學,光學、材料、電子、生物、半導體、信息處理等眾多學科領域,屬于交叉學科,是一門理論性強、與工程實踐緊密結合的課程。它在本專業的職業能力培養中起著承前啟后的重要作用。在教學過程中,一方面要求學生具有扎實的基礎理論和專業知識,另一方面也要求教師引導學生從各種繁多的被測量和測量儀器中歸納出檢測技術的一些基本原理和特性,以便舉一反三、靈活應用,培養學生的綜合運用能力。
目前傳感器技術課程的教學主要有兩種方式:一為傳統的按測量原理分類介紹傳感器知識并基于理論假設項目教學,這種分類方法側重于傳感器的原理性知識掌握和傳感器改革,這跟學生走上工作崗位后對傳感器技術的應用需求不一致,且跟當前傳感器的集成化、智能化等發展趨勢相矛盾;二為以項目為載體進行教學,但是傳感器本身種類繁多,單純的以項目為載體進行教學涉及到的傳感器太少,不足以涵蓋傳感器的整體狀況,缺乏知識的系統性,不利于學生從整體上理解和掌握傳感器技術知識。因此,結合職業院校以行業為先導、以能力為本位以及工學結合等特點,本課程改革結合以上兩種方式的優點和當前傳感器技術發展趨勢來調整課程體系架構和教學方式。
二、課程改革理念
以教育部2006年16號文件精神為基準,根據我院自動化系電氣自動化專業職業崗位的能力要求來改革課程,突出電氣自動化專業學生的傳感器選型與應用的職業能力培養。本課程的課程目標為培養學生傳感器選型能力、典型測量轉換電路設計制作能力、常見傳感器安裝、檢測和維護能力;根據傳感器技術的特點和發展趨勢調整課程知識體系架構;根據該專業職業崗位的工作內容改革課程內容和能力達成項目;根據該專業職業崗位的典型工作項目來改革課程教學方法和手段。
三、課程改革思路
根據我院自動化系《電氣自動化專業人才培養方案》確定的職業崗位群,面向西部電氣電子電器產業,本課程改革采用工學結合的方式,注重學生素質培養,主要作了以下幾方面的思考與改變:
(一)課程目標的改變。從傳統的著重講解傳感器結構、原理與應用向培養選型、改革和制作具體傳感檢測電路的能力上轉變。
(二)課程體系的改變。從傳統的通過按測量原理分類介紹傳感器以及前些年的純粹以項目為導向學習傳感器轉變為按被測量(即功能)來實施傳感器的教學,以使學生在了解傳感器工作原理、特性的基礎上,容易根據測量對象來選擇傳感器;引入典型的實際工程應用項目,指導學生應用選擇的傳感器進行信號處理電路改革和應用。
四、教學模式的設計
采用系統性知識教學與模塊化教學相結合的方式,真實產品作引導、任務驅動組織教學工作,以學生為中心,小組合作為基礎,在真實的環境下完成傳感器技術的學習性工作任務,培養學生適應職業崗位的工作能力,實現與工作崗位零距離接觸。
五、多種教學方法的運用
在典型傳感器工程應用學習項目中,每個都是一個完整的工作過程,學生都會經歷“資訊(信息收集)決策(擬定方案)計劃(制定實施細則)實施檢查評估總結分析提高)”六個階段,老師帶著學生完成六個階段的工作任務,手把手教學生怎樣做,讓學生體會每一階段具體工作任務,為走向工作崗位、參加工作積累經驗。
在具體的理論、實訓教學中,引入多媒體教學手段,討論法、演講法和反思法等微觀教學法的交替使用,使教學過程豐富多彩,并且充分運用引導文等行動導向教學法,使得學生學習主動性、進取心大大增強。
六、結論
本課程改革秉承“以行業為先導、以能力為本位、以學生為中心、根據實際工作所需確定教學內容”的理念,以服務為宗旨,以就業為導向,走產學結合發展道路,融“教、學、做”為一體,強化學生職業崗位能力的培養開發。整個課程以傳感器的典型技術、典型應用為主線,建立了按被測量(即功能)介紹傳感器技術知識和以具體工程應用項目為單元、以典型控制項目為載體的課程內容相結合的結構。理論教學方法與實訓鍛煉相結合激發了學生學習的興趣,提高了教學效果,使學生掌握了傳感器技術的基本理論同時,學習鍛煉了根據要求實施傳感器選型、典型測量轉換電路設計制作、常見傳感器安裝、檢測和維護等能力。
參考文獻:
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[2]馮成龍.試論高職院校《傳感器技術及應用》課程的教學改革[J].職業教育研究,2007,12
關鍵詞:電子技術 綜合應用 項目課程 開發
如今,電子技術已經成為各個行業發展的基礎,為了更好地適應社會發展的需求,筆者學校電子技術應用專業本著以提高學生素質為基礎、以提高學生職業能力為本位的目標,進行綜合應用項目課程的開發與實施,有效推進了該專業的教學改革。
一、項目課程開發指導思想
項目課程開發貫徹“全面推進素質教育,以就業為導向,以能力為本位”的職業教育理念,為適應中等職業教育人才培養模式、教學模式、評價模式的改革需要,按照“教育與產業、學校與企業、專業設置與職業崗位、課程內容與職業標準、教學過程與企業生產過程”對接的教學改革要求,更新教材內容,增強課程的針對性、實踐性和實用性。
二、電子技術綜合應用項目課程的開發
1.確定人才培養規格,制定課程目標
筆者學校根據崗位群的勝任程度、必備的專業技能和專業素質制定電子技術應用專業畢業生業務規格,并根據人才培養規格,制定綜合應用項目課程目標。
(1)電子技術應用專業畢業生業務規格。具備簡單的電氣識圖能力和電路分析能力;具有較好的焊接技能,掌握嵌入式系統、FPGA、DSP、BGA先進的封裝與安裝方法;掌握常見儀器儀表的使用技能;有一定的線路應用設計能力,掌握電子電氣自動化控制理論、可編程控制技術和單片機控制技術,能運用Protel軟件繪制電路原理圖,能正確設計PCB印刷電路圖;掌握專門化自動控制儀器設備的使用技能;了解行業工作流程,掌握管理標準(如ISO9000、7S等),能解決本專業的一般技術問題,具有一定質量評估能力;具有較強的團隊合作和吃苦耐勞精神,具有創新精神、實踐能力和較強的適應職業變化的能力;具有多途徑獲取信息、處理信息和技術交流的能力;取得與本專業工種相關的1~2個中級工以上職業資格證書;具有從事本專業工作的安全生產、環境保護、職業道德等意識和忠于職守的敬業精神。
(2)制訂課程目標。通過學習,了解電子產品的設計和制作的一般過程,掌握用Protel軟件繪制原理圖和PCB圖,掌握電子電路的安裝調試方法,掌握相關資料的查閱方法和途徑(書籍、手冊、圖書館、網絡),能讀懂簡單的電子電路,能設計簡單的電子電路,正確選用元器件和材料,提升學生的綜合能力。
2.根據課程目標,演繹學習領域
電子技術綜合應用學習領域主要包括輸入信號、信號處理電路、控制對象及輸出信號三大塊內容。其中輸入信號有開關信號、溫度信號、磁信號燈7個內容;信號處理電路有放大電路、比較電路、延時電路等10個內容;控制對象及輸出信號有控制對象、顯示對象等4個內容。
3.精心設置項目,構建課程體系
通過工作任務分析,把本專業所對應的職業或職業群中需要完成的任務分解為若干個實訓項目課程,設置與現實場景相近的九個電子技術綜合應用學習項目,包括直流穩壓電源項目、多量程直流數字電壓表項目、水位控制器項目等,并根據項目構建相關課程知識體系,涵蓋學習領域知識和能力目標。如直流穩壓電源項目,涉及串聯型穩壓電源的工作原理、印刷電路板裝配、電路安裝調試等知識和Protel軟件應用能力。
4.構建內容框架,編寫項目內容
以《水位控制項目》為例。
(1)設置情境,提出問題。項目的提出需要考慮問題來源于實際,難度應符合中職學生的學習能力和知識結構要求,解決的方法應符合專業要求。水位控制項目問題的提出要設置以下情境。
某一區域的地勢比較低,下雨經常會積水,需要建立一個泵房,一旦積水超過一定的水位就需要用水泵把水抽出?,F在需要一個控制電路自動完成這樣的操作,實現對水位的自動控制。該水位控制器的具體要求是:通過水泵把水位控制在一定的范圍之內,水泵的功率為5kW;水位一旦超過警戒水位,水泵開始運行,直到水位降到低水位時水泵才停止運行。
(2)問題分析,情境轉化。電子線路本身只能處理電信號,也就是說只能處理電量信號,如電壓、電流、電阻等。而現實生活中大量需要處理的問題是非電量信號,如溫度、壓力、流量、位置、長度、重力、光量、磁量等。對于電子線路而言,處理非電量都需要專門的裝置――傳感器。傳感器的作用就是要把非電量信號轉變為電信號。本項目中水位的高低就是一個位置信號,必須用傳感器把水位高低的位置信號轉變為相應的電信號,才能用電子線路對該信號進行處理,然后驅動水泵控制水位。
水位的檢測有多種方法,但用電子線路來處理就離不開傳感器。由此引出傳感器的概念,介紹有關傳感器的相關知識,把傳感器技術這些新知識融合到項目中,而不是單獨地設置傳感器技術課程。本項目側重于實際應用。
(3)形成框架,編寫內容。首先,確定關聯知識。學習傳感器技術中相關新知識,復習模擬電子技術中運算放大器的知識和應用、數字電子技術中的觸發器知識和應用、三極管構成的驅動電路、小型直流繼電器的相關知識和應用、 電動機的(水泵)的工作原理。其次,形成知識框架。提出問題到分析問題(包括傳感器基本知識的學習、項目電路分析和電路元器件的確定),再到用Protel軟件繪制電路原理圖、印刷電路板的繪制、安裝調試本項目電路、項目總結。最后完成項目內容的編寫。
5.合理確定課時,核算實訓成本
本課程應安排在電工基礎、電子線路、電子線路技能實訓、計算機基礎等課程學習之后,即安排在高二下學期和高三上學期,周課時在16節以上(其中不包括給學生一定的自由支配時間),用一年的時間完成學習任務。完成一個實訓項目,除學校提供的實訓條件之外,學生自備電子線路實訓工具一套及電子元器件和材料,電子元器件和材料成本核算約為50元/項目(套)。
三、電子技術綜合應用課程的特色
1.基礎性促進專業能力提升
課程內容涵蓋專業的基本知識與基本技能,融入解決問題的基本方法,能有效促進學生專業能力的提升。一是涵蓋基礎理論知識。在項目中包含了如電工基礎、電子技術基礎、傳感器技術等學科的基礎知識,知識的呈現自然融合在各個項目中。二是涵蓋基礎技能。在項目中包含現有電子技術應用專業應具有的專業技能,如電子產品的焊接裝配技能、常用儀器儀表的使用技能、常用電子裝配設備的操作技能等。三是融入解決問題的基本方法。在項目中呈現了問題的背景、解決問題的思路,要求學生在項目的信息收集、計劃、決策、實施、總結等環節中去發現問題并提出解決問題的方案,在體驗實際工程產品(項目)生產的過程中,掌握解決問題的基本方法。
2.整合性凸顯職業教育特點
課程將傳感器技術、電子技術、單片機技術、計算機輔助設計技術和電動機電氣技術等相關內容進行有效整合,并注重項目之間新知識的銜接與梯度,使開發的綜合性項目課程實現多學科知識與技術相互融合,并將理論與實踐有機結合,將關鍵的知識點、基本的技能融合在完成實踐項目的過程中,綜合性強,徹底打破了學科體現的課程模式,凸顯鮮明的職業教育特點。
3.職業性突出職業能力培養
課程以電路分析、設計、制作、安裝和調試能力為基本目標,通過任務引領項目活動,以工作任務分析為項目涉及的源頭,以產品和操作程序為邏輯線索展開,緊緊圍繞完成工作任務的需要來選擇和組織課程內容,實現工作任務與知識的有機結合,并以知識性、趣味性、實用性和產品化為特征,讓學生在職業實踐活動的基礎上掌握知識,增強課程內容與職業崗位能力要求的相關性,能有效提高學生的職業能力。
4.實踐性實現多元培養目標
項目課程的實踐性,能有效實現知識、技能和能力等多元培養目標。如水位控制項目的知識培養目標為:學習傳感器技術新知識,應用電子技術基礎中的驅動電路、觸發器,以及電動機(水泵)的工作原理等原有知識,提高學生學習的興趣和應用能力。技能培養目標為:應用Protel軟件繪制電路原理圖、印制電路板圖,編制采購清單、安裝、調試電路。能力培養目標為:以小組合作的方式,通過網絡、圖書館、書店、詢問等渠道完成資料和信息的收集、元器件采購、電路安裝與調試等,培養學生的職業能力。
5.先進性體現電子技術新發展
在開發的課程中,融入技術更新與產業升級帶來的電工電子新知識、新技術、新材料、新工藝,較好地把握基礎知識與新技術的銜接和知識的延伸,適應新產業、新工種的需求。例如融入單片機、傳感器、貼片元件等新技術、新器件的應用。在電子電路設計與制作中,從分立元件電路轉向集成電路,加強對集成電路方面知識的學習與應用,弱化對集成芯片內部電路的分析,突出集成電路外部特性和功能應用等,充分體現了課程的先進性。
總之,電子技術綜合應用項目課程開發與實施,是中等職業學校教育教學改革的發展方向,它必將帶動職業教育教學改革的整體推進。隨著項目教學的不斷深化和發展,教學實施過程體現了“以能力為本”的價值取向,培養出來的人才必將更好地適應社會的需要。
參考文獻:
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[2]馬成榮.職業教育項目課程的有效實施及其推進策略[J].中國職業技術育,2006(21).
摘 要:單片機成本低、種類多應用廣泛,應用人才需求量大,高職院校在計算機應用類職業人才培養中大多開設單片機應用類課程。專業實訓是高職人才培養中的重要一環,包括了從知識準備到實訓器材選擇、從程序設計到電路設計等環節。實訓中用到了MSP430單片機、DS18B20溫度傳感器,DS1302實時時鐘芯片、LED數碼管、蜂鳴器、12864多功能液晶顯示模塊,對學生的訓練較為全面。
關鍵詞:MSP430單片機;溫度計;實訓
1 概述
單片機應用廣泛,成本低,種類多,功耗低,能夠方便地組裝成各種智能的控制設備,能夠完成相對比較復雜的控制任務,環境適應性較強,可以很方便的實現多機和分布式控制,已成為微型計算機的一個重要分支,發展速度極快。單片應用人才需求廣泛,高職院校在計算機應用類職業人才培養中大多開設單片機應用類課程。專業實訓是高職人才培養中的重要一環,包括了從知識準備到實訓器材選擇、從程序設計到電路設計等環節,對提高學生實踐能力起到了重要作用。
2 實訓設計與要求
本實訓采用現技術已比較成熟且難度適中的“數字溫度計”制作作為實訓內容。根據系統的設計要求,選擇DS18B20作為溫度傳感器,可以省去采樣/保持電路、運放、數/模轉換電路以及串/并轉換電路,可以有效簡化電路,縮短系統的工作時間,降低了實訓難度。選擇MSP430單片機為測控系統的核心來完成數據采集、處理、顯示、報警等功能。本實訓采用MSP430單片機作為核心部件,MSP430系列單片機是一種16位的單片機,相對于8位的51單片機來說,它具有功能豐富、較大的內部RAM和程序存儲空間,適合開發較復雜的系統。采用C語言開發,程序更容易編寫和較好的可讀性,可以大大提高軟件開發的工作效率。
溫度傳感器DS18B20把所測得的溫度發送到MSP430單片機上,經過單片機處理,將溫度在LED數碼管以動態掃描法實現顯示。系統由主控制器、測溫電路和顯示電路3個模塊組成。
對學生實訓具體要求如下:
(1)熟悉各元器件原理與使用方法,編寫程序,實現以單片機為核心器件,使用溫度傳感器采集溫度,通過LED數碼管顯示器顯示溫度值。
(2)編寫程序,通過液晶顯示模塊實現漢字和溫度值輸出顯示,實現溫度報警功能。
(3)設計制作獨立完整實驗電路。
3 實訓器材
采用MSP430-DEMO16X開發試驗板,單片機的所有引腳都已經引出,便于學生進行擴展試驗,并對實驗的原理、實驗環境配置和源程序都進行了詳細的說明。使用IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成開發環境。
MSP430-DEMO16X開發試驗版集成了MSP430F169單片機、MAX7219顯示驅動器、DS18B20溫度傳感器,DS1302實時時鐘芯片、LED數碼管、蜂鳴器等器件。為進一步提高實訓的難度增強實訓效果,還需準備1062液晶顯示模塊和12864多功能液晶顯示模塊各一塊。
4 實訓過程
(1)知識準備階段。在之前的教學過程中和在實訓的開始階段讓學生熟悉MSP430-DEMO16X開發試驗版的結構使和用方法,各應用元器件的原理、功能、各引腳作用,各元器件之間的連接方法。
(2)程序設計階段。由于MSP430-DEMO16X開發試驗版已將各器件進行了連接,在熟悉硬件后即可指導學生進入程序設計階段。
系統程序主要包括:①主程序。主要功能是負責溫度的實時顯示,讀出并處理DS18B20的測量溫度值;②讀出溫度子程序。主要功能是讀出隨機存儲器中的內容并進行校驗;③計算溫度子程序。計算溫度子程序將讀取的值進行十進制的轉換運算;④溫度轉換命令子程序。主要是發溫度轉換開始命令;⑤顯示數據刷新子程序。主要是對顯示緩沖器中的顯示數據進行刷新操作,進行顯示移位操作。
在這個過程中要詳細講解各部分程序的功能,并給出流程圖。讓學生在IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成開發環境中編寫程序,寫入單片機,在實驗板中進行實驗。在此過程中,教師要以答疑為主,不要參與學生具體程序的編寫與修改,要充分發揮學生的主觀能動性,讓學生相互協作交流。根據多年的教學經驗,或是因輸入錯誤或是因邏輯錯誤,必然有相當數量的學生編寫的程序無法在實驗板中運行或是能夠運行但不能正確顯示結果,所以要在程序設計階段開始后的一個較為合理的時間點,給出條理清晰可執行的參考源程序,讓學生能夠對照查找問題所在,提高應用能力。在給出源程序前應先讓學生上交各自編寫的程序,作為實訓成績評定的一個依據。
(3)鞏固提高階段。在學生能夠編寫程序在LED數碼管中正確顯示溫度后,讓學生使用液晶顯示模塊實現漢字和溫度顯示。這個過程主要是鞏固溫度采集與處理部分的知識,掌握液晶顯示模塊的使用和編程輸出。教師要在之前教學過程教授的知識基礎上詳細講解液晶顯示模塊的連接方法,并給出應用實例和參考程序,在此基礎上讓學生,設計液晶顯示電路和編寫液晶顯示程序,在程序中加入溫度判斷功能實現溫度報警,并顯示報警原因。
(4)電路設計與實現階段。這個過程學生讓學生離開實驗板,自行設計制作電路,實現MSP430單片機、DS18B20溫度傳感器,DS1302實時時鐘芯片、蜂鳴器、12864多功能液晶顯示模塊的位置設計與引腳連接,指導學生進行電容、電阻的選用和電路板的焊接等實訓內容,這個過程對學生的訓練較為全面,真正實現理論到實踐應用的轉變。這個過程不要求所有學生都能蚴迪鄭可作為成績評定的另一依據。
【關鍵詞】檢測技術與應用;項目教學;高職
1.前言
項目教學法是師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動,它是“行為導向”教學法的一種。姜大源提出“學習領域課程開發的基礎是職業工作過程,由該專業相關的職業活動體系中的典型工作任務導出全部職業行動領域,再由行動領域導出學習領域,并通過適合教學的學習情境使其具體化”,而“在學習領域的課程方案中是通過具體的學習領域轉換為學習情境,如項目教學、案例教學等來實現[1]。
2.《檢測技術與應用》項目教學方案
2.1 項目課程的內容
《檢測技術與應用》是檢測技術及應用專業的核心課程,本課程貫徹工學結合教學理念,實施以應用為導向的教學模式。貫穿啟發式、指導式、探究式教學法,培養學生獨立分析、實踐、探究問題能力。充分利用實驗實訓環境與設備,將課堂理論教學與實驗實訓相結合,打造一體化課堂。授課時理論聯系實際,從實際應用案例分析出發,從結構、原理入手,著重分析各種結構圖、原理圖,用實驗驗證加深理解,從學會各種傳感器原理、特點及應用范圍。主要內容包括檢測技術的基本知識、溫度測量、環境狀態檢測、位移檢測、檢測技術的綜合應用等五個項目?!稒z測技術與應用》項目教學內容如表1所示。
2.2 課程的考核
課程的考核要有利于職業學校學生的綜合職業能力的培養,應側重于對學習者能力及綜合素質的考查。我們采取形成性考核、總結性考核相結合的方式進行考核??己藰藴嗜绫?所示。
2.2.1 形成性考核
(1)平時作業考核(100分,占比為20%)
全學期布置作業不可以少于4次,并要求全批全改,以百分制進行作業評價,不交作業者不得分。本項得分為:總分/4*20%。
(2)課堂表現(100分,占比為20%)
每人的基礎分為25分,具體加減分規定視具體情況而定:
(3)課程項目考核(100分,占比為60%)
全學期學生將開設5個課程設計項目,教師全方位觀察每一個學生的每次項目實施全過程,注重學生的項目設計和操作能力培養。項目考核分過程考核和書面報告考核,分數的分配為:項目驗考核=過程考核(75%)+書面報告考核(25%)。
2.2.2 綜合性考核
(1)題型構成與分值:
命題設計:考查學生對自動檢測系統的理解,各種傳感器的原理的掌握與應用程度。占全部試題的30%左右。
上機實踐:考查學生的上機調試能力與故障檢測與維修能力40%。
分析與總結:考查學生設計、繪圖、上機實踐等過程所面對問題的理解、分析與總結能力。分值占全部試題的30%。
(2)考核用時:100分鐘。
3.項目課程建設的必備條件
3.1 實驗實訓場所
職業教育要側重實踐教學,必須配備項目教學的場所及實訓器材。本項目課程教學場所有10套檢測技術實訓臺(按一個班50人規模配置),60套傳感器實驗模塊,能夠滿足本課程的實驗實訓需求。
3.2 師資力量
本課程擁有具有學術水平高、教學效果好、結構合理的教師隊伍;具有先進的教學思想,教學內容能充分反映學科前沿成果并不斷更新;具有鮮明特色的、符合素質教育的教學方法,教學手段先進;具有一套完善的立體化教材,完備的教學設施,良好的教學環境;具有健全的課程教學管理規范。
3.3 教材的選用
目前符合項目課程要求的教材比較少,必須要組織課程組力量,開發出與實訓設備、項目任務相配套的校本教材、電子教案及課件,并攝制了部分項目的授課錄像供學生課余時間學習。
4.總結
通過《檢測技術與應用》項目教學提高了學生的應用能力、激發學生的創新思維、培養了學生合作精神。在項目創作的過程中,學生們把以往課堂上學習到的知識綜合利用,轉化為一種創作能力。學生們解決問題的能力、創新能力、動手能力都有了提高,并且還培養了學生吃苦耐勞、寬容、合作的品質。這為學生走出校門,快速融入社會奠定了堅實的基礎??傊敬握n程的改革研究還存在一些不足,需要我們進一步探索和研究,不斷完善,努力使課程教學內容既符合企業需求又具有可操作性。
參考文獻
【關鍵詞】就業市場;光電;光機電一體化平臺
隨著光電行業的快速發展,其已經在社會生產的各個領域中占有舉足輕重的地位,大力發展光電產業是國家高新技術發展規劃中的重要組成部分。光電專業旨在培養符合光電行業發展和企業需求的光電顯示技術方面的高級專業人才,但隨著社會的發展和科技的進步,要求高等院校培養的學生必須是基礎扎實、專業能力強、綜合素質高、具有創新精神和國際視野的復合型人才。而傳統的高等教育模式,偏重專業理論學習,弱化了實踐環節的訓練,導致培養的學生動手能力不強,發展后勁不足,難以滿足社會和企業的需求。因此,培養具有實踐能力和富有創新精神的高級專業人才,是企業期望,社會認同,學校努力的共同目標。如何在各門基礎和專業課程、實驗課程、課程設計中培養學生的綜合能力、創新設計能力和工程實踐能力,是一個復雜的系統工程,也是眾多高校所面臨的共同課題之一。因此對光電專業的實踐進行研究,探索新型實踐教學內容、方法及組織管理模式,可以進一步提高光電專業學生的培養質量,培養出具有實踐能力和富有創新精神的高級人才。
“光機電一體化測控系統綜合實訓平臺”是依據上述要求而提出的。其要求測控實訓接近實際工業生產測控現場,又要針對教學及實訓目的進行理論及技術高度提升,強化光機電一體化測量與控制系統的工作原理分析,提高光、機、電、計單元設計、系統安裝與調試能力。
一、實踐動手能力的需求
實踐教學環節是光電專業教學中的一項重要內容,在培養和提高學生的綜合動手能力方面起到至關重要的作用。江蘇省常州工學院光光電工程學院設立于2006 年,現有學院目前下設測控技術系、光電工程系、新能源工程系三個系,24個教學班,目前學院已有900余名本科畢業生活躍在各企事業單位從事光伏、測量與控制領域內相關技術、科技開發、應用研究、運行管理等方面的工作。根據學生就業信息反饋和相關的市場調研,當前就業市場對學生的綜合素質要求越來越高,不僅要求學生理論功底扎實,而且越來越看重實踐動手能力。光電專業學生一般具有較強的光伏、測控方面的理論知識,但缺乏電子技術類相關能力,而學生實踐能力的培養需要各方面的訓練條件和機會,因此對于實踐環節硬件建設提出了新的課題。這是當前光電專業培養過程中必須要解決的課題,也是國內其他學校同類專業所面臨的共同課題。
常州工學院在現有的實驗室硬件環境基礎上,整合資源,借助科研平臺,積極發揮教師主動性,研制出光機電一體化平臺,讓學生能夠更好的理論聯系實踐,學以致用。該平臺將研究與理論教學內容緊密結合、充分發揮現有實踐教學硬件條件的實踐教學內容體系和培養模式,是解決理論和實踐統一的有效途徑。
二、光機電一體化測控系統綜合實訓平臺
光電相關專業的課程既要求學生掌握傳感器、工程光學、控制工程、計算機控制技術、誤差理論與數據處理、信號分析與處理的基礎理論知識,又要求學生能夠利用測控儀器技術、光電測試技術、自動檢測技術解決一些實際問題。目前大多數高校光電專業學生都只停留在基礎理論知識的學習上,缺少親自利用光電測控處理方法解決實際問題的訓練環節,更缺乏學生進行創新實驗的條件和環境,嚴重影響了教學的質量和效果,不利于培養學生的實際動手能力和創新思維能力。鑒于上述原因,在研究和技術積累的基礎上,研制一種低成本、高精度、可擴展、基礎性與創新性并舉的光機電一體化測控教學創新實驗平臺,對提高教學質量和培養創新型人才是十分必要的。
該實訓平臺由激光測距裝置、二維可控傳送機構、單片微機控制器、數據采集卡、數控信號驅動器、上位監控計算機、系統測控軟件及下微機測控數顯器等組成。通過本系統實訓,讓學生可以掌握測控系統的全過程的綜合知識和技術,包括信號測量技術、信號處理技術、運動驅動技術、系統仿真技術、上下位機通信技術、電子線路設計技術、計算機監控界面設計技術、系統設備安裝與調試技術。
1.平臺原理。光機電一體化測控技術綜合實訓平臺基于激光三角的原理實現,其通過激光三角測量能夠實現微小位移的精密測量。該平臺采用非接觸式測量,可以方便無損地測量被測物的厚度。該技術開發的檢測儀器也可廣泛應用于太陽能電池片測厚、印刷電阻測量、汽車四輪定位、造船、機械、石油、化工等行業的精密測量。
2.平臺組成和各部分功能。光機電一體化測控技術綜合實訓平臺主要由C型支架、激光測量裝置、二維可控傳送機構、測控箱、下位機測控數顯器、計算機及系統測控軟件等組成。C型支架主要支撐傳感器測量裝置往復掃描運動,由絲杠帶動。激光測量裝置安裝于C型機構上下兩端。二維可控傳送機構主要模擬實際鋰電池生產線薄膜的平面運動,控制被測物移動,由絲杠帶動,光柵位移實現測量。測控箱內包含下位機控制器、電源、傳動電機驅動、傳感器信號驅動和上下位機數據采集卡通訊接口。下位機測控數顯器能在脫離上位機時,實現系統測控與液晶顯示。計算機包括數據采集卡和人機界面軟件實現數據測量、分析和顯示。
3.平臺主要技術指標。測量范圍:26-34mm;測量精度:1%;顯示分辨率:1um;傳感器測量掃描行程:0-450mm;被測物體傳送行程: 0-350mm;傳送裝置光柵位移數字測量:0~300mm;具有上下位機獨立的測控與顯示:被測物平均厚度、被測物瞬間厚度、實時測量曲線顯示、報警等功能;帶有系統仿真、數據處理模塊;提供測量及監控系統軟件源代碼;供電要求:額定電壓交流220V;額定功率小于2kW。
此外,平臺間通過網絡互聯,可自動生成實驗報告、保存實驗數據、管理和考評成績。
4.平臺實訓項目。本平臺提供7個難易程度不同的實訓項目。實驗一為基于Visual Basic/Matlab的串口通信。主要實現上下傳感器采集數字信號和計算機之間的串口通信,并通過相關工具軟件實現數據的采集和實時顯示。實驗二為基于Matlab GUI實現上位機監控界面的編程設計。該實驗需要學生掌握Matlab的基本功能和人機界面的實現。需要學生合理布局并設計完整、合理、直觀、漂亮的人機界面圖。實驗三為靜態厚度高精度測量和控制。主要讓學生掌握差動式激光傳感器靜態測厚原理、了解靜態測量誤差的來源和抑制方法并采用Matlab人機界面實現靜態被測物的厚度測量。實驗四為二維動態厚度高精度測量和控制。主要讓學生掌握差動式激光傳感器動態測厚原理、了解動態測量誤差的來源和抑制方法并采用Matlab人機界面實現C型機構不同掃描速度下動態被測物的厚度測量。實驗五為多種測量數據軟件的處理設計。主要讓學掌握Matlab常規濾波方法:比如算術平均法、中位值濾波法、滑動平均法和中位值平均等濾波法。實驗六為二維高精度絲桿傳動和步進電機驅動控制。該實驗主要基于匯編語言和C語言實現單片機對絲杠和步進電機驅動控制。實驗七為下位機測控與顯示界面設計。學生主要掌握單片機C語言的編程,圖形液晶驅動程序的編寫、步進電動機驅動控制原理和按鍵掃描程序的編寫。
通過實驗一到五使學生能夠深入理解和扎實掌握有關傳感器測量、單片機控制、串口通信和軟件實現等方面的基礎理論知識,同時也使學生對工業自動生產線的產品檢測判定模擬過程有直接的感受;實驗六到七可以培養學生敢于挑戰光機電一體化平臺的技術難題,提高學生獨立解決技術難題的能力,從而增強學生的探索興趣和創新意識。
三、總結
光電專業學生一般具有較強的光伏、測控方面的理論知識,但缺乏電子技術類相關能力,而從就業信息反饋和市場需求來看,要求學生在學校的實踐能力適應未來工作崗位的需求,上述對于學校實踐環節硬件建設提出了新的課題。結合與企業的科研項目,通過構建“光機電一體化測控系統綜合實訓平臺”,既模擬實際工業生產測控現場,又可針對教學進行理論和技術高度提升,強化光機電一體化測量與控制系統的工作原理,并提高學生分析、光、機、電、計單元設計、系統安裝與調試能力。通過實際實踐課程、畢業設計課程的實施效果來看,學生在較短的時間內系統地學習了光機電軟件等相關知識,大幅提高學生理論聯系實際的能力,提升了學生在后續理論學習的興趣。此外該平臺不僅適合光電專業學生實踐操作的實施,也適合于電子技術類和機電專業學生的學習。
【關鍵詞】機加工;刀具刃口;溫度實時探測
1 靈感挖掘
在《刀具》這門功課的備課過程中,我發現許多學生不能較好的了解刀具溫度隨著刀具在切削過程中的變化,尤其是枯燥的文字說明更是顯得蒼白無力,即使通過形象的幻燈片模擬展示來介紹溫度隨著刀具切削過程的變化而變化,還有很大一部分學生依然覺得不客觀,不形象,不能切實體會到溫度在刀具切削過程中是如何變化的。鑒于此,我和我的團隊就發出“如何讓學生能夠和刀具互動,實現不同的溫度展示?”“如何與我們的生產實習結合的更加緊密,讓學生在生產實踐中產生的問題,就是我們專業基礎課需要解決的問題?”帶著這些問題,我們開始了嘗試。
2 開發過程
為了更好地完成任務,我們團隊將上述的兩個問題結合起來考慮,即,不僅要在實訓過程中產生我們的開發成果,而且要能夠讓學生在實訓工程中能夠與我們的開發儀器進行互動,讓我們的學生置身于實時溫度探測儀中。在開發過程中,我們一共經歷了如下以下幾個環節。
2.1 如何確定刀具溫度數據源的產生方法
由于本課題研究的目的是為了測試刀具在實際加工過程中產生的溫度,為了精確收集來自刀尖切削熱的熱量,我們大膽采用了刀具直接固定在刀架上,通過刀具對工件進行實際的切削加工,在切削過程中產生熱量,并且加以收集,從而實現溫度的實時測試和顯示,這樣做的好處是,它能夠形象地給學生帶來形象而客觀的理解,尤其使得學生對刀具切削原理知識的了解打基礎。具體操作方法是將刀具牢固準確地裝夾在刀架上,通過溫度感應器連接到芯片上,實現溫度實時監測。
2.2 確定刀具刀尖切削部分溫度傳遞到傳感器的方法
為了提高溫度傳遞精確度,在刀具刀尖部分,我們采用了熱導率極高的物質材料作為傳感器與刀尖材料的連接物質,該物質的導熱性好,且耐高溫,固定傳感器牢固,尤其適用在刀具連續不斷震動的場合,且能精確傳遞刀尖產生的熱量,即使在使用的過程中,有所破損,我們還可以將它進行補充,并不影響整個傳感器的工作過程。
2.3 確定刀具溫度的顯示方法
刀具溫度的顯示是該創新作品的點睛之筆,溫度測量對實時監測和安全生產具有重要的意義,在工業生產中,為了高效、安全生產,必須有效控制生產過程中的諸如溫度、流量、溫度等主要參數。由于溫度控制在生產過程中起著決定性的安全作用,基于51單片機的溫度測量系統具有準確率高,響應速度快,可擴展性好,價格便宜等多方的有點,因此采用該單片機進行溫度測量。
首先需要考慮的是溫度傳感器,溫度傳感器是溫度檢測系統中的重要組成部分,由各種溫度敏感元件將被測溫度信號轉換成容易測量的電信號作輸出,給顯示儀表顯示溫度值,或供控制和報警使用。本次設計采用的是 MD-PS002型溫度傳感器,具有體積小,量程大等優點,應用領域有汽車的胎壓測量,工業方面的空氣溫度車齡,消費品方面的高度計,和醫療電子方面的血壓計等。
差模信號經過該放大電路后多倍后,共模信后得到了有效的抑制。模數轉換器模擬量輸入通道的任務是將模擬量轉換成數字量。能夠完成這一任務的器件稱之為模數轉換器,簡稱A/D轉換器。本次設計的中A/D轉換器的任務是將放大器輸出的模擬信號轉換為數字量進行輸出。這里A/D轉換器采用ADC0804, ADC0804的8位并行接口A/D轉換器。最高工作頻率為400MHz,無論是分辨率還是速度都滿足本次設計的需求。
而實際的顯示界面,我們采用了VB的人機對話接口,它編程簡單,人機互動效果好,并且能夠根據個性化需要進行改進,能夠滿足后期改進需要。
3 本產品的使用方法簡介
步驟一,打開刀具切削刃口實時溫度檢測軟件。
步驟二,將待測量刀具帶有傳感頭的USB插頭插入電腦的USB插孔,電腦將自動安裝驅動,并且啟動程序。
步驟三,點擊按鈕,在彈出的選項框中填入參數,一般波特率不用改變。默認即可(端口在系統設備管理器中可以查看)。
步驟四,點擊測試連接按鈕,可以建立連接,可繼續下一步操作。
步驟五,點擊確定后保存設置。
步驟六,打開連接,連接成功,可以點擊監控按鈕開始監控,這時可以在軟件左下角看到實時的溫度信息。
步驟七,在車床刀架上安裝刀具,并在開始切削加工前點擊軟件中屏幕上的波形圖開始運動,并且記錄數據。
步驟八,當車削結束之后點擊停止記錄即按鈕即可保存此次測試數據。
步驟九,如果需要查看記錄并且保存,可以點按鈕。
步驟十,詳細記錄繪制界面點擊此次試驗數據,如需調整繪制圖形的疏密程度,程序將會自動重新繪制實驗數據,并自動保存為圖片格式,下次測試將默認此次設置。
步驟十一,關閉繪制窗口,返回主界面。
關鍵詞:項目式教學;傳感器;教學項目
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)23-0107-02
Implementation of the Teaching Project in the Sensor Curriculum
Luo Zhencheng,Zhang Guizhi,Wang Guangquan
(Zhangjiakou Vocational and Technical College,Zhangjiakou,Hebei 075000)
Abstract:The sensor is one of the technical curriculum in the course system,The traditional teaching method has been usually used in teaching process,whichis lack of the students' ability training in learning and innovation。In order to adapt to the development of the vocational education,the project-oriented teaching method which focuses mainly on training students' learning ability and knowledge application ability has been used in the teaching activity。This paper illustrated the project-oriented teaching design principle、implementing process and practical effect by the example of sensor Curriculum。
Keywords:Project-oriented Teaching Method;sensor;Teaching Project
一、引言
《傳感器》是講述將各種參數轉換為電量的方法的課程,也是電氣類、機電類專業開設的職業技術課,課程的內容多、課時少、知識面廣,涉及機械學、化學、生物學、電磁學等學科知識。由于課程的內容多,章節之間聯系少,利用傳統的教學方法在完成本課程的教學后,學生難以達到課程的教學目標,難以掌握課程的重點,考試的成績不理想。改變教學方法是本課程改革的必然。
近些年,項目教學法由于在教學過程中突出學生的主體地位,注重學生的自主學習能力的培養,在我國教學改革中被廣泛地采用。項目教學法是學生以小組的形式通過協作完成給定的教學項目,在教師引導下學生獨立地完成項目的資訊、計劃、決策、實施、檢查、評估,這也是通常大家說的“六步教學法”。項目教學法將“教師講、學生聽”被動的教學模式變為“以項目為載體,教師引導學習,學生主動實踐”的教學模式。
將項目式教學法在《傳感器》課程中應用,突出教學過程中的難點和重點,以用導學,可以獲得好的教學效果,提高教學質量。
二、教學項目的設計標準
好的教學項目能夠激發學生的學習興趣,促進學生的自學能力、創新能力、實踐技能的培養,因此教學項目的設計是項目式教學法的重點,也是難點。在設計教學項目時應考慮以下幾個因素:
1.教學項目的內容應該與專業相關。應根據不同的專業以及學生的未來工作崗位和崗位群的工作任務確定教學項目。通過實施教學項目,學生可以將學習的內容直接應用于實踐,真正做到“用以致學”,改變以前的“學以致用”的教學目標。學生把學過的知識具體應用,明確課程在未來崗位中的地位,增強課程的學習目標,提高學習的主動性。
2.教學項目注重知識的連貫性。教學項目涉及的學習內容既包括已經學過的知識和掌握的技能,還包含沒有學過的新知識。當實施教學項目時,通過利用學過的知識和技能時,提高學生學習的成就感,這有利于學生學習新知識,同時有利于培養學生的知識應用能力和自主學習能力。
3.教學項目的實施成果可展現。項目在實施時,實施的過程是未來工作崗位中實施工作任務的縮影,避免空談,實施的成果應該看得見、摸得著,避免演示性的成果。通過展示項目實施的成果,使學生體會到學習的快樂,激發學生的學習興趣。
4.教學項目應有一定的應用性。教學項目要體現實際應用價值。這樣從題目上就吸引了學生,使學生從感性上對課程的應用有了一些基本了解,促使學生對學習本課程的目的有了感性的認識,從而激發學生自主學習的積極性。
三、《傳感器》課程教學項目的設計
在教學實踐中按照教學項目設計的準則,以傳感器在學生日常生活、身邊的應用為對象設計了教學項目。設計的教學項目如下所示:
項目1:簡單金屬探測器的制作(應用背景:火車站的安檢門)。
項目2:水箱水位指示燈的制作(應用背景:建筑物供水方法)。
項目3:簡單路燈控制器的制作(應用背景:路燈白天熄滅晚上點亮的控制)。
項目4:自動門控制器的制作(應用背景:商場、銀行等公共場所自動門的控制)。
項目5:自動出水控制器的制作(應用背景:快餐廳的洗手間的水龍頭控制)。
設計的5個教學項目涉及傳感器技術、電子技術、電子施工工藝、機械基礎等知識。電子技術、電子施工工藝、機械基礎是先開課,通過實施教學項目鞏固學過的知識和技能,做到理論與實踐的有機結合。
四、教學項目的組織與實施
1.教學項目的組織。為了保證教學項目的順利實施,由教師分派組成項目小組,也可以通過學生自由結組,每組5人。由于學生自身水平有差異,教師根據學生的具體情況指定教學項目。在實施過程中,教師要認真引導,實踐時耐心指導,多引導學生自主學習,多發現問題,注重學生的動手能力、交流能力、思考問題、解決問題能力的培養。
2.教學項目的實施。教學項目可以根據不同的專業同一個項目提出不同的要求。例如項目2,對于電氣自動化技術專業的學生要求學生將液位的變化轉化為繼電器的通斷,來控制水泵。而對于電子大類的學生就改為將液位的變化轉化為發光二極管的亮滅。對于項目3,電子大類的學生要求必須利用555定時器,而自動化的學生利用三極管和繼電器來實現。顯然對于電子大類的學生項目3的要求難度要大。
5個教學項目在實施時,按照由簡單到復雜的順序排列,時間上按照由少到多排列,可以根據專業的不同,更改排列順序。
當每個項目完成后,由學生選出代表做出總結和項目評價。
3.課程教學項目實施的效果。在教學項目實施的過程中,5個教學項目在教師的指導下順利完成。每個項目的成功學生都很興奮,學習的態度發生了根本轉變,促進了學生的全面發展。
課程結束時,每組編輯3~5分鐘的微電影代替實訓報告,并在最后在全班集體播放,在播放時,每組都重新溫習了學習的經歷和成功的喜悅。通過項目教學的實施,本課程取得了較好的教學效果,課程也受到了學生的歡迎。
五、結束語
項目教學法在《傳感器》課程中實施雖然取得了好的效果,但也出現了一些問題,如教師的工作量增加了很多,學習項目數量少,課程的教學成本比較高等問題。這在今后的工作中需要進一步努力,找到合適的解決方法。
參考文獻:
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1明確培養目標,建立層次化實訓教學內容體系
把握競賽精神,明確電子設計競賽控制系統設計方向的培養目標,關鍵在于把握競賽命題內容,與時俱進,從而引導實踐教學的發展,全面提高學生工程實踐能力。在實踐教學過程中重點解決兩個問題,一是如何加強學生的基礎能力,二是如何提高學生的綜合設計能力,最終使學生的電子制作技能、控制系統設計調試技能及解決實際問題的能力達到全國大學生電子設計競賽所要求的標準。分析歷屆控制類題目的命題內容發現,對大學生控制系統設計能力的培養,涉及傳感器應用、模擬電路制作、功率電路制作、數字電路制作、控制算法編寫、機械制作等多方面的知識,具有非常強的綜合性。典型的控制系統結構框圖如圖1所示。其中檢測電路主要涉及各類傳感器及其相應調理電路的設計制作;控制電路涉及單片機、ARM、FPGA等控制器的應用;驅動電路主要包括電機驅動和其他功率電路的設計制作;機械統主要包括電機的應用、機械結構的制作等。另外根據具體要求,還可能需要通信電路和其他的擴展電路。針對控制系統設計所需的知識結構,建立層次化的實訓教學內容體系,合理分配基本性實驗、設計性實驗、綜合性實驗比例,按階段實施學習計劃,逐步培養學生從基礎模塊訓練到驅動程序的編寫能力,再到PID控制算法的編寫與調試能力,最終使學生達到一般控制系統的綜合設計能力,具體的教學內容如表2所示。實踐教學內容整體包含了3個層次的訓練:①訓練學生掌握電工電子工程實踐的基礎知識和基本技能;②訓練學生掌握儀器儀表的使用方法及與單片機有關的基礎知識;③訓練學生掌握與控制系統設計有關的各個功能模塊的設計與調試方法;④對學生知識面進行拓展,訓練學生學習與高級控制系統設計有關的知識。
2以開放實驗室為基礎,改革實踐教學管理體制
為了全面提高學生控制系統設計能力這一實踐教學的根本目標,一方面要打破傳統的實踐教學模式,不再以“自動控制原理”“電機學”“傳感器檢測技術”等理論課程的界限劃定分屬于各門課程的實踐教學,而是要建立起由驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗綜合構成的層次化實踐教學內容體系;另一方面要在管理上打破陳規,建立以學生自主管理為基礎的開放實驗室,模糊課堂與課余的時間概念,將實踐教學向課堂外有效延伸。開放實驗室作為學生開展課外科技活動的主要場所,是支撐實踐教學環節的基本物質保障,近年來得到了各高校的重視。開展較早的院校均通過向學生開放實驗室資源培養出了許多優秀的工程實踐人才,通過參加學科競賽、課程設計、畢業設計等教學環節的評比,這些學生的動手能力、協作精神以及創新思維等綜合素質都明顯提高,獲得了教師、同學、社會的普遍認可。但是,隨著越來越多的學生積極參與開放實驗室,隨之而來的場地、設備、經費及管理方面的問題也日益凸顯,制約了實踐教學活動的順利展開,教師引導并幫助學生實現實驗室自主管理成為解決該問題的有效途徑。在如何引導學生的自主管理體制問題上,學校也做了積極的探索,包括以下3個方面。(1)模擬公司管理制。將學生以班集體的組織形式招收到開放實驗室中,實驗室的日常管理主要由班長負責,教師主要與班長進行溝通協調,一般不直接參與管理,基本的管理組織結構如圖2所示。班長作為總負責人定期安排組織工作,下屬5個部門的具體分工如下:①技術部,主要負責實驗室的儀器儀表等設備的管理以及技術培訓工作;②財務部,主要負責班費的管理工作;③元器件庫,主要負責學生常用元器件的購買、分發、管理工作;④網絡部,主要負責網站的建設和管理工作;⑤辦公室,主要負責組織協調安全、衛生、紀律、規章制度等日常管理工作。(2)師徒培訓制。對技術知識的渴望是開放實驗室中組建班集體的核心動力來源,為了讓學生們能夠得到有效的技術培訓,可采用師徒制的方法引導學生互幫互助,先進帶動后進,形成“大三帶大二、大二帶大一、老師帶大四”的基本制度。這種制度不僅讓更多的學生受益,而且師生之間建立了深厚的師徒情分,在實踐過程中提高了學生的團隊合作意識,不僅為電子競賽,也為學生畢業后進入社會合作創業打下了堅實的感情基礎。(3)項目考核制。為了對每個團隊學生的階段性學習成果進行測試,可利用學校的各種政策和經費支持,通過創新項目對學生團隊進行綜合性考核,讓學生對工程項目的立項申請、方案論證、項目實施、實驗驗證、總結報告等環節有一個系統性的認知,培養更加有效的工程思維能力。具體的項目經費不僅可以通過國家大學生創新項目獲得,也可以通過校企合作、大學計劃等多個方式獲得,作為開放實驗室的重要物質保障。
3采用實例化教學手段,自制實驗設備
實驗設備的選用是實踐教學體系形成的重要環節,為了適應大學生電子設計競賽的要求,結合學校實踐教學體系的內容特點以及學生掌握知識結構的基本情況,實驗室自行研制了更加符合學校實際情況的實驗設備,不僅節約了設備購置經費,降低了成本,還能夠以自制設備為基礎,拓展一些有特色的實踐教學課程,并應用于課程設計、畢業設計等其他教學環節。根據一般控制系統設計的基本特點,以培養學生對于簡單系統建模、理論模型的工程應用、PID控制算法設計、C語言實現以及控制系統分析5個方面的能力為目的,選擇有代表性的、學生感興趣的控制系統設計案例作為教學對象,以實例帶動學生學習,讓學生直觀地感受到控制系統設計的難度和技巧,激發學生的學習興趣和想象力,促進學生創新實踐水平的提高。如圖3所示,結合歷屆電子競賽題目,自制ARM、FPGA等開發板以促進學生對高級嵌入式系統處理器的學習和掌握,自制智能小車、兩輪自平衡小車、四軸飛行器等比較典型的控制系統作為實驗教學設備,由簡入繁,逐步深入,具有一定的代表性,且受到大學生的普遍喜愛。興趣與理論的結合能進一步提高學生的設計能力。實驗設備研制過程中,通過組織學生申請立項,使其積極參與示例程序的編寫與硬件調試工作,并且將學生設計使用過程中的實際感受及時反饋記錄,最終開發出了符合學校實際情況的教學設備,提升了實踐教學效果。
4實踐教學方法的創新性設計
實踐教學方法是指導教師以工程實踐為主,培養學生工程素養、獲得工程技能的一系列教學活動的組合,實踐教學與理論教學相輔相成。實踐教學方法的創新,有賴于打破傳統的以理論教學為主、實踐教學為輔的教學觀念。為了吸引學生興趣,以實踐教學推動理論知識的掌握和吸收,可以從以下3個方面進行把握。(1)實踐教學課程的設置更加具有針對性和系統性,有效整合學校分散的實踐教學資源,形成系統化解決某個問題的課程體系。比如以控制系統設計為目的,相關的課程設置可以涵蓋如下5個方面:①控制系統常用傳感器課程,包括溫度傳感器、光電傳感器、超聲波傳感器、傾角傳感器、角度位移傳感器、音頻信號檢測器等;②控制系統常用微控制器課程,包括單片機、FPGA、ARM、DSP;③控制系統常用模塊課程,包括鍵盤和LED控制、液晶顯示器、觸摸屏、ADC和DAC、無線收發模塊、語音模塊等;④控制系統常用電機控制課程,包括舵機、直流電機、步進電機的控制等;⑤控制系統PID控制算法課程,包括增量式PID算法設計、位置式PID算法設計等。(2)提倡學生先做后學,學完再做。首先在實踐過程中發現實際問題,然后通過理論學習與實驗解決問題,使學生獲取的知識結構更加具有針對性,過程中教師要注意引導學生掌握解決某個問題的有效途徑和方法,了解學生的思維方式,而不是把主要精力放在問題本身上,積極營造民主、寬松的實踐教學氛圍,鼓勵學生大膽提問,不唯師、不唯書,通過討論、網絡、請教、看書等各種各樣的方法最終達到解決問題的目的。(3)突出學生在實踐教學過程中的主體地位。教師引導學生以工程項目化的方式面對并解決問題,激發學生的學習興趣,使教師對學生的實踐教學成為一種自我意識激發下的活動,模糊課堂與生活的界限,鼓勵學生利用課余時間主動投入到實踐活動當中來,當學生從實踐中獲得成就感和榮譽感后,就會感染更多的學生參與,形成良性循環。
5結語
關鍵詞:維修電工;儀表;傳感器;故障
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)06-021-02
維修電工對于每一個單位來說都非常重要,維修電工擔負著單位巨大的電力安全責任。掌握有效的故障排除方法,對于維修電工來說具有非常重要的意義,也是做好工作的關鍵。為此,作為維修電工,必須掌握故障排除的具體方法,并針對自己單位的具體電力設備,總結一套行之有效的故障排除步驟,這對于其在遇到故障時,快速解決電力問題具有非常大的現實意義。故本文從維修電工的重要性出發,探討了故障排除的具體方法以及故障排除的步驟,最后通過實例分析了維修電工進行故障排除的具體過程。
一、故障排除的具體方法
故障排除的具體方法都是基于具有一定的電氣理論基礎前提下的。基本的電氣理論基礎不用多說,我們的維修電工都是學習電氣本專業的,都具有一定的理論基礎。故障排除的具體方法主要包括:電阻法,電壓法,電流法,替換法,短接法,直接檢查法,儀器測試法,逐步排除法,調整參數法,比較、分析、判斷法等等。
其中電阻法,電壓法,電流法都是基于萬用表的基本用途,來進行的,都是直接的辦法,這兒不再細說。而替換法是電氣維修過程中比較直接,比較常用的一種方法,同時也比較有效的。也就是在懷疑某個器件有故障、但不能確定,且有代用件時,可替換試驗,看故障是否恢復。
短路法,直接檢測法,儀器測試法也是常用的單一方法,我們在平時經常用到,大部分維修電工都能熟練掌握,這兒也不在詳述。重點說一下比較、分析、判斷法。它是根據系統的工作原理,各種邏輯關系,進行比較、分析和判斷,減少測量和檢查等環節,迅速判斷故障范圍。
二、故障排除的步驟
作為維修電工,掌握故障排除的正確步驟非常重要。具體的故障排除步驟如下:第一,首先要充分了解故障發生時的具體情況;第二,分析故障,確定故障范圍;第三,通過檢測、分析和判斷,縮小故障范圍。
同時在排除的過程中藥遵循以下原則:第一,先動腦、后動手;第二,一般情況下,以設備的動作順序為排除故障進行分析、檢測的次序。
在掌握了正確的步驟,并遵循了正確的原則后,可以有效的快速排除故障,保障設備的正常運行。
三、維修電工故障排除實例分析
本文以特種設備上電器設備為例進行分析故障排除的具體過程。下圖是特種車輛設備上的一個壓力顯示電路。二次儀表在控制室內,傳感器在外部設備設備上,通過二次儀表來檢測各部分的壓力。在使用過程中,經常會出現二次儀表不顯示或顯示錯誤的情況,這就要求我們的維修電工要進行有效的故障排除。
排除的過程可以從二次儀表入手。如果在正常送電情況下,二次儀表無顯示值,首先用萬用表測量給二次儀表和傳感器的送電,假如供電不正常,先解決供電問題,解決后,二次儀表若能正常顯示,說明故障排除。
如果此時,外部供電正常,就要檢查線路,如果線路不通,那么更換線路,更換好線路后,如果二次儀表正常顯示,說明故障排除。
如果外部供電正常,線路也完好,那就要查看傳感器的情況,最簡單快速的方式就是更換同等型號的傳感器進行實驗,如果更換完傳感器,二次儀表能夠正常顯示,那么問題解決。
如果外部供電、線路、傳感器都正常,那么就要考慮二次儀表自身的問題,更換同等型號的二次儀表嘗試,如果問題解決,說明二次儀表存在問題,最快的方式就是更換新的同等型號的二次儀表。
此實例可能存在的問題點主要是:外部供電、線路、傳感器以及二次儀表。維修電工在排除問題的時候,對問題點進行逐步排除,就能較快的解決問題。
再比如,特種設備上的控制電路部分,如下圖。通過電位計調節閥控制器,閥控制器的輸出來操作電磁閥的開關。在該部分電路遇到故障時,可以從閥控制器著手。因為閥控制器是數顯的,有相應的數值比例輸出,在正常操作中,如果閥控制器能夠正常顯示數值,那么故障肯定是出在閥控制器以下,如果閥控制器不能正常顯示,那么問題就是出在閥控制器上部電路。這樣通過中部切斷的方式,就可以很方便的判斷是哪一部分存在問題。再針對具體存在問題的部分一一進行排查,問題就會很快解決。
綜上所述,要想在工廠企業中更好地將電氣設備和線路的各類故障得到解決,處理要求維修技術人員有豐富的工作經驗以外,還應有扎實的電工理論知識。采用科學的方法和排除故障的正確步驟。隨著社會科學技術的快速發展,對電工自身的維修技術也得到了較高要求。同時,故障排除能力的提升方法也在不斷研究、實踐和進步。
參考文獻:
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關鍵詞:自動化生產線;教學方法;電機與電氣控制;PLC;課程設計
中圖分類號:G712文獻標識碼:B文章編號:1006-5962(2013)02-0027-02
高職機電一體化專業課程設置的培養目標是:面向工業企業生產現場,電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司,培養適應社會需要,全面發展,適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才,主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等,本專業有五個主干學科:電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程,都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。
1自動化生產線的課程設置
機電一體化專業人才培養能力有:識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等?!蹲詣踊a線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制,后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到:機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程;能力目標有:對已安裝的機械手機械部件進行測量;對機械手的氣路進行基本調試;根據故障現象判斷故障部位;檢查分析、找到故障點并分析解決故障;遵守安全操作規程;素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。
此核心課程以項目驅動教學開展課程教學,提升學生的職業能力,以具體自動化生產線為載體,融合認知、安裝、調試和檢測等內容,實現教、學、做、評一體化教學,突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體,采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程,涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域,設置六個學習情境:零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試,分成20個任務。
項目一:供料站的安裝,有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務;項目二:加工站的安裝,設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務;項目三:裝配站的安裝,設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務;項目四 :分揀站的安裝,設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務;項目五:輸送站的安裝,設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務;項目六:整體運行調試,有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。
2自動化生產線的教學方法與評價設計
2.1教學方法。
(1)講授法:講解項目任務,傳授項目任務相關的知識點,針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。
(2)現場教學法:在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐,提高職業氛圍,在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。
(3)任務驅動法:將教學過程融入項目任務中,讓學生自主討論分析實施,學生在工作過程中得到知識。
(4)小組討論法:學生每六~八人為一個小組,小組討論分析,討論解決,分工協作完成項目任務。
六步教學實施:明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標,注意觀察和記錄小組對現象分析情況,解答學生提出的問題,對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導,讓學生自行摸索,在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正,最后老師組織小組進行故障排除工作匯報,互評,并對每組進行考核評價,再引導學生自行總結。
2.2評價設計。
課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式,利于理論聯系實際,有利于學生的學習創新和思考,更督促他們到實際中去發現和改進,去尋找合適自己的項目和課題。
課程考核為:校內項目,企業,綜合實訓三大類。當堂課的考核有:教師考核、小組互評、小組自評;教師考核內容為五項:任務分析情況,實施方案制定,任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。
和很多專業課一樣,多種教學方法和全面的評價方案,有效保證了教學效果。
3相關課教學
3.1電機與電氣控制的教學。
本課程以發電機為主題,以工作任務為導向,以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程,用實物進行直觀性教學,使學生感性認識強,理性認識夠。
典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制(或三相異步電動機Y-降壓啟動)、機械手控制等。
課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號;了解個元器件的工作原理和使用方法;把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求:兩臺電動機都存在重載啟動的可能,任何一級傳送帶停止工作時,其他傳送帶都必須停止工作,控制線路有必要的保護環節,有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。
3.2PLC教學。
PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller)的簡稱,早期是一種開關邏輯控制裝置,隨著計算機技術和通信技術的發展,其控制核心采用微處理器,功能有了極大擴展,除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外,還有過程控制,數據處理,通信聯網與顯示打印,PLC接口采用光電隔離,實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離,減小了電磁干擾。
PLC有5種編程語言:
(1)順序功能圖(SFC)。
順序功能圖常用來編制順序控制類程序,包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態,這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。
(2)梯形圖(LD)。
梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式,是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的,形象、直觀、實用,電氣技術人員容易接受,要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號,是目前用得最多的一種PLC編程語言。
(3)功能塊圖(FBD)。
功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言,與數字電路中的邏輯圖一樣,極易表現條件與結果之間的邏輯功能。
(4)指令表(IL)。
采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表,使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀,其中的邏輯關系很難一眼看出,所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器,必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC,在用戶程序存儲器中,指令按步序號順序排列。
(5)結構文本(ST)是文字語言。
編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容,中間加以不同的應用實例:順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理,使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計,LED數碼管顯示設計,還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。
增加的學習情境還常有如下任務:洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制;尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。
3.3單片機。
單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面,在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商,金融,科研、教育,國防航空航天等領域也都有廣泛應用。
數據大都在單片機內部傳送,運行速度快,抗干擾能力強,可靠性高,微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句,以實例應用為線索:單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。
教學采用ISP-4單片機實驗開發板,可以完成大量的單片機學習、開發實驗,對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機,有程序下載功能,可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。
3.4變頻器技術及應用。
變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術;掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍;掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術;了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統,掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等,是強電應用和現代技術推廣的有力體現。
3.5傳感器與自動檢測技術。
傳感器技術代替人的感觀,在各種環境下應用,檢測技術是一套有效的反應體系,包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能,并能正確選用,了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成,對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案,能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。
教學過程進行小論文制作,讓學生提高計算機應用水平,使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。
4畢業論文指導分析
畢業論文專業聯系實際,通常小型自動化系統以單片機為主,大型自動化生產線以PLC為主,系統運行動力離不開電機,觀察離不開傳感器,調速可用變頻器,綜合所學,學生的論文涉及廣泛,有效教學可對應從如下方面側重指導。
4.1立意選題。
根據實際和研究方向做好側重和體現,如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性,“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。
4.2材料整合。
在任務要求明確的基礎上,首先確定相關技術指標,對應查找并列出論文結構,一份畢業論文至少含有三到五門課的內容,對應于研究方向進行相應編排和取舍。
4.3技術處理。
所搜集圖片的背景往往有水印,要去掉,圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五,注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。
多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生,系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生,專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。
參考文獻
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關鍵詞:教育;教學;模式;改革
中圖分類號:D523.34 文獻標識碼:A 文章編號:
在多年的教學實踐與研究中發現,傳統的中專教育教學模式已不能從根本上提高工科類專業的教學質量。隨著時代的發展,中職學校以往的教學方法已不能適應現代社會的實際需求,應當努力辦出特色、辦出實效。課堂教學作為教學工作中最基本、最直接的方式,絕大多數的教學活動都要在課堂上進行。為了達到良好的教學目的,培養出合格的人才,就應該設法改革教學模式、提高課堂教學效果。
一、影響職業教育課堂教學效果的主要問題
其一、傳統的教學模式在理論教學上一直是沿用中國式通用的教學模式,即在教室中,學生對著教材聽,教師對著黑板講。雖然我們現在教師采用了掛圖、幻燈片、錄像、模型、實物、多媒體課件等來輔助教學,但由于專業課程的知識大多來源于生產實踐中,需要有現場的感性認識,在教室的常規理論教學模式會使學生感到抽象、理論不能聯系實際、學習效率低、學習效果差,使教師感到專業課難教。
其二、以理論教學為主,教學方式陳舊。中職學校在教學過程中往往沿用“填鴨式”的教學模式,在課堂上講得過多過細,沒有給學生留出思考想象的空間,這在很大程度上限制了學生的智力發展和創造性思維的形成。
其三、在實踐教學上,教學時間與理論教學學時相比,所占比例很少,不能達到培養技能型人才的培養目標。另外,傳統的工科類專業過份注重安排實驗課、課程設計和畢業設計,而企業各工種所需要的操作技能訓練安排較少。我們現在工科類職業教育的培養目標定位應該是技術工人。
其四、學生學習基礎差,缺乏學習興趣。從中職學校近十年的生源情況看,現在學校擴招以來,學生質量參差不齊,成績普遍比較差。還有一部分學生來學校的目的就是為了拿畢業證書,因此進校之后根本沒把心思放在學習上,抱著混日子的心理,不管教師怎樣督促,都不能使他們對學習產生興趣,即使對專業課也是無動于衷。
二、工科職業教育教學的特點與要求
為了尋求教學質量的提高,我們除了應掌握教學的一般規律外,還應明確工科中等職業教育的教學特點與要求,并針對這些特點采取相應的教學措施。如果我們只按一般的教學規律指導教學,就不能適應中等職業教育培養目標的改革要求。大致分析,中等職業教育具有以下特點:
1、培養的畢業生應是應用型技能人才。 隨著我國教育結構的調整,職業教育的任務使中等專業學校的人才培養目標由學歷型轉向應用型,對工科專業的畢業生應是即掌握專業所必須的文化與專業知識,又具有較熟練的專業操作技能的技能型人才。為了能保證培養出的畢業生具有較熟練的專業操作技能,在教學上應該保證有足夠的實踐教學學時。在德國等中等職業教育較完善的國家中,實踐教學學時與理論教學學時之比達到1:1。應該注意的是,實驗教學是半理論半實踐的教學,只通過實驗教學只能培養實驗技能型人才,而不能培養工業生產型技能人才,應通過仿真實習(實訓)教學才能真正培養出在工業生產中發揮作用的技能型人才。
2、工科類專業課程需要有強烈的感性認識
在工科類專業課程的教學中,大多數專業知識來自于工業生產中,這些知識具有“現場感”和“動感”,用書本、用板書、用語言甚至用圖形也較難生動表達清楚。因此,在教室進行理論教學,教學效果較差,要做到理論與實踐相結合比較困難。根據這一特點,如果我們的教學在生產現場進行,就可以做到事半功倍。
3、畢業生應具有一技之長
中等職業教育培養的三年制畢業生所從事的工作崗位不應只是一個工種,而應該覆蓋一個崗位群(專業范圍內所覆蓋的各主要工種)。因此在專業理論教學和實踐教學中,應該是寬范圍的。但由于工業技術的知識面廣,技能要求高的特點,畢業生不可能在三年時間內全面掌握專業范圍內的所有技術知識和熟練的操作技能,因此應該在熟悉專業范圍的基礎上,強化某一工種的專業知識和操作技能的培養,使畢業生具有一技之長。
三、職業教育專業課教學模式改革迫在眉急
在職業學校的教學工作中,專業課占據著重要的地位。要提高學生的綜合專業素質,更好達到培養高素質的中級技術人才的目標就要加強專業課的教學效果。
以《自動檢測與傳感器應用》這門課為例,沒有傳感器技術就沒有現代的科學技術,傳感技術在促進生產發展和現代科技進步的廣闊領域內發揮著重要作用。學生學好這門課程,是對已學課程知識的綜合應用和后續課程的基礎,對其今后職業發展將產生一定的影響。但是傳感器這門課程內容分散,缺乏系統性和連續性,學生學起來有難度,老師教起來有壓力,教與學都遇到了一定困難。如何提高專業課的教學效果就成為值得我們認真研究、探討的重要課題。結合我在《自動檢測與傳感器應用》這門課的實際教授情況,淺談幾點建議:
1、教學源于生活,要緊密聯系實際。在課堂教學的過程中大量的引用一些生活中的例子或者適當的把學生最常見的食物拿來作比,能夠很大程度地提高教學質量,而且能有效地解決學生厭學的問題。在一定意義上說,培養學生的學習興趣比教給他們知識還重要。
2、豐富課堂語言藝術。作為一個教師,其課堂語言若遇到“說者有心,聽者無意”的情形,課堂的教學效果無形中會大大削弱。每天一堂接一堂的課,對于大部分好動的學生來說,可能是一種難耐的“煎熬”。針對這種現象,教師只有隨機應變地穿插一些生動幽默的話,這種“碎語”往往可以調節教學節奏,輕松課堂氣氛,也利于集中學生注意力。生動、有趣的課堂語言彌補了教學內容本身的呆板、枯燥,使學生能從原以為無趣的課堂中得到意想不到的享受和樂趣,教學才能取得良好的效果。
3、發揮學生主體作用。教師對學生提出思維要求,而且要留有一定的空間,讓學生獨立思考。要想把職校學生培養成學有所用的人才,需要教師在教學過程中總結,在總結中反思,在反思中改變教學方法,讓學生帶著興趣、帶著樂趣去學習。
4、情景化教學。對一些“現場感”和“動感”性強的專業知識,除了在實訓室進行現場教學外,在教室進行教學時,盡量采用大屏幕錄像教學、多媒體課件教學。讓學生身處其中,增加參與度與積極性。
5、實訓教學(技能課教學)的組織模式的改革。為了滿足實踐教學的需要,在原有實訓室的基礎上,新建大量的實訓室,購置了必須的實訓設備。為充分利用設備資源,采用“兩班制”組織實訓教學。
在新課程背景下,由于教材的開放性、生成性、探索性,學生的參與性、自主性、獨特性,使教師遇到了前所未有的挑戰,單憑過去的經驗已經無法勝任新課程的教學要求,探索新的教學方法,改革教學模式顯得尤為重要。
參考文獻:
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