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关键词:数值计算方法;创新意识;计算平台
作者简介:张俊丽(1980-),女,山东菏泽人,内蒙古民族大学数学学院,讲师。(内蒙古?通辽?028000)
中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)28-0087-01
随着科技的飞速发展和计算机技术的广泛应用,数值计算方法已成为重要的桥梁和工具深入到航天航空、地质勘探、汽车制造、桥梁设计、天气预报等各个领域,成为每一位科研人员和工程技术人员所必备的知识。为了满足社会需求,数值计算方法现已成为高等院校理工类学生的一门专业必修课程,其目的是让学生掌握设计数值算法的基本方法,培养学生分析问题与解决问题的能力,为以后用计算机解决科学计算问题打下坚实的基础。
一、“数值计算方法”课程的特点与教学现状
数值计算方法,简称计算方法,又叫数值分析,是一门研究数学问题的近似解并利用计算机进行数值实现的学科,是数学分析、高等数学、高等代数、概率统计等数学基础课的后续课程,它既有数学理论上的抽象性与严谨性,又有实验性与应用性的数值特征。计算方法课程的内容包括插值和拟合、数值微分和数值积分、求解线性方程组的数值方法(直接法和迭代法)、非线性方程数值解、矩阵特征值计算及常微分方程初值问题数值解法等;[2]它的计算对象是数学中的微积分、线性代数、常微分方程,只是它不像别的数学课程那样只是研究纯粹的数学理论,而是把数学理论与计算相结合,重点探讨数学问题的数值解法及应用;它的课程要求是在掌握算法原理的前提下设计算法编程实现。
“数值计算方法”是一门介绍科学计算的核心理论和基本方法的数学课程,它对培养学生的科学计算能力和解决实际问题的能力具有不可替代的作用。从20世纪80年代起,“数值计算方法”相继成为各高等院校数学及其他理工科(如物理、计算机等)专业本科生的一门专业基础课。但内蒙古民族大学(以下简称“我校”)的数值计算方法课程只在应用数学、信息与计算科学两个专业开设必修课,一般开设在第三或第四学期,理论课48学时,上机实验16学时,在别的学院(如物理、计算机等)没有开设该课程。该课程普遍存在的教学现状是:理论课内容多,学时少,各部分内容不连贯,公式繁多,枯燥乏味,使得学生产生厌学情绪;上机课时间紧,且一般集中上机,与理论课内容脱节,失去了上机实验操作的意义;很多时候这门课程的学习都结束了,学生还不清楚这门课程与原来的课程有什么联系,学习这门课有什么用,更无从谈起培养学生的创新能力;而且“数值计算方法”课程教学过程中还存在着教学内容陈旧、教学方式落后及考试形式单一等问题。针对该课程目前的教学现状,如何对该课程教学进行教学改革,是值得深入思考的问题。
二、关于“数值计算方法”课程改革的若干建议
根据前文分析可知,目前“数值计算方法”课程教学中存在着一些不容忽视的问题。那么如何进行教学改革,培养学生的实际应用能力,体现该课程在工程科学中的价值和意义,是值得数学界思考的问题。根据近年来我校师生在该课程教学中出现的问题,本文对“数值计算方法”课程教学改革提出以下几点建议:
1.优化教学内容,选择合适教材
“数值计算方法”课程讲授时既要强调它的理论结构与使用价值,又要注重提升它与计算机使用密切结合的实用性特点,所以该门课程对教材的要求很高。然而现行教材有的理论偏深,不适合普通本科生使用;有的内容陈旧,与实际联系缺乏;有的实用性强,但与实践结合的算例较少;[3]再加上该课程内容抽象,知识连贯性不强,定理和公式较多,推导过程烦琐,从而导致学生对该课程的学习没有兴趣,只是为了应付考试机械性地记忆公式。按照教育部关于“数值计算方法”课程在教学过程中应把握“重概念、重方法、重应用、重能力”的培养要求,对该课程的教学内容应灵活把握,知识点讲解应详略得当,不同专业的学生对该课程的要求不同,讲解的侧重点也应有所不同,最好选用的教材也不同。对数学类的学生来说,理论与实践应并重,而对于别的理工科的学生来说,不在于理论的论证与推导,而应侧重算法原理与实际应用。当选定教材后,在实际教学过程中还需要对教学内容灵活整合,对于一些复杂且后继课程将会深入学习的内容(例如微分方程的数值解法等),[4]可以略讲甚至不讲。不同地区的高校对该课程的教学要求也略有不同,例如我校处少数民族地区,学生的基础知识相对较差,在该课程授课时更应减少烦琐公式的推导,重在加强学生对知识点的掌握与实际应用能力的培养。鉴于该课程对以后学习和工作的重要性,我校建议除了数学与信息类的学生以外,别的理工科(如物理,计算机、信息工程等)的学生也应开设数值计算方法课程的选修课。我院本专业教师在包玉兰教授的带领下,根据我校学生的状况及多年积累的教学经验,编写了比较适合少数民族地区学生特点的数值计算方法教材,现已经出版在我校试用。该教材内容较浅,并配备一定量的习题和上机实验题,要求理论学时50~60学时(包含习题课),上机实验16~20学时,并且标注了一些选讲的内容,不同专业的学生可以针对性地学习,[5]基本上满足了我校学生对该课程教材的要求。
几年来,我一直担任着小学信息技术课的教学。在教学过程中遇到过很多的困难,面对这些教学难题,我与其他老师们进行教研探讨,取得了一定的成效。现将这些教学方法与大家分享交流。
1、转移教学地点,集中学生注意力
以前信息技术课的教学,不管是基础知识的讲授还是上机操作练习都是在微机室内进行的。例如,在讲授“信息社会”这一单元时,学生对这类抽象的理论感到乏味,难以理解。课堂上经常出现老师大声讲,学生小声说的不良现象。老师费尽口舌、筋疲力尽,学生对基础知识的掌握仍似是而非,只知其一,不知其二。
如何才能将学生的注意力集中到教师所讲授的内容上来呢?经过深入研讨,针对重难点,我们在网络上收集一些信息来源与处理的图片、视频讲解等,制作成PowerPoint幻灯片课件。同时,将教学地点转移到多媒体教室,利用多媒体教室的大屏幕投影机,将课件播放给学生观看,学生的注意力被完全吸引到教学上来。教师再也不用为维持课堂纪律而花费过多的时间,完全可以把精力放在课堂教学的现场发挥之中,让学生学到更多的知识,获得更多的技能。
2、直观拟人教学,将抽象的理论知识生动形象化
小学生是通过对实物、模型及形象性言语的直接感知、对学习材料的直接操作来获取知识和技能的。在小学信息技术教学中尤其要注意充分利用计算机的固有特征,采用形象直观的教学方法,帮助学生。
在上《和计算机交朋友》这一单元时,为了让学生们能够完全理解计算机的构造,根据学生年龄的特点,采用了形象直观教学法。
首先,给学生们介绍了计算机各个部分的名字,让大家看一看这些设备的后面有些什么。学生们个个都兴致勃勃地弯下腰去查找,发现显示器后面有两条线,键盘后面有一条线。然后引导他们顺藤摸瓜看看这些线都连到了什么地方。通过这样的教学,学生不仅了解了计算机的各个设备,而且掌握了计算机的连接方法,更重要的是消除了他们对计算机的神秘感,提高了他们的学习兴趣。
其次,在讲解计算机进行信息处理的过程时,运用人做数学题的过程,使用一些形象化的语言,化抽象为具体,化枯燥为生动,收到事半功倍的效果。
然后,运用一些卡通图片,展示鼠标、键盘不被正确操作时的糟糕心情,和不正确开关机造成计算机死机时发出的哭声,让学生明白规范地使用计算机并对其进行护理是一项很重要的工作,养成良好的操作习惯。
3、学与玩同步法,将师生关系化对立面为统一战线
爱玩是孩子的天性,喜爱游戏是孩子的共性。电脑游戏由于具有极强的交互性、趣味性、挑战性,对孩子们来说更是挡不住的诱惑。我在教学中大胆引入游戏,把它作为激发学生兴趣,巩固教学内容的手段。
例如,运用Windows中自带的“扑克”和“地雷”游戏训练鼠标的操作。通过不同要求的打字游戏,学生在不知不党中掌握了文字输入。还组织学生分组上机对抗练习,让学生发现各自存在的差距,做针对性练习,实现“盲打”,为以后正确、熟练、快速地操作电脑打好基础。
作为教师要对爱好游戏的学生给予保护和正确引导,避免他们成为游戏的牺牲品。
4、多种任务驱动法,满足学生的求知欲,充分发挥学生的主观能动性
任务驱动式教学法就是教师根据教学内容进度,结合学生学习实际情况,给每节课制定出切合实际的任务,让学生通过学习和努力在本堂课里完成教师预定的任务。
(1)任务作品示范教学法
这种作品要求具有典型模仿性。一般适用于任务难度较小,对基础技能有所掌握,为了更加灵活使用这些技能,同时又能使学生保持良好的学习兴趣和信心而使用的一种任务驱动教学法。
如:“魔力画室”,之前学生已经对画图程序中的各种工具进行了尝试,并知道了这些工具的使用方法。这时候,我先展示一幅做好的作品,引起学生兴趣,激发其求知欲,适可而止放手让他们自己“摸石子过河”。二十分钟后,请做得比较好的学生上台演示,分析点评后,学生们再进行修改完善,使学生切身体会独立完成作品时的成功感,从而增强他们的自信心。
(2)任务衍生教学法
任务衍生教学法在教学中借用学生已感知的知识来映射新知识,使新知识更容易被理解的教学方法。如:在学生学会使用Word制作简单的表格后,尝试制作一个复杂的表格(小记者证),需要用到“表格”工具栏中合并单元格、拆分单元格、填充颜色、设置复杂的表格线等功能。这就要求学生们用已知的技能尝试新功能的使用,感觉新功能带来的喜悦。最后进行评比,评一评哪种方法最简单、效率最高。给一部分学有余力的学生提供一个展示才华的机会,把他所知道的电脑的高招、窍门、“新发现”等介绍给大家。
这种教学法,在探索学习的过程中提炼出有用的知识,逐渐积累经验,并最终养成探索学习的习惯。
(3)探索式任务教学法:
探索式任务教学法就是针对某一特殊的教学内容,教师先进行简单提示或不作讲解,只是给学生一个任务,让其自己完成,使学生在完成任务的过程中探索知识,完成学习任务。应用这种教学方法,学生在探索过程中,教师应扮演好引路人和鼓手两个角色,多鼓励学生去探索和发现解决问题的方法,多去给学生创造一些让学生去探索和发现解决问题的条件,多去帮助和开导后进生的思路,使探索过程顺利地进行下去。
如:在word的自选图形教学中,我给出的课堂任务是:制作美观的标语条幅。我只告诉学生们应该使用绘图工具栏完成操作,要求学生给自选图形填充颜色和线条颜色,添加说明性文字,还要让自选图形有三维效果。同时要求大家边操作边填写上机报告单,简单记录下操作过程和操作过程中遇到的问题及如何解决这些问题。任务提出后学生的操作欲望很强烈,表现了浓厚的兴趣。有的自主操作,有的小组合作,有的交流方法,课堂上一片积极奋进的气氛,收到较好的效果。
采用探索式进行教学,多用于趣味性强,既有一定的难度,而难度又不是很大的教学内容。当然在教学时所用的时间较多,但能培养学生的探索能力和自学能力,使学生主动求知,活跃课堂,增强学生问的相互学习和相互帮助,有利于学生智力的开发,是一种值得研究和推广的教学方法。
5、小组合作学习法,发挥各自特长,塑造一支完美的团队
信息技术课是一门操作性很强的学科,估计没有哪个学科在体现学生的差异方面有信息技术课这样明显。在计算机课上,有些学生可以说是一点就通、举一反三,而又有不少学生基础较弱、操作能力较低,这就给我们的教学带来了一定的困难。
为了解决这个实际矛盾,我主要采取了建立合理的学习小组,开展合作学习的方式。
建组时,首先按“组内异质,组间同质,条件均衡”的原则建立多个学习小组(每组3-5人)。接着,在每个小组内推选出一名学习基础好、组织能力强、说话流利的同学担任组长。在学习时,请组长管理本小组的纪律,分配任务,对学有困难的学生辅导。再者,在评价作品环节,一般都以小组为单位进行展示、讲解、自评、他评。对于表现优秀的小组,教师给予一定的奖励(以口头表扬为主)。
综合训练时也需要小组合作学习方式。如:在以“我们的学校生活”为主题制作个性化演示文稿时,因为演示文稿中即包括文字、图片又包括声音、视频等,这就要求学生既要能够熟练使用网络下载资料又要学生懂得演示文稿的制作技能,这就要求小组合作,发挥小组力量。我对学生进行分组,五个同学一组,同组的同学各有分工,互相配合,有专门下载资料的,有整合信息的,有技术支持的,有美观设计的等。学生问更容易沟通,互教互学。
关键词:小学数学;新课程;教学设计;课堂教学
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)13-133-01
教学设计是课堂教学的“剧本”,编写得好,生动“剧情”引人入胜,能让学生专注于课堂学习;教学设计是课堂教学的“乐谱”,谱写得妙,优美“旋律”能使课堂教学活动升华为艺术,让学生尽情徜徉其中。那么,在当前新课程改革理念之下,应该如何设计一节数学课的教学呢?
一、深入了解学生,找准教学起点
要想学生通过40分钟的学习有所提高,首先就要了解学生的认知发展水平和已有的知识经验基础,也就是确定教学起点。教学起点就是学生在学习新的知识之前已具有的相关知识和技能以及有关学习的认知水平与态度。它是影响学生学习新知识的重要因素。教师要想从学生的实际出发来设计教学过程,首先就要了解教学的真正起点。
二、客观分析教材,优化教学内容
教材是实现教学计划的重要载体,也是教师进行课堂教学的主要依据。要真正地用好教材,教师可以从以下几方面来思考:
(1)为实现教学目标,教材提供的内容是否都有用,哪些需要补充,哪些可以删除或改变。
(2)教材提供的教学顺序是否需要重新组合。
(3)本节课的教学重点、难点是什么。只有解决了以上几个问题,才能使教学内容更易于教师教学,学生更易于自主探索。
三、制定明确目标,贯穿各个细节
教学目标足教学的出发点,也是教学的归宿,它是教学设计中必须考虑的要素。数学教学的目标一定要着眼于学生可持续发展能力的培养,要在认真分析学生的起点,全面了解课程标准对学段的目标, 以及客观分析教材的基础上,制定具体、可行的教学目标。规定学生在一节课结束后掌握哪些知识与技能,使哪些情感与态度得到发展。
在设计《秒的认识》时,要求学生:①能认识时间单位‘秒”,知道1分种=60秒,体会1秒,了解1秒的价值;②能在开放的活动中发挥自己的观察力和想像力,通过看一看、说 一说、算一算等,逐步培养初步的数学思维能力;③初步建立1分1秒的时间观念,体验数学与生活的联系,渗透爱惜时问的教育,教育学生珍惜分分秒秒。
四、活跃教学活动,增浓学习氛围
当教学目标确立后,教师就需要考虑如何来达到目标,有效的学习活动理所当然成了达到目标的最好途径。课程标准指出,有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践、自主探索、合作交流是学生学习数学的重要方式。小组合作学习更是作为教师组织学生学习的首选形式。
五、研究教学过程,探索教学顺序
教师的教学按照什么样的步骤进行,这是教学设计时必须要完成的任务。合理地安排教学顺序,有助于学生系统地进行学习,从一个知识层向另一个知识层提升。在设计教学过程时,通过听秒针走动的声音和观察钟面,先了解学生对学习新知识的准备,再观看神舟九号的发射来感受秒、交流秒的知识,这样的安排,使学生知道自己对旧知识的掌握和对新知识的了解,可以帮助学生有序地接受新知识,进一步探索自己的未知空间。
六、精心设计练习,拓宽探究空间
练习是数学教学的一个重要环节,是巩同新知。形成技能技巧,培养良好的思维品质,发展学生智力的重要途径。数学练习必须精心设计与安排,因为学牛在做经过精心安排的练习时,不仅在积极地掌握数学知以,而且能获得进行创造性思维的能力。要充分发挥数学练习的功能,设计练习时除了应由浅入深、难易适当、逐步提高、突出重点与关键、注意题型搭配外,还应强化习题的趣味性和开放性。因为灵活多样、新颖、有趣的练习,能使学生克服厌倦心理,保持强烈的学爿兴趣,促进学生的有效思维。而开放性的练习能给不同层次的学生提供更多参与的机会、成功的机会,能促进学生创新意识及创新能力的发展。
七、估计教学过程,预计意外事件
课堂教学是一个师生之间、生生之间的动态过程,而每个学生都有自己的知识、情感、态度,因此,课堂上随时有可能发牛“意外事件”。作为教师不能简单地把上课看作是执行教案的过程,而应该在把握教学目标的前提下,对每个环节设计多个具体方案,以便应付教学过程中的各种各样的意外事件。在设计从“1秒”、“几秒”到“1分钟:60秒”这一环节时,学生出题的可能性有:
①从整点到整点的情况(例:秒针从3走到5)。
②从整点到不是整点的情况(例:秒针从3到7多2小格,从2多l小格到5)。
③从不足整点到另外一个不是整点的情况(例:2多l小格到8多2小格)。
④跨过l2点的的情况(例:从8到2)。
⑤秒针走一圈的的情况(1N:12到l2,2到2)。
关键词:电子测量 教学方法 理论教学 实验教学
中图分类号:G642.4
文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2015.03.128
1 引言
现代科学技术的发展,如现代数学、物理学、微电子学、材料学等科学的发展为电子测量技术的发展创造了条件。电子测量技术的发展又为各行各业科学技术的发展提供了有利的工具,推动了现代科学技术的发展与进步。当今的各行各业都离不开电子测量技术和电子测量仪器,甚至在一些原先与“电”无关的专业,如化学、生物、医学、土木建筑等行业也都得到了充分的利用。各式各样的精密电子测量仪器在各种实验室里早已成为不可替代的基本工具和设备,因此电子测量技术的课程绝对不是可有可无的。当代大学生、研究生必须把电子测量技术和仪器作为一门基本功,认真学好。不论哪行哪业,在今后的工作中都将会大有益处、受益非浅。《电子测量技术》如此重要,如何更有效的展开本课程的教学工作,是一个值得我们深思的问题,本文笔者从理论教学和实践教学两个方面对《电子测量技术》课程的教学方法进行探索与实践。
2 理论教学
电子测量技术课程的内容主要包括电路参数测量、频谱分析、时域信号的测量、晶体管特性测量等电子测量的基本原理和测量误差分析,并包含了相关电子测量仪器的工作原理、性能指标、实际应用和相关仪器的最新成果等。与很多课程一样,该课程的理论内容非常枯燥,如果在教学过程中将理论内容和实验内容严重脱节,只是一味的介绍理论知识,将使得学生无法全面掌握电子测量的核心技术。若要出色的完成这门课程的教学是一项非常有挑战性的任务。理论教学工作作者是从教材选择、教师的自我提高、逆向思维教学法三个方面展开的。
2.1 教材的选择
一本好的教材不仅可以使教师易教,大大提高教学效果和教学质量,而且还可引导教学改革和教学思想的转变,而且可使学生易学,启发学生思维、引导学生创新。
笔者选用的教材是电子工业出版社出版的由桂林电子科技大学陈尚松等编写的《电子测量与仪器》,该书按高等学校电子信息科学与工程类专业的教学要求编写,教材中的内容与时俱进,技术上跟进更新。书中的内容是按发展历程讲解仪器原理,容易入门,叙述深入浅出,图文并茂,宜学宜懂,同时也包含了扩展或深入的内容可供教学和科研的不同需求选用;该书的具体内容做到了理论联系实际,既讲电子测量原理,又讲具体仪器应用,通过实例与仪器型号参数介绍,加深对仪器的认识和对国内外技术水平的了解。在内容上每章均附本章要点、小结和思考题与习题,便于学生预习、复习和总结。
2.2 教师的自我提高
在任何一门课程的教学过程中教师都具有主导作用,教师知识水平的提高可使教学质量得到有效地提高。我们知道电子技术的发展是非常迅速的,电子产品的发展速度呈摩尔定律所描述的规律,即集成电路的规模和微处理器的性能每18个月都会提高一倍,在这一速度的带动下各种电子测量仪器的生产厂家不断发展更新自己的产品。作为《电子测量技术》的教师,一方面应该时刻关注研制和生产电子测量仪器的商家的产品动态,要实时关注Aglient、Tektronix等这些大的电子仪器生产厂家的产品动态,定期查阅他们产品的资料,用来深化和扩展教学内容,将这些新内容、新知识在课堂上呈现给学生,丰富课堂内容激发学生的学习兴趣和热情,拓宽学生视野做到与时俱进;另一方面教师要主动进行电子测量方面的科学研究,促使教师对该方面的知识有更深入的理解,多参加学术交流会议,到科研水平较高的国内国际会议或其它相关的平台学习,通过与他人交流学习来提高教师自身的水平。
2.3 逆向思维教学法
任何一门课的理论学习都是一个枯燥的过程,如何化枯燥的理论学习为一个有趣的学习过程也是教师要思考的一项重要内容。这要求教师明确教学目的,在双重考虑教学目的和本专业实际情况的条件下,选取授课内容和授课方法。本课程主要介绍电子测量的原理及仪器使用部分,教师将理论教学的阵地从教室转移到实验室,直接面对仪器教学,使用逆向思维的方法进行理论教学,先从教学生如何使用测量仪器开始,让学生对仪器的结构有一个直观的感性认识,懂得仪器的各个旋扭或按键分别实现了什么功能,以及各旋扭或按键间如何协调工作,以使用过程中遇到的问题引发对理论知识的思考与学习。
以信号源和示波器的教学为例,这一教学过程将第三章和第六章的内容结合起来,先对信号源和示波器两种仪器的表面结构进行讲解,让学生使用示波器测量信号源输出的信号,学生使用仪器并利用仪器观察到信号后学习积极性也被调动起来,教师由实际操作引导理论知识的学习。如在信号源的使用过程中,信号的形状会发生变化,由此引出怎样才能使信号的波形发生改变,这就指引学生去学习“函数信号发生器的基本组成”部分的内容,这里讲解了常见信号波形的产生和转换方法;再如我们可以从示波器上观察到信号源的频率可以从低频段调到调频段,在同一频段内频率也会在一定范围内发生变化,信号源是如何实现这些频率变化的呢?带着这样的问题能引导学生学习信号源内部电路设计中的多种频率合成方法。在示波器的使用过程中同样提出问题,引导学生去学习示波器的理论内容,如打开示波器观察到光点,通过辉度与聚焦的调整引导学生学习示波管的原理及构造,这一显示原理也用于其他的显示设备上,如频谱仪、扫频仪等,做到触类旁通;通过示波器的触发模式调节键观察不同触发模式下信号的显示变化,反过来引导学生去研究是怎样的设计变化促使了显示屏信号的相应变化,带着学生学习示波器X通道中的触发电路的组成、触发耦合方式、触发电平、触发极性等知识;再如使用示波器观察信号源的同一个信号波形时,通过调节垂直或水平偏转旋扭观察信号波形的变化,为何会出现这种变化?带着同样的思考引导学生学习X通道、Y通道的放大电路设计等等。
3 实验教学
本课程的实验教学采取验证性实验和设计性实验相结合的策略。
3.1 验证性实验
验证性实验的目的是让学生通过操作各个实验项目,使他们对电子测量的基本概念、原理及方法有更加深入的认识和理解,培养学生独立思考的习惯,提高学生理论联系实际的能力和分析、解决问题的能力。在本课程的理论教学过程中,学生已基本掌握了实验所用用仪器的操作和使用方法,学会利用现有设备采取正确方案进行一些简单的测试测量。教师设计一些具有锻炼学生思考能力的实验给学生。如:通用计数器的应用,该实验要求学生理解通用智能计数器工作原理,掌握测量频率周期的测量方法及其检定高频信号源频率准确度,熟悉计数器的其他扩展功能;再如通用示波器的应用,要求学生理解示波器的工作原理、技术指标,熟练掌握通用示波器测试信号参数的方法等。
3.2 设计性实验
《电子测量技术》课程综合运用了电子、计算机、通信、控制等方面的技术知识,教师结合本专业的基础课程,设计了本课程的设计训练题目,目的是培养学生将科学理论与实际工程相结合的能力,通过设计训练,要求学生在掌握电子测量仪器基本理论的基础上,能根据所学知识综合设计简单的测量电路,运用单片机、FPGA、Protel等工具对简易电子测量系统进行仿真与设计,从而提高学生的创新设计实践能力。
设计题目主要有简易信号源设计、简易计数器设计、简易频率计设计、简单的数据采集卡设计等,让学生通过这些题目进一步对课本理论知识进行深入的学习。设计要求学生首先要写出《设计任务书》,包括以下内容:第一,仪器名称、用途、特点及简要设计思想;第二,主要技术指标;第三,仪器应具备的功能;第四,仪器的设备规模;第五,系统的操作规范等。该任务书反映同学的设计目标,同时也是教师作为设计完毕进行验收的依据。在设计之前要先学习基本的设计方法;在设计过程中除写好《设计任务书》外,还要做到理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡,要求学生在每一步设计结束要及时与教师沟通,尽可能完善设计工作。硬件电路设计前要画好硬件原理框图,过程中要绘制详细的电路图,仿真无误后方可制作电路板;硬件完成后要规划软件控制流程图,根据流程图逐步、逐点编写程序;最后进入软、硬件联调、实验,最后还要撰写设计报告。教师根据任务书中的指标逐项检查设计成品。
通过课程设计同学们学习了硬件电路设计、软件程序设计、电路调试等知识,使学生深入理解并掌握了测量仪器的基本原理,硬件结构和工作原理。掌握程序的编制方法和程序调试的方法,掌握常用接口的设计及使用。学生为其它课程、项目和毕业设计做了大量的知识储备,也为将来在自动化、智能检测、电子信息工程、测试计量技术及仪器、电子科学与技术及其它领域工作打下良好基础及应用实践能力。
4 结论
作者在课程教学过程中采用理论教学与实验教学相结合的教学模式。教师在“做中教”,学生在“做中学”。教师充分利用实验室现有的实验仪器、智能仪器控制软件、虚拟仪器软件等,较为全面地介绍电子测量技术的基本知识、电子测量仪器及测试系统的工作原理以及它们在工程实际中的具体应用,让学生尽可能广的学习到本课程所涉及的专业知识。经实践,本文提出的理论教学和实验教学方法证明了该方法的构建激发了学生的学习兴趣,巩固和加深了学生对理论知识的掌握与理解,提高了学生分析问题和解决问题的能力并加大了授课的信息量,符合创新人才培养和社会发展的要求。
参考文献:
【1】陈尚松,郭庆,雷加.电子测量与仪器【M】.电子工业出版社,2012.
【2】范泽良,王永奇.电子测量与仪器【M】.清华大学出版社,2010.
一、导入方式生活化,吸引学生注意力
数学是一门具有抽象性的科学,对小学生来说,有些知识是难以理解的. 而生活是知识的重要来源,生活中处处都有数学的影子,所以,小学数学教师就可以生活化的课堂导入方式,来激发学生的学习兴趣,吸引学生的注意力,从而极大地加强学生对数学的求知欲,引导学生主动开启数学之门. 例如:在“圆的面积”的教学中,学生可能对圆形知识接触频繁但又一知半解,这时教师就可以这样导入:引导学生想一想自家的水龙头管道,为什么管道是圆形的而不是方形的呢?你有没有见过其他形状的自来水管道呢?自来水管道在学生的生活中是比较常见的,学生不会感到陌生,所以对于教师所提出的问题,也会马上充满兴趣地进行思考与讨论. 这样生活化的导入方式,不会很突兀,学生也不会感到很陌生,也会饶有兴趣的参与思考活动,其积极性与主动性也得到极大地激发,从而带着兴趣去学习,更好地学习数学,奠定数学学习的基础.
二、以实践操作的导入方式,激发学生兴趣
小学生年龄较小,活泼好动,所以实践动手操作的导入方式也正好符合小学生的这一特点. 以实践操作的方式导入,可以有效吸引小学生的注意力,并将其集中到富有意义的教学活动之中.
例如:教师可精心准备教学方案与道具,在“认识底和高”的教学中,引导学生应用已学的相关知识来进行实践操作,如利用剪、接,将几种不同的平行四边形拼接成大长方形,然后让学生自主思考、讨论各自的拼接结果;而教师则因势利导,引入新课,将抽象的数学知识变得更加直观化、形象化,从而激发学生产生继续学习的兴趣与动力.
正所谓:实践是创新的源泉. 小学生具有活动、实践的天性与欲望,所以教师更应大胆放手让学生多操作,引导其在实践中思考,在思考中实践,培养其探索精神.
三、创设问题情境的导入方式
儿童是具有主动性的,但需要所教东西符合儿童的发展需要,利于其兴趣的激发,才能开展良好的教学活动. 小学生学习积极性的产生,一般也是其产生了学习兴趣和强烈的学习欲望,才能真正主动参与教师的教学活动,成为学习的主体. 而问题情境的有效创设,能够让学生置身于具体的情境之中,激发其学习的兴趣与欲望,从而更加主动的进行知识的学习与思考.
例如:在教学“分数的大小”过程中,教师可以提前准备一些月饼,并创设中秋节的情境,然后引导学生思考一下,中秋节时大家围坐在一起分月饼吃,一个小朋友吃了月饼的四分之一,而另一个小朋友想吃的更多一些,那么她可以吃多少呢?引导学生试着动手切一切月饼,并思考开放性的答案,可知结果为三分之一或二分之一.
这样,在已有生活经验的基础上,学生对如何分割月饼也会更感兴趣,并在实际的动手操作中,寻找问题的解决方法,从而更好地学习数学,更乐于学习数学,并引导其树立用所学数学知识解决生活中的数学问题的意识与能力.
四、借助多媒体等设备的导入方式
现代科学技术的发展为学校教育提供了更多的便利,比如多媒体教学设备的应用,就可以将抽象的知识变得更加形象、直观,刺激学生的感官,激发其产生学习兴趣与热情,从而实现教学的高效性.
例如:教师可以利用多媒体设备播放《乌鸦喝水》的flash视频,在吸引学生的注意力后,提出:乌鸦喝到水的原因是水增加了么?如果水没有增加,那水面上升的原因又是什么呢?在动画播放的过程中,学生的学习兴趣得到很好的激发,并在其热情高涨的思考问题的过程中,潜移默化地将“体积与容积”的知识传授给学生.
现代教育信息技术在课堂教学中的有效应用,能够在声、色、形、动、静的变化过程中,将数学知识更加形象、直观、具体并声形并茂的展现在学生面前,充分调动学生的多种感官,从而实现良好的课堂导入.