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中图分类号:F224-39
学习数控技术课程的目的是使学生能掌握数控原理、插补原理、伺服系统、检测原理等基本知识,掌握典型的数控系统的应用与操作,掌握数控车床、数控铣床、加工中心的编程知识,熟悉相关的仿真软件和自动编程软件,并通过实验、实训、实习增加感性认识,提高学生的动手能力和创新能力,达到知识、能力、素质的全面发展。如何提高数控编程教学效率呢?
一、选择合适的教材
教材的内容应适合于实际编程应用的要求,以目前广泛采用的基于CAD/CAM软件的交互式图形编程技术为主要内容。在讲授软件操作、编程方法等实用技术的同时也应包含一定的基础知识,使读者知其然更知其所以然。数控编程技术的学习是一个分阶段不断提高的过程,因此教材的内容应按不同的学习阶段进行合理的分配。同时,从应用角度对内容进行系统的归纳和分类,便于读者从整体上理解和记忆。
教学内容以“必须,够用”为度,少一点公式推导,多一点应用实践,删繁就简,确保重点,突出针对性和应用性。例如:在讲“数控编程与操作”的内容时,理论方面应着重从编程思想与方法出发,将涉及到的工艺分析、程序的代码、结构、格式及数值计算进行详细讲解,多一些编程操作实例,突出实用、实践,而无需对数控系统或数控机床的维护维护保养等知识讲解。在教学中要充分与实践相结合,采用精讲多练,边讲边练,讲练结合的形式。
二、实行内容模块,构建“三化体系”
一个专业是由若干课程群模块来构建,一个课程群模块由若干门课程架构,一门课程由若干知识与能力构建的模块组成。课程是学校教学组织管理的最小单元,优化课程教学内容,是保证教学质量、培养人才的基石。
这里的模块,是指课程知识与能力浓缩的单位元。每个单位元包含具有共性的知识点、能力点,尽量在一堂课内完成教学。若要多堂课完成,则分解成几步实施,提高可操作性。如《数控加工实训》课程构架可分解为二十个小单元,每个小单元即模块是知识与能力的高度浓缩,在有限的教学时空里,教学更多的知识与能力点,教学内容含金量极高。成果推广以来,我们不断提高和完善,现在已逐步实施课程教学内容的“三化”,即:
教学内容体系化:理论教学体系、实践教学体系、职业技能体系等三者并进。实现理论与实践并重,能力与证书并举,证书与就业并行的格局。
知识能力模块化:将知识与能力点构建为一个小的单位元,提高教学效益。主要表现在:一是节省教学时间。如:数控加工实训,我校仅用4周完成高级数车、中级数铣及数控职业培训考试。二是增大教学信息量。单位时间教学信息量可增加50%~100%。三是节省实训材料。工件模块设计,一个毛坯从大到小加工多个训练零件,节约实验实训经费。
典型实例动态化:实例或操作经动态媒体或现场操作等手段实现4D(三维立体+时间的立体动态过程)的动态化。有效提高学生快速理解知识,提高应用能力。
三、应用信息技术手段进行教学
借助于装备完善的数控仿真、多媒体实验室和理论实践一体化教学实训室,使数控课程的教学手段基本达到了现代化的要求。在数控仿真加工的基础上,掌握数控机床的操作。教师们都能熟练地使用计算机、投影仪等先进的教学设施,根据优选的教学内容制作课件,营造出图文并茂生动逼真的教学环境,可促使学生更好地掌握教学内容,提高学习的效率。
1.编制电子教案,实施网络化教学,将讲述的内容通过网络教学,增加信息量,实现实时仿真,可以引导学生按照工作过程学习,可以提高学生的学习兴趣。
2.电子课件讲授,将抽象的知识用多媒体表示,形象易懂,提高学生学习效果。运用校园网和电子阅览室资料,制作图文并茂的多媒体课件,精心组织教学内容,使复杂问题简单化,抽象问题形象化,帮助学生深刻理解和掌握所学知识。
3.教学内容全部上网,促进学生自主性学习。本课程的教案、课件、习题集、鉴定题库、授课计划、实训指导书等资料全部上网,促进学生自主性学习。
4.开放实训室,为自主性学习创造条件。编写详细的实训指导书,学生可以利用多媒体教室,机房、一体化教室快速入门提高,使学生可以利用业余时间进行学习,提高学生的认识、理解、运用知识的能力。
四、加强实习教学
实习教学是数控专业的一个重要环节,由于数控加工牵涉到机床、夹具、刀具、工艺路线、切削参数及编程方面的知识,由于数控设备少,我们可先在普通设备上培训有关知识,避免一开始就就让大批学生涌向数量不多的数控机床,等到相关知识准备好了,需要进行程序运行时才上数控机床,这就大大减少了数控机床的工作量,从而缓解了设备不足的压力。
我建议实习应按普通机床加工(如普车、普铣)仿真模拟训练数控机床操作三步进行,其中,普车普铣旨在让学生掌握主要的机械加工工艺与装夹方法。训练其对不同材料,不同零件,采用何种工艺路线,及在不同的工艺路线、不同的主轴转速、进给速度及切削深度条件对工件的形位精度产生的影响。培养学生对切削加工参数和工艺路线制定的感性认识。仿真模拟训练主要是培养学生对编程指令和机床面板的熟练程度,为在数控机床上的操作打下坚实的基础,避免因指令不熟而损坏数控设备。
总之,在高职数控编程教学中,改变传统的教学模式,专业课进行实践化教学,在教学过程中实施精细化,重点培养学生综合运用知识的能力,是我校在全面提升学生素质、全面服务社会过程中所进行的一系列改革,同时也收到了很好的效果。
参考文献:
关键词: “三以一化” 数控车床编程与操作 第一课 实践能力
享誉全球的德国校企合作培训学生的“双元制”教学模式,新加坡“教学工厂”的职教模式,以职业技能培养为主线,以职业能力为本位的职教理念,时刻鞭策着我国的职业教育体系,时刻提醒和动摇着我国的职业教育工作者和管理者。
然而,在国内各类职业学校热衷于一系列教学理念的创新或“照搬照抄”他人已初见成效的理念时,我们是不是忘记了职业教育的本质?是不是脱离了对我们的国情、教育制度和教育对象的研究?职业教育到底是什么?应该是服务型教育,是为市场服务,为经济发展服务,为企业服务的一种教育。职业学校(这里主要指中等职业学校)作为培养直接在生产、服务、技术和管理一线工作的技能应用型人才的教育机构,必须更多地关注实践方法,必须突出学生综合职业能力的培养,实现让学生“求职有技能,发展有基础,创业有潜质”的教育成效[1]。
笔者所在的江苏省常州技师学院于2003年实行分系分级管理,便积极展开对一体化教学模式的研究和探索,且在这几年的实践中取得了较为理想的成绩。下面笔者以数控车床编程与操作教学为例,结合课改实践中的具体做法,与同行相互交流,谈谈自己的课改体会。
职业学校只有创出自己的办学特色,只有打响自己的品牌效应,只有培养出合格的技术应用型人才,与企业实现用工的“无缝”对接,才能在职业教育改革的浪潮中立足、生存和突显。那么,如何才能做到呢?最重要的就是要进行有针对性、有实效性的课程改革。
数控车床编程与操作是一门理论和实践综合性较强的学科,是数控加工专业学生必须掌握的专业技能课程之一。数控专业传统的课程设置已与时代严重脱节,制约了教师的成长,束缚了学生的能力,阻滞了学校的发展,教育的最终结果是无法做到与企业生产实际有效整合,这是企业的损失,更是学生、教师和学校的最大损失。但课程体系的改革不是理论课程与实训或实验课程的简单“1+1”,而是必须根据教育的性质、学习年限、学生的接受能力对课程内容做适当取舍,对学校“硬软件”设施进行有效的整合或重构优化,以职业能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,构建综合一体化的课程体系,即所谓的“三以一化”课程体系,具体可从以下几方面考虑。
一、灵活设计第一课,抛砖引玉定项目
《数控车床编程与操作》从课程的专业角度评价出发,的确存在着些许枯燥的成分,但专业技能课程的潜在价值或影响力在于,通过教师的“导演”,可以让“演员们”自由发挥,找到各自的角色定位,获得某种意义的成就感。考虑到中职生学习知识结构的参差不齐,考虑到中职生明显的职业倾向性学习兴趣,能否上好专业技能课的第一讲至关重要,我们要做什么呢?就是精心准备,设计组织好第一堂课,引导或激发学生主动拿起手中的钥匙,开启求知的大门。有一环节我曾这样设计:有专家分析过,绝大多数人的好奇心理主要是由视觉触发的。实施入门教学时,我一改以往空洞抽象地介绍“数控车床的主要加工对象”这一知识点,而是将历届(或前期同进度班级)数控加工专业学生的优秀车削作品的实物或图片资料展出,在学生欲望被点燃的瞬间,我再展出一些有创意的数控车零件(有的取自网络资源,有的取自假期师资培训或企业实践时的记录),旨在吸引学生的眼球,抓住最佳听课时机。
接着,便可将课堂活动的主导权转交给学生,适当引导学生,依据图片或实物对号入座,可自由选择讨论的方式(教师适时给出一定的参考意见),最后选派代表总结。在这个教学活动期间,教师不要对学生的思维横加干涉,无论学生给出的答案正确与否,教师都要给予充分的肯定(不是肯定他的答案,而是肯定他积极思考的态度,肯定他主动发言的勇气),因为学生的求知欲是瞬间效应或是其他,教师的评价尤为重要。学生在这样轻松、愉悦的心境中,无意识地主动完成了项目教学中的第一个任务——了解数控车床的加工对象和特点。绝大多数学生已经“习惯”了传统的教师单向授课模式,已经“习惯”了被动接受指示,这种新颖的能充当课堂主人的教学设计,会激起学生内心的动荡,激起学生极力想证明自己的欲望,这不正是职业教育的宗旨体现吗?
二、巧妙提炼项目或任务,发掘学生个体实践能力差异
学生已迫不及待地开启了“数控迷宫”的大门,那么,他是会勇往直前探个究竟,还是会在待在门口止步不前或徘徊不定呢?靠什么来帮助他做选择呢?靠屋内有足够吸引他的“东西”,靠老师的巧妙引导。数控车床编程与操作是一门系统性较强的复合型课程,为了更好地适应现代企业的用工需求,学生不能只是对车削编程指令的简单“搬用”,必须学会综合运用所学的专业基础知识和专业技能等来解决实践问题。因此,先前的那种“纯粹”的粗放型理实一体化教学课程设置或教学设计已显现了它的弊端,我们现在的课程体系改革,就要强调真实项目或真实典型工作任务(来源于企业生产实际的工作任务)的确立,只有在真实的学习情境中,当学生积极地完成具体任务(或项目),努力地思考其中的实践性问题时,这些知识才可能在学生的认知结构中与工作任务建立有机联系[2]。
典型工作任务的提取虽然离不开企业专家(一线技术骨干、班组长、车间主任为主)的深度参与,但企业专家对学校的课程设置理念,对学生的知识结构等方面均不了解,所以,真正要以学生的职业能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体,就必须依赖我们的“一体化教师”或“双师型”教师去理解、提炼、精心组织和安排这些任务,将它们针对性地转化为学生乐意接受的方式,让学生在整个项目(而非某个单一工作任务中)的学习过程中,学会质疑,学会思考,学会合作,让学生积极主动起来,让一体化教学“活”起来。
“三以一化”课程体系的设立宗旨就是为了彻底打破传统教学的唯结果论,为了找到有效的理实切入口或结合点。因此,本着遵循学生个体差异的原则,教师不能在给学生布置完项目或任务后,就完全交由学生“自由”发挥,而是必须多加关注学生在整个项目或任务学习过程中的点滴变化,坚持多元化价标准,使评价成为激发不同层次学生学好课程的催化剂,使中职生燃起自信心和勇气,提升自身的综合职业素养。
参考文献:
关键词:技校 教材 教学模式 模块式 一体化
经过多年的使用和改进,技工学校劳动版教材已成为一个比较完整的体系,基本能够满足各级各类技工学校的教学需要。但随着形势的发展,技工学校的办学理念、教学模式、专业学制不断变化,对教材提出了更高的要求,教材建设也应紧扣时代脉搏,不断改进,更好地适应技工学校的教学需求。
一、近几年技工学校的办学状况
1、生源素质参差不齐,教学重点各有侧重。近几年,随着经济形势的好转,企业对技能人才的需求更加旺盛,由此带动了技校招生数量的大幅上升,但生源素质却不容乐观。针对这一现状,各技工学校都在探索和应用分层次教学模式。即新生入学后,进行全面的摸底考试,根据文化基础的差异,分成高职升学班、常规教学班、技能教学班等不同层次的班级。教学的侧重点有所不同,升学班强化文化基础、专业理论的学习;而技能班则以技能训练为主,弱化理论知识的教学。基础文化课教材经过几年的再版和改进,已趋向于更加实用,但对文化基础知识较差的学生来说,一年多的文化理论课的学习,无异于听天书,无异于浪费时间。
2、专业设置更加灵活,学制年限长短不一。对于技校的培养目标,国家虽有明确的标准规定,但各学校为适应人才市场的要求,在培训层次、专业设置、学制年限等方面都有着较大的灵活性。当前,技校招收的全日制学生,既有四年一贯制的高级工,也有二至三年制的中技工,也有一年制的初级工,还有三个月到半年的短训班。而技校教材对大多数专业来说,却只有一个版本,难以适应多样化的教学要求。
3、教学改革不断深入,教学模式不断更新。随着教学改革的不断深入,各学校都在探索和运用模块式“一体化”教学模式,该模式将专业理论教学和实习教学融为一体,能最大限度地激发学生的学习兴趣。但由于缺乏相应的“一体化”教材,模块式“一体化”教学的推广受到了限制。
二、对教材建设的几点思考和建议
1、建议编写一套教学课时相对较少的基础文化课教材
现行的基础文化课教材基本能够满足常规教学班、高职升学班的教学要求。针对技能班、初级工、短训班的教学,建议编写一套教学课时相对较少的基础文化课教材。该教材应以服务专业理论和实践教学为基础,以提高学生的人文素质和科技素质为目标,以“实用、有用、够用”为原则,内容选择上尽量做到少而精,不必过分强调知识的系统性。 笔者认为,可将原有的语文、政治、英语、数学、物理、化学进行整合,将语文、政治、英语整合成一本人文素质教育读本,同时融合进地理、历史、国学方面的内容,以提高学生的思想政治素质和人文素质为教学目标;将数学、物理、化学整合成一本科技素质读本,同时融入当前最新科技内容,以服务专业课教学和提高学生的科技素质为目标。该课程在内容的选择上,应少一些空洞乏味的理论推导,突出概念理论在专业基础课和专业课中的应用。
2、建议编写一套模块式专业基础课教材
当前的一些专业基础课教材,都是以系统理论构筑而成,也就是说,是以系统专业理论为主线的一个体系,具有一定的系统性和连续性。其明显优点是遵从了人的认知规律,对于以理论教学为主的高职升学班比较合适,但对于以技能训练为主的班级则存在着明显的不足。因为技能教学班以技能教学为主,相对来说弱化了理论知识的教学,在教材选择上一些课程干脆不开,比如机械专业,很多学校将工程力学、金属材料及热处理、机械制造工艺学、公差配合与技术测量等课程全部删减,只开机械制图和机械基础。由于这些课程相互关联、互为基础,课程的整体删减,造成了知识点的缺失,给后续课程的教学带来了困难,同时也不利于学生的长远发展。
对于基础理论课的教学,在贯彻少而精原则的同时,也应考虑到知识点的全面,为学生长远发展奠定基础。因此,建议开发一套专业基础课模块式教材,以一至两门主干课程为主,将其它课程内容融入其中。比如,对于机械专业,以机械制图为主干,将公差配合与测量技术融入其中,称为机械制图;以机械基础为主干,将工程力学、机械制造工艺学、金属材料及热处理等课程融入其中,称为机械知识。各教学班可根据基础不同、要求不同选择不同的模块来组织教学。
(一)高职阶段培养模式的“误区”
对高职学校来说不管是普高生还是中职生,其培养的目的都是将其培养成具有高职业素质、掌握熟练专业技能的应用性人才。如果这种“高技能人才”不能在工作过程中进行复杂的数学计算;不能使用电脑完成相应的专业工作;不能通过良好的语言能力表达出自己的思想;甚至不能在职称评定中考过职称英语。试问这种“高技能人才”能有多高?高职阶段如果不重视学生的基础课程学习,等于斩断了学生的继续学习能力。在传统课程下培养出具有高技能的人才,只是一厢情愿。
(二)积极引导,因材施教
让学生了解开设的基础课程对自己就业和职业发展的作用,能够大大提高学习积极性。学校可以采取新生与毕业生或企业管理者进行交流座谈,让新生知道基础文化课程在工作中的作用和重要性,使他们产生学习好基础文化课程的动力。鉴于普高生专业知识空白和中职生基础知识普遍薄弱的实际情况,课程设置的思路应该以人为本,不搞一刀切。普高生可以参考现行的人才培养方案循序渐进进行学习,中职生的人才培养方案需要进行一定调整。适当降低《高等数学》、《英语》的难度。《高等数学》课程可以从教材中抽取与高中数学内容相近的章节进行学习,主要巩固中职生的数学应用能力。《大学英语》课程可以选用入门的机械专业英语教材,中职生熟悉教材中的专业内容,间接降低了学习英语的难度,从一定程度上解决了他们抵触学习英语的情绪。提高《机械制图》、《机械CAD》、《机械制造基础》等专业课程的难度,在课程中多选用企业实际加工图纸和工艺方案进行工作过程教学,以课程的内容拉开高职与中职的专业水平层次。
二、课程设置实施方案
(一)基础课程设置
代表课程有《高等数学》、《公共英语》、《机械制图》、《机械制造基础》、《机械设计基础》、《CAD软件应用》。可以将上述课程的内容设为两种难度,让普高生和中职生通过选课的形式决定适合自己的学习内容。这样的好处是让中职生在学习基础课程时不会由于难度过大而产生自暴自弃的学习行为。提高中职生专业课程难度,课程内容与企业工厂中的生产进行接轨,让他们避免重复学习,使教学资源得到充分利用。
(二)专业课程及实训课程设置
代表课程有《数控加工工艺》、《数控编程》、《工装与夹具》、《数控机床电气控制与PLC》和与之相关的实训。在进行专业课程和实训的学习阶段,针对普高生和中职生的知识结构特点,可以针对中职生进行一次专业理论知识和动手能力的测验,鉴定每一个高职生的专业能力。专业能力一般的中职生与普高生实行传统的教学模式,专业能力突出的中职生实行管理方面的能力培养。具体实施方法:在进行专业课程和实训课程的时候,将学生划分为3至5人的若干小组,让能力突出的高职生担任组长。教师前半段进行教学,后半段下发工作任务,使组长领导小组成员完成任务内容。由组长为组员分别评分,组员分别对组长评分。根据不同的课程和学生专业水平情况,灵活设置组长,最后老师对小组的综合表现进行总结评分。
三、总结
关键词:单片机原理;CDIO模式;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)20-0101-02
单片机由于其结构简单、易于控制及价格低廉等优点,使得其广泛应用在仪器仪表、工业控制和自动化控制等领域中。随着电子技术的飞速发展,企业对单片机应用型人才的需求越来越多,而且越来越看重具有动手能力、团队意识和创新能力的学生。因此,理工科学校的教育工作者和学生越来越重视单片机原理及应用课程的教学成果。然而该课程作为高等工科院校电子、机械和测控等专业重要的专业必修课,是一门综合性、实践性很强的课程。对于工科学生来说,很好地掌握单片机技术,不仅有助于深入地学习专业知识技能,提高自身的整体专业素养,培养动手能力与团队意识,更重要的是能够获得实用的专业技能和创新能力,增强就业竞争力。
面对市场对人才日益严峻的要求,如何培养出适应社会需求的创新型和专业型人才,是教师面临的一项紧迫而艰巨的任务。这不仅仅要求教师提高自身水平和积累工程项目经验,还要求不断反思教学过程,在教学方法上进行改革和探索。
一、单片机教学特点及存在的问题
单片机原理及应用课程教学与其他理论科目教学方式不完全相同,这门课程强调的是专业知识的应用,要求学生能够将基本理论与实际工程相结合,达到解决工程问题的基本能力。因此,在重视理论教学的同时,必须重视实验教学。但是,在具体的教学过程中,不但学生普遍感到难学,授课教师也存在许多困惑,这些都是由于课程特点引起的。
它的主要特点[1]有:(1)概念多,专有名词多,内容抽象,对于初学者来说难以适应,由此会感觉入门较难。(2)编程语言指令多,且需要掌握每条指令的功能及操作数来源。(3)逻辑性和完整性强,各部分知识衔接紧密。(4)课程的图示说明多。(5)综合性强,涉及内容较多,涵盖了模拟电路、数字电路、自动控制系统等诸多基础课程的内容。(6)解决实际问题的能力强。单片机教学的这些特点,使得学生在开始学的时候难以入门,难以了解单片机的整体结构,从而对单片机的学习失去信心,以至于出现学生普遍认为课程难学、教师普遍认为课程难教的局面。
多年的单片机教学经验表明很多学生学完课程之后并没有达到预期的效果,不能将学到的知识应用于实践,或无法将知识点连成知识面进而形成知识体系。另外传统的实验教学以验证性的实验为主,学生在规定的时间内,用统一的模式,按照指导书上规定的步骤做相同的实验。对于包含工程开发的软硬件协同设计难以开展,学生对基础知识的综合应用能力较差,自主设计和创造能力也普遍存在问题。
二、CDIO模式下课程教学改革探索
1.CDIO工程教育模式。CDIO是一种国际化高等工程教育的创新模式,是由麻省理工学院(MIT)、瑞典皇家工学院(Royal Institute of Technology)等四所跨国大学合作开发的一整套工程教育理念和实施体系[2,3]。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[4-6]。主要包括技术知识与推理、个人和职业能力与态度、人际交往能力,团队合作和交流、企业和社会环境下的构思设计实施运行系统等四个层面,这种模式不仅注重培养学生扎实的专业技术知识,更关注团队协作精神和创新精神的培养,并通过“做中学”和“基于项目的教育和学习”的教学模式培养既有扎实的专业技能,又有良好的团队协作能力和创新能力的国际化工程师。国内外的经验都表明CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的,适合工科教育教学过程各个环节的改革。
2.以项目为导向,改进教学方式和教学内容。教学方式上,将本专业有着丰富科学研究和教学经验的教师组织成一个项目实施团队,建立相对稳定的承担单片机原理及应用课程教学和实践环节的教师队伍。研究CDIO高等工程教育模式的理念和本质,转变观念,改革教学内容、教学方式和教学手段,紧密结合有关科研项目,将CDIO理念和教师在科研中的实践经验和体会融入教学内容、课堂教学和实验教学环节中。项目中每位成员根据自己承担的科研项目,每学年提出一个适合单片机项目化教学的项目,并将学生进行分组,每组4人,每组都包含1~2名兴趣比较浓厚、学习动手能力较强的同学,每个小组选择一个项目,该项目贯穿于单片机教学内容和过程的始终。最后再完成一个综合性强的实践环节。通过这种方法提高学生学习的积极性和主动性、动手实践能力、团队协作能力和创新能力。
3.改革教学模式。在实际的教学中,将提出的适合单片机项目化教学的项目分配给学生小组,让学生以团队的形式完成整个项目的设计,包括方案设计、软件实现、硬件设计以及测试和调试等整个过程。使项目贯穿于单片机原理及应用课程教学内容和过程的始终,学生分组完成,教师提供辅导。选用的项目可分步实现,彼此关联,从小到大,从简到繁,从局部到整体,层层推进,形成一个完整、全面的单片机应用系统的教学项目。在实际的教学改革中,我们依托于“RS232串口通信”、“数控式直流电流源设计”、“智能负载”、“温湿度测量系统”、“数控直流稳压电源”等项目,将以包含能力训练的项目教学方式让学生深入理解专业知识和提升其专业技能。将教学内容相关的知识分解到各个教学项目当中,这样可以增强学生学习单片机课程的兴趣,培养他们的团队意识和创新能力以及提高在严峻就业环境下的竞争力。
4.考核方式的改革。传统的单片机的期末成绩主要由学生的平时成绩和卷面成绩按照一定的比例构成(一般为3∶7),卷面成绩则全部由试卷考试的形式决定。这种传统的考核方式评价不了学生的实践能力和创新能力,也不能完全作为掌握单片机基础知识的判断依据。而CDIO工程教育则要求学生在掌握专业知识的基础上,具备一定的工程实践能力,也符合广大学生的学习目的。
因此,在本次改革中,为了确保考核方式的合理性、公平性和有效性,单片机的成绩将以CDIO工程教育基本理念为指导,与项目结合的形式完成对学生能力的综合评价,并采取教师点评和学生互评等各种方式(如表1)进行。这种以“过程”为基础开展,关注学生知识、技能的学习过程,关注实践环节及工程应用能力,力求知识与能力的协调统一的教学考核,不仅增强了衡量学生掌握知识的依据,而且有利于引导学生注重动手实践能力和自身综合素质的提高。
三、教学改革的实际效果
1.激发了学生的学习兴趣。以项目化方式指导学生学习的教学方式,增强了学生学习单片机的兴趣和热情。工程教学中始终贯穿着项目,学生需要按照项目的任务和要求系统地学习基础知识和应用能力,有助于学生明确学习目标。这种由传统单调的课程教学到灵活的项目教学方式,也极大地提高了学生的学习氛围和兴趣。
2.培养了学生综合运用知识的能力。要完成CDIO项目中的工程任务,必须运用诸如数字电路、模拟电路、自动化控制和单片机技术等多学科的基础知识。学生需要综合运用所学知识来解决项目中遇到的问题,使学生综合运用知识的能力得到培养。通过完成遇到问题到解决问题的过程,学生也加深了对知识的掌握。
3.锻炼了学生的团队协作精神。由于在整个工程项目的学习过程中,学生被分为3~4人一组,在分散学习、查阅资料、讨论及实践活动的过程中,都是以小组的形式进行,每个小组都是一个小团体,全体组员共同参与学习环节中的各项活动。彼此互相配合,广泛交流的过程,锻炼了学生的团队协作精神和团队意识。
4.提高了学生的思维、实践动手能力。CDIO教学模式“做中学”的理念,强调教学与实践的统一。在教学过程中安排的大量项目实践活动,需要学生亲自动手完成项目要求的各个实践任务,并参与到项目开发的始终。参与工程的开发能够发散学生的思维,提高实践动手能力。从项目完成的情况来看,此次改革有效地提高了学生的创新能力和解决问题的能力。
四、结语
经过全体课题组教师的不断努力,“单片机原理及应用”课程教学改革已经取得了初步成效,教学效果得到了显著提高。通过单片机教学改革的实践,结果证明,在CDIO工程教学模式下,采用以项目为驱动的教学方式不仅生动有趣,还能提高学生的创新能力和实践能力。而且理论与实践紧密结合的教学改革,激发了学生学习的兴趣,培养了学生的团队协作能力和团队意识。
参考文献:
[1]李晓林,牛昱光,阎高伟.单片机原理与接口技术[M].第2版.北京:电子工业出版社,2011.
[2]马卫国.基于CDIO的单片机原理及应用课程教学改革探讨[J].中国现代教育装备,2011,(19):70-72.
[3]张翼成,刘美,王涛.CDIO模式下“单片机原理及应用”课程教学改革[J].计算机教育,2012,(32):22.
[4]顾学雍.联结理论与实践的CDIO――清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究,2009,(1):11-23.