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2、自动化专业以系统科学、控制科学、信息科学等新兴横断学科为理论基础,以电工技术、电子技术、传感技术、计算机技术、网络技术等先进技术为主要技术手段,以实现各类运动体的运动控制、各类生产过程的过程控制、各类系统的最优化等跨学科综合性专业。
3、自动化专业的一级学科为“控制科学与工程”,本专业主要有4个发展方向:
(1)运动控制;
(2)过程控制;
(3)嵌入式系统与机器人;
(4)人工智能。
关键词:电气工程及自动化核心竞争力探索发展
一、核心竞争力的相关理论
核心竞争力是指在一个组织内部经过整合了的知识和技能,尤其是关于怎样协调多种生产技能和整合不同技术的知识和技能。从与产品或服务的关系角度来看,核心竞争力实际上是隐含在公司核心产品或服务里面的知识和技能,或者是知识和技能的集合体。核心竞争力是一个企业能够长期获得竞争优势的能力,是企业特有的、能够经得起时间考验的、具有延展性并且是竞争对手难以模仿的技术或能力。核心竞争力体现在教育中的表现是学校要逐渐形成自己的教育优势,21世纪是一个以创新和发展为核心的知识经济时代,为适应社会发展的需求,各个高校也在不断形成自己的核心竞争力,这种竞争的宏观表现是地区和地区之间的学校、各个高校之间进行竞争,微观表现是专业和专业之间的竞争。学校要围绕形成自己学校的核心竞争力开展学校的相关专业的设置,以形成学校的核心竞争力。
二、电气工程及自动化专业的发展现状
电气工程及自动化专业的专业范围集中体现在电工的相关基础知识、电气制造及应用、电力系统的运行以及控制等方面,这三个部分是电气工程及自动化专业的核心内容。电气工程及自动化因其课程的设置与其他学科有很强的交叉内容,与其他学科的交叉也产生了新的学科,像电气工程和电子科学的交叉产生了电子电力技术,电气工程和机械工程的交叉产生了机电一体化,这些学科的交叉都是电气工程及自动化发展的必然产物,都是对电气工程及自动化专业进一步发展的促进作用,有助于电气工程化及自动化专业实现机电一体化。机电一体化是电气工程及自动化专业实现技术不断提高,专业不断适合社会发展需要的趋势。
目前电气工程及自动化专业的学习主要是集中在各高校的院校专业设置中,而电气工程及自动化专业设置的课程内容繁杂,根据不完全的统计结果,电气工程及自动化专业学习的内容涉及到电工技术、电子技术、自动化控制技术以及计算机的应用等方面,各个学校因专业设置的时间长短及学校自身发展特色的不同,电气工程及自动化专业的教学方式及内容也会有所不同,有学校是以电子技术的发展为主要内容来进行电气工程及自动化专业的教学,有学校是以自动化的控制为主要内容,也有学校是以电气工程及自动化专业中计算机的应用为主要内容,但不管以哪种内容作为教学的主要内容,都离不开实践的学习,电气工程及自动化专业的设置及教学主要是为了符合社会经济的发展需要,电气工程及自动化最主要还是回归到企业发展的实践操作中。因此在教学设置中各高校都建设了电气工程及自动化的专门实验室,实验室是将知识转化成实践的重要步骤,也是连接大学课程教学和社会的纽带,随着经济全球化趋势的加强及各企业对电气工程自动化的重视,各高校对该专业设置形式的多样化,电气工程及自动化在我国的发展逐步呈现良好趋势。
三、电气工程及自动化专业核心竞争力培养的措施分析
电气工程及自动化专业核心竞争力的培养主要应从两大方面进行,一是从学校方面,二是企业方面。学校方面应在电气工程及自动化专业的核心竞争实现方面起主导作用,学校应从以下几方面进行电气工程及自动化专业核心竞争力的培养:
1.进行专业课程设置的更具体化和细致化。根据本学校的教学特色和电气工程及自动化专业的专业特色进行课程的设置。有针对性的对实践性强的教学内容进行相关课程的设置,并对实践性强的教学内容侧重于实践教学。在课程的设置内容上,要先考虑课程的交叉内容的设置,例如电力系统和继电保护课程的设置,继电保护的实现离开不电力系统的分析计算的结果,电力系统在不同时间段、不同地点的计算结果都会对继电保护的实现产生重要作用,因此在教学过程中要侧重于教授学生怎样通过对数据的分析来更好地保护继电系统。
2.教师在教学过程中要不断更新教学理念和教学方法,教师教学时要指导学生进行理论和实际的结合,培养学生解决工程中出现的实际问题,改变学生依赖教师进行相关知识的教授的思想。像在进行电网的接线图讲解时,教师只是给学生提供相关的材料,让学生根据相关材料进行接线图知识的了解。并要在选择课本时选择具有新理论的课本,在编写课本时将新的理论及教学概念编进教材中。
3.学校要注重师资队伍建设。电气工程及自动化专业因其较强的理论性,要求教师有很强的理论水平,而且还要求教师具有一定的科研开发能力。学校要充分利用和企业的合作机会,建立适合教学发展的教师队伍。还可以从企业中聘请一部分高技术水平人员到学校进行任教,通过他们的实践操作经验来提高学生的学习水平和操作能力。
4.企业方面,要不断给学生提供更多的实习岗位,让学生能更好的进行岗位的选择。通过在岗位的锻炼对学生学习的相关知识的了解程度进行掌握,并将掌握的信息及时反馈给学校,通过和学校的及时沟通,更好地实现电气工程及自动化专业的教学。同时也要采取多种途径给学生提供实践机会,采取激励机制,使学生在企业实习的同时也能给自己创造好的工作机会。
结束语
将企业的核心竞争理论引入到教学中,培养学生的实践技能,制定相关的人才培养的方案,并在高校教学中设置相应的课堂体系,采用理论教学和实践教学相结合的方式,培养出符合社会经济发展的电气工程及自动化专业的人才,更好地实现与国际社会的接轨。
参考文献
[1]龚志广.电气工程及其自动化专业核心竞争力的培养探析[J].高等建筑教育,2008(18)
[2]王刚.电气工程及自动化专业教学改革探索[J]南京理工大学学报,2009(16)
关键词: 自动化 网上教学平台
0 引言
随着科学技术的迅速发展,人类社会信息化进程明显加快,自动化系统得到了前所未有的蓬勃发展。中国在今后相当长的一段时间内,对自动化相关技术人员的需求十分巨大。面对巨大机遇与挑战,如何顺应潮流、把握自动化技术发展趋势、培养大批满足社会需要的高素质人才,是高校自动化相关专业教学亟待解决的问题。
1 建立自动化专业网上教学平台的意义
人才是社会的核心要素,是社会发展的主要源动力。现在国家提倡素质教育,其重点是培养学生的创新精神和实践能力,最终目标就是培养创造性人才。以计算机为核心的现代教育技术向人们展示了其多媒体化、人工智能和全球网络化的发展特性,这种特性便于创设一种全新的教育环境,创造出有利于培养创新人才的教育环境,易于实现个别化教学,让学习者获得更大的学习空间和自由,培养学习者的自主学习能力和创新思维能力;易于实现人际之间的广泛交流和协作,支持人际之间的智能互;易于实现学习环境的虚拟化,提供给学习者更多的创造空间和实践的自由。具体而言其意义在于:
(1)自动化、机械电子工程、机电一体化等相关专业是实践性、应用性很强、多学科交叉的专业,学生在课堂上学的仅仅是理论知识,实践和应用的很少,要适应复合型和创新型人才的培养目的,必须要掌握专业领域里广泛的相关知识,加强课外学习,面向社会,面向未来。在当今的信息社会,网上教学是课外学习的主要模式。
(2)网络的交互性、超链性、平等性、多边性、学习性和开放性等特点与功能,有助于开展多种形式的师生之间、同学之间的平等交流和对话,有利于增强专业知识教育的针对性和实际效果。
(3)资源共享。把与专业有关的电子书籍、设计手册、工程案例放在平台上,便于教师与学生资源共享。
(4)毕业班管理的必要性。毕业班最后一学期大部分时间都在校外实习、工作,有许多学习环节,如毕业实习、毕业设计等要在校外完成。教学平台通过信息、论坛等形式便于毕业班学生很好地完成相关的任务。
(5)有利于专业和学科建设。此平台既是教学平台,又是专业和学科建设平台。通过此平台的建设有利于专业和学科建设。
2 网上教学平台的建设
2.1 网上教学平台建设内容
网上教学平台的建设注重教学的系统化和专业化,将电路、电子技术、单片机、微机原理、自动控制、传感器等相关学科知识联系在一起,让学生在原有知识体系上建立自动化系统的概念,提供各种自动化系统的设计资料和设计方案,建立技术论坛,让读者在网站中了解技术动态、各种创新的设计思想。同时以校园网环境为基础,充分利用网络资源的优势,整合专业相关的学习资源,采用基于网络环境的教学方法为学生建设界面友好、操作简便、具有良好交互性的学习平台。平台采用音频视频文档教育资源,力求内容新颖、主题突出。网上教与学活动的软件系统,可借助测评工具,进行自我学习评价,及时发现问题,获得反馈信息。学习资源库提供丰富的信息加工区域,设立下载专区、增强搜索功能、链接相关网站,提供充分的辅助工具。虚拟实验室可以让学生通过实验加强对课程重点知识的理解,帮助学生获取更丰富的信息。
2.2 教学信息资源库的框架设计
网络教学是教学资源的组织和,不仅要考虑专业资源的特点,还应考虑学习者的特点。因此资源建设是非常重要的。结合自动化相关专业的要求和特点,我们可以构建出相关教学资源库的框图:(如图1)
2.3 自动化专业教学资源库建设应充分考虑的问题
(1)发挥网络教学的优势和利用多媒体的属性。网络和多媒体具有集成性、控制性、交互性、多元性等特点,能把符号、文字、声音、图形、动画、视频图像等信息集于一体。并可通过模拟技术方法,将难以理解的专业知识进行模拟演示,从而使学生更易于理解和接受。
(2)网络教学资源的设计开发应与课程相关教材一致。应以自动化专业系列课程为框架建构多媒体素材库。根据专业课程设置及教材制作多媒体课件的网络版,注重教学课件的科学性、知识性、趣味性。界面设计、图标安排、设计创意等要考虑教学的需要点,坚持实用的原则。
(3)建立教学资源导航库。用导航库技术将信息进行分类、整理和信息组织。最好是采用按一般分类、主题分类和关键词分类,然后用树状结构进行子目录分类。
(4)注意教材资源库的持续性发展,注意规范化、规划性和协调性。教学信息通过屏面、图形图式、桌面等网络结构的不同组织方式体现不同的教学构想。
(5)资源库重组时要注意:资源的多元化、教材电子化、数字化、更新的快捷化、教学内容智能化,以实现全方位、立体化教学,可根据教学进度定期更新补充教学资源,还可以通过互联网获取电台、电视台及有关网站的教学信息资源,易于实现资源共享。
3 结语
总之,信息技术的发展为自动化相关专业网上教学平台建设提供了新的机遇和挑战。我们不仅要建好它,更要管理好、使用好,不断积累经验,让其发挥更大的作用。我相信这必将会对高等学校自动化相关专业课程的建设及改革起到积极作用,也会对教育信息化的发展、资源的共享以及实现现代化教育做出应有的贡献。
参考文献:
[1]刘志颖等.浅谈精品课程网站的建设.东北电力大学学报,2007.10.
[2]汤秀春等.面向嵌入式系统应用的课程专题学习网站建设.桂林电子工业学院学报,2006.8.
[3]苏榕丽.水土保持信息网站建设初探.福建水土保持,2001.1.
【关键词】高职院校;电气自动化;实践教学;新方向
现代教育的发展要求在专业学习中增强理论与实践的结合,不断开拓创新,培养出高素质的专业型人才。而在普遍的高职院校中电气自动化这一专业的实践教学还存在着一些不足,无法满足现代教育发展的需求和目标,这就要求对其实践教学进行改革,不断朝着新的方向发展。本文旨在通过对当前高职院校中电气自动化实践教学的相关问题进行探讨,从而为探索其未来发展的新方向提供一些思路。
1高职电气自动化实践教学的现状及其发展新方向的重要意义
1.1高职电气自动化实践教学的现状
随着国家对教育的重视程度越来越高,高职教育在近些年来也变得比较火热,尤其是像电气自动化这一类的专业吸引了不少学生前来报考。但是在高职电气自动化专业持续升温的同时,也暴露出了其实践教学中的一些不足,极大地影响了这一专业实践教学的更进一步发展。总的说来,其不足之处主要体现为以下三点。第一,在普遍高职院校中,电气自动化的实践教学内容不够丰富,显得比较片面和单一。很多高职院校的教师在具体实践教学中往往只做了形式上的工作,对于具体效果是否得到提升以及内容是否合理规范并符合学生学习需求等的问题并未予以关注。第二,在具体实践教学中,很多高职院校教师使用的教学方法还比较拘泥于传统方式,在提倡现代教育的今天显得格格不入,并且教学方法上的不灵活也无法满足越来越多样化的教学需求。第三,还有一些高职院校没有对电气自动化专业的实践教学引起重视,在相关的设施配备方面也没有做到全面,这就使得电气自动化的实践教学受到了一定的条件限制,在具体实践教学效果及专业人才培养方面也就打了折扣。
1.2发展高职电气自动化实践教学新方向的重要意义
高职院校的电气自动化专业在实践教学中还存在着一些不足,这就需要持续推进实践教学改革,发展实践教学的新方向。发展电气自动化实践教学的新方向具有十分重要的意义,主要体现在以下三个方面。首先,对于新方向的探索和发展有助于加强学生的实践和理论水平,并且理论与实践的有机结合能促进学生基本专业素质的提高。电气自动化专业的实践教学是一个学习理论知识并将其具体应用到实践中的一个有用过程,目的在于加强学生的基本功底并提高其逻辑思考和实际应用的能力。而现阶段的实践教学并不能切实达到这样的效果,因此探索其发展的新方向对于提高电气自动化专业学生的基本素质来讲是非常有益的。其次,对于新方向的探索和发展也有利于进一步提高学生在具体实践中的操作能力。正如前文指出,当前电气自动化的实践教学只注重于实践这个形式,具体实践教学的效果并不理想。因此,发展其实践教学的新方向是将是一个重大的转变,有助于培养学生良好的操作习惯,进而提高他们的实践能力。再者,对新方向的探索和发展对于培养学生的团队意识及合作能力也具有积极的引导作用。在电气自动化专业的实践教学中,很多任务需要同学之间合理分工,相互配合协作,集团体力量攻克难题,这一点是学生今后踏上社会必须要具备的一种能力。因此,对实践教学的新方向进行探索也有利于达到更好的实践效果并提升学生相应的能力。
2高职电气自动化实践教学在未来发展中的新方向
2.1在电气自动化的专业课堂上进行具体有效的实践教学
专业课堂的教学对于学生专业知识的学习是十分重要的,因此在传授理论基础知识的同时与实践教学相结合会对学生带来极大的提高。一方面学生可以马上将学到的理论知识投入实践,不仅可以加深学生对相关知识的理解,也能带动学生动手能力的提高;另一方面开展实践教学能活跃课堂氛围,增强学生的学习兴趣,从而带动学生积极投入到课堂学习中。
2.2在课余时间组织相应的实践活动,深化课堂实践教学的成果
学生通常在上完课以后就将学习抛之脑后,很快就遗忘了已经学到了知识。因此,在课外也组织一些与课堂教学内容相关的活动,鼓励学生积极参与其中,并且由相关教师进行具体的实践指导。这样就有利于提高课堂实践教学的效果,还能及时纠正学生在实践操作上的失误。
2.3促进资源的优化配置,不同的高职院校之间合作开办实践教学
虽然电气自动化专业在普遍高职院校中都有开设,一方面增加了就业竞争力,另一方面也体现了相应教学资源的丰富。因此,实践教学的发展新方向也可以锁定不同的高职院校,培养良好合作关系共同开办实践教学,这样就方便于利用不同学校的教学资源,加强院校之间的交流和合作,促进共同发展。通过这种方式,就可以将院校之间的竞争力升华为自身的实力,在具体实践能力方面也得到极大提升。
2.4与社会单位接洽,深化具体的实践教学
电气自动化是一门专业性极强又特别注重实践性的学科,而实践教学的最终目的是为了使学生在踏入社会以后能凭借较强的实践能力胜任某个工作。因此,实践教学不应只局限于课堂和学校,还可以深入到真正的社会工作中,这对学生实践能力的培养具有更加直接和明显的效果。所以高职院校可以与社会上一些相应的单位进行接洽,确保能在特定时期为学生提供实习机会,这种直接让学生参与社会实践的方式将具有很强的实用性。
3结束语
综上所述,高职院校中的电气自动化实践教学正处于一个改革创新的阶段,只有不断探索和发展新方向才能促进这门专业的实践教学进一步发展。在未来的一个历史阶段中,不论是院校本身还是专业教师都需要紧跟现代教育步伐,不断与时俱进,开拓创新,促进更加有效地开展实践教学活动,从根本上提高学生的实践能力。
参考文献
[关键词] 微型计算机;课程群;教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1671-6639(2015)02-0085-04
随着计算机技术的快速发展和新信息的迅猛增加,微机类课程也成为我校自动化类专业学生不可缺少的实用性较强的一大类课程。多年来,我校以精品课程建设为龙头,在《微机原理及接口技术》等单门课程的改革方面进行了许多有益的尝试,并取得了一定的成效。但是这些课程中,很多内容具有重复性或较强的相似性,采用传统分散的教学模式和教学方法往往会浪费很多的时间。另外,从实验设计的角度分析,单纯地从一门课去设计综合性、设计性实验,很难达到较好的效果。
一、存在的问题
(一)教学过程中,《微机原理及接口技术》的教学内容仍然主要围绕8086/8088这一16位微机系列进行,《单片机原理及应用》课程的教学内容主要围绕8051这一8位机进行。然而,随着微型计算机技术的飞速发展,嵌入式计算机系统时代已经到来,社会对嵌入式开发人员的需求量日趋上升,原有的以8位或16位微机为主的计算机硬件教学使得微机教学与技术发展严重脱节,学生很难理解和掌握32位微机基本技术,不能适应微型计算机嵌入式系统发展与应用的需要。
(二)在学习《微机原理及接口技术》课程之前,学生已经具备了基本的电路、信号与系统等知识作为基础,然而学生接触的电脑基本上都是在Windows操作系统之下,学生脑子里离不开操作系统这个概念。后续课程《自动化科技创新训练》所用到的32位的嵌入式系统又是在嵌入式操作系统的基础上应用的。而目前的《微机原理及接口技术》课程仅涉及DOS/BIOS的部分中断调用,却绕开了其他有关操作系统这个基本概念,没有起到应有的承前启后的桥梁作用。
(三)在理论教学中,内容体系讲求系统性、完整性,这就造成了每一门微机类课程教学内容面面俱到、自成体系、部分教学内容在不同的课程中重复覆盖等现象。例如,《微机原理及接口技术》及《单片机原理及应用》中的计算机体系结构、CPU、存储器和接口技术等内容、《微机原理及接口技术》及《计算机控制系统》中的输入输出通道、人机交互通道等内容相重复或脱节,脉络不清,缺乏全盘优化考虑。
从培养学生计算机硬件应用能力的总目标出发,在我校自动化专业教学计划中建立起规范的微机类课程群的教学体系,制定合理的人才培养方案,以适应社会对人才的需求是自动化专业本科教学改革的必经之路。
二、微机类课程群教学内容改革
基于课程群的内涵和我校自动化专业的特点,将2011版教学计划中自动化专业的微机类主干课程《微机原理及接口技术》、《单片机原理及应用》、《计算机控制系统》及一门实践型课程《自动化科技创新训练》建立成微机类课程群,其主要任务是使学生获得微型计算机硬、软件方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生在计算机硬件设计方面的应用能力。
(一) 课程内容分解与融合
将存在有机联系的课程组成课程群后,必须对课程的内容和教学环节进行综合性改革并实行统一管理和建设,才能从根本上解决问题[1]。
第一,课程群教学内容的改革。因为传统的以8086为教学模型机的体系与实际应用存在严重脱节的现象,学生在课堂上学完处理器后基本上不会再有任何应用8086的场合[2][3],因此,在课程群建立时,首先尝试将现有《微机原理及接口技术》课程主要的教学背景机由原先的8086系列机改成32位的ARM嵌入式微型计算机。另外,为了在本科生中有效开展ARM嵌入式系统的课程教学、课程设计和毕业设计等教学活动,我们认真研究了嵌入式系统技术的现状,跟踪世界嵌入式系统技术的发展,合理选择三星公司的S3C2410ARM处理器芯片作为教学机型,比较好地体现出嵌入式系统的典型性、基础性和实用性的选型目标要求。
第二,教学计划及内容的调整。目前,在我校2011版教学计划中,微机类课程群中的主干课程《微机原理及接口技术》和《单片机原理及应用》在自动化专业大三上学期同时开设,让学生在同一时间段内同时消化两门课程是一个棘手的问题。为了解决这一问题,任课教师除了通过协商在排课时间顺序上错时外,还对课程内容知识点的相关性进行了分析。为了延续传统的《微机原理及接口技术》的平台作用,我们在介绍ARM嵌入式系统原理之前,先详细介绍微机的模型机,使学生建立起微机的基本概念再进行ARM的微处理器基本结构及编程和各功能模块的学习,最后通过对一个具体的实时操作系统的剖析和裁剪的实例引入操作系统的原理。将传统的汇编指令的寻址方式、存储器扩展芯片、82系列接口芯片及模拟量输入输出通道等内容放在《单片机原理及应用》课程中进行讲述,而将ARM汇编指令直接放在课外扩展实验环节进行。该方案可将有限的学时主要用于ARM的内核基本结构及编程学习上,使学生达到掌握ARM内核的基本要求。在《计算机控制系统》课程中不再重复讲述相应的输入输出通道、人机交互通道等内容,而是直接应用前述相关的知识点来构建控制系统。在《自动化科技创新训练》课程中,学生可根据所设计的项目需求来自主选择控制用处理器,并利用已掌握的知识点构建整个控制系统。
通过梳理课程群内相关知识点之间的关系,学生能够合理利用有限的学时来高效地进行课程内容的学习。这一举措在自动化11级微机类课程的教学实践中取得了良好的教学效果。
(二)实验内容的设计
实践教学不仅仅是理论教学的附庸,从培养学生实践能力和创新精神的角度来看,它甚至比理论教学更为有效。我校历来重视培养学生综合运用知识、设计和创新的能力,对于自动化专业的学生而言,微机类课程群具有很强的实践性,其目的在于让学生掌握微型控制器的体系结构、硬件结构与功能、系统设计的理论基础知识,提高学生的动手能力。在课程内容分解与融合后,合理设计实验内容对增强学生微机类动手能力至关重要[4]。
针对微机类课程群的特点,笔者依据层次递进、减少重复等原则来设计实验,构建了一套全新的实验实践教学体系:
第一,构建以专业实验室为支撑的专业实践平台。建立了工业控制实验室、机电一体化实验室及创新实验室等专业实验室,目前拥有嵌入式和单片机实验设备各20套,并且配套相应的信号发生器、示波器、万用表等仪器。针对微机类课程群的发展趋势和对学生工程设计能力的要求,在专业实验室开设的实验中,已修课程的知识点中相关的内容全部以学生课外自主调试、复结为主,建议学生在新学课程相关知识点实验前自行掌握。而且,微机类课程群的综合性、设计性实验比例达90%左右,只给出实验要达到的基本要求和简单框图,具体的软、硬件设计由学生自己决定,给学生留下了更多的想象和钻研空间,提高了学生对微机技术的兴趣。
第二,搭建以培养学生的自主实验能力和创新能力为目的的创新实践平台。依托学院创办的开放性的工程实验中心,采用规范化的管理方法,实行课余时间开放制度,面向学生开放,学生根据自己的兴趣和能力设计实验,合理使用各种开发设备。同时,鼓励和组织学生参加各项科技大赛,目前,自动化专业的学生已获全国大学生电子竞赛、北京市大学生电子竞赛、机器人大赛及节能车大赛等数项奖项。另外,实验中心今年还购置了20套ARM嵌入式系统开发板,为ARM实训平台的建立及微机类课程群创新性教学打下了良好的基础。
第三,改革实验教学模式。传统的实验教学与理论教学有时存在脱节现象,部分学生往往只是单纯地完成实验,却不知道如何用理论知识来分析和解释实验结果,或者不清楚单个实验在整门课程中的作用,那就很难综合应用所学的知识。因此,我们对实践性较强的微机类课程尝试采用了随课实验的形式,即这些课程中的指令部分、接口部分等内容在实验室内进行讲授,学生一边学习理论知识,一边进行实验调试,任课教师现场进行实验指导,极大地提高了学生的学习注意力,并激发了学生的思考能力,从而提高了微机类课程的教学效果和质量。
三、微机类课程教学方法探索
有效性的课堂教学是保证学生获得知识和技能的保障,教学过程中要探索多种教学方法,动态协调教材知识结构、学生认知结构和课堂教学结构的关系,提高课堂教学的有效性[5]。面向嵌入式课程群的微机类课程旨在培养学生软硬件应用及开发能力,该课程群具有知识点多、内容抽象等特点,需要多种教学方法来保障课堂教学的效果。
(一)重视课程体系的绪论课
微机类课程群中课程之间存在一定的联系,帮学生梳理清楚这种内在的联系是课程群授课时的一个基本任务。因此,我们在单门课程的绪论课中除了介绍相关的应用背景、课程要求及安排外,主要引入了该课程的作用、学习过程中要用前述的哪些知识点、又能为后续提供哪些知识点等等。这样,绪论课就很好地达到了承上启下、激发学生学习兴趣的目的。
(二)通过启发式教学激发学生学习的热情
在教学过程中,通过启发式教学能让学生对所学的相关知识点进行复习及拓展,引导学生自主进行相关知识的实验调试及总结,领会微机类课程知识点的作用及应用方法,体会微机设计精心构思、巧妙设计及学能有用所带来的乐趣,从而激发学生掌握新知识的热情,对于帮助学生理解和掌握所学知识具有很好的作用。
(三)以互动式教学来保障知识点的掌握
上课时不是简单的满堂灌,而是根据学生上课的情况及知识的掌握情况及时调整上课进度,通过在课堂上适时提问、随堂进行实验练习等多种形式实现互动式教学。讲解时遇到以前学过的知识点,则首先以提问的方式让学生思考和回答,在复习巩固已学知识的同时,引出新的教学内容。为了提高学生的兴趣和关注度,学生在课堂互动中的表现均在平时成绩中加以体现。
(四)以举例式和开放式教学来释疑
对于一些难以理解的概念比如中断等,结合实际生活中随处可见的微机应用实例及其解决方法,降低学生们对这些概念的陌生感和恐惧感,让学生们在不知不觉中兴致盎然地接受这些概念,并产生自己尝试解决的意愿,进一步激发学习热情。
(五)以对比式教学突出原理的普遍性
为了强调微机基本原理以及硬件共性的知识点,必须从系统的观点分析各课程之间的相似知识点,通过展开适当的对比模式的教学,让学生能真正理解课程群中各知识点的相似性,为学生自学和创新能力的培养提供一个良好的指导。比如将嵌入式的接口和传统的8086接口进行对比,使学生理解片内接口和片外接口的概念;在指令寻址方式中通过对比、比较,学生对汇编语言程序设计方法有了更深层次的理解和掌握。除此之外,课程群内部各课程因其自成体系的原因,有些知识点从宏观上看,方法十分相似,但从细节上分析又有不同的地方,以系统的存储器扩展为例,在《微机原理及接口技术》部分知识的讲解中,重点应该讲述利用作为数据/地址分时复用总线来完成对存储器单元地址的确定,而在《单片机原理及应用》部分则强调用相应口线作为数据/地址分时复用总线完成低位地址的设计,而高位地址则用另一口线完成的方法。通过对比教学方法,学生很容易理解相关联课程中所介绍的知识点之间的内在联系。
(六)合理使用多媒体教学手段
采用多媒体教学手段将抽象的知识点如指令的执行过程、中断机制等以动画形式讲授,可以增强内容的趣味性和易理解性,另外,将教师最新的相关研究成果或学生竞赛作品等以图片或动画的形式融入课堂教学中,不仅能增强授课的效果,而且能帮助学生树立学以致用的科学态度。
四、教师队伍建设
微机类课程群的教师既有从教多年的老教师,也有刚毕业的年轻教师。现有教学团队包括教授1名、副教授3名、讲师1名和实验教师2名。为了将教师队伍的建设与课程群的建设有机结合起来,我们进行了三个方面的工作:其一,老教师将年轻教师纳入自己的科研团队,参加学科的相关科研活动,了解该学科的最新前沿动态,有助于年轻教师对教材相关内容的理解,并应用于教学过程中;其二,加强相关课程教师间的交流,包括同一课程及前后衔接紧密的课程内容教学方式的交流探讨,使得每一个教师对整个课程群有透彻的了解;其三,鼓励年轻教师在提高自身学术水平的同时多参与学术交流,将其他学校特别是重点大学本学科的研究方向带回来,促进本学科的发展。
五、总结
近两年来,我校自动化专业的学生不仅能高效地完成微机类课程的相关实验和设计,而且在大学生科技创新项目、毕业设计等环节中采用微机类控制系统完成设计任务及实物调试的比例明显增加,连续两年我院学生以微控制器为核心设计的作品“四旋翼飞行器”荣获全国大学生物联网大赛特等奖2项。教学实践成果证明,该课程群的建设有效促进了自动化专业的学生对嵌入式微机的组织与体系结构方面知识的掌握和运用,充分证明了课程群建设的有效性。
由于我们在自动化专业建设微机类课程群的时间较短,后续需要开展的工作还有很多。在今后的教学改革中,我们将在有效利用现有的仪器设备和师资等资源、提高实验教学层次方面继续进行课程群教学改革的实践。相信通过一系列的教学改革措施,一定会加强自动化专业的学生对嵌入式微机的掌握运用,为后续课程的学习及毕业设计打下坚实的基础。
[参考文献]
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