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【关键词】模具设计与制造;ProE;课程仿真;软件教学;教学实践
随着我国经济的不断发展,新的社会需求对于职业教育的质量提出了更高的要求,主要表现在对职业素养、学生个人能力要求的提高,为了响应教学改革的相关要求,必须依托现有教育资源,形成理论与实践相结合,虚拟仿真与具体操作相呼应的教育模式。通过开展对人才培养模式、课程建设与教材开发、实训基地建设等方面的一系列教学研究和改革,坚持高教学应结合专业实际、岗位需求的理念,才能切实提高教学质量,切实提高广大毕业生的社会认可度。
1 模具设计与制造专业培养目标
模具设计与制造专业的培养目标是培养具有扎实理论基础、较强动手能力的综合性人才,能熟练的运用机械设计与制造、机械加工工艺原理、材料科学以及CAD/CAM/CAE软件,熟练掌握模设计软件,具有较强的模具制造工艺编制的能力以及对磨具生产制造设备的熟练操作,具备模具设计、制造、装配与调试的能力。
2 基于ProE虚拟过程的专业课程仿真与教学实践
2.1 Pro/Engineer简介
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称,是参数化技术的最早应用者,在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一,特别是在国内产品设计领域占据重要位置,Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的一个选用模块提供给使用者仿真模具设计过程所需的工具。这个模块接受实体模型来创建模具组件且这些模具组件必然是实体零件可以应用在许多其它的Pro/ENGINEER模块例如零件装配出图及制造等模块。由于系统的参数化特性当设计模型修改时系统将迅速更新,将修改反映到相关的模具组件上。
2.2 典型的Pro/MOLDESIGN过程
在Pro/ENGINEER中创建模具组件,将包含某些或所有以下的步骤。
(1)创建或叫回设计模型。在 Pro/ Engineer 中,毛坯设计可以利用装配的方式,将预先设计好的工件装入模具模型中;也可以利模具模型创建自动创建的方式,在模具模型中自动创建毛坯;当工件的形状比较复杂时,用户还可以利用手动建模方式来创建毛坯,根据建模的复杂程度选择适合的建模方法。
(2)进行拔模斜度检查或厚度检查以确定零件有恰当拔模斜度可以从模具中完全退出或确认没有过厚的区域以造成下陷。
(3)叫回或创建工件(workpiece)这个工件是用来定义所有模具组件的体积而这些组件将决定零件的最后形状.如果需要选取适当的模座。
(4)在模具模型上创建收缩率。收缩率根据选择的形态可以等向(isotropically)或非等向(anisotropically)地增加在整个模型指定的特征尺寸。
(5)加入模具装配特征形成流入口流道及浇口。这此特征创建后将被加到模具设计中且将从模具组件几何中被挖除。
(6)定义分模面及模块体积用来分割工件形成个别的模具组件。
(7)抽取(Extract)所有完成的模块的体积将所有的曲面几何转换为实体几何形成实体零件在Pro/ENGINEER其它的模块中使用。
(8)填满模具槽穴来创建模型。借着利用工件的体积减去抽取的模具组件的体积系统就能以剩下人体积自动创建模型。
(9)定义模具开启的步骤及检查干涉如必要就进行修改。
(10)依需要装配模座组件.这些模座是标准的模座零件可由诸如HASCOA及DME等供应处取得系统将它们与模具模型一起显示。
2.3 教学实践
运用典型模具设计与制造案例教学、分组讨论、上机实习等方法实现模具设计与制造专业课程仿真与教学实践的完美结合。
(1)软件教学
软件教学是教学实践的基础部分,针对模具设计与制造的专业特点,熟练掌握ProE参数化造型、参数化设计的基本概念; 掌握如何使用Pro/E捕捉设计意图,了解在协作工程环境里成为一个集成部分,了解Pro/E的应用模块。依照Pro/MOLDESIGN的具体步骤,通过简单的案例分析使得学生对于Pro/E软件有一个基本的了解,循序渐进一次增加案例难度,使学生由表及里、由浅入深的掌握模具设计与制造的基本要领。通过布置课外作业积极引导学生自主学习,鼓励学生依托学校图书馆、机房等优势资源提升能力,通过典型的具有实践性的任务,让学生从设计流程、设计检查、加工工艺到设计评价的全过程中稳固基础知识,通过学习任务的合理配置,使得学生全身心投入,主动探索,课堂教学与课外实践的结合可以很好的达到软件教学的目的,及时的进行教学评价与探讨,从中分析问题,激发广大学生的求知欲,提高软件学习的积极性。
(2)分组讨论
Pro/ENGINEER强大的功能需要教师与学生共同探讨,定期展开疑难问题的分组讨论可以活跃课堂气氛,让模具设计与制造专业的学生积极主动地参与教学过程,通过分组讨论集思广益,激发学生的个人创新能力。学生可以围绕设计步骤中的某一步展开讨论,也可以是针对使用过程中发现的快捷操作技能的交流,在课堂上开展学生互查课外作业的活动,使学生充分利用身边的教学资源、储备知识站在老师的角度进行模具设计的评价工作,可培养并提高思考能力、阅读能力、自学能力、语言表达能力与协作能力,使专业学生互相学习、互相促进。
(3)上机实习
课程仿真的最大优势在于其最大限度的直观化和可视化,课程仿真与教育实践的结合部分即是上机实习,模具设计及制造教学实践强调学生自主学习,但是也不可忽略教师的引导作用,在上机实习的课堂,教师从讲台走向一对一的辅导,同时学生也转变了角色,从理论课堂的被动接受转换到主动探索、不断实践。为最大限度的发挥上机实习在模具设计与制造课程中的终端作用,要减少专业教师干扰,将讲授材料、演示过程以简单明了的方式展现出来,最大限度的增加学生自主学习和探索的时间,通过典型模具设计任务、典型模具设计学习目标的实践,进一步加深学生基于ProE模具设计与制造的专业能力。
3 结束语
为了满足教学改革的需要,必须打破常规,依托现有优势资源,综合国内外先进科学技术,将先进的设计理论、设计软件代入课堂,是学生在校期间通过虚拟工作过程的仿真课程提前认识在实际的设计工作中应充分利用所掌握的有关数学、力学以及材料学等相关方面的知识,通过运用国内外先进的 CAD/ CAE/ CAM集成技术软件来进行模具结构设计教学和模具制造仿真教学,实现仿真课程与教学实践的紧密融合。
【参考文献】
[1]时杉杉.模具设计与制造专业的教学改革创新设想[J].教育创新,2011,1(8):32-33.
关键词: 《电子技术基础》 实验教学 Multisim仿真软件
《电子技术基础》是中职电子类相关专业的一门重要的专业基础课程,是学习后续其他专业课程的基础。该课程与实践联系紧密,既有抽象的理论分析,又有具体的实际应用。学习电子技术基础,不仅要掌握其理论知识,而且要通过实际应用来加深对理论知识的理解。因此,实验教学是《电子技术基础》教学的重要环节,通过实验的学生可以更快、更好地掌握电路理论知识,培养实践能力。传统的实验教学方式是教师带领学生到实验室搭接实物电路,用仪器、设备观察实验结果,得出结论。但由于该门课程涵盖的内容多,全部采用传统的实验教学方式使得实验室工作量非常大,存在耗材成本大、实验效率低下的问题。随着计算机信息技术的飞速发展,把计算机仿真实验和传统的电子技术实验教学有机结合,将大大提高课程的教学质量和实验效率。作为一款专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件,Multisim具有先进的电路仿真和设计功能,有着传统实验不可比拟的优势,使得《电子技术基础》实验教学更加方便和灵活。
一、Multisim仿真软件简介
Multisim仿真软件是IIT公司近年来推出的一款基于PC平台的EDA工具软件。它提供了丰富的电子元器件库和种类齐全的电子仪器,相当于一个设备先进、功能完备的大型电子实验室。软件采用直观的图形界面,在计算机屏幕上模拟真实实验室的工作台。使用时,根据电路设计将所需的元器件和测试仪器连接成电路,接通电源开关,就可以得到测试数据,观察到测试波形。借助该软件可以进行各种电路的仿真实验,不仅可以节约大量的时间和资金,而且不必担心损坏元器件和仪器。
二、Multisim仿真软件在《电子技术基础》实验教学中的应用
1.化被动为主动,提高实验教学效率。
电路实验通常分为实验预习、实验过程和实验报告三个环节。实验前教师一般都会要求学生对实验进行预习,其目的是通过预习,让学生熟悉实验内容,明确实验目的,了解实验步骤,以便在实验时能集中精力做好实验,避免实验操作的盲目性。但是往往学生对“纸上谈兵”式的实验预习不感兴趣,即使按照讲义预习,也大多流于形式、应付了事,效果自然可想而知,这是多年来传统实验教学中存在的一个老大难问题,一直没有好的解决办法。利用Multisim仿真软件可为学生创设一个生动、形象、直观的学习环境,提高学生预习的兴趣。在真实实验前,教师把要仿真的实验内容和可能遇到的问题通过适当的方式表述给学生,学生利用Multisim仿真软件在计算机上进行电路仿真模拟实验过程,能够充分地掌握实验内容、步骤等。仿真实验过程和现象可以多次重复,比传统实验教学前教师反复讲解实验内容、注意事项和学生预习讲义的效果要好得多。在真实实验时,学生能做到心中有数,教师也可以把更多的精力放在对学生的指导监督上,提高实验教学效率和质量。对实验中遇到的问题,学生可以随时通过在计算机上仿真加以解决。
2.变无形为有形,提升课堂教学效益。
随着中职生源素质的不断下降,学生普遍存在文化基础薄弱、学习积极性和主动性不高的问题,给《电子技术基础》课程的理论教学带来不小的挑战。而中职教育具有的直接的岗位指向性,要求《电子技术课程》课程教学的重点应放在电子元器件或集成电路的外部特性及其实际应用上,以适应职业岗位的需求。Multisim仿真软件让《电子技术基础》教学有了全新的表现形式,能将抽象的知识形象化,避免了繁琐的推导和计算,从而能更好地吸引学生的注意力,加深学生对知识的理解和记忆。以滤波器工作特性分析为例,滤波器是电子技术中一个重要的电子器件,但是通过实验验证滤波器的工作特性却很困难,因为很难产生一个含有符合能很快实验要求的噪声信号让滤波器去处理。以往在实验中一般采用测量滤波器带宽的方法来验证,学生难以直观地观测。利用Multisim仿真软件搭接一个50Hz的带阻滤波器电路,观察虚拟的双踪示波器获得的电路输入端和输出端的模拟仿真波形图,其中上部波形是含有50Hz噪声的正弦波信号,下波波形为滤除50Hz噪声后的正弦波信号,这样,学生看起来非常直观,能很快建立起滤波器的概念。
3.从验证到设计,增强学生实践能力。
传统的实验教学,教师在课前准备好仪器设备,学生按照实验步骤连接固定电路,然后观察实验结果,记录数据,基本都是一些验证性实验。由于没有从设计角度进行理论分析和电路设计,因此学生无法进行实际的应用开发。而以就业为导向的职业教育强调对学生职业能力和素养的培养,应用Multisim仿真软件《电子技术基础》原有的学科知识体系被解构,取而代之的是以工作过程为导向精心设计的项目。学生通过完成与实际应用结合紧密的小型电子产品的制作,主动获取知识、形成能力。利用Multisim仿真软件提供的实验工作平台,学生可以很方便地在计算机上对设计的电路进行仿真实验,从而可以快速地发现错误、修正错误。这样,一方面可以缩短电路设计的周期,减少元器件的损耗,节约实验成本,另一方面可以充分发挥学生的主观能动性,激发学生的学习热情,有利于学生创新能力的发展,培养学生分析问题、解决问题的能力。
【关键词】电工电子技术;Multisim;教学
随着现代计算机技术、虚拟仿真技术的迅速发展,对各行各业的进步产生了深远的影响,对教育领域的影响也越来越大。就电工电子技术课程而言,利用虚拟仿真软件来实验教学能有效的提高实验效率,在教学中得到了广泛的应用,取得了很好的教学效果。
一、基于仿真软件Multisim的实验教学的必要性
电工电子技术课程是一门理论联系实践紧密的课程,课程教学离不开实验。但是,往往实验设备和实验场地达不到要求,使得课程实验无法全部开出。而且目前来看,实验室传统仪器在实验教学中存在一些不足,主要表现在:
(1)功能相对单一。现代测控技术要求仪器不仅仅能单独测量到某个量,而更希望它们之问能够互通信息,实现信息共享,从而完成对被测各系统的综合分析、评估,得出准确判断。传统仪器在这方面显然存在严重不足,甚至不可能实现。
(2)利用率相对偏低。对复杂的被测系统,面对各厂家的不同测试设备,使用者需要的知识很多,这样的仪器不仅使用频率和利用率低,而且硬件存在冗余。
(3)操作复杂容易损坏。实验项目要求学生能举一反三,总结规律,在传统仪器中往往要重复测量,且调试过程中极易出现硬件损坏,造成人力、物质的浪费。
基于以上原因,仿真软件越来越多地在实验教学中得以应用。其中Multisim由于功能强大,交互性好得到广泛的应用。
二、Multisim软件应用于实验教学的优势
首先,Multisim本身具有优势。该软件不仅提供了电路的多种仿真分析方法,如交、直流扫描分析,参数扫描分析,交流频率特性分析,瞬态分析,等等,而且也提供了多种虚拟仪表和仪器,如:直流电压表、电流表、数字万用表、函数信号发生器、功率表、逻辑分析仪和逻辑转换仪等。实验过程中能观测到一些连续变化的波形和参数。它提供了模拟和数字电路的虚拟实验环境。软件具有和真实环境一样的可视化界面,含有丰富的电子元件模型,能根据用户需要自选扩充器件库,实验所得结果与实际调试结果十分接近。
其次,Multisim应用于实验教学的优势。利用Multisim软件进行电路的仿真测试,不仅可以提高实验效率,而且在教学中可以方便、直观的进行实验和演示各种电子电路的工作原理。比如,理论课教学中难以讲清的重点和难点问题,可以通过验证性虚拟实验来进行演示,提高课堂的生动性和趣味性。其二,利用该软件可以检查学生实验能力,比如,可以在仿真电路上进行故障的设置,让学生进行故障排除,借以锻炼学生的动手操作能力。再有,利用该软件可以进行实验。还有一个真实实验无法比拟的重要作用,就是可以进行破坏性实验,而不用担心造成危险和物资的浪费。
三、Multisim仿真软件在实验教学中的典型应用
目前,利用Multisim进行实验教学,比较典型的应用是与实物实验相结合。这样做的好处是可以大大节省电路的调试时间,同时可以用实物实验的结果来验证虚拟实验的正确性。应用的步骤是:
1.根据实验电路原理图创建虚拟实验电路
在Multisim界面上,根据实验内容从部件箱中选择所需元件,用鼠标拖放在软件工作区,将元件按实验电路的布局进行放置。从仪器架上将要用到的仪器拖放到工作区,用导线将仪器与电路相连,并对它们的参数进行合理的设置。
2.闭合仿真开关,进行仿真实验
闭合仿真开关,就可对电路进行仿真。双击所要观察的仿真仪器,即可观察电路某点的波形或参数。如测量结果达不到实验要求或者实验目的,可以通过进一步的调整电路的参数进行调试,直至达到实验要求。
3.根据虚拟实验电路的参数搭接实物电路,进行调整测试
由于已经有了虚拟实验的结果作为支撑,实物实验电路元件的相关参数以虚拟实验电路的元件参数为准。学生可以比较迅速的完成实物实验。并将实验结果与虚拟实验结果进行比较,加强对实验的理性认识。
4.按照实验要求,完成实验报告
根据实验要求,对实验步骤、实验结果、实验数据等进行梳理、总结、分析,写出实验报告。
四、基于Multisim仿真软件的实验教学所需的主要保障条件
1.编写实物实验与虚拟实验相结合的实验教材
与传统的实物实验一样,利用Multisim软件进行虚拟实验也应该具有实验目的、实验原理、实验步骤等基本要求,因此要想很好的发挥虚拟实验的教学功能,也必须要有合适的教材。教材内容应该是虚拟实验与实物实验相结合,既充分发挥虚拟实验和实物实验各自的优势,又能使得两种实验的实验结果相互支撑,提高实验结果的可信度。
2.适当增加学习Multisim软件使用的学时
学会并熟练操作Multisim软件需要一定的时间,这就要求在电工电子技术实验课程中增加额外的学时。
3.实验室配备必要的电脑
使用软件进行实验,需要实验室配备必要的电脑。比较流行的配备方式是构建一体化实验室。该实验室在每个实验台上都配备一台电脑,学员在实验台位上既能做实物实验也能做虚拟实验,实现虚拟实验和实物实验的统一。另外就是建设EDA实验室,学员在该实验室完成虚拟实验后再进行实物实验。
参考文献
[1]王艳新.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].教育研究,2007(1):33-35.
(一)教育目标及有关概念辨析
教育目标是指教育活动力求要达到的效果。具体来讲,教育目标即对教育目的、培养目标、教学目标的统称,可指代教育目的、教育方针,也可指代某一学科的培养目标,还可指代各级各类学校的培养目标。它既与教育目的、培养目标相联系,又不同于教育目的和培养目标,所以我们在阅读文献时,应注意理解教育目标背后指代的含义。倘若是指培养受教育者的总目标,可理解为教育目的倘若是指各级各类学校各专业的具体培养要求,可理解为培养目标。培养目标是教育目的的下位概念,是考虑到学生身心特点以及各级各类学校教育任务而制定的,是教育目的的具体分解。①
教育目的是指教育意欲达到的归宿所在或所预期实现的结果,是教育活动的出发点和归宿,反映了社会对教育活动在努力方向、社会倾向性和人的培养标准等方面的要求和指向,具有社会性和时代性等特点。我国的教育目的是造就德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人,其宗旨是为人民服务,为社会主义现代化建设服务,其教育方式是与生产劳动和社会实践相结合。②
教育方针是国家在一定历史阶段提出的教育工作发展的总方向,是教育基本政策的总概括。教育方针的内容一般包括教育性质、教育目的及实现教育目的基本途径等。教育方针的核心问题是培养什么结构素质的人。在不同的历史时期,我国教育方针的特点和侧重点都有所不同。当前,我国教育方针正从专注于现实性,逐渐向现实性与理想性融合转变,育人为本、服务人民的理念越来越成为新时期国家的教育追求,成为我们拟定新时期教育方针的核心原则。③
综上所述,教育目标属于教育目的的下位概念,它所体现的是不同性质的教育和不同阶段的教育价值,是根据社会不断发展和人的基本需求,对教育活动所规定的目的、方向和要求,是教育活动结果所应达到的标准、规格和状态。
(二)课程目标
课程目标是指导整个课程编制过程的最为关键的准则,是指特定阶段的学校课程所要达到的预期结果,是确定接下来的课程内容、教学目标和教学方法的基础。课程目标通常具有整体性、层次性、持续性、阶段性、递进性和时间性等特征。④
一般而言,课程内容的选择和组织、课程的实施和评价都应当围绕课程目标进行。基于大课程小教学理论,课程目标位于教育目的与教学目标之间,属于教育目的的下位概念,同时是教学目标的上位概念。除了对教学目标制定有较大的影响之外,课程目标对课程的整个编制也有非常重要的理论指导价值,是课程从内容设计到实施直至评价的重要依据。
(三)教学目标
很多文献会把目标同目的混淆。其实,在英文文献中,这两种用法往往有所区分:目的通常是指某一国家或社会为实现一定的教育目的或者教育理想,在其教学领域内向教师提出的一种总体性、概括性要求,其涵义往往与教育者的主观愿望等同,是一种方向性的宏观指示。目标则是指在具体情景中学生行为变化的结果,是教学中师生预期达到的学习结果和标准。一般而言,目标通常是可观察、可测量、可评价的,是策略性的,加之时间、情景等条件所限,是教育目的的具体化。⑤基于大课程小教学理论,教学目
标是课程目标的下位概念,是对学生在学完一个指定的教学单元之后能够做出什么事情更精确、更详细的表述。教学目标表明了特定教学任务期望学生达到的行为标准和表现,是学生在学习任务结束后要达到的有实际意义的结果。它涉及的范围,大到对于一门课的一个学期、一个学年,甚至一个学段的要求,小到对于一个课时,甚至一个知识点的要求。
二、教育目标、课程目标、教学目标三者之间的关系
关 键 词:学校体育;高考制度改革;体质健康
中图分类号:G807 文献标识码:A 文章编号:1006-7116(2012)05-0085-04
Rational thinking about including physical education in the National College
Entrance Examination system
ZHOU Ming
(School of Physical Education,Jinan University,Jinan 250022,China)
Abstract: The purpose of National College Entrance Examination (NCEE) in China is to select morally, intellectually and physically developed socialist constructors and successors. Including physical education in the reform of NCEE is conducive to implementing related state policies, maintaining the continuity of student health education at the basic education stage, enhancing makings education, and boosting the promotion of school physical education status and the development of physical education activities, but also affected and restricted by factors such as politics, economy, society, technology etc.
Key words: school physical education;reform of National College Entrance Examination;physical health
高考作为一项人才选拔制度,不仅关系到我们国家的发展、社会的稳定和考生的根本利益,同时,高考所具有的导向作用也直接影响着基础教育的发展方向[1]。1995年国务院颁布的《中华人民共和国教育法》中明确规定我国的教育方针:“教育必须为社会主义现代化建设服务,必须与生产劳动相结合,培养德、智、体等方面全面发展的社会主义事业的建设者和接班人。”高考作为我国教育的一个组成部分,其评价体系和选拔标准应该与我们的教育方针保持一致,因此,我国高考的目的也应该是选拔德、智、体全面发展的社会主义建设者和接班人[1]。
随着我国国民体质检测数据的不断公布,青少年体质总体水平持续下降的现象引起了中央和社会各界的广泛关注,一些专家、学者、人大代表、政协委员提出将体育纳入高考科目的改革方案,其目的是通过高考的导向性作用,促进中小学体育活动的开展,改善学生健康状况。提议本身符合国家教育方针和高考改革发展方向,但高考改革是一项系统复杂的工程,受到政治、经济、社会、文化等因素影响。本文分析我国后高考制度的发展历程及将体育纳入高考的有利和不利因素。
1 后高考制度发展历程