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【关键词】学前教育专业;顸岗实习;支持系统
【中图分类号】G615 【文献标识码】A 【文章编号】1005-6017(2012)05-0029-03
【作者简介】刘学伟(1971-),山东无棣人,男,潍坊工程职业学院学报编辑部讲师,硕士。
学前教育专业的顶岗实习是其专业的高峰体验课程(Capstone Experience Course),通过这门课程可以提高学生融会贯通的能力,培养学生在实践中发现问题、应用既有知识和技能解决实践问题、批判性思维和表达结论的能力。它也是评价学生是否具备从事幼儿教师岗位核心能力的重要手段之一。不同于一般实习和见习,顶岗实习需要参加实习的学生完全履行幼儿教师岗位的全部职责。在顶岗实习中,学生要通过教学实践应用所获得的知识和技巧,解决教学实践中所遇到的问题。这是培养学生形成自己的教育观念,掌握教育技能必不可少的环节,通过顶岗实习完成从学生到教师角色转换。
在这个过程中实践指导具有非常重要的意义。然而,对于指导教师和实习生来说顶岗实习是一项新的挑战。对于教师来说,实践指导与课堂教学不同,不能只是简单地告诉学生去做什么,更重要的是向学生提供机会去建构对知识新的理解和反思他们的教学态度和策略。而对于实习学生来说,他们需要知道学习的内容是什么,如何进行学习,如何将学到的知识应用到教学实践中。将学科知识和教育学知识灵活地运用到实践中是顶岗实习中指导教师和学生共同面临的核心问题。为了实现顶岗实习的培养目标,传统的以自我管理为主的模式已无法满足学生和幼儿园对其专业发展的需求。设计以学生为中心的支持系统,深度嵌入指导,开发系统化的指导方案成为解决问题的核心。
一、幼儿教师专业发展特征
(一)幼儿教师专业发展的社会支持属性幼儿教师在工作中通常是孤立的,他们通常不能从工作对象那里获得改进工作的建议。因此,在当前教师的专业发展研究别强调将教师联合起来,使他们能够通过相互讨论进行学习。这与当前学习科学的研究结果一致,学习科学一直认为学习是社会性的和分布式的。依照这一观点,最有效的教师学习也是社会性和分布式的,需要通过构建教师学习的社会支持项目,为教师学习提供社会支持,帮助教师共享专业技能。因此,“实践共同体”是教师进行有效学习的一种形式。通过对当前的研究调查发现应用实践共同体促进教师的专业发展有以下几个特征:
1.学习共同体在组织层面为教师学习提供社会化支持。个体参加了实践共同体,则个体都会表现出他们的观点、专长、技术或经验上的差异。在公开的讨论或对话中,所有的成员都可以利用这种团体中的差异性,引发更多的思考。这种讨论与询问也能帮助个体的隐性知识显性化,并与他人共享。如果仅凭教师个人分析,不足以使隐性知识明朗化。因此只有在这种动态的团体中才能更好地实现隐性知识的流动。
2.社会化支持刺激了主体意识的觉醒。教师的学习不应该是传送而是激活。教师的学习不是传递新的教育理论和策略,而是增加教师对隐性知识学习的认识。教师的隐性知识是教师知识结构中重要的一部分,由于这些知识具有个体性、实践性、背景性等特点,使得教师很难用话语表达出来。只有通过个体的努力才能实现知识的内化和迁移,从而使教师意识到专业发展的主体是个人,而不是外在的知识和环境等。
(二)幼儿教师专业技能发展个体属性
在幼儿教师的专业发展中,以往强调的是培训与指导,忽视了幼儿教师自主专业发展的需求。这种需求一方面强调自主发展的动机,另一方面是自主发展的能力,其表现形式是自我反思技能。自我反思是对自己以往经验的认真思考,而深入的反思能够引导自己对以往经验的改变。根据建构主义学习理论,个体知识模型的建构是基于以往的经验。根据这一思想,为顶岗教师提供反思机会能够使其建构基于实践领域的心智模型。
顶岗实习是学生进入教师角色的过渡阶段,对于培养其专业能力形成正确的专业态度至关重要。因此,强调顶岗实习的学生在教学实习活动后进行自我反思,以此确定其教学能力。教学实践后的自我反思对参加顶岗实习的学生的意义在于:获得关于课堂情景交互的背景知识;获得自我反思的真实的经验;培养应对教学突发事件挑战的反应经验。
二、幼儿教师实践指导框架
顶岗实习学生在教学实践中是一种孤独的状态,在遇到问题时难以获得及时的支持,而对于遇到的问题往往不能清楚阐述,也缺少分析的技能。因此,指导教师难以有的放矢地进行指导。构建顶岗实习的指导框架可以系统化顶岗实习工作,提供一个脚手架来明确需要教师指导的内容和方法,有目标地指导实习学生建构教学经验,培养重新理解学科知识和教育学知识及灵活运用这些知识的能力。而对于顶岗实习的学生可以运用框架分析自己教学中的问题,依托这个脚手架完成对教学理念的建构,帮助学生摆脱实践学习中的混乱,鼓励外化他们的思考,培养自我反思的能力。
对顶岗实习学生提供的指导形式是多样化的,可以采用指导教师与学生面对面辅导,也可以通过学生自我总结的方式。指导的焦点和范围涉及教学的各个方面,帮助学生有目的选择学习资源和教学模式、处理学习差异和交互是指导的重点。
指导框架由教师教育领域的专家和具有丰富教学经验的幼儿教师共同开发。它的目标是面向所有的顶岗实习学生而不涉及特定的学科,中心是关键教学能力的平衡,是一个系统化的为指导教师和学生提供支持的工具。这个框架中指导的内容包括四方面。第一方面是课程的计划和评价,主要是针对教学设计、教学素材的开发、教学策略的选择等方面。第二方面是师生交互,涉及师生之间的关系管理。第三方面是课堂管理,针对的是课堂中熟练运用管理技巧的能力。第四是专业知识,涉及熟练的运用教学策略和执行教学方案。这四方面包含了关键教学能力的主要内容,为教师指导、学生自我反思、教学实践活动的认知提供了具体的内容。
三、顶岗实习支持系统分析与建构
(一)支持系统的功能分析
【关键词】维修电工 教学管理
维修电工操作技能实训是高职电气类、机电类专业学生的必修课程,也是此类专业学生走上工作岗位前的必备技能,我们学校要求此类学生具有中级或高级维修电工的水平,并且参加劳动部门的考核,取得相应的等级证书。针对《维修电工》实践课程知识面广、内容深且动手操作难
一、电工训练技能需要注意的几点
电工操作技能训练是为了满足企业生产的需求而进行的实习训练,是为企业培养、输送技术过硬、素质优良同时又能与时俱进的现代技术人才。因此,必须使训练的学生达到以下要求:1、动作的准确性。就是指动作方向能准确指向目的物,肢体移动准确。2、动作的协调性。就是自己对动作的控制与调节。四肢与心智等方面的反应正对目标,有条不紊地进行操作。3、动作的速度。在准确、协调的基础上还要有速度,表示一定的熟练程度和工作要求,也是提高工效的主要方面。4、动作的自动化。当外界情景对生产技能产生刺激时,产生近乎条件反射式的动作就是自动化阶段。作为一个熟练的操作工,注意力并不集中在如何掌握工具、姿态等低级状态,而是要考虑如何提高工效和下面的工作。5、动作的创造性。技能的最高境界是熟能生巧,是前四项的综合,是运用多种技巧提高熟练程度并形成创造性的阶段。
二、教学方法多样化
单一的教学方法容易使学生出现听觉,视觉和感觉的疲劳,降低教学的效果,灵活多样的教学方法适合于年轻人的感知特点,易于被学生接受,对培养学生的感觉技能具有不可忽视的作用。
1、利用多媒体教学,提高技能训练效果。多媒体教学具有直观真实的教学效果,充分利用这种教学手段,能把抽象变具体,使教学内容变得更加直观。如安全用电、操作规程、电机和变压器的制作工艺流程等内容,通过屏幕展示,只需用几分钟或几十分钟的时间就可以系统地、科学地把原来需要几十个小时才能完成的内容展示完毕,并收到更好的效果。使学生能较快地对《维修电工》技能训练内容有一个全面的了解,这种教学方法增强了学生的感性认识,提高了教学效果。
2、实行一体化教学,讲练结合。技能训练是针对本专业技术知识的实践性教学,其操作技能的正确性、科学性一般都有其理论依据。传统的教学方式,是将专业技术知识、工艺知识与技能训练分开上课的相对独立的教学方式,实践证明,实行一体化教学,是适合维修电工技能训练的教学方法。在进行操作技能练习时,讲授相关的工艺知识,或者是讲完某一工艺技术知识后,紧接着进行相关题目操作练习的教学方式。
例如:在给学生上电动机正反转控制电路时,边讲边让学生进行电路安装,并在教师指导下通电试验。当学生看到交流接触器动作情况及电动机转动方向后,其电路工作原理便一目了然。这样,既有利于技能训练操作与理论的相互衔接,又有利于学生较好地掌握理论知识和操作技能、技巧。同时,学生学起来有兴趣,能够积极主动地学习理论知识和操作技能。
3、强化直观教学,变抽象为具体。抽象的东西容易使人产生多种联想,不利于理解《维修电工》技能训练的内容,因此,变抽象为直观,有利于维修电工技能训练的教学。例如《维修电工》中有电动机及控制电器等实用电工的内容,了解这些设备的结构,掌握其各部分的功能,是操作和使用的前提。在各种设备的结构与功能教学中,应认真贯彻直观性的原则。首先,注意充分运用实物教学,可以利用一些废旧设备、电器,将实物发到学生手中让学生进行拆卸、安装,接触其内部结构,并介绍其功能,讲解其工作原理。其次,重视多媒体教学手段的应用,利用投影仪投影自制的结构示意图,并介绍其功能。将设备或电器在工作中有代表性的状态制成幻灯片,正确运用多媒体将各个状态演示投影到屏幕上,加强工作原理的理解。在教学中,还特别注意发挥微机辅助教学的优势,将理论部分的教学内容直接安排到微机室内进行现场教学,让学生直接在计算机上边听讲边演示。
三、制定相应的电工技能实践计划
实习指导教师应在学生实习前,结合教学大纲要求和电工专业工种以及实习场所的具体情况,制定出一套科学、合理、实用的工作内容,并在整个实习教学过程中,认真做好规范化、标准化的实际操作示范讲解,充分发挥实习指导教师的主导作用。
《维修电工》这一门实践性较强的技术基础课程中,学生在获得维修电工技能的同时,还得考虑学生今后继续深入学习专业课程、从事工程技术工作和进一步钻研新技术打下基础。所以,在教学过程中,还应注意引导学生改进学习方法,将一些只能意会不能言传的技能技巧,让学生自主地在动手操作训练中慢慢体会。当发现学生做题的思路和操作错误时,教师不要急于马上否定,更不急于给出正确答案,应抓住时机,引导学生展开讨论,进行思路上或做法上的辨析,引导他们作进一步的思考,必要的时候让他们查找资料,找到问题的症结所在。通过这样反复的训练,学生养成了动手和动脑的习惯,为日后的发展打下了坚实的基础。
总之,实践教学确实是一门实践性很强的教学,学生通过具体的实际操作后,要想达到相当的技术标准的要求,必须教、学、练相结合,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,让学生积极参与教学,开动脑筋,进行自我总结,让学生不但懂操作、会操作,而且更善于创新,为拓宽高等职业教育发展道路做些努力,培养出大量的应用型、技能型的合格人才。
参考文献:
[1]徐耀生.电气综合实训.北京:电子工业出版社.2003
记忆回放到开始,回到那一天,2月16日,新年才刚刚结束,烟花爆竹声还未完全消尽,我们四川省xx中学实习队一行13人怀着兴奋的心情,满怀着对实习的期待,冒着细雨,经历了3个多小时的车程来到实习学校。下车后迎面而来的寒意至今还记得。学校第一印象,对于我这个从华南发达地区过来的大小姐来说,有些不太好,住宿条件一般。不过,想到自己是来锻炼的,这点不满意也不算什么大不了的问题。马上调整心态,与新室友一起整理寝室及自己的行李。之后,我们实习队先自行游览校园,了解一下XX中学。
经过两天的整顿休息后,我们实习队于2月18日晚与校领导见面,听取校方制定的实习计划。本学期,XX中学为我们实习生制定的实习计划分为高三、高一两部分。我们将分别在高三和高一两个年级各实习半个学期。之后表示我最期待的一刻——指导老师分配。在XX中学为我们实习生进行一对一的导师兼班主任分配制,便于我们进行助教助学的工作。
当晚见面会后,我跟随者我高三的指导老师——邓XX老师来到办公室进行初步了解。邓老师比较年轻,开朗幽默,与我谨慎、循规蹈矩的性格是完全相反的。但我不认为这会影响我与导师的交流,相反我可以借此学习不同风格的教学方式和工作态度,学习怎么样的人格魅力能有效地、正面地影响学生。随后我向邓老师索取了其所在班级,高三(4)班,的学生名单和近期成绩。
见面当晚并没有与4班同学见面。第二天的生活从听课开始。邓老师除4班外,还带两个火箭班。而4班是文科班中的实验班。虽然,我从未接触过这样的分班,不清楚火箭班、实验班、平行班三者之间的差异有多大,但从一见面开始邓老师就递给我一份英语周报让我做,时不时提醒我有空就做一下题。由此可见,我当前最重要最紧迫的任务是赶紧拾起高中英语知识点,提高做题能力。
我是在第二天傍晚读报时间与4班学生见面,作正式介绍。80双眼睛齐聚在我身上,胆怯的心再加上带家乡腔的普通话,至今想起都觉得糟糕。学生们倒是对我这个从广东大老远过来的实习老师感到新奇。我却紧张地笑不出,第一次见面就端起老师的架子。
高三的实习生活紧张之余,又充满奇趣,因为有很多第一次。刚来没几天,2月21日,我们就被安排监考高三级的月考,一人负责一个考室。第一次监考,害怕总会有的,如担心太早发试卷,担心考场纪律等。但第一场考试之后便发现自己的担心是多余的,放开胆子去做吧!同时,也就是第一场监考,发现自己真的是在向老师角色转换。做学生的时候虽知道老师的工作很繁重,很辛苦。但其中有多艰辛我们做学生的并未能亲身体验。而现在,我站在讲台上了,发觉原来监考并不是光坐着或光站着,要注意听广播的提示,学生有疑问要及时反应,注意偷偷摸摸的行为,监考时不能看书更不能玩手机。全程就盯着学生看,不到一会的时间瞌睡又来掺一脚。看吧,监考真的不是一件易事。
当然,监考也不是常有的事情。自习才是家常便饭。我很注重自习课的纪律和学习气氛,要求安静,全身心投入到学习去。那是因为我觉得我当学生的时候,我都能做到只关注自己的任务,毫无杂念。所以我想我的学生也能做到。而结果往往是让我失望。这一对,那一堆地悄悄讨论。班里嗡嗡作响不断。有时还不知道声音从哪出来!眼睛盯着说话的同学,给予警告。但这不是办法,我一双眼睛不够用。我也不能抓住他们尾巴,因为他们都是在讨论问题,不是说闲话,这是正当的。在与邓老师反映后,我也就放开不管,因为这个影响不大。只要稍稍提醒把声音降低就可以了。最重要的是,我意识到我不能用适用于我自己的要求去要求所有的学生,不能对所有学生都时时统一标准,学会,agree to disagree。
忙碌而充实的节凑让时间过的匆快。这个也适用于众高三学子。2月27日便是高三百日誓师。浩大的人群,洪亮的吼声,让那一天的清晨充满生机与活力。其实,再回到高中,我会时不时就想起自己学生时代,想起自己也曾经是其中的一员。作为过来人,我经常会向学生分享自己读书的经历和学习经验。对于这一方面,学生是相当感兴趣。这样一来,我就可以拉近与学生的距离,不做黑脸神。
为了进一步深入学生中去,了解学生所需和让自己在迷茫中找到方向和目标,我在来了高三的第二周边主动在4班做了一个小调查,让学生写一写对我的印象和建议。我准备的两张A4纸不够,学生们主动给我添了两张。虽然未能收到80为同学全部的看法,但这30多位同学的留言我都认真去看,发现一个主要问题:我太严肃,不爱笑,与学生距离有些远,生疏。这样裸地吧自己暴露出来是鞭策自己的好方法之一。
在高三,我们规定不能讲课,最主要的任务是听课和与高三党一起做题。听课,不仅仅只听一个班,不仅仅只听一个老师,不仅仅只听一个学科,队员间都会相互鼓励听不同班级,不同老师,不同科目的课。听完了还会一起交换意见。我们英语组的六位同学还会抽空跑到西区听一听高一英语课。这样便于我们提前接触高一的学生和实地了解高中英语课到底是怎样进行的。听不同班的课能了解不同水平的班级,老师是如何调整自己的教学方式和教学内容。听不同学科也是对高中知识的回忆,因为有时候学生向我们请教问题不仅是关于我们本身主修的专业,还涉及其他科。这的确让我难堪。大家认为我们是重点大学出身,是学霸,是具备系统的专业知识和扎实的高中知识基础。现实并不如他们所愿。所以,我拼命做题,把丢弃的知识赶紧拾起来,其他学科的问题就请教一下队员。我多么希望自己是全能的。
既然想成为全能选手,那就先从自己的优势开始,把自己的专业优势先搞好才能有心、有力进行其他项目的发展。所以多做题是很重要。大学里是有训练,但来到高中后,特别是高三,只有通过做题才知道高中知识点是什么,高考热点是哪些,学生的薄弱环节在哪里。先从练习册下手,然后卷子。高三党,两天一小考三天一大考,英语又是主科,有时卷子真做不过来。但也可以批改学生卷子知道这份卷子哪里做得不行,要加强训练。这个也给我找题出卷子提供便利。找题,排版,印卷子,做卷子,改卷子,分析卷子。。。。。。简直是“卷子”一条龙服务。
在高三的月考、成都二诊,联测促改中,我均参与监考和批改卷子。高三的考试很多是意料之中的。周末还有周练。相比高一、高二,高三的活动不多。他们运动会是旗鼓喧天,热闹非凡,我们就在楼上静悄悄地进行联测促改的考试。他们晚上看娱乐电影,我们默默地晚自习。他们清明三天假,我们可怜巴巴地只有一天。跟着高三,这些活动是必须牺牲。我希望同学们知道我是在和他们一起奋斗,一起陪伴对方。我在默默地支持他们。
对学生的关心不仅是在学习上、生活上,每周星期二我都要到男女生寝室进行查寝,询问一下学生近期的生活情况,注意观察学生的心理变化。这样轻松的课余时间,我总能放下老师严肃的面孔,与大家打成一片,与女生聊八卦,与男生嬉闹。对高三学生来说,这是难得的娱乐时间;对我而言,拉近师生距离又回归高中生活。
融入学校生活,但不忘老师的角色。不上讲台不代表老师的角色无处发挥。我们不会因实习老师的身份被区别对待。我不会觉得只改卷子,看自习,出题等繁杂琐事而认为自己是廉价劳动力。这是老师应做的。我们还几乎每周都要参加一次高三英语科研组的会议。会议北荣多数关于近期英语考试情况,接下来训练的重点。尽管我们实习生没有过多地发言我自己甚至听不太懂他们讨论的内容,但我志在参与,起码在做一个老师应做的事情。除了级组的日常会议之外,实习队内每周五都有一次例会。会上每个队员会总结本周个人工作情况或工作心得。这绝对是队员间相互学习的好机会,让我迅速成长,更像一个老师。
正正是享受学生向学生老师转换的过程,9个星期的高三实习很快就接近尾声。我尽最后的努力为4班的同学多出几套英语习题,做好自己的工作至最后一刻,更加珍惜与4班同学在一起的时光。对于4班的学生,我只是过客。我的离开在我看来是不会对他们产生太大影响。他们留给我的纸条让我看到自己的努力没有白费。我的改变得到他们的肯定。
带着高三学生留给我的感动于信心,我过度到高一年级去,换了新的工作环境,高一(6)班;换了新的指导老师,赵XX老师。有高三的经历,我也很快就适应高一这一个新开始。
对比年轻活力四射的邓老师,赵老师则经验老到、沉稳、严厉,可以说跟我独立风行的风格有些相似。两位指导老师的教学态度、工作方式都迥然不同。虽然我花了很大的功夫去过度去适应,但能够体验两种教学风格,见识不同的教学观念总是百无一害的。指导老师性格迥异,但学生是基本无异的。高一(6)班也是一个实验班,不过是偏理科的实验班。同样有着青春少男少女的活泼好动。相比起高三,小两级的高一学生就更狂妄些,自我管制能力不强,学习目标不清晰,学习动力不强烈。高一(6)班较为严重的问题是学生自我管制能力较差。无论是上课还是自习,班里总安静不下来。班干部也没能以身作则,做好带头作用。针对此情况,我注意到哪些同学爱讲话,向赵老师问了一下他们的情况。之后在班上陈申我个人的课堂纪律要求,一切从我的课堂做起。另外,我还与班干部进行逐一了解和沟通,提出我的要求。管理是有一定成效,我能在班上树立起老师的威信。
在高一,管理班级工作方面很快就上手了。但另一个挑战——讲课,让我放松不得。终于要走上讲台,拿起粉笔,捧起书本给学生上课。这个肯定与大学模拟教学完全不一样。到底怎么不一样呢?心里忐忑又害怕。刚来高一,我就天天听课,学习不同英语老师的教学模式、教学安排。同时也开始准备自己将要上的课文。赵老师不干涉我如何上课,给了我一个很大的发展空间,让我自己学会探索自己的道路。
关键词:教学小助手;理实一体化;研究;实践
一、引言
“理实一体化”教学突破以往理论与实践相脱节的现象,强调以学生为主体,充分发挥教师的主导作用,突出学生动手能力和专业技能的培养,是教、学、做一体的教学方式。在整个教学环节中,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,没有固定的先实后理或先理后实,而理中有实,实中有理。要想将这种教学模式真正地落实下去,必须突破以往的教师为主体的瓶颈,只有让学生课前、课中、课后全程参与到老师的教学、科研及实验实训基地管理,才能丰富理实一体教学的内涵,充分发挥教师的主导作用,真正突出学生的主体地位,从而提高教学质量。结合教师及课程特点,我们通过建立“教学小助手”团队,对“理实一体化”教学进行了探索与实践,取得了一定的成效。
二、突破“理实一体化”教学瓶颈的关键
(一)提高教学技能水平,充分发挥教师主导作用
“理实一体化”教学强调以学生发展为本,不仅关注学生掌握知识和技能的情况,还应关注学生获得知识的途径和方法。这对老师的知识能力提出了更高的要求,教师驾驭课堂的能力因此面临新的挑战。
获得“双师型”教师证书不是学习的终结,老师一定要开阔视野,通过社会实践及项目合作等形式,主动到科研院所及企业学习新知识、新技术。教师必须积极联合科研院所和企业申报各级教科研项目,在项目执行过程中,教师带领学生共同参与教科研创新工作,在开展教科研创新的同时,着力教科研成果转化。通过研究合作,不仅教师科研能力和教学水平得到提高,同时也为学生提供了学习、就业和发展的机会。同时,教师驾驭课堂能力的提高,不但要不断进行自我总结,还要向优秀教师学习,吸取成功经验,同时要与同事进行教学交流,及时改进不足,在相互学习中不断进步。
(二)建立教学小助手团队,突出学生主体地位
“理实一体化”教学在课前需要做大量的准备工作,包括实验用品、材料、教学课件等的准备;课中讲解、示范、指导;课后整理及教学评价。靠教师一人完成这些工作即辛苦,教学效果又不佳,也不能充分体现学生的主体地位。建立教学小助手团队,可以减轻教师的负担,又能突出学生的主体地位。下面以“蝴蝶兰的组织培养”为例,说明如何将“教学小助手”团队融入“理实一体化”教学。
1.教学小助手的培养
首先,让大一的学生自愿报名,再根据学生的表现择优录用,并且引入淘汰机制保证团队质量,最后每班组建4-5人的教学小助手团队。平时让他们参与到老师的科研项目以及实验实训基地的管理中,达到基本功训练的目的,节假目安排他们到合作基地及科研院所参观学习,为当好教学助手打下坚实的基础。
2.教学小助手活动的开展
(1)课前准备
在老师的指导下,教学小助手团队进行蝴蝶兰组织培养的训练,熟悉蝴蝶兰组织培养的要点和操作流程。提早进行蝴蝶兰组培苗及培养基的的准备,为教学过程提供材料。课前帮助教师共同完成操作流程的拍摄工作,,为课件制作提供素材。然后,根据教学要求分组,由教学小助手任各组的组长,在教师的指导下按组准备所需材料。
(2)课中协助
当教师讲解、示范、指导需要同步进行时,小助手及时上台帮助老师做好辅助工作。如当进行蝴蝶兰茎段的选取、消毒、接种时,一个小助手上台帮助老师进行材料消毒示范,其它组长在各组指导操作过程。这不但减轻了老师的负担,同时激发了学生的学习热情,提高了教学效果。
(3)课后辅导及教学评价
课后,教学小助手及时将教学材料整理洗净,并帮助老师做一些数据的调查和整理。如教学小助手帮助老师进行污染率的调查,然后根据污染率对每位同学进行评价,教学小助手在课余时间还可带领污染率高的同学进行第二次操作,然后再次统计污染率并评价。
(三)搜集必备教学素材,制作生动形象课件
“理实一体化”教学中,教师应结合实际工作内容与教学需要,通过各种渠道,搜集积累必备教学素材,供教学使用。如蝴蝶兰组织培养所用的组培苗来自学校组培实验室,由教学小助手课后帮助老师多次继代转接保存下来,同时挑选长势造形佳的蝴蝶兰盆景作为教学示范用具,并且根据学生人数准备蝴蝶兰花枝数目。
根据蝴蝶兰组织培养的教学内容,制作教学课件,做到课件简明扼要、重点突出、形象生动。
(四)注重教学导入技巧,激发学生学习兴趣
针对学生实际,教学导入一定要精心设计,才能达到“先声夺人,事半功倍”的效果。这就要求教师不仅要深刻理解课程内容,而且需准确把握专业方向及行业需求。蝴蝶兰组织培养的课程导入引用了蝴蝶兰实物盆景、花枝及蝴蝶兰工厂化生产基地的录像及照片。蝴蝶兰工厂化生产基地的录像及照片来自学生实习的基地的实习场景。通过生动的事例,激发学生学习蝴蝶兰组织培养的浓厚兴趣。
(五)加强教师主导作用,做到理论实践衔接
由于高职学生基础知识较薄弱,对理论知识学习兴趣不高。因此,在“理实一体化”教学中学生通常只注重实践,忽略理论,实验过程存在着较大的盲目性。有鉴于此,应在实验前要求学生做好预习,初步了解实验目的和操作过程,并且结合课堂内容设置一些针对性问题,让学生带着疑问去实验。实验过程中,教师应提醒学生做好有关记录并解决这些问题。实验结束,教师应循序渐进地引导学生根据实验现象或实验数据进行深入分析,总结实验结论。提高学生思考、分析、解决问题的能力,避免盲目实践。
(六)考虑行业需求标准,建立教学评价体系
“理实一体化”教学评价是不可缺少的重要组成部分,需突出学生在教学评价中的主体作用。它有助于学生理顺知识,培养学生的学习能力与思考能力,还可为新课作铺垫,起到承上启下的作用。蝴蝶兰组织培养的教学评价是根据目前组培行业标准和要求来制定的,教学评价中由学生进行污染率的调查和整理,形成评价结果。通过对前一课题的教学评价,找出与行业标准的差距,引出蝴蝶兰组织培养的新要求。
三、结论
在“理实一体化”教学中,教师应勇于实践,勤于思考,善于发现和总结问题,并在教学中不断改进。建立“教学小助手”团队,引导学生积极主动地参与到教师的教学、科研及实验实训基地管理中,提高学生学习能力和解决问的能力,体现学生为主体,教师为主导的作用。这样才能做到课前准备充公分,课中指导到位,课后评价准确,丰富“理实一体化”教学内涵,提高教学质量。当然,要全面将“教学小助手” 团队融入“理实一体化”教学还有许多方面需要完善,如建设“理实一体化”教室,建立“教学小助手”团队工作管理制度,改革“理实一体化”实验室管理与运作方式等。
参考文献
关键词:逆向工程;三维扫描;3D打印;工程训练
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)22-0147-02
逆向工程(Reverse Engineering,RE)又称反求工程,起源于精密测量和质量检测,是设计下游向设计上游反馈的回路。逆向工程的应用越来越广泛,涵盖工程、医学、考古、文物修复等多学科门类,尝试将逆向工程引入工程训练教学,丰富了工程训练的教学内容,开阔了大学生的视野,提高了实践和创新能力。
一、开设逆向工程实训课程的意义
工程训练是现代高等工程教育的重要组成部分,是一门实践性的技术基础课,是大学生熟悉零件的常用加工方法及其所用的主要设备和工具,了解新工艺、新技术、新材料在现代机械制造中的应用,拓宽工程知识背景的重要途径[1]。逆向工程技术的广泛应用和快速发展,吸引越来越多的院校开设这门课程[2]。大部分是将逆向工程作为一门专业课程进行开设,仅覆盖少数学科专业,如何让更多的学生学习逆向工程技术的专业知识,掌握产品快速开发的过程和方法,是教育工作者面临的一项紧迫课题[4]。
二、逆向工程实训项目教学内容
逆向工程实训教学中,应加强实践教学,使学生真正掌握逆向工程相关知识和技能。教学目标和内容为:(1)了解逆向工程的基本概念及主要技术,应用和意义;(2)了解常用的三维数据采集方法,学习三维扫描仪的基本操作方法,采集零件的点云数据;(3)学习逆向软件的使用方法,反求生成3D模型;(4)学习熔融沉积式快速成型机基本工作原理,硬件和软件构成、应用及特点,成型过程流程及工艺,并打印出产品。学习该课程后应达到以下要求:了解逆向工程的流程、关键技术,掌握三维数据获取、三维模型的建立以及模型快速制造等基本能力,学会相关软件及设备的基本操作技能,培养利用逆向技术完成产品创新设计的能力[3]。由于该课程教学信息量大,教学时间短,所以要精心设计教学过程,充分开发大学生潜能。采用项目驱动教学法,师生围绕案例展开充分的研讨和分析,制定工艺方案,完成逆向工程的完整过程的学习,最终快速制造出作品,在教学现场采用教学展板、作品展橱、多媒体触屏学习机等进行辅助教学,扩大课堂教学信息量。在课程安排上,采用“精讲多练”的方式,让学生边学边练,围绕着案例实践,教师巡回指导,逐个点评,最后进行总结归纳,实现预定的教学效果。
三、“逆向工程”实训项目教学实施
1.开设逆向工程实训项目的软硬件条件。逆向工程实训课程的开设要具备基本条件,要有三维数据采集设备、3D打印设备、必要的逆向工程软件以及相应的教学设施及场地。我中心现有北京某公司生产的结构光光栅照相式三维扫描仪一台,配有Geomagic逆向软件,北京某公司生产的FDM打印机4台,自制3D打印机2台。软件方面,制定了“逆向工程”实训教学大纲、教学计划、教案、教学挂图、视频自学资料,实训报告等,保证教学过程顺利开展。
2.逆向工程实训教学实施过程。逆向工程实训课程既涉及理论知识,更涉及三维扫描、逆向建模和3D打印的实践知识,其知识量大,对设备和师资要求高,而工程训练课程具有以实践操作为主,受众学生专业广、人数多等特点,所以要采取相应措施和办法[4]。实施过程如下:(1)理论讲授。工程训练教学以实践操作为主,所以该项目理论讲授学时较少,辅以视频和实物为媒介,简要而直观地介绍逆向工程的基本概念和主要技术、逆向测量设备、点云处理及逆向建模,3D打印的基本方法和工艺。(2)点云数据采集。数据采集是逆向工程的第一步重要阶段,也是后续工作的基础。常用的数据采集方法主要有接触式测量和非接触式测量。我中心采用结构光光栅照相式三维扫描仪,结构光扫描可在极短时间内获得复杂工件表面的完整点云,与接触式测量相比,非常适合逆向工程训练课程中作为数据采集设备。本实训项目采用任务驱动的教学方法,根据学科专业不同,由教师给定课程任务,或者学生根据要求自选任务。以现场零件为例,介绍扫描方案的拟定,并演示零件的三维扫描方法和过程,要求学生分组操作,制定扫描方案,操作三维扫描仪对产品进行多角度拍摄,采集零件的点云数据并保存。(3)反求生成3D模型。逆向工程建模件主要有Imageware、Geomagic、CopyCAD、RapidForm等,根据实际情况,我中心采用Geomagic软件进行实训教学,要求学生熟练掌握从拍摄获取点云到生成STL格式文件的全部操作过程[4]。在Geomagic软件中导入点云数据,先进行点着色使其更直观,删除体外孤点,采样处理减少点云密度,除噪处理优化点的排列,进行封装得到多边形模型[5]。在多边形阶段进行填充孔,去除特征用于快速去除对象上的肿块和压痕,砂纸命令用于光顺或松弛对象上的区域,简化多边形,多边形修复,边界优化等操作。进入精确曲面阶段,编辑轮廓线和曲面片,拟合曲面创建NURBS曲面。如需对曲面等进行优化处理,可保存为IGS或其他格式导入正向CAD软件进行编辑;如果模型不需考虑拓扑结构,可保存为OBJ格式导入Sculptris软件,直观地进行雕刻和形状处理。最终保存为STL格式文件,用于3D打印。(4)产品快速制造。3D打印的工艺方法有几十种之多,我中心采用北京某公司生产的FDM打印机。将STL格式模型导入打印机应用程序,通过自动布局、几何变换等对模型进行编辑,然后进行分层切片,将三维CAD模型转化为二维几何信息,通过分层制造,最终实现零件的沉积成型,打印出产品。最后经过去除支撑、打磨等后处理,使零件精度、表面粗糙度达到要求。
3.考核u价与总结归纳。考核是保证教学质量和反馈教学问题的重要手段。逆向工程实训考核分为理论考核、实训报告、实践考核三部分。该课程以实践操作为主,所以实践考核占60%,理论考核部分占20%,实训报告占20%。理论考核采用自主研发的工程训练理论考试系统进行上机考试,实现自动阅卷、自动评分。理论试题库涵盖该项目理论讲授部分和实践操作部分全部内容。实践考核采取对三维扫描的点云数据、模型数据处理、3D打印作品分项评分之和。
实训项目结束之前,学生先对训练过程进行自我总结,从中了解学生对教师及教学过程的要求和建议。指导老师也要对训练过程和结果进行分析,找出成绩与不足,进行小结。不断完善教学过程,提高实训教学的有效性。学生通过以上环节的实践训练,可以体验到逆向工程的完整流程,学习逆向工程思维,培养工程实践和创新能力。
本文对高校工程训练课程开展逆向工程实训教学进行了研究,讨论了从三维扫描获取点云数据、三维模型重建到通过3D打印实现快速制造的完整流程,下一步将探讨三维扫描与激光加工、数控加工进行对接的逆向工程训练项目,以便进一步扩充该训练课程的内容。工程训练课程开展逆向工程实训,丰富了工程训练的内容,培养了学生逆向工程思维能力,提高了大学生的工程实践和创新能力,提升了大学生就业竞争力。
参考文献:
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[5]谢韦莲,位建伟.逆向工程及快速成型技术在高校工程实训中的探索与实践[J].中国现代教育装备,2014,(1):25-27.
Study to Set "Reverse Engineering" Course in Engineering Training
NIU Guo-dong,WU San-chuan,WANG Hong-bo,LI Sheng
(Shandong University of Technology,Zibo,Shandong 255049,China)