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关键词:单片机 智能车 实训系统 模块化
中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1009-5349(2016)23-0051-02
实习实训是人才培养的重要组成部分,对培养学生的工程意识和创新意识,提高学生的动手能力,加深对所学专业知识的认识具有不可替代的作用。但现阶段,实习实训教学模式陈旧,学生被动接受的内容多,主动探究的机会少,严重制约了创新精神和创新能力的培养。针对电类专业目前实习实训教学中存在的问题,提出了CDIO教学模式,即从Conceive(构想)、Design(设计)、Implement(实施)、到Operate(操作)全流程的教学模式,充分调动学生主动参与训练项目的积极性,在真设备、真项目和真要求的驱动下,实现学生可持续发展能力的培养。我院测控技术与仪器专业工程项目实训采用了CDIO教学模式,为此开发设计了基于单片机的智能车实训系统,该系统由10个功能模块组成,可根据实训内容要求构建硬件电路,可完成智能车的循迹、避障、调速、语音报警、车速和里程显示及遥控等功能,培养学生的系统设计、软件编程、硬件调试的综合能力,提高了学生的实践动手能力和创新能力。
一、整体设计思路
以AT89S52为核心控制器。车体选用标准车架模型改装而成,霍尔传感器实现测速和里程统计,红外传感器进行轨迹跟踪,超声波传感器避障,蓝牙模块实现无线控制,直流电机对车进行转向和行动控制,H桥电路实现电机的驱动。本系统基于完备的软硬件系统,很好地实现了小车的自动循迹和避障,遇到障碍物时,能进行语音报警和自动减速,通过液晶LCD1602显示车速、里程和距离障碍物距离。
系统由微控制器、电源模、功能按键、显示、电机驱动、语音模块、蓝牙、红外传感器、超声波避障、车速检测等10个功能模块构成。如图1所示,系统采用模块化的设计,学生可根据设计需要,完成不同功能智能车的硬件搭建和软件调试,通过蓝牙无线通信模块,可实现智能车的遥控。
二、智能车实训系统的硬件组成
系统硬件性能的好坏决定了整个系统的运行情况,能否稳定而可靠地运转就取决于硬件电路的质量。核心控制器采用AT89S52构成最小系统,红外传感器模块采用4组红外对管构成循迹电路,测距采用HC-SR04超声波模块,液晶显示电路采用1602,电机驱动采用L298构成H桥电路,语音模块采用ISD1760构成,使用了蓝牙通信模块HC-06实现无线通信,电源电路采用7805和LM1117将96V锂电池转换为5V和33V,除电机驱动模块需96V和蓝牙模块使用33V外,其他模块均采用5V供电。系统采用模块化设计,开放式接口,方便学生连线。
电机驱动电路采用L298N构成H桥电路,可同时驱动2个直流电机,如图2所示,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电机, 5(IN1),7(IN2),10(IN3),12(IN4)脚接输入控制电平,控制电机的正反转,这四个引脚输入PWM脉冲,假设IN1输入一个PWM脉冲,IN2输入与IN1相反的PWM脉冲电机正转,相反的PWM可以由程序设置,若要实现电机的反转,则IN1、IN2输入与正转相反的脉冲即可实现, EN1、EN2为使能端,控制电机的停转。当使能端为低电平时,芯片不会工作。
t外循迹模块采用红外对管构成,如图3所示,一体化红外发射接收IRT中的发射二级管导通,发出红外光线,经反射物体反射到接收管上,使接收管的集电极与发射极间电阻变小,输入端电位变低,当红外光线照射到黑色条纹时,反射到IRT中的接收管上的光量减少,接收管的集电极与发射极间电阻变大,三极管截止,三极管的集电极C为高电平,再经反相器后输入到单片机的信号为低电平。在三极管的基极B和发射极E接一个01pF的电容,减少电路中的“毛刺”,以减轻电路的干扰。由于光电传感器受外界的影响较大,容易引起单片机的误判,因此我们在电路中加入了一个可调电位器(阻值为10K),通过调整电位器,改变光电传感器的输入电流从而改变其灵敏度。
三、测试结果
实训过程中,以智能车为训练平台,根据设计要求构建硬件电路,先进行基础训练,然后采用项目驱动式,拓展任务,创新性地进行实训,通过在智能车平台上安装不同的功能模块来完成某种特定的任务,为了测试智能车实训系统的性能,制作了智能车的样机,经过试验测试,该智能车样机能够准确判断跑道的边界线并分析出跑道的走向,可以实现自主循迹功能、避障功能和语音报警等功能。
四、总结
本文设计了基于单片机的智能车实训系统,该实训系统具有模块化设计,搭建方便、灵活组合,功能多样,使学生在该系统上进行硬件电路设计、软件程序设计和综合调试等,极大地提高了学生的实训热情和实践动手能力。
参考文献:
[1]姜健峰.实训在电子电工教学中的重要性探究[J].电子制作,2014(1):11.
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[3]孙涵,任明武,唐振民等.基于机器视觉的智能车辆导航综述[J].公路交通科技, 2005, 22(5):132-135.
【关键词】车身修复; 训练方法;实训项目
0 前言
车身修复专业是目前汽车行业中紧缺技能型人才的专业,本专业学生通过学校的理论学习和几周的技能实习,并不能满足就业单位对员工技能水平的要求,需要就业单位再培养,所以培养车身修复专业技能型人才对于提高学生就业能力和技能水平有很大的帮助,通过以技能训练方法的探究,研究出一套适合我校学生技能水平的训练方法,这样既能提高我校学生的技能水平,又能为每年我校参加车身修复全国性的技能大赛培养出好的学生,开发相关的实训内容及训练方法,在满足教学的需要基础上,节约耗材,还能锻炼教师,提高教师技能水平。
1 比赛项目向教学内容的转化
车身修复技能大赛共三个项目,包括板件更换,门板修复,电子测量和大梁校正,这三个项目是多名专家结合实际维修过程设立的,项目设立不在多在于精,需要将这三个项目分割再整合,确定适合教学内容的项目。
首先是板件更换,比赛项目的确定是模拟在汽车碰撞过程中,汽车结构件例如前纵梁变形损伤太大无法修复,不能更换整个前纵梁,只能更换变形部分,就需要将损伤部分切割下来,将新板件定位后使用焊接与原部分连接在一起,板件更换项目可以确定多个教学项目,包括板件画线、板件切割、气体保护焊和电阻点焊四个教学内容,其次是门板修复项目,它是模拟在碰撞过程中覆盖件的凹陷损伤的修复过程,有漆层打磨、预应力消除、组合工具使用、介子机使用、钣金锤和垫铁的使用、精修等多项内容,可以作为一个教学内容,但是涉及教学内容要复杂的多,需要学生花费很多的时间来学习,最后是电子测量与大梁校正,主要是学习超声波电子测量设备和大梁校正仪,比较大的碰撞损伤,就可能对结构件造成损伤,首先通过使用测量设备测量损伤程度,也就是变形量,再通过大梁校正仪对变形进行校正,可以确定为超声波电子测量和大梁校正两个教学内容。
通过将比赛项目分割整合确定教学内容,实现了技能比赛向教学过程的转化,弥补了以前技能大赛只能培养部分学生的缺点。
2 车身修复实训教学探索
要完成车身修复比赛向教学过程的转化,教学内容的确定只是一部分,对车身修复比赛中存在的一些问题也需要解决,包括比赛中设备成本高,投入量大,实训工位少,缺乏适合的指导教材,师生比例不科学,学生没有足够的时间去练习,解决这些问题,就要探索科学的训练方法。
2.1 制定科学的训练方案
在比赛训练中,要提高训练效果,首先要制定完善有效的训练方案,这和教学之前必须要有教学计划,熟悉课程标准一样,良好的训练方案是好的开端,指导教师首先要吃透比赛方案及评分标准,确定标准操作流程,结合实际维修的需要,模拟比赛环境,预测在比赛中碰见的问题,并给与解决的方法,参赛选手一起进行学习,确保有良好的训练环境,这是好的开始。
2.2 阶段性训练过程
在训练中要循序渐进,第一阶段,基础性训练,每个比赛项目都是由几个基本的操作组成,在进行完整的训练时,每个基本操作过程都要在规定时间内保质保量的完成,所以第一阶段的基础性训练很重要,也是最容易忽视的过程,很多学生忽视这个过程,直接导致在比赛中失利,第二阶段操作流程训练,这一阶段学生接触到完整的操作流程,但是并不是真正的操作,而是对操作流程的熟练程度的训练,要做到每一步烂透于心,操作中不能出现当机的现象,同时基础性训练不能间断,这个时期是巩固精进,才能进入到综合操作阶段,到这个阶段学生将基础性训练和流程操作整合一起,完整的操作整个项目,这个阶段要求学生在规定时间除了完成项目外,还要保证质量,处理突发事件,最忌讳的是操作时拖拖沓沓,到时间还在继续操作,给学生一种无所谓的态度,一定要保证到比赛时间内完成整个操作流程,一气呵成,才能训练有效果。
2.3 采用科学的训练方法
2.3.1 总结归纳法
俗话说的好:好记性不如烂笔头,在每次训练项目完成后都不能保证训练效果的完美,总会出现一些问题,那么怎么避免下次训练中出现这种问题,就需要记录下来,就给予解决,例如比赛时间的问题怎么缩短、工具的摆放等,进行归纳总结,下次训练之前仔细揣摩,务必保证不再出现类似的问题。
2.3.2 观摩讨论法
在训练中一人操作,其他人进行观摩,记录在比赛中出现的问题,操作完毕后首先由操作人员根据训练效果对自己的操作进行反思,后由其它观摩人员对其进行评价讨论,主要是评价操作中好的与不好的地方,好的地方大家学习,不好的地方,大家惊醒同时对于操作者也是一种提高,我相信经过反复的训练反思讨论,总会有提高。
2.3.3 对比竞争法
在同一组别训练的学生一般都有两名,在训练中,可通过适当竞争进行对比,对好的进行表扬,对差的批评并鼓励加油,相信多次比较后学生心中都想比好,这就是竞争带来的效果。
2.3.4 现场模拟比赛法
在实际训练中,都是单个训练项目进行操作,而在比赛中需要连续完成三个项目,需要较好的体力,同时在比赛环境中,我们是紧张的,这时消耗的体力更大,在不熟悉的环境比赛,难免会出现紧张,所以在综合训练阶段,就要开始模拟比赛环境,完整的操作一遍,增加学生紧张气氛,这样平常训练的问题就会暴露出来,久而久之当学生适应了环境,比赛的效果也会有所提高的。
2.4 合理使用耗材
【关键词】职业院校 电工电子 实训教学
【中图分类号】G633.93 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)07-0029-01
电工电子实训教学是职业院校实训教学内容的重要组成部分,近些年,职业院校电工电子实训教学取得了不少成绩,同时也出现了不少问题。本文将详细分析目前在职业院校中电工电子实训教学存在的一些问题,并且探讨如何解决这些问题,以提高职业院校电工电子实训教学的效率。
一、职业院校电工电子实训教学中存在的问题
1.学生学习动力不足
许多职业院校的学生对于学习的积极性不是很高,他们一般是学习成绩不大好,不喜欢上学,所以才选择到职业院校学一门技术。在职业学校学习的过程中,他们往往没有明确的学习目的,学习的动力不足,没有树立坚定的理想信念。此外,在学习能力方面,他们表现得相对较弱一些,在实训课中,还缺乏对问题的分析能力和解决能力。
2.实训内容比较落后
一些职业院校在电工电子实训内容上不注重更新,一些实训内容被沿用了很久也没有做过修改,所以并不一定符合学生的学习实际,不能有效地提高学生的学习兴趣。还有,在电工电子实训过程中,学生需完成的工作非常地简单,根本就不能帮助学生加深对电工电子理论知识的理解。比如,在一些小制作项目中,学院一般是购买集成电路套件,所以只需学生完成焊接的工作,而不能使学生从集成电路中学到很多的理论知识。
3.校外实训有名无实
为了提高学生的实战能力,职业院校往往与一些企业进行合作,在企业建立实训基地。但是对于一部分企业来说,企业并不愿意这样做,因为这样不能给企业带来很多实际的利益;还有一些企业则比较喜欢与本科大学建立实训基地,而对职业院校的学生能力持怀疑的态度,所以也不愿意与职业院校进行合作;另外一个原因就是职业学校老师在带领学生进企业学习的期间,只是让学生去参观,而没有让学生参与实践,所以学生并不能从企业实训中学到很多的知识。
4.安全防范意识不够
电工电子实践有一定的危险性,如果操作不当,就容易引发人身安全问题。在以往电工电子实训中,学生和老师接触到的电路和设备安全性能较低,所以学生和老师在操作时都会格外小心。而现在学生和老师接触到的电路和设备安全性能有了很大的提高,所以学生和老师在具体操作的时候降低了安全防范意识,反而容易出现一些安全问题。
二、提高职业院校电工电子实训教学效率的措施
1.提高学生学习兴趣
为了提高电工电子实训教学的效率,职业院校必须首先提高学生的学习兴趣,让学生积极、主动地去参与学习。老师可以带领学生学习企业流程,把课堂所学理论知识与实际的操作流程结合起来,然后再给学生讲解。在实训期间,老师需要让学生亲自参与实践,让他们在实践中发现问题和处理问题,提高他们解决实际问题的能力,也让他们通过实践进行思考,激发他们主动地去思考专业知识,将解决实际问题和学习专业理论知识进行有机的结合。只有这样才能够让他们明白学习的目的,才能够让他们确定具体的目标,才能够提高他们的学习兴趣。
2.提高校外实训有效性
为了给学生提供充足的实践机会,让学生在实践中真正的成长,职业学校老师一定要带领学生认真参与企业实训,通过老师与学生的实践表现,让企业看到职业院校师生的实践成果与能力,使得企业愿意与职业院校进行合作。比如,在参观企业生产过程中,老师可以带领学生对企业的修齿机、下齿机、超声波融接机和穿头机等进行设计和技术更新,改用PLC控制穿头机,进行软件升级。学生与老师认真参与企业实训,不仅可以让学生学习新知识,使他们加深对学校所学理论知识的理解,还可以给企业带来利益,让企业看到与职业院校进行合作的好处,从而加大与学校的合作力度,为职业院校学生提供更加广阔的实训基地。
3.有效利用实验实训室
职业院校要充分利用现有的资源,让学生有效地利用实验实训室,在技术更新基础上,对设备进行研发,看如何使设备更加有效地工作。职业院校可以和企业一起合作,将企业购置的一些还不能够进行有效利用的设备搬到学校的实验实训室来,由老师和学生共同进行研发,然后再投入企业进行生产,这样既可以让学生提高实践能力,又能够使企业得利。
4.合理安排学生就业
学生在企业实训的过程中,学校可以作为一座桥梁,让企业通过观察学生在企业的实训表现,选择一些优秀的人才到企业就业。这不仅可以解决一部分企业找优秀人才难的问题,而且还可以帮助学生解决找对口工作难的问题。一些学生在实训过程中被企业看中,然后与企业签订就业协议,不仅可以为其他学生树立榜样,鼓励他们好好地进行实训,好好表现自己,而且还可以宣传职业院校的“订单式”教育模式。
总结:
职业院校是培养实践型人才的摇篮,学校需要强化实训教学,让学生在实训过程中真正地锻炼自己的实践能力,增加学生对书本理论知识的了解,提高学生对知识的运用能力。在职业院校电工电子实训教学中,学校和老师要着重提高学生的学习兴趣,有效地利用学校实验实训室和校外企业实训室,让学生有充分的实践机会,并且让学生在实训过程中发挥自己的聪明才干和创新能力,以帮助电工电子专业学生实现更好的就业。
参考文献:
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Abstract: According to the requirements of the training courses in WEDM, several types of training projects was design.Norms and standards of the basic operation of the students was exercised.At the same time, cultivating of the ability of the comprehensive use of the students and cultivating of the innovative quality of the students according to the target direction independent gathering knowledge and use of them to form results was emphasised Specially.
关键词: 线切割实训;实训项目种类;评价方法
Key words: training in WEDM;training project types;evaluation method
中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)06-0213-02
0 引言
特种加工是与普通加工相区别的现代加工技术体系之一,与机械能切除金属表面不同的是特种加工技术利用的是脉冲电能、光能、声能、超声波等能量来加工金属材料获得所需形状和精度与表面质量,其中的线切割技术是目前使用最广泛的一种加工技术,在模具行业的各种简单和复杂的直纹曲面的加工中已经得到普遍应用[1]。自开办模具专业以来,特种加工中的线切割与电火花技能培训课程就是专业的核心课程。为了让学生熟练掌握具备线切割加工这一项必备的技能,我们特意选择了与企业实际加工中最有相关联的实训项目,这些项目间一方面存在区别另一方面又有紧密联系;在强调老师教学作用的同时,又充分调动学生的能动性,培养线切割综合运用的技能;在强化掌握技能的同时,加强学生创新性素质能力的培养,用创新性项目来引导学生开展一定程度的探索和创新。
1 项目选择体现“工学结合”思想和渐进学习的教学规律
工学结合的思想体现了高职学校人才培养以就业为导向,各项技能的训练必须以与行业企业各个工作岗位“零距离”接触的设想。线切割技能的锻炼最终要体现学生今后在模具企业的实际就业能力,培训的项目就必须与企业实际的加工相似或者相近,完全一致目前很难做到,比如材料、机床精度、复杂性等都不允许。我们走访了各个模具企业,经过调查,征询企业意见,确立了以冲压模具的带锥度的凹凸模具的加工项目为最终指向性项目,其它的实训项目都是带有铺垫性的前期项目。前期项目中安排有机床基本操作性的项目、还安排有机床认识、开关机、绕丝与穿丝等项目;程序方面安排有手动程序的输入、绘图与自动程序、虚拟加工等;加工方面有参数设计与调整、对刀与工件安装、简单几何形状工件加工、锥度加工、跳步加工、最后到凹凸模具的加工;从各项目的安排中可以看出:项目间是先从简单进入复杂,先从单项进入综合,充分体现了渐进学习的教学规律和教学模式。以下是各实训项目的关联图。
2 知识的讲解融入具体的实训项目中
线切割实训的理论知识都比较抽象,理解起来有一定难度,将抽象的理论知识分散在各个实训项目中,在实训的步骤、要点中以提问方式探究行动的理论背景,认识其为什么的意义,有利于调动学生的积极思维的能力,让其明了要改变老师所教的内容应该从那些地方去探索才有可能获得好效果[2]。
为了让学生理解线切割加工的原理,我从学生已经理解和实际操作过的车、铣、钳等加工出发总结这些切削方式的共同之处,也就是原理:利用最终的机械能来挤压金属表层,从而剥离多余金属获得所需金属表面,条件是加工工具必须比被加工金属要硬、强。而比较线切割的加工工具极丝与被加工金属的硬度强度却并不需要两者间的强弱差别,从而引导出线切割加工的最终使用能量是电能的概念;从雷电、开关插座起弧等现象再引出电流击穿介质放电产生弧光高热融化金属;脉冲的电流电压有利对其大小强弱能量进行有效控制,从而方便控制加工的速度、精度等;最终对于电火花线切割加工的原理再进行归纳。
工艺参数的选择对于加工质量的影响知识也是不容易理解的一个知识点,对于这个知识点的讲解最好的方法就是在加工中通过比较的方法让学生先从感性上体验出来,激发好奇心之后,再进行每项参数对于加工质量的影响情况的总结。
如对加工表面质量有影响的有脉冲宽度、脉冲间隙、电流功率等因素,可以每次只改变一项,每项取大、中、小三个段做比较来获得不同的加工结果,最终引出各个因素的影响表面质量的经验公式。
故障的诊断与维护是线切割加工中最困难的操作内容,常见的一些小故障应该让学生学会诊断和排除。线切割机床是机、电、数控高度融合的设备,要充分理解故障的内在含义不容易,这些知识只有通过在加工过程中一旦出现某方面故障之后在排除这些故障时来引发学生思考,并让他们积极查找各方面的资料来逐步找对原因。如断丝问题,处理起来只是重绕丝、再穿丝等,但是理解为什么会断丝,则原因很多,有加工材料、加工参数、绝缘介质、机床等单项或者综合因素[3],针对具体问题,每解决一次,引发学生理解某个方面的原因,并提出那些方面还可能产生相同的结果,从而让学生有兴趣去找原因。
3 提高学生学习的自主性和积极性,坚持培养学生的创新性素质
在机床基本操作、程序基本操作、加工基本操作三个模块的项目中,老师讲解详细,包括操作的步骤、操作的要领、知识背景等都要作尽量详尽的说明,并具体演示出来和加工出来,以师带徒方式地做到手把手教,但是在演示过程时做到不断地提问,让同学根据前面所讲内容回答为什么要这样做。
在综合项目中,则只是布置几项加工的凹凸模具的题目,要求加工出需要的内外各个轮廓,并达到要求的加工精度和表面质量,改变前面各基本操作一人为操作评价方式,将两人划分为一组,允许加工二件中取一件为最终成果。两人一组就有了加工前的计划、讨论、做方案并选择等一系列所有完成任务前都必须的有分工又有合作的准备内容,学生要将前面各基础操作中的技能全部综合起来才能完成任务,从而培养锻炼了学生行动前思考问题并做决策的能力以及综合运用的能力,老师只是在学生有疑难时点醒学生,不下正确或者错误的结论。因为加工材料与基本操作有所不同,加工中工艺参数的选取也是鼓励学生根据基本操作中所获得的感性经验、与一定的理论知识,再查询各种资料,选择比较方案,又经过实际加工后调整方案,比较中所获得的经验是学生十分珍惜的。
我们为培养学生创新性素质专门设计了一个项目,这项富有一定挑战性的全新创意性项目深受学生喜爱,并极大调动了学生的自学能力。该项目是让每个学生加工一个复杂轮廓外形的图案工件。在这一项目中,我们将它设定为竞赛项目,每个班创意成果被评定为前六名的作品都会被专业永久收藏,这极大激发了学生的参与热情。与以上的综合加工件项目不同的是复杂轮廓件的加工难度不体现在加工过程中,如工艺参数选择、精度控制、对刀等,因为HL系统(其它系统也基本相似)中复杂轮廓图案绘制难,出程序难,因此难度主要体现在程序不易产生,且图形的来源十分广泛:Autocad中的曲线轮廓,照相机所摄照片的人物和事物的轮廓图形,网络上的点阵图、矢量图形,报纸杂志上的图片等都可以作为原始素材,学生要搜集和制作原始素材,要学习如CAXA等线切割软件、PHOTOSHOP等处理照片图像成轮廓曲线的的软件,最后产生三B程序导入线切割系统中。老师只是在学生有疑难时大致介绍大的方向,一切全靠学生自学各种新知识、新技能,最后才能完成任务。成果的提交必须除了加工的产品外,还必须提供创意过程的文字和图片的介绍,相当于创意作品制作过程的说明书。
4 创新线切割技能培训的教学评价方式
根据线切割实训的几个方面设定了教学评估考核的几个指标:基本操作部分、综合运用部分、创新性项目部分。每个部分又划分一些二级指标:基本操作部分相当于入门性的师带徒式手把手教学,且涉及操作安全、操作规范与操作标准,要求操作过程的正确为主,成果为辅;综合性项目则要考虑到实践方案的可行性与经济性等,实践结果是否达到指定的精度与表面质量;创新性项目则要评价实现项目过程中的复杂性、知识含量,成果的复杂程度与可观赏性。以下是线切割实训成绩评价表。
根据上表,学生自评占权重为1,学生互评权重为2,老师评价权重为3。
5 结语
线切割加工实训的项目选择与评价方法在几年的教学实践中,一方面让学生学习了规范标准的操作内容,另一方面又培养了他们在单项技术基础上的综合运用的能力,以及创造性的塑造-自主根据研究方向搜集知识加以应用并产生结果的创新性素质的开发。
参考文献:
[1]刘晋春等.特种加工[M].机械工业出版社,2006.
关键词:中药学;PBL教学法;教学模式
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)05-0168-02
以问题为基础的(Problem-based learning,PBL)教学法是以问题为导向,以学生为中心的教学方法,主要是通过设置问题情境,引导学生以小组合作的形式自主的研究与解决问题[1]。是目前国际公认的新型教学方式,在我国很多医学院校已陆续开始推行PBL教学[2-4]。中药学是中医学及其相关专业的一门必修课,也是一个枢纽课程。该课程涵盖内容繁多,学生往往没有学习兴趣,且学习形式单一,课堂较为枯燥。为了增加学生学习的积极性和自主学习能力,活跃课堂气氛,提高学生总体素质,本教研室将PBL教学法引入中药学教学中,能够提高学生分析问题、解决问题的能力,取得了良好的教学效果。
一、PBL教学法
PBL是在1969年由美国神经病学教授Barrow[5]首创,是以临床问题激发学生学习动机并引导学生把握学习内容的教学方法,强调以学生自主学习为中心,通过教师提出问题、学生进行资料收集、小组讨论、论证问题的教学过程。重点是培养学生自主分析、解决问题和辨证思维的能力,从而调动学生的学习兴趣和积极参与[6]。应用PBL教学法有以下优势:(1)调动学生学习的积极性。设计贴近生活的案例分析问题,可唤起学生共鸣,加强了理论与实践的联系,使枯燥的理论学习变得生动。(2)学生通过查找资料、讨论交流,加强了基础专业知识及其相关学科知识的联系,进一步巩固所学知识。(3)在小组讨论过程中学生之间相互合作,能够语言表达能力和团队协作能力,有利于提高学生的综合素质。
二、基于PBL教学法的中药学教学设计思路
PBL教学模式首先由教师布置或者提出问题,学生按照小组完成对问题的理解、查阅、讨论、归纳和汇报等。一个PBL的教学流程包括安排分组―设计问题―展示问题―自主学习―小组讨论―补充完善―教师总结―教学评价等环节。在实施PBL教学法的过程中,教师应特别注重设计课前问题的环节,应尽量设计出贴近生活的“情景性”问题,并把问题展示给学生。然后要求学生协作完成问题的解答。学生在搜寻资料的过程中不断地建构知识。再通过小组讨论,共同利用学到的新知识来解决相关的问题。教师应对每个环节做好笔记,以便点评,并引导学生进行反思,最后给出一个综合评分。
三、基于PBL教学法的中药学教学的实施
1.安排分组:将学生分为若干小组,每组6~8人,完成对问题的理解、查阅、讨论、归纳、汇报等[7]。
2.设计问题与展示问题:根据教学大纲的要求,设计问题的关键是创设能够吸引学生眼球、难度适当的问题,从而帮助学生巩固专业知识,激发学生学习动力8]。设计的问题应基于以下几个要素[9,10]:①问题最好贴近生活,激发学生兴趣;②问题必须能引出知识点,突出教学重难点;③问题应该具有系统性,可层层递进;④问题应难易适当,鼓励学生自主思考和探索。例如,在介绍清热药金银花时,首先通过多媒体展示提前准备好的问题,如下:①结合中医理论和中医诊断学的知识,说出金银花所治疾病的病因病机;②给出典型案例,列举出临床可以选用的配伍药物;③收集含有金银花的中成药,总结金银花在其中起的作用;④如何鉴别金银花的真伪优劣。其后,播放涉及金银花的一段视频,视频中介绍了金银花的命名、来源、功效应用、使用及金银花的常用鉴别等内容。
3.自主学习:鼓励学生充分利用各种资源,例如教师提供的视频、课本、图书馆、网络等资源,查阅相关文献,开拓思维,挖掘深层含义,团队协作,找出问题的答案,最后将统一的小组意见汇总制成PPT[11]。在下次课上汇报自己的任务完成情况。
4.小组讨论:课堂讨论时,由教师主持,让学生分组汇报,学生在此环节均能畅所欲言,积极讨论结果;汇报完毕,再进行各组间的辩论,激发学生更深的思考和交流,使知识系统化;最终选取最优答案。在这个过程中学生不仅可以得到知识的梳理,形成系统的知识层次,还可以在交流中收获的快乐,锻炼语言表达能力和创新思维。课下鼓励学生利用QQ进行交流,扩大同学知识面,形成交流思考的好习惯。
5.教师总结:教师要对整个教学过程进行反思研究,在课堂讨论中,要尽可能营造出活跃的气氛。同时应指出不足,给出建设性意见。还可以给出相关的参考资料和链接知识,将相关知识进行梳理总结[12],指出解决问题的关键,并对问题再次进行深层次概括总结。
6.教学评价:目前对PBL教学法的课程考核的方法和标准没能形成一个系统、科学、统一的体系。既要考核学生能力的各个方面,还要具有连续、公平和真实性[13]。可采用问卷调查和理论考试的方式对教学结果进行测评。调查问卷和理论考试的制定从以下几个方面考虑[14]:(1)学习效果;(2)对PBL教学模式的适应性;(3)对综合能力的影响(4)对《中药学》课程基本知识的掌握情况;(5)团队合作能力。
四、存在的问题及其解决办法
虽然PBL教学法在我国许多医学院校进行了改革和实践应用,并取得了较显著的成果,但依然存在很多的问题。
1.学生方面:因“填鸭式”教育已根深蒂固,学生缺乏主动发现问题和解决问题的积极性,往往不喜欢PBL教学法,认为浪费时间,甚至个别学生有抵触情绪。所以在应用PBL教学法的时中要多鼓励学生,充分挖掘学生的特点和潜能,引导学生尽快适应PBL教学模式。
2.教师方面:在PBL教学中,教师是整个教学过程的组织者、参与者和领导者,故教师应熟练掌握本学科内容,同时具备灵活应用的能力和组织管理能力等[15],但目前教师在灵活方面还略显薄弱。所以教师平时更应注重积累各方面的知识,不断更新知识框架[16],并在课堂活动中选用合适的教学策略。
3.教学资源方面:学生需要通过教学资源来查阅资料。丰富的教学资源可以开阔学生的视野,提高教学质量[17]。学校应建立一系列配套的教学资源,包括各种信息检索平台、实验、实训场所及网络交流平台等,而这些的实现又要求有充足的资金,无疑增加了PBL在我国推行实施的难度[18]。目前的解决办法,主要依托校园网进行文献检索,利用综合实验室进行小规模的实验或实训,同时利用当下流行的微信墙、QQ群、论坛等进行信息交流。
五、结语
KaufmanDM[19]说过:“我相信,PBL一直是医学教育领域最成功的创新之一”。在《中药学》课程中应用PBL教学模式,可以增强学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,培养学生的自主学习和分析、解决问题的能力,从而提高教学效果。作为一种新型的教学模式,如何更有效地设计问题,做到高效率互动,并建立科学的教学评价体系,尚需我们在今后的教学实践中进一步探讨。
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