时间:2022-05-24 22:59:12
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇课程设计应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
一、归纳学习点
素描作为艺术类基础课程,在国内开设历史较长。在长期的发展历程中,形体、结构、明暗、透视、比例等知识点与技能点成为该课程之基础。要将素描课程转化为在线课程,就需要把握这些重要的知识技能点。随着专业的发展,针对绘画类和设计类,素描教学出现了不同分支。设计类素描在形体、结构、明暗、透视、比例的基础上,分化出符合设计类专业的结构素描和装饰素描。结构素描用线条表现物象,以理解和表达物体自身的结构本质为目的,在表现中将观察测量与推理结合,往往忽视对象的光影、质感;装饰素描是以素描的表现形式对被装饰物进行形式美感方面的思考和加工处理,即通过装饰性的概括,进行有规律的重构与创造。作为讲究与市场结合的高职艺术设计类专业,在素描教学中注重结构素描和装饰素描是必然的。因此,结构素描和装饰素描的知识点和技能点是此次素描在线课程设计需要考虑的。基于这样的分析,将素描在线课程的学习点归纳为20个,其中基础知识5个、结构素描7个、装饰素描8个。基础知识包括点线面造型元素、比例、轮廓与结构、透视、空间、构图;结构素描包括单个几何形体、多个几何形体、静物组合,是基础知识的实践;装饰素描部分包括平面化、概括取舍归纳、组合构成、秩序化、简化、装饰表现等。这样的建构,既包含了高职艺术设计类学生学习素描需要掌握的主要知识点、技能点,又使每个知识点各自独立,便于教师有选择地重组学习模块。至此,素描在线课程的教学设计完成。
二、重视过程表现
素描是实践性较强的课程。在以往的教学模式中,部分教师往往采用示范、讲解、改画的方式进行教学;在线上教学时,教师可通过示范视频以及对作品的评讲进行教学。素描表现重视整体性、准确性,教师需要通过视频记录素描表现的全过程,包括构图,整体—局部—整体的表现过程,用轻重虚实等不同的线条表现对象的形体、空间、透视、结构以及后期调整,等等。评讲也是重要环节,教师应针对学生在课程中和课程后创作的作品进行评讲,使学生了解自身作品的优缺点,并通过视频记录评讲过程。在此次素描在线课程开发时,教师应重视过程表现,通过视频把抽象的知识点转化为可视的形象、连续的过程,尽量使在线课程与以往一对一、一对多的教学方式一致,减少信息的流失。剪辑时,教师在重点环节保持正常节奏,在刻画和修改等次要部分则加快速度,以免学生在观看视频时产生视觉疲劳。同时,重点环节应保持原始的配音,部分环节在后期剪辑时加入新的配音或字幕,使素描的要领在过程展示中得以体现,并加深学生的印象。重视过程表现能最大限度地弥补在线课程教学的弊端,教师应充分利用数字化、网络化的特性,用影像记录教学过程。这样,学生观看影像就相当于观看教师的一次示范。
三、基于职教云的课程建构
当课程拍摄、剪辑完成后,就可以在职教云开设此课程。教师通过账户、密码登录系统后,设置课程简介、教学团队、班级、导学、教材、课程设计、题库、作业、考试等信息。课程简介即介绍素描课程的基本信息,包括课时、适用对象、学习目标等信息;教学团队除主持人外,还可设置为同一课程的其他教师;班级可导入正在学习该门课程的行政班;导学用视频的方式介绍课程,引导学生学习;教材选择正在使用的教材,也可加入辅助教材;课程设计是课程建构的核心,把前期的设计设置在职教云平台上,需要建目录,再把已经做好的PPT、视频等资源关联到目录上,该入口还提供从资源库、MOOC学院导入课程;题库设置有选择题、判断题、问答题等类型,作业中有附件作业的类型,可以弥补不能上传图片(线下作业可用图片方式保存)的缺陷;考试只有题库考试和登分考试两类,不适用于素描这类实践性较强的课程。总之,虽有一些遗憾,但职教云平台还是能够支撑素描课程的在线教学,并且在存放资源、个性化教学等方面具有明显的优势。
四、在线课程教学
素材上传并设置完成,便可开展在线课程教学。职教云平台将签到、讨论、作业、考试、课件、投票、小组PK、头脑风暴、问卷调查、测验、评价、学生总结这些课堂教学中的常见手段和环节运用于在线课程教学,并分成课前、课中、课后等不同模块,使网络在线教学具备以往课堂教学的特点。素描在线课程统计具体信息如图1所示。教师在素描在线课程教学时,更多利用手机App进行操作,手机已经是学生常备的工具,使用也更方便。如,签到、讨论、头脑风暴、问卷调查、测验、评价等模块在手机上完成,在电脑上学习课件效果更好。教学时,教师要注意线上、线下的切换和结合。如,签到时间如果固定,部分学生就可能会利用漏洞冒签,这就需要教师变换签到时间或者常规考勤了。由于素描课程对学生的技能水平有一定要求,对于课件学习,教师可安排课外时间进行,技能训练则在课堂上线下进行,以通过线下训练提升学生的技能水平。此外,教师对于讨论、评价等模块要及时反馈,否则可能会影响学生的学习热情,导致其参与度下降。在线课程教学在生成数据方面具有一定优势,统计分析板块会保存数据,以便教师查找相关数据,这对于教师改进教学方式和后期研究很有帮助。
1、探究加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)加酶洗衣粉是指含有_______________的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类:___________________________________。其中应用最广泛,效果最明显的是______________和________________。
(2)_______________能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的__________或_________________。脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶分别能将大分子的_____________、________和_____________水解成小分子物质,这样洗衣粉就具有更好的去污能力。
(3)在本课题中,我们主要探究有关加酶洗衣粉的三个问题:一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的________效果有什么不同;在探究此问题时,要控制_____________为变量,其它条件一致,同时普通洗衣粉处理污渍物与加酶洗衣粉处理污渍物形成_________实验。二是探究在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好;在探究此问题时,_________是变量,不同实验组之间形成______________。三是探究不同种类的加酶洗衣粉,其洗剂效果的区别。在探究此问题时,变量是_________,污渍应是完全相同的。
(4).实验设计遵循_______________和________________原则
(5).普通洗衣粉中含有_______。含磷污水的排放可能导致______________________________,造成水体的污染。加酶洗衣粉可以降低____________________的用量,使洗涤剂朝______________方向发展,减少__________________。
2、酵母细胞的固定化
(1).固定化酶和固定化细胞是指利用________________将___________________固定在_________________内的技术,包括哪三种方法?___________________________________。一般来说,酶更适合采用___________________,而细胞多采用________________方法。原因在于________________________________________________________________________。其中包埋法固定化细胞是指将____________均匀地包摆在不溶于水的________________中,常用的载体有__________________________________________________________________。
(2).固定化酶的应用实例——高果糖浆的生产:生产高果糖浆所需要的酶是_____________,所使用的反应柱上的孔应满足酶颗粒__________通过筛板上的小孔,而反应液却可以_______出入。生产过程中,将葡萄糖溶液从反应柱的________注入,使葡萄糖溶液流过反应柱,与________________接触,转化成___________,从反应柱_________流出。
(3).固定化酶的优点是_____________________________________________________________固定化酶存在的实际问题是______________________________________________________
(4).固定化细胞的应用实例制备固定化酵母细胞的操作步骤:
①_________________________________
②________________________________________
③_________________________________
④_______________________________________
⑤_________________________________________________________________________
用固定化酵母细胞发酵
①_________________________________________________________________________
②_________________________________________________________________________
(5).固定化细胞的优点:___________________________________________________________
(二)典型例题
1.下列不属于酶制剂的是A.蛋白酶B.脂肪酶C.淀粉酶D.麦芽糖酶
2.酶制剂中的酶化学本质是A.蛋白质B.有机物C.RNAD.核酸
3.当前生产酶制剂所需要的酶主要来自
A.动物的组织和器官
B.植物组织和器官
C.微生物
D.基因工程
4.关于使用加酶洗衣粉的好处,不正确的是
A.可有效去除衣服上的油渍、汗渍、血渍
B.使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染
C.各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有伤害作用
D.水温过低时不宜使用加酶洗衣粉5.下列关于影响酶反应速率
(V)因素的研究中,条件控制和预期结果的关系合理的是
A.有足够的底物,温度、pH等条件适宜且恒定——V与酶浓度成正比
B.酶浓度恒定,温度、pH等条件适宜且恒定——V与底物浓度成反比
C.酶浓度和底物一定,在pH适宜的条件下——V与温度成反比
D.酶浓度和底物一定,在温度适宜的条件下——V与pH成正比
6.某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的探究活动。对下列说法,你认为不正确的是
A.该实验的原理是酶的高效性
B.自变量是不同种类的加酶洗衣粉C.水质、水量、适宜pH等属于无关变量
D.因变量是加酶洗衣粉的洗涤效果
7.探究温度和pH对酶活性的影响实验中,下列说法错误的是
A需要一系列的温度梯度和一系列的pH梯度
B要注意应用对照原则
C要注意应用单一变量原则
D在研究温度或pH时,都是温度和pH为变量,其他为常量
8.酵母细胞的活化是指
A.让酵母细胞恢复运动状态
B.让酵母细胞在缺水状态下更容易休眠
C.让酵母细胞内酶活性增强
D.让处于休眠状态的酵母细胞重新恢复正常的生活状态
9.右图是应用固定化酵母进行葡萄糖发酵的装置,下列说法中不正确的是
A.为使固定化酵母可以反复使用,实验过程一定要在无菌条件下进行
B.加入反应液后应保持活塞1始终打开,活塞2则必须关闭
C.装置的长导管主要是为了释放CO2并防止杂菌进入反应柱
D.加入反应液的浓度不能过高以免酵母细胞因失水过多而死亡
10.(多选题)下列有关固定化酶和固定化细胞的说法,错误的是
A.某种固定化酶的优势在于能催化系列生化反应
B.固定化细胞技术一次只能固定一种酶
C.固定化酶和固定化细胞都能反复使用但酶的活性迅速下降
D.固定化技术常用的方法有包埋法、交联法、吸附法
11.(多选题)下列有关生物技术的叙述正确的是
A.制作果醋时,必需向发酵装置不断地补充氧气,以保证醋酸菌的生长
B.制作腐乳时,加盐腌制可使豆腐块变硬且能抑制杂菌生长
C.固定化酵母细胞分解葡萄糖速度要比酵母细胞快
D.凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的方法
12.(6分)人类利用微生物发酵制作果酒、果醋的历史源远流长。请回答以下有关发酵的问题:
(1)喝剩的葡萄酒放置时间过长后,酒味变酸的原因是___________________________。
(2)工业生产果酒时,为了使果酒清澈透明无沉淀,可加入___________酶。
(3)某研究学习小组同学用固定化的酵母细胞发酵无菌麦芽汁制作酒,发酵条件符合操作要求,10天后检查发酵瓶发现麦芽汁几乎无酒味,请分析发酵失败可能的原因:
①______________________________________________________________;
②_________________________________________________________________。
(4)某校学生用琼脂作载体,用包埋法固定o-淀粉酶来探究固定化酶催化效果。实验结果如下表(假设:加入试管中的固定化淀粉酶量与普通q-淀粉酶量相同)。
1号试管
2号试管
固定化淀粉酶
√
普通o-淀粉酶
√
淀粉溶液
√
√
60℃保温5分钟,取出冷却至室沮,滴加碘液
现象
变蓝
不变蓝
①该实验设计体现了_________________________原则。
②分析1号试管变蓝的原因___________________________。26.(6分)
(1)醋酸菌发酵产生醋酸
(2)果胶酶、蛋白酶
(3)①海藻酸钠浓度太低,固定的酵母菌数量太少
②将海藻酸钠融化时未等冷却就将活化的酵母菌液倒入。
(4)①对照原则、单一变量原则(缺一不得分)
②因为淀粉分子太大难以通过琼脂扩散与淀粉酶接触而导致反应无法进行
13.如下是制备固定化酵母细胞的实验步骤,请回答:
酵母细胞的活化配制CaCl2溶液配制海藻酸钠溶液海藻酸钠溶液与酵母细胞混合固定化酵母细胞
(1)在状态下,微生物处于休眠状态。活化就是让处于休眠状态的微生物重新恢复状态。活化前应选择足够大的容器,因为酵母细胞活化时。
(2)影响实验成败的关键步骤是
(3)如果海藻酸钠浓度过低,形成的凝胶珠所包埋的酵母细胞数目
(4)观察形成凝胶珠的颜色和性状,如果颜色过浅,说明;如果形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形,说明。
(5)固定化细胞技术一般采用包埋法固定化,原因是
(6)该实验中CaCl2溶液的作用是。
(1)缺水正常的生活体积会增大
(2)配制海藻酸钠溶液
(3)少
(4)固定化酵母细胞数目较少海藻酸钠浓度偏高,制作失败
(5)细胞个体大,不易从包埋材料中漏出
(6)使胶体聚沉
(三)变式训练
1.下列有关生物技术在实践中的应用的叙述,正确的是
A.制葡萄醋的温度要比制葡萄酒的温度高些
B.使用加酶洗衣粉在任何条件下洗衣效果都比普通的洗衣粉好
C.凝胶色谱法是一种根据不同蛋白质对光的吸收率不同而分离蛋白质的有效方法
D.固定化细胞比固定化酶的催化效率高,适用于所有生产过程
2.下列有关酶的叙述正确的是
A.所有酶用双缩脲试剂进行检验都可以呈现紫色反应
B.酶催化的专一性表现在它对底物的选择具有专一性
C.酶催化反应产物对酶的活性不具有调节作用
D.酶分子结构在高温、低温、过酸、过碱条件下均会受到破坏而使酶失去活性
3.关于酵母菌的叙述,正确的是
A.酵母菌在营养物质充足时、环境适宜时,依靠有性生殖进行繁殖
B.酵母菌的代谢类型时异养厌氧型
C.酵母菌的生物膜系统包括细胞膜、核膜、各种的细胞器膜等膜
D.用酵母菌酿酒时,应先密封后通气
4.下列关于酶的活性叙述不正确的是
A.酶的数量越多,酶的活性越高
B.酶的活性可以用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示C.是指酶催化一定化学反应的能力
D.在适宜的条件下,酶的活性最高
5.影响加酶洗衣粉的条件不包括
A.温度
B.pH
C.表面活性剂
D.水量
6.普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别正确的是
A.普通洗衣粉中含磷,会污染环境
B.表面活性剂只存在于普通洗衣粉中,会产生泡沫,可以将油脂分子分散开
C.水软化剂只存在于普通洗衣粉中,可以分散污垢,
D.加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中
7.多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶,具有辅助消化的作用。其片剂是糖衣片,这样制作的目的是
A.补充体内糖类物质的供给
B.防止胃液的消化
C.经唾液消化后即可迅速起作用
D.使其中各种酶缓慢的起作用
8.下列有关固定化酶技术和固定化细胞技术的说法不正确的是
A.固定化酶和固定化细胞的技术方法包括包埋法、化学结合法和物理吸附法
B.因为酶分子比较大,所以固定化酶技术更适合采用包埋法
C.与固定化酶技术相比,固定化细胞制备的成本低,操作更容易
D.反应物如果是大分子物质应采用固定化酶技术
9.在制备固定化酵母细胞的实验中,CaCl2溶液的作用是
A.用于调节溶液的pH
B.用于进行离子交换C.用于胶体聚沉,使凝胶珠形成稳定结构
D.用于为酵母提供Ca2+10.麦芽汁可以渗入到由海藻酸钠和啤酒酵母制成的凝胶珠中,啤酒酵母可以利用自身细胞内的一系列酶将可发酵性糖转化成乙醇。下面是利用固定化酵母细胞发酵生产啤酒的实验过程:
步骤1:酵母细胞的活化。称取lg干酵母置于50mL烧杯中,加l0mL蒸馏水,搅拌,静置1h。
步骤2:配制物质的量浓度为0.05mol/L的氯化钙(CaCl2)溶液。
步骤3:配制海藻酸钠溶液。称取0.7g海藻酸钠置于50mI.烧杯中,加l0mL蒸馏水,由于海藻酸钠在水中溶解速度很慢,所以50mL的烧杯要放在酒精灯上用旺火持续加热,并用玻璃棒搅拌。
步骤4:?
步骤5:固定化酵母细胞。以恒定的速度缓慢地将注射器中的溶液滴加到配制好的氯化钙(CaCl2)溶液中形成凝胶珠,让凝胶珠在氯化钙(CaCl2)溶液中浸泡30分钟。
步骤6:固定化酵母细胞(凝胶珠)用蒸馏水冲洗2~3次。步骤7:将适量凝胶珠放人500mL锥形瓶中,加300mL已消毒的麦芽汁,封口于25℃下发酵。仔细阅读上述过程,回答下列问题:
(1)步骤4的正确操作是:。
(2)找出上述步骤中的一处错误并改正。
(3)步骤6用蒸馏水冲洗2~3次的目的是。
(4)发酵产物酒精可用重铬酸钾进行检验,但需在性条件下才呈现灰绿色。
11.某一实验小组的同学,欲通过制备固定化酵母细胞进行葡萄糖溶液发酵实验,实验材料及用具齐全。
(1)制备固定化酵母细胞常用法。
(2)制备固定化酵母细胞的过程为:
①使干酵母与混合并搅拌,使酵母菌活化;
②将无水CaCl2溶解在蒸馏水中,配成CaCl2溶液;
③用酒精灯加热配制海藻酸钠溶液;
④海藻酸钠溶液冷却至常温再加入已活化的酵母细胞,充分搅拌并混合均匀;
⑤用注射器将海藻酸钠和酵母细胞的混合物缓慢滴入氯化钙溶液中。
(3)该实验小组用下图所示的装置来进行葡萄糖发酵:(a是固定化酵母,b是反应柱)
①从上端漏斗中加入反应液的浓度不能过高的原因是:______________________________。
②要想得到较多的酒精,加入反应液后的操作是活塞1和活塞2。
③为使该实验中所用到的固定化酵母细胞可以反复利用,实验过程一定要在条件下进行。
④装置中的长导管起的作用是。
(1)包埋法
(2)蒸馏水
(3)①葡萄糖溶液的浓度过高会使酵母细胞因失水过多而死亡②关闭关闭③无菌④释放CO2;防止空气中的杂菌进入反应柱。
12(6分)果胶酶能够催化果胶分解,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁更容易,也使得浑浊的果汁变得澄清。请回答下列有关果胶酶的问题:
(1)探究温度对果胶酶活性影响的实验步骤:
①用搅拌器制苹果泥;
②取6个烧杯编号1、2、3、4、5、6,依次注入适量的30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃的水,恒温水浴;
③每一烧杯中放入两支试管,分别装有等量苹果泥和果胶酶,保温3min;
④向每组烧杯中的苹果泥试管中加入相应的等量的果胶酶,振荡试管,反应一段时间;
⑤过滤,比较获得苹果汁的体积。
a.③过程中将苹果泥和果胶酶分别装在不同试管中,用相同温度恒温处理然后再混合,这样处理的目的是。
b.有人认为该实验缺乏对照,应补充一组果汁和蒸馏水相混合的实验,你认为有没有必要?原因是。
c.若继续探究果胶酶的最适用量,则在实验过程中温度、等因素应保持不变。(列举两例)
(2)有关果胶酶和纤维素酶的叙述,错误的是()
A.二者都是蛋白酶B.催化果胶酶水解的酶是淀粉酶
C.二者都是在核糖体上合成的D.构成纤维素酶的基本单位是葡萄糖
(3)由酵母菌发酵生产果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一,若通过固定化酵母菌细胞生产果胶酶,在配置海藻酸钠溶液时,要注意,否则可能出现焦糊。固定化细胞技术一般采用包埋法固定化,原因是。
(1)a.保证底物和酶在混合时的温度是相同的b.没有,实验的不同温度梯度之间可形成相互对照c.pH、果胶酶浓度、果泥量(至少答出两点)w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(2)浓度适宜加热时用小火或间断加热细胞个体大,不易从包埋材料中漏出
13.(08江苏高考)为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果,将一种无酶洗衣粉分成3等份,进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入1种或2种酶,丙组不加酶,在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍,其他实验条件均相同,下表为实验记录。请回答下列问题。
(1)提高洗衣粉去污能力的方法有________。甲组在洗衣粉中加入了________。乙组在洗衣粉中加入了_________。
(2)甲、乙组洗涤效果的差异,说明酶的作用具有_________。
(3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80℃时洗涤同一种污渍,请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。
关键词:工作过程;数据库;应用技术
在网络环境越来越广阔的背景下,数据库系统已经在各个领域均有所涉及,并且成为了信息系统的基石与核心,促使诸多计算机科学与工程技术人员必须要掌握专业的数据库技术、技能。我国高校计算机相关专业学生亦需要学习数据库应用技术,以培养并且提高自身的数据库技术基础知识与管理应用水平。但是,鉴于数据库应用技术课程体系比较复杂,发展迅速,应用技术自身有较强的灵活性和多样性,采用传统教学方法并不能够取得良好教学效果。为此,有必要从工作过程视域下对数据库应用技术课程设计作出研究。
一、工作过程视域下的数据库应用技术课程开发
1、确定工作岗位数据库应用技术课程应该属于高校,尤其高职院校软件技术专业十分重要的核心课程内容,为了培养更多高素质、高能力的软件开发人才,必须要对高职院校软件技术专业学生的岗位定位进行恰当分析[1]。通过表1的相关信息可以发现,高职院校软件技术专业学生的首岗需求均需要其掌握数据库技术,需要具备桌面开发、WEB开发、数据库管理的能力。另外,学习数据库技术课程能够保证Oracle课程的有序开展,为广大软件技术专业学生进一步掌握数据库系统技术奠定坚实知识基础。2、提炼工作任务对于高职院校软件技术专业学生岗位工作任务进行提炼时,必须要对专业的工作岗位具有比较清晰的认知。根据表1的相关信息,基本上可以将软件技术专业岗位工作任务归纳为如表2所示的内容。3、确定领域知识工作过程视域下的数据库应用技术课程,且本质在于参照实际的工作过程,将工作领域的知识与工作过程进行结合,通过设计相应的教学活动培养学生具备专业工作能力[2]。从该点可以发现,高职院校软件技术专业不仅仅需要对工作岗位和工作任务具有清晰的了解,更要明确各个工作领域的知识点,以便更加科学的编写教材,选择恰当的教学模式。具体工作领域知识点如表3所示。4、设计学习情境工作过程视域下的数据库应用技术课程设计实施需要一定的学习情境予以支撑,帮助学生真正的、直接的参与到课程设计教学中[3]。设计学习情境时,必须要保证专业知识、工作能力、职业素养以及教学场景之间的有效融合,对于课程内容应该重构,保证各个课程之间紧密相连,形成系统化的教学。一般情况下,高职院校软件技术专业在工作过程视域下进行数据库应用技术课程学习情境设计时,可以采用图1所示的学习情境,在遵循学生认知学习与职业成长规律的情况下,提升教学质量。
二、工作过程视域下的数据库应用技术课程设计实施方法
实施工作过程视域下的数据库应用技术课程设计,必须要坚持“以学生为主体”,采取多种有效的实施方法,达到提升教学效果的目的。具体的实施方法包括:项目驱动教学法,即通过对教学内容进行分析,将其组织成为不同的项目案例,学生根据不同案例进行学习,掌握不同的知识、技能,提高自身职业素养;启发式教学法,即从学生的角度出发启发学生的思维,调动学生积极性与主动性,使其有效的参与到教学活动中;角色扮演教学法,即设置学习情境,令学生分组对实际工作当中的角色进行扮演,促使学生掌握工作技能并培养前期具有良好合作能力;教、学、做一体化教学方法,即将理论联系实际,打破传统的理论、实验、实训课程教学借鉴,为学生建设实训室,师生良好互动下边学、边做,培养学生的思维能力和动手能力,激发学生学习兴趣。
三、结论
综上所述,工作过程视域下的数据库应用技术课程设计,必须要将实际的工作项目作为载体,能够根据高职院校以及软件技术专业学生的特点,对典型的工作岗位、工作任务进行透彻分析。在此基础上,必须要能够明确岗位所需要的知识点,为学生的学习创建良好学习情境。另外,教师自身必须要具有较高的专业能力,能够采用多样化的实施方法,充分调动学生的学习积极性与主动性,使其参与到工作过程视域下的数据库应用技术课程设计教学当中,不断提高学生的职业能力,满足岗位需求。
参考文献
[1]吴冬晨.基于工作过程导向的《计算机应用基础》课程的设计与实践[J].现代计算机(专业版),2013,06(05):19-24.
[2]潘祯,孙玉宝,王艳华.基于工作过程的“S…Q…L…Server数据库应用”课程设计与实施[J].中国电力教育,2012,01(11):45-46.
关键词:微课程;初中语文;设计与应用
新课程改革要求初中语文的教学形式更加多元化,丰富课堂教学方式,以学生为课堂主体进行教学。在这样的环境下,越来越多新型的教学模式被语文课堂所应用,微课程设计就是其中的一种。对于这种新型教学模式来说,教师需要掌握其课程设计的要领和策略,对其适用范围进行分析。下面本文就对微课程在初中语文课堂上的设计与应用进行探究。
一、微课程的概念及教学意义
微课程设计的概念是运用建构主义方法化成的实际教学内容,主要以在线学习或移动学习为教学目的。这里的“微”字可以这样理解:一节四十五分钟的初中课程,去除空话,删掉大部分细节,只留下核心概念和框架,就变成了一个十分钟左右的微课程。实际上利用这些连续的微课程进行网上教学,并配上相关的任务和讨论,可以达到和传统课程几乎一样的学习效果。
对于语文这类知识点繁多的基础课程而言,长期使用传统的教学方式容易使学生产生倦怠感,冗长的课程和繁杂的知识令学生对课程提不起兴趣,学习效果大打折扣。而将微课程应用到初中语文的教学课堂中,一方面可以通过这种短小精悍、知识点浓缩的课程特点提高学生对语文学科的学习积极性和学习效率。另一方面,从教师的教学效果上来说,传统教学中的课程导入等教学步骤占时过长,导致学生在课堂中段时注意力就开始减弱。而微课程长驱直入的教学方式能最快地让学生掌握知识点核心,并通过多媒体等新技术设备对知识点进行巩固。相对于以往的教学模式所带来的教学效果而言,微课程的教学效果更加显著。
二、微课程的设计
1.教学方案的设计
教学方案的设计应围绕所选的教学目标进行,要求教学内容科学严谨,突出教学重点和核心知识点,教学效率高,教学思路清晰,教学方式有利于学生的全方位发展。微课程的教学方案要注重学生的交互,提高学生的参与度,调动学生的思维和学习积极性。
2.教学过程的设计
微课程的教学过程设计要求教师在课程的导入上尽量节省时间,单刀直入地进入课堂主体和重心,教学态度严谨,教学思路清晰,线索分明,易于理解,结尾注意对课程内容的总结,保持课程在结构上的完整性。对于语文教学而言,教师的板书设计十分重要,板书应当清晰整洁,设计得当,便于学生做笔记;教姿教态端正,教学语言富有感染力,能够吸引学生的注意力。
3.教学课件的设计
微课程注重PPT等多媒体教学课件的制作,在此过程中,教师应保持知识体系的完整性,课件内容包括一节课的学习目标、学习内容(分知识层次进行制作)以及学结和任务布置。课件要求图文并茂,突出课程的重点,不宜通篇采用模板,这样做与传统课程中应用课件无异。
4.教学任务的设计
微课程在教学内容结束的时候同样需要对学生进行学习任务的布置,让学生进行练习巩固,由于微课程对于知识的讲解较为简单和直接,因此在练习环节教师可以围绕核心知识点从多个角度、多个方向出发,布置不同类型的任务,让学生更立体地加强对知识点的学习。
5.教学反思的设计
加强微课程教学效果最为直接的方式就是进行教学反思。在一节微课程结束的时候,教师需要及时写出教学心得和教学后记,也可以采用调查研究的方式获得学生的反馈建议,以此进行微课程的调整和改进。
三、微课程的实际应用
1.合理应用PPT等多媒体课件
微课程教学中重视多媒体的应用,例如在学习朱自清的《春》一课时,教师可以将文中语句配合春景的图片制作PPT,并添加适宜的背景音乐,让学生更加直观地感受,加强学习效果。在课程结束后可以将课件传到网上与学生进行教学资源共享。
2.录制教学音频、视频
初中语文的教学中许多课程较为依赖传统的课文讲解式教学,对于这种情况,可以将微课程的功能转化为课程导入,教师可以事先录制微课程的教学音频或视频,选取一节完整课程中的重点知识进行教学设计,在教学过程中进行剪辑和整理,制作成一个完整的微课程视频。在学习新课之前利用教室的多媒体设备播放,借此帮助学生快速进入新课学习的状态之中,比传统的课程导入效果更好。例如在学习《归园田居》一课,其重点是培养学生对于古诗词的审美和鉴赏能力,因此可以录制微课程视频导入,内容为对此诗的深情朗读和诗句鉴赏,配合中国古典音乐并以此为背景,创设情境使学生受到感染,进入古诗词的学习氛围。
微课程作为一种新型课程教学方式,其设计环节与传统教学大体相似,在应用上有所不同。初中语文教师选择合适的课程点进行微课程设计,应用在日常的课堂教学之中,将会丰富初中语文课堂教学形式,提高教学效率,加强教学效果。
参考文献:
【关键词】初中;语文;微课程设计
在日常的实践教学活动中,伴随着教学经验的积累以及教学手段的日渐丰富,基于目前的网络信息时代大背景下,微课程教学方式已经越来越引起人们的关注,并在初中语文教学中也得到了大量的普及应用。通过开展微课程教学能够促使学生由知识的被动接受者转变为主动学习者,因而,应当倡导以传统语文教学为基础,同时应用具有良好互动价值的微课程教学方式来促进初中语文教学工作的不断创新,并激发起学生的学习兴趣与积极性。
一、微课的含义
“微课”这是近些年来在国际教育圈流行的一个词汇,这是一种教学形式可以应用到绝大多数的课程教学之中,它是由美国圣胡安学院的高级教学设计师、在线服务经理DavidPenrose最先创造,采用了建构主义理论,主要的应用方式是通过互联网实现网上在线学习,以及手机等移动终端的移动学习方式。微课是通过最大化的压缩课堂上教师的教学内容,主要集中讲解重点的教学知识点,在大约十分钟的时间内讲清楚一个问题。微课不仅为学生学习提供了详尽、精湛的学习资源,同时以其相对短小的视频长度,通过对于一些零碎时间的利用,提高了时间的利用率,对于教师的日常教学也提供了明确目标的作用。
二、初中语文微课程设计
(一)教学流程设计
学校的日常学习,这种情况基本相当于以往传统的授课方式,即通过课堂上的师生面对面互动交流教学方式,教师依据不同的教学内容通过制作微视频的方式辅助进行教学工作。
学生的自主学习,这种方式区别于传统的教学方式,主要能够体现学生的学习自主性,学生根据自己的兴趣自由选择学习内容。
(二)微课程资源结构设计
在对微课程进行制作的过程中,首先应该对其进行特色鲜明的命名,从而对学生形成吸引力;其次微课程要求的是内容短小而详实,因此必须对于教学重点内容找到合适的切入点,从而引出要探讨的内容;虽然微课程时间很短,但是在时间上要求很精简却在内容上要求非常详实,因此对于微课程的主题思路过程的设计也显得十分重要;最后还要在知识点讲解完成之后对于学生要有一定的互动过程,从而引导、启发学生的思维,使学生学会自主探究式的学习过程。
三、初中语文微课程的具体应用
(一)应用微课,理解课文内容
在初中语文课程当中所包含的内容十分丰富,而学生因为生活经验有限致使其在对于某些课文内容的理解方面存在一定的困惑。而微课程的所具备的具象化,形象性的特点恰好能够与教材设计缺陷实现互补。
例如在讲授《观潮》一文时,大多学生由于没有去过钱塘江,甚至都未曾到过海边因此对于潮水的涨落没有明确的概念,因此文中所描述的宏伟气势也就难以感受的到,而教师若是通过应用微课程视频则可向学生直观的展示钱塘江潮的雄伟气魄,进而再结合以文章当中的描写如“倏尔黄烟四起,人物略不相睹,水爆轰震,声如崩山”,来促使学生更好的理解课文内容。
(二)应用微课,解决课文疑惑
在课堂教学之中开展师生互动问题探究活动,可有效的调动起学生的学习兴趣与积极性,培养学生自主解决学习难题。应用微课程教学,将课文当中的矛盾因素同学生学习感兴趣的方面以及课文深入进行有机的结合,寻找出学生最感兴趣的问题,并通知密切相连。
例如,在讲授《雪》一文时,学生常常会对一些比喻描写感到困惑,不明白其具体的作用价值何在,对此教师可应用微课来找出相应的比喻描写,如:“孩子们呵着冻得通红,像紫芽姜一般的小手。”然后可通过多媒体设备配上小孩子被冻的通红的手,以及另一幅普通小孩子的手,通过对比学生自然而然的便能够深刻的感受到文章中所描述的寒意。由此学生也便能够更加快速的进入到学习状态,并在不经意间化解了疑惑问题。
(三)应用微课,培养写作兴趣
文学作品来源于生活,同时写作也促使生活充满了生机与活力。学生在作文写作时常常会感到不知从何写起,所写出的作文也常常会出现空洞、缺乏真情实感,其本质原因还是由于学生没有立足于生活实际进行作文写作。而应用微课教学则恰好能够借助其直观性的感受来促使学生将作文写作与生活实际相联系起来。
如在对学生指导“孝亲”题材内容的写作时,可以在学生写作前向学生播放相关的视频,如《感恩父母感恩教育》、《别让等待成为遗憾》、《孝亲为了明天更好的记忆》等公益广告。在课程教学的广度层面,可将对于家的概念适当的延伸与拓展,例如将我与父母的小家可拓展为我与父母及祖父母的大家庭,并由此可导入《中华有福,孝老是福》,以及针对如何爱家而展开拓展活动,并由此可导入《勤劳人家,福运长久》等相关公益广告内容。在这样的较为氛围中学生的孝亲、感恩之心被唤起,学生在写作之时自然也就有话可说。
四、结束语
总而言之,在初中语文课堂教学之中,合理应用微课教学,可更为有效的激发其学生的情感体验,此时学生更加高效的掌握并理解课文语言,促使学生能够从内心深处体会到所学课文的思想情感,进而推动语文课堂教学质量的持续提升,达到优化教学的目的。
参考文献:
[1]李军.初语课堂微课程的实践与思考[J].语文教学之友,2015,(5).
[2]唐轶.利用微课程建构翻转型课堂初探――“议论文的思路和结构”课例分析[J].中学课程辅导(教学研究),2015,(5).
[关键词]Profibus 实训系统 Wincc 项目教学法
一、课程设计
企业想要立于不败之地就必须提高企业竞争力,而提高生产效率则是提高竞争力的主要途径,这就需要生产过程实现自动化,《Profibus现场总线应用技术》是为适应市场需要,企业需求而产生的一门实用的课程。该课程是以自动线实训系统为载体的,以能力逐步提高为方向。该课程是基于典型工作岗位,对自动线典型工作任务的分析之后,确定了该课程需涉及的学习领域及学习情境,共有三个学习情境,14个教学项目。在课程设计方面较以往的重理论附加上机实训的课程不同,本课程是建立在以工厂现实的情景为缩影的自动线实训系统的基础上的,这样即可以学习理论知识也可以了解工厂的具体情景。教学内容是以培养职业能力为核心,教学过程是以完成项目为目标,本课程时间短任务重利用项目教学法完成对学生的学习能力、方法能力和社会能力的培养。
二、实训条件
该课程是建立在自动线实训系统的基础上的。自动线实训系统。即工业自动化生产加工系统模型自动化控制技术实训系统是机、气、电一体化系统。该系统由加工模块、检测模块、温度控制模块、材料分拣模块、堆垛模块、立体仓库模块等6个模块组成。综合了机械、电子、自动化、PLC、机器人、典型控制系统及工业现场总线等最新工业控制技术。各模块可以单独自成系统,接收上位机的下载程序并运行系统。各模块也可通过现场总线与上位机一起构成一条现代加工、现代物流的全自动线。上位机能对自动线上的各模块运行状态进行全过程监控。自动化控制技术实训系统是现代工厂实际生产场景的真实缩影。它为实现校企融合,培养企业高技能自主人才提供了良好的技能实训平台。
加工模块。一个工件加工顺序控制系统的技术实现。它包含有机械手点位控制技术,光电传感检测技术,步进电机控制技术,气动控制技术以及PLC程序控制技术。这个教学模块可以单独构成系统与教学机系统配合实现上述控制技术的教学与实训,也可和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。
尺寸测量模块。一个尺寸精确测量系统的技术实现。它包含有机械手点位控制技术,光栅测量技术,气动控制技术以及PLC程序控制技术。这个教学模块可以单独构成系统与教学机系统配合实现上述控制技术的教学与实训,也可和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。
恒温控制模块。一个恒值控制系统的技术实现。它包含机械手点位控制技术,位置控制技术,光电传感检测技术,步进电机控制技术,气动控制技术以及PLC程序控制技术。它可以单独构成系统与教学机系统配合实现上述控制技术的教学与实训,也可和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。
质地颜色分检模块。一个简单智能控制系统的技术实现。它包含有机械手点位控制技术,位置控制技术,光电传感检测技术,交流伺服控制技术,气动控制技术以及PLC程序控制技术。这个教学模块可以单独构成系统与教学机系统配合实现上述控制技术的教学与实训,也可和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。
堆垛模块。一个简单智能控制系统的技术实现。它包含有位置控制技术,光电传感检测技术,交流变频控制技术,气动控制技术以及PLC程序控制技术。这个教学模块可以单独构成系统与教学机系统配合实现上述控制技术的教学与实训,也可和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。
立体化仓库模块。一个简单智能控制系统的技术实现。它包含有位置控制技术,步进电机控制技术,光电传感检测技术,气动控制技术以及PLC程序控制技术。这个教学模块可以单独构成系统与教学机系统配合实现上述控制技术的教学与实训,也可和其他模块一起构成一条工业自动化生产加工线实现PROFIBUS现场总线控制技术的教学与实训。
三、教学情境设计
为了确定企业的需求和自动化专业方面人才所以掌握的技能,我们针对汽车行业进行了调研。我们走访了一汽大众的冲压、油漆、焊装及发传等主要车间,发现这些车间在电控方面都用了PLC作为主控单元,同时上位机监控和总线技术。根据典型工作任务确定好所需技能后,确立了三个学习情境,分别是PLC的程序设计、Wincc组态软件Profibus现场总线技术。每个情境都有具体的项目,如图1所示。
图1 课程结构和项目组成
四、教学方法
项目教学法大体可分为三个阶段:(1)项目准备阶段:确定项目实施方案;(2)项目实施阶段:项目计划实施,师生共同解决项目运作中的难题;(3)项目评价阶段.项目功能演示,答辩与测评。项目评价阶段,聘请厂内专家及技术人员一起对项目结果、对学生、对教学进行总体评价。老师和专家们一起开发设计课程教学模块。
在项目教学法的实施过程中老师的工作任务由传统的课堂教授转变为,设计项目、准备材料、引入课题、布置任务、引导帮助和总结评价六个阶段。学生的任务由以前的被动学习转变收集材料、制定计划、决定方案、实施计划、综合调试、项目答辩六个任务。
在教学方式上,我们主要以体现培养学生职业能力,尤其是方法能力与社会人性化能力的“项目教学法”来完成课程教学,教学过程充分调动学生的学习积极性,主动性。他们是主体,老师给与辅导。这样不仅培养了学生的知识技能,而且培养了他们的团队合作能力、交流沟通的社会能力。学生们在实际项目完成的过程中达到本课程的教学目的。
五、考核方式
1.评价方式
组成项目验收小组,该小组由每个项目组的组长和老师共同组成,对该项目进行测试、答辩和验收。
2.评价过程
(1)学生答辩、自评、互评;
(2)验收作品,并对作品指标进行测试;
(3)提交项目报告书,包括电子版Word文件以及汇报验收的PPT文件;
(4)提交学生自评表,项目评价小组给出的评语评分表
3.项目评价评分标准
表1 项目评价评分标准(50分)
六、结束语
目前,其它院校还未开设《Profibus现场总线应用技术》这门课程,我们本着新颖、实用的原则来建设这门课程。现有的实训系统和合理的课程项目模块,是该课程存在的特色,也是学生学习新技能的基础。
参考文献:
[1]胡建.西门子S7-300PLC应用教程[M].机械工业出版社,2008,(3).
课程建设的内容一般应包括师资队伍建设、教学内容改革、教学方法和教学手段改革、实践性教学环节建设等方面,其基本要求如下:
1、制定科学的建设规划
根据学校的定位与特色合理规划网络课程建设,要以网络课程建设带动其他课程建设,通过网络课程建设提高学院整体教学水平。
2、师资队伍建设
网络课程要由学术造诣较高、具有丰富授课经验和丰富实践经验的教师主讲。要通过网络课程建设逐步形成一支结构合理、人员稳定、教学水平高、教学效果好的教师梯队,并建立青年教师培养制度,按一定比例配备辅导教师和实验教师。
3、教学内容改革和课程体系改革
要准确定位网络课程在人才培养过程中的地位和作用,正确处理单门课程建设与系列课程改革的关系。教学内容改革应符合高职人才培养目标要求,处理好传统内容与现代内容的关系,大力补充新知识、新技术、新工艺、新成果,并积极探索用现代教育观点和教育方法改造传统教学内容的新路子,实现教学内容的模块化。同时,广泛吸收先进的教学经验,积极整合优秀教改成果。在制定教学大纲时,应突出重点、难点并留有根据技术发展及时补充和更新的“接口”,提出培养学生实践能力、综合运用能力和创新能力的主要措施。
二、专业建设的主要措施
1、专业目标定位
应用电子技术专业培养既具有必要理论知识,又具有较强实践能力的生产、建设、管理、服务第一线的,能够“下得去、用得上、留得住、上手快”并初步具备创新精神和创业能力,能将科技成果或宏伟蓝图转化为生产力,具有健全的心理品质和健康体魄、爱岗敬业的高素质高技能专门人才。学生在具备电子技术、电气技术、计算机技术等方面的理论知识和实践技能的基础上,重点掌握从事楼宇智能化领域实际工作的基本能力和基本技能,具有良好的职业道德和敬业精神,具备可持续发展的意识和能力。
2、培养方案调整
逐年对人才培养方案进行调整,调整的依据是企业调研、专业指导委员会意见和毕业生跟踪调查情况反馈。现已完成对专业学分制人才培养方案的制定。另外,根据我校建设全国示范高职院校的要求,制定了应用电子技术专业示范建设方案、专业规范和核心课程标准。
3、课程体系与教学内容改革
根据企业调研、专业指导委员会意见和毕业生跟踪调查情况反馈,我们建立了应用电子技术专业新型的课程体系,对教学内容进行改革,以符合社会和科技的发展对应用电子技术毕业生的新要求。
三、应用电子专业网络课程设计
1、网上应用电子基础知识模拟学习与操作
网上应用电子基础知识模拟学习与操作是指按照教学大纲的要求,制作全新的、全面的应用电子核算的教学软件,严格按应用电子核算具体要求设计不同的模块,分步骤进行模拟操作;建立单项应用电子实验操作模块,同时设计综合的业务操作规程,使学生初步掌握应用电子核算的基础理论和应用电子业务的基础知识,了解计算机和网络环境中的应用电子操作及要求,了解应用电子核算和应用电子监督职能的实现过程及步骤。同时通过模拟实验操作,使同学们掌握供、产、销过程中的应用电子核算流程,做到全过程的应用电子实务一体化。教师要带领学生拓展应用电子专业业务知识水平,培养学生以全面的、发展的眼光去理解应用电子业务,适应信息社会给传统应用电子业务带来的冲击。这也要求教师一方面要掌握应用电子专业知识,另一方面要熟练掌握互联网的运用,掌握应用电子软件的操作。
2、教学方法与手段改革多种教学方法灵活运用的形式与目的。
①积极开展研究性教学和探究式学习。结合课程教学内容,依托承担的基金项目和教育部项目研究最新成果,创造条件让学生参与到课题的部分研究内容和过程中,开展讨论式、案例式等教学方法,引导学生了解多种学术观点并开展讨论、追踪本学科领域最新进展,提高自主学习和独立研究能力。
②着重采用启发式和讨论式的教学方式。在阐述问题与讲授的过程,主要地采用提问和分析的方式,对那些学生似懂非懂的,先提出一些问题,引导学生课前预习和自学、课中讨论,最后由教师总结、答疑。
③采取工程实例教学模式,即以完成一个一个的工程实例来提高学生的职业技能。在教学过程还将大量结合事例来介绍理论以及模拟相关环境;同时,让每一位都学生参与到习题库和案例库的开发建设,有益于增强学生的成就感和使命感。
④采用自主研发创新激励法。以科学问题和社会需求两种驱动方式,组织开发兴趣小组,营造良好的自主研发创新氛围,带动全班同学积极学习。在选择教学方法时,我们特别注重启发式教学和学习方法的指导,注重自主创新能力的培养,注重学生全面的可持续发展能力培养。通过多种教学方法的灵活运用来调动学生学习的积极性和主动性,鼓励学生独立思考,培养学生的创新意识。
⑤采用“理实一体化”的教学模式,结合任务驱动式教学,学生带着任务,边学习边实际动手操作,以完成理论和实践的良好结合。,安排学生到校外实习基地进行顶岗实习,在实际的工作中训练职业技能。将Multisim、Protel等仿真平台融入教学内容,训练了学生利用先进计算机仿真手段设计电路的能力。将职业技能培训融入课程教学过程,切实加强学生的职业岗位技能。结合课程大力开展学生课外电子技术科技活动和科技服务,切实加强学生的实践动手能力和创新能力。
3、现代教育技术应用与教学改革
第一,为了拓展课堂教学的时空范围,优化教学资源的使用,帮助学生理解教学内容,提高学生的业务素质,我们加大了对现代教育技术的应用。根据课程的教学内容和特点,更多地应用了计算机多媒体技术,正在建立计算机辅助教学课件,智能化的题库和练习系统等教学辅助系统,增加了更多更好的标准的练习来巩固所学知识和技能。第二,通过现代教育技术的应用来充实课堂的内容,使其内容具体丰富。目前我校多媒体教室所拥有台式电脑、示频展示台、网络平台等现代化教学设备为实现教学手段的现代化,充分运用图表、案例,特别是互联网上的相关资源提供了保障。在教学和学习模式的改革上我们还尝试了建立专业教学网站采用自学辅导式教学模式。直接阐明学习任务,提出学习的具体要求,通过学生自学并参加讨论交流,同时教师进行启发答疑、联系总结等来完成教学目标。根据课程特点,强调在学习中,通过阅读、练习、测试、讨论等方式从记忆、理解和应用三个层次掌握学习的深度和广度,同时应充分利用网络资源,联系实际,学以致用,分析和研究实际生活中有关的问题。
四、教学效果
关键词: 课程设计 实践操作 教学改革 创新能力
前言
《微机原理与应用》是我院电子信息工程、机械设备及自动化、计算机等专业重要的基础专业课程之一,不但要求有较高的理论水平,而且要求有实际的动手能力。第六学期结束后,学生已经系统地学习了《微机原理与应用》的理论课程,并完成了相应的课程实验,在程序设计及接口单元的电路设计方面具有一定的基础。但学生运用所学知识,构建微机应用系统,综合调试软硬件的能力还有欠缺。课程设计能提高学生的实践能力、工作能力及创新能力,并能为以后的毕业设计打下一个良好的基础。
1.课程设计的教学目的
课程设计是《微机原理及应用》理论课程结束之后安排的一次大型实践性教学环节,目的是巩固和加深学生对理论知识的理解,增强学生设计微机系统和调试软件的能力,培养学生的创新能力,为毕业设计工作打好基础。
1.1巩固和深化理论知识
课程设计对学生不仅是实践能力的培养,同时又是对理论知识的再学习巩固的过程。按照教学大纲要求,课程设计的教学作用主要体现在灵活运用理论知识,设计实际应用系统。
学生在课程设计过程中将理论知识运用到工程实践中,实际就是对所学理论知识掌握程度的验证。同时,课题中所涉及的新知识使学生必须再到书本中去寻求正确答案并经受实践的检验。这是一个巩固和消化理论知识的过程,通过课程设计的锻炼,学生对本课程所学知识的理解都有不同程度的提高。
1.2培养学生的工程素质
课程设计所涉及的知识面较广,要求较高,难度较大,是对学生理论知识和动手能力的一次较为全面的检验。在课程设计中,学生的系统设计、接口应用、编程和调试能力都得到了充分的体现,尤其是应用程序结合硬件调试,更能反映出学生的基础理论水平和实际动手能力。如在设计应用系统时要预先考虑到程序编制,在调试过程中发现问题并解决,反复进行软件和硬件的协调,进行总体方案的修改和补充。这一循序渐进的过程使学生得到了类似于科研工作设计和实施的全过程的训练,对提高学生的工程素质很有益处。
1.3培养学生的创新能力
鼓励学生将课程设计与校内外科技创新项目以及各类的电子设计竞赛结合,让学生自主完成选题,自己查找资料,自己做试验设计,自行测量或制作工具,亲手实施实验方案。通过这种方式提高学生工程实践能力和创新能力。
1.4打好毕业设计的前期基础
2周的课程设计,学生要经过选题、制定方案、模块设计、硬件设计、软件编程、软硬件调试等一系列的流程,这一过程和毕业设计很类似。经过课程设计环节的训练,学生初步具备了毕业设计环节的基础知识,特别是撰写具有小论文特点的课程设计报告,为书写毕业设计论文打下了基础。
2.传统的课程设计方法的弊端
传统的课程设计的方法主要存在以下几个方面的弊端:(1)从安排课程设计的内容上看,基本上是围绕相关课程教学内容而展开的,不能够构成对实际问题的解决方案。(2)从配套程序的规模上看,一般只是几十行到几百行的源代码,或者是一个单独电路的设计,远远小于一个小型项目的规模。(3)从设计的结构上看,由于设计实践是围绕着课程教学内容而进行的,问题已经高度抽象,学生很难得到有关综合运用所学知识的整体训练机会。而且,这些内容相对简单、问题域已经高度抽象、规模较小的设计实践,一人基本上就能完成,学生几乎无法通过这些设计实践去真正获得有关项目管理和团队协作等方面的基本训练和工作经验。(4)从时间安排上,每次课程设计都安排在学期结束前两周,时间短,且学生都集中精力准备期末考试,没有兴趣去做课程设计,往往是纸上谈兵,穷于应付。学生根本没有达到训练的目的,更谈不上创新能力的提高了。
3.改革课程设计方法,提高学生创新能力
针对以上传统的课程设计教学方法带来的缺点,我们经过多年摸索研究,提出以下改革的方法:
3.1改变设计的题目类型
在课程设计的题目类型上,我们尝试了新的分类,将其划分为四种类型。
(1)汇编程序设计部分;
(2)微机内部接口编程和应用;
(3)微机应用系统开发;
(4)与大学生创新项目、科研相结合。
根据多年的教学经验,选择一些经典的程序,希望通过编程设计,使学生熟悉汇编语言的基本方法。另外,应用系统的设计开发及创新项目,主要是硬件与软件设计相结合的应用系统。学生通过硬件设计、安装调试、设计软件、软硬件联调等过程,获得工程素质和创新能力的训练。所有课题都要在微机和实验平台上调试通过,保证学生能够在设计中取得正确的结果。在课题的选择上要把握以下的原则:课题的内容避免单一;同一课题要有多个方案;课题与大学生科技创新项目及科研相结合。
3.2课程设计的指导教师安排
在指导教师安排上,采用选题分组模式,将教师拟定的课题由学生自由选择,最终将班级学生分为若干小组,每名教师指导几名学生,与毕业设计相类似,参加指导的教师都有着丰富的教学、科研,以及与企业合作开发项目等多方面的经验,相信对学生的指导有很大帮助。每个课程设计中的课题,都来自教师们具体的科研和设计开发实践,所选设计项目与教学内容配合紧密,项目的难度与规模适宜,经过认真设计、调试,相信对学生的实践能力、创新能力提高有很大的促进。
3.3时间进度安排
时间进度安排上,以往的课程设计时间很集中,往往安排在学期结束前两三周,那时学生既要忙于复习考试,又要去做课程设计,大部分学生穷于应付,甚至存在抄袭现象。我们打破以往的传统,在开学初就布置课题,让学生带着课题学习理论课程,最后在学期结束进行答辩验收,给学生充足的时间完成课题,保证了课程设计的质量。
3.4课程设计的成绩评定
以往成绩的评定,只是看一下学生交上去的设计报告,给出的成绩并不能反映学生的真实水平。改革后课程设计的成绩评定分为四个部分构成:方案设计、软硬件调试过程、设计报告和答辩组成,按3:3:2:2评定成绩,分为优、良、中、及格、不及格五级。
(1)方案设计的评分
要求能够体现题目的功能,在硬件原理图正确、程序流程合理的前题下,教师根据学生的设计水平、方法的优劣等给分。
(2)调试过程评分
指导教师对学生调试过程中发现问题、解决问题的能力进行评价,结合实验结果、设备完好情况给分。
(3)答辩
采用答辩的方法,不仅使学生成绩能够真实地反映水平,更可以通过这一环节,为毕业设计答辩进行很好的演练。教师根据学生回答问题情况给出成绩。
(4)设计报告评分
看设计报告是否按规定格式书写,材料是否齐全,叙述是否清楚。
4.结束语
《微机原理与应用》这门课程是工科院校重要的专业基础课,我们通过对理论、实验、课程设计等各个环节的教学方法改革,敦实了学生的微机原理的基本知识、基本技能,深化了学生的知识结构,提高了学生工程实践和创新能力。经过课程设计这一环节的训练,部分学生在院创新科技项目、电子设计竞赛中,各方面能力表现突出,多次获奖。
参考文献:
[1]张健等.《微机原理及应用》课程设计教学探讨[J].华东船舶工业学院学报(社会科学版),2001,1,(3):93-94.
[2]张宇林等.构建实验教学创新体系的改革与思考[J].职业教育研究,2008,54,(4):146-147.
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关键词:虚实结合;数模混合电路;课程设计;PSpice
作者简介:周伟林(1972-),男,湖南东安人,湖南商学院计算机与信息工程学院,副教授;何静(1972-),女,湖北随州人,湖南商学院计算机与信息工程学院,讲师。(湖南 长沙 410205)
中图分类号:G642.41 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)23-0064-02
模拟和数字电子技术是电类专业重要的专业基础课程,担负着各专业课程的承上启下作用。数模混合电路课程设计是电子信息工程专业的首次课程设计,具有十分重要的意义。[1]学生通过综合运用已学模拟和数字电子技术知识,实现功能相对完整的系统设计、安装和调试,从而加深对已学知识的理解和掌握,增强工程意识,提高学生运用理论知识解决实际问题的能力。在传统的数模混合课程设计模式中,学生完成理论设计后便直接进入实物的安装和调试环节。这种模式往往存在电路参数计算繁琐、设计方案不易修改、缺乏灵活性和创新性等弊端,大大拉长了设计周期,降低了设计效率。近年来,随着计算机辅助设计技术的发展,多款用于数、模混合电路仿真软件相继问世,许多基于电路仿真软件的虚拟实验平台也先后被提出。[2]本文将当今流行的电路仿真软件PSpice与数模混合课程设计实践环节相结合,构建了基于PSpice虚实结合数模混合课程设计教学模式,在多年的数模混合课程设计中取得了较好效果。
一、传统的数模混合课程设计模式
在传统数模混合课程设计模式中,学生首先根据设计的功能和技术指标要求确定系统的基本框图,并进一步确定单元电路的选型和器件的参数计算。[3]在确认器件参数计算无误后,便直接进行器件的安装和通电调试,根据调试结果,修改电路和器件参数,再进行安装调试,直到调试结果满足设计要求,设计流程如图1(a)所示。如果调试结果满足设计要求,则大功告成。然而,多数情况却是调试结果达不到设计要求,或相差甚远。于是只能重返器件参数计算,修改器件参数,另选器件后重新安装调试。反复的理论分析、参数计算、频繁的器件更换和系统调试耗费大量的人力、物力,延长了设计周期,降低了设计效率。在首次课程设计中,许多学生因屡受挫折,课程设计积极性大减,工程意识培养效果大打折扣,易在后续的专业课程的学习中产生畏难情绪,甚至对专业失去信心。
二、虚实结合数模混合课程设计模式的提出
针对传统模式数模混合课程设计的不足,我们构建了基于电路设计和仿真软件的虚实结合课程设计模式,设计流程如图1(b)所示。学生首先按照所给的技术指标确定单元电路,在实物制作之前,先借助虚拟仿真平台对电路进行仿真分析,通过仿真结果学生可以判断其设计方案是否正确,若不正确则可反复修改电路及器件参数直到仿真结果满足要求。如果仿真结果满足设计要求,接下来便可以进行实物的安装和调试了。
与传统设计模式相比,虚实结合课程设计模式具有以下显著优势。
1.节约了设计时间,降低了设计成本
虚实结合课程设计模式采用电路仿真软件代替了传统模式中的反复修改电路、更换器件和安装调试这一繁琐过程,从而大大压缩了设计工作量。同时,电路修改和器件更换是在软件平台实现,因而避免了实物的消耗,降低了设计成本。
2.打消了学生害怕心理、增强了课程设计的兴趣
数模混合课程设计是电类专业首次课程设计,在这之前大多数学生只有抽象的理论知识,缺乏对电路的感性认识和实践操作经验,面对功能相对完整的电子系统安装调试,显得信心不足。而在虚实结合课程设计模式中,学生完成理论设计后并不立即进入实物的制作环节,而是先在虚拟实验平台进行仿真分析,对理论设计的正确性进行验证后,再进入实物的安装调试。因此,虚拟实验平台在抽象理论设计和实物实验之间建立了一座桥梁,起到了过渡作用,使学生克服了担心仪器设备损坏和人身安全的心理压力,可以大胆尝试,加深了对电路原理的理解,同时积累了一定实践经验,增强了下一步实物制作的信心。
3.拓宽了学生设计思路,提高了课程设计的创新性
数模混合课程设计时,教师往往要求学生提出几种预选方案,并选择一种方案予以实现。在传统设计模式中,由于受条件限制,学生只能对备选方案停留在粗略的理论论证,无法全面预见各方案的实际运行结果。由于虚拟实验平台不受实物实验条件的限制,学生可以综合运用理论知识,大胆提出创新性方案,并在软件平台上仿真验证,从而大大拓宽了学生的设计思路,增强了课程设计的灵活性和创新性。
三、基于PSpice虚实结合数模混合课程设计模式
电路仿真软件主要有PSpice、PROTEUS、EWB、MULTISIM等。其中,PSpice是一种模拟/数字电路分析软件,系由Spice发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序,它由美国MicroSim公司开发并于1984年1月首次推出。[4]由于PSpice适合于PC上使用,因此得到了广泛的应用,其版本也不断升级更新。在PSpice V4.0之前,主要是对模拟电路进行辅助分析,而在V4.0及以后的版本中,增加了对数字逻辑电路及数模混合电路的分析功能,非常适合对模拟电路和数字电路的仿真分析。
PSpice软件主要包括Schematics 电路图绘制、PSpice AD电路仿真、Model Editor器件模型编辑、Stimulus Editor信号源编辑和Probe仿真结果输出五个功能模块。可以对电路进行直流工作点和直流扫描分析、交流扫描分析、参数扫描分析、温度分析、灵敏度分析、直流传输特性分析和蒙特卡罗分析等仿真分析。[5]下面以简易锯齿波发生器设计为例,介绍基于PSpice软件虚实结合课程设计的具体实施。
设计目的和要求:要求锯齿波幅度为10V、锯齿波频率为50Hz、锯齿波上升和下降斜率可调。根据设计要求,通过查阅相关文献,确定先产生方波信号,再将方波信号进行积分得到锯齿波的设计方案,选用基于集成运放的方波信号产生电路和有源积分电路相级联形式,具体电路如图2所示。
在实物制作之前,在PSpice仿真平台上对电路进行了仿真分析,仿真结果如图3所示。结果表明,输出锯齿波信号幅度决定于电阻R1和R2的取值;而锯齿波的频率则决定于R1、R2、W1、W2和C1的值;在保持W1+W2不变的情况下,改变W1和W2的取值,可改变方波的占空比,从而实现锯齿波上升和下降斜率变化。
经过反复修改关键器件的参数后仿真分析,得到满足要求的锯齿波输出,确定了关键器件的参数为R1=5k、R2=10k、C1=0.4uf。同时,保持W1+W2=10k,改变W1和W2的比值可以得到不同的锯齿波斜率,实际应用中只要用一个10k的电位器代替W1和W2就可方便地调节锯齿波斜率。确定了器件参数后,下一步就可以进行实物的安装调试。由于前期的仿真分析已经得到了正确的电原理图和合适的器件参数,因而后期的实物制作过程就非常顺利了。
四、虚实结合模式中实物实验平台的主体地位
虚实结合模式中实物实验平台的主体地位是绝不能动摇的。首先,数模混合课程设计的目的除了加深学生对已学模拟和数字电子技术理论知识的理解,更重要的是要培养学生的实践动手能力,积累实践经验和掌握实验研究方法,探索和发现人类未知的规律。其次,在实物安装调试过程中可能出现某些异常现象和故障,这些现象和故障不可能在虚拟仿真中一一反映出来,[6]比如上例中由于运放的输入失调引起积分漂移现象,仪器在调试中所表现出的异常现象,电路中的虚焊、开路和短路等故障,这些现象和故障可以培养学生发现、分析和解决实际问题的能力。所以说虚拟仿真不能代替实物操作,就像计算机不能完全代替人一样。虚实结合模式中,“虚”是手段,“实”是目的,实物制作永远是“虚实结合”课程设计模式中最重要的环节。
五、结束语
发挥传统课程设计模式优势的同时引进现代化的计算机辅助设计方法,将虚拟仿真验证和实物制作同时并举,虚实结合,既能适应现代电子设计的发展要求,又能培养、提高学生的实践技能,以满足实际应用的需要,同时还有助于促进学生认识、理解和巩固所学知识,提高创新意识和创新能力,达到全面培养学生的综合能力和素质的良好效果。
参考文献:
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关键词:ADAMS;机械原理课程设计;仿真
中图分类号:G622.3 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)017(c)-0113-01
机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力,是学生综合运用机械原理课程所学的理论知识解决实际问题,获得工程技术实训的实践性教学环节。长期以来,各个学校来对“机械原理”课程设计的教学内容与教学方法进行了不少的改革,取决了较好的效果。但在课程设计过程中对机械机构的方案进行对比分析或变参数分析存在很多局限性,这在一定程度上影响到这门课程的教学效果和学生的学习积极性。
为进一步巩固学生在课程阶段所学的理论知识,培养其独立分析和解决问题的能力,解决产品方案设计教学与结构设计教学相脱节的问题,获得产品开发的综合设计能力,笔者让学生利用ADAMS软件完成课程设计中的机械运动学及动力学的分析和设计,这改变了原来学生用图解法或解析法进行机械原理课程设计的传统做法。让学生在设计过程中得到系统的训练,这使学生变学生的被动学习为主动学习,教学效果很好。
一、虚拟样机技术――ADAMS简介
虚拟样机技术是一项新生的工程技术。借助于这项技术,工程师们可以在计算机上建立机械系统的模型,伴之以三维可视化处理,模拟在现实环境下系统的运动和动力特性,并根据仿真结果精化和优化系统的设计与过程。ADAMS是由美国MDI公司开发的一套应用最为广泛的机械系统运动学和动力学仿真分析软件,用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学和动力学分析,利用ADAMS软件建立参数化模型可以进行设计研究、试验设计和优化分析,为系统参数优化提供了一种高效开发工具。因此,利用ADAMS软件可对机械原理中凸轮机构、齿轮机构、曲柄连杆机构等常用机构的静力学、运动学和动力学特性进行仿真,使学门了解现代计算机辅助机械设计的高效、直观、快捷的特点,从而提高他们的学习积极性。
二、ADAMS在机械原理课程设计中应用
机械原理课程设计的内容和步骤如图1所示。以机械运动方案设计与解析法机构设计好机构后,可以用ADAMS进行三维运动仿真验证机构设计的合理性。
ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。同学用户在仿真过程进行中或者当仿真完成后,都可以观察主要的数据变化以及模型的运动。这些就像做实际的物理试验一样。ADAMS的仿真流程如图2所示。
1、建模:ADAMS/View是ADAMS系列产品的核心模块之一,可以像建立物理样机一样建立任何机械系统的虚拟样机。几何建模是ADAMS/View仿真分析的第一步,先要建立好几何模型(或者从CAD软件中导入)、然后用约束限制和定义ADAMS中各零件的位置和运动,模拟机械的实际运行状况。最后利用外力或运动将他们驱动。ADAMS/View支持参数化建模,以便能很容易地修改模型并用于实验研究。
2.求解:ADAMS/Solver会根据设定自行运算求解,得到如位移、速度、加速度、作用力及反作用力等信息,不但能得到最终结果,而且还可以获得计算过程中的每一步的信息。设定仿真时间及仿真步数,设定完毕后点击即可开始仿真,提交给求解器,在求解的同时,主窗口会同步显示模型的运动状况。待仿真结束我们通过可以进行动画回放模型的运动过程。
3.后处理:进入ADAMS/PostProcessor后处理模块,可以对仿真结果进行深入分析。ADAMS/PostProcessor模块主要提供了两大功能:仿真结果回放和分析曲线绘制功能。图3为一个挖土机用ADAMS建立模型后在后处理模块进行真结果回放和分析曲线绘制界面。通过仿真结果的后处理,可以:1)对进一步调试样机提供指南;2)可以通过多种方式验证仿真结果,并对仿真结果进行进一步的分析;3)可以绘制各种仿真分析曲线并进行一些曲线的数学和统计计算;4)可以通过图形和数据曲线比较不同条件下的分析结果;5)可以进行分析结果曲线图的各种编辑。
【关键词】微课程;中学地理;应用
引言
经济增长,信息化程度提升,文化水平不断提高,由此不断改变社会各方面,促进信息时代的到来。科学技术改善人们生活条件的同时,还改变了原有的教学模式。不少教师在开展教学活动的时候,开始应用科学技术,促使科学技术在课堂教学中发挥出应有的作用。微课程作为科学技术发展的成果,越来越多的教师在教学活动开展的过程中应用此项技术。实践证实,微课程设计应用于中学地理教学中具有非常重要的意义。
一、微课程设计在中学地理教学中的重要性
微课是科学技术的发展成果。将此项技术应用于中学地理教学中,具有非常重要的意义。首先,提高学生自学能力。教师进行微课教学,将教学过程以视频的形式录制并保存。这样的教学形式可应用于学生课前预习,教师也可应用于课堂教学。学生之间存在个体性差异,学生根据自己的学习水平与认知现状,在课后利用微就复习。可见,在中学地理教学中利用微课可提高学生的自学能力。其次,培养学生学习兴趣。与传统的板书相对比,微课是以视频的方式进行教学。这种声图并茂的形式更有利于吸引学生的注意力。将其应用于中学地理教学中,可调动课堂氛围,有利于学生学习兴趣的培养,提高课堂教学效率。如,教师利用微课讲解某些地理位置,可在微课程中将地理位置体现出来,节省教师讲解实验时间的同时,还可有针对性的讲解重要的,具有纪念意义的位置。最后,增强教学的直观性。在中学地理教学中,设计微课程教学可增强教学的生动性与直观性,调动学生学习热情,提高学习效率。如,教师讲解火山爆发的时候,可利用视频展示火山爆发的具体过程,促使学生更加直观了解火山爆发的全过程,了解火山爆发的周期性。
二、微课程设计在中学地理教学中的应用措施
在中学地理教学活动开展的过程中,加强微课程设计的应用,对提高课堂效率具有非常重要的意义。但为更好的体现微课程的应用价值,教师在具体应用中还应注意使用策略。1.重视课题选择。设计微课程需将视频作为载体。但并不是中学地理所有的知识点都适用微课的形式进行教学。为提高微课的应用效率,教师利用微课进行教学,就应重视对课题的选择。一般情况下,微课程的应用体现在部分比较难以讲解的教材内容。如天体运动、洋流分布特点等等,需激发学生的空间想象力才能够实现教学目标。因此,在具体教学中,教师就应有效整合Flas、视频、实验室模拟等多种教学资源,制作微课,辅以学习指南,引导学生学生。如教师在讲解地球自转与公转的时候,就可采用Flas的形式,将大胖子与小瘦子的形象来代暖气团进行微课程的制作。利用这种形象生动的微课程进行教学,有利于学生对知识点的掌握。2.加强微课在教学各环节的应用。微课可适用于中学地理课堂教学的任何环节。教师在利用微课进行讲解的时候,可加强其在各个环节中的应用。在课前预习中,教师可让学生观看教学视频进行课前预习。教师根据具体的教学内容,以视频的形式让学生对课堂讲解的知识内容有一定的了解,增强学生对该章节的知识内容认识度。在课堂讲解的过程中,教师利用微课辅讲解,可增强课堂的生动性与直观性。而在课后巩固复习中,教师通过建立QQ群,可在群里与学生分享教学视频,这样学生就可在家进行学习,巩固所学的知识内容,提高地理水平。3.微课程应用于易错知识点中。任何学科的学习,都有重点、难点以及易错点。中学地理教师将微课程应用于课堂教学中的时候,应善于将其应用于易错知识点中。如学生在判断岩层形成先后顺序的时候,教师应了解这部分知识点的内容需要学生具备较强的逆向思维与发散思维。否则就非常容易出现错误。基于这一点,教师就可利用微课程剔除,在设计动态岩层形成动画的时候,教师还可结合一些较为实用、简单、容易记住的口诀。如“覆盖者新,被覆盖者老”。岩石是一层一层沉积下来的。那么下面的岩层比较老,上面的岩层较新。由此就能够总结出背斜、向斜中部岩层的新老关系。事实上,就易错知识点应用微课程,可化难为易,促使抽象的知识变得更具体。这样学生便可在轻松愉悦的氛围中掌握知识要点。教师利用此种教学方法,能够激发学习兴趣,引导徐盛掌握更多的知识点。
三、结语
在新技术不断更新中,将会有越来越多的技术应用于教学中。教师加强微课程在中学地理中的应用,在提高教学效果的同时,还能够提升学生学习兴趣,满足新课程改革的需要。加强微课程在中学地理教学中的应用。
参考文献:
[1]岳维光.浅析微课程教学在初中地理教学中的有效运用[J].商品与质量:消费研究,2015,13(5):175-175.
关键词:教学改革;计算机仿真;电路分析
《电路分析》是电工类的专业基础课,适用于普通高等院校强、弱电专业本科教学使用,内容涵盖了电阻电路分析、交流稳态电路分析、三相电路、耦合与谐振、动态电路的瞬态分析等。在人才培养方案中,安排72课时的理论课授课时间,以及对应的电路实验环节。实验是教学过程中的重要环节,做实验可以增加教学直观性,帮助学生巩固和掌握课堂理论知识,培养学生的动手能力、提高学生的兴趣,激发他们的求知欲,从而帮助学生更好地理解和巩固理论知识、掌握实验的基本操作和技能,达到全面提高学生观察问题、分析问题、解决问题的综合能力。
但在传统的课堂教学中,还存在一些问题,首先:理论和动手是分开的,一般教师先讲理论知识,然后做实验,这种理论和实践的不同步,导致学生无法将理论和实践很好的结合起来。其次:理论课讲授本身枯燥乏味,大多是公式推导、讲解定理,学生感觉很抽象,无法与实际相结合,知识点串联不起来,逐渐丧失兴趣。最后:实验课一般是验证性实验,学生在实验过程中,根据实验步骤机械的连电路、验证结果,缺乏思考。鉴于传统教学模式中存在的问题,结合目前的仿真工具,提出引入Multisim解决在电路分析课程中遇到的问题。
Multisim是加拿大IIT公司推出的一套仿真工具,主要应用于电路仿真,包括电路原理图的原型输入、电路硬件的语言描述输入、仿真分析、产生设计报告,具有直观性,可以轻松设计电路,通过工具链,无缝的实现集成电路设计。
本课题利用“Multisim仿真软件”和“项目教学法”相结合的方式,克服实验室条件的不足带来的限制,激发学生的主观能动性,让学生将所学知识与项目挂钩,体会理论知识在实际生活中的应用,激发学生进一步学习的兴趣,增强学生合作能力、沟通能力和解决实际问题的能力,提高学生的综合能力[1]。
一、Multisim在《电路分析》课程教学中的应用
在电路的教学过程中,往往需要推导很多定理,教师需要花费很长时间画电路图、列方程式、计算推导,过程既枯燥又冗长,不能达到预想效果。如何提高学生主动思考问题、独立解决问题的能力,是目前传统教学所面临的一个严峻问题。为了解决这个问题,在课堂上引入电路仿真,让学生通过仿真实验,先观察到实验现象,然后思考为什么会产生这样的现象。激发学生探索的热情,更好地理解推导过程。如此直观生动的环节,无疑是一个很好的开始[2]。
下面以叠加定理为例[3],介绍Multisim在课堂教学中的应用。
图1叠加定理的验证电路
图1是由两个独立电源作用的简单电路,其中直流电压源V1为5V,V2为10V,利用万用变显示电阻R1两端的电压。运行仿真,当两个电源同时作用于该电路时,得到电阻R1两端的电压如图2所示,当两个电源单独作用时,电阻R1两端的电压分别为图3和图4,观察两者之间的关系[4]。
图2 V1和V2同时作用 图3 V1单独作用
图4 V2单独作用
通过万用表显示的电压数值,得到3.75=-0.833+4.58,验证了叠加定理。
二、Multisim在《电路分析》教学中的综合应用
学习了《电路分析》这门课之后,结合所学理论知识,让学生做一次课程设计,要求设计一个波形发生器,可以输出方波、三角波和正弦波三种波形,幅值在-10 ~ 10V,频率范围为1Hz ~ 100KHz即可[5]。分组进行,每组5人,拟定设计方案,绘出电路图,实现仿真,并撰写设计报告[6]。
采用先产生方波,然后将方波转换为三角波,再将三角波转换为正弦波的方法[7]。由比较器和积分器组成方波到三角波的转换,由差分放大器完成三角波到正弦波的转换[8]。
运行仿真,双击XSC1图标,观察示波器显示窗口。显然,可以实现三种波形的输出,channelA输出的是方波,幅值为3.156V,频率为2KHz,channelB输出的是三角波,幅度为-0.354V,频率为2KHz,channelC输出的是正弦波,幅值为-0.249V,频率为2KHz[9]。满足设计要求。
三、结论
将Multisim引入课堂教学和课程设计,可以直观的显示电路动态变化,使抽象的电路图变成形象的图像显示,通过对参数的改变,方便的得到所需要的结果,增加了学习乐趣,达到事半功倍的效果。通过自己动手设计实物,激发学生的创新性,提高学生的动手操作能力,使学生充分运用所学知识,发挥主观能动性,达到良好的教学效果。实践证明,仿真平台的引入是提高教学质量的一种有效措施。
参考文献:
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