时间:2022-04-19 17:15:35
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篇传感器实训总结,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。
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)24-025-01
传感器技术及应用是我院电子信息工程、应用电子技术、机电等专业的一门重要的专业基础课,是一门综合性很强的学科,该课程涉及了电子、材料、机械、控制、光学、磁学等知识,涉及知识面广。
一、传感器的工作原理及重要性
传感器相当于人的感官,称为“电五官”,外界信息由它提取,并转换为系统易于处理的电信号,微机对电信号进行处理,发出控制信号给执行器,执行器对外界对象进行控制(其工作原理见图一所示)。现代社会中,传感器作为抓取自然界信息的主要手段和途径,被广泛地应用于家用电器、汽车、医疗、工业、航天、电动工具以及高端电子消费产品等应用领域,成为了信息技术的三大支柱之一。
(图一 传感器的工作原理图)
二、课程特点、开设现状及改进措施
传感器技术作为现代信息技术三大支柱之一,已经成为高职院校电子信息工程、机电、电气等专业的专业课程。它不仅与高等数学、电路、电子等基础课程密切相关,而且还设计到电学、材料、力学等知识。该课程涉及知识面广、内容分散、缺乏系统性和连续性、实践性强。学好本课程,不仅要求学生具有扎实的基础理论知识,较宽的知识面,而且对教师知识的全面性也提出了较高的要求。在教学上存在着一些难点。
1、学时少与内容多相冲突。考虑到我院的实际情况,应用电子技术专业开设58学时。利用这么少的学时让学生掌握整个课程体系的内容,必须对课程的教学进行合理优化。
2、课本内容陈旧与更新速度快的冲突。随着科技飞速发展,各种新型的传感器及其相关技术也发展的非常迅猛。而教材的更新相对来说比较缓慢,所选教材不能跟上传感器最新的发展趋势,一些新型传感器可能没有涉及到。
在教学过程中,怎么才能更好的让学生理解、掌握相关知识,且举一反三地用到实践当中去,是需要高职教师思考的问题。在近几年的教学中,本人根据高职学生实际情况,归结了一套适合现代高职学生的教学形式(如下图所示)。
现代教学形式多样化,应用了理实一体化教室,摒弃了传统的单一化,在实验实训方面不仅有少量验证性实验,还有实训,激发学生的创新意识、培养学生的动手能力,这样就大大提高了学生的学习兴趣,并且在课后:有老师推荐的虚拟实验、网络视频教学等。虽然现代教学形式多样,但传统理论授课也是必不可少的,需要我们教师在教学过程中增加学生的学习兴趣。传统的与现代的教学形式应用比较,归结如下三点:
(1)传统的教学形式是教学活动最基本的教学手段;
(2)运用现代化的教学形式是对学生课余学习的补充;
(3)为两级分化的学生提供了更多的学习舞台,为他们成才提供了坚实的基础。
三、课程教学思路方法
基于课程的特点及教学上的难点,本人在这几年的教学实践中总结出一套适合本专业学生的教学模式,该模式主要是将各类传感器的理论知识和实践进行了整合,实现理实一体化教学,主要有以下几个方面。
1、课程结构采用模块化结构。由于各种传感器的工作原理不同,我们根据专业特点对课程结构进行了调整,采用模块化结构,一种传感器就是一个模块。然后根据专业特点及学校实验实训设备选择其中几个适合本专业的模块进行讲解,这样教学实施比较紧凑也比较灵活,同时也弥补了课时量的不足。对于课本上没有涉及到的新型传感器,以课后作业的形式分组布置下去,主要是了解其应用情况,教师除了要检查电子版的作用,还要在课下抽查询问学生的完成情况。这样既锻炼了学生查找、总结知识的能力,又了解了其他传感器的应用情况。
2、课程实践分为验证性实验和实训制作。通过近几年的教学实践,根据高职院校人才培养方案及高职学生特点,自编《传感器技术及应用实验实训指导书》一书,分两大部分:验证性实验和实训制作。通过近几年的摸索实践教学,教学质量有所提高,同时提高了学生学习兴趣和积极性。
四、课程考核
考试考核不再以试卷确定成绩,而以实验实训中对原理的掌握、动手能力及传感器的应用扩展的表现为主要依据进行评分。目前,传感器已渗入到各行各业。传感器技术具有较强的生命力和良好的发展前途,作为一名高职教师,前面的道路任重道远。本文结合自己教学的切身体会,对传感器的理论教学及实验实训方式进行了探讨,提出了提高教学质量、实践教学效果的一些建议,希望通过这些改革,能够进一步提高学生学习的积极性和动手能力,为将来的就业奠定良好的基础。
参考文献:
关键词:传感器技术;教学模式;课程改革;专业能力培养
中图分类号:G712.3 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0200-01
一、引言
《传感器技术》课程涉及机械、物理、化学,光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域,属于交叉学科,是一门理论性强、与工程实践紧密结合的课程。它在本专业的职业能力培养中起着承前启后的重要作用。在教学过程中,一方面要求学生具有扎实的基础理论和专业知识,另一方面也要求教师引导学生从各种繁多的被测量和测量仪器中归纳出检测技术的一些基本原理和特性,以便举一反三、灵活应用,培养学生的综合运用能力。
目前传感器技术课程的教学主要有两种方式:一为传统的按测量原理分类介绍传感器知识并基于理论假设项目教学,这种分类方法侧重于传感器的原理性知识掌握和传感器改革,这跟学生走上工作岗位后对传感器技术的应用需求不一致,且跟当前传感器的集成化、智能化等发展趋势相矛盾;二为以项目为载体进行教学,但是传感器本身种类繁多,单纯的以项目为载体进行教学涉及到的传感器太少,不足以涵盖传感器的整体状况,缺乏知识的系统性,不利于学生从整体上理解和掌握传感器技术知识。因此,结合职业院校以行业为先导、以能力为本位以及工学结合等特点,本课程改革结合以上两种方式的优点和当前传感器技术发展趋势来调整课程体系架构和教学方式。
二、课程改革理念
以教育部2006年16号文件精神为基准,根据我院自动化系电气自动化专业职业岗位的能力要求来改革课程,突出电气自动化专业学生的传感器选型与应用的职业能力培养。本课程的课程目标为培养学生传感器选型能力、典型测量转换电路设计制作能力、常见传感器安装、检测和维护能力;根据传感器技术的特点和发展趋势调整课程知识体系架构;根据该专业职业岗位的工作内容改革课程内容和能力达成项目;根据该专业职业岗位的典型工作项目来改革课程教学方法和手段。
三、课程改革思路
根据我院自动化系《电气自动化专业人才培养方案》确定的职业岗位群,面向西部电气电子电器产业,本课程改革采用工学结合的方式,注重学生素质培养,主要作了以下几方面的思考与改变:
(一)课程目标的改变。从传统的着重讲解传感器结构、原理与应用向培养选型、改革和制作具体传感检测电路的能力上转变。
(二)课程体系的改变。从传统的通过按测量原理分类介绍传感器以及前些年的纯粹以项目为导向学习传感器转变为按被测量(即功能)来实施传感器的教学,以使学生在了解传感器工作原理、特性的基础上,容易根据测量对象来选择传感器;引入典型的实际工程应用项目,指导学生应用选择的传感器进行信号处理电路改革和应用。
四、教学模式的设计
采用系统性知识教学与模块化教学相结合的方式,真实产品作引导、任务驱动组织教学工作,以学生为中心,小组合作为基础,在真实的环境下完成传感器技术的学习性工作任务,培养学生适应职业岗位的工作能力,实现与工作岗位零距离接触。
五、多种教学方法的运用
在典型传感器工程应用学习项目中,每个都是一个完整的工作过程,学生都会经历“资讯(信息收集)决策(拟定方案)计划(制定实施细则)实施检查评估总结分析提高)”六个阶段,老师带着学生完成六个阶段的工作任务,手把手教学生怎样做,让学生体会每一阶段具体工作任务,为走向工作岗位、参加工作积累经验。
在具体的理论、实训教学中,引入多媒体教学手段,讨论法、演讲法和反思法等微观教学法的交替使用,使教学过程丰富多彩,并且充分运用引导文等行动导向教学法,使得学生学习主动性、进取心大大增强。
六、结论
本课程改革秉承“以行业为先导、以能力为本位、以学生为中心、根据实际工作所需确定教学内容”的理念,以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路,融“教、学、做”为一体,强化学生职业岗位能力的培养开发。整个课程以传感器的典型技术、典型应用为主线,建立了按被测量(即功能)介绍传感器技术知识和以具体工程应用项目为单元、以典型控制项目为载体的课程内容相结合的结构。理论教学方法与实训锻炼相结合激发了学生学习的兴趣,提高了教学效果,使学生掌握了传感器技术的基本理论同时,学习锻炼了根据要求实施传感器选型、典型测量转换电路设计制作、常见传感器安装、检测和维护等能力。
参考文献:
[1]苑惠娟,秦勇,王洋,吴海滨,周真.检测技术课程的教学改革研究[C].Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training,2010(4):91-92
[2]冯成龙.试论高职院校《传感器技术及应用》课程的教学改革[J].职业教育研究,2007,12
关键词:电子技术 综合应用 项目课程 开发
如今,电子技术已经成为各个行业发展的基础,为了更好地适应社会发展的需求,笔者学校电子技术应用专业本着以提高学生素质为基础、以提高学生职业能力为本位的目标,进行综合应用项目课程的开发与实施,有效推进了该专业的教学改革。
一、项目课程开发指导思想
项目课程开发贯彻“全面推进素质教育,以就业为导向,以能力为本位”的职业教育理念,为适应中等职业教育人才培养模式、教学模式、评价模式的改革需要,按照“教育与产业、学校与企业、专业设置与职业岗位、课程内容与职业标准、教学过程与企业生产过程”对接的教学改革要求,更新教材内容,增强课程的针对性、实践性和实用性。
二、电子技术综合应用项目课程的开发
1.确定人才培养规格,制定课程目标
笔者学校根据岗位群的胜任程度、必备的专业技能和专业素质制定电子技术应用专业毕业生业务规格,并根据人才培养规格,制定综合应用项目课程目标。
(1)电子技术应用专业毕业生业务规格。具备简单的电气识图能力和电路分析能力;具有较好的焊接技能,掌握嵌入式系统、FPGA、DSP、BGA先进的封装与安装方法;掌握常见仪器仪表的使用技能;有一定的线路应用设计能力,掌握电子电气自动化控制理论、可编程控制技术和单片机控制技术,能运用Protel软件绘制电路原理图,能正确设计PCB印刷电路图;掌握专门化自动控制仪器设备的使用技能;了解行业工作流程,掌握管理标准(如ISO9000、7S等),能解决本专业的一般技术问题,具有一定质量评估能力;具有较强的团队合作和吃苦耐劳精神,具有创新精神、实践能力和较强的适应职业变化的能力;具有多途径获取信息、处理信息和技术交流的能力;取得与本专业工种相关的1~2个中级工以上职业资格证书;具有从事本专业工作的安全生产、环境保护、职业道德等意识和忠于职守的敬业精神。
(2)制订课程目标。通过学习,了解电子产品的设计和制作的一般过程,掌握用Protel软件绘制原理图和PCB图,掌握电子电路的安装调试方法,掌握相关资料的查阅方法和途径(书籍、手册、图书馆、网络),能读懂简单的电子电路,能设计简单的电子电路,正确选用元器件和材料,提升学生的综合能力。
2.根据课程目标,演绎学习领域
电子技术综合应用学习领域主要包括输入信号、信号处理电路、控制对象及输出信号三大块内容。其中输入信号有开关信号、温度信号、磁信号灯7个内容;信号处理电路有放大电路、比较电路、延时电路等10个内容;控制对象及输出信号有控制对象、显示对象等4个内容。
3.精心设置项目,构建课程体系
通过工作任务分析,把本专业所对应的职业或职业群中需要完成的任务分解为若干个实训项目课程,设置与现实场景相近的九个电子技术综合应用学习项目,包括直流稳压电源项目、多量程直流数字电压表项目、水位控制器项目等,并根据项目构建相关课程知识体系,涵盖学习领域知识和能力目标。如直流稳压电源项目,涉及串联型稳压电源的工作原理、印刷电路板装配、电路安装调试等知识和Protel软件应用能力。
4.构建内容框架,编写项目内容
以《水位控制项目》为例。
(1)设置情境,提出问题。项目的提出需要考虑问题来源于实际,难度应符合中职学生的学习能力和知识结构要求,解决的方法应符合专业要求。水位控制项目问题的提出要设置以下情境。
某一区域的地势比较低,下雨经常会积水,需要建立一个泵房,一旦积水超过一定的水位就需要用水泵把水抽出。现在需要一个控制电路自动完成这样的操作,实现对水位的自动控制。该水位控制器的具体要求是:通过水泵把水位控制在一定的范围之内,水泵的功率为5kW;水位一旦超过警戒水位,水泵开始运行,直到水位降到低水位时水泵才停止运行。
(2)问题分析,情境转化。电子线路本身只能处理电信号,也就是说只能处理电量信号,如电压、电流、电阻等。而现实生活中大量需要处理的问题是非电量信号,如温度、压力、流量、位置、长度、重力、光量、磁量等。对于电子线路而言,处理非电量都需要专门的装置――传感器。传感器的作用就是要把非电量信号转变为电信号。本项目中水位的高低就是一个位置信号,必须用传感器把水位高低的位置信号转变为相应的电信号,才能用电子线路对该信号进行处理,然后驱动水泵控制水位。
水位的检测有多种方法,但用电子线路来处理就离不开传感器。由此引出传感器的概念,介绍有关传感器的相关知识,把传感器技术这些新知识融合到项目中,而不是单独地设置传感器技术课程。本项目侧重于实际应用。
(3)形成框架,编写内容。首先,确定关联知识。学习传感器技术中相关新知识,复习模拟电子技术中运算放大器的知识和应用、数字电子技术中的触发器知识和应用、三极管构成的驱动电路、小型直流继电器的相关知识和应用、 电动机的(水泵)的工作原理。其次,形成知识框架。提出问题到分析问题(包括传感器基本知识的学习、项目电路分析和电路元器件的确定),再到用Protel软件绘制电路原理图、印刷电路板的绘制、安装调试本项目电路、项目总结。最后完成项目内容的编写。
5.合理确定课时,核算实训成本
本课程应安排在电工基础、电子线路、电子线路技能实训、计算机基础等课程学习之后,即安排在高二下学期和高三上学期,周课时在16节以上(其中不包括给学生一定的自由支配时间),用一年的时间完成学习任务。完成一个实训项目,除学校提供的实训条件之外,学生自备电子线路实训工具一套及电子元器件和材料,电子元器件和材料成本核算约为50元/项目(套)。
三、电子技术综合应用课程的特色
1.基础性促进专业能力提升
课程内容涵盖专业的基本知识与基本技能,融入解决问题的基本方法,能有效促进学生专业能力的提升。一是涵盖基础理论知识。在项目中包含了如电工基础、电子技术基础、传感器技术等学科的基础知识,知识的呈现自然融合在各个项目中。二是涵盖基础技能。在项目中包含现有电子技术应用专业应具有的专业技能,如电子产品的焊接装配技能、常用仪器仪表的使用技能、常用电子装配设备的操作技能等。三是融入解决问题的基本方法。在项目中呈现了问题的背景、解决问题的思路,要求学生在项目的信息收集、计划、决策、实施、总结等环节中去发现问题并提出解决问题的方案,在体验实际工程产品(项目)生产的过程中,掌握解决问题的基本方法。
2.整合性凸显职业教育特点
课程将传感器技术、电子技术、单片机技术、计算机辅助设计技术和电动机电气技术等相关内容进行有效整合,并注重项目之间新知识的衔接与梯度,使开发的综合性项目课程实现多学科知识与技术相互融合,并将理论与实践有机结合,将关键的知识点、基本的技能融合在完成实践项目的过程中,综合性强,彻底打破了学科体现的课程模式,凸显鲜明的职业教育特点。
3.职业性突出职业能力培养
课程以电路分析、设计、制作、安装和调试能力为基本目标,通过任务引领项目活动,以工作任务分析为项目涉及的源头,以产品和操作程序为逻辑线索展开,紧紧围绕完成工作任务的需要来选择和组织课程内容,实现工作任务与知识的有机结合,并以知识性、趣味性、实用性和产品化为特征,让学生在职业实践活动的基础上掌握知识,增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性,能有效提高学生的职业能力。
4.实践性实现多元培养目标
项目课程的实践性,能有效实现知识、技能和能力等多元培养目标。如水位控制项目的知识培养目标为:学习传感器技术新知识,应用电子技术基础中的驱动电路、触发器,以及电动机(水泵)的工作原理等原有知识,提高学生学习的兴趣和应用能力。技能培养目标为:应用Protel软件绘制电路原理图、印制电路板图,编制采购清单、安装、调试电路。能力培养目标为:以小组合作的方式,通过网络、图书馆、书店、询问等渠道完成资料和信息的收集、元器件采购、电路安装与调试等,培养学生的职业能力。
5.先进性体现电子技术新发展
在开发的课程中,融入技术更新与产业升级带来的电工电子新知识、新技术、新材料、新工艺,较好地把握基础知识与新技术的衔接和知识的延伸,适应新产业、新工种的需求。例如融入单片机、传感器、贴片元件等新技术、新器件的应用。在电子电路设计与制作中,从分立元件电路转向集成电路,加强对集成电路方面知识的学习与应用,弱化对集成芯片内部电路的分析,突出集成电路外部特性和功能应用等,充分体现了课程的先进性。
总之,电子技术综合应用项目课程开发与实施,是中等职业学校教育教学改革的发展方向,它必将带动职业教育教学改革的整体推进。随着项目教学的不断深化和发展,教学实施过程体现了“以能力为本”的价值取向,培养出来的人才必将更好地适应社会的需要。
参考文献:
[1]许国庆.高职项目课程的理论基础与设计[J].江苏高教,2006(6).
[2]马成荣.职业教育项目课程的有效实施及其推进策略[J].中国职业技术育,2006(21).
摘 要:单片机成本低、种类多应用广泛,应用人才需求量大,高职院校在计算机应用类职业人才培养中大多开设单片机应用类课程。专业实训是高职人才培养中的重要一环,包括了从知识准备到实训器材选择、从程序设计到电路设计等环节。实训中用到了MSP430单片机、DS18B20温度传感器,DS1302实时时钟芯片、LED数码管、蜂鸣器、12864多功能液晶显示模块,对学生的训练较为全面。
关键词:MSP430单片机;温度计;实训
1 概述
单片机应用广泛,成本低,种类多,功耗低,能够方便地组装成各种智能的控制设备,能够完成相对比较复杂的控制任务,环境适应性较强,可以很方便的实现多机和分布式控制,已成为微型计算机的一个重要分支,发展速度极快。单片应用人才需求广泛,高职院校在计算机应用类职业人才培养中大多开设单片机应用类课程。专业实训是高职人才培养中的重要一环,包括了从知识准备到实训器材选择、从程序设计到电路设计等环节,对提高学生实践能力起到了重要作用。
2 实训设计与要求
本实训采用现技术已比较成熟且难度适中的“数字温度计”制作作为实训内容。根据系统的设计要求,选择DS18B20作为温度传感器,可以省去采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及串/并转换电路,可以有效简化电路,缩短系统的工作时间,降低了实训难度。选择MSP430单片机为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。本实训采用MSP430单片机作为核心部件,MSP430系列单片机是一种16位的单片机,相对于8位的51单片机来说,它具有功能丰富、较大的内部RAM和程序存储空间,适合开发较复杂的系统。采用C语言开发,程序更容易编写和较好的可读性,可以大大提高软件开发的工作效率。
温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到MSP430单片机上,经过单片机处理,将温度在LED数码管以动态扫描法实现显示。系统由主控制器、测温电路和显示电路3个模块组成。
对学生实训具体要求如下:
(1)熟悉各元器件原理与使用方法,编写程序,实现以单片机为核心器件,使用温度传感器采集温度,通过LED数码管显示器显示温度值。
(2)编写程序,通过液晶显示模块实现汉字和温度值输出显示,实现温度报警功能。
(3)设计制作独立完整实验电路。
3 实训器材
采用MSP430-DEMO16X开发试验板,单片机的所有引脚都已经引出,便于学生进行扩展试验,并对实验的原理、实验环境配置和源程序都进行了详细的说明。使用IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境。
MSP430-DEMO16X开发试验版集成了MSP430F169单片机、MAX7219显示驱动器、DS18B20温度传感器,DS1302实时时钟芯片、LED数码管、蜂鸣器等器件。为进一步提高实训的难度增强实训效果,还需准备1062液晶显示模块和12864多功能液晶显示模块各一块。
4 实训过程
(1)知识准备阶段。在之前的教学过程中和在实训的开始阶段让学生熟悉MSP430-DEMO16X开发试验版的结构使和用方法,各应用元器件的原理、功能、各引脚作用,各元器件之间的连接方法。
(2)程序设计阶段。由于MSP430-DEMO16X开发试验版已将各器件进行了连接,在熟悉硬件后即可指导学生进入程序设计阶段。
系统程序主要包括:①主程序。主要功能是负责温度的实时显示,读出并处理DS18B20的测量温度值;②读出温度子程序。主要功能是读出随机存储器中的内容并进行校验;③计算温度子程序。计算温度子程序将读取的值进行十进制的转换运算;④温度转换命令子程序。主要是发温度转换开始命令;⑤显示数据刷新子程序。主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作,进行显示移位操作。
在这个过程中要详细讲解各部分程序的功能,并给出流程图。让学生在IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境中编写程序,写入单片机,在实验板中进行实验。在此过程中,教师要以答疑为主,不要参与学生具体程序的编写与修改,要充分发挥学生的主观能动性,让学生相互协作交流。根据多年的教学经验,或是因输入错误或是因逻辑错误,必然有相当数量的学生编写的程序无法在实验板中运行或是能够运行但不能正确显示结果,所以要在程序设计阶段开始后的一个较为合理的时间点,给出条理清晰可执行的参考源程序,让学生能够对照查找问题所在,提高应用能力。在给出源程序前应先让学生上交各自编写的程序,作为实训成绩评定的一个依据。
(3)巩固提高阶段。在学生能够编写程序在LED数码管中正确显示温度后,让学生使用液晶显示模块实现汉字和温度显示。这个过程主要是巩固温度采集与处理部分的知识,掌握液晶显示模块的使用和编程输出。教师要在之前教学过程教授的知识基础上详细讲解液晶显示模块的连接方法,并给出应用实例和参考程序,在此基础上让学生,设计液晶显示电路和编写液晶显示程序,在程序中加入温度判断功能实现温度报警,并显示报警原因。
(4)电路设计与实现阶段。这个过程学生让学生离开实验板,自行设计制作电路,实现MSP430单片机、DS18B20温度传感器,DS1302实时时钟芯片、蜂鸣器、12864多功能液晶显示模块的位置设计与引脚连接,指导学生进行电容、电阻的选用和电路板的焊接等实训内容,这个过程对学生的训练较为全面,真正实现理论到实践应用的转变。这个过程不要求所有学生都能蚴迪郑可作为成绩评定的另一依据。
【关键词】检测技术与应用;项目教学;高职
1.前言
项目教学法是师生通过共同实施一个完整的项目而进行的教学活动,它是“行为导向”教学法的一种。姜大源提出“学习领域课程开发的基础是职业工作过程,由该专业相关的职业活动体系中的典型工作任务导出全部职业行动领域,再由行动领域导出学习领域,并通过适合教学的学习情境使其具体化”,而“在学习领域的课程方案中是通过具体的学习领域转换为学习情境,如项目教学、案例教学等来实现[1]。
2.《检测技术与应用》项目教学方案
2.1 项目课程的内容
《检测技术与应用》是检测技术及应用专业的核心课程,本课程贯彻工学结合教学理念,实施以应用为导向的教学模式。贯穿启发式、指导式、探究式教学法,培养学生独立分析、实践、探究问题能力。充分利用实验实训环境与设备,将课堂理论教学与实验实训相结合,打造一体化课堂。授课时理论联系实际,从实际应用案例分析出发,从结构、原理入手,着重分析各种结构图、原理图,用实验验证加深理解,从学会各种传感器原理、特点及应用范围。主要内容包括检测技术的基本知识、温度测量、环境状态检测、位移检测、检测技术的综合应用等五个项目。《检测技术与应用》项目教学内容如表1所示。
2.2 课程的考核
课程的考核要有利于职业学校学生的综合职业能力的培养,应侧重于对学习者能力及综合素质的考查。我们采取形成性考核、总结性考核相结合的方式进行考核。考核标准如表2所示。
2.2.1 形成性考核
(1)平时作业考核(100分,占比为20%)
全学期布置作业不可以少于4次,并要求全批全改,以百分制进行作业评价,不交作业者不得分。本项得分为:总分/4*20%。
(2)课堂表现(100分,占比为20%)
每人的基础分为25分,具体加减分规定视具体情况而定:
(3)课程项目考核(100分,占比为60%)
全学期学生将开设5个课程设计项目,教师全方位观察每一个学生的每次项目实施全过程,注重学生的项目设计和操作能力培养。项目考核分过程考核和书面报告考核,分数的分配为:项目验考核=过程考核(75%)+书面报告考核(25%)。
2.2.2 综合性考核
(1)题型构成与分值:
命题设计:考查学生对自动检测系统的理解,各种传感器的原理的掌握与应用程度。占全部试题的30%左右。
上机实践:考查学生的上机调试能力与故障检测与维修能力40%。
分析与总结:考查学生设计、绘图、上机实践等过程所面对问题的理解、分析与总结能力。分值占全部试题的30%。
(2)考核用时:100分钟。
3.项目课程建设的必备条件
3.1 实验实训场所
职业教育要侧重实践教学,必须配备项目教学的场所及实训器材。本项目课程教学场所有10套检测技术实训台(按一个班50人规模配置),60套传感器实验模块,能够满足本课程的实验实训需求。
3.2 师资力量
本课程拥有具有学术水平高、教学效果好、结构合理的教师队伍;具有先进的教学思想,教学内容能充分反映学科前沿成果并不断更新;具有鲜明特色的、符合素质教育的教学方法,教学手段先进;具有一套完善的立体化教材,完备的教学设施,良好的教学环境;具有健全的课程教学管理规范。
3.3 教材的选用
目前符合项目课程要求的教材比较少,必须要组织课程组力量,开发出与实训设备、项目任务相配套的校本教材、电子教案及课件,并摄制了部分项目的授课录像供学生课余时间学习。
4.总结
通过《检测技术与应用》项目教学提高了学生的应用能力、激发学生的创新思维、培养了学生合作精神。在项目创作的过程中,学生们把以往课堂上学习到的知识综合利用,转化为一种创作能力。学生们解决问题的能力、创新能力、动手能力都有了提高,并且还培养了学生吃苦耐劳、宽容、合作的品质。这为学生走出校门,快速融入社会奠定了坚实的基础。总之,本次课程的改革研究还存在一些不足,需要我们进一步探索和研究,不断完善,努力使课程教学内容既符合企业需求又具有可操作性。
参考文献
【关键词】就业市场;光电;光机电一体化平台
随着光电行业的快速发展,其已经在社会生产的各个领域中占有举足轻重的地位,大力发展光电产业是国家高新技术发展规划中的重要组成部分。光电专业旨在培养符合光电行业发展和企业需求的光电显示技术方面的高级专业人才,但随着社会的发展和科技的进步,要求高等院校培养的学生必须是基础扎实、专业能力强、综合素质高、具有创新精神和国际视野的复合型人才。而传统的高等教育模式,偏重专业理论学习,弱化了实践环节的训练,导致培养的学生动手能力不强,发展后劲不足,难以满足社会和企业的需求。因此,培养具有实践能力和富有创新精神的高级专业人才,是企业期望,社会认同,学校努力的共同目标。如何在各门基础和专业课程、实验课程、课程设计中培养学生的综合能力、创新设计能力和工程实践能力,是一个复杂的系统工程,也是众多高校所面临的共同课题之一。因此对光电专业的实践进行研究,探索新型实践教学内容、方法及组织管理模式,可以进一步提高光电专业学生的培养质量,培养出具有实践能力和富有创新精神的高级人才。
“光机电一体化测控系统综合实训平台”是依据上述要求而提出的。其要求测控实训接近实际工业生产测控现场,又要针对教学及实训目的进行理论及技术高度提升,强化光机电一体化测量与控制系统的工作原理分析,提高光、机、电、计单元设计、系统安装与调试能力。
一、实践动手能力的需求
实践教学环节是光电专业教学中的一项重要内容,在培养和提高学生的综合动手能力方面起到至关重要的作用。江苏省常州工学院光光电工程学院设立于2006 年,现有学院目前下设测控技术系、光电工程系、新能源工程系三个系,24个教学班,目前学院已有900余名本科毕业生活跃在各企事业单位从事光伏、测量与控制领域内相关技术、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。根据学生就业信息反馈和相关的市场调研,当前就业市场对学生的综合素质要求越来越高,不仅要求学生理论功底扎实,而且越来越看重实践动手能力。光电专业学生一般具有较强的光伏、测控方面的理论知识,但缺乏电子技术类相关能力,而学生实践能力的培养需要各方面的训练条件和机会,因此对于实践环节硬件建设提出了新的课题。这是当前光电专业培养过程中必须要解决的课题,也是国内其他学校同类专业所面临的共同课题。
常州工学院在现有的实验室硬件环境基础上,整合资源,借助科研平台,积极发挥教师主动性,研制出光机电一体化平台,让学生能够更好的理论联系实践,学以致用。该平台将研究与理论教学内容紧密结合、充分发挥现有实践教学硬件条件的实践教学内容体系和培养模式,是解决理论和实践统一的有效途径。
二、光机电一体化测控系统综合实训平台
光电相关专业的课程既要求学生掌握传感器、工程光学、控制工程、计算机控制技术、误差理论与数据处理、信号分析与处理的基础理论知识,又要求学生能够利用测控仪器技术、光电测试技术、自动检测技术解决一些实际问题。目前大多数高校光电专业学生都只停留在基础理论知识的学习上,缺少亲自利用光电测控处理方法解决实际问题的训练环节,更缺乏学生进行创新实验的条件和环境,严重影响了教学的质量和效果,不利于培养学生的实际动手能力和创新思维能力。鉴于上述原因,在研究和技术积累的基础上,研制一种低成本、高精度、可扩展、基础性与创新性并举的光机电一体化测控教学创新实验平台,对提高教学质量和培养创新型人才是十分必要的。
该实训平台由激光测距装置、二维可控传送机构、单片微机控制器、数据采集卡、数控信号驱动器、上位监控计算机、系统测控软件及下微机测控数显器等组成。通过本系统实训,让学生可以掌握测控系统的全过程的综合知识和技术,包括信号测量技术、信号处理技术、运动驱动技术、系统仿真技术、上下位机通信技术、电子线路设计技术、计算机监控界面设计技术、系统设备安装与调试技术。
1.平台原理。光机电一体化测控技术综合实训平台基于激光三角的原理实现,其通过激光三角测量能够实现微小位移的精密测量。该平台采用非接触式测量,可以方便无损地测量被测物的厚度。该技术开发的检测仪器也可广泛应用于太阳能电池片测厚、印刷电阻测量、汽车四轮定位、造船、机械、石油、化工等行业的精密测量。
2.平台组成和各部分功能。光机电一体化测控技术综合实训平台主要由C型支架、激光测量装置、二维可控传送机构、测控箱、下位机测控数显器、计算机及系统测控软件等组成。C型支架主要支撑传感器测量装置往复扫描运动,由丝杠带动。激光测量装置安装于C型机构上下两端。二维可控传送机构主要模拟实际锂电池生产线薄膜的平面运动,控制被测物移动,由丝杠带动,光栅位移实现测量。测控箱内包含下位机控制器、电源、传动电机驱动、传感器信号驱动和上下位机数据采集卡通讯接口。下位机测控数显器能在脱离上位机时,实现系统测控与液晶显示。计算机包括数据采集卡和人机界面软件实现数据测量、分析和显示。
3.平台主要技术指标。测量范围:26-34mm;测量精度:1%;显示分辨率:1um;传感器测量扫描行程:0-450mm;被测物体传送行程: 0-350mm;传送装置光栅位移数字测量:0~300mm;具有上下位机独立的测控与显示:被测物平均厚度、被测物瞬间厚度、实时测量曲线显示、报警等功能;带有系统仿真、数据处理模块;提供测量及监控系统软件源代码;供电要求:额定电压交流220V;额定功率小于2kW。
此外,平台间通过网络互联,可自动生成实验报告、保存实验数据、管理和考评成绩。
4.平台实训项目。本平台提供7个难易程度不同的实训项目。实验一为基于Visual Basic/Matlab的串口通信。主要实现上下传感器采集数字信号和计算机之间的串口通信,并通过相关工具软件实现数据的采集和实时显示。实验二为基于Matlab GUI实现上位机监控界面的编程设计。该实验需要学生掌握Matlab的基本功能和人机界面的实现。需要学生合理布局并设计完整、合理、直观、漂亮的人机界面图。实验三为静态厚度高精度测量和控制。主要让学生掌握差动式激光传感器静态测厚原理、了解静态测量误差的来源和抑制方法并采用Matlab人机界面实现静态被测物的厚度测量。实验四为二维动态厚度高精度测量和控制。主要让学生掌握差动式激光传感器动态测厚原理、了解动态测量误差的来源和抑制方法并采用Matlab人机界面实现C型机构不同扫描速度下动态被测物的厚度测量。实验五为多种测量数据软件的处理设计。主要让学掌握Matlab常规滤波方法:比如算术平均法、中位值滤波法、滑动平均法和中位值平均等滤波法。实验六为二维高精度丝杆传动和步进电机驱动控制。该实验主要基于汇编语言和C语言实现单片机对丝杠和步进电机驱动控制。实验七为下位机测控与显示界面设计。学生主要掌握单片机C语言的编程,图形液晶驱动程序的编写、步进电动机驱动控制原理和按键扫描程序的编写。
通过实验一到五使学生能够深入理解和扎实掌握有关传感器测量、单片机控制、串口通信和软件实现等方面的基础理论知识,同时也使学生对工业自动生产线的产品检测判定模拟过程有直接的感受;实验六到七可以培养学生敢于挑战光机电一体化平台的技术难题,提高学生独立解决技术难题的能力,从而增强学生的探索兴趣和创新意识。
三、总结
光电专业学生一般具有较强的光伏、测控方面的理论知识,但缺乏电子技术类相关能力,而从就业信息反馈和市场需求来看,要求学生在学校的实践能力适应未来工作岗位的需求,上述对于学校实践环节硬件建设提出了新的课题。结合与企业的科研项目,通过构建“光机电一体化测控系统综合实训平台”,既模拟实际工业生产测控现场,又可针对教学进行理论和技术高度提升,强化光机电一体化测量与控制系统的工作原理,并提高学生分析、光、机、电、计单元设计、系统安装与调试能力。通过实际实践课程、毕业设计课程的实施效果来看,学生在较短的时间内系统地学习了光机电软件等相关知识,大幅提高学生理论联系实际的能力,提升了学生在后续理论学习的兴趣。此外该平台不仅适合光电专业学生实践操作的实施,也适合于电子技术类和机电专业学生的学习。
【关键词】机加工;刀具刃口;温度实时探测
1 灵感挖掘
在《刀具》这门功课的备课过程中,我发现许多学生不能较好的了解刀具温度随着刀具在切削过程中的变化,尤其是枯燥的文字说明更是显得苍白无力,即使通过形象的幻灯片模拟展示来介绍温度随着刀具切削过程的变化而变化,还有很大一部分学生依然觉得不客观,不形象,不能切实体会到温度在刀具切削过程中是如何变化的。鉴于此,我和我的团队就发出“如何让学生能够和刀具互动,实现不同的温度展示?”“如何与我们的生产实习结合的更加紧密,让学生在生产实践中产生的问题,就是我们专业基础课需要解决的问题?”带着这些问题,我们开始了尝试。
2 开发过程
为了更好地完成任务,我们团队将上述的两个问题结合起来考虑,即,不仅要在实训过程中产生我们的开发成果,而且要能够让学生在实训工程中能够与我们的开发仪器进行互动,让我们的学生置身于实时温度探测仪中。在开发过程中,我们一共经历了如下以下几个环节。
2.1 如何确定刀具温度数据源的产生方法
由于本课题研究的目的是为了测试刀具在实际加工过程中产生的温度,为了精确收集来自刀尖切削热的热量,我们大胆采用了刀具直接固定在刀架上,通过刀具对工件进行实际的切削加工,在切削过程中产生热量,并且加以收集,从而实现温度的实时测试和显示,这样做的好处是,它能够形象地给学生带来形象而客观的理解,尤其使得学生对刀具切削原理知识的了解打基础。具体操作方法是将刀具牢固准确地装夹在刀架上,通过温度感应器连接到芯片上,实现温度实时监测。
2.2 确定刀具刀尖切削部分温度传递到传感器的方法
为了提高温度传递精确度,在刀具刀尖部分,我们采用了热导率极高的物质材料作为传感器与刀尖材料的连接物质,该物质的导热性好,且耐高温,固定传感器牢固,尤其适用在刀具连续不断震动的场合,且能精确传递刀尖产生的热量,即使在使用的过程中,有所破损,我们还可以将它进行补充,并不影响整个传感器的工作过程。
2.3 确定刀具温度的显示方法
刀具温度的显示是该创新作品的点睛之笔,温度测量对实时监测和安全生产具有重要的意义,在工业生产中,为了高效、安全生产,必须有效控制生产过程中的诸如温度、流量、温度等主要参数。由于温度控制在生产过程中起着决定性的安全作用,基于51单片机的温度测量系统具有准确率高,响应速度快,可扩展性好,价格便宜等多方的有点,因此采用该单片机进行温度测量。
首先需要考虑的是温度传感器,温度传感器是温度检测系统中的重要组成部分,由各种温度敏感元件将被测温度信号转换成容易测量的电信号作输出,给显示仪表显示温度值,或供控制和报警使用。本次设计采用的是 MD-PS002型温度传感器,具有体积小,量程大等优点,应用领域有汽车的胎压测量,工业方面的空气温度车龄,消费品方面的高度计,和医疗电子方面的血压计等。
差模信号经过该放大电路后多倍后,共模信后得到了有效的抑制。模数转换器模拟量输入通道的任务是将模拟量转换成数字量。能够完成这一任务的器件称之为模数转换器,简称A/D转换器。本次设计的中A/D转换器的任务是将放大器输出的模拟信号转换为数字量进行输出。这里A/D转换器采用ADC0804, ADC0804的8位并行接口A/D转换器。最高工作频率为400MHz,无论是分辨率还是速度都满足本次设计的需求。
而实际的显示界面,我们采用了VB的人机对话接口,它编程简单,人机互动效果好,并且能够根据个性化需要进行改进,能够满足后期改进需要。
3 本产品的使用方法简介
步骤一,打开刀具切削刃口实时温度检测软件。
步骤二,将待测量刀具带有传感头的USB插头插入电脑的USB插孔,电脑将自动安装驱动,并且启动程序。
步骤三,点击按钮,在弹出的选项框中填入参数,一般波特率不用改变。默认即可(端口在系统设备管理器中可以查看)。
步骤四,点击测试连接按钮,可以建立连接,可继续下一步操作。
步骤五,点击确定后保存设置。
步骤六,打开连接,连接成功,可以点击监控按钮开始监控,这时可以在软件左下角看到实时的温度信息。
步骤七,在车床刀架上安装刀具,并在开始切削加工前点击软件中屏幕上的波形图开始运动,并且记录数据。
步骤八,当车削结束之后点击停止记录即按钮即可保存此次测试数据。
步骤九,如果需要查看记录并且保存,可以点按钮。
步骤十,详细记录绘制界面点击此次试验数据,如需调整绘制图形的疏密程度,程序将会自动重新绘制实验数据,并自动保存为图片格式,下次测试将默认此次设置。
步骤十一,关闭绘制窗口,返回主界面。
关键词:项目式教学;传感器;教学项目
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)23-0107-02
Implementation of the Teaching Project in the Sensor Curriculum
Luo Zhencheng,Zhang Guizhi,Wang Guangquan
(Zhangjiakou Vocational and Technical College,Zhangjiakou,Hebei 075000)
Abstract:The sensor is one of the technical curriculum in the course system,The traditional teaching method has been usually used in teaching process,whichis lack of the students' ability training in learning and innovation。In order to adapt to the development of the vocational education,the project-oriented teaching method which focuses mainly on training students' learning ability and knowledge application ability has been used in the teaching activity。This paper illustrated the project-oriented teaching design principle、implementing process and practical effect by the example of sensor Curriculum。
Keywords:Project-oriented Teaching Method;sensor;Teaching Project
一、引言
《传感器》是讲述将各种参数转换为电量的方法的课程,也是电气类、机电类专业开设的职业技术课,课程的内容多、课时少、知识面广,涉及机械学、化学、生物学、电磁学等学科知识。由于课程的内容多,章节之间联系少,利用传统的教学方法在完成本课程的教学后,学生难以达到课程的教学目标,难以掌握课程的重点,考试的成绩不理想。改变教学方法是本课程改革的必然。
近些年,项目教学法由于在教学过程中突出学生的主体地位,注重学生的自主学习能力的培养,在我国教学改革中被广泛地采用。项目教学法是学生以小组的形式通过协作完成给定的教学项目,在教师引导下学生独立地完成项目的资讯、计划、决策、实施、检查、评估,这也是通常大家说的“六步教学法”。项目教学法将“教师讲、学生听”被动的教学模式变为“以项目为载体,教师引导学习,学生主动实践”的教学模式。
将项目式教学法在《传感器》课程中应用,突出教学过程中的难点和重点,以用导学,可以获得好的教学效果,提高教学质量。
二、教学项目的设计标准
好的教学项目能够激发学生的学习兴趣,促进学生的自学能力、创新能力、实践技能的培养,因此教学项目的设计是项目式教学法的重点,也是难点。在设计教学项目时应考虑以下几个因素:
1.教学项目的内容应该与专业相关。应根据不同的专业以及学生的未来工作岗位和岗位群的工作任务确定教学项目。通过实施教学项目,学生可以将学习的内容直接应用于实践,真正做到“用以致学”,改变以前的“学以致用”的教学目标。学生把学过的知识具体应用,明确课程在未来岗位中的地位,增强课程的学习目标,提高学习的主动性。
2.教学项目注重知识的连贯性。教学项目涉及的学习内容既包括已经学过的知识和掌握的技能,还包含没有学过的新知识。当实施教学项目时,通过利用学过的知识和技能时,提高学生学习的成就感,这有利于学生学习新知识,同时有利于培养学生的知识应用能力和自主学习能力。
3.教学项目的实施成果可展现。项目在实施时,实施的过程是未来工作岗位中实施工作任务的缩影,避免空谈,实施的成果应该看得见、摸得着,避免演示性的成果。通过展示项目实施的成果,使学生体会到学习的快乐,激发学生的学习兴趣。
4.教学项目应有一定的应用性。教学项目要体现实际应用价值。这样从题目上就吸引了学生,使学生从感性上对课程的应用有了一些基本了解,促使学生对学习本课程的目的有了感性的认识,从而激发学生自主学习的积极性。
三、《传感器》课程教学项目的设计
在教学实践中按照教学项目设计的准则,以传感器在学生日常生活、身边的应用为对象设计了教学项目。设计的教学项目如下所示:
项目1:简单金属探测器的制作(应用背景:火车站的安检门)。
项目2:水箱水位指示灯的制作(应用背景:建筑物供水方法)。
项目3:简单路灯控制器的制作(应用背景:路灯白天熄灭晚上点亮的控制)。
项目4:自动门控制器的制作(应用背景:商场、银行等公共场所自动门的控制)。
项目5:自动出水控制器的制作(应用背景:快餐厅的洗手间的水龙头控制)。
设计的5个教学项目涉及传感器技术、电子技术、电子施工工艺、机械基础等知识。电子技术、电子施工工艺、机械基础是先开课,通过实施教学项目巩固学过的知识和技能,做到理论与实践的有机结合。
四、教学项目的组织与实施
1.教学项目的组织。为了保证教学项目的顺利实施,由教师分派组成项目小组,也可以通过学生自由结组,每组5人。由于学生自身水平有差异,教师根据学生的具体情况指定教学项目。在实施过程中,教师要认真引导,实践时耐心指导,多引导学生自主学习,多发现问题,注重学生的动手能力、交流能力、思考问题、解决问题能力的培养。
2.教学项目的实施。教学项目可以根据不同的专业同一个项目提出不同的要求。例如项目2,对于电气自动化技术专业的学生要求学生将液位的变化转化为继电器的通断,来控制水泵。而对于电子大类的学生就改为将液位的变化转化为发光二极管的亮灭。对于项目3,电子大类的学生要求必须利用555定时器,而自动化的学生利用三极管和继电器来实现。显然对于电子大类的学生项目3的要求难度要大。
5个教学项目在实施时,按照由简单到复杂的顺序排列,时间上按照由少到多排列,可以根据专业的不同,更改排列顺序。
当每个项目完成后,由学生选出代表做出总结和项目评价。
3.课程教学项目实施的效果。在教学项目实施的过程中,5个教学项目在教师的指导下顺利完成。每个项目的成功学生都很兴奋,学习的态度发生了根本转变,促进了学生的全面发展。
课程结束时,每组编辑3~5分钟的微电影代替实训报告,并在最后在全班集体播放,在播放时,每组都重新温习了学习的经历和成功的喜悦。通过项目教学的实施,本课程取得了较好的教学效果,课程也受到了学生的欢迎。
五、结束语
项目教学法在《传感器》课程中实施虽然取得了好的效果,但也出现了一些问题,如教师的工作量增加了很多,学习项目数量少,课程的教学成本比较高等问题。这在今后的工作中需要进一步努力,找到合适的解决方法。
参考文献:
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1明确培养目标,建立层次化实训教学内容体系
把握竞赛精神,明确电子设计竞赛控制系统设计方向的培养目标,关键在于把握竞赛命题内容,与时俱进,从而引导实践教学的发展,全面提高学生工程实践能力。在实践教学过程中重点解决两个问题,一是如何加强学生的基础能力,二是如何提高学生的综合设计能力,最终使学生的电子制作技能、控制系统设计调试技能及解决实际问题的能力达到全国大学生电子设计竞赛所要求的标准。分析历届控制类题目的命题内容发现,对大学生控制系统设计能力的培养,涉及传感器应用、模拟电路制作、功率电路制作、数字电路制作、控制算法编写、机械制作等多方面的知识,具有非常强的综合性。典型的控制系统结构框图如图1所示。其中检测电路主要涉及各类传感器及其相应调理电路的设计制作;控制电路涉及单片机、ARM、FPGA等控制器的应用;驱动电路主要包括电机驱动和其他功率电路的设计制作;机械统主要包括电机的应用、机械结构的制作等。另外根据具体要求,还可能需要通信电路和其他的扩展电路。针对控制系统设计所需的知识结构,建立层次化的实训教学内容体系,合理分配基本性实验、设计性实验、综合性实验比例,按阶段实施学习计划,逐步培养学生从基础模块训练到驱动程序的编写能力,再到PID控制算法的编写与调试能力,最终使学生达到一般控制系统的综合设计能力,具体的教学内容如表2所示。实践教学内容整体包含了3个层次的训练:①训练学生掌握电工电子工程实践的基础知识和基本技能;②训练学生掌握仪器仪表的使用方法及与单片机有关的基础知识;③训练学生掌握与控制系统设计有关的各个功能模块的设计与调试方法;④对学生知识面进行拓展,训练学生学习与高级控制系统设计有关的知识。
2以开放实验室为基础,改革实践教学管理体制
为了全面提高学生控制系统设计能力这一实践教学的根本目标,一方面要打破传统的实践教学模式,不再以“自动控制原理”“电机学”“传感器检测技术”等理论课程的界限划定分属于各门课程的实践教学,而是要建立起由验证性实验、设计性实验、综合性实验综合构成的层次化实践教学内容体系;另一方面要在管理上打破陈规,建立以学生自主管理为基础的开放实验室,模糊课堂与课余的时间概念,将实践教学向课堂外有效延伸。开放实验室作为学生开展课外科技活动的主要场所,是支撑实践教学环节的基本物质保障,近年来得到了各高校的重视。开展较早的院校均通过向学生开放实验室资源培养出了许多优秀的工程实践人才,通过参加学科竞赛、课程设计、毕业设计等教学环节的评比,这些学生的动手能力、协作精神以及创新思维等综合素质都明显提高,获得了教师、同学、社会的普遍认可。但是,随着越来越多的学生积极参与开放实验室,随之而来的场地、设备、经费及管理方面的问题也日益凸显,制约了实践教学活动的顺利展开,教师引导并帮助学生实现实验室自主管理成为解决该问题的有效途径。在如何引导学生的自主管理体制问题上,学校也做了积极的探索,包括以下3个方面。(1)模拟公司管理制。将学生以班集体的组织形式招收到开放实验室中,实验室的日常管理主要由班长负责,教师主要与班长进行沟通协调,一般不直接参与管理,基本的管理组织结构如图2所示。班长作为总负责人定期安排组织工作,下属5个部门的具体分工如下:①技术部,主要负责实验室的仪器仪表等设备的管理以及技术培训工作;②财务部,主要负责班费的管理工作;③元器件库,主要负责学生常用元器件的购买、分发、管理工作;④网络部,主要负责网站的建设和管理工作;⑤办公室,主要负责组织协调安全、卫生、纪律、规章制度等日常管理工作。(2)师徒培训制。对技术知识的渴望是开放实验室中组建班集体的核心动力来源,为了让学生们能够得到有效的技术培训,可采用师徒制的方法引导学生互帮互助,先进带动后进,形成“大三带大二、大二带大一、老师带大四”的基本制度。这种制度不仅让更多的学生受益,而且师生之间建立了深厚的师徒情分,在实践过程中提高了学生的团队合作意识,不仅为电子竞赛,也为学生毕业后进入社会合作创业打下了坚实的感情基础。(3)项目考核制。为了对每个团队学生的阶段性学习成果进行测试,可利用学校的各种政策和经费支持,通过创新项目对学生团队进行综合性考核,让学生对工程项目的立项申请、方案论证、项目实施、实验验证、总结报告等环节有一个系统性的认知,培养更加有效的工程思维能力。具体的项目经费不仅可以通过国家大学生创新项目获得,也可以通过校企合作、大学计划等多个方式获得,作为开放实验室的重要物质保障。
3采用实例化教学手段,自制实验设备
实验设备的选用是实践教学体系形成的重要环节,为了适应大学生电子设计竞赛的要求,结合学校实践教学体系的内容特点以及学生掌握知识结构的基本情况,实验室自行研制了更加符合学校实际情况的实验设备,不仅节约了设备购置经费,降低了成本,还能够以自制设备为基础,拓展一些有特色的实践教学课程,并应用于课程设计、毕业设计等其他教学环节。根据一般控制系统设计的基本特点,以培养学生对于简单系统建模、理论模型的工程应用、PID控制算法设计、C语言实现以及控制系统分析5个方面的能力为目的,选择有代表性的、学生感兴趣的控制系统设计案例作为教学对象,以实例带动学生学习,让学生直观地感受到控制系统设计的难度和技巧,激发学生的学习兴趣和想象力,促进学生创新实践水平的提高。如图3所示,结合历届电子竞赛题目,自制ARM、FPGA等开发板以促进学生对高级嵌入式系统处理器的学习和掌握,自制智能小车、两轮自平衡小车、四轴飞行器等比较典型的控制系统作为实验教学设备,由简入繁,逐步深入,具有一定的代表性,且受到大学生的普遍喜爱。兴趣与理论的结合能进一步提高学生的设计能力。实验设备研制过程中,通过组织学生申请立项,使其积极参与示例程序的编写与硬件调试工作,并且将学生设计使用过程中的实际感受及时反馈记录,最终开发出了符合学校实际情况的教学设备,提升了实践教学效果。
4实践教学方法的创新性设计
实践教学方法是指导教师以工程实践为主,培养学生工程素养、获得工程技能的一系列教学活动的组合,实践教学与理论教学相辅相成。实践教学方法的创新,有赖于打破传统的以理论教学为主、实践教学为辅的教学观念。为了吸引学生兴趣,以实践教学推动理论知识的掌握和吸收,可以从以下3个方面进行把握。(1)实践教学课程的设置更加具有针对性和系统性,有效整合学校分散的实践教学资源,形成系统化解决某个问题的课程体系。比如以控制系统设计为目的,相关的课程设置可以涵盖如下5个方面:①控制系统常用传感器课程,包括温度传感器、光电传感器、超声波传感器、倾角传感器、角度位移传感器、音频信号检测器等;②控制系统常用微控制器课程,包括单片机、FPGA、ARM、DSP;③控制系统常用模块课程,包括键盘和LED控制、液晶显示器、触摸屏、ADC和DAC、无线收发模块、语音模块等;④控制系统常用电机控制课程,包括舵机、直流电机、步进电机的控制等;⑤控制系统PID控制算法课程,包括增量式PID算法设计、位置式PID算法设计等。(2)提倡学生先做后学,学完再做。首先在实践过程中发现实际问题,然后通过理论学习与实验解决问题,使学生获取的知识结构更加具有针对性,过程中教师要注意引导学生掌握解决某个问题的有效途径和方法,了解学生的思维方式,而不是把主要精力放在问题本身上,积极营造民主、宽松的实践教学氛围,鼓励学生大胆提问,不唯师、不唯书,通过讨论、网络、请教、看书等各种各样的方法最终达到解决问题的目的。(3)突出学生在实践教学过程中的主体地位。教师引导学生以工程项目化的方式面对并解决问题,激发学生的学习兴趣,使教师对学生的实践教学成为一种自我意识激发下的活动,模糊课堂与生活的界限,鼓励学生利用课余时间主动投入到实践活动当中来,当学生从实践中获得成就感和荣誉感后,就会感染更多的学生参与,形成良性循环。
5结语
关键词:维修电工;仪表;传感器;故障
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)06-021-02
维修电工对于每一个单位来说都非常重要,维修电工担负着单位巨大的电力安全责任。掌握有效的故障排除方法,对于维修电工来说具有非常重要的意义,也是做好工作的关键。为此,作为维修电工,必须掌握故障排除的具体方法,并针对自己单位的具体电力设备,总结一套行之有效的故障排除步骤,这对于其在遇到故障时,快速解决电力问题具有非常大的现实意义。故本文从维修电工的重要性出发,探讨了故障排除的具体方法以及故障排除的步骤,最后通过实例分析了维修电工进行故障排除的具体过程。
一、故障排除的具体方法
故障排除的具体方法都是基于具有一定的电气理论基础前提下的。基本的电气理论基础不用多说,我们的维修电工都是学习电气本专业的,都具有一定的理论基础。故障排除的具体方法主要包括:电阻法,电压法,电流法,替换法,短接法,直接检查法,仪器测试法,逐步排除法,调整参数法,比较、分析、判断法等等。
其中电阻法,电压法,电流法都是基于万用表的基本用途,来进行的,都是直接的办法,这儿不再细说。而替换法是电气维修过程中比较直接,比较常用的一种方法,同时也比较有效的。也就是在怀疑某个器件有故障、但不能确定,且有代用件时,可替换试验,看故障是否恢复。
短路法,直接检测法,仪器测试法也是常用的单一方法,我们在平时经常用到,大部分维修电工都能熟练掌握,这儿也不在详述。重点说一下比较、分析、判断法。它是根据系统的工作原理,各种逻辑关系,进行比较、分析和判断,减少测量和检查等环节,迅速判断故障范围。
二、故障排除的步骤
作为维修电工,掌握故障排除的正确步骤非常重要。具体的故障排除步骤如下:第一,首先要充分了解故障发生时的具体情况;第二,分析故障,确定故障范围;第三,通过检测、分析和判断,缩小故障范围。
同时在排除的过程中药遵循以下原则:第一,先动脑、后动手;第二,一般情况下,以设备的动作顺序为排除故障进行分析、检测的次序。
在掌握了正确的步骤,并遵循了正确的原则后,可以有效的快速排除故障,保障设备的正常运行。
三、维修电工故障排除实例分析
本文以特种设备上电器设备为例进行分析故障排除的具体过程。下图是特种车辆设备上的一个压力显示电路。二次仪表在控制室内,传感器在外部设备设备上,通过二次仪表来检测各部分的压力。在使用过程中,经常会出现二次仪表不显示或显示错误的情况,这就要求我们的维修电工要进行有效的故障排除。
排除的过程可以从二次仪表入手。如果在正常送电情况下,二次仪表无显示值,首先用万用表测量给二次仪表和传感器的送电,假如供电不正常,先解决供电问题,解决后,二次仪表若能正常显示,说明故障排除。
如果此时,外部供电正常,就要检查线路,如果线路不通,那么更换线路,更换好线路后,如果二次仪表正常显示,说明故障排除。
如果外部供电正常,线路也完好,那就要查看传感器的情况,最简单快速的方式就是更换同等型号的传感器进行实验,如果更换完传感器,二次仪表能够正常显示,那么问题解决。
如果外部供电、线路、传感器都正常,那么就要考虑二次仪表自身的问题,更换同等型号的二次仪表尝试,如果问题解决,说明二次仪表存在问题,最快的方式就是更换新的同等型号的二次仪表。
此实例可能存在的问题点主要是:外部供电、线路、传感器以及二次仪表。维修电工在排除问题的时候,对问题点进行逐步排除,就能较快的解决问题。
再比如,特种设备上的控制电路部分,如下图。通过电位计调节阀控制器,阀控制器的输出来操作电磁阀的开关。在该部分电路遇到故障时,可以从阀控制器着手。因为阀控制器是数显的,有相应的数值比例输出,在正常操作中,如果阀控制器能够正常显示数值,那么故障肯定是出在阀控制器以下,如果阀控制器不能正常显示,那么问题就是出在阀控制器上部电路。这样通过中部切断的方式,就可以很方便的判断是哪一部分存在问题。再针对具体存在问题的部分一一进行排查,问题就会很快解决。
综上所述,要想在工厂企业中更好地将电气设备和线路的各类故障得到解决,处理要求维修技术人员有丰富的工作经验以外,还应有扎实的电工理论知识。采用科学的方法和排除故障的正确步骤。随着社会科学技术的快速发展,对电工自身的维修技术也得到了较高要求。同时,故障排除能力的提升方法也在不断研究、实践和进步。
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关键词:自动化生产线;教学方法;电机与电气控制;PLC;课程设计
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是:面向工业企业生产现场,电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司,培养适应社会需要,全面发展,适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才,主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等,本专业有五个主干学科:电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程,都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有:识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制,后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到:机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程;能力目标有:对已安装的机械手机械部件进行测量;对机械手的气路进行基本调试;根据故障现象判断故障部位;检查分析、找到故障点并分析解决故障;遵守安全操作规程;素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学,提升学生的职业能力,以具体自动化生产线为载体,融合认知、安装、调试和检测等内容,实现教、学、做、评一体化教学,突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体,采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程,涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域,设置六个学习情境:零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试,分成20个任务。
项目一:供料站的安装,有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务;项目二:加工站的安装,设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务;项目三:装配站的安装,设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务;项目四 :分拣站的安装,设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务;项目五:输送站的安装,设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务;项目六:整体运行调试,有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
(1)讲授法:讲解项目任务,传授项目任务相关的知识点,针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
(2)现场教学法:在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践,提高职业氛围,在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
(3)任务驱动法:将教学过程融入项目任务中,让学生自主讨论分析实施,学生在工作过程中得到知识。
(4)小组讨论法:学生每六~八人为一个小组,小组讨论分析,讨论解决,分工协作完成项目任务。
六步教学实施:明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标,注意观察和记录小组对现象分析情况,解答学生提出的问题,对跟主题分析偏离太远的小组予以引导,让学生自行摸索,在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正,最后老师组织小组进行故障排除工作汇报,互评,并对每组进行考核评价,再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式,利于理论联系实际,有利于学生的学习创新和思考,更督促他们到实际中去发现和改进,去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为:校内项目,企业,综合实训三大类。当堂课的考核有:教师考核、小组互评、小组自评;教师考核内容为五项:任务分析情况,实施方案制定,任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样,多种教学方法和全面的评价方案,有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题,以工作任务为导向,以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程,用实物进行直观性教学,使学生感性认识强,理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制(或三相异步电动机Y-降压启动)、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号;了解个元器件的工作原理和使用方法;把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求:两台电动机都存在重载启动的可能,任何一级传送带停止工作时,其他传送带都必须停止工作,控制线路有必要的保护环节,有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的简称,早期是一种开关逻辑控制装置,随着计算机技术和通信技术的发展,其控制核心采用微处理器,功能有了极大扩展,除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外,还有过程控制,数据处理,通信联网与显示打印,PLC接口采用光电隔离,实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离,减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言:
(1)顺序功能图(SFC)。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序,包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态,这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
(2)梯形图(LD)。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式,是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的,形象、直观、实用,电气技术人员容易接受,要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号,是目前用得最多的一种PLC编程语言。
(3)功能块图(FBD)。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言,与数字电路中的逻辑图一样,极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
(4)指令表(IL)。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表,使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读,其中的逻辑关系很难一眼看出,所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器,必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC,在用户程序存储器中,指令按步序号顺序排列。
(5)结构文本(ST)是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容,中间加以不同的应用实例:顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理,使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计,LED数码管显示设计,还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务:洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制;寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面,在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送,运行速度快,抗干扰能力强,可靠性高,微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句,以实例应用为线索:单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板,可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机,有程序下载功能,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术;掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围;掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术;了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统,掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等,是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观,在各种环境下应用,检测技术是一套有效的反应体系,包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能,并能正确选用,了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成,对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案,能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作,让学生提高计算机应用水平,使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际,通常小型自动化系统以单片机为主,大型自动化生产线以PLC为主,系统运行动力离不开电机,观察离不开传感器,调速可用变频器,综合所学,学生的论文涉及广泛,有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现,如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性,“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上,首先确定相关技术指标,对应查找并列出论文结构,一份毕业论文至少含有三到五门课的内容,对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印,要去掉,图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五,注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生,系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生,专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》,中国铁道出版社,2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》,北京交通大学出版社,2011年1月
[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》,机械工业出版社,2012年9月
关键词:教育;教学;模式;改革
中图分类号:D523.34 文献标识码:A 文章编号:
在多年的教学实践与研究中发现,传统的中专教育教学模式已不能从根本上提高工科类专业的教学质量。随着时代的发展,中职学校以往的教学方法已不能适应现代社会的实际需求,应当努力办出特色、办出实效。课堂教学作为教学工作中最基本、最直接的方式,绝大多数的教学活动都要在课堂上进行。为了达到良好的教学目的,培养出合格的人才,就应该设法改革教学模式、提高课堂教学效果。
一、影响职业教育课堂教学效果的主要问题
其一、传统的教学模式在理论教学上一直是沿用中国式通用的教学模式,即在教室中,学生对着教材听,教师对着黑板讲。虽然我们现在教师采用了挂图、幻灯片、录像、模型、实物、多媒体课件等来辅助教学,但由于专业课程的知识大多来源于生产实践中,需要有现场的感性认识,在教室的常规理论教学模式会使学生感到抽象、理论不能联系实际、学习效率低、学习效果差,使教师感到专业课难教。
其二、以理论教学为主,教学方式陈旧。中职学校在教学过程中往往沿用“填鸭式”的教学模式,在课堂上讲得过多过细,没有给学生留出思考想象的空间,这在很大程度上限制了学生的智力发展和创造性思维的形成。
其三、在实践教学上,教学时间与理论教学学时相比,所占比例很少,不能达到培养技能型人才的培养目标。另外,传统的工科类专业过份注重安排实验课、课程设计和毕业设计,而企业各工种所需要的操作技能训练安排较少。我们现在工科类职业教育的培养目标定位应该是技术工人。
其四、学生学习基础差,缺乏学习兴趣。从中职学校近十年的生源情况看,现在学校扩招以来,学生质量参差不齐,成绩普遍比较差。还有一部分学生来学校的目的就是为了拿毕业证书,因此进校之后根本没把心思放在学习上,抱着混日子的心理,不管教师怎样督促,都不能使他们对学习产生兴趣,即使对专业课也是无动于衷。
二、工科职业教育教学的特点与要求
为了寻求教学质量的提高,我们除了应掌握教学的一般规律外,还应明确工科中等职业教育的教学特点与要求,并针对这些特点采取相应的教学措施。如果我们只按一般的教学规律指导教学,就不能适应中等职业教育培养目标的改革要求。大致分析,中等职业教育具有以下特点:
1、培养的毕业生应是应用型技能人才。 随着我国教育结构的调整,职业教育的任务使中等专业学校的人才培养目标由学历型转向应用型,对工科专业的毕业生应是即掌握专业所必须的文化与专业知识,又具有较熟练的专业操作技能的技能型人才。为了能保证培养出的毕业生具有较熟练的专业操作技能,在教学上应该保证有足够的实践教学学时。在德国等中等职业教育较完善的国家中,实践教学学时与理论教学学时之比达到1:1。应该注意的是,实验教学是半理论半实践的教学,只通过实验教学只能培养实验技能型人才,而不能培养工业生产型技能人才,应通过仿真实习(实训)教学才能真正培养出在工业生产中发挥作用的技能型人才。
2、工科类专业课程需要有强烈的感性认识
在工科类专业课程的教学中,大多数专业知识来自于工业生产中,这些知识具有“现场感”和“动感”,用书本、用板书、用语言甚至用图形也较难生动表达清楚。因此,在教室进行理论教学,教学效果较差,要做到理论与实践相结合比较困难。根据这一特点,如果我们的教学在生产现场进行,就可以做到事半功倍。
3、毕业生应具有一技之长
中等职业教育培养的三年制毕业生所从事的工作岗位不应只是一个工种,而应该覆盖一个岗位群(专业范围内所覆盖的各主要工种)。因此在专业理论教学和实践教学中,应该是宽范围的。但由于工业技术的知识面广,技能要求高的特点,毕业生不可能在三年时间内全面掌握专业范围内的所有技术知识和熟练的操作技能,因此应该在熟悉专业范围的基础上,强化某一工种的专业知识和操作技能的培养,使毕业生具有一技之长。
三、职业教育专业课教学模式改革迫在眉急
在职业学校的教学工作中,专业课占据着重要的地位。要提高学生的综合专业素质,更好达到培养高素质的中级技术人才的目标就要加强专业课的教学效果。
以《自动检测与传感器应用》这门课为例,没有传感器技术就没有现代的科学技术,传感技术在促进生产发展和现代科技进步的广阔领域内发挥着重要作用。学生学好这门课程,是对已学课程知识的综合应用和后续课程的基础,对其今后职业发展将产生一定的影响。但是传感器这门课程内容分散,缺乏系统性和连续性,学生学起来有难度,老师教起来有压力,教与学都遇到了一定困难。如何提高专业课的教学效果就成为值得我们认真研究、探讨的重要课题。结合我在《自动检测与传感器应用》这门课的实际教授情况,浅谈几点建议:
1、教学源于生活,要紧密联系实际。在课堂教学的过程中大量的引用一些生活中的例子或者适当的把学生最常见的食物拿来作比,能够很大程度地提高教学质量,而且能有效地解决学生厌学的问题。在一定意义上说,培养学生的学习兴趣比教给他们知识还重要。
2、丰富课堂语言艺术。作为一个教师,其课堂语言若遇到“说者有心,听者无意”的情形,课堂的教学效果无形中会大大削弱。每天一堂接一堂的课,对于大部分好动的学生来说,可能是一种难耐的“煎熬”。针对这种现象,教师只有随机应变地穿插一些生动幽默的话,这种“碎语”往往可以调节教学节奏,轻松课堂气氛,也利于集中学生注意力。生动、有趣的课堂语言弥补了教学内容本身的呆板、枯燥,使学生能从原以为无趣的课堂中得到意想不到的享受和乐趣,教学才能取得良好的效果。
3、发挥学生主体作用。教师对学生提出思维要求,而且要留有一定的空间,让学生独立思考。要想把职校学生培养成学有所用的人才,需要教师在教学过程中总结,在总结中反思,在反思中改变教学方法,让学生带着兴趣、带着乐趣去学习。
4、情景化教学。对一些“现场感”和“动感”性强的专业知识,除了在实训室进行现场教学外,在教室进行教学时,尽量采用大屏幕录像教学、多媒体课件教学。让学生身处其中,增加参与度与积极性。
5、实训教学(技能课教学)的组织模式的改革。为了满足实践教学的需要,在原有实训室的基础上,新建大量的实训室,购置了必须的实训设备。为充分利用设备资源,采用“两班制”组织实训教学。
在新课程背景下,由于教材的开放性、生成性、探索性,学生的参与性、自主性、独特性,使教师遇到了前所未有的挑战,单凭过去的经验已经无法胜任新课程的教学要求,探索新的教学方法,改革教学模式显得尤为重要。
参考文献:
[1]张小川;刘加玲;关于实践教学体系的研究――探讨地方高校实践教学模式[J];重庆工学院学报;2006年10期
[2]丛人;浅析课堂教学模式改革[J];中国校外教育;2011年17期