課程設計任務要求范文

時間:2023-10-08 17:23:58

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課程設計任務要求

篇1

關鍵詞:制藥設備與車間設計;制藥工程;課程設計

制藥工程是以藥學、化學工程與技術、生物工程為主并相互交叉的新型學科[1]。制藥工程專業經十幾年發展,開辦院校目前已增至二百多所[2]。《制藥設備與車間設計》課程[3-5]是我校制藥工程專業本科生的專業主干課、核心課和必修課,該課程的前身是《制藥工程基礎》,2013年學校重新修訂了制藥工程專業本科生的培養方案,對該課程增加補充了車間設計等相關內容,將課程的名稱改為《制藥設備與車間設計》,強化了對制藥工程專業學生工程設計等能力的培養,同時對該課程的相關課程設計的實踐環節也提出了新的要求。針對這些新內容和新要求,在本課程的課程設計環節我們進行了新的教學實踐與改革探索。

1課程設計的設置思想和教學目標

(1)設置思想《制藥設備與車間設計》課程設計在學習《制藥設備與車間設計》理論課的基礎上,通過課程設計,使學生熟悉制藥工程設計的基本程序、原則和方法,能夠查閱國內外最新的技術資料、國家技術規范、正確選擇公式進行設計計算,運用簡潔的文字、圖形和工程語言正確表述設計思想與結果。(2)教學目標本課程設計是學生在先修了《機械基礎》、《化工原理》、《物理化學》、《制藥工藝學》、《中藥藥劑學》等課程的基礎上,由《制藥設備與車間設計》課程開設的實踐教學環節,通過該教學環節可實現如下教學目標。知識目標:本課程設計需要學生運用制藥工程中各類典型設備的工作原理、基本構造及設計計算等知識,完成制藥設備與車間的設計,通過該設計,學生應主要掌握工程設計的基本程序、原則和方法等知識。能力目標:通過本課程設計,學生應獲得分析和解決工程實際問題的能力和科學、嚴謹的工作作風,使學生逐步樹立正確的設計理念,提高學生的工程計算能力、設計及繪圖的能力。素質目標:通過本課程設計,學生應獲得初步獨立從事制藥工程設計的基本素質。

2課程設計的題目

本課程的課程設計安排在大四第七學期,完成《制藥設備與車間設計》的理論課教學后進行,由于前置課程《中藥藥劑學》、《制藥工藝學》、《化工原理》等相關專業課已經學習,學生對制藥的整個工藝過程及相關設備已經有了一定的理解。固體劑型是最常見的一種藥物劑型,在藥物制劑中約占70%,有散劑、顆粒劑、片劑、膠囊劑、滴丸劑、膜劑等多種劑型。在車間設計類型中,我們選擇了最常見的固體制劑車間設計[6-8],藥物劑型選擇了應用較廣泛的三種類型片劑、膠囊劑、顆粒劑。主藥藥物名稱則每年結合學生在第六學期開設的《中藥藥劑學》的綜合性實驗的內容,在綜合性實驗中,學生根據實驗的要求自主開展藥物的選擇、劑型的確定,查閱文獻來確定藥物的處方、制備的方法。課程設計就以此為依據,讓學生們更好地理解如何將實驗室的小試實驗轉換成工業化生產,確定生產工藝流程,進行固體制劑車間的設計,并將設計成果以圖紙和設計說明書的形式表現出來.

篇2

【關鍵詞】 測試技術 教學改革 應用型人才

Teaching Reform on《Test Technology and Data Processing》

――Taking Application-Oriented Talents in Mechanical Professional as an Example

Abstract:The paper analysis of the problems in the teaching of《Test Technology and Data Processing》,The objectives and measures of curriculum reform are given in order to better apply to the demand of application-oriented talents in mechanical professional.Explorations and practice are conducted by theoretical class hours,teaching method,Practice Teaching and assessment method.

Key words:Test technology;Transformation of education;Application-oriented talents

一、引言

《測試技術與數據處理》課程是學院機械自動化的一門專業核心課,原來的教學以理論為重,驗證性實驗輔助,且實驗學時較少,主要以板書形式進行,拘泥于提問等簡單的手段,走不出教室。為了更好地適用于機械自動化專業應用型人才培養的需求,進行全方位的課程建設和改革勢在必行。改革不僅要體現在教學環節和教學方法上,教學理念和教學態度上也需要不斷的革新,同時也要求在實驗手段、師資隊伍上得到進一步提高。

二、改革目標

教學內容上,將課程內容中理論性較強的部分簡單講述,只要求學生熟悉應用方法,不要求掌握推導過程;對工程應用中常用的測試手段,增加相應的理論學時和實驗環節,使學生能夠真正學以致用,學到更系統、更全面的專業知識。

教學方法上,一方面,由“教師授課、課堂教學、書本知識為主,學生接受為輔”向“以學生為主體,以教師為主導”轉變,既發揮教師主導作用又能充分體現學生認知主體作用;另一方面,由原來的純理論教學轉變為理論+實踐的教學方式,且加大實踐教學在課程設置中的比重,以符合培養應用性人才的辦學方針。

考核方式上,由原來單純的卷面考試的考核改為卷面考試和實際動手能力相結合的考核方式。成績評定由原來的卷面成績70%+平時成績30%,改為課程設計50%+實驗成績30%+平時成績20%。

三、改革措施

為了使學生能夠在這門課程中學習到更多有用的知識,有效提高教學效率,圍繞教學內容、實踐環節和考核方式改革,我們進行了如下的教學改革。

3.1理論教學內容的改革

修訂更加符合應用型人才培養目標的教學大綱,在各章節的課程分配上,應更注重實際工程應用的舉例和工程實踐中最常用的位移、振動、應變、扭矩、流體等的講解和舉例。目前,該門課程的理論課學時中信號及其描述、信號的調理、信號的處理等內容占了近20%。結合學生專業特點,為多講解一些更加實用的課程內容,計劃分別壓縮這幾章的學時數,尤其是信號描述這一章,只需簡單概略的介紹而不需花很多課時去給大家講解。節省出來的課時,可以適當的增加在在工程實際中比較常用的傳感器以及課程實踐環節,使學生能夠真正的學以致用。

3.2加強實踐環節,調動學生學習積極性

學院在檢測實驗室安裝了虛擬儀器軟件,學生在做實驗的同時能夠查看各種敏感元件的工作原理演示,物操作前可以先做仿真實驗,使學生全面體驗各種傳感器的性能測試,增強感性認識。在完成驗證性實驗的基礎上,增加設計性實驗以及綜合性實驗;測試技術課程設計與機械CAD/CAM課程設計相結合完成,在鞏固本課程的基礎上體現課程之間的關聯性及應用型人才培養方案中課程體系的科學性。

3.3教學方法的改革

根據優化后的教學內容制作多媒體課件。多媒體+板書項結合的方式可以很好彌補板書的缺陷,敏感元件部分可以采用動畫演示的方式,從而提高學生的學習興趣。

采用啟發式、討論式的教學方法,結合實例提出問題,引發學生思考,從分析問題、解決問題的角度闡述理論,鼓勵學生對問題和現象進行思考、討論,提高學生的課堂參與度,調動學生學習的積極性。真正把“以教為主”的課堂轉變為“以學為主”的課堂。

3.4考核方式改革

該門課程通常的考核方式是以期末考試成績為主(約占70%)平時成績為輔(30%)。而期末考試均采用閉卷考試形式。鑒于本課程的內容涉及面廣,涵蓋了數字信號處理、傳感器技術、檢測技術、機械工程領域常見物理量的測量等多領域知識,主要是為后期做工程打好基礎,不需要死記硬背,重要的是理解理論和培養學生分析問題和解決問題的能力。所以考核從三個方面做了改革。

一是加強平時成績的記錄與管理。不但要將學生的請假、曠課、作業等作為平時成績的部分,更應將課堂上的注意程度、與老師的互動和交流過程、回答問題的積極程度等作為平時成績的一部分。以此來活躍課堂氣氛,提高課堂效率。

二是將實驗操作計入考核。將大綱中要求的4個實驗,以分組形式進行考核,同學之間根據任務模塊互相分配任務,相互合作,共同完成任務要求。考核結果以組為單位評定,同組同學考核分數相同。

三是用課程設計考核代替試卷形式考核。課程設計考核學生對本門課程知識綜合運用的能力,每人一題。主要考核內容包括學生根據任務要求,借助參考文獻提取有用信息,完成相應功能的設計的能力。

四、改革成效及存在問題

改革實施后,學生首次對本課程的教學評價分數達到95%以上,普遍反映自身的主觀能動性得到了發揮。學生課堂外積極查閱課程相關新觀點、新見解以及國內外學術動態,利用互聯網獲取新知識,對知識的掌握更加寬泛和牢固,分析問題和解決問題的能力也有了相應的提高。引導學生進行自主的研究型學習,形成良好的教風和學風使學生的知識、能力和素質得到全面協調地發展。

改革中也存在一定的問題:1.實驗教學中發現學生對前期所學的先修課程的內容仍然不夠熟悉,實驗中遇到問題時,自己分析問題解決問題能力欠缺。2.課程設計部分學生并沒有按照要求寫,因為涉及到單片機的相關知識,導致部分學生寫成了單片機課程設計,雖然完成了設計,但與考核的本意出了偏差,在后期的工作中需要進一步加大對考核的改革。

參 考 文 獻

[1]蔣永華,李榮強,焦衛東,張忠華,溫建明.“機械工程測試技術基礎”課程教學改革探討[J].教育教學論壇,2016(38):84-85.

[2]龍慧,胡松喜.《機械工程測試技術基礎》本科課程教學方法探討[J].裝備制造技術,2016(5):255-257.

[3] 王欣威,慕麗.基于CDIO的機械工程測試技術基礎課程創新實訓平臺設計與實現[J]. 裝備制造技術,2015(1):213-215.

篇3

關鍵詞:課程設計;教學改革;CAD/CAE技術

作者簡介:張中利(1969-),男,山東兗州人,河南科技大學車輛與動力工程學院,講師;黨玉功(1979-),男,河南開封人,河南科技大學車輛與動力工程學院,講師。(河南 洛陽 471003)

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)04-0084-02

機械設計課程設計是機械類專業課程教學重要的綜合性和實踐性教學環節,可培養學生正確的設計思想和分析、解決工程實際問題的能力,特別是總體設計和零部件設計的能力,是對學生的機械設計能力和創新能力的一次全面訓練,對后續專業課程的學習、畢業設計乃至以后的工作都起著重要作用。

由于齒輪減速器基本涵蓋了機械設計課程的大部分內容,有其綜合性、合理性和適用性,因而很多學校都采用了帶式或鏈式輸送機方案,對其傳動主體減速器進行構思和設計。而長期一成不變的設計方法和模式,給課程設計的教學也帶來一定的弊端,如固定的題目和模式模仿性較強,限制了學生的主動思維和創新能力,設計的零件其結構工藝性與實際有一定的脫節等。對此不少教師提出和探討了很多教學改革的辦法,如變換課程設計新題目、增強學生實踐能力、增強創新性鍛煉、進行樣機制作等。

而如今,計算機技術的迅速發展和軟硬件支撐技術不斷提高,使產品設計手段和方法在發生著顯著的變化。計算機技術與數值計算技術、機械設計相互結合與滲透,產生了計算機輔助設計、計算機輔助工程等應用性很強的技術,即CAD/CAE技術,其在工程實際中的應用和作用日益顯著。為使學生較好地適應和服務于社會,讓其掌握一定的CAD/CAE技術是必要的,因而在機械設計課程設計中,為實現提高學生機械設計能力、增強創新性的目的,仍以減速器為設計對象,結合CAD/CAE技術,對機械設計課程設計的教學進行以下有益改革與探索。

一、建立機械系統整體概念,培養學生獨立思考能力

一個完整的機械系統通常由原動機、傳動裝置、執行工作機三大部分組成,另外再輔以控制裝置、操縱裝置等輔助裝置。通過課程教學和課程設計,要使學生設計出優良的簡單機械,具有完整的機械系統整體概念是非常重要的。前期的機械原理課程設計偏重于機械方案和機構設計,而機械設計課程設計偏重于機械零件和結構設計,沒能使一個完整的機械系統結合在一起。在機械設計課程設計布置中,通常的做法是傳動方案已經擬定,并提供一定的工作參數和工作條件,讓學生按照一定的思路和模式去設計計算,然后畫出裝配圖和零件圖,寫出設計計算說明書。這種做法不利于培養學生獨立思考和解決實際工程問題的能力,不利于形成和建立機械系統整體概念。[1]

有鑒于此,在布置課程設計題目時,可以是一個輸送機械或提升機械,列出已知條件和工作條件,提供一定的參考資料和指導,讓學生獨自設計和擬定出系統布置與傳動方案。由于系統布置和傳動方案不復雜,要求不高,學生完全有能力解決,這樣可使學生對機械系統有整體認識,培養學生獨立思考和獨立解決實際問題的能力。

二、提前布置,將課程設計穿插于課程教學中,增強學習和設計效果

通常課程設計的安排都是放在理論課程結束后進行,要求在3周的時間內設計繪制1個二級減速器,任務包括一張零號裝配圖、兩張零件圖和一份設計說明書,任務看似不多,但對初次進行機械設計的學生來說還是有一定難度和工作量的。這樣做的結果是在較短時間內,學生全力以赴,靠加班加點甚至通宵達旦來做,很多問題來不及思考就在固定的思路和忙碌中匆匆完成了設計任務,學生的創新思維不能得到發揮,更不用說創造性設計。

針對這種情況,也為了采用CAD/CAE技術實現設計,前期的準備工作和充裕的準備時間是必不可少的。因而可在學期前就將課程設計任務布置下去,讓學生明曉設計任務內容和設計目的,利用課余時間查閱相關資料,學習需要使用的CAD/CAE軟件;同時在課程教學中,隨時將與課程設計相關的內容強調告知給學生,使學生對教學內容引起足夠的重視,及時消化吸收,并將學習內容應用到課程設計中,提前完成相應部分的課程設計計算。這樣安排的好處是學生有足夠時間去準備和理解,提高了學習積極性,較好掌握了課程教學內容,減少了設計緊迫性,增強設計和學習效果,也解決了學生因進行系統方案布置設計與擬定而時間不夠用的矛盾。

三、合理分配設計任務,合作進行,充分發揮自身能力

學生知識水平、學習能力、思維能力、創新能力存在差別,在課程設計中所體現的理解接受能力和設計能力也不同。根據學生層次和能力不同,分配設計任務的內容和難度也相應作出區別。對中下等水平的學生按正常課程設計任務要求,要進行各傳動裝置的理論設計和計算,采用二維CAD軟件繪制裝配圖和零件圖;對中上等水平的學生要求參與系統方案布置設計和擬定,要求采用三維CAD 軟件繪制零件圖和裝配圖;對上等水平的學生,其學習能力和創新能力較強,要求其參與系統方案布置設計和擬定,采用CAE軟件對傳動系統進行動力學模擬分析,對重要零件進行剛強度有限元計算分析。布置任務的同時對學生進行分組,在每一組中都有上、中、下水平不同的學生,共同參與進行題目方案布置設計和擬定,根據分配任務的不同,相互合作,共同完成設計任務。這樣,每位學生都有其需要完成的設計任務,各司其職,能充分發揮自身能力,調動學習和設計積極性,且在一起合作進行,相互討論,相互學習,有利于培養學生的團隊意識和團隊合作精神,有助于提高學生的學習能力和知識水平。[2]

四、基于CAD/CAE技術設計分析,提高能力與興趣

CAD/CAE即計算機輔助設計和計算機輔助工程,包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、虛擬樣機仿真模擬、有限元分析及優化設計等內容,是隨著計算機技術的快速發展和系統軟硬件水平的極大提高而出現的現代設計手段和方法,已廣泛應用在社會各行業的產品設計與計算分析中,且在發揮著越來越大的作用。[3]

在機械行業的各企業,已廣泛采用了CAD二維繪圖設計技術,傳統的手工繪圖方法已被淘汰,機械專業的學生熟練使用CAD二維繪圖的能力已成為就業時必備的基本技能之一,因而在課程設計中培養和鍛煉學生使用二維CAD軟件進行設計繪圖是非常必要和有用的。三維CAD造型設計在企業復雜產品設計中發揮著重要作用,進行產品外觀設計、復雜曲面設計、裝配干涉檢查、CAE計算建模等都是二維CAD繪圖很難做到的,因而學生具有三維CAD設計造型能力可為以后工作打下良好基礎,會更加受到用人單位的歡迎和青睞,在工作中能發揮更大的作用。在課程設計中,一些重要零件如齒輪、軸、軸承等的強度和壽命都是采用理論公式進行設計計算的,計算時載荷、模型等是經過簡化處理的,且計算常按最大值進行,這樣會造成計算點單一、結果片面且不精確,對于減速器殼體這樣復雜的零件,采用理論公式進行強度計算就不好進行。針對這種情況,如采用CAE技術就能很好解決。利用CAE技術進行傳動系統的運動學和動力學分析,可獲得傳動零件的運動參數和受力值,進行有限元建模分析計算,可獲得各零件任意部位的應力狀況和變形,準確掌握零件的強度和剛度情況,從而解決很多實際工程需要解決而理論分析計算無法解決的問題。

具體到課程設計中,在學期前進行任務布置,在學期間讓學生進行相應應用軟件的學習與資料查找。需要進行二維CAD繪圖設計的學生,要掌握學習好一門二維CAD繪圖軟件,以便在學期末課程設計時能熟練使用,常用的二維CAD軟件有AUTOCAD和CAXA等;需要進行三維CAD繪圖設計的學生,要在老師指導下掌握學習好一門三維CAD設計軟件,常用的三維CAD造型軟件有SolidWorks、Proe、UG等;需要進行CAE分析的學生,要在老師指導下掌握學習好一門CAE軟件,在CAE輔助分析技術中,進行虛擬樣機和動力學分析計算的常用軟件是ADAMS,進行有限元分析計算的常用軟件有ANSYS、ABAQUS、NASTRAN等。這樣在每一組學生的課程設計中,他們共同進行系統方案布置設計與擬定,共同進行前期的理論計算,共同進行減速器的結構確定與設計,然后有學生采用二維CAD軟件進行裝配圖和零件圖設計,有學生進行各零件和裝配圖的三維造型設計繪制,有學生在三維裝配圖的基礎上把三維裝配圖導入到動力學軟件中進行虛擬樣機運轉和動力學計算分析,有學生在零件三維造型的基礎上把重要零件如齒輪、軸等的三維模型導入到有限元軟件中,通過加載、施加約束、劃分網格來建立有限元模型,進行應力和位移等結果的有限元計算分析,并可將計算結果與理論計算結果對比驗證,從而準確掌握零件的強度和剛度情況。因而,基于CAD/CAE技術進行課程設計,學生有很高的興趣和積極性,通過學生的通力合作,可極大提高課程設計的水平和效果,較好地鍛煉和提高學生的CAD/CAE設計能力,為后期畢業設計和以后參加工作打下堅實良好的基礎。

五、結束語

CAD/CAE技術在現代產品設計中發揮著重大作用,嘗試把CAD/CAE技術引入到機械設計課程設計中來,通過提前布置、合理分配設計任務,并實現學生建立機械系統整體概念的目的,使機械設計課程設計達到良好效果,提高課程設計的水平,提高學生的CAD/CAE設計能力,實現課程教學和課程設計教學的最終目的。

參考文獻:

[1]劉大海.在機械設計課程設計中加強學生實踐能力的培養[J].遼寧學院學報,2007,(1):147-148.

篇4

關鍵詞:計算機網絡;課程設計;項目驅動;自發答辯

計算機網絡課程設計作為網絡工程專業必修的綜合實踐課程,將計算機網絡原理中眾多分散、規模小且針對性強的知識點進行綜合,指導學生從全局上把握網絡系統結構、提高網絡應用能力。目前,計算機網絡原理類課程理論與實驗的教學改革進行得非常深入,而課程設計的教學研究卻少有涉及。作為網絡工程專業校內實驗實訓的必修課程,能否將眾多的網絡原理與協議融入,設計出符合實際應用且便于實驗室開展的課程設計題目;能否通過實施合理有效的教學,使學生較全面地掌握網絡實現與構建的基礎,繼而找到興趣點及鉆研方向,都直接影響著學生對網絡的理解深度與實踐能力水平。

1.目前課程設計教學中的問題

計算機網絡原理涉及計算機與通信學科基礎,知識點多、更新快,在課程設計教學內容的安排上沒有相對固定的模式。目前,計算機網絡課程設計主要采用3種教學內容:①網絡組建與設備配置,包括局域網組網技術與主流網絡設備的配置。如果教學不重視原理,很容易使學生陷入對操作命令的記憶,知其然而不知其所以然。②網絡服務配置與管理,包括網絡設備或主流網絡操作系統上網絡服務的實現與維護,教學內容側重于應用層實現。若學時充裕,也有與①結合的教學內容安排。③網絡編程。大多基于Socket編程,從對基礎的網絡協議的實現與應用的編程中理解協議設計思想,掌握處理通信的基本方法。第③種教學內容的安排較第①種和第②種對協議的解析更深入。網絡工程專業培養方案中一般將網絡編程作為一門專業課單獨開設,相較在課程設計內安排,學時更充裕,更有利于學生對于協議的理解、實現與應用。不管課程設計采用以上何種教學內容,都只側重某一或某些方面,沒有涉及網絡系統的整體概念。對學生而言,難以明確眾多知識點在實際應用中的設計順序、構建步驟,缺乏整體意識。

目前的教學形式仍以教師為主,設計過程與結果相對固定,利于教師把握進度,及時了解學生反饋,適時進行指導。但課程設計題目的實現步驟與結果程式化,難以激發大部分學生的探求意識。學生很容易產生依賴性和惰性,因為輕易就能獲得配置步驟或代碼,課程設計報告復制后稍作修改便算完成。相當一部分學生在模仿與抄襲中完成了設計過程,且提交了考核所要求的材料。這與教學初衷相去甚遠,難以達到課程設計預期的提高學生網絡實踐能力的目的。

按照傳統的考核方式,學生只要有不錯的考勤記錄、基本正確的設計結果、內容完整的課程設計報告,就可獲得合格的分數。考慮到目前教學內容具有較高的相似度,為了考核出學生真實的完成情況和實際水平,將考核方式在傳統方式的基礎上進行了改進,加入了答辯環節,但占用了比較多的學時。不管采用哪種考核方式,大多數學生是為了符合考核要求而被動地學習,不利于激發學生的主觀能動性,課程設計學習的效果也會打折扣。

因此,目前計算機網絡課程設計的教學在內容上有所側重但不夠綜合,學生很難有全局意識;形式上以教師為主,不利于學生對問題的主動求解;考核方式不便于掌握學生實際能力,難以激勵學生主動學習。改革這種教學模式已經勢在必行。

2.項目驅動法的引入

項目驅動教學法是一種行為引導式的教學方法,是以項目為主體、職業或行業為引導的教學方式,是一種通過組織學生參加實際項目的設計、履行和管理,在項目實施過程中完成教學任務的過程。這種教學法強調對學生綜合能力的全面培養,不僅傳授給學生理論知識和操作技能,更重要的是增強其實踐應用的能力。在課程設計教學中引人項目驅動教學法,由學生根據網絡工程項目不同階段的任務要求,利用計算機網絡原理與實驗技能分析并解決實際問題,在各階段完成后形成最終的項目解決方案。學生在項目流程的熟悉與項目需求的實現過程中加深自身對網絡系統整體結構的理解,強化自己的網絡設計、實施、管理和協議分析能力。

2.1項目型的教學內容

教學內容的安排不再局限于某一方面的能力培養,而是從企業項目中提煉所需技能要求,并將這些要求對應到計算機網絡原理類課程的理論與實驗內容。一個教學班內以5~6名學生分為一組,一組對應一個項目。根據項目各個階段所需要完成的內容,再劃分成一系列任務,分配給各個成員,工作量大的任務由兩名成員共同完成。為杜絕學生抄襲,鼓勵學生實踐多個項目,不同項目的工程實施、管理與維護、協議理解與編程這3個階段選取的實現內容也不同。單個項目階段分解見表1。

以一個具有兩個園區的生產型企業網絡項目為例說明任務的分配。需求分析階段,項目組成員根據企業實際情況與網絡需求,各自設計方案并集中討論,確定系統目標與邏輯模型。規劃與設計階段,各成員分別完成拓撲結構設計、內外網地址分配與VLAN劃分、設備選型、核心層設計、分布層設計、接人層設計。工程實施階段,每個項目對應一組機柜設備,各項目組選擇設備因需求與設計而異,項目組內每兩名成員完成一個任務。

本例任務一:完成核心層設備(2臺Cisco3560,1臺Cisco 2811)配置,主要包括MSTP備份與負載均衡、鏈路聚合、路由策略、SVI實現VLAN問路由、出口路由NAPT、Internet接入、園區間幀中繼連接(2臺Ciseo 2811);任務二:完成分布層設備(2臺Cisco 3560)配置,主要包括MSTP二層環路及鏈路備份、SVI實現VLAN問路由、ACL拒絕部分WWW服務、DHCP服務;任務三:完成接入層設備(2臺Cisco 2950)配置,主要包括VLAN配置、端口安全、無線網絡部署。管理與維護階段,每兩名成員完成一項網絡服務的部署、參與實施過程中的階段性測試及實施完成后的整體測試。最后,學生在自己構建的網絡上完成協議理解與編程階段。每名成員利用Sniffer、WireShark等抓包軟件對構建的網絡服務的客戶端與服務器之間的數據進行逐層分析,進一步理解協議。在分析數據包的基礎上,完成其中一項協議編程題:Ethernet幀封裝、Ethemet幀發送、ARP數據包發送、IP數據包解析、TCP數據包發送、發現活動主機等。

2.2以學生為主體的教學形式

教學內容以項目為單位,為每一項目組提供項目指導書,對項目背景、5個階段的內容及解決途徑進行說明。學生根據提示的解決途徑,尋找解決方法,并通過實施進行驗證。任務中要求的知識絕大部分在網絡原理類課程中講授或實驗過,確保了學生完成的可行性。部分內容沒有講解過,需要學生進行再學習,如前例中工程實施階段的MSTP、NAPT,協議理解與編程階段的發現活動主機編程題。學生可以通過接受教師指導、查找資料、理清解決方法與步驟、測試與實踐來完成這部分內容,鍛煉自主學習與解決問題的能力。

這種教學形式以學生為主體,學生的設計決定了項目實現的結果。為了保證學生解決方法的正確,教師需要對企業實際項目的內容進行取舍,對每一階段的任務精心設計,確保每位成員分工明確、工作量充足。不同項目的階段任務也盡可能設計為不同,以避免學生產生依賴,促使其獨立完成任務與課程設計報告。在教學過程中,以學生的解決思路為主,教師對學生提出的解決方法進行指導,確保思路正確,但不輔導具體實現。學生的解決方法可能多樣,設計結果不一定是最理想的,但一定要求是完整、正確的。考核時,教師對每組學生完成的情況進行說明,肯定合理部分、說明須改進的內容、提出較理想的實現方法,進一步完善學生的網絡知識體系結構。

2.3注重過程,鼓勵自發答辯的考核方式

考核方式不再沿用側重結果的傳統方式,因為過程和結果一樣重要。項目組的每位成員在每個階段完成時都需要提交階段實現文檔,教師根據完成的階段結果與文檔打分。這樣在設計項目時就已經控制了每位成員完成任務的不同,教師無需過多考慮學生文檔是否拷貝,而可以將精力放在檢查結果與評閱文檔內容上。整個項目完成后需要提交項目組報告,這需要學生將組內所有成員各階段完成的文檔進行整合。項目報告是團隊合作結果的體現,按小組打分。不再采用所有學生答辯或按項目組答辯的方式,取代以“自發答辯”形式,以鼓勵對課程設計理解深刻、愛鉆研、善于實現或有創新的學生。由成員個人或項目組提出申請,以個人為單位參加答辯并打分,不參加答辯的學生此部分無分。最終的成績由5個階段(占70%)、報告(占20%)、答辯(占10%)共同構成。

2.4教學效果

將此教學模式實施在網絡工程專業的計算機網絡課程設計教學中,從實施效果來看,要好于傳統模式,主要體現在:①學生建立了整體意識,了解到原理類課程中的理論與實驗在實際項目中該應用到何處,并通過自己的實現,掌握了應用方法,完善了知識結構。②教師不固定步驟,學生的設計與實現推動著項目的前行,形式相對自由。學生需要復習原理知識點、查找資料、提出解決方法并驗證方法的有效性,最后得出正確的結論與實現的項目。在設計過程中,提高了分析與解決問題的能力。③鍛煉了學生的團隊意識。項目組每名成員需要相互配合,完成各階段內容,前一階段的結果決定了后一階段的基礎。設計過程中,學生的討論氛圍濃厚,各項目組間也有相互借鑒。④注重過程的考核方式使學生更加重視各階段任務的實現,提高了實踐能力,符合了課程設計的教學初衷。⑤“自發答辯”考核方式的加入作為常規考核方式的改進,促進了部分有興趣、能力強的學生的學習動力,在項目實現過程中增強了自我肯定。在答辯環節,提高了語言組織與表達能力。

在實施過程中也發現存在一些問題。首先,單個項目不可能覆蓋絕大部分原理知識點。所以在設計項目時,各個項目所涉及的知識點要盡可能不重合,并鼓勵學生思考或設計同一項目中其他學生完成的部分或其他項目。其次,這種教學模式對教師的技術能力有要求,對解決方案要思路清晰,才能及時解惑,使學生學有所得。因此教師須注重積累,不斷提高自身的專業能力。

篇5

關鍵詞:生物醫學工程;電子電路;課程設計;教學改革

作者簡介:謝勤嵐(1968-),男,湖北武漢人,中南民族大學生物醫學工程學院,教授;曹匯敏(1972-),男,湖北鄂州人,中南民族大學生物醫學工程學院,副教授。(湖北 武漢 430074)

基金項目:本文系湖北省教學研究項目(項目編號:JYS11003)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0094-02

生物醫學工程是利用生命科學、電子信息科學、材料科學及機電控制技術的原理和方法,對與疾病的預防、診斷、治療、康復以及相關產業等方面有關的問題進行應用基礎理論和方法的研究,并進行產品開發與應用的一門工程技術學科。[1-3]在該學科的人才培養中,實踐教學有著重要的地位,是培養創新型人才的關鍵環節。電子電路在生物醫學工程研究和醫療儀器開發中有著重要作用,任何一臺現代醫學儀器或設備中都需要電子電路完成信息檢測與處理、系統控制等核心功能。[2-4]

“電子技術基礎”包括模擬電子技術和數字電子技術兩門主要課程,是理工科相關專業的技術基礎課程,也是生物醫學工程專業的重要專業基礎課和技術基礎課。生物醫學工程專業開設“電子電路課程設計”課程,對提高學生的電路設計能力、硬件制作能力和系統調試能力,以及培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力具有非常重要的意義。如何利用科學的選題在較短的時間內訓練和提高學生的這些能力,并有意識地培養學生的創新意識和科研能力,是該課程在教學過程中重要的教學研究課題。[4-6]

一、生物醫學工程專業“電子電路課程設計”教學中存在的問題

由于生物醫學工程專業的特殊性,目前在生物醫學工程專業的“電子電路課程設計”教學過程中,普遍存在以下幾個問題:

1.課程設計的選題沒有考慮專業特點,實施的目的性不強,與專業的整體發展建設結合較差,達不到課程設計要求

一個突出的問題是,課程設計的選題大部分是沿用電子信息類專業的傳統選題,如多級低頻阻容耦合放大器、功率放大器、語音放大器、函數發生器、交直流放大器、數字電子鐘、定時器、智力競賽搶答器、簡易數字電容測試儀等選題,這些題目與生物醫學工程專業的聯系較少。這樣既不能體現專業特點,也不能提高學生的興趣,從而使得學生對所學理論知識不能很好地運用于實際,造成與實踐的脫節。

2.課程設計內容不完善,所設計的內容不能充分體現課程設計的目標

“電子技術課程設計”課程應該是由許多關鍵環節構成的一個整體,從多個方面訓練和提高學生的能力和素質。但原有的教學過程中,往往會忽略其中的一些重要環節。這些問題表現在:只要求學生完成電路制作,對于任務分析、方案選擇、分析計算要求較少,把課程設計簡化成操作實訓;不重視測試和數據分析,不能充分鍛煉學生分析問題和解決問題的能力;不注重使用設計軟件和選擇流行器件,只使用過時的器件,甚至老舊的分立元件,制作的電路達不到任務要求。這些對于提高課程設計的效果都有不利的影響,導致學生實際動手能力練習不夠、電路設計能力偏低、綜合調試能力不高。

3.評價方法和標準簡單,隨意性大

教學過程中沒有嚴格的評價標準,課程成績評定基本上流于形式,從而造成課程設計質量下降。

在這種情況下,培養出來的學生普遍存在電路設計能力和系統調試能力不足,發現問題、分析問題、解決問題的能力偏低,這樣培養出來的學生難以在工程設計領域中發揮獨當一面的作用,不能快速適應社會要求。

二、“電子電路課程設計”的改革思路和實踐

幾年來,在“電子電路課程設計”教學過程中進行了幾點改革嘗試,取得了較好的教學效果。

1.明確專業培養目標,構建課程設計選題庫

“電子電路課程設計”是電子信息類專業的傳統課程,有大量的課程設計選題,但這些選題中,大部分與生物醫學工程專業和生物醫學電子技術課程的教學內容和要求有較大的區別。為此,學院組織教師從眾多的課程設計選題中,選出若干與專業相關的訓練內容,進行加工改造,并對每一個設計選題提出具體的訓練要求和目標,構成課程設計選題庫。題庫中題目所涉及到的課程內容和設計內容的統計分析見表1。從表中可以看出,與生物醫學工程專業的教學內容密切相關的選題占總選題的72%,這樣就形成了有專業特色的電子電路課程設計內容和要求。

另外還結合專業的特色,對與醫療儀器密切相關的設計,如測量心電、腦電、心音、血氧飽和度、脈搏波等信號的電子系統的采集電路部分,要求學生做成完整的模塊,作為以后系統課程設計的子模塊。

2.以學生為主體,改革傳統課程設計指導方式

改變過去教師全程指導,有問必答,甚至直接給出參考電路的指導方式。教師在給出選題和要求后,將學生分成若干小組,每個小組在選題范圍內選定設計題目。學生自己查閱資料,提出方案,獨立設計,最終完成設計并進行完整的調試和測試。在整個課程設計過程中,教師每周留出固定或靈活的課堂答疑時間,回答學生提出的問題或啟發學生提出問題,直至課程設計結束。

3.充分發揮學生潛能,加深加寬課程設計的訓練內容并提高要求

在課程設計過程中,教師提出設計的目的和要求后,實驗室只負責提供材料及儀器,其他工作全部由學生自己完成。為了更多地訓練學生的綜合素質,學生需要獨立完成實踐步驟確定、任務分析、方案選擇、電路設計、元件選擇、電路布線、印刷板設計及制造、元件測試、電路焊接、系統調試、測試方案設計、電路測試等訓練步驟,并將這些步驟作為課程考核的訓練點(見表2)。通過這種完整的訓練過程,學生不僅能夠初步掌握電子產品的設計開發流程,還能較好地鍛煉自己的專業素養。

4.重視現代電子技術的發展和應用,鼓勵學生掌握和使用工具軟件和最新芯片

做到軟件和硬件結合,學生除了完成電路設計以及硬件的焊接、安裝、調試外,還需要至少掌握一種印刷電路板設計軟件和一種電路仿真軟件,有條件的學生還應掌握一種數字電路設計軟件(如EDA軟件)。學生既要熟練掌握電阻、電容、電感、二極管、三極管等分立元件的選擇和使用外,還應盡量掌握和使用最新的集成芯片,以進一步訓練工程設計能力。這樣,電子電路課程設計可以達到更好的教學效果。

5.培養學生興趣,將課程設計與創新課題訓練相結合

鼓勵教師將本科創新課題、教師科研課題等進行簡化、分割,形成適合課程設計的課題,供學生選擇。鼓勵學生進行電子產品整機設計、開發、組裝、調試,并且組織學生共同交流,互相學習,不斷提高。

三、結束語

“電子技術”課程的理論性和實踐性都很強,而“電子電路課程設計”作為教學過程中的重要一環,體現出了越來越重要的作用。對該課程進行的一系列教學改革實踐,取得了良好的效果。按照改革后的教學模式,“電子電路課程設計”不斷能夠鞏固課堂上所學的理論知識,加深學生對課堂抽象概念的理解,提高了學生的設計能力和創新能力,還能使學生對生物醫學工程專業的認識更加明確具體,這些都有利于培養出理論基礎扎實、實際工作能力強的高素質生物醫學工程專業人才。

參考文獻:

[1]John D.Enderle.生物醫學工程學概論[M].封洲燕,譯.北京:機械工業出版社,2010.

[2]李剛,張旭.生物醫學電子學[M].北京:電子工業出版社,2008.

[3]余學飛.現代醫學電子儀器原理與設計[M].第二版.華南理工大學出版社,2007.

[4]劉劍,楊立才,劉常春.“生物醫學傳感器與測量”課程教學改革探索[J].電氣電子教學學報,2011,(1):15-17.

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【關鍵詞】機械設計 課程設計 減速器

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)04-0193-02

1.前言

物流工程專業在進行機械設計課程設計時該專業學生與機械專業學生的要求應該有很大不同。首先,機械專業在進行機械設計課程設計時,先修課程較多,包括機械制圖、工程力學、材料與熱處理、機械加工工藝、公差與測量、電工電子技術等;而物流工程專業的先修課程較少,僅有機械制圖、工程力學和電工電子技術等。其次,機械專業先修課程大都是多學時,學習比較深入;而物流工程專業先修課程大都是少學時,學生對相關知識有所了解但并不深入。第三,機械專業機械設計課程設計的時間一般安排2周甚至3周,在設計期間停止其它所有課程專心進行課程設計;而物流工程專業課程設計時間相對較少,20學時左右,在這么短的時間內要完成與機械專業同樣的設計內容是有很大困難的。因此,根據學生的學習情況和現有的知識水平有必要對機械設計課程設計進行教學改革。

2.教學改革的目標

教學改革的目的是讓學生了解機械設計的過程,包括總體方案設計、普通V帶傳動設計、齒輪傳動設計、軸的設計與校核、軸承選擇與校核、鍵連接設計、聯軸器的選擇等。同時,還要讓學生學會草圖繪制、總裝圖繪制、零件圖繪制等。

3.教學要求

與機械專業相比物流工程專業對機械設計課程設計要求略低。例如,機械專業一般要求設計二級減速器,而物流工程專業一般要求設計一級減速器;機械專業一般要求齒輪嚙合為斜齒圓柱齒輪,而物流工程專業一般要求齒輪嚙合為直齒圓柱齒輪;機械專業一般要求減速器為整套圖紙,而物流工程專業一般要求部分圖紙即可。

4.教學改革內容

4.1課程設計題目與任務的設計

課程設計題目和任務要明確兩點,一方面,指明機械設計課程設計為一級圓柱齒輪減速器;另一方面,指明完成設計的資料文件有哪些。

課程設計題目。設計一個用于帶式運輸機上的一級圓柱齒輪減速器。運輸機連續工作,單項運轉,載荷變化不大,空載啟動。減速器小批量生產,使用期限10年,兩班制。原始數據如表1所示。

表1 帶式運輸機原始數據

課程設計任務:(1)編制課程設計計算說明書1份;(2)繪制裝配圖和零件圖共5張。其中繪制減速器裝配圖1張;繪制零件圖4張,分別為減速器箱座、減速器輸出軸、輸出軸上齒輪、輸出軸輸出端端蓋。

4.2傳動方案設計

動力最終來源電動機,電動機把動力傳遞到帶式運輸機中間經過怎樣的過程。經過比較電動機把動力傳動到帶傳動,再從帶傳動傳遞到一級減速器,從一級減速器傳遞到帶式運輸機,這個方案較為合理。把帶傳動安排到電動機和減速器之間起到較好的緩沖和減震作用,保護電動機。

4.3計算內容的設計

4.3.1電動機選擇

首先,計算帶式運輸機的功率Pw。傳動方案確定之后,帶式運輸機的功率Pw按照公式Pw=FV/1000進行計算。其次,計算總機械效率η總。電動機傳遞到帶式運輸機經過V帶傳動,機械效率為η帶;齒輪傳動,機械效率為η齒輪,齒輪傳動兩個傳動軸兩端各有一個軸承,機械效率為η軸承;帶式運輸機滾筒機械效率為η滾筒;減速器與帶式運輸機之間通過聯軸器聯結,聯軸器機械效率為η聯軸器。總機械效率η總為η總=η帶η齒輪η聯軸器η滾筒η2軸承。

最后,確定所需電動機功率Pd。所需電動機功率Pd為Pd=Pw/η總,根據Pd查機械零件設計手冊,電動機的功率應大于等于所需電動機功率Pd。對于轉速為3000r/min的電動機,因為轉速較高傳動比大,減速的裝置尺寸大成本增加,一般不選擇轉速太高電動機。對于轉速為750r/min的電動機,因為尺寸大價格高,一般也不選擇轉速太小電動機。最常使用的是1500r/min和1000r/min的電動機。綜上所述,根據所需電動機功率和轉速選擇需要的電動機。

4.3.2傳動比分配

根據前一個步驟電動機選定之后,電動機滿載轉速可查表得n滿。帶式運輸機即工作機的轉速通過公式n=60×l000v/(лD)來求得。則總傳動比i總為i總=n滿/n。電動機與帶式運輸機減速裝置有V帶傳動和齒輪傳動,則i總=i帶?i齒輪。總傳動比分配時注意三點,首先,V帶傳動和齒輪傳動裝置不發生干涉現象;其次,V帶傳動和齒輪傳動裝置尺寸盡可能小;第三,i帶和i齒輪傳動比不大于4。

4.3.3動力運動參數計算

在選定電動機和傳動比分配之后,可以計算出減速器兩個傳動軸三個重要的動力運動參數轉速n、功率P和轉矩T。

4.3.4帶轉動設計計算

課程設計主要從事一級減速器設計,帶傳動設計主要計算幾個重要參數。

確定計算功率Pc。根據設計題目要求,查設計手冊,可得帶傳動工作情況系數KA。計算功率Pc為Pc=KA?Po

選擇V帶型號、確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據計算功率Pc和電動機轉速n滿查普通V帶的型號選擇圖表,選擇相應V帶。再根據圖表顯示確定小帶輪的直徑dd1,同時大于所選V帶的最小直徑且在標準系列直徑里面的數值選取。大帶輪直徑dd2通過公式dd2=i帶dd1來計算。

驗算帶速v。帶速不能超過25m/s,通過公式v=■來進行驗算。

確定中心距a和帶的基準長度Ld。通過公式■■來初選a0,再根據公式初算帶長度Ld0,公式為■。根據計算結果查普通V帶長度尺寸系列得基準長度尺寸Ld。選擇基準長度Ld后,計算實際中心距a,公式■。

驗算小帶輪包角?琢1。根據帶傳動的傳動要求,小帶輪包角應大于等于120°,小帶輪包角公式為 。

確定帶的根數Z。查單根V帶的基本額定功率得P0,查單根V帶的基本額定功率的增量得P0;根據小帶輪包角α1,查得包角系數Kα;根據V帶的基準長度Ld,查普通V帶的基準長度尺寸系列與長度系數,得長度系數KL。把結果帶入公式得確定V帶的根數,公式■。

確定初拉力F0。根據公式F0=■確定初拉力F0,作用于帶輪軸上的載荷FQ,公式■。

4.3.5齒輪的設計計算

(1)齒輪材料和熱處理的選擇。齒輪選用45號鋼,小齒輪采用調質處理,大齒輪正火處理,大小齒輪硬度不同。通過相關公式可得到齒面接觸疲勞強度[σH]和彎曲疲勞強度[σF]。

(2)按照接觸強度初步設計齒輪主要尺寸。齒輪傳動采用閉式齒輪傳動,小齒輪齒數可在20-40之間選取。減速器采用單級齒輪傳動,齒輪相對于兩支承對稱布置,兩輪均為軟齒面,查表可得齒寬系數ψd。

(3)按齒面接觸疲勞強度設計。根據齒輪工作情況,查載荷系數表格,可得載荷系數K。按齒面接觸疲勞強度設計,小齒輪直徑■,再通過公式m=d1/z1確定齒輪模數m。

(4)校核彎曲疲勞強度。查齒輪的復合齒形系數,帶入公式對彎曲疲勞強度進行校核。彎曲疲勞強度公式為■。

(5)齒輪的結構設計。齒輪的基本參數如齒輪直徑、齒頂圓、齒根圓、中心距、齒寬等都可以計算出來,但齒輪輪轂尺寸、輪緣厚度、輪緣內徑、腹板厚度、腹板中心孔直徑等需要與軸配合設計。

4.3.6從動齒輪軸的設計計算

(1)軸的材料和熱處理的選擇。軸采用45#鋼調質,由機械設計手冊中的圖表查得抗拉強度σb、屈服強度σs、許用彎曲應力[σ-1]等參數。

(2)軸幾何尺寸的設計計算。按照扭轉強度初步設計軸的最小直徑按照公式■進行設計,考慮軸上鍵槽,選取直徑稍大些。根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要,同時考慮到強度的原則,從動軸均設計為階梯軸。軸的強度校核計算。根據齒輪嚙合原理,可以算出齒輪的圓周力Ft和徑向力Fr。由徑向力可以算出兩個軸承的支反力FA和FB,再通過畫圖確定兩個軸承之間的距離L。根據已知條件可以計算出最大彎矩Mmax為Mmax=FA?L/2,再通過公式■計算彎曲應力,若計算彎曲應力小于等于[σ-1]為合格。

4.3.7軸承、鍵和聯軸器的選擇

考慮軸受力主要是徑向力,故可選用深溝球軸承。軸承的選擇與軸、箱座和箱蓋配合設計。

從動軸伸出端鍵的設計與校核。根據從動軸外伸端的直徑,再根據GB/T1095-2003設計鍵的尺寸。鍵擠壓應力按照公式■,若■鍵的強度合格。同理,從動軸與齒輪聯接處進行校核。

聯軸器的選擇。由于減速器載荷平穩,速度不高,無特殊要求,考慮拆裝方便及經濟問題,選用彈性套柱銷聯軸器,采用Y型軸孔,A型鍵軸孔。

4.4設計圖紙的安排

課程設計需要同學們了解減速器的結構設計,所以必須進行減速器圖紙設計,同時考慮到同學們的設計時間較少,故選擇具有代表性的五張圖紙,裝配圖、箱座、從動軸齒輪、從動軸和從動軸輸出端軸承端蓋。

5.教學改革的實施及結果

通過物流專業同學們的設計實踐,同學們較好地完成機械設計課程設計教學任務。既了解機械設計的一般過程,又了解減速器的基本結構,取得了較好的教學設計效果。

參考文獻:

[1]榮輝,付鐵,楊夢晨,等.機械設計基礎[M].北京:北京理工大學出版社,2013

[2]陸玉,馮立艷,李建功,等.機械設計課程設計[M].北京:機械工業出版社,2015

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關鍵詞:工程認證;復雜工程問題;過程控制;考核方式

一電子類課程設計相關概述

2016年6月我國成為《華盛頓協議》正式成員,標志著我國高等工程教育進入了新階段。五邑大學順應大趨勢,加入了高等教育工程認證的行業。作為電子信息工程系的骨干教師,本人參加了五邑大學前期工程認證培養方案形成、大綱編制、專家答辯等各項工作,深知實施工程認證困難重重。根據2018年培養方案,電子信息工程系整合現有實踐教學,將原來的《模擬電子課程設計》和《數字電路課程設計》進行了課程整合,形成了《電子電路綜合設計》實踐課程[1,2]。工程認證,要求以學生為本,目標導向,持續改進,更側重于對學生能力的培養。根據《電子電路綜合設計》課程所涉及的畢業要求指標點,學生完成課程學習后需獲得以下方面的能力:(1)通過對具體功能電路的分析、設計和制作,使學生掌握電子電路系統設計的基本方法、基本手段、基本工具和基本技能,來培養學生分析和解決電子電路復雜工程問題的能力;(2)通過團隊合作,實物展示,匯報過程,撰寫報告的形式,來培養學生良好的團隊合作能力、口頭表達能力和書面表達能力。為了體現團隊合作能力和口頭表達能力,在課程形式的設置上又增加了分組和答辯等相應環節,這使得我們不得不重新設計課程設計教學模式、教學方法和考核形式。

二電子類課程設計教學現狀

以《數字電路課程設計》為例,近年來,課程設計的任務是設計彩燈控制器,在功能上可以通過控制電路實現彩燈電路不同花型的變換,指導教師給出任務要求及主要元器件清單,學生們根據要求自行設計電路并制作、調試,最后根據作品的實際效果和設計報告,指導教師給出相應的成績等級。客觀地說,本課程的實際開展效果還是不錯的,但結合工程認證的要求,當前的課程設計還存在一定程度的問題,主要體現在以下幾個方面。(1)學生的學習狀態不佳。雖然在學習綜合課程設計時,學生已經學習過《電子工藝實習》《模擬電子技術》《數字電路與邏輯設計》等相關課程,但學生掌握的僅是一些最基本的電子知識,不了解如何應用所學的理論知識;與之相關的理論可也配備有相應的實驗,但實驗多以驗證性實驗為主,沒有真正意義上設計過電子電路,缺少系統設計的概念。課程設計涉及的知識面廣且難度大,使一部分學生產生一定的厭學情緒。學生缺少學習興趣,動手實踐的意愿不強,學習狀態不佳。(2)元器件功能拓展性不足,方案設計創新性不夠。在課程設計過程中,一般老師會推薦一些元器件型號,因此大部分學生在進行元器件選型時,思路僅局限于這些指定的型號,而忽略了教師同時提出的可用類似功能器件進行設計的要求。如指導教師給出NPN三極管以驅動LED,很少有同學會想到對驅動電路進行簡單改動,用PNP三極管來驅動。另外,學生在進行實物演示時,可以看到方案設計的版本偏少,有些學生比較盲從,沒有去比較方案為何要這樣設計,不同的方案有何優劣,方案設計創新度不夠[3,4]。(3)考核形式單一。傳統的電子類課程設計類課程考核形式較為單一,只對學生的出勤、設計結果和實驗報告進行考核。這種考核方式存在的問題歸納起來有三點,一是缺少過程考核,忽視了對學生在實驗過程中的態度、積極性與創新性的考核;二是缺少差別性評價,學生在設計過程中的設計難度、溝通能力、書面表達能力、口頭表達能力等不易量化的因素也沒有納入考核范圍,同時教師無法準確評估同一小組內不同成員的貢獻率。三是評價標準不明確,教師的主觀性較大,評定的標準不能具體量化。

三電子類課程設計改革策略

電子類課程設計以學生獲得知識能力為目標,采用課堂講授、啟發式,討論式多種教學模式,將案例教學、任務驅動教學、學生實驗、答疑指導等授課方式貫穿教學的全過程。根據課程實施過程,可以將教學內容分為以下5部分,分別為:案例講解和任務布置、方案設計和評估、實物制作和性能測試、實物驗收和撰寫報告、答辯和設計報告評分。在電子類課程設計的教學實施過程中,即要體現以解決復雜工程問題為目的的各項能力的培養,又要將《工程教育專業認證標準》中給出的12條畢業要求具體對應到具體的教學環節中。基于工程認證,電子類課程設計從如下四個方面進行了改革。

(1)在課程組織形式上,采用了分組進行的方式。常用的分組方法是教師隨機分組和學生自愿分組。教師隨機分組不利于發揮每位同學的潛力,形成學習合力;學生自愿分組容易出現“學霸”受歡迎、“學渣”沒人理的情況,不利于對團結合作能力的培養。為了克服教師隨機分組和學生自愿分組所帶來的弊端,電子類課程設計采用基于課前調查的綜合型分組策略,兼顧學生意愿,教師指導的分組方法。[5]具體來說,《數字電路課程設計》直接相關的前導課程是《數字電路與邏輯設計》,通過對《數字電路與邏輯設計》課程學習成績的調查,可以判斷學生進入課程前的學習基礎;通過對《數字電路與邏輯設計實驗》成績的調查,可以從一個側面了解學生的實踐動手能力。通過調查學生的歷史學習能力,結合其自我評價及分組意愿,教師可以指導分組,通過優勢互補來提升小組的整體能力。對個人能力突出的學生,可以充當項目負責人,在課程設計過程中考察整個團隊分工是否合理,能否妥善解決沖突等;而基礎相對薄弱的學生,可以充當項目參與人,在課程設計過程中考察對項目及自己承擔任務的理解,與團隊成員有無有效溝通等。學生只有明確了各自的任務和目標,才能激發學生的學習興趣并提升教學參與程度,充分發揮教學過程中學生的主體地位[6]。

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Abstract: "Electronic Design Automation" course is the core of electronic specialty. It is the teaching objective of vocational education to cultivate talents who adapt to current social needs. Combining with years of teaching experience and the characteristics of "Electronic Design Automation", the author conducted reform practice from teaching idea, teaching content, learning method and teaching method and achieved better result.

關鍵詞: 電子設計自動化;教學改革;教學理念;崗位職業標準

Key words: Electronic Design Automation;pedagogical reforms;Teaching Concept;professional standard

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)17-0172-02

0引言

高職教育的目標是培養在生產、建設、管理和服務第一線需要的,德智體美等方面全面發展的高技能應用型人才。這樣的目標定位決定了高職教育要特別注重學生職業能力的培養,除了專業技能以外,也應重視學生關鍵能力的培養。

《電子設計自動化》是工科電子類專業的專業核心課,課程的主要任務是培養學生掌握電路設計思路、方法、步驟,熟練使用PROTEL DXP軟件設計較為復雜的印刷電路,并應用課程技能制作實際功能印刷板,具有計算機輔助設計繪圖員(電子CAD)高級技能水平。本門課程具有很強的理論性和實踐性,且其教學質量的好壞將直接影響到學生后續專業課(包括課程設計、綜合實訓、畢業設計等)的學習以及學生畢業后從事工作的職業能力。為了保證教學效果,提高教學質量,在教學過程中培養學生的職業能力和關鍵能力,筆者結合教學實踐,總結出了一些心得體會,并從課程教學理念、課程內容、學生學法和教學教法等方面做了改革實踐,取得了較好的教學效果。

1課程教學理念

為適應現代社會需要,職業教育教學改革應緊緊圍繞職業教育的培養目標,集理論學習、現場觀摩、技能訓練于一體,既重視理論學習,又突出對學生專業實踐能力的培養,使學生能學以致用、理論聯系實際。針對本課程的崗位應用,依據企業調研、同行交流及往屆畢業生的反饋信息:要求學生具有運用PROTEL DXP軟件進行電子產品設計、制作、組裝、調試能力。因此制定課程設計理念為:基于計算機輔助設計繪圖員崗位能力要求進行課程體系構建,以技能證書考核為主線貫穿于整個教學全過程,突出崗位標準,注重技能培養,體現工學結合。

1.1 課程教學與崗位職業標準的一致性國家職業技能鑒定考核高級標準就是這個崗位的職業標準,我們瞄準這個目標,讓學生達到這個標準。具體做法為:制定與國家技能鑒定標準一致的課程教學大綱、實踐教學大綱、課程設計大綱;選用職業技能鑒定教材為主題教材,自編實訓指導報告書等為輔助教材;考核方式與國家技能鑒定考核模式一致。

1.2 體現工學結合、學以致用理念本課程有工程設計的實物制作教學環節,學生通過設計實物電路的印刷線路板,并安裝元器件、調試產品等系統工作,體會工學結合、學以致用的實際意義,進一步加深對本課程知識與技能的理解和應用,培養學生崗位的專業實踐能力,更好地實現學生零距離適應崗位。

1.3 注重與相關課程的知識融合運用,提高整體專業實踐能力

在課程設計教學中,我們引進了“三人表決電路”、“循環彩燈電路”等電子技術課程已經用萬能板制作過的內容,讓學生進行PCB設計制作,這樣操作有如下好處:一是由于學生在前邊的課程中做過電路訓練,對原理比較熟悉,可以減少本課程制作的失誤,提高成功率;二是加深學生對已學課程的溫習與回顧;三是可以有比較充裕的時間設計更好更漂亮的設計作品,為畢業設計打下良好基礎。

2課程內容

課程內容設計為四個模塊:基本知識、基本操作、工程應用、證書考核。每個模塊下細分若干個項目,每個項目分為若干項任務,使學生在參與完成逐漸復雜的工作任務過程中,不僅強化專業知識能力,而且逐漸提升學生自身的團隊合作、溝通交流、分析、獲取信息和解決問題等關鍵能力。課程總學時:72學時(其中理論24學時;實踐48學時)。具體的課程體系結構如下圖所示。

3學法

在本課程教學中,堅持以崗位能力為本位的教學指導思想,為了更好地調動學生的學習積極性,提高學生的自主學習能力,變被動接受為主動獲取,提高課程教學質量。在教學過程中樹立以學生為主體意識,調整學生學習方法,加強學習方法指導,將專業能力和關鍵能力的培養滲透于學生學習的每一個環節中。筆者從課堂學習和課外學習兩個方法對學生進行學法引導。

3.1 課堂學習教師以任務為引導,時刻與學生互動,引導學生做到以下幾點:

3.1.1 課前預習、激發興趣:了解課程的理論知識,認真領會教師分析任務要求,明確本次課程教學目標、重難點。

3.1.2 觀察學習、標準操作:教學做一體化,教師一邊演示,學生一邊觀察、領會操作標準;一邊操作、鍛練動手能力、掌握操作技能。培養學生規范工作、獲取新知識等能力。

3.1.3 思考總結:思考任務過程,總結操作方法、步驟。培養學生獨立思考分析總結的能力。

3.1.4 任務練習:學生自主操作、教師從旁指導、解決疑問。培養學生獨立完成任務的能力和創新精神。

3.1.5 生生互動、師生互動:學生探討提出存在難點、教師重點剖析,突破難點,教師總結。培養學生相互協作的團隊精神。

3.2 課外學習從學生的發展角度出發,引導學生在課后結合《實訓指導報告》,充分利用學院本課程精品課程網站資源進行自主性探究性學習,有助于提高學生的專業素養,促進其學習能力的形成和發展,培養其終身學習的基本素質。

4教法

為了能夠充分把傳授專業知識與培養學生關鍵能力相結合,結合實際條件,筆者在教學中主要運用以下教學方法。

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【關鍵詞】高中體育;籃球教學;課程設計;全面發展;教學策略

引言

自進入高中階段以后,學生們的課業負擔也隨之加重,尤其是高三學生,面臨著巨大的升學壓力,如何既要保證學生完成規定的學習任務,又要盡可能的減輕他們的負擔,使其保持勞逸集合的學習狀態,成為社會各界普遍關注的熱點話題之一。籃球運動作為高中體育課程教學中的一項重要環節,受到學生們的普遍青睞。完善籃球課程設計對于緩解學生學習壓力,提高其身體素質具有非常重要的意義。因此,作為一名高中體育教師,在日常教學過程中應積極思考如何才能通過籃球教學充分挖掘學生的興趣,培養他們養成良好、健康的學習心態,在豐富高中生籃球知識與基本技能的同時促進他們綜合素質的全面發展。

一、開展高中籃球教學的意義

在高中體育課程教學中,籃球是重要的組成環節之一,同時也是深受高中生們喜愛的一項體育運動。從體育教學知識定位角度來看,籃球體育訓練的意義不僅僅在于讓學生掌握一門體育技術,更重要的是鍛煉他們的身體素質,樹立終身體育意識,為其今后的發展奠定堅實的基礎,這也與我們全面推行素質教育的初衷是一致的。學校應重視高中生德智體美等綜合素質的全面發展,培養具有獨立個性的人才。而籃球教學作為高中體育課程的一部分,旨在通過對籃球的訓練和學習,提升高中生的團結合作與競爭意識,使其養成健康、積極的鍛煉方式,掌握一門體育技術。學生在運動時能夠充分放松,釋放內心的壓力,緩解因學習任務繁重所導致的焦慮不安心理。

二、完善高中籃球課程設計的有效策略

1.尊重學生個體差異,開展分層教學。籃球這門運動具有一定的特殊性,對學習者的天賦要求相對較高,許多動作僅僅憑借個人的意志力是難以做到的,例如“籃下拉桿”這一動作對學生腰腹部力量的要求很高,而個人的對抗能力、力量等則是后天努力所無法改變的事實。因此,高中體育教師要充分尊重不同學生個體之間的差異性,實施分層、分類教學,而不是要求學生達到統一的標準。具體地,高中體育教師在開展教學活動之前可以先深入了解每個學生的個人信息,按照一定的標準劃分成不同的群體,制訂相應的教學計劃,使得教師的課程設計更加具有針對性,同時也有效調動了學生學習籃球的積極性,增強他們的自信心,找到適合自己的學習方法。

2.采用鼓勵式教學法,激發學生積極性。高中體育教師在日常教學過程中,往往較為重視學生對相關技能的學習與掌握情況,而對學生的內心情感則不夠關注,簡單地認為,自己所提的要求,學生都能夠理解,并且按要求做到。其實不然,以生為本的教學理念強調教師的教學活動必須要圍繞學生的個人情況展開,包括其心理需求和情感活動。一些學生由于先天因素,在身高、體能、協調性等方面表現得不盡如人意,某些動作達不到教師的標準。此時,教師不應一昧批評,而是要結合實際情況,關注學生的進步,并對其予以充分的肯定和鼓勵,讓學生感受到來自教師的關心,進而在學習時也就更加積極主動,發揮出的潛能也就更加巨大。因此,恰當的鼓勵與贊揚要勝于一切先進的教學理論,高中體育教師在教學中要投入真心,只有這樣才能激發出學生內心深處的積極性和熱情。

3.強化教學情感投入,促進學生個性化發展。關于以生為本的教學理念,我們還可以理解為,一切教學活動的最終目的都是為了促進學生未來的發展與進步,所以,高中體育教師在完善籃球課程設計時應緊扣如何才能讓學生在籃球訓練的過程中,提高個人素質,獲得更好的發展來進行思考。在課程設計過程中,一方面,體育教師應將籃球課程與其他高中普通課程看作一樣,安排最基本的教學大綱和任務要求;另一方面,教師在教學過程中還應當充分融入自己的情感,深入挖掘有其潛力的人才,對于有天賦的學生要進行積極的鼓勵和培養,不僅僅是對學生個性化發展的負責,同時也為國家籃球人才的培養作出了積極的貢獻。

三、結語

綜上所述,籃球訓練是高中體育課程中的一項重要內容,既能提高學生的身體素質,也有利于培養學生與他人之間的合作與競爭意識。因此,高中體育教師在籃球訓練中,應始終遵循以生為本的教學理念,注重學生的個性化發展,在鍛煉學生體育技能的同時,提高他們的考試成績,從而有效促進高中生綜合素質的全面發展。

參考文獻:

[1]夏國波.杭州市高中籃球選修模塊教材內容選編的研究[J].運動.2014(22).

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【關鍵詞】植物識別與應用 項目教學法

【中圖分類號】TP311.13 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2015)17-0122-02

《植物識別與應用》是園林技術、園林工程、園林規劃設計、城市園林等的專業的專業基礎課,主要內容包括植物器官識別、植物系統分類、常見園林植物識別與應用,為后續專業課的學習打下堅實的基礎。為提高學生對本門課程的學習興趣,應用項目教學法,以工作任務為導向的一體化課程教學體系,培養學生的綜合職業能力,提高學生崗位職業能力。

1、 什么是項目教學法

項目教學法是學生自主學習、實踐、操作,以項目為中心,以學生為主體,以教師為指導,構建教、學、做一體化的教學模式。通過學習學生不但學習了理論知識,而且掌握了實踐技能,培養學生辯證思維的能力,學生自主探索、自主學習能力、動手能力、團體協作能力。

2、 項目教學法在《植物識別與應用》課程中的應用

植物識別與應用教學內容包括植物器官識別、植物系統分類和常見園林植物識別與應用這兩個部分,植物器官識別部分主要介紹植物六大器官根、莖、葉、花、果實和種子的特征特性,植物系統分類部分主要介紹植物種類,常見園林植物識別與應用部分主要介紹常見園林植物的識別特征與應用方法。《植物識別與應用》項目教學法課程設計:

2.1課程目標設計 通過各項目的實施,使學生能夠識別常見園林植物,培養學生的觀察能力,掌握識別園林植物的基本知識和技能,能夠根據園林植物的特征進行合理的應用,培養學生具有良好的綜合職業能力,同時養成吃苦耐勞、熱愛本職工作的良好素質,為今后從事園林生產管理、園林設計、園林工程施工等一線工作奠定良好的基礎

2.2課程內容設計 選擇設計了5個項目15個教學任務計56課時,一個學期完成。

2.3布置任務 按照授課計劃,布置任務,學生分組,搜集學習資料,制訂工作計劃,建立測評標準。

2.4實施任務 任務進行時,各小組制訂工作計劃,自主學習,教師巡回指導。

2.5 成果展示交流 任務完成時,各組首先在組內討論交流,選一名學生代表上臺講解并展示學習成果。根據制訂的工作計劃,學生代表介紹自己的學習小組的完成任務的情況,簡述構思及項目的具體進行過程,最后成果展示。教師根據各小組完成任務情況,提問并貫穿知識技能,起引導開拓作用。

2.6總結 教師在項目實施中,根據任務要求,制定學習評價的標準,解決實際存在的問題,進行小組評價、班級評價。最后教師總結實施方案,提高學生的知識、能力和素質水平。

3、第一節課梗概

3.1興趣引導 教師自我介紹,能夠引起學生關注,提高教師影響力。介紹行業現狀及發展趨勢,園林類專業畢業生潛在的就業崗位及其工作內容,本課程在行業中的地位。本門課程的學習與勝任就業崗位所需的能力、知識、素質的關系。

3.2課程介紹 課程教學目標、課程教學內容與進度安排、學習考核方法。

3.3建立項目教學情境 轉換師生身份,學生分組,每組選一名組長, 5-6個組員,任課教師為部門領導。根據考核方案對每個組員進行考核。

3.4進入教學主題

告知項目引入、項目介紹、項目目標及作用。提出工作要求、布置工作任務、師生行動、學生分析任務要求,收集資料,設計調查表;教師指導;學生修改調查表,展示交流各小組的調查結果。

3.5總結 師生共同總結。

4、考核方案設計

從學習目標出發,知識、能力、素質考核相結合,突出學生能力的考核;強調學生的參與性,學生自評互評、教師考核、企業考核相結合。因項目特點,多種考核方式并用,過程考核與結果考核相結合。團隊考核與個別考核相結合,突出團隊考核。

學生自評、小組自評,組間互評,學生評教師,教師評學,教師對每個小組和每個學生進行考核評定,結果作為學生學習成績組成部分。教師自評,不斷提高教學能力。

參考文獻:

[1]陳亞.項目教學法在植物學教學中的應用.林區教學,2012,10: 96-98.

[2]藺寧.項目教學法實施過程中的問題、分析與對策.高教論壇,2009,12: 86-88.

課題類別:省青年專項課題