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機電一體化技術這門課程是機電一體化專業的必修課程。課程除了正常的實驗環節之外,需要進行機電一體化設計。以往的做法是布置課題后,由學生進行機電結合設備的參數設計和CAD繪圖設計,并將設計內容熟練掌握。通過答辯驗證學生的課程設計結果。在建立仿真實驗室后,在課程設計的內容上,增加了利用仿真軟件進行電機驅動電路設計,并進行仿真的環節。其做法是,教師布置并講解電機驅動的相關電路,學生根據驅動原理設計與機電一體化結構設計相配套的驅動電路,然后進行仿真。所設計的驅動電路,采用PROTEUS完成。按下S1、S2、S3鍵盤,電機分別完成正轉、反轉和停轉控制。學生在設計前,必須復習步進電機的驅動原理。就是步進電機是將單片機的電脈沖轉換成步距角進行旋轉運動的裝置。一個脈沖,步進電機轉一個步距角。而脈沖的頻率決定步進電機的轉動速度。步進電機的驅動脈沖是分時由脈沖分配器供給的。
2機電一體化仿真設計過程
學生設計好教師要求的軟件和電路圖后,必須使用PROTEUS程序調用KEILC51程序進行聯調。KEILC51可以根據PROTEUS程序的調試結果進行修改,直到兩軟件將PROTEUS所設計的硬件電路和KEILC51程序所代表的軟件程序完美地被結合到一起,并符合所要求的設計要求后,整個設計過程結束。學生要能夠完整地設計所要求的電路,并根據電路特點進行編程。所謂的電路特點的掌握,就是機電一體化設計中自動控制理論所需達到和掌握的知識。這些知識中,確定為核心與必須學生掌握的部分,包括步進電機轉向原理的掌握、步距角與電機脈沖數的關系、步進電機與直流伺服電機和交流伺服電機的控制特點上的區別與聯系、步進電機環形脈沖分配的順序和特點、C程序設計流程圖與編程語句中需要解決與注意的幾大問題等等。
【關鍵詞】Matlab;機電一體化專業;教改實踐;應用
1.引言
在政府大力開展教育事業的影響下,很多高校都將教學改革作為完善教學水平的主要手段,逐漸成為高校開展教育事業中的重要組成部分。隨著我國工業化進程的飛速發展,機電一體化專業在各個領域中的應用越來越多,社會對于高級的機電一體化人才的需求也有所提升,為了滿足社會和企業的需求,高校必須要對傳統的機電一體化教學模式進行調整,充分發揮出Matlab軟件在機電一體化專業教改實踐中的應用效果。
2.機電一體化專業的人才培養目標
要想充分發揮出機電一體化專業教學改革的效果,首先要明確機電一體化專業的人才培養目標,只有這樣才能做到“知己知彼百戰百勝”的效果。機電一體化專業主要表現出了“機”與“電”的結合,但是這種結合并不是簡單的講“機”、“電”相加在一起,而是通過特殊的教學模式在二者之間建立一種聯系,從而更好地發揮出機電一體化的效果。由此可見,機電一體化專業的人才培養目標是為社會培養出一批具有優秀機械加工和機械設計相關理論知識與實踐能力的人才,并且還要能夠熟練的掌握計算機技術、電氣控制的相關技巧,通過各種手段對機電產品進行更好的控制[1]。既包括了傳統的機械專業的相關知識,還加入了計算機專業、電氣專業、自動控制專業,充分體現出了機電一體化專業的“機”與“電”相結合。
3.機電一體化專業的教學改革現狀
隨著教學改革計劃的逐漸完善,很多高校都進行教學模式的調整,采取更加成熟的教學手段去促進學生發展。然而,通過對現階段機電一體化教學模式的分析來看,教學計劃的設計還是比較傳統,無外乎基礎教學模塊、機械基礎模塊、電氣基礎模塊、控制基礎模塊等,從理論上來講是比較符合現代社會對機電一體化專業人才需求的,但是,從實踐操作的角度看,學生的實際能力與理論知識的掌握不一致,很難適應變幻莫測的市場經濟形式。而造成這種現象的原因既不是教師的教學水平問題,也不是學生學習態度問題,而是教學計劃的制定脫離了現代社會需求,學生雖然能夠從課堂中學到豐富的知識,但是并不能將這些知識聯系起來,更不用說將這些知識利用起來[2]。機電一體化專業的實踐性比較強,因此在進行機電一體化教學的時候,不能只重視理論知識教學,還要充分發揮出實踐教學的重要性。目前,我國機電一體化專業對實踐教學的關注度并不是非常的高,盡管在理論教學上已經趨于成熟,但是,機電一體化的學生在社會上的發展總是差強人意,對于社會的適應性和理論的操作性都比較差。造成這種現象的主要原因就是由于我國高校在開展機電一體化教學的時候,并沒有采取理論教學與實踐教學相結合的方式,很多學生都掌握了豐富的機電一體化理論知識,可是卻不能將掌握的知識充分的利用起來,很多知識點的使用方式并沒有被理解,只是死記硬背下來應對考試。由此可見,要想充分發揮出教學改革的效果,還需要一種能夠將教學知識連接起來的模塊,而這種方式就是Matlab軟件[3]。
4.Matlab軟件的相關介紹
Matlab軟件是一套商業數學軟件,在數學領域中的應用非常廣泛,像是算法開發、數據可視化、數據分析等都可以使用Matlab軟件進行計算,并且還結合了先進的計算機科學技術,在計算結果的準確性與計算速度上都有所提升。Matlab軟件是三大數學軟件之一,在數學類科技應用軟件中在數值計算方面首屈一指,不管是矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法,還是創建用戶界面、連接其他編程語言的程序[4],只要與數學相關,就都可以使用Matlab軟件進行分析。將Matlab軟件應用在機電一體化專業中,為機電一體化專業的教學改革帶來了新的曙光。
5.Matlab在機電一體化專業教改實踐中的應用
5.1在基礎教學模塊中加入Matlab的基礎入門高等數學是工科生的必修課,傳統的高等數學教學過程是通過教師講、學生聽的方式,這種方式不僅無法提升學生對機電一體化專業的興趣,還會影響學生的操作能力與應變能力,不利于學生綜合素質的培養。將Matlab引入到基礎教學中就能夠妥善的解決這一問題,利用Matlab軟件強大的計算功能,將復雜的數值簡單化,不僅減輕了學生的負擔,還能夠讓學生在學習的過程中感受到快樂,改善對機電一體化專業的看法。5.2使用Matlab軟件進行實際操作在學生充分了解機電一體化的理論知識以后,就應該培養學生將理論知識應用到實踐中的能力,在學習控制理論的時候,要結合Matlab軟件共同學習,利用Matlab軟件來進行運算、建模、分析等環節的控制系統仿真,將教學過程中比較繁瑣的數據變換、復雜領域交給計算機進行分析,通過Matlab將所學到的機電一體化理論知識整合起來,使學生能夠更好的理解機電一體化的實際應用效果[5]。
6.結論
綜上分析可知,Matlab能夠將機電一體化專業的教學模塊連接在一起,是原本分散的模塊有機的結合起來,幫助學生進行理論知識的整合,是學生能夠更加完整的理解理論知識的含義,對于學生的理論知識和實踐能力都是一種提升。另外,Matlab不僅在機電一體化專業中有著廣泛的應用,在各個行業中都受到了一定的關注,也就是說,學生在步入社會之后,依然可以使用Matlab軟件去解決實際問題。
【參考文獻】
[1]馮巧紅,韓江.Matlab在機電一體化專業教改實踐中的應用探討[J].滁州職業技術學院學報,2010,03:19-21.
[2]葉慧群.項目教學法在高職機電一體化專業實踐教學中的應用[J].科技創新導報,2013,34:145+147.
[3]鄭永鋒.高職機電一體化專業項目驅動課程體系研究[D].浙江師范大學,2014.
[4]陸志全.《電氣控制技術》教學的研究與實踐——機電一體化技術專業AHK教改班為例[J].內江科技,2016,08:145-146.
0引言
“以就業為導向”已經成為公認的高等職業教育人才培養的出發點和落腳點。以就業為導向就要充分考慮地區產業結構調整和經濟建設發展的要求,從行業企業的具體用人需求出發開展人才培養[1]。青島濱海學院機電一體化技術專業是伴隨著地方經濟社會發展而設立的專業。學校始終圍繞“服務青島市產業發展需求,服務行業企業人才需求”這一中心,以需求為導向,明確目標,合理定位,產學結合,開展人才培養工作。在具體改革過程中,結合本校的學科專業優勢,合理設置該專業的人才培養方向,深化企校合作,將企業納入人才培養的主體,使其參與到人才培養的全過程,逐漸形成了獨具地方特色和濱海特色的CPPT應用型工科人才培養模式,并且取得了很好的培養效果。
1從企業需求出發確定人才培養定位
《青島市藍色經濟區建設發展總體規劃框架(2009-2015)》中明確提出發展壯大第二產業,培育特色產業聚集區。其中現代裝備制造業聚集區集中在青島濱海學院所在地的西海岸新經濟區以及鄰近的膠州灣北部高新區。青島經濟技術開發區“十二五”規劃綱要也提出,未來五年內要大力推動經濟結構轉型[2],實行先進制造業與現代服務業并重的發展策略,其中要重點發展的家電電子、船舶制造和汽車制造三大產業集群。可以預見未來五年青島地區對機電類專業人才的需求巨大。根據對青島地區企業的調查發現,用人單位除了對高職人才的專業知識和實踐能力提出要求之外,普遍關注高職畢業生的誠信敬業、吃苦耐勞等思想品質,以及職業遷移和發展潛力,熟悉一線生產流程和工業要求,同時又能夠勝任基層生產管理,并且具有創新能力的人才極其匱乏。
從上述企業對高職人才的需求出發,機電一體化技術專業人才培養的目標定位為:培養德、智、體、美、勞全面發展,具有良好的社會責任感和職業素養,有一定的科學基礎知識和專業知識,能在生產現場從事機電設備的運行維護或產品的生產、營銷和服務等工作,具有創新意識、管理意識的實踐能力較強的應用型高級技術人才。
2整合學科專業優勢資源組建機電類專業集群
機電一體化技術專業是青島濱海學院2003年開設的工科專業,2007年被評為“院級品牌專業”,2009年被山東省教育廳評為“省級特色專業”。機電一體化技術專業是一個集機械、電子,以及信息技術為一體的綜合性新興專業。在該專業的建設過程中,青島濱海學院整合工科教學資源,以機電一體化專業為中心,衍生高職專業,培植本科專業,基本形成了學科基礎牢固,專業發展平臺開闊的“機、電結合,本、專互補,資源共享”的機電類專業集群。
2.1以機電一體化技術專業為中心的高職專業集群
高職專業集群包括:機電一體化技術、應用電子技術、電氣自動化技術、數控設備應用與維護、模具設計與制造和汽車技術服務與營銷6個專業。專業之間資源共享,如圖1。
2.2以機電類高職專業集群為基礎建設的本科專業集群
本科專業集群包括機械設計及其自動化、金屬材料工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化、交通運輸等專業,如圖2所示。
3行業企業需求與學校學科優勢相結合確定專業方向
青島濱海學院機電一體化專業積極與當地大中型企業合作,共同培養機電一體化專業人才。根據青島地區的產業結構調整和行業企業發展的需求,通過對大量用人單位的調研,結合本校本科資源優勢,青島濱海學院將機電一體化技術專業方向分為:機械加工方向、機電設備維修方向、材料加工方向、電氣控制與檢測方向、汽車及工程機械維修方向,以及機電產品營銷方向。各專業方向的需求行業、合作企業以及支撐該方向的本科專業情況,如表1。機電一體化技術專業學生在修完學科基礎課程和專業必修課程之后,根據個人的興趣志向選擇專業方向,并根據所選擇的方向確定頂崗實習單位和需要繼續修習的模塊化專業方向課程。
3.1CPPT應用型工科人才培養模式
在多年的辦學過程中,機電一體化技術專業不斷創新人才培養模式。先后實踐“訂單式”人才培養模式、“工學結合”人才培養模式、“1+N”技能型人才培養模式等,在總結經驗的基礎上,根據現代產業發展對高素質、技能型、創新型人才的要求,創新“CPPT應用型工科人才培養模式”。
3.2CPPT應用型工科人才培養模式的核心
CPPT應用型工科人才培養模式以“服務地區產業發展需求,服務行業企業人才需求”為出發點,以企校聯合培養為主要形式,以教學改革為主要推動力,以培養思想品質好、實踐能力強、具有創新意識和發展潛力的應用型高技能人才為目標。CPPT應用型工科人才培養模式主要包含4個方面的核心內容:C代表Character,指貫穿大學全過程的品格養成教育;P代表Practice,指滲透課內外的實踐訓練;P代表Production,指面向生產一線的工學結合培養形式;T代表Technology,指技術綜合應用能力和創新意識培養。
4CPPT應用型工科人才培養模式的培養目標和主要培養方式
4.1貫穿大學全過程的品格養成教育
培養目標包括:良好的社會責任感、職業道德、人文科學素養;良好的質量意識、職業健康意識、安全意識、服務意識;良好的交流溝通能力、團隊合作能力[3]。
主要培養方式:通過學校全員、全過程、全方位的“三全”育人體系,開展非智力因素方面的養成教育;《思想品德》和《職業道德》課程納入大學三年的教學計劃;開設《專業導論》、《職場心理輔導》、《質量及安全管理》等職業系列課程;堅持開展體育測試、讀書活動、演講訓練、收看新聞聯播等教育活動。
4.2滲透課內外的實踐訓練
培養目標包括:增加理論和實踐的結合、鞏固工程基礎、提高動手能力;提高綜合運用科學理論、分析方法、技術手段分析解決問題的能力。主要培養方式:機電一體化技術專業教學計劃中實踐課時比例達到47.4%。開展以“培養學生實踐能力”為核心的考試改革和課程改革;增加雙師型任課教師比例;加強機電專業相關實訓室、實驗室的建設;開展豐富的校內外實習實訓活動,如:暑期社會調查、金工實習、認識實習、生產實習、企業頂崗實習、畢業實習等。
4.3面向生產一線的工學結合培養形式
培養目標:了解企業文化、增強工程意識;了解生產工藝、設備和制造系統;增強對工程實際問題深入、系統、本質的認識和理解;掌握技術標準和政策法規。主要培養方式包括:校內生產型實驗室、生產型實訓基地建設。采取企校合作人才培養的機制,進行雙主體人才培養,為學生提供豐富的生產實踐機會,深化各類合作模式,如工學交替式、工學滲透式、訂單培養式、頂崗實習式等等[4]。
4.4技術綜合應用能力和創新意識培養
培養目標:較好的學習能力和創新意識;產品開發設計能力、技術改造創新能力;工藝革新潛力、設備革新潛力。主要培養方式采用“1+N”制,將職業資格鑒定證書納入畢業資格審核。組織學生參加各級各類學生科技創新競賽活動,并將科技競賽成績納入畢業資格審核。課余時間開辦數控應用技術、電工電子技術、家電維修、機械綜合加工技術、PLC技術等第二課堂。學生參與的企校之間的橫向課題研究和開展基于實際工程項目的畢業設計[5]。
關鍵詞:機電一體化 教學 仿真 PROTEUS
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)08(a)-0135-02
“機電一體化技術”課程是機械制造及其自動化和機械電子工程等專業的一門專業必修課,因此,學好該課程能為學生畢業后擇業打下良好基礎。而該課程的微機控制部分和檢測部分是以單片微機(MCU)接口技術為核心的實踐性很強的學習環節,因此,本課程需重點強化人機、機電、計測等環節的實踐教學內容,結合仿真軟件能夠使學生充分掌握單片微機接口系統的電路設計和仿真方法,是提高機電專業教學質量和培養機電工程開發型人才的一個重要內容。
1 課程教學環節中存在的問題
目前,涉及“機電一體化技術”課程中微機接口控制方面的核心教學環節是接口電路設計與程序設計,微機控制系統設計內容貫穿于課堂教學、課程實驗、課程設計及畢業設計等教學環節中。而在這幾個方面都不同程度存在一些問題。
1.1 課堂理論教學
在課堂教學中,主要介紹微機系統中的片內資源及典型接口電路。傳統教學中,機電專業學生一開始接觸這些知識點時,知識體系抽象,學習起來不好理解、費力,而且單片微機內部資源的應用、接口和程序運行過程等沒有有效直觀的展示和表現,仍然停留在云里霧里的階段,甚至有些學生在學習完該內容后,還不知道各類中斷服務程序是如何被執行,其主要原因是缺乏有效的演示方法。
1.2 課程實驗與課程設計
在課程實驗和課程設計中實踐環節,大多數學校都會采用單片機實驗箱(臺)來完成實驗內容,并且主要完成一些驗證性實驗,實驗過程單一,主要的硬件連接以及主程序都是現成的,學生要完成的任務就是:上電后做一些簡單連線,下載固件程序,記錄實現結果。學生完成若干實驗后,對電路實驗中所使用的硬件電路,芯片間的關系以及程序流程內容并不怎么了解,并沒深入掌握其本質內容,所以當學生初次接觸實驗箱(臺)時,一旦接錯線或電路出現問題時,非常容易造成實驗設備的損壞。另外,在使用單片機實驗箱(臺)時,一旦出現不能遠行的實驗問題,原因查找更為困難。由于實驗箱(臺)系統比較復雜,維護也很困難,難以對損壞的部件維修,只能更換設備,會帶來費用上的增加。
1.3 畢業設計
常規的畢業設計流程是:對機電系統進行總體規劃和設計,并按照自己的設計方向(如機械結構部分、電控系統部分、系統控制軟件部分)細化設計內容。對于電控系統設計方向題目,一般根據機電系統的各個功能模塊,首先設計出整體理論電路原理圖,并以該電路為參考,購買元器件;其次,按照電路原理圖在面包板上進行電路搭建,最后,把寫好的程序用編程器下載到單片微機實驗板上運行調試。在實際操作過程中,由于學生電路設計和實踐經驗很少,會出現各種各樣的問題,如電路設計的缺陷、電路搭建過程中出現的漏焊、錯焊以及元器件的故障問題,都會給設計過程帶來很大的麻煩,因此,有必要尋找一種簡單有效的工具來解決這些問題,PROTEUS仿真軟件的出現能夠為畢業設計過程帶來有效的幫助。
2 PROTEUS仿真軟件
伴隨著計算機軟、硬件技術的發展,各種仿真系統為實際應用系統的設計與開發提供了有力的保證,極大的節約了人力和物力。在以往的MCS51系列、PIC系列、ARM系列單片微機學習、單片微機系統的設計開發中,常用的軟件主要有Keil C51、Wave 等相應的專用開發軟件。對于Keil C51軟件來說,主要是進行MCS51單片微機控制軟件的編譯調試,Wave可以進行軟件仿真,也可以在系統板上調試,并需要有相應的仿真器而且需要先設計出系統目標板才行。而能仿真微處理器的軟件PROTEUS,是目前能夠很好的進行單片微機及器件仿真的工具。
PROTEUS仿真軟件的功能特點如下:
(1)符合單片微機軟件仿真系統的標準,可以仿真的單片微機包括目前常見的MCS51系列、MicroChip PIC系列、AVR系列和ARM7等。并支持微機系統開發過程中所使用的大量存儲器件和和接口芯片。
(2)仿真基于PROTEUS,能進行模擬電路分析、數字電路仿真、混合信號分析及頻率信號分析等電路分析。
(3)提供虛擬示波器、邏輯分析儀、信號發生器、計數器、電表及虛擬終端等虛擬儀器儀表供選用,方便對仿真電路的虛擬測試分析。
(4)利用該軟件還可以方便的進行電路原理圖(SCH)的繪制和印刷電路板(PCB)的設計。
(5)PROTEUS能和Keil C51無縫集成,實現直接聯調,在程序設計的過程中將程序虛擬下載到仿真電路中進行運行狀態的測試和結果分析。
3 PROTEUS在單片微機教學中的應用[2]
3.1 仿真工具在機電一體化課程微機控制教學環節的意義
針對以往教學環節中的各類問題,仿真工具為實踐教學提供了一個有效的輔助手段。借助PROTEUS可以對MCU和其電路進行有效的功能及過程仿真,并帶有豐富的資源庫,學生可以實現更多的實驗項目,改變傳統實驗項目的局限性。并且PROTEUS能夠替代硬件實驗板和仿真器實現“軟硬件聯機”調試,到仿真結果與預期設計結果一致時,便可以購置硬件,進行硬件電路搭建調試。采用這種設計和開發方式效率高,控制電路調整便捷,不需要購置額外大量的實驗材料,就能夠完成前期大量的預實驗過程和測試過程,可以極大的拓展學生的設計創新能力。
3.2 PROTEUS虛擬實驗室引入機電課程的課堂教學
在機電一體化技術課程的接口設計環節中:
第一,應先采用PROTEUS進行實例演示,增強教學生動性和直觀性。教師可以提前制作好一些典型的應用系統,如流水燈電路(對應戶外建筑物的霓虹燈控制電路)、交通信號燈控制電路及戶外LED顯示屏控制電路、LCD顯示電路(對應各類智能儀器儀表中的顯示控制電路)、步進電機控制電路等,并進行現場實驗演示。讓學生對微機及接口系統有一個直觀認識,明白局部系統和完整的控制系統的含義,清楚微機在機電系統中的作用和應用情況。
第二,利用PROTEUS快速明確微機系統中的基本概念,并掌握微機系統控制體系的難點,例如:MCS51系列單片微機中的P3口作為準雙向口的概念,如何應用是較難掌握的一個問題;中斷如何產生并進行終端響應的概念;八段LED顯示器的位選和線選如何區別;串行通信如何實現等接口設計過程中的重點和難點,均可借助PROTEUS進行演示,并且在演示過程中,可以用不同(紅藍)顏色顯示芯片引腳狀態變化的功能,可以通過單步調試的方法觀察微機接口各引腳電平變化情況,通過改變程序內容或指令,觀察運行效果,從而掌握各程序語句含義,最終實現學生的有效快速掌握。
第三,實驗過程中也可借助信號發生器、波形發生器、虛擬示波器、虛擬分析儀、發光管、電壓電流表、LCD與LED顯示器、虛擬串口、虛擬計數器對實驗進行控制信號的輸入、運行過程中的實時檢測和狀態顯示,很直觀判斷和了解不同電路的作用。
第四,在機電一體化課程接口設計的實驗環節,借助PROTEUS仿真軟件提供的豐富仿真器件資源,打破學生每次實驗時只能用到實驗箱(臺)的固定模塊、實驗項目簡單、實驗過程單調且實驗內容少的局面,使學生深入了解接口電路的硬件原理及設計步驟,創造了更多的分析問題、解決問題的機會,提高了學生做實驗的興趣,并且學生的機電一體化系統控制系統設計能力得到很好的鍛煉。
3.3 機電專業學生的課程設計和畢業設計環節綜合能力提升
學生的課程設計環節,學生應根據實驗室現有硬件實驗條件,利用PROTEUS進行電路原理圖的設計與仿真,并在相應的硬件電路上進行進一步實驗,仿真程序在現有實驗環境下運行,驗證實物效果;借助此環節,系統和熟練掌握PROTEUS各個功能。在進行畢業設計時,導師可以讓學生根據畢業設計題目,規劃和設計機電系統或微機控制的總體結構,在師生之間共同討論方案可行性之后,由學生進行后期的詳細設計,這將最大限度的培養學生的自主創新意識。在詳細設計環節,學生采用PROTEUS進行電路原理圖設計,編制測試程序、系統控制程序并調試,等各項仿真目標實現后再購置器件進行電路焊接和系統調試。采用這種形式可以降低因方案不正確或電路搭接錯誤而造成硬件投入,提高學生實驗能力和開發能力。
4 結語
將PROTEUS軟件引入機電一體化技術課程的各個實踐教學環節中,提高了學生的實驗興趣和創新能力,提高了教學效率,對學生實踐能力的培養具有現實意義。而且由于其仿真過程直觀,操作靈活,必將收到良好的教學效果,為機電一體化技術接口設計教學環節提供了良好的實驗平臺。
參考文獻
[1] 代啟化.基于PROTEUS的電路設計與仿真[J].現代電子技術,2006,234(19):82-84.
關鍵詞:多媒體;學習方式;教育觀;教育內容;教學方式
職業高中的教學改革正在進行。我們機電專業的專業教師應當樹立什么樣的教育理念,應當怎樣踐行新課改的精神?結合本人的教學實踐,我談以下幾個方面:
一、要樹立正確的教育觀
無論教學中遇到什么實際的困難,我們都應站得高、看得遠。不找借口,不推脫責任,該怎么上課,該教給學生什么知識,培養學生什么能力,絕不含糊。這就要求我們樹立正確的教育觀,包括科學的發展觀、科學的人才觀、教學觀和學生觀。
1.科學的發展觀
要樹立“幫助每一位學生,發展每一位學生,成就每一位學生”的教育思想。要著眼于學生的可持續發展,從以研究教材為重點向關注每一個學生發展的方向轉移。
2.科學的人才觀
要將職高機電專業的教學與現代企業的機電一體化生產相聯系,我們的學生一般對口就業的方向是生產的第一線。所以,要培養學生既懂得機械原理,又懂得電路操作,能夠勝任生產中的多個崗位。
3.科學的教材觀
教師是學生課程學習的指導者,又是課程的開發者。所以在深入研究、吃透課程的基礎上,可以靈活處理教材,使教材真正為學生服務。我們不但是在教教材,更是在用教材教。將課堂教學的過程變成師生齊心協力進行個性化創造的過程。
4.科學的學生觀
在教師眼中,傳統意義上的學生只是學生,是接受我們教導、訓導的對象。這雖然沒錯,但學生更重要的意義在于:他們是一個個獨立的個體,是具有人格尊嚴的人,是處于不斷發展變化中的人。職高學生有他們共同的特點,也有個體的特點,包括優點和缺點。所以我們在教學中要研究學情,揣摩學生的心理,遵循學生的身心發展規律,以便最大限度地挖掘他們的自身潛能,幫助學生更快更好地發展。
二、合理整合教學內容
機電專業的教學內容必須符合現代化建設和生產的要求。開設的課程除了機電必修課之外,還應結合對口升學考試的考綱和學生的個人需要,靈活開展一些選修課程,以擴大學生的知識面,完善學生的知識體系和能力體系。
三、改革教學的方式
傳統的課堂教學以“教師、教材”為中心,教師講得苦口婆心、口干舌燥,學生聽得稀里糊涂,懨懨欲睡。老師自己在認真備課、精心梳理了教材之后,傳授給學生的都是重點、難點和對口高考的考點,但是學生并不領情,還認為老師講的沒意思、不好玩,根本就提不起興趣。學習對他們來說成了無聊的事情。
與其老師辛苦講授、滿堂灌輸,不如想辦法調動學生的積極性。只有學生這個學習的主體自己動起來:動眼、動口、動手、動腦,最終動心,那么,他們才會覺得老師所講的東西有意義、有用處。
那么怎樣調動起學生自覺、自主學習的積極性呢?我采用學生講課的辦法。第一階段,先讓他們講一些簡單的習題。因為沒有難度,他們很樂意上臺表現。在大家面前很光榮地完成了講題任務后,他們的自信心就樹立起來了,甚至很多同學還盼望著下一次再講。第二階段,可以安排一些學習好的學生講教材的某些章節。為了給大家講清楚,他們自己就先要弄明白這些知識體系,就要預設和研究一些課堂上大家可能問到的問題。在這個過程中,準備講課的同學的自主學習能力、獨立思考問題的能力、動手實踐的能力、語言表達的能力等都得到了鍛煉和提高。
四、改變學習的方式
以前的課堂教學主要是老師在臺上表演,每一個學生只是觀眾,一節課上完了,戲也演完了,學生看完仿佛這節課的任務也就完成了。這其實是教師在傳授課本知識的單邊活動,并沒有讓學生積極參與進來,沒有發揮學生的主體作用。
新的課改精神指出:學生才是學習的真正主人。老師是導演,指導學生在課堂這個舞臺上輪番上陣,全班同學集體演一場精彩絕倫的大戲。所以,我們提倡學生的學習方式必須是自主、合作與探究式的。教師可以給學生設計具有層次性的問題,讓不同層次的學生都能夠充分發揮自己的主觀能動性,都能參與到這些問題的討論和交流中。
老師必須解放思想,相信學生。只有老師放開手腳,放開對學生的思維束縛,才能營造民主、和諧的課堂氛圍,學習上的很多難題才能得以解決。
當然,在學生自主合作探究過程中,教師必須做好精心設計,在學生的思維遇到阻礙時,不能直接給他們答案,應鼓勵他們群策群力,齊心研究,一定能夠有辦法解決。等到學生的思維進入“憤”“悱”狀態時,再給他們作簡要點撥。那種“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”的學習經歷會讓學生的學習興趣更加濃厚,在不知不覺中愛上專業課。
五、借助多媒體輔助教學
職高機電一體化專業的專業課程具有很強的實驗性與實訓性,很多學校沒有條件配備與之相配套的實訓設備,或者雖有設備但早已陳舊落后,根本無法滿足學生的學習及實訓之需。學生動手能力的鍛煉、創新能力的發展都受到很大的限制和阻礙。
因此,教師必須克服困難,精心設計多媒體演示課件。比如教材中的很多原理圖、梯形圖、電路圖等,都可以通過這種方式給學生做直觀展示。雖然這與實地操作有一定差距,但課件可以多次播放、演示,學生不是被動地接受理論,而且充分調動了他們的學習積極性,提高了教學的效率。
總之,在新課程改革的大形勢下,我們機電專業的老師一定要樹立全新的教育理念,積極探尋適合職高機電學科的教學模式和方法,為培養新時期優秀的中等專業技術人才竭盡全力!
關鍵詞:汽車檢測;維修專業;模塊式一體化教學
中圖分類號:U472-4文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2012)05-0077-02
1本專業的定位
①通過進行專家論證和市場的調查研究,對汽車的職業崗位進行科學分析和研究,我們對這個專業所設定的人才培養目標是:有良好的合作意識、敬業精神、創新能力和職業道德;掌握汽車維修的技術、技術管理、對現場質量進行監控、汽車運輸行業的管理和技術、對機動車進行檢測的技術、汽車的機構等一線生產所迫切需要的具有高級技術的應用型復合人才。
②汽車的維修產業在過去20年中發生了巨大的變化,由原來的美國式逐漸過渡到針對單一品牌的德國式,即采用4S店的模式。這就要求從業者必須在技術的掌握方面由全能轉變為專能、并因此在掌握修理技術方面,由粗修轉變為精修,使得行業的服務水平提高,提升行業的形象。
③在汽車中新技術有了越來越大的比例,維修人員由原來的單一化向綜合的機電一體化模式進行轉變。在汽車維修的必備知識中,掌握必備的電控知識已成為關鍵。所以在進行教學的過程中應適當減少傳統汽車的維修知識和技能,不斷擴大新技術、新知識的范圍。
④汽車后市場有了不斷豐富的內容和越來越多的服務形式。為了實現學生適應能力的不斷提高,應貫徹因材施教的原則針對學生的不同基礎知識來對專業模塊進行劃分,即對原來的基礎進行內容的增加:比如汽車服務技術模塊、汽車美容模塊等。
2汽車檢測與維修專業模塊式一體化教學的探索
①汽車檢測與維修專業模塊式一體化教學。汽車檢測和維修模塊式的一體化教學主要是指實現實踐教學和理論教學的有機結合,打傳統的教學模式和學科體系進行徹底打破,針對這個職業的教育培養目標來對教學資源進行重新整合,對能力本位所具有的特點進行展示,這樣的教學模式能夠很好地解決目前所存在的實踐教學和理論教學相脫節問題,避免在理論課的教學和實習課的教學中出現知識之間的重復,提高教學直觀性,更好的讓學生參與到課堂教學和實踐教學之中,能夠提高教學的質量和培養高素質的人才隊伍。學生的主體參與作用,有助于教學質量的提高和高素質人才的培養。
②將核心定位為能力的培養。課程體系的重構必須依據職業崗位群的特殊需要,以此來對培養方案進行制定,強調對學生能力、知識、素質結構方面的重構,以及提高其職業的能力。所以在對崗位群的進行方向模塊的設置方面,應注重將著眼點放在汽車學科上,找出汽車以及其他專業模塊之間的結合點,對方向課程進行科學合理設置。
汽車專業課程的模塊目前可以劃分為以下幾方面:底盤、發動機、故障診斷與排除、電器、汽車的新技術等主要模塊。在各個模塊之中存在不同的系統機構,并且對各專業課題進行了相應的分設,比如發動機模塊的教學過程中,還設有五大體系和兩大機構的課程內容,每個課題都嚴格按照國建的技能鑒定標準和專業實用性來加以規范和要求,然后進行課題的分設。把高級技術人員在汽車方面所必須掌握的知識,如:汽車的工作原理、各部分的結構、檢測、維修、故障的診斷和排除等方面的知識加以綜合和整理,然后在同一課程體系中進行分模塊的教學,有機結合能力和知識,防止出現脫節和重復的現象。
此外,在進行教學的過程中,還可以充分利用教具、實物、汽車仿真軟件、多媒體等高科技手段,把純理論的枯燥教學,轉變成為理論與實際的有機結合,這種一體化的教學過程,可以實現理論對實踐的有效指導,通過實踐對理論進行驗證。最終在理解、記憶的循環模式下,把汽車修理、汽車構造、汽車的故障診斷和排除三課結合為一體,實現教學過程的一體化。
3汽車檢測與維修專業模塊式一體化教學實驗的
感悟
3.1汽車檢測與維修專業模塊式一體化教學啟發
①這種教學模式實現了專業理論和技能操作訓練的緊密銜接、有效對應,將理論與實踐進行了密切的結合,同步實現了感性和理性的深刻認識。
②技能操作和專業理論教學的結合,使學生能夠有更多大的機會反復理解和對照專業理論知識和實際運用。這種模塊式的一體化教學模式可以在教學時間內,只將認識的重點定位某個特定的部件。這樣可以是學生能夠在構造、診斷和排故、修理工藝等方面不斷縮小注意的目標,確保他們在短時間內能夠完整認識結構系統的整體。因為這種教學方法充分使用了理解記憶、感知記憶和運動記憶等科學的記憶方法,因此學生比較容易對總體的結構進行全方位的認識,技能的形成也就比較快。
③反復交叉理論學習和技能訓練的相關內容,并且不斷更新其內容,保持學生的新鮮感。在理論的指導下進行技能訓練,可以使學生真實的感受到實在的技能,增強其自信心,加快技能的形成進程。同時,在專業理論的指導下,學生能夠檢修零件、解體汽車的各部件、組裝或者按照工藝的要求對零件進行調整,這樣既可以提高實習的質量,又可以確保有完好的教學設備。
④模塊式的一體化教學方式還可以增加師生之間的直接接觸,能夠使教師對學生所掌握的操作能力和專業知識有一個直觀的了解,這樣可以從不同的程度、不同的方面對學生加以指導,實現因材施教的目的,對不同的學生采用不同的教學方式。
3.2汽車檢測與維修專業模塊式一體化教學課程中教
學模塊的構造
3.2.1理論教學的模塊
這個模塊主要包括專業必修課程的模塊、公共課程的模塊、專業選修課程的模塊、專業拓展課程的模塊、任選課程的模塊等。其中專業必修課程的模塊和公共課程的是本專業中應做出統一要求的模塊;而專業選修課程的模塊則根據汽車營銷與技術服務、汽車的檢測和維修、汽車的美容和改裝技術等多個專業方向進行不同的模塊設置;專業拓展課程的模塊和任選課程的模塊則主要是為了不斷擴大學生的知識面,針對人文社科的知識補充而進行設置的。其中的任何一個模塊,特別是專業選修課程的模塊和專業必修課程的模塊可以重新整合原來的教學模式和內容,主要表現為以下幾個方面:
將金屬工藝學、工程力學、機械零件與機械原理這三門課程整合為汽車的機械基礎。將電子技術、電工技術、電子設備和汽車電器中的起動機、車用發電機、等基本重復內容進行整合,形成汽車電子電工的技術基礎。將汽車維修技術、汽車的構造、汽車的檢測與排故課程進行調整,主要講述汽車的維修技術和對汽車的構造知識進行回顧復習。最后為汽車綜合檢測與排故的綜合課程,實現各個模塊之間知識的有機結合,以實現學生綜合分析能力的培養和解決問題能力的提高。
3.2.2實踐教學的模塊
針對汽車維修和檢測運用的專業而言,我們可對實踐教學的模塊進行如下劃分,即由英語、計算機基礎等組成的有關基本技能的教學模塊;由畢業實習、汽車的應用技術、畢業設計、組織管理能力等綜合技能所構成的教學模塊;由鉗工、識圖、汽車維修、電工、汽車駕駛以及汽車檢測等所組成的具有專項技能培訓的教學模塊等。
為了實現學生的管理能力和思維能力的培養,實踐教學的模式應結合實踐教學的體系來進行,這里將實踐體系分為以下幾個層次:第一層次,基本技能的訓練和培養,實踐教學模式應對具體的操作步驟和操作要求加以規定,學生應進行按部就班地訓練;第二層次,專項能力的訓練和培養,實踐教學的模式應對這個部分加以要求,學生自己可以針對個性化的要求加以變動;第三層次,綜合技術能力的訓練和培養,實踐教學模式可以目標進行規定,具體還需要學生來對施工的辦法和工藝進行自行設計,圓滿完成訓練的項目,實現自身綜合實力的不斷提升,努力使自己成為符合社會要求的優秀人才。
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關鍵詞 機械制造 自動化
中圖分類號:TH12 文獻標識碼:A
1 21世紀我國實現農業現代化對農業行業人才的需求
國家“十一五”規劃強調裝備制造業要努力實現由“中國制造”走向“中國創造”,該專業的專業背景是裝備制造業,加強該專業建設具有重要性、必要性和緊迫性。隨著科學技術的發展,農業機械的內涵也在不斷擴大。農業機械已不僅僅局限于拖拉機和耕耙播收等田間作業機械,而是農業生產過程中使用的各種機器設備的總稱。從世界各發達國家的農業現代化發展歷史可以看出,任何先進的農業技術要大面積推廣、高效率規范化實施,都必須使用農業機械。農業機械是實現農業現代化的重要手段。改革開放以來,隨著農村經濟體制改革的不斷深入,農業機械制造企業和農機服務業象雨后春筍般地不斷涌現,并呈快速發展態勢。農業機械產品質量不斷提高,性能不斷完善,新產品不斷涌現,市場競爭也日趨激烈。但從國內目前情況來看,農業機械發展水平還比較低,設計制造技術相對落后,普及應用程度不高,與發達國家相比還落后幾十年。在農機行業中,現有工程技術人員的比例嚴重偏低,人才斷層現象嚴重,人才接續困難。此外,專業不對口,知識老化,學歷層次低等現象也很嚴重。許多農機企業迫切期望大學畢業生前去工作。
2 加強專業建設,發揮優勢,突出機械學院校機械設計制造及其自動化專業的專業特色
本專業牢牢把握裝備制造業發展方向,將機械、電子、計算機、自動控制等學科有機交叉、滲透、融合,形成了以“機電結合為核心,以數控技術為龍頭,以機械CAD、CAPP、CAM、CAT、CG有機交叉模塊為主線”,以“產學研結合、理論教學與科研實踐案例相結合、課內教學與課外輔導素質拓展相結合”的教學特色,凸現出高素質復合型高級工程技術人才的培養特色。從我校機械設計制造及其自動化專業的發展歷史、現有的學科水平、辦學條件和師資隊伍結構,以及農機行業發展對人才的需求態勢可以看出,機械設計制造及其自動化專業的發展基礎在農業機械,專業的學科優勢也在農業機械。因此,在加強基礎、拓寬專業面和保證本專業人才培養基本質量的前提下,仍應堅持以農業機械設計制造為本專業自身的特點和辦學特色。只有這樣,才能在現有條件的基礎上,調動起各方面的積極性,揚長避短,在很短的時間內迅速建成高水平的學科體系;才能充分利用現有辦學條件和發揮學科優勢,培養出高質量的、獨具特色的工程技術人才。
3 優化課程體系,加強實踐教學
機械設計制造及其自動化專業的課程體系主要由必修課和選修課以及實踐性教學環節組成。其中必修課包括公共課、基礎課、技術基礎課和專業課。選修課包括柔性專業方向課(限選課)、專業任選課、人文社科類公共選修課等。課內總學時為2520。實踐性教學環節37周,主要包括教學實習、生產實習、課程設計、畢業實習和畢業設計等。優化課程體系,應體現加強基礎、拓寬專業面和突出專業特色。課程設置中,以機為主,機、電、液、氣、材相結合的技術基礎課程是核心,是從事機械設備設計、制造、試驗研究工作的知識基礎。專業課時的比例控制在10%以內,既要體現專業特色,也要體現淡化專業。專業課程設置為:測試與傳感技術、機電一體化技術、機械制造工藝、農業機械設計、機械系統設計等。
在專業任選課中,設置有關農學、生物學、經濟學等方面的選修課程,以適度拓寬專業面,體現專業特色。這種適度擴大選修課種類和數量,適度放寬柔性專業方向選擇權的做法,有利于調整學生的知識結構和能力結構,擴大專業知識面和增強素質培養。在實踐性教學環節中,仍保留2周的農業機械生產實習,為農業機械及其裝備的使用、維護、性能及結構設計奠定實踐基礎。尤其在專業課程設計與實踐和畢業設計教學環節中,可根據學生所選柔性專業方向,分農業機械、農用運輸機械、通用機械和其他一般機械進行設計與實踐。這樣既充分利用了現有條件,發揮了辦學優勢,又突出了專業特色,體現了人才培養的多樣性,改變了相同專業的學生在知識結構和能力結構上千人一面的狀況。
總之,學習機械設計制造及其自動化專業,擁有扎實自然科學基礎、機械工程技術基礎和較好人文社會科學基礎,了解本學科前沿發展動態,具備較強的工程實踐能力、自我獲取知識能力、創新創業能力、組織管理能力、團隊協作能力。成為擁有國際視野的復合型高級工程研究及工程應用型人才,為人類的發展繁衍做出貢獻。
參考文獻
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據數據統計,我國截至2009年,開設本科院校(不含民辦)720所,其中有440所院校開設機械設計制造及自動化專業(以下簡稱機自動化專業),在校本科生約16萬人,是我國目前普通高等學校中開設規模最大的本科專業之一。作為機械產業的重要支柱專業,近年來,機自動化專業和其他工科專業一樣存在師資隊伍、教學方法等薄弱環節:課程之間內容互為交叉而設置又缺少聯系,教學人員對專業課程的培養目標定位不明確,影響培養質量,傳統的課程設計與社會的迅猛發展脫節。本文從專業課程的設計,教師與學生自身方面加以探討,以對機自動化專業出現的問題解決有所幫助。
二、機械制造及自動化專業構建
1.準確把握專業培養目標。
教高[2006]16號《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》指出,加強素質教育,強化職業道德,明確培養目標。在經濟社會飛速發展的今天,機自動化專業應以經濟需求為導向,優化專業教學內容,加強師資隊伍與教學實踐基地的建設,形成以能力培養為宗旨的高職辦學模式。通過教學一體、工學結合的教學,培養學生職業道德,掌握職業技能,具備創新研發能力,掌握現代工業技術,擁有高學歷層次的一線應用型人才。
2.構建相應的課程體系與適應培養目標。
機自動化專業課程體系的構建應以工作崗位對學生能力的要求為基礎,以學生為主體,注重專業能力,突出專業特點。信息技術的發展極大地帶動了傳統制造技術,機自動化專業課程的設置體系中應包含制造技術與信息技術相融合的課程,除用“機械制造技術基礎”整合了“機械制造工藝學”、“金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機床概論”等幾門課程[1],另開設有關信息技術的課程,如數控、網絡制造等。因機械專業課程實踐性較強,在完成該課程后,教師應安排一定的時間,讓學生運用計算機輔助理論知識進行課題設計,綜合運用所學專業知識,運用計算機分析一般零件的工藝設計問題與某一工序的專用夾具。
(1)構建以數控機床為主軸的課程體系。數控技術是機械專業學生的必修課,應用之取代原來的“機床設計”,按照機電相融合的思路,對學生進行綜合設計訓練。通過此課程體系,學生能熟練運用“數控技術”,“機電一體化”等所含的相關知識,掌握數控機床設計方案的擬定、分析與必要的計算,掌握零部件的計算方法與結構設計,增強收集資料、編寫技術文件的能力,提高解決機電一體化問題的效率。
(2)開設綜合課程設計。在學習了“機械制造技術基礎”、“數控技術”、“生產過程信息技術”等課程后,教師應對學生進行為期一周左右的實踐鍛煉,使其了解機械基本理論,網絡設計的原理,以及零件從CAD到數控加工的全過程。主要內容是讓學生運用所學知識,在計算機上用Pro/Engineer軟件設計自己感興趣零件的三維模型,訓練用計算機設計的能力,之后擬定該零件的加工過程,計算加工參數等并在計算機上加以演練,根據零部件的具體情況進行數控加工仿真并進行后置處理,最后通過網絡傳送該程序至數控機床加工所設計的零件并撰寫設計說明書。整個過程是先進制造技術與信息技術相結合的較完整過程,完全符合機械類專業人才培養目標,可極大地提高學生們從事現代制造技術的興趣[2]。
3.打造一支過硬的師資隊伍。
高職教育不同于一般的大學教育,有其自身的特點,教師不僅要有扎實的理論知識,豐富的實踐經驗也必不可少,才能將實踐中的生產管理知識內化并傳授于學生。學校應建設一批高教學水平兼以強實踐能力的“雙師型”師資隊伍。教師的舞臺不局限于學校,學校應堅持“走出去,請進來”的原則。“走出去”,讓教師到企業參觀學習,增強實踐經驗,更新專業知識;“請進來”,聘請企業中經驗豐富的工程師、技師參與指導教學和實踐基地建設,培養一支真正意義上的“雙師”隊伍。
機械設計制造領域的高級工程技術人才是機自動化專業的培養目標,任何一個層次的教育目標都可分為三個部分,即知識、能力、道德。顯性知識以記憶為主,而高等教育中大部分為顯性知識,即要求掌握的實踐技能與解決問題的能力,這是無法用文字表達的,但恰恰對于機械人才的培養目標至關重要。能力是整個教育活動的關鍵,知識靠教師傳授加以自學完成,能力靠實踐鍛煉形成,而道德目標的實現則是一個逐步完善的過程,需要教師在教學過程中,從整體上把握教學內容、方法與目標之間的關系,提高教學效果和培養人才的質量。
4.增強學生的學習興趣,培養獨立自主的學習能力。
當今處于知識爆炸的時代,知識更新迅速加快。學校教育的完成不是一個終點,終身教育才是根本發展途徑。在學習理論的過程中,學生通過自學解答遇到的問題,能學會經常思考,如何思考,理清思路,在尋求答案的過程中,鞏固基礎理論知識,體驗成功的喜悅。機自動化專業實踐性強,學生在掌握理論知識的基礎上,應充分利用學校安排的實踐機會,帶著問題去企業實習,運用所學知識解決實際問題。
三、結語
古語云:“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行。”時展日新月異,知識更新速度加快,機械專業密切聯系現實經濟發展,課程設計的改革,必將引起教學內容方法的相應改革,高職院校應抓緊建設“雙師”隊伍,增強學生自主學習能力,形成機自動化專業的特色,培養符合崗位需求的高技能型人才。
參考文獻:
關鍵詞:課程標準 一體化 教學實施
中圖分類號:TP206 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)09-0212-01
隨著高等職業教育課程改革的不斷深入,實用性強而且能培養學生動手能力的相關理實一體化課程在教學過程中所占比例越來越大。《電子產品安裝與調試》是一門主要講述電子元器件結構與應用的課程。是電氣專業的一門專業基礎課,是所有本專業學生大一學年都要開設的一門必修課。有開課班級多,授課教師多的特點,為了整個年級的學生掌握內容有一個系統科學的標準,需要修訂一個課程標準。針對我院電氣類各專業學生的具體情況,利用現有實訓室實驗設備,下面以一個任務:集成計數器安裝與調試為例,就其課程標準內容的建立做一闡述。
本課程既是電氣自動化技術專業一門必修的理實一體化專業核心課程,也是電類專業的一門專業基礎課程,同時還是中級維修電工理論與技能考核的一門課程。通過本課程的學習,使學生學會電子技術的基本知識,具備儀器儀表的使用、簡單電子電路的設計與選型、電子電路的安裝、調試等崗位能力,為今后從事職業崗位工作奠定堅實基礎。課程融崗位知識、技能和職業素養為一體,實施理實一體化教學。通過工作過程導向的項目教學,使學生會儀器儀表的使用,會分析電子電路原理,會將原理圖改畫成接線圖,會電子元器件測試;根據圖紙,能進行電路的安裝、調試與故障排查;利用手冊、資料能夠查閱元器件參數,能夠選型與計算;能制定任務實施方案,逐步形成解決實際問題的能力;能團結協作,安全文明操作,遵守操作規程;遵循安裝工藝要求;具有安全意識和職業道德意識,具備一定的創新思維能力和科學的工作方法,為今后職業崗位工作奠定良好的基礎。
課程實施過程中,要求理實一體化教學方式授課,即理論教學和實踐教學同時進行,教師在講授元器件的結構與原理的同時展示元器件的實物,講授應用的同時安排小實訓項目實現元器件的功能。這樣學生可以直觀的認識課程涉及到的元器件,學會利用其涉及電路,拓展知識。
1 集成計數器安裝與調試
學時:6學時。
1.1 課前準備
1.1.1 實踐準備
元器件:集成芯片CT74LS160、CT74LS16、多功能接線板、七段數碼管、萬用表、連接導線、電子技術訓練裝置。
1.1.2 理論準備
任務分析:(1)學會CT74LS160、CT74LS161芯片的使用;(2)能夠用CT74LS160、CT74LS161芯片組成任意進制計數器;(3)具備計數器設計能力;(4)能夠借助集成手冊查閱其它集成計數器芯片引腳及功能;(5)能夠正確完成CT74LS160、CT74LS161集成計數器組成8、24進制計數器接線與調試;(6)具有故障分析、排查能力;(7)具有安全操作意識。
1.2 課程實施
(1)集成芯片CT74LS160、CT74LS161認識,組成N進制計數器設計方法計數器是常用的數字電路元件,種類很多,有二進制計數器和十進制計數器;同步計數器和異步計數器;加法計數器和減法計數器等等。它不但能用于計數,還可以用于分頻、延時等場合。(2)集成同步十進制計數器CT74LS160(162);邏輯功能示意圖和管腳圖介紹;對照CT74LS160(162)功能表詳細介紹其邏輯功能;通過書中實例介紹任意進制計數器設計方法,明確設計步驟。(3)對照CT74LS160(162),完成CT74LS161(163)的學習任務,完成上述任務要求1、2、3、4。
用CT74LS160設計一個8、24進制計數器;畫出設計圖,完成接線與調試講述N進制計數器的裝接,已CT74LS160構成29進制計數器為例:
整體置0(異步);
寫SN的二進制代碼:SN=S29=00101001
寫反饋歸0函數:=
畫連線圖
整體置數(同步);
寫SN-1的二進制代碼:SN-1=S28=00101001
寫反饋歸0函數:=
畫連線圖
1.3 技能訓練
(1)能夠用所學的設計方法,設計8、24進制計數器并畫出芯片接線圖。(2)正確辨別CT74LS160芯片的管腳,明確各管腳的功能,會查閱手冊。(3)做出任務實施及分工情況記錄。(4)按照設計圖紙,完成接線、查線與調試任務,并記錄所出現的問題與解決方法。(5)做出總結分析報告。
1.4 任務評價
學生自評、互評和教師評價相結合。
1.5 教材及參考資料
(1)《電子技術簡明教程》,付植桐主編,電力出版社;(2)《二極管手冊》、《三極管手冊》、《集成手冊》、《電子工藝》等;(3)電子課件、電子教案;
(4)視頻教學資源http:///SuperCourse/Electric03/。
1.6 教學方法
教學實施過程中采用以學生為主體、以教學項目為載體、以行動為導向的有效教學方法,結合講授、演示、多媒體課件、討論、實際操作等方法進行教學。
1.7 考核方式
課程考核方式由平時過程考核和期末考核兩部分組成的,其中,平時過程考核成績占50%,期末考試成績占50%。平時過程考核成績包含考勤情況(10分)、應用能力考核(20分)、口試成績(10分)、平時提問成績(10分)。