前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的地質學知識點主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關鍵詞:電工實訓 優化 改進 嚴格
中圖分類號:G718 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2013)02-0009-01
電工實訓是機電類專業學生實訓教學環節的重要組成部分,在增強學生對電工理論知識的理解、培養科學求知思想、提高基本操作技能等方面具有十分重要的意義。我校電子技術、電氣自動化、機電一體化、模具制造、數控應用、汽車維修等專業在第一學年均安排了四周的電工技能實訓。由于涉及專業廣、人數多、基礎參差不齊,而且學生入校時間短,對專業的認識還了解不深,因此,筆者在原有電工實驗和實訓的基礎上,對電工實訓教學進行了改革。
1.明確實訓目標
根據中等職業學校電工專業教學大綱的要求,電工專業培養目標是:要求學生德、智、體等方面全面發展,具有良好的職業素質,具備必備的專業理論知識,面向機電行業,從事機電一體化設備的生產、安裝、調試、運行與維修工作,生產管理工作等。因此,我校將電工的實訓目標定位為:培養電工應用技能型人才為主,具有較廣泛的通識基礎,良好的人文素質,扎實的專業知識;具有較強的動手能力,面向工程技術應用,重視實踐環節的鍛煉;具有較強的工程適應能力,具備一定的行業知識和技能。主要體現在兩方面:
1.1 安全用電知識及常用工具、儀器、儀表的正確使用,要求學生了解電的性能,熟悉電工操作規程和電工操作工藝的基本規范,學會正確使用常用儀器儀表,為安全、有序、規范的電工技能實訓打下基礎。主要通過觀看電教片、現場參觀、教師示范、卷面考試等完成。
1.2 常用元器件的識別和判斷,要求學生了解常用元器件的結構與作用,熟悉它們的技術性能與主要參數。掌握常用元器件好壞的判斷方法。主要通過教師示范、學生訓練等完成。
2.優化實訓內容
電工實訓的目的是訓練中級維修電工的基本技能。同時為后續的電氣控制技術、供配電技術等課程的學習和實訓奠定基礎。因此,內容上不僅要考慮基礎性、應用性和知識性。而且還要考慮趣味性。為了適應這種教學要求.實訓內容主要包括:安全用電與電工基本操作規程、常用電工工具及儀器儀表的使用、焊接訓練及簡單電子線路的制作。筆者選用防盜報警電路做實訓內容,它不僅含有常用電子元件、典型電子線路環節,而且可以做到聲光兼備。對提高學生電子元件的識別、判斷、電子線路的制作、調試與故障處理能力均有好處。另外,防盜報警電路種類繁多,性能優劣明顯,對激發學生的求知欲、提高分析能力大有益處。
為體現注重學生的主體性、強調個性化教學,我校根據學生的不同情況。實施"面、塊、點"實訓方式。即總體抓面。對于統一安排的實訓內容要求學生學會,使"面"達到實訓要求;局部抓塊,對學有余力的學生增加實訓內容,使"塊"有所深化;個別抓點,對特別拔尖的學生實施專項培養,使"點"進一步提高。在實訓過程中,對于出現的故障,教師盡力讓學生先分析、判斷,找出故障產生的原因,然后指導或與學生一起處理,以利于提高學生分析問題與解決問題的能力,對于典型的故障,可當眾處理,起到"舉一反三"的作用。
3.堅持規范管理
電工實訓涉及的范圍廣、內容多、安全性強。而且是中等職業學校學生入學后第一次專業技能訓練,因此堅持科學規范管理、培養學生的良好習慣尤其重要。針對電工實訓教學操作元件多、易損壞、易出安全事故等情況,可采用標號管理,即對每位實訓學生的元件、儀器儀表等進行編號,明確使用職責。這樣可防止人為損壞,有利于培養學生愛護公物的良好習慣和適應社會安全文明生產的需要。為提高學生對電子或電氣線路故障的判斷能力,教師應引導學生正確分析、有序查找和處理。首先,通過理論講解,熟悉線路工作原理,了解某一元件、某一段線路易出現的故障及什么樣的故障可能在哪一元件、哪一段線路中出現,這是進行故障分析的基礎。其次,向學生介紹各種不同的故障處理方法,并指導學生動手排除;有時教師也可有意設置故障,讓學生分析處理,以便提供更多的實踐機會,有利于培養學生獨立分析問題和解決問題的能力。針對線路板安裝元器件多、工藝要求高的特點。要求學生必須嚴格按照規程規范化操作,有利于培養學生嚴謹求實的科學態度。
4.嚴格考評措施
實訓成績的高低.是衡量學生專項動手能力強弱的一個重要依據。正確評定實訓成績是激發學生熱情、調動學生積極性的重要手段。筆者主要從四個方面進行考核、評定總成績:一是出勤率,占10%,二是實訓表現,占30%,三是實訓測試,占50%,四是實訓報告,占10%。出滿勤是完成實訓任務的基本要求,學生必須嚴格遵守考勤制度;實訓報告是整個實訓過程的歸納總結,具有一定的理論性、系統性和實用性:實訓表現主要反映學生平時每項任務的完成情況及同組人員之間團結合作的精神;實訓測試主要考核學生獨立完成實訓任務的能力。實訓測試一般采用抽簽的方式決定考題,主要包括實訓方案的確定、元件的選取、儀器與儀表的選用、線路的安裝與測試、操作規程與工藝、故障的分析與處理等。例如:在電氣互鎖正反轉控制線路的電路設計和調試中,要求學生在一小時內根據原理圖畫出安裝接線圖,完成器件固定與線路安裝、通電試車與故障處理等任務,并有一定的工藝要求。通過嚴格的考評,不僅能比較公平、公正地評定實訓成績,而且可以督促學生認真完成實訓的每一個環節,提高實訓效果。
參考文獻
[1] 劉彥鸝:電工電子實訓課的教學與實踐探索,《廣東工業大學學報:社會科學版》,2011年第B12期.
[2] 張迎輝:現代電工技術實訓教學體系的建設,《中國職業技術教育》, 2011年第6期.
智能變電站概念
所謂智能變電站,也即采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備,以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求,自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能,并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能,實現與相鄰變電站、電網調度等互動的變電站。
智能變電站實訓基地簡介
為方便教學培訓,武漢電力職業技術學院從2012年初開始在校內構思籌建110kV智能變電站實訓基地,并于2013年年底通過項目驗收??紤]到該基地教學用途以及校內場地、項目資金的局限,該智能站結構設計較簡單。
實訓基地本著同步建設,適度超前的原則,選取110kVSF6斷路器、隔離開關、電流、電壓互感器、氧化鋅、避雷器母線等設備建設一個出線間隔和一個電壓互感器間隔。在此基礎上,引入智能電氣二次組件及后臺系統。后臺控制室主要布置交直流電源屏、控制屏、監控后臺及工器具、儀表柜等。其具體實施方案如下:
(1)110kV采用智能終端+常規一次設備方式實現一次設備智能化,智能終端就地安裝在各間隔智能組件柜內。
(2)110kV采用常規互感器,通過合并單元輸出數字量采樣信號?;ジ衅鞯妮敵瞿M信號經合并單元A/D轉換后,通過IEC61850-9-2或IEC60044-8協議送至各IED。
(3)操作控制方式。變電站監控系統按無人值班要求,操作控制功能按站控層、間隔層、設備級的分層操作原則考慮。操作權限由站控層、間隔層、設備級的順序層層下放。
(4)系統網絡結構。鑒于基地線路結構簡單,為節約成本,此處系統站控層與間隔層直接經過站控層網絡連接,未設置過程層網絡。將保護設備直接融合在一次設備場內的智能終端柜中。同時為滿足學員對比觀測常規站與智能站,該實訓基地智能終端柜做了特殊處理。
職前職后雙模式教學探討
實訓基地的建設,不僅有利于提高學院師資力量,更有助于職前教學方式的改革以及開拓發展職后培訓特色,實現應用型人才培養和充實學院工作雙贏的目的。
職前教學改革
武漢電力職業技術學院作為一所有著60年辦學歷史的職業高校,數年來為電力系統培養了無數人才。其主打系部電力工程系,始終以應用型人才培養為導向,每年向社會輸送大量優質畢業生。學生多數從事電力相關行業:電力系統、企業、能源、建筑單位等。故對于電力設備的基本認知和動手能力必須具備。變電站作為電力行業中的至關重要一環,其了解必不可少。為此,學校每年都會開展校企合作或組織學生到不同的變電站、發電廠等站點參觀實習。
職后培訓特色
作為一個高職院校的同時,武漢電力職業技術學院也隸屬湖北省電力公司,自2012年正式掛名為國網湖北省電力公司技術培訓中心。為此,學院專門成立培訓部門,將重心由職前變為職前職后兩手抓,雙模式教學。不僅僅承接省公司部署的培訓任務,更要積極主動開拓培訓課程,緊隨時代和職業需求,對系統員工開展新技術普及、實操訓練、技能比武等工作。
實訓基地建設對教學的意義
高職院校實訓基地既是高職學生鞏固理論知識、職業技能訓練、全面提高職業綜合素質的實踐性學習與訓練的平臺,也是學院開展職工培訓、技能鑒定、教學改革、教師從事科學研究、就業指導和社會服務等工作的多功能場所。加強實訓基地的建設,有著十分重要的現實意義。
(1)實訓基地建設是改進職業教育實踐教學的關鍵環節,是提高技能型人才培養質量的基本途徑??墒箤W生掌握的書本知識變成應用技能,也是訓練職后學員職業崗位技能的基礎平臺。
(2)實訓基地建設是提高職前學生就業競爭力、縮短職后人員工作適應期的根本保證。學生通過在實訓基地的工學交替、頂崗實習,提前接受現代企業氛圍的熏陶。職員通過電力行業新技術的培訓,熟練掌握新設備、新工藝,鞏固職業技能,盡快適應企業發展的需求。
一、“熱帶雨林”、“薩瓦納”、“地中?!?、“熱帶沙
漠”的景觀和分布的教學設計
這部分內容,要求教師在教學中要突出直觀、形象和真實性,使學生從形象真實的氣候景觀中區分并掌握 各種氣候帶景觀的不同特征,進而掌握它們的分布規律和分布特點。但只憑口頭講述或看景物圖是達不到這種 效果的。于是,在教學中我采用了錄像手段。如我在教學熱帶雨林的景觀特征時,用錄像放映了非洲的剛果河 流域、南美的亞馬孫河流域、亞洲的印度尼西亞等地的景觀,學生真切地看到了那茂密和高低分層的樹林,那 一部分落葉而另一部分正在開花的景象以及那大樹上纏繞的藤條使人寸步難行的情景。這樣,學生就牢固地掌 握了熱帶雨林的植被特征。在教學中,我把平時從中央電視臺錄下的《動物世界》進行剪輯合成,在播放各類 氣候的景觀錄像時再配上相應地區動物的錄像,以增加學生的興趣。其它三種氣候類型的景觀和分布的教學也 采用了上述方法。教師將形象真實的電視教學與生動的語言講述相結合,使學生較好地完成了由感性知識向理 性知識的轉化。
二、“大氣環流”的教學設計
“大氣環流”是形成氣候的重要因素。由于大氣環流促進了高低緯度之間、海陸之間熱量和水汽的交換, 因此,在不同的環流形勢下,氣候類型各不相同。同是北緯30°-40°的大陸,西岸由于太陽直射點的轉移,引 起了氣壓帶和風帶的移動,形成了冬雨夏干的地中海氣候。東岸由于海陸熱力性質的差異形成了夏熱冬溫的亞 熱帶季風氣候。這部分內容,學生不易理解,教學難度較大。在講述地中海氣候的成因時,我設計了抽拉式投 影片進行演示和講解。先用一張基片,畫上亞歐大陸西岸30°n-40°n地區的地中海地區的地理輪廓圖,并標出 30°n-40°n緯線。用另一張作抽拉復片,復片上畫出東北信風帶,副熱帶高氣壓帶和西風帶。當副熱帶高氣壓 帶移至到30°n-40°n之間時,地中海地區處于副熱帶高氣壓帶的控制之下,盛行下降氣流,氣候炎熱干燥(夏 季)。然后,將抽拉復片向南移動,讓西風帶進入30°n-40°n之間,這時地中海地區已處于西風帶控制之下, 由于西風從大西洋帶來豐沛的水汽,使氣候變得溫暖、濕潤(冬季)。這樣就突破了這部分的知識難點,使學 生較好地理解和掌握了這部分內容。
為了讓學生區別地中海氣候和薩瓦納氣候的成因(因為它們都是由于太陽直射點的位置移動,引起氣壓帶 和風帶隨季節移動而形成的)。我又設計了抽拉復片。以非洲北部薩瓦納地區為底圖,在另一張抽拉復合片上 畫出赤道低氣壓帶和東北信風帶,當太陽直射北回歸線附近時,把抽拉復片上的赤道低氣壓帶移至非洲北部的 薩瓦納帶,此時,該地區處于上升氣流的控制之下,高溫多雨,形成了濕季;當太陽直射南回歸線附近時,抽 拉片上的東北信風帶移到該地,東北信風是從高緯吹向低緯的,隨著信風的吹拂氣溫上升,水汽蒸發,變得干 燥,再加上東北信風是從大陸來的,更加深了干旱的程度,形成了干季。教師邊演示邊講解后,讓學生自己歸 納總結出“薩瓦納”和“地中?!睔夂虻牟煌攸c(學生總結內容略)。這兩種氣候的成因和特點是本章的難 點,以往用傳統教學法講述這兩個難點時,教師一次又一次的講解,說破了嗓子學生還是不能很好地理解和掌 握,使用了投影片就迎刃而解了,其原因是受惠于電教。
三、三種季風氣候的教學設計
關鍵詞:問題意識;學生;情境
中圖分類號:G625.5 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2017)05-0218-01
培養學生的問題意識,提高學生發現問題和解決問題的能力并非一朝一夕之事,需要經歷從不會到會的過程。
那么,如何培養學生的問題意識,真正把提問權力還給學生呢?下面,筆者談幾點教學實踐與體會。
1.要鼓勵學生大膽提問
首先,教師應主動創造條件,正確對待學生的主動提問,創設一個寬松和諧的教學環境,引導學生敢于大膽思考,敢想,敢說,敢問。低年級學生天真活潑、好動好奇,對眼前的一切都有無窮無盡的疑問。愛提問是兒童的天性,在他們的心目中,老師是無所不能的。生活中,總有一些孩子圍著老師問這問那,我們應當千方百計的保護兒童的這種天性,對孩子的提問盡可能予以滿足,對愛提問的學生,不論質量如何,都應該鼓勵,對提錯問題的學生或提出一些稀奇古怪的問題的學生,教師也決不批評,保護他們對身邊事物產生疑問、尋根究底的興趣。啟發他樹立自信心,對于提出的有思考性的問題,可根據情況因勢利導,采取討論的形式加以解決;對于提出的問題超過學現階段所學知識范圍或教師難以回答的要給學生講明原因,這樣學生就沒有心里負擔。
雖然,學生有好問的天性,但問題意識是靠老師逐步培養的。從一年級起,我就重點抓學生的口語表達能力。老師提問,學生想怎么說就怎么說,既便說錯了,也從不挖苦,嘲笑學生,反而表揚他動腦筋。而對于一些怕丟面子,甚至擔心遭到老師的冷嘲熱諷,所以即使心中有疑問也不敢提出來的學生,我十分重視解除學生的思想包袱,鼓勵他們大膽提問,如在課堂上有疑問可以隨時提出來,專門留出時間給學生質疑、討論等,對能提出好問題的學生還給予各種形式的獎勵。漸漸的學生上課放松了,想好了就會舉起小手,凡是來我班聽課的領導和老師都覺得我班課堂氣氛好,學生思維活躍,稱贊我班學生敢說、敢問,而且回答問題聲音響亮。
2.設問題情境,啟發學生的問題意識
課堂上如果只是教師講,學生聽,學生就會習慣于教師給出現成的結論或答案;還由于部分學生基礎差或缺乏思維能力,即使碰到問題也不知道怎樣提出來,更不用說提出有深度、有新意的問題了,從而導致學生無疑可問。培養學生的問題意識,就是要讓學生學會問問題,不能為提問而提問,也不能一疑就問。提出問題時,有些學生對一些理論和化學現象也想提出自己的疑問,但由于缺乏相關的思維方式與語言表達能力,問題提不出來,有時感覺有問題就是不知如何問,為此教師要給予點撥指導。我認為教師要做的就是要創設一定的問題情境,啟發學生提出疑問。例如我在教學"燃燒與滅火"時, 通過演示實驗創設問題情境:點燃兩根火柴,一根火焰朝上,一根平放,問學生:"怎么放火柴燃燒得更旺?" 學生回答是因為溫度沒有達到火柴的著火點。有學生提出:"溫度為什么沒有達到火柴的著火點?"這一問題。再如我在教學"燃燒、爆炸、緩慢氧化、自燃"時,通過閱讀化學材料引發學生提出問題。學生提出的問題除了基本的知識點外,還有如:鬼火是怎么回事?爆炸都是化學變化嗎?一氧化碳中毒的原理等。在觀察化學變化的教學中,我就從學生身邊熟悉的事物入手。把兩張相同的紙展示給學生,撕破其中的一張,另一張用打火機點燃,此時就有學生提出問題,紙燃燒后得到什么東西?它們的變化是相同種類嗎?像紙燃燒的變化有什么特征,還有哪些和它一樣呢?我逐一引導學生解決問題,學生就不斷思考,想要提出更多的問題來解決。
3.激發學生提問的興趣
從心理學的角度看,興趣是人的一種個性心理特征,是在一定的情感體驗影響下產生的一種積極探究某種事物或從事某種活動的意識傾向,這種"意識傾向",是人的思想、精神的一種集中指向。對學生提出的問題教師應當給予恰當的評價,鼓勵他們表達自己的想法。即使學生提出的問題很簡單,也要認真對待,這樣學生會感覺自己是被重視的,積極性會大大高漲。 有個學生經常在課堂上問我一些與本節學習內容不相關的知識,我也很耐心地給他解答。對于學生的好問,多問,深問,怪問,錯問,要有正確態度。對于多問,好問的學生,教師要注意耐心傾聽,不要置之不理。對于深問的學生,我經常難以回答,我會向他說明情況,查找資料,把答案寫在紙上給他或當面講明白。
一、金屬材料
1、金屬材料
純金屬(90多種)
合金(幾千種)
2、金屬的物理性質:(1)常溫下一般為固態(汞為液態),有金屬光澤。
(2)大多數呈銀白色(銅為紫紅色,金為黃色)
(3)有良好的導熱性、導電性、延展性
3、金屬之最:
(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素(2)鈣:人體中含量最多的金屬元素
(3)鐵:目前世界年產量最多的金屬(鐵>鋁>銅)
(4)銀:導電、導熱性的金屬(銀>銅>金>鋁)
(5)鉻:硬度的金屬(6)鎢:熔點的金屬
(7)汞:熔點最低的金屬(8)鋨:密度的金屬
(9)鋰:密度最小的金屬
4、金屬分類:
黑色金屬:通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。
重金屬:如銅、鋅、鉛等
有色金屬
輕金屬:如鈉、鎂、鋁等;
有色金屬:通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。
5、合金:由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質。
:一般說來,合金的熔點比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蝕性能更好
合金 鐵的合金 銅合金 焊錫 鈦和鈦合金 形狀記憶金屬
生鐵 鋼 黃銅 青銅:
成分 含碳量
2%~4.3% 含碳量
0.03%~2% 銅鋅
合金 銅錫
合金 鉛錫
合金 鈦鎳合金
備注 不銹鋼:含鉻、鎳的鋼
具有抗腐蝕性能 紫銅為純銅 熔點低
注:鈦和鈦合金:被認為是21世紀的重要金屬材料,鈦合金與人體有很好的“相容性”,
因此可用來制造人造骨等。
(1)熔點高、密度小
優點(2)可塑性好、易于加工、機械性能好
(3)抗腐蝕性能好二、金屬的化學性質
1、大多數金屬可與氧氣的反應
2、金屬+ 酸鹽+ H2
3、金屬+ 鹽另一金屬+ 另一鹽(條件:“前換后,鹽可溶”)
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“濕法冶金”原理)
三、常見金屬活動性順序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性由強逐漸減弱
在金屬活動性順序里:
(1)金屬的位置越靠前,它的活動性就越強
(2)位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫(不可用濃硫酸、硝酸)
(3)位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。(除K、Ca、Na)
四、金屬資源的保護和利用
1、鐵的冶煉
(1)原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。
3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2
(2)原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4 )、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3 )
2、鐵的銹蝕
(1)鐵生銹的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe2O3•XH2O)
(銅生銅綠的條件:銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學式:Cu2(OH)2CO3)
(2)防止鐵制品生銹的措施:
①保持鐵制品表面的清潔、干燥
②表面涂保護膜:如涂油、刷漆、電鍍、烤藍等
③制成不銹鋼
(3)鐵銹很疏松,不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水蒸氣反應,因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應及時除去。
(4)而鋁與氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性能。
3、金屬資源的保護和利用: ①防止金屬腐蝕
保護金屬資源的途徑:②回收利用廢舊金屬
③合理開采礦物
一、下載機器人軟件,給學生創設軟件平臺
因為首次教學,我依次按照課本從網上下載了VJC1.5和SVJC1.0系統,試著運行后,發現VJC1.5只是一個編輯平臺,還需要一個實體機器人AS-M連接后才能查看所編程的情況進行加以驗證,這對我們的教學非常不利,同時我們多媒體資源非常貧乏,要讓教師擁有一個實體機器人模型都很難辦到。所以我改用SVJC1.0系統,它又稱能力風暴機器人仿真系統。它由VJC1.0與仿真系統兩大部分組成。在實踐教學過程中,我發現學生運行這個軟件后,無法看到機器人的行走軌跡,只好借助仿真系統中的添加?蛐圖帶來幫助識別機器人軟件。這給學生的學習帶來不便。有沒有顯示機器人行走軌跡的能力風暴機器人的仿真系統?于是,我又在網上搜索,網上提供這種軟件資料不是很多。功夫不負有心人,終于在新疆教研信息網上搜到了兵直222團提供的VJC1.5系統軟件及其學習資料,我如獲至寶,然后安裝到教師機,經過試運行,一切都很理想,我依照例程編了機器人走五角星程序,然后運行仿真系統,最底下多出兩行,型號及機器人參數設置(角度、紅外線、顯示軌跡、保存顯示軌跡),選中顯示軌跡,從左下角拖出機器人,運行成功了。我又給學生機全部安裝了VJC1.5系統,并卸載了以前的SVJC1.0。學生的學習能力風暴人機器人已經搭設好。
二、從生活中了解和認識機器人
在對機器人背景知識介紹時,我引入了中央10套《走進科學》欄目中,曾經報道了一個叫“黎元”的機器人為病人實施先天性心臟病的治療,醫生們遙控“黎元”為病人實施手術定位,并獲得了手術的成功。然后我又播放各種機器人的幻燈圖片,讓學生逐步認識到,在我們身邊,還有這么多智能機器人和人類生活有著密切的關系,讓學生對機器人有了一個感性的認識。接著我又展示了中國學生隊員在2001年4月美國舉辦的“國際機器人滅火比賽”中的報道,中國學生采用的機器人平臺是廣茂達的機器人專家研制的能力風暴智能機器人,這種全球領先的平臺使中國學生如虎添翼,取得了良好的成績?,F在我們學習的就是這種能力風暴機器人。通過對學生提問,以進一步加深學生對機器人的認識:說說你對機器人了解多少,它有什么特點?對人類的生活有些什么影響?未來的機器人又是什么樣子?在背景知識介紹完時,并布置任務學生利用課余時間去圖書館、上網或者看電視來查閱機器人的資料。你對機器人的學習感興趣嗎?
三、實踐操作,建構圖形化的編程方法
(1) 熟悉界面,邊練邊學。
能力風暴人機器人教學首先需要學生了解系統界面,如果單純讓學生自己摸索,學生會走很多彎路,而且教學的意義也并不很大。因此,我采用講解―演示法,著重講解了模塊庫和流程圖生成區及仿真運行的平臺程序,讓學生動手試一試、練一練,用搭積木的形式讓學生把各個模塊拖到流程圖區,然后再進入仿真系統,運行驗證自己這樣做的結果是對的還是錯的。學生的興趣很快調動起來。這是學生學習能力風暴機器人的入門篇。教學任務是讓學生熟悉界面,學會運用模塊和仿真程序的進入和退出,學會調試該界面。
(2) 運用模塊,編寫實例。
運用模塊來編程比用JC代碼來編程相對容易,小學生易于接受。學生們都喜歡玩拼圖、搭積木、七巧板游戲,而用模塊法來編程,學生容易上手操作,不會對編程產生懼怕心理。采用直觀教學法,可讓學生明白編程的思想。我出示范例,讓學生觀察我用了什么模塊,為什么要這樣做?首先我分別拖出了一個直行模塊和一個轉向模塊,并告訴學生我就用這兩個模塊就可以讓機器人行走,然后學生就會驚訝地看著作,我進入仿真系統,把機器人拖入了黑色的活動區域,機器人行走了,但走得路程很短,能有辦法改變嗎?直行模塊和轉向模塊參數能發生改變嗎?在模塊右擊會彈出相應模塊的設置參數對話框,然后我設置直行參數速度為100,時間為2秒,轉向參數速度為80,時間為0.295秒。機器人就沿著我給出的參數往前行走,行走的路程已變得很長了。能讓這兩個模塊編出機器人走正方形嗎?讓學生參照課本實例,運用模塊,自己調試,完成操作。這個過程就是學生學習能力風暴的學習篇,本教學任務就是要讓學生掌握編程思想,參數的設置和具體幾何圖形的編寫。
(3) ,比較教學。
計算機編程的思想是自頂向下、逐步細化的過程,讓機器人走正方形,可以采用直行、轉向、直行、轉向、直行、轉向、直行、轉向這8個模塊來完成。這是程序結構中的順序結構。這種結構比較直觀,學生也比較容易理解,但操作繁瑣。程序結構中還有兩種結構,選擇結構和循環結構。順序結構、選擇結構和循環結構是程序設計的三種基本結構形式。如果讓直行、轉向模塊重復做這些動作時,編寫的程序冗長而煩雜,利用循環語句編寫這類程序,是解決問題的好方法,可以利用多次循環、直行、轉向3個模塊來完成。讓學生閱讀課本循環結構的工作原理,來知道程序是怎么實現的。這能很好地培養和訓練學生的發散思維,引導學生的思考信息朝多種方向擴散。這個過程是學生學習能力風暴的進階篇,本教學任務就是要培養和訓練學生的發散思維和嚴謹的算法設計。
(4) 舉一反三,創新思維。
能力風暴人的教學所倡導的思想就是創新。所以教學的最終目的是應用和創新。當學生們學完了走正方形、走圓形、走五角形之后,可以出示任務,讓學生試著去完成走六邊形、走奧運五環、一筆畫鉛筆、畫花朵、畫水壺等簡單圖案,熟練后甚至還可以畫東方明珠等復雜的圖案。在學完所有模塊后,應該給學生出些有挑戰性的項目內容,如越障跑、叫人起床、找房門,讓學生嘗試,教師可以幫助學生進行程序分析,然后讓學生自己設計出程序的模塊圖。雖然難度很高,對學生的挑戰性極大,但正是由于這種創新,人類社會才會有進步!我們提倡學生創新!這個過程是學生學習能力風暴的高級篇。教學中只對學有余力的學生和對機器人編程有發展潛力的學生來教學。
四、實踐教學中的思考和反思
1. 機器人實踐教學過程中,教師要善于和學生溝通,要充分認識自己的教學主體――學生,并掌握學生的知識結構和認知規律。如果違備這些規律,學生就不能很好地配合教師,完成教與學這一教學環節。
2. 教師要精通教材,備好教材,用好教材,但又不能拘泥于教材,教材中給出的實例畢竟有限、單一,教師備課時就要慎重選擇學生易于接受的實例,如走五角星、一筆畫鉛筆、計算1―100的和霓虹燈等等。教師也要給自己定出目標,搜集相關的學習機器人資料,參考實例,有所創新地教學。
3. 機器人教學中要遵循循序漸進、由淺入深的原則,把握教學中的度。就像走樓梯臺階,一步一步往上走,既不原地踏步,也不能一步跨幾個臺階。教師在上課前要把握好學生的學習狀態以及知識的難易程度。在講完直行模塊和轉向模塊后,就要開始講循環模塊,一層層遞增。同時,這對教師的自身素質也是考驗。如果教師自己都不熟悉機器人圖形化模塊編程思路,那學生不就更困惑了嗎?
一、中國的地形
1、我國地形的特征:地形復雜多樣,山區面積廣大。我國地形多種多樣,山區面積廣大,對農業生產有哪些有利和不利的影響?有利影響:①復雜多樣的地形,為我國因地制宜發展農、林、牧、副多種經營提供了有利條件;②山區森林、草地、旅游、礦產等資源豐富,不利影響:耕地資源不足,不利于發展種植業;交通不便,基礎設施建設難度大,不利于農產品等山區資源外運。
2、我國地勢的基本特征:地勢西高東低,呈三級階梯狀分布。我國地勢的特征的有利影響是:一方面有利于海洋上的濕潤氣流深入內陸,形成降水,促進農業發展;另一方面使我國的江河滾滾東流,溝通了東西交通,方便了沿海和內陸的經濟聯系,有利于東部沿海地區經濟發展和內陸地區的大開發。第三,我國的大型水電站往往建在高一級階梯與低一級階梯交界處,這是因為河流的落差大、水流急、水利資源豐富。
3、三級階梯界線的山脈:第一階梯和第二階梯界線:昆侖山脈、祁連山脈和橫斷山脈;第二階梯和第三階梯界線:大興安嶺、太行山脈、巫山、雪峰山。構成各級階梯的主要地形:第一階梯包括:青藏高原、柴達木盆地;第二階梯包括:塔里木盆地、準噶爾盆地、四川盆地、內蒙古高原、黃土高原、云貴高原;第三階梯包括:東北平原、華北平原、長江中下游平原、遼東丘陵、山東丘陵、東南丘陵。掌握:課本
4、五種基本類型都有,山地占1/3,山區(即包括山地、丘陵、崎嶇高原部分)占2/3
5、我國的主要山脈:
⑴東北--西南走向,最西列是大興安嶺-太行山--巫山-雪峰山;中間-列是長白山-武夷山;最東列是臺灣山脈,其主峰玉山(海拔3997米)是我國東部峰。
⑵東西走向,最北列是天山-陰山;中間-列是昆侖山-秦嶺;最南列是南嶺。
[注意]秦嶺是劃分我國南方與北方的重要地理界線。秦嶺南北的自然地理環境、社會經濟發展有著巨大的差異。
⑶西北-東南走向,主要有阿爾泰山,祁連山、巴顏喀拉山等。多在我國西部。
⑷弧形山系,是世界山脈喜馬拉雅山,其主峰珠穆朗瑪峰海拔8844.43米,為世界山峰,位于中國與尼泊爾交界處。
⑸南北走向,主要有賀蘭山、六盤山、橫斷山脈。
[注意]橫斷山脈是由許多列南北走向的平行山脈組成。它們由北向南地勢逐漸降低,山高谷深、山河相間,極大地阻礙了東西交通。
6、我國的四大高原:青藏高原是世界上海拔的大高原。高原上雪山連綿、冰川廣布,“遠看是山,近看成川”是青藏高原地表形態的寫照。平均海拔在4000米以上,號稱世界屋脊。我國被稱為“日光城”的地方是拉薩。內蒙古高原是我國的第二大高原,地面坦蕩,很多地方是一望無際的原野。黃土高原呈現千溝萬壑、支離破碎、溝壑縱橫的狀態。云貴高原喀斯特地形,地面崎嶇,石灰巖廣布。我國的四大盆地:塔里木盆地是我國面積的盆地,盆地內部的塔克拉瑪干沙漠,是我國面積的沙漠。準噶爾盆地緯度位置最北,柴達木盆地在青海省西北部,是一個典型的內陸高原盆地,有“聚寶盆”之稱。四川盆地號稱“紫色盆地”,成都平原“天府之國”。我國的三大平原:東北平原,是我國面積的平原。華北平原黃淮海平原,長江中下游平原素有“水鄉”“魚米之鄉”之稱。
二、中國的氣候
1、認識我國的三大火爐(重慶,南京,武漢),我國夏季平均氣溫最低的地區是青藏高原,這是由于海拔高度高而造成的。我國夏季氣溫的地方是吐魯番盆地,冬季最冷的地方是漠河。認識我國的五個溫度帶(熱帶,亞熱帶,暖溫帶,中溫帶,寒溫帶,青藏高原區)
2、我國的降水空間分布特點:降水量自東南沿海向西北內陸遞減。我國降水的空間分部的規律是南多北少。根據一個地方的降水量和蒸發量對比關系,我國四類干溫地區是干旱地區、半干旱地區、半濕潤地區、濕潤地區。東多西少降水最多(火燒寮)和最少(托克遜)的兩個地方。我國降水時間分布特點:全年降水集中在夏季,冬季降水一般不足全年降水的10%。夏秋多,冬春少。我國冬季氣溫分布的特點是:越往北去,氣溫越低,南北溫差大。我國南北溫差大的主要原因是緯度位置,冬季風。我國夏季氣溫分布的規律是:南北氣溫相差不大,全國大部分地區普遍高溫。
3、我國的平原主要集中在東部地區,是我國農業發達、城鎮集中、經濟繁榮的地區。
4、秦嶺準河一線是我國重要的地理分界線:它是我國一月份0度等溫線經過的地方,是我國暖溫帶與亞熱帶的分界線,是我國800毫米等降水量線經過的地方,是我國半濕潤和濕潤地區的分界線。是我國北方和南方的界線。
5、我國重要的氣候特征是氣候復雜多樣,季風氣候~大陸性氣候顯著。
6、我國季風區與非季風區的界線習慣上以大興安嶺、陰山、賀蘭山、巴顏喀拉山、岡底斯山一線為界。界線東南受夏季風的影響,屬季風區,界線西北夏季風很難到達,屬非季風區,全年都較干旱。我國東部的降水主要由夏季風帶來的,主要降水類型是鋒面雨。
7、阿拉伯半島與長江中下游平原緯度位置大體相同,氣候和景觀差異很大的原因是:兩者的海陸位置不同,后者地處亞歐大陸東岸,深受雨熱同期的季風氣候的影響。
8、我國季風氣候帶來的各種災害性天氣主要有寒潮、臺風、洪澇、干旱。
三、中國的河流
1、我國河流大多數分布在東部的外流區內。這里河流多且長,夏季易形成汛期。秦嶺淮河一線以北,冬季河流易結冰,普遍有結冰期。我國水量河是長江,汛期最長的河是珠江,含沙量最多的是黃河。結冰期最長的河是黑龍江。我國的一條惟一注入北冰洋的外流河是額爾齊斯河。世界上最長,開鑿最早的人工河是京杭大運河。
2、我國東部外流河汛期變化的規律是:自北向南汛期越來越長。我國的內流河是塔里木河。
3、黃河之水天上來,奔騰到海不復還。中的天是巴顏喀拉山,海是渤海。凌汛出現在黃河的上、下游河段。黃河之害主要在于下游河段的地上河決口改道,洪水泛濫。
4、地上河形成的原因:黃河中游流經黃土高原,水土流失嚴重,一遇暴雨,大量泥沙入河,河水含沙量大。下游流經華北平原,河道變寬,流速變慢,大量泥沙沉積在河床,黃河下游河床逐漸抬高成為地上河。
5、黃土高原水土流失嚴重的原因:黃土高原土質疏松,地面植被破壞嚴重,夏季多暴雨,對地面的沖刷嚴重。
6、治黃的關鍵在于治沙,根本在于加強黃土高原地區的水土保持工作。修建水庫和水利樞紐工程,在下游加固堤防,也是根治黃河的重要手段。長江發源于青藏高原上的唐古拉山,注入東海,全長6300千米,是我國長度最長、水量,流域面積最廣的河流,是我國第一大河。
7、長江是水能寶庫,水能蘊藏量占全國的1/3,可利用水能資源占全國的1/2。其水能主要蘊藏在上游河段。從玉樹到宜賓流經橫斷山區,河水落差極大,長江流經重慶,江水深切巫山形成水流湍急的三峽?,F在正在建設的三峽水利樞紐工程即位于此。
8、長江是黃金水道,干流橫貫東西,終年不凍,自宜賓以下四季通航。為發揮長江的航運價值,治理了“九曲回腸”的荊江,本河段的治理措施是裁彎取直。灘多流急的川江,本河段的治理措施是疏浚了航道,加強了港口的建設。
9、長江上中游分界線是宜昌,中下游的分界線是湖口,黃河上中游的分界線是河口,中下游的分界線是舊孟津。
10、季風氣候的優點雨熱同期,是但它會帶來一些災害性天氣如寒潮、水旱災害、臺風。
13、我國最長的內河流塔里木河,河水主要來自于昆龍山、天山的冰雪融水。外流河如長江,河水主要來自于天然降水。
一、在情境中展開質疑。使學生問之得意
平面的、靜止的文字是難以真正調動起學生質疑的興趣和熱情的,只有將原本孤立的文字置于生動、鮮活的情境中去,才能走進學生的心靈,豐富學生的感官,給予他們真切的體驗,讓他們在這種體驗中發現問題、提出問題。這種質疑才是有意義的。以激發學生質疑意識為目標導向的情境創設,要著力于誘導學生積極提問,推動他們情緒高漲、思維活躍。
如在教學《送給盲婆婆的蟈蟈》一課時,為了讓學生在新課伊始就大膽質疑,喚起他們質疑的興趣,凝聚學生質疑的重心,教師精心創設了如下情境:
①播放關于蟈蟈的視頻。在吸引學生注意力的同時,告訴學生蟈蟈是一種身體綠色、善于蹦跳、能發出響亮清脆聲音的昆蟲。
②展示盲婆婆面露笑容的圖片。告訴學生,婆婆年紀大了,而且雙目失明,什么也看不見了。
③出示課題。啟發學生:你想知道些什么?
通過視頻、圖片的情境渲染,幫助學生基本掃清了認知上的障礙,使他們從一開始就扣住關鍵展開質疑。
二、在定格中展開質疑。使學生問之得法
在從“有疑”邁向“善疑”的^程中,教師要體察學情、深挖教材,從教學各個環節中找到可以“定格”之處,引領學生在閱讀中的重點、難點處體會疑點,做到三“點”的契合。要把握好定格的時機積極進行質疑探究,可以從預習中進行質疑。強調“讀書必發問”;可以從課題上定格,仔細揣摩文章的眼睛;還可以在反思階段定格,組織學生對文本進行反芻等。
如在教學《誰的本領大》一課時,教師在課始、課中和課末三個環節中適時“定格”,給學生留下質疑的時間和空間,促進學生更深刻地領會文章主旨。在導入階段,讓學生根據課題質疑,有學生提問:“太陽和風究竟誰的本領大呢?”教師鼓勵學生暢談太陽和風都有哪些本領,營造自由辯論的氛圍,激發他們的學習興趣。在學習本文第4-8自然段時,讓學生回顧前面內容進行質疑,有學生提出:“為什么又要進行第二次比賽呢?”教師要學生品讀課文,感受太陽的得意與傲慢。在課末總結階段,啟發學生對全文展開質疑,有學生問道:“這個故事真好,還有像這樣的故事嗎?”教師抓住這一疑點,引導學生展開課外拓展閱讀,向學生推介了《伊索寓言》。通過及時恰當的定格,使本節課的學習活動飽滿而又深刻,讓學生有了充盈的收獲。
三、在激勵中展開質疑。使學生問之得趣
學生總是習慣于在教師的牽引下,完成各種語文學習活動,質疑問題也不例外。要真正落實新課程倡導的自主學習理念,就要在培養學生質疑能力的時候善于激勵,充分放大學生的每一個亮點,調動他們質疑的積極性;讓學生的每一個質疑,都能得到及時和恰當的回應;讓學生丟下思想包袱,敢于標新立異、與眾不同,發表自己異于他人的獨立觀點。通過教師的耐心、寬容和呵護,幫助學生體會到質疑的樂趣和成就。
[關鍵詞] 知識點優化;教學改革;一體化教學;CDIO能力評估與提升
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634(2013)01-0081-04
0 引言
CDIO工程教學改革是當今國際工程教育改革的最新成果,已經在世界上50多所學校進行實施,并取得了很好的效果,為工程界培養了大量符合需求的技術人員。我國在吸收國際CDIO先進成果的同時,積極推進CDIO工程教育改革,廣州大學作為我國CDIO第一批試點單位,也積極開展CDIO教學改革,并取得了良好的效果。
1 廣州大學機械設計制造及其自動化專業 CDIO教學改革歷程
廣州大學機電工程系從2008年下半年開始接觸CDIO,雖然接觸的時間相對較晚,但在真正領會CDIO理念方面下了很大功夫,注意將CDIO與地方性高校自身特點相結合,與傳統教育模式相結合,著重專業知識點的優化,去除知識冗余,強化基礎知識與實踐,逐漸形成有特色的CDIO教學模式[1]。
在CDIO改革初期,廣州大學就承擔了“地方高校機電類專業CDIO教育模式再創新”學校重點教學項目的研究,主要進行傳統工程教育模式與CDIO教育模式的融合研究,并結合地方性高校特點。CDIO教育模式在教學組織、課程體系安排方面與我國傳統工程教育模式有較大區別,如何將CDIO教育模式與我國傳統教育模式融合,便于CDIO教育模式在我國地方高校實施,廣州大學進行了一系列的調查和研究。
在成功獲得以CDIO為特色的國家第二類特色專業建設立項后,廣州大學曾經想全套直接照搬國際CDIO模式,但此舉不適合廣州大學的實際情況,也無法與常規的教學管理系統融合。通過“基于CDIO工程教育模式的一體化課程體系的創新研究與實踐”學校教育研究項目的研究,廣州大學在CDIO模式與傳統教育模式之間找到切入點——進行專業知識點優化,消除課程間知識冗余,按工業產品生命周期過程組織教學,強化基礎知識與實踐,組織學生研究性學習,目前正在進行教學實踐,學生學習積極性得到極大提高。
廣州大學機電工程系圍繞CDIO模式與研究性教學、創新教育的融合,還承擔了廣州市教學改革項目“機械工程創新型人才培養模式的研究與實踐”、廣州市教育科研項目“研究性學習與汽車服務類課程教學整合研究”、全國教育科學規劃課題“基于TRIZ理論的地方性高校創新人才培養體系研究”等課題的研究,在課程整合、研究性教學、TRIZ創新思維教育等方面取得了一系列成果。廣州大學還積極參與全國CDIO試點工作,是第一批CDIO試點高校,參加了第一、二次試點工作會議和骨干教師培訓,主持了CDIO機械類專業華南區的調研工作、CDIO機械類專業大綱的編寫工作等,取得了一些成績,得到試點工作組和兄弟院校的肯定。
2 機械設計制造及其自動化專業的知識點 優化
2.1 專業知識點優化
CDIO三個目標之一是讓學生掌握深厚的知識和技術基礎[2],要想成為一名優秀的工程師就必須掌握扎實的工程基礎知識和技術推理。要實現這個目標需要向學生傳授機械專業的基礎知識,但傳統機械專業課程體系中存在很多知識冗余,例如公差的概念,首先出現在工程制圖課程中,而后在公差與互換性課程中詳細講述;材料的拉伸實驗在金屬工藝學、材料力學、工程材料三門課程中都有出現。雖然知識點多次出現能達到知識強化的目的,但浪費教育時間,而且學生沒有實際應用,即使出現多次也無法掌握?;趥鹘y教育模式的知識冗余,經過研究討論,采用如圖1所示的思路將專業知識點優化。
從圖1中看到,首先制訂CDIO機械創新人才培養目標,主要是依據CDIO三大目標,針對培養適應珠江三角洲企業需要的機械工程師目標制訂面向不同基礎的創新人才培養目標,如圖2所示。根據培養目標確定機械專業知識點,當能力目標需要的知識點形成知識點數據庫時,根據數據庫的自身性質及數據冗余消除算法,使得知識點冗余消除或減少。知識點確定后要反饋給利益相關者進行確認,這樣建立的知識點庫才能更好地培養社會需要的人才。最后進行知識點的優化組合形成課程,在組織知識點時,知識的難易程度需要進一步參考學生的初期能力,以達到因材施教。
專業知識點要建立更新機制,根據當地經濟發展狀況、技術現狀與發展趨勢,對于有時效性的知識點進行淘汰或更新,及時補充當前新技術知識點,這樣可以保證傳授給學生的知識的現實價值,保證學生站在時代的制高點上。
知識點重新組合形成課程,在參考傳統機械專業課程內容和美國麻省理工學院機械類課程的基礎上,形成知識點快速學習、實踐強化、課后探究一體化的綜合知識與能力的CDIO課程形式,最大限度地激發學生的學習熱情、提升教學效果。
2.2 專業課程體系探索
傳統的專業課程體系比較注重理論,而輕視實踐。目前,蓬勃興起的工程教育改革又出現了另外一種極端現象:重視實踐,而大幅減少理論。因此,在構建專業課程體系時,應將基礎理論知識和實踐精密結合在一起,形成培養“能文能武”的機械創新工程師的專業課程體系。在專業課程體系構建方面主要考慮課程前后順序、理論和實踐的協調、動態化三大方面,具體思路如圖3所示。
對課程前后順序問題,根據工業產品壽命周期順序安排課程順序,在課程間處理好內容交叉關系。例如,在機械設計課程前需要學生知道制造方面的知識,以便設計出能夠制造的工業產品,而在制造課程前需要學生了解一下設計知識,如果按照產品流程,應該是先設計、再制造,但按知識使用順序,先學習制造知識,再介紹設計知識比較合理。經過綜合平衡,通過“工業產品CDIO分析”課程進行過渡,基礎的制造知識在“構思與設計”課程前進行實踐,“機械制造”主要課程內容在“構思與設計”的后面開設。通過課程先后順序的優化,知識點銜接的比較好,知識體系也較完整,也比較符合學生的認知規律,并減少了知識的重復。
對于理論與實踐協調的問題,采用邊理論邊實踐的方式組織課程體系,理論課中有實踐內容,實踐課程中有理論傳授,即構成一體化課程。整個課程體系能夠做到有效地引導學生提出問題,進而自主鑒別需要學習的知識,自主學習、應用、總結一個研究性學習流程。
對于課程體系的動態化。課程體系作為教學組織的核心文件,一般在執行過程中不能隨意改變。這里課程體系動態化也不是隨意改變課程,而是緊密關注當地經濟發展趨勢、技術現狀與發展趨勢,適時對專業人才需求的態勢進行預測,并根據預測結果適時修正課程體系。
3 機械設計制造及其自動化專業CDIO教 學改革實踐
在知識點優化、專業課程體系重構的同時,積極進行CDIO教學改革實踐,首先在工程制圖中進行CDIO元素的實踐教學,而后在廣州大學機電工程系2008級、2009級、2010級同時開展了CDIO教學,在實踐中,通過教學模式、教學管理的改革,保持CDIO教學的可持續實施。
3.1 教學模式改革
在專業知識優化形成適合CDIO教學的課程體系后,在教學模式方面進行一系列改革以促進CDIO能力目標實現。在實踐中,主要采取一體化教學、研究性教學,并針對這些教學方式進行了教學管理改革,主要是對學生和教師的評估。
1)一體化教學。設計了一體化教室,教學中有效地融合理論與實踐。教學過程中,采用上面所說的一體化教學內容,將理論教學與實踐教學融為一體,邊進行理論教學、邊進行實踐教學,實現了理論課與實踐課在時間和空間上的結合,這樣大幅激發了學生的學習興趣,使學生不覺得單調乏味,提高了教學效果。
2)研究性教學。研究性教學是學生在教師的指導下,從工程實踐中選擇和確定專題進行研究,并在研究過程中主動地獲取知識、應用知識、解決問題的教學活動[3]。在實施研究性教學時,首先向學生征詢專題,如果學生沒有專題提出,就從教師的科研課題中抽取專題,然后要求學生自主組建團隊,圍繞這一專題進行相關研究和學習,通過討論與探究,最后采取答辯方式給出評分。
一體化教學與研究性教學需要解決教學內容多與教學課時有限的矛盾,在課程開始就介紹課程大概內容,將項目實踐及學習任務布置給學生,并給出時間節點,進行節點評價。這樣督促學生充分利用業余時間進行學習和項目實踐,解決了教學內容多與教學課時有限的矛盾。
3.2 教學管理改革
正是由于CDIO教學基于一體化教學和研究性教學,現有的管理模式已經不適應了,為此改革了教學管理模式,采取學生自主管理、一體化教室開放管理、師生CDIO能力的CMM(Capability Maturity Model,能力成熟度模型,簡稱CMM)評估與提升[4,5]等方式保證CDIO教學順利進行。
1)學生自主管理。廣州大學城走教模式不利于CDIO教學,考慮到教師遠離學校居住的實際情況,廣州大學充分利用學生自身的力量,聘請優秀且愿意負責的高年級同學組成學生管理委員會,負責學生日常監督(業余時間學生學習與實踐情況記錄與考察)、一體化教室的夜間開放管理等。學生管理員負責學習監督、教室開放管理、設備協助管理,并成為了教師與學生之間溝通的橋梁。
2)一體化教室的長時間開放管理。在CDIO教學實踐中發現,學生非常投入地進行項目制作,因而需要一體化教室及workshop長時間開放,便于學生隨時進行項目制造,保持學習與實踐熱情。
3)師生CDIO能力的CMM評估與提升。CMM是美國卡耐基梅隆大學軟件工程研究所推出的評估軟件能力與成熟度的一套體系,提供了一個過程能力階梯式進化的框架,階梯分為五個不斷進化的級別。中南大學的胡志剛、陳啟元等人將CMM模型引入到CDIO教學的學生與教師的能力評估與提升中。參考他們的成果,結合廣州大學機電工程系實際情況,建立了適合廣州大學機電工程系師生的CDIO能力評估與提升體系,見參考文獻[6]。在師生CDIO能力評估與提升體系中將學生CDIO能力成熟度由低到高劃分為4個等級:新手級、基礎級、專業級和創新應用級。各能力成熟度等級反映了學生在CDIO工程教育中不同發展階段的不同特征和學習內容需求。將教師的CDIO能力成熟度由低到高劃分為4個等級:初級、中級、高級和成熟級。各能力成熟度等級反映了不同教師的CDIO能力和所要達到的目標,每個成熟度級別都包含實現該級別目標的若干關鍵過程。
通過師生CDIO-CMM模型對學生和教師CDIO能力進行評估,并根據評估結果對PDCA循環進行改進,達到CDIO能力提升的目標,既保證了CDIO培養人才的需要,又保證了師資水平與CDIO教學的匹配與提高。
4 結束語
作為我國CDIO工程教育改革試點的第一批高校,廣州大學機電工程系引入CDIO教育理念,并有效地結合傳統工程教育的優勢,在知識點優化、課程體系優化、教學組織與管理等方面進行了有益的嘗試,并取得了一些成果,但由于廣州大學機電工程系CDIO工程教育改革正處于實踐過程中,難免有些設計不是很成熟,今后將繼續深入研究CDIO模式及教學實踐。
參考文獻
[1]江帆,張春良,王一軍,等.機械專業CDIO培養模式探索[J]. 裝備制造技術,2010,(6):192-194.
[2]顧佩華,沈民奮,陸小華,譯.重新認識工程教育——國際CDIO培養模式與方法[M].北京:高等教育出版社,2009,(4):71-89.
[3]江帆,孫驊,梁忠偉,等.基于研究性教學的機械原理實踐教學[J].中國現代教育裝備,2010,(11):62-64.
[4]胡志剛,江林,任勝兵.基于CMM的教師CDIO能力評估與提升[J].高等工程教育研究,2010,(3):26-31.