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關鍵詞 大學生電子競賽;競賽培訓課程體系;實踐創新能力
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)02-0092-02
1 引言
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,中國石油大學(華東)自1997年參加大學生電子設計競賽以來,成績斐然,先后獲得國家一等獎、國家二等獎多項,山東省獎勵若干。電子設計競賽的舉行豐富了學生的課外科技活動,營造了良好的校園氛圍,鍛煉了學生的工程實踐能力,有助于學生創新意識的培養。以電子競賽為契機,完善當前競賽培訓課程體系,加強指導教師隊伍的建設,積極探索教學模式的改革,切實提高學生的實踐創新能力。
2 完善競賽培訓體系
賽前選拔 首先,根據競賽的時間,由學校教育處擬定競賽通知,在全校二、三年級的電子類專業及其他相關專業的學生中進行選拔。首輪選拔由學生自行填寫個人情況表并參加面試考核。該過程主要考核學生的專業基礎、實踐能力并是否參與過類似科技活動或工程訓練項目等方面。對于此次選拔未能通過的學生,根據個人時間與興趣,也可參加暑期的課程培訓,由此既可激發學生的學習熱情,提高專業知識水平,也可為今后的競賽提供后備力量。二次選拔在暑期課程培訓后進行,根據具體情況確定參加競賽學生名單,并由學生每三人一組,根據個人專業特長自由組隊,并上報組委會。
題目講座培訓
1)競賽題目解析。培訓之前要對歷年競賽題目進行解析、歸納。近幾年的競賽題目主要可分為以下四大類:通信類、測量類、控制類、電源類。細分的話則包含運動控制類題目,高精度、高速度的儀器制作類題目,電源制作類題目,射頻收發系統類題目,信號采集類題目,信號放大類題目等。對于儀器制作類題目運用到的知識點有振蕩器、濾波器、放大器、CPLD、TTL電路、單片機等;電源制作類題目運用到的知識點有A/D、D/A、DDS、穩壓電路、單片機等;射頻收發類題目包含調制解調電路、射頻功放電路、濾波電路等;信號類題目包含運算放大電路、波形產生電路、濾波電路等。
2)完善培訓課程。根據對競賽題目的解析以及歸納所能運用到的知識點,建立競賽課程培訓體系。題目所涉及課程廣泛,包含模擬電子技術、數字邏輯設計、單片機原理、信號與系統、自動控制原理、電子測量技術、EDA等課程。根據所涉及課程及知識點開展專題講座培訓,主要包含單片機系統設計與實訓、FPGA系統設計與實訓、PCB印制電路板設計開發培訓、模擬電路設計實訓、常用儀器儀表系統設計與實訓、小車及運動控制系統設計與實訓、電源系統設計與實訓,以及射頻傳輸、SOPC、嵌入式及操作系統培訓等相關專題。競賽培訓課程內容必須與實際應用相結合,并以最新器件的功能應用為前提,著重培養學生對最新知識、最新器件的獲取能力。
實訓項目模擬 以3人為一組隊進行實訓模擬,為競賽作提前的檢驗。指導教師以歷年競賽題目為參考,給出實訓項目,對學生進行項目模擬。本隊成員集中討論,分工協作。
1)制定方案。首先根據題目和參考器件或芯片,上網查閱相關資料,了解芯片以及器件的功能、使用方法,制定出相關方案。
2)制作PCB印制板電路。在印制電路板的設計中,元器件布局和電路連接的布線是關鍵的兩個環節。布局是否合理不僅影響后面的布線工作,而且對整個電路板的性能也有重要影響。要求元件應均勻、整齊、緊湊地布放在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
3)焊接、調試電路。調試電路是關鍵的環節,通過調試發現和糾正設計方案的不足和安裝的不合理,然后采取措施加以改進,使電子電路達到預定的技術指標。調試的方法首先是不通電檢查,檢查焊接的連線有沒有“虛短虛斷”,焊接器件的引腳有沒有錯誤;接下來通電觀察,觀察電路有無異常現象,集成芯片有無發燙現象,如有異常應立即斷電;然后進行靜態調試,在不加入輸入信號的情況下使用萬用表測量電路中各點的電位,觀察直流工作狀態是否正常;最后在此基礎上進行動態調試,在輸入端加入合適信號,測量動態指標,如果發現不正常現象,分析原因,排除故障再進行調試。
4)撰寫論文。論文的撰寫應包含方案設計、電路設計、測試方法、測試結果等。方案設計是指對該題目設計的可行性方案,提出選擇方案的理由以及方案的優缺點。電路的設計主要指電路原理的敘述和主要參數的計算。測試方法和測試結果包含測試用的的儀器、測試的步驟和結果的記錄。
3 注重學生素質教育
培養創新能力與團隊精神
1)培養創新能力。當前教育的方式多數是填鴨式教育,忽視了學生的批判性思維訓練,人文教育薄弱,學生缺乏積極的思維活動。大學生電子競賽對培養大學生的創新能力提供了一個良好的平臺。在競賽過程中,面對難題要不斷鉆研、敢于克服、勇于創新。在這個過程中鍛煉了學生分析和解決問題的實踐能力,激發了學生的創造潛能,同時也在培養學生嚴謹的科學態度。實踐證明,參加過競賽的學生在創新思維與動手能力上要明顯具有優勢,越來越受到用人單位的青睞[1]。
2)培養團隊精神。在競賽過程中注重團隊精神的培養,注重與別人討論和分享成果。優異成績的取得靠的是隊員的協同合作、優勢互補,是團隊共同努力的結果。電子競賽是一項團體的比賽,試題往往有一定的難度,各組成員內部必須充分交流、集思廣益,才有可能克服種種困難,取得佳績[2]。
樹立正確的參賽觀 在競賽中取得佳績是件令人歡欣鼓舞的幸事,但參加競賽的目的不是盲目追求獎項。國家舉辦電子競賽旨在推動教學改革,培養學生的實踐創新能力以及團隊協作的人文精神。有些學校一味追求獎項,以獎項來衡量教學,并以高額獎金作為激勵,這與舉辦電子競賽的目的是背道而馳的。通過參加電子競賽來鞏固課堂知識,將理論運用于實踐,而不以追求獎項為目的。培養學生樹立正確的參賽觀,參與競賽拓寬了學生的知識面,提升了知識結構,鍛煉了實踐動手能力和對新技術、新知識的運用能力。這些能力的培養對學生來講,將來無論是就業還是考研都是一種優勢。
4 競賽后工作總結
后備力量培養 在國家的大力支持下,面向學生的科技類活動日益增多,“全國大學生電子競賽”每兩年舉行一次,此外還有“山東省大學生電子競賽”“嵌入式電子設計競賽”“大學生機器人大賽”等多項賽事。每年在各項賽事如火如荼開展期間,學校需更注重后備力量的培養,鼓勵學生參加科技創新計劃活動,營造濃厚的學習氛圍,推進校園科技文化建設。在課堂教學之外,學校的創新實驗室、工程訓練中心、實驗中心等實踐教學區為學生開放,為學生提供一個能切實鍛煉實踐能力和創新能力的訓練場所。
加快資源共享 利用虛擬網絡平臺,建立資源庫。將歷年來學生參賽作品及項目論文等納入資源庫,實現資源共享。在日常學習、科研與教學中注意相關資料的積累,將科研課題和學生創新實驗、創業訓練項目進行匯總納入題庫,以備競賽之前學生使用。將開設的培訓課程及相關專題建立網絡共享,帶動優質課程資源的建設。
加強與兄弟院校的交流,以利于指導隊伍建設 競賽結束后總結分析,與兄弟院校間進行交流,借鑒汲取其他院校在競賽培訓中的經驗。組織兄弟院校間的科研活動或專題講座,了解不同的文化氛圍,為科研注入新的活力。加強指導教師隊伍建設,注重青年教師的培養,競賽指導教師要在知識水平、實踐經驗、科研能力上實現自我提高[3],了解新技術、新器件的應用及發展,開闊眼界,拓展知識層面。加強教師之間相互學習、相互補充,積累更豐富的經驗,為實現多元化、開放性、多層次的人才培養模式提供一支優秀的生力軍。
參考文獻
[1]韋文詳,等.由大學生電子設計競賽引發對就業能力培養的思考[J].實驗室研究與探索,2009,28(10):11-13,175.
論文摘要:金工實訓是理工科院校重要的實踐環節,旨在培養具有創新意識和創新能力的工程技術人才。在分析金工實訓教學現狀的基礎上,結合教學實踐,闡述了金工實訓教學在全面培養學生能力和綜合素質等方面所起的重要作用,并對郵電類高校學生金工實訓的教學內容和教學方法的改革方向進行了探索,提出了金工實訓教學的改革思路。
論文關鍵詞:金工實訓;教學改革;創新訓練
高校的工程訓練中心是以“實踐”為主要載體,培養學生工程設計、制造和創新等綜合能力的一體化實訓平臺。金工實訓是實現工程認知和基礎工程、現代工程以及工程創新三個層次的訓練。這三個平臺根據培養方案的需求,貫穿于整個本科教學階段,同時拓展到研究生和工程博士培養階段。每個工程訓練平臺之間既是密切聯系不可分割的又可以簡單劃分為三個階段(認知階段、熟悉階段和精練階段)。各階段可通過組合形成不同學校、不同專業所需的培養模塊。在金工實訓過程中,通過這種“模塊”形成有效的工程訓練體系。從需求的角度看,社會對具有創新精神、實踐和綜合能力較強的工程型大學畢業生非常渴望,國家和地方政府也非常重視大學生的創新能力、實踐能力和綜合能力的培養。很多學校制訂實施了“卓越工程師”培養計劃、“專業論證”計劃等,其目的都是為了提升大學生的創新能力、實踐能力和綜合能力。在這種大背景形勢下,許多高校紛紛成立工程訓練中心,目的是為學生營造一個具有工程場景的訓練環境,為國家培養更多的實踐型人才。以上所述的各種計劃都是從社會需求的角度培養復合型人才,其具體內容均涉及到金工實訓的教學改革,所以研究金工實訓的教學改革也十分必要。
郵電類高校學生是一個特殊的實訓對象,既要兼顧傳統的金工訓練又要體現出電子、通信類專業的特色。所以,在郵電類高校的金工實訓中要做到有特色的針對性實訓,就要求針對傳統的教學內容進行改革。本文還對教學方法進行了討論,并對相應的教學手段進行了研究,從而形成了金工實訓教學的改革思路,以期提高大學生的創新能力和生產實踐能力。
一、教學內容的改革
針對我國郵電類現代化人才的培養目標,在金工系列課程教學中增加了現代工程中所需的新內容,刪減了現有實訓的過時部分。結合學校實際情況,提高數控、加工中心等新設備實訓的比重。以車、鉗、銑、刨、磨、鑄、鍛、焊等傳統實訓方法為基礎,引入了最先進的金工實訓方法。結合21世紀的新型工業、企業要求具有綜合性素質人才的特征,樹立新的教育觀念,破除陳舊的實踐、實訓模式,以鍛煉本科生的工程技術應用能力為核心,注重綜合創新能力的培養,不斷改革實訓的教學內容,增加現代技術的含量。
1.結合社會需求,增加特色教學內容,向學生傳授具有專業技術特色的實訓業務
為增強培訓中心的特色,將實訓中心的加工裝備建設過程分成了多個階段。在一期建設中,注重傳統設備的積累,確保教學中不丟傳統知識;在二期建設中,增加了數控加工設備,包括數控加工中心、PCB電路板加工中心、數控系統、機器人示教系統,使學生在了解各種先進設備的同時能夠有更開闊的眼界,增加動手實踐的機會;在三期建設中,將數控系統和示教機器人教學與學院科研聯系在一起,結合研究方向,學院的科研團隊設計了一些控制系統,研制了一系列特種機器人,建立了示教機器人實驗室、工業機器人實驗室。
2.進一步加強引入現代化的設計方法、加工手段和制造工序
即將最先進的現代化理念融入到大學生的金工實訓教學中。現代化的設計方法,如并行設計,是在設計產品原型的過程中就開始考慮材料加工的各種工藝過程,在產品設計之初就開始進行市場調研、產品需求分析;在產品概念設計之初就考慮原材料計劃等環節。在綜合設計的基礎上,進行先進的加工和制造,進一步提高加工效率,節省加工成本,增加產品效益。通過現代化的教學方法和教學內容使學生明白:機器的制造既要著眼于工廠里的生產、制造活動和實驗室的科學研究,又要建立起現代化制造的大工程觀念,保持大局觀,建立正確的總體目標。
3.支持個性化的產品設計
通過特殊產品的設計、加工和制造,使大學生的動手能力得到鍛煉,使學生的綜合工程素質得到提高。在這個過程中,需增加生產實習中學生作品的類別。如果僅僅包括幾乎貫穿全國工科高校實訓的小榔頭產品,金工實習的內容就顯得十分單一,學生的思路也太狹窄。應該做到在教師設置的產品造型外,學生可以根據自己的需求設計并加工自己感興趣的產品,但該產品必須要經過指導教師的檢驗,確保達到緊扣教學大綱和切實訓練的目的。
從生活實踐可知,應用現實中實用的產品可大幅度提高學生的興趣,也更容易讓學生分析和理解。把學生的設計、產品的加工工藝和制造的任務融入到解決具體的實際工程問題上來,使學生更多地在真正的設計工程和加工環境氣氛中進行實踐活動。為了使學生得到更充分的鍛煉,指導教師應該更合理靈活地安排課時,在課程剛開始就布置各種作業,能夠讓學生充分了解自己整個實習過程中的任務。學生可根據自己的興趣,以自由組合的方式分成多個小組,也可以相近的幾個小組聯合在一起組建成模擬公司,也便于把最初獨立的分散的設計方法、加工手段融合成一個整體,使之貫穿于生產實踐的始終。這樣也有利于培養大學生獨立分析問題、解決問題和努力創新的綜合能力。例如:第1組負責產品的設計(設計部),第2組可負責工藝方案的制訂和編制(模擬工藝部),第3組負責實踐加工操作(模擬生產部)。每個小組在“生產”過程中都應與指導教師做好充分互動,在交流期間不間斷地修改、完善本組的方案,最終由指導教師把關,各小組之間互相監督、檢查(模擬質檢部門)。應用這種分組的形式能夠做到從構思到設計圖紙(包括加工工藝、加工工序)再到制造零件、部件,乃至整個產品生產的全過程都在“模擬公司”中進行了訓練。學生經過“模擬公司”的實踐能夠進一步整合課本上的理論知識,聯系到實踐生產中,有助于學生創新意識的培養和提高。同時,采用幾個小組聯合對產品的“質量”進行討論和檢驗,能夠讓學生在產品質量控制、培養協調管理能力等方面得到模擬鍛煉。同時,為了培養學生對產品模塊化分析的能力,了解個性化裝配、個性化訂制過程,建立個性化設計的思想,每個小組可分工設計不同的產品或零部件,最后組裝成各種功能成品,即不同功能、不同性價比的產品,這樣可以滿足社會對產品的多方面需求。
二、教學方法的改革
由于郵電類高校學生的學習、就業、工作都具有十分突出的學科、行業特點,其專業設置普遍偏向于通信、電子、自動化和計算機類方向,這就要求郵電類院校在專業課的實訓上一定要體現出自身的特點、突出特色。根據用人單位對不同專業學生的特殊技能的要求,郵電類高校金工實訓根據專業的特點實行了分類式、差別式的教學方法。
1.機械電子工程類專業、精密儀器科學、測控技術與儀器類專業
以上幾個專業的學生,在實習過程中應側重于機械設計基礎技術和創新設計能力的培養。根據往屆的經驗,建議實訓的時間至少達到4個星期。在實訓的初期,應全面地參加各種基礎工種,包括車、鉗、銑、刨、磨等常規的切削加工實訓,這樣學生可以對傳統的實習內容有了總體的了解;在實訓的中期,適當參加鑄、鍛、焊與熱處理等基本的熱加工、熱處理等實訓,可擴大學生在金屬材料方面的知識;在實訓的中后期,要抽出一定的時間完成相應的數控加工實訓,包括數控程序的編制、計算機仿真、現場的加工實驗,可使學生掌握各種先進的數控加工方法。在數控實訓過程中,還應安排自主的產品設計和加工,可獨立完成,也可在教師指導下進行創新訓練。總之,在機械類專業的學生實訓中,既要全面又要突出重點和特色。
2.通信、自動化、電氣和計算機類專業
通信、自動化和計算機類的實訓應注重特色教學內容。讓學生更多地參與數控加工操作、加工中心操作、控制系統的設計。在實訓過程中可多使用PCB電路板加工中心、機器人的專業加工、機器人焊接,結合電子設計軟件進行機器人示教系統實訓。另外,可應用多樣化的教學手段和教學方法,如采用多媒體、視頻教學、示教方法。在進行專業加工訓練的同時,盡可能多地聯系大型企業來進行參觀性教學,為避免影響正常生產活動,可進行視頻和參觀結合的方法。還可組織學生參觀先進的裝備展(如機床展、寶馬展),這樣能讓學生了解更多的國外、國內先進的制造裝備,以彌補學校對傳統加工裝備投入的不足。在通信電子類專業的學生實訓中,要突出特色,做到精益求精。
3.管理類、經濟類專業
管理專業學生的實訓重點是了解生產過程中所使用的各種機械加工設備,從總體上認識生產作業中所運用的加工方法、工藝、工序流程。在此基礎上,進行產品的成本控制、物料管理和產品數據的管理。針對郵電類高校金工實訓的基本要求和所要達到的目標,結合管理類專業學生特點,在教學環節上應當降低實訓過程中加工操作技術方面的要求,更側重訓練學生在生產制造過程方面的管理水平,著重要求撰寫制造過程的成本預算、決算、產品質量管理等方面的內容、實踐報告,并學會進行產品管理等方面的成本合理性論證。要從管理的角度重點培養學生的成本意識和質量意識,在實訓過程中始終向學生灌輸經濟效益是所有生產活動的主要目的之一,企業或部門的一切加工活動必須以取得經濟效益為目標進行,這就要求在教學過程中綜合產品的開發成本、市場需求、產品質量、銷售和利潤等經濟指標的概念,并將這些指標與生產實踐相聯系,使學生更好地理解提高生產效率與確保加工質量之間的關系。通過實訓過程中的教師引導和訓練,使郵電類高校學生了解企業成本管理的重要性,成本管理的運作情況直接影響生產過程是否順利;讓學生清楚企業產品質量是企業的命脈,引導學生從多方面查找影響產品質量的各種因素,并對不良因素及時分析形成的原因,找到最優解決方案。在管理類專業的學生實訓中,要求學生了解產品生產過程,弱化加工內容,突出產品質量、管理和銷售內容。
關鍵詞 實習 本科 實踐教學 船舶與海洋工程 虛擬仿真
實習教學是加強專業知識教育,增加學生的感性認識,培養學生實踐能力、創新能力的重要綜合性訓練環節。對于應用型工科高等院校來說,結合自身行業特點,加強實踐教學改革,著重培養學生的能力,是創新人才培養的重點。①船舶與海洋工程專業主要面向培養具備現代船舶與海洋工程設計、制造和技術研發的基本技能、計算機編程及應用能力,能在船舶與海洋結構物設計、制造、科研、檢驗和管理等部門從事相關工作的工程技術人才。為此,實習教學一直以來都在專業教學體系中占有重要地位。
1 傳統專業實習教學體系
在船舶與海洋工程的專業實習體系中,主要包括金工實習、認識實習和生產實習。其中金工實習一般設置在大學一年級的第二學期,兩周時間,主要在校辦工廠對學生進行車、銑、刨、磨、數控切割和焊接等基本操作技能的實訓;認識實習,一般設置在大學三年級的第二學期,1周時間,通過到造船企業進行船舶產品建造流程、主要設備設施和企業組織管理方面的認知參觀學習。進而達到將理論知識和生產實踐相結合,初步形成專業基本概念的目的;生產實習,一般設置在大學四年級的第二學期,1.5周時間,通過在造船企業向企業人員深入學習交流生產技術與管理知識,進行工程基本實訓。
實習有規范的教學大綱、教學教案和考核細則作為指導。為保證實習質量,聘請技術專家做現場講解和專題技術講座,將相關知識、理念清晰明了地傳授給學生。然而,隨著高校擴招和學生數量的大幅增加以及企業實習基地生產現實需求同教學需求的矛盾,導致了當前專業實習存在了一些問題,主要表現在以下幾個方面:
(1) 集中實習時,由于人數多,在企業里出于安全原因,學生很難有機會進行實際操作。此外,造船企業現場嘈雜,實習教師現場的講解很難被全部學生接收,學生“走馬觀花”讓實習漸漸偏離預期目標;
(2) 實習經費投入不足,實習以點帶面,②造船企業各節點任務聯系緊密,承接實習會提升企業經營管理的難度,影響正常的生產秩序。實習基地配合實習計劃目標實現的積極性不高,企業生產現狀與實習教學大綱和教學計劃沒有良好銜接,③實習內容的開展缺乏系統性;
(3) 學生在進入專業學習階段,對本專業的學習要求不甚明確,對學成以后,自己能夠達到的專業水準缺乏目標,一直處于老師教什么,學生學什么的被動狀態中,學習缺乏成就感,專業學習興趣不濃,很難調動學習的積極性。
2 實習教學體系改革
(1) 利用學校在船舶工業的綜合影響力,促成國內兩大船舶工業集團公司推動下屬公司和地方骨干造船企業進行實習基地的建設,充分發揮各實習基地的互補作用。同時,通過協同合作,進一步密切產學研聯系,全面提升學科人才培養、科技創新、社會服務的能力和水平,使各方在實習基地建設中受益;
(2) 在校內建設“船舶制造技術仿真實驗室”,分擔現場實習壓力,并使學生在現場實習前系統了解實習內容與任務。實驗室建設以擴大學校在船舶與海洋工程設計制造學科優勢為目標,初期實現按照現代造船模式理論,制作大比例船廠布置和生產過程仿真縮比模型,展現船廠總布置,模擬造船工藝的流程,使學生迅速、全面地了解殼、舾、涂一體化和設計、生產、管理一體化的總裝造船生產全過程;
(3) 引進、開發仿真平臺系統,深化學科實驗室建設。在認識實習和生產實習結束時,學生通過分組協作的方式利用課余時間在相關仿真平臺上完成企業工程師和教師所設置的相關題目,進一步將實習過程中的所學知識靈活運用,同時將此項任務完成情況記入實習成績;
(4) 完善實習成績考評體系。將實習紀律、態度、實習報告和總結撰寫規范工整以及實習后仿真選題與協作攻關等完成情況記入考評體系。同時,對實習后學生完成相關題目時出現的好點子、好思路給予資助,鼓勵學生在畢業設計中或作為參加各類大學生科技創新大賽的項目進行深入研究。
3 實習改革進展
按照實習教學體系改革的相關舉措,江蘇科技大學進一步密切了同船舶行業的聯系,同上海、江蘇等地的大型造船企業、基地簽訂了實習基地共建協議,并與企業相關部門聯合制定了相關實習教學大綱、考核細則。“船舶制造仿真實驗室”建設也受到了“江蘇省高校優勢學科建設”項目的資助,一期工程已經實施完畢,成為認識實習和生產實習開展之前,實習動員與任務布置,學科方向概論性課程以及學科宣傳介紹的平臺。圖1展示了實驗室局部情況。
圖1 船舶制造仿真實驗室局部
在“船舶制造仿真實驗室”建設二期工程中,學校船舶與海洋工程學院引進了DACS精度控制系統、AVEVA Marine系統、OPTIMUS/ISIGHT優化設計軟件和COMPASS設計/評估軟件系統,拓展了NAPA系統功能模塊,并開展了相關軟件系統的培訓,TRIBON M3和HD-SPD系統已經在實踐教學中成熟應用。同時,制定完成了省級“船舶數字化設計制造技術工程實踐教育中心”建設計劃,并獲省教育廳批準、資助。
實習成績評定體系的改革也使得同學們對專業學習產生了濃厚的興趣,參加實習和實踐創新活動的積極性明顯提升。此外,學校和學院還分別設立了校、院級大學生創新研究專項基金項目,制定了“江蘇科技大學關于進一步加強大學生科技活動的意見”、“江蘇科技大學大學生科技創新基金管理細則”、“江蘇科技大學大學生科技創新活動與科技創新基金實施方案”等制度。④實習教學體系改革三年以來,在實習仿真平臺基礎上完成了多項課題,其中獲得“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽三等獎一項,中國大學生船舶與海洋工程創新設計大賽獲獎三項,“船舶與海洋工程專業應用型人才創新精神與實踐能力培養”獲江蘇省高等教育教學成果一等獎。
【關鍵詞】電子類競賽;應用電子技術專業;課程體系;微控制器
0 引言
電子類競賽項目開展以來,一直充當著教學改革的“指揮棒”的角色,“以賽促學,以賽促教,以賽促改”已成為發展職業教育,完善培養技能型人才的長效機制[1]P36-37。本院應用電子技術專業參與競賽活動歷經近十年,積累了眾多大賽課題與成果,形成了多種賽項全面參與的形勢。但是大賽受益學生僅限于若干優秀學生,推廣面不夠寬。近年來,國內各類電子大賽越來越傾向于將工作過程系統化融入大賽,大賽的評審指標與產業要求相接軌,這與高職高專最近幾年將工作過程系統化融入專業與課程的改革正相穩合,本文在剖析電子類競賽的基礎上,對大賽成果進行升級并應用于日常教學,以期取得擴大受益人群的效果,使得以賽促建的優勢得到真正的發揮。
1 電子類競賽項目的透析
目前,全國面向高職高專院校開展的電子類的競賽,主要有全國大學生電子設計競賽和全國職業院校技能大賽。
1.1 競賽的主要技術體系
縱觀浙江省和教育部舉辦的大學生電子設計競賽與制作競賽,競賽的技術體系主要包含理論知識測試、電路識圖、元件選型與參數計算、原理圖繪制、PCB設計、PCB板制作、電子工藝焊接、單片機軟件程序編寫、電路調試、軟件調試、電子產品的結構與安裝工藝、電子產品的工藝文件編寫、電子產品的技術文件編寫、技術答辯等技術考核內容。整個競賽過程貼近生產、工藝、注重質量,以企業實際要求出發。
1.2 原課程體系與競賽的融合情況
通過參加各類電子競賽,我們清楚的認識到高職教育的培養目標和電子競賽的宗旨是一致的,競賽促進了電子信息專業課程體系,以電子競賽的實踐來促進教學改革,形成以“素質教育為基礎,能力培養為主線”的創新型應用性人才培養模式。
對于傳統的電子類基礎課程,如模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術等,整合為《電子技術基本技能實訓》、《單元電子電路分析與測試》和《電子電路調試與應用》。按照競賽的要求,通過《電子技術基本技能實訓》專門訓練學生的技能,并在后續的課程里不斷反復應用,以促進學生掌握。
新的應用電子技術專業人才培養方案中對于創新型應用性人才的培養,主要通過《簡易智能產品編程》、《微控制器應用》、《電子產品制圖與制板》、《電子產品生產工藝與管理》、《智能電子產品設計與制作》、《電子創新設計與制作》和《嵌入式系統應用》等課程的相輔相成,實現對學生的全面素質、技能的培養。
2 競賽引領下應用電子技術專業課程的改革
根據前面對競賽的深度剖析,我們對原來應用電子技術專業人才培養方案中實踐教學環節課程的教學組織做了相應調整。將競賽中對學生提出的要求融入日常課程的教學,并重新梳理了各個課程的教學內容及上下承接的關聯部分的內容。參照企業中的技術開發部與生產部管理模式,課程中實訓項目來自于競賽題目、教師科研項目、企業實際產品等方面。
教學開展的具體步驟:
(1)在《簡易智能產品編程》課程中,以競賽項目為例,培養學生的C語言編程技巧,要求學生能夠消化吸收。
(2)在《電子產品制圖與制板》課程中,以《微控制器應用》課程教學案例為例,培養學生根據任務要求利用Protel軟件,遵循國際和行業規范,依據國家標準,完成原理圖的設計與繪制,在符合PCB布局和布線要求的基礎上完成PCB設計,并制作出相應PCB板。
(3)在《電子產品生產工藝與管理》課程中,以后續課程所選教學案例為例,培養學生常用電子元器件、基本材料和工具的使用知識、電子產品的裝配準備工藝、線路基板焊接工藝、電子產品總裝和調試工藝、電子產品檢驗和包裝工藝、電子產品生產工藝文件編制等專業知識和相關技能;同時,培養學生理論聯系實際、根據企業實際條件決定生產工藝方案的管理意識,樹立質量第一的觀點和分工協作的團隊意識和嚴肅認真一絲不茍的嚴謹作風。
(4)在《微控制器應用》課程中,以競賽項目為例,培養學生能設計一個完整的、簡單的單片機應用系統,從單片機選型、接口電路搭建、內部資源分配、程序編寫以及下載調試等環節對學生進行全面綜合的訓練,使學生具備單片機應用的基礎能力。
(5)《智能電子產品設計與制作》、《電子創新設計與制作》和《嵌入式系統應用》的課程教學中,以競賽項目及企業項目為例,培養學生根據實際需求,選擇不同的控制器,從設計方案、成本核算、電路設計、工藝設計、程序設計及系統聯調、產品裝配、工藝文件編寫及使用說明書撰寫到項目總結與創新,完整的體驗項目開發的全過程。促使學生在學習的過程中不斷的總結、不斷的提升。
(6)在《生產實習》和《頂崗實習》等實踐環節中,讓學生親臨企業一線,切身感受工作中的壓力、努力和興奮等感受,促進其快速成長。
3 結論
電子競賽在高職高專院校的普遍開展,給予了我們許多的啟示,以電子競賽為載體,促進了專業課程改革,激發了學生的學習興趣,為培養更多的高素質技能型人才提供了有效指導。
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關鍵詞:高職考;汽修專業;教學;實踐
中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)02-008-03
一、問題提出
高三11汽修班級是由11汽修1班和11汽車營銷班兩個班經過分流考刷選之后合并而成的,其中女生8名,男生34名。由于是由兩個班合并而成的,同學之間相互還不認識,相互不夠信任,且原汽車營銷班的同學汽修專業思想不牢固,對汽修的高考定位模糊,從而缺乏學習激情,所以在班里,個別同學經常會發生上課睡覺、遲到,男女生小矛盾等現象。從分流考的成績看,汽車專業課的基礎薄弱,尤其是原汽車營銷班,汽車發動機拆裝技能更是薄弱點。
2014年的我校高職考狀元章貴民同學,在高二結束的分流考中,語文100分,數學108分,英語87分,專業課189分,總分484分,第一名成績考入高三汽修復習班,盡管是第一名成績,但是汽修專業課的分數不是很理想,原任課老師對該同學的評價是聰明,貪玩。暑假補課期間也表現出這些問題,除了完成老師布置好的作業之外,該同學沒事可干,總是會和其他同學打籃球,而且經常忘記作息時間,造成上課遲到問題發生。
鑒于以上班級問題現狀和班級第一名同學存在的缺陷,我進行了以下的班級管理和專業課程教學的實踐與探究。
二、習慣的養成與信心的樹立
1、班級管理
高三學生本是應該在生活和學習方面比較成熟,自覺,有目標,但我們高三11汽修班級由于是兩個班級合并而成的,存在了上述很多問題,針對上述問題,在班級管理上做了以下的嘗試與努力:
(1)宣傳優秀畢業生,樹立專業信心
我在組班之初,就利用班團課和晚自修時間,介紹我們學校的優秀成功畢業生的事跡,如02級汽修班學生馮裕峰,于2005年考入杭州職業技術學院,2008年起先后在杭州古田汽車有限公司,富陽大眾特約維修站工作,2010年進入富陽廣成汽車有限公司,現擔任保險理賠主管,月薪近萬元,還有富陽歐萊卡汽車車漆面專家店創辦人余其偉等,總結他們走過的路,讓學生明白我們這個專業的前景,使學生對此專業樹立信心。
(2)請以往的高考畢業生來班級,作高考復習的經驗交流
我請10屆高考畢業班的第一名夏正煒同學到班級里進行經驗交流:如每天堅持寫英語作文的方法來提高英語成績,熄燈后回憶發動機拆裝流程和要點來掌握技能,利用錯題集學習等方法,同時也讓該同學介紹和老師相處的方法,讓學生明白高三學習生活雖然是很艱苦的,但只要方法得當是很有收獲的,同時也是非常快樂的,從而消除學生對高三生活的恐慌心理,以輕松心態投入學習中。
(3)宣傳大學生活和大學校園環境
我經常在班里宣傳大學生活,并且以照片或視頻的形式展示大學校園風景、教學、學習、生活等,通過這種方式,鼓勵學生對大學生活有一種向往和美好的憧憬。
(4)推介班級任課教師
在學校分配、確定好我們班任課老師之后,我就主動與任課老師取得聯系,告知任課老師本班學生情況,并收集好每位任課老師相關簡歷及以往教學科研方面的成績,在班團課上展出,讓全班學生知道,我們班級的任課老師是相當有實力,而且曾經帶出過很多優秀畢業生,同時也讓學生明白只要我們好好學,我們的任課老師是可以把我們教好的。
(5)抓好早早讀管理
早早讀是我校管理的一大特色。學生早自修之前還有一個早自修,我們稱為早早讀,時間為早上6點至6點40分,目的是培養學生早起大聲讀書的好習慣,早早讀由于早起,學生還沒完全睡醒,如果沒有壓力,早早讀效果不會理想;為此做了以下工作
在星期天晚上,就布置好本周早早讀內容,星期五早自修檢查規定的早讀內容。要求早早讀時候,6點至6點20分,大家坐在位置上讀和背,有學生前面領讀。6點20至6點40,全班起立,站在自己座位上讀和背。由于早早讀的組織形式多樣,而且每周都有不同閱讀任務,從而讓學生克服打瞌睡發呆聊天無效閱讀現象。
(6)確定有狀元潛力人員,并個別交談
前兩次月考成績都是排班級前五名的有3位同學,從我班主任的層面找他們個別談話,告訴他們很有可能高職考會成為浙江省第一名。學校和專業部領導也會找這3位同學傳達同樣的意思。這樣做的目的,主要就是為了讓這3為同學知道,班主任,學校都對他們有信心,同時也要讓他們感覺到狀元的競爭是很激烈的,不要放松自己。
(7)制訂詳細方便執行的班級考核制度(見附表一)
我組班之后,制訂了班級詳細、方便執行的考核制度,以寢室為單位,對學生行為習慣學習成績進行考核,每個禮拜一匯總,考核第一名獎勵,最后一名星期五留下搞衛生。班規(見附表一)
2、專業思想教育
我經常帶領學生參觀實訓工場,介紹我們學校的汽修設施設備,帶領學生參觀我校實訓基地基地:金峰汽修廠,并介紹汽車保險、汽車理賠、汽車業務接待、汽車銷售等相關工作崗位的情況,讓學生知曉做這些崗位的敲門磚是大專以上,如果只是職高畢業,那么很多的人是從事車間里的汽車修理工作,不像大學汽車相關專業畢業生那樣有很大的選擇余地,這樣做目的是使學生更加堅定考大學的志向。
同時為了開展專業思想教育,我也向學生介紹說明高校的招生情況,告訴他們去年高校招生只有專科院校,沒有本科院校的招生;但是我們這一屆有好幾所高校(如浙江師范大學,浙江科技學院等本科院校)準備招生本科,使大家更加堅定考大學沖本科的信念。
三、專業知識的教與學
1、理論課教學
汽修高考專業課考試分為理論(150分)和實訓(150分)。理論包含汽車機械基礎(60分),汽車維修技能(15分),汽車概論(15分),汽車電工電子(45分),汽車結構與拆裝(15分),而實訓則是發動機拆裝內容。
本人負責汽車電工電子和汽車結構與拆裝的教學。由于汽車電工電子是一門比較抽象的課程,而且我們的課本比較多的利用了項目教學法,但是項目教學法必須要有一定的理論知識才能完成,故對此門課我是這樣教的。
(1)教學計劃
由于汽車專業理論課考試是在3月份進行的,所以理論課的教學是非常緊張的。初步打算在考試之前有兩輪復習,第一輪重基礎(在12月完成),第二輪查漏補缺(準備在2月底完成),若時間有多,則再復習重點知識。
(2)對教材稍作處理,把有項目教學的放在后面,把純理論知識放在前面,如汽車電工電子里的歐姆定律,燈光基本電路連接,燈光基本串并聯電路連接特性等放在前面上,萬用表的使用,電路檢測放在后面教學。
(3)采用項目教學法
以學生為中心、自主性學習為主,讓學生自己收集信息、制定計劃、作出決策、實施計劃、反饋控制、評估成果。教師在學習過程中只是一個組織者,咨詢者和伙伴。如汽車電工電子里線路焊接,讓學生自己制作汽車維修用試燈,具體過程如下:
展示出已經做好的汽車維修用試燈以及介紹一般的制作過程讓學生小組討論制作方法和選用材料限時制作試燈老師點評學生改進布置作業。通過這2節課讓學生能夠正確使用焊接工具,能夠正確選取導線,并能制作汽車試燈。
(4)對概念性和純理論知識的學習
到了高三注重知識掌握的實效性,給學生分成小組,4人一小組,選一小組長,然后把上課的時候要記要背的給學生劃出,讓學生到小組長那里去背誦,第二天上課抽查。如汽車結構與拆裝考綱要求并不高,主要是以識記,了解為主,所以采用此法比較實用高效。
(5)作業的布置
汽車電工電子考綱內容不多,總共14項,但是考綱每條內容對知識的要求都很高,基本都是掌握,理解層次,故電工電子的教學除了在課上講解以外,課后對知識點會布置相應的作業,第二天上課,再講解作業,通過這種講后練,練再講的重復練與講方式,讓學生對知識點有更深入熟練的掌握與理解
(6)模擬卷的練習與講評
第一輪復習完成后,給學生做了一些高考的模擬卷,針對模擬卷上反應出的問題,找學生的薄弱環節,給學生及時補上,學生自己則是準備一個錯題本,把自己錯的題目和相關知識點都紀錄在錯題本上,到最后,大部分同學都發現,自己錯題集上級的題目越來越少了,說明大家進步了。
通過以上教學方法和實踐,最后階段,學生基本上,參加考試能做到胸有成竹,文思泉涌。高考狀元章貴民同學的理論考試133分,位居全班專業理論考試第二名。
2、技能訓練指導
高考技能考試是發動機拆裝,滿分為150分, 對于該實訓課,原汽車運用與維修班級的基礎明顯好于原汽車營銷班,為了讓學生能盡快的獲得技能,提高訓練興趣,我實施如下方法:
(1)教學計劃
本實訓課是在5月底考試,時間不充足,所以制定計劃:第一輪以教師示范,教師講解為主,學生在自己的工位練習,熟記每個零部件名稱,掌握拆裝要領和流程。規定12月底完成老師要求內容。第二輪以問題的查漏補缺為主,幫助學生在最短的時間內,用最簡單的方法完成實訓項目,規定來年2月底完成。第三輪,以學生自己練為主,提高熟練度。
(2)第一輪復習
每組4位同學,規定由2位同學為原汽修班和2位同學為原汽車營銷班,安排每一小組里,有一位同學技能操作比其他3位特別強一點。在第一輪的復習中,主要還是以四位一體(四位:指的是有主拆手,紀錄員,工具傳遞員,零件擺放員四個位置)的方法去執行,老師示范一步,講解一步,學生操作一步。第一輪復習中注重規范,不求速度,讓學生打好基礎。
3、第二輪復習
由于有第一輪奠定的基礎,學生已基本能拆裝發動機,但是很多同學對有些要點還沒有特別領會和掌握,為了解決問題,在第二輪復習的時候,每講一個項目,我就找一位同學拆裝發動機,在操作的過程中老師講解強調容易出錯的地方,對操作過程有問題的,也可以提出來,大家一起討論解決問題,然后,再針對講過的地方,大家再進行重復練習。
(4)第三輪復習
在第一輪復習和第二輪復習時,學生已掌握發動機拆裝流程和要點,剩下就是速度和熟練程度,提高學生熟練度,除了課上的練習以外,到第二學期開學,我們每天利用中午的休息時間和晚自修的時間,輪流進行限時練習。
(5)心理素質的鍛煉
發動機拆裝在考試的時候是一位考官面對一位考生,對考生的心理素質要求比較高,為了提高學生的考場心理素質,我作了如下嘗試:挑10位同學到外校進行技能拉練,增長見識,鍛煉心理承受能力,同時了解外校的教學實力。組織學校8位汽修老師當考官,進行模擬高考測驗,適應高考情境,提高每位同學的心理承受能力。考試之前,提前熟悉考試場地,讓學生做到心中有數,考試時不慌不忙。
在最后高考中,我班發動機拆裝技能考的平均分為148分,而章貴民則是穩穩當當地得到了滿分150分好成績。我很欣慰。
四、制定百日沖刺計劃
高三學習非常緊張,為了實現自己較高的人生理想,很多學生恨不得一天變成兩天用。因此很多同學白天不舍得休息,晚上還在寢室點燈熬到很遲。而這樣,往往會造成白天精力疲憊,效率反而更加低下,甚至影響身體健康。而健康科學的方法卻可以一天產生兩天的效益,科學的方法是會拼搏、會快樂、會計劃、會反思、會限時。我們在高考還有百日的時候,給學生制定了一個高考百日沖刺學習計劃表,該計劃表主要包括學生今年高考總目標、激勵自己的話、一周目標及反思與當天目標及反思四項內容。
高三學生要學會拼搏一天,快樂一天,善于調整自己的心態,除四項內容之外,計劃表中增加有拼搏指數、快樂指數。同學們可以根據自己每天有沒有拼搏,有沒有快樂的心態填寫拼搏指數和快樂指數,以便及時調整自己的心態。
高考是在有限的時間完成固定的考試內容,內容多,時間緊,要考出高的分數,不僅需要系統的知識,而且要有快的解題速度和高的答題準確率,故本計劃表還有作業情況、限時作業、作業訂正項目,學生可根據當天的情況如實填寫,以便及時調整。
在此表格最后,附上往屆考生寫的高考指導和激勵文章,從而激勵我班學生。
以下是我班高考狀元章貴民的百日沖刺計劃摘錄:
五、總結語
在今年高考中,我班最低分超過上線分數82分的成績上線,我班有18位同學被浙江師范大學和寧波工程學院本科院校錄取,章貴民則是摘得全省汽修專業考生高考狀元。能夠取得這么好的成績,我想離不開班級管理的逐步穩定,有效的管理措施,專業知識努力地教與學,學生的刻苦努力,尤其是在最后一百天的學生沖刺,給學生制定的百日沖刺計劃表,讓學生有計劃,有落實,有效率,在最后關頭,學習效益做到最大化。
但是也有很多不足之處,如對汽車結構與拆裝考綱范圍廣,內容多,沒有很好的把握時間,與其他專業課任課老師的配合不夠及時到位,在以后的管理和教學中,我要努力改正,爭取更大進步
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