论文部分内容阅读
摘要:通过分析高职院校自动检测与转换技术课程教学中存在的问题和现状,依循CDIO理念对课程进行改革。提出课程改革的大体思路,并从教学理念、教学内容、教学方法、学习评价等四个方面进行了探讨。实践证明,在单门课程中乃至以课程群为单位实施教学改革,采用符合课程特点和学生实际的教学方法和手段,有利于工程应用能力的培养。
关键词:CDIO理念;课程改革;工程应用能力培养
作者简介:宋国庆(1963-),男,江苏灌南人,江苏城市职业学院机电工程系,副教授;杨旭东(1977-),男,江苏铜山人,江苏城市职业学院机电工程系,讲师。(江苏 徐州 221006)
基金项目:本文系江苏城市职业学院重点科研课题(项目编号:11-ZD-05)、江苏城市职业学院(徐州校区)立项课题研究成果之一。
中图分类号:G712.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0150-03
我国高职教育经过多年的量的扩张,正逐步跨入内涵建设的可持续发展轨道。加强高等职业院校内涵建设的关键是人才培养模式的改革,而人才培养模式改革的重要抓手就是课程建设。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。本文认为,自动检测与转换技术等工科课程改革的突破口在于借鉴国外工程教育的创新模式——CDIO理念,梳理整合教学内容,调整改变教学形式,充分利用现有实训实习机会,形成基于项目完成的教学模式,强化工程应用能力的培养。
一、自动检测与转换技术课程教学目前存在的问题
自动检测与转换技术作为高职工科机电、数控、应用电子等专业的主干课程,其教学内容主要包括传感器的基本知识和基本特性、传感器的标定和校准方法以及应用技术;课程重点阐述各类传感器的转换原理、组成结构、特性分析、设计方法、信号调理技术及其在生产过程中的典型应用,并对现代新型传感器做简要介绍。课程对培养学生自动检测、自动控制及生产过程自动化设计能力具有重要作用。由于课程内容涉及高等数学、物理、工程材料与工程力学、电子技术、计算机等多学科知识,因此,它在相关专业的人才培养、课程建设和教学改革中起基础和引领作用。现有的自动检测与转换技术课程在教学中仍存在的问题有:
1.课程教学观念偏离高职教学目标
课程教学观念对教学起着指导和统率作用,但一直以来,高等职业教育深受普通本科学科教育的影响,课程体系大多是一种微缩化的本科学科模式。在本质上体现出“先知识,后能力”的传统教学模式,人为地隔离了知识和能力并行培养,过分强调学科知识的系统性和完整性,课程体系的职业岗位针对性不够。
2.课程教学内容和工程实际相脱节
现行的教学内容不利于学生更好地掌握完成典型工作任务所需要的知识和技能,忽视了传感器技术在具体工业现场的选型、安装和调试等能力培养,而这恰恰是高职生将来职业岗位所需要的技能。
3.课程教学方法缺乏创新
教师对如何针对课程特点,采取有效的教学方法和手段,从根本上解决学生学习困难的问题缺乏深入思考和研究,教学方法仍以灌输为主,双主体意识中的学生主体地位不够突出,对学生的创新思维培养滞后。
4.课程评价体系单一
在“学”的方面,不能充分反映学生主体在学习过程中的实际体验和感受,以及学生对自己成绩的话语权;在“教”的方面,对教师的教学工作业绩考核中,关于教学方法创新成果的考核不够。
二、自动检测与转换技术课程教学改革思路
CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院等四所世界一流大学合作开发的新型工程教育项目。过去十多年来,国外许多大学和企业一直在努力,希望尽快缩小工程教育与工程实践之间的距离,不少大的现代企业(如Boeing公司)就公布了他们所期望的毕业生的个人品质,同时,工业界也希望对工程技术人员的资格能够形成新的共识。由此,CDIO工程教育模式应运而生。
CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、
运作(Operate)。该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式来学习工科课程,充分反映了系统论中整体性、结构性、层次性特征。CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO提出:优秀的工程人才是以“丰富的技术知识和推理能力、优秀的个人与职业技能、优良的人际交往和沟通能力”为基础的,显然,CDIO倡导的是通过应用项目的全过程来培养学生的能力。针对自动检测与转换技术课程特点,结合CDIO教学大纲,课程教研组形成了课程教学改革的思路:打破传统培养模式中的偏重工程理论知识、轻视工程实践训练;偏重专业知识传授、轻视综合素质与能力培养;偏重专业教育,轻视人文、经济及环保作用的状况,构建理论实践一体化教学体系,满足学生工程应用能力培养需要。
1.调整教学内容,改进教学方法
在所选教材的基础上,精选教学内容,增加新知识、新技术的讲解。自动检测与转换技术知识面宽泛,应以相互具有有机联系的方式传授,要求教学内容的理论浅显易懂,简洁明了,切实贯彻“必需、够用”的原则。在优化现有课堂教学的基础上,采用多种教学方法,突出实用性和可操作性,让学生亲手做一些简单的东西。
2.注重培养学生可持续发展的自我学习能力
CDIO教学的核心是培养学生深厚的工程基础应用知识,为此,教学中应加强学生实践能力和创新能力的培養,为学生将来的职业发展奠定基础。
3.加强品质、意志和团队整体意识的培养
在教学过程中,精讲多练,用任务驱动学习过程,强化对相关知识的理解和运用,尽力使学生体验到团队协作的意义,形成良好思维习惯和初步的工程意识。 4.强化教学活动的过程管理,改革学习评价方式
增加项目制作方案、工艺文件等师生互动环节,并让学生通过自评、互评等方式改变学习和生活态度,彰显学生在教学过程中的实际体验和感受。
总之,基于CDIO理念的教学一体化设计,重在构建一个融知识获取、能力训练、习惯养成于一体的课程体系,其显著特点是以工程项目作为载体与运行机制。教学设施过程中,要全面体现CDIO所倡导的让学生以课程内容与项目之间的有机联系方式进行学习,既不能单纯传授知识,也不能单纯训练学生的某种技能,充分体现集专业知识学习、职业能力培养、综合素质养成于一体的立体化育人原则。
三、課程教学改革的具体实施
1.转变教学理念,融知识点于项目案例中
CDIO工程教育理念搭建了一个工科课程教学改革的平台,围绕检测元件“构思-设计-实现-运作”这一主线,树立课程教学服务行业、企业需求的观念。CDIO是对工科教学和学习活动内在规律认识的集中体现,教师的教学理念转变后,应进一步使学生明确:知识的学习固然重要,但更重要的是应用学过的知识来分析和解决具体的工程实际问题。
在讲解各种传感器时,教研组提出了框架式知识结构的设想,让学生在接受某一个知识点的同时,就明白该知识点在实践中的应用。例如:讲授压阻式压力传感器时,首先利用PPT进行国内外压阻式压力传感器系列产品展示,并对其结构、材料、用途等给予个性化的点评,学生可以自由提问,教师只起穿针引线作用;其次,在分析了解学生特点和知识结构基础上,对压阻效应、测量电路及温度漂移与补偿等理论知识,根据不同专业学生的需求,采取分层教学,为启发式教学提供了前提条件,避免了启而不发;最后,结合各领域的应用图片和视频,介绍压阻式压力传感器在风洞模拟试验、生物医学等领域的具体应用。这样的“产品展示-核心设计-应用领域”框架式知识结构,切合CDIO倡导的基于项目的工程应用能力培养。实践证明,这样的教学形式,打破了“概念-原理-应用”的一贯模式,能引导学生创新思维,激发学生学习兴趣,有利于对知识点的融会贯通。
2.调整教学内容,适应地区行业特色
由于测控技术发展迅速,使现有教材内容滞后于学科发展,且教材内容大多雷同。为弥补这方面的缺陷,在教学内容组织上采用以自行制作的多媒体教材为主,以书本教材为辅的形式,按CDIO提出的工作过程系统化的要求,精选与组织教学内容。整合后的课程内容主要分为三大功能模块:绪论、传感器技术、信号电路等,并将实验训练结合在课程内容中,实行一体化教学。
模块一:绪论。绪论课的导航作用是否得到发挥,是课程教学效果的关键。一直以来,高职的绪论课内容通常被看成是点到为止的“散、大、空”,没有得到应有的重视。其实,绪论课的作用集中体现在让学生在很短的时间内体会课程的价值,从而接受并实现这些价值。同时,通过介绍与本课程密切相关的学科专业发展历程和趋势、本地区知名企业或专家学者等方式,让学生领略工程技术的风采和魅力,激发学生对本课程的学习兴趣、学习动力。教师对绪论课的精彩讲授,定会深深吸引学生,从而达到“亲其师,敬其人,信其道”的目的。
受绪论课良好教学效果的启发,目前,教研组每学期都在一年级新生中开展一月一次的工程教育研讨课,由学科带头人和知名教授主讲,旨在帮助新生了解地方实体经济的新进展,树立学术志趣,完成高职学习的适应性转变。
模块二:传感器技术。这是自动检测和转换技术不可缺少的重要组成部分,也是众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一。在课程内容的设计中,根据学校所处地域是国家机械重工业基地的优势,兼顾传统机电式传感器,突出现代微电子、仿生学等各类新型传感器的教学。教学中,一方面,既掌握传统的数据处理方法,又增加了数字信号处理、数据融合等现代信号检测与处理的内容;另一方面,增加了教师正在进行的相关科研工作的内容,将相应的思想和方法教给学生,将科研的成果服务反馈于教学,而这是教材中所没有的,也是教材所不能替代的。这样的教学设计,开拓了学生的视野,为学生将来尽快进入职业岗位角色、服务当地企业创造了条件。
例如:讲授电感式传感器时,强调徐工集团生产的挖土机、起重机、叉车等重工业移动机械,要求传感器能够克服极富挑战的环境因素。日常的高温、冰冻、雨雪、盐路、化学腐蚀、无线电频率干扰以及大强度的冲击和震动,这样的特殊环境要求传感器坚固耐用且具有安全认证。其目的是让学生在日常教学中感受到工程意识的熏陶,在设计传感器技术产品时,以市场需求为导向,将客户需求融进产品性能。同时,建立起兼顾经济性、环保性的绿色设计理念。
模块三:信号电路。这部分的理论知识,对高职学生来讲是难点。在分析了解学生现有知识结构基础上,分层教学,以“必需,够用”为教学目标,让学生初步了解工程检测中的基本电路、传感器的基本信号调节电路。通过本模块的学习,为学生进行检测系统的设计打下良好的基础。
例如,在讲授传感器与嵌入式系统、PLC的接口电路时,将科研项目“基于CIMS环境下的物流控制运输装置”中的控制电路与教材结合讲解,学生就易于接受且提问积极,深受启发。
再如,讲授超声波传感器时,让学生动手自制一种超声波电子驱蚊器。随着仿声学的不断发展,人们逐渐揭示了蚊子的一些奥秘和特性。一般说来,雄蚊不咬人,怀卵的雌蚊叮人吸血。雌蚊怀卵期间不喜欢与雄蚊接触,听到雄蚊发出21~23KHz的超声波信号时,便立即逃跑。据此,应用电子线路模仿雄蚊的超声波信号,从而达到驱蚊的目的。电路中用到的单结管BT32是一个张弛振荡器,用电位器来调整震荡频率,三极管3DG6工作在脉冲状态,起功率放大作用,还用了一个续流二极管D。这样的设计性实验,有效地化解了电路理论学习难点,实现了CDIO工程教育“做中学”的理念,学生兴趣盎然,教学效果当然明显。更可贵的是,有的学生花数倍于教学课时的业余时间来完成作品,使不怕失败的意志品格和互帮互学的团队意识得到充分体现。 3.改进教学方法,引导学生融入课堂
通过灵活运用适当的教学模式,创设互动的教学环境,突出学生主体地位,引导学生融入课堂,使工程应用能力培养落到实处。
一是基本技能型教学模式。采用教师边讲边操作的方式,使学生对所学测控知识点和传感器使用步骤有一个直观的了解和认识。这种模式适合于讲授各类传感器的基本知识,常用传感器的选型、安装、调试等教学内容。
二是案例教学模式。教师将实际工业现场的技术融进课堂,整合、提炼出大量的能配合知识点讲授的各种案例,以典型工作任务为载体,使课堂教学生动、形象并贴近实际,从而大大激发学生学习兴趣。
三是CAI课件和CAL学件教学模式。在开课前,教研组反复调研,细致了解学生的基础、需求及兴趣点,提前进行课件和学件的设计、制作、修改工作。在教学过程中,注意收集学生的反馈意见,观察教学的实际效果,随时发现问题并及时解决。学期课程结束后,针对课程资源的使用情况,再回顾反思并进一步整理、调整,做到CAI课件和CAL学件随时能够添加和丰富,年年都有更新和完善。
四是校企联合教学模式。目前,高职院校和地方企业的校企合作人才培养模式,为像自动检测与转换技术这类实践性强的课程进行校企联合教学提供了难得的契机。江苏机电研究所有限责任公司、徐工集团、徐矿集团、江苏铸本混凝土有限公司等大型企业掌握本行业的发展趋势、技术前沿、人才需求等情况,并拥有高职院校不具备的最先进的生产设备和制造技术,将企业工程技术人员的丰富实践经验和学校教师渊博的知识结合起来,相互取长补短,合理地应用于课程教学中,进行联合教学,可以有效地解决教学内容和企业实践相脱节的现象。实践证明:这种教学形式深得学生欢迎和期待!
4.创新考核方式,促进工程应用能力培养
课程考核是测试学生的知识和能力的手段,它具有导向、反馈、评价等多种功能。恰当的考核方式,能引导学生注重形成性学习,改变以往“上课记,考前背,考完忘”的传统做法。针对自动检测与转换技术课程的特点及教学目标,结合CDIO对工程教育的要求,采用基于过程的多维度考核方式。学生的期末课程总评成绩由平时考核、大作业(含实验考核)、期末考试三大模块构成,并且加大过程性考核所占的权重,如表1。
一般地,在讲解完同种原理类型的传感器教学内容时,针对工厂实际课题,留给学生一次大作业。例如,在讲解完光电检测类传感器时,安排学生2~3人一组,完成“夜间红外报警装置”的设计和制作。在设计中,尽量侧重于传感器检测模块的设计,并让学生在实训台上自行调试红外发射、接收电路,教师和学生共同协商给出基于项目的形成性考核成绩。每组学生从阅读资讯、准备元器件、装配调试电路,到填写调试单卡、撰写工艺文件、提交总结报告等,分工合作,边学边练,促进了学生把理论知识应用于实践的能力,对工程应用能力培养起到了激励作用。
四、结语
多年的课程教学实践证明,教学改革不但有效提升了教学效果,而且有效促进了教师专业化发展。自动检测与转换技术课程所在教研组近年来获得省部级教学创新奖1项,市级教学创新奖2项;参与横向课题研发3项,承担多项社会培训项目,共引进资金150万元;在核心期刊发表论文4篇,CDIO工程教育课题组(7人)获得市级“教工先锋队”荣誉称号,取得了显著的经济效益和社会效益。学生在国家级、省市级各类技能大赛中获得一等奖2项,二等奖8项,三等奖若干项;学生毕业之前,均能获得多项各级各类技能证书。当然,随著我国高职教学理念的不断更新,面对各高职院校所处地域的差异性和学生情况的差异性,需要不断剖析和反思课程培养目标和教学方式,以达到工程应用能力培养的实效。坚信有先进理念的引导,有广大师生坚持不懈的教学实践,高职教育一定会为地方经济建设和社会发展培养更多更好的应用型人才。
参考文献:
[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3).
[2]宋国庆.教师专业化发展与科教融合[J].中国高校科技,2012,
(11).
[3]何致远,郑玉珍.卓越“现场电气工程师”培养的思考与探索[J].中国大学教学,2011,(3).
[4]王华荣.以案例教学推动大学课堂教学模式改革的实践与探索[J].中国大学教学,2011,(4).
[5]查吉德.高职人才培养目标定位的新思考[J].中国职业技术教育,2011,(3).
[6]雷庆,王敏.从课程视角看工程设计能力培养[J].高等工程教育研究,2011,(5).
关键词:CDIO理念;课程改革;工程应用能力培养
作者简介:宋国庆(1963-),男,江苏灌南人,江苏城市职业学院机电工程系,副教授;杨旭东(1977-),男,江苏铜山人,江苏城市职业学院机电工程系,讲师。(江苏 徐州 221006)
基金项目:本文系江苏城市职业学院重点科研课题(项目编号:11-ZD-05)、江苏城市职业学院(徐州校区)立项课题研究成果之一。
中图分类号:G712.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0150-03
我国高职教育经过多年的量的扩张,正逐步跨入内涵建设的可持续发展轨道。加强高等职业院校内涵建设的关键是人才培养模式的改革,而人才培养模式改革的重要抓手就是课程建设。课程建设与改革是提高教学质量的核心,也是教学改革的重点和难点。本文认为,自动检测与转换技术等工科课程改革的突破口在于借鉴国外工程教育的创新模式——CDIO理念,梳理整合教学内容,调整改变教学形式,充分利用现有实训实习机会,形成基于项目完成的教学模式,强化工程应用能力的培养。
一、自动检测与转换技术课程教学目前存在的问题
自动检测与转换技术作为高职工科机电、数控、应用电子等专业的主干课程,其教学内容主要包括传感器的基本知识和基本特性、传感器的标定和校准方法以及应用技术;课程重点阐述各类传感器的转换原理、组成结构、特性分析、设计方法、信号调理技术及其在生产过程中的典型应用,并对现代新型传感器做简要介绍。课程对培养学生自动检测、自动控制及生产过程自动化设计能力具有重要作用。由于课程内容涉及高等数学、物理、工程材料与工程力学、电子技术、计算机等多学科知识,因此,它在相关专业的人才培养、课程建设和教学改革中起基础和引领作用。现有的自动检测与转换技术课程在教学中仍存在的问题有:
1.课程教学观念偏离高职教学目标
课程教学观念对教学起着指导和统率作用,但一直以来,高等职业教育深受普通本科学科教育的影响,课程体系大多是一种微缩化的本科学科模式。在本质上体现出“先知识,后能力”的传统教学模式,人为地隔离了知识和能力并行培养,过分强调学科知识的系统性和完整性,课程体系的职业岗位针对性不够。
2.课程教学内容和工程实际相脱节
现行的教学内容不利于学生更好地掌握完成典型工作任务所需要的知识和技能,忽视了传感器技术在具体工业现场的选型、安装和调试等能力培养,而这恰恰是高职生将来职业岗位所需要的技能。
3.课程教学方法缺乏创新
教师对如何针对课程特点,采取有效的教学方法和手段,从根本上解决学生学习困难的问题缺乏深入思考和研究,教学方法仍以灌输为主,双主体意识中的学生主体地位不够突出,对学生的创新思维培养滞后。
4.课程评价体系单一
在“学”的方面,不能充分反映学生主体在学习过程中的实际体验和感受,以及学生对自己成绩的话语权;在“教”的方面,对教师的教学工作业绩考核中,关于教学方法创新成果的考核不够。
二、自动检测与转换技术课程教学改革思路
CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯技术学院等四所世界一流大学合作开发的新型工程教育项目。过去十多年来,国外许多大学和企业一直在努力,希望尽快缩小工程教育与工程实践之间的距离,不少大的现代企业(如Boeing公司)就公布了他们所期望的毕业生的个人品质,同时,工业界也希望对工程技术人员的资格能够形成新的共识。由此,CDIO工程教育模式应运而生。
CDIO即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、
运作(Operate)。该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式来学习工科课程,充分反映了系统论中整体性、结构性、层次性特征。CDIO工程教育模式是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO提出:优秀的工程人才是以“丰富的技术知识和推理能力、优秀的个人与职业技能、优良的人际交往和沟通能力”为基础的,显然,CDIO倡导的是通过应用项目的全过程来培养学生的能力。针对自动检测与转换技术课程特点,结合CDIO教学大纲,课程教研组形成了课程教学改革的思路:打破传统培养模式中的偏重工程理论知识、轻视工程实践训练;偏重专业知识传授、轻视综合素质与能力培养;偏重专业教育,轻视人文、经济及环保作用的状况,构建理论实践一体化教学体系,满足学生工程应用能力培养需要。
1.调整教学内容,改进教学方法
在所选教材的基础上,精选教学内容,增加新知识、新技术的讲解。自动检测与转换技术知识面宽泛,应以相互具有有机联系的方式传授,要求教学内容的理论浅显易懂,简洁明了,切实贯彻“必需、够用”的原则。在优化现有课堂教学的基础上,采用多种教学方法,突出实用性和可操作性,让学生亲手做一些简单的东西。
2.注重培养学生可持续发展的自我学习能力
CDIO教学的核心是培养学生深厚的工程基础应用知识,为此,教学中应加强学生实践能力和创新能力的培養,为学生将来的职业发展奠定基础。
3.加强品质、意志和团队整体意识的培养
在教学过程中,精讲多练,用任务驱动学习过程,强化对相关知识的理解和运用,尽力使学生体验到团队协作的意义,形成良好思维习惯和初步的工程意识。 4.强化教学活动的过程管理,改革学习评价方式
增加项目制作方案、工艺文件等师生互动环节,并让学生通过自评、互评等方式改变学习和生活态度,彰显学生在教学过程中的实际体验和感受。
总之,基于CDIO理念的教学一体化设计,重在构建一个融知识获取、能力训练、习惯养成于一体的课程体系,其显著特点是以工程项目作为载体与运行机制。教学设施过程中,要全面体现CDIO所倡导的让学生以课程内容与项目之间的有机联系方式进行学习,既不能单纯传授知识,也不能单纯训练学生的某种技能,充分体现集专业知识学习、职业能力培养、综合素质养成于一体的立体化育人原则。
三、課程教学改革的具体实施
1.转变教学理念,融知识点于项目案例中
CDIO工程教育理念搭建了一个工科课程教学改革的平台,围绕检测元件“构思-设计-实现-运作”这一主线,树立课程教学服务行业、企业需求的观念。CDIO是对工科教学和学习活动内在规律认识的集中体现,教师的教学理念转变后,应进一步使学生明确:知识的学习固然重要,但更重要的是应用学过的知识来分析和解决具体的工程实际问题。
在讲解各种传感器时,教研组提出了框架式知识结构的设想,让学生在接受某一个知识点的同时,就明白该知识点在实践中的应用。例如:讲授压阻式压力传感器时,首先利用PPT进行国内外压阻式压力传感器系列产品展示,并对其结构、材料、用途等给予个性化的点评,学生可以自由提问,教师只起穿针引线作用;其次,在分析了解学生特点和知识结构基础上,对压阻效应、测量电路及温度漂移与补偿等理论知识,根据不同专业学生的需求,采取分层教学,为启发式教学提供了前提条件,避免了启而不发;最后,结合各领域的应用图片和视频,介绍压阻式压力传感器在风洞模拟试验、生物医学等领域的具体应用。这样的“产品展示-核心设计-应用领域”框架式知识结构,切合CDIO倡导的基于项目的工程应用能力培养。实践证明,这样的教学形式,打破了“概念-原理-应用”的一贯模式,能引导学生创新思维,激发学生学习兴趣,有利于对知识点的融会贯通。
2.调整教学内容,适应地区行业特色
由于测控技术发展迅速,使现有教材内容滞后于学科发展,且教材内容大多雷同。为弥补这方面的缺陷,在教学内容组织上采用以自行制作的多媒体教材为主,以书本教材为辅的形式,按CDIO提出的工作过程系统化的要求,精选与组织教学内容。整合后的课程内容主要分为三大功能模块:绪论、传感器技术、信号电路等,并将实验训练结合在课程内容中,实行一体化教学。
模块一:绪论。绪论课的导航作用是否得到发挥,是课程教学效果的关键。一直以来,高职的绪论课内容通常被看成是点到为止的“散、大、空”,没有得到应有的重视。其实,绪论课的作用集中体现在让学生在很短的时间内体会课程的价值,从而接受并实现这些价值。同时,通过介绍与本课程密切相关的学科专业发展历程和趋势、本地区知名企业或专家学者等方式,让学生领略工程技术的风采和魅力,激发学生对本课程的学习兴趣、学习动力。教师对绪论课的精彩讲授,定会深深吸引学生,从而达到“亲其师,敬其人,信其道”的目的。
受绪论课良好教学效果的启发,目前,教研组每学期都在一年级新生中开展一月一次的工程教育研讨课,由学科带头人和知名教授主讲,旨在帮助新生了解地方实体经济的新进展,树立学术志趣,完成高职学习的适应性转变。
模块二:传感器技术。这是自动检测和转换技术不可缺少的重要组成部分,也是众多学科相互交叉的综合性和高新技术密集型前沿技术之一。在课程内容的设计中,根据学校所处地域是国家机械重工业基地的优势,兼顾传统机电式传感器,突出现代微电子、仿生学等各类新型传感器的教学。教学中,一方面,既掌握传统的数据处理方法,又增加了数字信号处理、数据融合等现代信号检测与处理的内容;另一方面,增加了教师正在进行的相关科研工作的内容,将相应的思想和方法教给学生,将科研的成果服务反馈于教学,而这是教材中所没有的,也是教材所不能替代的。这样的教学设计,开拓了学生的视野,为学生将来尽快进入职业岗位角色、服务当地企业创造了条件。
例如:讲授电感式传感器时,强调徐工集团生产的挖土机、起重机、叉车等重工业移动机械,要求传感器能够克服极富挑战的环境因素。日常的高温、冰冻、雨雪、盐路、化学腐蚀、无线电频率干扰以及大强度的冲击和震动,这样的特殊环境要求传感器坚固耐用且具有安全认证。其目的是让学生在日常教学中感受到工程意识的熏陶,在设计传感器技术产品时,以市场需求为导向,将客户需求融进产品性能。同时,建立起兼顾经济性、环保性的绿色设计理念。
模块三:信号电路。这部分的理论知识,对高职学生来讲是难点。在分析了解学生现有知识结构基础上,分层教学,以“必需,够用”为教学目标,让学生初步了解工程检测中的基本电路、传感器的基本信号调节电路。通过本模块的学习,为学生进行检测系统的设计打下良好的基础。
例如,在讲授传感器与嵌入式系统、PLC的接口电路时,将科研项目“基于CIMS环境下的物流控制运输装置”中的控制电路与教材结合讲解,学生就易于接受且提问积极,深受启发。
再如,讲授超声波传感器时,让学生动手自制一种超声波电子驱蚊器。随着仿声学的不断发展,人们逐渐揭示了蚊子的一些奥秘和特性。一般说来,雄蚊不咬人,怀卵的雌蚊叮人吸血。雌蚊怀卵期间不喜欢与雄蚊接触,听到雄蚊发出21~23KHz的超声波信号时,便立即逃跑。据此,应用电子线路模仿雄蚊的超声波信号,从而达到驱蚊的目的。电路中用到的单结管BT32是一个张弛振荡器,用电位器来调整震荡频率,三极管3DG6工作在脉冲状态,起功率放大作用,还用了一个续流二极管D。这样的设计性实验,有效地化解了电路理论学习难点,实现了CDIO工程教育“做中学”的理念,学生兴趣盎然,教学效果当然明显。更可贵的是,有的学生花数倍于教学课时的业余时间来完成作品,使不怕失败的意志品格和互帮互学的团队意识得到充分体现。 3.改进教学方法,引导学生融入课堂
通过灵活运用适当的教学模式,创设互动的教学环境,突出学生主体地位,引导学生融入课堂,使工程应用能力培养落到实处。
一是基本技能型教学模式。采用教师边讲边操作的方式,使学生对所学测控知识点和传感器使用步骤有一个直观的了解和认识。这种模式适合于讲授各类传感器的基本知识,常用传感器的选型、安装、调试等教学内容。
二是案例教学模式。教师将实际工业现场的技术融进课堂,整合、提炼出大量的能配合知识点讲授的各种案例,以典型工作任务为载体,使课堂教学生动、形象并贴近实际,从而大大激发学生学习兴趣。
三是CAI课件和CAL学件教学模式。在开课前,教研组反复调研,细致了解学生的基础、需求及兴趣点,提前进行课件和学件的设计、制作、修改工作。在教学过程中,注意收集学生的反馈意见,观察教学的实际效果,随时发现问题并及时解决。学期课程结束后,针对课程资源的使用情况,再回顾反思并进一步整理、调整,做到CAI课件和CAL学件随时能够添加和丰富,年年都有更新和完善。
四是校企联合教学模式。目前,高职院校和地方企业的校企合作人才培养模式,为像自动检测与转换技术这类实践性强的课程进行校企联合教学提供了难得的契机。江苏机电研究所有限责任公司、徐工集团、徐矿集团、江苏铸本混凝土有限公司等大型企业掌握本行业的发展趋势、技术前沿、人才需求等情况,并拥有高职院校不具备的最先进的生产设备和制造技术,将企业工程技术人员的丰富实践经验和学校教师渊博的知识结合起来,相互取长补短,合理地应用于课程教学中,进行联合教学,可以有效地解决教学内容和企业实践相脱节的现象。实践证明:这种教学形式深得学生欢迎和期待!
4.创新考核方式,促进工程应用能力培养
课程考核是测试学生的知识和能力的手段,它具有导向、反馈、评价等多种功能。恰当的考核方式,能引导学生注重形成性学习,改变以往“上课记,考前背,考完忘”的传统做法。针对自动检测与转换技术课程的特点及教学目标,结合CDIO对工程教育的要求,采用基于过程的多维度考核方式。学生的期末课程总评成绩由平时考核、大作业(含实验考核)、期末考试三大模块构成,并且加大过程性考核所占的权重,如表1。
一般地,在讲解完同种原理类型的传感器教学内容时,针对工厂实际课题,留给学生一次大作业。例如,在讲解完光电检测类传感器时,安排学生2~3人一组,完成“夜间红外报警装置”的设计和制作。在设计中,尽量侧重于传感器检测模块的设计,并让学生在实训台上自行调试红外发射、接收电路,教师和学生共同协商给出基于项目的形成性考核成绩。每组学生从阅读资讯、准备元器件、装配调试电路,到填写调试单卡、撰写工艺文件、提交总结报告等,分工合作,边学边练,促进了学生把理论知识应用于实践的能力,对工程应用能力培养起到了激励作用。
四、结语
多年的课程教学实践证明,教学改革不但有效提升了教学效果,而且有效促进了教师专业化发展。自动检测与转换技术课程所在教研组近年来获得省部级教学创新奖1项,市级教学创新奖2项;参与横向课题研发3项,承担多项社会培训项目,共引进资金150万元;在核心期刊发表论文4篇,CDIO工程教育课题组(7人)获得市级“教工先锋队”荣誉称号,取得了显著的经济效益和社会效益。学生在国家级、省市级各类技能大赛中获得一等奖2项,二等奖8项,三等奖若干项;学生毕业之前,均能获得多项各级各类技能证书。当然,随著我国高职教学理念的不断更新,面对各高职院校所处地域的差异性和学生情况的差异性,需要不断剖析和反思课程培养目标和教学方式,以达到工程应用能力培养的实效。坚信有先进理念的引导,有广大师生坚持不懈的教学实践,高职教育一定会为地方经济建设和社会发展培养更多更好的应用型人才。
参考文献:
[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3).
[2]宋国庆.教师专业化发展与科教融合[J].中国高校科技,2012,
(11).
[3]何致远,郑玉珍.卓越“现场电气工程师”培养的思考与探索[J].中国大学教学,2011,(3).
[4]王华荣.以案例教学推动大学课堂教学模式改革的实践与探索[J].中国大学教学,2011,(4).
[5]查吉德.高职人才培养目标定位的新思考[J].中国职业技术教育,2011,(3).
[6]雷庆,王敏.从课程视角看工程设计能力培养[J].高等工程教育研究,2011,(5).