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篇1
長期以來,我國對工程建設項目的審計主要是概(預)算執行情況審計和竣工決算審計兩種方式,但都是事后的靜態審計監督方式,存在一定的局限性。重大投資建設項目由于投資大、建設周期長、參建單位多的特點,如果采取傳統事后靜態審計方式,不僅不能取得較好的審計效果,而且發現問題后已經為時已晚,會造成難以彌補的巨大經濟損失。
近年來,工程跟蹤審計作為一種新的審計方式得到國家審計機關的大力推廣和應用,它改變了以往事后審計的滯后性和間接性,要求審計人員一開始就介入到工作中去,增強審計的時效性,發揮審計的“免疫系統”作用,成為國家審計的重要監督手段和方法。
所謂跟蹤審計,是指審計機關對建設項目的前期立項、設計、建設準備、施工、竣工等環節,連續、不間斷地進行審計,即“事前參與、事中監控、事后評價”的審計模式。我國跟蹤審計還處于探索階段,采取的審計模式主要有兩種。一是全過程跟蹤審計模式:審計主體跟蹤建設程序,有計劃地從建設項目的立項、可行性研究、設計、征地拆遷、招投標、合同簽訂、工程價款結算、竣工驗收直至項目投產或使用進行審計監督;二是階段性跟蹤審計模式:審計人員根據工程項目進展情況,從某個階段開始,甚至可以從某階段的某個環節介入。比如:從開工時開始介入,跟蹤整個施工過程,直至竣工驗收。
現階段,重大建設項目的全過程跟蹤審計多數由社會中介機構參與或獨立完成,下面主要闡述造價咨詢中介機構在工程開工至竣工期間跟蹤審計的工作重點及注意事項。
一、跟蹤審計的工作重點
(一)施工合同審計
1、合同簽署前,對合同文件中涉及工程造價的商務條款的合法性、內容的完整性、表述的準確性進行審核并提出審計建議。
2、對項目預算進行審計。
3、對甲供材料和設備進行市場詢價,供建設單位簽訂合同時參考。
出具的成果文件為:《關于……合同(或協議)草稿的審計建議》及《工程預算審計報告》。
(二)內部控制制度審計
著重審計建設單位內部控制制度的建立及執行情況,以促進建設單位完善管理機制,保證項目建設順利進行及建設資金合理使用。
對跟蹤審計過程中發現的建設單位在造價管理方面的制度、方法、程序等需要商榷的地方提供咨詢建議;對建設單位提出的造價管理方面的疑難問題提供技術支持;對造價管理方面需要提醒建設單位關注或催促施工、監理等單位落實的地方提出建議。
出具的成果文件為:工程造價跟蹤審計聯系單。
(三)暫估價材料審計
審核暫估價材料的審批是否符合合同規定,價格水平和構成是否合理。
對建設單位需要詢價的主材、設備價格提供市場參考價格的咨詢意見。
出具的成果文件為:主材、設備市場價格咨詢意見表
(四)變更洽商審計
1、審查變更洽商產生的原因,審查變更洽商簽認的程序是否符合規定,簽認手續是否完備、及時。
2、在變更洽商發生時,提醒建設單位要求施工單位按順序對變更洽商進行編號。
3、對于較大的設計修改或方案變動等情況,為建設單位提供造價測算分析。
對現場發生的變更洽商進行收集、記錄;對不符合規定的洽商以‘工程造價跟蹤審計聯系單’的形式向建設單位提出建議;對涉及金額較大、建設單位提出測算造價要求的變更進行造價測算。
出具的成果文件為:工程造價跟蹤審計聯系單
或:造價測算咨詢意見
或:《工程預算審計報告》
(五)工程索賠審計
審查施工單位提出索賠理由的適當性,索賠價格的合理性。協助建設單位對因施工單位原因造成的工期延誤和經濟損失進行索賠。
出具的成果文件為:工程造價跟蹤審計聯系單
或:造價測算咨詢意見
或:《工程預(結)算審計報告》
(六)工程款項支付審計
審查工程進度款支付是否符合合同有關條款的規定,手續是否完備,金額是否準確。
出具的成果文件為:《工程款支付審核意見》,并附審核明細表。
(七)工程竣工結算審計
1、檢查原施工圖預算及合同價;
2、熟悉竣工圖紙,了解施工現場;
3、設計變更、工程簽證和隱蔽驗收記錄是否事實;
4、計算和復核工程量;
5、審核套用的原單價或確定的新單價;
6、正確計算有關費用;
7、招標文件中約定的人員、機械、質量、工期等是否履約;
8、竣工圖紙及相關資料是否完整、是否真實,竣工結算是否超概算金額等;
9、編寫竣工結算審計報告。
出具的成果文件為:《工程結算審計報告》
(八)其它相關工作
參加造價跟蹤審計相關會議,并記錄會議記要;對收還資料進行登記、簽認;對審計成果文件發放情況進行登記、簽認;記錄審計工作日志。
二、跟蹤審計的注意事項
1、跟蹤審計一定要保持審計的客觀性、獨立性、公正性,處理好監督與服務的關系。要防止兩種既當運動員又當裁判員,審計主要是外部獨立監督,不是替代建設方的全面或部分管理工作,應明確各自的工作職責,職能管理單位是工程項目實施的組織方,承擔第一責任,跟蹤審計應做到各司其職,避免越位引發的審計風險。
2、跟蹤審計人員應強化責任心,樹立工作責任感和職業道德,充分了解工程項目全過程造價管理理論,改進工作方法,保證跟蹤審計的有效實施,同時還應提高專業水平,因跟蹤審計涉及到測量、勘察、監理、咨詢、設計、施工圖審核等其它費用的控制,要求審計人員必須注重綜合能力的提高,從而保證跟蹤審計的工作質量。
篇2
在電子設計自動化課程教學中利用自治區級“電工電子與自動化技術高職示范性實訓基地建設”開展任務驅動教學,可以有效滿足學生的學習和探究欲望,培養學生對課程學習的興趣和電子設計的愛好,促進電子設計知識和技能的遷移,取得了良好的教學效果。
一、任務驅動教學法在高職電子設計自動化教學中的作用
“任務驅動教學法”是一種具有“以項目為引領、以任務為主線、以知識點為紐帶、以教師為主導、以學生為主體”基本特征的教學模式。“任務驅動教學法”應用在電子設計自動化課程教學中,要求教師在教學內容設計中從典型的三人表決器設計、四位加法器設計、數字電子鐘設計、交通管理器設計、簡易電子琴設計、步進電機控制器設計和數字溫度計設計等七個具體項目的、可操作性強的電子設計任務出發,讓學生在有意義的“任務”真實情景驅動下,引導學生在自主學習、合作探究中發發現問題、思考問題、解決問題,在分析、討論的協作交流的過程中開展學習活動,在教師的指導、幫助下完成任務,在完成學習任務過程中掌握解決問題的方法,實現電子設計自動化課程知識的內在建構。
電子設計自動化課程教學內容實踐性很強,具有很強的探究性,運用“任務驅動教學法”可以收到事半功倍的效果,使學生既學到了知識,又培養了探究能力、協作能力和電子設計能力,實現了電子設計信息素養的實質性提升,培養學生掌握各種電子設計自動化開發方法。
二、任務驅動教學法在電子設計自動化教學中的應用
(一)電子設計自動化課程學習情景和學習任務的總體設計。“任務驅動教學法”中關鍵要素“任務”是主線和導向,其設計的好壞影響教學效果的優劣。課程學習宏觀上“任務”的設計必須符合高職教育理念、培養高素質技能型人才的需要,而微觀上“任務”的設計必須符合專業人才培養目標,依據課程教學目標并結合企業生產實際和學校的教育資源來設計適宜學生能夠完成的學習任務。
電子設計自動化課程教學目標是培養學生掌握各種電子設計自動化開發方法,為了激發學生對學習電子設計自動化課程的學習興趣,培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,電子設計自動化校級精品課程團隊的教師經過討論和研究了課程教學設計方案,方案基于建構主義學習理論,利用自治區級“電工電子與自動化技術高職示范實訓基地”這一平臺,選取來源企業的真實產品“流行消費類電子產品”為主要載體,以任務驅動模式構建了“三人表決器設計”等七個學習情景也即為七個設計項目,每個情景又有若干個工作任務,學生在設計中學習知識,在學知識的過程中又學會真正的設計。表1中列出了電子設計自動化任務驅動教學法的總體設計。
電子設計自動化課程任務驅動教學方法的探究。在電子設計自動化課程教學中,經過不斷教學實踐和總結,筆者探索出任務驅動教學法一般由“創設任務情景提出學習任務探究學習任務評價學習任務拓展學習任務”五個環節構成。
1.創設任務情景。教師利用電子設計自動化課程的優勢,結合課程學習需要創設與當前學習主題相關的“流行消費類電子產品”為主要載體的、貼近真實的學習情境,把課程教學內容巧妙地隱含在“三人表決器設計”等七個學習情景的若干個任務之中,引導學習者以“任務”為主線帶著真實的“任務”進入課程學習情境中。具體為每個學習任務之前,通過讓學生觀察和欣賞、討論和交流電子產品,激發學生對每個學習任務的學習興趣和學習的主動性。
2.提出學習任務。在創設的情境下激發學生學習興趣,引導學生帶著真實的學習“任務”進入學習情境,導入新課,通過分析“電子產品”實例提出學習任務,讓學生面臨一個需要著手去解決的現實問題。如“項目三:數字電子鐘設計”教學,教師安排學生到自治區級“電工電子與自動化技術高職示范實訓基地”的“電子設計自動化實訓室”的“電子產品車間”授課,先向學生介紹“數字電子鐘”典型產品,并展示歷屆學生設計的產品,以此激發學生學習“數字電子鐘設計”的興趣,創建學習任務情景。然后,教師分析“基于FPGA的數字電子鐘”產品,再提出學習“任務1:數字電子鐘設計方案分析任務”和“任務2:數字電子鐘的VHDL程序設計”,這樣會對任務的完成起到很好的效果。
3.探究學習任務。教學中只有激發學生的學習興趣,才能調動學生學習的積極性,積極性的調動為教師提出學習任務帶來了適當的時機。此時,教師根據教學內容和企業生產實際,結合學校教學資源和學生實際需要,圍繞一個“項目”中的教學目標這一大任務通過實例演示后,再與學生一起討論和分析,提出“項目”下一級的子任務。在子任務中包含了要運用既往所學的舊知識和現在需要學習的新知識,這些知識中有“問題”需要去探索和解決。
如何探索和解決?“任務驅動教學法”“探究學習任務”這一環節不是由教師直接告訴學生應當如何直接去做,而是由教師引導學生獲取如何解決該問題的線索、資料、知識等,同時根據任務的難易程度,讓學生進行嘗試操作練習,并采取靈活多樣的方式,可以讓學生自主探究、獨立完成,也可以和其他同學互相交流、合作探究來完成,還可以根據教材中列出的操作步驟按程序一步一步操作練習,在操作練習找出解決的辦法。
4.評價學習任務。由于學生個性的差異,在設計操作練習的過程中可能會出現不同的問題,此時教師可以引導學生圍繞“任務”這一主線,指出設計操作練習中的優點和不足對學生進行輔導,以使學生及時改進和完善,進行教師對學生學習任務的評價;也可以事先安排兩名學生結成“一對一”對子,讓學習成績好操作熟練的同學指導學習成績較差和操作不夠熟練的同學,讓學生之間進行互學互幫,進行學生間對學習任務評價;還可以讓表現好的學生把自己完成任務的好方法在全班同學中進行介紹,通過學生展示設計思路和操作練習讓大家共同進一步學習新知識和新技能,通過“示范”的引領共同分享成功的快樂,同時也讓大家評價該同學“學習任務”完成效果。
當學生的學習任務完成后,教師還可選擇其中具有代表性的“電子產品”的作品進行點評和討論,并將學習任務中涉及的知識背景進行歸納、小結,強調設計操作重點、難點問題和操作技巧,同時,表揚和鼓勵學生在完成學習任務過程中出現具有創意的好思路和好方法。
5.拓展學習任務。通過“評價學習任務環節”中的師生點評、共同探討等,學生由此會產生新的思路和想法,他們可以進一步自由發揮個人的想象力,構思出“電子產品”新的設計思路,并試圖嘗試操作練習,創作出具有創新意識的“電子產品”作品,展示自己的學習成果和才華。根據學生的這一學習實際,“電子設計自動化”精品課程團隊與自治區級“電工電子與自動化技術高職示范實訓基地”的“大學生創新實訓中心”為平臺,開辟了“電子設計”第二課堂,將課內學習延伸到課外,并定期開放創新實訓中心,讓學生在教師指導下自由發揮、自主創新,拓展新的學習任務。
(三)運用任務驅動教學法開展電子設計自動化課程教學應用案例。在電子設計自動化課程教學中運用任務驅動教學法開展教學,下面以“三人表決器設計”為例進行說明。
1.創設“三人表決器設計”學習任務情景。教室設在自治區級“電工電子與自動化技術高職示范實訓基地”的電子設計自動化實訓室“電子產品車間”。上課開始,教師通過講解在各種會議、選秀節目、體育競技中,常常用到電子表決器。然后播放“中國達人秀”表決視頻,提出假設中國達人秀的三位評委提出,要用三人表決器來對選手進行評判。提出評判原則是少數服從多數。創設“三人表決器設計”學習任務情景。
2.提出“三人表決器設計”學習任務。通過創設“中國達人秀”表決情形創建的任務情景,激發學生學習“三人表決器設計”課題的積極性,教師進行該任務分析:因為初次接觸數字電子技術,本任務是三人表決器,要求設計出一個表決器,二人以上表示贊同,認為通過,否則認為不通過。如何完成這一任務?
3.探究“三人表決器設計”“教學”任務。要搞好教學工作,必須發揮教師的主導作用。因此,教師要探究“三人表決器設計”教學的任務。一是在指導思想上要堅持以學生為中心、以實踐為導向的職業教育思想,探索工學結合的人才培養模式,以實踐育人為教學改革目標,采用任務驅動的教學方法,體現“教學做合一”的教學模式。二是要對教學主要載體“教材”進行教學內容分析。了解組合邏輯電路是數字電路的重要組成部分,在生產和生活中具有廣泛實用性。
本任務是在學習了邏輯門電路后,對有關邏輯門電路的一個具體應用。三是對教學對象進行學情分析,分析高職學生動手能力較強,有好奇心,喜歡操作練習。前景知識已有邏輯代數知識,掌握組合邏輯電路的特點和分析方法,但學生理論基礎差,學習習慣不好,會在分析設計電路時遇到困難。四是對教學內容制定知識、能力和素質的教學三維目標。知識學習目標是掌握邏輯電路的設計方法和步驟;能夠根據實際需求設計簡單的組合邏輯電路;能夠根據任務要求,完成三人表決器原理電路的設計。能力培養目標是通過實踐鍛煉學生的組合邏輯電路設計能力;鍛煉學生的觀察、模仿、總結、表達能力。素質教育目標是讓學生在實踐過程中體會到團隊合作精神和職業素養的重要性。
五是定位重點和難點。教學重點是掌握組合邏輯電路的設計方法和步驟;完成三人表決器的設計與制作。難點是如何把抽象的邏輯問題和具體的實際問題聯系起來。解決的關鍵點是列真值表。六是選擇教法和學法。根據分析,采用任務驅動教學法進行教學,提出學生的學法是自主學習、合作學習。七是在組織教學過程教師始終與學生共同“探究”。不論是教學中力求活動場景的創設、任務的驅動,還是對案例的分析和討論,對設計步驟和操作程序的講解,關鍵點對學生的引導和點撥,必須做到讓學生積極主動地學習、動手參與,教師只是扮演組織者、引導者和促進者的角色。
在探究“三人表決器設計”學習任務中,讓學生置身在真實的情景中,分配每兩個同學為一小組,讓學生自覺接受學習任務。通過教師對任務的講解和電子產品案例分析,學生采取自主學習、合作探究共同完成了學習任務。
4.評價“三人表決器設計”學習任務。在教師的指導下,通過互學互幫、合作探究,每一組、每一位同學看到自己設計并操作完成的“三人表決器設計”的作品,達到了“少數服從多數”設計要求,大家都很高興。作品完成后,老師對教學情況進行小結,并針對典型作品進行點評,同學們各自對他人作品進行互評,并選出好的作品展示。同學們對這次學習任務總的評價是有收獲、有價值和有意義。
5.拓展“三人表決器設計”學習任務。為了讓同學們鞏固所學的知識,教師布置新的學習任務:設計并制作一個三人表決器,要求若A為主評,B、C為輔評。只要主評通過,就能過關;或者兩個輔評通過,也能過關;否則沒過關。要求同學們課后到“電工電子與自動化技術高職示范實訓基地”的“大學生創新實訓中心”之“電子設計”第二課堂中完成任務。
三、高職電子設計自動化課程教學中采用任務驅動教學法需要進一步探討的問題
(一)以任務驅動理念編寫“電子設計自動化”校本教材。校本教材是校本課程開發的產物。為突出教材特色,提高教材質量,編寫的教材既要符合行業企業生產技術的改革要求,也更要滿足學生的可持續發展需求。因而,校本教材的開發要以適應學生專業職業技能發展為原則,以學習工作任務驅動為導向,以提高學生實踐技能為準則。教材的編寫必須充分考慮到行業企業生產實際、崗位需要,技術革新,要有所創新改革、體現“任務驅動”理念,編寫中要吸納企業技術能手和工程師參與編寫,使教材更貼近企業生產實踐和市場需求。
(二)以工作任務項目建設“電子設計自動化”課程共享型教學資源庫。“電子設計自動化”課程于2015年3月被學校批準立項為建設的精品課程。課程三年目標是建設成為具有共享性、開放性、擴展性、先進性和可靠性的共享型教學資源庫。建設的精品課程以創建精品資源項目研究任務為核心,面向“電子設計”海量資源處理,集資源存儲、資源管理、資源評價等,實現資源的上傳、檢索、歸檔等,實現網絡教學資源的建設管理共享與應用,以滿足學生自主學習的需求,并與國內區內同類高等職業技術院校實現資源共享,輻射行業,服務地方。
篇3
一、在學習領域課程開發過程中遇到的問題
1.師資力量不足
專業課教師年輕化,教學和企業生產一線工作經驗不足。隨著近幾年來招生規模的擴大,學院引入了大量年輕教師,他們承擔了大部分的專業課程教學工作。這些年輕教師大部分是剛從普通高校畢業的研究生,他們均是從學科體系的教育模式下成長起來的,對于現代職業教育思想認識還不夠深刻,更缺乏企業生產一線工作經驗。也有一部分年輕教師是從企業引進的,但是他們在企業生產一線的工作時間都不長,仍然存在專業技術知識不足、實踐動手能力不強的問題。在學習領域課程的開發和教學過程當中,特別是對于學習情境的創設和開展,很多年輕教師顯得力不從心。
2.校企合作不夠深入
校企合作、工學結合是高職院校真正培養出高素質技能型人才的必由之路,這已經成為廣大高職院校的共識。雖然,在校企合作方面,學院近幾年來不斷健全了相關體制機制。但是,校企合作的深度也僅限于學生的企業參觀、生產實習、頂崗實習等活動,沒有完全深入日常的專業課教學、技能培養等方面。專業教師在學習領域課程開發過程中進行的崗位分析、工作過程分析、學習情境分析等活動,還僅限于理論分析層面,沒有落到實處。
3.學習資源匱乏、單一
學習資源包括實訓設備等硬件設施和教材等軟件資源,是學習領域課程開發和成功實施的基礎。對于硬件資源,一方面是學院經費不足,缺乏投入,另一方面是購買的硬件設備不能滿足學習領域課程改革的需要。對于軟件資源,專業教師缺乏編寫學習領域課程教材等資源的精力和經驗。
二、案例教學在”電子技術”學習領域課程開發中的應用
根據姜大源對德國職業教育學習領域的課程方案的研究,學習領域課程方案是范例指向的,因此放棄了學科系統的完整性。通過我們多年的教學改革實踐,根據學校自身硬件和軟件的實際,在”電子技術”課程教學中,設置了若干實用有效的電子制作案例,結合理實一體教學模式改革,進一步提高了”電子技術”課程的教學效果。現以電子信息工程技術專業為例,說明”電子技術”課程的開發思路。
1.確定課程的總體教學目標
首先通過行業企業調研等手段對本專業畢業生從事的崗位進行分析,分析出本專業畢業生的初始崗位為電子產品裝配操作員,目標崗位為電子產品生產線線長,發展崗位為電子產品生產車間主任。從而確定本專業的培養目標:主要面向電子產品制造企業,培養德、智、體、美全面發展,適應電子產品的裝配調試、質量檢驗、生產管理等生產、服務、管理第一線需要,具備相關專業知識和技能,有良好職業道德的高素質技術技能型人才。然后,分析”電子技術”課程的性質和任務:是本專業的專業基礎課程之一,其主要任務是培養學生掌握電子電路的識圖、分析和調試等知識與技能,為學生學習本專業有關后續課程和畢業后從事電子產品制造相關工作打下堅實的基礎。最后,”電子技術”課程的總體教學目標可以總結歸納如下:學生能夠根據電路圖完成典型電子產品的裝配、調試和故障檢修。對于高職學生,我們弱化了學生電子電路的設計能力,重點培養學生在今后工作中需要的電子技術應用能力。
2.明確課程的能力、知識和素質目標
根據學生職業崗位分析和專業課程體系的分工確定能力目標,例如:能識別常用電子元器件,并判斷其好壞;能選擇并使用常用電子測量儀器對電路進行測量;能讀懂簡單的電路原理圖,能繪制典型電子產品電路原理圖;能根據電路原理圖進行電路的搭接和元器件的焊接;能進行電子電路的測試、故障判斷和排故。根據“必須、夠用”的原則,突出知識為案例學習服務,為案例學習所用,確定知識目標,例如掌握二極管、三極管的伏安特性;掌握三極管基本放大電路各組成部件的作用;掌握常用邏輯門電路的邏輯功能;了解邏輯函數的化簡方法等。根據學生將來主要從事的崗位素質要求,確定素質目標,例如:在電子產品制作與調試過程中能夠按照設備、儀器的操作規程進行操作,愛護實訓設備;在工作過程中養成文明操作意識,能夠自覺保持工作環境的整潔;在分組工作過程中能團結協作、服從組長的安排等。
3.選擇課程的能力訓練案例
根據電子技術模擬和數字兩個模塊的內容,我們選取了兩大類八個案例,開展教學。第一類包括四個模擬電路案例,分別是:直流穩壓電源制作實例、晶體管放大器制作實例、函數信號發生器制作實例、擴音器制作實例;第二類包括四個數字電路案例,分別是:三人表決器制作實例、智力競賽搶答器制作實例、循環彩燈控制器制作實例、數字電子鐘制作實例。案例的選擇本著實用性和趣味性的原則,使學生在學習過程中既能學到今后工作中要用到的專業知識和技能,又能引起學生的學習興趣,調動學生的學習積極性。我們將電子技術原課程知識點以八個電子制作實例為依據進行解構與重構,打破學科體系下的知識結構,將各知識點整合、序化到各個案例中,在完成一個個電子制作實例過程中使學生掌握知識、鍛煉技能,實現教、學、做一體化。課程選取的能力訓練案例,以及每個案例所包含的知識點和技能點如表1所示。
4.設置情境組織教學(以第一次課為例)
(1)課程導入
播放電視知識競賽視頻,引出并展示直流穩壓電源、擴音器、表決器、搶答器和數字電子鐘等產品實物,介紹電子技術的應用和產品特點。
(2)模擬知識競賽現場
設置情境:安全用電知識競賽,學生角色:選三名學生為裁判,選八名學生為競賽選手,其余學生為觀眾,教師角色:主持人。教師提問安全用電知識,八名學生通過搶答器進行搶答,三名裁判利用表決器對搶答成功的選手回答情況進行表決,每名選手的回答時間由數字電子鐘進行計時。通過這個過程,學生體驗電子產品的應用情況。
(3)學生分組觀察產品實物結構
教師提出問題:這些電子產品是怎么裝配并制作出來的呢?如果使用過程中出現故障該怎么解決?教師引導學生進行分組,組織學生分組觀察產品實物,并設置簡單故障讓學生嘗試排除。
(4)教師進行課程介紹
重點介紹學習目標(學了這門課我們能干什么?):學生能夠根據電路圖完成典型電子產品的裝配、調試和故障檢修。介紹為何上這門課及對課程的認識,學生要知道課程在專業中的地位、作用以及前后課程的銜接,知道知識和技能在專業工作崗位中的重要性,課程目標,學習要求,課程內容的描述,學習安排,路線圖時間表,學習資源,學習情況的評價標準,學習方法(課堂及課外學習自我管理技巧,獲得好成績的技巧,常見的錯誤或誤解,特殊的學習策略),作業的形式,上交的期限,考試的次數、日期和形式。
(5)總結并布置作業
教師點評總結,布置課后作業:課后搜集三人表決器的裝配資料。
5.改革課程考核方案
課程的考核分為素質表現、能力培養和知識掌握三部分,在期末總評中分值所占比例為3:3:4。素質表現主要包括學生出勤、課堂參與和作業完成等日常學習素質表現情況。能力培養分為過程考核和期末測試,過程考核成績由每個項目結束后的學生自評、學生互評和教師評價組成;對于期末測試,從每個案例中選取一個典型工作任務構成實操試題庫,每個學生都要從試題庫中抽取一個題目進行實操測試。知識掌握分為單元測試和期末測試,在每個案例教學結束后要安排單元測試,通過抽簽的方式,每個小組選取一名學生對知識點進行測試,測試成績作為小組的集體成績;期末測試采用筆試的方式,主要測試學生對所學知識點的綜合應用能力。其中素質表現30分、能力培養過程考核10分、知識掌握單元測試10分在每個案例結束后均通過“考核評分表”進行考核評分,期末將所有案例的得分進行平均;能力培養期末考核20分、知識掌握期末考試30分在所有課程結束后進行考核評分。
三、結束語
在近幾年來的高職示范校建設和骨干校建設中,許多專業教師都能夠有機會到德國學習。從學院層面也出臺了一系列激勵政策,鼓勵教師進行學習領域課程開發和教學改革,并取得了不少的經驗和成果。但是,完全照抄照搬國外的學習領域課程開發方案也是行不通的,必須根據自己院校的實際確定教學目標、選取教學內容、創設學習情境以及開發校本教材。在”電子技術”課程教學中,我們根據學院的自身實際,進行了基于案例教學的學習領域課程開發,選取了具有實用性和趣味性的教學案例,編寫了校本教材,進一步提高了教學效果。
參考文獻:
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[2]趙志群.職業教育學習領域課程及課程開發[J].徐州建筑職業技術學院學報,2010(02);2-9.
篇4
二、電子技術的教學現狀分析
1.考核方式簡單化
該課程是一門實踐性較強的課程,學生不僅要掌握理論知識,更要掌握操作技能。傳統的考核方式是百分制:筆試占70%,平時成績占30%。筆試成績所占的比例過大,使學生過分注重書本知識,死記硬背,不能體現學生的動手能力,更不利于學生綜合能力的提高。
2.理論和實訓脫節
理論和實訓教學分段實施,理論教師與實習教師各司其職,在教學目標、內容和方法等方面難以統一。上理論課時,學生對教師講授的知識只能死記硬背,大部分學生感到似懂非懂,偏重理論教學而忽視實訓操作;對于實訓課,學生雖很感興趣,但所學過的理論知識已經“還給老師”,往往只限于模仿性的操作訓練,而難以真正掌握實訓環節,自然也就無法形成系統的操作技能。
三、一體化教學在電子技術中的應用
電子技術教學核心是根據要求設計電路圖,要充分發揮學生的主觀能動性、積極性和創造性,在教學方式上,教師要采取不同的教學方法,如案例教學法、項目教學法、任務驅動教學法等。現以一體化教學在電子技術中的應用為例來說明:
1.一體化教學模式簡介
一體化教學注重職業能力培養、強化技能訓練、提高綜合素質的一體化培養模式,理論與實踐相互融合的教學模式,實踐始終貫穿在整個教學過程。形成結知識傳授、能力培養、提高技能、素質教育于一體的“一體化教學”。突出實踐教學,理論為實際應用服務的思想。整個課程體系包括前期課程準備、教學大綱、計劃、任務書、理論與實踐教學設計、工作頁與考核方法。
2.一體化教學實施過程
(1)合理改革教材,提取合適的學習內容。根據從工廠中提取的典型工作任務,在教學過程中主要分為半導體的應用、放大電路的應用及直流穩壓電源、家用調光燈、簡單搶答器、十進制數碼顯示器、NE555報警器、樓道聲控燈、自行車里程計、電子鐘的安裝與調試等學習任務,打破了傳統教材的知識結構體系,進行理論與實訓一體化教學。
(2)教學設備與場地。集中在電子實訓室開展教學。按照學生人數進行分組,每組4~5人,每組確定一名組長,負責本組成員的日常考核記錄。分組教學有利于“以好帶差”,教學效果更加直觀、提高學生主動學習的能力與興趣。在教學模式上,電子技術課以實訓室為第一課堂,采用“教、學、做”的一體化教學方法,做到邊講解、邊演示、邊實訓,讓每個學生都積極參與課堂教學,激發學生學習的興趣。
(3)改革傳統教學形式,進行一體化教學。下面以樓道聲控燈的安裝與調試學習任務為例,來分析一體化教學在電子技術中的應用。整個教學流程為:隨機抽簽分組布置工作任務小組自主控制性學習組織實施學習過程撰寫整理技術文件產品展示交流依據《配分評分標準》檢查評價。本學習任務分為四個教學活動來體現整個教學過程:
教學活動1:接受任務,制訂計劃。教師發任務書,講解任務要求,學生以組為單位討論任務實施的難易程度,并派代表發言。
教學活動2:查詢資料、實施計劃。學生查閱相關資料,獲取本學習任務所需的知識點,必要時教師可講解重、難點,同時要求學生在教師的提示下,設計出各部分原理圖并匯總,列出元件清單列表,并用Protel DXP軟件繪制原理圖,制作電路板。
教學活動3:產品安裝與調試。學生根據元件清單領元件及儀器、儀表,檢測元器件,然后根據要求進行安裝、調試產品,整個環節教師跟蹤指導。
教學活動4:產品的展示和總結。學生以組為單位進行產品展示,說出產品的優缺點及在整個任務中遇到的難點及解決辦法,然后小組分別進行自評、互評,填寫評價表。在整個學習活動中,教師要鼓勵所有學生都積極參與,培養學生的自信心。
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一、項目教學法概述
項目教學法起源于美國,盛行于德國,尤其適合于職業技術教育。它是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動。每一個項目教學模塊依據實際生產對這一模塊的能力要求,確定具體的能力目標,再把這一能力目標分解,制定出具體可實施的教學進程。項目教學在實訓場地進行,教學過程使專業理論知識和動手操作能力有機地結合起來,講練結合,做到“教、學、做”的統一,達到讓學生掌握專業基本理論,學會動手操作,訓練專業技術能力的目的[1]。
項目教學法與傳統教學法相比,區別主要表現在三個中心的轉變,即由以教師為中心轉變為以學生為中心,由以課本為中心轉變為以“項目”為中心,由以課堂為中心轉變為以實際經驗為中心,具體如表1所示。
二、項目教學法在數字電路課程中的教學實踐
1.數字電路課程的特點及存在問題。數字電路課程是電子類專業的一門重要專業基礎課,目的是讓學生掌握數字電路必要的基礎知識,學會數字電路分析、設計、安裝、調試、維修的技能,在學習中提高學習的自覺性、主動性、工作的責任心以及應用知識、利用資源的能力,為后續印制電路板設計與制作、智能電子產品設計、可編程邏輯器件開發應用等課程打好基礎[2]。通過本課程的學習,學生應了解數字電路分析、設計的一般方法,掌握數字電路分析設計常用的基本知識和工具,學會設計簡單數字電路,能用仿真軟件Proteus設計、調試數字電路,理解數字電子鐘的原理,學會數字電子鐘的設計、安裝、調試,具有初步的數字電子產品安裝、焊接、調試、維修技能,并在團隊合作、工作責任等方面有明顯進步。
在傳統的授課過程中,仍沿用“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的注入式教學模式,教師教什么學生就學什么,忽視了學生積極性、主動性的發揮,在教學方法上,常采用“滿堂灌”,教學進度上齊步走;實踐教學以模仿為主,突出技能性訓練,而缺少設計性、創新性,教學效果不十分理想。這與當今社會強調實用技能,強調知識創新等素質教育不能同步,因而難以適應社會的發展需要,因此對傳統教育模式的改革迫在眉睫。
鑒于該課程在教學中存在的諸多問題,有必要進行教學模式的改革,筆者在數字電路課程的教學中采用項目教學法,取得了較好的教學效果。
2.項目的選取。項目的設置是項目教學法成功的關鍵。在明確的教學目標指導下,綜合考慮項目的統籌設置、項目間的聯系和層次遞進。項目的選擇要以教學的內容為依據,既要與書本的知識緊密結合,又要能夠充分體現當前的工程實際情況,還要有一定的創新空間,讓學生既能運用學過的知識,又可以創造發揮,最后,還必須現實可行,有條件完成項目。
本課程把典型電子產品――多功能數字鐘的制作與調試作為教學的主線,按電路的結構進行剖析,共分解成4個項目,即,加減計算器的制作與調試,四人搶答器的設計、制作與調試;可循環彩燈控制器的制作;調試和數字鐘的設計、制作與調試。這些項目可用于學習一定的教學內容,具有一定的應用價值;并能將某一教學課題的理論知識和實際技能相結合,而且與企業實際生產過程有直接的關系;項目有一定的難度,不僅是已有知識、技能的應用,而且要求學生運用新學習的知識、技能,解決過去從未遇到過的實際問題。引導學生發現問題、分析問題并培養解決問題的能力。
3.項目的實施。根據項目教學的教法思路和教學設計原則,將每個學習情境建立在一個完整的工作過程中,每個項目都按照六大步驟來完成[3]。以數字鐘的設計、制作與調試例予以說明:
步驟一:設立目標。要求學生能夠合理選用集成電路器件,具有初步查閱數字集成電路產品手冊的能力,掌握數字系統的分析和設計方法,掌握數字電路布局、布線能力及檢查電路和排查故障的綜合調試測試能力,培養學生團結協作的精神。
步驟二:制訂計劃。先由教師介紹數字鐘的功能及使用方法,然后提出任務:要求學生查找資料,分析數字鐘的功能是通過怎樣的電路實現的,并作出書面報告,分小組進行演講。然后學生在教師的引導下,選擇元器件搭建電路并進行實測,根據測量數據歸納出結論。
步驟三:方法。在整個實施過程中教師采用多種教學方法和手段,其中包括傳統教學法與項目教學法的綜合運用,案例分析法,虛擬仿真演示法,flas演示,邊學邊做法,小組討論法,啟發式教學法等。
步驟四:具體實施。學生2人為一組進行元器件的選擇,電路的搭建和測量,分析測量數據,歸納總結出結論。
步驟五:項目檢查。學生以組為單位共同分析、解決出現的問題。遇到無法解決的問題時請求老師幫助解決。
步驟六:評價。學生將收集的資料以演講形式進行匯報,以組為單位向教師演示電路測量結果與故障排除的過程,根據測量數據師生展開討論得出相應的結論,最后教師進行總結點評。
三、運用項目教學法需要注意及解決的問題
一是重視項目的完成,但不能忽略基礎知識的掌握。項目教學法與傳統教學法并不是對立的,它們的關系應該是有機結合、相互補充的,應吸取傳統教學法的長處,把總目標細分成一個個小目標,每個小目標體現在項目中的小模塊上,從而讓學生建構一個系統的、全面的知識框架。
二是強調了學生學習的主體性,并不能認為教師的任務就減輕了。其實教師的職責不但沒有減輕,反而還加重了。因為教師不但要對任教科目融會貫通,隨時回答各類學生提出的各種問題,而且還要為學生創設學習的情景、培養協作學習的氣氛、審核項目的選取等。
三是學生分組是一個容易被忽視的環節。由于采取分組協作學習的方式,所以分組的原則、組員的搭配、工作的分工、成員的數量等等直接影響著組員的學習。實驗證明,每組人數應控制在2~4人,人多“手腳亂”、意見不一;采取互補方式進行搭配,有利于同學之間互相學習;組員分工要明確,防止出現依賴思想。
四是由于采用自主學習方式,學生的個性化得到充分的發展,但還應當注意學生的兩極分化。特別是個別后進生,他們的自學能力和自控能力都比較差,容易產生依賴思想,無所事事,所以要結合推行“一幫一”的措施,安排學習先進生對后進生給予及時的幫助和糾正。
綜上所述,項目教學法是一種比較有效的教學方法,它突破了傳統的教學模式,通過解決學生身邊的一些現實問題來實現學生對知識的掌握,大大提高了學生學習的積極性和主動性。通過項目教學法學習的學生,他們的動手能力、解決實際問題的能力有了很大的提高。
參考文獻:
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一、介紹課程主要內容和特點,明確課程的地位和作用
為了提高學生的學習興趣,首先應讓學生了解本課程的主要內容和點。電子技術基礎課程包括兩大部分:模擬電子技術和數字電子技術,內容多,要領多,學習和理解的難度較大,實踐能力要求較高。不少學生對學習電子技術比較困惑,因此一開始就要吸引學生。首先明確學習目的,并提出要達到的要求,使學生體會到自己肩負著光榮的使命感和責任感,激發學生對本門課程學習的興趣和動力。其次使學生了解本課程的重要性。在整個專業課程體系中,它起到了承上啟下的作用,是連接專業基礎課和專業課的橋梁。
二、采取案列教學,讓學生進行有效學習
由于傳統教學存在許多不足,教師講課缺乏互動性,課堂氣氛不活躍,教學效果低下。比如一些抽象的概念,復雜電路的設計計算,如果不能深入淺出,就達不到預期的教學效果。針對這些現象,筆者在教學上采取了案例教學。所謂案例教學,從廣義上講,是通過對一個具體情景的描述,引導學生對之進行討論的教學方法。在電子技術基礎的教學中,理論知識比較抽象,如何提高教學效率,培養學生的學習積極性成為一個迫切問題。在實際的教學中,把抽象的理論概念和實際中的案例結合起來,就能引導學生進入一個有趣的氛圍。比如在講授“振蕩電路”時可以擴展到無線電、通信領域;在講授“數碼管”時可以結合交通路口計時燈。給學生講解實際的案例可提高他們的興趣,同時又開闊了他們的視野,達到一箭雙調的教學效果。
三、增設開放式實驗,提升實踐教學效果
為了提升實踐教學的效果,我們不斷探索開放式實驗教學的運行與管理機制,利用新建的創新實驗室,構建了一個能激發學生自主創新能力、開放式的實踐平臺。從實驗空間、實驗時間、實驗內容乃至實驗管理均為學生自主學習和創新提供了條件,配合任務驅動法教學模式的實施,將綜合性和設計性的實踐項目作為學生課內、外的一項重要作業。內容包括“交通等智能控制器”的制作;“音頻放大器”的制作;“電子鐘”的設計;“電子密碼鎖”制作等。我們通過將教學內容與電子設計、制作學習活動結合起來,促進學生的實踐動手能力和設計創造力得以充分地展示和發揮。這樣真正體現了學生的主體地位、促進了學生的個性發展。
四、改革考核方式,提高學生能力
在“以能力為本”的教學模式下,考查學生對知識、技能的掌握情況的方式,相對于傳統的考核方式而言,改革后的考核形式呈現兩大特點:一是圍繞“培養和提高學生的專業技能”這個目標設置考核內容和形式。結合學生的實際學習水平,學校建立了與各專業能力目標相對應的《電子技術基礎》課程理論考試與實踐技能考核試題庫。與過去相比,在新的理論考試內容中,元件特性分析、實際電路分析、實驗基本常識的比例加大,側重于考查學生對知識的綜合運用、解決問題的能力。試卷上有多項實驗操作題目,每個學生按抽簽序號選擇一項,按照實際操作的正確性、實驗數據的準確性、實驗報告的規范性評定成績。二是變單一形式考核為“多種形式考核。這個主要考查學生對課程內容的掌握情況應從理論和實踐的綜合運用方面將課程成績的考核與學生參加有關專業實踐活動掛鉤,同時結合電子創作課程,參加專業技能相結合的電子技術應用實訓的學習情況,從參加技能比賽、校企合作學習中的表現來進行綜合評價,從而達到提高學生在電子技術應用方面的能力。
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1.2單片機原理教學內容組織安排為了使單片機原理課程的理論和實踐教學獲得雙贏的教學效果,將單片機的教學內容重新進行整合和定位,靈活地設置課程的教學內容,將前沿的知識融入課堂,加大教學信息量.注重學生綜合設計能力和應用技能的培養,將要講授的內容以任務的形式提前布置給學生,每個任務可能是一個子課題的一部分,每個子課題可能是一個項目的一部分.這樣就形成了自下向上的教學方法,學生作為任務完成的主體,以培養學生職業能力為中心,讓學生在做中學,在學中做,在邊學邊做中養成獨立分析問題和解決問題的能力,并將所學知識進一步鞏固和升華.此外,2006年就完成了單片機實訓平臺的建設,結合“三大”教育理念和人才培養目標的定位,對單片機原理課程的教學計劃也作了相應的調整,加強了實踐環節的考核,即在每學期結束時分別安排1周、2周、3周的綜合實驗的設計任務.針對課程需要,采取階梯式的方式設計若干個實際項目,學生依據自身的能力在設計學習項目時遵循由單一到綜合,由簡單到復雜,既能統籌兼顧,又能有的放矢的原則.通過一系列實訓項目的訓練,提高了學生的理論水平和動手實踐能力.
1.3多種教學方法的運用在單片機原理課程的教學中,充分發揮單片機實訓平臺優勢,結合課程特點和學生學習基礎,以工作任務為中心,科學地設計教學內容.旨在讓學生能真正地參與到課堂中,調動學生獲取知識的主動性,做課堂真正意義的主角.在教學環節中,針對不同階段,不同的教學內容,可以采用多種教學方法.一是“任務驅動型教學法”,即任課教師將整門課的教學內容劃分為多個模塊,每一模塊由多個課題組成,每一課題由一個或多個任務組成,每一任務由任務目標、任務分析、相關知識和任務實施4個相互連貫的部分組成.在教師的指導下由全班或小組成員針對每一個任務提出各自的設計方案,各成員組相互學習,取長補短,最后由教師總結歸納的教學方法.二是“案例教學法”,即教師將真實的案例信息提供給學生并提出問題,組織學生以問題為中心展開討論,教師加以引導啟發.以學生為學習主體,讓學生參與教學互動,培養學生分析和解決實際問題的能力.三是“培訓式教學方法”,即以單片機培訓班的培訓模式為參考,以企業項目或電子設計大賽賽題為教學內容,以提高學生設計能力為主線,將理論與實踐有機結合.由于采用了靈活多樣的教學方法和手段,不僅提高了學生的學習興趣,對學生個性化培養、團結協作精神的培育都奠定了一定的基礎。
2依托實訓基地進行課程教學改革
2.1教學改革與適應人才市場需求相結合高校的教學改革要緊跟人才市場變化形勢,積極探索符合專業自身特點和企業需求的經典實訓項目和內容.不斷完善教學內容,更新教學方法,進行創造性教學,為社會培養具有積極性、獨立性、創造性和合作型的人才.校企合作教育是一種值得推薦的人才培養模式,利用學校和企業不同的教育資源和教育環境,采用課堂教學與學生參加實際工作有機結合的方式來培養適合用人單位需要的應用型人才.如每年的“凌陽大學計劃”就是一種很好的校企模式.學生通過在實訓基地的學習培訓鍛煉,很快掌握企業要求的各項基本技能,實現了學生到學員的完美轉變,憑借其專業基礎可以很快適應企業的各項要求.
2.2教學改革與實訓平臺相結合利用實訓平臺,布置學生完成一串燈的亮滅控制,這個過程中學生能夠更深刻理解指令是怎樣轉化成信號去控制電子產品的,從而能夠更好地理解單片機軟硬件協同工作的意義.學生完成這個實訓后還可以進一步布置相應的課外實訓題目,如各種彩燈的控制,十字路口的交通燈控制等.當學生學完LED數碼管顯示原理及顯示方式后可以布置學生完成點亮一個LED數碼管,用數碼管的動態方式實現自己生日的顯示,最后能夠完成電子鐘的設計.這樣由淺入深,由表及里,使學生的思維得到更好的鍛煉.通過實訓平臺的學習和實踐,學生可以逐步學會矩陣鍵盤、定時器中斷、液晶顯示、串口通信、紅外接收、A/D和D/A轉換等單片機的實用單元電路設計,熟練掌握基本電路的硬件原理分析和軟件設計.通過這種最簡單實用的方法,帶領學生走進單片機世界的大門,使學生在最短的時間內了解單片機的工作原理和設計過程,并學在其中、樂在其中.
2.3通過“項目制”實施一體化教學任課教師將學生分成若干個項目組,根據教學情境設計任務,課前將任務書和相關學習參考資料布置給學生,讓學生提早了解課程的基礎知識.進入情境教學環節,教師先將關鍵環節示范給學生,然后讓學生獨立實踐,完成任務.教師通過啟發、提問等形式,引導學生自主學習、分析和思考,學生在此互動中可以自由交流彼此的想法,取長補短,最后找到一個最佳的設計方案.這樣就將理論教學很好地融入到實踐教學之中.通過學生的討論和總結,教師有針對性地進行點評和講解,使學生掌握相關知識.通過單元測試,進一步鞏固所學的知識與技能.綜合考慮各環節中表現突出的學生,給予參加各類競賽的機會.
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物聯網時代的單片機教學設計嵌入式、無線通信、網絡基礎、傳感器數據采集、操作系統等基礎課程,其相關課程又分為基礎課程、核心課程和實踐教學中的應用開發,很多課程都是已經開設的課程,這是單片機教學改革的基礎,這樣,不需要對現有的課程體系做較大的調整,但是在核心課程中,繼續講授傳統8051單片機的內容勢必不行,結合目前大部分高等院校的實際情況,可以選擇以MCS-51為內核的無線射頻單片機,也可以選擇更加高級的STM32等先進的入門級32位SOC無線單片機,這樣可以將傳統的單片機教學順延、加強。
無線單片機內核目前已經有從多種內核,從8位到32位,學校的物聯網單片機可以選擇比較成熟的ZIGBEE無線單片機,在具體實施的教學內容和方法上把單片機和無線通信合二為一,以物聯網中的具體應用為背景,突出了無線單片機與整個系統的融合、網絡協議的組成及實現、無線傳感器的數據采集和處理方法,加強在傳統單片機教學中忽視的各種接口的驅動程序,如串行通信接口、SPI和I2C總線的開發與設計,對于軟件系統的設計和網絡協議選擇主流的ZIGBEE協議棧,利用實例講授協議棧中各層實現的方法。但是以本校培養應用型人才的目標出發,只需對應用層進行剖析,以keil/IAR等開發系統中ZIGBEE協議棧程序為具體對象,強調應用層開發的流程,輔以網絡層和MAC層中針對網絡不同拓撲形態的具體設置,從簡單的點對點通信的實現開始,逐步過渡到星形網絡和網狀的構建。同時,隨著物聯網技術的發展與單片機教學改革的不斷深入,單片機與傳感器部分整合也是大勢所趨,因為數字式傳感器驅動程序的編寫是無線傳感網絡能否工作的首要條件,這也是接下來物聯網專業單片機課程的一個方向。
2教學模式的改革
傳統的教學模式就是以課堂上老師單向的傳授書本上的理論知識為導向和中心,學生被灌輸被填鴨;然后在實驗課堂上老師布置實驗作業,并由老師輔導學生完成實驗及編程任務,前一次理論是后一次實驗的基礎。在這樣的教學模式下,理論講解的時間遠大于實踐操作的時間,就導致了老師講的多,學生做的少,學生缺乏學習的主動性和創造性,表面上老師的教學工作很順利、規范地完成了,實際上學生能否理解、接收、消化并應用,他們對單片機課程知識掌握的程度并不能體現出來。盡管實驗課通過對一個個小程序編寫、調試,但學生離開試驗箱并沒有太多的實踐機會,也不知道從何下手。
明確了單片機課程的整體教學內容后,如何將這些內容拆分開,從而融入到 學生日常可以接觸的項目中去,教學效果將會有進一步的提升。因此,我們可以采用“項目驅動法”教學模式。項目確定后,教師應首先實施完成該項 目。這樣不僅可以對項目有個全面的了解,便于更好地指導學生,而且當項目給出時,就能提供具體的成果展示,讓學生有清楚自己做什么,知道怎么做,關鍵的問題在哪里。比如在做項目“電子鐘”前,教師先用兩節課的時間進行相關知識點的講解,讓學生初步熟悉數碼管的結構和工作原理、顯示方式、字型編碼,鍵盤的工作原理、鍵盤掃描程序原理、進制的轉換 、輸入接口P0和輸出接口P2的使用方法,延時子程序的編制及延時時間的計算方法,以及如何調用子程序等,讓學生清楚電子鐘這個項目的目的和作用。給出項目完成的參考硬件仿真protel電路和keil C軟件程序。在培養學生快速學習能力的基礎上,學生用兩節課的時間完成該驗證性實驗,在學生做的過程中,老師可以適當再講解,使得學生加深對知識點的理解和掌握,根據要求拆分項目為一位0~9 循環顯示、兩位十進制00―99顯示,兩位鍵盤按鍵,輸入的數字依次遞進顯示,直至完成整個電子時鐘的顯示。這樣一步步地鍛煉學生的軟件編程和硬件控制能力。如此以項目為主導地位的教學模式,能夠以學生為中心,改變了傳統教學中學生被動聽的角色,能調動學生解決問題的積極性和主動性,教師負責整個教學的設計和組織,在項目教學過程中,得以充分發揮教師的指導作用。
3教學方法的改革
教學方法是教育思想、教育觀念在教學過程中的體現,是一種經驗的積累,針對不同層次的學生和不同的能力需要實施不同的教學方法。在單片機課程的教學中可(下轉第117頁)(上接第98頁)以嘗試下列的幾種不同的教學方法:
(1)問題式教學: 在教學過程中我們經常會提出與講解相關的問題,把學習引入到復雜的、有意義的問題情境中,學生通過互相合作來解決這些問題,發現隱含在問題背后的科學知識,形成解決問題的技能和自主學習的能力。在設計中我們會給出一些故障問題,讓學生找出其中的錯誤,從而開啟學生的思維。
(2)項目式教學:根據前邊提高的將單片機課程分成若干個小項目,以項目目標為主線,結合相應的知識點進行講解,激發學生的主動性,教學從實際問題入手,采取提出任務、分析任務、設計任務、解決任務、歸納規律的方法,讓學生在解決項目任務的過程中掌握知識。
(3)討論式教學:傳統的教學一般是滿堂灌,學生完全處于被動的聽狀態,有時聽得直打瞌睡,為了避免這種狀況,可以根據前邊提到的項目教學模式,給3~5個人分為一個小組完成某項目,因此他們會不斷的討論,從而讓學生發言或提問,大家都可以提出自己的想法。通過討論式教學,學生可互相激勵、探討問題,增加了學生的參與度,使其全身心地投入到學習中去,充分調動了學生的學習熱情,開發了其自身的潛能,提高了教學效率。
(4)實踐式教學:紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行,實踐是創新的源泉,創新離不開實踐。創新思維只有通過實踐才能發現問題。重視培養工程應用型人才培養的同時,強調突出培養學生的創新精神、創新能力和工程實踐能力。學生在學完了相關知識后,通過自己動手操作和深入實踐,能鞏固所學的知識。
4結語
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關鍵詞 :FPGA;SPATAN 3E硬件平臺;模塊化教學
中圖分類號:G622.4 文獻標識碼:A doi:10.3969/j.issn.1665-2272.2015.01.030
基金課題:武漢職業技術學院2013年校級課題 “SPATAN 3E硬件平臺在模塊化教學中的應用”(課題編號:2013YJ796)
作者簡介:李琳,(1974-),女,武漢職業技術學院計算機系副教授,研究方向:單片機開發及應用
收稿日期:2014-11-12
1 選題背景
高等教育正在由知識型教育向能力培養為中心的教育進行轉變,而專業能力的培養離不開實踐教學活動。對于計算機科學技術專業來說,它是一門技術學科,有科學的成分,但是工程技術的含義更多。學生只有在掌握專業理論知識基礎上,應用所學知識解決實際問題,才能更好地滿足應用型人才所要求的系統能力的培養。因此,需要加大教學活動中學生的實踐環節和動手能力的培養。
與傳統的數字系統設計方法相比,使用可編程邏輯器件設計數字系統不但能夠節省設計面積,而且使得設計具有很強的靈活性。隨著可編程邏輯器件技術的發展,每個邏輯器件中門電路的數量愈來愈多,使得一個邏輯器件就能完成本來需要很多分立邏輯器件和存儲芯片才能完成的工作。從而大大減少了系統的功耗和成本,并提高了系統的可靠性。
目前,我院已與上海智翔科技有限公司聯合開發了SPATAN 3E系列FPGA器件的硬件平臺,并進行了相應課程的教學實踐活動。筆者已經進行了五年的FPGA課程的實踐教學,在實踐教學上積累了一定的經驗。在實踐教學中通過實驗平臺,將教學內容設計成一個個小模塊,學生基本掌握了流水燈的設計,七段碼顯示設計,16乘16點陣設計,甚至在老師的幫助下能進行VGA接口設計的實驗。學生的學習積極性也是非常高的。通過模塊化教學,培養了學生用功能模塊構成數字系統的能力和用PLD等半定制方法設計集成電路的能力。
中國擁有超過50億元的FPGA市場。“十二五”期間, 中國的可編程器件市場仍將保持年均30%以上的增長速度。中國尤其是北京等重要研究部門急需也長期需要FPGA用于國家安全和重點應用,比如航天航空、信息安全、知識產品保護等。此外,中國電子產品市場要求敏捷快速的研發周期和少量多樣的產品形態,最適合FPGA應用。FPGA嵌入式系統已經在國防、國民經濟及社會生活領域應用。小到電視機上一個小小的機頂盒,大到軍隊的通訊裝備、智能炸彈等等,都完全依靠嵌入式系統來完成。我國信息化與全面小康社會建設更是對嵌入式系統市場提出巨大需求,信息家電產品需求量幾億臺,工業控制用嵌入式系統有百十萬臺需求量,商業嵌入式系統需求幾百萬臺。嵌入式為我們迎頭趕上,振興民族信息產業提供了難得的機遇。
目前各大企業對FPGA應用人才的需求是非常大的。通過對市場的調研發現,高職高專的學生在FPGA的嵌入式教學中應偏重于實踐。另外,通過調研可知各工作崗位對FPGA人才的要求是:熟悉FPGA開發流程,能進行編程、仿真與測試及下載;熟悉Veriog或VHDL編程語言;熟悉使用XILINX/ALTERA的FPGA或CPLD。經過相應的FPGA課程實踐教學的培訓,學生基本可以達到用人單位的要求,這對他們今后出去找工作起到了一定的幫助作用。
對于FPGA實訓基地的建立,在湖北省除了華中科技大學、 武漢理工大學一批有條件的本科院校建立了FPGA的實訓平臺外,高職高專院校中,武漢職業技術學院還屬首家。大學研究生和本科生在FPGA的教學上主要傾向于設計原理的研究,工作崗位定位于設計類崗位和開發類崗位,如FPGA開發工程師,FPGA軟件編程工程師等。而高職高專的學生在FPGA的教學上主要傾向于實用技能,工作崗位定位于硬件類工程師,如銷售工程師,系統測試工程師等。所以,充分發揮FPGA實踐教平學臺在高職高專實踐教學中的應用,可以填補FPGA實踐教學在這方面的空白。
2 方案的實施
FPGA(Field Programmable Gate Array)即現場可編程門陣列。可使用ISE軟件進行編程,然后將編好的程序進行驗證,綜合和下載。編程所使用的是硬件描述語言是Verilog HDL或VHDL語言。設計人員通常遵循以下設計流程:
(1) 按照硬件電路系統設計的要求,抽象出硬件設計的總體模型,并根據硬件系統的宏觀內外連接關系,對其定義。這部分主要是用VHDL語言對硬件接口進行描述。
(2)分析硬件系統的具體功能,對硬件的內部結構進行描述。
(3)對上述兩步流程中所設計的VHDL語言程序進行功能仿真。所謂功能仿真是電路設計完成后,要用專用的仿真工具對設計進行功能仿真,驗證電路功能是否符合設計要求, 即前仿真。在仿真時,把綜合生成的標準延時文件反標注到綜合仿真模型中去,可估計門延時帶來的影響。前仿真雖然精確,但是只能估計門延時,不能估計線延時,仿真結果與布線后的實際情況還有一定的差距,并不十分準確。
(4)當在驗證了所編程序能正確實現電路功能之后就應用分析VHDL程序的執行效率,這就是通常所說的VHDL程序的綜合、優化和布局布線。
(5)布局布線之后生成的仿真時延文件信息最全,不僅包含門延時,還包含實際布線延時,所以布線后仿真最準確,能較好地反映芯片的實際工作情況。這就是通常所說的后仿真。
(6)將設計好的VHDL程序下載到目標器件中。
據SPATAN 3E系列FPGA器件的硬件平臺,我們在課堂上設計了LED燈的顯示模塊,七段碼顯示設計模塊,16乘16點陣設計模塊,米字管設計模塊和VGA設計模塊相應的實踐教學,其中的實驗環節包括:用LED顯示模塊設計8—3線編碼器;LED顯示模塊設計流水燈的顯示;用七段碼顯示模塊設計8位學號靜態顯示系統;用七段碼顯示模塊設計電子鐘的顯示;用16乘16點陣模塊設計漢字在屏幕的顯示;用米字管模塊設計數碼的動靜態顯示;最后在老師的輔導下應用VGA模塊進行彩條信號的控制顯示。由于將枯燥的VHDL語言的語法融入到有趣的下載實驗中,所以學生學習的積極性得到了大大的提高。
以流水燈的設計為例簡要闡述教學環節的設計。
首先,布置設計任務,任務一:讓學生用CASE語句設計一個流水燈,使流水燈從右至左連續顯示。再用CASE語句設計一個流水燈,使流水燈從兩邊往中間連續顯示。任務二:加入開關控制各種燈的花色。其次,幫助學生分析所布置的任務,任務一分兩個模塊進行設計,包括分頻模塊和流水燈顯示模塊。所涉及的VHDL語言的語句有IF語句和CASE語句。其中,分頻模塊用到了IF語句的嵌套,這個例子非常典型,建議學生編程時進行仿寫。接著在介紹完CASE語句的基本語法后,讓學生利用CASE語句設計流水燈顯示模塊。流水燈設計完后,學生自行在機子上調試程序,并下載到FPGA器件的硬件平臺看最終的運行結果。在設計程序中,學生會出現各種問題,教師在課程最后,總結所出現的典型問題進行分析,使學生在實際應用中牢牢地掌握IF語句和CASE語句的語法。對于整個學習過程中掌握較好的學生,可以提示用CASE語句進行流水燈的開關控制。
3 結語
運用SPATAN 3E系列FPGA器件的硬件平臺進行模塊化教學,可以使學生通過學習例題中的范例迅速地掌握VHDL語言的語法內容,由于有范例的參照,通過范例自己編寫相關程序就會容易很多。接下來通過下載程序看到自己設計的結果不僅使編程過程變得有趣,還使編程者有了一種前所未有的成就感。
參考文獻
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篇10
中圖分類號:G647 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)50-0014-03
一、引言
實踐教學是每一所培養創新創業應用型人才大學的重要組成。建立一個科學的、合理的實踐教學管理制度,合理利用有限的實驗教學設備,保障實踐教學正常運行,既是高校教育教學改革的著重點,也是培養知識、能力、素質協調發展的本科應用型人才的必然要求。新的觀點認為,具有一定綜合性和設計性思想的實踐教學比純粹的理論教學要重要得多。把學生培養成為具有創新創業能力的應用型人才,以適應我國“大眾創業,萬眾創新”社會主義現代化建設的需要,是當代每一所高校所努力爭取的目標。基于實驗項目的開放共享管理模式近幾年越來越受到各個高校的普遍重視。基于實驗項目的開放共享管理模式改變了以往強調理論教學的方式,以設置綜合性和設計性實驗項目為出發點,把實驗教學中的依附于理論課程的實驗項目,加以改革和創新,不僅創新了實驗方法,同時創新了實驗內容,學生對實驗項目的操作更加簡便。為了保證正常實驗教學秩序的開展,提高實驗中心的管理水平和辦學效益,我校在2014年成立了12大本科實驗教學中心,旨在開展實驗技術研究與創新,提高實驗教學水平和質量;吸收教學和科研工作的新成果,更新實驗內容,改革實驗教學方法;創造條件,面向師生開放,鼓勵學生自主設計實驗,培養學生的創新意識和實踐能力。學校設立實驗教學中心專項經費,實行基于實驗教學項目的經費預算制,明確收支范圍,并實行專款專用。經過2年的建設和實踐,在基于實驗項目的開放共享管理模式上做了一些有益的探索和實踐。
二、制訂了基于實驗項目的開放共享管理制度
工程技術設計和制造類課程需要學生創新性與設計性相結合,同時也需要不斷加強實踐教學的環節,而各專業基礎、專業實驗室是提高實踐動手能力最好的場所。本實驗中心主要是為木材科學與技術、高分子材料、機械、工業設計和家具設計等專業課程提供實踐教學環節的本科實驗教學。由于針對各專業具體情況,對工程技術設計和制造類實驗室的使用需求和時間都不相同。實驗中心工程技術設計和制造類實驗室在完成實驗教學計劃內教學任務的前提下,充分利用現有教學資源、實驗儀器設備、實驗室場所等資源,以各種形式面向校內開放,實現實驗室資源互助共享,以增加實驗教學資源的效益,并形成規范而有效的開放共享管理制度。鑒于以上原因,學院制訂并修改了《工程設計與制造本科實驗教學中心規章制度》,其中對于基于項目的開放共享管理制度做了以下的規定。
1.制訂了實驗室開放形式的管理規定。正常教學時間開放:為鼓勵學有余力,有較多課外時間的學生來加強實踐教學,實驗中心在保障正常實驗教學的前提下,在星期一到星期五的正常教學時間開放相關實驗室。提前預約開放:為充分發揮實驗中心的人性化功能,提高實驗中心教學資源的利用率,中心實驗室可提供提前三天預約,預約時間可以為星期一到星期日的任何時段。
2.制訂了實驗室開放類別的設置。正常教學計劃內實驗:實驗內容為正常教學計劃內要求的,因受設備臺套數量的限制,學生不能在正常教學計劃安排的時間內完成,需要在其他時間來進行補充完成,這一類學生可根據實驗項目,提前三天預約,并按預約的時間進入相關實驗室完成未完成實驗。正常教學計劃外實驗:實驗內容為正常教學計劃外,學生為了提高設計和綜合能力,可自行設計實驗項目,項目要經實驗指導老師確認,如果獲得認可,可以提前三天預約,并按預約的時間進入相關實驗室并完成實驗。創新創業項目開放:利用教師的科研項目以及教師的指導能力,實驗中心可定期為獲得大學生創新創業訓練項目資助、大學生創業實踐項目資助、“東湖杯”大學生科技學術作品競賽項目資助、“挑戰杯”大學生業競賽項目資助等。對這些獲得資助的項目,實驗中心無條件支持,需要實驗室的,將不限時段對學生開放。
3.制訂了教學設備開放管理規定。實驗中心為提高實驗設備的利用率,使學生能更方便操作設備,在首先滿足正常教學情況下,為學生畢業設計(論文)、學科競賽、大學生創新創業訓練計劃項目以及教師科研提供無條件開放服務。
三、設立了基于實驗項目的實驗室開放共享平臺
實驗中心根據學生的需求,分別開發了實驗室教學信息與設備管理系統和實驗教學平臺支持系統等二大系統。
1.開發了實驗室教學信息與設備管理系統。中心開發了一個實驗室教學信息與設備管理系統。功能包括實驗室管理、實驗教學管理、儀器設備管理、低值品與耗材管理、實驗室建設與設備采購、實驗室評估與評教、數據與報表等。其中實驗室管理模塊包括系統的公告管理、用戶管理、數據字典。實驗教學管理是指對老師教學過程的整體管理,包括對教學計劃、教學資源上傳,文檔、學生數據報表、成績的管理。儀器設備管理包括對實驗設備的加入、存儲、使用、維修、損耗的管理。低值品與耗材管理包括對低值品與耗材的加入、存儲、使用、補充、損耗的管理。實驗室建設規劃步驟的管理和設備采購流程的管理;設備分為三種:辦公設備、科研設備、教學設備。如需申購,填寫申購表格,然后根據審批流程進行審批。由采購部門統計生成采購清單。實驗室評估與評教是系統使用者對實驗室的管理及教學的評價統計。數據與報表是系統根據錄入的設備,低值品與耗材等的數據情況形成可查詢的明細和統計,可形成報表。
2.開發了實驗教學平臺支持系統。實驗中心為了能使教師和學生的項目能順利完成,開發了實驗教學平臺支持系統。在此平臺中,凡是在我學院實驗中心實驗室完成的開放實驗項目必須要有學生實驗的出勤登記手冊、教師帶教的出勤登記手冊、學生開放項目的心得體會、實驗報告和結題報告。這些措施保證開放實驗項目的順利實施,使各實驗室的利用率得到了極大的提高。這里列舉一些實驗中心在此平臺支持系統里完成的開放實驗項目:《擴音機的設計與實現》、《電子門鈴電路的設計與實現》、《觸摸延時電子開關電路的設計與實現》、《冰箱電子除臭器的制作》、《無線電搖控燈頭的制作》、《單片機流水燈的設計與實現》、《PLC交通燈電路的設計與實現》、《組裝電子鐘》、《局域網技術與組網工程》、《虛擬服務器的實踐應用》、《計算機組裝與軟件安裝》、《汽車輪胎壓力監測系統的設計與實現》、《汽車免提電話設計》等等。一個精心設計的開放實驗項目能真正激勵學生做好項目,對于本科的學生,如果把開放實驗項目都能向綜合性和設計性實驗上去精心組織,能大大激發學生主動去完成開放實驗項目。
四、建設了基于實驗項目的開放共享實驗室
實驗中心在滿足正常實驗教學外,根據學科和專業的差異性建設了一批全天開放、設備相對先進的實驗室,為進一步提升工程技術能力和設計水平的學生創造良好的實驗環境。
1.建立了“競賽進課堂”的大學生創新實驗室。為培養大學生的創新能力和動手能力,學院鼓勵“競賽進實驗教學課堂”的教學模式。大學生創新實驗室是一個面向學生全天候開放的實驗室,主要可以用于學生進行學科競賽、作品創作和開展應用性、創新性研究。實驗室以項目驅動的形式對學生進行管理,學生通過申請《浙江農林大學大學生創新創業訓練計劃項目》可以進入實驗室。學生通過教師輔導培訓,逐步提高了學生的創新實踐能力,最終培育出優秀競賽獲獎作品。
2.建立了工業設計“四位一體”創業教學平臺。根據人才培養質量年對專業的診斷與規劃,依據學院的實際情況,為彌補教學中出現的不足,在充分調研的基礎上,工業設計系提出了實驗室、專業教室、展示室以及創業工作室“四位一體”的創業教學平臺建設思路。“四位一體”的創業教學平臺建設是針對工業設計的學科特點、辦學特色和教學規律并結合我系現有條件提出的一種整合教學資源的新理念。即利用現有的場地在單一區塊內整合專業實驗、專業教學、作品展示及創業教學的功能,并將相鄰的教師工作室連成一片,形成一個集約化、高效協同的多職能教學、創業平臺。通過合理布局各個實驗分室的功能,既有效解決生均實驗面積嚴重不足的問題,規范實驗室儀器的管理,規范教師授課體系、規范實踐教學管理。同時,也把教師創業項目導入教學,引進外聘人員進行創業專題講座、舉辦創業沙龍等,開展融資、企業管理技巧、創業市場調查等內容的系統講解,以提高學生對創業的認知能力,讓學生參與到教師與企業之間的課題項目中,培養了學生在讀書期間的自我創業意識,通過一個個實際企業需求項目,達到了提高學生自助創業能力的目的。
3.建立了基于實驗項目的“五給合”的工程訓練實訓室。工程訓練是綜合性很強的技術基礎課和工程實踐課,是對大學生M行綜合工程素質教育和現代設計制造技術教育的重要陣地,在培養高質量、高層次的工程技術人才中起著其他教育環節和課程不可替代的作用,是作為工科類學校和專業必須具備的實踐平臺,也是國家卓越工程師培養計劃所需的一個重要基地。通過整合和建設,建立了基于項目的先進性與傳統內容相結合、創新性與一般性相結合、綜合性與基礎項目相結合、實戰性與拓展了解相結合、動手能力培養與全面素質教育相結合的基礎、能力、創新合理搭配的“五結合”的工程訓練實訓室。
五、總結與思考
通過制訂了基于實驗項目的開放共享管理制度,設立了基于實驗項目的實驗室開放共享平臺,建設了基于實驗項目的開放共享實驗室以后,逐漸改變了落后的專業教學模式,綜合高效地利用了現有實驗室條件,并將教學與實踐相結合、與學生創新創業相結合,解決了學生實驗空間少、實驗操作的時間少和學生動手能力弱的問題,為本科實驗教學中心的建設提供了有益的實踐經驗和參考。
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