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一、重視學(xué)生基本概念的掌握
中職生的基礎(chǔ)知識薄弱,學(xué)習(xí)自覺性、積極性不夠。因此,在專業(yè)知識的入門上要對學(xué)生現(xiàn)有情況進(jìn)行摸底調(diào)查,了解具體的學(xué)生情況,適當(dāng)降低入門的授課難度。但是,在一開始就要嚴(yán)格要求,特別是基本概念掌握和延伸,要精講精練,通過課上精講、課后鞏固練習(xí)、檢驗測試等方式確保學(xué)生熟練掌握。
重視基本概念的掌握,一是因為基本概念特別重要,很多知識點都是由基本概念引申出來的,環(huán)環(huán)相扣;二是通過基本概念的學(xué)習(xí)、鞏固的過程可以樹立學(xué)生勤學(xué)苦練的意識,助其養(yǎng)成細(xì)致、認(rèn)真的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。
二、學(xué)生要熟練掌握液壓傳動主要元件的基本工作原理
液壓傳動系統(tǒng)由四個部分組成:動力元件(液壓泵)、執(zhí)行元件(液壓缸)、控制元件(液壓閥)和一系列輔助元件。對于四個部分的教學(xué),要根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ),由易到難,重點要求掌握液壓元件的工作原理。
液壓動力元件部分要求重點掌握液壓泵的工作原理。后面四種液壓泵的授課當(dāng)中,也要始終圍繞如何“吸油-壓油”這一原理,要求學(xué)生明辨各種液壓泵的工作過程和特點。
液壓執(zhí)行元件部分,重點講述不同液壓缸的工作特點,特別是差動連接,將在后面的章節(jié)反復(fù)應(yīng)用。可以用醫(yī)用針管制作一個液壓缸的模型,讓學(xué)生有形象的認(rèn)識,這樣得到的知識就會真正理解并很難忘記。
液壓控制元件部分是本章的重點也是難點。本節(jié)應(yīng)重點講述液壓閥的作用、特點和應(yīng)用,讓學(xué)生知道管路上不同閥門所起到的不同作用即可。而課本中所提到的閥門的具體結(jié)構(gòu)、裝配圖等,則沒有必要要求學(xué)生完全看懂掌握。
通過對上述液壓閥功能作用的形象講述,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生的分析能力和探究能力,可以增強學(xué)生的學(xué)習(xí)信心,提高克服困難的勇氣。
三、啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生讀懂液壓傳動系統(tǒng)簡圖,鍛煉學(xué)生獨立分析問題的能力
看懂液壓傳動系統(tǒng)的簡圖,是這章學(xué)習(xí)的最終目的,也是前面所學(xué)知識點的匯總。要使學(xué)生能夠掌握識讀液壓傳動系統(tǒng)簡圖,就要引導(dǎo)學(xué)生把前面學(xué)習(xí)的相關(guān)知識融會貫通,綜合應(yīng)用。要引導(dǎo)學(xué)生精讀教材,引導(dǎo)學(xué)生了解各部分內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系。在進(jìn)行液壓傳動系統(tǒng)圖的分析時,告訴學(xué)生,要重點看油路的走向,把自己想象成坐船的客人,順流而下,一路游覽沿途的風(fēng)景。旅途的起點就是泵,終點就是液壓缸,沿途的風(fēng)景就是一個個的液壓閥門。學(xué)生讀懂每個元件在系統(tǒng)中的作用后,結(jié)合要求讀懂每個回路的功能,整個系統(tǒng)原理就出來了。例如,講數(shù)控車床的液壓傳動系統(tǒng)圖時,首先讓學(xué)生結(jié)合前面所學(xué),認(rèn)識每一個圖形符號。其次,從液壓泵為起點看油路的走向,油路會有兩條支路,一條控制卡盤的夾緊與松開,另一條是刀架的運動。其中卡盤的加緊與松開就是液壓缸活塞的前進(jìn)與后退;刀架的運動包括快進(jìn)、工進(jìn)、工退和快退四種速度,這是由換向閥控制的。再次,把實現(xiàn)所有工作要求的油路走向依次拼湊起來,穿插說明相關(guān)元件的作用,描述系統(tǒng)圖工作原理便水到渠成,一清二楚。
在這一個過程中,可以要求學(xué)生自主學(xué)習(xí),分組討論。有些學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不好的同學(xué)可能會有一定的難度。教師要耐心引導(dǎo),讓學(xué)生在潛移默化中養(yǎng)成好的讀書習(xí)慣。
四、充分利用多媒體教學(xué),使學(xué)生對事物的認(rèn)識更加感性化
一、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,對教材進(jìn)行處理,讓學(xué)生學(xué)以致用
中職學(xué)校的生源主要是偏遠(yuǎn)地區(qū)的初中。學(xué)習(xí)成績較好的學(xué)生一般都被普通高中錄取,進(jìn)入職業(yè)中專的學(xué)生其學(xué)習(xí)能力相對較差。特別是春季招收的學(xué)生,他們初中的課程還沒有學(xué)完,就開始了中職階段的學(xué)習(xí),導(dǎo)致基礎(chǔ)差,知識銜接不上,給教學(xué)帶來了很大的難度。
現(xiàn)行教材的內(nèi)容多而繁雜,與學(xué)生實際嚴(yán)重脫節(jié)。在系統(tǒng)地研究教材的框架結(jié)構(gòu)、認(rèn)真學(xué)習(xí)教學(xué)大綱、結(jié)合學(xué)生各專業(yè)課和專業(yè)實踐課的實際要求的基礎(chǔ)上,在確保教學(xué)大綱基本要求的前提下,對課程內(nèi)容進(jìn)行改革與調(diào)整,改變了那些交叉重復(fù)、陳舊老化、不符合社會發(fā)展要求的課程內(nèi)容。
由于現(xiàn)在采用計算機繪圖,對字體、比例、標(biāo)題欄、圖線及圖紙幅面等標(biāo)準(zhǔn)可以降低要求;等分線段、等分圓周、畫橢圓、圓弧連接等舊的繪圖方法已無多大用處,這些內(nèi)容只作簡單的介紹即可。此外,還補充了一些新的、企業(yè)需要的、對學(xué)習(xí)提高有用的相關(guān)知識。徒手繪圖的訓(xùn)練要加強。特別是對汽修專業(yè)的學(xué)生來講,在以后的工作中會遇到很多零件的測繪工作,只有正確繪制零部件的草圖,才能順利在計算機上完成零部件的工作圖。通過制圖課的學(xué)習(xí),學(xué)生必須掌握正投影法圖示物體的基本理論與方法,具有利用計算機熟練繪制零件圖和裝配圖的能力。
二、分小組教學(xué),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
現(xiàn)在好多實踐課的教學(xué)是在實習(xí)車間進(jìn)行的,一般都采取分小組教學(xué)的模式。分小組教學(xué)可以給學(xué)生提供更多的直接參與學(xué)習(xí)的機會,有利于培養(yǎng)學(xué)生的參與意識、合作精神和領(lǐng)導(dǎo)組織能力。
近年來,筆者經(jīng)常借用實踐課常用的分小組學(xué)習(xí)的形式。既然是分小組學(xué)習(xí),能不能讓學(xué)習(xí)小組之間進(jìn)行比賽,以個人和集體的榮譽感來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?筆者一直在探索一種將競爭機制引入課堂教學(xué)的模式,并為之實踐。可以用小組比賽的形式把課堂教學(xué)從頭到尾貫穿起來。在上課之前,在黑板的右側(cè)畫一個表格,題目是“制圖大賽**分賽積分榜”,得分項目分為“必答題”“搶答題”“反敗為勝題”三種。每種題有不同的加減分規(guī)則。在講授新知識時,對講過的知識點隨時提問,學(xué)生進(jìn)行搶答,回答正確記2分,回答錯誤的不扣分,以保護(hù)學(xué)生回答問題的積極性。把學(xué)習(xí)任務(wù)書中的幾個練習(xí)題作為必答題,本小組成員做對的,每人加1分;做錯的,每錯一題每人扣一分,目的是讓每一個學(xué)生全面掌握本節(jié)課的知識點,并發(fā)揮小組內(nèi)互助學(xué)習(xí)的作用。把課后作業(yè)中的綜合題作為“反敗為勝題”,看哪個小組能在下課前的幾分鐘內(nèi)完成。
經(jīng)過不斷的探索和實踐,筆者又引入了足球比賽的聯(lián)賽制,借鑒了“星光大道”等電視節(jié)目的晉級模式。每周在課堂上根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一場分賽,產(chǎn)生周冠軍隊;每月按得分匯總情況產(chǎn)生月冠軍;把期末考試當(dāng)作年終總決賽。對產(chǎn)生的各種冠軍隊進(jìn)行精神和物質(zhì)的表彰,主要是以鉛筆、橡皮、尺子等學(xué)習(xí)用品作為獎勵,花錢不多,效果不錯。
三、豐富課堂教學(xué)手段,提高課堂效率
1.發(fā)揮多媒體優(yōu)勢
多媒體應(yīng)用于制圖課的教學(xué)可以說是機械制圖教學(xué)的一場革命,它可以把繁瑣的板書畫圖過程清晰地展現(xiàn)出來,大大提高了課堂效率。多媒體可以形象地表示制圖原理和制圖過程,使視圖由靜態(tài)變動態(tài)。演示點、線、面及機件的投影,三面投影體系如何展開變成一個平面,學(xué)生看得真真切切,加深了對三維視圖的理解。
比如在給汽修專業(yè)的學(xué)生上《齒輪》這一節(jié)課時,在導(dǎo)入新課階段,用多媒體播放“蜂窩煤機”和“汽車變速箱”工作原理動畫。學(xué)生通過觀察,對兩種機器中的多組齒輪的工作狀態(tài)一目了然。同時,由于采用了學(xué)生比較熟悉的汽車變速箱這一實例,學(xué)生知道本節(jié)課的內(nèi)容與他們的專業(yè)實踐課,特別是與變速箱的學(xué)習(xí)是息息相關(guān)的,從而提高了他們學(xué)習(xí)本節(jié)課的自覺性,增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動力。
2.利用好實物、掛圖等教學(xué)手段
關(guān)鍵詞:制造裝備;課程教學(xué);教學(xué)改革
作者簡介:鐘建琳(1969-),女,湖南華容人,北京信息科技大學(xué)機電工程學(xué)院,副教授;王(1966-),女,河南鄭州人,北京信息科技大學(xué)機電工程學(xué)院,教授。(北京100192)
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)17-0058-01
機械裝備制造業(yè)是為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),對我國推進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整,推動產(chǎn)業(yè)升級,擴(kuò)大國內(nèi)需求,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略至關(guān)重要。
“制造裝備及自動化”是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門主要專業(yè)課,它以機械制造裝備為研究對象,重點介紹機械制造裝備設(shè)計相關(guān)理論和技術(shù),較為全面、系統(tǒng)地講述機械制造裝備的設(shè)計原理和方法。[1]本課程應(yīng)注重理論聯(lián)系實際,注重所學(xué)知識的綜合應(yīng)用。通過本門課程的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)掌握機械制造裝備設(shè)計的相關(guān)概念和技術(shù),具備機械制造裝備總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計能力,從中可以看出該課程教學(xué)內(nèi)容綜合性強、知識面廣、實踐性強。
然而近年來,隨著高校教學(xué)改革的深入,該課程學(xué)時壓縮至32個學(xué)時,其中課堂教學(xué)課時只有26課時,實驗只有6課時。采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以滿足教學(xué)的需要。另外,隨著我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整,產(chǎn)業(yè)不斷升級,對工程應(yīng)用型人才的需求也不斷增大。因此,怎樣有效地講好這門課,讓學(xué)生了解國內(nèi)外裝備制造業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,掌握機械制造裝備先進(jìn)的設(shè)計原理和方法,并具備一定的機械制造裝備總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力,是一個值得思考的問題。
一、認(rèn)真?zhèn)浜妹恳惶谜n,將專業(yè)基礎(chǔ)課中相關(guān)知識有效地串起來
“制造裝備及自動化”這門課中很多相關(guān)的基礎(chǔ)知識在其他課程都有介紹,比如機床設(shè)計時涉及軸所受的力及軸承的選擇等。老師需要了解學(xué)生的先修課程及知識結(jié)構(gòu),并在合適的時期及時復(fù)習(xí)在專業(yè)基礎(chǔ)課程中所學(xué)過的相關(guān)知識。例如講主軸軸承的選用時,應(yīng)及時復(fù)習(xí)在機械設(shè)計課程中所學(xué)的能承受軸向力的軸承都有哪些,一般有角接觸球軸承,圓錐滾子軸承,推力軸承等;軸是通過什么方式將所受的軸向力傳遞到箱體機體上的,一般來說軸向力的傳遞順序是軸肩軸承內(nèi)圈滾子軸承外圈端蓋螺釘機體;斜齒輪如何傳遞軸向力,一般來說,主動齒輪的軸向力Fa方向根據(jù)左右手定則確定、從動齒輪的軸向力Fa根據(jù)各個分力之間的關(guān)系確定。主動齒輪的左右手定則:主動齒輪是左旋就用左手,主動齒輪是右旋就用右手;將手掌展開,使拇指與四指垂直;使四指的指向與主動齒輪轉(zhuǎn)向一致,并環(huán)繞軸線;拇指的指向就是軸向力的方向。諸如此類的相關(guān)知識點,在講到相對應(yīng)的知識時都應(yīng)該認(rèn)真地串一串,或者事先讓學(xué)生復(fù)習(xí)其他課程所講的相關(guān)知識點。古人云“溫故而知新”,這樣學(xué)生不但容易聽明白,而且還感興趣、記得牢,不至于學(xué)一科,考一科,忘一科。
二、改革課堂組織形式,加強學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性
中國的課堂教學(xué)中大多是老師講授,學(xué)生坐著聽,偶爾記一下筆記,課堂上師生很少交流討論。經(jīng)過幾年甚至十幾年這樣的被動接受式的教育,學(xué)生逐漸習(xí)慣于老師講什么就聽什么,從來不問為什么。以至到大學(xué)課堂有時老師課堂上提問,學(xué)生不管是會還是不會都不回答,老師教得累,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的興趣和內(nèi)在動力,不愿意學(xué),課堂教學(xué)缺乏活力。
教學(xué)過程應(yīng)該是師生互動的過程,要達(dá)到良好的教學(xué)效果,需要學(xué)生的積極參與,有時甚至學(xué)生才應(yīng)該是教學(xué)的主體。因此應(yīng)加強學(xué)生學(xué)習(xí)主動性為目的來認(rèn)真組織教學(xué)內(nèi)容,采取合適的課堂組織形式。一般來說可以采用的方法有多種,如課堂提問、分組討論、現(xiàn)學(xué)現(xiàn)考、讓學(xué)生走上講臺等多種形式。
課堂提問即采用問題模式教學(xué),以學(xué)生為中心,老師提出各種導(dǎo)引性的問題,讓學(xué)生積極參與,探索問題的答案并提出新的問題,師生共同解答;或者是以小組討論或課堂測試的形式來組織課堂教學(xué),使學(xué)生積極參與,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。例如在講新課前可以利用幾分鐘時間就上一次的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行提問,引導(dǎo)學(xué)生對已學(xué)過的知識進(jìn)行梳理、回憶,這樣既能幫助學(xué)習(xí)復(fù)習(xí)鞏固,又能較好地引入新課,使新舊知識良好銜接。例如在講完普通機床的主傳動設(shè)計之后講數(shù)控機床的主傳動設(shè)計之前,可以提出相關(guān)問題:普通機床的主傳動設(shè)計中公比的取值范圍為多少?為什么?大家知道,普通機床的主傳動設(shè)計中公比大于1小于等于2,后一要求是受最大相對轉(zhuǎn)速損失率限制而得出來的。而數(shù)控機床沒有這一限制,串聯(lián)的機械分級變速裝置的公比可以取得大些。[2]此時公比的值怎么選取?傳動比怎么分配?齒輪齒數(shù)又該怎么確定呢?這樣引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新的內(nèi)容,并在課堂中間也應(yīng)適時地提問,使學(xué)生處于積極的心理和思維狀態(tài),通過多次實踐就能使學(xué)生從被動應(yīng)答變成自覺回答。
分組討論可以在布置大作業(yè)之后進(jìn)行。因為“制造裝備及自動化”課程實際應(yīng)用性較強,除了傳統(tǒng)的作業(yè)外,還布置一些與生產(chǎn)實際相聯(lián)系的題目作為項目研究和小組討論。另外,裝備設(shè)計有一定的靈活性、可變性,答案不止一個。學(xué)生掌握一定的基礎(chǔ)知識后,可安排一些大作業(yè),學(xué)生分組在課堂討論,各抒己見,提出各種方案,教師最后匯總,分析各種方案的優(yōu)點,集思廣益,開闊學(xué)生思路。如設(shè)計一臺中型數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng),要求利用分級變速機構(gòu)擴(kuò)大主軸恒功率范圍,并要求完成主傳動箱及其主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計,并由此展開討論。在討論的過程中,教師可以根據(jù)當(dāng)時的具體情況提出一些問題。通過一系列問題的引導(dǎo)以及這種綜合性大作業(yè),不但促進(jìn)學(xué)生牢固掌握好基本概念并能綜合運用相關(guān)知識,更重要的是有效地培養(yǎng)了他們的自學(xué)能力以及分析問題和解決問題的能力,拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維。
“現(xiàn)學(xué)現(xiàn)考”是指可在一些重要知識點的課堂上加小測驗,時間允許的話可以每次課都加小測驗。在實施學(xué)分制以前,大學(xué)生是“六十分萬歲,多一分浪費”,實施學(xué)分制以后學(xué)生比以前對考試成績要在乎一些,但仍然是考前突擊,平時很少看課本,更不說看課外參考書?!艾F(xiàn)學(xué)現(xiàn)考”的前提是嚴(yán)格考核制度,在上第一次課的時候就把考核方式告知學(xué)生。強調(diào)不是期末一次考試決定勝負(fù),而是將平時的小測驗成績、期末閉卷考試成績、大作業(yè),甚至專業(yè)論文等的多項分?jǐn)?shù),按照一定比例換算成標(biāo)準(zhǔn)分,累加的總分作為本課程的學(xué)業(yè)成績。這樣,從第一堂課開始,就讓學(xué)生打消缺課、逃課的想法,打消課堂上睡覺、玩手機、混文憑的念頭。教師嚴(yán)格把關(guān),檢查學(xué)生學(xué)習(xí)的實際狀況。在平時的課堂教學(xué)、討論發(fā)言、小組學(xué)習(xí),階段小結(jié)中,隨機安排一些小檢查,形式可以是口試,如回答問題,答辯等,也可以是筆試,如小測驗,及時給出學(xué)生成績,有利于激發(fā)他們的上進(jìn)心。如果有的學(xué)生某個階段由于某些原因?qū)W習(xí)落后了,小測驗可以讓他們及早醒悟,奮起拼搏,在下一個階段努力趕上去。
“讓學(xué)生走上講臺”是指組織學(xué)生課堂,讓學(xué)生上講臺講授相關(guān)知識。對一些理論性、系統(tǒng)性較強的內(nèi)容,老師可以預(yù)先給學(xué)生布置下去,讓學(xué)生來備課,講課。課堂上,請幾位學(xué)生來講授該內(nèi)容,教師對每個學(xué)生的講解情況進(jìn)行點評,并讓學(xué)生互評,最后讓每個講課學(xué)生做自我總結(jié)。學(xué)生在備課中要弄清楚好多相關(guān)知識,講課過程中又會發(fā)現(xiàn)自己的很多不足,從而加強了他們學(xué)習(xí)的自覺性和主動性。這種教學(xué)方式不僅使學(xué)生親身體驗老師角色,而且又有意識地鍛煉了他們的口才,加強了學(xué)習(xí)的主動性,提高了自學(xué)能力,增加了自信心。
三、結(jié)論
實踐證明,通過認(rèn)真?zhèn)浜妹恳惶谜n,采用課堂提問、分組討論、現(xiàn)學(xué)現(xiàn)考、讓學(xué)生走上講臺等多種形式改革課堂組織方式,激發(fā)了學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣,加強了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性,提高了學(xué)生機械裝備設(shè)計技術(shù)應(yīng)用的技能,取得了較好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:“兩化融合”;單片機課程框架;重構(gòu)
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1673-9094-C-(2014)03-0043-04
一、“兩化融合”現(xiàn)狀簡述
(一)“兩化融合”的基本概念
“兩化融合”簡單地說就是信息化與工業(yè)化融合(以下簡稱“兩化融合”),主要分為技術(shù)融合、產(chǎn)品融合、業(yè)務(wù)融合、產(chǎn)業(yè)衍生四個方面。[1]
技術(shù)融合是指工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)的融合,產(chǎn)生新的技術(shù),推動技術(shù)創(chuàng)新。如工業(yè)生產(chǎn)和計算機控制技術(shù)融合產(chǎn)生的工業(yè)控制技術(shù)。
產(chǎn)品融合是指信息技術(shù)融合到產(chǎn)品中,增加產(chǎn)品的技術(shù)含量,提高產(chǎn)品的附加值。如傳感器制造技術(shù)和嵌入式控制技術(shù)融合產(chǎn)生新型傳感器,普通變電設(shè)備增加嵌入式控制系統(tǒng)之后就變成了智能變電設(shè)備,產(chǎn)品價格比原來有大幅提高。
業(yè)務(wù)融合是指信息技術(shù)應(yīng)用到人力資源管理、財務(wù)管理、原材料采購、產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、市場營銷等各個環(huán)節(jié),促進(jìn)業(yè)務(wù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新。如生產(chǎn)現(xiàn)場的專用設(shè)備可以對從原材料上線到成品入庫的生產(chǎn)過程進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集、控制和監(jiān)控。
產(chǎn)業(yè)衍生是指信息化與工業(yè)化融合催生出新的產(chǎn)業(yè)。如電子信息產(chǎn)業(yè)以及新型服務(wù)業(yè),如信息化與工業(yè)化融合下產(chǎn)生的物聯(lián)網(wǎng)軟件服務(wù)業(yè)等,產(chǎn)生了大量市場需求,可以有效推動這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。
(二)“兩化融合”現(xiàn)狀與發(fā)展
目前,“兩化融合”整體處于由覆蓋滲透向集成整合加速過渡發(fā)展?fàn)顟B(tài)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大,國外自動化行業(yè)巨頭紛紛進(jìn)入中國市場,各行各業(yè)各區(qū)域“兩化融合”發(fā)展不均衡。外資企業(yè)進(jìn)入我國市場,帶來了最新的工業(yè)自動化與信息化產(chǎn)品、技術(shù)及全方位的解決方案,促進(jìn)人們對自動化與信息化融合有了清晰的理解。行業(yè)企業(yè)也在自動化與信息化領(lǐng)域逐步推出各種智能化的產(chǎn)品或系統(tǒng),促使“兩化融合”的裝備及技術(shù)具備一定基礎(chǔ),正向兩化深度和廣度融合推進(jìn)。
就工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)的“兩化融合”來看,“85%以上的行業(yè)企業(yè)應(yīng)用計算機輔助工藝設(shè)計、車間物料管理、車間設(shè)備管理等業(yè)務(wù)系統(tǒng)[2],”在個性化業(yè)務(wù)上也有了人們期望的發(fā)展。面向用戶的產(chǎn)品全程追溯的需求日益強烈,成為兩化融合發(fā)展的重要方向。
目前,信息化與研發(fā)設(shè)計融合已經(jīng)成為提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力的重要手段。產(chǎn)品中“嵌入”了信息技術(shù),使產(chǎn)品提高了兩化融合的附加值,促進(jìn)了產(chǎn)品升級和更新?lián)Q代。信息技術(shù)融入研發(fā)設(shè)計的各個環(huán)節(jié),縮短了研發(fā)設(shè)計周期,降低了研發(fā)設(shè)計成本。部分機械制造企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計、工藝流程和ERP的集成應(yīng)用。
(三)職校教育與“兩化融合”
智能工廠、智慧企業(yè)是一種新型生產(chǎn)與管理模式,需各種兩化知識技能層次的人員進(jìn)行生產(chǎn)或管理?!皟苫诤稀杯h(huán)境中的職業(yè)崗位已摒棄了很多單一性的傳統(tǒng)職業(yè)崗位,由此崗位的內(nèi)涵也已發(fā)生了質(zhì)的變化。如機修工,不再是只修機械不修電氣,而是機械電氣都要修理,甚至信息化機電產(chǎn)品部件也要修理;操作工不再是單純撳撳按鈕、搬搬工件、對對刀具、裝裝夾具等等,而是要從計算機調(diào)出程序、核對程序、按規(guī)定要求通過計算機從刀庫里選取刀具、定位操作等信息步驟實現(xiàn)操作工藝流程。
就業(yè)崗位的變更,迫使就業(yè)人員在知識與技能方面適應(yīng)智能生產(chǎn)和智慧管理的需求,否則就會“out”。
作為人力資源主要提供者――職業(yè)學(xué)校必須迅速作出應(yīng)對。這不僅關(guān)乎經(jīng)濟(jì)社會和人類社會的發(fā)展,也決定了職技類學(xué)校自身的生存與發(fā)展。眼前最敏感的兩個點:一是畢業(yè)生的就業(yè)渠道及持崗能力;二是生源的多少及優(yōu)劣。
職業(yè)院校面對“兩化融合”的大背景,要做大做強,既要有搶眼的近景,又有清晰的遠(yuǎn)景。筆者認(rèn)為,其焦點在課程上。每一門課與“兩化融合”一起考量,再做出對現(xiàn)有課程應(yīng)有的定位,加以修正,使學(xué)校整體教育教學(xué)轉(zhuǎn)型,實行軟著陸。也就是要遵循大處著眼、小處著手的實事求是和科學(xué)發(fā)展的改革原則。筆者用單片機課程的重構(gòu)教學(xué)框架為重點,意在使課程與“兩化融合”能夠有機結(jié)合。
二、重構(gòu)單片機課程框架
(一)單片機課程發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
職業(yè)學(xué)校單片機課程從20世紀(jì)90年代開設(shè),當(dāng)時使用匯編語言,用286無硬盤電腦做實驗,后來改用實驗箱,進(jìn)行理論實驗教學(xué);2005年,有的學(xué)校開始邊做單片機實訓(xùn)板邊教學(xué)邊編程、調(diào)試,當(dāng)時還是使用匯編語言;2008年,隨著嵌入式技術(shù)在企業(yè)的廣泛應(yīng)用,好多學(xué)校開始改用C語言作為單片機應(yīng)用技術(shù)課程的語言;現(xiàn)在,用學(xué)生做的實訓(xùn)板邊教邊學(xué)邊調(diào)試,教學(xué)效果在逐步提高。由于理實一體化教學(xué)形式重點放在了單片機的應(yīng)用上,雖然單片機基礎(chǔ)知識在教學(xué)中有體現(xiàn),但因教學(xué)時間有限,知識與技能的鞏固率不盡如人意,所以,要重構(gòu)單片機課程。
(二)單片機課程的地位與作用
信息化專家周宏仁形象地稱:“抓住了嵌入式系統(tǒng)(單片機屬于嵌入式系統(tǒng)中的一種類型)和工業(yè)軟件,也就抓住了信息化創(chuàng)新的‘牛鼻子’。在許多產(chǎn)品或系統(tǒng)中,有或者沒有嵌入式系統(tǒng)就成為‘兩化融合’有無的標(biāo)志,甚至是兩化是否深度融合的標(biāo)志”。[3]
當(dāng)下“兩化融合”,主要在信息化一頭,因為“兩化融合”要達(dá)到生產(chǎn)自動化、產(chǎn)品智能化、管理精細(xì)化、產(chǎn)業(yè)先進(jìn)化,即時和互聯(lián)的實效,依靠的是傳感器、微處理器和計算機,終端裝備。它們之間的協(xié)調(diào)互動,是要通過嵌入式系統(tǒng)和工業(yè)軟件,經(jīng)過信息采集、信息處理和信息通信來完成的。當(dāng)然,也離不開會操作這些系統(tǒng)的技術(shù)人才。
由于單片機有許多優(yōu)點,因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣,幾乎到了無孔不入的地步,用一個實例來說明,可見一斑。筆者在社會調(diào)研中得知,“兩化融合”推進(jìn)到了生產(chǎn)制造過程的各個環(huán)節(jié),好多由手工和腦力工作的勞動已由單片機或微處理器控制的裝置來代替,機器人、PLC觸摸屏、數(shù)控機床、條碼采集器、傳感器、無線射頻識別等軟硬件的綜合智能化系統(tǒng)離不開單片機系統(tǒng),操作、維修這些系統(tǒng)離不開懂單片機原理的技術(shù)人員。
顯而易見,職業(yè)學(xué)校的單片機應(yīng)用課程,地位和作用重要,用教育領(lǐng)域或科技領(lǐng)域里的說法就是:單片機應(yīng)用課程是某些學(xué)科間的交叉學(xué)科。如單片機控制電動機的例子涉及到單片機、電子、電機調(diào)速、PID控制、傳感器與檢測技術(shù)等。
(三)重構(gòu)框架的理論依據(jù)
國家教育部在“十二五”規(guī)劃中把單片機課程明確地列入了專業(yè)基礎(chǔ)課,這充分表明了單片機課程是一切技術(shù)人員都必須具備的基礎(chǔ)知識與技能,是技術(shù)人員必具的素養(yǎng)。這也順應(yīng)了“兩化融合”的需求,更是國家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型對工程技術(shù)人才的起碼要求,是國家邁向第三次工業(yè)革命的決心。職業(yè)學(xué)校必須認(rèn)識到這一點,并以此作為教改的依據(jù)。
重構(gòu)單片機課程框架,要在人類認(rèn)識規(guī)律主線上進(jìn)行。人的認(rèn)知規(guī)律無非就是“由簡到繁,由易到難,由淺入深,由此及彼”十六個字。除了這條規(guī)律線,還要知道人的認(rèn)知是按螺旋形逐漸推進(jìn)的,知識需要反復(fù)地被認(rèn)知,才能內(nèi)化為潛意識。即所謂被牢牢地記住,并成為呼之欲出的理性工具。特別是離生活較遠(yuǎn)的那些知識,即使傳授時注意了加強感性認(rèn)識,一旦長時間脫離,這些知識不會在大腦皮層中刻下印痕。所以,必須重視知識的重復(fù)率和初始認(rèn)知的可接受性。
單片機知識及技能是“兩化融合”環(huán)境中的橋板。因此,它具有廣泛的應(yīng)用性,是工程技術(shù)人員和一線技術(shù)工人的一門實用學(xué)科。如千家萬戶家庭中的各種電表、水表、煤氣表內(nèi)的單片機,通過各種網(wǎng)絡(luò),和供電公司等與能源控制者保持著網(wǎng)絡(luò)實時聯(lián)系。因而,單片機應(yīng)用課程是一門專業(yè)核心課程。
以上是重構(gòu)單片機課程的理論依據(jù),同時也是單片機課程重構(gòu)的頂層設(shè)計思想。
(四)重構(gòu)的單片機課程框架
單片機課程,是一個兩層建筑,下層是基礎(chǔ)課程,上層是應(yīng)用課程。
基礎(chǔ)課程是針對各技術(shù)專業(yè)所有一線技術(shù)操作工、檢測工、維修工等崗位給予的單片機基礎(chǔ)知識和基本技能訓(xùn)練內(nèi)容。只要知道“兩化融合”中嵌入式系統(tǒng)基本原理,信號采集、調(diào)試基本技能,記錄(電腦軟件記錄與手工書面記錄)下采集的數(shù)據(jù),做好數(shù)據(jù)的匯總。所以基礎(chǔ)課程應(yīng)包括單片機應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理、類型、應(yīng)用場合,簡單的I/O口控制、定時器與中斷、串行口的簡單使用與調(diào)試。還要求內(nèi)容要廣泛和淺顯,通過項目來完成,深度和難度可以淺一點,把學(xué)習(xí)者帶入單片機領(lǐng)域。
上層涉及的知識點和技能點是重復(fù)出現(xiàn)的,但在深度和難度上與下層是有所區(qū)別的。因為,兩者所要達(dá)到的教學(xué)目的和水平是不同的。
上層作為專業(yè)核心課程,要圍繞崗位來構(gòu)思,不同的行業(yè)不同的崗位所需要的知識與技能是不同的,各有所側(cè)重,針對設(shè)備維修人員、設(shè)計輔助人員、銷售及售后服務(wù)人員要分別設(shè)置。不僅要求熟練掌握基礎(chǔ)課的內(nèi)容及前導(dǎo)課程(電子技術(shù)訓(xùn)練、常用電機控制與調(diào)速、氣動液壓、傳感器及檢測技術(shù)),還要在這些基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)單片機應(yīng)用技術(shù)課程。單片機應(yīng)用技術(shù)課程要根據(jù)“兩化融合”涉及到的工業(yè)機電設(shè)備的基本功能(人機接口、電機控制、閥門控制),機電設(shè)備的各種狀態(tài)檢測(溫度、水位、壓力、油量、速率等參數(shù)的檢測),體現(xiàn)崗位要求與智能特性,并結(jié)合單片機的接口技術(shù)來重組知識點與技術(shù)點。它包括檢測和調(diào)試鍵盤接口、顯示器接口、AD/DA接口及電路。能判斷故障,能維護(hù)設(shè)備(設(shè)備接口包括RS-232、RS485、UART等接口)的正常運行,熟悉單片機控制直流電機、步進(jìn)電機、顯示器等輸出設(shè)備的控制方法。
(五)重組課程內(nèi)容
根據(jù)課程性質(zhì),其內(nèi)容如表1所示。
(六)授課形式
單片機基礎(chǔ)技術(shù)課程以理論講解、實驗驗證為主要授課形式。按照知識深度,以項目單元講解知識點、實訓(xùn)技能點。在講解理論時可舉自動控制中的例子,以提高學(xué)生的興趣,實驗時以驗證原理為重點。單片機應(yīng)用技術(shù)課程采用在教學(xué)工場中授課的形式教學(xué)。按技術(shù)要求以情境為單元,以一個檢測或控制現(xiàn)象作為任務(wù),深化知識提升技能??梢园褑纹瑱C知識與接口技術(shù)及電路聯(lián)合起來,注意突出“兩化融合”內(nèi)容,重點把單片機知識與傳感器知識及自動控制技術(shù)知識融合起來,強化單片機系統(tǒng)及電路制作、檢測、調(diào)試和維修等技能。
參考文獻(xiàn):
[1]金江軍.信息化與工業(yè)化融合理論體系[EB/OL].(2009-08-18)[2013-08-18]..
Reconstructing Single-chip Microcomputer Curriculum
Framework with Two Unifications
LIU Xue-xue
(Wuxi Electrical and Higher Vocational School, Wuxi 214028, Jiangsu Province)
關(guān)鍵詞:卓越工程師;科研項目;機械設(shè)計課程;教學(xué)模式
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)53-0190-02
目前社會對人才的需求產(chǎn)生了很大的變化,用人單位對高校本科生、研究生的社會適應(yīng)性提出了越來越高的要求,更加強調(diào)學(xué)生的實踐動手能力和項目研發(fā)能力,所以畢業(yè)生如何能夠在短時間內(nèi)盡快適應(yīng)崗位的需要和單位的要求,在一定程度上成為衡量高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)[1]。2010年6月23日,教育部在天津召開“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動會,聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)會,共同實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”,主要目的就在于培養(yǎng)和造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才[2]。對于機械專業(yè)的畢業(yè)生而言,不僅要培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的能力,更要注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力,所以將各類科研項目引入課程體系,加深對課程理論的應(yīng)用和理解,盡快使學(xué)生了解科研項目的研發(fā)過程,參與項目的具體研究和實施,通過自身的深度參與,將所學(xué)的知識學(xué)以致用。在機械工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃中,現(xiàn)代機械設(shè)計類課程是與工程應(yīng)用聯(lián)系最為緊密的課程,也是將來對機械專業(yè)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和社會適應(yīng)性影響最大的主干課程,其中的理論力學(xué)、材料力學(xué)、有限元分析、機械振動、機械設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計與理論、機械結(jié)構(gòu)測試與分析既有相當(dāng)?shù)睦碚撋疃扰c價值,又可以獨立解決很多的工程問題,這些課程最適合采用教學(xué)與科研項目集合教學(xué)方式。
一、在理論教學(xué)中灌輸科研項目研究的前瞻性
對于機械專業(yè)的本科生、研究生而言,所有機械設(shè)計類課程都具有相當(dāng)重要的理論價值,可以提高學(xué)生的理論素養(yǎng)。但是這類課程在教學(xué)和學(xué)習(xí)過程中往往比較枯燥,且具有一定的難度,如果純粹按照嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚擉w系進(jìn)行教學(xué),學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)的興趣和動力,甚至覺得所學(xué)的知識一無所用。所以迫切需要教師在教學(xué)過程中,灌輸教學(xué)內(nèi)容的理論意義、價值與應(yīng)用,要做到這一點,最好的也是最自然的方式就是將教師的課題引入到教學(xué)過程中來。機械專業(yè)教師所研究的課題,無論是縱向或橫向課題,在其所用的研究理論、研究方法和研究手段上,必定都存在與機械設(shè)計類課程非常貼切的內(nèi)容,需要應(yīng)用機械設(shè)計系列課程的理論和方法去解決。例如在解決某型號轉(zhuǎn)塔沖床在加工過程中的振動和噪聲問題,就要了解機床的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點及工作原理,需要涉及機械設(shè)計與機械原理等課程的內(nèi)容;要對機床的振動與噪聲進(jìn)行實際測量,需要掌握機械振動、機械測試與分析等課程有關(guān)的知識;為了對機床進(jìn)行減振降噪,可以在有限元分析、優(yōu)化設(shè)計等課程中提出解決這一問題的方法與思路??傮w而言,任何一個課題的研究,尤其是橫向課題,都有很多可以在教學(xué)過程中值得與學(xué)生分析與探討的內(nèi)容,可以讓學(xué)生了解所學(xué)知識的重要性和工程應(yīng)用價值。
二、在研究方案制定過程中培養(yǎng)學(xué)生的研發(fā)能力
目前針對工科專業(yè)的研究性教學(xué)而言,以“項目和課題研究為導(dǎo)向”的教學(xué)方式非常貼切現(xiàn)行教學(xué)改革的要求和趨勢。該教學(xué)模式可以將學(xué)習(xí)、研究、實踐有機地結(jié)合起來,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,使學(xué)生能創(chuàng)造性地運用所學(xué)的知識和能力,通過自己的主動探索、主動思考、主動實踐,自主地發(fā)現(xiàn)問題、研究問題和解決問題。首先,教師在講課內(nèi)容中要增加具體的工程實例,同時注重引導(dǎo)學(xué)生注意身邊的工程問題,鼓勵學(xué)生參與提煉工程主題,并將工程主題與教學(xué)重點內(nèi)容結(jié)合起來。在進(jìn)行項目研究方案的制訂與討論過程中,可以先介紹課題的來源、背景、研究需求和研究目標(biāo),讓學(xué)生以分組的形式去查資料,閱讀查文獻(xiàn),了解目前的研究現(xiàn)狀及研究方法,制定課題的研究方案,引導(dǎo)學(xué)生展開課堂討論,并根據(jù)所學(xué)的知識提出解決問題的方法,這樣可以將抽象的理論與具體的工程背景結(jié)合,使抽象的工程問題變得豐滿有趣,從而強化學(xué)生的工程概念與背景。然后,將學(xué)生帶到企業(yè),進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場和使用現(xiàn)場,獲得對所研究課題的感性認(rèn)識,掌握和了解課題實際存在的問題,形成教學(xué)與實際結(jié)合起來的課外教學(xué)方式,通過學(xué)生親身實踐、工程技術(shù)人員的介紹以及教師的深入分析,使學(xué)生對研究的內(nèi)容和課題有較為深刻的理解,便于制定更為具體和合理的研究計劃。例如在對某型號的路燈燈桿進(jìn)行強度與可靠性研究時,可以運用力學(xué)知識進(jìn)行理論計算,再進(jìn)行實際測量,最后進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,這一過程幾乎會涉及到機械設(shè)計類的所有課程。
三、在項目實施過程中鍛煉學(xué)生的實踐能力
對于工科的本科生和研究生而言,我們現(xiàn)在的人才培養(yǎng)非常重視專業(yè)知識的學(xué)習(xí),畢業(yè)后學(xué)生可以掌握本專業(yè)系統(tǒng)的理論知識和一定的實踐能力。但很多畢業(yè)生在進(jìn)入工作崗位后,往往還需要2~5年時間的重新學(xué)習(xí)與培訓(xùn),才能具備較好的工程素養(yǎng),也才能獨立解決工程實際問題,從而造成企業(yè)人力與財力的浪費,使得企業(yè)在招聘人才時,首先考慮的不是學(xué)生的文憑和學(xué)習(xí)成績,而是工作經(jīng)歷和工作經(jīng)驗。近幾年本科教學(xué)大綱經(jīng)歷了至少兩次修訂,修訂過程中已經(jīng)注意到這個問題,并且正在進(jìn)行較大幅度的改革,其主要做法是加大實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的比重,實行企業(yè)與學(xué)校的聯(lián)合培養(yǎng)模式,其目標(biāo)就是在工程應(yīng)用、生產(chǎn)實際中培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與解決問題的能力。如果能夠讓學(xué)生參與到教師與企業(yè)合作的課題中來,在項目研究與實施的過程中,讓學(xué)生將學(xué)到的知識應(yīng)用于解決具體的工程問題,就可以實現(xiàn)新大綱修訂的宗旨,滿足新大綱的要求。橫向課題是企業(yè)在生產(chǎn)過程中或客戶在使用過程中發(fā)現(xiàn)和提出來的技術(shù)難題,往往具有一定的難度,課題的研究也是一項系統(tǒng)工程,其研究成果可以直接提升產(chǎn)品質(zhì)量,產(chǎn)生明顯的社會和經(jīng)濟(jì)效益。所以首先需要對研究的對象進(jìn)行全面的了解、分析、調(diào)研與查閱資料,包括設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、使用方法、產(chǎn)品質(zhì)量的評估等,這方面的研究可以培養(yǎng)學(xué)生畫圖、識圖、查閱文獻(xiàn)的能力。確定了詳細(xì)的研究方案之后,就要進(jìn)行課題的研究,該研究過程往往歷時幾個月,甚至一年以上。在此研究過程中,學(xué)生需要參與大量的研究工作,可以在教師的指導(dǎo)下將學(xué)到的系統(tǒng)知識應(yīng)用于理論計算,通過對理論知識的復(fù)習(xí)和應(yīng)用,了解理論研究的價值,加深對理論知識的理解;學(xué)生還可以從事實驗分析和實際測試,不但可以在實驗室對試樣進(jìn)行試驗,進(jìn)一步熟悉實驗室儀器與設(shè)備的使用方法和技巧,還可以到車間進(jìn)行實際測量,掌握現(xiàn)代測試儀器的操作和使用,并在試驗和測試完成后,進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理工作;在試驗研究的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生利用先進(jìn)的計算機仿真手段進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,通過學(xué)習(xí)先進(jìn)的三維設(shè)計軟件、有限元計算軟件等進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計研究工作,并將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行對比,及時了解優(yōu)化設(shè)計的效果,從而達(dá)到研究的目的。讓學(xué)生深度參與課題的研究過程,一方面可以使學(xué)生獲得較為全面、系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。對機械專業(yè)學(xué)生而言,可以對實驗應(yīng)力分析、有限元分析、機械振動、機械結(jié)構(gòu)的測試分析以及優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計類的重要課程和知識點有非常深刻的了解;另一方面還可以對企業(yè)的產(chǎn)品、要求、技術(shù)、研發(fā)甚至市場都有比較全面的接觸。這樣對畢業(yè)生就業(yè)而言,所提供的參與這些企業(yè)課題研發(fā)的經(jīng)歷,對企業(yè)來說無疑具有極大的吸引力。最為關(guān)鍵的是,這些學(xué)生一旦進(jìn)入相關(guān)行業(yè),馬上可以發(fā)揮很大的作用,能夠獨當(dāng)一面解決企業(yè)面臨的具體工程問題。
四、在項目成果的總結(jié)中提高學(xué)生的綜合能力
學(xué)生通過參與科研項目的研究過程,可以了解企業(yè)的技術(shù)改進(jìn)與研發(fā)過程,可以應(yīng)用到所學(xué)的很多知識,也可以掌握很多新的思想、理念、方法和研究手段,可以培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)新意識,但更為重要的是還需要通過對項目的總結(jié)來進(jìn)一步提升他們的綜合能力和素質(zhì)。
項目研究過程還包括對研究結(jié)果的總結(jié),尤其是需要對照預(yù)期的研究指標(biāo)進(jìn)行分析與匯總,形成一系列的研究成果。這一過程可以提供學(xué)生撰寫總結(jié)報告、學(xué)術(shù)論文與專利的機會。相對于知識的學(xué)習(xí)和動手能力的培養(yǎng),我們目前對這種能力的要求不是很高,甚至不作要求,一般總是認(rèn)為本科生沒有能力獨立撰寫和發(fā)表學(xué)術(shù)論文。但實際上對很多學(xué)生來說,只要閱讀過一定數(shù)量的科技文獻(xiàn),再經(jīng)過一定的指導(dǎo)和鍛煉,加上教師的認(rèn)真修改,本科生完全可以發(fā)表學(xué)術(shù)論文,甚至是質(zhì)量較高的國際論文。相對于較為專業(yè)的學(xué)術(shù)論文而言,撰寫專利,尤其是實用新型專利或外觀設(shè)計專利,相對來說比較容易,只要鼓勵學(xué)生善于觀察、敢于思考、勇于創(chuàng)新,再加上一定的指導(dǎo),應(yīng)該可以完成專利的授權(quán),這一點對將來學(xué)生在企業(yè)工作非常有利。
目前所有大學(xué)都越來越重視大學(xué)生的第二課堂,對工科學(xué)校來說這是培養(yǎng)“卓越工程師”的主陣地,也是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識和動手能力的主課堂,對拓展學(xué)生的綜合素質(zhì)起到非常重要的作用。學(xué)生可以從參與的課題中提煉新的內(nèi)容,作為大學(xué)生課外科技活動項目,也可以將研究成果進(jìn)行整理,參加各項科技競賽活動,如“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、機械設(shè)計創(chuàng)新大賽等。通過競賽調(diào)動學(xué)生的主動性、積極性、創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的潛能,展示學(xué)生的才能。
總之,讓學(xué)生參加教師的項目與課題,提供他們走進(jìn)企業(yè)的機會,參加工程項目的測試、分析與優(yōu)化等綜合性的研究工作,可以增強學(xué)生的工程概念與意識,提高與鍛煉學(xué)生解決工程實際問題的能力,最終提高學(xué)生的社會適應(yīng)性,成為合格的卓越工程師。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;云課堂;多媒體;自主學(xué)習(xí)
教育與新的信息技術(shù)日趨融合改變著教學(xué)與學(xué)習(xí)形態(tài)。其中,翻轉(zhuǎn)課堂、云課堂,3D課堂成為新的課堂形態(tài),在線學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)成了新的學(xué)習(xí)形態(tài)。因此,職業(yè)教育必須跟上時代的步伐,以適應(yīng)職業(yè)教育教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。教師需要不斷學(xué)習(xí)探索新形勢下的新教法,培養(yǎng)學(xué)生的信息化素質(zhì),團(tuán)隊合作、探索和創(chuàng)新能力,實現(xiàn)高素質(zhì)的實用型技能人才培養(yǎng)目標(biāo)[1]。
1《藥物分析》課程采取信息化教學(xué)
《藥物分析》課程的知識和技能點體系龐雜,傳統(tǒng)課程教學(xué),在限定的課時內(nèi),教師難以深入講解所有知識點和技能點,通常只能進(jìn)行全面覆蓋、淺層次地進(jìn)行單向的知識傳遞。必然造成學(xué)生對知識點和技能點一知半解,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性很差,加上近年來高職生源不斷減少,生源質(zhì)量不斷下降,部分課堂甚至出現(xiàn)了教師機械授課,學(xué)生無人聽課的現(xiàn)象,導(dǎo)致了教學(xué)效果不斷下降。信息化技術(shù)的應(yīng)用,基于云課堂的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式變得可行和現(xiàn)實。而信息化教學(xué),構(gòu)成一種以“學(xué)生為主體的教學(xué)模式”。學(xué)生應(yīng)用信息技術(shù)手段,借助豐富的數(shù)字資源,網(wǎng)絡(luò)資源,對教師設(shè)計的教學(xué)任務(wù),進(jìn)行信息搜集、篩選、加工,還可以與其他同學(xué)分享信息,協(xié)作學(xué)習(xí),就學(xué)習(xí)內(nèi)容開展討論,極大地促進(jìn)教學(xué)的互動性,調(diào)動學(xué)生的主觀能動性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,從而提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
2《藥物分析》課程信息化教學(xué)設(shè)計
《藥物分析》課程信息化教學(xué)設(shè)計分為翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)、課中講練突破、實踐反饋等三個步驟。
2.1翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)
教師是信息資源的導(dǎo)航者?;谠普n堂平臺,教師在課程開始前將該課程按照工作過程給學(xué)生下達(dá)任務(wù)引導(dǎo)文。并提供相關(guān)的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)資源,根據(jù)不同的工作任務(wù),信息資料可以是信息檢索站點、教學(xué)圖片、參考書目、課件、視頻等。依據(jù)引導(dǎo)文,學(xué)生能夠明確完成任務(wù)的過程,所需的知識點和技能點,利用信息化資源能夠具體,快速、有效地自主學(xué)習(xí),在時間安排上也是自由的。教師的作用是幫助學(xué)生提高信息素養(yǎng)[2],引導(dǎo)學(xué)生對所獲資源進(jìn)一步加工和處理,進(jìn)而消化和運用。
下面以《藥物分析》課程中“葡萄糖氯化鈉注射液中氯化鈉含量測定”為例詳解具體過程,上傳具體任務(wù)的引導(dǎo)文見表1,引導(dǎo)文主要由任務(wù)描述、能力目標(biāo)描述、引導(dǎo)問題、工作整體計劃、時間計劃和專業(yè)信息這六大內(nèi)容組成[3],引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境。
依據(jù)表1引導(dǎo)文中的任務(wù)描述,首要任務(wù)是對“葡萄糖氯化鈉注射液中氯化鈉含量測定”質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解析,圍繞質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),將教學(xué)重點和難點編寫成引導(dǎo)問題。其中涉及問題的以往知識,需要去喚醒;新知識,需要自我學(xué)習(xí),初步理解。要求學(xué)生通過單獨學(xué)習(xí)或者小組討論學(xué)習(xí)方式在課前使用手機的云課堂應(yīng)用程序完成上述學(xué)習(xí)任務(wù)[4]。同時明確自學(xué)收獲及存在疑問,反饋學(xué)習(xí)需求。不能理解消化的疑難問題,以小組的方式集中起來,成為翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)理論知識障礙匯總,翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)操作技能障礙匯總記錄下來。并完成初步工作方案,包括完成任務(wù)所需的儀器設(shè)備與試劑、工作步驟、工作細(xì)節(jié),完成時間,實驗注意事項等。
2.2課中講練突破
教師是課堂教學(xué)過程的設(shè)計者。利用課內(nèi)的2學(xué)時,通過云課堂平臺,各個小組匯報翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)情況,匯總疑難問題。對于一些疑難問題,教師來確定討論主題,比如,本方法中的法揚司法與摩爾法、佛爾哈德法的區(qū)別等問題,教師引導(dǎo)學(xué)生,根據(jù)已有的知識基礎(chǔ),進(jìn)行討論和辯論,或巧妙運用卡片法,頭腦風(fēng)暴,互講法等微觀教學(xué)法來解決。充分發(fā)揮主動性、積極性和創(chuàng)新性,使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。對于討論中暴露出來的錯誤理解或一些新知識需要進(jìn)一步深化拓展,教師則通過課件、板書形式進(jìn)行詳細(xì)講解。
在解決了諸如質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中涉及的原理,相應(yīng)知識和拓展知識基礎(chǔ)上,教師與學(xué)生再共同討論并修訂具體的工作方案,審核各小組工作方案的可行性和合理性,提出一些建議,而不是直接指出錯誤。主要還是依靠學(xué)生自己來修訂完善工作方案,否則,學(xué)生課前不會認(rèn)真對待方案工作,而是在課堂上依靠教師來完成,達(dá)不到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的。如此循環(huán)往復(fù),學(xué)生不僅分析問題和解決問題的能力得到鍛煉,靈活應(yīng)用知識和技能的能力也得到培養(yǎng)。
根據(jù)不同任務(wù),學(xué)生單獨或以小組合作方式,利用4課時時間,開展檢驗的實踐工作,包括配制實驗用的化學(xué)試劑,調(diào)試好儀器,進(jìn)行測定等。教師全程觀察學(xué)生的實操情況,對學(xué)生操作不規(guī)范的地方應(yīng)及時指出并糾正,對任務(wù)中出現(xiàn)的突發(fā)問題要引導(dǎo)學(xué)生加以解決。
實驗結(jié)束后,要求學(xué)生對任務(wù)的實施情況進(jìn)行自我檢查評價[5],從工作方案、儀器的規(guī)范使用、實驗結(jié)果精密度和準(zhǔn)確性等方面進(jìn)行評價。這些課業(yè),要求學(xué)生在手機云課堂應(yīng)用程序中完成,教師及時批改并且進(jìn)行點評。
通過有計劃工作與實施,學(xué)生完成工作任務(wù)后,也就完成了在完整行動過程中的學(xué)習(xí)活動。在解決問題的過程中,不斷獲得新的知識和技能。通過自我檢查評價,完成了對整個工作過程的學(xué)習(xí)反思。
本課程采用通常的過程考核和終極考核相結(jié)合的方式,不同點在于云課堂教學(xué)應(yīng)用,為過程考核注入活力和實效性。課前學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生的參與人數(shù),參與程度。課中回答問題的積極度,解答正確性與否,都可以在積分值中體現(xiàn),為最終成績評定和學(xué)習(xí)效果評價,提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐,科學(xué)公正。
3
基于云課堂的翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí),學(xué)生能夠突破時間和空間的限制,在能夠發(fā)揮自己最大學(xué)習(xí)效率的時間和場所,有針對性地自主學(xué)習(xí),克服了懶惰心里,養(yǎng)成了自學(xué)習(xí)慣,培養(yǎng)了自我學(xué)習(xí)能力,學(xué)生由被動的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí)。
針對《藥物分析》課程,通過對《藥物分析》具體任務(wù)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)解析,合理制定了分析方案。課前對教師提出的討論問題進(jìn)行探討,課中在教師引導(dǎo)下深入討論,提高了學(xué)習(xí)意愿、學(xué)習(xí)能力和交流溝通能力。實驗過程中不再盲動,不再是照方抓藥,實驗過程和實驗結(jié)果能夠做到可控,學(xué)習(xí)效果明顯提高,信息化教學(xué)法逐漸受到學(xué)生的普遍接受和歡迎。
這種教學(xué)方法,無疑符合現(xiàn)代教育的改革發(fā)展要求,課堂效率高,有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。教學(xué)過程中,深切感受到高職學(xué)生在自主學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)能力方面的欠缺,這也是該種教學(xué)方法實施的困難和必要性。一門課程難以為繼,需要多門課程相互配合,才能真正培養(yǎng)好學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,順應(yīng)現(xiàn)代社會的信息化發(fā)展潮流。
4
信息化教學(xué),其出發(fā)點和落腳點是為了提高教學(xué)效果,信息化手段也是多種多樣,針對不同的教學(xué)內(nèi)容,采取與之相應(yīng)的教學(xué)方法,合理地綜合利用各種教學(xué)媒體。避免了“濫用信息技術(shù)”“亂用信息技術(shù)”等情況。
《藥物分析》課程中,應(yīng)用引導(dǎo)文,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)情境,首先任務(wù)描述一定要清晰,學(xué)生確知要完成什么,達(dá)到什么樣的結(jié)果。教師要設(shè)計更加合理的引導(dǎo)問題,做到明確、具體,讓學(xué)生能夠溫故知新。
教師給學(xué)生下達(dá)任務(wù)引導(dǎo)文,并提供相關(guān)的翻轉(zhuǎn)課堂信息資源,這些資源一定是與具體任務(wù)對應(yīng),且是經(jīng)過教師精心選擇,不宜多而亂,因為學(xué)生的課外時間也是相對有限。
運用多媒體課件是為了輔助教學(xué),所以教學(xué)實踐中,在深入鉆研教材,認(rèn)真分析學(xué)生情況的基礎(chǔ)上,結(jié)合其教學(xué)理念、教學(xué)環(huán)節(jié)安排等諸多因素設(shè)計制作課件。
作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)象征的黑板仍然是現(xiàn)代教學(xué)媒體無法替代的,所以,教學(xué)實踐中仍然要發(fā)揮好板書的提綱挈領(lǐng)作用[6]。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:物理教學(xué) 興趣 培養(yǎng)
一、聯(lián)系實際,誘導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
在教學(xué)中可根據(jù)學(xué)生好奇及喜歡刨根問底的心理特點,持續(xù)地進(jìn)行引導(dǎo)、啟發(fā),使學(xué)生對物理產(chǎn)生興趣。教學(xué)中結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容,提出一些日常生活中的常見現(xiàn)象給學(xué)生思考分析,以誘發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。如學(xué)習(xí)到“牛頓第二定律的動量表達(dá)式”這一知識點時,我列舉了以下事例:“在體育課上,跳高、跳遠(yuǎn)為何要跳進(jìn)坑里,而不在水泥路上跳?”“運送貴重物品,如冰箱、彩電時,為何包裝箱里要用塑料泡沫?”學(xué)習(xí)“機械波”的概念時,我列舉了以下事例:“能否借助于水波將漂浮在水面的籃球推到岸邊?”使學(xué)生深切地感到物理與生活非常貼近。
二、加強實驗,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
我們都知道,物理學(xué)是一門實驗科學(xué)。物理學(xué)中的許多基本概念和基本規(guī)律,都是在實驗基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,并由此而上升為理論。因此,在課堂教學(xué)中應(yīng)充分發(fā)揮實驗教學(xué)作用,利用實驗的趣味性來引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因而我們應(yīng)該創(chuàng)造條件,讓每個學(xué)生均有親手操作實驗的機會。通過親自體驗,掌握實驗原理,實驗方法,了解儀器的性能、結(jié)構(gòu),懂得如何合理使用和選擇器材,如何處理數(shù)據(jù)等,最終從實驗的成功喜悅中去體會到學(xué)習(xí)物理的樂趣。
三、教給探索方法,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
在物理教學(xué)的過程中,有意識的經(jīng)常對學(xué)生進(jìn)行物理科學(xué)方法的教學(xué)和訓(xùn)練,是培養(yǎng)學(xué)生能力,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的基本途徑。因此,在教學(xué)中應(yīng)該注重對學(xué)生進(jìn)行實驗觀察法、科學(xué)抽象法和數(shù)學(xué)工具法三種基本方法的培養(yǎng)。此外,結(jié)合物理教學(xué)的特點,結(jié)合知識系統(tǒng)的要求,還要引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握理想模型法、等效替換法、近似處理法等特殊的物理學(xué)研究方法。如:“功”概念形成后,教師進(jìn)一步提出做功也有快慢,因?qū)W生對運動快慢已有感性認(rèn)識,教學(xué)過程可設(shè)置如下:①同時起程的步行人和騎車人,怎樣比較他們的快慢?②百米賽跑時,怎樣比較運動員的快慢?③百米短跑冠軍同奧運萬米長跑冠軍,他們之間的快慢怎樣判斷?問題設(shè)置后教師可引導(dǎo)學(xué)生自主討論分析,教師匯總眾多學(xué)生自主探討的結(jié)果,引出要比較運動快慢所涉及的關(guān)鍵詞“路程”、“時間”,而做功快慢所涉及的關(guān)鍵詞,“功”、“時間”。用速度概念的引入來引入功率概念。形成過程中倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),可激發(fā)學(xué)生的求知欲望,而不是被動地聽從教師的說教,真正的把學(xué)生放到學(xué)習(xí)主人的位置上來。事實證明,學(xué)生參與教學(xué)全過程,不僅能弄清知識的形成過程,而且能在體驗探索知識的樂趣和獲得知識的喜悅的同時,增強學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情。
四、及時輔導(dǎo),鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
學(xué)生的興趣被激發(fā)后,也容易消失或轉(zhuǎn)移。如在課后的作業(yè)、練習(xí)中,會經(jīng)常性地遇到難以獨立解答的問題,教師如不及時點化,幫助他們排除障礙,其學(xué)習(xí)的積極性和初學(xué)物理時被激發(fā)起的高漲情緒便會受到挫傷。作為教師,有必要深入了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況,且針對具體情況,及時進(jìn)行集體輔導(dǎo)或個別答疑。為此,我常在自習(xí)課、晚自修時間下班輔導(dǎo),做到有問必答,隨問隨導(dǎo),對于基礎(chǔ)較差,而又羞于開口或不敢質(zhì)疑的學(xué)生,我則主動去詢問是否有問題,并據(jù)作業(yè)反饋的信息及時幫助解惑。
五、組織課外活動,強化學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣
關(guān)鍵詞 二輪復(fù)習(xí) 微專題 主題類型 運用示例
中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B
1 高考復(fù)習(xí)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的高三生物復(fù)習(xí)過程一般分為三輪進(jìn)行。一輪復(fù)習(xí)的主要做法是針對高考考綱中的考點進(jìn)行地毯式講練,扎扎實實,做到點無遺漏。通過一輪復(fù)習(xí),大部分學(xué)生已經(jīng)基本形成了自己的知識體系,掌握了基本的解題技能,提升了理解能力,但也遺留了不少問題,如表達(dá)能力、綜合運用能力仍有欠缺,思考遠(yuǎn)離教材等。二輪復(fù)習(xí)課采用專題復(fù)習(xí)的形式,本意在鞏固學(xué)生的基礎(chǔ),引導(dǎo)他們構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò),提升他們運用所學(xué)知識解決綜合問題的能力。但是傳統(tǒng)的二輪反復(fù)習(xí)方法仍有不少弊端:如“講”多是就題論題,講評難以舉一反三;專題的選題往往沒有基于一輪遺留的問題,多基于考點;學(xué)習(xí)材料缺乏新穎性,與一輪復(fù)習(xí)的重復(fù)度大,有些知識點盲目地、機械地重復(fù),學(xué)生極易產(chǎn)生“審美疲勞”;并且專題往往也比較大,復(fù)習(xí)時間跨度也比較長;同時要通過有限的例題體現(xiàn)整專題的內(nèi)容和思想方法,教師往往選擇較經(jīng)典的例題,因解題思路對教師來說是耳熟能詳,但很可能在不經(jīng)意間疏忽了學(xué)生的想法,進(jìn)入教師的主觀課堂,出現(xiàn)“高耗低能”的學(xué)習(xí)現(xiàn)象。
2 微專題的含義
生物微專題復(fù)習(xí)是指針對某一具體的知識或能力點,從該知識的基本概念、基本原理、基本規(guī)律入手,內(nèi)化知識,構(gòu)建結(jié)構(gòu),進(jìn)行知識遷移、整合,并能運用基本概念和原理解決實際問題的一種“小切口”的復(fù)習(xí)方法。
微專題復(fù)習(xí)有三大特點:① “點”很小,沒有傳統(tǒng)專題的“點線面”;② 問題感明顯,教師在平時的教學(xué)和測試中要做有心人,要善于發(fā)現(xiàn)并積累這些“困惑”;③ 材料新穎、情景性好,可以給學(xué)生耳目一新的感覺,能提高學(xué)習(xí)愿望,從而達(dá)到溫故而知新,增強復(fù)習(xí)的實效性。
3 微專題主題設(shè)置的主要類型
3.1 要針對復(fù)習(xí)中的“病灶”確定主題
“微專題”設(shè)置目的是為了幫助和引導(dǎo)學(xué)生專門解決某個具體的問題,因此教師在選題時忌大而籠統(tǒng)、虛而不實。
如學(xué)生對遺傳定律的應(yīng)用還存在不能合理設(shè)計雜交實驗方案的實際情況,教師可設(shè)計“顯隱性判斷”、以雜交方案判斷遺傳方式的微專題。在實驗設(shè)計中學(xué)生還存在不能準(zhǔn)確識別對照組和實驗組的情況,教師可設(shè)計實驗設(shè)計中的對照原則的微專題。
3.2 量化“考點”,謀劃微專題
考試說明無疑是指導(dǎo)復(fù)習(xí)的“權(quán)威性”文件,而每年的考試說明相對于去年的考試說明而言,都有或多或少地變化。更關(guān)鍵的是,考試說明往往都是在一輪復(fù)習(xí)后期或二輪復(fù)習(xí)階段,一線教師才能拿到,因此對于要求有變化的內(nèi)容,可以結(jié)合一輪復(fù)習(xí)的內(nèi)容,通過微專題做必要和有益的補充。
例如,2015年生物學(xué)科考試說明中增加了遺傳病與人類未來。該節(jié)要求為舉例說出基因是否有害與環(huán)境有關(guān)和說出“選擇放松”對人類危害的影響。增加內(nèi)容的難度雖然不大,但是相關(guān)考點是學(xué)生認(rèn)知上的盲點。教師有必要結(jié)合該知識點設(shè)立“遺傳概念”這一話題。先讓學(xué)生進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”,并在紙上寫出平時試題及作業(yè)中參考的遺傳概念并匯總,再讓學(xué)生分小組討論、匯報各概念的內(nèi)涵,教師進(jìn)行適度點撥。通過這一微專題,學(xué)生能完整說出遺傳漂變、染色體組型、基因庫、羊膜腔穿刺、絨毛細(xì)胞檢查、選擇放松、基因遷移、基因座位等相對較陌生概念的名稱及對應(yīng)的含義。學(xué)生通過列表比較基因突變和染色體結(jié)構(gòu)變異這兩種易混淆的可遺傳變異,揭示出兩種可遺傳變異的本質(zhì)區(qū)別:基因突變不改變基因數(shù)目和位置,其結(jié)果是產(chǎn)生了等位基因;染色體結(jié)構(gòu)變異范圍較基因突變大,會使染色體上的基因的數(shù)目和排列順序發(fā)生改變,可以在光學(xué)顯微鏡下觀察。
3.3 抓住“重點”,精設(shè)微專題
生物學(xué)中有些內(nèi)容歷年高考都會重點考查(表1),教師抓住這些高頻考點,精設(shè)微專題,可以大大提高復(fù)習(xí)的針對性。
以表1中的“光合作用”為例,圍繞該生理過程的科學(xué)史、實驗?zāi)P徒?gòu)、影響因素和生產(chǎn)實際中的措施等方面很容易設(shè)計微專題。這樣的微專題具有主干性、系統(tǒng)性和應(yīng)用性,從理論到實驗,從科學(xué)史到生產(chǎn)實際的應(yīng)用,不斷地對知識進(jìn)行整合,也不斷重組著學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
3.4 圍繞“疑點”,突破微專題
在練習(xí)過程中,學(xué)生會在某個具體知識點的某個細(xì)節(jié)上暴露問題,這就是常提到的疑點。此時,教師可以通過微專題予以有的放矢地解決。例如生物量和次級生產(chǎn)量概念理解不到位;遺傳漂變造成基因頻率的改變和自然選擇的關(guān)系難以分清;遺傳圖解書寫不規(guī)范;做實驗題時忽略分析實驗?zāi)康摹@些都是寶貴的復(fù)習(xí)資源。
網(wǎng)上閱卷的應(yīng)用為教師細(xì)探學(xué)情提供了絕好的機會。高考前,各市一般會進(jìn)行階段性模擬測試。教師做好學(xué)生典型答題收集和數(shù)據(jù)分析,能大大提高“微專題”復(fù)習(xí)的針對性。相關(guān)的數(shù)據(jù)分析既可在校與校間進(jìn)行,亦可在班級間進(jìn)行,更可進(jìn)行班級內(nèi)部的微觀數(shù)據(jù)分析。不同學(xué)校、不同班級、不同學(xué)生存在問題不同,其復(fù)習(xí)的側(cè)重點也應(yīng)不同。這樣“量體裁衣”式的復(fù)減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),針對性更強、更為高效。
3.5 關(guān)注“熱點”,巧立微專題
以取材于現(xiàn)實生產(chǎn)、生活的以及聯(lián)系科技發(fā)展的專題教學(xué)形式,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,提高學(xué)習(xí)興趣,還能夠加強學(xué)生對概念原理和規(guī)律的運用。同時這也是和高考命題的角度是一致的,在復(fù)習(xí)時教師要抓住這些熱點。
與健康密切相關(guān)的“病毒”常會成為熱門的命題素材,“病毒”微專題可以用來組織復(fù)習(xí)病毒的結(jié)構(gòu)、生活方式與培養(yǎng)、中心法則、遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)史中的噬菌體實驗、重組病毒侵染實驗等。尤其是學(xué)生對RNA病毒的遺傳信息傳遞過程也存在困惑,教師可在此專題中詳細(xì)分析逆轉(zhuǎn)錄型RNA病毒和非逆轉(zhuǎn)錄型RNA病毒在傳遞過程中的差異。課標(biāo)中提高生物科學(xué)素養(yǎng)的一個重要方面是關(guān)注科技發(fā)展。2013年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒發(fā)給研究細(xì)胞內(nèi)部囊泡運輸調(diào)控機制的科學(xué)家,借此可以設(shè)計“生物膜系統(tǒng)”微專題;2014年此獎項頒發(fā)給發(fā)現(xiàn)了大腦中形成定位系統(tǒng)的細(xì)胞的科學(xué)家,借此可設(shè)計“神經(jīng)生理中的巧妙實驗設(shè)計”的微專題。
3.6 依據(jù)“典型題型”設(shè)置微專題
坐標(biāo)曲線分析、實驗結(jié)果的收集與呈現(xiàn)等典型題型的出現(xiàn)體現(xiàn)了高考越來越突出對能力的考查。為豐富學(xué)生解決問題的經(jīng)驗,教師可以依據(jù)學(xué)生能力的不同要求去設(shè)置微專題,如坐標(biāo)圖的解題策略、實驗結(jié)果的收集與呈現(xiàn)、信息提取與資料分析等。通過此類微專題的訓(xùn)練,可以有效地強化學(xué)生分析圖表和模型的能力、數(shù)據(jù)處理和計算的能力、新情境下獲取和處理信息的能力。以后再遇到此類問題時,學(xué)生能做到“心中有糧”,自然就不慌了,對這類題敢做、能做、做對。
4 運用示例――血糖平衡調(diào)節(jié)
該專題的設(shè)計思路遵循以下五個步驟:
典型試題知識整合技巧歸納拓展應(yīng)用 課后鞏固。
【例1】 給實驗鼠靜脈注射不同劑量的胰島素,測得血糖的補充速率和消耗速率如圖1所示。下列相關(guān)分析正確的是( )
A. 隨著曲線a的下降,非糖物質(zhì)向葡萄糖轉(zhuǎn)化的速率加快
B. 曲線b的上升是胰島素作用于肝臟、肌肉等細(xì)胞的結(jié)果
C. 當(dāng)胰島素濃度為40 μU/mL時,在較長時間內(nèi)血糖濃度會維持相對穩(wěn)定
D. 高濃度胰島素條件下,下丘腦中控制胰島α細(xì)胞分泌的神經(jīng)中樞處于抑制狀態(tài)
知識整合:血糖調(diào)節(jié)涉及很多知識點,如果把與之相關(guān)的問題全部復(fù)習(xí)一遍則重復(fù)低效,學(xué)生也未必在能力上有明顯提升。所以教師需要從典型試題中重組知識,重新建構(gòu)知識體系。教師可先出示調(diào)節(jié)模型(圖2),并請學(xué)生思考并說明在血糖濃度升高后機體的調(diào)節(jié)過程中,a、b、c、d和e可以對應(yīng)的含義及生理過程。
剛開始學(xué)生回答得很零散,教師鼓勵學(xué)生有一說一,逐漸挖掘?qū)W生已知的分散的知識點,并在黑板上做關(guān)鍵詞記錄。隨著學(xué)生的描述,師生逐步建構(gòu)血糖調(diào)節(jié)過程(圖3)。逐步建構(gòu)的過程實現(xiàn)了整合優(yōu)化,將該過程中學(xué)生的零散化知識實現(xiàn)無縫對接,同時調(diào)動了學(xué)生的積極性;分解過程讓學(xué)生自己能明確意識到自己知道哪些,不知道的還有哪些。另外,教師可建議學(xué)生用不同顏色的筆標(biāo)記出自己不明確的部分。
技巧歸納:分析雙縱坐標(biāo)圖的第一步是識標(biāo),即看清兩個縱坐標(biāo)和一個橫坐標(biāo)的名稱、含義、單位以及度量值,這是正確讀圖的基礎(chǔ)。第二步是析線,如圖1中未標(biāo)明a、b曲線對應(yīng)哪個縱坐標(biāo),結(jié)合生物學(xué)相關(guān)原理和知識分析隨著橫坐標(biāo)的變化圖中曲線走勢的含義。第三步是明點,抓住關(guān)鍵點的變化。
課后鞏固:根據(jù)艾賓浩斯的遺忘曲線,對微專題內(nèi)容的及時鞏固是決定微專題有效的必要條件。教師微專題復(fù)習(xí)中實施“定點轟炸”,起到及時鞏固的效果。
微專題的作用并不是對傳統(tǒng)專題復(fù)習(xí)的否定,而是針對專題復(fù)習(xí)中所暴露問題的及時彌補,是對專題復(fù)習(xí)內(nèi)容的有力補充和對高考重點、熱點問題的及時強化。微專題復(fù)習(xí)法不失為一種突出學(xué)生能力培養(yǎng),注重學(xué)生對知識的分析和運用的好方法。同時對教師也提出了更高的的要求,促進(jìn)教師自身不斷探索高考復(fù)習(xí)的高效模式,積極尋找提高學(xué)生能力的突破口,真正做到教學(xué)相長。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞 探究能力 提出問題 猜想假設(shè) 設(shè)計實驗 交流評估
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
筆者對近五年來各地(廣東、上海、全國卷)高考物理試題中涉及探究各個要素出現(xiàn)的幾率做了一個匯總。
由圖1可以看出,容易被老師、學(xué)生忽略的幾個因素(提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗、交流合作等)的比例在近幾年呈增長趨勢,而分析論證依然是重點。為此,本文結(jié)合自已的教學(xué)實踐,針對從圖1得到的信息,就中學(xué)物理如何改進(jìn)實驗教學(xué),如何培養(yǎng)學(xué)生上述四方面的能力,從而進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力作一個初步探討。
1 營造問題情境,激發(fā)興趣促使學(xué)生提問
諾貝爾獎獲得者海森堡深有體會地說:“首先是問題的提出,其次才是問題的解答”。探究的第一個要素是提出問題,其目的是為了激發(fā)學(xué)生的探究興趣?!皩W(xué)起于思,思源于疑。”通過巧妙設(shè)疑可以誘發(fā)學(xué)生的求知欲望。在平時教學(xué)過程中,教師可依據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理設(shè)計一些實驗,提出一些能激起學(xué)生探究新知識興趣的疑問,以激發(fā)其探究樂趣。比如在講《向心力》這一節(jié)時,就以“水流星”的實驗引入新課,第一次速度較大時水沒有漏出來,這時學(xué)生已心存疑惑了,第二次故意放慢了速度,結(jié)果就可想而知了,學(xué)生們都驚叫起來了。驚叫之余都會提出這樣的問題:為什么速度慢了水桶就不能到最高點?速度達(dá)到多大才會發(fā)生上述現(xiàn)象呢?利用學(xué)生感受后的興奮狀態(tài),引導(dǎo)學(xué)生對問題做層層深入的思考,使學(xué)生在一種輕松愉快的情緒下保持旺盛的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)了學(xué)生思維的積極性。學(xué)生能否提出問題,能否提出好問題,關(guān)鍵是創(chuàng)設(shè)學(xué)生提問的情景。
提出問題可按照下面的步驟進(jìn)行:觀察現(xiàn)象—發(fā)現(xiàn)問題—提出問題—形成課題。例如:觀察或回憶日?,F(xiàn)象:自行車、汽車、火車等在轉(zhuǎn)彎時的運動;發(fā)現(xiàn)問題:這些交通工具在轉(zhuǎn)彎時車身傾斜,或是路面傾斜;提出問題:為什么車身要傾斜,或者轉(zhuǎn)彎時的路面傾斜呢?形成課題:研究交通工具轉(zhuǎn)彎時的向心力來源。這個問題所涉及的知識點恰恰是曲線運動這一章的重點。通過創(chuàng)設(shè)這樣一個學(xué)生親身經(jīng)歷的情境,學(xué)生就產(chǎn)生了強烈地求知欲望,學(xué)習(xí)方式與認(rèn)識發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,讓我感受到每一節(jié)物理課不再是一段知識的結(jié)束,而是新發(fā)現(xiàn)的開始。
2 由已知推理未知,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想假設(shè)
探究的第二個要素是猜想假設(shè),猜想是叩響發(fā)現(xiàn)大門的敲門磚,在物理學(xué)的發(fā)展史上,很多物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都是以猜想為基礎(chǔ)的。牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律之前就進(jìn)行了大膽的猜想,他認(rèn)為“天上的力”和“人間的力”應(yīng)該是同一種力,后來經(jīng)過月—地檢驗確實證明是同一種力。在課堂教學(xué)中教師根據(jù)學(xué)生已經(jīng)掌握的物理規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生猜想未知的物理規(guī)律,進(jìn)而用實驗來驗證,這對培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)能力和創(chuàng)新能力很有益處。例如,在研究磁場對運動電荷的作用力這一部分內(nèi)容時,我引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了這樣的猜想推導(dǎo)(如圖2):
應(yīng)用這一策略時教師應(yīng)注意:(1)引導(dǎo)學(xué)生合理猜想不是胡思亂想,合理猜想是在已有的知識的基礎(chǔ)上應(yīng)用歸納或演繹、類比等方法提出的猜想。(2)對于個別學(xué)生的胡思亂想,教師不要全盤否定,應(yīng)從中挑出合理的內(nèi)容進(jìn)行肯定,避免挫傷學(xué)生回答問題的積極性。
圖2
3 注重實驗創(chuàng)新教學(xué),培養(yǎng)實驗設(shè)計能力
創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。實驗創(chuàng)新教學(xué)可以有以下幾種方式:(1)變演示實驗為學(xué)生隨堂實驗,如《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》就可以改為學(xué)生實驗,這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣,而且還可以加深學(xué)生的印象。(2)變驗證性實驗為探究實驗,如《驗證機械能守恒定律》這個實驗可以改為讓學(xué)生探究,進(jìn)而更好地進(jìn)行誤差分析。(3)積極開展家庭實驗,例如,讓學(xué)生收集廢棄燈管的鎮(zhèn)流器,小燈管,開關(guān)等,根據(jù)日光燈原理可以自制一個簡易的日光燈。教師在實驗教學(xué)中要重視實驗設(shè)計環(huán)節(jié),有意識地訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散性思維,培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力??蓮囊韵聨追矫嬲归_:(1)應(yīng)讓學(xué)生掌握基本的實驗設(shè)計的原理,包括實驗儀器的設(shè)計方法和實驗原理的設(shè)計方法。(2)在這樣的前提下,教師應(yīng)盡可能多地為學(xué)生創(chuàng)造進(jìn)行物理實驗設(shè)計的機會,使學(xué)生嘗試著進(jìn)行實驗設(shè)計。比如在《變壓器》一節(jié)中,要探究變壓器兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系的時候,學(xué)生根據(jù)以前所學(xué)的知識就知道需要應(yīng)用“控制變量法”的原理,因此很容易想到實驗設(shè)計的方法。(3)教師應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與物理實驗方案的設(shè)計活動,大膽地提出自己的設(shè)計思想。研究了《單擺》以后,教材提供了測定重力加速度的方案。因此,教師可提出讓學(xué)生自行設(shè)計測定重力加速度的方案。
4 加強師生、生生合作與交流,改進(jìn)評價方法
注重交流、評價的互動空間,給學(xué)生提供展示的機會,培養(yǎng)學(xué)生與他人進(jìn)行交流與反思的習(xí)慣,分享實驗探究成功后的喜悅之情,從而有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。評估與交流可以是自我反思、小組互評、組內(nèi)互評、師生互評。根據(jù)創(chuàng)造心理學(xué)信息催化理論,通過交流聯(lián)想作用激發(fā)一些有價值的觀念,可以導(dǎo)致創(chuàng)造。如在研究了《傳感器》后,讓學(xué)生以小組為單位設(shè)計一些簡易的傳感器,有的小組利用光敏電阻設(shè)計了報警器,有的小組利用熱敏電阻設(shè)計了溫控開關(guān),還有一組同學(xué)想到了利用單擺和光敏電阻制作計數(shù)器,最后讓他們進(jìn)行了交流,總結(jié)各自方案的優(yōu)缺點。