前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的醫(yī)學(xué)模擬教學(xué)論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理 改革 MATLAB
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)03(c)-0214-01
大學(xué)物理是理工科院校學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課,一般在大一的下學(xué)期開設(shè),這時(shí)學(xué)生雖然有一定的數(shù)學(xué)基本知識,但由于物理教學(xué)仍停留在理論的層次上,繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo),讓學(xué)生感覺到大學(xué)物理的理論性太強(qiáng),與實(shí)際應(yīng)用偏離很大,這導(dǎo)致一部分學(xué)生失去學(xué)習(xí)物理的興趣,這一現(xiàn)象引起物理教師的對如何講授大學(xué)物理做了一系列的探索改革,主要在教學(xué)方法上、教學(xué)內(nèi)容上以及教學(xué)手段上都做了相應(yīng)的改革方式,關(guān)于大學(xué)物理改革方法的文章也很多,如閆玉麗撰寫的關(guān)于大學(xué)物理教學(xué)改革的思考[1],管薇的工科大學(xué)物理教學(xué)改革的思考[2],張明霞淺談大學(xué)物理教學(xué)改革[3]等等。
如今,計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,給我們提供了強(qiáng)大的計(jì)算能力,如mathematic、matlab等具有計(jì)算能力并有作圖功能的軟件被引入到物理教學(xué)當(dāng)中,尤其是matlab,它集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號處理和圖形顯示于一體,構(gòu)成一個(gè)方便、界面友好的用戶環(huán)境[4]。大學(xué)物理課程中有許多抽象、復(fù)雜的物理規(guī)律和現(xiàn)象,用傳統(tǒng)的方法講授會使教學(xué)受到一定的限制。本文結(jié)合matlab語言特點(diǎn),對大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)運(yùn)用matlab模擬,讓學(xué)生體會到學(xué)學(xué)物理的樂趣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。
1 Matlab在大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中的模擬應(yīng)用
1.1 Matlab在質(zhì)點(diǎn)力學(xué)中的應(yīng)用
運(yùn)動學(xué)對剛剛進(jìn)入大學(xué)校園的大一學(xué)生來說,既熟悉又陌生,內(nèi)容上都接觸過,但計(jì)算方法是大學(xué)學(xué)過的微積分,看似多了這么一點(diǎn),給學(xué)生卻帶來很大的困擾。一部分學(xué)生由于微積分沒學(xué)好,感覺物理難學(xué),還有的學(xué)生覺得是高中的知識,簡單,對大學(xué)物理也不夠重視,等等原因,導(dǎo)致學(xué)生對大學(xué)物理失去興趣。如果我們在課堂上,能用其他的方法解決同樣的問題,會收到很好的效果。
這里舉一簡單的例子,用Matlab模擬一下斜拋運(yùn)動。圖1是拋體的射程和射高與拋出角之間的關(guān)系。從圖1中我們可以直觀的看出,拋出角是銳角時(shí),射高隨拋出角的增大而增大,而射程是先隨拋出角增大而增大,然后隨拋出角增大而減小。
1.2 Matlab在聲學(xué)中的應(yīng)用
Matlab在機(jī)械振動方面的模擬應(yīng)用也有很多,比如宿剛等寫的《Matlab在大學(xué)物理課程教學(xué)中的應(yīng)用》[5],代紅權(quán)所撰寫的教學(xué)論文《Matlab在物理教學(xué)上的一些輔助應(yīng)用》[6]等等,論文里所列舉的Matlab的應(yīng)用實(shí)例,在這里就不在重復(fù)了,我們都可以把這些引入到物理課堂上,讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)物理能夠開闊他們的視野,體會到物理與現(xiàn)實(shí)處處接軌。比如多普勒效應(yīng)可以應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上、移動通信和交通上、農(nóng)業(yè)和氣象等等方面,下面給出多普勒在聲學(xué)一種常見的現(xiàn)象。火車人人熟悉,而火車從遠(yuǎn)而近時(shí)其汽笛聲變響,音調(diào)變尖,相反地,火車從近而遠(yuǎn)時(shí)汽笛聲變?nèi)?,音調(diào)變低這其中的原理未必有人去探究,實(shí)際上這就是一種多普勒效應(yīng)?,F(xiàn)在用Matlab模擬一下。如圖2上半部分是聲源信號的波形圖,下半部分是觀測者接收到信號的波形圖。從圖2中可以很清楚的知道,觀測者接收到的波像是被壓縮了,很明顯,其頻率大于波源發(fā)出的信號頻率。這樣給學(xué)生講火車汽笛聲的變化就很容易理解,易被學(xué)生接受。
2 結(jié)論
Matlab在大學(xué)物理其它方面的應(yīng)用也很多,光學(xué)、熱學(xué)以及電磁學(xué),我們都可以適當(dāng)?shù)囊隡atlab,比如光學(xué)中的楊氏雙縫干涉、牛頓環(huán)等,熱學(xué)中的麥克斯韋速率分布,電磁學(xué)中電偶極子的電場以及電勢分布、電流環(huán)的磁場分布等,都可以用Matlab進(jìn)行模擬演示。總之,巧妙的利用Matlab,不僅對大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容甚至教學(xué)手段都做到了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn),這對學(xué)生來說,學(xué)習(xí)物理的積極主動性得到了提高,對教師來講,不斷的去探索教學(xué)改革,達(dá)到提高大學(xué)物理的教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]閆玉麗.大學(xué)物理教學(xué)改革的思考[J].教學(xué)研究,2011(6下).
[2]管薇.工科大學(xué)物理教學(xué)改革的思考[J].新課程研究,2012(4中旬).
[3]張明霞.淺談大學(xué)物理教學(xué)改革[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012(9).
[4]王沫然.MATLAB與科學(xué)計(jì)算[M].電子工業(yè)出版社,2003,9.
1.1明確思想,統(tǒng)一認(rèn)識
本科教學(xué)水平評估是對本科教育的一次大檢閱,是規(guī)范高等學(xué)校辦學(xué)與管理,促進(jìn)學(xué)校建立內(nèi)部質(zhì)量監(jiān)控體系,提高教育質(zhì)量的一項(xiàng)重大措施,符合我國高等教育改革的實(shí)際需要,這對于我國高等教育的科學(xué)發(fā)展是很有必要的。我院充分認(rèn)識到迎評促建對提高學(xué)院教學(xué)水平、教學(xué)質(zhì)量的重大意義。2006年初學(xué)院成立了本科教學(xué)評估領(lǐng)導(dǎo)小組,專家小組及工作小組,對照《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案》制定了珠江醫(yī)院《迎接本科教學(xué)水平評估組織實(shí)施方案》,對主要內(nèi)容和要求做了詳細(xì)的說明。學(xué)院上下明確了思想,統(tǒng)一了認(rèn)識,牢固樹立迎評促建工作的中心地位。全院動員、全員動員,“人人皆知、人人過關(guān)”,全院同志在思想上樹立高度的責(zé)任感、緊迫感、危機(jī)感、使命感,充分發(fā)揚(yáng)主人翁精神。充分認(rèn)識評估的重要性和艱巨性的同時(shí),對本科評估的目的及意義有了更深層次的了解。
1.2明確任務(wù),統(tǒng)一方向
為迎接預(yù)評估,學(xué)院提出了“全員參與、領(lǐng)導(dǎo)當(dāng)先、突出重點(diǎn)”的工作思路,全院一盤棋,成立了評建領(lǐng)導(dǎo)小組,評建辦公室,機(jī)關(guān)工作組,督導(dǎo)小組,臨床評建組,其中臨床按照業(yè)務(wù)分工分了14個(gè)組,每個(gè)組的任務(wù)都非常明確。穩(wěn)抓評建重點(diǎn):一是各種評估材料的準(zhǔn)備;二是教員、學(xué)員的準(zhǔn)備;三是硬件條件的準(zhǔn)備。學(xué)院、教研室、三級學(xué)科三個(gè)層面按照評建要求準(zhǔn)備,層層落實(shí),責(zé)任到人。
1.3明確計(jì)劃,統(tǒng)一步驟
我院的迎評工作大致分為以下幾個(gè)階段:①學(xué)院組織專家及評估領(lǐng)導(dǎo)小組成員與校本部專家共同赴外院參觀學(xué)習(xí)階段;②學(xué)院組織評建專家集中學(xué)習(xí),制定《迎接本科教學(xué)水平評估組織實(shí)施方案》,迎評工作全校動員階段;③2008年5月份學(xué)校自查階段;④2008年7-8月份請外校專家模擬評估檢查;⑤2008年9月份迎接廣東省教育廳本科教學(xué)工作檢查評估;⑥2008年12月迎接教育部專家檢查;⑦學(xué)校整改階段。根據(jù)各階段要求,學(xué)院各部門從全員迎評知識掌握、教師學(xué)生培訓(xùn)、座談會的準(zhǔn)備、教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及迎評材料的整理等五個(gè)方面,積極準(zhǔn)備,同時(shí)進(jìn)行自查、自糾、自評,發(fā)現(xiàn)問題,不斷完善。根據(jù)學(xué)校兩次自評的情況,外校專家模擬評估檢查及廣東省教育廳本科教學(xué)工作檢查評估情況,總結(jié)各階段存在的問題和不足,針對存在問題對下一步工作重點(diǎn)作詳細(xì)的部署,進(jìn)一步明確了各處(室、部)、各教研室、科室的任務(wù)分工,制定了嚴(yán)格落實(shí)層層負(fù)責(zé)的責(zé)任機(jī)制。
1.4明確細(xì)節(jié)和重點(diǎn),統(tǒng)一部署
由于我校前身為第一軍醫(yī)大學(xué),從為部隊(duì)培養(yǎng)醫(yī)科人才到為地方培養(yǎng)人才,面臨人才培養(yǎng)對象,辦校方針的轉(zhuǎn)變,在行政、管理、教學(xué)等方面與地方院校存在差異。而采用現(xiàn)行的《普通高等學(xué)校本科教學(xué)工作水平評估方案》對我校的本科教育教學(xué)工作進(jìn)行評估,評估結(jié)論都有可能出現(xiàn)偏差。因此根據(jù)我校參加外校本科教學(xué)評估專家經(jīng)驗(yàn),針對我校實(shí)際,加深評估方案中部分指標(biāo)內(nèi)涵的理解和把握,明確細(xì)節(jié)和重點(diǎn),制定了詳細(xì)的指導(dǎo)意見,并統(tǒng)一進(jìn)行部署落實(shí)。例如關(guān)于迎評材料的準(zhǔn)備方面:明確了分卷材料要嚴(yán)格按一、二級指標(biāo)中的各觀測點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)備,對這部分內(nèi)容應(yīng)逐項(xiàng)準(zhǔn)備,突出重點(diǎn)和特色。關(guān)于迎評準(zhǔn)備工作中應(yīng)重點(diǎn)把握的問題方面,強(qiáng)調(diào)了關(guān)鍵指標(biāo)的準(zhǔn)備是迎評資料準(zhǔn)的重點(diǎn),注意基本數(shù)據(jù)的一致性。對評估指標(biāo)觀測點(diǎn)中最易出現(xiàn)的問題,考察與考核中易出現(xiàn)的問題作等也進(jìn)行詳細(xì)的分析和說明。
2加強(qiáng)建設(shè),注重質(zhì)量是迎評工作的核心
2.1加強(qiáng)教學(xué)基地建設(shè)、教學(xué)硬件設(shè)施建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)
教學(xué)基地建設(shè)、教學(xué)硬件設(shè)施建設(shè)是保證教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ),近年我院每年投入教學(xué)經(jīng)費(fèi)300萬元,進(jìn)行各項(xiàng)教學(xué)基地,教學(xué)硬件軟件設(shè)施和教學(xué)辦公設(shè)備的改進(jìn)。新增了各項(xiàng)內(nèi)外科教學(xué)式教室、外科操作技能訓(xùn)練室、外科手術(shù)室及動物實(shí)驗(yàn)用房共1450mm2。學(xué)院新增了數(shù)字化教室350mm2,用于多媒體教學(xué)。同時(shí)進(jìn)一步完善了教學(xué)網(wǎng)絡(luò)建設(shè),教師課件及視頻材料經(jīng)歸類上傳方便學(xué)生自學(xué)和復(fù)習(xí)。所有臨床課程納入了計(jì)算機(jī)試題庫管理。增加了師生互動園地,課外輔導(dǎo)專欄等,便于師生課外交流學(xué)習(xí)。學(xué)院2006年申請了全國腹腔鏡培訓(xùn)基地,正在積極進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的購買和場地的建設(shè)。師資隊(duì)伍建設(shè)是保證教學(xué)質(zhì)量的核心。針對臨床醫(yī)學(xué)院部分科室人員結(jié)構(gòu)欠合理,部分臨床教研室?guī)熧Y隊(duì)伍出現(xiàn)斷層,高學(xué)歷的教師比例尚可,中級職稱教師比例仍未能達(dá)到要求的情況,為全面提高教師隊(duì)伍素質(zhì),學(xué)院制定了師資隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃及中青年骨干教師培訓(xùn)選拔方案,鼓勵(lì)在職教師攻讀博士學(xué)位。學(xué)院從抓好骨干教師和學(xué)科帶頭人的培養(yǎng)著手,以名優(yōu)教師為示范,組織中青年教師觀摩學(xué)習(xí),并每年進(jìn)行中青年教師“教學(xué)擂臺賽”,教研室、教學(xué)督導(dǎo)組、優(yōu)秀教師點(diǎn)評的方法,迅速培養(yǎng)了大批中青年教師。學(xué)校及學(xué)院設(shè)立了教學(xué)基金,鼓勵(lì)中青年教師申請教學(xué)基金及發(fā)表教學(xué)論文,激發(fā)教學(xué)熱情,提高教師開展教學(xué)研究的積極性。鼓勵(lì)教師進(jìn)行教學(xué)理論探索、課程建設(shè)及臨床技能等方面的教學(xué)改革。尤其我院的雙語教學(xué)及查房示范課件得到了校內(nèi)外專家的肯定和好評。通過上述措施,我院臨床師資隊(duì)伍穩(wěn)定,具備了成熟的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提高了教學(xué)效果。
2.2嚴(yán)抓教學(xué)規(guī)范化管理
學(xué)院一貫重視教學(xué)管理的規(guī)范化建設(shè),為了迎接本科教學(xué)評估,我院更是嚴(yán)抓教學(xué)規(guī)范化管理。先后制定了《課程教學(xué)質(zhì)量評價(jià)實(shí)施細(xì)則》、《本科教學(xué)督導(dǎo)制度》、《臨床實(shí)習(xí)考核辦法》等制度和文件。內(nèi)外婦兒科以第6版教材為基礎(chǔ),根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)特色和發(fā)展,重新編制了《臨床醫(yī)學(xué)教材》、《臨床醫(yī)學(xué)進(jìn)展》,匯集各學(xué)科最新的研究進(jìn)展和熱點(diǎn)問題,要求授課教師對衛(wèi)生部本科教材進(jìn)行深加工和再研究,使學(xué)生在學(xué)習(xí)臨床基本知識的同時(shí),對相關(guān)學(xué)科的發(fā)展動態(tài)及研究方向有了進(jìn)一步了解,進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的醫(yī)學(xué)探索熱情。各科室及各教研室設(shè)立了專門的教學(xué)秘書,整理各種教學(xué)檔案及課件,教研室記錄手冊、臨床教學(xué)記錄手冊、教學(xué)過程實(shí)時(shí)記錄、對教學(xué)全過程進(jìn)行監(jiān)控和管理。
2.3嚴(yán)抓教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控
教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)工作的生命線,直接關(guān)系到評估成敗。在傳統(tǒng)的課堂觀摩教學(xué)和臨床實(shí)習(xí)評估工作基礎(chǔ)上,我院進(jìn)一步建立起符合我院教學(xué)實(shí)際的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控及評價(jià)體系,建立健全教學(xué)質(zhì)量管理制度。通過實(shí)施主講教師資格認(rèn)定制度,青年教師培養(yǎng)制度,領(lǐng)導(dǎo)干部聽課制度,教師課程教學(xué)質(zhì)量評價(jià)制度,教學(xué)事故一票否決制度,同行評議制度,督導(dǎo)委員會聽課制度,青年教師講課比賽制度,研究生導(dǎo)師制度,研究生中期考核匯報(bào)制度,院系教學(xué)狀態(tài)評估與考試過程監(jiān)控制度,考試質(zhì)量分析制度和試卷評估制度等,增強(qiáng)了教學(xué)質(zhì)量意識,建設(shè)了教學(xué)質(zhì)量文化,構(gòu)建了全員參與、全方位、全過程的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控和保障體系,確保了學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高。
2.4嚴(yán)抓臨床基本技能培養(yǎng)
學(xué)生的臨床基本技能和臨床思維的培養(yǎng)關(guān)系到學(xué)生成才關(guān)鍵,也是評估檢點(diǎn)內(nèi)容之一。為此,在強(qiáng)化訓(xùn)練的同時(shí),學(xué)院編印了《臨床實(shí)習(xí)診療技術(shù)操作規(guī)范》,進(jìn)行臨床基本技能強(qiáng)化培訓(xùn),對臨床各科室常見技能內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)范化整理匯編,并對各項(xiàng)技能設(shè)立考核標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)范制作了包括外科無菌術(shù),切開、縫合、止血、打結(jié)以及各種穿刺術(shù)等示范多媒體課件。錄制了主任醫(yī)師、副主任醫(yī)師、主治醫(yī)師三級教學(xué)查房錄像,各類外科手術(shù)操作多媒體材料等。建立實(shí)習(xí)醫(yī)師外科操作手術(shù)室,購買試驗(yàn)動物,抽調(diào)優(yōu)秀中青年教師專職操作培訓(xùn)。在此基礎(chǔ)上,科室篩選病例進(jìn)行實(shí)習(xí)醫(yī)師“主刀”操作,極大地加強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和臨床技能操作的規(guī)范性、正確性。
3歸納總結(jié),完善材料是迎評工作的重要內(nèi)容
在本科教學(xué)水平評估過程中,材料準(zhǔn)備亦是一個(gè)艱巨而瑣碎的工作,主要包括自評報(bào)告在內(nèi)的背景材料,佐證材料和備查材料。材料準(zhǔn)備過程也可以說是對學(xué)院多年來教學(xué)工作的總結(jié)回顧,有利于我們發(fā)現(xiàn)不足,更好地規(guī)劃今后的教學(xué)工作,促進(jìn)教學(xué)工作持續(xù)發(fā)展[3]。為此學(xué)院專門成立了相關(guān)的材料準(zhǔn)備工作小組,學(xué)習(xí)本科教學(xué)水平評估方案有關(guān)材料,將評估方案中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分解,深刻領(lǐng)會評估指標(biāo)的內(nèi)涵和外延。各工作小組分工明確,對有關(guān)材料進(jìn)行全面收集、歸納和整理。各臨床科室及教研室組織專人收集整理原始材料,并進(jìn)行加工整理,一般由科室教學(xué)秘書或行政住院總醫(yī)師負(fù)責(zé)收集整理;材料撰寫小組在此基礎(chǔ)上進(jìn)行材料的加工,進(jìn)一步整理各項(xiàng)備查材料,撰寫初步總結(jié)材料;材料審核小組專家則對照評估指標(biāo)和要求對撰寫材料進(jìn)行進(jìn)一步檢查,查漏補(bǔ)缺,不斷規(guī)范,不斷完善。各教研室、各處室撰寫自評報(bào)告,學(xué)院匯總撰寫自評報(bào)告。自評材料的準(zhǔn)備充分認(rèn)識自己的優(yōu)勢與薄弱環(huán)節(jié),突出特色項(xiàng)目,注重內(nèi)涵。備查材料目錄,自評結(jié)果及多媒體匯報(bào)材料通過學(xué)院專家小組論證及大學(xué),省專家小組評估檢查,保證材料的準(zhǔn)確性,完善性和科學(xué)性。各專項(xiàng)評估結(jié)合學(xué)校的教學(xué)狀況、基本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),自評報(bào)告等材料公正、客觀;定性材料要有依據(jù),具有說服力,定量材料要數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確,有利于專家組結(jié)合進(jìn)校實(shí)地考察作出評判。
示范中心是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),示范中心建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。要規(guī)劃好、用好各種要素并處理好相互關(guān)系,使中心整體發(fā)揮出最大的效益。要準(zhǔn)確定位,中心是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的主戰(zhàn)場,是學(xué)校整個(gè)教學(xué)、科研體系的一個(gè)子系統(tǒng)。中心是一個(gè)開放的、動態(tài)發(fā)展的系統(tǒng),不是孤立的、不變的,要勇于創(chuàng)新、進(jìn)取,不能故步自封、停滯不前。中心建設(shè)是一個(gè)長期的過程,既不能無所事事、碌碌無為,也不能奢求一步到位。要采取“科學(xué)定位、系統(tǒng)規(guī)劃、逐次推進(jìn)、不斷完善”的思路,不斷推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段,不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
山東科技大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡稱中心)于2002年正式組建,前身為成立于1958年的山東礦業(yè)學(xué)院礦電實(shí)驗(yàn)室。先后被評為省級雙基一類實(shí)驗(yàn)室、省級高等學(xué)?;A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、中央與地方共建高校實(shí)驗(yàn)室、省級普通高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。2007年被批準(zhǔn)為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位,2012年通過驗(yàn)收。中心下設(shè)18個(gè)實(shí)驗(yàn)室和2個(gè)實(shí)驗(yàn)基地,設(shè)備資產(chǎn)總額1 900余萬元,面積3 660余平方米,儀器設(shè)備4 300余臺套?,F(xiàn)有教師69人,其中專職教師45人(博士22人,高級職稱32人)。面向全校9個(gè)學(xué)院、42個(gè)專業(yè)開設(shè)20門理論課程、19門實(shí)驗(yàn)課程,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目255項(xiàng)。每年接納5 300多名學(xué)生完成計(jì)劃內(nèi)實(shí)驗(yàn)人時(shí)數(shù)28萬,指導(dǎo)學(xué)生科技創(chuàng)新活動和其他實(shí)踐教學(xué)任務(wù)21萬人機(jī)時(shí)。
創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,確立中心建設(shè)思路
山東科技大學(xué)是一所工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)、文學(xué)、法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、教育學(xué)等多學(xué)科相互滲透、協(xié)調(diào)發(fā)展的省屬重點(diǎn)大學(xué),工科優(yōu)勢突出,具有鮮明的煤礦行業(yè)特色,是山東省重點(diǎn)建設(shè)的5所應(yīng)用基礎(chǔ)型人才培養(yǎng)特色名校之一。學(xué)校歷來重視實(shí)踐教學(xué),長期以來“吃苦耐勞、動手能力強(qiáng)”是用人單位對該校畢業(yè)生的一致評價(jià)。
中心2007年被批準(zhǔn)為國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位。在建設(shè)過程中,中心系統(tǒng)地梳理了建設(shè)的方方面面,形成了“以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo),以高水平學(xué)科平臺為依托,夯實(shí)基礎(chǔ),強(qiáng)化綜合,倡導(dǎo)創(chuàng)新”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,注重“知識、實(shí)踐、創(chuàng)新”的有機(jī)統(tǒng)一,實(shí)行理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)一體化,從根本上改變輕實(shí)驗(yàn)、重理論的傳統(tǒng)教學(xué)觀念。采取“科學(xué)定位、系統(tǒng)規(guī)劃、逐次推進(jìn)、不斷完善”的建設(shè)思路,通過學(xué)校投資、教改項(xiàng)目立項(xiàng)、社會捐贈、自制儀器設(shè)備等方式不斷推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),把創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)貫穿于實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié),不斷更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。
積極研發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器,解決教學(xué)難題
中心非常重視現(xiàn)有設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng),提高設(shè)備使用率,使之最大限度地服務(wù)于教學(xué)及科研:(1)常態(tài)化、制度化管理。每學(xué)期末各實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一上報(bào)需要維修的設(shè)備清單,由中心統(tǒng)一聯(lián)系廠家維修。對于小的故障,由實(shí)驗(yàn)室管理員或任課教師實(shí)時(shí)維護(hù),所需耗材從中心運(yùn)行經(jīng)費(fèi)中隨時(shí)解決。(2)鼓勵(lì)任課教師自制教學(xué)儀器。自制教學(xué)儀器的一大優(yōu)勢是便于維護(hù),保證設(shè)備有較高的完好率和利用率。(3)建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理系統(tǒng),通過自動化、信息化管理提高設(shè)備管理水平。
為解決購置設(shè)備不能滿足教學(xué)需求的難題,中心鼓勵(lì)教師、學(xué)生積極參加教學(xué)儀器的改進(jìn)和研制工作。近年來投入30萬元用于教學(xué)儀器研制,開發(fā)了虛擬信號分析儀、DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、模擬電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等500多套實(shí)驗(yàn)儀器,其中虛擬信號分析儀獲2010年全國高等學(xué)校電子技術(shù)研究會實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。本文推薦2種自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。
(1)高性價(jià)比的便攜虛擬信號分析儀
儀器設(shè)備是示范中心建設(shè)中的關(guān)鍵問題之一。目前我國高等學(xué)校電工電子類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室中,所配置基礎(chǔ)儀器通常是函數(shù)信號發(fā)生器、雙路示波器、雙路直流電源等。層次高一點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)室雖然配備了少數(shù)頻譜分析儀、數(shù)字存儲示波器、任意波形信號發(fā)生器,但是由于臺套數(shù)太少,大部分學(xué)生沒有機(jī)會熟悉使用這些高端儀器。
針對這種情況,中心開發(fā)了一種具有很高性價(jià)比的便攜虛擬信號分析儀。該儀器集信號源、示波器、記錄儀、頻譜分析儀、時(shí)頻分析等多種功能于一體,成本低廉,體積小,重量輕。具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán),硬件部分自行設(shè)計(jì)、制作,核心軟件采用C#語言自行開發(fā),擁有源代碼,便于不斷開發(fā)完善。
該儀器已在學(xué)校電子技術(shù)、DSP技術(shù)等課程實(shí)驗(yàn)以及學(xué)生科技創(chuàng)新活動中獲得推廣應(yīng)用,對于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平起到了重要作用。圖1a為虛擬信號分析儀電路板。圖1b為PLAB儀器工具箱(PLAB意為個(gè)人實(shí)驗(yàn)室,即Personal Laboratory),包括虛擬信號分析儀、萬用表、常用工具等。由于大部分學(xué)生擁有筆記本電腦,再加上一套這樣的儀器工具箱就相當(dāng)于擁有一個(gè)便于攜帶的小型個(gè)人電子實(shí)驗(yàn)室,在校園任何一個(gè)角落都可以開展實(shí)驗(yàn)活動。
(2)C55x DSP實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)
數(shù)字信號處理器(DSP)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、豐富的片上資源和靈活的對外接口,在電子信息、通信、計(jì)算機(jī)、儀器設(shè)備、自動控制、醫(yī)學(xué)、消費(fèi)類電子、軍事等領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用。因此,DSP技術(shù)已成為高校電氣信息類學(xué)生必須掌握的一門重要技術(shù),國內(nèi)越來越多的高校陸續(xù)開設(shè)了DSP類課程。
中心教師選用TI公司的C5000系列C55x芯片為核心開發(fā)了一套功能強(qiáng)大的DSP實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)(如圖2所示)。考慮到DSP區(qū)別于其他各種嵌入式處理器的突出特點(diǎn)是具有高速實(shí)時(shí)信號處理能力,因此在主系統(tǒng)板設(shè)計(jì)中設(shè)置了4路高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),并配置了相應(yīng)的4路模擬信號輸入輸出通道,以強(qiáng)化系統(tǒng)的信號采集和處理能力。同時(shí)為該系統(tǒng)配備了自制虛擬信號分析儀,為系統(tǒng)提供豐富的各種測試信號,對系統(tǒng)輸出信號進(jìn)行波形記錄、頻譜分析和時(shí)頻分析。
另外,系統(tǒng)所配置的關(guān)鍵設(shè)備XDS100仿真器也由中心教師自行開發(fā)。中心是國內(nèi)最早推出XDS100仿真器的單位之一,最早將該型仿真器進(jìn)行開源,為國內(nèi)DSP技術(shù)愛好者自制該型仿真器提供技術(shù)支持。
理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)一體化,培養(yǎng)高素質(zhì)教師隊(duì)伍
無論是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)還是實(shí)驗(yàn)教學(xué),教師隊(duì)伍培養(yǎng)是關(guān)鍵,中心將其列為工作重點(diǎn)之一:
(1)實(shí)行理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)一體化。中心不但承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)任務(wù),同時(shí)還承擔(dān)相應(yīng)理論課程的教學(xué)和課程建設(shè)任務(wù)。要求教師必須參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作,符合教師條件的實(shí)驗(yàn)人員可兼理論課,工作量計(jì)算與理論課教師相同;對教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究給予經(jīng)費(fèi)支持,并實(shí)行獎(jiǎng)勵(lì)措施。
(2)中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)緊密融合。中心教師不但從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)、理論教學(xué)工作,同時(shí)也參加科研和學(xué)科建設(shè)工作。吸引并穩(wěn)定一大批優(yōu)秀人才從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,不斷把先進(jìn)的科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)成果,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終保持高、新水平。
(3)重視青年教師培養(yǎng)。對新進(jìn)青年教師進(jìn)行崗前規(guī)范化培訓(xùn);安排教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師對青年教師進(jìn)行傳幫帶;引導(dǎo)青年教師積極參加教學(xué)研究和教學(xué)改革實(shí)踐;鼓勵(lì)并指導(dǎo)青年教師參加學(xué)校講課比賽;鼓勵(lì)資助青年教師參與指導(dǎo)學(xué)生學(xué)科競賽活動;資助教師參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議和發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文。
(4)重視學(xué)術(shù)交流和對外交往。除了積極主辦、承辦高層次學(xué)術(shù)會議之外,還派遣骨干教師赴美國、英國、德國的知名大學(xué)訪問,邀請國內(nèi)外知名專家來訪。
突出創(chuàng)新特色,收獲建設(shè)成果
中心在建設(shè)過程中呈現(xiàn)出三大特色:(1)形成了集“研究性、自主性、開放性”于一體的層次化創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,使創(chuàng)新活動及早開展并連貫化,由原來面向少數(shù)學(xué)生的精英教育變?yōu)槊嫦虼蟛糠謱W(xué)生的大眾教育。(2)自制教學(xué)儀器層次高、批量大、應(yīng)用效果好。(3)中心建設(shè)與學(xué)科建設(shè)緊密融合,吸引和穩(wěn)定優(yōu)秀人才從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。
在創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)方面中心做了以下工作。
(1)中心提出集“研究性、自主性、開放性”于一體的電工電子創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)必須具備3個(gè)基本屬性,①研究性:具體實(shí)現(xiàn)方法多樣性,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有多樣性,學(xué)生只要獨(dú)立完成,出現(xiàn)雷同結(jié)果的概率極小;②自主性:學(xué)生根據(jù)總體題目要求,自擬具體的實(shí)驗(yàn)題目,自主提出實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告,指導(dǎo)教師的任務(wù)主要是管理和提供基礎(chǔ)支持;③開放性:通過實(shí)驗(yàn)室開放活動完成,指導(dǎo)教師要確保階段性檢查督促和對最終結(jié)果把關(guān)。
(2)開發(fā)了模擬電子、數(shù)字電子、EDA、DSP、單片機(jī)、虛擬信號分析儀等10種、500多臺套新技術(shù)含量高、模塊化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備,學(xué)生可以方便地進(jìn)行模塊組合完成多樣化的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。
(3)分基礎(chǔ)新技術(shù)綜合三個(gè)層次開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)。其中,結(jié)合電路、模電、數(shù)電、單片機(jī)、EDA、電機(jī)與電力拖動、電力電子技術(shù)、高頻電子線路、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等電工電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程建設(shè)了32個(gè)基礎(chǔ)類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;結(jié)合DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技術(shù)(ARM和MSP430等)、新型電子器件、傳感器、圖像處理、語音處理等新技術(shù)課程建設(shè)了30個(gè)新技術(shù)類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目;結(jié)合學(xué)??蒲刑厣?,建設(shè)了12個(gè)綜合類創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
(4)開設(shè)創(chuàng)新學(xué)分和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課程。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為選修課,在4至6學(xué)期每學(xué)期安排1次課。學(xué)生完成一個(gè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)可獲得1創(chuàng)新學(xué)分。將創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為3個(gè)層次進(jìn)行。第一為基礎(chǔ)層,主要覆蓋電路、模擬電子、數(shù)字電子、單片機(jī)、EDA、電機(jī)與電力拖動、電力電子技術(shù)、高頻電子線路、數(shù)字信號處理等專業(yè)基礎(chǔ)類課程。第二為新技術(shù)應(yīng)用層,主要覆蓋DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技術(shù)、新型電子器件、傳感器、圖像處理、語音處理等新技術(shù)課程。第三為綜合創(chuàng)新層。綜合運(yùn)用所學(xué)知識、技術(shù),結(jié)合學(xué)??蒲袃?yōu)勢,面向?qū)嶋H問題提出新課題。通過3個(gè)層次的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動,使學(xué)生在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)階段就參與創(chuàng)新活動。創(chuàng)新活動由淺入深,最終達(dá)到較高的水平。
獲批國家級雙語教學(xué)示范課程、國家級精品課程、國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)、國家級人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)各1個(gè),獲國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng),省級教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng),全國行業(yè)協(xié)會教學(xué)成果二等獎(jiǎng)以上6項(xiàng)。出版教材21部,其中實(shí)驗(yàn)教材6部。發(fā)表教學(xué)論文50余篇。學(xué)生在科技創(chuàng)新競賽活動中獲得全國三等獎(jiǎng)以上17項(xiàng),省級二等獎(jiǎng)以上67項(xiàng)。學(xué)生獲得專利47項(xiàng),其中發(fā)明專利3項(xiàng)。
級別:部級期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級別:部級期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級別:省級期刊
榮譽(yù):中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)全文收錄期刊
級別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊