机械工程测试技术实践教学方法论文
摘要:为适应新工科专业建设和*,需加强课程教学*,提高学生创新设计能力、实践动手能力,达到国际标准的专业认证要求;课程实践教学是培养新工科学生创新设计实践能力的关键环节,强化实践教学是课程教学*的基础。文章针对机械工程测试技术课程,探索实践教学方法和教学模式,作为加强创新设计能力的专业课程*突破点,结果表明改进实践教学方法可提高学生创新设计能力,是新工科专业课程建设的着重点。
关键词:创新设计;实践教学模式;测试技术课程;教学*
一、概述
目前,机械工程测试技术课程教学仍侧重测试基础知识学习,在实践能力、创新能力的教育和动手能力训练方面有待提高[1]。随着本科教育教学*持续、深入推进,加强新工科学生创新能力培养已成为高等教育*发展的新方向。根据机械电子工程专业培养方案修订和专业认证需求[2],机械工程测试技术课程教研组完成了机电综合创新实验室建设项目,并获得该课程教改立项资助,课题着重教学内容、课程体系、实践环节等方面的综合*,现已完成课程创新设计实践教学方法研究。通过已完成并实施的课程实践教学新方法,明显激发学生学习兴趣,培养了学生团队协作意识和创新能力,实际动手能力有显著提高。
二、基于创新设计的课程实践教学基础
(一)机电创新综合实验平台
创新设计综合实验是基于创新设计的测试技术课程实践教学基础,实验室需提供良好的开放实验条件。通过增加课程实验学时数,满足综合型、设计型、创新型实验学时要求,学生有充分的时间进行实验设计和分析[3,4]。机械工程测试技术教研组充分利用机电综合创新实验室资源,提高师资队伍教学、科研能力,培养教学团队,交流教学方法,做到经验分享,发掘新方法。机电综合创新实验室实验实训台有:单片机和可编程综合实验台、三维数控平台、电机综合实验台、三联电梯群控实验台、光学测试平台、超声测试实验台,如图1所示。能开设机电控制、驱动、测试等多门课程综合实验、实训项目。课程教学中,引导学生整合现有设备,设计综合实验;在此基础上,引导学生对实验设备和实验项目进行创新设计,培养学生创新设计能力。各实验台主要开设的综合性、创新设计实验项目如下:
1.单片机可编程控制综合实验装置可完成测试系统控制器设计、开发实验。该实验装置集单片机实验板、专业仿真器、可编程控制器、通信编程器、模拟控制实验板、实物于一体,可直观地进行单片机原理及各个应用领域的实验、多个PLC实际应用的模拟实验及实物实验,同时也为高层次的设计开发实验提供良好的条件。本装置结合教学要求,设计了单片机和可编程控制器课程中最具典型性的实验项目,适合各高等院校开设的“单片机原理及接口技术”、“单片机数据通信技术”、“可编程控制器技术”、“可编程控制器及其应用”等课程的实验教学。
2.三维数控实验台该实验台为主轴带光栅的开放式可重组龙门三维机电综合工作台,可完成位置、速度等三坐标运动控制参数综合测试、开发实验。采用工业模块化结构设计,具有开放式可重组龙门固定式三维平台机械本体,实现可重组三维运动平台和通用四轴闭环控制系统的运动控制;提供VC、Vb、C#、Delphi、Matlab及Labview等主流高级编程环境的接口库,方便进行机电和控制等方面的实验,可使用开放式高级语言采集位置和速度信号,实现位置和速度的全闭环控制、半闭环控制和开环控制,显示位置和速度曲线。
3.电机综合实验台该实验台为运动控制与电机综合实验及故障诊断平台(机电一体化技术综合实训平台)实验系统,可完成机械振动、轴端位移、主轴不对中及轴承磨损等故障参数的综合测试,电机控制及故障诊断系统的设计和分析。可实现机电一体化技术与运动控制和故障诊断综合实验;实验平台包含典型传感器技术、交流电机控制、运动控制器、计算机控制、数控系统等课程实验,故障诊断实验包含典型的机电一体化系统故障诊断与分析实验。
4.三联电梯群控实验台六层三联群控电梯模型为透明仿真教学电梯,具有自动平层、自动开门关门、顺向响应轿厢内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、慢上、慢下、照明、风扇等功能;模型软硬件均采用开放式结构,可进行测试、控制系统的二次开发研究,实现群控电梯(统一调度多台集中并列的电梯)、并联控制电梯(2-3台电梯的控制线路并联,进行逻辑控制,共用层站外召唤按钮)、集选控制电梯、信号控制电梯等。
5.机电系统测控技术综合实训平台双喷头喷墨打印沉积系统由机械系统、驱动系统、运动控制系统、视觉系统及喷头系统等组成。通过检测微滴运动参数,精确控制微滴稳定喷射及基板精确运动的协调控制,实现功能材料在基板精确沉积制造,完成如:柔性导电线路、微传感器、薄膜太阳能电池、半导体器件的快速成型制造。变频张力控制教学培训系统具备传感检测技术、人机交互、电机拖动、PID控制、自动传输、电气调试等技术应用,通过对卷绕系统中收放卷装置的张力控制,线速度、膜厚和卷径等变量算法研究,重点突出变频器模拟量方式对三相电机的调速与控制、收放卷张力恒定等项目,包含PLC、HMI、变频器配线、控制和通讯功能的综合实训;整个动态过程能保证收卷、放卷过程的平稳性,不论是大卷、小卷、加速、减速、激活、停车都能保证张力的恒定。数字微镜器件(DMD)为数字微镜空间光调制器套件,结合DMD高性能芯片组,能为学生提供FPGA可编程应用开发平台,学生可开发定制应用,该投影套件系统也为高层次综合设计开发实验提供良好条件。便携式超声波探伤仪具有B扫描(成像)以及全程连续动态实时记录检测回波数据便携式超声波探伤仪,能够快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部多种缺陷如裂纹、焊缝、气孔、砂眼、夹杂、折叠等的检测、定位、评估及诊断。
(二)结合研究课题,开设综合设计实验
利用机电创新综合实验室仪器设备,结合科研课题,在光学检测、微滴喷射成型技术、机器视觉、高速主轴可靠性分析等领域的测试方法,引导学生开发、设计实验实训内容。与工程训练中心合作,探讨开放实验室管理方案,实现学生自主管理实验,全天开放实验室,提高学生动手实践、培养创新思维,参与课题研究,培养科研分析、写作论文、实验数据分析能力,真正掌握、领会测试技术课程学习内容。加强竞赛竞争力,通过课程探讨竞赛培训方法,课程学习使学生具备参加国家级大赛能力,机械类专业可参加全国机器人大赛、机械创新大赛、工程训练能力竞赛和电子大赛等国家级竞赛;通过竞赛,总结参赛经验,分析与课程教学的结合点,教学方法*切入点,改进教学方法、教学内容及学生应掌握知识点,强化学生实践能力培养。结合研究课题,提出问题、设计教学案例,结合实际应用,设计实验教学方法和学生自主完成的实验内容,实现自主训练教学目标。目前,在电机综合实验、电梯群控实验及柔性制造等实验平台上已开设了若干个设计型、创新型实验项目。
针对机械电子工程、机械设计、制造及自动化等专业的培养要求[5,6],结合课题研究,设计、开发了图1所示的机电综合创新实验项目,可为机械电子工程、机械设计等多个专业测试、控制及仿真课程提供综合设计实验,很好地改进了实践教学方法。
(一)工程测试项目在实践教学中的综合应用
课题组完成的工程测试项目有机械零件超声波无损检测与探伤技术、轴承故障检测与故障诊断技术、高速主轴振动检测、机器视觉和光学检测、可穿戴织物导线的微滴喷射成型技术和高速电主轴可靠性试验技术等课题,涉及位置、振动、位移、超声波、光学等多种测试方法。项目研究扩充了机电综合创新实验内容,学生通过课程实践教学参与项目研究,将学习的测试方法用于实际工程项目,提高学生课程学习积极性,加强了动手能力和解决实际问题能力,大大提高了课程实践教学效果。
(二)科研成果融入实践教学环节
课题组利用科研项目,结合应用的工程测量方法,整理了科研项目中的测试系统,提炼出具有实际工程应用的实践教学案例,作为项目驱动教学,课程结合科研项目的实践教学内容。以力和扭矩非接触检测方法为例,实践教学中,针对高速电主轴接触式检测存在的问题,引导学生提出新的检测方法,设计、开发非接触检测装置。这种装置是通过创新设计得到的研究成果,一种学生自己开发的测试新技术。经过创新设计实践训练,很好地开拓了学生思维方法,提高了知识探索能力。该应用是在高速电主轴可靠性实验课题研究中,需检测作用在高速电主轴轴端加载盘上的电磁加载量,包括径向电磁力和扭矩的检测。根据高速主轴接触式检测存在的问题[7],实验教学中引导学生设计非接触电磁加载量检测方法,提出电磁加载力和扭矩的非接触检测方法,对电磁加载量检测装置进行了创新设计,如图2所示。应用图2所示测试装置完成加载力和扭矩测试实验,学生分析了径向力和扭矩同步检测方法及实验装置工作原理,通过实验数据的处理,得到力和扭矩检测值,解决了高速主轴作用力和扭矩检测的工程应用问题。与教材讲授的力和扭矩检测方法相比,创新设计实验教法很好地培养了学生动手实践和分析解决实际问题的能力。
四、结束语
本文针对机械工程专业新工科培养目标,分析和探讨了机械工程测试技术实践教学新方法。为加强学生实践动手能力,建立以学生为中心的多层次、应用型机电综合创新实践教学模式,构建了机械系统检测技术综合创新设计的课程实验实训平台。本文研究促进了专业实践教学资源的整合、优化和共享。有利于通过课程实践教学环节,提高学生动手能力和解决实际问题的能力。
参考文献:
[1]田和强.加强创新和实践能力培养的机械工程测试技术课程教学*[J].高教学刊,2016(1):71-72.
[2]王红军,常城,钟建琳,等.基于工程教育认证理念的机械类实践环节教学方法与评价方式*[J].高教学刊,2018(1):13-14,17.
[3]胡开群,冯鑫.“机械工程测试技术”课程教学*探讨与研究[J].科技视界,2017(11):102-103.
[4]周超伦.面向应用型本科的《机械工程测试技术》课程教学*的探讨[J].科技风,2017(16):35.
[5]周岳斌,王中任,杜毓瑾,等.在《机械工程测试技术》课程教学中培养大学生的创新能力[J].科技创新导报,2015(10):154-155.
[6]杨帆,周济人,朱红耕.基于创新能力培养的水泵及水泵站课程教学*与实践[J].高教学刊,2018(1):27-29.
[7]邱荣华,刘宏昭.一种高速电主轴非接触电磁加载量的测试方法[J].西安理工大学学报,2012,28(3):253-257.
拓展阅读
1、地下工程的施工管理技术探析工学论文
摘要:随着城市化进程的加快,城市建设快速发展,城市规模不断扩大,城市人口急剧膨胀,许多城市都不同程度地出现了建筑用地紧张、生存空间拥挤、交通阻塞、基础设施落后、生态失衡、环境恶化等城市病,给人们居住生活带来很大影响,也制约城市经济与社会的进一步发展,成为我国现代城市可持续发展的障碍。在这样的背景下,我国城市地下空间发展由九十年代前的人防工程建设转变到九十年代以“城市可持续发展”为目标的地下空间开发利用的发展战略上来。这时,地下工程的建设显得尤为重要,本文通过对地下工程的施工技术方法的简要论述,揭示了未来我国的地下工程的发展前景,以及未来的施工工艺。
0引言
在我国随着我国城市化进程的不断发展、进步,人民的物质生活水平的不断提高,城市出现了用房拥挤的情况,开发地下工程已成为城市发展壮大的必然,也是一个城市发展的亮点。
苔罗阿尼先生认为:所谓地下工程是指在开挖深度不到6m时,单凭经验施工也不会遭到失败,即使地基土质略差,用一般方法也能安全施工。在设计中过分保守是不经济的。另外,如果深度大于6m,需要涉及到土力学方面的一些问题。根据一些专家的建议,处理开挖时挡土墙周围地基的稳定问题,一般采用稳定系数Ns=γt.H/Cu,对Ns≤4为浅开挖,Ns≥7为深开挖,其中γt是湿土单位体积的重量(t/m3),H为开挖深度(m),Cu是土的不固结不排水剪切强度t/m2。
我国在地下空间开发过程中,发展了非常成熟的地下工程技术,其中具有代表性的是下列三项技术。
1.1明挖技术(基坑技术)随着我国地下空间的发展,地下工程建设项目的数量和规模也迅速增大,产生了大量的深基坑工程,并形成了种类齐全的多种基坑围护开挖技术。从支撑技术上形成并发展了重力式、支撑式、土锚式、土钉式等多种技术,从围护工法上形成并发展了简易围护墙法、木板桩法、钢板桩法、钢管桩法、灌注桩法、地下连续墙法、逆作法(又叫盖挖法)等多种工法。基坑工程的设计理论、计算方法也得到不断改进,基坑工程的设计规范也有一定的发展。
九十年代以来,基坑工程规模不断加大,深度不断加深,与建筑物等已有设施距离越来越近,推动了深基坑工程的设计向更高水平迈进,使我国基坑工程的设计施工进入环境设计阶段,促进了时空效应基坑工法的生产与应用,并达到国际领先水平。
该方法考虑时空效应,科学地利用土体自身的控制地层位移的潜力,以解决软土深基坑稳定和变形问题。这种方法的主要特点是设计与施工密切结合。在设计中,设计参数(如被动区水平抗力系数K)的取值从现场反应来确定;施工中,开挖与支撑的施工工序基本是按分块、分层、分步、对称、平衡的原则制定,并以科学的施工工艺,有效地控制基坑的变形。
1.2暗挖技术(以隧道设计施工技术为代表)在我国,大量的线形地下空间均是以暗挖法形成的。其中两项关键技术,适于软土(岩)地区的盾构法与适于硬土(岩)地区的新奥法(及矿山法)在我国均有较大的应用与发展。
1.2.1盾构法我国自六十年代研究开发盾构技术以来,已成功地采用盾构施工技术修建了几十条车行和水工隧道,盾构机械装备从早先的机械式盾构、网格挤压式盾构,在引进和消化国外技术的基础上,发展到今天的上压平衡盾构(EPB)、泥水加压式平衡盾构。隧道衬砌设计及计算机理论大致经历了起步阶段(主要是借鉴国外的设计原理进行刚性衬砌设计)、柔性衬砌阶段和目前正在进行的以地层移动理论研究为主的阶段,其集中在对隧道的纵向变形及隧道纵横向内力、变形的影响问题、衬砌厚度偏大问题、管片宽度偏小问题、纵向拼装错缝问题等方面的研究和开发。
1.2.2从矿山法到新奥法我国在硬岩中开发地下空间取得举世瞩目的成就,拥有世界上最多的山岭隧道。在近几年的成昆铁路、京九铁路及秦岭隧道建设与开发中,通过对国内外各种设计施工的招投标及研发,使得我国的硬岩地下空间开发技术达到世界先*平,形成设计理论先进、施工技术完备的硬岩中地下空间开发技术。从设计方法上,从岩体松散压力控制设计的矿山法发展到岩体变形压力控制设计的新奥法,并且利用各种计算机数值法,对岩体中的变形受力机理能够进行比较准确的计算与预测。在施工技术上,由钻孔爆破法发展到TBM机法,施工机械化程度越来越高,喷锚与混凝土支护技术得到极大进步,开挖断面灵活多样,同时其他辅助技术,如岩爆预测技术、开挖面前方岩性与地下水探测技术等都有巨大进步。 1.2.3托换技术我国城市的密集与空间的紧张,在地下空间开发利用中,遇到大量的设施冲突、空间交叉及文物和环境等需要保护的情况,由此促进了托换技术的发展。托换技术是解决对原有建筑的地基需要处理和基础要加固的问题,和解决在原有建筑基础下需要修建地下工程以及邻近需要建造新工程而影响到原有建筑物的安全等问题的技术总称。
在我国大量的地下工程实践中,发展了基础扩大托换、坑式托换、预试桩托换、压入桩托换、打入桩或灌注桩托换、树根桩托换、锚杆静压桩托换、基础加压纠偏法托换、基础减压和加强刚度法托换、化学加固法托换、地下铁道穿越托换和结构物的迁移等门类齐全的多种托换技术,在城市建设和地下空间开发中发挥着不可替代的重大作用。
2地下空间开发利用展望
随着我国经济、科学技术水平发展、城市化水平的提高及城市可持续发展战略的贯彻,开发利用城市地下空间越来越表现出巨大效益和潜力,我国城市地下空间开发利用必将向现代化、国际化、科学化的方向发展。具体说来,我国城市地下空间开发利用事业将出现下述几个发展趋势:
2.1综合开发利用的趋势。城市地下空间开发利用将不再是满足某一单项功能,将立足于城市的整体建设与功能要求,是多项城市功能的整合共容,如满足交通、商业、供给与环境等的大型综合体。同时,也不再是一种空间形态的孤立,而是由点、线、面、体等多种形态的空间灵活组合贯通的有机的、丰富的空间整体。
2.2规划与设计理论的发展。建立在城市可持续发展与城市三维立体发展的战略思路上,将地下空间作为城市三维发展的一个维度,地下空间规划与设计理论将会逐步充实完善,其将指导城市科学地向地下延伸。
2.3开发技术的发展。我国目前的地下空间开发的土木技术已接近或处于世界先*平,但涉及到一些关键辅助设备等技术,如机具技术、计算机与电气控制技术、自动化技术等等,与世界先*平还有大的差距,会影响到地下空间开发的规模与成本,将来随着对引进技术的消化吸收和加大研制开发的投入,将会逐步缩小这些差距。
2.4法规与管理维护越来越完善。不仅有完备的法规、政策及管理措施和先进的维护技术水平,还将形成一整套推动地下空间综合开发利用的实体和管理部门。
2.5环境要求与环境控制将被更加重视,相应技术工艺日益成熟。无人的城市地下空间设施会更加安全、高效,有人的城市地下空间设施会更加舒适、美观,地下空间内环境中的造景、幻境及地面环境模拟等技术会大大发展。同时,将更多地从环境保护、城市景观保护和历史文物保护的角度开发利用城市地下空间。
2.6新工艺与新材料不断涌现。为了降低城市地下空间开发的成本与难度,并适应多种形态的地下空间的组合,满足多种设施功能的交叉与共容,高效、经济的施工工艺将会不断产生,尤其是机械挖掘技术与施工自动化技术会有较大进步。同时,新的建筑装饰材料尤其是地下防水与环境改善的材料也会不断涌现。
2、化工技术人才培养研究和实践论文
一、“2+1”校企合作人才培养模式的实施
1.贴近岗位,重构基于化工生产过程系统化的课程体系
课程体系构架中突出“订单”培养特色,针对订单企业化工生产特点,我们精选精细磷化工技术和离子膜烧碱生产技术两门课程作为本专业的核心工艺课程,并按照这两门工艺的化工生产过程系统化设计相关的分析、设备、仪表、安全环保等相关课程,如磷化工检测技术、氯碱仿真、磷化工“三废”治理和综合利用、化工设备现场管理制度、企业安全生产技术规程等。让学生通过在校的理论学习、仿真实训及企业现场操作训练,比较完整地掌握两到三种产品的生产过程,并全面掌握相关的工艺、设备、操作控制、分析检测、安全生产等相关知识和实践技能。学生第一学期安排有一周认知实训在企业完成,第二学期安排磷化工检测技术课程一周实训在企业质检中心完成,第三学期安排两周离子膜烧碱生产技术课程现场实训操作在企业完成,第四学期安排三周精细磷化工技术课程现场实训操作在企业完成,第五学期的专业综合实习和第六学期的顶岗实习均在企业完成。
2.明确课程教学目标,打破以往的课程结构,进行课程开发
课程内容的选择和重构是基于专业整个课程结构体系考虑,根据实现高职培养目标,从培养人才的知识、能力和素质出发,把培养职业能力作为主线,并贯穿始终,在课程内容选择和重构上,基于以“任务驱动、过程导向、理实一体”的教学理念,按照“做中学、学中做”的一体化教学模式进行设计和重构课程内容。具体做法是以兴发集团典型化工产品离子膜烧碱和磷化工生产流程为主线,将学生掌握的知识与技能融入到完成典型化工产品工作任务的过程中去学习,在完成工作任务的过程中,实现职业素质的养成与职业技能的培养。课程内容组织形式是按照“逆向分解、整合重构、正向实施、动态反馈、循环提升”的方法,组织课程专家、企业生产一线的技术专家、能工巧匠和专业教师成立学习领域开发建设团队,重点开发6项专业学习领域,构建学习情境,同时,校企合作,制定课程标准,开发特色教材,建设教学资源库。在教学实施中,强调教学过程的行动导向,每一个任务的完成要按照“资讯、决策、计划、实施、检查、评估”这一完整的行动过程实施教学过程,完成职业能力和职业素质同步培养,见表1。
3.引进兴发技术骨干,校企共同打造“双师”结构优秀教学团队
我们聘请兴发集团总工程师为应用化工技术专业的兼职专业带头人,全面参与专业建设。同时聘请兴发集团12名技术骨干为兼职教师,有仅在企业现场指导学生的实习实训,而且有针对性地进校内教室进行理论授课。企业兼职教师与校内专任教师结成对子,进行课程开发并全面参与专业课程建设、实训基地建设、指导学生校内及校外实训,完成专业课程教学任务。如精细磷化工技术主要由校内教师讲授基础理论、兼职教师(相关工艺技术员)结合企业实际讲授工艺过程,再到企业进行现场实训。同时,我们每年均选拔1~2名专任教师,到“订单”企业或相关企业学习化工生产新技术,顶岗锻炼、业务进修、技术合作,跟踪专业技术发展动态;到国内高职院校学习先进职教经验,参加行业专家新技术讲座,提高业务素质;在专业带头人的带领下,完成人才培养方案开发;编写具有行业地域特点的、创新的特色讲义,完成工学结合的优质课程建设;紧密联系行业企业,跟踪化工行业的发展,不断*教学内容,*教学方法。
4.校企共管,构建具有“双重”结构的质量保障体系
企业全方位参与学生管理与考核。学校主要以全过程的成绩考核学生的学习效果,企业通过提供奖、助学金,提供实训、实习期间的生活补助,校企之间开展文体交流活动提供活动经费,学生参与企业组织的各种职工活动提供奖励,学生在一年实习过程中,按照企业准员工要求,企业给每个学生建立实习考核档案,考核过程既重视学生的技能考试成绩,更重视学生在实习期间的行为表现,并按权重各50%记入实习总评成绩,全过程以经济手段进行考核,并作为毕业后企业正式录用的主要依据。校企共管的质量保证体系如图3。
二、“2+1”校企合作人才培养模式的效果
1.充分利用了社会资源
“2+1”校企合作人才培养模式充分利用了企业的各种资源(人、财、物),学生通过在企业为期一年的专业综合实习和顶岗实习,学习到了在校内学不到或不容易学会的专业知识及岗位能力;以一名企业准员工的身份在具体的岗位上工作,感受生产企业真实的生产环境与独特的企业文化。一年的定岗实习也为学生和企业提供了相互了解与考察的广阔空间,使学生有机会把自己的各个方面向实习企业进行展示,也使企业能够多角度的、多方面的了解学生,促进了就业。可以说,这种人才培养模式使得学校、企业和学生三方受益,学校和企业接口紧密,两方互补长短,达到培养人才的共同目的,使现有资源发挥的效用达到最大化和最优化,非常适合我国目前的国情。
2.学生技能突出企业满意度高,毕业生就业率达100%
通过实施“2+1”校企合作人才培养模式,学生经过三年“学生+员工”在学校、企业两种环境中的学习和实践,掌握了比较扎实的操作技能,大部分学生在实习期间就得到了企业的认可,实现了“学生毕业,员工转正”,90%以上的学生均在原实
习单位就业,其他因各种原因没在原实习单位就业的,因学生是“有工作经验的”,而且技能突出,非常受用人单位的欢迎。从2010年起,我院应用化工技术专业的学生一直保持就业率100%。
3、光电子技术理论与配套实验教学研论文
摘要:光子具有高速和大容量传输的优势,而电子在交换、路由和智能化等方面表现更佳。将光子和电子的优势结合起来的光电子技术使人类步入全新的光网络时代。“光电子技术基础”这门课程介绍了光电子技术的基本原理和应用实例,是光电子专业的必修课程。本文对光电子技术基础的理论教学及配套实验教学进行了初步的探索和课堂应用研究。
一、引言
2013年安庆师范学院物理与电气工程学院为适应学校筹建多科性大学的需要,开设了光电信息科学与技术专业。针对光电专业特点,安庆师范学院在2015年新开设了光电子技术基础课程。光电子技术是研究光与物质中的电子相互作用及能量相互转换的相关技术,主要应用于信息领域包括光通信系统、光纤传感、光电显示以及光存储,*,生物科学,激光加工和军事等领域。我国已经形成了发展潜力巨大的光电子产业,掌握光电子技术有助于提升光电专业学生的专业素质和就业竞争力。针对课程特点,我们对该课程的理论课教学做了初步的研究并根据课程特点开设了配套实验课,取得了良好的教学效果。
第一,课程设置。根据学校对专业的定位,为了能够培养出社会应用型人才,我们选择安毓英主编的《光电子技术》作为主要参考教材,主要介绍光电子领域中光源、光辐射的传播、光束的调制和光探测等关键技术的基本原理和应用实例。针对课程特点重点介绍光电子技术的实际应用,有必要跟踪反映国内外的一些新技术和新设备的动态,充分拓展学生的视野和知识面[1]。对于基础原理的'把握需要学生学习一些先修课程,包括激光原理与技术、电磁场与电磁波、半导体物理学以及物理光学等。有了这些基础知识储备,在教学过程中可以将更多的课时放在光电子器件及其发展的介绍上,通过这一门课程的学习真正培养学生的职业能力和专业素质。
第二,教学方法多样性。我们在教学中采取多种教学方法并存的教学模式。结合传统板书教学,充分利用多媒体教学的优势[2]。首先,内容引入。在每一章内容的开始,通过剪辑一段与章节内容相关的视频或者图片集播放展示,用比较直观的方式让学生了解接下来这一章他们将要学习的内容,给学生留下思考题,让他们带着问题开始接下来的学习,激发学生的学习兴趣。其次,建立联系。根据“光电子技术基础”课程偏应用型的特点,通过联想法将课本学习内容与现实生活联系起来,使教学内容深入浅出。比如介绍光通信系统,就可以联想到学生常用的手机,通过介绍手机实现通话的过程:包括信号调制、信号传输、信号接收和信号解调等,涵盖了光电子技术在通信领域应用的多个模块;在讲光敏电阻时可以联系城市里根据亮度自动开关的路灯。通过这些生活中的实例,激发学生的求知欲。最后,反转课堂。加强学生的课堂互动,开设学生讲堂。将学生分成若干小组,3-5人一组。老师讲授基本原理后,布置课后任务,每组分别就一个课题准备10分钟左右的PPT。每一次课最后留15分钟时间让学生展示他们搜集到的资料以及对学习内容的理解。并采取学生互评和老师评价相结合的模式打分,成绩计入平时成绩。
第一,基础实验。针对课程特点,我们引入了配套实验,使所学理论知识与实验有机结合,提高教学效果[3]。光电子技术基础课程教学中,关于光调制和光探测技术的内容介绍了多种调制原理以及探测器件,在学习完相关理论知识后,我们开设相应的配套实验课程。包括电光调制、声光调制和磁光调制的原理演示实验。以及包含多种探测原件的光电探测器特性测试实验平台,该平台涉及的光电探测器包括光敏电阻、光电二极管、APD光电二极管、PIN光电二极管、光电三级管、硅光电池等,涵盖了几乎所有类型的光电探测器。学生可以测试这些探测器的短路电流、开路电压、伏安特性、光电特性、频率响应特性、光谱特性和灵敏度等相关特性,并综合对比不同类别的探测器性能,帮助学生理解如何根据不同场合选用不同的探测器。理论与实验的结合使学生既可以根据所学原理知识自己动手做实验增强动手能力,又可以通过观察实验现象对所学理论知识有更直观的理解,加深对基本原理的掌握。
第二,创新实验。除了传统的验证式本科实验教学,我院还引进了光电技术创新实训平台。提供多种光电器件的应用模块、设计模块、各种数字表头以及设计中所需要的电子元器件,并配备有各种电源接口。学生可以根据提供的实验模块开展各种实验,充分展示自己的创新思维,将所掌握的光电器件真正应用到实际生活中。包括光敏电阻光控开关、热释电报警器和硅光电池光照度计等二十余种光电仪器的设计,都可以通过该实训平台完成。通过实验教学,极大地提高了学生的动手能力及创新意识,为社会培养出具备实际应用能力的高素质人才,最终达到服务社会的目的。
四、考核方式
根据课程安排特点,学生的最终考核成绩以平时成绩、实验成绩和期末考试成绩相结合。其中,平时成绩占20%(包括考勤、作业和学生讲堂),考试卷面成绩占50%,实验成绩占30%,综合考察学生的学习态度、自学能力、接受新知识的能力和实验创新能力。通过实际教学验证,这种理论与实验相结合的教学方式取得了良好的教学效果。
参考文献:
[1]罗敏.“光电子技术基础原理”教学方法探讨[J].求知导刊2014(10)
[2]于雪莲,顾国华.《光电子技术》教学方法的探讨[J].高教论坛2009(9)
4、浅析机械制图教学中多媒体技术的应用论文
机械制图是中等职业学校机电专业学生必修的一门基础专业课程。由于该课程的学习能够训练学生的逻辑思维能力和空间想象能力,培养学生严谨的工作态度,帮助学生全面提升自身能力,因此机械制图这一课程的教学在中职学校机电专业的专业课程中有着举足轻重的位置,一直得到学校教学部门的高度重视。而如何教好这门课更是每位执教者需要不断探索研究的课题。
机械制图课程教学的最终目标是培养学生的识图绘图能力,因此本课程的教学主要在立体图形和平面图形相互关联的基础上,重点培养学生的空间思维能力,将立体图像和平面图形有机结合,让学生学会识图和绘图。在传授知识的过程中,不仅要向学生教授专业的课程知识和技能,还要将思想教育和职业道德规范教育融入其中,引导学生端正学习态度,培养其学习的主观能动性,帮助其养成良好的学习习惯,培养良好的思想品质和工作能力,使学生能在将来的工作中做到爱岗敬业、无私奉献。
1.激趣入门。机械制图是机电专业课程里的一门基础科目,对于每位刚从初中升入中等职业学校的学生来说,他们的学习起点都是一样的,不存在因为基础知识缺乏而出现学习困难的情况。因此,对于初学者,就如孩子的大脑像一张白纸,随便的一涂一抹都会给他们留下深刻印记,这就对课程的.安排指明了方向,应在课程的最初,向学生解释说明该课程的学习目的和内容,消除学生的畏难情绪,使学生清楚了解机械制图这门课程的基础性和重要性,了解学好这门课程对于今后工作开展的重要指导意义,从而激发学生的学习兴趣,使其积极主动地进行课程学习。
2.从严要求。机械制图是一门非常严谨、科学的课程,由于其内容极具专业性、科学性,在教学的时候就要教育学生本着科学、严谨的态度,认真学习相关知识。例如尺寸、符号等方面,在教学过程中要严格要求学生认真仔细,培养严谨的工作作风和认真的工作态度。要让学生明白,在将来的工作中,可能由于工作一时的粗心大意,就会影响整个产品的质量或规格,就会给企业或国家造成不可挽回的损失。
目前, 中等职业学校机电专业的学生中男生的数量居多,而男生的普遍特点便是活泼好动、自由散漫、学习基础薄弱、不爱学习。同时中职校学生由于年龄较小,思想不够成熟,因此缺少对人生的规划,学习目标不明确,态度不认真。
同时,由于机械制图课程的教学内容主要以识图绘图为主,需要学生在学习过程中先将平面图形想象成空间立体图形,再将空间图形以平面图纸的方式呈现。机械制图课程被学生普遍认为既抽象又难学,虽然大部分学生已经认识到这门学科的重要性,并且投入了大量的时间和精力,但是最终的学习效果却不是十分理想, 不少学生因而出现畏难情绪,进而对课程学习失去兴趣。
鉴于中职校学生的学习现状和机械制图这门课程的特殊性,如何搞好机械制图课程的课堂教学,提高教学效率,是教者们一直探讨的课题。作为一线教师,笔者也作了多年的探索,认为运用多媒体技术教学应该是一个很好的途径。
事实上,在复杂图形比较多的机械制图教学中,教师不可能将每个图形在黑板上一一画出, 如果单靠教师照本宣科,学生可能无法跟上所讲的节奏,很难理解或想象出具体图形,传统的教学模式往往很难达到预期的效果,这时候就需要通过直观清楚的表达方式来进行教学。随着科学技术的进步,多媒体技术越来越多地被应用到机械制图教学中。通过多媒体技术可以给学生提供直观的图像,避免以往的教学缺点,同时锻炼了学生的动手能力,调动了学生的学习积极性。
1.多媒体技术与传统教学方式相结合
多媒体教学方式是对传统教学模式的继承和补充,作为一种教学方式,可帮助教师更好地展示教学内容。举例来说,教学中可以通过计算机绘图软件, 将课程中的物体进行绘制,绘制出三维立体图形,这些图形能在空间中无限地扩大和旋转,这样就便于学生从各个角度观察物体,加深理解,使学生在脑海里构建出相应图形,进而进行自主绘图。这样既能提高机械制图课程的教学效率,也提升了学生的计算机操作能力,可谓是一举多得。当然采用多媒体技术的同时,还不能忽略传统教学,不能单纯依靠多媒体技术,在一些简单的课程内容上仍可以使用传统教学,比如点、线、面的三面投影,我们仍然可以在黑板上演示作图步骤,这样能加深学生的印象。所以在机械制图的课堂上应根据具体的教学内容将多媒体技术与传统教学方式完美结合,以达到最佳教学效果。
技术的应用可极大提高学生动手能力
随着现代科技的发展和迅速传播,不少企业已经告别了手工绘图,取而代之的是计算机绘图,中职学校机械制图的教学要跟上时代的步伐,为社会培养出适应型人才就要引入计算机辅助教学, 将CAD 教学应用到机械制图上。常用的CAD 软件有AUTO CAD、PRO/E、UG 等, 它们在图形功能和造型建模等方面各有千秋,都能够快速高效地绘图且修改方便,大大节省了工作时间,提高了工作效率。我们要求学生在使用CAD 软件时,可根据自己的需求构建自己所要的模型,这给学生创造了良好的机会,学生需通过探索新知,想方设法来制作各类模型。教师可通过各种作图比赛、造型比赛来激励学生,以提高他们的机械制图水平和CAD 水平。
3.注重多媒体课件的编写质量
多媒体课件是多媒体教学的精髓所在,质量高的课件可以将教学内容充分地展示给学生。将课程内容利用图像、音频等方式制成多媒体课件,使教学内容更加丰富充实,比如在学习组合体视图这个章节时, 教师可将制作组合体的过程,如叠加、切割等,录成视频,配上语言旁白或文字,图文并茂,这样能很大程度地调动学生的积极性,提高学生的学习热情,加深学生的感官认识。当然这对教师信息化水平就提出了很高的要求。学校应大力鼓励教师以多种方式编写多媒体课件,可以适当组织多媒体课件的评比比赛,调动教师的积极性。学校应定期组织多媒体技术培训,通过培训提高教师的计算机水平及编写课件的能力。学校还要对教师编写的多媒体课件加大监督力度,保证课件的质量,对于不合格的课件要及时通知教师加以修正,保障学生在多媒体课堂上的学习效率。
4.建立共享资源的信息平台
建立共享资源的信息平台也是多媒体技术的应用部分之一,随着科技的进步,现代网络技术使共享资源已经变成了现实。学生可以将自己所做的机械产品图样通过平台上传到校内的共享空间,达到与其他同学和老师交流的目的。在交流的过程中,可以了解到自身的不足,然后加以改正,从而提高自己的制图能力。教师也可以将一些优秀的机械设计作品上传到共享资源信息平台,展示给学生,给学生提供范样,帮助学生进步。
总之,机械制图是一门含有丰富系统理论和较强实践操作能力的基础专业课程,对于将来从事机械行业的学生来说具有非常重要的意义。因此,应重视这门学科的教学,结合现有的多媒体技术,进行必要的教学*,提升教学质量和效率,提高学生的学习热情,培养学生严谨的工作作风,为国家的机械行业培养出优秀的人才。
转载请注明出处:http://www.31th.cn/articles/1598.html