發(fā)布時間:2023-03-30 11:29:47
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的仿真教學(xué)論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:移動通信;虛擬仿真實驗;QPSK調(diào)制
1移動通信實驗教學(xué)現(xiàn)狀
移動通信課程的教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜,除了要求學(xué)生要學(xué)會相關(guān)的專業(yè)知識,比如通信系統(tǒng)的組成原理、應(yīng)用原理之外,還要求學(xué)生要有實踐操作能力,也就是能將掌握的原理應(yīng)用到通信課程實驗中[1]。在我國移動通信技術(shù)不斷發(fā)展的大背景下,職業(yè)院校的學(xué)生更要提高學(xué)習(xí)的積極主動性,主動學(xué)習(xí)并掌握新的知識,并將知識可以應(yīng)用到實踐中。高等教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,而實驗教學(xué)就是重要的方式。實驗教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力,而且可以拓展學(xué)生的綜合分析和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)出符合社會需要的具有創(chuàng)新思維和高技術(shù)水平的專業(yè)移動通信人才[2]。傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)教學(xué)存在很多不足之處,主要體現(xiàn)在以下4個方面:首先,課程的教學(xué)重點多集中在理論知識的教學(xué)上,忽視了實驗教學(xué)的作用。實驗教學(xué)作為檢驗學(xué)生是否充分理解并掌握理論知識的方式,應(yīng)該與理論教學(xué)相輔相成;其次,有些職業(yè)院校缺乏新型的實驗設(shè)備以及最新的移動通信器件和裝置,這導(dǎo)致不能滿足學(xué)生開展實驗的需要;再次,學(xué)校開展的實驗教學(xué)采取的多數(shù)是驗證性實驗,學(xué)生只需要根據(jù)已有的實驗步驟進行模仿訓(xùn)練即可,無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維[3]。
2移動通信虛擬仿真實驗引入教學(xué)的效果
2.1方便學(xué)生理解課堂知識。在以前的移動通信課程理論教學(xué)中,教師一般會將教學(xué)重點放在對通信課程中某種技術(shù)或者算法原理進行講解,讓學(xué)生逐步了解并能夠掌握調(diào)制解調(diào)器的相關(guān)原理以及無線電波是通過何種方式進行變換[4]。學(xué)生在了解這些知識點之后,再學(xué)習(xí)后面課程中的信源編碼、無線電波發(fā)射等知識點時會更加容易接受。教師在以往的實驗課上,一般會選擇按部就班、循規(guī)蹈矩的方式對實驗原理進行說明,多數(shù)情況下會采用傳統(tǒng)板書的形式,這樣的教學(xué)方法雖然有利于教師方便快捷地完成知識點的講解,但卻不容易讓學(xué)生直觀清楚地理解教學(xué)內(nèi)容。而且實驗課的內(nèi)容中會有很多波形分析的知識點,教師僅僅憑借板書的形式,很難達到理想的教學(xué)效果[5]。而將移動通信虛擬仿真實驗引入教學(xué)之后,有利于學(xué)生對枯燥的技術(shù)、信號原理有更為直觀的認識,也更容易讓學(xué)生牢牢把握相關(guān)的知識點。教師在移動通信實驗課程的教學(xué)準備過程中,應(yīng)該從高職學(xué)生的理解能力、分析能力出發(fā),為學(xué)生構(gòu)建更便于理解教學(xué)內(nèi)容的情境,這樣有利于達到比較好的教學(xué)效果。在進行移動通信虛擬仿真實驗的過程中,通過使用SystemView軟件,可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)清晰明確、一目了然的可視化平臺,并根據(jù)實驗需求構(gòu)造相應(yīng)系統(tǒng),然后讓學(xué)生積極主動地參與到實驗過程中,通過調(diào)整不同的參數(shù),觀察波形、功率譜的變化,并由此得出相應(yīng)結(jié)果。在這個實驗過程中,學(xué)生就切實體驗到真實電路工作的流程,更有助于學(xué)生理解課堂知識,并將課堂上掌握的理論知識運用到實踐中去[6]。2.2引導(dǎo)學(xué)生主動探索知識。以往職業(yè)院校組織學(xué)生進行的多數(shù)是驗證性實驗,這種實驗方式會讓學(xué)生根據(jù)固定的實驗設(shè)備和步驟來完成實驗過程,學(xué)生在實驗過程中,只能按照既定的實驗思路進行實驗,不能將自己的一些想法運用到實驗中去,這樣不但使學(xué)生對參與實驗的興趣不高,而且在電路調(diào)試過程中也非常容易損壞元器件及實驗設(shè)備,實驗效果必然不理想。所以,將移動通信虛擬仿真實驗引入教學(xué)是非常必要和及時的。虛擬仿真實驗軟件具有非常強大的功能,如數(shù)據(jù)的收集、分析及傳輸?shù)?。學(xué)生通過進行虛擬仿真實驗,可以更多參與到實驗過程中,比如可以通過改變實驗參數(shù)來觀察電路的不同,并通過總結(jié)分析實驗過程中存在的問題,經(jīng)過推理、論證,最后設(shè)計出較好的電路;或者學(xué)生可通過觀測輸出電路的波形變化,通過記錄分析,對如何進行真實電路調(diào)試有更為直觀的認識。同時,通過虛擬仿真實驗,可以實現(xiàn)以往一些課堂上無法實現(xiàn)的創(chuàng)新性實驗,大大增加了實驗教學(xué)的廣度[7]。由此可見,通過將移動通信虛擬仿真實驗引入教學(xué),不僅能夠擴展學(xué)生對原理知識的理解程度,而且可以通過實驗讓學(xué)生對實際電路的運行情況有更清晰的認識,有利于學(xué)生將理論知識運用到實踐中去。同時,將移動通信領(lǐng)域的新技術(shù)引入到課堂中來,可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,推動學(xué)生更積極地探索新知識,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,為學(xué)生以后更加靈活地調(diào)試電路奠定良好基礎(chǔ)。
3虛擬仿真實驗教學(xué)實例分析
本文以正交相移鍵控(QuadraturePhaseShiftKeying,QPSK)調(diào)制為例,展開移動通信虛擬仿真教學(xué)實驗。QPSK的特點是頻譜利用率較高,而且有不錯的抗干擾性能。3.1理論分析。QPSK通過分別對2個相互正交的同頻載波進行PSK調(diào)制,并將調(diào)制完成后所得到的兩路信號進行疊加,生成QPSK信號。在這個過程中,至關(guān)重要的一步就是要將需要進行傳輸?shù)亩M制序列,進行串/并轉(zhuǎn)化,并獲得兩路并行的雙極性碼元數(shù)據(jù)。然后,在依據(jù)相應(yīng)要求,細化電路。3.2繪制仿真模型。利用SystemView進行仿真實驗。在QPSK調(diào)制仿真電路圖中的各個圖符模塊都被設(shè)定了編號,這樣做的目的是方便在進行實驗教學(xué)時,方便學(xué)生更好的理解并進行操作[8]。原始輸入的信號屬于低頻數(shù)字信號(500Hz),首先需要對數(shù)字信號進行取樣,然后在取樣結(jié)束后要對信號保持一定時間,最后對數(shù)字信號做延遲處理,通過這3個步驟之后,可以獲得兩路并行數(shù)據(jù),然后分別與兩個相正交的高頻載波(1000Hz)作QSK調(diào)制,最后經(jīng)過相加器疊加輸出QPSK信號。3.3結(jié)果觀測。在通過QPSK調(diào)制之后,將仿真電路運行之后,我們可以在不同的觀察窗口對電路的不同情況進行分析,比傳統(tǒng)的實驗更具有可視性和多角度觀察。通過實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)二位碼元隨機產(chǎn)生不同狀態(tài)時,電路輸出也會隨之改變,QPSK信號也會出現(xiàn)相位跳變點,這符合仿真實驗的定義。而電路輸出信號的功率在1000Hz左右。由此可見,本次實驗中的大部分電路功率主要可以應(yīng)用于信號傳輸。在實驗完成后,可以讓學(xué)生思考:如果對移動通信虛擬仿真實驗的系統(tǒng)參數(shù)進行一定的改動,那會取得何種結(jié)果?通過提問的方式,讓學(xué)生在課后可以繼續(xù)通過實驗來探索電路的頻率范圍。引導(dǎo)學(xué)生的發(fā)散性思維,激發(fā)學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的熱情。有條件的情況下可以把仿真軟件安裝到學(xué)生的電腦中,打破學(xué)習(xí)的空間時間限制,提高學(xué)習(xí)的靈活性。
4結(jié)語
本文從傳統(tǒng)移動通信實驗教學(xué)中存在的限制因素出發(fā),分析了將虛擬仿真軟件引入課程的必要之處,并將虛擬仿真實驗引入到移動通信課程的實驗教學(xué)之中,使得此課程的實驗方式突破了傳統(tǒng)的驗證試驗,而且使學(xué)生進行綜合創(chuàng)新性實驗,將課程理論知識與實踐操作相結(jié)合,以著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維及動手操作能力。將移動通信虛擬仿真實驗引入教學(xué)之中,使枯燥的通信原理知識更加形象,既利于教師進行課堂內(nèi)容展示,也便于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維,進而提高移動通信課程的教學(xué)效果。
作者:周曉紅 單位:貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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1.競爭全球化視野下創(chuàng)新型人才培養(yǎng)面臨巨大挑戰(zhàn)
長期以來,我國高等教育受前蘇聯(lián)模式的影響,以及人才匱乏、教學(xué)資源緊缺的現(xiàn)實,存在著偏重理論知識的傳授而忽視學(xué)生獨立動手能力、綜合分析問題和解決問題能力的問題,統(tǒng)一培養(yǎng)口徑、重“學(xué)”輕“術(shù)”、偏重課堂教學(xué)、忽視實踐鍛煉等做法,使得我們培養(yǎng)出的人才實踐能力嚴重不足,創(chuàng)新能力嚴重欠缺。當(dāng)今世界,各主要國家無不把競爭與創(chuàng)新上升到國家戰(zhàn)略高度。美國從2004年推出了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的國家戰(zhàn)略,強調(diào)將仿真作為核心技術(shù)手段,推動國家技術(shù)進步。也是從2004年起,我國政府把自主創(chuàng)新從一般性號召提升到國家戰(zhàn)略高度,也非常重視仿真技術(shù)的研究與應(yīng)用,創(chuàng)立了若干與仿真有關(guān)的國家級實驗室與工程技術(shù)中心,以響應(yīng)科技發(fā)展需求。以創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略目標為衡量標準,就必須關(guān)注高校教育的創(chuàng)新問題[1]。
2.CDIO理念成為教育創(chuàng)新的最佳模式
CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行)是一個新型的工程教育模式,它由美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院等4所工程大學(xué)發(fā)起,全球23所大學(xué)參與,合作開發(fā)的一個國際工程教育合作項目。CDIO在當(dāng)前得到了國際高等工程教育的共識,這種人才培養(yǎng)模式的理念主要體現(xiàn)在以下4個方面:具有國際先進性、具有實踐可操作性、具有全面系統(tǒng)性及具有普遍適應(yīng)性。
二、基于CDIO理念的仿真新概念的提出
1.仿真的基本定義
1961年,G.W.Morgenthater首次將“仿真”定義為“在實際系統(tǒng)尚不存在的情況下對于系統(tǒng)或活動本質(zhì)的實現(xiàn)”。這一定義忽略了實際系統(tǒng)存在時仍然需要做仿真的情形,對此,Korn在其1978年出版的著作《連續(xù)系統(tǒng)仿真》中,將“仿真”定義修正為“用能代表所研究的系統(tǒng)的模型做實驗”。這一概念從研究角度強調(diào)了仿真是一種類型的實驗。Spriet認為模型是仿真的基礎(chǔ),于1982年將“仿真”定義為“所有支持模型建立與模型分析的活動即為仿真活動”??紤]到仿真已廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)與技能培訓(xùn)等眾多方面,Oren于1984年建立了仿真的基本概念框架“建模-實驗-分析”,并在此基礎(chǔ)上定義“仿真是一種基于模型的活動”,并從此開創(chuàng)了現(xiàn)代仿真技術(shù)。但是,如果將所有基于模型的活動都定義為仿真,而不對“活動”加以界定,則難免忽略了仿真過程的完整性,比如,不能認為“基于模型的評估活動”為仿真,那只是仿真過程中的一個階段。
2.仿真新概念的提出
我國教育工作者引入CDIO以來,取得了諸多成果。本文作者參照CDIO“構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運行”這一主線,認為仿真首先要“構(gòu)思”目的、手段、步驟及結(jié)果的分析等,然后有針對性地“設(shè)計”某項活動,并按照設(shè)計要求,為活動的“實現(xiàn)”做好充分準備,并按一定的步驟和方法實施活動,繼而“運行”所實現(xiàn)的模型系統(tǒng),對獲得的結(jié)果進行分析,研究是否達到了仿真目的,如果達到了,則仿真成功,如果沒有達到,則重新進行一個新的CDIO過程?;谏鲜龇治?,本位提出“仿真是一種基于模型的CDIO活動”,該概念將仿真和CDIO緊密結(jié)合起來了,既適應(yīng)于實驗,又適應(yīng)于技能培訓(xùn)等其他活動,而且突出了仿真的過程特性,具有鮮明的指導(dǎo)意義,優(yōu)點明顯。
三、仿真新概念的教學(xué)實踐
1.控制系統(tǒng)計算機仿真技術(shù)教學(xué)面臨的問題
(1)教學(xué)內(nèi)容問題。該課程現(xiàn)行的教學(xué)內(nèi)容主要包括系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、連續(xù)系統(tǒng)仿真、離散事件系統(tǒng)仿真、仿真工具介紹及仿真的應(yīng)用等,相關(guān)內(nèi)容與《自動控制原理》、《現(xiàn)代控制理論》、《數(shù)值計算》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《數(shù)學(xué)建?!贰ⅰ秴?shù)估計與檢測》、《系統(tǒng)辨識》等課程有交叉和重疊。有關(guān)“數(shù)學(xué)模型”及“狀態(tài)空間方法”在《自動控制原理》、《現(xiàn)代控制理論》中有詳細講述,“數(shù)值積分法”的內(nèi)容在《數(shù)值計算》中有詳細講述,“建模方法”在《數(shù)學(xué)建?!贰ⅰ秴?shù)估計與檢測》、《系統(tǒng)辨識》等課程中有詳細講述,仿真工具介紹及仿真的應(yīng)用等在《Matlab/Simulink程序設(shè)計與應(yīng)用》課程中有大量講授等。當(dāng)主要教學(xué)內(nèi)容限定為上述內(nèi)容時,不可避免地出現(xiàn)與其他課程內(nèi)容交叉和重疊的現(xiàn)象,令教師和學(xué)生無法準確界定和掌握仿真課程的核心內(nèi)容,使得教學(xué)效果不佳。
(2)教材選用問題?!犊刂葡到y(tǒng)計算機仿真》課程的教學(xué),曾經(jīng)采用過的教材達8種之多。對教材進行分析發(fā)現(xiàn),有一類近似于以Matlab為基礎(chǔ)講述自動控制原理,有一類主要講述仿真的算法與實現(xiàn),不涉及具體工具,還有一類屬于仿真技術(shù)綜述的,尚不足以支持仿真課程體系建設(shè),難以滿足實踐需求。
(3)教學(xué)方法問題。就教學(xué)方法來說,本課程的教學(xué)主要還停留在傳統(tǒng)的教學(xué)理念與方法上,通常是按照教學(xué)大綱規(guī)定的內(nèi)容或者教材內(nèi)容,結(jié)合多媒體進行按部就班的教學(xué)。如上所述,由于本課程在教學(xué)內(nèi)容和教材選用方面存在的問題,常規(guī)教學(xué)方法面臨諸多弊端,難以把握仿真的核心概念,更難以培養(yǎng)實踐能力,嚴重滯后于時展和科技進步的步伐。
2.仿真新概念下的教學(xué)改革實踐
有些高校研究了控制系統(tǒng)計算機仿真課程教學(xué)改革問題,但依托核心理念的改革尚顯不足,對CDIO實施的關(guān)鍵問題,尚不有不同的認識。作者負責(zé)的控制系統(tǒng)計算機仿真技術(shù)的課程教學(xué)和改革中,借鑒同行方法,以先進CDIO理念為指導(dǎo),采用案列教學(xué)方式,著眼于培養(yǎng)仿真專業(yè)的創(chuàng)新型人才,進行了教改研究與實踐,簡要介紹如下:
(1)教學(xué)大綱的運用與修改。教學(xué)工作通常要遵守教學(xué)大綱的規(guī)定,不能隨意更改,但是對于教學(xué)改革項目可以適當(dāng)放寬??傮w而言,以遵守教學(xué)大綱的指導(dǎo)性原則為主,以遵守具體內(nèi)容的限制為輔,以掌握核心概念、掌握課程精髓為基本原則,以實踐為基礎(chǔ),以創(chuàng)新為目標,適當(dāng)安排基于課題的“研討式”教學(xué)內(nèi)容。增加課外實驗課時,增加任課教師和實驗員,通過第二課堂引導(dǎo)學(xué)生從事一個完整的“仿真項目”,以教學(xué)團隊的方式完成教學(xué)任務(wù),改革教學(xué)考核方式。
(2)研討式教學(xué)方式。結(jié)合學(xué)生的興趣點與能力培養(yǎng)目標,課題組設(shè)計了若干個研討項目,鍛煉學(xué)生設(shè)計、構(gòu)思能力,限于篇幅,本文簡要介紹一項。安全帽佩戴方式問題。安全帽是工程施工人員在工作現(xiàn)場最重要的勞動防護用品,其佩戴方法有標準方法和經(jīng)驗方法。利用所學(xué)的仿真知識,比較兩種方法中是否存在較優(yōu)的方法,并給出佩戴建議。這一課題誘導(dǎo)學(xué)生提出了仿真人的概念,通過不同的高空墜物方式,檢驗仿真人的受傷程度,進而檢驗安全帽的佩戴方式。本項討論在教學(xué)上結(jié)合采用多媒體教學(xué)、實際軟件編程過程展示、課堂研討小型項目、課外實踐大型項目等多種方式,以掌握CDIO核心概念、仿真課程精髓為目標,以是否能在實踐中靈活運用為檢驗標準,面向優(yōu)秀創(chuàng)新型人才培養(yǎng),引發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)熱情,并取得了若干優(yōu)秀的成果,并且其影響力已擴展到大學(xué)畢業(yè)后的一生。
四、討論與總結(jié)
一、緊扣目標
教學(xué)目標是課堂教學(xué)活動的出發(fā)點和歸宿,教師在備課、教學(xué)中要注意制定、落實教學(xué)目標。
1.每節(jié)要有教學(xué)目標。思想品德課的教學(xué)目標,一般分認知目標、情感目標、行為目標三個方面。
認知目標分知道、懂得二級。“知道”(認識了解)是指學(xué)生對已學(xué)道德知識的初步識記,基本上能回答 “是什么”“該怎么做”;“懂得”是指在“知道”的基礎(chǔ)上能回答“為什么”,并能初步運用學(xué)過的知識辨 別是非。
行為目標一般分學(xué)會、初步養(yǎng)成二級。“學(xué)會”(能、要)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,或在一定的場合中 能按正確的行為方式去做,糾正錯誤的行為?!俺醪金B(yǎng)成”(做到)是反映學(xué)生通過學(xué)習(xí)和實踐活動,在不同 的場合能按正確的行為方式去做。
情感目標是檢測學(xué)生道德認識和行為表現(xiàn)的心理反映的依據(jù),由于操作上的困難,一般融于認知、行為目 標之中。
2.要注意教學(xué)目標的整體性、層次性,把握好教學(xué)目標的“度”。
整體性即體現(xiàn)大綱對小學(xué)思想品德教學(xué)總的內(nèi)容的要求(學(xué)科目標)。層次性則體現(xiàn)在把總目標分解成適 合學(xué)生年齡特點的各個年級的教學(xué)目標上(年段目標、課時目標)。教師在教學(xué)中就要根據(jù)不同的教學(xué)目標, 把握好“度”,不隨意提高或降低要求。
3.教學(xué)中的各個環(huán)節(jié)要圍繞目標。在思想品德課教學(xué)中,一般分揭示課題、學(xué)文明理、聯(lián)系實際、深化 導(dǎo)行四部分。各個環(huán)節(jié)的目標(子目標)應(yīng)緊扣課時總目標,形成一條目標鏈。具體來說:揭示課題,要求教 師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,用最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法,盡快地把學(xué)生帶入學(xué)文明理的環(huán)節(jié);學(xué)文明理,師生要通 過對教材的分析來揭示事物發(fā)生、發(fā)展的根本原因或榜樣人物的道德動機,從中歸納出道理;聯(lián)系實際,是課 堂教學(xué)由知到行的轉(zhuǎn)化階段,也是學(xué)生道德認識的內(nèi)化階段,要讓學(xué)生列舉熟悉的事例,進行現(xiàn)身說法,使他 們對學(xué)文明理中所形成的認識得到驗證和鞏固;深化導(dǎo)行,是通過對一些有關(guān)的似是而非的事例的辨析,拓寬 教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生形成較為完整的道德認識。
二、優(yōu)化過程
教學(xué)過程的優(yōu)化,主要是指課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與教法的優(yōu)化。
教學(xué)結(jié)構(gòu)是課堂教學(xué)的組織形式,常用的有目標導(dǎo)向式,表現(xiàn)為“課本--際--課本”,即先是師生一 起學(xué)文明理,然后根據(jù)教材內(nèi)容,有針對性地聯(lián)系學(xué)生的社會、生活實際,由近及遠,拓寬教學(xué)內(nèi)容,最后再 聯(lián)系課本,對教學(xué)內(nèi)容進行歸納,深化,進一步提高學(xué)生的道德認識。這種結(jié)構(gòu),緊扣教材,便于教師把準目 標。另一種是調(diào)查討論式,表現(xiàn)為“實際--課本--實際”,即先從實際生活中的問題討論入手,然后把討 論結(jié)果用教材內(nèi)容加以驗證,最后再用驗證了的道理來分析學(xué)生周圍的其它事例,從而提高學(xué)生的道德認識。 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是能培養(yǎng)學(xué)生的多角度思維,開闊學(xué)生的視野,教學(xué)的針對性強,如果教師駕馭得好,效果明 顯。
教學(xué)方法的選擇與優(yōu)化,首先要因教材而異,要根據(jù)不同的教材內(nèi)容,選用不同的教法。如以政治常識教 育為主的課,可用故事教學(xué)法,討論交流法,參觀調(diào)查法等組織教學(xué);以道德品質(zhì)教育為主的課,可用榜樣教 學(xué)法、談心啟迪法、行為辨析法等組織教學(xué);而以行為習(xí)慣培養(yǎng)為主的課,則多用訓(xùn)練法、示范法等來組織教 學(xué)。其次,要因?qū)W生而異。對低年級學(xué)生,要多用游戲,小品表演等方法;中年級學(xué)生可用講故事,討論等方 法;高年級學(xué)生,則可多采用參觀、調(diào)查,談心啟迪等方法。再次,要因教師自身的素質(zhì),特長而異。由于教 師自身的教學(xué)水平不一,愛好、特長各異,因此,教師對教法選擇要考慮發(fā)揮自身的特長,使教學(xué)方法的運用 得心應(yīng)手。
三、強化反饋
對教師來說,反饋可使自己及時獲得教學(xué)過程中所取得效果的信息,發(fā)現(xiàn)教學(xué)中簿弱的方面,以及時調(diào)整 或改進教學(xué);對學(xué)生來說,反饋可使他們看到進步或不足,起到強化學(xué)習(xí)的作用。
1.反饋體現(xiàn)在備課中,教師通過各種途徑了解學(xué)生現(xiàn)有的認知水平和行為習(xí)慣,了解學(xué)生在前一階段思 想品德教育之后所反映出來的進步與問題,在備課中予以充分的考慮,以制定出切實可行的教學(xué)目標,加強教 學(xué)的針對性,提高可信度。
2.反饋體現(xiàn)在上課中。教學(xué)時,教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,多聯(lián)系學(xué)生的實際,肯定、表揚學(xué)生的進步,讓 他們體會到學(xué)習(xí)上的成功和快樂,爭取更大的進步。同時,隨時吸收學(xué)生反饋出的信息,及時調(diào)整教學(xué)的速度 、難度和方法,以提高課堂教學(xué)的實效。
3.反饋體現(xiàn)在課后延伸教育中。教師在課后要多接觸學(xué)生,觀察、了解其教學(xué)效果。并要不斷輔以各種 和風(fēng)細雨式的教育,肯定學(xué)生的進步,糾正學(xué)生不正確的認識和行為,使他們形成較為穩(wěn)固的道德認識和良好 的行為習(xí)慣。
四、講求實效
關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù);教學(xué)資源庫;課程教學(xué)
一、建設(shè)意義
教學(xué)資源庫是各類教學(xué)資源的優(yōu)化和集成,涵蓋了不同深度和廣度的知識點,適合教師因材施教,與學(xué)生交流互動,為教師有效開展教學(xué)、實現(xiàn)教學(xué)目標提供了有效保障。資源庫豐富的教學(xué)資源和方便的網(wǎng)絡(luò)平臺,適合學(xué)生隨時隨地自主學(xué)習(xí),提高了學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)效率。
二、建設(shè)目標與思路
1.建設(shè)目標
面向自動化專業(yè),通過系統(tǒng)設(shè)計、先進技術(shù)支撐、開放式管理、網(wǎng)絡(luò)運行、持續(xù)更新的方式把模擬電子技術(shù)教學(xué)資源庫建設(shè)成為匯集教育教學(xué)改革最新成果的、開放共享型教學(xué)資源庫,并在全校同類專業(yè)中推廣,實現(xiàn)資源共享。
2.建設(shè)思路
①制訂資源建設(shè)標準。根據(jù)學(xué)校專家制訂的應(yīng)用基礎(chǔ)型自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案及該專業(yè)的基本要求,規(guī)定好課程的性質(zhì)、教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、評價標準,總結(jié)并創(chuàng)新建設(shè)該課程的教學(xué)文件,包括教學(xué)大綱的修正、教學(xué)模式改革、教學(xué)方法及手段創(chuàng)新總結(jié)、教學(xué)論文的發(fā)表、教材選擇或修訂等。
②核心資源建設(shè)。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)資源庫的核心資源是教師課堂教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)過程中直接應(yīng)用的資料。核心資源包括電子課件、電子教案、教學(xué)視頻、試題庫、習(xí)題庫、實驗教學(xué)視頻等。核心資源的建設(shè)應(yīng)緊扣課程大綱要求,契合專業(yè)建設(shè)思路,保證資源建設(shè)的準確性和先進性。
③輔助資源建設(shè)。學(xué)生普遍反映模擬電子技術(shù)課程較難學(xué),它的基本概念多而雜,基本原理抽象不好理解,基本分析計算方法需注重“工程性”和“系統(tǒng)性”。為了使教師課堂教學(xué)更加生動形象,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,需要建立模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程輔助學(xué)習(xí)資源,其內(nèi)容包括重點知識點的動畫演示、重點電路的虛擬仿真、電子技術(shù)應(yīng)用案例、元器件資料庫等。
④特色資源建設(shè)。結(jié)合數(shù)字電子技術(shù)、單片機應(yīng)用技術(shù)、電子EDA技術(shù)等相關(guān)課程及其實訓(xùn)課程,項目組可開發(fā)虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間、電子電路分析制作調(diào)試虛擬實訓(xùn)室等實驗系統(tǒng)??赏ㄟ^組織電子技術(shù)實驗競賽、電子設(shè)計大賽、電子愛好者協(xié)會等活動,讓學(xué)生利用課程教學(xué)資源提高學(xué)習(xí)效果。
三、建設(shè)內(nèi)容與成果
1.建設(shè)內(nèi)容
首先確立教學(xué)資源庫的建設(shè)標準,然后再確定模擬電子技術(shù)課程各章節(jié)的重點知識點,最后確定各個知識點的素材應(yīng)采用的媒體表現(xiàn)形式,包括動畫、網(wǎng)頁、錄像、文字、圖形圖像、仿真文件等。對于模擬電子技術(shù)課程各章節(jié)知識點分析如下:
①半導(dǎo)體分立元器件包括:半導(dǎo)體基礎(chǔ)、半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管、場效應(yīng)三極管。
②基本放大電路包括:基本放大電路的組成、靜態(tài)分析、動態(tài)分析、射極輸出器、負反饋、多級放大器、功率放大器。
③集成運算放大器包括:集成運算放大器的特點、線性應(yīng)用、非線性應(yīng)用。
④正弦波振蕩電路包括:自激振蕩、RC振蕩、LC振蕩、晶體振蕩器。
⑤直流穩(wěn)壓電源包括:整流、濾波、穩(wěn)壓。
2.建設(shè)成果
①教學(xué)文件庫包括:模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)大綱、電子教案設(shè)計、教學(xué)方法及教學(xué)手段、實踐教學(xué)指導(dǎo)書、教學(xué)評價體系、教學(xué)論文、教材等。
②教學(xué)素材庫包括:動態(tài)抽象的知識點做出的動畫素材、重點且典型的知識點做出的微課視頻素材、課程相關(guān)圖像圖形素材、案例素材及課程相關(guān)材料。
③試題習(xí)題庫:結(jié)合歷年來教學(xué)經(jīng)驗,參考各種教學(xué)資料,首先編寫不同題目類型的習(xí)題庫,按照章節(jié)將習(xí)題分開,再按題目類型(選擇、填空、計算)分類輸入網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫。學(xué)生可從網(wǎng)上做題并提交,老師批閱回復(fù)。
④教學(xué)課件庫:根據(jù)不同專業(yè)、不同學(xué)時、不同層次的模擬電子技術(shù)課程,開發(fā)不同深度的教學(xué)課件,組成教學(xué)課件庫,供教師教學(xué)使用,學(xué)生也可參考自學(xué)。
⑤實踐教學(xué)資料庫:注重實踐與理論并重的原則,建設(shè)實踐教學(xué)庫,包括模擬電子技術(shù)應(yīng)用案例、實驗儀器介紹、實驗電路仿真、實驗教學(xué)課件等。
⑥制作網(wǎng)站,并建立師生交流平臺。在網(wǎng)站上開發(fā)各種虛擬電子實驗室,利于學(xué)生自主做實驗。組織各種電子技術(shù)相關(guān)活動和比賽,提高資源庫的利用率。
四、推廣與更新
在資源庫的集中建設(shè)完成后,立即開展資源庫的應(yīng)用推廣。推廣范圍可從大學(xué)到社會,推廣對象可從學(xué)校一線教師到廣大學(xué)生,利用經(jīng)驗交流、成果展示等方式,逐步擴大影響,提高利用率。為保證專業(yè)教學(xué)資源庫的可持續(xù)發(fā)展,按照共建共享、邊建邊用的原則,教師和學(xué)生開發(fā)的課程新資源可隨時加入資源庫。
五、規(guī)劃與建議
關(guān)鍵詞: 點鈔機; 進鈔機構(gòu); 運動仿真; RecurDyn
中圖分類號: TN911?34 文獻標識碼: A 文章編號: 1004?373X(2015)08?0124?04
Dynamic analysis and simulation research on speed and stability of banknote feeding mechanism in cash?counting machine
LIU Ming, ZHAO Zuo?xi, SUN Dao?zong, LIU Xiong, SHI Lei, JIN Jun?dong
(1. South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2. Guangzhou Kangyi Electronics Co., Ltd., Guangzhou 510235, China)
Abstract: The blocking phenomenon of cash?counting machine is the main factor to affect the counting speed. The similar phenomenon also exists in the automatic teller machine, fax machine, printing machine and other media delivery systems. In order to solve this problem, taking the paper money feeding mechanism of HT?9000A type currency?counting machine as the research object, the dynamic behavior of the paper money feeding mechanism is simulated and analyzed. By using multi?body system dynamics simulation software RecurDyn, based on the geometric model of currency?counting machine’s transmission mechanism, the contact force between paper money and money entwisting wheel is analyzed. The results show that the money feeding angle range of 11.5°~12.5° can make the notes move in the ideal trajectory, make the machine keep stable note feeding speed, and make the occurrence probability of the blocking phenomenon reduced.
Keywords: cash?counting machine; banknote feeding mechanism; motion simulation; RecurDyn
0 引 言
隨著社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展,紙幣大量流通,假幣泛濫給國家經(jīng)濟社會帶來了很大的危害[1?3],市場需求能更大量的點鈔和更準確的驗鈔的點鈔機出現(xiàn)[4?8]。進鈔機構(gòu)是影響點鈔機走鈔平順性及鑒偽能力關(guān)鍵部件之一。因此,有必要對點鈔機走鈔機構(gòu)進行研究分析,目前,通過制造樣機進行試驗的方式設(shè)計周期長、成本高[8]。通過軟件建立虛擬樣機的設(shè)計方法可以縮短設(shè)計周期、降低成本[9?10]。本文以廣州康藝HT?9000A型點鈔機的進鈔機構(gòu)進行點鈔機進鈔機構(gòu)動態(tài)分析和仿真研究。得到在不同的進鈔角度下,紙幣在傳送過程中的速度變化及紙幣前端的運動軌跡。通過對仿真結(jié)果進行分析得到最合適的進鈔角度范圍,供設(shè)計參考。
1 進鈔機構(gòu)進鈔介紹
目前,我國市面上生產(chǎn)的點鈔機的進鈔機構(gòu)大多采用上分鈔式進鈔機構(gòu)[11],故本文以康藝JBYD?HT?9000系列點鈔機為研究對象,其具體的機械結(jié)構(gòu)及裝配框架如圖1(a)所示。點鈔機走鈔機構(gòu)具體的機構(gòu)主要包括入鈔部分,走鈔部分和接鈔部分。入鈔部分主要由滑鈔板、送鈔舌、阻力橡皮、落鈔板、調(diào)節(jié)螺絲、捻鈔膠圈等組成。走鈔部分主要由出鈔膠輪、出鈔對轉(zhuǎn)輪組成。接鈔部分主要由接鈔爪輪、托鈔板、擋鈔板等組成。這種點鈔機的走鈔軌跡具體如圖1(b)所示。
本文實驗平臺、仿真及研究是針對進鈔臺走鈔滾輪,利用Pro/E對其進行三維制圖,具體如圖2所示。圖中黑色部分為進鈔橡膠捻輪,圖右下角齒輪為傳動齒輪。
以進鈔臺后可調(diào)螺絲與進鈔臺平面間的直線為基準,其與進鈔臺平面之間的夾角即為進鈔角度,如圖2所示,紙幣前端的理想運動軌跡應(yīng)為:紙幣前端沿著進鈔臺滑鈔板進入走鈔通道,沿著進鈔臺底座上平面邊界點與第一對送鈔滾輪組接觸點連線方向進入第一對送鈔滾輪組,后經(jīng)高速傳送經(jīng)過第二對送鈔滾輪組。最后經(jīng)過接鈔葉輪到擋超板,紙幣前端如果偏離了理想運動軌跡就容易與送鈔滾輪組發(fā)生碰撞,造成紙幣前端與后端速度不一致,紙幣發(fā)生折彎導(dǎo)致卡鈔現(xiàn)象。故點鈔機紙幣傳送機構(gòu)的設(shè)計顯得尤為重要。而紙幣傳送機構(gòu)中進鈔機構(gòu)的進鈔角度的選擇對紙幣的運動軌跡有很大的影響?!? 重要參數(shù)的試驗測算
為了能夠精準地仿真分析,主要對送紙機構(gòu)各部件(紙張、捻鈔輪、管輪組)進行物性分析以及對各部件參數(shù)進行實驗測量。
2.1 紙幣撓性分析
紙張在機械負荷作用下具有一般力學(xué)拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)、彎曲、彈性等性質(zhì)。有必要首先研究紙張撓曲特性。得出紙幣撓性參數(shù)。以供仿真的精確。對于紙張的撓性分析分別從搭建實物實驗和放到RecurDyn仿真軟件里兩個方面進行分析,具體如圖3所示。圖中在一水平桌面上將新版100元紙幣置于紙盒上方1 mm處釋放,形成自由落體和彎曲后,測量紙張邊緣距離桌面的高度以及紙張邊緣距離紙盒中心的橫向距離分別是41 mm和82 mm。在RecurDyn軟件的機構(gòu)分析仿真中,試驗中假設(shè)紙張在剛體下可變形,紙張的尺寸為新版100元人民幣,長為165 mm,寬為77 mm,厚為0.1 mm。在仿真軟件中設(shè)定鈔票用紙的物性參數(shù),大小支撐物上方1 mm 處的模型,得到自由落下后,鈔票所產(chǎn)生的撓曲圖形,仿真結(jié)果是測量紙張邊緣距離桌面的高度以及紙張邊緣距離紙盒中心的橫向距離分別是40.52 mm和82.31 mm。
通過對比仿真與實驗結(jié)果表明,改紙幣的模型的建立是合理的。
2.2 捻鈔輪轉(zhuǎn)動慣量的計算與實驗驗證
為準確地仿真,本文利用三維制圖軟件SolidWorks對捻鈔輪各部件進行實體建模測算出轉(zhuǎn)動慣量,按照其實際位置關(guān)系進行裝配,并通過扭擺法實驗測量捻鈔輪的轉(zhuǎn)動慣量以此來驗證軟件計算的正確性。
2.2.1 用SolidWorks計算捻鈔輪的轉(zhuǎn)動慣量
轉(zhuǎn)動慣量又稱慣性力矩,是剛體轉(zhuǎn)動時慣性的量度,其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。質(zhì)量分布均勻、外形簡單的零件可以用公式計算出其轉(zhuǎn)動慣量,而外形尺寸比較復(fù)雜、形狀不規(guī)則、由多個零部件組成的旋轉(zhuǎn)體,如本文中的捻鈔輪,無法通過計算公式來算其轉(zhuǎn)動慣量,就可以用SolidWorks來對其三維建模,并設(shè)定其每個零部件的質(zhì)量參數(shù)從而計算捻鈔輪的轉(zhuǎn)動慣量。
在SolidWorks中建模完成后,打開SolidWorks選擇工具欄中的“質(zhì)量特性”命令,應(yīng)逐一設(shè)定零件的密度、質(zhì)量、體積、表面積、重心及轉(zhuǎn)動力矩等數(shù)據(jù)信息。結(jié)果顯示三維建模后捻鈔輪轉(zhuǎn)動慣量為48.857 kg·mm2,如圖4所示。
2.2.2 扭擺法驗證捻鈔輪的轉(zhuǎn)動慣量
根據(jù)虎克定律,可知若要測量任何一種物體的轉(zhuǎn)動慣量,測出擺動周期T,就可算出其轉(zhuǎn)動慣量I,因此本文采用扭擺法來測得捻鈔輪的擺動周期,進而測算出其轉(zhuǎn)動慣量。實驗如圖5所示,將物體在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)過一角度后,在彈簧的恢復(fù)力矩作用下,物體就開始繞垂直軸作往返扭轉(zhuǎn)運動。
本實驗通過帶有光電門的轉(zhuǎn)動慣量測試儀來記錄扭擺彈簧做簡諧運動的周期,多次實驗求平均值,每次實驗記錄5組數(shù)據(jù),最后取平均數(shù)算得簡諧運動周期。在金屬載物盤上放置所研究的捻鈔輪,測量扭擺彈簧做簡諧運動的周期,所得實驗數(shù)據(jù)如表1所示。
根據(jù)原理公式計算出捻鈔輪的轉(zhuǎn)動慣量: [I=KT24π2-I0]=47.4 kg·mm2。
通過對比發(fā)現(xiàn)通過軟件計算所得出的捻鈔輪轉(zhuǎn)動慣量值與實驗所得相差3%,所以本文得到的轉(zhuǎn)動慣量真實可靠,可以為接下來的軟件仿真提供數(shù)據(jù)支持。
2.3 滾輪間壓力測定
如圖6所示,將壓力傳感器置于送鈔滾輪組之間,用兩條信號線分別連接壓力傳感器的兩個引腳,把萬用表調(diào)節(jié)到電阻測量檔位,兩根表筆分別與兩根信號線相連,讀取并保存萬用表數(shù)據(jù),根據(jù)萬用表讀取的數(shù)據(jù)查壓力電阻變化曲線得到對應(yīng)的壓力值。
3 仿真建模與分析
根據(jù)第2節(jié)中建立的點鈔機紙幣傳送機構(gòu)簡化模型,在仿真軟件中建立點鈔機紙幣傳送機構(gòu)三維模型。之后依次建立紙幣模型、驅(qū)動輪模型從動輪模型、進鈔臺模型及添加運動、添加部件之間的約束副。在建立模型時分別對各部分的物性參數(shù)進行設(shè)置,根據(jù)之前實驗測定的紙幣撓性、捻鈔輪轉(zhuǎn)動慣量、滾輪軸間壓力及存在可查的物性參數(shù)進行設(shè)定,最后進行運動、運動副的設(shè)定。這樣整個仿真分析模型就可以得到正確建立,如圖7所示。
點鈔機作為一種紙幣鑒偽、清點裝置,其鑒偽的準確率及清點速度的快慢是評價其性能優(yōu)劣的兩個重要指標。紙幣在走鈔通道運動過程中應(yīng)盡量靠近磁頭通過。否則,紙幣在運動過程中如果與其發(fā)生碰撞則容易發(fā)生卡鈔現(xiàn)象,影響清點速度。而進鈔角度正是影響過鈔是否平順和卡鈔的重要因素,因此,本文基于康藝JBYD?HT?9000型點鈔機利用仿真軟件分析進鈔角度對于紙幣運動軌跡的影響,紙幣理想的運動軌跡為:紙幣沿著進鈔臺導(dǎo)軌進入走鈔通道,沿送鈔滾輪組接觸點方向進入送鈔滾輪組。如圖8(a)所示,以驅(qū)動輪中心轉(zhuǎn)軸點向右平移14.08 mm,向下平移50 mm為原點建立平面直角坐標系,在此坐標系中繪制紙幣前端點在走鈔通道中的理想運動曲線如圖8(b)所示。
在仿真軟件中設(shè)定捻鈔輪的角速度為30 rad/s,滾輪對中主動輪的角速度為40 rad/s,滾輪對之間的正壓力設(shè)為15 N。設(shè)定4種不同的進鈔角度,10.5°,11.5°,12.5°,13.5°,后進行仿真求解,得到紙幣的運動速度如圖9所示。運動軌跡如圖10所示。
4 結(jié) 論
通過以上仿真結(jié)果分析,可以得到如下結(jié)論:
(1) 隨著進鈔角度的增大,紙幣前端的運動軌跡與理想運動軌跡更加接近,有利用點鈔機的清點、鑒偽過程。
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圖10 紙幣仿真運動軌跡
(2) 隨著進鈔角度的增大,紙幣的進鈔速度加快,可以加快點鈔速度。同時隨著進鈔角度增大,紙幣在進鈔階段速度抖動增大,影響進鈔的平順性。
(3) 綜合以上兩點考慮,選擇11.5°~12.5°范圍內(nèi)的進鈔角度能使紙幣按照理想軌跡運動,同時能使紙幣的進鈔速度穩(wěn)定。
注:本文通訊作者為趙祚喜。
參考文獻
[關(guān)鍵詞]化學(xué)反應(yīng);工程教學(xué);知識框架;方法銜接
[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)08-0121-03
化學(xué)反應(yīng)工程是化學(xué)工程的一個重要分支和組成部分,以化學(xué)反應(yīng)過程和反應(yīng)器為研究對象,旨在進行化工反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)、反應(yīng)過程的優(yōu)化和反應(yīng)器的設(shè)計與優(yōu)化,屬于化學(xué)工程與工藝專業(yè)的核心課程。[1]本課程涉及物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工傳遞過程、優(yōu)化與控制以及數(shù)學(xué)、物理等多領(lǐng)域的知識,是集綜合性、工程性和理論性于一體的交叉性很強的一門學(xué)科。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時,普遍感到理論抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣、工程問題多,不少學(xué)生認為化學(xué)反應(yīng)工程是大學(xué)中最難學(xué)習(xí)的課程之一。[2]甚至,很多學(xué)生在學(xué)完本課程之后,其思維仍停留在繁瑣的計算公式中,不甚清楚所學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系和具體應(yīng)用。盡管已有很多關(guān)于化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)、教改論文,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方法等方面提出很多有益的建議和措施,但是仍有必要進一步的對化學(xué)反應(yīng)工程的內(nèi)容進行一個系統(tǒng)的梳理,構(gòu)建一個明確、系統(tǒng)的知識體系框架,對一些容易混淆的概念、知識點予以廓清,并針對部分知識難點的教學(xué)提出一些建設(shè)性處理方法。鑒于上述原因,筆者經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,結(jié)合學(xué)生的反饋,獲得一些體會,希望能與同仁們進行交流,提升本門課程的教學(xué)效果。
一、構(gòu)建課程知識體系框架
由于化學(xué)反應(yīng)工程具有內(nèi)容多、公式多、計算繁瑣的特點,很多大學(xué)生在學(xué)完本門課程后,留下的印象大多是大量、復(fù)雜的公式推導(dǎo)和計算,他們?nèi)允置曰髲倪@門課程中究竟學(xué)到了什么知識,所學(xué)知識有什么用?因此,在課堂教學(xué)時要力求避免純粹的繁瑣數(shù)學(xué)描述,著重進行基本概念、基本理論和工程觀點的闡述。這就有必要構(gòu)建一個清晰、明確的化學(xué)反應(yīng)工程的知識體系,讓學(xué)生清楚課程的核心目標以及不同章節(jié)知識點間的內(nèi)在聯(lián)系,并不過多的糾結(jié)于復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算,方能化繁為簡,更好的掌握本課程的知識。
圖1畫出了化學(xué)反應(yīng)工程課程的知識體系框圖,涵蓋了課程的核心目標、研究對象及其間相互關(guān)系和主要章節(jié)內(nèi)容。學(xué)習(xí)本課程的核心目標是能對化學(xué)反應(yīng)過程進行正確分析,設(shè)計和優(yōu)化反應(yīng)器?;诖耍€可開發(fā)新技術(shù)和設(shè)備,指導(dǎo)和解決反應(yīng)過程開發(fā)中的放大問題,發(fā)展和完善反應(yīng)工程學(xué)的理論和方法。工業(yè)化學(xué)反應(yīng)總是在一定的反應(yīng)器中進行,化學(xué)反應(yīng)的特性(化學(xué)過程)和反應(yīng)器的傳遞特性(物理過程)共同作用,影響到最終的反應(yīng)結(jié)果。為了便于學(xué)習(xí)和研究,將反應(yīng)特性和反應(yīng)器傳遞特性分開來進行研究和闡述,在分別研究清楚之后,再進行綜合。這就需要研究清楚兩方面的內(nèi)容:(1)化學(xué)反應(yīng)特性,主要研究不考慮傳遞過程的本征動力學(xué),屬于每一個化學(xué)反應(yīng)的個性,是影響反應(yīng)結(jié)果的內(nèi)因,不同的化學(xué)反應(yīng)體系具有不同的動力學(xué)表達式。按照參加反應(yīng)的物相劃分,化學(xué)反應(yīng)可分為均相反應(yīng)和非均相反應(yīng)。其中,均相反應(yīng)的反應(yīng)速率主要受催化劑、溫度、濃度(壓力)和溶劑特性的影響,在反應(yīng)體系確定的情況下,其反應(yīng)速率則可表示為溫度(T)和濃度(C)的函數(shù)關(guān)系,即:-ri=f(T,C)。而非均相反應(yīng)總是發(fā)生在相界面上,其本征化學(xué)反應(yīng)過程涉及多個界面過程(如:氣-固相催化反應(yīng)包含表面吸附、表面反應(yīng)和表面脫附三個串聯(lián)過程),其反應(yīng)速率除受上述因素影響外,還受到反應(yīng)界面大小的影響,在催化劑確定的情況下,仍可表示為-ri=f(T,C)。本部分內(nèi)容主要涉及均相反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)和非均相反應(yīng)(多相催化催化)動力學(xué)基礎(chǔ)兩個章節(jié)。(2)反應(yīng)器傳遞特性,主要是指反應(yīng)器的熱量、質(zhì)量傳遞(在壓力變化不大的情況下,一般不考慮動量傳遞)和返混特性,屬于反應(yīng)器的共性問題,是影響反應(yīng)結(jié)果的工程因素――通過影響反應(yīng)器內(nèi)溫度與濃度分布而改變反應(yīng)結(jié)果。反應(yīng)器按操作方式可以分為間歇式操作、連續(xù)操作和半連續(xù)操作。其中間隙式操作的所有流體質(zhì)點具有同樣的停留時間,而不存在返混問題;而連續(xù)操作的反應(yīng)器根據(jù)返混的大小程度則可以分為完全不返混的平推流反應(yīng)器(PFR)、完全返混的全混流反應(yīng)器(CSTR)以及介于二者之間的實際反應(yīng)器。PFR和CSTR中的流體流動狀態(tài)是兩種理想的極端情況,稱為理想流動;而偏離上述兩種理想情況的流體流動(不管是否由返混造成)則為非理想流動,對于非理想流動通常通過停留時間分布函數(shù)和停留時間分布密度函數(shù),并借助于一定的流動模型來描述其流動特征。本部分內(nèi)容主要分為理想流動(部分書也稱之為均相反應(yīng)過程)和非理想流動兩個章節(jié)。
反應(yīng)器的傳遞特性與其中發(fā)生何種反應(yīng)無關(guān),故可以通過冷模實驗來研究大型反應(yīng)器中的傳遞特征;而化學(xué)反應(yīng)的本征反應(yīng)動力學(xué)特性與反應(yīng)器的尺寸、形式無關(guān),則可以構(gòu)建小型熱態(tài)實驗研究反應(yīng)特性。這樣就可以比較容易的分別研究清楚反應(yīng)器的傳遞特性和化學(xué)反應(yīng)特性。鑒于反應(yīng)器的傳遞特性會改變反應(yīng)器的溫度場、濃度場,從而影響反應(yīng)器內(nèi)各質(zhì)點的反應(yīng)速率,進而又改變反應(yīng)器內(nèi)的溫度、濃度分布,二者相互作用、相互影響,影響最終的反應(yīng)結(jié)果。因此,需要綜合考慮化學(xué)反應(yīng)特性和反應(yīng)器傳遞特性,通過數(shù)學(xué)模型法,聯(lián)立物料衡算式、熱量衡算式、動力學(xué)方程、動量衡算式和參數(shù)計算式,進行反應(yīng)過程的分析(包括反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性),從而設(shè)計新的反應(yīng)器或?qū)ΜF(xiàn)有反應(yīng)器進行優(yōu)化。本部分內(nèi)容主要涉及均相反應(yīng)器(含反應(yīng)器熱穩(wěn)定性分析)和非均相反應(yīng)器(主要包括固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器及多相流反應(yīng)器)各章節(jié)。考慮到我校的化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)課時為48學(xué)時,關(guān)于多流體相反應(yīng)過程、聚合反應(yīng)過程以及生化反應(yīng)過程等章節(jié)的內(nèi)容則不做課堂教學(xué)要求,感興趣的同學(xué)可以自學(xué)。
二、注重方法
關(guān)于教學(xué)方法在很多教學(xué)論文[3] [4] [5]中已有較好的闡述,在這里主要針對本門課程一些難點拋磚引玉的介紹幾個處理方法,希望有助于大學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)內(nèi)容,學(xué)會將所學(xué)知識進行移植、融會貫通。
(三)在化學(xué)反應(yīng)工程中常常會涉及很多優(yōu)化問題的求解問題
化學(xué)反應(yīng)工程常常涉及串聯(lián)反應(yīng)中間產(chǎn)物為目標產(chǎn)物時的優(yōu)化操作時間,循環(huán)反應(yīng)器的最優(yōu)循環(huán)比,CSTR串聯(lián)反應(yīng)器的優(yōu)化組合,以及CSTR反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性等問題。優(yōu)化問題求解實際上就是求解極值,慣用的手段就是推導(dǎo)出關(guān)鍵函數(shù)與關(guān)聯(lián)操作變量的函數(shù)關(guān)系式,通過求導(dǎo)并令導(dǎo)數(shù)等于零即可求出最優(yōu)操作條件。這是純粹的數(shù)學(xué)問題,學(xué)生往往覺得抽象、難以理解,并容易因抽象的數(shù)學(xué)公式而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。這時,將關(guān)鍵函數(shù)與關(guān)聯(lián)操作變量在圖上示意出其變化趨勢,再結(jié)合關(guān)鍵函數(shù)的數(shù)學(xué)求導(dǎo)進行講解就很容易被學(xué)生理解、接受了。
三、知識的銜接與應(yīng)用
化學(xué)反應(yīng)工程是一門集理論知識和工程應(yīng)用于一身的課程,貫穿化學(xué)工程專業(yè)的大學(xué)三年級及其以后的整個大學(xué)生涯。在化工專業(yè)的課程設(shè)置和能力培養(yǎng)上必須注重知識的銜接和應(yīng)用。我校的化學(xué)反應(yīng)工程課程安排在大學(xué)第六學(xué)期,同步開設(shè)了化工專業(yè)實驗,其中與本課程緊密相關(guān)的實驗主要涉及反應(yīng)器停留時間分布的測定(包括管式反應(yīng)器流動特性測定、多釜串聯(lián)返混性能測定)、多孔物質(zhì)(催化劑)孔徑分布及比表面積的測定、甲基丙烯酸甲酯的本體聚合及其聚合反應(yīng)速度的測定、活性炭吸附法脫除氣體中的有機溶劑蒸汽、煤炭反應(yīng)性的測定、固體流態(tài)化實驗(含流化床干燥實驗)、超細粉體(碳酸鈣)的制備等(上述部分實驗屬于設(shè)計性的選做實驗)。通過實驗強化學(xué)生對非理想流動特征、反應(yīng)器停留時間分布特征及其測定方法、反應(yīng)速率測定方法、多孔介質(zhì)上氣體吸附特征及其應(yīng)用、實際反應(yīng)器等的認識和理解,并能初步創(chuàng)造性的運用所學(xué)理論知識進行反應(yīng)器的操控和數(shù)據(jù)的處理。第六學(xué)期期末即進行為期3周的化工生產(chǎn)實習(xí),其中2周主要在燕山石化的煉油廠和化工廠進行,現(xiàn)場重溫各類實際化工反應(yīng)器及其操控;1周在校內(nèi)進行,可在新建的化工仿真實驗室進行石油常減壓蒸餾和催化裂化工段的仿真實習(xí),熟悉各裝置的操控、調(diào)節(jié)和事故分析、處理,增強工程分析和解決工程問題的能力。每年舉辦的全國大學(xué)生化工設(shè)計競賽(自2007年開始舉辦,時間為每年的5月-8月)為化工類大學(xué)生提供了一個很好的培養(yǎng)和鍛煉創(chuàng)新思維、工程設(shè)計與實踐等多方面技能的實戰(zhàn)平臺。近五年來,我校化工專業(yè)學(xué)生均組隊參賽,參賽人數(shù)比例逐年遞增,今年的參賽人數(shù)達整個化工專業(yè)學(xué)生總?cè)藬?shù)(指化工專業(yè)三年級大學(xué)生,個別二年級優(yōu)秀學(xué)生參與體驗但不組隊參賽)的65%。從2014開始,我校開始嘗試將本年度的化工設(shè)計競賽題目作為化工專業(yè)的專業(yè)綜合設(shè)計題目,一改使用多年設(shè)計題目的陳舊感,緊追化工領(lǐng)域的當(dāng)前熱點,師生普遍反映效果良好。在化工設(shè)計競賽中的一大核心即是反應(yīng)器的設(shè)計和模擬,有助于夯實化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科相關(guān)知識,并學(xué)以致用。課堂教學(xué)――專業(yè)實驗――設(shè)計競賽――專業(yè)綜合設(shè)計這一系列教學(xué)實踐活動保證了化學(xué)反應(yīng)工程知識的強化、吸收和從學(xué)到用的銜接。
四、結(jié)束語
綜上所述,對化學(xué)反應(yīng)工程的教學(xué)除了常規(guī)的教學(xué)方法的改進外,尚需要從課程本身的特點出發(fā),從第一堂課開始即要構(gòu)建一個清晰、明確的課程知識體系,避免過多的糾結(jié)于復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算過程。并且,在教和學(xué)的過程中巧妙的利用一些處理方法解決知識難點,起到融會貫通的作用。此外,教學(xué)院系在化工專業(yè)培養(yǎng)體系和課程設(shè)置上要適當(dāng)注意專業(yè)知識內(nèi)容的銜接和運用,力爭做到學(xué)以致用,學(xué)以會用。
[ 注 釋 ]
[1] 李寶霞.《化學(xué)反應(yīng)工程》教學(xué)改革模式探討[J].高教研究與實踐,2012(4):33-35.
[2] 茍建霞,解勝利,賈冬梅.化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)與改革[J].廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008(S1):264-266.
[3] 尹先清,李賡.化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)方法探討[J].長江大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2010(5):32-33.
關(guān)鍵詞:校園網(wǎng)絡(luò),硬件建設(shè),軟件系統(tǒng),資源庫建設(shè),應(yīng)用模式運行管理
近年來,校園網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)在各類學(xué)校掀起一股熱潮,許多學(xué)校都建起了自己的校園網(wǎng),形成了一個覆蓋全國的計算機網(wǎng)并通過專線與Internet連通。這一方面加強了學(xué)校與國內(nèi)外的聯(lián)系,有利于及時了解國內(nèi)的信息,有助于提高學(xué)校的科研教學(xué)水平;另一方面,校園網(wǎng)的建立及以其為基礎(chǔ)的管理信息系統(tǒng)的開發(fā),也有利于各學(xué)校管理水平的提高。建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,改革傳統(tǒng)教學(xué)模式,讓 學(xué)生學(xué)會在信息的海洋中遨游,對培養(yǎng)社會需求的高素質(zhì)的人才有著重要的作用。本文談?wù)勑@網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用模式的一些探索。
一、建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò),打好應(yīng)用基礎(chǔ)
網(wǎng)絡(luò)模式下的教學(xué)需要有寬敞的大'路',校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是保證今后數(shù)據(jù)流暢的基礎(chǔ)。它包括布線、服務(wù)器、工作站、交換機、路由器等設(shè)施和系統(tǒng)軟件平 臺,所需的建設(shè)資金對各類學(xué)校校是一項龐大的投入,規(guī)劃時就應(yīng)充分考慮學(xué)校的需求,投入和產(chǎn)出才能成正比,在教育、教學(xué)中才能出效益。設(shè)計規(guī)劃應(yīng)有一定的超前性,系統(tǒng)要有可擴展性。由于計算機及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能和價格按摩爾定律在發(fā)展(每18個月設(shè)備性能提高一倍成本卻降低1/2),一步到位的想法將是永遠也 到不了位,還造成極大的浪費,所以實施中應(yīng)按照當(dāng)前教學(xué)應(yīng)用情況分步實施,滾動更新。
1、網(wǎng)絡(luò)建設(shè):
⑴布線:當(dāng)前各類學(xué)校多采用基于交換技術(shù)星型快速以太網(wǎng),為了保證多媒體教學(xué)環(huán)境的帶寬需求,校園網(wǎng)絡(luò)的物理層應(yīng)按'綜合布線系統(tǒng)工程'的有關(guān)規(guī)范和 標準設(shè)計,校園樓寓間的主干線用光纖互聯(lián),樓內(nèi)用超5類線。由于全校布線費用占總工程費用不大,若二次進場費用更大,所以同棟樓的布線應(yīng)一次 完成并保證有足夠的節(jié)點。
⑵交換設(shè)備:交換設(shè)備采用積木式設(shè)計,分級交換,以利于今后的擴展。主交換機可先采用100mbps 交換機,待網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大時,更新為性能更好的交換機,而原交換機降為二級交換機,并不會造成浪費;教學(xué)樓、音像閱覽室等教學(xué)環(huán)境需要傳輸多媒體信息,也應(yīng)采用100mbps交換機;辦公樓信息流量較小,采用10mbps交換機或10m共享式集線器,可降低成本。
⑶服務(wù)器選?。鹤钪匾挠布?wù)器是文件服務(wù)器,它控制網(wǎng)絡(luò)上文件及磁盤資源的訪問,負責(zé)網(wǎng)絡(luò)上用戶訪問的授權(quán)等工作,所有網(wǎng)絡(luò)交互活動都要通過它來實現(xiàn),所以應(yīng)選用專用服務(wù)器設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)的其他服務(wù),如數(shù)據(jù)庫服務(wù)、web服務(wù)、e-mail服務(wù)、video服務(wù)等可各使用一臺專用服務(wù)器或高性能pc 機來實現(xiàn),也可由一臺設(shè)備實現(xiàn)多種服務(wù),但視頻服務(wù)器需要有高性能的cpu、較大的內(nèi)存和足夠多的磁盤空間以及快速的i/o系統(tǒng)。。
2、軟件系統(tǒng)的構(gòu)筑
網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)作為一個完整的服務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該包括以下幾個方面的內(nèi)容。
(1) 資源庫:包括多媒體素材庫(格式、組成)、課件庫、案例庫以及試題庫;
(2)支持平臺:提供教師上載、下載素材,上載課件的界面,同時提供學(xué)生下載界面;
(3)應(yīng)用系統(tǒng):提供學(xué)生與教師用于教學(xué)用的交互式界面,包括保證安全的身份驗證、課件的點播、各種實時的交互方式等。
二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式實踐
校園網(wǎng)應(yīng)具備著教、學(xué)、管理、娛樂等多種角色,按照需求,我們使用常用軟件的基本功能作了下列探索實踐:
1、建立龐大的信息資源庫:為了便于現(xiàn)代化教學(xué),我們將各種教學(xué)資料數(shù)字化,主要內(nèi)容有:
⑴文字資料庫:收集各科每學(xué)期試卷、優(yōu)秀教案、教學(xué)論文、教學(xué)參考、課外讀物等文字材料組成。
⑵教學(xué)圖片庫:將原來的幻燈片、投影片和教學(xué)用的各種掛圖進行數(shù)字化處理,以電子圖片的形式存放。
⑶ 視頻庫:教學(xué)中運用一些視頻小片段,僅需播出幾分鐘就能解決課堂教學(xué)中的某個難點。
⑷音樂音效庫:將音樂課的教材錄音、參考資料轉(zhuǎn)為mp3數(shù)字信號并搜集有大量的mid、wav音樂。
⑸備課資料庫:收集、制作供教學(xué)使用的各種類型動畫或教學(xué)小片段,備課時按自己的教學(xué)需求可方便組合成各種電子教案。
⑹電腦小課件庫:主要由兩種方式構(gòu)成:一是對市場上購來或與兄弟學(xué)校交流得來的cai課件進行選擇存入課件庫;二是根據(jù)教學(xué)實際的需要自己開發(fā)的cai課件存入課件庫。
⑺虛擬教室:自制、收集、購買了近百個理、化、生實驗仿真軟件和英語、計算機學(xué)習(xí)軟件,供自學(xué)使用。
2、培育新型教學(xué)模式:利用windows nt的帳戶管理功能,為全校師生開設(shè)個人帳戶,讓每個人在校園局域網(wǎng)中都有一個數(shù)字身份,具有不同的網(wǎng)絡(luò)使用權(quán)限又有一定公共交流及私人空間。教師在辦公室、電子備課室里利用現(xiàn)成的電子素材組織、制作成電子教案存放于文件服務(wù)器上,在校園中的各多媒體教室中,教師使用電子教案和教學(xué)資源庫的支持,擺脫粉 筆、黑板等傳統(tǒng)工具,充分自如地應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段,開展更為靈活更為有效地教學(xué)形式。原來基于歸納或演繹的講解變?yōu)榛?情景創(chuàng)設(shè)'、'主動探索'、' 協(xié)作學(xué)習(xí)'、'會話商討'和'意義建構(gòu)'等多種新型教學(xué)方法綜合運用的全新形式;學(xué)生在計算機教室、音像閱覽室里利用計算機網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí),作業(yè)可以網(wǎng) 上提交,學(xué)生由原來的被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃e極地探索知識和建構(gòu)知識的主體。主要教學(xué)模式有:
⑴創(chuàng)設(shè)情境:在多媒體教室中,教師按教學(xué)需求,將自己的電子教案或資源庫素材的教學(xué)信息展現(xiàn)給全體學(xué)生。該方式對教學(xué)環(huán)境要求低,適應(yīng)文科類情景再現(xiàn)式的教學(xué),由于圖、文、聲并茂,加強了對大腦的刺激,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效率,但它只是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的延伸,學(xué)生仍然是被動的學(xué)習(xí)者。
⑵虛擬實驗:該方式可在計算機網(wǎng)絡(luò)教室或多媒體教室中進行,通過教學(xué)軟件的虛擬和交互過程,可將微觀、短暫、抽象問題形象化,發(fā)現(xiàn)其科學(xué)規(guī)律。。如數(shù)學(xué)課可利用《幾何畫板》研究二次曲線各參數(shù)與軌跡的關(guān)系;化學(xué)課中模擬危險實驗等,由于有交互過程,可以調(diào)動學(xué)生主動參與,更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
⑶網(wǎng)絡(luò)資源:該方式主要應(yīng)用于學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)。學(xué)生分成若干小組帶著各自興趣的問題在音像閱覽室中查詢資源庫及互聯(lián)網(wǎng)上的各相關(guān)資料,通過小組討論、教師指導(dǎo)得出研究報告。
⑷網(wǎng)絡(luò)課程:在多媒體計算機網(wǎng)絡(luò)教室的環(huán)境下,學(xué)生利用計算機進行學(xué)習(xí),利用bbs進行學(xué)習(xí)討論。教師利用計算機網(wǎng)絡(luò)教室的控制設(shè)備適時干預(yù),可以 監(jiān)視、個別輔導(dǎo)、組織討論等工作。
⑸課外活動:通過選修課、活動課等方式組織學(xué)生進行網(wǎng)頁制作、參加網(wǎng)上論壇等活動,,校園網(wǎng)教學(xué)環(huán)境促進學(xué)生個性發(fā)展,達到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力的目的。
上述幾種應(yīng)用并不是相互孤立,在使用中可根據(jù)需要互相混合,交叉使用,能發(fā)揮出更大的教學(xué)效益。
2、學(xué)校信息管理:隨著校園網(wǎng)絡(luò)的逐步完善,學(xué)校教師的待印練習(xí)、試卷,實驗準備申請,學(xué)生的考試成績填寫、分析等眾多事務(wù)都在網(wǎng)上完成。
三、人員培訓(xùn):
校園網(wǎng)是一項新技術(shù),教學(xué)及管理上的應(yīng)用對廣大教職員和學(xué)生都是一種新型的模式,在觀念、知識上有一個更新和適應(yīng)的過程,因此在建設(shè)的同時要對教師、學(xué)生分層次進行技術(shù)培訓(xùn)。。
1、網(wǎng)絡(luò)管理人員:一支技術(shù)過關(guān)的網(wǎng)管隊伍是數(shù)字校園正常運行和可持續(xù)發(fā)展的保證。網(wǎng)絡(luò)管理人員應(yīng)參加建設(shè)的全過程,若有能力應(yīng)由網(wǎng)管人員自己完成校園網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)集成,這樣既鍛煉了網(wǎng)管隊伍又節(jié)省不少的經(jīng)費。
2、教學(xué)人員:學(xué)校全體教職員工按需求的不同,可分層次進行培訓(xùn)。
⑴現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)班:目的是使學(xué)校全體教職員人人都能熟悉并使用本校所擁有的現(xiàn)代教育技術(shù)手段;正確使用多媒體教室的各種教學(xué)設(shè)備;能利用計算機信息網(wǎng)絡(luò)獲取信息、收發(fā)電子郵件,具有運用多媒體教學(xué)軟件和管理軟件進行輔助教學(xué)和管理的能力,了解計算機及信息網(wǎng)絡(luò)的安全保護知識和法律法規(guī)。培訓(xùn)對象 為全體教職員。
⑵老教師計算機普及班:目的是使老教師能了解計算機的基礎(chǔ)知識,掌握一般字表處理軟件(word)的使用和cai課件腳本的寫作。
(3)計算機基礎(chǔ)知識培訓(xùn)班:目的是使教師掌握基本軟件操作技術(shù),能熟練應(yīng)用多媒體教學(xué)軟件進行輔助教學(xué),能運用計算機多媒體技術(shù)開發(fā)、制作簡單的教學(xué)輔助軟件,能運用計算機及信息網(wǎng)絡(luò)進行教育科研,培訓(xùn)對象為全體中青年教師。
⑷教學(xué)課件制作培訓(xùn)班:目的是培養(yǎng)一批能開發(fā)制作本專業(yè)教學(xué)課件的骨干教師,為學(xué)校開發(fā)學(xué)科課件系列打好基礎(chǔ),培訓(xùn)對象為部分中青年教師,選擇photoshop、flash、authorware,3dsmax等軟件平臺作為培訓(xùn)課程。
3、學(xué)生:由學(xué)生會和團委會出面舉辦信息技術(shù)講座,組織學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)知識。讓學(xué)生學(xué)會了在網(wǎng)上快速查找資料,進行資料下載、收發(fā)電子郵件、加入網(wǎng)上討論、能利用網(wǎng)絡(luò)資源進行自主學(xué)習(xí)、制作網(wǎng)頁。通過學(xué)生利用計算機進行學(xué)習(xí)、完成一件作品的過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
四、運行管理
校園網(wǎng)絡(luò)可為師生提供每天24小時的服務(wù),要滿足不同的需求就要保證校園網(wǎng)絡(luò)的正常運行,管理工作應(yīng)規(guī)范化、制度化。
上述各點是本人在校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的一點體會,但愿能拋磚引玉,使校園網(wǎng)在學(xué)校的教學(xué)和管理中能發(fā)揮出其重要的作用。
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關(guān)鍵詞:項目化課程;教學(xué)設(shè)計;教學(xué)實踐
隨著社會對高素質(zhì)技能應(yīng)用型人才的技術(shù)、創(chuàng)新能力要求的不斷提高,高職院校在人才培養(yǎng)過程中緊跟市場需求,不斷進行人才培養(yǎng)模式和課程教學(xué)研究與改革。2015年以來,建筑藝術(shù)學(xué)院建筑設(shè)計技術(shù)專業(yè)根據(jù)學(xué)院專業(yè)建設(shè)規(guī)劃,以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以提升教師的職業(yè)教育教學(xué)能力,全面提高教育教學(xué)質(zhì)量為根本目標,實施項目化教學(xué)改革。項目課程強調(diào)以典型產(chǎn)品為載體來設(shè)計教學(xué)活動,整個教學(xué)過程最終指向讓學(xué)生獲得一個具有實際價值的產(chǎn)品或服務(wù)。項目課程不是理論知識學(xué)習(xí)結(jié)束后的做中學(xué),而是以做中學(xué)為課程展開的邏輯主線。項目課程能有效體現(xiàn)能力本位教育思想的課程模式,它改變了學(xué)習(xí)形態(tài),實現(xiàn)了學(xué)習(xí)邏輯從知識積累向能力積累的轉(zhuǎn)變。通過改革課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系,優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),深入探索能力本位的課程教學(xué)模式,提升學(xué)生的技能水平和創(chuàng)新能力,不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。積極組織教研室全體教師廣泛開展市場調(diào)研,了解行業(yè)發(fā)展新趨勢,邀請企業(yè)專家召開工作任務(wù)分析會,熟悉行業(yè)技術(shù)新變化,適應(yīng)職業(yè)崗位(群)新標準,研究修訂建筑設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)方案和專業(yè)課程標準,積極實施新課標,實踐項目化教學(xué)設(shè)計,不斷推進項目化教學(xué)改革,三年來在項目化課程建設(shè)中取得了明顯成效。
1項目化課程建設(shè)調(diào)研
為改變過去以學(xué)科為導(dǎo)向設(shè)置職業(yè)教育課程的舊理念,從2016年5月開始,本專業(yè)老師經(jīng)過學(xué)習(xí)相關(guān)文件精神,首先進行了廣泛的調(diào)研,走訪了常州市規(guī)劃設(shè)計院、常州市規(guī)劃局新北分局、江蘇筑森建筑設(shè)計有限公司、江蘇浩森建筑設(shè)計有限公司等設(shè)計、管理單位以及江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院等兄弟院校,充分了解了行業(yè)單位對專業(yè)發(fā)展的意見和人才需求情況,取得了第一手的資料,進行仔細梳理及分析。專業(yè)教研室在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,組織老師充分學(xué)習(xí)了大量的國內(nèi)外知名專家對于課程改革的新理念、新知識,并聘請行業(yè)專家及專業(yè)指導(dǎo)咨詢委員會成員于2016年8月召開了工作任務(wù)分析會,在會議上運用頭腦風(fēng)暴法,由企業(yè)專家對建筑設(shè)計專業(yè)的專業(yè)教學(xué)基本思路、課程體系、技能培養(yǎng)目標等進行了基本確定,在此基礎(chǔ)上由本專業(yè)的教師分工協(xié)作,形成了以項目化課程為主線的人才培養(yǎng)方案及課程標準,并于同年底再次邀請各級各部門的行業(yè)專家進行了論證,方案得到專家的普遍好評,正式完成《高職建筑設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)方案及項目化課程標準》。
2項目化課程建設(shè)目標和要求
以提升教師的教學(xué)能力、全面提高教學(xué)質(zhì)量為目標,以教學(xué)方法改革為先導(dǎo),以建立基于工作過程系統(tǒng)化為導(dǎo)向的課程體系為落腳點,以課程為單位,以項目為載體,以任務(wù)來驅(qū)動,進行項目化教學(xué)建設(shè),不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。按照人才培養(yǎng)方案制定各門課程的實施方案,打破原有的學(xué)科體系,對內(nèi)容進行重新組建。對立項課程進行整體教學(xué)設(shè)計和模塊單元教學(xué)設(shè)計,著力建設(shè)一批優(yōu)質(zhì)的項目化課程。通過項目化課程教學(xué)改革提升學(xué)校教師的職業(yè)教育教學(xué)能力,提高學(xué)校整體教學(xué)質(zhì)量。學(xué)院邀請華東師范大學(xué)徐國慶教授團隊項目化課程建設(shè)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上,我分院建筑設(shè)計專業(yè)組織全體教師認真研討,遴選適合的課程進行立項建設(shè)并實施教學(xué)改革,認真選拔教師,組建課程改革團隊,團隊成員要分工協(xié)作,每個人都參與教學(xué)設(shè)計和課堂教學(xué)的全過程。近兩年本教研室完成了專業(yè)人才培養(yǎng)方案及所有專業(yè)課程標準的修訂工作,以建筑設(shè)計11高職班、建筑設(shè)計12高職班和建筑設(shè)計13高職班“居住區(qū)設(shè)計”課程模塊教學(xué)為試點,積極嘗試課程教學(xué)改革;以建筑設(shè)計13高職班及后續(xù)班為新方案施行班全面實施新一輪人才培養(yǎng)方案。通過每年專家年會以及階段性市場跟蹤調(diào)研和相關(guān)課程改革方案實施的具體情況,及時總結(jié)經(jīng)驗,分析存在問題,適時調(diào)整完善專業(yè)人才培養(yǎng)方案及課程標準,現(xiàn)已完成專業(yè)人才培養(yǎng)方案及《居住區(qū)設(shè)計》、《居住建筑設(shè)計》、《景觀設(shè)計》等一批項目化課程教學(xué)實施。此外,還完成《三星級綠色建筑施工圖識讀》、《工種實訓(xùn)》等校本教材的編寫,撰寫10余篇教學(xué)論文,制作多門項目課程教學(xué)微課,逐步建立教學(xué)資源庫,形成多項項目化課程教學(xué)成果。
3項目化課程教學(xué)實踐
將教學(xué)方法和手段改革作為深化課程改革的突破口,牢固確立以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,育人為根本的課程改革理念,針對本專業(yè)特色、課程特點、學(xué)生特征,從實際、實用和實效出發(fā),大力推行項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式,融“教、學(xué)、做”為一體,強化學(xué)生能力培養(yǎng),逐步形成了“仿真型項目教學(xué)”“社會型項目教學(xué)”“案例教學(xué)”“實踐探研式教學(xué)”“討論式教學(xué)”“啟發(fā)式教學(xué)”等多樣化、富實效的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方式。在本輪課改中,2012及2013級學(xué)生正好處于專業(yè)課的學(xué)習(xí)中,教師在課程的教學(xué)中更新理念,以學(xué)生為主,以培訓(xùn)技能為主,在2013級學(xué)生中試行新的人才培養(yǎng)方案,實施中注意收集資料,師生互相探討教學(xué)感受并及時調(diào)整,為后續(xù)的課程教學(xué)打好基礎(chǔ)。在頂崗實習(xí)前的專業(yè)課教學(xué)中,堅持“真題真做”的教學(xué)模式,利用長期穩(wěn)定的校外實訓(xùn)基地,學(xué)生在真實的建筑設(shè)計項目中提高能力,通過課程現(xiàn)場參觀教學(xué)、認識實習(xí)、頂崗實習(xí)等與校外實習(xí)基地緊密聯(lián)系,為建筑設(shè)計技術(shù)專業(yè)的實踐教學(xué)提供了豐富的資源。與國家職業(yè)資格標準接軌,實踐教學(xué)體系嵌入職業(yè)認證課程內(nèi)容,融合相應(yīng)的職業(yè)技術(shù)和技能,專業(yè)課程以工作任務(wù)為載體,以崗位能力為目標,按照項目的工作過程和工作情境設(shè)計課程,圍繞工作過程,開展新型教學(xué)項目。實施“行動導(dǎo)向”教學(xué)模式,學(xué)生在訓(xùn)練中心、項目中心、實訓(xùn)基地做中學(xué),學(xué)中做,實現(xiàn)學(xué)生能力與素質(zhì)的同步提高,培養(yǎng)學(xué)生動手能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)勝任能力。充分利用智慧校園教學(xué)平臺,利用多媒體技術(shù),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,滿足學(xué)生課余自主學(xué)習(xí)需要。
4項目化教學(xué)改進措施