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一、活動(dòng)前期準(zhǔn)備
相關(guān)資料準(zhǔn)備:查閱網(wǎng)絡(luò)及報(bào)刊搜集了解有關(guān)世博會(huì)的相關(guān)信息,了解江蘇省參與世博的方式與力度。
2012上海世博會(huì)
這是歷年來首次由中國舉辦的世界博覽會(huì),主辦機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)吸引世界各地7000萬人次參觀者前往,總投資達(dá)300億人民幣,在世界博覽會(huì)史上規(guī)模最大,其主要目標(biāo)是:提高公眾對城市時(shí)代中各種挑戰(zhàn)的憂患意識(shí),并提供可能的解決方案;促進(jìn)對城市遺產(chǎn)的保護(hù),使人們更加關(guān)注健康的城市發(fā)展;推廣可持續(xù)的城市發(fā)展理念,成功實(shí)踐和創(chuàng)新技術(shù);尋求發(fā)展中國家的可持續(xù)城市發(fā)展模式;促進(jìn)人類社會(huì)的交流融合和互相理解。
整合資源,謀求發(fā)展,江蘇有機(jī)遇
6月13日至17日,以錦繡江蘇,美好家園為主題的中國2012上海世博會(huì)江蘇活動(dòng)周在上海世博園成功舉辦。這5天的時(shí)間,堪稱世博會(huì)美妙的江蘇時(shí)刻:博大精深、源遠(yuǎn)流長的江蘇文化,與城市、歷史、現(xiàn)實(shí)、未來完美地融合在一起,展示在四海賓朋的面前;通過世博會(huì)這個(gè)平臺(tái), 江蘇與上海,在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和旅游等方面進(jìn)一步加強(qiáng)交流與合作,一批產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)項(xiàng)目將落戶 江蘇,開放、開明、開拓的江蘇張開臂膀,歡迎中外客商前來興業(yè)。
2.接觸江蘇籍世博志愿者:聯(lián)系人員調(diào)動(dòng)一切人脈取得江蘇籍志愿者的聯(lián)系方式并分配個(gè)人做好聯(lián)系工作,為進(jìn)入園區(qū)調(diào)查做好充分準(zhǔn)備。
3.調(diào)查資料準(zhǔn)備:以理論聯(lián)系實(shí)際,多方面考慮針對調(diào)研對象所要設(shè)計(jì)的問題和內(nèi)容。
請問您是專程來到上海參觀世博會(huì)的嗎?
世博會(huì)留給您印象最深的場館是哪一個(gè),是為什么呢?
您的家鄉(xiāng)有沒有企業(yè)在這次世博會(huì)參展?在參觀省市區(qū)聯(lián)合館的時(shí)候,有沒有特別留意家鄉(xiāng)館呢?
您認(rèn)為參展世博會(huì)會(huì)不會(huì)對家鄉(xiāng)或是企業(yè)的發(fā)展有較大的幫助呢?
對世博會(huì)展現(xiàn)出的未來科技改變生活,更注重環(huán)保節(jié)能低碳要求的表現(xiàn)有什么感想呢?
4.聯(lián)系媒體:新聞宣傳通訊員盡量多寫新聞稿以各種形式投稿。
二、日程安排
7月25號(hào)抵達(dá)上海,先搜集了解有關(guān)世博會(huì)的相關(guān)信息,接觸江蘇籍世博會(huì)志愿者,準(zhǔn)備調(diào)查問卷,討論并具體規(guī)劃次日行程,安排具體任務(wù)。
7月26號(hào)進(jìn)入世博園區(qū),參觀世博會(huì)中國館及各省市場館,尤其是江蘇館,訪問參觀游客,做好調(diào)查記錄。
參觀世博園企業(yè)館,了解最新科技,探索未來科學(xué)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向。小組成員就各自家鄉(xiāng)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行討論。對收集的材料進(jìn)行匯總。
7月27號(hào)返回海門,對世博行作小總結(jié)。走進(jìn)社區(qū),宣傳上海世博,走訪教育局,了解海門市教育發(fā)展方面關(guān)于世博會(huì)文化推廣所作的推進(jìn)工作。
7月28號(hào)走訪海門市各公司,了解其發(fā)展現(xiàn)狀。走訪海門市政府了解經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策。
7月29號(hào),如有可能,到相關(guān)單位收集有海門市經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的數(shù)據(jù),并做總結(jié)。最后開會(huì)分析調(diào)研結(jié)果,整理數(shù)據(jù)和調(diào)查結(jié)果,做本次實(shí)踐的總結(jié),隊(duì)員各抒己見,由報(bào)告人執(zhí)筆形成書面材料。
三、具體實(shí)踐內(nèi)容
1.接觸江蘇籍世博會(huì)志愿者
7月25日中午,實(shí)踐隊(duì)員全部抵達(dá)上海,與之前聯(lián)系好的大學(xué)生志愿者碰面,對世博園區(qū)中相關(guān)參觀規(guī)定和各場館參觀人員情況進(jìn)行了解,并討論制定出第二天的參觀路線和調(diào)查計(jì)劃,由記錄員專門紀(jì)錄此次準(zhǔn)備活動(dòng)內(nèi)容。
2.參觀世博會(huì)中國館及各省市場館,企業(yè)館
7月26日早晨,實(shí)踐隊(duì)成員全部來到世博園1號(hào)口排隊(duì)等待進(jìn)入園區(qū),有序排隊(duì)進(jìn)園之后直接奔赴人流量較大的中國館附近,派專人在排隊(duì)的人群中采用隨機(jī)抽取調(diào)查對象的方法進(jìn)行調(diào)查訪問,獨(dú)立做好調(diào)查記錄工作,及時(shí)進(jìn)行信息反饋,隨時(shí)調(diào)整問卷內(nèi)容。
下午實(shí)踐小組全體隊(duì)員又來到世博園區(qū)e片區(qū),參觀企業(yè)館及各案例館,隊(duì)員們認(rèn)真觀看了有關(guān)未來生產(chǎn)生活發(fā)展的科技短片,未來生活中融入了更多的科技應(yīng)用,環(huán)保低碳等字眼,大家很受觸動(dòng)。
主題館的參觀,更多環(huán)保創(chuàng)新元素的融入,讓身為高中的我們感到身上的責(zé)任很重,未來需要我們?nèi)?shí)現(xiàn)。
3.走進(jìn)社區(qū),宣傳上海世博
7月27日上午,實(shí)踐隊(duì)員返回,走進(jìn)海門市各社區(qū),對世博會(huì)及世博會(huì)所傳達(dá)的對城市遺產(chǎn)的保護(hù),使人們更加關(guān)注健康的城市發(fā)展;推廣可持續(xù)的城市發(fā)展理念,成功實(shí)踐和創(chuàng)新技術(shù)的理念進(jìn)行宣傳,采用張貼宣傳海報(bào),與過往住戶交流的形式派專人進(jìn)行實(shí)踐。
當(dāng)天下午,隊(duì)員們又緊鑼密鼓的來到了海門市教育局,咨詢了解了海門市教育系統(tǒng)對世博會(huì)教育發(fā)展方面關(guān)于世博文化推廣所作的推進(jìn)工作。就世博會(huì)的主題目標(biāo)提高公眾對“城市時(shí)代”中各種挑戰(zhàn)的憂患意識(shí),并提供可能的解決方案對學(xué)生學(xué)習(xí)生活思想方面的影響及教育意義等相關(guān)問題提出探討,得到了工作人員的積極解答,由專人記錄并整理成書面材料。
4.走訪海門市各大公司及海門市政府
7月28日,全體實(shí)踐隊(duì)員,訪問了辦公室工作人員,了解企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,由專人做好資料整理與記錄。登陸海門市政府工作網(wǎng)站在政務(wù)論壇上與接待人員交流,了解經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策和今后的發(fā)展動(dòng)向。
物理教學(xué)中的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是在教師指導(dǎo)下,主要由學(xué)生獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。這項(xiàng)活動(dòng)能否起到提高學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力,加深理解理論知識(shí)的作用,教師的指導(dǎo)十分關(guān)鍵。筆者在多年的實(shí)際教學(xué)中體會(huì)到,物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)有3忌。
第一,忌包辦代替
物理分組實(shí)驗(yàn)是學(xué)生通過親自動(dòng)手、思維,對有關(guān)物理概念、定律進(jìn)行檢驗(yàn),從而進(jìn)行理論思考的升華的動(dòng)態(tài)過程。實(shí)驗(yàn)時(shí)教師必須善于引導(dǎo),讓學(xué)生積極動(dòng)腦思維,大膽動(dòng)手實(shí)踐。從了解實(shí)驗(yàn)原理,準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材,到進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,測出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,這一全過程都應(yīng)充分體現(xiàn)學(xué)生在實(shí)踐中的主體作用。特別是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中碰到儀器裝配不上,數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)故障等問題時(shí),教師切忌自己動(dòng)手,包辦處理一切。這種包辦代替表面上看起來似乎使問題很快得到解決,但卻大大扼殺學(xué)生思維和探索的勇氣,很不利于提高學(xué)生處理實(shí)際問題的能力。正確的做法應(yīng)該是引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)的程序要求,認(rèn)真分析故障出現(xiàn)的原因,提出解決問題的辦法,由學(xué)生自己動(dòng)手糾正。
筆者在一次上分組實(shí)驗(yàn)課“日光燈的安裝”時(shí),有幾組學(xué)生將線路接通后燈管不亮。筆者沒有自己動(dòng)手幫助學(xué)生將燈管接亮,而是耐心地啟發(fā)他們認(rèn)真分析日光燈不亮的原因,然后要求他們對照日光燈線路冷靜思考,仔細(xì)檢查。這幾組學(xué)生通過反復(fù)實(shí)踐,終于使安裝的所有日光燈都放出明亮的光輝?,F(xiàn)在,參加過“日光燈的安裝”分組實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,大都能自動(dòng)處理日光燈有關(guān)故障。
第二,忌“空中樓閣”
物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于通過學(xué)生的親身參與使某一現(xiàn)象發(fā)生或重演,促進(jìn)學(xué)生對物理理論知識(shí)的消化和擴(kuò)展,提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。因此,進(jìn)行物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師一定不能只教學(xué)生做實(shí)驗(yàn),不管學(xué)生是否明白其中道理;只重視學(xué)生獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)果,忽視讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果加深對有關(guān)物理原理和概念的理解,因而使實(shí)驗(yàn)成為“空中樓閣”。欲使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為提高物理教學(xué)質(zhì)量的重要途徑,教師除了要指導(dǎo)學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)前充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,熟悉實(shí)驗(yàn)原理外,還要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,精心設(shè)計(jì)各類實(shí)驗(yàn)考題。在教學(xué)中有的放矢地引導(dǎo)學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)、邊思考、邊分析,讓學(xué)生在觀察、思考中鞏固理論知識(shí),提高實(shí)驗(yàn)技能;在動(dòng)手思維中發(fā)展自身的形象思維和抽象思維能力;在主動(dòng)學(xué)習(xí)中充分體會(huì)到實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵。
如進(jìn)行“用示波器觀察正弦交流電波形”這一分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師如果只局限于指導(dǎo)學(xué)生用示波器調(diào)出交流電波形,就會(huì)使實(shí)驗(yàn)變成一種簡單機(jī)械的操作。而教師如果先引導(dǎo)學(xué)生從理論上了解正弦交流電是一個(gè)大小和方向均隨時(shí)間按正弦函數(shù)作周期性變化的電流,然后指導(dǎo)學(xué)生有目的地將正弦交流電輸入示波器觀察波形,并與數(shù)學(xué)中的正弦曲線圖形加以比較。當(dāng)學(xué)生看到示波器顯示的波形居然與正弦交流電函數(shù)關(guān)系所表征的正弦曲線一模一樣時(shí),他們會(huì)在腦子里對抽象的、變幻莫測的交流電建立起形象的概念,同時(shí)也會(huì)對實(shí)驗(yàn)與理論的完全吻合表示由衷的信服。
第三,忌虎頭蛇尾
上分組實(shí)驗(yàn)課時(shí),一部分學(xué)生往往存在重實(shí)驗(yàn)操作和獲取數(shù)據(jù),輕數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的錯(cuò)誤傾向。這就需要教師在思想上具有實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整意識(shí),要就實(shí)驗(yàn)原理的理解程度,實(shí)踐操作的熟練程度,數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確程度,以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整程度等各方面對學(xué)生提出嚴(yán)格要求,熱心指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真完成各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師必須認(rèn)真檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄,批改學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,從中了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,并將在?shí)驗(yàn)報(bào)告中發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)反饋給學(xué)生,還可開放實(shí)驗(yàn)室讓學(xué)生帶著問題重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這樣考驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,提高分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。
如果教師只滿足于上分組實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真操作,得出結(jié)論,而課后就萬事大吉,既不管學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告如何填寫,也不過問實(shí)驗(yàn)是否收到預(yù)期效果,甚至還把批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告反饋信息當(dāng)成一種負(fù)擔(dān),這種虎頭蛇尾的做法有可能使分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式,也是物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)之大忌。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板 電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)02(a)-0021-01
實(shí)驗(yàn)是教學(xué)中尤其是電子技術(shù)這類理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程教學(xué)中非常重要的環(huán)節(jié)。近年來,高校對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度逐步提升,實(shí)驗(yàn)報(bào)告已成為檢查考核實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的依據(jù)之一。通過書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對實(shí)驗(yàn)過程現(xiàn)象的描述、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié),使學(xué)生把理論與實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步聯(lián)系,能更好的掌握知識(shí)和技能,同時(shí)也為今后的科學(xué)研究及工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。然而,在實(shí)驗(yàn)報(bào)告日益被重視的同時(shí),也暴露了一些問題,影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。
傳統(tǒng)的紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,學(xué)生課上操作課下寫報(bào)告,由于時(shí)間上滯后,使得報(bào)告內(nèi)容有些不能真實(shí)反映實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果,因此不能充分發(fā)揮其作用。由于紙質(zhì)報(bào)告的批改、填寫和反饋花費(fèi)時(shí)間較長,學(xué)生不能及時(shí)獲得教師評(píng)價(jià),降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。有時(shí)學(xué)生在填寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上對一些復(fù)雜的波形實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述時(shí)受篇幅限制而不準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及項(xiàng)目名稱等的欄目填寫,效率較低。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展,電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,它基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以跟蹤管理學(xué)生實(shí)驗(yàn),在學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板的引導(dǎo)下,根據(jù)要求完成實(shí)驗(yàn)分析、設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)記錄、圖表描繪、總結(jié)分析,并提交服務(wù)器,教師可以在線或離線批改報(bào)告。采用電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)相對于紙質(zhì)報(bào)告來說,表現(xiàn)出更多優(yōu)勢。
1 電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能
電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)由圖1所示,包含了虛擬儀器測試模塊、實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯軟件和教師終端軟件。
教師終端服務(wù)軟件主要包含了編輯功能、模板管理功能及用戶管理功能。在編輯功能模塊中,教師根據(jù)教學(xué)計(jì)劃及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板,并上傳到服務(wù)器,在模板中完成。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板中,教師提出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、測試參數(shù)表格及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求。學(xué)生可下載實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板。學(xué)生根據(jù)模板要求完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)及總結(jié)實(shí)驗(yàn)三個(gè)步驟。電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板按照不同課程的模板分類存儲(chǔ),查找順利完成對學(xué)生報(bào)告的批改、給出成績及實(shí)驗(yàn)報(bào)告文檔的輸出。
在模板管理功能中教師通過模板編輯器可以將上傳到服務(wù)器的實(shí)驗(yàn)?zāi)0暹M(jìn)行再編輯修改。通過實(shí)踐過程提出的對模板進(jìn)行修正的地方可及時(shí)修改,使教學(xué)實(shí)驗(yàn)過程更完善。用戶管理功能完成對教師用戶和學(xué)生用戶的管理。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯軟件是針對學(xué)生用戶設(shè)計(jì)的,主要包括個(gè)人信息管理、班級(jí)管理及學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理。在此模塊中,學(xué)生需登錄實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯軟件,下載實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板,保存實(shí)驗(yàn)報(bào)告,提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及查閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改結(jié)果等。
虛擬儀器測試模塊完成的是對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)功能。主要是一個(gè)集數(shù)字示波器及邏輯分析儀為一體的虛擬儀器。實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生將虛擬儀器與實(shí)驗(yàn)電路連接在一起,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測試要求,采集數(shù)據(jù)波形并保存圖形文件,且保存的文件有學(xué)生注冊信息,這樣省去了手工記錄圖形的過程,有效的防止了偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的行為。
2 電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)實(shí)施應(yīng)用
基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng),要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前要下載實(shí)驗(yàn)?zāi)0?,并做好?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),包括設(shè)計(jì)及仿真,理論參數(shù)計(jì)算等。
學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室登錄實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯軟件,根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容連接電路,并運(yùn)用虛擬測試儀器采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并保存。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,提交測試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及波形。
學(xué)生在網(wǎng)上提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告后,教師可以在線或離線批改,批改過程可以進(jìn)行標(biāo)記。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告編輯軟件中,可以觀察教師批改結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn),找出不足及有待修改的地方。
3 結(jié)語
基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,已凸顯其優(yōu)點(diǎn),適用于電子技術(shù)學(xué)科的各類課程,且歸納整理統(tǒng)計(jì)各種類型表格較為方便,教師與學(xué)生的互動(dòng)更加積極有效。通過實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波形測量、參數(shù)測試、實(shí)驗(yàn)報(bào)告分析總結(jié)提交、教師報(bào)告實(shí)時(shí)批改,使得教學(xué)管理更加透明有效。利用虛擬儀器對測試波形的存儲(chǔ),簡化波形錄入工作,波形描繪準(zhǔn)確且花費(fèi)時(shí)間短,有效的數(shù)字簽名防止了杜撰和抄襲,電子報(bào)告對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量監(jiān)控有著積極的意義。
隨著計(jì)算機(jī)教育現(xiàn)代化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告系統(tǒng)將是今后發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻(xiàn)
[1] 李倩.高校計(jì)算機(jī)公共基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)報(bào)告改革探討[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用, 2013(5):125.
【關(guān)鍵詞】中職學(xué)校;電工電子類課程;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
電工電子類課程是中職應(yīng)用電子、機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的基礎(chǔ)課程,與后續(xù)專業(yè)課程之間有著緊密的聯(lián)系同時(shí)。隨著科技的不斷進(jìn)步,電工電子產(chǎn)品不斷推陳新,電氣化程度不斷提高,這門課程的不少知識(shí)涉及學(xué)生就業(yè)領(lǐng)域的基本操作技能。岡此,開沒電工電子課程無疑是必要的,是合理的。
1 電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題
觀今的電工電子類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著很多問題,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)
1.1 實(shí)驗(yàn)中存在不安全因素。
電工電子實(shí)驗(yàn)中所使用的設(shè)備、儀器儀表和電子元器件較多,如果不能正確使用,容易造成損壞。
1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊,方法單一。
目前在大部分巾職學(xué)校,電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍從屬或附屬于理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊,脫離現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的實(shí)際有些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)沒有發(fā)展創(chuàng)新,對學(xué)生失去吸引力,如單級(jí)放大器實(shí)驗(yàn),就是孤立的一個(gè)放大電路.對放大信號(hào)是否失真.只是簡單地用示波器觀察波形,在實(shí)驗(yàn)方法上,傳統(tǒng)電工電子實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),存文驗(yàn)過程中不能結(jié)合存在的問題主動(dòng)思考.只是機(jī)械地按部就班地連線、測,片面追求數(shù)據(jù)的正確.不注重實(shí)驗(yàn)全過程,對一些基本問題缺乏理解、更有一些學(xué)生存在應(yīng)付心理,抄襲或偽造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這種方式嚴(yán)重影響了學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng),缺乏獨(dú)立思考和積極主動(dòng)性的訓(xùn)練,起不到應(yīng)有的作用。
1.3 實(shí)驗(yàn)考核方式不合理
電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核主要是實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)際操作兩種方式,但目前存存的問題是巾職學(xué)生自覺性羞,實(shí)驗(yàn)報(bào)告僅僅是抄抄實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),存在嚴(yán)重的抄襲和弄虛作假現(xiàn)象.另外,由于學(xué)生多,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師少,很多學(xué)校甚至對實(shí)際操作能力不予考核。這樣就不能真正了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,不能公平公正地對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ鞒鲈u(píng)價(jià).學(xué)生的實(shí)際操作能力也就得不到提高。
2 電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考和實(shí)踐
2.1 嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)管理.培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣
實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)知識(shí)、職業(yè)技能的再要環(huán)節(jié),也是加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)規(guī)范和行為訓(xùn)練.培養(yǎng)良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的良機(jī)..通過電工電子實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以掌握基本的操作流程,了解實(shí)驗(yàn)中的安全注意事項(xiàng),有利于養(yǎng)成認(rèn)真仔細(xì)的習(xí)慣教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須制定完善的實(shí)驗(yàn)管理制度,用紀(jì)律約束學(xué)生,落實(shí)安全和設(shè)備使刖責(zé)任制實(shí)驗(yàn)前,教師首先愛強(qiáng)調(diào)支驗(yàn)紀(jì)律,講解試驗(yàn)巾應(yīng)注意的安全問題;實(shí)驗(yàn)過程中,凡是發(fā)現(xiàn)破壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備、不愛惜實(shí)驗(yàn)器材、不按規(guī)范操作的情況,要及時(shí)制止并對相關(guān)人員進(jìn)行嚴(yán)肅教育;實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,設(shè)備如果出現(xiàn)故障或丟失,儀表和電子元器件不能按時(shí)交回等情況,教師可根據(jù)相關(guān)記錄追究相應(yīng)實(shí)驗(yàn)小組的責(zé)任
2.2 更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法,提高實(shí)驗(yàn)效果
隨著電子技術(shù)的巨大發(fā)展.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和內(nèi)容的創(chuàng)新迫存屑睫.應(yīng)存教學(xué)中增加一些綜合性和沒計(jì)性實(shí)驗(yàn),采取切實(shí)可行的適合中職學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)際的聯(lián)系,借此提高學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)的積極性。如在進(jìn)行單級(jí)放大器的性能測試時(shí),教師可對學(xué)生對收音機(jī)的中放電路進(jìn)行測試,通過收音機(jī)的聲音的變化,使學(xué)生對放大器的性能有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。
2.3 改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫法和考試、考核方法
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是學(xué)生對自己所做實(shí)驗(yàn)的總結(jié),重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過程中問題的變化、分析,多寫對實(shí)驗(yàn)的體會(huì),對不成功的分析、討論和解決問題的方法,而不過于強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式的統(tǒng)一,內(nèi)容的多少和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
設(shè)計(jì)性物理實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生作為自己知識(shí)的建構(gòu)者,在應(yīng)用知識(shí)的情景中,根據(jù)指導(dǎo)教師提供的實(shí)驗(yàn)題目和已有的實(shí)驗(yàn)條件,自主查閱參考資料,合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自選或組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備,擬定實(shí)驗(yàn)操作步驟,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn),寫出完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)地分析和總結(jié),從而讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中進(jìn)行批判性和創(chuàng)造性的思維,并在教師的指導(dǎo)下在與小組成員的協(xié)商過程中不斷建構(gòu)自己的知識(shí),達(dá)到在實(shí)驗(yàn)情景中訓(xùn)練高層次思維技能。筆者在這里根據(jù)一年的學(xué)習(xí)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),就如何做好設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)談一些想法。
設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的首要問題就是選題,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目應(yīng)該體現(xiàn)出知識(shí)的綜合性和探索性,在可操作性的基礎(chǔ)上考慮學(xué)生原有的認(rèn)知水平,不能提出遠(yuǎn)離學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)性課題,以免挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,要跳出“復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)才是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)備才能完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求”的思想誤區(qū),并在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,盡量用原理簡潔明了且簡易的實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)建設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),以便于學(xué)生理解,體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法,達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。開學(xué)初,教研室根據(jù)實(shí)驗(yàn)室和學(xué)生認(rèn)知現(xiàn)狀,布置“用電子示波器測量兩信號(hào)的相位差”、“氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)的研究”、“RL、RC 串聯(lián)電路穩(wěn)態(tài)特性的研究”、“霍爾器件應(yīng)用的研究”、“ 固體熱膨脹系數(shù)的測量”和“電橋靈敏度研究”等8 個(gè)實(shí)驗(yàn)題目供學(xué)生選擇。
在確定選題之后,學(xué)生以小組(2~3人)為單位帶著問題通過網(wǎng)絡(luò)及圖書館中心資料室查閱與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的書籍、論文等資料,分工協(xié)作共同擬定實(shí)驗(yàn)方案、選擇配套實(shí)驗(yàn)儀器,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的條件自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,制定實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法及步驟。方案選定后,以小組為單位,與指導(dǎo)教師進(jìn)行討論。若設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn);若設(shè)計(jì)方案未通過,小組成員則根據(jù)指導(dǎo)教師提出的意見,繼續(xù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案直至可行。比如“用電子示波器測量兩信號(hào)的相位差”實(shí)驗(yàn),小組通過查閱資料共設(shè)計(jì)出兩套實(shí)驗(yàn)方案: 波形比較法和橢圓法,通過實(shí)驗(yàn)來對比兩種方法的精確性。
實(shí)驗(yàn)方案確定后,學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組為單位獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)全過程。在此過程中,要突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位,以學(xué)生為中心、教師在全程進(jìn)行指導(dǎo)或協(xié)助,學(xué)生在對照實(shí)驗(yàn)要求去探究與問題相關(guān)知識(shí)的過程中,實(shí)現(xiàn)了對相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知。在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)困難和疑問,教師要及時(shí)啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生分析問題,找出解決問題的辦法,如測量電橋靈敏度實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了電橋的故障,指導(dǎo)學(xué)生如何檢測線路故障、如何分析故障原因。鼓勵(lì)學(xué)生提出問題和擁有不同的見解,讓學(xué)生根據(jù)自己的智力特點(diǎn)來安排實(shí)驗(yàn),如在實(shí)驗(yàn)過程中,可以讓數(shù)理邏輯性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)者負(fù)責(zé)從理論上分析原理等等,動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)習(xí)者負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝及測試,自然觀察能力強(qiáng)的學(xué)習(xí)者負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量和記錄,自省能力較強(qiáng)的學(xué)習(xí)者負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)完成過程中的監(jiān)控和反饋,言語能力較強(qiáng)的學(xué)生主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)歸納和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完善等等。
實(shí)驗(yàn)完成后,教師應(yīng)及時(shí)對對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的學(xué)業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)。科學(xué)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)者參與程度和合作效果是激發(fā)并穩(wěn)定其合作興趣,監(jiān)控其合作情況的必要手段。在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)過程中, 教師對學(xué)生的評(píng)價(jià)包括操作能力、觀察能力、語言表達(dá)能力、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理能力等多種智力方面的評(píng)價(jià),力求做到全面評(píng)價(jià)學(xué)生的成績,充分尊重學(xué)生,體現(xiàn)學(xué)生的主體性。具體評(píng)價(jià)時(shí),可以結(jié)合每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃執(zhí)行情況、每位組員的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)記錄和實(shí)驗(yàn)的最終完成情況等三方面進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)最好采取多元評(píng)價(jià)的方式。讓教師作為評(píng)價(jià)的主體,同時(shí)加上學(xué)生自我評(píng)價(jià)和同組人員的互相評(píng)價(jià),如在學(xué)生形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告前,老師可以提出一些問題,以小組的形式組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)誤差分析比較、對實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)整體環(huán)節(jié)進(jìn)行討論,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)場給教師演示,從而形成學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和同組學(xué)生間的評(píng)價(jià),為指導(dǎo)教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程客觀評(píng)價(jià)提供依據(jù)。另外,評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是看實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,教師對學(xué)生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)過程應(yīng)該貫穿實(shí)驗(yàn)過程的始終,如在實(shí)驗(yàn)的開始,教師可以要求學(xué)生提出詳細(xì)的書面設(shè)計(jì)方案,及對實(shí)驗(yàn)過程可能出現(xiàn)的問題分析策略,提出解決方案和創(chuàng)新思考。評(píng)價(jià)時(shí),不僅僅只關(guān)注靜態(tài)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更應(yīng)注重實(shí)驗(yàn)中動(dòng)態(tài)的學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、情感的交流、合作與碰撞的過程,利用這些動(dòng)態(tài)變化對學(xué)生進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和引導(dǎo)。最后,在評(píng)價(jià)考核內(nèi)容里面除了考核實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作技能和對實(shí)驗(yàn)原理的掌握外,還將文獻(xiàn)查閱能力、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神等都納入考察范圍,充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)科學(xué)精神培養(yǎng)的功能。
在目前各高校的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所占的比例逐年上升。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的有效手段。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中構(gòu)建設(shè)
計(jì)性實(shí)驗(yàn),最能體現(xiàn)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練要求的不是實(shí)驗(yàn)設(shè)備,而是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想。雖然我校開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)時(shí)間尚短,只要我們不斷努力,最終一定會(huì)摸索出一套完善的大學(xué)物理設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:Xenserver;虛擬實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新;模擬電子技術(shù)
中圖分類號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2016)26-0023-03
模擬電子技術(shù)是電氣,電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程,模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)則是以理論為導(dǎo)向,將課堂知識(shí)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,真正使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)有所用,學(xué)有所得。但模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)具有原理復(fù)雜、操作繁瑣、要求較高、效果差的特點(diǎn),而且單獨(dú)的仿真軟件又不具備在線交流,深入探究的功能,因此建設(shè)基于multisim的模擬電子技術(shù)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可趨利避害。虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)器材缺乏、損耗,實(shí)驗(yàn)室空間不足等問題,而且可以很好地將學(xué)生融入其中,使其學(xué)有所樂,樂有所得。同時(shí)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅包括模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),而且對于綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),學(xué)生也可在此基礎(chǔ)上自行發(fā)揮與探究,與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)。因此建設(shè)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對于培養(yǎng)出基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)、創(chuàng)新意識(shí)高的人才具有較大的實(shí)踐意義。
1虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)發(fā)展必要性
1.1國內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)狀
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng),同時(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)是信息化、模擬化教學(xué)的一個(gè)重要組成部分。根據(jù)我國的科技發(fā)展國情,制定了開展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的各項(xiàng)研究。名勝旅游、展出展館、工業(yè)仿真以及國家自然科學(xué)基金委、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)列入研究項(xiàng)目。在緊跟虛擬技術(shù)發(fā)展的同時(shí),國內(nèi)一些高校,已積極投入到了這一領(lǐng)域的研究,比如北京師范大學(xué)基于虛擬空間的三維電子線路實(shí)驗(yàn)環(huán)境,上海交通大學(xué)的機(jī)器人遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)虛擬仿真系統(tǒng),浙江大學(xué)化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)操作等都為虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)展開辟了道路。
本平臺(tái)為石家莊鐵道大學(xué)遠(yuǎn)程訪問虛擬機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為高校實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)提出新的理論與途徑。緊跟虛擬技術(shù)發(fā)展的腳步,力求創(chuàng)新。
1.2 現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)面臨的問題
1)電學(xué)實(shí)驗(yàn)等由于自身具有實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜,連線困難,操作不易等特點(diǎn),學(xué)生總是望而生畏,實(shí)驗(yàn)課上畏手畏腳,實(shí)驗(yàn)課下敷衍了事。這給高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。
2)實(shí)驗(yàn)器材耗損問題,由于現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)保護(hù)措施不足或者學(xué)生操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻钠鞑膿p壞以及時(shí)間,溫度等原因造成的器材損耗給實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性造成的影響。
3)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的多樣性,綜合性。由于電學(xué)實(shí)驗(yàn)不拘泥于基本電路,因此現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的改裝電路,組合電路往往造成連線復(fù)雜不清,容易造成短路,斷路等問題。
4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)僧多粥少的局面,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)限定地點(diǎn),限定時(shí)間,限定實(shí)驗(yàn),對于學(xué)有余力的學(xué)生往往學(xué)不到更多的知識(shí),學(xué)生實(shí)驗(yàn)也逐漸成為一種形式。
5)學(xué)生平時(shí)自己在操作實(shí)驗(yàn)箱時(shí)缺乏創(chuàng)造性,對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),動(dòng)手能力嚴(yán)重不足,沒有實(shí)驗(yàn)的拓展延伸創(chuàng)新。
1.3 虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)發(fā)展價(jià)值
仿真軟件multisim具有超強(qiáng)的仿真能力,它可以對模擬電子技術(shù)電路進(jìn)行仿真,同時(shí)分析結(jié)果可以以數(shù)值或波形直觀地顯示出來,當(dāng)仿真失敗時(shí),不僅不會(huì)損耗實(shí)際器材,而且還會(huì)顯示出錯(cuò)信息,提示可能出錯(cuò)的原因,然而僅僅一個(gè)仿真軟件并不具備交互,交流,探究,深入學(xué)習(xí)的功能,因此充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與虛擬機(jī)技術(shù),將信息技術(shù)與仿真技術(shù)相結(jié)合的方式就很有必要。這樣的方案不僅能解決上述問題,而且具有真實(shí)性、交互性、簡單和易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)可以說是在教育教學(xué)上一次重要的發(fā)展創(chuàng)新,也是互聯(lián)網(wǎng)大潮來臨之際一次重大革新。
2虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)功能介紹
2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)
模擬電子技術(shù)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是,改變高?,F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的各種問題和提高教學(xué)質(zhì)量以及增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)和創(chuàng)新能力,通過虛擬化的實(shí)驗(yàn)?zāi)M,讓學(xué)生切實(shí)體會(huì)理論的深刻內(nèi)涵,幫助學(xué)生在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中操作自如。利用multisim軟件的仿真功能,joomla的網(wǎng)頁構(gòu)建功能,虛擬機(jī)的虛擬擴(kuò)展功能和網(wǎng)絡(luò)的交互交流功能,將模擬電子技術(shù)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)成一個(gè)探索性學(xué)習(xí),創(chuàng)新性學(xué)習(xí),自由式學(xué)習(xí),協(xié)同性學(xué)習(xí)的教學(xué)工具。
2.2結(jié)構(gòu)布局及其功能
虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分為登陸,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)仿真操作,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)M,在線交流探討,實(shí)驗(yàn)報(bào)告瀏覽與下載等功能。
首頁上有以下模塊:
1)實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子版講義功能模塊
這是紙質(zhì)版的實(shí)驗(yàn)報(bào)告在后臺(tái)以發(fā)文章的形式呈現(xiàn)在網(wǎng)站上,其中包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)仿真操作模塊包括常用半導(dǎo)體器件的識(shí)別與簡單測試、單管共射放大電路、負(fù)反饋交流放大電路、集成運(yùn)放組成的基本運(yùn)算電路、電壓比較器的研究、RC正弦波振蕩電路、非正弦波發(fā)生電路、OTL/OCL 互補(bǔ)功率放大器、集成功率放大器、有源濾波器、整流濾波與穩(wěn)壓電路等12個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告(包括實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)步驟,預(yù)備知識(shí)等),實(shí)驗(yàn)電路參考仿真圖(在此模板基礎(chǔ)上可以修改個(gè)別器件的參數(shù),可觀察修改后對整體電路或部分電路的影響)便于同學(xué)們在校園網(wǎng)免流的環(huán)境下可以隨時(shí)隨地查閱報(bào)告,在普遍使用智能手機(jī)的當(dāng)下,通過這樣的一種方式可以激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,從網(wǎng)上游習(xí)變?yōu)榫W(wǎng)上學(xué)習(xí)、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)M支持在原有的實(shí)驗(yàn)電路基礎(chǔ)上修改創(chuàng)新也支持新建空白界面搭建電路,此模塊主要方便深入探究學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)。對于一些包括反饋系統(tǒng),多級(jí)放大系統(tǒng)等電路的研究更加清晰易懂。
2)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模塊功能
這部分的功能是本系統(tǒng)的主要功能,即核心部分。通過進(jìn)入仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)界面,有多個(gè)開啟Xenserver環(huán)境里面搭建的虛擬機(jī)的按鈕,學(xué)生可以通過分配的IP號(hào)與密碼登錄到實(shí)驗(yàn)仿真界面(如圖1所示),從而進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問云平臺(tái)的虛擬機(jī)進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn),這樣免去了學(xué)生在本地安裝仿真的繁瑣過程,大大提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效率。學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中按實(shí)驗(yàn)步驟完成整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn),允許重做,直到駕輕就熟,不受時(shí)間、地點(diǎn)制約。而對于學(xué)生在原有電路的修改并不影響后續(xù)其他人的實(shí)驗(yàn),任何修改在退出登陸后都將恢復(fù)如初。
3)交互留言模塊功能
交互留言是此虛擬仿真系統(tǒng)的重要組成部分,起到反饋的作用。相當(dāng)于Blog或技術(shù)交流論壇。在線交流探討模塊實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的交互功能,使用者可以對實(shí)驗(yàn)電路做出設(shè)想與建議,方便學(xué)生參與到教與學(xué)對于指導(dǎo)教師來說可以關(guān)注學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的投入程度和過程性評(píng)價(jià)。在此平臺(tái)留言模塊教師也可考慮學(xué)生對本課程或?qū)嶒?yàn)的建議與意見,使實(shí)驗(yàn)課程或理論到達(dá)更高水平的層次。同學(xué)們之間可以討論模擬電子技術(shù)里面的技術(shù)問題,也可以是同學(xué)們向老師詢問問題,老師專家們甚至可以互相切磋。
4)視頻播放功能
此菜單欄模塊是補(bǔ)充部分,起到輔助作用。是為教學(xué)提供便利和為學(xué)生在課余學(xué)習(xí)更多的技能服務(wù)。視頻里面介紹了幾種廠家的示波器的使用方法,如何操作示波器以及介紹各種電子元器件的型號(hào),拓展同學(xué)們的知識(shí)面,以便更好地實(shí)踐。
5)虛擬存儲(chǔ)器NFS功能
NFS即網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng),是FreeBSD支持的文件系統(tǒng)中的一種,它允許網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)之間通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)共享資源。在NFS的應(yīng)用中,本地NFS的客戶端應(yīng)用可以透明地讀寫位于遠(yuǎn)端NFS服務(wù)器上的文件,就像訪問本地文件一樣。通過平臺(tái)內(nèi)嵌的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)反饋功能及時(shí)核查學(xué)生報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)行為,監(jiān)督和考評(píng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,瞬間實(shí)現(xiàn)一對多模式,隨時(shí)隨地教學(xué)。這樣就實(shí)現(xiàn)了學(xué)生和老師交互的途徑。
3虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)總體設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目的整體構(gòu)架(如圖2所示),在XEN環(huán)境下虛擬,搭建網(wǎng)頁服務(wù)器xampp,通過網(wǎng)頁來獲取遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)機(jī)器和密碼。 “虛擬機(jī)里嵌套虛擬機(jī)”,這是本項(xiàng)目的核心創(chuàng)新之處,也是國內(nèi)虛擬實(shí)驗(yàn)首次創(chuàng)新。Joomla服務(wù)網(wǎng)頁通過后臺(tái)python語言腳本來控制和檢測虛擬機(jī)的開關(guān)。虛擬機(jī)在運(yùn)行(或者說用戶在使用時(shí))可以將自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過NFS的形式進(jìn)行保存,并且每一個(gè)虛擬機(jī)采用一種類似影子系統(tǒng)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)還原,避免產(chǎn)生更多的用戶垃圾。
圖2 項(xiàng)目的整體構(gòu)架
3.1前臺(tái)網(wǎng)站搭建
1)網(wǎng)站的搭建采用目前流行的joomla平臺(tái)搭建,使用了WebExperts作為網(wǎng)站的基本模板。
2)在主頁上位了便于用戶使用,本平臺(tái)以Multisim軟件為對象,加入了仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、在線幫助、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和在線留言四大模塊鏈接。用戶可以在主頁上進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),了解本平臺(tái)的使用介紹,提前學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)流程和對實(shí)驗(yàn)問題的在線交流。
3)在網(wǎng)站主頁上加入了在線QQ留言,便于用戶在使用過程中遇到平臺(tái)不能使用或其他較為緊急的情況可以通過本鏈接及時(shí)聯(lián)系技術(shù)人員。另外就是加入賬號(hào)機(jī)制,是用戶可以擁有自己的賬戶而獲得更多的是用權(quán)限。另外我們也將不斷更新升級(jí)該網(wǎng)站以及主頁新聞話題,
不斷貼合用戶的使用。
如圖3為當(dāng)前設(shè)計(jì)網(wǎng)站主頁, 如圖4為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的下拉菜單,如圖5為網(wǎng)站主頁框架布局。
3.2虛擬機(jī)平臺(tái)搭建
虛擬機(jī)上有虛擬機(jī),通過遠(yuǎn)程來解決在本機(jī)上需要安裝的麻煩,這也是服務(wù)教學(xué)和在教學(xué)事業(yè)上的創(chuàng)新。
以下分為四個(gè)部分:
1) 在Xenserver的基礎(chǔ)運(yùn)行上有一個(gè)環(huán)境,具體下面對Xen進(jìn)行介紹,Xen作為個(gè)軟件開源的軟件,學(xué)校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)樓引進(jìn)了華為的三臺(tái)機(jī)器,作為后臺(tái)的服務(wù)器0。
2) 客戶端的多個(gè)虛擬機(jī),是學(xué)生在遠(yuǎn)程登陸界面,進(jìn)行自己的仿真電路實(shí)驗(yàn),這樣就可以像在自己的電腦一般,免去在自己的電腦上再次安裝冗余的安裝包,使用簡便。
3) 在CentOS的系統(tǒng)下,這是屬于Linux的操作系統(tǒng)范疇。在這里面嵌入網(wǎng)頁的后臺(tái),相關(guān)搭建在后續(xù)。
3.3實(shí)驗(yàn)仿真軟件嵌入
此虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)安裝的是multisim12.0版本,當(dāng)所有任務(wù)完成后(包括網(wǎng)頁構(gòu)建完成,學(xué)生可通過互聯(lián)網(wǎng)登錄以及虛擬機(jī)的虛擬擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)等),將multisim鑲嵌于實(shí)驗(yàn)平臺(tái),學(xué)生登入后可一目了然,簡便操作,快速入門。
登入VM宿主機(jī)軟件為將multisim12.0版本與虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平成接口任務(wù),如圖6:
圖6 圖7 圖8
宿主機(jī)地址為202.206.32.235,將主機(jī)地址輸入登入方式如圖7以及圖8。
3.4學(xué)習(xí)資源共享(NFS)
在搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)大環(huán)境構(gòu)架基礎(chǔ)上,為使實(shí)驗(yàn)平臺(tái)真正成為有內(nèi)涵,有資源,有幫助的學(xué)習(xí)工具,在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上添加學(xué)習(xí)資料便舉足輕重。12個(gè)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)理論到實(shí)驗(yàn)仿真將為實(shí)驗(yàn)者一一呈現(xiàn),使學(xué)生實(shí)驗(yàn)的同時(shí),深入理解實(shí)驗(yàn)原理,全局透析電路連接。對于電壓放大電路或功率放大電路都可以通過預(yù)加的萬用表或者雙蹤示波器觀察。對于基本電路研究,在一些仿真圖旁增加了基本公式,便于學(xué)生對電路理解分析。對于一些仿真,軟件都無法實(shí)現(xiàn)的如:萬用表的二極管檔位,這里就采用的是利用雙蹤示波器觀察二極管、穩(wěn)壓管伏安特性曲線的方法。甚至于一些功率放大器不能獲得的,這里也巧妙的使用了其替代品,其性能一致,結(jié)果大同。對于虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)參考教材《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程(第三版)》(清華大學(xué)出版社)上的仿真練習(xí),我們也將以multisim12.0格式為其展現(xiàn),該部分將作為附錄寫入其中。當(dāng)然對于后續(xù)國家發(fā)展和學(xué)生建議,模擬電子技術(shù)虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也將緊跟時(shí)代,更新內(nèi)容。
虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)交流模塊相信會(huì)成為學(xué)生們最為感興趣的,尤其在這里不僅有文字的交流而且還有表情的傳達(dá),當(dāng)然最為主要的是,這里相當(dāng)于一個(gè)大的QQ群,學(xué)生可以提出問題也可以解決問題,可以交流心得也可以提出質(zhì)疑。這里也方便詢問錯(cuò)誤仿真原因,同學(xué)之間可以在線修改,大大節(jié)省時(shí)間和精力,也大大方便實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作。
4虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)測試
我們對網(wǎng)站和虛擬平臺(tái)在不斷進(jìn)行著測試。在前臺(tái)網(wǎng)站我們的留言板采用easybook進(jìn)行留言創(chuàng)建,通過設(shè)計(jì)和不斷改善使之更便于留言,使之交流可以更加豐富多樣。主頁上的QQ留言是為訪問者提供的一種與后臺(tái)服務(wù)人員直接聯(lián)系的方式,這便在平臺(tái)使用中突發(fā)問題而導(dǎo)致訪問者不能正常使用,這樣就可以通過該QQ及時(shí)通知技術(shù)人員進(jìn)行解決。仿真平臺(tái)我們通過后臺(tái)建立了幾臺(tái)虛擬機(jī),用戶通過前臺(tái)鏈接進(jìn)入,后臺(tái)分配給用戶一臺(tái)虛擬機(jī)以及進(jìn)入賬號(hào)和密碼,防止兩人同時(shí)登陸上同一臺(tái)虛擬機(jī)。
5總結(jié)
當(dāng)今時(shí)代是信息和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代,實(shí)驗(yàn)教育的目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以其資源共享,教學(xué)融合,創(chuàng)新發(fā)展的屬性擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能,為學(xué)生提供了一種嶄新的實(shí)驗(yàn)形式。虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以先進(jìn)的信息技術(shù)和仿真為基礎(chǔ),革新傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)J?,推?dòng)實(shí)驗(yàn)課程遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。在學(xué)校局域網(wǎng)條件下,同學(xué)們對其使用效果普遍反映良好,方便實(shí)用,但是局部須有進(jìn)一步提升。
虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是互聯(lián)網(wǎng)+教育的又一次發(fā)展,虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)跟上實(shí)驗(yàn)的時(shí)代性,先進(jìn)性,創(chuàng)新性和豐富性,創(chuàng)造 了有活力,有趣味,不受時(shí)間、空間制約的開放性實(shí)驗(yàn)環(huán)境。同時(shí)構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)經(jīng)濟(jì)、高效且前景可觀。其誘人的前景不僅在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上獲得的應(yīng)用,而且在未來社會(huì)生產(chǎn)中也會(huì)有巨大的利用價(jià)值。如今創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)呼聲之高,未來信息網(wǎng)絡(luò)與仿真技術(shù)的更多融合不可估量。
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一、普通物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)體系
為了培養(yǎng)高素質(zhì)的人才,特別是培養(yǎng)學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,我們對不適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行了深層次的改革。將普通物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分成二年級(jí)的必修課和四年級(jí)的選修課來完成。我們提出了物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)的課程建設(shè)整體方案及其教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃。必修課按理論性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)開設(shè),而選修課則主要是開設(shè)設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)?;趯?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)性,注重物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的共性和個(gè)性特征,同時(shí)根據(jù)分層次課程內(nèi)容教學(xué)需要,提出了的實(shí)驗(yàn)設(shè)備優(yōu)化原則,提高教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技術(shù)可拓展性。教學(xué)實(shí)踐顯示,通過分層次物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái),既為“通才”教育提供實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練和科學(xué)實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)技術(shù)環(huán)境,也為物理“專才”培養(yǎng)提供了科技創(chuàng)新的技術(shù)空間,滿足不同層次學(xué)生的教學(xué)需要。
二、普通物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)課程建設(shè)
能力培養(yǎng)型普通物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)方案,以物理實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容改革為切入點(diǎn),實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)平臺(tái)建設(shè)?!捌胀ㄎ锢韺?shí)驗(yàn)”課程整體依照由淺入深的認(rèn)識(shí)規(guī)律按內(nèi)容層次分三個(gè)教學(xué)階段授課。第一層次基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn),注重基本實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng),學(xué)習(xí)基本物理量的觀測技術(shù)方法,及其正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄、分析處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確描述和規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第二層次綜合性實(shí)驗(yàn),充分體現(xiàn)物理研究實(shí)際過程,注重實(shí)驗(yàn)方法的綜合運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和科技創(chuàng)新能力。第三層次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),注重基本物理現(xiàn)象的觀測及研究方法,學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。應(yīng)該說,第一層次強(qiáng)調(diào)基本技能訓(xùn)練,第二層次突出實(shí)驗(yàn)綜合能力的培養(yǎng),其教學(xué)過程更專注于實(shí)驗(yàn)的物理內(nèi)涵和物理現(xiàn)象的探索,第三層次培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。為了達(dá)到普通物理實(shí)驗(yàn)課程分層次教學(xué)目標(biāo),我們對普通物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了整合,進(jìn)行了課程內(nèi)容改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃。使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排分別注重實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)兩方面,注重物理研究的內(nèi)在聯(lián)系。如開出示波器系列實(shí)驗(yàn)、分光計(jì)系列實(shí)驗(yàn)和電位差計(jì)系列實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)相關(guān)項(xiàng)目構(gòu)成課程的單元,由這些實(shí)驗(yàn)單元組合成普通物理實(shí)驗(yàn)課程整體,使整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程一體化。進(jìn)一步根據(jù)課程整體教學(xué)要求,對實(shí)驗(yàn)相關(guān)子集中每一項(xiàng)目的教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)。在物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)實(shí)施過程中,第一層次和第二層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)內(nèi)容面向所有學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)生,第三層次項(xiàng)目內(nèi)容則進(jìn)一步分“通才”要求和“專才”要求來設(shè)置。前者定位于滿足所有本科學(xué)生教學(xué)需要,但在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法上有所提高,有所創(chuàng)新,也有自己的教學(xué)特色;后者體現(xiàn)了綜合創(chuàng)新及使用現(xiàn)代化測量手段,它面向?qū)W有余力的優(yōu)良和優(yōu)秀學(xué)生,滿足“優(yōu)生優(yōu)培”的教學(xué)需要。
三、物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)實(shí)踐
在物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué)實(shí)踐中,我們既要實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)分層次的教學(xué)目標(biāo),又要兼顧實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源的合理配置。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為獨(dú)立單元,根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目各自的教學(xué)目的、內(nèi)容和技術(shù)方法,提出儀器設(shè)備建設(shè)要求。由于忽視明確的課程整體教學(xué)定位以及單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在課程整體內(nèi)部的層次化教學(xué)分工,更缺乏項(xiàng)目之間的物理原理或?qū)嶒?yàn)技術(shù)關(guān)聯(lián),從而導(dǎo)致部分設(shè)備資源重復(fù)建設(shè)。因此,基于單元中每一個(gè)項(xiàng)目所需的儀器設(shè)備在子集中的教學(xué)層次定位,測量儀器和實(shí)驗(yàn)主體設(shè)備均存在于個(gè)性和共性之中。進(jìn)一步根據(jù)層次化課程內(nèi)容的教學(xué)要求,合理利用和配置實(shí)驗(yàn)設(shè)備,提高教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)技術(shù)可拓展性。譬如,聲速測量、RLC串聯(lián)諧振等實(shí)驗(yàn)在具有可擴(kuò)展性的主平臺(tái)上,通過不同的實(shí)驗(yàn)配件組合,展開一系列的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。這一建設(shè)思想,不僅節(jié)省教學(xué)費(fèi)用,而且充分利用教學(xué)資源,更重要的是使學(xué)生通過具體的實(shí)驗(yàn)對象理解物理研究的內(nèi)在聯(lián)系,提高科技創(chuàng)新能力?;谖锢矸謱哟螌?shí)驗(yàn)教學(xué)要求,在實(shí)驗(yàn)技術(shù)配置上,針對不同學(xué)習(xí)需要的學(xué)生,提供不同層次的實(shí)驗(yàn)技術(shù)環(huán)境,真正達(dá)到“優(yōu)生優(yōu)培”的目的。如關(guān)于示波器的教學(xué),我們首先介紹模擬示波器,在學(xué)生掌握了示波器的若干個(gè)實(shí)驗(yàn)以后,再進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)字示波器,由淺入深,循序漸進(jìn),學(xué)習(xí)示波器應(yīng)用的系列實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)方法上,我們也進(jìn)行了相應(yīng)的改革。如關(guān)于楊氏模量的測量,我們首先介紹拉伸法,然后介紹動(dòng)態(tài)法和霍耳位移傳感器法,新舊實(shí)驗(yàn)方法對比,學(xué)生從中可以體會(huì)到現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步。
四、結(jié)論
物理實(shí)驗(yàn)分層次教學(xué),既優(yōu)化教學(xué)技術(shù)手段又提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的使用效率,更重要的是,在相同資金條件下,實(shí)現(xiàn)采用與實(shí)際應(yīng)用接軌的精密測量儀器或?qū)嶒?yàn)測量技術(shù)多樣化的教學(xué)技術(shù)安排。根據(jù)“厚基礎(chǔ),強(qiáng)能力,高素質(zhì)”的培養(yǎng)模式和學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)及各專業(yè)的要求,依據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目決定將要配置的實(shí)驗(yàn)器材,要求這些儀器既有經(jīng)典的又有現(xiàn)代的;既有自動(dòng)的又有手動(dòng)的;既有模擬的又有數(shù)字的。概括起來就是傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的、基礎(chǔ)的和先進(jìn)的二者兼顧。開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要傳統(tǒng)與現(xiàn)代內(nèi)容并存;基本方法、基本技能訓(xùn)練與獨(dú)立設(shè)計(jì)結(jié)合。給不同智力、不同需求的學(xué)生以充分選擇的余地。這樣可以改變按傳統(tǒng)的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)開設(shè)的拼盤式的舊體制實(shí)驗(yàn),代之以“理論性(基礎(chǔ)性)”、“設(shè)計(jì)性”和“綜合性”實(shí)驗(yàn)的新的教學(xué)體制,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由淺入深、循序漸進(jìn),達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)能力的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
1、學(xué)習(xí)數(shù)字電路中D觸發(fā)器、分頻電路、多諧振蕩器、CP時(shí)鐘脈沖源等單元電路的綜合運(yùn)用;
2、熟悉智力競賽搶答器的工作原理;
3、了解簡答數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試及故障排除方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
下圖為四人用的智力競賽搶答裝置線路,用以判斷搶答優(yōu)先權(quán)。
智力競賽搶答器裝置原理圖
圖中F1為四D觸發(fā)器74LS175,它具有公共置0端和公共CP端,引腳排列間附錄;F2為雙4輸入與非門74LS20;F3是由74LS00組成的多諧振蕩器;F4是由74LS74組成的四分頻電路;F3、F4組成搶答器中的CP時(shí)鐘脈沖源。搶答開始時(shí),由主持人清除信號(hào),按下復(fù)位開關(guān)S,74LS175的輸出Q1~Q4全為0,所有發(fā)光二極管LED燈均熄滅,當(dāng)主持人宣布“搶答開始”后,首先做出判斷的參賽者立即按下開關(guān),對應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮,同時(shí),通過與非門F2送出信號(hào)鎖住其余3個(gè)搶答者的電路,不再收受其
他信號(hào),直到主持人再次清除信號(hào)為止。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件
(1)+5V直流電源
(2)邏輯電平開關(guān)
(3)邏輯電平顯示器
(4)雙蹤示波器
(5)數(shù)字頻率計(jì)
(6)直流數(shù)字電壓表
(7)74LS175,74LS20,74LS74,74LS00
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
(1)測試各觸發(fā)器及各邏輯門的邏輯功能。測試方法參照數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)內(nèi)容,判斷器件的好壞。
(2)按圖10-1接線,搶答器五個(gè)開關(guān)接實(shí)驗(yàn)裝置上的邏輯開關(guān),發(fā)光二極管接 電平顯示器。
(3)斷開搶答器電路中CP脈沖源電路,單獨(dú)對多諧振蕩器F3及分頻器F4進(jìn)行調(diào)試,調(diào)整多諧振蕩器10kΩ電位器,使其輸出脈沖頻率約4kHz,觀察F3和F4輸出波形及測試其頻率。
(4)測試搶答器電路功能。接通+5V電源,CP端接實(shí)驗(yàn)裝置上連續(xù)脈沖源,取重復(fù)頻率約1kHz。
1)搶答開始前,開關(guān)K1,K2,K3,K4均置“0”,準(zhǔn)備搶答,將開關(guān)S置“0”,發(fā)光二極管全熄滅,再將S置“1”。搶答開始,K1,K2,K3,K4某一開關(guān)置“1”,觀察發(fā)光二極管的亮、滅情況,然后再將其他三個(gè)開關(guān)中任一個(gè)置“1”,觀察發(fā)光二極管的亮、滅有否改變。
2)重復(fù)1)的內(nèi)容,改變K1,K2,K3,K4 任一個(gè)開關(guān)狀態(tài),觀察搶答器的工作情況。
3)整體測試。試開實(shí)驗(yàn)裝置上的連續(xù)脈沖源,接入F3和F4,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
五、設(shè)計(jì)報(bào)告
(1) 若在圖10-1 電路中加一個(gè)計(jì)時(shí)功能,要求計(jì)時(shí)電路顯示時(shí)間精確到秒,最多限制為2min,一旦超過限時(shí),則取消搶答權(quán),電路如何改進(jìn)?
(2) 分析智力競賽搶答裝置各部分功能及工作原理。
關(guān)鍵詞 汽車檢測與維修技術(shù) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新思維
中圖分類號(hào):G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Discussion on Experiment Teaching Of Automobile
Detection and Maintenance Specialty
HU Wenwu, LUO Yahui, JIANG Pin
(School of Engineering, Hu'nan Agricultural University, Changsha, Hu'nan 410128)
Abstract The experiment teaching as a significant process during student learning. The experiment teaching have a positive effect on the students enhance acknowledge of classroom theoretical knowledge, exercise the student's ability of practice and cultivate creativity. In this paper, the problems in teaching process of automobile detection and maintenance, combined with improved method in experiment teaching process .Investigate on how to pass experiment teaching to enhance student's understanding of theoretical knowledge.
Key words technology of automobile detection and maintenance; experiment teaching; innovative thinking
以往我國高等教育由于實(shí)驗(yàn)條件的欠缺,普遍以理論教學(xué)為主,實(shí)驗(yàn)僅僅完成相關(guān)主要理論的驗(yàn)證,造成學(xué)生對理論理解不夠深入、認(rèn)識(shí)較為片面等問題。伴隨實(shí)驗(yàn)設(shè)備的大量投入,當(dāng)前,高等教育特別是理工科的實(shí)驗(yàn)課程比例有明顯的提高。比如當(dāng)前所授的汽車檢測與維修技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程占到所授課程的50%的比例。但在實(shí)際教學(xué)過程中,如何充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用,推動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維的建立,加深對理論知識(shí)的理解,仍然是當(dāng)前教學(xué)工作中面臨的一個(gè)大的問題。①我校車輛實(shí)驗(yàn)室自2008年以來開展這方面的研究,并對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了探索與嘗試,取得了較好的教學(xué)效果。
1 原有汽車檢測與維修技術(shù)存在的問題
1.1 交叉實(shí)驗(yàn)教學(xué)嚴(yán)重
汽車檢測與維修技術(shù)理論教學(xué)涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤構(gòu)造與電氣控制等諸多知識(shí)要點(diǎn),配套實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程不能獨(dú)立地對檢測與維修設(shè)備進(jìn)行講解與實(shí)操,當(dāng)采用脫離基礎(chǔ)理論而進(jìn)行的實(shí)操時(shí),由于學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的掌握深度不一致而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能取得預(yù)期的效果。比如,對進(jìn)行車用萬用表實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),往往需要對車上的電氣設(shè)備進(jìn)行對應(yīng)萬用表檔位的使用實(shí)驗(yàn),而對諸如發(fā)電機(jī)電壓測試、整流橋輸出電壓特性、高壓點(diǎn)火線圈信號(hào)檢測實(shí)驗(yàn)時(shí),該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則在汽車電器課程中已經(jīng)進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)教學(xué),因此,交叉實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)致教學(xué)效率降低,不能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)備的效能。
1.2 設(shè)備實(shí)驗(yàn)功能與理論知識(shí)結(jié)合不夠深入
當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)備較為先進(jìn),包括設(shè)施完備的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架、模擬功能全面的ABS系統(tǒng)、自動(dòng)懸架系統(tǒng)等汽車檢測與維修的設(shè)備。設(shè)備通過臺(tái)架上的模擬工作指示燈、圖例等方式直觀顯示系統(tǒng)工作原理,系統(tǒng)將實(shí)驗(yàn)設(shè)備與原理圖進(jìn)行了兩個(gè)部分的結(jié)合。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)時(shí),往往可以十分輕松地看懂臺(tái)架上的圖例和模擬工作指示燈的工作流程,或者看懂設(shè)備上的部分零件,但是不能將具體的設(shè)備故障與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合,難以實(shí)現(xiàn)在實(shí)踐中驗(yàn)證理論,在理論的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)踐。
1.3 觀賞性實(shí)驗(yàn)過多
現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)備多采用集成化、模塊化設(shè)計(jì)理念,如我校使用的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架,采用微電腦管控,可以實(shí)時(shí)模擬設(shè)置故障點(diǎn),并通過臺(tái)架上顯示面板進(jìn)行對應(yīng)傳感器節(jié)點(diǎn)的信號(hào)檢測等,學(xué)生可以站在臺(tái)架旁邊通過觀賞性學(xué)習(xí)即可以知道故障的位置和故障的原因。這種方式使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)簡易化,具有較好的故障重復(fù),但導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生在實(shí)際實(shí)踐學(xué)習(xí)時(shí)進(jìn)入心高手低的學(xué)習(xí)狀態(tài),不利于學(xué)生主動(dòng)思考能力的培養(yǎng)與動(dòng)手能力的鍛煉。
1.4 教學(xué)安全與實(shí)驗(yàn)全面性的沖突
汽車檢測與維修實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,通過需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備,實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠家為確保實(shí)驗(yàn)設(shè)備不對學(xué)生造成可能的人身傷害,對發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架、變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)架等設(shè)備進(jìn)行了多重防護(hù)設(shè)計(jì),而安全防護(hù)裝置直接影響了部分實(shí)驗(yàn)的順利開展,導(dǎo)致不能進(jìn)行全面的檢測與維修實(shí)驗(yàn)。例如,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架四周安裝防護(hù)架后,不能順利觀測曲軸位置檢測傳感器信號(hào),也不方便進(jìn)行高壓點(diǎn)火信號(hào)的檢測,只能通過面板上的傳感器符號(hào)教學(xué)圖例檢測。
2 汽車檢測與維修實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改進(jìn)
隨著全面推行素質(zhì)教育,實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越得到充分重視。汽車檢測與維修技術(shù)是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,主要通過實(shí)踐教學(xué)使得學(xué)生了解當(dāng)前常見汽車檢測與維修設(shè)備的原理與使用技巧,并通過相關(guān)檢測和維修設(shè)備的使用加深對汽車基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)生分析問題、解決問題的能力,提升學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)新能力。針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題,改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式及內(nèi)容,可以大大提高學(xué)生的實(shí)踐主動(dòng)性和創(chuàng)新能力。經(jīng)過近一年來在汽車檢測與維修實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的探索,總結(jié)出一些改進(jìn)意見及方法。
2.1 老師-學(xué)生換位實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,提高學(xué)生的主動(dòng)性
以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要以教師講解,學(xué)生克隆實(shí)驗(yàn)過程為主,難以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。②例如,2012年在汽車專用萬用表學(xué)習(xí)時(shí),采用介紹性教學(xué),即逐步介紹萬用表各個(gè)檔位的功能和使用技巧,介紹結(jié)束后,學(xué)生可以根據(jù)講授的檔位功能順利地完成實(shí)驗(yàn),基本無任何學(xué)習(xí)困難的反應(yīng),但是,在后期的汽車專用萬用表實(shí)操中,統(tǒng)計(jì)顯示62.5%的學(xué)生(班級(jí)共計(jì)32名學(xué)生)不能獨(dú)立完成汽車專用萬用表的使用。學(xué)生總體問題反饋為實(shí)驗(yàn)課學(xué)生采用記憶性學(xué)習(xí)和觀賞性學(xué)習(xí),學(xué)生不能理解性記憶實(shí)驗(yàn)過程,導(dǎo)致授課效果較差。2013年的汽車檢測與維修實(shí)驗(yàn)課程采用換位實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,即以5人小組為單位,對萬用表的檔位認(rèn)識(shí)進(jìn)行任務(wù)分配,通過小組講解萬用表各個(gè)檔位功能,教師對萬用表可能存在的使用和認(rèn)識(shí)誤區(qū)進(jìn)行提問式教學(xué)。該實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法確保上課學(xué)生保持較高的學(xué)習(xí)注意力,并需要主動(dòng)地思索對應(yīng)檔位的功能和可能發(fā)生的錯(cuò)誤,并通過教師有準(zhǔn)備的提問,導(dǎo)向性很強(qiáng)地介紹了設(shè)備的使用要點(diǎn),并通過即刻的實(shí)驗(yàn)加深對設(shè)備原理的理解,熟悉了設(shè)備的使用過程。通過該方法教學(xué),在2013年的汽車專用萬用表實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生對汽車專用萬用表使用掌握程度達(dá)到83%(72名學(xué)生)。
2.2 以學(xué)生為主體的檢測與維修設(shè)備部件功能拆解式學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生深入理解檢測與維修設(shè)備的構(gòu)成原理
在課程教學(xué)過程中,教師通常對汽車檢測與維修相關(guān)設(shè)備原理進(jìn)行較為深入的講解,并簡單介紹設(shè)備的使用流程,教學(xué)較為抽象。以四輪定位為例,通常理論課教學(xué)將詳細(xì)講解四輪定位設(shè)備工作的基本原理,并在課堂中講授四輪定位儀的操作流程與要點(diǎn)。在2012年的四輪定位儀實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過程中,采用教師對照四輪定位儀實(shí)物進(jìn)行零部件講解和整體操作流程演示方法,學(xué)生再進(jìn)行實(shí)操實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)調(diào)查顯示,48%的學(xué)生不能夠順利的完成四輪定位操作實(shí)驗(yàn)。在2013年的教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生完成四輪定位儀所有部件功能的資料查找,并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上進(jìn)行各部件功能描述(手寫),確保所有學(xué)生了解四輪定位儀各個(gè)功能部件的原理,并確定實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo):完成各個(gè)部件的功能介紹(隨機(jī)抽取學(xué)生進(jìn)行功能介紹),以小組成員分配任務(wù)方式完成四輪定位整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。在實(shí)驗(yàn)開始前,即發(fā)現(xiàn)學(xué)生對紅外成像原理不能夠深入理解,系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)不了解等問題,通過進(jìn)一步講解,學(xué)生即可以獨(dú)立動(dòng)手完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。在該學(xué)期的實(shí)驗(yàn)課程中,72名學(xué)生,共分成6個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),均順利地完成該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
2.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫方式,提高學(xué)生總結(jié)能力,強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果
實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫環(huán)節(jié)是對學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的檢測,同時(shí)也是梳理學(xué)生實(shí)驗(yàn)思路,加深對理論知識(shí)理解的一個(gè)過程。良好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫方式,對于提高實(shí)驗(yàn)效率,增強(qiáng)學(xué)生邏輯思維能力,培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)思路有著積極的意義。以汽車傳感器檢測實(shí)驗(yàn)為例,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架顯示板上的傳感器,學(xué)生需要通過汽車專用萬用表、示波器、診斷儀等設(shè)備進(jìn)行參數(shù)的檢測,涉及多種檢測設(shè)備、多種電參量信號(hào)的檢測,如果不能設(shè)計(jì)良好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,將導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)過后總結(jié)混亂等問題。在2013年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要求學(xué)生設(shè)計(jì)傳感器檢測實(shí)驗(yàn)報(bào)告報(bào)表,報(bào)表格式與舉例如表1:
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)開始時(shí),根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的傳感器和圖例,有目的地填寫好被測對象與對應(yīng)測試設(shè)備,這樣,理論知識(shí)與實(shí)操對象進(jìn)行了深入的結(jié)合,在實(shí)際操作時(shí),既可以很快地完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,有效地記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),也利于后期的進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析。通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫方式,學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的邏輯思維能力得到提升,也強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)效果,學(xué)習(xí)積極性得到極大的提高。
3 結(jié)束語
通過兩個(gè)學(xué)年教學(xué)方式的改變,對比教學(xué)效果,我們?nèi)〉昧艘欢ǖ慕虒W(xué)成績。采用教師-學(xué)生換位教學(xué)法,通過學(xué)生對檢測與維修設(shè)備關(guān)鍵部件的功能進(jìn)行拆解式自主學(xué)習(xí),以小組為單位獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),并通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫方式,形成以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力與創(chuàng)新思維。為進(jìn)一步加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)目的提供了一定的保障。
項(xiàng)目基金: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)教改項(xiàng)目(50262);名稱:汽車服務(wù)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的研究與實(shí)踐
注釋