课程设计建议范例6篇

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课程设计建议

课程设计建议范文1

[关键词]课程教学目标课程建设精品课程

[中图分类号]G642[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2014)06-0099-03

陕西理工学院机械设计制造及其自动化专业从2004年启动了精品课程建设工作,从培养具有创新精神和实践能力的高级应用型人才的大局出发,以精品课程建设为抓手,深入研究课程的本质和核心要素,推动其它课程的建设。并以此带动人才培养模式改革与创新,使专业综合建设水平不断提高,有力促进了人才培养质量的提高。

本文以省级精品课程典型零件工艺设计为例,对其教学目标的制定、教学目标的层次结构以及教学目标的表达与实现等问题的探讨有助于我们明确课程于人才培养上的价值与意义所在。

一、教学目标的制定依据

(一)泰勒确定教育目标的过程

泰勒认为,教育目标的来源有五点,分别是:对学习者本身的研究,对当代校外生活的研究,学科专家对目标的建议、哲学、学习心理学。这五点构成了泰勒确定教育目标的过程,如图1所示。

图1泰勒确定教育目标的过程

也就是说,在依据学生需要、社会需求以及学科专家建议的基础上,可以初步确立大量一般性的教育目标,这些教育目标远远超出了学校想纳入教育计划的目标,因此,应该选择少量既彼此一致又非常重要的目标,选择的依据就是教育哲学和学习理论,他们如同两副筛子,从大量一般性教育目标中筛选出适合学校教育的精确的具体教育目标。

(二)戴诺选择教育目标的标准

戴诺于1970年提出了选择教育目标的四条标准,分别是:第一,构成教育目标的该能力(行动)所起作用的领域的广度及其时限;第二,掌握该能力的难易度;第三,该项能力的有效性及其价值;第四,该项能力对于情意方面的影响作用。这四条标准实际上与泰勒确定教育目标的标准有相似的地方,都认为在确定教育目标时,要综合考虑学习者、社会、学科等多方面的因素。

陕西理工学院机械设计制造及其自动化专业在修订培养计划时,分别对近五年本专业毕业生和用人单位进行了问卷调查,并请第三方麦可思数据有限公司作了《陕西理工学院社会需求与培养质量年度报告》。通过对调查问卷和年度报告的分析,围绕企业需求和学生成人成才的需求,形成了学生应具有的知识、能力、素质结构和实现矩阵。这个实现矩阵不仅是整个课程体系设计的基础,也是每门课程设计的依据。

二、教学目标的层次结构

(一)根据专业培养目标确定教学目标

1.机械设计制造及其自动化本科专业培养目标

培养目标是一个专业对于人才应然状态的期许,是需要大量时间与教学努力才能实现的复杂的和多方面的学习结果。这类目标的作用是为未来提供愿景,并为决策者、课程开发者、教师等提供战斗口号,它是“目标不能达到,而要为之奋斗,向其迈进或要实现的结果”。

陕西理工学院机械设计制造及其自动化专业的培养目标经过多年的探索与完善,确定为:立足陕西,面向西部,服务基层,为区域经济发展和社会进步培养具备机械设计制造基础知识和应用能力,能从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理、经营销售等方面工作的应用型高级工程技术人才。

2.典型零件工艺设计课程教学目标

典型零件工艺设计课程是机械制造及其自动化本科专业培养计划中规定的机械制造模块必修课程,该课程的教学目标依托于机械制造及其自动化本科专业的培养目标,旨在通过课程的学习,使学生掌握典型零件工艺路线及常见的工艺问题和解决办法,培养学生解决工程实际问题的能力,为从事机械制造技术工作奠定基础。

(二)教学目标的纵向分解

1.教学终极目标

典型零件工艺设计课程的教学总目标是按制造工程师要求培养工程应用人才。通过该课程的学习,使学生掌握机械零件工艺方案的制订,工艺路线的确定,常见的工艺问题和解决办法及工装设计方法,培养学生综合运用知识解决工程实际问题的能力,同时使学生树立独立思考,勤奋工作,吃苦耐劳的意识和诚实守信的品质,为适应机械制造技术工作奠定良好的基础。

2.下位行为目标

为了实现典型零件工艺设计课程的教学终极目标,在教学过程中,每一章节的学习开始之前,都对学生提出了具体的行为目标,以期在整个课程的学习结束之后,能够实现教学终极目标。以第1章《机械加工工艺编制基本知识》为例,在章节开头,提出了“了解机械加工工艺过程及工艺规程制定的基本概念、基本原则、步骤和原始资料”等五条本章学习目标,每一章的章节学习目标构成了本门课程的教学终极目标。

3.关联与整合

教学终极目标与下位目标之间存在着“总―分”的关系。同时,各个下位行为目标彼此之间也并非是独立的,而是相互影响,甚至前后递进,构成一个有机的目标整体。

典型零件工艺设计课程的教学终极目标的实现,依赖于各章节下位行为目标的实现,各章节中,后一章节行为目标的实现,又依赖于前一章节行为目标的实现。各章节行为目标之间形成一种递进关系,在递进实现的过程中一步步接近并最终实现教学终极目标。

(三)教学目标的横向分解

1.知识目标

主要指学生在该课程学习结束后对本课程领域各种现成知识的识别和再现。具体而言,典型零件工艺设计课程的知识目标包括以下几点:第一,掌握机械加工工艺和工装设计的步骤和方法;第二,准确陈述机械加工工艺和工装设计的基本概念和基本原则;第三,准确陈述机械加工工艺和工装设计时应注意的问题;第四,熟练陈述机械加工工艺和工装设计中的相关技术规范;第五,了解机械加工工艺的发展趋势及相关先进制造技术。

2.能力目标

主要指学生在完成该课程的学习后,运用所学知识解决实际问题的技能要求。具体包括:第一,熟练完成机械加工工艺和工装设计的方案设计;第二,完成设计方案的技术经济分析;第三,运用图纸准确表达设计思想;第四,规范编制设计说明书。

3.过程与方法目标

指学生经过课程的学习,应该达到的思维方式与学习方法方面的要求。主要有两点:第一,养成质疑和独立思考的学习习惯,综合运用所学知识;第二,观察与思维、推理与判断、分析与综合等能力有明显的提高,发展严密的逻辑思维能力和严谨求实的科学态度。

4.情感态度与价值观目标

主要指学生在结束该课程学习后,在兴趣、态度、理想、欣赏、适应方式及价值判断,价值组织方面应达到的标准,包括三点:第一,提高人际和交流沟通能力;第二,提高团队合作能力;第三,具有良好的心理素质和克服困难与挫折的信心。

5.职业道德与素质目标

主要涉及学生通过该课程的学习,所应具备的职业理念与职业道德规范要求,包括以下四点:第一,养成积极思考,从实践中学习的习惯;第二,具备收集、整理、分析工程资料的能力;第三,具有工作效率和质量意识;第四,具有绿色制造意识。

三、教学目标的表达

(一)目标表达法

教学目标的表达直接选择内容和经验提供依据,并为教师组织课程与教学实施和既而进行的课程与教学评价提供基本准则。教学目标的表达方式主要有三种:行为目标的表达方法、表意目标的表达方法以及内部过程和外显行为相结合的表达方法。典型零件工艺设计课程的教学目标主要采用行为目标表达法,该表达法包括以下四个因素。

1.行为主体

行为主体指完成教学所预期行为的行为人。行为目标描述的应该是学生的行为而不是教师的行为。虽然很多时候书面上省略了主体词,但观念上应明确是学生。以典型零件工艺设计课程知识目标的第一条为例,“掌握机械加工工艺和工装设计的步骤和方法”,虽然省略了行为主体――学生,但该目标在表达时明确以学生作为行为主体进行阐述。如果该目标表达为“教给学生机械加工工艺和工装设计的步骤和方法”,就是不恰当的。

2.行为动词

行为动词用描述学生所形成的可观察的,可测量的具体行为。如“陈述”、“完成”、“编制”等。

3.行为条件

行为条件又称行为情境,指影响学生产生学习结果的特定的限制或范围等。是目标表达句中的状语。例如“运用图纸准确表达设计思想”这一目标中“运用图纸”就是行为条件。

4.表现程度

表现程度是指学生对目标所达到的最低表现水准,用以评价学习结果所达到的程度。如“熟练完成机械加工工艺和工装设计的方案设计”这一目标中的“熟练完成”,再比如“规范编制设计说明书”中的“规范编制”,都是对行为表现程度的要求。

(二)教学目标表达的两类基本方式

1.结果性目标

结果性目标又称为达成性目标,指通过一系列指导,期待在学习者身上发生明显的变化。主要包括掌握特定的知识、技能,对特定的对象发生兴趣等。例如典型零件工艺设计课程知识目标中“准确陈述机械加工工艺和工装设计的基本概念和基本准则”就属于结果性目标。

2.体验性目标

体验性目标不是以学习者表现出某种变化为直接目的,而是期待学习者自身产生某种特定内容的体验。例如典型零件工艺设计课程过程与方法目标中“发展严密的逻辑思维能力和严谨求实的科学态度”,再比如职业道德与素质目标中“具有绿色制造意识”、“具有工作效率和质量意识”,均属于体验性目标。

(三)教学目标表达的要求

教学目标的表达,需要遵循以下两点原则:

1.整体性原则

教学目标是一个有机的系统,它由教育宗旨决定,包括学科目标、单元目标、课时目标、内容目标四个层次,构成一个有机联系的整体。课堂教学中具有操作性的目标,主要是学科教学目标和课时目标。依据整体性原则,教学目标的表达应体现教育宗旨,以培养目标和课程目标为基础。

2.明确性原则

在进行教学目标表达时,必须对学习者通过每一项从属知识和技能等的学习以后应达到的行为作出具体、明确的表述,也就是说,教学目标表达的基本要素――行为主体、行为动词、行为条件、表现程度必须清楚、明确,合理且可操作。

四、教学目标的实现

教学目标具有两个基本的功能侧面。其一是学生中应当发展的行为的种类――行为侧面;其二是表明这种行为赖以实现的教育内容领域――内容侧面。判断教学目标是否实现,也就是从教学目标的行为侧面和内容侧面对学生进行评价。

(一)学生知识技能掌握情况

教学目标依托于一定的教学内容表达。判断教学目标实现与否,首先要评价作为内容所选择的事实、技能、知识,学生是否实际地掌握了,如典型零件工程设计课程在每一章讲授结束后,都会布置给学生一定量的作业,以期加深学生对所讲授课程内容的理解,可以通过学生作业完成情况分析学生对知识和技能的掌握程度,再比如,教师针对机械制造技术发展趋势和工程应用等内容,定期在课内组织讨论,教师可以观察学生的课堂讨论表现,判断学生知识、技能掌握情况,从而推断教学目标是否实现。

(二)学生行为变革情况

泰勒认为,教育的本来课题,不是教授者完成某种活动,而是要在学生的行为中引起重要的变化。既然教学目标是要在学生的行为中引起所期望的变化,那么,这种行为变化是否在学生身上产生了就成为判决教学目标实现与否的依据。在判断学生是否习得了某种行为的唯一办法,就是给他展示这种行为的机会。也就是说,教师需要创设一些情境,不仅使得行为的表现成为可能,而且还会实际在何种程度上得以实现,比如典型零件工艺设计课程情感态度与价值观目标中提到“提高团队合作能力,就需要教师设置能引起学生合作的任务情境,并观察学生在任务完成过程中的各自表现,最后判断教学目标的实现程度。

[参考文献]

[1]黄甫全,王本陆.现代教学论学程[M].北京:教育科学出版社,2003.

[2]Ralph W.Tyler著,罗康,张阅译.课程与教学的基本原理[M].北京:中国轻工业出版社,2008.

课程设计建议范文2

论文关键词:建构主义;网站建设与维护;课程设计;项目教学;自主学习:协作学习

一、《网站建设与维护》课程特点

计算机网络专业和计算机软件专业在高二第一学期开始开设《网站建设与维护》课程,包括Flash、Dreamweaver、Photoshop三门具体课程。该课程具有非常强的实用性。学生在学习《网站建设与维护》课程的同时,几乎每天都会跟Internet打交道这就给他们提供了应用的舞台。例如.学生可以为自己建立个人网页.维护自己的“博客”.为班集体建设网站等等。

建构主义要求教师在教学过程中发挥指导作用:激发学生的学习兴趣.帮助学生形成学习动机:通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索.帮助学生建构所学知识的意义:为使意义建构更有效.在可能的条件下组织协作学习.并对协作学习过程进行引导.使之朝有利于意义建构的方向发展。因此,笔者在《网站建设与维护》课程教学中安排学生进行课程设计在教师的指导帮助下.学生自己提出任务.以小组自主、协作完成的形式开展教学。为了让学生在阶段教学中真正做到学以致用.笔者使用项目教学法,组织学生分组为学校9个科组进行网站建设与维护。

二、建构主义学习理论

强调刺激——反应.并把学习者看作是对外部刺激做出被动反应.即作为知识灌输对象的行为主义学习理论.已逐步让位给强调认知主体的内部心理过程并把学习者看作是信息加工主体的认知学习理论随着心理学家对人类学习过程认知规律研究的不断深人.认知学习理论的一个重要分支——建构主义学习理论备受关注。

以学生为中心,强调的是“学”;以教师为中心,强调的是“教”。这是建构主义理论和传统教学模式两种教育思想和教学观念的根本区别所在传统的教育模式比较,注重知识的传授:以教师为中心,忽视学生的主动性:教育方法上往往满堂灌,造成学生被动学习。课业负担过重。时代的发展,正在促使教育从传统的以传授知识为主转向以让学生感受、理解知识为主。注重培养学生的科学精神和创新思维习惯.培养学生收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力、语言文字表达能力,以及团结协作和社会活动能力:从以教师为中心转向以学生主动发展为中心.强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动构建.注重创新精神和创新人才的培养。

建构主义认为:学习是获取知识的过程.知识不是通过教师传授得到的.而是学习者在一定的情境即社会文化背景下.借助他人(学习伙伴和教师等)的帮助.即通过人际问的协作活动.利用必要的学习资料.通过意义建构的方式而获得的。建构主义提倡在教师指导下的以学习者为中心的学习.也就是强调学习者的认知主体作用.又不忽视教师的主导作用教师是意义建构的帮助者、促进者,而不是知识的提供者与灌输者学生是信息加工的主体.是意义的主动建构者.而不是知识的被动接受者和被灌输对象。

三、课程设计的具体操作过程

目前,在建构主义的教学模式下.较为成熟的教学方法有很多.笔者采用的是项目教学课程设计在项目教学的教学模式下具体应用.包含以下三个阶段。

(一)准备工作

确定教学目标《网站建设与维护》课程是Flash、Dreamweavel"、Photoshop三门具体软件课程的综合课教学目标是让学生综合这三门课程.用实际项目归纳总结所学知识.并由此获得更多具有实际意义的新知识。应用是最终目标.网站建设可以贯穿整个知识体系.是学习该课程的最高目标学生在学习了三门具体的软件课程后.可以进行课程设计.从简单到复杂。循序渐进。开展课程设计正是这阶段的教学目标所在.是学生所学知识的“主题”。

创设情境.确定任务教师根据课程特点.探索创设有利于学生建构意义的情境问题笔者把为学校9个科组建设网站作为具体项目.将学生分成9个学习小组.每组选出组长。每个小组以完成一个科组的网站建设为任务.具体的网站设计需求.由各小组对相应科组进行调研后讨论确定网站设计围绕任务展开.这个确定的任务就是项目教学中的需求分析学生通过项目过程中的需求分析.培养团队协作意识.了解到社会对网站建设与维护的具体需求.从而进一步了解自己尚未掌握的知识点.从而查找资料加以学习各小组必须在三天内确定任务.然后选派代表进行全班交流,交流的内容主要是:网站的主题、用户(各科组)的具体需求、主色调、布局、小动画、课程设计的大致时间安排和进度、小组成员的分工等等。所有的过程教师都不参与.教师需要做的是仔细听取并详细记录学生交流的内容。

(二)自主式协作学习

以小组确定课程设计的方法.最大程度上体现了自主学习和协作学习小组长领导全组成员在自主学习和协作学习的大环境中开展小组的所有工作:小组发言人负责小组对外的交流沟通工作:小组资料员负责与对应科组进行沟通获取网站建设的文字资料、图片资料以及具体的设计需求等工作小组成员之间明确分工,共同协作。互相磋商。在课程设计的整个过程中.笔者要求学生每天早上第一节课进行交流交流的方法是每个小组将课程设计在班级上进行演示讲解.进行阶段性成果汇报。

交流的时候需要讲清对应科组的具体要求、小组对用户具体需求的理解、颜色搭配的原因、各组成部分的意义等等当然也可以提出遇到的新问题.寻求帮助。交流讨论中好的建议和方法都会得到应用学生掌握了项目中具体问题的解决方法。同时表达能力、协作水平得到了很大的提高不同观点的交锋.不同方法的展示.加深了学生对问题的理解.也学到了他人的先进方法和成功经验。

(三)课程设计的效果评价

课程设计建议范文3

关键词:高职;移动通信技术;课程改革;实践教学

中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)02-0103-02

2009年1月7日,工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放了第三代移动通信(3G)牌照,标志着我国正式进入3G时代。3G发牌后,形成一条包括3G网络建设、终端设备制造、运营服务、信息服务在内的通信产业链,对相应的业务技能人才需求将呈现阶跃型的增长态势,这对高职高专层次通信专业的学生而言是一个非常好的机会,但同时也对其综合能力提出了更高的要求。

因此,以学校为主体,以岗位能力培养为出发点,改革与建设《移动通信技术》专业课程,理论与实践一体化、“教学做”一体化、工学结合,对培养学生的思维能力、创新能力、科学精神以及利用移动通信技术知识解决实际问题的能力,都具有重要的意义。

传统《移动通信技术》课程的弊端与改革思路

传统的《移动通信技术》课程以无线与移动通信理论为主,采用章节教学,缺乏实践应用环节,已经不能适应高职院校专业化技能型人才的培养目标。高职院校的学生日后的就业面向多集中于一线操作岗位,因此,基础理论方面应以理解、了解为主,不必做深入的研究与探讨。课程中应该多介绍移动新技术的应用与发展,以拓展学生的知识面。实践动手能力的培养更为重要,所以,在课程设计中应体现理论教学内容改革,理论与实践教学比例的变化以及实践教学改革。

任务驱动的课程建设方案

(一)课程定位

《移动通信技术》应该建设为通信技术专业(或称移动通信技术专业)的核心课程。通过该课程的教学,使学生理解无线电波传播特性,移动通信的基本概念;掌握移动通信的基本原理,移动通信系统的结构、组网技术以及工作过程;掌握3G的系统结构和关键技术,以及基站设备运行与维护基本技能。

(二)培养目标及要求

本课程目标应该面向移动通信、无线通信制造业及通信业务部门、应用部门以及工程安装部门。通过移动通信技术及设备运行维护的学习,使学生掌握扎实的理论基础和专业技能,具有能实现简单设计方案的生产一线的工程技术岗位、设备运维服务岗位,以及销售服务岗位所需要的专业能力、方法能力和社会能力。

(三)以就业为导向的教学设计

本课程以就业为导向,以岗位需求和学生应用能力培养为核心,以工作过程为主线,以校企合作为途径,以职业标准为依据,采用模块化结构构建课程内容体系。本课程的设计思路是按照“社会需求分析——岗位分析——典型工作任务分析——学习领域转化——教学情境设计——教学组织——评价体系建立”七个阶段进行设计和开发,使整个开发过程形成一个良性有序的循环过程。

(四)根据典型工作任务设计教学模块

根据教学大纲的要求,建议将学习领域主要知识点分为三大部分共4个模块,如表1所示。遵循由浅入深、循序渐进的原则设置模块,由理论和实践内容共同构成,两者学时比例约为1∶1。在课程内容的取舍上,基础理论以“必需,够用”为度,以实训项目加强学生对理论的感性认识和理解。表1中的4个教学模块分别对应4个学习领域——专业基础、GSM网络基础、CDMA及3G基础、3G基站运维知识提升。

(五)多情境教学方法

工学结合法 以工学结合为教学理念,将日后本专业学生就业所需岗位技能与知识体系融入教学之中,开设多个实训项目,将理论教学与实训教学结合在一起。

任务驱动教学法 对于理论教学的重点内容,采用任务驱动法。通过教师设计感知性、验证性实训项目,促使学生自己去体验,去理解网络的布局与关键技术,以此开展理论教学和实践教学。通过学生在任务中发现问题来引导理论教学,教师与学生一起分析和解决问题,最终培养学生的理论能力和创新思维。

实境模拟教学法 在学生掌握一定知识、具有一定问题分析能力的基础上,由教师根据教学目的和教学内容的要求,精心策划和指导,布置实际工程案例任务,模拟企业实际工作环境,以达到锻炼学生实践能力的目标。通过学生的独立思考和团队协作,培养学生正确的工程规范、工作作风、沟通能力和协作精神,从而提高学生分析解决问题的能力,增强动手实践能力。另外,应利用现网运行的设备环境,进行设备专业实践知识的讲授。通过这个方法的应用,可将理论与实践有机结合起来,增强学生对专业知识学习的兴趣,便于理论知识的理解和实践技能的锻炼。

讨论交流与激励教学法 在讲授理论教学内容时,可尝试运用讨论教学法。在实施讨论教学法的过程中,教师先根据教学内容、教学目的,精心拟定富有启发性和思考性的讨论问题,在上课前向学生布置课题。课堂的讨论过程可分小组进行,每小组一般5人,小组讨论后,再由各组派代表向全班汇报讨论结果。最后,教师做讨论的总结工作。

(六)实践教学环节改革

实践教学以培养学生综合职业能力为主要目标,是高职院校实现人才培养目标的重要环节,它对提高学生的方法能力、专业能力、社会能力以及发展能力,对学校培养高素质高技能型专门人才有着非常重要的意义。

高职院校的实践教学基本上都依据专业教学计划来组织。实验大多是结合理论课程开设的,实验方式大多是由教师先讲,学生按照教师的布置或指导书上的步骤,按部就班地完成实验操作。在这种教学模式下,学生虽然也参与了实践教学活动,但实质上是处于被动接受的状态。

要实现项目化教学,必须改变现有实践教学方式,以任务单的形式分配实践任务,由学生自主完成某个项目,从而改变“灌”、“压”、“束”为主要特点的教学模式,提高学生实践的积极性和主动性,培养其创造性应用能力。项目化实践教学可以遵循如图1所示的8个步骤。

(七)360度考核方法

采用过程化考核方式,制定相应的考核制度,包括学生课堂考勤、课堂表现考核制度;学生课程作业评价制度;学生实训操作评价制度;理论、实践过程化考试制度。其中,学生课程作业和实训操作评价应注重过程评价与结果评价相结合的评价方式,主要由学生自评、小组评价、教师评价和企业评价四部分组成,既要重视结果的正确性,又要重视学生学习和完成工作任务的态度、做事规范程度、完成作业等过程评价。通过这个过程,学生能够懂得公正评价的重要性以及如何公正地评价,并能够坦然地接受表扬和批评,可让学生更自信,更懂得尊重他人。

课程发展设想

该课程改革在我院已经实施两期,课程标准和教学大纲也在不断修改和完善。第一批毕业生实习单位已落实,用人单位反映良好,但也存在一些不足。基于当前课改现状,笔者提出以下设想。

教材建设 目前市面上与专业教材配套的实践技能教材严重不足,理论内容过多过深,适合高职高专使用的具有实用性、前沿性的教材缺乏。只有与相关企业合作开发教材,才能保证教材理论与实际紧密结合,反映企业生产岗位最新技术要求。

实训室建设 现代通信技术的发展使得越来越多的学科交叉融合。因此,要加强移动通信技术课程与程控交换、光传输系统等课程的联系,搭建能够体现实际运营网络“全程全网”概念的通信技术实训室,加强与其他专业课程的融合,由课程改革推动专业改革。

职业资格认证 引入国内通信行业的相关认证项目,如华为认证或中兴认证等。教师应以习题课的形式向学生提供相关认证考试的理论和实训题目,并组织开展有针对性的技能训练。

参考文献:

[1]程宁.高职专业教学改革浅议[J].工业技术与职业教育,2010(8):15-18,21.

[2]李贤政.对高职教育改革与发展的几点思考[J].中国职业技术教育,2004(17):52-53.

[3]徐淑芝.高职高专实践教学存在的问题及改革探讨[J].西安航空技术高等专科学校学报,2005(4):19-20.

[4]欧阳凤,李明.基于南洋理工学院经验的移动通信技术专业教学改革探索[J].河南机电高等专科学校学报,2010(5):101-103.

[5]徐文.项目驱动教学模式下高职课程考核方法改革实践[J].科技信息,2010(33):263,246.

[6]马晓霞.高职院校电子信息专业校内实践教学改革的思路与实施[J].中国现代教育装备,2010(23):134-136.

课程设计建议范文4

随着义务教育的全面普及,初中毕业应成为每个公民人生旅途的中转站,社会需要的分流点。数学教育不 仅要给初中毕业生以“双基”和能力的素质,还应使之获得相应的特长(这特长是技能的提高、是专长的基础 ),以切实帮助学生顺利地步入新的人生旅程。这是义务教育及《课程计划》的精神实质。既有素质又有特长 的人,在下一世纪必定具备更强的生存能力,更能适应社会发展的需要。

课程即课业(教学内容)的进程,是为达到教育目标而规划出的学生与教学内容、教学资源及教学过程之 间的相互关系。我们期望课程的学科和活动两个系统合理设置,产生多种价值。笔者认为按“人人掌握有用的 数学”的要求优化学科课程以培养素质,开设活动课程以发展特长,并进行有关学科和活动的全面考核,应该 是一种可取的思路。我们应该树立全面、科学的课程观,让学科和活动这两个轮子一起旋转,切实发挥它们的 整体功能,并设置选修课程以促进学生健康成长,使义务教育阶段的数学教育走上一条“愉快”教育与“成功 ”教育完美结合的道路。

义务教育阶段尽管存在小学后的分流情况,但从教育战略、课程策略及培养目标来说,义务教育阶段有着 鲜明的整体性,小学和初中不应该各自为政。本文拟出义务教育阶段数学活动课程设计,并兼及数学选修课程 的思考,以求抛砖引玉,促进《课程计划》的顺利实施。

一、关于数学的活动课程(特长性、应用性、趣味性)

(一)活动认识

我们应该确认:活动课程是以学生发展、知识体系及社会需要等因素为依据,在教师指导下,通过学生的 主动活动,以获得直接经验和实践特长为主的课程。通常称谓的课外活动,是弹性极大的一种辅学科课程 形式或思想品德教育活动。这里,“课外”指的是国家安排的正式课程之外,“活动”泛指各地安排的各种教 育性非正式课,故课外活动与活动课程不可同语。活动课程的开设意义不在于它与杜威当年搞的“活动课程” 究竟有何异同,而在于它对学校教育教学工作的独特功能及其有效、顺利地实施。

“活动在实施全面发展教育中与学科相辅相成”,它们是同一促进学生发展过程的两个不同方面。学科课 程以培养素质、打好基础为主旨,编排上侧重知识本身的逻辑顺序,其教学中间或进行的实验、参观、演示、 练习等直观性活动,是理性间接经验习得过程中必要的感性认识;活动课程则以增长才干、发展特长为主旨, 它强调学生认知发展的心理顺序,注重学生的亲身实践,以直接的体验、探究及发现为认识途径。

《课程计划》设置的活动有:晨(夕)会、班团队活动、体育锻炼、科技文体活动、社会实践活动和校传 统活动等。按其“活动设置的基本要求”可知,科技文体活动属于技能性活动,其它活动为常规性活动。科技 文体活动的目的是“使学生增强兴趣,拓宽知识,增长才干,发展特长”。这里,“发展特长”既是出发点又 是归宿,我们应该确立将《课程计划》中的技能性活动上升为特长性活动的实施思路。由于数学的“三性”特 点(尤其是广泛的应用性),以及现代社会对基本数学(不同于基础数学)的普及需要,笔者认为应设立专门 的数学活动课,以发展学生的普及性数学特长。这种特长对小学、初中毕业生来说,是已获得知识的应用,是 已具有技能的提高,是进一步发展专长的基础,能使他们顺利地适应社会需要和社会发展(义务教育数学教学 大纲明确了数学的应用问题,并安排了与解直角三角形和统计有关的实习作业,但远没有上升到特长课的位置 )。

(二)设置思路

国内已开展了不少数学活动试验,如数学竞赛、电脑学习、速算训练等等,还有综合的应用性问题的有关 数学活动也在各地有所开展,它们不同程度地增强了学生的数学应用意识。如北京市1993年举办了首届“方正 杯”中学生数学知识应用竞赛,并于1994年暑期编出了以数学应用为内容的初中课外活动教材。而应用性问题 十分复杂,若把它作为一个以社会为基础的综合课题来研究实施,要求每个学生接受全面的应用性训练,则有 可能把数学教育改革引入一个新的误区,将学生推入一个新的苦海,80年代的应用题考试给当时带来的结果就 是例证。因为这实在是企业(用人单位)、社会及数学教育工作者对学生要求得太过分了,也不符合义务教育 及“大众数学”的精神。

现代社会确是人人需要数学,义务教育阶段正是实现“大众数学”目标的第一阶段。如何设置、开展这一 阶段的数学活动才是合理、可行的呢?笔者建议在突出特长性,注重应用性,贯穿趣味性的原则下,将义务教 育阶段的数学教学内容与社会发展需要及学生个性发展结合起来,设置较为完整、全面、独立的特长性数学活 动,供学生选择参加(每个学生选学其中两门活动课),以使学生成为各具特色的“标准件”,让人人都有个 性健康发展的天地。数学活动的课程门类和内容编排在整体上还要符合以下四点:

1.具有系统的应用体系。即与一定的特长目标相关联,有助于学生增长才干并习得一技之长,进而使学生 顺利走向社会生活或进一步学习发展,切不可为了活动而活动。

2.紧扣学科教学大纲。学科教学大纲的内容编排本身蕴涵了学生认知发展的心理顺序,我们可以依照数学 学科教学大纲的知识单元(适当调整或拓宽),配以相关素材设计,安排数学活动,以充分利用学科课程的知 识技能及其业已获得的成熟性,降低活动课师资培训的难度。可以明确,活动特长与学科内容的相关性越强, 它们的整体功能会越大。

3.合乎有效学习的基本原理。要有利于激发学生的学习兴趣,体现认识规律(显现认识的三个层次:是什 么、为什么、怎么用);展示探究过程(理性地再现知识生成过程,通过循序渐进的思维阶梯使知识、情感、 意志相互结合,帮助学生形成自学能力);实施活动方法(使经验、思维、方法融为一体,让学生获取终身受 益的精神文化力量和实践能力);内化教学功能(要易于反馈、迁移,实现知之好之乐之的转变,便于学 生自学)。

4.体现“五育”整合的功能。特长性数学活动遵循“外因通过内因而起作用”的哲学基本理论,其教学应 该使学科教育培养的认识能力得以升华,不断发展学生的创造性实践能力,这是具有深层意义的智育;学生的 主动活动,应是实现由道德认识向道德行为习惯转化的实践活动,也是学生理解规则、体验美感、领略自由的 实践过程,成为德育和美育的现实途径;活动课无疑要有助于学生身心的和谐发展,它本身就是体力、意志力 的锻炼与运用,有利于人脑两半球机能的平衡协调发展,从而促进学生智慧潜力的开发;活动实践中每一个物 化的劳动成果,都将有力地完善着学生的个性和人格。

(三)数学活动课程设计

性质与功能:陶冶情操、拓宽视野、增长才干、发展特长。

总目标:使学生提高认识、学会实践、获取才干、习得特长。

教学要求用语:对知识分为理解、掌握、应用(运用)三个层次;对技能分为会、熟练、善于(擅长)三 个层次。

活动方式:按学生选学的课程门类编班组织活动或作为兴趣小组组织活动;以游戏、故事、谜语、趣味数 学、操作、制作、参观、应用实践或提供有关的阅读资料等为活动形式。

课程安排:每门数学活动课按每两周一课时的教学容量进行设计安排。

课程设置:根据学生发展,知识体系、社会需要等因素和数学活动的总目标,笔者拟设义务教育阶段如下 九门数学活动课程。

1.数学交流:力求内化学科知识,反映“双基”结构,渗透思想方法,强化表达能力,促进学生联系事物 ,澄清思维和加深理解,培养学生善于表述、解释、讨论、评价的数学交流特长。

数学交流课程,既要使学生认识到数学提供了人类交流信息的有力手段,又要切实提高学生对数学的听、 说、读、写能力和认识、应用能力。一名数学教育工作者就理应具有数学交流特长。

2.速算(含计算器活用):使学生通过心算、笔算、珠算及计算器操作等途径,熟练掌握简、易、好的算 法和技巧,培养学生善于快速进行日常的加、减、乘、除、开方计算和帐表算、传票算等的速算特长。

3.数据处理:使学生初步掌握收集、整理、描述、分析、解释和处理数据的数学方法,并善于在尝试、解 决实际问题的过程中寻找关系,探究随机现象,进行数据处理(含数值计算)和预测。

4.计(测)量与估算:使学生加深理解计量及换算的意义,测量的特征过程,初步掌握计量、测量、估测 、估算的策略和方法,善于在数量、测量、计算、决策和解决问题中应用估算,并会判断结论的合理性,提高 处理数量关系和随机现象的能力。

5.制图与识图:使学生加深对数量关系图象、空间几何图形的认识和理解,初步掌握制图(含作图、画图 )与识图(含视图、析图)的方法和技能,培养学生善于观察、想象和在解决问题中应用图象、图形的数学能 力。

6.日常生活中的数学:使学生熟练掌握日常生活中有关家庭生活、市场交换、社会交往、日常活动和生存 环境等方面的数学知识及技能,培养学生善于理解、精于运筹、乐于生活的数学能力。

7.计算机数学:使学生初步理解计算机的数学功能,掌握简单的计算机语言和程序,会使用计算机进行初 步的计算、模仿、证明和求解简单的数学问题,培养学生善于运用计算机从事数学性工作的能力。

8.课题解决:即是问题解决模式,并注重数学思想方法的应用。要使学生理解数学尝试、解决实际课题的 过程,初步掌握问题解决的策略和方法,培养学生善于运用数学创造性地解决问题的意识和能力。

9.数学竞赛:这是对数学学科教学要求的提高和扩展(应降低现有难度,渗入研究方法)。要在学科教学 大纲的能力要求范围内,使学生进一步加深对数学知识的理解,提高灵活运用数学的能力,更加熟练地掌握数 学的方法与技巧,培养、发展学生的数学兴趣和数学才能。

目前,数学竞赛的普及呼声越来越高,企望通过降低难度去面向全体学生。笔者认为,数学竞赛的难度确 应降低到一个合理的普及水平,但再要求普及参加则未必可取,因为学生成为各具特色的“标准件”较之只是 同一的“标准件”更能符合社会需要和社会发展。

二、关于数学的选修课程(迁移性、广泛性、通俗性)

《课程计划》指出,要“以必修课为主,初中阶段适当设置选修课”。数学选修课程,要适应学生个性发 展,顺应学生分流需要,促进学生健康成长,在突出迁移性、注重广泛性、贯穿通俗性的原则下,为有不同志 趣、各种爱好的学生提供广泛、充分的选修类型,为提高学生素质、发展学生特长及培养多样化人才服务。选 修课教材的编写既要落实课程目标,又要能成为通俗读物。

义务教育阶段的数学选修课,同样可以保持一致的连续性(即从小学一年级起就开始设置)。事实上,如 若前述数学活动课程得以实施,则九门数学活动课已可成为选修课对象。

根据数学选修课的设置目标,笔者拟设义务教育阶段的以下三类(四门)数学选修课程。

(一)特长型选修课:课程为前述九门数学活动课之一。每个学生在必修(选择性必修)两门数学活动课 的同时,以另外七门数学活动课之一作为他(或她)的选修课。

(二)观念型选修课:使学生初步认识数学的存在和发展、理论与应用、逻辑性及抽象性,懂得数学的价 值,形成正确的数学观,促进完善科学观及世界观。

其教学内容包括数学与历史、数学与社会、数学与未来、数学与科技、数学与文化、数学与思维、数学与 成就、数学与自然、数学之美,共九个专题,课程安排可以每学期按年级集中对九个专题各开设一次讲座(约 每两周开一讲)。

(三)综合型选修课:

1.横向性综合选修课:它不超出学科教学大纲的要求,既对已学习的数学基础知识进行整理与复习,又与 相关学科及社会生活相联系(有着与分科课程相对应的综合课程特点)。要深入浅出地展示数学的思想方法及 其广泛的联系性、应用性。该课程在小学高年级及初中开设(安排每两周一课时的教学容量)。

2.纵向性综合选修课:它可以包括现代数学知识,各部分的形式和内容都能够独立,整体上既与数学学科 知识及活动特长相关联,又富有强烈的时代气息;要在数学学科教学大纲的能力范围内,以较强的可读性展示 数学及其应用的策略思想和动态成果。该课程在小学高年级及初中开设(安排每两周一课时的教学容量)。

三、有关考核与实施的设想

(一)学生根据自己的志趣和爱好,在教师或家长的指导下,必须且只须选择甲、乙两门数学活动课和一 门数学选修课参加学习。

(二)小学、初中阶段的毕业学期各举行一次数学活动课和数学选修课的考试;数学活动课考试分为第一 试、第二试,以活动课作为选修课的学生只参加该课程考核的第一试。每个学生两门活动课、一门选修课的考 分分别记入毕业考试及中考成绩总分,学生毕业考试或中考数学成绩的分数构成为:

数学成绩(满分150分)=学科成绩(满分90分)+活动课甲成绩(满分25分)+活动课乙成绩(满分25分 )+选修课成绩(满分10分)

(三)教师不仅要能胜任数学的学科教学,还要能任教至少三门的数学活动课和一门数学选修课(农村乡 中心完小以下的小学教师要能任教至少两门的数学活动课)。

(四)作为培养素质的义务教育数学学科课程(注重知识性、技能性、普及性),其教学大纲也应及时调 整,以适应《课程计划》的实施需要(学科教学的周课时量不能超过4课时)。如有关教学内容的以下五点尤为 突出:

1.应删减混合运算、恒等变形等内容,部分算术应用题让位于代数,部分平几证题改用解析方法;

2.系统整理数学思想方法;

3.增加计算机基础知识,要求小学中年级以上的学生适时使用计算器;

4.增加经济生活中的数学知识(含有关名词、概念等);

5.以“读一读”的形式,系统安排通俗的数学史话。

(五)尽快建立各个学科、特长性活动和选修内容的考试题库,出台科学的考试量化标准,使考试步入机 械化,以从根本上禁止考试的人为误导,促进义务教育的顺利实施。

(六)数学活动课和选修课的开设,无疑可以顺利地延伸至高中阶段;在活动课考试的基础上,也可以组 织各种特长比赛。

结束语

数学“学科+活动+选修”的上述课程设置,既符合中国的国情,又易于克服层次课程(西方发达国家等 采用)所带来的负面效应,能使每个学生都有全面自由发展的空间。我们认为,具有中国特色的义务教育即是 特长特色的素质教育;我们正在实施一个“学科素质+活动特长+全面核评+法规保障”的义务教育模式。

参考资料:

1.国家教委制订:《九年义务教育全日制小学、初级中学课程计划(试行)》。

课程设计建议范文5

关键词:VFP课程设计;实践教学;数据库

中图分类号:TP311.138-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 20-0000-01

VisualFoxPro程序设计(以下简称VFP)是面向对象的可视化编程技术,以强大的性能,完整而又丰富的工具,较高的处理速度,友好的界面等特点,成为数据库管理系统常用工具之一,是作为非计算机专业的计算机教育的重要基础课,目的是培养学生的计算机实际应用能力。该课程同时也是全国计算机等级考试二级内容之一。

一、引言

对于实践性很强的VFP课程,支持面向对象的可视化编程技术,而有些学生不知道学完VFP后是用来做什么的,且容易与其它语言混淆在一起,如VB、C语言等高级程序,只有通过上机实验,才能发现问题、分析问题,加深理解所学的VFP的理论知识,把理论教学与实践教学有机的结合,激发学生的学习兴趣和创新的潜能,提高解决实际问题的能力。

本文就实践教学法在VFP教学中的应用作了初步的探讨。同时,对在VFP教学实施的几个主要环节进行了分析和研究。不仅能有效地解决上述存在的问题,而且还能充分调动学生的主动性和积极性,提高学生分析问题和解决问题的能力。做到理论联系实际,面向应用,培养学生的创新能力,以适应未来就业岗位的需求。

二、VFP程序设计课程教学中的现状

(一)教材的选用

教材是体现教学内容和教学方法的知识载体,是进行教学的基本工具,好的教材是教学成功的重要保证。教材具有以下主要的特色:1.结合教学实践的需要,使教材具有一定的宽容度和或选择性,一方面照顾大专院校教学的普遍情况和学生基础,按教学计划并参照计算机等级考试的要求组织教学内容;另一方面,介绍有一定深度的教学选讲内容,给教学提供进一步的扩展空间,使教师能根据教学计划和本校学生的实际情况灵活掌握教学进程。2.教材完整配套。理论教材和实验教材的有面结合,为培养学生的实际动手能力,避免教师“空对空”的教学,整体提高学生等级考试的通过率打下一个良好的基础。

实际教学中,还要根据学生的所学专业、学习基础等具体情况,结合全国计算机二级考试大纲的要求,对教材进行合理的安排。

(二)教学目标与教学设计

VFP程序设计是一门实践性很强的课程,它既要使学生掌握比较完整的理论知识,又要培养学生熟练的操作技能。该课程的理论教学在多媒体教室进行,除了教材之外,采用多媒体课件和电子教案及软件的现场演示进行辅助教学,通过这种方式,使枯燥的理论形象化,使烦琐的操作流畅化。此外,为了调动学生的学习兴趣,加强教学的互动。实验教学在计算机机房进行,每一次实验都布置有相关的实验内容,学生在完成实验后,要写实验报告。开展课程设计、程序分析与设计等实践环节,培养学生在程序设计方面的发散思维能力,提高程序设计中的灵活应变能力。

(三)教学内容

VFP教学一方面是理解数据库的理论,另一方面是培养学生的应用开发能力。将教学内容划分为三部分:一是掌握VFP软件功能;二是运用VFP实现小型数据库项目开发;三是结合应用实践理解关系数据库理论,为后续网络数据库打基础。针对目前VFP教学中存在的一系列问题,提出了以一个具体的学生管理系统为依托的案例教学法,并结合VFP课程对如何实现此教学法进行了分析、实践。

(四)教学方法与教学手段

教学方法主要选用案例教学,将项目教学引用实践教学环节,通过对一个项目的完整分析,培养学生良好的组织数据、定义数据库规则和建立简单应用程序,使学生掌握综合运用所学知识的能力,从而完全了解项目流程,真正提高应用水平。如:设计关系数据库“学生管理系统”,该系统具信息查询、修改资料、选课、成绩打印等功能,在教学中逐步引入数据库的创建、SQL查询语言,视图的建立与使用、表彰设计与应用、菜单设计等知识点进行讲解,激发学生的学习兴趣,启发学生对案例进行探讨,在讲授表单设计时,为了让学生更深入的理解表单对象,通过设计学生管理系统登录的界面,引出添加表单、管理表单控件、属性和设置表彰数据环境,以及标签、命令按钮、文本框等控件的设计方法等一系列的教学内容,讲叙各种表单的实际制作步骤,输入用户名和密码,密码以星号的形式显示,如果正确,按确定按钮进入下一个界面,如果用户名或密码其一有错误,显示对话框,连续三次错误,则退出登陆界面。巧妙突破难点,最后达到对知识的掌握和能力的培养。

三、改革上机操作的实践环节,重视程序项目设计,培养应用能力

在实践教学过程中,学生通过上机操作,对于掌握程序设计语言是非常重要的,而有时仅以书本上的例子进行验证不能激发学生的兴趣,可以把学生按5-8人组成程序设计小组,每小组指定一个项目负责人,成员之间有分工,协调,制定出自己小组需要完成的项目,在课程结束时,各个小组相互交流,展示自己的设计成果,并由其他小组给予评价,分析亮点和不足,给出修改的建议,这样既激发了学生的学习潜能,又完成了所学内容,还培养了学生与他人的合作意识,增强团队精神,提高学生的自信心和综合素质。

四、结束语

针对传统实践教学模式的弊端,结合职业教育的特点,体现“必需、够用”的原则,在“以能力为核心”的教学理念下,探索利用现代教育技术,以提高人才素质、能力,提高实践教学效益为宗旨的实践教学新模式,不断培养创新意识,使得VFP课程教学实现从面向学科到面向问题体系的转变,激发学生的求知探索欲,达到预期教学目的。

参考文献:

[1]王薇.VFP教学中的思考[J].计算机教育,2008(12).

[2]赵晓蓉.VFP教学探讨[J].黔南民族师范学院学报,2007(3).

[3]谢洁英.Visual FoxPro教学初探[J].太原城市职业技术学院学报,2008(2).

课程设计建议范文6

关键词:智能仪表;虚拟仪器;数据采集系统;电子称;电压表

0引言

随着企业对电类专业大学生动手能力和创新实践能力的要求日益增加,实践性课程的建设成为本科生教学改革的一个重要组成部分[1]。电气工程实验中心经过几年的探索和实践,通过校企联合,共建实验平台,逐步完善了创新实践课程体系,使本科生在培养阶段能够由浅入深地学习到最新的行业发展知识和技能,理论实践更好的结合[2]。智能仪表课程设计是高校电气、测控及相关专业的一门重要课程,它集技术性、工程性和实践性于一体,是一门涉及传感器、机电一体化、电子技术、自动控制、计算机、信号分析与处理等多门学科的现代综合技术[3]。通过和美国德州仪器公司共建联合实验室,利用其MSP430单片机、StellarisLM4F120LaunchPad评估套件等器材,并结合USB-6009数据采集卡以及Labview设计搭建了一个综合的智能仪表课程设计实践平台。本文通过介绍该课程平台的构建,对其组织形式和教学成果进行总结。

1智能仪表课程体系

1.1课程性质和教学目标

此课程是电气工程及自动化专业的重要课程,目的是使学生了解和掌握智能仪表的原理和设计方法,初步学习虚拟仪器的使用,智能仪表的软硬件设计及调试的基本方法,加强学生自学能力、实践动手能力、团队合作能力的培养。

1.2教学方法

以课堂教学、实验教学为主,结合自学、小组大作业。课堂教学主要讲解基本原理,使同学们更好地理解智能仪器原理、提高对智能仪器设计的兴趣、初步了解智能仪器的研究、设计方法。着重培养学生自主学习的意识、自主学习的能力和实践动手的能力。小组大作业能培养学生的综合能力:熟练运用所学知识的能力、收集提炼信息的能力、实践动手的能力、团队合作能力。

1.3课程内容

讲解智能仪器的基本结构及其接口技术的原理和设计方法,使学生清晰地了解智能仪器输入输出接口与数据处理方法,初步学会设计智能仪器软硬件设计及调试的方法:①了解数据采集系统的结构及各主要部件工作原理。②了解智能仪器的输入通道包括程控放大器与A/D转换器及量程自动转换技术;了解智能仪器的输出通道包括D/A转换器,串行数据接口及开关量输出通道。③掌握智能仪器设计思想,设计步骤,具体的硬件设计,软件设计及调试方法。④了解虚拟仪器的基本组成,常用开发工具Labview的开发环境、软件设计方法及数据采集卡驱动设计方法。

2实践平台设计

2.1虚拟仪器

虚拟仪器是基于计算机技术而发展起来的仪器测量技术,是计算机技术和仪器技术密切结合的产物,具有开发时间短、技术性能高、扩展性强,以及出色的集成等优势,是未来仪器发展的一个重要方向[4]。通过与NI公司的合作,在智能仪表课程中引入虚拟仪器,有利于学生把握仪器仪表技术的发展潮流,为将来走向科研、技术岗位拓宽眼界,奠定基础。本课程需要学生完成虚拟示波器和虚拟信号发生器的设计搭建。

2.216路数据采集系统

数据采集系统作为沟通模拟域和数字域的桥梁起着重要作用。随着计算机技术及大规模集成电路的发展,微处理器控制的数据采集系统得到广泛的应用,使系统的灵活性和可靠性大大提高,系统的硬件成本和重建费用大大降低[5]。本课程需要学生自行搜集资料、选择器件,完成16路数据采集系统电路的设计,画出其原理图和PCB图,并阐述其工作原理。

2.3简易电子称

简易电子称将重量传感器产生的微弱差分信号进行放大、滤波和采样,经过MCU处理,通过人机界面显示称重信息,实现输入单价并计算价格。

2.4智能电压表

智能电压表及其拓展部分设计主要是以放大电路为主,对信号进行调理并利用单片机进行采样,经过高速运算后将信息整合,并对放大电路的放大倍数进行控制,同时,采样值在经过逻辑处理后在显示屏上显示波形,并提供可视人机界面。

3实践平台的实现

3.1虚拟仪器

本平台采用NI公司的USB-6009数据采集卡,利用Labview实现虚拟示波器和虚拟信号发生器。

3.1.1虚拟示波器[6]

要求虚拟示波器能够显示有信号发生器发出的方波、三角波、正弦波的频率范围为1~1kHz,幅度为0~10V,要求能够精确测量两个输入波形的频率和幅值,虚拟示波器能够通过旋钮调节横坐标(时间)和纵坐标(幅值)的显示范围。

3.1.2虚拟信号发生器[7-8]

要求虚拟示波器能够产生频率在1~100Hz,幅度为0~5V之间的方波、三角波、正弦波,并输出到示波器进行观察,能够利用数据采集卡的两路通道,同时输出产生两张不同的波形;能够调节输出信号的频率、幅值和相位;对于方波信号可以改变输出信号的占空比,输出信号可以用示波器观测,并且可以显示在前面板上。

3.216路数据采集系统

数据采集系统是计算机、智能仪器与外界联系的桥梁,是获取信息的重要途径。其设计主要考虑被测信号的变化速率和通道数,对测量精度、分辨率、速度的要求,性价比等。主要由下面几部分组成:(1)计算机。数据采样系统的核心是计算机,它对整个系统进行控制和数据处理。(2)A/D转换器。计算机所处理的是数字信号,因此模拟信号必须进行A/D转换—量化过程。(3)采样/保持器。采样/保持器将连续信号离散化,从连续信号中抽取采样时刻的信号值—采样过程。(4)放大器。将采集到的信号适当放大,尽量是A/D转换器在接近满量程的状态下工作。(5)多路开关。通过多路开关,依次接通各个传感器并采样信号。

3.3简易电子称

简易电子称主要的组成部分如图4所示。实验器材采用德州仪器的MSP430F552x,INA333仪表放大器,OPA2340运算放大器,I2C8位IO口拓展芯TCA6408等[9-13]。采样的压力传感器是四应变片桥式压力传感器,输出为差分信号;前级放大电路可使用仪表放大器构成差分放大电路;差分放大电路输出后,经过运算放大器放大电路进行进一步放大;已经放大过的电压信号经过低通滤波器进行滤波处理;再由MCU芯片进行采样、处理和显示[13]。

3.4智能电压表

智能电压表及其拓展要求通过程控放大电路、整流滤波电路以及单片机人机界面三大模块,实现直流电压、电流,交流电压、电流,电阻以及信号频率的测量等功能。实验器材采用德州仪器的StellarisLM4F120LaunchPad评估套件[14],一款采用32bitARM处理器+FPGA双核控制架构开发的高性能、低功耗、易使用的64KB色的TFT真彩显示器,数字可控增益的单片仪表放大器PGA202[15]等。

4结语

智能仪表课程设计实践平台紧跟现代仪器仪表的发展趋势,考虑学生知识层次与理解能力,结合实验室实际情况,构建了虚拟仪器、数据采集系统、电子称小系统、电压表等多功能表计的实验平台,使学生掌握虚拟仪器的使用,数据采集系统电路原理图的设计与PCB图的绘制,电子称模拟电路与数字电路设计,程控放大电路、整流滤波电路的设计,程序的编写与调试,锻炼了学生的文献阅读、团队合作、动手实践等能力。

参考文献(References):

[1]陆顺寿,曹其新.开展创新实践教学提高当代大学生综合素质[J].实验室研究与探索,2009,28(9):11-13.

[2]孙佳,许少伦,姜建民.运动控制系统创新实践平台的设计与实现[J].实验室研究与探索,2013,32(2):77-80.

[3]冯振伟,裴旭明.智能仪器仪表设计实践教学的综合改革与探索[J].中国现代教育装备,2011(1):135-136.

[4]汤占军,冯丽辉,张斌.基于虚拟仪器的智能仪表的设计与实现[J].微计算机信息,2008,24(10):252-254.

[5]吴建,裴峰,王珺楠,等.基于LabVIEW的多通道数据采集系统设计[J].电子测试,2013,01-02:52-54.

[6]刘继超,刘云.基于NI采集卡的虚拟示波器的开发实现[J].青岛科技大学学报,2008(4):357-360.

[7]马双宝,王攀,曾勇.基于LabVIEW7.0虚拟信号发生器的实现[J].微计算机信息杂志,2005(1):89-90.

[8]袁新娣.基于NIUSB-6211的虚拟信号发生器设计[J].科技广场,2013(11):45-80.

[9]德州仪器公司,MSP430F552xfamilyUser’sGuide[EB/OL].www.ti.com.cn/cn/lit/ug/slau208n/slau208n.pdf

[10]德州仪器公司,MSP430F552xdatasheet[EB/OL].www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/msp430f5529.pdf

[11]德州仪器公司,INA333datasheet[EB/OL].www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/ina333.pdf

[12]德州仪器公司,OPA2340datasheet[EB/OL].www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/opa2340.pdf

[13]德州仪器公司,TCA6408datasheet[EB/OL].www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/tca6408.pdf

[14]德州仪器公司,LM4F120launchpad[EB/OL].www.ti.com.cn/cn/lit/ug/spmu289c/spmu289c.pdf