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电子信息教学论文范文1
关键字研究性学习电子信息专业课创新性
1引言
当前信息社会发展与国内素质教育改革要求大学生能够灵活应用专业知识解决实际问题与创造新知识,并且具备相当的终生学习能力。传统的教师传授、学生接受式的教学与这些要求是有距离的,在这样的教学方式下,学生容易产生厌学情绪,在高年级的选修课中到课率普遍不高,其原因在于经过低年级基础课程的教学,学生对学习已经产生了不同程度的逆反心理,并且具有了强烈的自我意识和表现欲望,因此不再满足于学习内容在师生之间的机械移位。帮助他们利用已有的专业基础知识去主动学习、自主学习,是改善教学效果的重要渠道。
所谓研究性学习,指的是学生在教师指导下,根据各自的兴趣、爱好和条件,选择不同研究课题,独立自主地开展研究,从中培养创新精神和创造能力的一种学习方式。这种学习方式的突出特征是坚持学生在学习过程中的自由选题、自主探究和自由创造,与以往学习方式相比,研究性学习更有利于培养学生的创新能力。
党的十六大报告指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。”对于电子信息产业来说,技术创新更是产业保持持续发展的重要源泉。因此电子信息专业课教学应以培养创新精神、研究能力和实践能力为目标,它强调让学生通过研究性学习,提出问题,收集材料,对研究性课题进行探索、分析、研究,最后基于问题解决模式,在实践操作中培养学生科学的态度和价值观以及创新精神、创新思维、创造能力,并学会解决生活中与电子信息技术学习有关的实际问题。
2研究性学习的内涵及积极意义
研究性学习是在教学过程中创设一种类似科学研究的情景或途径,让学生在教师引导下,从学习、生活及社会实践中去选择和确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地去探索、发现和体验。同时,学会对信息进行收集、分析和判断,去获取知识、应用知识、解决问题,从而增强思考力和创造力,培养学生的创新精神和实践能力。
研究性学习的重心是学习而不是研究。学校毕竟不能等同于科研机构,没有必要的研究设施和科研经费,只要通过研究性学习能提高学生的实践能力,培养学生的创新精神就基本达到了教学目的。
研究性学习的核心在于促使学生通过与研究相类似的认知方式和心理过程来进行学习,其根本目的不是预期的研究成果,而是预期的学习结果。通过研究性学习,学生的综合知识、综合能力能得到提高,实践能力和创新能力能够得到培养,因此可以说研究性学习弥补了传统教学模式重学科知识传授、轻能力培养的缺陷。
研究性学习有利于培养并发展学生的主体性。我国近10年来进行的主体性教育实验证明了学生发展的核心是他们主体性的发展。培养发展学生的主体性就成了教学的重要目的。在研究性学习中,学生可以自己选择课题,自己设计研究方案,自己调查并得出研究结论,体现出他们是教学的真正主体。
研究性学习有利于使人类主体的智力资源转化成个体的智力资源。以什么样的方式认识世界,与学生时代所形成的学习方式是密切相关的。我国传统教育的学习方式是接受学习,不能很好地将人类智力资源转化成个体的智力资源,研究性学习可以弥补这一不足。从实践方式看,传统教学主要是演练式、实验式,不利于学生的发展,而研究性学习是一种以问题为中心的主动认知、主动实践的学习活动,是一种认识—验证—体验的过程。研究性学习提供给学生的是一种主动、愉快、积极的体验。
研究性学习有利于培养学生可持续发展的能力。学生是否有可持续发展的能力主要取决于三个因素:是否学会了学习;是否具有健康的社会感情;是否具有创造性精神。研究性学习有利于学生这三种能力的形成。
研究性学习有助于学生养成良好的治学之道、知晓做人之理。治学之道与做人之理是紧密相关的一个问题。学生的做人之理的形成需要他们治学之道的支持。研究性学习可以培养学生实事求是的精神,培养学生严谨务实的良好作风。
3研究性学习是高等教育的内在需要
传统的课堂教学主要的弊端在于:因材施教的原则,在班级集体教学活动的前提下难以实施;以语言讲述为主的表达方式,使得某些教学信息的传输与接收遇到困难;以教师为主体的课堂教学不能充分体现学生的作用,学生学习缺乏主动性,没有创造力;传统课堂教学,教师总是在进行重复性劳动,教学强度非常大。这样教师就无法从繁重的教学任务中脱身来进行研究工作。
高层次创造性人才肩负着中华民族振兴的历史使命,研究性学习是培养和造就创新人才的重要手段。如何提高教学水平和科研质量及取得创新性成果,国内外的成功经验表明,实行加速创新的研究性学习是必由之路。
现代社会科学技术的迅猛发展,要求高校培养出来的人才不仅具有渊博的科学知识,扎实的专业技能,更应具有发现问题、解决实际理论问题和实践问题的能力。这光靠知识的传授显然是不能实现的。而且把科学研究引进教学过程,在教学过程中渗透对大学生的科学研究训练,这是高校教学的特点。研究性学习有助于教学和科研的有机结合,有助于大学生在模拟“问题情景”中通过研究和探索去获取新知识,产生创造性成果。
究性学习具有开放性和多元化,强调系统性的实践,在科研实践中发挥自主性潜力,因而满足了形成创新精神和产生创新成果的主要因素。研究性学习对创新的形成起催化促进作用,大学为研究性学习提供了现实舞台。研究性学习的实践策略中还包含有课题组研究的形式,强调课题组集体的合作和配合,这种协作精神的锻炼对后续的科学创新有积极的影响。研究性学习不仅能让学生在研究中学到知识,而且在研究的过程中,学生的组织能力、协调能力等的锻炼是传统学习方式所无法比拟的。
研究性学习有助于弥补大学生的先天不足,可以给他们一方容量极大的“用武之地”,给学生自主活动的时间和空间,极大地发掘学生科学研究的潜质。通过参与研究,学生的思维方式会发生很大的变化:从被动思维发展到主动思维;从单一思维发展到多元思维;从平面思维发展到立体思维;从静态思维发展到动态思维;从封闭思维发展到开放思维。因此,学生敢于面对挑战,勇于提出独立见解,潜能会得到充分挖掘和开发,为进行科学创新奠定基础。
研究型教学使得考核结构发生了变化,适当分离基础内容考核和创造性的考核是必要的科学的考核制度,有利于公平的办法都会受到学生的欢迎和支持。目前研究型教学已经受到了广泛的关注和欢迎。在解决了认识问题以后势必有更多的学校、老师会去作进一步实践。在打破一校一课的局限以后,如何因人而异、因地而异摸索出合适的形式,确定合理的目标和工作量是我们乐意看到的。可以相信研究型教学将会对教学质量的实质性提高起示范作用。
4电子信息专业课教学中研究性学习的设计
(1)学习目标的设计。在研究性学习中,教师首先要组织学生从电子信息专业所涵盖的通信信号处理、图形图像处理、语音信号处理、多媒体技术以及DSP技术等领域中选择和确定他们感兴趣的研究专题,去发现问题和提出问题。在研究性学习中,问题是学生学习的重要载体,学生在解决问题的过程中会涉及多种知识,这些知识的选择、积累和运用完全以问题为中心,呈现横向的、相互交叉的状态。
研究性学习是课程教学的互补,专业课程教学重视学生对电子信息技术基础知识的理解和掌握,而研究性学习则不以系统电子信息技术学科知识的传授为追求,它是以学生个性发展的需求为出发点,以电子信息学科教学欠缺和研究性学习自身所长为主要追求。
(2)学习内容的设计。研究性学习主要不是学习书本知识,而是强调动手动脑的实践过程,特别是电子信息专业更强调学生的动手能力,它不能依靠教师传授知识和技能,而是强调学生自主学习的行为与过程。当前教学中学生学习方式基本是接受性学习,它适用于事实性知识、技能性知识、规律性知识的掌握,但对于策略性知识、价值、态度和情感类知识的学习往往不能奏效,这些知识的学习只有通过自主性学习,才能内化成学生自身的经验体系。在研究性学习中,正是通过创设类似科学研究的情境,让学生自主的探究、实践、发展和体验,从而培养学生的科学精神、创新思维以及分析问题、解决问题的能力。因此,研究性学习的具体内容便可以在相当宽泛、相当灵活的范围之内加以选择,这符合电子信息专业覆盖范围广的特点。
研究性学习内容的具体选择和设计,主要是体现研究性学习的学习目标和学习原则,没有一定要达到的绝对标准和程度,而是视学生和学校的具体条件灵活处置把握。学生可以根据自己的兴趣和爱好,在通信信号处理、图形图像处理、语音信号处理、多媒体技术以及DSP技术等领域中选择方向,这些选择都是合理的,都能够有效地体现和达到信息技术研究性学习的目标,没有高低之分。
(3)学习策略的设计。研究性学习中学生的自主学习策略主要包括:自主制定学习计划,确定分工、活动方式和方法选择研究或调查对象;进行查询资料、操作与制作等活动;汇集、交流学习成果等。实现电子信息技术研究性学习中学习的自主性,不仅要求教师要从思路、活动空间和时间上向学生提供必要的条件,以实现学生的自主选择、自主安排、自己组织学习活动的目的,同时还要求教师不必拘泥于课堂教学或其他程序规则的限制,自主安排学生的学习活动。
(4)学习评价的设计。评价是为决策提供信息的过程,研究性学习的评价是指,在研究性学习的过程中系统地收集信息,根据学习目标的要求,对学习中所引起的学生认知行为上的变化,在定性、定量的基础上进行价值判断,为研究性学习的决策提供信息的过程。
一个完整的学习过程,总是呈现出种种阶段性结果,它们既是总结果的分支,同时又是学生在学习中预测总结果的反馈体。研究性学习的评价就非常重视阶段性结果评价,即在研究性学习的各个阶段,设定考查学生的不同能力:在课题设定阶段,考查学生设定课题的能力;在收集相关资料、调整研究方案阶段,考查学生的信息收集能力;在开展课题研究阶段阶段,考查学生的课题探究能力;制作成果检查,考查学生的动手能力、创新性、创造能力;在自我评价阶段,考查学生的自我评价能力;总结、汇报、交流阶段,考查学生的综合表达能力等。
5结语
电子信息专业学生正在面对迅速变化和激烈竞争的市场,需要他们具备创新能力和良好的终生学习能力,在专业课中通过设计基于研究性学习的教学策略,教会学生学习,特别是学会思考问题以及分析和处理教室以外的实际问题,会使他们受益终生。
参考文献
1安桂清.研究型课程控微[J].课程·教材·教法,2000(3)
2钟文芳.研究型课程的定位、特点及实施中的难点问题[J].课程·教材·教法,2000(12)
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在传统的课堂教学中,学生在学习新内容时,对新的内容几乎没有自己的认识,而是跟随教师的思考展开记忆和学习。学生学习的大部分时间是在课堂教学中,通过课堂教学完成初步学习,然后在课余的试题训练中掌握。在这种教学模式中,学生的学习进度和学习效果被教师牵引着,失去了学习的主动性。翻转课堂教学模式主要体现在“三个转化”上:①由教师主体向学生主体转化。新内容的学习由学生首先在课余时间借助网络资源展开自主学习,学习问题是学生自主搜集信息的自主建构过程。②学生的学习由课上—课下模式向课下—课上模式转化。学生在课余时间通过个体学习和小组互助学习初步掌握课程内容,课堂学习是关于知识的深化学习。③学习进度由学生的学习掌握程度推进。教学内容不是由教师的教学计划决定,而是由学生对新知识的掌握程度决定。
2在高校电子信息专业教学中应用的策略
2.1建立自主学习小组
翻转课堂教学模式的学习主体是学生,学生的主要学习时间由课上向课下转变,这就要求高校教师要引导学生成立自主学习小组,形成集体学习模式。高校学生来自不同的地区,有着不同的文化背景和学习特点,因此自主学习小组的建立采用自由结合的方式,每组人数在5~7人,每一小组选择一名学,负责组织小组的讨论和交流,并记录小组成员的发言和问题。教师和各小组间要建立平等的师生和组间关系。翻转课堂教学模式采用的是课下自主学习和课堂交流相结合的方式,在学习小组成立之初,教师要向学生介绍翻转课堂教学模式的具体实施过程和目的,引导学生制订学习计划。同时,要告诉学生小组之间的发言没有对错,小组成立的目的是鼓励学生积极发言,大胆阐述自己的想法和过程,小组成员只有充分发言,才能够迅速发现问题,及时地针对问题找到解决方案,也才能快速推动课程的开展。课程的进展是以学生的学习状态和学习效果决定的,翻转教学模式的主体是学生,是以学生的思维和学习进度为依据来决定教学进度,是学生在已有知识的基础上通过搜寻信息解答问题的一种自主知识建构。
2.2利用网络资源展开小组学习
教师将有关新内容学习的导学问题上传至学习平台,各小组的学生积极利用检索工具查找相关资料和文献,并对导学问题题进行解答,给予学生自主学习的时间通常是2~3d时间,在学生自主学习和自主思考的基础上,学借助网络组织小组学生进行交流学习。交流的过程通常是,就每一个导学题,学生个人首先陈述自己的观点,记录员做好记录,然后汇总相关知识,展开进一步的讨论和交流,并确定需要进一步解决的问题,然后继续查阅资料,通过互助的学习方式,进一步解决问题。从这里可以看出,翻转课堂教学模式绝不是形式化的简单交流,而是以解决问题为根本,学生围绕问题搜集资料,通过多次交流和合作来解决问题。小组讨论是以学生为主体的学习,但是小组讨论仍需要教师的指导,例如由于教材普遍没有提及运算放大器在单电源使用下应该有哪些特殊的要求。而实际上,由于手持设备的普及,基于电池供电的单电源运放的应用又十分普遍,因此,学生普遍会在此处遇到无信号输出或信号输出失真等意外情况。对此,教师收集了各个典型运算放大器在单电源运用时的典型应用电路,上传至学习平台,并鼓励学生通过学习和小组讨论,最终得出结论,即通常情况下,运算放大器应使用正负对称电源供电,但是电源条件受限制时,如果运算放大器本身允许单电源使用,则需要在输入端施加Vcc/2的参考电压,此时,运放的动态范围会缩减。
2.3利用课堂讨论深化知识学习
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1应用电子技术专业教学的现状
近年来,我国电子行业发展迅速,呈现国际化和全球化的发展趋势,应用电子技术专业是为电子行业培养高端人才的专业,这就给应用电子技术教育提出了新的要求和挑战。对该专业的人才培养要注重时代性和科技性,利用先进的技术手段让学生掌握扎实的基础知识,符合时展要求。但是,现阶段,该专业的教学现状不容乐观。教师主要以单一的讲授模式为主,教师处于绝对的主导地位,学生处于聆听受教的被动地位。讲授模式下,有助于学生在短时间内掌握丰富的学科内容,增加知识,具有时效性和高效率的特点。但随着教学改革的不断深入和发展,越发倡导学生的主体地位,尊重学生个性和自主性,该种模式不利于学生自主性的培养,学习的积极性受压制,不利于学生的创新思维的发展。除此之外,该种模式下,以传统的黑板加粉笔为主,教学方法落后,对于应用电子技术专业的原理知识,只能通过口述和简单的描绘为主,不利于学生思维开放性发展,学生的知识结构也较为松散。这是该专业教学中最主要的问题,这些问题严重影响着课堂教学效果的提升。
2应用电子技术教学中信息技术的应用
2.1教学方式信息化
首先,教师在教学过程中可以采用电子教案进行教学,例如,在课前做好幻灯片,将本节课的重点难点以幻灯片的形式展示出来,增加了知识和课时容量,并且,幻灯片之间可以进行超链接,方便把各知识点相连,及时巩固复习旧知识,增加新知识,大大提高了知识的有机程度。其次,利用各种便捷软件进行演示教学,尤其是对某些专业概念的教学,可以采用CAI创设多种多样的教学情境,利用浅显易懂的表述使学生理解抽象的知识。
2.2教师备课资料完备,减轻教师工作量
传统条件下,教师备课要查找大量的资料文献,在庞大的书库中寻找所需的有限资源,需要不停的翻书,不仅耗时耗力,而且资料不完备,教师的工作量较大,运用信息技术教学,教师只需在电子数据库中输入关键字搜索,就能找到海量的数据信息,备课资料更为全面新颖,教师可以将上课用的文件资料等放到云端硬盘,在课堂上直接下载就能使用,方便快捷,不用在厚重的一堆书中查找。该专业教学不仅抽象,而且灵活,因此,教师要选取合适的教学素材,使用合适的教学方法,再加上教师高超的教学技巧才能保证课堂的高效率和高质量。信息技术成为教师的得力助手。
2.3通过信息技术丰富教学内容
应用电子技术专业具有很高的科技性,且近年来发展速度较快,知识的更新也较快,众多的课程和实验在不断增加和变换。学校专业教学在有限的教学时间内无法教授众多的知识内容,面临课时少但内容海量的矛盾,与此同时,课程内容陈旧,教学内容和教学进度之间也存在矛盾,常常是教学内容与该行业发展相脱节。
2.4通过信息技术模拟实验环境
应用电子技术专业需要做大量实验,学生需要在试验中掌握和理解知识,因此,多数实验需要学生亲自参与,这一方面有助于提高学生的动手操作能力,另一方面也有助于掌握丰富的理论原理。但是在实际教学过程中,常因教学时间不够,教学实验条件有限,难以满足复杂的实验条件要求,再加之部分实验的操作难度较大,操作中可能存在潜在的危险性,无法在课堂上进行实物演示。在此情况下,有些教师就简单的讲述实验原因、条件、步骤和结果,只需学生记住原理即可,这显然违背了学生学习知识的客观规律,所学知识理解不够,处于一知半解的状态。教师在课堂教学中引入信息技术就便捷的利用信息技术获取相关实验演示过程、实验数据和结果等,让学生可以直观的感受整个实验具体流程,从而加深学生对该知识点的理解,提高教学效果。
3应用信息技术应注意的问题
首先,教师要有较强的应用信息技术的意识,不断提升自身信息技术的素养,不仅要有教学能力、专业知识,还要有熟练应用信息技术的能力和水平,目前,我国这样的教师还较缺乏。教师要在教学过程中灵活的运用信息技术设计具体的教学任务,经常观摩一些数学教学与信息技术融合的精品课程,这有助于提升教师的信息技术素养。其次,虽然信息技术能够给电子技术专业教学带来巨大的优势和好处,但同时也应意识到并不是所有知识内容都适合融入信息技术,融入信息技术的最终目的是帮助学生更好地了解和掌握专业知识,而不是为了纯技术层面的展示,教师在应用信息技术过程中,要避免学生的兴趣落在信息技术操作过程本身,不能过分注重信息技术操作,教师应该根据教学内容不同,选用最适合的教学方法,做到抽象与直观互补,具体与抽象并重,遵循学生认知的科学规律。
4总结
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论文摘要:语文活动课体现了语文课堂教学的开放性、自主性以及教学方法的多样性。中职语文教师应以语文课堂教学为主要阵地,充分尊重学生的个性,把课内和课外语文学习结合起来,把语文学习贯穿在学生的生活实践中,深化中职语文教学改革,培养学生的语文能力,全面提高语文教学质量。
去年,笔者有幸倾听了广州市电子信息学校梁丽敏老师《琢磨“活化石”》教学设计的讲解分析,真是收益匪浅。梁老师教学策略的运用,突破了传统的语文课堂教学模式。首先,布置学生以小组为单位,课前搜集相关信息,并以多样的表现形式整合在课件里,在上课时呈现出来。其次,选择汽车电子实验室作为授课场所,帮助学生在浓郁的专业氛围中愉快地学习语文知识。梁老师教学策略的运用给中职语文教学提供了一面镜子,作为中职语文教师必需以语文课堂教学为主要阵地,在课堂教学中应充分体现“以就业为导向,以能力为本位”的职教理念,深入挖掘语文教学中的专业因子,使语文教学与专业学习有机结合;充分尊重学生的个性,灵活运用各种教学策略,把课内和课外语文学习结合起来,把语文学习贯穿在学生的生活实践中,以语文活动为突破口,培养学生的语文应用能力,全面提高语文教学质量。
一、中职语文活动的特点
1.中职语文活动具有自主、开放性的特点
活动课的出现,体现了语文课堂教学的开放性、自主性以及教学方法的多样性。它主要以学生自主参与活动为特征,结合专业学习特色和有关职业的实际需要出发,选取活动内容,设计活动项目,创设活动情境,引导学生通过各种途径搜集资料,充分利用网络资源,采用小组合作、交流展示、总结评价等步骤,围绕活动主题开展语文实践活动,有效地引导学生在活动中掌握知识、技能,提高语文应用能力,增强学生的合作意识和团队精神。
2.中职语文活动具有专业、实用性的特点
当前,普遍认为“实用性、职业性和生活性应当成为普通文化课程内容改革的基本理念”。语文活动训练应着眼于学生听、说、读、写以及提取信息能力的提高,语文活动的设计应着眼于学生的学以致用,训练的材料应尽可能来自日常生活或挖掘其与学生生活的联系,便于学生理解接受。设计语文活动可以与专业实训紧密结合在一起,收到一举两得的效果。
二、以语文活动为突破口,促进中职学生语文应用能力的提高
中职教师根据各专业学生的特点设计真正从学生个体出发的更加人性化和多元化的语文课堂教学,以丰富的语文活动为突破口,深化中职语文课堂教学改革,不断提高学生的语文应用能力,全面提高教学质量。
1.口语交际训练常规化,提高听说能力的策略
《中等职业学校语文教学大纲》明确指出,中职学生应掌握日常生活和职业岗位需要的口语交际能力。在实际教学中,要从社会实际需要出发,善于开展多种形式的活动,创设情境让学生主动学说,并逐步成为一种习惯。例如,可安排课前“3分钟演讲”活动,充分利用早读、晚修及语文课这几个时间,轮流让学生到讲台演讲一分钟。经过一段时间的训练,学生自信心自然大增,极大地激发了学习的兴趣。教师还应考虑结合学生各专业特点,想方设法在语文课堂教学中灵活地安排自我介绍、即席发言、模拟应聘、推销等综合方式进行活动,引导学生主动参与,达到能够根据学习、生活和职业工作的目的和情景进行恰当地表达和交流,提高听说能力,以适应社会交际的需要。
2.提交个性化作业,培养学生搜集、筛选和提取有用信息能力的策略
根据中职学生的专业学习特点,教师可开展“网络写作”、qq日志写作比赛等活动,使学生既能上机练习电子邮件的使用,又方便学生进行修改,提高作业的效率和质量。在开展各种活动时,要求学生通过在网络上搜集资料,根据不同主题筛选整理与综合信息,并将这些信息制作成ppt文档或word文档,利用网络资源上传,或在活动成果展示时呈现,极大地激发了学生学习的兴趣,体现了语文课程教学为专业课程服务的教学理念,培养学生对信息的整理能力,提高了学生利用网络资源进行自主学习的能力。
结合中职学校的专业特点,灵活应对学生的语文作业。教师设计一些如“奇妙的语言——广告”“手抄报比赛”“商品推销大比拼”等专题的作业,要求学生分组合作、搜集资料、共同探究、展示成果,既让学生感受到语文在现代生活中应用的情况,加强了中职学生实际应用语文的能力训练,培养学生搜集整合提取信息的能力。
3.重视指导兴趣小组活动,提高学生阅读能力的策略
中职学校的语文教学必须加快培养学生的阅读能力,重视训练学生阅读的速度,扩宽学生的阅读面。教师应引导学生除阅读教材外,还应阅读各种优秀作品,体会其中丰富的内涵,加深和拓宽中职学生对自然、社会、人生的思考和认识,因此,教师应重视利用课外阅读资源,组织学生成立“阅读兴趣”小组,定期交流阅读体会,指导学生开展“好书推介”“最令我心动的一本书”等专题交流活动,引导学生分组合作,搜集整合资料制作课件,利用多种感官效果把阅读成果向师生展示,帮助学生养成爱读书、会读书的良好习惯,提高学生的阅读能力和文化素养。
4.突出实用写作训练,提高学生写作能力的策略
语文教学要体现“以就业为导向,以能力为本位”的职教理念,因此,中职学生写作训练项目的设立必需以学生的实际生活和社会的需要为准则,结合专业特点设计训练,把与学生专业密切相关的和在学生以后工作中使用较广泛的应用文和说明文作为训练的重点,指导学生练习写作通知、求职信、应聘信、产品说明书、合同、总结等应用文,可以引导学生在产品制作、维修项目、实训项目等方面写作说明文。为了激发学生写作的兴趣,教师可组织学生成立“文学社”,联合校园广播站,开通校园广播“美文献给你”活动,每周准时把社员撰写的稿件向全校广播。不但训练了各专业学生的写作能力,也为校园文化建设添上了精彩的一笔。还可创建文学社博客主页、建立qq群及投稿邮箱,鼓励学生加入社团,通过多种途径投稿,并定期出版期刊。期刊的编辑、审稿由师生共同完成,而文字的录入、校对、排版、封面设计等则由学生全权负责,充分调动学生参与活动的积极性,发挥各专业学生的特长,学生的写作能力在活动中逐步提高。
实践证明,语文实践活动是中职学生学习语文的一种有效途径,是有效教学的一种展现形式。以语文活动为突破口,深化改革语文课堂教学,不但注重培养学生语文应用的能力,体现语文教学为专业课程服务的教学理念,更有利于培养学生主动探究、勇于创新的精神,使学生积累了一定的经验,也有利于拓宽中职学生语文学习和运用的领域,提高学生的语文应用能力,全面提高中职业语文教学质量。
参考文献:
[1]陈金海.语文综合实践活动集锦.高等教育出版社,2010.
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示范中心是一个复杂系统,示范中心建设是一项系统工程。要规划好、用好各种要素并处理好相互关系,使中心整体发挥出最大的效益。要准确定位,中心是培养学生创新实践能力的主战场,是学校整个教学、科研体系的一个子系统。中心是一个开放的、动态发展的系统,不是孤立的、不变的,要勇于创新、进取,不能故步自封、停滞不前。中心建设是一个长期的过程,既不能无所事事、碌碌无为,也不能奢求一步到位。要采取“科学定位、系统规划、逐次推进、不断完善”的思路,不断推进实验室建设,不断更新实验内容、改革实验教学方法与手段,不断提高实验教学质量。
山东科技大学电工电子实验教学中心(以下简称中心)于2002年正式组建,前身为成立于1958年的山东矿业学院矿电实验室。先后被评为省级双基一类实验室、省级高等学校基础课实验教学示范中心、中央与地方共建高校实验室、省级普通高等学校实验教学示范中心。2007年被批准为国家级实验教学示范中心建设单位,2012年通过验收。中心下设18个实验室和2个实验基地,设备资产总额1 900余万元,面积3 660余平方米,仪器设备4 300余台套。现有教师69人,其中专职教师45人(博士22人,高级职称32人)。面向全校9个学院、42个专业开设20门理论课程、19门实验课程,实验项目255项。每年接纳5 300多名学生完成计划内实验人时数28万,指导学生科技创新活动和其他实践教学任务21万人机时。
创新实验教学理念,确立中心建设思路
山东科技大学是一所工学、理学、管理学、文学、法学、经济学、教育学等多学科相互渗透、协调发展的省属重点大学,工科优势突出,具有鲜明的煤矿行业特色,是山东省重点建设的5所应用基础型人才培养特色名校之一。学校历来重视实践教学,长期以来“吃苦耐劳、动手能力强”是用人单位对该校毕业生的一致评价。
中心2007年被批准为国家级实验教学示范中心建设单位。在建设过程中,中心系统地梳理了建设的方方面面,形成了“以培养学生工程实践能力和创新精神为目标,以高水平学科平台为依托,夯实基础,强化综合,倡导创新”的实验教学理念,注重“知识、实践、创新”的有机统一,实行理论教学与实验教学一体化,从根本上改变轻实验、重理论的传统教学观念。采取“科学定位、系统规划、逐次推进、不断完善”的建设思路,通过学校投资、教改项目立项、社会捐赠、自制仪器设备等方式不断推进实验室建设,把创新实践能力培养贯穿于实验教学各个环节,不断更新实验内容、改革实验教学方法与手段,提高实验教学质量。
积极研发实验教学仪器,解决教学难题
中心非常重视现有设备的维护和保养,提高设备使用率,使之最大限度地服务于教学及科研:(1)常态化、制度化管理。每学期末各实验室统一上报需要维修的设备清单,由中心统一联系厂家维修。对于小的故障,由实验室管理员或任课教师实时维护,所需耗材从中心运行经费中随时解决。(2)鼓励任课教师自制教学仪器。自制教学仪器的一大优势是便于维护,保证设备有较高的完好率和利用率。(3)建立实验教学信息管理系统,通过自动化、信息化管理提高设备管理水平。
为解决购置设备不能满足教学需求的难题,中心鼓励教师、学生积极参加教学仪器的改进和研制工作。近年来投入30万元用于教学仪器研制,开发了虚拟信号分析仪、DSP实验系统、模拟电子实验系统、数字电子实验系统、EDA实验系统、单片机实验系统等500多套实验仪器,其中虚拟信号分析仪获2010年全国高等学校电子技术研究会实验教学成果二等奖。本文推荐2种自制实验教学仪器。
(1)高性价比的便携虚拟信号分析仪
仪器设备是示范中心建设中的关键问题之一。目前我国高等学校电工电子类基础实验室中,所配置基础仪器通常是函数信号发生器、双路示波器、双路直流电源等。层次高一点的实验室虽然配备了少数频谱分析仪、数字存储示波器、任意波形信号发生器,但是由于台套数太少,大部分学生没有机会熟悉使用这些高端仪器。
针对这种情况,中心开发了一种具有很高性价比的便携虚拟信号分析仪。该仪器集信号源、示波器、记录仪、频谱分析仪、时频分析等多种功能于一体,成本低廉,体积小,重量轻。具有独立知识产权,硬件部分自行设计、制作,核心软件采用C#语言自行开发,拥有源代码,便于不断开发完善。
该仪器已在学校电子技术、DSP技术等课程实验以及学生科技创新活动中获得推广应用,对于提高实验教学水平起到了重要作用。图1a为虚拟信号分析仪电路板。图1b为PLAB仪器工具箱(PLAB意为个人实验室,即Personal Laboratory),包括虚拟信号分析仪、万用表、常用工具等。由于大部分学生拥有笔记本电脑,再加上一套这样的仪器工具箱就相当于拥有一个便于携带的小型个人电子实验室,在校园任何一个角落都可以开展实验活动。
(2)C55x DSP实验教学系统
数字信号处理器(DSP)具有强大的数据处理能力、丰富的片上资源和灵活的对外接口,在电子信息、通信、计算机、仪器设备、自动控制、医学、消费类电子、军事等领域获得越来越广泛的应用。因此,DSP技术已成为高校电气信息类学生必须掌握的一门重要技术,国内越来越多的高校陆续开设了DSP类课程。
中心教师选用TI公司的C5000系列C55x芯片为核心开发了一套功能强大的DSP实验教学系统(如图2所示)。考虑到DSP区别于其他各种嵌入式处理器的突出特点是具有高速实时信号处理能力,因此在主系统板设计中设置了4路高分辨率的模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC),并配置了相应的4路模拟信号输入输出通道,以强化系统的信号采集和处理能力。同时为该系统配备了自制虚拟信号分析仪,为系统提供丰富的各种测试信号,对系统输出信号进行波形记录、频谱分析和时频分析。
另外,系统所配置的关键设备XDS100仿真器也由中心教师自行开发。中心是国内最早推出XDS100仿真器的单位之一,最早将该型仿真器进行开源,为国内DSP技术爱好者自制该型仿真器提供技术支持。
理论教学与实验教学一体化,培养高素质教师队伍
无论是实验室建设还是实验教学,教师队伍培养是关键,中心将其列为工作重点之一:
(1)实行理论教学与实验教学一体化。中心不但承担实验教学和实验室建设任务,同时还承担相应理论课程的教学和课程建设任务。要求教师必须参与实验教学和实验室建设工作,符合教师条件的实验人员可兼理论课,工作量计算与理论课教师相同;对教师进行实验教学研究给予经费支持,并实行奖励措施。
(2)中心建设与学科建设紧密融合。中心教师不但从事实验教学、理论教学工作,同时也参加科研和学科建设工作。吸引并稳定一大批优秀人才从事实验教学工作,不断把先进的科研成果转化为实验教学成果,使实验教学始终保持高、新水平。
(3)重视青年教师培养。对新进青年教师进行岗前规范化培训;安排教学经验丰富的老教师对青年教师进行传帮带;引导青年教师积极参加教学研究和教学改革实践;鼓励并指导青年教师参加学校讲课比赛;鼓励资助青年教师参与指导学生学科竞赛活动;资助教师参加国内外学术会议和发表高水平学术论文。
(4)重视学术交流和对外交往。除了积极主办、承办高层次学术会议之外,还派遣骨干教师赴美国、英国、德国的知名大学访问,邀请国内外知名专家来访。
突出创新特色,收获建设成果
中心在建设过程中呈现出三大特色:(1)形成了集“研究性、自主性、开放性”于一体的层次化创新性实验教学模式,使创新活动及早开展并连贯化,由原来面向少数学生的精英教育变为面向大部分学生的大众教育。(2)自制教学仪器层次高、批量大、应用效果好。(3)中心建设与学科建设紧密融合,吸引和稳定优秀人才从事实验教学工作。
在创新性实验方面中心做了以下工作。
(1)中心提出集“研究性、自主性、开放性”于一体的电工电子创新性实验教学理念。创新性实验必须具备3个基本属性,①研究性:具体实现方法多样性,得到的实验结果具有多样性,学生只要独立完成,出现雷同结果的概率极小;②自主性:学生根据总体题目要求,自拟具体的实验题目,自主提出实验方案、完成实验和实验报告,指导教师的任务主要是管理和提供基础支持;③开放性:通过实验室开放活动完成,指导教师要确保阶段性检查督促和对最终结果把关。
(2)开发了模拟电子、数字电子、EDA、DSP、单片机、虚拟信号分析仪等10种、500多台套新技术含量高、模块化的实验教学设备,学生可以方便地进行模块组合完成多样化的创新实验。
(3)分基础新技术综合三个层次开展创新性实验项目建设。其中,结合电路、模电、数电、单片机、EDA、电机与电力拖动、电力电子技术、高频电子线路、信号与系统、数字信号处理等电工电子类专业基础课程建设了32个基础类创新性实验项目;结合DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技术(ARM和MSP430等)、新型电子器件、传感器、图像处理、语音处理等新技术课程建设了30个新技术类创新性实验项目;结合学校科研特色,建设了12个综合类创新性实验项目。
(4)开设创新学分和创新性实验课程。创新性实验为选修课,在4至6学期每学期安排1次课。学生完成一个创新性实验可获得1创新学分。将创新性实验教学分为3个层次进行。第一为基础层,主要覆盖电路、模拟电子、数字电子、单片机、EDA、电机与电力拖动、电力电子技术、高频电子线路、数字信号处理等专业基础类课程。第二为新技术应用层,主要覆盖DSP、PLC、PSOC、高端微控制器技术、新型电子器件、传感器、图像处理、语音处理等新技术课程。第三为综合创新层。综合运用所学知识、技术,结合学校科研优势,面向实际问题提出新课题。通过3个层次的创新性实验教学活动,使学生在专业基础课学习阶段就参与创新活动。创新活动由浅入深,最终达到较高的水平。
获批国家级双语教学示范课程、国家级精品课程、国家级教学团队、国家级人才培养模式创新实验区各1个,获国家教学成果二等奖1项,省级教学成果一等奖1项,全国行业协会教学成果二等奖以上6项。出版教材21部,其中实验教材6部。发表教学论文50余篇。学生在科技创新竞赛活动中获得全国三等奖以上17项,省级二等奖以上67项。学生获得专利47项,其中发明专利3项。
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关键词:移动通信基站;接地电阻;防雷保护
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)36-0057-04
1 概 述
雷电带给人类生活很大的影响。在远古时代,雷电所产生的极为壮观的声、光、电现象,或因此而引起森林的火灾,就可能启发了人们对火的发现和利用;由此产生的有机化合物的合成更可能是地球生命起源物质之一。在现代生活中,雷电仍对人类的生命安全有所威胁,对航空、通信、电力、建筑等国防都有重大影响,因此雷电现象的物理机制及其防护问题一直为人们所关注。
通信基站的防雷是我们铁塔公司目前需要解决的重要问题,它直接影响到三家运营商通信设备运行安全,更会有所威胁到基站附近人畜的生命安全。但雷电的产生是一个复杂的过程,极古老又普遍的现象,国内外至今尚无这方面完善的专著。可是闪电放电问题多方面的复杂性,使得任何人要想通晓所有积累的成果并完全领会它们的意义几乎是不可能的。
2 面临的问题
笔者只能根据气象学家和物理学家各自进行的许多闪电现象的研究结果,与设计院、施工队在以往施工实践联系起来,谈谈笔者个人看法解决我们所面临的问题。
2.1 第一个问题:通信基站接地电阻的问题
按照国家通信行业标准:(YD5068-98)5.0.1条文规定移动通信基站地网的接地电阻值应小于5 Ω,对于年暴日小于20 d的地区,接地电阻值可小于10 Ω。
(GB 50689—2011)6.2.6条文规定基站地网的接地电阻值不宜大于10 Ω。
对于土壤电阻率大于1 000 Ω·m的地区,可不限制基站的工频接地电阻,应以地网面积的大小为依据。
按照以上两条规范,那么我们铁塔公司将面临着很大的难题。人工接地体在均匀土壤中单一接地体电阻计算公式。
2.1.1 垂直接地体
①管形接地体。
R=■In■
②等边角钢接地体。
R=■In■
2.1.2 水平接地体
扁钢接地体:
R=■In■
其中,d为管状直径,m;b为角钢、扁钢边长,m;ι为垂直接地极长度,m;t为由地面到管顶埋深,m。
各种土壤的电阻率如下:
①陶粘土、泥炭、泥灰岩、沼泽地、黑土、园田土、白垩土电阻率近似值10~50 Ωm。
②砂质粘土、黄土、含沙粘土电阻率近似值100~300 Ωm。
③多石土壤、红色风化粘土、下层红色质岩、表层土类、石下层砾石电阻率近似值400~600 Ωm。
④砂、砂砾、砂层深度大于10 m、地面粘土深度小于1.5 m,底层多岩石电阻率近似值1 000 Ωm。
⑤岩石电阻率近似值5 000~20 000 Ωm。
⑥混凝土电阻率近似值40~18 000 Ωm。
按以上公式计算:如果我们采用50*50*5(mm)角钢每根长 2 m埋深0.6 m做接地体,按土壤的电阻率400~600 Ωm计算, 那么5 Ω接地网就需25~38根。
按每根接地体相隔距离是接地体本身长度的2倍,那么地网占地面积256~416m2。;作为建宏基站征购土地还可以,如果是建微基站、微微基站基础设施投资太大也不利于环境保护。
2.2 第二个问题:通信基站接地电阻的测试问题
(GB 50689—2011)通信局(站)防雷与接地工程设计规范条文:附录E,接地电阻的测E.0.1地网接地电阻的测试,E.0.1-1或图E.0.1-测试。E.0.2三极法测试方法应按本规范图E.0.1-1(a)接线,如图1所示。且应符合下列要求:
①电流极与接地网边缘之间的距离d13应取接地最大对角线长度D的4~5倍,d12的电压极到接地网距离宜为电流极到接地网距离所占比例的一半左右。测量时,沿接地网和电流极的连线应移动三次,每次移动为d13的5%。
②如果d13取4D—5D有难度,在土壤电阻率较均匀的地区,可取2D,d12可取D;而在不均匀的地区,d13可取3D,d12可取1.7D。
③可用三角法和直线法对比互校,如图2所示,也可采用几个方向的测量值互相比较。
④电流极和电压极都需可靠接地。
像这种测试方法只适宜土壤电阻率小于100 Ω。当接地电阻值达不到所需要求值时,施工队继续挖沟打接地极扩大地网面积,检测人员又用这种测试方法反复三次最终还是达不到要求。不只是劳命伤财,更破坏了地理环境。老百姓深受其害移动挖、联通挖、电信挖、广电挖,挖掉了民心,挖掉了和谐。针对这种情况,我们看看气象学家对雷电的研究。
3 关于雷电的相关研究
3.1 雷电活动分布规律的情况
①从地理纬度上看,赤道最高,再分别向赤道南、北递减。
②温湿热地区比冷而干地区雷击频率高。
③建筑群中个别潮湿的建筑物(如冷冻库等)易遭雷击。
④尖屋顶及高耸建筑物、构筑物(如水塔、烟囱天线、旗杆等)易遭雷击。
3.2 雷电活动选择性的情况
3.2.1 土壤电阻率的相对值要小,利于电荷的很快聚积
如大片土壤电阻率就较大,小的地方就容易受雷击。而土壤电阻率突变的地方最易受雷击,如一些岩石与土壤的交界处。
3.2.2 从地形上看
要利于雷雨云的形成与相遇。雷击机会在分布上,突出为山的东坡多于北、西北坡。
①雷击机会在分布上,突出为山的东坡多于北、西北坡;
②山中的局部平地受雷击机会大于峡谷(这是因为狭谷窄不易曝晒和对流,缺乏形成雷击的条件);
③湖边、海边遭受雷击机会较小,但海边如有山岳,则靠海一侧山坡遭受雷击机会较多;
④雷击的地带与风向一致,风口或顺风的河谷容易遭受雷击。
3.2.3 从地面物体上看
要充分利用雷雨云与大地建立较好的放电通道。
①孤立或建筑群中高耸的建筑物易受雷击;
②排出导体的废气管道容易遭受雷击;
③层顶为金属结构,地下埋有大量金属管道,室内装有大量金属槽道、走线架及金属设备场所易受雷击。
4 物理学家对雷电危害的研究以及雷电的危害
4.1 直接雷:电效应、热效应、机械力
4.1.1 直接雷击
雷电的先导前端到达地面上10 m左右的地方时产生闪击,由此产生的电场强度达到临界值,此时地面上的垂直导体即能激发出一个短的向上流光,这种现象就是直接雷击。其电流路径将从垂直导体流入地下。入地的雷电流持征是波首短而波尾长。
雷云之间、雷云与大地之间的主放电通道产生极大的热能并由此产生对大自然的破坏就是直接雷击。而这种雷击破坏方式多样,以人畜伤亡、房屋倒塌、森林火灾等为破坏主要方式。
4.1.2 防御的常见方法:避雷针、防雷器、截获器。
避雷针的方法:将雷电定向引导至接闪器上,以接闪器代替被保护物受雷击。
防雷器的方法:以防雷元件特定阻抗来减弱雷电流,并对雷电流脉冲前沿进行展宽。
截获器的方法:其主要机理是在雷电流作用下,截获器产生比避雷针大的多数量级而起到拦截电流到保护区域外。如此就可把雷电流从保护区域引开。
4.2 雷击电磁脉冲(感应雷)
静电感应、电磁感应、电磁脉冲、雷击反击。
4.2.1 感应雷击
雷电流在避雷针四周产生的强大感应磁场在金属导线导体上感应出极大的电压。雷电现象处于先导放电阶段时在金属导线导体表面感应出异性电荷,在主放电阶段结束这部份异性电荷因入地途中产生感应电压。其他落雷的雷爆和其他操作点的电磁爆也在金属导线导体上感应的过电压。
感应雷击破坏对象的主要有电子电气设备、电子设备中计算机、交换机、有线无线转换器、干线放大器等。
4.2.2 防止感应雷击的办法
主要采用等电位、隔离、疏导等办法。
4.3 雷电入侵波
产生雷电入侵波的机理是来自落雷点建筑物雷电高电位的冲击,还有来自落雷点建筑物雷电反冲击电流。
引入雷电入侵波的主要路由是:信号线路、传输线路、电源线路、接地线路。
防御方法主要采用等电位、隔离、疏导等办法。
4.4 随机雷击
随机雷击是一种随机性突发性破坏性都非常大的雷击现象(滚地球雷、侧击雷)。至今无有效防治方法。
雷击对某一特定对象进行破坏时,其渠道是多种多样的。有直接雷击通道、有感应雷击通道、有雷电入侵波进雷通道、有地电位反击通道。
结合气象学家和物理学家对雷电各自研究方法所得的结果联系起来,用来解决我们面临问题的条件,是至关重要的。
笔者认为今后各类基站做接地网时可以根本不用考虑接地电阻值这个问题。因为接地电阻大小的问题根本解决不了直击雷。地网面积越大,接地电阻越小,雷电流就越大通过避雷针及其引下线,并在其四周产生的感应磁场增强,而此磁场又在引线导体上感应出极大的接触电压、旁侧网络,我们称之为引雷入地。
5 未来的地网模式
5.1 平地上塔边屋宏站地网形式
平地上塔边屋宏站地网形式,如图3所示。
5.2 塔下屋宏站地网形式
塔下屋宏站地网形式,如图4所示。
5.3 H杆地网形式
H杆地网形式,如图5所示。
5.4 H杆基站等电位的连接
H杆基站等电位连接,如图6所示。
注:凡钢铁过渡条、固定抱箍、平台、防水雨棚及天线抱杆均应与防雷引下扁钢可靠焊接,其设备接地扁钢也须与平台可靠焊接。
6 结 语
总之,地网的形状是根据地形情况来变化的,但总体接地极宏基站不少于16根,微基站接地极不少于12根(市郊)这样做不但节省人力物力更加保护了环境。
不考虑所谓的接地电阻,是因为大家根本不清楚“接地电阻”的真正概念及其准确的测量方法。电阻是加在被测物二端的电压,此电压产生的通过被测物的电流强度的比值。按欧姆定律的概念这个比值是恒定的不随外加电压而变。大地电阻的所谓接地电阻,这与实验上用的电阻有很大的差别,它的两端在何处?一端在接地体上,而另一端则是在哪里?
雷电的主要危害是来自于由雷电引起的电磁脉冲的耦合能量,是通过三个通道产生的瞬态浪涌:
①自来水管、电源线、天馈线、信号线等金属线引发的浪涌;
②地线通道,地电位反击;
③空间通道,电磁脉冲的辐射能量。
金属管线通道的浪涌和地线通道的地电位反击是电子信息系统受损的主要原因,而其最常见的致损形式是在电力线上引起的雷损,所以应把它作为防护的重点。又由于雷电无孔不入,雷电防护将是一个系统工程,而其防护的中心内容就是泄放和均衡。
泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放,并且采用层次性原则,尽可能多且远地将多余能量在引入通信系统之前泄放入地。
均衡是使系统各部分不产生足以致损的电位差的表现,即系统所在环境及系统本身所有金属导电体的电位在瞬态现象时保持基本相等,实质上是基于均压等电位连接而成的。
所以,地网要有一定的规模,不论土壤电阻率、不论接地网的接地电阻大小,只要做到雷电防护系统三部分:
①由接闪器、引下线、接地体组成的外部防护可将绝大部分雷电能量直接导入地下泄放。
②由均压等电位连接、过电保护组成的内部防护可均衡系统电位,限制过电压幅值。
③由合理的屏蔽、接地、布线组成的过渡防护可减少或阻塞通过各入侵通道引入的感应。 本文由wWw.DyLw.NeT提供,第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务,欢迎光临dYlw.nET
参考文献:
[1] 虞昊,臧庚媛,张勋文,等.现代防雷技术基础[M].北京:清华大学出版社,
1995.
[2] Martin A. Uman.银燕(译).防雷技术与科学[M].北京:气象出版社,2011.