时间:2023-08-14 17:26:26
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇地理教资知识点,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

一、高中地理教学现状
传统的高中地理课,主要以教师的讲述为主,讲述法是传统教学模式的重要方法,讲述法教学指的是教师通过不断讲解知识,使学生自主学习。但是讲述法教学中,教师处在高高在上的支配地位,而学生是知识的被动接受者,教师与学生之间不对等,有的教师为了让学生学习,经常采用高压政策,让学生学习地理,因为这样的原因导致学生学习地理的积极性不高,教师达不到理想的教学目的,根据文科本身具备的特性,教师对地理教学的认识不够深刻,主要是为学生划重点,划知识点,学生学习全靠死记硬背。没有独立思考。导致学生对知识的掌握不牢固,学习的效率不高。
高中的地理课和其他的文科课程相比,是有些难度的,高中的地理学科相对于其他的文科学科来讲,高中的地理学科综合性比较强,与实际生活息息相关。所以教师应该对高中地理课进行调整,以达到提高教学效率的目的。
二、高中地理教学中的问题分析
传统的教学是以教师教授为主,学生是被动的接受者,教师每天只是机械的讲授课程,遵循课本的原则,根据课本知识,和教育局最新下达的讲课目标讲课,不注重学生的身心发展以及地理知识的灵活运用。这就导致学生学的知识太生硬,不会灵活的运用所学的知识。
传统教学模式是由教师主导课堂,学生缺乏主动性,只把地理学科当成得到高分的工具,以至于对于地理课的兴趣缺失。同时,教师主导课堂最大的弊病就是教师的疲惫感较大,同时学生可能还不能完全的理解知识点,这是一个两败俱伤的结果。
三、对高中地理课教学的建议
1.增加高中生学习地理的兴趣。高中地理课是一门比较枯燥困难的学科,尤其是高中的自然地理,难度极大,学生想要学好自然地理是十分困难的,要想使学生能够学好自然地理,就要求教师能够传授给学生正确的学习方法,以及提高学习学生学习地理的兴趣,兴趣是一个最好的老师,要想提高学生学习地理的兴趣,教师就要摆脱传统地理教学模式的束缚,笔者将从四个方面进行分析:
(1)采用讨论式教学法。高中时期的学生,正在形成独立的思想,根据这一时期学生的显著特点,采用讨论式教学法,会使学生的语言能力有显著的提高,促进了学生身心的健康发展。同时,会提起学生学习地理的兴趣。使学生学习效率得到提高,能够更好的达到教学目标。
(2)增加师生之间的交流。通过交流能促进人与人之间的感情,能使两个人相互理解,传统教学模式中,教师负责教书,学生负责学习,两者之间存在着严重的沟通问题,教师一直处在高高在上的地位,而学生处在被支配的地位,两者之间的阶级性,造成二者沟通十分困难,这就使教师之间互相不理解,学生不了解教师授课的辛苦,教师不理解学生学习的辛劳。所以,教师一定要和学生互相交流,使教师和学生相互理解。
(3)提出问题,共同学习。问题是引起学生思考专研的主要途径,只有问题才能够让学生专研,才能激起学生学习的欲望,所以教师一定要让学生带着问题去学习,解决问题的过程就是学生进步的过程。
2.创造良好的课堂环境。好的环境能使学生的身心愉悦,从而使学习事半功倍,教师一定要为学生创造一个良好的课堂环境,教师应该采用新型的教学法,从而使学生更加的热爱学习,不应要求学生对地理教学死记硬背。传统的地理课堂对学生的要求极为严厉,要求学生上课遵守纪律,这就导致了学生上课时太死板,课堂没有生命力。因此,教师一定要创造一个有活力的课堂,从而使教学效率得以提高。教师一定要以学生为主,不应该处在支配者的地位,应该把课堂交给学生,从而调动学生学习的积极性。
3.调节课堂的时间。众所周知,高中地理每堂课的时间是45分钟,但教师要讲授的知识比较多,这就造成了一个现象,教师一直在讲,学生一直在听课,做笔记,学生不管对这个知识点懂不懂,都要紧紧的跟着教师的速度,在教学中,经常会碰到一个现象,那就是教师在下课之前提出一个问题,学生还没有仔细思考呢,教师就匆忙的把答案说给学生。或者是教师提出一个问题留到课下去做,但是,一到下课时间,学生就把问题给忘了,这样的恶性循环造成的后果就可想而知了。所以,要想提高高中地理教学,就要对高中地理课堂的时间进行调整。
4.从教师层面进行调整。教师的教学思想与当代的社会发展不成正比,这是导致高中地理课堂缺乏活力的主要原因,受应试教育的荼毒,教师的教学理念相对落后,因为教师教学理念的局限性,所以,导致高中地理教学的效率不高,因此,教师应该调整自己的观念,要能够跟上那个时代步伐,用新的理念去教导学生。
教师认识不到高中地理的重要性,大多数教师一直把地理当成是副科,所以,教师对地理不够重视,因此,教师上课缺乏积极性,这是学生学不好地理的一大原因,所以,教师应该调整自己的观念,重视地理学科。与此同时,一些地方对教师的待遇和强大的工作量比例失调,物价呈上升趋势,而教师工资相对稳定,这种环境下,教师就会感到疲惫,不能够全身心的投入到教育事业中去。所以,为了达到教学目标,应该对教师的福利待遇进行调整,使教师能全身心的投入到教育事业中。
关键词: 隐性信息 显性信息 人文地理教学 质量分析
一、泉州统考卷质量分析
必修二涵盖人文地理的五大构成要素,包括人口、城市、农业、工业、交通等,这些内容彼此联系较大,对地理现象主观判断、评价的要求更高,在对“泉州市2010~2011学年度高一年第四学段新课程模块水平测试”这份试卷进行质量分析的时候,我发现学生普遍反映出来的问题集中在以下几个方面。
(一)整合图表中的显性信息及对隐性信息综合转化为显性信息的能力不高。
例如:29.读图15,“我国东南沿海某侨乡平面图”,完成下列问题。
图15
第(1)题:图中河流沿岸农田主要种植的农作物最可能的是(?摇 ?摇)
A.水稻 B.甘蔗 C.蔬菜 D.小麦
分析:结合图例,图中包含的显性信息有自然要素的河流、植被,人文要素的交通、耕地、工业等。多数学生根据“东南沿海”和“农田”信息就不假思索直接判断农作物应该是水稻,其实,这题意在考查学生挖掘、整合信息的能力。通过河流及海岸线分布(显性信息)可以判断出河流流向和生活生产水源充足(隐性信息);利用等高线分布(显性信息)和河流可以判断该地地形特征(隐性信息);该地地处我国东南沿海(显性信息),结合我国气候分布可知该地盛行雨热同期的季风气候(隐性信息);图中工厂、学校、医院等组合成的共同体反映出该地城市化水平较高(隐性信息)。为了满足城市发展对肉蛋奶、花卉、蔬菜等农产品的需求(隐性信息),从经济利益的角度出发综合考虑该地地形、水源、气候等条件(隐性信息),河流沿岸农田(处城市的近郊)应该发展市场园艺业(显性信息),故答案选C项。
(二)易凭着惯性思维掉入误区。
例如:图7为“五种类型产业区位选择模式示意图”,读图回答17~19题。
第18题:目前,③类企业最适宜布局在我国(?摇 ?摇)
图7
A.环渤海地区 C.长江三角洲地区
B.珠江三角洲 D.中、西部地区
分析:该图反映了影响工业生产成本的五个主导因素及五种产业类型中各要素占工业生产成本的比例,根据影响成本的主导因素,可以判断影响③产业的主导因素为大量廉价劳动力,据此判断该产业类型应该属于劳动力导向型工业。对于以上分析,学生可以说是轻车熟路,但在18题审题时,学生容易凭着惯性思维掉入误区。从学生该题的答题情况统计来看:选A占8%,选B占18%,选C占68%,选D占6%。因为先前老师在讲到劳动力导向型工业的布局时最为经典的案例就是珠江三角洲地区,所以大部分学生错选C项。解答该题时,关键在于审题上,并用发展的观点来分析题意,该题中“目前”,着眼的是21世纪的当下,东部沿海经过30多年的改革开放,工业化迅速发展,城市化水平迅速提升,伴随经济的发展,东部沿海工资水平上涨,土地紧张,地租上升等经济、社会、环境等问题的陆续出现,劳动力导向型工业受迫于工资上涨和地租提升等诸多方面的压力,为了选择最优的区位(大量廉价劳动力的地区),必须往我国经济相对比较落后的中西部地区布局,故答案选D项。
(三)综合题答题不规范。
例如:26.阅读材料,回答问题。
第(4)题:简述“人口红利期”对广东省社会经济的影响。
分析:关于简述“影响”或“条件”等题目,应该从正反两方面全面分析有利和不利。根据材料三信息,多数学生能答出“人口红利期”提供给广东省经济快速发展所需的大量廉价劳动力(有利影响),而没有分析不利影响。广东特别是珠三角地区得益于改革开放,初期承接国际产业转移,工业化加快,推进了当地城市化进程,大量人口从农村迁移到城市,除了带来廉价劳动力外,同时也促使城市人口猛增,城市不合理发展,最终导致城市的社会、经济、环境等问题(不利影响)。
二、今后人文地理教学对策
针对学生试卷中反映出的主要问题,在今后的人文地理教学中应该注重以下几方面的引导和培养,培养学生必备的地理素养。
(一)注重培养学生的读图(表)能力。
1. 培养学生掌握读图步骤。简单来讲读图步骤包括四个环节:看图、析图、绘图、默图。看图应该注意图表的整体性、有序性,应该变换角度;析图时要深刻理解和运用基本规律,运用辩证思维方法,注意前后知识的联系性;绘图是读图过程中的“动手操作”环节,包括彩描黑白地图的点、线、面,绘制各种示意、剖面、统计等简图,把各种地理文字知识浓缩到统一的简图中,易于综合分析;默图就是记图,可以通过默绘、默记、默填等方法加强图像感知,形成心理图像。
2. 加强图文互换:有时候文字的表述会过于累赘,而用图形表示则会清晰很多,有时候为了更好地说明问题,还要进行图图转换。
(二)加强知识迁移能力的培养。
知识迁移是指将所学知识应用到新的情境中来获取新知识、解决新问题的过程,包含对新情境的感知和处理能力、旧知识与新情境的链接能力、对新问题的认知能力等。拥有知识迁移能力就可以避免死记硬背知识,实现知识点之间的融会贯通,有利于认识事物的本质和规律,提高解决问题的灵活性和有效性。在课堂教学中,学生的知识迁移能力的培养要注意以下几个方面:(1)抓主干知识,注重基本技能。(2)构建知识结构,形成知识网络。(3)转换问题情境,应用原有知识结构。
(三)注重综合题答题规范的训练。
在课堂教学中,教师应引导学生注意把握答题角度,进行答题构思,用准确的语言表达清楚,而答题规范的训练应该注意以下三个方面:(1)回答的内容在文字上要有逻辑性,即文字表述前后是连贯的、有层次的、有因果关系的。(2)回答要用规范性的专业术语来表达。(3)回答内容要做到简约性与完整性相协调。因此学生必须学会用科学、准确、简练的文字表达结论,尽可能地采用地理术语、地理名词、科学名词等,以确保文字的科学性和准确性,在语言叙述方面要注意条理清楚、逻辑严密,同时还要注意答题的规范性。
关键词:参与型课堂;表达;观察能力
在整个教育行业长期存在并将长久发展下去的是关于学习效果和教学之间的平衡研究。传统的教学更多研究的是教师应该怎样开展教学,完成教学任务,如何把学生引入自己的课堂中,如何让学生学习之后会做题,能拿多少分,而新课改更多的吸取了先进的教学理念,从人本角度出发,打造人与人平等学习、人与人互相帮助,进而学会独立学习的教学模式。但是在现实教学中往往会存在这样、那样的问题,使得新课改不能像预想的一样进行,这就让各个学校各门学科众多教师有了根据自己的知识或经验发挥主观动力的机会,大胆地进行课堂革新,推出了很多值得发扬和研究的新教学模式。比如笔者的地理教学课上就对传统教师讲授为主的课堂模式进行了大胆变化,引进了参与型教学法。接下来本文将从参与型教学法在我校实施达到的目标、遇到的困境、未来发展等方面做出分析。
一、参与型课堂的优点
参与型教学法起源早期在教育学员体能、生存方面的培训训练用得非常多,用于教学的时间最早是在国外,我国的使用研究和实践则不是很长。在这种教学方式下,学生通过学习需要成长为用勇气和态度感知学习中的困惑,从自我认知角度发现自己的困难,提出个人的疑点疑惑,再寻求他人帮助来解决这些困难疑惑,最终发现属于自己的学习方法,进行自我学习。在初中地理学习过程中学生与同学、教师之间的关系是首先发生变化的,将从传统的独立教和接受式的学变成平等的互相促进,在学习中学生应该大胆地提出个人不懂的疑点、疑惑,在寻求同学和教师的帮助下解决问题。此过程中学生之间是不断进行交流的,其表达的能力将得到很好的锻炼,在结合他人的解决问题的方法中形成属于自己的学习方法。这个解决问题的过程中包含的是知识点的内化认知,巩固知识能力的提高。若是在学生学习的过程中经常有学生向老师提出质疑问题,这说明学生的思想已经开始转变,已经由传统的教师经验或书本知识转向个体发现问题并提出不同的看法。学生和教师之间的权威性关系在参与课堂上消失不见是第二个发生变化的,学生能根据教师建议进行学习活动,也能明确告诉教师自己想要怎样学习。这种相互地表达自己的意愿代表着平等关系的确立。另外,教师在安排相应的学习任务时有了更多的选择,可以给优等生提出难度较大的学习目标,可以让学习很差的学生完成记录发言的准备稿,这样有差别地进行任务划分就更好地实现了新课改重人文的要求。
二、参与型课堂的不足
在进行参与型地理课堂建设实践活动中,据笔者跟班观察发现,存在五个突出的不足之处:(1)由于是大班教学,部分学生控制能力较差,因此参与型课堂中没能让每个学生全部认真进行地理知识的学习,也没能让学生在较为随意的课堂上控制住自己的情绪以及行为,比如有些教师对于中国农业不够了解,被学生突发奇想的问题打乱了课堂秩序。(2)教师掌控课堂的要求非常高,很多教师在这种较为开放的课堂环境中感到不适,有的因为备课不够充分甚至无法将课堂完整顺利地进行。(3)由于学生在表达和观察能力方面的参差不齐加上思维定式,导致整个参与型教学在学习深层次地理知识时出现大面积的低效状态,比如学生在看中国地形图的时候无法说出地形基本特征。(4)在整个参与探索生活地理问题的活动中很多学生能根据学习目标主动与同学、教师交流沟通,表达自己的想法,而在他们的表述方面千差万别,需要教师耐心引导才能完成。(5)学生有的喜欢表现自己,有的心理较为自卑,在参与型的地理课堂上两者表现却渐渐向开朗发展,但是本校却苦于没有一套行之有效的评价管理方案,导致爱表现的学生逐渐失去兴趣,自卑的学生也逐渐更加自卑的现象。
三、参与型地理课堂改进的方法
基于先进的教学理念和课改的现实要求,我校引进参与型地理课堂建设取得了较为明显的成绩,但也存在几个突出的不足,因此想要继续突破教学成绩,学生的自主学习成果丰硕,笔者认为应该做这几方面的努力:首先,打破传统的僵化教育体系,大胆改革评价体系,用实在的奖励机制鼓励师生踊跃进行参与式教学和学习。例如,教师绩效工资的评定可以根据参与型教学开展的流畅程度进行评比,按等级评定。学生方面设立奖学金,按照学生在参与型教学课堂中的综合表现等划分等级再发放。彻底改变传统的看期末成绩发放奖励的旧规章制度。其次,分班分组建设,尤其应该重视把优、中、差生协调统一分配,不搞整齐划一的死规定,灵活地调整学生的合作对象,培养学生的情感。比如把优、中、差生用不同的号编号,按照“一优二中一差”的顺序分小组入座,便能很好地让他们在学习中相互促进,进而带动后进生,实现整个班级的进步。
总之,初中地理课堂用参与式教学法有效地减轻了师生的负担,教师能有更多的机会了解学生的问题和学习需求,学生能从更多角度获得帮助。整个教与学的过程中师生情感在交流融合中趋于和谐,教学工作也获得了很多成就。同时这种参与型教学不一定适用于每一个学校,不能持拿来主义思想,而应该根据自己学生的实际情况,深入探索,便于实施,这样才能达到预想的目标。
参考文献:
关键词:高中政治教学;新课改;教学理念
中图分类号:G633.2文献标识码:B文章编号:1672-1578(2015)07-0042-01
1.要转变教学理念
新课改的核心理念是"以学生为本"。也就是说,学生应该是课堂教学的重中之重。这就要求在高中政治教学中,教师应该鼓励学生自主参与到课堂教学中来,尊重学生的独立性和创造性。这样,学生作为课堂主体的地位就会得以体现。这样,有利于学生将所学的知识内化为自己的思想和观点,形成坚定的信念、树立起自己的世界观、人生观和价值观。而且,通过自主参与课堂教学,学生能够养成良好的行为习惯。
2.要提高教师的专业能力
教师走在教学工作的一线,教师素质的高低对新课改的成功有着关键性的影响。为了落实新课标,应该提高教师的业务能力。只有提高业务能力,才能应对新挑战。新教材以生活为本,所以,在教学过程中应该在联系生活的基础上引导学生进行思考和探究;教学内容应该是由近及远、由表及里、由浅入深的。这就要求教师在教学实践中要科学地处理教学内容与所选教材;要求教师要有对动态教学资料的敏感性;要求教师引导学生锻炼出多样化的学习能力;要求教师要有进行教学设计和开展研究性教学的能力;要求教师要有合作教学的意识与能力;要求教师能够有效运用网络资源和现代化的教育工具。所以,作为教师,应该不断学习与钻研教学业务,进行自我磨砺,不断提高自己的创新能力。除此之外,教师还应不断对自己的知识储备进行更新,以适应社会发展的需要。
3.运用全新的教学方式开展教学工作
教学方式直接关系到教学效果。在新课程的实施中,教师要由单纯的讲解式教学方法走出来,向综合运用多种教学方法转变。激发学生的学习积极性,培养学生的学习兴趣、学习情感,培养学生的良好思维品质。培养学生的创新精神、创新思维、创新技能、创新人格,创造一个愉快、和谐的教学环境。究竟应该采取何种方式进行教学,不是"新"就好用,关键是要满足学生的需要。教学方式应当服务于学生的学习方式,学生的自主性能否得到尊重和发挥成为区分新旧课堂的标志之一。新课程要求教师从单纯注重知识传授转为关注学生的学习方式、学习愿望和学习能力的培养,要引导学生质疑、调查、探究,在实践中学习,富有个性地学习。因此,选择正确的教学方法,创建符合新课程理念的新课堂是中学政治教师实现新课程改革任务的必由之路。由长期的"灌输式"到突然的"探究式",学生往往很难一下子接受,所以在这种转变的过程中,学案导学这种教学方式就起到了很好的过渡作用。教师作为学生学习的指导者、帮助者、促进者,在精心设计教案的基础上要围绕学生"学什么"和"如何学"编写学案,对教材进行科学取舍,帮助学生构建知识体系,突出学习重点,明确学习要求,指导学生课前预习,发挥引导学生"课前参与、课上探究、课后延伸"的功能。这样有利于提高学生的听课效率和增加课堂容量,为课堂讨论、合作探究提供时间上的保障。
4.加深思想教育
所谓"深",指教学内容不能只停留在对概念、原理的一般阐述上,要进入到更深的层次中,对得出结论的全过程进行推导和论证以扩展和丰富其内涵。在求深度的同时,还要注意广度。有的地方要突破教材的框子介绍教材边缘的内容。
那怎样做才能达到"深"呢?第一,具有较厚的理论功底,知识面要广。作为教师这一行业,面对的是正处于求知欲最旺盛时期的学生,学生的问题千资百态,具有较扎实的理论基础并有较广的知识面,是做好一个教师的基础,也才能为课堂上的"深"奠定基础。第二,具有研究精神,深入钻研教材教法。时代在发展变化,政治教材的内容也在不断地改革,作为一位政治教师,必须花更多的精力去适应教材的更新变化,钻入教材中去,运用恰当的教学方法,才能把课本讲透讲深。第三,不断学习,提高个人修养,做学者型的教师。有的社会学家做过分析,现代知识日新月异,如果不及时更新,五年就已过时。因而形成终身学习的观念相当重要。为使课堂达到一定的深度,教师就必须不断学习、提高个人修养。第四,理解国家政策,具有较强政治敏感度。政治的教学与国家政策密切相关,对国家政策的宣传、贯彻起着重要的作用。也只有正确地理解国家的政策,才能深化教材,从而达到宣传教育的目的。为了尽量达到政治教学所要求的"深",我根据教材的不同内容,加强了平时的学习、积累。例如,为了更好地上好《经济生活》,我认真阅读了包括新颁布的《公司法》在内的一些经济法规,相应《政治生活》,也学习了一些行政法规及国际法的基本原理,为在课堂上拓展知识打下了基础。在平时也较注意积累一些最新最热的时事,如雅安的大地震、刚开始的全球财富论坛等等,及时把它们引入"国际交往"等授课内容中去。为了让学生更好地理清课文构架,我多次打破了课本原有的章目结构,基于学生便于掌握的原则,对一些知识结构重新进行了编排,使之更符合学生的逻辑思维,从而对课文整体结构有更好的了解。
5.新课标下三种教学模式
5.1"学生自主课程"课堂教学模式。新课程倡导探究性学习,在课堂上变被动地听讲为动手、动脑主动参与。在探究学习中培养学生的独立性、主动性,学而有思,思而后疑,疑有所问,使学生能够主动地获取知识。自主学习要求教师是辅导者、支持者、帮助者,而非灌输者、说教者、支配者。教师要保证学生有充足的自学探究时间,让学生在自学探究中有所感知,在感知中能够自悟,在自悟中产生疑问。教师还应教给学生自学的方法。比如,针对学生不知道如何阅读教材的情况,采取不同的阅读训练策略,提出粗读、细读、精读等方法。易理解的知识粗读,新内容细读,重难点问题精读。让学生带着问题进行自学,其形式应多样化,如阅读教材内容、收集有关信息资料、概括中心论点、整理知识网络等。
“传感器”精品课程建设是传感器课程教学质量与教学改革的重要平台,探索“传感器”实践教学的自身特点和规律,以现代科学技术的发展和市场经济建设的需求为视角,教学过程中注重通专结合的工程师素质训练,加强学生综合实践能力培养,通过体现课程实验和有感活动特征对传感器教学内容和实验方式进行有意义的尝试和改进,并在规范教学的基础上寻求新的突破,提出了与实际工程对象相结合的教学方法并获得效果。
关键词:精品课程;教学方法;传感器;实践能力
中图分类号: G642.0文献标志码: A 文章编号:1672-0539(2013)04-0105-04
传感器技术是现代信息技术的主要内容之一,在当代科学技术中占有十分重要的地位。传感器实践课程是一门应用性极强的专业基础课,它包括信息的获取、变换、处理、显示等检测手段和测试技术。学生在学习传感器技术时已具备基本的专业知识,但如果我们采用一般专业基础课的教学方法和实验方法,其形式过于简单,难以刺激学生的学习兴趣和创造欲望,教学效果不明显。为此在规范教学的基础上,可应用“工程对象教学方法”加强实践教学。本文就此作一分析。
一、实践教学中存在的问题
《传感检测技术》是现代测控技术、机电一体化与自动化专业的技术基础课程,又是其它现代工程专业如物流、交通、通讯和生物医药工程等共同的技术基础课程。这门课程的学习将对学生专业技能的掌握、工作就业都起到非常重要的作用。
与“传感检测技术”课程配套的传感器实验是刚刚发展建立起来的工程实验课程。目前许多大专院校的物理、电子仪器、测控技术、自动化等专业的“传感器”课程主要以“传感器系统实验仪”作为实验平台,完成十多种传感器的基本实验,该实验系统主要完成验证性实验,内容单调有一定的局限性,实验的结果也比较粗糙。动态实验内容在规定的学时内学生基本不能独立完成,通常由教师进行演示。这种实验模式格式化,模型基本固定,学生完全按教师和实验讲义要求的内容、步骤进行实验,难以提供具有个性思维的训练。
另外,在数字电路、模拟电路的教学实验中都是以模拟实验箱和数字仿真实验为主,目前教学中主要采取的这些实验方式缺乏与实际工程对象相结合的系统实验理念,这种教学方式的后果导致学生在学习完相关的课程并做完相关的实验后,仍旧对检测技术、控制原理与控制工程的本质内容缺乏理解,甚至连许多基本的概念都不能很好的消化和吸收,更不用说应用手段和方法去创新性的解决工程实践问题。
随着信息与自动化技术的发展,许多创新的工程专业都有了共同的专业基础和综合课程,如电子电路、检测技术与传感器、嵌入式微控制器等。由于集成技术的发展,单元电路种类愈来愈多,集成规模和功能复杂程度日趋增高,由依附于实验对象的理论转向多学科理论的综合交叉,那么检测实验技术和方法需要不断更新和发展。有人认为:从实践的角度讲,操作性技术是在按一定的方式进行实验活动,解决要做什么的问题,而理论上看实验者仅仅对实验效果感兴趣,对实验条件如何可以不必了解。因此,在实验技术中学生往往忽视操作性技术理论,包括实验环境、仪器仪表的特性、精度、可靠性、实验材料、实验电路等等,导致学生不能对实验内容科学、全面地理解,影响实验技术方法的提高。
二、实践教学方法改革尝试
就测量与控制技术而言,各种物理量大多数是通过传感器转换为电信号而进行检测的,它不同于普通物理实验,不仅要理解其物理效应,更要注重使用方式,因此传感器实验技术会涉及大量的电子技术。在工程实践过程中,如果不了解具体检测信号的转换电路原理,就不能获得正确的结果,这就要求实验者有较强的综合素质和专业技能。为提高学生的理论联系实际、科学主导工程的创新思想,实践课程需要充分结合生产和工程实践,重视学生基本技能的培养,在“传感器原理及应用”精品课程建设中,针对实践教学存在的问题进行教学改革,在“传感器”实践教学研究中尝试引入创新性“工程对象教学方法”,开放实验室,建立测控工程创新实验环节。
(一)创新实验模型
“工程对象教学法”模式,是以一个个典型的工程对象为平台进行教学,开展的工程教学方法。它打破传统的教学思路与模式,主要对实验教学平台、教材、教学模式进行变革,重点是在实践教学方法上进行改革。实践课程将解决实际问题作为课程主线,改进理论课与实验课程严格分立的方式,按“任务驱动”内容分解知识点,打破“讲课+实验”的传统模式,努力使理论课与实验课课时没有严格的界定,可以在做中学,也可以在学中做。“传感器”实践教学中,重点加入与实际工程控制对象相结合的设计和创新实验模型。
要实现“工程对象教学”模式,工程测试技术实验室必须具备工程化的测试对象,能够让学生利用工程实验对象设计实验,内容包括传感器的选取、安装,反馈信号的获取,计算机测试系统的搭建,控制信号和控制效果的分析和处理等等。这些测试被控对象必须是生产和实际应用中经常碰到的设备小型化、简单化和抽象化的试验模型,使之能够方便的在实验室环境中实现并展示给学生,同时具有一定的趣味性,能够将课本上抽象的概念通过物理运动或现象直观的表现出来。
倡导工程对象的课程内容尽可能面向全体学生,克服以往的实践教学中有的内容仅面向部分尖子学生。部分基于工程对象的课程教学在时机未成熟(或低年级)时可先开设实践教学的选修课,基于丰富的工程对象的实践教学的优势,可大大提高学生的学习兴趣,通过初级的工程对象可使学生了解各单元技术在系统中的作用、地位及与其他单元技术协同工作的机理,从而帮助学生尽快深入理解掌握中、高级的系统技术。而综合通用型工程对象可使学生借助基础对象将知识融会贯通。
(二)构建实验系统平台
基于工程对象的实践教学与传统的实践教学没有本质的冲突,可以以对象为主线将各项传统的以技能培训为主的实践课程融入其中,赋于系统的概念,是对传统实践课程的补充、完善与提高。将单一的实验改为综合实验,内容充实了,教师只给出要领,具体细节要学生自己思考、讨论、配合。将实验室典型工程对象分三大类:
第一,专用型。主要分别服务于某类课程的实验教学及实训,如用于传感与检测技术的工程对象有:转子实验台、位移实验台、环形输送线;用于自动控制原理的工程对象有:工业机械手、水箱自动控制;用于信号与系统的工程对象是:系统仿真设计、频谱分析;用于可编程逻辑控制器工程对象有:交通信号灯控制、水塔水位自动控制等。 第二,综合型。主要服务于所有或部分专业的专业课或综合素质训练。典型电路模块(基础类);仿真对象(专业类);教育机器人(通用型);智能机器人(专业类);可用于专业课教学与实训、科研。第三,综合大系统,模拟建立生产线管理等局部功能,用于素质综合训练。如用于测控技术与仪器、机电一体化、自动化等相关专业学生的综合专业训练或课程设计。
建设检测技术实验的运行控制平台,要求实验系统既能方便地搭建控制系统,对工程对象进行实际的检测与控制,又能采集和记录控制效果,并对控制效果进行分析和处理。为了支持多种传感器的信号检测,可采用单独的部件去实现每一项功能,然后再通过总线,把完成各项功能的部件组装起来,快速形成一个控制器系统。目前,国际上广泛采用的控制系统设计和平台是MATLAB仿真环境,该软件能够方便地对各种测量控制系统和算法进行建模和仿真,评估控制系统的控制效果。平台内置数字PID、一阶系统环节、二阶系统环节和软仪表盘、软信号发生器、软波形显示,并能与各种接口进行组合与连接。目前已完成的典型工程测试对象有十多种,如:电机运动模块、无损检测模块、秤重模块、工件计数等。
(三)开放实验室,开展课外实践
开放实验室是加强学生课外实践环节的重要保障。开放实验室激励了学生参加科研实验和设计创作,引导学生在学习期间积极参与教师的科研工作、参加工程实践、并独立承担其中一部分项目,让学生承担部分实验室主技术工作等,也作为学分制学籍管理奖励学分的依据。对毕业设计、生产实习、科技立项、电子大赛的学生必须开放实验室,提供实验设备,这样需建立实验室教师值班制度,或以学生管理方式为主,为学生创造实验条件。
教师应注意与学生交流,鼓励尽可能多的学生参加各项课外科技立项、电子竞赛等活动。目前,测控专业在大二、大三阶段就要求全部同学以小组为单位参加电子竞赛的预赛训练,选拔后可参赛。为了让学生在本科阶段就能接触到本学科的一些先进的仪器设备,了解前沿性的科研开发课题知识内容,使学生对自己所学专业方向的有一定认知度,鼓励学生参与教师科研项目。这些工程实践,可以从研究项目的立题、设计、制作、调试,以及工艺、工具、测试、维护等实践环节有系统的训练。
三、教学效果及改进建议
在“传感器”课程教学中我们不仅加强教师自身的业务素质培养,要求授课教师掌握相关学科的现代技术和综合测试技术,加强充实操作性技术的理论研究,引导学生通过实验研究应逐步转向对系统的研究。在实验技术方法上将电子技术、电子测量、检测技术和计算机技术作为技术载体具体地将各种方法运用到“传感器”教学的全部过程,即每个程序、步骤之中。将传感器实验数据和结果直接送计算机显示,并根据测试曲线分析试验结果,建立数学模型。
工程对象教学方法与学生课外科技活动相结合,使学生自觉学习成为风气,可将学生的兴趣和注意力转移到工程实验上,这一教学方式对目前大学生沉迷电脑游戏有消弱作用,并对学生的管理工作也有一定借鉴。
对毕业设计、生产实习、科技立项、电子大赛的学生必须开放实验室,提供实验设备,这样需建立实验室教师值班制度,或以学生管理方式为主,为学生创造实验条件。
教师应注意与学生交流,鼓励尽可能多的学生参加各项课外科技立项、电子竞赛等活动。目前,测控专业在大二、大三阶段就要求全部同学以小组为单位参加电子竞赛的预赛训练,选拔后可参赛。为了让学生在本科阶段就能接触到本学科的一些先进的仪器设备,了解前沿性的科研开发课题知识内容,使学生对自己所学专业方向的有一定认知度,鼓励学生参与教师科研项目。这些工程实践,可以从研究项目的立题、设计、制作、调试,以及工艺、工具、测试、维护等实践环节有系统的训练。
在近年的大学生科技竞赛活动中,教研组教师一直不遗余力的全力支持学生的课外科技活动,取得了长足的进步,2009-2012年相关专业的学生获奖部省级、国家级奖30多项,这也是教学改革和专业建设的一个特色。毕业生优秀论文数量逐年增加,大学生工程训练综合能力得到明显提高。本专业培养的毕业生理论基础扎实,专业知识面宽广,适应性强,除继续深造者外,大部分被电子信息、通讯、航空航天、仪器仪表等行业的研究院所、三资企业、公司和大型国有企业录用,毕业生深受广大用人单位欢迎,许多人已经成为单位的技术、管理骨干。
通过实践教学研究认识到,大学生的认知实践应该分系列、分层次,并贯穿大学学习整个周期。从更广义的角度看,认知实践的内容具有巨大的拓展空间;工程技术认知、基础认知实践包括工艺知识、常用工具、基本的调试方法等。所有认知实践均可在实验中心开设选修课,创新实践活动也应该是系列化、分层次。实践能力与创新能力的形成并不能仅靠工程训练或实践训练形成,还与课程教学、课外科技活动紧密关联。目前,传感器实践教学还需要做以下完善与改进:
第一,实验教学管理不科学,本课程还没有实现全方位的网上教学管理,如网上答疑、网上提交作业报告、预约实验等,实验室动态管理还得不到基本保障;第二,实验室技术人员不足,应对教学和实验在岗人员进行公开筛选,择优聘任。建议理论课教师兼职,外聘优秀技术人员担当实验指导教师,聘用优秀研究生或本科生帮助助课、指导实验、管理实验室,提倡教授充实实验教学,进一步提高实践教学水平;第三,实验内容更新慢,除保留传统实验技术外,应该尽可能的引入新型传感器和新的实验装置,开设新的课程内容。虽然自行研制实验平台,建设实验设备,但是远远不能满足“传感器”课程要求。另外,实验经费不足,实验室实验设备陈旧,不能保证实验教学效果。
四、结语
实验教学是学生学习知识、提高能力的平台、实验室是培养学生创新思维的基地。“测控”专业的大学生进校后,让学生在不同的学习阶段学习新的基础知识和专业知识的同时,应逐渐安排由简到难的实践内容,这个过程别要求掌握经典的实践环节和现代检测技术的基本概念,以及分析方法和设计方法。进入大四的毕业生、研究生学习阶段,还可以进行控制工程、智能系统的学习,解决各种非线性复杂系统对象,进行建模、以及控制理论的研究。
为了促进高等教育教学改革,提高教学质量,“传感器”精品课程的建设以“质量工程”为契机,以创新作为突破点,突出实践课程亮点和优势,有的放矢的改进教学方式,努力发挥示范作用,使“精品课程”建设获得实实在在的成效。
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