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電子科技知識范文1
東莞處于珠江三角洲經濟發達地區,被政府定位要建設成為“國際制造業名城”,且與港、澳和國際交往密切,新產品、新設備、新技術引進快、更新快,東莞理工學院是東莞地方性本科院校,具有得天獨厚的產業優勢。機械電f工程是該院機械設計制造及其自動化專業的主要專業方向之一,研究機械電子工程的辦學特色具有亟大意義。
1.機械電子工程辦學模式及特點
國外的高等工科教育,十分重視微電子技術與機械工程的結合,在高等院校中正式建立機械電子專業的大致有兩種類型,一種以機械制造過程機電一體化為方向,如日本的豐橋技術科技入學生產系統工程系和英國勃萊德福的制造系統工程系;另一種以產品機電一體化為方向,如日本的靜崗大學光電機械學科。日本名古屋大學電子機械工程系的學者認為:過去是機械工程和電子工程分別作為兩個獨立的領域,今后,社會和發展形勢迫切需要能夠掌握機械工程和電子工程兩個領域的人才。這個系設有電子機械基礎理論、電子機械應用設計、超精密加工、電子機械測量、集成機械工程等5個教研室。日本東京大學機械工程系設計與制造系統專業(相當于我們現在的機械設計與制造專業)的課程設計考慮了培養機電一體化人才的需要。他們認為在機電一體化產品中有關傳感技術,數據轉換、傳遞與處理技術,接口技術和計算機的操作與控制技術,以及應用軟件等知識,已成為現代機械工程師必須具備的基本知識。因此他們在專業教學中增設了以下一些課程:機械工程學、機構與信息、信息化生產系統、CAD/CAM、自動化、先進制造技術、信號與圖象處理、系統管理、機電一體化、系統動力學、機械動力學、工業綜述、工業系統以及應用軟件技術等。
我國高校機械電子工程專業的設置始于20世紀80年代。最初機電工程專業是依據各校歸口行業應急的需要,對原有相關專業進行調整而設置的,教學計劃的制定明顯帶有“機靠電”或“電靠機”的傾向。而課程設置,尤其是體現機電一體化新技術的專業課程設置遠跟不上技術發展的速度。盡管如此,由于微電子技術、計算機技術的率先滲透,這一時期系統性教育結合進修性教育培養出的機電一體化人才,在生產實踐中,對改造企業的老產品、舊設備和生產線,提高自動化水平和經濟效益起到了一定的推動作用。進入20世紀90年代以后,機電一體化人才的培養為了適應經濟體制逐步轉軌以及學科迅猛發展所帶來的變化,許多高校對機械電子工程的專業結構、課程設置、教學內容均進行了大幅度的調整。
上海交通大學精密儀器專業立足于原有專業的改造,徹底更新原有的課程設置體系。該專業教改從優化專業課程設置入手,以“精密機械設計”“傳感器”“微機及接口技術”等核心課程為結合點,鏈接反映學科新興技術應用的相關課程。如在精密機械設計分支中,增設了“精密機械CAD、儀器CAD”等課程;在傳感器分支中,增設了與提高產品質量休戚相關的“儀器可靠性設計”和為加強電路系統設計能力的“精密儀器電路”等課程。與此同時,考慮到近年來光機電一體化系統的研究已經步入產品化階段,出于光、機、電、智能伺服系統綜合設計能力培養的需要,又增設了“儀器光學基礎”“自動控制系統”等課程。優化后的課程體系,總體分布趨于合理,較充分地體現了先進性、及時性、實用性的特點,形成了機、電、計算機技術“三足鼎立”之勢。
哈爾濱工業大學機械電子工程專業的教學改革自始至終是與學校211工程發展規劃以及教改立項研究結合在一起的。為了挖掘內部潛力、調動積極因素、發揮綜合優勢,哈工大將校內原“精密機械及儀器制造工程”專業、“機電控制及自動化”專業以及機器人研究所、現代生產技術中心合并,重新組合成立了機械電子工程專業。這種集科研、教學、工程實踐于一體的教學體系,不僅在師資力量、教學設施上為專業教改奠定了基礎,而且合一化機制自身所具有的自動反饋功能,更為及時調整教學環節、更新教學內容提供了保證。重新制定的教學計劃中,專業課程的設置具有學時少、針對性強的特點,經適當搭配后,與統設專業基礎課組織,不僅形成了“機電控制和自動化”、“機電一體化產品設計和制造”兩個專業方向(這與當前機電工程專業機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化分別設置的發展新趨勢相吻合),同時,突出了知識傳授與工程實際需要的緊密結合。
綜上所述,機械電子工程辦學模式的共同特點是:
(1)基于機械電子學從理論到實踐的不斷延伸和擴展,基于機械電子工程綜合性人才培養的需要,遵循“寬口徑、廣適應”的原則,專業方向以機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化兩個大方向來劃分。
(2)站在市場經濟對專業知識結構的總體高度上來權衡課程設置、教學內容與教學時數,摒棄以往單純強調課程自身完整性的作法。對專業基礎課,要削枝強干、精心搭配;對專業課,要反應現代科技水平,突出新、簡明、實用。
(3)加強實踐性教學環節,探索適應經濟新機制的管理方法。提倡三結合,gfl:理論與實踐相結合,教學實踐與生產實踐相結合,實踐環節要體現機與電的結合。
2.機械電子工程課程設置
借鑒國內外髙校設置機械電子工程取得的經驗和成果,結合我院自身特點及地理優勢,總結我院第一屆機械電子工程辦學經驗,在“保證基礎、突出主干、注重能力、增強適應性”培養原則的基礎上,修改機械電子工程教學計劃。建議課程設置如下:
(1)保留通識教育課程。
(2)修改學科基礎課程設置。保留機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、機電傳動與控制、測試傳感技術、液壓與氣動,將互換性與技術測量、工程材料及成型技術與機械制造工程原理整合為一門課,壓縮學時:加強電工與電子技術課程,具體將電子技術改為模擬電子技術和數字電子技術,并增加電工部分的電路分析;加強微機原理與接口技術課程,增設計算機輔助設計與制造課程。
(3)修改專業課程設置。保留控制工程基礎、機電一體化系統設計;將數控技術與制造系統的計算機控制整合為一,改設為計算機控制技術并增加學時,增設數控機床與編程,增設機器人技術。
(4)合理設置選修課。對任選課可按照“寬而淺”的原則設置課程,組織教學內容,一般每門任選課以20~30學時為宜;對于跨專業的任選課可采用講座方式,一般每門課程的講座時間10?15學時為宜,以拓寬知識面、增加信息量、擴大視野、促進能力與素質的培養提高為目的。
3.機械電子工程實踐教學環節
為了在大學的有限時間內,有效地培養學生的綜合能力和創新能力,提高學生的素質,除了課堂教學部分的課程設置、教學內容以及教學方法應圍繞上述培養目標進行改革外,還應重視實驗教學及工程實踐教學在人才培養中的重要性。這是因為在實驗教學及工程實踐教學的過程中,學生將所學的知識用于解決工程實際問題,從而產生從感性認識到理性認識的6躍;通過實驗及實踐教學,學生提高了學習興趣,貼近了工程實際,進一步明確了學習目的。尤為重要的是還為提高學生的綜合能力和素質,培養學生的創新精神提供了一個合適的環境?;谏鲜鲈颍覀儗C械電子工程實踐教育體系的建設進行了探討研究。
3.1 機械電子工程實踐教學體系
以本科培養方案和教學大綱為依據、以評估要求為標準,建議我院機械電子工程實踐分為3個階段,貫穿于大學四年教學全過程,且每個階段都有一定的目的與要求,各階段的基本內容下:第一階段為實踐認知階段,本階段教學主要沿工程設計的實際過程展開,使學生通過參觀、調研、資料查詢檢索、采購與經濟核算、動手拆裝、模型制作、計算機繪圖大作業的實踐,得到一個真實的較完整的工程經歷,強化學生的工程意識,加深對機電結構的感性認知,并結合有關的機電工程導論課使學生對機械電子工程有一個比較全面的了解。
第二階段是基礎實踐階段,使學生通過金工實習、電工電子實習,機械原理與機械設計、機電傳動與控制、測試傳感技術、液壓與氣動、微機原理等課程的實驗、課程設計和大作業等環節,了解制造與控制的基本工程知識與設計過程,訓練學生逐步樹立工程觀念,提高解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識。
第三階段是綜合實踐階段,把工程設計與機電課程結合起來,進行機械設計與機電控制相結合的綜合設計。在這一階段學生結合專業方向課程的學習,首先通過機電系統綜合實驗的yii練,然后通過專業課程設計、生產實習、畢業設計,使學生綜合解決工程實際問題的初步能力得到系統的培養與鍛煉。
在實踐時間安排上,除了在學期末安排一段集中時間實施外,基礎實驗采用單獨設課的形式;專業綜合實驗采用比較靈活的方式,只給學生布置一定的實驗任務與最終要求,而完成實驗任務的過程則由學生自己確定;在實驗進度安排上,只要求學生在規定的某…段時間內(如一個學期內)完成,實驗室在規定的時間內對學生完全開放,學生完成實驗有較大的靈活性,從而為學生的個性發展與創造性的發揮創建一個適宜的環境。
3.2 機械電子工程綜合實驗課程設置
針對機械電子工程的特點,建設機電系統綜合性實驗平臺。設計符合新形勢下的科學合理的實驗教學體系方案,充分突出綜合性實驗的主體作用,提高共享性、開放程度和效率。
機電系統綜合實驗是機械電子工程的綜合性實驗課程,其主要目的是培養學生綜合運用已學的力學、機械原理和機械設汁、控制工程、測試技術、微機原理、計算機控制技術等課程知識來提高解決實際工程問題的能力。該課程通過學生親自、獨立完成一系列較有針對性的小設計小制作,使學生在獨立工作能力、實驗實踐以及專業技術知識與技能的綜合應用等方面得到比較實在的鍛煉和培養。具體題目是從教學、科研、生產實際課題中提煉而出,每種題目由一至兩名教師負責輔導,各班學生分為4?5種不同類型、不同內容的題目。如機械電子的具體綜合實驗題目可以設為:①單片機實驗系統一應用硬件及軟件的設計與研制;②爬樓輪椅的設計和實驗模型的設計、制作;③單片機控制電梯教學模型;④帶閉環控制功能的單相交流伺服電動機調速系統;⑤單相調速電動機控制的機械手;⑥單片機直流電動機控制系統。
在專業綜合實驗的內容和時間安排上,采用比較靈活的方式,只給學生布置一定的實驗任務與最終要求,而完成實驗任務與過程則由學生自己確定;在時間安排上,只要求學生在規定的某一段時間內(如一個學期內)完成,實驗室在規定的時間內對學生完全開放,學生完成實驗有較大的靈活性,為學生的個性發展與創造性的發揮創建一個適宜的環境。同時又可以較好地解決了實驗室的設備在集中實驗時不夠用,空時又閑置著的矛盾,較好地發揮實驗設備的效能。
3.3 機械電子工程畢業設計
進入21世紀后,我國社會主義現代化建設進入了更高層次、更快速度的發展時期,需要大量不僅有較深的專業知識,而且知識面更寬、素質全面的高等工程技術人才。機械電子工程要求學生具有較強的工程素質和工程技術綜合應用能力,畢業后能勝任機械電子工程方面的設計、制造、研究開發、維護與使用、生產及經營管理等方面的工作。學生畢業后能否適應多項技術工作的需要,是否具有一定的開拓和創新能力,在很大程度上取決畢業設計的效果。為此,畢業設計要著眼于市場,選擇科學研究與新產品開發相結合的“實戰”題目,將新技術運用融入技能培養之中,同時讓同學們接觸市場經濟知識,使他們在實戰演練中不僅增長技術才干,而且感受到市場競爭的嚴峻。
建議從三年級下學期開始實行導師制,學生可以選擇畢業設計的方向和指導教師,結合導師的科研項目,提前進入畢業設計,為保證畢業設計質量打下基礎。堅持選擇科研項目和有生產應用背景的題目,真題真做,使學生受到嚴格的工程實踐和科研訓練。已經簽定就業協議的,畢業設計的題目可以征求用人單位的意見,將畢業設計題目與企業生產中的實際問題和教師科研成果聯系起來。少數學生的畢業設計可以在用人單位做,由學校和企業的工程技術人員聯合指導。學生不僅可以綜合應用所學知識,而且可以親生經歷企業實際的工程訓練過程,對現實社會有直接的了解,為今后上崗工作奠定基礎。
總之,實踐性教學體系的改革是專業總體改革的重要組成部分,始終遵循“來源于實際,還原于實際”的指導思想。
4.結語
機械電子工程培養的是復合型應用人才,是從事機電一體化產品設計、制造、運行、試驗、開發研究的高級技術人才。要求他們既具有扎實的機械、電子、信息等方面的理論基礎,又具有較強的動手能力、工程設計和綜合調試能力,從而能綜合運用系統理論、機械技術、電子和計算機技術及其現代技術,實現硬件技術和軟件技術的巧妙結合,形成優化設計方案,研制出高功能、高質量、高可靠性、低成本的機電產品和系統。要實現上述培養目標,必須從各方面采取措施:
(1)課程設置做適當調整,學生在學習機械類知識的同時,必須加強電類知識、計算機應用和機電接口技術、自動化技術的學習。
(2)加強實踐環節,建設機電系統綜合實驗平臺。
(3)畢業設計要著眼于市場,選擇科研項目和有生產應用背景的題目,使學生受到嚴格的工程實踐和科研訓練。
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在這短短的十五天里,雖然很累很辛苦,但我們確實充分體驗到了工作的艱辛與快樂,初來的幾天對一切的陌生使我們很不安,但真正投入到新奇又特別的工作中我們又找回了生活的重心,找到了那份塌實的感覺,這半個月里我學會了許多在學校里根本學不到的東西。
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電子商務是多學科融合的產物,其與信息技術緊密結合,突出強調創新應用實踐能力,而要培養出既精通現代信息技術,又具備開展各種商務活動實踐能力的創新應用型電子商務人才,必須重視和加強實踐教學環節。然而,目前我國高校電子商務實踐教學環節存在諸多問題,與企業實際需求嚴重脫節。
(一)課堂實驗教學各自為政
目前,各高校對電子商務專業學生實踐能力的培養十分重視,課堂實驗在教學體系中占比較大。但各實驗課程的設置相對獨立,缺乏統一性和連貫性。在電子商務教學體系中,雖然大部分的專業課程都有與其配套的課堂實驗教學環節,但實驗內容絕大部分是針對本門課程設置,各自為政,不能有機整合電子商務所涉及的相關技術和知識,致使學生單項實踐能力尚可,但綜合運用專業知識的能力欠缺。
(二)實踐教學環節與市場需求脫節
目前,電子商務專業實踐教學環節主要包括兩個方面,校內實訓和校外實習。校內實訓教學環節普遍采用模擬實驗教學軟件進行,這些模擬軟件雖能使學生快速了解電子商務業務的主要操作流程,但沒有模擬商務環境,軟件中很少提品信息和企業信息等關鍵數據,亦沒有消費者信息,學生即扮演銷售者又充當消費者,所提供的網絡營銷功能單一。由于大量的信息需要人為預設,且只能嚴格按照預定的流程進行,若不按照流程進行,就會出錯甚至不能繼續進行模擬操作,這些預設嚴重偏離了電子商務企業運行實際,無法激發出學生們的創造性思維,僅僅起到了一些概念性的演示作用。因而,這些模擬操作與企業的電子商務實踐差距較大,無法有效培養和提高學生的創新應用能力。同時,電子商務專業建設中普遍存在校外實習基地建設不足的現象。校外實習基地可以讓學生在真實的企業環境中實踐電子商務,但是,目前愿意接收學生實習的專門從事電子商務的企業較少。一方面這些電子商務企業由于場地和管理等原因,不愿意接收大量的實習學生,使高校電子商務實習基地建設困難。而且,由于受地域差異影響,中西部地區高校實習基地建設尤為困難,中西部地區的電子商務發展水平遠遠落后于東部和沿海發達地區,專門從事電子商務企業較少且規模較小,從而容納學生實習的能力十分有限。另一方面,由于學生實習角色定位不清晰,不能很好地完成從象牙塔的學生向企業實習生轉變,進入實習角色困難,導致實習效果大打折扣。
(三)實踐教學師資薄弱
我國高校電子商務本科教育始于2001年,電子商務專業教師大都是從計算機、經濟、管理、市場營銷、金融等專業跨學科轉型而來,大都通過自學或電子商務研討會或培訓等獲得電子商務相關知識,處于邊教邊學狀態。雖歷經十余年的發展,電子商務專業科班出身的教師少之又少,且絕大部分教師都是從學校畢業后直接進入學校任教,鮮有企業實戰經驗,因而在教學過程中大多紙上談兵,遇到實際問題很難給學生以正確的指導,導致實踐教學的質量無法得到保證。
(四)忽視對學生的個性培養
創新應用型電子商務人才的培養應遵循教育的基本規律,針對不同學生根據其個性特點進行分類教育和指導。但我國高校電子商務教育基本上是用統一的模式去塑造全體學生,統一授課內容,學計劃,沒有尊重學生的主體地位和個性差異,老師不可能也根本談不上在批判性思維的基礎上培養學生的好奇心、想象力和創造力。學生很少能在教育中根據自己的志向和興趣進行創造性學習,鍛煉創造能力,得到個性發展。
二、電子商務專業多元化、立體式實踐教學體系構建
為實現在電子商務技術、電子商務運營、電子商務企業管理、企業電子商務系統規劃與設計、電子商務服務等某方面的應用,必須對學生進行素質培養和行業實踐應用,使學生具備某一應用方向所需要的綜合運用和創新能力。為此需要研究建立以課堂、實驗室、企業和社會實踐為主體的多元化、立體式實踐教學體系。電子商務實踐教學體系的建立,應以學生為中心,尊重學生個性發展,以掌握多學科復合型知識為基礎,以增強實踐應用為重點,以培養創新能力為目標,具體包括5個環節。
(一)課堂實踐教學環節
主要由電子商務概論、電子商務安全技術、網絡編輯、網絡營銷、電子商務網站規劃與建設、網上銀行與電子支付、電子商務與現代物流等課程的課內實踐構成。在課堂實踐教學中,運用現代多媒體技術和網絡技術采用教學做合一的教學方式,實現理論和實踐的即時結合,提高學生的實際操作能力。同時,開設課內實踐課程的教師要集體備課,綜合設計每門課程的實踐教學內容,使課堂實踐不單單附屬于某一門專業課程,避免造成實驗內容分割和實驗教學過程分散。
(二)實訓教學環節
主要包括電子商務系統規劃與設計、NET程序設計、JSP技術課程設計、JAVA課程設計等實訓課程。實訓教學環節通過項目、協同工作等形式將若干個既相互獨立又彼此聯系的實踐操作環節串聯在一起,加深學生對課程知識和應用的理解和掌握,培養學生團結互助的精神。
(三)綜合性實踐教學環節
設置專業綜合實踐課程,通過綜合性實踐課程,整合學生應掌握的知識和能力,重點培養學生項目策劃、營銷策劃、電子商務網站功能配置、團隊合作等綜合素質與能力。從而有效克服學生單項實踐能力較好,綜合運用專業知識的能力欠缺的不足。
(四)畢業設計環節
注重學生知識和技能綜合運用的實際鍛煉及學生創新意識和創造性思維能力的培養。在此實踐環節中,鼓勵學生選做真實題目,切實為中小企業開展電子商務活動解決實際問題。探索和實踐本科生導師制,從大三開始讓學生和教師進行雙向選擇,鼓勵有興趣的學生進入教師課題組參與科學研究,因材施教,使學生在參與電子商務領域的相關研究的同時,及時了解和掌握電子商務發展的最新發展動態和前沿,掌握科學研究的方式和方法,從而能夠在指導教師的長期指導下完成畢業設計。
(五)課外實踐教學環節
鼓勵學生參加各種與電子商務有關的大賽,如教育部高等學校電子商務專業教學指導委員會舉辦的全國高?!皠撘鈩撔聞摌I”電子商務挑戰賽、中國互聯網協會舉辦的全國大學生網絡商務創新應用大賽、教育部舉辦的中國大學生(文科)計算機設計大賽等,通過賽學結合,達到以賽促學的目的;鼓勵學生創辦虛擬企業和社團,組織大學生科技競賽、專項技術創新、市場研究與創業策劃、實際項目開發等多類型的課外實踐活動小組,將“用中學”和“學中用”相結合,營造良好的實踐活動氛圍,突出學生的主體性,激發學生的能動性。鼓勵學生從大三開始到實習基地實習,或到企業兼職或參與實際開發項目??梢耘c校內實習基地和合作企業進行校企互動,由企業提供實習基地,并派優秀管理者或技術人員來校授課或開講座,將企業的項目訓練引入校內,使學生在教學中獲得技能訓練。同時派學生進企業進行寒暑假實習、畢業實習、帶薪實習。還可以與學校所在地的實習基地開展上述多種形式實習的同時,進行周六、周日的“時隙式”大學生科技創新團隊項目開發指導。以促進學生的專業實踐活動,鍛煉學生應用所學知識解決實際問題的能力,以適應社會需求,增強學生的就業能力。此外,還應加強電子商務專業實踐師資培養,組織具有較強實戰經驗的教師或精通電子商務實踐的企業技術、管理人員定期或不定期地對電子商務專業教師進行培訓;鼓勵教師積極主持或參與電子商務科研和社會項目,進一步融入電子商務的真實環境;制定和完善兼職教師聘用制度,支持學校面向社會聘用工程技術人員、高技能人才擔任專業課教師或實習指導教師。
三、結論
電子科技知識范文4
關鍵詞:項目式課程;電工與電子技術;改革與研究
電氣技術專業基礎課程《電工與電子技術》,課程改革的重點是項目課程實施過程中如何實現理論實踐的動態平衡,提高學生的綜合能力,其中理論和實踐知識是指“實踐知識”是學生怎樣去做的,“理論知識”是提供分析依據和解決辦法。
一、項目式課程改革中理論與實踐間的問題
中職教育的課程主要是從普通教育課程中移植的,以學科為中心,將組成一個理論課程學習的教學體系。往往通過教學實驗課程來學習實踐部分,而課程外的實踐動手訓練是單獨安排的,
實習或實訓課程可以根據設備的使用情況任意分配時間,這樣就有可能造成理論與實習內容之間的脫節。改革后的中職教育要體現職教的特色,注重實踐方面的提升,培養學生的實際操作能力。
二、電工與電子技術課程與項目式教學法之間的融通
項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動。在電工與電子技術課程教學實踐中,運用項目教學法,把理論與實踐教學相結合,充分地給學生提供動手的平臺,讓學生通過實踐活動獲得知識并發掘學生的實踐性創造潛能。中職學生采用項目教學法學習專業知識和實際操作技能,能夠讓學生在短期內融入社會,并能很快地適應社會的需求。在傳統的教學模式下,通常是專業課教學多于實踐,學生往往缺乏實際操作的能力,不能很快地投入就業崗位之中。所以,通過項目教學法結合中職學生學習能力的特點,在授課的過程中,重點培養學生的實際操作能力。
1.設置項目的任務應具有完整性和系統性
項目式課程的提出應以工作項目為工作任務,整個項目都應包含實踐和理論的相關知識,以項目為主線,實施各項工作任務并考慮如何銜接相關的理論知識。讓學生運用理論知識來解決實際的問題。結合我校電工與電子技術課程的教學目標和實訓設備設計了萬用表組裝項目,此項目包括焊接、元器件的選用與檢測、電路的檢測與調試。通過此項目的練習,完成了不同類型萬用表的使用任務和裝配要求,形成了相關內容的知識體系,以適應不同崗位的需求。
2.開展項目教學應強調理論地位
電工與電子技術課程有著較強的實踐性,傳統的以師帶徒的任務驅動方式已失去意義,他們常憑經驗做事,缺乏理論做基礎。從人才培養的方面來看,項目式課改的任務設置具有技術含量和理論內涵,是一種在理論指導下的實踐學習,為今后提高學生實踐適應能力服務。如果有些學生設計的電路有問題,教師再根據相關的理論知識進行講解,讓他們慢慢尋找能支撐相關內容的理論依據,不斷地鼓勵學生,讓他們充滿自信地完成本次任務。
例如,在電工和電子課程實驗教學中,運用項目教學法設計家用線路,讓學生提出明確的學習目標,將理論與實際教學有效地融合在一起,通過實踐獲取相關聯的理論知識,充分發掘學生的潛能和創造力。根據項目教學法學生能夠按給定的裝配圖以較好的工藝水平完成線路的組接,也能根據故障現象正確使用電工工具,還能夠根據設計要求選擇元件、合理布線等。通過項目教學法的學習,學生不但學會了線路的分析和設計,還能處理各種各樣現實工作中遇見的問題,這樣的畢業生才能順應社會的發展,才能適應社會發展的崗位需求。
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【關鍵詞】電子基礎實驗 客觀評價 評分矩陣
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)11-0210-02
一、引言
電子技術基礎實驗在蘇州大學是電子類專業學生最先接觸到的專業實驗課程,該實驗課程的主要內容與目的是:1)幫助學生認識各種類型的電子元器件并確定元件參數;2)培養學生掌握電子類實驗所用基礎儀器的特性與使用方法;3)引導學生能能夠根據已學電路知識設計與分析基本電路、練習焊接技能并學會電路檢錯與調試??傊ㄟ^本實驗課程的學習,同學們能夠經歷基本電子線路從認識、應用到設計與實現的整個流程,建立對電子電路設計與調試的感性認識,獲得相關的基本技能。
實驗對于工程學科課程教學的重要性已經是被廣泛認識的,諸多的作者探討了實驗的目的、過程及要求等[1][2][3]。實驗教學的評價機制則是用于確定教學的效果及過程中可能存在的問題或不足,對于教與學兩個方面水平的提高具有引導意義。事實上,分數被同學們視之為努力學習的成果,教師們視之為勤奮工作的回報,它至少具有四方面的屬性[4]:學生學習效果的評價,學生大學期間表現與未來潛質的一種反映,學生繼續學習與不斷進步的動力以及一門課程或一個階段結束的標記。此外,教師還可以依據分數所關聯的同學們學習狀況信息來指引日后的教學安排與策略,優化教學方法??梢娬n程評分是件嚴肅的事情,應予以充分的重視。
實驗課程的評分對于教師而言是費時且具一定的挑戰性[5]。對于不同的課程不同的學校以及不同的教師,考核的方法也會有所不同。I. E. Achumba等人對于虛擬電子實驗環境的實驗結果評價給出了一種智能評估方法[6],而陸冬妹等人則討論了層次分析法的應用[7]。對于不同的課程、教學對象與實驗設計,恰當的評價系統的設計是必要的。
現行的實驗考核中,評價學生實驗成績事實上一直是個難題?;A電路實驗這一類實驗課程常規的考核方法有:(1)隨機挑選已做過的一個實驗,考核是再做一遍,老師根據完成情況打分;(2)對提交的實驗報告質量進行打分。然而這兩種評分方法存在一些共同的問題:主觀性、隨機性與模糊性,進而給教師與同學都可能帶來困擾。前者各個實驗難度難免存有差異,公平性存疑;后者則因為僅取決于所提交的實驗報告,常會出現實驗內容描述和數據分析等方面同學之間類同的情況[8],體現不出他們實驗中實際準備與完成的真實情形,甚至有時候老師別無選擇地只好根據書寫的認真程度來給出評價。綜上所述,有必要建立實驗的客觀評分機制來反映同學們實際的實驗進程與實驗成果。
本文結合蘇州大學文正學院電子基礎實驗課程的教學實踐,提出了適用于該課程的客觀評價體系,包括評分標準的設計與這種評分體系的結構。該方法也可適用于相關實驗課程的評價體系的建立與實踐中。
二、電子技術實驗客觀評分機制及評分矩陣
電子技術實驗客觀評分體系包括考核項目、標準、分值、評分表及評分矩陣的設計與應用。考核項目是由實驗設計所決定的,本實驗課程包含三個項目:電子元器件識別與參數測量,基礎儀器使用方法,以及基本電路的設計、焊接與調試。每個項目細化為多個考核要素,每個要素有考核標準并被賦予分值。一個項目的全部要素一起構成該項目的評分表。
項目評分表及其中關于要素的定義把同學們在實驗準備、實施及總結等項目執行全程的學習狀況體現到這些要素的完成情況上,教師通過考核同學們是否滿足了各個要素標準進行客觀評分。項目評分表所有要素分之和即是同學們完成該項目的得分。所有項目的得分合成即為該實驗課程的總得分。這個合成過程是通過課程評分矩陣完成的。本節給出評分矩陣,下一節中給出評分表。
評分矩陣是把多個項目的得分合成課程分數,最直接的方法是把各個項目的分數簡單求和或簡均。然而,為了提供一定的靈活性,主要用于反映不同項目在整個實驗中的重要性與復雜度,實際的總分計算并非是這樣的簡單和而是執行加權和。所謂加權和是賦予每個項目一個權因子,具體的評分矩陣如表1所示。
如果總共有 個項目,則權因子 必須滿足以下約束:
其中,與第個項目對應的權因子大小反映的是該項目“受重視”程度,如果某個項目比較重要或是比較復雜,可以賦予它一個相對較大的權因子,反之,則使用小一點的權因子。當然,所有權因子任何情況下都必須滿足上述約束條件。
假設每個項目的小計得分為 ,以百分制計分,于是課程的加權總分為
得到的結果依然是一個百分制的課程總成績。
權因子的引入是十分必要的,它能完美地平衡各個項目的工作量、重要性、復雜程度等各種因素,也使得不同的教學要求得以體現。
三、項目實施與要素的建立
每個實驗項目都分為三個流程:項目準備、項目實施及項目總結,這與實際工程項目的流程基本相吻合[9]。對每個流程的規范要求可引導學生從大學最初階段就走上面向優秀工程師之路,從文檔準備、方案提出、實驗實施、結果分析及項目總結等方面都得到規范的訓練。實驗項目要素的分析與定義將反映這些要求。本節以本課程的項目3為例說明如何建立恰當的項目要素。
該項目需要完成基礎性驗證實驗―《模擬電路》中分壓偏置式共射放大電路。目的是讓同學們能夠理解電路原理,構建物理電路,測試電路內部及輸出信號。通過本實驗項目,幫助同學們理解與掌握:項目的準備,項目實現方案的確定,理論分析與評估,電路設計,合規的項目成品制作,調試與數據分析,項目總結報告的撰寫。要素定義與考核要求正是為完成上述目標而設計的,既達到客觀評價同學們的工作成績,又能正確引導同學們實現上述目標。
所謂要素系指設計該實驗中需要實現的目的及為此目的必須歷經的過程或采取的方法。每個要素的要求必須是具體、可檢驗且無歧義,不然就意味著要素的定義可能過于寬泛不確定了,需要加以分解或重定義。每個要素賦予一個分值,其大小取決于要素項數及所采用的分值體系。建議使用百分制,且要定義足夠數量的要素項,每項的分值不要太高。評價時,一個要素是否完成由教師根據要求的指標,只可以給出完成/未完成的二進制選項。二進制評價是保證客觀性的重要機制。表2是一個實例,列出了為本課程項目3設計的所有要素。
該列表中的有幾點需要別指出:整個要素列表必須完整覆蓋整個項目的全部過程與內容;對于文檔的要求應當具體,因為撰寫規范文檔對于一個工程師極其重要;要素設計遵循引導性原則,可以看出有關焊接、連線、布局等要求十分具體,使同學們在執行過程中自然而然地接受了電子裝配方面的一些規范的熏陶。
四、項目與課程考核
課程考核采用全程考核形態,這意味著每個實現項目都構成了課程成績的一部分,前已說明,合成方法是使用評分矩陣完成,全部項目考核完成后,課程考核也就結束并會得到課程成績,這部分內容不再重復。
至于項目考核是使用項目評分表完成的,表3展示的是項目評分表的一部分。它是從要素表上作簡單擴展而來的,保留要素表的所有內容,擴展出完成狀況及得分二個列。方便的做法是設計好一個電子表格,鏈接有后臺數據庫的應用程序或是為移動終端開發一個APP應用。設計時,可以把分值及得分列設置成只讀模式,僅使得完成狀態是可寫的,且最好將它定義為邏輯或二進制屬性。
五、結論
本文所述的基礎電子實驗客觀評分體系在蘇州大學文正學院13、14級學生進行了實際應用,應用結果初步表明以下幾個方面:其一,大多數的主觀隨機性已經被剔除,因為考核要素僅需要判斷同學們有沒有做到,無論是對同學們自己或是現場打分的老師都是直觀明了的。其二,因為明示了每一個項目需要完成與實現的每個細節要素,使得同學們對該項目的目標很清楚,主動性得到某種程度的激發。其三,由于是對每個學生個體執行該評價體系,有利于提高學生對實驗的重視程度以及對儀器的熟練使用,實驗過程中的“少數人動手,多數人圍觀”的現象得到明顯改善。其四,減輕或消除了現場打分老師的壓力,同學們不再會有類似“你怎么只給我這幾分?”這樣的想法了。
本方所述的評分體系的基本思想并不限于本課程,通過設計適當的項目要素是可以應用于其他課程上。隨著教學實踐的深入,該體系還可進一步完善與改進的。
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電子科技知識范文6
[關鍵詞]客用汽車;電子控制技術;ABS;CCS
一、引言
隨著汽車技術和電子技術的迅速發展,現代汽車為提高汽車動力性、經濟性、安全性、舒適性,以及減少尾氣排放污染而廣泛采用了電子控制技術。電子控制技術是現代汽車技術發展的重要趨勢與標志,從發動機的燃油噴射、點火控制、進氣控制、排放控制、故障自診斷到底盤的傳動系統、轉向與制動系統,以及車身、輔助裝置等都普遍采用了電子控制技術。當前在汽車電子控制技術領域,主要有:發動機集中控制、電控自動變速器(ECT)、制動防抱死系統(ABS)、驅動防滑系統(ASR)、緩速器、電控空氣懸架(ASC)、巡航控制系統(CCS)、電動助力轉向系統(EPAS)、四輪轉向系統(4WS)、安全氣囊(SRS)、全球定位系統(GPS)等電子控制應用技術。我國交通部在2001年7月1日頒布實施了營運客車類型劃分及等級評定標準JT/T325―2002中規定:高一級以上客車必須安裝制動防抱死系統(ABS),高二級以上大中型客車必須安裝緩速器。本文分別針對可用汽車制動防抱死系統(ABS)和巡航控制系統(CCS)展開分析,重點研究了它們的性能特點和工作原理。
二、電子控制技術在客用汽車上的應用
(一)制動防抱死系統(ABS)
它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。ABS是常規剎車裝置基礎上的改進型技術,可分機械式和電子式兩種。它既有普通制動系統的制動功能,又能防止車輪鎖死,使汽車在制動狀態下仍能轉向,保證汽車的制動方向穩定性,防止產生側滑和跑偏,是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。
制動性能是汽車主要性能之一,它關系到行車安全性。評價一輛汽車的制動性能最基本的指標是制動加速度、制動距離、制動時間及制動時方向的穩定性。 制動時方向的穩定性,是指汽車制動時仍能按指定的方向的軌跡行駛。如果因為汽車的緊急制動(尤其是高速行駛時)而使車輪完全抱死,那是非常危險的。若前輪抱死,將使汽車失去轉向能力;若后輪抱死,將會出現甩尾或調頭(跑偏、側滑)尤其在路面濕滑的情況下,對行車安全造成極大的危害。
制動防抱死系統(ABS)的基本工作原理,以WABCO公司生產的氣制動防抱死系統為例。該公司主要生產4S/3M、4S/4M、6S/4M和6S/6M等4種結構類型的制動防抱死系統,其中最為典型的是4S/4M布置方式的制動防抱死系統,在這個系統中有4個傳感器、4個電磁閥、4個齒圈、1個電子控制器ECU、1個報警燈和各種規格的連接導線等部分組成。當汽車在制動時,每個輪胎上安裝的傳感器會將各自車輪的運動信號數據傳給電子控制器,然后由電子控制器來確定每個車輪實際的滑移率。如果車輪的滑移率超過正常值的30%的時候,電子控制器會控制電子閥進行排氣,從而降低制動室的氣壓,減小車輪的偏移率;當車輪的偏移率減少到正常值的15%以下的時候,電子控制器會控制電磁閥關閉,提高制動室內的氣壓,從而增大車輪的偏移率,經過數次調整,車輪的偏移率就能夠穩定在一個最佳的制動狀態了。
(二)巡航控制系統(CCS)
它是一種減輕駕車者疲勞的裝置。當汽車在長距離的高速公路行駛時,啟動巡航控制系統就可以自動將汽車固定在特定的速度上,免除駕車者長時間腳踏油門踏板之苦。同時,它還能在巡航狀態下對預定的車速進行加速和減速的調節。在上世紀60年代的美國,巡航控制系統已經廣泛應用在汽車上,目前國內生產的一些中高檔車如帕薩特、雅閣等也都安裝有巡航控制系統。另外,巡航控制系統還有節省燃料和減少排放的好處,因為汽車都有對應的經濟速度,當駕駛者將巡航控制系統調置在經濟速度上就可以起到省油的作用。具體來說,巡航控制系統(CCS)有巡航定速、巡航加速、巡航減速等功能。
(1)定速巡航:將控制手柄開關撥到ON位置后,即可在40公里/小時以上的任何速度,按?。⊿ET/ACC)鍵1秒鐘設定巡航車速,進入巡航狀態(無需踩油門,車輛即可按設定的速度巡航)。(2)巡航加速:在巡航狀態下,每按?。⊿ET/ACC)鍵半秒鐘可以增加時速1公里。也可一直按?。⊿ET/ACC)鍵,車速會自動緩緩提升,直至適合的速度再松開按鍵。此外,在定速巡航狀態下可以直接踩油門加速,當松開油門后,車速將緩緩回復到先前設定的巡航速度。(3)巡航減速:在巡航狀態下,每按?。≧ES/DEC)鍵半秒鐘可以降低時速1公里。也可一直按?。≧ES/DEC)鍵,車速會自動緩緩下降,直至適合的速度再松開按鍵。(4)定速解除:在巡航狀態下,輕輕踩下制動,便可解除定速。(5)定速恢復:解除定速后,只要按?。≧ES/DEC)鍵1秒鐘,不用踩油門,車速即可自動恢復到定速解除之前的巡航速度。(6)巡航開關:一是巡航開/關開關:用于開啟或關閉巡航功能。原先記錄的目標巡航車速將在巡航功能關閉后丟失。二是巡航設置/減少開關:用于開啟巡航車速設置功能或減少目標巡航車速。開關具有機械自恢復功能。三是巡航恢復/增加開關:用于開啟巡航車速恢復功能或增加目標巡航車速。開關具有機械自恢復功能。四是每隔50ms,BCM(車身控制器)都檢測并記錄巡航開關狀態。
三、客用汽車電子控制技術的發展趨勢
(1)客用汽車電子控制技術發展趨于集中化與智能化。自從上世紀九十年代末,客用汽車電子技術逐漸趨于智能化、微型化與集成化。例如:當今汽車電子控制系統中的任何一個微處理器都可以同時對發動機、變速器、牽引力和穩定性等汽車運動參數進行綜合操縱。這個微處理器還可以對汽車內的駕駛人員進行實時的正面、側面和后面的安全氣囊控制,并且可以同時對安全帶進行預緊,調整安全氣囊打開的速度,從而達到全面保障駕駛員安全的作用。另外,在電子控制系統中,智能化集中傳感器和智能化的執行操縱機構也可以同時應用,車載的數字信號處理器也可以針對聲音、各種檢測信號進行識別。(2)客用汽車電子控制技術發展趨于多功能化。據當前的一些統計資料顯示,大多數駕駛員會停留在汽車中,通常有超過40%以上的時間都是無所事事,而在時間就是金錢,信息就是企業生命的今天,在每時每刻都能夠收集到外界的信息,并與外界時刻保持聯系是身處商業社會的人們所面臨的普遍狀況。如果在汽車上安裝有能顯示信息和日程表, 閱讀或發送電子郵件和傳真, 收看天氣預報和股市行情, 訪問互聯網, 甚至訂購機票或一束鮮花的電子商務、通信系統,人們就會實時保持與車外世界的聯系,能夠進一步提高人們工作的效率,節約時間。
四、總結
在當前的客用汽車電子控制技術水平階段,車載電子控制技術不僅有制動防抱死系統(ABS)和巡航控制系統(CCS)這兩大類產品,還在智能導航系統和緩流器等產品中也有應用。隨著電子控制技術的發展和人工智能技術的不斷進步,各種型號的集中化、智能化和多功能化的汽車將越來越多的應用到人們工作、生活當中。
參考文獻
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