時間:2023-08-14 17:26:26
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇地理教資知識點,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、高中地理教學現狀
傳統的高中地理課,主要以教師的講述為主,講述法是傳統教學模式的重要方法,講述法教學指的是教師通過不斷講解知識,使學生自主學習。但是講述法教學中,教師處在高高在上的支配地位,而學生是知識的被動接受者,教師與學生之間不對等,有的教師為了讓學生學習,經常采用高壓政策,讓學生學習地理,因為這樣的原因導致學生學習地理的積極性不高,教師達不到理想的教學目的,根據文科本身具備的特性,教師對地理教學的認識不夠深刻,主要是為學生劃重點,劃知識點,學生學習全靠死記硬背。沒有獨立思考。導致學生對知識的掌握不牢固,學習的效率不高。
高中的地理課和其他的文科課程相比,是有些難度的,高中的地理學科相對于其他的文科學科來講,高中的地理學科綜合性比較強,與實際生活息息相關。所以教師應該對高中地理課進行調整,以達到提高教學效率的目的。
二、高中地理教學中的問題分析
傳統的教學是以教師教授為主,學生是被動的接受者,教師每天只是機械的講授課程,遵循課本的原則,根據課本知識,和教育局最新下達的講課目標講課,不注重學生的身心發展以及地理知識的靈活運用。這就導致學生學的知識太生硬,不會靈活的運用所學的知識。
傳統教學模式是由教師主導課堂,學生缺乏主動性,只把地理學科當成得到高分的工具,以至于對于地理課的興趣缺失。同時,教師主導課堂最大的弊病就是教師的疲憊感較大,同時學生可能還不能完全的理解知識點,這是一個兩敗俱傷的結果。
三、對高中地理課教學的建議
1.增加高中生學習地理的興趣。高中地理課是一門比較枯燥困難的學科,尤其是高中的自然地理,難度極大,學生想要學好自然地理是十分困難的,要想使學生能夠學好自然地理,就要求教師能夠傳授給學生正確的學習方法,以及提高學習學生學習地理的興趣,興趣是一個最好的老師,要想提高學生學習地理的興趣,教師就要擺脫傳統地理教學模式的束縛,筆者將從四個方面進行分析:
(1)采用討論式教學法。高中時期的學生,正在形成獨立的思想,根據這一時期學生的顯著特點,采用討論式教學法,會使學生的語言能力有顯著的提高,促進了學生身心的健康發展。同時,會提起學生學習地理的興趣。使學生學習效率得到提高,能夠更好的達到教學目標。
(2)增加師生之間的交流。通過交流能促進人與人之間的感情,能使兩個人相互理解,傳統教學模式中,教師負責教書,學生負責學習,兩者之間存在著嚴重的溝通問題,教師一直處在高高在上的地位,而學生處在被支配的地位,兩者之間的階級性,造成二者溝通十分困難,這就使教師之間互相不理解,學生不了解教師授課的辛苦,教師不理解學生學習的辛勞。所以,教師一定要和學生互相交流,使教師和學生相互理解。
(3)提出問題,共同學習。問題是引起學生思考專研的主要途徑,只有問題才能夠讓學生專研,才能激起學生學習的欲望,所以教師一定要讓學生帶著問題去學習,解決問題的過程就是學生進步的過程。
2.創造良好的課堂環境。好的環境能使學生的身心愉悅,從而使學習事半功倍,教師一定要為學生創造一個良好的課堂環境,教師應該采用新型的教學法,從而使學生更加的熱愛學習,不應要求學生對地理教學死記硬背。傳統的地理課堂對學生的要求極為嚴厲,要求學生上課遵守紀律,這就導致了學生上課時太死板,課堂沒有生命力。因此,教師一定要創造一個有活力的課堂,從而使教學效率得以提高。教師一定要以學生為主,不應該處在支配者的地位,應該把課堂交給學生,從而調動學生學習的積極性。
3.調節課堂的時間。眾所周知,高中地理每堂課的時間是45分鐘,但教師要講授的知識比較多,這就造成了一個現象,教師一直在講,學生一直在聽課,做筆記,學生不管對這個知識點懂不懂,都要緊緊的跟著教師的速度,在教學中,經常會碰到一個現象,那就是教師在下課之前提出一個問題,學生還沒有仔細思考呢,教師就匆忙的把答案說給學生。或者是教師提出一個問題留到課下去做,但是,一到下課時間,學生就把問題給忘了,這樣的惡性循環造成的后果就可想而知了。所以,要想提高高中地理教學,就要對高中地理課堂的時間進行調整。
4.從教師層面進行調整。教師的教學思想與當代的社會發展不成正比,這是導致高中地理課堂缺乏活力的主要原因,受應試教育的荼毒,教師的教學理念相對落后,因為教師教學理念的局限性,所以,導致高中地理教學的效率不高,因此,教師應該調整自己的觀念,要能夠跟上那個時代步伐,用新的理念去教導學生。
教師認識不到高中地理的重要性,大多數教師一直把地理當成是副科,所以,教師對地理不夠重視,因此,教師上課缺乏積極性,這是學生學不好地理的一大原因,所以,教師應該調整自己的觀念,重視地理學科。與此同時,一些地方對教師的待遇和強大的工作量比例失調,物價呈上升趨勢,而教師工資相對穩定,這種環境下,教師就會感到疲憊,不能夠全身心的投入到教育事業中去。所以,為了達到教學目標,應該對教師的福利待遇進行調整,使教師能全身心的投入到教育事業中。
關鍵詞: 隱性信息 顯性信息 人文地理教學 質量分析
一、泉州統考卷質量分析
必修二涵蓋人文地理的五大構成要素,包括人口、城市、農業、工業、交通等,這些內容彼此聯系較大,對地理現象主觀判斷、評價的要求更高,在對“泉州市2010~2011學年度高一年第四學段新課程模塊水平測試”這份試卷進行質量分析的時候,我發現學生普遍反映出來的問題集中在以下幾個方面。
(一)整合圖表中的顯性信息及對隱性信息綜合轉化為顯性信息的能力不高。
例如:29.讀圖15,“我國東南沿海某僑鄉平面圖”,完成下列問題。
圖15
第(1)題:圖中河流沿岸農田主要種植的農作物最可能的是(?搖 ?搖)
A.水稻 B.甘蔗 C.蔬菜 D.小麥
分析:結合圖例,圖中包含的顯性信息有自然要素的河流、植被,人文要素的交通、耕地、工業等。多數學生根據“東南沿海”和“農田”信息就不假思索直接判斷農作物應該是水稻,其實,這題意在考查學生挖掘、整合信息的能力。通過河流及海岸線分布(顯性信息)可以判斷出河流流向和生活生產水源充足(隱性信息);利用等高線分布(顯性信息)和河流可以判斷該地地形特征(隱性信息);該地地處我國東南沿海(顯性信息),結合我國氣候分布可知該地盛行雨熱同期的季風氣候(隱性信息);圖中工廠、學校、醫院等組合成的共同體反映出該地城市化水平較高(隱性信息)。為了滿足城市發展對肉蛋奶、花卉、蔬菜等農產品的需求(隱性信息),從經濟利益的角度出發綜合考慮該地地形、水源、氣候等條件(隱性信息),河流沿岸農田(處城市的近郊)應該發展市場園藝業(顯性信息),故答案選C項。
(二)易憑著慣性思維掉入誤區。
例如:圖7為“五種類型產業區位選擇模式示意圖”,讀圖回答17~19題。
第18題:目前,③類企業最適宜布局在我國(?搖 ?搖)
圖7
A.環渤海地區 C.長江三角洲地區
B.珠江三角洲 D.中、西部地區
分析:該圖反映了影響工業生產成本的五個主導因素及五種產業類型中各要素占工業生產成本的比例,根據影響成本的主導因素,可以判斷影響③產業的主導因素為大量廉價勞動力,據此判斷該產業類型應該屬于勞動力導向型工業。對于以上分析,學生可以說是輕車熟路,但在18題審題時,學生容易憑著慣性思維掉入誤區。從學生該題的答題情況統計來看:選A占8%,選B占18%,選C占68%,選D占6%。因為先前老師在講到勞動力導向型工業的布局時最為經典的案例就是珠江三角洲地區,所以大部分學生錯選C項。解答該題時,關鍵在于審題上,并用發展的觀點來分析題意,該題中“目前”,著眼的是21世紀的當下,東部沿海經過30多年的改革開放,工業化迅速發展,城市化水平迅速提升,伴隨經濟的發展,東部沿海工資水平上漲,土地緊張,地租上升等經濟、社會、環境等問題的陸續出現,勞動力導向型工業受迫于工資上漲和地租提升等諸多方面的壓力,為了選擇最優的區位(大量廉價勞動力的地區),必須往我國經濟相對比較落后的中西部地區布局,故答案選D項。
(三)綜合題答題不規范。
例如:26.閱讀材料,回答問題。
第(4)題:簡述“人口紅利期”對廣東省社會經濟的影響。
分析:關于簡述“影響”或“條件”等題目,應該從正反兩方面全面分析有利和不利。根據材料三信息,多數學生能答出“人口紅利期”提供給廣東省經濟快速發展所需的大量廉價勞動力(有利影響),而沒有分析不利影響。廣東特別是珠三角地區得益于改革開放,初期承接國際產業轉移,工業化加快,推進了當地城市化進程,大量人口從農村遷移到城市,除了帶來廉價勞動力外,同時也促使城市人口猛增,城市不合理發展,最終導致城市的社會、經濟、環境等問題(不利影響)。
二、今后人文地理教學對策
針對學生試卷中反映出的主要問題,在今后的人文地理教學中應該注重以下幾方面的引導和培養,培養學生必備的地理素養。
(一)注重培養學生的讀圖(表)能力。
1. 培養學生掌握讀圖步驟。簡單來講讀圖步驟包括四個環節:看圖、析圖、繪圖、默圖。看圖應該注意圖表的整體性、有序性,應該變換角度;析圖時要深刻理解和運用基本規律,運用辯證思維方法,注意前后知識的聯系性;繪圖是讀圖過程中的“動手操作”環節,包括彩描黑白地圖的點、線、面,繪制各種示意、剖面、統計等簡圖,把各種地理文字知識濃縮到統一的簡圖中,易于綜合分析;默圖就是記圖,可以通過默繪、默記、默填等方法加強圖像感知,形成心理圖像。
2. 加強圖文互換:有時候文字的表述會過于累贅,而用圖形表示則會清晰很多,有時候為了更好地說明問題,還要進行圖圖轉換。
(二)加強知識遷移能力的培養。
知識遷移是指將所學知識應用到新的情境中來獲取新知識、解決新問題的過程,包含對新情境的感知和處理能力、舊知識與新情境的鏈接能力、對新問題的認知能力等。擁有知識遷移能力就可以避免死記硬背知識,實現知識點之間的融會貫通,有利于認識事物的本質和規律,提高解決問題的靈活性和有效性。在課堂教學中,學生的知識遷移能力的培養要注意以下幾個方面:(1)抓主干知識,注重基本技能。(2)構建知識結構,形成知識網絡。(3)轉換問題情境,應用原有知識結構。
(三)注重綜合題答題規范的訓練。
在課堂教學中,教師應引導學生注意把握答題角度,進行答題構思,用準確的語言表達清楚,而答題規范的訓練應該注意以下三個方面:(1)回答的內容在文字上要有邏輯性,即文字表述前后是連貫的、有層次的、有因果關系的。(2)回答要用規范性的專業術語來表達。(3)回答內容要做到簡約性與完整性相協調。因此學生必須學會用科學、準確、簡練的文字表達結論,盡可能地采用地理術語、地理名詞、科學名詞等,以確保文字的科學性和準確性,在語言敘述方面要注意條理清楚、邏輯嚴密,同時還要注意答題的規范性。
關鍵詞:參與型課堂;表達;觀察能力
在整個教育行業長期存在并將長久發展下去的是關于學習效果和教學之間的平衡研究。傳統的教學更多研究的是教師應該怎樣開展教學,完成教學任務,如何把學生引入自己的課堂中,如何讓學生學習之后會做題,能拿多少分,而新課改更多的吸取了先進的教學理念,從人本角度出發,打造人與人平等學習、人與人互相幫助,進而學會獨立學習的教學模式。但是在現實教學中往往會存在這樣、那樣的問題,使得新課改不能像預想的一樣進行,這就讓各個學校各門學科眾多教師有了根據自己的知識或經驗發揮主觀動力的機會,大膽地進行課堂革新,推出了很多值得發揚和研究的新教學模式。比如筆者的地理教學課上就對傳統教師講授為主的課堂模式進行了大膽變化,引進了參與型教學法。接下來本文將從參與型教學法在我校實施達到的目標、遇到的困境、未來發展等方面做出分析。
一、參與型課堂的優點
參與型教學法起源早期在教育學員體能、生存方面的培訓訓練用得非常多,用于教學的時間最早是在國外,我國的使用研究和實踐則不是很長。在這種教學方式下,學生通過學習需要成長為用勇氣和態度感知學習中的困惑,從自我認知角度發現自己的困難,提出個人的疑點疑惑,再尋求他人幫助來解決這些困難疑惑,最終發現屬于自己的學習方法,進行自我學習。在初中地理學習過程中學生與同學、教師之間的關系是首先發生變化的,將從傳統的獨立教和接受式的學變成平等的互相促進,在學習中學生應該大膽地提出個人不懂的疑點、疑惑,在尋求同學和教師的幫助下解決問題。此過程中學生之間是不斷進行交流的,其表達的能力將得到很好的鍛煉,在結合他人的解決問題的方法中形成屬于自己的學習方法。這個解決問題的過程中包含的是知識點的內化認知,鞏固知識能力的提高。若是在學生學習的過程中經常有學生向老師提出質疑問題,這說明學生的思想已經開始轉變,已經由傳統的教師經驗或書本知識轉向個體發現問題并提出不同的看法。學生和教師之間的權威性關系在參與課堂上消失不見是第二個發生變化的,學生能根據教師建議進行學習活動,也能明確告訴教師自己想要怎樣學習。這種相互地表達自己的意愿代表著平等關系的確立。另外,教師在安排相應的學習任務時有了更多的選擇,可以給優等生提出難度較大的學習目標,可以讓學習很差的學生完成記錄發言的準備稿,這樣有差別地進行任務劃分就更好地實現了新課改重人文的要求。
二、參與型課堂的不足
在進行參與型地理課堂建設實踐活動中,據筆者跟班觀察發現,存在五個突出的不足之處:(1)由于是大班教學,部分學生控制能力較差,因此參與型課堂中沒能讓每個學生全部認真進行地理知識的學習,也沒能讓學生在較為隨意的課堂上控制住自己的情緒以及行為,比如有些教師對于中國農業不夠了解,被學生突發奇想的問題打亂了課堂秩序。(2)教師掌控課堂的要求非常高,很多教師在這種較為開放的課堂環境中感到不適,有的因為備課不夠充分甚至無法將課堂完整順利地進行。(3)由于學生在表達和觀察能力方面的參差不齊加上思維定式,導致整個參與型教學在學習深層次地理知識時出現大面積的低效狀態,比如學生在看中國地形圖的時候無法說出地形基本特征。(4)在整個參與探索生活地理問題的活動中很多學生能根據學習目標主動與同學、教師交流溝通,表達自己的想法,而在他們的表述方面千差萬別,需要教師耐心引導才能完成。(5)學生有的喜歡表現自己,有的心理較為自卑,在參與型的地理課堂上兩者表現卻漸漸向開朗發展,但是本校卻苦于沒有一套行之有效的評價管理方案,導致愛表現的學生逐漸失去興趣,自卑的學生也逐漸更加自卑的現象。
三、參與型地理課堂改進的方法
基于先進的教學理念和課改的現實要求,我校引進參與型地理課堂建設取得了較為明顯的成績,但也存在幾個突出的不足,因此想要繼續突破教學成績,學生的自主學習成果豐碩,筆者認為應該做這幾方面的努力:首先,打破傳統的僵化教育體系,大膽改革評價體系,用實在的獎勵機制鼓勵師生踴躍進行參與式教學和學習。例如,教師績效工資的評定可以根據參與型教學開展的流暢程度進行評比,按等級評定。學生方面設立獎學金,按照學生在參與型教學課堂中的綜合表現等劃分等級再發放。徹底改變傳統的看期末成績發放獎勵的舊規章制度。其次,分班分組建設,尤其應該重視把優、中、差生協調統一分配,不搞整齊劃一的死規定,靈活地調整學生的合作對象,培養學生的情感。比如把優、中、差生用不同的號編號,按照“一優二中一差”的順序分小組入座,便能很好地讓他們在學習中相互促進,進而帶動后進生,實現整個班級的進步。
總之,初中地理課堂用參與式教學法有效地減輕了師生的負擔,教師能有更多的機會了解學生的問題和學習需求,學生能從更多角度獲得幫助。整個教與學的過程中師生情感在交流融合中趨于和諧,教學工作也獲得了很多成就。同時這種參與型教學不一定適用于每一個學校,不能持拿來主義思想,而應該根據自己學生的實際情況,深入探索,便于實施,這樣才能達到預想的目標。
參考文獻:
關鍵詞:高中政治教學;新課改;教學理念
中圖分類號:G633.2文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2015)07-0042-01
1.要轉變教學理念
新課改的核心理念是"以學生為本"。也就是說,學生應該是課堂教學的重中之重。這就要求在高中政治教學中,教師應該鼓勵學生自主參與到課堂教學中來,尊重學生的獨立性和創造性。這樣,學生作為課堂主體的地位就會得以體現。這樣,有利于學生將所學的知識內化為自己的思想和觀點,形成堅定的信念、樹立起自己的世界觀、人生觀和價值觀。而且,通過自主參與課堂教學,學生能夠養成良好的行為習慣。
2.要提高教師的專業能力
教師走在教學工作的一線,教師素質的高低對新課改的成功有著關鍵性的影響。為了落實新課標,應該提高教師的業務能力。只有提高業務能力,才能應對新挑戰。新教材以生活為本,所以,在教學過程中應該在聯系生活的基礎上引導學生進行思考和探究;教學內容應該是由近及遠、由表及里、由淺入深的。這就要求教師在教學實踐中要科學地處理教學內容與所選教材;要求教師要有對動態教學資料的敏感性;要求教師引導學生鍛煉出多樣化的學習能力;要求教師要有進行教學設計和開展研究性教學的能力;要求教師要有合作教學的意識與能力;要求教師能夠有效運用網絡資源和現代化的教育工具。所以,作為教師,應該不斷學習與鉆研教學業務,進行自我磨礪,不斷提高自己的創新能力。除此之外,教師還應不斷對自己的知識儲備進行更新,以適應社會發展的需要。
3.運用全新的教學方式開展教學工作
教學方式直接關系到教學效果。在新課程的實施中,教師要由單純的講解式教學方法走出來,向綜合運用多種教學方法轉變。激發學生的學習積極性,培養學生的學習興趣、學習情感,培養學生的良好思維品質。培養學生的創新精神、創新思維、創新技能、創新人格,創造一個愉快、和諧的教學環境。究竟應該采取何種方式進行教學,不是"新"就好用,關鍵是要滿足學生的需要。教學方式應當服務于學生的學習方式,學生的自主性能否得到尊重和發揮成為區分新舊課堂的標志之一。新課程要求教師從單純注重知識傳授轉為關注學生的學習方式、學習愿望和學習能力的培養,要引導學生質疑、調查、探究,在實踐中學習,富有個性地學習。因此,選擇正確的教學方法,創建符合新課程理念的新課堂是中學政治教師實現新課程改革任務的必由之路。由長期的"灌輸式"到突然的"探究式",學生往往很難一下子接受,所以在這種轉變的過程中,學案導學這種教學方式就起到了很好的過渡作用。教師作為學生學習的指導者、幫助者、促進者,在精心設計教案的基礎上要圍繞學生"學什么"和"如何學"編寫學案,對教材進行科學取舍,幫助學生構建知識體系,突出學習重點,明確學習要求,指導學生課前預習,發揮引導學生"課前參與、課上探究、課后延伸"的功能。這樣有利于提高學生的聽課效率和增加課堂容量,為課堂討論、合作探究提供時間上的保障。
4.加深思想教育
所謂"深",指教學內容不能只停留在對概念、原理的一般闡述上,要進入到更深的層次中,對得出結論的全過程進行推導和論證以擴展和豐富其內涵。在求深度的同時,還要注意廣度。有的地方要突破教材的框子介紹教材邊緣的內容。
那怎樣做才能達到"深"呢?第一,具有較厚的理論功底,知識面要廣。作為教師這一行業,面對的是正處于求知欲最旺盛時期的學生,學生的問題千資百態,具有較扎實的理論基礎并有較廣的知識面,是做好一個教師的基礎,也才能為課堂上的"深"奠定基礎。第二,具有研究精神,深入鉆研教材教法。時代在發展變化,政治教材的內容也在不斷地改革,作為一位政治教師,必須花更多的精力去適應教材的更新變化,鉆入教材中去,運用恰當的教學方法,才能把課本講透講深。第三,不斷學習,提高個人修養,做學者型的教師。有的社會學家做過分析,現代知識日新月異,如果不及時更新,五年就已過時。因而形成終身學習的觀念相當重要。為使課堂達到一定的深度,教師就必須不斷學習、提高個人修養。第四,理解國家政策,具有較強政治敏感度。政治的教學與國家政策密切相關,對國家政策的宣傳、貫徹起著重要的作用。也只有正確地理解國家的政策,才能深化教材,從而達到宣傳教育的目的。為了盡量達到政治教學所要求的"深",我根據教材的不同內容,加強了平時的學習、積累。例如,為了更好地上好《經濟生活》,我認真閱讀了包括新頒布的《公司法》在內的一些經濟法規,相應《政治生活》,也學習了一些行政法規及國際法的基本原理,為在課堂上拓展知識打下了基礎。在平時也較注意積累一些最新最熱的時事,如雅安的大地震、剛開始的全球財富論壇等等,及時把它們引入"國際交往"等授課內容中去。為了讓學生更好地理清課文構架,我多次打破了課本原有的章目結構,基于學生便于掌握的原則,對一些知識結構重新進行了編排,使之更符合學生的邏輯思維,從而對課文整體結構有更好的了解。
5.新課標下三種教學模式
5.1"學生自主課程"課堂教學模式。新課程倡導探究性學習,在課堂上變被動地聽講為動手、動腦主動參與。在探究學習中培養學生的獨立性、主動性,學而有思,思而后疑,疑有所問,使學生能夠主動地獲取知識。自主學習要求教師是輔導者、支持者、幫助者,而非灌輸者、說教者、支配者。教師要保證學生有充足的自學探究時間,讓學生在自學探究中有所感知,在感知中能夠自悟,在自悟中產生疑問。教師還應教給學生自學的方法。比如,針對學生不知道如何閱讀教材的情況,采取不同的閱讀訓練策略,提出粗讀、細讀、精讀等方法。易理解的知識粗讀,新內容細讀,重難點問題精讀。讓學生帶著問題進行自學,其形式應多樣化,如閱讀教材內容、收集有關信息資料、概括中心論點、整理知識網絡等。
“傳感器”精品課程建設是傳感器課程教學質量與教學改革的重要平臺,探索“傳感器”實踐教學的自身特點和規律,以現代科學技術的發展和市場經濟建設的需求為視角,教學過程中注重通專結合的工程師素質訓練,加強學生綜合實踐能力培養,通過體現課程實驗和有感活動特征對傳感器教學內容和實驗方式進行有意義的嘗試和改進,并在規范教學的基礎上尋求新的突破,提出了與實際工程對象相結合的教學方法并獲得效果。
關鍵詞:精品課程;教學方法;傳感器;實踐能力
中圖分類號: G642.0文獻標志碼: A 文章編號:1672-0539(2013)04-0105-04
傳感器技術是現代信息技術的主要內容之一,在當代科學技術中占有十分重要的地位。傳感器實踐課程是一門應用性極強的專業基礎課,它包括信息的獲取、變換、處理、顯示等檢測手段和測試技術。學生在學習傳感器技術時已具備基本的專業知識,但如果我們采用一般專業基礎課的教學方法和實驗方法,其形式過于簡單,難以刺激學生的學習興趣和創造欲望,教學效果不明顯。為此在規范教學的基礎上,可應用“工程對象教學方法”加強實踐教學。本文就此作一分析。
一、實踐教學中存在的問題
《傳感檢測技術》是現代測控技術、機電一體化與自動化專業的技術基礎課程,又是其它現代工程專業如物流、交通、通訊和生物醫藥工程等共同的技術基礎課程。這門課程的學習將對學生專業技能的掌握、工作就業都起到非常重要的作用。
與“傳感檢測技術”課程配套的傳感器實驗是剛剛發展建立起來的工程實驗課程。目前許多大專院校的物理、電子儀器、測控技術、自動化等專業的“傳感器”課程主要以“傳感器系統實驗儀”作為實驗平臺,完成十多種傳感器的基本實驗,該實驗系統主要完成驗證性實驗,內容單調有一定的局限性,實驗的結果也比較粗糙。動態實驗內容在規定的學時內學生基本不能獨立完成,通常由教師進行演示。這種實驗模式格式化,模型基本固定,學生完全按教師和實驗講義要求的內容、步驟進行實驗,難以提供具有個性思維的訓練。
另外,在數字電路、模擬電路的教學實驗中都是以模擬實驗箱和數字仿真實驗為主,目前教學中主要采取的這些實驗方式缺乏與實際工程對象相結合的系統實驗理念,這種教學方式的后果導致學生在學習完相關的課程并做完相關的實驗后,仍舊對檢測技術、控制原理與控制工程的本質內容缺乏理解,甚至連許多基本的概念都不能很好的消化和吸收,更不用說應用手段和方法去創新性的解決工程實踐問題。
隨著信息與自動化技術的發展,許多創新的工程專業都有了共同的專業基礎和綜合課程,如電子電路、檢測技術與傳感器、嵌入式微控制器等。由于集成技術的發展,單元電路種類愈來愈多,集成規模和功能復雜程度日趨增高,由依附于實驗對象的理論轉向多學科理論的綜合交叉,那么檢測實驗技術和方法需要不斷更新和發展。有人認為:從實踐的角度講,操作性技術是在按一定的方式進行實驗活動,解決要做什么的問題,而理論上看實驗者僅僅對實驗效果感興趣,對實驗條件如何可以不必了解。因此,在實驗技術中學生往往忽視操作性技術理論,包括實驗環境、儀器儀表的特性、精度、可靠性、實驗材料、實驗電路等等,導致學生不能對實驗內容科學、全面地理解,影響實驗技術方法的提高。
二、實踐教學方法改革嘗試
就測量與控制技術而言,各種物理量大多數是通過傳感器轉換為電信號而進行檢測的,它不同于普通物理實驗,不僅要理解其物理效應,更要注重使用方式,因此傳感器實驗技術會涉及大量的電子技術。在工程實踐過程中,如果不了解具體檢測信號的轉換電路原理,就不能獲得正確的結果,這就要求實驗者有較強的綜合素質和專業技能。為提高學生的理論聯系實際、科學主導工程的創新思想,實踐課程需要充分結合生產和工程實踐,重視學生基本技能的培養,在“傳感器原理及應用”精品課程建設中,針對實踐教學存在的問題進行教學改革,在“傳感器”實踐教學研究中嘗試引入創新性“工程對象教學方法”,開放實驗室,建立測控工程創新實驗環節。
(一)創新實驗模型
“工程對象教學法”模式,是以一個個典型的工程對象為平臺進行教學,開展的工程教學方法。它打破傳統的教學思路與模式,主要對實驗教學平臺、教材、教學模式進行變革,重點是在實踐教學方法上進行改革。實踐課程將解決實際問題作為課程主線,改進理論課與實驗課程嚴格分立的方式,按“任務驅動”內容分解知識點,打破“講課+實驗”的傳統模式,努力使理論課與實驗課課時沒有嚴格的界定,可以在做中學,也可以在學中做。“傳感器”實踐教學中,重點加入與實際工程控制對象相結合的設計和創新實驗模型。
要實現“工程對象教學”模式,工程測試技術實驗室必須具備工程化的測試對象,能夠讓學生利用工程實驗對象設計實驗,內容包括傳感器的選取、安裝,反饋信號的獲取,計算機測試系統的搭建,控制信號和控制效果的分析和處理等等。這些測試被控對象必須是生產和實際應用中經常碰到的設備小型化、簡單化和抽象化的試驗模型,使之能夠方便的在實驗室環境中實現并展示給學生,同時具有一定的趣味性,能夠將課本上抽象的概念通過物理運動或現象直觀的表現出來。
倡導工程對象的課程內容盡可能面向全體學生,克服以往的實踐教學中有的內容僅面向部分尖子學生。部分基于工程對象的課程教學在時機未成熟(或低年級)時可先開設實踐教學的選修課,基于豐富的工程對象的實踐教學的優勢,可大大提高學生的學習興趣,通過初級的工程對象可使學生了解各單元技術在系統中的作用、地位及與其他單元技術協同工作的機理,從而幫助學生盡快深入理解掌握中、高級的系統技術。而綜合通用型工程對象可使學生借助基礎對象將知識融會貫通。
(二)構建實驗系統平臺
基于工程對象的實踐教學與傳統的實踐教學沒有本質的沖突,可以以對象為主線將各項傳統的以技能培訓為主的實踐課程融入其中,賦于系統的概念,是對傳統實踐課程的補充、完善與提高。將單一的實驗改為綜合實驗,內容充實了,教師只給出要領,具體細節要學生自己思考、討論、配合。將實驗室典型工程對象分三大類:
第一,專用型。主要分別服務于某類課程的實驗教學及實訓,如用于傳感與檢測技術的工程對象有:轉子實驗臺、位移實驗臺、環形輸送線;用于自動控制原理的工程對象有:工業機械手、水箱自動控制;用于信號與系統的工程對象是:系統仿真設計、頻譜分析;用于可編程邏輯控制器工程對象有:交通信號燈控制、水塔水位自動控制等。 第二,綜合型。主要服務于所有或部分專業的專業課或綜合素質訓練。典型電路模塊(基礎類);仿真對象(專業類);教育機器人(通用型);智能機器人(專業類);可用于專業課教學與實訓、科研。第三,綜合大系統,模擬建立生產線管理等局部功能,用于素質綜合訓練。如用于測控技術與儀器、機電一體化、自動化等相關專業學生的綜合專業訓練或課程設計。
建設檢測技術實驗的運行控制平臺,要求實驗系統既能方便地搭建控制系統,對工程對象進行實際的檢測與控制,又能采集和記錄控制效果,并對控制效果進行分析和處理。為了支持多種傳感器的信號檢測,可采用單獨的部件去實現每一項功能,然后再通過總線,把完成各項功能的部件組裝起來,快速形成一個控制器系統。目前,國際上廣泛采用的控制系統設計和平臺是MATLAB仿真環境,該軟件能夠方便地對各種測量控制系統和算法進行建模和仿真,評估控制系統的控制效果。平臺內置數字PID、一階系統環節、二階系統環節和軟儀表盤、軟信號發生器、軟波形顯示,并能與各種接口進行組合與連接。目前已完成的典型工程測試對象有十多種,如:電機運動模塊、無損檢測模塊、秤重模塊、工件計數等。
(三)開放實驗室,開展課外實踐
開放實驗室是加強學生課外實踐環節的重要保障。開放實驗室激勵了學生參加科研實驗和設計創作,引導學生在學習期間積極參與教師的科研工作、參加工程實踐、并獨立承擔其中一部分項目,讓學生承擔部分實驗室主技術工作等,也作為學分制學籍管理獎勵學分的依據。對畢業設計、生產實習、科技立項、電子大賽的學生必須開放實驗室,提供實驗設備,這樣需建立實驗室教師值班制度,或以學生管理方式為主,為學生創造實驗條件。
教師應注意與學生交流,鼓勵盡可能多的學生參加各項課外科技立項、電子競賽等活動。目前,測控專業在大二、大三階段就要求全部同學以小組為單位參加電子競賽的預賽訓練,選拔后可參賽。為了讓學生在本科階段就能接觸到本學科的一些先進的儀器設備,了解前沿性的科研開發課題知識內容,使學生對自己所學專業方向的有一定認知度,鼓勵學生參與教師科研項目。這些工程實踐,可以從研究項目的立題、設計、制作、調試,以及工藝、工具、測試、維護等實踐環節有系統的訓練。
三、教學效果及改進建議
在“傳感器”課程教學中我們不僅加強教師自身的業務素質培養,要求授課教師掌握相關學科的現代技術和綜合測試技術,加強充實操作性技術的理論研究,引導學生通過實驗研究應逐步轉向對系統的研究。在實驗技術方法上將電子技術、電子測量、檢測技術和計算機技術作為技術載體具體地將各種方法運用到“傳感器”教學的全部過程,即每個程序、步驟之中。將傳感器實驗數據和結果直接送計算機顯示,并根據測試曲線分析試驗結果,建立數學模型。
工程對象教學方法與學生課外科技活動相結合,使學生自覺學習成為風氣,可將學生的興趣和注意力轉移到工程實驗上,這一教學方式對目前大學生沉迷電腦游戲有消弱作用,并對學生的管理工作也有一定借鑒。
對畢業設計、生產實習、科技立項、電子大賽的學生必須開放實驗室,提供實驗設備,這樣需建立實驗室教師值班制度,或以學生管理方式為主,為學生創造實驗條件。
教師應注意與學生交流,鼓勵盡可能多的學生參加各項課外科技立項、電子競賽等活動。目前,測控專業在大二、大三階段就要求全部同學以小組為單位參加電子競賽的預賽訓練,選拔后可參賽。為了讓學生在本科階段就能接觸到本學科的一些先進的儀器設備,了解前沿性的科研開發課題知識內容,使學生對自己所學專業方向的有一定認知度,鼓勵學生參與教師科研項目。這些工程實踐,可以從研究項目的立題、設計、制作、調試,以及工藝、工具、測試、維護等實踐環節有系統的訓練。
在近年的大學生科技競賽活動中,教研組教師一直不遺余力的全力支持學生的課外科技活動,取得了長足的進步,2009-2012年相關專業的學生獲獎部省級、國家級獎30多項,這也是教學改革和專業建設的一個特色。畢業生優秀論文數量逐年增加,大學生工程訓練綜合能力得到明顯提高。本專業培養的畢業生理論基礎扎實,專業知識面寬廣,適應性強,除繼續深造者外,大部分被電子信息、通訊、航空航天、儀器儀表等行業的研究院所、三資企業、公司和大型國有企業錄用,畢業生深受廣大用人單位歡迎,許多人已經成為單位的技術、管理骨干。
通過實踐教學研究認識到,大學生的認知實踐應該分系列、分層次,并貫穿大學學習整個周期。從更廣義的角度看,認知實踐的內容具有巨大的拓展空間;工程技術認知、基礎認知實踐包括工藝知識、常用工具、基本的調試方法等。所有認知實踐均可在實驗中心開設選修課,創新實踐活動也應該是系列化、分層次。實踐能力與創新能力的形成并不能僅靠工程訓練或實踐訓練形成,還與課程教學、課外科技活動緊密關聯。目前,傳感器實踐教學還需要做以下完善與改進:
第一,實驗教學管理不科學,本課程還沒有實現全方位的網上教學管理,如網上答疑、網上提交作業報告、預約實驗等,實驗室動態管理還得不到基本保障;第二,實驗室技術人員不足,應對教學和實驗在崗人員進行公開篩選,擇優聘任。建議理論課教師兼職,外聘優秀技術人員擔當實驗指導教師,聘用優秀研究生或本科生幫助助課、指導實驗、管理實驗室,提倡教授充實實驗教學,進一步提高實踐教學水平;第三,實驗內容更新慢,除保留傳統實驗技術外,應該盡可能的引入新型傳感器和新的實驗裝置,開設新的課程內容。雖然自行研制實驗平臺,建設實驗設備,但是遠遠不能滿足“傳感器”課程要求。另外,實驗經費不足,實驗室實驗設備陳舊,不能保證實驗教學效果。
四、結語
實驗教學是學生學習知識、提高能力的平臺、實驗室是培養學生創新思維的基地。“測控”專業的大學生進校后,讓學生在不同的學習階段學習新的基礎知識和專業知識的同時,應逐漸安排由簡到難的實踐內容,這個過程別要求掌握經典的實踐環節和現代檢測技術的基本概念,以及分析方法和設計方法。進入大四的畢業生、研究生學習階段,還可以進行控制工程、智能系統的學習,解決各種非線性復雜系統對象,進行建模、以及控制理論的研究。
為了促進高等教育教學改革,提高教學質量,“傳感器”精品課程的建設以“質量工程”為契機,以創新作為突破點,突出實踐課程亮點和優勢,有的放矢的改進教學方式,努力發揮示范作用,使“精品課程”建設獲得實實在在的成效。
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