時(shí)間：2023-09-14 16:43:50
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關(guān)鍵詞：質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)體系；三位一體；教學(xué)改革
《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》作為2006年教育部批準(zhǔn)我校新建的國(guó)防特色專業(yè)“質(zhì)量與可靠性工程（081508S）”的一門(mén)核心專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容涉及質(zhì)量設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量控制和質(zhì)量分析等諸多內(nèi)容，經(jīng)過(guò)分析和比較國(guó)內(nèi)外相關(guān)高校所開(kāi)設(shè)的質(zhì)量工程類課程和出版的一些主要質(zhì)量工程類教材，認(rèn)為這些教材的編寫(xiě)滿足了管理工程專業(yè)和工業(yè)工程專業(yè)的教學(xué)需求，作為北京航空航天大學(xué)《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》精品課建設(shè)項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組2007年5月到2010年9月的建設(shè)，圓滿完成了課程建設(shè)的任務(wù)。本文系統(tǒng)地研究了適合于工科高等院校本科生質(zhì)量工程技術(shù)課程的教學(xué)體系，并立足于質(zhì)量與可靠性工程學(xué)科的建設(shè)研究了課程的教學(xué)目的和教學(xué)內(nèi)容，建立了“課堂講授、課堂討論、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”三位一體的創(chuàng)新教學(xué)模式。
一、豐富內(nèi)涵，明確課程定位
1.課程特點(diǎn)。作為質(zhì)量與可靠性工程專業(yè)的唯一一門(mén)質(zhì)量方面的基礎(chǔ)核心課程，《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》承載著向?qū)W生講授質(zhì)量工程基本原理與技術(shù)的任務(wù)，同時(shí)幫助他們從總體上把握質(zhì)量與可靠性工程專業(yè)的內(nèi)涵，因此，就要求《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》課程在內(nèi)容上具有完備性，自成體系；在講授方面具有專業(yè)覆蓋性，從質(zhì)量與可靠性工程專業(yè)的角度向?qū)W生講述質(zhì)量工程技術(shù)的內(nèi)涵與內(nèi)容。
2.課程創(chuàng)新點(diǎn)。由于我們率先在本科專業(yè)開(kāi)設(shè)《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》課程，國(guó)內(nèi)外相關(guān)高校大多從管理的角度開(kāi)設(shè)《質(zhì)量管理》方面的課程，還沒(méi)有一門(mén)從總體上講述質(zhì)量工程技術(shù)原理與方法的課程，因此就要求《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》課程在內(nèi)容上具有創(chuàng)新性，需要借鑒以技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng)的可靠性工程技術(shù)構(gòu)成框架，構(gòu)建出以技術(shù)為主線的質(zhì)量工程技術(shù)體系，并能結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程，闡述清楚質(zhì)量工程技術(shù)的內(nèi)涵與應(yīng)用途徑，強(qiáng)調(diào)質(zhì)量工程技術(shù)是與設(shè)計(jì)技術(shù)以及制造技術(shù)同等重要的基礎(chǔ)使能技術(shù)。
二、突出技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容
1.教學(xué)目的。需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量工程基礎(chǔ)理論進(jìn)行了解，這樣可以使學(xué)生掌握所必須的基本知識(shí)和基本技能。
2.教學(xué)內(nèi)容。本課程系統(tǒng)詳細(xì)地介紹質(zhì)量工程的基本理論、方法和技術(shù)，體現(xiàn)了現(xiàn)代質(zhì)量工程新的進(jìn)展與成果，是質(zhì)量工程師必備的知識(shí)。主要包括如下內(nèi)容：①第1部分，質(zhì)量工程技術(shù)概述，主要講授質(zhì)量工程的基本概念，包括質(zhì)量工程基本原理、質(zhì)量工程技術(shù)體系與產(chǎn)品全系統(tǒng)、全特性、全過(guò)程質(zhì)量管理等；②第2部分，設(shè)計(jì)質(zhì)量工程技術(shù)，主要講授設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制的基本原理與技術(shù)，包括質(zhì)量功能展開(kāi)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)等技術(shù)；③第3部分，制造質(zhì)量工程技術(shù)，主要講授制造階段質(zhì)量控制的基本原理與技術(shù)，包括：質(zhì)量檢驗(yàn)、抽樣檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制、過(guò)程能力分析等技術(shù)；④第4部分，質(zhì)量分析技術(shù)，主要講授產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過(guò)程質(zhì)量分析的基本原理與技術(shù)，包括質(zhì)量數(shù)據(jù)與質(zhì)量波動(dòng)、定量分析技術(shù)與定性分析技術(shù)等。
三、積極探索實(shí)踐，構(gòu)建三位一體式教學(xué)模式
為能更好地展現(xiàn)出所講授課程的特色跟實(shí)際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)，同時(shí)也為了給學(xué)生講解課程知識(shí)內(nèi)容，在課堂講授中構(gòu)建“課堂講授、課堂討論、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”三位一體式的教學(xué)模式。
1.課堂講授，注重層次分明、循序漸進(jìn)。在授課過(guò)程中引用多媒體進(jìn)行知識(shí)講解，目的是使用這種比較生動(dòng)的教學(xué)方法，讓抽象的知識(shí)點(diǎn)具象起來(lái)，學(xué)生也更容易理解這些課程內(nèi)容。本課程的課堂講授全部采用高水平多媒體課件，參考美國(guó)威斯康星大學(xué)（University of Wisconsin-Madison）、新加坡國(guó)立大學(xué)（University of Singapore）與天津大學(xué)等國(guó)內(nèi)外高校在QFD、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢驗(yàn)、SPC等質(zhì)量工程技術(shù)方面課程的課件，吸收進(jìn)來(lái)并加以利用，以教學(xué)內(nèi)容為中心，根據(jù)自身課程特色制作一套適合自己課程特點(diǎn)的高水平的多媒體教學(xué)課件，共計(jì)16講，32課時(shí)。
2.課堂討論，注重積極參與、教學(xué)互動(dòng)。將課程內(nèi)容系統(tǒng)劃分成幾個(gè)單元，劃分的若干個(gè)單元環(huán)節(jié)均要以理論講解為基礎(chǔ)，充分與實(shí)際相聯(lián)系。所以在理論教學(xué)中，一些工程項(xiàng)目或者與實(shí)際相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量問(wèn)題作為課堂討論的內(nèi)容，以此為基點(diǎn)了解相關(guān)的理論理念以及具體問(wèn)題的處理與應(yīng)對(duì)。教學(xué)討論利用同期建設(shè)的教學(xué)專用網(wǎng)站（http：//），使課堂討論由課內(nèi)延伸到課外，形成良性互動(dòng)。教學(xué)網(wǎng)站功能包括學(xué)習(xí)討論、參考資料、作業(yè)提交、課件提供、網(wǎng)上答疑等，達(dá)到面向北航本科學(xué)生的助學(xué)功能、面向北航任課教師的助教功能以及面向校外人員的對(duì)外教學(xué)服務(wù)與宣傳功能。
3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)際、學(xué)以致用。實(shí)踐性強(qiáng)是質(zhì)量工程學(xué)科的一個(gè)明顯特性，學(xué)生在接觸這門(mén)課程中，不單單靠理論知識(shí)，更要以系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)來(lái)輔助掌握其本質(zhì)，使學(xué)生學(xué)起來(lái)積極性提高，從而教學(xué)質(zhì)量也會(huì)有所提升。為此，結(jié)合我校國(guó)防特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，安排了如下3次實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)。①質(zhì)量特性識(shí)別與分解實(shí)驗(yàn)。質(zhì)量特性的識(shí)別與分解實(shí)驗(yàn)以某自動(dòng)步槍設(shè)計(jì)為背景，讓學(xué)生熟練掌握質(zhì)量屋和QFD瀑布式分解技術(shù)。②穩(wěn)健性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以某航空發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)穩(wěn)健設(shè)計(jì)為背景，實(shí)現(xiàn)對(duì)影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵質(zhì)量特性參數(shù)的穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓學(xué)生熟練掌握穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)。③符合性控制實(shí)驗(yàn)。符合性控制實(shí)驗(yàn)以某彈用發(fā)動(dòng)機(jī)制造質(zhì)量控制為背景，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程關(guān)鍵控制參數(shù)的監(jiān)控與分析，讓學(xué)生熟練掌握控制圖與工序能力指數(shù)分析技術(shù)。
四、實(shí)踐與效果分析
本教學(xué)體系通過(guò)在北京航空航天大學(xué)可靠性與系統(tǒng)工程學(xué)院2006級(jí)與2007級(jí)兩屆共120名學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，期末教學(xué)質(zhì)量調(diào)查表明：學(xué)生滿意度達(dá)99%。本課程系統(tǒng)化地介紹了質(zhì)量、質(zhì)量工程、質(zhì)量工程技術(shù)定義、質(zhì)量工程技術(shù)體系與應(yīng)用，課堂較活躍，講解與討論同步，進(jìn)而更好地引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其更好地自主學(xué)習(xí)、思考。課堂講解過(guò)程中需要注意理論與實(shí)際事例的相結(jié)合，在大量實(shí)例的列舉當(dāng)中使得學(xué)生能夠更好地掌握相關(guān)理論及其技術(shù)上的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，相關(guān)專業(yè)理論的教學(xué)對(duì)于理工科本科生以后要參與的工作會(huì)有很大的幫助。同樣，在教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮多樣性，既生動(dòng)又形象并且易于理解，這樣便能很好地使學(xué)生融入其中。
通過(guò)以上一系列課程教學(xué)改革，建立了有關(guān)《質(zhì)量工程技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)中的課程目的、內(nèi)容、模式等相關(guān)教學(xué)體系，能夠在教學(xué)計(jì)劃范圍內(nèi)高效地完成相關(guān)教學(xué)任務(wù)，使得學(xué)生可以更好地了解掌握相關(guān)理論知識(shí)，同樣能夠更好地培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力及其思考能力，解決實(shí)際當(dāng)中的相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)而能夠更好地投入到對(duì)于質(zhì)量工程技術(shù)的學(xué)習(xí)及研究當(dāng)中，做到學(xué)以致用，為我國(guó)的國(guó)防科技工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的人才。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 飛行技術(shù) 飛行學(xué)員 課程建設(shè) 課程考核
中圖分類號(hào)：G423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Analysis of Flight Technical Professional Course Construction
Abstract Flight technology professional course construction is an important guarantee for high-quality flight talent to improve China's civil aviation industry. For student pilots training mode， the internal characteristics of the professional characteristics of the student pilots and flight career， reasonably optimize the construction of the professional courses and curriculum system； curriculum planning， curriculum-building measures， curriculum construction standards， effectively rationalize flight technology courses implementation of the construction process， and the establishment of a reasonable course construction assessment mechanism.
Key words flight technology； student pilots； course construction； curriculum assessment
0 引言
目前，在國(guó)內(nèi)、外，針對(duì)普通大學(xué)生進(jìn)行的課程建設(shè)研究較多，但是，就飛行技術(shù)這個(gè)特殊專業(yè)而言，可行、有效的，符合我院實(shí)際的課程建設(shè)研究比較少見(jiàn)，主要是因?yàn)椋w行技術(shù)專業(yè)所培養(yǎng)的大學(xué)生是為民航系統(tǒng)輸送高素質(zhì)的飛行員，①其特殊的身份就決定了這方面的研究資料較少。
研究飛行技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)改革的原因在于，通過(guò)近幾年的飛行學(xué)員的教學(xué)工作可知，來(lái)自這兩種模式的飛行學(xué)員的基礎(chǔ)參差不齊，學(xué)習(xí)興趣②不是很濃。分析這些學(xué)員的專業(yè)特點(diǎn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，來(lái)自“2+2”模式的飛行學(xué)員的原學(xué)專業(yè)大多不相同，他們的飛行基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)短缺，由此，會(huì)造成學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣不濃，其根源在于缺少一個(gè)比較完善的課題體系建設(shè)，因此，開(kāi)展這方面的研討，使得任課教師具有一個(gè)完整的課程建設(shè)目標(biāo)，從而有助于教學(xué)工作的順利開(kāi)展。
盡管國(guó)內(nèi)外存在一般大學(xué)生的課程建設(shè)等方面的研究資料，但是，對(duì)行員的特殊大學(xué)生來(lái)說(shuō)，已有的研究不能夠完全照搬到飛行技術(shù)專業(yè)的理論課程的教學(xué)之中，這就需要我們自己的飛行技術(shù)專業(yè)教師，根據(jù)自己學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，研究適合行員教育的課程建設(shè)，只有這樣，才能做到為我們的民航運(yùn)輸業(yè)輸送高素質(zhì)的飛行人才。
1 飛行技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)的必要性
飛行技術(shù)本科專業(yè)是一個(gè)綜合性、跨學(xué)科的技術(shù)應(yīng)用型專業(yè)，其主要任務(wù)是為航空運(yùn)輸業(yè)培養(yǎng)航線運(yùn)輸機(jī)職業(yè)飛行人才。飛行技術(shù)專業(yè)既為學(xué)歷教育，又要符合行業(yè)對(duì)飛行員的職業(yè)要求，同時(shí)由于民航是一個(gè)高新技術(shù)應(yīng)用日益廣泛的行業(yè)，因此，對(duì)飛行員這種專業(yè)技術(shù)人才在知識(shí)結(jié)構(gòu)、技術(shù)應(yīng)用能力、綜合素質(zhì)、身心素質(zhì)等方面都具有較高的要求。為此，在飛行技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的過(guò)程中，必須處理好基礎(chǔ)理論教育、專業(yè)知識(shí)與技能教育和實(shí)踐訓(xùn)練之間的關(guān)系，不斷完善符合本科層次人才培養(yǎng)要求、滿足行業(yè)規(guī)范和與國(guó)際接軌的具有鮮明特色的師資隊(duì)伍、課程體系、實(shí)驗(yàn)設(shè)施和人才培養(yǎng)模式。
課程建設(shè)是保證教育質(zhì)量最基礎(chǔ)的工作之一，也是教學(xué)建設(shè)中最基本的內(nèi)容之一。根據(jù)飛行技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，構(gòu)建與培養(yǎng)高素質(zhì)飛行技術(shù)專業(yè)人才相適應(yīng)的富有特色、水平先進(jìn)、整體優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容和課程體系。目前飛行技術(shù)專業(yè)的課程設(shè)置特色不夠鮮明，課程體系需要進(jìn)一步梳理、規(guī)范，課程內(nèi)容與行業(yè)執(zhí)照考試內(nèi)容銜接不夠緊密，有必要進(jìn)一步優(yōu)化該專業(yè)的課程設(shè)置，建立合理的課程體系，為任課教師指出明確的教學(xué)目標(biāo)。
2 飛行技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)的實(shí)施過(guò)程
2.1 課程建設(shè)規(guī)劃
飛行技術(shù)專業(yè)的課程體系分為：公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)課程、專業(yè)知識(shí)課程、專業(yè)實(shí)踐課程。以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的，以飛行技術(shù)專業(yè)規(guī)范為指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)科領(lǐng)域、知識(shí)點(diǎn)以及教學(xué)內(nèi)容和方法，不斷優(yōu)化課程體系，梳理課程內(nèi)容的銜接，構(gòu)建涵蓋飛行技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)課程、專業(yè)知識(shí)課程的五個(gè)課程群。
（1）飛機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)（理論）課程群：飛機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)、航空動(dòng)力裝置、民航飛機(jī)電氣儀表及通信系統(tǒng)、飛行氣象學(xué)及其應(yīng)用。（2）飛行基礎(chǔ)知識(shí)課程群：航空醫(yī)學(xué)、航空運(yùn)輸?shù)乩怼w行技術(shù)概論、基礎(chǔ)飛行模擬訓(xùn)練、飛行員職業(yè)素質(zhì)與能力概論、民航概論、民航運(yùn)輸系統(tǒng)概論、航空公司的經(jīng)營(yíng)與管理、航空公司機(jī)隊(duì)規(guī)劃。（3）航行基礎(chǔ)知識(shí)課程群：空中領(lǐng)航學(xué)（I）、空中領(lǐng)航學(xué)（II）、儀表飛行與航圖、空中交通管理基礎(chǔ)、現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)。（4）飛行理論與管理課程群：飛行原理、飛行性能與飛行計(jì)劃、安全飛行原理與事故案例分析、飛行法規(guī)、飛行心理學(xué)與人為因素、駕駛艙資源管理、飛行運(yùn)行與安全管理基礎(chǔ)、飛行資料與手冊(cè)（5）飛行英語(yǔ)課程群：飛行英語(yǔ)（I）、飛行英語(yǔ)（II）、飛行英語(yǔ)（Ⅲ）、飛行英語(yǔ)（Ⅳ）、英語(yǔ)無(wú)線電陸空通話、ICAO英語(yǔ)。
2.2 課程建設(shè)措施
重點(diǎn)建設(shè)幾門(mén)核心課程，建成校內(nèi)、行業(yè)內(nèi)有影響力、有特色的優(yōu)質(zhì)課程、精品課程。以提高培養(yǎng)質(zhì)量為重點(diǎn)，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革，實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)的整體優(yōu)化。同時(shí)，加強(qiáng)教材建設(shè)，在參考國(guó)、內(nèi)外優(yōu)秀教材的同時(shí)，不斷加強(qiáng)高質(zhì)量自編教材的比例，爭(zhēng)取五年內(nèi)具有鮮明特色的、符合行業(yè)和國(guó)際化需求的高質(zhì)量的自編教材比例不低于60%。實(shí)踐教學(xué)資料齊全、科學(xué)、實(shí)用，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全部具有指導(dǎo)書(shū)。
課程建設(shè)涉及到教育思想、教育理念、教學(xué)過(guò)程等諸多方面內(nèi)容，課程建設(shè)的內(nèi)容主要包括：師資隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)方法改革、教學(xué)手段改進(jìn)、實(shí)踐教學(xué)改革、教學(xué)文件與資料建設(shè)、教材選用與編寫(xiě)等幾個(gè)方面。考慮到飛行技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)歷教育與職業(yè)教育相結(jié)合、培養(yǎng)模式多樣性等特點(diǎn)，課程群內(nèi)的課程之間以及不同課程群的課程之間必須相互關(guān)聯(lián)、緊密銜接，保障課程建設(shè)的科學(xué)性和系統(tǒng)性。
2.3 課程建設(shè)基本標(biāo)準(zhǔn)
每門(mén)課程以局方執(zhí)照考試大綱、執(zhí)照題庫(kù)、相關(guān)規(guī)章、飛行技術(shù)專業(yè)規(guī)范等為依據(jù)，學(xué)習(xí)借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)院校的經(jīng)驗(yàn)。
2.4 特色課程的建設(shè)
重點(diǎn)圍繞核心課程加強(qiáng)雙語(yǔ)課程、模塊化課程建設(shè)。為適應(yīng)飛行技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)模式的不同，加強(qiáng)模塊化課程建設(shè)。為了適應(yīng)民航發(fā)展的要求和與國(guó)際接軌，切實(shí)提高學(xué)生的英語(yǔ)應(yīng)用能力，開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)課程。③
3 飛行技術(shù)專業(yè)課程建設(shè)的考核
課程考核是課程建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它所特有的評(píng)定、檢測(cè)、診斷、反饋和激勵(lì)功能，是其他環(huán)節(jié)難以替代的，可以檢驗(yàn)課程建設(shè)的成功與否。課程考核工作的質(zhì)量是教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要方面，并對(duì)教學(xué)質(zhì)量、教風(fēng)和學(xué)風(fēng)產(chǎn)生直接的重要影響。為使課程考核更加綜合化、制度化、科學(xué)化，需制定相應(yīng)的考核管理辦法。
另外，在教學(xué)過(guò)程中，教師要根據(jù)自己課程特點(diǎn)和教學(xué)風(fēng)格采用多種恰當(dāng)?shù)恼n程考核方式，針對(duì)飛行學(xué)員的自身特點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)飛行學(xué)員日常學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，改變課程結(jié)束時(shí)“一考定成績(jī)”的做法，防止“考前突擊”的行為，促進(jìn)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)。
注釋
① 劉星. 高校教師如何應(yīng)對(duì)高等教育大眾化的挑戰(zhàn)[J]. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2001 增刊：66-67.
Abstract: To improve vocational college students' theory and practice integrated capabilities, update teaching philosophy and optimize teaching strategies, the situation in the traditional universities and vocational colleges is investigated. With "capacity-building" as the dominant ideology, robot teaching in vocational colleges is explored and researched from the aspects of teaching contents and teaching methods.
關(guān)鍵詞：高職；機(jī)器人；教學(xué)改革
Key words: higher vocational; robot; teaching reform
中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2011）12-0198-01
0 引言
機(jī)器人學(xué)是一門(mén)集機(jī)械學(xué)、電氣學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、人工智能、材料學(xué)等多學(xué)科交叉的綜合性學(xué)科，無(wú)論在在基礎(chǔ)理論方面還是在實(shí)踐應(yīng)用方面，都正在以驚人的速度發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)的機(jī)器人教育有了很大的發(fā)展，機(jī)器人課程逐步成為高校綜合性實(shí)踐課程。能否有效地開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)已經(jīng)成為直接影響學(xué)生綜合能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高的重要因素。因此，在高職院校對(duì)機(jī)器人課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐是非常必要的。
1 機(jī)器人教學(xué)情況的調(diào)研
1.1 傳統(tǒng)高校機(jī)器人教學(xué)情況 本科院校以及傳統(tǒng)專科院校一般開(kāi)始有“機(jī)器人學(xué)”、“機(jī)器人概論”等課程。開(kāi)設(shè)的專業(yè)較廣，涉及機(jī)械工程、電子工程、航空航天、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專業(yè)，開(kāi)設(shè)方式多樣，如必修、專業(yè)選修、全校選修等。國(guó)內(nèi)高校選擇教材較集中，選用蔡自興 《機(jī)器人學(xué)》、熊有倫 《機(jī)器人學(xué)》的居多，部分高校的課外參考書(shū)為國(guó)外原版教材。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)相對(duì)較少 （實(shí)驗(yàn)與講解的比例最高為1：3.2），半數(shù)以上高校的實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)為零。
1.2 高職院校機(jī)器人教學(xué)情況 高職院校分為兩種類型，一類為原高專轉(zhuǎn)變而來(lái)，這類院校一般沿習(xí)傳統(tǒng)院校的教學(xué)方法；另一類為新型高職高專，以技能培養(yǎng)為核心，在機(jī)器人教學(xué)方面教學(xué)方法多元化，多數(shù)開(kāi)展了機(jī)器人興趣小組等機(jī)構(gòu)，在少數(shù)學(xué)生中進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)的培養(yǎng)，或者開(kāi)展公共選修課進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)普及。在高職院校工科專業(yè)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人技術(shù)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，各院校都還處于嘗試階段，尚未找到行之有效的方法。
1.3 現(xiàn)存問(wèn)題分析 在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，我國(guó)機(jī)器人教育普遍存在著重視知識(shí)傳授、輕視能力培養(yǎng)，重視理論教學(xué)、輕視實(shí)踐環(huán)節(jié)的問(wèn)題，使得學(xué)生只滿足于死記硬背知識(shí)點(diǎn)，沒(méi)有注重學(xué)生獨(dú)立動(dòng)手能力、綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。而在高職院校，由于技能培養(yǎng)的目的性較強(qiáng)，對(duì)于機(jī)器人技術(shù)這種綜合性學(xué)科，開(kāi)展普及性教學(xué)尚存在較多屏障。
2 高職院校開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)的可行性分析
2.1 高職院校機(jī)器人教學(xué)環(huán)境分析 高職院校一般在工科專業(yè)高年級(jí)開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)，此時(shí)教學(xué)對(duì)象已學(xué)習(xí)過(guò)本專業(yè)基礎(chǔ)課程，例如電工電子學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、PLC技術(shù)、單片機(jī)等，儲(chǔ)備知識(shí)基本全面。而且，高職院校的特點(diǎn)是側(cè)重于技能培訓(xùn)，實(shí)訓(xùn)課程比例較高，學(xué)生普遍動(dòng)手能力較強(qiáng)。這為我們進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)提供了有利條件。但是，同時(shí)我們必須認(rèn)識(shí)到，高職院校不強(qiáng)調(diào)教學(xué)的系統(tǒng)性和完整性，這將導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性差，綜合分析能力相對(duì)較弱，是機(jī)器人教學(xué)的瓶頸所在。
2.2 高職院校開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)的必然性 機(jī)器人技術(shù)涵蓋了工程技術(shù)幾乎各個(gè)方面，并且該技術(shù)處于高速發(fā)展階段。在高職院校開(kāi)展該課程，不僅有利于增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)，更為學(xué)生后期發(fā)展和拓展性學(xué)習(xí)提供了良好的基礎(chǔ)。高職學(xué)生在具備了本專業(yè)必備的技能之后，必須將各種技術(shù)綜合運(yùn)用，才能夠處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，而要將機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路電子設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等綜合運(yùn)用，是任何一門(mén)基礎(chǔ)課程都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，只有機(jī)器人技術(shù)課程可以成為培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的有效載體。
3 高職院校開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)的若干方案探討
3.1 將教育機(jī)器人與相關(guān)專業(yè)課程相結(jié)合 教育機(jī)器人將機(jī)器人應(yīng)用于教育領(lǐng)域，是由生產(chǎn)廠商專門(mén)開(kāi)發(fā)的以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)的機(jī)器人成品、套裝或散件。目前，教育機(jī)器人硬件技術(shù)方面已經(jīng)非常成熟，設(shè)備的可靠性、靈活性、耐用性等性能都已得到社會(huì)的廣泛認(rèn)可。教育機(jī)器人的硬件配件多樣，技術(shù)支持能力強(qiáng)，價(jià)格也相對(duì)便宜。控制操縱機(jī)器人的關(guān)鍵問(wèn)題之一是軟件設(shè)計(jì)，主要是通過(guò)C語(yǔ)言或Vc++等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，通過(guò)編程對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制。這就給學(xué)生提供了廣闊的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)編程對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操縱，使其完成各種任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。因此，我們可以在《C語(yǔ)言》和《單片機(jī)》課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)引入機(jī)器人控制技術(shù)。用于實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的教育機(jī)器人種類繁多，依據(jù)可編程控制機(jī)器人可以設(shè)計(jì)出各種機(jī)器人，創(chuàng)造空間巨大，例如使用慧魚(yú)機(jī)器人創(chuàng)新套件就能設(shè)計(jì)各種機(jī)器人，如搬運(yùn)機(jī)器人、救火機(jī)器人、仿生機(jī)器人等。
3.2 開(kāi)設(shè)《智能機(jī)器人制作》課程 面向工科類專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)《智能機(jī)器人制作》選修課程，講解智能機(jī)器人的控制板、傳感器、輸出設(shè)備等硬件知識(shí)以及智能機(jī)器人控制程序的開(kāi)展等軟件知識(shí)。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法，讓學(xué)生在學(xué)完課程內(nèi)容后能獨(dú)立組裝并調(diào)試好智能機(jī)器人。最終了解智能機(jī)器人系統(tǒng)的軟硬件組成和工作原理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新熱情。
3.3 有效利用畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生將所學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用的體現(xiàn)，用具體的機(jī)器人項(xiàng)目指導(dǎo)相關(guān)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，將會(huì)使學(xué)生在訓(xùn)練中學(xué)會(huì)如何將知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中。例如機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能機(jī)器人傳感器應(yīng)用、智能機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)、智能機(jī)器人位置控制技術(shù)、編制控制智能機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的軟件、智能機(jī)器人計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等設(shè)計(jì)項(xiàng)目。
4 結(jié)束語(yǔ)
高職院校開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)對(duì)學(xué)生技能培養(yǎng)、科技的社會(huì)化具有重要的意義。它給高等職業(yè)教育尤其是工科類高等職業(yè)教育在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式及教學(xué)效果上都會(huì)帶來(lái)更多的驚喜與期待。
參考文獻(xiàn)：
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[2]黃文愷,陳虹.機(jī)器人創(chuàng)新性教學(xué)平臺(tái)的實(shí)踐與探索[J].教育在線，2009（5）.
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；雙語(yǔ)；多媒體課件
中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）05-0233-02
為適應(yīng)我國(guó)加入WTO之后在科技和人才方面所面臨的日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，在國(guó)家教育部的要求和推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)許多高校相繼開(kāi)展了雙語(yǔ)教學(xué)工作。但是雙語(yǔ)教學(xué)在我國(guó)畢竟是剛剛起步，大量的理論和實(shí)踐方面的問(wèn)題還有待解決和完善，尤其是缺乏必要的教學(xué)資源，影響了實(shí)際教學(xué)效果。與此同時(shí)，運(yùn)用多媒體課件輔助教學(xué)已成為教學(xué)改革的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式正在受到新的教育觀念和現(xiàn)代教育技術(shù)的挑戰(zhàn)。
大量實(shí)踐表明，將多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，節(jié)省教學(xué)時(shí)間，提高教育信息傳遞的效率和質(zhì)量。那么，將之進(jìn)一步優(yōu)化，應(yīng)用于雙語(yǔ)教學(xué)，在發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也將鍛煉學(xué)生同時(shí)運(yùn)用漢語(yǔ)和英語(yǔ)進(jìn)行思維的能力，高效地實(shí)現(xiàn)雙語(yǔ)教學(xué)目標(biāo)。那么，如何獲取并充分利用多媒體制作素材，充分發(fā)揮多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)并將之用于雙語(yǔ)教學(xué)則是值得深入思考和探索的問(wèn)題。
作為國(guó)內(nèi)新興教學(xué)模式，雙語(yǔ)教學(xué)的教學(xué)參考資料、必要的輔助資料匱乏，教師需要的一些背景材料、時(shí)事性資料和練習(xí)題等在圖書(shū)館和資料室比較難找到。而網(wǎng)絡(luò)上英文資料比中文還要多，完全可以在網(wǎng)絡(luò)上找到所需的中英文資料，另外一些圖片或動(dòng)態(tài)資料也可以獲得。筆者認(rèn)為，為更好地開(kāi)展專業(yè)課雙語(yǔ)教學(xué)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和多媒體技術(shù)，是每一位任課教師能夠且必須做到的。本文將結(jié)合《催化化學(xué)基礎(chǔ)》英/漢雙語(yǔ)多媒體課件的制作實(shí)踐，談一下備課過(guò)程中利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多媒體素材的網(wǎng)絡(luò)搜集和利用的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。
一、多媒體素材的收集途徑
1.精品課網(wǎng)站。2003年4月，教育部下發(fā)了《教育部關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》（教高[2003]1號(hào)），精品課程建設(shè)工作正式啟動(dòng)，教育部、各省（市）以及高等院校都建立了精品課程網(wǎng)站并且每年都進(jìn)行各級(jí)精品課程的評(píng)審，這些精品課程網(wǎng)站提供了相關(guān)課程的大量教學(xué)資源，任課教師可以充分共享這些優(yōu)質(zhì)的教育資源。
筆者常用的精品課網(wǎng)站有：
（1）中國(guó)高等學(xué)校教學(xué)資源網(wǎng)。它是由全國(guó)高等學(xué)校CAI推廣中心創(chuàng)辦的一個(gè)致力于全國(guó)高等學(xué)校教學(xué)資源共建共享和優(yōu)秀教學(xué)成果軟件推廣的專業(yè)網(wǎng)站。就催化方面，該網(wǎng)站可查到大量教學(xué)課件、視頻素材、電子教案等等中文資料。在網(wǎng)站注冊(cè)后可以下載相關(guān)資源。
（2）國(guó)家精品課程資源網(wǎng)。該網(wǎng)站旨在使廣大高等院校師生方便快捷地享用優(yōu)質(zhì)的教育資源，促進(jìn)高等教育教學(xué)質(zhì)量得以不斷提高。該網(wǎng)站提供了4000多門(mén)國(guó)家級(jí)精品課程和2400門(mén)國(guó)外視頻開(kāi)放課程。可以搜索到的催化類精品課程有：湖南師范大學(xué)的《催化化學(xué)》，安徽理工大學(xué)的《工業(yè)催化》，華東理工大學(xué)的《工業(yè)催化》。
（3）“愛(ài)課程”網(wǎng)。2011年11月9日，該網(wǎng)站首次公布了由我國(guó)幾所高水平的大學(xué)建設(shè)的20門(mén)“中國(guó)大學(xué)視頻公開(kāi)課”，這些課程以高校學(xué)生為主要服務(wù)對(duì)象，向社會(huì)公眾免費(fèi)開(kāi)放。任課教師在觀看視頻的同時(shí)可以從中學(xué)習(xí)授課藝術(shù)與方法。目前上線的課程以講授中國(guó)傳統(tǒng)文化的課程為主，如南開(kāi)大學(xué)的《六大名著導(dǎo)讀》；還有傳播人類文明優(yōu)秀成果的課程，如武漢大學(xué)《古希臘文明的興衰》；也有解讀科技熱點(diǎn)問(wèn)題的課程，如北京航空航天大學(xué)的《航空航天概論》、中南大學(xué)的《人工智能PK人類智能》等。據(jù)該網(wǎng)站介紹，首批“中國(guó)大學(xué)視頻公開(kāi)課”推出以后，將陸續(xù)向社會(huì)推出內(nèi)容更加豐富的視頻公開(kāi)課。
2.搜索引擎。隨著網(wǎng)絡(luò)傳媒技術(shù)的應(yīng)用不斷普及，使用搜索引擎，在互聯(lián)網(wǎng)海洋中快速查找所需多媒體制作素材，已成為當(dāng)前任課教師普遍采用的一個(gè)高效方法。筆者常用的中文資源搜索引擎主要有中文谷歌、百度、搜狐、新浪、中文雅虎等。通過(guò)中文關(guān)鍵詞可以實(shí)現(xiàn)文字、圖片、視頻等資料的搜集。
主要的英文資源搜索引擎有Google、Scirus、Yahoo!、Youtube、AllTheWeb、Altvista、Excite、Infoseek、Lycos、Dogpile等。其中Google學(xué)術(shù)搜索（scholar.省略）功能強(qiáng)大，有中文操作提示，界面中文友好性較佳，文件格式可選，可以搜索圖書(shū)、圖片、視頻、pdf、word、ppt等資料，非常適合漢語(yǔ)言者使用。Youtube（省略）視頻搜索是一個(gè)很好的搜索英語(yǔ)類視頻資源的網(wǎng)站，其使用方法與Google類似。
3.其他中文網(wǎng)站。目前國(guó)內(nèi)多家知名網(wǎng)站開(kāi)設(shè)了供網(wǎng)友在線分享文檔和視頻的開(kāi)放平臺(tái)。比較常見(jiàn)的有百度文庫(kù)、新浪愛(ài)問(wèn)、豆丁網(wǎng)、網(wǎng)易視頻公開(kāi)課頻道等等。平臺(tái)所累積的文檔格式豐富，包括doc、ppt、xls、pdf、txt等。用戶可以在線閱讀和下載涉及課件、習(xí)題、考試題庫(kù)、論文報(bào)告、專業(yè)資料、名校公開(kāi)課視頻和法律文件等多個(gè)領(lǐng)域的資料，不過(guò)需要扣除相應(yīng)的網(wǎng)站積分。
其中筆者常用新浪愛(ài)問(wèn)共享資料，可以下載相關(guān)電子書(shū)、ppt等重要資料。如要下載視頻或動(dòng)畫(huà)素材，可進(jìn)入百度視頻、56視頻、優(yōu)酷網(wǎng)、土豆網(wǎng)等在線視頻網(wǎng)站，利用碩鼠下載器進(jìn)行下載。具體操作是安裝碩鼠下載器后登陸“省略”網(wǎng)站，只需將打算下載的視頻網(wǎng)址輸入到網(wǎng)頁(yè)上的輸入框后點(diǎn)擊“GO”，右鍵點(diǎn)擊給出的鏈接即可下載。
二、素材的整合利用
一般來(lái)講，從網(wǎng)絡(luò)上獲取的素材可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)或多余的內(nèi)容，需要將這些素材進(jìn)行編輯處理，進(jìn)一步加以整合方能制作出內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)合理、易于教學(xué)的雙語(yǔ)多媒體課件。
筆者的經(jīng)驗(yàn)是：各類資源下載后要按照文件類型、知識(shí)點(diǎn)類別進(jìn)行歸類排序，每一份資料都要有自己的編號(hào)，便于在制作課件時(shí)查找利用，這能夠從一定程度上節(jié)約制作耗時(shí)。當(dāng)然，在此基礎(chǔ)上，充分利用一些課件制作軟件對(duì)素材進(jìn)行加工處理是必不可少的一項(xiàng)工作。
1.常用編輯整合工具。常用軟件有兩大類，一類是將各種媒體素材編輯整理為可用課件素材的編輯工具，即多媒體素材準(zhǔn)備工具軟件，如Word、Adobe photoshop、Sound forge、Adobe premiere、3DSMax等；另一類是將處理后的課件素材編輯制作成多媒體課件的軟件，即多媒體創(chuàng)作工具軟件，如PowerPoint、Authorware、Director、Visualbasic等。此外，筆者還要用到化學(xué)專業(yè)軟件：Chemdraw、GaussView、ACD/ChemSketch等，這些化學(xué)結(jié)構(gòu)式制作及瀏覽軟件能很方便地實(shí)現(xiàn)化合物平面結(jié)構(gòu)式到二維立體結(jié)構(gòu)式的轉(zhuǎn)換，并從多角度、多方位顯示化合物真實(shí)二維立體結(jié)構(gòu)。
2.靜態(tài)素材的編輯整合。靜態(tài)素材包括文字、圖片等等，它們均能很方便地應(yīng)用至PowerPoint格式的文件中。筆者認(rèn)為，出于美觀、直觀考慮，在雙語(yǔ)多媒體課件制作過(guò)程中盡量選用英文Google引擎搜索到的彩色圖片資料，為學(xué)生提供真實(shí)的語(yǔ)言環(huán)境。
3.動(dòng)態(tài)素材的編輯整合。網(wǎng)絡(luò)視頻文件有多種格式，包括swf格式、flv格式等等。其中swf格式文件，既可以直接插入到ppt文件中，也可以進(jìn)行再創(chuàng)作，但需要使用反編譯軟件將swf格式文件轉(zhuǎn)換為flv格式。常用反編譯軟件有碩思閃客之錘、Imperator Flv軟件、格式工廠等。將swf轉(zhuǎn)換為flv格式后可以直接用Flash軟件進(jìn)行再創(chuàng)作。
筆者認(rèn)為，視頻始終是課件中知識(shí)內(nèi)容最強(qiáng)有力的表達(dá)方式，課件制作過(guò)程中應(yīng)該注意視頻的添加。雙語(yǔ)課程授課的一個(gè)難點(diǎn)是教師口語(yǔ)表達(dá)的欠缺，如能利用好外語(yǔ)類視頻材料，適當(dāng)添加到自制課件中，既能彌補(bǔ)教師在雙語(yǔ)教學(xué)中語(yǔ)言表達(dá)的不足，又能幫助學(xué)生更快更好地理解教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)。從網(wǎng)絡(luò)上獲取的視頻文件后，可以根據(jù)具體需要使用繪聲繪影進(jìn)行壓縮，或使用格式工廠將flv文件轉(zhuǎn)換為swf、rm或MPEG等主流媒體格式。另外，還可選用一些編輯軟件（如格式工廠，Realproducer）對(duì)文件進(jìn)行剪輯、合并等操作，截取自己所需要的內(nèi)容使用。
三、結(jié)語(yǔ)
總之，任課教師完全可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，借助于各類多媒體制作技術(shù)和軟件，制作一套內(nèi)容豐富、易于操作、便于理解的英/漢雙語(yǔ)多媒體課件，這將使該課程由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，抽象知識(shí)形象化，英語(yǔ)描述可視化。采用自制多媒體課件進(jìn)行雙語(yǔ)教學(xué)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高效形象地將專業(yè)知識(shí)傳授給學(xué)生，從而大幅度提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，達(dá)到事半功倍的效果，達(dá)到高校雙語(yǔ)教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1]《關(guān)于加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》，2001．
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；教學(xué)內(nèi)容；方法手段；設(shè)計(jì)規(guī)劃
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）16-0205-02
材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。復(fù)合材料對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有著十分重要的作用。復(fù)合材料注重各組分材料之間相互取長(zhǎng)補(bǔ)短、協(xié)同作用，具有組元選擇可設(shè)計(jì)性和結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性[1]。《復(fù)合材料》是貴州大學(xué)針對(duì)礦物資源工程本科專業(yè)所設(shè)置的一門(mén)專業(yè)選修課程，意在擴(kuò)展學(xué)生的專業(yè)知識(shí)。本文在近年來(lái)對(duì)該課程教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及課程考評(píng)方式等方面提出自己的一些設(shè)想，以供相關(guān)同仁參考。
一、課程背景及基本概況
調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)高校針對(duì)相關(guān)專業(yè)設(shè)置的與復(fù)合材料相關(guān)的課程除了《復(fù)合材料》之外，還有《復(fù)合材料學(xué)》、《復(fù)合材料學(xué)基礎(chǔ)》、《復(fù)合材料概論》等，單從課程名稱上看，前兩者屬于系統(tǒng)講授的必修類大課，后者屬于概論類課程。本校礦物資源工程專業(yè)所設(shè)置的《復(fù)合材料》僅32學(xué)時(shí)，具體講授中按照概論的思路開(kāi)展，務(wù)求做到對(duì)相關(guān)基本概念和知識(shí)點(diǎn)都能夠講到。
當(dāng)前我校的專業(yè)選修課還沒(méi)有像其他公共選修課那樣按照個(gè)人興趣真正地自主選擇，而是根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案要求，在限定的學(xué)分?jǐn)?shù)及課程范圍內(nèi)以專業(yè)、班級(jí)為單位，按照指導(dǎo)性原則有針對(duì)性地集體選擇。這樣就會(huì)出現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)所“強(qiáng)制”選修的課程不感興趣、缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性等現(xiàn)象。另外，我校礦物資源工程專業(yè)原本非材料類專業(yè)，近年來(lái)雖然對(duì)課程設(shè)置體系有所調(diào)整，但在學(xué)分?jǐn)?shù)限定下，對(duì)于材料學(xué)科的課程無(wú)法系統(tǒng)化，所設(shè)置的課程無(wú)法全面覆蓋學(xué)生在學(xué)習(xí)《復(fù)合材料》時(shí)所要求先修的材料科學(xué)與基礎(chǔ)、材料合成與制備、高分子材料、材料物理、材料化學(xué)、金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、材料界面等材料學(xué)科主要基礎(chǔ)課程[2]，這就給《復(fù)合材料》課程的授課帶來(lái)了一定困難，經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)生對(duì)于相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)空缺的現(xiàn)象。當(dāng)前筆者課題組正在進(jìn)行礦物資源工程專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)研究，如何開(kāi)展好專業(yè)選修課程的教學(xué)工作并達(dá)到預(yù)期目標(biāo)也是需要亟待解決的問(wèn)題，值得我們認(rèn)真研究和思考。
二、對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)規(guī)劃
《復(fù)合材料》課程涵蓋的知識(shí)體系寬廣、內(nèi)容豐富，是一門(mén)實(shí)用性非常強(qiáng)的課程[3]。作為一門(mén)選修課，要在培養(yǎng)方案中所限定的32學(xué)時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地完成全部課程內(nèi)容教學(xué)任務(wù)幾乎不可能，因此必須對(duì)教學(xué)內(nèi)容根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求進(jìn)行合理調(diào)整。本課程主要內(nèi)容包括復(fù)合材料的定義及發(fā)展歷史、分類及基本性能、基體和增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)與種類、復(fù)合材料界面、復(fù)合材料的制備及應(yīng)用等。結(jié)合近年的教學(xué)實(shí)踐，擬按照下述思路著手教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和設(shè)計(jì)。
1.按照專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)確定教學(xué)重點(diǎn)。在教學(xué)之初，首先制定課程教學(xué)大綱，明確教學(xué)目標(biāo)及要求，確定教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)。確定教學(xué)重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的前提，只有在明確了教學(xué)目標(biāo)的前提下才能在教學(xué)過(guò)程中抓住重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。針對(duì)礦物資源工程專業(yè)偏向礦物材料的特點(diǎn)，在課程內(nèi)容中對(duì)于金屬基復(fù)合材料部分作簡(jiǎn)要概述，而對(duì)于聚合物基復(fù)合材料，由于其增強(qiáng)材料大多為礦物顆粒、纖維以及晶須，應(yīng)該和陶瓷基復(fù)合材料等進(jìn)行重點(diǎn)、詳細(xì)介紹。
2.結(jié)合專業(yè)目標(biāo)要求合理設(shè)計(jì)課程講授體系。雖然在各類教材中，復(fù)合材料的各章節(jié)看似獨(dú)立，但實(shí)際上章節(jié)內(nèi)容之間聯(lián)系非常緊密，在教學(xué)中要特別注重各章節(jié)之間的銜接以及知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在邏輯和關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中從整體上把握課程學(xué)習(xí)方向，最終能形成一個(gè)完整的知識(shí)體系。比如課程概述部分關(guān)于復(fù)合材料組成的基體和增強(qiáng)體，在后續(xù)各類型復(fù)合材料的教學(xué)中都有所涉及，并且都可以按照基體材料、增強(qiáng)材料、界面性能、加工制備、復(fù)合材料性能的邏輯次序來(lái)展開(kāi)，前四個(gè)方面都會(huì)對(duì)復(fù)合材料最終的性能及用途有所說(shuō)明。所以，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，都要嚴(yán)格把握材料組分、結(jié)構(gòu)與性能以及性能決定應(yīng)用等關(guān)系，把每章節(jié)的內(nèi)容和整門(mén)課程的內(nèi)容聯(lián)接為一個(gè)知識(shí)整體。
3.教學(xué)中注重理論聯(lián)系實(shí)際。隨著復(fù)合材料在日常生活和社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展擴(kuò)大，使得平時(shí)我們?cè)谝隆⑹场⒆ ⑿懈鞣矫婺軌蚩吹玫健⒚弥臇|西都能夠和復(fù)合材料搭上關(guān)系，甚至還是親密關(guān)系，比如我們所穿的衣服布料、吃飯用的碗碟和水杯、各類建筑材料等，都可分別歸類為課程中相應(yīng)的聚合物基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等大類。在課程講授中時(shí)常穿插這些生活中的實(shí)例有助于加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的記憶和提高學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)此也非常喜歡。
4.及時(shí)更新與課程相關(guān)的知識(shí)和內(nèi)容。復(fù)合材料自從研究發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直處于迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，每時(shí)每刻都會(huì)誕生新的復(fù)合材料，涌現(xiàn)出新的研究成果。因此在教學(xué)內(nèi)容中也要不斷地推陳出新，將之前的陳舊內(nèi)容進(jìn)行更新?lián)Q代，時(shí)常添加一些在復(fù)合材料領(lǐng)域發(fā)表的最新研究成果，尤其是把新型復(fù)合材料在航空航天、新能源、醫(yī)療、環(huán)境等尖端領(lǐng)域中的應(yīng)用實(shí)例貫穿到課堂教學(xué)中。
5.筆者目前正攻讀材料學(xué)礦物材料方向的博士學(xué)位，在課程內(nèi)容講解中，可以結(jié)合攻讀博士期間的研究?jī)?nèi)容、方法以及所查閱的大量文獻(xiàn)資料等對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充完善。
三、教學(xué)方法及教學(xué)手段的豐富和創(chuàng)新
現(xiàn)在的教學(xué)大多都采用多媒體方式教學(xué)，但是多媒體教學(xué)過(guò)程也不僅僅就是做個(gè)PPT給學(xué)生演示講解一下就完事了，在教學(xué)中要不斷豐富和創(chuàng)新自身的教學(xué)方法和教學(xué)手段。
1.精心制作多媒體課件。當(dāng)今高校課堂，PPT課件已經(jīng)是最基本的要求了。即便如此，我們對(duì)這個(gè)最基本的PPT也要認(rèn)真對(duì)待。我們要做到課件美觀精練、圖文并茂，盡量避免大段文字堆積和由于粗心大意而產(chǎn)生的錯(cuò)別字等小問(wèn)題，還要避免為圖省事而隨意在網(wǎng)上下載別人現(xiàn)成的課件，即使是教材隨帶的課件，也得按照自己設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容和思路精心調(diào)整和修改，還要將好的視頻和音頻等素材融入到演示課件中。在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)快速發(fā)展的今天，還要將已經(jīng)很成熟的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）系統(tǒng)引入到自己的教學(xué)過(guò)程中，增大教學(xué)信息，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)有經(jīng)歷感的學(xué)習(xí)環(huán)境。
2.調(diào)整和創(chuàng)新教學(xué)方式。首先，在教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展教師指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真正成為教學(xué)環(huán)節(jié)的主題。總體而言，該課程多為陳述性內(nèi)容，以往的“灌注式”教學(xué)模式使得課堂氣氛沉悶，學(xué)生也覺(jué)得枯燥乏味[4]。因此課堂教學(xué)中無(wú)需做到面面俱到，針對(duì)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)講解，對(duì)于容易理解的內(nèi)容讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下自學(xué)，進(jìn)行學(xué)生匯報(bào)或提問(wèn)式檢查等。其次，采用討論式教學(xué)，加強(qiáng)課堂互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生思考，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)中去。最后，每一章教學(xué)中期給學(xué)生布置題目，讓學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)資料，在課堂上進(jìn)行分組報(bào)告，也鼓勵(lì)學(xué)生針對(duì)自己感興趣的主題或內(nèi)容進(jìn)行報(bào)告，報(bào)告后其他同學(xué)進(jìn)行提問(wèn)、點(diǎn)評(píng)和討論，此舉可以鍛煉學(xué)生利用各種媒介進(jìn)行文獻(xiàn)查閱和語(yǔ)言報(bào)告表達(dá)能力，使學(xué)生了解復(fù)合材料的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，接觸學(xué)科前沿領(lǐng)域，并提升自身綜合能力。同時(shí)也要借鑒國(guó)內(nèi)外其他高校在相同課程教學(xué)中好的思路和方法。
四、采取多元化的課程考評(píng)機(jī)制
課程考核是教學(xué)質(zhì)量管理體系中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的純知識(shí)記憶考試方式在很大程度上約束了學(xué)生的思維，也會(huì)對(duì)學(xué)生造成一定的壓力，最終的結(jié)果就是造成學(xué)生整天為了通過(guò)考試而學(xué)習(xí)，缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[3]。教學(xué)中，我們要意識(shí)到考試從來(lái)都只是衡量和評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)所學(xué)課程知識(shí)掌握情況以及使用所學(xué)知識(shí)理解問(wèn)題、分析問(wèn)題和回答解決問(wèn)題能力的一種手段，并非教學(xué)的最終目的。鑒于此，本課程開(kāi)始之初就倡導(dǎo)學(xué)生輕松學(xué)習(xí)，最終采取多種形式相結(jié)合的考查方式，主要包括開(kāi)卷筆試、課堂報(bào)告、課程論文等，同時(shí)在很大程度上還兼顧考查學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力等綜合素質(zhì)。這種多元化的考評(píng)機(jī)制既達(dá)到了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握情況，也注重對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程、創(chuàng)新思維以及綜合素質(zhì)的考查，符合學(xué)生在學(xué)習(xí)上的心理要求，也達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果，學(xué)生對(duì)此也表示滿意和贊同。
五、結(jié)語(yǔ)
教學(xué)過(guò)程是一個(gè)日積月累、不斷完善和熟練的過(guò)程。課程教學(xué)改革并非只是口頭上的說(shuō)詞，還是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，需要在長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中不斷探索和總結(jié)。我們要改變選修課曾不被很多老師和同學(xué)所重視的不良現(xiàn)象。通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)和總結(jié)，提高自身的教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，最終達(dá)到提高學(xué)生綜合能力、培養(yǎng)社會(huì)所需的綜合素質(zhì)人才的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)：
[1]尹洪峰，魏劍.復(fù)合材料[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010：2.
[2]馬慶宇.《復(fù)合材料概論》教學(xué)改革淺析[J].教育教學(xué)論壇，2013，（2）：48-50.
【關(guān)鍵詞】 數(shù)學(xué)史；教師；滲透
“一門(mén)科學(xué)的歷史是那門(mén)科學(xué)中最寶貴的一部分，因?yàn)榭茖W(xué)只能給我們知識(shí)，而歷史卻能給我們智慧. ”――傅鷹
數(shù)學(xué)史是研究數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思想的起源與發(fā)展及其與社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)和一般文化的聯(lián)系的一門(mén)學(xué)科. 在初中數(shù)學(xué)新教材中出現(xiàn)的數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)文化內(nèi)容為教師教學(xué)提供了新的發(fā)揮空間，為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提供了新的契機(jī). 在數(shù)學(xué)千年漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)教育的聯(lián)系已有很久的歷史了. 隨著教育事業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)學(xué)史越來(lái)越受到數(shù)學(xué)教育工作者的重視. 雖然我們初中現(xiàn)在還沒(méi)有開(kāi)設(shè)與“數(shù)學(xué)史”相關(guān)的課程，但初中數(shù)學(xué)教材和教師用書(shū)上都提涉一些與初中數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)史知識(shí). 因而，數(shù)學(xué)史在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中加以適當(dāng)?shù)臐B透是一種必然趨勢(shì)，也是提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的重要途徑，它具有重要的作用.
如何滲透把握數(shù)學(xué)史的教學(xué)，這個(gè)問(wèn)題可從如下幾方面加以注意.
一、豐富教師的數(shù)學(xué)史知識(shí)
什么是數(shù)學(xué)？我們?yōu)槭裁磳W(xué)數(shù)學(xué)？有些教師會(huì)回答，我們所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)是有用的，小到我們個(gè)人生活，大到計(jì)算機(jī)技術(shù)、航空航天、經(jīng)濟(jì)、生物等領(lǐng)域都要應(yīng)用數(shù)學(xué). 這樣的回答無(wú)疑是正確的，但不夠全面，它只提到了數(shù)學(xué)的兩個(gè)作用的其中一個(gè). 可以這樣說(shuō)，不了解數(shù)學(xué)史就不可能全面了解數(shù)學(xué). 廣大教師的數(shù)學(xué)史知識(shí)是缺乏的，對(duì)數(shù)學(xué)史的了解是極其不足的，造成這個(gè)現(xiàn)象有許多原因. 想一想，絕大多數(shù)的學(xué)生認(rèn)為未來(lái)都不會(huì)從事與數(shù)學(xué)有關(guān)的工作，對(duì)這些學(xué)生來(lái)說(shuō)小學(xué)的四則運(yùn)算幾乎就足夠他們應(yīng)付日常的生活問(wèn)題了，甚至連開(kāi)方都用不到，如果僅從學(xué)以致用的角度來(lái)看，他們從小學(xué)到高中要學(xué)習(xí)12年的數(shù)學(xué)，不是浪費(fèi)生命嗎？事實(shí)上并非如此. 初中數(shù)學(xué)課程中，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)本身的學(xué)習(xí)還不足以使學(xué)生感受到數(shù)學(xué)與社會(huì)之間的深刻關(guān)系，為此要在數(shù)學(xué)課程中加入一些數(shù)學(xué)史的內(nèi)容，當(dāng)然，教材中的這些內(nèi)容僅僅是冰山一角，教師應(yīng)該提高自己對(duì)數(shù)學(xué)發(fā)展歷程的了解，只有這樣才能更好地促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué). 盡管數(shù)學(xué)史作為一門(mén)學(xué)科開(kāi)設(shè)的并不多，但這方面的書(shū)籍還是很充足的.
二、正確把握數(shù)學(xué)教學(xué)要求
教師豐富了自身的數(shù)學(xué)史知識(shí)以后面臨的一個(gè)問(wèn)題就是如何在教學(xué)中處理這些知識(shí). 數(shù)學(xué)史在初中數(shù)學(xué)教材中以各種方式的滲透，這在初中的數(shù)學(xué)教材中都有體現(xiàn). 滲透部分要潛移默化適可而止. 以人教版新課標(biāo)初中數(shù)學(xué)教材為例，書(shū)中是以選修的方式在“閱讀與思考”欄目中呈現(xiàn)數(shù)學(xué)史內(nèi)容的. 這些內(nèi)容教師可以作為課外閱讀材料讓學(xué)生自學(xué)，也可以在教學(xué)時(shí)把它作為增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、啟迪學(xué)生數(shù)學(xué)思維的材料加以靈活運(yùn)用. 教材中的數(shù)學(xué)內(nèi)容幾乎每一部分都有引人入勝的歷史典故，比如負(fù)數(shù)、無(wú)理數(shù)以及勾股定理的產(chǎn)生背后都有許多有趣的故事，而在以往，教師是不會(huì)注意滲透這些知識(shí)的產(chǎn)生背景的. 我們的數(shù)學(xué)教材主要是教授數(shù)學(xué)知識(shí)的，數(shù)學(xué)史的滲透要恰到好處，不必系統(tǒng)，以防止出現(xiàn)喧賓奪主的結(jié)果.
三、滲透數(shù)學(xué)史有關(guān)知識(shí)背景，開(kāi)闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
至于數(shù)學(xué)是什么，數(shù)學(xué)發(fā)展的動(dòng)力源泉是什么，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的真正意義何在，如果這些問(wèn)題不被學(xué)生理解，那么他們就對(duì)數(shù)學(xué)缺乏興趣，對(duì)數(shù)學(xué)就沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí). 數(shù)學(xué)是教學(xué)的一門(mén)重要學(xué)科，具有理論的抽象性、邏輯的嚴(yán)密性和應(yīng)用的廣泛性. 數(shù)學(xué)固有的特性：?jiǎn)握{(diào)，枯燥乏味. 對(duì)部分初中生進(jìn)行數(shù)學(xué)興趣抽樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，“我不喜歡數(shù)學(xué)，但為了中考，我必須學(xué)好數(shù)學(xué)”的學(xué)生占被調(diào)查者的比例高達(dá)72%，而對(duì)數(shù)學(xué)“很感興趣”的只有13%. 從教學(xué)效果來(lái)看， 數(shù)學(xué)是多數(shù)學(xué)生成績(jī)提高的一個(gè)瓶頸. 數(shù)學(xué)教材是經(jīng)過(guò)了反復(fù)推敲的，語(yǔ)言十分簡(jiǎn)潔. 為了保持知識(shí)的系統(tǒng)性，我們把教學(xué)內(nèi)容按定義、定理、證明、推論、例題的順序編排，這樣就缺乏自然的思維方式，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵以及相應(yīng)知識(shí)的創(chuàng)造過(guò)程介紹也偏少. 在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中插入數(shù)學(xué)史，可以啟發(fā)學(xué)生的思維方式，開(kāi)闊視野，讓學(xué)生產(chǎn)生旺盛的求知欲，努力從各方面去思考證明思路. 教師雖然不是數(shù)學(xué)家，但卻可以培養(yǎng)出數(shù)學(xué)家. 事實(shí)證明，課堂授課時(shí)那些知識(shí)豐富、諄諄善誘的老師遠(yuǎn)較那些授課時(shí)簡(jiǎn)單乏味、就事論事的教師受學(xué)生歡迎.
四、滲透祖國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)，提高民族自豪感，增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情操
數(shù)學(xué)史是一部記載人類特別是數(shù)以千計(jì)的數(shù)學(xué)家艱苦奮斗的創(chuàng)業(yè)史. 我國(guó)古代數(shù)學(xué)是有著光輝的歷史，如劉徽的“割圓術(shù)”、祖沖之的圓周率、祖的祖公理、楊輝的楊輝三角、秦九韶的剩余定理、朱世杰的“招差術(shù)”“垛積術(shù)”和“四元術(shù)”等都具有世界影響，他們?cè)跀?shù)學(xué)方面的成就都是非常大的. 許多成果都比西方國(guó)家要早幾百年，如圓周率和楊輝三角等. 記載著中國(guó)古典數(shù)學(xué)最高成就的《宋元算書(shū)》，是世界文化的重要遺產(chǎn). 在元代以前，中國(guó)的許多成果處于世界領(lǐng)先位置. 可以說(shuō)，數(shù)學(xué)是中國(guó)古代最發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)科學(xué)之一. 僅以現(xiàn)在的初中數(shù)學(xué)知識(shí)為例，十進(jìn)位制、線性方程組的解法、正負(fù)數(shù)運(yùn)算、開(kāi)平方開(kāi)立方法則、圓周率的計(jì)算都是古代取得的輝煌成就. 數(shù)學(xué)是璀璨奪目的中國(guó)古代文化的重要組成部分，古代偉大的數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)不僅是當(dāng)今進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育的絕佳材料，而且古代數(shù)學(xué)家實(shí)事求是，敢于堅(jiān)持真理、勇于攀登高峰的品德，也可以激勵(lì)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的興趣.
總之，數(shù)學(xué)史在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透是數(shù)學(xué)教育的一種創(chuàng)新，創(chuàng)新已經(jīng)成為時(shí)代的要求. 學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)史可以了解數(shù)學(xué)的發(fā)展過(guò)程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣. 因此，在教學(xué)過(guò)程中滲透數(shù)學(xué)史的教育和教學(xué)具有非常重要的意義.
關(guān)鍵詞：測(cè)控技術(shù)與儀器；CDIO；人才培養(yǎng)
作者簡(jiǎn)介：張廣明（1965-），男，江蘇江都人，南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院院長(zhǎng)，教授。（江蘇 南京 211816）
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）07-0056-03
隨著信息工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)高層次人才培養(yǎng)提出了新的要求。測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)知識(shí)面覆蓋廣，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手能力和邏輯思維能力。從教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，測(cè)控專業(yè)的學(xué)生需要加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)。CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的成果，以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行為工程教育理念和實(shí)施體系，其教育模式提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。本文以測(cè)控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，按照CDIO的模式構(gòu)建一體化的專業(yè)人才培養(yǎng)模式，有效地提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)對(duì)工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)起到了良好的指導(dǎo)作用。
一、專業(yè)現(xiàn)狀及要求
1.社會(huì)對(duì)專業(yè)人才需求的趨勢(shì)
（1）社會(huì)對(duì)本專業(yè)人才需求的趨勢(shì)。儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是信息工業(yè)的源頭，也是信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，涉及數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸、信號(hào)處理、自動(dòng)控制等測(cè)控過(guò)程。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、微納米技術(shù)的發(fā)展，測(cè)控與儀表技術(shù)呈現(xiàn)出虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的發(fā)展趨勢(shì)。測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，是應(yīng)用十分廣泛的專業(yè)，人才需求旺盛。隨著以電子技術(shù)、信息技術(shù)和生物技術(shù)為代表的知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)科專業(yè)的人才需求將進(jìn)一步增加。南京工業(yè)大學(xué)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)于2002年首次招生，依托機(jī)電專業(yè)學(xué)科群，以信息測(cè)量、信息控制為重點(diǎn)，以化工過(guò)程分析儀器設(shè)計(jì)和虛擬儀器設(shè)計(jì)為特色，具有較扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)。同時(shí)測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)畢業(yè)生的一次就業(yè)率近年來(lái)呈現(xiàn)逐年提高的趨勢(shì)。
（2）國(guó)內(nèi)高校同類專業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)。目前，我國(guó)已有近200所高校設(shè)有測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)。由于各學(xué)校原來(lái)的相關(guān)專業(yè)情況不同，現(xiàn)有的辦學(xué)條件、專業(yè)規(guī)模以及教學(xué)水平也各不相同。一些 985 所屬高校該專業(yè)辦學(xué)時(shí)間長(zhǎng)，辦學(xué)實(shí)力雄厚。如：天津大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京大學(xué)、南京理工大學(xué)等。各個(gè)學(xué)校服務(wù)的對(duì)象不同，如北京航空航天大學(xué)偏重于航空領(lǐng)域，長(zhǎng)春理工大學(xué)偏重于光學(xué)領(lǐng)域，成都理工大學(xué)偏重于電子技術(shù)及核技術(shù)等。所以國(guó)內(nèi)各高校測(cè)控專業(yè)在專業(yè)方向、課程設(shè)置、實(shí)踐內(nèi)容等方面的設(shè)置存在著很大差異。
（3）本校測(cè)控專業(yè)現(xiàn)狀及社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的需求。南京工業(yè)大學(xué)測(cè)控專業(yè)辦學(xué)時(shí)間較短，目前辦學(xué)實(shí)力不及以上各高校，但依托化工行業(yè)，辦學(xué)特色鮮明。從各高校的招生情況看，近幾年測(cè)控專業(yè)的學(xué)生構(gòu)成并不理想，主要原因是該專業(yè)的社會(huì)認(rèn)知度不高。但測(cè)控專業(yè)涉及面廣、需求量大，各高校的就業(yè)率普遍較高，出現(xiàn)了分配熱的局面。所以加強(qiáng)測(cè)控專業(yè)人才培養(yǎng)是培養(yǎng)高素質(zhì)工科人才的質(zhì)量需求，也反映了工程師所應(yīng)具有的能力和素質(zhì)。
2.現(xiàn)行培養(yǎng)模式
目前高校提出了很多新型培養(yǎng)模式。有以培養(yǎng)卓越工程師為目標(biāo)，依照國(guó)家和行業(yè)的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以工學(xué)交替為手段的“有創(chuàng)意、能創(chuàng)新、善創(chuàng)業(yè)”的人才培養(yǎng)模式；建設(shè)“高水平”、“雙師型”、科研能力強(qiáng)、工程經(jīng)驗(yàn)豐富、教育教學(xué)水平高的師資隊(duì)伍；以企業(yè)需求為導(dǎo)向，以項(xiàng)目需求為載體，修訂教學(xué)內(nèi)容，采用“導(dǎo)師負(fù)責(zé)制”，鼓勵(lì)吸引優(yōu)秀本科生參與課題和項(xiàng)目；探索啟發(fā)式、探究式、討論式、互動(dòng)參與教學(xué)模式；“以學(xué)生為中心”進(jìn)行教學(xué)改革等等。這些對(duì)于本科生的培養(yǎng)模式改革、提升測(cè)控專業(yè)的學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力起到了一定的作用，但這一方面仍是“通識(shí)教育”；另一方面，進(jìn)行的一系列教學(xué)改革系統(tǒng)性差，目標(biāo)不清晰，沒(méi)有形成可持續(xù)發(fā)展機(jī)制。CDIO模式則有所側(cè)重，對(duì)于本專業(yè)不同層次人才會(huì)有不同的側(cè)重點(diǎn)。本文對(duì)基于CDIO模式的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)集成化設(shè)計(jì)教學(xué)方案進(jìn)行探討。
二、CDIO模式簡(jiǎn)介
CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，包含12條標(biāo)準(zhǔn)與4種能力大綱。如表1所示。
基于CDIO的專業(yè)建設(shè)內(nèi)容的主要任務(wù)有：
（1）人才培養(yǎng)方案：基于標(biāo)準(zhǔn)2（CDIO的教學(xué)目標(biāo)結(jié)果）和標(biāo)準(zhǔn)3（集成化的課程設(shè)置）。
（2）教學(xué)管理制度：基于標(biāo)準(zhǔn)1（CDIO關(guān)聯(lián)原則）和標(biāo)準(zhǔn)6（CDIO的工作環(huán)境）。
（3）教學(xué)資源建設(shè)：創(chuàng)建高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制、基于標(biāo)準(zhǔn)9（教師CDIO能力）和標(biāo)準(zhǔn)10（教師教學(xué)能力）。
（4）教學(xué)方式和方法：基于標(biāo)準(zhǔn)5（設(shè)計(jì)制作實(shí)踐）、標(biāo)準(zhǔn)7（集成化學(xué)習(xí)過(guò)程）、標(biāo)準(zhǔn)8（主動(dòng)學(xué)習(xí)）和標(biāo)準(zhǔn)12（CDIO項(xiàng)目評(píng)價(jià)）。
（5）學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)：基于標(biāo)準(zhǔn)11（學(xué)生CDIO能力評(píng)價(jià)）。
CDIO原則就是把工程師職場(chǎng)環(huán)境作為工程教育環(huán)境，基于CDIO模式進(jìn)行專業(yè)建設(shè)不是強(qiáng)調(diào)“內(nèi)容”，是環(huán)境中的“關(guān)聯(lián)”；培養(yǎng)“做事”和“做成事”的能力，學(xué)以求知、致用、共處、做人。
根據(jù)CDIO原則制訂的測(cè)控專業(yè)的集成式、一體化人才培養(yǎng)模式主要包含三個(gè)方面的內(nèi)容：一是專業(yè)目標(biāo)為細(xì)化、可落實(shí)、可觀測(cè)的目標(biāo)，每一門(mén)課程可根據(jù)課程描述提煉專業(yè)目標(biāo)。二是根據(jù)信息技術(shù)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺馁|(zhì)量需求，把電子工程師職場(chǎng)環(huán)境作為工程教育環(huán)境，培養(yǎng)具有五種能力的高素質(zhì)的優(yōu)秀工科人才：獲取知識(shí)（自學(xué)）、運(yùn)用知識(shí)（解決問(wèn)題）、共享知識(shí)（團(tuán)隊(duì)合作）、發(fā)現(xiàn)知識(shí)（創(chuàng)新）、傳播知識(shí)（交流溝通）。并以此為專業(yè)理念制訂培養(yǎng)計(jì)劃。三是培養(yǎng)計(jì)劃設(shè)置包括專業(yè)設(shè)置和課程大綱及課程描述，每一門(mén)課程根據(jù)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置專業(yè)目標(biāo)。
三、基于CDIO的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)集成化專業(yè)設(shè)計(jì)方案
1.課程設(shè)置與培養(yǎng)目標(biāo)集成化教學(xué)設(shè)計(jì)
與傳統(tǒng)的學(xué)科導(dǎo)向課程體系不同，集成化課程體系以學(xué)科為主，把項(xiàng)目穿插其中；教師之間團(tuán)隊(duì)合作，分工協(xié)調(diào)，實(shí)習(xí)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與授課穿行。
（1）以電子實(shí)習(xí)為起點(diǎn)，以測(cè)控技術(shù)概論為導(dǎo)向，將學(xué)生引入嵌入式系統(tǒng)世界，焊接實(shí)際的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生電子設(shè)計(jì)的興趣，提高他們的動(dòng)手能力。
（2）以嵌入式系統(tǒng)三門(mén)課程為主線，聘用具有工程背景的教授授課，系統(tǒng)地培訓(xùn)單片機(jī)、嵌入式系統(tǒng)、片上操作系統(tǒng)知識(shí)，沒(méi)有照本宣科。課程全部采用案例教學(xué)，每堂課要求每個(gè)學(xué)生在單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)上分析2個(gè)案例并進(jìn)行修改，以達(dá)到靈活運(yùn)用的目的。一門(mén)課程對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)習(xí)，每個(gè)實(shí)習(xí)完成12個(gè)簡(jiǎn)單項(xiàng)目。
（3）最后將分析儀器設(shè)計(jì)、智能儀器設(shè)計(jì)、虛擬儀器設(shè)計(jì)三門(mén)課程作為課程體系的最終三大設(shè)計(jì)任務(wù)，將理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐集成在這三門(mén)課程的課程設(shè)計(jì)中。
本課程體系共包含三門(mén)課程、三個(gè)實(shí)習(xí)，不少于24項(xiàng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。分成6大模塊，可根據(jù)需要自下而上進(jìn)行組合，滿足不同層次、不同級(jí)別的教學(xué)、科研需求。
學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，動(dòng)腦動(dòng)手，全部課程體系結(jié)束后可成為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)需求、具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、豐富的電子知識(shí)和具有良好的電子電路分析和設(shè)計(jì)能力的電子工程師。
基于集成化的教學(xué)設(shè)計(jì)、一體化專業(yè)設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行課程設(shè)置的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)。本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為以光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、化工分析一體化為特色，培養(yǎng)在信息技術(shù)領(lǐng)域（計(jì)量、測(cè)試、控制工程、智能儀器儀表、計(jì)算機(jī)軟件和硬件等高新技術(shù)領(lǐng)域）具有扎實(shí)的新型嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)能力，具有研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用、維護(hù)、管理現(xiàn)代儀器儀表和測(cè)控技術(shù)裝備的能力，具有多元人文背景，有道德、善學(xué)習(xí)、勤思考、重實(shí)踐、富有創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神和敬業(yè)精神的“研究開(kāi)發(fā)型”和“工程應(yīng)用型”技術(shù)人才。
為使課程設(shè)計(jì)與培養(yǎng)目標(biāo)一致，首先根據(jù)專業(yè)目的、專業(yè)理念設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)劃，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃完成專業(yè)設(shè)計(jì)矩陣和相關(guān)課程描述，并編寫(xiě)課程大綱。同時(shí)，以專業(yè)目標(biāo)為核心對(duì)專業(yè)設(shè)計(jì)矩陣和設(shè)計(jì)的課程進(jìn)行完善和補(bǔ)充，形成一體化專業(yè)設(shè)計(jì)方案。如圖1所示。
2.基于CDIO模式的課程知識(shí)能力矩陣和課程體系方案
根據(jù)課程目標(biāo)制訂了專業(yè)設(shè)計(jì)矩陣，指明了課程與專業(yè)目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得學(xué)生在每門(mén)課程修完之后都會(huì)獲取一定的知識(shí)，提升相應(yīng)的能力。
由表2可看出，在入學(xué)初期以概論引導(dǎo)和基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)為主，旨在將學(xué)生的思維和學(xué)習(xí)方式從高中階段轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái)；學(xué)習(xí)中期以專業(yè)基礎(chǔ)培訓(xùn)為主、興趣導(dǎo)引為輔，一方面為進(jìn)入專業(yè)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，另一方面有目的地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)方向；本科學(xué)習(xí)后期，主要進(jìn)行工程實(shí)訓(xùn)和大型的專業(yè)設(shè)計(jì)課程，為就業(yè)和進(jìn)一步深造做好準(zhǔn)備。整個(gè)課程內(nèi)容和開(kāi)課時(shí)間按照CDIO模式進(jìn)行設(shè)計(jì)、分配，合理、高效地利用學(xué)生的全部學(xué)習(xí)時(shí)間。
圖2為測(cè)控專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃與課程體系魚(yú)骨圖，體現(xiàn)了課程體系在四年大學(xué)教育中的培養(yǎng)進(jìn)程，主干課程和輔助課程的關(guān)系一目了然，有助于師生在教學(xué)過(guò)程養(yǎng)成課程體系觀念，形成系統(tǒng)的培訓(xùn)思維。
3.建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，解讀CDIO標(biāo)準(zhǔn)
集成化教學(xué)設(shè)計(jì)的基本要求為課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法、考核方法與培養(yǎng)目標(biāo)一致，并能夠持續(xù)改進(jìn)，從而建立了圖3所示的集成化教學(xué)設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。
測(cè)控專業(yè)基于CDIO模式的教學(xué)改革實(shí)行過(guò)程中注意了以下幾點(diǎn)：
（1）強(qiáng)調(diào)環(huán)境和關(guān)聯(lián)，提供各種機(jī)會(huì)而不是增加學(xué)習(xí)內(nèi)容。以案例、項(xiàng)目式教學(xué)方式把電子工程師職場(chǎng)環(huán)境作為工程教育環(huán)境：課堂的案例教學(xué)強(qiáng)調(diào)CDIO作為工程教育的環(huán)境，而不是作為工程教育的“內(nèi)容”；通過(guò)參與科研項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)交流能力、團(tuán)隊(duì)配合能力等，實(shí)現(xiàn)手段是實(shí)踐、重復(fù)、反饋的方式，而不是單純的講授。
（2）能力與素質(zhì)培養(yǎng)。培養(yǎng)實(shí)際的工程能力不是“軟能力”，交流和團(tuán)隊(duì)工作需要技術(shù)知識(shí)的應(yīng)用和表達(dá)，所以技術(shù)交流能力、團(tuán)隊(duì)工作能力、解決問(wèn)題的能力、職業(yè)道德等都屬于工程能力。課堂教學(xué)一段時(shí)間后集中進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，而不是附加能力課程，重點(diǎn)培養(yǎng)“做事”和“做成事”的能力，而非某一門(mén)課程知識(shí)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用而非知識(shí)本身。在實(shí)踐中鍛煉個(gè)人，人際、產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)構(gòu)建能力是應(yīng)用、表達(dá)技術(shù)知識(shí)的方法。工程能力是在這樣的技術(shù)環(huán)境中培養(yǎng)的。因此針對(duì)測(cè)控專業(yè)不同層次人才培養(yǎng)，CDIO更側(cè)重于嵌入式系統(tǒng)工程師的培養(yǎng)。
4.教學(xué)管理改革和教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)
在現(xiàn)有學(xué)校和學(xué)院教學(xué)管理制度的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)基于CDIO模式的教學(xué)改革，創(chuàng)建以學(xué)生為中心的教學(xué)管理改革模式并且有效利用現(xiàn)有機(jī)制。
首先，打造雙師型教師。對(duì)教師的基本要求是：具有較高的文化和專業(yè)理論水平，有較強(qiáng)的教學(xué)、科研能力和素質(zhì)；有廣博的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、熟練的專業(yè)實(shí)踐技能、一定的組織生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和科技推廣能力及指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)的能力和素質(zhì)。
其次，培養(yǎng)專業(yè)帶頭人與骨干教師，建立新型教學(xué)模式管理制度、監(jiān)控制度。并對(duì)教有所成和學(xué)有所成的師生采取一定的激勵(lì)措施。
最后，充分發(fā)揮現(xiàn)有測(cè)控專業(yè)教師的主動(dòng)性，有效利用工科院校優(yōu)質(zhì)師資，聯(lián)合企業(yè)工程技術(shù)高級(jí)人才，在教學(xué)和科研上將理念與實(shí)際緊密融合，聘用實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)豐富的授課教師，通過(guò)學(xué)科的橫向拓展和縱向深入實(shí)現(xiàn)綜合創(chuàng)新。
5.教學(xué)內(nèi)容、方式和方法改革
在授課方式上，以信息傳遞為主，經(jīng)驗(yàn)授課為輔。圍繞嵌入式系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，確定了“嵌入式工程師”的主要培養(yǎng)方向，在課程內(nèi)容建設(shè)和人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)狠下功夫，著重實(shí)施了以下措施：
（1）授課環(huán)境的改革。體系內(nèi)的課程全部在實(shí)訓(xùn)中心授課。為保證授課效果，人數(shù)不得超過(guò)80人。學(xué)生人手一臺(tái)電腦、一套學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師將講授的全部例題當(dāng)堂演示，學(xué)生當(dāng)堂實(shí)驗(yàn)，有問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)解決，真正做到了聽(tīng)講、練習(xí)、疑難解答一體化。學(xué)生課后也可以使用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)自行練習(xí)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)。
（2）授課內(nèi)容的更新。授課內(nèi)容精挑細(xì)選，自下而上，由淺入深，將學(xué)生從普通的電子愛(ài)好者培養(yǎng)成經(jīng)驗(yàn)豐富的電子工程師。首先，電子實(shí)習(xí)焊接的開(kāi)發(fā)板根據(jù)單片機(jī)授課內(nèi)容自行開(kāi)發(fā)；其次，授課過(guò)程中的所有實(shí)例自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，且全部在開(kāi)發(fā)板調(diào)試通過(guò)，示例代碼注釋詳盡，說(shuō)明文檔參考資料豐富、可靠，方便學(xué)生自學(xué)；最后，在單片機(jī)實(shí)習(xí)和嵌入式系統(tǒng)實(shí)習(xí)中，要求完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)踐，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。
（3）專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。依托中央與地方共建項(xiàng)目新建和改建了4個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，其中包括1個(gè)實(shí)訓(xùn)中心和虛擬儀器實(shí)驗(yàn)室、傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、智能工業(yè)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。
四、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)教學(xué)改革總結(jié)
針對(duì)測(cè)控專業(yè)學(xué)生的系統(tǒng)學(xué)習(xí)采用基于CDIO模式的集成式、一體化人才培養(yǎng)模式，將工程項(xiàng)目生命全周期引入工程教育環(huán)境；結(jié)合工程實(shí)踐，既開(kāi)展通識(shí)教育，又培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和發(fā)現(xiàn)知識(shí)的能力。具體措施有：學(xué)生邊學(xué)邊做，在課堂內(nèi)外進(jìn)行實(shí)踐；做中促學(xué)，學(xué)生產(chǎn)生問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)解決；實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)創(chuàng)新，積極引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新思維，參加各類競(jìng)賽和項(xiàng)目；以項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。
測(cè)控專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)模式改革已實(shí)施一年，培養(yǎng)本科生近120名，參與各類學(xué)科競(jìng)賽約20項(xiàng)，參與科研課題45項(xiàng)，撰寫(xiě)論文5篇，發(fā)表專利3項(xiàng)，獲得省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)，參與的課題和項(xiàng)目涉及嵌入式系統(tǒng)、虛擬儀器、智能儀器、分析儀器、過(guò)程控制、電氣控制等領(lǐng)域，培養(yǎng)的畢業(yè)生的就業(yè)前景普遍好于往屆畢業(yè)生，獲得了用人單位和校內(nèi)師生的一致好評(píng)。
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關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；嵌入式軟件；課程體系
中圖分類號(hào)：G 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1672-5913 （2007） 07-0035-03
嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器等眾多領(lǐng)域，“嵌入式無(wú)處不在”已成為現(xiàn)實(shí)。而社會(huì)對(duì)掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來(lái)幾年最為熱門(mén)的職業(yè)之一。2004年6月，美國(guó)電氣及電子工程師學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（IEEE-CS）和美國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（ACM）公布了“計(jì)算教程2004”(Computing Curriculum 2004，簡(jiǎn)稱CC2004)。CC2004對(duì)原“計(jì)算教程CC2001”四個(gè)專業(yè)方向進(jìn)行了修改和擴(kuò)充，并給出了新的評(píng)述，其中在計(jì)算機(jī)工程專業(yè)課程中將嵌入式系統(tǒng)作為一門(mén)核心課程，分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行學(xué)習(xí)。可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外將嵌入式技術(shù)人才的培養(yǎng)已經(jīng)作為一個(gè)重點(diǎn)方向。本文根據(jù)江蘇技術(shù)師范學(xué)院以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的教學(xué)體系，對(duì)在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向進(jìn)行探討。
1 增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向的可行性
20世紀(jì)70年代，隨著微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展出現(xiàn)了歷史性的變化。以微處理器為核心的微型計(jì)算機(jī)以其小型、價(jià)廉、高可靠性特點(diǎn)，迅速應(yīng)用在智能化控制領(lǐng)域中，這使計(jì)算機(jī)失去了原來(lái)的形態(tài)與通用計(jì)算機(jī)功能。為了區(qū)別于原有的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，把嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)，稱為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)所涉及到的知識(shí)有電子工程、通信工程和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科。在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中，人才可分為兩類，一類主要是搞硬件設(shè)計(jì)，他們大多數(shù)在本科階段學(xué)習(xí)電子類或通信類專業(yè)；另一類主要從事嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，他們大多數(shù)在本科階段學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)。嵌入式產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)完成后，后期工作主要靠軟件技術(shù)人員進(jìn)行開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，不同的軟件體現(xiàn)不同的功能，在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)占總工作量的80%左右，所以在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中需要更多的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)人才。
目前，我校從事嵌入式應(yīng)用方向研究的教師有16人，其中副高以上5人，講師5人，助教6人，獲得碩士以上學(xué)位的教師有8人，在讀研究生4人。與嵌入式相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室有計(jì)算機(jī)組成、接口實(shí)驗(yàn)室，以51序列為主的嵌入式實(shí)驗(yàn)室，以ARM7為主的嵌入式實(shí)驗(yàn)室，正在籌備的以ARM9為核心的嵌入式實(shí)驗(yàn)室。
從社會(huì)需求、師資力量、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等多方面可得出，在我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中增設(shè)嵌入式軟件專業(yè)方向是可行的。
2 嵌入式軟件人才培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格
2.1 培養(yǎng)目標(biāo)
嵌入式軟件專業(yè)方向是以應(yīng)用為主的專業(yè)，其培養(yǎng)目標(biāo)是：德、智、體、美全面發(fā)展，掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論和軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程，掌握必需的嵌入式軟件理論、主流嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu)，和嵌入式軟件編程的技術(shù)、方法和工具，基本具備本領(lǐng)域分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，具備一定的工程實(shí)踐能力，并具備良好外語(yǔ)運(yùn)用能力，從事嵌入式軟件設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的應(yīng)用型人才。
2.2 培養(yǎng)規(guī)格
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（嵌入式軟件方向）的學(xué)制一般為4年，授予工學(xué)學(xué)士學(xué)位。學(xué)生在專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力以及職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)過(guò)程中，逐步提高自身的獲取知識(shí)的能力、應(yīng)用知識(shí)能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。
（1）職業(yè)素質(zhì)
現(xiàn)代企業(yè)需要的人才是職業(yè)化的專業(yè)人才，企業(yè)選拔、考核人才主要從德、能、勤、績(jī)四個(gè)方面考核，德排在首位，因此，職業(yè)素質(zhì)是培養(yǎng)嵌入式軟件人才的基礎(chǔ)。在計(jì)算教程CC2004報(bào)告中，各專業(yè)方向的知識(shí)領(lǐng)域中都包含社會(huì)和職業(yè)生涯方面的知識(shí)，涉及與計(jì)算相關(guān)的哲學(xué)、歷史、社會(huì)、職業(yè)和道德責(zé)任、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、隱私和公民自由、計(jì)算機(jī)犯罪等內(nèi)容。通過(guò)這些知識(shí)體培養(yǎng)學(xué)生的思想品德、職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任。一個(gè)合格的人才首先要具備良好的職業(yè)素質(zhì)。
（2）專業(yè)能力
嵌入式系統(tǒng)專業(yè)方向知識(shí)結(jié)構(gòu)比較龐大，為了在本科階段培養(yǎng)出合格的嵌入式軟件專業(yè)人才，需要將計(jì)算機(jī)知識(shí)、嵌入式系統(tǒng)知識(shí)、相關(guān)交叉學(xué)科（電子、通信）基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，形成嵌入式軟件專業(yè)方向領(lǐng)域知識(shí)。
（3）實(shí)踐能力
培養(yǎng)嵌入式軟件人才，工程實(shí)踐能力非常重要，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)是以應(yīng)用為中心，要求學(xué)生能借助于硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)際的研究與開(kāi)發(fā)，并且要求學(xué)生具有獨(dú)立設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力，同時(shí)也要求學(xué)生具有團(tuán)隊(duì)合作的能力，這就需要在實(shí)踐技能訓(xùn)練過(guò)程中，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。
3 課程體系結(jié)構(gòu)
從企業(yè)實(shí)際用人需求出發(fā)，分析現(xiàn)階段嵌入式相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、行業(yè)人才需求特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，合理地安排課程，是培養(yǎng)優(yōu)秀人才的關(guān)鍵。根據(jù)培養(yǎng)嵌入式人才的能力構(gòu)成將所學(xué)課程歸納為如下五個(gè)模塊：
人文社科模塊（A模塊）：在于強(qiáng)化學(xué)生的思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)和職業(yè)素質(zhì)，讓學(xué)生對(duì)社會(huì)環(huán)境有所認(rèn)識(shí)和了解。可安排政治思想、形勢(shì)與政策、法律等人文社科方面的課程，大學(xué)語(yǔ)文、英語(yǔ)、體育、心理學(xué)、經(jīng)營(yíng)管理等方面的課程，以及培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力相關(guān)的課程也放在該模塊中。
基礎(chǔ)學(xué)科模塊（B模塊）：在于為學(xué)生打下扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要安排高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等方面的基礎(chǔ)課程。
專業(yè)知識(shí)模塊（C模塊）：是體現(xiàn)本專業(yè)業(yè)務(wù)能力和素質(zhì)的核心、涉及專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程。
專業(yè)基礎(chǔ)課程主要有離散數(shù)學(xué)、電路與電子學(xué)、邏輯設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)概論和學(xué)科前沿講座。
專業(yè)核心課程主要有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理、嵌入式微處理器原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、算法設(shè)計(jì)與分析、軟件工程方法學(xué)、Java 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。
實(shí)踐教學(xué)模塊（D模塊）：培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工作能力和操作技能，主要安排為實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、職前培訓(xùn)或案例分析等環(huán)節(jié)。
專業(yè)擴(kuò)展模塊（E模塊）：是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和職業(yè)適應(yīng)能力，該模塊課程設(shè)置為選修課程，可分為專業(yè)必修課程和專業(yè)任選課程。必修課程主要有嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、DSP軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用。專業(yè)任選課程可安排多種不同要求的選修課，任選課有 Windows 環(huán)境與編程、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、無(wú)線局域網(wǎng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)安全技術(shù)、J2ME、移動(dòng)通信、家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、WinCE 操作系統(tǒng)、嵌入式Linux操作系統(tǒng)、傳感器概論等。
4 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
為了讓學(xué)生能夠深入地理解和掌握嵌入式軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)技術(shù)，必須建立嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室，在建立嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)實(shí)之前，首先要對(duì)嵌入式實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)室?guī)熧Y隊(duì)伍等諸多方面進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和規(guī)劃，以保證嵌入式軟件實(shí)驗(yàn)室能夠滿足學(xué)生掌握嵌入式軟件開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的要求。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)室要配備相應(yīng)的硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境和軟件。硬件包括開(kāi)發(fā)板、仿真器等必須的硬件設(shè)備，最好采用以ARM9為核心的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，軟件包括常用的Linux、μC/OS、VxWorks、WinCE等常用操作系統(tǒng)，以及相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)工具。實(shí)驗(yàn)室要有經(jīng)驗(yàn)豐富的、具有項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。
5 結(jié)束語(yǔ)
在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中設(shè)置嵌入式軟件專業(yè)方向是可行的，它符合社會(huì)發(fā)展的需要。由于嵌入式系統(tǒng)將多種學(xué)科交織在一起,所以在制訂教學(xué)計(jì)劃，專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和課程體系時(shí)要充分考慮各學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，形成嵌入式軟件專業(yè)方向人才培養(yǎng)的獨(dú)特體系。
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