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關(guān)鍵詞:超級(jí)電容器 增程式 電動(dòng)公交車
作為人們生活中必不可少的出行工具,公交車占據(jù)交通行業(yè)的重要地位,其以方便、實(shí)惠的優(yōu)勢(shì)深得人們的喜愛(ài),但是隨著其數(shù)量的不斷擴(kuò)大,尾氣排放所造成的環(huán)境污染、燃料費(fèi)用所造成的高額運(yùn)行成本,也不斷困擾著交通行業(yè)和百姓的生活,本人希望提出一個(gè)行之有效的對(duì)策,既促進(jìn)交通事業(yè)的發(fā)展,又能減少環(huán)境污染。
1、技術(shù)背景
城市公交客車作為城市公共交通的主要運(yùn)輸車輛,其主要特點(diǎn)是運(yùn)行距離短;車輛平均運(yùn)行速度低,啟動(dòng)頻繁,起步加速快,制動(dòng)及怠速時(shí)間長(zhǎng)(約占整個(gè)運(yùn)行周期的50%);另外我國(guó)南北地區(qū)溫度差別高達(dá)60℃,在-30~35℃間。上述工況導(dǎo)致現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的公交車輛存在能耗大,環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。目前,電動(dòng)車大致分為混合式和純電動(dòng)兩種方式。儲(chǔ)能裝置多以電池為主。主要存在以下問(wèn)題:(1)電池儲(chǔ)能式電動(dòng)客車充電時(shí)間長(zhǎng),充電站占地面積大。目前電池儲(chǔ)能式電動(dòng)客車的充電時(shí)間一般在3~6小時(shí),因此只能在夜間集中充電。按照每條線路40臺(tái)車計(jì)算,每條線路需要一座占地面積在1200~1600m2的充電站。一個(gè)擁有200條線路的繁華城市在市區(qū)中拿出24萬(wàn)平方米~32萬(wàn)平方米的地方建充電站,顯然是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。(2)北方城市冬季氣溫低,電池能量的使用效率低。我國(guó)北方城市夜間最低溫度在-30℃左右,而且大多數(shù)車輛夜間停在道路兩旁,沒(méi)有暖庫(kù),因此夜間低溫充電困難;即使解決了充電問(wèn)題,白天運(yùn)行時(shí)電池的有效輸出能量減少20~40%。(3)動(dòng)力電池的循環(huán)使用壽命短。目前電池儲(chǔ)能式電動(dòng)客車以裝備鋰離子電池為主,在現(xiàn)有技術(shù)下,高壓鋰離子電池組的循環(huán)使用壽命在600次以內(nèi),因此在公交車中的使用壽命為兩年,即在車輛壽命周期內(nèi),每臺(tái)車需要3~4套電池,成本難以接受。(4)城市公交客車?yán)秒姵貙?shí)現(xiàn)增程混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)沒(méi)有實(shí)際意義。增程式混合動(dòng)力車的經(jīng)濟(jì)性能和環(huán)保性能更接近純電動(dòng)車,但前提是車輛每日平均行駛里程在50km以內(nèi)(純電動(dòng)行駛)。城市公交客車每日行駛距離在200~300km,采用增程混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式與采用輕度混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式的效果是相同的,而電池成本是輕度混合動(dòng)力模式的3~5倍。
2、增程式混合動(dòng)力公交車設(shè)計(jì)提出的基礎(chǔ)
針對(duì)電池作為儲(chǔ)能設(shè)備所存在的問(wèn)題,提出了利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能的增程式混合動(dòng)力電動(dòng)客車?yán)砟?。超?jí)電容器的特點(diǎn)是充電快,壽命長(zhǎng),低溫特性好,成本低。它利用超級(jí)電容器的快速充電特性作為增程式混合動(dòng)力客車的儲(chǔ)能裝置,在車輛正常運(yùn)行時(shí),利用終點(diǎn)站的充電設(shè)備充電,然后由超級(jí)電容器驅(qū)動(dòng)車輛行駛到另一個(gè)終點(diǎn)站,再充電后返回,實(shí)現(xiàn)全天純電動(dòng)行駛。當(dāng)車輛在意外情況下,單次運(yùn)行距離超過(guò)15km時(shí)利用車載發(fā)電機(jī)組發(fā)電驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
3、系統(tǒng)的組成
利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能的增程式混合動(dòng)力公交車,主要由底盤,車身,電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),超級(jí)電容器能量包,車載充電裝置,輔助系統(tǒng)和低壓供電系統(tǒng)構(gòu)成。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由主牽引電機(jī)和電機(jī)控制器組成。
超級(jí)電容器能量包由超級(jí)電容器組件,發(fā)電機(jī)組和能源管理系統(tǒng)組成,能量包的輸入輸出端口與開(kāi)關(guān)箱聯(lián)接,開(kāi)關(guān)箱與車載充電機(jī)和電機(jī)控制器(變頻器或斬波器)相聯(lián)接。
車載充電裝置由受電弓,受電弓控制器和車載充電機(jī)組成。
輔助系統(tǒng)由電動(dòng)助力總成,電動(dòng)空壓機(jī)組總成和電動(dòng)空調(diào)機(jī)組構(gòu)成,低壓供電系統(tǒng)由DC/DC逆變器,蓄電池組成。
4、工作模式
功率補(bǔ)償:車輛在離站行駛中,電容器能量包向電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電,電機(jī)控制器根據(jù)駕駛員的控制指令(加速踏板)控制牽引電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩,通過(guò)變速箱和后橋驅(qū)動(dòng)車輪以不同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
能量回饋:當(dāng)車輛滑行或剎車制動(dòng)時(shí),牽引電機(jī)的工作模式由牽引轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電,其發(fā)出的電能由電機(jī)控制器反饋到能量包中的超級(jí)電容器中。
增程行駛:在車輛需要駛離線路到15km以外的地方時(shí),能量包中超級(jí)電容器的電壓因能量消耗下降到充電的設(shè)定值時(shí),能源管理系統(tǒng)在檢測(cè)不到受電弓控制器可以充電的指令時(shí),啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組給電容器充電,并將車輛驅(qū)動(dòng)模式由全電動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為由發(fā)電機(jī)組供電,電容器提供功率補(bǔ)償?shù)尿?qū)動(dòng)模式運(yùn)行。
5、前景展望
利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能的增程式混合動(dòng)力公交車解決了公交車節(jié)能環(huán)保的問(wèn)題,在線路正常運(yùn)營(yíng)時(shí)實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)模式行駛,即減少了能源成本,又降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣排放和車輛行駛噪音。同時(shí)車輛又具備長(zhǎng)距離行駛的能力和低溫行駛能力。利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能的增程式混合動(dòng)力公交車必將成為電動(dòng)汽車行業(yè)上的一個(gè)新的亮點(diǎn)。
6、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,我們可以發(fā)現(xiàn),利用超級(jí)電容器儲(chǔ)能的增程式混合動(dòng)力公交客車,具有現(xiàn)實(shí)意義,可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的,值得多部門加以深入的探討。
關(guān)鍵詞:技能培訓(xùn);考試成績(jī);SPSS軟件
作者簡(jiǎn)介:何琳(1964—),女,廣西玉林人,廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,高級(jí)技師,研究方向?yàn)槁殬I(yè)教育課程與教學(xué)論。
基金項(xiàng)目:本文系廣西新世紀(jì)教改工程重點(diǎn)項(xiàng)目“基于多元學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)理論的高職教育考核模式研究與實(shí)踐”(編號(hào):2011JGZ096,主持人:張良軍)成果之一。
中圖分類號(hào):G710
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1001-7518(2012)14-0095-02
一、研究對(duì)象與研究方法
(一)研究對(duì)象
廣西某高職院校2010-2012屆學(xué)生低壓維修上崗證(即電工上崗證)考試成績(jī)。
(二)統(tǒng)計(jì)法
應(yīng)用SPSS軟件對(duì)2010-2012屆學(xué)生的電工上崗證考試成績(jī)進(jìn)行基本描述性統(tǒng)計(jì),相關(guān)性和差異性統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。
二、電工培訓(xùn)基本情況
學(xué)生在學(xué)校參加電工培訓(xùn),培訓(xùn)結(jié)束后參加由廣西安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局組織的電工上崗證考核,包括理論考核和實(shí)操考核。2010-2012屆共有1647人參加培訓(xùn)和考證,其中2010屆492人,2011屆570人,2012屆585人;男生1502人,女生145人;計(jì)劃內(nèi)培訓(xùn)1223人,計(jì)劃外培訓(xùn)424人;電子應(yīng)用技術(shù)專業(yè)113人,機(jī)電一體化專業(yè)431人,生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)254人,制冷專業(yè)200人,電力專業(yè)106人,電氣自動(dòng)化專業(yè)319人,汽車維修專業(yè)224人。
三、結(jié)果與分析
(一)總體成績(jī)
1.描述性統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,總體理論成績(jī)比實(shí)操成績(jī)要好;成績(jī)偏度和峰度都不趨于零,都不能看成正態(tài)分布,但理論成績(jī)較趨于正態(tài)分布。
2.成績(jī)相關(guān)性??傮w理論成績(jī)與實(shí)操成績(jī)相關(guān)性檢驗(yàn),相關(guān)系數(shù)為0.244,顯著性(雙側(cè))為:0.000,在 0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān),即理論成績(jī)與實(shí)操成績(jī)極其相關(guān)。也就是說(shuō),理論成績(jī)好的學(xué)生實(shí)操成績(jī)就好,相反,理論成績(jī)差的學(xué)生實(shí)操成績(jī)也差。
(二)不同樣板差異性檢驗(yàn)
1.各屆學(xué)生成績(jī)差異性。統(tǒng)計(jì)結(jié)果,三屆學(xué)生的理論成績(jī)有差異,均值:2012屆79.98,2010屆78.42,2011屆71.73。三屆學(xué)生的實(shí)操成績(jī)相差不大,2012屆70.61, 2010屆70.36,2011屆70.34。
采用單因素方差分析,對(duì)不同屆學(xué)生的理論成績(jī)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn):理論成績(jī)存在顯著的屆之間差異(F=143.090,P=0.000)。F統(tǒng)計(jì)量是平均組間平方和與平均組內(nèi)平方和的比,如果控制變量的不同水平對(duì)觀察變量有顯著差異,那么觀察變量組間離差平方和必然大,F(xiàn)值也就比較大;相反,F(xiàn)值也就比較小;F的相伴概率P小于顯著水平,則拒絕零假設(shè),認(rèn)為控制變量不同水平下各總體均值有顯著差異;反之,則認(rèn)為控制變量不同水平下各總體均值沒(méi)有顯著差異[1]。另外,采用LSD法多重比較的結(jié)果表明,三屆之間的相伴概率都小于0.05,說(shuō)明三屆理論成績(jī)之間都存在顯著差別[1]。同理,對(duì)不同屆學(xué)生的實(shí)操成績(jī)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn):實(shí)操成績(jī)不存在顯著屆之間的差異(F=0.151,P=0.860)。對(duì)比檢驗(yàn)結(jié)果得,屆之間理論成績(jī)的差異程度比實(shí)操成績(jī)的要大。
2.男女學(xué)生成績(jī)差異性。統(tǒng)計(jì)結(jié)果,男女學(xué)生的理論成績(jī)相差較大,女生81.02,男生76.24。男女學(xué)生的實(shí)操成績(jī)相差不大,女生71.04,男生70.38。從成績(jī)分布來(lái)看,男生的實(shí)操成績(jī)最不趨于正態(tài)分布,而男生的理論成績(jī)、女生的理論和實(shí)操成績(jī)比較接近正態(tài)分布。另外,分四層(屆、性別、專業(yè)和培訓(xùn)方式)統(tǒng)計(jì)均值表明:2012屆計(jì)劃內(nèi)機(jī)電專業(yè)女生的理論成績(jī)最好,均值89.20;2011屆計(jì)劃外汽修專業(yè)女生的理論成績(jī)最差,均值66.00。2010屆計(jì)劃內(nèi)機(jī)電專業(yè)女生和2011屆計(jì)劃內(nèi)電子專業(yè)女生的實(shí)操成績(jī)最好,均值77.50;2010屆計(jì)劃外制冷專業(yè)女生的實(shí)操成績(jī)最差,均值63.00。
采用兩獨(dú)立樣本T檢驗(yàn),理論成績(jī)的F統(tǒng)計(jì)量6.780,t 檢驗(yàn)結(jié)果:t=-6.725,相伴概率為0.000,小于顯著水平0.05,則男女學(xué)生的理論成績(jī)平均值存在極其顯著差異。同理,實(shí)操成績(jī)的F統(tǒng)計(jì)量2.504,t=-0.817,相伴概率為0.414,大于顯著水平0.05,則男女的實(shí)操成績(jī)平均值不存在顯著差異。對(duì)比T檢驗(yàn)結(jié)果,男女生之間理論成績(jī)的差異程度比實(shí)操成績(jī)的要大。
3.計(jì)劃內(nèi)與計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生成績(jī)差異性。統(tǒng)計(jì)結(jié)果,計(jì)劃內(nèi)與計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生的理論成績(jī)相差不大,計(jì)劃內(nèi)76.97,計(jì)劃外75.76。計(jì)劃內(nèi)與計(jì)劃外學(xué)生的實(shí)操成績(jī)相差較大,計(jì)劃內(nèi)71.71,計(jì)劃外66.78,計(jì)劃外的標(biāo)準(zhǔn)差較大。從偏度和峰度分析結(jié)果看,計(jì)劃內(nèi)的理論成績(jī)最趨于正態(tài)分布,而計(jì)劃外的實(shí)操成績(jī)最不趨于正態(tài)分布。
對(duì)理論成績(jī)采用兩獨(dú)立樣本T檢驗(yàn),F(xiàn)=2.351,t=2.273,t的相伴概率為0.023,小于0.05,拒絕T檢驗(yàn)的零假設(shè),也就是說(shuō),計(jì)劃內(nèi)與計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生的理論成績(jī)平均值存在顯著差異。同理,對(duì)實(shí)操成績(jī)采用兩獨(dú)立樣本T檢驗(yàn),F(xiàn)=7.658,t=7.933,t的相伴概率為0.000,小于顯著水平0.05,拒絕T檢驗(yàn)的零假設(shè),則計(jì)劃內(nèi)與計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生的實(shí)操成績(jī)均值存在極其顯著差異。對(duì)比T檢驗(yàn)結(jié)果可得,計(jì)劃內(nèi)與計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生之間理論成績(jī)的差異程度比實(shí)操成績(jī)的要小。
4.不同專業(yè)學(xué)生成績(jī)差異性。統(tǒng)計(jì)結(jié)果,理論均值排名依次為:電力79.59—生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化78.05—機(jī)電77.60—汽修77.58—電子76.34—電氣74.62—制冷73.73。實(shí)操均值排名依次為:生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化73.95—機(jī)電71.83—電力70.88—電氣70.70—電子69.87—汽修67.43—制冷66.04;根據(jù)7個(gè)專業(yè)理論成績(jī)和實(shí)操成績(jī)偏度與峰度分析結(jié)果比較,生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)實(shí)操成績(jī)的分布最趨于正態(tài)分布,而制冷專業(yè)的實(shí)操成績(jī)最不趨于正態(tài)分布。
采用單因素方差分析,對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的理論成績(jī)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn):理論成績(jī)存在顯著的專業(yè)之間差異(F=9.675,P=0.000)。同理,對(duì)不同專業(yè)學(xué)生的實(shí)操論成績(jī)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn):實(shí)操成績(jī)存在顯著的專業(yè)之間差異(F=20.762,P=0.000)。對(duì)比檢驗(yàn)結(jié)果得,專業(yè)之間理論成績(jī)的差異程度比實(shí)操成績(jī)的要小。
四、結(jié)論
(一)電工上崗證理論成績(jī)和實(shí)操成績(jī)都屬于中等水平,理論成績(jī)比實(shí)操成績(jī)要好,說(shuō)明高職學(xué)理論知識(shí)比操作技能掌握得好。實(shí)操成績(jī)與理論成績(jī)正相關(guān)。兩種成績(jī)偏度和峰度都不趨于零,都不能看成正態(tài)分布,相對(duì)而言,理論成績(jī)較實(shí)操成績(jī)趨于正態(tài)分布。
(二)在理論成績(jī)方面,屆之間存在顯著差異,2012屆最好,2011屆最差;而實(shí)操成績(jī)方面不存在屆之間的顯著差異。另外的研究表明,電工上崗證理論成績(jī)與學(xué)生前期的電工應(yīng)用技術(shù)成績(jī)正相關(guān),說(shuō)明各屆大學(xué)生電工理論基礎(chǔ)有顯著差異,同時(shí)也說(shuō)明,各屆大學(xué)生在電工培訓(xùn)中理論知識(shí)掌握程度有顯著差異,而技能操作培訓(xùn)效果無(wú)顯著差異。
(三)女生比男生的理論成績(jī)和實(shí)操成績(jī)都好,但是理論成績(jī)存在性別間顯著差異,而實(shí)操成績(jī)無(wú)顯著差異。說(shuō)明女大學(xué)生的電工理論基礎(chǔ)比男生的好,還說(shuō)明女生的電工培訓(xùn)效果比男生的好。女大學(xué)生剛進(jìn)入大學(xué)時(shí),實(shí)操技能基礎(chǔ)一般比男生差,但是電工考證的實(shí)操成績(jī)不比男生差,這是女生在大學(xué)期間努力學(xué)習(xí)的結(jié)果,在電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以及電工培訓(xùn)中女生表現(xiàn)都比男生積極。
(四)計(jì)劃內(nèi)比計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生的理論成績(jī)和實(shí)操成績(jī)都要好。理論成績(jī)存在顯著差異性,而實(shí)操成績(jī)存在極其顯著差異性;即實(shí)操成績(jī)的差異性比理論成績(jī)的差異性要大。說(shuō)明計(jì)劃內(nèi)比計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生的電工基礎(chǔ)要好,還說(shuō)明計(jì)劃外培訓(xùn)效果沒(méi)有計(jì)劃內(nèi)的好。
(五)不同專業(yè)學(xué)生的理論成績(jī)和實(shí)操成績(jī)都有差異,而且,實(shí)操成績(jī)的差異性比理論成績(jī)的差異性要大。說(shuō)明不同專業(yè)的電工理論基礎(chǔ)和技能操作基礎(chǔ)有顯著差異,還說(shuō)明不同專業(yè)的電工培訓(xùn)效果不同。
五、建議
(一)要使考試成績(jī)趨于正態(tài)分布,除了加強(qiáng)電工培訓(xùn)單位的科學(xué)性管理外;還要提高考核部門的理論考核和實(shí)操考核的科學(xué)性,可以定期對(duì)理論試卷和實(shí)操試卷進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)修正。2012屆的理論成績(jī)最不趨于正態(tài)分布,應(yīng)該對(duì)2012屆的理論試卷進(jìn)行科學(xué)性分析,如檢查試題區(qū)分度、難度、效度等。三屆學(xué)生的實(shí)操成績(jī)都不成正態(tài)分布,應(yīng)該對(duì)實(shí)操試卷進(jìn)行科學(xué)性分析,除了檢查試題區(qū)分度、難度、效度外,在每年考證前,還應(yīng)對(duì)考評(píng)員進(jìn)行培訓(xùn),這樣可以使考證評(píng)分更具有科學(xué)性。
(二)根據(jù)實(shí)操成績(jī)與理論成績(jī)正相關(guān)的特點(diǎn),可以在前期的電工應(yīng)用技術(shù)或電工電子技術(shù)課程下功夫,要求學(xué)生學(xué)好電工理論知識(shí)為考取電工上崗證做好準(zhǔn)備。還可以在電工培訓(xùn)中,利用各種方法使學(xué)生牢固掌握電工理論知識(shí),進(jìn)而提高學(xué)生的電工實(shí)操技能的水平。
(三)在電工培訓(xùn)中,要加強(qiáng)對(duì)男生的管理,以便提高男生的考試成績(jī),同時(shí)使男生的考試成績(jī)趨于正態(tài)分布。特別要關(guān)心計(jì)劃外培訓(xùn)女學(xué)生,首先,要讓她們克服怕電的心理;其次,培訓(xùn)教師要熱情而耐心對(duì)計(jì)劃外培訓(xùn)的女學(xué)生進(jìn)行理論和操作指導(dǎo);再有,對(duì)她們進(jìn)行榜樣教育,讓考取電工上崗證的女學(xué)生對(duì)正在培訓(xùn)的女學(xué)生傳授經(jīng)驗(yàn)。
(四)加強(qiáng)計(jì)劃外培訓(xùn)班的管理,可以成立臨時(shí)班委會(huì),協(xié)助培訓(xùn)教師管理臨時(shí)培訓(xùn)班的紀(jì)律;還可以采用導(dǎo)生制,即培訓(xùn)教師選出幾位或十幾位平時(shí)成績(jī)好的學(xué)生充當(dāng)指導(dǎo)教師,讓他們與平時(shí)成績(jī)差的學(xué)生組成互助小組,好學(xué)生帶動(dòng)差學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),提高培訓(xùn)效率。另外,增強(qiáng)計(jì)劃外培訓(xùn)教師的責(zé)任意識(shí),對(duì)計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生補(bǔ)習(xí)電工理論知識(shí),增加計(jì)劃外培訓(xùn)學(xué)生的技能操作訓(xùn)練時(shí)間,切實(shí)提高學(xué)生的操作能力,提高技能培訓(xùn)實(shí)效,進(jìn)而使學(xué)生的實(shí)操成績(jī)接近正態(tài)分布。
(五)對(duì)電工基礎(chǔ)差的專業(yè),在電工培訓(xùn)中可以增加輔導(dǎo)時(shí)間;還可以開(kāi)設(shè)電工技能考證網(wǎng)站,讓有意向報(bào)考電工上崗證的學(xué)生瀏覽,讓學(xué)生提前做好準(zhǔn)備,如:學(xué)好電工應(yīng)用技術(shù)或電工電子技術(shù),做好每一個(gè)電工實(shí)驗(yàn);還可以通過(guò)網(wǎng)站學(xué)習(xí)和鞏固電工基礎(chǔ)知識(shí),再有,可以開(kāi)發(fā)電工技能模擬操作實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生上網(wǎng)學(xué)習(xí),以提高學(xué)生的技能操作水平。
關(guān)鍵詞:面向?qū)ο?;程序設(shè)計(jì);Java;教學(xué)方法
作者簡(jiǎn)介:馮中毅(1971-),男,甘肅白銀人,蘭州城市學(xué)院信息工程學(xué)院,副教授;董海棠(1973-),女,甘肅隴西人,蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,副教授。(甘肅 蘭州 730070)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)25-0107-02
面向?qū)ο笫且环N對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行抽象的方法,是程序設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。通過(guò)面向?qū)ο蟮姆椒?,將現(xiàn)實(shí)世界中的事物和關(guān)系抽象成對(duì)象、類、繼承、消息等,在進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象與建模。面向?qū)ο蟮姆椒ㄒ岳诶斫獾姆绞綄?duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)和編程。同時(shí),面向?qū)ο笠材苡行岣呔幊痰男?,通過(guò)封裝技術(shù),消息機(jī)制可以像搭積木一樣快速開(kāi)發(fā)出一個(gè)全新的系統(tǒng)。面向?qū)ο笾饕婕懊嫦驅(qū)ο蟮姆治?、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)和面向?qū)ο蟮膶?shí)現(xiàn)。“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程除了講授面向?qū)ο蟮母拍?、方法之外,更重要的是要選擇一種充分體現(xiàn)了面向?qū)ο蟾拍罴胺椒ǖ某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。該程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)面向?qū)ο蠓治?、設(shè)計(jì)和編碼技術(shù),并為學(xué)生今后的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
Java語(yǔ)言就是一個(gè)很好的選擇,它具有跨平臺(tái)、純粹的面向?qū)ο蟆⑦m合于單機(jī)和網(wǎng)絡(luò)編程等諸多優(yōu)點(diǎn)。在桌面系統(tǒng)(Java SE)、企業(yè)分布式計(jì)算(Java EE)以及嵌入式設(shè)備(Java ME)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上,Java語(yǔ)言都提供了簡(jiǎn)單且高效的解決方案,且Java語(yǔ)言的使用基于免費(fèi)的開(kāi)源代碼。
在講授“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的過(guò)程中,以Java語(yǔ)言作為主要教學(xué)內(nèi)容,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)積累,針對(duì)該課程教與學(xué)中存在的一些問(wèn)題有了一些經(jīng)驗(yàn)和解決方案。包括教材和參考書的選用、面向?qū)ο蟾拍畹闹v授、Java語(yǔ)言教學(xué)的安排、開(kāi)發(fā)環(huán)境的選取、教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的篩選等方面,在文中給出了一些行之有效的方法。
一、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的教學(xué)準(zhǔn)備
1.教材和參考書的選用
選用的教材是否合適,與學(xué)生的學(xué)習(xí)效果密切相關(guān)。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),首先教材要難度適中,否則在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生畏難情緒,甚至過(guò)高估計(jì)學(xué)習(xí)的難度以至于放棄這門課程的學(xué)習(xí)。其次,教材內(nèi)容要及時(shí)更新并有較好的覆蓋面,以避免與當(dāng)前的主流編程實(shí)踐脫節(jié)。最后,教材應(yīng)該配有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,以作為上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)的材料。根據(jù)蘭州城市學(xué)院信息工程學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)學(xué)生的具體情況,選用的教材是《Java2實(shí)用教程(第四版)》和該書配套的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。除教材之外還應(yīng)給學(xué)生推薦一些參考書,以加深和拓寬教學(xué)內(nèi)容,開(kāi)闊學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上的視野。
由于面向?qū)ο蠹癑ava語(yǔ)言與網(wǎng)絡(luò)的密切關(guān)系,給學(xué)生推薦的參考書有《Java程序設(shè)計(jì)之網(wǎng)絡(luò)編程》。該書的內(nèi)容將重點(diǎn)放在了兩個(gè)方面,一個(gè)重點(diǎn)是Java面向?qū)ο蠡A(chǔ)編程,另一個(gè)重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)編程,包括網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Servlet和JSP技術(shù)、Java EE流行框架,有助于學(xué)生對(duì)其主要技術(shù)的了解,有利于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)?!禞ava編程思想(中文版)》選擇國(guó)外經(jīng)典教材作為學(xué)生學(xué)習(xí)的參考書,學(xué)生在閱讀中文版參考書的同時(shí),可以再找來(lái)英文原版教材對(duì)照閱讀,能使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解,也使學(xué)生了解到這一課程在國(guó)外的教學(xué)內(nèi)容。
2.教學(xué)安排
“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程在大三第一學(xué)期開(kāi)設(shè),學(xué)生在此前已學(xué)習(xí)過(guò)C/C++高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等課程,已具備比較全面的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),所以該課程的教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Java語(yǔ)言基礎(chǔ)、JDBC編程、Java網(wǎng)絡(luò)編程。此外Java語(yǔ)言的基本語(yǔ)法類似于C語(yǔ)言,其面向?qū)ο蟮奶卣黝愃朴贑++語(yǔ)言。鑒于此,“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程理論課時(shí)數(shù)為36學(xué)時(shí),上機(jī)實(shí)踐學(xué)時(shí)數(shù)為36學(xué)時(shí),根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐,這樣的安排是比較合理的。
3.開(kāi)發(fā)環(huán)境的選取
Java編程在初學(xué)時(shí)通常選用Java SE提供的Java軟件開(kāi)發(fā)工具箱:JDK(Java Development Kit),是命令行的編程環(huán)境,需要用其他的純文本編輯器來(lái)建立Java源程序。使用Windows自帶的記事本來(lái)編輯源程序,每次都需要打開(kāi)cmd窗口輸入許多命令,如編譯命令、運(yùn)行命令等。這種方式有助于學(xué)生對(duì)于Java程序的編輯、編譯和運(yùn)行過(guò)程的理解,但缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的。從編輯到運(yùn)行程序的過(guò)程非常繁瑣,源代碼中的錯(cuò)誤不易發(fā)現(xiàn),如果編寫的是Applet程序,還要另外編寫html文件。雖然目前也有許多很好的Java集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(Integrated Development Environment,IDE)可用,例如NetBeans、MyEclipse等,但這些系統(tǒng)界面復(fù)雜,運(yùn)行緩慢,耗費(fèi)內(nèi)存,而且會(huì)屏蔽掉一些知識(shí)點(diǎn),不利于Java語(yǔ)言的初學(xué)者。在Java語(yǔ)言學(xué)習(xí)的后期,可以再去熟悉和掌握一個(gè)流行的Java集成環(huán)境,如上面提到的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。當(dāng)前MyEclipse開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用者較多。
在教學(xué)中,教師使用了一種既簡(jiǎn)單又方便Java初學(xué)者使用的Java程序編輯器JCreator。首先安裝JDK,然后安裝JCreator,安裝完畢后需要簡(jiǎn)單的配置。方法如下:在菜單的Configure中選擇Options,出現(xiàn)Options對(duì)話框,選擇JDK Profiles,點(diǎn)New命令按鈕,選擇JDK的安裝目錄。按此方法配置后,還可適當(dāng)優(yōu)化JCreator的Java開(kāi)發(fā)環(huán)境,使它更適于編輯、編譯、運(yùn)行、調(diào)試Java程序。在講授到Java網(wǎng)絡(luò)編程的內(nèi)容時(shí),再介紹Eclipse和MyEclipse的安裝和使用。
二、教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重組
根據(jù)“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的后續(xù)課程及學(xué)生未來(lái)職業(yè)的需求,在教學(xué)實(shí)踐中將課程內(nèi)容劃分為五個(gè)模塊,分別為Java語(yǔ)言基礎(chǔ)、面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)技術(shù)、Java核心類庫(kù)和集合框架、JDBC編程、Java網(wǎng)絡(luò)編程。主要知識(shí)點(diǎn)及學(xué)時(shí)分配如表1所示:
對(duì)于以上知識(shí)點(diǎn)的上機(jī)實(shí)踐教學(xué),采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法,學(xué)生上機(jī)實(shí)踐的關(guān)鍵是要找到合適的任務(wù)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。任務(wù)要既能夠體現(xiàn)核心知識(shí)點(diǎn),又能夠應(yīng)用于實(shí)際中。所以選取有價(jià)值的實(shí)例作為學(xué)生的上機(jī)任務(wù),就能使學(xué)生積極地參與到教與學(xué)的過(guò)程中。根據(jù)以上分析,在表2中列出了與表1五個(gè)模塊的各知識(shí)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的上機(jī)任務(wù)。
三、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的教學(xué)方法改革
教學(xué)中的兩條主線就是理論和實(shí)踐。在理論課的教學(xué)中要重視選取恰當(dāng)?shù)陌咐?,通過(guò)對(duì)小型案例的講解分析,讓學(xué)生分層次地理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的理論知識(shí)和Java語(yǔ)言的內(nèi)容。再通過(guò)讓學(xué)生獨(dú)立或在教師指導(dǎo)下完成與理論內(nèi)容緊密聯(lián)系的上機(jī)任務(wù),鞏固所學(xué)知識(shí),提高實(shí)踐技能,加深對(duì)理論知識(shí)的理解。
五個(gè)教學(xué)模塊中的相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)與上機(jī)實(shí)踐任務(wù)是按照由易到難來(lái)安排的,在教學(xué)中是分階段按步驟地讓學(xué)生掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的知識(shí)和技術(shù)。在理論課的教學(xué)中首先通過(guò)小的案例介紹理論知識(shí),再通過(guò)上機(jī)課中的任務(wù)來(lái)鍛煉實(shí)踐技能。在這一過(guò)程中學(xué)生不僅能學(xué)到知識(shí)和技能,還能體驗(yàn)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展歷程,積累更多的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和職業(yè)素養(yǎng)。
在理論課和上機(jī)實(shí)踐課兩個(gè)教學(xué)情境中,樹(shù)立學(xué)生是學(xué)習(xí)主體的意識(shí),讓學(xué)生全程主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程。案例解析式的理論課教學(xué)情境,教師提出問(wèn)題,學(xué)生能主動(dòng)分析問(wèn)題并提出解決方案,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。上機(jī)實(shí)踐課堂上,任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)情境充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極性,在教師的指導(dǎo)下或?qū)W生獨(dú)立完成任務(wù)都更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感,幫助學(xué)生樹(shù)立起完成下一階段任務(wù)的信心,大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)效果。
四、結(jié)束語(yǔ)
“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”課程的教學(xué)過(guò)程中,必須要兼顧理論與實(shí)踐的教學(xué),提高學(xué)生參與度。在教學(xué)內(nèi)容的安排上要體現(xiàn)出由易到難,知識(shí)與技能并重的特點(diǎn)。教材和參考書的選擇不但要考慮教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性,更要考慮學(xué)生的特點(diǎn)。文中的這些做法及安排經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明可以有效地提高教學(xué)效果,在后續(xù)的具有類似知識(shí)體系的課程中(如Java EE課程等)也可推廣。
參考文獻(xiàn):
[1]耿祥義,張躍平.Java2實(shí)用教程[M].第四版.北京:清華大學(xué)出版社,2012.
關(guān)鍵詞:EDA;電子技術(shù);教學(xué)方法;改革
作者簡(jiǎn)介:習(xí)聰玲(1979-),女,陜西渭南人,嘉興學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,講師。(浙江嘉興314001)
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)12-0095-02
一、“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂教學(xué)改革背景和意義
1.課堂教學(xué)改革背景
“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程是高等學(xué)校工科測(cè)控專業(yè)、電信專業(yè)及電氣專業(yè)等學(xué)科專業(yè)本科生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程,是進(jìn)一步學(xué)習(xí)“微機(jī)原理”、“高頻電子技術(shù)”等課程的基礎(chǔ)。根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》(以下簡(jiǎn)稱《綱要》)方案的思考,對(duì)高等教育提出了新的發(fā)展要求:高等教育承擔(dān)著培養(yǎng)高級(jí)專門人才、發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化、促進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的重大任務(wù)。提高教學(xué)質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù),是建設(shè)高等教育強(qiáng)國(guó)的基本要求。著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識(shí)豐富、本領(lǐng)過(guò)硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才。牢固樹(shù)立主動(dòng)為社會(huì)服務(wù)的意識(shí),全方位開(kāi)展服務(wù)。推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合,加快科技成果轉(zhuǎn)化,規(guī)范校辦產(chǎn)業(yè)發(fā)展。適應(yīng)國(guó)家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,建立動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制,不斷優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)。優(yōu)化學(xué)科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu),促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合。為深入貫徹《綱要》的指導(dǎo)精神,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,亟需深化教育教學(xué)改革,創(chuàng)新教育教學(xué)方法,探索多種培養(yǎng)方式,以適應(yīng)國(guó)家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求、學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要。
2.課堂教學(xué)改革意義
人類步入21世紀(jì),進(jìn)入信息時(shí)代。課堂教學(xué)也要適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展?!罢n堂實(shí)踐式教學(xué)模式”教學(xué)注重基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐相結(jié)合,有助于激發(fā)學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的同時(shí),注重實(shí)踐環(huán)節(jié),提升工科學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)、動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力,從基礎(chǔ)理論教學(xué)開(kāi)始培養(yǎng)工科學(xué)生的工程應(yīng)用觀念。“課堂實(shí)踐式教學(xué)模式”就是借助虛擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真工具,將工程實(shí)踐和工程應(yīng)用中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和實(shí)踐過(guò)程引入課堂,使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論的同時(shí),自然參與到理論的實(shí)驗(yàn)來(lái)源和工程應(yīng)用的探索過(guò)程?!罢n堂實(shí)踐式教學(xué)模式”確定了以應(yīng)用為目的,理論聯(lián)系實(shí)際的工程教育理念,重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力,力求使課堂發(fā)生如下轉(zhuǎn)變:由課堂的單純理論教學(xué)模式向理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變;學(xué)生由理論學(xué)習(xí)只知其因的書生形式向?qū)嵺`教學(xué)的既知其因又知其用的工程應(yīng)用形式轉(zhuǎn)變;教法由師講生聽(tīng)的“理論推導(dǎo)”方式向師生在課堂共同實(shí)驗(yàn)的“理論―實(shí)驗(yàn)―理論―應(yīng)用”方式轉(zhuǎn)變,目的是使學(xué)生由單一地掌握學(xué)科理論型向綜合學(xué)會(huì)工程應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。
二、EDA 技術(shù)引入的必要性
“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程包括“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”兩門課程,“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)采用的仍然是傳統(tǒng)的教學(xué)方法:教師片面追求課程的理論性和系統(tǒng)性,過(guò)分強(qiáng)調(diào)了基本原理、基本定律的來(lái)源、釋義、驗(yàn)證或推導(dǎo)過(guò)程,然后通過(guò)一定的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)鞏固所學(xué)內(nèi)容。教師在課堂上往往是填鴨式教學(xué),黑板、粉筆和講解就是課堂的全部?jī)?nèi)容。此外,因課程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與應(yīng)用實(shí)踐脫節(jié),學(xué)生往往不知學(xué)為何用,在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏足夠的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。EDA 技術(shù)改善電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)將EDA 技術(shù)引入教學(xué),可以使一些語(yǔ)言和文字難以表達(dá)或難以理解的現(xiàn)象、復(fù)雜的變化過(guò)程,通過(guò)EDA 的模擬隨時(shí)以圖形、表格及曲線顯示出來(lái)。學(xué)生在此過(guò)程中,可以不斷修改電路和參數(shù),即時(shí)觀察輸出效果,以加深對(duì)電子線路本質(zhì)的理解,全面掌握所學(xué)內(nèi)容。這樣,不僅增加了教學(xué)的層面,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,而且還可以收到事半功倍的效果。另一方面,由于電子技術(shù)課程本身的特點(diǎn):內(nèi)容多而雜、知識(shí)面廣。[1]
EDA是Electronic Design Automation電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的縮寫,是隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的一種高級(jí)、快速、有效的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具。其以實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具,融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)的最新成果,自動(dòng)完成用軟件的方式設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真,直至完成對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作。EDA 技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用軟件主要有EWB、PSPICE、protel99、Max+Plus II、QuartusII、ActiveHDL、Modelsim 等。它們的共同特點(diǎn)是自動(dòng)化、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、功能豐富完善、開(kāi)放性和交互性良好。將EDA 技術(shù)引入教學(xué),可以使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電子線路實(shí)際化,并可以不斷地修改電路和參數(shù),即時(shí)觀察輸出結(jié)果,以加深對(duì)電子線路本質(zhì)的理解,全面掌握所學(xué)內(nèi)容。這樣,不僅改變傳統(tǒng)教學(xué)中理論與實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)的問(wèn)題,還提高學(xué)生學(xué)的興趣,能收到事半功倍的效果。因此,引入EDA 技術(shù),改革和優(yōu)化“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)已經(jīng)成為必然。
三、“電子基礎(chǔ)基礎(chǔ)”課程課堂實(shí)踐式教學(xué)模式的實(shí)施過(guò)程
“課堂實(shí)踐式教學(xué)模式”主要引入課堂虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式,針對(duì)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的基礎(chǔ)理論、基本概念和基礎(chǔ)應(yīng)用,在課堂上通過(guò)實(shí)驗(yàn)形式進(jìn)行驗(yàn)證,并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程討論理論的適用范圍、參數(shù)變化和影響關(guān)系,通過(guò)課堂對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程討論激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂學(xué)習(xí)氣氛,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。[2]
1.“電子技術(shù)基礎(chǔ)”基本概念
“電子技術(shù)基礎(chǔ)”是電氣、電子信息和測(cè)控專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,“三基”教學(xué)是課程的重點(diǎn),即培養(yǎng)學(xué)生的基本概念、基礎(chǔ)理論和基本技能。在電子技術(shù)中存在有較多的基本概念,如康華光《模擬電子技術(shù)》教材的第三、四章和第七章,提出的PN結(jié)的形成、小信號(hào)模型、正負(fù)反饋,以及在《數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)》教材中第四、六章介紹的競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象、161芯片形成的計(jì)數(shù)器基本概念。在原有教學(xué)模式下介紹這些內(nèi)容時(shí)往往比較抽象,學(xué)生難以理解這些看不到、摸不到的東西。引入驗(yàn)證性EDA仿真和動(dòng)態(tài)軟件顯示的教學(xué)方法,使學(xué)生看到這些原理的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及這些概念的實(shí)際現(xiàn)象,并可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀看到RC電路如何振蕩出正弦波并如何轉(zhuǎn)化為三角波和矩形波。更直觀地看到161等芯片構(gòu)成的計(jì)數(shù)器如何計(jì)數(shù),以及人們生活中的數(shù)字鐘如何來(lái)工作的。這些對(duì)學(xué)生都比較抽象,如果能通過(guò)EDA教學(xué)軟件仿真就可以讓學(xué)生有一定的認(rèn)識(shí),同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)本門課程的興趣。[3]
2.在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論應(yīng)用中引入應(yīng)用案例
“電子基礎(chǔ)基礎(chǔ)”是一門專業(yè)基礎(chǔ)課,其涉及的很多內(nèi)容可直接作為后續(xù)課的應(yīng)用基礎(chǔ),或直接在工程中實(shí)際應(yīng)用,如《模擬電子電路》教材中的第七、八章中反饋放大電路、功率放大電路,放大電路的最大功率輸出等實(shí)際工程應(yīng)用問(wèn)題,第三章的RC電路在工程中可用作延時(shí)器、振蕩器等應(yīng)用,第十章整流二極管在線性電源中的應(yīng)用等等。在《數(shù)字電子電路》中多諧振蕩器和和555定時(shí)器都是經(jīng)常在工程領(lǐng)域中用到的。但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中很少涉及如何運(yùn)用《電子基礎(chǔ)基礎(chǔ)》的這些知識(shí),學(xué)生在學(xué)習(xí)了電子技術(shù)基礎(chǔ)后,往往只是掌握了這些理論知識(shí),而不知如何將這些理論應(yīng)用的工程中去,解決工程實(shí)際問(wèn)題。在課堂實(shí)踐式教學(xué)模式中插入應(yīng)用案例的虛擬實(shí)踐,可使學(xué)生在掌握理論的同時(shí),學(xué)會(huì)如何去應(yīng)用這些理論。例如可以組織一些電子設(shè)計(jì)比賽,這樣學(xué)生就可以把電子技術(shù)的理論和單片機(jī)結(jié)合在一起,做出一些電子產(chǎn)品,或者實(shí)現(xiàn)一些邏輯功能。給學(xué)生提出了工程應(yīng)用中的難題就存在于基本理論中的概念。
四、應(yīng)用案例舉例
對(duì)于RC正弦波振蕩電路,電路的構(gòu)成如圖1所示。
由此引申出信號(hào)源電路,以下是設(shè)計(jì)信號(hào)源電路,如圖2,這樣可以在課堂上通過(guò)EDA仿真讓同學(xué)有更直觀的概念,如圖3。
五、課堂教學(xué)改革預(yù)期目的與實(shí)施效果
基于EDA的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂實(shí)踐式教學(xué)模式改革將針對(duì)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的這些基礎(chǔ)概念與工程應(yīng)用要點(diǎn),設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)虛擬實(shí)驗(yàn)案例,在課堂上演示、討論,豐富“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂內(nèi)含。預(yù)期通過(guò)兩年的課程教學(xué)改革,使“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的所有基本概念、基礎(chǔ)定律和理論應(yīng)用結(jié)點(diǎn)多建立相應(yīng)的EDA和應(yīng)用案例程序,在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”的所有課堂中引入基于虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的教學(xué)模式。
參考文獻(xiàn):
[1]康華光,陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2005.
關(guān)鍵詞:教學(xué)設(shè)計(jì);Premiere cs5;遮罩效果
中圖分類號(hào):TP317.4
1 教學(xué)設(shè)計(jì)
1.1 教學(xué)內(nèi)容分析。本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容是Premiere“應(yīng)用遮罩”一章中的內(nèi)容,主要內(nèi)容是利用Premiere軟件自帶的遮罩效果制作出精美的視頻。通過(guò)具體的例子引出新授課的內(nèi)容,讓學(xué)生理解“遮罩”的含義以及它的使用方法,通過(guò)探索研究,使學(xué)生逐步掌握動(dòng)感視頻制作的技巧。本課參考教材為《中文版Premiere Pro cs5多媒體制作實(shí)用教程》,該書由聶竹明、蔡冠群等編著,清華大學(xué)出版社出版。本次課教學(xué)參考時(shí)間為2學(xué)時(shí)。
1.2 教學(xué)對(duì)象分析。本課學(xué)習(xí)對(duì)象為中職類學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)二年級(jí)學(xué)生,他們已經(jīng)對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程,如Photoshop、Flash等有所了解能進(jìn)行相應(yīng)操作,同時(shí)具備一些自我創(chuàng)新的能力,但仍離不開(kāi)老師的主導(dǎo)作用。中職計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生由于課程設(shè)置需要,他們的動(dòng)手實(shí)踐很強(qiáng),思維活躍,通過(guò)一年多的學(xué)習(xí),能夠熟練使用一些計(jì)算機(jī)軟件,并對(duì)Premiere有極大的興趣,希望通過(guò)對(duì)該軟件的學(xué)習(xí)能制作出質(zhì)量較高的視頻作品。學(xué)生在本次課之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了Premiere cs5的基礎(chǔ)知識(shí),能制作出簡(jiǎn)單的視頻切換、視頻運(yùn)動(dòng)效果、視頻特效,并對(duì)幀、軌道、序列等專業(yè)名詞有初步了解,但理解不夠充分,還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
1.3 教學(xué)目標(biāo)。(1)知識(shí)與技能。能夠熟練使用各種遮罩效果,用語(yǔ)言準(zhǔn)確清晰地描述各種遮罩的基本原理及制作方法;能夠熟練使用軟件制作出該課所講的例子;靈活使用該課所講授的知識(shí)和技巧制作出好的動(dòng)感視頻;(2)過(guò)程與方法。在分析、探索、制作視頻的過(guò)程中充分體會(huì)各種遮罩的效果不同之處,掌握遮罩的原理;通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐,完成老師講解的視頻例子,通過(guò)理論和實(shí)際相結(jié)合,在實(shí)際操作中掌握各種遮罩效果的使用并加以理解;(3)興趣與成就感。通過(guò)親自動(dòng)手操作和主動(dòng)探索,感受運(yùn)用Premiere制作視頻的樂(lè)趣,體驗(yàn)完成視頻的成就感;樹(shù)立了學(xué)生的自信心;激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和探究的能力。
1.4 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。(1)重點(diǎn):遮罩的概念和遮罩原理及使用方法;(2)難點(diǎn):各種遮罩效果的使用;“遮”的原理;哪些對(duì)象可以作為遮罩。
1.5 教學(xué)方法。教學(xué)方法:講授法、演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、自主探究法。
1.6 教學(xué)設(shè)備。計(jì)算機(jī)、多媒體網(wǎng)絡(luò)教室軟件、投影機(jī)、CAI課件。
1.7 設(shè)計(jì)理念。通過(guò)生動(dòng)精美的例子導(dǎo)出本課,通過(guò)對(duì)兩個(gè)教學(xué)視頻實(shí)例的分析,在學(xué)生理解了遮罩原理的基礎(chǔ)上展示形象化的實(shí)例(雷達(dá)掃描效果),進(jìn)行逐步遞進(jìn)式的任務(wù)驅(qū)動(dòng),讓學(xué)生主動(dòng)探索研究,使學(xué)生充分掌握和理解遮罩的原理、制作方法及操作技巧,出淺入深地掌握所學(xué)知識(shí)。
2 教學(xué)過(guò)程
2.1 情景導(dǎo)入,引出新課。老師用紙筒觀察周圍環(huán)境,用手電打光在每個(gè)墻上或?qū)W生身上,讓學(xué)生體會(huì)這種效果,老師講述“坐井觀天”的故事。學(xué)生在聽(tīng)過(guò)故事之后分組討論,總結(jié)兩個(gè)實(shí)例中的相同點(diǎn)和不同點(diǎn),老師補(bǔ)充并總結(jié),從而引出本課內(nèi)容―遮罩的使用。此環(huán)節(jié)的目的在于讓學(xué)生通過(guò)身邊的具體事物體會(huì)遮罩應(yīng)用的原理,學(xué)生在分組討論中,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣,吸引他們的注意力,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)自主性,利于導(dǎo)入新課。
2.2 分析案例,探索新知。觀看兩個(gè)例子,說(shuō)明遮罩的原理,遮罩是一個(gè)輪廓,為對(duì)象定義遮罩后,將建立一個(gè)透明區(qū)域,該區(qū)域顯示其下層圖像。使用遮罩透明方式需要為透明對(duì)象指定一個(gè)遮罩對(duì)象。老師對(duì)實(shí)例提出問(wèn)題:(1)要產(chǎn)生遮罩效果,有幾種方法?在同一軌道中可否實(shí)現(xiàn)?和Flash有什么不同?(2)需要多條軌道做遮罩時(shí)各條軌道之間的關(guān)系如何?(3)視頻中遮罩軌道和被遮罩軌道中分別有什么對(duì)象?被遮罩軌道的內(nèi)容是什么?(4)兩個(gè)例子中都是文字,但遮罩效果有什么不同?(5)如何讓遮罩軌道內(nèi)容運(yùn)動(dòng)起來(lái)?
學(xué)生通過(guò)觀察對(duì)視頻進(jìn)行分析,回答老師提出的問(wèn)題。老師引導(dǎo)學(xué)生回答并進(jìn)行補(bǔ)充,最后對(duì)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)。明確指出Premiere中的遮罩和Flash中不一樣,F(xiàn)lash中需要兩個(gè)圖層,一個(gè)是遮罩層,提供形狀,另外一層是被遮罩層,提供被遮擋的內(nèi)容,而Premiere是利用特效實(shí)現(xiàn)遮罩效果,有圖像遮罩、軌道遮罩、差異遮罩、移除遮罩、16無(wú)用信號(hào)遮罩、8無(wú)用信號(hào)遮罩、4無(wú)用信號(hào)遮罩7種方式。軌道遮罩需要兩條以上軌道,圖像遮罩只要一條軌道中有內(nèi)容就可以。
2.3 自主探究,親身實(shí)踐。在學(xué)生理解并掌握遮罩基本使用方法后,引導(dǎo)學(xué)生利用遮罩效果實(shí)現(xiàn)玫瑰心的動(dòng)態(tài)效果。(1)老師展示“玫瑰心”視頻,預(yù)留問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)視頻進(jìn)行分析;1)制作該視頻需要幾條軌道?并敘述一下簡(jiǎn)要的制作過(guò)程。2)遮罩層是什么對(duì)象?3)“心”如何動(dòng)起來(lái)?學(xué)生通過(guò)觀察視頻進(jìn)行討論,研究出實(shí)現(xiàn)遮罩效果的方法;學(xué)生在計(jì)算機(jī)上邊操作邊討論,根據(jù)老師講授的內(nèi)容制作這個(gè)遮罩效果,老師加以引導(dǎo),學(xué)生思路豁然開(kāi)朗。老師總結(jié),重點(diǎn)指出心“動(dòng)”的關(guān)鍵是被遮罩圖片位置的改變;(2)老師引導(dǎo)學(xué)生利用其他遮罩鍵做出其它遮罩效果,看看有什么不同?學(xué)生經(jīng)過(guò)對(duì)比觀察,做出相應(yīng)結(jié)論。學(xué)生親手實(shí)踐,完成各種遮罩的效果;(3)老師展示“水珠視頻”實(shí)例,提出問(wèn)題。1)此例中遮罩效果要用到工具,是鋼筆工具簡(jiǎn)單還是圓形工具簡(jiǎn)單?2)遮罩效果中“合成方式”中選用“Luma遮罩”還是“Alpha遮罩”效果好?學(xué)生觀察并分析,討論后動(dòng)手操作總結(jié)出:利用圓形工具較為簡(jiǎn)單,“合成方式”中選用“Luma遮罩”效果更好。
此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)在于,通過(guò)形象逼真的視頻效果引導(dǎo)學(xué)生對(duì)遮罩各種方法的使用,在原視頻基礎(chǔ)上激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)一步修改完善自己的作品,通過(guò)討論培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和協(xié)作意識(shí),通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行“舉一反三”,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的自學(xué)能力。
2.4 評(píng)價(jià)總結(jié),提高認(rèn)識(shí)。學(xué)生上機(jī)操作結(jié)束后,互相點(diǎn)評(píng)視頻效果,老師給予總結(jié)。好的視頻作品上傳到學(xué)校網(wǎng)站。此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)在于,通過(guò)學(xué)生互相點(diǎn)評(píng),讓學(xué)生對(duì)自己在本節(jié)課的學(xué)習(xí)成果有一個(gè)正確的認(rèn)知,在作品對(duì)比中找到自己存在的不足和差距,把好的視頻作品上傳學(xué)校網(wǎng)站,樹(shù)立學(xué)生的自信心和成就感,提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。
2.5 總結(jié)教學(xué),拓展任務(wù)。教師總結(jié)本課教學(xué)內(nèi)容,針對(duì)本課所講知識(shí)安排課后作業(yè),讓學(xué)生在網(wǎng)上或其他途徑找一些視頻作品,分析哪些地方用到遮罩,采用哪種遮罩方法,期望同學(xué)們能夠靈活運(yùn)用,制作出更好的視頻作品。學(xué)生通過(guò)老師的點(diǎn)評(píng)和總結(jié),認(rèn)真完成拓展任務(wù)。此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)在于,通過(guò)總結(jié)讓學(xué)生能夠正確認(rèn)識(shí)自己的不足和差距,明確學(xué)習(xí)目標(biāo),端正學(xué)習(xí)態(tài)度,調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)興趣,鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)Premiere軟件,發(fā)揮他們的創(chuàng)新能力。
3 教學(xué)反思
本課先預(yù)設(shè)情景,引出實(shí)例,讓學(xué)生通過(guò)觀察提出需要解決的問(wèn)題,從而引出本課所講授的學(xué)習(xí)內(nèi)容;學(xué)生經(jīng)過(guò)自由討論、分析,親自動(dòng)手上機(jī)操作完成實(shí)例解決提出的問(wèn)題。整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)層層遞進(jìn),逐步激發(fā)學(xué)生的探索意識(shí)、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,讓學(xué)生由被動(dòng)的聽(tīng)課者成為課堂教學(xué)中的主導(dǎo)者。整節(jié)課學(xué)生處于探究狀態(tài),充分發(fā)揮學(xué)生之間的相互合作的能力。部分學(xué)生可以順利完成教學(xué)任務(wù),個(gè)別學(xué)生需要降低任務(wù)難度,適當(dāng)進(jìn)行分層教學(xué)。
本課教學(xué)已在課堂中實(shí)踐,取得較好的教學(xué)效果,基本達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
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[2]降華,王雷.《FLASH遮罩動(dòng)畫制作》教學(xué)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用,2013(03):283-284.
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榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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