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在授课中发现,各门专业基础课之间虽然有着学科界线,但知识点有交集,内容上有扩展.比如,在《大学物理》与《普通化学》课程中都会涉及到热力学定律,这不仅是物理课的重点内容,同时也是化学课的重要基础理论.再如《普通化学》的结构化学一章中微观粒子运动遵循量子化规律的内容是学生理解《分析化学》原子发射光谱法的知识基础,同时该内容又属于原子物理的范畴.但由于课程的开设顺序有先后,同一部分内容在不同的课程中所担当的“角色”又不同,各科教师在授课中对其讲解深浅度、难易度、侧重点各有不同,学生每次学习不是恰似“蜻蜓点水”就是只见“冰山一角”,这往往会导致学生虽然在多门课程中都学习过同一知识,但是对知识的掌握和理解不扎实、不全面,这便很容易在学生的知识结构中留下盲点和疑问,甚至会导致概念间的混淆,不利于达到预期的教学效果,更不利于今后专业课的学习.基于刑事科学技术专业基础课程之间在内容上的联系,可以根据授课的先后顺序,在课程设计上对共同涉猎的教学内容进行系统的归纳整理.在先开设的专业基础课中对该类内容进行宏观的介绍和学科重点方面的讲授,而在后开设的课程中教师要有意识的引导学生回顾,运用知识迁移的方法揭示新旧知识之间的内在联系和区别,在专业基础课之间建立知识纽带,从而达到预期的教学效果,并为专业课学习打下坚实基础.
2加强与刑事科学技术专业课之间的联系,改进教学方法与手段
专业基础课的学习会先于专业课,这虽然符合教学规律,但对于学生来说,由于对专业知识的不了解,无法真切的体会到专业基础课的必要性和基础作用.例如:在《分析化学》课程的第十二章专门介绍气相色谱分析技术,多数教材主要介绍色谱分析技术产生的历史、装置的结构及原理,而对其在刑事科学技术工作中的应用极少涉猎.因此,学生无法了解其实际用途与学习意义,常常导致学习懈怠.为了调动学生的积极性,扩展学生视野,在实际教学中我们可以举以下案例来辅助教学:“在一起恶性杀人案件中,犯罪分子以硫酸和硝酸将多名被害人尸体化为液体随下水道冲走,事后现场勘验检查员在毁尸现场的地沟内发现了数团油状粘稠状的物质,经技术人员初步判断粘稠物可能是脂肪,如何判通过气相色谱的方法来判断粘稠物是否属于人类脂肪[2]?”通过这一案例,我们可以运用PBL教学法引导学生运用《普通化学》中脂类的化学性质来解决这一问题.因为脂肪不容易气化,无法直接使用气相色谱法分析,所以先将脂肪水解,再进行甲基化得到脂肪酸甲酯(图1),然后使用裂解甲基化气相色谱法对其进行分析鉴定,得到的色谱图与人体脂肪的色谱图完全相同(不同种类动物脂肪气相色谱图谱会有明显的差异[3]),进而确定粘稠物正是人的脂肪溶解后被扔进下水道所致。此案例除了可以采用PBL教学方法以外,还可以通过精心设计运用案例教学法,开展课堂讨论和分析,从而提高学生分析问题和解决问题的能力,在实际应用中取得了极好的效果.既加强了专业基础课与专业课之间的联系,又可以极大的调动学生的学习兴趣与主动性,使学生感受到专业基础知识在专业课程中的指导价值,领悟到专业基础知识是公安实践工作的理论基础.实践证明,在专业基础课的教学中,只要在课堂中稍稍涉及一些专业领域的内容,都会极大的激发学生的学习兴趣,使学生思维更活跃,课堂参与意识更高,对相应知识点理解更透彻、记忆更深刻,并且会使更多的学生愿意主动的进行课前查阅与预习,从而达到新旧知识的融汇贯和培养学生的独立性和创造性的目的.同时这种方法还可以为灵活教学方式、培养学生综合能力提供良好的载体,使教师有更大的发挥空间去改进教学方法与手段.
3在教育教学中加强对学生科学精神的培养及人文素质教育
关键词:生物工程;人工生命;组织工程;人工组织;人工器官
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095
0 引言
从广义层面上来说人工生命即为具备有人的生命指征、功能、结构以及外在形象的人工制造系统,是人对于自然生命的一种模拟与拓展。广义上的人工生命是多门学科合并之后的产物。一般认为人工生命学科是由生物科学技术与工程科学技术所结合而产生出的一门学科。下文将主要就针对材料技术型生物医学工程与组织工程、人工生命间的相关性,以及材料技术型生物医学工程、组织工程、人工组织及器官展开具体的论述。
1 材料技术型生物医学工程
此种工程学科的主要研究目标即为各类生物材料及人工器官组织,其中就涵括了组织工程学科。在此方面研究工作中涵括有材料科学、生物科技、化学、信息技术、计算机技术、医学以及生命科学等多门学科的基础知识。
生物材料也就是对于生物体进行临床诊治以及将其受损组织器官替换下来,亦或是增强人体某一部分功能的材料,因此就必须要求其能够植入到人体当中并不出现排异反应,确保活体细胞可以在此材料之上自然生长。生物材料亦可被视作构成人工组织与器官的核心材料。生物医学材料在未来一段时期的主流发展趋势,即为给予组织工程的发展提供优势特性显著的活性生物材料,应确保其具备良好的生物相容特点;亲水特性;性;预防组织粘附特性;抗炎特性;抗凝特性等。以保障活体细胞能够在所制成的人工材料上生长并对病变组织起到良好的改善、恢复效果,使之免疫识别与生物催化性能得以有效提高。
依据生物医学材料的属性可将之主要划分为以下几种:
(1)无机非金属生物材料。①同人体组织力学间具备良好的相容性,同时还可改善组织生长的材料。②具备人体有机以及无机结构的复合型材料。
(2)金属生物材料。①毒性较低,弹性模量更加符合入骨特点的合金材料。②各种植入人体当中的器械材料,如较为常见的人工关节、种植牙、心脏支架等。③接入性诊治所采用的医疗器械设备如官腔支撑架、引导丝等。
(3)生物医用高分子材料。①可将血液之中的毒副物质吸出的材料。②能够在临床上应用于免疫性病症治疗的材料。
2 组织工程与人工组织
目前临床上所面临的主要医学问题当中主要就包括了组织与器官的衰竭、损伤,而临床上在应对此类问题时所较常采用的措施方法主要包括以下三方面:
(1)自体移植。由人体自身的部分组织来对损伤位置进行修复,例如,对面部皮肤大面积烧伤患者进行面部手术修复时通常会取其自身大腿位置的皮肤来进行修复损伤组织。
(2)异体移植。例如,某患者在遭遇意外事故时,家属自愿将其身体部分组织如眼角膜、肾脏等组织捐献给有需要的人。然而此种情况时常会出现异体组织的兼容性问题,同时需要被捐助的人员与每年的捐献人数相比差距过大,供体不足情况十分显著。
(3)人工器官。这种方式能够彻底解决供体不足的情况,但是其目前所存在的问题也是十分显著的即异体反应与感染情况十分明显,绝大多数的患者在接受器官移植后都是应各类感染致死。
对此人们也就设想若是能够采用母体细胞以及生物降解材料在人体当中构建起新的组织器官,也就是进行结构组织,代谢组织以及细胞系统的重新建构。目前这一设想已经不再是仅存在于人们脑海之中的假想,而已经走进了现实生活当中,可以预见组织工程的发展必将会促成这一设想的实现。
当前,组织工程研究的主要内容即为:适宜的母体细胞来源;能够为细胞粘附生长提供空间的细胞外基质;可应用在促进细胞组织再生长的因子;以及组织间的相容性。
开展组织工程通常会应用以下三种策略:(1)细胞以及生物材料的杂化体系,例如由小块活体组织将特异细胞分离出来,通过体外扩散增大之后种植于生物相容性较好同时能够生物降解的聚合物所建立起的多孔支架当中,在体外培养一段时间后可将细胞和支架结构置入于患者体内;伴随着组织缺损部位的重新构建,聚合物将会逐渐降解并消失。(2)仅具备生物降解材料体系,借助于生物生长方式促使细胞成长为多孔支架结构,在通过增殖、分化来产生为相应的组织结构,并且与周边组织相整合。例如采用珊瑚骨加支撑的羟基磷灰石陶瓷,其孔隙架构与人体骨架构极为接近,可被应用在骨组织工程支架中。(3)细胞体系,经过移植的细胞经由生物过程演变为微结构。
3 结束语
总之,从广义性的角度上来说人工生命必须要基于工程科学技术、生物科学技术以及生物工程科学技术的基础上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是广义上的人工生命科学技术基础。材料技术型生物医学是工程的研究对象主要是生物材料与人体的各个身体器官。组织工程则是借助于生命科学以及工程科学的基础理论与方法,来探究并开发出具备修复以及改善人体组织器官功能的新型临床应用取代物,也就是人工组织,因而材料技术性生物医学工程以及组织工程也便是生物工程人工生命的基础。
参考文献:
[1]杨国为,陈国江,涂序彦等.广义人工生命的科学基础(Ⅱ) --生物工程基础[J].计算机工程与应用,2013(09).
【关键词】钻孔设备和技术;能源;资源;地质灾害;基础工程;科学钻探
Resource, energy sources, circumstance, geologic hazards, foundation engineering, sustainable development, and the science and technology and facilities of underground drilling
Yin Qi-lei, Fan Li-ming
(College of Construction Engineering,Jilin UniversityChangchunJilin130061)
【Abstract】Great projects of resource, energy sources, circumstance, sustainable development, spaceflight, underground engineering, submarine engineering and polar region works are the aims cared by the whole human society. During those activities, the “Underground Drilling”, is used as a kind of engineering technique inevitably. At the present time, a new requirement is put forward due to the shortage of resource, exhausted energy sources, pollution of circumstance, frequent occurrence of geologic hazards, large scale of foundation engineering and so on. And, advanced drilling machines and techniques should become the objects which need to be researched and developed not only for the moment but also for a long period.
【Key words】Drilling facilities and techniques;Energy sources;Resource;Geologic hazards;Foundation engineering;Scientific drilling project
地球是我们人类可爱的家园。她的地下资源是人类赖以生存和发展的物质基础。我们在充分利用地下资源的同时,也必须科学地开发资源,保护资源。这个步入中年,已有47亿岁的地球,在人类仅有5000多年文明史别是近百年来的时间里,受到了严重的破坏,其资源的消耗,能源的枯竭,环境的污染,气候的恶化,地质灾害频发等,使人类的可持续发展面临严重的挑战。
资源、环境、可持续发展,上天、入地、下海、登极的宏伟计划,是人类社会关注并奋斗的永恒主题。人类社会在围绕上述活动中,都必不可少地采用“地下钻孔?”的工程手段,即通过机械设备和工具,在地球的表面包括陆地、南北极地,也包括占地球表面积70%以上的海洋,以及在外星球上进行钻孔作业,从而实现勘探资源,获取资源,开发利用能源,保护和治理环境,预防、监测和治理地质灾害等目的,同时更深入地了解和感知地球内部的信息,科学地利用并保护地球,实现人类社会的可持续发展。
1. 地下钻孔技术与资源和能源
矿产资源包括固体矿产资源和流体矿产资源。地球内部蕴藏的资源总量是恒定的,不可再生。人类社会高速发展,对资源量的需求和依赖也越来越大。当今世界资源紧缺,价格大幅上涨,现已有45种矿产资源供给不足,亟待资源的进一步勘探和开发。前几十年,对易进入地区和浅表层资源勘探开发的程度较高,资源已近枯竭;而对边远、高原、复杂条件及深部地层资源勘探不足,有待于更大的投入和开发。矿产资源的不足,带来了地质勘探的第二个春天。现今世界高度重视资源的勘探与开发,我国政府也做出了加强地质工作的决定,矿业领域的改革和开放,极大地激发了人们开发矿业地热情。投资矿业,加速勘探和开发,已成为世界(包括中国)的经济热点。先进的钻孔设备,领先的钻孔技术,应是当前较长时期内急需研究和发展的对象。发明和创造先进的钻孔工艺方法,集成和综合多种钻孔工艺方法于一体,大幅度提高钻孔速度,降低钻孔成本,研究和开发全液压动力头式勘探钻机,深孔勘探钻机,大功率钻机,多功能智能化钻机等,将对人类社会的进步和可持续发展作出大的贡献。
以石油、天然气、煤炭、煤层气为表征的能源勘探开发工作量剧增。围绕能源勘探开发所需的钻孔技术需不断创新,钻孔设备需求量大,国内外的钻孔工程界都在积极努力工作,我国也在积极引进、吸收和再创新,研制开发适合国情的能源勘探开发设备,以满足当前能源勘探开发的需求。
天然气水合物(也称可燃冰)的勘探和研究,又为人类获取新能源开辟了更广大的领域。赋存于深海海底和永冻地层中的天然气水合物,其总量是已探明的能源――石油、天然气、煤炭等能源总量的2倍以上,世界各国均在竞相研究。随着天然气水合物勘探开发技术的进步和成熟,将需要大量的天然气水合物钻孔勘探与开采的机械装备。
上述能源均属于不可再生的且存在污染的传统能源。众所周知,地球由三个圈层组成,地球的中心既地核直径达几千公里,熔融状态的物质温度高达数万度。由地表向下钻孔,每公里深的温度梯度平均为30℃,几公里深处的地下钻孔内的温度可达一百多度,可直接用于发电。有资料报道,德国2006年曾施工二口用于试验研究的地下贯通井,井深6.2公里,二口井的水平距离为12公里。由一口井向下注水,另一口井则排出近200 ℃多度高温的蒸汽,直接用于发电。地球内部的地心热能,洁净无污染,是不会枯竭的永恒能源。充分利用地心热能,是解决人类能源不足的未来希望所在。深孔、大功率的钻孔机械加之先进的钻孔工艺技术,取得快速的钻井效率,实现低的施工成本和较短的施工周期,是开发地下热能的前提条件。
水井和地热井的钻凿,旨在解决我国大部分城市供水不足和利用地热异常寻找地热资源作为能源的地下钻孔工程。地下赋存着丰富的水资源,即便是干旱的沙漠地区,其地下水也往往丰富异常。我国西部地区,地域广袤,沙漠侵袭的面积大,因而人烟荒芜。地下水的开发和利用,可使沙漠变为绿洲。多数经济欠发达或落后的地区,其主要根源就是干旱缺水。充分开发和合理利用地下水资源,是使我国经济和社会快速发展的一个重要前提。水井钻机和地热井钻机,伴随着钻孔工艺技术的进步与发展,如潜孔锤反循环钻进技术,气举反循环钻进技术,喷射钻进技术及冲洗液技术的发展,其钻井速度将大幅提高,钻井成本大幅降低,成井质量优,完井速度快,将会有很大的发展空间。目前国内水井、地热井钻凿领域技术方法落后,钻进效率不高,施工周期很长。国外,例如非洲干旱地区的水井工程在世界各国的支持下,水井钻凿均已实现了潜孔锤钻进,钻井速度快,一天一口井,迅速改变着非洲干旱地区的面貌。先进的水井钻机,必须与先进的钻孔工艺方法相结合,方能显示出水井钻孔机械的施工能力。在该领域要做的工作和待研发的机械装备数量很大,工作任务重,随着我国经济的增长和社会的快速发展,其需求量将会迅速凸显出来。
生态建筑、环保建筑和智能化建筑的理念已在全球兴起。人类生产生活用房,既要节约能源,又要满足环保要求。浅层地热和地源热泵技术的成熟和发展,已为今后将其广泛用于房舍空调和供暖奠定了基础。每栋房屋,利用地温来调节室内温度,通过地源热泵与数十至数百个地下钻孔进行能量交换,使房间内永远保持理想适宜的温度,同时又大幅度减少能源消耗,对周边环境更是没有污染。该项技术的重点还是大量地下浅层(100米左右)钻孔的施工问题。对钻孔施工机械的要求仍然是快、好、廉的原则。国内已经开始并且有计划地对浅层地热进行开发利用,从而使建筑物节能环保,温暖舒适。此类钻孔的地下施工机械,应适应城区施工作业的条件,应满足成孔、下管(U形管)、灌注等工序的要求。截至目前,还没有形成专门化的钻孔工艺技术,还没有研发出专门的机械设备施工此类钻孔。
2. 地下钻孔机械与环境和灾害防治
人类的生产和生活活动已严重污染并破坏了环境。地球数十亿年形成的能源被人类仅用数百年的时间将消耗殆尽,由此而形成的废弃物质飘逸在大气层,深入到地球表面,污染河流和海洋,使地球的气候灾害增多,地质灾害频发。地壳自身运动(板块漂移、隆升、挤压和褶皱等)、气候变暖加之人类生产生活对地球的破坏,使地球环境受到严重威胁,已经和严重影响了人类的生活。对地球环境的保护,除了充分利用太阳能、风能、水能外,还要大力开发利用地热能源。地热能、风能、太阳能等新能源是永恒、洁净、无污染的能源,可以与人类与时俱进,相依发展,满足人类可持续发展的需求。地热能源开发利用的程度如何,依赖于地下钻孔科学技术的发展和地下钻孔机械设备的研发水平。因此,我们应加大投入,快速研发,推向市场,势必会改变人类的生存条件,同时也保护了地球――我们的家园。
地震、滑坡、泥石流、高边坡塌落等地质灾害频繁发生,感知、预测、监控和治理地质灾害,是人类与自然界的挑战和较量。施工地震观测孔、沉降测量孔、挡土桩孔、锚索孔等,以预防和治理地质灾害,将地质灾害的损失减到最小,是我们的奋斗目标。深入研究钻孔科学技术,研制用于地质灾害防治的地下钻孔机械是人类社会发展所需,是人类挑战自然界的有力武器。
3. 钻孔机械与基础工程
改革开放以来,我国的基础设施和建筑工程如雨后春笋,蓬勃发展。各类基础工程量剧增:钻孔灌注桩、地下连续墙、深基坑支护、防渗墙、帷幕灌浆孔、非开挖管线铺设等地下钻孔工程量巨大,全国煞然是一个大的建设市场。
80年代钻孔灌注桩技术日渐成熟。90年代初,江西地勘局在上海首先应用了钻孔灌注桩技术,原上海探矿机械厂适时研发了GPS型系列工程钻机和配套设备,其产品一举占领全国市场的半壁江山。近些年伴随环保对泥浆排放的高标准要求和钻孔灌注桩干式作业法的诞生,以及为满足快速施工作业的要求,旋挖钻机、连续墙钻机大批量进口,同时我国也开始了研发。从设备的全部进口到设备国产化程度的提高,我们国家走过了一个引进、消化、吸收、再创造的创新过程。我国多家大型工程机械制造企业顺应时代要求,坚持自主创新,研发出多种旋挖钻机和连续墙钻机,其销售遍布全国,迎来了我国地下工程施工的第二次腾飞,同时也提升了我国基础工程施工的实力和形象,使其与国际接轨,步入了国际先进行列。上海金泰公司又瞄准了大直径硬岩钻孔施工设备的研发,产、学、研相结合,有机组合旋挖钻机与大直径潜孔锤技术,走上自主创新的研发之路,将从根本上解决大直径桩孔嵌岩的工程难题,赶超世界先进水平。
为满足非开挖管线铺设的需求,近些年各类非开挖设备发展迅速:冲击矛、夯管锤、导向钻机等随之出现,适应了管线铺设工程的需求。可控冲击矛、油压夯管锤、硬岩导向钻进技术等新设备和新技术仍在不断发展中。
4. 钻孔机械与科学钻探
人类要探知星球,就需要能够潜入到星球内部进行观察的望远镜――科学钻探。目前,地下钻孔工程的发展远落后于航天工程。陆地上最深的科学钻孔是前苏联位于科拉半岛的超深钻,孔深达12.66公里,与地球的直径相比宛如蚊虫的叮咬;南极冰钻孔深记录也是前苏联创下的3600米,至今仍未穿透冰层。我国2000~2005年实施的亚洲第一口科学钻探井――江海科学钻探工程,完全利用国产钻孔设备、机具和钻探技术,胜利完成了预期钻进孔深5332米的任务,同时也实现了预期的科学目标,解读了大陆漂移和地壳板块碰撞理论,发现了新的矿产资源及其形成机制,通过钻孔通道提前捕捉到了地震和海啸的信息,为人类提前获取地下信息、预防地质灾害提供了手段。
国际大洋钻探计划已有十几个国家参加,我国是成员国之一。该计划将在全球五大洋遍布科学钻孔,预计最大孔深超过万米,其中海水深6000米,海底钻孔深6000米。为探索海洋资源和相关科学信息,经济发达国家已投巨资建造钻探船,创新研发海上作业的钻孔设备,研究新的钻孔技术方法,以适应大洋钻探的需求。随着陆地资源的日益匮乏,开发海洋资源是必然趋势。研究海洋钻孔科学技术,超前进入研发阶段,是抢占市场先机的有识之举。
世界大国的星球探测计划和我国已经开始实施的嫦娥探月计划,最终目标都是要实现在外星球上钻孔取心,了解外星球的内部信息,勘探外星球的资源,为人类获取外星球的资源、建设人类的第二个家园而努力,而星球钻孔工艺技术和机械是实现人类梦想的必不可少的工具和手段。
让我们的地下钻孔科学技术在人类发展史上做出更多、更大的贡献!
参考文献
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[基金项目]教育部“国家级创新人才实验计划项目”
【关键词】计算机科学 技术 发展趋势 探讨
计算机已经有60多年的发展基础,计算机的开发与应用等多方领域得到了飞速的发展。伴随着社会的不断变迁以及科学技术的迅速发展,计算机的更新与发展也是日新月异,并且在自身飞速发展演变的同时还衍生出众多的发展方向。如今计算机已经在各个领域都涉及广泛,例如军事、政治、文化等。本文通过对计算机的发展历程分析,从而对计算机未来的趋势进行了浅析和探讨。
1 计算机科学与技术的历史步伐
20世纪在美国诞生了世界上第一台计算机,标志着我们进入信息化的时代,当时的计算机体积和重量庞大,运行速度也慢,成本也非常高。但是随着社会科学的不断发展和进步,许多国家机关和一些先进企业开始利用计算机来进行一些高度数据的处理,处理器也随着发展的需要而诞生,并逐渐得到广泛的利用。到了1982年,诞生了世界上第一台个人计算机,这样计算机的成本得到了明显的降低,也可以更广泛的得到发展和利用。所以计算机的应用逐渐从政府机关开始延伸到中小型的公司企业,最终甚至延伸到了普通家庭中来。总体来看,计算机一直沿着积极的方向迅速发展。随着科学技术的不断发展和深入,计算机的应用领域也是出现了分化的趋势,首先计算机被高度利用在国防,军事和科技研发中。其次,计算机的微型领域也是得到了科学迅速的发展,融入到了各个行业领域中。经过六十多年的发展,计算机已经逐渐深入到了人们的生活中,很大程度上丰富了人们的生活,社会进步的速度也在不断更新。
2 计算机科学与技术得到发展的原因
2.1 时展的需要
如今信息化的进程在不断的更新,计算机科学与技术也是随着时代的迅速发展而发展。最初计算机是由于战争的需要和繁多的信息数据的处理需要,加之计算机的发展技术还不够成熟,会在利用计算机的过程中投入大量的人力和财力。但是正是因为这样才能促进计算机的诞生以及不同领域的需要促使计算机技术的不断发展。现在,由于国家政府对计算机技术的大量需求和利用,需要通过利用计算机科学与技术来对国家各个领域的发展起到推动的作用,对计算机各种硬件和软件的要求也越来越高,这就使得计算机的革新技术的速度也随着需求而加快了发展的脚步。
2.2 技术的发展基于计算机的理论基础
在计算机技术更新的研发中,开发者需要有活跃的设计开发理念创新,并要把这些创新理念实际应用到具体计算机技术操作当中。当然创新理念在应用中需要不断的检验才能证明其是否存在利用价值,会不会对原来的操作产生更为便捷的途径。在检验计算机技术是否成熟的过程中必然会出现失败或者错误的情况,这就需要研究者不断进行反思和修改,并促进其开发研究内容的更加丰富和实用。当某一个计算机技术成熟后会对下一次的技术革新有强大的推动作用。
3 计算机科学与技术的发展趋势
3.1 智能化的计算机
如今各个领域对计算机的要求日益趋高,很多计算机的旧技术已经不能满足大量数据整理的需求。所以就需要更为强大的计算机技术来满足需求。智能化的计算机的研究利用,它在较之前的计算机有了处理速度上的提升,以及更全面的数据技术的分析和处理。节省更多的时间,大大增强了工作效率。
3.2 新型的计算机
硅技术在近些年的技术发展到了一个瓶颈期,所以要发新的技术成为当前信息化社会发展的一个重要目标。计算机领域的研究人员把目光投入到光子计算机、量子计算机和纳米计算机等新型计算机的研究开发。而今计算机更新换代的周期越来越短,所以新型计算机的广泛应用也指日可待。
3.2.1 光子计算机
光子计算机是利用光子对大量数据进行处理和分析的,采用光子硬件和光子运算方式,数据处理量大,处理的速度也快,使更为复杂的数据的处理在光子计算机的技术上得到优化。所以光子计算机会随着对计算机科学技术要求的不断提升会成为新型的计算机类型。
3.2.2 量子计算机
量子计算机是对庞大的数据量进行运算处理储存和分析处理源,它是在遵循量子力学规律原理的依据上进行大量数据的处理和运算的。与传统的计算机比较起来,量子计算机在计算速度方面也是要快许多的,主要原理是量子计算机可以通过量子来进行计算。并且量子计算机在系统的安全防护方面比传统计算机有明显的优势,这目前是很多人对计算机应用方面的追求。
3.2.3 纳米计算机
纳米计算机是把纳米技术运用到计算机的技术中来,通过纳米原件体积小的优势来取代传统原件,并且其导电性会比一般传统的计算机原件有明显突出的优点,相信纳米技术一定会成为计算机技术领域重要的一部分。
4 结语
综上所述,社会的发展已经不能与计算机科学技术的发展脱离,计算机技术对人们日常生活也有着越来越大的影响。计算机技术也不断朝着智能化、多元化的方向发展,对人们未来的生活和社会的发展提供强大的动力。
参考文献
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关键词:初中计算机;思考
二十一世纪是信息时代,使信息技术成为社会成员必须具备的技术之一。当前,计算机与网络逐步渗透于各行各业,并与人们的日常生活越来越贴近,网络电话、智能小区、网上银行逐一亮相,数字化城市、数字化地球的呼声逐日提高,加上各商家、新闻媒体的推波助澜,使人们清醒的看到:不掌握信息技术知识和基本技能,将难以在现代信息社会中有效地工作和生活。
一、初中计算机科学与技术课程的特点
1.时代性
信息技术具有明显的时代特征。从计算机延生之日起,计算机技术发展迅猛,带动信息获取和加工、处理方法的不断更新,这样,信息技术学科将在很长一段时间里处于高速度与高淘汰并存的发展状态。
2.科学性
计算机技术的发展,推动了科学技术的进步,也推进了信息技术的发展,反过来,信息技术的发展,又推动了科学技术的发展。
3.基础性
信息技术的不断发展和提高,硬件资源更新发展迅速,人们在应用过程中创造了许多的新的应用方法。目前,可应用的资源很多,新技术和新知识不断出现,仅仅依靠课堂学习是不够的。教师应该从培养学生的信息素质角度出发,选取具有普通性和迁移性基础知识的基本知识作为信息技术课的教学内容。
4.应用性
信息技术课程是一门应用性学科课程,培养学生应用信息技术解决实际问题的能力是课程的核心目标。在过去的计算机教育中,曾一度为了学习计算机而学计算机,而面对现阶段的现代化教学,重要的是学会如何去应用它。在信息技术教育中,要特别重视应用信息技术方法解决问题的能力的培养。学生需要的是如何进行信息检索、筛选、鉴别、使用、表达和创新以及如何用所学的信息技术知识来解决学习和生活中的各种问题。
5.整合性
信息技术的发展和应用,逐渐成为基础教育其它学科的有机组成部分。整合的目的是学以致用,真正做到在学习和日常生活中应用信息技术。让学生经历发现问题,利用信息技术解决问题的过程,它有助于培养学生的创新精神和实践能力,并且通过这种不断的训练,学生可以把这种解决问题的技能逐渐迁移到其他领域。
二、初中计算机教学中所存在的问题分析
(一)传统教学方式无法满足学生对于计算机知识的需求
计算机已经在中国的许多家庭得到了普及,许多家庭配备了电脑,而且也连接了互联网。因此,许多学生在小学阶段就已经能够简单的操作电脑,并懂得一些基础的操作知识和方法。当学生开始在初中阶段学习计算机知识时,对计算机已经不再陌生,而且希望通过学习提高计算机操作水平。但是迫于中考的压力,许多地区将计算机课程作为辅修课,并减少计算机课程教学的课时。教师在计算机课程的教学上,按照其他课程传统的教学方式进行,照本宣科,板书和讲解成为计算机教学的主要方法,学生很难理解,学生学习的兴趣难以调动。就是在计算机教学中,也很难满足学生的个性化学习需求。因此,传统的教学方式教授计算机课程很难满足学生对计算机学习的需求与期待,教师的教学方式比较传统,不能激发学生学习的积极性,使计算机教学的质量很难提高。
(二)教师的知识结构很难与课程知识的变化保持同步
信息技术是快速变化而且发展速度极快的一门科学,在短短的时间内可以完成知识的更新。计算机知识的快速变革对计算机教师提出了更高的要求。但是计算机教师从高校毕业之后能够进行系统学习计算机知识的机会很少,知识结构很难跟上计算机知识的发展速度。在一些经济比较发达,素质教育开展比较好的地区,在小学阶段就已经开设了计算机课程,学生的计算机知识水平普遍很高。因此,初中计算机教师的知识要不断更新才能满足学生对计算机知识的求知欲望。目前,特别是在农村初中学校,计算机教师不但教授计算机课程,而且还要教授其他学校安排的课程,很少有时间学习计算机知识,从而很难提高计算机教学水平。
三、初中计算机科学与技术课程教学对策
初中计算机课程具有很强的实践性,在教学中应该重视学生的践操作能力。在教学中,有学生对计算机的理论知识掌握不够,但是操作能力确是很强。所以,在教学中,教师应该注重操作能力训练,通过多次的上机操作来提高学生的学习水平和理解知识的能力。教师可以采取一些新颖教学方式引用到课堂教学中,提高学生学习的兴趣和注意力。在对新课程内容的讲解,首先简单的讲解一些概念,之后教师要进行示范性的演练。再次,学生根据教师的演练方法和自己对知识的理解进行巩固练习。对于一些实践性比较强的教学内容,教师可以安排大部分时间给学生进行联系,这样可以收到更好的教学效果,使学生能够熟练的掌握所学的知识点。教师要对讲解的重点和难点进行梳理,课堂的教学要有针对性,这样可以给学生留有更多的上机操作时间,使学生能够通过实践应用理解知识点。
四、结语
为了更好地把握计算机技术发展的脉络,以适应初中计算机教学内容的更新频率,在教学中要引入新的知识点和新的教学方法。学生的知识水平不断提高需要教师在教学中不断的填充新的教学内容和引进新的教学方法,不断完善教师自身内容和建立新的知识结构,以达到适应新情况发展的状况。
参考文献:
[1]程文武.对初中信息技术教学的几点思考[J].甘肃教育,2016(13):56.
【关键词】计算机科学;技术;发展趋势;探讨
计算机已经有60多年的发展基础,计算机的开发与应用等多方领域得到了飞速的发展。伴随着社会的不断变迁以及科学技术的迅速发展,计算机的更新与发展也是日新月异,并且在自身飞速发展演变的同时还衍生出众多的发展方向。如今计算机已经在各个领域都涉及广泛,例如军事、政治、文化等。本文通过对计算机的发展历程分析,从而对计算机未来的趋势进行了浅析和探讨。
1计算机科学与技术的历史步伐
20世纪在美国诞生了世界上第一台计算机,标志着我们进入信息化的时代,当时的计算机体积和重量庞大,运行速度也慢,成本也非常高。但是随着社会科学的不断发展和进步,许多国家机关和一些先进企业开始利用计算机来进行一些高度数据的处理,处理器也随着发展的需要而诞生,并逐渐得到广泛的利用。到了1982年,诞生了世界上第一台个人计算机,这样计算机的成本得到了明显的降低,也可以更广泛的得到发展和利用。所以计算机的应用逐渐从政府机关开始延伸到中小型的公司企业,最终甚至延伸到了普通家庭中来。总体来看,计算机一直沿着积极的方向迅速发展。随着科学技术的不断发展和深入,计算机的应用领域也是出现了分化的趋势,首先计算机被高度利用在国防,军事和科技研发中。其次,计算机的微型领域也是得到了科学迅速的发展,融入到了各个行业领域中。经过六十多年的发展,计算机已经逐渐深入到了人们的生活中,很大程度上丰富了人们的生活,社会进步的速度也在不断更新。
2计算机科学与技术得到发展的原因
2.1时展的需要
如今信息化的进程在不断的更新,计算机科学与技术也是随着时代的迅速发展而发展。最初计算机是由于战争的需要和繁多的信息数据的处理需要,加之计算机的发展技术还不够成熟,会在利用计算机的过程中投入大量的人力和财力。但是正是因为这样才能促进计算机的诞生以及不同领域的需要促使计算机技术的不断发展。现在,由于国家政府对计算机技术的大量需求和利用,需要通过利用计算机科学与技术来对国家各个领域的发展起到推动的作用,对计算机各种硬件和软件的要求也越来越高,这就使得计算机的革新技术的速度也随着需求而加快了发展的脚步。
2.2技术的发展基于计算机的理论基础
在计算机技术更新的研发中,开发者需要有活跃的设计开发理念创新,并要把这些创新理念实际应用到具体计算机技术操作当中。当然创新理念在应用中需要不断的检验才能证明其是否存在利用价值,会不会对原来的操作产生更为便捷的途径。在检验计算机技术是否成熟的过程中必然会出现失败或者错误的情况,这就需要研究者不断进行反思和修改,并促进其开发研究内容的更加丰富和实用。当某一个计算机技术成熟后会对下一次的技术革新有强大的推动作用。
3计算机科学与技术的发展趋势
3.1智能化的计算机
如今各个领域对计算机的要求日益趋高,很多计算机的旧技术已经不能满足大量数据整理的需求。所以就需要更为强大的计算机技术来满足需求。智能化的计算机的研究利用,它在较之前的计算机有了处理速度上的提升,以及更全面的数据技术的分析和处理。节省更多的时间,大大增强了工作效率。
3.2新型的计算机
硅技术在近些年的技术发展到了一个瓶颈期,所以要发新的技术成为当前信息化社会发展的一个重要目标。计算机领域的研究人员把目光投入到光子计算机、量子计算机和纳米计算机等新型计算机的研究开发。而今计算机更新换代的周期越来越短,所以新型计算机的广泛应用也指日可待。3.2.1光子计算机光子计算机是利用光子对大量数据进行处理和分析的,采用光子硬件和光子运算方式,数据处理量大,处理的速度也快,使更为复杂的数据的处理在光子计算机的技术上得到优化。所以光子计算机会随着对计算机科学技术要求的不断提升会成为新型的计算机类型。3.2.2量子计算机量子计算机是对庞大的数据量进行运算处理储存和分析处理源,它是在遵循量子力学规律原理的依据上进行大量数据的处理和运算的。与传统的计算机比较起来,量子计算机在计算速度方面也是要快许多的,主要原理是量子计算机可以通过量子来进行计算。并且量子计算机在系统的安全防护方面比传统计算机有明显的优势,这目前是很多人对计算机应用方面的追求。3.2.3纳米计算机纳米计算机是把纳米技术运用到计算机的技术中来,通过纳米原件体积小的优势来取代传统原件,并且其导电性会比一般传统的计算机原件有明显突出的优点,相信纳米技术一定会成为计算机技术领域重要的一部分。
4结语
综上所述,社会的发展已经不能与计算机科学技术的发展脱离,计算机技术对人们日常生活也有着越来越大的影响。计算机技术也不断朝着智能化、多元化的方向发展,对人们未来的生活和社会的发展提供强大的动力。
参考文献
[1]张瑞.计算机科学与技术的发展趋势探析[J].制造业自动化,2010(08).
[2]谢平.对计算机科学与技术发展趋势的探讨[J].工程技术,2012(05).
关键词:比喻教学法 技术基础课 应用
在技校的技术基础课中有一定数量的生涩概念,还有一些需要通过形象比喻加深理解和记忆的知识,可采用比喻教学法进行教学。比喻教学法就是通过打比方的方法,将两个本质上有异曲同工之处的事物联系起来,通常情况下是选择从一个熟悉的事物引申到未知的事物,从而达到更好地理解未知事物的效果。
一、在极限配合与技术测量基础课程中运用比喻教学法
在极限配合与技术测量基础课程中,配合与三大类配合的概念比较生涩,对于缺乏装配感性认识的学生来说,显得过于抽象。教师在实际教学过程中,可将鞋比作孔、脚比作轴,那么孔和轴的结合也就是鞋和脚的结合。孔、轴形成间隙配合时:孔的尺寸总大于轴的尺寸,好比所有的鞋均比脚大,有间隙穿鞋才容易,即孔、轴装配方便,但不紧凑,需加以紧固,即孔和轴拆卸方便,传动时要用键将孔和轴连接起来。孔、轴形成过盈配合时:孔的尺寸总小于轴的尺寸,好比所有的鞋均比脚小,穿鞋困难,即孔、轴装配困难,要采取压入法或温差法进行装配,装配后孔、轴配合牢固。孔、轴形成过渡配合时:鞋有可能大于脚,有可能小于脚,也有可能刚好合适,孔的尺寸也有可能大于轴的尺寸,有可能小于轴的尺寸,也有可能等于轴的尺寸,孔、轴结合的情况介于间隙配合与过盈配合之间。
该课程中“表面粗糙度”也是一个生涩难懂的概念,可采用比喻法创设意境,达到形象生动的效果。教学时,可将理想平面比作风平浪静的湖面;将比较平整的平面比作微风吹拂或小石子投入的湖面,峰谷较小,峰谷间距较小;将粗糙的平面比作大风吹动或大石头投入的湖面,波澜起伏,峰高谷深,波与波之间的间距较大。这样使学生对概念有了更深刻的理解。
在讲解一个生涩概念时,只从定义讲定义、从术语讲术语难以使学生明白概念的实质,若运用学生所熟悉的物品来比喻,将使学生很容易理解这些生涩概念,收到事半功倍的效果。
二、在金属材料与热处理中运用比喻教学法
金属材料与热处理是一门抽象概念很多的课程。如讲解金属铸造性能衡量指标之一的偏析倾向时,可将偏析现象比作炒菜时盐未放均匀时的情形,一盘菜里有些菜咸、有些菜淡,和金属凝固后内部化学成分和组织不均匀的现象是类似的,并且都有不良后果。又如讲解金属热处理时,可将热处理比作烤红薯,金属零件热处理如同烤红薯一样,既需要一定的加热时间,又需要一定的保温时间,红薯里外温度一致才能熟透,金属零件表里温度一致,才能实现组织相同、性能相同。讲解表面热处理时,可用烤馒头作比,加热时间短,不进行保温,则馒头表面温度高、内部温度低,因此外表焦脆、里面酥软;表面热处理的零件也是这样,表面组织发生变化,内部组织不变,表面硬、内部软,因此表面耐磨,韧性较好。通过形象的比喻,既帮助学生理解了抽象的理论,又活跃了课堂气氛,提高了学生学习的兴趣,有利于学生对知识的掌握和理解。
三、在机械基础课程中运用比喻教学法
在机械基础课程中采用比喻教学法也会有很好的教学效果。比如可将液压传动中的流量比作公路上的通车量,可将过滤器比作油路中的清洁工。又比如在强调液压辅助元件的作用时,可将辅助元件与其他元件的关系比喻为绿叶与红花的关系,即“红花虽好还需绿叶扶持”。从生物学角度来说,正因为绿叶日夜进行光合作用、蒸腾作用、呼吸作用等,才能使整个生物体生长,开出美丽的鲜花;亦即液压泵、液压缸、液压控制阀三大类液压元件,同样离不开油箱、过滤器、油管、加热器、冷却器等液压辅助元件的储油、清洁、连接、加热、冷却等工作。如此运用比喻教学,将使学生听得有滋有味、兴趣盎然,自然就会将这些知识牢牢记住。
总之,比喻教学法在技校技术基础课教学中,具有化抽象为具体、化未知为已知、化深奥为浅显,树立鲜明生动的直观形象的作用,可启发思维、拓宽思路,引导学生思考,帮助学生理解、记忆,提高教学效果。
参考文献:
[1]何海辉.浅谈比喻教学法在生物教学中的应用[J].中国科教创新导刊,2009(25).
[2]徐丽香.形象化比喻教学法的应用[J].机械职业教育.2005(2).
[3]杨昌义主编.极限配合与技术测量基础(3版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.
[4]单小君.金属材料与热处理(4版)[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.
[5]王健民,李康主编.机械基础考试指导[M].北京:中国电力出版社,2009.
空间设计与艺术绘画都属创造性活动,然而在思维方式、创作方法、创作过程上却有着巨大的差别。并且,空间设计离不开科学技术,即相关学科技术发展对空间物质实体的实现和支持。比较而言,艺术思维更加个体化,其关注艺术家个体主观感受,创作往往具有敏感、散漫、逻辑性弱、偶然性强等特点。而科学技术研究具有客观、严谨、逻辑性强的思维方式特征。设计则是综合了艺术与科学技术的“矛盾统一体”。要求设计师关注“我们、你们、他们”的群体生活,具有较强的社会性,在此基础上,适当并巧妙地加入自己个人的态度和认识。因此,设计思维要求艺术创新和严谨辩析思考的结合,是具象的形象思维与抽象的逻辑思维之双重建构,这是设计思维训练的终极目标,也是专业基础教学的重点。空间设计专业从建筑设计理论和方法继承来看,其在强调建筑设计的技术性、物质性的同时,也必须强调艺术审美的多元化、场地与历史文脉的联系、社会观念与生活方式等条件的综合表达。不难看出,空间设计专业的学习内容丰富而庞杂,专业技术复杂,细节设计繁多。如此复杂的专业教学内容,无法在高年级的设计课程中全部解决,而需要在低年级不断进行坚实的专业基础认识和积累。因此,低年级基础教学中的设计思维训练尤为重要,它既决定了设计课程的平台高度,也决定了学生职业生涯的专业起点和专业细分定位。因此专业思维转变必须从低年级做起。
二、设计方法的训练
在空间设计基础中,形态构成的系列课程是设计造型和设计思维的入门,也是提高创造能力的基础课程。构成来源于对造型普遍规律和形式内容的研究,其科学的方法和教学实践已得到反复检验,取得的教学效果不可忽视。空间设计中,平面、色彩构成要以解决空间造型为目的,这就要求形态构成课的总体教学思路和课程设置充分体现空间设计专业的特殊要求。首先,教学目的要明确,即认识并理解造型普遍形式及其创造方法,为理解空间设计的方法和形式来源打好基础。其二,创作和设计的过程至关重要,过程决定设计的方向和结果,这种普遍的方法论和方法的训练需要在低年级课程当中引入、贯穿并强化。以基础课中的“构成”系列课程为例,针对空间设计专业特点,教学重点在于对形态创造的方法、过程的理解和研究,解决“事物如何生成,问题如何解决”的设计思维这一根本问题。进而,要求由“实现预想”的效果和技术手段完成花样翻新的作业,转而关注由“问题和过程引导”的来源和方法的探索性创作和作业研究。由此可见,空间设计专业构成课的作业宗旨,与其它艺术专业大相径庭,将构成训练的作业本身当做艺术作品的方法有悖于空间设计基础教学的根本目的。作业应该是由教学到认识这个研究过程的呈现方式,而不是对预想结果的反复雕琢和修饰。追求作业的感官效果,必定导致大量时间花在精细的手工制作以及对唯美形式的追求上,缺少了对更多设计可能性的尝试、对过程引导的理解,以及对不可预期结果的把握,使有限的课程丧失了“开始设计”的学习机会,教学远离了设计的意图。不难看出,精细制作虽然能培养学生认真踏实的工作态度,但也使思考过早进入深入阶段,忽视了设计中的思维发散与比较的重要阶段,阻碍了学生养成多方案比较的设计习惯,这样势必造成课程目的与结果的偏离、基础课与专业课的脱节,浪费了极其有限的教学时间,使课程计划落空,得不偿失。
三、空间造型能力的训练
空间设计是解决空间如何使用的具体形式问题,培养形态与空间造型能力训练是基础教学重点之一。空间形式不同于平面形式,具有强烈的立体特征,伴随人的活动,空间形式更加灵活多样,需要具有从平面到空间,从二维到三维、四维的转化能力,初学者很难把握,这也是空间设计专业的魅力所在。认识空间与平面、空间与实体的区别是基础课训练的首要内容,对空间的认识和逐步培养不能只靠写生和临摹。众所周知,写生是根据现实场景中的事物及作者当时的内心感受,综合地组织在二维平面纸张上的“虚幻空间”,强调“再现”。这种训练可以解决部分空间感受和建筑场景的描绘,但对于空间造型能力的训练还远远不够,更不用说从多角度理解事物的形态,从而把握空间、设计空间。空间训练必须引入科学内容,同时把设计方法带入基础造型训练中。所谓科学,是指要理性地看待空间形式,包括加入空间透视的科学方法及相应的空间形式原理,摆脱直观感性的初步空间经验。有人质疑在当代科技如此发达的背景下继续开设纸面制图课程的必要性,但笔者认为电脑制图手段只是“一只画笔”,而创造什么,如何创造,对空间形式如何把握则不是依赖电子软件就能解决的,电脑绘图只是辅助手段。另外,空间透视与制图等纸本绘制强调对规范内容的熟悉、理解和记忆,并通过绘图学会辩读空间和平面的图示关系,进而掌握空间设计交流的专业语言。这些都是重在推导过程的训练,并非只是线型的累积和变化,更不是电脑软件全部可以替代的。总之,理解了空间形式及其规律才不会受“眼见为实”和“再现”的创作局限,才可能大胆创新。毕竟设计是从无到有的活动,培养理解性的创造思维比描摹现实更为重要。
四、审美能力的训练
审美能力不是在某一课程、短时间内就能解决的,审美问题是贯穿整个四年专业教学始终的隐性问题。学生在入学前的专业程度、教育背景的差异使审美问题在基础教学中的造型、构成系列课程中更为突出。审美是对审美对象的综合反映和理解,审美对象的内容广泛,反映的艺术表现形式更是丰富多彩,甚至渗透到生活点滴和个人经验。基础课程有必要配合其他艺术门类的介绍和鉴赏引导学生联系个体经验,对提高综合审美能力和艺术鉴赏力有巨大帮助。审美能力的训练和具体方法需要挖掘课程潜力,借助艺术学院教师的艺术审美功力和经验,共同为设计目标服务。审美首先离不开观察和发现,敏锐细微的观察一直是素描、色彩等基础课中的基础训练内容,为空间设计专业做适当的教学调整可以事半功倍。同样的问题在色彩教学中也常常出现。在设计中,色彩具有更多理性和商业内容,重点在于色彩在空间中与尺度、距离、光线、材料等相互关系的研究,以及色调的搭配,色彩与形体的空间关系等。静物和自然场景的色彩写生不能解决上述问题,只能为设计效果图表现作基本铺垫,对色彩应用、设计观察方法、思维创造训练的作用极其有限。
五、批判性思维与创新思维训练
【关键词】电工技术基础
项目教学 研究
《电工技术基础》是电工电子技术应用、机电技术应用、数控技术应用等专业的核心课程,其教学目标是使学生具有相关中等应用人才所必需的安全用电、直流电路、交流电路、磁场与电磁感应、变压器、仪器仪表、元器件等知识和仪表使用与制作,元器件识别与检测,常用单位交流电路的安装与测试,三相电源与负载的安装与测试等技能。由于这门课程涉及面广,理论性和实践性都很强,对于基础较差的中职学生来说,理论学习上的难度和因生产和生活经验的不足,容易造成理论学不好而实践又不会的两难局面。采用项目教学,目标明确,针对性强,能够起到事半功倍的成效。
一、传统电工技术基础与项目电工技术基础之比较
传统电工技术基础与项目电工技术基础存在着较大的差异性,从培养目标到教学内容,从体例结构到评价方法等方面都有很大的不同。
第一、在培养目标上。项目电工技术基础突出了以技能为目标的价值取向。上海市2006年颁布的电气运行与控制专业电工工艺技术课程标准职业能力培养目标有8条:会使用常用电工仪器仪表与电工工具;能进行安全用电操作与急救;能进行钳工技能操作;能进行登高作业操作;能进行各种导线连接;能测量电气设备工作状态组;能安装家居用电线路;能安装工业电度表。很明显,培养目标注重以学生的技能为价值取向,重视培养学生的实际应用能力和水平。
第二、在内容安排上。项目电工技术基础整合了各学科内容,更加重视学生的能力培养。电工技术基础的教材版本较多,从内容安排上来看,都是按照直流电路电容磁场和磁路电磁感应正弦交流电路三相交流电路变压器的线索,按照知识逻辑体系编排,大同小异,不同的只是内容的增减,另有配套的《电工基础实验》。2007年8月,笔者为中等职业学校电工电子专业起草了电工技术基础课程标准,参考了上海和江苏的研究成果,撰写的电工技术基础课程标准是按照安全用电常用直流电表的使用与制作常用电磁装置的测试与使用单相交流电路的制作与测试三相交流电路的制作与测试的线索,按照技能培养的逻辑体系编排,整合了电工基础、电工仪表与测量等多学科内容,两者具有明确的差别。项目电工基础淡化了理论的推导、概念的记忆和原理的分析及习题的运算,而是重视学生阅读和分析电路原理图,会使用设备等,也就是说要让学生先知道怎么做,为什么这么做则不过分强调。
第三、在体制结构上。突出了以学生为中心的教学思想。传统教材按照章节来编写,只注意了知识的逻辑性。而项目电工技术基础按照任务目标、读一读、做一做、任务评价、任务拓展的体制编写,把理论教学与实践教学有机的结合起来,注重了发掘学生的创造潜能。第四、在评价方法上,项目电工技术基础,注重过程和反思。传统的评价方法是一张试卷定成绩,强调了评价的甄别、选拔、鉴定能力,忽视了教育、改进、反馈与激励的功能。在项目电工技术基础中,这种方法是行不通的,因为学生在学习过程中是通过项目来实现的,忽视了知识,注重了技能,有些内容试卷考不了,但没有恰当的评价也是不行的,因为没有必要的检测手段就不能有效调动学生。
根据职业学校教学的任务和学生的特点,评价可分为5个环节:学生自评和互评、教师点评、对照反思、集体交流、修改任务,这样不仅可以促进学生发展,而且能提高教学效果。 转贴于
二、《电工技术基础》课程项目教学的开展
按照“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体”的总体设计要求,以形成学生对电路的制作、安装和测试能力形成为目标,突出知识与能力的培养,让学生在实践活动中具备本专业高素质劳动者和高技能应用人才所必需的电路基本理论、分析计算的基本方法和基本操作技能,同时培养学生爱岗敬业、团结协作的职业精神。为此,开展本课程的项目教学,要做到以下几点:
1、在教材内容组织上。一是教材应以学生发展为主线,突出以学生为本,做到项目内容文字简练,图文并茂;二是加强项目实践的内容,突出使学生在做中学,学中做,培养动手能力;三是要实现教材空间的拓展,开发和利用网络课程资源,将本专业新技术、新工艺、新设备、新材料及时补充进教材,以贴近本专业的发展,服务学生成才的需要。
2、在教学模式的把握上。一是教学应以项目为魂,紧密结合职业技能培养与考核,立足于加强学生实际操作能力的养成,做到理论与实际的紧密结合;二是注重创设工作情景,采用多种教学辅助设备,如采用多媒体、投影仪等,介绍本专业新技术、新工艺、新设备、新材料的发展趋势,使学生的学习贴近生产现场,提高学生学习的兴趣;三是进行产学合作开发实验实训课程。要利用本行业典型的生产企业资源,进行产学合作,建立实训基地,进行实验实训课程资源的开发。要建立开放的实验实训基地,使职业技能鉴定、实验实训、现场教学合一,满足学生综合职业能力培养的要求。
3、在课程评价的运用上。一是改革考核手段和方法,加强实践性环节的考核、过程考核和结果考核相结合;二是结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况,综合课题学生的学习效果;三是注重学生动手能力和实践中分析问题,解决问题能力的考核,对在学习和应用中有创新的学生要给予鼓励,综合评价学生能力。这样的评价方式,既体现了教师的主导作用又发挥了学生的主体作用,更体现了职业教育的教学模式与特征。
参考文献
1、钱一平主编,电工技术,机械工业出版社,2001
2、吴雪琴主编,电工技术,北京理工大学出版社,2006
3、罗锐利主编,电工技术基础,江苏科学技术出版社,2005
4、刘辉主编,电工电路制作与调试,电工工业出版社,2007
关键词: 后现代 基础美术学科教学 本土地域文化 国际多元 创新型社会
从2000年开始,以后现代课程观为基石,我国新的一轮基础教育课程改革开展得如火如荼,美术学科作为一门完整的学科,它的发展也不能自外于后现代主义教育思潮的冲击,迎来了美术教学课改的春天。美术是人类文化最早和最重要的载体之一,运用美术形式传递情感和思想是整个人类历史中的一种重要的文化行为,是人类文化的一个重要组成部分,与社会生活的方方面面有着千丝万缕的联系,因此《美术新课标》认为美术学习绝不仅仅是一种单纯的技能技巧的训练,而应视为一种文化学习。应通过美术学习,使学生认识人的情感、态度、价值观的差异性,人类社会的丰富性,并在一种广泛的文化情境中,认识美术的特征,美术表现的多样性,以及美术教育在培养学生创新能力方面的独特贡献,同时,培养学生对祖国优秀美术传统艺术的热爱,对世界多元文化的理解、宽容和尊重。全面综合性的美术教育教学理念取代了旧大纲的教学模式,展望新课改,我们信心百倍。基层美术教师应当从容面对现实,注重与学生协同发展,自我再充实相关知识,调整教学策略以应当前及未来之需,要有勇气面对和欣然接受挑战,从长期消极被动的“教书匠”的形象向积极主动的研究型教师的角色转变,要边学习边实践边总结,再学习、再实践再总结,以下我就近几年秉着新理念、新思维开展的美术学科文化教学的几点思考与体会和大家共同探讨。
一、基础美术学科教学应与本土地域文化建设接轨
美术新课程标准明确指出,我们在中小学进行的美术教育是一种国民美术教育,对中小学学生实施的不是专业美术教育,而更多的应是生活美术教育,我们所选择的应该是对学生未来生活,包括文化生活有帮助的身心发展,努力将美术学习活动与学生的生活经验联系起来,才会提高学生学习美术的兴趣。注重美术课程与学生生活经验和兴趣的紧密联系是新课程改革的基本理念之一。
教科书是体现课标精神的,但教科书版本又受出版区域的影响,与地方校本课程比较,无法充分贴切各地、各区域。有经验的美术教师都知道要用活教科书,最直接的办法就是举一反三,引用与学生身边生活实际经验有联系的事物加以展开,从大的方面可以从国、省入手,从小的方面可以具体到所属区域的文化背景,让学生易于理解、掌握,同时也有助于弘扬祖国优秀的文化传统;我国几千年的文化积淀,不同的地区有着不同的地域特色和文化差异,都是祖国优秀传统文化的一部分,从美术学科特点出发,注重这些区域的文化资源的接轨利用,经常性地运用本区域的文化资源,使之有效地成为学校基础美术教学的拓展和延伸,一方面有助于落实美术教育紧密联系学生的生活经验,另一方面是让学生了解自身民族及其文化,从中了解民族历史。在这方面美术文化教育有其优势,因为艺术是一个民族历史发展的真实反映,积淀深厚的区域文化为学生提供了丰富的经验和教育资源,同时也让学生了解本地域文化的特点,为区域文化的传承找到新的土壤,具有多方面的现实意义。
例如,我在教授人美版美术教科书第三册第6课《百变图花》(“造型、表现”)课时,适时地融入介绍本土地域文化名人――福建漳浦的著名民间剪纸艺人林桃老人的生平、现状及作品风格,运用多媒体手段展示林老的作品演示和讲解。由于林老是学生周边的著名剪纸艺人,且又运用闽南方言进行讲解,学生的兴趣和注意力一下子集中和高涨了,教师适时加以课业展开,在较理想的课堂氛围中完成了上述的几方面的目标落实,效果明显。
二、基础美术学科教学应与国际多元化建设接轨
美术新课程标准明确指出,美术是文化最重要的载体之一,美术学习不可避免要涉及保持民族独特文化与接纳世界多元文化的问题,保持民族独特文化是接纳世界多元文化的基础,接纳世界多元文化又是民族文化发展的前提,因此应该以多元文化的态度平等看待不同民族的文化。科学技术的突飞猛进,拉近了世界不同民族的距离,全球经济一体化,我们必须冲破封闭,相互交往,认识到全球国际意识正在成为未来人类的新的意识的一个重要组成。
当今虽然是和平年代,但国际社会存在着狭隘的民族主义、国家主义、地方主义,大大小小的局部战争冲突仍层出不穷,其中很多冲突都是由文化差异引起的。艺术无国界,它无须统一的语言、形式、标准,它就在人们的周围,用艺术来渲染人类的生存环境,净化人的心灵,以促进沟通,达成理解,有其不可或缺的优势。作为义务教育阶段的美术文化学习,执教者应十分注重体现多元文化与兼容并蓄原则,把培养具有国际视野及世界公民意识的学生作为己任。在美术学科中除注重对学生进行中华民族传统文化教育外,还要注重引导和鼓励学生学习和借鉴其他民族文化艺术的精华,采用美术教学特有的生动活泼的多种形式,在中西文化碰撞与融合中,引导学生在了解、包容、尊重、融会异域文化艺术的基础上,在多元化后现代社会的氛围中,认识到国际社会间应更加互相认同、理解、互补共荣,培育多元文化艺术意识,树立“地球村”概念和国际主义精神,培养学生的国际公民意识。
如我在教授人美版美术教科书第六册第10课《中国龙》(“欣赏、评述”为主)课时,在传承中国传统文化,体现“中国龙”源远流长的文化气息,以及中华民族传统中龙的特殊地位,弘扬民族精神的同时,畅述在中国“龙”是吉祥如意的象征,也是权力和地位的标志,而在西方则完全不同,“龙”(dragon)在西方是贬义词,是邪恶的象征,是一种想象中的特别凶残的动物。换个角度作比较,大家知道,美国人的图腾是秃鹰,英国是狮子,若按照中国人的传统观点,秃鹰不是吉祥物,狮子属于凶猛野兽,由于中国与西方文化差异很大,要解决这样的问题,就有赖于执教者以多元的文化视角,在坚持自己传统文化的基础上,对学生进行正确的传播和有效的引导,怀着一颗包容、尊重的心,更好更多地介绍异域文化,以消除误解,在跨文化的沟通和交流中,逐步消除“文明的冲突”,减少文化的磨擦,在建立人类和谐文化的共识中充当使者。
三、基础美术学科教学应与创新型社会建设接轨
美术新课程标准明确指出,美术课程被公认为是对创造力的培养最具成效的课程之一,在培养创新人才的任务中,基础美术教育责无旁贷。当前我国正在加强自主创新,建设创新型国家,需要大量创新型人才,而创新型人才的素质是需要从小、长期培养的。我们要树立创新需从学校教育抓起的理念,从培养下一代爱思考、勤钻研、勇创新的角度做起。美术教育工作者不仅要努力地传播美术文化,更要注意在自己的学科教学活动中,努力培养学生的创造能力。
我们在美术学科教学中始终要把改革创新精神作为主要特征,注意保护学生的独特个性,并给予学生发挥个性的自由,以此来激发学生的创造活力,鼓励学生追求真理,敢于挑战权威和传统观念,鼓励学生大胆表现,发表不同的见解。著名的儿童美术教育家杨景芝教授说:“孩子们具有丰富的创造力,每个孩子都具特色,只要我们正确地加以引导,孩子们的潜能意识都能得到很好的发挥。”创新已成为21世纪社会发展的主题,作为继往开来的一代教育者,要勇于剖析自我,当创新型人才培养的开拓者,因此要改革美术教学课堂,从立体的角度出发,充分考虑到学生全方位发展,变“教师为中心”的传统单一的教学模式,为“孩子发展为中心”的新模式,多让孩子观察生活原形、思考、拓展思维,激发学生的内驱力,置身于良好的创新课堂环境中,感受浓浓的创新氛围,以培养创新意识为己任,让孩子在美术课堂活动中真正成为学习的人,自我实现、自我创新、自我发展,进而与创建创新型人才培养体系接轨。
再如,我在教授人美版美术教科书第五册第16课《身边的设计艺术》(设计、应用)课时,在解决学生审美熏陶的同时,关注学生的感受,加以引导启发学生认识生活中物品的色彩、形状、材质与人类社会的密切关系,重视资源再生、环保问题、人文关怀问题,从中领悟“设计是艺术”、“设计是文化”、“设计是经济”、“设计是创造发明”……领会我们现在的时代是一个充满设计、创意、多元的时代,拓展学生的思维和视野,进一步进行自主独立的探究性学习,体会生活的美好、创意的乐趣,养成善于钻研、善于置疑、善于反思的新型的学习模式,顺应知识经济、经济全球化的潮流,主动进行自身教学模式的变革,矢志不渝,从点滴做起,培养创新型的优质人才,增强对社会的服务能力和国际竞争力。
全面综合性的后现代美术教育将取代固有的教学模式,我们赞美新课标的教育理念,关注的是对学生的整体发展负责,呈现的重大进步是一种积极的学科拓展。在这种大的时代背景下,美术的课程理念、课程内容和教学方法,会相应地对我们每一位美术教师提出新的要求。在走进后现代基础美术学科教学的进程中,我们要时刻扪心自问:“我准备好了吗?”
参考文献:
[1]美术课程标准(实验稿).
【关键词】专业基础课;课程体系;仿真软件
中图分类号: TP311.5 文献标识码: A
1.引言
《电路分析基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》三门课程是电子信息类专业学生的重要专业基础课,课程内容前后联系紧密,对后续课程的学习意义重大。本文针对这三门课程,着眼于课程体系的建设和独立学院的特点,研究优化教学内容,降低课程难度的方法和措施,致力于提高教学质量,培养合格人才。
2.体系内课程理论内容的优化
电子信息类专业基础理论课具有入门难、逻辑思维能力要求高的特点,比如《电路分析》的公式多、定理多、计算量大。《模拟电子技术》概念多,单元电路分析计算难,每次课的新知识多,信息量大,抽象且枯燥无味。《数字电子技术》逻辑性强,数字电路的种类繁多,实践性强。
对于《电路分析》强调简单电阻电路的分析,以加强电路中串联与分压、并联与分流、电位、开路和短路等基本知识的学习。在讲述网孔方程和节点方程时,只采用基尔霍夫定律。对特殊问题的处理时才采用“超网孔”和“超节点”方法。讲述相量时,采用相量变换与反相量变换的概念,使其与后续课程《信号与系统》中的傅氏变换和拉氏变换呼应。
《模拟电子技术》精选基础和重点内容,保证较扎实的理论基础知识;删减模拟电子技术中陈旧、过时的内容,简化定量分析计算方面的内容;及时更新和补充新内容,如EDA仿真与设计、模拟(数模混合)可编程器件等。
对传统教学别强调内容进行弱化,如《数字电子技术》中公式法或卡诺图法化简逻辑表达式在传统教学中占据重要的地位,但是,现阶段逻辑表达式的化简意义不大,学生只要掌握化简原理即可。改革后的“数电”课程对逻辑化简的技巧不再占用过多学时,考试也予以删减。
与此同时,还要考虑课程之间的相互衔接,即从课程体系的角度对授课内容进行整合,制定统一的教学大纲,理顺课程间的相互关系。突出工程性和实用性,注重“加强实践、提高兴趣、培养技能、积极创新”的理念。
3.体系内课程理论与工程应用的结合
3.1 将Matlab与《电路分析》有机结合
体系内三门课程都具有浓厚的工程背景,目前的理论教学相对枯燥,方法单一。由于《电路分析》课程中许多电路的分析过程较复杂,所涉及的数学知识较深,而许多学生的数学基础又欠缺,因而时常出现教师难教、学生厌学的窘境。Matlab是目前应用最广泛的计算机软件之一,是实现科学计算、符号运算及图形处理等的强有力工具。在理论课的教学中引入Matlab软件辅助分析电路问题是化解教学窘境的有效手段。例如利用Matlab辅助分析动态电路和利用Matlab辅助分析正弦稳态电路,可是使理论教学变得直观,易懂。
3.2 将Multisim10仿真软件与《模拟电子技术》和《数字电子技术》融合
在实际的课程教学中,对于一般、较简单的电路,教师可以对它进行详细分析、讲解,但是,对于较复杂的电路,则应该采用计算机进行辅助分析、教学,这样,既可以提高学生学习课程的兴趣,也可以提高教学的质量和效果。把Multisim10仿真软件引入模电和数电课堂教学,通过仿真软件来绘制电路,观察电路的工作过程,让学生一看就懂,一听就会,这样就有利突出重点、解析难点,也进一步加强了理论联系实际,学生对知识的理解更深刻,掌握更牢固,应用更熟练.同时缩短传统课程与相关实用技术和科学技术发展前沿的距离,以便取得更好的教学效果。具体的说,可以将《模拟电子技术》分解成“直流稳压电源”、“电压放大电路”、“功率放大电路”、“带有反馈的电压放大电路”、“集成运放的应用”等。在《数字电子技术》中可以拟定“基本逻辑门电路仿真”、“编码译码器仿真”、“时序逻辑电路仿真”、“555定时器仿真”、“数模、模数电路仿真”。教师在授课的过程中首先对电路简单介绍,接着进行仿真演示,之后再回归理论讲解和说明。
4.课程体系改革的初步实践
近几年来,随着独立学院师资的稳定,我们一直致力于电子信息类专业基础课的课程改革,从职业院校人才培养的目标入手,制定合适的教学大纲和配套的授课计划。尤其是针对模拟电子技术课程已经完成从大纲制定,到教材编写以及与教材配套的教学课件的制作,并且针对该门课程尝试了在理论课堂引入Multisim10仿真软件的尝试,取得了良好的教学效果。从目前的教学改革效果来看,改革的思路和方法与我院的实际情况相符合,有必要把这种尝试延伸到三门课对应的课程体系,进行通盘考虑,进一步促进人才培养质量的提高。
5.结束语
在提高学院办学质量这一系统工程中,课程体系与课程内容的改革无疑是一个核心的问题。尤其是专业基础课的教学与课程平台的建设对于独立学院的人才培养起着至关重要的作用。我们将不断探索教改新思路,培养符合人才市场需求的工程应用型人才。
参考文献
[1]黄丽亚,杨恒新,张业荣.电子电路平台课程的教学改革研究[J].电气电子教学学报,2011.
关键词:设计基础 情感化 教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)011-181-02
在我国,高等学院艺术专业的艺术设计基础课程一般分为两条线路:(1)源于前苏联和西方的绘画基础教育,通常包括素描和色彩两个课程;(2)源于“工艺美术”概念的设计基础教育,通常包括平面构成、色彩构成、立体构成,也被统称为“三大构成”、构成设计或是设计基础。作为艺术设计相关专业的大学生,他们在大学一年级阶段一般都会进行这两方面的课程训练。在我国的高等艺术设计专业从开创到发展的今天,时代在变化,教育对象在变化,社会对人才的要求也在变化,因此,传统意义上的设计基础教育模式也应该随之而变化。
1 设计基础课程模式的现状
在我国,绝大部分艺术专业类的学生在进入大学之前,都接受过绘画基础教育,他们需要参加相关的选拔性考试获得资格后才能报考艺术类的院校,进入大学进行艺术设计相关专业的学习。近年来,高考艺术类考试的改革和调整将绘画基础即素描、色彩为主的考试作为基本的选拔标准,逐渐取消了在上个世纪90年代盛行的设计专业的专业设计考试,对于刚进入大学的一年级学生来说,他们对于设计,怎么样设计,设计是什么很茫然。因此如今大学中设计基础课程也应该根据时代的变化而变化――通过设计基础的课程,使学生在思维上由之前接受的传统的绘画思维转变到设计思维,为后期专业设计做好思维、理论和技法等方面的准备。
受包豪斯的理论及其现代设计教育思想的影响,我国从上世纪八九十年代起,大学艺术设计专业都普遍开设了以三大构成为主要内容的设计基础课程。至今,仍有不少学校保留了此课程。但是在几十年的教学中,该课程逐渐僵化,强调构成定理,比如,点线面的形式、作用和意义;形式美的基本法则等,对于美的理解走向了公式化的理解,忽视了人对于美的感受,忽视了包豪斯理念中设计不能脱离当代社会科学技术、文化艺术的发展的理念。从而使得设计基础课程逐渐走向教条化。随着当今科学技术更新之快,文化艺术传播之广,方式之多样,我们对于艺术设计基础课程模式的调整势在必行。
2 艺术设计基础课程教学模式的调整是“设计服务于人类”的使命要求
德国的著名教育学家斯普朗格说过:“教育的最终目的不是传授已有的东西,而是要把人的创造力量诱导出来,将生命感、价值感唤醒。”设计基础教育的目的也是如此。她需要激发出学生们的想象力和创造力,让他们通过自身对于事物的情感来设计,通过情感的表达来体现利用设计的手段来表达自己的想法。同样,作为现代设计,秉承着服务于人类的使命,更是要从情感出发,了解人类的情感,才能更好的通过设计来表达喜怒哀乐,通过设计来改造我们生活,使我们的生活变得更加美好。
唐纳德・A・诺曼在他所著的《情感化设计》一书中指出――“设计有三个不同的方面:本能的、行为的和反思的。本能设计关注外形,行为设计与使用的乐趣和效率有关,反思设计考虑产品的合理化和理智化。本能的、行为的和反思的这三个不同维度,在任何设计中都是相互交织的。对于任何一种设计,其中一个维度都没有是不可能的。不过,更重要的是,要注意这三个维度如何与认知和情感交织。”认知心理学家认为:情感是认知不可分离,缺一不可的一部分,也是我们生活中的一个必要部分,它影响着我们如何感知、如何行为和如何思维。情感会改变我们的思维方式。因此,从心理学的角度而言,在设计基础的教学中,培养和锻炼学生的设计思维能力,也应从情感出发。通过学生对于自己熟识的事物和生活,表达自己的情绪,创造性的完成设计。
审美是人类掌握世界的一种特殊形式,指人与世界(社会和自然)形成一种无功利的、形象的和情感的关系状态。审美是在理智与情感、主观与客观的具体统一上追求真理、追求发展。优秀的艺术作品是艺术家内心情感的充分体现,是审美意识的独特写照。艺术不同于科学。在科学中,人们往往忽视审美和感情,把注意力集中在认知上。而艺术、艺术设计更注重的是美感、漂亮、美丽等心理层面的情感的表达,即审美。“艺术与人类情感活动之间有着不解之缘。艺术家的审美情感,构成了艺术的深层内涵,艺术家审美情感的品位和质量,决定着艺术作品的品位和质量。”因此培养学生的审美能力,也需要从情感出发,利用情绪的感染力来进行教学活动的开展。
3 情感化教学模式的探讨
3.1 情感化教学模式的先行者
在我国,情感化教学模式运用于艺术设计教育并不鲜见。比如,中央美术学院设计学院在进行设计基础课程的教学改革中,整合旧有的三大构成课程,从自然、艺术、和设计形式表现来阐述形式运用的作用及意义,使学生能够灵活地运用形式,表现自己的创意和想法,并能通过自己的观察发现新的形式。在课程的实践中,安排学生通过行为艺术的形式来表现构成中的一些形式,诸如发射与剧集,重复与相似。这个以往单纯的在纸面上绘制骨格、图形来表达相应的艺术形式相比,显得更为生动,更具有现实的应用性。
3.2 教学模式的探讨
唐纳德・A・诺曼指出,情绪能帮助人们决策。正面的情绪和负面的情绪同样重要,正面的情绪对学习、好奇心和创造性思维都很关键。心理学家Alice Isen和她的同事也指出,快乐能拓宽思路,有利于创造性思维。在当前的艺术设计教学中,我们应该利用正面的情绪,调动起学生的积极性。就创造性而言,设计者处于轻松愉悦的心境是有益的。作为教师,在开展教学活动时应该使学生处于轻松愉悦的心境中,可以利用讲笑话或者玩游戏来调动学生的情绪,在好的情绪下,激发学生们的创造力。
在教学过程中,要避免僵化、教条地讲授构成规律知识。可以通过先发现后总结的步骤来传授构成规律知识。比如,让学生们在探索中发现美的形式,通过学生的系列活动,来验证构成的规律,然后再由教师结合优秀的设计作品进行构成规律的总结。通过这些身体力行的活动增强学生对于设计的好奇心,培养学生对于现实世界的理解力和观察力,对于视觉表现的审美能力,锻炼学生的创造力。
在设计实践内容的安排上,以学生们熟悉的自然事物,周遭的生活为主题。学生对于熟悉的事物,能产生较多的感触,创作的主动性强,容易带入自己的情感。情感影响着作品的表达,使作品更加具有深度和内涵。
在设计实践形式的安排上,可以打破以往较为割裂的平面构成、色彩构成和立体构成体系,要求学生在设计形式上可以不用拘泥于哪一种特定的构成形式,鼓励学生为了自己作品的表现力度,将平面、色彩和立体这三大范畴结合起来运用。
在设计作品的评定上,应鼓励学生的创新,鼓励学生个性的表达。此外对于一个作品的创作,除了评价它的结果,也应评价其创作的过程。因为对于初学者来说,实践的过程更为重要。
大学的设计基础教育,是技能教育,更是审美教育、情感教育和个性教育。作为教师的我们,只有认清当前教育的新环境,以开放的心态作出合理的选择。在设计基础教学中,我们应该彻底地改变以往单一的教学观念和方法,积极调整教学思路和模式,引入情感化的教学模式,才能培养出符合时代要求的设计人才。
参考文献:
[1] 唐纳德・A・诺曼.情感化设计[M].北京:电子工业出版社,2007.
关键词:电子技术;教学改革;555定时器
Research on teaching reform of the course of electronic technology for independent institute
Ma Lina1, Duan Yu2
1.North China electronic power university, Baoding, 071051, China 2.Baoding electric power corporation, Baoding, 071051, China
Abstract: The course of electronic technology is a foundation course with abundant theory and practice, in this article, on the basis of analyzing how to establish course teaching pattern suitable for independent institute, according to the practice, the authors put forward an electronic technology course teaching pattern of theory and practice mutual infiltration from researching on the teaching aim, teaching content and methods of assessment.
Key words: electronic technology; teaching reform; 555 timer
电子技术基础是工科非电类专业的专业基础课之一。课程中,学生通过对各种元件、电路以及信号变化的分析研究可以获取电子技术领域中的基本理论,掌握电子技术领域中的基本分析方法和基本技能,为下一步的学习以及今后从事专业工作打下必要的基础。由于课程自身特点,该课程与高等数学、电路理论以及大学物理等学科关系紧密,教学内容抽象,不易理解,同时非电专业如机械、化学、环工等专业教学过程中接触电理论较少,课程教学过程中普遍存在学生对所学内容不感兴趣,理解起来困难等问题。
1明确培养目标
目前国内各高校在电子技术基础课程教学改革中都不同程度地投入人力、物力、财力,在硬件和软件建设上也各有特色。我院作为电力系统唯一的独立学院,依托华北电力大学的综合办学优势和资源,根据电力工业发展趋势和地方经济与社会需求设置学科专业,在人才培养上努力建立具有独立学院特色的人才培养模式。独立学院是高职技校和高等院校之间一种中间形式的教学机构,高等院校培养的是具有较高理论水平和创新能力的人才,高职技校则是培养实用型人才,操作能力强,但理论水平偏低。独立学院介于二者之间,应根据自身特点及办学优势,培养能够操作,同时也善于思考创新的人才,适应社会发展需要。因此在教学过程中应该明确培养目标,培养具有一定理论基础和实践创新能力的实用型人才。
具体到电子技术基础课程的培养目标上,传统的非电学科在实际应用过程中使用电子技术的机会不多,因此在教学安排上,集中内容压缩学时,目的是让学生在有限的学时里对电子技术有一定了解,而不以应用为目标。随着社会的发展,自动化趋势逐渐增强,传统行业,以机械行业为例,作为为国民经济提供装备的基础行业,随着科学技术的发展而产生变化,从传统的手工作坊到现代大型生产线,自动化程度不断提高,主要原因在于传统行业中应用了先进的科学技术,其中电子技术的作用不可小视,机电一体化是机械行业发展的趋势。授课过程中应当为学生介绍专业发展趋势,让学生明白电子技术课程在其专业发展中的重要作用,同时在课程开始时给同学们举一些电子技术的实际应用案例,如产品自动装箱计数生产线,让学生对电子技术有个直观的印象。这样在学习过程中有助于学生结合本专业理解电子技术的应用,也为专业课的学习打下基础。明确了专业发展方向,在学习过程中不能再拘泥于单纯对本专业的研究和应用,应该扩展到对多个相关专业的知识涉猎。同时对相关专业的学习也不能只停留在理论学习上,还应该进一步深入。课程的培养目标也应该进行调整,以培养具有一定理论基础和实践能力的应用型人才为目标。
明确目标后,具体实施体现在教学过程中,教学过程的安排就应该理论与实践并重,做到相互融合。
2课程教学内容改革
2.1 理论教学结合实际应用
针对学生特点以及学科特点,教学内容可适当减少理论推导,重视学生对器件外特性的把握,并增加对器件应用的介绍,让学生在具备一定理论知识的前提下重视器件的应用。以555定时器为例,555定时器是模拟和数字功能相结合的中规模集成器件,电路简单,常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面,授课过程中如果只单纯介绍教材中有关555定时器的原理及典型电路,如单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器部分,学生对该器件不会有很深的印象。实际中555定时器应用很广泛,身边很多电子电路的设计都应用到它,授课过程中可以介绍几个实际案例让学生对它的应用有所了解,提高兴趣加深印象。比如常见的声控楼梯灯、电风扇定时器、洗衣机定时器等都有它的应用,其中洗衣机定时器实际就是555定时器构成的单稳态触发器,授课过程中可以以一个简单的洗衣机定时器电路为例,帮助大家理解单稳态触发器的工作原理,同时设置讨论课堂,针对555定时器的应用鼓励学生课下去找一些类似的实例,尝试自己设计电路到课上讨论,并对其中具有创新性的想法通过实际设计电路去进行验证。通过这样一系列的过程,相信学生对555定时器的掌握要比单纯介绍原理电路更加牢固、具体。
2.2 实验教学验证理论分析
保留原有理论课学时的基础上,适当增加实验课学时,减少验证性实验的比例,增加设计性实验,让实验真正起到辅助课程的目的。还是以555定时器为例,理论内容介绍完成后,可以通过基础实验验证理论,目前比较常用的做法是让学生按照原理图连接电路,然后通过示波器观察波形是否符合理论。实际教学过程中发现,运用这种方式,学生对理论知识的认识并没有太大的提高,学生观察完波形只是和理论波形相对比,没有差别即可,而对电路的认识还只是停留在理论上,并未体现实验的优势,针对这种情况可以考虑在此基础上适当增加实验内容,分级递进。比如以555定时器构成的单稳态触发器为例,基础验证部分作为第一级,在此基础上可以让学生调整原理电路中外接电阻和电容的数值,观察输出波形脉冲宽度有什么变化,看这种变化在我们实际应用中会产生什么不同效果。这个过程中教师可以举例引导学生思考,比如以声控楼梯灯为例,让学生思考,如果最初设计的楼梯灯延时过短,在没有完成上下楼动作时灯已经熄灭,那么可以增大电阻或电容的数值,来延长灯点亮的时间。之后,可以让学生选用实验箱上的器件,自己搭接一个声控楼梯灯电路,选择合适的电阻电容设计满足自己要求的楼梯灯。进一步还可以让学生思考,针对此楼梯灯,在第一个人发出声音上下楼过程中,如果灯还没有熄灭,另外一个人又发出声音,灯的点亮时间是否会延长,如果不会延长原因是什么,通过这个思考题帮助学生理解可重复触发与不可重复触发这两个概念在实际应用过程中的不同,有能力的学生可以继续搭接电路,完成这两个电路。经过这样一个逐级深入过程,把实验课内容从单纯的理论验证,提升到了对知识的应用,有助于学生对理论知识的理解,同时也培养了学生善于思考的习惯。
3课程考核方式改革
考核是以掌握知识并能灵活应用为目标。现有理论课考核方式主要以课程结束后卷面考试成绩为主,这样很大程度上强调了应试能力,而忽略了灵活掌握知识能力的培养,学生也只是一味地学习理论,以通过考试为目的,违背了我们设置专业基础课的初衷。在理论教学的过程中可以分阶段、分内容的设置不同的考核形式,从多元化的角度考查学生对知识的掌握情况。
3.1 分阶段考核
针对电子技术基础课程对非电专业学时少内容多的特点,可以分阶段考核,对课程中有关模拟部分和数字部分的知识分别进行考核,在完成模拟部分授课后单独考核,考核成绩作为课程总成绩的一部分,这样做的目的是让学生及时巩固所学知识,在一定程度上避免课程内容多的情况下,学生学了后面忘了前面,同时也提醒学生养成学习过程中随学随吸收的习惯,杜绝考前突击,对知识掌握不扎实的现象。
3.2 分内容考核
电子技术课程是一门实践性很强的课程,学习过程中除了要培养学生对电子电路的分析和设计能力,思考创新和动手能力的培养也非常重要。这就要求教师在授课过程中潜移默化地培养学生,为提高学生的积极性和主动性,可以考虑将这些能力的体现作为课程考核成绩的一部分。前面提到的555定时器原理及应用的介绍就可以作为学生对知识灵活掌握情况的考核,设置讨论课,教师可以针对学生对555定时器应用的理解情况以及独立完成电路设计情况评定成绩。这样既可以体现学生的差异性,又可以多角度考核学生对知识的掌握情况。
4结束语
以上对电子技术基础课程的改革思路,已在2008级机械专业进行了初步尝试,取得了一定的效果,综合测评成绩较以往有明显提高。学生普遍反映调整后的课程内容更容易理解,提高了学习的兴趣和主动性,同时学生普遍开始重视实验课,实验目标更明确,实践和动手能力都得到较大提高。
参考文献
[1] 秦曾煌.电工学(下册)电子技术[M].北京:高等教育出版社,2006
关键词:民族院校;数学教学;可视化
1问题的提出
著名数学家和数学教育家G・波利亚曾精辟地指出:“数学有两个侧面,一方面它是欧几里得式的严谨科学,从这个方面看,数学像是一门系统的演绎科学;但另一方面,创造过程中的数学,看起来却象一门试验性的归纳科学”。要全面提高大学生的数学素质,就要在数学教学中充分体现它的两个侧面,即要重视数学内容形式化、抽象化的一面,又要重视数学教学、数学发现、数学创造过程中具体化、形象化、经验化、可视化的一面,而后者对于数学教学显得更为重要。
可是在目前的形势下,传统的数学教学往往是片面强调形式化的逻辑推导和形式化的结果,而对数学发现过程的展示和数学直观性背景注意很少,对数学相关知识的应用仅局限于盲目地、机械搬用,谈不上对相关知识的理解,大量的时间花在公式推导、讲题、练题上。于是,在学生眼里,数学成了枯燥无味、抽象难懂的公式、结论和习题的堆积,从而使原本充满每个、美感和生机勃勃的数学丧失了它的本来面目。如何结合民族学生数学知识的现状和学习特点,进行数学教学?如何使数学相关知识变得形象、直观、简单易懂,便于学生理解和应用呢?这就是通过加强民族院校数学教学的可视化环节,通过实现数学教学可视化的基础上完成数学的具体化、形象化、经验化、可视化的教学,因此可能够较好的解决上述问题。
2民族院校数学可视化教学的基本内容和意义
随着社会的发展、科学技术的更新,数学的应用越来越广泛。特别是计算机技术的飞速发展和广泛应用,更是导致了数学的越来越广泛深入的应用。在这样的形式下,民族院校数学教育,就不能还是按照传统的模式,教师靠粉笔和黑板传授知识,学生靠纸和笔来学习知识。数学教学要联系实际应用,要与计算机结合起来,学生不只靠听课和看接受数学知识,而且要自己动手,借助于计算机,尝试数学的应用,以便今后能更快更好地适应社会的需要。
数学教学的可视化就是要让学生利用计算机来直观、形象地学习和应用数学知识。它不应当由教师传授知识为主,而应当以学生自己动手为主。因此在民族院校进行数学教学的可视化不是直接将现成的结论教给学生,而是要结合民族性、地域性的特色,根据数学思想发展脉络,创造问题情景,充分利用专业软件,结合实验手段,设计系列问题增加辅助环节,从直观、想象到发现、猜想,然后给出验证及理论证明,或者直接论证与验证相关理论,增加在学习、研究数学过程中的可视程度,从而使学生亲历数学建构过程,逐步掌握认识事物、发现真理的方式、方法,培养创造能力,提高数学素质。民族院校中数学教学的可视化实现的最主要途径就是运用现代计算机技术和数学专业软件包,加强民族院校中数学教学的直观化、可视化环节。因此,它不仅为民族院校数学的教学提供了实践的环境,还培养了学生多动手、勤动脑、善思考的学习习惯。
机械制造技术基础是高等本科教育中机械类及近机类专业的一门重要专业基础课程,是一门讲述有关机械产品制造过程的综合性技术课程。在本校的相关专业教学大纲中规定该课程的教学内容由工程材料及成形技术和机械制造技术两大部分构成:工程材料及成形技术部分讲述现代工业常用材料(金属、高聚物、陶瓷、复合材料等)和热加工工艺基础(铸造、锻造、焊接、粉末冶金、热处理等)的相关知识;机械制造技术部分讲述机械加工工艺基础的相关知识。课程的教学目的是通过本课程的学习,要求学生能总体地了解和把握机械制造活动,掌握金属切削过程基本规律和机械加工的基本知识,能合理选择材料、毛坯制备、机械加工方法,具有产品质量、公差与配合的基本知识,初步具有解决生产现场工艺问题,决策制造模式方面的能力。
1 机械制造技术基础的教学现状
机械制造技术基础是一门传统的课程,多年来人们积累了许多宝贵的教学经验和教学方法,教学质量也得到一定的提高和改善,但由于其教学内容比较抽象、复杂且涉及实际生产经验等特点,还存在一些问题。
1.1 教学手段的不正确使用
随着科学技术的发展,许多先进的教学手段进入课堂教学,如幻灯片、投影仪、语音设备、多媒体等。最初将这些手段引入教学的目的是使教学内容化繁为简,化难为易,由抽象变为直观,便于观察和认识,有利于学习和掌握教材,提高教学速度和质量。目前,教学过程中存在两种极端情况:一种是有些教师,特别是经验较少的青年教师,在教学过程中把这些设备当做减轻备课任务的一种工具,如把所有内容都打进PPT,上课过分依赖PPT,以此减少备课时间;另一种是有些教师对这些教学手段过于排斥,认为他们的应用会分散学生的注意力,仍然采用传统的教学方式,即讲授+板书,这样一来教学过程显得过分呆板,课堂气氛不活跃,很多抽象的东西如机床的结构、加工过程等使学生难以理解,渐渐失去学习的热情。
1.2 实验与金工实习时间安排不合理,不足以理论联系实践
机械制造技术基础这门课是一门与实践密切相关的专业基础课,材料在不同工作环境中的各种特性、设备的各种结构、工艺的各种优缺点及在生产中可能会造成的后果等,学生必须结合大量实践经验才能更好地理解,很多操作步骤和原理听起来很费解,但只要到车间或现场看一眼就不难明白。已有的教学模式将理论和实践在时空上分离,先将理论全部学完再实践,或先实践完再进行理论学习。缺少工程实践的理论教学,由于学生缺少感性认识而变得十分难解,处于云里雾里的迷糊状态;没有理论支撑的工程实践必然只能停滞在获得一些感性知识和操作技能的较低的层次上[1]。
1.3 考核方式欠合理
目前机械制造技术基础这门课程的学习效果评价方式绝大多数仍然以书面答卷的方式进行,如此一来,学生在学习过程中单纯地追求卷面分数,与考试相关的内容就重视,与考试无关的内容就不重视。有的甚至平时根本不听课,连书本都不翻,凭考前“临时抱佛脚”来死记硬背书中的一些概念、术语和简单理论来达到修完这门课程的目的。这样一来,学生考完这门课后,什么也没学到,什么也没得到。
1.4 教学内容相对陈旧
机械制造技术基础的教学内容主要涉及传统知识的介绍,缺乏先进性和时代感,导致一些学生主观上认为该课程无用而对它产生排斥思想[2]。尽管有些负责任的教师在教学中采用各种不同挂图、实物模型、动画等方法以适应不同章节的教学需要,仍难以取得较好的教学效果。
针对机械制造技术基础课程教学中存在的问题,为了激发学生对本课程的学习兴趣,提高教学质量,提出教改措施。
2.1 有效地选用灵活多变的教学方法
为了保证课程教学质量,宜采用灵活多变的教学方法和手段。例如,讲解一些机床结构、刀具夹具结构等知识时,仅靠教师的理论讲述无法使学生完全理解,通过采用直观教学、现场教学和电化教学等手段,利用实验室的机械装备,可在短时间解决黑板上难讲透的问题[3]。此外,还可以通过交互式、讨论式、研究式和启发式教学方法,营造师生互动的教学环境,增强学生的学习积极性和学习热情[4]。
2.2 充分发挥实践在教学过程中的作用
机械制造技术基础不同于纯粹的理论课,它具有很强的实践性和应用性。实践效果对教学质量的好坏起到重要的作用。根据学校已有或周边生产工厂的条件,将理论教学和生产实践结合起来,通过实践与学习相互穿插的方式,或者理论教学与现场教学并行的方式,使学生的参与意识和工程能力大为增强,不仅能很好地消化所学的理论知识,而且能提高解决工程实际问题的能力。
2.3 采用合理考核方式
高等教育应为国家培养对社会有用的人才。卷面考试成绩的好坏很难全面说明一个人能力的高低。宜采用合理的考核方式,使学生在学习过程中不再单纯为了通过考试而功利地受迫学习,而是自觉、勤奋、紧张地学习,真正在知识、能力和素质等多方面得到全面的提高。为此可以对学生在实践环节、设计环节、课堂环节、答辩环节、操作环节等分别进行考核,从而较全面地考核学生对该门课程的学习情况。
2.4 强化教学内容和专业发展的动态结合
科学技术日新月异,新的机械制造方法不断涌现。要提高学生的学习兴趣,在备课时教师宜结合具体教学内容,及时收集学科最新的发展态势,介绍一些与之相关的最新的材料、成形、制造等方面的相关知识,使学生在感受到现代先进制造技术的同时理解学习传统知识的重要性,增加对这门课的学习兴趣。此外,还可以让学生在课后自己收集感兴趣的前沿科技,培养自学能力。
2.5 加强师资队伍建设
要实现良好的教学目标,过硬的师资队伍是关键。机械制造技术基础的课程性决定了该课程的教师不仅要具有扎实的专业理论功底,也要具有较熟练的实践技能,更要具有理论与生产结合的综合能力。许