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【關鍵詞】模具設計與制造;ProE;課程仿真;軟件教學;教學實踐
隨著我國經濟的不斷發展,新的社會需求對于職業教育的質量提出了更高的要求,主要表現在對職業素養、學生個人能力要求的提高,為了響應教學改革的相關要求,必須依托現有教育資源,形成理論與實踐相結合,虛擬仿真與具體操作相呼應的教育模式。通過開展對人才培養模式、課程建設與教材開發、實訓基地建設等方面的一系列教學研究和改革,堅持高教學應結合專業實際、崗位需求的理念,才能切實提高教學質量,切實提高廣大畢業生的社會認可度。
1 模具設計與制造專業培養目標
模具設計與制造專業的培養目標是培養具有扎實理論基礎、較強動手能力的綜合性人才,能熟練的運用機械設計與制造、機械加工工藝原理、材料科學以及CAD/CAM/CAE軟件,熟練掌握模設計軟件,具有較強的模具制造工藝編制的能力以及對磨具生產制造設備的熟練操作,具備模具設計、制造、裝配與調試的能力。
2 基于ProE虛擬過程的專業課程仿真與教學實踐
2.1 Pro/Engineer簡介
Pro/Engineer操作軟件是美國參數技術公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數化著稱,是參數化技術的最早應用者,在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位,Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業界的認可和推廣。是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一,特別是在國內產品設計領域占據重要位置,Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的一個選用模塊提供給使用者仿真模具設計過程所需的工具。這個模塊接受實體模型來創建模具組件且這些模具組件必然是實體零件可以應用在許多其它的Pro/ENGINEER模塊例如零件裝配出圖及制造等模塊。由于系統的參數化特性當設計模型修改時系統將迅速更新,將修改反映到相關的模具組件上。
2.2 典型的Pro/MOLDESIGN過程
在Pro/ENGINEER中創建模具組件,將包含某些或所有以下的步驟。
(1)創建或叫回設計模型。在 Pro/ Engineer 中,毛坯設計可以利用裝配的方式,將預先設計好的工件裝入模具模型中;也可以利模具模型創建自動創建的方式,在模具模型中自動創建毛坯;當工件的形狀比較復雜時,用戶還可以利用手動建模方式來創建毛坯,根據建模的復雜程度選擇適合的建模方法。
(2)進行拔模斜度檢查或厚度檢查以確定零件有恰當拔模斜度可以從模具中完全退出或確認沒有過厚的區域以造成下陷。
(3)叫回或創建工件(workpiece)這個工件是用來定義所有模具組件的體積而這些組件將決定零件的最后形狀.如果需要選取適當的模座。
(4)在模具模型上創建收縮率。收縮率根據選擇的形態可以等向(isotropically)或非等向(anisotropically)地增加在整個模型指定的特征尺寸。
(5)加入模具裝配特征形成流入口流道及澆口。這此特征創建后將被加到模具設計中且將從模具組件幾何中被挖除。
(6)定義分模面及模塊體積用來分割工件形成個別的模具組件。
(7)抽取(Extract)所有完成的模塊的體積將所有的曲面幾何轉換為實體幾何形成實體零件在Pro/ENGINEER其它的模塊中使用。
(8)填滿模具槽穴來創建模型。借著利用工件的體積減去抽取的模具組件的體積系統就能以剩下人體積自動創建模型。
(9)定義模具開啟的步驟及檢查干涉如必要就進行修改。
(10)依需要裝配模座組件.這些模座是標準的模座零件可由諸如HASCOA及DME等供應處取得系統將它們與模具模型一起顯示。
2.3 教學實踐
運用典型模具設計與制造案例教學、分組討論、上機實習等方法實現模具設計與制造專業課程仿真與教學實踐的完美結合。
(1)軟件教學
軟件教學是教學實踐的基礎部分,針對模具設計與制造的專業特點,熟練掌握ProE參數化造型、參數化設計的基本概念; 掌握如何使用Pro/E捕捉設計意圖,了解在協作工程環境里成為一個集成部分,了解Pro/E的應用模塊。依照Pro/MOLDESIGN的具體步驟,通過簡單的案例分析使得學生對于Pro/E軟件有一個基本的了解,循序漸進一次增加案例難度,使學生由表及里、由淺入深的掌握模具設計與制造的基本要領。通過布置課外作業積極引導學生自主學習,鼓勵學生依托學校圖書館、機房等優勢資源提升能力,通過典型的具有實踐性的任務,讓學生從設計流程、設計檢查、加工工藝到設計評價的全過程中穩固基礎知識,通過學習任務的合理配置,使得學生全身心投入,主動探索,課堂教學與課外實踐的結合可以很好的達到軟件教學的目的,及時的進行教學評價與探討,從中分析問題,激發廣大學生的求知欲,提高軟件學習的積極性。
(2)分組討論
Pro/ENGINEER強大的功能需要教師與學生共同探討,定期展開疑難問題的分組討論可以活躍課堂氣氛,讓模具設計與制造專業的學生積極主動地參與教學過程,通過分組討論集思廣益,激發學生的個人創新能力。學生可以圍繞設計步驟中的某一步展開討論,也可以是針對使用過程中發現的快捷操作技能的交流,在課堂上開展學生互查課外作業的活動,使學生充分利用身邊的教學資源、儲備知識站在老師的角度進行模具設計的評價工作,可培養并提高思考能力、閱讀能力、自學能力、語言表達能力與協作能力,使專業學生互相學習、互相促進。
(3)上機實習
課程仿真的最大優勢在于其最大限度的直觀化和可視化,課程仿真與教育實踐的結合部分即是上機實習,模具設計及制造教學實踐強調學生自主學習,但是也不可忽略教師的引導作用,在上機實習的課堂,教師從講臺走向一對一的輔導,同時學生也轉變了角色,從理論課堂的被動接受轉換到主動探索、不斷實踐。為最大限度的發揮上機實習在模具設計與制造課程中的終端作用,要減少專業教師干擾,將講授材料、演示過程以簡單明了的方式展現出來,最大限度的增加學生自主學習和探索的時間,通過典型模具設計任務、典型模具設計學習目標的實踐,進一步加深學生基于ProE模具設計與制造的專業能力。
3 結束語
為了滿足教學改革的需要,必須打破常規,依托現有優勢資源,綜合國內外先進科學技術,將先進的設計理論、設計軟件代入課堂,是學生在校期間通過虛擬工作過程的仿真課程提前認識在實際的設計工作中應充分利用所掌握的有關數學、力學以及材料學等相關方面的知識,通過運用國內外先進的 CAD/ CAE/ CAM集成技術軟件來進行模具結構設計教學和模具制造仿真教學,實現仿真課程與教學實踐的緊密融合。
【參考文獻】
[1]時杉杉.模具設計與制造專業的教學改革創新設想[J].教育創新,2011,1(8):32-33.
關鍵詞: 《電子技術基礎》 實驗教學 Multisim仿真軟件
《電子技術基礎》是中職電子類相關專業的一門重要的專業基礎課程,是學習后續其他專業課程的基礎。該課程與實踐聯系緊密,既有抽象的理論分析,又有具體的實際應用。學習電子技術基礎,不僅要掌握其理論知識,而且要通過實際應用來加深對理論知識的理解。因此,實驗教學是《電子技術基礎》教學的重要環節,通過實驗的學生可以更快、更好地掌握電路理論知識,培養實踐能力。傳統的實驗教學方式是教師帶領學生到實驗室搭接實物電路,用儀器、設備觀察實驗結果,得出結論。但由于該門課程涵蓋的內容多,全部采用傳統的實驗教學方式使得實驗室工作量非常大,存在耗材成本大、實驗效率低下的問題。隨著計算機信息技術的飛速發展,把計算機仿真實驗和傳統的電子技術實驗教學有機結合,將大大提高課程的教學質量和實驗效率。作為一款專門用于電子線路仿真與設計的EDA工具軟件,Multisim具有先進的電路仿真和設計功能,有著傳統實驗不可比擬的優勢,使得《電子技術基礎》實驗教學更加方便和靈活。
一、Multisim仿真軟件簡介
Multisim仿真軟件是IIT公司近年來推出的一款基于PC平臺的EDA工具軟件。它提供了豐富的電子元器件庫和種類齊全的電子儀器,相當于一個設備先進、功能完備的大型電子實驗室。軟件采用直觀的圖形界面,在計算機屏幕上模擬真實實驗室的工作臺。使用時,根據電路設計將所需的元器件和測試儀器連接成電路,接通電源開關,就可以得到測試數據,觀察到測試波形。借助該軟件可以進行各種電路的仿真實驗,不僅可以節約大量的時間和資金,而且不必擔心損壞元器件和儀器。
二、Multisim仿真軟件在《電子技術基礎》實驗教學中的應用
1.化被動為主動,提高實驗教學效率。
電路實驗通常分為實驗預習、實驗過程和實驗報告三個環節。實驗前教師一般都會要求學生對實驗進行預習,其目的是通過預習,讓學生熟悉實驗內容,明確實驗目的,了解實驗步驟,以便在實驗時能集中精力做好實驗,避免實驗操作的盲目性。但是往往學生對“紙上談兵”式的實驗預習不感興趣,即使按照講義預習,也大多流于形式、應付了事,效果自然可想而知,這是多年來傳統實驗教學中存在的一個老大難問題,一直沒有好的解決辦法。利用Multisim仿真軟件可為學生創設一個生動、形象、直觀的學習環境,提高學生預習的興趣。在真實實驗前,教師把要仿真的實驗內容和可能遇到的問題通過適當的方式表述給學生,學生利用Multisim仿真軟件在計算機上進行電路仿真模擬實驗過程,能夠充分地掌握實驗內容、步驟等。仿真實驗過程和現象可以多次重復,比傳統實驗教學前教師反復講解實驗內容、注意事項和學生預習講義的效果要好得多。在真實實驗時,學生能做到心中有數,教師也可以把更多的精力放在對學生的指導監督上,提高實驗教學效率和質量。對實驗中遇到的問題,學生可以隨時通過在計算機上仿真加以解決。
2.變無形為有形,提升課堂教學效益。
隨著中職生源素質的不斷下降,學生普遍存在文化基礎薄弱、學習積極性和主動性不高的問題,給《電子技術基礎》課程的理論教學帶來不小的挑戰。而中職教育具有的直接的崗位指向性,要求《電子技術課程》課程教學的重點應放在電子元器件或集成電路的外部特性及其實際應用上,以適應職業崗位的需求。Multisim仿真軟件讓《電子技術基礎》教學有了全新的表現形式,能將抽象的知識形象化,避免了繁瑣的推導和計算,從而能更好地吸引學生的注意力,加深學生對知識的理解和記憶。以濾波器工作特性分析為例,濾波器是電子技術中一個重要的電子器件,但是通過實驗驗證濾波器的工作特性卻很困難,因為很難產生一個含有符合能很快實驗要求的噪聲信號讓濾波器去處理。以往在實驗中一般采用測量濾波器帶寬的方法來驗證,學生難以直觀地觀測。利用Multisim仿真軟件搭接一個50Hz的帶阻濾波器電路,觀察虛擬的雙蹤示波器獲得的電路輸入端和輸出端的模擬仿真波形圖,其中上部波形是含有50Hz噪聲的正弦波信號,下波波形為濾除50Hz噪聲后的正弦波信號,這樣,學生看起來非常直觀,能很快建立起濾波器的概念。
3.從驗證到設計,增強學生實踐能力。
傳統的實驗教學,教師在課前準備好儀器設備,學生按照實驗步驟連接固定電路,然后觀察實驗結果,記錄數據,基本都是一些驗證性實驗。由于沒有從設計角度進行理論分析和電路設計,因此學生無法進行實際的應用開發。而以就業為導向的職業教育強調對學生職業能力和素養的培養,應用Multisim仿真軟件《電子技術基礎》原有的學科知識體系被解構,取而代之的是以工作過程為導向精心設計的項目。學生通過完成與實際應用結合緊密的小型電子產品的制作,主動獲取知識、形成能力。利用Multisim仿真軟件提供的實驗工作平臺,學生可以很方便地在計算機上對設計的電路進行仿真實驗,從而可以快速地發現錯誤、修正錯誤。這樣,一方面可以縮短電路設計的周期,減少元器件的損耗,節約實驗成本,另一方面可以充分發揮學生的主觀能動性,激發學生的學習熱情,有利于學生創新能力的發展,培養學生分析問題、解決問題的能力。
【關鍵詞】電工電子技術;Multisim;教學
隨著現代計算機技術、虛擬仿真技術的迅速發展,對各行各業的進步產生了深遠的影響,對教育領域的影響也越來越大。就電工電子技術課程而言,利用虛擬仿真軟件來實驗教學能有效的提高實驗效率,在教學中得到了廣泛的應用,取得了很好的教學效果。
一、基于仿真軟件Multisim的實驗教學的必要性
電工電子技術課程是一門理論聯系實踐緊密的課程,課程教學離不開實驗。但是,往往實驗設備和實驗場地達不到要求,使得課程實驗無法全部開出。而且目前來看,實驗室傳統儀器在實驗教學中存在一些不足,主要表現在:
(1)功能相對單一。現代測控技術要求儀器不僅僅能單獨測量到某個量,而更希望它們之問能夠互通信息,實現信息共享,從而完成對被測各系統的綜合分析、評估,得出準確判斷。傳統儀器在這方面顯然存在嚴重不足,甚至不可能實現。
(2)利用率相對偏低。對復雜的被測系統,面對各廠家的不同測試設備,使用者需要的知識很多,這樣的儀器不僅使用頻率和利用率低,而且硬件存在冗余。
(3)操作復雜容易損壞。實驗項目要求學生能舉一反三,總結規律,在傳統儀器中往往要重復測量,且調試過程中極易出現硬件損壞,造成人力、物質的浪費。
基于以上原因,仿真軟件越來越多地在實驗教學中得以應用。其中Multisim由于功能強大,交互性好得到廣泛的應用。
二、Multisim軟件應用于實驗教學的優勢
首先,Multisim本身具有優勢。該軟件不僅提供了電路的多種仿真分析方法,如交、直流掃描分析,參數掃描分析,交流頻率特性分析,瞬態分析,等等,而且也提供了多種虛擬儀表和儀器,如:直流電壓表、電流表、數字萬用表、函數信號發生器、功率表、邏輯分析儀和邏輯轉換儀等。實驗過程中能觀測到一些連續變化的波形和參數。它提供了模擬和數字電路的虛擬實驗環境。軟件具有和真實環境一樣的可視化界面,含有豐富的電子元件模型,能根據用戶需要自選擴充器件庫,實驗所得結果與實際調試結果十分接近。
其次,Multisim應用于實驗教學的優勢。利用Multisim軟件進行電路的仿真測試,不僅可以提高實驗效率,而且在教學中可以方便、直觀的進行實驗和演示各種電子電路的工作原理。比如,理論課教學中難以講清的重點和難點問題,可以通過驗證性虛擬實驗來進行演示,提高課堂的生動性和趣味性。其二,利用該軟件可以檢查學生實驗能力,比如,可以在仿真電路上進行故障的設置,讓學生進行故障排除,借以鍛煉學生的動手操作能力。再有,利用該軟件可以進行實驗。還有一個真實實驗無法比擬的重要作用,就是可以進行破壞性實驗,而不用擔心造成危險和物資的浪費。
三、Multisim仿真軟件在實驗教學中的典型應用
目前,利用Multisim進行實驗教學,比較典型的應用是與實物實驗相結合。這樣做的好處是可以大大節省電路的調試時間,同時可以用實物實驗的結果來驗證虛擬實驗的正確性。應用的步驟是:
1.根據實驗電路原理圖創建虛擬實驗電路
在Multisim界面上,根據實驗內容從部件箱中選擇所需元件,用鼠標拖放在軟件工作區,將元件按實驗電路的布局進行放置。從儀器架上將要用到的儀器拖放到工作區,用導線將儀器與電路相連,并對它們的參數進行合理的設置。
2.閉合仿真開關,進行仿真實驗
閉合仿真開關,就可對電路進行仿真。雙擊所要觀察的仿真儀器,即可觀察電路某點的波形或參數。如測量結果達不到實驗要求或者實驗目的,可以通過進一步的調整電路的參數進行調試,直至達到實驗要求。
3.根據虛擬實驗電路的參數搭接實物電路,進行調整測試
由于已經有了虛擬實驗的結果作為支撐,實物實驗電路元件的相關參數以虛擬實驗電路的元件參數為準。學生可以比較迅速的完成實物實驗。并將實驗結果與虛擬實驗結果進行比較,加強對實驗的理性認識。
4.按照實驗要求,完成實驗報告
根據實驗要求,對實驗步驟、實驗結果、實驗數據等進行梳理、總結、分析,寫出實驗報告。
四、基于Multisim仿真軟件的實驗教學所需的主要保障條件
1.編寫實物實驗與虛擬實驗相結合的實驗教材
與傳統的實物實驗一樣,利用Multisim軟件進行虛擬實驗也應該具有實驗目的、實驗原理、實驗步驟等基本要求,因此要想很好的發揮虛擬實驗的教學功能,也必須要有合適的教材。教材內容應該是虛擬實驗與實物實驗相結合,既充分發揮虛擬實驗和實物實驗各自的優勢,又能使得兩種實驗的實驗結果相互支撐,提高實驗結果的可信度。
2.適當增加學習Multisim軟件使用的學時
學會并熟練操作Multisim軟件需要一定的時間,這就要求在電工電子技術實驗課程中增加額外的學時。
3.實驗室配備必要的電腦
使用軟件進行實驗,需要實驗室配備必要的電腦。比較流行的配備方式是構建一體化實驗室。該實驗室在每個實驗臺上都配備一臺電腦,學員在實驗臺位上既能做實物實驗也能做虛擬實驗,實現虛擬實驗和實物實驗的統一。另外就是建設EDA實驗室,學員在該實驗室完成虛擬實驗后再進行實物實驗。
參考文獻
[1]王艷新.電工電子技術教學改革的研究與實踐[J].教育研究,2007(1):33-35.
(一)教育目標及有關概念辨析
教育目標是指教育活動力求要達到的效果。具體來講,教育目標即對教育目的、培養目標、教學目標的統稱,可指代教育目的、教育方針,也可指代某一學科的培養目標,還可指代各級各類學校的培養目標。它既與教育目的、培養目標相聯系,又不同于教育目的和培養目標,所以我們在閱讀文獻時,應注意理解教育目標背后指代的含義。倘若是指培養受教育者的總目標,可理解為教育目的倘若是指各級各類學校各專業的具體培養要求,可理解為培養目標。培養目標是教育目的的下位概念,是考慮到學生身心特點以及各級各類學校教育任務而制定的,是教育目的的具體分解。①
教育目的是指教育意欲達到的歸宿所在或所預期實現的結果,是教育活動的出發點和歸宿,反映了社會對教育活動在努力方向、社會傾向性和人的培養標準等方面的要求和指向,具有社會性和時代性等特點。我國的教育目的是造就德、智、體、美、勞全面發展的社會主義建設者和接班人,其宗旨是為人民服務,為社會主義現代化建設服務,其教育方式是與生產勞動和社會實踐相結合。②
教育方針是國家在一定歷史階段提出的教育工作發展的總方向,是教育基本政策的總概括。教育方針的內容一般包括教育性質、教育目的及實現教育目的基本途徑等。教育方針的核心問題是培養什么結構素質的人。在不同的歷史時期,我國教育方針的特點和側重點都有所不同。當前,我國教育方針正從專注于現實性,逐漸向現實性與理想性融合轉變,育人為本、服務人民的理念越來越成為新時期國家的教育追求,成為我們擬定新時期教育方針的核心原則。③
綜上所述,教育目標屬于教育目的的下位概念,它所體現的是不同性質的教育和不同階段的教育價值,是根據社會不斷發展和人的基本需求,對教育活動所規定的目的、方向和要求,是教育活動結果所應達到的標準、規格和狀態。
(二)課程目標
課程目標是指導整個課程編制過程的最為關鍵的準則,是指特定階段的學校課程所要達到的預期結果,是確定接下來的課程內容、教學目標和教學方法的基礎。課程目標通常具有整體性、層次性、持續性、階段性、遞進性和時間性等特征。④
一般而言,課程內容的選擇和組織、課程的實施和評價都應當圍繞課程目標進行。基于大課程小教學理論,課程目標位于教育目的與教學目標之間,屬于教育目的的下位概念,同時是教學目標的上位概念。除了對教學目標制定有較大的影響之外,課程目標對課程的整個編制也有非常重要的理論指導價值,是課程從內容設計到實施直至評價的重要依據。
(三)教學目標
很多文獻會把目標同目的混淆。其實,在英文文獻中,這兩種用法往往有所區分:目的通常是指某一國家或社會為實現一定的教育目的或者教育理想,在其教學領域內向教師提出的一種總體性、概括性要求,其涵義往往與教育者的主觀愿望等同,是一種方向性的宏觀指示。目標則是指在具體情景中學生行為變化的結果,是教學中師生預期達到的學習結果和標準。一般而言,目標通常是可觀察、可測量、可評價的,是策略性的,加之時間、情景等條件所限,是教育目的的具體化。⑤基于大課程小教學理論,教學目
標是課程目標的下位概念,是對學生在學完一個指定的教學單元之后能夠做出什么事情更精確、更詳細的表述。教學目標表明了特定教學任務期望學生達到的行為標準和表現,是學生在學習任務結束后要達到的有實際意義的結果。它涉及的范圍,大到對于一門課的一個學期、一個學年,甚至一個學段的要求,小到對于一個課時,甚至一個知識點的要求。
二、教育目標、課程目標、教學目標三者之間的關系
關 鍵 詞:學校體育;高考制度改革;體質健康
中圖分類號:G807 文獻標識碼:A 文章編號:1006-7116(2012)05-0085-04
Rational thinking about including physical education in the National College
Entrance Examination system
ZHOU Ming
(School of Physical Education,Jinan University,Jinan 250022,China)
Abstract: The purpose of National College Entrance Examination (NCEE) in China is to select morally, intellectually and physically developed socialist constructors and successors. Including physical education in the reform of NCEE is conducive to implementing related state policies, maintaining the continuity of student health education at the basic education stage, enhancing makings education, and boosting the promotion of school physical education status and the development of physical education activities, but also affected and restricted by factors such as politics, economy, society, technology etc.
Key words: school physical education;reform of National College Entrance Examination;physical health
高考作為一項人才選拔制度,不僅關系到我們國家的發展、社會的穩定和考生的根本利益,同時,高考所具有的導向作用也直接影響著基礎教育的發展方向[1]。1995年國務院頒布的《中華人民共和國教育法》中明確規定我國的教育方針:“教育必須為社會主義現代化建設服務,必須與生產勞動相結合,培養德、智、體等方面全面發展的社會主義事業的建設者和接班人。”高考作為我國教育的一個組成部分,其評價體系和選拔標準應該與我們的教育方針保持一致,因此,我國高考的目的也應該是選拔德、智、體全面發展的社會主義建設者和接班人[1]。
隨著我國國民體質檢測數據的不斷公布,青少年體質總體水平持續下降的現象引起了中央和社會各界的廣泛關注,一些專家、學者、人大代表、政協委員提出將體育納入高考科目的改革方案,其目的是通過高考的導向性作用,促進中小學體育活動的開展,改善學生健康狀況。提議本身符合國家教育方針和高考改革發展方向,但高考改革是一項系統復雜的工程,受到政治、經濟、社會、文化等因素影響。本文分析我國后高考制度的發展歷程及將體育納入高考的有利和不利因素。
1 后高考制度發展歷程