【关键词】机电设备安装与维修课程;教学质量;提升方法
传统的机电设备安装与维修课程教学模式已经不能够满足于现代社会的要求，在新的发展时期，作为教育者应该思考如何能够紧跟时代的步伐，提高机电设备安装与维修课程教学质量，让学生的理论和实践能力得到提升，更好地适应社会的需要。本文将就提升机电设备安装与维修课程教学质量进行深入分析。
一、从事机电设备安装与维修专业需要具有的能力
二、机电设备安装与维修课程教学存在的问题
三、提高机电设备安装与维修课程教学质量的方法
四、总结
机电设备安装与维修专业在工业中占有十分重要的位置。本文对机电设备安装与维修专业需要掌握的知识技能、存在的问题以及提高教学水平的措施进行了深入分析。索然目前在机电设备安装与维修课程教学改革中已经取得了一定的成果，但是还存在一些问题需要我们去解决，推动专业教育的更好发展。
作者:盛斯亮单位:湘北职业中专学校
关键词:可编程器件;译码器;数字电路;教学
中图分类号:G642文献标识码:A
引言
数字电路是计算机专业电子技术方面入门性质的基础课程,其任务是使学生获得数字电子技术方面的基础理论、
基本知识和基本技能。通常,数字电路课程的教学是由理论教学、课程实验、课程设计等教学环节构成的。
可编程逻辑器件PLD(ProgrammableLogicDevice)是一种数字电路,它可以由用户来进行编程和配置,利用它可以解决不同的逻辑设计问题。随着数字集成电路的不断更新和换代,特别是可编程逻辑器件的出现,使得传统的数字系统设计方法发生了根本的改变。可编程逻辑器件的灵活性使得硬件系统设计师在实验室里用一台计算机、一套相应的EDA软件和可编程逻辑芯片就可以完成数字系统设计与生产。
MAX+plusⅡ是一种与结构无关的全集成化设计环境,使设计者能对Altera的各种CPLD系列方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。MAX+plusⅡ开发系统具有强大的处理能力和高度的灵活性.其主要优点:与结构无关、多平台、丰富的设计库、开放的界面、全集成化、支持多种硬件描述语言(HDL)等。
1可编程思想在课堂理论教学中的应用
数字电路课程主要包括逻辑代数、基本门电路、组合和时序逻辑电路、可编程逻辑器件及其编程方法的介绍。传统的教学方法是按顺序讲授,组合和时序逻辑部分都采用独立元器件的思想介绍,可编程逻辑器件部分往往由于课时的缘故不讲授或者只做简要介绍。但是随着电子技术的发展,这种教学思路已经不能很好地体现数字技术的发展方向。所以对数字电路理论教学提出了一些改革思路。
随着计算机的广泛应用和教学条件的改善,多媒体课件在一定程度上提高了教学效果,可以用Flash等软件制作电路的应用和工作情况,但因为工作情况非常多,所以制作课件非常麻烦,而且因为不能随时调整,学生感觉不够真实。在课堂教学过程中利用多媒体教学环境,采用MAX+plusII软件进行实际操作演示,MAX+plusII输入修改方便,仿真结果直观具体,能够增强学生对学习内容的感性认识,激发学习兴趣,提高课堂教学质量。
以2-4译码器部分为例来说明MAX+plusII在数字电路教学中的应用情况。对于译码器的定义及其译码的理解,其实刚好是硬件描述语言VHDL的行为描述方法,所以我们可以用VHDL语言把2-4译码器描述出来作为MAX+plusⅡ的输入。描述的程序如下:
entityHCT139is
port(A2,B2,G2BAR,A1,B1,G1BAR:instd_logic;
Y20,Y21,Y22,Y23,Y10,Y11,Y12,Y13:outstd_logic);
endHCT139;
architectureVER1ofHCT139is
begin
Y10
Y11
Y12
Y13
Y20
Y21
Y22
Y23
endVER1
写程序的过程其实就是对译码器的逻辑的理解过程,那这个程序到底能否完成我们需要的译码功能呢可以用MAX+plusII软件的仿真功能,让学生很清楚地观察到在控制信号的作用下译码器的实际工作情况。仿真波形如图1所示。
随着数字电子技术的发展以及可编程逻辑器件的广泛使用,中规模的集成电路的应用逐渐减少,但是对于中规模集成电路的思想以及功能还是要做介绍。对于中规模集成电路的讲授可以结合MAX+plusII的原理图输入方法。MAX+plusII的元件库里有常见的中规模集成电路,并且我们可以利用MAX+plusII软件的仿真功能,观察到各种中规模集成电路的工作情况。例如2-4译码器74139如图2所示。
2基于可编程逻辑器件的实验教学
实验作为学习该课程的一个重要环节,对巩固课堂教学内容、提高学生的动手能力都具有重要的作用。
在传统的数字电路实验教学中,一般采用学生动手搭接各种电路的方法。这种方法对于锻炼学生的动手能力比较好,实际搭接线路体会更深刻,但是这种方法也有很多不足之处:由于在实验操作过程中的疏忽,很容易造成电路短路、损坏TTL芯片。教学实验中,要经常更换芯片,增加了原件的损耗;当电路复杂时,检查芯片好坏或搭接线错误是一项非常繁杂的工作,容易让学生产生厌烦感。随着计算机电路仿真及大规模集成电路的发展,传统的实验方法得到了改进,引入可编程逻辑器件及其对应的EDA技术,可以增强实验过程的灵活性,提高学生学习积极性。
基于可编程逻辑器件的实验平台在参考文献[3]做了介绍。继续选用在理论教学中采用的演示软件MAX+plusII作为实验软件,它使用简单,不需要花费太多学时讲授软件的使用。因为原理图的输入方法更简单直观,建议采用原理图的输入方法进行实验。在学生掌握原理图输入方法之前,老师可以先做好一些实验模块,让学生直接下载这些模块到实验平台进行测试,边测试边学习建立实验模块的方法。用MAX+plusII仿真数字电路实验具有很大的灵活性,掌握得比较好的学生不仅可以按照教师设计的实验模块完成实验,还可以在掌握了设计方法后,利用理论知识自行设计一些实验模块。这样会激发学生的学习兴趣,从而进一步提高了学生的综合素质和创新能力。
3基于可编程逻辑器件的课程设计
数字电子技术课程设计是实践性课程,同“数字电子技术”理论讲授课程有密不可分的关系,起着相辅相成的作用,也是在“数字电子技术实验”课的基础上,进一步深化的实践环节。其主要目的是通过本课程,培养和启发学生的创造性思维,进一步理解数字系统的概念,掌握小型数字系统的设计方法,掌握查阅有关资料的技能。基本任务是设计一个小型数字电子系统。传统的使用中小规模集成电路的方法,由于设计小型数字电子系统需要多种元件,每年的课程设计往往受元器件的限制,给的设计题目只有几个,容易出现雷同,常见的一些设计在网络上都可以找到现成的设计电路图。
将可编程逻辑器件引入课程设计,就可以灵活给定各种类型的设计题目,不受元器件的限制。即使一样的设计题目,实现的方法也可以多样化,可以采用原理图的输入方法,也可以采用硬件描述语言的输入方法来实现。同时将可编程逻辑器件引入课程设计,就可以直接在实验平台上实现,不需要专门的课程设计平台,从而节省了课程设计的成本,又由于采用了数字电子技术发展的前沿技术,让学生能了解数字电子技术的发展,真正培养学生对数字电子技术的学习兴趣。课程设计的题目难度也容易控制,可以分开档次。
例如“拔河游戏机”的设计,拔河游戏机需用9个发光二极管排列成一行,开机后只有中间一个发亮,以此作为拔河的中心线,游戏双方各持一个按键,迅速地、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点就会向谁的方向移动,每按一次,亮点移动一次。移到任一方终端二极管发亮,这一方就得胜,此时双方按键均无作用,输出保持,只有经复位后才使亮点恢复到中心线;显示器显示胜者的盘数。对于这样的一个设计题目安排三个人一组,来讨论总体实现思路,但是具体的实现方式不能一样,其中一个人要求用中小规模的集成电路来实现,两个人用可编程逻辑器件实现,但是分别采用硬件描述语言和原理图的输入方法来实现。
开始安排题目的时候,选择用中小规模集成电路实现的人自信比较足,因为学生对中规模集成器件相对熟悉些,其他两人因为对可编程器件不是很熟悉,觉得有点难。但是等完成这个设计题目后,叫苦的反而变成采用中小规模集成电路实现的人。另外两人对自己的设计思想是否正确早通过仿真知道了,连线也只有输入和输出,不用反复检查线路是否接触好。随时可以修改,修改完了只需用重新下载程序即可。经过这样的对比实践,学生对数字电路的设计有了更深刻的认识,既掌握了数字电路的传统设计方法,又初步理解了最新的数字电路设计方法。
4结语
CPLD和FPGA器件在集成度、功能和性能方面已经能够满足大多数场合的使用要求。用CPLD、FPGA等大规模可编程逻辑器件取代传统的标准集成电路、接口电路和专用集成电路已成为技术发展的必然趋势。把可编程思想引入到数字电路课程的教学当中,利用计算机和仿真软件对数字电路进行模拟、仿真,会显著地提升数字电路的教学效果,让学生能够紧跟市场和技术的前沿。
TeachingofDigitalCircuitBasedonProgrammableThinkingofHardware
LIUCai-hong,JIJin-shui
(ComputerScienceandInformationEngineeringCollege,NorthwestMinoritiesUniversity,Lanzhou730030,China)
关键词材料学科本科生课程设计选题成果评价
中图分类号：G423文献标识码：A
ThinkingonCurriculumDesignReformforMaterialsScienceUndergraduates
YUYan
(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou,Fujian350108)
AbstractThispaperbrieflydescribesthestatusofthematerialscienceundergraduatecurriculumdesign,andpointedouttheneedforreformandimprovement,combinedwiththecharacteristicsofthematerialclassstudents,mainlyfromtwoaspectsofthesubjectmatterandoutcomeevaluationofthecurriculumdesigntoresolvetheideaofreform,whichstudentscreativethinking,toachievequalityeducation.
Keywordsmaterialscience;curriculumdesignforundergraduates;topic;evaluationofresults
本科生课程设计是高等教育质量的重要评价内容，是实践实训教学环节中重要的组成部分。旨在培养学生综合运用所学理论知识，具备解决工程实际问题的能力。同时，培养学生初步形成大工程意识，将工程实际应用与管理、经济、市场、环境技术等有机关联，对提高本科生知识、能力及素质等具有重要的意义。在新的教育形势下，本科生的实践教学和工程训练环节显得越来越重要，各类人才培养方案的指导性意见中规定：凡能安排课程设计（或大作业）的课程都应该安排课程设计，从而提高学生的实际实践能力，同时应特别强调工程实践的实际效果，而这种设计类的课程和教学在理工教育中的地位应更为突出。
（2）设计形式单一，评价依据简单。目前材料类本科生课程设计的成果要求基本还停留在图纸上，仍然是规定标号图纸2-3张，评价依据单一，设计成绩也是根据图纸质量进行评价，这样更多是考察学生的制图和绘图能力，无法考察和准确评价材料知识在设计过程中的作用，无法体现设计成果的多样性，与人才培养的目标相偏离，因此本科生课程设计的改革越来越必要。
针对以上问题，作者认为材料类本科生课程设计应从他们的特长出发，强调并突出他们的材料研发及性能检测的优势，下面主要从选题、成果评价、设计的组织形式等方面浅谈自己对改革的一点看法。
1结合不同的设计任务，从源头上保证选题创新
给学生下达设计任务的过程实际上也是设计选题的过程，选题时在遵循一般原则的基础上，还应特别注意课题任务的创新性、趣味性和实用性，应结合下述几点原则，搭建有利于课程设计工作中师生互动、教学相长、行之有效的研究平台，从而提高本科生参与科研工作的热情，培养他们的科研能力与应用技能，使他们能尽快成长为能够承担科学研究与技术开发任务的专业技术人才。
（1）选题应结合科研、生产一线或实验室建设的实际任务，结合经济建设和社会发展的需要，做到真题真做。指导教师可视工作量的大小将各类课题分解为若干个子课题，再将不同子课题布置给学生。从源头上调动指导教师和学生参与的积极性，学生自身价值在设计过程中也能得到充分体现，能提高他们的自我满足感。同时，对指导教师来说，他们的科研任务、生产一线的具体任务及其他工作任务有了践行者，可以成为强有力的助手，达到事半功倍的效果。
（3）基于各学科之间的交叉联系越来越紧密的现状，鼓励教师跨专业协作选题。不同专业的教师可以协作命题，甚至还可以同其他学校相近学科的教师协作命题，也可以深入企业同一线的技术研究人员协作命题。这样的选题过程可有效保证题目的创新性和实用性，学生积极参与热情高涨，课题实用、先进、新颖，质量就有了保证。
2改革成绩评价依据，成果形式允许多样化
课程设计应以学生独立完成工作任务的情况、成果的水平、独立工作能力和创新精神、工作态度和工作作风以及答辩情况为依据。此外，设计任务的变化及选题的多样性必然带来评价体系的变化，设计成果的体现形式不再局限于各类图纸和设计说明书，可以是论文、专利、标准、新材料、新工艺、新设备、实物等等，甚至可以是一份开题报告，可行性计划书，项目申报书等。当然，考虑整个设计周期只有短短的2-3周，要求这些成果详细、系统、规范、完整都不太现实，因此在评价的时候应注意主抓亮点，保护学生的上进心，并在他们以后的学习中为他们创造条件，培育这些处于萌芽状态的创新火种，使他们的创新思想能生根发芽并茁壮成长。
3探索课程设计与导师制结合的组织模式
根据本科生人数的多少，目前课程设计的组织形式一般是有固定的几位指导教师，每位教师指导的人数在15~30人，因学生人数多，受指导教师自身知识背景的制约，这种组织模式很难从根源上保证设计的创新性和成果的多样性。笔者认为，如能将课程设计与导师制相结合，将设计的任务下放给每位导师，保证每位教师参与指导，而每位导师指导的本科生一般为4~6人，人数少，机动灵活，易于管理，不同的教师其科研方向、学术专长都有所不同，能有效保证选题和成果的多样性。同时由于导师与指导学生之间联系较多，对不同学生的兴趣爱好特长等有一定程度的把握，有利于实现因材施教，发挥他们的特长，取得更多更好的成果。
与以往比赛不同，本届比赛的作品由“微课程设计文稿”“微视频”和“微课程实施方案”三项内容组成。小学信息技术的赛题是人教版第6册第9课《图片声音齐上阵》。我们三人团结协作，深刻地感受到网络环境下同伴之间的互助是提高教学能力、促进共同成长的一个重要方式。
设计初稿中的思维碰撞
1.关于微视频内容的争辩
【徐钦】从教材篇幅来看，关于“图片的插入和编辑处理”的内容占了很大的部分。因此，图片部分是本节课的教学重难点，应选这个作为微视频的主要录制内容。
【华柏胜】微视频的作用就是突出一节课的重点和难点部分，是帮助学生自主学习重点和难点的关键，所以微视频制作应在“图片的插入和编辑处理”上做重点分析，分析出操作的关键步骤和技巧，形成“图片的插入和编辑处理”的方法和规律，拓展延伸到具体操作实例和插入声音自主学习，而不应当是全部的教学内容。
【袁甫】有道理，这样一来，确实要分个主次，把握本课的重点内容。
【华柏胜】而且我们的微视频是在学生课前自主学习时用，更要注重内容的选择。
【徐钦】是的。仔细研究“图片”和“声音”的操作，其实方法是相通的，学生掌握了图片的操作方法后，可以在课后自主地研究学习声音的操作。
【华柏胜】是的。我建议在微视频中，先说明本课的学习目标，然后告知学生此微视频能帮助他们学习掌握插入图片的操作。
【袁甫】同意，这样能让学生对本课的内容有个整体的学习目标认知，并且知道要重点掌握的内容是什么，而声音的操作相对简单，可以鼓励他们在课后对其进行自主地研究。
2.关于情境选择的讨论
【徐钦】现在正值暑期，有很多动画电影，我建议用一部动画电影的宣传海报作为情境引入。
【华柏胜】袁老师提到的这一点很重要，特别是在比赛中，教学情境的创设尤为关键，既要贴合学生实际，又要新颖独特。
【袁甫】可以设定一些有地方特色的情境，如畅游金陵、南京小吃等。
【华柏胜】那这和去年的赛题差不多了，也是介绍南京的游览景点，很中规中矩。
【徐钦】南京市暑期网络文明夏令营活动，怎么样？暑期我们指导学生制作电脑绘画、电子小报作品，并上传到网站进行评选。
【华柏胜】网络文明夏令营确实是南京的一项特色活动，学生的参与度很高。相信这能够有效激发学生的热情。
【袁甫】那就这样设定教学情境：某位学生要以暑期的一部动画电影为主题，制作电子海报，并上传到网络文明夏令营的平台上进行评选。
【徐钦】但他只完成了PPT中的文字部分，还要学习“插入图片”的操作内容。
互评完善中的取长补短
在完成初稿设计之后，紧接着是团队之间的循环评价。这是一个取长补短、集思广益的思维拓展过程。每个团队都本着严肃、客观的原则，在评价他人的同时也在学习和借鉴他人的优点，在接受评价的同时也在反思和完善自己的不足。
1.评价方式的多元化
【华柏胜】兄弟团队反馈给我们的信息中提到了我们的评价方式单一，多元评价体现得不够明显。
【袁甫】在微课程实施方案中，我们是以“你今天的学习有什么收获？”作为一个自我评价，要求学生将作品上传到Moodle学习平台，教师查阅后再进行反馈。
【徐钦】我们是否可以在Moodle学习平台上增加一个讨论区，让全班学生参与进来评价作品？这样一来除了自评，还有生生之间、师生之间的互评。
【袁甫】同意。充分利用好网络学习平台，能调动学生在课后的学习兴趣，开展互评活动。
【华柏胜】在我们设定的情境中，作品要上传参加南京市网络文明夏令营活动的评选，其实这也是一种评价方式。我们可以在微课程实施方案中提到这一点。
【徐钦】提醒得太对了，这是来自真实生活的一种评价方式。如果我们光想，而没有在方案中提及，评委当然看不到我们的设计意图。
【袁甫】这样，我们的评价方式就有学生自评、生生和师生的互评、网络文明夏令营活动的评价。这已经比较全面了。
【徐钦】还可以在Moodle学习平台的网络课程设计中增加相应的评价板块，进一步地完善微视频中的评价内容。
2.微视频制作精细化
【袁甫】看了兄弟团队的微视频，我觉得他们的视频比我们的要流畅，特别是配音连贯，几乎没有什么杂音。
【华柏胜】是的，所以我们微视频的制作要更加精细化。
【徐钦】要对声音的细节进行降噪处理，由于以前都是在比较安静的地方录制声音，没有注意过这个问题。
【袁甫】是否可以将音频单独导出来，用GoldWave把音频降噪处理一下？
【华柏胜】我找到了，CamtasiaStudio在音频操作中有“消除噪音”这个选项。
【徐钦】非常好，可以用这个软件自带的功能试一试。我再修改一下微视频中的配音，重新录制其中的一部分。
亮点陈述中的反思提升
德国有句谚语“只有在人群中间，才能认识自己”。历经比赛让我们磨砺了意志、增长了见识，让我们在团队合作中激发了灵感、碰撞出思维的火花。我们团队梳理了最终作品并形成了以下陈述亮点。
1.翻转课堂，动态生成教学
团队的设计充分体现了翻转课堂教学理念，即学生课前利用微视频学习基础技能，课上进行研讨与提升。
根据这个理念，我们整体考虑了学生的学习能力，尤其是能力较弱的学生群体，让他们在进行前置性学习时，相对容易地掌握基础内容，所以我们的微视频制作演示得比较详细。相应地，能力较强的学生在课堂上经过教师的指导，讨论出评价标准，然后全体学生依据动态生成的“标准”进一步美化图片，增强PPT的美观效果。所以，我们的设计在分成基础和提升两个层次之后，使不同能力的学生都能在教学中有所收获。
2.魔灯平台，利用在线学习
我们团队充分利用了Moodle开源学习平台，并将其作为微课的学习技术支撑。
再次，网络课程资源和教学活动，能够为师生学习创建互动式的环境。教师和学生之间互为知识的生成者，促进了两者合作解决问题。
3.贴近生活，全息评价方式
在我们的教学设计中，评价是全时空的，是突破时空的限制进行课前的前置学习、课中的操作指导、课后的作品收集和欣赏交流。
在我们的教学设计中，评价是全人员的。除了学生、教师之外，家长、社会成员都可以成为评价的实施者，因此我们的教学设计既有教师对学生的评价，也有学生对自己的评价，更有来自真实生活情境――南京市网络文明夏令营对学生的评价。
在我们的教学设计中，评价还是全学科、全形态的。优秀的学生作品展示是一种评价方式；在升旗仪式上发放奖状也是一种评价方式；将优秀作品打印并布置在教室里更是一种激励效果较好的评价方式。
关键词：台湾；技职教育；实务课程；实施
一、台湾高等技职教育实务课程教学实施概况
1.台湾高等技职教育体系
2.台湾高等技职教育实务导向课程设置与实施
(1)台湾高等技职教育实务导向课程设置
台湾高等技职教育被认为是台湾经济腾飞的秘密武器，台湾职业教育的一贯课程、实务导向课程及校本课程都是台湾课程改革与发展的亮点。满足社会人力需求，发展个人潜在能力，增进个人学习效能足台湾技职教育的基本目标，其任务是使学生在实务中习得相应的技术知识和能力，因此，课程设计的理念是基于职场的工作需要及技职教育系统学生的特质，培养职场所需要的能力，促使学生专业技能的养成，人格培育的均衡发展。课程开发的原则是强调连贯系统，讲求务实，学生中心，未来导向。从台湾高等技职教育四年制课程体系架构来看(以某电工专业为例)，总学分128学分，通识课程30学分，占总学分的23.4％；专业必修课程(也叫能力课程，包括专业基础课程与专业课程)72学分，占总学分的56.3％；专业选修课26学分，占总学分的20.3％；生涯设计课程不占学分，以讲座形式开设。与大陆相比，在专业必修课程结构中，增设了证照课程和实务专题，证照课程占必修课程的20％，实务专题占必修课程的5％。在整个课程体系中理论课程和实践课程的比例达到0.3：0.7，非常强调实务能力。
(2)台湾高等技职教育课程突出实务致用
台湾高等技职教育的一大特色是指通过建校合作，实务专题等，连结业界与学校，充分运用学校与业界资源，共同研究开发新产品与新技术，共同培养专业技术人才，提升技职院校学生就业竞争力。课程实务致用一直是台湾技职教育的基本目标。1995年前台湾技职教育以基层的职业教育、专科教育为主，强调知识体系的学习，也存在由学生实务能力不足而引起的学生本人、家长、业界的不满等问题；1995年台湾教育部门提出了“加强教师实务教学，落实技职教育目标”。2000年又提出“强调技职实务导向，落实职业证照制度”。2009年再次提出“强化务实致用特色发展，落实培育技术人力角色”，并提出十项施政策略：①近期强化教师实务教学能力；②引进产业资源协同教学；③落实学生校外实习课程；④改善高职设备提升质量；⑤建立技专特色发展领域；⑥建立符合技专特色评鉴机制；⑦扩展产学紧密结合培育模式；⑧强化实务能力选才机制；⑨推动试办五专精英班人才；⑩落实专业证照制度。该方案特别强调“充分展现务实致用精神”及“强化产学紧密连结”。实务课程设计是以业界实务需求为导向，推动与业界接轨的学程计划，加强学校与业界互动。
(3)台湾高等技职教育实务课程的教学实施
又如，明志科技大学的工读实务实习制度：工读实务实习制度的特色是将产学合作与工读实务实习结合，每位同学均由系上安排一位辅导老师于工读期间辅导，以师徒制(Mentofing)方式协助实习学生完成校外工读实务实习。强调实务教学特色，秉持理论与实务结合的技职教育理念，聘请业界实务师资，鼓励教师编撰实务教材，并安排与企业主管进行合授课程。
②校内实习。例如，资讯类课程通过校内落实实验、实习制度，培养学生最基本的实务能力，透过不断地实作练习，提高学生专业技术能力，为校外实习打基础。