一、课程理念与教学实践脱节,不适应新课程要求,甚至偏离新课程理念的现象不同程度的存在着
如何将这一新理念融入学科教学的实践中?不少教师对这样的问题首先缺乏一种理性思考,因而当新课程盐井校园后,仍然在长期形成的经验和习惯的支配下,进行教学的改革。我在一些学校发现,有的教师将学科课程的的理念理解为“学生中心,”于是,在课堂上,为了开展活动而活动,而在强调学生参与的同时,却忽略了教师的参与者;有的教师仍然按照学生主体,教师主导的思路理解课程理念,因而在学科课程实施过程中,教师和学生的关系没有发生实质性的改变,依然是教师给予,学生接受;有的教师将学科课程的新理念理解为教学形式的改革,因而将改革的重心放在教学手段和方法的变化上;有的教师将新课程的理念理解为贴近生活,因而在课堂上过分地去联系现实,联系生活,明显地削弱了学生对课程本身的学习,上述情况的存在,严重影响着新课程在校园中真正落地、生根、开花、结果。
二、教师的知识结构,特别是这种知识结构的状态与学科课程改革的要求之间,出出现现了越来越明显的差距
长期以来,教师的知识结构存在着明显的缺陷,其中相对固定的较多,与其它学科知识的有机联系欠缺,更为重要的是,这种知识结构具有一种表态的特质,过于固定化,具有这种知识结构的教师,其专业知识的获得和更新,大都依赖于比较消极的外部给予,笔者在各地接触到的许多教师,长期以来就是围绕着一本教科书教学,教科书以外的内容知之甚少,更不必说对相关学科知识的了解;其专业知识的更新,更是消极依靠各级教研活动中的专家讲座,一些教师甚至把“趸”来的“知识”,在课堂中现卖。这样的知识结构,比较适合于灌输式的教学,很容易造成教师知识面相对狭窄,知识内容容易陈旧、知识的运用比较僵化。在新的课程实施过程中,教师如果简单依靠原有的知识结构进行教学,难免会出现各种困难和矛盾。
三、教师的教的方式与学生的学习方式变化要求之间的矛盾,也日益明显
新课程的一个重要发展,就是改变教学长期形成的学生单一,被动的学习方式,尽快形成学生多样化,主动的学习方式。很多教师在教学实践中都以很高的热情,进行着这方面的实验,但是总的来看,其效果大都体现在形式的变化上。究其原因,就在于要真正实现学生学习方式的变化,必须摈弃强行灌输――被动接受的教学模式建立积极引导――主动探究的教学模式,但问题是,不少教师已经习惯了前一种模式,在改革中,就很容易用习惯了这种灌输方式,去培养学生探究,这样,其实效就可想而知了。因而,学生学习方式的变革能否真正实现,一个关键的因素,就在于教师能否彻底摈弃教学中的灌输方式,而这一改变又有赖于教师自身能力结构的变化。
四、教师的方法论水平及教学方法的运用,与学科课程的要求之间,存在着明显差距
新课程倡导学生多样化的主动学习,这对教师如何科学运用教学方法提出更高的要求。但是,在以往的教学模式中,教师选择教学方法,大都凭借习惯和经验,特别是在教学方法的运用上,很容易随大流,缺乏真正的创新,因而,在新课程的实施过程中,教师的教,并不能真正有助于学生多样化的主动学习局面的形成。其主要原因在于:在选择、运用教学方法时,缺乏正确的方法论指导,甚至将方法论与具体方法混为一谈;对教学方法缺乏必要的整体认识,在选择、运用时只是就方法而论方法。
要尽快解决上述存在的问题,需要广大教师正确认识自身的缺陷,在课程实施过程中,不断全面提高自身素质。
首先,将正确地领会新课程理念与学科教学改革实践有机联系起来。新课程理念淡化基础教育的片面功利性,强调学生的全面可持续发展,并以此构建各种新型的教学样式。在教学中,教师应从课程的特点出发,全面、准确地贯彻和落实课程理念,将两者有机地结合起来,而不能是把两张皮生硬地贴在一起。要做到这一点,需要教师尽快提高自身的教育理论、教学方法论及相关的学科理论的综合修养。
其次,合理更新专业知识结构。教师的专业知识结构必须更新。在更新专业知识结构的过程中,需要注意两点,一是不断完善以学科专业知识为主体的跨学科专业知识体系。二是注意保持学科专业知识结构的活跃状态,避免僵化。三是改进获取学科专业知识的方式,从单纯接受式转变为多途径的自主获取式。
关键词:PLC案例任务教学改革
“兴趣是最好的老师”,也是教学的前提和归宿。如何激发和保持学生的学习兴趣是目前中职教育者普遍探索的热点问题。多年来,我根据PLC(可编程控制器)课程的特点,以及教材的局限性,在PLC的教学实践中进行了“以案例为主线的教,以任务为驱动的学”的教学模式的有益探索。这种教学模式涉及两个重要的因素,即案例与任务。前者侧重于教,指教师在教的过程中以案例为基础,以案例为蓝本;后者则侧重于学,指学生在学的过程中以任务为驱动,以解决问题为目标,在解决问题的过程中学习。采用这种教学模式进行教学,教师如何选取并运用好案例,如何设计任务,如何指导学生完成任务,将直接影响学生的学习兴趣和情绪,从而直接影响到教学的效果。
一、以案例为主线的教
PLC的案例教学,就是教师根据教学目标和教学内容的需要,通过典型而实用的教学案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,让学生在具体的问题情境中,积极思考,主动探索,以培养学生综合能力的一种教学方法。
由于案例教学的整个教学过程是以案例为主线,围绕着案例来开展整个课堂教学活动,因而案例设计与选择的质量,将直接影响到教学的效果。案例应是课程某一单元或环节的知识的概括,是引发学生学习动机与学习兴趣的重要手段。因此,教学案例的选取和设计应覆盖课程的基本知识点,抓住某阶段学习知识体系中重点和难点,精心选取有实用性和代表性的案例。例如,我在介绍PLC梯形图编程方法时,选取了“PLC控制电动机正、反转程序设计”的案例。这个案例简单、实用、典型,通过案例重点介绍了基本指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END等的功能与用法,梯形图的绘制方法,难点是梯形图程序与指令表程序之间的转换。透过分析案例,学生比较容易掌握这部分内容。
另外,案例的运用是增强教学效果的保障。首先,要制订周密的计划。“凡事预则立,不预则废”,相对传统教学,案例教学是一种动态开放式的教学模式,虽然学生是主角,但不等于教师可以置身事外,无所作为。相反,为了保证案例教学效果,教师要事先花更多的精力做好各项准备工作,制订一个详细周密的案例教学计划,其内容包括根据本课程教学目标计划安排案例的个数,根据本学期教学进度安排各个案例实施的时间。在此基础上,给每个教学案例制订一个具体的实施计划,内容包括:案例类型、案例讨论的具体步骤,以及可能出现的问题与对策、相关设备的配备,等等。其次,教学中对所应用的案例不妨先演示,通过演示讲解,使学生明确学习内容与目标,激发求知欲望。
在职业中学,PLC的教学侧重于实际的基础性编程设计,如果在教学中以传统的线性顺序进行,每一个问题先分析清楚再进行下一个问题,这对PLC程序设计课程来说是非常困难的。一方面,一个个独立的概念、指令很枯燥。另一方面,PLC指令的数量也非常大。但是如果我们把这些概念、指令融合到实际案例中,在分析案例的功能、实现方法等的过程中讲述相关的概念、指令,那么学生首先接触到的不是一个具体的指令知识,而是一个实用、典型的案例。在教学内容变得实例化后,学生学习的兴趣会有很大的提高。
二、以任务为驱动的学
任务驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。所谓“任务驱动”,就是让学生在一个典型的PLC程序设计“任务”的驱动下,展开教学活动,引导学生由简到繁、由易到难,循序渐进地完成一系列“任务”,从而构建真正属于自己的知识和技能。其中的任务,既蕴涵了学生应该掌握的知识与技能,又蕴涵了学生应该获得的能力训练。在完成“任务”的过程中,培养学生分析问题、解决问题的能力。
运用任务驱动教学法于PLC教学,在形式上是:明确并提出任务师生共同分析完成任务的方法和步骤学生自学或协作完成任务教师适时指导交流及讲评。
用任务驱动教学模式进行教学,教师的教和学生的学都是围绕如何完成一个具体的任务进行的。首先教师明确教学任务即“任务”设计,在“任务”设计时要注意实用性、适宜性、渐进性等原则,要求把学生应掌握的知识、技能和能力的提高融入任务中。这就需要教师认真地分析教材,认真研究教学大纲,确定教学目标、教学内容、教学重点、教学难点,更要考虑学生的心理特征和兴趣所在。然后提出一个需要完成的具体任务,与学生共同分析解决该问题所需的知识、方法和步骤,由学生来完成任务,可以独立完成,也可以合作完成,目的是通过完成任务,掌握学习内容,学会学习,培养综合能力。在这个过程中,教师参与探索和指导,引导学生掌握教学内容,适时在班级交流,发现新思路,推广新思路,鼓励创新。教师进行比较、评讲、归纳,学生从中得出结论,引导交流,共同进步。
例如:在学习步进顺序图应用于PLC程序设计教学时,在教学前先提出一个任务:“请你设计一个控制十字路通灯的程序。”围绕这个任务,讨论分析需要解决的问题,程序需要提供的功能,需要通过哪些途径来实现。
考虑学生知识接受能力的差异,从学生实际出发,对任务进行切分,从母任务中分解出一个子任务,即要求学生先完成控制十字路口东西或南北单方向交通灯程序的设计,然后进行十字路口两个方向的合成设计,从而引导学生由简单到复杂,循序渐进地完成整个设计任务,更好地激发并维持学生的学习兴趣。
要完成整个设计任务,必须正确了解十字路通灯的控制功能,否则无从入手。这时教师不要急于讲解,而应先让学生讨论,分析任务,提出问题。比如,学生阅读一段描述交通灯控制功能的文字说明后,普遍提出很难理解,这时教师应及时作适当的启发和引导:是否可以采用流程图或波形图来描述其控制流程?帮助学生通过更直观方法去解读其中的内容,为后续设计奠定基础,同时也给学生指明一种处理类似任务的方法和思路。
学生接受设计任务后,通过查阅有关资料,或者参照老师讲过的案例,独立或合作完成任务。在这个过程中,教师要适时指导,或参与一些学生的讨论或探讨。在完成设计的过程中,不同层次的学生会提出不同层次的问题,教师应随时随地解答学生提出的问题,个别问题个别回答,带有普遍性的问题在全班回答或讲解。
在大约一半的同学完成任务的时候,教师要召集学生进行任务讲评,具体做法是:教师将学生完成的程序浏览一遍,挑选出几位编程技巧较高而思路各异的学生的作品,让他们在课堂上展示自己的程序,谈谈各自的设计思路、编程技巧等,然后教师进行比较点评,指出各自的优缺点,引导其他学生吸取他人的长处,补己之短。《学记》中有句名言:“独学而无友,则孤陋而寡闻。”也可以借此培养学生相互切磋技艺,合作学习的团队精神。
教与学是相辅相成、不可分割的。案例是学生从中获取知识的载体,任务是学生巩固知识、掌握技能的手段。二者相互联系、相互配合。这种相互作用的双边活动构成了整个教学过程。
在实践性较强的PLC教学过程中,采用“以案例为主线的教,以任务为驱动的学”的教学模式,始终把学生作为教学的主体,以案例为主线,以任务为驱动,让学生通过学习案例,上机操作,把书上死的理论变成活的应用,这种教学模式较好地解决了教与学的矛盾。
参考文献:
[1]翟大中.可编程控制器应用与实验.2002.
关键词:工程图学;教学改革;教学手段
中图分类号:TB23-4文献标志码:A文章编号:1674-9324(2013)18-0030-02
一、引言
工程图学是工科专业的一门重要技术基础课,主要研究绘制和阅读工程图样的基本原理和基本方法,担负着培养学生空间思维与想象能力、构形设计能力、绘制和阅读机械工程图样的能力等重要任务。随着现代科学技术的发展及计算机科学与工程科学的结合与渗透,传统的工程图学、设计和制造都发生了深刻的变化,工程图学已不再是仅限于投影和工程知识的工科学科,而已经成为一门多学科交叉的应用科学技术基础学科[1]。而发展至今的CAD(计算机辅助设计)与CAM(计算机辅助制造)集成化,使工程技术人员可以从三维建模开始,进行产品构思设计和制图。这给传统的工程图学带来了冲击,也对工程图学教学提出了新的要求。如何培养现代企业欢迎的工程技术人才,如何将工程图学与现代科技进行有机的、合理的融合;如何将计算机绘图的内容融入到工程制图教学与训练中,已经成为非常值得研究的问题[2]。随着我国高等教育的迅速发展,工程图学课程也与其他的基础课一样面临着知识增加、大课堂教学和学时缩短的现状,为适应社会需求和保证教学质量,多年来我们一直对本门课程进行探索和研究。通过教学思想、教学内容、教学方法、教学手段等诸方面的综合改革实践,不断探索工程图学课程的现代教学模式。
二、工程图学的现代化改革思路
教学现代化首先是教育思想的现代化。实现教育思想现代化是个系统工程,而实现教师思想现代化是实现教育思想现代化的前提条件。针对工程图学这门课的特点,结合现代化教学思想,以教育部“高等学校教学质量和教学改革工程”精神为指导,进一步明确质量是高等教育的生命线,狠抓课程教学质量。我们制定了以下的改革思路和措施:
1.从应用型人才必需的知识结构出发,重新规划图学课程新体系。
2.计算机绘图融入课堂,拓宽计算机图学领域的以CAD、CAM为代表的先进科学技术思想和方法的课程内容,加强徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种绘图能力的综合培养。
3.课程以绘图、读图为中心,培养学生解决问题的能力和创新能力为主要目的。
4.应用CAI等辅助教学手段加强教学效果,提高教学效率。
5.进行精品课程创建和教学网站制作,增加教学的辅助手段。
三、教学体系和内容的改革
根据现代化人才培养要求,我们对工程图学课程教学体系进行了大胆的改革和探索,在南通大学“工程图学教学内容的改革”等教学研究项目的资助下,完成了“画法几何及机械制图”、“计算机绘图”两门课程的合并,新的课程体系将工程图学课程划分为四个模块:投影理论基础、制图基础、专业制图、计算机绘图,课程的全部内容,都是围绕三维物体的二维表达这个中心来进行的,并对教学内容进行改革,精简、优化了教学内容,确定了教学重点和难点。
画法几何作为机械制图的基础部分,在培养空间的形象思维和逻辑思维能力方面有独特的作用。教学内容重点放在正投影法的基本理论和组合体的画图、读图上,以组合体为中心组织教学,突出在二维平面上表现三维关系的主题。在改革中强调画法几何的基础作用,突出图示法,淡化难度较大的图解内容,突出培养学生的空间想象能力。
制图部分,教学中正确把握尺规作图、徒手草图和计算机绘图三种能力培养之间的关系,减少尺规作图,加强徒手绘制草图和计算机绘图能力的训练,训练学生瞬间捕捉设计灵感、表达设计思想的能力。在进行计算机绘制正规零件图之前,要求必须先徒手绘制草图,并标注尺寸;为了把计算机绘图与传统制图内容有机地结合起来,选择国内广泛使用的AutoCAD绘图软件,将计算机绘图贯穿于教学的全过程。在CAD教学中应加强三维建模方面的教学,增加三维造型方法的内容。增加三维实体的创建,包括了从基本体、简单体到复杂工程实体创建的绘制方法及编辑方法,还特别考虑到要与当前二维的工程图的延续、衔接和过渡,专门增加将三维工程实体转换成二维的工程图的知识。通过三维实体造型方法的教学过程,一方面使学生能够更好地理解、掌握和运用形体分析法,另一方面可以使学生掌握现代设计方法,更有效地帮助学生建立形体的空间概念,培养、提高空间想象能力及创新能力。利用电脑三维集合造型和各种投影显示方法,使得枯燥、困难的画图和读图过程变得直观、生动,同时可以充分发挥学生学习的主动性和自学能力。
四、教学方法和手段改革
我们将教学方法改革与教学手段改革有机结合,注重创新的教学方法改革,树立以学生为主体的教学观念,建立以学生为中心的新模式,注重学生参与,注重启发教学,注重能力培养;将日常的教学过程与考核方法改革有机地结合,通过考核方法改革引导学生主动学习;强化教师间相互学习,突出教师的个人教学特色,整体推进教学方法改革实施。主要从以下几个方面着手:
(1)遵循认知规律。遵循从三维立体到二维图形的认知规律和心理学规律,教学上,体现三维立体分析到二维平面的投影图,再从二维投影图到三维立体的认知。多重循环、螺旋上升的教学方式,提高学生图示能力。
(2)逐步改变“一言堂”或“填鸭式”的单向教学法为“演示-讨论-评讲”的双向互动教学法。工程图学作为图学素质训练培养的载体,应充分发挥课程特色与优势,在教学方法方面进行创新,运用灵活多样、启发式、引导式、交互式、个性化的教学手段,引导学生独立思考,发现问题,调动学生的创造性思维。双向互动教学法是步步深入的,使得整个教学过程中学生都处于积极的思维中。
(3)推广采用现代教学技术手段,采用电子教案、电子模型演示等,利用多媒体进行教学,在不同教学阶段采用不同的教学手段,课件教学与传统教学相结合,优势互补,已形成多媒体教学、黑板、教学模型相结合的授课方式。
制图课程的特点是图形图例多、二维到实体间的转换多、直观性强,采用多媒体课件教学优势明显,尤其是二维、三维动画仿真可以大大降低学习的难度。例如,在讲解立体截交线、相贯线的概念和画法时,通过形象的三维动画展示,可使学生学习兴趣加大,迅速减少理解新概念的时间。但在教学中,我们并没有完全依赖教学课件,必要的板书是对课程重、难点讲解的补充,会引起学生的高度重视,以提高教学质量。我们根据学生的认知和思维能力合理地安排教学内容,合理选择和调节媒体,控制好教学的进度。对点、线、面综合解题、立体截交线、相贯线的作图等相关内容仍以传统黑板板书详细的作图过程,对组合体“二补三”等重、难点内容,也是采用黑板板书和启发式教学,边分析、边作图,而不是急于向学生展示其立体形状,留有学生独立思考的时间,待作图结束后再展示立体形状,使学生有“原来是这样”的感觉,充分调动了学生的思维能力。总之,我们针对不同的教学内容,将课件教学与传统教学相结合,优势互补,形成多媒体教学、黑板、教学模型相结合的多种授课方式。
五、实践训练的改革
重视课内外的作业环节,学好图学课程的关键一环是做好作业。通过对作业的批改,既能了解学生中存在的问题,又可了解自己的教学效果。留的作业坚持少而精,对作业进行详细的批注,把一点一滴的错误都找出来,把改的任务留给学生,让他们自己领悟错在哪里并改正。有问题的作业重新批改,作业中普遍存在的问题及时提出来引起学生重视。
采用徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图相互结合的实践训练方式。轴测图绘制、零件草图绘制、由装配图拆画零件图、装配体测绘等环节要求学生在方格纸上徒手作图完成,仪器绘图和计算机绘图则贯穿课程的始终,这种训练模式有效地培养了学生的徒手绘图、仪器绘图和计算机绘图三种基本绘图能力。课程结束后有一周的“部件测绘”课程设计,其指导思想与教学目的:(1)学习绘制装配图;(2)学习部件测绘的方法和步骤;(3)进一步培养绘制零件工作图及查阅设计手册的能力。通过这样集中的训练,使课程知识得到很好的综合运用,同时掌握了测绘工具的使用方法,综合训练了学生的徒手绘图、仪器绘图、计算机绘图三种基本绘图能力。作为工程设计的启蒙课,该课程设计是学生学习后续专业课程、完成毕业设计的重要基础,在机械类专业人才培养中效果显著。
六、开展网络教学
充分利用校园网开展网络教学,自行研制网络教学系统二套,并建有工程图学学习辅导网站。在教师的指导下,利用该网站学生可自主安排学习,有利于培养学生的自学能力,提高学生的学习热情和学习效果。
为了配合工程图学课程的改革,积极建设配套的教学资源。
(一)多媒体教学资源建设
近年来,我们加大了工程图学课程多媒体教学资源开发力度,研制了部件测绘网络辅助教学系统一套,对实践教学环节的多媒体辅助教学进行有益的尝试,取得了良好的教学效果;建设有工程图学学习辅导网站,该网站提供习题解答、在线练习、在线测试、错误例析、在线帮助等多个模块,以课后复习、练习、习题解答分析等教学环节为重点,为学生提供了一个不受时空局限、内容丰富、最能体现个性化教育的网络学习环境。通过该网站可实现以下功能:习题的详细解答和分析、答案的校对;网上在线练习和实时自动评错;典型习题的正、误对比分析;网络考试,包括自动组卷、自动评分、考试成绩查询、标准答案校对等;网络答疑。
(二)课程网站建设
随着课程改革的逐年推进,《工程图学》面临学时少、信息量大的矛盾,为激励学生的学习积极性,在保证教学质量的前提下,提高教学效率是适应新时代人才培养的要求。我们抓住《工程图学》精品课程建设的契机,开发了《工程图学》网络课程(http://),以最大限度地满足日益增长的教学需要。
由于图学课程的特殊性决定了它在教学中需要的直观教辅器材比一般的课程要多,绘图过程演示、虚拟模型、立体动画、平面动画需求量极大,在网络上进行图学教学的优势是显而易见的。该网络课程已在我校工程图学课程教学中得到实际应用。
七、结论
工程图学课程通过近几年的教学改革,吸收了国内外工程图学教改经验和学科研究成果,着眼于我校应用型人才培养目标,依托现代科学技术,构建以培养创新精神和创新能力为主线的工程图学教学体系,其教学内容、教学方法不断适应学科发展的需要,使学生的能力得到了提高。
实践证明,由于采用了适合时代要求和特点的新教材和现代教学手段,课堂教学效果明显提高,课堂信息量增大。在目前课时减少,对工程制图课程进行了持续有力的教学改革,在教学方法、现代化教学手段和网络教育等方面打破了传统教学思路,充分利用网络教学资源,培养学生的创新和实践动手能力,学生的图示能力大幅提高,特别是草图绘制能力和计算机绘图能力大为增强。作为工程设计的启蒙课程,在后续课程和毕业设计中显示了明显的优势,发挥了其在专业人才培养中应有的积极作用。
参考文献: