導語：如何才能寫好一篇虛擬仿真教學案例，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、引言

 

信息安全學科是在信息技術及其應用的快速發(fā)展中逐漸形成的，它針對信息生成、存儲、傳輸、處理和交互的各個環(huán)節(jié)，用數(shù)學方法刻畫和描述其變換的過程和狀態(tài)，建立安全控制與管理模型，進而保障信息及信息系統(tǒng)的高安全性、高可信性和高可用性。在當前信息化和經(jīng)濟全球化的時代背景下，做好民族高校信息安全領域的教學研究工作，為國家儲備適應全球形勢變化的復合型信息安全人才越發(fā)重要。

 

中南民族大學在信息安全人才培養(yǎng)方面做了很多工作。其計算機科學學院、數(shù)學與統(tǒng)計學學院在本科階段開設了信息安全方面的課程，計算機科學學院的信息安全專業(yè)碩士點于2012年開始招生。其中計算機科學學院從2006年開設《信息安全》雙語課程。信息安全教學研究方面還有長足的發(fā)展提升空間。

 

針對信息安全課程的特點，結(jié)合我們雙語教學的經(jīng)驗和體會，就《信息安全》雙語課程教學提出幾點新的和若干建議，其中關于教材的論述等課程相關情況見孟博老師的論文[1]。

 

二、信息安全課程特點

 

《信息安全》難教，學生難懂，實驗難做。我們組成員以信息安全專業(yè)領域為教學內(nèi)容，進行教學模式與教學方法的研究與實踐。

 

《信息安全》課程特點[1-3]：

 

1.信息安全學科基礎涉及面廣。信息安全是一門新興的學科，也是一門綜合性很強的交叉學科，涉及密碼學、通信、數(shù)學、計算機等諸多學科。

 

2.信息安全專業(yè)基礎課程要求多。要想較好地掌握這門課程，需要學習數(shù)學基礎課程、電路基礎課程、密碼學基礎課程、計算機理論基礎課程、網(wǎng)絡通信基礎課程等。

 

3.信息安全專業(yè)前沿性強，知識更新快。信息安全專業(yè)是圍繞攻防、對抗策略和技術展開研究的，隨著科學技術的發(fā)展，該研究領域的知識創(chuàng)新多且快。

 

我們在信息安全課程傳授的過程中面臨的困難如下所示：

 

(1)民族院校的學生專業(yè)素質(zhì)和英語素質(zhì)高低不齊;

 

(2)信息安全相關的資源分散;

 

(3)英語語言的教學與專業(yè)教育的脫節(jié);

 

(4)理論知識和實踐知識結(jié)合不緊密。

 

根據(jù)信息安全課程的特點，只有保持信息安全傳授內(nèi)容理論與實踐知識的先進性，及時了解該學科最新研究發(fā)展動態(tài)和前沿，才能培養(yǎng)出具有實踐和創(chuàng)新能力的高層次高素質(zhì)人才。結(jié)合我們面臨的困難，考慮到兩個因素：(1)信息安全相關的前沿知識的語言載體是主要英語;(2)在課堂上嘗試將理論知識和實踐知識有機的結(jié)合起來，我們研究并實踐將虛擬仿真實驗和CLIL雙語教學應用到信息安全課程傳授中的模式。

 

三、虛擬仿真實驗的概念及模式

 

虛擬仿真實驗教學是學科專業(yè)與信息技術深度融合的產(chǎn)物，運用虛擬現(xiàn)實技術模擬實物實驗的計算機輔助教學軟件。目前的國內(nèi)外模擬仿真軟件總結(jié)如下。

 

PSPICE[4]是由SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)發(fā)展而來的用于微機系列的通用電子電路功能的仿真，是一個多功能的電路模擬試驗平臺;Tina Pro[5]是歐洲D(zhuǎn)esignSoft公司研發(fā)的一個電子設計自動化軟件，它用于模擬與數(shù)字電路的仿真分析和設計研究，分析結(jié)果可以很好地展現(xiàn)在圖表或虛擬設備中;CircuitMaker[6]軟件用于電子電路仿真實驗，是一種用于電路描述與仿真的語言與仿真器軟件，用于檢測電路的連接和功能的完整性;Proteus[7]軟件是英國Labcenter electronics公司的EDA軟件，提供仿真單片機及外圍器件的工具，該軟件將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺;Boson NetSim[8]模擬Cisco路由器、交換機，可自定義網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及連接。

 

根據(jù)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，教育部于2013年開始啟動了開展了國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作。北京郵電大學建設了國家級北郵電子信息虛擬仿真實驗教學中心，開發(fā)了“開放式虛擬仿真實驗教學管理平臺”[9，10]。我們嘗試將該平臺作為信息安全課堂的輔助教學，其中一個教學內(nèi)容使用虛擬仿真平臺進行的網(wǎng)絡構(gòu)建，如圖1所示。

 

四、CLIL雙語教學的概念及模式

 

雙語教學是在教學過程中使用除母語以外的一種外語，通過兩種語言作為教學媒介，并在教學過程中提高學生的專業(yè)能力和外語水平。關于雙語教學的模式，有多種不同的分類，如美國的“過渡式”、加拿大等“法語浸入式”等模式。20世紀20年代，CLIL(Content and Language IntegratedLeaning)[11-13]廣泛應用于歐洲的雙語教學領域。CLIL中文譯為內(nèi)容和語言的融合學習，是指將一門或多門外語作為非語言學科的教學語言，在此過程中，語言和學科將共同發(fā)揮作用。以學科內(nèi)容為核心，使用真實的語言及語言材料，在課堂教學中注重學生的語言、認知和情感等因素。CLIL是歐盟在“培養(yǎng)多語言能力公民、促進語言教學的發(fā)展和多樣化”的決議框架下推動歐盟各國開展的一種雙語教學模式。這種模式相對于源于北美被全球普遍采納的浸入式雙語教學，為雙語教學的理論研究和實踐教學都做出了具有革新意義的貢獻。

 

選擇英語作為學習信息安全學科知識的語言媒介，是因為英語是當今國際各種領域的交流合作中使用頻率最高的語言種類。為了使學生適應國際化教育、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，有效獲得更多、更新的學科知識和科技信息，并能夠把我們的科技成果推向世界，高等教育承擔起培養(yǎng)具有國際視野、具備國際競爭能力的創(chuàng)新型、復合型高級專門人才的責任，而雙語教學可以說是承擔責任的前提或必要條件。特別是CLIL雙語教學模式對于中國的雙語教學更具有實際的借鑒意義。CLIL雙語教學模式可分為三個方面的內(nèi)容，如圖2所示。

 

1.內(nèi)容相關的學習(Content-related learning)。在課堂上使用的全英語教學材料，該材料是否合適教學，主要看以下幾個方面：通過本教學材料的學習，學生可否掌握兩個以上的知識點;量化掌握知識的目標;通過什么策略讓學生來掌握這些知識點，比如在學生已有知識的層面上通過視覺、或頭腦風暴活動、以更友好的方式展示知識點、通過不同的學習方式如游戲或者視頻支持、安排有挑戰(zhàn)性的任務給學生來完成;

 

2.語言相關的學習(Language-related learning)。解釋可能影響學生理解文章的單詞;量化和語言相關的學習掌握指標;寫出讓學習者完成目標需要用到的策略，如盡量將英文材料通俗易懂、將關鍵詞標下劃線、英文材料提供詞匯表等;

 

3.學習技能相關的學習(Learning skills-related learning)。標出技能相關的目標;量化這些目標;設計好的策略幫助學習者完成這些目標，比如重新組織知識點、通過圖表等分析知識點等。

 

CLIL雙語教學模式認為人的認知過程可分為5個漸進過程，即記憶、理解、運用、分析、評價、創(chuàng)造(Remember，Understand，Apply，Analyse，Evaluate，Create)。其中記憶、理解、運用是低層次的思維能力因為他們更具體，而分析、評價、創(chuàng)造是高層次的思維能力因為他們更抽象。

 

五、課程設置教學實踐方案

 

通過對現(xiàn)有理論和實踐經(jīng)驗的研究和探索，采用虛擬仿真實驗和CLIL雙語教學方法應用到信息安全的課程教學實踐中。課程設置方案氛圍準備階段、CLIL教學階段、虛擬仿真實驗階段，各階段描述如下：

 

1.準備階段：配發(fā)講義，其內(nèi)容主要與《Cryptography and Network Security Principles and Practice，F(xiàn)ifth Edition》(密碼編碼學與網(wǎng)絡安全-原理與實踐)課程內(nèi)容接近，補充專業(yè)詞匯和常見表達方式。該階段按照教學進度安排學生自學并熟悉專業(yè)詞匯，同時利用CLIL教學中針對詞匯測試的有趣方法對學生進行詞匯量的教學和測試。

 

2.CLIL教學階段。教學過程中給出不同的和密碼算法相關的英文版本供學生閱讀、參考和討論。在此基礎上，針對不同的密碼算法設計有特色的相關的簡單的任務，教師講解，學生組成團隊合作，在給定的時間內(nèi)呈現(xiàn)設計方案并且陳述其方案，交流的過程主要使用英語完成。

 

3.虛擬仿真實驗階段。在教學過程中，在算法很抽象或者熟悉相關密碼算法后，老師通過虛擬仿真實驗平臺展示該算法的原理或?qū)嶋H應用，將抽象內(nèi)容形象化和具體化。安排學生組成團隊利用虛擬仿真實驗平臺設計網(wǎng)絡安全實驗，進一步鞏固、實踐其所學習的密碼理論知識。

 

六、信息安全雙語課程教學的心得與體會

 

將虛擬仿真實驗和基于CLIL的雙語教學引入到信息安全的課堂教學中，使得教學模式和方法多樣化、智能化、規(guī)范化、國際化，旨在提高學生專業(yè)英語聽說寫能力;加強創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng);更生動形象傳達不易理解的知識。具體意義如圖3描述，總結(jié)如下：

 

1.引入CLIL雙語教學理論，將語言和學科融合進教學。學習探討國際上主流的被大家認可的雙語教學理論如CLIL，在此基礎上探索適合民族院校學生特點的教學方式方法，在《信息安全》專業(yè)課程的講授過程中將英語的語言能力培養(yǎng)與信息安全的專業(yè)內(nèi)容融合起來一起學習，在此過程中，語言和學科將共同發(fā)揮作用。旨在提高學生的專業(yè)英語能力、擴大學生的知識面，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)復合型專業(yè)人才隊伍。

 

2.搭建虛擬仿真實驗平臺，將理論和實踐融合進教學。在課堂教學過程將動畫模擬、虛擬仿真、遠程實驗和實物實驗優(yōu)化組合，探索各類案例的優(yōu)勢互補，旨在調(diào)動學生學習積極性、啟迪思維、激發(fā)潛能。通過虛擬仿真實驗平臺，整合信息安全的相關資源，提供智能化的教學服務同時，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手能力。

 

本論文的探索方法將是鼓勵課前預習、課程參與、課后實踐。講授方式的選擇將會優(yōu)化組合教學模式，激發(fā)學生學習熱情，提高學習的主動性，提高學生的上課注意力。通過CLIL模式中各類學習技巧，逐步提高學生的英語能力和專業(yè)素質(zhì)。

 

七、總結(jié)

 

本論文探索將CLIL雙語教學模式和虛擬仿真實驗應用到信息安全的課程教學過程中。學習探討適合信息安全課程特點和民族院校教學特點的雙語教學理論如CLIL雙語教學模式，在《信息安全》專業(yè)課程的講授過程中將英語的語言能力培養(yǎng)與信息安全的專業(yè)內(nèi)容融合起來一起學習，語言和學科將共同發(fā)揮作用;同時運用虛擬仿真實驗等輔助手段，將信息安全的理論知識和實踐知識結(jié)合起來，提高學生對信息安全專業(yè)的認知程度。我們所做的努力最終的目標是讓學生從記憶、理解、運用知識到能分析、評價、創(chuàng)造知識的轉(zhuǎn)變，為社會培養(yǎng)大量既有豐富的專業(yè)知識又精通英語的高素質(zhì)復合型人才。

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關鍵詞：虛擬仿真;EMU8086;微機原理及接口技術;課堂教學

中圖分類號：TP36 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）06-0108-02

一、引言

《微機原理與接口技術》課程是電氣信息類專業(yè)的專業(yè)基礎核心課程之一，是電氣工程及其自動化、自動化、計算機科學與技術、電子信息工程、信息工程、電子信息科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等本科專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。作為學習計算機硬件原理與指令系統(tǒng)及其應用最主要的課程之一，對提高學生的計算機硬件應用能力至關重要，是學習后續(xù)專業(yè)課程的重要基礎。

微機原理與接口技術實踐性強，而教學內(nèi)容卻高度抽象，長期以來，存在著教師難教、學生難學的現(xiàn)象。實際課堂教學中演示實驗設備匱乏，當前實驗教學大多以集成實驗箱為實驗平臺，不便于課堂理論教學過程中演示互動。在實驗教學環(huán)節(jié)中，開設的實驗綜合性不夠，往往忽視硬件設計、軟件調(diào)試過程的協(xié)同，且有實驗過程“操作化”的趨勢，相當一部分學生僅僅簡單模仿，知其然而不知其所以然。久而久之，學生的學習積極性隨著教學過程的進行而降低，將這門實踐性很強的課程也視為普通理論課，課程教學效果不夠理想。為此，不少教師在教學過程中也進行了一些改革探索[1-5]。

隨著虛擬仿真技術的發(fā)展，在課堂上進行實踐演示成為可能。借助于計算機仿真技術將微型計算機內(nèi)部編程結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)及接口技術等抽象內(nèi)容以圖形化方式動態(tài)展示，通過課堂現(xiàn)場演示，學生更易接受，從而加深對微型計算機系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、工作原理及指令執(zhí)行過程的理解，掌握其特點和規(guī)律。

EMU8086仿真環(huán)境有機集成了匯編語言程序設計和接口技術，界面友好，適合作為課堂教學輔助手段。通過在課堂理論教學中融入虛擬仿真實驗案例，也彌補了實驗教學環(huán)節(jié)在實驗場地、時間安排方面的不足，可有效改善理論教學與實踐環(huán)節(jié)間的互動。學生在課堂理論教學過程中通過虛擬實驗過程便可了解相應理論知識在實際微機系統(tǒng)中的作用與用法。虛擬仿真環(huán)境的引入，借助合適的教學案例，以問題為導向，逐步實現(xiàn)課堂教學向著以學生分析解決問題能力提高為目標的模式轉(zhuǎn)變。

二、微機系統(tǒng)虛擬仿真環(huán)境

EMU8086（Micro- processor Emulator）集成了源程序編輯、代碼編譯、Debug等功能，是一款運行于Windows環(huán)境下的16位微處理器8086虛擬仿真器。該仿真器具有豐富的幫助文檔，是一個學習微型計算機內(nèi)部工作原理、理解計算機工作過程的高效輔助工具。

程序可在仿真器中單步執(zhí)行或連續(xù)執(zhí)行，其可視化的人機交互方式讓使用者操作更容易。在指令執(zhí)行過程中，用戶可觀察CPU內(nèi)部各寄存器、標志以及相關存儲器中的內(nèi)容隨指令執(zhí)行的變化情況。仿真器中執(zhí)行的程序運行于軟件虛擬的系統(tǒng)中，可有效避免指令執(zhí)行時影響到運行EMU8086的計算機硬件系統(tǒng)。而且該虛擬仿真環(huán)境完全兼容Intel系列微處理器，不受實際計算機硬件配置的限制，便于在課堂教學中演示，以更直觀地展現(xiàn)CPU的工作原理和指令的執(zhí)行過程。

三、基于虛擬仿真環(huán)境的課堂教學與實踐

基于虛擬仿真環(huán)境EMU8086，以解決問題為導向，結(jié)合實際應用設計教學案例，將相關知識點融合貫通，更符合人的認知過程。從解決問題出發(fā)，可引導學生明確思路，在解決問題的過程中學習知識，能有效激發(fā)學習主動性，使學生學習過程更有成就感。隨著問題的解決，自然而然地加深了對相關知識的理解和掌握，切實提高學生運用所學知識解決問題的能力。

1.指令執(zhí)行過程剖析?！段C原理及接口技術》課程教學內(nèi)容主要包括硬件原理、指令系統(tǒng)和接口技術三大部分內(nèi)容，主要內(nèi)容概念抽象、難以理解，導致學生厭學。虛擬仿真技術可形象地將抽象的概念以直觀的形式展現(xiàn)，基于EMU8086這一虛擬仿真工具，結(jié)合實際應用設計教學案例，使學生在解決問題中學習知識、掌握概念、總結(jié)規(guī)律，培養(yǎng)學生主動分析問題、解決問題的能力，通過虛擬仿真實驗提供學生的學習熱情，進一步使學生建立面向問題的系統(tǒng)化思維模式。

在指令系統(tǒng)教學中，學生對于指令往往采取死記硬背的方式，缺乏面向解決問題的思維方法，一方面指令系統(tǒng)顯得零散難記，另一方面，即便背下了指令及語法，也難以在需要時正確使用。長期這樣，會使學生對課程失去興趣。而借助虛擬仿真環(huán)境，可將這一過程系統(tǒng)化、形象化，便于將看似零散的知識點串起來。比如，微處理器中實現(xiàn)表達式“6-8+7”的處理過程，如圖1所示，借助仿真環(huán)境EMU8086，在課堂上演示源程序編輯、匯編、鏈接、指令的單步運行，學生可觀察任何一條指令執(zhí)行過程中，CPU內(nèi)部所有寄存器、標志位的動態(tài)變化情況，從而理解狀態(tài)標志的作用。

在觀察指令執(zhí)行過程時，可同時看到指令匯編后對應的十六進制機器碼，以及指令、操作數(shù)在存儲器中的存儲情況，能夠直觀形象地展示微型計算機工作過程。在實際課堂教學中，教師只需以合適的案例提出問題，引導學生分析問題，通過課堂問答逐步形成解決方案，并在教師機上進行現(xiàn)場仿真實驗。

2.接口技術抽象概念直觀化?！皩嵺`、認識、再實踐、再認識”是人們認識與解決問題的基本方法和規(guī)律。基于虛擬仿真環(huán)境，構(gòu)建問題模型，設計實驗項目，通過課堂演示使抽象內(nèi)容形象化，再現(xiàn)知識形成的過程。引導學生主動思考，探尋解決問題的思路方法，在這個過程中，掌握重點、理解難點。

以典型的模擬交通燈仿真實驗為例，傳統(tǒng)的實驗方法是基于物理實驗箱，需要在特定的時間、特定實驗室進行專門的實驗操作，由于多數(shù)實驗箱的集成度高，實驗過程對于學生來說往往只是接幾根線、運行一下程序而已，難以達到使學生理解掌握利用計算機通過接口電路實現(xiàn)對設備的控制這一教學目標。而且難以在課堂教學中適時地進行演示。

而借助虛擬仿真環(huán)境，可方便地在課堂上進行仿真實驗，通過對仿真實驗過程的分析，對比源程序，更利于學生理解設計系統(tǒng)時“軟”、“硬”配合的思想。如圖2所示，仿真實驗中能動態(tài)顯示十字路通燈的亮滅情況，同時源程序、機器碼、CPU內(nèi)部寄存器、接口電路內(nèi)寄存器等的實時狀態(tài)可方便地進行對比分析。借助于虛擬仿真環(huán)境，學生可直觀地理解微機解決實際問題的方法，可直接觀察接口電路在實現(xiàn)CPU與外設交換信息中的作用過程，使學生更好地理解計算機與外設交換信息的方式，將涉及到的知識點相互關聯(lián)，使學生建立面向解決問題的思維方式，學以致用，樹立微機系統(tǒng)軟件與硬件必須協(xié)同配合才能實現(xiàn)預期目標的系統(tǒng)設計思想。

通過實際案例，使顯得零碎的知識得到融合，使學生在學習過程中知其然且知其所以然。利于培養(yǎng)學生以解決問題為導向，將所學知識付諸實踐。培養(yǎng)學生應用微機解決問題的初步分析能力和系統(tǒng)設計能力。

四、結(jié)論

借助虛擬仿真技術，可更好地將《微機原理與接口技術》課程中碎片化的知識融會貫通。通過案例化虛擬仿真實驗演示，一方面可切實提高學生主動學習的積極性，活躍課堂氣氛;另一方面，通過抽象內(nèi)容的形象化展現(xiàn)，引導學生主動思考，培養(yǎng)學生掌握分析問題、解決問題的方法。教學過程以幫助學生運用相關知識解決實際問題為目標，使學生在問題解決的過程中獲得現(xiàn)實體驗，而不僅僅是抽象的程序、結(jié)論，探索實踐以學生為中心的教學模式。教學實踐表明，基于虛擬仿真環(huán)境，可有效提升課堂教學效果，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提供實踐動手能力。

參考文獻：

[1]高林.單片機原理與微機原理綜合仿真系統(tǒng)的設計及應用[J].實驗技術與管理，2014，（03）：91-94.

[2]吳殿紅.基于8086的SRAM讀寫控制仿真實現(xiàn)[J].信息通信，2014，（02）：65-66.

[3]余華芳，何永玲，王寧.《微機原理與接口技術》教學改革實踐與探索[J].教育教學論壇，2013，（02）：192-194+212.

篇3

[關鍵詞]Multisim；教學；電路；仿真

[中圖分類號]G642

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3712 2015 13-0075-03

[作者簡介]陳少航 1981― ，男，廣西桂林人，研究生，桂林航天工業(yè)學院自動化系講師，研究方向：信號分析及處理。

“電路分析基礎”課程是自動化、測控技術與儀器、電子信息工程技術等電類本科專業(yè)十分重要的基礎課，該門課程理論性和抽象性都比較強，學習難度比較大，又由于課程教學條件的限制，學生的學習積極性及教學效果不是很理想，需進一步提升。因此，因系制宜改革教學方法及方式是一項重要的研究課題。近年來，隨著軟件技術特別是仿真軟件技術的飛速發(fā)展，越來越多的高校將仿真技術引入到電類課程教學過程。下面結(jié)合我校相關專業(yè)特點及教學現(xiàn)狀，詳細介紹Multisim在“電路分析基礎”課堂教學和實驗教學中的應用。

一、Multisim簡介

Multisim是美國國家儀器公司開發(fā)的以Windows為平臺的仿真工具，是一款專業(yè)的電子仿真軟件，可以模擬單片機應用系統(tǒng)、模擬電子線路、數(shù)字電子線路及混合電路的工作過程及結(jié)果，仿真界面人性化強，元器件模型、虛擬儀器儀表及MCU非常豐富，能夠?qū)崟r仿真“電路分析基礎”課程的各種電路，并能實時觀察不同元件參數(shù)對電路造成的影響。

二、Multisim在課堂教學中的實踐

目前，“電路分析基礎”課堂教學主要是PPT靜態(tài)演示為主，也就是課程的講授是以PPT為主，這樣的講授方式持續(xù)了很多年，但教學效果并沒有獲得質(zhì)的突破，究其原因，主要是沒有對本課程抽象的理論知識建立相應的教學模型，因此，學生對教師講解的內(nèi)容理解得不夠深刻，有一種似懂非懂、知其然而不知所以然的感覺。

Multisim是一款很強的實物模型仿真軟件，課堂PPT教學過程穿插對應的Multisim仿真電路模型，能建立起一種交互式、討論式的教學模式，提升學生對空間實物電路的理解能力，下面介紹一下Multisim仿真技術在課堂教學中的具體應用：

一 一階電路狀態(tài)、響應的仿真

一階電路的狀態(tài)及響應分析是“電路分析基礎”課程的重點內(nèi)容，同時也是學生比較難掌握的內(nèi)容，它主要是分析電路中的零狀態(tài)、零輸入以及全響應，圖2是用于仿真一階電路的RC電路，激勵是一個幅值為1伏，頻率為1000赫茲，占空比為50%的方波。設計電路的時間常數(shù)，當方波值為1伏時，用來模擬電容的充電過程；當方波值為0時，用來模擬電容的放電過程。電容充、放電過程的電路響應實際就是圖1的零狀態(tài)和零輸入響應過程。

采用Multisim10.0里的Simulite/Analyses/Transient Analysis 瞬態(tài)分析 對圖2進行仿真分析，利用軟件自帶的虛擬示波器，得到如圖3所示的響應結(jié)果。圖2中的粗線是方波信號，細線上升階段是電容充電過程，細線下降階段是電容放電過程，在圖2中利用Multisim的坐標定位功能，可以得到電容的充、放電過程是符合一階電路零狀態(tài)儲能和零輸入衰減過程，在一個時間周期內(nèi)，圖1的響應結(jié)果也是電路全響應的結(jié)果。

另外，圖1中的電阻的變化會引起時間常數(shù)的變化、引起電路響應的變化，利用Multisim的Simulite/Analyses/Parameter Sweep 參數(shù)掃描分析 功能，同時觀察不同電阻值對電路引起的響應結(jié)果如圖2所示，圖2顯示了R1分別為50Ω、100Ω、150Ω以及200Ω的電路響應。

圖2、圖3 在仿真過程中，融合了一階電路的零輸入、零狀態(tài)、全響應對電路響應的影響，利用參數(shù)掃描功能同時觀察不同電路參數(shù)對電路響應結(jié)果的影響，這有利于學生理解和掌握這一抽象的難點內(nèi)容，同時，學生可以自行修改實驗參數(shù)，進一步加深印象和理解。

二 諧振電路仿真

串、并聯(lián)諧振是正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的重要內(nèi)容，圖4 由電感、電容以及電阻串聯(lián)構(gòu)成，用來仿真串聯(lián)電路的諧振，圖4阻抗為：

將電路元件參數(shù)代入①式，計算出①式中的虛部位為零，由串聯(lián)諧振條件可知，圖4發(fā)生諧振，并且信號源和電阻R1上的電壓值相同，同時電容、電感的串聯(lián)支路電壓為零，通過仿真軟件內(nèi)嵌的虛擬交流電壓表測量顯示，仿真和理論分析結(jié)果相同。

三、Multisim在實驗教學中的應用

“電路分析基礎”課程實驗內(nèi)容較多、較難，而單次實驗課時間又較短，以前，每次做電路實驗都比較倉促，實驗的效果也不是很好，需要進一步改進實驗教學模式。Multisim的引入取得了傳統(tǒng)實驗教學模式達不到的效果。課外提前布置實驗內(nèi)容的仿真驗證任務，要求學生提前用Multisim進行實驗，而且學生可以在實驗要求范圍內(nèi)自行修改Multisim仿真參數(shù)和仿真電路，仿真達到預定目標之后，再搭建具體的實物電路，經(jīng)過一個學期的教學實踐，證明這種實驗模式能縮短實驗時間、降低實驗器材的損耗，學生反應更能適應這種新式的實驗模式，而且實驗效果獲得顯著提高。下面用圖5驗證戴維南定理為例，介紹Multisim仿真技術在實驗教學中的具體應用，圖中的A圖有一個由流經(jīng)R4電流控制的電流源， 斷開RL1，計算 也可以用Multisim內(nèi)嵌的虛擬儀器測量 得到A圖的等效Uoc=1V；等效Req=5Ω；其戴維南定理等效電路如圖B所示，同時相同改變A、B圖負載參數(shù)，仿真結(jié)果顯示A、B圖的直流電流表讀數(shù)始終保持相同。仿真結(jié)果表明對負載RL的戴維南等效電路是正確的。

四、結(jié)束語

經(jīng)課堂和實驗教學雙重實踐證明，將Multisim仿真技術引入“電路分析基礎”教學過程，課堂教學中結(jié)合理論分析不斷穿插仿真案例，實驗教學前布置仿真任務，實驗中加入電路的仿真環(huán)節(jié)，有利于提高學生的學習興趣，利于激發(fā)、調(diào)動學生的學習積極性和主動性，有利于培養(yǎng)學生設計電路、分析電路、解決電路故障的能力，有利于培養(yǎng)學生探索和創(chuàng)新思維，有利于降低實驗器材損耗，并能加強師生之間交流和合作，提高實驗的安全性和可靠性，提升學生的學習效果和課程的教學質(zhì)量，促進教學健康、快速、跨越式發(fā)展。

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篇4

[關鍵詞]配送課程；教學改革；Flexsim

[中圖分類號]F74

[文獻標識碼]A

[文章編號]2095-3283（2017）03-0154-03

一、配送課程教學中存在的問題

“配送管理”是物流管理專業(yè)一門重要的專業(yè)課，此課程的實際操作部分要求學生要掌握分揀系統(tǒng)的自動化操作，倉庫管理軟件的運用，AGV、立體貨架、堆垛機、輸送機、拆疊盤一體機、叉車、手推車、打包機等設施設備的使用，條形碼的制作與識讀等。通過學習，培養(yǎng)學生配送分析規(guī)劃能力，幫助學生提高合理安排配送的路線，運用一定的工具對配送的過程進行優(yōu)化等方面的能力。這門學科對學校實訓基地的建設和教師的教學水平都提出了很高的要求。個別學校在教學^程中偏重理論學習，缺乏設備和軟件等實踐環(huán)節(jié)的支撐，精彩的圖片、案例和視頻動畫顯然代替不了實踐環(huán)節(jié)的重要作用，往往更多的時候是“紙上談兵”；有些學校購買了設備和軟件，但由于場地、課程或?qū)W生數(shù)量等方面的限制，在日常的教學中無法充分利用，成為了“花瓶擺設”；有些學校利用校外參觀來彌補實踐教學，通過安排學生到企業(yè)觀看學習，了解配送中心的實際運營狀況，但觀看實踐過短，一般在兩個小時以內(nèi)，又實現(xiàn)不了讓每位學生動手操作，大多學生往往只是“走馬觀花”。配送課程教學的主要問題在于理論教學過多，缺乏動手實際操作的機會，如何構(gòu)建物流管理專業(yè)配送課程實踐教學體系無疑是該課程的改革關鍵。

二、創(chuàng)新實踐教學體系

江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院依據(jù)物流管理專業(yè)人才培養(yǎng)方案，根據(jù)課程內(nèi)容建設了物流實訓基地，確定校企合作單位，構(gòu)建四層實踐教學體系，創(chuàng)新實踐教學平臺。力圖通過實踐教學環(huán)節(jié)，掌握設施設備的使用，重點培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力和團隊合作精神。教學改革力圖在幫助學生掌握理論知識的基礎上，增加實際操作機會，以此進一步熟悉相關知識技能點，強化讓學生掌握運用。

第一層是理論知識技能點的學習，學生在多媒體教室中學習不同配送模式的選擇，配送計劃的制定，配送合同的簽訂要點，配送的業(yè)務流程，配送中心的選址、布局、組織結(jié)構(gòu)設計，設備配置，客戶信息管理，成本控制等配送課程基本知識技能點。

第二層是企業(yè)走訪參觀實踐，在學習知識技能點的基礎上，帶領學生到企業(yè)參觀實際的工作場景，加深對配送中心組織結(jié)構(gòu)設計、設備配置、作業(yè)布局、配送作業(yè)方法、運輸與配送信息系統(tǒng)等知識的理解。

第三層是Flexsim軟件仿真模擬，依托實踐教學平臺、情景教學場景和案例庫，根據(jù)相關數(shù)據(jù)，建立平面布局圖，利用仿真軟件來模擬具體的配送作業(yè)場景，使學生置身于配送型企業(yè)運行的虛擬環(huán)境中，進行統(tǒng)計分析，找出優(yōu)化方法，確定優(yōu)化方案。這樣的教學互動可以激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，突破經(jīng)費和場地的限制，提升教學質(zhì)量。

第四層是實訓室實際操作演練，通過建設物流實訓基地，讓學生實際演練接受并匯總訂單、進貨作業(yè)、理貨與配貨作業(yè)、出貨與配裝作業(yè)、配送運輸作業(yè)、補貨與退貨作業(yè)等場景，熟練掌握WMS操作、液壓車、手推車、堆高機、自動揀選設備、電子標簽揀選等技能。

三、創(chuàng)新實踐教學平臺

實踐教學體系的構(gòu)建需要以教學平臺為載體，以Flexsim仿真軟件為基本工具，建設相關案例庫，引導學生進行自主探究性學習。

（一）教學平臺的功能要求

1雙向互動

將Flexsim仿真軟件嵌入教學平臺，教學平臺主要實現(xiàn)的是信息交流，要做到不僅方便教學，還能促使學生積極參與進來。學生的參與體現(xiàn)在課前、課中和課后三個方面。課前，教師可以在教學平臺上下達預習任務，學生在家中利用平臺提交作業(yè)；課中，教師對學生的作業(yè)情況進行點評，分派新的任務，教學平臺對學生的Flexsim操作進行實時記錄，教師進行實時觀看和講解；課后，教師在平臺上發(fā)起話題和討論，與學生互動交流，便于及時復習鞏固。

2教師主控

為了方便教學，嚴肅課堂紀律，教學平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)教師對課堂的絕對管控，可實現(xiàn)電子點名、一鍵黑屏、作業(yè)發(fā)放和提交、屏幕廣播教學、上網(wǎng)白名單管控、上網(wǎng)黑名單限制、訪問權(quán)限設定等功能。學生在自己的學生機上操作Flexsim軟件時，教師在教師機上能實時對學生機的屏幕進行查看，發(fā)現(xiàn)問題可以及時暫停，將學生的操作投影到白板上，放大屏幕，讓大家一起來糾錯，講解易錯點，對知識脈絡進行梳理總結(jié)。實現(xiàn)做中學，做中教。

3拓展更新

教學平臺需要具備一定量的儲存空間，大致分為教師空間和學生空間兩大塊。每位教師擁有獨立賬號，可以在自己的空間內(nèi)備課，通過上傳視頻、動畫、ppt、教案、作業(yè)和試題庫等資源進行教學；學生空間可以記錄學生的Flexsim操作全過程，學生點下錄屏鍵，可實現(xiàn)錄屏功能，通過每個學生獨立的云空間，記錄所有課堂學習內(nèi)容，方便預習和復習。

（二）教學平臺的模塊設計

實踐教學平臺大致由Flexsim軟件案例庫、教師管理頁和學生學習頁三部分組成，教師可通過創(chuàng)設一門課程，在“管理”模塊將助教和學生的信息導入系統(tǒng)，教師和學生共享案例庫中的Flexsim示范案例和實驗案例，每次課上教師在教學內(nèi)容中進行授課，利用作業(yè)和討論模塊和學生進行線下互動，利用考試模塊來檢驗學生的學習效果。

四、創(chuàng)新實踐教學案例庫

Flexsim是美國的三維立體物流仿真軟件，是基于Windows，面向?qū)ο蟮姆抡姝h(huán)境，用于建立離散事件流程過程，應用于系統(tǒng)建模、仿真和業(yè)務流程的可視化等。其模型庫內(nèi)的對象參數(shù)設置和數(shù)據(jù)信息可以表示出配送作業(yè)的絕大多數(shù)場景，并能一次進行多套方案的仿真實驗。

Flexsim案例庫分為示范案例和實驗案例兩部分。示范案例主要是由淺入深地講解示范Flexsim的具體操作過程，從模型的構(gòu)建到物流流程的定義，從對象參數(shù)的編輯到運行仿真的實現(xiàn)，從統(tǒng)計對象的選擇到數(shù)據(jù)圖表的查看。實驗案例是根據(jù)教師所下達的任務，通過仿真信息和搜集得到的數(shù)據(jù)，構(gòu)建模型，經(jīng)過統(tǒng)計和分析，找出存在的問題，并提出優(yōu)化的方案。

（一）示范案例

此部分的案例主要是讓學生學習運用Flexsim中的各個對象參數(shù)，能夠構(gòu)建模型布局，定義物流流程，編輯對象參數(shù)，編譯運行仿真，分析仿真結(jié)果。

案例：構(gòu)建如下圖所示的配送中心分揀系統(tǒng)。

從Flexsim的對象參數(shù)中將貨架、發(fā)生器、堆垛機、人員、傳送帶、AGV等拖拽出來建立連接，在Flexsim中調(diào)出模型，運行Compile和Run，運行結(jié)束后點擊Stop，分別對實驗所關注的結(jié)果數(shù)據(jù)進行分析和比較。

以AGV小車為例，設定AVG小車的運行速度為2，對其進行編譯并運行，可以觀察到末端隊列里堆積，從而得知AGV小車的運力不足，無法滿足系統(tǒng)通暢運作的需要，需要提高小車運行速度。將AGV小車的速度增加一倍，調(diào)整到4進行仿真建模，編譯、運行后可得知：這次流水線的末端隊列里沒有堆積貨物，整個系統(tǒng)工作很順暢，通過提高小車的速度解決了堆積的問題，可見對AVG小車速度的提高是可行的。在不能改變小車路徑和增加小車數(shù)量的條件下，只有通過提高小車的運行速度才能滿足系統(tǒng)的要求，從而改善配送中心的物流過程。

（二）實驗案例

實驗案例的實施需要學生有一定的基礎，在學習了部分示范案例且能夠掌握Flexsim的基本操作以后進行。可以對學生進行分組，采取小組合作的方式，由組長進行分工。通過對企業(yè)走訪、參觀并參與生產(chǎn)實踐，觀察、搜集并記錄所選項目的仿真信息數(shù)據(jù)，在教師的指導下建立仿真模型。

對于五年制高職校的學生來說，所建立的模型不需要很復雜，所選擇的系統(tǒng)規(guī)模一定要適當。如果規(guī)模過大，每一個對象的時間、顏色、連接、容量的設定，仿真實驗的次數(shù)和時間的進行，最終表格數(shù)據(jù)的處理將耗費太多的課堂時間，學生也不會從繁瑣的軟件操作中獲得學習的樂趣。

在實驗案例的實施過程中，需要學生成立項目小組，確定項目內(nèi)容，搜集原始數(shù)據(jù)，建立Flexsim模型，通^反復的編譯、重置和運行，進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，并尋找模型的瓶頸和改變相關的參數(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化，旨在實際操作過程中讓學生體會到解決問題的快樂，提高學生的學習興趣，增強他們的自信。

實驗案例的成果可在撰寫仿真分析報告的同時，采用小組展示的方式，每個小組派代表系統(tǒng)論述仿真的特點、矛盾和原因，提出解決方案和預期效果。輔以ppt演示，既有利于拓寬全體學生的思路，也為闡述的學生提供了鍛煉的機會。

本文提出的四層實踐教學體系，包括理論知識技能點的學習、企業(yè)走訪參觀實踐、Flexsim軟件仿真模擬和實訓室實操演練，旨在通過將Flexsim軟件仿真嵌入實踐教學平臺，不斷豐富教學案例庫，通過仿真軟件來模擬具體的配送作業(yè)場景，突破場地和經(jīng)費的限制，提高學生的學習積極性。

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篇5

關鍵詞：產(chǎn)品創(chuàng)新設計;概念;程序

隨著經(jīng)濟的日益國際化，相同的材料、相同的加工技術、相同的產(chǎn)品功能要求，使工業(yè)產(chǎn)品越來越同質(zhì)化。同質(zhì)化現(xiàn)象的出現(xiàn)必定會很大程度影響整個行業(yè)的利潤空間，引發(fā)激烈的價格戰(zhàn)。面對產(chǎn)品同質(zhì)化，發(fā)達國家的企業(yè)既重視吸收科學(教學案例，試卷，課件，教案)技術的最新成果，又重視本國、本民族文化藝術特色的傳承和發(fā)展。學科整合、系統(tǒng)集成創(chuàng)新，使工業(yè)產(chǎn)品不僅體現(xiàn)出相同的實用美和技術美，而且還表現(xiàn)出本民族或地域的文化特色。由此可見，產(chǎn)品創(chuàng)新設計是解決產(chǎn)品同質(zhì)化問題的必要途徑，是提高制造業(yè)價值的重要手段。

一、企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設計的內(nèi)涵

產(chǎn)品是人類維持生存的工具和用具，作為人造物，必然體現(xiàn)出人文價值。產(chǎn)品人文價值包含了產(chǎn)品的實用功能和精神功能。產(chǎn)品設計是人類為抵抗嚴酷的自然延伸自身生存與生產(chǎn)能力改善生活水平，而對工具與用具進行不斷地創(chuàng)新的過程。產(chǎn)品設計是人類社會賴以進步的重要文化創(chuàng)造，即一種物質(zhì)性的文化創(chuàng)造。一切文化現(xiàn)象都是符號現(xiàn)象，所以，產(chǎn)品設計作為文化創(chuàng)造活動，自然是一種符號現(xiàn)象。產(chǎn)品設計作為一個完整的符號傳達系統(tǒng)，發(fā)信人是以設計師為代表的群體，其背后還有以委托人為代表的產(chǎn)品項目提供方。產(chǎn)品設計符號收信人是廣大的使用者群體。產(chǎn)品設計符號的信道是一個產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)、銷售的渠道。產(chǎn)品設計的符號是由功能、結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、材料、人機和數(shù)理(比例與尺度)五要素組成的。因此，產(chǎn)品設計是藝術設計和工程設計的綜合過程?，F(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)品最終必須實現(xiàn)產(chǎn)品的商品化，所以，產(chǎn)品創(chuàng)新設計的根本目的就是實現(xiàn)產(chǎn)品的人文價值和經(jīng)濟價值，即向消費者傳達設計師和生產(chǎn)商的信息，通過吸引消費者實現(xiàn)購買行為，達到經(jīng)濟目的。根據(jù)多學科研究的成果，我們可以把企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設計的內(nèi)容概括為產(chǎn)品技術創(chuàng)新設計、產(chǎn)品文化創(chuàng)新設計、產(chǎn)品人本創(chuàng)新設計和產(chǎn)品人機創(chuàng)新設計四個方面。

1產(chǎn)品的技術創(chuàng)新設計。技術是構(gòu)成產(chǎn)品的關鍵要素，是實現(xiàn)產(chǎn)品實用功能的必要手段，是產(chǎn)品創(chuàng)新設計的核心，企業(yè)在激烈的市場競爭中，必須在產(chǎn)品包含的技術上不斷創(chuàng)新，以實現(xiàn)生存和發(fā)展。產(chǎn)品的技術創(chuàng)新設計常采用技術分解、改進、再重新構(gòu)成這樣三步走的方法，被稱之為“技術構(gòu)成”的方法。技術的發(fā)展有著時代的潮流與趨向。當通過技術構(gòu)成來實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新時，既需要掌握傳統(tǒng)優(yōu)良技術成果，又需要把握產(chǎn)品技術發(fā)展的時代趨勢。當今，產(chǎn)品技術發(fā)展的潮流是數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化，下一輪技術突破的浪潮，可能會在信息、生命和納米科學(教學案例，試卷，課件，教案)的交叉之中涌現(xiàn)。

2產(chǎn)品的文化創(chuàng)新設計。產(chǎn)品的形式是產(chǎn)品人文價值的綜合體現(xiàn)。產(chǎn)品形式無疑需要滿足實用功能的需求，但產(chǎn)品形式又不能唯實用功能而定。產(chǎn)品形式的精神功能(文化表述)，同樣是不可忽缺的。因此，產(chǎn)品形式設計(產(chǎn)品造型設計)必須兼顧其實用功能需求、形式之美和文化之美。產(chǎn)品文化設計的研究稱為文化構(gòu)成設計。提高產(chǎn)品的文化內(nèi)涵，通過在產(chǎn)品中巧妙地融入文化藝術元素以實現(xiàn)創(chuàng)新，已經(jīng)成為一種產(chǎn)品設計和創(chuàng)新的主流思想。文化構(gòu)成設計，需要深入研究與發(fā)掘中外文化的內(nèi)容與特點。中華民族有5000年悠久歷史(教學案例，試卷，課件，教案)，文化沉淀深厚、內(nèi)容豐富，是一座用之不竭的寶藏：有陰陽學說為主體，天人合一的道家思想;有以禮儀、中庸為主體的儒家學說;有以強調(diào)輪回、因果辯證關系的佛教思想;還有生產(chǎn)實踐和地域因素形成的民間文化和民俗文化。盡管這些傳統(tǒng)文化常常帶有封建迷信的色彩，盡管近代承受過“西方文明”百年史，但祖先創(chuàng)造的燦爛文化并沒有沒落，它是中華民族持續(xù)發(fā)展的潛在資源。我們應科學(教學案例，試卷，課件，教案)看待，取其精華，去其糟粕。在豐富多彩的文化表象中，含蓄大度、自然和諧、勸人為善的造物原則就是中華民族文化精神的集中體現(xiàn)。產(chǎn)品設計者首先應當努力發(fā)掘本國和民族的優(yōu)秀文化傳統(tǒng)，并充分應用到產(chǎn)品的創(chuàng)新設計中去。同時，由于產(chǎn)品市場的國際化，必須了解產(chǎn)品面對人群所屬國家和民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。使產(chǎn)品設計更有針對性和創(chuàng)造性。

3產(chǎn)品的人本創(chuàng)新設計。消費者需求是消費者在生理、心理各方面期望得到滿足的一種趨向。這種趨向可以引發(fā)消費動機，進而產(chǎn)生實際的消費行為，使產(chǎn)品最終實現(xiàn)經(jīng)濟價值。產(chǎn)品人本創(chuàng)新設計，是順應時展，突出產(chǎn)品的個性化，滿足消費者多樣化的需求。設計者通過把用戶市場進行不同地域及不同用戶群體的細分，以及針對細分市場進行用戶需求的認真研究，充分挖掘不同用戶群體需求的個性特征，設計出滿足用戶獨特需求的新產(chǎn)品。這是產(chǎn)品實行高附加價值的重要手段?，F(xiàn)代高技術與電子商務技術的結(jié)合，還將為個性化新產(chǎn)品與網(wǎng)絡化營銷的結(jié)合開辟廣闊前景。

4產(chǎn)品的人機創(chuàng)新設計。產(chǎn)品人機創(chuàng)新設計有兩個目的。(1)研究人·機·環(huán)境之間的和諧關系。人機交流是產(chǎn)品的人機界面，充分了解人與產(chǎn)品進行交流互動的操作方式和認知方式，力求人操作產(chǎn)品的安全性和舒適性，并努力提高產(chǎn)品使用效率。通過綠色設計，確保產(chǎn)品符合可持續(xù)性發(fā)展的要求。(2)通過研究人的形態(tài)與反應特征，仿生設計，為產(chǎn)品技術創(chuàng)新設計和人本創(chuàng)新設計提供元素。

二、企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設計的主要過程

企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設計的主要過程可以概括產(chǎn)品概念設計、產(chǎn)品方案設計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計、產(chǎn)品材料與工藝設計和產(chǎn)品營銷設計五大步驟。

1產(chǎn)品概念設計。產(chǎn)品概念沒計首要任務是產(chǎn)品調(diào)研。產(chǎn)品調(diào)研是收集產(chǎn)品創(chuàng)新設計元素的過程，是產(chǎn)品定位(產(chǎn)品概念形成)的必要過程。

產(chǎn)品調(diào)研具體內(nèi)容有消費者需求、產(chǎn)品實用功能，結(jié)構(gòu)、材料與工藝、人機關系、市場信息、藝術造型規(guī)律、運輸、維護、相關法規(guī)，行業(yè)標準等。消費者需求調(diào)研，是產(chǎn)品人本創(chuàng)新設計重要依據(jù)。消費者需求是消費者在生理、心理各方面期望得到滿足的一種趨向，是引發(fā)消費動機，進而產(chǎn)生實際的消費行為。產(chǎn)品實用功能、結(jié)構(gòu)調(diào)研，是對現(xiàn)有產(chǎn)品技術的解構(gòu)，是產(chǎn)品技術構(gòu)成創(chuàng)新設計(實用功能設計)的必然過程。產(chǎn)品實用功能調(diào)研內(nèi)容主要是指產(chǎn)品的主要功能、輔助功能，功能的識別、使用、操作難易程度等。要求設計者了解從接觸產(chǎn)品到使用、評價整個過程中的消費者感受，以及同類產(chǎn)品的優(yōu)缺點，以便自己在做設計的同時避免那些已經(jīng)出現(xiàn)的錯誤。產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)雖然不能決定產(chǎn)品形態(tài)，但是產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)能決定產(chǎn)品形態(tài)不能是什么樣。一方面，結(jié)構(gòu)影響著產(chǎn)品的實用功能，即使用的舒適性和可靠性;另一方面，在很大程度上影響著生產(chǎn)的工藝性，這里所說的工藝性是指能否用合理的成型方法生產(chǎn)制作所需的形狀、尺寸、精度，即工藝的合理性。材料與工藝調(diào)研，是產(chǎn)品創(chuàng)新設計物質(zhì)化的必要手段。一方面，材料是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的物質(zhì)載體，材料的選擇恰當與否直接影響產(chǎn)品功能實現(xiàn)的可能性、可靠性和經(jīng)濟性;另一方面，在構(gòu)成產(chǎn)品造型的形、色、質(zhì)三大感覺要素中，色彩和質(zhì)感都與材料有著直接的關系，因此，材料在賦予產(chǎn)品、體現(xiàn)產(chǎn)品的美學和人文價值方面起著同樣的關鍵作用。對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進行充分的了解，可以為下一步設計當中充分利用生產(chǎn)工藝特點做準備。產(chǎn)品人·機·環(huán)境關系分析，是產(chǎn)品人機創(chuàng)新設計確保用戶操作安全性和舒適性，確保產(chǎn)品符合可持續(xù)性發(fā)展的前提。市場信息調(diào)查是運用一定的科學(教學案例，試卷，課件，教案)方法收集、整理、分析各類市場信息的過程。作為信息載體的產(chǎn)品。除了承載著固有的物質(zhì)功能外，還承載著重要的品牌文化，對自身品牌及競爭品牌作全面細致的對比分析，對于進一步掌握市場發(fā)展變化的規(guī)律和趨勢有著重要意義，可以為企業(yè)進行市場預測和決策提供可靠的數(shù)據(jù)和資料，進而幫助企業(yè)確立正確的品牌發(fā)展戰(zhàn)略及產(chǎn)品研發(fā)計劃。藝術造型規(guī)律調(diào)研，是對產(chǎn)品自然發(fā)展史的文化解構(gòu)，是產(chǎn)品文化構(gòu)成創(chuàng)新設計(精神功能設計)的必要參考。運輸、維護、相關法規(guī)、行業(yè)標準等調(diào)研，是產(chǎn)品商品化的必要手段。

產(chǎn)品定位，即產(chǎn)品概念設計的定案。產(chǎn)品定位往往不是唯一的，但作為一項設計任務，一個最終的產(chǎn)品卻是唯一的。因此，產(chǎn)品定位的臺理化決定整個產(chǎn)品工程的成敗。產(chǎn)品定位必須遵循實用，經(jīng)濟、美觀、舒適安全、綠色、文化認同等美學原則，由企業(yè)內(nèi)部管理人員、設計師、用戶代表、營銷人員和有關專家組成評審組，對產(chǎn)品調(diào)研報告進行公正合理的評判，確保產(chǎn)品的科學(教學案例，試卷，課件，教案)定位;同時指導確定產(chǎn)品創(chuàng)新設計的具體任務書。這部分工作由工業(yè)設計師主持，并在產(chǎn)品開發(fā)設計的各類人才和消費者代表的通力合作下完成。

2產(chǎn)品方案設計。產(chǎn)品方案設計是按產(chǎn)品定位的既定目標，對產(chǎn)品進行形態(tài)設計的過程，其主要任務是產(chǎn)品的功能設計。產(chǎn)品功能包含產(chǎn)品的實用功能和精神功能。產(chǎn)品功能設計具體為產(chǎn)品實用功能設計和產(chǎn)品造型設計。產(chǎn)品實用功能設計是產(chǎn)品技術的重構(gòu)和創(chuàng)新，主要屬于工程設計的范疇;產(chǎn)品造型設計是對產(chǎn)品所有創(chuàng)新元素的集成創(chuàng)新，主要屬于藝術設計的范疇。產(chǎn)品創(chuàng)新設計成果最終集中體現(xiàn)在產(chǎn)品的形態(tài)中，所以，產(chǎn)品方案設計是產(chǎn)品創(chuàng)新設計必不可少的途徑。方案設計是在產(chǎn)品符號科學(教學案例，試卷，課件，教案)編碼的基礎上，即滿足實用功能最基本的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、材料與工藝、人機關系、價格等因素的制約，按產(chǎn)品語義學和產(chǎn)品語構(gòu)學規(guī)則，對產(chǎn)品最終形態(tài)進行藝術編碼。方案設計在對產(chǎn)品最終形態(tài)進行藝術構(gòu)思過程中，一方面要正確面對實用功能;另一方面必須遵循該類產(chǎn)品造型規(guī)律所昭示的趨勢，正確面對特定使用群的文化背景和生活方式等人文藝術因素的制約。該過程中，必要時還需制作草模型(概念模型)，協(xié)調(diào)理性與感性、視覺與觸覺的關系。人機界面設計在不破壞整體造型風格的前提下，須充分滿足實用功能、安全、經(jīng)濟、環(huán)保、人文識別、企業(yè)形象等因素的要求。針對不同產(chǎn)品，創(chuàng)新設計的側(cè)重點有較大的差異。在保證產(chǎn)品合適的實用功能前提下，消費品制造業(yè)更注重產(chǎn)品的精神功能，創(chuàng)新設計偏向產(chǎn)品的造型設計，設計追求品味和流行時尚。裝備制造業(yè)則更注重產(chǎn)品的實用功能，創(chuàng)新設計偏向產(chǎn)品的工程設計，其產(chǎn)品造型設計有別于消費品制造業(yè)，主要特征表現(xiàn)在：1.物質(zhì)功能明確，不刻意追求藝術表現(xiàn);2.受技術與成本因素制約，造型可變空間小(由于產(chǎn)品批量小，材料以金屬板材、型材等為主，加工工藝以鑄、鍛、焊、鉚、折、彎、剪切等冷熱工種為主，造型不像塑料制品那么自如);3.由于產(chǎn)品一般體積大、工作強度大，對產(chǎn)品操作的人·機·環(huán)境協(xié)調(diào)性要求很高(盡管我國企業(yè)對此仍不太重視)。

方案構(gòu)思初步階段，工業(yè)設計師一般徒手繪制產(chǎn)品方案。隨著方案的深入，工業(yè)設計師會用相關CAD/CAM軟件在電腦中虛擬產(chǎn)品方案的三維效果，結(jié)合草模型進行理性與感性的分析。最終方案一般須制作設計評價模型。設計評價模型制作，視產(chǎn)品具體情況確定。體積較小的產(chǎn)品，采用原型制作方法。原型制作是嚴格按照既定方案的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、形態(tài)、色彩、材質(zhì)和標識制作樣品的過程。裝備制造業(yè)產(chǎn)品一般體積較大，常常采用仿真模型制作方法。仿真模型制作是盡量按照既定方案的結(jié)構(gòu)、機構(gòu)、形態(tài)、色彩、材質(zhì)和標識制作等比縮小樣品的過程。由企業(yè)內(nèi)部管理人員、設計師、用戶代表、營銷人員和有關專家組成的評審組，面對產(chǎn)品最終方案的設計評價模型，圍繞產(chǎn)品材料與工藝、人·機·環(huán)境、生產(chǎn)成本、精神功能、可持續(xù)性等重要因素進行深入細致地科學(教學案例，試卷，課件，教案)評議。方案認定或修正之后，必須繪制精確的外觀三視圖，作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的出發(fā)點。這部分工作由工業(yè)設計師全面負責完成。

3.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計。結(jié)構(gòu)設計是對最終構(gòu)思方案的實用功能和形態(tài)進行技術規(guī)劃和科學(教學案例，試卷，課件，教案)驗證的過程。如果說方案設計是處理產(chǎn)品系統(tǒng)與外部要素關系的過程，那么產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計就是處理產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)部要素關系的過程。產(chǎn)品實用功能和形態(tài)已經(jīng)確定，結(jié)構(gòu)設計須實現(xiàn)其實用功能，并充分體現(xiàn)其方案藝術設計的成果(除非方案被證實有違技術規(guī)范)。由于工程技術的可選擇性，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機構(gòu)和用材都不是唯一的，可以通過有限元等現(xiàn)代機械設計原則進行規(guī)劃。該過程須繪制產(chǎn)品總裝圖、部件圖和零件圖設計，并對產(chǎn)品外觀形狀進行理性分析和微觀調(diào)整。這部分工作在工業(yè)設計師的參與下，由結(jié)構(gòu)工程師全面負責完成。

篇6

Abstract： According to the syllabus of electronic technology course in higher vocational education， the teaching method of electronic technology classroom teaching is reformed. With the setting of static working point of amplifier circuit as teaching case， this paper introduces how to introduce Multisim into classroom teaching and realize informational teaching. After implementation of this method， the students' interest in learning and the teaching effectiveness have been greatly improved.

關鍵詞： Multisim；電子技術；仿真實驗；信息化教學

Key words： Multisim；electronic technology；simulation experiment；information-based teaching

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）34-0165-02

1 電子技術教學改革的意義

《電子技術》是高職院電類和機類學生的專業(yè)基礎課程，其主要任務在于培養(yǎng)生科學思維能力、創(chuàng)新能力，樹立理論聯(lián)系實際的工程觀念。學生通過該課程的學習，將掌握電子的基本技術，具有熟練制作與監(jiān)測電子線路的能力，提高專業(yè)素質(zhì)，并為后續(xù)專業(yè)課打下基礎。因此， 其教學效果對高職人才的培養(yǎng)至關重要。

傳統(tǒng)教學的弊端：第一、理論抽象，電路復雜。教師按教材傳授，重視微觀結(jié)構(gòu)原理講解，忽視器件的實際應用，教師在講臺上講，學生聽，缺少互動，抽象而枯燥，學生缺乏學習興趣。第二、教學手段簡單，落后。雖然教師采用了多媒體投影教學，但是他們將教材中的原理、公式、電路圖等照搬上了投影，這種“滿堂灌”的教學使得學生課堂上昏昏欲睡。第三、學時安排不合理。學時少而內(nèi)容多，實驗課時更是少得可憐。實驗設備陳舊，器件少，三四個學生擠在一起實驗，大部分學生動手甚少。損壞的設備和器件不能及時得到維修，實驗成功率太低，老師也不能給予學生及時的指導。針對以上諸多弊端，將EDA仿真技術引入電子技術課堂教學，通過對仿真實驗的設計和觀察來幫助學生理解難點并掌握重點，提高教學效果。

2 采用仿真軟件Multisim優(yōu)化教學

傳統(tǒng)的教學模式和手段已經(jīng)不適應教學的需要，Multisim仿真軟件的出現(xiàn)，為優(yōu)化我們的教學提供了幫助。采用了虛擬仿真技術的教學，教師在教學中一邊講授理論，一邊以仿真實驗為支撐，學生能更好的掌握電子技術的理論和工作原理，做到真正的理實一體化。虛擬仿真技術的應用，方便學生根據(jù)實際需要設計新電路，提供學生電子技術的應用水平和創(chuàng)新能力。虛擬仿真技術的應用使得實驗成本低、效率高，不受場地和設備的限制，讓學生掌握更多的技能。

3 應用舉例

單管共射放大電路是《電子技術基礎》的基礎也是重點，而放大電路靜態(tài)工作點的設置是否合理將影響放大器能否正常工作，結(jié)合Multisim以圖形曲線顯示電路的變化過程，改變電路參數(shù)，讓學生觀察輸出結(jié)果，使學生加深對基本放大電路的理解。

操作步驟一：按照原理圖創(chuàng)建圖1所示的仿真電路。

操作步驟二：Rb=750kΩ時，輸出波形如圖2所示，輸出波形正常。

操作步驟三：Rb過小，Rb=100kΩ時，輸出波形如圖3所示，輸出波形飽和失真。

操作步驟四：Rb過大，Rb=50MΩ時，輸出波形如圖4所示，輸出波形截止失真。

教師引導學生分析，畫出直流通路圖，計算靜態(tài)工作點，可見靜態(tài)工作點的大小與VCC、β、Rb、Rc有關，電路中直流電源VCC和三極管的放大倍數(shù)β都不易改變，Rb是改變靜態(tài)工作點的主要因素，它與IBQ成反比。

Rb合適時，IBQ、ICQ合適，靜態(tài)工作點在輸出特性曲線的放大區(qū)，輸出波形正常，如圖2。Rb過小時，IBQ、ICQ過大，靜態(tài)工作點在輸出特性曲線的飽和區(qū)，輸出波形飽和失真，如圖3。Rb過大時，IBQ、ICQ過小，靜態(tài)工作點在輸出特性曲線的截止區(qū)，輸出波形截止失真，如圖4。

步驟五：利用計算機仿真進一步拓展知識，在放大電路中，即使靜態(tài)工作點合適，當輸入信號過大時，輸出波形仍會失真。如當V1=50mV時，Rb=750Ω，輸出波形的頂部和底部同時失真，如圖5。

4 結(jié)論

綜上所述，在高職《電子技術》的教學中，應用Multisim軟件實現(xiàn)EDA仿真，不僅能使學生形象直觀的理解電子電路的原理和難點，還可以通過修改參數(shù)的形式，引導學生討論電路的“奇妙”現(xiàn)象，促進學生思考?；贛ultisim仿真軟件的《電子技術》信息化教學實現(xiàn)了“學做統(tǒng)一”，對學生的學習興趣、動手能力、創(chuàng)新思維、學習成績都有顯著提高。

參考文獻：

[1]康華光.電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]王紫婷，吳蓉.EDA技術與應用[M].蘭州：蘭州大學出版社，2003.

篇7

針對計算機網(wǎng)絡課程實踐教學中存在的問題，提出利用仿真技術對《計算機網(wǎng)絡》課程實踐教學改革建議。通過具體實驗演示仿真技術在計算機網(wǎng)絡課程實踐教學中的應用，通過陜西國際商貿(mào)學院一年的教學實踐，加深了學生對網(wǎng)絡工作原理、復雜的技術概念的認識和理解，培養(yǎng)了學生解決實際計算機網(wǎng)絡問題的綜合能力，教學效果提升顯著。同時仿真技術有效改善了計算機網(wǎng)絡課程實踐教學中存在的如資金短缺和設備更新較慢、實驗效果差等問題。

【關鍵詞】計算機網(wǎng)絡 實踐教學改革 仿真技術

cisco packet tracer是世界排名第一的網(wǎng)絡設備制造商cisco公司的網(wǎng)絡仿真軟件，為學習網(wǎng)絡原理與技術、網(wǎng)絡項目設計和配置，以及網(wǎng)絡故障排除等提供一個可視化可交互模擬環(huán)境，使用者可以在圖形用戶界面上直接使用拖拽的方法建立網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，并使用圖形配置界面或命令行配置界面對網(wǎng)絡設備進行配置和測試，也可以在軟件提供的模擬模式下觀察數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中行進的詳細過程，進行協(xié)議分析等。其最大的優(yōu)點是采用動畫方式表現(xiàn)網(wǎng)絡協(xié)議過程和數(shù)據(jù)封裝，這對學生進一步理解網(wǎng)絡的工作原理、復雜的技術概念和體系結(jié)構(gòu)有很大幫助，使實驗更直觀、更靈活、更方便。cisco packet tracer也有利于教師進行教學設計，可以用來模擬多種網(wǎng)絡環(huán)境，依據(jù)“計算機網(wǎng)絡”課程實踐教學的教學內(nèi)容，用仿真軟件虛擬實驗中用到的實際設備，給學生呈現(xiàn)真實條件下的實驗情景，按實驗要求設計完成計算機網(wǎng)絡實驗。cisco packet tracer是免費軟件，有良好的開放性和可擴展性。

2 仿真實現(xiàn)

以路由器靜態(tài)路由的配置為例，來說明仿真軟件cisco packet tracer在網(wǎng)絡實踐課程教學中的應用。某公司有4個部門，分別建立了4個局域網(wǎng)，要求建立4個IP網(wǎng)絡，并通過3個路由器將這4個網(wǎng)絡互連。要完成網(wǎng)絡的互聯(lián)只需要保證每個路由器有正確的路由表。

2.1 網(wǎng)絡拓撲

規(guī)劃網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)及IP如圖1所示。

2.2 參數(shù)配置

2.2.1 配置計算機

在每個網(wǎng)絡里面選取一臺計算機，單擊“計算機圖標”打開“配置窗口”選擇“桌面”配置好IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關如圖2所示。

2.2.2 配置路由器

靜態(tài)路由配置

單擊”路由器圖標”打開“配置窗口”選擇“命令行”如圖3所示。

Router1命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 10.0.0.4 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 20.0.0.7 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 30.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9

Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.9

Router2命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 20.0.0.9 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 30.0.0.2 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.7

Router（config）#ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.1

Router3命令如下：

Router>enable

Router#configure terminal

Router（config）#interface FastEthernet0/0

Router（config-if）#ip address 30.0.0.1 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#interface FastEthernet0/1

Router（config-if）#ip address 40.0.0.4 255.0.0.0

Router（config-if）#no shutdown

Router（config-if）#exit

Router（config）#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2

Router（config）#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2

2.2.3 驗結(jié)果處理與分析

配置完成后，任意選取網(wǎng)絡中的兩臺計算機，相互ping 對方的IP。如果可以ping 通如圖4所示，則說明配置正確。如果ping不通如圖5所示，則先查看路由表、RIP、OSPF配置等信息，找出問題，修正后重復ping測試過程。

仿真軟件模擬出來的實驗效果和真實的實驗環(huán)境非常相似，計算機網(wǎng)絡課程涉及的技術容更新很快，實驗設備昂貴，很多院校達不到及時更新的條件，cisco packet tracer仿真軟件中可選擇的設備很多。

3 結(jié)束語

本文針對《計算機網(wǎng)絡》課程教學中存在的理論抽象，實驗設施更新不及時等不足，使用虛擬仿真軟件進行該課程實踐教學改革。分析了課程教學中使用仿真軟件的優(yōu)勢，結(jié)合典型的路由器配置教學案例詳細介紹了仿真軟件在網(wǎng)絡課程教學中實現(xiàn)，通過一年多的教學實踐證明基于仿真技術的網(wǎng)絡類課程實踐教學改革有效的加深了學生對網(wǎng)絡協(xié)議、網(wǎng)絡工作原理、復雜的技術概念的認識和理解，培養(yǎng)了學生分析網(wǎng)絡問題和解決實際計算機網(wǎng)絡問題的綜合能力，通過生動、直觀的方式增強了學生學習網(wǎng)絡課程的積極性和學習興趣，教學效果提升顯著，同時仿真技術有效改善了計算機網(wǎng)絡課程實踐教學中存在的如資金短缺和設備更新較慢、實驗效果差等問題。

作者簡介

郭靜（1976-），陜西省西安市人。碩士學位?，F(xiàn)為陜西國際商貿(mào)學院信息與工程學院講師。主要研究方向為高等教育、網(wǎng)絡應用。

袁春萍（1978-），陜西省渭南市人。碩士學位?，F(xiàn)為陜西國際商貿(mào)學院信息與工程學院講師。主要研究方向為高等教育、網(wǎng)站建設與網(wǎng)站管理。

篇8

關鍵詞:復合材料;工藝設計;實驗教學改革

復合材料實驗教學作為培養(yǎng)鍛煉復合材料專業(yè)學生實踐動手能力與科研創(chuàng)新能力的重要課程，在教學體系中占有舉足輕重的地位，其中“復合材料成型工藝設計”實驗項目的開展對于提高學生設計性思維、整體工程觀等具有一定的促進作用［1］。本文針對該實驗項目進行了系統(tǒng)性的改革探索，結(jié)合線上線下混合式教學方法，啟發(fā)學生自主式學習，收到良好的教學效果，這對于推動材料類實驗教學模式改革也具有一定的參考意義。

1實驗課程教學設計與目標

本實驗項目主要承接復合材料結(jié)構(gòu)設計基礎、復合材料工學與模具材料設計等理論課程，參考了“上緯杯全國大學生復合材料設計與制作大賽”的競賽方式，采用線上線下混合式教學方法，突出自主式實驗教學理念，在課程設置上主要分為:線上開展虛擬實驗教學、線下進行材料力學性能測試及計算軟件教學、復合材料制品設計等三個部分。通過超星網(wǎng)絡教學平臺、微信等媒介，從原材料選擇，機械性能檢測到制備工藝的確定，再到終端產(chǎn)品的受力分析，師生展開互動與交流。通過啟發(fā)式的實驗教學方法，學生自主開展學習，最終形成復合材料制品工藝設計報告，一方面調(diào)動了學生的積極性，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，提升了其工程實踐能力;另一方面教師根據(jù)學生的實時反饋及時調(diào)整教學，進行個性化的指導。

2實驗教學過程

2.1虛擬仿真實驗教學

在教師的引導下學生在國家虛擬仿真實驗教學項目共享平臺學習福建農(nóng)林大學的“木材工業(yè)用膠黏劑制備及性能檢測虛擬仿真實驗教學項目”，了解復合材料原料—樹脂的合成工藝與性能檢測;學習國防科技大學開發(fā)的“戰(zhàn)機復合材料構(gòu)件制備與損傷虛擬仿真實驗”與福州大學開發(fā)的“活性炭陶瓷復合材料的制備及測試虛擬仿真實驗”，了解樹脂基、陶瓷基復合材料制備工藝流程。通過虛擬實驗的學習，加深學生對復合材料原材料、制備工藝、檢驗檢測的理解，為后期成型工藝設計打下基礎。

2.2機械性能測試、有限元分析軟件使用、材料工藝設計教學

學生分組選擇三到四種不同的復合材料進行拉伸、彎曲、沖擊強度測試，如碳酸鈣增強聚丙烯、玻璃纖維增強不飽和聚酯、碳纖維增強環(huán)氧樹脂、氮化硅－碳化硅陶瓷基復合材料等。通過對不同復合材料進行測試，使學生了解不同種類材料的機械性能特點與優(yōu)劣，同時進一步闡述其使用環(huán)境要求。結(jié)合理論課程中所述知識點，學習復合材料成型工藝的設計思路、框架及有限元分析軟件的基本操作步驟，給出參考資料，積極啟發(fā)、引導學生模仿練習，使學生掌握材料設計的重點與要點。

2.3復合材料工藝設計

在教師給出設計目標與要求的基礎上，學生結(jié)合時事背景、應用前沿，以興趣為出發(fā)點，以小組的形式自主提出設計選題，選題應具備一定的挑戰(zhàn)性和實際操作空間，于課下完成設計報告。在這一過程中，教師與學生通過超星網(wǎng)絡教學平臺、微信群互動交流，不同組同學在線上也可實時分享設計信息與遇到的問題，并展開討論交流。評判標準根據(jù)設計內(nèi)容的難易程度進行適當調(diào)整，同時結(jié)合整個教學、互動過程中學生的表現(xiàn)情況給出成績，確保實現(xiàn)個性化輔導。通過這種教學手段的實施，激發(fā)了學生的參與熱情與主動性，在完成設計報告的過程中也起到鞏固知識，鍛煉實際工程思維的目標。

3實驗教學案例

3.1裝配式復合材料層合隔板的設計

當突發(fā)公共安全衛(wèi)生事件時，建立方艙醫(yī)院是控制輕癥患者不繼續(xù)加重病情的優(yōu)化選擇，對疫情的防控具有重要作用，如何避免交叉感染是方艙醫(yī)院需要面臨和解決的首要問題，針對這一情況，學生團隊設計了一種裝配式復合材料層合隔板，以便醫(yī)護人員進行模塊化管理，觀察和控制患者病情。與傳統(tǒng)隔板相比，復合材料層合隔板具有更優(yōu)良的防護性能及可重復使用的特點，同時其生產(chǎn)工藝相對簡單，安裝過程進一步簡化，能夠滿足突發(fā)需求。圖1裝配式復合材料層合隔板示意圖Fig.1Sketchmapoffabricatedcompositelaminatesdiaphragms造型設計:基礎參數(shù)設計，根據(jù)市面標準單人床1.2m×1.9m的規(guī)格，考慮到一定的舒適性，將隔板的長度設置為3m。隔板高度對于隔板的隔絕效果具有一定的作用，查找相關資料［2－3］，確定隔板高度為2.1m?？紤]板材國家標準、成本和性能要求，設置鎂合金板材厚度0.11mm，PE板材厚度2mm。使用時，兩塊隔板分別在X方向中心線位置，沿中心線開一個切口，切口深度為板高度的1/2，切口寬度取板厚，兩塊板通過兩個口的十字交叉裝配組成一個十字形隔板。材料選擇:為達到隔板使用要求，我們采用鎂合金板—PE板—鎂合金板三明治夾芯結(jié)構(gòu)進行設計。鎂合金板選用AZ31B鎂合金，抗拉強度高于290MPa，伸長率3%～10%［4］;PE板選用高密度聚乙烯板，該材料具有良好的耐化學腐蝕特性，在潮濕環(huán)境下，能夠較好地阻隔水蒸汽并保持良好的電氣絕緣性。涂層材料選擇PTFE涂層，該圖層與鎂合金相容性較好并且具備良好的自抗菌性可減少病毒的粘附，對方艙醫(yī)院進行交叉感染管理和控制病人病情具有重要意義。材料成型方式:膠接—輥壓的方式進行層合板成型，同時采用磁控濺射鍍膜法在表面磁控濺射鍍膜PTFE涂層。預處理，首先用角磨機對鎂合金板材，PE板進行工藝切口切削、打磨、清潔去除表面的氧化層。粘合，將PP膠均勻涂覆于兩種板材的粘合表面，初步粘合后，對其施加一定載荷使板材壓實，靜置一段時間。輥壓，調(diào)節(jié)輥壓縫寬度略小于板材相加總厚度，在一定的輥壓速度下，使試件以鉛錘狀態(tài)咬入，保證軋制力的均勻施加排除高分子粘結(jié)膜粘結(jié)時摻入的氣體。軋制結(jié)束后，清理邊緣的過盈PP膠，打磨鎂合金表面層，使用有機溶劑清洗表面，自然晾干。使用磁控濺射PTFE液進行鍍膜，簡易封裝。圖2設計強度及工況結(jié)構(gòu)受力分析:結(jié)合板材的長寬高與AZ31B鎂合金板、PE板標準強度和許用變形量，設定鎂合金板的最大許用應力為30MPa，最大許用變形量為0.1mm。隔板在安裝時，其中一端用膠接方式與地面結(jié)合，形成一個固定支座。在使用過程中，隔板只需承受自身重力載荷。使用Abaqus有限元分析軟件建立受力模型，對其進行受力分析。首先對隔板進行離散化網(wǎng)格處理，根據(jù)實際數(shù)模的安裝方式，各插件面采用tie綁定的約束關系，邊界及相互關系采用XYZ各自由度下的全約束條件，使用CAE強度分析計算隔板的整體應力、變形，分析驗證其應力是否滿足材料的屈服強度設計要求。應力與變形校核，由于外加荷載可約束不計，只承受自身重量荷載，通過分析計算在水平一個方向1G載荷作用下和在水平兩個方向各0.5G載荷下，最大應力2.8MPa，系統(tǒng)的最大變形0.003mm，遠低于材料的許用最大應力30MPa，0.1mm，因此能夠滿足強度、剛度設計要求。綜上，隔板的設計在力學性能方面具有可行性。

3.2無葉片風力發(fā)電機組設計

隨著傳統(tǒng)能源消耗的快速增加，儲量日趨枯竭，相關環(huán)境污染問題也日益加重。風能作為清潔可再生能源，受到越來越多的國家重視，然而風力發(fā)電系統(tǒng)中葉片轉(zhuǎn)動帶來的噪音污染及對鳥類生態(tài)系統(tǒng)的破壞系列問題正逐漸暴露。學生團隊針對這一情況，查找相關資料，參考西班牙VortexBladeless公司設計理念［5］，設計出一款利用振動來捕獲風能進而發(fā)電的無葉片發(fā)電機組。設計原理:風作為一種流體，當以一定的速度吹過無葉片發(fā)電機組的桅桿時，會在桅桿周圍周期性地脫落出旋轉(zhuǎn)方向相反、排列規(guī)則的雙列線渦，經(jīng)過非線性作用后形成“卡門渦街”。當渦旋足夠大時，桅桿產(chǎn)生劇烈振動，從而產(chǎn)生能量輸出。與常規(guī)風機發(fā)電組相比，其制造成本相對低廉，總體碳排放量降低，無噪音同時土地利用率高等。結(jié)構(gòu)設計:整體外形設計如圖4所示，結(jié)構(gòu)包括，固定桅桿(產(chǎn)生振動)、發(fā)電機(磁耦合裝置系統(tǒng))、圓柱體三大部分。桅桿采用實心設計，并于桅桿尾部設計燕尾槽;圓柱體采取實心設計，并于頂部設計燕尾形榫頭;桅桿與圓柱體連接處采用燕尾形榫頭連接設計。圓柱體與發(fā)電機連接處采用法蘭接頭連接設計。圖4無葉片風力發(fā)電機外形草圖Fig.4Outlinesketchofbladelesswindturbine材料選擇及成型方式:考慮到桅桿的使用要求，需具備質(zhì)量輕、強度高、耐候性優(yōu)良等特點，學生團隊選擇碳纖維/環(huán)氧樹脂復合材料［6－7］，成型方式選擇RTM成型工藝與噴射成型工藝相結(jié)合。圓柱體選擇連續(xù)碳纖維增強PEEK復合材料是考慮PEEK樹脂具有最好的抗沖擊抗損傷性能、抗疲勞及耐蠕變特性以及耐環(huán)境特性，可滿足其使用條件，制備工藝采用注射成型工藝。承受載荷設計，分析計算:使用有限元分析軟件對無葉片風力發(fā)電機組建立模型進行有限元分析，首先根據(jù)其整體結(jié)構(gòu)選擇合適的單元類型，進行參數(shù)設置，建立模型;對模型進行單元劃分，將已建好的有限元模型導入結(jié)構(gòu)場中，施加約束固定;對已約束好的模型依次施加重力載荷和風壓載荷，導入分析計算模塊，進行分析計算可得機組迎風面和背風面的壓力云圖以及風壓曲線圖，從而給出額定功率、與風速、振動頻率之間的關系，并可結(jié)合計算結(jié)果考證產(chǎn)品的可靠性。

4結(jié)語

在此次實驗教學過程中，涌現(xiàn)出多種復合材料成型工藝設計方案，相較于傳統(tǒng)單一給定式材料成型工藝設計，采用線上線下混合式實驗教學方式，能夠能最大程度的調(diào)動學生學習積極性，拓寬學生設計思路，提升學生的創(chuàng)新思維與工程實踐能力。同時，在后期的實驗教學過程中可進一步引入3D個性化打印，將學生設計的模型以實物的形式打印出來，起到更好的教學效果。

參考文獻

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［6］尹偉濤，于良民，劉方濤，等．聚合物基輕質(zhì)高強復合材料的制備及發(fā)展現(xiàn)狀［J］．塑料工業(yè)，2018，46(10):12－16.

篇9

一、信息化背景下中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展內(nèi)涵

（一）職業(yè)教育信息化的概念

所謂職業(yè)教育信息化，就是職業(yè)教育的師生在基于網(wǎng)絡環(huán)境的基礎上，應用信息技術和信息資源來推動教育教學發(fā)展和改革，從而實現(xiàn)職業(yè)教育現(xiàn)代化，滿足時代和社會需求的過程。它的內(nèi)涵涉及職業(yè)教育信息資源建設、網(wǎng)絡設施建設、信息技術應用、信息化人才培養(yǎng)、信息化的政策法規(guī)和標準等方面。

（二）教師專業(yè)發(fā)展的定義

教師專業(yè)發(fā)展，從構(gòu)詞方式角度有兩種理解，即“教師專業(yè)”的發(fā)展與教師的“專業(yè)發(fā)展”。前者意指教師職業(yè)與教師教育形態(tài)的歷史演變；后者則強調(diào)教師由非專業(yè)人員成為專業(yè)人員的過程。從目前國內(nèi)外對“教師專業(yè)發(fā)展”的定義來看，正體現(xiàn)這樣兩種思路和視角：一是側(cè)重外在的、關涉制度和體系的、旨在推進教師成長與職業(yè)成熟的教育與培訓發(fā)展研究；二是側(cè)重理論的，立足教師內(nèi)在專業(yè)素質(zhì)結(jié)構(gòu)及職業(yè)專門化規(guī)范和意識的養(yǎng)成與完善的研究。應當說上述兩種認識和思考過程密切相關，但卻是和而不同的，是在一致的研究旨趣下包含并牽涉不同的領域與概念范疇，甚至研究方法和邏輯也有所區(qū)別。因此本文探討的是第二種視角，即教師專業(yè)發(fā)展是指教師個體專業(yè)不斷發(fā)展的歷程，是教師不斷接受新知識，增長專業(yè)能力的過程。

（三）信息化背景下的中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵

職業(yè)教育信息化是面向職業(yè)教育的，其任務是提高信息技術的應用能力，從而推動職業(yè)教育教學和改革的發(fā)展，培養(yǎng)出適應信息化社會的勞動者，即在信息化社會條件下掌握計算機及網(wǎng)絡技術，能夠在自身原有知識領域的基礎上進行信息搜索、信息加工整合、信息創(chuàng)新的勞動者。要實現(xiàn)這一目標，職業(yè)學校的教師肩負重要的責任，他們自己首先要成為信息能力的掌握者，在此前提下才能培養(yǎng)出信息化時代的人才。因此，在信息化的背景下，社會對中等職業(yè)學校教師的專業(yè)發(fā)展提出了新要求。

由于職業(yè)教育信息化的內(nèi)涵中所含“信息化的法規(guī)政策和法規(guī)標準”屬于教育主管部門的范圍，所以在具體職業(yè)學校的教育信息化的內(nèi)涵中，不應包括信息政策和標準，僅包括網(wǎng)絡設施建設、信息技術的應用、人才培養(yǎng)及資源建設四方面。而網(wǎng)絡設施建設屬于學校層面，鑒于此，筆者對“職業(yè)教育信息化背景下的教師專業(yè)發(fā)展”的內(nèi)涵做出如下界定，即在信息技術環(huán)境中，職業(yè)學校教師以專業(yè)自覺意識為動力，以教師教育為主要輔助途徑，專業(yè)知能素質(zhì)和信念系統(tǒng)不斷完善、提升的動態(tài)發(fā)展過程。它主要包括職業(yè)學校教師信息化教學設計能力、運用信息技術能力、反思與評價能力提升等方面的內(nèi)容（如圖1所示）。

二、信息化背景下中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展模式

中等職業(yè)學校教師作為教師隊伍的一個組成部分，其專業(yè)發(fā)展具有教師專業(yè)發(fā)展內(nèi)涵的共性，但職業(yè)教育的教育目標、教學內(nèi)容和教學對象的特殊性決定了職教師資專業(yè)發(fā)展的內(nèi)涵又具有自身的特性。因此，中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展的重點是提升自身信息素養(yǎng)，將已經(jīng)掌握了的信息技術運用到教學實踐中去，促進信息技術向教育、教學、培訓、實習、實訓等各個環(huán)節(jié)滲透，而教育信息資源的設計開發(fā)、建設運用是實現(xiàn)教師教育科研水平和教育教學效果不斷提高的基礎和主要任務。鑒于此，在信息化背景下，筆者將數(shù)字資源建設引入中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展的研究，提出了校企合作、校本研修兩種專業(yè)發(fā)展模式。

（一）基于教學工廠的校企合作模式

基于教學工廠的校企合作模式是指職業(yè)學校立足目前校企合作中的具體實際，充分運用信息技術環(huán)境優(yōu)勢，運用現(xiàn)代教育設備和設施，將信息技術融于校企合作人才培養(yǎng)的教學研究中，通過教學仿真軟件、動態(tài)課程、虛擬工廠、校企課程認證等手段，校企雙方共同參與和實踐，把培養(yǎng)和提高學生的職業(yè)能力放在突出重要的位置，加強實踐教學和技能訓練環(huán)節(jié)的銜接，在師資培養(yǎng)、課程設計、教學組織形式、教學評價等方面建構(gòu)起與教師專業(yè)發(fā)展相適應的模式（如圖2所示）。這種以企業(yè)需求為導向的教師專業(yè)發(fā)展模式，決定了這種模式是以企業(yè)為源頭，以專業(yè)教師為主體，以教學工廠為主題，以資源建設為載體，最終謀求教師專業(yè)發(fā)展的一種重要方法與途徑。校企合作的內(nèi)涵可以歸納為：“為了企業(yè)” “基于生產(chǎn)實際”和“在學校企業(yè)中進行”。它主要分為四個階段：參與設計教學資源階段、學習研究教學資源階段、校企課程的教學整合階段、教學反思與評價階段。

1.參與設計教學資源階段

在信息技術環(huán)境下，中等職業(yè)學校和企業(yè)之間達成一定的協(xié)議，中等職業(yè)學校根據(jù)企業(yè)對人才的需求制訂一個具體的發(fā)展計劃；企業(yè)組織有經(jīng)驗的高素質(zhì)專業(yè)人才，對所需人才進行嚴密的規(guī)劃，并為所需人才量身制作出他們應當具有的技術水平或管理水平等。在此基礎上，校企雙方技術人員、專業(yè)教師共同參與研討，利用網(wǎng)絡和多媒體制作出集圖、文、聲、像于一體的仿真軟件、教學網(wǎng)站、生產(chǎn)視頻等數(shù)字化資源，形成教學軟件（包），其中內(nèi)容包括對所需人才的要求、企業(yè)在生產(chǎn)第一線的具體操作流程、企業(yè)在生產(chǎn)科技中的成果、企業(yè)的發(fā)展方向和科研方向等，并及時向校企雙方反饋，選拔具有相關專業(yè)技能的教師作為培養(yǎng)和培訓對象，增強實效性。

2.學習研究教學資源階段

教師在企業(yè)提供的教學軟件（包）等數(shù)字化資源的指導下，在校內(nèi)通過網(wǎng)絡掌握企業(yè)生產(chǎn)第一線的新工藝、新技能、新方法以及企業(yè)的先進管理方法，并可通過遠程視頻、錄像來接收企業(yè)內(nèi)部的新信息、新動態(tài)。教師通過對企業(yè)發(fā)送的教學軟件（包）的學習和研究，了解到自己所從事專業(yè)目前生產(chǎn)流程、技術更新、工藝設備的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。另外，教師有疑問時，也可以通過網(wǎng)絡與企業(yè)聯(lián)系，請教企業(yè)中的專業(yè)技術人員。

3.校企課程的教學整合階段

教師通過 一定時間學習和研究信息技術，在掌握了企業(yè)的管理制度、技術技能、生產(chǎn)一線的諸多實際問題之后，再結(jié)合自身理論知識，通過動態(tài)課程、虛擬工廠、在線輔導等教學方式傳授給學生，努力把學生培養(yǎng)成能快速適應企業(yè)生產(chǎn)的員工。教師通過對教學軟件（包）的學習，也能夠在教學中及時補充反映企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的新技術、新工藝，尤其要充分反映企業(yè)文化的內(nèi)涵，把握其實質(zhì)；教師也可以與學生一起研究并發(fā)現(xiàn)企業(yè)在某方面的不足之處，并結(jié)合教學中產(chǎn)生的一些問題，向有豐富實踐經(jīng)驗的工程技術人員請教和及時反饋，參與到企業(yè)的實際生產(chǎn)與技術改革中，進而達到校企雙方互相依托、互相支持。

4.教學反思與評價階段

教師通過企業(yè)方在線、電子郵件或網(wǎng)絡視頻等信息技術手段傳送中等職業(yè)學校的教學場景，與企業(yè)技術人員、生產(chǎn)管理人員等一起進行集體備課和探討，在充分滲入相關企業(yè)文化、企業(yè)專家在線點評及相關技術培訓提升后，企業(yè)適時對教師的教學過程、學生的學習作品做出評價和認證，并及時將所擁有的知識能力水平通過相應教學手段反饋給師生，做到“教學做合一”。另外，通過一定教育教學理論的培訓，將一批有工程技術背景的人才融入中等職業(yè)學校的教師隊伍中，適時地通過網(wǎng)絡對學生進行專業(yè)知識和操作技能的輔導，進一步拓展了教師專業(yè)發(fā)展模式。

在校企合作的專業(yè)發(fā)展模式中，教師跟蹤、了解企業(yè)發(fā)展信息、生產(chǎn)組織方式、工藝流程，掌握本專業(yè)最新技術，熟悉企業(yè)操作規(guī)范，摸清市場對人才規(guī)格培養(yǎng)要求等諸多內(nèi)容，促進教學觀念不斷更新、專業(yè)領域不斷拓展，利用信息技術手段設計出許多獨特的教學方案，開發(fā)出一些符合企業(yè)生產(chǎn)實際的數(shù)字化教學資源，這種合作必將為中等職業(yè)學校造就一批具有較高技能水平的“雙師型”教師。企業(yè)也可以通過整合中等職業(yè)學校的優(yōu)質(zhì)職業(yè)教育培訓資源，為社會開展信息資源和遠程培訓服務。因此，對校企雙方而言，這種合作是雙贏的。

（二）基于教學案例的校本研修模式

基于教學案例的校本研修模式是指中等職業(yè)學校利用網(wǎng)絡共享交互的特點，通過推進現(xiàn)代信息技術和教育技術的普及和應用，以教學案例研究為核心，利用網(wǎng)絡遠程授課、在線輔導答疑、網(wǎng)上討論、現(xiàn)場研討、專家引領等方式把學習、工作和教學研究融為一體，把中等職業(yè)學校辦成開放的學習型組織，為教師提供良好的專業(yè)發(fā)展環(huán)境，鼓勵教師在教學過程中積極主動地反思、探索、研討和解決問題，從而促進教師的專業(yè)成長，提升專業(yè)水平的教師專業(yè)發(fā)展模式。

基于教學案例的校本研修模式是以中等職業(yè)學校發(fā)展為核心的教師專業(yè)發(fā)展模式，這就決定了這種模式是以中等職業(yè)學校為基地，以任課教師為主體，以教學案例為主題，尋求教師專業(yè)發(fā)展的一種重要方法與途徑。校本研修的內(nèi)涵可以歸納為：“為了學校”“基于課堂教學”和“在學校中進行”。它主要有四個階段：教學案例選題階段、項目獨立實施階段、項目集體研討階段和總結(jié)成果階段（如圖3所示）。

1.教學案例選題階段

校本研修首先就是選題的問題，我們最需要研究什么問題，我們最需要解決什么問題，這應該是全體教師共同參與討論的決定。本階段的主要任務是由教研（備課）組長組織相關理論的學習，通過網(wǎng)絡征集、調(diào)查、討論提出活動的主題，明確活動形式和任務，在研修活動前要對研究主題和內(nèi)容進行充分而精心的準備。此階段活動設計一般分為五個步驟：集中討論、確定主題方向→分期搜集、學習相關理論資料→提出個性化主題→集中討論、交流→確定活動主題并制訂方案。

2.項目獨立實施階段

在本階段，教研組全體成員首先以獨立探索的方式，利用信息技術手段收集網(wǎng)絡資源、開展網(wǎng)絡討論、學習現(xiàn)代教育理論和信息科學理論等，開展理論研究與企業(yè)實踐活動，從而形成自主化的符合企業(yè)實際特點的工作途徑和方法。此階段流程一般為：理論研究與企業(yè)實踐→教學設計→課堂教學→自我反思。其次在此基礎上進行集體備課，每位教師要利用網(wǎng)頁、博客、BBS、網(wǎng)絡空間等手段輪流匯報自己研究實踐的情況，匯聚眾長形成教研（備課）組主題研究實踐方案。

3.項目集體研討階段

教師以集體研討的方式，就教研組形成的教學方案，通過上課、聽課、評課研討的形式進行深入研究。在此過程中，全體成員都可結(jié)合自己的研究成果發(fā)表各自的觀點，教研（備課）組長及時提煉和總結(jié)，達成共識。此階段主要以組員獨立實踐反思與集體交流相結(jié)合的方式展開，分三步走：首先，組員圍繞主題獨立或合作完成個性化的教學設計后，展開對比性課堂教學實踐，并撰寫出各自的課后反思；其次，集思廣益，交流、討論并確定一份能夠體現(xiàn)教研組集體意圖的共性研討教案，并開發(fā)設計相應的數(shù)字化教學資源，由其中一位組員公開執(zhí)教（根據(jù)需要也可以讓一人多次或多人次執(zhí)教），所有組員集中進行現(xiàn)場觀摩并進行課堂錄像；最后，組員就集體教案的課前預設和課堂實際效果進行客觀的、綜合性的分析與整理，準備現(xiàn)場研討交流，通過交流來，達成共識。

4.總結(jié)成果階段

教師個人、教師集體、專業(yè)研究人員、企業(yè)技術人員是中等職業(yè)學校校本研修的四個核心要素，共同構(gòu)成了校本研修的四位一體的關系。因此本階段要充分體現(xiàn)教師個人的自我反思、教師集體的同伴互助、專業(yè)研究人員的專業(yè)引領、企業(yè)技術人員的實踐經(jīng)驗四種力量。教研組全體成員通過回顧參與主題研究的過程，就自己親歷主題研究的收獲及有待進一步研究的問題進行總結(jié)反思，積極修改教學案例及相關的數(shù)字化資源，并在教研組內(nèi)進行交流討論。組長在匯總組員總結(jié)和思考的基礎上，通過專業(yè)研究人員的引領及企業(yè)技術人員的實踐完成本教研組的符合企業(yè)實際的主題研究報告、教案學案、教學實錄、教學反思和教學設計等網(wǎng)絡資源庫。此階段的活動程序為回顧過程→撰寫論文→交流評比→總結(jié)成果。

在校本研修的專業(yè)發(fā)展模式中，教師借助網(wǎng)絡平臺的開放性、網(wǎng)絡資源的豐富性、網(wǎng)絡交流的互動性，打破了“空間”“環(huán)境”“對象”的限制，促使教師、學生、專業(yè)研究人員、企業(yè)技術人員等多方合作參與，凸顯教師專業(yè)成長中的自我反思、同伴互助 、專業(yè)引領、企業(yè)實踐的校本研修特色，實現(xiàn)了真正意義上“教師與教師間的互動、中等職業(yè)學校與企業(yè)的融合”。因此，在信息化環(huán)境下，走校本研修之路，構(gòu)建有效的校本研修模式，是促進教師專業(yè)化發(fā)展的重要選擇。

三、對信息化背景下中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展模式的思考

現(xiàn)代職業(yè)教育要求教師的專業(yè)發(fā)展，職業(yè)教育信息化又為中等職業(yè)學校教師的專業(yè)發(fā)展賦予了新的內(nèi)容和途徑，而專業(yè)發(fā)展模式能否在實踐中落實，能否切實提高職校教師專業(yè)發(fā)展的科學性、實效性，就必須對其內(nèi)在運行環(huán)境進行更深一步的研究。在此，僅就影響中等職業(yè)學校教師專業(yè)發(fā)展的因素談一點思考。

（一）提升中等職業(yè)學校教師的信息素養(yǎng)

職業(yè)教育的信息化帶來了新理念、新課堂、新教研，從而對職校教師信息素養(yǎng)提出了更高的要求，需要職校教師及時更新教育教學觀念，重新定位師生角色，因此，教師信息化教育理念的更新、教學媒體和信息技術應用能力的培訓迫在眉睫。

（二）建設職業(yè)教育數(shù)字化教學資源庫

數(shù)字資源是職業(yè)教育信息化建設的重點，面對越來越豐富的數(shù)字化資源，職校教師要有開發(fā)、整合、管理、應用的能力，要求建構(gòu)起區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡教研平臺和數(shù)字資源庫的共享中心，搭建多樣化的教師專業(yè)發(fā)展平臺，從而最大效益地發(fā)揮聯(lián)動學校的各自優(yōu)勢，實現(xiàn)數(shù)字資源共建共享。

（三）改革信息化環(huán)境下的人才培養(yǎng)模式

隨著數(shù)字化學校數(shù)量的不斷增加，提供數(shù)字化社會公共服務，開放學校的教育資源，提供數(shù)字課外學習支持服務，為家長提供家庭教育指導是中等職業(yè)學校信息化建設、應用和發(fā)展的必然趨勢。因此構(gòu)建信息化環(huán)境下符合中等職業(yè)學校特色的技術技能型人才培養(yǎng)模式成為當前教師專業(yè)研究的努力方向。

綜上所述，職業(yè)教育信息化背景下的教師專業(yè)發(fā)展將重點轉(zhuǎn)移到以提高教師的信息素養(yǎng)與數(shù)字資源庫建設為主的層面，校企合作和校本研修教師專業(yè)發(fā)展模式正在突破以往關于教育理論和教育實踐的認識，它不僅促進中等職業(yè)學校教師的教學手段、教學方式、教學理念的創(chuàng)新，而且也有利于職業(yè)學校將教育服務融入社會，進一步促進教師專業(yè)發(fā)展模式的創(chuàng)新。

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篇10

關鍵詞：交通規(guī)劃；教學內(nèi)容；模式創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0030-02

一、交通規(guī)劃課程改革的必要性

交通規(guī)劃是交通工程專業(yè)核心課程之一，它解決的是交通規(guī)劃的理念、原則、思路、程序、步驟與模型方法等問題。通過這門課程的學習，應使學生能夠充分掌握交通規(guī)劃的步驟及重要的規(guī)劃理論模型，并具備一定的交通建模學術視野和理性分析技能，該課程對于學生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)和從業(yè)能力提高都具有舉足輕重的地位。20世紀80年代交通規(guī)劃進入我國，在我國交通基礎設施建設優(yōu)化決策方面交通規(guī)劃學科提供了重要的基礎技術支撐。然而，新形勢下特大、大城市交通基礎設施經(jīng)過大規(guī)模建設之后已逐漸趨于緩和，交通規(guī)劃工作已由建設之初注重建設規(guī)劃轉(zhuǎn)向了建設與管理并重，即由粗放型轉(zhuǎn)向了精細型，更加注重用科學的理論和方法來解決現(xiàn)代交通問題。目前交通規(guī)劃課程的教學內(nèi)容和模式顯然與現(xiàn)代交通科學的發(fā)展尚不相適應?，F(xiàn)代交通科學的本質(zhì)在于采用自然科學的方法來理解交通行為，用數(shù)學模型刻畫交通現(xiàn)象，用計算機模擬方法提供計算實驗，從而揭示交通流的演變規(guī)律和交通擁堵的形成機理，解決出現(xiàn)的交通問題。因此，為滿足新形勢下創(chuàng)新型交通規(guī)劃人才培養(yǎng)的需要，在《交通規(guī)劃》課程教學中必須貫徹科學研究對于新形勢下交通規(guī)劃的要求，必須注重傳統(tǒng)規(guī)劃理論與方法的更新，必須給學生提供一個能夠運用新的手段去親身實踐的創(chuàng)新平臺。

針對交通規(guī)劃課程教學中存在的不足，以“模型—計算實驗—應用”為教學改革主線，對交通規(guī)劃課程教學內(nèi)容和模式進行創(chuàng)新研究。

二、交通規(guī)劃課程教學內(nèi)容改革

1.交通工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的梳理和調(diào)整。本專業(yè)方向以培養(yǎng)具有道路系統(tǒng)規(guī)劃設計、城市及區(qū)域交通規(guī)劃、交通工程項目設計，能在國家與省、市的發(fā)展計劃部門、交通規(guī)劃與設計部門、交通管理部門等從事交通運輸規(guī)劃、交通工程設計、交通控制系統(tǒng)開發(fā)等方面工作的高級工程技術人才為目標。引進和借鑒國內(nèi)外交通工程專業(yè)課程設置、實驗實踐實習等研究成果，梳理了前修課程，包括數(shù)學建模、運籌學、系統(tǒng)工程、計算機編程、交通工程學、交通調(diào)查與分析等課程的教學內(nèi)容和教學時間，營造了相互銜接的交通規(guī)劃課程教學環(huán)境。為避免課程內(nèi)容重復，同時保證課程之間相互銜接，對部分課程進行了調(diào)整，如交通調(diào)查與分析是交通工程學中一個章節(jié)，則不單獨開設此課，將該部分內(nèi)容放入交通工程學中，結(jié)合現(xiàn)場實驗課詳細講授；將系統(tǒng)工程與交通工程學教學時間進行了調(diào)整。另外加強了計算機技術內(nèi)容，在原有計算機基礎、C語言等基礎課程基礎上，增設了專業(yè)方向（規(guī)劃與管理）交通仿真技術課程，加強本科生實際應用能力培養(yǎng)。

2.基礎理論教學內(nèi)容改革。所謂交通規(guī)劃，是指根據(jù)特定交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀與特征，用科學的方法預測交通系統(tǒng)交通需求的發(fā)展趨勢及交通需求發(fā)展對交通系統(tǒng)交通供給的要求，確定特定時期交通供給的建設任務、建設規(guī)模及交通系統(tǒng)的管理模式、控制方法，以達到交通系統(tǒng)交通需求與交通供給之間的平衡，實現(xiàn)交通系統(tǒng)的安全、暢通與節(jié)能、環(huán)保的目的[2]。本次教學內(nèi)容改革中引入交通網(wǎng)絡建模、空間區(qū)位理論，增加城市物流規(guī)劃內(nèi)容，改變以往描述性的交通規(guī)劃教學內(nèi)容，加強了基礎理論教學，形成以交通建模為核心的教學內(nèi)容。

三、交通規(guī)劃課程實驗教學內(nèi)容改革

《交通規(guī)劃》課程實驗教學內(nèi)容重點在培養(yǎng)學生軟件應用能力。它的重要性體現(xiàn)在它能將基礎理論知識與實踐應用相結(jié)合，即需要知識的積累，也需要知識的實際應用。軟件的許多應用模塊全部是基于交通規(guī)劃的基本理論生成的，如在進行交通生成預測時，軟件提供了交叉分類法、回歸法、離散選擇法等基本方法，只要具備了原始數(shù)據(jù)、設置好各項參數(shù)，就可以得到預測結(jié)果。構(gòu)建實驗教學平臺，包括交通仿真軟件、數(shù)值計算軟件、地理信息系統(tǒng)軟件，注重培養(yǎng)學生對交通流和交通網(wǎng)絡流的分析模擬計算能力，實現(xiàn)學生能夠運用規(guī)劃軟件進行實際項目操作的目標。2012年我院利用中央與地方共建高校項目購置了供實驗教學使用的交通信息采集系統(tǒng)，如雷達測距儀、視頻采集儀、微波交通調(diào)查儀，同時利用實際交通科研項目將采集到的現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)接入到實驗室，同時利用數(shù)據(jù)庫、信息融合等基礎理論技術，建立了交通信息采集與處理評價系統(tǒng)實驗平臺。這給學生提供了一個利用在真實環(huán)境下進行交通方案改善及修正理想條件下的研究成果的平臺。

實驗教學內(nèi)容主要由兩部分組成：一是專項規(guī)劃案例教學。結(jié)合各種規(guī)劃案例，包括公路網(wǎng)規(guī)劃案例、城市道路網(wǎng)規(guī)劃案例、公共交通規(guī)劃案例、城市軌道交通規(guī)劃案例、交通項目評價影響案例及停車場規(guī)劃案例等等，使學生熟悉各專項規(guī)劃的基本流程及規(guī)劃原理；二是重點培養(yǎng)學生交通建模能力和交通規(guī)劃操作能力，加強學生進行交通軟件操作學習，包括交通仿真軟件TransCAD、VISSUM、EMME-3、CUBE等，交通制圖軟件AutoCAD，地理信息系統(tǒng)軟件MapInfor、ArcGis，數(shù)理統(tǒng)計分析軟件SPSS以及EXCEL等。兩部分內(nèi)容相輔相成，缺一不可，案例教學采用課堂講授與學生討論的形式，而軟件學習則是實驗室指導與學生自學相結(jié)合的形式。

四、《交通規(guī)劃》課程實踐教學改革

交通規(guī)劃是一門應用性很強的課程，實踐教學作為理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，對大學生創(chuàng)新思維、動手能力和分析問題及解決問題能力的培養(yǎng)至關重要，而這也是工程應用型人才所必須具備的能力。交通規(guī)劃課程的實踐教學包括交通調(diào)查實習、軟件應用實習和課程設計等。實踐教學改革采用案例調(diào)研和分析式的實踐教學方式，并和理論教學相互穿插，建立從表象認知到提高交通現(xiàn)象洞察能力的實踐環(huán)節(jié)框架。

1.交通調(diào)查實習改革。交通調(diào)查是進行交通規(guī)劃的前提和基礎，關系到整個規(guī)劃的成敗，因此具有十分重要的地位。傳統(tǒng)做法是教師扶著學生開展實踐活動，學生學習積極性不高。近年來，交通運輸工程系與基層有關部門開展了廣泛的交流與合作，結(jié)合學生實習，在當?shù)亻_展了《交通規(guī)劃課程設計》教學實踐環(huán)節(jié)，把學校教學與為基層解決實際問題緊密結(jié)合。尤其是交通大調(diào)查前期調(diào)查方案設計工作中，將案例調(diào)研和分析式的實踐教學方式融合在一起，教師給予學生充分的自由，這是教師真正站到指導實踐位置上的新型實踐教學模式，放手讓他們進行方案設計、人員組織及協(xié)調(diào)工作，并進行及時指導。實現(xiàn)實踐教學與課堂教學的有機融合，以此培養(yǎng)學生獨立工作的能力，充分發(fā)揮其主觀能動性。

2.課程設計。課程設計是對所學交通規(guī)劃理論和方法的總結(jié)和深化，其目的是鞏固學生所學基本知識、基本理論、基本方法；熟悉并掌握交通規(guī)劃的各種方法、內(nèi)容、步驟、注意事項；培養(yǎng)學生收集有關交通調(diào)查數(shù)據(jù)并進行處理與分析的基本技能；訓練學生綜合運用本課程及相關專業(yè)知識，解決交通規(guī)劃實際問題的能力；通過理論和實踐的緊密結(jié)合，重點提高學生分析問題、解決問題的實踐動手能力，為培養(yǎng)工程應用型人才打下堅實的基礎。課程設計學時一般為兩周，題目選擇一個簡化的交通規(guī)劃課題，可以以4～5個交通小區(qū)的區(qū)域展開，指導教師給出規(guī)劃要求、規(guī)劃年限、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及社會經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)等原始數(shù)據(jù)，學生根據(jù)給定的條件，利用交通規(guī)劃理論知識，借助計算機軟件，完成原始數(shù)據(jù)的分析與處理、交通需求與社會經(jīng)濟指標相關性分析、交通需求預測，給出規(guī)劃方案并對其進行評價。在此過程中，學生通過方案設計、軟件應用、編程計算等能夠全面提高自己。

3.軟件應用實習。作為工程應用型人才，掌握一定的本行業(yè)專業(yè)軟件是必備的基本技能之一。交通規(guī)劃由于要處理海量的數(shù)據(jù)更是需要計算機輔助完成。學生通過軟件實習，不但能夠進一步了解交通規(guī)劃的基本原理，加強對專業(yè)基礎知識的認識和了解，而且通過實際操作，交通規(guī)劃理論的實際應用能力也得到提高，有利于糾正學生認為學完交通規(guī)劃課程以后沒有用處的錯誤觀點。利用交通規(guī)劃軟件提供的眾多模型和方法，結(jié)合教學案例完成交通分配、路徑選擇、物流規(guī)劃、公交規(guī)劃等實際應用過程教學訓練，讓學生掌握利用軟件進行交通規(guī)劃基本方法。

軟件應用實習采用案例教學啟發(fā)式教學方法，充分調(diào)動學生的學習興趣。比如在規(guī)劃軟件實習課上可向?qū)W生展示各大中城市綜合交通規(guī)劃圖、交通組織圖，調(diào)動學習積極性。案例選擇得當，可以使學生更快掌握操作方法，達到事半功倍的效果。案例有虛擬案例和實際項目案例，各有優(yōu)缺點。通常在教學案例中，根據(jù)需要，將兩種案例形式結(jié)合使用。先通過虛擬案例，從簡單開始，再從實際項目中抽取復雜一點的案例，進行實踐性訓練。由簡入繁，循序漸進地展開教學。

五、教學組織形式和考核方式改革

采用學習團隊式的分組教學組織形式，組內(nèi)成員合理分工，共同完成課程作業(yè)和案例調(diào)研，組織各團隊的成果交流；改變側(cè)重個人考試成績的考評方式，在學生個人理論考核成績、小組調(diào)研報告成績的基礎上進行綜合評定。

六、結(jié)束語

在新的交通形勢下，傳統(tǒng)交通規(guī)劃理論和方法與現(xiàn)代交通科學的發(fā)展尚不相適應，不利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。提出“模型-計算實驗-應用”視角的交通規(guī)劃課程教學內(nèi)容改革以及模式創(chuàng)新，通過對專業(yè)人才培養(yǎng)方案的梳理和調(diào)整，實踐、實習環(huán)節(jié)以及考核方式等方面進行改革，以此培養(yǎng)學生綜合能力。

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