時間：2023-03-14 14:50:00
導語：在控制科學與工程的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
（北京信息科技大學自動化學院，北京100192）
摘要：面向工程型智能科學與技術(shù)專業(yè)，探討微控制器技術(shù)課程的教學內(nèi)容及教學方式改革，提出以機器人為對象，將MSP430微控制器引入教學，并介紹一系列課程案例的開發(fā)。
關(guān)鍵詞 ：智能科學與技術(shù)；機器人；微控制器；課程改革
基金項目：北京信息科技大學2014年教學改革立項項目(2014JG08)；北京信息科技大學自動化學院2015年青年教師教學能力提升項目“2015年人才培養(yǎng)質(zhì)量提高”(5111523309)。
第一作者簡介：陳啟麗，女，講師，研究方向為遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、智能控制，qilichen@hotmail．com。
1 背景
智能科學與技術(shù)專業(yè)是一個面向前沿高新技術(shù)的基礎(chǔ)性本科專業(yè)，涉及機器人技術(shù)、以新一代網(wǎng)絡(luò)計算為基礎(chǔ)的智能系統(tǒng)、新一代的人一機系統(tǒng)技術(shù)等。特別是經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，智能機器人技術(shù)及其應用已經(jīng)成為各個行業(yè)及各個領(lǐng)域創(chuàng)新的重要生長點，應用前景日趨廣泛?？倳浽?014年兩院院士大會講話中提到，“機器人革命”有望成為“第三次工業(yè)革命”的一個切入點和重要增長點，我國將成為全球最大的機器人市場。
智能科學與技術(shù)本科專業(yè)在我國的發(fā)展尚屬初級階段，主要由多個專業(yè)的合并和重組而成，因此其本科教學模式具有融合、交叉、綜合等特點的同時又各具有自身的特色。
基于對智能科學與技術(shù)學科內(nèi)涵的科學認識和十幾所高校的實踐經(jīng)驗，中國人工智能學會教育工作委員會于2004年8月提出《智能科學與技術(shù)本科專業(yè)專業(yè)規(guī)范》，建議不同學校根據(jù)自身特點定位其人才培養(yǎng)目標。北京信息科技大學智能科學與技術(shù)專業(yè)定位于培養(yǎng)工程技術(shù)型人才，以本科生實驗教學模式為主進行教學改革。結(jié)合本科生能力培養(yǎng)實際，從基礎(chǔ)的實驗能力鍛煉、開放式網(wǎng)絡(luò)化實驗教學、組建科研小組到舉辦機器人比賽等多個方面提高學術(shù)的自主學習能力、創(chuàng)新能力、實際操作能力以及在工程領(lǐng)域中的應用能力。智能科學與技術(shù)將傳統(tǒng)機器智能化，為新學科發(fā)展提供研究載體和持久動力，同時引入生命科學、認知科學和腦科學的研究成果和研究方法，推進信息系統(tǒng)的智能化。
2 面向機器人設(shè)計的微控制器技術(shù)課程開發(fā)
嵌入式微控制器是機器人的大腦，是機器人實現(xiàn)智能的先決條件和基本平臺。微控制器可以控制機器人進行信息采集、存儲、處理以及實現(xiàn)機器人智能的行為?！拔⒖刂破骷夹g(shù)”并不是一個全新的課程，幾乎是每個工科院校都開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程是學習和使用機器人必不可少的課程之一。機器人的核心控制模塊就是微控制器，機器人搭載的各種傳感器獲取的數(shù)據(jù)均會通過單片機的I/O口或者其他通信模塊傳輸給微控制器。經(jīng)過一定的運算決策，微控制器將控制策略傳輸給機器人的執(zhí)行機構(gòu)，最終實現(xiàn)機器人的智能控制。
從教學方式來看，學生將機器人作為一個學習對象，通過微控制器技術(shù)課程的學習，直觀地將自己所學的內(nèi)容應用于機器人獲取環(huán)境以及控制過程，這也是一種新型的教學方式。對學生而言學習內(nèi)容極具有趣味性，激發(fā)其主觀能動性。
在教學安排上，微控制器技術(shù)課程設(shè)計環(huán)節(jié)使學生不但掌握微控制器技術(shù)的基本原理，而且能夠熟練應用微控制器技術(shù)進行機器人等智能系統(tǒng)的應用開發(fā)。
微控制器技術(shù)課程主要包括微控制器的基本原理，微控制器內(nèi)核心模塊的功能、設(shè)置及應用，微控制器的程序設(shè)計等。通過課程學習，學生理解和掌握微控制器技術(shù)基礎(chǔ)理論，微控制器內(nèi)部時鐘系統(tǒng)、端口模塊、定時器以及串口通信等工作原理及設(shè)計方法，微控制器的程序設(shè)計方法；能使用微控制器技術(shù)實現(xiàn)機器人對環(huán)境信息的準確采集、信息處理以及對機器人行為、動作和運動的有效控制。
在教學過程中引入智能機器人，可以融合傳感科學與技術(shù)、通信科學與技術(shù)、計算機科學與技術(shù)等來實現(xiàn)智能技術(shù)。傳感科學與技術(shù)的任務(wù)是把原始信息轉(zhuǎn)換為機器可感知信息；通信科學與技術(shù)的任務(wù)是可靠地傳輸感知信息；計算機科學與技術(shù)的任務(wù)是將感知信息進行計算、處理并轉(zhuǎn)換為可用信息。智能機器人為學生把可用信息轉(zhuǎn)換成為知識進而在目標制導下轉(zhuǎn)換為智能策略提供了可靠的平臺。
3 教學研究
3.1 選用先進的MSP430微控制器作為教學平臺
華盛頓協(xié)議對工程類本科生的能力要求主要有以下幾方面：
(1)在系統(tǒng)、工藝和機器的設(shè)計、操作和改進過程中，能夠應用數(shù)學、自然科學和工程技術(shù)知識；
(2)發(fā)現(xiàn)并解決復雜工程問題；
(3)了解并解決環(huán)境、經(jīng)濟和社會與工程相關(guān)的問題；
(4)具有有效溝通能力；
(5)能夠接受終身學習并促進職業(yè)發(fā)展；
(6)遵守工程職業(yè)道德；
(7)能夠在當今社會中發(fā)揮作用。
基于以上的7個能力要求，我們設(shè)計了一系列課程案例。在各類機器人中，目前輪式機器人的結(jié)構(gòu)較為簡單且較容易控制。在老師的指導下，學生基本都能搭建各種形式的輪式機器人。教學過程中主要選用MSP430F149系列的單片機作為機器人的核心控制模塊。MSP430F149芯片是美國TI公司推出的超低功耗微處理器，包括60KB+256字節(jié)的flash、2KB的RAM，基本時鐘模塊、看門狗定時器、3個捕獲／比較寄存器、PWM輸出的16位定時器、2個具有中斷功能的8位并行端口、4個8位并行端口、模擬比較器、12位A/D轉(zhuǎn)換器、2個串行通信接口等模塊。MSP430F149芯片具有如下特點：
(1)低電壓、超低功耗；
(2)強大的處理能力；
(3)豐富的片上外圍模塊；
(4)系統(tǒng)工作穩(wěn)定；
(5)方便高效的開發(fā)環(huán)境。
其作為學生學習的入門級微控制器，既不像51單片機功能過于簡單，也不像TI公司其他系列的單片機功能過于復雜，其能夠兼顧學生學習能力和市場需求。
機器人除了控制模塊之外，主要由傳感器模塊和執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成。傳感器模塊主要用于智能獲取環(huán)境信息，執(zhí)行機構(gòu)則主要用于執(zhí)行智能決策。教學過程中使用的機器人，其內(nèi)部搭建了攝像頭傳感器和超聲傳感器，執(zhí)行機構(gòu)有電機、機械臂等?；贛SP430單片機的機器人實驗平臺為智能科學與技術(shù)系的學生搭建了一個智能控制的硬件平臺。該平臺可以引導學生設(shè)計機器人的一些智能行為并通過使用微控制器技術(shù)實現(xiàn)該智能行為。
3.2 開發(fā)驗證性案例實驗
驗證性實驗主要實現(xiàn)以下功能：
(1)編程產(chǎn)生PWM波，控制機器人移動；
(2)編程產(chǎn)生PWM波，控制機器人機械臂；
(3)讀取超聲波的測量值；
(4)讀取攝像頭的圖像等。
教學過程中設(shè)計了部分基礎(chǔ)實驗（見表1），學生在實驗過程中，理解微控制器的工作原理及具體應用。幫助學生建立起理論與應用之間的對應關(guān)系，為學生開展創(chuàng)新性工作、開拓性工作奠定扎實的理論及實踐基礎(chǔ)。
3.3 開發(fā)設(shè)計性案例實驗
設(shè)計性實驗多為課外開放實驗，主要實現(xiàn)以下功能：
(1)使用一種傳感器實現(xiàn)機器人的控制；
(2)融合兩種以上的傳感器實現(xiàn)機器人的控制；
(3)基于攝像頭實現(xiàn)機器人機械臂的抓取任務(wù)等。
我們在教學過程中設(shè)計了各式各樣的項目式課外開放實驗，見表2。學生自己完成方案設(shè)計、動作設(shè)計、控制器設(shè)計等內(nèi)容，老師給予一定的理論指導，最終實現(xiàn)機器人完成各式各樣的項目任務(wù)。
4 結(jié)語
在課程教學中，我們精心設(shè)計及開發(fā)各類機器人模型，充分考慮工程素質(zhì)教育要求，增加學生的動手實踐環(huán)節(jié)。實踐表明，實物實驗降低了學生對單片機課程理論的排斥心理，很大程度上增加了學生的學習興趣。基于機器人平臺的設(shè)計性實驗，有效鍛煉了學生的創(chuàng)新性思維以及應用理論解決實踐問題的能力，增加了本科學生對智能科學與技術(shù)專業(yè)的深入理解。
參考文獻：
[1]鐘義信．智能科學技術(shù)導論[M]．北京：北京郵電大學出版社，2007.
[2]陳雯柏，李擎，王萬森．工程型智能科學與技術(shù)專業(yè)知識體系與課程研究[J]計算機教育，2014(19): 29-33．
[3]王萬森，適應智能化應用發(fā)展趨勢，培養(yǎng)創(chuàng)新型智能科技人才[J]．計算機教育，2013(10):1．
[4]王萬森，方勇純，張磊．課程與教學研究[J]．計算機教育，2011 (15): 47．
[5]中國科協(xié)國際聯(lián)絡(luò)部，中國科協(xié)代表我國順利加入《華盛頓協(xié)議》[J]．科協(xié)論壇，2013(7): 28．
關(guān)鍵詞：智能控制；教學策略；卓越工程師；模糊控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0029-02
智能控制作為自動化類專業(yè)的一門專業(yè)課程，要求學生了解控制學科發(fā)展的方向和前沿，熟悉智能控制的主要理論分支、數(shù)學基礎(chǔ)以及發(fā)展趨勢等，掌握基本智能控制方法的結(jié)構(gòu)和算法，為未來實際工程應用奠定一定的基礎(chǔ)。當前，在國內(nèi)外備受關(guān)注的CDIO模式即把“構(gòu)思（Conceive）―設(shè)計（Design）―執(zhí)行（Implement）―運作（Operate）”作為工程教育的環(huán)境背景，按照產(chǎn)品生命周期構(gòu)建課程體系，以課堂和項目相結(jié)合的方式進行主動學習，使學生達到預想的學習目標。
考慮到安徽工程大學（以下簡稱“我?！保┳詣踊瘜I(yè)被確定為教育部“卓越計劃”試點專業(yè)，如何通過智能控制課程教學改革來提高教學質(zhì)量，充分借鑒CDIO先進的教育理念，推行卓越工程師培養(yǎng)計劃，提高大學生的創(chuàng)新技能、實踐技能，協(xié)調(diào)課程體系對培養(yǎng)目標支撐力不強以及與我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展和結(jié)構(gòu)的調(diào)整不相適應的矛盾，創(chuàng)建適應新形式發(fā)展需要的課程教學體系，同時促進我國智能控制學科發(fā)展，是我校授課老師所面臨和亟待解決的問題。
一、智能控制課程分析
1.智能控制發(fā)展歷程
智能控制是一種新型自動控制技術(shù)，代表了自動控制的最新發(fā)展階段。[1]20世紀90年代中期之后，智能控制日益成熟，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用、軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應用，據(jù)統(tǒng)計，2012年全球智能控制市場規(guī)模接近6800億美元，而我國智能控制行業(yè)規(guī)模也已經(jīng)達到4200億元。
智能控制思潮第一次出現(xiàn)于20世紀60年代由Leonaes等人首次正式提出，[2]到了1987年，IEEE控制系統(tǒng)學會和計算機學會在美國費城聯(lián)合召開了智能控制國際學術(shù)討論會，智能控制正式作為一門新學科，登上歷史舞臺，而“智能控制”課程是在智能控制學科建立之后開設(shè)的。
國內(nèi)首部“智能控制”教材，是在1990年由中南大學蔡自興教授編寫電子工業(yè)出版社出版，蔡教授把遞階控制、專家控制、模糊控制、神經(jīng)控制、學習控制作為智能控制課程的初步框架和主要研究分支。[1]隨后，王耀南、李士勇、李人厚、孫增圻等專家也編寫了智能控制相關(guān)教材。這些教材出版對我國智能控制課程教學發(fā)揮了積極的作用，為智能控制學科建設(shè)和人材培養(yǎng)做出突出貢獻。[3]
近年來，國內(nèi)學者對智能控制的研究十分活躍，舉行各種與智能控制有關(guān)的學術(shù)討論會，如全球智能控制與自動化大會（World Congress on Intelligent Control and Automation，WCICA）、中國智能自動化會議（Chinese Intelligent Automation Conference，CIAC）、中國控制會議（Chinese Control Conference，CCC）、中國控制與決策會議（Chinese Control and Decision Conference，CCDC）等，這標志我國智能控制作為獨立學科已正形成。[2]
2.智能控制理論體系
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，智能控制理論和技術(shù)得到不斷的發(fā)展和完善，受到越來越多科研工作者的關(guān)注。常規(guī)的智能控制方法主要包括：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、分級遞階控制、專家系統(tǒng)控制以及其他仿人智能控制等。[3，4]
（1）模糊控制：將人類專家對特定對象的控制經(jīng)驗，運用模糊集理論進行量化，轉(zhuǎn)化為可數(shù)學實現(xiàn)的控制器，從而實現(xiàn)對被控對象的控制，其主要包括輸入模糊化、模糊規(guī)則庫、模糊推理以及輸出逆模糊化四個部分。
（2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制：是人工智能、認知科學、神經(jīng)生理學、非線性動力學等學科的交叉熱點，它利用大量的人工神經(jīng)元按一定的拓撲結(jié)構(gòu)互連，構(gòu)建具有仿人控制的功能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雖然不善于顯式表達知識，但具有很強的學習能力和自適應能力，能夠任意逼近復雜的非線性系統(tǒng)，對高度非線性和嚴重不確定性系統(tǒng)的控制方面具有良好效果。
（3）分級遞階控制：是從工程控制論的角度總結(jié)人工智能與自適應、自學習和自組織的關(guān)系之后逐漸形成的，主要由組織級、協(xié)調(diào)級和執(zhí)行級構(gòu)成。其中組織級起主導作用，涉及知識的表示與處理，主要應用人工智能；協(xié)調(diào)級在組織級和執(zhí)行級間起連接作用，涉及決策方式及其表示，采用人工智能及運籌學實現(xiàn)控制；執(zhí)行級是底層，具有很高的控制精度，采用常規(guī)自動控制。
（4）專家系統(tǒng)控制：是指具有模糊專家智能的功能，采用專家系統(tǒng)技術(shù)與控制理論相結(jié)合的方法設(shè)計的控制策略，它是人工智能應用領(lǐng)域最成功的分支之一，由知識庫、推理機、解釋機制、知識獲取系統(tǒng)以及綜合數(shù)據(jù)庫五個部分組成。在工業(yè)過程控制中主要呈現(xiàn)直接專家控制和間接專家控制兩種形式。
二、智能控制課程教學改革
1.理論教學
UNESCO在2010年的工程學報告中指出，工程是人類面臨的最大挑戰(zhàn)和機遇，為了滿足卓越工程師培養(yǎng)計劃要求，我校重新修訂課程教學大綱，調(diào)整了各知識點的學時分配，擴大了知識面的覆蓋范圍，并提高了實驗內(nèi)容所占學時比例，注重實踐環(huán)節(jié)內(nèi)容設(shè)置。在課程建設(shè)考慮理論與實踐的均衡，避免理論與實踐用脫節(jié)，教材選用為王耀南主編、機械工業(yè)出版社出版的《智能控制理論及應用》，[5]總共設(shè)計30個學時，具體如圖1所示。概述部分為2個學時，主要講解智能控制理論的歷史背景、研究現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢；模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是本課程主要講解部分，分別安排9個學時；分級遞階控制與專家系統(tǒng)控制部分要求學生以了解為主，因此分別安排4個學時；最后，剩余2個學時講解當前最新的一些智能控制方法，目的為擴展學生的視野。
考慮到“智能控制”課程涉及的知識面較為廣泛，因此，在教學過程中，教師主要擔負組織者、引導者的職責，課堂上注重采用啟發(fā)式的教學模式，并增加案例講解，讓學生明確課程教學服務(wù)于國家戰(zhàn)略需要和行業(yè)需要，如：液浮陀螺儀溫控系統(tǒng)的模糊控制策略設(shè)計、單級倒立擺系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的設(shè)計、數(shù)控機床專家系統(tǒng)設(shè)計等。鼓勵學生自由探討，實現(xiàn)教學環(huán)節(jié)中的互動，提高學生的認知能力。
2.實踐教學
本課程專業(yè)性很強，學生缺少對智能控制方法的感性認識，且受學時數(shù)的限制，因此鼓勵學生自主學習，充分利用課余時間。[6]每次課后，有針對性地預留課外作業(yè)，引導學生復習、預習，這有利于老師教學內(nèi)容的精練講解，學生對智能控制的熟悉掌握，引導學生注重工程能力和自主學習能力的提高。
另外，在“智能控制”教學計劃中，安排6個學時作為實驗課，讓學生獨自設(shè)計相關(guān)智能控制器，培養(yǎng)學生的實踐動手能力，增加對模糊控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的熟練程度。實驗采用先講解、后實驗、再總結(jié)的方式進行。為了保證實踐教學質(zhì)量，每20位學生安排1名指導教師。實驗前，要求學生實驗之前完成預習報告；實驗中學生每人一臺機，獨立記錄實驗過程和實驗結(jié)果，教師全程答疑輔導；實驗后學生及時上交實驗報告，其內(nèi)容包括：實驗名稱、內(nèi)容、方法、步驟、結(jié)果及個人心得、體會。
3.教學手段
為了適應時代的發(fā)展，授課借助先進的教學軟件。在相關(guān)理論知識點展開前，可通過實例模擬讓學生初步了解相關(guān)方法，再切換到理論知識的講解，以幫助學生做到思維的自然過渡。
課堂還采用多媒體教學，以提高學生獲取信息的效率。多媒體課件制作過程中，力求圖文并茂，能吸引學生的注意力，這有利于實現(xiàn)情景式的教學，充分調(diào)動學生的主觀能動性，變被動教育為主動教育，使學生加深對知識的理解。[7，8]
4.考核方式
本課程理論性較強，為避免“一張試卷定乾坤”帶來的弊端，課程成績采用多元化考核制度，主要包括：平時成績（30%）、實驗成績（30%）和期末考試成績（40%）。
三、結(jié)束語
綜上所述，我國的智能控制教育已取得了可喜成績，我校在研究專業(yè)培養(yǎng)目標和現(xiàn)有教學資源基礎(chǔ)上，借鑒國內(nèi)相關(guān)高校成功教學經(jīng)驗，并不斷完善智能控制學科教學的方法、手段、策略，研究制訂新的大綱，開發(fā)設(shè)計多媒體課件，與時俱進，緊密圍繞“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的重點和目標，為培養(yǎng)敢創(chuàng)新、會創(chuàng)造的高質(zhì)量人才不斷努力。
參考文獻：
[1]蔡自興，張鐘俊.智能控制的理論與實踐[J].中南礦冶學院學報，1989，（6）：644-650.
[2]陳愛斌，肖曉明，魏世勇，等.智能控制的學科發(fā)展與學科教育[J].現(xiàn)代大學教育，2006，（3）：102-105.
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[7]林健.卓越工程師教育培養(yǎng)計劃專業(yè)培養(yǎng)方案研究[J].清華大學教育研究，2011，32（2）：47-55.
(一)承包商因素
協(xié)調(diào)力度不夠,不能有機地組織各職能部門去順利完成各項工作。主要指總承包單位項目部管理人員和各分包方項目管理人員的內(nèi)部管理機制是否完善。只有內(nèi)部管理機制完善,才能保障各相關(guān)方溝通暢通,配合默契,保證項目整體管理水平良好。項目部才能及時合理地分解任務(wù),落實任務(wù),完成任務(wù)。由于EPC模式對工程總承包,其承擔的責任和風險比常規(guī)模式大很多,對管理人員管理水平提出更高的要求。只有把把不同類型、不同風格的分包方協(xié)調(diào)好,管理好,才能最大程度地發(fā)揮EPC模式整合的優(yōu)勢。
(二)供貨商因素
由于各部門之間信息私有化、未經(jīng)集成,信息沒有實現(xiàn)有效共享。造成制造和供貨周期過長,使安裝項目的開工時間拖延。由于不能有效根據(jù)生產(chǎn)需要組織采購,設(shè)備供貨順序不合理,打亂施工計劃,使各項目的工程進度失去平衡。因設(shè)計或制造質(zhì)量缺陷返修,造成現(xiàn)場施工的停滯。在設(shè)備需求發(fā)生變更時,響應變更的能力遲鈍。
(三)物質(zhì)發(fā)運因素
與港口、海關(guān)等部門的溝通不密切,使船期拖延或不能及時卸貨。項目所用的材料,需要更新的設(shè)備及預制件、零配件未能按時入庫或運抵施工現(xiàn)場。與工程當?shù)仃懧肺镔Y運輸部門的溝通不密切,使物資堆滯在碼頭。尤其對于電廠建設(shè)用到的專用材料和設(shè)備,由于其制造運送周期長,可替代性差,對進度的影響很大。境內(nèi)路況的限制,使物資不能及時進場。
(四)設(shè)計因素
能力和經(jīng)驗不足,使設(shè)計的各個環(huán)節(jié)不緊湊、流程不順暢。一般設(shè)計分為工藝專業(yè)設(shè)計、土建專業(yè)設(shè)計、機務(wù)專業(yè)設(shè)計、電氣專業(yè)設(shè)計、熱控專業(yè)設(shè)計。因工藝設(shè)計為主專業(yè),一般以工藝設(shè)計人員為工程項目的負責人,項目負責人對其他專業(yè)了解的深度和對其他專業(yè)人員控制權(quán)利的大小直接制約了設(shè)計進度的快慢。缺乏信息溝通,工程資料流轉(zhuǎn)不緊湊,使施工圖出圖計劃得不到保證。對項目所在國的情況不了解,設(shè)計的結(jié)果不滿足實際的需要。
(五)施工分包商因素
施工組織不當,不能有機地組織各職能部門順利完成各項工作。施工準備工作是保證工程順利進行的重要環(huán)節(jié)。如果施工準備工作做得不充分,將使工程施工造成混亂,致使工程拖期。施工技術(shù)落后,使得關(guān)鍵工程在施工環(huán)節(jié)耗費太多的時間。技術(shù)水平的高低直接影響到施工效率的高低,由于工人技術(shù)水平低,對新工藝、新設(shè)備的使用不熟練,從而影響建設(shè)工期。施工資源不足,使工程進展不能按計劃推進。電廠項目工程量大,所需人力和機械數(shù)量較多。如果投入的施工力量不足,將會影響到項目的正常進行。因施工質(zhì)量缺陷返工,造成現(xiàn)場施工的停滯。
二、控制工程項目進度措施
(一)合同措施
1、爭取機組性能試驗不計入工期考核。機組性能試驗一般在機組可靠性試運行結(jié)束后進行,條件具備時,部分項目可在機組整套試運期間進行,所有試驗結(jié)束后,機組投入正式商業(yè)運營。由于機組性能試驗本身受電網(wǎng)、煤質(zhì)等諸多外界條件的影響,EPC承包商很難安排和控制試驗計劃,如果機組性能試驗計入工期,對EPC承包商是一種潛在的風險。
2、堅持以收到第一筆工程預付款日為合同生效日。接受合同簽訂即計算工期的條款。使得EPC承包商的工程前期準備時間成為合同工期的一部分,這對EPC承包商來說將意味著真正的EPC工期被壓縮。要防范這種風險,EPC承包商就要在投標和合同談判期間,堅持以收到第一筆工程預付款為合同生效時間。爭得一定的主動權(quán)。有充裕的時間去做工程前期的準備工作,為順利執(zhí)行合同打下良好的基礎(chǔ)。
3、每臺機組的工期要分別計算。對于同一期火電工程或單循環(huán)燃機電站工程,一般不止一臺機組。此時,在擬定商務(wù)合同中,應將每臺機組的罰款工期單獨計算。對于燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站工程,應將每個聯(lián)合循環(huán)單元全部機組的罰款工期單獨計算。最大限度地減少因工期延誤罰款給EPC承包商帶來的經(jīng)濟損失。
(二)組織措施
簽訂EPC合同后,要針對電站工程特點,選擇合適的項目組織模式。目前,EPC總承包項目組織模式主要有兩種:EPC(max s/c) 和EPC (self-perform construction) 。采用EPC (max s/c) 模式時,EPC 總承包商最大限度地選擇分承包商來協(xié)助自己完成工程項目,尤其是將施工、調(diào)試和性能試驗工作分包給施工承包商。參與工程建設(shè)的各相關(guān)單位(如設(shè)計院、施工企業(yè)、監(jiān)理公司)應明確落實工程現(xiàn)場進度控制人員及其職責分工。采用EPC(self-perform construction)模式時,EPC總承包商自己要最大限度地承擔工程的設(shè)計、施工、調(diào)試和性能試驗工作。
(三)設(shè)計措施
1、加強與設(shè)計單位的信息溝通。設(shè)計輸入的及時和準確是保證設(shè)計進度、制約整體設(shè)計進度的關(guān)鍵因素。EPC總承包商在項目運作中要充分發(fā)揮整體協(xié)調(diào)優(yōu)勢,當好設(shè)計單位和業(yè)主、工程咨詢公司之間,設(shè)計單位與設(shè)備廠家之間的信息中心樞紐,與各方建立規(guī)范、有序、暢通的項目信息渠道,組織各設(shè)備廠家等有關(guān)各方為設(shè)計院提供及時和準確的設(shè)計輸入。
2、將設(shè)計納入EPC項目總體網(wǎng)絡(luò)計劃監(jiān)控體系。根據(jù)項目總體網(wǎng)絡(luò)計劃編制設(shè)計進度計劃,并在項目總體網(wǎng)絡(luò)計劃中要求設(shè)計、采購和施工的“無縫”銜接。根據(jù)設(shè)計計劃,編制輔助設(shè)備招標規(guī)范書,配合輔助設(shè)備的采購工作,同時要求輔助設(shè)備廠家按計劃提交準確的設(shè)計輸入。設(shè)計院完成一部分分項工程設(shè)計后,及時履行審批程序,交付EPC承包商進行物資采購和現(xiàn)場施工,使工程的實施環(huán)節(jié)緊湊、快捷。
3、要設(shè)計兼顧設(shè)備訂貨,方便施工管理。在項目設(shè)計初期要充分考慮采購和施工的影響,優(yōu)先安排訂貨周期長、制約施工關(guān)鍵控制點的設(shè)計工作,使設(shè)計向采購和施工適當延伸,實現(xiàn)設(shè)計、采購和施工的深度交叉,徹底拋棄那種等設(shè)計圖紙全部完成后再進行采購和施工的建設(shè)模式。設(shè)計人員編制設(shè)備訂貨技術(shù)規(guī)格書后,一定要參與訂貨技術(shù)評審,這不僅有利于設(shè)計提前接觸設(shè)備資料,及時處理設(shè)備和設(shè)計銜接問題,加快設(shè)計進度,而且設(shè)計單位對設(shè)備制造商提前進行的技術(shù)交底還能減少失誤,縮短供貨周期。
4、加強設(shè)計審查力度。為設(shè)計單位牽頭組織好初步設(shè)計審查會和專業(yè)設(shè)計審查會,定期召開設(shè)計協(xié)調(diào)會,及時提醒設(shè)計單位和廠家的設(shè)計部門準備齊全審查所需的全部支撐性文件資料,明確設(shè)計成果文件組成及出圖細節(jié)要求,使設(shè)計工作具有針對性和計劃性,確保設(shè)計文件的審批速度和審批質(zhì)量。
5、建立圖紙校審管理制度。對于校對人要求從事專業(yè)設(shè)計工作三年以上,并具備較強的質(zhì)量意識、必要的專業(yè)知識和經(jīng)驗、了解專業(yè)設(shè)計技術(shù)規(guī)定、標準和規(guī)范、具有嚴肅認真、一絲不茍的工作態(tài)度和作風、能正確判斷并指出設(shè)計差錯,提出更正意見。
(四)施工計劃和進度控制
1、
應用先進的計劃管理軟件。電站EPC工程計劃宜用P3計劃管理軟件編制,應用6級計劃管理模式,實行各級計劃的網(wǎng)絡(luò)共享,并應用各級計劃進行設(shè)備供貨、設(shè)計資料交付和工序交接等的跟蹤和協(xié)調(diào),使施工進度一直處于可控、在控狀態(tài)。EPC項目的施工計劃實行動態(tài)管理和控制。根據(jù)設(shè)備材料的到貨情況、設(shè)計文件的交付情況以及施工活動的進展情況,每周進行更新,與工程進度同步進行,準確的信息為施工組織部門安排月度計劃創(chuàng)造了良好的條件,給EPC承包商實現(xiàn)計劃平衡提供了詳實的依據(jù)。 2、吸納國內(nèi)外先進的工程建設(shè)管理方法和措施。采用工作負荷點等工作量計量工具,建立工程總體和各專業(yè)計劃“S”曲線,通過每周統(tǒng)計完成的工作量和實耗用工,生成實際完成的進度曲線和實耗的用工曲線,通過比較和分析得出進度狀況,以此為依據(jù)制定各項措施來調(diào)整計劃,從而有效控制工程進度。
3、制定科學先進的趕工期措施。合理規(guī)劃施工場地和施工道路,充分發(fā)揮各施工功能區(qū)的生產(chǎn)能效,使施工物資的水平運輸短捷暢通。隨計劃“S”曲線調(diào)用足量的施工機械和勞動力資源,在制定計劃“S”曲線也要考慮施工資源的現(xiàn)有狀況,以滿足工程緊張的需要。制定科學、先進的施工方案,從縮短工期的角度選擇最適合的施工方法。掌握工程當?shù)貧夂蛱攸c,避開雨季施工基礎(chǔ)工程和其他地下設(shè)施。
4、使用先進的施工技術(shù),可降低施工強度、簡化施工工藝從而加快進度。比如使用大功率定向鉆機、卷裝的聚乙烯管和鋁塑復合管、熱熔焊機、不停氣接氣設(shè)備等。
(五)正確理順與業(yè)主、咨詢公司之間的關(guān)系
1、建立國際化的項目管理思維模式。首次進入國外電站建設(shè)市場的中國公司,其思維模式不容易擺脫計劃經(jīng)濟條件的限制和束縛,一時難以與國外接軌。因此,在施工中應遵循國際慣例,努力向國際承包工程施工標準靠攏,端正態(tài)度、換位思考,多考慮業(yè)主的實際需求,以EPC合同為準繩,相互理解,相互尊重,創(chuàng)造良好的合作氛圍。
激發(fā)學生學習積極性，提高教學效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：自動控制原理；建筑環(huán)境與設(shè)備工程；教學改革；教材
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）01-0094-04
在科學技術(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展的進程中，自動控制技術(shù)一直起著極其重要的作用。隨著城市建筑向大面積、高層、多功能、智能化、綜合性的趨勢發(fā)展，自動控制技術(shù)在建筑行業(yè)的暖通空調(diào)領(lǐng)域應用愈加廣泛。建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（Building Automation System 簡稱BAS）是實現(xiàn)建筑物內(nèi)部設(shè)備（包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、給水排水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等）高效運行，創(chuàng)造安全舒適工作或居住環(huán)境的重要保證。
據(jù)調(diào)查，國內(nèi)已投入使用的BAS系統(tǒng)多數(shù)僅能完成設(shè)備的運行參數(shù)檢測、設(shè)備的啟/?？刂频然竟δ?，真正實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟運行的很少，離節(jié)能的目標更是相差甚遠。其中一個重要原因是負責暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計、運行管理的技術(shù)人員不了解BAS及相關(guān)技術(shù)對自己專業(yè)技術(shù)所起的作用，而設(shè)計、施工BAS的電氣、自控專業(yè)人員又不了解暖通空調(diào)工藝，不知道實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)控制的最優(yōu)解決方案。為了滿足建筑智能化技術(shù)的推廣以及引進、消化、吸收，促進該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要培養(yǎng)具有暖通空調(diào)學科與電控學科交叉知識的復合型人才?；谛袠I(yè)發(fā)展需求，建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)指導委員會在培養(yǎng)方案指導意見中將自動控制原理課程設(shè)置為專業(yè)基礎(chǔ)課程。
一、課程特點以及教學改革思路
自動控制原理是控制理論與工程技術(shù)相結(jié)合的一門課程，它研究自動控制和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般性規(guī)律。該課程的主要特點是理論性較強、內(nèi)容抽象、涉及數(shù)學基礎(chǔ)知識較多、公式和圖形多，推導復雜[1]。很多學生看不清這些理論與專業(yè)內(nèi)容的關(guān)系，誤認為該課程是一門應用數(shù)學課程，容易產(chǎn)生畏難心理。
近3年，作者采用網(wǎng)上瀏覽、實地調(diào)研、與畢業(yè)生交流等手段調(diào)查了國內(nèi)30余所高校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)自動控制原理課程教學情況，調(diào)查內(nèi)容主要包括開課教師情況、課程學時、選用教材、學生學習效果等內(nèi)容。
分析調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：其中25所學校是由自動控制專業(yè)的教師為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)自動控制原理課程授課，有5所學校是由建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教師進行授課。因總學時的壓縮，19所院校課程為40學時，6所學校為32學時，5所學校為48學時，10所高校直接選用自動控制專業(yè)所選教材，18所學校選用《自動控制原理（非自動化專業(yè)）》教材，2所學校采用自編教材。由于課程學時設(shè)置不同，各校講授課程的內(nèi)容體系、深度、廣度各不相同，學生普遍反映學習難度太大，效果不好，沒有很好地實現(xiàn)開設(shè)自動控制原理課程的目的。
與不同院校畢業(yè)生交流發(fā)現(xiàn)，學生學習效果不好的主要原因為：其一，課程理論性較強，涉及知識點較多，數(shù)學公式多、教師往往把過多時間和精力集中于原理講解和公式推導，忽略了理論知識與自動控制系統(tǒng)應用實例的結(jié)合，弱化了課程作為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的作用；其二，由自動控制專業(yè)教師講授課程難以將自動控制技術(shù)理論與暖通空調(diào)領(lǐng)域的專業(yè)工程應用案例充分結(jié)合，課程內(nèi)容與專業(yè)應用脫鉤，學生對學習課程的必要性、重要性和實用性認識模糊。而建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教師對課程的教學重點與教學深度難以把握，沒有一個標準以作衡量。此外，建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)學生數(shù)學基礎(chǔ)不如電類專業(yè)學生好，學習課程相關(guān)數(shù)學知識難度大，因此學生興趣不高；其三，課程實驗環(huán)節(jié)不足或者作用發(fā)揮不明顯。多數(shù)學校沒有針對建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)學生系統(tǒng)地設(shè)置課程對應的實驗環(huán)節(jié)，部分院校只是簡單選擇部分自控專業(yè)部分實驗內(nèi)容，沒有充分考慮暖通空調(diào)領(lǐng)域控制對象的特點，控制器的設(shè)計脫離被控對象，課程實驗環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學生獨立思考能力、綜合分析問題能力和創(chuàng)新能力等方面顯得不足，難以充分發(fā)揮實驗課對培養(yǎng)學生分析和解決實際問題能力的作用。
二、課程的教學改革實踐
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)根據(jù)專業(yè)指導委員會擬訂的建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)面向21世紀教學內(nèi)容、課程體系、總體框架， 結(jié)合社會與專業(yè)發(fā)展需求，對教學計劃、課程體系進行拓寬和更新。由于自動控制原理是建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)跨專業(yè)的基礎(chǔ)課程，為順應建筑智能化發(fā)展對人才培養(yǎng)要求，學校從課程教學內(nèi)容、教材建設(shè)、實驗環(huán)節(jié)等方面開展了研究和探索，對課程的基礎(chǔ)理論與實踐教學進行了優(yōu)化。
（一）結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求和建環(huán)專業(yè)人才培養(yǎng)定位優(yōu)化課程教學內(nèi)容
建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)培養(yǎng)暖通空調(diào)學科和電控類學科交叉復合型人才的目的是應用自動控制知識和技術(shù)為建筑設(shè)備系統(tǒng)運行服務(wù)，而不是開發(fā)自動控制系統(tǒng)?！蹲怨迷O(shè)備工程師（暖通空調(diào)）執(zhí)業(yè)資格考試基礎(chǔ)考試大綱》中已經(jīng)將自動控制原理列入考試課程范圍。大綱中明確要求熟悉空調(diào)自動控制方法及運行調(diào)節(jié)。考慮到建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)要求自控知識的難度和深度，根據(jù)專業(yè)指導委員會擬訂的《建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)面向21世紀教學內(nèi)容、課程體系》總體框架要求，建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)學生在自動控制方面只需達到初步掌握自動控制的基本原理，能夠準確提出該專業(yè)對自控的要求，正確繪制自動控制原理圖，并能配合自控技術(shù)人員進行調(diào)試?；趯I(yè)人才培養(yǎng)定位，同時考慮到經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論適用于暖通空調(diào)與制冷設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計和運行，課程教學內(nèi)容以常規(guī)線性控制理論為基礎(chǔ)，主要介紹自動控制系統(tǒng)四個模塊（調(diào)節(jié)對象、測量裝置、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器）的原理、特性以及應用，讓學生掌握位式調(diào)節(jié)， P、I、PI、PID 控制方式的原理； 掌握拉氏變換并能夠運用該種數(shù)學方法進行控制系統(tǒng)的特性分析；熟悉執(zhí)行機構(gòu)選用與計算，能夠進行調(diào)節(jié)閥選擇；掌握PID 計算機控制式的推導和應用。學生了解計算機控制系統(tǒng)相關(guān)知識，包括系統(tǒng)類型、脈沖信號采集采樣控制理論、計算機控制系統(tǒng)在暖通空調(diào)領(lǐng)域的應用。
（二）編制適用于建筑環(huán)境設(shè)備工程專業(yè)的自動控制原理課程教材
目前，沒有專門作為建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)及其相關(guān)專業(yè)（如熱能動力工程專業(yè)）本科生學習自動控制原理的教材?！蹲詣涌刂圃怼方滩膶τ诮ㄖh(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)本科生學習難度大，這些教材內(nèi)容與專業(yè)內(nèi)容聯(lián)系很少，而且學生沒有必要學習自動控制理論的全部內(nèi)容[2]。
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)在暖通空調(diào)自控、建筑智能化相關(guān)領(lǐng)域的教學、工程設(shè)計、科學研究方面積累了豐富的經(jīng)驗。2009年，圍繞自動控制原理課程的教學改革，筆者成功申請了北京市精品教材建設(shè)立項。在總結(jié)多年教學實踐經(jīng)驗和注意吸取當前暖通空調(diào)自控方面的新技術(shù)、新成果基礎(chǔ)上，主編的《建筑設(shè)備自動控制原理》于2011年由機械工業(yè)出版社出版。
該教材的主要特點有：（1）以經(jīng)典控制理論為主，介紹自動控制系統(tǒng)四個模塊（調(diào)節(jié)對象、測量裝置、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器）的原理、特性以及應用，在各模塊知識基礎(chǔ)上，介紹控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、時域響應、頻域響應以及穩(wěn)定性判斷內(nèi)容，此外，教材還包含計算機控制系統(tǒng)相關(guān)知識。（2）書中給出的案例充分結(jié)合與暖通空調(diào)行業(yè)工程應用，有助于加深學生對專業(yè)知識的理解，為學生今后的相關(guān)專業(yè)課學習打下堅實的理論基礎(chǔ)。（3）教材內(nèi)容涵蓋基礎(chǔ)部分和提高部分，適應32～48學時教學需求，教師可以根據(jù)實際學時選擇教學內(nèi)容，也可結(jié)合實際授課的情況進行補充。
（三）強化課程實驗環(huán)節(jié)建設(shè)并開發(fā)相應的實驗裝置
在理論教學改革的同時，從改革實驗教學模式入手，逐漸由以“教”為中心的教學模式向以“學”為中心的教學模式轉(zhuǎn)化，優(yōu)化實驗教學內(nèi)容，改革實驗教學方法，努力提高實驗教學水平。根據(jù)課程的教學內(nèi)容，以自動控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，設(shè)置相應的實驗環(huán)節(jié)，主要包括：（1）傳感器特性實驗；（2）調(diào)節(jié)對象特性實驗；（3）調(diào)節(jié)器特性實驗；（4）自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)實驗，共8學時。實驗環(huán)節(jié)全部是綜合性實驗。結(jié)合專業(yè)技術(shù)應用特點研制開發(fā)了自動控制原理的實驗設(shè)備“多功能風機盤管自控實驗臺”， 實驗裝置以暖通空調(diào)系統(tǒng)為調(diào)節(jié)對象，促使學生將專業(yè)空調(diào)理論與自控原理相聯(lián)系，鞏固專業(yè)知識，促使學生思考建環(huán)專業(yè)中所涉及的暖通空調(diào)系統(tǒng)應該如何自控運行。目前，該裝置已連續(xù)使用6年，并已經(jīng)推廣到國內(nèi)多所院校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)應用。實驗裝置填補了建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)自控實驗設(shè)備的空白，有關(guān)成果已經(jīng)申請國家專利。
（四）注重課程體系建設(shè)和師資隊伍建設(shè)
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)在培養(yǎng)方案中設(shè)置建筑電氣電控工程類系列課程，包括： 電工技術(shù)、電子技術(shù)、建筑環(huán)境測試技術(shù)、自動控制原理、建筑照明與電氣控制、微機系統(tǒng)應用、建筑設(shè)備自動化[3]。在自動控制原理課程建設(shè)中，充分注意結(jié)合相關(guān)系列課程建設(shè)，注意課程講授知識點與相關(guān)課程，如建筑設(shè)備自動化、建筑照明與電氣控制、建筑環(huán)境測試技術(shù)的合理銜接，形成完整的建筑電氣電控工程類系列課程體系。
目前，國內(nèi)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教師構(gòu)成基本以暖通、熱能、制冷專業(yè)畢業(yè)生為主，自控專業(yè)的畢業(yè)生普遍不愿意到暖通類專業(yè)任教。結(jié)合自動控制原理課程改革，鼓勵專業(yè)教師到自控專業(yè)有選擇性地進修相關(guān)知識，到自控公司或者設(shè)計院進行工程鍛煉。此外，利用社會人才資源， 通過聘請兼職教師、開辦建筑設(shè)備自動化技術(shù)論壇、講座等形式，提高師資隊伍教學水平。
三、課程教學改革實踐的成果
多年來，建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)堅持開展以自動控制原理課程建設(shè)為核心跨學科培養(yǎng)復合型、應用型人才教學改革，在教材編寫、教案整理過程中，將學術(shù)帶頭人的研究與培養(yǎng)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)特色人才有機結(jié)合。通過課程內(nèi)容的整合和教材編寫，完成學生自動控制理論基礎(chǔ)知識的鋪墊；通過研發(fā)設(shè)備和設(shè)置實驗實踐環(huán)節(jié)，加深學生對課程的了解，鞏固基礎(chǔ)知識學習。理論知識到實踐應用有機結(jié)合有效提高了學生學習效果和動手能力。
經(jīng)過多年的努力，課程改革取得良好的效果，學生學習積極性明顯提高，北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)從事樓宇自控方向畢業(yè)生比例逐漸增大?；谠撜n程建設(shè)所研發(fā)的風機盤管自控實驗臺在2008年獲教育部高等院校實驗室建設(shè)指導委員會首屆自制教學儀器設(shè)備成果獎；以自動控制原理課程改革為主要內(nèi)容的“建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學改革與實踐”2008年獲北京工業(yè)大學優(yōu)秀教育教學成果獎一等獎。建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)培養(yǎng)暖通空調(diào)學科和電控類學科交叉復合型人才的專業(yè)辦學特色在2006年和2011年住建部專業(yè)教學質(zhì)量評估中得到評估專家一致肯定。北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)在2008年和2009年分別被批準為北京市和教育部特色專業(yè)建設(shè)點。
四、結(jié)語
北京工業(yè)大學建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)結(jié)合培養(yǎng)暖通空調(diào)與電控學科復合型人才的培養(yǎng)定位和行業(yè)需求開展了自動控制原理課程教學改革。建立了自動控制原理的理論教學體系，并編寫出版教材。研發(fā)的實驗設(shè)備用于課程實驗教學。通過教學內(nèi)容、課程體系、實踐環(huán)節(jié)、教材編寫等環(huán)節(jié)的建設(shè)，強化了課程建設(shè)與專業(yè)工程實踐的聯(lián)系，激發(fā)了學生的學習興趣。經(jīng)過多年實踐，自動控制原理課程改革促進了專業(yè)辦學特色的形成，為國內(nèi)高校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)培養(yǎng)具有暖通空調(diào)與電控學科交叉學科知識的復合型專業(yè)人才作出了積極的探索和有益的嘗試。
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Teaching reform of automatic control theory course for building environment and facilities engineering specialty
LI Yan-feng， SUN Yu-ying， BIAN Jiang， XIE Jing-chao， LI Jun-mei
（College of Architecture and Civil Engineering， Beijing University of Technology， Beijing 100124， P. R. China）
[關(guān)鍵詞] 數(shù)控技術(shù) 模塊化教學 探討
近年來，我國機械工業(yè)得到了空前發(fā)展，已逐漸成為世界制造中心。隨著數(shù)控機床的大量使用，社會急需大批熟練掌握數(shù)控機床操作、編程、維修、模具設(shè)計與制造的高級應用型技術(shù)人才。培養(yǎng)高素質(zhì)的數(shù)控技術(shù)應用人才，高職高專院校擔負著義不容辭的責任?！稊?shù)控加工與編程》就是我校機械類專業(yè)的一門主要職業(yè)技能課，它具有理論性、實踐性強的特點。筆者作為一名教師，結(jié)合自己近年來的教學實踐，認為可以將《數(shù)控加工與編程》這一職業(yè)技能課的理論與實踐教學分為如下幾個模塊進行講授：基礎(chǔ)理論知識模塊；手工編程訓練模塊；數(shù)控仿真訓練模塊及數(shù)控機床實際操作訓練模塊。從而達到教學與實踐、實踐與實用的統(tǒng)一。
一、基礎(chǔ)理論知識模塊
《數(shù)控加工與編程》課程安排在第五學期開設(shè)，之前已經(jīng)完成《機械制圖》、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《機械制造基礎(chǔ)》等課程的理論教學及實驗實訓，所以可直接進行數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論知識的學習。此模塊主要在課堂內(nèi)完成，計劃40學時，完成兩部分的教學。第一部分主要講授數(shù)控加工實用基礎(chǔ)：包括數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成、數(shù)控機床及其坐標系統(tǒng)、數(shù)控編程基礎(chǔ)、數(shù)控加工工藝處理及工藝指令和常用工藝文件等內(nèi)容；第二部分講授數(shù)控機床的操作與編程，這部分是這一模塊的重點內(nèi)容：包括數(shù)控車床、銑床及加工中心三類典型機床的操作與編程技巧。通過學習，學生必須掌握這三類典型數(shù)控機床的操作界面、位置調(diào)整與坐標系的設(shè)定、各類編程指令及編程技巧。
在教學上可采取靈活多樣的教學方法和手段，激發(fā)學生的學習興趣和動力。例如可運用多媒體教學手段，使那些用傳統(tǒng)的教學手段無法講清，或難以講清的教學內(nèi)容，化難為易、化繁為簡，使抽象的結(jié)構(gòu)變得直觀，使課堂教學獲得最大的效率。還可以采用互動式教學，它能培養(yǎng)學生的參與意識、動手能力和思維能力，并能激發(fā)學生的學習興趣，是一種良好的教學方式，符合素質(zhì)教育所提倡的“教為主導，學為主體”的教學思想，還學生主動思維的空間，讓學生主動發(fā)展。除此之外，理論課教學中還可以采取設(shè)疑式、分層式、任務(wù)驅(qū)動式等靈活多樣的教學方法和教學手段，調(diào)動學生的積極性，使學生感受到學習的樂趣，主動參與其中，變“要我學”為“我要學”。有效提高教學質(zhì)量。
二、手工編程訓練模塊
此模塊內(nèi)容應緊接在理論教學模塊之后以實訓周的形式集中進行，時間1～2周。手工編程就是分析零件圖樣、確定加工工藝過程、選擇工夾具、數(shù)據(jù)計算、編寫程序單、程序輸入、校對檢查程序等。適用于點位加工或幾何形狀不太復雜零件的加工，以及計算較簡單、程序段不多、編程易于實現(xiàn)的場合。
訓練內(nèi)容包括：根據(jù)預定工藝要求，擬訂工藝路線、選擇加工方式（車、銑）訓練；正確選擇切削用量、刀具、夾具、量具訓練；正確選擇工件坐標系、對刀點、切入切出點、走刀路線訓練；根據(jù)系統(tǒng)格式手工編寫加工程序訓練；調(diào)試程序訓練。
該訓練的題目由指導教師確定，以數(shù)控車、銑（加工中心）典型零件的手工編程為主。學生根據(jù)課堂所學理論知識自己獨立完成，掌握了訓練內(nèi)容后可自行修改題目內(nèi)容或創(chuàng)作題目，由指導教師協(xié)助完成，以培養(yǎng)學生想象空間和創(chuàng)作能力。
三、數(shù)控仿真訓練模塊
數(shù)控機床仿真訓練是讓學生在實際使用數(shù)控機床前在計算機上使用仿真軟件練習數(shù)控機床的編程、操作面板的使用、工件的裝夾、找正、對刀及工件精度的控制，是一種進行數(shù)控實作前模擬加工教學的有效途徑。對于提高學生上數(shù)控機床訓練的效果、對數(shù)控機床的安全有著極其重要的作用。
對于國內(nèi)的幾種數(shù)控仿真軟件經(jīng)過多方面比較，我校最終選擇了上海宇龍公司的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的教學軟件。它可以實現(xiàn)對數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控加工中心加工零件全過程的仿真，其中包括毛坯定義、夾具刀具定義與選用，零件基準測量和設(shè)置，數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試，擁有FANUC 數(shù)控系統(tǒng)、SIEMENS 數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)等多種數(shù)控系統(tǒng)，具有多系統(tǒng)、多機床、多零件的加工仿真模擬功能，該軟件具有獨創(chuàng)性，達到了國際、國內(nèi)領(lǐng)先水平。
此模塊同樣也以實訓周的形式集中進行，時間2周。教學方式以學生為主體，教師只對軟件的應用做簡單的講解，學生在了解軟件的應用后要進行反復的實踐訓練，熟練掌握后要對手工編程模塊所作題目逐一進行仿真訓練，檢驗其正確及合理性。
該訓練教師起引導作用，即對學生活動中遇到困難或無法下手的問題進行引導、講解，完成典型零件的仿真訓練后還應盡可能結(jié)合工程中數(shù)控加工的實用工件進行分析與訓練，著重培養(yǎng)學生在工程實踐中分析問題和解決問題的能力。
四、數(shù)控機床實際操作訓練模塊
學生在經(jīng)過以上模塊的訓練后，就可以進行數(shù)控機床的實際操作訓練了。實訓時間4～5周。此模塊要構(gòu)建以數(shù)控中級工認證強化訓練為重點，數(shù)控機床、數(shù)控加工編程與操作等課程實驗實訓相結(jié)合的數(shù)控技術(shù)應用基本技能訓練。以數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工為主，使學生熟練掌握數(shù)控機床的面板操作、零件程序的編輯和對零件的自動加工方法，熟悉操作要領(lǐng)，熟練操作過程，能制定數(shù)控加工工藝；能正確選擇和安裝刀具，并確定切削參數(shù)；能編制帶有臺階、柱面、錐面、螺紋、溝槽等零件的加工程序并能加工；能手工編制二維輪廓的加工程序；能對設(shè)備進行維護與保養(yǎng)，能輸入程序，對刀試運行工作。
該訓練教師是配角，學生是主角，學生從分析設(shè)計圖紙毛坯選擇工藝方案確定加工方法選擇工藝參數(shù)確定數(shù)控加工程序編制數(shù)控機床操作零件檢測各項操作都由自己完成。在這過程中，如遇到解決不了的問題，指導教師可幫助解決，或指導學生查找資料自己解決。
在基本技能訓練模塊結(jié)束時，按照中級技能資格證書的要求報請勞動技能鑒定部門組織測試，合格者頒發(fā)數(shù)控車工、數(shù)控銑工等中級職業(yè)技能資格證書。通過這一環(huán)節(jié)，學生的理論知識再次經(jīng)過實踐檢驗而得到一個質(zhì)的飛躍，使他們上崗就能頂崗，為用人單位大大縮短了培訓時間。這樣既培養(yǎng)了學生實際操作的能力，又達到了產(chǎn)學結(jié)合的目的。
五、結(jié)語
數(shù)控技術(shù)應用是實踐性很強的專業(yè)，高質(zhì)量的理論與實踐相結(jié)合的教學模式是實現(xiàn)技能型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，為了能更好地培養(yǎng)出高素質(zhì)的數(shù)控技能型人才，高職教育面臨著更新的挑戰(zhàn)，這就需要我們不斷探索，不斷創(chuàng)新。
參考文獻
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摘要：將雙語教學和翻轉(zhuǎn)課堂模式引入“控制工程基礎(chǔ)”的教學過程，探討教學方法并分析實踐結(jié)果。雙語教學適合采用小班授課的方式，將英文原版教材、英文課件和英文微課作為主要資料；課堂研討與小組項目作業(yè)是翻轉(zhuǎn)課堂實踐的重要形式。
關(guān)鍵詞：控制工程基礎(chǔ)；雙語教學；翻轉(zhuǎn)課堂
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0083-02
《控制工程基礎(chǔ)》是機械工程專業(yè)的主干課程，目的在于培養(yǎng)學生建立控制系統(tǒng)數(shù)學模型和系統(tǒng)動態(tài)性能分析的能力。它是機電專業(yè)的基礎(chǔ)課程，如果能夠良好地掌握課程中的英文詞匯和知識點的英文形式，必將有利于機電專業(yè)其他英文資料的學習，實現(xiàn)課程的國際化對接。一些控制工程基礎(chǔ)的雙語教學改革被開展，例如：從理論教學、實踐教學和課程考核形式三方面進行了探索，提出了在理論教學中增加機械工程案例教學，在實踐教學中采用實物器件與軟件相結(jié)合的方式[1]。探索了雙語課程的師資水平、授課材料和教學方法等，分析了不同階段中英文授課和學生作業(yè)的中英文所占比例[2]。翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Class Mode，F(xiàn)CM）[3]是近年來在世界各國興起的一種教學模式，在翻轉(zhuǎn)課堂中，課堂時間主要由實驗和課內(nèi)討論等活動所填充，而傳統(tǒng)的課堂講解則通過微課等形式在課外時間完成。把翻轉(zhuǎn)課堂模式引入控制工程基礎(chǔ)的雙語教學，教師進行知識點概要講解，學生在課外根據(jù)微視頻進行自主學習，課堂上教師與學生基于案例進行討論和交流，開展翻轉(zhuǎn)課堂雙語教學實踐。
一、課程教學存在的問題
1.內(nèi)容抽象，部分知識點難以理解?？刂乒こ袒A(chǔ)課程包含的內(nèi)容較多，包括系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型、系統(tǒng)時間和頻率特性分析、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)相對誤差分析和系統(tǒng)綜合與校正等，是一門綜合性和理論性很強的課程。一般開設(shè)于大三上學期，內(nèi)容包含很多較難理解的概念、數(shù)學公式、理論推導和復雜圖形等。學生如果對基本知識掌握不牢固，就會感到該課程學習困難。
2.教師單向傳授知識，學生學習興趣低。由于學時短和教學任務(wù)緊湊，控制工程基礎(chǔ)課堂經(jīng)常采取講授教學模式。雖然教師授課和學生聽課是我國教育界普遍采用的教學模式，但是，這種單向的授課方式無法提高學生的知識應用能力，導致學生探索和發(fā)現(xiàn)問題的能力較弱；而教師嘗試改變教學模式，通常需要扎實的知識基礎(chǔ)和付出多倍的備課時間，投入較大。
3.專業(yè)課程的國際化對接能力弱。課程國際化是拓展學生國際視野的重要方式，但我國目前高校課程缺乏國際化。在全中文的專業(yè)課教學中，學生很少能夠了解專業(yè)學術(shù)英語，不能及時了解國外先進的工程理念和前沿技術(shù)的發(fā)展，缺乏與國際的接軌；且某些高校的研究生招生考試中指定的控制工程基礎(chǔ)專業(yè)課教材為英文教材，全中文教學不利于學生的深造與個人發(fā)展。
二、課程教學改革的途徑
1.課程人數(shù)設(shè)置。上課人數(shù)對于翻轉(zhuǎn)課堂具有重要影響，翻轉(zhuǎn)課堂適合采用小班授課。采用層次型班級開課模式，即開設(shè)1―2個小班，每個小班人數(shù)限制在20―30人左右，進行翻轉(zhuǎn)課堂雙語教學。另外，開設(shè)1―2個60―90人的班級，以中文教學為主，配合少量雙語教學。學生英語水平是英語授課一個關(guān)鍵要素，應選拔英語水平較高的學生進入小班授課，可以將雅思或大學英語四、六級等作為選拔標準。注意，分層次專業(yè)課授課僅是在雙語教學準備不太充分的情況下，作為試點和過渡的一種形式。經(jīng)過幾輪授課，待雙語課程建設(shè)與教師隊伍建設(shè)完善之后，應實施全面的翻轉(zhuǎn)課堂雙語教學，充分體現(xiàn)教育公平。
2.翻轉(zhuǎn)課堂實施形式。翻轉(zhuǎn)課堂包括課外和課堂兩個環(huán)節(jié)。在課外環(huán)節(jié)，教師根據(jù)教學內(nèi)容抽取和總結(jié)出重要的知識點，依據(jù)知識點制作成微視頻和設(shè)計課前練習題，學生根據(jù)微視頻進行獨立自主的學習，并完成相應的練習題。課堂環(huán)節(jié)主要包括教師講解、師生互動和學生小組合作。針對控制工程基礎(chǔ)，可在每章抽取3―5個核心知識點，教師通過實例、理論、應用和啟發(fā)思考題等，把知識點講透，為學生的課外自主學習提供基礎(chǔ)。
3.雙語教學的教材選用與課件形式。實行雙語教學首先要選擇一本經(jīng)典的英文原版教材。英文原版教材信息量大且內(nèi)容繁多，而中文教材則相對簡練，為了充分發(fā)揮兩種教材各自的優(yōu)勢：（1）選用英文教材作為主講教材[4]，提煉英文教材中的知識點，配合英文多媒體課件，在課堂上進行知識點的概要性講解和案例研討，學生必須在課外借助微視頻等資料進行知識點的自主學習；（2）選用中文經(jīng)典教材作為參考書，且中英文教材的習題可配合使用；（3）多媒體課件采用全英文的制作方式，簡練展示關(guān)鍵的專業(yè)詞匯及相關(guān)定義。
4.控制工程基礎(chǔ)的實驗?？刂乒こ袒A(chǔ)的實驗教學內(nèi)容包括典型系統(tǒng)時間響應、二階系統(tǒng)頻率響應和控制系統(tǒng)校正。實驗是理解控制原理的一種直觀形式，而軟件實驗有助于課堂講授和學生上機操作仿真。通過Matlab軟件可以有效簡化實驗教學，采用Matlab可以使知識點生動形象地表示出來，有利于學生直觀清晰地理解和掌握抽象難懂的知識點。
三、教學實施效果的討論
1.課程網(wǎng)站平臺有助于推動翻轉(zhuǎn)課堂雙語教學的實施。課程網(wǎng)站可以劃分為用戶模塊、交流學習模塊、資源模塊、監(jiān)督模塊等，例如，在資源模塊中，學生可以找到教學微視頻、教學課件、課程習題、課程優(yōu)秀文章等資料。課程網(wǎng)站平臺是教學資源的存儲體，表現(xiàn)在學生可以通過電腦、智能手機等途徑獲取微視頻資源；課程網(wǎng)站中的留言板、學生問題和教師解答資源形成了一種知識庫，可以對后續(xù)年級的專業(yè)課學習提供良好的借鑒。
2.微視頻在翻轉(zhuǎn)課堂教學中直接影響學生課前學習的效率與積極性。教師根據(jù)課程教學目標和內(nèi)容以及參考教材，抽煉和總結(jié)出每章節(jié)必須掌握的核心知識點與難點，對知識點相關(guān)內(nèi)容進行整合簡化。需要講解的教學內(nèi)容可以采用公式、文字PPT，配合動畫或者視頻播放的形式，豐富微視頻的效果以避免視頻枯燥。每個微視頻包含1個知識點，時間大致在8―15分鐘左右。在微視頻授課中，對于某一個知識點盡可能從多角度講解，這樣有助于避免知識的單調(diào)性。例如，講解控制系統(tǒng)穩(wěn)定性時，教師除了講解通過理論計算來分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以外，也可以引入基于Matlab和LABVIEW的實驗，這樣既擴大了學生的知識面，也可以調(diào)動學生對探索未知知識的興趣。
3.翻轉(zhuǎn)課堂的專業(yè)課雙語教學要增加課堂研討和小組項目作業(yè)的環(huán)節(jié)。根據(jù)控制工程基礎(chǔ)內(nèi)容，設(shè)計典型案例，建立案例庫，使用生動、形象的案例調(diào)動學生課堂研討的積極性。要改變學生課堂參與和活躍度低的現(xiàn)狀，僅靠知識點提問是不夠的，必須通過一些實際控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計案例，來體現(xiàn)知識點在實際中被運用的情況。另外，小組項目作業(yè)也是一個非常重要的環(huán)節(jié)，設(shè)置4―6人的小組，以章節(jié)為單位給每個小組設(shè)計不同的協(xié)作作業(yè)。小組成員在課后時間通過資料查找、討論分析，完成項目作業(yè)并形成PPT資料。各小組在課堂上進行項目作業(yè)匯報，形成各小組之間相互學習和競爭的效果。教師要注意小組項目作業(yè)的合理的難度和工作量，并把個人完成情況反映到學生的平時成績中。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞:數(shù)理基礎(chǔ)課程;監(jiān)控;保證
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2010)19-0162-02
培養(yǎng)創(chuàng)新人才是新時期國家對高等教育提出的新要求,也是高水平大學參與國家創(chuàng)新體系建設(shè)的最主要方式。北京大學原校長、中國科學院院士許智宏指出,大學所需要的是提供肥沃的土壤,為學生的教育營造良好的氛圍。在新的時代背景下,大學必須把培養(yǎng)創(chuàng)新人才作為根本任務(wù),以教育教學模式改革為核心,形成創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效途徑。
為了培養(yǎng)出基礎(chǔ)更加寬厚、適應能力更強的高素質(zhì)創(chuàng)新人才,理工科高校的人才培養(yǎng)更加注重基礎(chǔ)教育,尤其是數(shù)理基礎(chǔ),包括高等數(shù)學、大學物理、大學化學等課程。數(shù)理基礎(chǔ)課教學的重要意義至少有兩方面:一是為學生學習科學技術(shù)知識和今后的長遠發(fā)展打下良好的數(shù)理基礎(chǔ);二是培養(yǎng)和提高學生的科學素質(zhì)。后者尤其重要。
隨著高校不斷擴招,高等教育向大眾教育的轉(zhuǎn)變,理工科高校的數(shù)理基礎(chǔ)課程教學出現(xiàn)了班級過大,教師水平參差不齊的狀況。數(shù)理基礎(chǔ)課教學面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。數(shù)理基礎(chǔ)課的教學質(zhì)量是培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)的創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。因此,數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量的監(jiān)控和保證就顯得尤為重要。
一、數(shù)理基礎(chǔ)課程教學質(zhì)量監(jiān)控措施
通過建立數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量監(jiān)控措施,對教師的教學質(zhì)量進行評價,幫助和促進教師改進教學工作,不斷提高教學水平;對學生的學習狀態(tài)和效果進行評估,促進學生學習自覺性的提高,形成學生學習的自我監(jiān)控機制;對院(系)等教學單位的教學基本建設(shè)和教學管理工作進行評估和指導,推進教學管理質(zhì)量和水平不斷提高。
(一)以凸顯數(shù)理基礎(chǔ)課教學特色的課堂教學質(zhì)量評價標準為核心
制定數(shù)理基礎(chǔ)課課堂教學的質(zhì)量標準,應從是否符合學校的辦學定位和人才培養(yǎng)目標出發(fā),根據(jù)學校教學的實際需要確定。制定出規(guī)范、科學、合理的數(shù)理基礎(chǔ)課程教學檢查和評價指標,作為數(shù)理基礎(chǔ)課課堂教學質(zhì)量的評價標準,這是對數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量監(jiān)控中的一項重要環(huán)節(jié)。課堂教學質(zhì)量評價指標包括幫助教師向更高質(zhì)量教學探尋的期待目標,也包含從方法論入手督促教師達到教學目標的內(nèi)容。評價指標體系的設(shè)計應該是整體的、多維的,各條目之間相輔相成的體系。
(二)以全方位的課堂教學評價為管理基點
教學評價作為學校教學管理和質(zhì)量監(jiān)控的常規(guī)措施,對于穩(wěn)定教學秩序、保證教學質(zhì)量具有重要的作用。全方位的課堂教學評價是數(shù)理基礎(chǔ)課課堂教學質(zhì)量監(jiān)控的管理基點,是收集數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量信息的重要渠道之一。比如,利用網(wǎng)絡(luò)視頻管理系統(tǒng)實現(xiàn)教學秩序的管理、教學過程的觀摩、教學質(zhì)量的評估,及時了解課堂上教師授課及學生學習的情況,從教師教學規(guī)范、教學效果等方面對每個數(shù)理基礎(chǔ)課教師的課堂教學進行詳細的記錄和評價。同時,結(jié)合常規(guī)教學檢查進行課堂教學質(zhì)量評價。在每學期開學初、期中和期末集中開展教學檢查,重點檢查教學過程各個環(huán)節(jié)的準備和執(zhí)行情況,及時總結(jié)、通報檢查情況,全方位地實現(xiàn)了對數(shù)理基礎(chǔ)課課堂教學整個過程的監(jiān)控。
(三)以科學、規(guī)范、有效的教學管理工作制度為運行依托
科學、規(guī)范、有效的制度是實現(xiàn)數(shù)理基礎(chǔ)課課堂教學質(zhì)量監(jiān)控科學化、規(guī)范化、民主化最重要的基礎(chǔ)。教學質(zhì)量管理工作制度既應以規(guī)章制度的剛性化標尺衡量與約束教學活動,以明確的管理目標來規(guī)范教學行為,又要始終堅持“以人為本”,重肯定重鼓勵。
1、教學督導制度。教學督導能從與學生不同的視野評價教師的教學質(zhì)量,他們的建議和意見往往具有很強的針對性和建設(shè)性。在隨機聽課的同時,重點關(guān)注教學效果好、學生評價后10%、學生反映問題較多的教師以及年輕教師。通過他們的聽課,一方面總結(jié)先進教學經(jīng)驗,樹立典型,加以總結(jié)推廣;另一方面為教學效果較差的教師以及教學經(jīng)驗少的年輕教師找出影響因素,并分析原因所在,提出改進建議,促進他們教學水平的提高。
2、領(lǐng)導聽課制度。建立校領(lǐng)導、學院領(lǐng)導、教研室和同行教師等多級多類型聽課格局。每學期學校領(lǐng)導和各院(系)領(lǐng)導按照聽課計劃的安排,將課堂聽課與教學視頻管理系統(tǒng)相結(jié)合,對數(shù)理基礎(chǔ)課教師課堂教學情況做深入全面地掌握和了解。
3、學生評教制度。作為課堂教學的主體,學生對數(shù)理基礎(chǔ)課教師的教學態(tài)度、教學準備、教學水平、教學效果最具有發(fā)言權(quán),學校堅持在每學期結(jié)束前開展學生評教工作。鑒于課堂教學質(zhì)量評價的專業(yè)性與復雜性,在較短的時間內(nèi)學生不能很好的把握評教指標的標準,因此,學生評教采用模糊評教的方式綜合評價。
4、教務(wù)助理制度和教學質(zhì)量提案制度。由于學生評教是對數(shù)理基礎(chǔ)課教師一個學期教學的總評價,其結(jié)果具有“遲效性”,為了及時的掌握教學信息,及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,學校設(shè)立教務(wù)助理和教學質(zhì)量提案系統(tǒng)等實時監(jiān)控渠道,及時收集數(shù)理基礎(chǔ)課教師教學方面的信息,以及學生對學校教學工作的合理化建議,同時也將學校教學工作有關(guān)信息傳遞到學生中去,起到了溝通和橋梁作用。
5、觀摩交流制度。定期組織數(shù)理基礎(chǔ)課教學觀摩交流活動,約請教學上有特色有成功經(jīng)驗的教師在全校講授公開課,全體數(shù)理基礎(chǔ)課任課教師參加聽課,并在聽課后對示范教師的授課情況進行即席點評。這一制度的建立,有效形成了全體數(shù)理基礎(chǔ)課任課教師全員參與的、動態(tài)的和良性的教學經(jīng)驗交流與反饋。
除此之外,還有教學檢查制度、教學事故認定處理制度、教學質(zhì)量考核制度等,對影響正常教學秩序、教學進程和教學質(zhì)量等不良行為或事件給予相應的處罰。這些工作制度的制定和執(zhí)行保障了在管理課堂教學的基礎(chǔ)上,更加深入和全面對數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量進行監(jiān)控。
(四)以促進教學改進的激勵機制營造良性的競爭環(huán)境
數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量監(jiān)控不僅要強化教學質(zhì)量,還應激勵廣大數(shù)理基礎(chǔ)課任課教師努力提高教學質(zhì)量的積極性。通過設(shè)立優(yōu)秀教師獎勵、青年教師教學基本功競賽、教學管理獎等形式,加大教學獎勵力度,在個人職稱晉升、崗位職責考核、崗位業(yè)績津貼、院系及部門資源分配等方面形成促進數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量改進的激勵機制,營造良性的競爭環(huán)境。
二、數(shù)理基礎(chǔ)課程教學質(zhì)量保證措施
數(shù)理基礎(chǔ)課程教學質(zhì)量目標的實現(xiàn),可以通過教學質(zhì)量保證措施各個環(huán)節(jié)效果的實現(xiàn)來完成。同時,教學質(zhì)量保證措施必須隨著教學改革與研究的不斷深入而不斷完善,使之更加規(guī)范化、流程化、科學化和高效化。
(一)加強青年教師的培養(yǎng)
數(shù)理基礎(chǔ)課任課教師要由熱愛教育事業(yè)、擅長數(shù)理課教學工作、專業(yè)對口和綜合素質(zhì)較高的教師擔任。當前我國各理工科高校由于辦學規(guī)模的擴大以及師資短缺問題,教師年輕化程度大大提高,使得培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的責任更多的落在了青年教師的肩上。青年教師學歷學術(shù)水平較以前普遍提高,思想更活躍,眼界也更開闊,但是由于絕大多數(shù)青年教師初次走上教師崗位,缺乏教學實踐經(jīng)驗,教學水平還需要提升。
在青年教師培養(yǎng)中尤其要重視老教師的“傳、幫、帶”作用。選擇責任心強、教學經(jīng)驗豐富的中老年教師作為青年教師的指導教師,對其進行“一幫一”,使每名新教師都能在老教師的具體指導下,歷經(jīng)隨堂聽課、跟班輔導、答疑、輔導習題課、實驗課等助課過程,循環(huán)2～3遍。在上講臺之前,必須要經(jīng)過試講并通過。上講臺之后,老教師還要聽課檢查、點評。老教師要指導年輕教師對教學大綱的分析、熟悉,如何備課,如何寫教案、講稿,如何按新的教學理念對課堂教學作出精心的創(chuàng)意設(shè)計,如何講課,如何上習題課,如何帶實驗課,如何培養(yǎng)指導學生的自主學習能力等。
(二)讓新的教學理念進課堂
從教學理念上,數(shù)理基礎(chǔ)課任課教師不要把學生當作灌輸?shù)膶ο?不要把學生的頭腦當作被填充知識的容器,而應當作被點燃的火種,用教師的思維去點燃、撞擊學生的思維火花,引導學生去思索,激發(fā)學生的學習興趣。使學生在走出教室時仍然有問號、懷有好奇,要使課堂變成學生探索世界的窗口。
常言道,教學有法,教無定法,貴在得法――重在啟發(fā)。啟發(fā)式教學,它不是指一種具體的教學方法,它是一種教學理念,它所注重的是:啟發(fā)學生主動學習、積極思維,它看中的是培養(yǎng)學生學會思維的過程,而不是止于結(jié)果、止于答案。這樣啟發(fā)式教學過程,不是知識的灌輸、注入,而是知識的探究,是基于探索的教學,是教學與研究的融合。至于具體的教學方法,可以多種多樣:講授式、提問式、討論式、模擬式、案例式……在改革教學方法時,要避免停留在簡單模仿某種具體教學方法看得見的外在形式。
新的教學理念要求數(shù)理基礎(chǔ)課任課教師本人講課要有激情,有感染力,營造出一種有利于學生思維活躍的氛圍,為課堂留出研討、探索、撞擊火花的余地,用適時的、啟發(fā)性的問題來啟示學生。在互動中,善于捕捉學生朦朧思維中的火花。只有通過學生自己琢磨出來的知識才是學生真正學到的。教學的魅力不是在于知識的灌輸,而是在于怎樣才能調(diào)動學生的積極性,使學生自主的學,學會學習、培養(yǎng)創(chuàng)新意識。
(三)充分發(fā)揮第二課堂的作用
當代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使網(wǎng)絡(luò)成為可以充分發(fā)揮學校教育資源的載體。它可以使學校有限的資源,發(fā)揮出比以往大得多的效果。因此,網(wǎng)絡(luò)教育最明顯的優(yōu)勢,就是超越時空限制。為了幫助學生消化理解課堂教學內(nèi)容,系統(tǒng)的掌握數(shù)理基礎(chǔ)課的知識,我們充分利用網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)勢,將學生的學習時間由固定在課堂的100分鐘延展到課外的自由時間。數(shù)理基礎(chǔ)課程通過在校園網(wǎng)上開設(shè)教學網(wǎng)站,設(shè)立“網(wǎng)絡(luò)輔導系統(tǒng)”、“網(wǎng)絡(luò)答疑系統(tǒng)” “在線試卷”等專欄,方便了學生課下復習和理解課堂教學內(nèi)容。
(四)實行任課教師警告退出機制
以前任課教師一般是終身制,只要當上教師,即使授課質(zhì)量不好,仍然可以繼續(xù)教下去?！爸贿M不出”只能使素質(zhì)高,能力強的老師不思安危,讓講課不好的老師渾水摸魚,當一天和尚撞一天鐘。導致有的學生不愛聽課,甚至放棄學習。而數(shù)理基礎(chǔ)課學不好,對后續(xù)課程學習影響非常大。所以,數(shù)理基礎(chǔ)課必須實行任課教師的警告退出機制。對授課質(zhì)量不好的教師給予黃牌警告,并給予一定時間進行改進。改進后再進行試講評估,合格的,可以繼續(xù)講授該門課程,不合格的,責令該教師退出該門課程的講授。
總之,理工科高校數(shù)理基礎(chǔ)課教學質(zhì)量監(jiān)控與保障措施的建立與完善,是一項復雜的、動態(tài)的、長期的系統(tǒng)工作,是理工科高校教育教學研究與改革的一項重要內(nèi)容,還有待不斷研究,不斷建設(shè),不斷調(diào)整,使之逐步優(yōu)化。
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[關(guān)鍵詞] 工程項目；進度計劃；控制；教學模式；實踐教學體系；教學方法
doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 150
[中圖分類號] G420 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）01- 0254- 02
1 前 言
工程項目進度計劃與控制課程內(nèi)容包括進度控制原理、工作內(nèi)容及施工進度計劃的編制。是一門理論和實踐密切結(jié)合的專業(yè)課程。鑒于高職教育教學的要求，該門課程要培養(yǎng)學生成為建筑工程專業(yè)技術(shù)人才，要求學生了解進度控制的基本知識和一般規(guī)律，掌握建筑工程流水施工原理和網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)的基本方法，具有編制單位工程施工組織進度計劃的能力，為今后從事工程項目進度計劃與控制工作打下基礎(chǔ)。
目前，技能型人才的需求與畢業(yè)生就業(yè)存在矛盾現(xiàn)象：一方面是技能型人才緊缺；另一方面部分高職院校畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量下降。分析其原因是培養(yǎng)的人才脫離了社會需求。課程教學仍偏向于建立學科體系，沒有緊密結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際。傳統(tǒng)授課模式的缺點日益顯現(xiàn)。例如：
（1）教學內(nèi)容枯燥、乏味，脫離工程實際。在課程內(nèi)容上以講授。流水施工及網(wǎng)絡(luò)計劃技術(shù)等進度控制的方法為主，這使得學生雖然掌握了進度控制的原理卻難以成功應用到具體工程實際中。
（2）教學方法急需改進。應該最大限度地發(fā)揮學生自主學習的積極性，使得全體學生都受到良好的實踐能力訓練，提高他們的學習效果。
（3）考核方式單一。應該加強過程管理，構(gòu)建多元考核體系。因此，職業(yè)教育必須進行教學改革，要注重教學的實踐環(huán)節(jié)，加強實際技能和動手能力的培養(yǎng)，將教育過程放到實際工程項目中，通過實際工程項目，將專業(yè)基礎(chǔ)知識、個人能力、團隊協(xié)作能力和系統(tǒng)構(gòu)建能力的培養(yǎng)整合到某一課程體系中 。
具體的教學改革方案如下。
2 優(yōu)化課堂教學
工程項目進度計劃與控制課程是一門理論和實踐密切結(jié)合的專業(yè)課程，優(yōu)化教學方法對保證教學效果有重要的作用。工程項目進度計劃與控制課程教學過程中，學生普遍反映內(nèi)容抽象、枯燥，缺乏學習熱情和興趣，學習效果不理想。因此，必須縮短教學與具體工程實際之間的距離。對《工程項目進度計劃與控制》課程可采用Work-shop教學法、行動導向教學和教學組專題教學設(shè)計相結(jié)合的方法，以保證教學與工程實際相結(jié)合。
2.1 Work-shop教學法
Work-shop教學法是一種以師生互動為主題的教學方法，其更注重創(chuàng)新，更側(cè)重于解決問題。例如在工程項目進度計劃與控制課程中，Work-shop教學分為了以下幾個典型的過程：①確定主題，設(shè)計工程實際情境；②引導學生思考，確定最后成果；③進行實地調(diào)研，引導發(fā)現(xiàn)問題；④指導制定工作方案；⑤組織方案答辯；⑥學生自主研究，團隊合作；⑦進行最終方案總結(jié)。
教學效果分析：
（1）學生初始能力情況：學生好奇心較強，但部分學生學習主動性較差，相互間認知能力存在差異。相關(guān)前序課程知識的掌握程度基本能滿足本課程的學習需求，但該班學生計算能力較差。
（2）效果對比分析：對比以往講授某章節(jié)內(nèi)容的情況，通過問卷調(diào)查，使用Work-shop教學方法后，隨堂測驗的及格率提高了42%，優(yōu)秀率提高了19%。大大提高了學習的主動性，學生樂于思考問題并自主解決問題，課堂效果良好。學生聽課調(diào)查情況見表1。
2.2 行動導向教學
以“學為主體，教為主導”教學觀的指導下，行動導向教學是以項目為載體、以工作任務(wù)為中心來選擇、組織課程內(nèi)容，并以完成工作任務(wù)為主要學習方式的課程模式。這種教學法的基本環(huán)節(jié)是課前預習、任務(wù)指定、完成任務(wù)、展示作品。在學生的作品展示中，應該既有團隊合作，又有深入探究；既有課程內(nèi)理論知識的研究，又有課本外實踐能力的延伸擴展。它把生產(chǎn)一線中的實際項目引入課堂，使學生“在做中學”，加強理論與實踐相結(jié)合，提高了學生職業(yè)能力培養(yǎng)的效率，有利于提高學生的綜合素質(zhì)。
2.3 教學組專題教學
該教學方法可以由講授工程項目進度計劃與控制、施工技術(shù)、建筑企業(yè)管理的老師組成一個團隊，在課程講授中，知識點可以由相應的課程老師來講解，既可以豐富教學內(nèi)容和教學環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮每一位老師的教學特長，又可以調(diào)動學生課堂上的學習氣氛，教學風格多樣化，避免學生產(chǎn)生枯燥乏味感。經(jīng)主講教師的引導，容易激發(fā)學生學習的激情，提高學習效率。
3 強調(diào)實踐性教學內(nèi)容
對于高職高專的教育，其培養(yǎng)目標不同于本科教育。高職教育的主要任務(wù)是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。因此，在保證理論知識“必需、夠用”的前提下，不強調(diào)學生的設(shè)計能力，而注重實踐性能力的培養(yǎng)。為實現(xiàn)“實施型”的人才培養(yǎng)目標，我們應該以進度計劃的編制、組織管理、評價等作為重點授課的內(nèi)容，并增加實踐性環(huán)節(jié)，使學生具有一定的實踐操作能力。
4 建設(shè)教學輔助材料
在專業(yè)人才培養(yǎng)目標和課程教學目標的指引下，教學過程中注重收集同類院校教學相關(guān)資料。目前主要教輔材料有《建設(shè)工程項目施工組織及進度控制》《項目進度控制的管理措施》《建設(shè)項目進度控制》，基本能滿足目前課程教學需要。同時通過網(wǎng)絡(luò)平臺收集了大量電子版實際工程項目方案書，便于在教學中通過多媒體和資源共享平臺進行演示，大大提高了課堂的教學效果。
5 課程成績評定標準
高職課程教學注重的是職業(yè)能力培養(yǎng)，因此，課程考核評價不再是單獨的期末理論知識考試，而是“學”和“做”相結(jié)合，既考查學生的理論知識，又考查學生的實踐操作技能，成績的考核應以學生綜合能力和素質(zhì)的提高為基準。在考核內(nèi)容上進一步細分，并設(shè)定不同權(quán)重和考核點，注重分析、解決問題能力和技術(shù)應用能力的考核。把對基本理論和原理的掌握程度的考核，體現(xiàn)在課堂提問、課外作業(yè)和理論考試上。通過以上的課程考核體系，能較全面地評定學生對本課程的掌握情況，綜合評價學生的各方面的能力。
6 進行現(xiàn)場教學
現(xiàn)場教學使教學與工程實踐相結(jié)合。工程項目進度計劃與控制是一門工程應用型的課程，在強調(diào)以課堂理論教學為中心的同時，還應特別注重其實踐性?？梢匝埦哂胸S富工程實際經(jīng)驗的技術(shù)人員來給學生作專題講座或現(xiàn)場教學。在第二課堂相對開放的環(huán)境中，引導學生走出教室。布置參觀或?qū)嵙曨惖木C合作業(yè)，引導學生在課外進行學習和調(diào)研，有效地將學生所學的理論知識與工程實踐相結(jié)合。
7 結(jié) 語
為培養(yǎng)學生核心能力――進度計劃的編制與審核能力為目標，實施“行動導向、 Work-shop教學、教學做一體化”的綜合教學模式。
7.1 以能力培養(yǎng)為目標，豐富教學方法
采用多種教學方法和教學形式，例如教學組專題教學、行動導向、Work-shop教學和專家講座等，必須在教師自身水平和學生既有知識的基礎(chǔ)上擇優(yōu)選擇和組合。在實踐技能型能力培養(yǎng)的目標指導下，建議引入開放式的教學形式，將教學過程延伸到第二課堂。
7.2 注重能力考核，鼓勵個性發(fā)展
考核也應以能力培養(yǎng)為目標導向，即重點考核學生運用知識、分析問題、解決問題的能力。采用理論考試與實踐教學環(huán)節(jié)（課程設(shè)計）考核相結(jié)合、開卷考試與閉卷考試相結(jié)合的考試方式。
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摘要：從教學設(shè)計、實施、評價等方面全面探討了“學做案導學導做”的教學模式，實踐證明了此教學模式的有效性，特別是在幫助學生職業(yè)可持續(xù)發(fā)展上能發(fā)揮積極作用。
關(guān)鍵詞 ：高職；課程改革；“學做案導學導做”教學模式
基金項目：2013年江蘇省高等教育教改研究立項課題（項目編號：2013JSJG432）
作者簡介：劉華，男，鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院教授，主要研究方向為紡織產(chǎn)品開發(fā)、紡織專業(yè)教學。
中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1674-7747（2015）03-0044-03
“學做案導學導做”教學是在借鑒中小學“學案導學”教學模式基礎(chǔ)上發(fā)展起來，經(jīng)筆者所在學校多年實踐探索，證明效果明顯的一種新型的高職教學模式，它旨在通過不同層次學生的自主選擇學習技能，自主開展學習，自主動手探索，培養(yǎng)學生的自學能力和實踐動手能力，提高教學效果。所謂“學做案導學導做”，是指以包括文字、圖片、視頻等素材的學做案為載體，以導學導做為方法，以教師的引導與指導，學生的自主學習和自主動手探索為雙主體，師生共同合作完成一項來自企事業(yè)單位真實工作任務(wù)的一種教學模式。這種教學模式改變了過去教師“一言堂”式的單純講、學生被動聽的“滿堂灌”的教學模式，真正體現(xiàn)了教師在教學中的主導作用和學生的主體作用，實現(xiàn)了主導作用和主體作用的和諧統(tǒng)一，發(fā)揮了教學的最大效益。
一、“學做案導學導做”的內(nèi)涵
“學做案導學導做”模式就是，學生在課外根據(jù)校企教師設(shè)計的包含文字、圖表、動畫、視頻等多種形式媒介的學做案，通過認真閱讀自編教材及參考資料，仔細觀看微課視頻，自主學習學做案，初步實踐與認知教學項目。然后，在課內(nèi)根據(jù)學做案的任務(wù)要求，自己制訂項目任務(wù)完成方案，實施完成相關(guān)工作任務(wù)，學生可在真實實踐項目學習過程中，師生共同探究學習，最終形成知識，獲得技能。這種教學模式一方面滿足了職校學生職業(yè)素質(zhì)發(fā)展的需要，另一方面又能滿足學生自我持續(xù)發(fā)展的需要，對學生的自我認知、自我發(fā)展和自我價值的實現(xiàn)有十分積極的作用。［1］而教師的角色不僅僅是知識的傳授者，更重要的任務(wù)是培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì)、自學能力、公民意識等，教會學生怎樣工作、怎樣學習、怎樣生活，真正提高學生在實際工作中的分析問題、解決問題的能力。此教學模式也是翻轉(zhuǎn)課堂的一種實踐形式，實質(zhì)就是課前學，課內(nèi)做。
二、“學做案導學導做”實施過程
（一）提取企業(yè)要求
高職教育的職業(yè)性要求學生的學習就是工作，工作就是學習，堅持“工作怎么做，學生就怎么學；學生怎么學，教師就怎么教”。高職院校高端技術(shù)技能型人才培養(yǎng)的定位決定了其教學內(nèi)容必須是來自企業(yè)的真實項目。［2］因此，從企業(yè)生產(chǎn)、管理、營銷等一線收集真實、鮮活的教學素材，提取教學項目，用企業(yè)真實產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和營銷貿(mào)易案例作為教學內(nèi)容，用企業(yè)真實的生產(chǎn)組織活動、管理模式作為教學內(nèi)容，用企業(yè)開發(fā)改造創(chuàng)新的項目作為教學內(nèi)容，就成為課程的本源。［3］以“機織工藝設(shè)計與質(zhì)量控制”課程為例，筆者選擇用噴氣織機織白坯織物的工藝設(shè)計與質(zhì)量控制、用劍桿織機織色織物的工藝設(shè)計與質(zhì)量控制、用噴水織機織長絲織物的工藝設(shè)計與質(zhì)量控制3個生產(chǎn)案例作為教學項目，項目選擇既有代表性，又有典型性，完成3個項目的學習可以幫助學生掌握常見機織產(chǎn)品的生產(chǎn)組織、工藝設(shè)計、質(zhì)量管理等基本內(nèi)容，初步勝任紡織企業(yè)織部基層技術(shù)人員的要求（見表1）。
（二）教師設(shè)計學做案
教師對于學做案的設(shè)計，應該遵循以工作過程為線索的思路，把握好“學法”線和“做法”線，充分運用各種媒介手段設(shè)計有利于引導學生“自主學，獨立做”的學做案，以大幅減少教師在學生完成工作任務(wù)中的作用，逐漸實現(xiàn)學生完全獨立地完成真實工作能力的培養(yǎng)為目標，幫助學生成為合格的“職業(yè)人”。
對于“機織工藝設(shè)計與質(zhì)量控制”課程，筆者圍繞學習即工作，設(shè)計加工各種機織設(shè)備的操作示范視頻及說明、圖文操作示范說明、常見織物的工藝設(shè)計原則、工藝選擇與計算的真實案例、設(shè)備的主要工藝調(diào)節(jié)方法與操作示范、試生產(chǎn)的開機步驟等素材，圍繞工作就是學習，設(shè)計用于導學導做的學做案。學做案的設(shè)計應做到重點突出且有學（做）法指導，難點分散且有突破方法，采用左欄導學、右欄導做的方法，以達到啟發(fā)和開拓學生思維，增強學生學習能力、動手能力和職業(yè)素養(yǎng)的目的。
（三）學生運用學做案自主學，獨立做
1.課前試學。每一項目下的具體工作任務(wù)，均安排包括知能要點圖解和相關(guān)知識點鏈接的學前要點預覽，幫助和引導學生課前自學?！皠U織機織色織物的工藝設(shè)計與質(zhì)量控制”項目中整經(jīng)任務(wù)的學前要點預覽中，提供了分條整經(jīng)的知能要點圖解和色織物的相關(guān)知識點鏈接。學做案的雙欄內(nèi)容分別供學生在開放的實驗實訓室中提前試學、試做，明確列出哪些會了，哪些還不會。
2.課上真做。課內(nèi)雙欄設(shè)計的學做案，以知能要點精講為主的左欄主要提供服務(wù)學生自主學的知識重難點解讀，右欄則主要提供服務(wù)學生獨立做、個性做的項目訓練示范，雙欄內(nèi)容完全按學生學習習慣、學習方式、學習基礎(chǔ)等的不同，提供文字版、微課版兩種形式的素材供學生自主選擇學習用，側(cè)重學法指導，安排專任教師和企業(yè)兼職教師共同指導，采取教師與學生評價相結(jié)合、過程與結(jié)果（產(chǎn)品）評價相結(jié)合、教師與師傅評價相結(jié)合和知識與能力評價相結(jié)合的多維評價體系評價學習效果。
以項目二中的“色織物整經(jīng)”任務(wù)為例，成立學習團隊或?qū)W習小組，學做案的左欄提供常見色織物整經(jīng)及排花必備的知識和拓展知識；右欄按照初看工作過程的要求“看一看”、小組討論排花方案的形式“議一議”、寫出實施工藝表的要求“寫一寫”、工藝表實施上機工藝的目標“做一做”、評價織軸質(zhì)量和工作態(tài)度等方面“評一評”，提供了詳盡的實施指導，并輔以“助學提示”、個性化的“探究學習”、“廢物再利用”、“安全警示”等環(huán)節(jié)幫助學生形成知識，獲得技能，提升素質(zhì)。
在實施中，筆者利用央財支持的全流程全真型的紡織服裝實訓基地，創(chuàng)設(shè)真實的工作情境，成立模擬生產(chǎn)車間，在來自企業(yè)的真實項目中實踐，體驗工藝設(shè)計、工藝上機、質(zhì)量監(jiān)控、設(shè)備維護等一線員工角色。
3.課外強化。技能的習得必須通過實踐與反復的訓練。［4］因此，筆者考慮課內(nèi)時間有限的實際問題，課后結(jié)合學生個性化需求專門安排“課外提升訓練”和“專項技能強化”兩個環(huán)節(jié)，這是照顧不同學生層次的針對性安排。課外提升訓練旨在鞏固知能，服務(wù)一般學生。專項技能強化，著重提升能力，服務(wù)更高要求的學生。如在項目二的任務(wù)二中，筆者安排了整經(jīng)的分排穿和分層穿的“課外提升訓練”，以幫助所有學生達到操作的要求。安排整漿排花的“專項技能強化”，借助CAD模擬，通過實際機上操作，掌握了排花與織物花型實現(xiàn)的關(guān)系，進一步提升了學生開發(fā)新品時的創(chuàng)新能力。
4.項目總覽。每一綜合項目結(jié)束后，還提供包含項目知識網(wǎng)絡(luò)、項目專題歸納總結(jié)、項目能力檢測等環(huán)節(jié)的項目終結(jié)解決方案。項目知識網(wǎng)絡(luò)旨在提供給學生本項目完整的、清晰的知識網(wǎng)絡(luò)圖，解決知識碎片化的問題，幫助學生在做后形成系統(tǒng)知識。比如課程實施中，筆者通過讓學生總結(jié)3個教學項目中漿用材料的特點及原理，總結(jié)出了漿料的知識網(wǎng)絡(luò)圖，弄清了天然漿料、合成漿料等的區(qū)別，掌握了與主漿料配套的助劑的應用原則，學會了根據(jù)不同織物特點自己組配合適的漿料配方。知識網(wǎng)絡(luò)圖用于學生“做”后通過思考總結(jié)，引導學生形成知識，將原來散布于各項目任務(wù)中的知識系統(tǒng)化，幫助學生形成完整的知識體系。
專題歸納總結(jié)環(huán)節(jié)主要從“概念辨析”的角度幫助學生厘清易錯易混的概念，以“錯誤指引”環(huán)節(jié)指導學生弄清做的過程中的所以然，提升學生的能力水平。［5］如分批整經(jīng)和分條整經(jīng)的“概念辨析”，通過直觀形象的圖示法厘清概念，在整經(jīng)中實踐紗線穿入伸縮筘的方式，采取試錯式的“錯誤指引”，糾正學生的錯誤，真正幫助學生理解了分排穿和分層穿的“所以然”。
概括起來，學做案導學導做教學模式基本上具有以下環(huán)節(jié)：以案試學試做組織組內(nèi)討論以案導學真做指導解難釋疑課內(nèi)現(xiàn)做實測知識整合與重組課外拓展創(chuàng)新。通過實施學做案導學導做教學模式，在做法指導形成完整規(guī)范的體系和知識網(wǎng)絡(luò)形成的同時，學法、做法指導也構(gòu)成包括信息收集與加工、方案設(shè)計、方案實施與優(yōu)化和方案評測的完整科學體系，為學生可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了必要的條件。
三、實施“學做案導學導做”教學模式的幾點思考
首先，“學做案導學導做”的教學模式應建立基本的軟硬件保障，發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用。軟硬件保障就是在軟件中的學做案開發(fā)、教師實踐能力和教學能力的培養(yǎng)、資源的組織等要素，在硬件上學校添置必要的儀器設(shè)備、利用好企業(yè)現(xiàn)有的裝備等。在實施中，教師主要做學生學習的組織者、支持者和評價者，引導學生積極思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。學生開展自主學、獨立做的學習活動，從而激發(fā)學生的主體精神。
第二，教學要在真實的情境中開展，教師要對不同類別的學生一視同仁，提供分層的學做案，幫助學生自主選擇任務(wù)，指導完成項目任務(wù)，肯定學生在過程中的各種優(yōu)點，挖掘?qū)W生潛力，引導全體學生成才，實現(xiàn)“一個也不能少”。
第三，要真正落實學生自主學，獨立做，絕不允許把現(xiàn)代職教的課堂變成教師的一言堂，當然也不能允許教師對學生的學做放任自流，而變成“放羊式”教學。教師和學生都要承認“學生自主學，獨立做”是高職教學的必然選擇，是技術(shù)技能人才培養(yǎng)的必由之路。
最后，教師應以教學有效性為根本，以激發(fā)興趣為目標，運用多種教學方式和先進的教學手段實施教學，特別是要發(fā)揮微課的作用，以實現(xiàn)“師生運用科學方法在做上追求做之所以然”。
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