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物理实验论文标准格式
早检测论文早检测论文2013-10-1002:16:13
国家标准的论文格式
1987年,我国出台了《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》,把论文的编写格式分为四大部分:即前置部分、主体部分、附录部分和结尾部分。
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主体部分:引言-1
正文-2
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
图1(或图2.1)
图2
表1(或表2.1)
结论
致谢
参考文献表
附录部分:(必要时)
附录A
附录B
B.1
B.1.1
B.2
图B1
表B1
结尾部分:(必要时)可供参考的文献题录;索引;封三、封底。
毕业论文的通用格式
对于毕业论文的格式,尽管每个学校的要求不同,文理科也有差异,但我们认为毕业论文至少有两个部分。
前置部分:封面、目录、写作提纲、标题、署名、摘要、关键词。
主体部分:绪论
本论
一、
二、
(一)
(二)
1.
2.
(1)
(2)
结论
致谢
注释(必要时),参考文献
参考范文:
大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法的研究
摘要:信息技术将人类从形式化的脑力劳动中解放出来,为培养创新人才提供了任何时代都无可比拟的优越条件,作为教育工作者必须充分利用时代给予我们的优越条件,出色地完成时代赋予我们培养创新人才的历史使命。围绕培养学生的实践能力和创新能力,本文阐述了对以学生为主体、教师为主导的教学方法的研究及应用信息技术建立学生自主学习的网络环境和丰富的网络教学资源,营造教学互动的信息化平台,创造多元化教学模式的研究与教学实践。
关键词:大学物理实验;信息化教学;多元化教学模式;教学方法
一、信息化教学在大学物理实验中的作用和意义
20世纪末以数字化为核心的信息技术的高度发展,预示人类在本世纪又将经历一次重大变革。如果说19世纪的工业革命使人类从依靠体力的劳动中摆脱出来,那么今天的信息革命将使人类社会从繁杂的形式化脑力劳动中解放出来。大规模的记忆容量,亿次计算机的运算速度,互联网的交互管理能力,各种智能数据库、CAD等应用软件的功能,以及它们的准确性都是人脑所不能比拟的。21世纪人类对待这类脑力劳动将如同操纵机器完成体力劳动一样简单。也就是说在信息化时代,脑力劳动性质正在发生着深刻的变化。站在这个角度来思考,对未来科技人才的培养应着重探索、创新和开发方面能力的培养。信息时代需要大批有实践能力、创新能力的优秀人才,同时信息技术将人类从形式化的脑力劳动中解放出来,引发了信息化教育,为培养创新人才提供了任何时代都无可比拟的优越条件,作为教育工作者必须充分利用时代给予我们的优越条件,出色地完成时代赋予我们培养创新人才的历史使命。
物理实验是物理学的基础,大学物理实验反映了理工科及各个学科科学实验的共性和普遍性的问题。在培养学生严谨的科学思维、创新能力,培养学生理论联系实际,特别是与科学技术发展相适应的综合能力,以适应科技发展与社会进步对人才需求方面有着不可替代的作用。
近10多年来,围绕着培养具有实践能力、创新思维和创新能力的高素质人才,我校以教育部世界银行贷款项目、创建国家名牌课程、“985工程”、“211工程”教育部理工科基地建设、国家级精品课程建设、国家级实验教学示范中心等项目为依托,全面进行了实验课程体系、教学内容、教学方法、教学模式等方面的改革,在多年的教学实践中产生了教学理念先进,教学内容丰富,教学条件优良的优秀教学成果。学校实验教学硬件设备、实验室条件也发生了大幅度、跨世纪的改观,由过去的教学弱点转变为教学改革中的亮点。
当前如何进一步更新教育理念,深入进行教学改革;如何进一步巩固和用好已取得的成果,是目前我们面临的又一课题。尤其在实验教学师资队伍正在进行新老交替的今天,该课题显得更加重要。
我们认为实验教学方法的研究,尤其是如何真正在教学实践中实现以教师为主导、以学生为主体的教学方法研究是巩固十多年来的教学改革成果、进一步深入进行教学改革的重要内容和举措,也是实现教学目标的重要保证。
长期以来,我们的理工科教学,特别是物理实验教学长期受到教学环境和师资水平的限制,因袭多年的传统教学模式,客观上引导学生向形式化、记忆型方式学习,制约了学生的创新能力及科学素质的形成;近几年来我国面临高等教育从精英教育到大众教育的转变,学校扩大招生和培养学生实践能力和创新能力的教学目标都需要大量优秀的教育资源。优秀教育资源的缺乏成为严重困扰教学质量的难题,成为教学改革发展的瓶颈。针对上述问题,我们在大学物理实验课程体系、教学内容、教学方法和教学模式等方面进行了改革,并取得了显著成效。在此基础上,近几年来,我们以大学物理实验国家级精品课程网络资源建设为平台,运用信息化教育思想和技术进一步研究以学生为主体、教师为主导的教学方法,改革实验中的“模仿型”教学,建设丰富的优秀的网络教学资源,创造培养创新人才的新的教学模式、教学方法、教学环境,在教学实践中取得了很好的教学效果。
二、以学生为主体、教师为主导的物理实验教学方法的研究与实践
1、注重实验教学过程,激发学生的学习兴趣,引导学生在教学过程中积极思考
实验教学中获得实验数据,是实验课的必然结果,也是在实验课教学中师生都十分重视的重要环节,相对而言,对实验教学过程重视不够。从培养学生的素质和能力的角度来看,实验的教学过程非常重要。实验课的教学过程是提高学生知识,能力和素质的过程,也是正确获得实验科学数据的重要保证。
实验教学过程中的第一步,是引导学生读懂实验的原理、设计思想、实验方法及实验仪器的结构和运行机理等基本知识,只有这样,他们才能在实验教学课堂中积极思考,主动投入,发挥他们在实验教学中的主体作用,这也是实验课成败的关键。实验教学与课堂教学的知识密切相关,但是它们之间往往又没有直接一一对应的关系。在实验教学中,往往一个实验要用到几个学科领域的知识点,并且更加强调实验的方法和知识的综合应用,如何引导学生学会综合应用已学过的知识,并在此基础上学会新知识、新方法,这是实验教学中的重要环节,也是物理实验课教学中的难点。
我们在实验教学中,以实验方法为主线,应用精品课程丰富的网络资源,将学生已学过的知识作为切入点,采用研讨的方法引导学生学会读懂物理实验的原理,理解物理实验设计思想、实验方法,掌握物理实验的实验技能,有效地激发了他们的学习热情,实验教学实践中出现了学生主动参与,积极思考,勇于创新的热烈场面。
2、注重实验的设计性、研究性、开放性
实验的设计性、研究性、开放性是实验的教学方法的重要表现形式,同一个实验,同样的教学设备会因为教学方法的不同而产生不同的教学效果。传统教学模式常常是以教师为主体,学生照葫芦画瓢,抑制了学生主动性的发挥,使得本来就有限的教学资源没有发挥出最好的教学效果。注重实验的设计性、开放性、研究性是在在教学过程中真正实施以学生为主体、教师为主导的教学方法的具体体现,并能充分用好已有的硬件和软件教学资源。
开设设计性实验时,由教师给定的实验题目、实验要求及可供学生选择的实验条件,由学生自己提出设计思想、拟定实验方案,选择测量仪器、确定实验条件、实验参数,并基本独立完成实验的全过程。
开设研究性实验时,教师组织若干个基础物理实验涉及领域的课题,以科研方式组织教学。学生在通过查阅资料理解相关领域的基本知识、基本方法及其应用的基础上,在教师指导下确定研究课题或研究内容、设计实验方案、完成实验、最后写出研究性小论文等。研究性实验可以学生个体或团队的形式进行。
实验的开放性,是指实验的内容、时间和空间对学生开放。上述设计性、研究性实验内容和题目由学生自命题或部分自命题,由教师审核命题,并指导学生完成实验。
我校注重实验的设计性、研究性、开放性。在每一学期物理实验中都安排有设计性或研究性实验内容。设计性、研究性、开放性实验为学生提供了自主、创新学习的平台。学生在设计性、研究性、开放性实验中,积极思考,主动学习,找到了自己在实验教学中应有的主置,并从实验教学中获得了成就感、满足感。设计性、研究性、开放性实验在启发学生的创新思维、培养他们的创新能力方面发挥了很好的作用。
三、建设精品课程丰富的网络资源系统
营造培养学生创新能力的信息化物理实验教学环境
1、建立精品课程丰富的网络资源,营造教学互动的信息化平台
根据教育部有关文件精神,国家级精品课程,应是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程;应建立一个优质的课程资源体系和网络共享平台。
我们认为,国家级精品课程的优质网络资源体系建设是精品课程建设的重要方面。精品课程的网络资源系统必须能反映大学物理实验课程建设的先进理念、课程的体系、内容和教学方法;提炼物理实验课程的基本知识,基本思想和基本方法;体现先进的科学思想、科学方法和科学成果;提供学生独立思考、主动学习的平台和师生交互的平台。
我校大学物理实验精品课程网络资源系统综合了几十年来我校物理实验课程的优秀教学资源;融合了10多年来实验教学改革的新思想、新成果;反映了与实验教学相关联的现代科学技术的新思想、新方法;并不断提高实验的开放性、教学的交互性,满足了各层次学生学习的主动性。
我校大学物理实验精品课程网络资源系统按照大学物理实验课程的新体系提炼了实验课的教学大纲、实验的教案、实验的重点、难点、仪器的原理、结构、运行机理,使用方法和常见故障分析等指导信息;围绕学生实验课程的知识点提供了系统的网上讲座,以便学生从看起来零散的各个实验中,系统地领悟实验的思想、方法、技术和应用;为拓宽学生的知识面,围绕现代物理技术类实验和研究型实验提供了系统的网上现代物理技术讲座。目前我校大学物理实验国家级精品课程网络资源系统已包括4个学期,224学时,78个实验的授课教案和100多个实验的习题;由物理学史,物理实验方法,不确定度和数据处理方法,力、热、电、光学量的测量方法与应用,现代物理技术讲座等内容组成的28讲物理实验系列讲座;力、热、电、光、近代物理实验等各类常用仪器的仪器库,其中包括仪器的实物照片、内部结构、运行机理及使用指导等。为便于学生在教师指导下学习,资源库系统具有很强的交互功能和扩充功能。任课教师可以根据教学需要,在资源库系统中动态更新自己的教案,引导学生学会读懂实验,指导学生建立实验教科书与实验室实物仪器之间的联系,激发他们的学习热情,提高他们自主学习的能力。在几年的教学实践中产生了良好的教学效果,一批学生的优秀教学实践论文脱颖而出。目前在我校大学物理实验精品课程网络资源系统中精选了40篇学生的代表作。
2、建设基于web的远程仿真实验系统,营造多元化教学模式
物理学是以实验为基础的学科,物理实验教学对培养学生创新思维和实践能力以及对物理理论的理解将起到不可替代的作用。但是,在实际教学中,由于受到时间和空间的限制,在有限的学时内,要学生完全理解实验原理和仪器的运行机理,满足学生自己选择参数设计实验,或进一步做研究性实验内容的强烈欲望,有一定困难。学生往往在教师设定好的参数和步骤中完成实验的内容,这个过程中学生缺乏思考,很多是盲目操作走了过场,这样实际上把物理实验教学变成了一种呆板式的模仿型教学。要改变这种状态,就要发挥信息化教育的优势与实际实验的教学模式相结合,创新教学模式来解决。
由我校研制,高等教育出版社1996年出版的《大学物理仿真实验》就是一个具有代表性的创新媒体,是国际上第一套实验教学软件。它利用软件建模设计虚拟仪器,建立虚拟实验环境,学生可在这个环境中自行设计实验方案、拟定实验参数、操作仪器,模拟真实的实验过程,深化理解物理知识。《大学物理仿真实验》可用于学生预习、复习以及自学物理实验,营造了学生自主学习的环境和与真实实验相结合的二段式、三段式教学模式,并使实验教学在空间和时间上得到延伸。在此基础上,1999年以来建设在校园网上的虚拟实验远程教学系统进一步营造了多元化的物理实验教学环境和学生自主学习的平台。目前虚拟实验远程教学系统已包括力、热、电、光、近代物理实验在内的56个大学物理仿真实验,多年来在开设网上实验选修课、网上实验辅导课、强化师生间的交互,激发学生的主动性和学习热情,提高教学水平等方面发挥了很好的作用。
大学物理仿真实验软件是不断发展的教学媒体,它的动态更新、动态和维护是教学实践中迫切需要解决的问题。传统的教学软件方式是用光盘等硬拷贝模式,常常存在着升级和维护困难等问题。为此,近年来我们研究了基于web的大学物理仿真实验系统,用户无须手动安装仿真实验软件程序,只需通过浏览器就可实现仿真实验等各种类型教学软件的自动下载、更新、运行。基于web的大学物理仿真实验系统更方便更广泛地为学生提供了自主学习的平台、不断更新的优秀教学资源。同时也为解决由于扩大招生、培养学生创新能力需要增加的教学资源的问题提供了解决的途径。
3、建立网络选课系统,教学交互系统,管理系统,实现全方位开放的教学模式
开放性教学模式是满足学生个性化教学的模式。在开放实验室,学生可利用实验室提供的设备,在教师指导下,自己设立实验题目、设计实验方案完成实验,因此它能有效地满足学生求知、探索和创新的欲望,有效地培养学生的创新思维与创新能力,因此我们非常注重实验教学的开放模式。
为了对大面积学生实现在时间、空间、内容上的开放教学,我们建立了网络选课系统、教学交互系统和教学管理系统,并在2个学期内,对2800名学生开设的开放性实验教学中发挥了很好的作用。
4、建设《大学物理实验》(第二版)和立体化教材教材是教学的依据,它反映了教学思想、教学目标、教学内容和教学方法。由我校编写,高等教育出版社于2005年11月至2006年6月陆续出版的面向21世纪教材,《大学物理实验》(一、二、三、四册)(第二版)在第一版的基础上,融进了我校近几年来在教学、科研中积累的科学思想、科学方法、教学思想和教学成果。在反映我校大学物理实验教学的新体系、新内容的基础上,对教材中的大多数实验增加了设计性内容或研究性内容、研究型课题;并配有基于web的大学物理仿真实验系统、大学物理实验资源系统等。应用信息技术建设了体系新颖、内容丰富、适应于各专业、各层次学生多元化教学模式的立体化教材。
四、结束语
20世纪末以来以数字化为核心的信息技术的高度发展,带动了信息化教育的发展,营造了信息时代培养创新人才的崭新的教学环境、教学模式,教学方法,在教学中正在发挥着任何时代无与伦比的作用。任重而道远,如何进一步融合传统教育与信息化教育,培养出合格的新世纪创新人才是我们必须不断面对的课题,我们将为此坚持不懈地努力。
[责任编辑:文和平]
作者:霍剑青 王晓蒲
关键词:实验教学;改革;创新能力
随着任职教育改革的不断深入和素质教育的全面实施,人们越来越认识到培养学生创新能力的重要性。没有教育的创新,就培养不了具有创新能力的学生,要全面培养学生的素质,特别是他们的创新意识与能力,就必须创新教育教学模式。实验教学作为培养学生动手能力和创新能力的重要实践渠道,对学生专业技能的形成具有重要的指导意义,所以改革实验教学模式,培养学生的创新能力,乃时代之必然。
一、实验教学模式改革的基本原则
实验教学内容与手段改革的重点在于改革单一的、以演示和验证为主的传统验证型实验,多开设综合型、设计型实验。许多院校首先将改革的重点或突破口放在实验手段的现代化方面,改进原有设备,采用先进的数据采集和处理系统,这只是实验教学改革的一个方面。实验教学方法改革的重点在于激发学生参与实验的积极性,由教师安排好实验,学生只是读取数据的状况改变为由教师提出任务,学生自主选择实验装置、确定实验步骤、分析判断实验结果的新模式。在采用先进的数据采集和处理手段方面,同样也能激发学生参与实验的积极性。实验教学管理改革的重点在于规范化管理,其中包括实验分组人数的严格控制、实验前预习的检查、实验基本技能的考核以及实验室的开放式管理等。
二、实验教学模式改革的具体方法
近年来,各高等院校在实验室建设和实验教学改革方面进行了大量的探索,并取得了一些成绩,但从整体上看,还存在不少问题需要进一步研究解决。这里选取二炮工程大学士官学院进行实验课程改革的一些经验做法,呈献给大家探讨,以期共同提高。
二炮工程大学士官学院在实现跨越式发展和实施创新教育工程中,依托军队院校“2110工程”建设,新建了自动控制元件实验室、测试控制实验室、传感器技术实验室等一大批起点高、设备先进、功能齐全的实验室,如何发挥实验室装备功用、搞好实验课教学改革、培养创新军事人才是摆在学院面前的重大课题之一。
1.调整实验课程体系结构――改革的根本条件
测试控制类课程是控制专业人才的必修课程,同时是一门交叉学科,涉及到自动控制元件、传感器技术、计算机控制系统、检测技术等知识体系。分散于以上各门课程的实验均强调各自体系的系统性和完整性,相互之间常发生课程内容的低水平重复,缺乏知识的横向联系,不利于设计性和综合性实验的开展。学院在充分论证的基础上,把测试控制学科相关课程的实验教学从各自理论教学中独立出来,统一制订完整的实验教学大纲,开设独立的测试控制技术实验课程,促进了各部分知识间的连续性、交叉性与融合性。
2.加速更新实验教学内容――改革的关键环节
建立符合创新人才培养的实验内容是目前实验教学改革的核心。为此,学院在实验内容上做了较大的调整。一方面是压缩验证性实验、加大设计性和综合性实验。保留的一部分验证性实验,只是用来培养学生的基本实验技能。设计性实验和综合性实验是提高学生动手能力、分析和解决问题能力的有效途径。该部分内容避免实验步骤介绍过于详细、套用现成公式和搬用现成电路,为设计方案保留一定的思维空间,充分发挥了学生的主观能动性。学生通过对实验教材的自学和教师的指导,由以学生为主体成立的兴趣小组讨论并拟定实验方案,完成所要求的设计任务,培养他们的创新能力。体现在测试控制实验上,主要以可编程逻辑控制器(PLC)控制系统、工控机控制系统和VXI测试系统为主。另一方面保证教学内容的先进性、代表性和原则性,采取“走出去,请进来”的方法。教学内容应和最新技术成果相结合,具有时代气息、研究性和探索性,如引进VXI测试系统在测试控制领域具有前沿性。教学内容应代表专业的特色,要贴近实践应用,在实验的取材和选取上狠下功夫,如学院自己开发的可编程逻辑控制器(PLC)控制系统在实践中得到了广泛的应用。教学内容应体现创新性,在选题上要做到先进性、启发性和实用性相结合的原则。
3.实行开放实验教学方法――改革的重要措施
实验教学方法的改革根本在于落实学生的主体地位,变被动接受为主动探索,变教师的教为学生的学。开放式实验教学方法坚持面向学生,能够为学生的能力培养提供良好条件。开放式教学具有以下特点:实验内容和时间上开放,设立必修、选修和研究性实验项目,每个实验由学生独立或共同探讨完成,教师提供咨询并审查实验结果。学院在实行开放式实验教学过程中还要做到“三结合”:开放性实验与课外科技活动相结合,与科研相结合,与毕业设计相结合。通过开放式实验教学,学生取得一系列成绩:研制出了继电控制综合实验仪、常用低压电器多重保护实验箱等,在学院优秀毕业论文中,大多数是通过开放式实验完成的。在高年级当中还发现不少动手能力强的学生,以教师助手的形式直接参与教学科研活动,他们的各方面能力都得到进一步的提高。实践证明,开放式实验教学可以更大地调动和激发学生的主动性和积极性,并促进学生创造性思维的发展,是培养高质量创新人才行之有效的举措之一。
4.引入虚拟实验教学手段――改革的有效途径
运用虚拟实验作为实验教学手段,可以进一步提高实验教学水平,激发学生兴趣和爱好,促进实验教学向现代化发展。虚拟实验应用于教学过程中,要尽量做到和实物实验的有机结合,既充分发挥虚拟实验开放性、高效性、交互性、安全性等特点,又注重实物实验对学生动手能力和科学态度的培养。学院开发的电子仪表网络虚拟实验在学生使用过程中很受欢迎,在应用过程中还发现虚拟实验还不能完全代替实物实验,它只能是辅助实验教学的有效途径。因此,学院决定还是走“以实为主、虚实结合”的道路。
5.制定实验考试规章制度――改革的必要保证
把实验单独考试纳入考试规章制度,并作为衡量教学质量和学生综合能力的一个重要因素,真正做到以规章制度的形式把实验教学提升到与理论教学同等的地位。这样,既可以调动实验教师的积极性,又能增加学生对实验教学的重视程度,提高实验教学效果。同时,学院积极探索如何评价学生的实验成绩,改革考试方法。采取基本技能考核、仪器设备操作考核、故障分析与排除、实验论文、答辩、资格认证考试等多种形式,避免了单纯靠死记硬背拿高分的情况,制订了以考查学生的思维能力和创新能力为主的评价标准。如自动控制元件实验课程采取现场设计电路、连接操作和排除故障的考试方式。
改革实验教学,其目的是为了更好地服务于专业教学,提高实验教学质量。调整实验室结构体系时,应对所有实验室进行一次全面的清查,充分论证、周密计划、有步骤地组织实施,并保证实验教学的正常进行。实验课的教学改革要充分利用优化后的实验室现有装备,教学内容尽量和这些装备相配套。总之,实验教学的改革必须要求教师改变传统的应试教育观念,以新颖的角度展开实验教学,充分挖掘学员的潜力,真正培养高素质创新型人才。
关键词:创新人才;数字信号处理;教学方法;探索
“数字信号处理”课程是工科信息类专业的一门专业基础课,我院电子信息科学技术专业和电子信息工程专业以及特色试验班开设了这门专业基础课.我们选用的是丁玉美主编的《数字信号处理》教材.由于这门课程,理论内容比较多,概念比较抽象[1,2],因此对于学生来说理解和掌握起来比较困难,此课程是在“信号与系统”课程的基础上进行的,数学概念多,如果学生在“信号与系统”课程中掌握和理解的知识不牢靠,对本课程的学习将会更加吃力,需要我们积极的探索更加有利于学生的科学教学方法和实践方法.本文结合我院电子信息专业特色实验班的“数字信号处理”课程教学和教改工作,分析了本课程存在的一些问题,探索更加有益于教学的教学方法,并通过对比采用本文的教学方法前后特色试验班学生的成绩,实践表明采用本文提出的教学方法,可以提高特色试验班“数字信号处理”课程的教学质量,取得了比较好的效果,为其他专业课程的教学研究提供了有意义的研究方向.
1“数字信号处理”课程教学存在的问题
随着信息化技术的发展,数字信号处理的发展也日新月异,理论和技术方面不断创新,成为多学科相互连接的桥梁和纽带[3-5].要使“数字信号处理”课程的知识内容跟上时代的发展,必须克服在当前的教学教改中存在的一些问题.根据当前教学实际,我校特色试验班主要存在以下一些基本的问题,急需探索新方法进行解决.(1)数学知识的基础不牢靠影响学生对本课程的学习和运用,需要学生对数学的基础知识熟练掌握.由于本课程的许多内容和实际的工程应用直接相关,充分运用好信号处理的知识,需要使用数学工具对实际工程中的一些采集的数据进行分析和处理.(2)特色试验班学生许多是从其他的非电子类专业中招收的学生,甚至是招收其他学院的学生,因此特色实验班中的学生对电子信息方面的基础专业课程的基础知识掌握参差不齐,比如“信号与系统”,这门课程是“数字信号处理”的前置课程,使“数字信号处理”课程的教学难度加大.(3)“数字信号处理”课程的部分内容和其他课程的内容有一定的重复,比如“信号与系统”课程等,存在重复浪费教学资源以及教师之间缺乏沟通等问题,需要对特色实验班的课程进行整合优化,提高不同专业背景的特色实验班学生的学习效率.(4)“数字信号处理”课程的概念抽象,难于理解,需要探索比较形象化的教学方法来提高教学质量.(5)“数字信号处理”的教学内容比较多,但是特色实验班安排的课时有限,需要探索合理的进行主要教学内容的教学方法.
2“数字信号处理”课程教学方法研究
针对我校特色试验班学生存在的一些基本问题,本文探索了一些教学方法,并在特色试验班中进行了相关的教学,主要体现在以下几个方面:(1)加强数学基础知识的引导,采用形象化的教学方法.针对特色试验班学生的数学基础参差不齐的问题,我们在教学的过程中,进行相关基础知识的引导,补充了相关的知识点,给学生提醒一些参考内容,使这部分学生能够课前学习相关的数学基础,不至于使学生因本课程涉及的数学基础知识不足而不能掌握本课程的内容.同时,我们针对课程中的数学公式多而且概念抽象的特征,提出了采用形象化的教学方法,将复杂的数学公式形象化,将抽象的概念形象化,我们通常考虑运用波形图或者框图的方法来实现形象化.例如在涉及到数学公式:f1(t)=a0+∑∞n=1(ancosw1t+bnsinw1t)的讲解过程中,就采用框图标定其中的分量的方法来加强理解,如图1所示.又比如我们在“数字信号处理”课程教学过程中由于FFT变换的理解比较困难,可运用相关软件,演示将一正弦信号进行FFT变换前后的波形图进行对比,让学生更加清晰的理解FFT变换的内涵和物理意义.(2)整合优化两课程的教学内容,避免重复教学,优化教学资源.对于特色实验班学生的这两门课程可考虑合并为一门课程,安排好教学内容,提高教学质量.由于两课程之间存在一定的重复,不仅理论教学方面存在重复,而且实践教学也存在相关问题,本文提出了优化两课程的整合方案,节约了大量的教学时间.优化整合两课程后的教学内容如表1所示.(3)注重理论联系实践,结合科研,注重电信专业的专业需求.“数字信号处理”课程的内容学习,要充分考虑特色试验班学生专业的知识结构特点,重点讲授在电子信息领域实用性强的内容.着重培养特色试验班学生理论联系实践的动手能力和创新能力.我们在针对特色试验班的教学过程中加入了适当的实践环节,主要运用Matlab软件以及origin软件进行相关信号的处理与分析.比如我们在实验环节加入了横向项目:中石化武汉分公司水力除焦监测系统研究的内容,对采集信号进行分析处理,可以用MAT-LAB编写相关程序进行FFT变换,提取信号的特征,分析信号的频谱特性,如图2所示,通过运用MATLAB得到的采集的声信号频谱图.通过实际项目,让学生深刻体会本课程的工程应用,加深对理论知识的理解,也可培养学生的学习热情,从而提高教学质量.(4)加强对“数字信号处理”课程虚拟网络实验室的建设,充分利用网络资源.为提高特色试验班学生的数字信号处理课程的教学质量,充分利用网络资源,建立了数字信号处理网络虚拟实验室.了数字信号处理课程虚拟实验室主要由身份验证、网络课堂、网络测试以及实验方案几个模块构成,提供登陆管理、作业管理、作业提交、远程实验、实验范例、实验论坛等栏目和功能,供学生网络学习使用.(5)加强我校特色试验班“数字信号处理”课程的双语教学,提高学生综合竞争力.
3结语
我校特色试验班的“数字信号处理”课程虽然存在一些问题,但是运用本文探索和研究的教学方法,极大提高了学生学习的积极性和主动性,提高了学生实践分析能力,培养了创新能力,使“数字信号处理”课程的教学质量明显得到提高.
作者:钟东 陈春 单位:湖北科技学院电子与信息工程学院 湖北科技学院体育学院
参考文献:
[1]OppenheimAV,SchaferRW,BuckJR.Discrete-TimeSignalProcessing[M].SecondEdition.Prentice-Hall,Inc,1999.
[2]SanjitKMitra.DigitalSignalProcessing-AComputer-BasedApproach[M].ThirdEdition.TheMcGraw-HillCompanies,Inc,2005.
[3]高军萍,王霞,李琦,等.数字信号处理课程教学改革的探索与体会[J].南京:电气电子教学学报,2007,29(2):19-21.
Abstract:Experimental teaching is an important part to improve the practical ability of higher vocational college students. At present,the experimental teaching course offered in higher vocational colleges is not advantageous to the cultivation of students' practical ability. Therefore,the study discusses the problems exist in experimental teaching,construction and characteristics of the new system of experimental teaching,the aim is to provide reference for the further deepening of the experimental teaching reform.
Key words:Higher vocational college;Biology specialty;Experimental teaching;Educational reform
《现代职业教育体系建设规划》指出高职教育应贴近地方产业,培养适应社会发展需要的高素质技能型专门人才。生物产业是21世纪最具活力的战略性新兴产业。因此高职院校培养的生物专业学生要能迎合生物产业对于职业人才的新要求。高职实验教学是学生实践能力培养的重要环节[1]。因此,如何发挥实验教学在学生观察、分析、解决问题中的重要作用,是深化高职教学改革的重要内容。
1 高职实验教学存在的问题
近年来,虽然广大教师在实验教改中做了大量探索工作,并取得了一定的成效,但是受学科型实验教学体制的影响,目前高职实验教学仍存在诸多问题,不利于学生独立思考能力和实践能力的培养。从课程设置看,高职实验课未能完全摆脱理论课的附属地位,仍然是作为理论课的一部分;教师按理论课程各自开设实验课,导致部分实验内容重复和实验材料浪费;以验证性、演示性实验内容为主,设计性、综合性实验较少;教学方法简单、机械,忽视了学生积极参与的作用;教学手段单一,影响学生对实验知识的掌握效果;实验成绩仅根据实验报告结果评分,忽视了学生操作过程的考核。因此,针对高职实验教学存在的问题,必须推进实验教学改革的深化,构建实验教学新体系。
2 实验教学新体系的构建
芜湖职业技术学院生物工程学院在整合生物学科各专业相关实验的基础上,按照实验的类型和要求,优化实验方案,构建了完整的生物类专业实验教学新体系。该体系打破传统的按各门课程各自组成实验的教学模式,将每个专业的实验课程优化整合为基础验证实验、专业综合实验和设计应用实验3个层次。
2.1 优化实验教学内容
(1)基础验证实验。基础验证实验是以实验基本素质培养为主体的实验教学层次。主要以观察性、验证性实验为主,学生学习实验基本原理、实验方法、以及基本仪器的操作技能等。这些实验的安排可以使学生巩固所学理论知识,为专业实验准备条件,打好基础,该类实验课程安排在第1学期。
(2)专业综合实验。专业综合实验是以专业能力培养为主体的实验教学层次。实验教学内容按专业不同而不同,除开设锻炼学生运用基础理论、基础知识、基础能力的实验外,教师需按照大纲的要求,精心安排、精心完成教学方案,并结合专业课教学进程,以及技能大赛内容,融合多学科专业知识,逐步开设模拟实际生产过程的综合性实验。在此阶段教师只制定综合实验的大致框架,学生需要通过独立思考,结合实验的具体情况不断调整或修改实验方案才能完成实验。这些实验的开设将为学生毕业设计和走上工作岗位奠定基础。这是实验教改的重点。该类实验课程安排在第2、3学期以及第4学期的前半段。
(3)设计应用实验。设计应用实验是以应用能力培养为主体的实验教学层次。此实验教学以学生设计贴紧社会生产实际的应用实验项目为主。在这一阶段的实验教学中,教师一方面通过自己深人生产实际,把其中实用的成熟技术带回实验室,另一方面必须带领学生深人生产与管理一线,让学生在实践中发现问题,促使学生思考、分析、研究生产中的实际问题,并由此设计实验项目,通过制定解决方案来完成实验[2]。这类实验的开设为学生毕业后的岗位适应打下了坚实的基础。该类实验课程安排在第4学期下半段和第5学期上半段。
2.2 推行灵活多样实验教学方法 以改革和创新为动力,积极采纳和引进国内外先进的生物实验技术,推行符合学生认知规律的实验教学方法。
(1)引导式教学。遵从以学生为本的原则,通过创设情景、趣味指导等方式激发学生兴趣,主动参与实验,培养学生自主学习的能力。
(2)分组实验教学。通过分组实验,培养学生的团队观念与合作精神,形成良好的学习氛围,变个体学习为组织学习,通过共享彼此的知识,达到共赢效果。并努力发挥学生的主体作用,使他们成为问题的发现者和探究者、合作活动的参与者以及问题的解决者。
(3)开放式教学。重视开放式教学,着力打造实验平台上的开放实验教学环境。在生物工程学院网站开设“实验教学中心”板块,由此提供实验课程的学习指导,实验项目的、组织等。
2.3 实现现代化实验教学手段 有效利用计算机网络和现代信息技术,实现实验教学手段的现代化。
(1)以计算机网络为基础,构建教学资源平台。根据教学内容,设计实验教学课件,在“实验教学中心”网站提供丰富的教学资源。并实现网上提问及讨论,以便教师解答学生问题和学生间相互交流。
(2)利用现代信息技术,开发仿真实验平台。将真实现场实验和虚拟仿真实验方式有机组合,构建虚、实结合的教学环境,所有进行实验的学生都可参与从入门基础实验过关、实践技能达标、加入技能竞赛和学生研究立项计划,直至毕业设计等模拟训练[3]。利用这些现代化的教育技术手段,不仅能减少实验材料的消耗,也能提高实验的效果。
2.4 采用多元化实验考核评定方法 考核评定以敦促学生认真完成实验提高其实践能力为目的,针对不同实验,采用实验过程评定、实验结果评定和实验分析报告评定等相结合的方式。
(1)基础验证实验考核。教师根据学生实验出勤情况,实验全过程中的操作表现,并结合完成的实验报告,给予综合评定。
(2)专业综合实验考核。教师根据学生实验记录、实验操作时间和实验结果,综合学生表现和完成的实验报告或实验论文,给予建议学分。
(3)设计应用实验考核。考察学生实践中提出、分析和解决问题的能力,由实验教师和实习企业共同考核评定成绩。对在设计应用实验项目开发中,表现突出的学生,由实验教师上报学院,在学生就业时,予以优先推荐。
2.5 改进编写实验教材讲义 紧跟学科发展的最新动态,结合我院教改实际,编写了实验讲义、实验指导书及实验教材。使实验教改达到提高学生实践能力的目标。
3 实验教学改革特色
经过2年多的实验教改的探索,我院实验教学形成了系统性、多元性和开放性的特色。
3.1 系统性 随着实验教学改革的推行,形成了由专业课程内实验、专业独立实验、专业综合实验、跨专业实验组成的基础验证、专业综合和设计应用实验项目,从而形成了逻辑严谨、内容完善、结构合理的系统性实验教学体系。
3.2 多元性 实验教学体系中形成了一套手工与电子相匹配、模拟与实际操作相并存、传统与现代技术相结合的较为完善的实验教学手段。教学中灵活运用情景式教学、激励式教学、体验式教学等多种实验教学方法。
3.3 开放性 教改中开发了网络环境下的实验教学资源。建设以校园网为平台,以学生为主体,教师为主导,涵盖实验教学计划、教学大纲、教学课件、实验模拟等各种教学资源的全面开放的“实验教学中心”网站。