時間:2022-08-20 01:31:18
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在學(xué)科類的多元交融和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,今天的動畫專業(yè)人才不僅需要具備良好的藝術(shù)修養(yǎng),而且需要具有較強的動手實踐能力和創(chuàng)新意識。信息時代對動畫人才的基本專業(yè)技能和動畫制作技術(shù)的運用提出了更高的要求,單純的文科類培養(yǎng)模式成為人才技能的培養(yǎng)與鍛煉的瓶頸。因而將理工科教學(xué)過程中的實驗環(huán)節(jié)引入動畫專業(yè)的教學(xué)過程中,無疑是一項積極的教學(xué)改革與嘗試。通過實驗課教學(xué),使動畫專業(yè)學(xué)生掌握良好的專業(yè)技能和行業(yè)習(xí)慣,提升學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的濃厚興趣,發(fā)展學(xué)生的動手能力,真正強化動畫專業(yè)人才的綜合能力,使人才培養(yǎng)切實做到藝術(shù)與技術(shù)的完美結(jié)合。通過實驗課教學(xué),培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力,提升學(xué)生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生的行業(yè)規(guī)范,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)專業(yè)技能實戰(zhàn)中出現(xiàn)的新問題、新現(xiàn)象,可以為學(xué)生對知識進一步的探索和創(chuàng)新打下良好的基礎(chǔ),提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能研究的能力,從真正意義上解決人才培養(yǎng)瓶頸問題。
探索和研究動畫專業(yè)實驗課程的開設(shè),需要在明確動畫專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系的基礎(chǔ)上,通過合理規(guī)劃建設(shè)實驗室,保證必備的實驗平臺和條件;探索實驗課程的開設(shè)意義及教學(xué)方法研究,科學(xué)合理地組織實驗課程,使實驗項目具有專業(yè)針對性、行業(yè)引導(dǎo)性、課程體系性、教學(xué)綜合性、興趣開發(fā)性等多方面特性,建立合理的實驗教學(xué)結(jié)果考核體系,保證實驗教學(xué)的質(zhì)量,才能真正達到實驗課訓(xùn)練目的和提升人才培養(yǎng)的綜合素質(zhì)。實驗室是進行實驗教學(xué)的場所,在實驗室中,學(xué)生分析問題、解決問題的能力,特別是獨立動手能力得到可以加強。實驗教學(xué)作為理論聯(lián)系實際的橋梁,實驗室建設(shè)的方向直接關(guān)系到實驗教學(xué)的最終效果。對于實驗室建設(shè),一直存在著這樣的觀點:實驗室為完成教學(xué)實驗而建設(shè)。在這種觀點的影響下,實驗的效果單純地依附于理論教學(xué)的驗證與基礎(chǔ)性運用。以這樣的思路進行實驗室的建設(shè),必然導(dǎo)致實驗室建設(shè)方向偏頗,與當(dāng)前社會發(fā)展的人才需求極大地錯位。因此建設(shè)符合市場人才需求的動畫專業(yè)實驗室,對動畫人才培養(yǎng)具有重大的意義。動畫實驗室的建設(shè)不應(yīng)只是單純的實驗教學(xué)場所,更應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生完成實踐、與行業(yè)人才需求對接的教學(xué)訓(xùn)練基地。這就要求實驗室的建設(shè)要與社會需求相接軌,實驗課程的開設(shè)、實驗項目的選定、實驗結(jié)果的考核都應(yīng)該滿足社會對動畫人才的需求,遵循動畫行業(yè)的作業(yè)流程和崗位需求。實驗室的建設(shè)在滿足課程內(nèi)基礎(chǔ)實驗的同時,也為學(xué)生興趣課題綜合設(shè)計性實驗開放,并能夠承擔(dān)實際動畫項目制作,做到學(xué)、研、產(chǎn)結(jié)合。實驗室建設(shè)的目的不應(yīng)定位在把實驗教學(xué)當(dāng)作理論教學(xué)的輔助,而應(yīng)以提升學(xué)生的實際技能,培養(yǎng)專業(yè)綜合素養(yǎng)為最終目標(biāo)。因此實驗室的建設(shè)既要考慮其實驗硬件平臺的合理科學(xué)建設(shè),也要考慮實驗室的利用率,在學(xué)、研、產(chǎn)的基礎(chǔ)上整合實驗室建設(shè)投入,最優(yōu)化建設(shè)和發(fā)揮動畫實驗室的功能。
實驗課程的教學(xué)應(yīng)強調(diào)基礎(chǔ)技能的實踐運用,同時,通過實驗,能夠使學(xué)生掌握良好的行業(yè)習(xí)慣。所以,實驗項目的設(shè)定應(yīng)盡可能用實際項目或貼近實際項目的設(shè)計制作,強化專業(yè)基礎(chǔ)知識的綜合掌握和運用,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和設(shè)計理念,鍛煉學(xué)生實際動手能力和專業(yè)技能。在完成實驗作品的同時,使學(xué)生熟悉專業(yè)制作流程,增強學(xué)生的實戰(zhàn)能力,培養(yǎng)和增強學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì),達到與企業(yè)生產(chǎn)零距離接軌。例如昆明理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院數(shù)字藝術(shù)工程系開設(shè)的《FLASH動畫實驗》,就是在學(xué)生掌握了《劇本寫作》、《角色設(shè)計》、《場景設(shè)計》、《FLASH動畫》等課程的學(xué)習(xí)后,將多門課程的知識綜合運用的一門實驗課程。實驗項目根據(jù)目前市場上手機動畫及FLASH在網(wǎng)絡(luò)中的運用與發(fā)展的情況而設(shè)定為:手機動漫實驗。這樣的實驗項目,讓學(xué)生在實驗過程中既完成了對FLASH軟件技能熟悉和掌握,又使所完成的作品具備較強的市場價值。該實驗結(jié)果不僅可以在自己的手機上運用,還可以在同學(xué)間通過網(wǎng)絡(luò)互傳,為學(xué)生更加深刻地體會所學(xué)專業(yè)知識,提升學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)習(xí)信心取到了良好的效果。通過實驗課技術(shù)要求,設(shè)計制作訓(xùn)練,提高學(xué)生實際操作能力,熟練掌握了行業(yè)性制作流程與規(guī)范,達到專業(yè)技術(shù)人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:金融學(xué);實驗課程體系;改革
高校實驗課程,是高校課程體系的重要組成部分。完整有效的實驗課程體系將有助于深化化學(xué)生對理論課程的學(xué)習(xí),在培養(yǎng)學(xué)生綜合能力方面起著重要的作用。
一、金融學(xué)專業(yè)實驗課程體系的重要性
(一)是對金融學(xué)專業(yè)理論課程的有益補充
現(xiàn)階段,我國財經(jīng)類高等院校都設(shè)置了金融學(xué)專業(yè)實驗課程體系,可見它在教學(xué)中起到了重要的作用。金融學(xué)專業(yè)的學(xué)生進入金融領(lǐng)域工作會接受崗前培訓(xùn),但是培訓(xùn)的時間是很有限的。學(xué)生要真正能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識與實踐結(jié)合,還需要較長時間。因此,大學(xué)四年對理論知識的積累與足夠多有效的實驗、實訓(xùn)課程的結(jié)合是必不可少的。從目前情況來看,由于金融企業(yè)具有一定的特殊性,能夠接納學(xué)生實習(xí)的機會不多,因此實驗課程更多采用實驗室教學(xué)的方式。
(二)是適應(yīng)金融領(lǐng)域高度競爭的需要
隨著科技的不斷發(fā)展,金融領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和業(yè)務(wù)創(chuàng)新日益增多。對現(xiàn)有金融學(xué)專業(yè)人才的培養(yǎng)而言,已經(jīng)不僅僅需要扎實的金融學(xué)專業(yè)理論知識,學(xué)科交叉已經(jīng)在所難免。因此加快實驗課程體系的改革與設(shè)計,將會使現(xiàn)有的實驗體系發(fā)揮更大的作用,幫助學(xué)生交叉運用金融、市場營銷等學(xué)科的知識。
(三)是高校培養(yǎng)復(fù)合型金融人才的需要
復(fù)合型金融人才是指在具備金融學(xué)基本知識和能力之外,還具備其它學(xué)科較高相關(guān)技能的人才。例如,隨著網(wǎng)絡(luò)金融的發(fā)展,IT技術(shù)技術(shù)經(jīng)完全融入銀行、保險、證券業(yè)務(wù)之中,復(fù)合型金融人才將在未來幾年內(nèi)顯得十分緊缺。因此高校金融學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域基礎(chǔ)課程的實驗必不可少。從發(fā)展趨勢來看,我國的金融業(yè)將不斷吸收國外金融企業(yè)的先進經(jīng)驗,從國外引入高端人才,這會加劇高校畢業(yè)生就業(yè)的競爭程度,沒有相應(yīng)技能的學(xué)生將很難脫穎而出。
二、當(dāng)前實驗課程體系的局限性
(一)實驗教學(xué)理念有待更新
當(dāng)前許多高校對于實驗課程的定位存在一定的偏差,不像一般高職院校實驗課程體系那樣完備。教師在教學(xué)思想上對實驗課程不如理論課程重視,對于教學(xué)方式、手段等的革新認識不足,固有模式的教學(xué)往往使實驗課不能吸引學(xué)生。另外就是學(xué)生不夠重視實驗課程,從學(xué)生調(diào)查問卷顯示:在經(jīng)過專業(yè)方向選擇后,學(xué)生往往只對感興趣的實驗課程認真完成職。例如選擇銀行方向的學(xué)生消極對待證券實驗課程,選擇證券方向的學(xué)生又會消極對待銀行課程等。
(二)實驗課程安排與實際有脫節(jié)
從課題組發(fā)放問卷的統(tǒng)計情況來看,金融學(xué)專業(yè)學(xué)生認為實驗課程體系設(shè)計中的問題主要集中在幾個方面:一是即將畢業(yè)的學(xué)生在參加金融機構(gòu)崗前培訓(xùn)時,感到學(xué)校實驗課程設(shè)置不足,有的課程未開設(shè)實驗課,有的課程實驗課時太少,對于提高學(xué)生技能的作用不明顯。二是當(dāng)前高校金融學(xué)專業(yè)的實驗課程主要采取實驗室教學(xué)的模式,校外實訓(xùn)、校企合作的方式非常少,實驗課程的設(shè)置容易受到市場上金融教學(xué)軟件開發(fā)的限制。三是許多高校實驗軟件都是從軟件開發(fā)公司購置的,軟件開發(fā)公司與金融企業(yè)的實際業(yè)務(wù)脫節(jié),影響了軟件的實踐可操作性。
(三)未能結(jié)合社會需求設(shè)計實驗課程
現(xiàn)在高校實驗課程體系主要圍繞理論課程體系來設(shè)置。按照教育部的整體規(guī)劃思路,首先設(shè)置專業(yè)核心課程,再設(shè)置非核心課程。實驗課程的課時安排及設(shè)計不是根據(jù)金融企業(yè)的需求來進行設(shè)計,而更多的是根據(jù)課程的安排來設(shè)計。例如,很多高校取消了銀行信貸管理課程,它的重要性被大大降低,相關(guān)實驗課程也被邊緣化了。而對于商業(yè)銀行這樣的金融機構(gòu)來說,信貸仍舊是最主要的、對商業(yè)銀行利潤貢獻占絕對優(yōu)勢的業(yè)務(wù)。
(四)實驗教學(xué)方式單一
我國高校對實驗教學(xué)采取的基本模式是:先學(xué)習(xí)理論知識,然后進實驗室做實驗;或者單獨設(shè)置某些實驗課程,加大課時量,變成單獨的實訓(xùn)課程。在教學(xué)過程中,由于缺乏有效的實驗課程指導(dǎo)教材,因此需要教師先熟悉軟件操作再對學(xué)生進行指導(dǎo),學(xué)生的自主創(chuàng)新能力很難提高,學(xué)生對實驗課的興趣也難調(diào)動起來。此外因為文科類實驗課程固有的缺陷,學(xué)生的實驗結(jié)果很難用一個好的方式來評價,教學(xué)方式的創(chuàng)新也就無法實現(xiàn)。
三、構(gòu)建新的實驗課程體系的建議
(一)實驗課程設(shè)置要體現(xiàn)社會需求
高等院校應(yīng)轉(zhuǎn)變思路,加強與金融企業(yè)的合作,圍繞金融企業(yè)對人才需求的目標(biāo),設(shè)計出更加合理有效的實驗課程體系。為了解決知識更新速度快的難題,高院可以根據(jù)需求變化靈活組合實驗課程,綜合考慮學(xué)生的就業(yè)實際,供學(xué)生根據(jù)個性特點自由選擇。實驗授課教師要積極尋找企業(yè)需求信息,力爭在實驗教學(xué)方式上突破現(xiàn)有模式,把學(xué)生吸引到實驗中去。而學(xué)生則可以在完成基礎(chǔ)性實驗課層次后,選擇增加綜合性實驗層次的課程。
(二)加強實驗軟件系統(tǒng)建設(shè)
高校需要改變過去實驗軟件針對性不強的選購方式,要多進行比較,反復(fù)對各個實驗軟件進行運行測試,選擇與教學(xué)結(jié)合緊密的、能夠真正培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的實驗軟件。另外,高??梢岳米陨硇畔⒓夹g(shù)力量的優(yōu)勢,督促教師關(guān)注金融形勢的發(fā)展,關(guān)注金融創(chuàng)新力量的發(fā)展,自主開發(fā)研制部分實驗軟件。采取的方式主要是結(jié)合現(xiàn)有軟件設(shè)計出新的程序,以便使實驗軟件更加適應(yīng)學(xué)生理論課程的學(xué)習(xí)。在軟件設(shè)計中可以積極調(diào)動學(xué)生,選拔優(yōu)秀學(xué)生參與到軟件設(shè)計中去,提高學(xué)生動腦、動手的能力。
(三)改進實驗教學(xué)模式
高等院校要充分利用產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的優(yōu)勢,帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂,進入金融企業(yè)參觀或是組織部分學(xué)生進入企業(yè)實習(xí),讓學(xué)生對所學(xué)理論知識有更加感性的認識,這是加強實驗課程體系建設(shè)的重要步驟。具體的設(shè)計可以是這樣的:實驗室實驗+企業(yè)實訓(xùn)+假期實習(xí)的方式。高校要積極與金融企業(yè)聯(lián)系,設(shè)計出校外實訓(xùn)課程的內(nèi)容,并布置學(xué)生做好實訓(xùn)報告。還可以組織學(xué)生參與金融企業(yè)的暑期工實習(xí),在實習(xí)過程中跟隨指導(dǎo)教師寫出實習(xí)心得,并要求提交實習(xí)報告。:
(四)加強實驗教師素質(zhì)的培養(yǎng)
實驗教師隊伍的素質(zhì)將決定實驗課程體系改革是否成功??梢詥为氝x送實驗教師到企業(yè)再學(xué)習(xí),以便積累實踐經(jīng)驗,貫穿到課堂教學(xué)中去。也可以由實驗教師帶領(lǐng)學(xué)生共同到企業(yè)進行學(xué)習(xí),在實踐中既可以提高自身素養(yǎng),又可以幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)困難。另外還要求實驗教師必須擁有金融專業(yè)的技能證書,從而提高教師的業(yè)務(wù)技能,以適應(yīng)不斷更新的實驗課程變化。
參考文獻
實踐教學(xué)是加強學(xué)生專業(yè)知識教育,提高學(xué)生綜合素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。社會上需要理論和實踐能力充分結(jié)合的綜合型人才,所以我們應(yīng)該把實驗教學(xué)提升到實踐科學(xué)的高度來認識、探索、研究和實施,研究實踐方法,強化實踐過程,提高學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。工藝實驗就是這樣一類專業(yè)實驗,實驗項目的提出結(jié)合科研方向,以工程訓(xùn)練的方式完成實驗項目。這類實驗不同于一般的測試實驗,它需要多個工藝過程才能完成,包括方案的提出,方案的論證,各工藝過程的完成,性能的測試等,每一個過程都相當(dāng)于一個單一的小實驗,有目的、內(nèi)容、原理、步驟等,所以多工藝實驗項目既能鍛煉學(xué)生的動手能力,又能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、科研思維、綜合能力,不僅理論性很強,技術(shù)性和實踐性更強。華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)的《電子器件制備工藝》就是這樣一門課程。
二、課程組織方式
工藝實驗不同于一般的課堂實驗,完成它需要較長時間,所以以課程設(shè)計方式組織實驗,教學(xué)形式以學(xué)生自主進行特定項目為主,教師參與指導(dǎo)并審核:學(xué)生自主完成方案的提出和論證,完成論證報告,指導(dǎo)教師審核,在理論可行的情況下,按照預(yù)約時間進入實驗室完成各工藝過程,最后測試器件或材料性能。學(xué)生可以自行決定實驗時間,在給定的期限內(nèi)完成全部實驗工藝。在電子器件制備工藝課程設(shè)計中,我們提供了學(xué)生實踐的時間和研究條件,學(xué)生自行設(shè)計方案,自行完成實驗,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性,調(diào)動了學(xué)生的積極性,促進了學(xué)生的能力發(fā)展。
三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計
電子器件制備工藝課程內(nèi)容,注重加強各不同研究方向之間的綜合,滿足學(xué)生寬口徑訓(xùn)練的要求,不同的學(xué)生可以選擇不同興趣方向的題目類型來完成。選擇了興趣方向以后,就進入自行完成實驗的階段。整個課程的內(nèi)容包括:資料的查詢—方案的制定—方案的論證及審核—工藝過程—性能測試。
1.資料的查詢及方案制定。
選題后,學(xué)生要查閱資料,理解題目,消化和整理資料,寫出本實驗項目的設(shè)計報告,并從理論上論證實驗方案及結(jié)果。實驗方案確定后,在進入實驗操作之前,需要指導(dǎo)教師審核設(shè)計方案,以可行性和理論正確性為原則。這一步很重要,如果方案制定正確,整個項目就等于完成了一半,以后的實驗過程就會很順利,在工藝操作過程不出錯的情況下,基本能得出好的結(jié)論。
2.工藝的進行。
在進入實際工藝操作之前,學(xué)生應(yīng)該充分了解工藝的原理、意義和目的,并且要了解各工藝的注意事項,以免出現(xiàn)設(shè)備的損壞、實驗的失敗等現(xiàn)象。在各個實驗工藝進行過程中,學(xué)生應(yīng)該嚴(yán)格按照工藝要求進行,實驗教師也會要求學(xué)生嚴(yán)肅對待,發(fā)現(xiàn)問題要及時討論,并提出解決方案,力求使實驗出色完成。經(jīng)過整個工藝實驗過程,學(xué)生對專業(yè)的興趣提高了,獲得新知識的能力提高了,創(chuàng)新能力和研究思維得到了很好鍛煉,動手能力、操作技能、分析和解決問題的能力得到了很大的提高。
四、實驗教材的制定
工藝實驗課程的實驗教材內(nèi)容,主要從實驗過程入手,講解各工藝過程的目的和意義,以及該工藝所需設(shè)備的操作注意事項。盡量能詳細地講解實驗過程中可能存在的問題以及解決方法。
五、工藝實驗的組織實施
第一次接觸多工藝實驗項目的同學(xué),一般要先參觀實驗室,然后進行實驗預(yù)約(設(shè)備預(yù)約),做好準(zhǔn)備后進入實驗室(進行各工藝過程)。
1.參觀實驗室。
實踐教學(xué)是動手能力的培養(yǎng),多工藝實驗也不例外,但它與傳統(tǒng)的專業(yè)測試實驗又不同,需要完成一系列的操作才能達到教學(xué)目的。所以實驗前對即將要接觸的各環(huán)節(jié)(如設(shè)備、流程、注意事項等)必須做到心中有數(shù),提前熟悉實驗室,對實驗設(shè)備有感性認識,實驗過程可能出現(xiàn)的一些問題應(yīng)該在進入實驗室之前就有心理準(zhǔn)備,才能做到實驗時有的放矢。參觀實驗室可以以小組或班級為單位進入實驗室,實驗教師針對具體事項進行講解,解答學(xué)生心中的疑問。這個環(huán)節(jié)可以大大減少實驗中破壞性事件(如損壞設(shè)備等)的發(fā)生概率。
2.實驗預(yù)約。
實驗預(yù)約是一個很重要的環(huán)節(jié)。工藝實驗的預(yù)約不同于一般實驗,主要是針對設(shè)備的預(yù)約。由于實驗學(xué)生人數(shù)多,設(shè)備有限,在實驗進行期間,所有設(shè)備全天開放,而進行實驗的學(xué)生要分時分段進入實驗室。為了更好地安排實驗時間,我們設(shè)計了一個預(yù)約表格(表1),學(xué)生可以根據(jù)表格提示預(yù)約。
3.實驗過程參與情況跟蹤。
在工藝實驗中,由于以團隊形式進行,團隊成員中就存在自覺與不自覺、主動與不主動的問題,我們采用了實驗環(huán)節(jié)的登記制度,保證每個同學(xué)參與到每個環(huán)節(jié),就保證了讓每個參與的同學(xué)都了解各工藝過程的意義和作用,也為成績的評定提供參考。表2是小組完成工藝實驗流程登記表。上述措施既保證了每個同學(xué)各個工藝過程都要參加,同時對每個同學(xué)來說也保證了項目研究的完整性。
六、實驗評價體系的制訂
工藝實驗是以小組為單位進行,為了激發(fā)同學(xué)們的積極性,我們制定了特定的成績評價體系。傳統(tǒng)的成績評定體系,以教師作為評價主體,對實驗結(jié)果的判斷占據(jù)了主導(dǎo)地位,一般是根據(jù)實驗團隊的實驗結(jié)果判斷實驗團隊的總體成績,而無法對實驗團隊中的每一位成員做出具體評價。對于工藝實驗這一類型的項目來說,團隊多、周期長、環(huán)節(jié)多、課外工作量大,傳統(tǒng)的評價體系不能準(zhǔn)確評價團隊中的每一個體。由于缺乏其他的評價主體,團隊中學(xué)生個人的實驗情況未得到充分考察,教師無法公平、公正地衡量每位學(xué)生在實驗團隊中的貢獻,打擊了部分學(xué)生的實踐積極性,嚴(yán)重影響課程效果。為了解決傳統(tǒng)成績評定的弊端,我們在成績評定中增加了學(xué)生的自評和互評環(huán)節(jié),讓學(xué)生自我評價,內(nèi)容包括實驗態(tài)度、資料檢索、創(chuàng)新性、團隊合作情況等,并讓學(xué)生對所在團隊中的其他成員進行評價。自評互評綜合形成每個學(xué)生的平時成績;再結(jié)合實驗結(jié)果的老師評定,形成學(xué)生的最終成績。通過成績評定方式的改變,大大增強了學(xué)生參與實驗的主動性,有助于學(xué)生進一步融入實驗,成為實驗課程真正的主人,端正實驗態(tài)度,避免“被動實驗”的消極情緒。
七、結(jié)論
用Authorware繪制數(shù)學(xué)圖像,制作教學(xué)演示課件,非常簡潔直觀,尤其用在抽象的數(shù)學(xué)教學(xué)中,能有效地提升教學(xué)效果和質(zhì)量。Authorware只提供了簡單的繪圖工具,Math類函數(shù)也只能繪制出簡單的圖像,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,繪制圖像通常采用描點法,即在坐標(biāo)系中標(biāo)出主要的點,再用曲線把這些點連接起來。本實驗要求:在Authorware7.02中文環(huán)境下,用幾何描點法演示正弦三角函數(shù)。
1實驗課程設(shè)計任務(wù)分析
本實驗主要是利用計算機演示出代表正弦值的線段平移過程,并演示正弦曲線的描繪過程。根據(jù)屏幕來確定坐標(biāo)系,默認情況下可以?。?00,200)為坐標(biāo)原點。在Y軸的左側(cè)繪制單位圓,圓心在X軸上,半徑為R,設(shè)圓上任意點與圓心的連線和水平方向的夾角為α,則該點的坐標(biāo)為(Rcosα,Rsinα)。
2實驗課程設(shè)計實現(xiàn)
(1)畫單位圓新建一個文件,命名為“正弦曲線.a7p”;向流程線上添加一個計算圖標(biāo),命名為“坐標(biāo)”,輸入如圖2所示代碼:再添加兩個計算圖標(biāo),分別命名為“畫圓”和“畫線”,輸入圖3和圖4所示代碼:此時,在(200,200)坐標(biāo)處繪制了一個單位圓。
(2)描點在流程線上添加一個交互圖標(biāo),命名為“開始”,拖動兩個群組圖標(biāo)作為它的交互分支,分別命名為“演示”和“退出”,選擇按鈕交互類型。雙擊“演示”群組圖標(biāo),按圖5所示添加相應(yīng)的圖標(biāo)并輸入代碼。運行程序,出現(xiàn)如圖6所示效果。
(3)連線雙擊打開圖5所示的“演示”群組圖標(biāo),在流程線上添加一個計算圖標(biāo),命名為“畫輪廓線”,輸入圖7所示代碼。關(guān)閉計算圖標(biāo),重新運行程序,便可直觀的顯示正弦曲線的繪制過程,效果圖如圖8所示。
3結(jié)語
實驗講義作為理論教材的補充,是學(xué)生在實驗課中的重要參考依據(jù)。在總體定位上,既不能與理論教材雷同,又不能與理論教材脫節(jié)。實驗講義應(yīng)該凝練出理論教材中與實踐操作最為相關(guān)、最為重要的知識點,作為理論聯(lián)系實踐的橋梁,并圍繞實踐操作詳細展開,重點介紹實驗設(shè)計、操作要點、注意事項、實驗結(jié)果的解釋分析、實驗中常見問題及原因等內(nèi)容,使學(xué)生既能夠迅速建立起實踐操作與理論的聯(lián)系,喚醒學(xué)生對理論知識的記憶,又能夠在實踐操作中有章可循,加深對理論知識的認識。在編排形式上,既要展現(xiàn)知識的系統(tǒng)性和完整性,又要體現(xiàn)實驗內(nèi)容的層次性和側(cè)重點。根據(jù)課時的安排,我們分別從目的基因的克隆、表達載體的構(gòu)建、蛋白的表達及純化、蛋白的定性定量和功能分析四個方面編排了實驗內(nèi)容。實驗內(nèi)容按照生物技術(shù)藥物研發(fā)的過程層層深入,每個內(nèi)容中的實驗技術(shù)各不相同,基本涵蓋了該課程的全部重要知識點,并將這些知識點有序連接起來,方便學(xué)生掌握。在內(nèi)容展現(xiàn)上,既注重專業(yè)性,也注重易用性。我們選取教研室最新的藥學(xué)研究成果中的一個蛋白藥物為實驗課程的教學(xué)實例,在科研反哺教學(xué)的轉(zhuǎn)化中,盡量將科學(xué)前沿的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成本科生易用能懂的內(nèi)容,并注重數(shù)據(jù)的完整、細節(jié)的清晰和內(nèi)容的詳實。在實驗講義的使用中,及時收集學(xué)生的反饋意見,從學(xué)生易于接受的角度不斷修訂講義,引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的思維思考實驗問題。
2制作一套生動的媒體課件
媒體課件的使用是課程教學(xué)中必不可少的手段,特別是在實驗課程中,需要展示大量的實驗儀器、實驗操作過程等,媒體課件生動直觀的優(yōu)勢就更加明顯[3]。我們根據(jù)實驗內(nèi)容的安排和教學(xué)的需要,總結(jié)了生物技術(shù)藥物研發(fā)的10個實驗操作技術(shù),并拍攝制作了實驗操作視頻,包括聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、目的基因與載體的酶切和連接、陽性克隆的篩選、工程菌的培養(yǎng)和擴增、包涵體的預(yù)處理、蛋白的親和層析純化、聚丙烯酰胺凝膠電泳、蛋白印跡雜交、考馬斯亮藍染色、蛋白定量等。實驗操作視頻可以利用多角度、特寫放大等技術(shù)展現(xiàn)每一項實驗操作的關(guān)鍵點,讓學(xué)生準(zhǔn)確看到操作的細節(jié),解決了教師實地操作示范時無法保證每個學(xué)生都能有最佳觀察位置的空間不足。同時,有些實驗操作中需要等待數(shù)分鐘甚至數(shù)小時,在有限的實驗課時中無法展示全部的實驗過程,實驗操作視頻可以將漫長的等待時間剪輯去除,彌補了實驗操作長時間等待的時間不足。在視頻課件的制作過程中,我們首先根據(jù)內(nèi)容安排撰寫了拍攝腳本,然后召集實踐經(jīng)驗豐富、實驗操作嫻熟的老師進行了多次論證和修訂,確保了實驗內(nèi)容的科學(xué)性、實驗操作的規(guī)范性、解說語言的簡潔性和視頻拍攝的技術(shù)性。每一項實驗技術(shù)視頻的拍攝之前,負責(zé)操作演示的老師都要經(jīng)過至少2次的預(yù)實驗,確保視頻拍攝的順利進行。視頻拍攝時,我們根據(jù)拍攝腳本設(shè)計實驗場景、準(zhǔn)備所需儀器設(shè)備,對于需要學(xué)生掌握的步驟和容易出現(xiàn)錯誤的步驟,從多個角度反復(fù)拍攝演示過程,確保后期剪輯制作時有足夠的素材。通過一系列精心的設(shè)計和實施,我們完成制作了實驗操作視頻媒體課件。在實驗教學(xué)的過程中,學(xué)生首先在教師的講解下觀看實驗操作視頻,再到實驗室觀看教師的操作示范,并自己動手操作。我們通過對比發(fā)現(xiàn),與沒有使用實驗操作視頻媒體課件輔助教學(xué)相比,使用后,學(xué)生出現(xiàn)基本操作錯誤的概率大大降低、更容易得到預(yù)期的實驗結(jié)果,學(xué)生提出的問題更加側(cè)重對實驗過程和結(jié)果的深層次思考,而不是一些淺顯的實驗操作技術(shù)。實驗操作視頻媒體課件的應(yīng)用提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強了實驗課程的教學(xué)效果。
3培養(yǎng)一支專業(yè)的教學(xué)團隊
實踐課程與理論課程教學(xué)過程的一個顯著差別在于,理論課的授課通常是以老師個體為單位完成的,而實驗課的授課則需要多個老師的協(xié)作配合。我們根據(jù)以往實踐課程的經(jīng)驗,以20名學(xué)生為1組,每組配備由3名老師組成的教學(xué)團隊,3名老師分別負責(zé)授課的準(zhǔn)備和實施、實驗操作過程的管理和指導(dǎo)、儀器設(shè)備和試劑耗材的保障。通過這樣的設(shè)計和安排,所有老師既分工明確、各司其職,又相互協(xié)作、通力配合,保證了實驗課的課前準(zhǔn)備、課中實施和課后收尾工作的順利進行。授課老師主要負責(zé)授課的準(zhǔn)備和實施,是實驗課程的負責(zé)人。實驗課的講授不同于理論課的講授過程,因為實驗課更注重操作技術(shù),所以授課老師在課前應(yīng)該搜集大量的圖片、動畫、視頻等生動特色的教學(xué)資源,并根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,設(shè)計教學(xué)過程、撰寫教案、制作課件,組織所有參與教學(xué)的老師進行集體預(yù)實驗,充分了解實驗的全部過程。在課中,講授實驗內(nèi)容,與其他老師一起分工負責(zé)指導(dǎo)學(xué)生的實驗操作、解決學(xué)生的問題。指導(dǎo)老師主要負責(zé)實驗操作過程的管理和指導(dǎo)。實驗課的最大特點是在實驗操作過程中,學(xué)生要在實驗室中“活動”起來,因此必須通過預(yù)先的統(tǒng)籌安排維護實驗過程的秩序井然。例如,對于低溫離心機、細胞超生破碎儀、微孔板檢測儀等需要共用的儀器設(shè)備,可以通過調(diào)整不同學(xué)生實驗步驟的順序,達到錯峰使用的目的。這就需要指導(dǎo)老師在課前明確實驗操作過程中每一個步驟的時間節(jié)點、安排好其他老師的指導(dǎo)崗位,確保在課中每個操作步驟、每個共用儀器設(shè)備都有老師指導(dǎo)。保障老師主要負責(zé)儀器設(shè)備和試劑耗材的保障。實驗課進行的過程雖然只有幾個學(xué)時,但各種試劑的配制、耗材的準(zhǔn)備、儀器設(shè)備的調(diào)試往往需要花費老師幾天的時間。保障老師根據(jù)教學(xué)過程的設(shè)計和實驗操作的需要,在課前制定詳細的實驗準(zhǔn)備和保障手冊,包括使用哪些儀器設(shè)備、哪些可以共用、哪些預(yù)先放在學(xué)生的實驗臺面上、配制哪些試劑、配制量是多少、哪些需要分裝等問題,大到蛋白純化儀器,小到卷筒紙,每一個細枝末節(jié)都在手冊中詳細注明。根據(jù)此手冊進行準(zhǔn)備和保障,既規(guī)范、高效,又不會遺漏。
4搭建一個完善的實驗平臺
當(dāng)前物流管理實驗實訓(xùn)教學(xué)已經(jīng)成為各個學(xué)校重點建設(shè)領(lǐng)域,從中國知網(wǎng)的相關(guān)文獻檢索來看,據(jù)不完全統(tǒng)計,截止2013年,已有160篇涉及物流實驗教改的學(xué)術(shù)論文。內(nèi)容涵蓋課程體系建設(shè);仿真模擬,實驗平臺設(shè)計。對于高校物流管理專業(yè)實驗實訓(xùn)課程問題的分析既有類同性,也有各自學(xué)校的不同特點。本文結(jié)合上海第二工業(yè)大學(xué)物流管理專業(yè)實驗實訓(xùn)課程建設(shè)過程中存在的問題,經(jīng)過深入分析后總結(jié)如下:
(1)課程問題。包括數(shù)量與質(zhì)量兩個維度,從數(shù)量維度而言,盡管實驗實訓(xùn)課程學(xué)時有限。實驗實訓(xùn)課程通常安排在學(xué)期最后三周以及一些任課教師的課程實驗,由于學(xué)生數(shù)量較多,學(xué)時數(shù)、實驗場地受限等因素,個人缺乏足夠的動手機會與時間。學(xué)生對于實驗僅存在初步感性認識,缺乏深刻的理性思考。從質(zhì)量維度而言,實驗實訓(xùn)課程最大的問題并非內(nèi)容多為驗證性實驗,而是缺乏設(shè)計,不同實驗之間缺乏邏輯性,與實際企業(yè)應(yīng)用脫節(jié)明顯。從而直接導(dǎo)致學(xué)生在實驗過程中的目的性不清,并不了解為何要做這項實驗,當(dāng)然也無法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。
(2)參與主體問題。包括教師與學(xué)生兩個維度。從教師維度而言,由于化工物流實驗實訓(xùn)課程的專業(yè)性較強,儀器設(shè)備使用較多,因而對于教師的理工類理論實驗?zāi)芰σ筝^高。此外實驗設(shè)備由于使用損耗而導(dǎo)致測試性能不佳也會增加教師的授課難度。這都要求開設(shè)實驗實訓(xùn)課程的教師團隊制定完整的實驗教學(xué)手冊,對于相關(guān)設(shè)備原理以及現(xiàn)場操作過程中問題有所了解。從學(xué)生維度而言,物流管理專業(yè)屬于經(jīng)管領(lǐng)域的學(xué)科,學(xué)生中文科生占比較高,化學(xué)基礎(chǔ)本身就比較薄弱,而前置課程中化學(xué)實驗教學(xué)的作用并未完全體現(xiàn)。這也導(dǎo)致了部分學(xué)生對于學(xué)習(xí)難度的估計存在過度現(xiàn)象。
(3)考核問題。實驗實訓(xùn)課程的考核方式歷來是個難點問題。在實驗教學(xué)中通常按照出勤率、教師的主觀評判給定學(xué)生最終考核結(jié)果,因此偶有同學(xué)因缺勤導(dǎo)致課程不及格,而通過率還是很高。這種考核體制客觀上也使得學(xué)生對于實驗實訓(xùn)課程的重視程度遠低于理論考試課程。
2實驗實訓(xùn)課程設(shè)計實踐的思路
結(jié)合本院物流管理專業(yè)(化工物流方向)正在開展的專業(yè)實驗實訓(xùn)課程教改實例,對本專業(yè)實驗實訓(xùn)課程設(shè)計思路進行探討與分析,包括課程設(shè)計、教學(xué)手段、考核方法、信息反饋四項模塊,其中又以課程設(shè)計為重中之重。
2.1課程設(shè)計模塊—基于事件邏輯的發(fā)展原理
實驗實訓(xùn)課程中最大的問題存在于不同實驗之間邏輯性不強,割裂明顯。學(xué)生在實驗課程中對于開展的幾項實驗并不明確其目的。因此在本次實驗實訓(xùn)課程改革中,重點放在了課程設(shè)計模塊上,設(shè)計原理基于事件邏輯的發(fā)展順序。本團隊通過測定某種待運物資運輸前后基本理化性質(zhì),讓學(xué)生了解到該物資在運輸過程中涉及化工物流安全的相關(guān)知識點。本文以某一組實驗群為例進行說明,整個實驗的步驟、測試內(nèi)容以及所需實驗設(shè)備,如圖2所示,可以清楚的看到該化工物流全過程實驗具備清晰的邏輯性特征。考慮到實驗室設(shè)在中外運化工物流公司中,基于安全環(huán)保健康的因素,因此選擇了實驗樣品為普通某類油品。將該油品先行測定粘度指標(biāo)后,放置于振動平臺,通過水平垂直雙軸振動,模擬實際路況。在振動過程中,采用積分平均聲級計對該樣品在機械振動中噪音進行測定;利用非接觸式溫度測量等設(shè)備對于振幅過程中的熱輻射進行定量測試;利用手持式揮發(fā)性有機化合物檢測儀對于振動過程中局部受熱而釋放的氣體進行定性測定;振動結(jié)束后可采用靜電儀和氧指數(shù)測試儀對實驗對象進行驗證性實驗,同時對于模擬路況振動后的原樣進行粘度測定,通過兩次的粘度值的比較,了解并分析物流運輸過程對于樣品的影響因素。圖2的實驗群具有清晰的邏輯順序,學(xué)生在實驗實訓(xùn)過程中目的性將得到了有效的提升,對于?;肺锪鬟^程中存在的安全隱患也有了深刻印象。這一類的實驗群設(shè)計,不僅僅可應(yīng)用于常規(guī)的實驗實訓(xùn)課程,也可以納入到多門主干課程的理論學(xué)習(xí)中,包括物流化工基礎(chǔ)、安全科學(xué)原理、環(huán)境健康安全等課程。
2.2教學(xué)手段模塊—結(jié)合實驗與實地的“雙實”教學(xué)方式
物流管理專業(yè)是一門實踐性比較強學(xué)科,化工物流管理又是將管理學(xué)、工學(xué)、理學(xué)多學(xué)科融合的一個方向。在本科階段的學(xué)習(xí)中,實驗實訓(xùn)課程的重要性尤為明顯。然而當(dāng)前不僅僅是學(xué)生,包括部分教師在內(nèi)存在著重理論、輕實驗的傳統(tǒng)教育思想,與本專業(yè)的特性與發(fā)展存在差距。本團隊在深刻探究物流管理專業(yè)的發(fā)展規(guī)律,特別是結(jié)合本校化工物流這一特色專業(yè),提出了結(jié)合實驗與實地教學(xué)的“雙實”方式:即通過學(xué)院長期產(chǎn)學(xué)研合作單位中國外運化工物流有限公司的現(xiàn)場建設(shè)本專業(yè)的實驗實訓(xùn)基地。實驗實訓(xùn)基地的建設(shè)不僅僅完善了物流管理專業(yè)學(xué)生現(xiàn)場教學(xué)培訓(xùn)機制,更有利于促進提高本專業(yè)學(xué)生的實踐能力。讓學(xué)生在企業(yè)現(xiàn)場看到見、摸得著,從而對于企業(yè)發(fā)展過程中實際的問題深入思考。在雙實的教學(xué)方式下,實驗實訓(xùn)基地的發(fā)展能及時吸納企業(yè)層面的意見與建議,逐步增加新的實驗項目,包括新建的物流振動試驗平臺以及物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)中心。此外,雙實的教學(xué)方法也有利于教師進行特殊品運輸安全的科學(xué)研究。
2.3考核方法模塊—培養(yǎng)教師及學(xué)生的團隊考核策略
過去的實驗實訓(xùn)課程作為考核課程,考核對象是本專業(yè)的學(xué)生,并且未采用試卷的方式,納入到學(xué)??荚囍?。本團隊嘗試將考核對象拓展到課程的主客體,即包括授課主體(教師)以及上課對象(學(xué)生)。一方面,教師層面將現(xiàn)有的實驗設(shè)備進行匯總,要求每位教師根據(jù)自己課程選擇若干項實驗項目,進行針對性學(xué)習(xí);同時教師間進行課程設(shè)計,構(gòu)建關(guān)聯(lián)性實驗群。另一方面,學(xué)生層面根據(jù)學(xué)生文理學(xué)科背景、性別等因素進行分組,以組的形式完成設(shè)計好的某一項或者幾項實驗群。這是考慮到本文中設(shè)計的實驗群中實驗項目數(shù)量與質(zhì)量并不低,學(xué)生以組的形式,發(fā)揮團隊協(xié)作精神,也有效提高時效性,避免一位學(xué)生一臺設(shè)備,其他人邊上排隊的現(xiàn)象發(fā)生。
2.4信息反饋模塊—收集企業(yè)學(xué)生教師的反饋意見
在實驗實訓(xùn)課程的設(shè)計與推進過程中,能否及時收集并吸納企業(yè)、學(xué)生以及教師的反饋意見是教改重要保障。過去的實驗實訓(xùn)課程,對于授課主體(教師)以及授課對象(學(xué)生)的考量因素占據(jù)主要地位,而企業(yè)信息反饋稍顯不足,這與實驗實訓(xùn)課程的定位與培養(yǎng)目的存在偏差,這也是學(xué)生在此類課程中目的性不強,重視程度不夠的因素之一。在教學(xué)手段模塊中采用了“雙實”的方法,讓企業(yè)與教師、學(xué)生呈現(xiàn)零距離,有利于本團隊及時了解企業(yè)一線員工對于實驗實訓(xùn)課程中開展的項目的意見與建議。此外,教師通過上海市教委產(chǎn)學(xué)研項目,深入企業(yè)一線,當(dāng)企業(yè)、學(xué)生與教師三大主體的意見出現(xiàn)相交,便是實驗實訓(xùn)課程需要重點修正的地方。當(dāng)然,企業(yè)更關(guān)注的是當(dāng)前實際碰到的問題的解決方式,即怎么做的問題,學(xué)生則關(guān)注的是通過實驗實訓(xùn)課程能夠?qū)W到哪些知識,即為什么要做的問題,而教師需要兼顧到理論與實際,既要有學(xué)科研究的超前性,也要體現(xiàn)出實際應(yīng)用性,兼顧到學(xué)生與企業(yè)兩者的需求。信息反饋模塊正是為我們提供課程設(shè)計優(yōu)化的重要一環(huán)。
3結(jié)論
論文中所提仿真實驗平臺主要指應(yīng)用仿真軟件進行仿真實驗的軟件仿真實驗和基于駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺實驗兩部分。應(yīng)用汽車系統(tǒng)動力學(xué)仿真軟件進行仿真實驗和駕駛模擬器硬件在環(huán)試驗臺進行仿真試驗,操作容易,不受時間地點限制,對增強學(xué)生對汽車基本理論和性能分析方面的能力具有良好作用。將仿真軟件和駕駛模擬器硬件在環(huán)試驗臺引入到汽車?yán)碚摻虒W(xué)實踐中,通過理論分析與仿真實驗,加強教學(xué)實踐環(huán)節(jié),從而使學(xué)生在有限的學(xué)時中能夠盡快入門。目前,國內(nèi)一些有車輛工程專業(yè)的高校也已經(jīng)開始展開了應(yīng)用仿真工具進行汽車?yán)碚摲聦嵺`教學(xué)改革方面的研究。北京理工大學(xué)包凡彪提出了以Matlab/Simulink為核心仿真工具進行汽車基本原理、性能分析的汽車?yán)碚搶嶒灲虒W(xué)改革,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮了主體作用,提高了綜合分析能力和實踐創(chuàng)新能力[7]。重慶交通大學(xué)隗寒冰提出了應(yīng)用Cruise軟件進行汽車?yán)碚搶嶒灲虒W(xué)研究:將整車動力學(xué)仿真軟件Crusie引入到實驗教學(xué)活動中,通過搭建整車動力傳動系統(tǒng)模型(包括FCV/EV/HEV),進行動力學(xué)性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性仿真實驗,加深對汽車?yán)碚撝R的理解[8]。湖北汽車工業(yè)學(xué)院黃兵鋒提出了將Matlab軟件應(yīng)用于汽車?yán)碚摰慕虒W(xué)實踐,利用Matlab軟件強大的計算和分析功能,加深了學(xué)生對概念的理解,極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性[9]。云南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊學(xué)松提出了基于MATLAB之下Simulink和Simdriveline仿真軟件來輔助課堂教學(xué),通過搭建仿真平臺,從而有利于學(xué)生的理解,提高課程的教學(xué)效果[10]。通過仿真平臺進行仿真實驗是彌補實車實驗不足的有效手段,也是提高汽車?yán)碚摻虒W(xué)效果的重要方法,是當(dāng)前汽車?yán)碚搶嶒灲虒W(xué)改革研究的一個主要趨勢。
二、基于仿真平臺的汽車?yán)碚撜n程實驗教學(xué)改革
方案通過增加仿真實驗學(xué)時,設(shè)計基于CarSim與Matlab/Simulink的軟件仿真實驗和基于駕駛模擬器硬件在環(huán)仿真實驗,進行基于仿真平臺的汽車?yán)碚撜n程實驗教學(xué)改革。
(一)增加仿真實驗學(xué)時
目前我?!镀?yán)碚摗穼嶒炛饕ㄆ噭恿π詫嵻噷嶒?學(xué)時、制動性實車實驗2學(xué)時、平順性實車實驗2學(xué)時。汽車動力性實驗主要包括汽車滑行實驗、加速實驗,制動實驗主要是進行某一車速下的制動到停車的實驗,平順性實驗要選擇隨機路面進行汽車隨機振動測試、數(shù)據(jù)處理和評價。汽車動力性實驗、制動性實驗、平順性實驗?zāi)壳皩W(xué)校實驗場地、實車、測試設(shè)備能夠滿足要求,而汽車操縱穩(wěn)定性實驗和一些極限工況實驗(如低附著路面急加速實驗、低附著路面高速制動實驗和緊急雙移線實驗)由于受實驗場地、實驗設(shè)備和實驗人員限制,實車實驗無法進行。這對于學(xué)生學(xué)習(xí)汽車操縱穩(wěn)定性理論非常不利。汽車操縱穩(wěn)定性這部分理論較為抽象,學(xué)生學(xué)習(xí)過后又沒有實驗進行驗證和增加感性認識,難以達到真正理解的目的。軟件仿真實驗和駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺仿真實驗不受時間、場地、實驗設(shè)備等因素的影響,實驗內(nèi)容全面、重復(fù)性好、效率高,因此通過增加仿真實驗學(xué)時彌補實車實驗的不足。此外,對于實車動力性實驗和制動性實驗兩個實驗如果進行合理安排,完全可以整合為2個學(xué)時完成整合成兩個實驗,而增加軟件仿真實驗2學(xué)時和駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺實驗2學(xué)時。增加的仿真學(xué)時可主要偏重于汽車操縱穩(wěn)定性實驗和一些極限工況實驗,能夠有效解決實驗場地和實驗設(shè)備不足的情況。
(二)基于CarSim與Matlab/Simulink的軟件仿真實驗
汽車仿真軟件中,CarSim軟件作為車輛系統(tǒng)動力學(xué)商業(yè)化軟件相對于其他軟件具有使用方便、易于理解、難度適中、仿真速度快的優(yōu)勢。Matlab/Simulink軟件是目前最常用的數(shù)據(jù)計算和分析處理、控制系統(tǒng)建模的軟件。CarSim軟件能夠與Matlab/Simulink進行聯(lián)合仿真。整個教學(xué)過程中,教師教會學(xué)生熟練掌握兩種軟件的使用。學(xué)生能夠在CarSim仿真軟件里確定車型、設(shè)計仿真實驗工況進行仿真分析,應(yīng)用Matlab軟件自己編程計算汽車的幾大性能,根據(jù)汽車的參數(shù),繪制汽車性能曲線,并分析不同因素與參數(shù)對汽車性能的影響。教師根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計實驗題目,在實驗課讓學(xué)生利用兩種軟件進行仿真實驗。教師給定某一車型基本參數(shù),要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)汽車?yán)碚撝R應(yīng)用軟件對該車型的各種性能通過建模、工況仿真進行分析與評價。為了讓學(xué)生理解制動防抱死ABS對汽車制動性能的影響,教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用兩種軟件的聯(lián)合仿真實驗對比無ABS控制和有ABS控制汽車在同一制動工況下的差異。再如對于汽車操縱穩(wěn)定性試驗,可采用CarSim軟件進行汽車操縱穩(wěn)定性蛇形試驗、轉(zhuǎn)向盤角階躍輸入試驗、轉(zhuǎn)向盤角脈沖試驗、轉(zhuǎn)向回正性能試驗、轉(zhuǎn)向輕便性試驗、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗6個國標(biāo)實驗。學(xué)生按照國標(biāo)要求進行車輛參數(shù)設(shè)置、工況設(shè)置、測試數(shù)據(jù)選取。仿真實驗結(jié)束后,按照國標(biāo)實驗要求對實驗數(shù)據(jù)進行編程處理和分析,繼而對該車的汽車操縱穩(wěn)定性進行評價。通過這樣的仿真分析與評價,學(xué)生能夠深刻理解汽車操縱穩(wěn)定性評價指標(biāo)和評價方法,使抽象的理論教學(xué)變得形象、生動,提高了教學(xué)效果。仿真實驗課程上可設(shè)計多個實驗項目,學(xué)生們能同時進行同一實驗項目,每個人都能利用計算機進行各自的仿真實驗,每個人都有實驗機會。仿真實驗效率高,實驗內(nèi)容全面,能夠激發(fā)學(xué)生實驗興趣,提高實驗效果。
(三)駕駛模擬器硬件在環(huán)仿真實驗
我校已搭建基于CarSim仿真軟件的駕駛模擬器硬件在環(huán)試驗臺。該實驗臺包括駕駛模擬器、電第3期李剛等:汽車?yán)碚撜n程實驗教學(xué)改革方案研究137控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_、電控制動實驗臺三部分,每一部分可獨立使用,也可聯(lián)合使用。駕駛模擬器主要由實車駕駛艙、各種傳感器、投影儀、環(huán)形屏幕、計算機、實時仿真系統(tǒng)、音響設(shè)備組成。電控轉(zhuǎn)向?qū)嶒炁_、電控制動實驗臺由實車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)硬件和相應(yīng)控制器組成,能夠模擬實車轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)部件實際工作情況。實驗時駕駛員在駕駛艙內(nèi)根據(jù)環(huán)形屏幕顯示的實驗工況場景,操縱方向盤控制汽車轉(zhuǎn)向,踩加速、制動踏板控制車速,音響設(shè)備車發(fā)出發(fā)動機工作聲音、制動過程輪胎與地面摩擦等聲音,整個實驗?zāi)M過程生動直觀。汽車操縱穩(wěn)定性實驗,如穩(wěn)態(tài)圓周實驗、方向盤角脈沖、方向盤角階躍輸入實驗、蛇形實驗、轉(zhuǎn)向回正實驗等實驗均可在駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺上進行實驗。除此之外,一些危險工況實驗,如低附著路面、對開路面急加速和制動實驗、緊急雙移線實驗都可以在駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺上進行實驗。教師根據(jù)教學(xué)需要,選擇合適的實驗項目指導(dǎo)學(xué)生實驗。實驗過程中,教師需要教會學(xué)生熟練使用實驗臺,使學(xué)生做到能夠自己選取車型和修改車型參數(shù)、設(shè)計實驗方案、通過軟件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示實驗數(shù)據(jù)、保存所需數(shù)據(jù)。駕駛模擬器實驗操作簡便,不受場地、實驗設(shè)備及人員要求限制,可以隨時進行、重復(fù)進行,每個學(xué)生都可以親自進行實驗,實驗本身沒有任何危險,但是卻能收到良好的實驗效果。如對于汽車操縱穩(wěn)定性實驗和一些極限工況實驗均可通過駕駛模擬器仿真實驗完成,能夠進一步增加學(xué)生的感性認識和理解。此外,駕駛模擬器教學(xué)硬件在環(huán)實驗平臺還可以進行汽車電控系統(tǒng)控制算法的實驗驗證,給學(xué)生提供一個進一步擴展空間,使學(xué)生深入理解與掌握汽車?yán)碚撝R。
(四)開放實驗室
開放駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺,對于學(xué)生在學(xué)習(xí)汽車?yán)碚撨^程中遇到的一些問題或者關(guān)于汽車性能分析、汽車控制方面的問題研究,可通過探究性實驗設(shè)計在駕駛模擬器硬件在環(huán)實驗臺上進行驗證。開放實驗室形式,符合對于學(xué)生進行創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求,學(xué)生在進行探究性實驗過程中提高了自己的創(chuàng)新思維能力和動手實踐能力。探究性實驗包括一般問題的分析實驗和創(chuàng)新性實驗兩部分。實驗設(shè)計通過以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)方式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)學(xué)生進行思考和討論,提升實踐創(chuàng)新能力,拓展學(xué)習(xí)過程的開放性。如針對我校大學(xué)生方程式賽車開發(fā),一名本科畢業(yè)設(shè)計學(xué)生在駕駛模擬器實驗臺搭建了基于CarSim的大學(xué)生方程式賽車模型并選取車手在實驗臺上進行各種工況實驗,對所開發(fā)的賽車進行分析與修正。在這一過程中,該生研究興趣濃厚,對汽車?yán)碚撚辛烁畹恼J識。該生的畢業(yè)論文評為優(yōu)秀畢業(yè)論文,畢業(yè)論文整理出兩篇小論文,分別發(fā)表在《遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報》和《農(nóng)業(yè)裝備和車輛工程》學(xué)術(shù)期刊上。通過開放實驗室,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)汽車?yán)碚摰臒崆?,為他們的?chuàng)新思維提供了一個良好的實驗平臺。
三、結(jié)論