作为一名默默奉献的教育工作者,通常需要用到教案来辅助教学,借助教案可以让教学工作更科学化。优秀的教案都具备一些什么特点呢?问渠那得清如许,为有源头活水来,以下是壶知道可爱的编辑帮大伙儿收集整理的教案重难点【最新9篇】,希望对大家有所帮助。
教学目标:了解花鸟画的一些基本常识,初步掌握花鸟的阿基本画法,能临摹简单的花鸟画。
重点 :花鸟画特殊的表现物象的程式方法。
难点 :对花鸟画的精神内涵的理解。
教学准备 :毛笔、墨汁,*画颜料、毛毡、调色盘、笔洗等。
教学方法 :演示法、欣赏法等。
一、情境导入
今天老师带大家去效外采风,让我们一起感受一下自然界的一花一草,一虫一鸟,去探寻自然界中动植物的魅力。欣赏过之后你们觉得自然界中动植物如何?
二、示范启智
游戏规则:分四个小组抢答,老师拿出诗句,同学们来猜这是描写什么植物或动物的。
1、“把酒东篱,暗香盛袖。” “犹有晚节香” “待到秋来九月八,我花开后百花杀”(菊花)
2、“只留清气满乾坤”“疏影横斜三两枝”。(梅花)
3、“虚心劲节”“ 有节骨乃坚,无心品自端” “细细的叶,疏疏的节;雪压不倒,风吹不折。”(竹子)
4、“出淤泥而不染”“ 凌波独吐红”(荷花)
5、“春江水暖”(桃花、鸭子)
欣赏:播放大师的作品,注意观察基本构图。
构图尝试:教师给出基本形(三角、四边形、圆形直线等)请四名同学上黑板画出这些作品基本构图。其它同学在作业本上用钢、铅笔完成。教师对构图做简单分析。
教师演示:接下来老师就演示花鸟画的画法。
1、复习上节课的知识:笔墨,用笔的正、侧、顺、逆等;用墨的焦、浓、淡、干、湿的变化。
2、落笔之前,脑子里要先放个电影,安排情景(花鸟)是否有意,有情,有景。例如画梅花,在定了点和梅枝的“走向”之后那就以梅枝的粗细来表现梅姿,一枝梅花,线(枝干)上的点(花朵、苔点鸟鹊的分布)会使梅的姿态生动。
3、题跋落款:好的题跋暗示画中未尽之意,使人在欣赏画时的感受加深,有画龙点睛之用。如齐白石画两只小鸡抢啄一条蚯蚓时题“他日相呼”还可以提穷款也就是签名字就可以了。
三、立美创意
作业要求:
1、选择自己喜欢的花鸟,大胆运用笔墨去表现、挖掘,表达自已的情感。
2、运用几种国画的表现方法(如用墨、用色、造型、构图、题字等)来完成作业。
3、构图合理,画面完整(包括落款、题字)
四、审美提高
展示评比:把学生作品挂在前面进行展示,学生对作品按照作业要求进行简单的评价。
总结:生活是最好的老师,不热爱生活,不热爱大自然,“外师造化”,就不可能描绘出如此生动的形象。只有对生活热爱,才能观察仔细,表现的作品才能生动感人。我们应积极投身生活,热爱我们的生活吧,通过我们的创造,让生活变得更加美好!
教学反思:
学生练习时间过短,有点仓促,应给予充足的时间练习,以后会注意。
——业务述职报告范文模板7篇
认知目标:引导幼儿感知春天气候和树木、花草的变化,初步了解春天的基本特征,感受春天的美。
技能目标:培养幼儿的观察能力、口语表达能力及动手操作能力和集体协作的能力。
情感目标:
激发幼儿热爱大自然的情感。
活动重点:
了解春天的基本特征活动难点正确粘贴画
活动准备前经验准备:课前带领幼儿外出感受春天的变化;歌曲磁带《春天来了》
物质准备:大背景纸一张;剪好的春天各种景色的小图片若干(太阳、云朵、燕子、布谷鸟、小草、各色花儿,柳树叶儿,迎春花、蝴蝶、蜜蜂)。
活动过程导入:
谈话:春天有什么变化?春天的美体现在哪些地方?
基本环节:
1、欣赏歌曲《春天来了》并讨论:歌曲中的春天是什么样子的。
2、把春天搬到画面上:教师在背景纸上示范贴出太阳、云朵和小燕子;幼儿自选并说出所喜爱的景色图片,粘贴到背景纸上。
3、全体幼儿共同欣赏自己的作品,鼓励幼儿大胆评价。
结束:
和小朋友们一起将作品贴到走廊的墙面上装饰环境。
活动延伸:
离园接待时幼儿带领家长参观作品,鼓励幼儿大胆说出自己的想法。
一、教学目标:
(2)过程与方法目标:通过探究/合作/xx学习,使得学生能够掌握/运用_______。
二、教学的重点和难点:
教学重点:xx词汇/xx公式/xx的写作手法。。
教学难点:通过______发展/提高学生_____。
三、教学方法:讲授法/练习法/直观演示法/引导启发法等等学习方法。(以引导启发法为范本)在本节课的教学中主要渗透自主探究法、小组讨论法等。
四、教学过程:(一)导入新课本课主要采用:故事导入/直接导入/游戏导入/情境导入等等的导入方式
(具体怎么导入,需要简单阐述,如:)
本文采用情境导入法的方式,播放相应的ppt图片或者小视频,引导学生进入新课。
设计意图 :这种方法,不仅能引起学生的兴趣,而且能够引导学生思考,并且引出新课题。(二)新课讲授
在讲授新课时,为了突出本节课的知识与技能目标,首先要引导学生自主学习、对基本的概念和知识初步感知,学习完成后,会对重要生词(语文,其他科目视具体情况而定)进行讲解,具体过程如下:
通过分组朗读的这种方法,既体现了新课改中以学生为主体的思想,又调动了学生学习的积极性。
这部分讲授完成后,开始讲解本节课的难点,引导学生进行探究学习,能够用自己的话语总结_____方法。然后,结合实例,对______方法进行详细讲解,具体过程如下:
通过这种方法,既让学生能够深入理解这种方法,也可以增进学生之间相互帮助的情感。
(三)巩固练习
例如:数学练习作业,语文书写生字词或阅读感悟。
(四)小结
对课文进行一个小结,加深学生的理解、记忆。
(五)作业布置
布置课后作业,包括必做题和选做题,必做题主要以基础算式为主,选做题会选用一些开放性较高,需要学生进行发散思考的问题,以满足那些学有余力的同学。
五、板书设计适当展现部分课文重点“生字词/公示/图表等等”以上就是教师资格证面试教案模板|教学设计模板,希望能帮助到大家。
《小书签》教学设计
马头小学 朱云飞
课题:小书签
课型:新授课
课时:1课时 教学目标:
1、知识目标:通过对书签的观察,了解书签的特点、作用与基本设计制作的方法。
2、能力目标:掌握“变形”,能在外形、材质和方法上寻求变化,创作出富有文化气息的趣味性书签。
3、情感目标:感受小小书签带来的生活情趣,了解书签的历史和文化内涵,培养对阅读的爱好。
教学重点和难点:
重点:欣赏书签丰富的造型和画面,了解书签的文化内涵和发展历史,掌握书签设计的方法。
难点:在书签外形、材质、方法上寻找变化,探究趣味书签设计与创作的方法。
教学准备:
教具准备:课件、打孔机、小彩绳、水彩笔、书签样本、书等。学具准备:各种彩纸、水彩笔、剪刀等。教学过程:
一、激趣导入
师:老师这里有一本书,谁能以最快的速度翻开到第50页。(学生上台翻书)
师:诶呀,你怎么这么快就能找到了?(里面有书签)对!昨天我看完书就顺手把书签夹到了这页。今天只要顺着小尾巴,很快就能翻到这一页了。方便吗?
书签不仅方便,而且漂亮,很多人喜欢收藏它们,有人还把书签作为礼物送给好朋友呢。
今天我们就来学习《小书签》。板书课题:【小书签】。
二、创作引导
1、材料多种多样
师:小小书签,作用大。同学们,你们知道书签是什么时候发明的吗? 告诉你们,最早的书签出现在2000多年前,春秋战国时期就有了。看,这就是书签,长长的,薄薄的。不过当时它可不叫书签,因为是象牙做的,所以叫“牙黎”。
(用课件展示象牙书签)
2、现代书签的材料
师:那我们也用象牙来做书签好吗?为什么呀? 生:不能。
师:对,象牙太珍贵了,那书签可以用什么材料做呢?哦,原来还可以用树叶、竹子、塑料等材料来制作书签。看,老师给大家带来了一些精美的书签。
(1)叶脉书签(2)竹片书签(3)塑料书签(4)金属书签(5)木头书签(6)十字绣书签 师:怎么样,现代的书签和古代的象牙书签相比,有了哪些变化? 生:材料变了,书签的外形变了,颜色更丰富多彩了。
师:同学们说得真好。其实除了刚才的书签以外,还有很多种书签呢。不过在我们生活中最常见和最常用的,是用纸做的书签。大家看!
(课件出示各种纸书签)师:你们买过纸书签吗? 生:买过。
师:从今天开始,我们不用再花钱,就能拥有漂亮的书签啦。对!我们自己来做书签。
三、实践创作
师:老师和同学们一起加油,想创意,动脑筋,好不好?(好)
先给自己打打气,一、二、三,加油!师:真是信心满满。
师:我们用彩色卡纸来做书签,可以在上面画什么呢?对画自己喜欢的事物,如动物、植物、人物等等。
师:我来画只可爱的小白兔。画在卡纸的中间?左边?右边?恩,画在中间。画大还是画小呢?(大小适中)恩,画好了真可爱!彩色卡纸变成了方书签,形状够特别吗?(不够特别)
师:你们还看过哪些形状的书签呢? 生:圆形,正方形,长方形等。
师:有这么多种形状啊。那么我们给这枚书签剪个特别的外形吧?谁来试试?
(请一个学生在实物投影上剪外形,教师指导)师:用剪刀时要注意安全哦,剪完后还把剪刀放在桌角。
他剪得怎么样?剪得不错,其实我们可以先用铅笔在卡片上轻轻画出你想要剪的形状,然后再剪。来看看老师是怎么剪的。除了这几种,还有很多种剪法,如鱼形、瓶子形、裙子形等。
还能剪出不一样的形状吗?别急,每个同学都可以试试,请你们拿出卡纸,在上面画出你喜欢的事物,然后再用剪刀将卡片剪一个你喜欢的形状吧,注意尽量不要剪到图案上面哦!(课件出示基本图形)谁愿意上台帮老师做一个?
(学生上台画房子)
师:恩,小房子画的真不错,诶呀,老师发现他画的太小了,扔掉重画真可惜?谁有好方法?
生:可以在房子的外面剪一个大一点的形状。再添画上其它的东西:太阳、白云、小鸟。
(学生在卡片上添画)
师提醒:如果你一不小心画小了,就可以使用这种方法,剪大外形,再添画上其它东西,也可以做出漂亮的书签哦。
师:只要是漂亮或是你喜欢的东西,我们都可以画在卡纸上做成书签。这几个书签做完了吗?还少什么呢?(颜色)
对,我们画好图案,剪好外形后,再涂上颜色和底色,这才是完整的书签。也可以在上面写上字,可以写一首小诗、名言警句、也可写一句你最想说的话。(出示课件:装饰方法)
师:现在同学们知道书签是怎么做了吧?我们再来复习一下。
(1)在纸上画出喜欢的图案,写上名言警句;(2)用剪刀剪出外形;(3)用水彩笔或蜡笔涂色;(4)打孔穿绳。
四、展评激励
1、小组合作动手创作精美的书签。每组选一名同学到前面展示书签,这些书签哪个吸引你,颜色?图案?形状?
2、师:今天这节课我们每个同学都用绘画的形式制作了一个精美的书签,以后你们不用去商店买书签了。我们就在家里diy自己做!其实除了用绘画的方法,我们还可以用布粘贴、树叶粘贴、手指印等方法来制作书签,大家可以课后尝试。黑板上这么多漂亮的书签怎么办呢?请小朋友快将自己的书签取下来,送给今天来听课的老师或你的好朋友吧!
老师希望同学们能做一个爱读书、爱学习的好孩子!记住,看书看到哪,可别忘了用小书签来做标记哦!
课题:安塞腰鼓
科目:语文
教学对象:八年级
教材版本:部编版
提供者:刘建云
单位:仁化县长江中学
一、教学内容分析(简要说明课题来源、学习内容、这节课的价值以及学习内容的重要性)
《安塞腰鼓》是部编版八年级下册的文章,是舞蹈艺术,表现了鲜明的民族特色。作者刘成章运用高超的语言技巧来表现腰鼓这门独特的民族艺术,把视觉形象转化为语言形象,使读者发挥自己的想象力;既是对安塞腰鼓的热切赞美,更是对陕北人民蓬勃生命力的赞美。
二、教学目标(从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度对该课题预计要达到的教学目标做出一个整体描述)
1.有感情地朗读课文,把握文章基调,感受安塞腰鼓的恢宏气势。
2.理解文中短句及排比句的运用,体会文章的节奏美、诗意美。
3.理解文中一些句子的深刻含义,深入体会作者所歌颂的生命力量。
三、学习者特征分析(说明学习者在知识与技能、过程与方法、情感态度等三个方面的学习准备(学习起点),以及学生的学习风格。最好说明教师是以何种方式进行学习者特征分析,比如说是通过平时的观察、了解;或是通过预测题目的编制使用等)
通过本单元的学习,学生对以文化艺术为主题的文章有了一定的认识,如《社戏》中的乡村戏剧;依据《语文课程标准》要求,结合八年级学生实际认知水平和参与能力基础,以及本课的内容和特点来确立课的教学目标。
四、教学策略选择与设计(说明本课题设计的基本理念、主要采用的教学与活动策略)
1、诵读法2、探究、鉴赏法3、课外延伸
五、教学重点及难点(说明本课题的重难点)
step 1. lead-in. (_____min)
___________________________________________________________________
purpose of my design: (1) to catch ss’ attention about the class/topic/passage.
(2) to set up suspense/develop interest in _______________.
step 2. pre-reading
task 1. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
let ss _____________________________________________________________
task 2. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
___________________________________________________________________
now, let’s see what happened to the_______________/ let’s check whether it is right or not.
purpose of my design: (1) to get to know something about the _________________.
(2) to have a better understanding about the importance of ___________________.
step 3. while-reading
task 1. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
skimming: ss should read the material fast to find out the main idea/topic sentence for each paragraph.
para 1 ___________________
para 2 ___________________
para 3 ___________________
…
task 2. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
scanning: listen to the tape part by part to finish ___________________________.
task 3. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
scanning: guide ss to read the material carefully and take some important notes, then answer the following questions.
task 4. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
scanning: ask ss to read the material carefully and find out the correct answers to finish the following chart.
purpose of my design: enable students to understand the given material better by using different reading skills. and proper competition can arouse the ss’ interest in english learning. “task-based” teaching method is used here to develop the ss’ ability of communication and also their ability of co-operation will be well trained.
step 4. post-reading
task 1. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
(接task3)ask ss to close books and finish the summary according their notes.
(接task4)retell the story /sum up the passage in ss’ own words according to the chart.
task 2. (individual work, pair work, group work, class work; _____min)
discuss _______________________________________________with other group members and then choose a reporter to share their opinions about ____________________________________ with the whole class.
purpose of my design: i think if the ss can finish this task well, they will benefit a lot in their spoken english. most ss can take their parts in the activities, especially for the ss who have trouble in english study.
step 5. homework
1. __________________________________________________
2. __________________________________________________
purpose of my design: homework is so important and necessary for to master the knowledge they learned after class. it will check whether the ss achieve the teaching aims.
热合曼·塞克尼
报名号:9228360
高中物理(人民教育出版社)选修3-2
第5章 第4节
变 压 器
第4节:变压器
●教学目标
一、知识目标
1.知道变压器的构造及几种常见的变压器,理解变压器的工作原理。
2.通过实验,探究理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系,电流与匝数的关系,了解理想化模型在物理学研究中的重要性。
3.了解变压器在生活中的应用。
二、技能目标
1.用电磁感应去理解变压的工作原理,培养学生综合应用所学知识的能力。
2.讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。3.让学生感觉到变压器的普遍应用性。
●教学重点 变压器工作原理。
●教学难点
1.变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的。
2.理解相关等式。●教学方法
实验探究、演绎推理。
●课时安排 1 课时 ●教学过程
一、引入新课
在实际应用中,常常需要改变交流的电压。大型发电机发出的交流,电压有几万伏,而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。各种用电设备所需的电压也各不相同。电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 v的电压,台灯需要36 v的安全电压。一般半导体收音机的电源电压不超过10 v,而电视机显像管却需要10000 v以上的高电压。交流便于改变电压,以适应各种不同需要。变压器就是改变交流电压的设备。这节课我们学习变压器的有关知识。
二、新课教学 1.变压器原理
变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成。一个线圈跟电源连接,叫原线圈(初级线圈),另一个线圈跟负载连接,叫副线圈(次级线圈)。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
黑板上画出变压器的结构示意图和符号,如下图所示:
题:变压器原、副线圈的电路并不相同,副线圈两端的交流电压是如何产生的?
答:在原线圈上加交变电压u1,原线圈中就有交变电流,它在铁芯中产生交变的磁通量。这个交变磁通量既穿过原线圈,也穿过副线圈,在原、副线圈中都要引起感应电动势。如副线圈是闭合的,在副线圈中就产生交变电流,它也在铁芯中产生交变的磁通量,在原、副线圈中同样引起感应电动势。副线圈两端的电压就是这样产生的。
物理上把原副线圈中由于有交变电流而发生的互相感应现象,叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。
题:变压器的铁芯起什么作用?
答:如果无铁芯,并排放置的原副线圈也发生互感现象,但原副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方,漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能。如有铁芯,由于磁化,绝大部分磁感线集中在铁芯内部,大大提高了变压器的效率。
题:原副线圈中,感应电动势大小跟什么有关系? 答:与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比。●推导理想变压器的变压比公式
设原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,穿过铁芯的磁通量为φ,则原副线圈中产生的感应电动势分别为
e1=n1δe2=n2δ2
δtδt在忽略漏磁的情况下,δφ1=δφ2,由此可得
e1n1e2n2
在忽略线圈电阻的情况下,原线圈两端的电压u1与感应电动势e1相等,则有u1=e1;副线圈两端的电压u2与感应电动势e2相等,u1n1u则有u2=e2.于是得到
2n2
题(1):什么叫理想变压器?
答:忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器,叫做理想变压器
题(2):什么叫升压变压器?
当n2>n1时,u2>u1,这样的变压器叫升压变压器。题(3):什么叫降压变压器?
当n2<n1时,u2<u1,这样的变压器叫降压变压器。题(4):电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器?
电视机里的变压器将220 v电压升高到10000 v以上属升压变压器;复读机的变压器将220 v电压降到6 v,属于降压变压器。输入和输出的功率关系
据p出=u2i2,p入=u1i1及p出=p入得: u2i2=u1i1
则:
i1u2n2 i2u1n1小结
本节课主要学习了以下内容: 1.变压器主要由铁芯和线圈组成。2.变压器可改变交变电的电压和电流,利用了原副线圈的互感现象。3.理想变压器:忽略一切电磁损耗,有p输出=p输入
inu1n1
12 i2n1
u2n2板书设计
●作业:教材44页,问题与练习1-2-3题。
●课堂练习:有些机床为了安全,照明电灯用的电压是36v,这个电压是把380v的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1140匝,副线圈是多少匝?
已知:u2=36v
u1=380v
n1=1140 求:n2=?
u1n1u2解:由 u2n2 可以写n2=n1
带入数据得
u136×1140=108 n2=380答:副线圈是108匝。
[关键词]实践教学;教学成本;电子类专业;创新实践能力
[中图分类号]tn41;g642[文献标识码]a[文章编号]10054634(2017)03009205
0引言
提高人才培养质量是高等教育发展的核心任务《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020)》指出,要通过全面实施高校本科教学质量与教学改革工程,强化实践教学环节,进一步提高高等教育人才培养质量。随着社会对学生实践能力要求的提高,实践教学在高校教学过程中的比例逐渐加大。目前,在大力推进实践教学的过程中,出现2个主要问题:(1)各高校实践教学经费投入逐年增加,但教学经费仍相对不足,这些问题在工科类院校体现得更加明显。在高等教育教学成本中,实践教学成本占了相当大的比重[1];(2)在实践教学过程中,学生仍以被动接受知识、简单跟随操作为主要实践形式,未能充分发挥学生的主观能动性及创新实践能力。
如何合理有效地使用实践教学经费,发挥有限教学经费的最大效益,最大化节约高校理工科实践成本,同时能够通过实践教学,充分提高学生主动的进行创新性学习和实践的能力,是高等学校亟待研究解决的问题。近年来,燕山大学电子信息科w与技术专业通过渐进式教学设计方法,减少了以实物设计为载体的实践教学成本,实现了实践教学经费的合理支配,使学生的实践活动由被动的模仿式学习转变为主动的创新性实践。
1高等学校实践教学运行现状
本文所涉及的实践教学,主要是指与专业课程教学配合的课程设计环节,所涉及的实践教学成本主要是指用于实践教学,如课程设计以及学生实训等教学活动所需消耗材料的购置费用。
传统的课程设计环节主要是针对大学某一课程的实践教学环节,利用所学的知识,通过设计实践,完成一项涉及本课程主要内容的综合性、应用性的题目。课程设计环节把教学范围拓展到了实践中,有利于促进课程教学目标的完成。但是这种针对某一课程专门设置的课程设计,与后续其他课程设计之间相互关联度不大。造成以实物设计为载体的某门课的课程设计项目完成之时,也是所设计的实物变成电子垃圾之时。在教学耗材的购置,例如电子元器件的采购等方面,存在大量的资源浪费;同时循环产生大量的不可回收的电子垃圾,对环境也造成一定的影响[2]。这些相互不关联的以实物为载体的课程设计使高校的实践教学经费不足的问题更加严重。
另一方面,由于学校实践经费与教师实践教学投入不足等多方面原因,导致课程设计项目单一,缺少系统化、创新性以及延续性的考虑。学生只是被动地跟随教师或者实验指导书进行模仿式实践,创新性和主动性不能充分发挥,不能达到实践性课程的预期结果。在某一课程的课程设计中设计出的项目作品及学到的技能,未能在后续课程中继续得到深入挖掘和提高,而学生以课程设计实践为基础进行课外创新性实践更无从谈起。
实际上,高校中任何一个专业所有的课程设计都是为学生的综合专业技能发展服务的,相互之间必然存在一定的关联。根据这些关联,搭建循序渐进的教学体系,打破课程设计间的壁垒,统筹规划,是实现实践教学成本优化使用的可能途径。采用循序渐进式实践教学体系,使得上一级项目能够进入下一级实践环节,充分发挥和扩展每一级实物设计的功能,减少资源的浪费,从而最大化的节约实践教学成本[3];在课程设计过程中,增加可以充分发挥学生主观能动性的创新性实践项目,采取竞赛等形式进一步激发学生的实践热情和创新思维。3年的教学实践证明,这一循序渐进式的实践教学体系很好地优化了教学成本,提高了学生的创新实践能力。
2循序渐进的实践教学体系搭建
电子信息科学与技术专业是教育部于1998年特设的新专业,该专业涵盖了无线电物理、电子学与信息系统、信息与电子科学3个旧的本科专业,对学生的现代电子技术应用、现代通信技术和计算机应用能力有比较高的要求,该专业顺应了我国电子信息产业发展的需要,有较大的发展和提升空间。
电子信息科学与技术专业对学生实践能力有着较高的要求,传统的纸上谈兵教学模式在日益严重的就业形势面前迫切需要改革。从社会对于电子工程师的要求出发,搭建了以培养学生硬件电路设计、电路板焊接与测试、现代电子仪器的使用、单片机软件开发、项目规划与开发等能力为主的实践教学体系[4,5]。该实践教学体系打破了各课程设计之间的壁垒,统筹规划、总体考虑,以实践成本最优化、学生能力全面化为目标,制定了3个循序渐进、紧密相关的阶段,分别为pcb电路设计与焊接(第3学期)、单片机程序设计与开发(第4学期)、电子设计综合实训(第5学期)。3个阶段课程设计材料和设备统一采购,统筹规划,每个设计环节的产品进入下一环节,持续提升和开发设计项目的功能,实现了学生全面实践创新能力的分阶段培养。
为了促进学生课外实践的展开,本专业从2012级开始就将电路类以及计算机语言类课程提前,将《电路原理与分析》《模拟电子技术》《数字电子技术》分别提前到了第2、3、4学期,《c 面向对象程序设计》课程提前到了第2学期。而《单片机原理与应用》课程放在了第4学期。因此,pcb电路设计可以为充分理解和掌握电路相关知识打下基础,同时该课程设计单元所设计的电路是基于stm32单片机的多功能开发板,可以让学生在此设计中学习和掌握最基础的单片机知识,为后续单片机理论课以及单片机程序设计与开发打下良好的基础。学有余力并且感兴趣的学生,可以在课下自学一些单片机知识,结合所设计的单片机开发板,完成一些课外实践项目。实践证明,这样一个实践系统序列大大促进了后续单片机理论的学习,本专业学生的单片机成绩优秀率远高于其他专业学生,达到了65%的优秀率。
经过电子信息科学与技术专业4年来的实践教学检验,笔者认为该实践教学体系极大地节约了实践成本,在提高经费使用效率的同时,学生的创新实践能力也得到了很大的提升。3年来,以学生为主体,获批发明专利和软件注册权4项,部级大学生创新训练计划9项,省级以上竞赛奖项20余项。
3电子信息科学与技术实践教学体系详解
以下面分别从pcb电路设计、单片机程序设计与开发、电子设计综合实训3个方面解析本专业循序渐进的实践教学体系的构成。
3.1pcb电路设计与焊接
印刷线路板(printed circuit board,以下简称pcb)是电子元器件的支撑体和电气连接的载体。从 2006年开始,我国也已经取代日本成为全球产值最大的pcb生产基地和技术发展最活跃的国家。电子产品的焊接是电子产品制作过程中非常重要的环节,1名合格的电子工程师如果想开发出1款工艺简单、器件封装合适的产品,必须要了解焊接,尤其是现代贴片焊接技术的全过程。因此pcb电路设计已经成为电子、电气类及相关专业重要的专业技能课之一[6]。在学校的电子信息科学与技术专业的教学计划中,将pcb电路设计与焊接设置成了1门必修的专业基础实践课,时长为3周。
电子工程师完成pcb电路设计过程是先利用eda软件进行电路版的绘制,然后再进行焊接和调试。但对于没有接触过电路板实践的学生来说,这个电路板绘制的过程犹如理论课程一样枯燥无味。因此,该阶段的设计先由教师根据自己多年的经验及教学心得,按照循序渐进式的电路板设计理念,给出电路板的主体架构,进行电路板各部分功能讲解、焊接,然后再进行电路板的l制与仿真。这样的pcb设计流程,可以让学生在eda软件学习过程中,将一些抽象化的电路符号转化为形象的电路模块,非常方便地帮助学生理解和掌握。课程设计过程中,教师及时对各环节进行总结和关键提示,有助于学生快捷地掌握相关知识,缓解学时紧张的问题,该部分内容分4个阶段完成。
1) 电路板功能分析和电子元器件选择。此阶段充分考虑了成本与功能这两个矛盾面,结合循序渐进的实践体系的要求,设计出基于stm32单片机的多功能开发板,板上除晶振外的所有的 io 口全部引出,板载十多种外设及接口,可以充分挖掘 stm32 的潜质,极大地方便学生在后续课程设计以及课外科技活动中扩展及使用[7,8]。
stm32evm主要由stm32单片机最小系统、串口下载及通信模块、外设模块及电源模块构成。板载了8个led灯、3个按键、直流电机驱动模块、8路红外检测模块。其中,电机驱动模块、红外检测模块和外置的智能小车底盘可以让学生完成智能小车的控制、红外循迹和红外避障功能,培养了学生的综合能力。电源模块主要为开发板电路供电,分为两部分:第一部分为usb供电及电源转换电路,主要是在该开发板单独使用的时候使用;第二部分为外置锂电池供电及电源转换电路,主要是在该开发板作为控制板,与智能小车底盘共同使用的时候使用。图1为本专业设计的基于最小系统设计的pcb板电路图,具有较大开发和升值空间。
2) pcb焊接和调试。该阶段通过学生实际接触到pcb板,对电路板产生直观的认识,了解常用电子元器件形状和封装特点,掌握贴片焊接和直插孔焊接等电路板焊接技能,尤其对现代工业最常使用的贴片焊接的流程有清楚的认识;掌握钢网、回流焊机、电烙铁、热吹风等焊接工具的使用以及电路板的测试和调试过程。
3) pcb板的绘制与仿真。经过pcb功能分析与焊接之后,学生对电路板设计有了初步的了解。接下来就是eda设计软件altium designer15的学习。该软件是主流的eda设计软件,可实现pcb设计与绘制。此过程,教师负责进行绘制方法演示、指导、规则检查以及验收。通过此过程,学生可以通过原理图绘制和封装设置,电气法则测试、导入网络表、设计绘制pcb图,掌握 pcb工程及完整的电路图建立的过程。图2是学生自主焊接和绘制的pcb电路板图。
4) 电路板的调试――单片机程序设计与开发基础入门阶段。为了提升学生的成就感,该阶段必须让学生自己焊接出的电路板工作起来,因此在完成电路板的设计后,结合单片机程序设计,完成电路板功能的进一步开发,激发学生的学习热情,快速上手stm32。从 stm32 固件库、新建工程、编译和下载程序出发,学习stm32单片机的基础功能和常用外设。通过流水灯和按键实验,掌握stm32的gpio的原理和控制方法;通过中断实验,掌握exti外部中断输入方法;通过串口通信,实验掌握单片机和电脑的信息交互的方法。该电路板功能的进一步开发和价值提升可在后续的课程设计中逐渐发挥出来。
3.2单片机程序设计与开发
本阶段的课程设计,使用学生自制的基于stm32单片机的开发板,以c语言为基础,以uvision5 ide 集成开发环境作为开发工具,通过实例讲解、学生练习、自主项目设计的形式,由浅入深,达到即学即用的效果,提高学生的创新实践能力和独立开发能力。经过pcb设计阶段的stm32单片机的基础功能和常用外设学习,实现了学生单片机程序设计的基础入门。因此,在这一阶段可以顺利进入基于学生自制的stm32单片机开发板的高级功能扩展,该部分主要分3阶段进行。
1) 基础功能扩展阶段。通过stm32的高级外设和常用的通信协议、adc和dac实验、器件dht11、at24c02、w25q64的学习,使学生掌握信号采集和输出的功能、电子设计中常用的单总线协议、iic协议和spi协议,掌握示波器在信号采集与处理中的作用。
2) 传感器模块学习阶段。该阶段利用自制开发板板载的10多种外设及接口,使学生了解和使用各种传感器模块,如红外感应模块、声音检测模块等十几款信息采集传感器;步进电机、蜂鸣器模块、继电器模块等输出执行传感器;还有一些高级辅助模块,如无线传输模块nrf24l01、wifi模块esp8266、三轴加速度/陀螺仪模块mpu6050、液晶显示模块oled12864等等,为后续综合性的自主设计与开发打下基础。
3) 综合性的自主设计与开发阶段。经过前面阶段的学习,学生掌握了基于stm32的软件编程和常用传感器模块的使用。为了充分发挥学生的主观能动性,培养学生的创新性精神、团队协作意识及电子产品的设计开发能力,该阶段特别设计了学生创新设计大赛。采用抽签形式将学生进行分组,每组3人。小组根据现有的stm32开发板和传感器模块,在4天时间内完成以下任务:项目及创新点提出、作品原型制作、软件开发、联合调试、答辩。最终以比赛形式进行项目作品验收,评委根据项目的难易度、完成度、创新性、外观和答辩情况进行打分和评奖。
由于元器件以及模块数量有限,为了降低学生提出项目的相似度,开课第1天就给学生布置调研任务,要求学生在2天内完成项目名称的提出,指导教师负责对学生项目的相似性、创新性、难易度进行把握,相似的项目进行删除,重新让学生商定题目。项目开展前,进行开题报告,学生简要汇报项目的设计思路和实现方法。教师针对学生项目的整体思路指导,不同组也可加入讨论,努力提高项目的创新性和综合性。事实证明,这种提前审题以及开题审查相结合的办法,对于降低学生项目相似度,提高项目综合质量有很大的帮助。比如,同样是湿度传感模块,引申出3个不同类的模块应用环境:能够自动寻光提高晾晒效率的智能晾衣架,能够实现自助浇水、采用呼吸灯显示花卉生存环境好坏的智能花盆,以及能够实现光、水、空气自主控制的智能农业大棚设计,分别利用湿度传感器实现了衣服湿度、花盆土壤湿度和大棚土壤的湿度测定。
经过本次课设,学生的基于单片机的自主开发能力、编程能力、设备使用和调试能力、团结协作能力有了大幅提高,参与性和主动性得到了充分发挥。在该阶段涌现了大量的创新性题目,如具有水量和水温测量与显示、警告和定时提醒功能的智能水杯,具有手势识别、实现垃圾分类的智能家用垃圾桶,基于超声波检测的儿童坐姿矫正仪(如图3所示)等,有3个作品被选中参加2016年在燕山大学举办的cdio亚洲区域会议作品展。
3.3电子设计综合实训
经过pcb焊接与测试、单片机设计与应用的实践性训练,学生已经可以进行独立的开发和设计。为进一步巩固学习成果,继续提高学生的电子设计能力,在第5学期,设计了电子设计综合实训环节,利用学生自主设计的开发板,进行逐步增容,完成1个智能循迹小车的开发设计[9,10],最终设计完成的智能小车实物如图4所示。
智能循迹小车作为一种融合自动控制、传感器检测、信息处理、计算机软硬件设计等多学科知识,集机电于一体的综合系统,是很好的电子设计综合实训项目。该智能小车以学生自主设计和焊接的stm32开发板为控制核心,集成红外传感器模块和超声波传感器,利用单片机的高速运算处理能力处理8路红外传感器信息,控制单片机的pwm输出占空比来调节左右直流减速电机的转速,进而实现小车智能循迹行走,并通过超声波传感器实现躲避障碍物的功能。学生需要克服小车的直行、左转、右转、直道加速、s弯、虚线赛道处理、十字路口处理和自动停车等难题,该项目的完成,可以实现的电路设计、程序设计、检测控制及信号处理等多方面专业知识的综合利用,提升学生的整体创新实践能力。
4结束语
由pcb电路设计与焊接、单片机程序设计与开发、电子设计综合实训3个实践阶段构成的循序渐进的实践教学体系,以自制的stm32开发板为基础,实现由浅入深的实物化电子产品设计。各实践环节既相互独立又前后关联,既有详细的理论又有大量的实践,充分了发挥学生的主观能动性,使学生具有了独立的电路设计、计算机程序设计、电子产品设计能力。经过4年的实践教学检验,该体系达到提高实践教学经费的综合使用效率和学生创新能力的双重目的,在高校电子类相关专业具有很好的推广价值。
参考文献
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我们以前接受的是传统的理论教育模式,注重的是知识传授的倾向,强调接受学习,死记硬背的现状,采取这种模式曾经让我的教学陷入僵局。根据新课标的要求,我倡导以学生为学习的主体,发挥学生的合作精神,发展学生学习的自主能力及探究问题的学习方式,在美术教育教学中有重要作用。
一、 创设导入情境,激发学生兴趣
“创设情境”是十分重要的环节,它为教学过程创设了最佳的开端和背景。创设与教学内容相应的教学情境,能使学生情绪上受到感染,将学生带入情境之中。《生活中的趣事》这个课题,主要是锻炼学生能够把生活中发生的奇闻趣事以绘画的形式表现出来。关键是学生先说出来,而后才能表现出来。在上课的一开始,遵照教参的要求和学生交流。例如:你们生活中发生过什么有的事呀?当时的情景是怎样的呀?学生没反应,并且交头接耳,课堂纪律比较乱。我想这样可不行,就灵机一动,编了一个小故事。你再看,他们都听得津津有味的,也没有说话的了。一年级学生的特点是:年龄小,自制力差,玩的心态还是挺重的。所以,在玩中教学会起到意想不到的效果。当然,导入的形式是多样的。可以音乐导入,也可以游戏导入 …… 这要根据具体的情况具体分析。
二、 创设愉悦环境,自主合作学习
美术教学要最大限度调动学生学习的积极性、主动性,激活学生的思维与想象力,开掘学生的创造潜能。在教学中,我让学生欣赏作品,学生们立刻露出了惊奇的赞美的神情。以小组合作的形式让学生讨论:作品中表现的是什么故事和情境?作品的优点和缺点在哪?看看哪个小组能够得第一?从而自然地把学生带进自主合作的学习过程中。以这种小组合作的形式引导学生学习,可以培养学生的合作精神,使学生意识到他们之间是一种“荣辱与共”的关系。以比赛的形式,可以调动起学生的积极性,全心投入到研究问题的环境中去,活跃课堂气氛。