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射頻識(shí)別課程教學(xué)改革中的探索與研究管理論文
摘要:《RFID技術(shù)與應(yīng)用》是電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)課,該課程綜合了不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù),應(yīng)用范圍極其廣泛。本文針對(duì)該課程的特點(diǎn),結(jié)合實(shí)際情況,提出了在CDIO工程教育理念下,對(duì)該課程的教學(xué)過程中實(shí)施的教學(xué)改革方案。在此方案中,強(qiáng)調(diào)專業(yè)課知識(shí)與基礎(chǔ)課知識(shí)相結(jié)合、理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,從教學(xué)手段、過程和考核辦法等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)入手,來促進(jìn)學(xué)生聽課積極性,改善主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的程度,從而達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。
關(guān)鍵詞:射頻識(shí)別 CDIO 教學(xué)
RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一!渡漕l識(shí)別技術(shù)(以下簡稱RFID技術(shù))與應(yīng)用》課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)主干課,也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)、物流工程專業(yè)等新興專業(yè)的專業(yè)必修課。
該課程是本專業(yè)具有代表性的一門課程,理論性、綜合性、實(shí)踐性都很強(qiáng),也是一門難度較大的課程。因此研究CDIO工程教育模式在本課程的教學(xué)過程中的應(yīng)用方法,將有利于提高本課程教學(xué)的效果,同時(shí)為本專業(yè)的其他專業(yè)課教學(xué)方法的改革做一個(gè)示范。
在該方案中,把傳統(tǒng)理論講授與CDIO模式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,同時(shí)結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、課程群等要求,探索新的實(shí)踐教學(xué)體系、考核方式與評(píng)價(jià)手段、教學(xué)方法以及質(zhì)量控制體系等,進(jìn)行全方位的構(gòu)思與設(shè)計(jì),從教學(xué)理念、思路、方法、評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革。
一、教學(xué)改革的現(xiàn)狀分析
目前,針對(duì)本課程教學(xué)改革開展現(xiàn)狀分為以下幾類:
1.教學(xué)內(nèi)容以理論為主、實(shí)踐不足
在現(xiàn)有的課程資源中存在以理論為重,實(shí)踐學(xué)時(shí)不足的問題,實(shí)踐環(huán)節(jié)只是“插拔式”驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),或簡單軟件仿真的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。造成了理論與應(yīng)用脫節(jié)、理論枯燥和實(shí)踐的缺乏。
2.簡單的課程內(nèi)容整合的教學(xué)改革
這類課程教學(xué)改革僅停留在刪減課程內(nèi)容,縮減理論學(xué)時(shí),延長學(xué)生進(jìn)入企業(yè)等用人單位的實(shí)習(xí)時(shí)間。其結(jié)果是:理論和實(shí)踐仍然脫節(jié),沒有找到契合點(diǎn)。
3.物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)人才的需求
RFID技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于電子、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)等多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)+之后的第三次信息時(shí)代大革命。企業(yè)、行業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)注,使得對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才需求越來越迫切。
基于上述三種情況的分析,本方案致力于創(chuàng)新本課程的教學(xué)方法,以CDIO模式引入到課程的教學(xué)改革中,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐深度融合的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué),重點(diǎn)研究學(xué)生理論與實(shí)踐動(dòng)手能力相結(jié)合的培養(yǎng)方案和方法,使學(xué)生能夠真正做到理論聯(lián)系實(shí)際,在提高課程的教學(xué)效果、質(zhì)量的同時(shí),提高學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力。
二、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
1.教學(xué)方案設(shè)計(jì)
本方案的具體內(nèi)容如下:
。1)教學(xué)體系創(chuàng)新。該課程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué),以項(xiàng)目任務(wù)為引領(lǐng),培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、共享知識(shí)、傳播知識(shí)、發(fā)現(xiàn)知識(shí)的能力,以及培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的能力。
。2)教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。該課程教學(xué)內(nèi)容,包括理論內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)方面,選取整個(gè)RFID讀寫器的設(shè)計(jì)為背景,將每個(gè)章節(jié)作為一個(gè)環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)某一特定功能來講授和實(shí)施,做到以實(shí)踐促進(jìn)理論學(xué)習(xí),以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程教學(xué)。
。3)教學(xué)組織有序。采用“提出項(xiàng)目學(xué)習(xí)知識(shí)掌握技能完成項(xiàng)目”的“四環(huán)相扣”教學(xué)法,促進(jìn)學(xué)生深度掌握知識(shí)點(diǎn),增強(qiáng)其主觀能動(dòng)性。通過分組和分工、查閱資料、提出方案、確認(rèn)方案、最終完成子項(xiàng)目設(shè)計(jì)與調(diào)試,在整個(gè)過程中鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和協(xié)作能力。
。4)教學(xué)評(píng)價(jià)合理。該課程設(shè)計(jì)了科學(xué)合理的考評(píng)、監(jiān)督方法,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程采用跟蹤性評(píng)價(jià),確立“過程性評(píng)價(jià)”的思想,將學(xué)生的理論成績、實(shí)踐能力、實(shí)踐成果、課堂表現(xiàn)和組長給分等各項(xiàng)評(píng)價(jià)分解成多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和,最后給出課程的總評(píng)成績。
2.預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)和能力培養(yǎng)
通過本方案的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生如下能力的培養(yǎng):
。1)電路設(shè)計(jì)能力。在本課程中,涉及到的電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目有:讀寫器主板電路設(shè)計(jì), LF、HF頻段讀頭設(shè)計(jì)。上述的設(shè)計(jì),有助于提升學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力。
(2)MCU的編程能力。讀寫器的程序以MCU為核心,相關(guān)的程序包括:時(shí)序控制、編解碼、數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收、聲光電路及顯示模塊的驅(qū)動(dòng)、防碰撞算法的編程等。上述的軟件程序設(shè)計(jì),可以進(jìn)一步提升MCU方面編程能力。
。3)檢測(cè)工具使用能力。在項(xiàng)目的調(diào)試過程中,需要大量的調(diào)試工作,借助各類檢測(cè)工具和設(shè)備來完成,如:萬用表、示波器和頻譜分析儀等。調(diào)試工作,有助于提升學(xué)生對(duì)調(diào)試設(shè)備的使用技能。
(4)故障排查和分析能力。在設(shè)計(jì)與調(diào)試的過程,通過問題和現(xiàn)象,判斷相應(yīng)的故障,并通過理論分析、檢測(cè)設(shè)備的使用,培養(yǎng)故障分析和排除的能力。
。5)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力。讀寫器的設(shè)計(jì)是一門綜合型很強(qiáng)的項(xiàng)目,幾乎涵蓋了本專業(yè)的所有專業(yè)課程,包括:模、數(shù)字電路,高頻技術(shù),通信技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)等。通過項(xiàng)目的實(shí)施,結(jié)合前4項(xiàng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練,可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用,并得到進(jìn)一步提升。
(6)團(tuán)隊(duì)合作能力。各子項(xiàng)目均通過分組合作的形式進(jìn)行的。在小組內(nèi)部,各成員之間分工、合作,各負(fù)其責(zé),共同完成。通過項(xiàng)目的進(jìn)行,再次培養(yǎng)小組成員之間默契和團(tuán)隊(duì)合作精神。
3.擬解決的關(guān)鍵問題
。1)加強(qiáng)任課教師的實(shí)踐動(dòng)手能力和教學(xué)改革模式的深化理解。教師要不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和研討,多方面拓寬個(gè)人視野和提高綜合素質(zhì)。
。2)形成一批項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目和成品。完成項(xiàng)目作品,并建設(shè)一個(gè)功能和設(shè)施齊全的《RFID技術(shù)與應(yīng)用》課程開放實(shí)驗(yàn)室,并形成一套開放實(shí)驗(yàn)室的管理辦法。
(3)彌補(bǔ)缺少配套教材的不足。結(jié)合本課程項(xiàng)目教學(xué)的探索,編寫適合CDIO模式的教材。
。4)解決考試方式單一化。進(jìn)行配套的課程考試改革,建立過程考核方法具體實(shí)施方案。
三、項(xiàng)目實(shí)施的方案
1.項(xiàng)目分解及教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)
本課程實(shí)施的項(xiàng)目,圍繞RFID讀寫器的設(shè)計(jì),以模塊的形式,將項(xiàng)目分解為二級(jí)單元項(xiàng)目,其中一部分的二級(jí)單元項(xiàng)目進(jìn)一步劃分為三級(jí)子項(xiàng)目,采用了由淺入深,循序漸進(jìn)的方法,完成項(xiàng)目教學(xué)。
6個(gè)單元項(xiàng)目分別如下:RFID系統(tǒng)的構(gòu)成、電感耦合方式前端電路設(shè)計(jì)、LF和HF頻段產(chǎn)品設(shè)計(jì)、微波頻段RFID產(chǎn)品、RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。
在教學(xué)過程中,由教師提出各單元子項(xiàng)目,然后進(jìn)行相關(guān)知識(shí)講解,最后學(xué)生掌握設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)完成各子項(xiàng)目,進(jìn)而完成四級(jí)項(xiàng)目,最終完成三級(jí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和制作。
2.項(xiàng)目的實(shí)施流程
教學(xué)內(nèi)容的改革決定了“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體、以項(xiàng)目為主線”的教學(xué)原則。在教學(xué)過程中實(shí)施的步驟如下:
。1)提出項(xiàng)目。指導(dǎo)教師首先提出項(xiàng)目,給出具體的任務(wù)和指標(biāo)。以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng),使學(xué)生從一開始就帶著設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
。2)學(xué)習(xí)知識(shí)。為了完成項(xiàng)目,學(xué)生要學(xué)習(xí)儲(chǔ)備知識(shí),提供解決方案。然后完成項(xiàng)目設(shè)計(jì),將新的知識(shí)融入到對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目中,注重能力培養(yǎng),突出實(shí)用性、適用性和先進(jìn)性。
(3)掌握技能。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中,由教師引領(lǐng),以小組的形式進(jìn)行項(xiàng)目方案的論證、實(shí)施,團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決在實(shí)施過程中遇到的困難和問題,進(jìn)而掌握技能。
。4)完成項(xiàng)目。在單元子項(xiàng)目完成后進(jìn)行歸納、總結(jié),結(jié)合主項(xiàng)目進(jìn)行探索和提高,最終將各個(gè)子項(xiàng)目匯總成主項(xiàng)目。
在完成上述四個(gè)環(huán)節(jié)后,一個(gè)主項(xiàng)目基本能夠完成。
四、考核方法
考核環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是教學(xué)設(shè)計(jì)的重要組成部分,在CDIO課程教學(xué)中,考試方式將進(jìn)行徹底改革。將考核貫穿在整個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)和過程中,側(cè)重對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力的考核。改革后的成績組成如下:
第一,平時(shí)成績占10%。第二,項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作技能考核占60%,包括:項(xiàng)目實(shí)操考試占20%,理論考核占40%。第三,項(xiàng)目過程表現(xiàn)占30%,由全組成績、組長給組員的排序成績和教師考核成績進(jìn)行綜合評(píng)定。
以上三項(xiàng)之和為本課程的成績。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:付麗華,1972—,女,滿族,遼寧人,沈陽工學(xué)院,教師,副教授,碩士學(xué)位,研究方向:自動(dòng)識(shí)別產(chǎn)品及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
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