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在學科類的多元交融和計算機技術的飛速發展,今天的動畫專業人才不僅需要具備良好的藝術修養,而且需要具有較強的動手實踐能力和創新意識。信息時代對動畫人才的基本專業技能和動畫制作技術的運用提出了更高的要求,單純的文科類培養模式成為人才技能的培養與鍛煉的瓶頸。因而將理工科教學過程中的實驗環節引入動畫專業的教學過程中,無疑是一項積極的教學改革與嘗試。通過實驗課教學,使動畫專業學生掌握良好的專業技能和行業習慣,提升學生對專業學習的濃厚興趣,發展學生的動手能力,真正強化動畫專業人才的綜合能力,使人才培養切實做到藝術與技術的完美結合。通過實驗課教學,培養和鍛煉學生分析問題和解決問題的能力,提升學生的創新意識,培養學生的行業規范,引導學生發現專業技能實戰中出現的新問題、新現象,可以為學生對知識進一步的探索和創新打下良好的基礎,提高學生的專業素養和專業技能研究的能力,從真正意義上解決人才培養瓶頸問題。
探索和研究動畫專業實驗課程的開設,需要在明確動畫專業的培養目標和課程體系的基礎上,通過合理規劃建設實驗室,保證必備的實驗平臺和條件;探索實驗課程的開設意義及教學方法研究,科學合理地組織實驗課程,使實驗項目具有專業針對性、行業引導性、課程體系性、教學綜合性、興趣開發性等多方面特性,建立合理的實驗教學結果考核體系,保證實驗教學的質量,才能真正達到實驗課訓練目的和提升人才培養的綜合素質。實驗室是進行實驗教學的場所,在實驗室中,學生分析問題、解決問題的能力,特別是獨立動手能力得到可以加強。實驗教學作為理論聯系實際的橋梁,實驗室建設的方向直接關系到實驗教學的最終效果。對于實驗室建設,一直存在著這樣的觀點:實驗室為完成教學實驗而建設。在這種觀點的影響下,實驗的效果單純地依附于理論教學的驗證與基礎性運用。以這樣的思路進行實驗室的建設,必然導致實驗室建設方向偏頗,與當前社會發展的人才需求極大地錯位。因此建設符合市場人才需求的動畫專業實驗室,對動畫人才培養具有重大的意義。動畫實驗室的建設不應只是單純的實驗教學場所,更應該是培養學生完成實踐、與行業人才需求對接的教學訓練基地。這就要求實驗室的建設要與社會需求相接軌,實驗課程的開設、實驗項目的選定、實驗結果的考核都應該滿足社會對動畫人才的需求,遵循動畫行業的作業流程和崗位需求。實驗室的建設在滿足課程內基礎實驗的同時,也為學生興趣課題綜合設計性實驗開放,并能夠承擔實際動畫項目制作,做到學、研、產結合。實驗室建設的目的不應定位在把實驗教學當作理論教學的輔助,而應以提升學生的實際技能,培養專業綜合素養為最終目標。因此實驗室的建設既要考慮其實驗硬件平臺的合理科學建設,也要考慮實驗室的利用率,在學、研、產的基礎上整合實驗室建設投入,最優化建設和發揮動畫實驗室的功能。
實驗課程的教學應強調基礎技能的實踐運用,同時,通過實驗,能夠使學生掌握良好的行業習慣。所以,實驗項目的設定應盡可能用實際項目或貼近實際項目的設計制作,強化專業基礎知識的綜合掌握和運用,培養學生的創新意識和設計理念,鍛煉學生實際動手能力和專業技能。在完成實驗作品的同時,使學生熟悉專業制作流程,增強學生的實戰能力,培養和增強學生的專業綜合素質,達到與企業生產零距離接軌。例如昆明理工大學應用技術學院數字藝術工程系開設的《FLASH動畫實驗》,就是在學生掌握了《劇本寫作》、《角色設計》、《場景設計》、《FLASH動畫》等課程的學習后,將多門課程的知識綜合運用的一門實驗課程。實驗項目根據目前市場上手機動畫及FLASH在網絡中的運用與發展的情況而設定為:手機動漫實驗。這樣的實驗項目,讓學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。該實驗結果不僅可以在自己的手機上運用,還可以在同學間通過網絡互傳,為學生更加深刻地體會所學專業知識,提升學習興趣,增強學習信心取到了良好的效果。通過實驗課技術要求,設計制作訓練,提高學生實際操作能力,熟練掌握了行業性制作流程與規范,達到專業技術人才綜合素質培養的教學目標。
關鍵詞:金融學;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生對理論課程的學習,在培養學生綜合能力方面起著重要的作用。
一、金融學專業實驗課程體系的重要性
(一)是對金融學專業理論課程的有益補充
現階段,我國財經類高等院校都設置了金融學專業實驗課程體系,可見它在教學中起到了重要的作用。金融學專業的學生進入金融領域工作會接受崗前培訓,但是培訓的時間是很有限的。學生要真正能夠將所學理論知識與實踐結合,還需要較長時間。因此,大學四年對理論知識的積累與足夠多有效的實驗、實訓課程的結合是必不可少的。從目前情況來看,由于金融企業具有一定的特殊性,能夠接納學生實習的機會不多,因此實驗課程更多采用實驗室教學的方式。
(二)是適應金融領域高度競爭的需要
隨著科技的不斷發展,金融領域的科技創新和業務創新日益增多。對現有金融學專業人才的培養而言,已經不僅僅需要扎實的金融學專業理論知識,學科交叉已經在所難免。因此加快實驗課程體系的改革與設計,將會使現有的實驗體系發揮更大的作用,幫助學生交叉運用金融、市場營銷等學科的知識。
(三)是高校培養復合型金融人才的需要
復合型金融人才是指在具備金融學基本知識和能力之外,還具備其它學科較高相關技能的人才。例如,隨著網絡金融的發展,IT技術技術經完全融入銀行、保險、證券業務之中,復合型金融人才將在未來幾年內顯得十分緊缺。因此高校金融學及相關領域基礎課程的實驗必不可少。從發展趨勢來看,我國的金融業將不斷吸收國外金融企業的先進經驗,從國外引入高端人才,這會加劇高校畢業生就業的競爭程度,沒有相應技能的學生將很難脫穎而出。
二、當前實驗課程體系的局限性
(一)實驗教學理念有待更新
當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。教師在教學思想上對實驗課程不如理論課程重視,對于教學方式、手段等的革新認識不足,固有模式的教學往往使實驗課不能吸引學生。另外就是學生不夠重視實驗課程,從學生調查問卷顯示:在經過專業方向選擇后,學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生消極對待證券實驗課程,選擇證券方向的學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
從課題組發放問卷的統計情況來看,金融學專業學生認為實驗課程體系設計中的問題主要集中在幾個方面:一是即將畢業的學生在參加金融機構崗前培訓時,感到學校實驗課程設置不足,有的課程未開設實驗課,有的課程實驗課時太少,對于提高學生技能的作用不明顯。二是當前高校金融學專業的實驗課程主要采取實驗室教學的模式,校外實訓、校企合作的方式非常少,實驗課程的設置容易受到市場上金融教學軟件開發的限制。三是許多高校實驗軟件都是從軟件開發公司購置的,軟件開發公司與金融企業的實際業務脫節,影響了軟件的實踐可操作性。
(三)未能結合社會需求設計實驗課程
現在高校實驗課程體系主要圍繞理論課程體系來設置。按照教育部的整體規劃思路,首先設置專業核心課程,再設置非核心課程。實驗課程的課時安排及設計不是根據金融企業的需求來進行設計,而更多的是根據課程的安排來設計。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,相關實驗課程也被邊緣化了。而對于商業銀行這樣的金融機構來說,信貸仍舊是最主要的、對商業銀行利潤貢獻占絕對優勢的業務。
(四)實驗教學方式單一
我國高校對實驗教學采取的基本模式是:先學習理論知識,然后進實驗室做實驗;或者單獨設置某些實驗課程,加大課時量,變成單獨的實訓課程。在教學過程中,由于缺乏有效的實驗課程指導教材,因此需要教師先熟悉軟件操作再對學生進行指導,學生的自主創新能力很難提高,學生對實驗課的興趣也難調動起來。此外因為文科類實驗課程固有的缺陷,學生的實驗結果很難用一個好的方式來評價,教學方式的創新也就無法實現。
三、構建新的實驗課程體系的建議
(一)實驗課程設置要體現社會需求
高等院校應轉變思路,加強與金融企業的合作,圍繞金融企業對人才需求的目標,設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,高院可以根據需求變化靈活組合實驗課程,綜合考慮學生的就業實際,供學生根據個性特點自由選擇。實驗授課教師要積極尋找企業需求信息,力爭在實驗教學方式上突破現有模式,把學生吸引到實驗中去。而學生則可以在完成基礎性實驗課層次后,選擇增加綜合性實驗層次的課程。
(二)加強實驗軟件系統建設
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,反復對各個實驗軟件進行運行測試,選擇與教學結合緊密的、能夠真正培養學生實踐能力的實驗軟件。另外,高校可以利用自身信息技術力量的優勢,督促教師關注金融形勢的發展,關注金融創新力量的發展,自主開發研制部分實驗軟件。采取的方式主要是結合現有軟件設計出新的程序,以便使實驗軟件更加適應學生理論課程的學習。在軟件設計中可以積極調動學生,選拔優秀學生參與到軟件設計中去,提高學生動腦、動手的能力。
(三)改進實驗教學模式
高等院校要充分利用產、學、研相結合的優勢,帶領學生走出課堂,進入金融企業參觀或是組織部分學生進入企業實習,讓學生對所學理論知識有更加感性的認識,這是加強實驗課程體系建設的重要步驟。具體的設計可以是這樣的:實驗室實驗+企業實訓+假期實習的方式。高校要積極與金融企業聯系,設計出校外實訓課程的內容,并布置學生做好實訓報告。還可以組織學生參與金融企業的暑期工實習,在實習過程中跟隨指導教師寫出實習心得,并要求提交實習報告。:
(四)加強實驗教師素質的培養
實驗教師隊伍的素質將決定實驗課程體系改革是否成功。可以單獨選送實驗教師到企業再學習,以便積累實踐經驗,貫穿到課堂教學中去。也可以由實驗教師帶領學生共同到企業進行學習,在實踐中既可以提高自身素養,又可以幫助學生解決學習困難。另外還要求實驗教師必須擁有金融專業的技能證書,從而提高教師的業務技能,以適應不斷更新的實驗課程變化。
參考文獻
實踐教學是加強學生專業知識教育,提高學生綜合素質,培養學生實踐能力和創新能力的重要環節。社會上需要理論和實踐能力充分結合的綜合型人才,所以我們應該把實驗教學提升到實踐科學的高度來認識、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實驗,實驗項目的提出結合科研方向,以工程訓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,每一個過程都相當于一個單一的小實驗,有目的、內容、原理、步驟等,所以多工藝實驗項目既能鍛煉學生的動手能力,又能鍛煉學生的創新能力、科研思維、綜合能力,不僅理論性很強,技術性和實踐性更強。華中科技大學光學與電子信息學院電子科學與技術專業開設的《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,所以以課程設計方式組織實驗,教學形式以學生自主進行特定項目為主,教師參與指導并審核:學生自主完成方案的提出和論證,完成論證報告,指導教師審核,在理論可行的情況下,按照預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。學生可以自行決定實驗時間,在給定的期限內完成全部實驗工藝。在電子器件制備工藝課程設計中,我們提供了學生實踐的時間和研究條件,學生自行設計方案,自行完成實驗,充分發揮了學生的主觀能動性和創造性,調動了學生的積極性,促進了學生的能力發展。
三、教學內容的設計
電子器件制備工藝課程內容,注重加強各不同研究方向之間的綜合,滿足學生寬口徑訓練的要求,不同的學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計報告,并從理論上論證實驗方案及結果。實驗方案確定后,在進入實驗操作之前,需要指導教師審核設計方案,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,基本能得出好的結論。
2.工藝的進行。
在進入實際工藝操作之前,學生應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,以免出現設備的損壞、實驗的失敗等現象。在各個實驗工藝進行過程中,學生應該嚴格按照工藝要求進行,實驗教師也會要求學生嚴肅對待,發現問題要及時討論,并提出解決方案,力求使實驗出色完成。經過整個工藝實驗過程,學生對專業的興趣提高了,獲得新知識的能力提高了,創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,一般要先參觀實驗室,然后進行實驗預約(設備預約),做好準備后進入實驗室(進行各工藝過程)。
1.參觀實驗室。
實踐教學是動手能力的培養,多工藝實驗也不例外,但它與傳統的專業測試實驗又不同,需要完成一系列的操作才能達到教學目的。所以實驗前對即將要接觸的各環節(如設備、流程、注意事項等)必須做到心中有數,提前熟悉實驗室,對實驗設備有感性認識,實驗過程可能出現的一些問題應該在進入實驗室之前就有心理準備,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,解答學生心中的疑問。這個環節可以大大減少實驗中破壞性事件(如損壞設備等)的發生概率。
2.實驗預約。
實驗預約是一個很重要的環節。工藝實驗的預約不同于一般實驗,主要是針對設備的預約。由于實驗學生人數多,設備有限,在實驗進行期間,所有設備全天開放,而進行實驗的學生要分時分段進入實驗室。為了更好地安排實驗時間,我們設計了一個預約表格(表1),學生可以根據表格提示預約。
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,我們采用了實驗環節的登記制度,保證每個同學參與到每個環節,就保證了讓每個參與的同學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各個工藝過程都要參加,同時對每個同學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,為了激發同學們的積極性,我們制定了特定的成績評價體系。傳統的成績評定體系,以教師作為評價主體,對實驗結果的判斷占據了主導地位,一般是根據實驗團隊的實驗結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、環節多、課外工作量大,傳統的評價體系不能準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、公正地衡量每位學生在實驗團隊中的貢獻,打擊了部分學生的實踐積極性,嚴重影響課程效果。為了解決傳統成績評定的弊端,我們在成績評定中增加了學生的自評和互評環節,讓學生自我評價,內容包括實驗態度、資料檢索、創新性、團隊合作情況等,并讓學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生的平時成績;再結合實驗結果的老師評定,形成學生的最終成績。通過成績評定方式的改變,大大增強了學生參與實驗的主動性,有助于學生進一步融入實驗,成為實驗課程真正的主人,端正實驗態度,避免“被動實驗”的消極情緒。
七、結論
實驗講義作為理論教材的補充,是學生在實驗課中的重要參考依據。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。實驗講義應該凝練出理論教材中與實踐操作最為相關、最為重要的知識點,作為理論聯系實踐的橋梁,并圍繞實踐操作詳細展開,重點介紹實驗設計、操作要點、注意事項、實驗結果的解釋分析、實驗中常見問題及原因等內容,使學生既能夠迅速建立起實踐操作與理論的聯系,喚醒學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,既要展現知識的系統性和完整性,又要體現實驗內容的層次性和側重點。根據課時的安排,我們分別從目的基因的克隆、表達載體的構建、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容。實驗內容按照生物技術藥物研發的過程層層深入,每個內容中的實驗技術各不相同,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,方便學生掌握。在內容展現上,既注重專業性,也注重易用性。我們選取教研室最新的藥學研究成果中的一個蛋白藥物為實驗課程的教學實例,在科研反哺教學的轉化中,盡量將科學前沿的內容轉化成本科生易用能懂的內容,并注重數據的完整、細節的清晰和內容的詳實。在實驗講義的使用中,及時收集學生的反饋意見,從學生易于接受的角度不斷修訂講義,引導學生用科學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勢就更加明顯[3]。我們根據實驗內容的安排和教學的需要,總結了生物技術藥物研發的10個實驗操作技術,并拍攝制作了實驗操作視頻,包括聚合酶鏈式反應、目的基因與載體的酶切和連接、陽性克隆的篩選、工程菌的培養和擴增、包涵體的預處理、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、特寫放大等技術展現每一項實驗操作的關鍵點,讓學生準確看到操作的細節,解決了教師實地操作示范時無法保證每個學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分鐘甚至數小時,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,我們首先根據內容安排撰寫了拍攝腳本,然后召集實踐經驗豐富、實驗操作嫻熟的老師進行了多次論證和修訂,確保了實驗內容的科學性、實驗操作的規范性、解說語言的簡潔性和視頻拍攝的技術性。每一項實驗技術視頻的拍攝之前,負責操作演示的老師都要經過至少2次的預實驗,確保視頻拍攝的順利進行。視頻拍攝時,我們根據拍攝腳本設計實驗場景、準備所需儀器設備,對于需要學生掌握的步驟和容易出現錯誤的步驟,從多個角度反復拍攝演示過程,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。在實驗教學的過程中,學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。我們通過對比發現,與沒有使用實驗操作視頻媒體課件輔助教學相比,使用后,學生出現基本操作錯誤的概率大大降低、更容易得到預期的實驗結果,學生提出的問題更加側重對實驗過程和結果的深層次思考,而不是一些淺顯的實驗操作技術。實驗操作視頻媒體課件的應用提高了學生的學習興趣,增強了實驗課程的教學效果。
3培養一支專業的教學團隊
實踐課程與理論課程教學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作配合。我們根據以往實踐課程的經驗,以20名學生為1組,每組配備由3名老師組成的教學團隊,3名老師分別負責授課的準備和實施、實驗操作過程的管理和指導、儀器設備和試劑耗材的保障。通過這樣的設計和安排,所有老師既分工明確、各司其職,又相互協作、通力配合,保證了實驗課的課前準備、課中實施和課后收尾工作的順利進行。授課老師主要負責授課的準備和實施,是實驗課程的負責人。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,所以授課老師在課前應該搜集大量的圖片、動畫、視頻等生動特色的教學資源,并根據課程標準的要求,設計教學過程、撰寫教案、制作課件,組織所有參與教學的老師進行集體預實驗,充分了解實驗的全部過程。在課中,講授實驗內容,與其他老師一起分工負責指導學生的實驗操作、解決學生的問題。指導老師主要負責實驗操作過程的管理和指導。實驗課的最大特點是在實驗操作過程中,學生要在實驗室中“活動”起來,因此必須通過預先的統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備,可以通過調整不同學生實驗步驟的順序,達到錯峰使用的目的。這就需要指導老師在課前明確實驗操作過程中每一個步驟的時間節點、安排好其他老師的指導崗位,確保在課中每個操作步驟、每個共用儀器設備都有老師指導。保障老師主要負責儀器設備和試劑耗材的保障。實驗課進行的過程雖然只有幾個學時,但各種試劑的配制、耗材的準備、儀器設備的調試往往需要花費老師幾天的時間。保障老師根據教學過程的設計和實驗操作的需要,在課前制定詳細的實驗準備和保障手冊,包括使用哪些儀器設備、哪些可以共用、哪些預先放在學生的實驗臺面上、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,每一個細枝末節都在手冊中詳細注明。根據此手冊進行準備和保障,既規范、高效,又不會遺漏。
4搭建一個完善的實驗平臺
用Authorware繪制數學圖像,制作教學演示課件,非常簡潔直觀,尤其用在抽象的數學教學中,能有效地提升教學效果和質量。Authorware只提供了簡單的繪圖工具,Math類函數也只能繪制出簡單的圖像,在數學教學中,繪制圖像通常采用描點法,即在坐標系中標出主要的點,再用曲線把這些點連接起來。本實驗要求:在Authorware7.02中文環境下,用幾何描點法演示正弦三角函數。
1實驗課程設計任務分析
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。根據屏幕來確定坐標系,默認情況下可以?。?00,200)為坐標原點。在Y軸的左側繪制單位圓,圓心在X軸上,半徑為R,設圓上任意點與圓心的連線和水平方向的夾角為α,則該點的坐標為(Rcosα,Rsinα)。
2實驗課程設計實現
(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,命名為“坐標”,輸入如圖2所示代碼:再添加兩個計算圖標,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,命名為“開始”,拖動兩個群組圖標作為它的交互分支,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,按圖5所示添加相應的圖標并輸入代碼。運行程序,出現如圖6所示效果。
(3)連線雙擊打開圖5所示的“演示”群組圖標,在流程線上添加一個計算圖標,命名為“畫輪廓線”,輸入圖7所示代碼。關閉計算圖標,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結語
當前物流管理實驗實訓教學已經成為各個學校重點建設領域,從中國知網的相關文獻檢索來看,據不完全統計,截止2013年,已有160篇涉及物流實驗教改的學術論文。內容涵蓋課程體系建設;仿真模擬,實驗平臺設計。對于高校物流管理專業實驗實訓課程問題的分析既有類同性,也有各自學校的不同特點。本文結合上海第二工業大學物流管理專業實驗實訓課程建設過程中存在的問題,經過深入分析后總結如下:
(1)課程問題。包括數量與質量兩個維度,從數量維度而言,盡管實驗實訓課程學時有限。實驗實訓課程通常安排在學期最后三周以及一些任課教師的課程實驗,由于學生數量較多,學時數、實驗場地受限等因素,個人缺乏足夠的動手機會與時間。學生對于實驗僅存在初步感性認識,缺乏深刻的理性思考。從質量維度而言,實驗實訓課程最大的問題并非內容多為驗證性實驗,而是缺乏設計,不同實驗之間缺乏邏輯性,與實際企業應用脫節明顯。從而直接導致學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,當然也無法發揮學生的主觀能動性。
(2)參與主體問題。包括教師與學生兩個維度。從教師維度而言,由于化工物流實驗實訓課程的專業性較強,儀器設備使用較多,因而對于教師的理工類理論實驗能力要求較高。此外實驗設備由于使用損耗而導致測試性能不佳也會增加教師的授課難度。這都要求開設實驗實訓課程的教師團隊制定完整的實驗教學手冊,對于相關設備原理以及現場操作過程中問題有所了解。從學生維度而言,物流管理專業屬于經管領域的學科,學生中文科生占比較高,化學基礎本身就比較薄弱,而前置課程中化學實驗教學的作用并未完全體現。這也導致了部分學生對于學習難度的估計存在過度現象。
(3)考核問題。實驗實訓課程的考核方式歷來是個難點問題。在實驗教學中通常按照出勤率、教師的主觀評判給定學生最終考核結果,因此偶有同學因缺勤導致課程不及格,而通過率還是很高。這種考核體制客觀上也使得學生對于實驗實訓課程的重視程度遠低于理論考試課程。
2實驗實訓課程設計實踐的思路
結合本院物流管理專業(化工物流方向)正在開展的專業實驗實訓課程教改實例,對本專業實驗實訓課程設計思路進行探討與分析,包括課程設計、教學手段、考核方法、信息反饋四項模塊,其中又以課程設計為重中之重。
2.1課程設計模塊—基于事件邏輯的發展原理
實驗實訓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課程改革中,重點放在了課程設計模塊上,設計原理基于事件邏輯的發展順序。本團隊通過測定某種待運物資運輸前后基本理化性質,讓學生了解到該物資在運輸過程中涉及化工物流安全的相關知識點。本文以某一組實驗群為例進行說明,整個實驗的步驟、測試內容以及所需實驗設備,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??紤]到實驗室設在中外運化工物流公司中,基于安全環保健康的因素,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;振動結束后可采用靜電儀和氧指數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,學生在實驗實訓過程中目的性將得到了有效的提升,對于危化品物流過程中存在的安全隱患也有了深刻印象。這一類的實驗群設計,不僅僅可應用于常規的實驗實訓課程,也可以納入到多門主干課程的理論學習中,包括物流化工基礎、安全科學原理、環境健康安全等課程。
2.2教學手段模塊—結合實驗與實地的“雙實”教學方式
物流管理專業是一門實踐性比較強學科,化工物流管理又是將管理學、工學、理學多學科融合的一個方向。在本科階段的學習中,實驗實訓課程的重要性尤為明顯。然而當前不僅僅是學生,包括部分教師在內存在著重理論、輕實驗的傳統教育思想,與本專業的特性與發展存在差距。本團隊在深刻探究物流管理專業的發展規律,特別是結合本校化工物流這一特色專業,提出了結合實驗與實地教學的“雙實”方式:即通過學院長期產學研合作單位中國外運化工物流有限公司的現場建設本專業的實驗實訓基地。實驗實訓基地的建設不僅僅完善了物流管理專業學生現場教學培訓機制,更有利于促進提高本專業學生的實踐能力。讓學生在企業現場看到見、摸得著,從而對于企業發展過程中實際的問題深入思考。在雙實的教學方式下,實驗實訓基地的發展能及時吸納企業層面的意見與建議,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網信息技術中心。此外,雙實的教學方法也有利于教師進行特殊品運輸安全的科學研究。
2.3考核方法模塊—培養教師及學生的團隊考核策略
過去的實驗實訓課程作為考核課程,考核對象是本專業的學生,并且未采用試卷的方式,納入到學校考試周。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(學生)。一方面,教師層面將現有的實驗設備進行匯總,要求每位教師根據自己課程選擇若干項實驗項目,進行針對性學習;同時教師間進行課程設計,構建關聯性實驗群。另一方面,學生層面根據學生文理學科背景、性別等因素進行分組,以組的形式完成設計好的某一項或者幾項實驗群。這是考慮到本文中設計的實驗群中實驗項目數量與質量并不低,學生以組的形式,發揮團隊協作精神,也有效提高時效性,避免一位學生一臺設備,其他人邊上排隊的現象發生。
2.4信息反饋模塊—收集企業學生教師的反饋意見
在實驗實訓課程的設計與推進過程中,能否及時收集并吸納企業、學生以及教師的反饋意見是教改重要保障。過去的實驗實訓課程,對于授課主體(教師)以及授課對象(學生)的考量因素占據主要地位,而企業信息反饋稍顯不足,這與實驗實訓課程的定位與培養目的存在偏差,這也是學生在此類課程中目的性不強,重視程度不夠的因素之一。在教學手段模塊中采用了“雙實”的方法,讓企業與教師、學生呈現零距離,有利于本團隊及時了解企業一線員工對于實驗實訓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學研項目,深入企業一線,當企業、學生與教師三大主體的意見出現相交,便是實驗實訓課程需要重點修正的地方。當然,企業更關注的是當前實際碰到的問題的解決方式,即怎么做的問題,學生則關注的是通過實驗實訓課程能夠學到哪些知識,即為什么要做的問題,而教師需要兼顧到理論與實際,既要有學科研究的超前性,也要體現出實際應用性,兼顧到學生與企業兩者的需求。信息反饋模塊正是為我們提供課程設計優化的重要一環。
3結論
論文中所提仿真實驗平臺主要指應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實驗臺實驗兩部分。應用汽車系統動力學仿真軟件進行仿真實驗和駕駛模擬器硬件在環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試驗臺引入到汽車理論教學實踐中,通過理論分析與仿真實驗,加強教學實踐環節,從而使學生在有限的學時中能夠盡快入門。目前,國內一些有車輛工程專業的高校也已經開始展開了應用仿真工具進行汽車理論仿實踐教學改革方面的研究。北京理工大學包凡彪提出了以Matlab/Simulink為核心仿真工具進行汽車基本原理、性能分析的汽車理論實驗教學改革,使學生在學習過程中發揮了主體作用,提高了綜合分析能力和實踐創新能力[7]。重慶交通大學隗寒冰提出了應用Cruise軟件進行汽車理論實驗教學研究:將整車動力學仿真軟件Crusie引入到實驗教學活動中,通過搭建整車動力傳動系統模型(包括FCV/EV/HEV),進行動力學性、經濟性、操縱穩定性仿真實驗,加深對汽車理論知識的理解[8]。湖北汽車工業學院黃兵鋒提出了將Matlab軟件應用于汽車理論的教學實踐,利用Matlab軟件強大的計算和分析功能,加深了學生對概念的理解,極大地提高了學生學習的興趣和積極性[9]。云南交通職業技術學院楊學松提出了基于MATLAB之下Simulink和Simdriveline仿真軟件來輔助課堂教學,通過搭建仿真平臺,從而有利于學生的理解,提高課程的教學效果[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,也是提高汽車理論教學效果的重要方法,是當前汽車理論實驗教學改革研究的一個主要趨勢。
二、基于仿真平臺的汽車理論課程實驗教學改革
方案通過增加仿真實驗學時,設計基于CarSim與Matlab/Simulink的軟件仿真實驗和基于駕駛模擬器硬件在環仿真實驗,進行基于仿真平臺的汽車理論課程實驗教學改革。
(一)增加仿真實驗學時
目前我?!镀嚴碚摗穼嶒炛饕ㄆ噭恿π詫嵻噷嶒?學時、制動性實車實驗2學時、平順性實車實驗2學時。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、數據處理和評價。汽車動力性實驗、制動性實驗、平順性實驗目前學校實驗場地、實車、測試設備能夠滿足要求,而汽車操縱穩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、實驗設備和實驗人員限制,實車實驗無法進行。這對于學生學習汽車操縱穩定性理論非常不利。汽車操縱穩定性這部分理論較為抽象,學生學習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實驗臺仿真實驗不受時間、場地、實驗設備等因素的影響,實驗內容全面、重復性好、效率高,因此通過增加仿真實驗學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個學時完成整合成兩個實驗,而增加軟件仿真實驗2學時和駕駛模擬器硬件在環實驗臺實驗2學時。增加的仿真學時可主要偏重于汽車操縱穩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軟件作為車輛系統動力學商業化軟件相對于其他軟件具有使用方便、易于理解、難度適中、仿真速度快的優勢。Matlab/Simulink軟件是目前最常用的數據計算和分析處理、控制系統建模的軟件。CarSim軟件能夠與Matlab/Simulink進行聯合仿真。整個教學過程中,教師教會學生熟練掌握兩種軟件的使用。學生能夠在CarSim仿真軟件里確定車型、設計仿真實驗工況進行仿真分析,應用Matlab軟件自己編程計算汽車的幾大性能,根據汽車的參數,繪制汽車性能曲線,并分析不同因素與參數對汽車性能的影響。教師根據教學需要設計實驗題目,在實驗課讓學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,要求學生根據所學汽車理論知識應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。為了讓學生理解制動防抱死ABS對汽車制動性能的影響,教師引導學生應用兩種軟件的聯合仿真實驗對比無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定性試驗,可采用CarSim軟件進行汽車操縱穩定性蛇形試驗、轉向盤角階躍輸入試驗、轉向盤角脈沖試驗、轉向回正性能試驗、轉向輕便性試驗、穩態回轉試驗6個國標實驗。學生按照國標要求進行車輛參數設置、工況設置、測試數據選取。仿真實驗結束后,按照國標實驗要求對實驗數據進行編程處理和分析,繼而對該車的汽車操縱穩定性進行評價。通過這樣的仿真分析與評價,學生能夠深刻理解汽車操縱穩定性評價指標和評價方法,使抽象的理論教學變得形象、生動,提高了教學效果。仿真實驗課程上可設計多個實驗項目,學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,實驗內容全面,能夠激發學生實驗興趣,提高實驗效果。
(三)駕駛模擬器硬件在環仿真實驗
我校已搭建基于CarSim仿真軟件的駕駛模擬器硬件在環試驗臺。該實驗臺包括駕駛模擬器、電第3期李剛等:汽車理論課程實驗教學改革方案研究137控轉向實驗臺、電控制動實驗臺三部分,每一部分可獨立使用,也可聯合使用。駕駛模擬器主要由實車駕駛艙、各種傳感器、投影儀、環形屏幕、計算機、實時仿真系統、音響設備組成。電控轉向實驗臺、電控制動實驗臺由實車轉向系統、制動系統硬件和相應控制器組成,能夠模擬實車轉向和制動系統部件實際工作情況。實驗時駕駛員在駕駛艙內根據環形屏幕顯示的實驗工況場景,操縱方向盤控制汽車轉向,踩加速、制動踏板控制車速,音響設備車發出發動機工作聲音、制動過程輪胎與地面摩擦等聲音,整個實驗模擬過程生動直觀。汽車操縱穩定性實驗,如穩態圓周實驗、方向盤角脈沖、方向盤角階躍輸入實驗、蛇形實驗、轉向回正實驗等實驗均可在駕駛模擬器硬件在環實驗臺上進行實驗。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實驗臺上進行實驗。教師根據教學需要,選擇合適的實驗項目指導學生實驗。實驗過程中,教師需要教會學生熟練使用實驗臺,使學生做到能夠自己選取車型和修改車型參數、設計實驗方案、通過軟件和數據采集系統能夠實時顯示實驗數據、保存所需數據。駕駛模擬器實驗操作簡便,不受場地、實驗設備及人員要求限制,可以隨時進行、重復進行,每個學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,能夠進一步增加學生的感性認識和理解。此外,駕駛模擬器教學硬件在環實驗平臺還可以進行汽車電控系統控制算法的實驗驗證,給學生提供一個進一步擴展空間,使學生深入理解與掌握汽車理論知識。
(四)開放實驗室
開放駕駛模擬器硬件在環實驗臺,對于學生在學習汽車理論過程中遇到的一些問題或者關于汽車性能分析、汽車控制方面的問題研究,可通過探究性實驗設計在駕駛模擬器硬件在環實驗臺上進行驗證。開放實驗室形式,符合對于學生進行創新能力培養的要求,學生在進行探究性實驗過程中提高了自己的創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新性實驗兩部分。實驗設計通過以學習者為中心的學習方式,激發學生的學習興趣,啟發學生進行思考和討論,提升實踐創新能力,拓展學習過程的開放性。如針對我校大學生方程式賽車開發,一名本科畢業設計學生在駕駛模擬器實驗臺搭建了基于CarSim的大學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,對汽車理論有了更深的認識。該生的畢業論文評為優秀畢業論文,畢業論文整理出兩篇小論文,分別發表在《遼寧工業大學學報》和《農業裝備和車輛工程》學術期刊上。通過開放實驗室,激發了學生學習汽車理論的熱情,為他們的創新思維提供了一個良好的實驗平臺。
三、結論