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射频识别课程教学改革中的探索与研究管理论文

实用范文

  摘要:《RFID技术与应用》是电子信息类专业的一门专业课,该课程综合了不同专业领域的技术,应用范围极其广泛。本文针对该课程的特点,结合实际情况,提出了在CDIO工程教育理念下,对该课程的教学过程中实施的教学改革方案。在此方案中,强调专业课知识与基础课知识相结合、理论知识与实践经验相结合,从教学手段、过程和考核办法等多个教学环节入手,来促进学生听课积极性,改善主动参与学习的程度,从而达到提高教学效果的目的。

  关键词:射频识别 CDIO 教学

  RFID技术是物联网领域中的研究热点之一。《射频识别技术(以下简称RFID技术)与应用》课程是电子信息工程专业的专业主干课,也是物联网技术专业、物流工程专业等新兴专业的专业必修课。

  该课程是本专业具有代表性的一门课程,理论性、综合性、实践性都很强,也是一门难度较大的课程。因此研究CDIO工程教育模式在本课程的教学过程中的应用方法,将有利于提高本课程教学的效果,同时为本专业的其他专业课教学方法的改革做一个示范。

  在该方案中,把传统理论讲授与CDIO模式进行有机结合,同时结合专业的培养目标、教学计划、课程群等要求,探索新的实践教学体系、考核方式与评价手段、教学方法以及质量控制体系等,进行全方位的构思与设计,从教学理念、思路、方法、评价等方面进行改革。

  一、教学改革的现状分析

  目前,针对本课程教学改革开展现状分为以下几类:

  1.教学内容以理论为主、实践不足

  在现有的课程资源中存在以理论为重,实践学时不足的问题,实践环节只是“插拔式”验证性实验,或简单软件仿真的验证实验。造成了理论与应用脱节、理论枯燥和实践的缺乏。

  2.简单的课程内容整合的教学改革

  这类课程教学改革仅停留在删减课程内容,缩减理论学时,延长学生进入企业等用人单位的实习时间。其结果是:理论和实践仍然脱节,没有找到契合点。

  3.物联网行业人才的需求

  RFID技术和物联网技术属于电子、计算机和通信技术等多学科的交叉领域。物联网被认为是继计算机、互联网+之后的第三次信息时代大革命。企业、行业对物联网技术的关注,使得对物联网产业的专业人才需求越来越迫切。

  基于上述三种情况的分析,本方案致力于创新本课程的教学方法,以CDIO模式引入到课程的教学改革中,实现理论与实践深度融合的项目驱动式教学,重点研究学生理论与实践动手能力相结合的培养方案和方法,使学生能够真正做到理论联系实际,在提高课程的教学效果、质量的同时,提高学生的创新、实践能力。

  二、教学内容设计

  1.教学方案设计

  本方案的具体内容如下:

  (1)教学体系创新。该课程采用项目驱动教学,以项目任务为引领,培养学生获取知识、运用知识、共享知识、传播知识、发现知识的能力,以及培养学生构思、设计、实现和运作的能力。

  (2)教学内容优化。该课程教学内容,包括理论内容与实践教学方面,选取整个RFID读写器的设计为背景,将每个章节作为一个环节、实现某一特定功能来讲授和实施,做到以实践促进理论学习,以项目驱动课程教学。

  (3)教学组织有序。采用“提出项目学习知识掌握技能完成项目”的“四环相扣”教学法,促进学生深度掌握知识点,增强其主观能动性。通过分组和分工、查阅资料、提出方案、确认方案、最终完成子项目设计与调试,在整个过程中锻炼学生团队合作意识和协作能力。

  (4)教学评价合理。该课程设计了科学合理的考评、监督方法,对学生的学习过程采用跟踪性评价,确立“过程性评价”的思想,将学生的理论成绩、实践能力、实践成果、课堂表现和组长给分等各项评价分解成多项指标进行加权求和,最后给出课程的总评成绩。

  2.预期的教学目标和能力培养

  通过本方案的实施,实现对学生如下能力的培养:

  (1)电路设计能力。在本课程中,涉及到的电路设计项目有:读写器主板电路设计, LF、HF频段读头设计。上述的设计,有助于提升学生的电路设计能力。

  (2)MCU的编程能力。读写器的程序以MCU为核心,相关的程序包括:时序控制、编解码、数据的发送和接收、声光电路及显示模块的驱动、防碰撞算法的编程等。上述的软件程序设计,可以进一步提升MCU方面编程能力。

  (3)检测工具使用能力。在项目的调试过程中,需要大量的调试工作,借助各类检测工具和设备来完成,如:万用表、示波器和频谱分析仪等。调试工作,有助于提升学生对调试设备的使用技能。

  (4)故障排查和分析能力。在设计与调试的过程,通过问题和现象,判断相应的故障,并通过理论分析、检测设备的使用,培养故障分析和排除的能力。

  (5)专业知识的综合运用能力。读写器的设计是一门综合型很强的项目,几乎涵盖了本专业的所有专业课程,包括:模、数字电路,高频技术,通信技术和单片机技术等。通过项目的实施,结合前4项的培养和训练,可以实现专业知识的综合运用,并得到进一步提升。

  (6)团队合作能力。各子项目均通过分组合作的形式进行的。在小组内部,各成员之间分工、合作,各负其责,共同完成。通过项目的进行,再次培养小组成员之间默契和团队合作精神。

  3.拟解决的关键问题

  (1)加强任课教师的实践动手能力和教学改革模式的深化理解。教师要不断进行学习和研讨,多方面拓宽个人视野和提高综合素质。

  (2)形成一批项目驱动的实践教学项目和成品。完成项目作品,并建设一个功能和设施齐全的《RFID技术与应用》课程开放实验室,并形成一套开放实验室的管理办法。

  (3)弥补缺少配套教材的不足。结合本课程项目教学的探索,编写适合CDIO模式的教材。

  (4)解决考试方式单一化。进行配套的课程考试改革,建立过程考核方法具体实施方案。

  三、项目实施的方案

  1.项目分解及教学环节设计

  本课程实施的项目,围绕RFID读写器的设计,以模块的形式,将项目分解为二级单元项目,其中一部分的二级单元项目进一步划分为三级子项目,采用了由浅入深,循序渐进的方法,完成项目教学。

  6个单元项目分别如下:RFID系统的构成、电感耦合方式前端电路设计、LF和HF频段产品设计、微波频段RFID产品、RFID技术在物联网中的应用。

  在教学过程中,由教师提出各单元子项目,然后进行相关知识讲解,最后学生掌握设计方法和设计思路,设计完成各子项目,进而完成四级项目,最终完成三级项目的设计和制作。

  2.项目的实施流程

  教学内容的改革决定了“以教师为主导、以学生为主体、以项目为主线”的教学原则。在教学过程中实施的步骤如下:

  (1)提出项目。指导教师首先提出项目,给出具体的任务和指标。以项目为驱动,使学生从一开始就带着设计任务进入学习状态。

  (2)学习知识。为了完成项目,学生要学习储备知识,提供解决方案。然后完成项目设计,将新的知识融入到对应的项目中,注重能力培养,突出实用性、适用性和先进性。

  (3)掌握技能。在项目的实施过程中,由教师引领,以小组的形式进行项目方案的论证、实施,团队协作解决在实施过程中遇到的困难和问题,进而掌握技能。

  (4)完成项目。在单元子项目完成后进行归纳、总结,结合主项目进行探索和提高,最终将各个子项目汇总成主项目。

  在完成上述四个环节后,一个主项目基本能够完成。

  四、考核方法

  考核环节的设计是教学设计的重要组成部分,在CDIO课程教学中,考试方式将进行彻底改革。将考核贯穿在整个项目的各个环节和过程中,侧重对项目设计能力的考核。改革后的成绩组成如下:

  第一,平时成绩占10%。第二,项目设计制作技能考核占60%,包括:项目实操考试占20%,理论考核占40%。第三,项目过程表现占30%,由全组成绩、组长给组员的排序成绩和教师考核成绩进行综合评定。

  以上三项之和为本课程的成绩。

  参考文献

  [1]蒉秀惠.“CDIO”模式下单片机课程改革探索[J].宁波职业技术学院学报,2010,14(6):35-36

  [2]刘思远,姜万录,陈刚等.基于CDIO项目式教学的课程改革与实践[J].教学研究,2012,35(3):46

  [3]陈冬松.国际创新型工程教育模式中国化研究述评[J].长春理工大学学报(社会科学版),2010,23(5):106-108

  作者简介:付丽华,1972—,女,满族,辽宁人,沈阳工学院,教师,副教授,硕士学位,研究方向:自动识别产品及系统设计。

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