第一篇:物聯網RFID實踐教學創新模式研究
物聯網RFID實踐教學創新模式研究
摘 要:文中介紹了側重不同學科建設的物聯網RFID實踐教學體系,提出了物聯網工程專業RFID課程實踐教學開展的創新模式,并以RFID基礎理論結合應用系統實例,從基礎理?驗證、硬件設計、軟件設計和應用系統集成方面對RFID事件教學體系進行劃分,說明了該模式的思路和具體實踐內容。該實踐教學創新模式的開展,提高了物聯網專業學生的實踐能力,奠定了物聯網創新型人才的培養基礎。
關鍵詞:物聯網;RFID;實踐教學;創新模式
中圖分類號:G451;TP393 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2017)05-0-02
0 引 言
射頻識別(RFID)是一種自動識別技術,利用空間電磁場實現信號的非接觸傳遞,達到識別目標信息的目的。隨著通信技術和半導體制作工藝的發展,微波領域的RFID應用越來越廣,而作為物聯網工程專業核心課程之一的RFID技術,對物聯網感知層感知水平的提高起到關鍵作用,物聯網工程專業實踐教學開展的質量對培養復合型工程應用人才質量的影響至關重要。但大多院校物聯網實踐教學均圍繞傳感器、無線傳感網絡構建分析和RFID基礎理論驗證開展,正確把握物聯網各專業課之間的聯系特點,同時設計好其實踐教學環節已成為各高校需要關注的問題。RFID實踐教學體系
物聯網是一個涉及計算機軟件、電子信息、通信工程和信息安全等專業知識的學科,需要對以上各專業技術集成創新。RFID基礎理論包含了上述各專業知識,但又是一個獨立的完整體系架構,其實踐教學是整個物聯網專業實踐教學環節的重要組成部分,由于各高校側重學科不同,RFID實踐教學的開展也不相同,大致可分為以下3類:
(1)通信類實踐。RFID實踐教學主要依托通信知識開展,包括電子標簽和讀寫器通信編解碼方式的實驗、調制解調的實驗、無線傳感節點通信實驗等,課程設計和畢業設計等實踐也均圍繞通信技術開展。
(2)計算機軟件類實踐。RFID實踐教學以軟件類為主,主要包括通信協議分析實驗、防碰撞算法驗證實驗、編解碼算法編程實驗等,課程設計和畢業設計為中間件開發、應用系統軟件設計等。
(3)電子類實踐。RFID實踐教學主要以電子信息類為主,包括電子標簽讀寫實驗、電子標簽和讀寫器阻抗匹配實驗、射頻電路仿真實驗等,課程設計和畢業設計為RFID阻抗匹配網絡設計、讀寫器電源設計、讀寫器射頻電路設計、射頻頻率跟蹤系統設計等。RFID實踐教學體系結構如圖1所示。物聯網RFID實踐教學創新模式
由于物聯網涉及多項專業知識,所以RFID實踐教學模式不應是某一類專業的教學,應當綜合通信專業、計算機專業和電子專業的實踐,以通信專業知識理論驗證為基礎,電子專業硬件設計制作為平臺,計算機應用軟件設計為目標,貫穿RFID實踐教學體系,才能把眾多專業知識在RFID課程中融會貫通,達到比較全面的實踐目的。和以往依托院校特色專業為基礎的物聯網專業實踐教學開展模式不同,RFID實踐教學創新模式體系構建如圖2所示。
(1)基礎理論驗證,主要為RFID通信技術基礎理論的驗證實驗。包括RFID通信模型中的各種編碼解碼波形觀察分析對比,常用調制解調算法的實現和波形觀察,125kHz/13.56 MHz/900 MHz RFID標簽內容在不同標準體系下的讀寫實驗以及RFID天線頻率、方向性、阻抗和穩定性仿真分析。其中編解碼、調制解調和電子標簽讀寫實驗可由RFID綜合實驗平臺的試驗箱實現,天線特性仿真分析可由HFSS或者MWS等仿真軟件實現。
(2)硬件設計,主要為RFID讀寫系統部件的設計。包括電子標簽和讀寫器的設計,其中電子標簽的設計主要為天線設計,讀寫器設計主要為射頻電路和天線的設計,可以按照模塊分次完成,也可以課程設計的形式進行實踐教學。
(3)軟件設計,主要為讀寫器讀寫程序的設計和防碰撞算法的實現。包括低頻和高頻的讀寫器數據存取程序設計或者仿真,ALOHA及其改進算法以及BTS算法的仿真和觀察。
(4)應用系統集成,主要為RFID通信系統的綜合應用設計。包括利用單片機或DSP實現抑或其他基于無線通信技術的應用系統設計,如單片機控制的RFID標簽汽車防盜系統、考勤系統和一卡通信息讀取系統的設計。可以以課程設計或畢業設計的形式進行實踐教學。
RFID實踐教學體系基礎理論驗證實踐平臺如圖3所示。RFID實踐教學創新模式實施應注意的問題
RFID實踐教學創新模式的實施應注意以下幾個問題:
(1)理論教學相關知識的完善。為實現RFID實踐教學開展的有效性,與其相關專業知識的補充十分必要,主要包括通信基礎理論、無線通信技術、電磁場電磁波技術、微波技術和天線理論等基礎知識,而這在一定程度上取決于培養計劃的保障。
(2)實踐教學設備的配置。實踐教學開展的好壞直接受制于其配套設備,RFID實踐教學創新模式實施的必要設備包括具有通信編解碼和調制解調功能的綜合開發平臺、RFID標簽制作綜合試驗箱、電磁場電磁波或天線特性分析軟件和不同頻段的RFID讀寫器等硬件設備。
(3)實驗室師資隊伍建設。物聯網RFID課程涉及多專業、多學科,單一學科的實驗室人員無法勝任學生實踐教學的指導,因此應加強實驗室師資隊伍的建設,由專業課老師來指導學生的實踐教學。結 語
物聯網RFID課程是一個涉及多專業知識的學科,本文分析了目前依托特色專業的RFID實踐教學體系結構,提出了物聯網RFID實踐教學創新模式,并說明了其實施應注意的問題,為RFID實踐教學的有效開展奠定了基礎。
參考文獻
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第二篇:物聯網RFID數字油田解決方案
1.1 應用背景及需求分析
數字油田概述
石油是人類賴以生存的主要資源之一,影響著工農業建設,關乎著一個國家的經濟發展。石油行業分為上中下三個產業鏈,其中上游由油氣勘探、開發及工程組成;中游主要指油氣儲運及煉化,如管道輸送、油氣罐藏與運輸、成品油煉化等;下游包括油氣銷售以及石油化工等油氣處理。
數字油田(digital oil field)的概念最早可追溯到1991年,在當時的《Oil&Gas》雜志上就出現了智能油田的詞匯和論述。但是,當時數字油田還是一個較為模糊的概念,尚處于構想階段,不過,其基本思想得到了普遍認可。國內最早提出數字油田概念的是大慶油田,其將數字油田概念定義為:以油氣田為研究對象,以石油氣的整個生產流程為線索,建立勘探、開發、地面建設、儲運銷售以及企業管理等多專業的綜合數據體系,并將各專業的數據和應用系統進行高度融合,在建立油氣田生產和管理流程優化應用模型的基礎上,利用可視化技術和模擬仿真以及虛擬現實等技術對數據實現可視化和多維表達,并且通過智能化分析模型,為企業經營管理提供輔助決策信息,進一步挖掘生產和管理環節的潛力,使信息化建設更好地服務于企業生產和管理,為油氣田企業的發展創造良好的信息支撐環境。
所以,從廣義角度看,數字油田可以說是油田信息化和自動化的代名詞,即以信息為手段全面實現數字化采油、數字化集輸、數字化經營、數字化管理。
1.2 數字油田RFID需求分析
隨著油田工業的發展以及自動化水平的提高,整個油田的生產、管理、銷售由傳統方式向數字化發展,而數字油田需要融合先進的信息技術、自動控制技術、計算機技術、自動識別技術、通信技術等,對油田作業及經營實現數字化、智能化管理,其中,RFID技術作為先進的自動識別技術,通過把物品與互聯網、物品與物品相連接,實現智能化識別、定位、監控、管理,而應用RFID技術打造數字油田已成為未來發展趨勢。
數字油田建設中使用RFID技術的兩大典型應用場景是油田車輛出入管理以及地下管網定位管理。
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? 油田車輛出入管理需求分析
由于油田工作區域跨度大,關聯單位多,內部車輛多,這就使得車輛出入管理面臨較大挑戰。而傳統的車輛出入管理多為人工核查放行,使得出入通行效率低,人工運營管理成本高;加之油田作業區域及關鍵加工區對于車輛出入有極為嚴格的限制,只有內部有通行權限的車輛方可進出,而傳統紙質通行證易偽造,人工檢查對其真偽無法辨別,極易出現錯放漏放的現象。
綜合分析油田車輛出入管理需求,需要實現自動、高效、精確的車輛出入核查及管理,需要智能化、自動化監控車輛進出各區域的信息。? 油田地下管網定位管理需求分析
由于地下油氣管網復雜多樣,這就使得對地下管道的定位帶來了困難,加之圖紙文檔等標識不準或缺失,使得很難準確獲悉管道的位置,從而影響管道探測、巡檢及維修;另外,對于養護人員對油氣管道的巡檢情況,無有效手段監督及跟蹤。綜合分析油田地下管網定位的需求,需要即時獲取地下管道的精確路徑、深度,掌握地下管線轉彎或穿越的情況,同時,快速定位地下目標設施,加強智能化人員巡檢監控。
針對以上需求,提出了基于RFID的數字油田系統解決方案,應用RFID技術實現油田車輛的智能化出入管理以及地下管網的智能化定位。
第2頁 2.1 數字油田系統解決方案
系統概述
數字油田系統解決方案針對油田各單位、作業區對于車輛出入管理以及對于地下管網定位的需求,應用RFID技術、GPS全球定位系統、GIS電子地圖、視頻監控、移動無線通信、信息技術和計算機網絡等技術,通過在作業區、單位出入口部署RFID讀寫設備,實現車輛身份識別以及區域進出管理;通過在地下管網安置電子標識器,實現地下管網的探測及定位,利于管道維護及管理。
2.2 系統架構
面向車輛出入管理及地下管網定位的RFID的數字油田系統解決方案。整體系統架構如圖所示。
圖2-1整體架構圖
數字油田系統秉承了物聯網的系統架構,由感知層、網絡層、應用層組成。1)感知層
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車輛出入管理應用的感知層設備主要包括RFID設備以及其他車輛出入管理外設。其中,RFID設備主要包括粘貼在車輛擋風玻璃上的電子標簽(即電子車牌)、閱讀器以及人員IC卡;車輛出入管理外設包括聲光報警顯示設備、道閘、抓拍設備、顯示屏等。
地下管網地位應用的感知層設備包括電子標識器和探測儀,其中電子標識器埋設在地下管線附近,探測儀通過查找電子標識器來準確定位地下管線。2)網絡層
網絡層是依托現有成熟的無線、有線網絡技術,為信息傳輸提供通道,將感知層所采集的信息高效、實時的傳輸到應用層。3)應用層
應用層主要包括車輛出入管理應用子系統及地下管網定位應用子系統,實現車輛出入管理控制功能以及地下管網定位管理的功能。
2.3 系統組成
數字油田系統按照應用又可以分為數字油田車輛管理子系統以及地下管網定位子系統。
2.3.1 車輛出入管理子系統
數字油田車輛出入管理系統使用電子標簽替代傳統通行證,根據車輛進出區域權限,實現油田作業區及各單位的車輛出入管理,同時實現車輛進出時間、進出區域的信息監控,也可擴展應用到為駕駛員發放人員卡,從而實現駕駛員身份的聯動檢測,另外,也可在油田住宅區等地實現停車場管理等擴展應用。
車輛出入管理子系統由車輛管理入口子系統、車輛管理出口子系統、發卡子系統、管理中心組成。
? 車輛管理入口子系統
車輛管理入口子系統主要由RFID閱讀器、視頻識別及抓拍設備、控制器以及道閘、聲光告警指示等設備,完成車輛自動識別、設備控制、信息提示、告警以及與管理中心進行信息傳輸,入口管理子系統以控制器作為系統核心,實現對入口外設的控制以及數據采集設備的接入。
入口車輛管理具體流程:地感線圈檢測到有車輛駛入,觸發閱讀器讀取車輛電子標
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簽信息,同時觸發攝像機對車輛車牌進行拍照,通過讀取標簽信息判斷車輛是否具有進入該區域權限,以控制道閘是否開啟,同時在顯示屏上顯示車輛信息、入口時間等,如車輛不具備進入權限或未安裝電子標簽,會觸發聲光報警設備進行指示,予以禁入。
如進行擴展應用,需對駕駛員進行進出權限識別,車輛駛進閱讀器讀取權限范圍內,駕駛員將人員卡伸出車外,以便閱讀器同時讀取駕駛員進出權限信息,同時,匹配車輛進去權限,予以放行或禁入。
圖2-2車輛管理入口系統工作流程示意圖
? 車輛管理出口子系統
車輛管理出口子系統同入口子系統組成及工作流程基本相同,在出口閱讀器讀取車輛進出權限,予以放行,對于無權限車輛,進行黑名單記錄,同時記錄車輛出口時間,用以計算車輛在區域逗留時間。? 發卡子系統
發卡子系統可根據需要,布置在車場、單位入口處等地方,由發卡器、電子標簽、電腦、服務器組成,主要實現對油田廠區內部車輛卡發行、外來車輛臨時卡的發行,如有對人員管理的需求,也可實現對駕駛員卡的發行。
具體工作流程:選用陶瓷電子標簽作為內部車輛卡,通過發卡器向標簽寫入車牌號、第5頁
檔案號、所屬單位及車隊、進出各區域權限、車輛養護信息等,然后將發行過的電子標簽粘貼在車輛上,由于采用防拆卸技術,電子標簽一經粘貼無法進行復用。對于外來臨時車輛,為其發放PVC臨時卡,寫入車輛信息;如擴展到人員權限管理,可引入人員卡的發放。
油田內部車輛進出區域權限可能會不定期變化,針對此情況,可以使用手持機完成標簽信息的更改,修改車輛的通行權限。? 管理中心子系統
管理中心子系統主要包括數據庫、應用服務器以及監控計算機,管理軟件,主要完成系統的實時顯示、人員管理、權限管理、數據庫管理、卡管理、設備管理、日志管理以及查詢統計等功能。? 泊位引導子系統(可選)
泊位引導子系統主要應用于區域停車場等環境,由監控計算機、車位控制器、車位傳感器、系統引導屏及場內提示牌組成,可以實時檢測停車場內車位占用狀況,并對車位狀況進行統計,實時提示場內車位狀況,指引駕駛員快速停放車輛。
2.3.2 地下管網定位子系統
地下管網定位子系統,可以對密集的地下管線(油氣管道等)和重要設施進行標識,從而準確、安全、快速的進行定位,提高了管理水平和工作效率,同時也避免了使用和維護工作中潛在的危險。該系統無縫集成GPS,可方便快捷的幫助工程人員找到目標地點,同時記錄巡檢路徑。系統由前端采集及識別設備—電子標識器、標識器探測設備,后端管理中心—管理軟件、管理主機、服務器等組成。系統架構如下圖所示:
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圖2-3地下管網定位子系統系統架構圖
其中,地下電子標識器埋設在地下管線拐點處,埋設時存儲了埋設地點和地下管線的詳細資料;標識器探測設備用來識讀地下電子標識器獲取地下管線詳細資料,內置的GPS模塊,可導航查找地下管線。后端管理主機安裝管理軟件,與探測設備通訊交換地下管線的資料和日常管理信息,同時供查閱。
具體工作流程:首先在設計圖紙上選擇電子標識器安防的位置,將所需信息寫入電子標識器中,然后將電子標識器掩埋在地下管線附近,通過探測設備可以快速查找。通過數字油田地下管線定位管理系統,可以即時獲取地下管線精確路徑及深度,快速定位地下目標設施,如閥門、T形分支、中間接頭,快速識別和定位地下不同管線,快速掌握地下管線轉彎或穿越等復雜情況,有效避免誤開挖,提高施工速度,同時提供更為準確高效的地下管線信息實現管理。
2.4 2.4.1 相關產品介紹
電子標簽
專門針對車載擋風玻璃設計的、具有高速高性能的UHF RFID可讀寫無源陶瓷標簽,符合ISO 18000-6B/6C協議標準。
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? 產品特點:
? 讀取距離遠:貼在擋風玻璃內側后有25m以上的讀取距離,讀取成功率高
? 性價比高:性能穩定,價格適中 ? 安裝方便,安全性高,防揭型設計 ? 抗干擾,防靜電,使用壽命長 ? 符合RoHS要求
2.4.2 閱讀器
專為室外環境設計的高性能無源UHF RFID電子標簽閱讀器,支持EPC C1 G2和ISO18000-6B協議標準,并可通過升級支持新的協議標準。
? 產品特點:
? 高接收靈敏度,專利技術保證有效提高識別率
? 高速運動識別,專利技術實現標簽移動識別速度可達300km/h ? 自動定標專利技術,可遠程、大動態、高精度調整輸出功率,便于網絡性能優化
? 專利技術實現天線應用模式收發分離/收發共用(可配置)? 超強的處理能力,空口速率最高:前向160kbps,反向640kbps ? 快速標簽識別,每秒可清點200個以上標簽
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? 高抗干擾性,支持閱讀器密集工作模式
? 高可靠性,在室外無需任何防雨、防塵設施,防護等級達到IP65 ? 接口豐富,提供FE、RS232、RS485以及各類無線接口(選配),組網靈活
? 提供7路輸入/輸出雙向開關量接口 ? 內置電源適配器,支持交流直接輸入 ? 內置標簽過濾功能,降低網絡傳輸帶寬需求
? 內置信息緩存功能,在系統通訊異常時仍能為用戶保存關鍵數據
2.4.3 發卡器
專為配合用戶在后臺或者管理中心進行發卡管理所設計的無源UHF、HF多功能電子標簽發卡器,支持EPC C1 G2、ISO18000-6B、ISO14443A協議標準,并可通過升級支持新的協議標準。
? 產品特點:
? 外形小巧、美觀,有操作提示指示燈
? 適應頻段廣:既可用于UHF或HF單頻標簽的發放與管理,也適用于UHF與HF雙頻標簽的發放與管理
? 協議兼容性好:支持EPC C1 G2、ISO 18000-6B、ISO14443A協議標準 ? 支持以太網組網:支持標準的以太網網口協議,多個ZXRIS 6602可同時并行發卡業務,從而有效提高工作效率
? 操作維護方便:提供豐富的PC機動態鏈接庫(DLL),支持二次開發
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2.4.4 手持機
專為移動環境設計的便攜式無源UHF RFID電子標簽閱讀器,支持EPC C1 G2、ISO18000-6B和ISO14443協議標準,并可通過升級支持新的協議標準。
? 產品特點:
? 體積小,重量輕,結構緊湊,便于攜帶 ? 集成PDA,界面友好,同時提供二次開發功能 ? 功耗低,省電,不用時自動處于休眠模式 ? 讀寫距離遠,識別率高
? 輸出功率可控,便于覆蓋區域調整
? 支持一維、二維條碼識讀,支持一維、二維條碼全協議
? 實時數據保存,既可保存在系統的存儲卡中,也可通過無線方式與后臺進行實時通訊
? 支持外擴T-Flash卡,容量可達4G ? 支持GPS定位功能 ? 支持聲光指示工作狀態
? 設備操作簡單,提供手寫、觸摸、按鍵等多種方式 ? 人性化設計,充分考慮用戶使用便捷性、舒適性和實用性 ? 提供故障診斷與管理功能,方便用戶、技術支持人員更好解決問題
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2.4.5 標識器探測設備
標識器探測設備可以適度地下電子標簽和電子標簽,管理時刻獲取地下管線的詳細資料,并生成管理信息。此外,探測設備還帶有GPS模塊可以導航查找地下管線。
? 產品特點:
? 顯示屏:2.8寸,帶按鍵操作 ? 識讀媒介:
地下電子標識器、普通電子標簽 ? 讀寫距離:
識讀電子標識器:0.6-0.7m、1.4-1.5m、1.7-1.8m 識讀電子標簽:4-5cm ? 讀卡方式:按鈕觸發 ? CPU:ARM7內核
? 內存:64M位FLASH,可記錄30000條記錄 ? 通訊方式:USB接口
? 帶GPS定位導航,GPS查找精度:<5米
? 電源:3.6V/4500mAH高容量可充電鋰電池(帶充電保護,充電進度顯示)? 功耗:靜態小于250uA;讀卡時最大500mA ? 電池待機時間:3個月
2.4.6 電子標識器
電子標識器采用先進的RFID技術,內置全球唯一的識別碼,不需要電源。外部采用密封防水的高密度聚乙烯材料,能防潮、防酸堿、防腐蝕及充分抵抗外界環境影
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響的劇烈變化,低頻工作頻段,不易受外界環境影響。只要根據施工要求,將電子標識器安裝在地下設施的重要位置上,然后隨地下設施一同掩埋,不論地下設施材質和地表參照物如何變化均能發揮查找地下設施的作用,使用壽命長達50年。目前,可提供下圖三款電子標識器。
第12頁 3.1 基于RFID的數字油田解決方案優勢
卓越的產品優勢
擁有物聯網全套產品,并秉承關鍵產品自研,邊緣設備選擇國內最有競爭力廠家的卓越產品原則,致力于為客戶提供完善的解決方案、一攬子的服務。
依托多年的設備開發經驗,領先的設計理念,多項專利技術,保證了自研設備的先進性,同時秉承執行嚴格的質量管理體系,始終堅持“質量第一”和“預防為主”的指導思想,在設計開發、生產、安裝和服務等過程中實施標準化的管理和控制,保證了設備質量,致力于向客戶提供“零缺陷”的產品與服務。
3.2 先進的系統設計能力
在系統設計方面,融入了云架構設計理念,通過運用模塊化設計理念,可分可和的系統架構,提高了系統可擴展性實現了開放的系統構架;通過對信息的統一、集中的管理及共享,實現海量數據共享;通過云平臺海量信息收集存儲能力,實現了強大的數據分析。
3.3 完善的交付及服務保障
具有一套高效的售后服務機制,從而保障項目的順利執行及提供售后服務保障。提供本地化的技術支撐和運維保障,建立本地備件庫,提供系統的售后技術培訓服務,提供7x24小時的技術支持和快速響應的現場排障服務,有利保障客戶實時、方便、快捷地享受優質高效的技術支持服務,以及穩定可靠的售后保障。
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第三篇:基于物聯網創新實驗室的智慧教學模式的探索與研究
基于物聯網創新實驗室的智慧教學模式的探索與研究
一、智慧教學的背景與設想
1、中國教學的大背景
2、學校承辦的背景
二、智慧教學的內涵思考
1、智慧教學的界定:智慧教學就是使學生獲得終身發展智慧的教學。
2、智慧教學的宗旨:
讓每位學生學會學習、學會思考、學會創新、學會修身、學會生活。
三、智慧教學的策略與原則
1、智慧教學的基本策略(20字方針)
學案導學、小組互動、多元展示、反饋鞏固、適度擴展
2、智慧教學的核心理念:學案導學
3、智慧教學的原則(八字方針):賞識激勵、自主建構
4、評價標準“五度”:參與度、熱烈度、精彩度、達成度、專注度。
5、智慧教學的目標:輕負高質,智慧發展。
6、智慧教學的理論:建構主義理論;潛能開發理論;人本主義理論;最近發展區理論。
四、智慧教學實踐中遇到課題
1、怎樣學習別人的經驗? 批評性吸收 科學性結合 靈活性應用 創造性發揮
2、怎樣認識學案這根拐杖?
(質疑:學案涉及如何分層?低、中、高年級要求應有區別,不要變成模式,不是每一課內容都適合采用這種教學模式的。)
3、怎樣防止預習后的課堂滯效現象的發生?
要為學困生再顯知識形成過程,為優生提供認知新突破的機會。
4、預習后應該教什么?怎么教?怎樣在熱烈的背后防止走過場?怎樣防止以輔代教?(1)預習后應該教什么?怎么教?
(2)怎樣在熱烈的背后防止走過場?小號在前,關注學困生。
(3)怎樣防止以輔代教?預習三回歸:回歸課本、回歸基礎、回歸課標。
5、展示時間長,學生講的多練得少,心理浮躁,靜不下心去思考,訓練主線被淡化,怎么辦?
“教學的真理在兩個極端中間” 課堂回歸“三主”:教師為主導,學生為主體,訓練為主線。
6、怎樣減輕學生負擔,增強學生學習的后勁?訓練策略:低起點,小步子、勤反饋、多面批。
7、怎樣在共性課堂教學模式下張揚教師的個性特色,造就一批具有獨特風格的教學專家?
8、預學案把學習過程前移后,怎樣保證三維目標中的“過程與方法”這個目標不被弱化? 情景還要不要?
9、學生課堂展示時間難以控制,在四十分鐘課堂里怎樣把握時間,完成教學任務?
10、怎樣使教師教得智慧,學生學得主動愉悅?
五、智慧教學深入發展的策略
1、學生學習習慣規范化
2、學案設計的校本化
3、課堂教學的科研化
第四篇:物聯網專業實踐教學模式綜述
物聯網專業實踐教學模式綜述
物聯網專業實踐教學模式綜述
陳春梅,郭明明
(西南科技大學信息工程學院,四川綿陽621000)
摘要:近年來,物聯網技術迅速發展,市場人才需求正呈現爆發式增長。在不久的將來,物聯網必將帶動通信行業的又一次革命浪潮。由于物聯網專業為高校新辦專業,有關教學設置和教學模式都還在摸索當中。為了盡快滿足教學需求,各高校必須結合自身特點,努力建設物聯網相關課程以及相關專業實驗室。本文在探討物聯網專業實踐教學課程體系的同時,研究了其實踐教學的教學模式,分析了它們各自的特點,為此給出了一些建議。
關鍵詞:物聯網專業;實踐教學;教學模式
資助項目:西南科技大學教學改革項目“物聯網專業實踐教學模式創新研究”
一、概述
物聯網在當今社會已成為一個熱點話題,它正不斷應用到我們生活中。物聯網是指通過裝置在物體上的各種傳感設備,如射頻識別RFID裝置、紅外感應器、全球定位系統GPS、激光掃描器等,按照約定的協議,通過相應的接口把物體與互聯網相連,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種巨型網絡[1-2]。2010年,教育部開始將物聯網、傳感器網絡作為戰略性新興產業相關專業的重點,開始鼓勵各大高校申報相關專業。作為培養市場所需人才的高校來說,物聯網專業實踐教學顯得尤為重要,建設物聯網實驗室也成為當務之急。高等院校物聯網專業應該注重培養具有物聯網專業
基礎知識和具有較強的物聯網專業實踐能力的全方位人才[3-4]。因此,這就要求高等院校在物聯網實踐教學方面建立和完善適應于學生發展的實踐教學體系。
二、物聯網體系結構和關鍵技術
根據研究,按照自底向上的方法,物聯網體系結構從技術和功能角度可以分為三層,即感知層、網絡層和應用層。其結構框圖如圖1所示。
感知層主要是前端信息采集以及控制終端,要求能夠全面感知物理世界的各種信息。感知層主要是由各種傳感器以及傳感器網絡組成,是物聯網信息的源頭。用于物聯網信息感知的傳感器主要有溫濕度傳感器、氣體傳感器、水質傳感器等。它利用射頻識別(RFID)器件、嵌入式設備、無線傳感網等全面感知物體的各種信息,具有節點數量多、成本低等特點[5]。可見,感知層是物聯網體系結構的底層技術,是物聯網關鍵
技術之一。
網絡層由光載無線交換系統(主要包括光載無線交換機、遠端射頻單元、模擬光纖、WIFI設備服務器和以太網交換機)和其他網絡設備共同組成,是各種信息與互聯網的融合、傳輸和接入層,是基于TCP/IP協議的網絡平臺[6]。
應用層的主要作用是支持物聯網應用系統中各類平臺技術的運行,這些技術包括物聯網信息存儲技術、物聯網信息共享和交互技術以及各行業末端網絡應用技術等,主要實現物聯網與行業技術的深度融合和無處不在的智能化功能[7]。應用層是由后臺數據中心、遠程客戶端以及裝載在其中的各種應用程序共同組成的,實現對前端信息和控制終端的管理和應用。
這三個層次基本涵蓋了物聯網主要的核心知識和應用范圍,為物聯網專業的教學指出了明確的方向。
三、物聯網專業實踐教學典型解決方案
我國高校開設物聯網專業是近五年的事,由于整個專業起步比較晚,相對來說,實踐教學環境的配備更遲一步,不管是各大高校還是服務于高校的企業單位,對該專業的實踐教學配套設施都還處于起步階段,如何定位高校的物聯網專業教學,如何確定相應的實踐教學模式,對此,本文進行了相關分析和總結。
1.體驗實踐的廣泛感知模式。物聯網專業本身與電子、通信、計算機領域密切相關,但它也應該有自己明顯的特性。據了解,各大高校的物聯網專業基本都設置在計算機學院或信息學院,如何把物聯網專業與同學院其他專業區分開來?基于物聯網專業具有很強的工程實踐特性,一些大學從實踐環節入手,針對物聯網實驗教學環節和專業實驗內容給出了解決方案。
該方案認為實驗室建設應該重視基本應用開發能力的培養、應該建立寬泛的可操作環境,讓學生在實驗時有可
選性,鼓勵創新精神。從而培養學生對實際物聯網應用項目的整體把握能力。
方案中指出對物聯網專業實踐教學環節應該從專業認識、畢業設計、生產實習、競賽活動等方面進行改進。據調查,新生專業認識一般是統一參觀專業實驗室或某個網絡公司或以講座形式向學生展示專業的發展,使學生獲得對自己專業的初步認識。新的解決方案是建立特定行業物聯網“綜合演示實訓中心”。
通過參觀該實訓中心,讓學生從整體上認識物聯網專業及其應用場合,從而激發學生對專業的理解和興趣。生產實習方面通常是帶領學生到生產現場進行參觀實習,由于物聯網是一個新興行業,可供學生進行參觀實習的工業生產現場比較少,因此需要重新制定物聯網專業實習解決方案。經調研發現,建立“物聯網綜合演示實訓中心”供學生感性體驗,或者利用學校與企業聯合共建的物聯網相關示范基地以及學校自建的實
訓中心。專業基礎學習,應做到學與做同行。為滿足多樣化需求,應完善豐富專業基礎教學實驗室,從而豐富課程設計的綜合實驗內容。如果教師時間緊,可以采用第三方提供的產品方案。通過學科競賽,讓學生可以在創新、理論付諸實踐、團隊合作三個方面促進增長。
對高校物聯網專業實驗內容拓展方面,方案給出了三步走策略:綜合演示實訓類、應用實訓類以及基礎教學實驗類。對于綜合演示實訓類,針對高校的行業特點,建立其相應的應用型實訓中心。比如智能家居系統、智能門禁系統、智能安防系統等。提供專業認識、科技創新、科研、畢業設計等內容。對于應用實訓類,構建通用典型的物聯網小型系統以及中規模應用系統。比如智能停車管理實訓室、智能農業實訓室等。提供專業認識、課程設計、科技競賽及創新相關的實驗服務。對于基礎教學實驗類,進行專業基礎、課程設計等專業基本能力培養。比如傳感器、單片機、FPGA實驗室等。
2.精品案例教學模式。對于概念和應用寬泛的物聯網專業來說,與其面面俱到廣而不精,一些高校提出并采用精品案例教學模式。學校結合自身的長處,選擇適合自己的培養方向,這不僅可以充分利用現有資源,更能體現針對性,且學生容易入門。為此,一些企業隨之打造類似產品,以求能夠通過某個具體精品案例,同樣能把物聯網的三層結構體現得淋漓盡致。在追求精品的同時,不失整體的實踐教學模式。
方案中物聯網技術應用領域教學選取了典型的案例———智能家居,其結構框圖如圖2所示。智能家居融合自動化控制系統、無線通信技術、計算機網絡技術和傳感器技術于一體,形成智能化、網絡化的家居控制系統,將家中的各種設備(如照明系統、音視頻設備、窗簾控制、安防系統、空調控制、數字影院系統等)通過家庭網絡連接到一起,從而實現全方位的信息交互、保持信息交流暢通、環保節能,節約資金、增強家居安全。智能家居系統可提供實驗為智能移動視頻監控實驗、智能門禁實驗、智能電燈控制實驗、智能窗簾控制實驗、家居環境參數采集實驗。通過這些實驗,可以使學生更好地鍛煉動手能力。
該方案中通過智能家居系統引出物聯網關鍵技術,該技術主要分為物聯網傳感技術、物聯網接入教育、物聯網網絡技術等。物聯網傳感技術可提供多款CPU,例如8051核CPU、cortex m3核CPU和FPGA等,使學生能夠學習不同復雜度、不同成本的CPU連接傳感器進行信號采集的流程。同時可以提供多款傳感器。物聯網傳感技術實驗的核心思想是提供一套可以更換CPU芯片的、能夠連接多種傳感器的試驗教學裝置,目的是讓學生能夠學習各種傳感器的應用,包括傳感器信息采集、傳感器信號分析和接口電路設計。
其優勢特點是提供一套能夠使用
不同類型CPU實現傳感器信息采集與處理的實踐教學裝置、提供多種傳感器應用,包括聲音、電磁、溫度、濕度、氣體、紅外、光照、機械動作等多種感知信號。提供多樣的傳感器接口,包括模擬接口、數字接口和開關量接口。物聯網接入技術的核心思想是提供這樣一套實驗裝置:在完成無線網絡管理和射頻識別信息處理的同時,可以將數據通過不同網絡路徑傳輸到網絡中心。目的是讓學生掌握WIFI、GPRS、3G網絡組成,信息傳輸過程中的關鍵性參數配置,傳輸性能分析等內容。物聯網網絡技術核心思想是提供一套能夠涵蓋了物聯網網絡層關鍵性技術,即軟交換技術和IPv6技術的實踐教學裝置和教學資源。目的是讓學生能夠掌握主流的網絡信息交換技術。
3.二次研發實踐模式。對于體系比較龐大、涉及知識比較繁多的物聯網專業來說,讓學生親自動手實踐從底層到頂層完整走一遍的思路或許是一條學習
捷徑。二次研發教學模式即是讓學生在現有實驗箱的基礎上完成個性設置和修改部分功能模塊的方式體驗物聯網系統的工作流程,從而學習相關知識。一些公司推出了二次開發實驗平臺,如基于WSN(WirelessSensor Network)的物聯網解決方案體系架構ATOS平臺,該平臺框架如圖3所示。ATOS物聯網開發平臺采用一套設備兩套協議的方式。這兩套協議包括標準的Zigbee協議和基于TinyOS的開源自主協議。TOS系統采用開源TinyOS操作系統,向用戶公開了路由協議和上層軟件源代碼,用戶可以根據各種應用需求對系統進行二次開發,包括傳感器設置,數據采集、存儲、訪問等環節均提供二次開發接口,用戶可以修改和設計自己所關注的部分,從而實現應用系統的開發工作,這給高校初學物聯網的學生提供了簡單易行的軟硬件開發機會。
ATOS平臺主要設計了傳感器數
據采集、基站數據匯聚、網關對外發送、采集系統解析以及遠程服務器數據接收和存儲等功能,因此,它從整體上為物聯網專業的學生提供了從傳感數據到終端用戶的各個流程,讓實踐過的學生能夠徹底理解物聯網從底層到應用層再到終端的基本架構。
該方案不同于其他實訓模式,傳統的實訓模式多為“現場觀摩為主、基本不予參與”。在本方案中,學生可以根據系統提供的二次開發平臺,重現上述具備的所有功能,或根據自己的需求改寫新的控制邏輯,因此具備較好的學習參與度;另外,該方案還可采用硬件組態的設計模式,根據不同的需求選配不同模塊組建自己的試驗平臺,以適應實驗教學的需要;而且,系統中絕大部分設備和器件如傳感器、氣動部件等都是工業現場使用的標準工業級元件,學生如同實踐在一個真實生產的過程中,從而學到真正實用的專業知識和操作技能。
另外,ATOS平臺中的實訓定位功
能,也能更好地全面地鍛煉物聯網專業的學生。該功能體現為室內人員精確定位技術的演示與測試。它采用基站定位技術,即利用已知基站來定位移動點的位置。在對信息進行收集與統計之后,實現軌跡與區域的實時定位等功能。與傳統的RFID刷卡式人員定位不同,它可靈活地實現人員隨時隨地定位。
四、總結
物聯網行業的興起,為高校學生提供了廣闊的就業前景。物聯網專業所涉及的硬件、軟件及網絡大多是現有技術的綜合應用。因此,物聯網專業是工程實踐性較強的學科,若要培養出理論知識與動手能力于一身的綜合型人才,就需要高校制定出一套完善的物聯網實踐教學體系。由于物聯網的提出本身涉及多門學科,故其課程體系具有一定的交叉性和動態發展特性。因此,物聯網專業實踐教學面臨新模式的挑戰,這也給各高校根據自身優勢摸索出新專業辦學特色提供了良好機遇。
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第五篇:教學模式創新研究
課堂教學模式創新研究
【摘要】:是教學模式的創新和探索高校教學改革的重要環節之一。教學模式創新是實行創新教育的重要環節。文章從原有教學模式和高校現代教學模式的特征作簡要比較,討論了建立現代教學模式所要解決的各種問題。在創新教育的大背景下,現代教學模式應充分發揮學生的主觀能動性,因材施教,依景激情,重視學生創新能力的培養;強調現代教育手段與傳統的“ 黑板 ” 教學的辯證統一。同時從教學階段、教師行為、教學策略和適用范圍及其預期效果等角度進行了探討,從而對高校課堂教學模式創新作出積極思考。【關鍵詞】: 創新教育;教學模式;教學改革;教學策略
一、教學模式的嘗試性界定與當代國內外教學模式舉隅
(一)教學模式的嘗試性界定
教學模式是建立在一定的教學理論指導下和豐富的教學實踐經驗基礎上,為設計和組織教學而形成的一套較為穩定的教學活動結構框架和活動程序。國內較為有影響的是張武升《關于教學模式的探討》中的定義:教學模式是在教學實踐中形成的一種設計和組織教學的理論,這種理論以簡約化的形式表達出來。另外還有戚建莊、王北生主編《教學藝術新論》中的定義:教學模式是在教學實踐基礎上建立起來的一整套用于組織和設計教學活動、再現和調節教學功能的教育策略體系。它由教育哲學主題、功能目標、結構程序及操作要領等部分構成。在國外較有影響的是喬以斯(B.Joyce)的定義:“教學模式是構成課程和課業,選擇教材,提供教師活動的一種范型或計劃。” 因此,教學模式可以理解為在教學過程中,教學主體有意識地將教學目標、教學理念、教學方法和策略組合起來綜合運用,以達到特定教學效果的行為模式。
(二)當代國內外教學模式舉隅
從理論流派上看,國際范圍內較為有影響的教學模式主要有:
1.美國學者布盧姆和卡羅爾的掌握教學模式。“掌握學習”教學模式,采取班級教學和個別輔導相結合的方式,以班級教學為基礎,輔之以經常、及時的反饋,提供學生所需要的個別幫助和所需額外的學習時間。對學習目標進行結構性分類,強調掌握學習的循序漸進,以新的教學模式需要高素質的科研型教師來實施,因此,加強師德建設、更新教師知識結構、提高教師的業務水平和科研能力是實現現代創新教學的關鍵。其主要特征是形成性測驗對學生開展評估,及時提供反饋和矯正。
2.美國學者羅杰斯的非指導性教學模式。羅杰斯把他的心理咨詢、心理治療理論和實踐運用于教學中形成的一種獨特的教學模式。以人本主義心理學為理論基礎,強調轉變教師角色,創設接受性的學習氛圍,促使學生有意義學習行為模式的形成。這種教學模式的基本要求是需要建立真誠的人際關系,此外教師只是促進者,只做非指導性應答。
3.前蘇聯學者阿莫納什維利的合作教學模式。注重構建真誠合作、相互信任的師生關系,教師作為學生學習的顧問、指導者和促進者,引導學生自覺學習。
3.美國學者布魯納的發現學習教學模式。美國認知學派心理學家布魯納(J·S·Brunner)提出來的發現式教學模式,要求學生利用教師和教材提供的某些材料,去發現應得的結論或規律。以樂觀主義的態度相信任何人都是可教之才,認為學生應該掌握學科的基本結構,即基本概念、基本原則以及相互之間的關系,強調發現過程,激勵內部動機,注意及時反饋。
4.德國學者瓦根舍因的范例教學模式。強調從基本性、基礎性和范例性的標準來選擇典型的事例和關鍵問題,通過講授和探討,帶動學生理解普遍性的理論知識,培養分析問題、解決問題的能力。
二、新課程背景下的教學模式的改革創新
(一)當前的教育改革背景 1.教育方式的轉變
當前的教育改革正由封閉型教育轉向為開放型教育,繼承型教育轉向為創新型教育,精英教育轉向大眾教育,整齊劃一的教育轉向為個性化教育。在此教育改革的基礎上,強調多元化、崇尚差異、主張開放、重視平等、推崇創造的教育思想成為現代教育之主流。在這種教育改革的大背景下,教師要與時俱進,轉變教育思想。教學思想的更新是教學模式創新的靈魂。教學模式創新應注意的問題是:不能為創新而創新;不能夸大模式的適應性;要注意傳統與創新的結合。同時,當前終身教育和通才教育思潮蓬勃興起,邊緣學科、交叉學科和新興學科不斷崛起 ,迫切要求新時期的教師具備一種更新知識結構、補充學術養料、拓展教育視野的能力。教師只有具備了這種汲取新知的能力,才能立足講壇,培養出大量的創新人才。
2.教師和學生角色的變化 在平時的課堂教學中,教師在創新教育中起到了關鍵性的作用,而學生是創新教育實施的主體。然而,現在的許多課堂教學模式過于死板,老師講課方式墨守陳規,老師一直教,學生一直學,不管接受的效果如何。這種以教師“灌輸式教學”和學生“接受式學習”為突出特點的我國傳統課堂,其教學模式始終制約和束縛著學生創新意識的激發及創新能力的培養,阻礙著我國創新教育的開展。創新教學模式是提高課堂教學質量,培養創新人才的真正而有效的措施。國內外教育家都在不斷嘗試、探索和實踐適合自己的創新教育模式:即在創新教育理念下,通過課堂教學設計創新化、課堂教學氣氛生活化、課堂教學方式靈活化,使得學生學習的潛能和自身素質在課堂教學中最大程度激發和全面發展起來。
一個教師,若要使自己成為一個高素質的科研型教師就必須搞科研,苦練內功,掌握教育研究的理論和方法,及時更新自己的觀念和知識。教師不能只滿足于依照一成不變的教材,一般化地完成教學任務,而要通過繼續學習、終身學習的途徑,不斷更新自己的知識結構,使自己處于學科的前沿。
大學本科教育作為高等教育的一個主要分支 ,在教學改革中,注重能力培養,著力提高大學生的自主學習能力,培養實踐能力和創新能力,全面推進素質教育,與現代教育的主流思想相一致,是本科教學深化改革的發展方向。深化教學改革、創新教學模式是提高課堂教學質量的系統化措施。
(二)教學模式的創新 1.建立課程設計的教學平臺
主要是選擇合適的教學用具,為學生提供一個良好地軟硬件環境。過去,學生課程設計的多數課題為軟件設計型 ,在本機上實現算法設計、分析誤差、校正 ??,很少有一個實際的系統去測試;受現有實驗設備或科研設備的局限,少數硬件課題只能在現有設備上做設計好的實驗,很難讓學生真正參與、改變它。理論與實踐的矛盾在課程設計教學中仍無法得到真正地解決。現在隨著科技 的發展,大型科技教學設備相繼出來,為學生進行反復性、實踐性、參與性的課程設計提供了很大的方便。比如現在實驗室有很便利性的大型實驗設備供同學們使用,這就增加了實驗數據的準確度和可靠性權威性。同時,這種軟硬件教學平臺對于激發學生學習興趣、促進學生將知識轉化為能力、逐步地完成由學習者到實踐者的轉化,具有不可替代的特殊作用。
2.創立開放式實驗教學模式
開放式的實驗教學模式的內涵特征就是實驗教學的開放性,即:實驗教學的目標是開放的、實驗教學的主體是開放的、實驗教學的方式是開放的、實驗教學的內容是開放的、實驗教學的資源是開放的。這種開放性的特征是基于實驗教學過程和能力培養過程的復雜性、培養模式以及教學方式的多樣性、人才的個性化和發展目標的多元化等因素。學生學習過程中自主參與的機會不是很多,要創造機會讓學生親身實踐,參與其中,這樣獲得知識的方式更加自由化,學生記憶的時間也會加長,不會出現知識到耳邊這邊進那邊出的情況。學生獲得知識及記憶知識過程中會具有較強的選擇性,目的性。開放式實驗教學模式提供了這種探究的、自主的學習方式和教學環境。學生運用所掌握的知識選擇或提出實驗項目、設計實驗方案、組織實驗儀器等觀察現象、分析數據、獲得結論。學生在實驗過程中得到的訓練是多方面的: 比如要查閱文獻、設計實驗方案。這一過程增強了學生自我汲取知識的能力和科學思維能力;要選擇儀器和方法。這一過程就必須經過分析、比較、總結、歸納等積極的思維活動;要對安裝調試、實驗和操作,這一過程訓練了學生的實際動手能力;可以通過討論鍛煉學生的語言表達和思辯能力;可以通過觀察分析現象、排除實驗故障、處理實驗數據,提高分析問題和解決問題的能力;這種開放式實驗教學對于學生開闊視野、拓寬思路、激發靈感、提高綜合素質具有特殊作用。
3.教學組織形式中教師和學生角色的調整
適合創新教育要求的現代教學模式,應當是整合以往教學模式的優點,弘揚創新精神,體現現代教育理念的新型教學模式。一方面,現代化的課堂要求體現學生的主體地位和教師的主導作用,學生要自主性學習,教師成為學生知識學習和能力培養的設計者、組織者、指導者。學生具有更大的獨立性、自主性、探索性,更能充分體現學生是學習的主體。學生從“封閉的束縛態”轉變為“開放的自由態”,增加了學生學習的自由度,激發學生的學習積極性,較大程度地促進學生自主學習。另一方面,我國傳統的課堂教學通常是教師的“一言堂”、“滿堂灌”或者“滿屏灌”由于課堂紀律的要求,學生在課堂上很受拘束,課堂氣氛缺乏活力,學生不能自由大膽地、隨時表達自己的不同想法與見解。這樣的課堂無疑將學生的求異思維、批判思維和創新思維扼殺在搖籃中。學生的主體作用難以發揮,學校實際培養出大量的在教師和家長看來是傳統意義上的“好孩子”和“乖孩子”。
在教師和學生的角色關系方面,教師是絕對的權威,神圣不可侵犯,學生畏懼教師,害怕在教師面前犯錯誤,很難實現平等和友好。至于培養目標,我國的教育是將學生都當成科學家來培養,層層選拔式教育,重理論輕實踐。絕大多數學生無疑都成了 “陪讀者”、“失敗者”或稱“犧牲品”。由于大多數學生在學校沒有受到良好的通識教育,學生畢業進入社會后表現出社會生存技能缺乏和素質能力偏低,無法適應社會的發展,難以在社會上立足。但是這并不等于對傳統課堂的全盤否定。統課堂也有自己的優勢。
4.傳統與創新相結合,善于借鑒成功的教學模式 教學的改革與發展應該有自己的繼承性。教學內容、方法、組織形式等都有相對的穩定性,即使有些方面發生了變革,,也并不是對傳統的完全否定,而是表現為批判的繼承和更高層次的綜合等多種形式。教師在教學過程中,應該綜合運用多種教學模式,包括傳統的教學模式。有些國際一流大學的課堂教學模式、師生關系與角色扮演及教學理念、教學經驗和方法對我國當前創新人才培養具有很重要的參考價值。但是在借鑒別國經驗時,要根據我國的國情和具體情況進行分析權衡。借鑒國外課堂教學模式的時候一方面要保持“取其精華,去其糟柏”的態度和做法,因地制宜的進行具體分析,確定行之有效的課堂教學模式和教學方法。那種生搬硬套,將他國教學經驗囫固吞棗地直接應用于我國課堂的觀點是不可取的。
三、教學模式創新案例及啟示
例如在英語課堂上,很多老師采用“小組互動競爭型”教學模式,一個unit中的關鍵詞(key words)和語法要點(grammar focus)老師不再一一講解,只把重要用法簡單介紹一下,之后給15分鐘時間準備,分組鼓勵學生把所有key words一一串起來,語法要點要運用到其中,組成一個小文章,題材范式不限,只要學生敢于說出來,敢于想象,發散思維,用口語表達出來,就會取得不錯的效果。學生用這樣方法記憶單詞會更深刻,容易些。相比較,老師整堂灌的效果就不太理想,學生只是簡單的記憶或者說是超短時記憶,離開了黑板馬上就會忘記。“小組互動競爭型”的英語教學模式的優點很多:
(一)課堂氣氛更活躍有趣 雖然在競爭的過程中,學生常常會有壓力和緊張感,但這種氣氛同樣也是對學生的一種積極刺激,每個人都想贏得比賽,每個組都在抓緊時間、爭分奪秒的思考討論正確答案,使得每個人都行動起來,真正參與到課堂活動中,不僅僅是做老師講課的聽眾,更像是課堂上的主人,而他們也都很享受這種通過競爭主動學習的方式,這樣就讓課堂氣氛變得活躍。此外,在這個過程中,因為脫離了老師為主循規蹈矩的教學方式,會發生很多有趣的場景,如像學生偶爾在討論的過程中聯想到的笑話和結束后學生之間輕松地聊天,還有懲罰環節學生的表演,都讓英語課堂變得更生動有趣,而這些恰恰也從某種程度上很好地緩解了學生的尷尬緊張情緒。
(二)更高效地學習和記憶知識
很多學生都認為運用此種教學模式可以幫助自己更快更好地記住所學單詞和語法知識。因為在競爭的過程中,常常會反復出現某個知識點;也因為競爭比賽的這種形式使得學生在較有壓力的情況下記憶知識,會更有效果。據調查報告顯示,百分之九十二點三的學生都認為這種教學模式可以更有效快速的復習舊知識或學習新知識。而且往往比老師直接教或者是自己獨立思考有更深的印象,因而記憶持續的時間也比較長。
(三)激發學生的學習欲望
因為競爭是一種激發人勝負欲和表現欲的形式,且實踐證明競爭的緊張壓力和結果的影響會讓學生對英語課堂變得更重視。對于學習較好的學生,他希望在這個過程中檢驗自己,增加信心,是對學習效果的肯定和鼓勵。對于學習較差的學生,對于因為對輸贏的在意和不想因
為自己而影響全組成績的意識會讓他們比一般情況下更積極應對挑戰,而且在競爭進行的各個階段精神都高度集中,哪怕是老師在講解規則和說明復習內容的時 候也不例外。所以整節課都能感受到學生們非常強烈的學習欲望和積極學習的態度。
四、結束語
創新教育背景下需要創新型的教學模式,現代各種有效的教學模式給學生營造了一個良好的學習氛圍,學生不僅能夠獲取課內外的知識,還可以獲得高度求知的自覺性和獨立性,得到創新意識的培養,學會分析批判地學習,學會發現問題、捕捉問題、解決問題的方法。只要師生努力,積累資料,總結經驗,并不斷豐富、改進教學內容,創新教學模式,那么我們所期待的培養具有“知識面寬、基礎扎實、能力強、素質高”,有應變能力,富于創新的人才將會越來越多,也為以后教學模式創新提供更多經典素材。
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