導(dǎo)語(yǔ)：案例教學(xué)法在設(shè)計(jì)教學(xué)的作用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

智能儀器設(shè)計(jì)課程既要引導(dǎo)學(xué)生逐步建立各門課程知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，完善專業(yè)知識(shí)體系的構(gòu)建，也要注重學(xué)生專業(yè)技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，為后續(xù)深造或工作奠定基礎(chǔ)［4］。

“案例教學(xué)法”在智能儀器設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)“填鴨式”的灌輸教育，脫離實(shí)際應(yīng)用，易導(dǎo)致學(xué)生死記硬背。只有轉(zhuǎn)變教學(xué)方式方法，緊密聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)互動(dòng)式教學(xué)、探索式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)，才能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。為此，我們應(yīng)用“案例教學(xué)法”把智能儀器設(shè)計(jì)分為五個(gè)步驟:一是選擇合適案例，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境;二是實(shí)施互動(dòng)式教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn);三是拓展仿真教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用技能;四是加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)實(shí)踐能力;五是開展啟發(fā)式教學(xué)，提高知識(shí)的運(yùn)用能力［5］。

選擇適當(dāng)案例，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境以案例教學(xué)為主線，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。合適的實(shí)際案例不僅是貫穿課程教學(xué)過(guò)程的主線，成功創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境的前提，而且是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的必要條件。因此，選擇適當(dāng)案例至關(guān)重要。合適的案例必須能夠充分體現(xiàn)基本教學(xué)理論，同時(shí)緊密聯(lián)系實(shí)際［6］。以數(shù)字電壓表(DigitalVoltmeter，簡(jiǎn)稱DVM)為例，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)把連續(xù)模擬量轉(zhuǎn)換為離散數(shù)字量的數(shù)字化儀表。由于它具有讀數(shù)準(zhǔn)、精度高、誤差小等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞［7］。因此，選擇數(shù)字電壓表作為智能儀器設(shè)計(jì)的案例來(lái)創(chuàng)設(shè)應(yīng)用情境，可滿足案例教學(xué)的基本要求。在確定案例的基礎(chǔ)上，智能儀器的研制過(guò)程按照設(shè)計(jì)任務(wù)并擬定設(shè)計(jì)方案、軟硬件設(shè)計(jì)、軟硬件綜合調(diào)試、整機(jī)性能測(cè)試和評(píng)估來(lái)實(shí)施［8］。根據(jù)數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)任務(wù)與設(shè)計(jì)要求，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的課程，采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)原則，把儀器劃分成由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換電路和電壓顯示電路等功能模塊組成。

案例互動(dòng)教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)以重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容為著力點(diǎn)，實(shí)施互動(dòng)式教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)性。案例教學(xué)模式采用課堂雙邊互動(dòng)教學(xué)形式，以重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容為著力點(diǎn)，把課堂變?yōu)榘咐懻摤F(xiàn)場(chǎng)，提高了學(xué)習(xí)的自主性，更好掌握課程的教學(xué)內(nèi)容。在軟硬件設(shè)計(jì)階段，硬件設(shè)計(jì)主要是根據(jù)方案設(shè)計(jì)原理電路，選用合適的功能模塊(如輸入輸出通道、信號(hào)調(diào)理電路、主機(jī)電路、人－機(jī)接口、通信接口)，并裝配和調(diào)試硬件系統(tǒng);軟件上是先設(shè)計(jì)出系統(tǒng)軟件功能框圖，在理清控制關(guān)系的基礎(chǔ)上，進(jìn)行功能化編程和調(diào)試。為了強(qiáng)化“智能儀器軟硬件模塊化設(shè)計(jì)方法”的教學(xué)重點(diǎn)，可采取以下互動(dòng)式教學(xué)形式:一是組織學(xué)生進(jìn)行答辯，闡述設(shè)計(jì)方案、原理電路和編程流程;二是由教師和同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行提問(wèn)，考察學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)可行性的分析;三是由教師有針對(duì)性對(duì)課題進(jìn)行指導(dǎo)，提出合理化建議;四是由學(xué)生進(jìn)行修改，完善設(shè)計(jì)。讓學(xué)生在設(shè)計(jì)中既有自主性，又通過(guò)啟發(fā)來(lái)防止盲目性。

案例仿真教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用技能以教學(xué)難點(diǎn)為突破口，拓展案例仿真教學(xué)新模式，營(yíng)造探索求真的學(xué)習(xí)氛圍，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用技能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試是智能儀器設(shè)計(jì)課程的教學(xué)難點(diǎn)。作為初學(xué)者的學(xué)生，經(jīng)常感到無(wú)從下手。為此，我們首先從虛擬實(shí)驗(yàn)入手，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)突破難點(diǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是把案例教學(xué)和軟件應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)逼真的仿真界面和動(dòng)畫效果，讓學(xué)生置身于智能儀器開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，既可以節(jié)省設(shè)計(jì)成本和提高設(shè)計(jì)速度，還可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)樂(lè)趣，將抽象的理論知識(shí)融入到案例的設(shè)計(jì)實(shí)踐之中，加深對(duì)理論知識(shí)與設(shè)計(jì)方法的理解，為后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)，如分組實(shí)際制作打下基礎(chǔ)。例如對(duì)基于Proteus和KeilC51建立的數(shù)字電壓表仿真實(shí)驗(yàn)［9］，如圖3所示。數(shù)字電壓表的調(diào)試過(guò)程可通過(guò)調(diào)節(jié)可變電阻器來(lái)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，若實(shí)驗(yàn)結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求，則可修改硬件參數(shù)或軟件程序進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，直到該數(shù)字電壓表滿足設(shè)計(jì)要求，調(diào)試過(guò)程生動(dòng)形象，簡(jiǎn)單易學(xué)。

團(tuán)隊(duì)實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)綜合能力以案例應(yīng)用為實(shí)訓(xùn)課題，組建學(xué)生制作團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。團(tuán)隊(duì)制作實(shí)踐的課題分為設(shè)計(jì)型、綜合型和創(chuàng)新型。學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣、知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力發(fā)展進(jìn)行選題。選擇相同題目學(xué)生組成制作團(tuán)隊(duì)，通過(guò)共同協(xié)商，形成明確的成員分工和團(tuán)隊(duì)合作任務(wù)。在制作過(guò)程中，不僅要求學(xué)生要學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，掌握獨(dú)立分析解決問(wèn)題的方法，也要求培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)以及增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神。通過(guò)體驗(yàn)智能儀器設(shè)計(jì)制作過(guò)程，熟悉智能儀器系統(tǒng)的開發(fā)流程，提升綜合的實(shí)踐能力。例如，選取液位控制系統(tǒng)［10］的設(shè)計(jì)作為實(shí)踐課題。該系統(tǒng)主要由水槽、電壓比較器、隔離保護(hù)和驅(qū)動(dòng)電路、直流繼電器控制電路、水泵、電磁閥組成。高低水位的電壓通過(guò)與基準(zhǔn)電壓比較輸出邏輯信號(hào)，控制交流接觸器的工作，實(shí)現(xiàn)水泵的通斷，以實(shí)現(xiàn)水槽水位的自動(dòng)控制。通過(guò)液位控制系統(tǒng)實(shí)踐訓(xùn)練達(dá)到以下目標(biāo):第一，使學(xué)生了解接觸器、電磁閥、水泵等器件等相關(guān)電器的基本原理，熟悉基于中規(guī)模集成電路的組合邏輯和時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)方法，加深對(duì)理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法的認(rèn)識(shí);第二，通過(guò)學(xué)生親手焊接、制作和調(diào)試電路，培養(yǎng)實(shí)踐能力和動(dòng)手技能;第三，通過(guò)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，使學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

案例啟發(fā)教學(xué)，加強(qiáng)運(yùn)用能力以案例總結(jié)為出發(fā)點(diǎn)，開展啟發(fā)式教學(xué)，提高學(xué)生運(yùn)用能力。案例教學(xué)法的重要環(huán)節(jié)，就是在完成設(shè)計(jì)、仿真和實(shí)際制作的過(guò)程之后，及時(shí)總結(jié)設(shè)計(jì)的過(guò)程和方法，把設(shè)計(jì)制作過(guò)程上升到理論高度，進(jìn)一步加以思考、探索和提高。如果對(duì)案例缺乏思考、歸納和總結(jié)，很容易使學(xué)生的思維局限單個(gè)案例之中，不利于應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。因此，教師既要從單個(gè)案例入手，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分析歸納和總結(jié)的方法，不斷加強(qiáng)學(xué)生靈活運(yùn)用能力，也要注重在案例基礎(chǔ)上的拓展，啟發(fā)學(xué)生深度思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。這樣才能在智能儀器設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)緊扣、層層遞進(jìn)，有效推進(jìn)學(xué)生知識(shí)水平的提高和能力結(jié)構(gòu)的完善。

小結(jié)

本文在智能儀器設(shè)計(jì)課程體系的能力培養(yǎng)基礎(chǔ)上，提出了“案例教學(xué)法”應(yīng)用在智能儀器設(shè)計(jì)教學(xué)中的五個(gè)基本步驟，即教師通過(guò)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、實(shí)施互動(dòng)式教學(xué)、拓展仿真教學(xué)、加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)實(shí)踐訓(xùn)練和開展啟發(fā)式教學(xué)，從知識(shí)水平和能力結(jié)構(gòu)兩方面入手，在智能儀器設(shè)計(jì)課程教學(xué)中取得了良好效果，受到學(xué)生的普遍好評(píng)。特別是讓更多的學(xué)生喜歡上測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)，并在該領(lǐng)域打下較好的專業(yè)基礎(chǔ)。

作者：陳穎林育茲單位：廈門大學(xué)嘉庚學(xué)院機(jī)電工程系