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一、計算機的普遍性
“二十一世紀的文盲是不會用計算機的人”,這一理念是上世紀八十年代提出的,可見人們對現代科技發展的預見性。
經過義務教育階段文化課的學習,學生對初中的課程有厭煩的情緒,大部分學生文化課基礎差,學習文化課的習慣、信心、能力等都不大相同。而對于計算機,他們以前只接觸了一點兒,還有很大的好奇心和強烈的求知欲。《中等職業學校計算機應用與軟件技術專業領域技能型緊缺人才培養培訓指導方案》,對職業教育教學改革提出了新的要求。即:職業教育是就業教育,要按照職業教育本身所固有的規律,在借鑒國內外成功經驗的基礎上,建立具有鮮明職業教育特點的課程體系。方案強調培養學生的實踐經驗,強調合作與交流,強調多種教學方式交替使用,強調教師是學生學習過程的組織和對話伙伴。
對于大多數職高學生來說,他們畢業后面臨的是就業問題。我認為,教學過程中應該以學生的團隊學習為主,在人限的時間內,使學生最大限度地掌握技能,并掌握自主學習的方法,為其今后的知識和能力拓展打下良好的基礎。培養學生的溝通能力,如口頭表達能力、書面表達能力、理解他人的能力和發表自己見解的能力。
二、制定分層次教學的教學方案
新課程改革要求我們:職業教育更好地適應社會主義現代化建設對生產、服務第一線技能型人才的需要。職業高中的學生都是初中分流的,學生的素質、能力參差不齊,有的學生理解能力好一點,有的稍微差一點。我們在實訓教學中,就可以給學生提供分級的實訓指導,作業分開級別,讓每名學生都能“吃得飽,吃得好”。我們的教學工作也很好地適應不同類別、不同能力學生的需要。
三、提出問題,根據問題特點設計解決方案
假設某人在購買和安裝了無線網卡后,組建家庭無線網絡遇到了選型問題。他從網上了解到無線局域網的工作模式一般分為兩種:Infrastructure和Ad-Hoc。那么哪種類型才適合自己家里使用呢?
提出了這樣一個問題,可以讓學生和家里的情況聯系一下。如果學生自己遇到這個事情,他能怎么處理。根據自己所見到的和聽到的,每個人各抒己見,互相討論,互相指正,最后在課堂上做出總結。后面我們就可以給學生做出如下分析:
需求一:對于無線局域網的兩種模式,某人想了解哪種模式更適合家庭;
分析一:要對無線局域網的兩種工作模式進行學習研究,了解它們各自的特點和應用場合;
需求二:選用Ad-Hoc類型無線局域網后,需要對家中的電腦進行配置;
分析二:按照Ad-Hoc類型無線局域網的配置方法,正確地進行配置和調試,最后測試無線局域網的連通情況。
通過做出上述分析,可以幫助學生做出幾個方案設計,然后選出可行性最大的一套。
帶領學生到網絡實訓室再做一下具體操作,所有工作都完成了,針對課上完成的情況,對方案做一下總結、歸納。通過這樣的形式,可以充分調動學生的主觀能動性。變“要我學”為“我要學”,主動學習。提高學習興趣,加強學生的團隊協作精神,寓教于樂!
關鍵詞:自動化物流系統、物流實訓平臺、物流教育
隨著物流業的迅速發展,企業對物流設施以及物流人才的需求越來越迫切,這對高校學生的物流實踐性教育和創新能力培養也提出了更高的要求。目前,雖然大部分高校開設了物流專業,但其實踐培訓模式大多采用物流軟件模擬、物流沙盤或者較為單一的自動化物流設備進行展示性教學,這使學生對物流知識的認知、驗證、應用和創新等綜合性能力提升存在一定的局限性。因此,立足企業對物流人才的實際需求,加大物流實訓課時,提高學生理論與實踐相結合的能力,越來越受到高校的關注。與模擬演示型教學方式相比,采用工業應用級建設的物流實訓平臺,可獲得更直觀的實踐體驗,也更接近企業實際應用需求。
一、建設需求
1.項目簡述
昆明理工大學城市學院物流實訓平臺規劃區域建筑長18m。寬18m,凈空高度10m,既要滿足教學演示使用,又可以配合工藝流程真實再現企業物流業務流程和操作細節。物流實訓平臺位于學院工程訓練中心,通過資源的優化利用,還可以展示企業自動化物流系統的倉儲、輸送、分揀、配送等功能,豐富了教學內容。(見圖1)
2.設計參數
該物流實訓平臺物料載體采用塑料料箱和木質托盤兩種形式;料箱外形尺寸為540×380×350mm,額定承載50kg;托盤外形尺寸為1200×800×150mm;料箱碼垛后形成的實托盤外形尺寸為1200×800×500mm,最大重量不超過250kg;料箱輸送線設計速度為24m/min,托盤輸送線設計速度為12m/min。
3.建設定位
為充分體現和展示現代物流技術,滿足基本實驗、綜合性實驗,以及日常教學演示、教學實踐和后續與其他加工設備的對接使用要求,該物流實訓平臺在功能上符合教學主體作用,設備選型采用多樣化設計,信息載體使用條碼和RFID兩種方式;配合工藝流程需要,料箱和托盤設計承載滿足工業級使用要求;設置整托盤出入庫站臺,并配備手動液壓搬運車;可對學生進行崗位分組教學,使其在實訓學習過程中獲得與企業工作環境相同的工作經驗。
4.建設目標
培養專業化的復合型物流人才,以人才優勢推動未來物流行業發展。通過實訓課程提升學生的實際動手能力和就業優勢。使學生具備自動化物流系統的運用和維護技能,無需企業培養即可直接勝任實際工作崗位;結合理論聯系實際的實訓教學,使學生掌握物流知識及相應的物流技術,提高學生的系統分析和創新設計能力。
二、規劃設計
物流實訓平臺能夠滿足學科教學、實驗驗證及科研使用,甚至可為社會提供培訓和程序調試服務,具有先進、穩定、高度集成的性能特點。
1.系統組成
(1)電子標簽揀選系統
電子標簽貨架為兩層結構,每層可存放6個料箱,頂層安裝電子標簽用于物料揀選,下層用于物料和空料箱暫存。揀選區域設計有用于揀選完成后暫存使用的無動力輸送機及與AGV對接的輥道輸送機。
(2)料箱輸送線
料箱輸送線設計為環形,2個AGV對接站臺,1個人工取放貨站臺和1個人工處理站臺。設備類型分為輥道輸送機、帶式輸送機、積放輥道輸送機、彈出輪分揀機、拋出分流輸送機和無動力輸送機,按照驅動類型又分為電機驅動和電動輥驅動設備。(見圖2)
(3)托盤輸送線
托盤輸送線由鏈式輸送機、升降輸送機和輥道輸送機組成,其中1臺設備采用變頻控制。
(4)拆碼垛系統
拆碼垛系統采用5關節高精度工業機器人,夾具為機械式夾持機構,系統碼垛能力不小于8箱/min,拆垛能力不小于10箱/min。(見圖3)
(5)自動化立體倉庫
基于物流實訓平臺低存儲、小流量的建設要求,倉儲區設計為單深雙貨位橫梁式貨架,其中2列采用懸挑貨架的方式設計為兩個單貨位結構。庫區配置1臺巷道堆垛機,累計貨位數168個。
(6)PLC教學平臺
采用可編程控制器綜合實訓裝置,用于日常教學中的實訓及編程測試。
(7)多媒體演示系統
用于室內教學或演示片播放,可在LED大屏上實時播放視頻課件。
(8)AGV系統
AGV采用磁導引,車體輸送結構為背輥式,手動充電。AGV系統具有圖形監控、通信管理、任務管理、車輛管理和交通管理功能,可根據需要對AGV數量進行增減。
2.流程設計
為使物流實訓平臺滿足不同層次和不同類型教學要求,提高授課效率,將流程設計為教學演示和作業流程兩種。為實現教學演示模式與模擬實訓之間的快速切換,教學演示流程通過預設程序固化在操作界面內,可通過管理計算機和無線手持終端對演示流程進行“一鍵式”啟動。作業流程用于模擬企業物流運作環境,可針對具體行業特點,制定相應的物料類型及出入庫計劃。根據物流環節的崗位設置,將學生進行分組實訓。必要時可設置相應的故障,使學生能更好地體驗企業物流環節,掌握物流系統的基本業務操作和維護技能,積累行業應用經驗,提高物流系統分析和設計能力。
(1)教學演示流程
①托盤移位演示
通過操作界面托盤移位演示按鈕啟動演示流程。巷道堆垛機行走至A貨位取出對應類型的移位托盤,經托盤輸送線后,移位托盤再由巷道堆垛機叉取并搬運至預定的B貨位存放。
②在線換盤演示
巷道堆垛機取出實托盤,托盤輸送線將實托盤輸送至機器人拆碼垛丁位進行條碼識別。信息識別有誤則由巷道堆垛機搬運至整托盤出入庫站臺由人工處理,識別合格的實托盤由機器人進行拆垛作業。
單個料箱在料箱環形輸送線上進行循環輸送,形成的空托盤返庫存儲,巷道堆垛機再從貨位上取出單個空托盤,經托盤輸送線進行條碼識別合格后輸送至機器人拆碼垛工位。機器人抓取RFlD信息識別合格后的料箱進行碼垛作業。RFID信息識別有誤的料箱經料箱輸送線剔除。
碼垛完成后,系統將RFID信息與托盤條碼信息綁定。實托盤經托盤輸送線后,由巷道堆垛機搬運入庫存儲。
③料箱輸送線循環演示
人丁將單個料箱放置到人工處理站臺,完成信息確認。料箱合流至料箱輸送環線并進行RFID信息識別,識別合格的料箱會一直在輸送環線上進行循環輸送演示,信息識別錯誤則剔除后由人工處理。
(2)作業流程
①入庫流程
料箱由人工或者AGV搬運到入庫站臺,信息確認后合流到料箱輸送線,在機器人抓取工位進行料箱RFID信息識別。機器人抓取信息識別合格的料箱放置到空托盤上進行碼垛(空托盤由巷道堆垛機在貨架上取出,經托盤輸送線送至機器人拆碼垛工位)。條碼識別器對托盤條碼進行信息識別,如信息識別有誤則由巷道堆垛機將空托盤搬運至整盤出人庫站臺由人工處理。碼垛完成后,進行信息綁定,實托盤入庫存儲。
②出庫流程
巷道堆垛機根據目標地址取出實托盤,經托盤輸送線輸送至機器人拆碼垛工位進行托盤條碼信息識別。信息識別合格的實托盤,由機器人進行拆垛作業。RFID信息識別合格的料箱經料箱輸送線輸送至出庫站臺,然后由人工或者AGV搬運。
③整盤出入庫流程
整盤出入庫站臺使用鏈式輸送機作為巷道堆垛機取放貨站臺,由人工使用手動液壓車的方式進行搬運作業。
④電子標簽揀選流程
a.空料箱補給流程
通過無線手持終端呼叫空料箱出庫,巷道堆垛機取出空料箱實托盤,經托盤輸送線進行條碼信息識別后由機器人拆垛。空料箱進入料箱輸送線進行RFID信息識別。合格的空料箱經料箱輸送線輸送至出庫站臺,然后由AGV將空料箱搬運至揀選區AGV站臺由人工拿取使用。剩余散盤或空托盤則返庫存儲。
b.補貨入庫流程
人工取出空料箱放置需要補貨的物料,使用無線手持終端組盤,再將料箱和貨位進行綁定,完成補貨入庫。當物料需要從立庫出庫時,巷道堆垛機取出相應的實托盤,料箱完成拆垛后經輸送線輸送至AGV出庫站臺,AGV將料箱搬運至揀選區AGV站臺由人工拿取使用,剩余空料箱則暫存揀選區備用。
c.分揀出庫流程
系統按照訂單排程打開電子標簽系統LED數碼指示燈,人工根據提示進行物料揀選,并將物料放人相應料箱。
d.實料箱入立庫流程
通過無線手持終端完成信息確認,人工將實料箱放置到分揀區AGV站臺,AGV將實料箱搬運至料箱輸送線AGV入庫站臺。料箱在托盤上碼垛完成后,經托盤輸送線由巷道堆垛機搬運入庫存儲。
⑤抽檢流程
巷道堆垛機取出將要抽檢的實托盤,搬運至整托盤出入庫站臺。人工使用液壓車搬運的方式進行卸貨抽檢,或在站臺上抽檢,抽檢完畢后實托盤返庫存儲。
三、技術特點
1.技術先進,經濟實用
物流實訓平臺集自動化立體倉庫、拆碼垛系統、AGV系統、電子標簽揀選系統等多種物流技術為一體,設備類型和器件選型呈現多樣化,系統控制復雜并具有較高的柔性。為節約建設成本,在滿足使用功能的基礎上對倉儲量、輸送距離、揀選品規數量進行了相應的縮減,AGV車體也采用了簡配型設計。兼顧未來發展,物流實訓平臺可擴展性強,涵蓋面廣,可實現多種專業實訓教學,提高了使用效率,能夠有效滿足目前對物流教學科研和人才培養的需要。
2.整體規劃,協同作業
規劃布局緊湊,占地面積小。物流實訓平臺內設置有教學區域,可采用現場教學的方式促進學生對物流過程及物流概念的理解。為配合不同層次的密集型教學,各子系統既可以獨立運行,又可以統一作業,提高了授課效率。通過AGV系統還可以進行物流實訓平臺與機加工區域教學平臺的協同作業,實現了資源共享。
3.流程豐富,突出創新
為完善物流實訓平臺教學功能,根據各階段教學實訓目的,針對性地設計了不同的教學流程。物流實訓平臺采用工業應用級物流系統建設,實踐性較強,教學更為直觀。具有較高的實用性和通用性。系統功能完善,可實現不同行業的企業物流系統模擬教學。此外,還可以讓學生熟悉自動化物流系統的安裝、檢測和調試過程。物流實訓平臺具備自主創新空間,通過程序的更改、流程間的組合,能夠完成物流創新性實驗或者科研驗證。
關鍵詞:物聯網;高職;專業建設
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)33-7637-02
1 發展物聯網技術的背景
“國家經濟和社會發展第十二個五年規劃”中明確提出,要大力推進物聯網的應用,并將把物聯網部署在在智能電網、智能交通、智能物流、智能家居、環境與安全檢測等領域。
“湖北省經濟和社會發展第十二個五年規劃”中也提到,要加強“三網融合”的研發和下一代互聯網的發展。對物聯網的核心關鍵技術要進一步突破,擴大物聯網的推廣應用和相關產業發展。
“武漢市經濟和社會發展第十二個五年規劃”指出,培育物聯網、云計算、三網融合、網絡增值服務等新型產業。到2015年,新一代信息技術產業產值要達到1600億元。使用物聯網、云計算等信息技術,來實施智能交通、智能電網、智能安防設施、智能環境監測、數字化醫療等物聯網示范工程。實現車聯網全覆蓋。
“孝感市信息化‘十二五’發展規劃”中關于“物聯網”推進工程規劃如下:推進以二維條碼和RFID技術應用為主要特征的“物聯網”發展。大力推進二維條碼和RFID技術在工業生產和物流各個環節的融合滲透。把握二維條碼、RFID技術、全球衛星定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)。在國家和省有關部門支持下,建設區域性現代物流公共信息中心和公共信息服務平臺,形成“物聯網”的基礎。
武漢城市圈中的黃岡市、咸寧市進入了住房和城鄉建設部2013年度國家智慧城市試點名單,智慧城市是通過利用物聯網、云計算等新一代信息技術來促進城市的信息化和智能化。
因此,從國家到湖北省,再到武漢城市圈的成員城市,都在積極的推進物聯網產業的發展,產業的發展則引發人才緊缺的問題,而這正是高校要完成的重要任務,特別是作為直接服務于市場經濟的高職院校,更是首當其沖。
2 武漢城市圈高職院校開設物聯網專業的基礎
通過對物聯網技術的分析,我們知道其實物聯網并不是一個全新的技術,它所覆蓋的很多技術,比如傳感器技術、RFID技術、無線技術等經過多年的發展已經有了一定基礎,而它所對應的專業為計算機網絡技術、電子技術、計算機應用技術、軟件技術等,通過調查,武漢城市圈共有46所高職院校,其中開設有應用電子技術、計算機網絡技術、計算機應用技術和軟件技術的學校有42所。可以看出,絕大多數的高職院校都開有物聯網相關的專業,在這42所學校中開設1個相近專業的有10所學校,開設2個相近專業的有12所學校,開設有3個相近專業的有13所學校,開設4個相近專業的有7所學校,也就是說在至少有20所院校開設有3個物聯網相關專業,因此武漢城市圈有開設物聯網專業的基礎,并且有很多物聯網相近專業也經過了很多年的建設和發展,有著豐富的專業建設基礎。
專業建設離不開高質量的師資隊伍,師資問題可以通過二個辦法來解決,一是引入外援,新招收高質量的物聯網專業人才;二是內部轉換,從已有前面所提到這些物聯網相近專業中選取部分教師轉入本專業來,因為這部分教師都具備自己專業的知識和技能,稍加培訓就能轉入物聯網專業的教學中來。在實踐實訓條件建設方面,也可從以上其他專業借用,比如像網絡工程實訓室、無線傳感實訓室、電子實訓室等,等專業建設起步后再建設自己的物聯網專業實訓室。
3 物聯網產業人才需求
物聯網是由感知層、網絡層和應用層三個層次組成,其中涉及到應用層的技術包括信息管理、業務分析管理等系統;網絡層則包括各種網關和接入網絡以及不同架構網的融合、云計算等;感知層的技術有傳感器、二維碼、RFID、多媒體設備等數據的采集和自構網絡系統。因此,物聯網的產業主要圍繞系統集成、硬件和軟件三個領域。現在的物聯網企業也大多集中在傳感節點、操作系統、數據庫軟件、中間件、應用軟件和系統集成方面,特別是面向這些方面的研發、生產、服務等領域。
我們對相關企業進行了調研,主要涉及到的是從事系統集成,網絡,智能控制系統及設備等研發、生產、服務的等企業。通過調研我們了解到,目前物聯網產業初步形成,缺乏各層次的人才,而面向高職層次的需求是:物聯網系統集成、安裝調試、技術支持和營銷人才。在未來的幾年中,國家推動物聯網的力量會越來越大,物聯網的應用會被人們日益了解,這樣會需要更多的物聯網管理與維護、物聯網應用系統的管理維護人才。
湖北省電子信息產業的高速、大規模發展造成了對相關人才的極大需求,尤其是高職高專層次的人才。在調查了物聯網相關企業,了解到市場對物聯網人才有著旺盛的需求,未來5年湖北省各行業對物聯網人才主要集中在系統開發、集成、 RFID技術研發、嵌入式系統研發、網絡技術,預計湖北未來5年每年需要2萬以上,其中對高職人才需求量達到每年1萬以上。
4 物聯網專業人才培養目標
4.1 培養目標
面向各級醫院及醫療機構與社區醫院,培養具有扎實的專業理論基礎知識、較強的實踐能力,掌握智能醫療基本知識和基本原理,具有可持續發展能力與創新精神,具備智能醫療網組建與管理,智能醫療網絡設備的售前與售后等能力的高素質技能型人才。
4.2 專業核心能力
具備維護數字化醫院智能門診系統,能對電子病歷和電子處方等系統的運行進行管理,具備智能醫療網的組建和維護能力,能實現“區域醫療信息網絡”和“醫療協作平臺”智能化,將醫療服務進行延伸。
4.3 主要實踐環節
公共衛生綜合實訓;網絡管理與維護實訓;網絡設備配置實訓;物聯網組網實訓;智能醫療應用實訓。
4.4 就業方向
主要面向各級醫院及醫療機構與社區醫院、鄉鎮醫院(衛生院)和智能醫療設備企業。
4.5 主干課程
公共衛生應急管理、醫療物聯網平臺、智能門診管理、衛材與藥品管理、智能醫護管理(住院與病床管理)、病人隨訪與遠程醫療、電子病歷與動態健康檔案管理
4.6 核心課程
M2M技術應用、RFID技術與高頻技術、傳感器與無線傳感器網絡技術、GPS定位技術、網絡設備配置調試與管理、云語言信息技術、短距離無線通信技術、3G移動通信技術
5 總結
物聯網是一個戰略性新興產業,高職院校作為培養較高素質勞動者的大本營, 應當建設好具有區域特色的物聯網專業, 為整個物聯網產業轉入更多合格的人才。
參考文獻:
[1] 寧煥生,張彥.RFID 與物聯網射頻、中間件、解析與服務[M].北京: 電子工業出版社,2008.
關鍵詞:項目驅動;習情境;工學結合
作者簡介:趙俊英(1981-),女,滿族,河北保定人,天津電子信息職業技術學院電子技術系,講師。(天津 300350)
中圖分類號:G712?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)34-0095-02
在高職高專電子、通信類教學中,“數字電路分析與實踐”課程作為專業基礎課,是后繼專業骨干課程的基礎,其教學的效果直接關系到學生對后繼課程的學習興趣及學習能力。[1]建設該課程的精品課程,是推進高職電子技術及通信類人才培養的重要手段和必要環節。
一、課程設計思路
在課程建設中,將理論和實踐相融合,將學生所學知識轉化為技能,將技能用于實踐,注重培養學生把技能應用于實踐的能力。本課程的設計思路如下:
1.以培養學生職業能力和職業素養為原則構建教學內容
本課程融“教、學、做”三者于一體,采用“項目驅動”教學方法,構建模塊化、組合型、進階式訓練體系。將綜合能力分解成若干項小的基本能力,選擇能涵蓋基本能力要素的訓練項目實施基本能力訓練。通過模塊項目訓練,建立對電子電路的整體概念,從而全面掌握電子電路的分析能力,以此提高電子電路應用能力和創新能力。
2.產品調研,選取學習情境載體,設計工作任務
該課程共設計了5個學習情境,每個學習情境都圍繞著真實的實際產品展開,每個情境由若干個任務組成,每個任務都按資訊—決策—計劃—實施—檢查—評估六大步驟實施教學。體現了課程的教學目標與社會需求相一致,教學情境與企業工作相一致,教學內容與企業工作任務相一致。學習內容從“單個到系統”,從“典型到一般”,從“簡單到復雜”。技術復雜程度和學習難度逐漸增加,學生自主完成工作的程度逐漸增加,符合學習和技能的培養規律。
3.課程總體框架
“教學相長”是我們長期以來追求的目標,課程要有可持續發展性也是我們追尋的原則,所有這一切都需要學生有學習興趣、積極性做前提。同樣的設計題目可能有不同的實現方案,使用不同的數字電路芯片,設計不同的電路參數,但最終都會實現同樣的功能。這樣不僅充分發揮了學生學習的積極性、主動性,同時也加深了學生對基礎知識的理解,為后繼的專業課程學習打好堅實基礎。
二、教學內容
1.根據項目和企業需要,分析工作任務,制定課程內容
“電子電路分析與實踐”課程是一門理論性、實踐性、基礎性和應用性都很強的學科,根據市場對人才的專業需求和征求企業對課程內容、課程目標的意見分析,通過與企業專家研討,并結合工業與信息化部和人力資源與社會保障部無線電調試技師職業資格的取證,以電子電路分析與設計流程為主線,提煉出了典型的工作任務。
2.以項目為載體實現課程內容綜合化,具有很強的針對性和適用性
教學內容選擇真實產品作為學習載體,這些產品必須包含職業崗位能力培養所需的全部知識,按照學生的認知規律、職業能力培養規律和產品的選擇,從簡單到復雜、從單一到綜合,逐步培養學生的職業能力和自主學習能力。[2]本課程設置的教學情境如圖1所示。
3.實踐教學貫穿于整個教學活動中
本課程的實踐性教學主要分為以下幾個層次:任務模塊實訓、情境教學實踐、開放性課題、學期項目、專業實習和頂崗實習。教學內容上包括了學習基礎(驗證)—提高(綜合、設計)—創新研究(研究、應用開發)各個階段,體現了循序漸進的教學過程。其中,既有課內內容,也有課外內容;既有指定性實訓項目,也有學生自選的實訓項目。同時結合學生專業社團活動,引導和指導部分學生進行項目的研發和研究,使得實踐貫穿于整個教學過程,也貫穿于學生在校學習的整個過程。具體的實踐環節如下:
(1)實訓課。實訓課是指隨課堂教學的實踐課程,包括任務模塊實訓和情境教學實踐。每個實訓模塊均設有項目參考程序、必須完成的內容和選做的內容,選做部分是為學有余力和感興趣的學生設計的,這樣設計的目的是對具有不同能力的學生提出不同的要求,使每個學生都能學有收獲,學有所長。
(2)學期項目。學期項目是指學生每學期依據所學知識,在教師指導下,以小組團隊為單位,做一相關課題,課題可以是論文,也可以是具體項目,隨著學生知識的增長,項目要求和難度不斷增加,最終要完成完整的電子電路。
在“數字電路分析與實踐”課程開設時,學生已經具備了一定的分析能力和設計能力,同時,學期項目的實施也鞏固了該課程所要求的模電、電路基礎知識。教師也可以提供給學生參考項目,由學生選題,學有余力的學生可以利用VHDL編程語言在PFGA或CPLD上實現電路設計。
(3)專業實習。為了提高學生的動手能力和鞏固教學成果,在無線電裝接和無線電調試實習中,分別安排了電子電路的裝接和模塊擴展的實習內容。通過課程實習,使學生初步建立正確的設計思想,學會獲取信息的方法,并培養分析問題和解決實際問題的能力。在無線電調試實習中擴展模塊的題目由教師指定或學生自主選題,題目要兼顧基礎性、知識性、前沿性、實用性、可操作性等。并將該部分內容納入無線電調試中級職業資格證書的考核內容。
(4)頂崗實習。頂崗實習的主要目的是培養學生吃苦耐勞、團結協作的精神,培養學生理論結合實踐的能力,進一步增強學生的學習能力、分析解決問題的能力和應用能力,為學生以后更好的走向社會奠定堅實的基礎。許多校內外頂崗實習課題是關于電子產品分析與開發的,這也更加突出了該課程在整個教學中的重要地位。
三、教學方法與手段
本課程的教學模式為“教、學、做、練、鑒”立體化教學模式。教學過程中,堅持“教、學、做一體化”,教師是工作過程的主導,學生是工作過程的主體。因此,學是首要因素。以項目為載體的情境化教學設計引導學生以做中學、學中做的方式在完成典型工作任務的過程中自主地完成學習過程。
考慮高職教育本身的教育規律以及學生的學習基礎,任何單一的教學方法都難以達到好的教學效果,為此,本課程以工學結合為切入點,在教學過程中采取了以工作過程為導向的學習過程,綜合運用基于工作過程的項目引導教學法、任務驅動法、案例分析法、分組討論法、角色扮演法等教學方法開展教學。各種教學方法交錯使用,互相融合。
1.啟發式教學法
教學中注意啟發式,[3]杜絕注入式。授課時應注意與學生進行交流:學生跟著教師的思路走(循序漸進,接受知識),教師跟著學生的表情走(察言觀色,掌握學生聽懂、接受的程度)。啟發引導以教師為導向,鍛煉學生獨立思考問題、解決問題的能力。這是一種較高級的學習方法,能夠讓學生擺脫被動式學習,啟發學生自主創新的精神,這也正是教育改革所要達到的真正目的。
2.項目驅動教學法
以工作任務單和計劃、實施、評價工作單為引導,通過學習完成工作所需的知識,來完成工作任務,教學任務由師生共同完成。教學地點由傳統的先課堂后實驗室的模式改為課堂、實驗、實訓室一體化模式,學習過程在仿真的工廠實訓環境中進行,學生可以在學習、實驗、實訓中將知識轉化為技能,實現與企業崗位的零過渡。
3.項目小組教學法
將學生4~5人分為一組,部分教學內容采用學生分組討論、互相評判,以小組為單位進行課程的講授,其他學生進行補充的教學方式。引導學生積極思考、樂于實踐。在課外開放實訓室,小組共同討論、解決問題,提出方案并共同完成項目。要求學生不斷學習、自我完善,構建學習型項目小組團隊。
4.學生自主學習
課堂上,在保證基本教學內容完成的基礎上,鼓勵學生自己擬訂方案、方法,自創項目,經指導教師認可后獨立完成,培養學生獨立的工作能力和創新意識。
5.師生互動
課堂教學、課堂討論、課后練習、開放性課題、實驗、實訓教學有機結合,互為補充。對帶有普遍性的難題及時設立適當的習題課予以講解,不積累問題。并采用課堂交流(提問、討論)、課間交流、答疑、質疑、作業、輔導學生進行電子制作、電子郵件網上交流、QQ流、電話交流等多種方式與學生交流。
四、師資隊伍建設
在本課程建設中,打造一支老中青結合、理論與實踐結合的教師隊伍是必要的、關鍵的。對教師的要求要滿足以下幾個方面:
(1)主講教師師德好,學術造詣高,教學能力強,教學經驗豐富,教學特色鮮明。
(2)所有理論教師均同時兼任理論課程和實踐課程的教學工作。
(3)課題組一半以上教師都有過企業工作經歷。
(4)課題組教師均要達到本科學歷,其中,研究生學歷要達到50%以上。
在實際的課程建設中,師資隊伍要不斷完善,教師應具有緊迫感,不斷更新知識,不斷探索行之有效的教學方法。
五、總結
本文對高職高專“數字電路分析與實踐”課程設置、教學內容、教學方法與手段以及師資隊伍建設等方面進行了探討。結合實際項目,加強實踐環節,寓教于樂,提高學生的學習興趣,是本課程改革值得探索的方向。
參考文獻:
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關鍵詞:移動通信技術 工學結合 培養模式
一、構建移動通信技術專業工學結合人才培養模式的必要性
高職移動通信技術專業教育,歸根到底是為培養高職類型的通信企業移動技術類崗位藍領人力資源。構建高職移動通信技術專業工學結合人才培養模式是適“材”的最佳選擇。
職業教育需要工學結合,工學結合是一種將學習與工作相結合的人才培養模式,不同專業可以采用不同的形式實現,目的是使工作系統與學習領域相結合,在適合的機制體制創新模式下完成紐帶聯結(如圖1所示),最終實現變工學割裂為工學結合、變無效學習為有效學習、變被動學習為主動學習、變壓迫式教學為任務式教學、變傳授知識教學為學生行為導向后總結知識點的教學、變理實分離為教學做一體化的教學、變學科體系知識課程為工學結合的課程、變教不適材為因材施教。
工學結合人才培養模式的方法論,需要具體的工學結合人才培養方案、工學結合的課程體系、課程和行為導向的教學法去承載和體現,移動通信技術專業也遵循這種基本規律。WWw.133229.COM
二、基于職業崗位和技能需求確定移動通信技術專業培養目標
要基于職業導向或是職業中的典型任務確定專業培養目標,尋找專業自身定位和培養規格。首先進行職業崗位調查,以行業需求和現實條件為依據,準確定位專業人才培養目標;主動適應企業需求,緊跟移動通信技術發展,抓好到移動運營商和服務商的調研與實踐,抓好畢業生跟蹤調查統計。可以從以下幾個方面完成調查:一是組織教師深入企業調研,到一線部門座談交流,了解企業人才需求、崗位設置情況及對崗位技能、素質、知識的要求;二是組織教師到企業頂崗鍛煉,學習業務、維護、管理等一線崗位技能;三是實施畢業生跟蹤調查,以及學生到企業參與社會實踐,收集企業對人才培養的反饋信息;四是邀請企業專家到校召開座談會,或利用企業技術人員與管理人員到學院參加培訓學習以及企業到校招聘畢業生期間組織座談會,聽取企業專家對專業課程設置和學生培養等方面的意見。
通過調研,確立和調整移動通信專業服務崗位群。立足服務區域移動通信行業發展、3g建設優化、三網融合需要,面向區域內移動通信運營商與移動通信服務商,對接培養移動通信規劃、施工、維護、網優和售前售后技術服務支持的崗位群;建立移動通信技術專業畢業生核心職業目標,主要崗位包括移動通信機務員(包括基站機務)、天線線務員、移動通信或無線網絡工程師;明確畢業生主要去向,包括移動通信運營商、移動通信設備供應商、移動代維公司等企業,從事移動通信施工、維護和優化等工作,如移動機房值守、基站維護安裝作業、移動工程、無線規劃和優化、售前售后技術支持、用戶服務工程師和運維部技術員等崗位。
分析專業服務崗位群,建構和調整移動通信技術專業技能模塊或典型工作任務,主要專業技能如圖2所示。完成工作任務與行動領域的對應,轉換為學習領域;按照教育認知規律遞進,完成本專業人才行動領域到學習領域的轉換,確定學習范疇,包括知識結構與能力結構及要求。
三、基于培養規格確立移動通信技術專業工學結合人才培養模式
培養模式是人才培養的路徑問題,不同的專業可選擇不同的方法實現。在實踐中,移動通信技術專業我們試行了深化“以職業崗位技能培養為主線、素質培養和知識培養貫穿始終”、以校內“仿真+全真”實訓和“暑期+頂崗”實習為核心的工學結合人才培養模式改革,形成了“2+3+1”的專業人才培養模式。
通過培養三個工具基礎、三個核心能力,并在培養過程中貫穿“知識、素質、能力”三條主線,能夠培養移動通信高素質技能型人才,如圖3所示。“仿真+全真”實訓:通過建立基本原理實驗室、仿真軟件實訓室、單個技能模塊實訓室、全真2g/3g實訓室和聯網的實訓室,完善學生在校期間實驗、實習、實訓三個環節。“暑期+頂崗”實習:學生在校學習的第4學期暑假,安排暑期企業實習,鍛煉學生,讓學生了解崗位、讓企業了解學生;暑假實習返校后,在完成相關課程的學習和校內實訓后,學生到企業參加頂崗實習。建立“2+3+1”的專業人才培養方案,即通過兩學期的基礎課學習,熟練計算機應用,掌握英語和數學基礎,提升人文素質和自主學習能力;再通過3學期的專業課程和校內實訓學習,掌握專業技能知識和操作維護技能;最后1學期到企業參加頂崗實習。
四、基于工作過程開發移動通信技術專業工學結合課程體系
完整的工學結合專業教學體系由三部分組成,或者說具體要做三件事:開發工學結合的課程體系(人才培養方案);完成工學結合的課程開發;實施行動導向的教學。移動通信技術專業工學結合課程體系的開發思路,按照移動通信主要崗位群能力培養要求,完成職業工作過程中的典型任務,以具體工作過程為導向建立課程體系。核心就是要找準職業工作中的典型工作任務即工作領域,和完成工作過程導向的學習領域開發,方法就是按工作過程完整的工作順序,以完成職業活動為目的來組織課程結構,按工作過程整合課程。典型任務分析為基礎,橫向任務(可以是幾個具體任務或項目)的建專業課,縱向(按照課程共性)提出基礎/專業基礎課程。基礎與專業教師合作,描繪基礎知識點。
根據移動通信技術專業典型崗位分析技能任務,主要的典型任務如前面圖2所示,以這些典型任務建立學習領域的課程體系和課程,可以形成專業核心課程,如:完成移動基站電源裝維任務的《通信電源》,完成移動傳輸建、調、維任務的《傳輸系統管理與維護》,完成無線規劃建維的移動通信各系統技術課程(gsm技術、cdma2000技術、wcdma技術等),完成無線網絡優化的移動通信網絡優化類課程。
五、基于行動導向實施移動通信技術專業課程一體化教學
工學結合課程是以培養綜合職業能力為目標,有具體的任務訓練載體,能體現工作過程要素,學生能經歷比較完整的工作過程,可以身臨其境進行整體化學習的課程。
僅有工學結合的課程是不夠的,還需要有適合的行動導向教學模式,它是工學結合的微觀層次。行動導向教學不再簡單把知識傳授作為唯一目標,而是在教師指導下,自己能動尋找獲得知識的途徑,從而培養專業能力和關鍵能力。從純科學的知識傳授滿堂灌教學,轉變為基于情境學生經歷任務過程的行動導向教學,著重要克服的就是“符合學生思維習慣,注重訓練載體,注重任務過程中的主動參與、討論、決策和執行,培養完成完整職業行動的良好能力與習慣”。
六、結束語
隨著通信技術的飛速發展,“無線化和寬帶化”日益成為通信發展的兩大主要趨勢,我國移動通信產業朝氣勃勃,形成了三個全業務通信運營企業,通信服務和移動代維企業如雨后春筍般涌現。企業需要大批掌握移動新技術、能適應全業務運營需要的高技能人才,移動通信高職教育亟需加快人才培養模式轉型,建立基于工學結合的移動通信技術專業。
參考文獻
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關鍵詞:行動導向;方法能力;車站視頻監控;軌道交通
中圖分類號:G642.477 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)35-0098-02
隨著我國城市軌道交通及高速鐵路的迅速發展,各大中城市對軌道交通通信信號維護人才的需求日益迫切。而軌道交通相關企業對人才的要求是具有一定通信系統理論基礎及操作能力,具有良好的職業素養的應用發展型人才。本文的目的就是希望通過行動導向法的方式培養學生具有軌道交通通信系統,包括交換子系統、無線子系統和視頻監控子系統維護的綜合能力。
一、課程教學目標
本課程的教學目標是依據課程設置的要求、城市軌道交通通信檢修工職業能力的要求以及學生終身發展的需求來設定的,旨在培養學生具有一定的專業能力、方法能力及社會能力。專業能力包括:掌握城市軌道交通通信設備檢修的基本技能和相關理論知識,能初步應用軌道交通通信檢修的基本技能完成相關崗位的實際工作任務。
教學情境設計。課程內容主要包括軌道交通交換子系統、無線子系統和視頻監控子系統維護三大教學情境,對軌道交通專用通信系統的三個重要子系統的設備組成、接口類型與標準、線纜類型、各部件維護、檢修方法和步驟等展開教學。其中每個教學情境又包含若干子項目,學生在完成各項任務的過程中,提升能力。(1)課程設計思路。在進行課程設計時,首先對軌道交通通信系統檢修流程及崗位群進行分析,在對通信檢修流程的4個環節及相關崗位能力需求分析的基礎上,提煉出需要學生掌握的3個核心能力,即專業能力、方法能力、社會能力。最后,在崗位分析及培養目標的指導下,根據學生的認知規律,設計整個課程的教學流程,將崗位需求及綜合能力培養融入到各教學環節中。
(2)教學方法。本課程采用行動導向法,根據崗位需要設計教學任務,且每個教學任務都完整執行“資訊―規劃―決策―實施―檢查―評估”六個環節,強調每個環節,而不單單是實施環節,充分發揮學生的主導作用,在資訊中培養學生收集資料自主學習的能力,在規劃中運用知識,在小組決策中培養團隊合作,在實施中掌握專業技能,在檢查中培養規范,在評估中查找不足。
根據學生理解水平、課程內容及學校實訓條件的不同,具體教學方法如下:通過案例教學,讓學生能夠認識故障。利用校內實訓室的設備,讓學生學會判斷故障;通過比較學習法學習國內與國外、其他城市與上海的檢修方式及修程,并讓學生學會分析;通過現場考查法分析、總結檢修過程的組成;通過小組學習法讓學生對典型任務過程進行設計。判斷各子系統的常見故障;通過媒體法,利用現場工人操作視頻增強學生感性認識。
二、教學案例
下面以一個具體的教學案例來說明典型任務教學過程的設計。本次課是學習情境視頻監控子系統維護中項目二(模擬視頻監控系統構建及檢修)中的典型任務《車站模擬視頻監控系統的構建》。本次課為4個學時。
1.情景設置:如果你和你的組員接到任務,需要為某地鐵車站構建一個閉路電視監控系統。在前兩次的任務中學習了閉路電視監控系統的組成,認識了實訓臺設備與工具箱。
2.任務描述:合理選擇實訓臺設備與工具箱線纜完成以下任務:(1)可以通過控制鍵盤切換監視器畫面(即選擇不同的輸入攝像頭)。(2)可以操控模擬攝像頭的云臺與焦距。
3.咨訊規劃決策階段:(1)了解閉路電視監控系統所需通信線纜。(2)對照設備與工具總表,復習實訓臺設備組成及各接口作用,工具箱各線纜的作用及各工具的使用方法。(3)分析任務,結合組成圖與實物,選擇所需設備、線纜及其他工具,填寫《設備工具選用清單與自檢》表中的前兩列。(4)繪制設備連線圖。(5)填寫《工作計劃與執行記錄》表中的計劃工作步驟部分。
4.任務執行階段:(1)任務分工,兩個同學操作,兩個同學充當觀察者。(2)按照每組列出的清單,根據現有實訓條件,操作者完成操作。(3)觀察者完成《設備工具選用清單及自檢》中的自檢部分與《工作計劃與執行記錄》中的實際工作情況。(4)在任務執行過程中,如發生故障可參考《故障分析表》學習故障處理方法。(5)學習使用《設備使用說明》操作設備。(6)使用《結果自查表》驗證任務完成情況;
5.檢查評價階段。(1)教師按《教師檢查表》檢查任務完成情況。(2)各組對照檢查表進行反思,而后進行匯報,總結內容包括:是否完成任務要求;故障與處理情況;團隊合作情況等。(3)教師總結。
參考文獻:
[1]姜大慶.基于行動導向的項目化課程設計與實施研究[J].中國職業技術教育,2010,(32).
CDMA2000資源庫的建設成果受眾為通信技術專業的學生,且其可以作為中國電信新進員工網優培訓的載體。“CDMA2000無線網絡建設與優化教學資源庫”采用理論與實踐對比研究方法,綜合應用了電子、通信和計算機等技術,是一個集理論性和實踐性于一體的綜合型資源庫。預計在此資源庫的應用中,教師總體把握課程設計把整個課程的課程目標,設計思路與企業專家共同探討制定。把整個資源庫分為:CDMA2000系統基礎知識、CDMA2000系統網絡規劃、CDMA2000系統網絡優化三大模塊。每個模塊細化為單元,由教師和往屆從事網絡優化的畢業生共同制定單元設計,并且提供真實的工作流程和工作案例。保證教學資源庫的新鮮東西不斷,跟上時代的變遷。真正起到和工作崗位零距離的作用。
CDMA2000教學資源庫開發采用調查法、概念分析法、比較研究法等研究方法,基于多年教學經驗和教師企業實踐,總結出無線網絡優化員的崗位標準,工作流程,將無線網絡規劃、無線網絡測試、無線網絡優化組建成一個完整的資源庫系統。把當地的實測數據進行指標分析,學生使用的軟件以中興的CNT和CAN為主,使用者直觀觀察無線通信流程,根據需要測試的指標及測試的時段進行標志,深入了解無線信號測量和網絡優化分析的過程,為后續的網絡優化工作打好基礎,在工作崗位中有更大的提升空間。
CDMA2000教學資源庫的開發主要包括以下幾大步驟:①課題思路的探討和制定:各院校網絡優化課程開展情況實際調研,教師走訪相關企業,確定此崗位標準,工作流程;根據調研情況進行思路探討和具體細化;針對CDMA2000標準在中國電信的運用情況將本資源庫的重點定位CDMA2000無線網絡優化部分。②CDMA2000無線網絡建設和優化教學資源庫資料的整理。整理本教學課程的課程設計,單元設計,教學課件;整理本教學課程的學生測試案例及來自企業的工程案例。③CDMA2000無線網絡建設和優化教學資源庫分模塊整理;跟蹤并調研學生的網絡優化實習情況,更新教學資源庫。一部分學生試用本教學資源庫;④CDMA2000無線網絡建設與優化實訓系統部分的應用測試。GPS、測試手機、電腦、測試軟件和軟件狗等網優測試設備的準備;測試石家莊信息工程職業學院的CDMA2000網絡,并使用網優測試設備進行數據測試和指標分析;綜合工程案例訓練內容,分類進行分析并進行報告的整理。
本資源庫的開發是基于典型的工作崗位,根據崗位標準和學生要達到的社會適應能力,行業通用能力,專業核心能力,崗位專有能力,制定資源庫的總目標。具有不可復制性,而所涉及到的工程案例都是學生測試的真實案例和河北電信石家莊分公司的真實工程案例,由于本教學資源庫的全面性和真實性,因此本系統具有較高的使用和經濟價值。從課程定位,到分模塊分單元設計組建成一個完整的系統,單獨的使用其中的任何一個模塊,進行教學和研究;CDMA2000教學資源庫開發的主要成果應包括:①以培養學生的社會適應能力,行業通用能力,專業核心能力,崗位專有能力為目標,制定CDMA2000無線網絡建設與優化課程的課程目標,對CDMA2000無線網絡建設與優化課程進行全面詳細的課程設計、單元設計。②大量的以本學校為測試點測試案例,選取學校為測試點便于操作和調整參數。大量的本地區的真實的工程案例。③校企合作,通過研究搭建適合高職高專的教學資源庫,以教師多年的豐富的教學經驗和理論知識,發掘了教學需求和社會需求,發揮了企業指導和合作能力,把教學需求變為工程技術需求,使用教學資源庫的學生在所工作的企業有突出表現。
由于無線網絡規劃與優化的教學也是起步不久,教學資源庫的開發還不太成熟,本資源庫的案例主要是基于中興通訊公司的測試和分析軟件,有一定的局限性。另外工程案例也僅限于石家莊地區,不是特別全面。在接下來的開發工作中我們將開發更多的使用鼎力軟件的案例,以及和外地區的電信部門加強聯系,爭取獲得更多更好更典型的其它地區全面的工程案例,使其更好的服務于高職通信技術專業的教學。
關鍵詞:高校實驗室;視頻監控管理;網絡攝像機;遠程
中圖分類號:G258 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)04-0124-03
一、概述
隨著近段時間高校課程建設的發展與科技的進步,各地高校內諸如實訓基地、計算機機房等多設備、高價值的新型實驗室正如雨后春筍般不斷地新建起來,這為拓展教學模式,提高教學質量,模擬更真實的實驗訓練環境提供了優良的保障。然而,對于實驗室管理者而言,相應的高價值實驗室建設的增加也為實驗室的管理與安全保障提出了更高的要求。隨著實驗室的數目增加,在管理模式上,往往產生了一個實驗室管理員兼管多個實驗室的現象,但鑒于地理位置等種種現實因素的影響,在實際操作過程中“一人多管”的方法總是不能做到面面俱到,這就讓實驗室在安全管理上漸漸產生了漏洞。所以,實驗室管理引入新的管理模式和安防產品,是眼下刻不容緩的需求。
視頻監控系統的建立,是彌補實驗室這一安全漏洞,提高管理有效性的一種重要手段。
在安防上,監控系統的應用已經成為當前安防的一種時髦,無論是人身的保障還是財產安全,視頻監控攝像機都是一個不錯的選擇。但是面對市面上五花八門的監控系統,到底哪個才是最適合高校實驗室使用的呢?是傳統專業的閉路電視系統,還是有”混搭范兒”的網絡攝像機技術?
在此,筆者首先排除了傳統模式的閉路電視系統,主要原因在于以下幾個方面:首先,基于盡量降低資金支出的原則,傳統監控系統需購買相當規模的例如視頻分配器、電視墻、硬盤錄像機等設備,耗資較大;其次,傳統監控對新老實驗室需實施重新布線,耗費大量人力財力,并且可能破壞實驗室布局;第三,傳統監控系統不利于升級,后期新實驗室的建設新監控點的不斷增加,會受到整體監控布局的限制,并且還需重新布線,工程繁瑣;第四,傳統監控系統需建立專用監控室,監控方式不夠靈活。
那么什么類型的監控方案才真正適合高校實驗室使用呢?筆者通過對多所高校實驗室管理模式的探討咨詢,結合自身所在高校的實驗室情況,總結了高校對于實驗室監控布控的幾項切實需求。同時,通過對市場上現有監控技術的調查與分析,針對“高校實驗室”這一特有環境,加入對現有設備的合理利用,對不同情況的實驗室如何安放監控提出了兩種方案,希望學校機構借助于此方法能夠更好地提高實驗室的管理水平與安全指數,確保工作順利開展,促進校園安全建設。
二、實驗室管理視頻監控的需求
根據重要程度不同,按順序羅列需求:
1.要求有一定的畫面像素清晰度,光線充足15米范圍內能辨識人員。下課時間,值班人員或管理人員可從監視器觀察清楚該實驗室是否課程結束,人員是否都已離開,然后整理關閉實驗室。
2.充分利用現有網絡資源架設監控,避免另外布線。
3.除網絡外,盡量減少資金浪費,在條件允許情況下盡量利用其它現有設備,提高新老設備利用率(實驗室、高校辦公室特有設備例如:pc機、網絡、交換機、現有服務器等)。
4.便攜安裝,可以適應正反、吸頂等不同位置方位的布控。
5.有手動或自動拍照、錄像功能。
6.內網訪問監控。內網范圍內,能利用例如pc機進行隨地訪問,靈活掌控實驗室情況。
7.有定時移動偵測功能。在設定的時間段內若有視頻內容移動,立即拍照或報警。
8.即時報警通知功能。同時,能從多渠道通知管理員實驗室現場情況。
9.監控端能同時獲取多個攝像頭的監測內容,實時同步監測。
10.有一定的升級便攜性,能較方便地加入新的監控點。
11.監控端需多元化,不是僅僅一個地方或一臺設備能登錄觀看,在學校辦公范圍內可用。
12.有紅外線功能,在光線不足情況下也能進行監控。
13.能遠程云端遙控,靈活擴展更大的監視范圍。
14.避免復雜布線,最好提供無線功能。
15.如果條件允許,最好能監聽現場聲音。
16.如果條件允許,最好能使用麥克風與實驗室現場直接對話。
17.如果條件允許,支持多設備登錄監視,不僅僅局限于一種監視設備。
以下是二類方案規劃對比進行推薦:
(一)方案一:無線網絡攝像機
利用有線網或無線網,在各實驗室適當位置植入網絡攝像機并連入網絡來實現,其特點總結如下:
軟硬件需求不高:無線網絡攝像機+有線路由器(交換機)或無線路由器+pc機+監視軟件。
安裝簡易:網絡攝像機安裝非常簡單,不需要專業的布線,只需要電源和網絡連接,如果是采用WiFi 無線連接,則只需要提供電源即可,提供支架,可進行吸頂倒置固定。
適用范圍廣:適用于家庭、辦公室、企業、超市、學校以及其他需要監控的公共場所。通過網絡傳輸動態視頻的設備,它可以將本地的動態視頻通過網絡傳輸到世界各地有網絡連接的地方,通過互聯網,用戶可以隨時看到想監控的地方,拓展用戶的視野
范圍。
多協議支持:大多設備內置嵌入式操作系統,支持TCP/IP 網絡協議、SMTP (簡單郵件發送協議),HTTP,UPNP 等。
配置簡單:管理配置界面基本使用標準的Web瀏覽器,用戶能夠通過局域網或者因特網控制和管理網絡攝像機。
視頻觀看和錄像:一般提供簡潔的用戶界面以觀看實時圖像,并可以錄在你的電腦上,以備隨時查閱。如有需要,也可選擇帶存儲卡的機型,可直接錄制到監控存儲卡內,完全脫離電腦。
云端控制:大多數機型可以遠程控制攝像頭轉動,達到更大的監控視角。
報警監測:多數機型可以通過外部報警裝置,把報警信息發送到到你想要發送的郵箱或者手機上,或者通過移動偵測來偵測用戶選擇的區域來進行布防,在有非法侵入時,也可以實現報警,并按照用戶指定的郵箱發送信息和照片。
紅外可視:在光線不足的情況下,自帶的紅外燈的網絡攝像頭機型紅外燈自動亮起,夜視10米范圍內基本可見。
支持動態DDNS:多數支持動態域名,在用戶IP 地址經常改變的情況下通過動態域名方便的登陸到自己的網絡攝像機;
用戶權限管理:一般可通過設置用戶名和密碼可以有效的保護隱私,并可以設置不同的用戶權限來限制不同權限的用戶來操作網絡攝像機。
語音對講功能:多數攝像機本身配有雙向音頻監聽功能,可以實現監控端與現場的語音對講。
智能手機監控:該系列設備多數支持蘋果iphone 和安卓系統(Android)的智能手機,用戶通過專用的客戶端軟件能方便的訪問攝像機,并進行常用功能的操作。此項功能拓展了監控設備局限性。
由此可見,對于前文提出的實驗室監控需求的難題,采用無線網絡攝像機方案是能夠得到很好的解決的。WiFi無線網絡覆蓋在高校建設中漸漸成了新標準,采用無線網絡攝像機監控技術正好迎合了此項應用,更讓布控變得靈活有效,即使是仍處在網絡變革過渡階段的高校,無線網絡攝像機額外提供的有線網絡接口也能很好地適應其當前的應用。況且,該設備額外提供的對講功能,在實驗室管理中更可以起到簡化工序的作用,管理員可以不用身處實驗室而直接跟現場老師、學生進行語音交流,使得管理效率大大提高。在這里,我們還是著重推薦的。
(二)方案二:普通電腦usb攝像頭
利用普通usb攝像頭連接服務器(或普通pc),并連入網絡,通過相應的監控軟件來實現監控。
相比較而言,用電腦攝像頭做視頻監控性能當然會比專業監控攝像機相差很多,但是對于要求不高的監控環境來說這是一個成本很低的解決方案,當然,這是針對實驗室存在現有在用服務器等設備而言的。另外,對于監控軟件,網絡上有很多版本的視頻監控軟件可以下載,筆者就其中比較共通的幾點功能做一例舉。方案功能特點總結如下。
軟硬件需求更低。普通usb攝像頭+服務器+網絡+監控軟件(筆者工作所在高校實驗室,有部分實驗室內裝有服務器,長時間開啟運作)。
遠程監控功能。可以通過賬號用IE瀏覽器直接進行遠程實時監控及錄像的回放。
靈活監控界面。程序界面支持多畫面同時監控,也可單畫面放大監控。
同樣擁有移動偵測和報警功能。當監控的目標發現異常時,可以通過保存現場畫面、聲音提示及通過電子郵件、FTP上傳、保存現場圖片到網絡硬盤和發送手機短信、手機彩信等方式來及時通知用戶。
網絡硬盤的功能。在報警發生時將拍照圖片發到網絡硬盤,即使現場電腦遭到破壞,也可從網絡硬盤進行取證,為用戶保留證據。
多路視頻設備同時支持。支持普通usb攝像頭、視頻卡等大部分的視頻捕獲設備,當然,前提是這些設備是同時連入一臺服務器。
監拍功能。同時支持圖片、視頻及音頻的錄像(如果同時需要捕獲音頻必須自己設置)。
壓縮存儲技術。支持軟件壓縮及動態錄像技術,僅占用很少量的硬盤空間。支持全天候的循環監控,當使用循環監控時,當磁盤的可用空間少于指定數時將自動刪除最舊的文件。
定時監控功能。用戶可以自由的指定監控的時
間段。
智能手機監控。擁有手機遠程監控的功能(需手機能訪問網頁)。
以上功能的實現,也能基本滿足實驗室監控需求中的幾項必需要求,但對于云端控制、紅外可視等后幾項更高的技術需求卻難以實現。具體架設方法,此文不再做詳細介紹。
方案二的特點與局限性:最大的優勢特點莫過于超低成本的投入。普通攝像頭只用花費幾十元即可購置,且其性能基本能滿足監視需求。但礙于其需要連接服務器,該服務器需長時間開啟,這就對現有硬件有了一定的要求。而且,由于usb線不能連接過長否則會導致攝像失效的特性,加上一臺服務器能連接的攝像頭數也有一定限制,因此,對攝像頭的放置區域與監控范圍也有了很大的局限性。方案二只能當做特例,推薦給個別條件滿足,臨時有需求的實驗室人員使用。
三、結語
方案一與方案二的區別還是很明顯的,對于大多數高校實驗室我們在這里還是推薦前者,無線網絡攝像機方案的成本原本應該涵蓋各臺監控pc機和網絡布線的成本,但在“高校”與“高校實驗室”這個特定的地點,pc機與網絡都是現有且是原本就不可或缺的設備,從而此方案在資金投入上就節省了一大筆開銷,只要把網絡攝像機安放入位、連接網絡即可。那么,坐在電腦前辦公的每一位實驗室管理員甚至普通教職工,只要擁有權限,都能對監控設備進行監控訪問,大大提高了實驗室管理效率與安全指數。
參考文獻
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一、做一個電子產品
讓學生把電子技術融入生活中,使學生明白自己可以做”一個有用的電子產品“。增強自信心,提高成就感,這是非常的開課序幕,達到提高學生興趣的目的。電子技術課程理論知識深奧、抽象,難以掌握,特別是面對職業學校的學生,理論學習難度太大,盡管近年教材的不斷刪改,為一體化教學服務,但仍缺少一個最關鍵的知識“結點”,這就是“做”。實訓課題中的”做“是為理論教學服務的,難以形成一個鏈。學生實訓后的內容是一個電子垃圾,達不到激勵學生學習興趣的目的,其關鍵點是”做“不的不是一個產品。我們在教學改革中,采用”先做后學“的倒置式教學模式。在實訓課程中做一個產品。教學實例:
(1)在半導體二極管整流及濾波電路的章節中,我們把它改為成品直流穩壓電源的制作,并將這個電源用在后續的電路中做電源。首先讓學生按照老師的教學要求,對照電路圖進行元件安裝。(這個過程可以是照貓畫虎,只就工藝進行講解,不講工作原理)。安裝完成后,在老師的指導下進行調試。通過萬用表、示波器等儀器完成電路的測量。這個過程是教學的重點。在此,學生們看到了交流電和直流電的不同,交流電轉化為直流的過程,這個過程就是整流。在此提出電子技術中的第一個知識點,半導體結構及半導體二極管的作用,使學生在看不到二極管的內部結構特征的情況下,一下子就看到二極管的應用過程。從使用的角度告訴學生二極管、電容的元件參數選擇和代換方法。(這是職校學生應當認真掌握的內容),并可作為知識的拓展,講一下”二極管的家族“。其他的內容是作為知識點提出來,在后續的課程中完成。通過”做“和”調“,學生總結出”二極管的單向導電性“和它的V-A關系。這樣做,學生有”勁“,興趣”高“,不僅掌握了知識,更重要的是制作了一個成品穩壓電源,獲得了成就感,增加了自信心。
(2)我們設計了一個分立元件構成的對講門鈴電路,它采用三級放大,第一級采用固定分壓式偏壓電路構成的基本放大電路,第二級采用電壓并聯負反饋放大電路,第三級采用OTL功率放大電路。這個課題是從學生對語言通話的好奇和關注度入手,印刷電路板由老師設計,學生們在老師的指導下進行分級安裝和焊接,在“裝“的過程中老師可以側重對器件的介紹。安裝完成后,首先是讓電路要能夠”傳聲“,使學生產生興奮感和成就感。然后老師再進行低頻小信號電壓放大電路的分級講解,晶體三極管的作用,性能和特征,靜態工作點的作用,負反饋的作用,功率放大電路的特征。在知識學習中,為了讓學生更加全面地了解三極管的特征,理論分析及電路的定性計算方法,在此通過示波器對電路波形進行測量,讓學生真是的看到什么是”放大“。然后當把上偏置電阻去掉后,在無偏置的工作狀態下,三極管又如何工作?在調試的過程和老師的演示中都能夠充分展的展現出靜態工作點設置的重要性。針對這個問題,過去學生很難理解三極管放大電路為什么要設置靜態工作點?什么是交流電路?什么是直流電路?什么是負反饋?功率放大電路的作用等等問題在”做“的過程中一目了然了,學生通過”做“能夠懂其理、悟其性。重要的是這個課題的設計,讓學生收獲了一個電子對講門鈴,是他從學習電子技術的困惑中走出來,可能自己的產品不是那么完美,但每個學生都非常高興,其他專業的學生也十分羨慕,這更激發了學生的學習興趣,取得了教學上的收獲。其實這樣的教學實例很多,我們把模擬電子技術和數字電子技術的理論知識都通過”先做后學“的電子實訓模式進行一體化的教學課改。最后通過與傳統的教學方法對比實試,其結果十分滿意。
二、教學實訓課題的設計
這是課改最難的一道題,面對教學大綱,教學內容,都是一章一章連續進行的過程,而先做產品就必須是一個全面的知識和技能的結合,所以在本次課改中,沒有學到的元件怎樣處理需要老師認真地取舍,對于新器件,可以粗講也可作為黑匣子來用,會用就行,以后再講,或者留為作業讓學生上網查閱資料去學習,但是一個產品必須要與教學的內容相結合,為教學服務,還要有用,有用才有趣。“做“的產品又要遵循三個原則,一是有趣。有趣才能引發學生的學習熱情。現在教科書上有很多例子,但都是為理論知識學習服務的,缺少一個“趣”,這對中職學生來說變成了“讀死書”,形成了三難“老師教起來難,學生學不會難,學習方向不明確學習方法不正確更難”。要做到有趣,就必須跟生活相結合,在實際生活中找例子。模擬電路中,“有源功放的制作”非常適合于功率放大器的學習;“無線話筒”和“無線遙控”能夠同振蕩電路配合進行教學;“晶閘管技術應用”在電壓調節和觸摸開關中都能夠很好進行結合;“聲光控樓梯開關”在數字邏輯門電路中是一個很好的綜合課題;“D觸發器組成的電路在家用分級切換開關”很實用;“4017計數器”是一個萬能電路,可以組成彩燈控制器等多種功能,并可以引導學生去創新和開發;“555”“4093”在數字電路中都是多用途的電路,能夠展開學生飛翔的翅膀,讓學生在“做”中體會“創新”的成果和喜悅,但是作為課題的設計還必須遵循一個原則,即難度不能太高,調試過程不能太難,否則電路設計中的缺陷和元件的離散性都會造成“產品”的不成功,這樣會挫傷學生的興趣,事與愿違,適得其反。其二是“有用”,每個實做的課題都能夠是一個電子產品,而不是一個電子垃圾。我們現在有的實訓教材是為練習而實訓,“做”變成了一個過程,這樣學生就缺乏興趣,做的是一個“圖”,做完后又成為了一個電子垃圾,所以“做”要為用服務,使學生通過“用”來產生興趣。其三是“實用“,有用和實用并不矛盾,實用是有用的升級,是配合教學、完成教學內容后設計制作出最適合自己的產品,可以使知識的綜合,技能的提升。把電子一體化教學在“有趣”、“有用”、“實用”的課題中得以融合,這就是職業教育中電子技術課應達到的最大目標,這樣的教學是通過“做”去掌握電路的原理,了解電子元件的性能,完成教學的任務。反過來,電路理論知識在“做”中得到提高,一種電路多種功能,一個功能又可以由多個電路來完成,使學生從中學會思考,學會創新,敢于去創造。
三、教學方法的改革和創新
“先做后學”是教改。在這個改革的過程中,教學方法和教學手段也應創新和改革。在“做”前,有條件的話,應當是讓學生進行電子線路仿真,先讓課堂動起來,這時老師可少講或不講仿真讓學生自己去摸索。在“做”中,要嚴格工藝要求,按照工廠生產的標準來要求學生。干凈、整潔的環境,防靜電的保護措施,規范的操作工藝都應做到一個“嚴”字,為今后學生走向崗位而培養一絲不茍的職業素養和敬業愛崗的職業精神。在“做”后要調試,要總結,“做”有成功也有失敗,要通過總結來完善學生的學習,通過調試讓學生掌握儀器儀表的使用,掌握電路的工作狀態,工作波形,使學生看到的不是一塊孤立的電路板,而是在儀器上閃爍著波形的具有生命力的包含著特定功能的產品。這個結果學生看到了,電路就讀懂了,理論知識也就掌握了,甚至還會在“做”和“應用”中獲得更多書本上沒有的新知識。教學方法的改,重點是把知識的傳授變成實訓指導,作業改為總結,分析電路成為解決問題。