普高职业技能类选修课《智能循迹小车的制作》的探索与实践.doc

职高专业课论文学以致用 落地生根普高职业技能类选修课智能循迹小车的制作的探索与实践【内容摘要】高中阶段是学生认识自我、形成专业兴趣与职业倾向的关键时期，在普通高中开设职业技能类选修课，目的是通过“做中学、学中做”，转换育人模式，增强学生动手实践能力，丰富学生对今后所学专业或从事职业的认识与体验，为形成专业兴趣与职业倾向奠定基础。本文将通过笔者开设的选修课智能循迹小车的制作，来浅析普高职业技能类选修课的探索与实践。【关 键 词】普高技能类 选修课 “做中学、学中做” 项目引导教学法 当今时代，经济社会的快速发展，对人才提出了多层次多样化的要求。高中教育是人才培养的重要阶段，但目前普通高中“千校一面”、高度同质化的局面，无法适应经济社会对人才培养的需要。为此，浙江省于2012年秋季全面实施深化普通高中课程改革，以推进普通高中多样化和特色化发展，为每个学生提供适合的教育，以满足不同潜质学生的发展需要。课程是育人的关键。转变育人模式，首先应优化课程结构，提高课程质量。现阶段以必修课程为主的普通高中课程设置，无法满足学生的自主学习和个性化发展需要。深化普通高中课程改革，确立因材施教的教育理念，构建富有时代精神、体现多元开放、充满生机活力、多层次、可选择的学校课程体系，必将会有力地推动育人模式的转变，扩大学校教育、教师教学和学生学习的自主权，引导学生自主选择、自主学习、自主发展，实现学生全面且有个性的发展。高中阶段是学生认识自我、形成专业兴趣与职业倾向的关键时期，在普通高中开设职业技能类选修课，目的是通过“做中学、学中做”，转换育人模式，增强学生动手实践能力，丰富学生对今后所学专业或从事职业的认识与体验，为形成专业兴趣与职业倾向奠定基础。本文将通过笔者开设的选修课智能循迹小车的制作，来浅析普高职业技能类选修课的探索与实践。一 遵循原则、项目引领著名教育家杜威认为：教育即生活、学校即社会。知识是通过经验获得的，经验是教育过程的核心，学生获得某种知识并不是教师教导的，而是自行发现的。教育是生长发展的过程，而不是知识的灌输、不是生活的预备。这些教育的理念成为课程开发的思想基础。普高职业技能类选修课程开发的基本原则：1.实践性它是实践性操作，要彻底地改变普高学生原有的以听讲解、勤作业、答考题的学习方式，要立足于学生的直接经验和亲身经历，立足于“做中学、学中做”。以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础，强调学生的全员参与和全程参与。每个学习者通过观察、调查、设计、制作等活动获得丰富的技术体验，进而获得情感态度、价值观以及技术技能的发展。2.知识性它是知识性应用，职业技能是有其知识含量和内蕴的原理，这就需要学生在掌握技能的过程中了解相关的知识，从而使得“学以致用”这一教育理想“落地生根”，使得学生的学习变得更为主动，并因之激发学习的积极性。3.创造性它是创造性思维，学生的学习过程应该更多地表现为一种创造过程。学生通过项目任务，对一个个技术问题的探究，激发创造的欲望，享受创造的乐趣，培养自己的创造想象能力、批判性思维能力，以及在实践中不断创新的能力，形成积极、果敢、合作、进取等品质。4.兴趣性它不是为了让学生学到系统的专业知识；不是为了掌握专业技能以通过技能等级考试；更不是为了学生就业，而是为了转换学生的学习模式，拓展学生的学习视野。学生通过这个载体，激活自己的学习兴趣，提升学习积极性，培养成就感，并能找到发生学科兴趣的研究点。5.社会性它要贴近生活、贴近社会，反映学科最新的发展趋势，具有科学性、时代性。从而帮助学生感受到当代技术发展给经济和社会带来的变化，感受日常生活中技术的存在；更好地了解社会、了解生产、了解职业，了解他们与技术的联系。同时要满足不同水平的学生对知识的需求，具有拓展性。普高生对电子技术是很感兴趣的，但是由于物理课所涉及的内容不多，同时缺少一些基本的电子元件与设备，使得学生无法真正体验电子世界的魅力。智能循迹小车的制作生动有趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力，而且智能循迹小车还是一个很好的硬件平台，只要增加一些控制电路就能完成循迹小车、救火机器人、足球机器人、避障机器人、遥控汽车等课题的深入。教学过程中采用“以学生为中心、以活动为中心”的项目引导教学法，通过项目任务：智能循迹小车的制作来实施教学，借此来帮助学生掌握知识、发展技能、培养习惯、激发兴趣。这符合普高职业技能类选修课程开发的基本原则。二自主探索、兴趣引领实践过程中要尽可能满足学生的需求，营造开放性的学习环境，强调学生的自主探索、主动发现和亲身体验，让学生在与实物的互动中获得直接经验和情感体验，实现经验与技能相互作用，最终形成可应用的技术技能。(一)情境聚焦，使学生激发思维在白色的场地上有一条16毫米宽的黑色跑道，我们的循迹小车能沿着黑色跑道自动行图1智能循迹小车驶，不管是跑道如何弯曲小车都能自动行驶真是太神奇了！大家知道当光源射到白色物体和黑色物体上时的反光率是不同的，我们这里用红色的LED作为光源，光线通过地面反射到光敏电阻上通过检测光敏电阻阻值变化能判断小车是否行驶在白色区域上，如果检测到是黑色跑道，说明小车跑偏，这一侧的电机就会减速甚至停转，这一侧的绿色的LED熄灭，驱动小车向相反方向行驶，这样小车就能始终沿着跑道行驶了。 在提出项目任务过程中强调多媒体和视频的运用，让学生在形象、仿真的环境中主动思维和探索。以此来引导学生、启发学生、调动学生的学习积极性。（二）设疑激思，使探知层层递进1.是什么感知理解，尽管电阻、电容、二极管等都是最普通、最常用的电子元件，但对于没见过、没用过这些元器件的学生来说，课堂上的理论教学只能是纸上谈兵，学生很难有感性认识，很难想象真正的元器件是怎样的。图2 智能循迹小车配件图3 智能循迹小车原理图核对元件，通过图2智能循迹小车配件、图3智能循迹小车原理图、图4智能循迹小车配件清单，让学生设身处地，对元件实物对象深入感知，用心体验，手脑并用，把智能循迹小车各配件逐一对号入座并放在原理图的元器件符号上，使学生掌握色环电阻、可调电阻、电容器、光敏电阻器件、发光二极管、三极管、开关、带减速齿轮的直流电机、LM393集成块引脚和机械零部件的识别，并完成第一次原理图的读图。2.怎么用设疑激思，思维具有问题性，问题引起思维的矛盾，贯穿思维的始终。有了问题，才能引起探究的欲望，才会去积极的分析、比较、抽象、概括，最后达到问题的解决。例如：发光二极管的使用。实训实录：学生用一节5号电池连接发光二极管，使发光二极管发光，让学生从实践中掌握发光二极管的作用和引脚的判别。学生用两节5号电池连接图4智能循迹小车配件清单发光二极管，发光二极管发光并发热，后迅速烧毁，让学生从实践中掌握发光二极管工作电压的概念与发光二极管使用中串联电阻进行限流的重要性。所以图3智能循迹小车原理图中与发光二极管D1、D2、D3、D4串联的电阻R5、R6、R11、R12的目的就一目了然。因此通过各元件的使用技能的掌握，完成第二次原理图的读图。3.做什么示范讲解，通过技能的示范操作把组织讲解的内容真实的展示出来，教师示范操作应做到步骤清晰可辩，动作准确无误，并讲清动作的特点和关键。在讲解时，要注意边讲边做，讲、做一致，必须在操作过程中贯穿操作要领，同时严格要求操作姿势、操作方法的正确。如果教师示范操作动作不够规范、步骤不够分明、示范讲解不够清楚等现象，既影响了学生对知识和技能的理解与掌握，也难以培养出学生严谨的操作习惯。检查元件，掌握测量仪器万用表对元件引脚极性的判别，并能判断元件性能的好坏。例如：发光二极管的测量。实训实录：万用表量程档的选择（蜂鸣档）万用表表笔的握法元件的拿捏万用表的测量(表笔调换再测一次) 根据两次测量结果判断发光二极管引脚极性和性能的好坏技能拓展：万用表除蜂鸣档外其他量程档能否起测量判断作用？为什么？引导学生探究从而将技能应用由“点”到“面”的升华。元件手工焊接是电子产品质量的关键，要做到每一个焊接点不但均匀美观且具有良好的电气性能和机械强度，不是一朝一夕就能掌握好的。所以在学习过程中为避免焊接点虚焊、假焊、漏焊，焊接温度高造成元件的损坏等质量问题的出现，教学中设立了在金属板上焊导线的技巧训练、对铸塑元件和弹簧片类元件的锡焊技巧训练、对集成电路的拆焊技巧训练等项目，以提高学生的焊接技能水平。通过学习，使学生很好地掌握元件的检测方法，较好地掌握手工焊接技巧。4.怎么做贯彻落实，学生根据组装步骤自己进行学习活动。第一步：电路元件焊接焊接顺序按照元件高度从低到高的原则，首先焊接8个电阻，焊接时务必用万用表确认阻值是否正确，焊接有极性的元件如三极管、绿色指示灯、电解电容务必分清楚极性尽量参考我们图片的元件方向焊接，焊接电容时引脚短的是负极插入PCB丝印上阴影的一侧，焊接绿色LED时注意引脚长的是正极，并且焊接时间不能太长否则容易焊坏，D4、D5、R13、R14 可以暂时不焊，集成电路芯片可以不插，初步焊接完成后请务必细心核对，防止粗心大意。第二步：机械组装将万向轮螺丝穿入PCB孔中，并旋入万向轮螺母和万向轮。电池盒通过双面胶贴在PCB上，引出线穿过PCB预留孔焊接到PCB上，红线接3V正电源，黄线接地，多余的引线可以用于电机连线。机械部分组装可以先组装轮子，轮子由三片黑色亚克力轮片组成，装配前请将保护膜揭去，最内侧的轮片中心孔是长园孔，中间的轮片直径比较小，外侧的轮片中心孔是圆的，用两个螺丝螺母固定好三片轮片，并用黑色的自攻螺丝固定在电机的转轴上，最后将硅胶轮胎套在车轮上。用引线连接好电机引线，最后将车轮组件用不干胶粘贴在PCB制定位置，注意车轮和PCB边缘保持足够的间隙，将电机引线焊接到PCB上，注意引线适当留长一些，防止电机旋转方向错误后便于调换引线的顺序。第三步：安装光电回路光敏电阻和发光二极管（注意极性）是反向安装在PCB上的，和地面间距约5毫米左右，光敏电阻和发光二极管之间距离也在5毫米左右。最后可以通电测试。第四步：整车调试在电池盒内装入2节AA电池，开关拨在“ON”位置上，小车正确的行驶是沿万向轮方向行驶，如果按住左边的光敏电阻，小车的右侧的车轮应该转动，按住右边的光敏电阻，小车的左侧的车轮应该转动，如果小车后退行驶可以同时交换两个电机的接线，如果一侧正常另一侧后退，只要交换后退一侧电机接线即可。第五步：原理图分析LM393随时比较着两路光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。整个实践过程以学生动手为主，教师指导为辅，教师只是解惑者，回答学生遇到的各种问题，学生的动手操作能力才能得到提高。因此教师要做到五勤：腿勤、眼勤、脑勤、嘴勤、手勤。具体来说，教师应注意学生的操作方法是否正确，操作要领是否记住，帮助学生在实际操作的感性认知中不断提高和进步，实现对技能技巧的逐步领会和掌握。同时，教师在指导中，要及时肯定学生的成绩，指出不足，鼓励学生大胆细心地操作，使学生对实训充满信心，激发创造的欲望。5.赛一赛为了给学生一个自我展示成果的舞台，以进一步增进学生学习的兴趣。用1.52.0厘米黑色的电工胶带直接粘贴在地面上设计成复杂的跑道，让学生玩一玩、赛一赛，在快乐的游戏中结束本课程的学习。“做中学”是实践过程中成败的关键，只有注重实践技能与理论知识的动态融合，才能有效地解决理论教学过于抽象空洞，技能训练因孤立而显得枯燥乏味的问题。“学中做”是激发学生主动学习的动力，教师不仅仅是知识、技能的传授者，更是学生学习的指导者和咨询者，教师要对整个教学过程进行监控，并要进行及时的行为引导。使学生能通过已有知识和技能对新问题进行探究。三学以致用、落地生根在学生完成的实训报告中，几乎每个同学都有较为深刻的感受和收获。陈江同学说：我从小就喜欢电子产品的拆装，苦于没有人指导。智能循迹小车的制作让我对电子技术专业有了清晰的了解，并产生了更大的兴趣。通过元件的检测、手工的焊接、电路的组装等技能的学习，我的动手实践能力有很大提高，智能循迹小车制作好后我体验到了成功的快乐，我会继续学习的。相比其他课程，职业技能课程开发具有综合性强、涉及面广、专业要求高等特点，只有获取学生的兴趣，追求课程的科学性、可行性和真实性，才能达到“课中有生，生中有课”的课程开发理念。在职业技能类课程中通过实践学生产生了物化成果，这些成果作为对技能学习过程的“肯定”而产生不可言状的激励作用，使学生不同程度的获得信心，获得成就感，从而持续地激发学生释放出更大更广更多的能量，并必然地会迁移到学科学习上来。这也许正是职业技能类课程的魅力吧!结语：著名数学家波利亚说：“学习任何知识的最佳途径是由自己去发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的内在规律、性质和联系。”动手操作是帮助学生掌握知识，发展潜能的法宝。学生在自己的操作过程中获得的东西不是别人硬塞