教改项目立项项目申请书

LEKIBMstandardizationoffice【IBM5AB-LEKIBMK08-LEKIBM2C】LEKIBMstandardizationoffice【IBM5AB-LEKIBMK08-LEKIBM2C】教改项目立项项目申请书山东当代职业学院教研教改立项项目申请书项目名称：虚拟仿真技术在机电类课程教学中的应用研究项目主持人：刘杰申请学院（系）：汽车技术学院联系电话：4E-mail填表日期：10月18日山东当代职业学院制一、简表项目名称虚拟仿真技术在机电类课程教学中的应用研究起止时间——项目申请人姓名刘杰性别女民族汉出生年月专业技术职务／行政职务讲师最后学位／授予国家硕士重要教学工作简历时间课程名称授课对象学时所在单位—数字电子技术10应用电子技术64山东当代职业学院—单片机原理及应用11机电一体化64山东当代职业学院—单片机原理及应用11应用电子技术72山东当代职业学院—传感器原理及应用12机电一体化64山东当代职业学院重要教学科研成果时间项目名称（位次）获奖状况项目组总人数高级中级初级博士硕士参加单位数411211重要组员序号姓名性别出生年月专业技术职务工作单位签章1刘杰女讲师山东当代职业学院2赵桂芳女高级工程师山东当代职业学院3张金友男助工山东当代职业学院4冯兴岚女助工山东当代职业学院其它组员姓名：

二、立项根据项目的研究意义、国内外研究现状分析（一）、虚拟仿真技术在机电类课程教学中的应用研究意义作为高职院校的机电类专业，其人才培养的目的是培养出面对生产、管理、服务一线需要的高端技能型人才，面对的工作岗位重要有机电一体化妆备和产品的设计、制造、装配、操作、调试、维修和售后技术服务等，机电行业范畴很大，产品种类诸多，并且工种也诸多，因此在教学过程中需要学生掌握诸多技能。但是，实验实训设备毕竟是有限的，这就需要我们探索新的教学办法。仿真技术是继数学推理与科学实验之后认识世界自然规律的第三类基础办法。虚拟仿真教学是指运用实物和计算机软件共同模拟出真实的情境，让学生在模拟的情境下进行探究和学习。这种教学办法生动形象，很靠近现实工作场景，有助于提高学生爱好，使学生在短时间内进入对应情境，真实的体验在现实生活中进行操作的感觉，以达成更快掌握操作技能的目的，并且这种教学办法能够运用计算机软件的优势发明出灵活多样的工作场景，使学生掌握更多的操作技能。机电类课程的教学，在传统的教学模式中，理论课与实验课是分离的，这就造成技能训练得不到及时的理论指导，而理论课也没有结合生产、生活实际，这样造成了学生的技能掌握不到位。随着教学改革的发展，出现了“项目教学”、“教、学、做”一体化等新型的教学模式，但在这些新的教学模式下采用的技能训练普通有两种：第一种是仅限于实验箱提供的几个固定实验，学生只需按图接好线、按实验指导书输入程序就可完毕实验，学生动手机会少，不能真正地参加到学习活动中；第二种是通过制作某些实际的实验电路板或实物，然后在上面进行安装、实验和调试，大大提高了学生的动手能力，但是实际操作时要受到设备数量、品种等方面的限制，并且耗时大，占用学时太多，耗材的消耗量也很大，成本高。虚拟仿真教学则以其高效率、低成本、内容丰富、性能有效和安全等优势得到越来越多的应用和推广。因此应当将“项目教学”、“教、学、做”一体化和虚拟仿真教学的办法结合起来，充足发挥各自的优点，得到更加好的教学效果。虚拟仿真教学很容易与其它先进的教学办法相结合，因此在机电类课程的教学中，将虚拟仿真教学与其它教学办法相结合有助于提高课程教学效果，并且成本低、效率高，使学生能够不受场地与设备的限制，掌握更多的技能，在机电类课程的教学中含有重要的意义。（二）、国内外的研究现状虚拟仿真技术为人们提供了一种抱负的教学手段，现在在国内和国外已经逐步的应用于军事训练、课程教学、运动训练以及医学研究等方面。美国是虚拟仿真技术的来源地，现在美国虚拟仿真技术的发展水平也比较高，在这个领域代表了国际先进水平，也是第一种把虚拟仿真技术应用在教育教学中的，现在在感知、顾客界面、后台软件和硬件等几个方面，形成了一种比较系统的虚拟仿真教学仪器架构。美国的卡罗莱纳州立大学运用Java技术建立了基于Web的探索式虚拟物理实验室，重要有下列几个模块：基于JavaApplet的虚拟实验设备和实验设施；有关的实验课程模块；实验学习成果评价模块；协作学习模块。在欧洲，英国在虚拟仿真技术的有关领域处在领先地位，研究出了虚拟仿真软件包，并应用在教学仪器和工业安全培训等方面。英国的诺丁汉大学在教育和学术方面对虚拟仿真技术进行了研究与探索，其目的重要在于探索桌面虚拟仿真的输入设备应用上。另外，该小组还和其它学校紧密合作，将其系统应用在了学习上有困难和身体残疾的学生教育中。在中国，各个大学和研究机构也已经运用虚拟仿真技术建立虚拟场景进行有关领域的教学仪器与研究。例如，中国科技大学开发出第一套基于虚拟仿真的教学仪器系统----运用虚拟仿真技术进行几何光学实验平台的开发，系统将计算机辅助教学仪器的智能化仪器、计算机技术、虚拟仿真和物理教学仪器等有机结合，把物理教学仪器系统推动了新的领域。北京润尼尔网络科技有限公司以北京邮电大学强势的网络、通讯、电子三门学科为基础，采用JavaApplet技术、B/S构造、J2EE框架，为解决高校日趋紧张的实验设备及实验场地等实验教学问题，由北京邮电大学网络教育技术研究所组织精英力量，通过数年研究，开发出了配套的可在校园网络上开展的虚拟实验系统。通过对国内、外的虚拟仿真教学系统相比较，我们发现：国外在线实验比国内开发的时间早以上，并且器材丰富、功效也比较多；但同时国外软件产品价格过高，并且技术难度上不也适合学生，更适合工程师使用，国外诸多成熟的实验产品尚不支持网络化操作，只能安装到本地计算机上独立运行，没有配套的教学管理和知识辅助学习，而北京邮电大学的虚拟仿真教学软件很大程度上改善了这些局限性之处，更加适合国内高等院校的实验教学需求。

三、项目实施方案及实施计划（一）、具体研究内容、研究目的和拟解决的核心问题1、具体研究内容及目的本研究将以《国家中长久教育改革和发展规划纲要（－）》以及《国家中长久人才发展规划纲要（-）》等文献精神为指导，基于建构主义和混合式学习理论，按照高等职业教育工学结合课程改革的基本规定，以就业为导向，根据机电专业技术领域和职业岗位的任职规定，参考职业资格原则，与行业公司合作进行课程开发，选用课程内容。按职业能力目的的层次和类型，遵照学生学习能力培养的基本规律，以真实工作任务及其工作过程为根据，整合、优化教学内容，由简到繁、由易到难、循序渐进地设计典型项目和学习任务，运用虚拟仿真教学的优势，实现更高水平的“教、学、做”一体化。在具体的实施过程中，本项目欲根据高职院校在机电类专业教学中的实际状况，探索出一系列切实可行的虚拟教学方案。通过调研，本项目计划在下列几个方面做出具体研究：科学分析学生特性及公司需求，进一步加强教学内容与教学办法的改革课题组将采用问卷调查和访谈的方式对学生的学习特性与学习需求进行认真调查和分析，方便更加进一步的理解学生的预备知识、年纪特性和学习需求。在组织教学内容时，结合高职学生的学习特点以及本专业最新技术、一线工程案例和公司真正需求，借助虚拟仿真技术，构建更加靠近现实工作场景的教学情境。在课堂教学中，将多个先进的教学办法有机融合，提高课堂教学效果。主动探索，构建虚拟仿真教学模式对于几门重要的专业课，如电子技术、单片机技术等通过调查分析找到适宜的仿真软件，制订出具体的教学方案，并且应用在新学期的教学过程中，通过理论分析和实际的教学活动，探索出虚拟仿真教学在专业课程中的最佳应用方法。校企合作，共建更高水平的实验、实训基地高职学校教学质量的提高，离不开高水平的教学条件和教学设备的支持，并且这些教学环境必须与公司真实工作场景相似，因此在有限的时间、有限的条件下让学生接触到更多工作场景就显得尤为重要。虚拟仿真教学含有较强的扩展性和较大的开放性，能够提供灵活多样的工作场景。与公司亲密合作，打造更多更真实的工作场景有助于学生技能的掌握，也是对实训条件的极大改善。师生合力，共同打造最合理的虚拟教学环境在课程改革过程中，需要专业课老师结合课程内容和目的，开发出适合各专业的虚拟仿真教学环境以及实验实训教学软件。学生是课堂的主体，在教学过程中更应当考虑的学生的反映和需求，根据学生的反馈不停改善教学办法。2、项目拟解决的核心问题本项目拟解决的核心问题在于将虚拟仿真教学和高职教学的特点真正结合起来，设计最适宜的教学情境，在最大化的节省教学硬件设备的基础上，将虚拟仿真与项目教学有机结合，创设出更多更靠近公司现实的教学情境，发明适合不同课程的虚拟仿真环境。（二）、实施方案、具体实施计划（含年度进展状况）及可行性分析1、实施方案本研究将在深度分析学生学习特点和公司真正需求的基础上，在建构主义学习理论和混合式学习理论的指导下，按照高等职业教育工学结合课程改革的基本规定，结合虚拟仿真教学设计的基本原则，借鉴信息化和项目教学设计办法，探索基于典型项目和工作任务的虚拟仿真教学模式，实现“教、学、做”一体化教学设计。该模式由“项目导入”、“制订计划”、“实施计划”和“成果展示与评价”四个环节构成，其中虚拟仿真教学贯穿了该模式的全部环节。下面简朴介绍该模式的具体实施方案：在“项目导入”环节，任课教师的活动涉及三个内容：借助虚拟实验平台，导入项目任务及目的、展示项目成果，让学生对项目有一种直观的认识，然后再布置具体的学习任务；运用虚拟实验环境，让学生明确自己应当完毕的具体任务和完毕任务后能够得到哪些知识以及达成什么样的水平；在充足考虑学生的现有知识和能力水平的基础上，按照适合协作学习的分组方法对学生进行分组，安排具体的完毕时间和成果的评价方式等。在“制订计划”环节，学生通过自主学习、小组协作学习等方式，对该项目的任务目的进行分析，拟定任务所涉及的多个要素，充足应用已掌握的前序知识，基于虚拟仿真实验平台进行决策，拟定任务的实施环节，为任务的实施做好充足的准备。在“实施计划”环节，学生在虚拟仿真实验平台上按照已制订好的计划逐步完毕项目任务。教师借助虚拟仿真实验平台对学生进行指导，实现教师和学生以及学生之间的交流。学生通过应用已学习的知识完毕工作任务，进行知识的建构，形成职业岗位能力。在“展示与评价”环节，学生在虚拟仿真实验平台上展示自己的项目成果，然后接受别人的评价和教师的反馈。同时，学生在报告和听取同窗报告的过程中，通过对比自己与其它同窗的成果，查找局限性，反思其成败。该方案只是一种初步的思路，在具体的教学活动中，还要根据教学过程中出现的问题不停完善。2、具体实施的进度以下：（1），对两门主干专业课进行具体分析，设计出重要的教学情境及教学办法（2），对以上两门课程在新学期的教学中采用虚拟仿真教学办法，结合具体的教学过程与教学效果边教学、边总结、边改善，得出比较合理的教学方案（2），根据具体的授课状况做深一步的研究，最后以公开发表论文的形式作为项目的研究成果3、项目的可行性分析虚拟仿真教学是高等教育信息化建设和实验教学示范中心建设的重要内容，是学科专业与信息技术深度融合的产物。教高司函[]94号文献指出：为贯彻贯彻《教育部有关全方面提高高等教育质量的若干意见》（教高〔〕4号）精神，根据《教育信息化十年发展规划（-）》，经研究决定开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。可见，虚拟仿真教学得到了国家政策的大力支持。现在有诸多软件，例如Proteus,Keil,Multisim等都为机电类专业课的教学提供了仿真的条件，这为虚拟仿真教学的实施提供了基础。本项目含有较合理的项目团体，组员都含有丰富的教学经验，确保了本项目的研究水平和质量。同时项目受到学院的大力支持，为项目的实施提供了充足的保障。（三）、项目预期的成果和效果（涉及成果形式、实施范畴等）1、项目的成果形式（1）提交学生特性问卷调查表以及公司需求调研报告。（2）提交基于虚拟仿真教学技术的电工电子技术、单片机技术两门课程的具体教学课件。（3）以结题报告和公开发表论文的形式对本项目的研究成果作出总结。2、项目的实施范畴本项目的研究成果将直接应用于高职院校机电类学生的专业课教学，并且能够推广到其它专业的教学中，使教学效果得到显着改善。（四）项目的特色、创新点及推广价值1、项目特色及创新点本项目将虚拟仿真教学与项目教学更加紧密的结合起来，更加好的实现了“教、学、做”一体化，并且在显着改善教学条件、提高教学效果的同时减少了设备消耗，特别是耗材的使用量，节省了实验经费，并且克服了时间与空间上的限制，使实践课的开课率和学生的操作技能得到明显提高。2、项目的推广价值本项目的研究成果能够推广到其它专业的教学中，并且扩展性强，能够根据教学需要，灵活添加实验器材、教学软件和典型教学情境，不会由于科技的进步和公司的发展而落后于公司的需求。四、教学改革基础1、已进行过的有关研究及成果本项目团体已经对学生的学习特点做出了初步的问卷调查并对公司的需求做出了初步调研，并且在课堂教学中已经在尝试使用虚拟仿真的教学办法。2、学校已含有的教学改革基础和环境，学校对项目的支持状况（含有关政策、经费及其使用管理机制、保障条件等，可附有关文献），尚缺少的条件和拟解决的途径山东当代职业学院成立专门的部门对本项目的申请和实施提供便利条件，这对于本项目的实施含有很大的协助。尚缺少的条件：在启动本项目之前，参加本项目的组员只是在教学过程中的某些章节尝试着使用虚拟仿真的教学办法，尚未进行系统的使用，因此缺少实践。拟解决的途径本项目的研究拟以山东当代职业学院13级机电一体化专业为重要研究对象，在课堂教学中系统的使用虚拟仿真教学办法，并将虚拟仿真教学与其它教学办法有机融合，再结合学生学习过程中出现的问题和教学效果的反馈，对教学办法进行逐步完善，形成一套完善的教学办法。3、申请者和项目构组员所承当的教学改革和科研项目状况1.刘杰，于海鹰，霍佃恒等.基于光纤光栅的加速度传感系统研究[J],山东建筑大学学报，，24（3）：203-2062.刘杰，于海鹰，霍佃恒等.基于熔融拉锥过耦合器的光纤光栅解调系统研究[J]，光电子技术，，29（3）：154-157（中文核心期刊）3.刘杰，于海鹰，王锦妍等.FBG传感器在民用建筑健康检测中的应用研究[J]，应用光学，，Sup：152-156（中文核心期刊）4.刘杰，赵成刚，李文娜.光纤传感器在物联网中的应用[J]，硅谷，，6：3-4.5．刘杰，王忠凯，张蕾.浅谈单片机的绪论教学[J]，教育教学论坛，，11：172.6.刘杰《计算机文化基础教程》，参编，哈尔滨工业大学出版社；7.刘杰《计算机文化基础实验指导》，副主编，哈尔滨工业大学出版社。8.赵桂芳CAD在机械加工中的应用[J]，科技致富向导，9.冯兴岚浅谈