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射頻識別課程教學(xué)改革中的探索與研究管理論文
摘要：《RFID技術(shù)與應(yīng)用》是電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)課，該課程綜合了不同專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)，應(yīng)用范圍極其廣泛。本文針對該課程的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際情況，提出了在CDIO工程教育理念下，對該課程的教學(xué)過程中實(shí)施的教學(xué)改革方案。在此方案中，強(qiáng)調(diào)專業(yè)課知識與基礎(chǔ)課知識相結(jié)合、理論知識與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，從教學(xué)手段、過程和考核辦法等多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)入手，來促進(jìn)學(xué)生聽課積極性，改善主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的程度，從而達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。
關(guān)鍵詞：射頻識別 CDIO 教學(xué)
RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。《射頻識別技術(shù)（以下簡稱RFID技術(shù)）與應(yīng)用》課程是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)主干課，也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)、物流工程專業(yè)等新興專業(yè)的專業(yè)必修課。
該課程是本專業(yè)具有代表性的一門課程，理論性、綜合性、實(shí)踐性都很強(qiáng)，也是一門難度較大的課程。因此研究CDIO工程教育模式在本課程的教學(xué)過程中的應(yīng)用方法，將有利于提高本課程教學(xué)的效果，同時(shí)為本專業(yè)的其他專業(yè)課教學(xué)方法的改革做一個(gè)示范。
在該方案中，把傳統(tǒng)理論講授與CDIO模式進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，同時(shí)結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃、課程群等要求，探索新的實(shí)踐教學(xué)體系、考核方式與評價(jià)手段、教學(xué)方法以及質(zhì)量控制體系等，進(jìn)行全方位的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，從教學(xué)理念、思路、方法、評價(jià)等方面進(jìn)行改革。
一、教學(xué)改革的現(xiàn)狀分析
目前，針對本課程教學(xué)改革開展現(xiàn)狀分為以下幾類：
1.教學(xué)內(nèi)容以理論為主、實(shí)踐不足
在現(xiàn)有的課程資源中存在以理論為重，實(shí)踐學(xué)時(shí)不足的問題，實(shí)踐環(huán)節(jié)只是“插拔式”驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，或簡單軟件仿真的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。造成了理論與應(yīng)用脫節(jié)、理論枯燥和實(shí)踐的缺乏。
2.簡單的課程內(nèi)容整合的教學(xué)改革
這類課程教學(xué)改革僅停留在刪減課程內(nèi)容，縮減理論學(xué)時(shí)，延長學(xué)生進(jìn)入企業(yè)等用人單位的實(shí)習(xí)時(shí)間。其結(jié)果是：理論和實(shí)踐仍然脫節(jié)，沒有找到契合點(diǎn)。
3.物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)人才的需求
RFID技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于電子、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)等多學(xué)科的交叉領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)+之后的第三次信息時(shí)代大革命。企業(yè)、行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的關(guān)注，使得對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的專業(yè)人才需求越來越迫切。
基于上述三種情況的分析，本方案致力于創(chuàng)新本課程的教學(xué)方法，以CDIO模式引入到課程的教學(xué)改革中，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐深度融合的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，重點(diǎn)研究學(xué)生理論與實(shí)踐動(dòng)手能力相結(jié)合的培養(yǎng)方案和方法，使學(xué)生能夠真正做到理論聯(lián)系實(shí)際，在提高課程的教學(xué)效果、質(zhì)量的同時(shí)，提高學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力。
二、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
1.教學(xué)方案設(shè)計(jì)
本方案的具體內(nèi)容如下：
（1）教學(xué)體系創(chuàng)新。該課程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)，以項(xiàng)目任務(wù)為引領(lǐng)，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識、運(yùn)用知識、共享知識、傳播知識、發(fā)現(xiàn)知識的能力，以及培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的能力。
�。�2）教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化。該課程教學(xué)內(nèi)容，包括理論內(nèi)容與實(shí)踐教學(xué)方面，選取整個(gè)RFID讀寫器的設(shè)計(jì)為背景，將每個(gè)章節(jié)作為一個(gè)環(huán)節(jié)、實(shí)現(xiàn)某一特定功能來講授和實(shí)施，做到以實(shí)踐促進(jìn)理論學(xué)習(xí)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)課程教學(xué)。
�。�3）教學(xué)組織有序。采用“提出項(xiàng)目學(xué)習(xí)知識掌握技能完成項(xiàng)目”的“四環(huán)相扣”教學(xué)法，促進(jìn)學(xué)生深度掌握知識點(diǎn)，增強(qiáng)其主觀能動(dòng)性。通過分組和分工、查閱資料、提出方案、確認(rèn)方案、最終完成子項(xiàng)目設(shè)計(jì)與調(diào)試，在整個(gè)過程中鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識和協(xié)作能力。
�。�4）教學(xué)評價(jià)合理。該課程設(shè)計(jì)了科學(xué)合理的考評、監(jiān)督方法，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程采用跟蹤性評價(jià)，確立“過程性評價(jià)”的思想，將學(xué)生的理論成績、實(shí)踐能力、實(shí)踐成果、課堂表現(xiàn)和組長給分等各項(xiàng)評價(jià)分解成多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和，最后給出課程的總評成績。
2.預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)和能力培養(yǎng)
通過本方案的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：
（1）電路設(shè)計(jì)能力。在本課程中，涉及到的電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目有：讀寫器主板電路設(shè)計(jì)， LF、HF頻段讀頭設(shè)計(jì)。上述的設(shè)計(jì)，有助于提升學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力。
（2）MCU的編程能力。讀寫器的程序以MCU為核心，相關(guān)的程序包括：時(shí)序控制、編解碼、數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收、聲光電路及顯示模塊的驅(qū)動(dòng)、防碰撞算法的編程等。上述的軟件程序設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提升MCU方面編程能力。
（3）檢測工具使用能力。在項(xiàng)目的調(diào)試過程中，需要大量的調(diào)試工作，借助各類檢測工具和設(shè)備來完成，如：萬用表、示波器和頻譜分析儀等。調(diào)試工作，有助于提升學(xué)生對調(diào)試設(shè)備的使用技能。
�。�4）故障排查和分析能力。在設(shè)計(jì)與調(diào)試的過程，通過問題和現(xiàn)象，判斷相應(yīng)的故障，并通過理論分析、檢測設(shè)備的使用，培養(yǎng)故障分析和排除的能力。
（5）專業(yè)知識的綜合運(yùn)用能力。讀寫器的設(shè)計(jì)是一門綜合型很強(qiáng)的項(xiàng)目，幾乎涵蓋了本專業(yè)的所有專業(yè)課程，包括：模、數(shù)字電路，高頻技術(shù)，通信技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)等。通過項(xiàng)目的實(shí)施，結(jié)合前4項(xiàng)的培養(yǎng)和訓(xùn)練，可以實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識的綜合運(yùn)用，并得到進(jìn)一步提升。
�。�6）團(tuán)隊(duì)合作能力。各子項(xiàng)目均通過分組合作的形式進(jìn)行的。在小組內(nèi)部，各成員之間分工、合作，各負(fù)其責(zé)，共同完成。通過項(xiàng)目的進(jìn)行，再次培養(yǎng)小組成員之間默契和團(tuán)隊(duì)合作精神。
3.擬解決的關(guān)鍵問題
�。�1）加強(qiáng)任課教師的實(shí)踐動(dòng)手能力和教學(xué)改革模式的深化理解。教師要不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和研討，多方面拓寬個(gè)人視野和提高綜合素質(zhì)。
�。�2）形成一批項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目和成品。完成項(xiàng)目作品，并建設(shè)一個(gè)功能和設(shè)施齊全的《RFID技術(shù)與應(yīng)用》課程開放實(shí)驗(yàn)室，并形成一套開放實(shí)驗(yàn)室的管理辦法。
�。�3）彌補(bǔ)缺少配套教材的不足。結(jié)合本課程項(xiàng)目教學(xué)的探索，編寫適合CDIO模式的教材。
�。�4）解決考試方式單一化。進(jìn)行配套的課程考試改革，建立過程考核方法具體實(shí)施方案。
三、項(xiàng)目實(shí)施的方案
1.項(xiàng)目分解及教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)
本課程實(shí)施的項(xiàng)目，圍繞RFID讀寫器的設(shè)計(jì)，以模塊的形式，將項(xiàng)目分解為二級單元項(xiàng)目，其中一部分的二級單元項(xiàng)目進(jìn)一步劃分為三級子項(xiàng)目，采用了由淺入深，循序漸進(jìn)的方法，完成項(xiàng)目教學(xué)。
6個(gè)單元項(xiàng)目分別如下：RFID系統(tǒng)的構(gòu)成、電感耦合方式前端電路設(shè)計(jì)、LF和HF頻段產(chǎn)品設(shè)計(jì)、微波頻段RFID產(chǎn)品、RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。
在教學(xué)過程中，由教師提出各單元子項(xiàng)目，然后進(jìn)行相關(guān)知識講解，最后學(xué)生掌握設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)完成各子項(xiàng)目，進(jìn)而完成四級項(xiàng)目，最終完成三級項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和制作。
2.項(xiàng)目的實(shí)施流程
教學(xué)內(nèi)容的改革決定了“以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體、以項(xiàng)目為主線”的教學(xué)原則。在教學(xué)過程中實(shí)施的步驟如下：
�。�1）提出項(xiàng)目。指導(dǎo)教師首先提出項(xiàng)目，給出具體的任務(wù)和指標(biāo)。以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生從一開始就帶著設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
（2）學(xué)習(xí)知識。為了完成項(xiàng)目，學(xué)生要學(xué)習(xí)儲(chǔ)備知識，提供解決方案。然后完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，將新的知識融入到對應(yīng)的項(xiàng)目中，注重能力培養(yǎng)，突出實(shí)用性、適用性和先進(jìn)性。
�。�3）掌握技能。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，由教師引領(lǐng)，以小組的形式進(jìn)行項(xiàng)目方案的論證、實(shí)施，團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決在實(shí)施過程中遇到的困難和問題，進(jìn)而掌握技能。
�。�4）完成項(xiàng)目。在單元子項(xiàng)目完成后進(jìn)行歸納、總結(jié)，結(jié)合主項(xiàng)目進(jìn)行探索和提高，最終將各個(gè)子項(xiàng)目匯總成主項(xiàng)目。
在完成上述四個(gè)環(huán)節(jié)后，一個(gè)主項(xiàng)目基本能夠完成。
四、考核方法
考核環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)是教學(xué)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在CDIO課程教學(xué)中，考試方式將進(jìn)行徹底改革。將考核貫穿在整個(gè)項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)和過程中，側(cè)重對項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力的考核。改革后的成績組成如下：
第一，平時(shí)成績占10%。第二，項(xiàng)目設(shè)計(jì)制作技能考核占60%，包括：項(xiàng)目實(shí)操考試占20%，理論考核占40%。第三，項(xiàng)目過程表現(xiàn)占30%，由全組成績、組長給組員的排序成績和教師考核成績進(jìn)行綜合評定。
以上三項(xiàng)之和為本課程的成績。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介：付麗華，1972—，女，滿族，遼寧人，沈陽工學(xué)院，教師，副教授，碩士學(xué)位，研究方向：自動(dòng)識別產(chǎn)品及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
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