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關(guān)鍵詞:EDA技術(shù);教學(xué)探索;實踐教學(xué)
【中圖分類號】G642.3 文獻標(biāo)識碼:A
EDA(ElectronicDesignAutomation)即電子設(shè)計自動化,是在計算機的輔助下完成電子產(chǎn)品設(shè)計的一種先進的硬件設(shè)計技術(shù),是立足于計算機工作平臺開發(fā)出來的一整套先進的設(shè)計電子系統(tǒng)的軟件工具,其融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果來進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。利用EDA工具,大量工作可以通過計算機完成。
獨立學(xué)院主要是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,要把教法研究的重點放在理論性普通高校本科教育與??茖哟蔚母叩嚷殬I(yè)教育的銜接點上,要求學(xué)生在具備一定理論的基礎(chǔ)上還要具備較好的動手實踐能力。相對一本二本院校而言,三本學(xué)生的基礎(chǔ)薄弱,學(xué)習(xí)的主動性也相對欠缺。EDA技術(shù)及其應(yīng)用是現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的新成果,也是電子類專業(yè)的重要專業(yè)主干課程。該課程也是實踐性很強的課程,電子類專業(yè)學(xué)生掌握EDA設(shè)計能力無論是對促進學(xué)生就業(yè)還是對將來深造都有重要意義。因此在獨立學(xué)院開展EDA技術(shù)課程教法探索,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果尤為重要。
1EDA教法現(xiàn)狀
大部分三本學(xué)生在學(xué)習(xí)EDA技術(shù)過程中都存在重理論,輕實踐;重概念,輕應(yīng)用;重考試,輕能力的現(xiàn)狀。且EDA技術(shù)課程的教學(xué)方式主要是以課堂講授為主,理論課以課本為主進行講解,講授的主要內(nèi)容為EDA語法與代碼結(jié)構(gòu),對于設(shè)計、分析、應(yīng)用能力等方面的動手能力和創(chuàng)新精神能力的培養(yǎng)則不夠重視或缺乏。且理論教學(xué)的內(nèi)容和知識相對老套和落伍。實驗教學(xué)主要以驗證實驗為主。一般是參照實驗書或書本上的內(nèi)容進行驗證,對實驗內(nèi)容和項目的擴展不夠,大部分同學(xué)依照參考書完成各個操作后就完成實驗。學(xué)生在實驗過程中缺乏自主性,創(chuàng)新性和積極性,某些自我約束力較差的同學(xué)甚至直接拷貝別人的代碼完成實驗應(yīng)付了事。EDA技術(shù)的發(fā)展,推動和激勵著EDA課程教學(xué)內(nèi)容和方法的不斷改革和優(yōu)化。由于目前電子類專業(yè)課程門類已大大增加,相關(guān)的應(yīng)用EDA技術(shù)的課程也非常的多,但大部分課程的學(xué)時都不多,所以在有限的理論教學(xué)和實踐教學(xué)中如何更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力,是一個值得深入探討的問題[1]。
2EDA教法探索
由于課程總學(xué)時有限,因此只通過老師的課堂教學(xué)就讓學(xué)生完全掌握EDA設(shè)計能力難度是很大的。如果能在學(xué)習(xí)的初期就培養(yǎng)學(xué)生的興趣、增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和主動性,那么后面的學(xué)習(xí)就相對輕松一些。教師通過啟發(fā)式的教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生對EDA的學(xué)習(xí)熱情與興趣,在教學(xué)過程中加強與學(xué)生的互動,結(jié)合生活實際應(yīng)用和學(xué)生的專業(yè),增加對學(xué)生感興趣和較熟悉又應(yīng)用前景的內(nèi)容的講述。
EDA技術(shù)教改的主要思路為采用以學(xué)生自愿組隊分組完成EDA項目設(shè)計考核代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試的方式進行考核。以理論教學(xué)為基礎(chǔ),以實驗實踐教學(xué)作為載體,以模擬企業(yè)項目設(shè)計作為延伸,設(shè)計了EDA技術(shù)的教法探索,并通過學(xué)生自己的課程總結(jié)和老師總結(jié)給以及教師對學(xué)生今后發(fā)展建議促進學(xué)生就業(yè)和將來深造。主要的教法思路如下:
(1)理論教學(xué)的改革措施。理論教學(xué)仍以課堂講授方式為主,教學(xué)計劃學(xué)時與原來相同,在教學(xué)中根據(jù)學(xué)生的設(shè)計問題進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和側(cè)重。在講課的過程,盡量要求同學(xué)認真聽講。理論課包括語言、軟件工具、芯片應(yīng)用等介紹。在學(xué)生具備了基本的EDA設(shè)計知識能力后,教學(xué)進入到項目實施階段。
(2)實驗實踐教學(xué)的改革措施。實驗作為理論知識學(xué)習(xí)的應(yīng)用性環(huán)節(jié),不但是對理論教學(xué)的一個總結(jié)性應(yīng)用,而且是一個延伸和擴展。實踐教學(xué)分別以課堂實踐教學(xué)、成品教學(xué)、模擬企業(yè)教學(xué)進行展開。課堂實踐教學(xué)是結(jié)合目前我校學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,實驗因材施教。對實踐動手能力強的同學(xué),在完成基本實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)功能的擴展與完善。成品教學(xué)是鼓勵學(xué)生利用實驗平成其他的具有實際應(yīng)用的設(shè)計內(nèi)容,培養(yǎng)他們的應(yīng)用能力、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。模擬企業(yè)教學(xué)是以一個項目為教學(xué)背景,盡可能地讓所有同學(xué)都參與進來,對不同層次的學(xué)生設(shè)定和安排不同難度的任務(wù),盡量根據(jù)他們的特長和興趣進行分組和安排,在檢查同學(xué)實驗結(jié)果的時候,除了要看到正確的結(jié)果演示,還必須能正確回答所涉及的問題才能算完成實驗。同時根據(jù)學(xué)生的課程總結(jié)和學(xué)習(xí)收獲來對他們今后發(fā)展指出方向和給我建議來達到實驗教學(xué)的目的[2]。
3教法探索展望
通過一個完整過程的學(xué)習(xí),學(xué)生具備了較好的EDA設(shè)計能力,大部分學(xué)生能夠順利完成項目的設(shè)計。對于一般綜合性的設(shè)計題目,都能正確地寫出代碼并完成功能設(shè)計的分析。學(xué)生學(xué)習(xí)EDA技術(shù)的最終目的是提高實踐動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新能力,在工作崗位上能展現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)價值。通過EDA技術(shù)教法探索希望能對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的基本能力和促進學(xué)生就業(yè)和將來深造有所幫助。
4深化EDA技術(shù)教法的建議
教法改革過程中可結(jié)合電子設(shè)計大賽與相關(guān)EDA設(shè)計競賽,組織和鼓勵學(xué)生參賽,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中的目的性、學(xué)習(xí)內(nèi)容和方向更加明確。如果能在競賽中獲獎,學(xué)生會更有成就感。在興趣的培養(yǎng)上,由成就來激勵,學(xué)習(xí)的效果應(yīng)該會更好。
參考文獻
關(guān)鍵詞:微機原理與接口技術(shù) 理論聯(lián)系實踐 考核模式
《微機原理與接口技術(shù)》作為一門傳統(tǒng)的計算機專業(yè)基礎(chǔ)課,一直以來都是計算機專業(yè)學(xué)生的必修課程。該課程的特點是理論知識晦澀難懂,實踐性很強,學(xué)生學(xué)習(xí)起來會有比較大的困難,這就對教師提出了較高的要求。很多學(xué)生往往在對理論知識一知半解的情況下去上機實踐,難以到達我們對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此,有效地對《微機原理與接口技術(shù)》課程進行教學(xué)改革,有效提高教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)顯得十分重要。下面對該課程的教學(xué)改革進行以下探討。
1 對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容進行總結(jié)并對教學(xué)方法加以改進
傳統(tǒng)的教學(xué)經(jīng)驗是按照教材內(nèi)容及教學(xué)大綱給學(xué)生教授知識,但是現(xiàn)如今該課程的大部分教材依然停留在Intel 8086微處理器的學(xué)習(xí),而這種芯片在市場上已經(jīng)很難見到,這與培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的是相違背的,主要從以下幾個方面進行改進。
1.1 對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容進行總結(jié) 選用合適的教材對教學(xué)非常重要,課本的知識更新要及時,在知識的覆蓋面上要廣,重點要突出,既要有全面的理論知識,也要有合適的實踐教學(xué)內(nèi)容幫助學(xué)生更好的理解所學(xué)理論知識。對現(xiàn)有教學(xué)課件、視頻和圖片進行全面整理,總結(jié)出教學(xué)課程中的重點,讓學(xué)生把更多的時間花在重點知識的學(xué)習(xí)上,做到有的放矢,知識量的減少也能幫助學(xué)生提高對該課程的興趣。
1.2 對現(xiàn)有的教學(xué)方法進行改進 啟發(fā)式教學(xué):現(xiàn)今大學(xué)教學(xué)中,教師滿堂灌已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的形式,要善于啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,通過提問或者是分組學(xué)習(xí)的方式可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,更能夠吸引學(xué)生的聽課注意力?;邮浇虒W(xué):以往的教學(xué)方式是老師講為主,學(xué)生基本都是被動的接受知識,而對于微機原理這樣晦澀難懂的課程來說,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中很容易遇到難懂的地方,如果不及時解決,學(xué)生可能就陷入困境,后面的學(xué)習(xí)可能就會毫無效果,所以老師必須在教學(xué)過程中及時解決學(xué)生的問題,學(xué)生可以隨時提出自己的問題,現(xiàn)場解決,這樣對學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助是顯著的。問題式教學(xué):在教學(xué)過程中教師應(yīng)多以問題為引導(dǎo)引出本堂課的教學(xué)內(nèi)容,引起學(xué)生的興趣,讓學(xué)生帶著問題去聽課。小結(jié)式教學(xué):在每堂課的結(jié)尾,教師要花幾分鐘對已講解的內(nèi)容進行梳理,對本堂課的知識要點進行歸納總結(jié),幫助學(xué)生掌握和鞏固階段性學(xué)習(xí)內(nèi)容。案例式教學(xué):微機原理課程的實驗性強,這就很容易結(jié)合試驗去講解理論知識,我們可以利用微機系統(tǒng)的設(shè)計案例為例,進行案例需求和解決方案的詳細分析和講解,幫助學(xué)生提高課程知識的融會貫通能力和綜合應(yīng)用能力,以及運用課程知識分析和解決實際問題的能力。開放式教學(xué):教師對教學(xué)內(nèi)容進行總結(jié),分清重點,對重點知識進行重點講解,但是不代表非重點內(nèi)容學(xué)生就不需要了解了,我們可以將內(nèi)容留給學(xué)生思考和自學(xué),即節(jié)約了課堂上的教學(xué)時間,又培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
2 發(fā)揮實驗課的作用,理論聯(lián)系實際
在實驗的設(shè)計中可以分階段地進行,由易到難,逐步提高學(xué)生的程序設(shè)計和調(diào)試能力??梢詫嶒灧譃槿齻€階段:
2.1 驗證性實驗,學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的理論,有些只是有個結(jié)論,推導(dǎo)證明一時難以理解,這個時候我們可以通過實驗讓學(xué)生直觀地看到實驗的結(jié)果,進一步驗證上課所學(xué)的知識。
2.2 硬件設(shè)計性實驗,在這一階段主要是由教師給出實驗的目的和參考用的電路圖及設(shè)計思路。讓學(xué)生自主去設(shè)計實驗過程,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用典型可編程接口芯片和數(shù)字電路芯片進行I/O接口設(shè)計和擴展能力。
2.3 綜合性實驗,到了這個階段,學(xué)生對整個課程的理論知識就已經(jīng)有了很深的認識,實驗水平也有了提高,這時候的實驗,老師只需要給出實驗?zāi)康?,整個實驗的設(shè)計和實驗過程全部由學(xué)生獨立完成,必要時可以分組討論,這樣的實驗可以最大地發(fā)揮學(xué)生的發(fā)散性思維,極大地鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性能力。
3 多種模式的考核方法
以往該課程的考核方式為閉卷理論考試,這并不能完全體現(xiàn)學(xué)生一學(xué)期的學(xué)習(xí)情況??蓮囊韵聨讉€方面進行綜合考核。
3.1 學(xué)生的課堂表現(xiàn)。在這樣理論性的課程上一定要提高學(xué)生課堂上的積極性,所以可以把學(xué)生的課堂表現(xiàn)計入到學(xué)生的成績中去,鼓勵學(xué)生上課多回答問題,及時思考所學(xué)知識。
3.2 學(xué)生的平時作業(yè),在學(xué)習(xí)中要讓學(xué)生課下還能學(xué)習(xí),最好的辦法就是留一部分課下作業(yè),作業(yè)的情況可以比較好地反應(yīng)學(xué)生知識的掌握程度,也能讓學(xué)生課下去看書來完成作業(yè),讓學(xué)生去復(fù)習(xí)所學(xué)知識。
3.3 卷面考試成績和平時實驗情況。卷面考試只作為考察學(xué)生成績的一部分,學(xué)生平時的實驗及動手能力也應(yīng)計入學(xué)生的綜合考核成績中去。
通過上述課堂教學(xué)模式及實驗教學(xué)的改革,一定能夠?qū)W(xué)生吸引到課堂上來,使學(xué)生系統(tǒng)掌握微機原理與接口技術(shù)的理論知識和實驗操作技術(shù),能夠很好地掌握計算機硬件基礎(chǔ)知識并提高對硬件芯片的實驗操作能力。
參考文獻:
[1]田輝主編.《微機原理與接口技術(shù)》,高等教育出版社,2011.3.
[2]白秋產(chǎn)著.《微機原理》課程教學(xué)改革與探討.
[3]鄧志江著.微機原理及應(yīng)用課程教革淺談.
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)庫;從應(yīng)用到原理;學(xué)用相長;教學(xué)改革
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:B
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息領(lǐng)域的支撐基礎(chǔ)技術(shù)。絕大多數(shù)的計算機應(yīng)用系統(tǒng),尤其是管理信息系統(tǒng)均涉及數(shù)據(jù)庫技術(shù)。很多的計算機專業(yè)畢業(yè)生選擇了與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用相關(guān)的職業(yè)。同時,數(shù)據(jù)庫課程也是信息技術(shù)專業(yè)的主干專業(yè)課程。因此,數(shù)據(jù)庫課程的教學(xué)方法和效果備受關(guān)注。
1存在的問題及分析
目前,數(shù)據(jù)庫課程基本上采用先講原理后講應(yīng)用的教學(xué)模式。數(shù)據(jù)庫原理部分的教學(xué)占據(jù)了將近四分之三的課時,而數(shù)據(jù)庫應(yīng)用部分成為了課程教學(xué)的尾聲。學(xué)生在漫長的數(shù)據(jù)庫原理學(xué)習(xí)過程中感覺到數(shù)據(jù)庫課程也是一門抽象而乏味的專業(yè)基礎(chǔ)課。這種授課模式導(dǎo)致了兩種不良情況的出現(xiàn)。
1.1學(xué)習(xí)興趣不足
學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)興趣不足表現(xiàn)在以下幾個方面:學(xué)生的課堂缺勤率較高;學(xué)生在教學(xué)互動環(huán)節(jié)表現(xiàn)不積極;學(xué)生在課內(nèi)課外很少提出問題;實驗環(huán)節(jié)以完成實驗報告或得到實驗成績?yōu)槟繕?biāo)。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不足在總體上表現(xiàn)為應(yīng)付式地完成學(xué)習(xí)過程,缺乏學(xué)習(xí)的主動性和積極性。
造成學(xué)生對課程學(xué)習(xí)興趣不足的原因是多方面的,但學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的成就感是影響學(xué)習(xí)興趣的重要原因。先講原理后講應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)模式使得學(xué)生在先前大多數(shù)時間里學(xué)習(xí)相對單調(diào)而枯燥的數(shù)據(jù)庫原理,沒有通過親手解決身邊實際的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用問題而獲得學(xué)習(xí)的成就感,從而導(dǎo)致學(xué)生認為數(shù)據(jù)庫課程沒有多少實際用處,因而難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
1.2應(yīng)用能力不強
很多學(xué)生在數(shù)據(jù)庫課程考試中的綜合設(shè)計試題、數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計、與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計論文中表現(xiàn)出數(shù)據(jù)庫分析和設(shè)計能力不強,數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計的合理性程度不高。
導(dǎo)致學(xué)生應(yīng)用能力不強的主要原因是原理學(xué)習(xí)與應(yīng)用實踐相脫節(jié)。先講原理后講應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)模式使得數(shù)據(jù)庫分析與設(shè)計環(huán)節(jié)成為了課程教學(xué)的尾聲。從而使得學(xué)生在數(shù)據(jù)庫課程學(xué)習(xí)的全過程中缺少數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
2思路和方法
為了激發(fā)學(xué)生在數(shù)據(jù)庫課程中的學(xué)習(xí)興趣和提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用能力,本文結(jié)合課程教學(xué)實踐活動,以“學(xué)以致用、用以促學(xué)”的學(xué)用相長的教學(xué)效果為目標(biāo),提出了一種“從應(yīng)用到原理”的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革的思路。實現(xiàn)這種教改思路采用了如下的教學(xué)方法:
2.1從應(yīng)用開始的第一堂課
學(xué)生都會懷著好奇的心態(tài)期待每門課程的第一堂課。這堂課常常是學(xué)生產(chǎn)生課程興趣和評價老師水平的重要依據(jù)。通過引入和分析貼近生活的多個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用實例讓學(xué)生感知數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用的廣泛性和重要性,并通過總結(jié)這些實例的共性和提出使用中會遇到的問題來簡介數(shù)據(jù)庫課程的主要內(nèi)容。第一節(jié)課的主要教學(xué)場景如下:
(1) 熱身練習(xí):請列舉5個以上的由計算機管理并涉及大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)。先示例“銀行業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)”以供舉一反三之用。目的:感受數(shù)據(jù)庫技術(shù)在生活中具有廣泛的用武之地,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。結(jié)果:同學(xué)們都能列舉很多的應(yīng)用實例,如學(xué)籍管理系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、電信業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、火車/飛機售票管理系統(tǒng)、醫(yī)院管理系統(tǒng)等等。點評:選擇幾位同學(xué)列舉的應(yīng)用系統(tǒng)進行場景分析描述,并及時表揚。
(2) 共性歸納:通過分析幾個應(yīng)用系統(tǒng)實例得出這類系統(tǒng)都是對大量數(shù)據(jù)的有效組織和存儲,都有數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)存儲的共性,如圖1所示。
(3) 內(nèi)容介紹:通過對圖1的分析提出該系統(tǒng)存在的問題,如何解決這些問題便構(gòu)成數(shù)據(jù)庫課程的主要教學(xué)內(nèi)容,如表1所示。
2.2由應(yīng)用引入的原理學(xué)習(xí)
這種從應(yīng)用到原理的數(shù)據(jù)庫教學(xué)方法要求根據(jù)教學(xué)內(nèi)容之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系調(diào)整教學(xué)順序。在介紹必要的概念和術(shù)語之后,快速進入數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容。這種過程可以使學(xué)生得到“學(xué)以致用”的感受。當(dāng)應(yīng)用過程中出現(xiàn)某個需要解決的問題時,再引入相應(yīng)的原理知識。這種由應(yīng)用問題驅(qū)動的教學(xué)過程引導(dǎo)學(xué)生不斷地“用以促學(xué)”。“圍繞應(yīng)用、探究原理”的數(shù)據(jù)庫教學(xué)過程可以概括為“認知數(shù)據(jù)庫――應(yīng)用數(shù)據(jù)庫――深入學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫”。在教學(xué)實踐中,作者將數(shù)據(jù)庫教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為表1中描述的順序。
2.3為應(yīng)用設(shè)計的熱身練習(xí)
熱身練習(xí)就是在上課開始時為了引出教學(xué)內(nèi)容或承上啟下而設(shè)計的發(fā)散性思維練習(xí)題。這種練習(xí)應(yīng)該圍繞實際應(yīng)用并且比較簡單,學(xué)生在已學(xué)知識和生活經(jīng)驗的基礎(chǔ)上可以得到部分答案。熱身練習(xí)還應(yīng)該圍繞發(fā)散性思維和創(chuàng)新性思維來設(shè)計。學(xué)生在教師的提示下可能得到不同的問題解決方案。教師可以不吝言辭表揚學(xué)生的積極性和創(chuàng)新性,充分鼓勵學(xué)生的探索精神。合適的熱身練習(xí)可以產(chǎn)生以下教學(xué)效果:將學(xué)生的注意力快速集中到課堂上;培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維方式;設(shè)置知識學(xué)習(xí)中的懸念;激發(fā)學(xué)生的成就感和學(xué)習(xí)興趣。前面講述的第一堂課中已經(jīng)應(yīng)用了熱身練習(xí)。
3結(jié)論
從應(yīng)用到原理的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)方法已經(jīng)應(yīng)用于教學(xué)實踐,并正在進一步地深入研究。這種教學(xué)方法已經(jīng)表現(xiàn)出了如下的宏觀效果:
(1) 課堂表現(xiàn)方面。學(xué)生比較積極地參與互動教學(xué)環(huán)節(jié),并勇于表達自己的想法,同時課內(nèi)課外的問題明顯增多。這是學(xué)習(xí)興趣得到提高的綜合表現(xiàn)。
(2) 考試答題方面。在期末考試中,面向應(yīng)用設(shè)計的綜合試題的得分率明顯提高。
(3) 課外實踐方面。所教班級中已有多組學(xué)生選擇數(shù)據(jù)庫相關(guān)的課題申報學(xué)生創(chuàng)新中心的科研項目,并經(jīng)常尋求技術(shù)指導(dǎo)。
當(dāng)然,這種數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)方法需要特別注意防止出現(xiàn)“重應(yīng)用、輕理論”的偏頗現(xiàn)象。重點大學(xué)的本科生應(yīng)該具有深厚的基礎(chǔ)理論知識,不能因為強調(diào)激發(fā)學(xué)生興趣而淡化理論教學(xué)。
從應(yīng)用到原理的數(shù)據(jù)庫課程教學(xué)改革方法對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生的應(yīng)用能力等起到了較好的作用。這種教改方法還應(yīng)進一步采用更多的措施,如與數(shù)據(jù)庫實驗相結(jié)合的教學(xué)改革等。
參考文獻:
[1] 王珊,薩師煊. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M]. 4版. 北京:高等教育出版社,2006.
(赤峰學(xué)院 教育學(xué)院,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)
摘 要:教育技術(shù)專業(yè)曾是我校一個傳統(tǒng)的優(yōu)勢專業(yè),然而近年來由于各種原因?qū)е略搶I(yè)陷入發(fā)展困境,作為地方高校,我們該如何結(jié)合實際走出困境、促進專業(yè)發(fā)展已經(jīng)迫在眉睫.文章總結(jié)了我校教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展中取得的成就,剖析了目前面臨的問題,并結(jié)合實際提出促進專業(yè)發(fā)展的思路與策略.
關(guān)鍵詞 :教育技術(shù);信息化;困境;數(shù)字媒體
中圖分類號:G640文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1673-260X(2015)08-0203-03
基金項目:赤峰學(xué)院2014年雙改項目“應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式下的教師教育專業(yè)人才培養(yǎng)策略研究與實踐——以教育技術(shù)學(xué)專業(yè)為例”
1 我校教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展中取得的優(yōu)異成績
經(jīng)過15年的建設(shè)與發(fā)展,我校教育技術(shù)專業(yè)在學(xué)生考研、就業(yè)等方面均取得了輝煌成就,為赤峰地區(qū)基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)培養(yǎng)了一大批高級專門人才.
1.1 畢業(yè)生考研率比較樂觀
自2004年我校招收第一屆教育技術(shù)學(xué)專業(yè)以來,教育技術(shù)教研室都非常注重學(xué)生的學(xué)風(fēng)建設(shè),使學(xué)生逐漸形成嚴(yán)謹治學(xué)、積極進取的學(xué)習(xí)風(fēng)氣,學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)扎實,連續(xù)多年保持較高的考研率.近5年來,多名學(xué)生考取東北師大、華東師大、上海師大、四川師大、大連理工大學(xué)、遼寧師大、陜西師大和內(nèi)蒙古師范大學(xué)等國內(nèi)著名高校的碩士研究生,曾多次在全校考研率評比中取得優(yōu)異成績.
1.2 畢業(yè)生就業(yè)率保持在97%以上
2015年1月27日,內(nèi)蒙古高校畢業(yè)生就業(yè)指導(dǎo)中心公布了《2014年高校畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量分析報告》,這也是自治區(qū)首個高校畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量年度報告.報告顯示,內(nèi)蒙古地區(qū)就業(yè)率較高的本科專業(yè)為:工程管理、教育技術(shù)學(xué)、熱能與動力工程、小學(xué)教育……這份報告有力地證明教育技術(shù)專業(yè)在全區(qū)范圍內(nèi)屬于就業(yè)率較高的本科專業(yè).
來自我校招生就業(yè)部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也充分證實了這一點.近5年來,我校教育技術(shù)本科專業(yè)的就業(yè)率一直未低于97%,不僅與學(xué)校其他本科專業(yè)相比就業(yè)率排在前幾位,而且能夠名列前茅——我校的教育技術(shù)本科畢業(yè)生就業(yè)率在2012年曾獲得就業(yè)率全校第一的優(yōu)異成績.
2 我校教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展面臨的問題
2000年以后,隨著我國信息化程度的不斷提升和高等教育規(guī)模的不斷擴大,越來越多的高校開設(shè)了教育技術(shù)學(xué)專業(yè).教育部相關(guān)高考信息平臺公布的數(shù)據(jù)顯示,2013年底,全國普通高校教育技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生規(guī)模達9000-10000人;僅內(nèi)蒙古地區(qū)就有6所高校開設(shè)教育技術(shù)學(xué)本科專業(yè),這既為我校教育技術(shù)專業(yè)的發(fā)展提供了契機,同時也勢必帶來挑戰(zhàn)和競爭.目前我校教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展中面臨的主要問題集中于以下方面:
2.1 生源嚴(yán)重不足
由于教育技術(shù)專業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展只有三十幾年的歷史,它本身尚屬于教育領(lǐng)域中的一個新專業(yè),還不能被廣大高考考生,特別是經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的考生所熟知.而我們內(nèi)蒙地區(qū)、尤其是農(nóng)村牧區(qū)的考生對這個專業(yè)的了解更是少之又少,考生無法像學(xué)前教育、思想政治教育等專業(yè)一樣僅從字面上就能大概了解專業(yè),因此出現(xiàn)不敢報考陌生專業(yè)的情況.
另外一方面,自2013年開始我校實行學(xué)分制方案,新生入學(xué)后可二次選擇專業(yè),各個院系都會出現(xiàn)學(xué)生轉(zhuǎn)專業(yè)的情況,這個過程中就會出現(xiàn)部分學(xué)生在不了解專業(yè)的前提下做出盲目跟風(fēng)的選擇.我校教育技術(shù)專業(yè)因2011年和2012年連續(xù)兩年暫停招生,2013級新生入學(xué)后面臨“斷代”,便出現(xiàn)了嚴(yán)重的盲目轉(zhuǎn)專業(yè)現(xiàn)象.2014級生源較上年穩(wěn)定很多,不論是第一志愿報考的學(xué)生人數(shù)還是二次選擇后的學(xué)生人數(shù)都大比例攀升.
任何一個專業(yè)的發(fā)展都離不開生源,除了做好招生宣傳工作外,穩(wěn)定的連續(xù)招生,是學(xué)分制模式下學(xué)生自主選擇專業(yè)時一個重要的參考依據(jù);對于教育技術(shù)專業(yè)而言,高年級學(xué)生更是新生獲得初步專業(yè)認知的一個重要的途徑,對于穩(wěn)定生源有著重要的意義.
2.2 培養(yǎng)方案的更新跟不上專業(yè)發(fā)展的速度
教育技術(shù)專業(yè)在我國的發(fā)展源于上世紀(jì)八九十年代的電化教育,那是以常規(guī)電子媒體(幻燈、投影、廣播、電視)作為主流媒介進行理論研究和實踐探索的年代,因此普通物理、數(shù)字電路、模擬電路等學(xué)科知識是教育技術(shù)專業(yè)必備的基礎(chǔ)知識.進入21世紀(jì)以后,計算機和網(wǎng)絡(luò)媒體的教學(xué)作用日益凸顯,2010年以后,移動媒體則成為是我們學(xué)習(xí)和工作中必不可少的工具,近兩年微課、慕課更是教育領(lǐng)域研究與實踐的熱點,可以說一次次的媒體技術(shù)的進步帶動著教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的重心不斷轉(zhuǎn)移.然而,在我們的課程體系中,常規(guī)媒體時代的傳統(tǒng)課程還依舊存在,而適合新媒體時代的課程遲遲不能充實進來.究其原因,有制度方面的,如開課計劃必須嚴(yán)格依據(jù)培養(yǎng)方案,2012年還在執(zhí)行2008制定的培養(yǎng)方案,而這四年中教育技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生的翻天覆地變化卻無法及時更新到本科專業(yè)培養(yǎng)方案中.
2.3 師資力量尚待加強
教育技術(shù)學(xué)專業(yè)是一門具有多學(xué)科背景的綜合性很強的學(xué)科,它不僅要求教師要有豐富的教育學(xué)、心理學(xué)、傳播學(xué)等理論的知識,還需要涉獵諸如課件制作、計算機編程、網(wǎng)站開發(fā)等計算機軟件技術(shù)以及電視節(jié)目制作、非線性編輯等影視方面的知識.面對如此龐雜的課程體系,任何一個教師都不可能做到面面精通.教育技術(shù)專業(yè)的發(fā)展需要教師團隊的合作來實現(xiàn),目前我校教師技術(shù)專業(yè)的教師團隊中,還不能保證每位教師主攻一個明確的研究方向,甚至部分當(dāng)前主流的研究方向因無人能夠勝任而開設(shè)不了相關(guān)課程.由于專業(yè)更新較快這種特殊性,給任課教師提出了更高的要求和挑戰(zhàn),這種現(xiàn)象在地方本科院校中尤為常見,也是值得我們思考的一個問題.教育技術(shù)專業(yè)要跟上時代的步伐,教師首先就要勇于嘗試,不斷創(chuàng)新,通過各種途徑獲取前沿信息,把握教育技術(shù)發(fā)展的最新動向.
2.4 教學(xué)主管部門重視程度不夠
學(xué)校對專業(yè)建設(shè)的重視程度,直接影響到一個專業(yè)軟硬件方面的建設(shè).教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的發(fā)展離不開學(xué)校的大力支持,特別是教育技術(shù)專業(yè)實驗室的建設(shè).我校的教育技術(shù)學(xué)專業(yè)目前僅有一個低配置的計算機機房,難以滿足部分技術(shù)要求較高的課程教學(xué),由于資源的匱乏,很多課程僅僅是理論上的講授,很難有實踐的機會,教學(xué)效果必然受到制約.
3 區(qū)內(nèi)外高等院校教育技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的經(jīng)驗
上世紀(jì)90年代末以來,全國高校紛紛擴招而帶來的社會需求飽和給很多專業(yè)的就業(yè)造成壓力,目前,教育技術(shù)專業(yè)同其他許多專業(yè)一樣,在國內(nèi)都面臨著發(fā)展困境.現(xiàn)有的教育技術(shù)專業(yè)人才就業(yè)崗位數(shù)量很有限,但由于教育技術(shù)學(xué)學(xué)科自身的交叉性和教育信息化及社會信息化迅速向縱深發(fā)展,可以開拓的人才就業(yè)市場前景十分廣闊.數(shù)字媒體技術(shù)產(chǎn)業(yè)就是當(dāng)前教育技術(shù)學(xué)專業(yè)一個很好的開拓方向.目前已有很多高校教育技術(shù)專業(yè)在這方面做出改革創(chuàng)新:
3.1 區(qū)內(nèi)高校教育技術(shù)專業(yè)數(shù)字媒體技術(shù)方向的發(fā)展
內(nèi)蒙古師范大學(xué)是我區(qū)最早開始教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的高校,在全國教育技術(shù)領(lǐng)域有著較高知名度,也是目前我區(qū)教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展的領(lǐng)頭羊.我校教育技術(shù)專業(yè)自開設(shè)以來,一直與內(nèi)蒙古師范大學(xué)保持著良好的學(xué)術(shù)交流,可以說,內(nèi)蒙古師范大學(xué)是為我校教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展提供借鑒和幫助最多的一所區(qū)內(nèi)高校.然而,近些年內(nèi)蒙古師范大學(xué)的教育技術(shù)專業(yè)也面臨著發(fā)展的困境,為此他們做了改革和創(chuàng)新,目前他們除了招收教育技術(shù)(信息技術(shù)教育)本科一批專業(yè)之外,還新增加教育技術(shù)(數(shù)字媒體技術(shù))專業(yè)的本科三批招生計劃,已經(jīng)連續(xù)招生多年,生源較好.
此外,區(qū)內(nèi)的呼倫貝爾學(xué)院,也是與我校聯(lián)系比較密切的兄弟院校,他們在教育技術(shù)專業(yè)所屬院系下,新開設(shè)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)招生計劃,招生情況也比較樂觀.而其他幾所高校雖然沒有明確將“數(shù)字媒體技術(shù)”列在招生計劃中,但也都在教育技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案中增設(shè)數(shù)字媒體技術(shù)方向的課程,逐步向這一研究領(lǐng)域拓展.
3.2 區(qū)外高校教育技術(shù)專業(yè)數(shù)字媒體技術(shù)方向的發(fā)展
首都師范大學(xué)的教育技術(shù)專業(yè)在國內(nèi)具有一定影響力,我校教育技術(shù)教研室多位教師曾在首都師范大學(xué)進修.雖然作為知名高校,但他們一樣面臨著專業(yè)發(fā)展的困境,為了適應(yīng)社會對專業(yè)人才的需求,首都師范大學(xué)將教育技術(shù)學(xué)專業(yè)課程設(shè)置做了調(diào)整,除了原有的教育技術(shù)理論、教育軟件工程兩大分類外,新增了數(shù)字媒體技術(shù)方向,學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好和意愿選擇三個專業(yè)方向之一.
此外,還有許多高校也像內(nèi)蒙古師范大學(xué)一樣在本科招生計劃中設(shè)有教育技術(shù)(數(shù)字媒體技術(shù)方向)招生計劃,如南通大學(xué),湛江師范學(xué)院、蘇州大學(xué)、淮陰師范學(xué)院等等.
數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)是教育技術(shù)專業(yè)的一個新的開拓方向,并已經(jīng)在上述諸多高校取得了成功,這些學(xué)校的改革和創(chuàng)新也可給我校教育技術(shù)專業(yè)的發(fā)展帶來新的思路.
4 我校教育技術(shù)專業(yè)改革發(fā)展的思路
4.1 做好專業(yè)的宣傳與推廣,保持生源的穩(wěn)定性
提高考生和家長對教育技術(shù)專業(yè)的認識程度是保證招生與發(fā)展的前提,因此我們應(yīng)通過各種形式動員師生們參與招生的宣傳工作,激發(fā)大家關(guān)心、參與招生宣傳工作的熱情,積極出謀獻策,共同拓寬生源渠道.如利用專業(yè)優(yōu)勢制作各種形式的宣傳冊和海報,向考生和家長發(fā)放;利用各種手段向在校學(xué)生發(fā)出招生宣傳信息;利用學(xué)院網(wǎng)站加大專業(yè)宣傳力度等.另外,在新生入學(xué)后進行二次選擇專業(yè)前,專業(yè)教師應(yīng)加強對學(xué)生的身心關(guān)愛并對學(xué)生進行各種形式的專業(yè)介紹,讓學(xué)生在感性上形成對專業(yè)的認同,穩(wěn)定報到的生源.
除了在招生宣傳季進行集中宣傳外,我們還要充分利用一切可以利用的時機將教育技術(shù)專業(yè)介紹給可能的招生對象.如在學(xué)生暑期社會實踐中,便可組織學(xué)生在社會活動中進行專業(yè)宣傳,學(xué)生可發(fā)揮專業(yè)特長幫助當(dāng)?shù)貙W(xué)校進行教師信息技術(shù)培訓(xùn),或與當(dāng)?shù)亟處熀献鳎_展多媒體教學(xué)方法、經(jīng)驗交流和實踐活動等等.
如此通過各種途徑對專業(yè)進行宣傳,勢必會提升教育技術(shù)專業(yè)的影響力,對于爭取生源起到一定的促進作用.
4.2 結(jié)合社會需求重新制定人才培養(yǎng)方案
目前教育技術(shù)專業(yè)發(fā)展中一直存在爭議的一個問題是,畢業(yè)生就業(yè)形勢越來越嚴(yán)峻.這一方面是由于高等教育的連年擴招而造成的專業(yè)點設(shè)置在數(shù)量和規(guī)模上的超常規(guī)發(fā)展,使得昔日的熱門專業(yè)成為今天的問題專業(yè);另一方面,不可否認的是,教育技術(shù)本科專業(yè)自身存在的問題.以我校為例,自2008年版培養(yǎng)方案開始,教育技術(shù)專業(yè)將所有課程分為兩個組:信息技術(shù)教育組和廣播電視編導(dǎo)組,學(xué)生根據(jù)意愿選擇自己的研究方向.而近年數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展催生了教育技術(shù)研究的一個新領(lǐng)域——數(shù)字媒體技術(shù),據(jù)教育部公布的2013年本??茖I(yè)就業(yè)狀況顯示,數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)就業(yè)率處于85%-90%,畢業(yè)生規(guī)模約在3000人-3500人,從區(qū)內(nèi)多所高校招生經(jīng)驗來看,數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)生源與就業(yè)形勢較好.因此,為了適應(yīng)社會需求,同時也為實現(xiàn)教育技術(shù)專業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展,我們對培養(yǎng)方案進行了修改,把原有的分組改為:信息技術(shù)教育組和數(shù)字媒體技術(shù)組,這兩個方向都屬于師范類,可以授予教育學(xué)或者理學(xué)學(xué)位證.另外,在專業(yè)課程的設(shè)置上,也本著從就業(yè)需求往回找的原則,根據(jù)社會對教育技術(shù)專業(yè)的需求,有針對性地開設(shè)相關(guān)課程,而把那些過時了的傳統(tǒng)課程逐步替換掉,實現(xiàn)了培養(yǎng)方案的重新修訂.
4.3 發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,立足長遠發(fā)展
2012年以來,全國掀起了慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂研究的熱潮,且已對傳統(tǒng)高校教學(xué)產(chǎn)生了巨大影響.目前國內(nèi)諸多著名高校如清華、北大、浙大、上海交大等都已經(jīng)開設(shè)了自己的慕課課程,而其他高校相對來說就冷清得多,究其原因,主要是國內(nèi)高校還處于體制內(nèi)管理,在學(xué)分認定等慕課發(fā)展的關(guān)鍵點受到了限制.
但是,近日教育部《教育部關(guān)于加強高等學(xué)校在線開放課程建設(shè)應(yīng)用與管理的意見》中重點提到要建設(shè)在線開放課程公共服務(wù)平臺.鼓勵公共服務(wù)平臺與國家開放大學(xué)教學(xué)平臺開展合作,為終身教育提供優(yōu)質(zhì)課程,以及推進在線課程學(xué)分認定和管理制度創(chuàng)新……由此可以預(yù)見,學(xué)分認定等問題的解決,將帶來國內(nèi)高校慕課建設(shè)的,換句話說,慕課平臺或?qū)⒊蔀楦咝5臉?biāo)配.
作為一所經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的地方本科院校,雖然慕課與翻轉(zhuǎn)課堂這股潮流還沒有在我校掀起波瀾,但我們不可否認,這是發(fā)展趨勢.終究有一天,我校也將推出自己的慕課平臺.而如何設(shè)計慕課,如何制作微課,如何進行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)正是教育技術(shù)專業(yè)研究的熱點.因此,我們也需要看到自己專業(yè)的優(yōu)勢,立足長遠發(fā)展,通過網(wǎng)絡(luò)特別是已經(jīng)推出的優(yōu)秀慕課平臺進行自學(xué),將這些新的理念、新的方法傳授給我們的學(xué)生.在條件成熟后,我們可以進一步開展一系列實踐活動,如指導(dǎo)學(xué)生參加微課設(shè)計大賽、開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐,甚至由教研室組織進行慕課的設(shè)計與開發(fā)等.
5 結(jié)語
創(chuàng)建一個專業(yè)不易,任何專業(yè)都有它存在的價值.在困境中求創(chuàng)新,在困境中求發(fā)展,而不是輕言放棄,這是全國多數(shù)高校教育技術(shù)專業(yè)的選擇.更何況,我校的教育技術(shù)專業(yè)從起步到現(xiàn)在歷經(jīng)了15年的發(fā)展過程,經(jīng)歷過初建期的困難,也見證了專業(yè)發(fā)展的輝煌,到如今遇到困境,我們更愿意努力創(chuàng)新,適應(yīng)社會的用人需求,符合學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的宗旨,為專業(yè)的發(fā)展、學(xué)校的發(fā)展做出自己的貢獻.
參考文獻:
〔1〕楊方琦.新時期教育技術(shù)學(xué)本科專業(yè)發(fā)展的思考[J].電化教育研究,2012(2).
關(guān)鍵詞:新專業(yè);培養(yǎng)模式;資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理
地理學(xué)從開始之初就具有與其他學(xué)科許多顯著的區(qū)別,表現(xiàn)出獨特的學(xué)科特征。①地理學(xué)經(jīng)過了多年的發(fā)展,從古代地理學(xué)到現(xiàn)代地理學(xué),他更加注重實驗性,其知識成果表現(xiàn)出更強的實踐性,并能夠很快地被國家各級規(guī)劃、生產(chǎn)部門所使用。當(dāng)前,新學(xué)科的蓬勃涌現(xiàn)和新技術(shù)新手段的大量應(yīng)用為地理學(xué)的發(fā)展提供更加先進的技術(shù)支撐。②但是,中國的高校長期以來傳承沿襲著傳統(tǒng)的分析方法和分析工具,這在很大程度上影響著地理學(xué)的進一步發(fā)展。因此,如何把這些新技術(shù)應(yīng)用到地理學(xué)當(dāng)中成為本文所要探討的焦點。
一、當(dāng)前地理學(xué)新技術(shù)和資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)介紹
當(dāng)前,地理學(xué)受到大量新技術(shù)的沖擊并與之相融合,逐步形成了自己特色的專業(yè)方向。這其中主要有:
(一)計量地理學(xué)出現(xiàn)。該方向大量運用了數(shù)學(xué)統(tǒng)計的方法來解決地理的問題,更加側(cè)重于地理學(xué)的定量表達,從而為地理學(xué)從更高層次上理解和解釋地理現(xiàn)象。
(二)遙感。遙感的出現(xiàn)徹底解放了地理學(xué)家,從資源獲取到實驗室分析,遙感都為地理學(xué)家提供了主要的數(shù)據(jù)信息。隨著這種技術(shù)的成熟和普及,大量的地理問題都直接或者間接借助于遙感進行解決。
(三)GIS。地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)使得地理學(xué)家有了更加便利的工具來分析和挖掘自己擁有的地理資源和信息,從而在獲得知識的知識。
(四)測量學(xué)和數(shù)字地圖制圖。測量學(xué)和數(shù)字地圖制圖讓地理研究工作者擺脫了繁重的地理數(shù)據(jù)獲取和分析的工作,并且對地理數(shù)據(jù)的分析和標(biāo)準(zhǔn)化都產(chǎn)生了影響,也成為地理學(xué)方向的重要產(chǎn)業(yè)之一。
(五)時間和空間分析。時間序列的分析來源于地理資料的長期積累,通過時間序列的分析為獲得具有規(guī)律性的地理知識提供了可能??臻g分析的概念來自于數(shù)學(xué)拓撲學(xué)和GIS??臻g分析為地理知識的空間表達和地理遷移提供重要的思想依據(jù)。上述這些重要的地理學(xué)思想和方法都為地理學(xué)新的發(fā)展提供幫助,實踐也證明了這些方法和思想是可行的④,同時在當(dāng)前地理學(xué)發(fā)展?fàn)顩r也可以看出這些方法已經(jīng)被大量使用,并形成了一些固定的模式。
資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)是為培養(yǎng)適應(yīng)當(dāng)前新農(nóng)村建設(shè)和中國城市建設(shè)的需要,信息化、市場化、
現(xiàn)代化的時展趨勢,培養(yǎng)掌握區(qū)域城鎮(zhèn)有關(guān)理論和方法的人才而開設(shè)的一個新專業(yè)。該專業(yè)主要讓學(xué)生掌握制圖、測繪、信息系統(tǒng)、區(qū)域規(guī)劃、資源評價、經(jīng)濟地理和生態(tài)等方面的基本專業(yè)技能,培養(yǎng)學(xué)生具備資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理的基本理論、基本知識,具有測量、制圖、計算機等基本技能。從資源環(huán)境與城市規(guī)劃管理專業(yè)的發(fā)展過程可以看出,該專業(yè)體系的形成主要基于以下幾個專業(yè):地理專業(yè);規(guī)劃專業(yè);管理專業(yè);測繪專業(yè);生態(tài)專業(yè);其他相關(guān)的資源專業(yè)(如水利專業(yè)、礦產(chǎn)專業(yè)等)。
二、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
按照國家對人才培養(yǎng)的要求,以資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃為主線,資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)人才的培養(yǎng)是以地理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、管理科學(xué)為主干學(xué)科,拓展城鎮(zhèn)規(guī)劃、旅游區(qū)域規(guī)劃同時兼顧工程技術(shù)、城市經(jīng)濟學(xué)、城市社會學(xué)等學(xué)科的知識面,并接受城市規(guī)劃、城鎮(zhèn)設(shè)計、計算機應(yīng)用及CAD輔助設(shè)計等基本訓(xùn)練,
熟悉從事城鎮(zhèn)區(qū)域規(guī)劃、旅游區(qū)域規(guī)劃設(shè)計工作所需要的基本理論知識和專業(yè)技能。
三、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理開設(shè)的層次課程
(一)基礎(chǔ)層次課程主要是讓該專業(yè)的學(xué)生對專業(yè)有個簡單的認識,基礎(chǔ)課程為其他課程的開設(shè)提供了前提,因此基礎(chǔ)課程開設(shè)的種類對本專業(yè)的建設(shè)方向具有重要的意義;基礎(chǔ)層次的課程主要包含自然地理、普通地質(zhì)學(xué)、管理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)等。
(二)專業(yè)層次為整個專業(yè)的核心,該層次的課程決定了在本專業(yè)中的研究方向,因此對于這個層次課程的選取對于新生來講尤為重要;該層次課程主要有:區(qū)域(中國、世界)自然地理、地質(zhì)地貌學(xué)、水文學(xué)、人文地理學(xué)、區(qū)域經(jīng)濟學(xué)、產(chǎn)業(yè)布局學(xué)、經(jīng)濟地理學(xué)、城市地理學(xué)、測量與地圖學(xué)、土地規(guī)劃、生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)、遙感技術(shù)與應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)等。
(三)技能層次為該學(xué)科的一個輔助,從一定意義上講是整個學(xué)科的技術(shù)支撐;這個層次的課程有:高等數(shù)學(xué)、線形代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計、計算機圖像處理、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識、地學(xué)統(tǒng)計方法、統(tǒng)計軟件(SPSS,STATISTIC)、CORELDRAW,AUOTCAD,GIS軟件等。
從學(xué)科內(nèi)部分類來看,資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)可以分為:自然地理、人文地理(含經(jīng)濟地理)、城鎮(zhèn)規(guī)劃、地圖測繪以及其他方面(旅游等),這幾個層次也代表了本專業(yè)當(dāng)前發(fā)展的幾個主要方向。自然地理學(xué)主要開展資源調(diào)查、資源評估等方面的工作;人文地理學(xué)的研究內(nèi)容為社會經(jīng)濟等方面;城鎮(zhèn)規(guī)劃方向主要開展城市體系、園林、住宅區(qū)、經(jīng)濟發(fā)展功能區(qū)、生態(tài)等方面的規(guī)劃研究工作;地圖測繪方向一般脫胎于測繪專業(yè),并與工程測量結(jié)合到一起服務(wù)于政府等部門的基礎(chǔ)測量工作,同時也為科研部門提供重要的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。
從上述分析中我們可以清晰地看出,作為新的地理學(xué)科之一的資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)在專業(yè)培養(yǎng)、學(xué)科設(shè)置、課程層次、技能培訓(xùn)等方法都大量依靠了新地理學(xué)技術(shù)的支撐,這些支撐使得資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理成為地理學(xué)一個較為特殊專業(yè),該專業(yè)既有了地理學(xué)中人文地理學(xué)的思想內(nèi)核又有了工程學(xué)、技術(shù)科學(xué)的外在。本文在總結(jié)了大量高校該專業(yè)設(shè)置的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,提出了以下幾個主要的培養(yǎng)模式。
四、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)培養(yǎng)模式
(一)資源環(huán)境評估和分析為主的培養(yǎng)模式。該培養(yǎng)模式側(cè)重于自然資源知識的掌握,對水、大氣、土地、地籍管理等方面進行全面的學(xué)習(xí)。
(二)區(qū)域經(jīng)濟分析為主的培養(yǎng)模式。該模式主要探討經(jīng)濟發(fā)展中的社會問題,主要有國家的區(qū)域發(fā)展、地區(qū)經(jīng)濟區(qū)建設(shè)、城市化問題、可持續(xù)發(fā)展問題、人口和資源問題等。
(三)以地圖和測量為主的培養(yǎng)模式。該培養(yǎng)模式來源于以前的測繪學(xué),主要研究地圖測量、工程測量等一系列問題。
(四)以遙感和地理信息系統(tǒng)為主的培養(yǎng)模式。
(五)以規(guī)劃為主的培養(yǎng)模式。這種模式以城市規(guī)劃學(xué)為主,并結(jié)合了經(jīng)濟地理和建筑學(xué)的一些知識而形成的。
從這幾種模式上我們可以籠統(tǒng)的進行一下劃分:第一種模式偏重于自然地理方向,要求學(xué)生具有一定的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)和野外實習(xí)能力;第二種模式偏重于人文地理和經(jīng)濟地理,要求學(xué)生的思維比較有擴展性和立體感,同時必須具備深厚的數(shù)學(xué)功底和統(tǒng)計學(xué)知識;第三種模式偏向測量,要求學(xué)生掌握的地圖學(xué)和測量學(xué)的知識較多;第四種偏向于技術(shù),要求學(xué)生具有一定的計算機技能,數(shù)據(jù)庫、編程等應(yīng)該比較熟練,同時要求學(xué)生具有一定的空間思考能力和知識轉(zhuǎn)化能力;第五種模式偏向規(guī)劃,要求學(xué)生的基本知識較多,該種模式是這幾種模式中最高的一層,它所涉及的知識面可以涵蓋上述幾個模式。
五、幾點思考
資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)的開設(shè)和建設(shè)要根據(jù)各院校的實際情況開展,在充分利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體的師資情況和所在區(qū)域的社會需要進行設(shè)置。學(xué)生應(yīng)該根據(jù)自身的愛好進行有側(cè)重的模式選擇。這就要求學(xué)生在充分考慮自身條件的基礎(chǔ)上完整地審視這幾種培養(yǎng)模式,選出適合自身發(fā)展的模式。
當(dāng)前,很多高校的資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)都是依歷史專業(yè)或者優(yōu)勢專業(yè)而建設(shè)的,這樣在師資配備、實驗室建設(shè)、學(xué)生課程開設(shè)以及整體專業(yè)定位上往往偏斜于歷史專業(yè)或者本身的優(yōu)勢專業(yè),造成了資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)成為其他學(xué)科的一個附屬學(xué)科,這必然對資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理專業(yè)的發(fā)展造成一定影響。
參考文獻:
【Key words】parker sociological theory; The central plains martial arts culture; The development research
引言
中原武術(shù)文化隸屬于中原文化,是七大武術(shù)文化中的一枝獨秀,中原文化與荊楚文化、巴蜀文化、南文化、嶺南文化,三晉文化、燕趙文化、京派文化并駕齊驅(qū),中原武術(shù)文化以太極拳系和少林拳系為主導(dǎo),以中原文化為載體,其衣缽是中國傳統(tǒng)文化,并依托中國傳統(tǒng)文化的傳播為實現(xiàn)手段,目的在于弘揚中國傳統(tǒng)武術(shù)文化,繼承中原武術(shù)文化的優(yōu)秀傳統(tǒng),發(fā)展以登封的少林拳系和焦作的太極拳系為兩個中心,以“走出河南”、“遍布全國”、“發(fā)展國際化道路”為基本點,以堅持挖掘中原優(yōu)秀武術(shù)文化、堅持重視少數(shù)民族傳統(tǒng)武術(shù)發(fā)展、堅持落實大武術(shù)觀思想、堅持打破武術(shù)門戶壁壘,走和諧、統(tǒng)一、創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的中原武術(shù)文化道路,意在完善中國武術(shù)文化的內(nèi)涵與深蘊,促進中原武術(shù)文化資源的健康發(fā)展,掃除中原武術(shù)文化發(fā)展道路上的阻礙與弊端,吸收風(fēng)格迥異的武術(shù)文化,形成獨一無二、匠心獨運的發(fā)展新途徑,提升中原武術(shù)文化的核心競爭力,健全中原武術(shù)文化發(fā)展的新路子,這就需要結(jié)合新的社會學(xué)理論來豐富中原武術(shù)文化的實踐。
1帕克社會學(xué)理論
美國著名社會學(xué)家之一的RobertEzraPark(1864~1944),曾依據(jù)社會成員行為上相互作用的方式,將社會的發(fā)展階段分為四個遞進的部分:“競爭階段、沖突階段、調(diào)節(jié)階段、同化階段?!?〕”RobertEzraPark文明于二十世紀(jì)初興起的芝加哥學(xué)派,該學(xué)派主要由芝加哥大學(xué)的E?伯吉斯(ErnestBurgess)、R?E?帕克(RobertEzraPark)以及其他城市社會學(xué)家所組創(chuàng),這一時期美國面臨著經(jīng)濟危機,國際地位空前下降,面對“內(nèi)憂外患”的窘迫經(jīng)濟,芝加哥學(xué)派創(chuàng)始人著名社會學(xué)研究家帕克等提出:社會經(jīng)濟的發(fā)展面臨著四個發(fā)展階段,因此,社會的發(fā)展亦如此。
2 中原武術(shù)文化的發(fā)展
中原武術(shù)文化作為中國傳統(tǒng)文化發(fā)展中的一顆璀璨珠寶,以技擊性為其本質(zhì),囊括武術(shù)中的氣功、養(yǎng)生、導(dǎo)引、拳械等,彰顯中國文化的無限魅力,引誘武術(shù)愛好者的無限遐想,推動研究者們的跨文化研究。以社會學(xué)家帕克的社會發(fā)展理論為主,中原武術(shù)文化的發(fā)展亦經(jīng)歷百家爭鳴的競爭階段,矛盾顯現(xiàn)的沖突階段,溫文爾雅的調(diào)解階段,穩(wěn)步前進的同化階段。黑格爾哲學(xué)是這樣闡述這一過程的:“自然、社會、精神世界是不斷變化發(fā)展著的,變化發(fā)展是有階段性的,但總體趨勢是向前不斷發(fā)展著的,處在不斷運動之中,這一運動的動力就是矛盾。〔2〕”這一量變產(chǎn)生質(zhì)變的過程符合馬克思唯物辯證法的發(fā)展觀點。
2.1 競爭階段
所謂“競爭”:古漢語常用字字典第四版解釋“競”是爭逐,比賽。源自屈原《離騷》:“眾皆競進以貪婪兮,憑不厭乎求索?!薄渡叹龝?錯法》:“功賞明,則民競于功?!?〕”
“爭”是爭奪,競爭?!俄n非子?說林下》:“爭肥饒之地?!薄妒酚?高祖本紀(jì)》:“上問左右,左右欲擊之?!?〕496”競爭即是個體或群體爭逐勝利或者比賽戰(zhàn)勝對方的心理需要和行為活動。哲學(xué)家大衛(wèi)?休謨曾語:“高尚的競爭是一切卓越才能的源泉?!睂τ谥性湫g(shù)文化而言,其核心競爭力在于登封的少林拳系和焦作的太極拳系,相對于其他六大拳系,其雖表現(xiàn)出絕對性的優(yōu)勢,但由于起源于道教圣地武當(dāng)山的武當(dāng)武術(shù)文化,形成以太極、陰陽、五行、八卦為技法原理,同時配合吐納、呼吸形成獨具特色的養(yǎng)生文化健身術(shù),武當(dāng)?shù)奈湫g(shù)文化曾遠赴海外進行匯演,頗具競爭力,可與中原武術(shù)文化一爭高下;此外,發(fā)源于峨眉山的巴蜀武術(shù)文化,起源于戰(zhàn)國,形成于宋朝,亦稱峨眉武術(shù),依托峨眉生態(tài)養(yǎng)生健身文化,廣納儒、道、佛等宗教文化新理念,兼具民俗、民風(fēng)、地理環(huán)境,呈現(xiàn)出匠心獨運、內(nèi)外兼修的峨眉武術(shù)特色,亦欲中原武術(shù)文化爭芳斗艷;形成于清末的形意拳系,技擊原則上講究先發(fā)制人,主動進攻,硬打硬進,適合于實戰(zhàn),傳播較快,曾衍化出心意六合拳,以河北滄州武術(shù)文化為載體,依托當(dāng)?shù)匚湫g(shù)文化資源,形成形意拳系,其競爭力不可小視;依托開拓務(wù)實、內(nèi)外兼修、剛烈勇猛的嶺南文化形成的南拳拳系,亦是七大拳系中的重要組成部分,南拳以廣東、福建為中心,結(jié)合當(dāng)?shù)厍鹆甓?、盆地少、平原地帶稀缺的地理資源,以技擊為主要特點和原則,創(chuàng)新與傳統(tǒng)相結(jié)合,既不背離傳統(tǒng)武術(shù)技擊的本質(zhì),又外加新的元素充實,使得南拳形成具有當(dāng)?shù)氐乩硖厣哪先湫g(shù)文化;以東、西、南、北、東南、西南、西北、東北八個地理方向命名的八卦拳系,實乃是八卦掌為主要拳法,行拳時要擺扣步走圓形,拳路表現(xiàn)為直線來回往復(fù),動作簡單,招式簡樸,短小緊湊,剛猛有勁,注重太極、八卦原理,手眼身法步,精神氣力功,風(fēng)格獨特,內(nèi)容充實。綜上所述,中原武術(shù)文化的發(fā)展競爭力空間廣泛,其競爭力的提高是需要過程的。
2.2沖突階段
隨著國內(nèi)傳統(tǒng)文化的發(fā)展,武術(shù)文化也受到了沖擊,中原武術(shù)文化進入沖突階段在所難免,所謂沖突”:“沖”根據(jù)古漢語常用字字典第四版解釋為向,對著。源于《山海經(jīng)?海外北經(jīng)》:“有一蛇,虎色,首沖南方?!?〕50”“突”意義為急速地向前或向外沖。源自于《三國志?魏書?武帝紀(jì)》:“馳突火出?!薄度龂?吳書?吳主傳》:“知有科禁,公敢干突?!?〕384”沖突即是以打敗對方為主要目的的直接的激烈交鋒,中原武術(shù)文化的沖突包含內(nèi)外兩個方面,一方面,以七大拳系文化為發(fā)展標(biāo)準(zhǔn),中原武術(shù)文化的核心內(nèi)涵就是少林與太極,中原武術(shù)文化登上中國傳統(tǒng)文化的龍椅寶座,成為國門對外開放的一面旗幟,面臨的困難重重,這就包括對其他六大拳系武術(shù)文化的競爭,去其糟粕,取其精華。例如,面對國家體育總局下發(fā)的相關(guān)文件通知,全國各地爭相建設(shè)自家武術(shù)文化,刮起傳統(tǒng)武術(shù)節(jié)的舉辦,如雨后春筍一般,旨在加強人們對本地代表武術(shù)文化的信仰與認同感,提升本地武術(shù)文化的知名度,這對中原武術(shù)文化的沖擊是不可度量的,窘境的出現(xiàn),中原武術(shù)文化開始與異型文化相沖突,問題暴露甚多。另一方面,以中原武術(shù)文化為主體,從整體而論,傳承的速度落后于發(fā)展的速度,導(dǎo)致傳統(tǒng)的中原武術(shù)開始流失,繼承者青黃不接,導(dǎo)致門派難以為繼,從部分著眼,中原武術(shù)中的個別拳種隨著習(xí)練人群的減少而消亡,生命殆盡。比如,原屬于中原地區(qū)的查拳、梅花拳等拳種,因區(qū)域習(xí)練人口的減少,外加人口流動性較多,武術(shù)傳承人開始消失,這帶來的后果就是這一部分武術(shù)文化未得以保留;然而,歷史上遺留下來的門戶派別之見,使得各個派系來往較少,龍爭虎斗相對較多,門派自家規(guī)矩的束縛和羈絆,外加派系之間的不和諧,加速了少數(shù)門派的瓦解,流失了寶貴的中原武術(shù)文化資源,中原武術(shù)文化發(fā)展面臨著改革,推動中原武術(shù)站在了變革的風(fēng)口浪尖,如何去挽救和挖掘指間遺失的中原武術(shù)文化,彌補中原武術(shù)文化這一寶庫,成為了擺在中原武術(shù)文化發(fā)展炙手可熱的瓶頸。
2.3調(diào)解階段
面對中原武術(shù)文化在社會上發(fā)展的沖突階段,如何調(diào)節(jié)自身的武術(shù)文化資源,發(fā)揮自己的優(yōu)勢,是這一階段的主要任務(wù)和重點?!罢{(diào)解”:“調(diào)”根據(jù)古漢語常用字字典第四版解釋為協(xié)調(diào)、調(diào)和,源自于《史記?歷書》:“陰陽調(diào),風(fēng)雨節(jié)。”《漢書?食貨志下》:“以調(diào)盈虛。〔3〕82”“解”意為調(diào)解、排解、和解。源自于《戰(zhàn)國策?趙策三》:“為人排患、釋難、解紛亂而無所取也?!薄妒酚?項羽本紀(jì)》:“項王、范增疑沛公之有天下,業(yè)已講解,又惡負約,恐諸侯叛之?!?〕187”調(diào)解一詞即為協(xié)調(diào)、調(diào)和,統(tǒng)一規(guī)劃穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。中原武術(shù)文化的發(fā)展需要官方組織的宏觀調(diào)控和民間組織的自救,圍繞這一基本任務(wù),官方和民間在這一階段舉行合作對話,手拉手共同協(xié)作,挖掘中原武術(shù)優(yōu)秀文化資源,健全和完善發(fā)展武術(shù)文化資源的寶貴途徑,在1985年的全國武術(shù)挖掘整理活動中,河南省挖整組積極配合響應(yīng)國家口號,整理發(fā)掘優(yōu)秀拳種資源178種之多,豐富了中原武術(shù)文化資源,隨著全國武術(shù)整理接近尾聲,河南省挖整組于1990年繼續(xù)貫徹落實國家體育總局武術(shù)研究院的精神,承辦少林國際武術(shù)節(jié),舉辦太極武術(shù)錦標(biāo)賽,這一舉措使得中原武術(shù)文化內(nèi)容變得多姿多彩,在中國武術(shù)文化中重新站穩(wěn)了腳跟。在坊間,民間武術(shù)組織的成立、社會組織團體的成立、武術(shù)學(xué)院的興辦思潮均為中原武術(shù)文化的發(fā)展再續(xù)了香火,挽救了像萇家拳類似的武技,武術(shù)學(xué)院的興辦以及高校中武術(shù)專業(yè)的設(shè)立,為中原武術(shù)的發(fā)展提供了后備資源,為中原武術(shù)文化的可持續(xù)、健康提供了契機,特別是社會組織團體的依法成立,使得武術(shù)這一民間“俗”文化確立了合法地位,明確了新的標(biāo)準(zhǔn),走上大雅之堂,邁進官方的視野,正如2008年北京奧運會上太極拳表演賽的巧妙開賽,為武術(shù)走出國門,傳播四大洋、五大洲奠定基礎(chǔ),中國優(yōu)秀的武術(shù)文化太極發(fā)源于中原武術(shù)文化,也不失時機邁向武術(shù)成功的殿堂,經(jīng)歷著異樣文化的洗禮,促進了自身武術(shù)文化的建設(shè),夯實了中原武術(shù)文化建設(shè)基礎(chǔ),然而,這僅僅是九牛一毛,是微不足道的,在中原武術(shù)文化的開發(fā)建設(shè)中,擁有認可異國他鄉(xiāng)文化的認知思維,這是發(fā)展自身優(yōu)勢必不可少的利器。
2.4同化階段
中原武術(shù)文化資源的官方“無形之手”和民間“有形之手”的完美結(jié)合,有效促進中原武術(shù)文化的自身建設(shè),為中原武術(shù)文化的遠播提供充足的驅(qū)動力,僅有驅(qū)動力這只機翼是很容易夭折的,創(chuàng)新這一機翼的迫切需要則是刻不容緩。中原武術(shù)文化進入同化階段,所謂“同化”:“同”根據(jù)古漢語常用字字典第四版解釋為相同,一樣。源自于《論語?衛(wèi)靈公》:“道不同,不相為謀。”《商君書?開塞》:“有法不勝其亂,與無法同。〔3〕383”“化”即是變化、改變。源自于《莊子?逍遙游》:“北冥有魚,其名為鯤??????化而為鳥,其名為鵬?!薄俄n非子?五蠹》:“鉆燧取火以化腥臊?!?〕152”同化即是事物雙方共同做出改變,朝著實物美好的一方面不斷發(fā)展前進。著名哲學(xué)家皮亞杰的“同化”理論就是對這一階段完美的詮釋,他認為:“同化即是對事物雙方所獲得現(xiàn)有信息進行交換,前提是毫無保留,并認知現(xiàn)有的思維模式,對其進行創(chuàng)新以達到互利,促進雙方共同發(fā)展?!?〕”自1840年以來,船堅炮利的西方打開中國大門,使得沉睡的中國有機會開眼看世界,增加了中西文化得以碰撞、交流的機會,“土洋”體育之爭更是淋漓盡致彰顯中西文化之差異,民國初期,政府派出一支運動團去參加奧林匹克盛會,但由于中西文化等差異,中國運動隊僅作為演出形式,匯演了中原武術(shù)文化中的太極拳,獲得一致好評,這說明中原武術(shù)文化擁有走向世界大舞臺的機會,但遺憾的是仍然需要吸收西方“競爭力”為主的文化;發(fā)展中國傳統(tǒng)“中庸”文化,借鑒于此,中原武術(shù)文化在走向世界、走出國門的道路上,需要發(fā)揚中國傳統(tǒng)文化中的“天人合一”、“自強不息”、“和諧統(tǒng)一”、“剛健自強”等精神,吸收西方充滿探索的人文主義精神,充實中原武術(shù)文化的內(nèi)涵,創(chuàng)新中原武術(shù)文化發(fā)展途徑,做到皮亞杰所陳述的“同化”要求,這樣才能賦予中原武術(shù)文化新生機、新生命,為中原武術(shù)文化的臺階式發(fā)展夯實基礎(chǔ),這就需要豐富少林與太極發(fā)展的新路途,充實其技擊內(nèi)涵,完善品牌效應(yīng),做到“中西結(jié)合”、“兩架文化”馬車并駕齊驅(qū),借西方文化外衣,推動中原武術(shù)文化的新發(fā)展。
3結(jié)論與建議
3.1結(jié)論
3.1.1中原武術(shù)文化的發(fā)展歷經(jīng)競爭階段、沖突階段、調(diào)解階段、同化階段,所面臨的每一階段的任務(wù)是有所區(qū)分的,這就需要一切從實際出發(fā),具體問題具體對待。
3.1.2中原武術(shù)文化的發(fā)展所面臨的每一階段的任務(wù)不盡相同,出現(xiàn)的弊端也不一樣,這就需要重視處理好發(fā)展和建設(shè)這一矛盾的關(guān)系。
3.2建議
關(guān)鍵詞:新課程標(biāo)準(zhǔn);組合數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)文化
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)19-0256-02
一、引言
人類文化離不開數(shù)學(xué),它是其中極其重要的組成部分。數(shù)學(xué)素養(yǎng)是人類的一種基本素養(yǎng),在現(xiàn)代社會,每個公民更應(yīng)具備這種素養(yǎng)。因為這種重要性,數(shù)學(xué)教育成為了教育必不可少的組成部分。在當(dāng)代社會,數(shù)學(xué)教育以是終身發(fā)展必不可少的一個方面,是每個公民更進一步學(xué)習(xí)和發(fā)展的需要,是(終身)教育發(fā)展不可缺少的基礎(chǔ)。為了使學(xué)生學(xué)會如何能夠數(shù)學(xué)地思維,數(shù)學(xué)地表達,就要求各級各類學(xué)校向?qū)W生提供數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識、基本思想和技能,進而培養(yǎng)、提高學(xué)生自身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。伴隨計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息的迅猛發(fā)展,作為數(shù)學(xué)的一個分支的組合數(shù)學(xué)得到了迅速發(fā)展,也越來越受到重視。組合數(shù)學(xué)研究的主要內(nèi)容包含離散對象滿足一定條件的方案的存在性,以及這種方案的構(gòu)造、枚舉計數(shù)及最優(yōu)化問題等內(nèi)容。它在密碼學(xué)、編碼和計算機科學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科中有著重要應(yīng)用??梢赃@樣認為:近代的工業(yè)革命的基礎(chǔ)是微積分學(xué)的發(fā)展,而現(xiàn)代計算機革命的基礎(chǔ)就是組合數(shù)學(xué)的發(fā)展。如今,普通高中數(shù)學(xué)課程中也包含計數(shù)問題組合計數(shù)這部分內(nèi)容。當(dāng)然除了計數(shù)問題,組合數(shù)學(xué)還包含組合原理、組合設(shè)計、組合優(yōu)化等內(nèi)容。本文從中學(xué)課程內(nèi)容特點、數(shù)學(xué)競賽試題、數(shù)學(xué)教師專業(yè)素質(zhì)、數(shù)學(xué)文化的滲透、解題方法等不同角度研究組合數(shù)學(xué)與中學(xué)數(shù)學(xué)的聯(lián)系與影響。
二、數(shù)學(xué)知識方面的聯(lián)系
1.計數(shù)問題是組合數(shù)學(xué)中的重要組成部分,是中學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)內(nèi)容之一。組合數(shù)學(xué)中研究和應(yīng)用最多的是計數(shù)問題,加法計數(shù)原理和乘法計數(shù)原理是其中最基本、最重要的兩個基本原理。普通高中數(shù)學(xué)課程中含有計數(shù)基本原理、排列、組合、二項式定理及其應(yīng)用這些組合數(shù)學(xué)的內(nèi)容,要求學(xué)生掌握這些基本知識,同時了解計數(shù)與實際生活的聯(lián)系,會處理實際應(yīng)用中的計數(shù)問題。組合計數(shù)、組合思想除在組合恒等式的證明和應(yīng)用之外,在接下來的高中數(shù)學(xué)課程如統(tǒng)計與概率等中有著重要應(yīng)用,排列組合掌握的好與壞常常影響古典概型的求解。
例題1(古典概型問題):3件產(chǎn)品中包含2件正品a,b和1件次品c,每次從中任意選取一件,連續(xù)選取兩次。在下列不同條件下,分別計算選出的兩件產(chǎn)品中恰好有1件為次品的概率。(1)每次選出后不放回;(2)每次選出后放回。注:這里的摸球后放回、不放回是概率問題中常見的條件,也是計數(shù)問題中??紤]的限制條件。無論哪一種情況下計算概率都要應(yīng)用到排列組合知識點。
2.組合數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)建模中的重要工具?!镀胀ǜ咧袛?shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出:數(shù)學(xué)建模是運用數(shù)學(xué)思想、方法和知識解決實際問題的過程,已經(jīng)成為不同層次數(shù)學(xué)教育重要和基本的內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計,組合優(yōu)化在歷年的數(shù)學(xué)建模比賽所占比例比較重,幾乎占百分之四十左右。配對問題模型、摸球問題模型、分配問題模型、組合優(yōu)化模型等都是組合數(shù)學(xué)在建模中的應(yīng)用。
例題2:自動售貨機內(nèi)裝有“可樂”、“雪碧”、“健力寶”3種聽裝飲料,投幣后隨機自動滾出一聽,今有5個人若要喝同一品種的飲料,他們至多要投幣幾次?解:把飲料的品種看做“鴿籠”,飲料罐看做“鴿子”。根據(jù)抽屜原理,為了使5個人能喝上同一品種的飲料,至少有一個“籠子”內(nèi)要有5只“鴿子”。從最不利的情形考慮,投幣12次滾出3個品種各4=5-1聽,共12聽,所以這5個人需要至多投幣13次。這就是利用中學(xué)數(shù)學(xué)抽屜原理法建模,當(dāng)然這類題難度可以再加深。
3.組合數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)競賽的重要內(nèi)容。中小學(xué)數(shù)學(xué)競賽中??嫉闹R點――抽屜原理和容斥原理是組合計數(shù)和組合分析常用的技巧和方法,不僅如此組合計數(shù)和組合分析中還有遞推(歸)原理、容斥原理、染色方法等常用方法。這些內(nèi)容看似簡單,但其中包含極強的技巧性,從小學(xué)到高中的數(shù)學(xué)競賽中常見這類問題。數(shù)學(xué)競賽題有一定的難度,往往不會輕易解決,對于這類問題一般通過構(gòu)造的方法建立簡單的數(shù)學(xué)模型,繼而借助數(shù)學(xué)原理求解。
例題3(第6屆國際數(shù)學(xué)奧林匹克試題):有17位科學(xué)家,其中每一個人和其他所有人通信,他們的通信中只討論3個題目。求證:至少有3個科學(xué)家相互之間討論同一個題目。注:用平面上任意三點不共線的17個點v■,v■,…,v■分別表示17位科學(xué)家。設(shè)a,b,c為他們討論的3個題目。兩位科學(xué)家討論a,則用黃線連接;討論b用紅線連接;討論z則用藍線連接,那么“以這17個點為頂點的三角形中必有一同色三角形”就是要證的結(jié)論。此題屬于組合學(xué)中Ramsey問題,其根本思想還是構(gòu)造抽屜。將幾何圖形與染色問題相結(jié)合,再對已知邊按顏色進行分類(分抽屜),最后對幾個或某個抽屜進行分析,就可以解決問題。
三、滲透數(shù)學(xué)文化方面的聯(lián)系
數(shù)學(xué)文化的內(nèi)涵狹義上的理解就是數(shù)學(xué)的思想、精神、方法、觀點、語言,以及它們的形成和發(fā)展;廣義上的理解是除這些內(nèi)涵外,還包含數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)發(fā)展中的人文成分、數(shù)學(xué)與社會的聯(lián)系、數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系等?!绑w現(xiàn)數(shù)學(xué)的文化價值”這是《普通高中數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》基本理念之一,并且對數(shù)學(xué)文化有教學(xué)要求。中學(xué)期間,數(shù)學(xué)文化不會限定學(xué)時,不會專門設(shè)置幾堂課進行數(shù)學(xué)文化教學(xué),而是將數(shù)學(xué)文化貫穿于整個高中數(shù)學(xué)課程中,滲透在每個模塊或?qū)n}中,也是一部分重要內(nèi)容。
1.通過學(xué)習(xí)組合數(shù)學(xué)可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,體會數(shù)學(xué)的內(nèi)在美。組合數(shù)學(xué)源于數(shù)學(xué)游戲,許多問題看似簡單,卻蘊含很深數(shù)學(xué)原理。比如“柯克曼女生問題”、“幻方”等,這些數(shù)學(xué)游戲豐富了組合數(shù)學(xué)的研究方法與內(nèi)容。游戲往往比抽象的理論更有吸引力和挑戰(zhàn)性,通過數(shù)學(xué)游戲、趣味問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)不僅是一種重要的“工具”也是一種思維模式,從而促進學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)以及數(shù)學(xué)觀的發(fā)展。
2.經(jīng)典歷史名題,讓學(xué)生領(lǐng)略數(shù)學(xué)文化。古老的數(shù)學(xué)游戲和經(jīng)典的數(shù)學(xué)名題是重要的數(shù)學(xué)史料,數(shù)學(xué)史料又是數(shù)學(xué)文化中的一個重要的組成部分,而歷史名題又是數(shù)學(xué)史料的一種很好的載體。教學(xué)中結(jié)合數(shù)學(xué)史的文化背景進行講解,可以使學(xué)生在感受趣味性同時,體會其中的文化性和思想性,領(lǐng)略數(shù)學(xué)文化。例如著名的Fibonacci兔子問題:把一對小兔子(雌、雄各一只)在某年的開始放到圍欄中,一個月后長成大兔子。之后每個月這對兔子都生出一對新兔子,其中雌、雄各一只。一個月后,每對新兔子每個月也生出一對新兔子,也是雌、雄各一只。問一年后圍欄中有多少對兔子?第n個月的兔子的對數(shù)用F■來表示,則它滿足帶初值的二階遞推關(guān)系式。法國的數(shù)學(xué)家Binet求出了數(shù)列{F■}■■的通項。而且由斐波那契數(shù)列中前一項與后一項的比值組成的分數(shù)列以■≈0.618為極限,這正是“黃金比”,由它產(chǎn)生的優(yōu)選法“0.618法”是運用離散的手段來處理最優(yōu)化問題。通過賞析名題,能夠使學(xué)生感受到數(shù)學(xué)不僅僅是一門科學(xué),更是一種文化。
四、提高數(shù)學(xué)教師的專業(yè)素質(zhì)方面的聯(lián)系
1.組合數(shù)學(xué)能夠提高數(shù)學(xué)老師的數(shù)學(xué)修養(yǎng),進而提高教學(xué)質(zhì)量。我們知道教師要上好一堂課,只了解和解決課本和參考書上的知識和問題是遠遠不夠的。教授必須具有與這堂課相關(guān)的許多直接或間接相關(guān)的知識,這就是對教師數(shù)學(xué)素養(yǎng)的要求。組合數(shù)學(xué)里包含的歷史典故及蘊含的組合思想,會讓數(shù)學(xué)教師了解和掌握更豐富的數(shù)學(xué)知識,從而提高數(shù)學(xué)教師的數(shù)學(xué)素質(zhì),提高解決問題的能力。因為組合數(shù)學(xué)問題在高中數(shù)學(xué)課程的各個模塊都有不同程度的應(yīng)用,而且在數(shù)學(xué)競賽中出現(xiàn)頻率較高,更加需要數(shù)學(xué)教師掌握一定的組合數(shù)學(xué)知識和組合思想。
2.掌握組合數(shù)學(xué)中的解題思想、解題方法,提高數(shù)學(xué)教師的業(yè)務(wù)水平和能力。組合問題求解方法層出不窮、千變?nèi)f化,通過解決組合問題可以發(fā)現(xiàn)、歸結(jié)出許多有用的解題方法:(1)從組合學(xué)基本概念、基本原理出發(fā)的解題方法:①利用容斥原理、遞推關(guān)系、母函數(shù)方法――解計數(shù)問題。②利用抽屜原理――解決存在性問題。(2)從組合思想出發(fā)的解題方法:如組合對應(yīng)法(一一對應(yīng))、分類法、組合分析法、放球模型法等。(3)在解決組合數(shù)學(xué)問題時還經(jīng)常會用到數(shù)論方法:應(yīng)用奇偶性、整除性等數(shù)論性質(zhì)解決存在性問題。以及反證法和數(shù)學(xué)歸納法等。
組合數(shù)學(xué)的解題方法技巧性很強,教師通過學(xué)習(xí)組合數(shù)學(xué)更進一步學(xué)會數(shù)學(xué)思維,理解和掌握不同的解題方法,也可以積累豐富的解題技巧、思想,有助于拓展分析問題的思路進而提高教師的解題能力,提升專業(yè)素質(zhì)。
參考文獻:
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(鄭州城市職業(yè)學(xué)院,河南 新密 452370)
【摘 要】設(shè)計是以FPGA為處理模塊,以VHDL做為描述語言。20MHz的晶振做為主時鐘,外部兩個按鍵分別是使能按鍵和復(fù)位按鍵,便于進行人工控制。該設(shè)計通過直接測量的方法對被測信號的頻率進行檢測并顯示。詳細介紹了系統(tǒng)的各個設(shè)計模塊,并對調(diào)試過程進行說明。該設(shè)計可以做成便攜式手持設(shè)備用于測量手機中的實時時鐘信號頻率,還可以對音頻信號的頻率進行檢測。
關(guān)鍵詞 FPGA;頻率計;VHDL;模塊設(shè)計;元件例化
0 引言
頻率計是根據(jù)其應(yīng)用來設(shè)計的。頻率計數(shù)器最常見的應(yīng)用是確定發(fā)射機和接收機的特性。發(fā)射機的頻率必須進行檢驗和校準(zhǔn),才能符合有關(guān)規(guī)章制度的要求。頻率計數(shù)器能對輸出頻率和一些關(guān)鍵的內(nèi)部頻率點(如本振)進行測量,查明無線電發(fā)射時候是否滿足技術(shù)指標(biāo)。
頻率計數(shù)器的另一些應(yīng)用包括計算機領(lǐng)域,在此領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)通信、微處理器和顯示器中都使用了高性能時鐘。對性能要求不高的應(yīng)用領(lǐng)域包括對機電產(chǎn)品進行測量。本設(shè)計采用FPGA作為控制核心,利用直接測量法對被測信號的頻率進行測量顯示。
1 設(shè)計要求
1)設(shè)計4位十進制數(shù)字顯示的頻率計,其頻率測量范圍為10k—9999kHz;
2)要求量程能夠自動轉(zhuǎn)換;
3)當(dāng)輸入的信號小于10kHz時,輸出顯示全0;當(dāng)輸入的信號大于9999kHz時,輸出顯示全F。
2 設(shè)計原理
本設(shè)計利用直接測量法進行測量計算,用一個頻率穩(wěn)定度高的頻率源作為基準(zhǔn)時鐘,對比測量其他信號的頻率,也就是周期性的被測信號在單位時間內(nèi)變化的次數(shù)。
計數(shù)器是嚴(yán)格按照f=N/T的定義進行測頻,其對應(yīng)的測頻原理方框圖如圖1所示。工作時間波形如圖2所示。
頻率計的系統(tǒng)主要由被測信號、計數(shù)器電路、鎖存器電路、時分復(fù)用、譯碼顯示、時鐘輸入和分頻電路組成
2.1 整體設(shè)計思路
本設(shè)計以頻率為20MHz的晶振作為主時鐘,在設(shè)計中,需要用到的信號有頻率為5Hz的閘門信號,25Hz的按鍵消抖延時信號以及200Hz的數(shù)碼管動態(tài)顯示掃描信號;這三種信號由分頻器產(chǎn)生。分頻器產(chǎn)生的5Hz頻率的信號傳輸?shù)接嫈?shù)器,計數(shù)器對閘門信號進行分析,在高電平期間計數(shù)器對被測信號的周期進行計數(shù),當(dāng)閘門信號為低電平時停止計數(shù),將記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器。鎖存器對數(shù)據(jù)鎖存后,計數(shù)器即可清零,為下一次計數(shù)做好準(zhǔn)備。鎖存器再將本次記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊,顯示模塊對待顯示數(shù)據(jù)進行譯碼后輸出到數(shù)碼管進行顯示。計數(shù)器在正常工作狀態(tài)下,不斷記錄新數(shù)據(jù),最終傳輸?shù)斤@示模塊,使頻率計實時更新數(shù)據(jù)。現(xiàn)將每個模塊的設(shè)計原理介紹如下。
2.2 計數(shù)器的設(shè)計
計數(shù)器的功能主要是在基準(zhǔn)時間內(nèi)對被測信號的周期進行計數(shù)如圖3所示。
其中enable是使能信號,高電平有效。cp3是閘門信號;input是被測信號;reset是復(fù)位信號,低電平有效;play0~play3是4位BCD顯示輸出,用于顯示0~9的數(shù)值;decimal是小數(shù)點輸出位。
使能信號enable由外部按鍵控制,當(dāng)為高電平時計數(shù)器開始對被測信號進行測量;復(fù)位信號reset同樣由外部按鍵控制,當(dāng)輸入低電平時系統(tǒng)復(fù)位;閘門信號cp3由經(jīng)硬件描述語言編寫的分頻器對外部20M晶振進行分頻產(chǎn)生,cp3是周期為0.2s的方波信號;計數(shù)器正常工作時,當(dāng)檢測到外部有被測信號input輸入時啟動計數(shù)功能;在閘門信號cp3的高電平時段內(nèi)即0.1s對被測信號計數(shù)。計數(shù)器內(nèi)部含有數(shù)據(jù)存儲單元play0~play3,將單位時間內(nèi)檢測到的被測信號頻率進行記錄保存,待傳入顯示模塊。除了以上信號外,計數(shù)模塊還包含兩個溢出標(biāo)志信號overflow和low,當(dāng)被測信號的頻率小于10kHz或大于9999kHz時,頻率計顯示全“0”或全“F”。
2.3 鎖存器的設(shè)計
該部分電路用于對計數(shù)器的數(shù)據(jù)進行鎖存,保證計數(shù)模塊的數(shù)值能正確的輸出進行顯示。本模塊內(nèi)部包含一個進程語句,敏感信號為閘門信號cp3和復(fù)位信號reset。當(dāng)語句檢測到閘門信號cp3出現(xiàn)下降沿時,鎖存器將由計數(shù)器傳輸過來的信號進行鎖存,從而釋放計數(shù)器,使計數(shù)器能夠進行下一輪的計數(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時更新。鎖存器的方塊圖如圖4所示。
2.4 分頻器的設(shè)計
該模塊中輸入端口cp_20m為20MHz外部晶振輸入端,分頻器利用硬件描述語言對晶振信號進行分頻,最終輸出3個不同頻率的信號,即cp1、cp2和cp3。在進行硬件描述時,先對晶振的20MHz信號進行50000分頻產(chǎn)生內(nèi)部信號cp(頻率為400Hz的信號)。信號cp1為cp的2分頻輸出頻率為200Hz用于動態(tài)掃描顯示的時基信號;信號cp2為cp1的8分頻輸出頻率為25Hz,用于按鍵的消抖;信號cp3為cp1的40分頻輸出頻率為5Hz,即形成一個0.1S的閘門時間,做為計數(shù)器的閘門信號等。分頻器方塊圖如圖5所示。
2.5 顯示電路的設(shè)計
該模塊是描述動態(tài)掃描數(shù)碼管顯示代碼。其中cp1是一個200Hz的掃描頻率。p0,p1,p2,p3是從鎖存器傳輸過來的4個待顯示十進制數(shù),信號show為送入到數(shù)碼管的輸出字形碼信號,sel為數(shù)碼管的位選信號。low和overflow為兩個溢出狀態(tài)標(biāo)志信號。在代碼中利用cp1的上升沿觸發(fā)進程語句,進程語句中先判斷位選信號該顯示哪一位;例如顯示第一位時,對位選信號賦值sel<=“0001”,然后對第一位數(shù)據(jù)p0進行譯碼,輸出到數(shù)碼管的字形端進行顯示,以此類推,每5ms(cp1為200Hz)顯示一位數(shù)據(jù),四位數(shù)據(jù)循環(huán)顯示使數(shù)碼管穩(wěn)定顯示數(shù)據(jù)。
2.6 頂層文件的設(shè)計
頂層文件的設(shè)計可以先用原理圖輸入法,對各個模塊進行正確連線,待調(diào)試無誤后,再根據(jù)原理圖輸入法,采用元件例化的方法對頂層文件進行描述。頂層原理圖如圖6所示。
3 調(diào)試技巧
在調(diào)試過程中以各個模塊為單位,編好代碼后先進性波形圖仿真,對各個模塊的波形圖進行分析,如存在問題及時對代碼進行分析修改;若波形圖不存在問題再進行整體電路的描述設(shè)計。若直接進行整體設(shè)計再分析的話,很難判斷錯誤出現(xiàn)的位置,導(dǎo)致設(shè)計效率的降低。另外在對計數(shù)模塊進行波形仿真時,建議先將起初的50000分頻適當(dāng)修改為500分頻,并在設(shè)置被測信號的頻率時也相應(yīng)的降低頻率。若不進行修改,在進行波形仿真時,軟件要仿真運算很長時間,同樣會降低效率。當(dāng)對計數(shù)模塊的波形分析無誤后再改回原代碼的50000分頻既可。
4 硬件配置
本設(shè)計的硬件測試是基于GW48系列SOPC/EDA實驗開發(fā)系統(tǒng)現(xiàn)代DSP實驗開發(fā)系統(tǒng),該設(shè)備的顯示模塊采用動態(tài)掃描時,其數(shù)碼管的硬件引腳配置如圖7所示。
數(shù)碼管的字形碼分別對應(yīng)管腳:a:173;b:169;c:168;d:167;e:166;f:165;g:164;h:163四位數(shù)碼管的位選端分別對應(yīng)管腳:個位:162;十位:161;百位:160;千位:159。
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【關(guān)鍵詞】FPGA;增量式編碼接口;電路設(shè)計;ARM
前言:作為目前國內(nèi)外應(yīng)用較多的傳感器,光電編碼器可以以光電轉(zhuǎn)換的形式將輸出軸上的幾何機械位移量轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖量與數(shù)字量可以較好的滿足信息的傳遞、輸出、儲存和應(yīng)用。增量式編碼器是光電編碼器的一種主要形式,近年來,在我國的信息領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文通過對增量式編碼器接口電路設(shè)計的基本原理進行分析,并結(jié)合增量式編碼器的相關(guān)概念和特點,為基于FPGA的增量式編碼器接口電路提供了合理的設(shè)計思路。
一、增量式編碼器簡述
增量式編碼器是將輸出軸上的機械位移轉(zhuǎn)換為具有周期性的電信號,再將此電信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛嫈?shù)脈沖,進而將位移的大小用脈沖個數(shù)來表示的一種光電編碼器[1]。增量式編碼器的優(yōu)點為構(gòu)造和原理較為簡單、支持其運作的機械平均壽命最高可達幾萬小時、抗外部干擾能力強且穩(wěn)定性與安全性較高,適用于長距離的電路信號傳輸。
二、增量式編碼器接口電路設(shè)計的基本原理
(一)四倍頻與鑒相電路的設(shè)計原理
增量式編碼器運行過程中,流經(jīng)其內(nèi)部的兩路信號(設(shè)為A相信號與B相信號)在上升沿與下降沿的過程中各自變化了兩次,且在電路轉(zhuǎn)換的一個周期內(nèi),無論A相信號與B相信號如何變化,其范圍均處于00-10-11-01-00與00-01-11-10-00之中。此外,由于A、B兩路信號的頻率要比系統(tǒng)時鐘的時鐘信號低得多,因此,利用系統(tǒng)時鐘對A、B兩路信號進行出發(fā)判斷,進而產(chǎn)生四倍頻脈沖信號與鑒相電平[2]。此時,增量式編碼器中的計數(shù)器則會通過觸發(fā)四倍頻脈沖器的跳變沿將兩路信號的產(chǎn)生的脈沖個數(shù)進行計數(shù),以完成位移向電路信號的轉(zhuǎn)化工作。鑒別電機正反轉(zhuǎn)的具體方法為:如鑒相電平在00-10-11-01-00范圍內(nèi)的輸出為0,說明電機正轉(zhuǎn);若在00-01-11-10-00范圍內(nèi)的輸出為1,則說明計數(shù)器在做單位為1的減法計數(shù)。
(二)基于FPGA的ARM接口設(shè)計原理
由于數(shù)據(jù)總線是編碼器計數(shù)值輸出進而傳達到ARM(RISC微處理器)的媒介,而FPGA本身的配置時間通常要大于同一系統(tǒng)中ARM的上電加載程序時間,又由于ARM芯片的數(shù)據(jù)總線是與系統(tǒng)中FPGA的控制及檢測通道相連,通道內(nèi)的電平值會有一部分存在FGPA在加載完成后的數(shù)據(jù)總線當(dāng)中。因此,ARM芯片在進行電加載程序時會和系統(tǒng)的現(xiàn)場可編程門陣列發(fā)生較大沖突,造成系統(tǒng)無法讀取正確的數(shù)據(jù)。
為了保證ARM可以將增量式編碼器的計數(shù)值正確讀取出來,將專門刪除電子目錄的讀使能信號RD作為數(shù)據(jù)總線的三態(tài)控制信號與增量式編碼器連接,而在系統(tǒng)運行時,只有讀使能信號與地址信號均被選通時,由編碼器內(nèi)的計數(shù)器所計算出的16位計數(shù)值才得以導(dǎo)通,進而傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線上[3]。
三、基于FPGA的增量式編碼器接口電路設(shè)計方法
利用QuartusⅡ軟件(Altera公司開發(fā)的FPGA/PLD綜合性軟件)以混合模式的電路工程設(shè)計方法進行增量式編碼器接口的電路設(shè)計。首先,構(gòu)造出系統(tǒng)的四倍頻模塊和鑒相模塊,在QuartusⅡ軟件平臺上通過利用標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語言VHDL實現(xiàn)上述兩個模塊的功能。具體流程為:編碼器前級四倍頻模塊與鑒相模塊分別向線路輸出四倍頻信號與鑒相信號,設(shè)定計數(shù)器以信號輸出的方向依據(jù)對其進行雙向計數(shù),當(dāng)讀使能信號與輸出地址信號均被選通時,將相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)總線顯現(xiàn)到計數(shù)器終端屏幕上。至此,完成電路接口的位移和電能轉(zhuǎn)換。
四、時序仿真與驗證結(jié)果分析
就本文而言,所選取的FPGA芯片的型號為E144C8,仿真平臺QuartusⅡ的版本為QuartusⅡ8.1,經(jīng)由仿真平臺建立增量式編碼器的波形仿真文件對所涉及電路接口的仿真驗證,并將系統(tǒng)編譯后的仿真波形記錄下來。在此基礎(chǔ)上,通過建立邏輯分析文件的形式對經(jīng)由增量式編碼器轉(zhuǎn)化而來的電路內(nèi)部信號進行實時采集和監(jiān)測,進而將系統(tǒng)邏輯分析儀的采集信號波形進行記錄并加以分析。
通過對上述系統(tǒng)編譯的仿真波形與邏輯分析儀的采集信號波形進行分析,得出結(jié)論如下:(1)記錄增量式編碼器正轉(zhuǎn)時的仿真波形,并對其觀察和分析可知,當(dāng)計數(shù)值count_out由初始值0000增至000F時,系統(tǒng)實現(xiàn)四倍頻加計數(shù);(2)記錄增量式編碼器反轉(zhuǎn)時的仿真波形,通過對其觀察發(fā)現(xiàn)計數(shù)值count_out由(1)中的末值000F將至0003時,系統(tǒng)實現(xiàn)四倍頻減計數(shù);(3)對增量式編碼器正反轉(zhuǎn)切換時的仿真波形進行記錄并加以分析發(fā)現(xiàn),正反轉(zhuǎn)切換時,位于某項信號后,另一相信號前的第一個定時器INCLK的上升沿,其計數(shù)方向立刻發(fā)生轉(zhuǎn)變,即由加計數(shù)變?yōu)闇p計數(shù)。(4)對邏輯信號儀采集的信號波形進行分析可知,當(dāng)讀使能型號RD波形較低且地址信號為00h時,增量式編碼器中計數(shù)器所顯現(xiàn)的計數(shù)值則會經(jīng)由三態(tài)總線傳輸?shù)较到y(tǒng)的數(shù)據(jù)總線上。。綜上所述,本文所涉及的電路已基本實現(xiàn)了增量式編碼器的四倍頻、雙相信號計數(shù)以及信號鑒別和ARM的通信功能。
結(jié)論:本文以基于FPGA的增量式編碼器接口電路設(shè)計為研究對象,通過對增量式編碼器的概念和優(yōu)點進行分析,從四倍頻與鑒相電路以及基于FPGA的ARM接口設(shè)計原理等方面對增量式編碼器接口電路設(shè)計的基本原理展開了深入研究。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合增量式編碼器接口電路的設(shè)計方法對其時序仿真進行了模擬分析。可見,未來加強對基于FPGA的增量式編碼器接口電路設(shè)計在ARM上應(yīng)用的研究力度,對于實現(xiàn)信號的自動檢測與自動控制具有重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻:
[1]徐悅.基于單片機的板帶軋機AGC控制系統(tǒng)開發(fā)與設(shè)計[D].燕山大學(xué),2013.