机械专业学生编程能力培养路径探索
发布时间：2021-03-28 11:13
本文分析了机械专业程序设计基础教学中存在的问题,以及学生编程能力培养需求。针对偏重理论、支撑不足、英语基础较为薄弱等问题,探索适合机械专业学生编程能力培养的路径。在工程教育专业认证背景下,通过计算机应用课程、程序设计基础课程、学科竞赛三方合力,以育人为本,抓准抓实,达到有效支撑。计算机应用授课教师挖掘能够支撑程序设计基础课程的教学内容,启发学生编程思维;程序设计基础教学以实践教学为主线,引入RoBo Pro编程,激发学生内驱力,调动广大学生学科竞赛热情,并以赛促学。实践表明,计算机专业教师重视机械专业学生编程能力培养,研究机械专业人才培养需求,找准专业所需支撑点,能够极大地提升机械专业学生编程能力。
【文章来源】：南方农机. 2020,51(21)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
机械专业学生编程能力培养路径
Ro Bo Pro软件是全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛暨慧鱼工程技术创新大赛所使用编程软件，它与程序设计基础教学有效融合，意在更好地提升机械专业学生编程能力，并以赛促学。当然，根据不同学校没有机械创新实验室慧鱼创意模型情况，可选择PLC实验、单片机实验、数控加工编程等，有需要编程实现功能的机械实体对象可以在程序设计基础课堂中展示或演示，激发学生的内驱力。Ro Bo Pro软件是专门用于慧鱼创意模型编程与设计的GUI编程软件，不需要敲代码，使用流程图式的图框编程，对机械专业学生尤其适用。它包含四个区域：菜单栏、工具栏、程序模块窗口和编程窗口。通过慧鱼组学科竞赛指导教师反馈，比赛每个团队5人，1人负责Ro Bo Pro编程，虽然是流程图式编程，但机械专业的竞赛学生这部分能力强的占比例较少，大部分学生没有参与或根本不会。以慧鱼组实验“栅栏自动升降系统”为例（如图2所示），Ro Bo Pro程序解析：当汽车在超声波测量范围内时，栅栏升起，灯亮，蜂鸣器响。当汽车超出超声波测距范围时，栅栏关闭，灯灭。程序中的字符含义如下，M4为控制栅栏升降电动机，I2、I3分别为超声波传感器，M2为灯。可见，流程图式的图框编程更适合机械专业学生编程能力培养。在程序设计基础教学中有意识引入Ro Bo Pro软件不仅能够推动学生更早地探索专业学科竞赛，激发学生学习兴趣，而且解决学科竞赛编程部分问题，同时，提升学生英文版软件专业英语认知能力、逻辑思维能力和软硬件结合能力，达到课程教学与学科竞赛双方共赢的教育教学效果。程序设计基础教学中如何有效融合Ro Bo Pro编程，首先，课前两方教师做好前期准备工作。指导教师引导授课教师和大一学生进入慧鱼创新组合模型官网，研究文件资料和观看历届获奖作品视频，参观机械创新实验室，并展示慧鱼组历届学生优秀作品，同时，鼓励大一学生积极加入机械创新实验室，搭建慧鱼模型。授课教师熟悉机械创新实验室中TXT控制器、传感器、执行器等硬件和Ro Bo Pro软件，能够找准与程序设计基础课程教学内容对应的慧鱼模型实物，做到有的放矢。其次，课堂教学做到有效融合。例如，课程讲授到流程控制中的顺序、分支、循环三种语句级控制方式时，将已搭建好的风扇、灯、洗衣机等慧鱼模型带入课堂，授课教师演示Ro Bo Pro编程实现风扇转动、按下开关灯亮蜂鸣器响否则反之、洗衣机洗衣脱水干衣循环功能，让学生体会到学习顺序、分支、循环控制方式对机械专业有用的教学效果。学生通过手绘流程图、Ro Bo Pro软件编程上机操作理清程序控制方式，同时，对Ro Bo Pro软件中Branch、Motor output、Lamp、Action、03-Bell等英文参数更加亲近。授课教师把课堂充分还给学生，严格要求与管理学生上机操作时间，全程做好指导与督促工作，学生对控制方式掌握通透了，再根据C语言的语法规则，自主探究完成教学任务能够更好地掌握if-else语句、for语句等。机械专业学生编程能力一般不能达到计算机专业学生编程水平，但在课堂教学和学科竞赛双推动下，学生乐于研究编程实现机械功能是教学的目标。因学生专业能力、研究态度和努力程度不同，会出现不同层次的编程水平[7]。根据学情分析，授课教师及时调整课堂，关爱每一个学生，培优补差，发挥团队合作力量，严格管理课堂，学生全员全程参与课堂教学。最后，课后两方教师做好后期育才工作。授课教师时刻关注学生慧鱼组学科竞赛编程部分的研究进展情况，与指导教师合力打造具有编程能力的人才。对涌现出来的具有较高编程能力的学生及时进行课后分流，在课堂中C语言编程较好的学生推荐到电子设计学科竞赛组，在机械创新实验室Ro Bo Pro编程较好的学生深入研究多种传感器、执行器的使用。课堂、实验室、学科竞赛组营造良好的育人环境，教师则努力做好育才工作，使学生具备可持续发展的基本能力和编程智慧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]“C语言程序设计”课程微思政探索[J]. 赵佳彬,于莉莉,李德恒. 黑龙江教育(高教研究与评估). 2020(08)
[2]工学结合理念下的机械类专业实践教学体系建设[J]. 夏敏,杜春阳. 南方农机. 2020(10)
[3]课程、教书、育人——理工类学科与专业类课程思政之建设与实践[J]. 叶志明,汪德江,赵慧玲. 力学与实践. 2020(02)
[4]学科竞赛与实验中心教改深度融合的探索[J]. 吕海霞,张丽靖,张艳辉,杨志杰,尚龙安. 实验室研究与探索. 2020(01)
[5]新工科理念下机械制图课程教学模式探索与实践[J]. 丁颂,巢陈思. 长春师范大学学报. 2019(02)
[6]机械工程专业英语教学中一体化项目教学法的应用[J]. 任婷,滕玉梅,余兴波. 教育与职业. 2014(21)
本文编号：3105460
【文章来源】：南方农机. 2020,51(21)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
机械专业学生编程能力培养路径
Ro Bo Pro软件是全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛暨慧鱼工程技术创新大赛所使用编程软件，它与程序设计基础教学有效融合，意在更好地提升机械专业学生编程能力，并以赛促学。当然，根据不同学校没有机械创新实验室慧鱼创意模型情况，可选择PLC实验、单片机实验、数控加工编程等，有需要编程实现功能的机械实体对象可以在程序设计基础课堂中展示或演示，激发学生的内驱力。Ro Bo Pro软件是专门用于慧鱼创意模型编程与设计的GUI编程软件，不需要敲代码，使用流程图式的图框编程，对机械专业学生尤其适用。它包含四个区域：菜单栏、工具栏、程序模块窗口和编程窗口。通过慧鱼组学科竞赛指导教师反馈，比赛每个团队5人，1人负责Ro Bo Pro编程，虽然是流程图式编程，但机械专业的竞赛学生这部分能力强的占比例较少，大部分学生没有参与或根本不会。以慧鱼组实验“栅栏自动升降系统”为例（如图2所示），Ro Bo Pro程序解析：当汽车在超声波测量范围内时，栅栏升起，灯亮，蜂鸣器响。当汽车超出超声波测距范围时，栅栏关闭，灯灭。程序中的字符含义如下，M4为控制栅栏升降电动机，I2、I3分别为超声波传感器，M2为灯。可见，流程图式的图框编程更适合机械专业学生编程能力培养。在程序设计基础教学中有意识引入Ro Bo Pro软件不仅能够推动学生更早地探索专业学科竞赛，激发学生学习兴趣，而且解决学科竞赛编程部分问题，同时，提升学生英文版软件专业英语认知能力、逻辑思维能力和软硬件结合能力，达到课程教学与学科竞赛双方共赢的教育教学效果。程序设计基础教学中如何有效融合Ro Bo Pro编程，首先，课前两方教师做好前期准备工作。指导教师引导授课教师和大一学生进入慧鱼创新组合模型官网，研究文件资料和观看历届获奖作品视频，参观机械创新实验室，并展示慧鱼组历届学生优秀作品，同时，鼓励大一学生积极加入机械创新实验室，搭建慧鱼模型。授课教师熟悉机械创新实验室中TXT控制器、传感器、执行器等硬件和Ro Bo Pro软件，能够找准与程序设计基础课程教学内容对应的慧鱼模型实物，做到有的放矢。其次，课堂教学做到有效融合。例如，课程讲授到流程控制中的顺序、分支、循环三种语句级控制方式时，将已搭建好的风扇、灯、洗衣机等慧鱼模型带入课堂，授课教师演示Ro Bo Pro编程实现风扇转动、按下开关灯亮蜂鸣器响否则反之、洗衣机洗衣脱水干衣循环功能，让学生体会到学习顺序、分支、循环控制方式对机械专业有用的教学效果。学生通过手绘流程图、Ro Bo Pro软件编程上机操作理清程序控制方式，同时，对Ro Bo Pro软件中Branch、Motor output、Lamp、Action、03-Bell等英文参数更加亲近。授课教师把课堂充分还给学生，严格要求与管理学生上机操作时间，全程做好指导与督促工作，学生对控制方式掌握通透了，再根据C语言的语法规则，自主探究完成教学任务能够更好地掌握if-else语句、for语句等。机械专业学生编程能力一般不能达到计算机专业学生编程水平，但在课堂教学和学科竞赛双推动下，学生乐于研究编程实现机械功能是教学的目标。因学生专业能力、研究态度和努力程度不同，会出现不同层次的编程水平[7]。根据学情分析，授课教师及时调整课堂，关爱每一个学生，培优补差，发挥团队合作力量，严格管理课堂，学生全员全程参与课堂教学。最后，课后两方教师做好后期育才工作。授课教师时刻关注学生慧鱼组学科竞赛编程部分的研究进展情况，与指导教师合力打造具有编程能力的人才。对涌现出来的具有较高编程能力的学生及时进行课后分流，在课堂中C语言编程较好的学生推荐到电子设计学科竞赛组，在机械创新实验室Ro Bo Pro编程较好的学生深入研究多种传感器、执行器的使用。课堂、实验室、学科竞赛组营造良好的育人环境，教师则努力做好育才工作，使学生具备可持续发展的基本能力和编程智慧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]“C语言程序设计”课程微思政探索[J]. 赵佳彬,于莉莉,李德恒. 黑龙江教育(高教研究与评估). 2020(08)
[2]工学结合理念下的机械类专业实践教学体系建设[J]. 夏敏,杜春阳. 南方农机. 2020(10)
[3]课程、教书、育人——理工类学科与专业类课程思政之建设与实践[J]. 叶志明,汪德江,赵慧玲. 力学与实践. 2020(02)
[4]学科竞赛与实验中心教改深度融合的探索[J]. 吕海霞,张丽靖,张艳辉,杨志杰,尚龙安. 实验室研究与探索. 2020(01)
[5]新工科理念下机械制图课程教学模式探索与实践[J]. 丁颂,巢陈思. 长春师范大学学报. 2019(02)
[6]机械工程专业英语教学中一体化项目教学法的应用[J]. 任婷,滕玉梅,余兴波. 教育与职业. 2014(21)
本文编号：3105460
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