射频识别课程教学改革中的探索与研究管理论文

射频识别课程教学改革中的探索与研究管理论文摘要：RFID 技术与应用是电子信息类专业的一门专业课，该课程综合了不同专业领域的技术，应用范围极其广泛。本文针对该课程的特点，结合实际情况，提出了在 CDIO 工程教育理念下，对该课程的教学过程中实施的教学改革方案。在此方案中，强调专业课知识与基础课知识相结合、理论知识与实践经验相结合，从教学手段、过程和考核办法等多个教学环节入手，来促进学生听课积极性，改善主动参与学习的程度，从而达到提高教学效果的目的。关键词：射频识别 CDIO 教学RFID 技术是物联网领域中的研究热点之一。射频识别技术（以下简称 RFID 技术）与应用课程是电子信息工程专业的专业主干课，也是物联网技术专业、物流工程专业等新兴专业的专业必修课。该课程是本专业具有代表性的一门课程，理论性、综合性、实践性都很强，也是一门难度较大的课程。因此研究 CDIO 工程教育模式在本课程的教学过程中的应用方法，将有利于提高本课程教学的效果，同时为本专业的其他专业课教学方法的改革做一个示范。在该方案中，把传统理论讲授与 CDIO 模式进行有机结合，同时结合专业的培养目标、教学计划、课程群等要求，探索新的实践教学体系、考核方式与评价手段、教学方法以及质量控制体系等，进行全方位的构思与设计，从教学理念、思路、方法、评价等方面进行改革。一、教学改革的现状分析目前，针对本课程教学改革开展现状分为以下几类：1.教学内容以理论为主、实践不足在现有的课程资源中存在以理论为重，实践学时不足的问题，实践环节只是“插拔式”验证性实验，或简单软件仿真的验证实验。造成了理论与应用脱节、理论枯燥和实践的缺乏。2.简单的课程内容整合的教学改革这类课程教学改革仅停留在删减课程内容，缩减理论学时，延长学生进入企业等用人单位的实习时间。其结果是：理论和实践仍然脱节，没有找到契合点。3.物联网行业人才的需求RFID 技术和物联网技术属于电子、计算机和通信技术等多学科的交叉领域。物联网被认为是继计算机、互联网+之后的第三次信息时代大革命。企业、行业对物联网技术的关注，使得对物联网产业的专业人才需求越来越迫切。基于上述三种情况的分析，本方案致力于创新本课程的教学方法，以 CDIO 模式引入到课程的教学改革中，实现理论与实践深度融合的项目驱动式教学，重点研究学生理论与实践动手能力相结合的培养方案和方法，使学生能够真正做到理论联系实际，在提高课程的教学效果、质量的同时，提高学生的创新、实践能力。二、教学内容设计1.教学方案设计本方案的具体内容如下：（1）教学体系创新。该课程采用项目驱动教学，以项目任务为引领，培养学生获取知识、运用知识、共享知识、传播知识、发现知识的能力，以及培养学生构思、设计、实现和运作的能力。（2）教学内容优化。该课程教学内容，包括理论内容与实践教学方面，选取整个 RFID 读写器的设计为背景，将每个章节作为一个环节、实现某一特定功能来讲授和实施，做到以实践促进理论学习，以项目驱动课程教学。（3）教学组织有序。采用“提出项目学习知识掌握技能完成项目”的“四环相扣”教学法，促进学生深度掌握知识点，增强其主观能动性。通过分组和分工、查阅资料、提出方案、确认方案、最终完成子项目设计与调试，在整个过程中锻炼学生团队合作意识和协作能力。（4）教学评价合理。该课程设计了科学合理的考评、监督方法，对学生的学习过程采用跟踪性评价，确立“过程性评价”的思想，将学生的理论成绩、实践能力、实践成果、课堂表现和组长给分等各项评价分解成多项指标进行加权求和，最后给出课程的总评成绩。2.预期的教学目标和能力培养通过本方案的实施，实现对学生如下能力的培养：（1）电路设计能力。在本课程中，涉及到的电路设计项目有：读写器主板电路设计， LF、HF 频段读头设计。上述的设计，有助于提升学生的电路设计能力。（2）MCU 的编程能力。读写器的程序以 MCU 为核心，相关的程序包括：时序控制、编解码、数据的发送和接收、声光电路及显示模块的驱动、防碰撞算法的编程等。上述的软件程序设计，可以进一步提升 MCU 方面编程能力。（3）检测工具使用能力。在项目的调试过程中，需要大量的调试工作，借助各类检测工具和设备来完成，如：万用表、示波器和频谱分析仪等。调试工作，有助于提升学生对调试设备的使用技能。（4）故障排查和分析能力。在设计与调试的过程，通过问题和现象，判断相应的故障，并通过理论分析、检测设备的使用，培养故障分析和排除的能力。（5）专业知识的综合运用能力。读写器的设计是一门综合型很强的项目，几乎涵盖了本专业的所有专业课程，包括：模、数字电路，高频技术，通信技术和单片机技术等。通过项目的实施，结合前 4 项的培养和训练，可以实现专业知识的综合运用，并得到进一步提升。（6）团队合作能力。各子项目均通过分组合作的形式进行的。在小组内部，各成员之间分工、合作，各负其责，共同完成。通过项目的进行，再次培养小组成员之间默契和团队合作精神。3.拟解决的关键问题（1）加强任课教师的实践动手能力和教学改革模式的深化理解。教师要不断进行学习和研讨，多方面拓宽个人视野和提高综合素质。（2）形成一批项目驱动的实践教学项目和成品。完成项目作品，并建设一个功能和设施齐全的RFID 技术与应用课程开放实验室，并形成一套开放实验室的管理办法。（3）弥补缺少配套教材的不足。结合本课程项目教学的探索，编写适合 CDIO 模式的教材。（4）解决考试方式单一化。进行配套的课程考试改革，建立过程考核方法具体实施方案。三、项目实施的方案1.项目分解及教学环节设计本课程实施的项目，围绕 RFID 读写器的设计，以模块的形式，将项目分解为二级单元项目，其中一部分的二级单元项目进一步划分为三级子项目，采用了由浅入深，循序渐进的方法，完成项目教学。6 个单元项目分别如下：RFID 系统的构成、电感耦合方式前端电路设计、LF 和 HF 频段产品设计、微波频段 RFID 产品、RFID 技术在物联网中的应用。在教学过程中，由教师提出各单元子项目，然后进行相关知识讲解，最后学生掌握设计方法和设计思路，设计完成各子项目，进而完成四级项目，最终完成三级项目的设计和制作。2.项目的实施流程教学内容的改革决定了“以教师为主导、以学生为主体、以项目为主线”的教学原则。在教学过程中实施的步骤如下：（1）提出项目。指导教师首先提出项目，给出具体的任务和指标。以项目为驱动，使学生从一开始就带着设计任务进入学习状态。（2）学习知识。为了完成项目，学生要学习储备知识，提供解决方案。然后完成项目设计，将新的知识融入到对应的项目中，注重能力培养，突出实用性、适用性和先进性。（3）掌握技能。在项目的实施过程中，由教师引领，以小组的形式进行项目方案的论证、实施，团队协作解决在实施过程中遇到的困难和问题，进而掌握技能。（4）完成项目。在单元子项目完成后进行归纳、总结，结合主项目进行探索和提高，最终将各个子项目汇总成主项目。在完成上述四个环节后，一个主项目基本能够完成。四、考核方法考核环节的设计是教学设计的重要组成部分，在 CDIO 课程教学中，考试方式将进行彻底改革。将考核贯穿在整个项目的各个环节和过程中，侧重对项目设计能力的考核。改革后的成绩组成如下：第一，平时成绩占 10%。第二，项目设计制作技能考核占60%，包括：项目实操考试占 20%，理论考核占 40%。第三，项目过程表现占 30%，由全组成绩、组长给组员的排序成绩和教师考核成绩进行综合评定。以上三项之和为本课程的成绩。