職業(yè)技術(shù)教育課程思政教育案例溫室大棚測控系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試

虛實結(jié)合智慧助農(nóng)虛實結(jié)合智慧助農(nóng)課程思政教育案例課程名稱：虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)授課專業(yè)：光伏工程技術(shù)課程思政教育案例課程名稱：虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)授課專業(yè)：光伏工程技術(shù)溫室大棚測控系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試主編PAGE8PAGE一案例基本情況簡介（一）課程現(xiàn)狀與背景虛擬儀器（VirtualInstrument）是基于計算機的儀器，它是計算機技術(shù)、儀器技術(shù)和通信技術(shù)等多門技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是人類進入信息時代、網(wǎng)絡(luò)時代后，在數(shù)據(jù)采集、自動測試和儀器技術(shù)領(lǐng)域的一場革命。計算機和儀器的緊密結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個重要方向，以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托，實現(xiàn)各種儀器的功能?！短摂M儀器應(yīng)用技術(shù)》涉及知識點多，在傳統(tǒng)教學(xué)中，引用案例系統(tǒng)性不強和實際結(jié)合性差。為此，設(shè)計具體系統(tǒng)性并具有教育意義的思政案例，寓價值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，努力成為德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。（二）案例的基本情況此次案例，將《虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)》中程序結(jié)構(gòu)、圖形顯示和數(shù)據(jù)采集三個章節(jié)進行整合，設(shè)計了“虛實結(jié)合智慧助農(nóng)--溫室大棚測控系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試”案例，整個案例基于虛擬儀器進行編程設(shè)計，利用MyDAQ采集卡采集溫濕度、煙霧、昆蟲數(shù)量等信息，對采集到的數(shù)據(jù)信號進行邏輯判斷。當(dāng)溫度不適于農(nóng)作物生長時，系統(tǒng)報警，配合電風(fēng)扇降溫或者加熱片加熱來調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)的溫度；當(dāng)濕度、煙霧濃度和昆蟲數(shù)量不適應(yīng)農(nóng)作物生長時，系統(tǒng)發(fā)起警報，提醒管理員采取防護措施。形象的模擬了生產(chǎn)實際中溫室大棚控制系統(tǒng)的工作原理。整個項目中穿插了電路板焊接和制作，組件調(diào)試和整機裝配調(diào)試等實訓(xùn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生邊學(xué)邊做，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；同時將思政元素滲透到教學(xué)過程中，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)，掌握事物發(fā)展規(guī)律，通曉天下道理，豐富學(xué)識，增長見識，塑造品格。二案例選用的意義（一）案例虛實結(jié)合、理論聯(lián)系實際、系統(tǒng)完整“溫室大棚測控系統(tǒng)”是虛擬儀器和生產(chǎn)實際緊密結(jié)合的案例，將晦澀難懂的專業(yè)知識和溫室大棚的控制環(huán)節(jié)進行對接，從而將學(xué)生從懵懂的知識海洋中救出，案例涵蓋知識點多，學(xué)過程中既有理論講解又有在線仿真和實訓(xùn)，從而使得學(xué)生認(rèn)識到理論指導(dǎo)實際的重要意義。（二）以科技助農(nóng)為導(dǎo)向，培養(yǎng)“大國三農(nóng)”情懷，服務(wù)三農(nóng)、振興鄉(xiāng)村《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018—2022年)》中提出要通過提升農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新水平來推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。本次案例讓學(xué)生認(rèn)識科技助農(nóng)的重要性，從而培養(yǎng)學(xué)生的“大國三農(nóng)”情懷，引導(dǎo)學(xué)生以強農(nóng)興農(nóng)為己任，增強學(xué)生服務(wù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、服務(wù)鄉(xiāng)村全面振興的使命感和責(zé)任感。（三）引入光伏發(fā)電技術(shù)，宣傳綠色低碳理念當(dāng)今世界主要國家高度重視新能源技術(shù)發(fā)展，而新能源是實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的必然路徑。其中光伏發(fā)電是其中的關(guān)鍵手段，我國連續(xù)七年新增光伏發(fā)電裝機容量世界第一。此案例中利用光伏板將光能轉(zhuǎn)換成電能并通過調(diào)節(jié)來保障溫室大棚的環(huán)境處于最佳狀態(tài)。借此宣傳綠色低碳理念。圖1光伏發(fā)電供電裝置（四）理實結(jié)合，培養(yǎng)職業(yè)品格和行為習(xí)慣“溫室大棚測控系統(tǒng)”即要求學(xué)生設(shè)計，又要求學(xué)生調(diào)試，以職業(yè)人的身份模擬企業(yè)生產(chǎn)過程，從而教育引導(dǎo)學(xué)生深刻理解并自覺實踐各行業(yè)的職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范，增強職業(yè)責(zé)任感，培養(yǎng)遵紀(jì)守法、愛崗敬業(yè)、無私奉獻(xiàn)、誠實守信、公道辦事、開拓創(chuàng)新的職業(yè)品格和行為習(xí)慣。（五）助力疫情期間社招培訓(xùn)，激發(fā)學(xué)生家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)疫情期間，社招的學(xué)生主要采用線上授課，此案例吸引力強，軟件搭建完成后，集中周末實訓(xùn)即可讓大棚系統(tǒng)運作起來，生動有趣，調(diào)動學(xué)習(xí)興趣。另外，結(jié)合疫情期間農(nóng)作物供給，宣傳農(nóng)業(yè)楷模事跡，科技興國，鼓勵大家關(guān)心國家大事，培養(yǎng)家國情懷，讓戰(zhàn)疫課堂與課程思政同頻共振，形成育人合力。三案例建設(shè)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握LabVIEW編程過程中的程序結(jié)構(gòu)的分類和用法。掌握LabVIEW編程過程中圖形顯示的顯示模式和圖形顯示模塊各控件的具體使用方法。掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成、數(shù)據(jù)采集VI的使用、數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)置和測試。能力目標(biāo)：能夠熟練的運用程序結(jié)構(gòu)中的For循環(huán)、While循環(huán)、條件結(jié)構(gòu)、局部變量、全局變量進行編程。能夠?qū)厥掖笈锟刂葡到y(tǒng)中采集的溫度值、濕度值等以圖形結(jié)構(gòu)的形成呈現(xiàn)在客戶端。能夠正確的完成“溫室大棚測控系統(tǒng)”相關(guān)印制電路板的焊接。能夠熟練的完成“溫室大棚測控系統(tǒng)”的系統(tǒng)調(diào)試。素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、動手操作能力。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、無私奉獻(xiàn)、誠實守信的職業(yè)品格和行為習(xí)慣。培養(yǎng)學(xué)生開拓創(chuàng)新、奮發(fā)向上、努力專研科學(xué)知識的精神。培養(yǎng)學(xué)生的“大國三農(nóng)”情懷，引導(dǎo)學(xué)生以強農(nóng)興農(nóng)為己任，增強學(xué)生服務(wù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、服務(wù)鄉(xiāng)村全面振興的使命感和責(zé)任感。培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心國家發(fā)展，鼓勵學(xué)生關(guān)心國家大事，為國家發(fā)展添磚加瓦。四項目組織實施（一）教學(xué)設(shè)計根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，將項目三“溫室大棚測控系統(tǒng)”劃分為七個模塊，基礎(chǔ)篇（10課時）講解本項目涉及的編程知識，根據(jù)實際應(yīng)用進行程序設(shè)計；應(yīng)用篇（6課時）融合基礎(chǔ)知識與實際生產(chǎn)，進行溫室大棚測控系統(tǒng)硬件焊接、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等環(huán)節(jié)。圖2溫室大棚測控系統(tǒng)教學(xué)計劃1.理論教學(xué)（10學(xué)時）采用項目式教學(xué)進行理論講解和技能傳授，培養(yǎng)提高學(xué)生獨立思考和分析問題的能力，注重創(chuàng)新思維訓(xùn)練，靈活應(yīng)用講授法、現(xiàn)場教學(xué)、課堂討論、學(xué)做合一及綜合能力訓(xùn)練等教學(xué)方法，采用圖片、動畫及虛擬等形象直觀的教學(xué)資源，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。圖3課前-課中-課后通過理論階段程序結(jié)構(gòu)和圖形控件的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠運用LabVIEW軟件編程設(shè)計。理解溫室大棚測控系統(tǒng)的控制原理，邏輯思維能力有所提高。通過理論教學(xué)，提升設(shè)計能力，為設(shè)計復(fù)雜控制系統(tǒng)筑牢工程基礎(chǔ)。2.焊接裝配（2學(xué)時）手工焊接是電子產(chǎn)品裝配工藝基礎(chǔ)，是安裝、調(diào)試、維修電子電路的基本功。安排學(xué)生焊接大棚測控系統(tǒng)的硬件采樣電路板。在焊接過程中培養(yǎng)學(xué)生的吃苦耐勞、細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的職業(yè)品質(zhì)。3.系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試（4學(xué)時）本階段分為溫室大棚測控系統(tǒng)程序整體設(shè)計和調(diào)試兩部分。程序設(shè)計階段，結(jié)合前期練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生搭建整體程序框架，設(shè)置DAQ參數(shù)，實現(xiàn)虛實對接；系統(tǒng)調(diào)試階段，老師帶領(lǐng)大家矯正溫度基準(zhǔn)、測試溫度上下限報警電路、溫度濕度顯示電路、昆蟲計數(shù)電路、風(fēng)機散熱電路、大棚加熱電路；在老師講解和展示的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過討論和團隊協(xié)作，解決調(diào)試中遇到的問題，最終完成整個系統(tǒng)的功能測試。圖4“溫室大棚測控系統(tǒng)”模擬系統(tǒng)（二）教學(xué)方法和手段“溫室大棚測控系統(tǒng)”項目教學(xué)過程中：1.有機融入思想政治教育元素，落實課程思政教育，把培養(yǎng)服務(wù)三農(nóng)情懷、科技創(chuàng)新、愛崗敬業(yè)、節(jié)能減排、大國情懷等意識貫穿整個教學(xué)過程。2.教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，教師是組織者、引導(dǎo)者。將傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代多媒體教學(xué)手段有機結(jié)合，教、學(xué)、做一體，理、虛、實融合，創(chuàng)新教學(xué)模式，提高教學(xué)效率，提升教學(xué)質(zhì)量。3.授課過程中采用案例式教學(xué)、老師演示法、小組討論法和團隊合作等模式進行授課，活