绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇电工技术教学范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)09-0029-02
一、引言
电工技术是一门非电专业,例如机械类、汽车类等学科中某些专业的基础或选修课程。但是,该门课程所包含的内容较多,跨度较大。上册主要有电路分析和电动机的基本原理,还包括电力电子技术;下册主要内容为模拟电子技术和数字电子技术。本课程开设的初衷是为这些非电专业的学生提供一个窗口,使其能够在短时间内对电子技术的基本原理有一个整体的把握,以具备对其专业的相关电子设备有一定的了解能力。因此,这种非专业性课程的定位,加之课程内容本身理论性较强,使学生不了解学习该课程的意义与实际的应用,导致学生学习兴趣不高,大多数以获得学分为目的。但是,随着现代科技的发展,电子技术及其相关的学科,几乎已经对各门学科产生了极大的影响,最明显的例子体现在现代汽车工业中。目前,汽车已经不再单纯是一个机械装置,它是综合了最新机械与电子技术发展水平的高科技产品。同时,随着电子和信息技术的飞速发展,市场上出现了各种各样的电子设计自动化(EDA:Electronics design automation)软件,改变了以往全部需要手工工作来设计电路的局面。目前,几乎所有的电子电路设计任务都是在EDA软件的协助下完成的,而且,是否具备熟练的EDA软件使用能力已经成为大多数公司招聘员工的先决条件。因此,在电工技术课程中引入EDA技术[1-5],不仅能够为学生提供更为丰富的教学内容,也是帮助学生更好就业的一个重要手段。
二、EDA技术在模拟电路教学中的应用举例
模拟电路通常是电工技术教学中的难点,一是电路结构复杂,学生难以理解;其次,学生不了解该部分内容在实际工作中的应用,导致学习兴趣不高。为此,可以适当将EDA技术穿插在这部分的教学中,从实际电路设计的过程中引出与课程关键知识点相关的内容,以达到提高学生学习兴趣的目的。以下用一个实际的例子来表明如何将EDA设计过程与电工课程中相关知识点进行结合。
例:使用ADS(Advanced design system)软件实现共射极放大电路的静态分析与直流偏置设计。
共射极基本放大电路是电工技术中模拟电路部分接触的第一个重要的知识点,课程要求学生熟练使用计算法与图解法来确定放大电路的静态工作点。学生对这一部分的掌握情况直接影响到其对后续知识点的掌握,因此,本例从电路设计的实际过程出发,引出相应的知识点。
在讲解例子之前,需要给学生明确的是在实际的有源电路设计中,通常情况下,晶体管静态工作点的选择与设计是第一步,也是至关重要的一步。实现不同功能的电路,可能在电路图上区别不大,重要的是其静态工作点的选择。例如,低噪声功率放大器需要无失真地放大微弱信号,因此它的静态工作点需要选择在输出曲线的中点,而高功率放大电路为了尽可能提高输出效率,通常静态工作点选择到靠近截止区,而混频器、倍频器等电路,主要为了使用其非线性性能,因此,它们的静态工作点通常要靠近饱和区。其次,需要强调的是电路设计是电路分析的逆过程,遵循的步骤是根据输入输出关系,确定静态工作点,再得到直流偏置电路,与课程中计算直流工作点的顺序正好相反,但是,它们所反映出的基本原理都是相同的。
确定静态工作点,就是根据电路所要实现的功能,确定基极电流IBB和集电极电流IC,集射电压UCE。因此,首先需要得到晶体管的输入输出曲线。在ADS中,输入输出关系是通过对晶体管做直流扫描得到的。实验步骤是先建立一个新的工程项目(Project)和一个新的设计(Design),然后选择晶体管直流工作点扫描模板(ADS中常用的功能都做成了模板,可以直接调用),并在其提供的元器件库中选择合适的元件,加入到模板中,如图1所示。
其次,需要设定晶体管的工作范围,就是IBB和VCE的范围,可以通过扫描参数设置得到,如图2所示。本例中,IBB的扫描范围是从20uA到100uA,扫描步长为10uA。VCE的扫描范围从0V到5V,扫描步长为0.1V。当扫描参数确定后,点击仿真按钮,就会产生图3的输入输出曲线。
图3所示的输入输出关系曲线与课本上的曲线几乎是一致的,它表明在不同的基极电流IBB作用下,集电极电流IC与集射电压VCE的关系。通过输入输出曲线,可以选择合适的静态工作点,以实现电路的功能。在本例中,为与教材保持一致,将静态工作点选择在输出曲线的中点,大致对应于图3中光标m1的位置,软件会自动显示出此处的参数,即IBB=60uA,VCE=3V,IC=6mA。当静态工作点确定后,可以据此设计直流偏置电路。由于本例是设计共射极基本放大电路,因此需要计算基极和集电极电阻的大小。在ADS中,偏置电阻的大小可以自动计算,但是需要手动输入相关的公式,如图4所示:
根据图4的计算公式,可以得到图5的计算结果。从图中可以看到,当选择Ibb=60uA时,对应的基射电压和基极电阻在一个范围内变动,因此只能选择一个近似的值VBE=0.8V,Rb=60K。用同样的方法,可以得到的集电极电阻Rc=340。当所有的参数都计算得到后,需要对该电路进行验证,并根据验证结果进行调整。验证电路及其参数如图6所示。
根据共射极放大电路的基本计算结果,可以设计出图6所示电路。验证该电路的方法是对其做直流仿真,并将仿真计算的结果直接显示在电路图中对应的元件和支路上。从图中可以看出,基极的电位为809mV,电流为69.9uA,而集电极电位VCE=2.74V,Ic=6.64mA。对比前面得到的静态工作点参数(IBB=60uA,VCE=3V,IC=6mA),可以发现它们之间存在一个小的偏差,这是因为在电路设计中,无论是在静态工作点还是元件参数的选择上,都存在近似的过程,因此,任何电路的设计,都是一个近似的设计,由此得到的实际电路都需要经过调试合格后才能够实际使用。
以上的例子为学生展示了一个电路设计的基本过程以及设计方法。当课程进一步深入后,可以对本例进行扩展,例如在分析放大电路动态特性时,可以加入不同幅度的输入信号,观察在不同静态工作点,放大电路的输入输出波形和非线性失真,有助于学生理解设计静态工作点的意义。
三、结语
通过在电工技术课堂上增加EDA设计的过程,可以使课程从纯理论教学转向理论与实际设计相结合的教学方式,不仅能够提高学生的学习兴趣,还能够培养他们的实际动手能力,并极大增加了教师和学生间的互动。同时,课本上的理论与公式不再需要死记硬背,它们已经融合到设计过程中,学生通过一两个简单的设计就可以熟练掌握,使学生能够轻松完成课程的学习和考试。
参考文献:
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[2]刘廷文,唐庆玉,段玉生.EDA技术是实现电工学研究型教学的良好手段[J].实验技术与管理,2006,23(8):65-68.
1前言
教育部“卓越工程师教育培养计划”实施的宗旨是促进高校改变旧的教育观念和教育模式,鼓励高校和企业间密切合作、共同培养,以提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力;面向社会和企业需求,培养高素质的既有创新能力又有社会实践能力的卓越工程师,以满足经济社会日益发展的需要[1]。实验教学是工科学生巩固基础知识,培养专业技能、创新能力、团队合作能力的主要途径。电工学是高校工科非电专业本科生必修的一门实践性很强的技术基础课,其主要任务是为学生学习后续专业课程和从事专业相关工程技术工作打好电工技术的理论基础[2]。电工技术实验是电工学教学过程的重要环节,其教学效果对于培养学生的动手能力、提高学生的综合素质具有至关重要的作用[3-6]。本文针对目前北京科技大学电工技术实验教学中存在的主要问题,结合“卓越计划”的内涵,从实验教学内容、实验教学方法和手段等方面对电工技术实验教学进行改革,探索培养学生基本实验技能、激发学生创新意识、培养学生创新能力和综合素质的有效途径。
2电工技术实验教学现状
电工技术实验教学通过具体实验操作,使学生巩固并扩展所学电工基础理论知识,初步掌握工程常用电子仪器仪表和电气设备装置的使用方法,掌握进行科学实验的基本方法,具备初步进行科学实验研究的能力[3]。北京科技大学电工技术实验安排在大二第一学期,是学生进入大学接触到的第一门实践课,每年有6个学院19个专业58个班的1800多名非电专业学生参与,参与学生多,覆盖专业面广。非电专业学生普遍缺乏对电类知识、电类科技及电工技能的认知,加上实验内容没有体现专业特色和应用需求,很多学生认为这门课与自己所学专业无关,对自己以后的职业规划没有用,因此缺乏学习的积极性和主动性[4-7]。为了保证实验教学顺利开展,当前电工技术实验内容仍以验证性实验为主,综合设计性实验非常少。验证性实验局限于巩固理论知识和训练基本操作能力,严重束缚学生的思维,不利于锻炼学生综合运用知识设计、分析的能力[4-5]。实验指导书上详细给出每一个实验的实验原理、实验电路图、操作步骤等,实验中学生被动做实验,极易产生明显的消极与依赖心理,不利于发挥主观能动型,更谈不上创新意识和创新能力的培养[6]。学生在实验过程中总是期待一次连线成功,一旦出现故障就无所适从,不是直接找教师处理,就是将已经连接好的线路全部拆除后再重新连接,缺乏主动利用仪表逐步排查故障原因的意识,不能通过实验有效地提升动手实践能力、分析问题和解决问题的能力。
3实验教学改革思路
“卓越计划”强化培养学生的工程能力和创新能力。创新能力包含创新意识、创新思维和创造力三重意思。创新意识培养意味着激发兴趣,让学生对教学中所涉及的知识和现象产生探究的热情和积极性;创新思维的培养更多体现在独立思考能力的培养上,即在面对教学中所涉及的知识和现象时,能自主地通过各种信息技术手段收集信息,对各种信息进行正确归纳分析,形成自己的看法或提出可能的方案;创造力是综合应用知识能力、动手实践能力、协同合作能力的表现[8]。创新能力的培养是一个长期的过程,在长期的训练、积累、磨砺中不断加强[9]。首先,正确认识创新能力培养在高校基础实验教学中的重要地位,将基于“创新能力”培养的教学理念贯穿到电工技术实验教学的整个过程中。其次,针对不同专业特点,重新整合实验教学内容,满足不同专业、不同层次学生对其广度和深度的要求,激发学生的学习兴趣,启发和培养学生在本专业领域的应用意识。最后,充分考虑学生的认知规律,按循序渐进的教学规律分层次培养学生的基本技能、综合能力和创新能力。
4实验教学改革措施
在分析北京科技大学电工技术实验教学现状,对非电专业教师和学生进行调研的基础上,制定具有专业和工程特色的多层次实验教学体系[10-11],即将电工技术实验分为基础性、综合性和创新性三个层次,在综合性和创新性实验中融入专业和工程特色。基础性和综合性实验是必修实验,与电工学理论课同步进行。创新性实验以科技创新活动和电子大赛为依托,学生自主选择。基础性实验是实验教学的根本。非电专业的学生底子薄、水平差异大,有许多学生还是第一次比较深入地接触电学实验,基础性实验采用学生容易接受的传统验证性实验方式。学生在完成基础实验的过程中不但加深对相关理论和技术的理解,而且养成良好的实验习惯,掌握基本实验方法,培养基本实验能力。综合性实验立足基础、面向应用,培养学生综合运用所学理论知识和解决较复杂的实际问题的能力。实验中教师只提出实验目的和要求,给学生适当讲解怎样根据实验的目的和要求设计实验,要求学生运用所学知识和技能制订实验方案、画出实验电路图,并在实验室规定时间内完成实验。综合性实验项目结合专业实际情况,将多个知识点结合在一起,使学生由以前的被动接受知识逐步转化为主动思考、分析和解决问题,更好地调动学生的积极性和创造性,而且让学生有更多的自主发挥空间。创新性实验面向工程实际应用,既有综合性又有探索性,目标是培养具备自身专业知识和电类专业知识的复合型人才。实验内容由教师根据学生的要求和实验室条件确定,学生在教师的指导下独立完成查阅资料、设计方案、组织实施、调试以及项目报告,全面提高有效运用所学知识和新技术进行系统级开发应用的能力、分析和解决实际问题的能力.4实验教学方法与手段改革1)注重实验基本技能培养。结合基础性实验系统培养学生的工程意识和基本实验技能,布线整齐、美观、易于查看,接线从左往右,以网孔为单位,先串联后并联、先分后合、先接主回路再接辅助回路等,同时合理设置测试点以便于测量。详细讲解仪器仪表的构造、工作原理、使用注意事项,使学生从根本上了解测量,进而在实验中正确选择、使用仪器、仪表。发现和排除故障是培养学生实验技能的有效方法,适当设置一些简单的障碍,指导学生分析排除,调动学生学习积极性的同时锻炼他们独立思考和解决问题的能力[12]。培养学生正确处理实验数据的能力,理解相同的实验数据,不同的数据处理可能得出不同的结论。另外,培养理论联系实际、实事求是的科学作风及严肃认真的工作态度,主动研究的探索精神,遵守纪律、爱护公物的优良品德。2)加强创新能力培养。在基础性实验锻炼的基础上,综合性实验从易到难,由部分综合到完全综合,逐步调动实验的积极性,增强探索的信心,激发学习的兴趣,从而提高学生设计实验和处理实际问题的能力,达到相对其自身能力的综合和创新。树立教师主导、学生主体的创新教学理念,综合运用启发式、讨论式、问题式、探究式[13]等教学方法,充分调动学生的积极性和主动性,使学生在学习过程中始终处于积极思维状态,最大限度地提高其分析和解决问题的能力[6]。面向实验过程,要求学生按“设计要求查阅资料自主设计仿真研究实验实施实验验收”这一完整的训练过程完成实验,融知识、能力、素质培养为一体。3)形成多元化的实验教学模式。充分利用多媒体技术、计算机和网络技术,依托校园网络,建立实验教学共享资源库,引入项目驱动[1]、翻转课堂教学法,提高实验教学质量,增强教学效果。开展必修与选修、课内与课外相结合的教学手段,满足不同专业、能力、兴趣学生的需要,培养他们的自主学习能力。引入Multisim仿真软件[6-7],利用其高效率、高精度、无损耗和灵活、真实模拟等特点,为学生搭建一个大胆尝试、积极创新的实验环境。开设网上实验,形成虚实结合的综合实验体系。仿真与实际操作互为补充、各取所长,尤其是对于需要观察动态过程的实验,更有助于增强实验教学效果,增强学生的创新意识和创新能力。4)构建开放式实验教学环境。传统封闭的实验教学环境要求学生按照规定的时间到实验室完成规定的实验项目,不管完成与否,到了下课时间就必须离场,客观上影响了动手能力较差学生学习的积极性和主动性,限制了部分能力较强学生继续学习的机会[14]。开放式实验教学环境实现了实验内容、实验时间和实验资源开放,学生依据自己的实际情况自主选择实验时间和实验内容,在教师的指导下自主设计,拟定实验方案,通过预约独立来实验室完成实验任务,学生有足够的时间仔细观察实验现象,分析实验结果。特别是在实验失败后,可自己重新修改实验方案、重新做实验[15]。开放式实验教学突出学生的主体地位,注重学生的个体差异,学生在实验活动中由被动变为主动,对调动学生主动性和积极性,培养创新能力,具有重要的意义,对提高学生分析问题、解决问题的能力有很大帮助,对于培养学生在实验中学习与掌握知识、拓宽知识面有重要的作用。
5结语
面向卓越工程师培养的电工技术实验教学改革,从实验教学内容、教学手段和方法等方面对电工技术实验教学进行了改革。从北京科技大学2011、2012级的教学实施结果来看,有效调动了学生的实验积极性,提高了学生对电工技术实验课的重视程度,学生的基本实验技能、创新能力都有了很大提高。“卓越工程师教育培养计划”是一个复杂的系统工程,只有不断改革教学方法,更新和完善教学内容,才能进一步提高教学质量,为国家培养出适应社会发展需要,具有一定研发、创新能力,综合素质高的卓越工程师。
参考文献
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“电工学[1]”是该院机电、机制、模具等专业的基础课,包含“电工技术”和“电子技术”两部分。该文主要针对“电工技术”部分展开教学改革研究工作,该部分覆盖电路、磁路、电机、自动控制等多方面知识,且工程实践性较强。既要求学生熟练掌握电工技术的基本理论和基本分析方法,又能活学活用地解决工程实际中的一些问题,从而为后续课程和未来走上工作岗位打下坚实的基础。课题组特对课程的教学模式展开研究和探索,以提高电工技术的教学效果。
1知识体系的合理构建
“电工技术”面向该院机电、机制、模具等专业开设,专业课不同,对专业基础知识的侧重点也不同。为使学生对所学知识有更清晰条理的把控,将电工技术课程划分为几个模块:电路模块、磁路与电机模块、自动控制模块、电工实验实习模块,教师按照模块讲授。开课前课题组与各专业的专业课教师进行沟通交流,对电工技术的知识点进行适当调整,统筹分配各模块的学时比重,以适应不同的专业需求。授课过程中,遵循有点及线,有线及面的原则。开课初两学时,向学生介绍清楚电工技术的知识脉络,让学生树立宏观的认知:为什么学、学什么、怎么学、怎么用。在讲授某一章时,同样先讲清该章的知识脉络,然后按照知识脉络讲解关键知识点,把知识点串成知识线,最后构建知识面。给每章做知识总结,前呼后应,承上启下,帮助学生构建完整的知识体系。在教学内容上,重点讲授电路的基本原理和基本分析方法。然后介绍电机及控制部分,此部分可结合大家熟悉的家用电器等具体讲解,提升学生的学习兴趣。最后介绍电工实验实习部分,主要普及电工测量和用电安全知识。为增强学生的实践能力,此部分重点介绍各种电工仪表的使用,电阻、电容、二极管等元件的认识,电路焊接的基本知识、正确方法等。让教学内容有机结合工程实践,使教学设计更合理。
2教学方法的科学改进
“电工技术”内容多,课时少,如何在有限的学时内提高课堂质量,是课题组探索的问题。在教学过程中,除了应用启发式、研讨式等教学方法外,还初步尝试了翻转课堂式教学法[2]、项目教学法、比照推演式教学法。着力提升学生的学习能力和创新能力。
2.1翻转课堂式教学法
“翻转课堂”即教师讲解在课下,学生提高在课上。学生先在课下对教师已上传至网络的电工技术教学资源(包括电子教案、课程PPT、微课视频、教学录像等)进行自主学习交流,待课上再在教师的指导下完成相关的知识提升。网络资源可以满足不同层次、不同水平的学生在不同时间、不同地点自主学习的需求。其中的交流互动专栏,可方便师生之间或教师同行之间进行留言、答疑、交流、讨论等。这对丰富教学内容、改进教学手段、拓展教学空间、提高教学质量有较大的促进作用。在课堂上,教师鼓励学生开阔思维,大胆提问;然后带着问题分小组交流、探讨,在教师的引导下,靠集体的智慧和力量获取答案。在此过程中,教师的引导要清晰、明确,重点、难点、易混淆知识点要突出。对小组的工作,要及时给予客观公正的评价。教师唯有事先充分备课,才能有足够的预见性,才能掌控整个课堂。翻转课堂式教学法既能增进学生之间、师生之间的交流与信任,又能较好地提高学生的学习动力。
2.2项目教学法
“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”[3]。授课教师将精心策划的独立项目交由学生自己处理,学生在教师的指导下完成“信息收集、方案设计、项目实施及项目最终评价”等相关任务。电工技术课程中的多个知识点都可采用项目教学法,比如基尔霍夫定律、叠加定理、戴维南定理等。授课教师结合书本提前准备,精心策划,选择难度恰当的项目。设计好项目后,对学生进行任务布置,方便学生明确任务、制定工作计划和工作流程,做好各项准备工作,不至于等到具体实施时一头雾水,手忙脚乱。接下来,教师对学生进行分组,每组成员尽量按照成绩的优、良、中、差均衡搭配。然后指定各小组的组长,小组长为每组成员分配好具体的工作,确保人人参与。分组活动能调动学生学习的积极性和热情,在分工合作中遇到问题,也能够通过各种渠道努力解决。这一过程既锻炼了学生独自分析问题、解决问题的能力,又能增强学生的自信心和团队合作能力。当项目完成后要对项目质量进行评价,可采用小组内评价、小组间评价.教师点评的方式。这一环节能进一步巩固提升学生分析问题、解决问题、归纳问题的能力。
2.3比照推演式教学法
比照推演式教学方法就是通过与学员已熟悉知识的对比,引出新的教学内容,从而使得学员听得懂、学得明自[4]。在“电工技术”中,可在很多知识点的讲授中插入此方法,例如电路与磁路、直流电路与交流电路等。在直流电阻电路中,以欧姆定律、基尔霍夫定律为基础,引申出了支路电流法、节点电压法等分析方法。事实上,这些分析方法在正弦交流电路中同样适用,只不过变成了“相量”形式。教师在授课时只要把正弦交流电路的特性、正弦量的相量表示法讲透彻,正弦交流电路的求解也就变得很容易了。将不同章节的知识点比照学习,往往可以事半功倍。
3实施过程中的困扰及反思
我院学生基础比较薄弱,惰性较强,学习主动性较差,课题组在推行电工技术教学改革的过程中遇到了一些困扰,并进行了一定的反思。主要表现在以下几方面。
3.1个别学生不能有效配合
个别成绩较差的学生习惯了传统的“教师讲,学生听”教学模式,一下子无法适应新的授课环境,由于惰性甚至不愿积极参与到教师布置的任务中来。这在一定程度上影响了整体效率。采取的措施是通过找这部分学生单独交流谈心,扭转他们的观点,增强其主动学习的信心。
3.2课程节奏有时不易把握
采取教学改革后,交流互动环节明显增加,这就影响了授课节奏。采取的措施是:尽力培养学生讨论问题的热情和积极性,注意把学生所提共性问题甄别出来,集中讲解;个性问题,留在课后单独讲解,尽量不占用大家的时间。
3.3配套的教学资源有所欠缺
在实施教学改革的过程中,感觉学校当前的教学资源有所欠缺,不能与课堂教学良好的匹配。希望学校接下来在相关软件和部分硬件设备方面有所投入,以满足以后进一步教学改革需求。
4结论
该文对“电工技术”教学改革中的措施进行了较详细的介绍,对实施过程进行了总结和反思。总体来讲,在教学改革实践中取得了较好的效果:大部分学生热情比较饱满,讨论比较积极,课堂效率较高;学生在实验和实习过程中失误率更小,进行更顺利。课题组也对教学改革实施过程中遇到的障碍进行了简单汇总,这是下一步优化教学改革要深入思考的“问题”。
参考文献
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[2]陈永利,安树.“电工技术基础”教学改革初探”[J].科教文汇,2016(5):40-41.
技工院校电工技术与电子技术的传统实验教学,一般是对书本上的理论知识进行验证,设置的实验项目比较少且形式单一。而在实验课堂上教师会通过必要的讲解,让学生了解并掌握各种实验设备以及仪器的操作方法,学习常用的电子元器件,并可以自行设计常见的电路,进而对书本上所学的定理等进行验证。由于实验教学的原有教学方式多是以小队或者小组为单位,并且实验教材与地点较为固定,而教材中一般会详细列出实验的步骤、注意事项等,并且教师也会对相关内容进行讲解,且教学前已经准备好各种实验设备。在实验教学过程中,学生大多是依据教师的讲解或者书本上的内容按部就班地操作,实验过程较为简单,并且将是否完成实验报告作为考核依据。这样的教学方式很难提高学生的学习兴趣,并且制约了学生个性的发挥,也不利于培养学生的创新能力,因此有必要改变原有的实验教学模式。对技工院校现有的电工技术与电子技术实验教学模式进行改革,其发挥的积极作用主要表现在:①有助于培养学生的综合能力。革新实验教学原有的模式,可以保障学生在教学中的主体地位,并让学生掌握各种实验仪器的操作以及常见实验的操作方法。在开展实验教学过程中,学生不仅可以对书本上的各种理论进行验证,也可以培养学生的动手、创新与实践等综合能力,并学会去发现和解决问题。②提升学生的学习积极性。革新实验教学原有的模式,有助于提高学生的学习兴趣与积极性。若学生对实验教学有较高的兴趣,并在求知、探究中有愉悦的体验,就可能很快掌握所学的知识与技能。而革新电工电子技术的传统实验方式,可以改变学生被动学习的局面,并且做到寓教于乐,进而让学生在愉悦学习中提高积极性。③让学生养成严谨的探索精神。实验教学中通过培养学生的各种非智力因素,让学生养成严谨的实验作风与探索精神,可以改变机械模仿或随意改造数据的习惯,并严格依据实验规范操作。
2改革电工技术与电子技术实验教学的具体措施
我院根据电工电子技术实验教学的现状,依据电工电子实验的具体教学目标,坚持优化配置实验资源并协调发展的理念,结合不同专业学生的需求开展了实验教学改革工作。通过分层次设置实验教学内容并采用多样的实验教学模式,按照由浅入深、由基础逐渐深入的实验教学改革思路,进而构建出分层实验教学体系。我院的具体改革措施包括以下几点。
2.1推行多样化的实验教学模式
将选修课、理论教学等综合起来,开展多元化的电工电子实验教学模式。首先,在课堂教学中向学生讲解实验的具体内容,让他们了解设计以及验证实验的具体方法。在课堂教学中将实验方法与技能作为讲解重点,以提高学生发现和解决问题的能力。其次,推行开放式的教学方式,在实验教学中教师可以事先选择与实验相关的应用型项目,并设置实验任务书,让学生根据任务书来自行设计实验内容,并在规定时间内完成实验并实现必要的功能。这样的实验方式可以发挥学生的主动性与个性,并可以提高学生的探究能力。第三,可以在开展必修实验课的同时设置实验选修课,进而弥补实验课时不足的缺陷。
2.2对实验内容进行优化设计
实验内容的设置应该根据每个专业的不同要求,并考虑学生的实验技能掌握情况。因此设置实验内容时,首先需要做到将理论与实践结合起来,让学生在巩固理论知识的同时提高实践能力。其次,注重实验内容设置的创新性。由于现有的电工电路实验指导教材种类繁多,且涉及到多个实验项目,参考性很强。而部分学生在实验过程中为了尽快完成任务或者单纯为了提高分数,多是直接依据现有的参考资料进行设计与操作,完全缺乏创新性。而教师应该根据需求对教材中的部分实验项目进行优化设计,并提出一些全新的要求,让学生在参考现有资料的同时注重思考,进而达成提高学生创新能力的目标。
2.3完善实验教学的考核体系
作为实验教学的一个关键性环节,科学合理的实验考核能够很好地反映教学效果,并提升学生的学习积极性。因此,实验考核应该做到结合专业教学特点并从实际出发,将提高学生的实验技能与学习兴趣作为目标,完善现有的实验教学考核体系,进而对学生的学习效果做出综合性的评价。
二、对于存在问题的解决方案
如何解决存在的问题,是摆在每一个高职院校面前的现实问题。就解决问题的办法,笔者有一点个人的见解,与各位同行探讨与分享一下。
(一)师资队伍的建设。如何提高师资力量?组建“双师型”教师队伍。其实所谓“双师型”教师是高职教育对专业课教师的一种特殊要求。是专职教师应当具备的两个能力:一是有较高的文化和专业理论水平,有较强的业务能力和素质;二是有工程技术人员一样广博的专业基础知识,熟练的专业实践技能,具有一定的组织生产经营和科技推广能力,可以在创业等方面对学生加以指导。三是可以安排老师到相关的企业单位进行挂职锻炼。通过挂职锻炼,教师可以了解自己所从事专业目前生产、技术、工艺、设备的现状和发展趋势,在教学中及时补充生产过程的新技术、新工艺、新方法;此外老师也可带着教学中的一些问题,向有丰富实践经验的企业技术人员请教,在他们的帮助下提高推广和应用新技术开发的能力。另外还可以聘请相关企、事业单位中具有丰富实践经验和教学能力的技术人员来学校做兼职教师,他们可以给学校带来生产第一线的新技术、新工艺及社会对从业人员素质的新要求。他们在和学校教师共同进行教学活动中,可以促进学校教师向“双师型”转化。
(二)对学生兴趣的激发。由于多种因素,高职学生“重文轻技”思想严重,对专业知识了解甚少,缺乏感性认识,学生对专业理论、专业技能的学习感到困难很大。尤其是电工专业,因为学生本来对电就有害怕心理,不敢轻易动手。而对学习电工专业的高职学生来说,如果对电没有感情,没有兴趣,就会直接影响实习训练的效果。正如中国有句古话:“牛不喝水强按头”,学习亦如此。“兴趣是最好的老师”,采用各种有效方法激发学生的学习兴趣,调动学习的积极性,变被动为主动,方能达到最佳效果。学生取得双证是教学方向,就业是培养目标。通过技能鉴定激发学生的求知欲,所以实训内容应向技能鉴定的大纲靠近。电工技术的教学应当兼顾实践,开拓应用型项目,使学生在毕业时除了毕业证,还取得高级维修电工证,即双证毕业。电工实验内容包括各类仪表仪器的选择,仪表业精确度与实验误差的计算,主要电工仪器仪表的使用,主要电气参数的正确测量,各种元器件特性的测试,电机结构的认识及拆装,控制线路的设计与联接,照明动力线路的设计与安装等。为保证实验的效果,实验课应采用单班上课的教学形式,以一人一台试验台为佳,以提高学生的动手能力和独立操作能力,便于实验成绩考核。
首先,根据专业教学计划,删除不同科目交叉的重复内容,例如可编程控制器一章与化工仪表自动化课中一章内容重复,故删除不讲;正弦交流电一章,基本都是数学中相量的内容,内容繁难且与实际脱节,学生学习效果不好,故简化内容,以学生了解基本概念为主,例如电工考试中经常考到的“正弦交流电三要素”的知识点等;删除复杂的公式推导过程,教学生会直接使用公式计算即可,例如正弦交流电有效值的计算公式、补偿电容的计算公式等;变压器与电动机这两章,以学生了解这两种设备的结构、作用等为主,对于设备运行特性等复杂且不易理解的内容进行简化。用电安全知识和电工测量两个章节正是与生活实际密切联系并需要学生重点掌握的内容,但有的教材中反而是轻描淡写,所以建议应强化和拓展这两部分的内容。
2教学方法的改革。
尽量利用现代化的教学手段,化解教学难点,例如讲变压器的结构这节内容,文字和图片不够直观,学生不好理解,变压器实物又不方便拿到课堂上,所以可以下载一些讲解变压器结构的视频或者演示动画,使枯燥乏味的理论知识变成生动有趣的视频演示,这样在有限的时间内既增加了信息量又提高了教学效率;在讲电动机这节课时,电动机的结构单靠图片和语言很难描绘清楚,准备一个小的电机实物或模型,拆开后直接向学生展示电机内部构造和组成部分,既直观又简便;在讲电工测量中的万用表这一节课时,理论内容讲起来比较简单,重点是要让学生学会万用表的使用,这一节课完全可以移到实验室,将这节理论课和万用表的使用实验课合并成一节课,学生在实验过程中,自然的学会了万用表的使用方法,而且还节省了课时;对于电路分析方法和正弦交流电两章内容以理论知识和计算为主,所以要重视教师讲与学生练的有机结合,每次课后留有足够的时间让学生自己动手做课后的计算题,然后根据学生接受的具体情况,适时引导学生向更深层次的知识点迈进,计算题的选择以基本和简单为主,不要一味追求复杂的电路分析和计算,这样不但起不到掌握知识的效果,反而会引发学生的厌学情绪;尽量将所学内容同实际生活联系起来,比如在讲三相四线制供电系统时,可以直接在课堂上打开教室中的一个配电箱,让学生看看学校的供电就是三相四线制,而又紧接着讲解为什么我们家里用的却是单相两线制,这样让学生觉得不管学习的知识能不能在将来的工作中用到,最起码学会了一些生活常识,让学生认识到所学的知识是贴近生活实际的。
3实践教学的改进和考核方式的改革。
1.做好示范教学前的准备工作
教师根据教学的需要准备好材料、教具等。如“实训九——照明电路配电板的安装”这一课,课前需准备好电度表、闸刀开关、熔断器、双联开关、白炽灯、插座、导线等材料和电工工具,并做一块样板。上课时教师先向学生展示做好的样板,同时出示其安装流程图,丰富学生的感性认识,使学生获得生动的表象。示范操作前精心创设“问题情境”,引起学生注意,引导学生积极思维。
2.用规范化的动作示范操作
课堂的教学效果主要以学生能否达到预期的学习效果来衡量的。示范教学是使学生感知照明电路配电板的安装的关键过程,学生通过眼、耳等来感知配电板安装要领、步骤和注意事项,教师的一举一动都是学生感知、记忆的对象。因此,在示范过程中材料的准备、安装的流程、电路的调试、操作的姿势等都将直接影响学生的认知。所以,教师的操作示范一定要正确规范,注意讲述与演示的有机巧妙结合。例如,笔者在演示照明电路配电板的安装时,边示范边讲解,包括电气元件的位置确定及固定,开关的正确使用方法,导线的去绝缘及成型和连接、布线等等。讲解示范时注意把理论知识与实践操作紧密结合,使学生深切感到专业理论知识的实用性和具体化。同时,教师要求学生养成边看、边听、边思考、边记录的良好习惯,学会学习。
3.学生是教学活动的主体
培养学生各方面能力最好的办法就是重视学生的课堂参与性,让学生在亲身的实践中掌握知识、锻炼能力。只有这样的学习方法,才能真正发挥学生的主体作用,使他们的各种能力与素质在实践中得到培养和提高。如在上“实训九——照明电路配电板的安装”一课时,笔者在结束示范后,把学生分成几个小组,然后对每个小组下达任务书,让学生分组领取操作所需的材料。在实训过程中,要求每个人独立完成操作。在学习过程中,组内学生互相讨论,共享经验,从而提高每个学生的动手操作能力,增强他们的专业技能,使学生产生浓厚的学习兴趣,树立起自信心。
4.成果展示,教师做好点评与总结
学生操作完毕后,每组选派代表上台展示成果,并简单介绍心得体会。此时,教师应该向学生投以热情、信任和鼓励的目光,增加学生的信心和勇气,消除其紧张感。在展示过程中,教师要锻炼学生的胆量,鼓励学生,要求学生用洪亮的声音,并且面带微笑,简明扼要地介绍,培养学生的语言表达能力。然后学生根据评分表对每组进行评分,使各组之间展开操作交流。最后,由教师进行点评,注意多鼓励、多表扬。对发现的典型性问题和普遍性问题,分析其原因并提出改进建议,强调操作关键和技巧,启发学生的创造性思维。
二、应用示范教学法教学取得的成效
1.培养了学生的观察力、记忆力、注意力、想象力、思维能力
通过教师的演示、学生的观察,教师的言行举止都落入学生眼中,使学生耳闻目睹,亲自获得具体的直接经验,并且得到深刻的感性认识。同时,通过现场操作,帮助学生加深了对理论知识的理解,学习了教师的直接经验,为以后的技能课学习打下了坚实的基础。
2.激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性
“兴趣是最好的老师”,从教育心理学角度看兴趣是一种内在力量,是学习动机中最活跃、最现实的因素之一。在示范教学过程中,教师通过分组学习和上台展示,使学生对学习专业知识产生浓厚的兴趣,由“要我学”向“我要学”转变。
3.提高了学生的创新能力,增强了学生的团队合作意识
示范教学通过师生互动,加深了学生之间、师生之间在心理上、情感上的沟通,激励了学生的主动学习、主动探索,启发了学生的创新意识。同时,通过小组内成员间的分工配合和不同小组之间的操作交流,增强了学生的团队合作意识。
4.培养了学生的动手操作能力
示范教学可以使学生掌握电工技能一些最基本的操作要领,培养学生的方法能力和动手操作能力。5.提高了学生的语言表达能力从学生的学习和就业情况来看,一些企业对电子电工专业学生的素质要求,除了操作技能外,尤其重视学生的综合素质,语言表达能力就是其中之一。示范教学通过师生互动,学生上台展示的机会较多。通过一段时间的锻炼,大大提高了学生的语言表达能力。
三、应用示范教学法应注意的问题
1.讲解示范时目的要明确
讲解示范时要有明确的目的,应根据教学任务、内容、要求、教学步骤以及学生的思想、技能等,加强针对性。例如,在学习配电板安装时,教师应重点讲解电气元件定位与布线等动作要领和需要注意的问题,要求学生注意教师示范的动作,使学生明确听、看的任务,把注意力集中到电气元件定位与布线的主要方面。
2.讲解示范时语言要通俗易懂、简明扼要并富有启发性
教师讲解要突出主题,讲得简要、听得明白,易于学生理解、接受,并能够激发学生的学习兴趣,以提高讲解的效果。
3.讲解示范时注意时间、效果、方向及位置
在教学中,教师必须考虑讲解、示范的合适时间、方向及位置。在教学开始时,教师应通过示范,讲解操作的内容、要求、方法及注意点交待清楚。在学生操作过程中,教师应针对具体情况随时提出要求并给予指导。教师讲解时应当选好操作示范的方向与位置,使学生能看清教师演示操作的全部内容和动作要领。
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2014)03B-0122-01
电工技术基础是机电专业的一门专业基础课。它以培养学生能力为重点,以培养适合生产一线的操作人员为目标,突出电工技术基础理论知识和技能锻炼,其理论性和实践性较强。教师在日常教学中要不断总结和改进教学方法,探索出适合学生的教学方法,提高学生的学习兴趣和学习积极性,让学生在课堂中充分发挥主体作用,在掌握理论知识的同时又能提高实际操作技能。
一、简化理论教学内容
由于中职学生的文化基础比较薄弱,教师应根据学生实际情况和专业培养的目标,适当删减电工技术基础课程的教学内容,简化或删除一些在实际应用中极少用到、学生不易理解的理论知识,如适当删减“直流电路”这一章的电源模型及其等效变换、戴维宁定理、叠加原理等内容,降低学生学习的难度,提高学生的学习积极性。
二、让学生成为课堂的主体
中职学生集中注意力听课的时间往往不会超过20分钟,在课堂上不少学生看课外书、玩手机,而要提高学生的学习效率,关键在于激发学生的兴趣。兴趣是最好的老师。教师应面向全体学生,让每个学生都参与到课堂学习活动当中,增强学生的参与意识。用分组的方式,强化学生的课堂主体性,教师首先把学生分成若干个学习小组,每个组5~6个学生;其次把知识点融入各个小组的学习任务中,每个学生在组内分工明确,大家协同开展学习研究;最后,组内和各小组之间开展自评和互评。通过分组学习的方式,让学生成为课堂的主体,激发学生的自信心和学习兴趣,培养他们的集体荣誉感和团结协作精神。
三、运用多种教学方法让学生理解和掌握
(一)化抽象为形象的教学方法。电工技术基础的很多内容都是比较抽象的,学生难以在课堂上真正掌握这些知识,教师应化抽象为形象,运用直观手段,让学生通过感性、形象而具体的学习,提高学生对所学内容的兴趣和积极性,降低学生学习抽象概念的难度。例如,在学习“楞次定律”时,学生对感应电流磁场的方向就会感觉很抽象,但是采用多媒体进行教学,能让学生迅速、了解感应电流磁场的方向。
(二)类比引入教学法。电工技术基础课的某些概念和原理表达较相近,学生容易混淆,教师可以采用类比引入教学法教会学生如何区别它们之间的异同。如电场和磁场的概念,在学习磁场的知识时,对比引入电场的概念,学生可以复习和巩固了旧知识,也有助于学生顺利学习新知识,并区分了磁场和电场的不同之处。
(三)贴切学生实际法。教师可以以学生生活中的事物为例进行教学,便于学生理解,并让学生感到所学的东西就在身边。例如,学习变压器,教师可以从学生的手机充电器入手,让学生知道手机充电器就是一个小型变压器,它把220V的电压变成几伏的电压就可供手机使用,给人们生活带来方便。因此,教师在课堂上列举生活实例的方法,可以提高学生的学习热情,还可以激发学生学习电工技术基础课程的兴趣和求知欲望。
(四)任务驱动教学法。任务驱动是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。学生在教师的帮助下,紧紧围绕一个共同的任务,在强烈的问题动机的驱动下,通过对学习资源的积极主动应用,进行自主探索和互动协作的学习,并在完成既定任务的同时,引导学生产生学习的实践活动。
“任务驱动”教学法的基本特征是“以任务为主线,以教师为主导、学生为主体”,在完成“任务”的过程中,也培养了学生分析问题、 解决问题以及用电工知识处理实际问题的能力。“任务驱动”教学法的工作流程包括创设情境明确任务学生完成效果评价阶段。例如在完成“导线的连接”这个任务中,学生围绕中心任务完成了“导线的剥削方法”、“导线连接的步骤和工艺要求”、“导线绝缘层的恢复”等小任务,其中融合了“常用电工工具的使用”、“单股导线一字、T字形连接方法”、“电工胶布的使用”等知识点,教师明确任务,学生开展活动,引入竞争机制,小组与小组之间展开比赛,最后由学生进行自评和互评,教师作总结评价,评选出最佳作品。可见,学生在完成任务的过程中,既锻炼了他们的动手能力,其成就感也得到极大的满足;同时,引入竞争激励机制能使学生乐在其中,主动参与课堂,活跃课堂气氛。实践表明,“任务驱动”教学法在课堂上充分实现“学生主体、教师主导”的目标,调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的动手能力和团队合作精神。
总之,企业对一线操作工人的要求越来越高,为了提高学生的实践技能,提高机电类毕业生的就业率,首先,教师必须对课堂教学进行改革,把培养学生的实践能力放在首位,培养适合企业需要的技能型人才。其次,把企业的要求与课堂进行对接,应在课堂上融入企业的精神、文化、制度方面的内容,培养学生职业道德、诚信品质和团队精神。最后,进一步加大校企合作的力度,把课堂放到企业当中,让学生经常接触到最新的生产工艺和生产理念,丰富他们的实际操作技能,增强毕业生们的就业竞争力。
【参考文献】
一、引言
创新精神与实践能力是应用型人才培养的重要内容。作为应用技术型大学的试点院校,我校一直在研究理论、实验、实践相互融合的培养模式。本文以《电工技术》课程为例进行新型教学模式探索,以期对应用型人才培养提供帮助。《电工技术》是诸多工科专业的基础课程,伴随着“智能制造”产业的大力发展,电工技术相关知识变得愈发重要。目前,我校《电工技术》的授课以课堂教学为主。实验和实践的学时数相对较少,直接导致当课程学完后,大部分学生只能做电工技术相关知识点理论推导,却不能知其本质原理。究其原因,我们的理论、实验、实践教学脱钩了,且实践环节进行的太少。但是如果过多地进行实验和实践教学,我们的课程学时数又不够。因此,对电工技术等应用为主的重要课程,理论、实验和实践教学应当综合考虑,同步进行。理论学习和实验及实践的开展应当在同一次课中完成。部分难以与理论和实验综合进行的实践环节在课程教学期间可单独安排,穿行。这样的教学模式,更能做出地方本科院校的特点。本文能够为《电工技术》课程提供全新的教学模式,培养学生的实际应用能力,使学生全面掌握《电工技术》的相关知识。此外,本文提及的教学模式可作为工科课程全新教学方法的探索。
二、《电工技术》教材分析
现有的本科《电工技术》教学主要以秦曾煌主编的高教版教材为主,总共包含13个章节,分别为:电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法、电路的暂态分析、正弦交流电路、三相电路、磁路与铁心线圈电路、交流电动机、直流电动机、控制电机、继电接触器控制系统、可编程控制器及其应用、工业企业供电与安全用电、电工测量。其他教材基本内容与上述教材一致,如方厚辉主编的《电工技术》主要内容分为三个部分:电路、传动与控制、电工测量与安全用电。由上可知,高等学校的《电工技术》教材内容没有太多变化。我校采用的是秦曾煌老师主编的教材,以此教材为基础,对教学内容进行研究。
三、课程内容模块化
依据我校定位及专业要求,将现有教材内容重新编排,划分为4大模块9项专题。主要根据直流电和交流电两大分类,将原有课程内容分为电学综述、直流模块、交流模块和电机的控制。电学综述为引导型内容,培养学生兴趣,建立模块化内容之间的关系,宏观阐述电学学科的重要性及其与他学科的关系;直流模块包括耗能元件直流电路、储能元件直流电路、直流电机;交流模块包括储能元件交流电路、三相交流电路、交流电机;电机的控制包括低压电器控制电机、PLC控制电机。
四、教授内容项目化
依据模块化后的专题,构建若干小项目,项目内容尽量与实践建立关系,以实物研究为主导。必要时可在企业完成项目。学生组成团队选择、设计、实施项目的同时,除了能深刻理解课程内容外,更能加强其认知能力、决策能力、应用能力和合作能力。依据模块化的专题及项目,重新编排综合化的教材辅助教学。同时可以在各个项目之间穿插参观实习和比赛等实践性内容。
五、教学形式综合化
作为工科应用型为主的重要课程,理论学习、实验和实践应当综合进行。理论上的学习和实验的开展及实践的进行应当在同一个项目中完成。通过导课,阐述课程和生活的关系,提升学生学习兴趣,融入创新理念,融入学生讨论为主导的教学方法,融入项目研究,其中:知识背景与基本知识点讲授占到课时的35%,以学生为主导的专题讨论占到课时的30%,围绕项目的综合应用占到课时的35%。上课地点要依据项目灵活选择,主要在配备各种实验器材的实验室完成教学。
六、教学思维一体化
教学过程中充分融入理论、实验、实践三位一体的综合性教学思维。同时要贯穿以下思维进行教学指导。举例如下:立体思维,学生在进行电路分析时,看到的电路图是平面的,因此常常将电路惯性理解为“平面电路”。而电路图是由实际电路模型化得到的,其代表的电路是立体的。虚接思维,可以随意构成虚拟回路,尽管这样的电路未必有电流,但是对于问题的解决却起到了至关重要的作用。串并联思维,在电路分析和设计中,充分应用串联思维和并联思维,串联思维是控制,并联思维是拓展。
七、应用举例
正反转控制三相电机属于低压电气控制电机模块中的一个项目。教学以项目的形式开展,配套独立教材,在低压电器实验室完成。导课和理论内容讲解时间占到本次项目的35%,在理论讲解时充分应用串并联思维。在单电机直接启动控制线路的基础上,并联相同的直接起动控制线路,而后以此基础上进行正反转设计,学生理解起来较快。然后花费30%的时间进行分组讨论,并自行设计正反转连线,同时将器件与原理图一一匹配。最后应用35%的时间进行线路连接和实验验证。期间老师也可参与讨论,但是主要起到指导的作用。
八、总结
对《电工技术》教学内容进行模块化,模块化后的专题又进行了项目划分,依据项目,开展理论、实验、实践三位一体的教学探索,从而在实践方面对学生进行有目的的培养。本课程的最终应用效果为,《电工技术》课程主要在配备大量实验器材的实验室授课,理论讲解时间占比较低,剩下时间均进行讨论、实验和实践。榆林学院已应用本教学模式对电工技术教学进行了初步的试验,效果显著,学生反映较好。本教学模式的探索还在路上,需要进一步的完善和总结。希望能对其他课程的教学起到参考作用。
参考文献:
[1]何绍芬.试论地方本科院校高素质应用型人才培养模式[J].中国成人教育,2016(18):71-73.
[2]康重庆,董嘉佳,董鸿,孙劲松.电气工程学科本科拔尖创新人才培养的探索[J].高等工程教育研究,2010,(5):132-137.
《电工技术》是工科非电类专业所需的电类基础内容,所谓基础性就是为非电类专业学生学习后续课程和专业知识及将来所从事的工作打下基础,同时也为将来自学、深造、拓宽和创新打下基础。目前该课程主要面向机械设计制造及其自动化、材料科学与控制工程、能源与动力工程等非电类专业,学习内容多,课时不充裕,历来是学生学习的重点和难点。根据近几年的教学经验以及对学生的反馈,为使学生更好的学好该门课程,为今后的学习深造及专业需求,提高学生对社会的适应能力,须对《电工技术》课程进行教学改革。
1.电工技g课程现存在的问题[1]
1.1课程内容多,学时少,课程教学内容不够完善。《电工技术》课程包括电路、磁路、电机拖动、可编程控制器、工业企业供电、安全用电及电工测量这几大块内容,理论课时仅有44课时,实验课时为8课时。对所有非电类专业授课内容没有差异处理,并不完全适合专业发展需求,且与后续专业课内容有重叠。例如机械专业后续专业课中有《机械传动控制》这门课程,该课程中有电机拖动及可编程控制器的内容与《电工技术》中重叠,造成任课教师讲授时不好把握内容的主次。
1.2实验项目不贴合专业,学生动手能力差。该课程的实验项目开设未同电类专业区分开来,没有考虑到专业需求的差异;其次学生做实验时总是依赖实验指导老师,老师先给学生示范,学生跟着做就行,而不是独立完成实验内容,动手能力差。
1.3考核方式单一,无法全面评估学生。以往考试以期末考试成绩分高低,不管学生平时表现如何,这样造成的后果是无法全面考核评估学生的学习能力,无法监督学生平时的学习,无法激发学生平时的学习兴趣,同时这样的考核方式也无法提供有效教学反馈信息给任课老师。
2.电工技术课程改革措施
2.1优化教学内容,建立更为完善的、合适的课程体系。在课时不足的情况下[2]考虑到机械专业在后续专业课《机械传动控制》这门课的内容有重叠,可以优化《电工技术》当中交流电动机、继电接触器控制系统和可编程逻辑控制系统等重叠的部分,在《机械传动控制》当中作为一个完整体系来介绍。像材料科学与控制工程这类非电类专业也应考虑到后续专业课程的需求来调整教学内容,他们今后在专业课当中对电工技术的要求没有像自动化等电类专业那么深入,那么对直流电路分析、交流电路分析和安全用电等基础性内容应该花更多时间给学生讲透,今后遇到这些基础性问题能够熟练分析处理。因此《电工技术》课程内容可将它分解成电路、电机拖动、可编程控制器及工企业供电、安全用电四大部分内容,像机械专业应结合后续专业完成这四部分内容的学习,材控专业应完成电路、交流异步电动机及第四部分内容的教学,能动专业主要完成第一和第四部分教学,而且教学过程针对不同专业有不同侧重点,这样所完成的教学内容才能满足学生的专业需求,让学生觉得所学这么课程的必要性和重要性,才能最大程度激发学生的学习兴趣,让《电工技术》这门课程能够解决他们专业当中碰到的电类问题。
2.2改革实验教学内容及模式,强化学生创新能力。改革旧的实验教学模式,可采用必修和选修实验模式来提高学生的学习兴趣,满足专业今后的需求。首先必修实验让学生了解电工技术实验室的相关资源,然后根据学生自己的学习兴趣及专业需求去选择选修实验,例如照明电路的安装、三相异步电动机的顺序控制和降压启动控制实验等等,让学生感觉到所学该门课程和生活生产机密相连的,以提高学生的学习兴趣。另外可结合当下热门的MOOC教程[3],让学生先做好线上预习,实际操作时就可以自己动手连线,排查问题,并请老师当场检验实验结果予以打分,而不是像现在出了任何问题找老师,这样实验成功率和效率都会大大提高。实验任课老师应该起到理论课内容到实际操作的过渡引导,让学生明白他所学的东西在实际当中如何应用、怎么应用,从而能激发学生的学习兴趣。
2.3改进考试制度,废除一卷分上下。采用期末考试一卷分高低出现的情况许多同学临近考试抱佛脚,考前突击复习这样的学习方式和态度将会导致学生没有真正掌握专业知识,而且由于该门课程学习内容多,学生往往抓不住复习的重点,出现考试及格率低的问题。针对出现的这些问题根据教学内容增加3次小考[4],分别是直流部分、交流部分和交流电动机及其他部分。这些小考一方面可以监督学生平时的学习,让老师发现学生的问题并及时调整教学内容和方式方法,另一方面小考可以指导学生学习的重点和难点,以便他们今后的复习。因此改革后的考试方案为总评成绩=期末成绩*50%+小考成绩*20%+实验成绩*15%+平时成绩*15%,这样的考核方式全方位对学生进行考核,可以激发学生的学习积极性。该考核方案在材控专业的14级中试用,结果表明学生学习积极性大大提高,综合成绩更能全面反映学生的学习情况,因此将继续在后续年级和多个专业中推行此方案。
综上所述,电工技术课程的教学改革只有在不断探索、不断改革和不断实践的过程中才能逐步完善,使学生系统掌握《电工技术》的基本理论和技能,具备应用所学理论来分析解决实际问题的能力,使之培养出来的学生综合素质更强、更能适应社会的发展。
参考文献:
[1] 孟樱,许钢,张明艳,周鹏.电工技术课程教学与实验改革[J].中国现代教育装备,2014,11(195):75~77.
【中图分类号】 G642 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437(2012)02-0016-02
一、前言
面对新世纪全球科技生产力的快速飞跃,社会对掌握高新技术和实用生产技能型人才的需求与日俱增,而各类高职院校正是国家培养各种高、新等实用型生产人才的重要基地[1]。改革开放以来,我国社会和经济生活快速发展,为适应当前社会的急迫需求,高职院校的授课方法和教学内容应该自觉的与社会要求相适应,在继承和发扬传统授课方法优点的基础上,应加入实用性、新颖性、趣味性和启发性等教学内容,并着重培养学生敢于动手、勤于动手、乐于动手和善于动手的实践能力,尽可能的满足当今飞速发展的社会对高等职业院校毕业生的基本用人要求。
二、转变思路,明确培养目标
高职院校电子、机械、电气等专业的培养目标是面向社会实际需求,培养面向建设、生产、服务、管理第一线需要的,掌握本专业领域方面基础技术知识,同时具备相应实践技能以及较强的实际工作能力,从事机电、电气等设备的安装、操作、维护、调试、数控机床操作与编程、企业生产管理与产品营销的高级专业型人才[5]。
目前,高职院校在《电工电子技术》课程教学中普遍存在的问题有:①课程信息量偏大,但相应的教学学时越来越少;②课程内容繁难滞后,与市场需求日渐脱节,缺少形式生动、趣味性和启发性的教学内容,没有形成一套适合高职院校学生理解和接受特点的教学方式和实践手段;③理论和实践教学上仍以传统理念和方式为主,不符合高职院校学生培养目标的要求;④在总课时的分配上,理论课时较多,而实践应用课时少;⑤课程考核方式上,理论比重大而实践小。传统的教学方式和内容在帮助和督促学生在理解理论知识方面能起到一定作用,但说到实际应用则谈不上。而其中的实验内容也只是简单的集中训练了本门课程中必备技能的要求,内容缺乏内在的连贯性和综合性,更谈不上开放性和职业性,不利于学生能力的培养,也达不到国家对高职教育人才培养目标的要求[6]。
三、以培养目标为出发点,改革教学内容
1.精简课时,拓展教学内容
根据课程培养目标的要求,在总课时减小的情况下,我按具体专业的不同将《电工技术》的教学内容进行合理压缩和拓展。大胆舍弃科目交叉的重复内容,简化繁琐的理论推导,在有限的课时资源下,重点讲解实践项目内容,尽量在相关章节引入本课程新知识、新技术和新成果,课程内容尽可能做到实际应用范例与理论相配合,使各专业学生能更清晰地把握这门课程的广度和深度,开阔视野,在亲自实践中发掘自身的创造和创新能力。
2.加强与各专业课程的衔接
高职教学中《电工技术》属于专业基础课,学生在高职学习的较早阶段便开始了课程的学习,学生学习这门课时一般还无本专业意识。因此,教师应将《电工技术》教学内容紧密、巧妙地融合于各专业各门课程中,为学生后续课程的学习打下基础[7]。例如:在讲解计数器的功能及使用时,可利用数控机床电机测速装置原理举例,既加深了学生理解计数器的原理,更重要的是让学生理解了其应用的价值,并可做到举一反三,让学生想到其它的计数器可能的应用方面。达到以上的教学目标,也要求教师熟悉相关专业的课程教学要求和具有扎实的实践知识。
3.教材内容的编写采用项目制思路
教材在整个教学环节中占据重要位置,教材的质量及选用是否得当,将直接影响教学效果。在我所在的高职院校中,我采用以项目教学编写为特点的新版教材。在教材的每个教学章节,都配合以相应的实训项目,要求学生完成,加深了学生对理论知识的理解,又通过这些项目的完成,让学生对知识在实践方面的应用有了切身的体会。我在日常的授课时严格检查和评估项目化教学进度和效果,并作为自己教学质量成果考查的主要内容。在教材实际使用了几个学期后,我感觉自身提高了理论和项目一体化教学的能力,能自己独立编写相关的实验、实训教材,这为我将来编写出适合其它各工科专业使用的《电工技术》教材,积累了宝贵经验。
四、教学方法、手段的变革
我认为作为一名高职专业课教师,学生的基础水平普遍较弱,如何设法让学生对课程的学习产生浓厚的兴趣,是提高教学质量的前提条件。为此,我在实际教学中经常采取以下一些方法:
1.理论与实践相结合,尽量提高学生兴趣
在实际的教学中,我努力讲好绪论部分,努力使学生从一开始就对要学习的课程有个大致了解,学这门课能掌握什么知识和技能,将来可以做什么,向哪个方向发展,进而产生学习的兴趣。关于教学内容和方式,应坚持理论学习与实际验证相结合,课内听讲与课外观察相结合,动手实验与实训相结合的指导原则。采取多种现代化的教学技术和讲——演——练——评的教学模式,容易使学生在理解课程内容的基础上产生进一步的学习兴趣。
2.讲练融合,加深所学理论知识
教师应对课堂上所要讲授的基本公式、重要原理、重点内容和难点用心体会,精心设计教学顺序以使学生易于理解,在重点处要不惜时间的讲明白、讲透彻。要重视教师讲与学生练的有机结合,每次课都要尽可能的留足够时间让学生练习有关课程重要知识点的习题,这样既可使学生巩固和加强了所学的理论基础知识,又可使学生产生学以致用的感觉,以进一步增加他们的学习兴趣。有时,可以根据学生接受的具体情况,适时的引导学有余力的学生向更深层次的知识点迈进。
3.重视学生综合能力的提高
教学过程是教师与学生有效的双向互动的过程,在此过程中教师不仅要教会学生知识,更要教会学生获取知识的方法,使学生养成勤于学习、善于处理实际问题和快速适应环境的良好素质,使自己的学习自信心得到强化,动手能力得到锻炼。在高职《电工技术》的教学中,要努力使学生初步掌握电工技术人员必须具备的基本技能,并为学习后续专业课打好基础,同时也为今后从事工程技术,甚至科技工作打下一定的基础。
4.尽量使用现代化教学手段
知识量大、面广、有些则抽象难懂,教师难以用语言准确描述,学生也难以理解是《电工技术》课程的教学的特点。在讲授一些抽象的知识点时,如果使用多媒体课件教学则能将单调、枯燥的理论知识变为生动、形象的动态画面,能增大学生知识获取的信息量,也易于其理解和接受。如在讲授抽象晦涩的PN 结形成过程时,教师可先结合图例详细描述,再演示动画加深学生的理解。多媒体教学课件的应用,在有限时间内增加了老师教学信息量,以直观生动的形式培养了学生的学习兴趣,也提高了教学效率,有效的缓解了课程学时少与教学内容较多之间的矛盾。同时,也可以充分利用网络资源实现优质教学资源的有效使用,方便学生的学习。教师也可通过邮件、建立交流群或专门的答疑平台,及时回答学生的提问,对问题较多的知识点,也可在课堂上集中解答。尽量不让一个学生因为一个知识点不清楚,从而产生厌学的心理。
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