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实训基地建设是中等学校专业建设的重要内容之一,是影响学校核心竞争力的因素之一,是教学成效之源。实训基地建设包括校内实训基地建设和校外实训基地建设,笔者将重点从以下几方面阐述电子技术应用专业校内实训基地的建设与管理。
一、电子技术应用专业实训基地功能定位
1.教学功能
中等职业教育电子技术应用专业的培养目标是为电子及相关企事业单位,培养从事一般电子产品的生产、装配、调试、检测、维修,以及电子产品、电子元器件的采购、销售和服务等的技能型人才。针对这一目标,在规划实训基地的投资及建设规模上,应以培养学生具备电子技术应用能力为核心,设计教学内容、配置教学设备、构建实训场所。
2.职业培训功能
实训基地可根据电子行业对职业岗位群的要求,与政府劳动和社会保障部门、企业合作,规划设置各类不同层次的培训项目,进行岗位培训或者再就业培训。
3.职业鉴定功能
学校在完成职业培训功能的基础上,为了适应国家职业鉴定与职业准入制度的实施,要与人力资源和社会保障部门合作,利用实训基地积极开展电子产品维修工、电子设备装接工、电子元件检测工、无线电调试工等工种的职业技能考核鉴定工作。
4.生产经营与服务功能
利用基地的设备设施、技术力量面向市场从事电子产品生产经营等服务,体现实训基地的生产服务。通过简单电子产品的设计、加工,完成电子产品的生产,为学生提供真实的岗位训练环境,同时,为学校补充一定的实习经费,从而实现实训基地的可持续发展,更好地提高本专业的教学质量。
二、电子技术应用专业实训基地建设内容
对应学生的技能训练的三个层次,即基本技能训练、岗位技能训练、创新能力训练,将实训基地建设也分为三个区域来建设。
1.基本技能训练区域
主要完成电子仪器仪表使用、常用电子元件识别与检测、电工工具的使用等内容的训练,同时完成典型电子模拟电路、数字电路、单片机电路的认识实验,可设三个实训室:电子技术实验室、单片机应用实验室、电子工艺实训室。
2.岗位技能训练区域
模拟电子企业岗位,完成对学生岗位适应性训练,通过家电产品检测、小型电子产品加工等训练,培养学生维修家用电器、加工电子产品的能力。主要设置两个实训室:家用电器调试与维修实训室、电子产品加工实训室。
3.电子创新能力训练区域
以培养学生创新能力为目标,完成小型电子产品从设计到制作与调试的全过程,配置设备主要包括:电脑、激光打印机、手动裁板机、线路板雕刻机、微型钻床、制板系统、线路板丝网印刷机、油墨固化机、自动覆膜机等。
三、实训基地布局
电子技术应用实训基地的三个区域,每个区域都建有不同的实训室,每个实训室依据理实一体化教学模式进行布局,可分为学习区、实训备料区、技能训练区、资料查询区。学生在学习区内完成对任务的理解与认知,然后在备料区和技能训练区完成相应的工作任务,对于训练过程中遇到的问题,还可以在资料查询区通过网络解决学习、训练中的疑惑。
四、电子技术应用专业实训基地运行管理
1.构建分工明确的组织机构
按照分层管理、责任到人的原则,应设实训中心主任1名,负责实训基地的整体建设、管理等,下设教学干事、库房管理员、安全管理员,负责协助主任做好实践教学管理、设备管理、安全保障等工作,每个实训室由1名指导教师负责,承担实践教学任务、本实训室设备的维护等职责,从而构建一个自上而下的系统组织管理机构。
2.制定操作性强的管理制度
为了保证实训基地的良好运行和功能的更好发挥,需要制定一系列的管理规章制度,以保证实训室的规范化使用,主要包括《校内实践教学基地建设与管理规定》《实训中心安全管理制度》《实训室管理人员岗位职责》《实训指导教师岗位职责》《学生实训守则》等。
3.开展科学有序的实践教学
关键词:虚拟仿真;Matlab;电力电子技术;实验实训
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)02-0134-02
一、引言
电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科,且广泛应用于工业、交通、IT、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域,它的应用领域几乎涉及国民经济的各个工业部门。
二、电力电子技术课程教学现状
当前高职院校基本都采取理论教学加实践操作的模式进行电力电子技术课程的教学。首先,讲解电力电子器件的工作原理、特性以及使用方法;然后对各种变流电路(包括整流、逆变、斩波和交流变换等)的电路构成、工作原理和波形等进行分析;最后在实验实训台上进行实操、搭建电路、观察波形等进行验证。
电力电子技术课程本身属于电类各专业课程中较难的课程之一,教学对象又为高职学生,他们理论基础差,计算能力弱,因此教学重心一定偏向实操。然后,在对电力电子电路进行实验实训分析的过程中,由于电力电子器件具有非线性等特点以及电力电子电路的复杂性,造成实验实训结果不明显,单从示波器显示波形不能很好地检测电路的正确性。而且电力电子技术的实验实训都涉及到220V或者380V的高电压,具有一定的危险性。往往造成学生实验实训项目做得迷迷糊糊,不知道结果是否正确,即使知道错误了也很难进行排故,导致学生学习兴趣减低,形成恶性循环。
三、虚拟仿真技术在电力电子技术教学中的应用
虚拟仿真技术是近年来随着计算机技术迅猛发展而逐步形成的一类实验研究的新技术,它在各类专业各种类型的课程当中被广泛应用。虚拟仿真技术的优点主要有:(1)实验硬件门槛低,基本不需要专业的实验设备,只需要普通计算机即可;(2)实验过程安全可靠,不涉及高电压、高电流;(3)实验过程迅速、结果清晰明显,能快速地在计算机屏幕上显示所需要的所有结果,一目了然;(4)纠错排故简单,基本的仿真实验修改只需要在仿真环境下进行器件或者连接的修改。
鉴于以上优点,虚拟仿真技术在电力电子技术课程实验当中进行应用十分合适,并能有效地提高电力电子技术课程的教学效果。目前,可对电力电子电路及系统进行虚拟仿真的软件较多,如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。这些模拟仿真软件的出现,为电力电子电路及系统的分析提供了方便、有效的手段,大大简化了电力电子电路及系统的设计和分析过程。其中Matlab软件由于其Simulink环境下提供的SimPowerSystems工具箱在电力系统分析、电力电子电路分析中令人满意的表现、友好的界面和模块化的形式受到广大用户的青睐。
根据电力电子技术课程教学的要求,结合课程实验操作内容,我们设计、建立并实现了涵盖高职教学要求的十五个电力电子技术Matlab仿真项目。下面以直流升压斩波电路为例,详细介绍使用Matlab软件进行模拟仿真的方法和步骤。
四、仿真实例
本节以直流升压斩波电路为例,详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。直流升压斩波电路是典型的直流斩波电路之一,它通过电容、电感元件的储能以及电力电子器件(此处使用IGBT)的通断控制,使负载上得到比电源电压高的电压,其电路原理图如下所示。
根据电路原理图,在Matlab的Simulink中建立直流升压斩波电路仿真模型,步骤如下:
1.仿真平台建立。启动MATLAB,进入MATLAB环境,点击工具栏中的Simulink选项,进入所需的仿真环境,点击File/New/Model新建一个仿真平台。
2.模块提取。在Simulink环境中拉取所需要的模块到仿真平台中,具体做法是点击左边的器件分类,电力电子仿真实验一般只用到Simulink和SimPowerSystems两个,分别在它们的下拉选项中找到我们所需的模块,用鼠标左键点击所需的模块不放,然后直接拉到仿真平台中。本电路图所需要的模块及提取路径如下表所示。
3.仿真模型建立。将提取的各模块,按照原理图布局好位置并进行连线。具体做法是移动鼠标到一个模块的连接点上,会出现一个“+”字型光标,按住鼠标左键不放,一直拉到所要连接的另一个模块的连接点上,放开左键,连线就完成了。本电路图的仿真模型如下图所示。
4.参数设置。参数设置分为模块参数设置和仿真参数设置。模块参数设置如下:直流电压源的幅值设置为100V。电阻负载设置为1Ω。控制脉冲电压由脉冲发生器产生,电压幅值设置为3V,周期设置为0.001S,脉冲宽度比的大小设置可改变输出负载电压的大小。IGBT、功率二极管、信号分解器、电感和电容可保持默认设置。示波器根据需要输出的波形个数设置输入端口数。仿真参数设置如下:将开始时间设置为0,终止时间设置为0.01,算法设置为ode23tb。
5.仿真。完成以上步骤后便可以开始仿真,仿真结束后双击示波器观察波形。直流升压斩波电路在控制脉冲电压宽度比为80%和40%时的仿真波形如图3所示,与理论分析值一致。
五、小结
虚拟仿真技术随着计算机技术的发展在近些年得到了长足的发展,越来越多的课程在教学中引入了虚拟仿真技术,它对课程教学效果的提供具有较大的作用。文章在分析教学现状的基础上,引入了使用Matlab软件的虚拟仿真技术,并以直流升压斩波电路为例,详细介绍使用Matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。
参考文献:
[1]王波.虚实结合、理实一体的电力电子技术课程改革的探索与实践[J].时代教育,2015,(7).
关键词:电力电子技术 教学改革 理实结合 课程设计
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)012-178-02
1引言
电力电子技术是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的。《电力电子技术》是电力类及自动化类专业的专业基础课,是一门理论和实践结合比较紧密的课程。在过去的教学中,学生普遍反映这门课比较难学,而且学完之后记忆不深刻,不知有什么用。为了改变这种状态,使学生真正学到知识,并学以致用,势必要求我们改变传统的教学模式,对《电力电子技术》课程的教学内容、教学方法和教学环节等方面进行全面的改革。因为教师承担后续课程如《交直流调速系统的运行与维护》的教学,加之学校在教学设备给予充分的支持和投入,建立了专门的电力电子实验室,为我们的教学改革从知识体系上和实践环节上都创造了便利的条件。教师在教学上进行的一些有益的尝试和探索,有助于培养学生的工程实践能力和创新能力。
2教学内容组织与整合
电力电子技术在近二、三十年得到飞速发展,新器件和新的控制方法不断出现,该课程的教学内容也在不断增加和充实。为了适应和促进电力电子技术的发展,在授课时,应根据电力电子技术的发展趋势,在全面分析教材内容的基础上,对教学内容进行认真筛选和组织。加强电力电子器件、基本电力电子电路的分析方法以及实用电路等的学习,同时还应适当补充一些反映本专业最新发展方向的内容,替代教材中陈旧、过时的内容,注重教学内容的推陈出新。例如,以往介绍器件时只介绍晶闸管,而随着电力电子器件的不断发展,应增加全控型器件和新型器件的介绍,从而拓宽学生的视野,便于和不断发展的电力电子技术接轨,以适应今后工作的需要。所以电力电子人才的需求也越来越大,而高校承担着培养人才的重任。电力电子技术是电气工程等专业极其重要的专业基础课。如何对该课程进行合理的改革,以适应社会的需要,是我们教师的一项重要工作。
以就业为导向,以国家高职示范重点专业建设为龙头,以基于岗位工作过程课程改革为主线,经过与企业的反复调研与交流,确定《电力电子技术》采用项目教学法,包括三个教学项目。如项目一主要讲授本课程的基础知识,具有两个教学任务,任务一主要讲器件的结构及原理,而任务二是器件的特性及使用;项目二是本课程的核心部分,以四个任务为主体,囊括了电力电子技术中的四种主要电路,它们分别是:相控整流电路、直流变换电路、无源逆变电路、交流变换电路;项目三是对课程的深化应用,是学以致用教学理念的体现,其中任务一既详细讲解了触发电路的结构和工作原理,又将触发电路应用于前面所讲的电路中去,使整个知识构成一个整体。而任务二则是将所有的理论知识充分融入到实际的电力电子装置中去,将课本知识实用化、具体化。教学的学时分配为理论教学58学时,实践教学14学时,总课时72学时。
通过对电力电子器件结构及工作原理的讲解,使学生能够正确运用电力电子器件,并结合实际电路的应用,在分析电路工作原理及各部分电压及电流波形的同时,更深入的理解器件的特性,最终,对一般的电力电子设备,具备一定的分析、使用和设计能力。
3教学方法及手段的应用
把握高职教育的教学特点与规律,适时的调整教学内容与方法。在教学过程中,时刻以学生为主体,以项目为框架,本着由浅入深、先易后难的原则,使学生逐步掌握和理解所学-
学生是学习的主体,而教师是授课的主体,作为一位优秀的教师,不但要对课程的内容了熟于胸,还要精心的装饰和布置每一节课程,做到思路清晰、层次分明、难易有别、重点突出。因此,为了提高教学效率及效果,教学不能只停留在常规的板书授课上,应根据所授内容的自身特点,适时的将实验演示法、引导教学法、类比教学法、项目教学法等引入到课堂教学中来,可大大提高我们的教学质量和教学水平。
好的方法也要配合好的手段,在教学手段的运用中一定要结合实际的教学环境、教学条件等,以期以最高的效率取得最好的效果。例如可采用PPT课件、多媒体动画、小型试验实训装置等,将生动的课程呈现给学生。
4教学环节的设计与实施
教学环节包括对本课程教材的处理及分析研究出本课程的教学重点和教学难点。《电力电子技术》课程的特点是任务内容相对独立,任务间的相关性较小,但要求我们在教学中要有一条主线贯穿于课程的始终,即器件的运用以及对电路工作原理和波形的剖析。明确教学中的重点和难点:(1)电力电子器件这一项目中的内容较为松散,器件种类多,而结构、符号、工作原理等又各不相同,关联性差,因此器件的符号、结构和工作特性等不易记忆,容易混淆;(2)某些复杂的电路,由于涉及元件多,工作过程复杂,学生不容易掌握,如三相桥式整流电路,每个周期中有六种导通状态,每种状态下又都有各自的导通回路,学生掌握起来比较困难;(3)同一种电路接不同的负载,如电阻性负载与电感性负载,使其工作过程与输出波形截然不同;(4)锯齿波触发电路驱动整流电路时,为使主电路与触发电路同步,如何选择合适的变压器类型;还有直流变换与交流变换等,尤其今后为交流调速做准备的变频调速过程及原理等等,只要清晰的把握教学环节,则可以采用灵活多样的教学方法,既可以增强自身的教学水平,又能够提高课堂的教学效果,还可以培养学生的自学能力,发挥其学习的主动性和积极性。
对教学环节的精准把握及教学手段的有效配合,可以实现学生的知识、能力、素质方面的培养,达到我们的预期目标。
知识培养方面可以使学生能够掌握以下四项内容:掌握晶闸管、电力晶体管、IGBT等常用器件的结构和工作原理、能够对AC-DC、DC-DC、DC-AC、AC-AC四种电路的工作原理进行分析及计算、对触发电路的工作原理有基本的认识,并能正确选择和连接触发电路、能用电力电子器件为核心器件组成一种实用的成品电路装置。能力方面,要逐步培养学生的五种基本能力:对于电力电子器件要具备基本的识别和应用能力;对于电力电子电路要有一定的阅图及分析能力;在器件的使用过程中体现扎实的计算和选型能力;在平时的实验、实训中培养熟练的操作和诊断能力;最终通过课程的学习真正实现拓展和再学习能力。对于职业院校的学生,只有具备以上五种能力,才能成为合格的技能型人才。素质是体现在学习中,教师要让学生养成严谨、认真的工作态度和科学的思维习惯,具备扎实的理论基础;素质体现在实践中,让学生培养良好的职业习惯和安全责任意识,逐步提高自己的操作技能。不断激发学生的学习兴趣、掌握科学的学习方法,还要调动学生的创新积极性、激发他们的创新潜能。尤其在教学过程中,有些内容学生可以先行自学或查阅资料,再组织学生讨论,最后在讨论的基础上得出结论,这样不仅可以加深理解,还可以培养学生的独立思考能力。
5总结
以上内容是在为了培养“实际应用型人才”,加强科学素质教育过程中开展的课堂教学的改革性探索。相信《电力电子技术》课程的教学改革将会日趋完善,会更加适应目前高职教育教学的发展,会更加符合时展的需要,更好地为培养有较高科学知识、较高的能力素养和较高的职业素质、具有开拓创新精神的现代化人才服务。
参考文献:
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随着现代化的科学技术的发展,教学课程中也开始使用各种新的方式来满足教学工作的需要,而信息技术作为一门新的技术运用到现代教学课程中,使课程的教学方式变得更加得生动立体,不再仅仅只是依靠黑板和图纸的抽象思维,而是通过立体的图像模拟电流的变化过程等形式进行电流的波性分析,从而使电力电子课程更加得生动形象。运用信息技术辅助教学可以弥补传统实验的不足,激发学生的学习兴趣,扩展学生的视野,帮助学生面向社会,把书本知识与生产实践结合起来,进而培养学生参与生产实践的热情。
1 传统课堂教学的不足
课堂教学只能授予学生理论知识,而无法提高学生的工程实验能力和创新能力,这样的教学模式也无法培养出满足市场需求的高素质创新型人才。在传统的课程教育中,教师偏重于知识和技能的教学,注重知识体系的结构和逻辑性,而学生通过教师的讲解获得知识,通过做大量的习题来强化对所学内容的记忆和加深对所学内容的理解;教师偏重于知识的传授和灌输,而对学生学习兴趣、自主学习的培养不够重视;做习题成为应用知识的唯一方式,并且缺乏与实际生活、现代科学技术的联系;重结果轻过程,学生很少能经历科学探究的过程,学生只能被动地跟着教师的思路走,难以发挥其创造性。因此高等教育必须要增加大量的实践实训教学环节,尤其是高级专业的学生实践,实训教学课时基本上要占到总教学课时的40%以上。电力电子技术这门课综合性、应用性和实践性都很强,实践环节尤为重要。但传统的讲授模式存在很大的不足,在讲解晶闸管的换流尤其是三相整流电路时,为了把问题讲得更清楚需要画好几个波形,这样往往要花很长的时间,且学生学习的效果不是很理想。要真正学好这门课,我们有必要给学生提供自己动手实践的软件和硬件环境,来激发学生的主观能动性,使他们利用现有条件,在电力电子技术的实践学习中,提高自己综合分析和解决工程实际问题的能力,提高自己的创新创新能力和就业竞争力,以满足人才市场的需求。
2 信息技术在电力电子课程上应用的优点
通过信息技术与教学课程的有机结合,对教学过程中的信息技术、资源、课程内容等等进行整合,是一种新型的电力电子技术课堂教学模式。从信息技术与课堂教学整合的特点来看,它主要是采用多媒体网络教学方式,将抽象化的电力电子教学内容变得生动直观,利用信息技术对课堂知识进行处理,使学生能够融入到课堂知识的整合中来,大大提高了电力电子技术课堂教学的质量。这种新颖、高效的课堂教学模式能发挥教师在课堂教学中的主导地位,也让学生自主合作,对课堂知识进行探究总结,体现了学生的主体地位。通过对传统的“电力电子技术课堂教学”进行改革,营造了一种更加活跃积极的教学氛围,培养了学生自主学习的主动性和创造性,从而提高了“电力电子技术课堂”的实际教学水平。
2.1 增加教学趣味性,提高学生的学习兴趣
电力电子教学常围绕复杂而又抽象的技术内容展开,枯燥干涩的课堂内容再加上传统的课堂教育方式,使得电力电子技术教学更加得乏味干涩,大大降低了学生的学习兴趣。但采用信息技术教学,可以将抽象的教学内容转换成生动的图片、动画效果进行展示,以更加直观的方式将课程内容展现在学生眼前,降低抽象思维的难度以及学生对知识理解的偏差,这样不仅有助于帮助学生理解并掌握知识点,更能激发学生的学习兴趣。让学生能够自觉主动地融入到课堂教学,同时也降低了教师的教学难度,有利于提高“电力电子技术课堂教学”的教学质量。
2.2 增加学生的参与机会,激发学生的创造能力。
在电力电子教学中,除了课堂讲授的知识原理以外,让学生能够参与到课程实验中来也是一个非常重要的教学环节。但由于课堂时间、教师精力、实验安全等因素的限制,使得电力电子技术实验很难落实到每一位学生身上来,也很难落实学生对相关知识的实际掌握情况。但应用信息技术模拟电力电子技术的相关实验,让学生能够融入到中间来,提高了教学质量。此外,教师还可以利用信息技术设计教学内容,选择教学课题让学生自己分组讨论,进行模拟实验,这样既能考量学生对课堂知识理解掌握的程度,又能保证实验的安全性,让学生大胆设计的同时还能够提高学生的创造力。通过这样安全的实验,能够让学生对实验进行仔细的分析探究,思考实验的合理性以及存在的不合理地方,提高学生自主设计的能力,同时也能够帮助学生有效地掌握课堂知识内容,增强学生的自主创造能力和创新意识。
电力电子技术是以实验为主要手段进行教学的学科,与其他的学科有明显的不同。随着社会的进步与科学技术的发展,信息技术以其独有的先进性进入各个学科的教学中,信息教育技术,尤其是多媒体技术的运用,在整个电力电子技术学科的教学中有很大的作用,利用多种高效便捷的多媒体网络技术,能够将抽象的内容实体化,突破时间以及空间的舒服,进行虚拟场景展示,将原本无法显示的、虚拟的物理过程展现在学生的眼前。同时也能够降低教学实验的危险指数,使得原本难以理解的电力电子技术教学变得简单化,帮助学生进行理解,减轻学生的学习压力,同时也能减轻教师的教学压力,在一定程度上能够促进整个“电力电子技术教学”的发展。对于可见度小,不易观察,实验原理难以理解,又不太好想象的实验,借助多媒体也能帮助理解,而且还可以化想象对直观。例如,电流的波形变动研究,通过信息技术的应用分析,可以通过眼球直观的感受电流的变化,在课堂中使学生对与知识的认识理解更加的深刻。对于我们实验室无法办到的演示实验也可以通过多媒体来完美演示,现代化的信息技术的多媒体教学手段与实验的整合,是解决课堂效率的有效方法。
2.3 增加课时的信息量,提高教学效率
多媒体可以提供声音动画等多种信息,图文并茂,动静结合,能使抽象的概念、复杂的定理、定律、公式以及较复杂的物理过程等形象化。传统的教学模式中最常见的就是板书,教师要花费大量的时间以及精力将模拟图像或者知识体系等内容写出来,这样不仅浪费了大量的时间,还增加了教师的教学负担。但通过信息技术的方式做好课件准备,学生可以通过各种感官同时接受信息,在这样轻松、愉快的教学环境中学习,不再感到单调枯燥,大大增加了课时的信息量,提高了教学效率。在教育教学过程中,引进现代信息技术形成教学内容的信息化,教学过程的数字化,教学手段的现代化,和教学资源的网络化。信息技术与电子技术的整合要坚持信息技术服务电子技术课程的原则,信息技术在电子技术课程中的应用,决不能只是为了简单的应用,而是应该结合在电力电子技术的课程中,为了满足学生的求知欲以及教师的教学任务。
人们常说,依靠视觉能够获取八成以上的信息量,但是如果仅仅依靠视觉,却最多只能拥有两成的信息。这也就是说,要想获取更多、更准确的电力电子技术的相关信息,必须依靠多种感官的结合。在现代电力电子技术教学中,仅仅依靠文字、语言、图片等方式授课,是很难将复杂的知识解释清楚的,也很难让学生真正掌握到这些知识。但随着信息网络技术的高速发展,出现了许多便捷高效的多媒体应用技术。比如PowerPoint、几何画板、Flash动画等的教学技术软件,它们能够将复杂的内容变得更加的简单生动。有些电力电子技术实验出于安全等因素的考虑,在现实中很难真的做出好的实验,这种时候运用信息技术模拟实验的流程及效果,就能够产生很好的学习效果。信息技术在电力电子技术教学中的应用使很多复杂的内容简单化,教师不用花费大量的时间精力进行板书,减轻了教师们的教学压力,还可以根据学生的学习特点改变教学方式,使枯燥复杂的电力电子技术教学变得更加灵活,在减轻教师教学压力的同时还能激发学生的学习兴趣,培养学生的自主创造能力和创新型思维。
3 结语
技工院校电子技术应用专业实训教学相关活动,在以往施行的传统教学模式加以优化调整逐渐转变为素质教学模式。通过激发学生学习兴趣,挖掘学生学习潜能,在实训教学中培养学生的创新能力。
关键词:电子技术 应用实训教学 创新能力
我国著名的教育家陶行知曾经提出“行动是中国教育的起始点,创造是中国教育的完成时”教育思想,其实就是把培养学生的创新能力当做了教育的终极目标。随着我国市场经济的不断发展,企业需求的人才标准也日益提高,更希望技工院校毕业生能够在实践过程中对现有的生产工艺、工作流程以及设计方案做出一定的改革创新,从而提高企业的市场竞争力。实训教学在技工院校设置的课程体系中占据着重要的地位,但是有些教师的教育思想较为传统,对实训教学不是十分重视,未能有效地培养学生的创新能力。笔者以多年的实际工作经验为基础,浅谈如何在实训教学过程中培养学生的创新能力。
一、对教学组织形式进行优化调整
电子技术应用实训是工艺性和实践性较强的基础技能训练课程,教学任务就是让学生掌握电子技术应用基础知识和基础技能,使学生了解生产制造工艺流程、仪器设备以及检测方法,能够在遵守电子技术文件以及相关规章制度的基础上完成电子产品的制作、焊接以及检测等工作,拥有一定的电子技术实际应用能力。教师在实训教学过程中应当引导学生创新思维,积极地寻找问题,结合理论知识对问题进行分析,探寻解决问题的方法,巩固在理论课程中学习到的知识。在此过程中培B学生的专业意识、职业技能以及创新能力,不断提升学生的综合素质水平。
电子技术应用实训整体设计是对小型电子产品生产流水线进行模拟,设置出元件测试、装配、焊接以及调试四个工位,并制定出与之相对应的工作岗位标准。实训教学中每一个小组中的成员应当在2~3人,为了能够保证每一个学生的实训达到教学目标,在实训教学开展之前需要编制出具体的实训进度表,在实训教学过程中实行轮换制度,使每一位同学的具体工作都在实训进度表格上有所体现,也便于对学生的实训效果做出评价。
在教学实训中是将项目制作当做核心工作,依据不同的工作岗位提出具体要求,在实际的教学活动中灵活地选用分层教学法、合作学习法以及多媒体辅助教学等方法。
二、优化调整考核方法,凸显创新能力评价
电子技术应用实训中应当遵循的目标是知识和技能并重,理论和实践的有机结合,对学生的知识理解程度、运用知识能力以及实践能力进行考核。在考核工作过程中需要做到既考核知识也考核能力,以便于能让学生主动地参与到考核工作中,检测自己的创新意识和创新能力是否得到了提升。在考核的过程中应当对学生的个性予以充分重视尊重学生的兴趣和多样化的性格,对学生做出的评价要以激励学生提升创新能力作为目的。针对某些接受能力强的学生应当灵活地对其实训时间进行安排,适当地开展基本技能方面的考核工作,使接受能力强的学生有更充足的时间进行创新设计,在实训中培养成为社会和企业需要的高技能创新型人才。
三、小结
综上所述,电子技术应用实训就是学生从学校到社会、从理论到实践的重要桥梁,在对学生的创新能力培养起到关键的作用。所以,在教学实训中,教师需要注重对学生分析问题、解决问题的能力进行培养,将创新思想稳固在学生的脑海中,为学生在工作岗位上能够创新工作,展现自身的创新思想、技能优势,为社会经济发展做出贡献。
参考文献:
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1.课程建设与改革思路
教学内容和教学体系的改革是“电力电子技术”课程改革中最重要的环节,直接关系到教学质量的提高,关系到应用型人才培养的要求。我校按照电力电子器件—电力电子变换电路—电力电子电路的微机控制技术—电力电子技术应用的思路,以电力电子器件为电路服务,电路为电力电子系统服务,系统为电力电子应用服务的理念作为教学内容设置的主导思想,以应用能力和工程素质培养为核心,精选理论内容,强化技术应用,及时而恰当地引入电力电子技术的新知识、新技术、新工艺。
2.调整教学内容
在教学设计上理论与实践相结合,知识传授与应用能力培养相结合,课内与课外相结合,讲授与研讨相结合。将电力电子器件、变换电路作为传统内容,将电力电子技术应用作为实用内容,将最先进的自动控制生产线作为新技术,对典型电力电子及电气传动系统分析作为讨论内容,将科研课题引入课堂作为启发内容,通过典型案例分析,将理论与实际结合,培养学生解决实际问题的能力,并通过渗透行业规范、安全操作规程、文明生产等知识培养学生的工程素质。课程的讲授以电力电子器件的工作原理、特性、参数、选择、驱动与保护电路为基础,以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换电路结构、工作原理、波形分析和参数计算及电路设计为核心,以微机控制的脉宽调制技术(PWM)和各种软开关技术作为新的控制方法和新技术,把电力电子学科的发展方向引入课堂。以电力电子器件的应用电路为教学的重点,解决实际工程问题,使学生能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力,并掌握各种变换原理和方法,为后续课程“运动控制系统”深入学习及毕业设计打下坚实的基础。
二、强化实践教学,提高学生实践能力和创新能力
1.完善实践教学条件
“电力电子技术”课程具有很强的工程性和实用性,而实验是培养学生理论联系实际、动手能力、严谨的态度和科学研究方法的重要手段。因此,以营造真实的、先进的工程环境为目标,紧密结合工程实际应用,投入100多万元建设和完善了电力电子技术实验室。现实验室拥有实验设备24台套,开发了电力电子技术仿真研究平台,构建了电力电子技术实践教学体系(包括课内实验、课外实验、课程设计、生产实习和毕业设计等),编制相关的教学文件。实验室向学生全面开放,学生以团队的形式开展自主性实验和学科竞赛培训,并为学生提供实际工程技术资料、仿真实训教学软件,培养工程实践应用能力。
2.精心设计实验内容
课程组精心设计了实验教学项目和内容,引导学生从问题出发,逐步由基础实验走向设计性和综合性实验,再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、逆变的验证性实验,使学生对本课程的应用有初步认识;对直流斩波、交交变换以及PWM控制技术部分的实验,则由教师给出电路参数要求,由学生自行设计主电路、驱动电路等,完成设计性实验,培养学生分析问题,解决问题的能力;软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目,密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术,并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态,同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合,有利于学生创新能力的培养和自主训练。3.增设课程设计与调试环节开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节,以完整的电力电子系统为载体,将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来,使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练,培养学生的实践能力和创新能力。同时,在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路,且可方便地调整电路的参数进行仿真,培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力,也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。
三、改进教学方法与手段,调动学生学习主动性和积极性
在实际教学实践中,笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念,根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学,将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中,由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习,教与学融为一体。教师有所教,学生有所学,极大地调动了学生的学习积极性,加深了学生的理解,加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等,增强学生主观能动性,活跃课堂气氛,挖掘学生潜力,增强专业素养,逐渐让学生由“学会”变成“会学”,由被动变主动汲取知识。为了分析电力电子器件和电路的工作状态,使学生弄清电路中能量的变换和传递,笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上,结合典型工程实例,并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中,提高学生的感性认识,激发学生学习的兴趣,不断提高教学效果及教学质量。同时,建设了本课程的教学网站,网站资料丰富,包括教学资料和典型工程实例等,学生可以在网上学习,教师可以在网上进行答疑,激发了学生学习的兴趣,提高了教学效果。
四、改革考核方式,提高学生对知识的综合运用能力
1.考试过程全程化
教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求,通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价,并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握,弱化期末终结性考核。
2.考核内容能力化
考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置,结合新的“电力电子技术”教学内容体系,加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例,侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。
3.考核方式多元化
根据不同阶段的教学要求,考核采取口试、笔试(开卷、闭卷)、开发设计相结合的形式,变单一形式的考核为多种形式的考核。
五、组织课外科技创新活动,探索课内与课外培养的有效机制
按照课内培养与课外培养相结合的原则,把培养学生实践创新能力固化在教学任务中,成立了课外科技活动小组,注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施,积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛,以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中,加强课外实践活动的组织和管理,制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》,对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定,形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。
六、加强青年教师培养,提高课程组教师整体水平
师资队伍建设是课程建设的关键,课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则,通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施,不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。
七、结语
一、原有课程教学存在的问题
通过对毕业生的信息反馈及用人单位的访谈情况来看,当前高职高专电气自动化技术专业毕业的学生普遍存在很多不足,如专业基础知识掌握不够扎实、实践操作技能不强、对本专业新技术和新技能掌握不够、职业能力欠缺、毕业的学生需较长时间上岗培训才能适应工作岗位等,出现这类问题的根源在于现有的电气自动化技术专业核心课程教学与社会需求相脱节,“电力电子设备的安装与维护”作为该专业的一门核心课程,原课程教学存在的主要问题有以下三点。
1.课程内容选取不当
该课程教学内容选取时没有及时跟踪前沿技术和实际应用情况,如课程的单相和三相整流逆变电路内容主要选用半控器件晶闸管,而当前功率MOSFET和IGBT已经取代了晶闸管成为新一代电力电子技术的核心器件并得到广泛应用。另外,教学内容大都为理论性很强的电力电子技术原理,而涉及的电力电子设备实际应用较少,与电力电子技术行业职业技能人才培养要求相背离,不能满足用人单位的需要。
2.课程实践不贴近职业需要
在课程实践教学方面,实验室设备大部分都是封装,主要为验证性实验和简单的整流电路安装测试。学生虽然能得到一些技能训练,但缺乏对电力电子设备的检修、调试、故障分析能力的学习和培养,因此,课程实践的职业针对性不强,没有与企业实际工作相结合,无法满足学生职业能力培养的需要。
3.课程教学和考核没有重视职业技能
在课程实施方面,主要采用讲授法、多媒体教学法和演示法,这些常规的教学方法相对单一,主要是以教师的“教”为主,让学生自主去实施一个任务,学生的学习兴趣不高,很难掌握教师所教的知识和技能。在课程考核方面,主要是以平时实验和期末考试成绩总评,仅限于教材、笔记或作业,没有突出以能力为主线,不重视技能水平,不能反映出学生的知识、能力、素质的综合水平,不利于学生职业技能和素质的培养。
二、基于工作过程的“电力电子设备的安装与维护”课程设计
针对上面提到的原有的课程教学问题,必须对电气自动化技术专业核心课程进行教学改革,打破传统的学科型课程体系。通过社会调查和专家认证确定专业人才培养目标,对“电力电子设备的安装与维护”课程进行设计,构建“基于工作过程行动导向的教学模式,以职业能力培养为重点,以工作任务为中心,以校企合作为途径,以维修电工职业标准为依据,融‘教、学、做’为一体”的课程体系。[1,3]基于工作过程的课程设计思路如图1所示。
1.课程定位及目标
首先成立课程改革小组,收集往届毕业生的就业去向,对周边地区企业进行电气自动化技术专业人才工作岗位的调研,邀请行业、企业专家到学校访谈,确定电气自动化技术专业适合的岗位群。通过分析每个岗位的职业能力和所对应的工作任务,由职业能力的复杂程度和性质归纳出典型工作任务,依据典型工作任务来确定行动领域,再根据学生认知及职业成长规律将其转换为核心学习领域,从而构建出一个基于工作过程系统化的课程体系,使校内学习与实际工作相一致,重点培养学生的职业能力。课程组对照课程培养目标,设计一个相互独立、相互递进和相互包容的学习情境,组织学生完成每个学习情境相对应的工作过程,最后对课程教学进行总结评价。电气自动化技术专业核心学习领域如图2所示。“电力电子设备的安装与维护”是电气自动化技术专业的一门实践性很强的核心课程,它的前续专业课程有“电工及电气测量技术应用”、“电子技术应用与实践”、“工业信号检测与控制”等,也是进一步学习“PLC控制系统的设计与维护”、“工业控制系统运行与维护”和“毕业顶岗实习”等课程的基础,在专业的课程教学中起到承前启后的作用。针对电气自动化技术专业岗位涉及的典型工作任务进行分析,制定出切合企业需求的课程培养目标,目的是使学生具备电力电子器件的选用,电力电子设备的安装、调试和维护等能力,同时培养学生自主学习和创新意识,树立爱岗敬业、团结协作、吃苦耐劳的职业精神。
2.学习情境设计
依据行业、企业对电气自动化技术专业人才的能力要求和本课程的培养目标,结合课程自身特点及现有的教学资源,课程组教师与行业企业实践专家共同设计以电力电子设备为载体,以专业能力为主线,具有实用性、可操作性的学习情境。[4]电力电子设备主要学习的内容包括器件、主电路和控制电路,根据学生的职业成长规律,对电力电子元器件的识别、电路图的分析到设备的安装与维护等典型工作任务进行重构,设计五个“教、学、做”为一体的学习情境,每个学习情境包含若干个工作任务,以任务导向来引导学生从简单到复杂,从单一到综合来完成学习与工作过程。学习情境设计如图3所示。
3.课程组织实施
基于工作过程的课程教学主要关注学生在行动过程中的学习体验和创造性表现,着重培养学生将知识转化为应用的能力和解决问题的能力,强调对学习过程的思考、反馈和分析。校内专任教师和企业兼职教师主要围绕设计的五个学习情境开展教学活动。在教学过程中,根据学生的总体情况、学习情境内容及教师的教学特点,在校内外实训基地进行组织实施。先由教师对学习情境的工作任务进行分解并作必要的示范性指导,然后让学生分组围绕各自的工作任务进行讨论、协作、实践和总结,最后以共同完成学习情境的情况来评价学生是否达到教学目的。教学方法是从示范教学到项目教学,教学特点是从封闭型到开放型,再到开放创新型,使学生的主体性逐步增强,教师的指导逐步减少。最后完成学生从教师指导下学习变为引导下学习直到自主创新完成项目的过程,逐步提高学生的自学和实践动手能力。在任务实施过程中以学生为主体,教师为主导,围绕如何完成工作任务而展开,将知识点嵌入工作任务中,突出知识的应用性,引导学生自主学习与思考。[5]每个学习情境基本按照“任务布置—任务分析—知识学习—任务实施—任务检查—总结评价”六步教学步骤完成。教师从知识传授者的角色转为工作过程的组织者、咨询者、指导者和评估者,教学过程中引导学生,培养学生操作技能和独立思考的能力,逐步提升其职业技术水平。学习情境的实施过程如图4所示。
三、课程教学实施保障条件
为了更好地培养学生的职业能力和素质,课程教学必须具备一些必要的保障条件,主要由教学团队、实训基地、学习资源和监控体系等构成,使课程教学得以顺利实施。首先,教学团队必须由具备较强的实践操作能力、教学设计能力及教学实施能力的双师型专任教师和经验丰富的技术型兼职教师组成;其次,要有“教、学、做”为一体的校内实训基地以及与课程教学内容相关的校外实践基地;同时,为了保证学生获得更多的学习资源,课程组要与企业合作共同开发基于工作过程的课程教学资料和构建电力电子技术学习网站;最后,为了保证课程实施效果,必须建立一个质量监控体系。
四、课程设计的特点
1.重构知识体系,选择符合职业要求的学习内容,满足就业需要
先将电力电子设备学习知识细分为电力电子器件、主电路和控制电路,并对这些学习知识进行组织和重构,以不同电力电子设备为载体,把知识融入到真实的工作任务中,设计符合学生职业能力发展的学习情境。由真实的工作任务引导学生学习知识和技能,将课程“核心知识和能力”渗透到整个教学过程中,以便尽可能地满足就业需要。
2.校企合作,使课程实践贴近职业需要,提升学生的职业技能
基于工作过程的课程教学必须密切校企之间的合作,由企业提供一些学习情境的平台,让学生参与实际生产的课程实践,通过“教”与“做”的过程,学会电力电子设备的安装与维护,同时,课程实践也是体验和积累工作经验的过程,有利于提升学生的职业技能。
3.教学方法多样化,资源丰富,增强教学效果
根据不同的学习情境采取相应的教学方法,可以由双师型教师和企业兼职教师、学校与企业现场、课堂与网络学习等多种组合实施教学,同时,学习过程多以小组方式进行,在小组学习中充分发挥学生的创造能力和动手能力,培养学生的团队协作精神,从而提高学习的目的性、趣味性和实效性。教学资源丰富,学校、合作企业和专业网站可以提供与学生学习相关的各方面知识和技术的学习平台。
电力电子技术课程一直是工科生在基础学科中一门非常重要的专业基础课,如何将这门难懂的基础课更好的讲授给每个学生,让他们能够明白和掌握知识点,是该任课老师需要注意和切实做好的,因为只有将电力电子技术这门课学好,才可以对以后的更深入的专业课有着良好的基石,本文将从电子技术这门课程的重难点入手,对于如何做到一体化教学提出一些见解,和如何提升学生自我学习能力等方面进行探讨,以达到提高电子技术课程的教学质量和教学效率。
【关键词】
电子技术;一体化教学;探索方法
作为一门工科学院必修的基础课程,电子技术在很多实际工作中都能够运用到,因此伴随着实际情况的发展电子技术这门课程也被列为重点课程进行学习。伴随着时代的发展不少的新型电力电子元件的单程和控制技术的不断涌现,也给电子技术的教学模式带来了非常大的挑战和难度。在不断的发展过程中,如何将电子技术课程囊括成一体化的教学,是现在主流的教学方向,一体化教学可以让学生掌握传统教学原理和当前发展的科技特点,是一种非常有效的教学模式,面对这样的教学模式,要从最根本的明确教学难重点,教学方法的改变和提升学生自我学习的意识下手,进行研究和探讨,结合当前教学中学生的实际情况,以求达到提升电子技术教学的质量。
1电子技术课程自身存在的重难点
在教学过程中我们可以明确看到,课程从绪论开始的有关于电子电力技术和电力学课程以及控制理论课程之间的相互联系,以及电子技术在国家的发展历史以及应用领域,还有未来的发展趋势。课程从一开始就让学生对电子技术课程有一个大概的认识和了解,以便从之后的章节中分部讨论电子技术中的重要内容。而概括性的描述电子电力技术教材中的主体内容,可以这样分部:第一部分是绪论,让学生大致了解电子技术的重要性;第二部分是电子电器元件和存在的共性问题讨论,第二部分的内容主要是需要学生能够掌握基本的电子电器元件的结构,工作原理和自身主要参数以及应用时需要注意的元件特性等,同时理解电子电器元件中存在的元件共性问题,包括如何驱动电子元件,如何保护电子元件和电子电器元件的使用注意特性;而第三部分则内容较多,也是学习中的一大重点,它主要包括了基本的电子电力的相关电路,包括交直流电路和整流逆流电路等,其中需要注意的是整流电路是电子电路学习的基础,要让学生充分理解并学会运用单相整流电路和三相电路之间的结构区别,使用特性和输入输出波形的区别,只有学生在了解和运用电路的基础上才可以让他们更深入的学习其他逆变电路和交变流电路之间的区别和相同点。而单单讲述电路和电器元件也不是现代化教育体系中的组成部分,面对电子技术这样的学科,需要将理论内容和实践内容相互结合,在上课的过程中还要注重实验和理论内容相互结合,从实验中得出正确的结论,从而更深入的学习电子技术的相关知识点。在教材中我们不难发现,课程的重点在于让学生能够清楚的了解到电子元件和不同电路下的电子元件存在的使用特性,参数认识和实验过程,这都是教学过程中需要注意的重难点,也是考试中必须考查的部分,如何将这些列举出来的重难点转化为学生能够接受和理解的教学方式,采用一体化深入教学,提高学生的自我学习意识和教学效率,需要老师们进行一定的探讨和总结。
2如何推动电子技术教学一体化模式
第一,通过改善教学模式让学生提高自主学习的兴趣。改革教学方式一直是教学中必不可少的一个部分,也是非常起效的一种方式,通过改善课堂教学方式,从而提高学生的学习兴趣,增强学生自主探索课程内容的能力和热情。电子技术本身就是一门包含了许多内容的混合课程,需要学生对物理知识中的电路有着清晰的了解和认识,而电路作为课程重点之一,老师在讲述重点的过程中不要单一的只说例题,而是要图形题目相互结合,最好通过相关的软件仿真,让电路的走势和波形图像清晰展示在学生面前,同时结合课本的文字知识点说明,互相结合让学生理解波形是如何产生的,从而增强他们的学习兴趣,达到教学目的。第二,讲述电路图最好让学生结合软件进行实际操作,加深印象。在讲述电子电路技术的过程中,如何实现单相电路整流和三相电路的波形展现一直是课程重难点,需要老师反复讲解才可以让学生认识清楚,但单一讲解可能学生也存在着机械记忆,因此在讲述过程中老师可以让学生结合仿真绘图软件进行同步操作,树形相互结合,根据原理和所给的数据进行图形模拟,最终通过仿真软件得出实际的波形图和电路图。通过这样的实际操作,让学生不再局限在课本例题的讲解中,而是可以自己动手实操,让他们感受到仿真软件的高性能的同时还让他们对于电路和波形之间的联系有了更加深刻的影响,也达到了老师教学的目的,实现了一体化教学区别于传统教学的优势,达到教学质量的提升。第三,引导学生清楚意识自我,懂得学习意义。有教育学者认为,学习者在认知过程需要具备一定的知识,才能够接受新的知识并与其相互联系。这就意味着,学生必须得清楚的意识到自我的水平,对自身的认知水平和知识库的积累程度的了解,从而知道自己的学习不足和缺陷,明白学习的最终意义,才能够对知识点拥有一定的认知需求。而很多的学生在自我意识上明显存在着不足和差异,有时候不能够清楚的认识到学习电子技术的意义何在,这时候就需要老师对其进行一定的引导和鼓励,让学生从中理解到学习电子技术的动机和意义,从而意识到电子技术的重要性和发展意义,让学生能够更深入的进行学习,达到提升自我和为以后的深造打下坚实的基础。第四,拥有正确的学习理念和方法。在关于电路的学习中,前文也提到由于电路类型多且复杂,对于学生的学习有着一定的难度,往往学生会将不同电路之间的提醒和分析方法搞混,进而导致成绩提升不上,课堂效率过低等结构。这时候就需要学生树立好正确的学习理念和方法,通过先将电路分析,利用化整为零的手段,将电路图中的输入输出信号进行替换,从而将个体转变为整体,然后进行相应的电路分析,达到解题效果。其次,在上课过程中,电子线路也是难倒学生的一大类型题,这类题目往往包含着交直流电路共存的局面,让学生无从下手进行解答,这时候要明确一点,面对这样的综合提醒,要将动静相互分开,交流电路通道是一个,直流电路通道是另外一部分,注意在不同的情况下电路中的元件情况存在怎样的区别,通过分析直流电路和交流电路的区别和联系,相互综合,从而进行解答。老师在上课的过程中要对直流电路和交流电路进行反复的总结和分析,进而让学生养成正确的学习观念和解题方式,自然的面对不同的题型,采用相对于的解答方法。第五,更多采用趣味的教学和实验,寓教于乐,让学生感受电子技术的魅力所在。毫无疑问,电子技术这门课程具有非常强的实践性,需要学生通过动手实验才能够充分验证结论的课程。这也意味着老师要在上课前就准备好更多的有趣的教学方式和内容,让学生提升对电子技术的学习兴趣,同时还能够培养他们的动手意识,通过自身的实际操作,加深对教师在上课过程中的理论理解,传统的教学过程过于枯燥复杂,通常都会让学生失去注意力和兴趣,从而导致成绩下降,采用一体化的有趣实用教学,会让学生提高自己的自信心,在成功操作得出相对于的结论后,相信学生都会因此感受到电子技术这门课程所带来的无穷魅力。
3总结
综合上述所说的内容我们可以明确的得出,电子技术这门课程是一门综合了多重学科的课程,不单单讲述一种内容,而是相互交叉讲述,让教学存在着很大的困难和挑战。而电子技术课程也是工科学子学习课程过程中一门非常基础而重要的课程,如何在相应的课时内讲完所有的内容,提升教学质量和教学效率,需要老师对其下一定的功夫,文章在之前讲述的一体化教学也是现阶段教学手段的热门之一,只有真正的研究和改革出合适教师在实际情况中遇到的问题,得出如何更好的一体化教学的方案,让学生增强学习兴趣,达到自我提升,是每一个教授电子技术课程的老师需要深刻意识的,只有真正的做好了这一步,才可以充分提升教学实质。
作者:李岩 单位:吉林工贸学校
参考文献
[1]于晶荣,吴伟标.“电力电子”课程教学改革与实践[J].课程教材改革,2012.
[2]陶俊珍.“电力电子技术”教学内容更新例析[J].中国电力教育,2011.
[3]蒋伟,莫岳平.“电力电子技术”课程教学模式研究[J].电气电子教学学报,2013.
[4]张波,丁金林.电力电子技术的教学体会与思考[J].科技信息,2008.
关键词 课程改革;电工电子技术及应用;理实一体化教材
中图分类号:G714 文献标识码:B
文章编号:1671-489X(2015)11-0070-02
1 教材开发的背景
由于现代控制技术在机电产品中的主导地位日渐突出,如在数控机床中,既有可编程控制器,又有步进电机和变频器。因此,有必要加大机电技术应用专业和数控设备维修专业电类课时占总课时的比例,以适应科学技术的发展。
2001年,笔者在教育部“面向21世纪职业教育课程改革和教材建设规划”课题之一“机电技术应用专业教学指导方案研究”[1]中,担任《电工电子技术及应用》教学基本要求的编写任务。该教学指导方案首次将电力电子技术和传统的电工电子技术整合到一门课程中,所以取名“电工电子技术及应用”,并将《电工电子技术》传统教材中的机床电器控制、可编程控制器简介等内容另规划了一门课程――电器与PLC控制技术。另外,增加相应的实训内容――电工技术实训与电子技术实训。该教学基本要求为高职机电技术应用专业主干课“电工电子技术及应用”提供了编写依据。
2 教材开发的实践与探索
教材体系结构的设计要根据课程的属性,采取适宜的教学方法。理实一体化教材是将知识、技能培养融为一体,在专业教学中形成“教、学、做”一体化,比较适合该课程的教学实施。《电工电子技术及应用》教材的三个版别,伴随着我国高职教育的三个发展阶段。
第一版教材的编写实践 我国职业教育发展的第一阶段,即2000―2005年。《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》(教高〔2000〕2号)中提出要培养“高等技术应用性专门人才”。这个时间由于我国高等职业教育正处于起步阶段,所以该阶段先解决适应当时高职院校机电技术应用专业的教材匮乏的问题。其次,由于各院校的实验条件差异太大,所以第一版教材只编写理论内容,实验由各校根据自己的设备状况组织教学内容。西安理工大学高等技术学院使用该教材的同时,自编了配套的实验指导书。
由于电工电子技术及应用课程的自身特点,理论模块仍采用章节模式编写,有利于教学的组织实施。在理论课时大量压缩的趋势下,教材内容的取舍以“必须、够用”为原则。理论模块共分三个部分,内容包括电工技术、电子技术和电力电子技术等,其内容涵盖机电技术应用专业所必需的电类基础知识。
1)电工技术内容的选取基本原则是以工业常用设备三相异步电动机为主要对象,学习交直流电相关知识。如直流电路主要讲解基尔霍夫定律和叠加定理应用等,交流电路主要介绍相量形式的欧姆定律及在RLC串联电路中的应用,使读者对相量及相位差的意义理解到位,并能应用到三相电路的分析中,为学习三相异步电动机提供必需的理论支持。
2)电子技术内容的选取基本原则是以电子器件的外特性为研究对象,集成运算放大器和触发器的应用为桥梁,学习电子电路的基本分析方法;将负反馈和集成运算放大器放在一章编写,重点是理解开、闭环的概念及负反馈对放大器性能的影响等。
3)电力电子技术内容选取的基本原则是以变频器为对象,了解电力电子的节能技术,学习相控整流与逆变的基本原理,最终能将电工电子技术应用到机电产品维修技术中。
第二版教材[2]的编写实践 我国职业教育发展的第二阶段,即2006―2010年。2006年《关于全面提高高职教育教学质量的若干意见》(教高〔2006〕16号)中提出要培养“高素质技能型专门人才”。该阶段国家对职业院校投入了大量的财力,使职业院校的实验设备得以提升和普及,实验设备以天煌教仪的普及率最高。所以,在教材的改版规划中,将校本实验教材的内容加入到第二版教材中,另外还增加立体化教材的内容之一――电子多媒体课件,便于教师教学。2006年,该教材立项为“十一五”国家级规划教材。
技能培养是高职教育的重要环节。在电工电子技术的教学中,注重培养学生根据电路图连接实际电路的接线能力和仪器仪表的使用能力,实验内容以任务驱动模式编写。编写实验内容选择的电路和电路参数尽量和大多数院校的教学设备一致,方便采用本教材的师生。如直流电路综合实验,共设计了三个任务:任务一,验证KCL和KVL;任务二,验证线性电路叠加定理的适用性;任务三,验证非线性电路叠加定理的不适用性。由于此实验电路接线较少,所以安排了三个任务。学生在此教学情境中使用了电压源,理解了电压源不作用时用短路线代替,对叠加定理有了较深刻的理解。又如在计数器实验内容中,由于接线复杂,所以仅安排了两个实验任务。实际教学效果显示,实验内容安排合理,能达到预期的效果。
第三版教材的实践与探索 我国职业教育发展的第三阶段,即2011―2015年。《教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》(教职成〔2011〕12号)中提出以培养生产、建设、服务、管理第一线的“高端技能型专门人才”为主要任务。由于现阶段高职入学分数差异越来越大,实现差异化教学势在必行。所以,第三版的主要任务是降低理论难度的同时,增加以学生为主体、以教师为主导的“边学边练”内容,力求使教材成为学生学习专业知识、提升职业能力的指南。“边学边练”由“读一读”“议一议”“练一练”等组成,是为了完成基本教学任务的学生开发的选学内容,以项目式教学模式编写。“读一读”的内容是与教学项目任务相关的理论知识,主要通过学生自学来完成这部分内容的学习。“议一议”的内容是学生在教师的引导下,通过小组讨论来完成。“练一练”的内容是将该教学项目分解成若干个具体的小任务,由学生独立完成。通过上述内容发现,项目教学法能较好地将理论和实践相结合,是职业教育教材建设的发展趋势。
3 教材建设的成果
随着职业教育的发展,高职教材建设出现“一纲多本”,此举措对教材的编写和出版都提出了挑战,也使高职教材建设得到迅速发展。经过十几年的积累,已经涌现了一大批适合高职教育层次的优秀教材。
理实一体化教学是一种全新的教学模式,它是融理论教学和实践教学于一体的教学。抛弃“拼凑”、弘扬“撰写”是编写团队的主旨。笔者主编的《电工电子技术及应用》(第二版)2006年入选普通高等教育 “十一五”国家级规划教材,2008年由机械工业出版社出版,全国使用本教材的学校达22所以上,主要集中在江苏省(六所院校)和广东省(五所院校)。2013年本教材获机械工业出版社畅销书称号,同年获西安理工大学优秀教材一等奖,获陕西省普通高等学校优秀教材二等奖[3]。数据表明,本教材是“机电技术应用专业教学指导方案研究”教学改革的成功范例。
参考文献
[1]教育部职业教育与成人教育司,教育部职业技术教育中心研究所.机电技术应用专业教学指导方案[M].北京:高等教育出版社,2001.