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1.1职业教育机制不健全
通才教育与专才教育一直是学校培养人才的两种教育模式,各有利弊。通才教育是一种通识教育,其主要特征:首先,传授的知识侧重基础性和经典性;其次,教育内容具有综合性和广泛性;再次,教育形式具有多样性和灵活性。相对于通才教育而言,专才教育是指培养比较狭窄专业人才的教育,教育内容主要涉及某一学科、专业的系统化知识,注重专门知识的传授和专门技能的训练,培养掌握一定专业知识,同时具备一定专门技能的人才,而且培养的人才短期内具有不可替代性。职业教育更倾向于培养专才。但是,专才的成功培养也需要学生具备一定的知识素养。目前职业技术院校录取学生的标准比较宽松,学生人数与日俱增,学生的综合素质水平参差不齐,多数偏低,其它学科的基础知识掌握的较少,非常不利于专业课程的教学。另一方面,由于许多专业的基础课程都是电工电子技术,但所用的教学大纲没有侧重点,基本相同,这使得因材施教很难实施。最重要的是,许多学校对这门课程的实践性缺乏重视,许多实验课程、实习教学都没有落实,多数只注重形式、忽视内容,学生参与实验和实习前后的操作水平没有实质性地提升,考试只注重理论知识,对实际操作能力要求较低,考核机制不完善。此外,在学生就业方面没有相关政策支撑,多数学生毕业后不会从事专业相关的工作。
1.2学与教的关系不融洽
学生和老师都明白学好这门课程的重要性、必要性、实用性,但是由于学与教的关系不融洽,老师和学生只是将这种重要性放在思想层面,没有实际做为。这种不融洽主要表现为:学生想学但不知道怎么学,老师想教但不知道怎么教。许多学生只是知其然不知其所以然,经常翻阅课本和笔记,但遇到实际问题还不知道怎么解决。老师只是按部就班的把课本内容讲完,不了解学生的理解程度和接受水平。双方基本处于盲学盲教状态,对彼此不了解。除此之外,某些学生对自己的学业不重视,学习自觉性较差,只为能在毕业之际拿到文凭,而某些老师只是在机械地完成自己的教学任务。
1.3教学环节没有做到位
首先是没有很好的掌握教学内容的深度和广度,如对概念公式进行过多探讨、不能根据专业挑战教学内容的侧重点。其次是教学内容多重视理论性知识,对实践技能的培养较少,缺乏新理念、新成果、新技术的引入。再次是教学方法比较单一,多是沿用“黑板+粉笔”的传统模式或简单的演示,学生积极性不高,并且不利于知识的理解和掌握。第四,对教学目标、课程定位不明确,教学不是定位在学员的具体应用能力上,而是只关注课本知识的教学。最后,教学观念落后于市场需求,不能以学生的就业为目标。
2提高电工电子技术课程教学效率的有效策略
2.1转变教学观念,明确学习目标,调整教学内容
职业教育具有学历教育和任职教育的双重属性,应以学生就业为目标,以培养学生动手操作能力和解决实际问题的能力为侧重点,培养能满足岗位需求的技能型人才。每位授课教师都应该清楚知道这是教学的最终成果,是学生接受教育的最终目的。校方在安排教学课程体系的设计上要将培养学生解决问题的能力做为重点,让学生掌握电工电子技术技能;改变以往单一的考核方式,提升学生的综合素质;从多维度考察教师的教学效率,合理安排各方面的权重,提高再教育机会,提升教师专业素养;整合教育资源,根据专业的不同选择电工电子技术课程的特色教材,有侧重地选择,优化调整教学内容,及时加入新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料等前沿内容,突出职业能力的培养。在实际教学中,必须兼顾电工电子技术的课程体系和岗位任职需求的实践逻辑,充分落实教学的针对性、实践性、前瞻性要求。以学生已有的科学知识、实践经验、现实需求为基础,以满足社会岗位需求为基本目标,以岗位发展和晋升为延伸目标选择教学内容。因此,职业教育机构及相关的教育工作者应该将电工电子技术课程的作用定位为“服务”:为学生学习其它专业课程服务、为学生毕业后从事专业技术岗位服务,是整个专业的理论基础和技术基石,必须牢固建立。鉴于此,电工电子技术课程的教学必须因材施教,强调理论联系实际,激发学生的学习兴趣,加强实践性教学环节,让学生多操作、多动手,提高学员解决实际问题的能力。
2.2灵活选择教学方法
科学合理的教学方法是达到最有效教学效果的保证。为了激发学生的学习兴趣,发挥学生的主观能动性,让学生自觉学习,教师要学会选择最适合自己以及学生的教学方法,顺利实现教学目标。课堂的主体不再是老师,传统的知识传授型或者被动倾听型的教学方法已经不适应当今的教学环境,而应该把学生做为教学课堂的主体,教学方法应该转变为思维激励型或主动探索型,由被动接受改为主动发现。根据不同的教学内容和教学目的选择不同的授课方式,如:演示法的成功运用,既能够节省时间,也能使学生容易理解知识点;启发式教学能够使学生产生强烈的求知欲,达到理论实践一体化。因此,要在教学中努力了解学生需求,搞清楚学生的困惑点、知识盲点,这样才能对症下药。在课堂上可以创设教学情境,让学生分组讨论,加强师生互动,教师引导,学生为主体,提高学生对问题的分析能力和表达能力,使学生更好更快地掌握学习内容。采用主题课堂模式,让学生自己讲解课程内容,教师做补充,提高学生自主学习能力,充分了解自己在学习中的短板并改进。
3结语
1.1以现有的先进资源来实现信息资源的整合
在教学理念与教学方法的更新下,一系列先进的教学成果展现在教育者面前,通过实践证明教学改革下全新的教学方极具科学性,值得借鉴与推广,因此,基于现有的优势教学资源能够为信息资源整合的实现奠定基础。加上互联网技术的发展,网络教学资源日益丰富化,并能够为教学活动的开展提供有效的资源基础。在此过程中,实现信息资源的整合需要从自身的实际出发,要确保这一教学资源的引入适合专业教学需求,同时也要满足学生的实际需求。
1.2构建信息资源库
要想实现对信息资源的有效利用,就要求高校要建立完善的信息资源库,而从当前高校信息资源库建设的现状看,由于重视程度不足致使信息库建设资金投入等受限,信息化教学还停留在视频教学等初级阶段。而实现信息资源整合不仅要求要建立完善的教研资源库,同时还需要针对学习资源进行高度的整合,进而才能确保信息资源在教学中得到高效利用。
2电工电子专业课程教学与信息技术整合的作用与基础
2.1实现二者整合的作用
当前,实现中职院校电工电子专业课程与信息技术的整合是教改下该专业教学的必然发展方向,同时也是落实教学目标与提升人才质量的基础。将信息技术应用到该专业教学中,能够以全新的教学模式来实现建构主义教学理论的落实,即通过对学生主观能动性的激发来确保学生实现对专业知识的自由构建。与此同时,通过信息技术的应用,教学活动的开展突破了时间、地点等条件的束缚,进而为学生提供更加丰富的学习资源,强化学生的自学能力。此外,以信息技术为媒介能够为开展小组合作学习等提供基础,强化师生交流,培养学生的团队合作能力。在具体应用的过程中,能够以EAD技术将仿真软件应用到教学中,同时,基于当前中职院校学生的实际特点,可以进一步实现Protel软件在教学中的应用,以强化理论与实践的相结合,确保教学模式的有效更新。
2.2实现二者整合的基础
要想确保信息技术与电工电子专业课程的有效整合,首要基础条件是具备相应的信息化软硬件基础设施,同时需要具备专业能力素质高的师资队伍,确保该专业的教师能够具备信息化教育的理念,能够基于信息化技术下运用全新的教学方法与教学手段。此外,在实现二者整合的过程中,需要通过每一阶段教学成果的总结来制定相应的改进与实施计划,进而才能够确保基于信息技术下的专业教学能够实现教学质量与教学效率的全面提升。
3实现信息技术与中职电工电子专业课程教学整合的有效途径
3.1更新教学理念,积极采用全新的教学模式
在中职院校电工电子专业课程教学中,要想实现与信息技术的整合以全面提升教学质量,确保专业学生的能力素质满足当前社会对人才的实际要求,就需要教师更新教育理念,积极采用全新的教学模式,将信息技术应用在课堂教学中,进而通过信息技术的优势作用来激发学生的兴趣、调动学生的主观积极性,确保学生能够在学习的过程中实现对知识的自我建构。在教学的过程中,教师要明确在素质教学下,需要打破灌输填鸭式的教学模式,要注重培养学生的专业实践能力与综合素质。比如:将多媒体教学设备应用到课堂教学中,将电工电子专业课程内容以“图+文字”的形式呈现出来,这样能够实现对学生注意力的吸引,进而使学生带着兴趣走进知识,为课堂教学质量与效率的提升奠定基础。
3.2因材施教,实现教学课程与内容的合理设置
对于中职院校的学生来讲,其本身的知识基础差,缺乏主动性,自身的学习态度不端正,加上电工电子专业课程内容的理论性相对较强,传统的教学方法下学生对专业不感兴趣,也就无法具备相应的能力。与此同时,这一专业教学内容过于陈旧,与高职院校的教材内容相近,而中职生与高职生本身的知识基础是不同的,一概而论的教学内容定然不符合中职生的实际状况与需求。同时,相应的课程设置不合理,缺少实践课程内容。因此,在实施信息技术与专业课程整合的过程中,要做到因材施教,以学生的实际特点需求为切入点,并要实现课程的合理设置,将理论与实践相结合,确保学生能够在实践的过程中巩固理论知识,并具备相应的专业技能,满足社会对该专业人才的实际要求。
3.3实现教学方法的创新
信息素养是当今时展对人才素质的必然要求。实现信息技术与电工电子专业课程相结合,要在明确教学目标的基础上,对教学方法加以创新,只有这样,才能通过教学活动的开展来切实提高人才的综合能力素质。比如:教师可以采用合作探究式的教学方法,通过教师的指导来确保学生在合作学习的过程中充分的发挥自身的主观能动性,逐渐融入到信息技术下的教学范围中。再如:为了实现理论与实践的相结合,教师可以通过案例教学法来实现对学生专业技能的训练,在此过程中,需要注意是要确保案例要具备可操作性,这样学生才能够将理论与实践相结合,不断实现自身的进步与成长。此外,教师还应该以信息技术为媒介来构建仿真模拟实验,将知识立体化、形象化的展现在学生的面前,以在调动学生主观积极性的基础上,确保学生能够积极的参与到信息化教学中,实现理论与实践的有机结合。
4总结
如何在有限的时间里提高教学效率一直是笔者思考的重要问题,为学生打好基础是他们开启专业之门的钥匙。因此,一定要勾起学生学好专业课的欲望,把现代教育技术和电工电子课程结合起来,将多媒体技术引进课堂,提高学生的学习兴趣和创新意识。教学方法是多种多样的,原有的教学方法诸如挂图、幻灯片和录像带等曾在课堂教学中发挥了重大作用。但是,随着知识的不断更新和信息技术的不断发展,原有的教学方法已经很难适应现代化教学发展的需要,必须创新教学方法。把多媒体技术引进课堂,便于创设情景,促进学生的认识活动。由于它能够实现文字、图像、声音及动画的结合,使原来抽象、乏味的知识变得形象、生动,从而引导学生运用创造性思维和想象力去理解事物的本来面貌,培养其创新意识,特别在认知微观世界方面,它能发挥巨大作用,激发学生的求知欲望和学习兴趣。用多媒体技术来解决电工电子课程在教学过程中遇到的问题,把课程简单化,问题趣味化,使轻松地理解和掌握知识。不再让学生觉得电工电子这门课程难懂、乏味;不再让老师为难,无法达到预期的教学效果。
2利用多媒体课件调动学生的积极性
兴趣是学生最好的老师,也是诱发学生学习的重要因素。电工电子课程中概念的引入,电路的组成,工作原理的理解,对学生来说都是枯燥、难懂的。利用多媒体技术能生动形象地将知识点展现给学生,学生可直观地学习和消化。多媒体教学采用多种感官刺激,吸引学生的注意力,有效突出重点,突破重点。例如在分析温度对静态工作点的影响时,利用多媒体课件,可逐步展现随着温度的变化,工作点逐步上移的过程,活动的图像形象地取代书本上的静止图像,一下子就吸引了学生的注意力,激发学生去思考。多媒体课件集声音、视频和动画等于一体。这样学生的学习兴趣自然就涌动出来。如电路的焊接,故障的排除,电路的实现等功能都可以做成课件的形式展示给学生,也可以给学生播放视频,使学生头脑中浮现工作场景,对学生以后的顶岗实习也起到积极影响。在讲到单管的共射极放大电路时,工作点设置对放大电路的非线性失真的影响,负反馈对放大电路性能的影响,放大电路的幅频特性和相频特性。虽然可以借助PowerPoint、Flash、VB等软件制作包含文字、图片、动画的课件进行讲解,降低学生对这些知识点理解方面的难度,但学生仍缺少感性认识。仿真单管放大电路,使学生好像置身于实验室,体验到设置适当的工作点的重要性,负反馈的作用以及放大电路的频率响应等,对所学知识豁然开朗。实现理论教学由难化易,由繁化简,从而达到教学目标,提高教学效率。通过多媒体教学,化解教学难点。既节省了板书和画图时间,又使得抽象概念具体化,微观物质宏观化,静态效果动态化,平面图形立体化,从而激发学生的学习兴趣,培养学生的创新认识,提高课堂的教学质量。
3科学的利用多媒体技术
3.1课程教学中多媒体技术要有创新
除投影仪大屏幕等多媒体设备的运用外,还要运用创新的多媒体技术来丰富教学,如电子图书。电子图书不仅包含电工电子课程中所有的知识点,还包含实践中的动画和视频,把课堂和平时学习中学生不能接触到的知识点,在电子图书中清晰、明了地展现出来。电子图书要容易操作,把知识系统分类,这样有利于学生学习,在日常生活中也起到了辅助学习的作用。利用多媒体技术来解决教学效果和教学手段间的矛盾。
3.2结合网络课程平台发挥多媒体技术的特点
应注重网络课程平台的建设,发挥多媒体技术的特点,使课程平台的内容丰富,形式多样,具有互动性。从网络课程平台上可以下载课件学习,也可以浏览实践操作的动画视频,还可以把问题上传给老师,老师再通过网络平台把答案反馈给学生。鼓励学生网上讨论问题,还可以和老师讨论问题,提高学生的学习热情和主动性,使网络平台成为老师和学生学习的第二课堂。这样学生就能从上课抄笔记的重压中解脱出来,使他们上课更能集中注意力听讲和积极思考。另外,学生也可利用课余时间进一步拓展自己的知识。
3.3电路设计软件的应用
电工电子实训环节在一定程度上受环境和设备等条件的制约,可以把实训课程中的电路设计,通过电路设计软件来设计调试电路。例如在讲到电动机正反转时,可以用电路软件画出电机正反转的主电路和控制电路,仿真电机的转动过程以及如何由正转转换到反转的。真实地模拟现实场景使学生掌握实践知识,锻炼学生的动手操作能力。多媒体教学因其具有直观性、动态性、交互性、针对性、可重复性及图文声像并茂等优点,为课堂教学打开了一幅别开生面的画卷,日益受到广大教师和学生的青睐。
4利用多媒体技术教学应注意的问题
1.1实训设备陈旧,实训和理论相脱节
目前,我院的“电工电子技术”课程实训设备由于资金短缺,使用的仍然是十几年前购置的设备。随着新知识、新技术的不断涌现,原有的实训设备已经远远跟不上时代的步伐,理论知识和实践操作相脱节。
1.2理论教学时间和实训教学时间比例、关系密切度安排不合理
受教学大纲规定所限,“电工电子技术”课程学时较少,但是课程内容信息量涵盖很大,这就要求教师在较短的时间内,既要完成该课程的基本理论教学,又要在实训中更好地运用本课程的相关知识,无形中就加大了教师的工作难度和工作量。传统教学模式下都是重理论、轻实践,导致学生在实践中甚至不知道如何下手,以致于不能完成练习任务,没有很好地把理论和实训的课时时间安排紧密结合。
1.3教考分离,不利于提高学生的学习积极性
传统的教学模式下,采用期末考试理论统一闭卷考试,学生就等着期末考试前一段时间任课教师给画画范围,临时抱佛脚,背一下,就能及格了,严重挫伤学生学习的积极性,对平时上课教学秩序和教学质量的提高没有帮助。
2“电工电子技术”课程教学改革措施
2.1整合教材,降低理论教学难度
“电工电子技术”课程无论采用哪本教材都会存在不可避免的局限性,因为教材是静态的,理论性太强,概念、公式、原理都很抽象,学生理解起来很费劲。为降低理论教学难度,笔者首先对教材进行整合,把教材按照所讲内容分为强电和弱电,各占一个学期时间进行讲述。其次,在保证课程重、难点清晰明了的情况下,尽量保证照顾到高职学生的特点,使课程内容更加简单化:尽量去弱化不实用又难学的器件内部结构知识,重点放在电路的外特性及其应用上;删除一些烦琐的理论推导,对一些公式、定律直接给出结果,便于学生接受新的知识;保证课程内容前后连贯的前提下,调整课程内容安排次序,删除后续课程重复的内容和添加对后续课程有用而教材中又缺少的内容。
2.2综合运用多种教学手段,提高教学效果
第一,兴趣导入法。笔者在教学过程中非常重视对该课程绪论部分的教学,绪论课结束后通常会用2个课时的时间带领学生们参观该课程所用的所有实训室,让学生身临其境,自由提问,为以后的教学做好铺垫。第二,情境教学法。在课程教授过程中,笔者通常会根据教学内容创设一定的教学情境,比如让学生结合家庭用电,计算一下电费的问题。讲到放大电路的时候,结合多媒体上自带的麦克风,讲述电路的放大原理,带动学生的学习热情。第三,多媒体教学法。多媒体教学拥有传统的教学手段所无法比拟的优点,能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化,并且可以增大信息量,有效扩展课时容量。再加上配上逼真的音效,可以活跃课堂气氛,加深巩固教学内容,使学生感受到学习的喜悦,寓学于乐。
2.3实验教学内容改革
根据现有教学大纲安排,“电工电子技术”现有的实验课课时少,内容多是一些验证性的实验,严重挫伤了学生的学习积极性。笔者在教学过程中,注意增加一些设计性的实验,减少一些验证性的实验,和实训室沟通,建立了相应的规章制度后,成立了电学开放式实验室,学生可以带着问题随时到实验室,或验证理论的正确性,或进行一些创新性的实验,这显著提高了学生学习该课程的热情和主动性。另外,笔者还建议学生们开展课外兴趣小组,比如开展一些电子小制作、电路板的焊接、小家电的维修等,以点带面,全面提升学生的学习兴趣。
3结语
就现在的高职院校来讲,学生的学习成绩普遍偏低,物理基础不是很强,因此,对于电工电子这么学科来说,学习起来是有一定的难度的。通信专业中电工电子课程知识比较抽象,对于这些初高中物理成绩基础不是很好的学生来说,学习这些枯燥抽象的理论知识并掌握是不太可能的,老师在上课过程中如果仍然采用传统的教学方法的话,没有形象的表述和演示,加上自己的动手操作和感性认识,是不能够真正掌握课程的基本内容的,学生对于这样的授课方式只是能够初步并且简单的形成。老师在讲授电工电子技术课程的时候通常都是采用传统的方法,先将理论知识点,再演示实验,再让学生自己操作,经过长时间的实施验证,这样的方法并不适用于学生,教学效果并不明显。再者,就教学任务来说,电工电子技术课程的知识内容是比较多的,如果以完成教学任务为前提的话,教师往往会加快授课内容的讲授速度,减少实验环节,这样往往不能够达到教学的效果和目的。
2.改变原有的教育理念
无论是传统的教育理念,还是现在更新的教育理念,教师在教授这一过程中都是起着十分重要的作用的。传统的教育理念中,教师扮演着的角色是起着主导作用的,学生在学习的过程中过于被动,没有发挥出本身特有的本质和特点,很多时候也不能够激起学生的学习兴趣,因此,传统的教育模式不能够满足现代化企业用人标准的需求,对于市场需求和学生自身来讲,必须要改变原有的教育理念。现在,我们都在倡导新的教学手段和方法,主要是以学生为本,不仅增加学生的科学文化知识,更要对学生的能力进行全方面的发展和引导。在教学过程中,以学生为主体,突出学生在授课过程中的主要角色,要强调技能的重要性,重点发挥学生的动手操作能力,提高学生的综合素质。同时,对于教学模式手段也要进行一定的改变,探索新的教学模式,在授课过程中采用启发式教学,把学生作为主体,教师主要进行引导和指导的作用,这样的课程下来,可以提高学生的学习兴趣,引导学生肯思考,会思考的能力和发散思维,养成学生能够主动思考的思维方式。现如今,对于通信行业来说,有关于电工电子方面的新技术,新产品不断出现,发展势头迅猛,教师也要不断提高自己的业务知识和业务技能。在新的教学模式中,能够给予学生最新的,最完善的知识,跟得上社会发展的步伐。
3.更新电工电子技术课程的教学方法和课堂架构
如果要提高学生的学习效果,学生学习的主动性是关键,也就是说学生必须要有足够的学习兴趣和求知欲。对于电工电子课程的课堂教学方法来说,要不断更新,要跟得上形势。就目前的教学改革提出的教学方法和手段来说,可以针对电工电子课程的特有特点来改变教学方法。我们可以按照新的教学标准将所要求掌握的知识点分成若干个项目,每一课都按照项目来教学,每一项目都有明确的目标,引导学生的自觉学习的特点,增加知识的趣味性,让学生成为教学主体,起到主动的学生,教师在此过程中都是引导的作用,学生在每一项目的研究探索过程中会有问题,可以引导其解决问题,培养了学生分析问题,发现问题,解决问题的能力和技能,对于知识点的掌握也由教师传授变为自己主动探知的过程,记忆更加深刻,教学效果更为突出。针对电工电子课程中的教学目标分层次和步骤逐个击破,培养学生独立性和自信心以及团队合作互相帮助的意识。我们要不断增加有关于电工电子方面的相关知识,特点和发展前景,拓宽知识面,有利于延展学生的求知欲。另外,我们可以通过社会实践来提高学生的社会适应性和学习积极性,更加直接有效的了解企业社会方面的知识,提高学习能力。在重视实践的过程中,也不能忽视理论的重要性,因此,课堂教学还有突出强调基本理论,基本知识的传授。在电工电子教学过程汇总,可以将一些有利于生活的小实验,小发明放入课程教学中,优化课内知识,强化学生综合能力。这样,学生可以通过实践来掌握理论知识,因此,我们必须要精心设计实验环节,按要求按要求设计各测试项目,提高学生知识运用能力,动手操作能力和创新能力,观察能力等。我们可以在实训室里配备最新的计算机软件,可以提供丰富的元器件库和多种分析仪器仪表的分析功能,像一个电子实验工作台,绘制电路所需的元器件和仿真分析所需的仪器仪表均可用鼠标直接拖动放到屏幕上,通过鼠标连线,生成完整的电路,省去了用实际元器件安装调试电路的过程,既经济又高效。学生可以动手,模拟仿真,避免了使用的盲目性,通过其行之有效的找出问题进行自己的设计,真正帮助学生提供了学习的机会,达到教学的目的。
课程定位,就是确立课程的性质任务和教学目标。首先,我们要了解教学的主体是学生。目前,由于受大环境的影响,教育对象的基础比较差,这一点必须正视。如果不能正确对待这一点,将学生的基础估计过高,无异于拔苗助长;如估计过低,则会造成教育的浪费。正确估计学生水平,是课程定位的前提和基础。其次,要明确教育和培养层次。在当前的社会形势下,我们必须明确技工教育是中等职业教育,培养的是应用型技术人才。因此,在理论上就不要作过高的要求,应以实用、够用为原则,同时要兼顾部分学生的求学深造和进一步发展的需要。
定位不准,学校就会失去学生,失去市场。课程定位一定要实事求是,使大部分同学跳一跳能够实现。定位过高,学生缺乏兴趣,容易失去学习动力;定位过低,贻误学生。
二、课程设置
1.教学要求
从课程定位分析来看,教学要求应当定位在“双基”上。基础知识、基本技能的培养是素质教育、创新教育和能力培养的前提和基础,离开双基去强调素质教育、创新教育是本末倒置,离开“双基”而大谈特谈什么“素质”“能力”,只能是无缘之水,无本之木。
《电工与电子技术工艺基础》课程,笔者觉得采用“基本要求”与“较高要求”的双轨教学要求比较合适。基本要求立足双基,使学生掌握电子技术的基础知识、基本思想和基本方法,进而形成基本技能。在“基本要求”的基础上,“较高要求”要求学生学以致用,能够解决日常生活学习中的小问题,要兼顾继续深造的学生。
2.课程体系
教学是一项系统工程,任何一门课程都不是孤立的,《电工与电子技术基础》课需要物理课和电工基础课为其打下坚实的基础,这门课程也为电子电路、电力拖动、电器维修等课程打好了基础。
3.课程特点
(1)基础课往往强调完整性和严密性,技术课则突出主要矛盾,往往采用近似的方法。如果片面追求数学上的严密,必然使问题复杂化,甚至无法解决问题。
(2)电路课程往往只讨论线性元件、线性电路,电子学则主要讨论非线性元件及电路,分析时采用等效的方法。
(3)为直观形象分析问题,教学中常采用图解法。
(4)电子学中,单靠理论分析解决不了工程实际问题,最终解决问题的决定性步骤是实验调整,可以采用“定性分析、定量估计、实验调整”结合的分析方法。
三、教学方法探讨
1.传统模式
传统的教学模式往往偏重理论知识的教学,所用教材跟不上电子技术的发展,采用按部就班的教学模式,力求对教材讲细讲透,学习一些枯燥乏味的理论,学生的学习兴趣在学习过程中逐渐消失。同时电子技术是实践性很强的基础课,实验是必不可少的教学环节。一般实验安排的内容都是简单验证行的,学生只要按照指导书去做就可以得到结论。然而,有些教师怕麻烦而将实验去掉,只在黑板上讲实验。
2.教学观念
传统的教学方法以电子元件为基本的知识单元,注重从元件的内部结构、工作原理、特性曲线等进行反复讲解,使本来就怕学习的学生更加厌烦。因此,教师要从思想上真正认识到传统教育观念的陈旧、落后,认识到教育创新的重要新和紧迫性。针对学生的现状,采取灵活的教学方法,激发学生的学习兴趣,给学生更多的技能训练,实验、实习的机会和时间,让他们在动手中去掌握知识。
3.教材内容和方法
技校毕业生的就业岗位主要是一线工人,而且学制虽三年实际只学二年。学生的基础知识、就业岗位、学习时间,都应要求降低理论教学难度。因此,应大幅度减少课堂上的讲授时间,减少内部结构、内部工作原理及较难理解的抽象知识,增加简易实用电路分析。另外,在讲授基础知识的同时,应与技能训练有机结合。
在理论教学中,始终要理论联系实际,通过演示性实验与课堂教学相结合的方法,激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛。将灌输式改为启发式、理论和实际相互渗透的学习方法,采取在实践中讲解理论,用理论指导实践的教学模式。
针对高等院校应用型人才工程实践及创新能力培养的现状,提出以电子技术课程为基础,结合CDIO工程教育理念,形成了一套有效、可行的高等工程素质教育新模式。CDIO改革思想,改革传统理论授课、实验操作和课程设计方式,在教学过程中强调以学生为主体,激发学生参与实践、学会理论与实践相联系的学习方法,旨在促进学生培养自我学习基础理论知识,基本技能和创新能力的主动性,迅速提高学生的学习兴趣。所以,CDIO工程教育的教学模式在教学方面起着不可忽视的重要作用。
[关键词]
CDIO;工程教育;教育理念;教学改革
引言
CDIO代表构思、设计、实现和运作,CDIO是一种先进的教育理念与人才培养模式,CDIO教学模式比较传统教学模式,适应面更宽,更利于提高质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准为工程教育的系统化发展提供了基础。电子技术课程是针对我校工科专业开设的一门具有实践性的专业基础课程,对于学生在学习理论课程的基础上,更有效的提高实践技能。因此,通过结合自己多年的实践教学经验,将CDIO工程教育理渗透到电子技术课程教学中,研究出一套包括过程教学、教学手段、实践方法的电子技术课程教学的改革方案,对逐步培养学生的基本技能,包括动手能力,实践思维能力和创新能力都具有举足轻重的实际意义。
一、教学改革的构思
CDIO工程教育理念是率先经过构思,再通过设计,再实施,再运行的教育实践训练环节。它一方面侧重强调加强学生的自主学习能力、实现能力、创新能力和实现表达的能力,即强调CDIO中“I”和“0”;另一方面,CDIO的教育理念为了更好地发挥学生的个性,同时强化学生的设计和构思的能力及同时分析理解对社会产生的重大影响,并担负起工程科技人才培养的主要社会责任,也就是CDIO的“C”和“D”。CDIO是一种与时俱进的先进的优秀教育体系,这种教育体系在继承和发扬了多年来的工程教育理念的基础上又提出了一套非常完整且系统的实践能力培养以及实施指导和实施过程到实践结果的完整体系,即将理论知识、实践能力和素质的培养紧密结合,理论、实践、创新合为一体,具有较强的实践可操作性。CDIO它是“做中学”和“基于项目教育和学习”(Projectbasededucationandlearning)的集中概括和抽象表达,是一套培养现代工程科技人才必不可少的一种教育体系,它可以通过各种理论、实践教学方式、方法填补现代工程实践人才的存在的不足和缺点,目的是培养出各方面全能发展的创新型工程实践科技人才。这种先进的教学模式,是将理论课程讲解与实践学习能力紧密结合;实践能力与社会应用相结合。是为社会提供高能力的现代科技人才不可或缺的先进教学模式。
二、课程教学改革的内容
(一)转变教学观念
我国现行的高校工程教育模式完全区别于其他国家的专业教育,传统模式教育与现代工业实践对高级工程全能型人才的要求格格不入,其主要存在的问题:一是重理论轻实践,学生接受到项目和团队工作的实际训练较少。电子技术课程教学多采用传统的单一灌输式理论教学模式,即理论教学满堂灌,学生多数是机械的听,机械的做,直接导致学生创新性思维和动手能力差,学科教育与工业实践严重脱节,也是我国当前高等教育面临的一个重大问题。二是专业设置口径窄。长期以来,专业的定向型培养体制及学生惯有的一味接受不理自学的思想造成了学生的知识面狭窄,使得学生的学习能力、自主创造能力难以得到充分的发挥,培养出来的学生缺乏较强的社会适应能力和市场竞争能力。而专业基础电子技术课程在培养学生学习理论基础知识的基础上,逐步提高学生的基本技能和工程实践能力、创新能力等方面,都具有非常重要的作用。因此,以“工程教育”作为教育理念,以“项目实现”为依托,改革专业基础课程教学的手段与方法,制定完整系统且切实可行的理论与实践教学目标,是改进专业基础课程教学的必然。为此,电子技术课程教学在基于CDIO工程教育理念的基础上,改变传统被动单一的教学理念,加强理论与实践课程的紧密结合、整合和优化课程实验内容,重新构建电子技术课程教学新模式与新理念。
(二)改变教学方法
专业基础课程教学体系首先应打破课程的界限,突破传统满堂灌的理论教学模式,强化学生的工程实践能力和创新能力的培养,提高学生的自我学习能力,塑造出全能型的现代科技人才。作为专业基础课程任课教师,要做到如下几点:
1.树立以教师为主导,倡导“做中学”的教学方法,学生为主体的教学理念,教会学生学会学习。即以学生为中心,使课堂课程尽量丰富,促使学生可以大胆的尝试进行知识讲解,督促学生通过自己的语言表达方式来反馈他们对所学过的课程内容进行思路梳理,这样不仅可以激发学生自己有效的查找相关资料,梳理思路等自主学习的能力,也有助于学生逐步养成良好的学习习惯,同时也便于教师及时了解学生的学习动态和理解程度,更有利于促进学生的学习成绩。
2.将教研、科研成果引入教学,提高教学水平。一是基于CDIO教育理念,结合具体集成项目,由理论到实践。二是将项目成果逐步渗透到教学实践中,让学生了解学习的目的,在实践学习中就能直接体会到科学前沿知识,更易于拓展学生的学习思路,拓宽学习视野。
3.采用多媒体教室、实验室、实习厂和微机室等现代教学科技方法,多元化教学方式,提高教学质量。现代化的教学科技,更方便教师将理论知识和实践讲授相结合,及时渗透与更新该领域的前沿知识,增加课堂的多元性,为提高课堂教学质量和教学效率而存在。
(三)改变实践教学方法
工程技术人才在人类发展进步中一直占有举足轻重的作用。工程技术的人才培养必须以“工程教育”为理念,克服传统的重理论轻实践的观点,加大实践环节和工程能力培养的机会,面向工程实际需要,旨在培养出实践型,创新型的全能型人才,具体教学模式的实践表现为:
1.整合实验内容,实施大学生课外创新行动:根据目前专业基础课程的特点,加大实验课程学时,将“课中课实验”转变为系统的“实验课”,这样不仅仅能增加实验学时的机动性,也能加强实验课程内容和理论课程内容之间的联系程度,实现“指导—创新—应用”的实验教学模式,以便更好地提高学生的综合设计能力和创新性的实践思维能力。
2.密切联系产业:CDIO教育模式以产业需求为依托,以培养出适应社会产业发展的工程人才为目标,教育理念要求理论与实践紧密结合,要求学生的最终学习目标以项目为依托,鼓励学生积极参与社会实践,引导学生把专业基础学科知识与真实的项目研发有机结合,从而实现CDIO教育理念4个环节进行产品研发的能力,培养出全能型的社会性人才。
三、结论
基于工程教育理念,通过转变教学观念、改变教学方法、改变实践教学模式,旨在培养学生学习理论知识的同时,坚持以人为本,将工程设计科学研究与整个教学过程紧密结合,让学生积极参与到工程科技项目完成的4个环节中来,将学生的理论知识、实践能力和社会工程科技有机结合起来,以达到社会所需的全能型工程科技人才。这样,不仅有利于激发学生自主学习能力,更能促进对后续课程的学习兴趣,同时有利于拓展学生的知识口径,提高学生的综合素质,增强他们的工程实践创新能力,适应现代社会智能化发展的需要。
作者:张玉梅 曲延华 迟新利 单位:沈阳工程学院自动化学院
参考文献:
关键词:电工电子;等效替代;教学
作者简介:张振英(1962-),女,山东临沂人,江西铜业集团公司高级技工学校,讲师。(江西 贵溪 335421)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0114-02
“等效替代法”是将复杂问题及其物理过程转化为等效简单、易于研究的物理问题和物理过程来研究的方法,是科学研究中常用的思维方法之一。古今中外,运用“等效替代法”在诸多领域解决科技难题的实例不胜枚举,其中不少研究成果甚至成为相应学科理论的重要组成部分。因此,这一研究方法在科研领域占有十分重要的地位。
在“电工电子技术”课程中,将“等效替代法”运用于复杂电路分析及一些物理量的计量等方面的例子很多。在教学中,教师不仅要教会学生运用这些方法进行电路分析与计算,还应让学生去体会这种研究方法的思想内涵与精髓。
一、课程中运用“等效替代法”的实例集锦
1.实际电气设备、电器与电路模型
实际电路都是由电气设备和器件组成的,其种类繁多,电磁关系复杂,这给电路分析带来了很大困难。采用电路模型等效替代电气设备和器件,便有效地解决了这一难题。这一方法是将电气设备或器件中的每一种基本的电磁性质用一个对应的理想元件来表示,再由理想元件构成电路即电路模型来等效替代电气设备或器件。基本理想元件分为有源元件和无源元件两大类。其中有源元件包括电压源和电流源,无源元件包括电阻、电感和电容,它们各自表征一种电磁性质。如电压源US或电流源IS表示产生电能的性质。电阻R表示电气设备或器件消耗电能的性质,用电感L表示其将电能转变为磁能的性质,用电容C表示其将电能转变为电场能的性质。用这些理想元件的有机组合等效替代电气设备或器件,从而构成便于分析的电路。例如蓄电池或发电机用一个电压源US与一个内阻R0相串联的电路表示,如图1。线圈用一个电感L与一个电阻R相串联的电路表示,如图2。
2.线性无源二端网络与等效阻抗
对于一个具有多个阻抗联结的无源线性二端网络,可用一个阻抗来等效,如图3、图4所示。这其中包括阻抗的串、并、混联电路的等效及Y—联结之间的相互等效等。例如电路图5与图6的a、b两端之间的等效阻抗分别为Zab=Z1+Z2和Zab=Z1//Z2。
3.有源二端网络与等效电源
对于一个有源线性二端网络,对外电路而言,可用一个理想电压源US与一个电阻R0相串联的电路来等效(戴维宁定理),也可用一个理想电流源IS与一个电阻R0相并联的电路来等效(诺顿定理),如图7、图8(戴维宁等效电路)、图9(诺顿等效电路)所示。且电压源与电流源之间在一定的条件下,对外电路而言也相互等效。
4.三极管放大状态下的微变等效电路
对于三极管在放大状态下(三极管工作在特性曲线的线性区),为了便于分析三极管放大电路的电压放大倍数、输入电阻ri和输出电阻ro等动态性能指标,将三极管这一非线性元件用线性元件来等效替代,如图10、图11所示。在此基础上画出放大电路的微变等效电路,从而可方便地计算出各项动态性能指标。
5.变压器的阻抗变换
在电子电路中,为使负载ZL获得最大功率,而在信号源的输出端通过变压器耦合来实现阻抗匹配,使其等效阻抗等于信号源的内阻抗,与负载阻抗及变压器的变比k的关系式为:,当一定时,选择合适的k,便可实现阻抗匹配。如图12、图13所示。
6.正弦交流电的有效值
正弦交流电的电流、电压与电动势的大小和方向都是随时间按正弦规律变化的物理量,如正弦交流电流,其波形如图14所示。为了便于对交流电流的计量,于是采用稳恒直流电流从能量上与之等效,即将交流电流与直流电流分别通入相同电阻R,且通电的时间T相同,若两电阻产生的热效应Q相同,则称此直流电流I为该正弦交流电流i的有效值,如图14所示。通过数学推演得出交流电流的有效值与自身的最大值之间具有倍的关系,即有效值,并推知正弦交流电压、电动势的有效值分别为:,。这样,不断变化的正弦量便有了确定的计量值。
二、课程中运用“等效替代法”的科学思维
以上所列只是本课程运用等效替代法的一些典型实例,还有若干电气设备或器件的等效电路不再一一列举。在教学中教师一方面要让学生理解这些实例的基本内容与要点,还要启发学生品味其中的奥妙,让学生感到这些实例有如一颗颗璀璨明珠,都闪耀着光辉的科学思想。通过教学,应让学生在领悟到“等效替代法”有以下几方面的内涵与精髓。
1.透过纷繁现象,感悟事物本质
电路中电气设备或器件的电磁性能通常都不是单一的,而是多种性能并存,且交织在一起密不可分。例如一个蓄电池,在产生电能的同时也要消耗电能,这两种现象相伴相随不可分割。又如一个铁心线圈通入交流电后既有电能与磁能的相互转换现象,又有因线圈电阻、铁心被磁化时磁畴的运动摩擦以及铁心中产生的涡流等因素消耗电能的现象,还有少许漏磁现象等。可见一个看似极为简单的铁心线圈,通电之后其电磁现象却是如此复杂。然而,透过这些现象发现其本质上反映出来的只是能量的转换。不同的电磁现象反映着不同的能量转换形式,这样,采用不同的理想元件表征不同的能量转换形式,也就表征了不同的电磁现象,从而便可将相互交织的电磁现象通过元件表征分离开来,再将这些元件合理组合便可构成易于理解和研究的等效电路了。例如,由铁心线圈构成的变压器可由图15电路模型来等效,其中L1S、L2S表征原、副边的漏磁,R1、R2表征原、副边的功率损耗(铜损与铁损)。
在教学中,要引导学生认识到,电源向电路供电就是供给能量,供电后电路中产生的各种电磁现象都是能量转换的客观反映。
2.抓住事物本质特性,抛开非本质因素
由于电气设备或器件电磁性能的复杂性,其等效电路也往往比较复杂。然而多种电磁现象在电路中作用的强弱程度往往存在着很大的差异,在一定条件下,电路分析时可略去一些次要因素,以便突出对主要特性的研究。如图15,若略去漏磁及变压器的功率损耗,则其等效电路如图16所示;若再略去励磁电流i0,则其等效电路如图17所示。这样便更能突显出变压器变换电压与变换电流这一本质特性,即:,。式中的“≈”的含义就是表明对非本质特性的“抛开”。当然,这些非本质特性因素对本质特性的影响是客观存在的,所谓“抛开”不过是分析事物时的一种合理取舍,在实际工作中应当承认甚至要重视它们的存在。
3.替代看属性,等效有条件
“曹冲称象”可谓是一则为世人熟知的“等效替代法”典范。在当时的条件下,曹冲为获得大象的重量,用石块去替代大象。此时的石块之所以能替代大象,是因为石块在重量上具有与大象相同的属性,除此之外,彼此无任何关联。其等效的条件就是将大象与石块载入同一条船且吃水深度相同。可见,等效替代法的要决,一是要寻找出不同事物的相同属性,二是要清楚二者等效的前提条件。例如正弦交流电的有效值概念就是运用稳恒直流电等效替代并经数学推演得出的。这是因为这两种电流或电压都具有“能量”这一共同属性,其等效条件是两种电流通过相同阻值的电阻,且通电时间相同,产生的热量相等。
教学中要让学生明白“属性”与“条件”是恰当运用“等效替代法”的关键,也就是要解决好在什么条件下在什么方面对谁等效的问题,其要求是严谨甚至是苛刻的。
4.规律回迁,解决实际问题
运用“等效替代法”的目的,是试图通过所熟悉的事物找出规律,并将这一规律回迁到原来的事物,并利用替代物所遵循的规律以解决实际问题。例如,将有源二端网络用戴维宁等效电路替代,由于戴维宁等效电路的理想电压源US等于其开路电压,戴维宁等效电路的电阻R0等于其除源后从两端看进去的电阻,将这一规律回迁到有源二端网络,便可知有源二端网络的开路电压等于US,有源二端网络除源后的无源二端网络的等效电阻即为R0。根据这一结论,在解题时,只要将待求支路视为外电路,求出有源二端网络的开路电压与等效电阻,就可以很方便地求出复杂电路中待求支路的电流或电压。另外,运用这一结论还可以考察一个实际的有源二端网络的带负载能力。只要用电压表测出该有源二端网络的开路电压,用电流表测出其短路电流,便可知其戴维宁等效电路的US和R0,则该有源二端网络接入负载电阻RL后的负载电流,负载电压,当RL变化时,其电流、电压的相应变化情况也就一目了然了。
教学中要让学生知道,将“复杂问题简单化”这是运用“等效替代法”的根本指导思想,如果做不到这一点,即使能够成功“等效替代”,也没有实用价值。
三、结束语
“等效替代法”是“电工电子技术”课程中运用较多的一种方法,在教学中应给予足够的重视。多年的教学实践表明,就事论事地教,只是授人以鱼,学生运用相关概念做做练习难免导致思维僵化或局限。倘若能引导学生去品味和领悟其中思维方法的精髓,则可拓展学生的思路与视野,起到授人以渔的效果。
参考文献:
[1]王鼎,王桂琴.电工电子技术[M].北京:机械工业出版社,2006.
[2]李中发.电工电子技术基础[M].北京:水利水电出版社,2011.
关键词:技师学院;电工电子;微课应用
目前,技师学校中大多都开设了电工电子技术课程,因其信息量较大,知识涉及面较广等原因很受学生欢迎。但是传统的教学方式重知识轻实践,造成学生学习兴趣不浓、学习效果不明显。为提高教育教学质量,培养专业技术型人才,在教学中引入微课这一新型教学模式,通过视频、图像等形式将电工电子实践场面生动、直观的加以呈现,激发学生学习兴趣,调动学生学习的积极性和主动性,使教学效果得到明显提升。本文详细地阐述了电工电子技术课程教学中微课的应用策略。
一、微课在技师学院电工电子课程中的积极意义
(一)符合技师学院学生特点
众所周知,技师学院的学生学习基础较差,绝大多数没有养成良好的学习习惯,对理论知识学习兴趣不浓,甚至有抵触情绪。而且学生对理论知识的重要性缺乏必要的认识,相对而言更愿意学习实践操作。因此,技师学院的理论教学效果一直差强人意。同时,技师学院的学生有了更多的课余时间,学习的主动性有了更大的支配权。而微课教学视频时间短、内容新、趣味强等等特点,既可以解决理论学习的枯燥无味,又生动直观易于接受,因此非常适合技师学院的学生。
(二)符合电工电子课程特点
虽然技师学院中很多专业都要学习电工电子课程,但实际教学中电工电子课程的课时安排的却较少。同时由于知识量大、知识面广,因此学生学习起来有一定困难。而微课却可以很好地解决这些问题,能更好地满足学生的个性化学习、按需选择学习,既可查缺补漏又能强化巩固知识。学生课上没听懂的知识,课后可以在微课中重新学习,进行巩固;课上没有记下来的笔记,课后可以在微课中随时暂停和急需,从而完成记录。而且电工电子课程是一门实践性较强的课程,通过微课可以直观的为学生展示实践场景,直观的展示较小的零部件及其结构。这样,使学生更好地掌握了理论知识,而且提前对实践环境进行了了解,便于以后更好地进行实际操作。
(三)促进专业课教师的成长
微课还可以促进教师的专业成长。教师在制作微课前,要结合学情对教学内容进行有针对性地选择,对教学内容的重难点进行理解与分析,然后还要思考如何以学生喜欢的方式将内容呈现出来,并能获得较好的教学效果。这一过程,能促进教师对教学内容作深入的挖掘与分析,提升自身的专业素质。同时,在制作微课过程中,教师对多媒体电教手段的使用能力也得到了锻炼和提高。
二、微课在技师学院电工电子课程中的应用
(一)微课用于课前预习
技师学院的学生缺少良好的学习习惯,基本上不能进行课前预习。对于电工电子课程来说,学生没有进行课前的预习,会影响到课堂的教学进度和效果的。但是教师可以利用微课的形式,带领学生主动进行课前预习。教师可以采用学生感兴趣的形式来将新课要预习的内容进行呈现,激发学生的兴趣。在制作预习微课时要注意把握好内容的难易度。内容过于简单,不能激起学习新课的欲望;内容过于复杂,又影响学习新课的积极性。例如学习“单相半波整流电路”这一内容时,微课在预习部分就可以学生喜欢的动漫形式呈现电流路径,激发学生学习的兴趣。在学生有了探索的欲望后,马上调换二极管极性,引入到本节课所学知识点上。这样,难易结合,预习为新课服务,就很好地利用了微课。
(二)微课用于知识理解
利用微课更便于学生对知识点的理解和掌握。教师在课堂上对知识的重点和难点进行讲解后,可以利用微课展示加强学生对知识的理解。如在讲解“二极管”这一内容时,教师可以在课堂上应用微课,采取视频的形式对实验操作和过程进行讲解和演示。学生结合教师的讲解来理解知识点,而且还可以在课后反复观看微课视频,加深理解,从而提高学习效果。
(三)微课用于课堂教学
电工电子课程中会涉及很多的实验教学。教师在课堂上进行实验操作时,只有前排的少数同学可以清楚直观地看到实验的操作步骤和实验变化过程,而后排的同学就不能同步清楚地看到实验而影响学习效果。那么教师可以在课堂上进行微课教学,课前对实验过程和步骤进行视频录制,课堂上利用大屏幕进行播放,使全体学生同步清楚观看实验,了解实验变化,提高课堂教学效果。例如在进行二极管、三极管等晶体实验教学时,教师如果在课堂上直接进行实验,由于晶体体积比较小,学生观察的效果就不会很好,前后学生差异较大,影响实验效果。但是如果通过微课视频对实验提前录制,在课堂上就会使学生同步观察实验,更直观的呈现出实验效果,提高课堂教学质量。
(四)微课用于课后复习
电工电子课程由于教学课时少,知识点又多,只依赖课堂教师的教学,很难达到理想的学习效果,学生对知识的理解难度很大。但是在课后复习中引入微课,就可以很好的解决这一问题。学生在课后可以通过微课对课上没有理解的知识点进行反复学习,可以对视频内容随时暂停和继续,哪个知识点不会就可以选择反复学习,直到学会为止。