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关键词:教学内容;学习欲望;教学方法;创新能力
中图分类号:G712 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)08-0123-01
《电工基础》是中等职业技术学校电工电子专业的一门以实验为基础的、理论性较强专业基础课程,该课程具有概念多、公式多、原理抽象、知识含量大、覆盖面广等特点。而中职生文化基础相对薄弱,缺乏学习的兴趣与动力,学习自觉性普遍较差,如果不在教法上下工夫,学生就有抽象难懂、枯燥无味的感觉,最终容易导致学生产生厌学、畏难情绪,教学效果也不尽人意。因此我们应结合学生喜欢动手,感性认识敏锐的特点,在教学过程上进行多方面的探索。笔者结合自己的教学经历就电工基础课程的教学过程谈几点思考。
一、优化教学内容,由浅至深
《电工基础》这门课程主要内容包括直流电路、磁场、交流电路三大部分。由于在学电工基础课程时还特别需要初中物理与数学基础知识辅助, 而职校学生这方面基础相对较弱,容易产生厌学情绪,因此任课教师在教学过程中必须要结合学生实际情况和教学内容特点,对教学内容进行优化。要做到紧扣教学大纲,教学内容由浅入深,由简到繁,循序渐进;以实用为原则,转变“教学内容即教材”的传统观念,把基本概念、基本原理和基本分析方法作为教学的基本立足点,把技能训练作为教学的目标。引导学生由易到难,从感性认识到理性认识。
在实际教学中,教师可以根据学生的实际学情(接受能力),将学生分为强、中、弱三种,并对他们实施分层次的教学。如,对接受能力较弱的学生,要适当降低难度,加强动手能力的培养;对接受能力中等的学生,要适当加深部分教学内容,在动手和实践中让他们加深对知识的理解,提高兴趣;对接受能力较强的学生,要加强拓展知识的学习,着重培养发现问题、分析问题、解决问题的能力。
二、创设教学情境,激发学生学习欲望
电工基础作为一门技术理论课,它是学生进一步学习技能的基础。如果在电工基础课的教学中尽力以现实生活作为切入点,可以激发学生学习欲望。例如,在第一次上《电工基础》课程时,先不急于传授书本知识给学生,而是在教室里做了两个与本课程相关的电路;一个是家用荧光灯的电路连接,一个是双联开关控制一盏灯的电路连接,这两个都是日常生活中常见的简单的电路,但学生并没有亲自动手安装过。当电路一接通,灯管发光、熄灭的控制瞬间,教室里的气氛顿时变得热烈。学生们显得兴致勃勃,没有人因为电路的简单而不以为然。
三、采用灵活多样的教学方法,保证教学效果
(一)多媒体课件教学
电工基础是一门抽象的学科,课程的内容比较抽象难以理解,教师用语言不易描述。在教学中,往往有许多图景难以被学生想象,实验又无法进行,而这对于学生的理解,掌握概念和规律有重要作用。有些实验虽然可以演示,但其反应过程无法看到,可信度小,学生难以理解。目前,多媒体辅助教学已经成为课堂教学的重要手段。如果我们可将如电源内部电子和离子的移动,电动势的方向,电容器充放电,交流电的产生,三相异步电动机的控制等内容制作成相应的课件,将题干、电路图及分析过程中融入到课件里,这样不仅省去了大量板书的时间,将时间留给学生分析、解答,又形象展示了教学内容,又高效生动省时,有利于学生的掌握和理解,提高课堂效率与效果。
(二)仿真软件虚拟实验教学
为弥补实验的不足,提升实验效果,电工基础的教学可以利用电工技能与实训仿真教学系统进行虚拟实验教学,以提高实验的准确率。例如:在荧光灯电路安装中,教师可通过仿真软件,让学生学习照明电路的组成及各部分的作用、认识电路图并能按照电路图安装电路、电路检测、判断并排除电路故障等一系列理论知识等。仿真实验本身可以让学生创造一种身临其境的感受,如同置身于真实幻觉中,会使之产生强烈的真实感。在这种完全真实的环境中学习知识的技能,对学生具有较大的吸引力。仿真结果的演示可以把抽象理论转化为学生容易理解的直观图像,让学生在大脑中产生强烈的真实感,学生的兴趣得以激发,情绪也调动起来,促进了学生对知识的理解与记忆。
(三)采用项目教学法
若在教学中应用项目教学法,将会促使枯燥乏味的知识兴趣化、抽象的概念具体化、深奥的理论形象化。例如在讲《照明电路安装》这一项目时,教师可先讲解本次实验的主要任务、目的、要求,实验中需要注意的问题,然后让学生自己设计出实验计划、画出电路图、选择实验方法、选择实验设备和仪表,经过老师检查无危险后,让学生自己动手操作。实验中通过同学间的对比和老师的指导,发现计划中存在的错误和不足,然后改正错误完成实验。最后师生共同研讨实验中出现各种现象的原因,并写出实验报告。另外,在这一项目实践中,还会用到开关的使用、万用表电阻测量的使用等相关联的知识,使学生所学得的知识得以巩固,加深了他们对专业理论的理解。另外也培养了学生的实践动手能力和团队精神,使他们能够相互协作、共同面对任务中遇到的困难,从而能够更好地适应未来社会。
四、参与创新活动,提升学生的创新能力
根据学校的实际情况,从2006年起我们电工电子科组的同事都积极组织学生利用课外活动时间开展科技制作活动,引导学生参加各级各类创新大赛,对原有的实验实习装置进行改造和现实生活中的产品进行创新等,并组织展评。本人指导林家威同学发明创造的“带照明的螺丝刀”、“节能定时插座” 就在江门市第二十三、二十四届青少年科技创新比赛中获得了二、三等奖。实践证明,科技小制作、小发明活动带有很强的实践性、社会性和科技性,有利于学生德智体的全面发展,可以促使学生把动手与动脑、实践与探索、学习与创造、基础知识与科技信息密切结合起来,培养学生各方面的能力。
参考文献:
[1]广东、北京、广西中等职业技术学校教材编写委员会.电工基础(第3版)[M].广东高等教育出版社,2003.
【关键词】电工电子技术课程教学一体化
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)08-0081-01
电工电子技术课程是高职类院校开设的一门电类专业基础课程。电工电子技术课程的教学目标主要是培养符合现代就业市场需求的、具备较高职业能力的高素质应用型人才,同时也可以为高职教育后续相关专业课程的教学铺垫基础。在现代职业教育理念的要求下,电工电子技术课程目前主要的教学研究方向是有效实现课程的工学结合一体化教学。电工电子技术课程工学一体化教学需要依靠课程教学内容的有机整合、精品课程体系的完整建构、侧重对学生实践能力的培养、教学方法体系一体化和教学评估侧重技能评估等方面来实施。
一 工学一体化教学需要教学内容的有机整合
电工电子技术课程工学一体教学化的首要工作是做好教学内容方面的工作。教学内容需要依据就业市场中的职业岗位能力要求进行有机整合。目前,电工电子技术课程对教学内容的传统处理方法虽然首要强调的是以职业能力为本位,但在实际的课程教学过程中,则是轻视对电工电子定律的参数定量计算和定律理论分析。随着课程教育的改革,电工电子课程又增加了部分实用案例,以便进行理论分析,从本质上来说,只是对理论内容进行简单的形式增减;而有部分教师则通过增加实验指导书的形式来对理论教学进行能力教学补充;也有部分教师则采用一边讲理论一边练习的方式来进行工学结合的尝试,但是边讲边练的形式是依据课本上预设好的实验数据,并不能起到让学生的职业能力和创新思维在其中得到发展的预期效果,事实上是与实践出真知的教学理念相违背的。
电工电子技术课程要实现工学结合,在教学内容上应该以机电一体化等行业对毕业生的职业能力要求为标准,依据毕业生对电工电子技术课程的知识和技能实际运用情况,确定以职业能力培养为核心的教学目标,在电工电子技术课程的实际教学中,要实现学生掌握电工电子基本理论、基础概念、基本分析方法和安全用电常识的知识目标,整合让学生能相对熟练地使用一般电工电子仪器仪表的技能目标。在工学结合的一体化教学改革中,教师应在传统的理论为本的教学基础上,树立“理论为本,实践先行”的教学理念,注重课堂电工电子实验操作,借助“实验引导―理论讲解―实验与理论相结合―再实验”的课程教学思路,侧重对学生知识技能的培养,实现工学一体化教学体系的建构。
二 工学一体化教学需要教学方法的改革
工学一体化教学侧重在理论学习的基础上,提高实验学习的比重,提高学生的综合职业素养和能力。而职业能力的培养是一个从简易单一到综合复杂的循序渐进的过程。因此平时教学时,要以“教学做一体化”教学理念为指导进行教学。如将相关的电工电子教学设备和专业设备布置在同一个教室,实现电工电子理论教学、实验教学、生产实习和毕业实习等教学环节一体化,将这些实践性的知识统一于同一授课室进行理论分析,逐步分解和深入整合,有利于实现教师和学生共同在教学做三位一体的过程中高效地完成教学任务。如教师在讲解电工电子技术课程中的基尔霍夫电流定律时,首先进行节点、支路和回路等相关概念的知识回顾和预备,然后给学生引入相应的复杂电路电流测量实验项目,引导学生在实验操作中得出实验数据并相互交流,最后总结得出经验结论并上升为理论,教师依据理论利用计算机仿真软件再次模拟实验,得出相应的实验数据后进一步为学生分析该电流定律,强化对理论知识的认知,通过“实验―理论―再实验”的教学方法为工学一体化教学提供方法参考。而高职教师需要接受再教育和培训,学会熟练使用多媒体工具和软件,如计算机仿真软件和多媒体课件,为电工电子技术课程工学一体化的实现提供硬件支撑。
三 电工电子技术课程工学一体化的实现需要立体化教材的建构
电工电子技术课程的工学一体化的职业能力的培养研究很大程度上需要完善的立体化教材来做培养方案的引导。教材是学生学习的基本工具,必须与工学一体化课程体系改革相结合,否则不利于工学一体化教学改革的进行。现代电工电子技术课程应该利用网络技术等现代教育手段,丰富教材的不同表现形式。电工电子技术教材可以从书面形式拓展多媒体教材、网络电子教材、虚拟实验仿真教材等,实现教材的立体化建构。同时为了保障教材内容的合理性和科学性,编写教材时还可以同其他企业的技术人员进行合作交流,对教材编写的形式、教材内容的组织、教材与生产实际的联系等进行整合优化。最后,教材内容的编写还要与国家职业资格认证制度相结合,教学内容要顺应社会就业市场的需求,与国家职业认证考试相互结合,避免学校教材内容与社会职业需求不相符合的状况。
关键词:电工电子基础课程;教学改革;实践创新能力
电工电子基础课程是高等学校电类专业的通用基础和专业核心课程,其显著特点是量大面广,教学内容几乎涉及电气电子信息学科的各个领域,在培养学生的工程意识、实践能力和创新精神等方面具有十分重要的作用。近年来,南京航空航天大学以培养航空、航天、民航(以下简称“三航”)领域的未来开拓者为目标,以提升学生实践创新能力为核心,结合国家级电工电子实验教学示范中心建设项目的实施,整合优质教学资源,持续深化电工电子教学改革,形成了具有南航特色的电气电子信息人才培养模式,人才培养质量进一步提高。
一、注重基础与强化能力并重,构建综合性、一体化的电工电子基础课程体系
进入21世纪以来,国家和社会对高素质、创新型工程技术人才的需求越来越强烈,更新教育教学理念、创新人才培养模式是时代对高等学校的客观要求,构建科学合理的课程体系是最基础、最核心的任务。当前,电工电子基础课程体系建设必须遵循两个基本原则:一是适应性原则,即课程体系必须适应国家经济社会发展对创新人才的素质要求,厚基础、强能力、重创新,促进学生的全面发展,提高他们的综合素质和社会适应性。二是针对性原则,即课程体系必须根据不同层次、不同类型高校的人才培养目标,依托学校的办学特色和优势,促进个性化人才培养特色的形成,提高人才培养的针对性。据此,我们做了两个方面的工作:
(1)拓宽知识面向,凸显“三航”特色,构建综合性的电工电子基础理论课程体系。电工电子基础课程是电气电子信息类学科的共同基础和公共平台,不论是电子信息,还是电气自动化,都基于这个公共平台组织教学。同时,航空、航天和民航都是以自动控制为核心,机、电高度综合的学科领域,具有系统化、数字化、信息化、智能化等特点。因此,为适应航空航天器在系统分析、设计、综合等方面对人才知识体系和能力结构的要求,我们依托电气、电子、控制、计算机科学与技术、仪器仪表工程等学科,参照世界一流大学相关学科的课程设置,在传统课程体系的基础上引入“自动控制原理”、“现代控制理论”和“运动控制系统”等“控制”类课程,形成了涵盖“路”、“场”、“信号”、“控制”和“计算机”五大知识模块,基础厚、口径宽、多学科交叉、强弱电结合的综合性电工电子基础理论课程体系,为夯实学生的理论基础、提高综合素质创造了有利条件。
(2)整合实验内容,强化能力培养,构建一体化的电工电子基础实验课程体系。多年来,传统的电工电子实验课程虽然大多已经独立设课,但过分强调实验课程所在学科体系的系统性和完备性,实验内容与理论课程严格对应,将实验项目束缚在课程知识体系之内,容易造成实验课程之间的相互隔离、实验内容的重叠和教学时数的膨胀,不仅影响实验教学效果,而且难以开展跨课程、综合性的创新型实验,制约学生实践创新能力的培养。因此,我们打破实验课程的学科本位桎梏,整合实验教学内容,强化实验课程的整体性,将“电路实验”、“数字电路实验”、“模拟电路实验”、“在系统编程技术”和“电子工艺实践”等课程,融合成为一门分阶段实施、跨多门电工电子基础理论课程的“电工电子实验课程”。主要包括电工电子实验基础(18学时)、数字电路与系统设计(24学时)、模拟电路与系统设计(24学时)、电子电路综合课程设计(36学时)等系列实验模块。新的实验课程体系各实验模块之间相互衔接、逐层深入,最后通过“综合课程设计”对全部实验内容进行系统集成与综合实践训练,使学生在实验中进行大量跨课程的一体化的研究创新实践活动成为现实。
二、知行统一、学思结合,创新实践教学模式
长期以来,电工电子基础实验沿用传统实验教学模式,教学内容和方法单一。从实验教学内容来看,实验项目大都属于基础验证型实验,设计型和研究型实验偏少,具有工程背景或实际应用价值的综合型实验更少,学生在做实验过程中基本上是按照规定的步骤操作,难以激发学习兴趣和主动性,影响学生独立思考问题能力的培养。在实验教学方法上,大多采用老师板书,示范讲授为主,学生自主参与、自行设计的机会较少,不利于学生实践创新能力的培养。
为此,我们遵循知行统一、学思结合的育人原则,坚持以提高学生的实践创新能力为核心,重构实验教学内容体系,改革实验教学方法,完善学生课外科技创新体系,积极推进实践教学模式创新。
关键词:电工学;PBL;教学改革;教学模式;教学体系
作者简介:周静(1976-),女,四川隆昌人,重庆大学电气工程学院,副教授;侯世英(1963-),女,四川南充人,重庆大学电气工程学院,教授,博士生导师。(重庆 400044)
基金项目:本文系重庆大学教学改革一般项目(项目编号:2012-25)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)08-0018-03
“电工学”课程是工科院校非电类专业的技术基础课之一,在非电类本科专业的知识体系中有着重要作用。随着计算机和通讯技术的不断发展,“电工学”课程已发展成一个高度集成的“综合课程”,它和电子技术、自动控制、信号处理等诸多学科知识相交叉,在多个领域的实际工程系统中起着基础作用。随着“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标的提出,[1]作为技术基础课的“电工学”课程教学面临极大挑战,主要表现在以下几个方面:
首先,随着科学技术的发展,“电工学”课程的知识面越来越宽广、信息量愈加丰富,如果仅仅是在旧的课程体系下简单地增加新内容将必然导致课程内容越来越多,教学任务越来越重,在目前授课学时大幅削减的情况下,教学质量和效果都将大打折扣。因此,如何在有限的学时内提高教学的效率和效果是课程改革首要考虑的问题。
其次,“电工学”课程面向机械工程、动力工程、材料工程、生物工程、环境工程、采矿工程等非电理工专业开设,各专业的学生基础不同、教学要求不同,对电工电子学知识的需求也各有侧重。例如土木工程专业对建筑电气知识、热能专业对电机控制技术、化工类专业对分析测试仪器的应用等具有特殊需求。因此,如何在学生基础与能力参差不齐、教学需求各不相同的情况下实现高素质、厚基础、强能力的人才培养目标是课程教学的一大挑战。
而且,在现有的教学条件下,“电工学”课程教学中“厚基础”和“强能力”这两个培养目标在一定程度上出现了矛盾。“厚基础”强调教学的重点在于对理论体系的系统学习,并具备在时、空范畴里对基本理论进行转换、延伸的能力;而“强能力”可能更多的是强调为学科交叉应用提供必要的接口,具备基本知识、基本技能的应用能力。但是,在有限的学时内,要实现“厚基础”和“强能力”的双重目标就如同“鱼与熊掌”不可兼得。
因此,要使未来非电类专业的工程师具备宽厚的电工电子知识和应用这些知识的能力,如何有效地解决以上问题,一直是“电工学”课程教师关注的热点和难点。
一、“电工学”课程教学改革思路
1.课程改革的理念
为了全面认识专业对象、人才培养目标与课程教学要求之间的联系,首先在各专业的授课学生中开展了广泛调查,征集意见和建议。经过深入分析,对“电工学”课程进行定位,认为“电工学”课程对近机类工科专业是“技术基础课”,对非近机理工专业是“一般基础课”,对文经管专业是“素质教育课”;授课对象专业不同、人才培养目标不同、课程学时不同,“电工学”课程建设要同时满足以上“三不同”的需求,因此确定课程改革总体上要按照“通识教育+适度专业教育”的指导思想来开展。
要同时实现“厚基础”和“强能力”的教学目标,在改变教学内容体系的同时,改进教学方式也很重要。重庆大学电工学课程组在过去几年里深入分析了国外教学改革的成果,[2-6]最后选定一种受到国际社会普遍认同的研究性教学方法——“基于问题的学习”(PBL:Problem Based Learning)是最适合“电工学”课程教学改革的方法。即通过融合PBL思想,在课程教学中贯彻“理论与实践并重”的理念。
2.PBL教学法
PBL教学法最早起源于20世纪50年代的医学教育,常用于医学课程的教学中,是一种受到国际社会普遍认同的研究性教学模式。与传统的教学法有很大不同的是,PBL是一种以问题为核心,以解答问题为驱动力,以分组讨论、展示及相互交流为手段,以激发学生积极主动自学、培养学生创新性思维为主要目标的教学模式。在PBL教学过程中,通过设计真实性任务,将学习与问题挂钩,使学习者投入到问题中;鼓励自主探究,鼓励争论,鼓励对学习内容和过程的反思。PBL教学法强调以学生的主动学习为主,而不是传统教学中强调的以教师讲授为主;旨在使学习者建构宽厚而灵活的知识基础,发展有效的问题解决技能,发展自主学习和终生学习的技能,成为有效的合作者。目前,PBL不断得到推广和发展,已经在国内外许多高等院校被应用到各学科领域的教学中。
3.基于PBL教学法的“电工学”课程教学改革思路
在“电工学”课程中引入PBL教学模式的改革,其核心思想是:以解决从工程实际中提取的具体问题为基础组织教学内容;在教学过程中以解决问题为目的,引导学生学习知识,最终让学生在解决问题的过程中综合应用所学相关知识,达到培养学生独立自学能力、创新思维能力、资料组织能力的目的。围绕以上原则,基于PBL教学法的“电工学”课程教学改革包括理论和实践教学改革,先后把“PBL”教学模式引入理论和实践教学环节,探索集知识学习、能力培养和协作精神一体的教—学模式,主要在以下三方面进行了探索:将PBL融入到课程体系建设中,采用模块化方式组织教学内容,形成理论与实践有机联系的课程内容体系;将PBL融入理论教学,采取专题式课堂教学,落实“通识教育+适度专业教育”的原则;将PBL融入电工学实践教学,探索“知行合一”的教—学模式。
二、融合PBL的“电工学”课程改革
1.模块化课程内容体系建设
以“基于问题的学习”理念统筹整合教学内容体系,构建了“知识点—教学专题—平台课程”金字塔式的教学内容体系。
(1)理论与实践并重,优化教学内容模块。原有的“电工学”课程体系是从60年代开始逐步建立起来的,是电类专业“电路分析、模拟电路、数字电路、电机电器及控制”四门课程的简化和浓缩。考虑到本课程必须为更多专业的学科交叉以及新技术发展提供延伸接口,拓展课程内容体系,把电子测量、自动控制、PLC编程等相关的基本知识纳入课程内容体系并建立相对独立的知识模块;对照理论教学体系,构建立体开放的实验教学体系,更加明确地提出基础、综合、创新三个层次的实验教学内容体系;强化了实验教学和理论教学的对应关系和内在联系。
(2)以知识点为基础,构建课程内容体系。融合PBL的思想在各知识模块中,以一个“实际问题”为核心组织一个专题;细化各教学专题涉及的知识点,并对知识点进行分级:1级为基本知识点,2级为应用知识点,3级为扩展知识点。以用为本,以需求层次为导向,把教学内容层次与知识点按课程学时进行合理组合,形成系列“教学专题”;比如对文经管专业开设的通识教育类课程,则专题以1级知识点为主体教学内容,对机电等专业开设的专业基础课程则要包含2级和3级知识点。
(3)构建柔性、开放的平台课程。根据不同专业的教学要求选择不同模块的教学专题,并根据教学学时筛选专题内所涉及的不同层次的知识点,构成”电工学”系列课程,比如28学时的“电工学III”就是一门针对部分理科专业及文经管专业开设的通识教育课程;比如还有针对其他不同理工科专业开设的36学时、72学时、88学时等不同的“电工学”系列课程,形成柔性、开放的平台课程体系。
2.课程教学内容整合
以PBL模式为主导进行了课程的内涵建设。
(1)在教学内容上删除了那些从课程系统性和理论完整性出发安排的一些古典的、抽象的知识内容,比如:
1)简化了电路分析中结点电压法、网孔分析法等纯理论分析的内容,强化了在电路电子技术中广泛使用的KCL、KVL基本定理、等效电源定理、叠加原理和最大功率传输定理内容,并着重阐述其工程应用。
2)简化了电路暂态分析理论,着重理解RC和RL一阶电路的暂态过程,为其在滤波、信号发生等信号处理领域的应用打下理论基础。
3)精简了基于分立元件的放大电路分析,重点理解“放大”的含义,强调集成运算放大器的应用,掌握利用集成运放构成的各种基本运算电路。
4)精简电机的原理性介绍,重点介绍在工业企业和生产实践中广泛使用的三相异步电机的外特性及其起、停、变速控制等。
(2)在理论教学体系中,以用为本组织知识点,比如“PLC编程及应用”知识模块以在工业企业中广泛使用的“西门子PLC技术”作为主讲内容,精简PLC的原理性介绍,加强了PLC与“电机及控制”模块内容的交叉,针对实际使用重点介绍基于PLC的各种电机控制方法和过程。
(3)在引进新技术、新方法方面,在理论教材中电路、模拟电子技术、数字电子技术知识模块的每一章节之后新增附录内容,介绍基于Multisim软件的电路电子技术仿真分析方法,在理论教学中开展仿真分析教学;同时,在电工电子学实验教学中引入Multisim软件,开展基于EDA技术的设计性和创新性实验。通过仿真分析把传统的电工电子学知识与本领域的新技术、新方法相结合,拓宽学生的知识面。
三、融合PBL的“电工学”课程教学
1.专题式理论教学
为解决教学内容多而学时少的矛盾,课堂教学采用了紧凑式的“专题教学”,即融合PBL的思想,以一个实际问题为中心,围绕这个问题的解决组织教学内容,形成一个专题。而且,在教学中即要求做到基本概念和基本定律清晰,同时又要兼顾实际应用的方法和技能。如果按照传统理论教学的方式,由一个老师承担整个课程的所有教学工作则对教师的要求提高了。大多数老师所从事的科研方向有所不同,其专长也各有不同,因此,教学中与教师专业或科研背景相关的内容教师可以讲述得更生动,教学效果更好。但与专业不相关的内容教师则讲述平淡,所以“专题”教学难度很大。
基于此,在开展“专题式”教学时采用了多位教师合作授课的方式,即课程由若干个教学专题组成,根据教师的专业特长,结合教师个人的学科基础和学术研究,一个老师只专注于1~2个专题的教学而不是整个课程的教学。这种方式有利于充分发挥教师自身学科基础和学术研究的优势,深入浅出地把知识模块的基本理论、基本应用和工程实践结合起来,使教师在有限的课时、有限的人力情况下把课程教学“精品化”,实现最大限度地调动学生学习的积极性和主动性,提高课程的教学质量。
2.创新实践教学
把PBL教学理念融入实验教学,把“创新教育”贯穿于“基础+综合设计+创新实践”等多个层次的实验教学中,具体做法包括:
(1)打破“基础实验无创新”的定势思维,在基础实验中推行以学生为主体的自主实验。[7]开放式自主实验就是以学生为主体,在实验时间上采用开放管理,实验内容上采取给定实验目的、要求和实验条件,让学生在自主的时间内自行设计实验方案并加以实现的实验教学模式。在此实验过程中培养学生的“自主学习能力、实践动手能力”。
(2)开设综合实验项目,强化实验内容与工程、与实际应用联系。综合实验项目采用分组实验的方式开展,一般3~5人一组,包括选题—预习—提交方案—自主实验—总结答辩等几个层层深入的环节;实验基本采用自主开放式的管理方式,老师引导学生分组讨论并开展实验,最终让学生在解决问题的过程中综合应用所有相关知识,达到培养学生“自主学习、独立思考、相互协助”的能力。
(3)利用重庆大学“大学生科研训练计划”向非电类专业的学生开设“电工电子”创新实验,通过项目申请书撰写、开题/结题答辩、项目开展等环节促进学生“书面表达能力、口头表达能力、批判性思维(能力)、协同合作能力、运用信息技术能力、实践能力”等综合能力的培养。在SRTP项目中,导师采用PBL教学法有目的地引导学生综合应用电工电子学的知识和技能去分析问题、解决问题,实验过程不仅加深了学生对电工电子学知识的理解,更为重要的是对学生进行了完整的电工电子学知识应用的综合训练,为这些学生在本专业领域中应用电工电子学科知识奠定了良好基础。比如一组动力工程学院热能专业的学生在创新实验后总结说:“PLC控制技术对动力工程学院学生的专业学习有重要的实际意义,比如在火电厂给水泵小汽机保护系统、电厂化学水处理部分、电厂输煤自控系统以及中央空调节能改造等具有很高实践价值的领域……”
当然,开展基于PBL的实验教学的关键是建立一支高水平的实验教学队伍。为此,要求所有的理论教师同时承担实验教学任务,形成一支由理论教师和专职实验教师合作的教学团队。每个理论课教师围绕自己的专题设置综合实验项目或者提出SRTP项目,并作为导师指导实验小组开展讨论和实验,专职实验教师负责基础实验教学和实验室的开放运行。
3.建立了适应PBL教学的考核体系
在PBL教学中,课程考核方式随之改变,理论与实践并重,全方位、多角度地考核学生,避免一考定终生。理论考核以期末考试为主,发挥传统的期末考试的优势,采用课外阅读、课堂讨论等多种辅助考核手段;丰富并完善实验考核,为学生提供展示自己的平台,保证考核的真实和公正。以28学时“电工学III”课程为例,该课程是通识教育类课程,考核办法如下:
期末考试:采用开卷方式进行,即学生可以带上自己的教材作为参考;考试时间120分钟;考试成绩占总评成绩的50%。
实验成绩:“以能力培养为目的”,采用“实验报告+平时考核+综合实验”的考核方法,占总评成绩的40%:实验报告是规范实验的一个重要环节,可以体现实验中的重要基础理论、基本实验方法和数据处理方法等,因此在实验考核中占30%左右;平时考核反映了学生的学习态度、实际动手能力和基本科学素养,因此占20%左右;综合实验采用PBL教学模式分组进行,包括选题、预习、自主实验、答辩及实做几个环节,体现学生的自学能力、创新意识及小组协作能力,占50%左右。
平时成绩:主要为课外阅读的完成情况。课外阅读由教师指定阅读任务,研究生助教辅导,分组完成并对全班汇报,展示资料收集整理等能力。该部分成绩占总评成绩的10%。
四、总结与反思
在过去两年里,重庆大学电工学课程组以大类课程建设为契机,融合PBL的教学思想进行了一系列教学改革:以用为本,建立了“知识点—教学模块—教学专题”的柔性、开放的课程体系;在理论教学过程中开展了“专题式”理论教学;在实验教学过程中进行“创新”实践教学试点,得到学生的广泛认同。面向试点班级的问卷调查显示,95%以上的同学认为,这样的学习方式更具有挑战性,80%以上的同学认为这种学习方式更有助于综合能力的提高。但是,教学中面临的问题也同样严峻。
PBL课程教学的成功与否首先取决于作为课程主要内容的“问题”选择和设计是否恰当,即教学“专题”的设置是否合理。很显然,答案并不像“是”和“否”所描述的那样简单。
“专题式”教学的优点是突破了学科体系的束缚,知识的组织方式灵活多样,教学内容得到一定程度的优化,因而学时也可得到相应缩短,使内容与学时的矛盾得到部分缓解;但是,它打乱了学科固有的知识体系,使知识变得凌乱,与“厚基础”的目标冲突。所以优化专题教学,采用“基础教学+专题教学”的方式可能更适合“电工学”的理论教学,也更能体系“通识教育+适度专业教育”的思想。
教学队伍的严重匮乏是制约PBL教学的关键因素。很多同学在问卷调查时反馈“不能及时有效地得到老师的指导”。诚然,要倡导学生自主学习、主动学习的精神,老师的指导也是必不可少的。因此,PBL教学只适合小班教学,比如30人一个班,否则讨论、反思、汇报等过程就不能得到充分的开展。而且,PBL教学的开展不仅需要教师熟练掌握本课程的相关知识,还要了解与其关联的工程实践等其他知识,对课程组教师的素质提高也是一个极大的挑战。
综上所述,基于PBL的教学改革归根结底是采取各种措施改变传统的教与学的关系。于教师而言,需积极投身创新教学改革中,不断提高自身的水平,在教学过程中发挥主导作用。于学生而言,需挖掘自主学习潜力,培养动手能力和自主解决问题的意识, 体现了其主体地位。因此,在教学课时普遍减少的情况下,不失为提高教学效率、保证教学质量的有效途径。
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关键词:电工电子技术实践教学生产实践
1引言
电气工程训练是我院面向工科非电专业及大文科专业开设的一门公共实践课程,学习的主要内容就是安全用电常识和基本的电工电子技术知识及实践操作技能。
2实践教学的现状和改进措施
(1)实践课程简介
根据专业的不同,电气工程训练有两个教学模式。对于工科非电专业,开设电气工程训练A,共40学时;围绕三相笼型异步电动机的控制,训练工科学生一些简单的电气控制方法、控制手段,使之理解电气控制方面的基本知识和操作技能,了解电气控制在工程中的应用。对于大文科专业,开设电气工程训练B,共40学时;通过室内照明电路的设计、安装、调试与检修实践,让学生懂得安全用电,学习常用电工工具和仪表的使用,掌握最基本的电工技能。
(2)实践教学存在的不足之处
从近三年的教学实践过程看,存在的不足之处有两点:
第一,教学内容不够充实,学生做起来前紧后松。为期一周的电工训练,前三天的实践内容是理论教学和基础实践;后两天的内容是创新设计,占用时间偏长。
第二,教学实践内容和现代生产实践结合度不够,电工电子技术含量偏低。电气工程训练A的实践内容是交流电动机的交流接触器控制线路;电气工程训练B的实践内容是照明电路的安装实践,在电路中用的是电感式镇流器。在科技发展日新月异的今天,这些电路已不是最常用的电路了。
(3)实践教学改进措施
针对在电气工程训练中存在的现状,对原有的实践教学内容进行提炼和整合,在电气工程训练中增加电子产品制作的内容。对于非电专业的学生,可以选择制作一些和已有的实践项目相关且简单实用的电气产品。参加电气工程训练A的学生,可以选作PLC控制器;参加电气工程训练B的同学,可以选作电子镇流器。学生在电工实践过程中,通过对电气产品的研制、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用,探知最前沿的科学技术,推进实践教学和现代生产实践的紧密结合。
3实践教学改进后的实施方案
(1)实践教学内容
电气工程训练实践经过改进后的教学内容可概括为四个教学环节、六大教学模块。四个教学环节包括理论教学、基础实践、创新设计和产品制作;六大教学模块包括元器件认识、工具仪表使用、电路原理和电路设计、线路板制作、组装和配线、调试和检修。
在教学实践过程中,六大教学模块的实施是渗透在四个教学环节中完成的。可以看出,和电气工程训练B相比,电气工程训练A的电工电子技术信息含量大、实践操作难度高。
(2)教学实施方案
教学内容的难易程度以及时间安排不是一成不变的,在教学过程中需要把握三点:
第一,理论与实践相结合。理论教师在理论教学环节主要讲解安全用电常识、元器件认识与检测、电气原理图识图、实践操作技能四方面知识。脱离实践操作的理论知识不用讲,和实践操作联系不大的理论知识要少讲。通过理论教学,学生可以运用掌握的理论知识指导自己的电气工程实践,这才是理论教学的真正目的。
第二,因材施教。专业不同,采用的教学方法和教学手段就不同,讲授的教学内容也不同;专业相同基础不同,教学内容的侧重点就不同,对三表学生要突出应用能力和实践技能的[培养,对素质高、学习能力强的学生要进行精英培养。
第三,课内教学与课外活动相结合。对于参加电气工程训练兴趣高、产品制作有独到见解的学生,教师要积极引导,把课内教学内容和学生课外科研活动、素质教育活动有机结合起来,并给予必要的指导。
(3)激发学生兴趣的方法
为了更好地完成教学任务,实现预期的教学目标,要充分调动学生参与实践的主观能动性,激发学生的兴趣和培养创新意识。
第一,确定灵活、直观的教学方法。在理论和实践教学过程中,结合板书、多媒体课件及实物展示等教学手段,采用演示教学和渐进式启发教学相结合的教学方式,在激发学生兴趣、培养自学和独立思考能力等方面下功夫,使教学效果不断提升。对于基础实践项目,主要以演示教学为主,通过演示教学,学生把容易理解和接受的感性知识上升为可以指导自己实践操作的理性知识。对于创新实践项目,主要以渐进式启发教学为主。通过启发教学,开阔学生的思路,培养同学们独立完成实践项目的能力。
第二,采用不同的考核标准。在教学过程中,要根据不同专业、不同基础的学生,调整实践项目在量和质上的要求,制定相应的考核标准,让每个学生都能体验到完成实践项目的成就感,激发学生的学习兴趣。学生有了兴趣,教学目的就容易达到了。
第三,实行多方位的奖励制度。在基础实践环节,可以把一个班级分成几组,组和组之间比赛,哪个组完成的又快又好,哪个组就有额外加分,并把名次写在黑板上。这样就能激发学生之间团结合作、协同作战的意识和动力。在产品制作实践环节,可以把课内教学和课外的素质教育活动相结合,给成绩优异者颁发获奖证书和奖金,鼓励学生参加科研活动。
4结语
在电气工程训练的教学实践中,我们本着与时俱进、勇于创新的精神,不断提炼和整合实践教学内容,着重培养学生的团队精神、工程实践能力和创新意识。学生在实践过程中,通过对电工电子线路和电气产品的设计、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用;探知最前沿的科学技术,增强求知欲望,培养自我发展的能力。
参考文献
[1]董启广,电工电子实训教学模式的研究与实践,北京工业职业技术学院学报,2006(10).
【关键词】电工电子;教学改革;有效措施
电工电子技术是电类专业教学中的一门重要的专业基础课程,在专业教育教学和人才培养的过程中占有十分重要的地位。该课程的特点是:概念多,抽象,实践性强。通过本课程的学习,学生应在电路、电工技术及电子技术方面获得知识、素质、技能方面的培养,并为以后学习各专业知识和高一级的职业技能打下良好的基础。
一、电工电子技术课程的特点
电工电子技术课程是高等院校理工科电类专业必修的一门技术基础课程,在工科教学体系中占有十分重要的地位,它为学生学习后续课程以及毕业后从事工程技术和科学研究等工作打下一定基础。随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它已成为所有理工科本科生的必修课程和部分文科专业的选修课程。
二、电工电子技术教学存在的问题
(一)考核方式简单化,不利于学生综合素质的提高
电工电子技术课程是一门实践性较强的课程,通过本课程的学习,学生不仅要掌握电工电子的基础理论知识,更要掌握电工电子技术技能。我们现行的考核方式是:百分制,其中笔试成绩占70%,平时成绩占30%。显然,笔试成绩所占的比例过大,使得学生过分关注书本知识,死记硬背,不能体现学生的动手能力和综合素质。
(二)教学方法、手段落后,不利于调动学生学习的积极主动性
通过调查发现,学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,电工电子技术课程对物理知识和数学知识需求较多,这就容易使学生产生厌学情绪。而现在的教学主要仍沿用传统教学方式――“粉笔+黑板”或者简单的演示,教师讲,学生听,学生的主体地位没有被发挥,教学内容的生动性得不到体现,学生便不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。
(三)教材内容理论性强,不利于学生职业技能的培养
职业教育强调理论知识以“必需、够用”为原则,注重操作技能的培养,而现有教材内容仍包含有一些复杂的理论推导、应用较少的难记的公式、注重知识的系统性。同时,缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入,使学生视野得不到开阔,不利于学生职业技能的培养。
三、电工电子技术教学改革的有效措施
(一)优化调整教学内容
第一,结合电工电子技术课程目标,选用符合具有职业教育特色的教材。因为现行很多教材大多套用知名高校学历教育相关教材,知识陈旧,理论性强,未能突出职业能力的培养以及及时反映新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料,成为制约应用型人才培养的瓶颈;第二,在考虑学科内在的逻辑关系和培养职业能力宏观指导下,微观上精选、调整教学内容。电工电子技术课程知识面广、信息量巨大,而课时非常有限,必须根据职业能力培养的目标,有所侧重地选择、调整教学内容,使“培养应用技能人才”落到实处。例如:在讲授我校计算机科学与技术、电子信息工程专业的电工电子技术课程时,要充分考虑在现代仪器仪表上电工电子技术的应用。
(二)教学方法的改革
采用案例教学法贯穿全课程的教学方法:精心选用典型的、有实用价值的、学生感兴趣的实例,以该案例的设计和改进中的问题为切入点,步步深入,将实践技能的培养贯穿于教学的始终。克服传统教学方法中理论与实践严重脱节造成弊端。学习本课程后,学生分析电路虽然头头是道,但若要设计制作一个电路系统往往不会查手册、不会选器件、不会连电路、不会调试系统。可见,案例教学法从真正意义上实现了以学生为主体,以培养学生的自主学习能力、实践能力和创新能力为基本价值取向,案例教学法若运用得法,将会最大程度地调动学生的主观能动性和学习兴趣。但采用案例教学法一定要注意以下几点:第一,案例要有典型性和实用性,才能激发学生的学习热情和学习兴趣;第二,案例要有综合性和启发性,案例应将课程内容与案例有机结合、融会贯通;第三,案例应体现本学科的前沿知识、技能,这样才能提高学生的实践能力、应用能力和创新能力。
(三)教学手段的改革
有了好的教学理念、教材、教学方法,要取得好的教学效果,还要有好的教学手段,要善于根据课程不同内容、不同的知识点的特点选用不同的教学手段,才能推动教学内容和课程体系改革取得实质性进展。我校在教学过程中,不再采用传统的黑板加粉笔的教学方法,大量地使用多媒体课件、EDA仿真软件、网络教学等多种教学手段。比如:第一,在讲到三相异步电动机结构、工作原理及常用控制电器结构、动作原理时,若用传统的黑板加粉笔的方法,在课堂上把电动机的结构和常用控制电器的结构画出来是不可思议的,即使画得出来,也很难将此部分的内容讲清楚,课堂效率极低是可想而知的。但采用PowerPoint和flash做成的多媒体课件,节省了在堂上画电动机、常用控制电器的时间,还可以通过flas生动地表现电动机的内部结构、工作原理和常用控制电器的动作过程,非常的直观而富感性,有利于学生准确、全面、深刻地接受知识,大大地降低理论学习的难度;第二,在讲单管的共射极放大电路,工作点设置对放大电路的非线性失真的影响(工作点设置得太高,容易导致饱和失真;设置得太低,容易导致截至失真);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。虽然我们可以借助PowerPoint、flash、VB等制作的包含文字、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,但学生还是觉得缺少感性的认识。但通过利用Multisim对单管放大电路进行仿真后,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;放大电路的频率响应等,对所学知识豁然开朗。实现了理论教学由难化易,由繁化简。
总而言之,电工电子技术课程是电类专业开设的一门实践性很强的专业基础课,教与学都存在一定的难度,通过对教学模式、教学方法等教学要素进行改革,最大限度地优化教与学过程,使课程的教学质量更上一级台阶,为后续课程的学习及继续深造打下坚实的基础。
参考文献
[1]臧桂美.《电工电子技术》课程教学改革初探[J].中国校外教育,2011,(11).
一、电工教材创新
电工基础课是一门技术基础课程,它不同于其他学科,它既是几门学科(电路、电子、电机)的综合,又是许多应用学科的基础。一方面,它的知识涉及面广、理论性强,具体表现有概念多、基本知识点多、单位制较复杂的特点。如“磁场与磁路”这部分内容,基本概念有磁力线、磁感应强度、磁通、磁路等,概念多而且较抽象;基本知识点有磁场的性质、安培定则等;单位制有特、韦、高斯等,不常用,易遗忘。另一方面,它的内容编排严密,环环相扣,整体性和衔接性较强。
传统的“电工基础”教材,在基础理论性、科学性、系统性上考虑得十分周全,但在动手技能训练上显得不是很突出。也就是说,不论什么专业,教材的内容都很相似,只是略有增减,例题有的仅仅换个数字。并且教材内容往往是一成不变的,一套教材可以用上十几年,这十几年当中最多更新一到两次。对于不同的专业,制定的教材针对性不强。因此,为了使“电工基础”教学内容得以改革,首先应从教材的改革着手,重新组织教学内容。
随着时代的发展,电子技术也在突飞猛进,其在各个领域也得到的广泛应用,这也要求我们教师,在作具体的教学设计时,对教学内容安排,既要源于教材,又要不囿于教材,教学的内容要及时反映当代电子技术的发展,让学生更多地学习与生活、科技相联系的“活”的知识,抛弃那些“繁、难、偏、旧”的教学内容。这就要求教师始终了解本门学科的前沿,在基本教材的指导下,根据自己的具体情况不断进行教材上的创新,将新技术的发展归纳为系统的教学内容并传授给学生。强化教学内容的可研究性,注重充实教学内容的信息量,增强教学内容与实际生活的联系,丰富学生的直观感受。使电工教学与先进的信息社会相合拍,在较短的时间里把与专业相关的知识更多地传授给学生。同时,打牢了基础、突出重点、优化了教学内容,既能完成教学计划又能解决课程内容多、学时少的矛盾。
二、电工教学手段的创新
所谓教学手段是师生教学相互传递信息所运用的工具、媒体或设备。现代化教学手段是与传统教学手段相对而言的。传统教学手段主要指一部教科书、一支粉笔、一块黑板、几副挂图等,随着科学技术的发展,电子视听设备和多媒体网络技术等现代化教学手段走进了课堂。现代化教学手段融声音、光色、情景于一体,视听并举,动静兼备,改变了以往传统的以教师口授作为传播信息的教学方法,把教科书中“死”的知识变成“活”的知识,有利于调动学生的感官和加深学生对所学知识的印象,以及提高学生记忆的效果和质量。电工教学手段的创新,并不是说就要完全抛弃传统的教学手段,现代化教学手段也有很多不足之处,在很多情况下,教师只是播放事先辑录好了的讲稿、教案或课件,由于突出电脑的作用与功能,降低甚至掩盖了人脑的作用与功能,把双向交流变成单向传递。而板书教学始终是一名电工教师的基本功,用粉笔书写板书的时候,教师可能会根据学生的随堂反应,有机而又灵活地掌握分寸,并且可能以恰如其分的比喻,幽默风趣的语言,以姿势助说话等多种形式把对课程的理解表达得淋漓尽致,抓住学生跟随自己一步一步领会教材。
通过教学手段创新,合理运用多媒体教学,既化解了教学难点,又突出了教学重点。既节省了板书和画图的时间,又使得抽象的概念具体化,静态的效果动态化,微观的物质宏观化,平面的图形立体化,从而激发了学生的学习兴趣,培养了学生的创新意识,提高了课堂的教学质量。由于我国经济发展程度和各地师资条件所限,现代教学手段利用的广度和发展水平与发达国家和地区,甚至与一些发展中国家相比,还存有一定的差距。如何在有限的资源条件下,合理选择、正确运用这些现代教学手段,是摆在我们每一位教师面前的一个难题。
三、电工教学方法的创新
关键词:职业学校;电工基础;原因;措施;教学效果
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)16-022-01
1、2013年以来,我省开始实施“9+3”工作计划,大多数学校都在最大限度地吸纳生源。生源主要是那些考不上普通高中、甚至是中考都不参加的学生。他(她)们对自己的未来失望,对学习报着无所谓的态度;或是浑身沾染不良习气,组织纪律意识淡薄,缺乏责任感,自控能力差。更何况这些学生数学和物理两科都学不好,甚至厌恶数学、物理学习,自然不喜欢以这两科为基础的《电工基础》。
2、《电工基础》理论较多,内容抽象,使得学生不易理解和掌握。而职业学校学生大多对理论学习不感兴趣,认为读职校,只要学好相关实际操作技能就行了,这也严重影响着《电工基础》的教学。
3、相关课程的教材不配套,学校教学进度安排不合理,许多在《电工基础》教学中需要用到的数学知识,其进度滞后于《电工基础》甚至没讲授。如职校《数学》“复数”为选学为容,且教学进度相对滞后,多数学校在教学中甚至删掉了“复数”的教学,而《电工基础》中正弦交流电中三种表示法中复数表示法的教学,需要学生有较好的“复数”知识基础。同时,与《电工基础》紧密相关的《物理》课,情况也大同小异,这些都增加了《电工基础》的教学难度。
4、各学校为了加强学生实际操作技能,增加了实习教学时间,相应的减少了理论教学课时,使得理论教学课时明显不够。
5、一些教师教学方法没有及时更新,仍采用老一套教学方法,学生不容易接受,也影响了《电工基础》这门课程的教学。
针对以上问题,在教学过程中,笔者体会到,教师如能根据实际教学情况采取一些相应措施,可以较好地提高《电工基础》的教学效果。
一、立足实际,认真做好课程与课堂的导入
我校现有的学生有的初中刚毕业,有的已在社会上参加工作好几年,基础知识比较薄弱,易出现畏难情绪和自暴自弃情况。兴趣是最好的老师,课程导入它可以起到先声夺人的效果。巧妙地导入新课能很大程度地激发学生学习兴趣和求知欲,充分调动学生学习的主观能动性,为开展新课内容讲授打好基础和铺垫。在教学中我体会到有三种新课导入方式比较实用有效。第一种是推导引入法,第二种是提问引入法。第三种办法是实验引入法。。
二、加强电工基本概念与专业实例教学
掌握基本概念是该门课程的重要内容,也是教学中的一个难点。突破重点概念可采用以下三种方法:
1、是形象类比。把抽象的未知概念与日常熟悉的事物或已掌握的知识类比,加强未知概念理解。比如电源(电动势)、电压、电位、电流与抽水机、水位差、水位、水流类比,可使抽象概念形象化。
2、是抓大放小。在基本概念理解中,不要过分纠缠在微观分析,而要立足“实用”,比如“电压”概念,讲解时可以介绍:“某两点之间电压是电场力把单位电荷从电场中一点移动到另一点时所做的功”,要把主要精力放在“某两点之间电压就是这两点之间电位差”,讲清UAB=ΦA-ΦB是指A点到B点之间电压就是A点电位ΦA减去B点电位ΦB,并说明UAB本身含有参考方向。这样既可越过学生“电场”知识缺乏的障碍,又可掌握应知应会的电工知识。
3、是实验演示。通过实验使一些看不见、摸不着抽象的概念具体化。在磁场有关知识的讲解中,多做演示实验,可使抽象的教学内容具体化,而且能吸引学生的学习兴趣。
三、归纳细化,解题过程程序化
应用基本定律和基本原理解决问题是电工基础课要求学生掌握的基本技能。例如,支路电流法是要求学生掌握的分析复杂电路的基本方法,教学中学生不易看懂,掌握有困难。我在实际教学中细化解题过程,采用了四步解题法:
第一步是分析电路,找出电路中有几条支路、几个节点、几个网孔回路,并标出各支路电流参考方向,网孔回路绕向和节点字母。
第二步是根据基尔霍夫第一定律列出任意n―1个节点电流方程(如果电路中有n个节点)。列方程时直接写成∑I=0形式,流入节点电流取正号,流出节点电流取负号;根据基尔霍夫第二定律列出所有网孔回路电压方程。列每个网孔回路电压方程时,写成∑IR=∑E形式,在等式左侧罗列回路中所有电阻上的电压IR,在等式右侧罗列回路中所有电源电动势,然后再根据电阻中电流方向、电源的电动势方向与网孔回路绕向确定每个IR、E前正负号,若相同取正号,相反则取负号。
第三步是列方程,求解。
第四步是根据各支路电流正、负判定电流实际方向。I>0,则电流实际方向与参考方向相同;I
四、对教学内容、方法、课时进行适当调整
关键词:高职教育;电路基础;教学改革;实践能力
高职教育是培养高级技术型人才的一种教育形式,通过高等教育手段来培养面向“生产、建设、管理、服务”第一线的高级应用型技术人才,着重培养学生掌握实际的职业工作能力。目前高职《电工基础》课程教学存在的主要问题有:传统教学内容以基础理论为主体,教材改革滞后;教学内容多而学时少;实验以基础验证型实验为主;考核方式不合理,只重视理论课考核。针对授课对象,围绕学生就业的岗位群,在教学方面应充分认识课程的基础性,抓住核心内容,改进教学方法,增设实践环节,把直接应用于工作岗位的职业能力培养作为教学的基本目标,在有效的教学时间里,索制定合理可行的课程体系、课程内容、教学方法与手段,以保证该课程的教学质量。
一、转变教学内容思路
(一)注重基础知识的学习
《电工基础》以直流电路为基础,直流电路虽然结构简单,一般只含有电源和线性电阻元件,但其内容却涵盖了电路分析的基本概念、基本定律和基本分析方法。对于这部分内容,注意强调电工理论与普通物理中对某些概念定义的不同点,对电流、电压和电动势的参考方向予以特别重视,因为在电路分析中,只有标注了参考方向,最后的结果才有具体的物理含义,是学好后续章节的保障,是全书的基础。对交流电要学生建立起交流电的概念,掌握向量分析方法,重点介绍单相交流电路的分析,三相交流电路分对称和不对称两种情况进行分析。由于理论教学学时相对减少,对一些经典定理的数学推导,可删繁就简。但是属于基本知识、基本概念和方法的内容,不能删,只有打好牢固的基础,才能更好更快地掌握新知识。
(二)课程教学中应强调实际应用
理论是规律的表现形式,良好的理论素养是应用的前提,而掌握理论的目的就是应用。如RC串联电路,虽然电路结构非常简单,但在时域和频域分析中,RC串联电路具有移相、积分、微分、低通滤波和高通滤波的功能,配合一定的有源器件,可构成振荡器、混频器、调制解调器、滤波器、PID调节器等应用十分广泛。在讲解功率因数的提高时,要让学生明白,供电企业为么要用户提高功率因数,用电企业采取哪些补偿措施,为何不必使cosφ=1或补偿到呈容性状态,以及提高功率因数的重要意义。在三相电路中通过瞬时功率的平衡的讲解,要说明在企业中采用三相电动机的原因。在磁路、变压器、交流电机章节,采取把磁路与电路类比的方法进行教学,并强调材料和工艺对电气设备的重要性;对于戴维南定理,一定要让学生理解二端网络的含义,并着重讲解等效电路的概念及内阻的计算,在不能用电阻的串并联求解的情况下,采用外加电压法和开路短路法求解。课程教学应重视实际应用,归纳与课程有关的资料素材来更新和扩充课堂内容,使学生在课堂中就能了解一些较前沿的新技术,并有助于激发学生的学习热情。
(三)加强实验教学,培养学生的实践能力
电工实验是电工专业教学的重要手段,电工实验教学是课堂上进行的一种特殊的认识过程。传统的实验模式是以巩固书本知识为主,不能培养学生的创新思维。应对实践教学学时的增加,为开设综合设计性实验提供了充足的时间。学生根据兴趣自选题目,自己查阅资料,自行设计实验方案、连接电路,教师做好引导作用,多给学生动手的机会,这样能够更好地调动学生学习的主动性和积极性,有利于知识与能力的结合、实验能力的提高和创新思维的发展,能够全面培养学生的工程实践能力。
二、转变教学方法的思路
(一)采用以教师为主导,学生为主体的教学方法
教学方式要从传统的以教师为主体、以书本为中心的封闭型教学,向以学生为主体、以激发学生智力和能力为中心的开放型教学转变。就是要强调学生的学习积极性和主动性,促进学生的自学能力、分析和解决问题能力的提高。在教师指导下,以小组或班级为单位,学生围绕某些问题和内容在课堂教学中展开讨论、争论和辩论,共同探讨。教学中要有侧重点,对重点内容要舍得花时间,学生掌握了这些重点内容,其它内容就容易掌握,就可以触类旁通。可以将部分内容经提示后留给学生自学,培养其自学能力,这样有利于激发学生的学习热情,活跃课堂气氛,调动学生的学习积极性。
(二)多媒体课件的应用
在教学手段上应充分利用形象直观的多媒体演示,通过声音、图象、演示等多种形式,全方位地帮助学生对问题的分析理解。对于比较抽象难以理解的和电路图复杂的内容可适当地利用模型投影、课件及计算机辅助教学,可使教师讲解清楚,节省教学时数,提高学生学习兴趣。例如在三相电路的分析过程中,可以用多媒体课件来直观形象地表现三相电压间的相位关系。电路课程教学内容多、教学时间紧、教学要求高、合理运用这种媒体大大增加了学生在单位时间内所接受的信息量,充分提高了课堂教学的容量,从而节省了大量的课时,提高了教学的效率。总之,应加强多媒体课件教学手段的使用。
(三)重视学生课堂练习,培养学生分析和解决问题的能力
要让学生熟练地掌握电路定理仅靠“讲”是不够的,“练”是非常重要的,它是学生运用、巩固知识获得技能的一个主要的实践活动。动手练习是《电工基础》课程理解概念必不可少的重要环节,它是引导学生吸收消化新知识最有利的手段之一。在《电工基础》教学过程中,教师应根据学生应达到的认知能力,系统地、有步骤地训练,逐步引导学生掌握电路分析的方法和技巧,经常穿插安排一定数量的习题课,通过例题展示解题方法,使学生巩固所学知识,同时为学生提供实践机会,培养学生的理解分析能力和解题技能。
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