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关键词:创新驱动;内涵发展;电工学课程
一、前言
当前,我国经济持续快速增长,对科技教育发展提出巨大要求。目前,我国存在创新能力不足、创新动力不够、创新成果转化低的问题。“十二五”规划提出“创新驱动,实施科教兴国战略和人才强国战略”,落实国家中长期的科技、教育和人才的规划纲要,推进创新型国家建设。创新驱动的经济发展战略是科学发展观的要求。加快实施创新驱动发展战略,建设创新型国家,是加快转变经济发展方式的必然要求。作为一名市属高校的电工学课程的教师,在新形势下加快发展步伐,提升科技创新能力,要从基础电工学课程教学和实践做起。本文结合创新驱动发展战略,在电工学课程教学创新、实验与实践教学创新和科技工作与教学相结合等方面进行阐述。结合本学校目前自身的特点,阐述近十年来的电工学课程在教学内容、教学方法、教学手段以及实验与实践教学等方面的发展变化,在科技创新上体现出电工学课程上的作用。在当前的创新驱动发展战略的新形势下,本文阐述原创性的科技成果与教学课堂的结合,以此使学生树立科技创新的理念,提倡自主创新,提高集成创新与协同创新。电工学是高等理工科院校非电专业的一门主要的基础课程,是一门理论与实践结合非常紧密的课程,具有较强的应用范围。其讲述内容涉及面积广,从基础的电学知识,磁场学知识到工业生产中的工程机械,从微小的二极管、三极管理论知识到大规模的集成电路都有涉及。知识更新速度非常快,各种新型的工程设备高科技含量的电子仪器层出不穷。作为这些科技创新成果的基础课程《电工学》,在教学内容和教学方法上应该适应科技创新的发展,在国家科技创新驱动发展战略下,努力找到改革方法、创新思路,利用新的手段和教学方式教学,在学生着重掌握电工学基础知识的前提下,提高学生的创新思维,使学生具有原始创新的能力,提高科技创新能力。
二、《电工学》教学内容与教学方法改革
随着科技的发展,电工技术与电子技术的发展日新月异,新知识、新内容层出不穷,教学内容与方法要与时俱进,要反映现代化科技创新的发展。1.教学内容改革。电工学课程主要包括电学基础、电工技术应用、电子技术应用和集成电路应用四大部分。结合我们学校十年以来在电工学课程内容的设置,发现创新驱动发展战略无处不在。最初的电工学讲述内容中,电学基础是必须讲的,包括直流、交流、暂态、三相、磁路分析。占电工学内容的40%,比重比较大。那时候重理论,轻应用,讲述比较详细,公式推导过程比较严密。电工技术应用主要包括变压器、发电机、电动机等,讲述比较肤浅,逐步加入plc控制,占课程内容20%。电子技术应用主要包含模拟电子技术和数字电子技术,起初模拟电子部分讲述比较详细,包括半导体器件、放大电路、集成运算放大电路、运放的特性;整流原理,稳压电路组成等,占内容25%。数字电子技术包括逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、计数器等基本电路,占内容15%,但随着计算机的发展,数字电子技术的内容比重在逐步增加,没有讲述集成电路部分。目前,在最新的电工学教学大纲原则指引下,本着加强基础、注重前沿的原则,对教学内容进行了适当增减。首先在电学理论知识上进行了大幅度减少,主要讲直流、交流、三相。其他基础知识学生可以通过网络视频和自学完成,但基础还是关键,占25%左右。在电工技术应用上略有增加,略讲变压器、发电机部分,增加工程设备控制、大规模plc控制、建筑电气等实践内容,占30%,充分注重实践应用能力,将电工学知识应用到工程中去,让学生发挥创新思维。在电子技术中,对模拟电子部分进行缩减,只讲述三极管,放大电路应用,直流电源部分,占15%。在数字电子技术中加大比例,增加中规模集成电路设计,重点讲述组合电路、时序电路设计,占总体内容的20%。最后在集成电路介绍过程中,增加相应的计算机辅助(EDA)软件的应用,AltiumDesigner印制板绘图软件,multisim和proteus仿真软件等,占总体10%,增强学生对集成电路设计的兴趣,学以致用。从电工学内容增减情况可以看出,创新发展战略思想深入体现,加重了实践创新的部分,给学生更多的时间和空间学习,使学生灵活地运用计算机辅助软件对电路进行设计和开发,提高了学生的创新设计能力。2.教学方法改革。《电工学》课程传统的教学方法一直是任课教师在课堂讲述为主。从传统的“一支粉笔,一本书,讲到底”到目前“powerpoint+动画视频,一直放”的满堂灌教学方法,课堂讲述的缺点在于只将学生作为知识的容器,将难懂的理论知识全盘灌输,没有考虑与实践结合,没有将学生置于主体地位,也谈不上学生创新思维的涌现、创新能力的发展和素质的提高。学校最初以传统的课堂讲述为主,利用黑板进行公式推导,语言进行知识传授,讲述方法固定,模式单一,学生不能充分地理解。随着计算机的逐渐普及使用,利用“黑板+powerpoint”的教学模式逐渐进入我们的课堂,学生能够更加直观地获得知识,但应用计算机讲述内容过多,学生接受起来容易出现跟不上、听不懂的情况。目前这种方法是我们高校通常采用的方法。目前,对电工学教学方法的讨论层出不穷。我们要按照创新驱动发展战略的内涵要求,摒弃陈旧的教学方法,探索创新适合的教学途径,从专业教学的特点出发,以培养学生的创新实践能力为主。根据各个专业学生的特点,以教师的“教”作为主导,适当引导学生的“学”,即引导学生融会贯通地学习知识,形成自己的学习方法,培养学的创新学习能力,突出“创新学习”理念。在课堂讲述的过程中,可以采用一些“提问法”“讨论法”、“翻转课堂法”等教学方法。在每次课前提问,学生回答问题,主要目的是回顾上次课的主要内容和知识点,考查学生掌握情况。在每次讲课过程中,密切注意学生的反应,也可以进行一些启发式的提问,将此课堂问答作为平时成绩的一部分,调动学生思考问题的积极性,激发学生的学习兴趣。同时在课堂上,教师可以提出一些实际问题作为讨论课题,让学生独立完成,提高学生分析问题和解决问题的能力,充分发挥学生学习的主动性和创造性。另外,在课堂上可以提出与电工学相关一些实际性话题,让学生发挥自己的创新能力,学生在自己的理解下,通过查阅资料和分析信息,在课堂上讲给老师和学生听,由教师进行点评,完成课堂内容。从电工学教学方法的改变上可以看出,创新发展战略思想深入体现,加强了学生发挥创新的部分,使学生成为主体。现代的计算机技术将复杂的理论知识变成易懂的图片和动画模式,学生更容易接受,能发挥学生的自我意识,使学生提高创新能力。
三、《电工学》实验与实践教学改革
《电工学》这门课程是一门工程实践强的课程,要求学生掌握更多分析解决实际问题的能力,这就需要大量的实验和实践过程来实现。1.实验教学改革。实验教学是连接知识与实践、使理论知识联系实际的重要手段。实验教学相对理论教学更具有直观性,学生在参与实验的过程中,通过对实验中各种现象的反复观察和分析,培养自己的观察能力和分析能力。学校近十年的电工学实验教学的改革上体现出了创新驱动发展战略的思想。最初,我们在电工学时实验设置过程中主要采取基础验证型实验为主,设计型实验为辅助的实验形式,没有单独设置课程,以平时成绩的形式为主。这导致学生做实验兴趣不高,经常出现逃课的情况。根据创新思路,我们改变实验考核方式,过渡到单独设课的方式,制定了合理的实验教学大纲,包括课程的性质、任务、实验方式、实验考核方式,通过实验考核确定最终的实验课成绩。其中从公共实验中选5个作为平时实验成绩,平时实验成绩占总成绩的60%,从几个设计性实验中选择一个进行实验考核,占总成绩的40%。在平时实验的考核中,每一个实验按照学生的学习态度、预习情况、操作情况、实验报告总结情况进行评定分数,各项所占的百分比为学习态度10%,预习20%,操作情况40%,实验报告总结30%。在实验考核过程中,学生对自己所选择考核的题目进行分析,自己选择合适的实验方法,在规定的时间内在实验室里进行操作直至完成为止。由教师对实验结果进行检查,提出问题,学生应将题目撰写在实验报告中。实验成绩由预习、确定实验方法、实验操作过程和实验课后答辩组成,各项所占百分比为预习20%,实验操作50%和实验答辩30%。增加实验考核后,学生对实验的积极性有了明显的提高。电子技术实验单独设课的实施,活跃了学生的思维,提高了学生分析问题和解决问题的能力,提高了学生的创新思维能力。2.实践教学改革。电工学的实践教学主要包括电工实习与电子实习两部分,主要目的是让学生在1~2周的时间内,向现场工人师傅学习,到相应实习车间完成相应的工作。结合十年来电工学实践教学的情况,学校在创新驱动发展战略的思想的指导下,进行了实践改革。最初由于学校经费的原因和找不到合适的实践教学基地,电工实践教学主要以参观为主,带领学生到一些工厂进行参观,主要包括到热电厂参观,到房屋供水控制系统参观,让学生初步认识电动机和控制方法、电子实习主要采用焊接练习、收音机焊接等传统的实习模式。对参观学习的模式学生没有很高的兴趣,走马观花,没有学到什么东西。电子收音机焊接过于简单,十几年前的模拟电子的器件,现在已经被淘汰了,学生只是机械地照图焊接,没有创新思想。学生很快就把收音机做完了,十分容易拿到成绩。目前,根据我们学校的具体情况,考虑到需要学生发挥自己的创新思维能力,在创新驱动发展战略的大背景下,我们对电工实习进行了改革,购置了大量的继电器、PLC控制器、电动机、控制网板,让学生根据教师提出的控制任务要求,自己设计电动机控制电路,独立编写PLC程序,绘制控制网板的布线图,然后在实习车间进行组装和调整,最后由指导教师给出成绩。对于电子实习,我们采用模拟加实物焊接的方式,由教师提出题目,学生自主进行设计,进行器件的选型,然后在protues软件上进行电路的模拟调试。调试通过后,在实习车间利用万能板对电路进行焊接,制成实物,给出成绩。实习的评分主要包括:设计方案的撰写占20%,实验程序的编写与调试占20%,实物的搭接与实践操作占50%,最后有一个实验结果10%。实习要的是过程,在短短两周的时间可能得不到最好的结果,但是通过这个过程学生掌握了实践工程能力,提高了学生自主性、创新思维和动手能力,使综合能力得到提高。从电工学实践教学的实施方法改变上可以看出,创新发展战略思想已经深入高校实践教学内部。所有方式都是要发挥学生的自主性,给他们发挥的空间。学生不要怕失败,要在实践中总结经验。开发原始创新是驱动经济社会发展的原动力。
四、《电工学》与科技工作改革
高等院校的任务不仅仅是教学,还需要一定的科技工作。在高校的三大职能中,科技工作创新是贯穿其中的核心的驱动力,它已经在高校整体发展中展示出无可替代的地位和作用。高校要为发展先进生产力和发展先进文化服务,就必须高度重视并切实加强科技创新工作,努力提高科学研究水平。电工学课程要紧跟着科技创新发展。从近十年的电工学发展来看,最初讲述电工学课程教师只关注于自己的课程,没有创新发展的理念,很少进行科技创新研究。这方面有客观原因,电工学课程多,教师少,部分教师把主要精力都放到教学上,忽略了科技工作。这是不行的,需要转变思想观念。目前在创新驱动发展战略的思想影响下。电工学教师逐步将重心放到科技工作上,不断地努力探究如何创新科技管理机制,进一步释放创新潜力,催生重大成果产出,更好地服务社会经济发展,加快推进知识创新、技术创新、协同创新、转化应用和环境建设,全面提升科技创新能力与产业竞争力。高校利用学科门类齐全、学术交流渠道多、实验条件比较完备的优势,引导电工学教师在完成教学任务的同时,积极鼓励教师从事科学研究工作,大量吸收国内外科学技术发展的最新成果,了解新领域、掌握新方法,更新知识结构,培育科技创新能力,锤炼高水平、高素质师资队伍。在人才培养上提出人才质量的提高不仅仅表现在教给学生多少有用的知识,更重要的是提高学生进一步获得知识和创造知识的能力。只有站在科学前沿的教师才可能把最新的科技知识、研究手段传授给学生。这种能力只有在科学研究的氛围中才能得到培育和提高。
五、结束语
在科技创新驱动发展战略指导下,高校面临着重大的挑战和机遇。电工学课程作为主要理工科基础课程,同样面临着诸多问题。高校教师应该摆正姿态,在教学内容、教学方法、实验与实践教学上不断创新,将自己的科技工作研究与电工学教学工作协调好,在提升科技创新工作的同时不要忘了培养有创新思维、创新能力的新一代大学生。科学技术是第一生产力,科技创新人才是关键。
参考文献:
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关键词:电工学;教学做一体化;教学模式
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)05-0077-02
基金项目:本文系镇江高等专科学校校级课题“电工学课程‘教学做’一体化教学实证研究”(编号:2012070619)的阶段性成果。
《电工学》课程是镇江高等专科学校(以下简称“我校”)电气自动化专业技术的一门基础课程。该课程理论性比较强,课程内容跨度又比较大,学生在学习过程中普遍觉得比较吃力。在教学过程中,如何采用行之有效的教学方式来激发学生的兴趣、提高学生学习的积极性,变得尤为重要。而且,对于高职高专的学生,不仅需要掌握基本理论,更重要的是要求其具备一定的动手能力。显然,对于这样的教学目标,传统的以课堂教学为主的教学方式是不合适的,极容易造成学生理论与实践的脱节。根据职业能力培养的目标,将理论与实践相结合,以任务为载体,整合、设计电工学课程教学内容,实施一体化教学,在做中教、做中学,让学生边做边学,对课程教学很有实效,能使“培养高素质技能型人才”落到实处。
一、教学现状的分析
1.教学方式单一。《电工学》课程是一门理论联系实际、实践性与实验性很强的课程。该课程概念抽象,公式较多,又与专业课和电工类实际工作结合紧密。在教学方式上,一人讲众人听仍是主要授课方式,无非就是教师讲,学生记,习题巩固,作业再巩固,实验应付了事,许多教师在授课方式上仍是老一套,没有去摸索一套适应现在学生、体现个性化的、较为灵活的教学方法来应对。其结果势必造成教与学的严重脱节,教学质量低下,教学效果不够理想。
2.实验课时少。电工电子作为一门专业基础课,在高职教学体系中所占课时比例较少,而电工电子实验教学一般是包含在理论课时中的,这就使电工电子实验课时所占比例更少。另外,近年来高校扩招,在校生人数急剧增加,而实验设备没能及时跟上,远远不能满足学校实验课的需求。
二、“教、学、做”一体化教学模式
1.“教学做一体化”教学模式的内涵。陶行知先生曾说过,教、学、做是一件事,不是三件事。要在做上教,在做上学。“教学做一体化”教学法,打破了理论、实践的界限,将课程的理论教学与实践教学融为一体,教学环节相对集中,以此来完成教学目标和教学任务。“教学做一体化”是师生双方边教、边学、边做,理论和实践交替进行,直观和抽象交错出现,理中有实,实中有理,突出学生动手能力和专业技能的培养,以学生为中心组织教学,发挥学生的主体作用,激发学生的学习兴趣。这种教学模式是一种以能力为本位的教学模式,旨在培养学生在学习或工作中发现、分析和解决问题的能力,提高他们进入社会后就业、适应、竞争和发展的能力。该教学模式的运用,对于缩小学校人才培养与社会实际需求之间的差距,培养适应社会需求的高素质、高技能人才具有重要意义。
2.“教学做一体化”教学模式的特点。“教、学、做”一体化教学模式是一种集教改成果优势为一体的先进的教学模式,其特点是:理论课教师与实习实训指导课教师构成一体,即教师一体化;理论课教材与实习实训课教材构成一体,即教材一体化;理论教室、实验室、实训基地构成一体,即教室一体化;调动学生的学习积极性,使教育客体主体化和学习主体客体化,即学习主客体一体化。这样,使“教、学、做”融为一体,最大限度地提高教学质量。
3.“教学做”一体化实施的保障条件。为了使“教学做”一体化顺利实施,必须有合适的硬件设施和相应的教学资源。最基本的要保障以下四个基本条件:①实训环境:完善的实验室设备,保证每两名学生要有一个工作台。②构建双师型教师队伍。③按照“教学做”一体化的教学模式,组织教学第一线教师编写切实可行的教学大纲和教材。④改革考试方式,重视过程考核,切实培养学生的职业技能。
三、“教学做一体化”教学模式在《电工学》课程中的实施过程
1.加强基础建设。将实训教室与授课教室合为一体,真正作到“教学做”一体化。《电工学》课程实训环境设置可以突破传统的思维模式,在实验室里安装投影仪,使实验室同时具有多媒体教室的功能,教师讲解后,学生马上可以动手实际操作。例如,教师讲完叠加原理的内容,马上可以让学生做实验来验证原理的正确性,加深学生对原理的理解和运用,使整个教学环境成为一体化格局。
2.组建“教学做一体化”教师队伍。教师是推进一体化教学的主体和关键因素,实施“一体化”教学的首要条件是教师。为了适应“教学做一体化”教学模式的需要,任课教师必须做到既能进行理论教学,又能进行实际操作,这就要求组建针对本课程的理论和实践相结合的“双师型”教师队伍。每一位任课教师都应真正具有“双师”素质,可以通过培训、深入生产第一线学习锻炼、与企业技术人员长期合作、参加技能大赛等多种形式,强化对教师实践技能的培训,满足教学要求。
3.改革教学考核方法。合适的考核方案可真实评价学生的成绩,有助于调动他们的学习积极性。在一体化教学中,采用的考核形式应该是多方面的,不但要考核理论知识,还要考核动手操作能力。
(1)提高实践实训平时成绩的比例到40%左右,这样避免期末考试一卷定终身的评价机制,使学生平时实践能力表现与学业成绩参与到终结性评价之中。
(2)考核内容多元化。坚持以职业岗位能力为重点,知识、技能、能力考核并重的考核制度。坚持以能力和技能考核为主的原则,不单单只考查学生理论能力,还要考核实践操作能力,实施理论加技能考核。《电工学》课程采取理论部分占40%、技能部分占60%的比例考核。理论考试以闭卷为主,或采用开卷考试、论文与答辩、案例分析、调查报告等形式;技能考试以过程式考核为主,或采用实验设计、课程设计、实际创作等形式,使得考试模式多元化,学生根据自我个性和实际在多样化考试形式中自主选择。
(3)根据实践教学活动给出等级分数,期末成绩就根据平时的每个项目的得分等级,取平均分数和等级。这样,使评价方式趋于全面合理。
4.开放式实验教学模式。可以使学生有所选择和侧重地规划自己的学习目标,学习变被动为主动,开阔视野,启发思维。要以实验室为依托,开展课外兴趣小组活动。可以利用实验室的资源,开展一些学生普遍感兴趣的小实验、小发明,如收音机的组装与维修,电子钟表、电子琴的设计,等等,这样可以给一些动手能力强的学生提供一个施展个性的空间,从而让他们带动周围同学的积极性。
四、“教学做一体化”教学模式应用于《电工学》课程的改革成效
1.打破了传统的教学模式,解决了分段教学模式中所存在的理论知识与实际操作技能在知识上的不连贯、不衔接等问题。特别是通过现代教育手段和方法,既调动了学生的主观能动性,激发了学生的学习热情和学习兴趣,培养了学生分析解决问题的综合能力,活跃了课堂气氛,又充分地利用了实验室,有效地利用了有限的教学时间,保证了学生能在学中求乐,在乐中求学。
2.能把抽象而枯燥的理论知识科学地、有效地转化到实践过程中去,在实践中加以验证,使学生从实践中得到感性认识,并将感性认识自觉地上升为理性认识,开发学生的思维,锻炼学生的动手能力,使整个教学过程收到事半功倍的效果。
3.能有效地提高师资队伍的理论水平和实际操作能力,并能在教学过程中促使教师不断地去钻研教学方法,不断地去掌握新知识、新技术,以此来满足教学所需,从而不断提高教师的教学能力和教学水平。
五、结束语
根据“教学做”一体化教学模式的要求和教学改革思路,我校对2011级电气专业《电工学》课程的教学进行了大胆改革,尝试着将教室搬到实验室去,采取“教学做”一体化的教学方法,明显地提高学生的学习兴趣和教学质量,在教学过程中取得了较好的教学效果,受到了学生的一致好评。
参考文献:
[1]秦曾煌.电工学(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]任云晖.“教学做一体化”教学模式在高职教学中的应用实践[J].无锡南洋职业技术学院论丛,2009,(01).
1南京工程学院环境工程专业课程开设介绍
南京工程学院环境工程专业自2006年开设以来,已有8年的办学历史,不论是人才培养还是课程建设,都已经步入正轨,有着良好的发展态势。环境工程专业的课程设置已经具有一定的规范和模式,积极地向社会的需要和高级应用型人才的培养而努力。南京工程学院环境工程专业人才培养方案中已开设的专业课程有:①基础课为《无机化学及实验》、《有机化学及实验》、《分析化学及实验》、《物理化学及实验》、《发电厂动力设备》、《流体力学(水力学)》、《仪器分析及实验》、《环境监测及实验》、《环境化学及实验》、《工程制图与CAD》和《化工原理及课程设计》等课程;②提高课为《环境工程CAD》、《环境给排水技术》、《水污染控制工程》、《电厂水处理技术》、《大气污染控制工程》、《火电厂脱硫脱销》、《噪声污染控制工程》、《环境微生物学》、《环境土壤学》、《环境专业英语》、《固体废物的处理与处置》、《环境管理与规划》、《环境影响与评价》和《环境生态修复技术》等课程。这些课程组成了环境工程专业的人才培养框架,我们将它与一些兄弟院校做对比后可以发现,环境工程专业课程开设比较大众化,课程设置与大多数院校环境工程专业差别不大。由于专业成长仅有8年时间,走“大众化”教学路线,学习众多院校环境工程专业人才培养模式无疑是最稳健的方法。在起步中求稳,这才是对学生负责的课程开设起步方式。但是,随着课程开设时间的加长,仅停留在旧的人才培养方案是不可取的。但新的方案来之不易,不仅需要向其他院校学习,同时也要更多的考虑学生本身的需求。所以,进行环境工程专业课程设置的满意度和期望度调查十分必要。
2调查情况
2.1调查表设置调查以网络调查表的形式展开,请南京工程学院环境工程专业07级(已毕业),08级(毕业班)及09级(即将进入毕业班)三个阶段的大部分同学参与调查。调查表(见图1)分为两个板块,第一个板块是让同学们对已学过的专业课程(包括基础课和提高课)进行评分,测评学生对已开设课程的满意程度;第二个板块为未开设专业课程(包括基础课和选修课),测评学生对这些课程的期望程度。每个课程设置最高分为6分,按照“满意(期望)”到“不满意(期望)”的次序,分数依次为6分、4分、3分、2分和0分。我们不妨认定高于65%的分数(3.9分)才可被认为达到满意(期望)程度。
2.2调查表数据分析07级参与调查的人数为15人,由于他们刚走出校园,与社会、工作接轨,他们会在课程开设的意义和有效性上比未毕业同学具有更强的把握性。08级参与调查的人数为48,部分参与考研,部分参与找工作和实习,对社会的要求有了初步的接触,但考研的同学对相应报考高校考研要求专业课的重要性有深入了解。09级参与调查的人数为32人,他们对社会需求的认识不是很强,但对许多没学过的课程充满向往,对研究学生的期望度有很深刻的意义。
2.3调查结果
2.3.1已开设专业基础课满意度
课程的满意度参差不齐,但是有的学科体现出了明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《发电厂动力设备》课程学生打分普遍不高,评分最低,满意度低于3.9;②《环境监测》课程学生打分普遍很高,满意度在5.0以上,优势明显;③《物理化学》、《仪器分析》两门课程满意度差异性大;④《发电厂动力设备》和《流体(水力)学》两门课程满意度差异性很小;⑤《环境监测》和《工程制图与CAD》两门课程与培养方案相呼应;⑥《发电厂动力设备》课程与培养方案有明显的差距。
2.3.2已开设专业提高课满意度
课程的满意度差异也较大,有的学科体现出了明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《环境专业英语》和《环境管理与规划》两门课程学生评分最低,满意度低于3.9;②《水污染控制工程》和《环境影响与评价》两门课满意度均在5.0以上,优势明显;③《固体废物的处理与处置》、《环境规划与管理》两门课程满意度差异性大;④《大气污染控制工程》、《环境生态修复技术》两门课程满意度差异性很小;⑤《水污染控制工程》和《环境影响与评价》两门课程与培养方案相呼应;⑥《环境专业英语》和《环境管理与规划》两门课程与培养方案有明显的差距。
2.3.3未开设专业基础课期望度
课程的期望度尽管差异比较大,但并未出现明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《机械设计基础》、《工程力学》和《电工学》三门课程学生评分最低,期望度低于3.9;②没有课程期望度达到5.0以上,学科无优势,仅《环境生态学》期望度4.5分,为最高;③《普通化学》、《环境学》、《机械设计基础》、《电工学》和《环境生态学》五门课程期望度差异性大;④《生物化学》、《工程力学》和《环境工程原理》三门课程满意度差异性很小;⑤《机械设计基础》、《工程力学》和《电工学》三门课程与培养方案有明显的差距。
2.3.4未开设专业提高课期望度
课程的期望度变化幅度比较大,单课程的差异性也较大,却并没有学科表现出明显的优势或劣势。我们可以从图中明显地找到如下结论:①《环境统计学》、《垃圾填埋场设计》和《环境机械与设备》三门课程学生评分最低,期望度低于3.9;②没有课期望度在5.0以上,学科优势不明显;③《泵与泵站》、《清洁生产》和《环境经济/社会学》三门课程满意度差异性大;④《环境监测系统管理》、《环境监察》、《环境调控学》和《环境机械与设备》四门课程满意度差异性很小;⑤《环境统计学》、《垃圾填埋场设计》和《环境机械与设备》三门课程与培养方案有明显的差距。
3建议
通过学生对专业课满意度和期望度的调查可以发现很多问题,针对与培养方案有较大差距的相关课程,要分析其功能,对其进行适当删减或改进;对满意度、期望度不高的学科进行适当改动;并建议加入“专业方向选择性”教学。
3.1相关性较低课程删减或改进《发电厂动力设备》课程对环境工程实用性不强,可考虑删减。从学生就业方向可见,虽然部分同学毕业会去电厂从事相关工作,但很少能接触动力设备。从事锅炉、汽轮机等动力设备的工作,仅学这门课是不够的,而其中热学、流体力学等基础知识在《物理化学》和《化工原理》中都会细讲。《机械设计基础》可删减。该课程是机械专业课程的基础课,与环境基本没有关系,即便是环境机械设备方向也不需要用这门课做基础。环境工程专业08级开设过该课,学生的反对声音强烈。《工程力学》和《电工学》都是工程类基础课程,但工程类课程不一定对环境工程专业都适用。《电工学》实用意义不大,可删减。《工程力学》可保留,该课程对将来参与施工等工程项目的同学依然有很大用处。《环境专业英语》课程对学生的双语能力有提升,有利于学生掌握专业词汇,对外文文献阅读有帮助,该课程不能删减。但是学生满意度低说明课程效果不好,可以做适当改进,比如增加文献翻译实践、专业多方向词汇归类等活动加强学生学习兴趣。《环境管理规划》课程是绝大多数院校环境工程专业的专业课程,但课程满意度低,则需要改进。仅从课堂讲授知识会枯燥乏味,需要增加案例教学、实践调查、学生分析等环节强化学习效果。#p#分页标题#e#
关键词:电工学;实验教学;课程改革;实践能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:B 文章编号:1674-9324(2017)07-0091-03
一、引言
电工电子技术是非电类工科专业的基础课程之一。实践性和应用性是该课程的显著特点,也是基本教学目标之一,实验、实践环节是学生掌握理论知识,理论联系实际,加深理解是必不可少的学习环节,在该课程的教学体系中占有十分重要的地位。因此科学、合理地设计实验内容、改革实验、实践环节教学方法,是提高学生分析问题和解决问题的能力和实践动手能力的重要途径。何俊等对创新型实验项目应该具备的课题背景工程性、知识的综合性、实现方法的多样性要素进行了详细分析,为电工电子学科高校教师提供了一个创新实验的设计思路;徐淑华等提出了电工电子实验教学示范中心的建设目标及建设规划,阐述了建立电工电子系列课程理论教学体系和实验教学体系的构建方案;章飞等阐述了示范中心在创新管理体系和实验教学体系方面的探索与实践,探讨了培养学生创新能力和综合素质的措施和方法。王成刚等建成了面向实践技能培养的实践教学综合保障体系,探索了“双师+科研”型实验教员队伍培养模式。王绿君、郭韶平针对传统专业教育体系的不足对电工电子专业理论与实践考核方式进行探讨。王英红对进一步发展和完善开放式电工电子实验室的建设提出建议。王亚军等从实验教材、实验教学内容、实验教学方法和实验教学手段4个要素的变革,探讨了培养学生能力的措施和方法。
然而,农业院校非电类工科专业的学生基本电学知识相对较为薄弱,基本实验仪器使用和操作不够熟练,实验、实践技能亟待提高。为了培养非电类工科专业大学生的实践动手能力,进一步提高教学质量,课程组从优化、改进电工电子课程的实践教学体系设计入手,提出3大环节、10个具体措施,多角度探索和实践实验教学改革,提高了教学质量,取得了较好的教学效果。
二、实践教学体系设计思路
从素质教育的基本要求出发,以提升实践技能为核心,针对农林院校非工科专业学生在电工电子实验中存在的问题,提出基础、常规和提升3个环节,每个环节紧抓不同的具体内容,有针对性地设计10个关键措施,构建电工电子技术实验教学体系。课程实践教学体系设计思路如图1所示。
在基础环节,以培养和提高基本仪器认知技能和基本实验操作技能为目标。由于非电类学生专业基础相对薄弱,基本实验仪器认知较差,基本实验操作和实验素养亟待提高,因此从基本认知和技能培养入手,为进入正常实验做准备。
常规环节即常规课程实验环节,以强化过程管理和实验考核为主要手段,使学生自己动手、自主实验;教师进行引导和指导。重视实验过程管理,强化技能考核;以管理提升技能,以考核促进学习,进而提高学生的实验收获。
提高环节主要是结合开放实验室建设,完善开放实验室管理,结合各种设计竞赛,鼓励学生进实验室进行自主实验和实验自习;为自学要求较高的学生提供学习条件。
在基础环节,以“2个基本”为关键措施,强化基本仪器认知和基本操作训练,为常规环节和提高环节作基础。常规环节分为实验过程管理和实验考核两部分。实验过程中,从预习阶段、实验阶段、总结阶段着手,采取加强实验理解、提高故障排查能力和规范数据分析和报告等撰写等措施;实验考核部分,采用3种不同的考核措施,促进实验教学。提高环节采取自主实验和实验自习2项措施,进一步强化学生在实践环节的自主性,课程组结合大学生科创项目、大学生电子设计竞赛等,提高学生实验设计和综合实验能力。
三、实验教学方法探索
以上述课程实践教学体系设计思路为指导,在实验教学过程管理、实验考核方法和开放实验室等方面进行实践教学方法探索。
(一)创新实验过程管理
实验过程为实验环境的核心和关键。分为三个步骤:
1.实预习阶段,加强实验设计思考与理解。每个科学实验从实验设计就已经开始。以往的实验大多是老师布置实验任务,讲解完成步骤,最后由学生重复。其弊端是很多学生在有限的时间(2个学时)内,只能匆忙照着实验步骤完成实验操作,记录下数据,不能仔细思考实验内容是什么,以及为什么要如此设计实验才能验证某个定理。例如在戴维宁定理的证明实验中,要证明两个网络端口特性的一致。而如何证明“特性”一致,很多学生没有认真思考。若按照实验步骤完成操作,很难加深对这一定理的理解,只知其然,不知其所以然。
课程团队在教学中加强实验的预习要求。预习实验不只是看一眼题目,回忆相关理论,更重要的是要求学生理解该实验为什么要这样做,而不是那样做,还有为其他更好的途径?这样可加深学生对理论知识的理解,在具体实验中有的放矢。同时,通过理解实验设计,可培养学生设计科学实验的能力,为以后工作中解决实际问题做准备。
2.实验室阶段,加强实验过程管理。课程团队始终认为,实验绝不仅仅是机械的模仿动手,更重要的是动脑,要边操作边思考,手脑配合。因此,在实验过程中,改变教师示范、学生重复的简单模式,让学生成为实验教学的主体。首先利用多媒体手段与学生就实验内容、目的、意义等展开讨论,使学生明确实验内容、目标、步骤等关键信息,同时检查其实验预习效果。以学生为主体教师不再进行实际示范,完全由学生自己动手,同时及时指导、回答学生问题。
电路故障检查排除是实验技能提高的一个有效途径。教学中,从提升学生解决实际问题的技能这一根本目标出发,引导学生自己分析故障原因,并使用各种仪表仪器,逐步检查电路,最终发现问题,解决问题。如在共发射级单管放大电路实验中,示波器观察到的波形与预期不符。此时引导学生检查电路中关键点电位,特别是三极管3个管脚电位,并判断三极管的工作状态;若三极管工作状态正常,再判断输入端和输出端信号是否正确;若三极管工作状态不正确,则进一步检查直流偏置电路。又如在组合逻辑电路实验中,常出现门电路逻辑状态不正确或数码管显示不正确等问题。实验中训练学生采用逐级排查法,从输出端到输入端,利用万用表检测集成电路各个管脚电压,再根据逻辑关系确定是输入信号出错抑或是电路管脚连接的问题。在故障排除中,加深了理论知识的理解,积累了解决实际问题的经验,同时在心理上获得解决问题的成就感,激发了学习兴趣。
3.严格实验报告撰写训练,认真总结实验过程。实验报告的撰写是学生对实验进行反思、总结的重要过程,认真进行总结,可显著提高实验效果。然而,以往学生普遍不重视实验报告撰写,认为实验数据记录完毕、出了实验室实验就结束了,很难达到实验目的。对实验报告从标准格式、图表样式、数据分析、结论讨论等方面着重要求,通过实验报告批阅,发现问题及时反馈给学生,使学生从思想上重视科学实验报告的撰写,对其后续撰写各种研究报告、毕业论文打下基础。
(二)开放实验室
电工实验室的开放是实现素质教育的客观要求,有利于创新型人才的培养。由于电工电子内容多、课时相对较少,因此有限的几个实验不能涵盖所有所学理论知识,为解决这一问题,实验室采用全开放制度。任何年级学生只要有使用意向,均可随时进入实验室进行实验。在开放实验室后,学生的实验热情得到极大满足,可以完成实验自学、自主完成,进一步锻炼提高,且能自由安排实验时间,十分方便。
(三)实验考核方法
合理的考核方法,能促使学生主动学习,提高学习积极性。如何在不增加学生负担、不额外增加学时的情况下,对学生实验技能进考核,是一个值得探讨的问题。课程教学团队针对具体情况,开展了3种不同考核方式:
1.实验设计考核。给定一个具体的验证性实验任务,要求每个人设计一组实验方案,作为一个实验大作业进行考核,以此考查学生理论与实际结合能力以及实验设计能力。
2.基本实验技能考核。为培养教学中基本实验技能和基本实验仪器使用能力,设计基本实验技能和基本仪器问答题进行随堂考核。
3.实验课自学考核。每学期设置1到2个实验为考核性实验。一般为分别为电工学部分和电子学部分的最后一个实验。考核性实验完全由学生自己学习实验内容,自己领取所需仪器,完成实验,最后由任课老师检查实验结果,并根据实验过程、实验结果给予评分作为考核结果。
四、结语
通过强化基本技能培养、加强实验过程管理、合理化考核方式以及开放实验室以提升能力等方面的探索和实践,使农林高校非电专业学生对电学、电子学基本知识掌握更扎实全面,使实验实践技能得很大提升。近年来,在全国电子设计竞赛上获得国家级团体一等奖2项、二等奖1项、三等奖3项,显示出良好的教学效果。
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压缩四大化学基础课学时,合理配置先修后继顺序河南大学原有的应用化学专业基础平台课程模块和化学专业基本相同。四大化学及其实验课时充足,基础非常扎实。但是,由于课时太多及先修顺序问题使得后续专业方向课程及专业选修课程的学习压力较大。造成第六学期和第七学期学生课业繁重,影响其考研、找工作及实践课程的学习;另外,专业课程完全地偏于理科,达不到理工结合,也缺乏特色。四大化学课程中存在的重复交叉内容,也很有必要进行删减、理顺。国家教学指导委员会也发行了相关指导草案,使得在保障四大化学教学质量的基础上,压缩学时成为可能。压缩四大化学学时,依照无机、分析、有机、物化的合理顺序依次排课,并在前四学期内完成全部教学,给后续以四大化学为基础的应用化学专业课程提供时间和空间。如无机化学及实验的学时压缩为54+36,在第一学期完成全部教学。分析化学及实验压缩为36+36学时,第二学期开课。同时,增设《仪器分析及实验》课程,共72学时,其中讲授36学时,实验36学时。这主要是因为目前仪器分析在工业生产和科研中广泛应用,要求必须加强此课程。有机化学和物理化学都为108学时,分为(一)和(二)分别提前到第二学期和第三学期开课,相应实验和课程同学期开设,并在第五学期前完成全部四大化学基础课程。
增设必要工科基础课程,夯实工科基础应用化学专业兼具理科和工科的特点,需要有坚实的化学基础理论还需要兼具必要的化工基础理论。原有的《化工基础及实验》是为非工科化学类专业开设的基础课程,已远远不能适应目前应用化学专业的培养目标。因此,必须采用化工基础理论课程———《化工原理及实验》取代原有的化工基础及实验课程。《化工原理》是以四大化学为前修课程的一门化工基础理论课程。开设学时设定为72+36学时,分别在第四学期和第五学期开课。《化工原理实验》课程设置36学时,第五学期开课。此外,工科学生的培养,尤其是化工方向,离不开相应的电子电工学基础以及工程制图或化工制图等方向的课程。在保证数学、物理等学科基础平台课程的基础上,必须在专业基础平台课程中增设《电子电工学及实验》和《工程制图》课程及金工实习环节。《电子电工学及实验》设置共72学时,其中36学时讲授,36学时实验,第三学期开课。《工程制图》设置为54学时,第三学期完成课程教学。金工实习2周,第五学期进行。
开设“宽口径”专业选修课程模块应用化学还是一个包容性很强的学科。从全国重点高校的应用化学专业培养方案来看,各个高校的专业课程体系特色模块差异较大,但是都体现自己的科研特色。例如北大,具有核药物化学、辐射化学和辐射高分子、超分子化学与材料、新能源与材料和核环境化学5个特色研究方向,并开设应用辐射化学、应用放射化学等方面的选修课程。因此在专业课程设置中必须和学科科研特色结合起来,开设相关课程。根据自身学科科研特色以及师资力量,我们设置3类可供选择的专业选修课程:偏向理学的应用化学方向模块课程、偏向工科的专业方向模块以及高分子材料方向模块。此外,根据目前我院教师们的学术专长、特色研究方向和未来发展趋势,开设了应用化学前沿讲座、日用化学品、阻燃技术,农药化学、高分子助剂及应用、染料化工与助剂、催化原理、精细化学品开发与设计等选修课程,开阔学生视野的同时,分享老师们研发产品的经验、教训以及研发思路。
以“大论文”为抓手,强化实践教学环节
实践教学是培养学生创新能力和应用型综合人才的重要环节。在强化“基础课程实验—专业实验—金工实习,工厂见习和顶岗实习—毕业论文”多层次课内实践教学体系[2]的基础上,我们采用以毕业论文环节为抓手,强化实践教学环节。毕业论文是本科生人才培养链条中的一个重要综合性实践教学环节,对于保证人才质量、与人才市场对接是至关重要的。针对目前毕业论文环节设置不合理,时间短,任务重,监管不严的问题,我们采取“大论文”措施改革毕业论文环节,通过延长时间,注重过程,加强监管,使其真正成为“培养学生创新能力”的平台。“大论文”之“大”主要体现在:思想意识上对毕业论文重视程度的提高;毕业论文要求的拔高;毕业论文时间的增加;毕业环节和专业课程的关联与衔接更加密切;学生能力培养也更加综合、立体等方面。首先,毕业论文开始时间提前到第五学期,在学生专业基础课程学习完之后,即对学生开展毕业论文要求的教育,同时结合学院教师科研特色开展专业研究方向介绍,开阔学生视野,帮助学生了解相关研究领域、研究方向,并在此基础上双向选择学生感兴趣的课题和指导老师。然后根据课题,在指导老师的指导下,使学生有目的地选修必要的专业选修课程,为进入课题研究打下扎实的理论基础。结合第五学期设置的文献检索课程和专业英语课程,在相关课程教师和课题指导老师的共同指导下,围绕自选课题进行相关文献信息的检索,和专业文献的阅读与翻译,相应考核成绩分别记录为文献检索及专业英语的课程成绩。第六到第八学期,学生进入实验室,在指导老师的指导下进行课题的初步探索。并在课题老师的指导下继续选择必要的专业课程进行学习。这个过程中,实施论文中期检查回报和毕业答辩的监管。严格管理程序,设置必要的奖励机制和淘汰机制,激发学生的主动性和创造热情。
增加学生选课自由度,逐步实现自我规划,自我培养
兴趣是最好的老师,是人们主动去求知、去探索、去实践的源动力。并且传统的理学“精英教育”人才培养模式,和“大众化教育”的现念相悖,也不符合社会和人才市场的需求,使得一些不擅长逻辑思维的学生体会不到学习的乐趣,造成教育资源的极大浪费;另一方面,培养了众多远大于社会需求的研究型人才,而社会和经济建设急需的应用型人才得不到满足。进入大学第五学期以后,学生已经具备了必要的应用化学专业基础知识和技能,有必要引导他们根据自己的兴趣和爱好选修专业课程,实现个性化教育[3]。因此,必须增加选修课比例,扩大选修课程范围,为发挥学生学习的主动性和创造性留有充分的空间,使学生的个性和人格得到充分地、健康地发展。表1是河南大学课程设置及学分分配表。我们在专业选修课程模块设置了大量可供选择的课程,这些课程可以分为三类,以满足学生个性化的需要,增大了学生选课的自由度,也使得学生的自我规划,自我培养成为可能。选修课程的学分从原来的12学分提高到36.5学分,选修课程总比例达30.1%。当然,为避免个别学生的盲目性,选修过程是和前述毕业论文实践环节相结合的,在论文指导老师的指导下,结合学生的兴趣进行的选择。此外,我们还采用积极支持低年级学生自由选择参与的开放实验、创新实验以及高年级大学生的课程设计大赛等课外科研创新活动。注重课内与课外、校内与校外的实践教学活动形成有机的整体,以全方位“立体”的教育模式实现教育目的。#p#分页标题#e#
电工电子 直观教具 多媒体 实验
《电工电子技术》是高职工科非电类专业的技术基础课,是联系公共基础课程与专业课程的一座重要桥梁。但是这门课程的学习需要有较好的数学和物理基础,那么怎样在学生基础相对较弱的情况下,完成我们的教学目标,为学生学习专业课程构建一个好的知识平台,就成为我们电子电工教育工作者的一大课题。笔者认为,应从以下几方面科学地组织教学。
一、合理选择教材及教学内容
教材是教学信息的载体。一本好的教材能有效地降低学习难度,更会有利于学生的学习和掌握知识。各学校应根据自己学校学生的特点及专业设置情况,合理选择合适的教材。在选好教材的前提下,还应根据专业设置的实际情况,对不同专业的学生侧重讲解不同的内容。如我校选择中国电力出版社的电工电子技术(21世纪高职高专规划教材)。对于机电专业的学生侧重讲解正弦交流电路,磁路,变压器,电动机,组合及时序逻辑电路等。
二、提高学生学习的积极性
1.设计好新课导入,上好前几节课
对于前几节课,要精心设计好新课导入及相关实验,充分调动学生的积极性,引发他们的学习兴趣。一旦学生对该门课程感兴趣,就会产生无限的求知欲望,从而主动学习。例如,在第一次上课时,我不急于把书本知识传授给学生,而是在教室里做了两个与本课程相关的电路:一个是家用白炽灯的电路连接,一个是手电筒电路。这两个都是日常生活中常见的简单的电路,但学生并没有安装过。当电路接通,灯泡发光的瞬间,学生们显得兴致勃勃,学习兴趣也油然而生。在教学中还应该联系实际,如给学生介绍一些简单的家电维修方法,让学生觉得所学的知识非常实用,以增加他们的学习兴趣。
2.充分发挥直观教具的作用
加强直观教学,用实物、模型等教学用具,充分吸引学生的视觉、听觉和触觉,使学生从好奇到认知再到掌握知识。如在学习电容电感时,可给学生一块电路板,让学生自己寻找元件并记录下外形、型号、字母、数字,然后由教师讲解这些代表什么,学生学起来就会很有目的性。
三、提高教学效果
1.把握课堂教学规律,讲究节奏鲜明
教师在课堂教学中要能分清主次、粗细、快慢,能节奏分明的将教学内容融为和谐的整体。主要的方法就是将内容进行裁剪,突出教学重点,分清主次,处理详略。同时在教学过程中还要能做到疏密相间、有起有伏,能形成循序渐进的教学模式。如基础知识要详讲,一些相关知识则可作为基础知识在不同情况下的具体应用进行分析。教师在教学中应能比较准确的把握“火候”,让学生循序渐进,进行科学的思维,从而取得良好的学习效果。
2.适当增加教学内容的广度和深度
学生最终会面临毕业就业的问题,要适应未来的职业发展,必须有一定的知识覆盖面,有一定的知识储存,还要具备善于思考和洞察事物本质的能力。所以,在课堂教学中,教师要注意学科之间的联系,要注重知识的纵横延伸,注重知识的广度拓展。同时,教师还应该引导学生对现象的深度思考,由表及里,加深认识,提高学生的分析运用能力。
3.将多媒体与板书结合使用
将多媒体教学与板书教学结合起来发挥二者各自的优势,以提高教学效果。板书的优势是整体性强,节奏慢,这样学生在学习中有一个缓冲的过程,能很好地贯穿掌握所学知识,特别是在进行原理推导过程中,板书的优势更为明显。但是对某些比较难用语言描述的概念、复杂的演变过程使用多媒体讲解则更生动形象,能充分调动学生学习积极性,使学生更易接受理解。例如,对于PN结的形成、晶体管的工作原理等微观抽象的内容,可以采取flas演示的方法帮助理解。
4.强化实验教学
实验教学是把理论知识转化为实际能力的重要环节,是培养高素质人才的重要途径,也是提高教学效果的重要途径。
提高实验教学的途径主要有:
(1)克服实验中的畏惧心理。不少学生对“电”有一种恐惧心理,不敢轻易动手。对此,教师应对学生讲解各类触电事故的种类和原因,教会学生如何防止触电,掌握安全用电规范。在教学中,教师要亲自演示,逐步让学生消除心中的畏惧和顾虑,在实验中大胆的操作。
(2)提高实验操作的规范性和有序性。学生在实验操作过程中,要明确实验的操作要领和注意事项,必须采用正确的方法进行有序的操作,严格按照规范实施。
(3)对学生进行分层次实验。为防止部分学生由于基础低一点,动手能力差一点而跟不上实验的节奏,故对学生进行分层次实验。这样不仅能对各阶段的学生进行合理培养,还能对学生产生有效的激励,以提高教学效果。
四、结束语
电子电工教学,由于其内容较为复杂、原理较为抽象、操作性很强等特点,给教学带来了一定的难度。希望与更多同仁一起努力,将《电工电子技术》的教学推到一个新的高度。
参考文献:
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关键词:教学管理;学风建设;电工学教学
中图分类号:G451.2 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0014-03
一、引言
学校是教师对学生进行传道、授业、解惑的地方,学风主要是指学生学习的风气,它是大学生学习态度、学习方法、学习纪律、学习风格学习精神等多种综合风貌的集中体现,它以学生的主体作用和教师的主导作用为基本特点。目前大学生学风存在很多问题,而这些问题又会影响大学生的发展及对未来的规划。故有必要抓学风建设,而课堂教学又是学风建设的重要组成部分,对于任课教师来讲,有效的管理课堂教学,是改善学风的重要途径。
二、目前学风存在的问题
1.学生学习纪律松懈。部分学生缺乏应有的自我约束能力,对学校颁布的各项管理制度和教育措施无动于衷,迟到、早退、旷课、抄袭作业等现象时有发生,上课不认真听讲。以往学风问题多表现在学习成绩差的同学身上,现在学习懈怠的面更宽了,一些成绩较好的同学也出现了学习纪律松懈的现象,许多学生热衷于游戏、沉溺于网吧,使学生考试不及格率有所提高。
2.社会不良风气的影响。当前,随着改革开放和社会主义市场经济的发展,一些负面影响开始显现,急功近利、拜金主义、利己主义思潮已渗透到高校中,导致大学生出现浮躁心理,部分学生无论在课堂、课余还是考场上的表现,都不同程度地带上了强烈的功利、实用和投机取巧色彩。
3.教师工作任务较重。教师承受的科研、教学压力都比较大,对教学投入的精力相对较少,课后无暇与学生多作交流指导,甚至顾不上仔细批阅学生的小论文、大作业,抄袭的作业也能蒙混过关。高水平教师难以走到教学与学生管理的前台,学生得不到有力的学业指导和志向激励,内在学习动力得不到升华。
4.高校自身存在的问题。学校各级领导对学风建设的问题不够重视,高校为了自身的经济利益很少让学生退学。据了解某一高校有近16000名学生,2013年只有165名学生留级,20名学生退学但跟班试读;2014年只有150名学生留级,19名学生退学但跟班、试读。如果为了学生个体或少数学生的利益,损害到管理部门的权威性,进而成为学风逆向转化的制度性原因,那损害的将是整个学校的质量信誉。随着人民群众教育投资意识的增强,要求高等教育有较高的回报率,社会用人单位对毕业生学业水准的要求也不断提高,在此背景下,使很多学生面临毕业即失业的危险。
三、课堂教学中采取的措施手段
1.课程简介。《电工技术》是面向机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、交通运输、风电工程等专业的专业基础课,属必修课。通过本课程的学习,使学生获得电路基础及电力拖动技术必要的基础理论、基本知识和基本技能,了解电路基础及电力拖动技术的发展概况,为学习后续课程及从事工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。安排理论教学54学时,实验教学14学时。
(1)教学环节。课堂讲授、习题课、课外作业。通过各个教学环节的教学重点培养学生的分析问题、解决问题的能力和自学能力。采用启发式教学,鼓励学生自学,培养自学能力,以“少而精”为原则,精选教学内容,调动学生的学习主观能动性;采用多媒体教学系统。
(2)作业要求。根据教材课外习题适当布置作业。
(3)实验环节。通过实验课学习,使学生学会常用电子仪器的正确使用方法、基本测试手段,准确读取数据和测绘波形曲线,实验后能分析、归纳实验结果,写出完整的实验报告,为学习后续课程和以后从事本专业工程技术和科学研究工作打下基础。学会正确使用直流稳压电源、万用表、电压表、电流表、功率表等测量仪器。学会按照实验电路原理图,选择器件,连接电路,合理读取数据。
(4)考试环节。期末考试形式采用笔试。学生成绩评定:平时成绩10%+实验成绩20%+期末考试70%。
2.教学改革前课堂教学存在的问题。以前的课堂教学中教师除了完成这堂课的教学任务以外,主要抓学生的考勤,虽然学生的出勤率很高,但存在以下几方面的问题。
(1)合班课点名会占据大量的课上时间。
(2)许多学生虽然人到了课堂但心不在学习上,玩手机、睡觉或第二堂课旷课。
(3)教师布置作业,从批改结果来看,学生存在抄袭情况,也不能反映学生对知识的真实掌握情况。
(4)期末考试前虽然教师给学生进行考前辅导,但学生由于长期不好好学习,日积月累,问题越积越多,最终导致期末成绩不理想。
(5)高校为了自身的经济利益很少让学生退学,最终使许多不及格的学生都能毕业,这助长了学生学习的惰性。
该如何既能有效的管理课堂又能保证学习的有效性,搞好学风建设呢?针对上述问题我们改抓学生考勤,规定为每堂课最后留5~8分钟的时间进行测验,测验的内容包括贴近生活的实例,对重要理论的分析理解,还有是对理论的延伸。例如:除了对基本理论知识及各种计算方法进行测验以外,还增加一些分析、思考内容,如:一台按400Hz设计的变压器能否接在50Hz的额定电源上,为什么?若转子卡住,电动机会出现什么情况,为什么?若U1
3.教学改革后课堂教学解决的问题。通过一个学期的试点,我们认为解决了以下几方面的问题。
(1)有效的调动学生积极性。大学课堂中一节大课课时长为110分钟,中间仅有10分钟的休息时间,教授的都是同一门课程。上课时间长导致学生上课注意力不集中,在后一节课中会感到疲倦,课堂的活跃度降低,此时需要教师在课堂上适当穿插一些话题,活跃气氛。在课堂上教师通过课件、提问、练习、解答等途径,增加师生互动渠道,创造条件,营造氛围,提高学生学习的效率。课堂中学生能够积极思考,上课玩手机、睡觉及课后不复习的现象减少,学习主动性增强。
(2)通过课堂测验,教师可以及时了解学生对知识的掌握程度并采取有效的措施,有针对性的调整教学方案,同时登记测验成绩,解决课堂考勤问题。
(3)注重过程的学习,通过课堂测验,加深了学生对问题的理解,清楚自己到底掌握到什么程度,还有哪些问题没有搞清楚,针对这些没搞清楚的问题,学生之间通过讨论或者由教师解答,最终把问题一一解决。虽然取消了期末辅导,但从结果上看,学生考试成绩和精神面貌都有一些的改善。
四、教学改革后的结果分析
为验证教学改革的有效性,在教改过程中项目组连续三年针对两门课程三个专业期末试卷卷面成绩进行分析,具体分析数据如下。
1.电工技术课程成绩分析。本次针对我校2013―2014学年第二学期机制122班和机电一体化124班,2014―2015学年第二学期机制132班和机电一体化方向134班的电工技术课程期末试卷成绩进行统计并分析:2013―2014学年第二学期机制122班的电工技术的平均成绩是50.3,其中不及格的占78%,60~69分的占16%,70~79分的占4.1%,80~89分的占1%;2014―2015学年第二学期机制132班的电工技术的平均成绩是54.7,其中不及格的占68%,60~69分的占16%,70~79分的占11.4%,80~89分的占4.5%;2013―2014学年第二学期机电一体化124班的电工技术平均成绩是56.6,其中不及格的占59%,60~69分的占26%,70~79分的占10.9%,80~89分的占4.3%;2014―2015学年第二学期机电一体化134班的电工技术成绩的平均成绩是57.12,其中不及格的占55%,60~69分的占18%,70~79分的占20.5%,80~89分的占4.6%,90~100分的占2.3%。由以上统计结果可得教学改革对提高学生的成绩具有很大的促进作用。
2.电子技术课程成绩分析。本次针对我校2014―2015学年第一学期机制122班和2015―2016学年第二学期机制132班的电子技术课程期末试卷成绩进行统计并分析:2014―2015学年第一学期机制122班的不及格占比为70.2%,60~69分的占比为23.4%,70~79分的占比为6.4%;2015―2016学年第二学期机制132班的不及格占比为58.1%,60~69分的占比为30.2%,70~79分的占比为7%,80~89分的占比为4.7%。可见,实施教学改革后,学生的成绩得到显著提高。
通过以上的对比说明在教学中实施注重过程教学的有效性。这一改革保证了师生双方的教学过程能够实现实时的反馈,在教学中采用启发探究教学,在每节课都有问题的提出,创设问题情景,引导学生,注重激发学生的兴趣,保持对教学内容的好奇心。
五、结论
通过有效方法保证学生的上课出勤率,杜绝学生迟到、旷课、早退等现象。在抓好日常教学管理的基础上,严把课堂教学质量。教师要不断完善自己的教学理念,结合学科理论基础及最新发展动态,适时调整教学内容和教学形式,因材施教,使知识、能力和素质三者融为一体,注重培养学生解决实际问题的能力和开拓创新的思维,使所培养的人才不仅具备专业素质,而且人格健全、明礼诚信。为了使教师把主要精力都投入到教学上,建议高校把相关政策向教学型教师倾斜。在新形势下,高校各级领导只有高度重视学风建设,认真研究学风建设的规律,探索新的体制和机制,通过加强思想政治教育、健全规章制度、规范考试管理、培养学习兴趣、端正教风、严肃考纪等措施,综合治理,内外兼治,持之以恒,才能推动学风建设的根本转变和健康发展,才能真正培养出国家需要的有用人才。
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关键词:高等数学;高职;机电类
作为高职机电类专业课程的重要构成内容,高等数学课程是帮助学生开展后续专业学习的重要基础。但是,现阶段高职院校在开展高等数学教学的过程中,还存在着一些问题,从教材内容到课时都存在着一定的不足,制约了高等数学功能的发挥。本文以高等数学应用在高职机电类专业中的可行性分析作为文章内容的切入点,并对相关应用和设计进行了详细的阐述。
1高等数学应用在高职机电类专业中的可行性分析
一直以来,高等数学作为高等职业技术院校各个非数学专业的公共基础课,开设在经管类、工程类、医学类等诸多专业中,充分体现了高等数学的基础作用,具有一定的普及性。同时,作为培养高职学生综合素养的载体,高等数学对促进学生思维能力、解决实际问题、思辨能力的提高起着至关重要的作用,并且,还对学生建立数学模型能力的形成有着重要影响,是启迪学生智力和创造力的重要课程,也是高职学生学好专业课程的基础。此外,社会的快速发展,使得人们对终身学习的愿望越来越强烈,高职院校应为学生的终身学习提供良好的平台,以便为他们日后的发展提供源源不断的助力。
2高等数学课程在高职机电类专业中的应用
高等数学包含的内容有很多,既包括理论知识,也包括数学方法和数学思想,无论是哪一内容都在高职院校机电类专业中得到了广泛的应用,具体体现在以下几个方面。
2.1高等数学理论知识在机电专业中的应用
首先,最值在机电设备维修与管理专业中的有效应用。机电设备维修与管理专业通常都需要学生计算压缩机理论功率,而高数中的求导取最值得到了应用。其次,导数在建工专业中的有效应用,主要涉及轴、梁的变形和弯曲问题。最后,数学规划在工程造价专业中的应用,数学规划研究对象主要是数值最优化问题。数学规划主要包括:对偶、线性、几何、动态规划等,在工业产品、系统设计与运行中的应用都非常广泛。
2.2数学方法在机电专业中的应用
不光是数学理论知识对机电类专业有指导作用,高等数学的思想、方法也对机电类专业有重要影响。这主要是由于数学方法的渗透有助于实现学生知识的迁移,可以有效提高学生的学习质量、分析能力、解决问题的能力。数学方法有很多,教师应充分利用,从而提高高等数学的教学质量,强化应用效果。高等数学方法主要有:演绎法、构造法、对称法、换元法、翻折法。比如,对称法应用在建筑力学中,可以计算出反对称载荷和对称载荷;极限法应用在机电设备维修与管理专业中,能够有效解决制冷问题,通过对理论循环模型的构建,和实际循环对比,进而加深学生对制冷机理有更为深刻的认知。还是以机电设备维修与管理专业为例,我们最先学习的是制冷原理,而代换法对突破制冷技术起着至关重要的作用。
2.3数学思想在机电专业中的应用
数学思想建立在数学知识的基础上,是更具有抽象性、概括性的理论,可以说是数学的精髓,并广泛应用在学生的生活和专业中。比如,变换思想的有效应用,能够有效解决建筑制图的中投影问题。函数和方程思想能够有效解决截面杆件的转角位移。数形结合思想现在高职机电类专业中的应用越来越广泛,如《建筑制图》和《建筑力学》中,有效解决了这类专业知识中的相关问题,促进学生对理论知识应用效率的提高。
总之,高等数学在高职院校的机电类专业中得以广泛应用,可以说,已经渗透到这一专业的方方面面。具体表现为:高等数学中的三角函数、几何图形等相关知识是机电类专业必须用到的,重点强调的是图形和运算的互相融合。以专业角度来分析,机电类专业中包含大量的数值计算和测量。比如,在模具制作的过程中,就涉及非常多的立体几何知识,而在对工件的老化度和耐用度进行测量的时候,离不开数值的运算。在计算可转位刀具的空间角度时,离不开三角函数和空间向量相关数学知识的支持。同时,高等数学的原理和解决问题的方法不仅能够帮助学生消化工程的概念,还能帮助学生使用计算机软件解决实际问题。由此可见,高职院校的机电类专业课程的学习,离不开高等数学知识及数学思想方法,高等数学是学生进行机电类专业知识学习的重要工具。
3高职机电类专业中高等数学课程的设计
高职机电类专业中高等数学课程的设计主要包含几个方面的内容:课程内容设计、课程目标的设计、课程能力训练设计,具体内容如下。
3.1课程内容设计
高职院校在安排数学课程时,一般都是在l学期到1学年内完成,课时数量大约在60~90节之间。以此为依据,可以对高数课程进行如下的安排:函数及其模型4课时;极限与连续12课时;导数与微分8课时;导数的应用8课时;不定积分8课时;定积分及其应用10课时;常微分方程及其应用8课时;级数与拉氏变换lO课时(选修);数学实验与数学建模16课时(4节课必修,12节课选修)。
3.2课程目标的设计
高职机电类专业中高等数学课程目标的设计主要分为3个目标:第1个目标为能力目标,主要包括:培养学生的逻辑思维、抽象思维、空间想象、辩证思维、数学语言、工程计算等能力。第2个目标为认知目标,主要包括:掌握积分、函数、导数与微分、级数与拉氏变换等知识。第3个目标为情感、态度、价值观目标,主要包括:帮助学生养成实事求是的科学态度、良好的学习习惯、团队意识、创新意识、自主学习能力等方面。
3.3课程能力训练设计
高职院校在开展高等数学教学的过程中,应重视对学生数学思维能力的培养,通过具体的能力目标和认知目标的制定,结合数学学科和专业课程的特点,可以将高等数学课程分为几大模块。教师应结合不同模块的特点,选取不同的训练方法和手段。此外,教师还应对学生进行系统性的训练,让学生能够在学习知识的同时,还能提高自己的数学能力。
4高等数学课程的设计实践
高职院校应积极探索高等数学课程设计的实践活动。首先,教师应努力开展高等数学课程和教学的研究,结合实践教学经验,开展一些相关课题活动,力从全方位和多角度来进行,深化高等数学课程改革,在不断的摸索和实践中对教学内容进行完善。其次,实现课程建设和学生竞赛的完美融合。教师应以竞赛为渠道,通过比赛促进高等教学的长足发展,学生经过日常的学习和比赛的磨练,不仅提高了数学学习的兴趣,更提高数学学习能力。最后,在工学结合背景下开展高等数学课程的实践探索,教师应顺应时代的发展趋势,以工学结合为载体,通过对机电课程充分的调研,将项目化教学模式引进来,对高等数学知识点进行梳理,找出机电类专业和高等数学课程的结合点,整理出应用实例,并将这些实例引入到专业教学中。比如,导数概念与求导方法和电工电子技术的结合点就是交变电流计算;不定积分与定积分的应用和电工学的结合点技术计算交流电电流和电压的有效值;二阶段线性常系数微分方程和工程力学的结合点就是梁的变形的计算和压杆的临界载荷。
结合机电类专业的实际需求,教师应帮助学生树立高等数学的应用理念,让高等数学的应用渗透到机电类教学的方方面面。具体措施包括:首先,应促进学生数学应用能力的提升,在专业教学的过程中,很多知识都和现实生活紧密相连,这就为教学内容和学生实际生活的有机融合提供了助力。其次,通过数学应用事例的搜集,加深学生对高等数学应用的认知和体会,让他们真正体会到数学知识的魅力和价值。最后,开设数学建模课程,使专业知识变为数学问题,并对数学方法加以利用,解决问题,这种应用方式就是数学建模。
论文关键词:现代信息技术,基础课程,电工基础,高等数学
随着社会经济条件的持续发展进步,我国很多高职院校的办学条件也在不断发展,特别是越来越多的多媒体教室陆续投入使用,多媒体教室可以将非常多的现代化信息技术引入教室,比如教师可以设计制作多媒体课件,借助动画等形式来表达枯燥的知识;可以安装相应课程的一些工具软件,在教学中通过软件处理,演示数据处理的过程和结果;可以通过网络下载各种资料来丰富课本知识等等。通过这些手段的引入,将会激发学生学习的兴趣,教学效果相应会得到很大的提高。下面将以《电工基础》、《计算机应用数学》两门课程为例,根据作者在教学过程中总结出的一些引入现代信息技术的方法,分三个方面来具体说明:
一、有效丰富课程知识,提高学生求知欲望
《电工基础 》是电气类、电子类等专业的一门重要技术基础课,是研究电路理论的入门课程 ,是学习后续相关专业基础课和专业课的桥梁。它的任务是通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本理论、分析计算电路的基本方法并为后续课程准备必要的电路知识,具备一定的分析问题和解决问题的能力[1]。然而在大多数电工类教材中,多以罗列基本的概念、原理、公式为主,学生普遍感觉内容比较枯燥,学习兴趣不高,从而导致教学效果不理想。如果教师在多媒体课件上向学生展现与这些枯燥知识相关的一些鲜活的事例,或者是增加与这些知识相关的科学家或名人的轶事,那么学生对待这些知识就不是一些公式,而是一些有趣的故事。比如电工基础,我在制作电工基础的多媒体课件时,就在第一节课,讲了电工技术的历史发展过程,电工技术是讲电磁原理在工程技术中应用的一门课程,我将电与磁各自的发展历史,以及电与磁的发展走向融合,电与磁能够互相感应等知识按照时间顺序串连了起来,重点选取了几个重要的历史事件,包括指南针的应用,本杰明.富兰克林捕捉天电,法拉第的电磁感应定律等,不但使学生对中学时学过的知识进一步巩固,而且能够系统的理解电工学的来龙去脉,从而激发了他们的兴趣,在学生学习新知识的时候,他们会有意识的去查阅相关资料,深入了解这些知识产生的背景,这些知识的用处,并将这些知识和实际中的事物进行联系。通过这样的关联串接,不仅丰富了课程知识,从某种程度上满足了学生的求知渴望,也让学生认识到《电工基础》这门课程[2]的作用,从而更加积极的探索浩瀚无穷的知识殿堂。
二、适当利用软件工具,提高学生操作技能
随着计算机技术的蓬勃发展,与各种学科相关的工具软件也是层出不穷,比如机械结构设计的有AUTOCAD软件,电路设计的有PROTEL 软件,大型科研和工程计算中应用的有matlab,数学工具软件有mathematica,mathcad2000,orgin,maple6等等,如果在课堂上能让学生知道有这些软件可以解决本课程的具体问题,让学生学会使用这些软件,必然会提高他们学习的积极性核心期刊目录。现在的多媒体教室给我们提供了这样的平台,教师可以将应用软件安装在电脑上,在讲到相关的基础知识,并要解决具体问题时就可以打开应用程序,演示操作方法,显示解决问题的过程,并以图形的方式得出最终结果。
《电工基础》课上,作者安装了一种名为EWB的电路仿真软件,该软件提供了组成电路的各种基本电路元件,元件符号采用国际标准,与教材中的符号一致。电路图的绘制也非常方便,只需将电路中需要的各种元件拖到工作区,然后用鼠标将元件的端点按照连接关系连好,电路图就做好了,软件中还有示波器等仿真的显示设备,电路工作以后,输出端点的信号波形就显示出来了,学生可以看到电路工作的动态过程。学生在了解该软件的作用及使用方法后电工基础,纷纷学习使用该软件,将书本中的电路用软件方式实现,观察输出波形或输出结果,并与自己通过公式计算出的结果进行对比,不但使学生深入掌握了所学知识,而且也学会了一种软件进行电路分析,提高了学生的软件操作技能和创新能力[3]。
另外,在数学教学中,如果能让学生掌握至少一种软件的应用将会大大缩短计算量,并且激发学生学习的兴趣,比如matlab[4],通过该软件不但可以编程、计算、方便灵活的画图,还能够快速的运算并输出结果,让学生们在课堂上直观地观察并理解相应的知识,特别是在多元函数的教学中学生们很难理解抽象的函数特性,那么这时候教师可以借助于matlab实现该函数的图形,通过对图形的观察使得学生们对概念、性质的把握更准确,如果课堂上有机会让学生自己通过软件模拟图形并计算,那将会从极大地满足他们的求知欲,激发他们学习数学的兴趣,使得原本枯燥的数学教学也变得生动灵活起来。
三、充分利用多媒体技术,促进课堂内师生互动
利用现代丰富的多媒体技术,第一,可以节省教师的书写时间,使得教师能够更多的深入到学生内部,及时发现学生存在的疑问,并加以解答,同时也及时发问,使他们巩固知识,灵活掌握,这不仅可以有效加强师生交流,而且能够更好的控制课堂秩序,实现课堂教学的良好有序进行。第二,可以充分发挥学生的潜力,给予他们展示才能的机会,平时多给学生布置课堂和课外作业,从中挑选好的作品在课堂上展示,这不仅可以增强被展示学生的自信心和创造力,也可以激发其他学生的创作欲望和积极性,这样的循序渐进,就会慢慢的把学生带入求知的殿堂,培养他们自主学习的兴趣和方法,真正起到教师抛砖引玉的效果。
在这里,我可以举一个《计算机应用数学》教学中利用现代信息技术的例子,《计算机应用数学》中涵盖了高等数学、线性代数、概率论和离散数学等几部分内容,如果单纯按照课本讲解,不仅内容繁琐、理论罗列、难于理解,而且让学生觉得《计算机应用数学》的名字似乎不大合乎实际,课本没有体现出应用部分电工基础,学生们也很难理解计算机数学的含义,于是我在教学过程中给学生们播放了大量数学的应用及其与计算机的紧密结合,例如,高等数学部分给他们举了很多微积分在实际生活中的应用模型[5],并且教会他们如何通过现代信息技术获得资源、借助于软件求解相应的微积分问题,学完本部分后让他们分小组去搜集并解决一道微积分问题,学生们虽然感觉有些困难,但是基于平时的接触和浓厚的兴趣,他们都很开心的交出了一份完美的答案,有仓库存贮问题的数学模型,冬季室内空气问题的数学模型,最大利润的养猪方案模型,图书馆资源配置的模型,以及工件加工总时间最少的模型等等,虽然其中不乏对网络上现有资源的借鉴和抄袭,但是能够通过改编和引用而变成自己的知识或者能够辅助他们学习相关的理论知识不也是一种很大的收获吗?此外,在线性代数部分,我引入了线性规划模型;概率论部分引入了概率统计模型;离散数学部分引入了离散问题模型。通过模型与理论的有效结合,使学生们不再感觉数学的枯燥无用,而是感觉到数学在解决实际问题中的庞大力量。
上面几个方面只是我们教学过程中的亲身体会和经验总结,当然,现代信息技术在教学中的应用还有很多,比如可以实现教师之间教学资源共享、可以实现远程教学等等,这需要教师同行的共同努力,不断开发出更新更实用的教学模式,以便更大程度的提高教学效果,让学生有兴趣、有激情、主动的学习基础课程。
参考文献:
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