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中职学生在学习上存在着天壤之别。少部分学生基础比较好,学习态度端正,对学习也存在较浓厚的兴趣,接收知识的能力比较强;另有少部分的学生存在严重的厌学情绪,对学习失去了必要的信心。中间层次学生学习基础一般,也能跟上教学进度安排,但是他们学习态度一般,主动思维不强,但有一定的能力和潜力,思想上需要教师的重视,学习上需要教师的帮助和督促。面对这些学生,如果一味采用传统的教学方法,就会出现好学生学不好,差学生学不会,不能调动全部学生的学习兴趣。分层教学先要根据学生的学习兴趣、学习能力、学习态度进行分层。由于在开学的初期任课教师不能完全搞清楚学生的状况,所以笔者的经验是这时不要急于分层。可以在一至两周时间里通过观察,通过与班主任和其他任课老师的沟通,了解学生的学习和思想状况,然后再对学生进行分层。
在教学过程中把学生分成三层。第一层(A组)为基础好、学习能力强的学生,第二层(B组)为学习能力一般的学生,第三层(C组)为学习能力较差的学生。一般在实际教学中,班级里各个层次学生的比例在1∶2∶1。教师在教学中要善于引导好A组学生,保持他们良好学习兴趣的同时,让他们在知识和技能上得到提高;集中精力抓住B组和C组的学生,提高他们的学习兴趣,帮助他们克服学习上的畏难心理,为他们在学习过程中创造良好的条件。当下中职机电教学多采用理论和实训相结合的模式,一般会把学生分成若干小组展开教学。若完全按层次分组不一定是最优的搭配。笔者的经验是每组安排三个层次的学生在一起,高中低搭配,这样在实训课教学中学生能够互相讨论,互相学习,共同提高。
2分层制定教学目标,达到良好的教学效果
在教学过程中,教师根据学生的特点制定适应的教学目标,并准备不同的教学内容和教学手段,调动每一个学生的学习积极性。以中职《电力拖动控制线路与技能训练》课程为例,该门课程是机电专业的主干课程,专业性很强,实训比重在70%左右。以“接触器联锁正反转控制线路”为例,笔者将这个课题分成三个阶段来展开教学。在每一阶段中,将教学目标和教学内容细化,对不同层次的学生提出不同的要求。第一阶段为安装控制线路前的理论教学阶段。这个阶段基本教学目标要求学生掌握线路动作原理,看懂原理图和安装图。理论教学是中职大部分学生的短板,怎样吸引学生的兴趣达到教学要求,对后续的实训教学开展将产生至关重要的影响。这部分教学的关键就是学生要正确理解两支交流接触器的“自锁”与“互锁”,这样学生才能理解电路控制电机的运转情况。教师要充分利用多媒体、教具模拟引导学生理解线路的接通和断开的状态,再通过实物充分讲解,让学生对电路的工作过程有一个充分的理解。这部分教学关键在于教师的引导,教师要善于列举生活化的实例来引起学生的思考,举一反三,帮助学生掌握。笔者把分层教学目标定位在:B组学生要达到基本教学目标;C组学生要求降低,在基本理解线路原理的基础上,明确线路所需的低压元器件及正确安装位置;对于A组学生提出提高性的要求,在掌握线路原理图的基础上能自行设计接线图。
第二阶段为安装线路图,实践阶段。根据线路的要求选配低压元器件,根据接线图进行接线。这个阶段基本的教学目标定在能够根据接线图接线,接线工艺合格。这部分教学为实训教学,小组采用高中低搭配能体现出分层教学法的特点。学生根据任务的安排,自行完成电路的接线,同组制作比较好的学生指导其他学生,充分发挥学生的主观能动性。C组学生基础差,但是动手能力不一定差,所以要充分调动这部分学生的积极性,在他们实训的过程中要给予充分的鼓励和表扬。这个阶段教学目标定位在:B组学生要达到基本教学目标;C组学生要能完成线路的接线,安装工艺基本合格;对于A组学生则提出更高的要求,根据生产控制要求,掌握接线的技巧和创新性。第三阶段电路的检查和试车。线路的故障排除是教学的难点。全面检查接线的正确性,根据动作原理,防止因为错接、漏接造成的电路不能运转或者短路的现象,培养学生的安全意识。此阶段基本教学目标为学生自查和小组互查结合,小组讨论,保证自己线路能够正常运转。对A组学生要求会使用仪表排除线路故障。
3分层辅导,保证每个学生学有所得
课堂教学中针对学生的差异,实行分层辅导是必要的,主要是面对B组和C组的学生,对他们实行有针对性的辅导。A组学生要发挥他们的自学能力,为了激发他们的求知欲,在开展教学时可以采用任务驱动教学法,让这些学生带着任务去学习。同时要让他们带动B组和C组的学生学习。学生在学习中遇到一般性的问题,教师不要急于给予答案,要求学生自行讨论解决,遇到实在解决不了的问题,教师再给予帮助。遇到有共性的问题,教师可以带动学生一起讨论。
4分层评价,让每个学生都有成就感
学生任务完成后,教师要引导学生进行作品的展示。每个小组派一至两名学生上台展示自己的成果。展示的过程中,教师要及时引导学生给予正确、客观的评价,对有闪光点的学生要及时给于表扬。同时引导学生发现缺点和不足,进而让学生进行完善。笔者在教学中发现,自我完善这个过程开展比较困难,学生缺乏足够的耐心。因此,教师要多鼓励,培养他们这方面的意识。教师针对每一个学生进行合理的评价,这是学生继续探索新知的动力和源泉,让学生在学习中获得成就和喜悦,特别是后进生要逐步让他们获得自信。采用任务检测和评价表,自评、小组交叉评分和师评相结合的方式对学生的掌握情况做一个了解,以便在下一次的教学中更好地开展。
5结语
一、教学设计
智能车作为创意机器人设计的参考原型,是高校进行跨学科创新的典型工程案例,也是实现课赛结合的理想主题,在各类赛事和学科创新活动中获得了较多成果。CDIO理念下的电工电子实习教学改革,将智能车成果转化为教学内容,依据教学需要进行模块化设计,完成教学适配,[7]以智能车主题贯通实习教学的各个环节,增加了课外自学内容,结合虚拟仿真开发技术,使学生在实践中循序渐进,具备安全用电、电子制作、电子设计与应用创新的各项能力,实现了系统性的工程能力培养目标。教学设计方案见表1,下面从安全用电、电子制作、电子设计、进阶引导四个方面进行介绍。
1.安全用电学生具备安全用电常识和解决日常用电问题的能力,是电工电子实习的最低要求。安全用电是工程实践的基础,须克服心理障碍,熟悉用电常识与操作规范,防患于未然,主要内容有安全用电常识、常用工具的使用、单相电路、三相电路。需要注意强弱电、交直流的结合对照,做好与后续实习内容的关联,融会贯通,培养学生的信息获取与利用能力。单相电路侧重培养安全用电技能和看图接线能力,主要内容是照明用电和室内配电实训,了解交流市电的使用,在此基础上加入智能车直流电源课外自学内容。电源作为电子产品系统的供配电部分,是系统调试和故障多发的重点区域,也是安全用电和电路检修的关键环节,智能车电源模块使用了7.2V电池,对外供电采用双电源,7.2V直接为显示模块、循迹模块和驱动模块供电,变换为5V电压后为MCU模块供电,初学者容易接错电源,造成元器件烧坏或者人体烧伤,须提示安全用电。三相电路侧重培养看图接线能力和信息获取与利用能力,有动力用电和PLC自动化两个实训项目,主要内容是电机的继电控制和PLC电气自动化,在此基础上通过智能车的驱动模块了解直流继电器及直流电机的控制,了解H桥驱动原理,智能车的驱动模块用于运动控制,通过两路控制信号分别对开关管和继电器进行控制,以实现电机的速度、转向等动作。达林顿管驱动电机进而控制速度、晶体管驱动继电器进而控制行进方向。因为该部分属选作内容,内容较多,比较实用,有助于培养学生的信息获取与利用能力。
2.电子制作学生具备课外科技制作的能力,是电工电子实习的最低培养目标。电子制作包含仪器的使用、元器件的识读检测、焊接工艺、电路调试和整机装配五个部分。其中仪器的使用和元器件的识读要结合焊接具体电路来教学,尊重学生在实训中的主体地位,边讲边操作,考虑学生信息的获取与利用能力和效率,有的放矢避免泛泛而谈。焊接工艺是电子制作的基本功,主要内容有立方体的焊接、万用板的焊接、印刷电路板的焊接和拆焊练习,其中立方体的焊接是焊接基础,采用“准备-加热-加锡-去锡-去烙铁”五步训练法教学,要求学生握持烙铁要稳,养成焊前对烙铁头和引脚进行预处理的习惯,避免虚焊;万用板的焊接推荐引脚直连法或者用单支线,训练实例为智能车电源模块,要求学生养成“先检测,再焊接,焊前预布局”的习惯;印刷电路板的焊接训练实例为智能车循迹模块,学生通过印刷电路板的焊接对PCB结构和标识有一个初步的了解,为后续设计PCB奠定基础。通电调试前,使用万用表对照原理图检测电路,发现元件焊反或焊错的,须进入拆焊环节,拆焊可用热风机或加锡拆焊法,均匀预热避免长时间加热某个焊点,以免焊盘脱落;调试时沿电流方向依次检测,查找虚焊或问题元件,掌握离线检测电路的方法。通过智能车循迹模块掌握运放的典型应用和运放电路在线调试的方法,初步具备依据电路原理进行调试分析与解决问题的能力。电子制作教学环节,学生多为初学者,要求指导老师“多演示、多巡视、多指导、严验收”,拆焊练习属于选作内容,方便学有余力的同学自我提升。
3.电子设计电子设计是是工程型人才培养的关键,是电工电子实习的重点内容,直接关系到培养学生的自主学习能力、设计开发能力和工程系统能力培养质量,主要内容包含电路仿真、原理图绘制、电路板设计、电路板制作和整车调试。电路仿真是进行电子设计与验证的便捷途径,学生通过Multisim电子电路设计与仿真软件,仿真智能车车灯模块或显示模块,分析电路原理,了解集成运放电路典型应用与调试技巧,掌握电路设计的可行性仿真分析和虚拟仪器在电路验证中的应用,为后续电路板设计奠定基础。使用AltiumDesigner绘制电路原理图,或进行原理图修改,是进行电路板设计的前提,应注意易读性和效率,学生在绘制智能车车灯模块原理图的过程中,要提前发放元器件,自然而然地了解软件界面、元件与封装。AltiumDesigner进行PCB电路板设计之前,利用前面焊接的循迹模块PCB成品,使学生对PCB电路板有个感性认识,然后通过刚绘制的车灯模块原理图快速上手,初步掌握PCB设计流程和使用技巧,布置一些课外内容,例如布局原则、布线技巧、批量修改和机电匹配、帮助学生迅速掌握软件[8],提高自主学习能力。通过热转印工艺,了解印刷电路板制作流程,每个环节建议设置简短提醒,完成车灯模块PCB的制作,在读懂电路原理的基础上独立完成焊接与调试。最后是整车调试环节。利用已制作并调试成功的五个模块,配上智能车底座和单片机最小系统板成品,要求学生分组完成整车调试,通过检测跑道(或地图)的黑线来自动调整小车前进的方向,使小车不脱离黑线跑完全程,从而实现小车的自动循迹,提高学生的工程系统能力和团队合作能力,通过对电子设计因果的反思总结,提高学生的设计开发能力。
4.进阶引导进阶指导是实习课程的课外拓展,是课外创新的新起点。实习课程结束后,进行一次完整的梳理总结,便于知识结构的系统化,利于后续的课外创新实践。围绕智能车工程案例,总结单片机电路,梳理电子技术知识的典型应用;科普单片机编程和控制算法,引导学生以智能车为原型,进行创意智能车/机器人的扩展设计与创新,组织学生参加相关赛事,提升学生的应用创新能力。
二、成效
电工电子实习是校级公共实践平台,教研组根据现代工程教育理念,采用“分批次多层次多模块”的方式,逐步推进教学改革,满足了各个专业的需要。通过模块化设计的智能车,实现了已学电子技术与后续单片机课程的对接;以单片机电路梳理电子技术典型应用,打通了实习教学各模块和环节,从传统的技能培养成功过渡到系统性的能力培养,提高了人才培养水平。制作的“电工电子实习课件(CDIO版)_跟我学做智能车”系列课件,在2014校多媒体教育课件大赛中获奖,根据5个专业的教学测试,以及教学问卷反馈,完善了教学设计,取得了阶段成果。在此基础上,探索了课赛结合教学模式(图2)。智能车项目的模块化设计,考虑了与后续赛事的对接与关联,预留了MCU编程、创意设计和硬件扩展等内容,把智能车成功打造为学生未来工程实践的创新起点和参考范例,打通了实习与课外创新环节,引导学生提前进入了课外创新阶段,通过组织学生参加智能车、机器人和飞行器等赛事,以竞赛带动学生参加课外创新活动,提高了学生的工程能力和就业竞争力。
三、结论
(一)学生的知识水平参差不齐
高中学生大多来自于不同的初中学校,而且各初中学校的硬件条件差异也较大,教师的教学水平也各不相同,这些都导致高中学生的信息技术水平差别较大。有一部分学生在初中学过电脑基础知识,对电脑的基本操作比较熟练;相反,也有一部分学生在初中很少接触或者根本没有接触过电脑,连电脑的开关机都不会,更别说操作电脑了。还有很多学生应用网络仅局限于玩游戏、看电影或聊天,对电脑及网络的其他应用并不熟悉,也不去探究学习,对信息技术知识掌握得很不全面,不能很好地利用信息技术这个学习工具,不能用信息技术知识为自己的学习服务。学生的信息技术水平程度不一,出现了两极分化的局面,给教师的授课也带来了一系列的问题。
(二)学生不能合理地利用信息技术知识
学生学习知识的目的是为了应用,学了不用等于白学,很多学生学了一门课程后,却不去应用。信息技术是一门实用性很强的学科,学习信息技术的目的是为了利用所学的知识去获得更多的信息、处理信息,为适应当前信息社会的发展打下良好的基础。可是对学生来说,学用脱节,只是为了学习而学习,不能应用所学的信息技术知识去解决实际问题,就不能充分发挥出这门课应有的作用。
(三)课程设置跟不上时代的发展
信息技术这门课更侧重于对学生实际操作能力的培养,但这应是以理论知识为基础的。现在是信息时代,一些计算机软件开发更新的速度很快,我们所使用的教材似乎永远跟不上时代的脚步,课程内容知识陈旧,与信息技术的发展不相适应。教师的课堂教学也是按教材大纲进行的,教师知识的更新速度也不是很快,业务能力还有待进一步提高。
二、在信息技术教学中采取的改进措施
(一)采取灵活多样的教学方式
针对学生的信息技术知识程度参差不齐的情况,我在教学过程中采取了分组教学法。我是这样分组的,一组有6名学生,其中有两名学生的电脑操作水平较高,对于一些简单的电脑问题,可让这两名学生去辅导其他4名学生,这样组内学生就形成了一个相互帮助、相互学习的团体,对于提高各组员的水平有很大的帮助作用。另外,教师在教学过程中也可以采取给各小组布置问题的方式,开发小组学生的集体智慧,让各小组成员共同研究解决问题的方法、方案,最后将问题解决。分组教学法的运用有利于培养学生的团队精神,提高学生的合作协商能力,改善学生之间的关系,在学生中形成比学赶帮超的学习氛围,有利地提高了学生的信息技术水平。在教学过程中,学生成了学习的主体,充分发挥出了积极性。对于信息技术课而言,有的学生认为上这课没什么用,有的学生认为就是在电脑上玩一节课,这些都是学生对信息技术课认识的误区。教师在教学中要引导学生积极利用信息技术知识为其他课程服务。比如在学习语文课时,教师要给学生介绍作者的情况,这时候我就引导学生利用网络来搜索一下作者的简介,让学生了解作者的写作意图、时代背景。这就是在利用信息技术为语文课服务,此外,信息技术课与其他课程之间也有这样的关系。
(二)学生的信息素养有待提高
实际教学中,有的学生只是对电脑感兴趣,在电脑的操作方面有一定的基础,但对信息技术这门课的了解并不多。教师要从学生的兴趣入手,指导学生利用信息技术这个工具去解决更多的实际问题,培养学生的信息技术素养。信息素养可用于评价一个人检索、评估、筛选和有效利用信息的综合能力。信息技术课教学应体现以提高学生的信息素养为目的,教师在教学过程中应以培养学生的信息能力为基础。为此,在教学过程中我采用任务驱动教学法,每节课都给学生布置一个或几个任务,将教学内容与任务结合在一起,这样学生在完成任务的同时也参与了整个教学过程。对于具体的任务,教师要引导学生积极探索,利用信息技术和信息工具去解决问题,从而让学生养成一种能够自发利用信息技术解决问题的习惯,使学生们的信息素养得到提高。
(三)教师要与时俱进,提高自己的业务能力,拓展教学内容
在传统的实验课程中,教师每年工作量尽管很大但是重复的较多。随着电子信息技术的飞快发展,电工电子设计的教学要求也在不断变化。教学改革必须与时代同步才能满足用人单位对学生的需求。这对教师和学生都提出了较高的要求。教师需要不断的进修学习才能适应电工电子设计课程的教学要求。目前高校中实验教师队伍不稳定,人员待遇不高,很难吸引高素质人才。实验教师的业务水平和专业技能需要不断的提高才能满足日新月异的电子信息发展趋势。稳定的实验教师队伍是实践教学发展的基础,只有在保障了教师的基本生活条件和社会地位前提下,才能使教学质量得到稳步提升。
2课程内容增多和课时压缩之间的矛盾
随着国家中长期教育发展与改革纲要的落实,高校的社会定位越来越明确。高校近年来不断的扩大招生人数,我国的高等教育已经从传统的精英教育阶段进入大众教育阶段。学生的本科专业范围越来越宽,需要开设的内容范围越来越广,分配给各个课程的课时会减少,电工电子设计的课时也在不断的压缩。与此同时针对电子信息类专业的教学内容却在不断的增多,这对教学工作提出了严峻的挑战。
3电工电子设计实训课教学改革的探讨
3.1研制实训套件针对教学套件陈旧的问题,组织实验教师研制实验套件。每个实验教师带三名学生,完成套件的设计、加工焊接和调试。鼓励学生跨专业组队。充分发挥不同专业的优势,设计出贴近生活的实用套件。通过采用研制的实训套件进行教学,提高了学生的参与积极性,取得了一定的教学效果。研制实验设备是针对电工电子设计课程教学需要的产物,在实验的教学改革过程中发挥了重要的作用。实验教师在套件研制的过程中学习了新的知识,提高了自身的专业素质,同时也培养了一部分学生。
3.2提高实验教师技能电工电子设计课程要求实验老师既要具有完整的理论体系和实践经验,还要求深入浅出的将理论和实践结合起来。工程训练中心充分认识到教师队伍培养的重要性,不断组织相关的学习培训活动,包括基本实验技能培训、业务能力提升培训和科研能力培训。提高了实验技术人员的知识、技能,保持实验室建设和发展的生机与活力。
3.3突出学生主体地位传统的实验课程课时不连续,每节课必须完成对应的操作,学生的自主时间非常少。电工电子设计课程课时连续,时间集中在一两周内。要求突出学生的主体地位,压缩教师的理论授课时间,增加讨论答疑环节。在保证学生的自主时间的基础上,教师在教学内容上要适当引导。首先选择入门型的套件,让学生先深入进去,再适当递进式的增加难度,使学生在掌握知识的同时也获得一定的成就感。最后学生可以根据个人兴趣自主选择提高性套件,既保证了教学受益面也让优秀的学生可以学到更多的知识。
3.4健全课程考核机制实训课程的考核不能仅仅依靠实训报告和一次的实训结果来进行考核。把课程考核分为套件验收部分和设计答辩部分。可以使考核贯穿于整个教学过程,有利于优秀的学生脱颖而出。课程考核的套件验收部分主要考查学生的焊接能力、对基础知识的掌握情况、对电子设计中遇到问题的解决方法的掌握程度和常用的调测仪器仪表的基础知识。对于电子信息类专业学生的要求较高,需要了解基本原理和使用方法。答辩部分主要考核学生的表达能力和对作品的掌握程度,同时也是一个很好的交流学习机会。通过两级考核模式可以促进学生的学习热情,激发学生对专业课的学习兴趣。
4结论
合适的教学方法可使教学效果事半功倍。除了刚开始强调本门课的重要性以及告诉学生学习方法之外,教师要充分发挥智慧,运用各种教学方法随时调动学生的学习积极性并学有所成。在六年的《汽车电工电子基础》教学过程中我用到的行之有效的方法主要有以下几种:
(一)案例情景教学法
每讲一个新的知识点之前,不急于把核心内容一股脑儿抛给学生,先举案例,比如在讲《电磁现象及其应用》章节之前,给学生做个继电器(常开和常闭)实验,给线圈通电,另一条路通过灯泡演示其通断情况。在学生惊奇的叫声中提问:“继电器在汽车电路中起什么作用?”对学生的回答进行点评并告诉学生继电器在汽车电路中是随处可见的,比如点火继电器、起动机继电器、风扇继电器等等,他们的作用都是一样的,就是以小电流控制大电流,保护开关触点。有了这个案例,在跟学生讲授有关电磁现象的知识,学生就不会觉得很突然,而且学习积极性也大大提高了。
(二)项目教学法
项目教学法是一种以学生自主探索为基础,采用科学研究及实践方法,促进学生主动接受知识的教学方式。教师应将需要解决的问题或任务以项目的形式布置给学生,以小组协作方式,在教师指导下由学生自己按照工作的完整程序,共同制定计划,团体协作完成整个项目,使学生理解和把握专业知识和相关技能,培养分析和解决问题的能力,以及团体协作精神。《汽车电工电子基础》有很多章节可以利用项目教学法,比如在讲电动机与发电机这一章节,将学生分成5组,每组8个学生,每组分配一台汽车起动机与发电机,课时安排是三次课,六课时,让学生完成几个问题:1.通过调研、查资料,说出电动机与发电机在汽车上的应用有哪些(1课时)?2.通过自学、拆卸起动机与发电机、查资料,弄清楚起动机与发电机各部分名称及工作原理(3课时)。3.分析电动车窗、雨刮、鼓风机、门锁电路的工作原理(2课时)。组织每组学生通过合作、分工完成任务,每组派一个代表叙述任务完成情况、同组其他成员可以补充,根据每组完成的情况给予点评、评分,指出任务完成情况及不足,对于回答错误的给予纠正。最后总结并指出本章重要知识点。在学生完成任务的过程中,学生是主角,教师是配角,是向导和顾问,引导学生如何在实践中发现新知识、掌握新内容。实践证明,项目教学法能最大限度调动学生的学习积极性,提高了学生的理论水平和实操技能,增强了学生的自信心和成就感,培养了学生合作、解决实际问题的能力,达到了人才培养的目标。项目完成后,95%以上的学生都觉得任务很有挑战性,完成后很有成就感。
(三)课堂互动
课堂互动是调动学生学习积极性另一个很重要的方法,如果是传统的“满堂灌”,学生很容易走神,特别是跟不上的同学,很可能就趴着睡觉或玩手机。所以随时调动学生的学习积极性很重要,教师除了对重点、难点知识点要讲清、讲慢之外,可通过个别提问、小组讨论、做习题、小测等形式考查学生的学习情况,对于表现好的同学给予加分奖励并记入平时分,最大限度调动学生学习热情。对于表现差的学生课后应及时谈话,如果是知识点没掌握,应单独辅导,如果是情绪不对,应给予足够的关心及帮助,确保每个同学都能掌握最基础的知识。
(四)实践教学
合理的安排实践教学环节能够巩固学生对所学知识点的理解、增强他们的信心。《汽车电工电子基础》实验安排共20课时,除了一些认识和验证性实验之外,我还安排了一些创新性实验,如让学生利用二极管的单向导电性自己设计一个整流器并进行焊接实验、利用门电路设计一个简单的抢答器并说明其工作原理等,可提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
二、成绩考核与评价
成绩考核与评价是检验学生学习成果的一个重要环节。成绩考核与评价办法在一定程度上决定了学生对该部分的重视程度。比如实验分数如果比例很低,那么学生对实验可能就不够重视;同理,平时纪律分如果不强调,可能会使学生养成拖拉的习惯等等。因此期末成绩构成要合理,既要达到大纲人才培养要求,也要有一定的灵活性。我们学院《汽车电工电子基础》总共80学时,其中理论课60学时,实践课20学时。期末成绩构成是平时考核占50%,期末考核占50%,平时分包括平时作业及表现25%,实验实训15%,考勤10%(旷课超过总课时三分之一不能参加期末考试及补考)。加大考勤分的比例是为了让学生养成不迟到、不早退、不随意旷课的良好学风,有了学风的保证学生学习才有保障。
三、结论
1.1围绕应用型人才培养目标改变教学思路
在广泛调研的基础上,通过课程组讨论,改变传统的教学思路,突出对学生工程应用素质的培养。针对学生能力和需求的差异,将教学内容分为基础知识掌握、应用能力提升和创新培养三个渐进层次,其中最低层次教学满足就业需要,后两个层次则以满足职业发展需求和培养创新能力为目标。通过课堂教学内容的改革,体现课程综合化趋势,结合先进的教学手段,帮助学生打好扎实理论基础,设计贴合实际应用的实验特别是实践教学环节,提升学生的应用能力,培养学生自主学习和终身学习的能力,保证学生的知识、能力和素质获得全面提高。
1.2围绕能力培养,深化教学方法改革
根据学生毕业后从事职业所必需的能力,在教学过程中,弱化对教材中过于复杂电路的理论分析和公式推导,突出对实际电路应用和设计的分析。同时充分利用多媒体教学的优势,增加理论教学趣味性。加强实践性教学环节,通过实验、课程设计等实践性教学内容锻炼学生的实际动手和电路分析能力,发挥学生潜力。在教学中积极推广相关的学习工具和应用软件的使用。
1.3通过课程改革,提高教师教学水平与科研能力
新型元器件、电路拓扑和控制技术的不断涌现,使电力电子技术课程的内容更新较快。通过课程教学改革,激励教师及时更新知识储备,做好新知识、新技术的学习与传授,使课堂教学更能体现时代性,并使教师自觉提高自己的教学水平。同时,依托我校已建成的电力电子实验室,鼓励教师开发适用于各层次、满足不同专业侧重点的实验和实践环节,使教师通过指导学生课程设计、毕业设计,并结合企业项目需求,开发出多项科研教研项目,使教师科研能力得到提高。
1.4为课程群建设、产学研相结合的进一步探索研究奠定基础
电力电子技术已逐步发展成为一门由现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术多学科相互渗透的综合性技术学科[3]。通过课程改革,为电力电子技术精品课程建设、课程群建设奠定良好基础。此外,通过课程改革,探索适用于我校的电类专业卓越工程师特色培养模式,并促进教科研和企业项目合作与承接等工作的深入开展。
2教学改革方案的实施与主要特色
为努力改变该课程原有的难教难学的状况,教学改革方案从以下几个方面实施:2.1重新编排教学内容,突出课程实用性和趣味性改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式,引入生活中常见电路以及电子小制作的实例,通过一系列具体电路系统设计过程的演示,将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系,展现课程强弱电结合、多学科融合的特点。并且,在保证理论基础扎实前提下,增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重,以实例激发学生自主学习兴趣,以兴趣带动能力培养,在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力,实现理论与应用相辅相成、有机结合,最终提升学生工程应用方面的综合素质。2.2采用引导型教学方式,注重教学过程中的互动性和学生分析解决问题能力的培养授课过程中注意开展互动,通过采用提出启发性问题—共同讨论—获得结论—实验验证的方法,在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点,将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程,使学生主动学习、开放思维,并在此过程中加深相关理论的理解,训练其分析和解决问题的能力。2.3充分发挥多媒体教学优势,改变理论教学抽象、刻板的现状电力电子技术重视对电路波形的分析。课程原有的单一的板书或简单PPT课件加板书的传统授课形式课堂信息量较少,不够直观,不能解决学生缺乏学习兴趣,接收效果较差等问题。利用PowerPoint、Flash、视频等多媒体手段,不仅能使波形分析更为直观,还能方便地展示电路在不同条件下的工作状态,以及课程内容在实际生产中的应用。既可使教学内容更加丰富,还使分析过程不再枯燥抽象,分析结果生动醒目,便于学生理解。2.4以实际系统分析为手段,提高学生知识融会贯通的能力改变对变流技术中各典型电路孤立的讲解,通过带领学生进行典型的电力电子系统分析,结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍,体现该门课程电力、电子和控制学科间的交叉性,使学生学会将与课程相关的专业课内容灵活运用于电路分析和设计应用中,提高他们对所学知识的融会贯通能力。2.5引入专业常用仿真软件,激发学生学习兴趣,培养基本专业技能专业仿真软件在现代工业设计及应用中的作用越来越显著,掌握一至两种仿真软件工具将成为工科学生应具备的基本素质之一。同时,在教学过程中,利用仿真软件对电路工作情况进行仿真,可以使分析过程更为直观,有利于激发学生学习兴趣。目前,电力电子仿真软件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等,其中Pspice和Matlab在开关电源开发应用中具有重要作用,被相关企业广泛运用[4]。在教学改革中,通过在课堂教学和实验环节中引入建模的基本原理与过程,既能使课堂教学和实验更加生动直观与安全,还能引导学生学习软件的应用,使他们具备基础建模能力,有助于满足企业对于学生基本专业技能的要求。2.6开发一批设计性、综合性研究实验,培养学生的利用学校电力电子实验室和软件仿真的资源,结合当前热门课题和企业需求,开发一些设计性、综合性较强的实验,或通过课程设计、毕业设计的方式指导带领学生进行研究设计。实验的开发以培养学生应用创新能力为主要目的,既有助于学生巩固所学知识,提高知识综合运用能力,又可为电子设计大赛等专业比赛人才选拔奠定基础。2.7以课程改革为契机,积极拓展校企合作途径,开发产学研项目,提升教师科研水平在课程改革中,积极寻求校企合作的新途径,深化校企合作的内容,将企业实际项目作为教学的实践、提升环节,依托学校的实验实训中心,以教师为主导,学生进行设计、验证配合,不仅可以极大地激发学生学习和实践的兴趣,同时也有利于教师自身科研水平的提高。
3结语
(一)基于价值观的实践困境,面临培养具有科学人文主义素养的电力专业教师新诉求
面对价值无涉的电力科学本质观的实践困境,电力学界的专家、学者、教师培训专家等提出“培养具有人文主义精神素养的电力学界优秀教师”的要求。他们认为,在目前情况下,只有具有人文主义情怀的电力学界教师才能具有更高的电力科学教育视野,才能有能力将电力科学教育教学与道德、伦理及精神价值紧密联系在一起。
(二)基于教学侧重点的变化,面临培养理论知识与应用能力兼具的电力专业教师
基于电力专业教学特点,教师教学实践专业发展应通过基于团队合作的教学诊断以提升电力高等学院的教学领导力和发展力。在电力类高等学院中专业课教师的教学质量是学校的核心业务,也是学校办学质量的核心竞争力。而学院的教学领导力是影响学院效能的重要因素,也往往成为薄弱学校与优质学校的分水岭。而这种分水岭性质的质量生存意识,取决于电力专业课教师的理论素养与实践经验的完美契合。
(三)基于教学理念的深化,面临培养既掌握电力技术探究方法又具有实践能力的电力专业教师的新诉求
对电力专业教师的培养而言,为满足教学理念深化的需求,必须同时具备独立科学探究能力与实践操作水平能力,这是时代赋予电力高等学院教师的责任与使命。基于电力教学新理念的深化,采用项目化活动组方式改善电力专业课教师掌握电力技术的探究方法和专业实践能力,通过团训、素质拓展等对其责任感、团队、心理素质等进行重点培养;还可以通过跟其他的项目组交流学习来提高电力专业课教师的培养工作技巧、领导力等。(四)基于课程内容组织观念的转变,面临培养综合知识与专业知识兼备的电力专业教师的新诉求在电力专业教师培养过程中,应围绕核心概念组织课程,以克服“广而不深”的弊端,促进课程的深入、学生思维的纵深发展、知识的迁移及实际问题的解决等。为实现这样的教学目标,对电力专业教师而言,综合与高深专业知识兼备是实现有效教学的重要前提。
二、现阶段我国电力高等学院专业教师培养的新途径
(一)侧重电力专业教师人文主义科学本质观的养成
理性的科学本质观是实现电力学界科学教育目的、培养公民良好的电力科学素养的前提和基础。电力作为一个特殊的服务大众的行业,电力专业教师应具备为民服务的科学本质观,帮助学生在面对基本问题时能更清晰地做出科学决断,并能促进学生对传统科学主旨有明确而有深度的理解,从而更好地服务社会,更好地建设电力文明国家。因此,侧重对职前电力专业教师科学信念和态度的培养,帮助他们在职前阶段形成符合我国科学社会发展观需要的人文主义科学本质观,是新时期我国电力高等学院教师培养的新特征之一。
(二)侧重对电力专业教师教学态度和信念的培养
作为一种隐性机制,电力专业教师教学的态度与信念在班级实践中发挥着决定性作用,指导教师在班级教学中的行为规范。好的教师会不断扩展自己的行业教学理论与实践知识,也会通过学生评价和教学总结来科学规划与引导自己的专业教学,并最终基于学生的相似性与差异性,与其建构稳固的教与学关系,共同成为“电力学习社区”中与时俱进的成员,而这一切的根基需要电力专业教师具有积极的教学态度和持久的教学自觉自信。实践证明,教师良好的师德和对电力专业执着而扎实的基本功,对学生而言就犹如磁石般引领他们走向电力事业前沿。因此,电力学院领导层和指导专家团队应该有意识地利用干预手段,用社会主义核心价值观引领电力学界专业教师的核心理念培养目标,使电力专业教师在一个更广阔的环境中获得良好的电力科学教学态度及信念,形成自身宽阔的电力知识教学视野是现阶段我国电力学院教师培养的新特征之一。
(三)侧重电力专业教师科学探究能力和实践应用能力的培养
电力专业教师在班级系统中的作用是掌握并利用电力课程内容、教学手段、及技术工具,营造科学的学习环境,培养学生的科学探究能力和实践能力。现实中由于电力专业教师在职前专业技术方面缺乏必要的电力行业实战操作技术与工作经历,从而缺失了对学生指导的真实案例和从业示范作用。如果在电力专业课教学中,能够通过使用支撑材料、电力实验及富有创造性的电力学习环境来培养职前教师的电力科学探究能力和水平,或者通过开设电力科学模拟实验室课程的方式来培养独立专业课教师,并提高他们的从业信仰,促进其电力理论与实践知识的有效对接,依然成为我国电力高等学院教师培养的新特征之一。
(四)注重电力发展前沿高深理论与专业知识教育的培养
综观我国电力高等学院教师培养的变化,已经从最初的单一高深专业知识发展到现在的电力综合学科教学知识。在电力专业知识教学中,应让师生均具有能力和水平结合学习环境,满足学生个体与群体的学习需要。因此,在实践中培养电力专业教师的学科教学知识已成为目前我国电力高等学院教师培养的又一个特征。
三、我国电力高等学院教师培养未来发展走势
(一)培养理念将从“标准”保障走向合作文化保障,形成电力科学价值判断力
时代文明的科学进步与高度密集化发展需要强大、稳定、安全、无污染、可持续的电力支持及供应保障。因此,作为电力行业发展的龙头——电力高等教育专业教师的培养,就应走在时代前列,创新动力教育教学理念,从标准保障走向世界电力合作文化保障,用文化电力促进电力文化的科学可持续发展,用文化电力促进电力文化的高度文明创新发展,并围绕电力行业核心概念展开,在人与社会关系的广阔框架下,形成电力科学的超前价值判断力,以文化电力、科学电力、创新电力的大电力文化视野创新电力专业教师的培养新蓝图。
(二)培养电力专业课教师掌握“电力生成性知识”
电力生成性知识是指融汇于电力科学的、拥有多元文化、价值观的教育理念和行动,即电力专业课教师的培养,不仅要接受正规、系统的电力科学知识培养,还要接受电力学科教学知识、专业知识的教育,以及接受生成性知识的理解与传授的教育,并在传承本土化电力学科知识的同时,继承和发扬电力业界内的前沿科学,运用于自己的学科教学行为并生成学生的内化行动,服务于国家、社会的电力行业健康科学发展。
(三)电力专业课教师的培养应尝试更多地利用非正规教育机构资源
非正规教育机构包括电力博物馆、发电厂、水电站、核电站、电力网络教学交流平台、电力QQ群及其他类似的平台。相关资料表明,电力职前教师是非正规电力教育机构资源的最大受益者,因为非正规电力教育机构为教师教育机构扩展电力教育资源提供了场所,为电力职前教师树立正确的电力教育教学信念奠定了基础,并对未来电力专业教师教育信念的形成产生了直接的影响。
(四)参与电力专业教师培养的教师教育者身份更加多元丰富
【关键词】初中数学教学;关键点;设计策略与思考
现在的传统教育模式已经在一定程度上限制了教育的发展,特别是现在新课改的推行,导致传统的教育模式的弊端越来越明显.新的课改教程的观念是适应现在的教学需求的,适应现在的经济发展和社会进步的步伐,重点培养适应现在人才需求的一种改革方针.新课改对数学教育的要求也越来越高,不能一直采用原来的教育模式,要进行创新,数学教育要进行重新的设定.本文就初中数学教学关键点的设计策略和思考进行分析.
一、现阶段的数学关键点的设计现状
新课改的推行,虽然在一定程度上对教育起到了促进作用,但是新课改毕竟是一种新型模式的教育改革,完全适应还需要一定的时间,现在很多地方的教育虽然实行了新课改的策略,但是并没有完全地理解新课改的真正目的,或是过度地理解了新课改的宗旨,在很多方面还存在很多的问题,需要我们进行改进.1.教师课堂上提出的问题过于传统庸俗在数学教育中,课堂上的提问是最平常的事情,教师通过课堂上的提问,进而了解学生对知识的掌握程度.通过对学生的提问,提升学生的学习积极性和主动性.但是,在现在的初中数学课堂上,有很多的数学教师并不是真正地掌握了学生与教师之间对话的含义,在课堂上对学生提出的数学问题是比较传统的、教材中的固定的知识,或是创新了教材但是却偏离了知识点的掌握,只是进行着流程似的提问,偏激一点的说,只是在走教学的流程,并不是真正的提问.2.不能很好地进行学生的自主化学习新课改比较注重学生的自主学习,从传统教育模式中的以教师为主导地位的课堂模式转变为以学生为主导的学习模式,促进学生的自主学习.但是现在很多的数学课堂虽然将课堂的主动权还给了学生,但是没有充分地掌握好自主性的度,这样过分的放松就会导致学生松懈了学习的积极性,反而会影响学生的学习.3.合作学习的实施不够完善新课改要求现在的学生进行合作学习,教师应该促进学生之间的合作交流,这样就可以促进学生对知识的理解,加深学生的课堂印象.但是现在的数学课堂上并没有很好地运用学生之间的合作学习,很多课堂之间的合作也只是形式,并不是真正的合作.
二、关于数学关键点设计的相关策略
现在的数学教育处于新课改的初期阶段,还有很多需要完善的地方,在数学教育中,提出重要的数学关键点很重要,有了关键点,就可明确学生的学习方向和目的,就可以很好地促进学生的数学学习.1.充分把握理解教材中的数学关键点现在的教学模式是以学生为主导.教师为辅地进行教育.在整个的教学过程中,教学思路非常重要,一个好的教学思路的引导可以很好地将学生带入学习中,在学习数学知识的过程中,掌握好学习的关键点,通过对关键点进行延伸,可以很好地将知识点进行扩张和补充,可以循序渐进地进行学习.2.注意数学关键点设计创新在学生上课之前,进行很好的课前教育设计,可以在一定程度上促进课堂的教学效率,可以很好地将学生带入学习环境中去.很好的教育思路的设计、对数学关键点的总结是教师在教学中基础的教育方式的展现.其实在数学知识学习的过程中,一定要很好地掌握学生与教师之间的关系,教师要做好数学关键点的把握,将数学知识很好地进行总结,根据学生的实际情况进行教学.3.把握好数学关键点的掌握,注意关键点的练习数学的学习包括课前、课时、课后.课后的复习非常重要,在课堂上进行认真的学习,但是如果课后不进行复习就会导致学生淡忘课堂上的知识点.课后的练习是对当天课堂知识的总结和巩固、强化的过程.课后的教学复习设计主要是针对学生的松懈性进行改善,很多学生在课堂上比较用心,是因为课堂上有教师的管理和学习的氛围,但是课后就要靠学生自己的自控力.所以,数学关键点的课后练习非常重要,对于学生知识的掌握有着重要的作用.
结束语
目前,西南大学面向全校非电类本科专业开设的《电工技术》课程分为两种结构,即60学时数以上的多学时和60学时数以下的少学时.少学时《电工技术》课程的开课对象主要为工程技术学院的土木工程、农业建筑环境与能源工程专业(总学时数为36,其中实验6学时),纺织服装学院的纺织工程、轻化工程专业(总学时数为54,其中实验18学时),食品科学学院的包装工程专业(总学时数为45,无实验环节),化学化工学院的化学工程与工艺专业(总学时数为36,无实验环节).其目的是围绕纺织、食品、化工、建筑行业在现代化生产过程中对机械电器设备等基本知识和职业素质的需求,培养学生从事研发、管理等相关工作的核心能力.由于课时数目少,造成了在上述各非电类专业中开设《电工技术》课程三方面的缺乏.第一,课程针对性少.由于理工科非电类《电工技术》课程体系是电类专业《电路原理》等课程的简化和压缩,因此,课程的教学目标以及教学应用性等方面缺乏针对性和实用性.特别是教师沿用《电路原理》等多学时课程的教学方法,把重点放在原理、理论的讲解上,没有很好地了解不同专业学生的需求,缺乏对市场的调研,不能适应课程少而精实际情况.第二,学院重视少.现有《电工技术》课程的课时设置不足.由于《电工技术》课程在非电类专业中的弱势地位,首当其冲地成为了非电类专业制定教学计划时学时数被压缩的对象.如2006年,西南大学工程技术学院为土建类专业学生开设的《电工技术》课程总学时数为45学时(其中课堂教学3时,实验6学时);为了响应高校学科发展和教学改革要求,在制定2013年学生培养方案和教学计划时,《电工技术》课程被删减为36学时(其中课堂教学27学时,实验时).第三,学生兴趣少.作为非电类专业学生,普遍缺乏对电类知识、电类科技及电工技能的认知,认为《电工技术》课程与自己所学专业关联性不大.其次,过多的理论基础知识对于非(电类)专业的学生来说,不仅枯燥无味,而且没有帮助,导致学生学习主动性不强、积极性不高.上述问题的出现不但造成学生学习上的困难,而且也影响教学质量的提高和人才的培养.
2课程改革的基本内容
鉴于少学时《电工技术》课程存在的普遍问题,以及理工科非电类授课学生的专业共性,针对少学时《电工技术》课程,本文提出一种新的教学理念:《电工技术》课程教学以启发和培养学生在专业领域中应用意识为牵引,以市场需求和职业定位为切入,以培养学生动手能力和综合应用能力为重点,针对各专业特点,引入相关的案例教学,达到多层次,多元化的教学目的.第一层次的教学目标是使学生了解电工技术的基础知识,培养初步的电工技术应用意识;第二层次的教学目标是使学生掌握电工技术的基本定理及定律,掌握电路的基本分析方法;第三层次的教学目标是培养具备自身专业知识和电类专业知识的复合型人才.为了达到上述多层次、多元化的教学目标,本文针对理工科非电类少学时《电工技术》课程,从教学目标、教学内容、教学方法3个方面提出了如下改革方案.
2.1教学目标改革
根据不同专业定位,分层次设立教学目标充分调研学生专业性质及职业定位.理工科非电类少学时《电工技术》课程涉及的专业较多,不同专业对电类知识的需求不同.因此,充分了解学生的专业定位,在教学中通过引入案例教学,使教学内容紧扣学生专业方向,这样学生的学习兴趣才会明显提高.学生才会感到《电工技术》课程所讲授的知识内容与自己今后的工作是相关的,从而将《电工技术》课程学习的动力转变为一种内在的需要.例如土建类农业建筑环境与能源工程专业,主要培养学生掌握建筑工程、农业生物环境与农村能源工程等学科的基本理论、技能和方法;学生毕业后能在工厂化设施农业系统、农村新能源开发与科学利用领域从事规划设计等方面工作.因此,为该专业学生开设的《电工技术》课程的教学目标应定位为将电工技术应用于建筑照明工程中,通过课程的学习使学生掌握电工技术理论以及照明设计的计算和分析,能够应用所学知识对建筑物的照明进行设计和绘制电气施工图.
2.2教学内容改革
整合教学内容,构建《电工技术》模块化课程体系在保持少学时数《电工技术》课程体系相对完整的前提下,删减某些脱离实际应用的知识点,而将重点转向培养学生掌握电工技术知识,分析和解决实际电类问题的能力.根据培养目标,组织富有教学经验的教师重新修订非电类专业《电工技术》课程的教学大纲,在课程内容上努力做到“新”和“合”:“新”指根据授课专业学生的专业定位,对《电工技术》课程的教学内容进行重新梳理,更新并充实新知识、新技术等内容;“合”指采用模块化教学体系的思想对《电工技术》教学内容进行科学的整合.
2.3教学方法改革
多样化教学手段并用,激发学生学习兴趣有效的教学方法是获得良好课堂教学效果的直接手段.在《电工技术》课程教学手段中,以学生为主体、教师为引导,根据不同专业特点,针对不同教学内容,授课教师采用形式多样的教学方法,辅以动画演示、图片讲解、实训仿真、实验制作等多种现代教育技术手段,提高教学效果.
1)理论与实践结合的一体化教学法.传统的教学方法是先讲解理论知识,再开展实践教学.而一体化教学新模式把理论课与实践课结合起来,在注重理论学习的同时,更加注重提高学生实际操作能力,达到边学边练,精讲精练,讲练结合的效果.例如在“三相交流电路”章节知识点的讲解过程中,将“三相电源的联接”、“三相电路负载的联接”、“三相电路功率的计算”以及“安全用电”等知识点应用于解决“室内供电配电系统设计”面临的各种实际问题,达到理论教学与实际应用有机结合的目的.
2)任务驱动教学法.任务驱动教学方法是为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,围绕该任务展开教学.比如,在“RLC串联交流电路”课堂教学中,以求解交流电路的响应为中心任务,首先由教师把求解单一参数元件———电阻、电容、电感交流电路的知识点进行梳理,倡导学生提出解决问题的方法并进行讨论和交流,最后通过教师对知识点的归纳、补充和修正.
3)实例教学法.《电工技术》课程知识点多,理论性强.因此,如果只是一味地照书讲解,势必会使学生产生听觉疲劳.实例教学却能很好地解决理论课讲解枯燥的问题,理论教学中因为穿插引入结合各自专业特点的实例分析,可以有效解决书本知识与生活实际的脱节现象,使学生认识到所学电类知识是切实有用的,从而极大地激发学生学习《电工技术》的热情.例如在“电路谐振”知识点的讲解过程中,引入收音机或车载MP3应用实例,帮助学生理解.
3总结