电工基础实验教程(6篇)
电工基础实验教程篇1
关键词:电工电子;课程体系;改革
Abstract:withthesocialinformatizationtospeedup,andofcourseteachingofelectricalandelectronicsystemreformisimperative.Inordertoadapttothemodernsocialdevelopmentandtomodernvocationaltechnologytrainingneeds,bystrengtheningtheelectricalandelectroniccoursestandardizationconstructionforelectricalandelectronictheorycourseofexperimentcourseandlargerdegreeofreformtopromotetheelectricalandelectroniccurriculumsystemreform.Thispaperintroducesthereformofthemethod.
Keywords:electricalandelectronic;Thecoursesystem;reform
随着当今社会信息化速度的加快,电气工程师、电子工程师及电工电子领域的科研工作者的电工电子技术实践能力愈加重要起来,即便对于非电类专业的学生而言,电工电子技术基础课程的重要性也显著上升。对于工学相关专业的学生来说,电工电子基本技能是学习的重要基础;对于经济、管理类专业的学生来说,他们的学科素质很大程度上有赖于对电工电子基本技能的掌握情况。因此,改革电工电子课程体系是十分重要的。
一、当前工程教育的发展趋势指导着改革思想
随着当前科学技术的高速发展,专业之间相互渗透、相互交叉,电工与电子技术日益深入到各个应用领域。而当前专业知识的更新越来越快,深厚扎实的基础知识对学生今后的发展显得尤为重要。以前,我们培养人才追求高而深,现在我们培养应用型人才讲究宽而广,要求人才要有广阔的视野、复合的能力。而且许多工程实际问题往往是多学科的融合、交叉。所以目前人才的培养的方向已转向培养复合型人才。就是说,当前人才培养要拓宽专业口径,构建和加强学科基础课程平台。基础课程的教学强调基础知识、基本理论和基本技能的教育,是培养学生动手能力、创新能力的重要环节。电工电子类课程就是这样的一个基础课程平台。所以加强电工电子课程体系改革,构建适应专业人才培养要求的电工电子理论和实验实习教学课程体系,统筹规划并协调理论与实验实习教学在教学内容、学时分配等方面的关系,积极跟踪电工电子技术的发展、整合教学内容,致力于学生创新精神和创新能力的培养。
二、改革的方法
(一)重新编写教学大纲,推动电工电子课程体系改革
教学大纲是教学的根本,是教学的指导性、纲要性文件。教学大纲的合适与否,直接影响到教学内容、教学效果。为此,我们教研室在克服人少课多的情况下,就教学大纲的内容进行了大量的调研,在此基础上多次召开专题会议,在教研室内部形成统一意见后,由教学经验丰富的教师着手编写,编写完成后又在教研室内部展开了多次讨论,就教学内容、学时安排、与前后课程的链接、实验内容等方面各抒己见,进行了多次修改。
(二)加强实验改革力度
当今社会科技快速发展,坚实的理论基础和先进的技术是其坚实保障。教学中的实践环节对培养学生的工程实践能力、创新能力及应用新技术的能力有着举足轻重的作用。必须采用分层或模块化的教学方式,要根据学生的不同专业来设置教学类型,要根据专业教学内容设置不同类型的实验系列。同时,还要注意充分调动学生学习积极性,以促进其工程实践能力和学习新技术能力的发展。
(三)改革教学内容和教学手段
当代社会科技发展迅速,教育工作是基础,因此要狠抓教育。应具有长远目光,把关注点放在工作实践和终身学习中。现如今社会已广泛接受终身教育的理念。另外,我们的教育必须是能够可持续发展的,必须考虑学生几十年后所处社会环境的需要。所以高校教育应当强调宽口径的基础教育,因为基础课程为学生继续学习提供了基础知识、基本能力和基本素质。加强基础教育,以往的教学计划重新调整,教学内容重新筛选就显得尤其重要。在教学内容的筛选一方面充分体现“学以致用”的教学理念,强调前后衔接;另一方面要体现跟上科技发展、时代变化的步伐。在教学中对教学内容重新进行了筛选,例如在《电路原理》的课程中,原来教学内容里有关于“含运放的电阻电路的分析”,考虑到这部分内容《模拟电子技术》中要重点介绍,故在新的大纲中将此筛掉。
(四)建设一支高素质的教师队伍
一支高素质的教师队伍是培养复合型人才的基础与关键。划归到工程基础与实验中心前相关电工、电子教师是分开的,理论与实践教师是分开的。到工程基础与实验中心后,我们要求教师把电工、电子课程打通,教师要真正参与到实践教学中去(理论教师要单独完成实验课程的指导)。新进的研究生不仅要做到电工、电子打通,而且要做到理论与实践打通。当前电工电子教研室在中心领导的关心下,正在一方面大力引进应届硕士生、博士生,以及高职称、高学历的企事业单位工程技术人才,另一方面也大力鼓励现有教师在完成繁重的教学任务的同时,积极报考在职研究生。将电工电子教研室的师资结构向梯队化、层次化的方向良性发展。有计划地培养、提高现有队伍,改善队伍学历水平和职称结构,有计划地补充具有研究生学历的、高素质的师资,建设一支结构合理,学历、教学水平高的实验教学队伍。
高校教师不仅要重视对学生的培养,同时也要提高自身的科研能力,要做到教学与科研并重。所以,为提高教师的科研能力,一方面积极组织教师申报院级、省级的科研项目,另一方面在中心领导的组织下,积极参与到工程中心与国内外大型跨国公司的共建实验室的项目中,积极参与实验项目的开发,实验装置的设计、制作。
三、改革效果
电工电子教学初步改革促进了电工电子课程改革实施的进展,使其尽早地走向了标准化的建设道路,以往的电工电子类课程设置不合理的情况也得到有效改善,实现了大纲统一、内容统一、考核统一、标准统一的“四统一”;增加了资源利用效率;促进了教学的良性发展。与此同时,要保证在有限课时中增加学生的工程实践环节,以提高学生的工程实践能力和创新能力。
参考文献:
[1]姜明,温照方.电工电子技术课程教学改革探索[J].实验室研究与探索.2005(S1)
电工基础实验教程篇2
关键词:电子设计竞赛;“大基础、大工程”;实践教学;创新能力
作者简介:徐鹏(1978-),男,安徽宿松人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,讲师;杨奕(1970-),男,重庆人,重庆理工大学电子信息与自动化学院,副教授。(重庆400054)
基金项目:本文系重庆市教委高等教育教学改革重点项目(项目编号:122003)、重庆理工大学高等教育教学改革项目(项目编号:2012022)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)07-0162-02
全国大学生电子设计竞赛是由教育部、信产部组织面向高校大学生的创新类科技活动,其目的在于推动高等院校信息与电子类学科课程内容和课程体系的改革,推动高等院校实施的素质教育,培养学生工程应用能力、提高学生解决实际问题及电子设计制作的能力,培养学生团队协作精神,积极鼓励青年学生踊跃参加课外科技活动,尤其是在高校青年学生设计创新能力和团队协作精神培养方面起到了积极的引导和推动作用。
一、全国大学生电子设计竞赛的特点
全国大学生电子设计竞赛起源于1994年,每2年举办1届,竞赛中由3人组队,自行选题,并在规定的时间完成题目的相应要求。[1]大学生电子设计竞赛的特点:一是竞赛采用“政府主办、专家主导、学生主体、社会参与”的组织运行模式;二是竞赛规模大,参赛人数多,具有一定的权威性和影响力,受到各高校的高度重视;三是竞赛题目涉及到的专业知识面广,其中包括“模拟电路”、“数字电路”、“高频电路”、“传感器技术及应用”、“单片机接口技术”、“DSP技术”、“自动控制原理等多门课程。竞赛题目涵盖了工业、科研、实验等方面经常涉及到的电子信息类知识,并依靠多门学科知识才能很好地完成题目要求。[2-5]这就要求选手们应具有很强的电路设计能力、电子制作能力、计算机应用能力,同时也要求组员之间具有很好的团队协作能力。
二、“大基础、大工程”人才培养模式
重庆理工大学电子信息与自动化学院(以下简称“我院”)早在1995年就组织学生参加电子设计大赛,通过近几届的赛前培训和正式比赛发现学生普遍存在理论基础不够扎实、动手能力较弱、工程素养较差、设计方案生搬硬套、创新意识较弱等方面的问题,这也反映出电气信息类专业教学(尤其是实践教学环节)过程中存在的一系列问题,如理论和实践教学的脱节、综合能力培养不够、团队协作意识较弱等,说明现有人才培养模式(尤其是实践教学部分)和课程体系有待改革。
我院在2005年对自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等专业按电气信息大类制定人才培养方案,将各专业的公共基础、专业基础模块贯通,建立了统一的公共基础平台和电气信息类学科基础平台。同时在“大基础、大工程”教育思想的指导下,加入工程能力培养环节以加强实践能力培养环节,进行了“2-1-1”人才培养模式的改革实践。“2-1-1”模式即:入学前两年面对电气信息类所有专业按学科大类进行“大基础”的基础理论教学;第三年根据学生志愿按专业方向进行分流培养;第四年根据学生的就业情况并结合课程设计及毕业实习进行工程能力的培养。“2-1-1”分段培养模式充分贯彻了“大基础、大工程”的教育思想理念,体现了“通才与专才相结合、共性和个性相结合、个人发展与行业需求相结合”的人才培养特色。参与电子设计大赛的学生主要是三年级的学生,由于对前两年电类基础课程的学习有了一定的理论基础,在第三年的专业分流培养过程中,主要是开设专业基础课程,并配以相应的实践教学环节,但针对电子设计大赛的综合性、个性化实践教学环节较少,目前我院主要通过电子设计竞赛教练组组织学生进行课外培训来解决,但在整个培训中对学生缺少有效监控,培训也缺乏系统性。因此,对进入专业阶段学习的基础素质较好的学生有必要提前开设类似于专业综合设计的创新性和个性化的实践环节,为电子设计大赛锻炼队伍,提高学生的综合设计能力。[6]
三、电子设计竞赛与实践教学改革
我院经过几年的教学实践,在“大基础、大工程”教育理念背景下构建了由浅入深四个实践教学层次(实践技能层、学科基础层、综合应用层、创新实践层)和十二小类(计算机基础、物理实验、专业试验、生产实习、创业实践等)实践活动,并融合贯通为“4-12”实验实践教学体系(见图1)。实践教学按“分层培养,阶梯递进,逐步提高”的方式进行,[6]通过开设层次化的工程实训系列课程,一个阶段完成一种能力的训练,循序渐进地提升学生认知、实验、工程设计和实施等综合能力。
由图1可以看出,在“4-12”实践教学方案中,专业综合设计和创新性实验主要集中在四年级开设,相对于电子设计竞赛具有一定的滞后性,因此,可以考虑将四年级阶段的一部分实践环节提前到三年级下学期进行,但这样的调整必然会影响到常规的教学计划。下面就近几年我院竞赛培训和实践教学的情况提出相应的改革措施和解决办法。
1.建设柔性综合实践教学体制
专业综合实践环节可以考虑在三年级下学期和四年级上学期分别开设,学生可以选择在任意阶段完成该环节,采用分散和集中相结合的管理方式。为了不过多影响原有的教学进程可采用分散方式进行综合实践,其主要针对参加电子设计大赛和一些学有余力的三年级学生,也可以吸收部分大二学生参与实践过程,辅助三年级学生完成电路板的绘制以及元器件的焊接等工作。在学生选课前,每位电子设计大赛指导教师都需拟定1~2个综合实践题目,每个题目限定一组学生(3人)完成,指导教师要定期对课题进展情况进行监控。学期结束前,指导教师组以课题完成以及答辩情况进行综合评价,考核通过的学生可提前获得相应的专业综合实践环节学分。总之,建立柔性的综合实践教学体制,将电子设计培训工作转换为实践教学环节,能有效地调动师生双方的积极性,提前对参赛学生完成了综合性设计能力方面的训练,对后期的集中培训工作有较好支持。
2.完善导师责任制
以往的综合实践教学环节,往往是一位教师面对多组学生,整个环节集中在2~3周的时间完成,同时很多教师在此阶段还有其他的授课教学任务,指导效果都无法保证。通过柔性的实践教学方式,将2~3周的集中实践环节扩展到整个学期进行,教师可以在整个学期中弹性安排指导工作,并对实践过程进行有效的监控,实践过程的控制可以参照毕业设计的管理模式。指导教师主要是参与电子设计竞赛指导的教练,同时其他教师有相关的科研工作需要学生参加的,也可以提出相应的题目供学生选择。在导师组中,人员配备上采用“老带新”方式,老教师在实践教学过程中担任组织和管理工作,青年教师主要承担具体指导工作,每个青年教师都有相应的老教师作为直接责任人形成“指导梯队”,既有利于发挥青年教师的能动性,也能有效地利用老教师的丰富的指导经验。另外,我院在指导教师工作开展方面也提供了许多便利条件,如设立电子设计大赛专用实验室,并提供相应的硬件设备和元器件支持,并在此同时面对全院教师开放专业实验室,专任教师可以参与指导学生实验工作并从事相应的科研工作。
3.建立开放性综合实验室
自我院学生参加电子设计大赛以来,其培训和指导工作一直由我院相关教师负责组织,往往培训基地只能依托于基础实验中心或专业实验中心,主要的仪器设备也都借用实验中心的,给实验室的管理工作带来了极大不便,尤其是近几年学生参赛人数增多,各方面资源矛盾显得尤为突出。建立开放性综合实验室能有效解决资源分配的矛盾,开放性的综合实验室作为专业实验中心的一个下设实验室,服从实验中心的统一管理,其主要工作是承担学生课外电子制作辅导和各类电子设计竞赛的培训任务,激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,为学生创新精神和实践能力的培养提供宽广的平台,同时实验室也针对大四学生开设专业综合设计等实践环节。开放性综合实验室的仪器设备实行“专用专管”制度,实验室单独配套各类专用仪器设备,不占用其他实验室的仪器设备,实验室可以安排电子设计大赛指导教师作为管理人员,各专用设备落实相应的责任人。开放性综合实验室针对全校有意愿参加电子设计大赛的学生和教师开放,学生须经过校级电子设计竞赛的选拔测试,合格者方能进入实验室参加各项培训活动。
在“大基础、大工程”原有的实践教学模式下,通过设立柔性实践环节、完善导师负责制以及建立开放性综合实验室等措施,使参赛学生在正式比赛之前得到了一定的综合设计能力,为电子设计竞赛提供了有力的支持和保障。
四、拓展学生科技活动,加强创新能力培养
要培养学生的创新能力和团队协作能力,仅依靠常规实践教学远不能满足要求,尤其是在“大基础、大工程”人才培养模式下,更加重视学生创新能力的培养。为此,我院在每年的10月份都会举行全校性的电子设计竞赛,通过比赛选拔全国比赛队员,而且在每届市级别电子设计竞赛时也会组织学生参赛,对各类比赛不仅提供设备仪器和元件费用支持,对获奖团队还有一定的奖励政策,如获得国家奖的队员可以免修4个学分的专业选修课。除此之外,还借助学校“开拓杯”科技竞赛活动以及“大学生创新实验”积极开展丰富多彩的科技活动,为学生开展电子小发明等活动营造了良好的环境,并为电子设计竞赛培训工作奠定了基础。同时针对各类的电子设计竞赛及课外科技活动,加大创新实验室开放,提供实训场地,在开放时间内,还为学生提供相应设备,为学生的自主学习提供了良好的环境。
五、结束语
全国大学生电子设计竞赛为青年学生施展才能提供了舞台,同时也推动了“大基础、大工程”人才培养模式下的实践课程教学改革。通过近几年对实践环节的改革,教学效果有了一定的提高,竞赛也获得了较理想的成绩,但改革创新是永无止境的,新技术、新知识的不断涌现,如何将其融入到教学中,如何提高学生学习、创新、设计的能力,以及工程素养,一直是高校实践教学改革的主线,总之,培养创新型人才是高等学校长期而艰巨的任务。为此,教育工作者应不断地探索改革、努力提高教育教学水平。
参考文献:
[1]王越,韩力.大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养[J].中国大学教学,2005,(10):4-6.
[2]赵云娣,肖看.大学生课外科技创新活动培训系统的研究与实践[J].实验室研究与探索,2006,25(4):415-417.
[3]姚有峰,张斌,聂丽.从电子设计竞赛谈实践教学改革与创新能力培养[J].实验室研究与探索,2009,28(9):140-142.
[4]韦文祥,李勇成,吴新开,等.由大学生电子设计竞赛引发对就业能力培养的思考[J].实验室研究与探索,2009,28(10):11-13.
电工基础实验教程篇3
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。《电子技术基础》课程实践性强,将CDIO工程教育理念引入到电子技术教学中来,可以让学生以主动、实践的方式学习该课程。河北工业大学电气工程学院电子学课程组通过合理组织理论教学、合理安排《电子工艺实习》进度、改进实验和《电子工艺实习》的验收考核环节等诸多教学方法的改变,突出工程教育理念,取得了较好的效果。
关键词:
电子技术;CDIO;教学方法;教育理念
构思Conceive、设计Design、实现Implement和运作Operate(简称CDIO)这种工程教育模式是近年来工程教育改革的新成果。该模式让学生主动地以实践的方式学习产品的研发、产品的设计、产品的运行整个过程,以综合的培养方式使学生在多方面具有工程师的素养。对于《电子技术基础》课程,国内很多高校将CDIO理念融入到该课程教学模式中。黑龙江工程学院借鉴CDIO工程教育理念对专业教育进行一体化设计,将《数字电子技术》与《EDA技术》两门课程有机地融合为一门课程《数字电子与EDA技术》,将《电工电子工艺实习》和《PROTEL实习》有机地融合为《电工电子工艺实习》[1]。广西科技大学基于CDIO理念对课堂教学、实验教学和课程考核方面进行了有益的实践[2]。成都信息工程学院改革《电子技术综合设计》课程,培养学生综合运用专业知识的能力[3]。东北林业大学基于CDIO对数字电子技术课程进行了教学改革探索[4]。南京工程学院将CDIO融入数字电子技术教学模式改革中,使理论教学、实验课程与课程设计相辅相成进行[5]。浙江工业大学基于CDIO教育工程模式下进行了模拟电子技术”授课体系改革,该体系分成课堂授课、课外辅导小组授课、建立课外兴趣小组授课这3个层次,具有诸多优点[6]。河北工程大学在CDIO教育理念的指引下,对电子应用系统项目实施模式进行探索和研究,对项目训练教学中的项目体系结构、项目训练方式、项目训练成绩评定、项目指导过程及项目空间环境建设等方面的实施模式进行构建和实践[7]。经过实践证明,《电子技术基础》课程引入CDIO工程教育理念的教学模式后,教学质量得到了提高,学生的工程意识、项目实践能力、团队合作能力、自学创新能力和表达能力均得到了提高[8-10]。
1《电子技术基础》课程引入CDIO工程教育理念的优点
《电子技术基础》课程实践性强,有很多通过学习、实践易于实现的电子产品,如秒表、节日彩灯、简易信号发生器、功率放大器、直流电源、智能声音放大电路等。将CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》的课程教学中,可以让学生自行进行电子产品的思考、设计及实现,从电子产品的研发到产品运行为主线,培养学生的工程意识,提高学生对《电子技术基础》课程基础知识的掌握。引入CDIO工程教育理念后,《电子技术基础》的课程教学具有以下优点:1)能加强学生对电子技术基础理论知识的理解和记忆,提高学生学习的主动性和兴趣,提高该课程的教学质量;2)该教学方法的实施能建立起学生在现行教育中缺失的工程意识,激发学生产生主动学习的兴趣,从而转变学习态度;3)该方法还能培养学生的团队协作意识,锻炼学生的合作交流能力;4)能锻炼学生的语言表达能力。
2引入CDIO的《电子技术基础》教学方法
把CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》教学中,任课教师必须具备很强的实践经验和较强的工程知识与能力,这样才能在《电子技术基础》的课堂教学中提供恰当的工程实例。另外,学生在实践过程出现这样或那样的问题时,具备工程实践经验的老师能及时给学生提供经验性的指导。一般来说,青年教师缺乏工程实践经验,河北工业大学电气工程学院电子学课程组采取了传、帮、带”的措施,青年教师上讲台前必须跟经验丰富的教师听课并助课,课程团队同时还为年轻教师指定工程经验丰富的教师作为指导教师,进行为期一年的指导。定期召开教学研讨会,对教学方法、工程实例进行讨论和共享。另外课程团队积极鼓励工程经验少的教师到企业单位参观,并积极鼓励教师参加工程项目,提高教师的工程实践能力。2014年春季学期,课程组教师去同辉电子有限公司参观;2014年秋季学期,课程组教师去天津职业技能公共实测中心参观;2015年春季学期,两位教师去天津职业技能公共实测中心进行实际操作培训。通过参观和培训,教师的工程实践能力得到了提高。
2.1根据工程实际,确定课程教学内容
1)在教学过程中,积极进行教学内容的改革,去除《电子技术基础》课程里陈旧的教学内容,比如集成电路的内部结构,突出集成芯片的外部特性与应用。
2)理论教学内容模块化。《数字电子技术基础》突出计数器模块,学生可以进行秒表设计;突出寄存器模块,学生可以进行节日彩灯设计;《模拟电子技术基础》突出直流电源模块,学生可以进行直流稳压稳流电源和充电器设计;突出波形发生和振荡电路模块,学生可以进行简易信号发生器设计;突出运算放大电路模块,学生可以进行各种运算电路和滤波电路的设计等。具体模块化内容与实践性项目如表1所示。
3)理论教学与实验教学中均加入电子线路的仿真。《电子技术基础》课堂教学中加入仿真,帮助学生理解难懂的电路原理,比如正弦波振荡电路的启动振荡过程。在《电子技术基础》实验教学中也引入仿真。学生在实验室搭接硬件电路前,利用仿真帮助学生掌握实验仪器的基本使用方法及电路参数的测试方法,如放大电路的交直流参数的不同测试方法。仿真完成后,学生再进行硬件电路的实验环节。加入仿真的方法后,学生对理论知识的理解更加透彻,通过理论与实验结合的方法有效地激发了学生对《电子技术基础》课程的学习兴趣。
2.2将《电子工艺实习》贯穿到整个《电子技术基础》理论课程教学中
目前,大部分高校的电子技术教学体系中,《电子技术基础》与《电子技术基础实验》是分别开设的,《电子技术课程设计》(或者《电子工艺实习》)是一门单独的实践类课程,这种课程设置的本意是让学生重视实践课程,但是这种课程设置却达不到预期的目标。理论与实践分开,课程进度不做协调,并且一般课程结束数周后才进行为期一周的课程设计(或《电子工艺实习》),不利于学生连贯性、持续性的学习。课程组将《电子工艺实习》和《模拟电子技术基础》安排在同一学期,《电子工艺实习》安排在《模拟电子技术基础》课程后,内容为稳压稳流电源设计与制作,该内容涉及到《模拟电子技术基础》的直流电源这一章节的内容。在理论课程未讲述到时,就下达设计任务,学生可以自行预习这一章节,提高学生学习的兴趣。在理论课程讲述完负反馈放大电路后,给学生安排稳压稳流电源的仿真与印刷电路板设计任务,学生两人一组进行电源电路仿真和印刷电路板(PCB)的设计。在讲述完直流电源内容后,学生即可进入实验室进行实际的电路焊接与调试工作。焊接与调试时,每位同学做出一个电源成品。学生自行进行调试工作。最后学生进行实习报告的书写、分组讲解稳压电源的功能,提升整个实习的理论高度。经过《电子工艺实习》,学生普遍反映收获很大,极大地提高了学生的动手能力和学习电子技术基础课程的兴趣。
2.3改进实验和《电子工艺实习》的验收考核环节
CDIO其中的一个理念是团队合作能力,课程组采用口试答辩和现场调试相结合的方法进行。口试答辩和调试过程强调每个组员的作用,每位成员承担的任务不同,讲解及调试的重点也不同。调试通过后还要进行设计报告的提交工作,通过设计报告的制作提高学生的科技写作能力。
3结束语
电工基础实验教程篇4
仿真实验是一种虚拟实验教学模式,它借助计算机和仿真软件完成实验.仿真实验使用虚拟实验设备,是一种比较理想的实验过程,它不但可以为学生提供良好的学习平台,还能节约社会资源.针对仿真实验在电工电子实验中的作用,笔者以自己学校2011级电子工程专业1班为例进行了分析.该班正在进行实验课改革,学校已提出新的教学方案,且教学改革初见成效.具体如下:本学期共有6次电工电子实验,包括3次基础实验、1次综合实验和2次创新实验.基础实验和综合实验由教师确定实验题目,前者以教材中的各课程专题为理论基础,后者以教材的综合知识为基础.创新实验由学生拟定题目,经教师确定其可行性后进行.所有实验必须由学生进行仿真,其中基础实验还包括以小组为单位的实物实验.现分析仿真实验的作用.
1.1有利于提高学生的学习兴趣
在上面的教学案例中,每个实验必须由学生进行仿真,由此可见仿真实验的重要性.在仿真实验中,学生通过设计仿真实验电路图完成实验,并在较短时间内展示实验全过程.该过程不但能够增强学生发现问题、解决问题的能力,更能增加学生的成就感和学生对学习的兴趣.
1.2有利于体现电工电子知识的实用价值
创新实验是电工电子知识实用价值的体现,学生通过寻找以实际应用为背景的实验课题,结合电工电子理论知识设计实验内容.该方法能够引导学生将理论与实践相结合,将知识的能量最大化.
1.3有利于体现教师与学生的专业素质
在上面的案例中,教师与学生均参与实验内容设计,该模式有利于提高师生的专业水平.在传统实验教学中,教师设计实验而学生验证实验,学生处于被动状态,该模式不利于提高学生的专业水平.因此只有师生共同参与设计学生感兴趣的实验课题才能真正意义上体现两者的专业素质.
1.4传统教学与仿真实验相结合有利于提高课堂效率
在多媒体教学中,教师需将传统教学与仿真实验教学相结合,即实现理论知识、仿真实验和实物实验三者的统一,形成理论指导实践,实践验证理论的教学思维.在上面的案例中基础实验便是传统教学与仿真实验教学相结合的产物,它包括传统教学中的理论教学和实物实验教学,同时也包括仿真实验教学.将传统教学与仿真实验教学相结合的教学方式有利于加深学生对实验的认识,简化实验内容,提高课堂效率.
1.5传统教学与仿真实验相结合更能体现教学目标和意义
学生通过仿真实验更能明确实验目标.在仿真实验中,学生需借助理论知识去解决遇到的问题,解决问题便是仿真实验的教学目标.因此,只有结合传统教学中的理论教学方法才能为学生打下坚实的理论基础,使问题得以尽快解决.
2电工电子实验中应注意的问题
2.1鼓励学生构思实验课题
教师在教学过程中需跳出教师讲学生听的传统教学模式.教学的主体是学生,教学的目的是培养学生的能力,发挥学生的主观能动性.故在实际教学中,教师应该鼓励学生参与构思实验课题,发挥学生的主体地位.
2.2鼓励学生参与以多媒体课件和仿真实验为基础的轮流讲课
在学习实践能力较强的课程时,学生容易形成一种错误的思想:学习能力与动手能力比表达能力重要.因此,教师在教学过程中还应引导学生注重培养自己的表达能力,即鼓励学生参与以多媒体课件和仿真实验为基础的轮流讲课.在备课过程中,学生能够提高自身的学习能力和动手能力,而讲课过程能提高学生的表达能力和教学水平.
2.3增加学生到电力公司参观实习的机会
当今高校教育存在一个普遍问题———毕业生与社会所需人才具有一定差距.针对这一问题,学校可以利用自身的社会资源为学生创造更多的社会实践经验,缩小与社会所需人才的差距.在电工电子实验教学中,学校可以与电力公司合作,为学生提供到电力公司参观实习的机会,增加学生将理论知识与社会实践相结合的机会.同时,该政策有利于学生更快适应社会,体现自身的社会价值.
3结语
电工基础实验教程篇5
关键词:电工基础;实验教学;改进对策
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1003-2851(2013)-01-0155-02
《电工基础》是电气类、电子类等专业的一门重要技术基础课和专业课的桥梁。它的任务是通过本课程的学习,使学生掌握电路的理论、分析计算电路的基本方法,并为后续的专业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。同时通过实验,掌握一定的实验技能,为进一步学习其它技术课和专业课打下基础。然而由于《电工基础》课程具有概念多而抽象、实践性强的特点。在普高年年扩招的大背景下,中职生的文化基础和素质能力有一定的下降,对《电工基础》的学习有畏难情绪,因此,在教学中应注意学生的实际能力,通过实验教学激发学生的学习兴趣,从而达到教学效果的提高。
一、中等职学校电工实验教学中现状分析
尽管中等职业学校倡导教学改革多年,学校加大了改善和添加了实验教学仪器设备的资金投入,实验教学的地位也有所提高,但是由于传统的思维和模式在电工实验教学中不易乐观,主要体现在以下几个方面。
1.电工实验室现状
近些年尽管中职学校实验室得到一些领导和教师的重视,添制了一些仪器设备,但学生所使用的实验仪器和设备远远落后于社会生产企业实际所需的实用设备,有的仪器设备老化和损坏严重,有部分实验因不具备条件成为实验的空架子。实验室规模不够大,有些仪器只有几套,学生要分成5-6人一组轮流做,时间短,实验指导老师也少。有的学校理论教师注重理论知识讲解,实训教师注重实际操作,理论教学与实训教学脱节,影响了实验教学质量的提高和实用型技能人才的培养。
2.实验教学方法简单、陈旧
电工实验教学,即能让学生加深理论知识的理解,又能让学生掌握电工实验技巧,并达到一定的熟练程度,对培养学生实际动手能力起到重要的作用,由于受传统教学观念的束缚,在实验教学中很大程度上仍在重理论灌输,轻实验实践的普遍想法,实验安排得少,实验内容绝大多数是验证性的。验证定理、定律是实验的主要内容,实验内容不及时更新,综合型设计实验少甚至没有,实验内容不匹配理论教学,这样的教学模式在中等职业学校实验教学中还普遍存在。教师在实验教学方法上、组织实验教学上都存在很多问题。实验教师队伍素质参差不齐,而且数量也不足。有的是理论课教师挂帅,而实验教师倒成了仪器设备保管员。当然也有些教师在实验教学方案上不愿下工夫,一般都是教师在讲台上演示实验,学生在下面模仿做,或者是照着实验指导书上的步骤按部就班地进行操作,全班同学在同一时间里用相同的方法做相同的实验。对实验不感兴趣的同学,即不看也不动脑,更不去动手做,或是走马观花,测量数据不记录,实验报告抄同学的,另外,实验课成绩在课程考核中所占的比例小,致使学生轻视实验教学,这样的实验教学方法简单也很陈旧,这种“师职不尽,学职不尽”的双重不利因素,很难开发学生的思维和创新能力。
上述情况,极大地影响电工实验教学的质量和教学目的,与教育改革的要求和电工实验教学的重要地位不相称,与时展对人才的要求很不适应。
二、改革教学模式,优化电工实验教学
1.更新教育观念
中等职业学校的教育任务是为企业培养有文化、具有高技能型人才。熟练掌握用人单位所需要的技能,因此,校领导、教师、学生必须高度重视电工实验教学,更新教育观念,而学校高层管理人员需转换思想、辨清形势才能在课程设置、师资力量、设备使用和经费投入等方面考虑到电工实验教学,实验教师必须主动争脱传统的实验教学模式的束缚,改变传统教育重理论轻实验的思想。合理安排实验教学与理论教学的课时比例,认清实验教学的目的与作用,逐步改革和完善实验教学体系。
2.分析学生情况,优化电工内容和手段
普高扩招,中等职业学校的生源综合素质都在下降,而对《电工基础》这门课程的学习需要有良好的物理知识与数学知识作为基础,但大部分的中职生在初中时,要应付升学压力,对物理实验课不够重视,这方面基础相对较弱,如在教学中偏重理论分析和解题能力的训练。因此,在电工实验教学中应注重到学生的实际能力,强调学习过程,激发学习的兴趣、做出分层次的、有针对性的教学要求。优化实验内容可从以下几个方面着手。
(1)熟悉教材
教材是教师讲课和学生学习的依据。钻研教材,要有兢兢业业、一丝不苟的精神,作为电工实验教师,既要有很强的理论知识还要具备熟练的实际操作能力和电工仪器设备的管理、维护能力。比如,常用的电压表、电流表或万用表经常发生因使用不当使局部零件烧坏的事故,小型变压器因短路而烧坏等,这就要求实验教师能够修复被损坏的仪器和仪表,才能使每一个实验能准确顺利完成,达到实验的效果。
(2)处理教材
在教学中,改变教师理论授课与实践教学分离、学生课堂学习与实践操作脱离的做法,要根据学生的实际情况和所学专业,有必要的对教材内容进行增删取舍,加工创造,而不是单纯地讲教材,实验内容应以“强化基础、导入应用、训练思维、培养能力、提高素质”为大原则。应遵循以夯实为基础,拓宽知识面,提高学生的基本实验技能,提高学生分析问题、解决实际问题的能力,提高学生自己思考和创新能力为目标。总之,要精选实验项目并确定合适的实验内容,按照社会所需的技能让学生熟练掌握,是搞好实验教学的关键。
(3)丰富教材,联系实际
《电工基础》教材不管是演示实验还是实验册上的学生实验内容,都比较集中概念,有的内容抽象、平淡无味,教师必须在原有的教材基础上对某些问题有所发挥和补充,例如,在做照明电路实验时,先结合电在我们的日常生活、生产中的作用,再结合电起火事故的一些事例和图片,说明若不具备应有的安全用电常识,电将会给人们带来严重的危害和灾难。这样做能使学生对电有一个正确的认识,从而提高学生的学习兴趣。教师要具备现代化的教材观,不断学习现代化教育理论,充分运用自己的聪明才智,结合学生的专业需要,把握教材,促使内容与生产实际相联系。例如,在做电容对交流电的阻碍作用实验时,可提出如何用万用表诊断电容器是否被击穿,在做日光灯实验时,提出若日光灯的启动器已坏,你如何不利用其他启动器而将日光灯启动起来?要求学生展开讨论,提出建议,并利用实验进行探究。
尽可能的利用多媒体辅助教学,多媒体教学形式新颖,可以刺激学生的视觉听觉,激发学生的兴趣,调动学生的学习积极性。例如,在电容器的充电放电、交流电的产生、日光灯的短路,电场与磁场等实验中,采用多媒体动画技术模拟过程,学生就能够很清楚地看到整体情形及动态变化过程,变抽象为形象。
(4)提高教师实验技术水平
电工实验教学改革的目的是培养学生具有一定的文化素质、创新能力和较高的实验型人才,能力的培养都离不开老师的正确指导。电工教师是直接指导学生电工实验教学的指导者,要提高电工实验教学,实验教师必须要不断加强实际教学能力,不断丰富自己的文化水平,还要具备良好的实验技能,要有创新、刻苦钻研的精神,才能培养出社会需要的人才。开展定位定向培训和实验操作技能竞赛活动,外出进修,在教学科研中,以互帮互学的方式,综合提高实验教师的素质。
(5)改革实验课的评价方式是保证学生实践能力培养的关键
考核是实验教学的重要内容。对学生实验的考评应从实验态度、操作过程与手法、实验结果的报告、分析这几个方面进行,任一方面都不能忽略。因为实验态度的考察可以加强学生对实验的认真程度,进而促进他们对实验项目的有效操作。实验操作过程与手法考察学生动手及创新的能力,实验报告考察学生分析问题及解决问题的能力。通过合理的评价改变做不做实验一个样、做不好还不如不做的现象,形成一种做比看好,能独立地做、创新地做,则是更好的实验氛围,虽然这样增加了考试的难度和教师的工作量,但是,可以较大幅度地促进和调动学生的实践能力和兴趣,从而保证教学质量。
三、结束语
在电工基础实验教学中,应随着教学改革发展的进行,给予足够的重视。在实验教学中要引导学生认真观察实验现象,特别是要注意那些意料之外的现象,鼓励学生大胆质疑,敢于提出自己的见解,尽量将知识应用型实验转化为探究性实验,教师在教学过程中要更新观念,把握机会,有意识地培养自己各方面的实验教学技能。
参考文献
[1]文家燕,文海燕,蔡启仲.改革实验教学提升教育质量[J].科教导刊,2011(6)
电工基础实验教程篇6
关键词:电子技术;CDIO;教学方法;教育理念
构思Conceive、设计Design、实现Implement和运作Operate(简称CDIO)这种工程教育模式是近年来工程教育改革的新成果。该模式让学生主动地以实践的方式学习产品的研发、产品的设计、产品的运行整个过程,以综合的培养方式使学生在多方面具有工程师的素养。对于《电子技术基础》课程,国内很多高校将CDIO理念融入到该课程教学模式中。黑龙江工程学院借鉴CDIO工程教育理念对专业教育进行一体化设计,将《数字电子技术》与《EDA技术》两门课程有机地融合为一门课程《数字电子与EDA技术》,将《电工电子工艺实习》和《PROTEL实习》有机地融合为《电工电子工艺实习》[1]。广西科技大学基于CDIO理念对课堂教学、实验教学和课程考核方面进行了有益的实践[2]。成都信息工程学院改革《电子技术综合设计》课程,培养学生综合运用专业知识的能力[3]。东北林业大学基于CDIO对数字电子技术课程进行了教学改革探索[4]。南京工程学院将CDIO融入数字电子技术教学模式改革中,使理论教学、实验课程与课程设计相辅相成进行[5]。浙江工业大学基于CDIO教育工程模式下进行了“模拟电子技术”授课体系改革,该体系分成课堂授课、课外辅导小组授课、建立课外兴趣小组授课这3个层次,具有诸多优点[6]。河北工程大学在CDIO教育理念的指引下,对电子应用系统项目实施模式进行探索和研究,对项目训练教学中的项目体系结构、项目训练方式、项目训练成绩评定、项目指导过程及项目空间环境建设等方面的实施模式进行构建和实践[7]。经过实践证明,《电子技术基础》课程引入CDIO工程教育理念的教学模式后,教学质量得到了提高,学生的工程意识、项目实践能力、团队合作能力、自学创新能力和表达能力均得到了提高[8-10]。
1《电子技术基础》课程引入CDIO工程教育理念的优点
《电子技术基础》课程实践性强,有很多通过学习、实践易于实现的电子产品,如秒表、节日彩灯、简易信号发生器、功率放大器、直流电源、智能声音放大电路等。将CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》的课程教学中,可以让学生自行进行电子产品的思考、设计及实现,从电子产品的研发到产品运行为主线,培养学生的工程意识,提高学生对《电子技术基础》课程基础知识的掌握。引入CDIO工程教育理念后,《电子技术基础》的课程教学具有以下优点:1)能加强学生对电子技术基础理论知识的理解和记忆,提高学生学习的主动性和兴趣,提高该课程的教学质量;2)该教学方法的实施能建立起学生在现行教育中缺失的工程意识,激发学生产生主动学习的兴趣,从而转变学习态度;3)该方法还能培养学生的团队协作意识,锻炼学生的合作交流能力;4)能锻炼学生的语言表达能力。
2引入CDIO的《电子技术基础》教学方法
把CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》教学中,任课教师必须具备很强的实践经验和较强的工程知识与能力,这样才能在《电子技术基础》的课堂教学中提供恰当的工程实例。另外,学生在实践过程出现这样或那样的问题时,具备工程实践经验的老师能及时给学生提供经验性的指导。一般来说,青年教师缺乏工程实践经验,河北工业大学电气工程学院电子学课程组采取了“传、帮、带”的措施,青年教师上讲台前必须跟经验丰富的教师听课并助课,课程团队同时还为年轻教师指定工程经验丰富的教师作为指导教师,进行为期一年的指导。定期召开教学研讨会,对教学方法、工程实例进行讨论和共享。另外课程团队积极鼓励工程经验少的教师到企业单位参观,并积极鼓励教师参加工程项目,提高教师的工程实践能力。2014年春季学期,课程组教师去同辉电子有限公司参观;2014年秋季学期,课程组教师去天津职业技能公共实测中心参观;2015年春季学期,两位教师去天津职业技能公共实测中心进行实际操作培训。通过参观和培训,教师的工程实践能力得到了提高。
2.1根据工程实际,确定课程教学内容
1)在教学过程中,积极进行教学内容的改革,去除《电子技术基础》课程里陈旧的教学内容,比如集成电路的内部结构,突出集成芯片的外部特性与应用。2)理论教学内容模块化。《数字电子技术基础》突出计数器模块,学生可以进行秒表设计;突出寄存器模块,学生可以进行节日彩灯设计;《模拟电子技术基础》突出直流电源模块,学生可以进行直流稳压稳流电源和充电器设计;突出波形发生和振荡电路模块,学生可以进行简易信号发生器设计;突出运算放大电路模块,学生可以进行各种运算电路和滤波电路的设计等。具体模块化内容与实践性项目如表1所示。3)理论教学与实验教学中均加入电子线路的仿真。《电子技术基础》课堂教学中加入仿真,帮助学生理解难懂的电路原理,比如正弦波振荡电路的启动振荡过程。在《电子技术基础》实验教学中也引入仿真。学生在实验室搭接硬件电路前,利用仿真帮助学生掌握实验仪器的基本使用方法及电路参数的测试方法,如放大电路的交直流参数的不同测试方法。仿真完成后,学生再进行硬件电路的实验环节。加入仿真的方法后,学生对理论知识的理解更加透彻,通过理论与实验结合的方法有效地激发了学生对《电子技术基础》课程的学习兴趣。图1和图2分别为数字时钟仿真和RC正弦波振荡电路仿真。
2.2将《电子工艺实习》贯穿到整个《电子技术基础》理论课程教学中
目前,大部分高校的电子技术教学体系中,《电子技术基础》与《电子技术基础实验》是分别开设的,《电子技术课程设计》(或者《电子工艺实习》)是一门单独的实践类课程,这种课程设置的本意是让学生重视实践课程,但是这种课程设置却达不到预期的目标。理论与实践分开,课程进度不做协调,并且一般课程结束数周后才进行为期一周的课程设计(或《电子工艺实习》),不利于学生连贯性、持续性的学习。课程组将《电子工艺实习》和《模拟电子技术基础》安排在同一学期,《电子工艺实习》安排在《模拟电子技术基础》课程后,内容为稳压稳流电源设计与制作,该内容涉及到《模拟电子技术基础》的直流电源这一章节的内容。在理论课程未讲述到时,就下达设计任务,学生可以自行预习这一章节,提高学生学习的兴趣。在理论课程讲述完负反馈放大电路后,给学生安排稳压稳流电源的仿真与印刷电路板设计任务,学生两人一组进行电源电路仿真和印刷电路板(PCB)的设计。在讲述完直流电源内容后,学生即可进入实验室进行实际的电路焊接与调试工作。焊接与调试时,每位同学做出一个电源成品。学生自行进行调试工作。最后学生进行实习报告的书写、分组讲解稳压电源的功能,提升整个实习的理论高度。经过《电子工艺实习》,学生普遍反映收获很大,极大地提高了学生的动手能力和学习电子技术基础课程的兴趣。
2.3改进实验和《电子工艺实习》的验收考核环节
CDIO其中的一个理念是团队合作能力,课程组采用口试答辩和现场调试相结合的方法进行。口试答辩和调试过程强调每个组员的作用,每位成员承担的任务不同,讲解及调试的重点也不同。调试通过后还要进行设计报告的提交工作,通过设计报告的制作提高学生的科技写作能力。
3结束语
将CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》的教学模式中,在课堂教学、实验教学、《电子工艺实习》中均引入与电子产品相关的各个项目,改变了原有的教学方法。从实践结果看,取得的教学效果良好。不仅激发了学生学习《电子技术基础》的兴趣,还提高了学生的工程意识、项目实践能力、团队合作能力、自学创新能力和表达能力。然而,将传统的教学方法转变到这种教学方法时,课程组也遇到了不少问题,比如:任课教师(尤其是青年教师)的工程实践经验欠缺;为了提供更多的工程实例,任课教师的工作量增加;学校与企业联系偏少;随着高校的不断扩招,学生人数在短时间内急剧增加,实践场地不易调配;等等。在后续的课程改革和实践中要积极逐步解决这些问题。
参考文献:
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[2]田敬北,刘胜永,徐剑琴.基于CDIO理念的“电子技术基础”课程教学探讨[J].中国电力教育,2013(28):126-127.
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