时间:2023-03-22 17:47:03
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电子技术教学论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
2.理论联系实际,提高学生学习兴趣电工电子技术涉及的一些内容较为抽象,学生理解起来比较困难,在具体讲解时可以理论联系实际,提高学生学习兴趣,更好地掌握所学知识点。例如在学习电路的结点和支路时,可以把结点和支路用日常生活中常见的马路和十字路口作比喻,一条马路就是一条支路,十字路口或丁字路口就是一个结点等等,简单明了,学生很容易理解。在讲到功率时可以联系家用电器,每个家用电器用电功率是多少,再联系到所在教室空调功率是多少,根据空调功率的大小让学生计算上两节课的耗电量,由于有实际例子,所以对于用电量的计算公式很容易记忆,再根据当前电价计算出上两节课所需支付的电费,进而鼓励学生要认真学习,节约用电,做到下课关灯关空调的好习惯。在讲到RC电路的应用时,RC电路可作为滤波器,在教学过程中可联系实际生活。先抛出一个问题:现在学生都有手机,他们手机有的用中国移动网络、有的用中国联通网络、还有的用中国电信网络,并且每个运营商又有2G网络、3G网络,但为什么打电话没有出现彼此相互干扰呢?这样可以提高学生的兴趣,先让他们思考一会,然后请学生回答一下原因,再结合实际回答情况给出答案,即滤波器起了作用。国家给每个网络运营商都分配了固定的频带范围,每个网络都有自己的基站,基站有滤波器,会自动滤除不属于自己频带范围的信号。而讲到三相电路时,可以联系具体家庭用电知识,更好地掌握星形联结和三角形联结特点及计算方法,尤其对于星形联结方式还分为有中线(也称作地线或零线)即三相四线制和没有中线即三相三线制的情况,结合我们照明电路,让学生思考照明电路能否去掉中线?再根据理论分析,可以从理论上完全得出结论:照明电路是不能去掉中线的,也就是说我们实际民用负载一定要采用三相四线制,这样才能保证负载都能正常工作;在学习用电常识时可以联系当前由于用电不当引起的火灾事故或触电事故,和同学一起学习一些基本用电常识,甚至可以延伸到一些自然灾害如地震的避难常识,这样既能提高学生的学习兴趣,又能让他们学到实际有用的知识。
3.创造良好的课堂情境有兴趣的问题,可使学生对学习产生浓厚的兴趣,并产生强烈的求知欲,从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。例如在讲到暂态分析时,就可以从日常生活中的一个实例开始,先让学生思考白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点,这时学生注意力就吸引过来了,开始回答问题,课堂气氛马上活跃起来。但课堂气氛活跃的同时,要注意课堂效果,不能让学生停留在新鲜好奇上,每一个教学情境的创设都要紧紧结合教学内容。几分钟时间后,教师就可以总结出白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点,白炽灯开关一打开就马上亮起来,一关闭就马上熄灭;而日光灯不管在打开还是关闭时都有一个过程,那为什么同样是照明负载,他们现象会有这么大的区别呢?紧接着这个问题后就可以引出本次授课的知识点:暂态过程。
4.总结所学知识点,让学生更好更快地掌握所学新内容在讲解过程中,一定要善于总结所学知识点,让学生更快更好地掌握所学新内容。例如在讲到电路分析中的电源等效变换方法时就可总结出三要素法,可以强调等效变换过程中时刻注意三个要素:内阻不变、电压源的大小等于电流源的大小乘以电阻的大小、电压源的正方向为电流源电流流出的方向。而在讲到单一参数的交流电路时,电感元件和电容元件容易混淆,怎样分别记忆他们的电压和电流相位关系呢?引导学生只需要记住关于电感和电容电压电流的伏安关系式即可。从伏安关系式就可以看出,电容电流是电压的微分,所以电流超前电压90°;电感电压是电流的微分,所以电压超前电流90°。也就是说针对这两种单一参数元件,哪个电量是另一个电量的微分,哪个电量就超前另一个电量90°。通过总结知识点,让学生知道重点和难点,在课后复习时也能抓大放小,更快地掌握所学内容。
二、组织好实验教学,为更好地掌握课堂知识做铺垫
“电工电子技术”作为一门实践性很强的课程,实验是展示其教学魅力的有效手段,它化枯燥为生动,化抽象为具体,化平淡为神奇,为理解和掌握好新知识创造条件。所以一定要把握好实验教学的效果,为更好地掌握课堂知识做下铺垫。例如在学习电路分析方法中的叠加原理时,很多学生容易混淆不作用的电源处理方法,把恒压源和恒流源处理方法记反,通过实验可以掌握不作用的恒压源的处理方法,而恒流源处理方法则相反,这样就不会在学习中混淆,更好地掌握了该方法。
三、开展考试改革,提高学生平时学习的动力
“电工电子技术”课程是以现代电工电子技术的基本知识、基本理论为主线,以应用为目的,在保证科学性的前提下,删繁就简,使理论分析重点突出、概念清楚、实用性强。通过本课程的学习,使学生掌握近代电工电子技术的基础知识,以及进行电工实验研究的基本技能,为后续课程的学习及今后从事电类各学科领域的学习和工作打下坚实的基础。但针对目前大学现状,再加上该门课程有关知识点比较抽象,使得学生学习积极性普遍不是很高。除了在课堂上提高效率之外,还要从纪律上约束学生,提高平时考核所占的分数比重。例如增加平时练习的机会,把练习成绩计入平时成绩;另外,对于课堂发言积极的学生、勇于上台练习的学生还可以进行奖励平时成绩的政策。这样,双管齐下,一定能提高学生学习兴趣,让学生把这门课程学好。
专业课教师年轻化,教学和企业生产一线工作经验不足。随着近几年来招生规模的扩大,学院引入了大量年轻教师,他们承担了大部分的专业课程教学工作。这些年轻教师大部分是刚从普通高校毕业的研究生,他们均是从学科体系的教育模式下成长起来的,对于现代职业教育思想认识还不够深刻,更缺乏企业生产一线工作经验。也有一部分年轻教师是从企业引进的,但是他们在企业生产一线的工作时间都不长,仍然存在专业技术知识不足、实践动手能力不强的问题。在学习领域课程的开发和教学过程当中,特别是对于学习情境的创设和开展,很多年轻教师显得力不从心。
2.校企合作不够深入
校企合作、工学结合是高职院校真正培养出高素质技能型人才的必由之路,这已经成为广大高职院校的共识。虽然,在校企合作方面,学院近几年来不断健全了相关体制机制。但是,校企合作的深度也仅限于学生的企业参观、生产实习、顶岗实习等活动,没有完全深入日常的专业课教学、技能培养等方面。专业教师在学习领域课程开发过程中进行的岗位分析、工作过程分析、学习情境分析等活动,还仅限于理论分析层面,没有落到实处。
3.学习资源匮乏、单一
学习资源包括实训设备等硬件设施和教材等软件资源,是学习领域课程开发和成功实施的基础。对于硬件资源,一方面是学院经费不足,缺乏投入,另一方面是购买的硬件设备不能满足学习领域课程改革的需要。对于软件资源,专业教师缺乏编写学习领域课程教材等资源的精力和经验。
二、案例教学在”电子技术”学习领域课程开发中的应用
根据姜大源对德国职业教育学习领域的课程方案的研究,学习领域课程方案是范例指向的,因此放弃了学科系统的完整性。通过我们多年的教学改革实践,根据学校自身硬件和软件的实际,在”电子技术”课程教学中,设置了若干实用有效的电子制作案例,结合理实一体教学模式改革,进一步提高了”电子技术”课程的教学效果。现以电子信息工程技术专业为例,说明”电子技术”课程的开发思路。
1.确定课程的总体教学目标
首先通过行业企业调研等手段对本专业毕业生从事的岗位进行分析,分析出本专业毕业生的初始岗位为电子产品装配操作员,目标岗位为电子产品生产线线长,发展岗位为电子产品生产车间主任。从而确定本专业的培养目标:主要面向电子产品制造企业,培养德、智、体、美全面发展,适应电子产品的装配调试、质量检验、生产管理等生产、服务、管理第一线需要,具备相关专业知识和技能,有良好职业道德的高素质技术技能型人才。然后,分析”电子技术”课程的性质和任务:是本专业的专业基础课程之一,其主要任务是培养学生掌握电子电路的识图、分析和调试等知识与技能,为学生学习本专业有关后续课程和毕业后从事电子产品制造相关工作打下坚实的基础。最后,”电子技术”课程的总体教学目标可以总结归纳如下:学生能够根据电路图完成典型电子产品的装配、调试和故障检修。对于高职学生,我们弱化了学生电子电路的设计能力,重点培养学生在今后工作中需要的电子技术应用能力。
2.明确课程的能力、知识和素质目标
根据学生职业岗位分析和专业课程体系的分工确定能力目标,例如:能识别常用电子元器件,并判断其好坏;能选择并使用常用电子测量仪器对电路进行测量;能读懂简单的电路原理图,能绘制典型电子产品电路原理图;能根据电路原理图进行电路的搭接和元器件的焊接;能进行电子电路的测试、故障判断和排故。根据“必须、够用”的原则,突出知识为案例学习服务,为案例学习所用,确定知识目标,例如掌握二极管、三极管的伏安特性;掌握三极管基本放大电路各组成部件的作用;掌握常用逻辑门电路的逻辑功能;了解逻辑函数的化简方法等。根据学生将来主要从事的岗位素质要求,确定素质目标,例如:在电子产品制作与调试过程中能够按照设备、仪器的操作规程进行操作,爱护实训设备;在工作过程中养成文明操作意识,能够自觉保持工作环境的整洁;在分组工作过程中能团结协作、服从组长的安排等。
3.选择课程的能力训练案例
根据电子技术模拟和数字两个模块的内容,我们选取了两大类八个案例,开展教学。第一类包括四个模拟电路案例,分别是:直流稳压电源制作实例、晶体管放大器制作实例、函数信号发生器制作实例、扩音器制作实例;第二类包括四个数字电路案例,分别是:三人表决器制作实例、智力竞赛抢答器制作实例、循环彩灯控制器制作实例、数字电子钟制作实例。案例的选择本着实用性和趣味性的原则,使学生在学习过程中既能学到今后工作中要用到的专业知识和技能,又能引起学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。我们将电子技术原课程知识点以八个电子制作实例为依据进行解构与重构,打破学科体系下的知识结构,将各知识点整合、序化到各个案例中,在完成一个个电子制作实例过程中使学生掌握知识、锻炼技能,实现教、学、做一体化。课程选取的能力训练案例,以及每个案例所包含的知识点和技能点。
4.设置情境组织教学(以第一次课为例)
(1)课程导入
播放电视知识竞赛视频,引出并展示直流稳压电源、扩音器、表决器、抢答器和数字电子钟等产品实物,介绍电子技术的应用和产品特点。
(2)模拟知识竞赛现场
设置情境:安全用电知识竞赛,学生角色:选三名学生为裁判,选八名学生为竞赛选手,其余学生为观众,教师角色:主持人。教师提问安全用电知识,八名学生通过抢答器进行抢答,三名裁判利用表决器对抢答成功的选手回答情况进行表决,每名选手的回答时间由数字电子钟进行计时。通过这个过程,学生体验电子产品的应用情况。
(3)学生分组观察产品实物结构
教师提出问题:这些电子产品是怎么装配并制作出来的呢?如果使用过程中出现故障该怎么解决?教师引导学生进行分组,组织学生分组观察产品实物,并设置简单故障让学生尝试排除。
(4)教师进行课程介绍
重点介绍学习目标(学了这门课我们能干什么?):学生能够根据电路图完成典型电子产品的装配、调试和故障检修。介绍为何上这门课及对课程的认识,学生要知道课程在专业中的地位、作用以及前后课程的衔接,知道知识和技能在专业工作岗位中的重要性,课程目标,学习要求,课程内容的描述,学习安排,路线图时间表,学习资源,学习情况的评价标准,学习方法(课堂及课外学习自我管理技巧,获得好成绩的技巧,常见的错误或误解,特殊的学习策略),作业的形式,上交的期限,考试的次数、日期和形式。
(5)总结并布置作业
教师点评总结,布置课后作业:课后搜集三人表决器的装配资料。
5.改革课程考核方案
课程的考核分为素质表现、能力培养和知识掌握三部分,在期末总评中分值所占比例为3:3:4。素质表现主要包括学生出勤、课堂参与和作业完成等日常学习素质表现情况。能力培养分为过程考核和期末测试,过程考核成绩由每个项目结束后的学生自评、学生互评和教师评价组成;对于期末测试,从每个案例中选取一个典型工作任务构成实操试题库,每个学生都要从试题库中抽取一个题目进行实操测试。知识掌握分为单元测试和期末测试,在每个案例教学结束后要安排单元测试,通过抽签的方式,每个小组选取一名学生对知识点进行测试,测试成绩作为小组的集体成绩;期末测试采用笔试的方式,主要测试学生对所学知识点的综合应用能力。其中素质表现30分、能力培养过程考核10分、知识掌握单元测试10分在每个案例结束后均通过“考核评分表”进行考核评分,期末将所有案例的得分进行平均;能力培养期末考核20分、知识掌握期末考试30分在所有课程结束后进行考核评分。
在传统的教学模式中,通常使用一种压迫式的教学方法,以教师为主进行教学,在一定程度上具有局限性。例如,在现代电子技术的教学中,由于一些客观条件的限制,在课堂上不可能完成所有的试验,一些试验的操作还具有一定的危险性,实际操作难度很大,而且模拟电子箱中的各个元部件外形都比较小,在课堂教学中局限了学生的可视空间。电子式教学模式可以使教师利用计算机的交互功能和模拟功能,通过实物投影的方法,有效克服课堂试验的局限性,并能够对教学信息做到及时反馈。可见,采用电教化多媒体教学方式,可以优化教师的教学质量,丰富学生的信息来源,加强学生对电子技术专业知识的掌握和运用。
二、电教化教学在电子技术专业教学中的合理应用
在电子技术专业的教学中合理地应用电教化教学模式,有利于提高专业教学质量,但不能盲目地使用电教化教学而疏忽了教学内容,因此要在保证基本教学的基础上,找到最佳的时机将多媒体技术应用到教育教学中来,通过合理地运用使电教化教学的作用发挥到最大化。
1.培养学生的学习兴趣,调动学习积极性
对于课堂教学来说,良好的开始是引导学生进入学习状态的关键。巧妙地设计课堂教学的开头,能够有效集中学生的注意力,引导学生进入教学课程当中,营造一个良好的课堂氛围,调动学生求知的积极性,奠定学生在课堂上的主体地位。例如,在电子测量这门课的教学过程中,书中提到的所有测量仪器,不可能全部应用到课堂教学中来。通过多媒体教学中的电子仿真软件,引领学生通过对软件的相关操作,体验仪器的测量过程,并通过测量结果自主进行电路的状态分析,得出试验结论。可见多媒体教学可以使学生独立完成教学的试验内容,并在仿真试验中学习专业知识,积极地发现问题并主动地解决问题。通过电子式多媒体教学方式,培养学生对专业知识的求知欲望,使学生在一个轻松愉快的氛围中学习理论知识,为专业技能的掌握打下良好的基础。
2.结合现代信息技术,解决教学难点
在电子技术专业的教学过程中,通过合理地运用现代信息技术,可以让学生的学习过程更加直观化、生动化、形象化,有利于学生对知识重点的良好掌握和知识难点的有效解决。新课程标准要求教师要树立学生在课堂上的主体地位,培养学生自主学习专业知识的能力,激发学生的独立创造性,通过教师的辅助指导,使学生达到对理论知识的充分理解和掌握。秉承以学生为主、教师为辅的教学思想,通过多媒体教学的合理运用,教师和学生协调一致,促使电子技术教学达到理想化水平。
三、信息反馈对电子技术专业教学的影响
对于教师而言,课堂的教学效果可以通过学生在课堂上的反馈信息来判定。根据学生反馈的信息,教师可以判定学生对课堂知识的掌握程度,对教学方法进行及时有效的调整,对学生在学习中出现的偏差进行准确的纠正,使课程教学达到预期的效果。对于学生而言,将自身对专业知识的理解程度和掌握能力的信息进行反馈,可以及时地发现自身学习上的不足,并准确地进行调整,提高自己的学习效率。在多媒体教学试验中,通过计算机仿真技术软件的应用,学生在独立试验操作过程中,能够及时地发现问题,并将问题信息反馈给教师。教师通过辅助教学,帮助学生分析问题,引导学生自主解决问题。与传统的教学模式相比,多媒体信息技术教学能够更加及时、准确地反映学生对教学内容的掌握程度,帮助教师更加有效地调控学生的学习状态。
1.1引入实例
在讲解每一个知识点之前,通过PPT课件、视频和实物演示的方法,把日常生活中诸如音响、功率、电源、信号源等电子技术的应用实例展示给学生。让大家感性认识这一知识点,体会这个知识点并不只是在死板的书里。从而刺激学生学习的兴趣,调动学生学习的主动性。
1.2讲解基本概念和元器件的外特性
电路的基本概念和元器件的外特性是不变的,但应用是灵活的。所以讲清楚基本概念和元器件的外特性显得尤为重要。讲解基本概念时,要引出它的物理意义;例如输入电阻是指从放大电路输入端看进去的电阻,它的物理含义是它的大小表示了有用信号加入到放大电路的多少;对于元器件的讲解,比如在进行二极管的教学时,应以讲清二极管的伏安特性、应用及应用时注意事项为主,对其内部PN结的形成过程、载流子的运动规律等微观内容要略讲,甚至不讲。
1.3分析电路的特征和功能
首先要分析基本电路构成原则、特点和工作原理,是认清楚电路功能的关键。同类电路构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。所以采用分类学习法。根据通过对教学计划中的专业课程内容和专业岗位群所需技能的分析,模拟电子技术可以分为以下几类电路:二极管保护电路;稳压管稳压电路;放大电路;运算电路、滤波电路、信号转换电路;功放电路;整流电路;以放大电路为例:首先对这类电路进行系统的定性分析,它包括分析基本放大电路的构成原则和特点;各元器件的作用;输入输出电压的相位关系,静态工作点设置对放大电路的影响;当电路出现失真是,如何解决等;这问题进行分析
1.4分析电路性能
不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法。比如放大电路,评价一个放大电路性能好坏是从电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等性能指标来评价;如何求得这些性能指标能,针对这一类中经典的电路进行定量的分析。为了减小学习的难度,选取经典电路是采用从简单到复杂的、从理论电路到实用电路的原则,逐步进行分析;例如首先选取的顺序是基本共射放大电路、直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路、静态工作点稳定电路和差分放大电路;定量分析是学会画交流和直流等效电路图;通过直流通路计算静态工作点,然后通过微变等效电路求出,计算出输入输出电阻和电压放大倍数等参数。
1.5应用体检
电子技术的最大价值就是实践设计,每一章安排一个精巧的实例,可用面包板动手进行实验,达到理论和实践相结合的目的,使呆板的理论变为活生生的现实,使学生们越学越有兴趣,坚定了学好这门课的决心。
2教学方法的改革
教学方法和手段的合理结合,使模拟电子技术教学更加生动、形象。从而激发学生的学习兴趣,调动了学习积极性,学生从被动地接受知识灌输,转为主动参与教学过程,对学生素质和技能的培养起到了重要作用。
2.1引入proteus仿真
对学过的经典电路,通过PROTEUS对电路进行仿真学习,既强化了知识点,也训练了技能。比如基本放大电路的分析,要设置合适的静态工作点,使信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。但静态工作点的设置比较形象,学生的感知性较差。此时可以在理论讲述时采用PR0TEUS软件进行仿真,帮助学生理解。
2.2引导式教学方法
两节课90分钟分为三个阶段:第一个阶段用5-10分钟复习上节课讲解的重要内容,采用老师提问学生回答的方式,为了激励学生回答问题的积极性,回答问题的好坏以及积极程度计入平时成绩中;第二个阶段用于讲解上次课要求同学预习的内容;采用讨论的方式,针对大家不理解的地方给予重点讲解,这样老师可以做到有的放矢,;第三个阶段:用5-10分钟的时间,说明下次课要讲解的内容,并针对下次课内容的重点,提出几个问题让学生课下去预习,让学生有针对性的预习,对于预习中不理解的地方加以标明,让学生每次做到心中有数,哪些该重点听,哪些听一下就可以了。整个教学过程中,以学生学习为主,老师指导为辅的理念。
3考核模式的改革
除了合理安排教学内容和教学顺序以及改进教学方法外,还必须有合理的考核模式。要改变传统的评价模式,紧靠期末卷面成绩来评价一个学生学习成绩的好坏。这种模式不能及时反映学生的对知识点的掌握情况,而老师只能一味的按照自己的进度进行,会造成部分同学因跟不上进度,从而产生厌学的心理。所以要对学生学习全过程的监控,将考核融入各种日常教学实践活动中,以便能及时发现问题。在《模拟电子技术》课程考核中,从人才培养目标及课程教学目标出发,重点考核学生对单元电路的理解、分析、焊接、调试、设计等综合技能,考核方式包括平时成绩与期末笔试相结合。其中平时成绩包含出勤率、作业、实验和实验报告;期末笔试包含课本上的理论内容和重要的实验内容。另外为了更好的学习本门课程,课程结束时要求学生针对本课程做一个综合的课程设计,对于设计的要求是完成实物作品的设计和设计报告,以及完成答辩环节。中实践项目的考核一定要有答辩的环节,一方面避免学生抄袭,另一方面也能考察出学生对理论的掌握程度。
2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。
3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。
4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。
5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。
6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。
7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。
1.1针对学生物理基础差、电学知识概念模糊的现状,在开展电工电子技术课程课堂教学前,需要认真找出本堂课所需要的电学基础,找出哪些概念、基本原理和基本方法是必需的
例如,在学习晶体二极管和整流电路这一节时,首先要理解晶体、导体、半导体、绝缘体等等这些概念,深刻理解半导体的三大特性;其次,鉴于半导体在整个学科中的重要性,回顾物质结构示意图的画法,尤其要了解硅元素的结构示意图。在学生了解了硅元素的物质结构示意图,了解了半导体以及半导体的三大特性等这些准备知识的基础上,给学生讲授二极管及整流电路,就比较轻松。
1.2电工电子技术教学中,每一节知识都是为后面知识的基础,这就需要在每一节新课程内容开始前,需要花一定的时间去对原来学过的知识进行巩固
在对原来知识充分理解的基础上,才能开展新的教学,这对于教学效果的提升将会起到极其重要的作用。不打好基础,就像建筑地基不牢一样,根基不稳,则上面建设得再美好也是在浪费时间而已。电工电子技术教学也一样,学生没有打好基础,则会在以后的知识学习中无法进行理解,从而对课堂产生厌倦,对学生失去兴趣。所以在教学中,教师可以通过多种形式来对学生的基础进行巩固,如讲解、提问、制作知识卡片等,以便于更好的提高学生的学习效果。
2通过改革教学方法使学生更好的掌握电工电子技术知识
2.1创造一个良好的课堂氛围
高职学校的学生入学门槛很低,学生素质也存在着较大的差异,部分学生存在着一些不好的习惯,课堂上睡觉、挑衅及答非所问的现象都普遍存在,学生具有较强的叛逆性和任性,由于知识缺乏所以在学习中极度的不自信,但其个性中又存在着自傲,针对于这部分学生,如果教师一味的进行批评指责则不会达到好的效果,可能会导致这部分学生对这门课程的厌恶程度增加。所以教师需要以宽容的态度来轻松对等学生的一些缺点和毛病,在对学生自身的不足之处进行纠正时要利用恰如其分的提醒,给学生发展意见的机会,允许其有背离常规的思维,增加师生之间的交流,让学生充分的感受到课堂气氛的轻松和愉快,从而才能更好的发挥其主观能动性,在课堂中畅所欲言,激发其学习的兴趣。
2.2加强实验教学
长期以来在我国传统的教学方法上,通常都更注重理论教学,所以在学生刚接触这个专业时就会首先进行理论知识的学习,电子技术专业理论知识具有抽象性,在学生毫无感性认识的基础上进行理论教学无法取得良好的教学效果,所以需要先让学生通过实验进行验证,然后再进行理论学习,学习一定理论知识的基础上,再进行实践,这样在教学中理论和实践相结合,可以使学习更好的掌握对知识点进行掌握,而且具有较强的动手能力。例如在讲单管放大电路时,老师先让学生在实验室自己动手连接一个共发射极单管放大电路,然后用万用表分别测出不同输入情况下的输出电压,并记录下来,同时用示波器观察输入、输出波形,最后以小组为单位,讨论输出、输入电压的比值以及波形的情况,这样让学生有了感性认识后,老师再结合理论分析学生在实验中观察到的现象,学生便很容易理解放大原理,并掌握知识点。
二、项目教学法的实施步骤
1.创造情境,激发学生兴趣。
在教学中创建良好的教学环境,激发学生的学习兴趣。例如在课程的“组合逻辑电路设计”教学中,询问学生有没有献过血。通过此问题可以激发学生的好奇心,探究献血和所学知识的相关性;接着询问血型匹配知识。通过此问题调动大家探讨的积极性;最后提出能否利用所学知识设计一个血型匹配判断电路。通过前期的情境培养,使学生对“组合逻辑电路设计”知识产生浓厚的兴趣。
2.围绕主题,逐步深入。
学习了典型的时序集成电路后,为了进一步加深学生对集成电路的理解和应用,继而引导学生作进一步讨论:能否用现有知识设计数字电子钟?数字电子钟的设计包含哪些模块?学生对数字电子钟比较熟悉,能够确定数字电子钟需要实现哪些功能。学生通过研究和讨论,设计出数字电子钟的总体结构图。数字电子钟的模块包括:秒脉冲信号产生、计数、译码、校时和显示等基本模块,利用Multisim仿真软件实现各电路模块的独立调试和仿真,再进行系统的级联调试。在此过程中,教师应引导学生思考数字电子钟的关键问题:秒脉冲信号如何产生?时计数电路,即二十四进制计数电路如何设计与实现?分、秒计数电路,即六十进制计数电路如何设计与实现?时(分、秒)译码电路如何设计与实现?时(分、秒)显示电路如何设计与实现?怎样实现对时、分的校准。
3.模块化设计,团队合作。
基本设计思路确定以后,进入项目的实施阶段。在对学生进行分组时,应从多个方面考虑团队成员的组合,如知识结构、特长、性格等。确定了小组成员后,明确每位同学职责。项目负责人将项目任务模块化,负责项目的整体组织和协调,确保项目有条不紊地开展;成员两人一组完成子模块的设计与调试;最后以小组为单位,梳理项目,由项目负责人组织编写和完善所有项目文档和报告。在项目的设计过程中,学生参考他人的设计及实现方法时,主要是学习他人的设计方法,如编码、接口和电路的工作原理,而不是原封不动地使用他人的电路。在项目的方案论证过程中,鼓励学生开展讨论。学生可以通过提方案、相互补充和正反对比等多种探讨思路,对所拟定的方案进行仿真或试验验证。教师在这一环节中力求全面把握学生动向,主动获取学生设计过程中的认知错误,加以指导。最后学生可以得出电子钟每一子模块的设计内容。数字电子钟的第一部分是时间基准,即时钟。学生通过查阅资料发现,为了获得可能的最高精度,时钟电路选择比较常见的32.768kHz的晶振,而32768是2的15次方,所以对这种晶振进行15次分频的话,就可以得到准确稳定的1Hz的标准时钟信号。数字电子钟的第二部分是秒计数器。秒计数器的工作原理为:给其装载一个初始值并执行减计数至零。当计数到达零时,产生一个时钟脉冲并将其传递给分计数器。在这里,装载的初始值根据需要设定的时间和时钟基准信号来计算,若时钟基准信号为1Hz,则60s的设定时间所需的初始值为60,若时钟基准信号为2Hz,则60s的设定时间所需的初始值为120。也就是说,装载的初始值等于需要设定的时间乘以时钟基准信号。数字电子钟的第三部分是分计数器,它实现分的计数和显示,且进行小时比较。每当秒计数器减至零时,分计数器加1。电路需包含一个比较电路的8位计数器,以实现分的复位并使小时计数器加1。通过仿真,学生发现,为了保证LED显示的正确性,当复位为零时,设置显示值为59。数字电子钟的第四部分是时计数器,当分计数器计数到60时,小时计数器加1。在计数器的设计过程中,学生最容易忽略计数器的工作特性,在仿真时就会出现问题。例如,在电子钟设计中计数器选用74LS193时,就要考虑其工作特性,在分计数器的值小于而不是等于60的那一个时刻加1。这样做可以避免使用额外的逻辑运算,来使比较器的输出转化为小时计数器的输入时钟脉冲。小时计数器电路中也应该包含一个比较器,用以检测当前值是否为12(电子钟小时显示为12进制),如果是,立即将小时计数器复位。
4.总结问题,共同研讨。
在项目教学实施的过程中,教师在做到整体掌握、全程引导的同时,还要尊重学生的设计,协助学生解决遇到的难题。如学生在校时电路的设计中遇到了如下问题:校时电路的开关在接通和断开时均存在抖动问题,使电路无法正常工作。这时学生在教师的鼓励、引导下查阅资料,了解到常用的消除抖动的方法:软实现(编程实现)、硬件实现。软实现即处理器查询或者监视开关的状态,当开关在规定时间内没有改变状态时,即认为开关已经不再抖动。常用的硬件去抖动的方法有:(1)使用施密特触发器电路;(2)使用CMOS555定时器;(3)基本RS锁存器电路。利用施密特触发器电路消除抖动时,应确保施密特触发器的门限电压尽可能小,以保证能被电容上的电压触发;当开关存在很多抖动时,最好的方法是采用CMOS555定时器构建单稳态电路来消除抖动。当开关按下时,555定时器可以输出一个稳定的脉冲信号,代替开关来触发实际;利用基本RS锁存器电路,将锁存器的S端接开关输入,R端接应用电路,将开关的状态锁存,当操作完成后取消锁存。学生可以分组,应用不同的方法消除抖动,比较去抖动的效果,确定最佳方案。学生通过查阅资料,不仅解决了设计中遇到的问题,同时也发散了思维,扩展了知识面。
5.时序仿真,实现目标。
学生通过原理图设计,得到了秒脉冲信号、二十四进制计数器、六十进制计数器,通过仿真可以得到其时序图,引导学生总结利用集成计数器芯片实现其他进制计数器的方法,最后通过级联实现数字钟的设计和仿真。每个小组实现项目设计后,教师应对学生作品进行评价,项目组负责人应向全班汇报并展示本组设计的作品,列举在项目实施过程中遇到的问题及解决方案。
6.拓展项目,鼓励创新。
在学生实现了项目任务时,教师可以引导学生进行项目的拓展,增强学生的灵活应用能力和创新能力。鼓励学生进行讨论,如现在市场上的电子钟定时有何特点,学生自身对定时功能有何要求等。学生可以通过提方案、互相补充、多方面对比等探讨过程,实现电子钟个性化定时的设计。在这一过程中,学生不仅学会思维探索,而且提高了对知识的理解记忆,为课程学习打下了坚实基础。不要局限于一套设计方案。在系统设计前,将学生分组,要求每组同学采用不同的方法达到设计目的。例如用数字电路设计一个闪烁式LED时序电路,在设计时序发生器时可以采用以下几种方法:(1)555定时器;(2)慢时钟;(3)快时钟,通过计数器来分频。
2如何进行“教学做”一体化教学
“教学做”一体化教学模式也是一种项目驱动教学模式,是在老师的指导下,将项目交给学生,从信息的收集、方案的设计到项目实施及最终评价,都由学生负责。每个项目设置了多个任务,以任务为主线、教师为主导、学生为主体,将所要学习的新知识隐含在这些任务中,学生通过对所提出的任务进行分析、讨论,学生在完成任务的过程中在老师的指导、帮助下找出解决问题的办法,从而实现对所学知识的掌握。“教学做”一体化教学一般包括“项目设计———项目实施———项目评价”等环节。通过“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”等一系列完整的行动来实施教学活动,在“做中学,在学中做”,理论和实践有机的融合到了一起,教学往往能达到事半功倍的效果。例如,在“学习情境一直流稳压电源的分析与实践”模块中,项目分成“掌握用万用表识别与检测二极管、稳压二极管、电解电容、发光二极管的方法”,“用数字电压表和示波器观察、测试二极管单相桥式整流电容滤波硅稳压管稳压电路的波形和输出直流电压值”,“能按工艺要求进行电路的装配与调试”,“能排除装配、调试过程中出现的故障现象”4个任务,让学生先了解要制作一个直流电源,不是照着电路图进行机械装配,还要了解其每个部分的作用,从而激发起学生的学习兴趣。在提出任务后,教师可以对任务进行描述:在电子设备中,内部电路都由直流稳压电源供电的。直流稳压电源在使用时,能向负载提供一个稳定的直流电源。电路由四部分组成:变压、整流、滤波、稳压。其中变压电路由电源变压器将市电220V电压降到电路所需的交流值,整流电路由半导体二极管构成的单相桥式整流电路组成,把变压器次级交流电压变换为脉动直流电压,再经过电容滤波后送给稳压管组成的并联型稳压电路得到一个平滑的符合负载需要的直流电压。让学生了解该项目情境,再分别列出完成这些任务必须要掌握的知识点和必须具备的技能,使得学生能够明确自己通过此项目训练得到那些收获。这样,学生能在任务的驱动下,带着兴趣学习,为了完成感兴趣的实训项目,而学习必须掌握的理论知识;为了顺利实现项目,必须按照技能要求来操作,最后大部分学生都圆满完成了设置的任务,不仅学习专业知识和技能,而且能够通过经历工作过程提高自身的职业素养,达到教学目的。其它的项目情境也是一样,理论是依据设置的实践项目而展开的,实践是依据教师传授的理论知识而开展的,两者相辅相成。理论教学遵循够用为原则,相应的设定需要掌握的实践操作技能。实践知识以深化为原则。实践不仅可以促进学生技能水平的提高,而且可以检验理论、深化理论。因此,在项目制定中,实践教学部分要充分考虑理论知识的延伸,真正体现做中学的理念。理论与实践只有有机的结合到一起,通过一体化教学方式,才有可能促进学生综合职业能力的提高,为学生的就业和职业生涯发展提供必要条件。
《电工电子技术》是高职院校非电专业的一门专业技术基础课程,是一门实践性、应用性较强的课程。通过对本课程的学习,学生能够获得有关电工电子技术的基本概念、基本理论和基本技能,为后续专业课程的学习及未来从事的相关工程技术工作打下坚实的基础。《电工电子技术》课程包含“电工技术”和“电子技术”两部分内容,涵盖了电路分析、电机及电气控制、模拟电子技术、数字电子技术等多方面内容。《电工电子技术》课程作为工科专业的专业技术基础课程,在我学校主要服务于制造大类专业,如数控设备使用与维修及机电一体化、汽车检测与维修等专业,由于各非电类的专业培养目标不同,人才培养方案中对《电工电子技术》课程的内容广度和深度的要求都有所不同,要求《电工电子技术》课程既要体现出专业技术基础课程的“基础平台性”特征,还要体现出非电各专业的“专业性”特征,《电工电子技术》课程不能再以一个同样的课程标准应对非电各专业的专业培养目标,必须体现为专业服务。《电工电子技术》课程教学要以学生为本。坚持工学结合,强化教学、学习相融合的教育教学活动。推行项目教学、工作过程导向教学等教学模式。要求课程的《电工电子技术》课程的教学内容、教学方法、教学手段等不断进行改革与优化,努力提高教育教学效果。如何更好的开发与实施《电工电子技术》这类专业基础课的教学工作,如何系统地把基础课的知识讲解给学生,让学生对电工电子专业有个全面的认识和统一的学习,完成《电工电子技术》“基础平台性”要求,为学生将来的可持续学习能力打下坚实基础,如何提高学生的学习兴趣,将电工基础理论与非电各专业紧密结合,让枯燥的理论在实际应用中获得生机,变“要我学”为“我要学”,培养学生自主学习能力,这些都是电工基础课教师密切关注和积极思考的问题。
一、存在的主要问题
从课程本身的发展来看,随着科技的进步,电工和电子技术的信息量日渐增加,如脉冲功率技术、新型电源技术等,另一方面,以就业为导向的专业人才培养方案的不断调整与修订,《电工电子技术》的学时数进一步减少,传统《电工电子技术》课程的教学内容不能适应非电各专业的教学目标。从学生方面来看,《电工电子技术》不是非电类学生的专业课,部分学生认为所学的专业与电工电子无关,以后工作生活也不会涉及电工电子方面的知识,因此这些学生学习的主动性和积极性都不高,再加上传统《电工电子技术》的理论知识多且比较难,大部分高职学生的物理、数学等文化基础知识相对薄弱,对学好这门课程即缺少兴趣又缺乏信心,这些思想直接影响了教学效果。从教师方面来看,高职的很多教师缺乏企业经验,从本科院校毕业后直接从事教学,将本科院校里学习本课程的教学模式照搬到高职院校的课堂里。在理论教学中,采用单一的讲授法,以“一言堂”教师为主体的方式进行枯燥的理论推导,这样就使得电学基础差的学生听不懂,逐渐形成厌学、怕学的心理。在不多的实验教学中,学生只是机械地按照实验步骤与要求进行验证性实验操作,缺乏自己动心动手动脑设计实验的环节,这样的学习过程,使理论知识与实践操作相脱离,达不到相辅相成、互相促进的教学效果。
二、“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容
《电工电子技术》是我院工程实训中心电工电子基础教研室,面向全院的工科非电各专业授课的一门专业技术基础课,服务的专业面较广,如数控设备使用与维修、机电一体化、汽车检测与维修、计算机应用等,由于各个专业对该课程的要求不完全相同,如果采用一个标准进行授课,会导致《电工电子技术》课程不能有效支撑后续课程的学习,极大地影响人才培养质量。为此,工程实训中心电工电子基础教研室老师和各系部专业教师、行业企业专家经过三年多的对接调研,深入了解不同专业的人才培养目标和对本课程内容的要求,形成了电工电子课程模块化的体系结构,并开发了系列教学载体,以期表征相关专业的特征。《电工电子技术》课程模块化是源自于学科体系的《电工电子技术》知识与技能内容,即对电路基础、电机及电气控制、电子技术三部分内容进行教学加工,同时结合国家职业资格标准“中级维修电工”技能鉴定要求,以工作过程中的能力要求对接学习过程中的能力培养,序化知识结构。电路基础、电机及电气控制、电子技术三个模块下分子模块,共有14个子模块,即安全用电,直流电路的安装、测试与分析,正弦交流电路的安装、测试与分析,三相交流电路的安装、测试与分析等模块,各个模块既相互独立又相互联系,其中4个为必选子模块、10个为选修模块。通过各专业人才培养目标对这些模块进行选择,从而实现专业《电工电子技术》的教学内容广度的选择,体现“必需、够用”原则;通过对模块中的教学载体的选择完成对教学内容深度的选择,体现“实用”原则,凸显其“专业性”特点,激发学生学习兴趣。基础模块和差异化模块见图1。《电工电子技术》课程的模块化教学可以实现对不同专业的学生进行有针对性的区别教育,见图1。如计算机应用专业的学生对“电”知识的要求以实用为主,趋向于科普化,没有国家职业资格标准“中级维修电工”的职业资格考证的要求,因而选择了电路基础部分的四大基础模块,以及“常用电子器件的测试与辨别”、“基本放大电路”、“直流稳压电源的分析与设计”、“基于触发器构成的计数器分析与设计”4个选修模块。体现了“1+X”,即“基础平台性+差异性”。授课教师在课程的讲授过程中,以趣味的、日常接触到的计算机用电实例为教学载体,更多地偏重于知识性和应用性,刻意淡化电工理论的数学推导和计算过程。如此一般,能够降低学生的学习难度,通过趣味性、实用性引导学生掌握电的相关技术及其应用。《电工电子技术》课程内容结构的“1+X”化,有助于实现《电工电子技术》课程开发的开放性,从而不断开发带有各非电专业特色的教学载体,使《电工电子技术》具有基础与应用的双重性。如汽车检测与维修专业的学生在学习“变压器使用与维护”时,除了学习常用的变压器外,还会以汽车上使用的变压器“点火线圈”为教学载体进行教学,力图将电工电子技术基本知识与技能直接应用到汽车维修实践中。“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容的核心是为了改变传统的学科式的《电工电子技术》教学内容与教学模式,开发出符合高职院校学生思维特点“先动手、再思辨”的特点,以能够实际操作的教学载体为课堂导入,通过完成任务来引导学生在实做中发现问题、解决问题。《电工电子技术》模块化设计的出发点是以职业需求为基础,以提高技能为目标,以能力的培养为划分模块的依据,将理论知识进行巧妙加工在教学载体中,从而实现理论与实际操作技能的有机结合,整个教学过程贯穿工程素质的养成,体现职业技术教育的特色。
三、“任务驱动、项目引领”,系统化教学设计
《电工电子技术》模块化课程教学内容是整合相关的理论知识、实践经验、操作技能以及活动方式、方法、方案的理实一体化的教与学,以实现学生理论知识的掌握与应用、操作技能的领悟与习得,工程素养的学习与内化。因此课程是”任务驱动、理实一体”的系统化教学设计,按照职业能力培养、工程素养养成和学生个性要求构建“学习与工作任务相结合”的教学范式,有针对性地采取任务驱动、项目导向、课论与实践一体化等行动导向的教学形式。传统的《电工电子技术》课程的实验教学主要包含验证性实验,验证性实验指的是为了配合本课程的理论教学而设置的实验,目的是使学生熟悉常用仪器仪表的使用方式,掌握正确的实验方法,如验证经典的叠加原理、戴维南定理等。这样的验证性实验一般需要到实验室完成,由于硬件资源的限制,验证性实验的课时量不可能开设太多。这就与实现理实一体化的教与学形成冲突,这也是《电工电子技术》课程改革的瓶颈之一。为有效突破这一瓶颈,以任务驱动,项目引领为主体结构,完成任务,整合相应的知识、技能,实现理论与实践的统一,电路基础部分大模块的课程教学设计如图2所示。图2电路基础部分大模块的课程教学设计建构主义学习理论认为,学习是在旧知识的基础上构建新知识的过程,强调学生学习的主动性、情境性,主张以学生原有的经验为主构建知识。《电工电子技术》课程以关注学生已有的经验为起点,通过教学载体,通过完成任务,把学生已有的知识、经验与新知识进行有效衔接,学生不仅提高学习兴趣,缩短电工理论知识与现实生活之间的距离,极大地调动学生积极性、自觉性与主动性。以“电的认知与安全用电”模块的教学为例,这是本课程的第一个学习模块,学生在高中物理中学习过欧姆定律,能够绘制简单的电路,这是学生已有知识,作为本次学习的逻辑起点;本模块的目标是掌握安全用电常识,具有安全用电意识。根据起点与目标,我们引入教学载体“试电笔”,设计学生行动任务:(1)用试电笔测出教室内的插座上是否有电?判断零线、火线?(2)绘制出用试电笔测量教室内的插座上是否有电的电路图。(3)用欧姆定律计算此回路中的电流。学生通过完成上述任务,掌握人体电阻,试电笔氖管电路结构,电流对人体的危害、安全电流等安全用电常识。把握学生学习的逻辑起点,找准新旧知识的连接点,把握好新知识的生长点,才能帮助学生实现知识迁移。再以学习模块七:“基本控制线路的装接”为例,学生已有的知识与经验是已经掌握了低压电器各元器件的元件识别、电气图形符号认知、简单电气控制原理图识读与绘制知识与技能,是本次学习的逻辑起点;本模块的目标是完成具有电动机正反转控制功能的线路设计与装接。根据完成任务的要求和环境等条件,选取适合的各种行动导向教学法,例如项目教学法、案例教学法、任务设计法、小组工作法等,教学资源为任务单、工作单、评价单、技术资料手册、技术网站的网址等。图3验电笔的使用及其电路图根据起点与目标,我们引入教学载体“正反转控制线路原理图、正反转控制线路实物等”,设计学生行动任务:(1)识读电动机正反转控制线路原理图逻辑起点,温故知新(2)资讯并设计电动机正反转控制线路资讯(3)确定正反转控制线路设计方案与实施方案计划与决策(4)实施作业,完成检查并评价实施、检查与评价(5)总结学习单元,明确课后任务知识归纳与内化在上述任务的设计中,体现了完成任务的6个行动基本步骤,即“资讯、计划、决策、实施、检查、评价。”同时根据学生的逻辑起点,找到联系新旧知识的连接点,即通过分析电动机正反转控制线路原理图,经过资讯,设计电动机正反转控制线路的实物装接图,包括元器件的选择,元器件的布局布线等;教师帮助学生选择设计方案,确定实施方案;教师在学生的实施环节中,观察学生的实施情况,并及时做出示范及引导;针对学生的作品,进行多种形式的评价,包括学生自评,小组互评,老师评价等;最后,教师总结本学习单元,布置课后作业,让学生反思行动的知识并进行知识的归纳、总结与内化,构建形成新的知识。图4“电动机正反转控制线路”的教学任务设计“载体导入、激发兴趣;操作体验、温故知新;建构新知,拓展延伸”是检验学生灵活应用本课程的理论解决现实问题的能力,是理论与实践相融合的关键。学生根据课堂已学过的理论知识,按照要求通过自主或小组讨论确定任务完成方案并实施,得出操作结果,再从实践结果来分析所应用的理论知识。经过学生在实践与理论融合的教学过程中,学生不但从中锻炼了动手能力,而且培养了分析和解决问题的能力,加深了对本课程相关理论知识的理解,培养了工程素养。
四、以“电动机正反转电路装接与调试”单元为例,看教学实施效果
通过实践我们发现,任务驱动教学法是一种比较适合电工电子技术基础课程的教学方法。运用任务驱动法教学,教师要精心设计学习任务,创设激发学生根据已有的知识与经验,探究新知识、掌握新技能的教学情境。在设计学习任务时,教师要紧扣本模块的重点、难点,从模块的知识特点以及学生的具体实际出发,遵循由简到难、循序渐进的原则。在整个教学过程中,分解模块的学习任务,将学习任务具体化,以完成一个个具体的任务为线索,把教学内容巧妙地隐含在任务中,让学生带着任务去完成学习。“电动机正反转电路装接与调试”单元是子模块七基本控制线路的装接中的学习单元2,学生已经熟知了低压电器以及电动机的工作原理等,能识别、检测各低压电器,能够对电动机的点动-连续控制线路进行连接、排故等。结合学情及教学目标、重难点进行本单元的教学设计与实施,如下图所示。图5“电动机正反转控制线路”的教学组织与实施(1)下发工作单,明确初步任务———即电动机正反转控制线路原理图的识读。教师以班级授课的形式,引导学生应用已有知识,分析电气原理图,识别各低压元器件及控制线路的工作原理。(2)设计方案并明确工作过程,明确具体任务———即工作流程。学生以小组的形式进行讨论,对电动机控制线路的连接过程进行任务分配,确定所需的元器件、工具及其检测方案、线路连接方案和故障检测与排除方案。(3)实施工作,按照所确定的方案进行作业,明确各流程中的具体小任务———即①工具准备和元器件检测;②完成电动机正反转控制线路的装接;③完成线路检测,故障排除,并进行通电试验。在各阶段,同组成员需团结并分工合作,积极主动动心、动脑、动手,按照电工职业标准进行操作;鉴于学生的竞争心理,学生都会踏实、努力完成任务。在此过程中,教师需从旁协助,密切关注各组的完成情况,并对安全用电知识进行普及,确保各组成员有效、安全的完成任务。(4)总结学习单元,明确课后任务———即完成实验报告。在此阶段,学生需将自己的作品进行呈现,并做简要说明与总结,最后将自己的认识,理解通过实验报告的形式呈现。通过本单元的学习,学生对电动机正反转控制线路的认识,以及线路检测、排故方面都会有所认知,同时培养了学生勤动手、爱动脑、爱设计的习惯。
五、结束语
《电工电子技术》课程教学的改革并非盲目的改变现有的教学模式,我们结合学生的学情以及非电各专业对本课程的要求,在教学内容的选择,教学载体的确定以及教学形式的选取上进行了系统化建构与设计,实现《电工电子技术课程》教学内容与载体上的“1+X”化,体现出该专业技术基础课程的“基础平台性”特征与“非电类各专业接口”特征;以任务驱动、项目引领为主进行系统化教学设计,突出“教、学、做、练‘一体化特色,遵循了由浅入深,循序渐进的教学规律,通过教学改革探索与实践,授课教师明显感觉到学生的学习兴趣高涨,极大提高了教学效果。
作者:龙海燕 龚 雪 单位:成都航空职业技术学院
参考文献:
高职院校教学的主要目的是教授学生能力,让学生在毕业后即可迅速投入工作,从而为人力市场源源不断地供应技术型的人才。而电力电子工程作为电气工程及其自动化专业的基础课程,不仅适用范围较广,也是相关高素质技能型专门人才必须掌握的一门课程。传统的高职电力电子技术教学大多沿用的是本科的教学形式,没有体现高职教学的特色,也没有达到高职教学应有的目标。
1目前教学中存在的问题
1.1教学内容陈旧
科技的发展导致电力电子相关技术更新较快,是很多高职院校的教材却没有跟上科技发展的脚步,甚至仍以半控型器件晶闸管为核心器件搭建电路,而事实上在工业中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件为主流器件,整个电路的结构都发生了重大的变化。此外,由于教学内容过于偏向本科,在教材中对电子电力器械的内部结构以及运行原理介绍较多,而高职学生更多的是需要对元器件的运用能力。由于电力电子电路的种类繁多,很多教材都难以将其进行系统的归纳,不同章节之间完全没有衔接,这就导致学生在学习这些章节的时候难以对新的知识进行理解。教学内容的陈旧以及科学分类的缺乏使得学生很难成长为高素质高技能型应用人才。
1.2教学方法单一
电力电子技术中很多内容都是比较抽象的,如晶闸管整流及其逆变电路、交流调压电路等,这些内容仅仅依靠传统的口述加板书是无法加以展现的,如果学生理解能力有限,教师再怎么去努力也是徒劳的。虽然有的学校可能会进行多媒体的教学,但是学生对电力电子电路的实际构建过程和工作过程缺少形象直观的了解,仅仅依靠教学是达不到这个要求的。学生想要掌握实际应用电力电子产品的能力,就必须进行工程实际体验,而实践教学恰恰是高职电力电子技术教学的薄弱之处。
1.3实践环节薄弱
对于技术型人才来讲,实践教学的价值远比理论教学来得重要。但是在相当多的高职院校中,电力电子技术教学都是以理论教学为主,实践教学占的课时很少,可能学生能够运用一些基础的电力电子电路,但是真正要想对相关电气元件进行灵活的运用,学生远达不到这个要求。这就导致有的高职院校虽然具备了功能强大的实验设备,但是却没有发挥应有的作用。当前电力电子产品的更迭比较快,而学校的实训基地的资源又是有限的,因此高职院校更多的应该考虑的是加强校企合作,以此来增强学生的实践能力。
2课程改革的探索和思考
2.1整合和更新教学内容
教学内容和课程体系的改革是教学改革的重难点,特别是在当前电子电力技术不断发展的当下,教学内容的更新速度很难跟得上各种新型电力电子设备的推广速度,因而当前高职电力电子技术教学对教师知识面的要求更高,需要教师不断的整合和更新教学内容,做到与时俱进的教学。高职的目的是培养学生的能力,因此在教学的过程中一定要把握课程的核心,对于电子电力器件复杂的内部解构以及工作原理都可以一笔带过,这些复杂的公式推导过程对高职学生来讲,并没有什么意义,而对于电子电器元件的参数特性以及使用方法都要详细叙述,首先让学生在理论上掌握电子电气元件如何去使用。其次教学的内容要紧跟当前时代,自动化是当前工业发展的主流,在介绍这些电力电子元器件时应该选用能够代表当前实际应用水平的电路,如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模块IPM进行讲述,这样才不至于让学生毕业后产生与社会脱节的现象。
2.2改革教学方法和手段
传统的本科式的讲授方法,对高职学生来讲并没有太大的作用,很少有学生能够凭借自己的能力来分析电力电子电路及其系统结构,因为三相交流电所带来的电路输出波形异常复杂,讲述如何去手动计算也没有太大的意义。而如果能够使用现代计算机仿真技术来进行电力电子电路的分析,则可以在短时间内就帮助学生理解整个知识架构,可以作为高职电力电子技术教学的重要手段。高职电力电子技术的仿真教学可以参见本科院校的课程,本科院校很多都是使用的基于MATLAB软件的电力电子电路仿真,从实践效果来看也相当的理想,因而不妨借鉴本科院校的教学方法和手段,让学生利用仿真电路来理解整个电子电路的架构和运行规律,或许能够在帮助学生理解的同时增强学生的学习兴趣。在技能培养上要采用层次化的方式,首先让学生通过基础实验来了解电子元器件的基本原理,然后利用综合实践来掌握电子电气电路的各部分电路功能和特征,再用综合实训来进一步加强学生的技能锻炼,能够独立完成电路的分析、制作、焊接和调试工作,最后使用现场教学来落实学生的实践能力,提前适应工作岗位的需求。
2.3扩充和创新实践环节
电力电子技术对于实践能力的要求较高,针对当前高职电力电子技术教学缺乏实践环节的情况,必须有效扩充和创新实践环节,利用实践来让学生所学到的理论知识得到验证,从而对电子电路知识有更深的了解。当前很多院校在电力电子技术实践环节上都只安排了基本的实验,对于高职学生来讲这些实验都过于简单,既没有起到提高学生相关能力的作用,又没有充分发挥现有实验设备的功能。高职院校可以保留基本的电力电子电路验证性实验,但是更多的是要基于现有的教学实验设备来开发设计综合性的设计实验项目,以此来增强学生对于电子电路的综合运用能力,在实践中巩固自身的知识,发展实际动手能力。而对于创新实践环节的考核上,高职电力电子技术教学也存在诸多的弊端,考核大多基于卷面分数,考核的结果也凸显不了学生的实际操作能力,这就很可能出现动手操作能力强的学生没有较好的卷面分数,而动手能力不强的学生依靠死记硬背却能够通过考核。在实践阶段的考核要根据学生的学习态度、作业情况、实践报告、实践操作考试等多方面来综合评定,这样才能够客观地评价学生的成绩,确保每个经过创新实践环节的学生都能够有良好的动手操作能力。而在电子电气技术不断更新的当下,仅仅依靠学校的实践基地是无法满足教学的需求的,学校应该加强与校外企业的联合建设,在教学过程中可以聘请校外企业的专业人员到课堂来讲授电气元件的操作和运行。也可以让学生到企业中去亲手实践和见证电力电子装置的运行情况,从而加深学生对课程的理解和印象。而对于表现优异的学生可以直接选择进入企业就业,无意进入企业就业的学生也拥有了较强的动手操作能力,有工作的资本。
3结语
当前我国的电子电力行业正处在飞速的发展中,需要大量的高素质技术性人才。虽然高职教学的目的就是为人力市场提供技术型人才,但是很多高职的电力电子技术教学都存在理论与现实脱节的情况,导致毕业的学生不能马上适应工作条件。对此高职院校有必要更新电力电子技术教学的内容,丰富教学方法,创新实践教学环节,从而让学生从书本上学习到的理论知识能够实际运用于生产之中。
作者:陈杰金 霍览宇 单位:湖南机电职业技术学院
参考文献: