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Abstract: With the design of talents cultivation in higher vocational colleges, it's the key to establish a overall design of course teaching in conformity with the design of talents cultivation. Taking fundamental theory of electrician course in higher vocational colleges as an example, this paper analyses the course orientation, teaching design, teaching objectives, teaching model, evaluation system and so on, realizes the overall design of fundamental theory of electrician course teaching, aims to provide a useful reference for the course reform in higher vocational colleges.
關鍵詞: 高職教育;電工基礎;整體設計
Key words: higher vocational education;fundamental theory of electrician;overall design
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)14-0217-02
1 課程的定位
《電工基礎》是高職院校電氣自動化技術專業的一門重要技術基礎課程,是后續專業課程的基礎平臺。本課程的任務是使學生掌握從事本專業各職業崗位所必需的交直流電路的基本概念和基本知識,熟練掌握交直流電路常用的分析方法,理解電路的動態過程和磁路的有關知識,具備常用電工工具和電工儀器的使用能力,具備基本的電工作業能力,具備低壓電器選用能力,以及使用有關技術標準、規范及手冊的能力。
2 教學設計思路
2.1 突出高職教育理實一體的特點 根據“理論夠用,技能強化,重在應用”的教學理念,構建《電工基礎》課程教學的模塊,設定各模塊知識目標-能力目標-工作任務,提出相應的教學建議及學法指導,做好課程教學的總體設計。在課堂教學中,注重職業基礎通用能力和職業崗位工作能力培養,強調知識與技能的結合,理論與實踐的結合,同時根據職業崗位和電工考證要求等設置知識點、技能點及教學要求。從簡單到復雜,基于學生認知過程安排課程教學內容,采用理實一體化的教學形式,通過講解、練習、深化、歸納、訓練等步驟,使學生真正掌握電工基礎的知識與技能,進一步發展學生的認知、歸納分析、遷移的能力。
實踐性教學設置為三個層次:常用電工工具和電工儀表的使用;基本電路實訓;綜合實訓。在項目任務設定時,選用實用性和可操作性的項目,同時兼顧理論教學與實踐教學的同步性。
2.2 正確處理知識、能力與素質三者之間的關系 知識是基礎,能力是核心,素質是關鍵。知識職業發展的基礎,要使學生掌握必需夠用的電工基礎理論知識,具有交直流電路的分析計算能力。能力培養是職業教育的核心,利用各模塊的技能訓練項目為線索,通過一系列的實驗實訓使學生具備電工作業的基本操作能力,包括電工工具使用能力,常用電工儀表的使用能力,電路及電路圖的分析能力,電路安裝測試能力,以及電工綜合實訓等能力。素質培養是學生職業發展的關鍵,教學中要樹立安全用電意識,培養學生良好的職業素養。
知識、能力與素質三者息息相關,有著不可分割的關系,學生對知識理解得越深刻,掌握得越牢固,相應的技能越熟練,職業能力就越強。能力是理論知識的深化應用,是知識發揮作用的實踐應用。素質是學生在學習活動過程中所表現的內在升華,是在實踐活動過程中具體呈現。
3 課程教學目標
3.1 總體目標 通過《電工基礎》的學習,使學生具備電氣自動化專業的技術應用型人才所必需的電工基本知識和基本技能,掌握電路的基本理論知識,能靈活運用相關知識進行電路分析,做到理論聯系實際,實現寬基礎、強技能的基本目標。初步具備解決家庭照明電路安裝和工廠供電中實際問題的能力,為學習其他專業技能、提高綜合職業能力和終生學習打下良好的職業技能基礎。同時通過案例分析,幫助學生建立職業道德意識。
3.2 具體目標
3.2.1 專業知識目標 通過本課程的學習,掌握電路的基本概念、基本定律及定理、基本理論;熟悉電路分析和計算的一般方法;熟悉基本電路的工作原理及電路的基本作用;能對較復雜的典型電路進行分析;掌握安全用電的基本常識;認識常用的低壓電器;熟悉常用電工儀表和電工作業的操作規程;能夠分析計算簡單的應用電路。
3.2.2 專業能力目標 通過本課程的學習,具備計算電路基本物理量的能力;熟悉一般電路的分析測試方法;具備常用儀表和常用工具的操作能力;熟悉電路的連接方式;會設計安裝家用照明電路;會操作常用電力供電系統,并能進行簡單電路的檢修;能應用電路理論解決生產和生活中的實際問題。
3.2.3 職業素質目標 通過學習,學生具有安全用電和規范操作的職業意識;養成嚴謹認真、精益求精的職業習慣;培養吃苦耐勞、團體協作的職業精神。
4 教學模塊設計
根據課程教學的需要,將教學內容模塊化,構建電工基礎課程教學體系。以工作任務為驅動,組織安排教學內容及教學進度,構建理實一體化的課堂教學形式形式,結合課程特點,通過聽課、思考、記憶、練習、應用等五個環節進行教學,解決學什么、怎么學、怎么記、怎么用的問題,全面實現課程教學目標。
課程的主要模塊有:電路基礎、直流電阻電路、動態電路、正弦交流穩態電路、互感電路。內容基礎實用,重點突出,敘述簡單明了,強調對知識的理解和應用。對于每個模塊,知識目標能力目標明確,理論與實踐融合,對課堂教學具有很強的指導性和針對性,最終達到學生能夠獨立完成相應的工作任務。
模塊1 電路基礎。工作任務:電壓表、電流表量程擴大改裝;導線連接;電阻的選用。知識目標:了解電路和電路模型以及電路的基本概念;掌握純電阻、純電感、純電容電路的特點以及兩種電源等效變換的條件;掌握電阻的連接方式、歐姆定律、基爾霍夫定律及其運用;了解獨立源、受控源的聯系和區別;熟悉萬用表的使用;驗證基爾霍夫定律。能力目標:能根據要求正確連接電路;能使用萬用表測量電阻、電流和電壓;能識別和選用色環電阻;熟練應用歐姆定律、基爾霍夫定律分析計算電路;了解家用電路。
模塊2 直流電路。工作任務:用萬用表測試直流電路;有源二端網絡等效參數測定。知識目標:理解等效概念,熟練掌握無源網絡和有源網絡的等效變換方法;掌握電路分析的基本方法,特別是節點電壓法和回路電流法;熟練應用戴維南定理分析計算電路;加深理解含受控源電路分析方法。能力目標:能夠分析計算直流電路;能夠正確搭建直流電路;能夠使用萬用表對直流電路進行測試;能夠對二端網絡等效參數進行測定。
模塊3 動態電路。工作任務:一階動態電路的測量。知識目標:掌握電容和電感元件的伏安關系;理解換路定律;掌握RC電路的充放電過程;熟練掌握一階動態電路的三要素法。能力目標:能熟練分析一階電路的動態響應;怎樣正確分析實際電路,實際操作時應注意些什么;換路定律在使用過程中應注意的事項。
模塊4 正弦交流電路。工作任務:交流電的測量;功率因數提高與日光燈電路安裝;三相電路的連接與設計。知識目標:了解正弦量的基本概念;掌握正弦量的相量表示法、單一元件在電路中的特性和RLC電路的特點;掌握阻抗的連接方式、歐姆定律、基爾霍夫定律及其運用;諧振電路;了解三相電源的基本概念;掌握三相電源和三相負載的連接方式;三相電路分析方法。能力目標:能夠使用示波器測量交流電路;能根據要求正確設計和連接照明電路,熟悉家裝;怎樣正確分析實際電路,實際操作時應注意些什么;具備分析計算交流電路的能力;能根據要求正確設計、連接三相電路;怎樣正確分析實際電路,實際操作時應注意些什么。
模塊5互感耦合電路。工作任務:單相變壓器測試。知識目標:了解互感和互感電壓;掌握同名端及其判定;掌握理想變壓器、空心變壓器。能力目標:能正確判斷同名端;應用理想變壓器解題。
5 課程評價體系
建立課程評價體系,既要考查學生的知識和技能掌握情況,建立定性與定量相結合、過程評價與結果評價相結合的課程評價體系,同時還要關注學生的職業傾向和個性化發展。
5.1 課程考試大綱 考試大綱可以指導學生學習,檢驗課程學習效果,同時,也是測試學生的知識能力水平的依據,這就需要制定課程的理論考試大綱和實踐考核大綱。理論考試全面考查學生對基本概念、基本知識、基本方法的掌握情況,考點分布廣泛,提出了前后遞進等級四個層次要求:“了解”―能知道有關的名詞、概念、知識、定律、原理的意義,并能正確認識和表達;“理解”―在了解的基礎上,能全面把握基本概念和原理的區別與聯系;“應用”―在.理解的基礎上,能用學過的一、二個知識點,分析和解決簡單的問題;“綜合應用”―在簡單應用的基礎上,能用學過的多個知識點綜合分析和解決較復雜的問題。實踐考核依托項目進程分別考查學生在安全用電、電工工具及儀表使用、電器元件選用、實踐操作、檢測調試等方面的能力,借鑒職業技能鑒定評分細則進行考核,要突出過程考核,做到定性與定量相結合。電工基礎課程的綜合成績按照理論與實踐各占50%合成。
5.2 建立習題庫 利用網絡學習平臺,建立習題庫。按模塊劃分,條目有:內容提要、基本要求和學習指導、典型例題解析、習題解答和自我檢測題。通過對課程的主要內容簡明扼要地分析總結,幫助學生把握課程的基本要求,突出重點,突破難點,并通過典型例題分析和習題解答,加深理解,提高分析和解決問題的能力。
6 結語
教學既是一門科學,又是一門藝術,這就要求我們要從實際出發,建立并完善具有高職特色的課程教學模式,不斷提高教學質量。因此如何建立和完善課程教學的整體設計,做好課程教學工作,是一個值得我們長期探索的重要課題。
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關鍵詞:電工實習;理論知識;制訂計劃
電工實習是中等職業學校機電技術應用專業的一門必修技術課程,其目的是使學生獲得電工技術方面的基本知識和基本技能,為學習后續課程以及今后的工作夯實基礎。本課程分為理論教學和實驗教學兩個環節,其中實驗教學是聯系理論和實踐的橋梁,是培養學生動手能力的主要手段。因此,如何組織好實習教學,如何提高機電技術應用專業電工實習的教學質量就顯得尤為重要。通過近幾年的教學實踐,本人認為機電技術應用專業的電工實習教學應著重抓好以下幾個方面。
一、細化理論知識,夯實技能教學基礎
電工實習作為機電技術應用專業的一個重要實踐性教學環節,是培養學生操作技能,縮短與工程技術人員差距的有效途徑,它是理論教學的補充和延續,是運用各種知識綜合解決較復雜問題的一個完整過程。通過電工項目的練習,學生將平時所學到的專業理論知識應用到實踐操作中,通過不斷反復練習而對技能的掌握,將抽象的理論概念轉變成自己易于領會的知識,為技能的提升打下基礎。
隨著當今社會對學生的綜合素質和創新能力培養要求越來越高,為使學生在今后工作中有較大的發展空間,理論教學就顯得尤為重要。當前,部分學校一味追求技能訓練而忽視理論教學,必將對學生的發展產生一定的影響。因此,我們要根據當前學生的基礎,細化理論教學,以實用、夠用和管用為目標,將理論知識分解成若干個便于學生掌握的知識點,通過學習,使學生系統掌握基本的電路原理,理解電路性能,熟悉電器元件原理及運用,為專業實踐夯實基礎,再通過實踐后對知識的消化,鞏固所學理論。這樣逐步地深入,會使學生的終身學習能力得到培養。
二、科學制訂計劃,理實一體提高質量
教師要根據學校的實際情況和學生基礎,結合現代企業對人才的需求,按照實綱合理制訂實習計劃。計劃要有方向、有目標、有連貫性,由淺入深,分層次推進訓練課題。同時,教師在訓練前要編寫好實習任務指導書,明確實習目的、任務,對相關技術要領進行細化,讓學生實習前對所學項目有所了解,形成對訓練項目的心理準備,為完成任務奠定基礎。
實習訓練要堅持在理實一體化教室里進行,這樣有助于將理論與實踐緊密聯系起來。對訓練項目中不能理解的原理,教師可以通過多媒體動畫演示增強感性認識,確保優質地完成訓練任務,同時亦可采用主講練結合、演練結合等方法,讓學生知其然,更知其所以然。這樣,實習教學組織管理者的業務能力必須通過學習進行提升,才能更好地上好一節實習課,更重要的是對實習過程中學生的學習狀況必須有所了解,才能有效地保證實習教學質量的穩步上升。
三、規范過程管理,構建訓練保障體系
實習教學作為職業學校的最基本教學環節,其過程管理作為技能訓練保障體系的重要構成部分,主要強調的是細節管理,著重加強學生在技能操作訓練時的規范性和標準性管理。教師要嚴格按照入門認識指導、示范操作指導、訓練糾正指導、講解評價指導,必要時重點指導的實習教學程序,對每一個訓練項目進行全過程管理。特別是示范操作和訓練糾正指導,教師一定要給學生直觀、規范的動作要領,同時要及時糾正學生不規范的操作,為下一訓練環節作準備。
為保證實習教學質量,我們在教學過程中對實習指導教師提出了 “三提前、三到位”的要求:“三提前”是指提前準備實驗、提前組織學生、提前做好清潔;“三到位”是指示范指導到位、監督評價到位、整理整潔到位。對學生提出了“五一”“五禁”要求:“五一”是指一隊、一包、一本、一位、一心;“五禁”是指禁止遲到早退、禁止喧嘩嬉鬧、禁止帶食品飲料、禁止串崗串位、禁止違反操作規程等要求。這樣,既規范了學生的言行,又提高了實習教學質量。
四、創新評價體制,整體拓展訓練效果
實習評價作為對訓練項目檢驗的重要環節,是對學生技能訓練效果的檢驗。在每一個實習項目結束后,實習指導教師要用具有實用背景的任務全面評估學生學到了什么專業能力,組織學生自評、互評,完成實習任務書,并對自己的訓練項目的今后的改進方向進行展望分析。為提高評價氛圍,每一項目都要進行連續多次的評估,也可以開展項目小組競賽,調動學生訓練熱情,提升學生進行技能訓練的質量意識。當然,安全操作也要納入考核評價范疇,因為電工實習涉及到220V、380V電壓,對人生安全危害較大。培養學生的安全意識是各項工作的基本保證,實習場所要通過構建安全操作的文化氛圍,讓學生時時繃緊安全這根弦,嚴格按照實習操作規程操作。與此同時,實習過程中材料的合理使用、工作環境的整理也應包含其中。總之,一個訓練項目的總成績應當包含訓練內容的完成情況、訓練態度、5S操作和創新拓展等諸方面的有機結合。
綜上所述,在中職機電技術應用專業電工實習教學中,教師只有在總結經驗的基礎上,不斷地進行改革嘗試,強化實習教學各環節的管理,才能使學生全面了解專業現狀,通過項目訓練掌握操作技能,縮小與行業間的距離,畢業后有更廣闊的就業前景。
參考文獻:
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關鍵詞:教學體系;教學模式;教學實踐;應用型人才
引言
電工電子技術課程是非電類專業學生的重要專業基礎課程,它涉及電路分析、模擬電子技術和數字電子技術等領域的基礎知識,是非電類專業學生學習相關電學知識的一門重要技術基礎課程。在信息時代的今天,電工電子技術的發展日新月異,不僅信息量大、知識面廣,而且所傳授的知識具有基礎性、先進性和很強的工程應用背景,電工電子基本技能已經成為各專業學生的重要基本技能之一,學好本門課程將為學生學好后續專業課程起到決定性的作用。電工電子技術課程的教學內容既要完成知識的傳授,更要把人才培養與發展學生的主觀能動性有機結合;既要符合學生的認知規律,考慮到不同專業學生的理論基礎,又要更好地服務于社會。如何在課程的教學過程中處理好“繼承與創新”、“內容多與學時少”、“學好與用好”之間的關系顯得尤為重要。本論文提出了八點改革措施,為提高人才培養質量、推動教學改革、建立與遼寧經濟結構調整和產業轉型升級相關聯的應用型專業體系、推進產教融合、現代信息技術與教育教學深度融合提供有價值的借鑒。在近幾年的國內外各高校電工電子技術課程教學改革過程中,都始終把學生工程應用能力和創新創業能力的培養貫穿始終,但每個高校的教學體制和專業設置各不相同,學生個體素質也有差異,先進的教學理念可以借鑒,但具體實施過程還得參照我校具體情況而異。
1課程教學體系
目前,電工電子技術課程教學學時減少與教學內容急劇膨脹的矛盾在不斷加劇,原有的課程體系已不能滿足各專業人才培養的要求。圍繞應用型人才培養,深化課程體系改革,對應落實應用型人才培養目標和畢業生的能力需求,體現行業、企業的發展動態與需要,體現行業、企業標準以及行業發展、技術進步和社會發展對人才培養的新要求,優化課程結構,整合課程體系,形成支撐應用型人才培養的課程模塊。由于每個專業的培養目標和對該課程的需求各有差異,根據我校實際情況,按專業需求,將教學內容分為五大模塊,制定不同的教學大綱,讓各專業根據自己對人才培養的不同需要合理對模塊進行不同組合,已有效支撐應用型人才培養的新要求。1.1模塊一基本模塊。電工電子技術課程的傳統內容中大部分還是基本內容,即為非電類專業的基礎性內容,如長期起作用的電路基本定理、定律及基本分析方法,或當下還在起作用的如繼電接觸器控制系統,由分立器件組成的放大電路也應在此模塊中,因為它畢竟是集成電路的基礎。基本內容中的基本點要講清講透,如直流電路的基本知識點是基爾霍夫定律和歐姆定律,正弦交流電路的基本知識點是基爾霍夫定律的交流形式以及單一參數的正弦交流電路;三相交流電路的基本知識點是對稱的三相電壓和對稱的三相電流;模擬集成運算放大電路的基本知識點是理想運算放大器的“虛短”和“虛斷”;數字集成電路的基本知識點是各種基本門電路和觸發器的邏輯特點和邏輯功能等。1.2模塊二針對我校機械工程與自動化學院各專業,包括機電、機設、機制、過程、工業工程等,除基本模塊中講解的內容以外,還應重點選講磁路部分和電機部分,但不是按照電類的要求重點講解電機繞組的結構、內部電磁機理、矢量圖和等效電路等,而是重點突出機械類各專業常用的三相交流異步電動機的轉矩、機械特性、起動、調速、制動以及銘牌數據的計算等知識點。示意圖如圖1所示。1.3模塊三針對我校汽車與交通工程學院各專業,包括車輛、汽服、物流、交通、交工等,除基本模塊中講解的內容以外,由于汽車類專業的學生要對車載電池、充電樁、驅動電機、控制器、變頻調速器和各種電源等設備要熟練掌握,所以還應重點選講交直流電動機、驅動電機、可編程控制器、可編程邏輯器件、電路中的反饋以及電力電子技術等知識點,對于非電量的電測量方法也應掌握。示意圖如圖2所示。1.4模塊四針對我校土木建筑工程學院各專業,包括建環、建筑、道橋、給排水等,除基本模塊中講解的內容以外,還應重點選講建筑電氣相關知識,如感性負載功率因數的提高意義及方法、安全供用電常識、電工測量、常用傳感器的電測量法、松下、歐姆龍、西門子等系列可編程控制器等知識點。示意圖如圖3所示。1.5模塊五針對我校材料科學與工程學院各專業,包括焊接、材料、材成、材物等,以及針對我校化學與環境工程學院各專業,包括環境、環科、應化、化工等,講解內容為基本模塊即可,還可以適當在基本模塊中再精煉些,如受控源電路、電路的暫態分析、直流穩壓電源等可以作為選講內容,因為這些專業的學生將來跨到電類或機類專業的機會和可能性不大。
2課程教學模式
傳統的教學模式是以教師、課堂和教材為中心的“填鴨式”教學模式,學生處于被動接受知識的地位,學生的個性和創造力難以發揮。以培養學生自主學習能力和鍛煉學生發散性思維為目的,教學模式應滿足應用型人才培養的新需求,積極探索問題導向、案例教學等適合應用型人才培養目標的教學模式,并能充分利用現代教育信息技術改革教學方法,積極探索現場教學、遠程教學、模擬教學等適宜應用型人才培養的多種教學組織形式,提出了綜合教學模式,有效地促進了師生交流,取得了較好的教學效果。2.1鋪墊法例如,在講解晶體管工作特性時,從多方面反復強調放大、飽和和截止三種工作狀態,與后續數字電路內容的學習有機結合,前后呼應。2.2圖解法與解析法相比,圖解法是一種比較形象、直觀、便于理解的一種教學方法,例如,將其應用在交流電路的相量法當中,可以較方便地比較兩個正弦量之間的大小和相位關系;將其應用在放大電路中,可以形象、直觀地表明各信號交流分量的傳輸、相位和有無失真等現象。2.3表格法簡明易懂、含義明確、詳略得當,例如,在講解數字集成電路各種邏輯門電路的邏輯功能時,采用表格的形式進行對比分析將使學生很快地理解和記憶邏輯門的動作特點和規律。2.4對比法對可比性內容,如單相交流電路和三相交流電路、RC和RL電路的暫態分析等,只需重點抓住一個講深講透,同時指出異同點,其余完全可以讓學生自行分析,培養學生舉一反三的能力。2.5循環提問教學法課堂上,采用不斷循環提問的啟發式教學方法來調動學生的學習積極性和主動性,讓學生在學習過程中不斷處于思維狀態,從而提高學生分析問題和解決問題的能力。2.6多媒體課件演示法有一些比較不好理解的內容可以采用多媒體課件演示法,使復雜問題簡單化,也使得課堂教學生動有趣。課件的制作要按照“發現問題分析問題解決問題得出結論舉例應用”這一標準,依照學生的認知規律,做到科學系統性和邏輯性并存。2.7遠程教學法在互聯網飛速發展的今天,充分利用強大的網絡資源,利用發達的手機通訊軟件,如QQ、微信等,可以在線、實時地答疑解惑,達到讓學生自主學習和創新性學習相結合的目的,還可以增進師生情感,為課堂氣氛的活躍和講課、聽課質量的提高奠定了良好的基礎,讓學生體驗隨時隨地輔導答疑的樂趣,體驗多樣性的教學手段,使得學習不再枯燥乏味,而變得生動有趣,課余時間也能感覺到老師就在身邊。
3改革實踐教學
傳統的實踐教學環節的方式和內容比較固定和單一,專業特色不明顯,不利于學生后續專業工程設計能力的培養,提出基于專業導向的改革,構建以基本操作能力、自主設計能力和綜合創新能力為主的三級實踐教學環節,使學生達到知識應用能力和科技創新能力的培養目標。基本操作能力是通過驗證性實驗逐步掌握電子儀器設備和電子元器件的使用及實驗的基本測量方法;自主設計能力是學生自己獲取知識、自主設計實驗的能力,以便使其逐步掌握較復雜、系統的功能電路的設計過程;綜合創新能力是按興趣方向選擇教師提出的命題或自由選題,利用課余時間進行安裝調試和測量,確定最終設計電路的能力。根據學科特點構建實踐教學體系,合理安排實訓、實習、社會實踐等環節,形成加強學生創新實踐能力和就業能力培養的有效機制。
4多元化考核評價機制
采取課堂討論、筆試、實際操作、現場答辯以及實踐論文等多元化考核方式,改變學生過分注重理論知識的學習、忽視綜合能力的培養,注重對學生學習過程的考核和實踐能力的評價,建立促進學生實踐能力和綜合素質提高的多元化評價方式。
5網絡教學和精品資源共享課建設
依托遼寧工業大學教改項目《電工與電子技術微課教學方法研究》,建立并不斷更新電工電子教學網站,完成電工電子多媒體教學視頻、習題課資源共享視頻、實驗視頻和部分電工電子課程微課視頻的錄制,實現課程資源的最大共享。
6教材建設
積極選用適合應用型專業教學需要的教材,或具有與企業聯合編寫的參考教材并具有明顯的應用型專業特色。
7校企合作
與行業、企業、實務等部門共建校外實踐教育基地,建立企業專家進校的工作機制,讓學生體驗到學有所用、學有所成,有效地促進應用型人才培養目標的實現和應用技術的開發。
8師資隊伍實踐能力的提升
任課教師不僅要具有扎實的理論功底,還應具備一定的工程實踐能力,以提高教學效率和教學質量。教師要加強和企業之間的聯系,要走出去,深入到生產第一線,了解先進工程設備和技術的使用,了解企業真正需要我們高校培養什么樣的應用型人才,探索與企業共建共管共享的長效機制,有效地促進應用型人才培養目標的實現和應用技術的開發。
9展望
電工電子技術課程2004年被評為遼寧工業大學精品課程,電工電子實驗中心2007年評為遼寧省高校實驗教學示范中心,以本課題組成員為骨干力量的“電工電子技術教學團隊”于2008年被評為遼寧省高校教學團隊。課題組成員多年來一直堅持不懈地進行教學改革與實踐,雖然我們取得了一定的教學改革成果,但為了有效地促進應用型人才培養目標的實現和應用技術的開發,其教學改革還有很多工作要做。(1)如何在沒有后續課程支撐的前提下,更好地解決電工電子課程內容多而學時少的矛盾,仍然是擺在我們每個任課教師面前的一道難題。(2)目前電工電子實踐教學方法尚顯單一,要進一步改革實踐教學手段,充分利用多媒體、EDA仿真技術及網絡化教學等現代化教學手段,提高實踐教學效果和效率。(3)開發更多的和專業相結合的實驗和實訓項目,給少數能力較強的學生提供更多鍛煉的平臺。(4)派更多的學生和教師深入企業一線,掌握企業現實需求,讓學生和老師都學會有的放矢。10結語遼寧是老工業基地,重工業基礎雄厚,工科類學生在省內的需求較大,同時伴隨著電工電子技術的快速發展,本學科的知識更新較快,對學生的知識結構和能力要求更高。為配合我校實施應用型人才培養的需要,結合電工電子課程的實際特點和我校學生的實際情況,有必要進行新形式下的電工電子課程教學改革,對解決當前我省高校電工電子課程教學中普遍存在的問題、提高人才培養質量、推動教學改革等目標、有效地促進應用型人才培養目標的實現將起到一定的積極示范作用。
參考文獻
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根據以前的經驗,生產實習是應用電子技術專業以及其他任何專業十分重要的實踐性教學環節,是培養學生實際動手能力和分析問題解決問題能力、理論與實踐相結合的基本訓練,認真抓好生產實習的教學工作,提高生產實習教學質量,是提高學生業務素質和思想素質的重要環節。現在的大學畢業生非常缺乏實踐的動手能力,為了現在的畢業生能更好的接軌,能更快的適應的公司的要求,能更好的適應工作環境,勝任自己的崗位,學校決定行一次有效的畢業生實習。
從今年3月中旬開始,我在xxxx有限公司進行畢業實踐。實踐期間,我在領導、同事們的熱心關懷和悉心指導下,我學著掌握各類電子機械的各個部分電路的分析和工作原理,并嘗試學習故障的排除方法和維修的思路。通過實習對電子機械產品的生產過程和原理有了一定的了解,同時使我獲得了對電子機械產品的實際生產知識和裝配技能,培養了我理論聯系實際的能力,提高了我分析問題和解決問題的能力,增強了獨立工作的能力。
通過短短的兩個月的培訓,像一個小小的切口。通過它,我熟悉了手工焊錫常用工具的使用及其維護與修理;基本掌握維修技術,能夠獨立的完成簡單電子產品的安裝與拆卸,熟悉產品的安裝工藝的生產流程;熟悉印制電路板設計的步驟和方法,熟悉手工制作印制電板的工藝流程,能夠根據電路原理圖,元器件實物設計并制作印制電路板;熟悉常用電子器件的類別、型號、規格、性能及其使用范圍,能查閱有關的電子器件圖書能夠正確識別和選用常用的電子器件,并且能夠熟練使用普通萬用表,了解電子產品的焊接、調試與維修方法。
通過這次實習,在電工方面我們掌握了常用的電工工具,如鋼絲鉗、尖嘴鉗、螺絲刀、萬用表、電烙鐵等使用方法及注意事項。在電子方面,熟悉了常用電子器件類別,如電容、電阻、二極管等型號、規格、性能、使用范圍及基本測試方法。在理論知識方面,同學們系統地學習了:①元器件的焊接技術②元器件基本知識和測試③萬用表的使用,包括磁電式萬用表和數字式萬用表④印刷板的制作。
關鍵詞:職業學校;電工電子;機電一體化專業
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)03-02
根據社會發展的需要,我校于幾年前把全校專業整合成機電、物流、信息三大專業群,其中,機電專業群包括數控、模具、機電一體化三大專業方向。機電一體化專業人才已被國家列為21世紀最急需的十大專業人才之一,是就業領域廣,就業前景非常好的專業,該專業主要培養能進行機電一體化技術應用,并具有初步設計開發能力的中級技術人才。學生經過三年的學習,能夠掌握機、電、計算機等方面的基礎知識和必備技能。
機電一體化專業開設眾多專業課程,《電工電子》課程是其中一門專業基礎課程。由于機電一體化專業設置的時間不長,很多學校對中職《電工電子》課程在該專業中定位不準,教學模式不符合專業實際,造成教學效果不好,不能為其他課程更好地服務。筆者擬針對如何在機電一體化專業中開展《電工電子》課程教學提出一些自己的見解。
《電工電子》課程在機電一體化專業中的定位
長期以來,機電一體化專業在《電工電子》教學方面的培養目標定位為培養學生全面掌握電工、電子線路的基礎知識,掌握電子設備、電子產品的常用元器件及材料的基本知識,具有操作和使用常用電子儀器、儀表的能力,具有閱讀電子整機線路的初步能力,具有電子設備、電子產品裝配、調試、檢測、銷售與維修的技能,因此,機電一體化專業教學往往注重理論教學,把傳授系統的理論知識作為課程教學的出發點。雖然以理論為主的考核方式有利于學生系統掌握知識點并完善知識結構,可為將來從事研究工作打下基礎,但結合職業學校學生的實際情況就會發現,這種教學存在很大的問題。首先,職業學校學生的基礎知識普遍較差,自主學習能力不強,因此大部分學生面對枯燥無味的理論教學會提不起興趣,學習該課程會呈現越學越難的現象,最終甚至可能導致部分學生放棄該課程。其次,職業學校學生畢業后大部分會被分配在生產第一線,不是搞研發、做設計,而是操作機器、控制生產或者排查故障等一些實操性強的工作,這種教學模式會導致學生在學校里學到的知識相當一部分用不上,而能用上的技能又不具備的狀況。
《電工電子》課程是集電工、電子知識和其他科學理論與實踐于一體的課程,它除了在機電專業中設置以外,在電工電子、電子技術、汽車維修等專業同樣開設。在機電一體化專業中,《電工電子》課程應是一門實踐性強的專業技術基礎課程,在專業課程設置中應起著承前啟后的重要作用,具有基礎性、應用性和實用性的特征,而且,它在機電一體化專業中的定位要有別于其他專業。在機電一體化專業課程設置中,這門課程旨在使學生掌握電工、電子技術的基本理論、知識和技能,了解電工、電子技術在機電一體化行業中的應用與發展概況,能夠運用所學的知識解決實際生產的問題,在維修電工、電子電路分析與簡單設計等方面有一定的實踐能力,同時,為其他專業課程的學習、生產實習和就業上崗打下扎實的理論和實踐基礎。
如何開展《電工電子》課程的教學
教學內容設置應有別于電子技術應用、汽車維修等專業 電子技術應用等專業要求學生必須掌握較扎實的電工電子理論知識,因為只有這樣才能接著學習其他課程,否則就會造成知識脫節。在這些專業里,《電工電子》課程設置的課時會多得多,開設的相關科目也會很多。但是,在機電一體化專業里,《電工電子》課程只是一門專業基礎課程,讓學生掌握一些最基本的電工電子常識,能為其他課程服務就夠了,完全沒有必要追求太多的復雜理論知識。無論是電工基礎,還是電子技術基礎,都是概念、理論內容多,內容難學,范疇也太廣,如果按照傳統的課程結構教學,肯定會造成學生理論知識學得不深,實踐知識缺乏的局面。《電工電子》課程在機電一體化專業里最多開設一學年,每周4課時,因此,電工電子內容必須少而精,講授一些與其他課程有關聯的知識點,能為其他課程服務就足夠了。如電工方面可以設置電路的基本概念和基本定律、直流電路、正弦交流電路、三相交流電路、變壓器等內容。電子技術方面可以設置常用半導體元器件、整流和穩壓電路、各種放大電路、數字電路基本知識、組合邏輯電路和時序邏輯電路等內容。梳理好教學大綱,定好教學內容,這樣才能達到良好的教學效果。
淡化理論知識,注重實踐效果 職業教育的最終培養目標,是要求學生具有實踐能力——解決實際問題的綜合能力,要求學生掌握技能去完成某種工作活動。實踐性教學是理論聯系實際、提高操作技能的重要手段,是培養應用型人才不可缺少的一環,加強實踐性教學也是形成中職教學特色的重要舉措。比如在講授“晶閘管”一課時,筆者先組織學生安裝一個“可調光的臺燈電路”。安裝成功后,學生對電路產生了非常大的興趣,很想了解電路調光的原理,這時筆者引導他們認識到調光最重要的元件是晶閘管,那么,他們自然對晶閘管知識充滿了興趣。再如,在學習串聯型直流穩壓電源電路時,首先以學生常見的直流電源引入,比如用各類電池、充電器和學生實驗臺上的直流電源給學生感性的認識,接下來以變壓、整流、濾波、穩壓四個環節為直流電源組成部分,學生使用示波器進行測量、比較,讓學生自己明白以上四個部分的作用。接著通過各種充電器的輸出電流和電壓的不同引入器件的選擇,從穩壓環節引入串聯型直流電源,采用分立元件讓學生分組進行實際電路的焊接和測量,最后從穩壓效果、焊接質量、個別問題提問等環節對學生進行考核。這樣,通過注重實踐、淡化理論,學生不但掌握了技能,也通過實踐掌握了理論知識。
嘗試多種教學手段 教學手段不應該只停留在課堂上講理論或實驗室里做實驗,還應探討用更多的教學手段來提高教學效果。(1)采用多媒體教學手段。現在很多學校教室都配備了多媒體平臺,開展多媒體教學已不是難事。利用多媒體教學有助于解決學時少、內容多的矛盾。用傳統方法教學,因經常要在黑板上作圖、推導公式,費時較多,教師普遍反映該門課程課時緊張,為趕課時,不得不簡化或放棄許多對教學有益的作圖。采用多媒體來輔助教學,可省去教師大量板書的時間,增加教學信息量,有助于解決學時少、內容多的矛盾,同時,有助于將抽象的內容直觀化。電工電子課程理論性強、內容抽象,在傳統教學方式中往往只能在理論上進行論述、推導、驗證和說明,并借助一些公式來闡明問題,很難給學生較直觀的印象。另外,有些實驗也因為設備的限制不能開展。而多媒體課件中可插入視頻、動畫,將電路的實際工作情況展現給學生,融視聽技術于一體,把抽象的問題變得更為直觀、更易理解和掌握。(2)與實際生產相結合。職業學校的學生要成為現代化建設生產第一線需要的技能型人才,就不能閉門讀書,而必須走向社會,投身社會實踐,接觸專業生產,在實踐中與普通勞動者相結合,了解社會,了解生產實際。因此,在條件允許的情況下可以多讓學生接觸實際生產,以讓他們感受到所學知識的重要性。要以產促教,鼓勵學生深入生產實際,把教學活動與實踐生產緊密結合起來。
科學技術的日新月異,社會的需求變化很快,使得中職的教育內容、教學方法都必須及時更新,與時俱進,否則將會與時代脫節。我們在教育過程中要不斷鉆研新內容,摸索新思路,以更好地適應社會發展需要。
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【關鍵詞】電工基礎 教學探索 中職
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2013)08C-
0151-02
電工基礎是中職機電專業和電子專業的一門很重要的專業基礎課程,培養中職畢業生作為普通勞動者應具備的最基本的知識和技能素質。電工基礎課程理論知識較多,知識原理相對抽象枯燥,但知識的實用性很強,對中職學生而言這是一個全新的學習領域。以中職教育的辦學宗旨為教學指導,研究學生的學習狀況,研究課程的教學內容和教學要求,進而更好地開展課程教學,使中職學生能在課程學習中獲得知識和技能。
一、豐富課程教學內容,激發學生的學習興趣
大部分中職學生最大的學習缺陷就是基礎知識非常簿弱,學習目標不明確,對于“為什么就讀中職學校?”“自己將來想從事怎樣的工作?”“希望學到什么知識和技能?”等問題都沒有自己的主見和看法。而中職學生從基礎教育轉到技能教育,對他們來說是很大的轉變,他們不能馬上接受中職教育的教學模式。對于電工基礎這樣一門理論性和實踐性都很強的專業基礎課程來說,教師在教學過程中應盡量淡化課程教學內容的抽象性,突出課程教學內容的科學性、實用性和趣味性,由此激發學生學習的興趣。興趣是誘導學生學習動機和注意力的重要因素,是學生主動參與學習的先決條件。
由電子工業出版社出版的《電工基礎》(第二版)在每章節后面都有課程教學內容的補充學習內容:閱讀材料或探索與研究。這些補充內容為教師提供了很好的教學素材,教師在此基礎上進行提煉,用通俗、有趣的表述向學生展示電工知識的實用性。如安全用電的知識介紹,什么叫接地保護和接零保護?為什么有些家電設備用三角插頭,有些用兩腳插頭?家用電器不工作時不拔插頭有什么影響?家用電器不工作但沒拔電源插頭為什么會有能耗?并引導學生計算幾個家電設備在工作狀態下的能耗。還有在樓梯上、下兩端或走廊兩端,常需在一端開燈而到另一端關燈,利用兩只雙聯開關如何設計具有這種功能的電路。這些都是學生在生活中常接觸但又熟視無睹的生活現象,在老師的啟發和引導下,學生應用自己所學到的知識解開生活中的奧秘,滿足了學生的好奇心,讓學生積累更多的生活中的電學常識,并由此提高學生的學習興趣。
二、優化課程教學內容,降低學生的學習門檻,增強學生的學習自信心
教材是課程教學的依據,教材中對教學內容科學嚴瑾的闡述相對于大部分中職學生而言是學習的障礙,因為大部分的中職學生不僅缺乏刻苦鉆研和探索的學習精神,而且綜合能力較差,表現在:應用數學工具分析計算電工學各物理量的能力、對電工學中各個原理的中文表述的理解能力、與中學物理基礎知識相銜接的能力等。這些都是教師在設計課程教學時必須正視的問題,因此對于電工基礎的教學很有必要優化課程教學的內容,即盡量做到使課程學習內容有用、有趣、通俗易懂,由此降低學生的學習門檻,既滿足教學要求,又盡量與學生對知識的理解能力相匹配,這樣才能使學生克服對電工基礎學習的畏怯感,增強學習的自信心,有利于提高學生的學習效果。
比如學生對電位的理解。依照教材定義就是:在電路中任選一個參考點,電路中某一點到參考點的電壓就叫做該點的電位。如果按照定義講解電位的概念,學生很難理解,學生心中也有許多說不出的疑問,如計算電位為什么要選參考點?在電子電路中測量電位的作用是什么?如何理解電壓和電位的聯系?等等。筆者在講解電位的概念時考慮以下內容:什么叫參考點?如何選取?電壓與電位的區別和聯系在哪里?在檢修電路時是測量電壓還是測量電位?怎么測量?以檢修電視機最常用的方法為例,即檢測電視機中集成塊各引腳對地的電位,因為每一級電路都會有合適的工作點,如果電路存在問題,必定其工作點也會不正常,這樣就可以大致判斷故障所在了。對一個問題、一個概念,這樣條理清晰地解析學生就很容易理解。
再者就是精選課程教學內容,整本教材的學習內容不可能面面俱到,在設計課程教學時就要全面統籌課程教學內容,既要考慮電工基礎知識的實用性,即作為一名中專畢業生必須掌握的基本電工學基礎知識和基本操作技能,如萬用表的使用方法,電器設備功率的理解,電能的計算,簡單電路的連接,安全用電的注意事項以及常見的為什么雷電會對家電產生危害等。同時要考慮電工基礎知識對后續相關專業課程的影響,如什么叫自感和互感,生活中常見的自感現象和互感現象;如何理解變壓器的基本結構和工作原理等。而對于一些較復雜的知識點,都可以作為保留知識,不作為課程教學內容講解,留待有興趣或有學習能力的學生自主學習。因為這些知識點需要學生有分析計算的能力,從以往的教學效果來看實際情況并不理想,學生覺得既困難又乏味,最主要的還是沒有教學實效。如電壓源與電流源的等效變換,戴維南定理的運用計算,正弦交流電的相量表示法等。所以課程教學要立足中職課程教學的要求,面對大多數學生的實際要求,在學生收獲知識的同時逐步提高學生的學習自信心。
三、精選課程實訓內容,使電工基礎知識落到實處
電工基礎課程實訓的目的:一是改變學習氛圍,從課堂上循規蹈矩的聽和說到實訓室中的做和想,讓學生從另一角度去認識知識,增加學生學習的新鮮感。二是由興趣帶動學生的學習,逐步改變學生的學習惰性,形成主動學習的良好學習風貌。三是實驗直觀地表述了抽象的理論知識,消除學生對知識產生的疑惑。比如通過電容的充放電現象解析電容的基本特性。四是培訓學生掌握最基本的電工操作技能,為學生的就業打下良好的基礎。這個實訓內容是筆者在獲得我校機電專業畢業的一名學生的就業單位的反饋信息后實施的。當時這名學生被安排做電工工作,可根本勝任不了這個工作,對電工基本知識和基本技能的理解和掌握的欠缺令單位領導非常不滿。所以我們教學的目的不能是為教而教,而是為我們的學生在學校里要獲得應有的知識和自信心。
學生對于由實驗驗證理論的實訓不大感興趣,比如通過連接電路測量電路各支路的電流驗證支路電流法。因為需要通過計算對照,學生覺得既困難又乏味。而對于實用性強的實訓就非常感興趣,比如萬用表的使用方法和注意事項,具體操作萬用表測量電路的電流、電阻、電壓和電位;設計并安裝由兩只雙聯開關控制的在走廊一端開燈而在另一端關燈的簡單電路;日光燈電路的安裝連接以及注意事項;動手焊接簡單的收音機電路等。而且學生在焊接電子元件的過程中對焊接的要求、電子元件的知識都會產生強烈的學習欲望。這些實訓學生都很感興趣并很努力地完成。所以安排實訓要以課程教學的要求為指導,以培養學生掌握電工基本操作為目的,既把中職電工基礎的教學落到實處,又培養學生學習知識、運用知識的較強的動手能力。
四、尊重學生的學習行為,制定客觀實在的課程考評方式
中職教師對于學生的教學除了耐心的引導,適當的贊揚和肯定同樣重要,它能使學生切實感受到學習知識帶來的成就感。中職學生對知識的理解能力、興趣愛好方向、學習自制能力、學習特長各不相同。有的能夠按照老師的教學要求聽課、寫作業、實訓,有的則不聽從老師的調遣。雖然有一部分學生在上實訓課時就很有自己的學習特點:大膽提出疑問、有主見、敢于動手、有較好實訓效果,這些優點教師在課堂上是挖掘不到的,所以教師不能僅憑課堂學習表現、作業完成情況和卷面考試成績來評定學生的學科成績,對于中職學生而言,動手操作能力尤為重要。
鑒于中職學生各自不同的學習特點和學習特長,對于電工基礎的課程考核評定既有標準,又要靈活裁定,充分尊重學生的學習行為。電工基礎的考核標準是課堂表現占30%,其中包括是否按時上下課、是否完成作業、是否遵守課堂紀律、是否尊重老師的辛勤勞動等,教師不僅要傳授科學知識,同樣需要培養學生應有的職業道德和行為修養,在潛移默化中約束學生、感染學生。期中、期末考試成績占30%,這是考核學生對電工基礎知識的掌握程度。實驗、實訓占40%,對于中職學生而言對電工知識的基本操作尤為重要,學生不僅是學習掌握就業前的基本技能,同樣是培養刻苦鉆研、求真務實、團結協作的工作作風。而在課程學習中也有兩種極端現象,有的學生能夠掌握基本的電工基礎理論知識,從作業和卷面考試成績中反應出來,而動手能力欠缺;而有的學生對于作業應付了事,考試成績也不理想,但有較突出的電工操作能力和較靈活、敏銳的思維能力。雖然存在這兩種極端,但在課程考核評定中他們都是優秀的學生,理應給于優秀的評定,這樣既肯定了學生的學習行為,又堅定了學生學習的自信心。
關鍵詞: 《電路基礎》維修電工工學結合項目教學
《電路基礎》是高職教育中電氣自動化技術和機電一體化技術專業的行業通用能力模塊課程之一,是電專業的一門專業基礎課,是學生學好后續專業課的理論基礎,也是通信、信息工程、計算機、自動控制等電子類專業的專業基礎課程。該課程以電路理論的經典內容為核心,以提高學生的電路理論水平和分析解決問題的能力為出發點,以培養“厚基礎、寬口徑、會設計、可操作、能發展”的具有創新精神和實踐能力人才為目的,主要通過對電氣線路安裝、維護、調試與維修等工作崗位的高技能人才培養,使學生具有中級維修電工(電路部分)的綜合職業能力。課程內容框架由實踐情境構成,以工作過程為中心,以工作任務為驅動,充分體現了電氣自動化技術和機電一體化技術專業高等職業教育人才的培養規格和要求。
傳統電路基礎課程教育通過對電路課程的學習,僅使學生掌握基本的電路定律和定理,如疊加定理、戴維南定理、諾頓定理及最大功率傳遞定理等,掌握基本的電路分析方法,如網孔分析法、節點分析法及用于分析直流動態電路的三要素法,具備和掌握基本的實驗技能等,與生產實踐脫離較多,無法與高職教育注重學生學習與生產無縫連接的要求。所以在今后的教育中,教師應轉變觀念,以學生為主體,以能力為本位,著眼于人的全面發展,注重素質教育。
一、轉變基本觀念,著眼學生通用能力的培養
1.以學生為主體,以能力為本位,著眼于人的全面發展,注重素質教育。本課程強調讓學習者在做中學、學中做。教師要采用引探法教學,設置學習情境,引導學生積極主動地參與教學活動,把學生學習的主動性、探究性、參與性與創造性很好地融合到一起,全面鍛煉學生的資料收集、團隊合作、與人溝通等綜合能力。教師應培養學生的思維能力和科學精神和學習新技術的能力,提高學生的綜合素質,加強學生的職業道德觀,培養創新意識,挖掘學生的內在潛能,使他們的素質全面而和諧地發展。
2.教學內容與(中級)維修電工的國家職業技能(電路部分)要求相融通,便于學生取得相應的技能證書。本課程對照維修電工的典型工作環境來設計課程的每一個項目,通過一個項目的學習,學生可以完成職業的一個典型的綜合性任務;通過若干個相互關聯的所有子項目的學習,學生可以獲得維修電工(電路部分)職業的從業能力和資格。
3.以職業技能為導向,采用分級別、模塊化、學分制的結構,便于不同專業按要求靈活選擇與組合。
4.突破傳統的學科體系教學框架,融入任務驅動、理實一體化的項目課程理念。教師應將課程內容設計成模塊化生產應用型項目,以情境教學為主,任務驅動,按職業活動順序的每一個過程環節來傳授相關的技術知識和專業技能,實現操作技能和理論知識的有機整合。教師在整個教學行動過程中,要扮演組織者、協調人的角色,勤于提供咨詢、幫助,注重學生崗位的職業能力和職業習慣的養成。
5.改革評價方法,提高學生學習的主動性和積極性。本課程不僅關注學生的學習結果,更關注完成學習任務的全過程,注重過程評價。因此教學評價要做到形成性評價與終結性評價相結合,定性評價與定量評價相結合,并更多地關注學生自身的發展,激發學生潛在的學習動力。
二、轉變課程教學模式,變課本教學為工程實例教學
1.以職業能力為目標,引入企業工程應用實例。
本課程的教學項目以工程實例為主,以建構主義理論和多元智能理論為基礎,以工作過程為中心,采用任務驅動的理實一體化教學。
2.采用項目模塊化的課程框架。
本課程全部在一體化教室組織授課,分幾個項目模塊,每個項目下設若干子項目。教師應以項目作為載體,在完成每一個實訓環節中幫助學生獲取經驗性知識,并滲透理論知識的講授,在完成數個任務的基礎上,再拓展相關技術理論知識,最后以技術理論知識指導各項目的完成。
3.將職業技能與素質教育貫穿整個教學過程中。
教師應通過資訊(教師布置工程項目任務、學生收集資料)決策(師生共同分析案例、討論解決方案)計劃(設計工作過程、確定工作步驟、擬定檢查與評價標準)實施(學生完成工作任務、共同分析并解決問題)檢查(工作完成后學生按照評價標準自檢)評估(學生演示并介紹完成過程,教師檢查并提出建議)等六個環節組織教學,拉近理論與應用的距離,注重學生職業能力的培養,以利于拓展學生的創新思路。
4.改革評價方法,提高學生學習的主動性和積極性。
本課程不僅關注學生的學習結果,更關注完成學習任務的全過程,注重過程評價。在教學組織過程中,教師和學生應共同對項目實施中的工作態度、協作精神、創新發揮、完成結果等進行成績評定。教師對教學評價應做到形成性評價與終結性評價相結合,并更多地關注學生自身的發展,激發學生潛在的學習動力。
三、本課程目標培養的目標
教師應通過本課程的學習,使學生能使用常用電工儀器儀表對電氣線路進行測量,能對交直流電氣線路進行分析,初步具備中級維修電工(電路部分)的職業技能,具備提出和解決問題的能力,逐步培養學生的辯證思維和嚴格的科學作風,具有創新思維、創新能力和團隊合作精神,具備一定的電氣技術從業人員的職業素養,為后續的專業職業能力培養打下扎實基礎。
1.知識目標。
(1)掌握電壓、電流、功率等電量的測量方法。
(2)理解交直流電路的基本知識,能使用KCL、KVL、戴維南定理和疊加定理等方法對交直流電路進行分析。
(3)了解電路的過渡過程,了解微分、積分電路的分析方法。
(4)理解車間變壓器的基本知識和參數測量原理,了解變壓器維護的基本知識。
2.能力目標。
(1)職業專門技術能力
①能使用萬用表、電壓表、電流表和功率表等電工儀表測量電氣線路的相關參數。
②能使用示波器測量電氣線路的波形。
③能調試一般的交直流電路。
④能安裝車間照明線路和基本電氣控制線路。
⑤能測量車間變壓器參數,并合理選用。
⑥能綜合運用所學知識與技能,在項目實施過程中能及時發現各種問題,并能對問題進行獨立判斷,提出合理的解決方案。
(2)職業關鍵技術能力
①能按項目任務要求制訂工作任務方案。
②能對其他的分析與解決方案提出建設性意見。
③能發現并解決工作過程中出現的一般技術性問題。
④能收集、整理相關資料,對常規電氣線路提出合理的設計方案和調試方法,完成工作任務,并對所采用的方案進行綜合評價。
3.素質目標
(1)幫助學生樹立正確的人生觀、人才觀,培養良好的團隊合作精神和競爭意識。
(2)激發專業學習興趣,初步形成解決生產現場實際問題的應用能力。
(3)逐步培養學生的思維能力和學習新技術的能力,培養創新意識,提高學生的綜合素質。
(4)追求實是求事、一絲不茍的工作作風,加強學生的職業道德觀。
綜上所述,《電路基礎》在高職教育中是電氣自動化技術和機電一體化技術專業基礎課程,教師在教學過程中一定要結合以往的教學實踐,隨時更新教學課件內容,改進教學方案,合理設計教學結構,強調讓學生在學中做、做中學,實現學校與企業的無縫連接,以提高該課程的整體教學效果,為學生學習后續專業課程打下堅實的基礎。
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關鍵詞:技校 電工基礎課 教學改革 抽象枯燥 直觀化
技校電工基礎課程教學打破舊的教學觀念,改革創新以學生為主體的教學模式,把抽象枯燥的理論知識直觀化是對技校電工基礎實施教學改革的指導思想。探索新的教學方法,讓學生真正掌握所學的知識,培養成合格的技術工人才是改革的目的。
一、電工基礎課程教學的現狀及弊端
電工基礎課是電工專業學生的一門專業基礎課,這門課程的理論性很強,而且相對來說有些抽象。對于剛剛接觸電工理論的中技學生而言,如何將難懂的,看不見摸不著的知識講得通俗易懂,激發學生的興趣,一直是教師頗費腦筋的問題。
現在,電工基礎課程有些概念過于抽象,學生不容易理解。萬事開頭難,只有頭開好了,學生覺得好學、好玩,才會慢慢喜歡這門課程,故課本上有些概念沒必要說得那么專業。畢竟,中技學生主要是以實習為主不是搞研究,對于理論課的內容,只要學生按照自己的思維方式把它消化吸收就可以了。
二、電工基礎課程教學方法改革的幾種設想
筆者以第一章《電路的基本知識和基本定律》內容談談教學改革問題。
1.關于§1-2電流
電流這個概念,課本上是這樣說的,“電荷的定向流動稱為電流”。課本上的這一定義毫無問題,但是,電荷是微觀的東西,說一根導線通電有電荷定向流動形成電流,肉眼是看不見的。如何使抽象的電荷形象化,加深學生對電流概念的理解呢?我們通過實際電工教學摸索,認為這一章中的多數概念用水來做比喻很恰當,能讓學生比較容易地接受電流概念。當然,雖然以水為例講解電的概念,在道理上有相通的地方,但本質上不同,這一點還應該向學生說明。教師可以對學生解釋說:水流的形成是水(分子)的定向流動,同理,電流的形成是電荷的定向流動,這樣,用水做對比,學生馬上就明白了。之后,趁熱打鐵,再用水流方向來對電流方向進行類推,也就不難了。再有,電流大小,課本上是這樣定義的“一定時間內通過導體橫截面的電荷量的多少”。對于“一定時間”和“導體橫截面”學生都能理解,因為不抽象,但對于“電荷量”即電量的理解,有點費勁。電量,顧名思義,電荷的數量,但是,它看不見,1庫侖電量怎樣理解呢?若以水流大小為例,單位時間內通過水管橫截面的水量叫水流大小或水流強度。這里,水管比喻為導體,水量比喻為電量,則這樣之后,也能加深對電流大小的理解。
2.關于§1-3電壓與電位
“電壓”的概念,課本上是這樣說的,“電場力把單位正電荷從電場中的a點移動到b點所做的功稱為兩點間的電壓”。我們覺得,沒必要這樣去對學生講,只需這樣去講,“水壓是對水(分子)的壓力,而電壓是對電荷的壓力”就可以了。
對于“電位”概念的理解,課本是這樣說的,“如果在電路中任選一點為參考點,那么電路中某點的電位就是該點到參考點之間的電壓”。電位這個概念比電壓更難理解。 我們仍然以水位為例,通過以水位參考點的不同,某點水位高度值也發生變化,讓學生理解電位的概念。比如,若以地面為參考點,a點水位為5米,b點水位為2米,若以地面以上5米為參考點,則a點水位為0米,b點水位為-3米;若以地面以下5米為參考點,則a點水位為10米,b點水位為7米。在這里,由于水位參考點選取的不同,各點水位值也發生了變化,并且有正水位、零水位、負水位。然后向學生說明,電位的概念和水位有相似之處,在電路中,由于參考點選取的不同,各點電位值也發生變化,并且有正電位、零電位、負電位,這樣對比,使學生形象地明白了電位的概念。繼續趁熱打鐵,不管水位的參考點如何變化,任意兩點比如a、b之間的水位的壓力差值是不變的,總是3米,因為參考點是人為選定的,顯然參考點不能影響水位的壓力差值,進而也形象地說明了電壓與電位差的關系即任意兩點電(水)壓等于兩點之間的電(水)位差。
3.關于§1-4電動勢
“電動勢”,課本上是這樣說的,“在電源內部,電源力將單位正電荷從電源負極移動到正極所做的功叫做電源的電動勢”。我們是這樣給學生解釋的,水在自然壓力即重力下,由高水位處流向低水位,若想由低水位處流向高水位,必須借助于外力。同理,正電荷在電壓的作用下,由高電位流向低電位,若想由低電位流向高電位,必須借助于外力即電源力才能實現,即“電荷”在電源力作用下有從高電位運“動”到低電位的趨“勢”簡稱電動勢。這樣,學生也好理解一些。
4.關于§1-6歐姆定律
歐姆定律內容如下:對于不含電源電路,當在電阻兩端加上電壓時,電阻中就有電流流過,流過電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比,與電阻成反比。對于該定律,我們可采用的啟發式和對比式方法教學。水流是由于水(分子)的定向流動,那么,為什么水要定向流動,因為受到了壓力才定向流動;那么,為什么必須施加壓力才能讓水定向流動呢,因為水受到了阻力;(最后總結)顯然水流大小與水壓成正比,而與水受到的阻力成反比。對比,則電流是由于電荷的定向流動,那么,為什么電荷要定向流動,因為受到了壓力即電壓才定向流動;那么,為什么必須施加電壓才能讓電荷定向流動呢,因為電荷受到了阻力即電阻;最后總結,顯然電流大小與電壓成正比,而與電荷受到的阻力即電阻成反比,這就是歐姆定律。這樣,一步一步地把歐姆定律明白地講了出來,學生也很容易接受,之后,再理論聯系實際,馬上再通過一個實驗來驗證歐姆定律,最終使學生深入地理解這個重要定律。
5.關于§1-8電功與電功率
關于電功的概念,我們不用采取課本上的推導講解,可以采取擬人化,即將電荷比喻為人。我們知道,人干活,顯然人多,力氣大,時間長,干的活多,不妨理解為做功;同理,電荷干活的時候,在電壓(力)作用下,電荷運動干活做功,顯然電壓力(U)越大,電荷越多即I,時間t越長,電荷干活做功越多,從而推出電功W的定義電功多少與電壓U、電流I、時間t成正比,即W=UIt。再通過歐姆定律推出W=I2Rt=(U2/R)t,電功概念理解之后,電功率就好理解了,由于人干活的效率與時間成反比。同理,電功率就是電荷干活的效率,故也應與時間成反比,則電功率P=UI=I2R=U2/R。
【關鍵詞】電工電子技術 課程建設 課程定位 教學理念
【Abstract】There is a problem need to be solved that non-electronic professional students have no strong interests and clear objectives during the studying of electrotechnology. This Paper discusses the orientation of electrotechnology lecture in engineering courses in universities and puts forward to a “major-oriented” teaching concept. Based on these, teaching contents and teaching models are reformed. And practice teaching improved to highly integrate with students’ major. The teaching practice shows that the method is effective to improve learning fun and innovative practice ability of students.
【Key words】Electrotechnology;Course construction ;Course orientation;Teaching philosophy
【基金項目】山東科技大學機械電子工程學院名校基金資助項目(mx20130220)。
【中圖分類號】G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)10-0243-02
1.引言
電工電子技術是非電類專業的基礎課程,由于本課程與各專業后續課程聯系不夠緊密,致使部分學生認為該課程學習是無用的,從而導致學生在電工電子技術課堂學習中存在消極和抵觸的心里,極大地影響了學習效果。此外,從學生的培養目標和知識結構來看,舊的課程體系也不適應新時代的要求。因此,迫切需要對該課程重新進行定位。
電工電子技術的教育改革研究一直是國內外工科教育中頗受重視的領域,也已取得了不少研究成果。美國著名電子學教材作者David S.C.T曾撰文探討改革電工電子技術的實驗設備;IEEE 高級會員Juan J.R曾撰文分析了當前工業電子技術教育模式的發展趨勢。華中科技大學的李N浩等對電工電子技術課程內容、教材和作業等方面提出了改革建議;清華大學的童詩白曾撰文分析了美國電子技術課程的課程內容、教學方法和教材建設等內容。但是已有的研究成果主要集中在課程內容變革、教材建設、實驗改革等方面,鮮有就當今工業和社會信息化、自動化程度越來越高的全新形式下,如何提高電工電子技術在工科非電類專業課程體系中的地位、如何將電工電子及時融合到各工科專業知識結構與工程實踐等方面的研究。
本文探討研究以課程定位、知識重構為驅動,以面向工程實踐為課程導向,以融入專業、服務于專業為最終目標的非電類專業電工電子技術課程建設與改革方案。
2.專業導向的課程建設
據前期調查中發現,部分師生認為非電類工科學生學完電工電子技術后,沒有后續課程,光打基礎也沒有落實到專業應用上,學習該課程是無用的。針對上述問題,結合我校各開課專業的特點,對課程重新進行了定位,精心設計了課程內容,改進了教學實踐環節,進行了以專業為導向的電工電子技術課程建設。
(1)重新定位非電類專業電工電子技術課程
傳統電工電子技術課程的定位為非電類專業的一門必修的技術基礎課程,其主要任務是使學生掌握電工電子技術方面的基礎理論、基本知識和基本技能,培養學生的嚴密的邏輯思維能力、計算能力、綜合分析和解決問題的能力,具備初步的科學實驗能力。上述課程定位與各專業培養方案聯系不夠緊密,學生普遍感覺該課程學習目標不明確。
經過與長期從事電工電子技術課程教學與實踐的教師們深入探討以及不斷在教學中的實踐驗證,最終確立了適合時代需求和教學實際的非電類電工電子技術課程定位:使學生通過本課程的學習,獲得電工電子技術方面的必要的基本理論、基本知識和基本技能;能夠利用所掌握的電工電子技術基本理論、知識和技能以及當前電子電路的集成技術解決本專業的實際問題;了解電工電子技術的最新發展概況,為今后的深入學習以及開展跟本專業有關的工程技術數字化、電子化和自動化方面的研究打下一定的基礎。
重新定位的電工電子技術課程,更加符合專業培養目標和教學實際,讓學生更加清楚地認識到電工電子技術對于自己所學和日后所從事的專業的重要意義。通過學生反饋,新的課程定位讓他們更加明確了學習電工電子技術課程的重要性,學習積極性進一步增強。
(2)以課程定位為指導,精心設計課程內容
電工電子技術課程是一門涉及較多知識的綜合性課程,包括電路、模電、數電、電機、供電、PLC等內容,對老師的知識基礎要求較高,同時加上非電類專業學時較少(約為7090學時),因此需要對課程內容進行精心選擇。在此,以課程定位為指導思想對課程內容進行精心選擇:保證基礎知識足夠用;刪減器件內部細節問題的定量分析計算;加強更具備實用性的系統外部特性講解,如電機、電器、大規模集成電路的外部特性等;增加先進內容和當前流行技術,如EDA技術、通信技術、PLC技術、物聯網技術、云技術等最新的技術與行業應用簡介。同時,也為適應各專業不同學習要求,將電工電子技術教學內容設置為基本模塊和可選模塊,如圖1所示。根據各專業培養目標的差異,教師可有效地配置各教學內容。
通過課程內容的選擇和設計,保證了課堂知識的實用性和發展性,為吸引學生的學習興趣增加了驅動力。通過對該課程內容的精心選擇和優化設計,老師的上課積極性明顯增加,學生學習興趣明顯增強,學生學習成績較以往也有很大程度提高(不及格率降低了約10%)。
(3)改進和設計工程實踐教學,融入學生所學專業知識,落實課程定位
實踐教學也是電工電子技術課程教學不可缺少的一部分,通過實踐教學,一方面讓學生鞏固所學知識,另一方面加強理論聯系實際,所以實踐教學是使學生由“被動學”到“主動用”的重要過程,其重要性不言而喻。
由于種種原因,大多數高校電工電子技術的基礎實驗基本以“驗證性”實驗為主,僅有少部分學生能通過參加各種課外活動和競賽活動來進一步提升自己的動手能力和創新能力,這對于提高整體學生的學習興趣和動手能力、激發他們的創新意識無疑是非常不利的。為了使學生認識到電工電子技術對所學專業的重要意義,必須使課程的實踐環節與其專業工程實踐緊密結合起來。
隨著科學技術的發展,電工電子技術在機械、冶金、化工等領域的應用越來越多。在課程實踐教學中,結合各專業特點,以專業應用為背景將電路功能與實際應用結合起來。如對機械類學生進行電器控制方面的教學實踐時,就可以從工廠實際的機械設備引入,如機床工作臺的往返運轉、升降機的控制等,進而引入電動機的正反轉控制系統。然后從系統角度分析相關電路的功能、組成以及設計等問題。這樣的實踐教學,一方面改變了傳統的單純講授知識、課程知識與專業應用脫節的問題,另一方面也使學生認識到所學知識的用途,從而才能更好地學習電工電子技術。
此外,還積極鼓勵和引導非電類專業學生參加各類比賽,如機電產品大賽、挑戰杯、電子競賽等,曾獲得山東省機電產品大賽、山東省機器人大賽等多項獎項。這些積極參與科技創新實踐的學生,在電工電子技術課程的學習積極性方面也起到良好的正面引導作用。
3.結論
電工電子技術是工科非電類專業的重要課程,目前正面臨著知識更新和教學改革的緊迫任務。本文結合我校電工電子技術課程建設的需要,重新定位了電工電子技術課程的性質和內容,確立以“專業為導向”的課程建設模式,改善課堂授課內容結構,以專業應用為導向將工程應用實例融入到課程教學中。從實踐效果看,本科生的學習興趣濃厚、課堂氣氛熱烈,對學生的調查顯示學習興趣度與以往相比也有較多程度提高。這些教學措施的應用與教學模式的改革對促進電工電子技術的教學工作、提高教學質量、培養人才具有重要意義。
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