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论文摘要:建构主义学习理论主张,知识是个体主动建构的,是个人经验的合理化,因此教学中必须调动学生积极参与,形成良好的、互动的学习氛围。以建构主义学习理论为指导,电工教学应将教学目标定位为学以致用;创设有具体任务的情境,为学生提供实验平台,理论和实验相结合;注重应用多媒体技术,培养学生自主学习、积极参与的学习态度,强调师生互动。
电工学涉及面广,理论性和实践性都很强,对于文化基础较差的中职学生,电工理论的学习有一定难度,而且他们的生活和生产经验不足,对电工实践也会产生畏惧心理。
一、建构主义学习理论的基本观点
以教师为中心的传承式教学模式不但使教学目标难以实现,更难以提高学生的综合素质和综合能力。其结果往往是,理论学不好,而实际动手能力又差。这种教学模式下,即使应用了现代信息技术,也只能是改变教师向学生灌输的方法,不能从根本上解决问题。而建构主义的学习观主张:首先,对于学习者来说,先前的经验是非常重要的。所以,在讲解一些电现象和概念时,教师要有意引导学生根据生活经验来发现问题和阐述问题,集思广益,充分发挥和调动学生的潜在知识经验,使学生感觉书本知识只是生活中一些现象的概括总结。其次,知识是个体主动构建的,因此学生必须主动参与到整个学习过程中,体现以学生为主体,发挥学生的主动性、积极性,创造性。第三,尊重个人意见。知识不是说明世界的真理,只是个人经验的合理化。因此,教师不应单以正确或错误来区分不同的知识概念。第四,注重互动的学习方式。课堂教学要形成良好的互动学习气氛,注重学习的主动性、社会性和情景性。
二、建构主义学习理论指导下的电工教学改革
(一)教学的目的是学以致用
教学的目的让学生获得知识,对知识形成深层理解。电工学是研究电能的转换、输送、分配和控制的科学,是一门直接服务于生产实际的应用性的基础学科,而建构主义电工教学理念,不是强调学生掌握多少理论的推导、概念的记忆和原理的分析,能否计算典型习题,而是要培养学生具备灵活应用所学知识解决实际问题的能力。
电工学教学大纲明确规定:电工教学目标就是使学生在掌握电工学基本概念、基本定律的基础上,能正确使用电工仪表,能阅读和分析电路原理图、分析常用电器设备工作原理,会使常用电器设备。可见,使学生具备实际应用能力、知识综合能力,满足市场要求是电工教学的最终目的。从认知结构上分析,对知识的理解是实践应用的基础,实践能力是验证学生对知识是否深刻理解的唯一依据,所以学以致用又是电工教学的核心目标。:
在实训的过程中积累一定的经验,了解行业的特殊之处,发现自己的不足,为自己走向这个岗位打下坚实的基础。随着电子产品的更新换代周期越来越短,就要求高等职业院校针对市场的变化不断的加强实训和更新教学内容,以满足市场的需求。
二、通过实训培养学生对理论知识的学习兴趣
目前各个高职院校的学生都普遍存在一个问题:“学生的学习水平参差不齐,自主学习能力差,自我的控制能力也差”。如果把所有的课程知识都放在教室里,以课堂板书的模式来学习书本上的理论知识,对学生来说是比较枯燥的。而针对于《电工电子》课程的学习显然不能只在教室里进行,需要配合大量的实训内容来达到实践检验理论正确与否的标准。充分的利用实训教学实际上是一个很好培养学生学习兴趣的过程,如果能利适当的运用项目式的实训教学,利用一个个的设计项目把学生引入到学习中来,让每一个学生都力争完成每一个项目,增强他们的动手能力。途中遇到问题的地方也会相应增多,这就让学生求知欲望增强,从而提高他们学习的兴趣,一旦知道答案是如此简单,必然会提高他们的学习兴趣,增强他们学习知识的信心。在以后的教学中就会认真学习专业知识,为以后走入社会奠定一定的理论和实践基础。
三、实训能够有效的训练操作技能
就是引导学生运用理论知识生产实践,是生产实习教学的基本任务之一。学生在掌握本工种(专业)所需的技术理论基础知识和文化知识的基础上,应用与实践操作时,都必须在实习教师的知道下,通过有计划、有目的地练习,由易到难,由简到繁,由生到熟,由不准确到准确而逐步获得的,并能够运用知识,独立的去发现问题,分析问题和解决实践问题,也培养了学生理论练习实践的学风,因此,学生的实践实习是技能训练的核心并对培养学生独立操作能力,克服困难的意志和一丝不苟的作风,提出了更高的要求。实习教学是提高培训质量的一个极为有效的手段,也是不断提高学生操作技能的条件。
四、总结
教师自身的专业水平理论联系实际,在实践工作中检验理论、提升理论,是企业对毕业生的要求。理论指导实践,在实践工作中运用科学的理论指导实践,是企业对工程技术人员的要求。作者曾在电力系统就职,体会比较深刻。对于变电站而言变压器检修经常要做空载和短路试验,工程上变压器空载试验方法采用调压器在低压侧加压,空载容量应小于调压器容量的50%,试验电流为额定电流的1‰~1%,以测量变压器的铁损。一般电力变压器在额定电压时,空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。变压器短路试验用自耦变压器调节原边电压,原边电流达到额定值时,测量变压器铜损。通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%。通过亲自动手做压器空载、短路试验及观察实验现象,联系《电路》、《电机学》中关于变压器的相关知识,加深了对变压器的学习与理解。发电厂自动化控制是电力系统的发展趋势与要求,已投产和在建的大型发电厂的自动化控制水平非常高,已达到“无人值守,少人值班”管理模式。发电机组的自动开停机、自动同期并网技术验证了《自动控制理论》、《继电保护》等相关理论知识。在电力系统工作的4年中,笔者的理论知识在工作实践中不断得到深化和提升。
二电力系统工作经历对电气工程本科教学起到的积极作用
1教材选用目的更加明确教材是高校实施培养计划的重要介质
直接影响着教学质量和人才。高质量、合理化的教材是提高教学质量与水平、完成人才培养计划与目标的保证。作者在施教时参照自身的工作经验,选用更具有方向性与实践性的教材,提高毕业生与企业之间的契合度。智能电网、数字化电站是电力系统的发展趋势,其要求电网信息化、自动化程度更高。因为这一目的,可编程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被广泛应用到电力系统中,目前国内应用的PLC有西门子(SIEMENS)公司生产的S7系列、施耐德公司生产的Quantum等系列、三菱公司生产的FX3G系列等。随着日系PLC退出中国市场,西门子PLC被普遍应用于电力系统自动化控制。例如三峡电厂、葛洲坝电厂、溪洛渡电厂等大型水电站使用PLC对发电机组、辅助设备系统等设备进行控制。因此在向电气工程与自动化专业教授《电器与可编程控制器》这门课程时,应该选用以西门子PLC为基础讲述电厂及电网自动化控制的教材,教学内容更接近电力系统工作实践,使电气工程及自动化专业毕业生在走上工作岗位时具有更强的适应能力。
2培养学生更具有方向性现代电力企业对高校毕业生有着严格的职业要求
扎实的专业能力、较强的实践动手能力以及必要的公文写作能力是毕业生就职于电力企业所必须具有的素质。电力系统设备分为一次设备、二次设备两大类。就发电厂而言,从事电气一次设备的检修、维护及管理工作需要毕业生熟练掌握《发电厂电气主系统》、《电力系统继电保护》、《电机学》等专业课程的内容,熟悉电机、开关电器、载流导体、电抗器、补偿设备、避雷器、继电保护系统相关知识,这些是为适应发电厂工作而储备的理论知识。从事电气二次系统工作的毕业生则必须重点掌握《自动控制理论》、《电力系统继电保护》、《电子技术》、《电器与可编程控制器》的相应内容。因此拥有扎实、丰富的专业知识来服务电力企业,是电气工程及自动化专业的培养目标。实践动手能力在促使毕业生快速融入到企业生产工作中扮演着积极、重要的作用。发电厂电气设备维修工作需要毕业生有较强的电气二次配线、布线及PLC编程能力。发电厂中大量布置电气二次控制盘柜,实际的检修与维护工作需要高强度的控制回路布线与配线工作,电力系统高度自动化则需要毕业生具备基于PLC的自动化程序读写能力。公文写作能力是现代化大型企业对职工的基本要求。我国各级电力系统的运营、管理、维护已经实现了规范化、制度化、标准化。实际的工作中需要职工撰写大量的公文,例如对发电厂而言,每个月要写电厂运营报告、机组检修报告、技术改造方案等,特别是实行工作票制度后,每天都要写设备缺陷处理报告及巡检报告。这些工作要求职工具有一定的公文写作能力。对于毕业生而言,必要的公文写作能力在求职及就职中有着不可替代的优越性。
3将工作经验融入教学将宝贵的工作经历融于课堂教学
可极大地丰富教学内容,提高学生的学习兴趣。作者讲述《电路》第十一章时,结合自己的工作经历深入浅出地讲述了变压器的原理、空载和短路实验,使学生更好地理解和掌握课堂内容。在讲述《电器与可编程控制器》时,以发电厂开停机控制流程、辅助设备自动化控制流程为例,将专业课程学习与电厂实际工作紧密结合起来,以培养更适合企业要求的应用型人才。
4将企业中应用的前沿技术带进课堂随着数字化电站、智能电网的建设
大型发电机组实现并网发电,状态检测技术投入使用,开始对1000KV特高压技术进行实验研究。电力系统的发展日新月异,设备更新速度非常快。电气工程自动化专业的教学应当将当前电力系统的先进技术、发展趋势带进课堂,在丰富教学内容的同时,增加学生对前沿技术的求知兴趣。笔者从事过175MW、770MW水电机组的自动化控制系统改造及维修工作,巨型水电厂厂用电系统运行及维护工作,水电机组状态检测与故障诊断系统的组建与维护工作。其中770MW发电机组自动化控制技术、巨型水电组状态检测与故障诊断技术都是当前电力系统的前沿技术。将这些知识带进课堂,有利于学生充分认识本专业的发展动向与趋势,积极地规划自己的职业发展方向。
三结语
在改进汽车电工电子实验的基础上,进一步实行开放式实验教学,可更好地提高学生的创新能力和培养创新精神。可采取让学生自愿报名的方法进行预约,让学生利用业余时间,自己拟定题目,经老师同意后,从原理设计、元件采购、印刷电路板设计与制作、产品的组装调试、故障排除等所有的环节均由学生去完成。教师只需在实验过程中给出必要的指导就可以了。最后根据学生的产品给出成绩,这样可以大大调动和激发学生学习的创造性和主动性。在开放实验过程中,注意培养学生的创新能力,培养有想象能力及科技素质的人才,强调发展学生的个性,强调在着力培养学生综合素质的基础上,突出创新意识。要合理选择实验教材,或自编教材,使实验教学内容符合汽车专业需求,让学生在实验教学过程中有较大的思维空间和活动空间。要使开放式实验教学收到较好的效果,必须具备以下条件:
(1)要有一支高素质的师资队伍,教师要向双师型转化,在实验过程中才能更好地帮助学生提高工程实践能力和培养创新能力。
(2)加强实验室的建设,增加实验经费,保证实验室的实验设备满足开放实验的要求。要有有效的实验室管理方法,可通过计算机或校园网使实验管理的工作简化。应适当提高担任实验教学的教师待遇。
(3)学生要有学习的自觉性,才能保质保量按时完成实验,才能取得一定的效果。
二、开展开放式实验教学的作用
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