前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇电工基础教学设计范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
一、引言
随着科学技术的迅猛发展和信息时代的来临,我国高等教育面临着前所未有的挑战,高等职业是要培养出基础扎实、能力强、素质高且有创新意识和创新能力的人才,以适应社会的需求。
《电工基础》是工科电类相关专业的一门专业基础理论课程。该课程的教学目的是系统地介绍电路的基本概念、基本定理定律、基本分析方法。它是《电子技术》等课程的前修课程。它在专业课程中的地位是举足轻重、不可动摇的。它对培养学生的逻辑思维能力,提高学生的分析问题、思考问题、解决问题的能力,加强学生的动手操作、实践能力都有着十分重要的作用。
实验课程是理论课程的延续,是对理论知识的验证,是对理论知识的巩固和拓展。由此可见,实验课程是课程教学中的一个重要环节,加强学生的动手操作能力、分析和解决问题的能力、创新设计能力的培养是实验教学的中心任务。传统的的实验教学模式无法适应创新教育的需求,改革势在必行。因此运用传统实验方法和现代EDA技术相结合,既锻炼了学生的动手能力,又能完成综合型、设计型实验。
二、传统实验教学现状
传统教学体系中认为实验教学是对理论课的验证和补充,实验教学的目的也是为了加深对理论课的理解。因此,许多实验是以演示、验证理论知识为主,因而使得实验课的学时比例模糊,更谈不上实验教学体系的完善。
传统教学体系中实验课是验证性实验,综合性、设计性实验几乎没有。学生在老师的指导下,按规定的步骤去做实验,得出大致相同的实验报告。学生完全处于被动状态,限制了学生创新能力的培养。传统实验教学手段单一,只有常规实验,没有充分利用电化实验教学、计算机辅助实验教学来进一步提高实验水平。学生的动手能力差异。
三、基于EDA技术的实验改革
随着电子技术和计算机技术的发展,电子产品已与计算机系统紧密相连。电子设计自动化EDA是在计算机辅助设计CDA技术的基础上发展起来的计算机软件系统。在EDA技术中,人们可以利用计算机进行关于电路的各种功能设计、逻辑设计、性能分析等。将EDA技术应用于电工基础实验教学,是今后实验教学改革的发展趋势。职业学校的实验教学应该以训练学生的基本实验技能,培养学生的逻辑思维和分析解决问题的能力,培养学生的综合设计能力和创新思维为教学目标。因此,将不受实验室硬件条件限制的EDA技术引入到电工基础实验中来,是高校实验课程改革的必然趋势。
基于EDA技术开设电工基础实验,利用软件进行仿真实验,可以弥补实验设备不足、实验设备老化、元器件短缺的缺点,从而降低实验教学成本。还能利用软件中的各种仪器设备和分析方法,使学生更快更好地完成实验内容,帮助学生更快更扎实地掌握基本知识,提高教学效率和效果。将EDA仿真技术和传统的电工基础实验教学相结合是现代教育发展的必然趋势,是对传统的电工基础实验教学的一次改革,同时能更好地培养学生的分析问题、解决问题的能力、逻辑思维能力和创新设计能力,提高学生的竞争力,适应市场对人才的需求。
目前,我们主要采用的EDA软件有:电子工作台EWB等。EWB是电子电路设计,虚拟仿真软件。该软件基于PC平台采用图形操作界面虚拟仿真了一个与实际情况非常相似的电子电路实验工作台。它提供了与实际情况相同的数千种元器件模型,近十几种常用的测试仪器仪表和十多种电路分析功能。它几乎可以完成在实验室进行的所有的电子电路实验,非常适合电子类课程的实验教学,并可将设计好的电路通过Prote格式的网络表格进行PCB制版。
将EDA技术引入实验教学,用EWB进行仿真模拟课程设计,元器件选择范围广,参数修改方便,电路调试便捷。学生可以不受元器件的限制,不用担心设计实验失败,从而极大地发挥了学生的主观能动性、积极性和创造性,使得整个实验过程变得生动活泼、饶有兴趣。
四、EDA技术引入使开放式实验室成为可能
实验教学是理论教学的补充和延续,与理论教学相辅相成。传统实验教学大多结合理论课程开设实验,实验室只是在教学计划规定的实验时间段内才开放。而开放式实验教学是一种现代化教学方式,实验室在时间和空间上双重开放。将实验时间交给学生,让他们自行安排。学生在实验中的角色和地位由被动变为主动。他们不仅是实验的主体,更是实验过程的主导者,教师只起指导作用及提供技术服务。
实验室每张实验台都配备了一台用于电路仿真的计算机,学生在实验过程中可以及时根据实验测试情况调整电路参数,把EDA和实际电路调试有机结合起来。既克服了纯仿真的非真实性缺陷,又能利用计算机辅助设计指导实际电路调试,加快实验进程。
五、将EDA技术贯穿在实验教学中
自EDA技术引入《电工基础》实验教学中后,明显改善了教学质量。在理论教学中,计算机仿真的应用使理论分析得以验证;在实验教学中,学生通过硬件实验与仿真实验相结合,即锻炼了学生动手能力又让学生学习了电子设计自动化的方法,为其今后设计电路奠定了良好基础,对培养学生综合素质起到了积极的促进作用。
EDA仿真技术与传统电工基础实验相结合,既能够传授实验技能,又能启发学生的创新思维,促使学生融会贯通、举一反三,更好地理解和掌握知识。因此在教学中,要遵循由浅入深,由易到难、由基础到综合、由理论验证到创新设计、循序渐进的原则,按照基础型、综合型、创新型三个层次开展实验教学。基础型的实验以定理定律的验证为主,由学生通过EDA软件搭建实验电路进行仿真。综合型的实验以学生动手为主,教师辅导为辅,教师只给出设计要求或者设计指标,让学生自由发挥,自己查阅资料,设计电路。创新型实验就是学生自己动手,自己动脑,主动学习,通过无题目、无要求、无步骤的自主型实验,培养学生的独立思考能力,充分调动他们的学习积极性,给他们更多的时间和空间发挥想象,激发学生的创造力。
六、结束语
EDA技术应用于实践教学模式探索的重要性和可行性。进一步证明了实验教学应当以EDA仿真技术为突破口,迅速推广计算机辅助教学手段。充分利用计算机的诸多强大功能,实现教学形象化、多媒体化、各科的仿真技术化。并广泛运用计算机的软件功能制作多媒体课件,以取代原始落后的教学设备,彻底解决部分实践性环节教学难题,提高工作效率,降低教学成本,进一步提升教学质量,培养更多更好的新型实用人才。
参考文献
[1]彭安华.电工电子实验教学改革探索.中国现代教育装备.2010年01期.
[2]彭爱梅,尹玉军.基于EDA技术的电工基础实验改革研究.考试周刊.2008年50期.
[3]严国红.电工电子实验教学改革.高教发展研究中心.2005年第一期.
关键词:高职;《电工技术基础》;课程教学设计
《电工技术基础》课程在高职院校中占据着非常重要的位置,其具有实践性、专业性以及理论性为一体,是电类专业的一门专业基础课,这门课的教与学直接关系到这个专业学生学习专业课的积极性和创造性,所以搞好这门课的教学工作担负着很重要的作用,是高职院校学生所必学的一门课程,现今阶段这门课程的教学还存在着一些问题,因此必须对其进行全面的分析,设置科学合理的课程教学设计,改变传统的教学理念。不断的创新,为培养高素质人才做准备。
1《电工技术基础》教学设计的重要性
在当前《电工技术基础》课程中,人们对其的重视程度越来越高,培养高素质的人才,以便能够适应行业的需求,《电工技术基础》课程是人们电工技能考证的必修课程。企业需求,机电技术的不断发展,机电企业对技术、工艺等要求越来越高,对于人才的需求在不断的增加,要求其具备牢固的专业技能,因此高职院校应考虑到企业的发展需求,需认真贯彻新课程改革理念要求,将适应学生发展的理论知识与实践技能实施教学,以便能够为企业培养出未来的新型人才。教学的要求,当前高职院校将培养技能型人才作为教学的重要目标,是高职院校所抓的重点,为了能够朝着目标学校必须对《电工技术基础》进行课程教学设计,体现学生的主体作用,结合课程教学情况,更新教学模式,转变传统教学理念,培养学生的综合能力,课程教学设计需要结合教学的要求来进行,适应教学的发展,促进高职院校稳定发展。
2高职《电工技术基础》课程教学设计分析
2.1实践教学与理论教学相结合
《电工技术基础》课程实践性较强,因此很多课程教学都会与《电工技术基础》课程理论与实践知识等有着密切的联系,在《电工技术基础》教学的过程不用只注重理论教学,还有培养学生的实践技能,将理论教学与实践教学有效的协调起来,将其结合,可以使学生在掌握理论知识的技术上,提高自己的实践技能,真正的实现了课程教学设计的目标。高职院校应明确这一点,在《电工技术基础》课程教学中将理论知识与实践方面协调设置,在课程教学的每一个环节,都要对学生进行一定的实践训练,前提是必须掌握了理论知识,在实践的具体过程中应运用综合实践、专业技能实践以及合作技能实践等等,其中包括专业与实践课程综合性实践,在教学的过程中应强调技能训练,使得学生对基本的理论能够很好的理解。为学生设置专门的实践技能专业训练基地,学生可以在这里完成自己兴趣的电工实验以及教学实验,也可以学习各种技能的学习方法,通过技能的训练参加各种比赛,比如电子技术设计大赛以及电工技术技能竞赛等等。
2.2改善教学内容与方法,更新教学手段
高职院校应不断的改善教学内容,对教学内容进行改革创新,因《电工技术基础》课程的专业性较强,在与其他课程相衔接的过程中发挥着很大的作用,在教学设计方面应注重这一点,应当重视这门课程的专业特点,将其纳入到教学设计中,将课程的理论性与实践性呈现出来,以便于为后续课程教学提供参考资料,为学生的学习提供了方向。《电工技术基础》课程教学设计应遵循教学目标与人才培养目标,需要不断的改善教学内容,将理论的讲解适当降低。将课程分为三方面开展教学,一方面基础性内容,使得学生对三相电流、磁路基本含义以及物流量等进行了解,为后续的内容教学做好准备,另一方面,使得学生充分的学会三相异步电动机、直流电机以及变压器等控制的方法以及操作运行原理等,还有一方面是实践环节,应重视实践教学,相应的提高实践教学、实践训练、实践范围以及实践时间等等,加强一些操作性较强的实践训练,加强学生们的动手能力。教学方法是教师和学生在教学过程中为了实现教学目标,完成教学任务而采取的方式、办法与途径,包括教师教的方法、学生学的方法以及两者之间的协调与统一。教学方法关注教学方式和教学活动,更关注学习方式和学习活动。教学手段是开展教与学时使用的工具、媒体或设备,在互联网时代,计算机网络技术已成为教学活动不可或缺的现代教学手段。鼓励教师建设和使用慕课、微课,利用网上优质教育资源改造和拓展教学内容,实施基于课堂、慕课和翻转课堂的混合式教学模式,使学生朝着主动学习、自主学习和个性化学习方向发展。通过建立网上交互学习平台,为师生提供涵盖教学设计、课堂互动、教师辅导、学生练习、作业反馈、学习评估等环节的完整教学体系。教学系统应具有人机交互、人人交互功能,体现其易操作性、可移动性和可监控性等特性,允许学生随时随地选择适合自己水平和需求的材料进行学习,能记录和监测学生的学习过程,并及时提供反馈信息。
2.3综合课程教学
《电工技术基础》课程要求理论性、专业性以及实践性,比如在《电路分析》的中,将有关电的知识应用中,有着很好的教学效果。因此,高职院校的老师可以使《电路分析》与《电工技术基础》进行结合,在对学生实施实践训练时,能够使得学生的重点把握,比如交流电路中的功率等,让学生安装在日光灯中,提高训练能力。还有《供配电技术》,其最关键的内容为高压及继电保护,还没有融入到电工职业教学中,应将高压及继电保护融入到《电工技术基础》中,对学生实训线路维修,安装以及安全用电等环节,将一些必要的课程融入到《电工技术基础》,使得这门课程的技能型与专业性不断的加强,提高学生的动手操作能力,能够将课堂中的学习运用到实际的生活当中,使得学生精通理论与技能,最大化实现教学设计的目标,开展综合课程教学适应了课堂教学的发展,满足了学生的学习需求,对高职院校的教学改革发挥着重要的作用。
2.4把课程教学和职业资格证挂钩
职业资格是对从事某一职业所必备的学识、技术和能力的基本要求,反映了持证者为适应职业劳动需要而运用特定的知识、技术和技能的能力。职业资格与职业劳动的具体要求密切结合,更直接、更准确地反映了特定职业的实际工作标准和操作规范,以及持证者从事该职业所达到的实际工作能力水平。推行职业资格证书制度,构建专业人才职业资格制度体系,是专业技术人才队伍建设的需要。在学习《电工技术基础》阶段,高职院校可以要求学生必须考取“维修电工证”和“电工进网作业许可证”,教师在教学过程中对资格证涉及的相关教学内容进行着重讲解,让学生对其产生更多的重视,资格考试开始前教师需要组织强化训练,通过强化训练让学生对相关知识进行回忆,对重点进行掌握,提高通过率,为学生结业提供有利条件。
2.5通过校企合作,加强实践能力
在实践教学环节中,通过校企合作等方式,为学生提供岗位实训的机会和场所,让学生接触到实际岗位,了解岗位的需要,寻找学习重点。在课程的设计中,将岗位与专业知识相结合,让学生接触不同的情境以了解岗位需求。在学习《电工技术基础》阶段,通过让学生进入相关企业进行实践教学,为同学们提供岗位,既能培养学生的专业技术,又能让学生在实践中培养集体合作精神,提前学会在实际工作中如何与他人相处,从而使学生在步入社会工作时更加顺利。
3结语
高职《电工技术基础》课程教学设计适应了新课程改革的方向,促进了高职院校改革的发展,针对于当前教学中所面临的问题,应当采取科学合理的措施加以解决,将课程理论与实践训练有效的结合起来,改善教学内容,更新教学方法,开展综合课程教学,为社会培养高素质的技能型人才打下良好的基础,加快高职院校改革进程。
参考文献:
[1]龙海燕,龚雪.《电工电子技术》课程教学改革研究与实践[J].成都航空职业技术学院学报,2016,32(1):44-49.
[2]刘玲.对高职院校《电工技术基础》课程问题探究式教学方法的探讨[J].黑龙江科技信息,2012(23):195.
[3]覃银红.高职院校电工电子技术基础课程教学的思考与探索[J].电子世界,2016(8):19.
【关键词】微课;电工实验;教学设计
1微课产生的背景
近几年,随着4G网络的普及、通信设备的人工智能化,传统的媒介传播方式发生了翻天覆地的变化,涌现出许多实时通讯软件和新媒体,如微信、微电影、微博等。这些新媒介的产生,标志着微时代的来临。在微时代下,传统的教学模式无法满足学生个性化学习的需求。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确指出:信息技术对教育发展将产生革命性的影响,必须予以高度重视。而要加快教育信息化进程,加强优质教育资源开发与应用,促进教学内容和方法的改革是关键。[1]微课就是在这样的环境下孕育而生的。微课是指按照新课程标准及教学实践要求,以教学视频为主要载体,反映教师在课堂教学中针对某个知识点或教学环节而开展的教与学活动的各种教学资源有机组合。[2]从另一角度看,微课可看作是教育信息化从应用阶段向融合阶段过渡的典型代表,它为信息技术进入课堂、信息技术与课堂的深度融合以及信息技术改变教学方法提供了方式方法,具有重要意义[3]。
2电工实验在电力专业中的地位与意义
电工学是高职高专电力类专业的一门核心的、实践性较强的专业基础课程,是整个电力专业学习后续课程的基础。而电工实验是电工课程教学的重要环节,从实验过程来看,它是培养学生实验方法与实践动手操作的统一;从实验内容上看,它是培养科学思维方式与技能训练的统一,在培养电力工程技术人员中具有举足轻重的作用。电工实验是学生进入大学后接受系统实验方法和实验技能的开始,通过电工实验的学习不仅仅是巩固和加深电路的基本理论知识,完成知识向能力的转移,更重要的是通过实践培养学生的电工实验基本技能,使学生了解常用电工测量仪表的基本原理,熟练掌握电工仪器仪表的使用方法及注意点,掌握基本的电工测试技术,了解测量误差和测量数据的处理方法,培养学生将电工学与生活、生产实践相结合,理论联系实际的能力,也能提高学生独立分析问题、解决问题、应用知识综合设计的能力,为后续的专业课程实验和生产实践打下坚实的基础。
3电工实验教学结合微课教学可行性分析
3.1教学现状分析
电工实验是一门理论与实践相结合的课程,要求学生在掌握电路基本知识的同时,也要具有较强的动手操作能力,学习难度较大。但在高职电力类教学培养计划中所分配的课时在不断减少,这就需要教师利用有限的课时组织教学,充分调动学生的主动性和积极性,参与到课程教学中,争取让每位学生亲手操作、掌握实训技能。经过近几年的教学成果的反馈和调查,发现教学中存在以下现象。1)师生之间有效互动不足在实验教学实践环节中,一般是一、二个老师面对一个班级的同学,每个学生的认知水平、知识体系、实践技能均不相同,针对同一个实验项目,每个学生的疑问各不相同。而在有限的课堂时间内,老师无法一一回答并解决学生的疑惑,师生之间有效互动不足,对实验教学的质量和效果产生很大的影响。2)演示实验操作难以重现实验的整体过程是一个复杂、抽象的过程。[4]在演示实验的过程中,教师力求让整个实验过程形象直观地展示在每位学生面前,引导学生观察及强调实验中的重点与难点。但是教学过程结束,学生只记得老师的只言片语和部分实验片段,而整个实验过程无法在大部分学生的脑海中再现,直接影响到学生自己动手操作环节。既浪费并不多的动手实践机会,也增加教师大量的重复工作。3)教学时间限制了课堂教学的内容电工实验的理论基础知识涉及范围广,而教学时间有限,使得教师难以面面俱到讲授全部内容,只能有所侧重讲授重点、难点,学生无法在课堂教学中全面了解该学科知识,长此以往会形成知识漏洞,不利于学生知识体系的构建。
3.2高职学生学情分析
1)学生的知识基础相差甚大近几年,高职高专的招生规模在不断扩大,学生原有的知识基础参差不齐,集体授课过程,很难定位授课内容的难易度,无法兼顾到每位学生的认知水平,更不能体现因人施教的教学理念。高职高专学生知识基础的差异性,决定了集中授课方式的不足。既无法满足基础好、学习能力强的学生提高专业水平的需求,也不能激发和引导基础较薄弱的学生完成构建系统、完整的知识体系。2)学生自主学习能力有待提高从这几年的教学经历和对学生学习情况的调研中发现,我院部分学生的学习主动性不高,对自己的学习要求过低。而且学生的情绪化较强,老师的教学风格和人格魅力在很大程度上影响学生的学习积极性,简洁、有趣的教学内容更能引起学生学习的兴趣。
3.3微课在电工实验教学中的优势
1)微课内容精炼,时间短教师根据课程特点,有效划分各知识点,经过精心设计,录制成时间短但结构紧凑、逻辑性强的微课。每个微课都只针对一个知识点进行讲解,主题突出,学生更能抓住知识的重点,而且微课时间一般在10分钟之内[5],学生注意力比传统课堂教学更容易集中。2)资源丰富、满足学生个性化学习的需求,体现学生主体地位微课的教学资源内容丰富,教师可以根据授课的需要,制作一系列微课来满足学生课前预习、课后复习及扩展的需求,学生们可以根据自己的认知水平选择适合自己的微课进行学习。而且智能手机及平板电脑的普及,移动化、碎片化的学习模式更加符合90后学生个性,微课的出现弥补了课堂教学的不足,有利于学生利用课后时间进行学习,充分调动学生学习积极性,体现学生主体地位。3)观看方便,一对一教学成为可能微课录制成功后,学生可在移动终端上观看,学生们根据自己的学习情况,可重复或暂停播放。一对一的教学,让学生全面把握教学内容、直观地观察实验现象、仔细地观看操作步骤。与传统教学模式相比,微课有许多不可取代的优势。但是微课也不是万能的,微课的有些优势在一些理论性较强、逻辑推导要求较多的课程中就变成了短板。但是高职院校的教学内容相对于本科教学更注重解决实际问题的办法,而不是搞学术研究。特别是对重视操作过程、培养实验技能的电工实验课程来说,微课的优势显而易见。
4电工实验的微课教学设计与实施过程
只有准确的定位学习者、针对知识点合理的选题、明确具体的教学目标,这样才能制作出符合学生认知特点和学习规律的微课。而合理划分知识点是制作微课的开始,也是微课教学达到最佳效果的关键。我院电工实验为20学时,按照实验项目分成:认识实验、验证性实验、设计实验三大类。表1列出实验项目和对应的课时。根据微课的特点,将“电工实验”课程进行梳理,合理的划分与整合,重构出相对独立的知识点。下面以“电工实验”认识实验课程中的一个重点难点问题:单相功率表的使用为例,介绍一节微课完整的教学设计与实施过程。
4.1选题
微课是围绕一个知识点展开教学的,教师理清知识点在本课程的意义和作用,才能明晰知识点与课程整体逻辑关系,有利于教师把握课程的整体,同时也能让教师更清晰知识点的地位和价值,有利于教师充分发挥微课的优势,顺利完成微课教学。功率表使用是学生学习电工实验课程第一个实验———认识实验中的项目,它是课程中基础的、常见的问题,同时也是一个重难点的问题。在后续的实验中,例如:线圈参数的测量实验、日光灯电路和功率因数的提高实验、三相负载功率的测量实验、变压器空载实验和短路实验中都需要使用单相功率表测量数据。在学生学习功率表之前,已经学习了电压表、电流表的使用,会有一部分学生误认为功率表的使用方法和电压表、电流表类似,在教师讲授的时候不仔细听讲,而在操作的时候不得要领。还有一部分同学在学习功率表使用的实验中,能熟练使用功率表进行测量,但是实验过后,没有进行归纳和整理,以至于在后续实验中需要使用功率表时束手无策。综合考虑到单相功率表在电工实验中的使用频率、难度和学生掌握的程度,所以选择制作功率表使用的微课。它既可以缩短教师上课讲解的时间,增加学生动手实践的机会,又降低教师的重复教学工作,教师可以有更多的时间和精力来组织教学,加强与学生的交流互动。
4.2教学设计
教学设计是根据教学目标和教学对象,将教学各要素优化安排,形成教学方案的过程[6],因此教学设计是整个微课制作的核心环节。好的微课设计能符合学生的认知规律,教学过程突出重点、突破难点、逻辑周密、条例清晰,能激发学生学习兴趣。4.2.1教学目标及重难点分析在设计“单相功率表使用”的微课前,首先要明确该知识点的教学目标及重难点。本节微课的教学目标是:1)了解单相功率表的结构和工作原理;2)掌握单相功率表量程选择;3)熟练掌握单相功率表的正确接线方法;4)能准确地读出单相功率表的示数。其中单相功率表正确接线和正确读数是本节微课的重点,正确读数是本节的难点。4.2.2微课教学教案1)微课导入(5s)在微课开始的时候,开门见山、直截了当的进入课题:介绍单相功率表的使用。因为微课时间短,切入主题要迅速,这样才能吸引学生的注意力,让学生更明白学习的主题。2)介绍单相功率表的结构和工作原理(1min55s)向学生展示单相功率表的实物,介绍单相功率表面板上各端钮的名称及作用。接着进一步介绍各端钮内部所连接的元件,最后展示出单相功率表原理结构图,简要地介绍一下单相功率表的工作原理。对于高职学生来说,教学的重点在培训学生的实验技能。所以在微课设计中,弱化对单相功率表工作原理的分析。而对于电力类专业的高职学生来说,后续课程“电能计量”中,有重点分析单相功率表的工作原理,故在本次微课中不过多的深入。3)讲解单相功率表量程的选择方法(1min)从单相功率的公式出发,讲解功率表量程选择,需要正确选择电压、电流的量程之外,还需要注意功率因数。学生对功率的计算还停留在初高中的层面上,而且在学习单相功率表使用之前,已学过电压表和电流表量程的选择,其中没有涉及功率因数,学生对此知识产生负迁移,在学习单相功率表时,学生容易先入为主,遗忘功率因数这个物理量。所以在介绍量程的选择时,从公式出发,让学生先明确功率计算所涉及的物理量有U、I以及,唤起学生注意。4)单相功率表正确的接线方法(重点:3min)从前面介绍的单相功率表面板上各端钮所接元件出发,借助电压表并联接入、电流表串联接入的前导知识,介绍单相功率表的接线方式。特别强调电流量程变换铜片接法。在学习单相功率表之前,学生已经熟练掌握了电压表、电流表的接线方法,这对学习单相功率表中电压线圈、电流线圈接线有一定的帮助,可以让学生更容易掌握单相功率表正确的接线方法。5)单相功率表的读数(重点、难点:4min)先简要回顾电流表和电压表读数的方法,接着介绍单相功率表的读数方法,特别强调功率因数。最后列举几个实例,演示正确的读数方法。学生已熟悉电压表和电流表的读数方法,很容易掌握单相功率表的读数方法,但先前所学知识也容易影响学生对本知识的掌握,忽略功率因数的影响。所以需要具体例子,让学生掌握单相功率表读数方法。
4.3实施方法
教师根据微课教案,采用两种形式的制作方法:录屏和录像。先利用手机录制单相功率表正确接线方法的影像内容,然后将这部分影像内容与单相功率表的结构和工作原理、单相功率表量程的选择方法和单相功率表的读数内容相结合,制作成PPT,利用录屏软件,完成教学视频的录制。制作完成后,再由专业人员进行后期的制作。
4.4设计时注意的问题
电工实验是以电工学为理论依托,不仅理论性强,而且实践性强。因此,这门课程的教学设计要理论联系实际,在讲解理论知识同时,适时的列举工程实际的案例,这样更能激发学生的学习兴趣。
5结束
微时代的来临,对传统教学模式产生很大的冲击,“两耳不闻窗外事,一心只读圣贤书”的时代已经过去,不仅仅是学生,教师也要从自我封闭的“象牙塔”中走出,不断完善自己的专业知识,坚持自己对微课的独特理解,踏踏实实地落实到具体学科的微课教学中,成为学生主动学习的领路人。
【参考文献】
[1]徐苑.微课在现代教育技术课程中的应用[J].开封教育学院学报,2014(10):150-151.
[2]胡铁生.“微课”:区域教育信息资源发展的新趋势[J].电化教育研究,2011(10):61-65.
[3]刘名卓.视频微课的实用学分析[J].开放教育研究,2015(1):89-96.
[4]吴铁飞.微课与物理实验教学相结合的研究[J].科技视界,2013(30):142-153.
[5]吴泳.微课在电路分析教学中的应用研究[J].湖南邮电职业技术学院学报,2015(4):120-123.
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
职业教育是社会的必然需要,教学的过程需要更加科学、更加专业、更重要的是能吸引学生的学习热情,使理论与实践结合,让学生能够“学以致用”,把职业教育专业技能与网络教学相结合,有针对性的教学手段可以让学生在家里完成全部的学习过程。
该论文将网络教学和职业技能学习有机的结合,针对机电专业电工电子技术学科进行系统的、科学的网上教育,更重要的是以学生“学”为主的出发点,使网络教育不再是教师一厢情愿的摆设,趣味性、实用性成为整个网络教程设计的重点。
关键词:电工电子技术;网络教学;技能训练;以学为主
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)33-0138-02
电工、电子技术基础是中职机电大类必修的两门专业基础课程。通过本课程的学习,使学生掌握电工电子技术各种基本电路的组成、基本工作原理、性能特点、熟悉各种电子仪器和电工工具的正确使用方法,初步具备使用元器件、读识电路图和测试常用电路功能及排除线路故障的能力。为以后的其他专业课做好充分的知识储备。
本课程的教学内容中既有电工和电子技术的基本概念、定律和电路等理论知识的教学,又是一门具有很强实践性的教学课程,因此实训技能的训练也是学习好本课程的重要组成部分。这就要求学生要将所学的理论知识与动手实践很好的结合才能真正学好这门课程。由于电工电子课程理论与实践并重的这个特点,使得在课堂上的时间很难满足使每个学生充分学习和练习,课后要想复习又不具备学习条件,所以我认为能够搭建一个基于电工电子基础的学习平台,让学生在课后也能对所学的理论知识更深入的M行学习和认识,并且同时能对实训技能进行模拟练习,为本课程的学习起到辅助学习和熟练运用的作用,这也正是网络教学之所长。
电工、电子技术网络课程由电工技术基础和电子技术基础两个大部分组成。一、电工技术基础的网络课程,学习目标是使学生全面掌握电路的基本知识,例如混联电路和复杂电路的分析方法、几种求解复杂电路的基本计算方法、三项交流电的形成和连接,然后在此基础上,熟练掌握三项异步电动机的构造和电气控制的四个基本控制电路,最后学会电工的测量和常用工具的使用等实训技能。二、电子技术基础的网络课程,又由模拟电子技术和数字电子技术两个部分组成,学习目标是全面掌握电子电路中基本电子元器件的原理及其应用,在此基础上能够掌握集成运算放大器、基本放大电路和直流稳压电源等电路的原理及其应用,同时能够要学会辨别、测量电子元件,完成两个中级考工要求的简单电路板制作技能训练。学习这门课程都应该是高职二年级的学生,已经学过高等数学、普通物理等基础课程,具备了一定的基础知识和专业知识,但是高职的学生没有很强烈的求知欲,原来的基础知识和数学能力都不足,他们并没有独立学习这门课程的能力。所以要实现以上课程的学习目标,就不能简单的设计教学过程,使用以前一贯的教学模式和思路则行不通。
要将网络课程作为课堂教学的有力补充,助力学生主动的进行学习还要注意做到以下几点:第一、网络课程对教师的要求不是降低了,而是更多的要求教师创设更富有个性化的网络化学习环境,教学方法更加多样化。根据教学目标合理创设学习情景,运用信息技术使得课程更加真实、生动、直观而又富于启发性,把提高学习效率作为当前高职教育教学的第一要素。第二、根据“因课而异”原则选择合适的课程整合教学结构。第三、避免单向的“填鸭式”教育,所学内容必须得到及时的反馈、互动和答疑,学生学习的结果要反过来影响下一步教学的进程和方式。
因此本课题一改以往教学网络课程以教师“教”为主的教学模式,从以学生“学”为主的角度入手,如何调动学生学习的积极性,提高学生在学习中的乐趣作为第一要素。这就要求:一、在课程界面上必须新颖、“非主流”,迎合学生的审美喜好。初步设想界面采用个人空间装饰风格,动态的界面布局;菜单采用游戏菜单样式,每一章节测试有难易度的选择,以闯关的形式解锁下一级测试题,以此来引发学生的学习兴趣。二、课程设计的多样化,突出学生为主的学习模式,学习的过程中要有学生的操作选择或者完成答题穿插其中,引发学生的思考。所以即使是播放的教学视频,也需要用微课的各种形式提高学生的学习兴趣。三、课程内容采用模块化的组织方法,基本以知识点或教学单元为依据。主要分为课程学习、测试练习、仿真模拟、学习交流四个模块,其中在线交流学习也将作为本课题的一个着重创新点,在交流平台中,可以采用一人提出问题,其他同学解答问题,管理员对答案较为完整的同学进行加分的形式;同时还应有在线客服形式的教师对疑难问题进行解答。四、整个网络课程其实是一个大型的教学平台,它作为一个大的框架式结构,允许对于试题、PPT以及视频文件进行上传并编辑。五、网络课程应该有后台的信息采集,利用大数据的统计结果,针对多数人学习的难点进行教学策略的改善,对于教学设计的不合理部分进行调整,实现教与学的互相促进。
交流电路包含正弦交流电路、三相异步电动机常用低压电器电机控制基本电路、常用机床电路电工测量、安全用电电路和部分电工测量。在具体教学内容的安排上,本文以电工技术基础课程为例,将教学内容分解为相对独立的知识结构,即电工测量、电路部分和电气与控制,然后,明确不同教学内容之间的结构关系,即首先掌握电路的基本概念、基本定律和电路的基本分析方法,以及电机与控制部分,最后学习电工测量技术,电工技术基础课程的教学内容如图1所示:
在学习活动中,我们利用网络的优势,按照教学设计的原理,设计了丰富多彩的学习活动。电工、电子技术基础课程由课程学习、测试练习、仿真模拟、学习交流四个模块组成,如图2所示。
这四大模块构成一个系统,相互依存、相辅相成、密不可分。任何系统只有通过相互联系形成整体结构,才能发挥整体功能。针对于此,我们对本网络课程的四大模块进行了精心的设计。
课程学习模块是网络课程设计主要内容。它是慕课、微课等方法多样,内容丰富的上课形式进行课程内容的传授。课程内容共分十二章,包括简单直流电路、复杂直流电路、正弦交流电路、三项正弦交流电路、电工测量、常用低压电器、三相异步电动机、电机控制基本电路、常用机床控制线路和安全用电。把每一章的内容量化为几个相关的学习任务,每一个学习任务进一步具体量化为多个问题,问题的提出按照学生的认知规律进行排序,让学生在具体的问题解决过程中认识问题的本质,从而达到认知的目的。例如电机控制基本电路中的电动机单向启动电路的学习可以分为三个递进的控制电路逐步完成学习任务,如图3所示:
仿真模拟模块包含了所有电工技术基础相关的模拟实验,分别是电工基本常识与操作、常用电工仪表的使用、低压电器、照明路安装、电机与变压器、电动机控制、电工识图。在学生掌握理论知识同时,利用仿真软件演示并可以操作电路的连接和利用仪器进行测量,这样把课堂理论和实验实训都搬到网络课程中来,使学生可以即可“学以致用”,取得阶段的学习成就感。仿真软件如图4所示:
电工实验是应用电工学的基本理论进行基本实验技能训练的主要环节,除了介绍必要的实验理论和实验方法外,主要通过学生自己的实践,学习基本的电量和非电量的电工测试技术,学习各种常用的电工仪器、仪表、电机、低压电器的使用法,培养学生进行科学实验的基本技能,树立工程实际观点和严谨的科学作风,使他们能独立地进行实验,为下学期的维修电工中级考工打下坚实的基础。
这里所介绍的电工电子教程是针对职业类学校机电专业的学生“量身定做”的,创新的意义在于首要任务提高学生的学习兴趣,使网络教学不再是教师一厢情愿的“摆设”;同时将理论知识和实验实训相结合,在同一时间、同一框架内完成学习,让学生能全方位有目的地进行学习,并为考工做充分的准备。若要实现还有许多技术难题需要解决,如能建立一个教学平台,任何专业课都可以放入此框架内进行学习,比如机电专业的“机械加工工艺”,这样就可以起到一劳永逸的作用了。
参考文献:
[1] 刘志平.电工技术基础[M].北京:高等教育出版社,2007.
[2] 康华光 .电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2011.