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【关键词】电工电子;层次化;E-Learning
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)01―0082―02
一 引言
现代信息技术悄悄地影响着我们的观念,改变着我们的生活,也正在影响并逐渐改变着我们的教育理念与教育方式,网络课程成为各大高校教学改革的热点方向之一[1]。
虽然在网络教育的初期,技术方面的要求需要大量的启动资金,但网络学习具有个别化、协作化等特点,基于网络课程的远程教育有可能成为未来教育的主流,较为适合我国教育基础薄弱的国情。
电工电子系列课程是信息类工科的重要基础课程,各大高校均对该系列课程建设高度重视,在教学体系、教学方法和手段及教学内容等方面进行了一系列改革[2],如构建电工电子学模块化课程体系,分层次设置技能训练内容等[3]。
基于资源的学习是一种具有悠久历史的学习模式[4],基于资源的网络学习模式逐渐受到广大学生的喜爱,构建一个基于电工电子的具有丰富网络资源的e-Learning系统对电工电子系列课程建设具有十分重要的意义。
二 电工电子系列课程的特点
电工电子系列课程的最大特点是:教学内容广,包括电工、模拟电子技术、数字电子技术、控制等诸多内容;各知识点相互联系紧密,学生专业要求区别很大,教学学时数安排差别大,教学内容广与学时数相对不足的矛盾突出。
如机械、航海、航空航天等类型本科专业,要求对常见器件及其应用有较多的认识,一般安排100左右(或以上)的学时用于课程理论教学,单独安排30左右学时用于实践环节教学。力学、化工、环境、生物、制药等类型本科专业,要求能熟练利用电工电子设备解决一些常见应用问题,一般安排70左右(或以上)的学时用于课程理论及实验教学。对工商管理等准工科专业,要求具有一定的电工电子方面的头脑,能读懂专业技术人员的总结性报告,一般安排50左右(或以上)的学时用于课程教学。
对于高职高专类机械、计算机等专业,虽然学生理论基础知识相对薄弱,但对电子器件的应用技术却有较高的要求,一般安排60-80学时用于课程理论教学,单独安排20左右学时用于实践环节教学。
三 电工电子层次化e-Learning的提出
基于电工电子系列课程的重要地位,各大高校均对课程建设提供了大力支持,出现了许多优秀的教学成果。如高教社推出的针对机械、航海、航空航天等类型本科专业电工电子技术(多学时)课程的电工学(第5版)立体化包,西安交通大学的电工电子技术精品课程等。
目前这方面的教学成果一般均是单一层次的成果(如只面向高职高专或本科多学时),这些单一层次成果来自不同的项目组,使用不同的教材,具有不同的特色,将这些单一层次成果组合,难以适应不同层次电工电子技术课程的教学需求,不利于基于资源的网络学习模式的开展。
如学习电工电子技术(本科多学时)课程的部分学生在学习过程中往往需要一定的与他们使用的教学资源相吻合的面向电类的电路和电子技术方面的网络资源支撑,目前虽然存在着很多相关的面向电类的电路和电子技术方面的网络资源,但绝大多数学生不具备筛选的能力,这些网络资源事实上起不到对该课程的拓展支撑作用。
基于上述分析,电工电子层次化E-Learning应围绕电工电子技术本科多学时、本科少学时、高职高专3个层次展开,多学时版为少学时、高职高专版提供拓展支撑,建立或链接相关的电类资源库,以适应不同层次电工电子技术课程的教学需求。
四 EEDLW电工电子技术(本科多学时版)技术路线
EEDLW电工电子技术(本科多学时版)初期版本2001年底开通,2004年全部建设完成,技术路线如下:
1 以页为单位按照超文本组织各教学单元知识点,利用网页制作工具制作为Web页面,实现各知识点的顺序教学。
2 以多媒体数据库为基础结合SQL语言实现各知识点的查询教学,采用了基于Web的多媒体数据库智能语义检索(ISBR)方法。
EEDLW的ISBR搜索方法实例如图1(经过处理,完整页面可通过启动IE,进入EEDLW首页并登陆,在查询文本框中输入图2-3-2后回车进入)
图1中,查询源关键词为“图2-3-2”,经ISBR算法查询,所得目标关键词为“结点电压法”[5]。查参考文献5,该知识点的插图编号为图2-3-2,具有关联,故得查询结果如图。
EEDLW智能语义检索方法较好地适应了基于Web的学习型多媒体数据库的检索要求,大大拓宽了电工电子技术多媒体数据库的检索范围。
3 采用ASP结合多媒体数据库实现阶段复习、课余练习、网络自测等。
EEDLW的阶段复习数据库支持图文混排,参考实例如图2(经过处理,完整页面可通过启动IE,进入EEDLW首页并登陆,选择“本章小结”,在随后出现的界面中选择“本章理论”,在右下角文本框输入4后回车进入)。
由图2可看出,阶段复习数据库的图文混排不是一种排版技巧,是综合了多媒体数据库、Web技术、ASP技术且具有交互性的一种教学方式。它利用超链接将一个相对复杂的知识网络自动图文混排地组织起来,是面向电工电子技术电子教材的一种灵活的教学手段,较好地适应了不同层次、不同要求读者的复习要求。
4 采用C++ Builder开发教师端、学生端两个Web专用浏览器。教师端浏览器将产生的超链接改变信息广播,学生端浏览器接收到广播信息后自动链接到目标页面,把这种方式称为远程同步教学。
远程同步教学系统弥补了远程教育学生与老师准分离特性所带来的不足,老师可围绕Web页内容进一步补充讲解,从而改善非实时教学中存在的一些缺陷,限于篇幅,其具体实现原理此处不再做展开描述。
5 采用C++ Builder开发一个具有Web页面浏览功能的专用浏览器,并将登陆信息及其相关处理程序集成到这个专用浏览器中,将这个专用浏览器和被删除了登陆界面及其相关处理程序的网络课程共同包装成一个产品,构成EEDLW的个人版本。
EEDLW个人版专用浏览器支持网络课程版本自动检测、自动升级等许多功能,较好地实现了EEDLW与读者的充分交流及相关服务。
五 电工电子层次化e-Learning的初步实现
EEDLW源自2001年初启动的重庆大学电路及电子技术网络课程建设项目,2001年12月正式对外开放式教学。2003年9月,为配合与进一步支持国家工科电工电子基础课程教学基地的建设与验收工作,为电工电子技术网络课程(本科多学时版)提供拓展支撑,面向电类的数字电子技术网络课程上网教学。
2004年,电工电子技术网络课程(本科多学时版)建设完成,配套教材出版,电工电子技术(本科少学时版)开始建设。2006年,电工电子技术网络课程(本科少学时版)建设完成,配套教材出版,电工电子技术(高职高专版)开始建设。2008年4月,电工电子技术(高职高专版)建设完成,配套教材出版。
经过近十年的建设,EETDLW建成了面向非电类的电工电子技术本科多学时、本科少学时、高职高专及面向电类的数字电子技术、信息类的多媒体技术与网页设计5门网络课程,教学内容涉及电路、模拟电子技术、数字电子技术、电动机、计算机仿真、PLD、PLC、单片机控制、数字图像、音频、视频、Flas制作、网页制作与设计等内容,能按照非电类电工电子技术课程本科多学时、本科少学时、高职高专3个层次进行教学,电工电子层次化e-Learning初步实现。
六 小结
EETDLW获第六届全国多媒体教育软件大奖赛二等奖等全国性的奖3项,出版电工电子技术(本科多学时版)、电工电子技术(本科少学时版)、电工电子技术(高职高专版)教材3套4本,其中普通高等教育“十五”、“十一五”国家级教材规划各1套,支持基于Web的网络教学交互模式[6,支持智能教学[7]、远程同步教学、顺序教学、查询教学、阶段复习、课余练习、网络自测等多种教学手段并提供自学、授课、阳关走廊等多种学习风格,是国内电工电子领域有较大影响的教学网络,在应用实践中得到广大读者的好评。今后的主要工作是进一步整合该网络教学资源,加强宣传与交流,更好地推动该网络的深入应用。
参考文献
[1] Wang Ying-Hong Lin Chih-Hao. A multimedia database supports English distance learning [J].Information Sciences, 2004, 158(7), 189-208.
[2] 金波.电工电子基础平台课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2008,(5):98-100.
[3] 李高建,曾照香.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].中国成人教育, 2007,20:147-148.
[4] J anette Hill1 Michael Hannafin 钟志贤.基于资源的学习环境设计[J].远程教育杂志,2009,(1): 46-50.
[5] 陈新龙,胡国庆,张玲.电工电子技术(上) [M].北京:电子工业出版社,2004.
关键词:非电类专业电工电子;实训教学模式;分层教学
自改革开放以来,市场经济下的国民生活质量日趋上升,人们在保障好自己生活质量的同时,对于一些技术类的需求也越来越大。再者,技术产业是带动国家经济的重要模块,因此国家在十二五规划里明确提出高新技术产业的发展重要性,这导致社会各阶层也对于高新技术产业的重视程度越来越高。然而,在电工电子技术产业中,许多阶层人民却将更多的精力放在了电工电子上,而在实训教学中忽略了非电工电子的实训教学,这使得电工电子技术的分级化现象的产生,也使得非电类专业电工电子的实训教学较为缺乏。因此,为苛求非电类电工电子专业更大跨度的发展以及消除实训教学分级化的现象,本文立足于中职非电工电子的实训基础以及创新能力,寻求非电工电子专业分层教学模式的更大发展。
1相关理论基础
1.1非电类电工电子技术
非电类专业电工电子技术涵盖了非电类基础认识,然而其专业涉及的范围可以延伸至机械工程系,建筑工程系,生物与环境工程系,化工与材料工程系及计算机科学与技术系,这五个层面的技术都是非电类专业电工电子技术能够涉及延伸的范围。面对现实生活与工作的需要,这五大层面在我国产业的核心地位中也占据很重要的位置,它们组成了电工电子工程的丰碑。
1.2分层实训教学模式
分层实训教学模式在非电类专业电工电子技术中有着三层递进关系,实训分中职校内实训教学,实训基地实地演习教学和企业实践生产教学,三个重要模块分别以层层递进的关系形成一个更好的循环,从而带动中职的学生从学习到生产,进而形成一体化的实训学习。
2非电类专业电工电子技术实训中存在的问题
2.1专业归属不同,导致实训效果不佳
就目前来说,非电类专业与电类专业区分较大,非电类专业不可能和电类专业一样安排那么多的电工电子实训课时。电工电子是工科专业学习的基础,打好基础才能更好的学习专业课。然而非电类的实训明显是弱于电类专业的实训内容,实训内容的差异更是千差万别。对于这种现象,国内学者总结得出专业归属不同导致了实训效果不佳。
2.2无法学以致用,工作的应用性不大
日趋更新的教学模式已经使得学生们无法学以致用,非电类专业电工电子实训作为一个比较先进的教学模式,也会因为部分教学细节问题而面临很多挫折,比如电工电子技术的理论支持和实训内容的空泛性。这些不利因素使得学生在实训学习过程中表现比较盲目。就中职的实训内容来看,中职对于实训的最终效果并不是很重视,只是注重学生学习的一个心态。这种做法只会让实训过程形成松懈心理,使得实训不认真,工作又失利。另外,在校园的实训教学中,实训内容的针对性并不是很强,校园实训内容常常是长年以往都是那几个项目,这样的教学模式就是缺乏更新,也就是说学生实训中掌握到的只是长期以往的一种旧有学习模式,便是电工电子技术的基础。综合以上原因,我国中职电工电子技术的实训教学明显存在不足,特别是在对于工作上所更新的技术实训里,校实训方没有针对企业生产过程中所需要的实训效果,在那方面投入的精力比较少,这种做法导致学生实习后无法迅速进入岗位,甚至脱离岗位。
2.3实训教学模式单一,灵活性不高
相较于专业性较强的电工电子专业,非电类电工电子技术的实训教学模式并非样样俱全。他们在实际电类实训中涉及电子技术的东西不算多。另外,非电类电工电子技术的实训教学比较固守传统教学模式,在学生创造能力的培养中缺乏注重性,这使得实训效果不佳,学生自主学习积极性不强,其能力也存在明显差异。几年来,工科中职一直围绕着电类实训教学的目标来实现学生学习-应用一体化的学习模式,中职教育办一直在不断改革,因此,外部政策对于实训教学是非常支持的,只是中职机构对于非电类电工电子技术的实训似乎关注度并不高,因此,这种单一的实训教学模式已经持续了很久,却没有被改进。一方面这阻碍了电类教学理念的更新以及教学目标的失利。二方面实训教学体系并不能满足现代教学的培养与发展,实训方式单一,模块简单,实训教学改革不彻底,形式也单一,且团队合作性较差。这些都已经让非电类电工电子技术单一的实训教学模式存在很大的障碍瓶颈。
2.4实训评分机制落后
现如今,非电类电工电子技术的实训教学中,其评分机制是平时分加考试分,其中的平时分是可调控的,即依靠老师对学生认可度。非电类电工电子技术的实训评分模式中存在很大的弊端,首先实训内容多导致老师顾及不到每个学生的实训效果;其次就是实训评分机制,以最终结果来评定实训成绩,这使得实训内容存在很大的虚假性,这样的虚假情况使得实训目的显得意义不大,比如学生中途叫人帮忙代实训,甚至连实训作业都代做了;最后,就是实训场地的落后,实训场地里有些设施陈旧太久,这样的设施使得学生有些优先使用较好的设施,因而在评分成绩阶段占据了很大的优势,这种评分其实是不公平的,特别对于非电类电工电子技术的实训教学中,他们本来就是专业的弱势群体以及设施的不熟悉,这使得学生成绩评分不公平现象的出现。
3促进非电类专业电工电子技术实训的具体对策
为改善非电类专业电工电子技术实训教学中所发现的问题,我们可遵循以下建议。一者,对于非电类专业电工电子技术实训学生的众多,专业繁杂且难以区分的局面,首先需对教学内容进行改革,将电类与非电类课程分开,将提高型与创新型的实验项目注入电类实训的课程体系,并增加电类专业的实训的课时量。而对于非电类专业的学生,实训内容主要集中在基础型甚至科普型项目中,在保证基本实训教学任务的前提下,将实训时间控制在一周以内。这样既符合了两类学生的培养目标,又保证了大规模实训的教学时间。二者,为改善理论课程与实训项目脱节的问题,非电类专业电工电子技术实训教学应大胆引入虚拟平台作为实训前期预习辅助。例如,实训室控制电路项目,很多班级在实训前没有相关的理论铺垫,长时间的理论介绍很难让学生完全理解其原理,直接导致在实训过程中难度增加,检查线路时大量烧坏保险丝,引发学生的实践挫折感。而在实训项目进行前,将仿真软件以及建立虚拟实训室控制电路的教程拷贝给受训学生,通过前期仿真过程,学生更加理解实训项目的原理与注意事项,大大降低了实训过程中的元件损耗,同时也提高了学生的学习兴趣与自主学习能力。针对缺少差异化教育这一问题,非电类专业电工电子技术实训教学在教改过程中将实训项目分为基础型、研究创新型与个性化实践型三个层次,基础型实训项目面向大部分学生,完成即达标。研究创新型实训项目面向水平较高的学生,学生可以根据自己的兴趣选择。三者,由于实训过程时间较长,评分考量的因素较多,其客观性与公平性十分重要。因此,为了创造更好的实训评分机制,我们可以让实训监督机制变得更加严厉,对学生考勤以及平时分的记录采取一对一的方式去评平时分。再者,根据国内外教育学家的观点,引导持续性成长与学习的刺激,从课程终结时进行的评价变为持续地展开的评价成为今后教育评价变革的方向之一。实训过程的表现应该在实训成绩中得到有效的体现,这样的评分机制将更加能保证客观性与公平性。所以非电类专业电工电子技术实训教学在实训的评分上加大过程性评定的权重,更注重对学生在实训过程中体现的能力和态度的关注,消除了部分学生对电工电子实训评分客观性与公平性的质疑。总之,以上三种对策是非电类专业电工电子技术实训教学中所发现的问题的集中解决对策,而面对传统实训教学模式的弊端,最主要的还是现代教学模式所缺乏的分层实训教学概念,即中职-实训基地-企业的三环实训模式。
4非电类专业电工电子技术实训分层教学模式的构建
4.1中职实训教学模式
对于非电类专业电工电子技术的中职教学体系,中职应该遵循成果转换的结果。中职实训教学主要是由电路基础、电工技术、模拟电子技术、数字电子技术组成,这四个模块分别是对电工电子技术基础理论知识的稳固与提升。因此,在设置非电类专业电工电子技术的教学内容中,应该需要有针对性。其中电路基础是磁场及电磁感应、单相正弦交流电路、三相正弦交流电路,电工技术是常用电器、普通车床控制电路、现代控制技术,模拟电子技术是常用半导体器件、整流及稳压电路、放大电路与集成运算放大器,数字电子技术是组合逻辑电路和时序逻辑电路、数字电路的应用。中职实训教学模式主要是对于理论知识的掌握与理解,所以教学上可灵活采用传统教学模式,但是需要与应用模块相关。如:制作“电路图识读实训”,快速识读基本控制环节电路“维修电工技能”训练的第一步是培养学生的快速识图的能力。接着是对照任务上电路原理图和接线图,安装与调试基本环节电路或对照已经安装好的电路进行识图和检修训练。最后对基本环节电路进行分类归纳,对同类电路进行类比,比较各自的相同点和不同点、优点和缺点等,并通过电路图任务单”快速识读基本控制环节电路。
4.2实训基地实训教学模式
针对于非电类专业电工电子技术的实训基地实训教学模式,主要可分为基本技能实训、专业技能实训、综合应用技能实训和创新技能实训。基本技能实训包括电工基础实训、模拟电子技术实训、数字电子技术实训,专业技能实训包括嵌入式实训和单片机实训,综合应用技能实训包括电子综合实训、综合布线实训、智能交通综合实训、船舶电力拖动实训,创新技能实训包括中职生科技创新基地和电子创新实训等。其中的几个实训模块可针对实训学生来选择,但实训体系需遵循基本-专业-综合应用-创新的实训教学模式。如:制作“工艺任务单”,循序渐进地训练“维修电工技能”,有效提高训练效果,将电气工程电路的安装要求及操作规范等制作成“工艺任务单”,在安装电路时发给学生,督促学生严格按照任务上的工艺要求进行电路的安装与调试。
4.3企业实训教学模式
现代企业的实训模式是针对生产应用而产生的,就如国内南车一样,他们是先做培训,再上岗实践,学习与生产相结合的实训教学模式。因此,对于企业的实训教学模式,我们可有以下建议:一是优先采用行业模块方式,选择组合培训,节省企业成本;二是采用虚实结合的实训形式,将技术与实践相结合的实训途径;三是开放性教学,理论实训同步进行,评分要跟进,设施要更新。综合以上的实训建议,企业的实训教学模式应当遵循学习-生产相结合的模式,在学习中应用,在应用中发现学习内容,并不断循环学习下去,从而为企业创造更大的利润进而实现非电类专业电工电子技术实训的目的。如:让学生读懂“企业实训内容”,理解实训任务单上的要求,自觉地按任务单内容反复进行单。项技能训练。训练中如发现学生没有按要求操作或工艺达不到任务单上的标准则令其返工,直到达标为止;学生掌握“实训任务单”上的单项技能后,再进行单项技能的链接训练;当学生能独立完成基本控制环节电路安装与调试后,再加大训练强度,规定的时间、规定内容,训练学生操作技能的熟练程度;最后,进行实战训练,即复杂电路的安装与调试,以增强学生运用所学的技能进行生产实践的能力。
5结语
非电类专业电工电子技术实训分层教学模式的提出,有利于中职、实训基地、企业形成稳定的沟通模式,即学习与工作的良性循环。这种教学模式对于电工电子技术产业是有促进作用的,学生能够学以致用,中职能完成教育办的文书目标,而企业则能达到企业生产的目的。在未来,这种分层教学模式也将被普及开来,成为全国普遍存在的教学模式。
参考文献:
[1]孙艳,张伟宏,贾旭,王帅.依托电工电子实训提升学生创新能力的研究与实践[J].实验室科学,2014(05).
[2]刘浩,解宁,吴建华,沈兆奎.电工电子实训考核评价系统的构建与实践[J].实验室科学,2013(06).
【关键词】电气工程 学科方向 认识
一、电力系统及其自动化
电力系统是指:发电,变电,输电,配电,用电等设备和相应辅助系统,按规定的技术和经济要求组成的一个统一系统。电力系统的根本任务是向用户提供安全,可靠,优质,经济的电能。对电力系统的基本要求:有充足的备用容量,实现快速控制。
就目前时局背景来看,全世界提倡节能减排,发展新能源已经成为各界共识。从长远来看,气候变化要比金融危机更加重要,因为它涉及人类的生存和发展。在经济发展越来越受到资源和环境约束的今天,已经迫使全人类不得不重新思考自己的发展模式。如何应对气候变化、坚持可持续发展、走绿色复苏之路,而解决气候变化问题的根本措施就是发展新能源。作为新能源,太阳能、风能可以利用,但如果大规模、远距离输送电的难题没有解决,水电、煤电还是要作为主要的能源。
在此背景下大力发展新能源,如何解决新能源发电上网就是重点,也就是运用现代控制理论,电子技术,计算机技术,通信技术,图像显示技术等科学技术的最新成就来实现电力系统自动化,实现数据监测,设备状态评估,判断可能出现的故障,并提示相关工作人员设备可能存在的不安全因素;根据数据,控制中心调整网络结构和运行方式。依据设备状态,工作人员帮助优化设备检修和设备更换时机,减少维修成本和停电时间等。
二、电器与电机及其控制工程技术
自从工业革命以来,机器的生产逐渐取代了手工生产,而机器生产就少不了电机的存在,无论是在发电领域还是在用电领域电机在其中都站了重要的地位,随着时代的进步,电机的重要性在机器生产和发电中更加突出。而电机也从从前的单一电机变为了功能各异的专业性电机。在发电领域,如核能发电机,磁流体发电机,风能发电机,太阳能发电机,潮汐能发电机。而在电动机领域,如高性能永磁电机,交流异步电动机,单相异步电动机,罩极式电动机,磁滞同步电动机等。
电机的发展不仅极大的提高了人类的生产力,同时也极大的丰富了人类的生活。在我们的日常生活中,电机无处不在,我们的空调,我们的电冰箱,我们的微波炉,我们的电脑,或多或少都有电机的存在,甚至有人把一个家庭中拥有电机的数量看作是衡量一个家庭生活水平的标准。可见电机在我们生活中的重要性。
随着一些新技术的发展,电机的性能还会得到更大的提升。例如,如果常温超导材料研发成功的话,这将使超导电机绕组的电阻损耗降为零,既解决了电枢绕组发热、温升问题,又使电机效率大为提高。更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高,使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可比传统常规电机提高数倍乃至数十倍。这就大大提高电机的功率密度,降低电机的重量、体积和材料消耗。这不仅将极大的方便人们的生活,在军事领域更是起到无比重要的作用。
三、高压绝缘技术
这个领域的技术水平要求很高,有“三强”,即:试验性强,理论性强,交叉性强(尤其与材料学的交叉)。对于电力生产者来说,在实现可持续发展的条件下保证高质量、高效率、低污染的电能供应,以达到保护生态环境,节约能源,实现电力供应与经济、社会环境的可持续发展相适应是必须的。高压与绝缘技术是实现这一目标不可或缺的一部分。
该学科的主要运用范围:建立有工频高电压、支流高电压、雷电冲击高电压、操作冲击高电压、冲击大电流以及高功率脉冲技术等装置;测量用的有静电电压表、高压示波器、专用的分压器、分流器等。近年来,随着计算机和微电子技术的广泛应用,数字化测量技术和电器设备在线运行状态的再线监测、故障诊断技术得到了很大的发展。
四、电工新技术
电工学科涉及新材料、新工艺、新能源、新环境,它在国防、医疗和一些工业领域有着举足轻重的地步。我国是一个开放大国,必然要在这个领域上同国际上的强国竞争。从长远考虑,无论是经济上、军事上还是技术上,都要依靠科技的发展才能有强大的竞争力。
国内在电工新技术方面研究的问题大致可以分为以下几项:
①高功率脉冲技术 ②等离子体技术 ③超导电工新技术 ④环境保护中的电工技术 ⑤精密微细电加工技术 ⑥生物、医学中的电工新技术 ⑦电磁场对生态环境效应
研究电工新技术可促进核能和可再生能源的应用发展,使之更快的在技术和经济上成熟起来,例如:核电发电、磁流体发电、风能发电、太阳能发电、其他新能源发电。电工新技术可以促进交通运输方面的磁悬浮列车、磁流体推进船、电动车的发展推进,医学上的超导核磁共振成像装置的研究等。
五、电力电子技术
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:
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[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:电工及工业电子学;教学模式;探索与实践
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)03-0115-02
“电工及工业电子学”在高等工科院校非电类专业中具有非常重要的作用。这门课程内容丰富、应用面广,不仅具有较强的理论性,同时具有较强的应用性。课程包含了多门电类课程的基础知识,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、与电工电子技术相关的基本理论和基本技能,为学生后续专业课程的学习及今后从事本专业的工程技术工作和科学研究打下坚实的基础。在非电类专业的人才培养方案中起着承前启后的重要作用。多年来我校“电工及工业电子学”课程教学一直致力于培养有知识、能力强、素质高的具有航空特色以及相关领域的工程应用型人才。然而,一方面,随着科技的进步和社会的发展,电工和电子技术的信息量日渐增加,另一方面,由于不同学科专业教学计划的改进,“电工及工业电子学”的学时数进一步减少,加之有些非电类专业学生电的基础知识比较薄弱,在学习过程中普遍认为电工及工业电子学课程理论性太强,内容抽象,学习起来有一定困难,甚至有一部分同学干脆放弃了这门课程的学习。基于上述问题,笔者申请了校级教改立项,旨在改变传统的教学模式,对教学方法和教学手段等方面不断进行改革和实践。
一、传统教学模式的弊端
“电工及工业电子学”的教学包括理论教学和实验教学两部分内容,理论课上,我们采用多媒体授课,相比板书授课信息量大,又节省了教师大量的板书时间,增大了单位时间内对学生信息量的传授,一定程度上提高了教学质量,但是也存在很大弊端,如课堂教学缺少互动、满堂灌、理论与实际脱节等。在我校,“电工及工业电子学实验”为单列实验,理论课与实验课分开教学。虽然我们采取的是先理论后实验的方式,与实验有关的内容,教师在课堂先讲解,但是大部分学生在上理论课时没有见到实验室的实物,很难形成直观的感性认识,想象不出来如何进行实验,而当学生进到实验室做实验时,只是为了实验而实验,按照实验教材上的步骤按部就班地完成实验,测量完数据就算完成任务,不会去想理论上为什么这样,只能做到知其然,不能做到知其所以然,很大程度上造成了实验课与理论课的脱节。
二、教学模式的改革
1.课堂教学“引进来”,学生学习兴趣得以激发。电工学包含内容广泛、概念众多,整个学习过程中涉及的元器件种类繁多,有些概念很难理解,同时大多数元器件学生在平时生活中应用较少,对于有些元器件的内部结构和工作原理,学生普遍认为抽象,理解上有很大困难。针对这一问题,笔者在进行教学改革的过程中,课堂教学采用了“引进来”的方法。所谓引进来就是课堂演示法,对于部分课堂上难以理解的理论内容,适当增加课堂演示,主要包括实物演示、动画演示和Multisim仿真演示。①实物演示法,电工学这门课程与生活和工作是紧密相关的,它的应用极其广泛,为激发学生学习的兴趣,在讲授一些学生不太容易理解的、比较抽象的概念时可充分利用实物来引入要讲的内容。如用滑动变阻器、灯泡、电池等制作一个可以调节亮度的简易台灯,在课堂上展示,让学生更直观地理解电源、负载、功率的概念以及相互之间的关系。在讲授组合逻辑电路的设计这一章节时,用一些基本的门电路、电阻、电容、发光二极管等制作了一个三人表决器,在课堂上演示。先演示表决器的逻辑功能,让学生通过演示很直观地列出三人表决器的逻辑状态表,然后引导学生思考这个电路该如何设计,最后引入组合逻辑电路的设计方法。讲单稳态电路时,将自己制作的单稳态电路控制的门铃演示给学生看,如果改变不同的电阻和电容,门铃的发声时间长短就不一样,结果吸引了每一位学生,也引起了学生的极大兴趣。采用这种实物演示的方法,能够充分调动学生的积极性,使学生能够主动思考问题,最后得出结论,课堂讲授效果显著。②动画演示法,有些元器件内部结构很复杂,工作原理不易理解,学生平时接触的也不多,在讲解时单凭文字叙述或图片的形式已经很难让学生直观地了解器件的内部结构及工作原理。针对这一问题,我们制作了一系列的flas,在课堂上演示。电工技术部分包括三相异步电动机的旋转磁场的产生,一些常用的低压电器(如按钮、热继电器、交流接触器等)的工作原理。电子技术部分包括半导体材料内部载流子的工作和PN结的工作原理,整流滤波电路的工作等内容。通过课堂上动画的演示,学生以前不能理解的内容可以一目了然,激发了学生的学习兴趣。③Multisim仿真演示法,为了提高“电工及工业电子学”教学质量和效果,在讲解一些抽象的理论时将Multisim仿真软件引入“电工及工业电子学”课程进行辅助教学。如在讲解基尔霍夫定律时,学生在列方程前对结点电流、回路电压的参考方向以及正负号的选取问题掌握得不好,笔者在讲授这部分内容时通过软件进行仿真,通过仿真结果,直观地显示了电压、电流的大小和正负,有利于帮助学生理解定律的内容。计数器是学生学习的一个难点,笔者采取了先用Multisim仿真,再进行理论讲解的方法,收到了事半功倍的效果。在课堂上引入Multisim仿真软件犹如将实验室搬到了课堂上,使以往很多难以理解的概念和定律,通过仿真实验的方法直观地表现出来,能够将抽象的理论具体化、形象化,使枯燥的理论变得生动,提高了课程教学质量,同时也为学生运用Multisim软件进行课程设计、毕业设计等奠定了基础。通过实物、动画、仿真演示使学生能够有较强的感官认识,从而提高学习兴趣,也使得课堂教学真正服务于实践,使学生能切实体会到电工学课程看得见摸得着的学习意义所在。
2.课堂教学“走出去”,进一步提高学生学习兴趣。鉴于电工学课程实践性较强的特点,实验环节非常重要,我校培养的工科学生大部分是面向工程一线的应用型人才,动手能力对于未来学生工作有很大帮助。同时实验是课堂教学的有效保障,实验课从视觉上比理论课更加生动,对于课堂上难以理解和应用的内容可以通过实验课验证和巩固。在教学过程中,将部分理论课的课堂搬进实验室,采用“走出去”的方法,即边实验、边讲解的讲练结合法。对于一些可以验证和演示的理论内容,可以先让学生通过实验得出结论,再进行讲解,这种方法比单纯在教室给学生灌输理论知识来得更加生动和具体,学生不仅能知其然,还能知其所以然,学习效果也会大大提高,同时进一步提高了学生的动手能力。通过对理论课和实验课的内容进行整合,笔者将“电工及工业电子学”的部分理论内容搬进实验室进行讲解,采取先做实验验证,再进行理论讲解的方法,让学生在动手验证的过程中,自然而然地得出想要的结论。如叠加定理,先让学生自己动手连接电路,分别连接两个不同电源单独作用时的电路,测得某支路的电压或电流,再连接两个电源共同作用的电路,同样测出刚才的电压和电流,让学生分析结果,就会得出叠加定理的结论,这时候再把叠加定理的定义引出来,也就顺理成章了,学生理解起来不会有任何困难,同时由于学生是自己动手测量结果、得出结论,所以印象会非常深刻,应用起来也就不存在问题了。笔者采用这种讲练结合法进行讲解的内容还包括戴维宁定理、日光灯功率因数的提高、电动机直接启动和停止的控制电路等内容,通过学生的反馈,这种方法使学生对理论内容的理解更加透彻。同时由于做实验的目的是要引出某些结论,而学生在做实验之前没有进行过理论学习,并不知道要引出的结论是什么,势必会有很大的好奇心,做实验的目的不再是单纯做实验、测数据,而是要通过自己的实验得出结论,所以同学们做实验的时候特别认真,效果非常好。讲练结合的方法和原来先在课堂上讲解理论,再到实验室进行实验相比较,学时大大缩短,学习效率大大提高。
3.课前课后有网络,巩固学生学习效果。2013年,在电工教研室全体教师的共同努力下,“电工及工业电子学”被评为省级精品资源共享课,所有课程资源均上传到省精品资源共享课网站。学生可以在课前进入网站通过了解每部分内容的知识结构、学习目标、学习指南、知识内容、观看教师讲课视频等方式预习,也可以在课后下载多媒体课件,通过完成我们每部分内容后所附的测验和练习来巩固课堂所学知识。网络教学的实现使教育资源共享得以实现,学生选择的自由度大大提高,因材施教的个别化教学也成为可能。网络教学平台的搭建,为教师与学生的交流提供了极大方便,逐渐成为课堂教学的有益补充,拓宽了学生的学习课堂,为学生创造了一个多角度学习、多方位交流的平台。
三、结论
实践证明,新的教学模式在学时减少的情况下增大了学生获得新知识的信息量,学生在学习过程中不仅仅限于得到教学的语言信息,还有图形信息及工作过程的动态信息,这样做实质上进一步提高了学生的学习效率,也实现了课堂教学与实验教学的有机结合,使学生更好地掌握理论与实际的关系,对学生提高工程意识和增强实践能力都起到了举足轻重的作用。通过问卷调查,学生普遍反映效果好、印象深、效率高,同时期末考试成绩也证明了新的教学模式有助于教学质量的提高。
参考文献:
[1]邴丕彬.“电工电子技术”课程教学改革研究[J].中国电力教育,2013,(5).