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[關鍵詞]電機工程專業 電類技術
中圖分類號:G454 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)04-0391-01
隨著社會的發展,各類電機工程技術逐漸深入到人們的生活與工作中,因此對于五門電類技術基礎的研究尤為重要,為我國各類企業的發展打下堅實基礎。我們主要根據我國社會發展的需求來制定五門電類技術基礎研究的原則、內容和今后的發展方向,從而增加其研究的可實操性,真正促進我國機電工程的發展。
一、五門電類技術基礎研究的概述
1.研究原則
我國機電工程專業技術基礎在近幾年來對其大力研究取得顯著的成就,但是相對西方的研究進度較為落后。我國大型電類企業的先進技術大部分仍是引進日本和德國等先進國家的電類技術。其研究成果仍需要進一步提升,為我國電類企業的發展做出貢獻,針對從事各門電類的崗位所需改進的內容作為研究重點,從而不斷提升在職人員的工作能力,建立對五門電類企業發展有用的研究體系。
2.研究內容
我國對于機電工程專業五門電類技術基礎主要研究的內容包括以下幾個方面:一方面是對于五門電類技術基礎相應的理論知識網的不斷更新和完善,為其基礎技術研究打下堅實的基礎。例如五門電類技術基礎相應的機械制圖、電工基礎、電機與變壓器、PLC、電工基礎和電子技術等基礎知識體系的不斷完善,并且增加其基礎知識的實踐性;另一方面是不斷提升五門電類技術基礎相應崗位的實操的能力。例如對于五門電類基礎技術相應崗位的涉及到的機電設備和控制設備的識別、設計、調整、維修、操作、編寫、安裝和改造等方面的能力。
二、五門電類技術基礎的研究方向
隨著我國經濟體制的不斷變化,相應的五門電類技術基礎的研究體系也應該進行改變,從而使其研究的成果更加適應當今社會對電類企業的發展,也更容易應用到電類企業的實際崗位中,從而促進電類企業的進一步發展。
1.智能化
智能化是當今社會研究的主要發展趨勢,根據企業中的設備我們可以發現,電氣自動化逐漸代替人工操作,機電智能化的機器人逐漸代替自動化設備,這一現象證明其智能化成為五門電類技術基礎研究的最終方向。機電的智能化主要指的是在電氣自動化的基礎上,加入人工智能化、運算技術、模糊學、心理學混沌動力學等新型的研究領域,從而模仿人工的智能化,使機電設備具有與人一樣的辨別、決策和處理的能力,從而促進機械設備的高智能運轉,提高企業的工作效率和控制能力。
2.模塊化
機電工程對于模塊化的研究可以很大程度的減少資源設備的浪費,對于統一各機電類企業的機械設備的各類接口的標準化由于產品功能的復雜性和多樣化存在一定的難度,制定標準化規格,一方面有利于機電設備的開發也有利于各類新產品的推行和擴大生產規模。新標準化制度的建立,必然要對之前的設備進行改進甚至是報廢,這必然是一筆不小的費用,因此可以先選擇大型的電類企業實施標準化,逐漸將標準化貫徹實施,為機電企業的發展創建良好的發展環境。
3.電子網絡化
21世紀是計算機網絡技術迅速發展的時代,網絡技術不僅僅為人們提供更為便捷的生活,還為各大電類企業的發展起到推動的作用。網絡可以打破空間和國際上的局限,使世界各地的電類企業連成一線,也是我國了解國際上的電類企業發展信息的途徑之一,促使全球的電類企業在合作中競爭、相互促進,實現雙贏的局面;同時也可以利用網絡上的優勢推行新產品;還有網絡技術也實現遠程監控和實時監控的目標,也是機電一體化的基礎技術等多方面的優勢。因此網絡化是機電工程企業的發展趨勢。
4.微型化
微型化是當今機電設備逐漸向微型化發展,國外發達國家早已意識到微型化的優勢,并將其稱之為微電子機械系統。微型化主要指的是一平方厘米的機電設備,并且逐漸向微米和納米級發展。微型化機電設備的體積小、耗能小、便于安裝和運動快捷等多方面的優勢,深受各大機電企業的歡迎。微機技術的研究還涉及到光刻技術和蝕刻技術,促進微機技術更加精確。
5.綠色化
機電工程在迅猛發展的同時,也為我國環境造成一定的負擔,若是要對污染的環境治理需要花費幾倍甚至十幾倍的代價,嚴重的環境破壞已經威脅到人們的生存,因此我國機電企業意識到綠色化發展的重要性,即在保證生態環境的前提下發展機電工程。綠色化的發展道路主要是從兩方面來進行,一方面是對機電工程制造的污染液體、固體進行物理或化學的處理,使其達到污染排放的標準;另一方面是從根本上杜絕污染液體或固體產生,從而使其排放液達到標準。綠色產品在從設計、制造、運轉和銷毀等階段減少污染物產生的同時,也要提升各階段的資源利用率,并且可以對其回收利用再生產。綠色化的技術開發也是可持續發展道路的實現途徑之一。
6.系統化
機電工程的系統化主要體現在機電工程建立完善的體系結構方面。系統的結構并不是一成不變,可以根據當今社會機電發展變化而變化,具有很強的靈活性。該系統需要增加對多個子系統的調控能力,除此之外還需要強大的通訊技術作為支持;另一方面體現在人格化方面,機電系統化越來越重視人與機械設備的配合,首先是設計期間逐漸增加機械設備的智能化,即機器人的設計理念,增加人與機器的融合度,其次是從自然界的生物尋找靈感,尋求自然界的規律,促進機電人格化的程度。
結束語
綜上所述,隨著機電工程專業越來越受到人們的重視,其五門電類基礎的研究也不斷走向科學化的發展道路,五門電類技術基礎是機電工程專業的主要組成部分,其研究的方向決定機電工程的發展趨勢,借鑒西方的發展經驗,在建立完善的理論體系的基礎上根據社會的發展和人們的需求決定機電工程智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化和系統化的發展方向,從而提升機電工程的工作效率和經濟效益,并建立其可持續發展的道路,促進其更好更快的發展。
參考文獻
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[2] 謝東,王敏.基于“卓越計劃”的電類專業電子技術基礎課程教學研究[J].中國電力教育.2011(10).
供用電技術專業培養掌握供用電技術基本知識,具有供用電工程及電力系統施工、維護、自動控制、試驗分析和技術開發能力的實用型、技能型人才。
該專業培養在供電企業、工礦企事業等單位從事與供配電系統、用電系統相關的電氣設計、運行、維護、管理及其變配電站電氣設備的安裝、調試、檢修和用電監察與營業管等工作的高等工程技術應用性人才。學生通過學習掌握本專業必備的基礎理論和供配電系統、電氣設備、電力系統正常運行、故障處理、供用電生產管理、營業管理等方面的專業知識,接受工程實踐訓練,具備從事電力網、變配電站、企業供配電工程設計、運行、檢修、安裝調試、用電監察、營業管理等工作的職業能力和職業素質。
供用電技術包括:輸電變電線路及設備安裝調試;高、低壓輸電線路維護,變電站、所的電力運行監控,用電設備的使用維修等相關技術,所涵蓋的范圍除了微波弱電以外,幾乎包含了全部強電的技術內容。
(來源:文章屋網 )
關鍵詞:虛擬仿真技術;電氣工程類專業;應用
0引言
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術,不僅可以讓學生全面詳細了解電力工程的運行以及相關的專業知識,同時還能保證師生的安全[1]。筆者結合自身的工作經驗,就虛擬仿真技術在電氣工程類專業中的應用談一談自己的看法。
1虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用的重要意義
1.1實現資源的有效共享
虛擬仿真技術是一項基于互聯網基礎上的信息技術,在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,可以為學生在任何地點和任何時間進行實驗提供相應的條件。與此同時,在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,還可以開放優秀的實驗教學資源,給社區、企業以及兄弟院校等提供教學服務,從而實現資源的有效共享。
1.2實現不可逆以及不可及過程
電氣工程類專業的實驗教學面臨著強電的威脅,很多實驗必須要在極端或者高危的環境下才能完成,操作過程也是不可及或者不可逆的,對學生相關技能的訓練需要高消耗和高成本,不僅危險而且能夠被學生掌握和吸收的知識和技能少之又少。但是如果在電氣類專業教學中運用虛擬仿真技術,就可以有效改觀這一局面,虛擬仿真技術可以為電氣工程類專業教學提供經濟、安全、可靠的實驗手段,既能消除強電威脅,又能促進學生把握和吸收相關專業知識。譬如,在高電壓虛擬仿真實驗當中,學生可以近距離觀察高壓放電的情景,還可以反復觀看[2]。
1.3教學環節更加靈活
在電氣工程類專業教學中運用虛擬仿真技術,學生可以按照自己的學習能力和學習需求靈活選擇實驗內容。同時,學生還可以隨著學習進度的變化回顧以前的學習內容,或者跨越教學層次進行提升。在這種虛擬化的教學情境之中,學生真正掌握了學習的自,不僅得到更多創新實踐和接觸專業實驗的機會,學習興趣和學習積極性也得到有效的提升。教學環節更具有靈活性,學生可以充分展現自己的才華。
2虛擬仿真技術在電氣工程類專業中應用策略
2.1轉變傳統教學思想,建立科學的教學目標
電氣工程類專業教師還要在此基礎上建立科學的教學目標,科學合理的教學目標能夠讓教學取得事半功倍的效果[3]。由于學生在興趣愛好、學習進度以及專業方向上等各個方面存在一定的差異,所以在學習過程中就需要不同的學習和實驗平臺,同時,這些平臺之間必須要有較強的聯系。尤其當教學資源出現學科交叉的時候,老師要按照系統構建、綜合設計、理論應用三個層次構建虛擬實驗教學平臺,將虛擬仿真技術的優勢充分發揮出來。例如,電氣工程類專業老師可以從基礎課程實驗、綜合實驗和生產練習這三個方面制定實驗教學綜合培養計劃。基礎課程實驗主要包括專業的課程實驗和工程設計基礎訓練;綜合實驗主要包括課程設計和工程設計綜合訓練;生產實習主要有畢業設計和創新設計訓練。
2.2構建互通互融教學理念,完善課程教學體系
在電氣工程類專業中運用虛擬仿真技術,可以給老師的教學以及學生的學習提供安全的環境和可靠的保障。其課程教學體系可以細分為專業基礎課程實驗、工程設計基礎以及專業課程實驗。其中,專業基礎課程實驗還可以細分為專業基礎實驗和專業綜合實驗,專業課程實驗可以細分為綜合實驗和課程設計。老師需要根據教學目的和教學要求設計教學平臺的教學資源,在資源當中有效貫穿課程內容。同時,要以培養學生應用能力為目標建立教學層次,利用橫向連接的方式將不同平臺的教學資源有效結合起來。在注重因材施教、專業培養的同時要保證教學平臺之間互通互融,同時還要保證教學層次之間呈現出一個相互補充的狀態。在當前的教育形勢下,電氣工程類專業的老師要敢于打破學科專業的界限,建立一體化的教學理念,在此基礎上實現資源的有效共享和創新型人才的培養。
2.3以教學環節為導向,創建合理的實驗教學平臺
第一,創新與實踐訓練平臺。針對電氣工程類專業的教學特色,利用虛擬仿真技術結合“新型傳感器”、“工業自動化”、“機器人”、“航空航天”、“智能電網”等專業領域的先進技術建立虛擬化的仿真系統,從而加強學生對有關學科先進成果以及專業知識的理解。第二,專業綜合實驗教學平臺。該實驗平臺主要包括工程設計綜合訓練、綜合實驗、課程設計等集中的教學環節。利用虛擬仿真技術構建專業綜合實驗教學平臺,一切的不可能都會變成可能。虛擬仿真技術可以給學生創建一個近似真實的虛擬環境,從而實現對學生實踐技能的訓練,也能有效實現生產現場和實驗室的無縫對接。第三,基礎實驗教學平臺。創建該平臺主要是為了進行基礎知識教學,通過仿真技術對一些技術原理以及基礎科學進行驗證,讓學生能夠全面掌握基礎知識和相關技能。除此之外,虛擬仿真技術能夠打破時間和空間的限制,學生可以隨時隨地開展實驗,從而培養學生解決問題的能力和獨立思考的能力。
3結論
在電氣工程類專業中應用虛擬仿真技術,可以實現資源的有效共享,讓教學環節變得更加靈活,同時還能讓一些不可能的實驗轉化為可能實現的實驗。電氣工程類專業教師要重視虛擬仿真技術,首先要轉變傳統教學思想,建立科學的教學目標,其次要構建互通互融教學理念,完善課程教學體系,最后要以教學環節為導向,創建合理的實驗教學平臺,將虛擬仿真技術的價值和功能最大限度發揮出來。
參考文獻
[1]黃文力,苗滿香.電氣工程及其自動化專業課程體系的改革[J].鄭州航空工業管理學院學報(社會科學版).2011(04):32-33.
關鍵詞 高職電氣類專業 工廠供電 課程設計
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
1 課程改革基于的理論依據或現實問題
工廠供電是高職機電一體化專業的一門專業課程,研究如何向工廠用電設備提供電能并保證其安全、可靠、優質、經濟運行的一門科學,要求學生掌握供配電系統的設計、運行、安裝、維護的基本理論知識,并具有設備的運行維護能力。而高等職業教育的教學目標是職能教育,為生產、建設、管理、服務一線培養具有綜合職業技術的人員。結合此目標,教師在工廠供電課程教學時需將內容滲透于實踐當中,但工廠供電課程所需要的實踐的設備電壓等級高、價格高、外形結構較大型、也不便讓學生操作,且電工作業為特殊工種,使該門課程的實踐訓練有一定的難度。教師只能采取以理論課為主,結合圖形輔助教學,這種教學方法極易導致高職教育向學科型教育靠攏,而成為本科教育的“壓縮餅干”。而高職學生本身具有基礎較差,學習約束力較弱等特點,最終學生只是被動地學習,學習興趣不高,學生對課程沒有根本的認識,甚至對于基本的高低壓器件都沒有根本的認識,導致達不到教學目標,學生不具有到相關供電單位實習的能力。
結合工廠供電課程教學的現狀,學生學習后不能直接適應勞動崗位的要求,為了改變一味傳輸式的教學及學生的學習狀況,改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,為了使學生在課程學習中學到更多的知識和鍛煉學生的計算、設計、繪圖、實踐等能力,必須對工廠供電課程教學進行改革。
2 改革的意義
本項目根據培養目標確定學生應具備的知識能力與素質結構,并以此為導向,以培養學生“就業競爭能力”和“發展后勁”為宗旨,達到“動手快、后勁足”的目標;以專業技術應用能力和學習能力、分析問題解決問題的能力為培養主線,構建以應用性、實踐性、創新性為主要特征的教學體系、課程結構體系和教學內容體系。在教學中突出實訓環節占更大比例,學生都有親自動手練習與操作的機會的特點。通過對工廠供電教學改革與實踐,使學生系統掌握供配電系統的設計、運行、安裝、維護的基本理論知識,并具有設備的運行維護能力,最終顯現學生崗位適應能力強的特點,更受廣大用人單位的歡迎。
3 國內外研究現狀分析
國內外專家針對工廠供電課程教學改革也進行了不同程度的研究。自二十世紀八十年代以來,行為引導教學法逐漸成為職業教育教學論中的一種新思潮,日益被世界各國職業教育界的專家所推崇。行為引導,是指以行為或工作任務為主導方向的職業教育教學改革策略,使學生能夠自主學習;長春汽車工業高等專科學校教師提出三段式教學方法即課前的預習自學、優化課堂教學和加強實踐環節這三個階段,改變以往課堂上采用的“直灌式”的教學方法,使學生的綜合素質得到提高;孫琴梅根據所在學校實驗實訓條件和地區特點,對工廠供電課程進行分析,找到合適項目,提出項目教學法,注重課程整體教學設計,課程整體設計根據本課程與生產實際的關系找到一個或兩個具體的工程項目,找到一個能貫穿課程的工程項目,要完成該項目,可通過幾個貫穿整個項目的能力訓練模塊(即能力訓練項目)來實現,而能力訓練項目中所用的知識就是本課程的知識要求,最終達到學習的目的。以上這些教學方法都在一定程度上改變了以往的教學模式,取得了較好的成果。但是一系列方法都忽略了課程設計環節,沒有將課程設計結合到整個教學任務中,本項目以課程設計為導向,結合行為引導、項目任務教學法,將課程設計各部分設定為每一個任務并與實踐充分結合,建立模擬化教學,完成所有任務即完成整個課程設計,使學生真正地對工廠供配電流程有一個全面的認識與研究。
4 改革研究的主要內容
本改革研究的是工廠供電課程的教學改革與實踐,針對工廠供電課程特點,結合課程設計要求,即工廠負荷計算和無功功率補償、變配電所及主變壓器的選擇、繼電保護及二次回路選擇、變配電所及柴油發電機房的布置與結構設計、供配電線路設計、防雷保護和接地裝置設計,設計圖紙的繪制等,在整體組織上,吸取項目驅動的特點,以問題或任務為導向、圍繞每一個單項行動(任務),展開相關技能的教學,一步一步,環環相扣,逐步形成一個完整的工作任務。最后將整個設計模擬化,在模擬工廠的供配電房中完成,采用實例和“真實環境”方式教學,學生動手、動腦相結合,專業能力培養和素質培養相結合,使學生充分鍛煉學習與思考能力,參與、解決問題的能力,實際操作、繪圖的能力,并能夠鍛煉學生創造性思維能力,及學生的責任心、交流與合作的能力。利用多媒體、模擬工廠、各種實物等教學環境與教具,真正實現一體化教學,達到教學目的。
5 課程改革目標
改變一味傳輸式的教學,改變課程過于注重知識傳授的傾向,強調形成積極主動的學習態度。改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,倡導學生主動參與、積極探索、勤于動手,動手、動腦相結合,專業能力培養和素質培養相結合,培養學生獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。走出傳統課堂,但又不完全脫離課堂,采用模擬化教學環境,提高學生學習的興趣,教師的作用也從知識的傳授者進而成為一個指導者,達到教學雙贏目的,同時使學生畢業后能快速適應工作崗位,實現高職學校職能教育的目標。
6 改革創新之處
本項目以課程設計為導向,結合行為引導、項目任務教學法,將課程設計各部分設定為每一個任務并與實踐充分結合,建立模擬化教學,完成所有任務即完成整個課程設計。以“學院10kV變電所的運行與維護”為例,以學院10kV變電所為主線,從變電所的選址,主結線、高低壓開關柜到繼電保護,基本包含了工廠供電課程的全部內容,將課程按綜合項目進行分解,即分解為若干項目任務,將課程中的知識納入到各項目中去。使學生積極參與,清楚了解每一具體環節的細節,真正地對工廠供配電流程有一個全面的認識與研究。建立模擬實驗室,不同于以往的供配電實驗室,變電所模擬屏、變電站模型、變壓器模型等,實現動態模擬配電裝置仿真,使學生在實訓室內可以完成認識高低壓設備、一次、二次保護設備等各類器件,完成設計、計算、定址、繪圖、組裝與維護等內容,同時利用多媒體教學,通過視頻錄像講解供電安全、防雷知識等,提高教學效果。
1課程改革背景
“一帶一路”對中國企業“走出去”帶來了機遇和挑戰,工程技術人才國際交流合作日益頻繁,這要求我們提高中國工程教育質量、按照國際標準培養工程技術人才。2016年6月2日,我國成為《華盛頓協議》(蔣復量,李向陽,譚凱旋,等.專業認證背景下的安全工程專業特色教育研究與實踐)第18個正式成員,通過中國科協所屬中國工程教育專業認證協會(CEEAA)認證的中國大陸工程專業本科學位將得到美國、英國、加拿大等所有該協議正式成員的承認。近年來,為提高工程教育質量,并通過“以評促建以評促改”來引入工程教育認證的先進理念,全國各地的高等學校正在積極的提交工程教育認證申請,專業認證范圍逐年擴大,2019年中國工程教育專業認證協會受理了東南大學機械工程等688個專業的工程教育認證申請。電工電子技術課程作為非電類工程專業開設的一門技術基礎課,是工程教育專業認證的一個重要考察指標。目前,我校有給排水科學與工程,安全工程,資源勘查、化學工程與技術等專業已經通過了我國的工程教育認證,核工程與核技術專業、機械設計制造及其自動化等專業的工程教育認證申請已被受理。筆者結合近幾年面向幾個不同的非電類專業學生講授電工電子技術課程的教學經驗,根據工程教育認證的最新標準,從教學理念、教學目標、課程內容、實踐教學等方面對該課程的教學提出了一些改革措施。
2課程教學中存在的問題
2.1課程基本情況簡介
目前,我校有機械、計算機、化工、土木、采礦等??崎_設了電工電子技術課程,根據培養目標和畢業要求的不同,各專業在課程內容有不同的側重,實驗課非獨立設課,其開課學期和課時設置如表1所示。
2.2課程教學中存在的問題
(1)課程內容設置不夠科學。雖然對不同的學科專業,設置了4種不同的學時設置,但是課程內容在處理“繼承與更新”的關系上不夠科學。課程內容要能夠支撐培養計劃和畢業要求,為后續課程和專業知識及將來所從事的工作打下基礎。培養計劃一般每4年左右修訂一次,本課程的內容也隨著電工電子技術的發展和非電類專業的需求在不同時期有不同的要求和側重。當前的部分課程內容已經過于陳舊,不能支撐新工科教育。(2)實驗內容不夠豐富。一方面,由于課時的限制,沒有教授一款合適的仿真軟件,學生不會對電子電路進行仿真分析和實驗。另一方面,由于實驗條件的限制,強電實驗、綜合性設計性實驗開設少,對學生工程能力的培養不夠。(3)教學手段不夠先進。教學方法基本上都是教師課堂講授,通過大量的公式推導和定量分析計算,布置習題形式的作業,使學生掌握本課程的知識。采用閉卷方式考核,要求學生掌握的知識點很多以記憶為主。
3工程教育理念下電工電子技術課程教學改革的思考
3.1結合培養計劃和畢業要求,優化調整教學內容
隨著電工電子技術的不斷發展,新技術、新器件在不斷涌現,教學內容必須不斷更新。近年來,已經在教學中把絕緣柵型場效應管更新為重點講解的器件,雙極性三極管的工作原理只作簡單的介紹,并增加了可編程邏輯器件,電力電子技術,電路仿真軟件等內容。同時,教學內容不能只增不減,要刪除傳統內容中陳舊的和不屬于非電類專業的基礎性內容,例如:簡化電路的暫態分析和電動機這兩個部分的內容。根據不同專業特點、認證標準要求,采用了4種不同的學時設置(見表一)。對于同一種課時設置的不同專業,其教學內容也會有一些不同,與專業關系緊密的內容要更加側重,并結合該專業中的一些工程案例進行講解,激發學生的學習熱情,引導他們主動地思考、分析、解決復雜工程問題。
3.2結合學科競賽,改革實踐教學環節
(1)利用電路仿真軟件,提高實驗效率。教學中利用Matlab/Simulink,Multisim等電路仿真軟件進行輔助分析,可以使學生加深對電路定理的理解,同時也可以代替一部分驗證性實驗,增加綜合性、設計性實驗的比例。另一方面,在實驗預習、實驗數據處理過程中,利用電路仿真軟件進行分析、計算,可以提高實驗效率,提升實訓效果。(2)結合學科競賽,培養學生的工程實踐能力。非電類專業學生參加的學科競賽中,與電工電子技術課程密切相關的主要有:全國大學生電子設計競賽、全國大學生“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、全國大學生機器人大賽等。在競賽的訓練和指導過程中注重學生興趣的培養,引導和激發學生的主動性,教師對項目研究內容和指標提出要求,在研究方法和思路上做引導,由學生自擬設計方案,不過多介入項目的研究過程和每個細節,大部分工作由項目小組協同完成。為學生營造寬松的環境,搭建開放的交流平臺,加強學生之間的交流,各學院學生可自由組成項目團隊,鼓勵交叉學科組合。學生通過自身的實踐,對交叉學科知識融會貫通,提高自己的學習能力、知識遷移能力、創新意識、協作精神等綜合素質。
3.3提高課件質量,豐富課程教學手段
(1)多媒體課件可以集圖片、視頻、音頻、互動為一體,能將一些枯燥的理論知識形象生動地體現出來。根據各專業的教學大綱,細心研讀課程內容,結合虛擬現實技術和動畫制作,讓多媒體課件能更好地表達課程中的重點和難點,幫助學生理解相關內容。(2)結合各專業的技術前沿和工程實際,充分利用現代化教學手段,引導學生主動學習,積極思考,提高學生解決復雜工程問題的能力。研究性學習。鼓勵學生參與教師科研課題、參加大學生研究性學習和創新性實驗項目,分析本專業的復雜工程問題,結合本課程的相關知識點,通過課堂分組討論和課后討論,加深學生對相關重點和難點內容的理解。例如:向安全工程專業的學生講授RLC串聯諧振的應用時,結合了無線電工程中的接收機輸入電路實例講解,課堂討論時發散到了超聲波接收電路,紅外線接收電路等。學生由此受到啟發,申請的“依靠激光控制的燈導火災疏散路線裝置”大學生研究性學習和創新性實驗項目獲得國家立項,并申請了國家發明專利。專題教學。對于課程中的重點和難點內容,結合本專業的工程實際和畢業要求,組織一些專題教學,如“串、并聯諧振電路的特點”、“三相電路的概念”、“正弦穩態功率”等,以教育理論為指導,運用科學的方法,探索教學規律,提高教學質量。
【關鍵詞】非電類;電工電子技術;教學改革
《電工電子技術》課程是各大院校非電類專業的一門必修專業基礎課。在教學中,筆者發現大多數非電類的學生不太明白該課程在非電類專業的開設目的,認為自己的專業與電路無關,以后也不會用到這些知識,這就導致他們對這門課程的重視程度不夠高,不愿意認真學習《電工電子技術》課程。同時,這門課程的總學時不多,但內容卻涵蓋電路基礎、模擬電路、數字電路三個部分,這對教師授課和非電類的學生學習都有一定的難度。本文就針對目前《電工電子技術》課程教學所面臨的困境,對該課程的教材、教學內容、教學手段和方法以及實驗教學方面分別進行研究探討。
1 選擇合適的教材
市面上《電工電子技術》課程的教材很多,從目錄上看幾乎所有的教材都一樣,但是仔細翻看在內容的編排和對知識點介紹的深度上還是有很大的差別的。非電類專業的學時不多,一般總學時為72學時,理論課學時為56學時,實驗課學時為16學時。由于《電工電子技術》課程的內容較多,所以在教學過程中面面俱到是不可能的,因此必須突出教學的重點。所以挑選一本合適的、滿足課程體系要求的教材非常的重要。筆者嘗試用過幾本不同的教材在非電類專業中教學,最后發現學生使用秦曾煌編寫的《電工學簡明教程》得到的教學效果較好。
2 根據非電類專業學生的實際情況調整課程體系,并合理安排教學內容
目前,我校每年都有幾千名學生學習《電工電子技術》課程。由于不同學科學生(比如工商管理專業與應用物理學專業學生)的基礎不同,這就要求教師在講課過程中對不同專業學生講授的課程內容和深淺度要有所區別。教師可以將《電工電子技術》課程中的電路基礎、模擬電路、數字電路知識按內容相關性劃分為基礎理論、實踐教學、創新知識三個知識層面,每個知識層面又由多個在課時和內容上要求不同的模塊組成以滿足不同專業的課程需求。教師需要針對不同專業編寫出不同的教學方案,突出課程重難點。
同時,由于《電工電子技術》課程的內容涵蓋面廣,定理和公式多且不易于記憶,不記住定理和公式又無法解題,所以教師在教學過程中就是講清概念和原理,對于教學中的基本公式、基本原理的復雜推導要學生理解透徹,讓學生在課堂上真正的理解知識點、記住知識點。教師最好在每一章結束時把重點掌握的定理和公式歸納成容易記憶的表格,要求學生記住。同時,教師應該加強課堂上的例題講解,有意識地強調相關定理和公式的重要性,并布置一些習題留給學生課后完成??傊凇峨姽る娮蛹夹g》課程的講授中教師必須把握好講與練的尺度,避免灌輸式學習。
3 采用靈活多樣的教學手段和方法,提高教學效果
教師的授課形式應多樣化。教師應該靈活運板書和多媒體的各自優點,并結合自己的肢體和語言來表達,達到提高學生學習興趣這一目的。在授課過程中,教師還可以引入matlab/simulink仿真系統對部分教學內容進行仿真計算,分析仿真結果,幫助學生進一步理解所學內容,提高學習效率。
由于《電工電子技術》課程內容抽象枯燥且比較難學,學生對學好這門課程缺乏一定的信心,教師可以在上課過程中將教學內容與日常生活相聯系,引導學生運用課本上的知識來解決日常生活中的問題,要讓學生主動思考,從而激發學生的學習興趣。
4 采用開放實驗教學系統,增加選做實驗項目
實驗課對培養學生的動手能力和創新能力起著極其重要的作用,教師應該重視實驗教學。目前,開放式實驗教學模式得到各大高校的推廣,《電工電子技術》課程也需要建立一個與其相應的開放式實驗制度。在開放式實驗模式下,實驗內容必須改變過去驗證性實驗占絕大多數的慣例,綜合型、設計性、以及創新性的實驗必須占一定比例。這就需要教師精心設計一些具有應用性、研究性和創新性的實驗項目。利用開放式實驗教學系統,學生可以根據自己的興趣和能力在校園網上預約實驗時間、實驗項目,改變了過去教師統一安排實驗的固定模式,激發了學生的學習主動性,并給予了學生較為廣闊的思維和個性發展空間。
總的來說,《電工電子技術》課程所面對的種種問題并非一朝一夕就能解決的,教學改革是一個長期且復雜的過程。教學改革的重點是培養學生的實踐創新能力,把學生培養成為高素質應用型人才。教師要根據不同專業學生的實際,不斷探索新的教學方法和手段,讓非電類專業《電工電子技術》課程取得更好的教學效果。
【參考文獻】
[1]秦曾煌.電工學簡明教程.2版[M].北京:高等教育出版社,2007.
論文摘 要:根據高職機械類專業電工電子技術課程教學中出現的問題,針對高職學生的特點,從教學內容的選取,教學方法、教學手段、考核方法的改革,理論與實踐更好的融合等方面進行了分析、總結。
電工電子自問世以來,已經延伸到社會的各個領域,機械類產品也慢慢的過度為機電一體化產品的方向發展,社會對機械工人的要求也從機械類單一工種,轉變為機電類復合人才的要求。因此,電工電子已經成為機械類專業的一門重要的基礎課程,而且是一門理論性和實踐性都非常強的基礎課程,本文針對應如何使非電類機械類專業的高職學生在學習“電工電子技術”上,既能夠滿足專業和職業能力的需求,又不是像本科教育那樣,立足打好深厚基礎。根據高職學生的特點,重點以實踐、應用為主線來進行教學改革。
1 存在的問題
(1)理論與實踐脫節。傳統的教學方式是理論教學與實踐教學是分開的,而且理論知識往往過分追求教學內容的系統性與完整性,這就忽視了“電工電子學”作為應用學科的實用價值,使學生缺乏明確的學習目標,難以理解課程的目的和意義,不但給學生的學習造成很大困難,也影響了教學質量的提高和應用性、技能型人才的培養。
(2)教學方法陳舊古板。教學方法基本上采用“老師講,學生聽”的灌輸方式,有些教師對新的教學方法和手段不熟悉不適應,課堂教學講得過多過細,缺乏新意,沒有留出足夠的時間供學生思考回味。此外,課后作業過多也使學生無暇思考,這樣導致學生始終處于被動狀態,無法激起學習的興趣和熱情。
(3)考核方式單一,內容片面。電工電子學”課程的考試方式采用閉卷筆試,內容主要是理論知識。這樣既不利于學生對知識的全面掌握,又不符合高職學生的特點。
2 改進措施
(1)課程整合和優化。
打破學科體系,改革課程設置,實施課程內容的簡約、集成與重組,體現出高職教育的特色。以實際應用能力培養為主線,精減教學內容,去除理論推導、證明、驗證內容,注重技術重現和技術實現。
實現做中學,弱化過深、偏難的理論,突出知識在專業中的實際應用。以適用、實用為原則,優化知識技能結構,形成與應職崗位相一致的教學內容。從應職崗位需要出發,將各課程的知識與技能有機地結合起來,增加實用性和針對性,刪去一些與今后工作關系不大的枝節。例如,很多教材大篇幅講解二極管如何形成單向導電性,三極管內部載流子的傳輸情況。而在實踐中,只有從事專門研究的人員,才可能用到這些原理知識,對于以培養應用型人才為主的高職學生,重點應該放在二極管、三極管的作用,如何判斷二極管正負極,三極管的標號及管腳判別鑒定,如何通過參數來選擇二極管、三極管的型號等內容上。對于電子電路應強化集成電路方面的內容,特別是集成電路的應用。對難度較大,求解過程復雜的例題、習題進行刪減。
(2)加強與專業方向的對接。
大部分機械類專業均開展了電工電子課程,但專業方向不同,學生所需知識的側重點也有所不同。電工電子是專業基礎課程,一般在大一第一學期就開設了此課,學生對專業的認識還不夠了解,教師給不同專業的學生上課時,授課內容既要注意與各學科專業基礎知識的銜接,又要兼顧與后續課程的聯系。并且課程內容按不同專業編排,采用靈活的組合方式,以適應不同學科、不同學時和各層次學生對課程深度和廣度的要求。比如,針對數控類專業,教師可以結合數控機床的定位系統,講解數字電路中數模、模數的轉換;針對汽車專業,教師可以結合汽車測速裝置的工作原理,講解計算器的功能。
(3)課堂教學方式靈活多樣。
高職學生基礎相對薄弱,教師應根據學生的實際水平,對基礎知識、基本內容和重點內容精心組織,運用多種多樣的教學方法,如比喻法、類比法、啟發質疑法、講練法、實驗演示法,使學生能克服厭學心理,鼓勵幫助學生樹立自信心,提高學生的學習興趣,促進求知欲。對于理論性較強的內容,教師要耐心對待學生,引入各種案例,多講多練,反復強化重要的知識,不講則已,講的就務必使學生掌握。
(4)充分利用現代科技,拓寬教學手段。
抽象的電工原理講解起來容易覺得枯燥乏味且生澀難懂,如電介質的極化、電容的充放電等,若能合理巧妙使用輔助教具,往往能收到事半功倍的效果。教師可以通過教學錄像,直觀的實物模型和幻燈片、投影,生動詳盡、圖文并茂的教學課件,讓學生學習起來興趣盎然,使教學過程縮短時間,盡可能增加信息量,開拓學生視野,進一步深化了對基礎理論的掌握。為了適應目前既要減少教學時數,又要增加課堂信息量的教改形勢,同時培養學生學習主動性,提高自學能力,充分利用網絡資源教學是最有效可行的方法之一。在校園網絡上向學生提供電子教案、網絡課件等網絡教學資源,利用網絡進行答疑,接收學生反饋意見,更好地與學生交流。學生可以利用網上試題庫,在網上隨時進行自檢自測。我們目前已具備的資源有:電子教案、多媒體課件,網上實驗室、精品試卷、習題庫等,極大地提高了學生的學習興趣。在理論教學中引入eda技術,來改善教學質量,使理論分析得以驗證。對于一些比較抽象的內容,教師用語言不易描述,學生也難以理解,還有許多電工電子的概念需要通過實驗以闡述和驗證。在課堂講解內容涉及需要實驗演示電路時,調用事先建立的eda電路文件進行現場演示,不但提高了教學效率,而且降低了教學難度。例如,在講解基本放大電路的靜態工作點對輸出波形的影響時,要通過實驗來加以驗證。實驗教學中引入eda技術,可以解決三個方面的問題:一是實驗信號存在時間過短,用常規儀器往往很難觀察得到,借助eda技術,可以方便觀察;二是在電工電子實驗中,將實驗任務布置給學生,讓學生先進行理論設計,然后按照設計要求進行計算機仿真設計,完成仿真設計后,再在實驗室按照仿真電路裝配實際電路進行測量;三是可以進行虛擬的仿真實驗,根據教學內容和專業要求,聯系生產實際提出簡單的設計題目,讓學生進行理論設計,然后在計算機上完成仿真實驗,檢驗和完善自己的設計作品。
(5)理論教學與實踐教學相結合。
電工電子技術是一門基礎學科,也是一門應用學科,學生不僅要掌握必要的理論知識,而且還要把這些理論靈活應用于實踐中。但是學生到工業、企業中實踐的機會很少,從而無法了解工業、企業中是如何進行具體工作的。
為此,在教學中,每章都從最基本的應用實例出發,由實際問題入手通過技能訓練引入相關知識和理論,由實訓引出相關概念及相關電路。首先是教師提出學習的內容、目的、要求及其他相關事項,學生自主學習有關內容,再通過自己動手做的方式來加深對所學知識的理解,同時獲得相關技能的訓練。這種在教師指導下,感性認識與理性認識交互進行,對學生自主學習起到良好的促進作用。教學所選實訓項目應與機械專業建立聯系,這樣的學習方式會極大地激發學生學習理論的動機。
此外,實踐教學場所按照職業活動環境來布置,突出其職業性的特點,同時,實踐教學嚴格按照生產、建設、管理、服務第一線的現場有關規定,來強化學生職業技能訓練和職業素質訓導,著重要求學生要有一絲不茍、嚴格認真的工作作風。
(6)建立以能力為中心的課程考核體系。
改變傳統的考核方式,強調考核學生的能力,實現課程考核向過程考核的轉變。學生學習效果的好壞,主要取決于整個教學過程,與之相適應,考核也貫穿整個教學過程。提高學生的素質為考核中心,考試不再局限于閉卷一種形式,而是采用開放靈活的考試方法,包括開卷考試、課程論文、口試、實際操作、調查報告、綜合考查等形式。不同內容采用不同的考核形式,如考基本理論采用閉卷的形式;考實訓采用項目制作的形式,根據學生態度和動手操作能力,現場綜合評定學生的實驗實訓成績;對于綜合分析和電路設計采用開卷的形式;平時的作業可以結合生產實際寫課程論文和調查報告;使評分方式科學化。課程結業成績由平時成績、實驗實訓成績、期末成績(試卷)組成,為了充分調動學生全程參與學習,使學生把注意力轉移到日常學習中,擴大平時成績和課程測驗的比例,具體是平時成績占20%,課程測驗成績占40%,期末成績占40%。另外,在平時測試和實驗考核中,改革記分方式,實行實質性評價,一些考核按照abcd級制度評分,淡化分數,促進學生的全面發展。
注重考核反饋,現在我們在教學中往往注重考核,不注重反饋,其實考核的目的是要重視反饋,通過反饋來是學生了解自己的不足,使老師反省在以后的教學中如何講解來是學生能夠更好的減少錯誤,學生在反省中找到原因,改正錯誤。
3 結語
機械類專業的電工電子課程教學改革是一項長期的工作,經過多年的思考與經驗積累已初有成果,在以后的改革中,是該課程更加的理論與實踐相結合,更具有鮮明的特色,真正的實現做中學,快樂學習。切實減輕學生學習負擔,提高學生的學習興趣。
參考文獻
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