电工电子实践教学中学生能力的培养

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  摘 要:实践能力与创新能力的培养是普通高等学校人才培养的重要组成部分。本文根据电工、电子实验教学与电工、电子实训教学的特点和教学大纲的具体要求,从更新与优化实验教学内容、改进实验教学方法和实验教学手段、加强实践教学环节三方面探讨了如何培养学生能力和提高创新意识的措施和方法。
  关键词:电工电子 实践教学 能力培养
  中图分类号:G642-423 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)08(a)-0196-021 引言
  高等教育的根本任务是培养适应现代社会发展需要的人才,而能力和创新意识的提高又是人才培养工作的重中之重。因此,如何把学生培养成为社会需要的素质高、能力强的高级人才,是我们每一个高校教师必须认真面对的课题。虽然目前我国的高等教育已由精英教育进入到大众化教育阶段,但是提高教学质量,最大限度地提升学生的能力和素质,仍然是我们高教教师义不容辞的责任。在教学过程中积极践行对学生能力的培养,切实提高学生的综合素质,也是深化教學改革的必然要求。
  电工电子实践教学包括电工电子实验教学和电工电子实训教学是高等教育教学体系的重要组成部分,是实现人才培养目标的重要环节。正因为如此,课题组以省级电工电子实验示范中心的完善以及电工电子实训基地的建设为契机,以我校生源多样化的实际情况和[1]“以培养面向第一线的复合型、应用型人才为主,同时也要注意培养少数精英型人才”的人才培养目标为依据,深化电工电子实践教学的改革,重点培养学生的实验能力、工程实践能力、创新能力等。
  2 更新与优化实验教学内容
  在电工电子实验教学过程中,如何启发学生运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题;如何培养学生实验能力;如何引导学生在实验中的提出新想法、新观点,即激发学生的创新意识;以及如何帮助学生掌握科学研究的基本方法,鼓励学生积极参加各种科技创新活动和电子大赛等,从中获取新的知识和技术,为今后进一步学习奠定基础,即培养学生的创新能力和综合素质,已成为深化电工电子实验教学改革、提高实验教学质量的重点与难点问题[2]。为了有效的提高电工电子实验教学质量,培养学生的能力,需要对传统的电工电子实验教学内容进行更新与优化。根据实验教学目标与学生现有的知识水平,把电工电子实验教学内容分为两大模块,即基本实验模块和综合设计实验模块。基本实验模块与理论课穿插进行;综合设计实验模块在理论课结束后进行,以课程设计为主,与各种科技创新活动和电子大赛等穿插进行。
  2.1 多元化教学促进不同层次学生的实验能力
  传统的基本实验模块包括电路、模拟电子技术、数字电子技术和电工学等课程,它与理论教学密切相关、相辅相成,是培养学生能力的重要基础课程。电工电子基本实验模块,实验教学的内容应变单一的验证性实验为多层次、多元化的验证性实验、综合性实验、设计性实验和仿真实验[3]。
  验证实验项目最少,提供具体实验内容,培养学生掌握基本仪器和器件的性能及其使用、基本的实验技能、基本的实验方法,加深对相关理论与技术的理解[4],上课方法是将理论课搬到实验室去上可达到最佳效果;综合性实验主要利用实验室现有设备器件合作完成本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验,侧重于实验知识、方法和技能的灵活应用,主要培养学生熟练使用仪器设备及团队相互协作的能力;设计性实验是根据具体要求,独立设计完成实验。主要以课程知识为背景,注重调动学生学习的主动性和积极性,指导学生在实验过程中运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题,培养学生初步设计实验能力;仿真实验主要以设计实验或个人兴趣实验为依托,培养学生使用现代化设计工具的能力,以便向课外延伸,激发学生的求知欲。既可强化学生自主学习意识,又可以有效地培养学生的创新能力,鼓励学生在实验的基础上提出新想法、新观点。
  改变过去传统的验证性单一实验为多层次、多元化实验,实验教学内容的改革与创新,在实验教学过程中既体现了循序渐进,又为教师提供了因材施教的平台,同时又为不同专业、能力、兴趣的学生提供了自主实验、个性发展的空间,利于培养不同层次学生应有的实验能力[5]。
  2.2 综合设计性实验培养学生合作与创新能力
  合作与创新是一种旨在提高团队创新精神和实践能力的教育思想和行为。电工电子综合设计实验模块实验项目的内容主要以课程设计为基础,并同时穿插着校内外各种科技创新活动和电子大赛活动等,面向工程实际应用的设计与开发,培养学生设计、集成、测试、工艺等能力,以及创新意识、创新能力及综合素质;全面提高学生有效运用所学知识和新技术进行电路级的综合设计能力、系统级的开发应用能力、以及分析和解决实际问题的能力。要发挥综合设计实验在学生能力培养中应起的作用,应在设计方法上既有常规电路设计,又有用可编程器件设计的电路,还要涉及到相关的工程问题。在探索发现的基础上,通过综合设计性等方式巩固拓展学习成果,并向课外延伸,达到理论与实际有机结合。使学生的合作能力与创新能力大为提高。
  3 改进实验教学方法和实验教学手段
  3.1 启发式教学提高学生解决实际问题的能力
  我国古代教育家孔子。他强调“不愤不启,不悱不发”。朱熹对此解释说:“愤者,心之通而未得之意;悱者,口欲言而未能之貌。启,谓开其意;发,“谓达其辞。”其意思是说,教师启发学生时,要首先造成一种“愤”、“悱”的状态。这就要求教师根据教学目标,从学生的年龄、心理特征、知识基础、认知结构等实际出发,采用各种生动活泼的方法,引导学生积极思维,使他们主动地获取知识、发展智能,这种教学方法就是科学的启发式教学,是一种积极的双向的教学方法。在电工电子课堂教学中,要充分发挥教师的主导作用,又要切实体现学生的主体地位,重点培养学生的能力,以实验辅导解答为主。对实验中的注意事项和新仪器仪表使用方法、主要内容的重点、难点、着重讲解,当学生遇到问题时,教师不要直接给出答案,要进行引导并间接提示,培养学生独立思考、运用所学知识发现问题、分析问题和解决问题的能力。   3.2 培养学生自主学习能力和创新意识
  在电工电子实验教学过程中,应体现以学生为主体和教师为主导的实验教学理念,以培养学生能力为目标,不要只告诉学生实验结果,而是要学生掌握实验过程。在以往的实验教学中,实验材料是书本上指定的,课前由教师准备好。实验时,学生完全按规定的步骤进行。整个班级的动作整齐划一,在此过程中,学生完全成了不用思考的机械操作者。老师欣赏熟练的操作工,反对标新立异的思想和行为。这种教学没有给学生思维的空间和余地,抑制了学生的主动性和思考的独立性。而现代教育就是要引导学生自主学习。因此,要结合实际教会学生一些基本的实验研究方法,然后让他们自己去主动查找资料,弄清实验原理,选择合适的实验材料和实验方法。这样,就可使学生加深对实验全过程的认识,提高实验课的效率,也可培养他们的兴趣和特长。教师还应开放一些能够激发学生实验兴趣、调动学生实验主动性、培养学生创新意识和实践能力的综合兴趣实验,学生按“要求—查阅相关资料—研究实验方案的设计—计算机仿真—元器件选择—实施等”实验过程完成实验[6]。经过融知识、兴趣、能力、素质培养于一体的实验过程,培养学生自主学习能力、创新意识能力。
  3.3 开放式实验教学,培养自主实验能力
  改变过去的封闭式实验教学为开放式实验教学。开放式实验教学,即内容开放、时间开放、资源开放[7],保证必修实验与选修实验的结合、课内实验与课外实验的结合、仿真实验与操作实验的结合、传统实验与现代实验的结合等教学手段切实有效地得以实现。具体过程是:教师与优秀学生共同管理实验室—实验室从早8点到晚10点开放—学生在网上约定工位(工位上说明时间和配备的仪器与元器件)—按时间完成自选内容。学生协助教师管理实验室可以起到事半功倍作用,不仅为教师提供了因材施教的平台,也为不同专业、不同能力、不同兴趣的学生提供了自主实验、个性发展的空间,利于培养学生自主实验能力和创新能力。
  4 加强实训教学环节
  电工电子实训教学是高等学校工科实践教学中的重要组成部分,是培养面向第一线的有较强实践能力和创新能力的复合型、应用型人才以及少数精英型人才不可或缺的重要环节。相对于理论教学,电工电子实训教学更具直观性、综合性和创新性的特点。根据这一特点,在电工电子实训教学过程中,应突出对学生工程意识、工程实践能力和创新能力的培养。加强实训教学环节,就是要在电工电子實训教学中进一步提高教学质量、改善教学效果。建立和完善实训教学基地,则是作为培养学生能力的基础;建设和改革实训教学内容,则是作为培养学生能力的保障。
  4.1 建设和改革实训内容,培养工程实践能力
  为了有效的提高电工电子实训教学质量,突出学生工程实践能力的培养,对原有的电工电子实训教学内容进行筛选、补充。根据电工电子实训的教学目标,实训基地教学内容设置为两大模块,即工程认识实践与工程基础训练模块、工程应用与创新训练模块。工程认识实践与工程基础训练模块是基本技能的训练,学生在这一环节要掌握基本实训知识和基本实训技能,初步建立电工电子工程的概念。培养方式是以必修课的形式开设,以实际操作为主,讲解为辅。内容包括:①常用电子元器件的识别、使用与检测方法;②掌握常用电工电子仪器仪表的使用方法;③安全用电常识;④焊接技术练习;⑤根据电工电子线路图和工艺文件,独立完成产品的识图、装配、检测、调试,使产品达到技术要求,具体项目设置分为电工实训与电子实训两个部分。电工实训包括:住宅供电电路;三相异步电动机的继电接触器控制等。电子部分包括:数字万用表;半导体收音机;常用趣味性小家电;PCB图设计与电路板制作等。工程应用与创新训练模块是综合技能的训练,内容设置具有工程的应用性、研究性、创新性。培养方式采用内容和时间开放、讲解和自学结合的方式,学生可以选择电工电子实训教学基地提供的项目,也可以自己设定项目并加以鼓励,以满足不同专业,不同兴趣的学生的需要。工程应用与创新训练为大学生提供了设计性创新制作的平台。与各种科技创新活动和电子大赛等穿插进行。
  电工电子实训教学内容的建设和改革,在实训教学过程中既体现了循序渐进,又为教师提供了因材施教的平台,同时又为不同专业、能力、兴趣的学生提供了自主实践、个性发展的空间,利于培养不同层次学生应有的工程意识、基本工程实践能力和创新能力。
  4.2 建设完善实训基地,培养自主工程实践能力
  为了切实有效的促进电工电子实训教学质量的提高,突出学生实践能力的培养,建立和完善一个较有特色的电工电子实训教学基地,不仅能为电工电子实训教学营造了一个良好的工程环境,为突出办学特色、保证人才培养质量打下坚实的基础;还为学有余力、学有所长、且为有兴趣、有爱好、有能力的学生提供一个开放式个性化实训教学平台。如每个实训工位同时提供两个模块:挂件模块完成工程认识实践与工程基础训练;多功能实训模块(包括单片机最小开发系统、液晶数码显示模块、可编程控制器件及各种常用芯片器件等)主要完成程工程应用与创新训练。学生可在电工电子实训教学基地自己选题,自己设计,自己制作调试完成自己感兴趣的项目。同时在全校展开一些基本技能操作比赛和电子设计大奖赛,激发学生的兴趣。学生也可在电工电子实训教学基地所提供的个性化实训教学平台相互交流、共同探讨、共同解决问题,增进学科间的融合,有利于培养面向第一线的有较强实践能力和创新能力的复合型、应用型人才以及少数精英型人才。
  5 结语
  培养人才最重要的是培养其能力。根据电工电子实践教学的特点和要求,从改进实验教学方法和实验教学手段、更新和优化实验教学内容、加强实训教学环节三方面来探讨培养学生能力的方法,在实践教学过程中运用上述措施和方法,可以在诸多方面培养学生的能力,在一定程度上提高学生的素质。但学生能力的培养是一个系统工程,不是哪一门课程单独所能完成的。为了更好、更全面、更高层次地培养学生的能力,将学生从知识的学习者培养成知识的创造者还需所有学科教师坚持不懈的努力。
  参考文献
  [1] 刘思嘉.关于在高校开设工程创新实践课程的浅谈[J].黑龙江教育学院学报,2008(12):92-93.
  [2] 王亚军,邸斌,陈宝远.电工电子实验教学的变革与学生能力的培养[J].实验室研究与探索,2010,29(3):136-138.
  [3] 王亚军.电工电子实验教程[M].北京:高等教育出版社,2009.
  [4] 陈后金,刘激扬,侯建军.电工电子类实验教学与实验教材协同性的探讨[C]//电工电子课程报告论坛论文集2006.北京:高等教育出版社,2007.
  [5] 倪光正.推进国家级实验教学示范中心的建设[C]//电工电子课程报告论坛论文集2006.北京:高等教育出版社,2007.
  [6] 隋竹翠,李晓蓉,陈小桥.构筑分层次开放式实验教学平台,培养“三创”人才[C]//电工电子课程报告论坛论文集2006.北京:高等教育出版社,2007.
  [7] 付又香.开放式电工电子实验教学及其对学生创新能力的培养[J].湖南人文科技学院学报,2008(2):130-131.
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