论文部分内容阅读
摘要:针对目前高职院校电工电子实验教学中存在的问题,以现代实验教学理念为指导,从实验教材、实验内容、实验教学方法和实验成绩评价等方面介绍了实验教学改革的实践情况。
关键词:高职;电工电子实验;改革;实践;模拟教学法;项目教学法
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)05-0146-02
电工电子技术是高职高专院校非电类工科专业必不可少的一门专业基础课,电工电子实验教学则是该课程的一项重要内容,是帮助学生理解、掌握和应用电工基本理论知识、培养学生实验能力和实际操作能力的重要手段。传统的电工电子实验教学大多沿用本科教学模式,以验证性实验为主,技术性和综合性实验偏少,实验教学方法也比较单一,主要采用练习与巡回指导教学法,这对于以“培养高素质技能型专门人才”为主要目标的高职教育来说是远远不够的。为了使电工电子实验教学能够符合高职高专人才培养模式要求、贴近生产实际、适应社会需要,我校对电工电子实验教学进行了如下改革。
更新实验教学理念,明确实验教学目标
要进行电工电子实验教学改革,首先就要建立以学生为本、知识培养与能力培养并重、实验教学与理论教学紧密结合的现代实验教学理念,明确以技术应用能力培养为主要目标的实验教学实践。
重新编写实验教材,精心设计实验内容
我校原有的电工实验教材内容主要是定理验证、参数测量、电路测试等,而且对于实验原理和实验步骤的讲解也过于详细,这不利于培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,无法实现实验教学的根本目标。针对这些问题,我校对实验教材进行了改革。首先,删减部分验证性实验,增加了一些技术性和设计性实验,使应用性和技术性实验的比例提高到50%,综合性、设计性实验的比例为15%。其次,增加联系工程实际的知识,加强技能训练环节,注意在实验过程中培养学生的工程意识。再次,在设计性实验项目中,先明确提出实验目的,然后适当介绍实验原理和注意事项,再提供几种实验任务给学生选择,引导学生自己制定实验方案。
根据实验内容,灵活采用实验教学方法
以往的实验教学主要采用练习与巡回指导教学法,在教师讲解和演示的基础上,学生通过反复练习熟悉各种操作技能,同时,教师在巡回指导时也可以及时纠正学生的错误和不规范操作。这种教学方法对于技能训练,如“万用表的使用方法”、“电子焊接基本操作”、“低压电器的认识”、“电子元件的识别与测试”等实验来说效果很好,但是,对于一些研究性和设计性实验,这种教学方法有其局限性:一方面是无法充分调动学生的学习积极性,另一方面是实验效率偏低。因此,在实验教学过程中,引入模拟教学法和项目教学法。模拟教学法是用电子电路仿真软件Multisim进行电工电子的仿真实验,既经济、安全,又可提高实验效率,适用于验证性实验和研究性实验。项目教学法是以学生为中心,教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,学生在教师的引导下根据实验任务自己设计实验方案,主动进行学习。根据不同的实验内容,灵活选用适当的教学方法,有些实验综合采用两种不同的教学方法,以达到不同的实验教学目的。下面通过两个例子详细介绍实验教学方法改革的实践情况。
(一)“基尔霍夫定律的验证”实验教学方法的改革
这个实验采用模拟教学法和练习与巡回指导教学法,分两步进行。第一步,先让学生根据实验电路图,用MultiSim软件建立仿真电路(如图1所示),然后模拟实验过程:合上开关,将各支路中电流表的读数和各电阻两端电压表的读数记录下来。改变电源电压(例如12V和9V、7V和10V),可以快速获得不同的实验数据,最后根据数据计算验证基尔霍夫定律的正确性。这种仿真实验既保障了学生和设备的安全,又节省了实验时间,还可以通过在元件的属性中设置故障类型(如漏电、开路或短路)轻松模拟元器件故障时的情况,帮助实验者进一步进行研究分析。例如,在这个实验中,设置电阻R2短路,电流表和电压表的数据显示如图2所示。第二步,让学生在印制好电路的单面印制板上焊接电阻、导线和集成块,然后接通双直流稳压电源,再用万用表检查电路,确认正常后再用电流表和万用表测量电流和电压,将实际测得的数据与仿真实验的数据进行比较,如果误差偏大则进一步分析原因。这种实际操作与仿真实验相比效率较低,但是学生训练了实际操作能力,可以达到三个训练目标:(1)让学生练习元器件焊接操作技能。(2)教会学生用万用表检查电路故障的方法。(3)让学生了解双路直流稳压电源设备的使用方法,并进一步熟悉直流电压和电流的测量方法。
采用这种新的实验教学方法后,教学效果有了明显提高。以往没有引入仿真实验教学时,一次实验只有10%的学生能够完成线路连接并测得全部三组数据,60%的学生能够测得一到两组数据,其余30%的学生未能完成接线工作,需要补做实验。现在先让学生做仿真实验,使学生更加熟悉实验电路,大大提高接线效率,实际操作时测得三组数据的学生达到70%,其余30%的学生也至少能测得一组数据。除“基尔霍夫定律的验证”实验外,“变压器的应用”、“基本放大电路的测试”、“单相桥式整流滤波电路的安装与调试”和“串联型稳压电源的安装与调试”等实验也可采用这种模拟与实操结合的教学方法,均可获得良好的教学效果。
(二)“集成运算放大电路的简单应用设计”实验教学方法的改革
这个实验属于设计性实验,我校在仿真实验的基础上,综合运用了模拟教学法和项目教学法,主要有两方面的考量:(1)采用项目教学法可以充分调动学生的学习积极性,引导学生主动探索解决问题的方法,变被动学习为主动学习,提高实验教学质量。(2)采用软件建立仿真电路可以提高实验效率,还可以避免学生因为错误操作而损坏元器件或实验设备。
第一步,让学生用MultiSim软件练习建立各种不同接法的集成运放的仿真电路,模拟实际实验测量输出电压(计算放大倍数),用示波器观察输入、输出波形(如图3所示),通过分析比较使学生进一步熟悉集成运放的使用。第二步,将学生分成三人一组,布置一些设计任务让他们进行项目讨论。例如,要求学生设计一个运算电路,使U0=10Ui1-5Ui2-4Ui3,教师这时要引导学生对表达式进行分析,通过设置一些问题提示学生回忆反相比例运算、反相加法运算、同相比例运算以及差分输入运算的特点,鼓励学生积极思考、大胆尝试,运用新学习的知识用软件设计出电路图,再让各组派代表到讲台上投影展示设计结果,教师逐个分析点评,最后教师再展示正确的设计电路。
实践证明,改革后实验教学的效果非常显著,80%的学生能够在计划的实验课时内完成设计任务,正确率达到70%,相比以往实际操作20%的正确率大有提高,同时也加深了学生对相关理论知识的理解和掌握。其他一些设计类实验,如“照明电路的设计”、“三相异步电动机正反转控制电路”和“组合逻辑电路的设计”等,也可应用项目教学法。
学生实验成绩评价的改革
以往的实验教学中,教师是以学生的实验报告为成绩评定的依据,但难以杜绝学生抄袭实验报告的现象,所以这种评价方法实际上有一定弊端。为了使实验成绩评定能够真实体现学生的实验水平,反映教师的教学质量,我校设计了三种成绩评价方法,以适应不同类型实验考核的需要。
验证性实验成绩的评价方法评价内容包括三个部分:(1)实验预习情况,占总成绩的20%,主要通过课堂提问和实验预习报告两方面进行评价。(2)实验操作情况,占总成绩的50%。教师在现场根据学生的实操情况进行评分,具体内容包括是否正确设备、仪器和工具,是否符合工艺规范,能否做到安全、文明操作,能否按时完成实验等。(3)实验报告,占总成绩的30%。评价内容包括书写质量、实验原理和步骤、实验数据记录、实验结果分析和实验心得体会。
综合性、设计性实验成绩的评价方法评价内容同样分三部分,第一部分与验证性实验相同。如果是采用模拟教学法,那么第二部分主要根据小组合作情况、任务完成情况、设计结果展示情况等内容进行评价;如果是进行实际操作的,例如“照明电路的设计”和“三相异步电动机正反转控制电路”实验,则根据实际操作情况、小组合作情况和结果展示情况进行评分,占总成绩的60%。最后实验报告成绩占总成绩的20%。
技术性实验成绩的评价方法评价内容由三部分组成:(1)实验预习情况,占总成绩的10%。(2)实际操作情况,占总成绩的70%。目的主要是让学生重视操作规范,养成良好的工作习惯,此部分为重点。(3)实验报告成绩占总成绩的20%。
2006～2008年,我校在电工电子实验教学中进行改革实践,取得了良好的教学效果。近三年来,我系学生参加中级维修电工考核,通过率都在90%以上。随着学生实验水平的提高,学生对理论知识的学习兴趣也不断提高,理论课成绩逐年上升:2006级学生电工考试合格率为95%,平均分为71.2分;2007级学生电工考试合格率为96.2%,平均分为75.3分;2008级学生考试合格率达到100%,平均分为79.6。实践证明,以现代实验教学新理念为指导所进行的电工电子实验教学改革是切实有效的。在今后的教学实践中,我校将结合高职高专教育的特点和要求,以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线,继续推行实验教学改革,不断提高实验教学质量。
参考文献:
[1]广东省职业技术教研室.职业技能教育[M].广州:广东科技出版社, 2007.
[2]林平勇,高嵩.电工电子技术[M].北京:高等教育出版社,2007.
[3]俞伟宏,电子电路仿真软件“EWB”在电子电工实验中的应用[J].中等职业教育,2009,(6).
作者简介:
黄钰(1978—),女,广东汕头人,汕头职业技术学院讲师、工程师,主要从事电工电子技术理论和实验教学。
(本文责任编辑:张维佳)
关键词:高职;电工电子实验;改革;实践;模拟教学法;项目教学法
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1672-5727(2010)05-0146-02
电工电子技术是高职高专院校非电类工科专业必不可少的一门专业基础课,电工电子实验教学则是该课程的一项重要内容,是帮助学生理解、掌握和应用电工基本理论知识、培养学生实验能力和实际操作能力的重要手段。传统的电工电子实验教学大多沿用本科教学模式,以验证性实验为主,技术性和综合性实验偏少,实验教学方法也比较单一,主要采用练习与巡回指导教学法,这对于以“培养高素质技能型专门人才”为主要目标的高职教育来说是远远不够的。为了使电工电子实验教学能够符合高职高专人才培养模式要求、贴近生产实际、适应社会需要,我校对电工电子实验教学进行了如下改革。
更新实验教学理念,明确实验教学目标
要进行电工电子实验教学改革,首先就要建立以学生为本、知识培养与能力培养并重、实验教学与理论教学紧密结合的现代实验教学理念,明确以技术应用能力培养为主要目标的实验教学实践。
重新编写实验教材,精心设计实验内容
我校原有的电工实验教材内容主要是定理验证、参数测量、电路测试等,而且对于实验原理和实验步骤的讲解也过于详细,这不利于培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力,无法实现实验教学的根本目标。针对这些问题,我校对实验教材进行了改革。首先,删减部分验证性实验,增加了一些技术性和设计性实验,使应用性和技术性实验的比例提高到50%,综合性、设计性实验的比例为15%。其次,增加联系工程实际的知识,加强技能训练环节,注意在实验过程中培养学生的工程意识。再次,在设计性实验项目中,先明确提出实验目的,然后适当介绍实验原理和注意事项,再提供几种实验任务给学生选择,引导学生自己制定实验方案。
根据实验内容,灵活采用实验教学方法
以往的实验教学主要采用练习与巡回指导教学法,在教师讲解和演示的基础上,学生通过反复练习熟悉各种操作技能,同时,教师在巡回指导时也可以及时纠正学生的错误和不规范操作。这种教学方法对于技能训练,如“万用表的使用方法”、“电子焊接基本操作”、“低压电器的认识”、“电子元件的识别与测试”等实验来说效果很好,但是,对于一些研究性和设计性实验,这种教学方法有其局限性:一方面是无法充分调动学生的学习积极性,另一方面是实验效率偏低。因此,在实验教学过程中,引入模拟教学法和项目教学法。模拟教学法是用电子电路仿真软件Multisim进行电工电子的仿真实验,既经济、安全,又可提高实验效率,适用于验证性实验和研究性实验。项目教学法是以学生为中心,教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,学生在教师的引导下根据实验任务自己设计实验方案,主动进行学习。根据不同的实验内容,灵活选用适当的教学方法,有些实验综合采用两种不同的教学方法,以达到不同的实验教学目的。下面通过两个例子详细介绍实验教学方法改革的实践情况。
(一)“基尔霍夫定律的验证”实验教学方法的改革
这个实验采用模拟教学法和练习与巡回指导教学法,分两步进行。第一步,先让学生根据实验电路图,用MultiSim软件建立仿真电路(如图1所示),然后模拟实验过程:合上开关,将各支路中电流表的读数和各电阻两端电压表的读数记录下来。改变电源电压(例如12V和9V、7V和10V),可以快速获得不同的实验数据,最后根据数据计算验证基尔霍夫定律的正确性。这种仿真实验既保障了学生和设备的安全,又节省了实验时间,还可以通过在元件的属性中设置故障类型(如漏电、开路或短路)轻松模拟元器件故障时的情况,帮助实验者进一步进行研究分析。例如,在这个实验中,设置电阻R2短路,电流表和电压表的数据显示如图2所示。第二步,让学生在印制好电路的单面印制板上焊接电阻、导线和集成块,然后接通双直流稳压电源,再用万用表检查电路,确认正常后再用电流表和万用表测量电流和电压,将实际测得的数据与仿真实验的数据进行比较,如果误差偏大则进一步分析原因。这种实际操作与仿真实验相比效率较低,但是学生训练了实际操作能力,可以达到三个训练目标:(1)让学生练习元器件焊接操作技能。(2)教会学生用万用表检查电路故障的方法。(3)让学生了解双路直流稳压电源设备的使用方法,并进一步熟悉直流电压和电流的测量方法。
采用这种新的实验教学方法后,教学效果有了明显提高。以往没有引入仿真实验教学时,一次实验只有10%的学生能够完成线路连接并测得全部三组数据,60%的学生能够测得一到两组数据,其余30%的学生未能完成接线工作,需要补做实验。现在先让学生做仿真实验,使学生更加熟悉实验电路,大大提高接线效率,实际操作时测得三组数据的学生达到70%,其余30%的学生也至少能测得一组数据。除“基尔霍夫定律的验证”实验外,“变压器的应用”、“基本放大电路的测试”、“单相桥式整流滤波电路的安装与调试”和“串联型稳压电源的安装与调试”等实验也可采用这种模拟与实操结合的教学方法,均可获得良好的教学效果。
(二)“集成运算放大电路的简单应用设计”实验教学方法的改革
这个实验属于设计性实验,我校在仿真实验的基础上,综合运用了模拟教学法和项目教学法,主要有两方面的考量:(1)采用项目教学法可以充分调动学生的学习积极性,引导学生主动探索解决问题的方法,变被动学习为主动学习,提高实验教学质量。(2)采用软件建立仿真电路可以提高实验效率,还可以避免学生因为错误操作而损坏元器件或实验设备。
第一步,让学生用MultiSim软件练习建立各种不同接法的集成运放的仿真电路,模拟实际实验测量输出电压(计算放大倍数),用示波器观察输入、输出波形(如图3所示),通过分析比较使学生进一步熟悉集成运放的使用。第二步,将学生分成三人一组,布置一些设计任务让他们进行项目讨论。例如,要求学生设计一个运算电路,使U0=10Ui1-5Ui2-4Ui3,教师这时要引导学生对表达式进行分析,通过设置一些问题提示学生回忆反相比例运算、反相加法运算、同相比例运算以及差分输入运算的特点,鼓励学生积极思考、大胆尝试,运用新学习的知识用软件设计出电路图,再让各组派代表到讲台上投影展示设计结果,教师逐个分析点评,最后教师再展示正确的设计电路。
实践证明,改革后实验教学的效果非常显著,80%的学生能够在计划的实验课时内完成设计任务,正确率达到70%,相比以往实际操作20%的正确率大有提高,同时也加深了学生对相关理论知识的理解和掌握。其他一些设计类实验,如“照明电路的设计”、“三相异步电动机正反转控制电路”和“组合逻辑电路的设计”等,也可应用项目教学法。
学生实验成绩评价的改革
以往的实验教学中,教师是以学生的实验报告为成绩评定的依据,但难以杜绝学生抄袭实验报告的现象,所以这种评价方法实际上有一定弊端。为了使实验成绩评定能够真实体现学生的实验水平,反映教师的教学质量,我校设计了三种成绩评价方法,以适应不同类型实验考核的需要。
验证性实验成绩的评价方法评价内容包括三个部分:(1)实验预习情况,占总成绩的20%,主要通过课堂提问和实验预习报告两方面进行评价。(2)实验操作情况,占总成绩的50%。教师在现场根据学生的实操情况进行评分,具体内容包括是否正确设备、仪器和工具,是否符合工艺规范,能否做到安全、文明操作,能否按时完成实验等。(3)实验报告,占总成绩的30%。评价内容包括书写质量、实验原理和步骤、实验数据记录、实验结果分析和实验心得体会。
综合性、设计性实验成绩的评价方法评价内容同样分三部分,第一部分与验证性实验相同。如果是采用模拟教学法,那么第二部分主要根据小组合作情况、任务完成情况、设计结果展示情况等内容进行评价;如果是进行实际操作的,例如“照明电路的设计”和“三相异步电动机正反转控制电路”实验,则根据实际操作情况、小组合作情况和结果展示情况进行评分,占总成绩的60%。最后实验报告成绩占总成绩的20%。
技术性实验成绩的评价方法评价内容由三部分组成:(1)实验预习情况,占总成绩的10%。(2)实际操作情况,占总成绩的70%。目的主要是让学生重视操作规范,养成良好的工作习惯,此部分为重点。(3)实验报告成绩占总成绩的20%。
2006～2008年,我校在电工电子实验教学中进行改革实践,取得了良好的教学效果。近三年来,我系学生参加中级维修电工考核,通过率都在90%以上。随着学生实验水平的提高,学生对理论知识的学习兴趣也不断提高,理论课成绩逐年上升:2006级学生电工考试合格率为95%,平均分为71.2分;2007级学生电工考试合格率为96.2%,平均分为75.3分;2008级学生考试合格率达到100%,平均分为79.6。实践证明,以现代实验教学新理念为指导所进行的电工电子实验教学改革是切实有效的。在今后的教学实践中,我校将结合高职高专教育的特点和要求,以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线,继续推行实验教学改革,不断提高实验教学质量。
参考文献:
[1]广东省职业技术教研室.职业技能教育[M].广州:广东科技出版社, 2007.
[2]林平勇,高嵩.电工电子技术[M].北京:高等教育出版社,2007.
[3]俞伟宏,电子电路仿真软件“EWB”在电子电工实验中的应用[J].中等职业教育,2009,(6).
作者简介:
黄钰(1978—),女,广东汕头人,汕头职业技术学院讲师、工程师,主要从事电工电子技术理论和实验教学。
(本文责任编辑:张维佳)