時間:2024-01-02 10:16:43
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電工電子技術基礎總,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
電工電子技術在工程領域的應用極其廣泛,在我國普通高等教育中的理、工科類本、??茖I(yè)教育的《人才培養(yǎng)方案》,無不將電工學、數字電子技術、模擬電子技術等電工電子技術類課程作為其課程體系中必修的且占相當學時比重的專業(yè)基礎課程。另外,電工電子技術實踐性極強,學校必須構建實踐教學體系,強化實踐教學環(huán)節(jié),做到理論教學與實踐應用相結合,才能更好地激發(fā)學生的學習興趣,促使學生主動學習。如何做好電工電子技術類課程教學,如何提高教學質量,如何提高教學效率,如何做到學以致用,如何將理論教學與實踐應用相結合等諸多問題一直以來都是高校師生關注,并在教學研究中長期探索的問題。
1實踐的重要性
電工電子技術課程的教學是工程技術知識和技能的獲得,而知識和技能的獲得必須經歷“實踐—理論—實踐”這一認識過程,這是被人們普遍認可的符合認識論的正確的認識方法。實踐不僅是認識的環(huán)節(jié),還是人才培養(yǎng),促進學生能力提升和創(chuàng)新精神培育的關鍵環(huán)節(jié)和重要途徑。英國著名科學家培根曾說過,任何科學都是實驗的科學。尤其在工程技術領域,任意一個項目的建設或研究成果取得,都離不開實踐,在高校無論是為促進科學技術發(fā)展,還是為在培養(yǎng)高素質應用型專門技術人才,實踐均具有極為重要的作用。因此,高校專業(yè)技術人才的培養(yǎng),應遵循“以教師為主導,以學生為主體”的理念,強化實踐,開足并上好實驗、實習和實訓課程,激發(fā)學生學習興趣,提高學生專業(yè)技術水平,提升學生的實踐能力,培育學生創(chuàng)新精神。
2實踐教學對電工電子技術人才培養(yǎng)的作用
電工電子技術實踐性強、技術性強,工程性、應用性與實踐性是其主要特征。開展電工電子技術教育的目的是培養(yǎng)具有一定創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的電工電子應用型工程技術人才。學校應通過實踐教學,學生打牢基礎,提高能力。其中實踐教學包括實驗、實習、實訓,實驗又可分為驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗,實習又分為行業(yè)認知實習、課程實習,綜合實習、畢業(yè)實習等,根據地點來分,實訓分為校內實訓和校外實,根據實訓設備或條件又可分為實際實訓和虛擬仿真實訓。這里僅以實驗為例,對各類實驗進行說明如下。首先,實驗具備驗證基本理論的功能,即驗證性實驗,這部分實驗一般以章節(jié)為基本內容,通過這部分實驗,可使學生對電工電子技術理論得到更進一步的鞏固和提高。其次,是綜合性實驗,這部分實驗是在驗證性實驗的基礎,要求學生對綜合應用一章或多章內容知識,對教學內容進行歸納總結。最后,是設計性實驗,這應發(fā)實驗的目的是讓學生在熟練掌握基本理論知識并綜合運用的基礎上,設計具有一定創(chuàng)意的較高水平的小制作、小創(chuàng)意、小發(fā)明等,其目的是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)造意識。
2.1實踐有利于增進知識的理解和吸收
實踐是認識的基礎,實踐教學通過實物或現(xiàn)場教學,使學生提高感性認識,為掌握知識創(chuàng)造前提和基礎,符合認識的普遍規(guī)律,符合青少年階段學生的具體形象思維更具優(yōu)勢的心理特征。通過實踐教學能激發(fā)學生學習電工電子技術課程的興趣。教師從實驗入手導入課程教學內容,能更好地吸引學生注意,喚起學生思考,激發(fā)學生的求知欲。例如:整流電路實驗,學生能直觀地感受到半波整流、全波整流、橋式整流電路結構的組成不同,通過觀察輸出電路的電壓波形圖,就能明白為什么整流可分為半波整流、全波整流和橋式整流。通過繪制交比較整流電路在無濾波電容和接有濾波電容時的特性曲線,就能更好地理解整流和概念和功能。如果教師講解整流電路時,一味地傳授理論知識,不與實踐相結合,學生只會越聽越乏味,甚至難以掌握基本概念,更不用說消化吸收學科知識、增強實踐能力了。總之,教師應從實踐教學入手,展開對基本理論知識的傳授,方能達到事半功倍的效果,也能更好地體現(xiàn)人才培養(yǎng)以實踐能力提高為本的教學理念。
2.2理論與實踐相結合,學以致用
我國高度重視技術的應用,除了高等職業(yè)教育外,地方本科院校的人才培養(yǎng)目標主要為培養(yǎng)應用型人才。從電工電子技術理論轉化為實際應用還有很大一段距離的,這段距離必須以實踐作為銜接的橋梁。就像掌握了游泳的要領,如果不下水,永遠也學不會游泳一樣,只懂理論而不通過實驗、實習和實訓加以訓練,是不可能掌握理論要旨的應用的,理論學得再好,也只是紙上談兵罷了[1]?!袄碚撆c實踐相結合,學以致用”符合應用型人才培養(yǎng)的目的,也遵循了教育基本規(guī)律,將理論知識的教學,更好地與實際生產、生活相對接,強化實踐教學,能引導學生提高分析問題和解決實際問題的能力,能防止理論教學脫離實際應用的傾向,提高學生的專業(yè)應用能力。例如在講解功率因數時,在交流電路的電感器上通過并聯(lián)電容器,使電路的總電流、線路損耗、總功率比原來都減少,而負載功率卻保持不變,即電源的利用率提高了。如果教師將此案例與實際的電力生產和生活用電相聯(lián)系,闡明提高功率因數的經濟意義和具體方法。不僅能促使學生能理深刻理解功率因數,還有利于提高學生動手能力,讓學生明白所學知識使用價值,提高理論教學目的性和極積性[2-3]。
2.3提高積極性,激發(fā)學習潛能
1.學習方法和內容都與高中有很大的差距電工電子技術基礎大多數學生會聯(lián)想起高中物理,甚至一些學生還會在筆記本和作業(yè)本的封面上留下“物理”字樣。這說明他們把這門課程作為高中物理的延續(xù)。但是高中物理涵蓋范圍很廣,比如力學、運動、光學、電學等,只起到入門作用。高中階段為了應對高考,學生主要注重書面學習,對于電學概念的理解也很抽象,只是不斷地做題,很少有實驗的機會,而電工電子技術著重對于實驗測量動手能力的培養(yǎng),與高中學習方法相差很大,學生一時無法適應。高中電學注重對電學原理的推論,目的是培養(yǎng)學生綜合分析、歸納演繹的思維能力;而高職階段電工電子技術更注重對這些原理規(guī)律的應用,不注重公式推導和計算,注重解決實際問題。以此分析,電工電子技術教學要從高中“重結果(理論計算正確性)”向“重實踐(解決問題過程)”的方向邁進。
2.實驗效果不佳電工電子課程實驗所安排的內容,相對比較滯后,傳統(tǒng)的驗證性試驗較多,學生只是測量記錄數據,就可以完成實驗任務?;蛘邔嶒灥牟襟E過于清晰,使學生沒有思考的空間,沒有積極探索的動力,也就在一定程度上喪失了實訓的意義。
3.缺少專業(yè)內涵電工電子課程是諸多專業(yè)的基礎課,由于各個專業(yè)要求不同,知識技能側重點和實踐能力的要求也不同。目前的教學過多地向“平臺課”發(fā)展,各專業(yè)學生在一個平臺授課,和專業(yè)脫節(jié),不利于未來專業(yè)課教學。還有,任課教師的因素也有一定影響。當前專業(yè)教師大都進行專業(yè)課教學,而電工電子技術課程的教師很多來自外聘,專業(yè)能力和教育能力參差不齊,對于學生的掌控較差,也在一定程度上削弱了教學質量。
二、研究對策
對于以上調查分析結果,結合近年來的教學實踐,特別是和學生直接面對面的交流,在此提出以下幾點對策:
1.抓好最初兩周現(xiàn)有的電工電子基礎教材盡管在形式上各有千秋,不斷展示出近年來的多種教學改革成果,但內容上大致相當。學生一上來就被各種電路和數據參數定義所左右,往往在初期就遇到困難,并隨之失去對課程的興趣。經過多年的教學實踐證明,一門課程前兩周的內容和教學方式往往決定了這門課程在學生心目中的地位。于是筆者提出一定要精選前兩周的教學內容,將學生領進這扇大門。目前的教學中,第一次課除了師生介紹、課程緒論和安全用電知識以外,很難有更多令學生感興趣的東西,大都在第二次課就進入直流電路。這樣做很容易讓學生回憶起高中教學,在心理上有一定的陰影,畢竟他們的高中學習相對較差。這一方面要求有更多內容進入教材的緒論部分,并且能夠吸引學生。另一方面也要求教師自身有足夠內涵讓學生能夠“親其師,信其道”。盡量還原人類認識電、使用電的歷史,激發(fā)學生的學習興趣,有利于對學生全面素質的培養(yǎng)。將三百年來的電學發(fā)展史分為三個層次呈現(xiàn)——發(fā)現(xiàn)之旅、智慧之光和飛越之夢。發(fā)現(xiàn)之旅強調對于電的發(fā)現(xiàn)過程,通過“靜電魔力”、“存儲電能”、“捕捉閃電”三個部分,講述最初人類對于電的認識。慕欣布羅克的萊頓瓶存儲了電能,富蘭克林的實驗捕捉了閃電,并最終證明閃電(lightning)與電(electricity)是一樣的。智慧之光通過對歷史上“生物電”的大論戰(zhàn),引出了電動勢的概念,伏打電堆的出現(xiàn)改變了以往的電學研究。1808年,在倫敦的英國皇家研究所里,占據了地下室一整個房間的電堆組令兩個相互靠近的碳棒間產生了一道持久耀眼的火花。這是千支蠟燭和百盞煤氣燈都無法比擬的明亮,從此黑暗不再,曙光破曉。飛越之夢以電磁感應理論和莫爾斯電碼為基礎,在人類還沒有認識到電的本質的時候就開始了對應用“電”的研究。最終,跨越大西洋的海底電纜連接成功,赫茲的無線電技術已發(fā)了人類“飛越”的夢想。俄國一位正從事電燈推廣的青年波波夫留下了這樣的名句:“用我一生的精力去裝電燈,對廣闊的俄羅斯來說,只不過照亮了很小一角,要是我能指揮電磁波,就可飛越整個世界?!?/p>
2.改變實訓模式筆者一直在努力進行課程改革,增加電工電子技術實訓力度,目前的實訓現(xiàn)場感不強,沒有專業(yè)特點,始終停留在高中物理延續(xù)的實驗室階段。要改變這種模式,必須要引入專業(yè)特性,運用電學知識分析和解決實際問題。根據不同的專業(yè),選擇專業(yè)課所需要的知識技能點,或者專業(yè)實際應用電路進行實踐分析。比如汽車類專業(yè)在進行整流濾波電路實訓中,完全可以采用汽車用整流器作為實訓最后一環(huán),一方面是理論應用,一方面是專業(yè)設備,兩者結合效果顯著。
3.從現(xiàn)象到本質在理論內容開始授課之前,用專業(yè)實踐和實訓現(xiàn)象入手來提出問題,讓學生通過實驗去分析和解決問題。比如在RC串聯(lián)交流電路中,首先利用實驗的方法讓學生發(fā)現(xiàn)不同頻率下RC串聯(lián)電路中電阻電壓、電容電壓和總電壓的數值關系,進而分析數據產生差別原因;與熟悉的電阻串聯(lián)進行比較,進一步要求學生擴大實驗范圍去尋找不同,并適時提出對于實驗現(xiàn)象的有效解釋,一步步引導學生總結出規(guī)律,并升華為理論。
三、未來方向
通過近年來對于電工電子技術教學的實踐研究,特別是充分分析高中物理和電工電子技術課程銜接問題之后,對于未來課程有以下幾點建議:
前言:英國科學家培根曾經指出:任何科學都是實驗科學。尤其是在應用科學領域;任何一項研究成果都離不開科學實驗。實驗不僅是在促進科學技術的發(fā)展,還是在培養(yǎng)高素質的專門人才方面都起著極其重要的作用。電子技術基礎是中等職業(yè)學校電子電器類各專業(yè)最重要的技術基礎課之一,是一門實踐性很強的課程。電工電子實驗在電子技術基礎課程教學中應充分發(fā)揮“教師為主導,學生為主體”的作用,以取得“教學相長”的良好效果。使學生積極主動獲取知識、培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性實踐能力。在電子技術基礎課程教學過程中,電工電子實驗具有以下作用。
一、能夠培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的電子工程技術人才
電子技術基礎是一門實踐性、技術性很強的專業(yè)基礎課, 它強調其工程性、應用性與實踐性。其目的應是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的電子工程技術人才。所以,培養(yǎng)學生的動手能力及創(chuàng)新能力是中等職業(yè)教育電子電器類各專業(yè)的重要目標,學校應在電工電子實驗中打牢基礎,逐步提高這種能力。首先, 電工電子實驗具備驗證基本理論知識的功能,即驗證性實驗,這部分實驗一般以各章節(jié)為基本內容,使理論知識得到進一步的鞏固;其次是綜合性實驗,這部分實驗的目標是在驗證性實驗的基礎上增強學生對一章或多章,甚至是結合其他科目內容的歸納總結;最后是設計性實驗,其目標是在掌握理論知識并能綜合運用的基礎上設計出具有創(chuàng)意的較高水平的小設計類實驗,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力。
二、理論實際緊密結合,體現(xiàn)學以致用的新理念
理論聯(lián)系實際的教學,能夠正確地貫徹黨和國家的教育方針,符合教育的基本規(guī)律和我們的教育目的,學生學習這些理論課程的目的,是更好將書本知識應用于生產、生活實際中去,加強實驗或實物教學能夠幫助學生分析和解決實際問題,能夠防止教學脫離實際的傾向,提高學生專業(yè)應用能力。例如教師講到交流電路時,在電感器上并聯(lián)一個電容器,其總電流、線路損耗、總功率比原來都減少,而負載功率不變,即電源提高了利用率,教師可以邊講邊演示,然后讓學生親自動手做實驗,學生通過在兩種情況下各個電流表、功率表的讀數進行比較、計算、判斷,最后教師將例子引入到生產、生活中,說明提高功率因數經濟意義和具體方法。這樣教學有幾個作用,首先深刻理解功率因數、交流電路電流的關系概念,其次縮短理論知識到實際過渡時間,有利于提高學生動手能力,最后學生明白所學知識使用價值,就會明確學習目的性,有利于激發(fā)學生學習動機的形成。
三、降低難度,促進理解和鞏固
實驗教學要通過實物教具和現(xiàn)代化教學手段,豐富學生的感性知識,為學生掌握知識創(chuàng)造條件,符合人的認識過程規(guī)律,從直觀到抽象反映了青少年階段具體形象思維占優(yōu)勢的心理。能直接激發(fā)學生學習電子技術基礎這門課的濃厚興趣。尤其是中等職業(yè)學校電子技術基礎課程涉及到的都是枯燥乏味的概念與嚴密地計算分析,這對于部分數理基礎差的學生而言,是“雪上加霜”。如果教師從實驗引入課程內容,更能引起學生的注意,喚起學生的思考和學生的求知欲。例如:講單相橋式整流電路這一節(jié)時,學生的學習目的是:(1)了解橋式整流作用,濾波器的濾波作用,并觀察負載兩端的電壓波形。(2)測繪整流電路在無濾波器和接入濾波器時的外特性曲線。而單相橋式整流電路是利用二極管的單向導電性,由四個二極管接成一個電橋的形式,把交流電變?yōu)槊}動直流電的電路。再通過濾波電路,盡可能把直流脈動電壓中的交流成分去掉,就可使輸出電壓波形變得平直。教師在講單相橋式整流電路時,在實驗室用做實驗加講解相結合的教學方法,能夠降低新知識的難度,達到事半功倍地教學效果,更能體現(xiàn)培養(yǎng)以實踐能力為本的教學模式。
四、激發(fā)學習興趣,保證目標的實現(xiàn)
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”。興趣是一種特殊的意識傾向,是動機產生的重要主觀原因,良好的學習興趣是求知的源泉,是思維的動力。而中等職業(yè)學校學電子電器類專業(yè)的學生大部分都是文化底子薄,文化程度參差不齊,不少同學存在著失落感、自卑感或混日子等各種各樣的思想。一些學生在初中甚至小學,已經多次在受到老師批評,在學習上多次檢驗到失敗。在許多老師和同學心目中是“差生”。進入中等職業(yè)學校接觸具有一定深度和難度電子技術基礎課程,就開始厭學。如果我們的教師在教學過程中只是單純強調是數學分析和抽象、枯燥繁瑣的計算,那么這些學生就會重蹈覆轍,更談不上完成教學任務。教育理論者認為,學生成績好壞與學習興趣有很大關系,如果我們的教師在教學中有針對性,利用實驗或演示實驗及多媒體進行教學,盡量簡化分析過程,大部分學生會容易聽懂和接受,多讓他們動手做實驗,使他們產生好奇心。因此,如何在電工電子實驗過程中運用手段,結合學科特點,采用適當的方法激發(fā)學生對學習的興趣,是我們積極研究和探討的問題。比如,我們可以在日光燈管的實驗中,聯(lián)系生活現(xiàn)象,簡單地介紹判斷燈管好壞的方法,聯(lián)系環(huán)保節(jié)能,在提高功率因素的實驗過程中現(xiàn)場提問,加深學生對這個知識點的印象;也可以在擴音機電路的實驗中,在教室的講臺上放上音箱,讓完成實驗的學生直接能夠聽到從音箱里放出來的音樂,這對學生是一個激勵,也是對完成此實驗學生的一個肯定,能夠大大提高學生實驗的積極性;在搶答器或者計數器的實驗中,可以安排完成實驗的學生進行搶答比賽,讓學生體會到實驗的實用性。這樣,就激發(fā)了學生濃厚興趣,更激發(fā)了他們的求知欲望,使他們對所學的理論課也更有興趣。
結束語:我想只要教師盡量利用現(xiàn)有條件,努力嘗試,在電子技術基礎教學中多采用演示實驗,或讓學生自己多動手, 教師與學生必將體驗到這門功課教學、學習成功的愉。當然這種教學方法也有使用條件,必須因人而異,對于基礎扎實的學生那種先理論知識講解后再驗證性實驗的教學,反而更能培養(yǎng)他們的實踐能力,開發(fā)他們創(chuàng)造性的思維。總之,充分發(fā)揮電工電子實驗在課堂教學中的作用,能使教學更加生動、具體,使課堂教學變化多樣,內容豐富充實,同時也能使學生把知識學得更靈活主動,知識掌握得更牢固,并能使學生的各種能力得到更好的培養(yǎng),從而更好地提高電子技術基礎課的課堂教學效果。
《電子技術基礎》是中等職業(yè)學校電子電器類專業(yè)最重要的技術基礎課之一,是一門實踐性很強的課程。英國科學家培根曾經指出:任何科學都是實驗科學。尤其是在應用科學領域,任何一項研究成果都離不開科學實驗。
一、能夠培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的電子工程技術人才
電子技術基礎是一門實踐性、技術性很強的專業(yè)基礎課,它強調其工程性、應用性與實踐性。其目的應是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的電子工程技術人才。所以,培養(yǎng)學生的動手能力及創(chuàng)新能力是中等職業(yè)教育電子電器類各專業(yè)的重要目標,學校應在電工電子實驗中打牢基礎,逐步提高這種能力。首先,電工電子實驗具備驗證基本理論知識的功能,即驗證性實驗,這部分實驗一般以各章節(jié)為基本內容,使理論知識得到進一步的鞏固;其次是綜合性實驗,這部分實驗的目標是在驗證性實驗的基礎上增強學生對一章或多章,甚至是結合其他科目內容的歸納總結;最后是設計性實驗,其目標是在掌握理論知識并能綜合運用的基礎上設計出具有創(chuàng)意的較高水平的小設計類實驗,培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力。
二、理論實際緊密結合,體現(xiàn)學以致用的新理念
理論聯(lián)系實際的教學,能夠正確地貫徹黨和國家的教育方針,符合教育的基本規(guī)律和我們的教育目的,學生學習這些理論課程的目的,是更好將書本知識應用于生產、生活實際中去,加強實驗或實物教學能夠幫助學生分析和解決實際問題,能夠防止教學脫離實際的傾向,提高學生專業(yè)應用能力。例如教師講到交流電路時,在電感器上并聯(lián)一個電容器,其總電流、線路損耗、總功率比原來都減少,而負載功率不變,即電源提高了利用率,教師可以邊講邊演示,然后讓學生親自動手做實驗,學生通過在兩種情況下各個電流表、功率表的讀數進行比較、計算、判斷,最后教師將例子引入到生產、生活中。
三、降低難度,促進理解和鞏固
實驗教學要通過實物教具和現(xiàn)代化教學手段,豐富學生的感性知識,為學生掌握知識創(chuàng)造條件,符合人的認識過程規(guī)律,從直觀到抽象反映了青少年階段具體形象思維占優(yōu)勢的心理。能直接激發(fā)學生學習電子技術基礎這門課的濃厚興趣。尤其是中等職業(yè)學校《電子技術基礎》課程涉及到的都是枯燥乏味的概念與嚴密地計算分析,這對于部分數理基礎差的學生而言,是“雪上加霜”。如果教師從實驗引入課程內容,更能引起學生的注意,喚起學生的思考和學生的求知欲。例如:講單相橋式整流電路這一節(jié)時,學生的學習目的是:1.了解橋式整流作用,濾波器的濾波作用,并觀察負載兩端的電壓波形。2.測繪整流電路在無濾波器和接入濾波器時的外特性曲線。而單相橋式整流電路是利用二極管的單向導電性,由四個二極管接成一個電橋的形式,把交流電變?yōu)槊}動直流電的電路。再通過濾波電路,盡可能把直流脈動電壓中的交流成分去掉,就可使輸出電壓波形變得平直。教師在講單相橋式整流電路時,在實驗室用做實驗加講解相結合的教學方法,能夠降低新知識的難度,達到事半功倍的教學效果,更能體現(xiàn)培養(yǎng)以實踐能力為本的教學模式。
關鍵詞:三層次一體化;汽車電工電子技術;教學改革
中圖分類號: G4 文獻標識碼:A 文章編號:16723198(2014)17012602
1 引言
《汽車電工電子技術》是高職汽車運用技術專業(yè)的一門必修的專業(yè)技術基礎課程,為后續(xù)的《汽車電器設備》、《發(fā)動機電控系統(tǒng)檢修》等專業(yè)課程服務,它涵蓋的內容多,理論性強。一直以來,大多都是采用傳統(tǒng)的教學模式和教學方法,使得《汽車電工電子技術》的教學與汽車專業(yè)的實際脫節(jié),導致學生的學習熱情不高,另一方面,《汽車電工電子技術》課程理論性極強,高職學生的基礎不是很好,使得學生普遍反映聽不懂。因此高職汽車專業(yè)《汽車電工電子技術》的課程改革迫在眉睫。
2 “三層次一體化”的提出
《汽車電工電子技術》的主要目標是培養(yǎng)學生電工、電子操作基本技能,教會學生正確識別與檢測電路元器件,正確使用電工儀表及量具,正確識讀與分析汽車電路,最終進行汽車電路檢測的綜合能力。針對這樣的要求,我們提出構建“三層次一體化”課程體系,理實一體化教學手段,突出培養(yǎng)學生的操作能力與操作規(guī)范,強化學生的專業(yè)綜合素質。
圖1 分層教學結構圖 在構建《汽車電工電子技術》課程體系時,將內容分為三部分:基礎實踐部分,該部分內容主要體現(xiàn)在學生對電工電子基本知識的掌握;主要培養(yǎng)學生的電工職業(yè)規(guī)范與素養(yǎng);綜合實踐部分,體現(xiàn)在學生對電工電子綜合知識的應用,主要培養(yǎng)學生的汽車電路讀圖能力;創(chuàng)新教學部分,以創(chuàng)意實踐教學為主,主要培養(yǎng)學生的電路設計及制作動手能力,分層教學將以上三個教學活動有機的結合起來,讓基礎一般的同學學會基本的電工操作規(guī)范與元器件的識別技巧,讓基礎較好的同學技能上在此基礎上進一步提升,能在汽車電路識圖分析的基礎上進行汽車電子小產品的制作。
2.1 “基礎實踐”教學
“基礎實踐”是以電工電子基礎實驗教學為主,培養(yǎng)學生的基本操作規(guī)范及職業(yè)素養(yǎng)。在設置基礎實驗項目時以專業(yè)實用為原則、以培養(yǎng)學生的職養(yǎng)素養(yǎng)為目標,選取了如下項目(如表1所示)。
表1 電工電子基礎實驗列表
2.2 “綜合實踐”教學
綜合實踐教學以簡單的汽車電路的連接與分析為主,培養(yǎng)學生的識圖能力、電路分析能力,結合汽車運用技術專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和《汽車電工電子技術》的理論知識,我們將知識點進行整合,設置了如表2所示的幾個項目。
表2 綜合實踐教學項目列表
2.3 “創(chuàng)新實踐”教學
創(chuàng)新實踐教學是在“綜合實踐”的基礎上學生自主設計,自行討論方案,自己組織實施,在設計和實施的過程中通過不斷的實驗驗證,得到切實可行的設計方案,不斷提高學生的創(chuàng)新意識,提高創(chuàng)新能力和動手能力。在整個教學過程中設計了兩個創(chuàng)新實踐項目(如表3所示)。在進行一室一廳照明電路的設計時,學生以團隊合作的形式,大家共同提出設計方案,經過不斷的討論修改,最終形成適合現(xiàn)代人生活的電路設計圖。
表3 綜合實踐教學項目列表
2.4 “三層次一體化”實踐教學
對于基礎較好的學生我們進行“三層次一體化”實踐教學,同時也提出了更高的要求,增加了電子產品設計與制作大賽,學生以小組為單位實施,該層次屬于選做內容,目的在于培養(yǎng)學習基礎較好的學生的創(chuàng)新能力與動手能力。
在“三層次一體化”實踐教學過程中,采用“提出問題查閱資料啟發(fā)作品”式的創(chuàng)新教學方法,教師預先將問題及要求提出來,然后讓學生上網或圖書館查閱相關資料,構思多種解決方案,對這些構思出來的方案進行討論驗證,如遇到不能解決的問題,教師進行啟發(fā)提示,直至方案設計完成,并將自己的方案變成實物,經過包裝美化,形成作品。經過系統(tǒng)訓練,學生在解決問題上變被動為主動,使創(chuàng)新能力大大提高,學生通過參與和制作,增強了動手能力。
3 “三層次一體化”在實踐教學中的實際運用
3.1 “基礎實踐”的運用
“基礎實踐”教學,我們首先是讓學生對元器件的結構進行認知,然后使用儀表、儀器對元器件及電路進行檢測,固化學生對元器件的原理及使用的掌握。下面以“二極管的認識”為例來進行說明。
我們首先講二極管的結構(圖2),在電路圖中二極管的符號(圖3),在實際電路中二極管的外形(圖4)。
圖2 二極管的結構
圖3 二極管的符號
圖4 二極管的外形 接著再講解二極管的單向導電性(如圖5所示),電流只能從正極(+)流向負極(-),而不能從負極(-)流向正極(+),并用形象的圖形表現(xiàn)出來,如圖3所示,不同材料的二極管在正向導通時具有不同的正向管壓降,鍺管導通管壓降為0.3V,硅管導通管壓降為0.7V。
圖5 二極管的單向導電性
圖6 認識晶體二極管口訣
在學習“二極管的認識”時,為了便于學生記憶,我們編制了相應的方法口訣(如圖6所示)。
3.2 “綜合實踐”的運用
“綜合實踐”是在學生完成了基礎實踐情況下進行的,同時綜合實踐與基礎實踐是相互交叉進行的,綜合實踐是基礎實踐教學的升華。下面以“汽車前照明電路的連接與分析”為例來進行說明。
“汽車前照明電路的連接與分析”是學生已經進行了基礎實驗1、2、3之后進行的。學生分組進行,首先給定學生電路圖(如圖7所示),及相應的元器件,學生按照電路圖將實物連接起來,通電檢查電路連接是否正常,在驗證的過程中如發(fā)現(xiàn)問題,記錄下來,最后將每一組的問題進行匯總討論,就形成了汽車前照明電路的分析結論,為后續(xù)課程排故課程提供分析思路。
圖7 汽車前照明電路圖 3.3 “創(chuàng)新實踐”的應用
創(chuàng)新實踐是在“基礎實驗”及“綜合實踐”的基礎上的提升,他們之間是密切聯(lián)系的?!皠?chuàng)新實踐”主要完成“一室一廳照電路設計”及“汽車閃光器的制作”兩個實驗。下面以“汽車閃光器的制作”為例來進行說明。
表4 汽車閃光器的制作電路圖及元器件列表
汽車閃光器的制作流程如下:識別并檢測各元器件焊接電阻R1-R4(注意色標)焊接電容C1、C2(注意極性)焊接紅、綠LED(注意極性)焊接三極管(注意管腳)焊接電源(注意電源極性)檢測質量,查找并分析故障完工成產品報告。要完成汽車閃光器的制作,學生必須正確運用前面的基礎實踐與綜合實踐的內容,一個項目做完,學生的綜合應用能力、分析問題、解決問題的能力得到極大的提升。
4 結束語
通過采用“三層次一體化”教學,學生的學習積極性提高了,學生可以看到自己的作品成為成品,變被動學習為主動學習,學生的實際工作能力、知識運用能力得到了很大提高,教學效果得到了很好的改善與提升。
參考文獻
[1]馬建輝,郭鵬.高職《汽車電子控制技術》課程教學改革研究[J].教育教學論壇,2011,(21).
0 引言
高等學校自動化專業(yè)教學指導分委員會將自動化學科專業(yè)分為“研究主導型”本科自動化專業(yè)、“工程研究應用型”本科自動化專業(yè)、“應用技術主導型”本科自動化專業(yè)和“技術技能型”專科自動化專業(yè)。而“應用技術主導型”本科自動化專業(yè)分布在地方非重點院校和新升本院校,相對于理論教學而言,實踐教學是教學過程中最薄弱的環(huán)節(jié)。實踐教學是整個教學體系中重要的組成部分,是“應用技術主導型”本科自動化專業(yè)教育中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
要改革人才培養(yǎng)模式,提高人才培養(yǎng)質量,增強畢業(yè)生的適應能力,教學內容和課程體系的改革是當前高等教育教學改革的重點和難點,通過對課程體系的整體優(yōu)化來培養(yǎng)出“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”的創(chuàng)新人才,是高校所面臨的一個重大理論和實踐課題。高校要發(fā)展,必須以人才培養(yǎng)質量為生命線,而實踐教學環(huán)節(jié)是影響當前高校人才培養(yǎng)質量的最突出的環(huán)節(jié)。因此,構建實踐教學體系是高等院校教學基礎建設的重點。實踐教學體系建設的核心內容包括:系統(tǒng)科學的實踐教學模塊構建、內外結合的實踐教學基地建設、實踐教學教師隊伍建設等等。
近年來,我校在切實加強實踐教學體系建設方面進行了積極有益的探索與實踐,效果明顯。本文結合我校自動化專業(yè)教學內容和課程體系的整體優(yōu)化,就實踐教學環(huán)節(jié)進行了闡述。
1、構建科學合理的實踐教學體系
根據自動化專業(yè)的培養(yǎng)目標,對實踐教學環(huán)節(jié)作精心梳理和研究,使各個實踐環(huán)節(jié)和相應的理論教學密切銜接。以培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力為目標,遵循實踐教學先基礎后應用、四年實踐連成線的原則,加大實踐教學的比例,增加集中實踐周數,構建各個環(huán)節(jié)優(yōu)化組合的新體系,實現(xiàn)實踐教學的層次化。實踐教學體系如圖1所示。
1.1入門層。入門層大學物理實驗是學生進入大學后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端,是對學生進行科學實驗基本訓練的重要基礎,在激發(fā)學生的想象力、創(chuàng)造力,培養(yǎng)和提高學生獨立開展科學研究工作素質和能力方面具有重要的奠基作用。電工電子實訓安排在大學一年級結束后,在學生還沒有學習專業(yè)技術基礎課電工、電子技術前進行。通過有趣的且貼近生活的“電工電子實訓”項目,如家用電器安裝;簡易電子產品焊接、制作及安裝調試;計算機組裝(DIY);繼電控制柜裝配等項目,建立對電工、電子元器件、工藝流程、電器設備、電子儀器等的初步認識,激發(fā)學生學習電子電路工作原理、設計技巧的熱情,熱愛所學的專業(yè),對后續(xù)技術基礎課和專業(yè)課學習有很強的促進作用。
1.2基礎層。基礎層以獨立設課的教學形式學習電路和電子技術,完成系列電工實驗、電子技術實驗。該層次要求學生理論聯(lián)系實際,完成嚴格的電工、電子實驗技能訓練。該層次中增加設計型、綜合型實驗內容的比例,有利于培養(yǎng)學生的分析問題解決問題的能力、創(chuàng)新能力,為后續(xù)拓展層的實驗教學打下堅實的理論和實踐基礎。
基礎層的基本要求是:培養(yǎng)學生基本工程素質、基本實驗技能和分析問題解決問題的能力。
1.3拓展層。拓展層是學生試驗和小型設計環(huán)節(jié)的核心層。學生要完成嚴格的專業(yè)課程的實驗技能訓練和設計能力鍛煉。
本層實驗系列主要包括:過程控制系統(tǒng)系列實驗、、計算機應用技術系列實驗。
過程控制系統(tǒng)系列實驗完成《自動檢測與儀表》、《過程控制工程》、《計算機控制技術》、《現(xiàn)場總線》、《自動控制系統(tǒng)》、《工業(yè)計算機網絡》和《自動化綜合實訓》等主干課程和教學環(huán)節(jié)的基本課程實驗和綜合實驗。
控制技術系列實驗完成電機與拖動實驗、電氣控制實驗、電力電子實驗、自動控制原理實驗、交流變頻調速實驗、檢測技術實驗、計算機控制技術實驗等。
計算機應用技術系列實驗完成單片機原理與應用實驗、嵌入式系統(tǒng)實驗、EDA實驗、DSP實驗、微機原理與應用實驗、程序設計實驗等等。
各課程的實驗內容可分為基本型、設計型、綜合型三種類型的實驗,可以有機組合,滿足實驗學時增加和設計型、綜合型實驗比例增加的要求。
本層課程設計系列主要包括電子技術課程設計(小型電子系統(tǒng)、電子產品的設計與制作)、PLC綜合設計、自動化技術綜合實訓、微機控制課程設計、控制系統(tǒng)課程設計、過程控制課程設計等。
拓展層的基本要求是:掌握扎實的專業(yè)實驗技能,具有系統(tǒng)分析、設計、應用的能力,特別是綜合運用所學知識的能力和創(chuàng)新能力,強調自主學習、自主實驗。
1.4提高層。提高層是學生綜合運用所學知識進行設計開發(fā)、技術應用研究的高層次實踐教學環(huán)節(jié)。包括開放性設計項目、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計,也包括學生課外科技活動,全國電子設計大賽的培訓、參賽科技制作的實驗研究等。
提高層基本要求:自主設計、設計實驗、自主研究,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力,增強學生的工程設計和綜合應用素質。
2、結語
自動化實踐教學體系的建設是一項復雜的系統(tǒng)工程。隨著自動化專業(yè)教學改革的進一步深入,自動化實驗室的建設也在逐步前進。經過幾年來的實踐,培養(yǎng)了學生的實踐能力、實踐技能和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)了學生的工程意識和創(chuàng)新精神,全面提高人才培養(yǎng)質量。有一批學生參加全國大學生電子設計競賽活動且獲獎,多位教師指導的畢業(yè)論文獲湖北省優(yōu)秀學士學位論文。電子技術協(xié)會獲“全國高校甲等A級優(yōu)秀社團”、湖北省大學生“優(yōu)秀社團”榮譽稱號。雖然我們已取得了一些階段性的成果,但和我們制定的建設目標還有不小的差距,仍然需要不斷總結經驗,勇于進行新的探索和實踐,才能圓滿完成自動化實踐教學體系的建設任務。
參考文獻
[1] 李祖欣.電子信息工程專業(yè)實踐教學體系的構建與實施[J].電氣電子教學學報,2004年6月,第26卷第3期
[2] 謝克明.電子信息類大學生實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索,2005,24.
作者簡介:任立紅(1966-),女,內蒙古赤峰人,東華大學信息科學與技術學院,副教授;錢怡(1992-),女,山東威海人,東華大學紡織學院卓越紡織品設計班本科生。(上?!?01620)
基金項目:本文系上海市教委重點課程項目、東華大學卓越工程師課程項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)33-0037-02
電工學在電類專業(yè)中占有重要地位,具有綜合性、實踐性強的特點,但對于非電類專業(yè)的學生來說,在課時少的情況下掌握電路、電子眾多知識點難度不小。[1]EWB軟件設計功能完善,操作界面友好形象,非常易于掌握,能構建直觀的電路圖,仿真分析結果直觀顯示,非常適合于電子課程的輔助教學,有助于學生對理論知識的理解。為此我們在教學中引入EWB軟件,利用它提供的虛擬儀器以比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗,還可以直接從屏幕上看到各種電路的輸出波形。[2,3]
在課堂教學中通過EWB軟件設計電路,模擬各種電路的功能,能將難以說明的原理用生動的畫面來解釋,幫助學生克服障礙來理解抽象的概念,增強對電路的感性認識,掌握各種儀器的基本使用及電路參數的測試方法。根據需要隨時控制電路,使電路功能可以分層次地逐步展現(xiàn),使教學效果形象生動,成為課堂教學的有力補充,有效地激發(fā)了學生對該課程的學習興趣,極大地增強了學生學習的積極性和主動性。
本文通過列舉EWB在直流電路、模擬電子技術和數字電子技術中的應用實例,來探討應用EWB軟件開展電類課程輔助教學的優(yōu)點和局限,從而為將EWB模擬、實際教學實驗及課堂理論知識的有機結合提供借鑒。
一、EWB在電工電子技術教學中的應用案例
1.EWB在電路基礎教學中的應用
電路是研究電路基本規(guī)律及分析方法的一門基礎課,是學習電工電子技術知識必備的理論基礎,其內容概念多、原理抽象,對非電類專業(yè)的學生而言較難理解,如基本電量的正方向、電路等效、戴維南定理、疊加原理、交流電路諧振等。若單從理論上講解,總感到抽象枯燥乏味。但因為有了EWB,在進行理論講解的同時,通過構建電路與仿真分析,理論與實際相結合,不僅大大擴充了教學信息,增加了課程的趣味和吸引力,而且使課堂更生動、具體、形象。下面以疊加原理為例加以說明。
疊加原理:N個電源共同作用的線性網絡,其支路電流或電壓等于各個電源單獨作用時引起的響應之和。通過構建雙電源作用疊加原理的仿真實驗電路,得到了相應的實驗數據記錄如表1所示,由表1中數據進行分析,疊加原理的實驗結果和理論計算結果非常吻合。
表1 疊加原理的實驗結果和理論計算結果比較
項目 I1/
mA I2/
mA I3/
mA UAB/mA UCD/mA UAD/mA UDE/mA UAF/mA
E1=12V
單獨作用 40.40 14.26 26.14 2.851 -1.069 3.921 4.040 4.040
E2=9V
單獨作用 -10.69 -24.95 14.26 -4.990 1.871 2.139 -1.069 -1.069
E1、E2
同時作用 29.70 -10.69 40.40 -2.139 0.8020 6.059 2.970 2.970
理論計算值 29.71 -10.69 40.40 -2.139 0.8020 6.060 2.971 2.971
誤差 -0.01 0 0 0 0 -0.001 -0.001 -0.001
2.EWB在模擬電子技術教學中的應用
模擬電子技術是研究半導體器件的性能、電路及其應用的學科。在講解這部分知識點時,涉及了很多電路圖,如PN節(jié)形成原理圖、晶體管輸入輸出特性曲線圖、放大電路直流通路圖、交流微變等效電路圖等,而這些圖都是學生以往根本沒有接觸過的,學起來很吃力。教師通過EWB虛擬實驗,在課堂上就可以直觀形象地展示電路的工作特點。特別是對于單管放大電路,通過傳統(tǒng)板書講解和仿真實驗的有機結合,晶體管放大電路的靜態(tài)、動態(tài)工作情況及非線性失真情況一目了然。
圖1是共發(fā)射極單管分壓式偏置交流放大電路的實驗圖。本實驗采用分壓式偏置的單管交流放大電路,通過調節(jié)RW改變基極靜態(tài)電流,以合理設置靜態(tài)工作點。集電極電阻RC大小影響UCE和交流電壓放大倍數Au。通過觀察RW、RC變化對放大器性能的影響,了解交流放大電路的工作特點。可以設置不同參數測得實驗數據,并得到這些工作情況下的輸出波形。通過分析實驗數據可知,負載增大,輸出電壓增大,電壓放大倍數增大,增強放大效果;增大Rc可使輸出電壓增大,電壓放大倍數增大,增強放大效果。
當調節(jié)RW使靜態(tài)工作點不適當時,將容易引起交流輸出信號失真。通過EWB可以生動形象地體現(xiàn)出RW變化對電路輸出波形的影響,會產生飽和失真或截止失真,如圖2所示。這些結論都可以通過理論分析得以驗證,使得學生可以在課堂上比較具體形象地掌握抽象的放大原理,取得了良好的教學效果。
3.EWB在數字電子技術教學中的應用
數字電子技術主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用,組合邏輯門電路和時序電路的分析和設計。有了EWB,我們可以隨心所欲地設計數字電路,實現(xiàn)設計目標。以下是二輸入譯碼顯示電路的設計過程。
二輸入譯碼顯示器是通過改變兩個輸入A、B的邏輯狀態(tài),從而實現(xiàn)四種輸出并用數碼管顯示,相應的功能為:(1)A=0,B=0,則顯示“U”;(2)A=0,B=1,則顯示“P”;(3)A=1,B=0,則顯示“2”;(4)A=1,B=1,則顯示“5”。
根據邏輯要求列出邏輯真值表,進而寫出邏輯式并用兩輸入與非門表示,最后用芯片74LS00實現(xiàn),譯碼顯示器仿真圖(A=B=0時,顯示U)如圖3所示。
二、EWB的實驗體會與評價
1.優(yōu)點
(1)應用EWB方便實驗室進課堂,能快速完整地構建實驗原理圖,并能夠呈現(xiàn)完美的仿真實驗過程,提高學習效率,使學生能夠有興趣和信心投入到學習中;在課堂中有些問題沒有及時解決,課后能親自動手連接設計電路、設置參數,用EWB仿真出來。仿真實驗中,邊連線、邊測試、邊修改、邊分析,并與理論計算結果進行對照,分析各元件參數對電路的作用及影響,將理論與實際有機結合,將難以說明的原理用生動的畫面顯示出來,加深對理論知識的透徹理解和掌握。
(2)作為學習知識和應用知識解決問題的訓練工具,EWB模仿實驗的工作臺,提供的仿真儀器的面板外形和操作方式都與實物相似,創(chuàng)設真實情境,靈活解決問題。
(3)虛擬實驗平臺因其安全方便,能夠引發(fā)學生想象,大膽探索奧秘,敢于嘗試,從而增強了學生的主動性和創(chuàng)造性。
(4)很多驗證性試驗完全可以通過虛擬實驗平臺得以實現(xiàn),降低實驗成本。
2.局限
EWB也有其局限性,模擬畢竟不能代替實際操作。如單管交流放大實驗,模擬的過程很順利,數據波形都很漂亮。但在實驗課上,卻由于各種因素的影響,造成了較大的實驗誤差,導致實驗結果并不完美。硬件實驗過程中出現(xiàn)的問題可以暴露出學習過程中的問題,而這些細節(jié)問題是EWB所不能反映的。具體有:一是排線問題。必須了解有關元器件,熟悉其性能參數,才能使試驗得以順利進行。二是有些仿真過程的真實性難表現(xiàn)。很多實際實驗中不可避免的干擾、接觸不良等因素都不能表現(xiàn)出來,就使得在解決實際問題的能力培養(yǎng)上缺失鍛煉。三是在一些復雜的電路中,會出現(xiàn)計算速度過慢的現(xiàn)象,使得仿真過程不流暢。
三、結語
本文分別列舉了EWB在直流電路、模擬電子技術和數字電子技術中的應用實例??梢钥吹?,應用EWB軟件開展電類課程的輔助教學,克服了傳統(tǒng)教學過于枯燥和抽象的問題,可以使教學過程更加生動、形象、直觀、有趣,也可以發(fā)揮學生主動性與創(chuàng)造性去仿真所設計的任何實驗,模擬仿真實驗簡單省時,有助于我們分析理解復雜的電路,還可以在驗證理論知識的同時將實踐有機地結合,達到事半功倍的效果。這大大增加了學生的學習興趣,為自主學習提供了一個更廣闊的空間,打破了課堂教學時空,有利于綜合能力提升、課后擴展學習,有利于設計出更合理的硬件設計方案,從而提高實驗水平。
但EWB軟件只是一種幫助我們學習的工具,模擬的是一種理想化環(huán)境,具體操作中有很多因素會影響實驗結果,不能完全代替實際的實驗。所以,在學習中應將EWB模擬、實際教學實驗及課堂理論知識有機地結合起來,這樣才能取得最好的教學效果,提高學生分析問題、解決問題的能力,為培養(yǎng)符合現(xiàn)代社會需要的人才打下更堅實的基礎。
參考文獻:
1.2課程改革設計的理念與思路通過市場分析及社會需求調研定位了培養(yǎng)目標及就業(yè)崗位,從而確定了典型工作領域,歸納出行動領域,最終轉化出學習領域并設計學習情境。課程改革設計思路為三個轉換:第一個轉換:工作領域轉換為行動領域學生畢業(yè)后工作領域通常為:汽車維修技工、汽車維修電工、汽車鈑金、汽車美容與裝潢、汽車涂裝、汽車商務等。以汽車維修電工工總為例,學生的就業(yè)崗位是汽車維修電工,學生畢業(yè)后,如想勝任該工作,需要學習的知識(行動領域)包括:汽車動力系統(tǒng)電器設備的檢修;汽車車身電器設備的檢修;汽車空調的檢測;汽車總線路的識讀與連接等。第二個轉換:行動領域轉換為學習領域課程組與企業(yè)專家,通過對行動領域進行剖析,在任務實施時,盡可能營造真實的車間環(huán)境,設計出7個學習領域內容分別是:學習領域1直流電路的分析,學習領域2交流電路的分析,學習領域3汽車電機與控制電路,學習領域4常用半導體器件及應用,學習領域5汽車整流電路和穩(wěn)壓電路,學習領域6數字電路,學習領域7汽車電工測量儀表。第三個轉換:學習領域轉換為學習情境。
以學習領域1知識為例,設計出教學內容和訓練項目以及學時分配,如表下:單元一直流電路(10課時理論6實訓4)教學內容和要求:(1)電路基本概念,要求了解;(2)電阻元件,要求熟悉;(3)電容元件、電感元件,要求熟悉;(4)簡單電路的分析,要求熟悉;(5)萬用表的使用,要求掌握。訓練項目,項目一:直流電路技能訓練(4課時)實踐內容:(1)使用萬用表檢查電阻電路的故障(2)使用萬用表檢測直流電橋電位(3)測量電路中應用KCL、KVL實踐目的與要求:(1)牢固樹立“文明生產、安全第一”的職業(yè)意識,確保人身和設備安全(2)能正確使用萬用表,并正確讀數(3)能用萬用表測量電阻的大小并能識讀電阻、電容的大?。?)學會按電路圖及實驗步驟完成接線、調試、觀測、分析和記錄(5)學會電路中電壓、電流等基本物理量的測量方法
2理實一體化教學任務的實施
2.1教學條件我院電工綜合實訓室是為全校開設《電工應用技術》《、汽車電工電子基礎》等課程而設置的專業(yè)技術基礎實訓室。主要承擔電專業(yè)(如:電氣自動控制、機電一體化技術、等專業(yè))的電工應用技術項目教學與非電專業(yè)(如:汽車運用與維修和汽車電子技術等專業(yè)等專業(yè))的實訓及實驗教學任務。電工綜合實訓室有電工綜合實訓臺達到25個,配置了電工工具,各類常用電工儀表等設備,具有實習實訓工位50個,可同時進行50人的技能實習或實訓。建筑面積應達200平方米??蔀殡姎庾詣踊?、汽車電子技術等專業(yè)提供最基本的技能實訓及培訓。實踐教學環(huán)境和設備滿足教學要求;實驗開出率≥100%,設備完好率≥95%。全面提升職業(yè)教育質量,保證學生實踐訓練的時間和質量,將為我校培養(yǎng)大批高技能人才提供物質基礎,通過扎實有效的實訓教學將使學生的操作技能和實踐能力得以培養(yǎng),調動了學生學習的積極性。
一、展現(xiàn)個性教學,激發(fā)學生興趣
引言是引起學生注意、激發(fā)學習興趣、形成學習動機、明確學習目標和建立知識間聯(lián)系的教學活動方式。引言運用得恰當是上好一堂課的重要因素之一。
(一)提問——復習法
《電工基礎》是一門理論性強、抽象、不易被學生接受的課程。恰當提問,通過復習的方式便可達到“溫故而知新”的目的,逐步啟發(fā)學生,順其自然地引入新課。筆者講授“諧振電路”一課時,有針對性地提出如下一系列問題:RLC串聯(lián)電路的電流及電流與電壓之間的相位差的計算方法;電感性負載與電容并聯(lián)的電路的總電流及總電流與電壓之間的相位差的計算方法;這兩個電路中的電抗值的變化對電路計算的影響。這樣既復習了已學知識,又為新課打下堅實的基礎。
(二)演示——議論法
職高學生學習能力差、基礎薄弱、形象思維強、抽象思維弱,他們對生動、形象、具體的事物易記住。一邊進行演示實驗,一邊發(fā)問,師生通過觀察現(xiàn)象、相互議論引入新課題。這樣可以直觀地激發(fā)學生思維,使其得到初步的感性認識。再通過教師講解,能使學生的感性認識和理性認識融為一體。筆者講授《電子技術基礎》的“PN結的單向導電性”、“晶閘管的可控單向導電性”等課時筆者均采用此法。
(三)習題——延伸法
先通過對已掌握的知識點習題的練習,再將知識延伸,把新課的習題布置給學生作為懸念。這樣可將學生的思維引導到新課上來,自然會集中他們的注意力,使得新課的教學很好的開展。筆者在講授《電子技術基礎》課程的“加法、減法運算電路”一節(jié)課時,先讓學生們計算“反相、同相比例運算電路”的習題,再通過電路變換要求學生們給出結果,這顯然無法回答。但是對教師提出的問題卻產生了很大的興趣,對新課內容產生了極強的求知欲。
二、運用啟發(fā)討論 激活學生思維
“啟發(fā)討論法”不同于傳統(tǒng)的“講述法”。它的基本做法是圍繞教材的中心要求,設計一系列互相聯(lián)系而又不斷深化的問題,激活學生的思維,組織學生進行分析和討論,引導他們得出正確的結論。并在此基礎上進一步組織學生繼續(xù)探討,不斷鞏固和擴大學生的認識,把整個教學過程變成培養(yǎng)他們的分析問題和處理問題的能力的過程。
筆者在講授《電工基礎》課程的“閉合電路的歐姆定律”一節(jié)課時,提出“為什么在實際電路中測得的電源電壓值略小于它的電動勢?”一石激起千層浪,激發(fā)了學生的興趣和調動他們的積極性。接著抓住要害,深入討論。提出“什么是全電路?”“電荷為什么會沿著回路循環(huán)流動?”“在閉合電路中電源內部和外部發(fā)生了哪些化學的和物理的過程?”等等一系列的問題,為論證閉合電路的歐姆定律創(chuàng)造條件。最后畫龍點睛,引出結論。可喜的在提出“從能量守恒的角度看,非靜電力做功所形成的E和電場力所形成的電勢降落U之間,應該有什么樣的關系”學生即可答出:E=U外部 +U內部,再考慮部分電路的歐姆定律,得到E=IR+Ir。接著繼續(xù)深入,提高認識。提出“比較部分電路的歐姆定律和全電路歐姆定律的區(qū)別和聯(lián)系?”等等,使定律運用到實際生活的問題上來。最后似盡非盡,留有余味。提出“什么是損耗功率?什么是消耗功率?”等等問題,把學生引向另一個新的天地,為新的學習埋下伏筆。
通過運用“啟發(fā)討論式”教學方法,有利于學生思維能力的鍛煉和培養(yǎng),有利于學生牢固的掌握基礎知識,以提高課堂教學的效率。
采用此法教學時要注意幾個問題:①注意對個別學生的輔導;②留出足夠的時間給學生自己歸納小結;③教師要對本課的內容做出適當的總結。
三、互換理論實際 鍛煉學生能力
(一)理論到實際
電子電工專業(yè)學科中的許多教學內容是我們日常生活中經常遇到的,只不過學生們沒有正確運用電子電工基礎知識去理解它。因此,在講這些內容時,盡可能與實際生活中的實例聯(lián)系起來,讓學生易于理解,學得輕松。在《電工基礎》中講授“電源的端電壓與負載電阻之間的關系”一課時,筆者就結合家中的電燈有時在白天和晚上不一樣亮這一生活實例告訴同學們,負載使用越多,總電流就越大,內阻上消耗的內壓降也會增大。所以,電源的端電壓就會減小,電燈也就會變暗。從而,學生們就能很好地理解電源端電壓與負載之間的關系了。
(二)實際到理論
汽車作為部隊處置突發(fā)事件的重要裝備,在反恐形式日益嚴峻的今天,為實現(xiàn)武警部隊快速機動作戰(zhàn),保證遂行任務的圓滿完成其地位和作用日益突出。隨著汽車結構、材料的不斷更新,汽車常規(guī)的維修和檢測技術也成為部隊汽車兵必備的看家本領。培養(yǎng)“能懂會看會檢修的合格士官”成為了我們教學的終極目標。
這對目前的汽車維修電工電子學課程提出了更新、更高的要求。電工電子技術是汽修類、機電類專業(yè)必修的基礎課程、必備課程,再教學過程中應做到知識和能力兼顧,與學歷教育的重理論輕實踐區(qū)分開。具體說來,筆者認為在加強實習教學環(huán)節(jié)中,應注意以下幾個方面:汽車電工電子學課程理論抽象且實踐性較強,對后續(xù)專業(yè)課特別是汽車電氣、電控方面的課程有著開電機和開路先鋒之功,武警士官學校的戰(zhàn)士學員文化底子較薄,普遍缺乏初高中物理電磁學等方面的知識,沒有一個鮮明和完整的知識體系。因此只有在教學方法上不懈探索、推陳出新、勇于實踐,師生才能真正降服“電老虎”。
現(xiàn)代汽車是集機械、電子、通訊和液壓傳動為一體的高科技產品,因此現(xiàn)代汽車維修涉及面廣,學科跨度大,特別是與通訊和電子、計算機、互聯(lián)網技術結合日趨緊密。為了切合當前武警部隊職業(yè)教育院校培養(yǎng)應用型人才的需要,有必要改進汽車電工電子基礎的教學方法,以學好基本理論為基礎,以技能教學為重點,提高學員的實踐操作能力,加強興趣教學。在教學過程中注意優(yōu)化教學活動的策略,把握好活動過程中的操作環(huán)節(jié),逐步提高學員的學習興趣與積極性,從而提高汽車電工電子技術的教學質量,適應當前的職業(yè)技術教學工作。
一、積極引導,樹立信心、培養(yǎng)情感
戰(zhàn)士生入校之初,對專業(yè)基礎理論的框架結構和必備知識幾乎一無所知,此時部分學生由于已有的生活和工作經驗會對專業(yè)知識充滿好奇心,而部分學生卻會因對專業(yè)的陌生而產生畏懼心理。如何讓克服恐懼,迎難而上,良好的教學開端起著不可替代的作用。一次我們要重視“電工與電子的緒論”課教學。所謂的‘緒論’就是開頭?!傲己玫拈_端是成功的一半”。在教學中也一樣,在上電工電子基礎課前必須充分調動學生的積極性,使他們對電子電工的學習產生濃厚的興趣,吸引學生的目光,營造良好的課堂氣氛。設置聯(lián)系實際,有意思的的提問使學員對學習電工基礎產生興趣,并產生強烈的求知欲,從而進一步調動學員學習的積極性和自覺性。
例如,在講運算放大電路時,這樣引入課題:“國慶60周年閱兵式的無人駕駛飛機是如何控制的”、“遙控汽車模型分那幾種控制?是比例遙控還是開關控制”等短短的幾個問題使學生的注意力一下就被吸引過來了。隨后就引入運算放大電路的線性比例控制,課堂氣氛立即活躍起來。情感是滋生興趣的催化劑,積極的情感體驗會使人將一種行為進行下去,使學生在學習過程中不斷調節(jié)自己的情感,而不是抱著消極的或應付的態(tài)度去學習,努力在學習中獲得真正的樂趣和滿足。還可以讓學生尋找課本中一些對自己成長有幫助和好處的知識,這些都有利于學習興趣的提高。
二、利用課下時間,培養(yǎng)學習興趣
首先在完成教學任務的前提之下,引導學生閱讀一些相關專業(yè)的報刊、雜志,也可鼓勵學生去網上搜集相關資料,以此多了解維修電工行業(yè)發(fā)展狀況及專業(yè)發(fā)展方向,拓寬其知識面,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。其次成立電工制作和維修興趣小組,利用課下時間制作簡單的電路(如門鈴、聲控燈、防盜報警器和雙聯(lián)燈等),意在激發(fā)自信培養(yǎng)學生的興趣。制作內容從簡單實用入手。
制作時,對于出現(xiàn)的線路故障,教員要和學員一起分析,找出故障產生的原因,提高學員的維修技巧。完成的作品可以拿到學員隊、系部進行展示,對學員產生激勵效應。再次在教學過程中教員應起好示范作用,多參加一些有益的維修活動,提高自己的專業(yè)水平,向學員闡述自己的心得體會,與學員交流汽車駕駛中常見的故障現(xiàn)象和原因,增強實際學員學習的興趣和信心。
三、充分發(fā)揮直觀教具的作用
電子電工基礎是研究電磁現(xiàn)象及規(guī)律在工程技術領域中應用的一門技術基礎課程。在電工基礎教學中要加強直觀教學,采用實物、模型等教學手段,充分發(fā)揮學生的視覺、聽覺、觸覺等各種器官的互相協(xié)調作用。如學習變壓器的構造及工作原理時,通過實物以及學生自述其所知的變壓器用途,引導學生了解變壓器的結構、“變”什么和“變”的原理,積極思維,掌握要領和理解原理,從而產生學習興趣。
四、利用多媒體課件教學,提高學員學習興趣
電子電工基礎是一門抽象的學科。在教學中,往往有許多情況難以被學生想象,實驗又無法進行,這對學員的理解就比較困難了。同時有些實驗雖然可以演示,但其過程無法看到,變化小,學員不理解,也不是很相信。利用計算機制作逼真的多媒體模擬課件,可以幫助學員擺脫這些認識障礙。例如:二極管具有單向導電性能,也就是說:對PN結加正向電壓是會導通的,那么它的電阻就比較小;反之加反向電壓時,不導通,反向電阻就比較大的。用FLASH制作動畫效果,將整個實驗過程通過模擬方法予以完成,這樣不僅將抽象的東西形象化了,學員也易于接受,讓學員在學習理論知識的同時也能夠親自動手實踐,在實踐中領會、驗證理論知識。激發(fā)了學員的學習興趣和積極性,從而明顯增強學員的學習效果。多媒體教學在理論實踐結合教學中的作用關鍵就在于對理論知識直觀展現(xiàn),在實踐操作之前必須通過多媒體講解,促進理論與實踐的過渡銜接,不僅使學員輕松、直觀理解本節(jié)課的相關理論原理,而且克服了隨后實踐中的盲從性,提高了學生學習的自主性、探究性,更增多了學生學習、實踐中的成功因素。
在職業(yè)汽修專業(yè)基礎課程的教學過程中開展多媒體教學一般常采用以下幾種方法:
直觀演示法、視頻展示現(xiàn)場法:隨著計算機技術的飛速發(fā)展,多媒體直觀演示法包括利用現(xiàn)代制作的各類多媒體課件、影視資料。多媒體直觀演示法,是教員以多媒體展示各種實物或者實驗,使學員獲得關于事物現(xiàn)象的感性認識的方法。學員們看的盡心,聽得盡情,興趣盎然。
多媒體教學在理論實踐結合教學中的作用關鍵在于對理論知識直觀展現(xiàn),在實踐操作之前必須通過多媒體講解,促進理論與實踐的過渡銜接,不僅使學員輕松、直觀理解本節(jié)課的相關理論原理,而且克服了隨后實踐中的盲從性,提高了學生實踐的自主性、探究性,更增多了學員實踐中的成功因素。
五、掌握夠用、實用、管用,結合實際工作需要的原則;辨析概念,夯實基礎,儲備專業(yè)基礎知識
任何知識的掌握都離不開基礎知識。電學部分的基礎知識多、散、要辨析清楚、固記腦中。筆者認為關于此點要詳細闡述一下。
(一)關于電路
電路部分要記住電路的形式、狀態(tài)、及組成部分。
1.串聯(lián)、并聯(lián)
初中物理中就曾要求學生掌握最基本的兩種連接方式:串聯(lián)、并聯(lián)。能否正確分析辨別他們對汽車維修電工電子基礎課程的學習至關重要。識別電路的類型,可以從以下幾個方面入手:
(1)根據定義:“逐個順次連接”為串聯(lián),各元件“首首相接、尾尾相接”并列地連在電路的兩點間,(“首”為電流流入用電器的哪一端,“尾”指電流流出用電器的那一端)此電路為并聯(lián)電路;
(2)根據電路路徑法,此法為識別兩種電路最常用的方法。讓電流從正極出發(fā)經過用電器回到電源負極,途中不分流始終為一條路徑,則連接方式為串聯(lián),若電流在某處分流,且每條路上只有一個用電器,電流在電路中有分有合,則連接方式為并聯(lián);
(3)拆除法,拆除其中的一個用電器,若其余用電器都不工作,則用電器為串聯(lián)連接。(因為串聯(lián)電路中各用電器工作之間相互影響),若其余用電器照樣工作,則用電器為并聯(lián)連接;
(4)開關作用法,并聯(lián)有干路、支路之分,且開關的位置不同,其控制作用各異,而串聯(lián)電路中開關的位置的變化不影響控制的作用,所以控制作用相同時容易串聯(lián),控制作用不同則為并聯(lián);
(5)節(jié)點法,在識別電路時,不論導線有多長,只要其間無用電器、電源等,導線兩端均可看成同一個點,從而找出各用電器的共同點,認清電路。
2.通路、開路、短路
電路中出現(xiàn)的這三種狀態(tài),其中通路為處處相通的電路,開路為電路中有處斷開的電路,這兩種狀態(tài)易于接受,便于分清。但是學員對于短路的分辨顯得力不從心,不知道何處短路,為什么短路。其實只要注意分析的要點即可辨出何處短路。電流具有走捷徑的特點,捷徑是指這條路徑中電阻很小,小到可以忽略不計、即為空導線,當一根空導線,或開關、或電流表(電阻小到可以認為沒有)與某個用電器并聯(lián)時,電流只走空導線,開關或電流表而不走用電器,使該用電器被短路,從而不能工作。
(二)三個重要的物理量―電流、電壓、電阻
電學部分學習成績的好壞在很大程度上取決于對這三大物理量中涉及到的概念、單位、工具使用等知識的辨析程度。
1.概念辨析
電荷的定向移動形成電流,這是電流的形成定義,簡單便于理解;電壓是形成電流的原因,沒有電壓就沒有電流;電阻是指導體對電流的阻礙作用,即阻礙作用越大,電流越小。
2.表示符號
物理量的表示符號要與其他單位的符號區(qū)分開來。電流、電壓、電阻三物理量分別用I、U、R表示,而單位表示字母分別為A(安培)、V(伏特)、Ω(歐姆)。
3.工具的使用
(1)電流表
電流表是測量電流的工具,使用時必須與被測電路串聯(lián),電流必須從正接線柱流入,而從負接線柱流出,禁止不經過用電器直接連線電源兩極上。選擇合適的量程。
(2)電壓表
電壓表是測量電路兩端電壓的工具,使用時必須與待測電路并聯(lián),電流也從正接線柱流入從負接線柱流出,注意選擇合適的量程。
(3)滑動變阻器
調節(jié)電路中的電流和用電器兩端的電壓。由于滑動變阻器上有四個接線拄使用起來就要注意了,接線柱選擇一上一下連入電路,串聯(lián)在電路中,鑒于滑動變阻器所起的作用,在使用前,滑片調至阻值最大處。
(三)電功(W)、電功率(P)
物理學中電功沒有確切的定義,只是描述性的,當電能轉為其它形式能時,就說做了電功。即電功就表示有多少電能轉化為其它形式的能,如果知道了電功的多少,就知道了消耗多少電能。
而用電器單位時間內消耗的電能叫做電功率。電功率的大小不僅取決于消耗電能的多少,也取決于所用的時間的長短。
(四)快速識別電路圖,正確連接實物圖
電路圖的識別在前面已經說明了方法,但是當電路中加入電流表、電壓表、滑動變阻器等器材后,電路的識別就變得困難起來。但我們知道電流表、滑動變阻器使用時必須串聯(lián)、電壓表與用電器并聯(lián),串聯(lián)易辯并聯(lián)難分。因此在分析次類電路時要想方設法排除這些相關干擾因素,即可把電壓表暫時隱蔽起來,辯清電路后再加回原處。概括去表法中去的就是電壓表,注意去后分析清楚電路連接方式后還要一個個的加上去,看它們分別測哪個用電器兩端的電壓。
根據電路圖連接實物對于學員來說困難也較大,這里要注意原則:一一對應。若題中沒有電路圖,只給相關的要求,最好做前要先按要求畫簡單的電路圖,再由電路圖去連實物;也可以按要求先連好實物,再由實物圖畫出要求的電路圖。
六、理解規(guī)律,把握關鍵
由于電學知識點散、亂不成體系,沒有規(guī)律,所以學員學習較為困難。只要熟記規(guī)律,加深理解,形成一個完整的知識體系,那解起題目來方可得心應手。
(一)三個物理量在串、并聯(lián)電路中的特點
在串聯(lián)電路中:電流處處相等;電路兩端的總電壓等于部分電路兩端電壓之和;總電阻等于各導體的電阻之和。
在并聯(lián)電路中:干路電流等于各支路電流之和;各支路兩端的電壓相等;并聯(lián)電路總電阻的倒數等于各并聯(lián)導體的電阻倒數之和。
(二)歐姆定律
經驗告訴學生:由于電壓是形成電流的原因,因此電壓越高,電流越大;而電阻是導體對電流的阻礙作用,即電阻越大,電流越小。
通過實驗的具體探索得到了歐姆定律的內容:一段導體的電流,跟這段導體兩端的電壓成正比,跟這段導體的電阻成反比。此定律非常重要,一定要加強理解,熟悉其使用的條件及注意事項。
(三)電功定律
某段電路上的電功,跟這段電路兩端的電壓、電路中的電流以及通電的時間成正比。物理學中用電路兩端的電壓U,電路中的電流I,通過的時間t,三者的乘積來計算電功。
(四)焦耳定律
導體中有電流通過時,導體就要發(fā)熱,此現(xiàn)象稱為電流的熱效應。英國物理學家焦耳經過多年的研究,做了大量的實驗,精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和時間的關系:電流流過某段導體時產生的熱量跟通過這段導體的電流的平方成正比,跟這段導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
七、疏通關系,構建框架
在掌握了上述理論知識的基礎上,還要想法疏通各個物理量之間的關系,熟悉各物理量的單位及換算關系,能夠快速選擇相應的計算公式,列式解答。
(一)重要的計算公式
1.三個物理量的關系公式
串聯(lián)時:I=I1=I2、U=U1=U2、R=R1=R2(若有幾個等阻值為R0的電阻串聯(lián)則R=nR0)
并聯(lián)時:I=I1=I2、U=U1=U2、1/R=1/R+1/R(若有幾個阻值為R0的電阻并聯(lián)則總電阻R=RO/n)
2.歐姆定律:I=U/R
此公式中只有電流、電壓、電阻三個物理量,但它的作用非常重要。在使用公式時要注意:
①三個物理量都要針對同一段導體,或同一個電路而言;
②三個物理量的單位都要使用國際單位,即分別為A、V、Ω;
③已知其中的任意兩個量都可以求出第三個量。
3.電功公式:W=UIt
電功率公式:P=UI
電功、電功率這兩個物理量的計算由于歐姆定律及其變形公式的影響,使計算電功率公式特別多,在選擇使用時難以選擇,所以要注意選取的技巧,要求的問題所在電路為串聯(lián)時:電功選用公式:W=IRt,電功率選用P=IR;而當要求所在的電路為并聯(lián)時,則分別選用W=U/R.t,P=U/R,這樣選擇都想利用所在電路的特點(電流相等或電壓相等)加快解題。
4.焦耳定律:Q=I?Rt
焦耳定律的公式與電功公式的形式基本一樣,使用時同樣要注意公式的選擇問題,當所求問題的電路為純電阻(除了電能轉化為內能外,別無其他形式的能產生)電路時,幾個公式可以任意選取;若不是純電阻電路只可使用公式Q=I?Rt不然的話計算有誤。
(二)單位的換算
只要牽扯到計算的地方就少不了遇到單位換算,這部分內容完成的正確與否,直接確定最終計算的是否有效,因此一定要注意單位及換算。
單位換算的前提有兩個:一是記住每個物理量的單位及表示符號;二要牢記各單位間的換算進率。
其中電流、電壓、電阻這三個物理量的單位較多,注意每個物理量的任何兩個相鄰的單位間的換算進率都為1000,記住何時乘以進率1000,什么時候除以進率1000。
還要注意一點,由于歐姆定律及其變形公式的影響,電功、電功率、焦耳定律的公式較多,產生的單位同樣很多,使用時各物理量均使用國際單位。
八、加強訓練,鞏固知識
理科知識的學習,離不開大量練習去鞏固所學的知識。同樣電學知識的鞏固理解,熟練運用都要加大訓練的力度,同時也要注意訓練的題型,做題的策略培養(yǎng)。并要善于總結和歸納要領。
九、加強非專業(yè)知識能力培養(yǎng)
學員在結束學習回到崗位工作后,工作得好壞更多地取決于自我表現(xiàn)。比如:自我管理能力、自主學習的能力、溝通能力、創(chuàng)新能力、踏實認真的工作態(tài)度和團隊精神等。所以,在基礎教育,特別是在專業(yè)基礎教育中,應注重培養(yǎng)學員養(yǎng)成良好的個人習慣,培養(yǎng)有知識、有技能、會學習、會做人的高適應性的中等技術應用型人才。
總之,部隊教學應在依托地方職業(yè)教育的基礎之上在教學過程中緊密結合武警部隊遂行任務特點,本著突出職教特色、基于電工電子技術特點,緊密結合汽車電氣、電控技術,不斷創(chuàng)新教學模式方法;多給學員創(chuàng)造觀察、實踐、分析、猜想、歸納的機會,培養(yǎng)出具有創(chuàng)新意識、知識全面、訓練有素的適應社會需求的高技能人才。
參考文獻
[1]趙志群.職業(yè)教育與培訓學習新概念[J].科學出版社, 2003,6,1.
[2]許曉彥,何敏.提高電工電子課程教學效果的探討[J].中國教學雜志,2006,126(總143):67-68.