吳建輝
(中山市技師學(xué)院,廣東 中山 528400)
電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)中實驗教學(xué)是其主要環(huán)節(jié),而學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力是其衡量標(biāo)準(zhǔn)。該專業(yè)實驗教學(xué)采取的是一門課程一個實驗室,實驗為理論服務(wù)的教學(xué)模式。在教學(xué)實驗中實驗又采取的是從基礎(chǔ)性實驗到綜合性實驗再到創(chuàng)新性實驗的循序漸進(jìn)的方式。所謂的基礎(chǔ)性實驗就是將此專業(yè)所有基礎(chǔ)課程的實驗室集中起來,以方便實驗教學(xué),例如電路實驗、模擬電子實驗、數(shù)字電子實驗等。綜合性實驗指的是為專業(yè)課程專門開設(shè)的實驗,它并不局限于某一門課程,利用對實驗室結(jié)構(gòu)進(jìn)行的調(diào)整與集中而綜合相關(guān)課程的實驗。例如變配電實驗、電機(jī)學(xué)實驗及繼電保護(hù)實驗等。而創(chuàng)新性實驗則是指依據(jù)老師的指導(dǎo),對自已的學(xué)科或研究領(lǐng)域中的某一課題或某一研究方向所進(jìn)行研究實驗?;蚴菍Ρ緦I(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)而進(jìn)行的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合實驗。此三種實驗上下承接,缺一不可,也體現(xiàn)了重基礎(chǔ)、抓綜合、謀創(chuàng)新的實驗教學(xué)的中心思想。
基礎(chǔ)性實驗為電氣工程專業(yè)學(xué)生的入門實驗,它比較簡單,主要是幫助學(xué)生培養(yǎng)建立實驗的基本思想和方法,為后面的綜合實驗和創(chuàng)新實驗打好基礎(chǔ)。比如利用電路實驗的教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生對實驗方法和儀器使用的了解和掌握。在實驗教學(xué)中教師要注意實踐與理論相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實驗?zāi)芰?,可以自行驗證實驗結(jié)果。例如,在直流部分的實驗中戴維南定理的驗證,其理論性較強(qiáng),理論可以指導(dǎo)實驗,只有將定理的推導(dǎo)理解透徹才能有效的完成實驗。此實驗中,線路連接復(fù)雜,實驗步驟偏多,操作難度大,屬基礎(chǔ)性實驗中較難的實驗,但是它有效結(jié)合了理論與實踐。另外,其他基礎(chǔ)性實驗也有其側(cè)重的地方,例如一階電路暫態(tài)響應(yīng)實驗使學(xué)生了解了儲能元件的儲能與充放電的過程與作用,也掌握了示波器的使用方法。因此,可以看出基礎(chǔ)性實驗的教學(xué)就是為了以后的本專業(yè)實驗的學(xué)習(xí)做好鋪墊。
綜合性實驗一般運(yùn)用于專業(yè)課程中,其主要是為了培養(yǎng)學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)與分析研究及綜合應(yīng)用等方面的綜合應(yīng)用能力及理論結(jié)合實際的能力。綜合性實驗教學(xué)中要遵循互補(bǔ)、滲透、遞進(jìn)及系統(tǒng)的原則進(jìn)行。例如在本專業(yè)的核心專業(yè)課程電機(jī)學(xué)的實驗中,它主要分為變壓器運(yùn)行實驗、直流電機(jī)運(yùn)行實驗、異步電機(jī)運(yùn)行實驗和電機(jī)拖動系統(tǒng)實驗四個部分,在進(jìn)行以上實驗時都需具備一定的實驗基礎(chǔ)和安全意識,操作時也不僅僅是測量變壓器和電機(jī)的運(yùn)行特性,還需結(jié)合電力網(wǎng)的運(yùn)行。如為了使電網(wǎng)能安全可靠地運(yùn)行,電網(wǎng)調(diào)度人員需對為電力系統(tǒng)主要組成部分的電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)變化情況進(jìn)行隨時的掌握與控制。如果學(xué)生在電機(jī)學(xué)實驗中能將電機(jī)運(yùn)行特性與電網(wǎng)運(yùn)行情況相結(jié)合,那么就能更快綜合掌握多門專業(yè)課程,提高專業(yè)技能。
創(chuàng)新性實驗是實現(xiàn)電氣工程及其自動化專業(yè)中把理論運(yùn)用到實踐中的一個很好的學(xué)習(xí)平臺。它的內(nèi)容特點(diǎn)是具有很強(qiáng)的交叉性,如光電熱力磁的交叉,又如電氣工程與其他學(xué)科的交叉。在實驗教學(xué)中,教師可以通過設(shè)立的創(chuàng)新項目與課程來指導(dǎo)學(xué)生對實驗的操作、觀察、思考、分析與總結(jié)來培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。另外,學(xué)校還可以加強(qiáng)與企業(yè)之間的產(chǎn)學(xué)研合作,讓學(xué)生投入到企業(yè)的實際項目中去,學(xué)習(xí)其創(chuàng)新精神,提高自身創(chuàng)新能力,而且還可以將理論與實際情況很好的結(jié)合起來,具體問題進(jìn)行具體分析,大力激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新靈感。
隨著電力系統(tǒng)智能化的發(fā)展,現(xiàn)今的電氣工程及其自動化專業(yè)也融入了自動控制等技術(shù),計算機(jī)在實驗教學(xué)中也被應(yīng)用得更加廣泛。例如在電力工程的潮流計算中,由于其迭代次數(shù)多、系統(tǒng)復(fù)雜,計算步驟繁多,很難人工完成,所以可以采用計算機(jī)軟件來進(jìn)行設(shè)置5節(jié)點(diǎn)、14節(jié)點(diǎn)、30節(jié)點(diǎn)的潮流計算實驗。
在實驗教學(xué)中最重要的是注意實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)設(shè)計課程,課程內(nèi)容可為具體理論課題或?qū)嶋H項目中的子課題,然后進(jìn)行大概兩周的講解與學(xué)習(xí)。如變配電的實踐課程,其課程內(nèi)容可設(shè)計為某工廠配電系統(tǒng)的一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。又如在電氣控制的實驗教學(xué)中,課程內(nèi)容可設(shè)計為對可以實現(xiàn)具體功能的控制程序的編寫,又可以設(shè)計為在組態(tài)軟件中實現(xiàn)仿真效果。
實驗教學(xué)的主要目的就是為了培養(yǎng)學(xué)生的實際問題解決能力。而教學(xué)的首要任務(wù)就是要引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師可以通過實際項目的教學(xué)使學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握工程項目申報、研究、檢查、結(jié)題的整個流程,而實際項目的完成不僅可以提高學(xué)生的實踐能力,還樹立了他們對項目工程完成的信心,增強(qiáng)他們對學(xué)習(xí)的積極性。
提高教師的專業(yè)水平,建立強(qiáng)大的師資隊伍力量,是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重要保證。這要需要從學(xué)歷、實驗技能等方面來提升教師的整體水平,首先,學(xué)歷的提高主要是對電氣工程的理論知識要掌握充分,跟上科學(xué)發(fā)展的步伐,在實踐教學(xué)中能引入最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù);然后,提升實驗技能就是要加強(qiáng)教師的實踐經(jīng)驗,學(xué)??梢酝ㄟ^與工廠企業(yè)的合作派遣教師定期去進(jìn)行培訓(xùn)與學(xué)習(xí)等方式來提升實驗技能。在教師學(xué)歷和實驗技能都得到提高的情況下,還需根據(jù)年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)員結(jié)構(gòu)及職稱結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的安排,以更大程度發(fā)揮出教師的教學(xué)能力。另外,采取實驗工作評優(yōu)、職稱晉級的方式以激發(fā)教師教學(xué)的積極性。
綜合上文,可以知道電氣工程及其自動化專業(yè)的實驗教學(xué)需加強(qiáng)理論與實踐的相結(jié)合,采用從基礎(chǔ)性實驗到綜合性實驗再創(chuàng)新性實驗的循序漸進(jìn)的教學(xué)方法,以培養(yǎng)學(xué)生的理論結(jié)合實際能力、綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。另外,還需優(yōu)化實驗教學(xué)體系,注意先進(jìn)技術(shù)的引用與課程的設(shè)計,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與教師的教學(xué)水平,從而為實驗教學(xué)提供良好的條件,使實驗教學(xué)的質(zhì)量得到大幅度提高。
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