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電工電子實驗課程體系與教學模式的改革創(chuàng)新思考分析

2022-01-14 06:17車路平姜洪偉王少泫
中國設備工程 2022年1期
關(guān)鍵詞:電工課程體系實驗教學

車路平,姜洪偉,王少泫

(1.中國人民武裝警察部隊海警學院,浙江 寧波 315801;2.中國人民解放軍陸軍裝甲兵學院,北京 100072)

電工電子實驗課程主要包含電路基礎、模擬電路、數(shù)字電路三個方面的內(nèi)容,在具體實施時,這三種課程互相獨立,在實踐教學中都是分開進行的,實驗課程的開設、實際以及課程設計沒有一個有效的聯(lián)系,導致在實際教學中所培養(yǎng)出來的學生綜合能力較差,知識應用能力不強?;诖?,本文結(jié)合電工電子實驗課程教學發(fā)展實際情況,就如何革新電工電子實驗課程教學體系進行探究。

1 電工電子實驗課程體系打造的歷史背景分析

從長期發(fā)展角度來看,實驗課程教學沒有擺脫理論課程體系的限制,在具體實施操作時,無法按照實驗技術(shù)本身的系統(tǒng)性、科學性進行教學,所選擇的實驗教學內(nèi)容也是脫離了實際生活,且存在一些重復設置的內(nèi)容。

電工電子實驗課程體系在開展的過程中存在比較多的驗證性實驗,設計實驗內(nèi)容比較少,在實驗課程開展的過程中沒有明確具體的學生能力培養(yǎng)目標,課程實驗內(nèi)容安排趨于簡單,隨意性較大,在具體實施的過程中,缺乏考核和質(zhì)量監(jiān)督控制途徑。

電工電子實驗課場地設置比較小,設置水平較低,各個實驗室在打造的過程中缺乏足夠數(shù)量器械的支持,在資源供應不充分的情況下,會使課程教學內(nèi)容翻拍比較簡單,隨意性較大。

在資源信息無法共享的情況下,就會使實驗教學僅僅能夠開展示范性實驗,且教學過程中仍然以灌輸為主,沒有充分引導學生積極主動地參與到課堂教學,教學手段缺乏。

2 電工電子實驗課程體系打造的基本要求

(1)強化基礎。基礎實驗教學內(nèi)容經(jīng)過長時間發(fā)展已經(jīng)處于成熟的狀態(tài),這種成熟的狀態(tài)對學生強化基礎知識認識、強化基本技能訓練提出了更高的要求,以此來強化學生對基礎知識、基本技能訓練的認識勢在必行。在實驗課程開展的過程中,需要加大對基礎課程實驗室教學的經(jīng)費投入,在實驗教學的過程中打造出完善的、具備一定規(guī)模的電路、電子技術(shù)實驗室。(2)強化實驗課程建設的綜合性、設計性和開放性。電工電子實驗課程在開設的時候,會出現(xiàn)一定比例的綜合性、設計性實驗,在實驗開展的過程中需要注重更新實驗教學內(nèi)容,減少重復性、驗證性的實驗。(3)實現(xiàn)軟硬件設施設備的建設管理。在整個設備管理的過程中,硬件建設主要是指實驗室場所的裝修和布置。軟件建設設置主要是指實驗室的設置和規(guī)劃,包含實驗室教材的編寫、實驗室管理規(guī)章制度的制定、實驗室人員培養(yǎng)等。

3 電工電子實驗課程體系和教學模式的基本變革分析

3.1 采用柔性化教學管理理念,以實驗能力培養(yǎng)為基礎,激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設計思想

基于柔性化的電工電子實驗課程體系教學,會使實驗室課程教學內(nèi)容、教學方法、教學手段充分凸顯出實踐性的基本特點,從而在教學實施的過程中更好地滿足學生個性化發(fā)展需要。打造基于柔性化教學理念的電工電子實驗教學體系,包含以下幾個方面:(1)打造柔性化的電工電子梯級實驗教學體系。在對電工電子實驗教學內(nèi)容整理分析后,將整個課程教學過程分為三個階段,分別是基礎類型的實驗、設計類型的實驗、創(chuàng)新類型的實驗。電工電子柔性化實驗課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。(2)打造多層次柔性化電工電子實驗教學內(nèi)容??紤]到柔性化電工電子實驗教學內(nèi)容、專業(yè)的不同,為了能夠更好地滿足不同層次學生對實驗學習的要求,需要教師在具備高層次知識結(jié)構(gòu)基礎上跟蹤電工電子學科的前沿研究內(nèi)容,廣泛整合實驗教學的資料。(3)創(chuàng)新“模塊化”電子電工試驗教學方法。柔性化電工電子實驗教學要根據(jù)不同層次的學生學習需要為其安排實驗內(nèi)容,在保留必要驗證性實驗的基礎上合理安排實驗內(nèi)容,打造出多個單元模塊和實際應用模塊,并在實驗學習的過程中引入創(chuàng)新型實驗的內(nèi)容,從此引領(lǐng)學生更多地了解電工電子發(fā)展前沿知識,掌握電工電子實現(xiàn)方法。

圖1 電工電子柔性化實驗課程體系結(jié)構(gòu)

3.2 優(yōu)化電工電子實驗教學過程,培養(yǎng)學生綜合能力

(1)體現(xiàn)實驗課程的驗證性和先導性。電工電子實驗教學要能夠體現(xiàn)出電工電子課程的基本原理,充分反映出電工電子的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向。比如,在基爾霍夫定律知識學習的過程中,可以通過教師提問、學生實驗、總結(jié)數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的方式引導學生得出具體的規(guī)律和定律,這樣先導和實驗結(jié)合的方式會提升學生學習的積極性和主動性,強化學生的學習積極性。(2)將開放式實驗教學平臺和實驗教學結(jié)合在一起。為了能夠更好地提升電工電子實驗效果,增強學生的實踐能力,需要依托先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)來打造多層次的實驗設計,在平臺支持下滿足學生的學習需要。在這樣的環(huán)境中,學生會掌握更多的電工電子技術(shù)。

3.3 打破課程設置,實現(xiàn)模塊化教學

模塊實驗內(nèi)容。結(jié)合《電路基礎》《模擬電路》《數(shù)字電路》的內(nèi)容設置將數(shù)字、信號模擬應用到電工電子課程建設中,開展實驗教學。第一,模擬信號。模擬信號的實驗教學包含測試電器元件的主要特征,研究單相正弦電流基本特點,測試無源二端網(wǎng)絡參數(shù),分析電路的運行動態(tài)。第二,數(shù)字信號。數(shù)字信號包含研究門電路、組合邏輯器件的應用、時序邏輯電路、脈沖信號的產(chǎn)生過程等。在具體研究的過程中會牽扯到程序的設計、程序的中斷管理、程序設計等。第三,綜合實驗。綜合實驗包含三相電源的設計、控制舞臺彩燈、對機電路的擴音等。這些模塊的設置會將課程界限打破,充分凸顯出知識應用的綜合性,也會將分散的實驗課程內(nèi)容整合在一起。

3.4 實現(xiàn)全開放的實驗教學模式

模塊實驗教學一般需要4~8h才能夠完成,這樣的時間限制會要求打造開放式教學實驗。實驗室需要全天候地為學生開放,學生在規(guī)定的時間內(nèi)到達課程,按照教師的要求獨立完成課程。這樣的教學模式提升了實驗教學效率,也有利于在這個過程中培養(yǎng)學生的工作能力。開放式實驗教學流程如下:首先,對實驗方案、實驗時間進行預約,獲取實驗預約卡;按照規(guī)范的標準組織教學,檢查實驗結(jié)果;在教學的過程中,教師需要強化學生的操作技能、創(chuàng)造思維和實踐能力,對現(xiàn)有的教學方案實施全方位的考量。

3.5 將實驗教學設計和實習結(jié)合在一起,強化素質(zhì)培養(yǎng)

在實驗教學的過程中,要引導學生掌握正確的實驗方法,綜合培養(yǎng)學生的實踐能力,在實驗教學中巧妙構(gòu)思。這種巧妙的實驗教學是一種高階教學,通過這樣的教學會提升學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。比如,在電子系統(tǒng)設計的過程中,教師可以組織學生先對之前的線路原理圖進行設計,使用計算機技術(shù)完成仿真模擬,獲得理想?yún)?shù),在綜合比對方案后分析實物制作結(jié)果,優(yōu)化設計。

電工電子實驗課程體系充分融合了實習、設計和實驗的基本內(nèi)容,使得整個課程的教學更加清晰、目標更加明確、教學內(nèi)容更加豐富,在這個過程中,會充分提升課程教學成效,激發(fā)學生的學習興趣。在課程教學的過程中,要注重以EDA技術(shù)的選擇應用為基礎,強化實驗內(nèi)容和手段的創(chuàng)新,打造電工電子實驗實習中心,富有效率地完成復雜電路的實驗教學。

4 結(jié)語

綜上所述,電工電子實驗教學模式是對以往課程教學模式的一種革新,在課程實施過程中,所使用的教學手段、教學方法符合課程教學內(nèi)容的要求,且在具體實施教學的過程中能夠強化學生自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新理念,激發(fā)學生學習的積極性和主動性,達到理想的教學效果。

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