電工基礎實驗教學改革的探討

謝袁飛

[摘 要]為改變我國的高教界較為普遍存在的實踐性教學環(huán)節(jié)薄弱的問題,本文采用按基礎實驗、設計性實驗、綜合性、研究性實驗分層次教學;實施以教師為主導、學生為主體的開放性實驗教學方法;建立融實驗、科研、生產(chǎn)于一體的實驗教學新模式;建立以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為核心的實驗室。提高學生學習興趣和實際動手能力,引導學生樹立探索、創(chuàng)新和敬業(yè)精神。

[關鍵詞]電工基礎實驗 分層次教學 教學方法 實驗室

一、引言

近幾年,我們結(jié)合教學、科研和現(xiàn)有的條件,對電子信息科學與技術、應用物理學、電氣工程及其自動化專業(yè)部分學生開放了實驗室,開展了設計性實驗、綜合性、研究性實驗。我們的宗旨,是改變我國的高教界較為普遍存在的實踐性教學環(huán)節(jié)薄弱的問題,激發(fā)學生富于理想,勇于追求,提高學習興趣和實際動手能力,引導學生樹立探索、創(chuàng)新和敬業(yè)精神。

二、按基礎實驗、設計性實驗、綜合性、研究性實驗分層次教學

我們將實驗內(nèi)容劃分為5個實驗單元,分別是基本電路實驗、變壓器實驗、三相交流異步電動機的控制實驗、機床的控制實驗、可編程控制實驗。每個單元又由幾個實驗項目所組成。從而實現(xiàn)了按基礎實驗、設計性實驗、綜合性、研究性實驗分層次教學。各個層次的教學內(nèi)容、教學方法、教學手段及培養(yǎng)目標分別是:

1.基礎型實驗的教學目標,主要是培養(yǎng)學生正確選擇、合理使用儀器、儀表、設備和元件以及實驗電路聯(lián)接、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理等方面的基本知識和基本實驗方法與技能,采用理論授課與實驗基本訓練相結(jié)合的方式。

2.設計型實驗教學目標以培養(yǎng)學生根據(jù)實驗任務要求,獨立設計實驗電路原理圖,擬方案,并完成實驗任務為宗旨,要求學生掌握單元電路的設計能力,采用實驗為主、授課為輔。

3.綜合型、研究型實驗,應用電工理論和現(xiàn)代電工測試技術進行研制實驗。三相交流異步電動機的控制實驗、機床的控制實驗教學過程中采用學生自學、自研為主,教師指導為輔的方式,讓學生盡可能獨立地主動完成實驗教學內(nèi)容。

三、實施以教師為主導、學生為主體的開放性實驗教學方法

1.講授方式由灌輸式改為啟發(fā)式、討論式。在實驗之前,老師提出實驗任務、預習要求和思考題。學生根據(jù)教師的要求和教學參考資料進行預習,并完成實驗。

2.學生在做實驗中遇到了問題,老師引導學生先觀察現(xiàn)象,為什么會這樣,學生通過自己動腦筋,與同學討論找到解決問題的方法。

3.在每次實驗之間,對上次的實驗情況作簡要的回顧小結(jié),尤其是要給予學生實驗中的閃光點進行鼓勵表揚,對存在的問題主要問題進行提問討論,其啟迪效果十分明顯。

四、建立融實驗、科研、生產(chǎn)于一體的實驗教學新模式

電工基礎實驗課程的改革以實驗室做實驗為主,以學生參加老師的科研項目、學生到工廠去參觀為輔的實驗教學新模式。其特點表現(xiàn)為:

1.讓學生參加老師的科研項目、讓學生到工廠去參觀、學習。學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生,而是由學生自己建構(gòu)知識的過程。在實踐中,學生不是簡單被動地接收信息,而是主動地建構(gòu)知識的意義,這種建構(gòu)是無法由他人來代替的。在學習過程中,一方面,學生要利用原有的知識結(jié)構(gòu)同化新知識,賦予新知識以某種意義;另一方面,要順應新知識,對原有認知結(jié)構(gòu)進行改造與重組。通過自主學習,學生進行知識意義的主動建構(gòu)。在學習過程中有利于發(fā)揮學生的主動性、積極性,有利于學生的主動探索、主動發(fā)現(xiàn),有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、提高學生的創(chuàng)新能力,有利于創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)。

2.根據(jù)工廠生產(chǎn)的實際情境中確定某個“真實問題”,組織學生圍繞給定的問題進行學習和探索。在電工基礎實驗課中給學生布置“真實問題”的探究情境,有利于提高學生對知識的綜合運用能力。比如,在電工學實驗中,所采用的真實問題是:根據(jù)銑床工作臺的運動,完成電氣控制電路的設計。接到老師布置的“作業(yè)”,學生就開始查閱相關資料,了解電氣原理圖的設計方法、步驟。按運動要求設計電氣原理圖,并接線實現(xiàn)電機的控制,學生通過自己設計、接線,從理論到實踐,每個環(huán)節(jié)都弄懂了,效果明顯。

五、建立以培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力為核心的實驗室

為學生獨立從事實驗自主獲取實驗知識,我們引進了具有可靠的人身設備安全保障的電工基礎實驗平臺,電機拖動實驗平臺。

1.電工基礎實驗室

電工基礎實驗室,電類專業(yè)基礎實驗是電類專業(yè)和物理類專業(yè)都必須開設的基礎實驗課,主要是培養(yǎng)學生的基本實驗技能,讓學生了解基本電工實驗理論、數(shù)據(jù)處理知識、實驗規(guī)范、實驗方法、學會常規(guī)實驗儀器與裝置的使用,編寫實驗報告,熟悉典范實驗的原理、方法及實驗過程,并能從事簡單的電子產(chǎn)品設計、制作和調(diào)試,為后面電類專業(yè)實驗及電子研究開發(fā)打好基礎,該類實驗室應重點建設。

2.開放性實驗室

開放性實驗室,是供全校電子技術愛好者課內(nèi)外進行基本電子技能鍛煉的場地,是實現(xiàn)創(chuàng)新能力初級階段訓練。開放性實驗室雖然是面對全校學生開放的,但是實際使用最多的還是電類專業(yè)的學生,為電類專業(yè)的學生提供一個課外專業(yè)實踐研究場所,可以大大提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力,它實際上是專業(yè)基礎實驗的補充和提高,該類實驗室應該配備多套常用基本電子儀器設備。

3.科技創(chuàng)新實驗室

科技創(chuàng)新實驗室,是學生從事電類技術應用研究、創(chuàng)新開發(fā)的場所。它可作為有關專業(yè)科技創(chuàng)新小組的活動基地,實現(xiàn)創(chuàng)新能力中級階段訓練。該類實驗室規(guī)模不一定要很大,但要配備多類電子儀器設備,如基本電子儀器設備、高頻電子儀器設備,單片機開發(fā)設備、微型計算機等,以滿足不同研究方向的學生使用,科技創(chuàng)新實驗室最好由學生自主管理。

六、結(jié)論

通過對我校學生進行教學實驗,在對學生期末成績和調(diào)查的分析可以看出,在現(xiàn)代教育技術理論的支持下,組建新的教學模式并將其應用于課堂教學,容易實現(xiàn)理論與實驗的有機結(jié)合,為學生提供了自主獲取知識、獨立從事實驗的優(yōu)越開放式實驗手段和環(huán)境,滿足了量大、面廣和人才培養(yǎng)的實驗教學的需要。

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基金項目:2007年湖南省自然科學基金資助項目07JJ5067;2004年湖南省教育廳基金資助項目04C627;2004年湖南省湘南學院基金資助04Z014。