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    英國電氣信息類本科實踐教學(xué)分析及其特色

    2013-09-08 09:15:38王曉蘭楊新華
    實驗技術(shù)與管理 2013年11期
    關(guān)鍵詞:電氣英國電路

    王曉蘭,楊新華

    (蘭州理工大學(xué) 電氣工程與信息工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730050)

    世界各國的高等教育領(lǐng)域都在不斷調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略和人才培養(yǎng)模式[1],以適應(yīng)激烈的國際競爭對人才的需求。英國是近代科學(xué)的發(fā)祥地之一,是牛頓力學(xué)的故鄉(xiāng)。英國的本科教育已經(jīng)發(fā)展了一個半世紀,期間不斷汲取他國的先進經(jīng)驗,變革完善自身,其教育模式是世界上公認的最成功的教育模式之一[2-5]。在我國全面提高高等教育質(zhì)量的今天,研究英國高等教育及其人才培養(yǎng)模式[6-10],借鑒他們先進的、行之有效的教學(xué)方法和研究成果,并與我國教育改革實踐相結(jié)合,無疑對提高我國高校的教學(xué)質(zhì)量、構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系具有積極的現(xiàn)實意義。在與英國University of Strathclyde合作辦學(xué)的實踐中,為了制定電氣工程及其自動化專業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)方案,我們認真研究了University of Strathclyde的課程體系和教學(xué)大綱。本文以電氣工程及其自動化專業(yè)的電路和電子技術(shù)核心課程為例,分析了University of Strathclyde在此課程模塊組中的實踐環(huán)節(jié)及其特色。

    1 University of Strathclyde的電路、電子技術(shù)課程相關(guān)實踐環(huán)節(jié)

    與電路、電子技術(shù)相關(guān)的課程一直是電氣信息類本科的核心課程,英國也不例外。英國University of Strathclyde的Electronic and Electrical Engineering系,在第1學(xué)期和第2學(xué)期,與電路、電子技術(shù)相關(guān)的課程主要由表1所列的5個模塊構(gòu)成。與國內(nèi)大學(xué)對應(yīng)的課程主要有電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)及其對應(yīng)的實驗。在該課程模塊組中,前3個模塊以講授、輔導(dǎo)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主,并有少量實驗。后2個模塊Electronic and Electrical Techniques and Design 1和Electronic and Electrical Techniques and Design 2以學(xué)生實踐為主。

    Electronic and Electrical Techniques and Design 1要求學(xué)生在下列4個工程問題中選擇任意3個,在2個學(xué)期中完成:

    (1)Sensor Signal Aquisition:要求學(xué)生自己裝配傳感器,用TI MSP430單片機對傳感器信號進行獲取、調(diào)理和遠程傳輸。

    (2)Wireless Power Transfer:要求學(xué)生應(yīng)用電磁耦合,完成電能的非接觸傳輸。

    表1 電路、電子技術(shù)相關(guān)的課程安排

    (3)Wireless Communication:要求學(xué)生搭建和調(diào)試一個無線接收和發(fā)射裝置。

    (4)Vehicle Technology:要求學(xué)生采用氫燃料或太陽能等替代能源,完成一個模型汽車的驅(qū)動分析、設(shè)計和實驗室安裝調(diào)試。

    該模塊貫穿于第1和第2學(xué)期的全過程。在此過程中,學(xué)校為學(xué)生提供了免費的、不限時的實驗設(shè)備使用和上機、上網(wǎng)條件。學(xué)生做實驗的時間沒有硬性規(guī)定,不記考勤,學(xué)生只要刷卡就可隨時進入實驗室。實驗室器件的選取是自助式的,學(xué)生可以各取所需。

    該模塊的成績通過在此過程中完成的6個Coursework進行評定。通過此模塊,要求學(xué)生熟練掌握常用電子儀器的使用,學(xué)會識別和選擇電子元、器件;掌握印刷線路板制作及元、器件安裝,學(xué)習(xí)基本的信號調(diào)理技術(shù)及分析、調(diào)試簡單電子線路,學(xué)習(xí)項目組織、實施技能,學(xué)習(xí)研究計劃撰寫、實驗日志的填寫、研究報告撰寫,鍛煉口頭表達能力、團隊協(xié)作精神和獨立工作能力,以獲得工程師所需要的實踐和專業(yè)技能。

    Electronic and Electrical Techniques and Design 2模塊進行過程中,學(xué)生按4~5人分組,每個組在下列3個工程項目中任選2個,在2個學(xué)期共計10周的時間內(nèi)完成。這3個工程項目分別是:

    (1)Design of Electrical Machines:要求學(xué)生完成一個交流同步或異步電機的設(shè)計、制作和性能測試,包括磁路和機械設(shè)計、繞組安裝和電機性能測試。

    (2)Sensors &Signal Processing:要求學(xué)生設(shè)計和搭建一個超聲波水深測量裝置,能夠連續(xù)測量水深并在LED顯示器上顯示,包括壓電式換能器的設(shè)計、超聲波反射信號的檢測與處理、深度測量的計時和顯示電路的設(shè)計。

    (3)Communication Channel Design:要求學(xué)生設(shè)計和搭建一個系統(tǒng),完成2個裝置之間的通信。各組之間共享信道,但各自有不同的頻段。濾波器的設(shè)計必須使各組之間能夠通過信道選擇進行通信,同時在2臺計算機之間完成對已有此類商用產(chǎn)品的性能測試。

    通過此模塊,要求學(xué)生學(xué)會使用電氣、機械車間的設(shè)備,在工程設(shè)計中熟練使用常見軟件工具,學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)試和故障排除技巧,提高實驗和實踐技能,提高團隊組織和協(xié)作能力,加深對相關(guān)課程知識及其聯(lián)系的理解,提高對圖書館各種資料、數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用能力。

    2 University of Strathclyde實踐教學(xué)的特點

    盡管上述實踐環(huán)節(jié)并不是英國電類大學(xué)生本科期間實踐環(huán)節(jié)的全部,但以點窺面,可以發(fā)現(xiàn)一些我們在教學(xué)改革中值得借鑒的特點:

    (1)英國大學(xué)的教學(xué)計劃采用螺旋式上升的模塊結(jié)構(gòu),對專業(yè)所需知識,按照從易到難、互相關(guān)聯(lián)的方式組成若干模塊,更好地體現(xiàn)了學(xué)生的認知規(guī)律。

    (2)在教學(xué)組織過程及課堂教學(xué)中,教師在課堂上只講授課程最基本、最核心的知識和技術(shù),其他應(yīng)用性內(nèi)容則通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)和一系列難度、規(guī)模不同的Assignments完成。Assignments要求學(xué)生獨立思考、獨立完成,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的獨立意識和原創(chuàng)精神。

    (3)做中學(xué)理念在英國高校教學(xué)中得到了充分體現(xiàn)[11]。Electronic and Electrical Techniques and Design 1和Electronic and Electrical Techniques and Design 2和其他3門課程幾乎同時進行。這2門課程所涉及的Coursework和Project都具有很強的綜合性和工程性。

    (4)美國教育學(xué)家杜威認為:“教育過程不應(yīng)僅培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識,更要培養(yǎng)其合作精神”[12],學(xué)生完成的Coursework和Project中既有獨立完成的部分,也有小組成員互相合作,共同完成的部分,不僅訓(xùn)練了學(xué)生解決純技術(shù)問題的能力,同時培養(yǎng)了學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人交流、與人合作、協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。

    3 結(jié)束語

    以英國University of Strathclyde電氣與電子工程系本科教學(xué)為例,介紹了其電路、電子技術(shù)相關(guān)的核心課程實踐教學(xué)的安排,探討了英國本科實踐教學(xué)的特色,為我國本科生培養(yǎng)質(zhì)量的提高提供借鑒。

    (References)

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    [4]陶勁松,張淑娟.中英研究生培養(yǎng)模式的差異[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2011,33(6):12-15.

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    [12]江捷.感悟英國高校多元化的教學(xué)方法[J].實驗技術(shù)與管理,2009,26(2):175-177.

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