電工電子實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

劉春英　張國芝

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高校教學(xué)體系的重要組成部分,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,一些傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法面臨著巨大挑戰(zhàn),改革與創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法成為新一代教育工作者的重任。當(dāng)前,以培養(yǎng)學(xué)生動手和創(chuàng)新能力的電工電子實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革勢在必行。

電工電子實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)普遍存在的問題

電工電子類實(shí)驗(yàn)課程是電工電子類專業(yè)基礎(chǔ)必修課程,在幫助學(xué)生理解基礎(chǔ)理論、掌握基礎(chǔ)知識方面有著舉足輕重的作用。目前,高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本能滿足人才培養(yǎng)的需求,但對提高學(xué)生創(chuàng)新能力、適應(yīng)快速發(fā)展的社會需求尚顯得不足。主要表現(xiàn)如下:(1)教學(xué)內(nèi)容存在嚴(yán)重的重理論、輕實(shí)踐傾向。電工電子系列課程是實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程,只有通過實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)才能加深學(xué)生對所學(xué)理論的理解。如今電工電子系列課程教學(xué)對實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的重視不夠,實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍的培養(yǎng)與再教育欠缺。學(xué)生不重視本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué),分析問題、解決問題的能力和動手能力不強(qiáng)。(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排不合理。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,絕大部分實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)較少,不利于提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。(3)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析不夠。大量實(shí)驗(yàn)僅僅停留在測試數(shù)據(jù)和驗(yàn)證定理的階段,只達(dá)到了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的最基本要求。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析研究,提高學(xué)生的思維能力、分析和解決問題的能力已成為當(dāng)務(wù)之急。(4)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有待改善。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是教師先講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,然后學(xué)生進(jìn)行電路連線和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測試,學(xué)生只是機(jī)械地模仿,動手能力難以提高。(5)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核方法不夠完善。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核主要依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況和實(shí)驗(yàn)報告進(jìn)行,缺少對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的全方位考核。

針對存在的問題和缺陷,我們在多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),提出了如下改革思路,并在實(shí)踐中取得了初步成果。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的理論與實(shí)踐

更新教育觀念、正確認(rèn)識傳授知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,電子技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,教材的內(nèi)容也在逐漸增加,學(xué)生的能力培養(yǎng)在教學(xué)中越來越重要,這就要求教育者充分認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂理論教學(xué)具有同等重要的地位。

建立新的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系電工電子實(shí)驗(yàn)是電工、電子系列課程的重要組成部分。為加強(qiáng)對學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),首先應(yīng)對電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改革,建立由儀器使用和鞏固基本理論知識為主的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為主的設(shè)計(jì)型和綜合應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

建立一支“雙師型”實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的根本保證。一方面,應(yīng)改變過去理論課教師不愿兼做實(shí)驗(yàn)教師的傳統(tǒng)觀念,打破理論課教師與實(shí)驗(yàn)課教師的界限,培養(yǎng)一批動手能力強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的理論課教師進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)教師一起擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù),一起開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,一起組建新實(shí)驗(yàn)室。另一方面,實(shí)驗(yàn)教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員不應(yīng)滿足于已掌握的實(shí)驗(yàn)技能,應(yīng)積極選擇學(xué)習(xí)方向,進(jìn)行在崗自學(xué)、聽課或參加培訓(xùn)進(jìn)修,拓寬知識面,提高業(yè)務(wù)素質(zhì),增強(qiáng)綜合知識應(yīng)用能力,提高電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析獲得精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)成功的重要標(biāo)志,一組精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得依賴于實(shí)驗(yàn)者正確的實(shí)驗(yàn)方法、完好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析研究,提高學(xué)生的思維能力,培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。

對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改革 (1)改變過去單一的教學(xué)方法,采用多層次開放式教學(xué)模式,統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué),合理分配課時,多給學(xué)生思考時間。(2)推行“選題模塊化”實(shí)驗(yàn)。即由學(xué)生根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、設(shè)備和實(shí)驗(yàn)器材的選擇,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試、測量和分析等環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上,實(shí)驗(yàn)教師給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)思路、實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求,讓學(xué)生自己去思考和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛻?yīng)用范圍,提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)造能力。(3)盡可能多用現(xiàn)代化教學(xué)儀器設(shè)備,優(yōu)先選用既能為教學(xué)所用,又能為科研與技術(shù)開發(fā)所用的先進(jìn)設(shè)備,使學(xué)生掌握先進(jìn)儀器設(shè)備的使用方法,同時使設(shè)備的效益得到充分發(fā)揮。(4)將討論式和啟發(fā)式教學(xué)方法相結(jié)合。對于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題,指導(dǎo)教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生思考,特別是對在綜合實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的特別現(xiàn)象,應(yīng)組織學(xué)生進(jìn)行討論,以求得合理的解釋。(5)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)讓學(xué)生充分預(yù)習(xí)。督促學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,做到事先心中有數(shù),以保證實(shí)驗(yàn)課的效率。(6)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課的現(xiàn)場指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)堅(jiān)持集體備課,共同討論,以便統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)要求;在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程中,避免學(xué)生問什么教師答什么的現(xiàn)象發(fā)生,要因勢利導(dǎo),注意培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

改革考核方式,加強(qiáng)過程管理實(shí)驗(yàn)課程考核有利于提高學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。科學(xué)的考核方法不僅能促使學(xué)生努力學(xué)習(xí),還能激發(fā)他們的創(chuàng)造性思維。考核不應(yīng)只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更應(yīng)該注重實(shí)驗(yàn)過程。考核方式改革可通過以下工作完成:(1)采取平時實(shí)驗(yàn)與最后實(shí)際操作相結(jié)合的方式考核。平時成績主要根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、操作過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報告的質(zhì)量等方面進(jìn)行綜合評定。(2)考題分為必做試題和選做試題,完成必做的給基本分,完成選做的加分。(3)建立試題庫,讓學(xué)生隨機(jī)抽選考題。抽到考題后,當(dāng)場連接電路、測試波形、記錄數(shù)據(jù)并回答問題。這種現(xiàn)場抽簽,在規(guī)定時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)的考試,能達(dá)到使學(xué)生鞏固所學(xué)知識、提高獨(dú)立操作能力的目的。這樣的評定方式比以往僅憑實(shí)驗(yàn)報告確定成績更具科學(xué)性,有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展和創(chuàng)新能力的提高。

開放實(shí)驗(yàn)室,構(gòu)建創(chuàng)新平臺為保證實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量,充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)勢,應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室的空閑時間對學(xué)生開放實(shí)驗(yàn)室。改變以往只有上實(shí)驗(yàn)課時學(xué)生才能到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)的做法,做到只要實(shí)驗(yàn)教師在,學(xué)生隨時都可以到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。開放實(shí)驗(yàn)室不僅可以大大提高實(shí)驗(yàn)室的利用率,提高投資效益,而且對調(diào)動學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和主動性、提高其動手能力、培養(yǎng)高質(zhì)量的創(chuàng)新人才有十分重要的意義。

在提出改革方案后,我們積極創(chuàng)造改革環(huán)境,教師和學(xué)生也積極投身到這場改革中來。我們按照改革思路適當(dāng)安排了一些選做實(shí)驗(yàn),例如,在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中,安排由運(yùn)算放大器組成溫度控制電路、由555芯片構(gòu)成的定時器和脈沖信號發(fā)生器電路、由78及79系列芯片構(gòu)成的直流穩(wěn)壓電源電路等常用電路實(shí)驗(yàn),收到了很好的效果。在電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)中,電機(jī)和控制電路的選擇、設(shè)計(jì)和調(diào)試在機(jī)械專業(yè)和其他工科專業(yè)的課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)中常常用到,適當(dāng)安排選做這一部分實(shí)驗(yàn),也收到了異曲同工的效果。教學(xué)實(shí)踐證明,我們的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是成功的,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻(xiàn):

[1]宗靜靜.電子設(shè)計(jì)競賽與創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2009,(1).

[2]劉海峰.開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)講課比賽的創(chuàng)新與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2007,(3).

[3]吳新開,聶榮華.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的探討[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2002,(3).

作者簡介:

劉春英(1962—),女,天津工程師范學(xué)院高級實(shí)驗(yàn)師,研究方向?yàn)殡娮蛹夹g(shù)、PLC技術(shù)。(本欄責(zé)任編輯:謝良才)