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完善實踐教學體系
為了加強電氣工程專業的建設,不斷提高教學質量和教學水平,系領導積極向學院申請經費,購置實驗設備,滿足實驗教學需要。經統籌考慮,學院撥款50萬元,購買新的實驗設備,以滿足電力電子技術、電氣控制與PLC應用、自動控制理論、計算機控制技術等專業理論課的實驗教學需要。2010年5月,在教務處和國資處領導的大力支持下,經過招標,購置了THSMS-B型可編程控制器實驗裝置(含配套電腦)10臺、THMPE-2型電力電子技術實驗裝置(含配套LDS21010型數字存儲示波器)10臺、THKKL-5型控制理論/計算機控制技術實驗箱(含配套電腦)10臺。上述設備較好地滿足了對應課程的實驗教學需要,極大地改善了電氣工程專業的實驗教學條件。為迎接省級示范性實踐教學中心的合格評估,加大本專業所開設的實驗項目中三性實驗所占的比重,達到省級示范性實踐教學中心三性實驗占比達到75的要求,我們對已有的實驗項目進行綜合性改造,使電力電子技術和電氣控制與PLC應用2門課程的實驗項目不斷朝綜合性和設計性方向改進。為此,需要為THSMS-B型可編程控制器實驗裝置添置一些四層電梯和十字路通燈等控制對象模型,為THMPE-2型電力電子技術實驗裝置添置若干實驗掛箱、配件、電機導軌和相應的電機模型。此外,為進一步完善電氣工程專業的實踐教學體系,提出組建傳感器技術和運動控制系統兩個新的實驗室[3]。這一要求得到了院系兩級領導的積極支持,目前資金已經全部到位,設備也即將完成調試安裝。這兩個實驗室的建成,提高了三性實驗的占比,將確保達到省級示范性實踐教學中心合格評估的要求;為電氣工程專業的學生開展課程設計和畢業設計提供可靠的實習基地。
加強實驗教學隊伍建設
電氣工程專業是一個新開設專業,原有教師隊伍中能夠勝任該專業教學任務的人相對較少。因此,為了加強師資力量,更好地完成專業的理論和實踐教學任務,我們每年都有計劃地從外部引進應屆畢業的電氣工程專業方向的研究生,來充實教研室和實驗室的師資隊伍。5年來,累計引進理論課教師4人(次),實驗教師3人(次),打造了一支能夠較好地滿足本專業實驗教學要求的師資隊伍。積極支持教師進修和深造,不斷提高專業知識水平。5年來,累計有教師5人考取脫產或在職研究生,進入著名高校深造。另有10(人)次前往其他高校進行中短期進修,有針對性地提高了業務水平。此外,實驗室還邀請實驗設備生產廠家的技術人員來校,進行實驗教學技能培訓,使教師熟悉實驗設備的性能,能獨立操作設備完成實驗,5年來累計完成培訓22人(次)。利用假期,組織教師到實驗設備廠家參觀訪問,了解實驗設備的最新發展情況,更新實驗教學內容[4]。
推動實驗項目的綜合性改造
鼓勵開展實驗科研工作,對現有實驗項目進行綜合性改造,開發新的綜合性實驗,提高三性實驗占比,使學生接受更具有挑戰性的實驗任務,主動參加實驗,變“要我學”為“我要學”,提高學生上實驗課的積極性,推動了實驗教學效果的改善[5]。例如,電路分析實驗課,原來只有基本元件的伏安特性的測繪、基爾霍夫定律的驗證、疊加定理的驗證、諾頓定理/戴維南定理的驗證、電壓源與電流源的等效變換和受控源VCCS,CCVS的研究等6個實驗項目。其中只有基本元件的伏安特性的測繪、電壓源與電流源的等效變換和受控源VCCS,CCVS的研究等3個實驗是綜合性實驗,其余都是驗證性實驗項目。通過積極努力,我們開發出了RC一階電路響應測試和RC二階電路動態響應研究2個新的綜合性實驗。這2個實驗都要用到示波器,都需要自己去總結歸納實驗現象和規律,實驗的難度相對更大,也更有挑戰性,學生普遍反映很有興趣。而對疊加定理的驗證和諾頓定理/戴維南定理的驗證2個實驗,我們在保留原來的驗證部分內容的基礎上,還增加了要求學生應用定理分析解決實際問題的內容,完成了實驗項目的綜合性改造。學生反映實驗項目內容充實,很有挑戰性,獲益匪淺。經過上述實驗項目的改造和拓展,電路分析實驗課程可以開出8個實驗項目,其中7個是綜合性和設計性實驗,只有基爾霍夫定律的驗證1個驗證性實驗,三性實驗占比達到87.5,完全達到了省級示范性實踐教學中心的評估要求。鼓勵將實驗科研的成果固化為論文,5年來累計發表實驗教學論文26篇,有力地推動了電氣工程專業實驗教學水平的提升,為達到省級示范性實踐教學中心合格評估的要求打下了堅實的基礎。
積極編寫實驗講義
為鞏固和保留實驗教學成果,提高實驗教學水平,鼓勵教師積極編寫實驗講義。通過實驗講義,學生可以有針對性地提前預習,減少了抄寫實驗報告的時間,增加了用于實驗操作的有效時間,大大提高了學生實驗課的效率和實驗的成功率。尊重教學基本規律,充分認識實驗講義的編寫有一個從低到高,不斷改進的過程;要求實驗講義一年一改版,保障了講義的水平逐年提升[6]。為提高編寫講義的積極性,對參與實驗講義編寫的教師給予一定的物質獎勵,對高質量實驗講義予以優先出版。目前已有7門實驗課程編寫了15種實驗講義,其中5門課程的實驗講義已經更新到第二版,2門課程的實驗講義更新到第三版,即將正式出版2本實驗教材,有效地滿足了實驗課程對講義的需求,推動了實驗教學水平的不斷提升。
改進教學教法
鼓勵并提倡老師對分層次、啟發式、研討式等實驗教學法大膽嘗試,尋找適合于自己和學生的實驗教學方法,力爭達到最佳的實驗教學效果[7]。提倡同學多向老師提問,把老師當做一個平等的討論伙伴,互相交流思想,促進學生邏輯思維的形成。教師更多地做一個旁觀者和監督者,而不是參與者,把實驗課的主動權還給學生,還給學生一個自由探索的學習氛圍,真正培養學生的獨立探索能力。
強化規范,改進教學質量
為規范實驗教學,制定了詳細的實驗教學規范,每位教師人手一冊;規范詳細闡述了教師和學生應該遵循的原則。對教師要求遵循備課,板書,講解,操作示范,巡回指導,原始數據單簽字,批改實驗報告等一系列標準流程;對學生要求課前預習,課中認真聽講,小心操作,仔細觀察,課后搞好實驗室衛生,并認真撰寫實驗報告。系部還安排人員每天巡查實驗課堂,確保了實驗教學規范的切實有效執行。詳盡的規范確保了實驗教學質量不斷穩步攀升。
關鍵詞 物理學專業 電工學實驗 教學效果 能力培養
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
0 引言
電工學實驗是非電類理工專業技術基礎課程“電工學”的實驗課。隨著科學技術的發展,“電工學”的內容在不斷的豐富,但由于專業基礎課課時的減少,“電工學”的實驗課時也相應地減少。因此,如何在較少的實驗課時里傳授大量的實驗內容、實驗方法和實驗技巧已經成為電工學實驗教學面臨的一個挑戰。對于不同的專業,電工學實驗的課時及實驗側重點也是不一樣的。本文針對本校物理學專業,探討了如何提高電工學實驗課程的教學效果。
1 結合專業特色,合理選擇實驗內容
物理學專業電工學實驗是通過教學實驗訓練學生的實驗技能、掌握常用電工儀器儀表的使用方法,培養學生的電路研究能力和實際工作能力,實驗內容應該具有綜合性、實用性和先進性。由于本校物理學專業在開設電工學課程之前已經開設了“電磁學”理論及實驗課程,又考慮到目前電工學實驗課時少的特點,我們選擇了如下四個實驗內容:戴維寧定理的驗證、一階電路實驗、改善功率因素的實驗以及兩地控制一臺電動機實驗,其中前三個為基礎性實驗,后一個為綜合設計實驗。這樣選擇實驗內容,既突出了專業特色,又覆蓋了廣泛的知識點,綜合訓練了學生各方面的能力。鑒于計算機技術的迅猛發展,為了節約實驗室資源,對于直流電流中電位及其與電壓關系的研究、基爾霍夫定律的驗證、疊加定理的驗證等這樣一些基礎性實驗可以利用multisim,pspice等進行電腦模擬實驗,放在課后進行。而對于復雜的三相異步電動機正反轉控制實驗以及三相異步電動機Y-起動控制實驗可利用3dsmax、flash等動畫制作軟件進行課堂演示。
2 充分利用理論教學,激發學生實驗興趣
19世紀末美國教育家杜威提出了“通過實踐而學”的教學理論,而電工學是一門理論與實驗聯系非常緊密的課程,因此在電工學教學過程中應盡可能地發揮該教學理論的作用,教師應善于利用理論教學,激發學生的實驗興趣。例如,戴維寧定理的理論性非常強,內容抽象難以理解。在理論教學過程中,教師詳細介紹和推導該定理的內容之后,部分學生仍對該定理的正確性持有懷疑態度或未能完全理解和掌握該定理,此時教師就應適當啟發引導學生形成探索未知、勇于創新的精神,激發學生驗證該定理的實驗興趣。
3 整體把握,有效安排實驗時間
由于實驗教學資源的限制,電工學實驗教學需將理論課大班分成多個小組單獨開設。為了實現教學質量最優化,電工學實驗教學必須與理論教學相呼應,其進度要保持一致。另外,在實驗內容的順序安排上應該遵循從低到高、從基礎到綜合、從知識的學習到能力的培養,逐級提高的原則,先安排戴維寧定理的驗證、一階電路實驗和改善功率因素的實驗這三個基礎性實驗,再安排綜合設計實驗兩地控制一臺電動機實驗。同時,基礎性實驗實驗課時可適當壓縮,為了充分培養學生的科學思維能力和創新設計能力,應適當增加綜合設計實驗的課時。在理論教學時,教師就應該將每個實驗的原理介紹清楚。通過預習報告要求學生利用課余時間掌握好每個實驗的實驗目的、實驗原理、實驗步驟。課前教師應準備好實驗器材,學生進行實驗前要強調注意事項,如果有必要可以在課堂上先對實驗進行演示。這樣,通過大量的前期準備工作可以大大節約實驗時間。而且對于物理學專業學生而言之前已經有“電磁學”理論及實驗課程作為基礎和鋪墊,學生在進行電工學基礎性實驗時會更加游刃有余。但對于綜合設計實驗,應該充分發揮學生的主體作用,教師只要稍作引導,培養學生的動手能力和創新能力。只對學生提出實驗要求,讓學生根據實驗室所提供的元器件獨立確定實驗方案,設計實驗路線,選擇儀器設備,提出實驗預案,在教師的同意后,安裝調試,獨立操作,直到完成實驗任務。這樣一來,綜合設計實驗所耗費的時間就會比較多,應合理安排,保證該實驗有充裕的時間。
4 加強實驗管理,培養學生綜合素質
電工學實驗所使用的儀器設備多,且做實驗的學生人數也多,除了物理學專業,其他工科專業基本上都開設了這門課程,這就加大了管理的難度。若管理不好,不僅會加快實驗器材的損耗,而且會嚴重影響正常實驗教學,因此實驗管理工作必須加強。可對學生及實驗臺以及實驗儀器進行編號,每次實驗都對號入座,不得擅自更改。并附有儀器設備清單和使用記錄,每次學生進行實驗之前及完成實驗之后都要對該實驗臺的器材進行清點和檢查。對于出現故障的儀器儀表,學生應該及時通知教師,以便及時發現問題,排除故障,及時維修。同時,教師還可以當場邊檢測維修,邊教學生一些簡單的排除故障的方法技能,從而達到培養學生綜合素質的目的。
5 改革考核方式,建立客觀公正評價體系
目前,我校物理學專業電工學課程成績的考核主要由兩部分組成:70%的期末考試成績+30%的平時成績。其中出勤、作業、平時表現以及實驗都計入平時成績,比例由教師自己把握。由于考核比例不明確,實驗成績不突出,評定方式有失公平。首先應該修正并細化明確考核比例,建議修改為50%的期末考試成績+30%的實驗成績+10%的作業+10%的平時成績。其中實驗成績應該綜合考慮平時表現、實驗報告及自主綜合實驗考試。在平時的實驗教學過程中,教師應該注意觀察學生的實驗態度和實驗操作熟練度。此外,可通過實驗報告對學生的實驗數據處理及分析能力做一個較為全面的考察。當然,由于實驗報告會不可避免的發生抄襲現象,因此該部分考察成績比例應適當減小。自主綜合實驗考試的開設就能有效解決該問題,每個學生的題目都不一樣,通過抽簽來決定。考試內容從平時開設的幾個實驗里面稍加修改,提高難度,要求學生在規定的時間內,當場完成實驗方案設計、實驗電路圖確定、儀器設備選擇、安裝調試等,直到全部完成實驗任務。這樣既考察了學生對實驗原理的理解、設計實驗的能力及判斷實驗成功與否和數據是否合理的能力;又考察了學生的實驗動手能力和獨立思考的能力;同時這也是對學生一學期以來實驗綜合能力素養的檢驗。如此對實驗成績進行考核,基本上能較為客觀公正地對學生真實實驗水平和綜合能力進行全面評價和考察。
【關鍵詞】物理專業;實踐教學體系;課堂與實踐
1 物理專業的培養目標和實踐教學體系的建設
學院的物理專業教學的目的是為了培養具有堅實的物理基礎理論知識、基本的實驗方法以及技能,理工結合的高級復合型工程技術人才。對于實踐體系教學就是為了培養學生要具有一定的實驗設計能力,在實驗的條件下,能夠動手操作出實驗的結果并對其進行歸納分析,并以此來撰寫論文,做到有可以和同學彼此進行交流的能力;除此之外,還要能夠運用現代物理在工程技術方面的實驗。因此在課程教育實驗方面要加大和加強,尤其是綜合性和設計性的實驗,有條件的話最好能夠讓同學們進行小型的科研試驗。引導學生將所學的知識進行創新并與工程技術專業聯系起來,使其能夠在將來從事相關的專業工作中可以更好的發揮。
為了深化教育改革,充分體現“寬口徑、厚基礎、重能力、高素質”的人才培養模式,增大學生的就業幾率,按照院里物理專業培養目標的要求,再加上實踐教學老師們共同的努力教學,以及大量的調研、搜集所得到的相關的資源,對完善教學實踐管理體系,提供綜合性、設計性強的實驗以及建立網絡教育平臺提出了更深的討論。在以培養計劃為指導,挖掘各種實驗課,課程設計的邏輯關系,科學、安全、合理的設計各個實驗課題的項目的方面已經基本建設出了比較完善的體系,這將對培養學生們的綜合素質起到了關鍵的作用。
2 物理專業實踐教學體系構成
通過各種實驗課和課程設計的邏輯關系以及科學合理的設計的一些實驗,試驗項目等已經構建出了比較完善又能體現教學目標的物理專業實踐教學體系,包括了10們實驗課,4門課程設計,具體設計如下:
2.1 力學實驗
實驗1,霍爾位置傳感器測楊氏模量;實驗2,扭擺法測物體的轉動慣量;實驗3,示波器的使用;實驗4,粒狀物體極不規則物體密度的測量;實驗5,顯示駐波法測空氣中聲速。
2.2 光學實驗
實驗1,分光計的調節和使用;實驗2,邁克爾遜干涉實驗;實驗3,光強綜合測試;實驗4,牛頓環測球面的曲率半徑;實驗5,組裝望遠鏡和顯微鏡。
2.3 電磁學實驗
實驗1,磁場的測量與描繪;實驗2,電表的改裝;實驗3,霍爾原件測磁場;實驗4,物理電學設計性實驗;實驗5,電位差計測熱電偶的電動勢。
2.4 近代物理實驗
實驗1,密里根油滴實驗;實驗2,塞曼效應;實驗3,夫蘭克――赫茲實驗;實驗4,電子射線的電偏轉與磁偏轉;實驗5,電子射線的電聚焦與磁聚焦;實驗6,光電效應測普朗克常數;實驗7,氣體放電等離子體的研究;實驗8,全息照相;實驗9,硅光電池特性測試實驗;實驗10,光敏電阻特性測試實驗;實驗11,光速的測量;實驗12,金屬電子逸出功測定;實驗13,復合電鍍實驗(一)――赫爾曹實驗;實驗14,復合電鍍實驗(二)――金屬-固體微粒復合膜電鑄工藝研究。
2.5 電路實驗
實驗1,驗證基爾霍夫定律;實驗2,RLC穩態電路特性的研究;實驗3,RLC二階電路暫態過程的研究;實驗4,RC、RL一階電路暫態過程研究;實驗5,RLC串聯諧振電路的研究。
2.6 模擬電路實驗
實驗1,電壓放大器的調試與測量;實驗2,拆動放大器;實驗3,低頻OTL功率放大器;實驗4,射極跟隨器;實驗5,RC正弦波振蕩器。
2.7 數字電路實驗
實驗1,組合邏輯電路的設計(一);實驗2,組合邏輯電路的設計(二);實驗3,集成555定時器及其應用;實驗4,計數器及其應用;實驗5,數/模(D/A)及模/數(A/D)轉換。
2.8 通信原理實驗
實驗1,FSK調制實驗;實驗2,抽樣定理與PAM通信系統實驗;實驗3,二相PSK(DPSK)調制實驗;實驗4,二相PSK(DPSK)解調實驗;實驗5,FSK解調實驗;實驗6,脈沖編碼調制PCM與時分復用。
2.9 傳感器原理與應用試驗
實驗1,金屬箔式應變片――單臂電橋性能實驗;實驗2,集成溫度傳感器的特性;實驗3,差動變壓器實驗;實驗4,電容式傳感器的位移特性實驗;實驗5,直流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗;實驗6,金屬箔式應變片――半橋、全橋性能和電子秤實驗;實驗7,光電二極管和光敏電阻的特性研究。
2.10 光電子技術實驗
實驗1,光源特性測試;實驗2,電光調制實驗;實驗3,聲光調制實驗;實驗4,廣電倍增管綜合實驗;實驗5,光電二極管光電特性測量;實驗6,光敏電阻特性實驗;實驗7,硅光電池特性測試;;實驗8,面陣CCD實驗;實驗9,光電探測器直流參數測試;實驗10,APD光電二極管特性測試實驗實驗11,光電耦合開關實驗。
2.11 電路課程設計
萬能表的組裝與調試。
2.12 光電轉換課程設計
實驗1,雙光纖通信傳輸認識;實驗2,固定速度時分復用/解復用;實驗3,變速率時分復用;實驗4,數字信號電――光、光――電傳輸;實驗5,模擬信號電――光、光――電傳輸;實驗6,變速率時分復用/解復用。
2.13 數字電路課程設計
數字時鐘的制作。
3 教學改革建設實踐
通過教學實驗安排可以看出力學,光學,電磁學,這三門實驗課是基礎,其他的實驗課基本上就是圍繞這三們展開的,所以要注重打好學生們的基礎,就要對其進行改革選擇適合學生學習的方法,能夠充分調動學生做實驗的積極性和主動性。所以希望每位同學都可以做到,課前預習實驗,對實驗做好充分的了解,自己動手操作,通過實驗撰寫實驗報告,能夠充分理解并能作適當的講解,然后對其結果作評論。除此之外,課堂上學生是自由的可以自由發揮及討論。實驗室充分提供給大家,讓那個每個同學都能充分的去做實驗。此次教學體系的建設就是讓同學能夠徹底明白每個實驗的原理,能夠從中收獲到知識,更好地為未來所要從事的專業工作打好基礎。提高學生的創新能力,真正的學到知識。當然我也會在為學生提供這樣一個展現自我的。
4 總結
在此次教學體系的設計中,就是為了通過新的教學體系能夠更好的讓學生學好物理實驗,更好的開發頭腦的思維能力,提高學生的動手發言的勇氣,自己也能更好的教學。
【參考文獻】
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[2]王秀杰.應用物理專業普通物理實驗改革嘗試[J].中國科技教育,2009,1.
關鍵詞 電路分析 教學改革 教學方法
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
隨著電子技術的飛速發展,作為電類專業及相關專業重要的專業基礎課,電路分析課程如何教學才能真正做到讓學生既有扎實的理論分析能力,又有初步解決實際工程問題的能力,作者根據自己的教學經驗提出了以下幾個方面的思考。
1 落實課程定位
說到電路分析課程的定位,從各大高校的培養計劃中一般能看到的說法可歸納為:電路分析是研究電路理論的入門課,在整個專業人才培養方案和課程體系中起著承前啟后的重要作用,是學習相關后續專業課的橋梁,理論性和實踐性都比較強,既培養學生分析問題的能力,也培養學生解決問題的能力等等,但是以前授課我們的重點往往放在了培養學生分析問題的能力上了,沒有把培養學生解決問題的能力落到實處,教學改革中我們授課強調兩者并重,對基礎理論學習依然強調分析問題的能力,但是講實例時,參照清華大學出版社出版的于歆杰、朱桂萍和陸文娟等著的《電路原理》,選擇簡化的有工程背景的實際應用例子為載體講授知識的應用。該書中例子來自信號處理、通信、電力系統等領域的應用,這些精心挑選的實例不僅讓學生了解到實際工程中電路是怎樣設計的,還反映了電路的應用已發生巨大的變化,已由傳統的能量處理為主發展為信號處理技術已經成為電路應用的主要方向。工程背景的實例分析為學生以后解決工程問題打下良好的基礎,提升了學生解決問題的能力。
2 電子線路融入電路分析課程①②
目前多數的電路分析課程只研究理想的電阻,電容,電感器件,但是隨著集成電路的飛速發展,僅由這三種器件組成的電路在工程應用中幾乎是不存在的,為了適應高度的集成化要求,壓縮芯片體積,提高電路性能,電路設計的理念已是大量的運用晶體管來構成電路,這是因為晶體管具有低功耗和易于集成的優勢,晶體管特別是半導體場效應管MOSFFT已是集成電路的核心。在教學中應引入電子線路的部分內容,例如引入半導體場效應管,電路課程中引入半導體場效應管MOSFFT不僅能讓學生知道受控源在實際電路中形式,理解其作為開關的作用,還能進一步將電路課程和后續課程連接在一起,學生能盡早認識到工程實際和理論模型之間的關系。
3 電路模塊化分析
我們現在的授課重點內容為基爾霍夫定律和電路的拓撲約束規律(KCL,KVL),依據該定律可以建立多元方程組,往往課堂大量的時間都消耗在列方程、解方程上了,實際上計算機輔助設計的手段已經非常成熟,我們應借助軟件工具來完成這些求解的問題,例如,Matlab具有強大的矩陣運算能力,對于復雜的方程組能輕而易舉獲得答案,對涉及復數運算的交流電路, Matlab不僅能輕松完成復數運算,還可以完美地繪制出向量圖,幅頻和相頻特性分析時能給出變化頻率下的幅頻和相頻特性曲線,使得問題的分析更加直觀準確。電路分析理論的核心是有源二端網絡。將所有的單元電路都可以看作是一個二端口網絡,然后將復雜的電路按單元模塊剝離開來分析是解決問題的基本方法,所以,我們的授課應該把具體的運算交給計算機輔助軟件去完成,電路設計已經非常強調模塊化,應建立端口的概念和子系統的概念,多分析典型模塊電路,這是以后實際工程中必然的重點。
4 利用現代化教學手段
電路分析一般采用傳統的板書教學方式,為保證課堂教學質量及教學進度,引進現代化的教學手段和教學方法是非常必要的。教學改革中制作電路分析課程的多媒體課件,采用PPT和板書相結合的教學模式。對于定律和抽象的概念闡述用多媒體,對于比較復雜繁瑣公式推導或例題的過程講解, 依然用板書,這樣學生可以輕松跟上授課教師的思維。利用PPT教學節省大量的板書時間,例如電路分析課程講解中繪制電路圖往往需要花費大量時間,PPT可以預先準備好一切,PPT信息容量大,通過預先準備提高了課堂時間的利用率。
還可以充分利用網絡資源,將PPT等相關教學內容及時在網上。使得學生可以提前預習教學內容。現代化教學手段的使用,將緩解教學內容多而課時少的矛盾,加大了課程教學的信息量,提高了授課質量。
5 探索新的教學方法
傳統的教學都是以老師為中心,老師講解學生被動地聽,學生是課堂的配角。教學改革中我們打破這種單一的教學模式,引入啟發式教學、學生課堂互動式討論和網上教育等新的教學方法,加強教與學的信息交流,啟發學生聯系所學知識點,培養主動思考和自主學習的習慣。針對關鍵知識點、典型題和難題,通過教師提問,鼓勵學生回答問題或請到講臺前做題,并請其他學生評判或提出不同的答案或不同的解決方法。目的是加強學生自主學習的能力和判斷能力,培養主動思考的習慣,啟發學生的探索精神。還有一種新方式就是打開網上教學通道,網上教育體現為將預先制作好的PPT課件、電子教案、視頻課件等上傳到網上,學生隨時可以下載課件,教師定期在網上答疑,這樣擴展了上課時間,使得學生和老師的互動機會更多,能比較及時掃清學習障礙,提高學生學習興趣。
6 實驗課改革
6.1 實驗課授課形式
對于實驗同樣采用PPT為主的教學模式,因為公式定理等重要內容在理論教學中已經講過,實驗課程利用PPT教學,容易展現示例電路的電路圖、已知條件等,也可以借助仿真軟件觀察動態電路變化過程。圖文并茂,生動直觀,使得實驗課趣味化,并且上課效率高,節省大量的板書時間。
6.2 應用仿真軟件
我校是民族院校,學生水平參差不齊,在理論知識沒有吃透的情況下,實驗過程中會出各種意想不到的意外,容易造成實驗設備的破壞。因此對于有難度的實驗,要求先在仿真軟件上仿真,教師引導學生設置仿真環境,設置參數,觀察電路變化,仿真環境下能方便改變電路的參數、結構、頻率等,從而能更清楚地觀察復雜電路的系統行為,提高教學效果。使得學生更直觀地理解苦澀的理論知識。比較流行的仿真軟件如Mulitisim等,有各種仿真元器件和儀器可供搭建需要的電路,非常靈活。
6.3 實驗層次化③④
為了讓學生有更強的動手能力,我校的電路分析實驗學時從17學時增加到34學時,實驗數量大幅增加。我們將實驗分成三大模塊,即:基礎性實驗模塊,模仿性設計實驗模塊和創新性實驗模塊,基礎性實驗達到實驗課程總量的50%,在這個階段一個目標是使得學生掌握電子實驗儀器的使用方法,另一個目標是完成驗證性為主的基礎性實驗,模仿性設計實驗是給出一些大框架型題目如運算放大器的設計等,題目給出大體的電路設計思路及設計要求,沒有電路詳細參數資料,學生自己設計詳細的電路參數。一般通過查閱資料都能看到相近的設計,學生可以在其基礎上通過自己修改達到設計要求,相比基礎性實驗以測試為主要內容難度有所增加,鍛煉學生自己查閱資料,自己做修改的自學能力,提高了對實踐和理論差異的理解,使得學生主動學習,積極解決問題。此類實驗題目占到總實驗總課時的30%到40%,根據學生的層次狀況可適度調整比例的大小。創新性試驗一般是不做限制的,只給一個設計題目及技術要求,讓學生利用現有的實驗室條件,自主進行電路設計、電路仿真,仿真可行后再選擇元器件,在面包板上搭建電路,測量實驗要求的參數,記錄并分析數據,完成實驗報告。創新性實驗使得學生自己分析問題的能力和實驗技能有很大提高,同時對實際工程有了感性認識而不是停留在理論知識層面,對以后從事技術工作有很大的幫助。
6.4 實驗課的管理
要求每個學生做完實驗教師驗收合格并登記后方可離開,沒有實驗登記記錄的學生此次實驗沒有成績,這種方式迫使學生提前預習試驗。教師預先在網絡上給出實驗教學大綱和教學要求,預做實驗的實驗內容和要求,學生可以先完成理論計算,再進行仿真虛擬實驗,節約了實驗課堂上的摸索過程,提高實驗效率,一改實驗課程都是一到下課時間做完沒做完的都收拾東西走人,渾水摸魚的狀況,當然這樣增加了教師的工作量,必要時老師可讓已經做完的學生輔助完成檢查工作,學生也有機會看到別的同學的實驗方式。
7 師資隊伍建設
培養電子等相關專業的教師隊伍。課程的背后是教師。任課教師的教學水平和教學能力對一門課教學質量的好壞有很大的影響。電路分析教學改革要求教師除掌握課程的基本內容外,還應學習相關的仿真軟件,給學生設計各種不同難度的實驗。目前,我院電子教研室這一方面的培養意識較為薄弱,應有意識地加強學習。通過本課題的實施,本課程師資隊伍水平有一定提高,應進一步加強培養適合本校狀況的電子等專業師資隊伍建設。
教學改革是個永恒的話題,隨著科學技術的發展,將永不止步,如何讓與實際應用密切相關的電路分析課程跟上科技發展的步伐,是電路分析改革的趨勢,讓學生不再是紙上談兵的驕子,而是擁有走向工程應用的知識儲備的實用型人才是我們教學改革的最終目標。
論文所屬項目名稱為: 應用型人才培養模式下電子類專業“電路分析” 教學改革
注釋
① 鄭君里,龔紹文.電路原理課程改革之路[J].南京:電氣電子教學學報,2007.29(3):1-7.
② 于歆杰,朱桂萍,陸文娟等.電路原理[M]北京:清華大學出版社,2007.