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受傳統教學理念的制約,許多教師在電子電工教學中重視了知識點的傳授,但是對學生主動參與方面研究不深,沒有能夠充分調動學生的參與積極性,教學活動中側重于被動給予,沒有為學生創設自主參與的良好平臺,對學生綜合素質的提升具有影響。
2.理論未能緊密聯系實際。
電子電工學科是一門實踐操作性較強的學科,學生既要在學習中掌握知識點,更要掌握操作技能。部分教師在教學中對理論聯系實際研究不夠深入,運用虛擬實踐教學的課時偏多,實踐課程中也沒有充分與理論聯系起來,導致學生在實踐操作能力發展方面存在缺陷。
3.教師綜合素質有待提高。
電子電工課程教學對教師的綜合素質要求較高,不僅要求教師具有電子電工方面的深厚專業技能,還要有善于表達的能力。實際教學中,有的教師雖然具有深厚的專業功底,但是教學技巧不足,也有的教師雖然善于表達和點撥,但是專業技能薄弱,這些方面都是影響教學成效的重要方面。
二、對當前存在問題的簡要分析
中職電子電工課程教學出現上述問題,既有客觀方面的因素,也有主觀方面的影響,歸納起來主要與以下三個方面因素有關:
1.教學設計呈現簡單化趨勢。
由于中職學校缺少了升學的強勁壓力,導致許多教師在教學中存在著研究不夠深入的狀況,教學中注重將教材知識點灌輸到位,較少考慮學生在學習中的主動參與性。加之部分教師的電子電工教學設計沒有充分注重理論聯系實際,學生雖然理論知識掌握較為扎實,但是實際操作能力卻沒有同步提升,這與實用型人才的培養目標背道而馳。
2.師資隊伍呈現滯后性態勢。
過去一段時期,中職呈現出規?;瘮U張的快速發展,招生規模、基礎設施都不斷擴大,但是師資隊伍建設方面卻沒有能夠完全達標,尤其是電子電工這樣的專業性較強的學科師資,對所學專業的要求較為定向,同時也要掌握教學的技巧與藝術,后一方面的要求對于電子電工專業出身的非師范類人才而言顯得較難,往往出現專業素養過硬、教學技巧不足這樣的典型問題,影響了教學成效的提升。
3.學生學習呈現消極的狀態。
由于教師的電子電工專業教學缺乏生動性與形象性,加之自身在學習活動中處于被動接受知識的狀態,理論聯系實際不足,導致學生對電子電工學科的學習積極性明顯降低。部分學生還因為當前就業形式的競爭激烈,導致對專業學習信心不足,遇到難點缺乏深入研究的興趣,甚至出現混日子的思想,消極心態對電子電工教學的有效開展形成了一定的負面因素制約。
三、創新理念,有效突破當前教學困境的思路
針對當前電子電工學科教學中出現的種種制約因素,中職學校與教師應當開展針對性的改進活動,從以下幾個方面著手突破教學困境:
1.認真分析形勢,增強學生學習信心。
針對部分學生因前途未卜出現的自卑、彷徨心態,電子電工教師應當幫助學生認真分析形勢,一方面職業教師側重于培養各行業急需的實用型人才,未來的就業與普通高校實現了“錯峰”,技術性人才在社會上大有展示的舞臺。教師還可以運用較為典型的“50萬年薪聘請技師”這樣的案例來消除學生內心的消極想法。另一方面還可以運用本校成功的畢業生案例作為鮮活的素材,以學生身邊的人來教育他們,提高他們的學習自信心,以積極的心態投入到電子電工專業學習之中。
2.改進教學方法,打造高效生動課堂。
教師應當對電子電工學科的教學設計進行優化,提高教學的生動性,提高學生的學習興趣。首先,教師要給予學生參與的平臺與空間,無論是知識點的傳授還是技能的訓練,都應當盡可能吸納學生參與其中,讓師生互動成為電子電工教學的有效組織形式,營造活躍的教學氛圍,讓學生充分參與其中、提高掌握效果。其次,教師要善于發揮信息媒體在教學中的促進功能,尤其是在電子電工疑難知識點的講解中,可以通過多媒體投影、動畫模擬演示等方式,幫助學生掌握其中的難點問題,虛擬實驗的直觀演示效果甚至超過實踐操作,將其作為教學方式的補充具有積極意義。
3.尊重學生主體,促進綜合能力發展。
教師在電子電工教學中應當讓學生的主體地位體現出來,可以將教學知識點濃縮為探究題的形式,組織學生進行探究討論,依靠自己的力量尋求問題的答案。教師也可以將電子電工教學目標設計為打包的任務,交給學生或者合作小組進行突破研究,讓學生在探究的過程中提高思維能力與解決問題的能力。教師還應當將技能訓練作為重要抓手,設置電子實驗項目,指導學生建立研究小組開展實驗設計,讓學生在團隊的努力下開展電子程序設計,鞏固理論所學并進行驗證,從而促進學生綜合能力的發展。
4.強化崗位培訓,提升師資隊伍水平。
在提升電子電工專業教師履職能力方面應當進行雙向培養,一方面在教師招聘環節既要堅持專業對口的基本原則,同時也要考查其教育教學能力,將電子電工專業素養過硬、具有較高教學技能的人才吸納到教師隊伍之中,充實專業師資隊伍,另一方面還要強化現有專業教師的培訓,采取脫產進修、跟班學習、在線學習等多種形式提高電子電工專業技能,更好地開展相關專業教學工作。
一是教育教學理念較為滯后。受傳統教學理念的制約,許多教師在電子電工教學中重視了知識點的傳授,但是對學生主動參與方面研究不深,沒有能夠充分調動學生的參與積極性,教學活動中側重于被動給予,沒有為學生創設自主參與的良好平臺,對學生綜合素質的提升具有影響。
二是理論未能緊密聯系實際。電子電工學科是一門實踐操作性較強的學科,學生既要在學習中掌握知識點,更要掌握操作技能。部分教師在教學中對理論聯系實際研究不夠深入,運用虛擬實踐教學的課時偏多,實踐課程中也沒有充分與理論聯系起來,導致學生在實踐操作能力發展方面存在缺陷。
三是教師綜合素質有待提高。電子電工課程教學對教師的綜合素質要求較高,不僅要求教師具有電子電工方面的深厚專業技能,還要有善于表達的能力。實際教學中,有的教師雖然具有深厚的專業功底,但是教學技巧不足,也有的教師雖然善于表達和點撥,但是專業技能薄弱,這些方面都是影響教學成效的重要方面。
二、對當前存在問題的簡要分析
中職電子電工課程教學出現上述問題,既有客觀方面的因素,也有主觀方面的影響,歸納起來主要與以下三個方面因素有關:
一是教學設計呈現簡單化趨勢。由于中職學校缺少了升學的強勁壓力,導致許多教師在教學中存在著研究不夠深入的狀況,教學中注重將教材知識點灌輸到位,較少考慮學生在學習中的主動參與性。加之部分教師的電子電工教學設計沒有充分注重理論聯系實際,學生雖然理論知識掌握較為扎實,但是實際操作能力卻沒有同步提升,這與實用型人才的培養目標背道而馳。
二是師資隊伍呈現滯后性態勢。過去一段時期,中職呈現出規?;瘮U張的快速發展,招生規模、基礎設施都不斷擴大,但是師資隊伍建設方面卻沒有能夠完全達標,尤其是電子電工這樣的專業性較強的學科師資,對所學專業的要求較為定向,同時也要掌握教學的技巧與藝術,后一方面的要求對于電子電工專業出身的非師范類人才而言顯得較難,往往出現專業素養過硬、教學技巧不足這樣的典型問題,影響了教學成效的提升。
三是學生學習呈現消極的狀態。由于教師的電子電工專業教學缺乏生動性與形象性,加之自身在學習活動中處于被動接受知識的狀態,理論聯系實際不足,導致學生對電子電工學科的學習積極性明顯降低。部分學生還因為當前就業形式的競爭激烈,導致對專業學習信心不足,遇到難點缺乏深入研究的興趣,甚至出現混日子的思想,消極心態對電子電工教學的有效開展形成了一定的負面因素制約。
三、創新理念,有效突破當前教學困境的思路
針對當前電子電工學科教學中出現的種種制約因素,中職學校與教師應當開展針對性的改進活動,從以下幾個方面著手突破教學困境:
一是認真分析形勢,增強學生學習信心。針對部分學生因前途未卜出現的自卑、彷徨心態,電子電工教師應當幫助學生認真分析形勢,一方面職業教師側重于培養各行業急需的實用型人才,未來的就業與普通高校實現了“錯峰”,技術性人才在社會上大有展示的舞臺。教師還可以運用較為典型的“50萬年薪聘請技師”這樣的案例來消除學生內心的消極想法。另一方面還可以運用本校成功的畢業生案例作為鮮活的素材,以學生身邊的人來教育他們,提高他們的學習自信心,以積極的心態投入到電子電工專業學習之中。
二是改進教學方法,打造高效生動課堂。教師應當對電子電工學科的教學設計進行優化,提高教學的生動性,提高學生的學習興趣。首先,教師要給予學生參與的平臺與空間,無論是知識點的傳授還是技能的訓練,都應當盡可能吸納學生參與其中,讓師生互動成為電子電工教學的有效組織形式,營造活躍的教學氛圍,讓學生充分參與其中、提高掌握效果。其次,教師要善于發揮信息媒體在教學中的促進功能,尤其是在電子電工疑難知識點的講解中,可以通過多媒體投影、動畫模擬演示等方式,幫助學生掌握其中的難點問題,虛擬實驗的直觀演示效果甚至超過實踐操作,將其作為教學方式的補充具有積極意義。
三是尊重學生主體,促進綜合能力發展。教師在電子電工教學中應當讓學生的主體地位體現出來,可以將教學知識點濃縮為探究題的形式,組織學生進行探究討論,依靠自己的力量尋求問題的答案。教師也可以將電子電工教學目標設計為打包的任務,交給學生或者合作小組進行突破研究,讓學生在探究的過程中提高思維能力與解決問題的能力。教師還應當將技能訓練作為重要抓手,設置電子實驗項目,指導學生建立研究小組開展實驗設計,讓學生在團隊的努力下開展電子程序設計,鞏固理論所學并進行驗證,從而促進學生綜合能力的發展。
四是強化崗位培訓,提升師資隊伍水平。在提升電子電工專業教師履職能力方面應當進行雙向培養,一方面在教師招聘環節既要堅持專業對口的基本原則,同時也要考查其教育教學能力,將電子電工專業素養過硬、具有較高教學技能的人才吸納到教師隊伍之中,充實專業師資隊伍,另一方面還要強化現有專業教師的培訓,采取脫產進修、跟班學習、在線學習等多種形式提高電子電工專業技能,更好地開展相關專業教學工作。
二、通過實訓培養學生對理論知識的學習興趣
目前各個高職院校的學生都普遍存在一個問題:“學生的學習水平參差不齊,自主學習能力差,自我的控制能力也差”。如果把所有的課程知識都放在教室里,以課堂板書的模式來學習書本上的理論知識,對學生來說是比較枯燥的。而針對于《電工電子》課程的學習顯然不能只在教室里進行,需要配合大量的實訓內容來達到實踐檢驗理論正確與否的標準。充分的利用實訓教學實際上是一個很好培養學生學習興趣的過程,如果能利適當的運用項目式的實訓教學,利用一個個的設計項目把學生引入到學習中來,讓每一個學生都力爭完成每一個項目,增強他們的動手能力。途中遇到問題的地方也會相應增多,這就讓學生求知欲望增強,從而提高他們學習的興趣,一旦知道答案是如此簡單,必然會提高他們的學習興趣,增強他們學習知識的信心。在以后的教學中就會認真學習專業知識,為以后走入社會奠定一定的理論和實踐基礎。
三、實訓能夠有效的訓練操作技能
就是引導學生運用理論知識生產實踐,是生產實習教學的基本任務之一。學生在掌握本工種(專業)所需的技術理論基礎知識和文化知識的基礎上,應用與實踐操作時,都必須在實習教師的知道下,通過有計劃、有目的地練習,由易到難,由簡到繁,由生到熟,由不準確到準確而逐步獲得的,并能夠運用知識,獨立的去發現問題,分析問題和解決實踐問題,也培養了學生理論練習實踐的學風,因此,學生的實踐實習是技能訓練的核心并對培養學生獨立操作能力,克服困難的意志和一絲不茍的作風,提出了更高的要求。實習教學是提高培訓質量的一個極為有效的手段,也是不斷提高學生操作技能的條件。
1.課程知識涵蓋面較廣該課程包含了對各類型電廠的全面介紹、各類電氣主接線特點與應用、輸配電網元件的穩態建模以及潮流與短路計算分析、電氣設備的選擇、負荷特性分析和保護的設置等。該門課程的內容基本涉及到了電力的各個環節,涵蓋了“發電廠電氣部分”、“發電廠動力設備”、“電力系統分析”、“電力系統繼電保護”等課程的基礎先修內容。因為是基礎課,與專業課相比,對內容的教學深度需要適度的把握。
2.課程理論性強、內容較抽象該門課程中的內容如輸配電網的運行分析、設備的選擇和校驗、保護的設置和整定都需要進行大量的計算分析,理論性較強,且一環扣一環,相互嵌套,互為作用,如果前修知識點沒有理解和掌握,后續知識的學習會更加困難。電力系統的運行特點是無法憑借眼睛直觀觀察,無論是潮流、電壓、損耗、電流等必須通過儀表測量、采集、傳輸到數據庫方能進行分析與統計。設備選擇如斷路器、隔離開關、電流互感器等設備以及電氣主接線的選擇等都比較抽象。
3.電力行業快速發展,相應的教學內容需要不斷更新電力行業快速發展,技術不斷推陳出新,如保護裝置、防雷裝置、調速裝置、接線方式等的不斷發展使得課程有些內容需要不斷調整。電網的發展如分布式電源的引入、特高壓的引入、靈活交流輸電系統的引入、電力市場的不斷發展等使得電力系統的運行特點與傳統電力系統有所差別,為了能讓學生跟得上電力技術的發展,課程的相關內容也需不斷更新。
二、工程案例教學的引入
電氣工程與自動化學院畢業的學生大多從事生產一線的工作,需要具有分析問題和解決問題的能力,需要具有良好的專業素質和實踐能力,能從錯綜復雜的現象中抓住本質,及時、準確地解決工程中遇到的問題。這些技能離不開對電力系統原理和系統性知識的掌握。但單純地根據課件或教材講原理,學生難免會覺得乏味、枯燥,而且看不到應用的前景,主動性和積極性都無法提高。因此,在課堂中適當引入工程案例教學,從案例中讓學生明白理論同時學會把理論和實際進行結合,老師也從簡單的知識傳授者與灌輸者變成學生的引導者和促進者。“電力工程基礎”課程主要知識點引入主要的案例分析如下:
1.水電廠和火電廠的運行如果只是簡單根據流程介紹水電廠從水庫到尾水管的工作過程或火電廠概括地闡述風、煤、水、蒸汽、煙、塵等系統,則既抽象又顯枯燥。如通過案例教學方式,引入實拍的水電或火電教學片,讓學生觀看一遍,然后針對課件中的相關知識結合教學片中具體過程和實物進行講解,學生會更容易理解。
2.電氣主接線電氣主接線需要介紹每種接線方式的優缺點、倒閘操作、圖形的繪制等。主接線方式有單母線及改進接線、雙母線及改進接線、一臺半斷路器接線、單元接線、角型接線、橋型接線等多種接線形式。如果一一介紹各種接線,學生不但記不住還很容易混淆。根據收集到的一些電廠和變電站的典型資料,分析具有以上不同接線電廠或變電站特點;再根據變電站的實際特點引入接線方式的分析,從實際到理論,讓學生主動歸納各自的優缺點,讓書本知識形象和生動起來,在生動中培養學生追索知識的動力;同時,在介紹電廠和變電站接線時也可以引入一些設備的介紹,為后面的設備選擇奠定基礎。倒閘操作也是相對復雜的,如母線隔離開關相對線路隔離開關“先通后斷”或斷路器相對隔離開關“后通先斷”。學生總覺得特別難以理解,而這個知識點的理解正確與否關乎學生對實際生產的安全操作,對人生的保護。因此,在這個知識點上特地根據實際操作制作了flash工程設備操作程序動畫,讓學生觀察違規操作引起電弧和大面積停電現象,在潛移默化中讓學生明白道理,無需復雜的分析。
3.輸配電網的運行分析在給學生介紹本章的基本概念后,引入電力工程數字仿真軟件PSASP進行電力元件的穩態建模、潮流計算、短路電流計算。為了讓學生便于理解,僅選取5節點系統和無窮大系統作為演示,演示潮流計算、短路計算和暫穩分析。通過PSASP良好的人機交互界面,曲線閱覽室等讓學生直觀而形象地理解實際的潮流計算和短路計算結果。當然,演示過程中需要插入原理性的分析,通過改變元件參數、電壓水平等觀察計算結果的變化,巧妙引入電網運行分析原理,避免公式的大量直接推導,讓學生的興趣和積極性得以提高,主動去探索,由“教為中心”過渡到“學為中心”。
4.繼電保護和防雷保護繼電保護在“電力工程基礎”這門課中主要講三段式保護。三段式保護包括動作電流的整定、動作時間的整定、靈敏度的校驗等,分析起來較為復雜,而且保護之間的相互配合用語言來描述反而讓學生容易混淆。只能通過軟件模擬實現工程實際的典型三段式保護的整定和動作案例,分析不同地點短路時保護的動作與配合、不同線路參數和短路方式對保護靈敏度的影響。防雷保護則可以從生產實際中引入案例,如變電站、電廠等。
二電力系統工作經歷對電氣工程本科教學起到的積極作用
1教材選用目的更加明確教材是高校實施培養計劃的重要介質
直接影響著教學質量和人才。高質量、合理化的教材是提高教學質量與水平、完成人才培養計劃與目標的保證。作者在施教時參照自身的工作經驗,選用更具有方向性與實踐性的教材,提高畢業生與企業之間的契合度。智能電網、數字化電站是電力系統的發展趨勢,其要求電網信息化、自動化程度更高。因為這一目的,可編程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被廣泛應用到電力系統中,目前國內應用的PLC有西門子(SIEMENS)公司生產的S7系列、施耐德公司生產的Quantum等系列、三菱公司生產的FX3G系列等。隨著日系PLC退出中國市場,西門子PLC被普遍應用于電力系統自動化控制。例如三峽電廠、葛洲壩電廠、溪洛渡電廠等大型水電站使用PLC對發電機組、輔助設備系統等設備進行控制。因此在向電氣工程與自動化專業教授《電器與可編程控制器》這門課程時,應該選用以西門子PLC為基礎講述電廠及電網自動化控制的教材,教學內容更接近電力系統工作實踐,使電氣工程及自動化專業畢業生在走上工作崗位時具有更強的適應能力。
2培養學生更具有方向性現代電力企業對高校畢業生有著嚴格的職業要求
扎實的專業能力、較強的實踐動手能力以及必要的公文寫作能力是畢業生就職于電力企業所必須具有的素質。電力系統設備分為一次設備、二次設備兩大類。就發電廠而言,從事電氣一次設備的檢修、維護及管理工作需要畢業生熟練掌握《發電廠電氣主系統》、《電力系統繼電保護》、《電機學》等專業課程的內容,熟悉電機、開關電器、載流導體、電抗器、補償設備、避雷器、繼電保護系統相關知識,這些是為適應發電廠工作而儲備的理論知識。從事電氣二次系統工作的畢業生則必須重點掌握《自動控制理論》、《電力系統繼電保護》、《電子技術》、《電器與可編程控制器》的相應內容。因此擁有扎實、豐富的專業知識來服務電力企業,是電氣工程及自動化專業的培養目標。實踐動手能力在促使畢業生快速融入到企業生產工作中扮演著積極、重要的作用。發電廠電氣設備維修工作需要畢業生有較強的電氣二次配線、布線及PLC編程能力。發電廠中大量布置電氣二次控制盤柜,實際的檢修與維護工作需要高強度的控制回路布線與配線工作,電力系統高度自動化則需要畢業生具備基于PLC的自動化程序讀寫能力。公文寫作能力是現代化大型企業對職工的基本要求。我國各級電力系統的運營、管理、維護已經實現了規范化、制度化、標準化。實際的工作中需要職工撰寫大量的公文,例如對發電廠而言,每個月要寫電廠運營報告、機組檢修報告、技術改造方案等,特別是實行工作票制度后,每天都要寫設備缺陷處理報告及巡檢報告。這些工作要求職工具有一定的公文寫作能力。對于畢業生而言,必要的公文寫作能力在求職及就職中有著不可替代的優越性。
3將工作經驗融入教學將寶貴的工作經歷融于課堂教學
可極大地豐富教學內容,提高學生的學習興趣。作者講述《電路》第十一章時,結合自己的工作經歷深入淺出地講述了變壓器的原理、空載和短路實驗,使學生更好地理解和掌握課堂內容。在講述《電器與可編程控制器》時,以發電廠開停機控制流程、輔助設備自動化控制流程為例,將專業課程學習與電廠實際工作緊密結合起來,以培養更適合企業要求的應用型人才。
4將企業中應用的前沿技術帶進課堂隨著數字化電站、智能電網的建設
大型發電機組實現并網發電,狀態檢測技術投入使用,開始對1000KV特高壓技術進行實驗研究。電力系統的發展日新月異,設備更新速度非常快。電氣工程自動化專業的教學應當將當前電力系統的先進技術、發展趨勢帶進課堂,在豐富教學內容的同時,增加學生對前沿技術的求知興趣。筆者從事過175MW、770MW水電機組的自動化控制系統改造及維修工作,巨型水電廠廠用電系統運行及維護工作,水電機組狀態檢測與故障診斷系統的組建與維護工作。其中770MW發電機組自動化控制技術、巨型水電組狀態檢測與故障診斷技術都是當前電力系統的前沿技術。將這些知識帶進課堂,有利于學生充分認識本專業的發展動向與趨勢,積極地規劃自己的職業發展方向。
2電工實驗教學安全問題的防范與建議
安全無小事,尤其在電工實驗教學中,首先考慮是人的安全,特別是學生的安全,其次是實驗儀器的安全。因此,必須采取全方位的措施,確保人和儀器的安全,杜絕安全隱患。
2.1提高學生的實驗安全防范意識
學生的不當行為是造成大多數事故的直接原因,究其根源是缺少安全防范意識。安全防范意識是決定能否順利完成實驗的前提,因此加強學生的安全防范意識教育是必不可少的教學環節,并讓他們牢固地樹立“安全第一,預防為主”的理念[2]。筆者在實踐中發現,在學生初次實驗時,就強調安全用電知識和正確使用實驗臺的方法,并播放可操作范圍內的違規操作帶來的后果,引起學生對安全問題的高度重視,另外實驗操作細節的安全問題就隨著課程的進行再滲透給學生。這種實驗教學方法不僅提高了學生的實驗安全防范意識,還加深了學生正確操作的記憶,而且在實驗過程中,學生也敢于實踐、勇于創新,實驗儀器的損壞率有明顯的降低。
2.2制定嚴格的安全操作規程
如果說安全防范意識是軟約束,那么安全操作規程就是硬約束,并且也是順利完成實驗教學任務的關鍵[3]。安全事故大都是由違規操作造成的,要杜絕事故的發生,就必須制定嚴格的安全操作規程,并百分之百地執行。安全操作規程簡述為以下三部分。
(1)實驗前,必須遵守先預習后實驗的基本要求。預習包括:實驗目的、儀器設備、原理、內容、步驟、注意事項等,其中注意事項一定要牢記。
(2)實驗過程中,必須遵守“先連線、后通電,先斷電、后拆線”的操作原則。連接電路時,要按照一定的次序接線,先接主回路、后接控制回路。當電路中有串聯和并聯時,先接串聯電路、后接并聯電路。在實驗操作過程中,如遇電路器件過熱、異味、異聲、冒煙、火花等情況,要立即斷電,并請教師檢查。另需注意,禁止濕手接觸實驗電路器件、禁止選擇裸頭導線連接交流電路、禁止將非額定規格型號的器件接入電路。
(3)實驗完畢,必須切斷電源,整理實驗臺,有秩序的離開實驗室,禁止串崗影響他人實驗進度和實驗環境安全。
2.3對實驗教師的建議
(1)提高自身素質,特別是實驗技術專業知識及基本的維修技術和應對突發事故的措施。實驗教師的任務不僅僅是講課,還要面對實驗過程中諸多不確定的問題和突發狀況,這都要求實驗教師要有過硬的素質,才能保證安全、高質量地完成電工實驗教學任務。
(2)加強巡視指導,對于學生的錯誤操作要有針對性的指導。筆者在實踐中發現,在巡視指導學生的同時也獲得了許多實驗的靈感,例如有些學生的實驗方法或者電路的連接,設計的十分巧妙,讓人眼前一亮。所以,加強巡視指導不僅僅是糾正學生的操作錯誤,還是檢驗學生對所學內容掌握程度和了解學生操作邏輯思維的一種重要途徑,再根據學生的實際情況,調整授課方法和內容,做到因材施教,充分體現學生在教學過程中的主體地位。這樣既保證了高品質地完成實驗課,還降低了實驗的錯誤率、儀器的損壞率、事故的發生率。
2.4對實驗室工作人員的建議
實驗室工作人員不僅要加大儀器設備的維修、檢查力度,還要注意實驗室環境的安全,如滅火器、應急照明燈和安全通道指示燈是否正常,還有消防通道是否暢通,及時地排除各種安全隱患,為學生提供一個安全的實驗環境。
2.5對實驗內容的建議
實踐表明,電工實驗操作的安全性與實驗內容的難易程度存在正比關系。當教學任務與安全相矛盾時,應首先考慮實驗安全,并調整實驗內容難度或增加學時。如我校在設置電工實驗教學任務時,以安全為第一前提,并結合學生的實際情況,使學生普遍能夠順利完成實驗內容。
2.6對電工實驗教學的建議
運用現代化科技教學手段,降低實驗操作的危險性。
(1)通過網絡化的手段,將實驗安全用電、操作規程、應急措施等內容以文字或教育短片的形式共享到校園網,豐富學生的學習資源。還可以建立師生互動網絡平臺,交流實驗的心得體會、探討實驗學習的方法、疑點和難點。
(2)通過仿真軟件虛擬電工實驗,避免了動手操作的危險,也是對由于操作不可靠和設備缺陷而無法完成的實驗內容的補充。這些軟件都可以幫助實驗教學向著更加方便、靈活、直觀、安全的方向發展,并能取得良好的實驗教學效果,實際應用中可以根據不同的需求或者使用習慣選擇合適的仿真軟件。
2.理論聯系實際,提高學生學習興趣電工電子技術涉及的一些內容較為抽象,學生理解起來比較困難,在具體講解時可以理論聯系實際,提高學生學習興趣,更好地掌握所學知識點。例如在學習電路的結點和支路時,可以把結點和支路用日常生活中常見的馬路和十字路口作比喻,一條馬路就是一條支路,十字路口或丁字路口就是一個結點等等,簡單明了,學生很容易理解。在講到功率時可以聯系家用電器,每個家用電器用電功率是多少,再聯系到所在教室空調功率是多少,根據空調功率的大小讓學生計算上兩節課的耗電量,由于有實際例子,所以對于用電量的計算公式很容易記憶,再根據當前電價計算出上兩節課所需支付的電費,進而鼓勵學生要認真學習,節約用電,做到下課關燈關空調的好習慣。在講到RC電路的應用時,RC電路可作為濾波器,在教學過程中可聯系實際生活。先拋出一個問題:現在學生都有手機,他們手機有的用中國移動網絡、有的用中國聯通網絡、還有的用中國電信網絡,并且每個運營商又有2G網絡、3G網絡,但為什么打電話沒有出現彼此相互干擾呢?這樣可以提高學生的興趣,先讓他們思考一會,然后請學生回答一下原因,再結合實際回答情況給出答案,即濾波器起了作用。國家給每個網絡運營商都分配了固定的頻帶范圍,每個網絡都有自己的基站,基站有濾波器,會自動濾除不屬于自己頻帶范圍的信號。而講到三相電路時,可以聯系具體家庭用電知識,更好地掌握星形聯結和三角形聯結特點及計算方法,尤其對于星形聯結方式還分為有中線(也稱作地線或零線)即三相四線制和沒有中線即三相三線制的情況,結合我們照明電路,讓學生思考照明電路能否去掉中線?再根據理論分析,可以從理論上完全得出結論:照明電路是不能去掉中線的,也就是說我們實際民用負載一定要采用三相四線制,這樣才能保證負載都能正常工作;在學習用電常識時可以聯系當前由于用電不當引起的火災事故或觸電事故,和同學一起學習一些基本用電常識,甚至可以延伸到一些自然災害如地震的避難常識,這樣既能提高學生的學習興趣,又能讓他們學到實際有用的知識。
3.創造良好的課堂情境有興趣的問題,可使學生對學習產生濃厚的興趣,并產生強烈的求知欲,從而進一步調動學生學習的積極性和自覺性。例如在講到暫態分析時,就可以從日常生活中的一個實例開始,先讓學生思考白熾燈、日光燈打開和關閉時的特點,這時學生注意力就吸引過來了,開始回答問題,課堂氣氛馬上活躍起來。但課堂氣氛活躍的同時,要注意課堂效果,不能讓學生停留在新鮮好奇上,每一個教學情境的創設都要緊緊結合教學內容。幾分鐘時間后,教師就可以總結出白熾燈、日光燈打開和關閉時的特點,白熾燈開關一打開就馬上亮起來,一關閉就馬上熄滅;而日光燈不管在打開還是關閉時都有一個過程,那為什么同樣是照明負載,他們現象會有這么大的區別呢?緊接著這個問題后就可以引出本次授課的知識點:暫態過程。
4.總結所學知識點,讓學生更好更快地掌握所學新內容在講解過程中,一定要善于總結所學知識點,讓學生更快更好地掌握所學新內容。例如在講到電路分析中的電源等效變換方法時就可總結出三要素法,可以強調等效變換過程中時刻注意三個要素:內阻不變、電壓源的大小等于電流源的大小乘以電阻的大小、電壓源的正方向為電流源電流流出的方向。而在講到單一參數的交流電路時,電感元件和電容元件容易混淆,怎樣分別記憶他們的電壓和電流相位關系呢?引導學生只需要記住關于電感和電容電壓電流的伏安關系式即可。從伏安關系式就可以看出,電容電流是電壓的微分,所以電流超前電壓90°;電感電壓是電流的微分,所以電壓超前電流90°。也就是說針對這兩種單一參數元件,哪個電量是另一個電量的微分,哪個電量就超前另一個電量90°。通過總結知識點,讓學生知道重點和難點,在課后復習時也能抓大放小,更快地掌握所學內容。
二、組織好實驗教學,為更好地掌握課堂知識做鋪墊
“電工電子技術”作為一門實踐性很強的課程,實驗是展示其教學魅力的有效手段,它化枯燥為生動,化抽象為具體,化平淡為神奇,為理解和掌握好新知識創造條件。所以一定要把握好實驗教學的效果,為更好地掌握課堂知識做下鋪墊。例如在學習電路分析方法中的疊加原理時,很多學生容易混淆不作用的電源處理方法,把恒壓源和恒流源處理方法記反,通過實驗可以掌握不作用的恒壓源的處理方法,而恒流源處理方法則相反,這樣就不會在學習中混淆,更好地掌握了該方法。
三、開展考試改革,提高學生平時學習的動力
“電工電子技術”課程是以現代電工電子技術的基本知識、基本理論為主線,以應用為目的,在保證科學性的前提下,刪繁就簡,使理論分析重點突出、概念清楚、實用性強。通過本課程的學習,使學生掌握近代電工電子技術的基礎知識,以及進行電工實驗研究的基本技能,為后續課程的學習及今后從事電類各學科領域的學習和工作打下堅實的基礎。但針對目前大學現狀,再加上該門課程有關知識點比較抽象,使得學生學習積極性普遍不是很高。除了在課堂上提高效率之外,還要從紀律上約束學生,提高平時考核所占的分數比重。例如增加平時練習的機會,把練習成績計入平時成績;另外,對于課堂發言積極的學生、勇于上臺練習的學生還可以進行獎勵平時成績的政策。這樣,雙管齊下,一定能提高學生學習興趣,讓學生把這門課程學好。
通才教育與專才教育一直是學校培養人才的兩種教育模式,各有利弊。通才教育是一種通識教育,其主要特征:首先,傳授的知識側重基礎性和經典性;其次,教育內容具有綜合性和廣泛性;再次,教育形式具有多樣性和靈活性。相對于通才教育而言,專才教育是指培養比較狹窄專業人才的教育,教育內容主要涉及某一學科、專業的系統化知識,注重專門知識的傳授和專門技能的訓練,培養掌握一定專業知識,同時具備一定專門技能的人才,而且培養的人才短期內具有不可替代性。職業教育更傾向于培養專才。但是,專才的成功培養也需要學生具備一定的知識素養。目前職業技術院校錄取學生的標準比較寬松,學生人數與日俱增,學生的綜合素質水平參差不齊,多數偏低,其它學科的基礎知識掌握的較少,非常不利于專業課程的教學。另一方面,由于許多專業的基礎課程都是電工電子技術,但所用的教學大綱沒有側重點,基本相同,這使得因材施教很難實施。最重要的是,許多學校對這門課程的實踐性缺乏重視,許多實驗課程、實習教學都沒有落實,多數只注重形式、忽視內容,學生參與實驗和實習前后的操作水平沒有實質性地提升,考試只注重理論知識,對實際操作能力要求較低,考核機制不完善。此外,在學生就業方面沒有相關政策支撐,多數學生畢業后不會從事專業相關的工作。
1.2學與教的關系不融洽
學生和老師都明白學好這門課程的重要性、必要性、實用性,但是由于學與教的關系不融洽,老師和學生只是將這種重要性放在思想層面,沒有實際做為。這種不融洽主要表現為:學生想學但不知道怎么學,老師想教但不知道怎么教。許多學生只是知其然不知其所以然,經常翻閱課本和筆記,但遇到實際問題還不知道怎么解決。老師只是按部就班的把課本內容講完,不了解學生的理解程度和接受水平。雙方基本處于盲學盲教狀態,對彼此不了解。除此之外,某些學生對自己的學業不重視,學習自覺性較差,只為能在畢業之際拿到文憑,而某些老師只是在機械地完成自己的教學任務。
1.3教學環節沒有做到位
首先是沒有很好的掌握教學內容的深度和廣度,如對概念公式進行過多探討、不能根據專業挑戰教學內容的側重點。其次是教學內容多重視理論性知識,對實踐技能的培養較少,缺乏新理念、新成果、新技術的引入。再次是教學方法比較單一,多是沿用“黑板+粉筆”的傳統模式或簡單的演示,學生積極性不高,并且不利于知識的理解和掌握。第四,對教學目標、課程定位不明確,教學不是定位在學員的具體應用能力上,而是只關注課本知識的教學。最后,教學觀念落后于市場需求,不能以學生的就業為目標。
2提高電工電子技術課程教學效率的有效策略
2.1轉變教學觀念,明確學習目標,調整教學內容
職業教育具有學歷教育和任職教育的雙重屬性,應以學生就業為目標,以培養學生動手操作能力和解決實際問題的能力為側重點,培養能滿足崗位需求的技能型人才。每位授課教師都應該清楚知道這是教學的最終成果,是學生接受教育的最終目的。校方在安排教學課程體系的設計上要將培養學生解決問題的能力做為重點,讓學生掌握電工電子技術技能;改變以往單一的考核方式,提升學生的綜合素質;從多維度考察教師的教學效率,合理安排各方面的權重,提高再教育機會,提升教師專業素養;整合教育資源,根據專業的不同選擇電工電子技術課程的特色教材,有側重地選擇,優化調整教學內容,及時加入新理論、新技術、新工藝、新裝備、新材料等前沿內容,突出職業能力的培養。在實際教學中,必須兼顧電工電子技術的課程體系和崗位任職需求的實踐邏輯,充分落實教學的針對性、實踐性、前瞻性要求。以學生已有的科學知識、實踐經驗、現實需求為基礎,以滿足社會崗位需求為基本目標,以崗位發展和晉升為延伸目標選擇教學內容。因此,職業教育機構及相關的教育工作者應該將電工電子技術課程的作用定位為“服務”:為學生學習其它專業課程服務、為學生畢業后從事專業技術崗位服務,是整個專業的理論基礎和技術基石,必須牢固建立。鑒于此,電工電子技術課程的教學必須因材施教,強調理論聯系實際,激發學生的學習興趣,加強實踐性教學環節,讓學生多操作、多動手,提高學員解決實際問題的能力。
2.2靈活選擇教學方法
科學合理的教學方法是達到最有效教學效果的保證。為了激發學生的學習興趣,發揮學生的主觀能動性,讓學生自覺學習,教師要學會選擇最適合自己以及學生的教學方法,順利實現教學目標。課堂的主體不再是老師,傳統的知識傳授型或者被動傾聽型的教學方法已經不適應當今的教學環境,而應該把學生做為教學課堂的主體,教學方法應該轉變為思維激勵型或主動探索型,由被動接受改為主動發現。根據不同的教學內容和教學目的選擇不同的授課方式,如:演示法的成功運用,既能夠節省時間,也能使學生容易理解知識點;啟發式教學能夠使學生產生強烈的求知欲,達到理論實踐一體化。因此,要在教學中努力了解學生需求,搞清楚學生的困惑點、知識盲點,這樣才能對癥下藥。在課堂上可以創設教學情境,讓學生分組討論,加強師生互動,教師引導,學生為主體,提高學生對問題的分析能力和表達能力,使學生更好更快地掌握學習內容。采用主題課堂模式,讓學生自己講解課程內容,教師做補充,提高學生自主學習能力,充分了解自己在學習中的短板并改進。
1.要修正電工電子課程的教學計劃
這是實施一體化教學的前提。根據培養目標,我們將學生所學專業的相關知識和技能分解成若干個課題,每個課題依據不同知識點又分成若干個子課題,每個課題都有具體理論和技能要求。通過實際教學的檢驗,這樣的教學過程不再是單一的學科教學,而是瞄準目標、圍繞課題的一體化教學。
2.電工電子教學場所需要一體化
這是實現理論與實踐一體化的基石。要實施一體化教學,就必須具有既能滿足理論教學又能滿足實訓教學的實訓場地,所以建好校內實訓基地是實施教學的保證。為了實現一體化教學,建議專門配備一體化教學教室,爭取做到一人或者兩人一臺實訓裝置。需要電力拖動實訓室、電工電子實訓室、PLC實訓室、常用機床故障排除實訓室、自動化控制實訓室等,理論和實訓環節都在一體化教室完成。
3.電工電子專業教師的師資要一體化
這是實施一體化教學的關鍵??梢越M織理論教師節假日到工廠參觀見習、頂崗鍛煉,讓其彌補操作技能的不足;組織實訓指導教師參加各類培訓考試,以提高其理論水平;組織專業教師積極參加參加本專業各類技能競賽,促其成長,通過培養進一步提高專業教師的技能和理論水平。
4.使用的電工電子的教材要一體化
這是實施教學的理論精華。依據中等職業學校電工、電子類教學大綱及職業技能鑒定標準,按照科學性、針對性、實用性的原則,同時教材中要體現教學過程的連貫性,實訓階段目標的漸進性,各實訓階段要有明確的實訓目的、任務、內容、方法和考核等級等要求進行選編。
二、理實一體化教學應該注意的問題
理實一體化教學方式在電工電子課程教學過程中雖然提高了學生的操作能力,但是在實際理論教學中還需要注意理論和實際進一步結合,還應注意學生重視實踐不注重理論的情況,不僅沒有把基礎知識學透,還會造成所學知識遺忘。
一、引言
電氣工程訓練是我院面向工科非電專業及大文科專業開設的一門公共實踐課程,學習的主要內容就是安全用電常識和基本的電工電子技術知識及實踐操作技能。
二、實踐教學的現狀和改進措施
(1)實踐課程簡介
根據專業的不同,電氣工程訓練有兩個教學模式。對于工科非電專業,開設電氣工程訓練A,共40學時;圍繞三相籠型異步電動機的控制,訓練工科學生一些簡單的電氣控制方法、控制手段,使之理解電氣控制方面的基本知識和操作技能,了解電氣控制在工程中的應用。對于大文科專業,開設電氣工程訓練B,共40學時;通過室內照明電路的設計、安裝、調試與檢修實踐,讓學生懂得安全用電,學習常用電工工具和儀表的使用,掌握最基本的電工技能。
(2)實踐教學存在的不足之處
從近三年的教學實踐過程看,存在的不足之處有兩點:
第一,教學內容不夠充實,學生做起來前緊后松。為期一周的電工訓練,前三天的實踐內容是理論教學和基礎實踐;后兩天的內容是創新設計,占用時間偏長。
第二,教學實踐內容和現代生產實踐結合度不夠,電工電子技術含量偏低。電氣工程訓練A的實踐內容是交流電動機的交流接觸器控制線路;電氣工程訓練B的實踐內容是照明電路的安裝實踐,在電路中用的是電感式鎮流器。在科技發展日新月異的今天,這些電路已不是最常用的電路了。
(3)實踐教學改進措施
針對在電氣工程訓練中存在的現狀,對原有的實踐教學內容進行提煉和整合,在電氣工程訓練中增加電子產品制作的內容。對于非電專業的學生,可以選擇制作一些和已有的實踐項目相關且簡單實用的電氣產品。參加電氣工程訓練A的學生,可以選作PLC控制器;參加電氣工程訓練B的同學,可以選作電子鎮流器。學生在電工實踐過程中,通過對電氣產品的研制、組裝和調試的親身體驗,了解電工電子技術的應用,探知最前沿的科學技術,推進實踐教學和現代生產實踐的緊密結合。
三、實踐教學改進后的實施方案
(1)實踐教學內容
電氣工程訓練實踐經過改進后的教學內容可概括為四個教學環節、六大教學模塊。四個教學環節包括理論教學、基礎實踐、創新設計和產品制作;六大教學模塊包括元器件認識、工具儀表使用、電路原理和電路設計、線路板制作、組裝和配線、調試和檢修。
在教學實踐過程中,六大教學模塊的實施是滲透在四個教學環節中完成的??梢钥闯觯碗姎夤こ逃柧欱相比,電氣工程訓練A的電工電子技術信息含量大、實踐操作難度高。
(2)教學實施方案
教學內容的難易程度以及時間安排不是一成不變的,在教學過程中需要把握三點:
第一,理論與實踐相結合。理論教師在理論教學環節主要講解安全用電常識、元器件認識與檢測、電氣原理圖識圖、實踐操作技能四方面知識。脫離實踐操作的理論知識不用講,和實踐操作聯系不大的理論知識要少講。通過理論教學,學生可以運用掌握的理論知識指導自己的電氣工程實踐,這才是理論教學的真正目的。
第二,因材施教。專業不同,采用的教學方法和教學手段就不同,講授的教學內容也不同;專業相同基礎不同,教學內容的側重點就不同,對三表學生要突出應用能力和實踐技能的培養,對素質高、學習能力強的學生要進行精英培養。
第三,課內教學與課外活動相結合。對于參加電氣工程訓練興趣高、產品制作有獨到見解的學生,教師要積極引導,把課內教學內容和學生課外科研活動、素質教育活動有機結合起來,并給予必要的指導。
(3)激發學生興趣的方法
為了更好地完成教學任務,實現預期的教學目標,要充分調動學生參與實踐的主觀能動性,激發學生的興趣和培養創新意識。
第一,確定靈活、直觀的教學方法。在理論和實踐教學過程中,結合板書、多媒體課件及實物展示等教學手段,采用演示教學和漸進式啟發教學相結合的教學方式,在激發學生興趣、培養自學和獨立思考能力等方面下功夫,使教學效果不斷提升。對于基礎實踐項目,主要以演示教學為主,通過演示教學,學生把容易理解和接受的感性知識上升為可以指導自己實踐操作的理性知識。對于創新實踐項目,主要以漸進式啟發教學為主。通過啟發教學,開闊學生的思路,培養同學們獨立完成實踐項目的能力。
第二,采用不同的考核標準。在教學過程中,要根據不同專業、不同基礎的學生,調整實踐項目在量和質上的要求,制定相應的考核標準,讓每個學生都能體驗到完成實踐項目的成就感,激發學生的學習興趣。學生有了興趣,教學目的就容易達到了。
第三,實行多方位的獎勵制度。在基礎實踐環節,可以把一個班級分成幾組,組和組之間比賽,哪個組完成的又快又好,哪個組就有額外加分,并把名次寫在黑板上。這樣就能激發學生之間團結合作、協同作戰的意識和動力。在產品制作實踐環節,可以把課內教學和課外的素質教育活動相結合,給成績優異者頒發獲獎證書和獎金,鼓勵學生參加科研活動。
四、結語
在電氣工程訓練的教學實踐中,我們本著與時俱進、勇于創新的精神,不斷提煉和整合實踐教學內容,著重培養學生的團隊精神、工程實踐能力和創新意識。學生在實踐過程中,通過對電工電子線路和電氣產品的設計、組裝和調試的親身體驗,了解電工電子技術的應用;探知最前沿的科學技術,增強求知欲望,培養自我發展的能力。
參考文獻
目前,我院的“電工電子技術”課程實訓設備由于資金短缺,使用的仍然是十幾年前購置的設備。隨著新知識、新技術的不斷涌現,原有的實訓設備已經遠遠跟不上時代的步伐,理論知識和實踐操作相脫節。
1.2理論教學時間和實訓教學時間比例、關系密切度安排不合理
受教學大綱規定所限,“電工電子技術”課程學時較少,但是課程內容信息量涵蓋很大,這就要求教師在較短的時間內,既要完成該課程的基本理論教學,又要在實訓中更好地運用本課程的相關知識,無形中就加大了教師的工作難度和工作量。傳統教學模式下都是重理論、輕實踐,導致學生在實踐中甚至不知道如何下手,以致于不能完成練習任務,沒有很好地把理論和實訓的課時時間安排緊密結合。
1.3教考分離,不利于提高學生的學習積極性
傳統的教學模式下,采用期末考試理論統一閉卷考試,學生就等著期末考試前一段時間任課教師給畫畫范圍,臨時抱佛腳,背一下,就能及格了,嚴重挫傷學生學習的積極性,對平時上課教學秩序和教學質量的提高沒有幫助。
2“電工電子技術”課程教學改革措施
2.1整合教材,降低理論教學難度
“電工電子技術”課程無論采用哪本教材都會存在不可避免的局限性,因為教材是靜態的,理論性太強,概念、公式、原理都很抽象,學生理解起來很費勁。為降低理論教學難度,筆者首先對教材進行整合,把教材按照所講內容分為強電和弱電,各占一個學期時間進行講述。其次,在保證課程重、難點清晰明了的情況下,盡量保證照顧到高職學生的特點,使課程內容更加簡單化:盡量去弱化不實用又難學的器件內部結構知識,重點放在電路的外特性及其應用上;刪除一些煩瑣的理論推導,對一些公式、定律直接給出結果,便于學生接受新的知識;保證課程內容前后連貫的前提下,調整課程內容安排次序,刪除后續課程重復的內容和添加對后續課程有用而教材中又缺少的內容。
2.2綜合運用多種教學手段,提高教學效果
第一,興趣導入法。筆者在教學過程中非常重視對該課程緒論部分的教學,緒論課結束后通常會用2個課時的時間帶領學生們參觀該課程所用的所有實訓室,讓學生身臨其境,自由提問,為以后的教學做好鋪墊。第二,情境教學法。在課程教授過程中,筆者通常會根據教學內容創設一定的教學情境,比如讓學生結合家庭用電,計算一下電費的問題。講到放大電路的時候,結合多媒體上自帶的麥克風,講述電路的放大原理,帶動學生的學習熱情。第三,多媒體教學法。多媒體教學擁有傳統的教學手段所無法比擬的優點,能將抽象、生澀、陌生的知識直觀化、形象化,并且可以增大信息量,有效擴展課時容量。再加上配上逼真的音效,可以活躍課堂氣氛,加深鞏固教學內容,使學生感受到學習的喜悅,寓學于樂。
2.3實驗教學內容改革
根據現有教學大綱安排,“電工電子技術”現有的實驗課課時少,內容多是一些驗證性的實驗,嚴重挫傷了學生的學習積極性。筆者在教學過程中,注意增加一些設計性的實驗,減少一些驗證性的實驗,和實訓室溝通,建立了相應的規章制度后,成立了電學開放式實驗室,學生可以帶著問題隨時到實驗室,或驗證理論的正確性,或進行一些創新性的實驗,這顯著提高了學生學習該課程的熱情和主動性。另外,筆者還建議學生們開展課外興趣小組,比如開展一些電子小制作、電路板的焊接、小家電的維修等,以點帶面,全面提升學生的學習興趣。