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电工基础实验教学改革的探讨


  [摘 要]为改变我国的高教界较为普遍存在的实践性教学环节薄弱的问题,本文采用按基础实验设计性实验、综合性、研究性实验分层次教学;实施以教师为主导、学生为主体的开放性实验教学方法;建立融实验、科研、生产于一体的实验教学新模式;建立以培养学生创新能力为核心的实验室。提高学生学习兴趣和实际动手能力,引导学生树立探索、创新和敬业精神。
  [关键词]电工基础实验 分层次教学 教学方法 实验室
  一、引言
  近几年,我们结合教学、科研和现有的条件,对电子信息科学与技术、应用物理学、电气工程及其自动化专业部分学生开放了实验室,开展了设计性实验、综合性、研究性实验。我们的宗旨,是改变我国的高教界较为普遍存在的实践性教学环节薄弱的问题,激发学生富于理想,勇于追求,提高学习兴趣和实际动手能力,引导学生树立探索、创新和敬业精神。
  二、按基础实验、设计性实验、综合性、研究性实验分层次教学
  我们将实验内容划分为5个实验单元,分别是基本电路实验、变压器实验、三相交流异步电动机的控制实验、机床的控制实验、可编程控制实验。每个单元又由几个实验项目所组成。从而实现了按基础实验、设计性实验、综合性、研究性实验分层次教学。各个层次的教学内容、教学方法、教学手段及培养目标分别是:
  1.基础型实验的教学目标,主要是培养学生正确选择、合理使用仪器、仪表、设备和元件以及实验电路联接、实验数据记录与处理等方面的基本知识和基本实验方法与技能,采用理论授课与实验基本训练相结合的方式。
  2.设计型实验教学目标以培养学生根据实验任务要求,独立设计实验电路原理图,拟方案,并完成实验任务为宗旨,要求学生掌握单元电路的设计能力,采用实验为主、授课为辅。
  3.综合型、研究型实验,应用电工理论和现代电工测试技术进行研制实验。三相交流异步电动机的控制实验、机床的控制实验教学过程中采用学生自学、自研为主,教师指导为辅的方式,让学生尽可能独立地主动完成实验教学内容。
  三、实施以教师为主导、学生为主体的开放性实验教学方法
  1.讲授方式由灌输式改为启发式、讨论式。在实验之前,老师提出实验任务、预习要求和思考题。学生根据教师的要求和教学参考资料进行预习,并完成实验。
  2.学生在做实验中遇到了问题,老师引导学生先观察现象,为什么会这样,学生通过自己动脑筋,与同学讨论找到解决问题的方法。
  3.在每次实验之间,对上次的实验情况作简要的回顾小结,尤其是要给予学生实验中的闪光点进行鼓励表扬,对存在的问题主要问题进行提问讨论,其启迪效果十分明显。
  四、建立融实验、科研、生产于一体的实验教学新模式
  电工基础实验课程的改革以实验室做实验为主,以学生参加老师的科研项目、学生到工厂去参观为辅的实验教学新模式。其特点表现为:
  1.让学生参加老师的科研项目、让学生到工厂去参观、学习。学习不是由教师把知识简单地传递给学生,而是由学生自己建构知识的过程。在实践中,学生不是简单被动地接收信息,而是主动地建构知识的意义,这种建构是无法由他人来代替的。在学习过程中,一方面,学生要利用原有的知识结构同化新知识,赋予新知识以某种意义;另一方面,要顺应新知识,对原有认知结构进行改造与重组。通过自主学习,学生进行知识意义的主动建构。在学习过程中有利于发挥学生的主动性、积极性,有利于学生的主动探索、主动发现,有利于培养学生的创新精神、提高学生的创新能力,有利于创造型人才的培养。
  2.根据工厂生产的实际情境中确定某个"真实问题",组织学生围绕给定的问题进行学习和探索。在电工基础实验课中给学生布置"真实问题"的探究情境,有利于提高学生对知识的综合运用能力。比如,在电工学实验中,所采用的真实问题是:根据铣床工作台的运动,完成电气控制电路的设计。接到老师布置的"作业",学生就开始查阅相关资料,了解电气原理图的设计方法、步骤。按运动要求设计电气原理图,并接线实现电机的控制,学生通过自己设计、接线,从理论到实践,每个环节都弄懂了,效果明显。
  五、建立以培养学生创新能力为核心的实验室
  为学生独立从事实验自主获取实验知识,我们引进了具有可靠的人身设备安全保障的电工基础实验平台,电机拖动实验平台。
  1.电工基础实验室
  电工基础实验室,电类专业基础实验是电类专业和物理类专业都必须开设的基础实验课,主要是培养学生的基本实验技能,让学生了解基本电工实验理论、数据处理知识、实验规范、实验方法、学会常规实验仪器与装置的使用,编写实验报告,熟悉典范实验的原理、方法及实验过程,并能从事简单的电子产品设计、制作和调试,为后面电类专业实验及电子研究开发打好基础,该类实验室应重点建设。
  2.开放性实验室
  开放性实验室,是供全校电子技术爱好者课内外进行基本电子技能锻炼的场地,是实现创新能力初级阶段训练。开放性实验室虽然是面对全校学生开放的,但是实际使用最多的还是电类专业的学生,为电类专业的学生提供一个课外专业实践研究场所,可以大大提高学生的实践能力和创新能力,它实际上是专业基础实验的补充和提高,该类实验室应该配备多套常用基本电子仪器设备。
  3.科技创新实验室
  科技创新实验室,是学生从事电类技术应用研究、创新开发的场所。它可作为有关专业科技创新小组的活动基地,实现创新能力中级阶段训练。该类实验室规模不一定要很大,但要配备多类电子仪器设备,如基本电子仪器设备、高频电子仪器设备,单片机开发设备、微型计算机等,以满足不同研究方向的学生使用,科技创新实验室最好由学生自主管理。
  六、结论
  通过对我校学生进行教学实验,在对学生期末成绩和调查的分析可以看出,在现代教育技术理论的支持下,组建新的教学模式并将其应用于课堂教学,容易实现理论与实验的有机结合,为学生提供了自主获取知识、独立从事实验的优越开放式实验手段和环境,满足了量大、面广和人才培养的实验教学的需要。
  参考文献:
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  [5]李方名.电子设计自动化技术及应用[M].北京:清华大学出版社,2006.
  基金项目:2007年湖南省自然科学基金资助项目07JJ5067;2004年湖南省教育厅基金资助项目04C627;2004年湖南省湘南学院基金资助04Z014。
 
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