時間:2022-02-08 13:58:30
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[關鍵詞]教學管理;開放式電子實驗教學;模塊設計
高職院校實驗實訓教育管理信息化建設,可以有效提高實驗實訓設備的利用率,規范實驗實訓教學過程,拓展實驗實訓教學空間,提升職業院校的辦學水平?,F有職業院校實驗實訓管理系統,主要面向實訓室管理人員和實訓指導教師,‘缺少對職業學校教學質量評估方法及教學管理規范的研究,特別是沒考慮校企合作下的實驗、實訓、實習項目管理,不能按教學評估要求匯總信息提供真實可信的報告供教學行政部門及上級主管單位評審。同時該系統是一個網上教學管理系統,強調學生的主體地位,凸顯學生在高職電子實驗課程學習中的主動性,為解決實驗室管理人員的日常工作繁重問題,實現無紙化辦公,提高工作效率,提供了可借鑒的平臺。
一、系統功能概述
高職電子實驗教學管理系統,具備五個方面的功能:1)學生自己網上注冊、登錄功能;2)學生自主進行實驗預約功能;3)學生隨時隨地利用電腦進行在線學習的功能;4)生成、提交實驗報告的功能;5)老師對學生的實驗報告進行評分、學生查詢實驗成績的功能。
二、系統模塊設計
系統設計中將電子實驗教學管理分成三個模塊:教師模塊、學生模塊、實驗員模塊。如圖1所示,每個模塊都有詳細的功能設計,在形式上是相互獨立的,而在功能上相互依存。實驗教學主要通過上傳理論指導資料來實現。由于是網絡教學,指導資料的形式可以采用多種形式進行,譬如視頻演示實驗步驟,動畫演示實驗原理等。教師與學生之間的交流更多的是通過數字信息流的形式,因此要求教師在教學形式上做大量的改進。在線輔導通過網絡通訊工具QQ,與學生一對一或者一對多的方式進行實時輔導。教師對學生的實驗報告進行評分,直接從系統中抽取學生提交的實驗報告,批閱后在記分欄內給出分數。
(一)學生模塊
學生模塊的功能有:注冊登錄、實驗預約、在線學習、自由討論、實驗報告。圖3學生模塊流程圖1)注冊登錄和在線學習。注冊和登錄,是進入電子實驗教學管理系統的第一個環節。教師和實驗員的用戶名是特定的,不需要再進行注冊。學生注冊時要求輸入學號、姓名、班級、專業等信息。這些信息在學生提交的實驗報告中都將顯示出來。登錄成功并進入實驗界面時,系統根據登錄信息對數據庫進行操作,從用戶信息表中查找該用戶的相關信息,并反應到實驗界面。這樣能方便教師對學生信息進行辨認和管理。學生登錄系統后在列表中選擇要預習的實驗題目,在線進行實驗前的預習。2)實驗預約。實驗預約模塊是為學生和實驗管理員設計的。實驗員將近期內可做的實驗在網上,學生提交預約意愿,實驗員收集到足夠的預約信息后,對實驗人員及對應的實驗時間、實驗地點進行安排,上傳安排結果,學生通過系統了解到實驗安排的情況。學生在系統內進行實驗預約,保證了學生選擇實驗題目、實驗時間的充分自由。3)實驗報告。實驗報告的模式已經由系統定制好,學生只需填寫相應的內容,提交時自動生成實驗報告。在實驗報告中,學生需要填寫表格的數據及計算結果,討論并回答實驗檢測題,寫出實驗結論。進行完上述的數據分析和計算后,實驗結論、實驗討論分析等內容由學生手工填入至實驗報告的相應位置,在確認實驗報告各項內容都完成后,將實驗報告上傳。即完成了本次實驗的實驗報告。4)自由討論。自由討論這項功能則通過網絡通訊工具來實現。本系統中主要是利用班級QQ群和群空間進行群內討論與交流,討論的主題圍繞實驗展開,目的是加深對知識的理解和擴展知識面。
(二)實驗員模塊
實驗員模塊的功能:實驗安排、器材管理、實驗指導。1)實驗安排。根據學生預約的情況,實驗員對實驗學生人數進行控制。由于在學生進行預約時,學生能夠了解到其他同學已經預約的情況,在預約時不會導致在某一個時間段人數超員的情況。實驗員需要做的是對具體時間和具體實驗人員的統一安排。2)器材管理和實驗指導。實驗室器材的管理和每個學生做實驗的實時指導都由實驗員來完成。這就要求實驗員具備有過硬的理論知識和實驗操作技能。
三、總結
1 電工電子實驗教學存在的主要問題
1.1 實驗中存在不安全因素
電工電子實驗中所使用的設備、儀器儀表和電子元器件較多,如果不能正確使用,容易造成損壞;另外,實驗中提供的電源是220 V的市電,遠高于36 V的安全電壓,如果操作不當,容易造成觸電事故的發生。中職學生的紀律觀念相對淡薄,在實驗教學過程中很容易出現上述問題。
1.2 實驗內容陳舊,方法單一
目前在大部分中職學校,電工電子實驗教學仍從屬或附屬于理論教學,實驗內容陳舊,脫離現代科學技術發展的實際,有些經典實驗沒有發展創新,不具新穎性。如單級放大器實驗,就是孤立的一個放大電路,對放大信號是否失真,只是簡單地用示波器觀察波形。在實驗方法上,傳統電工電子實驗主要是驗證性實驗,實驗過程中不能結合存在的問題主動思考,只是機械地按部就班地連線、測,片面追求數據的正確,不注重實驗全過程,對一些基本問題缺乏理解。更有一些學生存在應付心理,抄襲或偽造實驗數據。這種方式嚴重影響了學生分析問題和解決問題能力的培養,缺乏獨立思考和積極主動性的訓練,起不到應有的作用。
1.3 實驗考核方式不合理
電工電子實驗教學的考核主要是實驗報告和實際操作兩種方式,但目前存在的問題是中職學生自覺性不高,實驗報告僅僅是抄抄實驗步驟和實驗數據,存在嚴重的抄襲和弄虛作假現象。另外,由于學生多,實驗指導教師少,很多學校甚至對實際操作能力不予考核。這樣就不能真正了解學生的學習情況,不能公平公正地對學生的實驗能力作出評價,學生的實際操作能力也就得不到提高。
1.4 學生實驗興趣不高
不少學生還習慣于在基本概念和理論上下工夫,不清楚技術理論與實際工程應用的結合,實驗操作不夠主動投入,常常向實驗教師提出做這個實驗到底有什么用等類似的問題。在實驗過程中學生只注重實驗內容的完成,不能理解掌握元器件參數識別、性能測試、選用,對電子測試儀器的使用要求、性能參數、使用領域,不熟悉常用電子單元電路的原理、調整方法與性能測試。常常是為做實驗而做實驗,實驗時只測得幾個數據,在開始新的實驗項目時還要從頭開始。
2 加強電工電子實驗教學的思考
和實踐
2.1 嚴格實驗管理,培養良好的實驗習慣
實驗教學不僅僅是培養學生職業知識、職業技能的重要環節,也是加強學生職業規范和行為訓練,培養良好實驗習慣的良機。通過電工電子實驗,學生可以掌握基本的操作流程,了解實驗中的安全注意事項,有利于養成認真仔細的習慣。教師在實驗教學中必須制定完善的實驗管理制度,用紀律約束學生,落實安全和設備使用責任制。實驗前,教師首先要強調實驗紀律,講解試驗中應注意的安全問題。實驗過程中,凡是發現破壞實驗設備、不愛惜實驗器材、不按規范操作的情況,要及時制止并對相關人員進行嚴肅教育。實驗結束后,設備如果出現故障或丟失,儀表和電子元器件不能按時交回等情況,教師可根據相關記錄追究相應實驗小組的責任。
2.2 更新實驗內容和方法,增強實驗效果
隨著電子技術的巨大發展,實驗教學方法和內容的創新迫在眉捷,迫切需要在教學中增加一些綜合性和設計性實驗,采取切實可行的適合中職學生的實驗教學方法,加強實驗和生活實際的聯系,借此提高學生的動手能力和學習的積極性。如在進行單級放大器的性能測試時,教師可讓學生對收音機的中放電路進行測試,通過收音機的聲音的變化,使學生對放大器的性能有一個感性的認識。
在實驗方法上教師應根據理論課教學計劃和電工電子技術發展趨勢進行調整,增加一些綜合性實驗,如開設音頻功率放大器、波形發生器、交流穩壓電源等實驗,這些綜合性實驗可以覆蓋模擬電路的靜態工作點、單管放大、低頻振蕩電路、運算放大器、濾波器等內容,增強實驗的實用性、功能性。為了增強實驗的趣味性,可以多向學生介紹一些有趣的電子產品,對一些經典實驗做些變化,加入一些能觸動學生學習興趣的元素。
2.3 運用現代化教學手段,增強實驗教學效率和效果
將多種現代化手段綜合運用于實驗課堂教學。通過在實驗室配置一臺計算機和投影儀,教師可以有選擇地播放實驗講義和實驗演示,并在關鍵的地方重復演示實驗步驟或者進行實物演示,這對于某些操作繁雜的實驗演示是非常方便的。學生在做實驗時如忘記了實驗內容,還可再次觀看實驗演示,這樣既減少了教師的重復勞動,又加深了學生對實驗內容的理解,直觀而且形象。通過數碼相機將實驗儀器、實驗箱拍攝成靜態圖像并保存為計算機中的BMP或JPEG格式的圖像文件。利用攝像機將實驗教師的課堂講解和實驗演示記錄為動態視頻并保存為計算機中的MPEG媒體文件。使用PowerPoint、Authorware、Director、Flash等多媒體制作軟件將得到的圖像、視頻資源制作為實驗教學演示課件。
2.4 改革實驗報告寫法和考試、考核方法
實驗報告是學生對自己所做實驗的總結,重點強調對實驗原理、實驗過程中問題的變化、分析,多寫對實驗的體會,對不成功的分析、討論和解決問題的方法,而不過于強調實驗報告格式的統一、內容的多少和數據的準確性。
在考核方法上,電工電子實驗是以平時的訓練來培養學生的動手能力和實踐能力的課程,學生的實驗能力主要體現為對實驗原理的理解、現象的觀察、問題的處理、數據的分析處理等方面,所以對該課程的考核不應只注重實驗結果,更應注重實驗過程,注重學生能力的提高。對電工電子實驗課程的考核應進行3次評分:一是現場評分,根據學生的預習,儀器使用的正確程序,實驗過程中的態度等給予評定分數;二是根據學生的實驗報告評分,根據其對實驗過程的分析、數據的記錄、數據處理、實驗結果分析與書寫情況評分,不要只簡單看數據準確與否;三是進行考核,期末考核可以采取試題抽簽方式,這樣既可以避免學生在操作考核中互相抄襲的情況,又可以督促學生全面掌握實驗項目。教師對3次成績進行總評得出實驗課程的成績,這樣可有效督促學生做好實驗。
3 結語
實驗實踐教學是中職教育的關鍵環節,是提高教學質量、培養中職學生實際操作能力的主渠道。搞好電工電子實驗教學,教師必須結合電工電子技術的發展、電工電子實驗的特點,通過嚴格的實驗管理,更新實驗內容和方法,努力提高學生電工電子實驗的積極性,不斷改革實驗考核方式等方面,切實提高教學質量,提高學生的實踐能力。
參考文獻
[1]關洪斌,王曉蘭.知識經濟時代實驗室改革與管理策略[J].實驗室研究與探索,2005,24(3):95-98.
關鍵詞: 電工電子實驗教學教學方法
電工電子基礎課程作為理工科高職院校的一門重要的技術基礎課程,知識面寬,實踐性強,對于滿足各專業學生對本專業高新技術設備應用與技術改造、專業技術研究量化分析和系統工程建立的需要有著重要的作用,是構成各專業人才知識結構與應用、創新能力最重要的要素之一。因而電工電子課程永遠是一門有待改革的“老”課程。如何選擇先進的教學內容和建構合理的課程體系,是該課程教學改革的核心和長期的課題。它的教學面向眾多專業,學生受益面非常廣,教學方法改革對各專業的人才培養至關重要。
1.靈活運用多媒體教學
傳統教學方式手段單一,大多僅用粉筆和黑板,學生感覺枯燥乏味,注意力常常不集中,講課效率低下。在介紹使用各種儀器設備使用方法的時候,教師借助多媒體進行教學,學生就能直觀、形象地了解,而不是聽得一頭霧水,找不到正確的使用方法。同時,教師也可以現場演示儀器設備的使用,使學生更直接地了解。但是,我們不需要把所有的實驗教學內容都做成課件,原來很簡單的一個知識或者學生很熟悉的東西,就沒有必要非得在屏幕上展示出來了。我們不能依賴多媒體,也不能簡單地認為“用了多媒體就是掌握了先進的教育理念,或使用多媒體的課一定就是好課”。多媒體效果如何,關鍵要看是否提高了學生的實驗積極性,是否提高了實驗教學的效果。我們應該恰當地使用多媒體,讓它畫龍點睛,更好地為電工電子實驗教學服務。
2.改革實驗教學方法
教師要堅持“感性認知超前化,原理驗證規范化,綜合設計自主化,開放實驗創新化”的實踐教學改革原則,改變以往實驗教學完全依附于理論教學的教育模式。實驗教學以原理驗證實驗為主,實驗按不同專業和不同類別學生的教學大綱要求,設置不同的實驗項目和教學內容;實驗教學中采用多媒體課件和圖片等多種現代技術,向學生展示電子技術在各個領域的應用,增強學生對電子技術的學習興趣;大幅度增加有利于培養學生實踐能力的綜合設計性實驗比例,推出有利于培養學生實踐與創新能力的開放性和選修性實驗,以及綜合與設計性實驗的“目標+環節+報告”考核方式。學生綜合與設計實驗能力包括資料收集、方案設計、軟硬件設計、裝配與調試、測試與優化、數據分析、報告撰寫等,實驗考核分項進行,統籌兼顧設計過程、設計結果、設計報告。
3.培養學生的動手能力
學生獨立或者合作進行實驗能培養獨立性、自主性、合作精神,使電工電子實驗教學成為學生質疑、搜集信息和處理、探究的實踐活動。在電工電子實驗教學過程中,我們要保證學生的安全。在強電實驗中,盡管我們一直強調關電源接電路等各種安全措施,但是,在具體的實驗過程中還是會出現短路的現象。比如在日光燈管實驗和電動機正反轉實驗中,短路現象和實驗臺的報警聲常常出現,以至于實驗不能順利進行下去,個別學生甚至于不敢打開電源運行電路。針對此類現象,在漏電保護器和實驗臺保險裝置的保護下,我們要求學生大膽動手,盡量完成實驗任務。高校的學生畢竟已經成年了,我們給他們一個寬松的環境,讓他們自己多動手多操作,而不是老師怎么說,他們就怎么做,這樣才能鍛煉他們的動手實踐能力。
4.允許學生在實驗過程中出現錯誤和缺陷
學生的天職就是學習,學生來上實驗課是希望能從實驗過程中學到一些他想學,或者學了對他很有幫助的知識。那么在學習的時候,他在某些方面的知識肯定還有很大的不完整性。因此,我們在平時的實驗教學過程中,在不違反實驗室安全條例和規章制度的情況下,允許學生在實驗過程中存在某些錯誤碼和缺陷。錯誤和缺陷往往能促使學生繼續思考或探討,讓學生自己去評價或全面思考自己的實驗。當然,我們要在必要的時候給予適當的提醒。問題出來了,我們才能去解決,才能去克服,相對于能順順利利地完成實驗,達到實驗要求的學生,在實驗過程中出現錯誤和缺陷的學生更有機會學習到更多的知識和解決問題的方法。而有的實驗指導老師在這個問題上的做法恰恰相反,不太愿意接受學生的不足,一旦學生在實驗過程中出現了問題,就會馬上提醒學生急剎車,或者阻止學生進一步動手,從而失去了很多真正挖掘學生才能的機會,也會使學生慢慢養成懶惰的習慣,讓學生的思維受到限制。
5.用電工電子實驗激發并提高學生學習理論課的興趣
興趣是一種特殊的意識傾向,是動機產生的重要主觀原因,良好的學習興趣是求知欲的源泉,是思維的動力。因此,如何在電工電子實驗過程中運用手段,結合學科特點,采用適當的方法激發學生對學習的興趣,是我們積極研究和探討的問題。比如,我們可以在日光燈管的實驗中,聯系生活現象,簡單地介紹判斷燈管好壞的方法,聯系環保節能,在提高功率因素的實驗過程中現場提問,加深學生對這個知識點的印象;也可以在擴音機電路的實驗中,在教室的講臺上放上音箱,讓完成實驗的學生能夠聽到從音箱里放出來的音樂,這對學生是一個激勵,也是一個肯定,能夠大大提高學生實驗的積極性;在搶答器或者計數器的實驗中,可以安排完成實驗的學生進行搶答比賽,讓學生體會到實驗的實用性。這樣能激發學生的濃厚興趣,更能激發他們的求知欲望,使他們對所學的理論課更有興趣。
6.準確地評定學生的實驗成績
關鍵詞:中職學校 電工電子實驗 教學改革
【中圖分類號】G638 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)02-0011-02
電工與電子技術是我校電類專業學生的專業基礎課,其實驗教學對鞏固學生的專業理論知識、培養學生觀察能力、動手能力、創新能力和提高學生綜合職業能力方面起著非常重要的作用,但長期以來,由于受傳統的實驗教學培養模式的制約,使得實驗教學難以起到相應的作用,不能滿足當前中職學校培養應用型人才的需要,因此必須對電工電子技術實驗教學進行改革,筆者近兩年來在這方面進行了一些嘗試,下面結合自己的一些體會談談電工電子實驗教學改革的一些措施和觀點。
一、傳統電工電子實驗教學的弊端
傳統電工電子實驗教學主要以配合理論教學為目的,在整,個教學的實施過程中,它處于“教輔”的地位,實驗課時較少,通常只占總學時的10學時左右,實驗也不進行專門的考核,實驗成績只占平時成績的一小部分或不計成績。實驗內容也基本上為驗證型實驗,通常是在教師講授完某部分理論知識后,學生按照實驗指導書上的操作步驟,在老師的示范下按部就班地進行電路連接、數據測量、填寫表格、書寫固定格式的實驗報告等。由于學生是在實驗結果已知的情況下進行實驗,實驗的目的就是為了驗證所學理論知識的正確性,因此在整個實驗中,學生的興趣點和注意力都集中在實驗的最后結果上,而對整個實驗過程以及實驗中所出現的現象并不關注,大多數學生根本不明白實驗為什么要如此設計,更不懂得如何去設計一個實驗方案,因此在開始另一新的實驗項目時一切又需從頭開始。同時由于實驗項目固定單一,實驗接線圖、步驟及所使用的實驗器材,儀表都已確定,學生很少需要動腦筋思考,造成實驗中學生自主操作的自由度幾乎為零,完全處于被動狀態,因此實驗難以激發學生的興趣,更談不上對學生創新能力的培養。另一方面,教師由于受到教學大綱和實驗課時的限制,無法根據每個學生的學習情況進行因材施教開展分級別的實驗教學。加上實驗設備數量有限,實驗中往往是兩人或多人一組,學生沒有足夠的動手操作機會,使之造成個別學生依賴和推諉心理,形成“實驗課來報個到,實驗中看一看,最后抄抄數據算完成”的現象,學生的實驗成績也難以反映出學生的真實水平,實驗教學難以達到提高學生綜合職業能力的目的。
二、電工電子實驗教學改革的思路和做法
針對電工電子實驗教學存在的弊端和目前中職學生現狀,我校嘗試對電工電子實驗教學進行以下改革。
1.獨立設課,單獨考核,以實驗引領理論教學
將電工電子實驗課獨立設課,單獨考核,自成體系,與理論課同步進行,加大實驗課的課時,提高實驗教學的地位,改變過去“先理論,后實驗”的教學方法,讓實驗引領理論教學,在具體的操作過程中,通常一個教學班的理論教學與實驗教學為同一個老師,這樣便于課程內容的安排與實施,實驗引領理論教學的重點在于通過實驗提高學生的學習興趣,增加學生的感性認識,從實驗中發現問題,引領學生在后續的理論學習中帶著問題學習,并嘗試找出解決問題的方法,做到實踐操作與理論知識相互滲透、相互融合。例如,在講授“整流濾波電路”這節內容時,過去的教法通常是先理論闡述整流、濾波的概念和波形的形狀,然后再用實驗驗證,學生通常對整流、濾波概念和波形感到抽象,難以想像,因此在理論學習中有一定的困難。實驗獨立設課后,學生通過提前完成整流濾波實驗,直觀地觀察到整流后輸出的脈動的不連續的直流電壓波形和并接濾波電容后變得連續平滑了輸出電壓波形,有了這些感性的認識,學生再學習整流濾波電路理論知識時就比較容易理解和掌握了。
實驗課單獨考核,提高了學生對實驗的重視程度,使絕大多數學生都積極主動地參與到每一次實驗中,一改過去“只看不做,抄數據”的現象,考核的方法和內容從一開始就向學生說明,考核注重學生的參與度和解決問題的能力,包括平時實驗教學過程中學生的表現、對待實驗的態度、實際的操作水平、運用知識、技能及應變能力、實驗完成后儀器設備的整理等??己朔绞讲捎梅峙?、分組的形式進行,邊做、邊問、邊答,每個學生的實際操作能力教師都非常清楚,因此從根本上杜絕了個別學生想抄襲作弊的心理??己说某煽兎譃閮炐?、良好、中等、合格和不合格幾種。為鼓勵學生學習的積極性和提高自信心,容許學生自己選擇考核內容,但考核成績相應降低一級。
2.重組實驗內容,分階段、分層次實施教學目標
以往的電工電子實驗內容是完全跟隨理論教學內容來確定的,通常是實驗中需要用到什么器材、設備,就和學生介紹這部分內容,學生通常只知其一,不知其它。例如學生在做完“直流電路中電壓、電流測量”這個實驗后,僅僅學會用萬用表來測量直流電壓和電流,而對實驗臺上直流電壓表、直流電流表使用就不得而知了,整個實驗內容的設計不能很好地開發學生的學習應變能力和創造性,極大地限制了學生素質的提高。為改變這種現狀,筆者在分析了學生的學習基礎的情況下,依據課程的教學大綱和電工電子實驗室整體的設備情況將整個實驗內容進行重新組合,把實驗內容分為:①常用儀器儀表的正確使用;②元器件的識別與測量;③基礎性實驗;④設計性實驗;⑤綜合性實驗五部分。根據學生的認知規律,由淺入深,循序漸進的原則分階段進行實施:
第一階段:以學會萬用表、交直流電流表、電壓、示波器、信號發生器、真空管毫伏表等常用儀器儀表的使用方法為教學目標,要求學生能靈活使用多種儀器、儀表對同一個電量進行測量。
第二階段:以學會常用元器件的識別和性能判斷為教學目標,要求學生會對元器件極性、管腳、性能的好壞進行判別。
第三階段:以完成一些基礎性實驗電路的連接和電路參數的測量為教學目標,加強學生實驗技能的基本訓練,使學生學會實驗數據記錄、處理,實驗結果分析、實驗報告書寫,培養學生嚴謹的,實事求是的科學態度和嚴肅的工作作風。
第四階段:以培養學生自主學習能力和創新能力為教學目標,安排一些設計型實驗。
第五階段:以培養學生綜合分析問題和解決問題的能力為教學目標。安排一些有難度的綜合性實驗。
考慮到學生之間存在的個體差異,因此在教學中實施分層教學,對于學習基礎較差的學生,只要求完成前三個階段內容,著重教會他們常用電子儀器、儀表的使用和常用元器件的認識和使用,培養他們規范的實驗操作能力,促使他們養成良好的實驗習慣和學習方法。而對于那些基礎較好、學有余力的學生則鼓勵他們在完成前三個階段教學內容后,嘗試完成第四、第五階段的內容。這部分學生根據自由組合的原則,兩人一組(一人一組也可以)利用課后時間根據實驗內容、自己擬定實驗方法、實驗步驟以及所需使用的儀器設備(期間老師只需檢查設計是否合理,適當給予提示),由學生獨立操作,完成整個實驗內容,最終寫出完整的實驗報告。整個過程以學生自主學習為主,教師只起引導的作用,充分調動了學生的學習積極性、主動性和創造性,對于培養學生的自主學習能力以及全面提高學生的素質起到積極作用。
3.加強安全教育,以“6S”管理標準要求學生
由于電工電子實驗通常會在220V、380V電壓的環境下進行,而中職學生的年齡偏小、好動,對電充滿好奇心,同時又缺乏安全意識,因此在整個實驗教學過程中,我們重點加強安全教育、嚴格要求學生遵守實驗室的規章制度,明確“安全用電”的重要性,樹立“安全第一,預防為主”的思想,提高學生的安全意識和事故預防能力和應急處理能力,確保實驗安全。同時為了培養學生良好的行為習慣和職業素養,實現校、企文化對接、塑造學校的良好形象,增加學生就業的竟爭力,在電工電子實驗室推行“6S”管理制度,以“6S”管理目標要求學生。
4.建立學生社團、有限開放實驗室、充分調動學生的學習積極性。
為了能有效地實施電工電子實驗教學的改革,實現預期的教學目標,我們在學生入學初期,就在全校范圍內吸引愛好電工、電子的學生參加電工維修社團和電子制作社團,并利用下午7、8節課的時間對學生進行理論知識和基本技能的輔導,通過讓學生制作一些具有實用性和趣味性的電路,以激發學生的學習興趣,對于制作過程中出現的問題,老師與學生一起分析,幫助引導學生找出解決問題的方法,逐步提高學生的維修技巧,同時鼓勵學生從身邊的小家電維修入手,吸引和帶動更多的學生參與到電器維修和電子制作中。學校每年還舉辦一次技能節,為有電器維修和制作特長的同學提供施展本領的舞臺,極大地提高了學生的自信心。為了給學生營造一個能充分動手的實驗,發揮其想象力、思維力和創新力的環境,我們利用課后時間,對實驗室實行了有限開放,在保證安全的前提下鼓勵、支持部分學生自主進行實驗探索,對促進學生的自主學習和個性發展起到了積極的作用。
結束語:
總結這兩年我校在電子電器專業嘗試的電工電子實驗教學的改革,深感教學改革任重道遠,如何在當前以課程改革為著力點的教學改革中進一步把電工電子這門實驗課程開好,使學生在經歷了電工電子實驗后,動手能力、創新能力和綜合職業能力有進一步的提高是一個值得我們廣大教師不斷探索和不斷完善的課題。
參考文獻:
[1] 張亞婷.基于提高學生創新能力的實驗教學改革.西安郵電學院學報.2008(3).
【關鍵詞】實驗室 電子實訓教學 管理 環境
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)24-0185-01
常熟高新園中等專業學校是一所中等職業學校,電工電子實驗教學中心經過幾年的實驗教學改革實踐,在實驗室建設、實驗教學、學生創新工程實踐能力培養和實驗室管理等方面都取得了一定的成果。學校電工電子實驗中心建設改革的目標為:強化基礎,突出實踐,面向應用,開拓思維,注重創新和提高素質,體現基礎性、時代性和先進性,促進學生知識、能力和素質協調發展,將學校建設成滿足人才培養目標的高水平、標準化、多功能和開放型電工電子實驗教學平臺,成為探索先進實驗教學方法與實踐教學改革的基地。
一 加強實驗室硬件環境建設
學校電工電子實驗教學中心承擔全校除人文和經管兩個學科之外的全部學科的電工電子類實驗和實踐教學任務,包括電工電子基礎實驗課、電工電子實習、電子類課程設計、開放性實驗和競賽培訓等實踐教學任務。為更好地滿足實驗教學任務,我校加強了實驗室硬件環境建設,新組建了多個實驗教室。
學校教師自主設計制作了51系列單片機開發板,EDA應用開發平臺,MSP430單片機應用開發平臺、電腦鼠標開發平臺、工業總線開發平臺、PLC開發平臺、嵌入式系統開發平臺、聲表面波器件應用開發平臺、太陽能利用應用開發平臺、智能建筑系統開發平臺、智能測控系統開發平臺和交通控制系統開發平臺等。為了使現有設備滿足教學需要,中心組織人員與企業合作,改進了實驗教學設備80多臺,自購元器件,擴展現有設備功能40臺。
二 改革實驗教學
1.課堂教學與網絡教學結合
學校制作了網絡實驗教學平臺。學生在該平臺上,可以獲得實驗教學大綱、實驗指導書、儀器使用課件、電子元器件手冊和實驗教學課件等教學資源,以便完成實驗預習。同時,教師要求學生在實驗預習后提交預習報告,作為學生實驗考核的一項重要指標,有效地保證了實驗預習質量。
2.電路設計實驗與電子設計技能培訓結合
學校增加了電子設計自動化軟件的課時。例如,在基礎實驗內容里為模擬電子技術等課程增加SystemView和Multisim等模擬電路設計仿真軟件的學習內容;在數字電子設計等課程增加MAX+plusⅡ和ISE等數字電路設計;在系統設計型實驗和大型創新實驗中加入了ProteIDXP、Proteus和CCS等系統聯調及嵌入式系統設計的軟件。這些內容拓展了實驗的深度和廣度,使學生真正掌握目前業界主流的“方案設計—軟件仿真—設計與制作—系統調試”設計流程,提高了學生的實踐能力。
3.實驗教學內容改革
實驗教學中心將實驗教學內容由原來的驗證型、綜合型和設計型實驗改革為由基礎理論與實驗技能型實驗、系統設計型實驗和大型創新實驗組成的多層次實驗教學內容結構。具體改革內容如下:
第一,基礎理論與實驗技能型實驗。該實驗是由中心原有的驗證型、綜合型和設計型實驗內容組成。這個層次的實驗主要完成學生電學素養、電路設計基本技能、電子儀器的使用、實驗操作等電學基本能力和素質的培養。
第二,系統設計型實驗。該實驗是在基礎理論與實驗技能型實驗的基礎上,綜合學生所學到的多個電學理論設計一個具有特定功能的系統,以培養學生綜合運用所學理論知識的能力、解決較為復雜的實際問題的能力,以及簡單電學功能模塊設計的能力。例如,利用集成運算放大器設計一個靜電測試儀,在這個系統中用到了集成運算放大器的多種基本電路設計,以及蜂鳴器、濾波電路等,最終實現了一個在實驗室測試靜電是否超標(如超標則發出警報)的系統。
第三,大型創新實驗。該實驗是將嵌入式系統、單片機、FPGA、DSP設計與電路設計相結合,設計一個復雜和智能的并具有實際使用功能的系統。這個層次的實驗由學生自主選題,自由組合。例如,分布式溫濕度控制柜系統的設計實驗涉及傳感器技術、單片機技術、PCB設計和制版、TCP/IP傳輸技術和控制原理等。
第四,綜合實驗考核方式。學校對學生的實驗教學效果考核采取網上實驗預習、動手能力現場測試、實驗報告和實驗后網上應用型考試相結合的形式;考核學生在實驗操作過程中能否主動搭建電路、查找問題和分析問題;防止實驗報告的抄襲;實驗結束后能夠主動回顧實驗知識和過程,將課堂教學內容進行復習和升華。
三 加強實驗室管理
關鍵詞:實驗室開放 管理制度 教學改革
工科院校是培養和造就高素質的具有創造精神的工程師的搖籃,經過工科素質教育,學生將具備開展基礎研究,采用新工藝和新技術,發現新現象,開發新產品和新材料的能力。工科院校開設的電工電子實驗課程,是實現這一目標的基礎,它的主要目的是訓練學生把抽象的理論知識和實際的電路實物緊密結合的能力。電工電子實驗是重要的工程實踐教學環節,對于強化學生基本訓練,增強學生工程實踐能力,加深學生理解課堂知識,培養學生動手能力和初步進行科研設計能力都有很重要的意義。為了進一步提高學生的實驗操作能力和思維創新能力,本文主要對電工電子實驗室實驗開放的教學手段、教學管理制度的改革作深入的研究和探討。
1 實驗室開放管理的目的
開放實驗室是指學校正式建制的各級各類實驗室,在完成正常教學、科研任務的前提下,利用現有師資、儀器設備、環境條件等資源,面對大學生、研究生開放使用。實驗室除完成正常的實驗教學以外,還可利用一切可以開放的時間和資源面向學生開放。
以前,學生做實驗時,都是由任課教師根據任課的章節來決定做實驗的內容和實驗時間,然后在規定的時間里帶領學生到實驗室做預定的實驗,學生按照教師的要求做實驗,缺乏思維,沒有創新性,另一方面,實驗室的資源在業余時間里也沒有得到充分的發揮。為了有效利用和挖掘實驗室資源條件,充分發揮實驗室在實施素質教育以及高新技術開發和科技成果轉化中的重要作用,為鼓勵支持學生在課余時間參加實驗教學、科研和各類社會活動,提高實驗教學水平,進一步加強素質教育,規范有序地做好電工電子實驗和其它實驗項目,實驗室必須進行現代化的開放性管理。
2 實驗室開放的主要任務
實驗室面向學生開放是高等教育培養創新人才、實現素質教育目的的客觀要求。實驗室開放不僅對學生技能訓練,而且對培養學生創新意識、創新精神和開拓能力具有重要作用。因此,電工電子實驗中心的各個實驗室要對學生進行課外開放,提高實驗室的開放率和開放內涵,最大限度地發揮教學實驗資源的效益。開放實驗室以開出跨學科、跨專業的創新型、研究型、綜合型實驗項目為主,吸引學生利用課余時間(或假期)到實驗室參加實驗、小制作、發明、創造活動,激發學生的動手能力和創新實踐能力,推動學生素質教育的深入開展。
3 進入開放實驗室的程序
學生個人、社團組織或興趣小組利用課余時間(或假期)進入開放實驗室開展實驗活動,進入開放實驗室必須進入開放實驗室的多媒體預約系統進行預約,并填寫《電工電子實驗中心開放實驗室申請表》電子文檔,填寫的主要項目有所在院系、專業、班級、姓名和實驗內容,由實驗室管理教師來確定實驗的具體時間安排學生進行實驗,實驗預約流程如圖所示。
學生進入開放實驗室應嚴格遵守實驗室的各項規章制度。首先,進入實驗室要進行考勤,有條件的可進行電子打卡考勤或直接進行簽字登錄。實驗時,要在實驗指導教師、技術人員的指導下,進行實驗活動,并認真撰寫實驗報告,對實驗項目的創新點、實驗數據采集記錄、實驗操作過程、實驗結果、收獲與體會等進行認真總結。實驗結束時也要進行考勤方可離開,實驗報告應由實驗指導教師或實驗技術人員簽字,和考勤登記一并作為對開放實驗室進行考核的依據。
4 要完善實驗室管理制度
實驗室是教學科研的重要基地,實驗人員必須樹立嚴肅認真、嚴謹求實、嚴守紀律的工作作風,實驗室要保持整潔和肅靜,要保證學生開放實驗的順利進行,必須有一套完整的實驗管理制度來保證開放實驗的正常運轉,具體情況如下:
4.1 開放實驗室的制度
實驗室要有一套完善的實驗室管理制度來約束學生實驗,為使開放式性實驗教學、科研活動能夠規范有序、順利高效地進行,特此制定以下管理條例:
(1) 開放性實驗室采用開放與管理相結合的模式,實驗室既要對學生開放,讓學生有較大的自由度在室內做實驗,又要進行必要的管理,保證實驗室安全有序。
(2) 開放實驗室由理論教學教師和實驗人員配合管理。理論教學教師主要負責對學生實驗作出理論指導,該實驗室的實驗員主要負責管理實驗室儀器、設備、低值易耗品的管理。
(3) 對于課題研究,實驗目的要明確,有完整的實驗計劃(包括實驗名稱,實驗目的,實驗簡單步驟,實驗方法等),計劃經理論教學教師批準后,提前一天以上按實驗所需儀器列好清單交給實驗室實驗員。
(4) 學生在實驗項目完成后,應向實驗室提交實驗報告或論文等實驗結果。實驗室應及時總結和交流工作,根據實驗情況寫出實驗心得。實驗室須做好成果收集和論文推薦發表工作。
(5) 開放時間一般為學生課余時間,不能占用正常的教學時間。
(6) 開放實驗室的設備的管理實行損壞賠償制度,對損壞的設備要登記,并按價格酌情賠償。
(7) 不得把實驗設備拿出室外。
(8) 開放實驗室實行登記制度,凡在實驗室內做實驗的師生應填寫相關登記。
4.2 開放實驗室的工作量
在開放實驗室指導學生實驗的實驗教師、技術人員,其教學工作量(不含正常教學工作量)由所在實驗中心負責人于每學期末對本學期工作量進行核算,報教務處實踐教學科認定,并由教務處將開放實驗室教學工作量按公共課教學工作量的管理方式核算到有關院、部,由有關院、部納入實驗教師、技術人員崗位津貼考核。業余時間(含假期)實驗工作量按正常實驗工作量的1.2倍計算。
4.3 開放實驗室的經費
開放實驗室于每學期末提前報下一學期進行開放實驗所需實驗消耗材料預算經費,經實驗中心主任核定后,報資產管理處物資材料科審核。資產管理處于每學期初將所需經費核撥到相應院、部,由院長、實驗中心主任或開放實驗室主任掌握使用。
學校定期進行開放實驗室評比表彰活動。表彰獎勵在實驗室開放工作中表現突出的先進集體。
5 提高指導教師的素質
學無止境,在培養學生實驗操作水平的同時,實驗指導教師也要加強自身的學術水平的提高。實驗指導教師要多參加有關學術交流活動,到兄弟院校取經,加強基礎理論、專業技能及信息檢索等方面的學習,拓寬知識面,注重培養創新技能,不斷更新知識和教育觀念,加強科研和工程背景訓練,科學地實施教學,提高指導學生電工電子實驗的能力,去適應新時代的實驗教育要求和發展方向。
6 結束語
21世紀是知識經濟大爆炸的世紀,學科交叉,專業互相滲透,高校培養出來的學生要適應新時展的需要,符合現代社會對人才的需求。怎樣進行電工電子開放實驗改革,才能使電類專業學生具備初級電氣工程師的能力與素質,使非電類專業學生具備寬厚扎實的電工電子技術理論知識和較強的實踐動手能力,這是一個值得大家精心思考、長期研究和探討的新課題,它應該在實踐中邊修改、邊完善。按照高校人才培養目標的教學要求,教師們應群策群力,實實在在把電工電子實驗這門課程開設好,使學生經歷電工電子實驗后,動手能力、工程實踐能力、創新能力和理論聯系實際能力得到進一步的鍛煉和提高,讓學生養成嚴謹、求實的科學作風,為今后從事專業工程技術工作和科研工作打下良好的基礎。
參考文獻:
[1]曾建唐.電工電子技術實踐教程[M].北京:機械工業出版社,2002.
[2]楊潔.高等院校可開放實驗教學初探[J].浙江師范大學學報(自然科學版),2003,26(3):414-415.
關鍵詞:考核模式;實驗教學;電工電子技術;教學改革與實踐
實踐教學是高等職業院校專業教學的重要組成部分,是實現“高素質、高技能”人才培養模式的重要保障。[1]電工電子技術實驗是高職電氣自動化和其他理工類專業一門必修的專業基礎課程,具有實踐性強的特點。課程的教學目標是通過實驗實訓項目的練習,提高學生的實踐動手能力和設計創新能力。
一、電工電子技術實驗課考核模式現狀
長期以來,電工電子技術實驗附屬于理論課程,受課程學時的限制,實驗內容和實驗時間都固定不變,實驗成績的考核也只是作為理論課程考核的平時成績,占總成績的比重很小,這種考核模式限制了學生創造性思維的發展和自主學習能力的提高,使學生學習興趣不濃。隨著電工電子技術實驗作為單獨的課程進行開設以及實驗室的自由開放,傳統的理論考核方式,即平時表現(20%)+實驗報告(30%)+期末成績(50%)的考核模式已無法有效地調動學生的學習積極性,也不能客觀考核和衡量學生的實踐能力與創新能力。[1]本文結合大連海洋大學職業技術學院近年來電工電子技術實驗課程的實際教學情況,對在電工電子技術實驗獨立開課和實驗室自由開放的教學模式下的考核方法進行了一些研究和實踐,并對具體的做法和體會進行了闡述。
二、電工電子技術實驗課程教學內容的改革
傳統的“電工電子技術”課程的實驗教學內容,由于受課程學時的局限,通常采用固定的學時、地點和內容授課,如疊加原理及基爾霍夫定律、戴維南定理、單管放大電路、負反饋放大器等,這種實驗教學模式不利于提高學生的自主學習能力和增強學生的創造性思維,為此,為培養學生的實踐動手能力和創新能力,將電工電子技術實驗課程的教學內容分為四部分,分別是計劃內實驗項目、選做實驗項目、創新型實驗項目和綜合實驗項目。
1.計劃內實驗項目
電工電子技術實驗課程的計劃內實驗項目是根據電工電子技術理論課程的教學內容安排所必須完成的實驗項目,其目的是在理論知識的基礎上,進一步加深和理解理論教學內容,如在學習基爾霍夫電流定律、支路電流法的理論知識之后,必須及時完成疊加原理及基爾霍夫電流定律的實驗,強化對理論知識的理解。計劃內實驗項目就是原課程實驗部分,以電工技術實驗課程為例,計劃實驗項目如下:
(1)認識實驗的目標是了解實驗室電源配置、熟悉各類測量儀表的使用、掌握交直流電源使用的常識。
(2)電位、電壓的測定及基爾霍夫電壓定律的驗證目標是掌握測量電路中各點電位的測量、加深理解電位與電壓的異同點、驗證基爾霍夫電壓定律、正確使用直流電壓表及萬用表直流電壓檔測量電壓。
(3)疊加原理及基爾霍夫電流定律的目標是掌握電流參考方向與實際方向的確定、驗證基爾霍夫電流定律、加深疊加定理和齊次性的認識、正確使用直流電流表及萬用表直流檔測量直流電流。
2.選做實驗項目
為了提高學生的自主學習能力和學習興趣,實驗室實行自由開放。電工電子技術實驗課程根據不同的專業、班級、實驗進度以及個人的愛好開設了選做實驗項目,并計入課程考核總成績。開設選做實驗項目能適應不同學生的學習需求,提高了學生的學習興趣和實踐鉆研能力。
3.創新型實驗項目
創新型實驗項目是指根據“電工電子技術”課程的教學內容,在教學中未涉及的知識,主要鍛煉學生的自主學習和探索研究的能力,要求對教學實驗進行改進和創新,包括儀器的創新、實驗原理的遷移和創新、設計新的電路等。為培養學生的鉆研精神、創新意識,鍛煉學生的創新思維,學院擬建設專業的創新實驗室,專門開設了創新型實驗項目,設立了專科生創新基金,每年提供一定的創新研究經費,學生可以根據興趣和愛好自行選定課題,申請項目和研究經費,同時尋求指導教師幫助,從事創新科研項目。
4.綜合實驗項目
綜合實驗項目是大連海洋大學職業技術學院的實驗特色項目,將相關課程的實驗內容整合、重構,避免內容重復,再給定實驗目的、要求和實驗條件,由學生自行設計實驗方案并實施執行,內容涉及本課程的綜合知識以及與本課程相關課程知識的實驗。
綜合實驗項目由教師給定實驗項目或學生自主選擇,在教師的指導下,學生獨立完成整體項目的方案確定、規劃、設計、實施。綜合實驗項目的實施,加強了學生綜合運用所學理論知識的能力,提高了學生的綜合設計與開發技能。
三、“電工電子技術”課程實驗考核模式研究與實踐
1.“電工電子技術”課程實驗考核的組成
本課程的考核采用形成性評價與總結性評價相結合的方式進行。改變傳統以期末考試卷面成績定終身的課程評價方式,實踐性教學環節的考核強調理論與實踐一體化評價和能力目標評價,引導學生改變傳統的學習方式,提高學生學習的主動性和積極性,以獲得階段性成果的方式,讓學生取得成就感,樹立自信心,提高學習興趣。注重考核學生掌握電工技術基礎知識和基本技能的程度以及所具有的相應工作崗位職業能力和水平,突出職業教育的教學評價特點。[2]
實驗考核作為實驗教學的一個重要環節,不但要檢驗學生的實驗結論,更重要的是要對學生的實踐能力作客觀評價,達到全面、客觀檢驗學生實踐操作能力的目的?!半姽る娮蛹夹g”課程的實驗成績由計劃內實驗成績、選做實驗成績、創新實驗成績和綜合實驗成績四部分組成。
(1)計劃內實驗成績是根據學生的實驗平時表現、實驗操作、實驗報告和期末考試評定,占總成績的50%。
(2)自選實驗成績是根據自選實驗的完成情況和自選實驗項目的數量進行評定,占總成績的20%。
(3)創新型實驗成績是根據學生的創新能力和設計項目的水平評定成績,占總成績的10%。
(4)綜合性實驗成績是根據學生綜合實驗項目的規劃、設計和實施情況評定成績,占總成績的20%。
積極引導和鼓勵學生參加國家、省、市舉辦的科技創新和各種電工電子技能大賽,對在參加創新項目和技能大賽中獲獎的學生,允許不參加本課程的期末考試,免試課程的實驗總成績評定為優秀。
2.“電工電子技術”課程的實驗考核方式
實驗的考核指標難以量化,一直是實驗教學過程的難點。為此,在教學過程中不斷加強實驗內容和實驗考核的改革,經過多年的探索和實踐,制定了與教學實驗內容相適應,能綜合評價學生實踐能力的一套考核方法。具體的考核方式如下:
(1)計劃內實驗項目的考核。計劃內實驗項目采用分段式、多元化考核形式與方法,計劃內實驗項目的成績占實驗總成績的50%,主要包括:平時表現、實驗操作、實驗報告和期末考試,[3]分別占10%、15%、5%和20%。
(2)自選實驗項目的考核。自選實驗項目是學生在校園網上自主選擇的實驗項目,業余時間在自由開發實驗室進行實驗,并在網上預約實驗考核的內容和時間,要求在實驗課程結課后的一周內完成自選實驗考試??己藘热葜饕ㄗ赃x實驗項目的操作考核、實驗報告的撰寫,其中操作考核占總成績的10%,實驗報告的撰寫占總成績的10%。
(3)創新型實驗項目的考核。由于創新型實驗項目的實施周期較長,復雜性較高,作為課程考核內容的參考部分,占總成績的20%,其考核內容主要包括實驗項目選題的全面性、實用性、先進性和創新性,以及實驗作品的完成情況、學生的答辯情況等,最終以創新型實驗項目的研究報告作為考核依據,給出成績。此部分實驗內容和實驗考核,各院校可根據實驗設備、師資力量等酌情考慮。
(4)綜合實驗項目的考核。綜合性實驗項目可以作為本課程的最終考核部分,有條件的院??梢詥为氃O置綜合實驗設計學分,其考核內容根據學生綜合實驗項目的規劃、設計和實施情況評定成績,占總成績的20%。
電工電子技術實驗課考核量化標準如表1所示。
四、取得的效果
電工電子技術實驗課教學模式和考核方式經過多年的改革與實踐,取得了較好的教學效果。
1.增強了學生學習的主動性、自主性和團隊協作能力,提高了學生的學習興趣
在該課程的考核中,對于學生的平時表現、實驗預習、實驗操作能力等進行了量化考核,在實驗室自由開放的基礎上,學生可以根據班型、專業以及學生個人的愛好,自主選擇實驗項目,期末考試采取多人一組的實驗項目,增強了學生實驗的自主性、主動性和團隊協作能力。
2.增強了學生實驗成績評價的公平性、客觀性和準確性[1-3]
這種實驗教學模式和考核方式使各實驗考核成績都對該門課程的總成績直接產生了影響。實驗總成績一改以往平時+期中+期末這種傳統的考核模式,嚴格地杜絕了應試教育中“臨陣磨槍,不快也光”的不良現象。
3.提高了學生的創新能力和綜合設計能力[4]
電工電子課程的實驗教學內容增加了創新型實驗和綜合實驗項目,并作為該課程成績評價的一部分,這就要求學生必須熟練掌握理論知識,同時拓寬知識面,促使學生積極參與創新實驗和綜合設計項目,這種實驗教學模式與考核方式,培養了學生的知識運用能力、信息獲取和選擇能力、實踐動手能力、創新能力,收到了很好的教學效果。
參考文獻:
[1]陳瓊,宋躍.電工電子實驗教學績效評價的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2011,(5).
[2]李旭華.電工電子實驗室開放管理模式的探索與實踐[J].中國現代教育裝備,2008,(3).