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電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)下工程教育論文

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電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)下工程教育論文

一、工程教育思想

主要培養(yǎng)目標(biāo)是:工程基礎(chǔ)、分析、解決問(wèn)題和設(shè)計(jì)的綜合能力、團(tuán)隊(duì)合作精神[3]。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法基本上是老師給出學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,學(xué)生根據(jù)老師的演示,機(jī)械的模仿。雖然完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃,但是會(huì)造成學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣,創(chuàng)新精神得不到發(fā)展。[4]

1.將仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中

將仿真軟件引入傳統(tǒng)的電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái),可以達(dá)到軟硬結(jié)合、虛實(shí)相輔的目的。[5]例如:在諧振電路的實(shí)驗(yàn)中,我們要求學(xué)生不但要測(cè)出諧振頻率,還要繪出不同Q值下的通用幅頻特性曲線(xiàn),以及UL(ω)和、UC(ω)曲線(xiàn)。將multisim仿真軟件引入電路實(shí)驗(yàn)之后,可以輕松、準(zhǔn)確的顯示出曲線(xiàn),有利于同學(xué)們對(duì)理論知識(shí)的分析和理解,還有助于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。

2.利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)支撐實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站上提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、儀器設(shè)備的使用方法、常用儀表的使用說(shuō)明,電子元器件手冊(cè)和老師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件等教學(xué)資源供學(xué)生查閱,學(xué)生可通過(guò)系統(tǒng)中師生互動(dòng)平臺(tái)與老師、同學(xué)進(jìn)行交流。

3.采用多媒體教學(xué)手段,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)數(shù)有限的情況下,利用多媒體教學(xué)方式,一方面可更加有效地指導(dǎo)學(xué)生完成大綱要求必須做的實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的動(dòng)手能力,另一方面可通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)演示,延伸實(shí)驗(yàn)教學(xué)范圍,彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足,以達(dá)到以點(diǎn)帶面的教學(xué)效果。[6]

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理的改進(jìn)

1.加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的監(jiān)督

嚴(yán)格要求學(xué)生的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),為了使學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生按實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求及內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí),大部分同學(xué)會(huì)做到,但是也會(huì)有一些自覺(jué)性差的同學(xué)不去預(yù)習(xí),這樣一定會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的完成進(jìn)度和質(zhì)量。為了檢驗(yàn)學(xué)生是否完成預(yù)習(xí),預(yù)習(xí)完成后,我們會(huì)要求學(xué)生登錄實(shí)驗(yàn)預(yù)約系統(tǒng),接受實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)習(xí)測(cè)試,作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核的一項(xiàng)重要指標(biāo),從而有效的保證了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)質(zhì)量。[7-8]

2.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用分組合作的方式,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣可以提高同學(xué)之間的溝通能力,加強(qiáng)同學(xué)的合作意識(shí)。將團(tuán)隊(duì)合作精神引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)由一個(gè)人參與變成多個(gè)人共同參與,學(xué)生為了更好地完成實(shí)驗(yàn),會(huì)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有明確的分工和互助,這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力,從而整體優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。[9-10]

3.全面的實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制

實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定,不能單純依靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的數(shù)據(jù),要以實(shí)驗(yàn)考試的形式考核學(xué)生的動(dòng)手能力,由于我校電路實(shí)驗(yàn)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)課,所以學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)積極性不高,老師會(huì)在每班實(shí)驗(yàn)全部完成后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)考核。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)要求學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)元器件的選擇、實(shí)驗(yàn)電路連接、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量和計(jì)算等過(guò)程。老師根據(jù)完成情況給出實(shí)驗(yàn)操作分。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后老師將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī),按照合理的分配,生成學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。避免單靠實(shí)驗(yàn)報(bào)告給定成績(jī)的片面性,不僅可以使學(xué)生查看成績(jī),而且可以使學(xué)生更全面地了解自已的薄弱環(huán)節(jié)。采用這種實(shí)驗(yàn)考核方式之后,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性有了極大的提高,對(duì)電路實(shí)驗(yàn)及儀器使用記憶深刻,動(dòng)手能力大大增強(qiáng)。[11-12]

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求的調(diào)整

針對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)的不同,學(xué)習(xí)程度的不同,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求上做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,例如只有電氣、自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的同學(xué)做一階電路和二階電路實(shí)驗(yàn),而其它專(zhuān)業(yè)如機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)的同學(xué)只設(shè)三個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。同樣的戴維南定理實(shí)驗(yàn),要求電氣專(zhuān)業(yè)的同學(xué)通過(guò)多種測(cè)量方法,計(jì)算出等效電阻,而其他專(zhuān)業(yè)同學(xué)可以只用一種方法測(cè)量并計(jì)算。

2.以工程項(xiàng)目為核心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

以工程項(xiàng)目引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),例如:在日光燈電路連接及功率因數(shù)提高這個(gè)實(shí)驗(yàn)中。項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是借助于該實(shí)驗(yàn)平臺(tái),構(gòu)思、設(shè)計(jì)日光燈電路,并實(shí)現(xiàn)將日光燈點(diǎn)亮,簡(jiǎn)單故障排除,并且能提高功率因數(shù)。為了完成設(shè)計(jì)目標(biāo),首先需要學(xué)生深刻理解日光電路的工作原理,充分了解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成和功能,熟悉日光燈電路實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)及使用方法;其次,需要將任務(wù)分解為連接、測(cè)量等子任務(wù),確定每一子任務(wù)需要完成哪些工作,并設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路;而后在電工實(shí)驗(yàn)臺(tái)上搭建電路并點(diǎn)亮日光燈,自已動(dòng)手用智能功率表或其他儀表測(cè)量電路的各項(xiàng)參數(shù),自已分析計(jì)算功率因數(shù),并通過(guò)并聯(lián)電容的方法提高功率因數(shù)接近于1;最后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試,若不能達(dá)到預(yù)定目標(biāo),還需要根據(jù)電路、電工學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析,采取相應(yīng)的措施,重新修正參數(shù),直到得到滿(mǎn)意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為止。在實(shí)驗(yàn)中不可避免地遇到隨機(jī)干擾、估計(jì)不準(zhǔn)等實(shí)際工程問(wèn)題。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,以工程項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)不斷拓展和層層推進(jìn)來(lái)帶動(dòng)實(shí)訓(xùn)步驟,由教師引導(dǎo)學(xué)生完成整個(gè)項(xiàng)目。從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、方案決策、器件選型、電路搭建、測(cè)試、數(shù)據(jù)收集整理等方面,對(duì)學(xué)生進(jìn)行了完整的知識(shí)點(diǎn)和技能訓(xùn)練。

3.鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新

鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新,讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是老師先講實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題,即應(yīng)該怎樣做,不能怎樣做,這種做法雖然使學(xué)生掌握了這個(gè)實(shí)驗(yàn),但學(xué)生的大腦得不到積極的開(kāi)發(fā),學(xué)習(xí)處于被動(dòng)狀態(tài)。所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,有時(shí)應(yīng)讓學(xué)生大膽地做出自己的猜想,自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,然后教師和學(xué)生共同評(píng)選出最佳方案進(jìn)行操作,分析過(guò)程、現(xiàn)象,得出結(jié)論。如在講元件伏安特性實(shí)驗(yàn)時(shí),我們可以提出實(shí)驗(yàn)要求用伏安法將元件的伏安特性曲線(xiàn)畫(huà)出,讓學(xué)生自已去設(shè)計(jì)電路,做出原理圖,并用multisim軟件進(jìn)行仿真,確定所用元器件的規(guī)格,選擇合適量程的儀表和電阻箱等,放手讓學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程,并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并形成文檔資料。這樣,學(xué)生必須要?jiǎng)邮謩?dòng)腦,選擇儀表的量程,電阻的大小,考慮連接電路時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題等。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,學(xué)生有時(shí)不能一步到位,需要進(jìn)行重復(fù)操作、觀察、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析等,這些過(guò)程本身就能很好地鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ顾麄兊膭?chuàng)新思維得到充分的發(fā)展。使學(xué)生在構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行的過(guò)程中,開(kāi)拓思維,增強(qiáng)動(dòng)手操作能力。這恰恰符合能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育理念。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和內(nèi)容的改進(jìn),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)了學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,以及團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí),加強(qiáng)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。[13]為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

作者:閻俊 閆永亮 單位:河北工程大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院

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