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【摘要】对当前电力电子技术教学中学生普遍反映的难学和学了有什么用等问题,通过采用多媒体教学,理论课搬到实验室上,加强实验教学,做课程设计等措施在教学内容、教学方法和教学环节上进行了一些针对性的改革和探索,并取得了很好的效果。
【关键词】电力电子技术;教学改革;多媒体教学;课程设计
一、引言
电力电子技术是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的,是自动化、电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,是一门理论和实践结合比较紧密的课程[1]。在以往的教学中,学生普遍反映这门课比较难学,而且学完之后不知道自己学了什么,将来有什么用,如何改变这种状况,使学生真正学到知识,这就要求我们改变传统的教学模式,对电力电子技术课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行全面的改革,正好这几年学校在教学设备上进行了大量的投入,建立了专门的电力电子实验室,为我们的教学改革提供了条件,近几年我们在教学改革上进行了一些有益的探索,在这里总结出来,供同行参考。
二、改变传统的教学模式,强化素质教育
电力电子技术是一门理论性、综合性和实践性都很强的重要专业课程,不但要进行理论上的分析,更重要的是要加强实验教学。实验教学在对学生能力培养方面起着理论教学不可替代的作用,是培养学生实验技能、应用能力和科学作风的重要环节。传统的教学是理论课在教室上,讲完之后到实验室做实验,这样在理论和实践环节有点脱节,为了改变这种状况,我们向学校申请在电力电子实验室安装了一套多媒体教学设备,这样可以将大部分的理论课搬到实验室来上,并将多媒体教学应用到该课程的教学中,改变传统的在“黑板+粉笔”的授课方式中教师画电路图、波形图时,时间用的比较多,而多媒体教学作为一种辅助教学手段,可以提高课堂的知识容量和讲课效率,运用多媒体教学,还可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题,对学生理解电路工作原理有事半功倍的效果。通过多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上,可以提高学生的感性认识,激发学生学习的兴趣。在课堂讲解过程中将课本上的知识利用多媒体形象化,并联系实际应用进行说明和讲解,促使学生对电力电子技术从感性认识上升到理性认识。教师进行理论分析的同时,学生可利用实验装置及示波器等仪器进行现场观测,将理性认识与感性认识相结合,强化学生对理论知识的理解与掌握;教师进行完理论教学,学生随堂进行验证性基础实验,巩固所学知识。在教学中,我们还注意不断深化和扩展教学内容,注意向学生介绍新器件、新技术,进一步激发学生的学习兴趣和热情,提高学习效率。
三、加强实验环节的教学,实验室实行开放式管理
传统的教学对实验教学不够重视,认为实验只是起到对教材中的理论进行验证的作用,是理论教学的可有可无的附属物,正是因为存在这样的认识,从课时安排到授课要求,实验教学都低于理论教学,从教师到学生都忽视了实验这一重要的教学环节学生也就放弃了这一实践的大好时机。而电力电子技术又是一门实践性很强的学科,所以我们对传统的实验教学进行了改革,除了过去的验证性实验,我们又增加了综合性实验。并且采用虚实结合的教学方式,即部分实验采用计算机仿真软件来实现。
实验室是培养高素质创新人才的重要场所之一。为了培养学生的创新意识和应用能力,也为了充分发挥学生的学习潜能,满足广大学生的学习要求,在确保正常教学的前提下,实验室在管理上进行了改革,实行了开放式管理[2]。开放式管理是培养创新人才的需要,高等学校实验室是进行实验教学,开展科学研究的重要场所,我们利用业余时间开放实验室,在实验教师的指导下,使学生完成一些复杂实验和课程设计有了时间保证,也有利于加强学生创新能力的培养。
由于我们将理论课搬到了实验室,所以很多验证性实验都融入到了理论教学中,节省了大量的实验学时,为我们增加综合性实验提供了条件。在完成验证性实验基础上开设综合性实验,每个综合性实验是由几个有一定内在联系的基础实验或知识点组成,选取有利于实践技能和创新精神培养的实验内容,在全部或部分验证性实验完成之后,适时安排综合性实验内容,以培养学生综合应用能力和创新能力。
综合性实验是指在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上运用某一课程或多门课程的综合知识,对学生的综合实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。其目的在于锻炼学生对知识综合应用的能力,培养学生分析和解决复杂问题的能力。因该类实验涉及的知识面广,操作复杂,一般需要的时间较长,而以前由于实验学时数较少,都用作了验证性实验,现在通过改革使我们有时间开设综合性实验,同时我们对实验室实行开放式管理,部分复杂的验证性实验,可以在课外时间完成。这样既能保证良好的教学效果,又能提高实验室的利用率。
除了在实验室完成实验外,我们还充分利用系里的机房,鼓励学生到机房去借助计算机仿真技术完成现有实验设备难以实现的复杂实验。计算机仿真是指使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究,具有精度高、重复性好等特点,是进行科学研究和教学的重要手段之一。将仿真软件引入到教学中,可以让学生自己动手去设计或开发实用电路模型并对电路的运行效果进行模拟实验。这样既能解决实验器材不能完全开放的问题,又能让学生充分发挥想象力,极大地提高学生的思维能力和动手能力,缩短实验时间,更加完整地分析实验对象的系统性能指标,优化电路设计,具有高效、快速、直观、完整的优点。
四、增加课程设计环节,培养学生动手能力
課程设计是工科实践教学的一个重要的环节。它是根据教学计划的要求,在教师指导下对学生进行的阶段性基础或专业技术训练。课程设计的目的是培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的方法和能力,实现由知识向技能的初步转化。有计划的、高质量的课程设计,不仅有利于学生对基础理论课程的深入理解,而且可以提高学生的动手能力,有利于学生创新能力的培养,有利于提高人才培养的质量。因此我们增加了课程设计,与验证性实验相比较,课程设计在培养学生动手能力方面的作用更大[3]。
我校的电力电子技术的课程设计时间为一周。课程设计中由教师提出设计要求并进行简单的介绍,而且提供的课程设计的内容多个可选,学生选择其中的一个完成。学生在教师的指导下独立完成设计,教师对所有课程设计进行总结。教师给定的课程设计内容是多个而不是一个,这样以来做某一课题的学生可以了解其它的内容,也可与选做其它内容的学生进行交流,在课程设计完成之时,可另外设计其它课题,可扩大知识的应用,开阔视野。鼓励学生在设计中充分发挥自己的创造力,勇于创新。要求学生运用已掌握的知识,独立进行方案设计、调试,观察实验现象,分析实验结果,写出课程设计报告,以培养学生综合性应用系统的设计、组装与调试能力,及解决实际问题的能力,同时还开发了学生的智力,培养了学生的科研能力和综合应用能力。实践证明,课程设计虽然有一定的难度和深度,但对学生很有吸引力,不仅进一步提高了基本操作技能,也充分发挥了学生的主观能动性和创造性。
电力电子技术的实践性和应用性很强,所以在课程设计的选题上我们密切联系实际,通过与企业合作,我们利用TL494芯片设计了一种送丝机PWM调速电路,取得了很好的社会效益,又锻炼了学生的实践动手能力。
五、结束语
通过对电力电子技术教学的改革,提高了学生的实际操作能力,同时培养了学生的综合实践能力和开拓创新精神,提高了综合素质。真正解决了以前的学生学什么,有什么用的问题,我们将继续努力,不断学习兄弟学校的先进经验,使教学水平再上一个新台阶。
参考文献
[1]莫正康.电力电子应用技术(3版)[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]片春媛.电力电子技术实验教学改革初探[J].新乡教育学院学报,2008(1):91-92.
[3]李久胜,王明彦,孙铁城.电力电子技术课程设计的探索与实践[J].电气电子教学学报(第30卷增刊),2008,07:81-84.
作者简介:吴建远(1970-),男,工程师,现供职于河南机电高等专科学校自动控制系,主要从事电气自动化方面的研究。
【关键词】电力电子技术;教学改革;多媒体教学;课程设计
一、引言
电力电子技术是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的,是自动化、电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,是一门理论和实践结合比较紧密的课程[1]。在以往的教学中,学生普遍反映这门课比较难学,而且学完之后不知道自己学了什么,将来有什么用,如何改变这种状况,使学生真正学到知识,这就要求我们改变传统的教学模式,对电力电子技术课程的教学内容、教学方法和教学手段等进行全面的改革,正好这几年学校在教学设备上进行了大量的投入,建立了专门的电力电子实验室,为我们的教学改革提供了条件,近几年我们在教学改革上进行了一些有益的探索,在这里总结出来,供同行参考。
二、改变传统的教学模式,强化素质教育
电力电子技术是一门理论性、综合性和实践性都很强的重要专业课程,不但要进行理论上的分析,更重要的是要加强实验教学。实验教学在对学生能力培养方面起着理论教学不可替代的作用,是培养学生实验技能、应用能力和科学作风的重要环节。传统的教学是理论课在教室上,讲完之后到实验室做实验,这样在理论和实践环节有点脱节,为了改变这种状况,我们向学校申请在电力电子实验室安装了一套多媒体教学设备,这样可以将大部分的理论课搬到实验室来上,并将多媒体教学应用到该课程的教学中,改变传统的在“黑板+粉笔”的授课方式中教师画电路图、波形图时,时间用的比较多,而多媒体教学作为一种辅助教学手段,可以提高课堂的知识容量和讲课效率,运用多媒体教学,还可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题,对学生理解电路工作原理有事半功倍的效果。通过多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上,可以提高学生的感性认识,激发学生学习的兴趣。在课堂讲解过程中将课本上的知识利用多媒体形象化,并联系实际应用进行说明和讲解,促使学生对电力电子技术从感性认识上升到理性认识。教师进行理论分析的同时,学生可利用实验装置及示波器等仪器进行现场观测,将理性认识与感性认识相结合,强化学生对理论知识的理解与掌握;教师进行完理论教学,学生随堂进行验证性基础实验,巩固所学知识。在教学中,我们还注意不断深化和扩展教学内容,注意向学生介绍新器件、新技术,进一步激发学生的学习兴趣和热情,提高学习效率。
三、加强实验环节的教学,实验室实行开放式管理
传统的教学对实验教学不够重视,认为实验只是起到对教材中的理论进行验证的作用,是理论教学的可有可无的附属物,正是因为存在这样的认识,从课时安排到授课要求,实验教学都低于理论教学,从教师到学生都忽视了实验这一重要的教学环节学生也就放弃了这一实践的大好时机。而电力电子技术又是一门实践性很强的学科,所以我们对传统的实验教学进行了改革,除了过去的验证性实验,我们又增加了综合性实验。并且采用虚实结合的教学方式,即部分实验采用计算机仿真软件来实现。
实验室是培养高素质创新人才的重要场所之一。为了培养学生的创新意识和应用能力,也为了充分发挥学生的学习潜能,满足广大学生的学习要求,在确保正常教学的前提下,实验室在管理上进行了改革,实行了开放式管理[2]。开放式管理是培养创新人才的需要,高等学校实验室是进行实验教学,开展科学研究的重要场所,我们利用业余时间开放实验室,在实验教师的指导下,使学生完成一些复杂实验和课程设计有了时间保证,也有利于加强学生创新能力的培养。
由于我们将理论课搬到了实验室,所以很多验证性实验都融入到了理论教学中,节省了大量的实验学时,为我们增加综合性实验提供了条件。在完成验证性实验基础上开设综合性实验,每个综合性实验是由几个有一定内在联系的基础实验或知识点组成,选取有利于实践技能和创新精神培养的实验内容,在全部或部分验证性实验完成之后,适时安排综合性实验内容,以培养学生综合应用能力和创新能力。
综合性实验是指在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上运用某一课程或多门课程的综合知识,对学生的综合实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。其目的在于锻炼学生对知识综合应用的能力,培养学生分析和解决复杂问题的能力。因该类实验涉及的知识面广,操作复杂,一般需要的时间较长,而以前由于实验学时数较少,都用作了验证性实验,现在通过改革使我们有时间开设综合性实验,同时我们对实验室实行开放式管理,部分复杂的验证性实验,可以在课外时间完成。这样既能保证良好的教学效果,又能提高实验室的利用率。
除了在实验室完成实验外,我们还充分利用系里的机房,鼓励学生到机房去借助计算机仿真技术完成现有实验设备难以实现的复杂实验。计算机仿真是指使用计算机对已经存在或正在设计的对象的模型进行研究,具有精度高、重复性好等特点,是进行科学研究和教学的重要手段之一。将仿真软件引入到教学中,可以让学生自己动手去设计或开发实用电路模型并对电路的运行效果进行模拟实验。这样既能解决实验器材不能完全开放的问题,又能让学生充分发挥想象力,极大地提高学生的思维能力和动手能力,缩短实验时间,更加完整地分析实验对象的系统性能指标,优化电路设计,具有高效、快速、直观、完整的优点。
四、增加课程设计环节,培养学生动手能力
課程设计是工科实践教学的一个重要的环节。它是根据教学计划的要求,在教师指导下对学生进行的阶段性基础或专业技术训练。课程设计的目的是培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的方法和能力,实现由知识向技能的初步转化。有计划的、高质量的课程设计,不仅有利于学生对基础理论课程的深入理解,而且可以提高学生的动手能力,有利于学生创新能力的培养,有利于提高人才培养的质量。因此我们增加了课程设计,与验证性实验相比较,课程设计在培养学生动手能力方面的作用更大[3]。
我校的电力电子技术的课程设计时间为一周。课程设计中由教师提出设计要求并进行简单的介绍,而且提供的课程设计的内容多个可选,学生选择其中的一个完成。学生在教师的指导下独立完成设计,教师对所有课程设计进行总结。教师给定的课程设计内容是多个而不是一个,这样以来做某一课题的学生可以了解其它的内容,也可与选做其它内容的学生进行交流,在课程设计完成之时,可另外设计其它课题,可扩大知识的应用,开阔视野。鼓励学生在设计中充分发挥自己的创造力,勇于创新。要求学生运用已掌握的知识,独立进行方案设计、调试,观察实验现象,分析实验结果,写出课程设计报告,以培养学生综合性应用系统的设计、组装与调试能力,及解决实际问题的能力,同时还开发了学生的智力,培养了学生的科研能力和综合应用能力。实践证明,课程设计虽然有一定的难度和深度,但对学生很有吸引力,不仅进一步提高了基本操作技能,也充分发挥了学生的主观能动性和创造性。
电力电子技术的实践性和应用性很强,所以在课程设计的选题上我们密切联系实际,通过与企业合作,我们利用TL494芯片设计了一种送丝机PWM调速电路,取得了很好的社会效益,又锻炼了学生的实践动手能力。
五、结束语
通过对电力电子技术教学的改革,提高了学生的实际操作能力,同时培养了学生的综合实践能力和开拓创新精神,提高了综合素质。真正解决了以前的学生学什么,有什么用的问题,我们将继续努力,不断学习兄弟学校的先进经验,使教学水平再上一个新台阶。
参考文献
[1]莫正康.电力电子应用技术(3版)[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]片春媛.电力电子技术实验教学改革初探[J].新乡教育学院学报,2008(1):91-92.
[3]李久胜,王明彦,孙铁城.电力电子技术课程设计的探索与实践[J].电气电子教学学报(第30卷增刊),2008,07:81-84.
作者简介:吴建远(1970-),男,工程师,现供职于河南机电高等专科学校自动控制系,主要从事电气自动化方面的研究。