基于卓越工程师培养目标的电工学教学方法研究

来源 :考试周刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:erbin517
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘 要: 随着各大高校卓越工程师培养计划的不断扩大深入,势必会引发高等院校电工学课程的相应改革。本文详细分析了在以培养卓越工程师为目标的前提下,现有的电工学教学中存在的问题,给出了运用EDA、MOOC等现代化教学手段改进课程及提高实验教学质量的解决方案。事实证明,现代教学方法结合工程实践,不仅加强了学生的工程实践能力和创新能力,而且进一步增强了学生的工程师自我培养意识,充分开发了学生自身的学习潜力。
  关键词: 电工学 EDA MOOC 教学改革
  1.引言
  电工学课程主要针对机械设计制造及其自动化等非电类专业,该课程对学生的培养绝不能沿袭电类课程。另外,随着各大高校卓越工程师培养计划的不断扩大和深入,针对此类学生开设的课程做相应改革创新迫在眉睫[1]-[4]。
  目前电类课程都引入了EDA(Electronic Design Automation)技术用以辅助实验教学,但各门课程所使用的软件各不相同,比如电路使用PSpice,Protel,模拟电子和数字电子使用Multisim,微型计算机原理使用tpc-usb,PLC使用cx-one,除此之外,还有专门用于开发FPGA和CPLD的EDA工具。这些软件功能虽然相近,但操作大相径庭,需要较长的学习时间,电类学生学习时候尚且应接不暇,更不要提对非电类专业学生展开。针对这种情况,本次改革基于Multisim软件建立统一的EDA平台,相关课程都选取该软件的特定模块进行重点讲解并开展实验,当学生学习完相关课程后,就能熟练掌握Multisim软件,做到“一通百通”。Multisim软件功能全面强大,完全可满足群内课程实验需要。该软件集电路设计、仿真、调试于一体,独有的3Dvirtual器件和虚拟仪器,使得软件与实际硬件高度一致,通过“软硬结合”、“虚实结合”,即虚拟软件操作和实验室实际硬件操作相结合,促进学生实验技能和动手能力的提高。
  MOOC是目前世界上非常流行的一种教学手段,是计算机技术、网络技术发展到今天对教育的贡献。其以一种大规模开放的在线课程教学形式进行传播,没有“门槛”限制,借助互联网技术,真正实现无校界、无国界的资源共享。但是,针对繁杂的MOOC课程,在校学生如何更有效地利用其资源、应对工程问题的复杂性,则需要专业教师的引导。
  借助现代化的教育手段,利用EDA和MOOC等先进的教学工具,使学生从深奥枯燥的理论学习中解脱出来,使学生在充分掌握扎实的理论知识的同时,具备电子设计创新的热情;从不断的实践中发现问题,将学习从一种被动变成一种需要,充分开发学生的学习潜力,有意识地培养学生成为一名卓越工程师所必须具备的学习能力。
  2.现阶段教学存在的主要问题
  电工学作为非电类专业学生学习电类技术的基础课,其教学内容包含电路理论、模拟电子技术和数字电子技术等,其中多是与模电、数电理论教学内容密切相关的实验,往往是学生真正接触各种电子器件和测试仪器的最初体验,也是培养学生“工程师意识”基础的重要环节。然而,根据电工学理论教学和实验教学现状和教学效果调查,其中存在诸多问题。
  1.纯理论教学内容过于繁杂且枯燥,学生学习起来费劲,容易产生厌学感。
  2.实验学时偏少:重理论、轻实践现象比较普遍,理论/实验课时比过大。按照国家“教指委”的教学指导意见:模电教学64~72,模电实验24~34,取平均,理论课68/实验28:约2.43∶1;数电教学56~64,数电实验32~40,取平均,理论课60/实验42:约1.43∶1。而在实际教学安排上,由于电工学包含内容繁多,电子技术实验课时安排往往严重不足。
  3.理论与实践教学分离。由于理论课教师不参加实验,对电工学的实验内容也不了解,导致学生做实验时发觉理论和实践不大一样,实验课只是消极、被动地“配合”,以完成教学课时内容为任务,使得实验课教师缺乏积极性。
  4.实验设备设置和实验内容安排不合理。实验技术强度大,教师工作量比较大,特别是数字电路实验,往往要连接十几乃至几十根线,出了故障短时间很难排查。
  另外,电子实验设备的设置往往没有从学习者的角度考虑问题,要么使用“AUTO”键(傻瓜键),要么需要按各种菜单进行选择,使用起来很不方便。
  5.学生大多会做题、能考试,但实践能力差,为了好的成绩,只会按老师的要求步骤做实验,而不知道为什么这样做,实验做完也就忘了,没有思考,教学效果不好,遇到实际问题时存在“学了不会用”的情况。
  3.解决方案
  1.保证合理的实践教学课时。除了要安排跟课程进度匹配的实验教学外,可以通过增加课程设计、工程实训等增加实践环节的课时。学生通过自主设计电路、元件焊装、整体电路的安装调试三个阶段,完成给定的设计任务要求。通过动手实践,初步培养学生的工程能力,接触生产实际中电工电子电路的设计与安装要求。
  2.利用EDA等教学手段优化教学内容。在实验教学中,模拟电子实验——以硬件调试为主、虚拟仿真为辅;而在数字电子实验中,除了一些需要做技术指标测量的硬件实验外,可采用电子仿真软件把数电实验布置为课外作业,一方面可大大减少验证性的硬件实验,另一方面可减少数电实验的“非技术性劳动”,解决实验课时偏少的矛盾。另外,利用EDA等先进教学工具,可以有效验证电路的正确性,使学生更直观、迅速地得到实验结果,并可随时改进自己的设计,以得到正确的设计方案。从设计到仿真,修改设计,再仿真……如此良性循环,使学生从工程设计过程中得到较大满足感,提高学习兴趣,培养学生作为一名优秀的工程师所必须具备的基本思路和素质。
  3.指导学生充分利用MOOC的网络资源。每个学生对课堂所学的要求是不同的,根据学生的不同需要,可以有选择地让他们利用课余时间在MOOC上学习。对不同层次学生进行分组,布置相应难度的设计课题,让学生自主地在MOOC中寻找解决问题的方法,然后以小组汇报模式进行统一答辩,实现“翻转课堂”,提高学生自我培养的意识。最后由教师将这些分散的知识点整合起来,深入讲解教学重点、难点,让学生形成一整套完整的知识体系。
  4.选择合适的电子实验设备,提高硬件实验效率。模拟电子实验属于基础性实验,尽量采用“实验单元模块”方式,便于实验中损坏的及时更换,减少占用实验课内时间。采用多种“实验单元模块”的组合,可构筑成技术要求较高的“电子系统”实验,培养学生多方案解决实践问题的思维能力。同时,在新建、扩建或改建实验室,增添电子仪器设备时,适当从使用者的角度考虑,减少不必要的“仪器调整耗费时间”,摒除一些高性能指标的复杂电子仪器。
  4.结语
  从整个教学系统环节入手,进行启发式教学,激发学生学习兴趣;将枯燥的电工学理论知识变为动画,让学生把课本的静态图形象成动态电路,增强学生对电类知识的学习热情和动力;充分利用已有的EDA和MOOC等现代化教学手段,培养学生的“工程师思维”,全面提高学生解决实际问题的能力;践行学做结合、项目带动、个性发展的实践教学模式;同时加强师生互动,丰富教师知识,使教学相得益彰。
  当然,予人一碗水,先备一桶水。为了做好应用型人才的培养,教师自己首先必须是应用型教师。让学生从兴趣出发,在与教师的交往、互动中学习,在实际训练中成长是高校教师的职责,如何培养造就创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才,还需要不断探索。
  参考文献:
  [1]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,32(2):47-55.
  [2]王桂琴,王墨林,詹迪铌.电工学实验教学体系的改革与探索[J].电气电子教学学报,2010,32(4):84-85.
  [3]陈遇春,王军.高等学校教学任务约定制度的实践探索[J].中国高教研究,2011(3):89-90.
  [4]教育部关于批准第一批“卓越工程师教育培养计划”高校的通知[Z].中华人民共和国教育部,教高函[2010]7号,2010,6.
  本文系安徽大学教学项目(JYXM201343)阶段性成果,受安徽省重大教学改革研究项目(2013zdjy038)资助。
其他文献
“17世纪捷克伟大的教育家夸美纽斯曾经强烈抨击中世纪的学校是儿童恐怖的场所,在那里有的是令人望而生畏的禁忌体系和冷漠的教诲。虽然对今天的中小学校不能作如此描述,但是如果忽视了创造快乐,如果出现种种现象,就应当视为教育上的严重失职。要解决这个问题最重要的就是开展愉快教学,注重感情教育”。当前小学阶段的美术教育,正是学习的启蒙阶段。此时的孩子,由于受年龄和心理双重因素的正常制约,往往在学习过程中,一碰
摘 要: 本文从高中英语词汇教学的机械化、呆板化、均衡化、极端化等方面就目前高中英语词汇教学实践中存在的问题展开讨论,通过分析这些问题存在的原因,对高中英语词汇教学实践提出指导建议,即教师要对教学方法进行钻研,教师对学生的学习策略和学习心态加以适当指导和引导,最终实现高效词汇教学。  关键词: 词汇教学 存在问题 实践指导  一、引言  想要学好一门外语,必须重视两个方面的学习和突破,即词汇和语法
摘 要: 利用新颖感激发学生的好奇心,进而引发学生的求知欲,营造愉悦的学习氛围,打造高效英语课堂,利用激励机制提高学生学习英语的兴趣。通过这些教学手段和方式,打造小学英语有效课堂,可以提高农村小学英语教学的实效。  关键词: 小学英语 教学模式 激励  小学英语这门学科于2002年起步于农村小学领域。对于刚接触第二语言(英语)的小学生而言,他们充满新鲜、好奇。可是时间久了,由于基础的薄弱,学习热情
摘 要: 本文以调查问卷和访谈方式对180名云南师范大学非英语专业学生的英语学习情况进行了研究,从英语学习态度和策略两方面分析他们的英语学习现状,并对改进大学英语教学提出建议。  关键词: 非英语专业大学生 学习态度 学习策略 教学建议  自20世纪70年代后期以来,英语学习策略一直都是二语习得研究中的重要内容之一。有效的学习策略有助于培养学生的自主学习能力,为终身可持续学习奠定基础。中国著名教育
摘 要: 作为一门人文性较强的学科,语文时时处处充满艺术性。除了精彩的导入、活跃的课堂外,结束语作为艺术性课堂的压轴,作用重大,有着其他教学环节不可替代的作用。文章认为,教师只有注重“结束语”的重要价值,运用多种方式增添语文课的艺术性、趣味性,设计合适有效的课堂“结束语”,才能真正打造完整课堂、完美课堂,所谓“‘曲’终课不散,有你更完美”。  关键词: 语文教学 结束语 教学设计  《天下无贼》中
摘 要: 本文以一则“蛋糕”材料作文题为例,对高中美文的写作从六个方面展开论述,即:立意追求切题、独到美;题目追求鲜明、生动美;开头追求扣题、形象美;段内追求灵活、力度美;段间追求清晰、连贯美;结尾追求精简、严谨美。  关键词: 高中美文写作 “蛋糕”美文 六美  《福建省普通高中新课程教学要求》(语文)指出:“书面表达要观点明确,内容充实,感情真实健康;思路清晰连贯,能围绕中心选取材料,合理安排
摘 要: 俗语和成语是汉语中比较经典的、未受西方语言影响的那一部分传统文化。本文从“形合”和“意合”的角度,对它们的法译进行分析。  关键词: 俗语 意合 形合 法译  汉语和法语两种语言,千差万别,“意合”和“形合”是最大的差别,这组概念对两种语言的描述最具有概括性。  “意合”指的是一个句子内的词语和分句之间没有形式连接手段(如关系代词、连词等),其间的逻辑和语法关系由读者依靠事物的自然逻辑理
摘 要: 口语训练是小学低年级语文教学的一个重要环节,文本是教师对学生进行口语训练的良好资源。因此,教师在教学过程中要充分挖掘、利用好教材资源,对学生进行口语训练,有目的、有计划地提高学生的口语能力。  关键词: 低年级语文 文本教学 口语训练 口语能力  口语表达是人们相互交流的主要方式,也是现代生活中必备的能力之一。小学低年级学生是口语发展的最佳时期,作为他们的语文教师,应该在这个时期加强学生
家庭教育就好比是土壤,孩子就是种子,而老师则是园丁。土壤的好坏直接决定种子生长的优劣,而园丁则只是在种子的成长中加以辅助。所以,家庭教育不仅是学校教育的一部分,更是学校教育的延伸。  学校仅仅是学生学习的地方,它能让学生学会交往、学会生活。家校联手才能使孩子拥有良好的品行、优秀的品格,打造出精品中的精品。如果在教育教学中有歧义,则只有给予学校一定的理解和支持,才能还大家一份惊喜,只有深化家校文化,
摘 要: 一个好的班主任可成就一个好的班集体,班主任工作千头万绪,既繁重又复杂。作者不断总结经验教训,大胆尝试,关爱每一位学生,通过教师在实践中的不断反思、总结,引导学生茁壮成长,逐渐成熟。  关键词: 班级管理 师生沟通 “你有潜力” 管理监控  素质教育是我国基础教育改革的基本思路,是我国教育界对基础教育现实理性把握的结晶,具有较大的生存空间和发展价值。素质教育有三大要义:第一是面向全体,第二