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電工學是學生從事電類或與電相關的工程技術工作所必學的一門技術基礎課程,無論從將來的職業技能發展角度,還是從對后續電子線路課程的學習角度去觀察,學好電工學都是很重要的。從電工學的特點看,其概念多、公式多,知識點間的關系復雜,計算量大,計算有一定難度[1-3]。電工學內容豐富,而學生的學習時間非常有限,往往一時難以駕馭,良好的啟發和訓練方式能夠快速提升教學效果,增強學生學習的信心。現將職業院校電工學課程教學存在的問題及對策介紹如下。
1電工學課程教學存在的問題
1.1生源與教學方法問題
中專和高職的學生大部分文化課底子薄,這些學生在中學很少引起老師的重視和表揚,是所謂的中學較差生,這些“差生”自卑心理根深蒂固。升入中專或高職,仍缺乏自信心,難以與老師配合。教師用多年形成的教學方法,只考慮知識本身的“可接受性”和“應接受性”,而忽視了學生是否“樂于接受”,導致學生厭學或學得費勁,教師也教得艱辛或無奈。大多數教師課時多,無暇學習現代知識,不會制作簡單、形象、直觀的多媒體課件,課程從頭到尾只是1塊黑板、1支粉筆、1本教材,不能調動學生的學習興趣,教學效果較差。學校硬件跟不上教學要求,多媒體教室少,課件無處播放,計算機房緊張,難以滿足該課程的教學時間[4]。學校管理制度上的欠妥,挫傷了教師的積極性,使其難以控制和駕馭課堂教學、激發學生的興趣。
1.2學生培養及就業問題
課程開設時間早,課時少。電工學作為專業基礎課,一般安排在一年級,學生沒接觸過專業課,一些案例很難理解,分析問題時無法用專業知識作出結論。電工學課內容越來越豐富,授課時數卻在減少,內容多課時少,加大了教學難度。傳統的考試方法促學動力不足。多年以來電工學一直沿用閉卷筆試的方式。這種單一的考試在全面測試學生分析解決問題的能力上存在著缺陷,特別是在學生的創造能力的培養上缺乏動力。職業學校的教育教學不僅要滿足于在特定職業崗位上的知識和技能的獲得,而且要通過學習方法、創新思維、綜合能力的培養等最大限度地使每個學生得到充分的發展,達到工作能力的提高。然而,學生在校所學知識、技能與就業的多樣性、復雜性、綜合性、多變性存在較大的差異,大多數學生看到就業與所學專業不對口,因此缺乏學習動力,學習的動機僅是考試過關拿文憑。這不僅嚴重制約著學生本身技能的掌握,而且影響綜合素質的提高。
2對策
2.1強化師風,完善考核
有心啟發與有能力啟發取決于教師的職業道德和知識素質;而教師的職業道德和知識素質是教學效果的首要決定因素。只有不斷加強教師的師德師風建設,建立科學、完善的考核激勵機制,形成積極向上的運作氛圍,才能提高教師的職業道德,使教師在競爭中提高、發展、創新教育技巧與能力。
2.2創設情境,激發興趣
興趣是影響一個人學習意識、學習熱情、學習效果的直接因素。學生有心向學,老師才能教出東西。學生的向學心理不僅是自發的,更多是啟發的。電工課教學看起來枯燥,只要在教學中,有意識創設問題的情境,同樣會變枯燥為趣味。如電路及特點章節,老師畫出電路圖,讓學生比較進行描述其特點,然后進行比較,最后老師用多媒體動態效果演示并歸納總結。在這樣健康、寬松的環境中,同學們輕松愉快地學習并掌握了所學內容。當學生由學習的被動接受者變成學習的主體時,教師應進一步啟發,讓學生親自解決問題,并因此而產生成就感、榮譽感,學習意識就會增強,從自卑變得自尊、自信。這時教師要因勢利導、及時鼓勵,擴大學生的思維方式,支持學生發散思維,將概念、判斷和推理用于教學中,使其正確判斷、推理,并且此時學生正處在積極思維的興奮狀態,增加難度較大的部分內容,使學生不但樂于接受,而且容易接受。
2.3融洽關系,潛移默化
師生關系直接影響著學生的學習情緒,進而影響教學效果。融洽的師生關系不但感染著學生的學習情緒,而且鼓舞激發了教師的教學激情,對提高教學效果起到積極推動的作用。在教學中學習中教師要盡量給學生創造獨立思考和自主學習的時間和空間,激發學生的主觀積極性和創造力,要讓學生由“要我學”變成“我要學”。教師應注意調動學生的求知欲望和主動參與意識,引導學生對問題進行思索、分析、探究、總結,使學生在層層思維活動中領悟真諦,在潛移默化中培養自學能力。
2.4挖掘基本,溝通新知
學生在剛接觸一個新的知識點時,總會有些對新知識的排斥反應,如果教師在教學時能夠啟發學生從已學過的知識點出發來理解新的知識點,不僅能更好地掌握新知識點,而且會減少其排斥心理,增加學習的興趣。例如,在講授基爾霍夫定律時,可以啟發學生單純從電位和電壓的概念出發來理解基爾霍夫回路電壓定律,可以引導學生從電路中某一點電荷不可能無限增加或無限減少的角度來領悟節點電流定律。
2.5結合實踐,技能速成
建立一支技能過硬、創新能力強的實訓教師隊伍,使創新教育滲透于實訓教學中。引導教師朝“雙師型”方向發展;鼓勵教師多形式、多渠道參加實驗實習,研究創新教學方法;及時總結經驗,推出“名師”,以點帶面[5];走出去、請進來,拓寬思路,開闊眼界,啟發創新。既提高了學生的聽課興趣,又增加了學生的感性認識和對專業知識的了解。
2.6瞄準市場,明確需求
讓學生了解電子市場。學生在學習電工電子專業時,應該知道這門課程的技術狀態,然后通過各種途徑走進電子市場,真正了解什么是客戶需要的性能、什么是創新點、什么是技術革新,只有了解現有產品的優缺點和市場情況才能更好地激發學生的學習熱情,從而喜歡它、鉆研它。
3參考文獻
[1]秦曾煌.電工學(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]李瀚蓀.電路分析基礎(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2000.
電工學涉及面廣,理論性和實踐性都很強,對于文化基礎較差的中職學生,電工理論的學習有一定難度,而且他們的生活和生產經驗不足,對電工實踐也會產生畏懼心理。
一、建構主義學習理論的基本觀點
以教師為中心的傳承式教學模式不但使教學目標難以實現,更難以提高學生的綜合素質和綜合能力。其結果往往是,理論學不好,而實際動手能力又差。這種教學模式下,即使應用了現代信息技術,也只能是改變教師向學生灌輸的方法,不能從根本上解決問題。而建構主義的學習觀主張:首先,對于學習者來說,先前的經驗是非常重要的。所以,在講解一些電現象和概念時,教師要有意引導學生根據生活經驗來發現問題和闡述問題,集思廣益,充分發揮和調動學生的潛在知識經驗,使學生感覺書本知識只是生活中一些現象的概括總結。其次,知識是個體主動構建的,因此學生必須主動參與到整個學習過程中,體現以學生為主體,發揮學生的主動性、積極性,創造性。第三,尊重個人意見。知識不是說明世界的真理,只是個人經驗的合理化。因此,教師不應單以正確或錯誤來區分不同的知識概念。第四,注重互動的學習方式。課堂教學要形成良好的互動學習氣氛,注重學習的主動性、社會性和情景性。
二、建構主義學習理論指導下的電工教學改革
(一)教學的目的是學以致用
教學的目的讓學生獲得知識,對知識形成深層理解。電工學是研究電能的轉換、輸送、分配和控制的科學,是一門直接服務于生產實際的應用性的基礎學科,而建構主義電工教學理念,不是強調學生掌握多少理論的推導、概念的記憶和原理的分析,能否計算典型習題,而是要培養學生具備靈活應用所學知識解決實際問題的能力。
受傳統教學理念的制約,許多教師在電子電工教學中重視了知識點的傳授,但是對學生主動參與方面研究不深,沒有能夠充分調動學生的參與積極性,教學活動中側重于被動給予,沒有為學生創設自主參與的良好平臺,對學生綜合素質的提升具有影響。
2.理論未能緊密聯系實際。
電子電工學科是一門實踐操作性較強的學科,學生既要在學習中掌握知識點,更要掌握操作技能。部分教師在教學中對理論聯系實際研究不夠深入,運用虛擬實踐教學的課時偏多,實踐課程中也沒有充分與理論聯系起來,導致學生在實踐操作能力發展方面存在缺陷。
3.教師綜合素質有待提高。
電子電工課程教學對教師的綜合素質要求較高,不僅要求教師具有電子電工方面的深厚專業技能,還要有善于表達的能力。實際教學中,有的教師雖然具有深厚的專業功底,但是教學技巧不足,也有的教師雖然善于表達和點撥,但是專業技能薄弱,這些方面都是影響教學成效的重要方面。
二、對當前存在問題的簡要分析
中職電子電工課程教學出現上述問題,既有客觀方面的因素,也有主觀方面的影響,歸納起來主要與以下三個方面因素有關:
1.教學設計呈現簡單化趨勢。
由于中職學校缺少了升學的強勁壓力,導致許多教師在教學中存在著研究不夠深入的狀況,教學中注重將教材知識點灌輸到位,較少考慮學生在學習中的主動參與性。加之部分教師的電子電工教學設計沒有充分注重理論聯系實際,學生雖然理論知識掌握較為扎實,但是實際操作能力卻沒有同步提升,這與實用型人才的培養目標背道而馳。
2.師資隊伍呈現滯后性態勢。
過去一段時期,中職呈現出規?;瘮U張的快速發展,招生規模、基礎設施都不斷擴大,但是師資隊伍建設方面卻沒有能夠完全達標,尤其是電子電工這樣的專業性較強的學科師資,對所學專業的要求較為定向,同時也要掌握教學的技巧與藝術,后一方面的要求對于電子電工專業出身的非師范類人才而言顯得較難,往往出現專業素養過硬、教學技巧不足這樣的典型問題,影響了教學成效的提升。
3.學生學習呈現消極的狀態。
由于教師的電子電工專業教學缺乏生動性與形象性,加之自身在學習活動中處于被動接受知識的狀態,理論聯系實際不足,導致學生對電子電工學科的學習積極性明顯降低。部分學生還因為當前就業形式的競爭激烈,導致對專業學習信心不足,遇到難點缺乏深入研究的興趣,甚至出現混日子的思想,消極心態對電子電工教學的有效開展形成了一定的負面因素制約。
三、創新理念,有效突破當前教學困境的思路
針對當前電子電工學科教學中出現的種種制約因素,中職學校與教師應當開展針對性的改進活動,從以下幾個方面著手突破教學困境:
1.認真分析形勢,增強學生學習信心。
針對部分學生因前途未卜出現的自卑、彷徨心態,電子電工教師應當幫助學生認真分析形勢,一方面職業教師側重于培養各行業急需的實用型人才,未來的就業與普通高校實現了“錯峰”,技術性人才在社會上大有展示的舞臺。教師還可以運用較為典型的“50萬年薪聘請技師”這樣的案例來消除學生內心的消極想法。另一方面還可以運用本校成功的畢業生案例作為鮮活的素材,以學生身邊的人來教育他們,提高他們的學習自信心,以積極的心態投入到電子電工專業學習之中。
2.改進教學方法,打造高效生動課堂。
教師應當對電子電工學科的教學設計進行優化,提高教學的生動性,提高學生的學習興趣。首先,教師要給予學生參與的平臺與空間,無論是知識點的傳授還是技能的訓練,都應當盡可能吸納學生參與其中,讓師生互動成為電子電工教學的有效組織形式,營造活躍的教學氛圍,讓學生充分參與其中、提高掌握效果。其次,教師要善于發揮信息媒體在教學中的促進功能,尤其是在電子電工疑難知識點的講解中,可以通過多媒體投影、動畫模擬演示等方式,幫助學生掌握其中的難點問題,虛擬實驗的直觀演示效果甚至超過實踐操作,將其作為教學方式的補充具有積極意義。
3.尊重學生主體,促進綜合能力發展。
教師在電子電工教學中應當讓學生的主體地位體現出來,可以將教學知識點濃縮為探究題的形式,組織學生進行探究討論,依靠自己的力量尋求問題的答案。教師也可以將電子電工教學目標設計為打包的任務,交給學生或者合作小組進行突破研究,讓學生在探究的過程中提高思維能力與解決問題的能力。教師還應當將技能訓練作為重要抓手,設置電子實驗項目,指導學生建立研究小組開展實驗設計,讓學生在團隊的努力下開展電子程序設計,鞏固理論所學并進行驗證,從而促進學生綜合能力的發展。
4.強化崗位培訓,提升師資隊伍水平。
在提升電子電工專業教師履職能力方面應當進行雙向培養,一方面在教師招聘環節既要堅持專業對口的基本原則,同時也要考查其教育教學能力,將電子電工專業素養過硬、具有較高教學技能的人才吸納到教師隊伍之中,充實專業師資隊伍,另一方面還要強化現有專業教師的培訓,采取脫產進修、跟班學習、在線學習等多種形式提高電子電工專業技能,更好地開展相關專業教學工作。
一是教育教學理念較為滯后。受傳統教學理念的制約,許多教師在電子電工教學中重視了知識點的傳授,但是對學生主動參與方面研究不深,沒有能夠充分調動學生的參與積極性,教學活動中側重于被動給予,沒有為學生創設自主參與的良好平臺,對學生綜合素質的提升具有影響。
二是理論未能緊密聯系實際。電子電工學科是一門實踐操作性較強的學科,學生既要在學習中掌握知識點,更要掌握操作技能。部分教師在教學中對理論聯系實際研究不夠深入,運用虛擬實踐教學的課時偏多,實踐課程中也沒有充分與理論聯系起來,導致學生在實踐操作能力發展方面存在缺陷。
三是教師綜合素質有待提高。電子電工課程教學對教師的綜合素質要求較高,不僅要求教師具有電子電工方面的深厚專業技能,還要有善于表達的能力。實際教學中,有的教師雖然具有深厚的專業功底,但是教學技巧不足,也有的教師雖然善于表達和點撥,但是專業技能薄弱,這些方面都是影響教學成效的重要方面。
二、對當前存在問題的簡要分析
中職電子電工課程教學出現上述問題,既有客觀方面的因素,也有主觀方面的影響,歸納起來主要與以下三個方面因素有關:
一是教學設計呈現簡單化趨勢。由于中職學校缺少了升學的強勁壓力,導致許多教師在教學中存在著研究不夠深入的狀況,教學中注重將教材知識點灌輸到位,較少考慮學生在學習中的主動參與性。加之部分教師的電子電工教學設計沒有充分注重理論聯系實際,學生雖然理論知識掌握較為扎實,但是實際操作能力卻沒有同步提升,這與實用型人才的培養目標背道而馳。
二是師資隊伍呈現滯后性態勢。過去一段時期,中職呈現出規模化擴張的快速發展,招生規模、基礎設施都不斷擴大,但是師資隊伍建設方面卻沒有能夠完全達標,尤其是電子電工這樣的專業性較強的學科師資,對所學專業的要求較為定向,同時也要掌握教學的技巧與藝術,后一方面的要求對于電子電工專業出身的非師范類人才而言顯得較難,往往出現專業素養過硬、教學技巧不足這樣的典型問題,影響了教學成效的提升。
三是學生學習呈現消極的狀態。由于教師的電子電工專業教學缺乏生動性與形象性,加之自身在學習活動中處于被動接受知識的狀態,理論聯系實際不足,導致學生對電子電工學科的學習積極性明顯降低。部分學生還因為當前就業形式的競爭激烈,導致對專業學習信心不足,遇到難點缺乏深入研究的興趣,甚至出現混日子的思想,消極心態對電子電工教學的有效開展形成了一定的負面因素制約。
三、創新理念,有效突破當前教學困境的思路
針對當前電子電工學科教學中出現的種種制約因素,中職學校與教師應當開展針對性的改進活動,從以下幾個方面著手突破教學困境:
一是認真分析形勢,增強學生學習信心。針對部分學生因前途未卜出現的自卑、彷徨心態,電子電工教師應當幫助學生認真分析形勢,一方面職業教師側重于培養各行業急需的實用型人才,未來的就業與普通高校實現了“錯峰”,技術性人才在社會上大有展示的舞臺。教師還可以運用較為典型的“50萬年薪聘請技師”這樣的案例來消除學生內心的消極想法。另一方面還可以運用本校成功的畢業生案例作為鮮活的素材,以學生身邊的人來教育他們,提高他們的學習自信心,以積極的心態投入到電子電工專業學習之中。
二是改進教學方法,打造高效生動課堂。教師應當對電子電工學科的教學設計進行優化,提高教學的生動性,提高學生的學習興趣。首先,教師要給予學生參與的平臺與空間,無論是知識點的傳授還是技能的訓練,都應當盡可能吸納學生參與其中,讓師生互動成為電子電工教學的有效組織形式,營造活躍的教學氛圍,讓學生充分參與其中、提高掌握效果。其次,教師要善于發揮信息媒體在教學中的促進功能,尤其是在電子電工疑難知識點的講解中,可以通過多媒體投影、動畫模擬演示等方式,幫助學生掌握其中的難點問題,虛擬實驗的直觀演示效果甚至超過實踐操作,將其作為教學方式的補充具有積極意義。
三是尊重學生主體,促進綜合能力發展。教師在電子電工教學中應當讓學生的主體地位體現出來,可以將教學知識點濃縮為探究題的形式,組織學生進行探究討論,依靠自己的力量尋求問題的答案。教師也可以將電子電工教學目標設計為打包的任務,交給學生或者合作小組進行突破研究,讓學生在探究的過程中提高思維能力與解決問題的能力。教師還應當將技能訓練作為重要抓手,設置電子實驗項目,指導學生建立研究小組開展實驗設計,讓學生在團隊的努力下開展電子程序設計,鞏固理論所學并進行驗證,從而促進學生綜合能力的發展。
四是強化崗位培訓,提升師資隊伍水平。在提升電子電工專業教師履職能力方面應當進行雙向培養,一方面在教師招聘環節既要堅持專業對口的基本原則,同時也要考查其教育教學能力,將電子電工專業素養過硬、具有較高教學技能的人才吸納到教師隊伍之中,充實專業師資隊伍,另一方面還要強化現有專業教師的培訓,采取脫產進修、跟班學習、在線學習等多種形式提高電子電工專業技能,更好地開展相關專業教學工作。
二、通過實訓培養學生對理論知識的學習興趣
目前各個高職院校的學生都普遍存在一個問題:“學生的學習水平參差不齊,自主學習能力差,自我的控制能力也差”。如果把所有的課程知識都放在教室里,以課堂板書的模式來學習書本上的理論知識,對學生來說是比較枯燥的。而針對于《電工電子》課程的學習顯然不能只在教室里進行,需要配合大量的實訓內容來達到實踐檢驗理論正確與否的標準。充分的利用實訓教學實際上是一個很好培養學生學習興趣的過程,如果能利適當的運用項目式的實訓教學,利用一個個的設計項目把學生引入到學習中來,讓每一個學生都力爭完成每一個項目,增強他們的動手能力。途中遇到問題的地方也會相應增多,這就讓學生求知欲望增強,從而提高他們學習的興趣,一旦知道答案是如此簡單,必然會提高他們的學習興趣,增強他們學習知識的信心。在以后的教學中就會認真學習專業知識,為以后走入社會奠定一定的理論和實踐基礎。
三、實訓能夠有效的訓練操作技能
就是引導學生運用理論知識生產實踐,是生產實習教學的基本任務之一。學生在掌握本工種(專業)所需的技術理論基礎知識和文化知識的基礎上,應用與實踐操作時,都必須在實習教師的知道下,通過有計劃、有目的地練習,由易到難,由簡到繁,由生到熟,由不準確到準確而逐步獲得的,并能夠運用知識,獨立的去發現問題,分析問題和解決實踐問題,也培養了學生理論練習實踐的學風,因此,學生的實踐實習是技能訓練的核心并對培養學生獨立操作能力,克服困難的意志和一絲不茍的作風,提出了更高的要求。實習教學是提高培訓質量的一個極為有效的手段,也是不斷提高學生操作技能的條件。
二、高職、中職《電工基礎》差異性教學的必要性
我國高職、中職是為社會培養高素質、技能型人才,但是目前在高職、中職教學中還在采用單一原則,即用單一的教學內容指導同專業的所有學生,用單一的標準衡量同專業的所有學生。這就嚴重影響了學生的個性發展,制約了學生技能的培養,使學生失去了學習的興趣、信心和希望?!峨姽せA》是以物理、電學為基礎,培養學生電工基礎理論、電路分析計算能力及電工測量等基本知識,是理論與實踐一體的專業技術基礎課程。根據高職、中職職業教育培養多層次、多樣化的技能型人才的目標,差異性教學具有很重要的現實意義。
三、高職、中職《電工基礎》差異性教學程序
(一)分析學生,了解學生的差異
分析學生就是要從總體上分析學生情況,包括學習方式、多元智能傾向、氣質類型、學科相關基礎知識情況等。教師在進行分析學生時,也要讓學生了解自己,這樣才能達成教育共識,有利于落實差異性教學。同時也可以在實施差異教學之前,對學生掌握知識情況進行摸底,為接下來所要進行的差異教學設計、差異教學實施作準備。在高職、中職《電工基礎》實施差異性教學前可通過對學生的物理電學綜合考試,對學生的物理電學知識掌握情況進行分析,同時根據學生的學習習慣、家庭背景、性格,對學生進行差別性對待。
(二)差異性教學設計
教師根據了解到的學生的學習個性和學習知識等方面的差異性情況,先進行共性內容的教學設計,然后根據教學差異情況再進行差異性教學內容設計。在進行差異性教學內容設計時,把學生分成不同的學習小組,可以是同質性的學習小組(學習風格相似或知識掌握情況相似,一起學習可以保持相同進度),也可以是異質性的學習小組(學習風格不同或知識掌握情況有好有差,一起學習可以產生學習互補)。高職、中職學生學習《電工基礎》過程中,由于存在著感知能力,認知水平,學習方法,接受能力,心理素質等方面的差異,所以在差異性教學設計制定學習目標和計劃時,應根據學生的不同情況,制定不同的教學目標和學習計劃,以達到因材施教的目的,培養學生興趣,提高學生動手實踐能力。
(三)老師分層次指導
老師根據學生的差異性,可進行分層次指導。例如對于《電工基礎》理論掌握比較好,而動手實踐能力比較差的學生,可重點指導培養其動手實踐能力;《電工基礎》理論比較薄弱,而動手實踐能力比較強的學生,應多進行理論方面的指導學習。同時對于一些學習方法、學習習慣不好的學生,也可指導其改進學習方法和習慣。這樣使每一位學生都有提高。
(四)考核差異
差異性教學承認學生之間是有差異的,在教學過程中要充分考慮到學生的差異性。所以在制定學習目標和計劃時,要根據學生的差異來制定,既然學習目標和計劃是有差異的,那最后的考核也是有差異的。不同的學生,考核的要求不一樣。這樣每個學生都能體驗到進步,分享成功,激發學生學習興趣和積極性。在實施高職、中職《電工基礎》差異性教學程序過程中應注意的問題:1、差異是隱性的。要讓學生感覺到不同的小組只是任務不一樣,沒有程度差異,否則會讓長期待在低程度組的學生自信性不足。2、任務是有挑戰性的。不同組的學生都覺得自己在完成一項富有挑戰性的任務,都富有學習的積極性。不只是讓進度快的同學多做題,這樣不會打擊進度慢的學生的學習積極性。3、要求是明確的。教師除了明確學習任務外,還要對分組學習時的聲音大小、活動地點和范圍、資料獲收方式、向老師求助的時間和方式、多余時間的打發等提出明確要求。4、指導時間是不均的:教師在分組指導時不要平均分配時間,只是在需要重點指導的小組多花時間。
四、以項目化教學方式對比,來研究高職、中職《電工基礎》教學差異性
(一)差異性教學首先強調學生是有差異的
人與人之間是有差異的,差異是異客觀存在的。學生作為一個完整的人,存在著感知能力,認知水平,學習方法,接受能力,心理素質等方面的差異,且差異是復雜的、多元的。如家庭長期的文化、價值背景的熏陶,對孩子成長的期望和學生對自己要求的差異;身體強健和體弱多病的差異,這決定了學生參與學習時,精力投入強度的差異。差異性教學承認學生是由差異的,所以在《電工基礎》教學中充分考慮到學生的差異性。不管是學習目標和計劃,還是老師的指導和最后的考核都要考慮到這種差異性。而項目化教學沒有強調學生的差異性,它的學習目標和計劃及考核,沒有差異性,所有的學生都是一樣的。
(二)差異性教學目標是有差異的
在《電工基礎》差異性教學中根據學生的差異教學目標是有差異的。如在教學中為了達到不同教學目標,根據不同的學生采用電子元件實物、圖片、實驗等教學方式,這樣不同的學生可以通過不同的教學方式,掌握課堂的知識點。每個學生都能體驗到進步,分享成功,激發學生學習興趣和積極性。而《電工基礎》項目化教學目標不是以學生的差異性來確立的,它是以崗位需求為依據來確立教學目標的,它的教學目標對所有學生都是一樣的。項目化教學目的是學生能適應社會需要,學以致用,能勝任以后的工作崗位,所以要按照實際工作崗位對能力的要求來確定學生學目標。
(三)差異性教學對學生的評價比較單一
二電力系統工作經歷對電氣工程本科教學起到的積極作用
1教材選用目的更加明確教材是高校實施培養計劃的重要介質
直接影響著教學質量和人才。高質量、合理化的教材是提高教學質量與水平、完成人才培養計劃與目標的保證。作者在施教時參照自身的工作經驗,選用更具有方向性與實踐性的教材,提高畢業生與企業之間的契合度。智能電網、數字化電站是電力系統的發展趨勢,其要求電網信息化、自動化程度更高。因為這一目的,可編程控制器(ProgrammableLogicController,PLC)被廣泛應用到電力系統中,目前國內應用的PLC有西門子(SIEMENS)公司生產的S7系列、施耐德公司生產的Quantum等系列、三菱公司生產的FX3G系列等。隨著日系PLC退出中國市場,西門子PLC被普遍應用于電力系統自動化控制。例如三峽電廠、葛洲壩電廠、溪洛渡電廠等大型水電站使用PLC對發電機組、輔助設備系統等設備進行控制。因此在向電氣工程與自動化專業教授《電器與可編程控制器》這門課程時,應該選用以西門子PLC為基礎講述電廠及電網自動化控制的教材,教學內容更接近電力系統工作實踐,使電氣工程及自動化專業畢業生在走上工作崗位時具有更強的適應能力。
2培養學生更具有方向性現代電力企業對高校畢業生有著嚴格的職業要求
扎實的專業能力、較強的實踐動手能力以及必要的公文寫作能力是畢業生就職于電力企業所必須具有的素質。電力系統設備分為一次設備、二次設備兩大類。就發電廠而言,從事電氣一次設備的檢修、維護及管理工作需要畢業生熟練掌握《發電廠電氣主系統》、《電力系統繼電保護》、《電機學》等專業課程的內容,熟悉電機、開關電器、載流導體、電抗器、補償設備、避雷器、繼電保護系統相關知識,這些是為適應發電廠工作而儲備的理論知識。從事電氣二次系統工作的畢業生則必須重點掌握《自動控制理論》、《電力系統繼電保護》、《電子技術》、《電器與可編程控制器》的相應內容。因此擁有扎實、豐富的專業知識來服務電力企業,是電氣工程及自動化專業的培養目標。實踐動手能力在促使畢業生快速融入到企業生產工作中扮演著積極、重要的作用。發電廠電氣設備維修工作需要畢業生有較強的電氣二次配線、布線及PLC編程能力。發電廠中大量布置電氣二次控制盤柜,實際的檢修與維護工作需要高強度的控制回路布線與配線工作,電力系統高度自動化則需要畢業生具備基于PLC的自動化程序讀寫能力。公文寫作能力是現代化大型企業對職工的基本要求。我國各級電力系統的運營、管理、維護已經實現了規范化、制度化、標準化。實際的工作中需要職工撰寫大量的公文,例如對發電廠而言,每個月要寫電廠運營報告、機組檢修報告、技術改造方案等,特別是實行工作票制度后,每天都要寫設備缺陷處理報告及巡檢報告。這些工作要求職工具有一定的公文寫作能力。對于畢業生而言,必要的公文寫作能力在求職及就職中有著不可替代的優越性。
3將工作經驗融入教學將寶貴的工作經歷融于課堂教學
可極大地豐富教學內容,提高學生的學習興趣。作者講述《電路》第十一章時,結合自己的工作經歷深入淺出地講述了變壓器的原理、空載和短路實驗,使學生更好地理解和掌握課堂內容。在講述《電器與可編程控制器》時,以發電廠開停機控制流程、輔助設備自動化控制流程為例,將專業課程學習與電廠實際工作緊密結合起來,以培養更適合企業要求的應用型人才。
4將企業中應用的前沿技術帶進課堂隨著數字化電站、智能電網的建設
大型發電機組實現并網發電,狀態檢測技術投入使用,開始對1000KV特高壓技術進行實驗研究。電力系統的發展日新月異,設備更新速度非常快。電氣工程自動化專業的教學應當將當前電力系統的先進技術、發展趨勢帶進課堂,在豐富教學內容的同時,增加學生對前沿技術的求知興趣。筆者從事過175MW、770MW水電機組的自動化控制系統改造及維修工作,巨型水電廠廠用電系統運行及維護工作,水電機組狀態檢測與故障診斷系統的組建與維護工作。其中770MW發電機組自動化控制技術、巨型水電組狀態檢測與故障診斷技術都是當前電力系統的前沿技術。將這些知識帶進課堂,有利于學生充分認識本專業的發展動向與趨勢,積極地規劃自己的職業發展方向。
2改善實踐教學
2.1減少驗證性實驗內容
增加設計性實驗內容傳統的實驗教學大多數是驗證性的,主要讓學生通過實驗驗證某一物理定律和物理現象。這種教學方式學生沒有任何的主觀能動性,只是按照老師所給的圖紙進行接線、通電,最后得出實驗結果。這種實驗教學的缺陷在于結論已知,沒有任何神秘感。很多學生在沒有做出實驗結果的情況下,編造或者抄襲數據,造成老師無法判斷學生成績的混亂境地。在教學過程應該逐步用一些設計性、綜合性的實驗項目取代簡單驗證性實驗。這些設計性、綜合性的實驗由于實驗結果未知,會增加學生的興趣,提高了學生自身分析問題、解決問題的能力,使學生的創新能力得到充分的發揮。
2.2用仿真實驗來代替現實實驗
使用教學仿真軟件有很多好處。一方面可以在一臺電腦中做多個仿真實驗,減少由于實際實驗過程中造成的元件損耗,大幅度降低教學成本。另外一方面可以利用仿真軟件對實驗結果進行處理很分析,并根據實際需要自動繪制出系統的特性曲線,大大減輕了學生的工作量,例如在電氣工程及其自動化專業,組態王仿真軟件就得到了師生的好評,很多學校都開展了工控組態的實驗教學。
2.3嚴抓實訓教學考核實訓和實驗不同
實驗通常是驗證某一存在的物理定律和物理現象,而實訓通常是完成某一任務,來達到訓練的目的。實訓成績的考核是擺在我們面前比較重要的問題之一。針對學生普通反映出的實訓教學的打分隨意,彈性大的缺點,通過在實訓教學過程中采用過程考核的方法,把一個實訓教學課程分成若個的子項目,每個子項目又分成若干個子子項目,每個子子項目都有相應的權重。每完成某個子項目就打相應的分數,最大程度上保證實訓教學考核科學化、規范化、標準化。
2.4取消課程設計環節
以相應的實訓環節來代替以筆者個人的求學經歷和教學經歷來說,絕大部分的學科的課程設計環節是失敗的,至少是不成功的。傳統的課程設計,是在該門課程結束后,根據課程要求,與實際應用相結合,出一些設計題目,讓學生自己完成。例如在學習完單片機課程后,通過安排學生兩周的時間內,按照要求,設計出一種用單片機控制的實際電路,并把它制作出來,通電調試、運行,寫出規范的設計報告交老師。然而在實際的操作過程中常常變味了,具體的做法是把學生圈禁在一個帶有電腦的大教室里面,給學生布置一個題目,學生在這個教師里面完成課程設計報告即可,其中沒有任何學生實際動手的內容,這樣的課程設計對學生的鍛煉是極其有限的。學生通?;ハ喑u課程設計報告是常事,老師也沒有一些比較好的方法來制止這種行為。針對這種情況,筆者認為應該取消課程設計,取而代之的是一些與課程對應的實訓環節。作為獨立學院的學生,課程設計對他們來說不現實,在以后的工作中,企業也很難有機會讓獨立學院的學生做設計,給他們安排的工作往往是實際操作。與其效果不好,還不如讓學生多做實訓練練手。比如在完成了電子電路設計理論課程之后,安排學生做相應課程的實訓環節,在規定的時間按照圖紙安裝、調試出一個萬能充電器,寫出實訓報告即可。
2.5取消畢業論文環節
以頂崗實習報告來代替我國本科生的畢業論文環節一直被教育專家所詬病,關于畢業論文的存廢一直存在較大的爭議,一定程度上這不是一個學術問題,而是一個利益問題。通常來說,一個本科生的畢業設計按照工作量計算10個學時,一般的教師帶10~15個學生,這就是100~150學時,而老師一學期的基本教學任務就在200學時左右。如果取消了畢業論文,老師的利益會受到影響,高校老師肯定會反對。而且,畢業設計不僅僅對老師有利益瓜葛,而且對學校中的打印社有巨大的經濟利益。按照一個學生打印的費用為100元計算(包括初稿和終稿),按學校有3000學生來計算,這就有30萬元的經濟利益,由學校的幾家打印社瓜分。所以,作為利益共同體,學校的打印社也不希望取消畢業論文。畢業設計到底對學生多大好處呢?畢業設計的全過程一般是這樣的:通常在大四上學期期末給學生布置畢業論文題目之后,學生就去企業頂崗實習了,根本沒有時間寫所謂的畢業論文。到了來年的4月底5月初的時候,學校會通知學生返校交論文,并且安排五月中旬答辯。大部分學生寫畢業論文的時間在五月初,寫畢業論文的時間都在1~2周。這樣的畢業論文到底有什么意義?大家心知肚明。除了浪費紙張擴大內需以外,一點用處也沒有。所以筆者建議在一本以下的學校都取消畢業設計,取而代之的是頂崗實習報告。頂崗實習報告主要讓學生寫一下在企業中實習內容以及感想,同樣也可以安排答辯。筆者經過調查,大部分學生均可以接受頂崗實習報告,它具有可操作性。
2.6加強第二課堂的教學
加強第二課堂的教學工作,以申請實驗室的契機,在校內開展一些諸如電工實訓技能大賽的活動,提高學生學習專業的興趣。另外,挑選那些對專業有興趣的學生,組隊參加電子設計大賽、數學建模大賽和挑戰杯等等??傊?,通過這些比賽,引導學生對專業學習的熱情和興趣,幫助和指導學生開展科研活動,探討通過所學職業知識解決實際問題的思路和方法。通過這些活動,提高學生的實際動手能力,造成一種崇尚科學、追求真理、勇于探索的學習氛圍,激勵學生創新思想火花的碰撞,培養學生的創新思想、創新意識和創新觀念。
2.理論聯系實際,提高學生學習興趣電工電子技術涉及的一些內容較為抽象,學生理解起來比較困難,在具體講解時可以理論聯系實際,提高學生學習興趣,更好地掌握所學知識點。例如在學習電路的結點和支路時,可以把結點和支路用日常生活中常見的馬路和十字路口作比喻,一條馬路就是一條支路,十字路口或丁字路口就是一個結點等等,簡單明了,學生很容易理解。在講到功率時可以聯系家用電器,每個家用電器用電功率是多少,再聯系到所在教室空調功率是多少,根據空調功率的大小讓學生計算上兩節課的耗電量,由于有實際例子,所以對于用電量的計算公式很容易記憶,再根據當前電價計算出上兩節課所需支付的電費,進而鼓勵學生要認真學習,節約用電,做到下課關燈關空調的好習慣。在講到RC電路的應用時,RC電路可作為濾波器,在教學過程中可聯系實際生活。先拋出一個問題:現在學生都有手機,他們手機有的用中國移動網絡、有的用中國聯通網絡、還有的用中國電信網絡,并且每個運營商又有2G網絡、3G網絡,但為什么打電話沒有出現彼此相互干擾呢?這樣可以提高學生的興趣,先讓他們思考一會,然后請學生回答一下原因,再結合實際回答情況給出答案,即濾波器起了作用。國家給每個網絡運營商都分配了固定的頻帶范圍,每個網絡都有自己的基站,基站有濾波器,會自動濾除不屬于自己頻帶范圍的信號。而講到三相電路時,可以聯系具體家庭用電知識,更好地掌握星形聯結和三角形聯結特點及計算方法,尤其對于星形聯結方式還分為有中線(也稱作地線或零線)即三相四線制和沒有中線即三相三線制的情況,結合我們照明電路,讓學生思考照明電路能否去掉中線?再根據理論分析,可以從理論上完全得出結論:照明電路是不能去掉中線的,也就是說我們實際民用負載一定要采用三相四線制,這樣才能保證負載都能正常工作;在學習用電常識時可以聯系當前由于用電不當引起的火災事故或觸電事故,和同學一起學習一些基本用電常識,甚至可以延伸到一些自然災害如地震的避難常識,這樣既能提高學生的學習興趣,又能讓他們學到實際有用的知識。
3.創造良好的課堂情境有興趣的問題,可使學生對學習產生濃厚的興趣,并產生強烈的求知欲,從而進一步調動學生學習的積極性和自覺性。例如在講到暫態分析時,就可以從日常生活中的一個實例開始,先讓學生思考白熾燈、日光燈打開和關閉時的特點,這時學生注意力就吸引過來了,開始回答問題,課堂氣氛馬上活躍起來。但課堂氣氛活躍的同時,要注意課堂效果,不能讓學生停留在新鮮好奇上,每一個教學情境的創設都要緊緊結合教學內容。幾分鐘時間后,教師就可以總結出白熾燈、日光燈打開和關閉時的特點,白熾燈開關一打開就馬上亮起來,一關閉就馬上熄滅;而日光燈不管在打開還是關閉時都有一個過程,那為什么同樣是照明負載,他們現象會有這么大的區別呢?緊接著這個問題后就可以引出本次授課的知識點:暫態過程。
4.總結所學知識點,讓學生更好更快地掌握所學新內容在講解過程中,一定要善于總結所學知識點,讓學生更快更好地掌握所學新內容。例如在講到電路分析中的電源等效變換方法時就可總結出三要素法,可以強調等效變換過程中時刻注意三個要素:內阻不變、電壓源的大小等于電流源的大小乘以電阻的大小、電壓源的正方向為電流源電流流出的方向。而在講到單一參數的交流電路時,電感元件和電容元件容易混淆,怎樣分別記憶他們的電壓和電流相位關系呢?引導學生只需要記住關于電感和電容電壓電流的伏安關系式即可。從伏安關系式就可以看出,電容電流是電壓的微分,所以電流超前電壓90°;電感電壓是電流的微分,所以電壓超前電流90°。也就是說針對這兩種單一參數元件,哪個電量是另一個電量的微分,哪個電量就超前另一個電量90°。通過總結知識點,讓學生知道重點和難點,在課后復習時也能抓大放小,更快地掌握所學內容。
二、組織好實驗教學,為更好地掌握課堂知識做鋪墊
“電工電子技術”作為一門實踐性很強的課程,實驗是展示其教學魅力的有效手段,它化枯燥為生動,化抽象為具體,化平淡為神奇,為理解和掌握好新知識創造條件。所以一定要把握好實驗教學的效果,為更好地掌握課堂知識做下鋪墊。例如在學習電路分析方法中的疊加原理時,很多學生容易混淆不作用的電源處理方法,把恒壓源和恒流源處理方法記反,通過實驗可以掌握不作用的恒壓源的處理方法,而恒流源處理方法則相反,這樣就不會在學習中混淆,更好地掌握了該方法。
三、開展考試改革,提高學生平時學習的動力
“電工電子技術”課程是以現代電工電子技術的基本知識、基本理論為主線,以應用為目的,在保證科學性的前提下,刪繁就簡,使理論分析重點突出、概念清楚、實用性強。通過本課程的學習,使學生掌握近代電工電子技術的基礎知識,以及進行電工實驗研究的基本技能,為后續課程的學習及今后從事電類各學科領域的學習和工作打下堅實的基礎。但針對目前大學現狀,再加上該門課程有關知識點比較抽象,使得學生學習積極性普遍不是很高。除了在課堂上提高效率之外,還要從紀律上約束學生,提高平時考核所占的分數比重。例如增加平時練習的機會,把練習成績計入平時成績;另外,對于課堂發言積極的學生、勇于上臺練習的學生還可以進行獎勵平時成績的政策。這樣,雙管齊下,一定能提高學生學習興趣,讓學生把這門課程學好。
戴維南定理是電路分析基礎中的重要內容,然而部分高職學生卻總不能理解和掌握,不知道怎么對有源二端網絡進行戴維南等效變換。運用Multisim軟件可以直觀形象的對戴維南定理進行仿真驗證。最后再進行理論驗證,以確保實驗數據的準確性。從以上仿真實驗可見,Multisim軟件設計電路直觀、形象,其中的虛擬萬用表和測量探針為電路分析提供了極大的方便。
1.2單級晶體管放大電路仿真
晶體管(三極管)可以工作在飽和、截止、放大3種工作狀態,了解、掌握晶體管的這3種工作方式是模擬電路的基本學習內容。對于學生來說模擬電路理論較為抽象,所以學習效果往往不理想。下面以分壓式偏置放大電路為基礎分析單級晶體管放大電路工作情況,用Multisim進行仿真調試,形象的圖像界面將抽象理論通過視覺化展現在學習者的面前。R1、R2是基極分壓電阻,R1是可調電阻,R3是集電極電阻,R4是發射極反饋電阻,“XFG1”是信號發生器,“XFG1”是雙通道示波器,編號為2、3、4的結點處分別接了測量探針。通過調節可變電阻R1能獲得晶體管的3種工作狀態,①當U2>U4,U3>U2時,工作在放大狀態;②當U2>U4,U2>U3時,工作在飽和狀態;③當U2<U4,U2<U3時,工作在截止狀態。晶體管各端節點直流靜態電位從測量探針可以直接觀察得到.將萬用表設置成電流測試方式,對除去電源后的網絡端口進行電阻值測量。
1.3同步二進制加法計數器仿真
Multisim為數字電路提供了強大的仿真功能,其中有包含集成邏輯門、編碼器、譯碼器、寄存器、計數器等元件庫,也有測試、分析這些邏輯電路功能的輔助虛擬儀器,如邏輯轉換器、邏輯分析儀、字信號發生器等。以同步二進制加法計數器為例來說明其在數字電路中的應用,用3個JK觸發器構成了三位同步二進制加法計數器,時鐘信號源提供同步觸發信號,低位觸發器JK端接高電平,次低位觸發器JK端接低位觸發器的輸出Q0端,Q0和Q1相與后接入高位觸發器的JK端,與門芯片為74LS08,數碼管譯碼顯示出十進制計數值,當然也可以用邏輯分析儀驗證輸出的時序波形圖正確與否。
(1)要有一支高素質的師資隊伍,教師要向雙師型轉化,在實驗過程中才能更好地幫助學生提高工程實踐能力和培養創新能力。
(2)加強實驗室的建設,增加實驗經費,保證實驗室的實驗設備滿足開放實驗的要求。要有有效的實驗室管理方法,可通過計算機或校園網使實驗管理的工作簡化。應適當提高擔任實驗教學的教師待遇。
(3)學生要有學習的自覺性,才能保質保量按時完成實驗,才能取得一定的效果。