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电工电子实习教学改革与探索
发布时间: 2020-01-09 来源: 管理员
  电工电子实习课程是我校非电类专业的学生在完成“电工技术”、“电子技术”两门专业基础课程学习之后的一门重要的实践课程,也是非电类工科学生知识的重要组成部分之一。这门实践课程不仅可以巩固学生课堂所学的理论知识,而且有利于培养学生工程实践能力和创新能力。在卓越工程师的培养中起着十分重要的作用,一直受到我校的重视和支持。
  近年来,在教改项目的支持下,我校对该课程教学开展了教改项目研究,明确建设目标。通过对国内外有关院校电工电子技术实习的现状调研,分析了电工电子实习在本科应用型复合型人才培养方面对知识和技能的要求,提出了电工电子实习教学建设的基本思路,构建了电工电子实习新的知识体系。
  结合对卓越工程师创新能力和工程应用能力的培养目标,制订了我校培养符合社会需求的、知识结构合理的专业人才的教学计划和实践教学体系,确立了理论联系实际、产学结合的建设目标。
  1 充实和创新教学内容
  1. 1 构建新的电工电子实习教学体系
  在新的电工电子实习教学体系中,对电工与电子实习课程中的电工工艺实习,增加入必要的电气安全技术、常用电工工具的使用、新型电工材料和元器件知识等内容; 补充要求学生掌握电气图的读图、安装、调试和故障排除、电源及照明线路安装及PLC编程操作,加强学生的工程实践能力和创新能力培养。此外还通过建立电子实习经典教学案例库,充实实习教学内容。目前在电子实习中,陆续采用获得良好教学效果的经典教学案例有: 可调式串联型直流稳压电源、简单收音机电路、自动水龙头控制电路、声光控节电开关电路、多功能数字液晶显示万用表以及基于PT2262 和PT2272 数字编译码芯片的遥控发射接收电路等的设计原理、焊接与调试。
  1. 2 讲义突出实践能力培养
  教学讲义中每个实践任务均按照“基础知识→任务内容→具体实施”的思路编写,整个电工实习内容丰富,由基本到复杂,从电气安全、电工材料和元器件的选用到电气布线和电气图读图,再到PLC编程操作,最后落实到任务驱动型实践项目的完成。
  电气布线和电气图读图要求学生能根据电气图安装、调试和排除故障,内容涉及工业和民用两个领域,工业领域有三相交流异步电动机的控制,民用有照明线路安装。这些内容强化了学生电工领域工程实践能力培养。讲义最后为任务驱动型实践项目,任务驱动型实践项目书本的提示内容较少,需要学生根据已学的知识,并且通过自行查阅资料、小组讨论、团队思考、集体合作才能完成项目任务。充实和创新后的电子实习的教学内容包括: 电子元器件的基本知识; 电烙铁的使用与焊接技术; 直流稳压电路的焊接、调试与参数测量; 常用电子仪器仪表( 示波器和万用表等) 的使用; 电子产品的焊接、安装及调试等。电子实习内容紧跟电子工业发展的趋势; 保持教学内容的先进性; 重点加强工程实践训练; 注重学生实践能力、独立获得知识能力和提出、分析、解决实际问题能力的培养。为学生建立工艺基础平台,使学生能够运用现代电子工业的基础知识。为专业学习和实践打下扎实的基础。
  2 创新课程教学模式
  2. 1 “学、练、试、创”的教学模式
  电工电子实习突出的是工程实践性。为了让学生了解现代电工电子行业的现状和发展趋势,充分发挥学生的主观能动性,根据学生综合能力的培养过程,我们将整个实习过程分为学、练、试、创四个不同阶段。针对这四个阶段的特点,实习教师相应的调整教学重心和方式。
  学,主要是知识的学习与积累。这个阶段教师侧重于激发学生的兴趣和爱好,增强学生自主学习的能力。
  练,主要是知识的消化和吸收,培养学生观察、分析和解决问题的能力。这个阶段教师注意重点引导学生掌握电路模块的调试和故障诊断。
  试,主要是知识的运用和发现,在这个阶段教师要引导学生理解和掌握关键电路模块的基本原理、调试和故障排除方法。
  创,是实习的最后一个阶段,相比于前三个阶段,这个阶段对能力培养的要求更高。通过项目设计和团队协作培养学生的创新设计、交流沟通和团队协作能力。这个阶段,实习教师注重和强调学生在团队中的表现,激发学生的创造性和潜能,并通过最后的答辩环节考核和评定项目实施中团队成员的表现。
  2. 2 课堂引导和启发教学
  指导教师要确立以学生为实践主体的教学理念,改变以往填鸭灌输式的教学模式,转而强调“做中学”、“边做边学”的原则,注重对学生引导和启发。学生遇到问题和困难,教师不直接告知结论,而是启发学生如何去思考和分析。比如,学生焊接好直流稳压电源后,却无法测得电压。学生急切想知道故障出在什么地方,此时教师首选的便是进行必要的提示和引导; 电路焊接是否完整,元器件管脚插接是否正确,万用表是否正常等等。其次,建立学生的优秀作品展示橱窗,橱窗里展示的往届同学的优秀实习作品,不仅给学生树立努力的方向和信心,也可以激发学生的好胜心和创造力。
  2. 3 发挥网络和多媒体技术教学作用
  随着现代教育技术的发展,借助网络优势,在教学改革的过程中,我们制作了实习教学多媒体课件和网络课程包,建成校级电工电子实习精品课程,实现教学资料网络共享,运用图像、文字和视频相结合的多媒体手段,以丰富生动的教学形式激发学生的兴趣; 通过网络资源共享和网上师生互动环节,帮助学生有效便捷的预习教学内容和获取教学资源,拓宽教师和学生交流互动的渠道,从而提高教学质量和教学效果。网络助学平台提供的丰富教学资源,如网络课件、电子教案等为学生开创了丰富的获取知识的渠道; 建立的面向学生的DIY( Do It byYourself) 自主实践平台和网络交互平台,有助于提高学生的自主创新和互动交流能力。
  2. 4 组织学生企业实习锻炼,初探产学之路
  经过电工电子实习的工程应用实践,让学生获得了初步的电工电子电路系统的设计、研制和调试的经验,进一步培养学生认真严谨、一丝不苟的工作作风,初步具备工程实践能力和素质。教学改革以来,我们组织部分学生到上海某公司进行暑期产学合作实习,该公司是一家智能家居控制系统集成商,主要使用智能家居总线系统进行别墅、办公室和酒店等的灯光控制设计、安装与调试。经过两个月的暑期实习,参与实习的学生不仅能设计智能家居控制系统电路图,还进行系统接线,参与工程现场的软硬件调试工作。他们的实际表现使企业也萌发了和我校建立“暑期产学合作实习”的长期合作意向,使企业和学生共同获益。将工程内容有机地融入教学中是促进学生工程素质全面发展的根本途径。
  受此启发,我们将继续探索电工与电子实习产学结合之路。
  3 教学效果
  由于电工电子实习课程强调应用性、工程性和创新性,因此通过大量基础实践训练项目可以逐步加强学生基本实践能力的培养,而且在实习内容中引入和增加一些设计性的实习项目,通过给学生提供新的知识材料,引导学生应用所学知识去完成项目的设计、实施、操作,不断的交流沟通,最终团结协作完成设计项目,从而达到提高学生独立思维能力和创新思维能力的目的。在实习过程中,有些学生在完成规定的实训任务后还自行完成自己感兴趣的实验,有些学生自学PLC 的功能指令并利用功能指令替换由许多简单语句组合实现的复杂功能,自学Altium Designer 绘制电子线路图等。
  实践表明,学生在自主学习、电路分析与接线、团队协作、交流沟通、程序设计与调试、创新设计等方面能力得到了提升。
  4 结语
  我校的电工电子实习课程作为基础实践课程,从工程应用出发,建立理论知识与实际应用的互动教学体系。采用新的基础技能和能力训练的任务驱动型项目设计的教学模式,提高了学生基础知识学习能力和基本技能训练,培养了学生的工程实践能力和创新能力,真正做到电工电子实习课程为其它技术课和专业课的进一步学习提供实践基础保障。  目前,随着互联网、云计算等网络技术的发展,电工电子技术课程面临着新一轮的教学改革。无论是理论教学还是实训教学都需要结合市场的需求进行改革。
  一、电工电子技术课程教学创新的背景
  传统的教学模式是老师教、学生学,这种教学方式已经不能适应现在学生学习的特点,且制约学生个性和创造力的发展,难以培养学生的创新发散式思维,不能适应社会发展需求。现在的教学模式需要适应培养应用型和创新型人才的要求,今后的教育将突破时间和地域的局限,利用虚拟世界将教师和学生在课内课外紧密联系起来。如现在正在运用的信息化教学手段,“云课堂”“课堂派”等网络在线教学,还有情景化(VR/AR)教学模式等的出现,不仅有利于学生学习,也最大化地激发了学生的学习热情。随着如今智能手机等电子产品的普及,同时开展的个性化、协作式的教学模式将会进一步得到发展,从而真正做到“做中学、做中教”。
  二、电工电子技术课程教学的改革策略
  (一)采用先进教学法
  第一,循环提问教学法。该教学法以问题为导向,由问题引出所要学习和掌握的相关知识技能。在教学开始阶段,往往由老师提出一个问题,引导学生去探寻解决问题的方法,在这个过程中,学生为了解决问题,会自主去学习所需的知识,教师在整个过程中只需要做好引导工作。学生在探寻知识的过程中,往往会引出相关问题,这些问题会引导学生去探求新知识。比如,教师在讲授直流稳压电路部分时,先由教师提问,如何将市电交流电220V 转换成手机电池等设备需要的低压直流电(如5V)。学生由此展开讨论,寻找解决方案,当学生发现利用电源电压器和桥式整流电路可以解决该问题,并拿出解决方案后。教师可以引导学生进行深层次的学习,如电路在连接过程中,可能会出现的故障有哪些(如短路,断路等),引导学生自己分析故障现象,并独立解决故障。在整个教学过程中,教师只是起到引领作用,而提出问题,后期如何解决问题都由学生独立或分组完成。整个流程中充分发挥了学生的自主学习潜力。
  第二,铺垫教学法,即旧知识铺垫教学法。在学生从已经掌握的知识中去拓展出新知识的这个环节,教师需要做好“导演”的工作,循序渐进地引导学生去探求新知识,可以采用情景或问题等方式引导学生扩展新的知识领域。比如,在讲授组合逻辑电路设计部分时,由于前期学生已经掌握了数字电路的基本门电路。此时教师只需让学生回顾前期所学,从中去发现如何利用所学知识去组合新的电路,从而实现不同的电路功能。在这个过程中,老师可以先抛出一个主题,如设计一个简单的交通信号灯故障报警电路,组织学生去利用前期所学自己设计,从而让学生自己总结出组合逻辑电路的设计流程,通过复习旧的知识了解新的知识。
  第三,对比教学法。这种方法适用于学生容易发生知识混淆的地方,将相似的知识点放在一起进行对比,找出知识的相似点,分析出不同点。此方法教师可以在教学组织中应用,将学生分成不同的组,完成相同的工作任务,对比各个小组完成的情况,找出个小组的优势和不足。比如,在电工部分基本物理量认识中电压和电位的学习,很多学生很容易将两者混淆,教师在讲授时可以将两者放在一起,组织学生找出两者的关系,同时发现两者的区别。在这个过程中引入实际案例分析,如测量日光灯电路各点的电位及灯两端的电压。同时将学生按3~4 人为一小组进行测试,看看哪组最先完成测试任务。测试结束后将各小组测试结果放在一起进行对比,让学生自己对测量结果的准确性进行评判,找出测量过程中的问题,并及时纠正问题。通过小组之间的相互对比学习,达到掌握知识点的目的。
  第四,游戏教学法,即以游戏为基础组织教学。如在故障检测教学模块时,教师可以按照游戏闯关的模式进行教学设计,将不同的故障设计成不同的游戏关卡。当学生成功解决一个故障时,对其进行游戏加分,当学生在解决故障过程中失败,将对其基础分进行减分,同时教师也可以模仿游戏中的复活功能,如果后期学生再次闯关成功(成功解决故障),则对学生进行一定的加分奖励。教师以游戏的形式组织教学不仅在课堂上,同时也需要结合虚拟网络课堂,以及学生的网络数字档案进行开展,最大化地激发学生的学习积极性和创造性。
  (二)营造充满激情的课堂环境
  为了营造充满激情的课堂环境,教师要做到“一迎二要一总结”。
  “一迎”就是在学生进入实训室时,教师要满怀热情迎接学生,激发学生学习的热情。积极主动地给学生做向导,介绍实训室里面的设备及其作用,需要注意的事项等,教师在讲解时,可以适当穿插一些幽默用语,创造出轻松愉快的学习氛围。
  “二要”是指,一要求教师在教学时需要穿上工作服,给学生一种对待工作需要严谨、专业化的印象;二要求教师详细告知学生本次教学的目的,教学内容中需要涉及的实训设备,以及该项目考核的要点及评分标准。教师将学生课前准备情况和课堂考核,以及课后提高进行综合式考核,让考核走出课堂,课内课外全方位考核。教师同时也要将安全、文明、规范化生产理念带入实践教学。
  “一总结”就是在学生完成一次实践任务时,教师要积极地对学生的完成情况进行总结。教师在对学生进行评定时,尽可能地肯定学生所学,有问题的地方要鼓励学生再接再厉,保持学生学习的积极性。在点评环节,采用多种形式进行,可以是教师点评,同学互评,自我评定进行结合,让学生从多方面进行学习。
  在实践环节方面,将校内实训和企业实训相结合,教师和技术工程人员相配合。学生在校内实训掌握基本技能后,再由企业技术人员带领进行实际技能操作,学生不仅熟练掌握课程技能同时又接触到行业的前沿技术。
  (三)多元化的教学考核改革
  教师应打破一纸一笔定成绩的传统考核模式,将考核过程贯穿整个教学阶段,实现全方位的考核模式。教师应重视实践操作技能考核,同时将单项技能考核和综合技能考核相结合。教师也可以在整个学期的教学过程中为学生建立个人数字化档案,利用网络在线记录学生课外学习的时间及自我考核成绩,记录出学生课外学习状态,给出平时成绩,打破依靠课内45 分钟给出平时成绩的模式。同时,教师在学生的学习档案中设定专业技能展示,让学生更好地利用数字档案展示自己的技能水平,降低对期末试卷的依赖,利用信息化的数字档案对学生的学习行为进行全方位督导考核,强化学生自主学习的主体地位和日常化,同时更好地培养学生独立分析问题,解决问题的能力,其创新性思维也得到了发展[1]96。
  (四)校企合作
  学校和企业进行深度合作,从教学内容的制定上,需要企业参与进来,确保教学内容与时俱进。在实训项目的开展方面,采用现代师徒制的模式,学生在企业实习时,安排行业能手手把手地教带。让学生直接进入到生产岗位的培训,这不仅仅是对学生的技能培养,还是对其职业素质的培养。
  三、结语
  随着现代社会信息化进程的加快,在全球建立多样化的、内容丰富的在线学习社区不再是梦想。教师及时进行知识和信息的共享,利用互联网技术建立新时代的学习云端课堂时代已经开启。这些都要求教师跟上时代的发展,与时俱进,进行新一轮的教学探索和改革,才能培养出适应时代 发展的新型技能人才。

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