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關鍵詞:研究性教學;案例式教學;興趣;積極性
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)15-0233-02
1998年,美國博耶研究型大學本科生教育委員會報告“重建本科教育:美國研究型大學發展藍圖”中提出:教學應與研究相結合,學生的學習應基于研究,建立以研究為基礎的教學模式。2005年,國家教育部《關于進一步加強高等本科教學工作的若干意見》中明確提出:“要積極推動研究性教學,提高大學生的創新能力”。2010年教育部提出實行“卓越工程師教育培養計劃”,其主要目標是培養一大批創新能力強、適應社會經濟發展需要的高質量工程技術人才,促進工程教育改革和創新,全面提高我國工程教育人才培養質量[1]。在此背景下,必須對現有的課堂教學模式進行改革。本文主要探討將研究性教學與案例教學相結合引入到針對獨立課程《電力電子技術》中的初步嘗試。
一、研究性教學和案例教學結合的可行性
所謂研究性教學是指以解決問題的方式組織教學過程。而案例教學是要求教師根據工程實際,加以分析匯總,改編加工成教學案例,通過多媒體等教學手段對生產現場的實際情況進行模擬再現,并組織學生分析和討論相關問題,提出解決方案的一種教學方法。將兩種教學方式結合起來,就是將工程實際轉化為課程的課題、問題。引導學生在自主體驗生產過程通過師生互動,對提出的問題通過提出解決方案、質疑方案、修改方案的方式解決問題,并在這一過程中,將相關的知識點深刻理解和熟練掌握。
二、教學的實施過程
本文主要探討將研究性教學與案例教學相結合引入到《電力電子技術》中的初步嘗試。《電力電子技術》課程是電氣工程及其自動化專業的一門重要的專業的基礎課。課程的教學過程初步探索由確定項目任務、制定方案、課堂討論、教學評價四個環節組成。項目在結合生產實際的基礎上針對某個教學內容而設計的。下面以“單周期控制電機啟動”項目為例。
1.確定項目任務。確定項目任務:設計單周期控制電機啟動控制電路。項目中涉及到的課程知識包括:電力電子器件(IGBT)、調壓電路及IGBT驅動電路。因此在學習本課程相關知識時,結合項目相關知識點提出問題:如在介紹電力電子器件IGBT時,可以提出如何IGBT判斷的極性及好壞的問題,讓學生帶著問題學習,有利于提高學生的學習興趣。并在進行項目之前,掌握相關的知識點。在進行項目過程中,溫習前續課程的知識,如電工電子知識(識別常用元器件并能借助儀器儀表對這些元器件進行好壞判別、性能參數檢測等),電機啟動中串電阻啟動知識。這樣可以在學習電力電子技術的同時,將自動化的一些相關學科知識整合在一起。
2.制定方案。由學生自由組合組成5~6人的學習小組。這些學習小組在教師的引導下,通過網絡、圖書館等資源查找資料,結合所學課本知識提出各自設計方案。設計方案包括電路圖繪制、器件型號及參數的選擇等。
學生設計方案及單周期控制部分電路圖分別如如圖1、圖2所示。
?搖?搖3.課堂討論。各學習小組提出設計方案后,組織課堂討論,主要采用學生討論為主,教師引導為輔的方法。可以討論設計的具體問題,如討論時對于開關器件選擇的問題,有的同學采用晶閘管,有的同學選擇IGBT,在指導的時候,應該讓學生知道兩種器件都可以實現單周期控制,但是晶閘管由于是半控型器件,在其關斷過程中要給它增加輔助關斷電路,因此控制電路較全控型器件IGBT來說更為復雜。也可對各小組的設計方案進行比較,讓學生在討論的過程中取長補短,改善設計方案。在此過程中提高了學生參與的主動性,激發了學生的學習興趣。
4.教學評價。沒有評價的教學活動是沒有生命力的。教學評價分為學生設計方案陳述、教師總結、給出設計分數等三個環節。首先,學生自己講解設計方案;其次,由教師指出設計中存在的問題和改進的方法;最后根據學生的設計方案及陳述給出適當的分數,以此來激勵學生。在進行上述評價過程中,可以使學生總結設計中的經驗和教訓,找到理論學習的不足,促進學生更好地學習理論知識,更好地將理論與實踐相結合;同時教師也可在學生的設計方案中查找教學中不足,在今后的教學中進行適當的調節和改進。
三、總結
通過項目教學法的初步探索,發現可以較好地激發學生的學習興趣,增進對項目設計相關知識點的理解和掌握,而且可以將分散的知識點整合起來,建立對《電力電子技術》課程的總體認識。在以后的教學中,應該探索更多的項目與課程學習相結合,并且根據學生的實際水平,調整項目的難易程度。防止難度過大打擊學生的學習信心,影響學生的學習興趣。教師的指導要適時、有效,但要防止越俎代庖,影響學生自主學習的能力。
參考文獻:
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[3]夏志華,彭詠龍.項目驅動式教學法在《電力電子技術》課程中的應用[J].職業時空,2009,(10).
[4]劉婉華,羅朝猛.聚焦研究性學習:從理論到實踐[M].廣州:中山大學出版社,2002.
關鍵詞:案例教學 子項目 教學設備
中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)02(c)-0204-02
電子技術實驗及實踐課程是實踐教學環節的重要組成部分,其中數字電子技術實驗及電子技術課程設計能夠很好地培養鍛煉學生的實踐動手能力。因此,在培養學生學好電子技術理論知識的同時,更加重視電子技術實驗及課程設計的實踐性。傳統的電子技術實踐教學以實驗項目為載體,目的是使學生掌握集成常用集成芯片的使用方法,以及一些經典電路的設計方法。然而學生掌握的知識是若干個分散的知識點,在學習完該門課程后不清楚如何學以致用,在后繼的課程設計或實際應用中往往一頭霧水,無從下手。為了增強學生對知識的綜合運用能力,更好的學以致用,此設計提出以一種實用的大型電路為主線貫穿整個實驗過程,將其拆分為若干項子電路形成單個的實驗項目,即將一個大型電路拆分為一個個單獨的功能模塊,每個模塊為一個實驗項目,所有項目組合起來即是一個實際電路。
1 設計方案
1.1 教學內容的設計
教學內容從集成芯片的使用,到簡單電路的設計以及最后綜合電路的搭建。以一種實用的大型電路為主線貫穿整個實驗過程,將其拆分為若干項子電路形成單個的實驗項目,形成了從易到難,從單獨知識點的學習到知識點的綜合運用,從注重知識的驗證到注重應用能力的培養,循序漸進、逐次提高的教學過程。以交通燈的設計為例說明的教學內容的安排以及與之前傳統教學的比較,如圖1所示。
由圖中可以看出,新的教學內容涵w了傳統的教學內容,對經典知識點的教學并沒有刪減,而且以案例貫穿整個實驗,等最后聯調及功能實現時學生會發現自己完成了一個復雜的電路設計。再通過教師的總結回顧,學生將掌握設計的整個過程,更有利于培養應用型技術型人才。
1.2 教學設備的設計
設計一個基于案例的電子技術實踐教學設備,該設備包含固定單元和與之匹配的若干個可拆裝單元,固定單元中包含常用的電路模塊,如邏輯電平開關、數碼顯示部分、蜂鳴器、可調頻率時鐘脈沖模塊等等,可拆裝單元根據不同集成芯片的種類及特點,可獨立或與其他單元共同承擔2-3個實驗項目或承擔一個課程設計案例,另有一個單獨模塊包含常用的電阻電容電感等常用元器件。部分原理圖如圖2所示。新設備能夠完成常規實驗,課程設計,也可以完成自主設計,學生和教師可以在此設備上驗證自己設計的電路。
2 結語
該設計教學內容新穎,以實用的案例為引線,貫穿整個實驗教學。選取契合理論教學重點的案例,并將案例的子電路分散在各實驗項目上,順利完成各個實驗項目也就意味著整個案例的實現。理論、實驗、實用相結合的形式不僅提升學習的趣味性,也能夠讓學生更好的把握知識間的內在聯系。
參考文獻
[1]康華光.電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,1999:128-133.
[2]涂用軍,王紅梅.電子電路繪圖與制版項目教程[M].北京:電子工業出版社,2011:109-120.
目前,全國面向高職高專院校開展的電子類的競賽,主要有全國大學生電子設計競賽和全國職業院校技能大賽。
1.1競賽的主要技術體系
縱觀浙江省和教育部舉辦的大學生電子設計競賽與制作競賽,競賽的技術體系主要包含理論知識測試、電路識圖、元件選型與參數計算、原理圖繪制、PCB設計、PCB板制作、電子工藝焊接、單片機軟件程序編寫、電路調試、軟件調試、電子產品的結構與安裝工藝、電子產品的工藝文件編寫、電子產品的技術文件編寫、技術答辯等技術考核內容。整個競賽過程貼近生產、工藝、注重質量,以企業實際要求出發。
1.2原課程體系與競賽的融合情況
通過參加各類電子競賽,我們清楚的認識到高職教育的培養目標和電子競賽的宗旨是一致的,競賽促進了電子信息專業課程體系,以電子競賽的實踐來促進教學改革,形成以“素質教育為基礎,能力培養為主線”的創新型應用性人才培養模式。對于傳統的電子類基礎課程,如模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術等,整合為《電子技術基本技能實訓》、《單元電子電路分析與測試》和《電子電路調試與應用》。按照競賽的要求,通過《電子技術基本技能實訓》專門訓練學生的技能,并在后續的課程里不斷反復應用,以促進學生掌握。新的應用電子技術專業人才培養方案中對于創新型應用性人才的培養,主要通過《簡易智能產品編程》、《微控制器應用》、《電子產品制圖與制板》、《電子產品生產工藝與管理》、《智能電子產品設計與制作》、《電子創新設計與制作》和《嵌入式系統應用》等課程的相輔相成,實現對學生的全面素質、技能的培養。
2競賽引領下應用電子技術專業課程的改革
根據前面對競賽的深度剖析,我們對原來應用電子技術專業人才培養方案中實踐教學環節課程的教學組織做了相應調整。將競賽中對學生提出的要求融入日常課程的教學,并重新梳理了各個課程的教學內容及上下承接的關聯部分的內容。參照企業中的技術開發部與生產部管理模式,課程中實訓項目來自于競賽題目、教師科研項目、企業實際產品等方面。教學開展的具體步驟:(1)在《簡易智能產品編程》課程中,以競賽項目為例,培養學生的C語言編程技巧,要求學生能夠消化吸收。(2)在《電子產品制圖與制板》課程中,以《微控制器應用》課程教學案例為例,培養學生根據任務要求利用Protel軟件,遵循國際和行業規范,依據國家標準,完成原理圖的設計與繪制,在符合PCB布局和布線要求的基礎上完成PCB設計,并制作出相應PCB板。(3)在《電子產品生產工藝與管理》課程中,以后續課程所選教學案例為例,培養學生常用電子元器件、基本材料和工具的使用知識、電子產品的裝配準備工藝、線路基板焊接工藝、電子產品總裝和調試工藝、電子產品檢驗和包裝工藝、電子產品生產工藝文件編制等專業知識和相關技能;同時,培養學生理論聯系實際、根據企業實際條件決定生產工藝方案的管理意識,樹立質量第一的觀點和分工協作的團隊意識和嚴肅認真一絲不茍的嚴謹作風。(4)在《微控制器應用》課程中,以競賽項目為例,培養學生能設計一個完整的、簡單的單片機應用系統,從單片機選型、接口電路搭建、內部資源分配、程序編寫以及下載調試等環節對學生進行全面綜合的訓練,使學生具備單片機應用的基礎能力。(5)《智能電子產品設計與制作》、《電子創新設計與制作》和《嵌入式系統應用》的課程教學中,以競賽項目及企業項目為例,培養學生根據實際需求,選擇不同的控制器,從設計方案、成本核算、電路設計、工藝設計、程序設計及系統聯調、產品裝配、工藝文件編寫及使用說明書撰寫到項目總結與創新,完整的體驗項目開發的全過程。促使學生在學習的過程中不斷的總結、不斷的提升。(6)在《生產實習》和《頂崗實習》等實踐環節中,讓學生親臨企業一線,切身感受工作中的壓力、努力和興奮等感受,促進其快速成長。
3結論
1提煉基礎,注重應用
“職業技術教育向高層次延伸”是時代的呼喚,在培養模式上,應提倡“寬基礎”,這樣才能具備較廣泛的社會適應性。但是,隨著科技的進步和發展,電子方面的新知識、新技術層出不窮,因此,在課程教學體系中,一定要提煉基礎性內容,并注重向應用性內容延伸。前期的基礎課不僅是為專業教學和專業課程服務,其意義還在于,基礎知識要與學生的潛能和悟性相結合,將其內化為學生的科學和文化素質,憑借它去開辟新的領域,適應新的職業情境。
2貼近就業市場,重視資格認證
將職業資格認證引入課程中是社會發展的需要,“21世紀是職業證書的時代”早已是不爭的事實。職業資格證書也是社會對人的基本要求,將學歷教育與職業資格認證相結合,使學生在取得學歷證書的同時獲得相應的資格證書,這是提高學生就業競爭力,提升學生自我價值的重要途徑。因此,在電子專業教學的課程設置、教學內容和教學進度安排方面,要為學生獲得資格認證提供更大的便利。在“雙證書”制度下,電子專業要求學生在畢業時,除了要通過學校開設的各門課程外,還需獲得至少兩三項電子專業相關的職業上崗證或職業資格認證,比如電工上崗證、家用電子產品維修工、電子設備裝接工和維修電工等證書。此外,電子專業還應積極配合學校建立相關的職業資格鑒定站,引入職業資格鑒定,鼓勵學生擁有一技之長,為就業做好充分的準備。
二改革傳統的教學模式
隨著電子技術的迅速發展,課程內容更新快,課程內容的綜合性、實踐性很強,加大了學生學習的難度。近年來,學生的基礎差距比較大,教學形式單一,不能很好地培養學生的實踐能力和創新思維。這樣做,不但難以保證教學效果,而且還難以適應社會和電子技術的發展。針對這些問題,電子專業應從以下2方面入手實行改革。
1精講多練
針對電子技術實踐性、綜合性、應用性很強的特點,采取精講多練的教學方式,即在課堂上講授重、難點和關鍵知識,借助教學軟件的實際操作與自主學習相結合,注重模仿練習和實際操作能力的培養。在“以教師為主導,以學生為主體”的傳統教學模式的基礎上,改為以“教師、學生、媒體、教學內容”為教學4要素的項目教學模式,建立集課件、作業、答疑、討論和考試為一體的教學資源平臺。這樣做,不僅方便學生自主學習,還有利于學生個性的發展,有利于培養學生的學習能力和創造能力。
2現場案例教學
針對電子技術的廣泛性和多樣性,教師在實際的教學過程中,可以根據真實的電子產品開發項目或檢修項目,有步驟地將相關內容呈現給學生,并與學生共同完成電子產品的設計、制作和調試。同時,鑒于信息時代的先進性,也可以利用學校內外的網絡,將相關的教學案例拍攝制作成微課視頻,并將與教學案例有關的教學資源分享在網絡上,使學生即學即用,開闊學生視野,進而激發學生的學習興趣。
三強力推進教學方法改革
在教學過程中,應采用多種教學方法。在中等職業技術教育中,探究型教學方法更能體現職業教育的特點,更適合培養高素質的應用型人才。探究型教學包括啟發式、問題討論式、理論與實踐相結合等多種以啟發、引導為主的教學方法。在專業基礎理論教學中,注重概念的理解和基本思維能力的訓練,采用理論啟發和問題式的方法教學。在電子專業的基礎模塊系列課程中,有很多概念、名詞和規則,對學生而言,這具有很大的難度,很易產生枯燥甚至畏難的情緒。因此,在教學設計過程中,教師可以提前將各種問題交給學生,在講課中對問題引而不發,激發學生對新知識的求知欲望,而學生則要主動去探索、研究、討論和回答,加強師生間的交流,使學生真正理解和掌握所講授的理論知識,起到良好的教學效果。在專業實訓教學中,要注重培養學生的應用能力,采用實訓作業、綜合練習、課程設計、面向應用和開發實際產品的畢業設計,使學生在“調查—分析—綜合”和“實踐—理論—實踐”的過程中逐步深入,進而加深對理論知識的掌握,提升其應用能力。電子專業是實踐性、應用性很強的專業,開設職業拓展模塊的任選課程后,能夠讓學生從被動變為主動,進而使實訓內容不斷更新和發展,培養的學生也不再是“千人一面”,個性將會得到較好的發揮。此外,對于不同的課程門類,要將綜合作業與課程設計相結合,通過靈活多樣的綜合設計和多環節的綜合實踐培養學生獨立思考和分析問題、解決問題的能力,讓學生了解技術進步與發展動向,從而培養學生的創新能力。
四加強教材建設
以培養適應生產、建設、管理、服務需要的中等技術應用型人才為目標,編寫一批反映教學改革成果,突出中職教育特色,適應中職學校需要的電子專業核心課程教材。教材內容要體現中職教育的特色,理論以必需、夠用為度,突出應用性,使理論聯系實際。在目前無合適教材的情況下,應鼓勵教師根據學校的實際教學情況,自編校本項目教材、項目實訓指導書和相關的項目指導視頻,逐步形成基礎公共課教材、專業核心項目教材和實習實訓指導材料三大系列。從目前所使用的校本教材(教學資料)的反饋情況看,這些教材能把握學生的特點,激發學生的學習興趣,提高其學習效率。
五結束語
職業教育,在我國教育體系中占據著重要地位。目前,我國不缺高學歷的人才,卻缺乏技藝精湛的高級技工。職業教育師資(簡稱職師)正是為職業學校培養專業人才的師資力量。職業教育的特點決定了職師是“雙師型”人才,即是教師,又是工程師。隨著電子技術的蓬勃發展,企業對電子類職業技術人才的需求也越來越大,這就要求職業學校開設更多的電子類職業培訓。因此,培養專業的職師人才已迫在眉睫。然而,目前普通的本科電子專業教育培養的人才理論強實踐能力弱,而職業教育培養的人才實踐能力強理論弱,并且兩者培養的人才都不是師范人才,不滿足職師的要求。在這種情況下,近年來我校開設了應用電子技術職師專業,意在為各類中職和高職學校培養職業教育師資人才。但由于應用電子技術職師專業起步晚,可借鑒的成功案例少,其教學還有待于完善。本文以廣西師范學院為例,探討應用電子技術職師專業的教學改革。
一、目前職師專業教學存在的問題
職師的培養目標要求學生既具有工程實踐能力,又會教學。目前,應用電子技術職師專業培養的人才與培養目標還存在一定距離。究其原因,存在以下問題:
(一)課程體系設置不合理
公共課、專業課、師范教育以及實踐課在應用電子職師專業設置上都占據重要地位,如何合理分配四者之前的比例至關重要。現有的課程體系中,重理論輕實踐,重專業輕教學,課程設置不合理。目前的課程體系中,實踐環節多流于形式,教學法沒有得到充分的重視,學生在工程實踐、課堂設計和多媒體課件制作等方面都缺乏實戰經驗。
此外,市面上的教材多是針對普通大學本科和職業教育的電子專業教材,針對職師專業的電子類教材很少,這為職師專業的教學增加了難度。
(二)教師的教學能力有待于加強
應用型電子技術職師專業教師主要有兩個來源,一是高校畢業的電子專業人才,二是職業技術學校培養的人才或企業工程師。前者實踐能力欠缺,后者理論知識和教學能力欠缺,都不滿足“教師,工程師”雙師型人才的要求,這就導致培養出來的學生和職業學校的用人需求嚴重脫節,嚴重影響學生的就業。
(三)缺乏實訓基地
知行合一,貴在實踐。職業教育與大學本科最重要的區別就是學生的實踐能力特別強。受學校場地和經費的限制,目前很多職師專業苦于沒有實訓平臺,對學生實踐能力的培養流于形式,未達到預想的效果。
二、應用電子技術職師專業教學改革思路及方案
應用電子技術職師專業應緊緊圍繞“職業技能+教學技能”開展教學改革,以培養“教師型+工程師型”人才為目標,深化職師專業教學改革,全面提高人才培養質量。我校應用電子技術職師專業不斷探索學習,總結教學經驗,在教材、課程體系、教師隊伍和實習基地等方面都進行了改革,取得了一定的成效。
(一)優化課程體系
鼓勵有豐富教學經驗的教師根據學生的接受能力和實際教學情況編寫教材,調整公共課、專業課、師范教育課以及實踐課在整個教學體系的比例,增加實踐課和師范教育課所占的比例。實踐課細分為課堂實踐,課程設計,畢業設計和校外實習等環節。確保在每個環節學生的電子設計能力能得到有效鍛煉。同時,學校扶持優秀社團例如電科協會的發展。近年來,電科協會每年都會開展一系列活動,比如電子設計活動周和義務維修活動等,為電子專業學生將理論應用于實踐提供了平臺。此外,學校每年組織學生參加各種電子設計大賽,以賽促學。在校外實習環節,與富士康等企業開展合作,讓學生真正參與到企業的實際工作中,提高對電子專業的理解和實踐操作能力,為將來在職業學校授課打下良好的基礎。
教學能力是應用電子技術職師專業學生需具備的能力之一。為了不斷提升學生的教學能力,近年來學校每年都開展師范生教學能力大賽、普通話培訓、普通話等級考試和教師資格證考試等等一系列教學活動。
(二)加強教師隊伍的建設
教師隊伍的優劣直接影響了教學效果。要培養雙師型學生,教師首先是雙師型教師。為了培養教師的實踐能力,我校組織電子專業的專業教師到廣西機電職業技術學校參加實踐培訓,并且每位專業教師都取得了中級電工證書。同時,鼓勵應用電子技術職師專業到企業掛職鍛煉,將企業的項目變為教學案例。此外,邀請優秀的企業工程師和職業學校的老師走進實訓課堂,讓學生知道企業和職業學校的用人需求。
(三)拓展實訓基地
職業教育的目的是為企業培養合適的技工人才,而職師專業培養的正是技工們的領路人。實訓基地是培養實踐能力的重要平臺。近年來,我校加大資金投入,先后建立了電工、PLC、嵌入式和通信等實訓實驗室,在校內為學生實踐搭建了良好的實訓平臺。同時,在校外與富士康等企業合作,和廣西技工職業學校和南寧市第一職業學校等職業學校開展交流合作,為應用電子技術職師專業進一步拓展實訓平臺。尤其是隨著中國電子北海產業園的日漸繁榮,應用電子技術職師專業更需走出去,和企業加強合作,建立更多的校企合作的平臺。
總之,隨著電子技術的發展,職業學校對職師人才的要求將不斷提高。目前,我校正籌建廣西職業發展研究中心。在此契機下,我們將進一步深化教學改革,以培養雙師型職師人才為目標,培養更多更好的電子類職師專業人才。