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電工技術(shù)實驗教學(xué)改革
電子技術(shù)實驗課程是工科院校非電專業(yè)開設(shè)的基礎(chǔ)實驗課程,為了讓學(xué)生盡可能多地掌握實驗的基本技能,下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)容的論文，歡迎大家閱讀參考。
摘要：以電工技術(shù)實驗教學(xué)為平臺，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等方面對電工技術(shù)實驗教學(xué)進行改革，探索激發(fā)學(xué)生實驗興趣，培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的有效途徑，有效實施“卓越計劃”。
關(guān)鍵詞：卓越計劃;電工技術(shù);實驗教學(xué);教學(xué)改革
一、前言
1.1教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施的宗旨是促進高校改變舊的教育觀念和教育模式，鼓勵高校和企業(yè)間密切合作、共同培養(yǎng)，以提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力;面向社會和企業(yè)需求，培養(yǎng)高素質(zhì)的既有創(chuàng)新能力又有社會實踐能力的卓越工程師，以滿足經(jīng)濟社會日益發(fā)展的需要[1]。實驗教學(xué)是工科學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)專業(yè)技能、創(chuàng)新能力、團隊合作能力的主要途徑。電工學(xué)是高校工科非電專業(yè)本科生必修的一門實踐性很強的技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和從事專業(yè)相關(guān)工程技術(shù)工作打好電工技術(shù)的理論基礎(chǔ)[2]。
1.2電工技術(shù)實驗是電工學(xué)教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié)，其教學(xué)效果對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)具有至關(guān)重要的作用[3-6]。本文針對目前北京科技大學(xué)電工技術(shù)實驗教學(xué)中存在的主要問題，結(jié)合“卓越計劃”的內(nèi)涵，從實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)方法和手段等方面對電工技術(shù)實驗教學(xué)進行改革，探索培養(yǎng)學(xué)生基本實驗技能、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的有效途徑。
二、電工技術(shù)實驗教學(xué)現(xiàn)狀
2.1電工技術(shù)實驗教學(xué)通過具體實驗操作，使學(xué)生鞏固并擴展所學(xué)電工基礎(chǔ)理論知識，初步掌握工程常用電子儀器儀表和電氣設(shè)備裝置的使用方法，掌握進行科學(xué)實驗的基本方法，具備初步進行科學(xué)實驗研究的能力[3]。北京科技大學(xué)電工技術(shù)實驗安排在大二第一學(xué)期，是學(xué)生進入大學(xué)接觸到的第一門實踐課，每年有6個學(xué)院19個專業(yè)58個班的1800多名非電專業(yè)學(xué)生參與，參與學(xué)生多，覆蓋專業(yè)面廣。非電專業(yè)學(xué)生普遍缺乏對電類知識、電類科技及電工技能的認知，加上實驗內(nèi)容沒有體現(xiàn)專業(yè)特色和應(yīng)用需求，很多學(xué)生認為這門課與自己所學(xué)專業(yè)無關(guān)，對自己以后的職業(yè)規(guī)劃沒有用，因此缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動性[4-7]。
2.2為了保證實驗教學(xué)順利開展，當(dāng)前電工技術(shù)實驗內(nèi)容仍以驗證性實驗為主，綜合設(shè)計性實驗非常少。驗證性實驗局限于鞏固理論知識和訓(xùn)練基本操作能力，嚴重束縛學(xué)生的思維，不利于鍛煉學(xué)生綜合運用知識設(shè)計、分析的能力[4-5]。實驗指導(dǎo)書上詳細給出每一個實驗的實驗原理、實驗電路圖、操作步驟等，實驗中學(xué)生被動做實驗，極易產(chǎn)生明顯的消極與依賴心理，不利于發(fā)揮主觀能動型，更談不上創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[6]。學(xué)生在實驗過程中總是期待一次連線成功，一旦出現(xiàn)故障就無所適從，不是直接找教師處理，就是將已經(jīng)連接好的線路全部拆除后再重新連接，缺乏主動利用儀表逐步排查故障原因的意識，不能通過實驗有效地提升動手實踐能力、分析問題和解決問題的能力。
三、實驗教學(xué)改革思路
“卓越計劃”強化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力包含創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力三重意思。創(chuàng)新意識培養(yǎng)意味著激發(fā)興趣，讓學(xué)生對教學(xué)中所涉及的知識和現(xiàn)象產(chǎn)生探究的熱情和積極性;創(chuàng)新思維的培養(yǎng)更多體現(xiàn)在獨立思考能力的培養(yǎng)上，即在面對教學(xué)中所涉及的知識和現(xiàn)象時，能自主地通過各種信息技術(shù)手段收集信息，對各種信息進行正確歸納分析，形成自己的看法或提出可能的方案;創(chuàng)造力是綜合應(yīng)用知識能力、動手實踐能力、協(xié)同合作能力的表現(xiàn)[8]。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個長期的過程，在長期的訓(xùn)練、積累、磨礪中不斷加強[9]。首先，正確認識創(chuàng)新能力培養(yǎng)在高校基礎(chǔ)實驗教學(xué)中的重要地位，將基于“創(chuàng)新能力”培養(yǎng)的教學(xué)理念貫穿到電工技術(shù)實驗教學(xué)的整個過程中。其次，針對不同專業(yè)特點，重新整合實驗教學(xué)內(nèi)容，滿足不同專業(yè)、不同層次學(xué)生對其廣度和深度的要求，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生在本專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用意識。最后，充分考慮學(xué)生的認知規(guī)律，按循序漸進的教學(xué)規(guī)律分層次培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、綜合能力和創(chuàng)新能力。
四、實驗教學(xué)改革措施
4.1在分析北京科技大學(xué)電工技術(shù)實驗教學(xué)現(xiàn)狀，對非電專業(yè)教師和學(xué)生進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，制定具有專業(yè)和工程特色的多層次實驗教學(xué)體系[10-11]，即將電工技術(shù)實驗分為基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性三個層次，在綜合性和創(chuàng)新性實驗中融入專業(yè)和工程特色�；A(chǔ)性和綜合性實驗是必修實驗，與電工學(xué)理論課同步進行。創(chuàng)新性實驗以科技創(chuàng)新活動和電子大賽為依托，學(xué)生自主選擇。基礎(chǔ)性實驗是實驗教學(xué)的根本。
4.2非電專業(yè)的學(xué)生底子薄、水平差異大，有許多學(xué)生還是第一次比較深入地接觸電學(xué)實驗，基礎(chǔ)性實驗采用學(xué)生容易接受的傳統(tǒng)驗證性實驗方式。學(xué)生在完成基礎(chǔ)實驗的過程中不但加深對相關(guān)理論和技術(shù)的理解，而且養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，掌握基本實驗方法，培養(yǎng)基本實驗?zāi)芰�。綜合性實驗立足基礎(chǔ)、面向應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識和解決較復(fù)雜的實際問題的能力。實驗中教師只提出實驗?zāi)康暮鸵�，給學(xué)生適當(dāng)講解怎樣根據(jù)實驗的目的和要求設(shè)計實驗，要求學(xué)生運用所學(xué)知識和技能制訂實驗方案、畫出實驗電路圖，并在實驗室規(guī)定時間內(nèi)完成實驗。綜合性實驗項目結(jié)合專業(yè)實際情況，將多個知識點結(jié)合在一起，使學(xué)生由以前的被動接受知識逐步轉(zhuǎn)化為主動思考、分析和解決問題，更好地調(diào)動學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，而且讓學(xué)生有更多的自主發(fā)揮空間。
4.3創(chuàng)新性實驗面向工程實際應(yīng)用，既有綜合性又有探索性，目標(biāo)是培養(yǎng)具備自身專業(yè)知識和電類專業(yè)知識的復(fù)合型人才。實驗內(nèi)容由教師根據(jù)學(xué)生的要求和實驗室條件確定，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下獨立完成查閱資料、設(shè)計方案、組織實施、調(diào)試以及項目報告，全面提高有效運用所學(xué)知識和新技術(shù)進行系統(tǒng)級開發(fā)應(yīng)用的能力、分析和解決實際問題的能力.4實驗教學(xué)方法與手段改革1)注重實驗基本技能培養(yǎng)。結(jié)合基礎(chǔ)性實驗系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和基本實驗技能，布線整齊、美觀、易于查看，接線從左往右，以網(wǎng)孔為單位，先串聯(lián)后并聯(lián)、先分后合、先接主回路再接輔助回路等，同時合理設(shè)置測試點以便于測量。詳細講解儀器儀表的構(gòu)造、工作原理、使用注意事項，使學(xué)生從根本上了解測量，進而在實驗中正確選擇、使用儀器、儀表。發(fā)現(xiàn)和排除故障是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的有效方法，適當(dāng)設(shè)置一些簡單的障礙，指導(dǎo)學(xué)生分析排除，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時鍛煉他們獨立思考和解決問題的能力[12]。
4.4培養(yǎng)學(xué)生正確處理實驗數(shù)據(jù)的能力，理解相同的實驗數(shù)據(jù)，不同的數(shù)據(jù)處理可能得出不同的結(jié)論。另外，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、實事求是的科學(xué)作風(fēng)及嚴肅認真的工作態(tài)度，主動研究的探索精神，遵守紀律、愛護公物的優(yōu)良品德。2)加強創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在基礎(chǔ)性實驗鍛煉的基礎(chǔ)上，綜合性實驗從易到難，由部分綜合到完全綜合，逐步調(diào)動實驗的積極性，增強探索的信心，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，從而提高學(xué)生設(shè)計實驗和處理實際問題的能力，達到相對其自身能力的綜合和創(chuàng)新。樹立教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的創(chuàng)新教學(xué)理念，綜合運用啟發(fā)式、討論式、問題式、探究式[13]等教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終處于積極思維狀態(tài)，最大限度地提高其分析和解決問題的能力[6]。
4.5面向?qū)嶒炦^程，要求學(xué)生按“設(shè)計要求→查閱資料→自主設(shè)計→仿真研究→實驗實施→實驗驗收”這一完整的訓(xùn)練過程完成實驗，融知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)為一體。3)形成多元化的實驗教學(xué)模式。充分利用多媒體技術(shù)、計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，依托校園網(wǎng)絡(luò)，建立實驗教學(xué)共享資源庫，引入項目驅(qū)動[1]、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法，提高實驗教學(xué)質(zhì)量，增強教學(xué)效果。開展必修與選修、課內(nèi)與課外相結(jié)合的教學(xué)手段，滿足不同專業(yè)、能力、興趣學(xué)生的需要，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力。引入Multisim仿真軟件[6-7]，利用其高效率、高精度、無損耗和靈活、真實模擬等特點，為學(xué)生搭建一個大膽嘗試、積極創(chuàng)新的實驗環(huán)境。開設(shè)網(wǎng)上實驗，形成虛實結(jié)合的綜合實驗體系。
4.6仿真與實際操作互為補充、各取所長，尤其是對于需要觀察動態(tài)過程的實驗，更有助于增強實驗教學(xué)效果，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。4)構(gòu)建開放式實驗教學(xué)環(huán)境。傳統(tǒng)封閉的實驗教學(xué)環(huán)境要求學(xué)生按照規(guī)定的時間到實驗室完成規(guī)定的實驗項目，不管完成與否，到了下課時間就必須離場，客觀上影響了動手能力較差學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，限制了部分能力較強學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的機會[14]。開放式實驗教學(xué)環(huán)境實現(xiàn)了實驗內(nèi)容、實驗時間和實驗資源開放，學(xué)生依據(jù)自己的實際情況自主選擇實驗時間和實驗內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下自主設(shè)計，擬定實驗方案，通過預(yù)約獨立來實驗室完成實驗任務(wù)，學(xué)生有足夠的時間仔細觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗結(jié)果。特別是在實驗失敗后，可自己重新修改實驗方案、重新做實驗[15]。開放式實驗教學(xué)突出學(xué)生的主體地位，注重學(xué)生的個體差異，學(xué)生在實驗活動中由被動變?yōu)橹鲃樱瑢φ{(diào)動學(xué)生主動性和積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，具有重要的意義，對提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力有很大幫助，對于培養(yǎng)學(xué)生在實驗中學(xué)習(xí)與掌握知識、拓寬知識面有重要的作用。
五、結(jié)語
面向卓越工程師培養(yǎng)的電工技術(shù)實驗教學(xué)改革，從實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法等方面對電工技術(shù)實驗教學(xué)進行了改革。從北京科技大學(xué)2011、2012級的教學(xué)實施結(jié)果來看，有效調(diào)動了學(xué)生的實驗積極性，提高了學(xué)生對電工技術(shù)實驗課的重視程度，學(xué)生的基本實驗技能、創(chuàng)新能力都有了很大提高。“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有不斷改革教學(xué)方法，更新和完善教學(xué)內(nèi)容，才能進一步提高教學(xué)質(zhì)量，為國家培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展需要，具有一定研發(fā)、創(chuàng)新能力，綜合素質(zhì)高的卓越工程師。
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