电工电子实训感悟范文

时间:2023-12-07 17:48:34

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电工电子实训感悟

篇1

关键词:电工学;实验;自主设计

《电工学》是高等职业技术学院工科类专业的一门主要的技术基础课程,是从事工科类专业的技术人员必须具备的基础知识和基本技能。《电工学》是一门实践性很强的课程,实验在其中占有举足轻重的地位。本人在多年《电工学》教学过程中,深刻感悟到实验教学的重要性,不断总结和探索,将实验部分分成三种模式来进行教学。

一、传统实验的教学模式

《电工学》课程一般为工科类专业首批开设的技术基础课,在《电工学》开始阶段的教学中,由于学生底子薄,接触课程浅,大多数初次接触实验设备和仪器仪表,对课程和仪器设备都很陌生,在实验时不知如何开始、如何动手,这时,我们采用传统实验教学模式是比较合适的。传统实验教学模式,着重要求学生掌握电类实验中的注意事项和安全用电的基本知识,着重掌握实验设备中各种仪器仪表和元件的正确使用方法,规范电工操作方法和流程,使学生养成良好的思维习惯和操作习惯。

二、自主设计实验的教学模式

《教育学》中对于教学是这样定义的:“教学是教育目的规范下的,教师的教和学生的学共同组成的一种教育活动。通过教学,学生在教师的有计划、有步骤的积极引导下,主动地掌握系统的科学文化知识和技能,发展智力、体力,陶冶品德、美感,形成全面发展的个性。”在教学中,怎样充分调动学生的主观能动性,使学生从“要你学”转变为“我要学”,是很多教师颇下功夫的地方。《电工学》是一门实践性很强的课程,在学生掌握了电工实验基本操作规范和要求后,对于部分灵活性强的实验,例如,分压器的设计、戴维南定理的验证等等,可采用自主设计实验的教学模式。这种方法,给学生留了一个自由发挥的空间,引导学生积极进行探索和思考,让学生有兴趣地、自主地开展实验,观察实验,总结实验,引导学生走自行解决问题的道路,有利于培养学生动手、动脑的习惯,有利于培养学生的创新能力和创造能力,有利于充分调动学生的主观能动性。

三、虚拟实验的教学模式

《电工学》中许多概念和原理经常是通过实验来帮助学生加以理解,但有些知识由于条件的限制无法在一般的实验中予以解决,而且电工实验中分析的对象大都与电流电压有着密切的联系。在实验过程中,有时误操作会导致实验数据不准确而失去实验的本来意义,或者使元器件损坏,特别是在强电实验中,操作不当甚至可以造成人员伤亡。虚拟实验是利用虚拟实验室仿真软件和多媒体技术,可以很方便地模拟实际中我们不能完成或者比较难完成的电工实验。例如,在《电磁感应》这一章的教学中,电场和磁场的变化过程是实际中看不到的,若采用多媒体三维动画技术模拟该过程,学生就能够很清楚地看到电力线、磁力线的整体分布和动态变化过程。再例如,分析电路中的电容出现漏电、开路、短路时对电路会造成什么样的影响,理论上我们可以分析出来,但实际上比较难以用实验去实践,若采用虚拟实验室仿真软件来仿真实验,我们只要改变电容的参数就可以模拟出各种故障时的情况。可以说虚拟实验模式弥补了实际实验中的种种不足,从而让学生有机会去认识并掌握更多的知识。

四、《电工学》实验教学改革建议

(一)建立一支高水平、高素质的实验型教师队伍,提高实验教学质量。教师是教学改革的实施者,教学改革的关键在于教师的素质提高。我院现阶段电工实验的教学,都由任课老师独立担任,实训部的电工实验指导教师只参与电工实训,不参与电工实验,而任课教师大部分为理论课教师,动手能力不强。为此,应打破理论教师与实验教师的界限,安排多年从事实验教学,具有丰富经验的高级实验教师组成实力雄厚的实验指导教师阵营,培养一批理论知识丰富的理论课教师,提高他们的实际动手能力。同时,不论是理论教师还是实验教师都应积极学习,努力进取,拓宽知识面,提高自己的综合能力,为切实提高电工电子实验教学水平,打下夯实的基础。

(二)加强实验教学硬件建设,扩大实验教学范围。实验教学硬件是实施实验教学改革的基石。根据电工学实验教学要求,应建设有:电工实验室、电子实验室、电机与拖动实验室;多媒体应用实验室等。为实验教学营造良好的环境,为提高学生的专业技能提供优越的条件,激发学生的学习潜能、创造意识与创新精神。

(三)加强校外合作,将理论与实践真正联系起来。教师要多组织学生到工厂、车间、电站、企事业等单位或部门进行实地教学参观,通过学生的实际观察和了解,把理论与实践有机地结合在一起,增强学生的实际应用能力,使他们能在毕业后真正称为社会需要的高级应用型人才。

五、结语

电工学实验教学是一项长期艰巨的工程,不仅需要先进的教学理念作指导,而且也是一门实践课程,需要在实践中不断吸取教训、总结经验,找到适合人才培养需求的教学模式。通过电工学实验教学的不断更新实践,我们的体会是加强实验室建设,充实和更新实验内容。从培养开拓型人才出发,我们应该把培养学生的实验技能放到重要位置。为此,必须改变旧的传统观念,在加强培养实验技能的同时,势必要削弱偏重验证理论的内容和要求。我们应舍得放弃那种以开了多少项实验、验证了多少条定理,测量了多少个数据为衡量实验质量的观点。实验内容必须结合实际,以激发起学生的学习热情。

参考文献:

[1]郭娜.电工电子课程实验教学改革思路[j].中国现代教育装备,2009, (11).

篇2

关键词 创客教育;工程训练;教学改革;创新能力

中图分类号:G642.0 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2016)22-0115-03

Engineering Training Teaching Reform and Practice based on Maker Education//YANG Yi, LIU Zan, TANG Rulong

Abstract Maker education is paid great attention due to development

of students’ practical ability, problem solving ability and innovation ability. Engineering training is an important teaching link for promo-

tion of college students’ engineering quality. Relying on the creation environment and equipment resources, we explored a new teaching system and new platform based on maker education, striving to cul-

tivate the students’ consciousness of innovation, creation and entre-preneurship.

Key words maker education; engineering training; teaching reform; innovation ability

1 前言

务院办公厅2015年的《关于发展众创空间推进大众创新创业的指导意见》指出:“积极倡导敢为人先、宽容失败的创新文化,树立崇尚创新、创业致富的价值导向,大力培育企业家精神和创客文化,将奇思妙想、创新创意转化为实实在在的创业活动。”创业成功的基础和前提是培养大批具有创新意识和创业能力的人才。作为我国技术创新体系的一个重要组成部分,高等学校应主动适应“大众创业、万众创新”的要求,通过构建新的创新创业教育体系和平台,引导大学生实现创业的梦想。

工程训练中心是高校为培养高素质创新型人才而建立的一个面向全校学生的工程实践教学平台,是大学生工程素质教育和创新创业教育的实践性教学基地。学生通过基础训练和项目训练,获得生产工艺技术及组织管理能力的基本训练,提升解决问题能力、实践能力和创新能力。工程训练是开展创客教育的理想平台[1]。

2 创客教育与工程训练

创客是指基于兴趣与爱好,在个人制造实验室里利用开源硬件,把创意转变为现实的人。当一个创意的雏形在创客脑海中形成后,随即借助CAD软件、三维扫描仪、3D打印机等工具快速地把设计变为产品。创客具备的共同特质是实践、创新和分享。创客教育是把创客精神融入教育而产生的一种全新的教育方式,秉承“开放创新、探究体验”教育理念,以“学生实践来架构课程,获得直接经验为核心旨趣”为原则,以“创造中学”为主要学习方式,以培养各类创新人才为目的。创客教育旨在提供合适的用于创造的环境、资源与机遇,通过自我探索,协同伙伴或教师的支助,培养自己的批判性思维、创新性思维与问题解决能力,实现全面发展[2]。

工程训练是高等工程实践教育的重要环节,起源于传统的金工实习,并随着高等工程教育改革发展逐渐形成的具有中国特色的一种工程实践教学模式,内容覆盖机械、电子、电工、信息、自动控制、工业管理等学科。工程训练是集知识、能力、素质培养于一体的工程实践教学方式,通过制造工程实践,传授制造工程知识,训练工程实践能力和创新思维,培养工程素质[3]。工程训练涉及的学生专业众多,年级层次不同,在高质量、高层次工程技术人才培养方面,起着其他课程所不可替代的作用。

创客教育所倡导的培养具有创新意识、创新思维和创造能力的高素质人才,与高校工程训练的目标和宗旨基本一致,依托工程训练平台的设备、场地和师资的优势,搭建高校创客教育基地,将创客教育与工程训练紧密结合、有机融合,会极大地促进工程技术人才培养质量的提升。

3 创客背景下工程训练平台的改革

构建分层次、多模块的渐进式教学体系 按照“基础训练普及化,专业训练复合化,创新训练个性化”的指导思想,通过优化整合现有教学资源,加强内涵建设,构建“三能力、四层次、六模块”的个性化分类培养渐进式创新创业教学体系(图1)[4]。该体系根据全校现有50多个工科专业的不同学科背景、不同训练需求,为培养学生的基本创新能力、综合创新能力和创新创业能力,将工程实践教学划分为4个层次,即工程认知基础训练、基本创新技能训练、专业创新实践训练和创新创业综合训练。每个层次配置6个实践教学模块,每个模块中包含本领域的若干训练项目,每个项目针对不同年级不同层次的学生又设置不同的内容与深度,供全校各专业实训时使用,也供全校学生根据自己的兴趣爱好和自身发展的需求进行选修。基地根据教学体系建设的需要,近年来新增了数控铣床、数控车床、电火花线切割、3D打印机、万能摇臂铣、平面磨床等实训设备,建成了拥有100台计算机的CAD/CAM实训室和PCB制版流水生产线。

设立开放性创新训练项目 依照工科学生的成长规律,设计基于项目驱动的金字塔型结构创新训练新方法,在不同年级设计不同难度的项目。比如对于机电类专业,各年级分别制作自滑四轮小车避障三轮小车单片机自控小车,循序渐进,贯彻整个大学过程。

第一级别的项目训练在二年级进行,通过金工实习、电工电子实习,完成一个单一的机械制作项目或电子设计项目,如自滑小车或电子猫,让学生了解“简易产品”的设计思路、制作方式。

第二级别的项目,结合各专业实际产品,以相关核心课程和相关能力要求为基础,进行专业的综合能力训练,如避障小车转向机构中涉及机械原理课程中的连杆机构、凸轮机构、不完全齿轮机构等。

第三级别设立综合性或与企业相结合的中小型创新实践项目,如机电类专业要求完成“具有赛道障碍识别和轨迹判断功能的重力势能驱动自控行走小车”,目的在于拓展学生的专业知识,训练学生的实际应用与综合创新能力。

学校注重大学生科技团队建设,每年划拨专项经费扶持团队并设立机电类大学生创新项目,鼓励在校本科生以团队形式申报。在项目开展中以学生为中心,项目执行中遇到的各种问题,鼓励学生自寻解决方式,让学生在项目开展过程中提高分析和解决问题的能力,掌握对多学科知识进行融会贯通,发挥他们自主学习的能力,真正意义上营造一个开放、宽松、批判性的创新创业实践教学环境。

竞赛与训练的融合 基于各种竞赛,设计“自行设计自编工艺自购材料自己加工自我评价”五段运行模式,实行从概念设计产品的全开放学习过程,向学生提供自主学习、交互学习和研究学习的创新实践平台(图2)[5]。学生在学习过程中积累了丰富经验,再积极参加各类竞赛活动,如大学生机械创新大赛、电子设计竞赛、工程训练综合能力竞赛、“挑战杯”等,增加对新知识的渴望与探索,再有针对性、有方向性地学习,以浓厚的兴趣驱动学习,增强学习效果的同时增强团队协作意识。实践证明,通过各类竞赛,学生运用了已有的知识,理解了边缘知识,探索、发现、获得了新的知识,这对他们来说是一个不断进步的过程。

创客空间的建立 创客空间是一个为培养学生创新能力、动手实践能力和问题解决能力而建立的创新服务平台和创业教育载体[6]。创客物理空间配备了3D打印机、3D扫描仪、3D雕刻机、小型多功能机床、电焊机、切割机、台钻、钳工台、电路板雕刻机、示波器、稳压电源等满足不同需求的学习工具及先进的技术装备。虚拟空间通过提供各种应用软件、数字化资源、学习平台、学习支持服务等,为学习者提供学习、交流和知识共享的平台。空间面向创客全天候开放,由教师和学生志愿者共同管理。

空间定期开展各种技能培训和创新实训,保证工具和器材使用的安全性。为保证创客空间训练项目的教学效果,从创新课程开设、创新信息、学生动员、材料准备,到设备调度、协助加工、经费使用、成绩评定、优秀作品的评奖等,都建立一整套运行模式,使项目在各个环节都有章可循。

为帮助大学生创业,创客空间每季度举办一次“创业青年面对面”大讲堂活动,邀请成功青年企业家、优秀校友等走进校园,开展讲述创业故事、分享创业感悟等教育引导活动。定期开展免费创业培训、创业实训和仿真训练等,通过创业沙龙、创客咖啡等活动,促进大学生创客之间的交流,帮助他们积累创业经验和资源。另外,利用学校创业园给学生提供真正的创业实训,经过选拔进入创业园的项目,学生可获得一个实体空间和一笔创业资金,去面对一个充满竞争的市场,让“准创客”品尝到创业“滋味”,从而明确和调整创业思路。

4 实践效果

工程训练平台现面向南华大学10个学院51个本科专业开展不同层次不同需求的实训教学服务,每年服务学生数超过5000人,年训练人天数达6万。平台上开设训练项目近80项,其中综合性、设计性、创新性项目占50%以上。

近年来,平台新增设备400余万元,面向全校大学生立项创新训练项目200余项,承担各类教学研究项目20项,获省级教学成果奖2项,校级教学成果奖5项,发表教学研究论文20余篇,出版实训教材2部,编写创新训练讲义30多种。

学生通过平台训练,获得省级以上研究性学习与创新性实验计划项目20项,完成的创新作品获国家级奖励10余项,省级一等奖近20项,省级其他奖励50多项,创业园入住项目百余项,受益学生近万人。

目前,平台教学资源面向全校师生开放,教学体系及其管理模式对其他实践课程的建设发展起到较强的示范和推进作用,成为全校学生进行社团活动、科技创新、学术讲座、创新大赛和实训教学的多元化综合训练基地。

5 结束语

创客教育激发了大学生的学习积极性,践行了“主动学习”和“实践中学习”的理念,有效提升了学生的自主学习能力和创新思维能力,顺应了社会创新人才的培养需求。工程训练作为大学生的一门必修公共基础课,通过对各教学要素进行一系列的改革与创新实践,与创客教育深度融合,不断培养学生的“创新、创造、创业”意识,造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高素质创新型工程技术人才。

参考文献

[1]贾杰.创客教育与高等院校工程训练的融合[J].实验技术与管理,2015,3(12):31-35.

[2]杨现民,李冀红.创客教育的价值潜能及其争议[J].现代远程教育研究,2015(2):23-34.

[3]梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展[J].实验技术与管理,2013,30(6):6-8.

[4]居里锴,徐建成.“大工程观”下工程践教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理,2013,30(10):68-70.