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应用主导下的电工电子课程群重构与实践研究

更新时间:2009-03-28

引言

目前,我国已建成世界上最大规模的高等教育体系,为现代化建设做出巨大贡献。随着经济发展进入新常态,人才供给与需求关系发生变化,社会转型期对大量应用复合型人才的客观需求构成了高等教育创新人才培养体系的“倒逼”机制。人才培养应以社会需求为导向,以服务新产业、新业态、新技术为突破口,与行业企业人才培养和技术创新需求对接,进而驱动课程体系改革,整合优化相关的专业基础课、专业技能应用和实验实践课程内容。而应用型人才培养强调的是知识的应用和解决实际问题的综合能力。[1]在新的形势下,对不同专业、不同层次的学生,依靠单一的教学模式和手段已无法满足人才培养的要求,改革势在必行。[2]

抱着试试看的态度,周磊联系了几个美国类似机构。这项技术在国外也还处于试验阶段,目前规模最大的是洛杉矶的Alcor。他们已冷冻了140例病人,还和一千多名会员签下冷冻协议。因头部冷冻技术比全身更成熟,我们选择了前者。

在此前提下,电工与电子技术作为工科专业通识教育课程,应立足培养目标,着眼学生专业行业发展需求,重构和优化课程教学内容体系,加强应用型课程建设。

电工与电子技术作为全校非电类专业学生的一门重要学科基础课,它的任务是通过本课程的学习,使学生熟悉电能在现代生产和生活领域中的应用,了解电气信息技术对现代科技事业发展的作用,能够综合运用所学的电工及电子技术基础知识为专业学习服务。笔者在长期的教学实践中,结合学生的培养目标以及行业发展要求,从教学定位、教学内容、教学方法和实践教学课程考核等方面进行探索和研究,积累并总结了一定的经验。

课程体系架构设置

电工与电子技术系列课程涵盖电气工程与电子信息工程两大学科的基本内容,包括电路理论、电机及控制、电工测量、安全用电、模拟电子技术、数字电子技术和EDA 技术七个知识模块。河北工业大学电工电子系列课程面向8个学院、25个非电类专业,每年授课5 000余名学生。

如果你刚刚接触摄影器材,你或许会疑惑为什么佳能和尼康发布的全画幅无反相机能够在影像圈中引起这么大的轰动。当然,抛去厂商投入大量经费在各类平台提升曝光率的原因外,全画幅无反在相对较小的机身里放入更大尺寸传感器绝对是一件好事,那么经常被提到的“全画幅”究竟有什么特别的意义吗?它又为何如此受人瞩目呢?

不同专业对电工电子技术课程的要求程度及将来可能的使用程度是有区别的,这就要求教师应根据各专业的性质进行准确的教学定位。[3]电工电子课程群的整合优化按照专业需求设置成分层次、模块化的系列课程体系框架,即横向设置若干教学模块作为电工与电子知识平台的底层,同时根据学科特点,建立纵向与专业相关的项目或案例模块,作为基础知识的扩展和延伸。优化后的课程体系不仅夯实了课程基础,而且结合科研实践中的工程案例紧跟前沿技术,还可根据不同学科对电工与电子技术系列课程的不同要求进行灵活调整,达到基础强、口径宽的人才培养目标。

图7所示为加热温度为460℃、500℃和540℃,保温时间为30min、35min、40min和45min条件下退火时薄壁铜管抗拉强度的变化曲线。

  

1 电工与电子技术课程体系

针对该课程为非电类学生讲授的特点,结合各相关专业需求,树立基础课为专业课服务的教学观念。在以学生为本的前提下,本课程已逐步形成“课堂教学、实验教学、网络教学和虚拟仿真教学”相互交叉、相互融合的立体化教学结构。

课程目标2:掌握电工技术领域中的基本理论、基本知识、基本技能,掌握典型电路的结构特点、工作原理和应用实例,掌握在工程应用中分析电路和设计电路的能力。

在这个建设项目中,每层楼的功能分区相对较大,其供电电压为380/220V。它是由变电站中使用的阻燃电力电缆引起的,地下层安装了一个特殊的高压和低压配电室,电压分配线使用电缆母线槽沿电轴将电力输送到高层。防雷等级相对较高,接地使用TN-S系统,电气设备中电气设备的安装占项目安装部分的很大一部分。

课程目标1:了解工业企业供电与安全用电常识,掌握电路元器件的基本结构、基本参数、工作原理和工作特性,为电路理论的深入学习和应用实践打下扎实基础。

以《电工与电子技术一A》为例,根据专业培养方案,从工程知识、问题分析能力和现代工程方法与手段应用能力三个角度出发设定课程目标。

课程目标3:引导学生应用电路仿真软件进行电路的建模、分析、设计与仿真,逐步具有应用现代化先进设计工具解决工程实际问题的能力。

作为工程技术类通识教育课程,电工与电子技术在初步培养学生的工程意识与素质、工程应用能力方面具有时间节点优势。实验教学是高校培养人才的重要环节,对学生分析问题和解决问题能力的培养具有其他教学环节不可替代的作用。实验教学注重学生实践能力的培养,注重操作性、创造性的训练以及系统思维和整体设计能力的培养。在教学过程中,尤其是实践教学中可以通过难度递增的实验训练与工程设计实践,以兴趣为出发点,采取由浅入深、由简单到综合的分层次、分阶段、虚实结合的实验教学模式,逐步锻炼学生的工程意识和工程实践能力,培养学生初步的工程设计能力。实验教学改革的方案如图2所示。

教学方法改革

目前,课程组按照不同专业需求建立的电工电子课程群主要开设《电工与电子技术一A》《电工与电子技术一B》《电工与电子技术二》《电工与电子技术基础》《基本电工理论》《模拟电子技术》和《数字电子技术》。

(一)以问题为导向引入项目和案例教学,培养工程设计能力

采用研究性教学模式引导学生进行自主学习,根据课程需要,基于问题教学法制定启发式的教学流程。在教学过程中提出问题,要求学生在课程基础上重组知识单元,使相关知识在以问题为导向的框架内实现整合,进而研究和解决问题。这样能够充分调动学生的积极性和创新意识,培养学生的工程实践能力和运用现代电子技术的技能。

学生分组→提炼问题(工程描述)→相关知识整合应用(设计综合解决方案)→交流汇报→实验实施。

(二)传统教学方法与现代多媒体教学方法相结合

当今“互联网+”时代,将课堂教学、实践教学和网络教学进行有机结合,有利于突出新技术和现代教学手段在教学中的应用,促进教学改革的深化,保障教学质量的提升。在课堂教学中,运用传统教学方法与现代多媒体教学方法相结合、教师讲授与学生自学研究相结合、课堂教学与工程实践相结合等多样化的教学方式,引导学生培养科学的、工程的思维,由被动学习变为主动学习。

采用教学辅助程序或软件,例如“微助教”,拓展教学手段和资源,为教师和学生提供一种全新的“教”与“学”的体验和收获。“微助教”是一种课堂互动应用工具,它提供课堂签到、课堂测试、课堂讨论等多种互动功能,以游戏化思维鼓励学生积极参与课堂互动,以便捷操作鼓励教师积极开展教学实践与创新,化繁为简,对症下药,提高教学效率。

(三)开设讨论课,适当安排新技术专题讨论,引导关注行业发展趋势

结合项目案例开设讨论课,具体流程如下:

电工与电子技术课程由电工技术和电子技术构成,其中电工技术主要由电路基本理论、交流电路、电动机和电机控制四部分组成;电子技术又分为模拟电子技术和数字电子技术两部分,模拟电子技术主要由半导体器件、放大电路和直流稳压电源组成,数字电子技术主要由组合逻辑电路和时序逻辑电路组成。课程体系如图1所示。

不妨用一个比喻来说明:如果说在一辆普通的掀背轿车上举行婚礼是将人生最珍贵的时刻交给了一款平淡无奇的座驾,那么驾驶一辆超级跑车便是用无与伦比的顶级座驾为生命中的一段时光赋予了永恒的力量。

通过开设讨论课,提高学生在教学过程中的参与度,激发学生学习的积极性和主动性,在系统地掌握电工电子技术基础理论的基础上,培养学生综合运用科学理论方法和技术手段分析并解决实际工程问题的能力。在讨论课的教学活动中培养学生的系统思维和工程推理能力、信息收集和处理能力、沟通交流和团队合作能力以及工程的价值效益意识。为进一步培养拥有良好的工程素质、较强的工程实践能力和创新精神的工程技术及管理人才的最终目标打下基础。将讨论课的考核结果作为课程考核的一部分(见表1)。

 

1 讨论课考核内容

  

考核项目所占比例(%)个人参与度15分析归纳和表达能力15团队项目陈述20项目建模20项目报告30

实验教学改革

该课程面向机电等专业,内容主要包括电路分析方法、电路的暂态分析、正弦交流电路、三相电路、变压器和交流电动机、继电控制系统和工业企业供电与安全用电。在教学中注重理论教学与工程实践的结合,引导学生应用自然科学和工程科学的基本原理,采用现代设计方法和手段进行电路分析、综合与仿真,培养其识别、表达和解决机电相关工程问题的思维方法和实践能力。在变压器、电机及控制内容上增加工程应用实例,突出工程实践的基础教育

  

2 实验教学改革方案

实验教学注重学生实际能力的培养,注重操作性、创造性的训练以及系统思维和整体设计能力的培养。经过不断研究和探索,根据不同专业类型的特点,构建了基本技能-基础实验-综合设计-应用创新四个层次的实验教学模式。

同时,由于当前土木工程在全国范围内进行,不同地区的地理环境和气候的差异给土木工程的施工造成了极大的影响,建设难度的提升给土木工程施工技术提出了更高的要求。

第一,基本技能。主要包括掌握常规电工电子仪器仪表设备的测量原理和使用方法,常用电子元器件识别、使用,电工测量基本知识和基本实验技能的培养。

第二,基础实验。这部分主要是验证性实验,通过基础实验来巩固课堂教学中的理论知识,培养学生的基础实践能力,提高学生理论与实践相结合的能力。引入实验仿真,用新视角、新方法预习、体验,拓宽实践平台。

第三,综合设计。以培养学生创新精神为目标,提高学生的综合实验技能和分析、解决问题的能力。

第四,应用创新。以培养学生科学研究的思维方法、科学研究能力和创新素质为目标。通过项目研究,使学生从选题、实验设计、实验操作、工程训练、结果分析、数据整理、文献查阅、撰写论文和报告等各个环节得到较为全面的创新能力和方法的训练,实施实验教学的个性化教育。主要通过大学生科技竞赛、参与导师科研项目和大学生创新创业项目完成创新型人才的培养。

评价体系改革

电工与电子技术课程考核主要分为期末成绩和平时成绩两个部分,共包含三个环节,即作业、项目研究和期末考试。各个环节占总成绩的具体比例如下,作业占15%,项目研究占15%,期末考试占70%。

成绩测评的各个环节所包含的具体内容及考核重点如下:作业环节主要考核学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程度;项目研究环节结合讨论课主要考查学生应用所学知识及先进设计工具解决工程问题的实践能力、口头和文字表达能力以及团队合作能力;期末考试则综合考查学生对课程的掌握程度。多环节的考核评价方式能够更加全面地对学生做出合理的评价。

结语

随着社会的不断发展,高校对学生的素质教育以及综合能力的培养越来越重视,电工与电子技术课程作为非电类专业的一门基础课程,在高等教育领域占有十分重要的地位。因此,在教育教学过程中,应该加强课程体系的改革,重构和优化课程教学内容体系,加强应用型课程建设,按照不同专业需求建立电工电子课程群。运用以问题为导向的教学方法,充分调动学生的积极性和创新意识,培养学生的工程实践能力和积极性,从而不断提高教学质量和教学效果。

“你撞死了我哥哥,又让我的丈夫坐了牢,这还不够吗?”她已经认定夏冰是她的丈夫了,这比在一杭身上戳一刀更让他伤心。

参考文献

[1]刘旭明等.应用型本科院校《电工电子综合实践》课程教学改革与实践[J].大学教育,2012(12):91-92.

[2]王 芳,甲继承,侯长剑.行动导向教学模式的应用和实践——以电工电子课程为例[J].知识经济,2016(9):127-129.

[3]华红艳,张宏亮.应用型本科电工电子技术课程教学改革与实践[J].安阳工学院学报,2011(2):100-102.

近几年,报业广告经营大幅下滑,新媒体赢利模式不成熟,付费模式举步维艰,为了破除转型痛点,数字报业不断改变自己的盈利模式。

 
张冠英,王尧
《河北大学成人教育学院学报》2018年第01期文献

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