電工電子技術基礎教學案例范文
時間:2023-10-17 17:23:32
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篇1
【關鍵詞】電子專業(yè)技術應用專業(yè)現(xiàn)狀教學流程建議
【中圖分類號】G712【文獻標識碼】A【文章編號】1674-4810(2012)08-0194-01
電子信息產(chǎn)業(yè)是我國知識和技術高度密集的支柱產(chǎn)業(yè)之一,人才的地位和作用極其重要。隨著電子信息技術的迅猛發(fā)展,市場對中職電子電器專業(yè)人才的要求也出現(xiàn)了新的變化。主要表現(xiàn)在人才的綜合素質(zhì)和專業(yè)技術水平與現(xiàn)代企業(yè)對崗位(群)職業(yè)能力的新要求存在一定的差距,即人才培養(yǎng)滯后于科學的迅猛發(fā)展和生產(chǎn)技術的變革。因此,培養(yǎng)適應社會需求的專業(yè)人才已成為當務之急。
一 電子電器專業(yè)人才的社會需求現(xiàn)狀
近十年來,我國電子信息產(chǎn)品制造業(yè)以三倍于GDP增長的速度高速發(fā)展。電話、DVD、彩電等產(chǎn)品以及不少電子元器件的生產(chǎn)數(shù)量均居世界第一位。但是,到2010年我國專業(yè)技術人才仍供不應求,缺口近2000萬個。目前,我國技術工人中,文化程度低的多,高的少;技術等級低的多,高的少;高級技術工人年齡大的多,年輕的少。中職電子電器專業(yè)的畢業(yè)生很受企業(yè)青睞。適應的工作崗位類型也比較廣泛,主要有維修電工、電子產(chǎn)品維修、質(zhì)量檢驗、營銷與采購、產(chǎn)品設計、技術主管等。中職學校必須以正確的辦學指導思想定位為前提。一是培養(yǎng)中、初級技能人才而不是高級或高級以上專業(yè)人才,這是最基本的層次定位;二是培養(yǎng)應用型人才而不是理論型人才,更不是研究型人才,這是人才使用方向的定位。
二 我國中職電子技術應用專業(yè)生源與教育體系現(xiàn)狀
一方面,我國絕大部分中職學生的情況是文化基礎不好、怕考試、厭學、習慣懶散、不自信,最多也只有15%的學生是因為希望學習技能或是出于理性思考而選擇上中職的;另一方面,中職電子技術應用專業(yè)的教育體系存在不足,具體表現(xiàn)在:專業(yè)設置缺乏針對性,職教特色不突出;課程設置側(cè)重理論,教學內(nèi)容較陳舊;實踐基地建設滯后;師資隊伍建設亟待加強以及忽略了需求與供給關系;等等。
三 對中職電子技術應用教學流程創(chuàng)新的建議
第一,利用學校宣傳手段,在教室、實訓室等室內(nèi)外場所,統(tǒng)籌布置圖文并茂的職業(yè)名人故事、職業(yè)追求分析,幫助學生樹立成為職業(yè)人的觀念。
第二,在課程設置中,增加專業(yè)技能教學的比重,建起專業(yè)興趣盡快幫助學生完成由普通中學生向職業(yè)學生的轉(zhuǎn)換。
第三,積極探索新的教學模式,并在課堂層面上初步形成富有特色的教學流程模式,如項目式教學,圍繞典型產(chǎn)品或服務等工作任務,在真實情境下通過體驗完整的工作過程進行教學。中職電子技術應用專業(yè)教學流程的創(chuàng)新,要求教師除掌握本專業(yè)知識外,對信息傳播基礎設施及相關科技知識要具有了解和掌握的能力。如計算機的使用與操作、教學多媒體的使用、對校園教學網(wǎng)的了解,以及與企業(yè)合作交流,指導學生實習實訓的能力等。
篇2
關鍵詞:案例教學法,中職,電工基礎
一、傳統(tǒng)教學方法的不足之處
《電工基礎》是中職學校機電、電子和制冷等工科專業(yè)所必修的一門專業(yè)基礎課程。該課程是以物理作為基礎,其內(nèi)容概念多,原理抽象,對于基礎比較薄弱的職業(yè)中專的學生來說,普遍的反應是難懂難學。在傳統(tǒng)的教學方法方面,一般是先教師在課堂上進行一段很長時間枯燥的理論知識教學,然后進行幾個簡單的實驗教學。因為理論知識教學與實驗教學相隔一段較長的時間,中職學生普遍基礎較差,容易在前面較長的抽象理論知識學習中產(chǎn)生厭學情緒,從而失去對本課程的學習興趣和動力,所以傳統(tǒng)的教學方法普遍存在如下一些的不足之處 :
1、教學方法落后。普遍的教師把在《電工基礎》定義為理論課程。所以在教學中便把該課程當作純理論來講,往往忽略了我們中職學校的學生基礎比較薄弱的現(xiàn)實。所以教師在《電工基礎》課程教學還是按照傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學方法去教學,學生早就在抽象理論知識學習中產(chǎn)生厭學情緒,往往卻不知所云,教學效果適得其反。
2、理論與動手實操比例嚴重失調(diào)。由于教師先入為主,把在《電工基礎》定義為理論課程,所以在教學中“滿堂灌”、重理論輕動手實操便司空見慣了,教學理論內(nèi)容枯燥,難以激發(fā)學生的學習興趣和動力,學生對理論知識只是采用死記硬背,動手實操只停留在幾個簡單的驗證實驗上,難以提高學生的學習積極性,更加難達到知識融會貫通的目的。
3、學生掌握技能不高。中職機電、電子和制冷等工科專業(yè)的學生不僅要具備一定的專業(yè)理論,更要具有較強的動手能力。而《電工基礎》課程又是這些專業(yè)重要的基礎專業(yè)課程,所以該課程也要求學生不僅要具備一定的專業(yè)理論,更要具有較強的動手能力。但是傳統(tǒng)的教學方法的種種不足,使這一目標可望不可及。
針對上述傳統(tǒng)教學方法的不足之處,結(jié)合本人在《電工基礎》課程教學的經(jīng)驗,對教學方法進行了改良,采用了較為合理的教學手段和有效的基礎理論知識與實訓動手操作實訓操作相結(jié)合的案例教學方法,以解決傳統(tǒng)教學過程中存在的不足之處。
二、案例教學法的含義及其作用
案例教學法是一種以案例為基礎的教學法。教師在教學中扮演著設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與討論,是一種相當有效的教學模式。案例教學法在二十世紀二十年代,由美國哈佛商學院所倡導,是解決課堂教學中理論聯(lián)系實際的有效途徑之一,學生通過獨立研究和相互討論的方式,提高分析問題、解決問題的能力,具體有以下作用:
1、案例教學法可以發(fā)展學生的創(chuàng)新精神和實際解決問題等能力和品質(zhì)。學生在學習案例后得到實際生產(chǎn)生活的體驗,開闊視野,培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
2、大大縮短了教學情境與實際生活情境的差距。案例教學法的案例來源于現(xiàn)實的生產(chǎn)和生活,可以使抽象的理論知識得到最大限度的簡化,縮短了與生活情境的差距。
3、案例的運用也可以促使師生之間教學相長,很好地掌握理論知識和技能技術。
三、案例教學法在《電工基礎》教學中的實施
(一)精心選好案例,正確運用案例教學法
在案例的選擇時要充分注意以下幾個方面:
1、對案例教學法要有正確的認識。教師必須牢記:案例教學法是一種以案例為基礎的教學法;教師教在學中扮演著設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與討論,是一種相當有效的教學模式。只有對案例教學法要有正確的認識才能有效地開展案例教學。
2、課前要精心準備教案,做到知己知彼。因為案例教學法是案例為基礎的教學法,所以教師在準備教案時對案例的選擇就尤為的重要,選擇案例時既要衡量自己的教學經(jīng)驗水平(知己),更要十分清楚每個學生的知識儲備和理解水平等具體情況(知彼)。課前要精心準備教案,做到知己知彼是案例教學的重要組成部分。
3、課堂上要明確師生所扮演的角色。教師在案例教學中不再是傳統(tǒng)教學中的唱度體系的主角了而是扮演著設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與討論;學生在案例教學中也不是傳統(tǒng)教學中的配角,只能被動接受知識,而是主角,是主要參與者。
(二)適當改進教學計劃,充分利用好課堂時間,提高課堂效率
充分利用好課堂時間,提高課堂效率,科學把握教學進度,精心實施案例教學,是達到案例教學目的的關鍵。所以,在《電工基礎》課程的教學中有過于抽象的理論,適當刪減,有些與現(xiàn)實生活生產(chǎn)密切聯(lián)系的知識適當增加,將枯燥難懂的理論知識融入教學案例之中,提高課堂時間利用率和利用效果,同時鼓勵學生的充分利用課外時間,積極參與案例的觀察和研究,從而達到真正發(fā)揮案例教學的作用。
(三)營造合理的教學情境和學生協(xié)作的學習環(huán)境
情境創(chuàng)設應該把課本理論知識和現(xiàn)實生活和生產(chǎn)密切地聯(lián)系起來。例如在《電工基礎》課程中的照明線路的這部分知識里,我們進行案例教學時可以為學生創(chuàng)設這樣一個情境:某商業(yè)套房需要安裝室內(nèi)照明電路,讓學生扮演安裝電工人員,為該商業(yè)套房的室內(nèi)照明電路進行設計和安裝。
協(xié)作是21世紀人才必備的能力之一,所以學生要在學校學習的過程中注重培養(yǎng)協(xié)作的能力。在《電工基礎》課程的案例教學中可以采用多種分組方式,靈活地讓學生在案例的學習中培養(yǎng)團隊精神和協(xié)作的能力,為將來成為21世紀人才打下良好的基礎。
近幾年來,隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應用,自動化電力拖動系統(tǒng)正向著計算機控制的自動化邁進。社會日新月異,技術更新步伐日益加快,《電工基礎》課程的教學必須與時俱進,案例教學法取代傳統(tǒng)的教學法大勢所趨。中職教育應以培養(yǎng)學生的動手操作能力為目標,教師應在教學中要根據(jù)學生實際和社會對技術人才的要求,充分發(fā)揮學生的主觀能動性,為社會和國家培養(yǎng)合格的21世紀人才。
參考文獻:
篇3
關鍵詞:電工電子實訓;實踐能力;創(chuàng)新能力
因為電工電子技術本身是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程,隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,對電工電子技術人才的要求越來越高。這就要求在培養(yǎng)電工電子技術人才的過程中能夠培養(yǎng)多角度、全方位的人才。這就要求在電工電子實訓教學中,教師能夠進行積極地探索,實現(xiàn)理論學習與實踐技能學習相結(jié)合,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與實踐能力。
一、激發(fā)學生學習興趣,主動參與實踐活動
在電工電子教學中,激發(fā)學生的學習興趣,使其能夠主動積極的參與到教學實踐活動中,對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與實踐能力有一定的助推作用。學生的學習興趣,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的前提[1]。因此,就要求教師在教學的過程中能夠?qū)W生的學習心理進行揣摩,并能夠根據(jù)學生的心理設計具有針對性、指向性的教學活動,并對學生進行積極的思維導向,使其能夠逐漸形成學習的動機,充分發(fā)揮其主觀能動性的作用。教師在教學中可以將一些與學生的生活情境比較貼近的內(nèi)容引入教學中,創(chuàng)設合理的教學情境。例如在教學中,教師可以通過結(jié)束多媒體技術,向?qū)W生呈現(xiàn)出與電子電工實訓相關的內(nèi)容,并引導學生對日常生活在常見的音樂門鈴、調(diào)光臺燈、穩(wěn)壓電源等進行設計與實施。這些部件基本都與生活息息相關,學生在生活中能夠直接接觸,對其特點比較了解,就能夠在教師的指導下,激發(fā)其創(chuàng)作與創(chuàng)新的興趣。教師可以予以一定的技術支持與鼓勵,在保證安全條件下可以對該物品進行設計與改進。這樣通過不斷激發(fā)學生學習的興趣,并使學生能夠自主開展學習,有效的提升其創(chuàng)新能力與實踐能力。
二、尊重學生的個性,開設適合學生的實訓內(nèi)容
在電子電工實訓教學的過程中,能夠尊重學生的個性,并設計與學生的實訓情況相符的教學實訓內(nèi)容,對培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新能力有積極地促進作用。教師在其教學的過程中要注意觀察學生的個性,能夠?qū)W生之間的差異性有一定的認識,并能夠針對班級內(nèi)的學生的個性與差異開展個性化的教學[2]。同時,教師在教學的過程中還要認識到學生作為教學主體的作用。在電工電子實訓課程教學中有維修電工電力拖動安裝調(diào)試實訓課程。在該課教學中,教師可以向?qū)W生提供同樣的電路圖,讓學生進行調(diào)試。通過觀察,雖然教師給出同樣的電路圖,但是在學生自己實踐的過程中,往往就會對電力線路進行布線時采取的方式存在一定的差異,如果其布線方式不合理,會導致導線交叉等問題出現(xiàn),對該工藝也會產(chǎn)生一定的影響。教師可以根據(jù)學生存在的問題,引導其對該問題進行分析,并結(jié)合相關的知識對其進行修改。在該學習的過程中,學生能夠主動參與到教學實踐中,并能夠在思考、修正與驗證、在思考的過程中逐漸培養(yǎng)其邏輯思維能力。在該教學環(huán)境中,學生能夠?qū)崿F(xiàn)其自我價值,激發(fā)參與到電工電子實訓教學的興趣,從而提升其教學質(zhì)量。需要注意的是,教師在該過程中還要予以一定的指導與引導,并能夠充分的挖掘?qū)W生學習電工電子實訓的內(nèi)在潛力[3]。
三、合理應用合作學習法,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維與實踐能力
通過在教學中合理的應用合作學習法,還能在團隊合作的過程中,培養(yǎng)學生的團隊合作能力。創(chuàng)新思維往往是在思想與思想碰撞之間產(chǎn)生的,通過合作學習法,學生能夠在互相參與討論交流中,互相啟發(fā)、互相學習,并能夠在無形中提升其創(chuàng)新意識與實踐能力。因為電工電子實訓專業(yè)的學生其能力存下一定的差異,各方面能力參差不齊,但是學生的好奇心與好勝心都比較強。在教學的過程中,教師就可以結(jié)合團隊合作的教學方式,從而開展教學活動。教師可以根據(jù)學生學習能力以及實踐動手操作能力實踐的差異,在合作學習小組內(nèi)由各種特點的學生組成,使學生能夠在團隊合作的過程中,互相學習,互相競爭,從而有效的提高競爭意識和創(chuàng)新能力,并形成良好的班級文化氛圍。在教學中有“報警器發(fā)音電路的制作與安裝”教學實訓中,教師就可以合作學習法,對學生進行合理的小組劃分,并要求學生在小組內(nèi)可以設置“設計師”、“工程師”、“記錄員”等三個不同的角色,共同配合完成教學任務。在學生完成教學任務后,需要教師及時的對該任務進行點評,并表揚與鼓勵任務完成比較優(yōu)秀的合作小組。這樣也可以促使學生逐漸形成理論知識學習與實踐能力培養(yǎng)互相結(jié)合的有效學習,從而有效的提高學生創(chuàng)新能力與實踐能力,實訓課程收到比較理想的教學效果。教師也可以在其教學中向?qū)W生呈現(xiàn)比較恰當?shù)慕虒W案例,使學生能夠吸取其中的經(jīng)驗教訓,并能夠不斷完善其完成任務的手段與途徑,更加優(yōu)質(zhì)的完成電工電子實訓任務[4]。
結(jié)束語
電子電工實訓課作為一門基礎性較強的應用型實驗課程,在其教學中培養(yǎng)學生的實踐性與創(chuàng)新性有著重要的意義。教師在教學的過程中要不斷總結(jié)經(jīng)驗,并對教學方式與教學手段進行探索,從而培養(yǎng)學生的實踐與創(chuàng)新能力,實現(xiàn)學生的全面發(fā)展。
參考文獻:
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[2]謝陽玉.改革《電工電子》實訓教學培養(yǎng)學生自主實踐能力[J].科學咨詢(教育科研),2010,07:84.
篇4
關鍵詞:電工理論教學;問題驅(qū)動法;BOPPPS教學模型
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2018)17-0210-03
一、電工理論教學現(xiàn)狀
電工電子技術是面向非電類專業(yè)本科生開設的一門必修公共基礎課,通過本課程的學習,可使學生獲得電工技術和電子技術必要的基本概念、基本理論、基本知識和基本技能;從工程角度培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力;使學生具有將電工和電子技術應用于本專業(yè)和發(fā)展本專業(yè)的一定能力并為學習后續(xù)課程和從事工程技術工作、科學研究打下一定的基礎。故本門課程對于非電類專業(yè)學生拓寬知識面、培養(yǎng)工程實踐能力和創(chuàng)新能力具有非常重要的意義。然而作為重中之重的電工理論部分,目前的教學現(xiàn)狀卻存在以下問題。
1.教學方法與當今的教育要求不相適應。目前主要體現(xiàn)在教學方式仍然以知識傳播為主,仍然以教師、課堂和教材為中心,不利于學生能力的培養(yǎng)?!拔覈叩冉逃虒W方法長期沒有突破性進展,方法呆板,課堂上很難形成生動活潑的氣氛,講課過于追求系統(tǒng)性,沒有給學生留下思維的空間和余地,大家都追求完整,造成低水平的重復?!?/p>
2.教學內(nèi)容與當今迅速發(fā)展的新技術有很大差距。“學的用上的不多,有用的沒學多少”,主要原因是受教學基本要求和教材的約束太多,教學與科學技術發(fā)展、與科學研究脫節(jié)。
3.理論教學與實踐分離。理論部分因為抽象,大多數(shù)情況下老師采用講授法,很少結(jié)合實踐或者應用案例講授,故聽起來也很枯燥,學生也只背背公式應付考試,對這些理論如何應用卻很茫然,導致學習興趣不高。因此電工理論歷來是這門課程中不被學生重視的環(huán)節(jié),但是作為電工應用部分基礎,電工理論的重要性是不言而喻的。因此,改變電工理論教學的現(xiàn)狀迫在眉睫。
針對以上列舉的教學現(xiàn)狀1,本文擬應用新的教學模式――BOPPPS教學模式。針對問題2和3提出以應用案例為基礎的問題驅(qū)動法教學。問題驅(qū)動法融入BOPPPS教學模式即兩者相結(jié)合的教學方法。教學實踐證明,此教學方法使得教學效果得到顯著提高。
二、問題驅(qū)動法與BOPPPS教學模型
問題驅(qū)動法和BOPPPS教學模式都是基于建構主義教學理論的教學方法。建構主義教學理論強調(diào):教學過程的主體是學員自己。學員的學習活動必須與具體的問題相結(jié)合,借助學習資料,在教員指導和幫助下,以探索問題來引動和維持作為學習者的學習興趣和動機,通過建構主義的方式即“已知―未知―新的已知”的循環(huán)漸進的模式來學習新內(nèi)容、獲取新知識。
1.問題驅(qū)動法。問題驅(qū)動教學法即基于問題的教學方法(Problem-Based Learning,PBL),是一種以學生為主體、以專業(yè)領域內(nèi)的各種問題為學習起點,以問題為核心規(guī)劃學習內(nèi)容,讓學生圍繞問題尋求解決方案的一種學習方法。教師在此過程中的角色是問題的提出者、課程的設計者以及結(jié)果的評估者。一般有以下幾個環(huán)節(jié):提出題,分析問題,解決問題,結(jié)果評價等。
問題設計是PBL教學法的基礎,問題設計得科學與否直接關系到教學的成敗。一般地說,問題設計應當遵循以下幾個原則:(1)明確的教學目標。問題設計必須緊緊圍繞教學目標,教師要盡量了解教材和學生的具體情況,設計的問題要明確。(2)循序漸進。在設計問題時,要給學生以清晰的層次感,由易到難,以便增強學生的自信心,激發(fā)學生的學習興趣,促使學生積極思考。(3)難度適當。過于簡單的問題難以激發(fā)學生的興趣,但如果問題太難,學生就會望而生畏。(4)面向全體學生。在設計問題時,要注意調(diào)動每一個學生的學習積極性,力爭讓每個人都有發(fā)揮和表現(xiàn)的機會。
2.BOPPPS教學模式解析。BOPPPS模型是北美高校教師技能培訓過程中推崇的一個教學模型,是根據(jù)教育學的認知理論提出的一種教學過程設計。
BOPPPS是該模型的6個階段的縮寫,其中B―Bridge
-in(導言),O―Objective(學習目標),P―Pre-assessment(前測),P―Participatory-learning(參與學習),P―Post-assessment(后測),S―Summary(總結(jié))。其具體內(nèi)涵可用下表來表示。
BOPPPS教學模式也是一種有效教學模式,即能成功引起、維持和促進學生學習,并且能夠相對有效的達到預期教學效果的教學過程。有效的內(nèi)涵涉及效果、效率和效益三個方面:有效果是指教學的結(jié)果與預期的學習目標相吻合;有效率是指學生的收獲與教師的教學投入成正比;有效益是指教學目標和特定的社會或個人教育期望相吻合。
在BOPPPS中的6個環(huán)節(jié)設計中,必須環(huán)環(huán)相扣,知識上有銜接,邏輯上有層次,持續(xù)抓住學生注意力和興趣,進入思考―學習―吸收―應用這樣一個良性循環(huán)中。
3.問題驅(qū)動法與BOPPPS教學模式的有效融合。問題驅(qū)動法與BOPPPS有共同的目標和要求。都強調(diào)以學生為主體,教師是過程的設計者和學習的引導者。這就為兩者的有效融合提供了可能。
孔子《論語?雍也》上說:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者”,問題驅(qū)動教學法能夠提高學生學習的主動性,提高學生在教學過程中的參與程度,活躍其思維,提高解決問題帶來的成就感。
BOPPPS模型從教學設計結(jié)構上,給出了遵循“教學目標教學行為學習活動教學評估教學目標”的教學循環(huán)過程,期間教師能獲取反饋信息,然后根據(jù)反饋信息有效地組織與調(diào)整課程教學目標難度。問題驅(qū)動法能在BOPPPS不同的環(huán)節(jié)貫穿其中,顯示出兩者優(yōu)勢互補,如圖1所示。 第一步的導言中,提出工程案例,讓學生了解理論在工程應用的背景,激起學生學習興趣;第二步:針對學習目標提出問題,引起學生思考;第三步,圍繞目標設計先測試題以了解學生的基礎,然后以案例為載體分析問題;第四步:參與式學習,引導學生討論,逐步由淺入深,循序漸進地解決問題,解決問題過程中實際就是在完成目標學習,此過程不同于傳統(tǒng)講授式,是學生主動思考參與式學習,這個過程的可貴之處不僅在于讓學生習得了理論知識,更是一種從理論到實踐的工程思維的學習過程;第五步后測,結(jié)合案例了解學生對目標的掌握情況;第六步:總結(jié)與評價,對學習目標的總結(jié),對學生掌握以及解決問題的結(jié)果評價。
值得說明的是,第三步的先測部分給教師提供了即時的反饋,教師可以根據(jù)測試結(jié)果及時調(diào)整學習目標;第五步的后測檢驗學生對學習目標的掌握情況,可以提問的形式,或者測驗的形式等。最后一步的總結(jié)部分語言上要簡要,同時可以結(jié)合工程案例,給出下一個問題,引導學生對下一個學習目標的期待與思考。
在這里問題驅(qū)動法所引用的工程案例,可以是一個知識點相對單一的應用,也可以是多課程跨學科的綜合應用系統(tǒng),無論相對難易程度如何,包含的學習目標必須明確。
三、教學案例設計
以電工理論教學部分的電路分析方法之一――節(jié)點電壓法為例介紹基于問題驅(qū)動法的BOPPPS教學模式的應用。
導言(Bridge-in)以應用案例形式給出:如圖2所示是變電站的接地網(wǎng),是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行、保障運行人員和設備安全的重要設施,但是埋入地下的接地網(wǎng)長期受土壤腐蝕作用,難免出現(xiàn)截面積變小、斷點或連接不良等故障,降低其電氣性能,成為設備和人身安全事故的隱患,因此對接地網(wǎng)進行故障診斷具有重要意義。
診斷故障必然要知道物理量在故障前后的差別,可測的物理量是電壓或者電流,激勵一定的情況下某一點或者多點發(fā)生故障,必然對此圖的節(jié)點電位有影響,其電路模型如圖3所示。在此提出問題:(1)接地網(wǎng)的各節(jié)點電位如何計算呢?(2)提出教學目標(Objective)。電路的分析方法:節(jié)點電壓法。要求學生能根據(jù)電路的特點,即刻準確無誤地列寫出方程組并求解各節(jié)點電壓或者各支路電流。(3)先測(Pre-assessment)。什么是節(jié)點?什么是支路?電壓與電位的區(qū)別?什么是電導?基爾霍夫定律?支路電流法的分析過程?(4)參與式學習(Participatory-learning)。引導學生參分析與討論,此電阻網(wǎng)絡沒有激勵源,怎么有電位呢?對此電阻網(wǎng)絡加上激勵源,例如加在兩節(jié)點之間,如何快速計算各支路的電流?抓住支路電流只與該支路的電壓和電阻大小有關系這個特點,選擇參考節(jié)點,剩下的節(jié)點為獨立節(jié)點,以獨立節(jié)點的電位為求解變量,根據(jù)基爾霍夫電流定理和支路的歐姆定律,列寫方程組,求出各獨立節(jié)點的電位;再代入各支路中求得支路電壓與電流。整理出節(jié)點電壓法的公式與特點,引出自導與互導的概念,區(qū)分注入與流出節(jié)點的電流。(5)后測(Post-assessment)。①參考節(jié)點選擇不同的位置,各節(jié)點電位和支路電流的變化情況?②激勵源加在不同的位置,或者加多個激勵源,如何直接用節(jié)點電壓法計算各節(jié)點電位和各支路電流?③如果是在某一條支路串接一個電流源作為激勵,結(jié)果又如何?(6)總結(jié)與評價。節(jié)點電壓法的總結(jié)包括:評價學生對此方法的掌握情況;總結(jié)適用電路特點;分析步驟;方程組的特點;與支路電流法對比有什么優(yōu)勢?根據(jù)第五步的后測情況總結(jié)注意事項,比如與電流源串聯(lián)的支路上的電阻要去掉等。
同時拋出另一個問題:如果只求某一支路的電流,或者某一條支路的電阻參數(shù)有變化,求這一條支路的電流,此時討論用節(jié)點電壓法的局限性,思考用什么方法更好呢?從而引出下一個學習目標,激起學生持續(xù)的學習興趣。
四、結(jié)語
在網(wǎng)絡信息發(fā)達的今天,學生每天面對各種誘惑,如何引導學生把主要精力投入到學習中來,光靠講道理或者強制性的策略可能并不能達到好的效果,那么如何科學地設計有效課堂教學,是值得每個老師思考的問題。
單一的教學方法可能也有自己的缺陷,本文以案例為背景引入問題驅(qū)動法,結(jié)合BOPPPS教學模式的優(yōu)勢,提出兩者融合的教學方法在電工理論教學中的應用,學生能夠在參與式教學中解決問題,完成學習目標,更重要的是,促進了學生的工程應用思維訓練,逐步從應試思維向工程應用思維轉(zhuǎn)變,提高了理論教學效率,這無疑對其他工科類課程的教學也有借鑒意義。
參考文獻:
[1]吳建強.電工學[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.
[2]唐慶玉.電工技術與電子技術[M].北京:清華大學出版社,2007.
[3]彬.問題驅(qū)動式教學在“人工智能"課程中的探索與實踐”[J].計算機工程與科學,2014,36(A2):280-280.
篇5
【關鍵詞】項目教學;教學改革;理實一體化教學;模塊化;項目操作
1.引言
電子技術是一門應用性廣,實踐性強,發(fā)展迅速的科學技術。電子技能實訓課教學在電子技術專業(yè)中占據(jù)了重要的地位。這就需要在教學實踐中結(jié)合專業(yè)特色,在掌握理論的前提下,創(chuàng)造性的開展實驗和實訓教學,突破原有的教學模式,突出實踐動手能力的培養(yǎng),對學生授之以漁,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力,以具備良好的適應職業(yè)變化的能力。
2.研究背景、任務及目標
2.1 研究背景
電子技能實訓課是一門操作性很強的課程,學好電子技能離不開印刷板的制作、安裝和焊接、電路的調(diào)試以及有關儀器設備的使用。要求從傳統(tǒng)講授式教學走向行動導向教學,增強學生的動手操作能力,促進學生電子技能水平的提高,體現(xiàn)了“學中做,做中學”的教學原則。理論和實踐一體化教學,讓學生很快能看到自己的學習成果,增強了學生學習的自信心和學習興趣。
我們“以現(xiàn)代職業(yè)教育理念為指導,以人才培養(yǎng)目標為依據(jù),以改進教學為中心,引導教師不斷反思自我,促進教學改革”為目標創(chuàng)新教學方式,選擇這個課題進行研究,注重職業(yè)能力的考核,采用能力測試的考核方式,根據(jù)學生任務完成、項目實施的完成情況綜合評定。力求充分發(fā)揮實訓教學的優(yōu)勢,探索加強實訓環(huán)節(jié)教學的教學模式,促進電子專業(yè)各學科教育教學改革的開展,促進我校“工學結(jié)合、校企合作”人才培養(yǎng)模式的形成,促進職業(yè)教育教學質(zhì)量的提高。
通過項目研究形成以工作過程為導向,以來自生產(chǎn)實際的工作任務為教學內(nèi)容,以項目教學、練講結(jié)合為主要教學方法的職業(yè)技能培訓教材——《電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試》、《電子測量儀器及應用》,以及與之相關的教學材料。教材采用“模塊-項目-任務”結(jié)構形式,促進了理實一體化教學。項目實施步驟配有大量實操圖片,直觀演示操作過程,便于學生理解和實際動手操作。從傳統(tǒng)講授式教學走向行動導向教學,增強了學生的動手操作能力,促進了學生電子技術水平的提高,理論和實踐一體化教學,學生很快能看到自己的學習成果,增強了學生學習的自信心和學習興趣。使專業(yè)教學從學科本位向能力本位轉(zhuǎn)變,體現(xiàn)了“做中學,做中教”的職業(yè)教育教學特色。
本項目注重研究對學生愛崗敬業(yè)、溝通合作等素質(zhì)和能力培養(yǎng)。在每個實踐項目中都以實訓卡片的形式展現(xiàn),包括儀器儀表、操作步驟、要點提示、數(shù)據(jù)記錄和處理;每個課題中還都設置有操作注意事項等環(huán)節(jié),以養(yǎng)成學習安全意識、質(zhì)量意識、環(huán)保意識等。練習拓展的內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)密切結(jié)合,讓學生很快勝任企業(yè)工作。
2.2 研究的任務及目標
1)結(jié)合電子技能課教學要求,通過對電子技能課項目教學法進行初步的經(jīng)驗和成果總結(jié),制定出電子技能實訓課“教、學、練一體化”教學指導方案,形成模塊化教學體系。研究項目教學考核體系,確立幾個典型的模塊項目,進行集體備課、集中上課、全體聽課、評課的方式。指導學生完成項目的組裝與調(diào)試。
2)探索并完善項目教學方法,研究項目教學組織和項目教學評價體系,總結(jié)理實一體的教學經(jīng)驗。通過實踐課堂授課,落實實訓課教學成果,探究適合中職電子專業(yè)學生電子技能的方法手段。通過教學項目承載,實現(xiàn)知識與技能的融合,提升學生解決實際問題的能力。
3)改革教學內(nèi)容,創(chuàng)新教學模式。將學校機電專業(yè)課程體系由學科體系向工作過程體系轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)了由“先理論后實踐”向“以職業(yè)實踐為主線”的轉(zhuǎn)變,形成了“任務驅(qū)動、行動導向”的理實一體教學模式,以職業(yè)領域和工作任務為基礎,構建模塊化項目課程體系,構建任務引領的教學模式。
4)開發(fā)電子實訓教材,形成理實一體化的電子實訓教材。按職業(yè)崗位能力要求編寫以項目教學、練講結(jié)合為主要教學方法的職業(yè)技能培訓教材——《電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試》、《電子測量儀器及應用》,以及與之相關的教學材料。根據(jù)中職生《電子技能與實訓》工科教材編訂適合中職生電子動力操作能力職業(yè)技能鑒定培訓用書。
5)編制生產(chǎn)性實訓任務書。通過以工作過程為導向,新增加了生產(chǎn)性實訓和企業(yè)專項實訓兩大模塊,以企業(yè)生產(chǎn)性任務作為學生實訓的一個重要環(huán)節(jié),讓學生以企業(yè)準員工的身份,了解企業(yè)生產(chǎn)流程和操作規(guī)范,縮小企業(yè)與學校的差距。充分體現(xiàn)校企深度融合,工學結(jié)合的人才培養(yǎng)模式。
3.研究方法
本課題主要采用調(diào)查問卷法、行動研究法、案例分析法、經(jīng)驗總結(jié)法等研究方法。
1)調(diào)查問卷法:深入實訓車間、企業(yè)、車間,以問卷調(diào)查、談話、考察等方法研究用人單位對階段實習、頂崗實習的要求,了解企業(yè)生產(chǎn)流程和操作規(guī)范,研究提高學生技能水平的基本方法和思路。
2)行動研究法:從課題調(diào)研、設計開始,通過實踐研究,不斷反思和修正研究方案,在行動中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題。通過教師指導學生實訓,積極探索實施課堂教學改革,并在實踐活動中進行驗證性研究。
3)案例分析法:把實際工作中出現(xiàn)的個案作為案例,加以解剖、研究分析、提煉,形成初步結(jié)論。
4)經(jīng)驗總結(jié)法:在自身培訓學生提高技能的基礎上,從理性和實踐層面上總結(jié)、提煉,形成有專業(yè)特色的教育教學模式。
本課題研究以行動研究法和案例分析法為主,輔之以調(diào)查問卷法和經(jīng)驗總結(jié)法等,以行動研究推動課題研究的不斷深入。
4.研究過程
4.1 論證準備階段(2011.9-2011.10)
組建課題組,明確成員的分工,進行調(diào)查問卷,制定課題實施方案,做好課題前期的準備工作,包括文獻搜集工作、調(diào)研工作等。為了了解學校原有的技能教學中所存在的問題和不足,課題組對學生、教師、企業(yè)三方面進行了問卷調(diào)查。2012年9月對我校10電子技術應用專業(yè)的50名學生接受了問卷調(diào)查;2012年9月,對我校機電部32名教師進行了相關問卷調(diào)查;2012年10月,利用我校實習生到企業(yè)實習的機會,對20家企業(yè)進行了相關的問卷調(diào)查。
通過以上調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),三方面都對學校原有技能的教學方式教學內(nèi)容評價方式表示不滿意,都認為職業(yè)技能必須按實際工作環(huán)境和教學內(nèi)容相一致的教學形式,才能符合當前的實際要求,應該使技能教學體現(xiàn)直接為產(chǎn)品生產(chǎn)和社會服務的職業(yè)特性,著眼于培養(yǎng)企業(yè)第一線操作型和應用型人才,使理論教學與實踐教學有機融合,突出能力的培養(yǎng)目標。
根據(jù)調(diào)查問卷,對我校中職生電子技能實訓課做詳細地分析,并且給出科學、合理的意見,結(jié)合老師培養(yǎng)需要選定課題。項目負責人在教改實驗項目研究中主要承擔包括課題研究計劃的制定、人員的遴選、研究的實施、聽課評課、階段性總結(jié)、提出下一階段改進意見、組織后一階段研究計劃的實施、課題結(jié)題,最后制定出電子技能實訓課項目教學法的教學方案。
4.2 研究應用階段(2011.11-2012.8)
全面開展課題研究,分析討論,確定模塊內(nèi)容,確定項目實施對象進行課題個案實驗。根據(jù)個案實驗成果,組織教學資源,編寫國家職業(yè)技能鑒定培訓教材《電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試》。制訂課題研究方案,召開課題研究匯報會,組織開展課題的中期評估檢查,取得階段性成果;實驗過程中不斷完善課題研究方案;擴大課題應用研究成果的示范和輻射效應。
4.3 總結(jié)提高階段(2012.09-2012.10)
認真總結(jié)提煉研究成果,撰寫研究報告,申請專家進行鑒定,將成功的經(jīng)驗以常規(guī)形成確定下來,組織研究成果的的推廣工作,通過課題組努力,圓滿完成結(jié)題驗收工作,達到預期目標。
5.研究成果
5.1 教師教學觀念的轉(zhuǎn)變
按照本課題研究的指導思想,按照課題研究的思路和自己的教學實踐,邊研究邊教學,經(jīng)過一年多時間,由此引發(fā)的變化很多。
首先,教師的教學充分尊重學生學習的主體地位。學生是學習的主體,老師在教學過程中采取恰當?shù)氖侄纬浞终{(diào)動學習的自主性和主動性。教師從實際出發(fā),采取適當?shù)慕虒W方法,培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)知識技能。其次,增強教學內(nèi)容的豐富多樣性,一方面所學知識盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際,從創(chuàng)設問題中解決問題,做到學以致用,另一方面,結(jié)合教學內(nèi)容采取學生容易接受的授課方式,努力提高課堂教學的效果。
5.2 項目課例分析
為了盡可能多地讓學生掌握所學基本電路模塊,我們以“迷你小音箱電路”、“直流穩(wěn)壓電源”、“數(shù)字萬年歷電路”、“調(diào)頻收音機、對講機”、“搶答器電路”、“聲光控節(jié)能開關”等的設計、組裝、調(diào)試作為教學主線,貫穿于教學的全過程。把這些實用產(chǎn)品帶進課堂進行演示,激發(fā)學生對電子技術學習興趣,增強了職業(yè)崗位針對性和職業(yè)技能培養(yǎng)。
下面以“迷你小音箱電路的組裝與調(diào)試”項目制作過程為例講解項目導向教學模式的實施過程,按任務結(jié)構形式完成。
項目三:迷你小音箱電路的組裝與調(diào)試。
任務1:識圖
(1)認識各元器件及了解各元器件的作用。
(2)學習電路結(jié)構組成及各組成部分電路在產(chǎn)品中的作用。
(3)識讀電路原理圖、裝配圖、印制電路板圖。
任務2:安裝
(1)核對元器件。
(2)檢測元器件。
(3)安裝電路。
1)元器件的安裝。
2)電路組裝,按印刷電路板圖插入元器件。
3)整機裝配。
任務3:調(diào)試
(1)通電前對印制電路板進行安全檢測。
(2)電路故障的檢測與分析。
(3)示波器檢測。
(4)萬用表檢測。
整個過程學生動手為主,教師指導為輔,教師只是解惑者,回答學生遇到的各種問題,學生動手操作能力得到很大提高。
5.3 主要成果
形成了以項目教學法引領的《電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試》和《電子測量儀器及應用》課程的教學大綱、教學計劃;教案設計方案和課件;成熟的教學步驟和教學模式以及用該教學模式講授部分教學案例的影像資料;突出了以學習項目為主體的模塊化職業(yè)教育教學模式。初步完成了《電子產(chǎn)品裝配與調(diào)試》市級精品課建設方案和《電子測量儀器及應用》校級示范課建設方案。
在課題研究的基礎上,結(jié)合多年職業(yè)技能培訓經(jīng)驗,整理出版了《電子產(chǎn)品調(diào)試工》(中級)、《電子測量儀器及應用》(中級)兩本技能培訓教材。這兩本書打破以往傳統(tǒng)教材先理論后技能訓練模式,將電子產(chǎn)品和電子測量儀器操作應掌握的理論知識有機嵌入每個項目訓練課題之中,教學中采用練講結(jié)合的教學方法,由學生按照操作步驟完成項目操作,達到規(guī)定的目標。讓學生始終在做中學,學中做,教學做合一,理論與實踐合一;避免理論與實踐脫節(jié),學生學習理論時毫無興趣等現(xiàn)象。
選取了有代表性幾個模塊項目完成青島市職業(yè)教育公共實訓基地高二學生學工電子制作培訓,在學工教學中加以推廣。
5.4 標志性成果
(1)理實一體化項目教學,學生技能水平提高了,理論水平有了提升,大賽成績也一年比一年突出,真正體現(xiàn)了競賽與教學互相促進作用。近年來,學校參與各級技能大賽的學生數(shù)量、工種較以前增加,成績也是穩(wěn)步提升,在今年的全國技能大賽中我校代表青島市參賽,在電工電子組比賽中,取得了兩金一銀一銅的優(yōu)異成績,其中電子產(chǎn)品裝配項目獲全國技能大賽一等獎。
(2)由教師指導學生完成具有代表性項目組裝與調(diào)試,展示學生部分工作成果。
1)迷你小音箱的組裝與調(diào)試。
2)數(shù)字萬年歷電路組裝與調(diào)試。
(3)根據(jù)教學案例實驗成果,組織教學資源,整理出版了《電子產(chǎn)品調(diào)試工》(中級)、《電子測量儀器及應用》(中級)兩本國家職業(yè)技能鑒定培訓教材。這兩本書打破以往傳統(tǒng)教材先理論后技能訓練模式,將電子裝配和電子測量儀表應掌握的理論知識有機嵌入每個項目訓練課題之中,教學中采用講練結(jié)合的教學方法,由學生按照操作步驟完成項目操作,達到規(guī)定的目標。讓學生始終在做中學,學中做,教學做合一,理論與實踐合一;避免理論與實踐脫節(jié),學生學習理論時毫無興趣等現(xiàn)象。
(4)從傳統(tǒng)講授式教學走向行動導向教學,增強了學生的動手操作能力,促進了學生電子技術水平的提高。完成崗前培訓、技能培訓鑒定。組織完成校內(nèi)和實訓基地學生中級電子產(chǎn)品維修工技能培訓和鑒定工作。操作訓練項目和理論訓練項目中采用了一些以往的職業(yè)技能鑒定的考試題目,兼顧學生考工。
6.研究成果在教學中的應用情況
電子技能實訓課項目教學在實訓室完成,保障課堂教學與實訓任務有機結(jié)合在一起。將課堂與實訓室一體化,根據(jù)項目組織實施教學與考核,實現(xiàn)課程項目化、學習自主化、教學互動化、技能訓練專業(yè)化。
1)深入企業(yè)調(diào)研,與企業(yè)深度融合,建構模塊化課程體系,重新整合和序化課程內(nèi)容。
2)課程設置模塊化。把電子技能與實訓分為五大模塊,分別為常用儀表的使用與操作模塊、電子元器件的識別與檢測模塊、焊接工藝知識與焊接技能模塊、電子整機裝配工藝模塊、電子整機調(diào)試技術模塊。實行理實一體化教學,結(jié)合國家職業(yè)技能鑒定標準的要求編入課表、階段性完成教學。例如《電子整機裝配》每周六節(jié)課,三至五周為一個階段完成一個教學模塊,同一模塊課程的理論和實踐教學由一位教師主講。
3)教材與資料一體化。結(jié)合教學實際,自編講義,作暫用教材,然后,隨著教學經(jīng)驗的積累,編寫出“寬基礎、活模塊、精專業(yè)”的教材和資料。
4)知識考核與能力考核一體化。能力考核注重平時考核,實行過程控制,采用等級評價制,具體考核方法靈活多樣,學生完成能夠體現(xiàn)若干項操作技能水平的工件,或調(diào)試、維修、故障診斷,同時解答與技能考核相關的理論問題,對考核出現(xiàn)的技術問題進行獨立解決,從而反映學生的綜合能力水平。
5)定期開展電子產(chǎn)品設計與制作比賽,評選設計制作小明星,提高了同學們的自信心和成就感。
6)在校園和周邊社區(qū)開展小家電維修服務,為同學們和居民提供了方便,鍛煉了自已的組織能力和與人溝通交流能力,豐富了社會實踐經(jīng)驗,提升了學校知名度,提高了動手操作能力,使學生全面健康發(fā)展。
7)教學管理一體化。由專業(yè)教師兼管專業(yè)教室,使專業(yè)教師與專業(yè)教學設施“零距離”接觸,激發(fā)專業(yè)教師參與專業(yè)建設的熱情,方便教科研活動,全面提高專業(yè)教師的綜合能力。
8)選取了有代表性幾個模塊項目完成青島市職業(yè)教育公共實訓基地高二學生學工電子制作培訓,在學工教學中加以推廣。
9)師生各類技能競賽成績較往年突出。近年來,學校參與各級技能大賽的學生數(shù)量、工種較以前增加,成績也是穩(wěn)步提升,在今年的全國技能大賽中我校代表青島市參賽,在電工電子組比賽中,取得了兩金一銀一銅的優(yōu)異成績,其中電子產(chǎn)品裝配項目獲全國技能大賽一等獎。
7.存在的問題
在電子技能實訓課教學中采取項目教學法對培養(yǎng)學生的綜合能力是非常有用的,但項目導向教學模式在實施中也提出了較高的要求,至少表現(xiàn)在以下幾個方面:
1)對師資的要求。教師必須具備完成一個項目所涉及到的所有專業(yè)理論知識和專業(yè)技能,以應對學生的各種未知問題,使學生的行為掌控在教師的視野之下。
2)對教學條件的要求。一個項目所需要的所有實驗實習場所和設備一般應該具備,最好是實際的東西,沒有實際東西,教具、模型或仿真軟件必須具備。
3)對教材的要求。目前符合項目導向教學模式的現(xiàn)成教材很少,需要組織人力、物力編制校本教材。
4)對教學進度的要求?!绊椖拷虒W法”主要以學生工作為主,進度往往很慢,難于控制。
5)對班級人數(shù)的要求。人數(shù)太多教師指導起來不方便,實驗設備數(shù)量也要求多,資金和管理不太容易。
8.結(jié)束語
經(jīng)過一年多的實驗,電子技能實訓課項目教學課受到了學生們的歡迎,總的來說是非常成功的。在實驗階段也發(fā)現(xiàn)了諸多問題,需要我們不斷的摸索,不斷的改進,使電子技能實訓課真正起到我們想達到的效果,學生們能夠?qū)W得自己想學的感興趣的課程。能真正體現(xiàn)出學生的教學主體地位,才真正調(diào)動學生學習的積極性和主動性,達到學生自我發(fā)展的目的。
參考文獻:
[1]韋立.項目教學法對中職電子專業(yè)學生技能培養(yǎng)的思考[M].北京:中國科學技術協(xié)會,2008.
篇6
關鍵詞:Multisim10;教學;仿真;電路基礎
中圖分類號:G642.1 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)09-0064-03
一、電路基礎課程的教與學現(xiàn)狀分析
電路基礎課程是我系電子類專業(yè)的必修課程,傳統(tǒng)的教學方法是:先學習理論知識,待理論知識和實踐經(jīng)驗積累到一定程度后,學生自己動手畫電路原理圖并搭接電路來驗證所學的理論知識。由于該門課程理論性較強,學生接受困難,在實驗驗證過程中如果沒有達到預期效果,則需要反復調(diào)整參數(shù)、重新測量,直到電路參數(shù)達到預期效果為止。
隨著計算機技術的發(fā)展,將計算機仿真引入電路的學習和設計,已取得較好的效果。在學習和設計中加入仿真,能夠更好地理解和預測電路的動作,對電路的Y構和參數(shù)進行優(yōu)化,對假設的實驗方便地進行驗證,對難以測量的電路參數(shù)進一步探索和研究,從而減少了電路課程的學習時間,也避免了設計中出現(xiàn)的錯誤。
二、Multisim10簡介
Multisim10是美國NI公司最新推出的仿真軟件,它的界面直觀、操作方便,為用戶提供了創(chuàng)建電路所需要的元器件庫及電路仿真需要的虛擬測試儀器儀表,可對各種電路進行仿真分析和設計,并且在操作中不消耗任何元器件,不受元器件種類和數(shù)量的限制。在教學中引入仿真技術,不僅改進了電路的學習方法,降低了成本,還激發(fā)了學生的學習熱情與興趣。因此,許多國內(nèi)大學都將其作為電子類課程的輔助教學使用。
三、Multisim10在課堂教學中的實踐
Multisim10是一款很強的實物模型仿真軟件,課堂教學過程中結(jié)合理論分析不斷穿插對應的Multisim10仿真電路模型,實驗教學前布置仿真任務,實驗中加入電路的仿真環(huán)節(jié),能建立起一種交互式、討論式的教學模式,提升學生對空間實物電路的理解能力,下面結(jié)合教學實際,詳細介紹Multisim10仿真技術在疊加定理、網(wǎng)孔電流分析法、直流工作點分析和交流分析、功率因數(shù)及其提高方法中的具體應用。
(一)利用Multisim10驗證疊加定理
疊加定理是電路基礎中一個很重要的定理,其定義為:在任何含有多個獨立的線性電路中,每一個支路中的電流值或電壓值等于各個電源單獨作用時,在此支路中所產(chǎn)生的電流值或電壓值的代數(shù)和。以1.1所示電路圖為例,通過理論計算和利用Multisim10仿真來驗證此定理求解電壓源、電流源共同作用時通過電阻R3中的電流、電壓及功率。
1.理論計算驗證疊加定理。電流源Is開路,電壓源Us單獨作用時,求得:I″■=■I■=0.5(A);
U″■=I″■R■=20(V);P″■=I″■R■=10(W)
電壓源Us短路,電流源Is單獨作用時,計算得:I■=I′■+I″■=0.8(A);U■=U′■+U″■=32(V);P■=I■■R■=25.6(W);P■≠P′■+P″■
應用疊加定理,計算求出:I′■=■=0.3(A);U′■=I′■R■=12(V);P′■=I′■R■=3.6(W)
2.仿真軟件驗證疊加定理。①打開Multisim10,從Source庫中選取電壓源、電流源、接地端,從Basic元器件庫中分別選取三個電阻R1、R2和R3,再從Indicators Components庫中選取電壓表、電流表、瓦特表并設置適當?shù)膮?shù),按圖1.2所示連線電路。電壓源US、電流源IS共同作用時,激活仿真軟件后,電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別是0.8A,32.000V,25.6W。②將電流源IS,電壓源US單獨作用時,運行仿真開關后,電流表、電壓表、瓦特表的讀數(shù)分別為1.3(a,b)圖所示。
即疊加定理不能用于功率的計算,只能用來求解電路中的電流或電壓。講授該定理時,要求學生不僅要記住它的內(nèi)容,更重要的是能夠靈活地應用該定理。在教學過程中,通過理論計算和利用Multisim10仿真軟件來驗證此定理。因此,采用合適的教學方法,創(chuàng)建直觀的教學情境,讓學生更容易理解疊加定理,進而熟練應用該定理。
(二)網(wǎng)孔電流分析法仿真實驗
仿真電路如圖2.1所示。
理論計算
有網(wǎng)孔電流分析法,可列KVL方程:
80I1-20I2=40
-20I1+60I2-40I3=10
-40I2+80I3=40
聯(lián)立上述方程,解得:
I1=0.786A,I2=1.143A,I3=1.071A
比較仿真分析與理論計算結(jié)果相同。
(三)直流工作點分析和交流分析
直流工作點分析(DC)用于電路靜態(tài)工作點的確定,是其他分析方法的基礎,在仿真分析中,交流電壓源和電感被視為短路;交流電流源和電容被視為開路;交流(AC)電源輸出為零,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。利用Multisim10進行直流工作點分析的步驟:A.在電路工作窗口建立待分析的電路原理圖如圖3.1所示電路。B.執(zhí)行OptionSheet Properties命令,在Circuit選項卡下,選定Net Names中的Show All,把電路中的節(jié)點標志顯示到電路圖上。C.執(zhí)行Simulate\Analysis\DC Operating Point命令,即打開直流工作點分析對話框,該對話框包括Output、Analysis Option及Summary共三個選項卡。在Output選項卡上,從左側(cè)備選欄已羅列的電路結(jié)點和變量中,選擇需要分析的結(jié)點或變量,通過“Add”按鈕添加到右側(cè)的分析欄中即可,當系統(tǒng)自動選中的電路變量不能滿足用戶要求時,可通過“Output”選項卡中的其他選項添加或刪除需要的變量。完成相關分析設置后,點擊Simulate按鈕即可進行仿真分析,分析結(jié)果由圖形窗口輸出。如圖3.2所示。
交流分析(AC)是一種頻域分析,是對幅頻特性和相頻特性進行分析。進行交流分析時程序自動將所有直流電源置零,交流信號源、電容及電感等元件用交流模型代替,非線性元器件使用交流小信號模型。無論用戶在電路的輸入端輸入哪一種信號,交流分析時都將自動以正弦波替換,并且以設定的頻率范圍掃描。
建立如圖3.3所示的RLC串聯(lián)電路,執(zhí)行Simulate/Analyses/AC Analysis命令,設置交流分析的初始頻率、終止頻率、掃描方式、采樣數(shù)量、選擇輸出波形的縱坐標刻度,點擊Reset to default 按鈕,可把所有設置恢復為程序默認值,用戶也可以自己重新設置。在Output輸出窗口中,選擇I(l1)為輸出量,點擊Simulate仿真按鈕,可得到如圖3.4所示的交流分析結(jié)果。
(四)提高功率因數(shù)的方法
應用Multisim10仿真軟件,對日光燈電路進行測試。在電路窗口中放置萬用表、瓦特表,并設置相應參數(shù),執(zhí)行仿真開關后測得該電路的電流為415.623mA,功率為34.563W,功率因數(shù)為0.378。如果想得到功率因數(shù)為0.82左右的日光燈電路,通過理論計算的方法可以得到并聯(lián)電容值的大小。
C=■(tgφ-tgφ′)
=■■-■
=■×■-■
=4.04μF
為得到日光燈電路的功率因數(shù)為0.82,在Multisim10窗口中搭建圖4.1所示的仿真實驗連線圖,執(zhí)行仿真開關后,不斷調(diào)節(jié)可變電容的容量,將功率表指示的功率因數(shù)值達到0.82左右,測得并聯(lián)電容后,通過觀察萬用表、瓦特表的讀數(shù)得到為190.806mA,功率為34.54W,功率因數(shù)為0.823,如圖4.2所示,觀察可變電阻的容量仿真結(jié)果與理論計算值一致。
四、結(jié)論
1.借助于Multisim10仿真軟件可實現(xiàn)理論教學與實踐同步進行,實現(xiàn)理論與實踐教學的一體化,激發(fā)了學生的學習興趣,同時加深了理解力,也提高了分析問題的能力。
2.Multisim10仿真軟中擁有一個元器件齊全、設備精良的實驗室,學生可以根據(jù)需要任意搭接各種電路,接上虛擬實驗儀器和儀表,運行仿真就可以測試到精確的數(shù)據(jù)和直觀的波形,使實驗做得既快又準,從而提高實驗效率。
3.利用Multisim10仿真軟件對電路課程進行仿真,并將仿真結(jié)果直接顯示出來,具有形象又直觀的特點,使學生直觀感受、理解課程知識,并且操作中不消耗實際的元器件,所需元器件的種類和數(shù)量不受限制。
4.學生可以利用Multisim10仿真軟件,課前先在計算機上做仿真實驗,觀察“實驗結(jié)果”。這樣能夠很好地調(diào)動學生的思維,帶著問題聽老師講解電路原理課程。
5.采用“學中做,做中學,教學做一體化”模式,將虛擬仿真技術與真實實驗結(jié)合,在動手操作實踐過程中,全面掌握知識,形成技能。同時,仿真軟件借助計算機,不受時間地點的限制,特別適合學生自主學習,使學習過程從被動變?yōu)橹鲃印?/p>
雖然電路仿真軟件有它的種種優(yōu)勢,但從培養(yǎng)學生運用基礎理論知識和實際操作能力角度出發(fā),仿真件并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實驗方法,應將仿真教學和傳統(tǒng)的實驗教學相互結(jié)合起來,取長補短,充分發(fā)揮各種教學的優(yōu)勢,讓學生從中更多地受益。
參考文獻:
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Multisim10 Simulation Technology in the Application of "Circuit Basis" Teaching and Practice
WU Ling-min,WANG Wei-na
(Department of Electrical and Mechanical Engineering,Hetao College,Bayannur,Inner Mongolia 015000)
篇7
關鍵詞:DSM;電能管理;中國電能服務網(wǎng)
作者簡介:田會峰(1980-),男,安徽蕭縣人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,講師;周瑜(1984-),女,江蘇張家港人,江蘇科技大學(張家港)電氣與信息工程學院,實驗師。(江蘇張家港215600)
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2012)14-0048-02
在當今能源相對緊缺、世界環(huán)境日益變差的大環(huán)境下,節(jié)能減排顯得尤其重要,一方面節(jié)約了能源的使用,另一方面又減少了污染物的排放,保護了環(huán)境。
電力需求側(cè)管理DSM(Demand Side Management)是指在政府法規(guī)和政策的支持下,采取有效的激勵和引導措施以及適宜的運作方式,通過電力公司、能源服務公司、社會中介組織、產(chǎn)品供應商、電力用戶等共同協(xié)力,提高終端用電效率和改變用電方式,在滿足同樣用電功能的同時減少電量消耗和電力需求,達到節(jié)約資源和保護環(huán)境的目的,實現(xiàn)社會效益最好、各方受益、最低成本能源服務所進行的管理活動。
文中按照電力需求側(cè)管理的要求積極探索電氣工程及其自動化專業(yè)的電能管理方向。
一、電氣工程及其自動化專業(yè)方向
1998年,國家將本科專業(yè)目錄進行了調(diào)整、合并和壓縮。電工類和電子與信息類合并成電氣信息類。原電工類的電機及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、高壓電與絕緣技術、電氣技術等專業(yè)合并為目前的電氣工程及其自動化專業(yè)。[1]
電氣工程及其自動化專業(yè)涉及電工技術、電氣技術、電力技術、自動控制技術、計算機及其應用技術等諸多領域,是通用性很強的“寬口徑大專業(yè)”。全國各高校根據(jù)國家經(jīng)濟發(fā)展對電氣信息類人才的需求,依據(jù)各校的實際情況和辦學條件,確定了彼此不同的專業(yè)方向、人才培養(yǎng)的方案和模式,體現(xiàn)出各校的辦學特色。
江蘇科技大學鎮(zhèn)江校區(qū)電氣工程及其自動化專業(yè)雖然從2000年開始招生,但是其前身可以追溯到1953年上海船舶工業(yè)學院創(chuàng)辦的船舶電氣控制專業(yè),1978年鎮(zhèn)江船舶學院開始招收船舶電氣自動化本科專業(yè),經(jīng)過工業(yè)電氣自動化專業(yè)、工業(yè)自動化專業(yè)等發(fā)展到現(xiàn)在的電氣工程及其自動化專業(yè)。本專業(yè)是培養(yǎng)以船舶為特色的電氣工程及其自動化人才,其專業(yè)建設是依托船舶行業(yè),依靠教學、科學與管理,將其建設成以船舶電氣自動化為主要特色、面向工程技術應用的專業(yè)。[2]
張家港校區(qū)因為遠離校本部,又是異地新建校區(qū),無法享受校本部幾十年來在船舶電氣自動化方面的教學和科研成果。雖然張家港校區(qū)自2005年開始招生,其專業(yè)方向表面上沿襲鎮(zhèn)江校區(qū)的“船舶電氣自動化”方向,但培養(yǎng)方案實際上與船舶相關的課程基本沒有涉及,比如:本部開設的“船舶概論”“船舶電站自動化”“船舶機艙自動化”等課程。[3]因此,電氣工程及其自動化專業(yè)是作為校區(qū)重點建設的專業(yè)之一,目前是以船舶電氣自動化和工業(yè)電氣自動化的混合體,專業(yè)方向不明確,不利于專業(yè)建設和學生就業(yè)。
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和國家戰(zhàn)略的需求,電能管理越來越受國家的重視,國務院曾多次發(fā)文要大力發(fā)展電能需求側(cè)管理。目前,在國內(nèi)高校本科專業(yè)及方向設置中,還沒有電能管理方向,市場需求量巨大。
為此,為了突出辦學特色,服務經(jīng)濟,培養(yǎng)社會急缺的電能管理人才,校區(qū)與蘇州太谷電力有限公司合作,共同建設電氣工程及其自動化專業(yè)電能管理方向,并從2008級電氣工程及其自動化專業(yè)開始設置電能管理方向。
二、電能管理方向建設探索
電氣工程及其自動化專業(yè)電能管理方向是對負荷控制和管理,以及遠程抄表和計費自動化。本著“科學管理電能,輕松降低成本”的電能管理新思路,確保電力用戶有序用電,其技術領域涉及國家重點支持和發(fā)展的幾大高新技術,即物聯(lián)網(wǎng)技術、智能電網(wǎng)技術和節(jié)能減排技術。因此,電能管理方向有著及其廣闊的發(fā)展空間。
電氣工程及其自動化專業(yè)電能管理方向特色是實時監(jiān)測和采集各電力用戶的用電情況,對其用電情況進行分析評估,針對不合理或浪費用電的裝備和線路,對其進行整改,優(yōu)化電力用戶的內(nèi)部電網(wǎng),以達到降低電能的目的。
電氣工程及其自動化專業(yè)課程體系的構建應本著加強理論、優(yōu)化課程結(jié)構、強調(diào)應用能力、加強實踐環(huán)節(jié)來設置專業(yè)模塊課程。[4]由于“電能管理”是新建專業(yè)方向,電氣工程及其自動化專業(yè)原有的課程體系沒有大的改變,目前只在第7學期增加了電能管理方面的兩門方向選修課:“電能需求側(cè)管理”和“電能優(yōu)化技術”,下一步將根據(jù)人才培養(yǎng)方案要求,繼續(xù)增加電力系統(tǒng)方面的兩門課程“電力系統(tǒng)繼電保護”和“ 電力系統(tǒng)故障分析”。
為了進一步優(yōu)化課程體系,將電氣工程及其自動化專業(yè)基礎課和專業(yè)方向課內(nèi)容相近或密切相關的幾門課程組成課程組,有利于相關教師之間的教學交流和科研合作。具體分為5個課程組:
電工電子技術課程組:包括“電路”、“模電”、“數(shù)電”、“電力電子技術”、“CPLD及FPGA設計”等課程;計算機技術課程組:包括“計算機軟件基礎”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及應用”、“ DSP原理及應用”、“計算機控制技術”、“計算機網(wǎng)絡基礎”等課程;控制與檢測技術課程組:包括“自動控制原理”、“現(xiàn)代控制原理”、“智能控制”、“計算機集散控制”、“檢測與儀表”、“MATLAB語言與科學計算”等課程;電機與電氣技術課程組:包括“電機與拖動基礎”、“電氣與PLC技術”、“機電一體化技術”、“電力傳動自動控制系統(tǒng)”等課程;電能與電力技術課程組:包括“工程圖學基礎”、“電能需求側(cè)管理”、“電能優(yōu)化技術”、“供電技術”、“電力系統(tǒng)繼電保護”、“電力系統(tǒng)故障分析”等課程。
三、電能管理方向建設實踐
為了加強電能管理方向?qū)W生的工程實踐能力,在制訂人才培養(yǎng)方案時就將企業(yè)元素貫穿于整個教學環(huán)節(jié),企業(yè)參與人才培養(yǎng)的始終,校企深度融合,學校引進企業(yè)高級人才到校任教,同時,學校派青年教師下到企業(yè)學習至少1年時間。見圖1。
1.教材建設
“電能優(yōu)化技術”被校區(qū)列為重點課程建設,建設內(nèi)容包括與企業(yè)合作共同編寫講義,進一步編寫教材,努力將“電能優(yōu)化技術”打造精品課程。該課程內(nèi)容主要包括電能質(zhì)量:電壓、諧波、三相不平衡、功率因數(shù)等;電源優(yōu)化;配網(wǎng)優(yōu)化;電能質(zhì)量優(yōu)化;電能軌跡優(yōu)化;電能檢測技術等。
“電能需求側(cè)管理”已經(jīng)編寫成講義,并投入教學使用,主要內(nèi)容涉及電力系統(tǒng)、智能電網(wǎng)、供電技術、需求側(cè)管理、DSM平臺使用、電能系統(tǒng)構建等。
2.師資隊伍建設
依托中國電能服務網(wǎng)(蘇州太谷電力有限公司)和智能電力研究院(清華大學韓英鐸院士領銜的科研團隊),共同培養(yǎng)“雙師型”教師。校區(qū)派青年教師去企業(yè)學習1年,參與企業(yè)的科研和工程實踐,這樣教師有了實際的工程背景,在講授理論課程時,將理論與實踐相結(jié)合,學生聽課才會感興趣,不會顯得課程枯燥無味。
智能電力研究院坐落在校區(qū),與學院有緊密合作關系,長期邀請清華大學的教授給學生做學術講座,同時教師和部分優(yōu)秀學生也參于研究院的科研項目。
3.電能管理實驗室建設
為了實現(xiàn)工程教育,必須將工程實踐教育貫穿于整個教學環(huán)節(jié)。由于企業(yè)擁有強大的經(jīng)濟基礎、科研能力以及工程實踐背景,學校與企業(yè)深度合作,共建實驗室,為學生提供工程教育模式的實踐教學平臺。
校區(qū)與太谷電力共同建設“電能管理實驗室”,使用“中國電能服務網(wǎng)”平臺。該平臺功能包括以下5個模塊:電能在線模塊、用電分析模塊、輔助決策模塊、有序用電模塊和系統(tǒng)工具箱模塊。
為了能采集電能數(shù)據(jù),通過電能監(jiān)測儀、電流互感器、服務器等器件,利用RS48總線和以太網(wǎng),可以采集和監(jiān)測的數(shù)據(jù)包括:監(jiān)測電力指標,包括相電壓、線電壓、相電流、線電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率等;電量指標,包括有功電量、有功電度、無功電量、無功電度等;質(zhì)量指標,包括諧波電壓、諧波電流、三相不平衡度、電壓偏差、頻率偏差、零線電流等。同時,還能通過溫度傳感器采集殼體的溫度。
通過此DSM平臺,學生能夠清楚的了解電能的輸入、傳輸、消耗的全過程。
4.網(wǎng)絡教學平臺建設
本專業(yè)目前共有6門課程,包括“電路”、“數(shù)電”、“電力電子技術”、“電能優(yōu)化技術”、“微機原理與接口技術”、“單片機原理及技術”等課程實現(xiàn)網(wǎng)絡教學,網(wǎng)絡學堂包括教學課件、電子教案、教學大綱、習題、教學案例、在線答疑、師生互動等,教學資料豐富。
5.工程實踐能力培養(yǎng)
工程實踐能力是學校人才培養(yǎng)的終極目標,學校和企業(yè)各有強項,優(yōu)勢互補,將學校的人才培養(yǎng)方案與企業(yè)的用人需求緊密結(jié)合,企業(yè)積極參與人才培養(yǎng)方案的研討和制定,實踐環(huán)節(jié)的教學以及教材的建設等。企業(yè)的科研項目與學校的實踐教學相結(jié)合,實踐教學實現(xiàn)學校企業(yè)雙導師制。
由太谷電力有限公司挑選經(jīng)驗豐富的高級工程師兼任“電能管理”專業(yè)方向工程實踐培養(yǎng)指導教師,每周安排2學時,總計32學時的工程實踐課程。
另外在第8學期安排學生去企業(yè)頂崗實習6個月,并將在今后逐漸擴至1年,達到“卓越工程師”計劃培養(yǎng)方案的“3+1”模式,即3年在學校學習理論知識,1年在企業(yè)頂崗實習。實習期間要求學生現(xiàn)場安裝與調(diào)試,并參與企業(yè)應用設計。
通過實習,學生對工程項目比較熟悉,將在企業(yè)里根據(jù)實際工程項目完成本科畢業(yè)設計。
6.聯(lián)合培訓“電能管理師”
目前,社會上急缺電能管理師,每年的用電高峰期,政府為了完成減排任務,都要求企業(yè)“拉閘限電”,對企業(yè)造成了比較大的損失。企業(yè)內(nèi)部的電工緊緊是會用電,但是不能根據(jù)企業(yè)實際情況,優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng),降低電能。因此,校區(qū)教師和太谷電力合作共同培訓“電能管理師”。
四、結(jié)束語
目前,全國大約200多所院校設置電氣工程及其自動化專業(yè),甚至一些以文科見長的綜合型大學也在辦此專業(yè)。[5]對于本科院校異地新建校區(qū),如果電氣工程及其自動化這樣寬口徑的電類大專業(yè),沒有形成自己鮮明的專業(yè)特色,很難與其他老牌院校的此專業(yè)相比,這樣不利于服務地方經(jīng)濟和學生就業(yè)等。
因此,設置電氣工程及其自動化專業(yè)電能管理方向,在響應國家節(jié)能減排、培養(yǎng)“卓越工程師”計劃、大力發(fā)展智能電網(wǎng)等方面都具有積極的意義。
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篇8
關鍵詞:單片機;項目驅(qū)動;自主探究;多元評價
作者簡介:陳梅(1979-),女,重慶人,烏魯木齊市職業(yè)大學信息工程學院,講師;李自臣(1979-),男,四川廣漢人,烏魯木齊市職業(yè)大學信息工程學院,講師。(新疆 烏魯木齊 830002)
基金項目:本文系烏魯木齊職業(yè)大學教學改革項目《公司周報模式教學方式研究》(項目編號:13XJG07)的階段性研究成果。
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)03-0134-02
“單片機應用技術”課程是高職類電子信息工程技術專業(yè)的主干課程,其內(nèi)容豐富,實踐性強。單片機技術廣泛應用于工業(yè)自動化、智能儀器儀表、家用電器等各種設備儀器中,[1]本文在分析“單片機應用技術”課程教學現(xiàn)狀的基礎上,探討了課程項目教學改革中存在的問題,提出基于項目驅(qū)動的自主探究式教學模式,將其應用于課程教學中,在教學中改變學生被動學習的觀念,引導學生進行自主、合作、探究性的學習,促進學生能力的發(fā)展。
一、“單片機應用技術”課程教學現(xiàn)狀
“單片機應用技術”是一門專業(yè)核心課程,是學生專業(yè)能力的重要組成部分。課程在大學二年級下學期開設,共60學時,4學分。本課程是學生先修完“電工基礎”、“單片機原理”、“C語言”、“模擬電子技術基礎”、“數(shù)字電子技術基礎”等課程之后,學生對單片機技術的應用及如何將C語言和單片機結(jié)合起來進行電子終端設備的控制有了初步認識。課程學習中學生要了解單片機系統(tǒng)設計的方法,熟悉C語言的應用,理解常用單片機系統(tǒng)設計的控制方式、特點,具備單片機系統(tǒng)設計、安裝和調(diào)試的初步能力。其后續(xù)課程“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)”、“傳感器技術”及專業(yè)實習和頂崗實習中都以它為基礎。
由于單片機微電子化的工作過程,使得“單片機應用技術”課程的學習抽象,不易理解。傳統(tǒng)的以知識點為核心的講授方式,學生以被動學習為主,無法激發(fā)學生學習興趣。
該課程在傳統(tǒng)的實踐教學環(huán)節(jié)上主要以知識驗證性實驗為主,難以提高學生運用單片機技術解決實際問題的能力。此外,該課程傳統(tǒng)的考核方式是以平時成績(考勤20%+作業(yè)20%=40%)+期末試卷考試(60%)=總成績?yōu)橹?,這種考核方式不利于激發(fā)學生的主動性和創(chuàng)造性。
目前“單片機應用技術”課程教學改革主要以“項目驅(qū)動”、“案例教學”、“工學結(jié)合”等教學模式為主,突出以學生為主的項目導向、任務驅(qū)動等教學模式。但在教學改革的實際應用中,也出現(xiàn)了一些問題:
第一,學生的實踐能力得到提高和鍛煉,忽視了對理論基礎進行自我學習的重要性。
第二,目前項目驅(qū)動教學的形式主要是“大項目+小任務”,教師的項目實踐經(jīng)驗、資源和企業(yè)真實項目開發(fā)的要求存在一定差距。
第三,在項目驅(qū)動教學模式的實施過程中未能深入細致地結(jié)合自身課程特色和企業(yè)需求,完成對學生在學習方法、團隊合作、創(chuàng)新研究方面的指導,學生自主式學習和探究的習慣也就無法養(yǎng)成。
第四,在具體的教學過程中,雖然進行了分組學習,但小組成員中主要是基礎較好的學生在完成任務,以獨立完成為主,缺乏團隊合作與交流,完成的創(chuàng)新質(zhì)量也不高,主要是仿照網(wǎng)絡、參考書,或者將任務到一些專業(yè)論壇中請他人完成等。
二、基于項目驅(qū)動的自主探究教學模式理論
項目驅(qū)動教學(Project-Based Learning,簡稱PBL),是一種以學生為中心的教育方式和原則,要求學生通過一系列個人或合作完成的任務,借助他人(包括教師和學習伙伴)的幫助,利用必要的學習資料,解決現(xiàn)實中的問題,獲取知識和技能。[2]
自主探究式教學模式建立在“以學生為中心”的教學理念上,鼓勵學生自我學習、自我實現(xiàn),培養(yǎng)學生的獨立性、自主性和創(chuàng)造性,可以使學生的主體能動性得到充分展現(xiàn),學習由“被動”變?yōu)椤爸鲃印?。[3]在單片機應用技術的教學過程中,教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的引導者與合作探究者,其主要職責是激發(fā)學生的學習興趣和動力,為學生提供項目驅(qū)動指導,準備信息化教學資源等。學生在教師指導下參與項目的學習完成一系列的任務時,主動探究,合作學習,有利于提高學習興趣,促進學習動機,進而培養(yǎng)學習自主性。
三、項目探究式教學模式的實施要點
1.與行業(yè)、企業(yè)對職業(yè)技能型人才需求相結(jié)合,構建課程項目體系
參照電子信息工程技術專業(yè)職業(yè)崗位標準及職業(yè)能力素質(zhì)要求,將課程內(nèi)容依照難易程度并結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品設計模式修訂為八個項目進行教學(見表1)。項目設定的難度由易到難,每一個項目都對本課程的職業(yè)能力及素質(zhì)要求進行訓練,更貼近由新手到職業(yè)人的提升過程。
2.教學環(huán)節(jié)和教學流程的設計
每個教學項目的實施流程都以下列的工廠產(chǎn)品設計模式(見表2)進行,教學設計根據(jù)本專業(yè)所對應職業(yè)能力的需要及教學內(nèi)容和學生特點進行,以構建不同控制要求的單片機系統(tǒng)為目標完成“項目”的方式進行知識與技能的重組。教師在教學中努力營造探究性學習、協(xié)同學習的環(huán)境,有利于學生專業(yè)能力的形成。在理論知識教學中采用問題引導法、啟發(fā)式法、討論等多種方式;實訓環(huán)節(jié)中采用項目導向、任務驅(qū)動、案例演示、行為引導、小組協(xié)作、項目總結(jié)等形式,主要目的是激發(fā)學生的學習興趣和培養(yǎng)學生的自主探究能力和團隊合作能力。
整個教學實施環(huán)節(jié)以工廠產(chǎn)品設計為主線,項目實施的前期以基礎理論為主,按照“教師導入—學生自主學習—討論交流—知識拓展”的教學流程實施。中后期依據(jù)“理實—體化”的教學特點,按照“項目任務—小組探究—任務創(chuàng)新拓展—完成評價”的流程實施。
3.課程學習平臺的搭建和學習資源包建設
“單片機應用技術”課程學習平臺的搭建是實施項目驅(qū)動與自主探究模式的重要環(huán)節(jié)。本課程以校園精品課程網(wǎng)站和課程qq群空間為平臺,提供了各種學習資源,支持學生作業(yè)與項目成果的與交流機制,保證了整個教學過程的順利實施。
課程資源包依托精品課程網(wǎng)站為學生提供了多媒體課件資源、每個項目的基礎案例演示視頻、keil仿真軟件、C語言學習包、工具軟件包、開發(fā)板說明書等資源,課程qq群空間和課程資源包在教學實踐中隨著課程的進展、學生成果的與交流而不斷完善。
4.建立課程項目多元評價體系
通過網(wǎng)絡qq群平臺或者校園網(wǎng)絡課程管理平臺等加大對學生學習過程的監(jiān)控,把項目實訓報告、小組討論、項目設計成果、項目答辯表現(xiàn)、創(chuàng)新能力及實踐操作能力等因素納入多元評價體系中。多元化課程評價與考核包括:每個項目評價(百分制)=不同環(huán)節(jié)每個小組成員完成的任務50%+小組合作20%+其他小組互評10%+教師點評20%,最終將每個學生各個項目評價成績求平均即為該課程的評定成績。教師在單個項目中主要進行亮點點評和激勵、表揚或啟發(fā)引導為主。該評價體系確保了學生成績評定的客觀公平,杜絕了渾水摸魚的現(xiàn)象,提高了學生的學習積極性。
四、教學案例
下面以本課程中項目1舞臺燈(見表1)為例,介紹該教學模式的實施步驟。
1.課前準備
(1)本課程實訓所需要的硬件平臺是教師提前準備好的(從廠家購買),廠家已經(jīng)將所需要的硬件元器件焊接在開發(fā)板上,但是都是獨立的元件,根據(jù)不同的項目需求,學生自己去進行線路連接的。
(2)參照表1和表2的內(nèi)容,教師要提前做好項目任務書、項目過程報告文檔模板、本項目教學中需要用到的學習資源包,包括學習視頻、keil軟件、C語言中選擇結(jié)構、循環(huán)結(jié)構、位操作函數(shù)等。
(3)將班級學生進行項目分組,3~4人一組(成員甲、乙、丙、?。?,其中必須有男女生組合,便于優(yōu)勢互補。兼顧以宿舍為單位,便于討論與合作完成項目的綜合任務。
2.項目教學階段
第一階段(1課時):教師為主導,介紹項目1舞臺燈的應用背景,以點亮一個led燈為實現(xiàn)目標,由教師按照表2項目任務分解表六大步驟的順序去演示如何完成相應環(huán)節(jié)需要做的工作(文檔的填寫、學習資源的獲取、編寫程序、硬件調(diào)試等)。
第二階段(2課時):學生為主體,根據(jù)前面教師示范的過程,完成點亮一個燈的項目實施六大步工作,這個過程大致需要1課時,此后教師展示由點亮一個燈到點亮八個燈、一個閃爍燈、兩排雙閃交替燈、走馬燈的系統(tǒng)運行效果演示(代碼的調(diào)整不能提前提供給學生)。這個環(huán)節(jié)主要是啟發(fā)學生進行知識擴展和創(chuàng)新,此時教學以“學生自主探究”為主體,教師只是提出項目功能的差異,主要難點在哪里,并提示學生在學習資源包中哪里能進行編程難點知識查閱。此時學生的學習積極性得到充分的調(diào)動,教師借機分配具體的項目任務給各個小組,讓學生開始進行自主探究式學習。
第三階段(2課時):學生領取到任務后,以小組為單位進行討論和交流,教師聽取每個小組成員甲對實現(xiàn)思路的描述,這個過程中,教師可以提示學生可能會遇到的問題,或者建議學生將功能實現(xiàn)得更好的關鍵點。在這個過程中對教師的要求較高,需要提前設想出很多本項目中可以實施的不同創(chuàng)新思路。每個小組在這個過程中成員乙可以對項目過程文檔報告進行記錄填寫,同時成員丙進行編程和仿真。
第四階段(2課時):本階段主要是在課外進行,學生需要將在上一環(huán)節(jié)沒有完成的軟件編程調(diào)試、文檔填寫任務、硬件設備連線和綜合調(diào)試繼續(xù)完成。這個過程中如果遇到問題,及時記錄,通過qq群可以咨詢教師、其他同學等。教師根據(jù)學生的問題描述,提示學生到哪里去找答案,硬件中哪里可能出現(xiàn)連接問題。
第五階段(1課時):在本階段,由成員乙上臺講授,交流小組完成項目的情況,成員丙進行系統(tǒng)運行演示,成員甲回答教師和其他學生提出的問題。每個小組交流和教師點評控制在5分鐘內(nèi)完成,課程最后留下10分鐘進行自評和互評環(huán)節(jié)。
3.注意事項
(1)教師要精心設計實訓環(huán)節(jié),提高學生自主學習、探究問題及創(chuàng)新的能力。
(2)教師在課程教學中要循序漸進,尊重學生的認知規(guī)律,避免急于求成。
(3)在實訓環(huán)節(jié),教師要對學生進行操作安全教育。
(4)為調(diào)動學生在項目小組中的積極性,每個學生的工作角色或創(chuàng)新點將在項目答辯交流中進行考評。
五、結(jié)語
通過基于項目的自主探究式教學模式的改革,學生的能力在項目驅(qū)動式教學中得到加強,教師在科研和教學過程中不斷提高了自身的素質(zhì)。同時本教學改革也促進了“單片機應用技術”精品課程的建設,從而更好地為社會培養(yǎng)單片機應用人才。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用技術的不斷興起,電子技術的深入發(fā)展,單片機技術也將不斷應用與發(fā)展,筆者會將“單片機應用技術”課程的教學改革持續(xù)推行下去。
參考文獻:
[1]周冠玲,馮占英,李戰(zhàn).“單片機原理及應用”課程教學改革的探討[J].中國電化教育,2012,(6):105-107.
篇9
關鍵詞:電氣工程及其自動化;專業(yè)改革;學習產(chǎn)出
1專業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題
我院是在一所具有65年辦學歷史的省屬普通高?;A上進行管理模式和運行機制改革的新型高校。學?,F(xiàn)有全日制在校生2萬余人。我校的電氣工程及其自動化專業(yè)是在我院的前身———浙江農(nóng)村技術師范??茖W校的電工電子專業(yè)(專科)基礎上逐步發(fā)展起來的,2004年開始本科生的教育,經(jīng)過多年的發(fā)展與建設,本專業(yè)在教學條件、師資隊伍、人才培養(yǎng)方案等方面都具備了一定基礎,并形成了較明顯的特色。本專業(yè)是2009年寧波市服務型教育專業(yè)群核心專業(yè)之一,2012年獲得寧波市特色專業(yè)。目前本專業(yè)已累計培養(yǎng)1600余名本科人才[4]。但與國內(nèi)其他高校相比,在電氣工程專業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)過程中仍然存在課程體系設置不合理、教學過程和行業(yè)脫軌嚴重、教學成果評價體系單一等問題。這些問題直接導致學生工程應用能力差、就業(yè)壓力大,嚴重影響了人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn),具體體現(xiàn)在:
1)培養(yǎng)目標定位與社會需求脫節(jié)
從OBE教育模式的要求出發(fā),其中一個核心的問題是“學生要學什么”,說到底就是“社會需求什么樣的人才”,因此在人才培養(yǎng)目標中必須明確學生學習的內(nèi)容和掌握的內(nèi)容,包括知識、能力和素質(zhì)的要求。隨著社會科學技術的快速發(fā)展,也對電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更新的要求,原先企業(yè)中技術落后、的生產(chǎn)設備已在逐步淘汰,取為代之的是技術先進、自動化程度高的新型企業(yè),這就需要專業(yè)來培養(yǎng)一大批既具備先進專業(yè)理論知識,又有專業(yè)操作技能的電氣工程及其自動化應用型人才[2]。
2)課程設置不符合“以學生為中心”的思想
要做到教育的“以學生為中心”,在課程設置過程中首先要考慮學生的就業(yè)需求。針對學校對應用型人才培養(yǎng)的總體目標,本專業(yè)在一些基礎核心課程中開展了“項目化”、“做中學、學中做”、“任務驅(qū)動”等教學方法,結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”等手段開展了一系列的教學改革和課堂教學改革,也取得了國家教學成果二等獎等一些教學成果。目前主要存在兩個問題,第一專業(yè)核心課程和模塊課程在教學改革上比較落后,基本上還停留在傳統(tǒng)的教學方法上,教師無法深入有效地展開教學,只能通過多媒體課件,進行“填鴨式”的教學。學生的邏輯思維能力和綜合統(tǒng)籌能力弱化,往往只通過死記硬背來掌握課程知識、應付考試,導致理論很難與實踐結(jié)合;第二目前不同模塊方向的設置,只考慮到了不同的就業(yè)方向,而并沒有考慮不同學生的學習能力情況,沒有進行分層分類教學的探索,結(jié)果導致部分學生學習困難,部分優(yōu)秀學生又“吃不飽”的矛盾現(xiàn)象存在。另外,課程設置以及教學過程的開展需要具體的教師進行實施,而師資隊伍與行業(yè)實際情況的脫節(jié),也導致很難做到“以學生為中心”。這也導致因人設課現(xiàn)象嚴重,不是按照培養(yǎng)高素質(zhì)應用型人才的需求來配備教師,導致課程體系缺乏系統(tǒng)性和關聯(lián)性,甚至出現(xiàn)課程內(nèi)容上的重復。
3)學生學習成果評價體系單一
目前開展“項目化”的課程,其評價方式相對多樣化一些,比如本專業(yè)的“模擬電子技術及實踐”課程將課程內(nèi)容融入到4個項目中,根據(jù)每個學生完成的項目情況給出項目分作為平時成績的一部分,期末考核再占一部分成績。沒有開展“項目化”的課程,其評價方式則比較單一,基本上還是按照傳統(tǒng)的平時成績加上期末考試成績進行簡單的考核。但是這兩種考核方式都有需要改進的地方,目前的考核方式漏掉了一個關鍵點,就是對學生平時理論知識掌握程度的考核。綜上所述,雖然我校電氣工程及其自動化專業(yè)經(jīng)過多年的建設和改革,取得了不少成果,為社會輸送了大量應用型人才,但是隨著浙江省區(qū)域經(jīng)濟的大力發(fā)展,電氣行業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型,急需能夠滿足當前社會需求的高素質(zhì)應用型人才。因此,只有緊緊抓住適應新時期經(jīng)濟形勢和電氣行業(yè)的發(fā)展要求,建設和發(fā)展基于OBE思想的電氣工程及其自動化專業(yè)人才,堅持“以學生為中心”,時刻思索“學生需要學什么”、“如何讓學生取得學習成果”、“如何評價學生是否取得學習成果”等核心問題,實現(xiàn)本專業(yè)人才培養(yǎng)與電氣行業(yè)的市場發(fā)展、崗位實際要求、職業(yè)資格標準的接軌,將基礎知識、應用技術能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為實踐能力、就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力、創(chuàng)新能力,才能促進電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)事業(yè)的發(fā)展。
2主要改革內(nèi)容
1)人才培養(yǎng)方案
培養(yǎng)方案是人才培養(yǎng)模式的核心,決定著所培養(yǎng)人才的質(zhì)量。針對當前社會新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)對高素質(zhì)應用型人才的需求,進一步梳理和調(diào)整人才培養(yǎng)方案,包括培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求及知識、能力、素質(zhì)實現(xiàn)矩陣、人才培養(yǎng)計劃等內(nèi)容,使之更契合滿足區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的應用型人才培養(yǎng)的要求。
2)課程體系
基于本專業(yè)取得的教學改革基礎,在“項目化”、“做中學、學中做”等教學方法中引入企業(yè)實際項目作為教學案例,將課程知識點和企業(yè)項目實際需求進行有機結(jié)合;引入分層分類教學思想,模塊課程中設置競賽模塊,培養(yǎng)學生參加本專業(yè)相關的各類競賽,課賽結(jié)合,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。
3)“雙師型”師資隊伍
電氣工程專業(yè)技術發(fā)展日新月異,新興行業(yè)不斷涌現(xiàn),只有具備專業(yè)理論知識和企業(yè)實戰(zhàn)經(jīng)驗的師資隊伍,才能培養(yǎng)出符合社會需求的高素質(zhì)應用型人才,具體包括引進具有行業(yè)背景的新教師,出臺政策鼓勵專任教師到企業(yè)掛職鍛煉,兼職教師隊伍建設等。
4)學習過程監(jiān)控和成果評價體系
開展教學質(zhì)量監(jiān)控工作,除了正常的督導聽課制度,建立專業(yè)內(nèi)部聽課等制度,及時反饋和改進教師的教學效果;建立有效的學生學習成果評價體系,建立具有平時課堂考核和期中、期末多次考核功能的考核系統(tǒng),對學生的學習成果和效果進行全程監(jiān)控和考核,在本專業(yè)課程進行試點并推廣。
3具體實施方案
首先要堅持以OBE的三個核心問題為導向。制定詳細的、切實可行的專業(yè)改革研究計劃和實施方案。在具體實施過程中,通過對本校和兄弟院校的專業(yè)改革情況進行分析總結(jié),調(diào)研浙江省區(qū)域經(jīng)濟對人才的需求,邀請省內(nèi)同類院校專業(yè)負責人以及本專業(yè)教學實踐基地負責人,對研究計劃和實施方案進行論證和完善??傮w上分三個階段展開實施。1)實施階段一:首先要了解當前社會和行業(yè)對人才的具體需求,才能明確學生應該學什么和掌握什么。電氣工程及其自動化專業(yè)仍為目前急需的熱門專業(yè),人才需求量很大,且呈逐年增長的趨勢。在《中國制造2025規(guī)劃》和工業(yè)4.0的背景下,電氣工程及其自動化領域在地區(qū)經(jīng)濟驅(qū)動下,將呈現(xiàn)更深層次的網(wǎng)絡化和智能化等特征。因此必須在全省范圍內(nèi)開展電氣工程及其自動化專業(yè)人才需求調(diào)研活動,本部分的研究綜合運用文獻分析法、問卷調(diào)查法、訪談與座談、個案分析與比較等方法。2)實施階段二:以成果導向的課程體系設置要求每門課程對應具體的學生學習成果,對學生學習成果的達成都有具體的教學內(nèi)容與之對應。①畢業(yè)要求與課程的關系應清晰體現(xiàn)在課程的教學大綱中,使大綱成為規(guī)范教師教學行為,指導學生學習行為的契約性文件。在具體的教學過程中引入企業(yè)實際項目案例,可以采取頭腦風暴法、小型研討會等方法,邀請專業(yè)社會服務做得比較出色的教師參加,同時積極吸納產(chǎn)業(yè)界的各種校外機構和企業(yè)參與到教學活動中來。②在新增模塊課程中,除了在課程設置和教學過程中堅持產(chǎn)教融合、堅持以學生成果為導向外,模塊學生的挑選可以嘗試采用目前比較成熟的競賽學生挑選方法,可以從對大一學生的宣傳、大二進入開放創(chuàng)新實驗室、參加各種競賽進行選拔,這個選拔過程在本專業(yè)已經(jīng)執(zhí)行多年,從學生獲得的各種競賽獎項來看還是非常有效的。③師資隊伍建設也是保證學生取得有效學習成果的關鍵,這個可以和課程體系建設同步進行。一方面通過電氣系向?qū)W院提出引進新的人才,另外一方面,以提高專任教師實踐能力為目標,通過電氣系以及二級學院的共同協(xié)商,在系里進行試行。3)實施階段三:專業(yè)改革以學習成果為導向,保證學生獲得相應的學習成果是重點要求。在前兩個實施階段的基礎上,一方面將在電氣系教師內(nèi)部聽課制度,通過對教學環(huán)節(jié)的過程監(jiān)控和對課程成績的質(zhì)量評價來實現(xiàn)教學活動、課程大綱、師資隊伍和支撐條件等的持續(xù)改善,該機制的主要任務是課程目標達成度評價;另一方面將改進目前課程的評價體系,建立更加有效的學生學習成果評價體系,建立具有平時課堂考核和期中、期末多次考核功能的考核系統(tǒng),對學生的學習成果和效果進行全程監(jiān)控和考核,在本專業(yè)課程進行試點并推廣。以教學監(jiān)控和考核結(jié)果反饋為依據(jù),對本專業(yè)的培養(yǎng)方案、課程體系、師資隊伍建設等建設內(nèi)容進行持續(xù)改進。
篇10
【關鍵詞】通用技術;職前教師;培養(yǎng)體系
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009--8097(2011)114037--06
一 引言
通用技術課程是國家第八次課程改革中提出的一門實踐性的課程,普通高中階段的技術課程是以提高學生的技術素養(yǎng)、促進學生全面而富有個性的發(fā)展為基本目標,著力發(fā)展學生以信息的交流與處理、技術的設計與應用為基礎的技術實踐能力,努力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和一定的人生規(guī)劃能力。
我國對教師的要求是人格健全、品德高尚、綜合素質(zhì)優(yōu)良、專業(yè)基礎厚實、有較強教育教學實踐能力和拓展?jié)摿?、富有?chuàng)新精神、樂教適教的研究型教師。所以,通用技術專業(yè)教師應是具有較高師德和先進的教育思想,并具有較高技術素養(yǎng),既能熟練掌握以系統(tǒng)科學為基礎的、通識性技術基礎知識和技術設計的技能,同時掌握高中通用技術教學方法的合格教師。但是,從通用技術教師現(xiàn)狀和課程的特殊性進行分析,讓我們明顯看到了現(xiàn)有教師教育與高中課程改革的不一致或相對滯后,導致專業(yè)通用技術教師的大量匱乏,亟待解決培養(yǎng)大批通用技術專業(yè)教師,以適應通用技術專業(yè)化教學的需要。并且?guī)煼对盒2]有開設通用技術專業(yè)或課程。從長遠考慮,這對通用技術學科教學和培養(yǎng)學生技術素養(yǎng)方面都十分不利。如果要在師范院校的專業(yè)結(jié)構或課程結(jié)構中設置通用技術專業(yè)或相應課程,那么必須先構建通用技術職前教師的培養(yǎng)體系,為開設通用技術專業(yè)或課程提供理論依據(jù)和實踐支撐。
二 通用技術教師現(xiàn)狀
1 通用技術教師來源復雜
目前,通用技術教師的來源比較復雜,缺乏專門的通用技術專業(yè)教師。大部分學校基本是從其他學科上抽調(diào)教師來建設通用技術教師隊伍,比如說教不好物理的來教通用技術;甚至很多學校采取教師身兼多職的做法,這些教師通常是電教中心或?qū)嶒炇业慕處熀托畔⒓夹g教師,有時教師兼職兼的太多,不能保證正常教學活動的開展,影響學生參與課程實施的積極性。部分地區(qū)的通用技術教師同時擁有多項任務,其中通用技術教學任務則是最不重要的一項。這種現(xiàn)象不僅直接或者間接說明教師的通用技術基本知識基本技能欠缺,甚至有很多教師根本就不知道通用技術怎么教,還說明相對于其他課程來說,目前通用技術課程占的比重很小,通用技術教師的專業(yè)性和專職性亟待解決。
2 通用技術教師知識結(jié)構不一
從通用技術的課程性質(zhì)來看,它強調(diào)各學科的交叉滲透,是對原有學科體系的顛覆。該學科要求教師不但要對語文、數(shù)學、物理、化學、生物、歷史、社會、藝術等學科知識進行通識,還要注重對經(jīng)濟、法律、倫理、心理、環(huán)保、審美等方面進行融合。教師在進行教學時,不僅僅是將課本上的知識進行傳授,還是對各種知識的融會貫通。但是,由于現(xiàn)在并沒有專門的通用技術專業(yè)教師,教師基本都是從各個學科調(diào)過來的,自身的知識理論都比較偏重于原有學科知識,這勢必會對通用技術教學產(chǎn)生很大的影響,不僅影響教師本身教學的積極性,而且也會影響學生的學習積極性。
3 通用技術教師教學現(xiàn)狀
由于缺乏專業(yè)的通用技術教師,現(xiàn)有教師來源復雜,并且全國范圍內(nèi)缺乏實用有效的通用技術資源,沒有形成一套可供參考的具有價值性的教學設計及教學案例,導致各地區(qū)教師只能就地取材,依據(jù)自身理解進行教學設計,由于缺乏科學客觀的培訓,難免會出現(xiàn)一些與課標不相符的紕漏,導致各地區(qū)教學差異性很大,教學質(zhì)量也參差不齊。大部分學生在課堂上也因為教師本身知識結(jié)構不足以應付教學及教學方法不得當而反應消極,把通用技術課當作了自習課。
4 通用技術教師培訓現(xiàn)狀
經(jīng)過網(wǎng)上資料和實地訪談考證,全國范圍內(nèi)尚未有專門的通用技術教師培訓機構,基本上都是地方組織培訓,其科學性有待考證,這對完善和提高現(xiàn)有通用技術教師的知識結(jié)構是十分不利的。
從以上幾點可以看出,在師范院校的專業(yè)結(jié)構或課程結(jié)構中設置通用技術專業(yè)或相應課程,完善通用技術職前教師的培養(yǎng)體系,是一個且亟待解決的問題。
三 通用技術職前教師培養(yǎng)體系的策略探究
在師范院校中,以陜西師范大學教育技術系開設的通用技術課程為例,主要從3+X模塊課程培養(yǎng)、7種能力培養(yǎng)和教育實踐三個方面闡述如何構建一個較為合理的通用技術職前教師培養(yǎng)體系,從而高效的培養(yǎng)通用技術職前教師,為師范院校開設通用技術這一方向提供一定的參考價值。
1 課程培養(yǎng)方面
(1)課程設置依據(jù)――通用技術教師知識結(jié)構
高中通用技術課程是一門融合多學科知識為一體的綜合性課程,因此需要通用技術教師具有較為綜合的學科知識素養(yǎng)。但學科知識綜合不是簡單的拼盤,而是要求教師形成對其教學實用和對其未來學習更具支持作用的綜合性技術知識結(jié)構。因此,在師范院校開設通用技術課程時,應依據(jù)課標和一線需求建構科學合理的通用技術教師知識結(jié)構體系,然后進行課程設置,科學的進行教學。
以陜西師范大學教育技術系開設的通用技術課程為例,筆者在老師及團隊的幫助下,根據(jù)通用技術課程標準、教師訪談及借助2011年高中通用技術探討會總結(jié)規(guī)律得出,在建構通用技術教師知識結(jié)構體系主要包括3類通識必修模塊(基礎教育理論知識模塊、通用技術學科知識模塊和技術與實踐知識模塊)和x類限定選修模塊(通用技術學科拓展模塊,限選至少1個學科領域方向),簡稱3+X知識結(jié)構體系(如圖1所示)。
1)基礎教育理論知識
新課程理念強調(diào):“在課程目標上注重提高全體學生的科學素養(yǎng)”;“在課程結(jié)構上重視基礎,體現(xiàn)課程的選擇性”;“在課程內(nèi)容上體現(xiàn)時代性、基礎性、選擇性”,并提倡教學方式多樣化,關注過程性評價。這些要求不僅需要教師具有寬廣的基礎知識,而且還需要教師遵循教育的規(guī)律,科學的引導學生進行學習,關注學生的學習進步程度和身心健康。教師的基礎文化知識一定程度上揭示了教師整體知識素養(yǎng)的底蘊和潛力。教師的教育基礎知識是成為一名合格教師的基本條件,培養(yǎng)的學生是書呆子,還是新時代高素質(zhì)人才就可以體現(xiàn)出一位教師的教育基礎知識是否扎實、寬厚。
根據(jù)新課標理念和學科領域的要求,通用技術教師要自覺擴充基礎文化知識和教育基礎知識。例如培養(yǎng)自身的人文藝術素養(yǎng),了解與通用技術學科密切相關的物理、機械、制圖、自動控制等科學知識,了解經(jīng)濟學、法律法規(guī)等社會科學基礎知識等,了解如何進行有效地關注與教育高中生心理健康的教育心理學知識。只有扎實的基礎知識,才能為自己的教學奠定寬厚的基礎,具有較強的適應性和創(chuàng)造力,逐漸形成自己的教學風格,達到一定的教學境界,使學生不僅僅是在知識上的積累與進步,還同時擁有良好的心理素質(zhì)。
2)通用技術學科知識
通用技術學科知識是在通用技術學科領域內(nèi)所涉及的基本概念、思想、方法、過程、技術實踐等的知識。除此之外,還應當包括通用技術課程目標的確定、課程內(nèi)容的選擇和組織、課程實施、課程評價、課程管理等一系列的活動。通用技術學科知識是通用技術教師知識結(jié)構中最為重要的基礎性知識。事實表明,教師只有具備了相當數(shù)量和質(zhì)量的學科知識后才能輕松駕馭書本知識,只有知識掌握得越深厚,才越能在相當?shù)母叨葋砝斫夂头治龌A知識;只有專深的學科知識,才能洞察本專業(yè)的發(fā)展前沿和趨勢,并迅速地接受和掌握最新信息。這樣才能在教學過程中深入淺出,得心應手,準確無誤地傳授知識。
3)技術與實踐知識
通用技術課程表現(xiàn)形式豐富多彩,課程理念新穎,教師要進行有效地教學,就必須要利用現(xiàn)代教育技術理念進行教學設計,并利用信息技術來獲取、加工、管理、表現(xiàn)相關的信息和知識,運用多媒體技術將現(xiàn)代化教學手段與傳統(tǒng)課堂的整合,構建信息化教學模式,提高課堂教學的效率。
課標中指出“注重學生創(chuàng)造潛能的開發(fā),加強學生實踐能力的培養(yǎng)”,“在學習活動中……,應通過技術設計、技術試驗等活動,培養(yǎng)學生的探究能力和敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新的精神和勇氣,使學生的創(chuàng)造潛能得到良好的引導和有效的開發(fā),使學生的實踐能力得到進一步的發(fā)展?!痹撃繕送怀隽藢W生對技術實踐知識的學習,也給通用技術教師提出了較高的要求,要求通用技術教師具有一定的技術實踐基礎知識。
4)通用技術學科領域擴展知識
通用技術在學科內(nèi)容上涉及機器人、設計、電子、服裝、農(nóng)業(yè)、汽車、家政等眾多知識領域,作為一名通用技術職前教師,在大學這么短時間內(nèi)要掌握上述全部知識顯然是不現(xiàn)實的。所以在培養(yǎng)體系中只作為通用技術課程中的限定選修模塊,只要求師范生掌握了一門專業(yè)領域的基本框架和核心知識,有能力的師范生,可以多學幾門。這對構建新的教師知識結(jié)構和進行教學起到了良好的奠基作用。從課程教學的角度來說,教師掌握一門專業(yè)知識,可以在教學中發(fā)揮最大作用,使教學效果事半功倍;從知識的遷移的角度來說,一門學科總是與其他學科相聯(lián)系,教師可以以一門專業(yè)知識為核心,向其他知識領域遷移,以擴大知識的獲取范圍。
(2)開設的課程模塊
1)通識必修模塊
①基礎教育理論知識
a基礎文化課程:數(shù)字電路、模擬電路、高等數(shù)學、線性代數(shù)、普通物理學、材料化學、基礎生物學、機器人、自動控制、系統(tǒng)論、控制論、運籌學、建構主義等。
b教育基礎課程:教育學、學校教育學、心理學、學校心理學、中學生心理學、倫理學等。
②通用技術學科知識
a學科基礎課程:通用技術導論、通用技術學科教學論、通用技術課標研讀等。
b課堂教學課程:通用技術教與學的基本方法、通用技術教學研究與案例、通用技術教學設計等。 ③技術與實踐知識
a基礎技術課程:現(xiàn)代教育技術、信息技術、多媒體技術、技術與設計等。
b技術實踐課程:通用技術實驗室操作、通用技術學科技術(如:木工技術、鉗工技術、金工技術等)。
2)限定選修模塊
技術領域:(電子技術、機器人、建筑設計、農(nóng)業(yè)技術、汽車維修、服裝設計、家政)至少選擇1個方向。
(3)課程設置特點
綜合性:通用技術專業(yè)集人文科學、自然科學、思維科學和工程技術為一體,符合技術素養(yǎng)培養(yǎng)的要求,有別于高職和理工科。
實踐性:通用技術不僅以科學為基礎,還包含著對獨特技藝、知識及技能的應用。因此,在進行通用技術授課時,實驗課應在課程中占到很大的比重,通過訪談、研討會分析得知至少應占到40%以上。
師范性:本專業(yè)是為培養(yǎng)高中通用技術教師設置的,具有一般師范教育的特點。
(4)基礎課教材建設
在師范院校教育技術系開設通用技術專業(yè)的同時,筆者認為應該結(jié)合通用技術課標和一線對通用技術專業(yè)教師的培養(yǎng)要求進行基礎課教材編寫和教材的二次開發(fā),例如:通用技術導論、通用技術學科教學論、通用技術教與學的基本方法、通用技術教學設計等等,且可以當?shù)匾恍﹥?yōu)秀學校進行合作編寫校本教材,因地制宜,在能滿足課標和大綱要求下進行教材本土化及延伸。
(5)課程教授方式
以陜西師范大學教育技術系開設的通用技術課程為例,課程教授方式主要分為傳統(tǒng)課堂教學、網(wǎng)絡教學平臺應用、實驗室教學和一線教師互動四個方面。傳統(tǒng)課堂教學主要采取傳統(tǒng)課堂授課方式;網(wǎng)絡教學平臺應用主要通過技術教育與創(chuàng)新實驗室的教育技術應用平臺(m.jishujiaoyu.eom)進行網(wǎng)絡平臺教學;實驗室教學主要進行通用技術實驗課程的教授,一線教師互動主要包括觀摩學習一線教師如何進行授課和一線教師經(jīng)驗交談。四方面結(jié)合從而快速提高職前教師通用技術學科知識掌握能力。
2 能力培養(yǎng)方面
(1)教學能力
這是教師最基本、最重要的能力之一,特別是對通用技術教師而言,根據(jù)課標要求,通用技術職前教師在教學能力的要求更高,涉及的方面更為廣泛,這就要求其一定要加強教學基本功的訓練。主要從兩個方面進行:
1)培養(yǎng)理解教材和駕馭教材的能力
教材不是教學的根本依據(jù),而是教學工具,根本依據(jù)是教學大綱或課程標準。因此,在教學中要依據(jù)教學大綱或課程標準來使用教材。擁有知識不等于能瀟灑自如、輕車熟路地駕馭教材,教師從學科系統(tǒng)的角度出發(fā),下大力氣去深入地鉆研教材,理解教材。教材中不僅有知識內(nèi)容,而且蘊藏著豐富的思想性、科學性、教育性的內(nèi)容。只有全面深入準確地了解教材的合理性和科學性,才能在講課時化繁為簡,深入淺出,旁征博引,娓娓道來,引人入勝。
2)訓練課堂教學基本功
對于一名合格的通用技術教師而言,除了有扎實的專業(yè)知識,還必須有過硬的課堂教學基本功。課堂教學基本功可以歸納為三個方面:語言表達、板書和板畫。課堂教學語言應力求做到:清楚、準確、精練、生動。要注意詞匯豐富、條理清晰、風趣幽默、抑揚頓挫,從學生實際出發(fā),考慮他們的可接受性,做到通俗易懂,要科學用語,要簡練,忌廢話。同時還需借助表情、手勢等體態(tài)語言來表達。板書、板畫、體態(tài)語言與教學語言是相輔相成的,在表達上有時比語言更準確、更清晰、更容易被學生接受。因此,精心設計的板書、板畫,既有利于傳授知識又能發(fā)展學生的能力,既能產(chǎn)生美感,又能影響學生形成良好的學習習慣,既能激發(fā)學生學習的積極性,又能啟迪學生的智慧,活躍學生的思維。
(2)學習能力
這是通用技術教師應該具備的基本能力之一。特別是通用技術學科知識交叉范圍很廣,需要學習的知識很多,但新的知識不斷涌現(xiàn),如果不努力學習跟進,那就無法跟上通用技術新型教師的要求。所以說沒有學習能力,就沒有發(fā)展的潛力和后勁,也就不會是一個能不斷適應職業(yè)新要求的稱職的教師。這就要求通用技術職前教師一定要加強自身的學習能力,自覺加強學習通用技術學科知識。
(3)教育研究能力
這是對通用技術教師職業(yè)的特殊要求。教師要增強自身工作的有效性,就必須了解通用技術學科的發(fā)展動態(tài),借助現(xiàn)代教育理論知識,結(jié)合高中通用技術學科教學實踐,不斷研究身邊日常的教育現(xiàn)象,研究學生,研究自己的教育實踐,教師還要不斷地研究教育教學規(guī)律,研究和改革教學內(nèi)容和教學方法,研究新的教育問題、思想和方法,反思工作的成敗、得失,不斷提高教學水平,提升教育研究能力。這就要求通用技術職前教師一定要加強自身的教育研究能力。
(4)教育管理能力
教師既是一個職業(yè)工作者,也是一個管理者、組織者,他們的管理組織能力,直接影響學生活動的方式和效果,影響學生的成長和發(fā)展。在高中教育中,教師不僅僅是向?qū)W生傳授知識而已,還要引導學生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀。對于通用技術教師而言,則更關注如何提高學生的技術素養(yǎng),培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和一定的人生規(guī)劃能力。這就要求通用技術教師要形成自身獨特的教育教學風格,在處理學生身心問題時能夠冷靜有效地解決。
(5)技術能力
在通用技術基礎教學實踐中涉及許多與木工、鉗工、金工等有關的技術,而在各個拓展領域當中都會設計到各自領域的技術,這就要求通用技術職前教師在培養(yǎng)時一定要注重技術能力的鍛煉。
(6)評價能力
通用技術課程學習的評價是指對學生在知識與技能、過程與方法及情感態(tài)度與價值觀等方面的學習過程和發(fā)展狀況進行定性定量的描述。合理的評價可以使學生了解自己在技術學習中的特點、已有成績和不足之處,也可以幫助教師調(diào)整和改善教學行為,進而促進學生和教師的共同發(fā)展。這就要求在培養(yǎng)通用技術職前教師的時候一定要注重加強其正確科學的評價能力,發(fā)揮評價的激勵、診斷和發(fā)展功能,將過程評價與結(jié)果評價、全面評價與單向評價相結(jié)合,促進學生的學習與提高學生的技術素養(yǎng)。
(7)創(chuàng)業(yè)能力
根據(jù)通用技術課標要求學生要理解科學、技術與社會的相互關系,增強勞動觀念,具有敬業(yè)意識與創(chuàng)業(yè)意識,形成與技術相聯(lián)系的經(jīng)濟意識、質(zhì)量意識、環(huán)保意識、倫理意識,以及主動參與當?shù)亟?jīng)濟建設的意識。這是為職校教育提供了一定的基礎,也為部分成績不夠理想的學生提供了另外一條可以自由發(fā)揮的道路。所以這就要求在對通用技術職前教師進行培養(yǎng)時要注意這方面意識的加強。
由于通用技術學科的特殊性,只有具備了以上的能力結(jié)構,通用技術教師才可能有效地進行教育教學工作。高尚的品德、富有時代特征和科學特征的教育理念、具有多層結(jié)構的知識體系、具有復合的能力結(jié)構是通用技術教師專業(yè)成長的目標,是其適應職業(yè)要求的必備素質(zhì)。而這些素質(zhì)的養(yǎng)成,就需要在大學階段打下一個堅實的基礎,接受系統(tǒng)的教育培訓,才能在以后的工作崗位上,展現(xiàn)其獨有的教育智慧,獲得專業(yè)成長和發(fā)展。
3 教育實踐方面
如果一提到職前教師的專業(yè)培養(yǎng),就以為是傳統(tǒng)意義上的教師授課,將大部分時間用來教師教授知識和領域新概念及理念等,那么培養(yǎng)出來的通用技術職前教師一定是不合格的。教師個人獲得教育實踐知識的途徑是個人對復雜的教學過程的認識和處理,只靠被動的理論學習是難以奏效的。特別是對通用技術教師而言,簡單或深奧的理論學習,而沒有通過教育實踐轉(zhuǎn)化為有效的教學內(nèi)容,那么課標上要求培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)也將成為一紙空談,培養(yǎng)出來的學生又再次成為了新一批的“書呆子”。
在通用技術職前教師的專業(yè)培養(yǎng)過程中,獲得實踐性知識是培養(yǎng)合格通用技術教師的至關重要的因素之一。通用技術課的教學實踐囊括了科學、技術、經(jīng)濟、倫理、文化、社會等多項內(nèi)容。教師的專業(yè)化程度在教學實踐性知識的不斷增長中得到提高。教學實踐性知識具有以下特點:第一,與理論知識相比,它是一種貼近事實、靈活多變的知識:第二,它是以解決實踐性問題為中心的綜合多學科交叉滲透的知識;第三,它是作為隱性知識發(fā)揮作用的:第四,它是一種擁有“個性性格”的知識。這些知識通過日常課堂模擬教學、觀摩學習和教育實踐的創(chuàng)造與反思過程才得以形成,從而形成教師獨特的教學風格和人格魅力。由此,通用技術職前教師知識在理論學習和教育實踐中不斷的轉(zhuǎn)化及平衡,達到知識不斷重組構建的有效循環(huán)系統(tǒng)(如圖3所示)。
通用技術職前教師在進行教育實踐中,以陜西師范大學教育技術系開設的通用技術課程為例,主要從模擬課堂教學、實驗室實踐、教育實習三個方面進行實踐。
(1)模擬課堂教學
模擬課堂教學實踐就是師范生在教師的指導下,以通用技術學科教學理論為指導,充分發(fā)揮自我創(chuàng)造性,自行設計高中通用技術的教學方案,并模擬其中一個教學方案,在課堂進行教學實踐的一種課堂教學形式。模擬課堂教學實踐是將通用技術學科教學理論與教學實踐融為一體的特殊課堂,是理論聯(lián)系實際這一教學原則的具體體現(xiàn)。它在深化師范生對通用技術學科教學理論的理解、提升師范生的技術素養(yǎng)、培養(yǎng)師范生的創(chuàng)新精神和教學實踐能力等方面具有不可替代的作用,是提高師范生綜合通用技術教育素質(zhì)的重要途徑。
在模擬課堂上,作為施教者扮演的是高中通用技術教師的角色,而其他同學既是高中生的扮演者,又是課堂教學的觀摩者、評價者。這樣的教學情境為師范生提供了體驗高中通用技術教學活動和訓練教學技能的平臺,從而通過模擬課堂教學實踐,使師范生的語言表達、板書板畫、教材處理、教學設計、課件運用等能力等得到了全面的訓練。以陜西師范大學教育技術系為例,在進行完第一批免費師范生教育實習后可以發(fā)現(xiàn),模擬課堂教學實踐對學生通用技術教學能力的形成確實起到了非常重要的作用。
模擬課堂教學雖然同實際的通用技術課堂有一定的差距,但能加強學生對高中通用技術教師這一角色的認識,對通用技術教學理論的運用多了一分體驗,對數(shù)學教學活動多了一分理解,這種隱性知識的獲得是課堂講授無法達到的。
(2)實驗室實踐
通用技術學科要求師范院校在培養(yǎng)通用技術職前教師時一定要注重其技術能力的培養(yǎng),通用技術是一門貼常生活、技術實踐性非常強的學科,通用技術職前教師只有通過不斷地在實驗室當中進行技術實踐,才能理解透課程的本質(zhì),把握教學的內(nèi)在規(guī)律,勝任通用技術這一門學科的教學。職前教師通過實踐,不僅能更好地掌握技術知識和操作技能以及領悟技術的思想和方法,還能更好地領悟和理解技術的人文因素。
通用技術學科要求職前教師在實驗室中要掌握熟悉木工、鉗工、電工、金工等等基礎的技術,例如在《技術與設計1》第二章設計的一般過程,以制作一張簡單實用的兒童小椅子為例對設計的一般過程進行了詳解,并把設計的過程理念在試驗中深深印到學生的腦海中,而不是簡單的灌輸,這就要求教師在教授學生前,自己對木工活已經(jīng)有了一定的了解,才能對學生進行正確的指導。當然,有時候并不是所有的試驗都能通過實際實踐的,這時候我們可以運用虛擬平臺技術,在實驗室進行試驗,例如運用Moodle平臺上虛擬情景模塊進行虛擬試驗即可,簡單方便,還能節(jié)省耗材。
通用技術學科要求職前教師在限定選修模塊中的學科領域技術也要至少掌握一門,這就需要在實驗室進行一系列的實踐活動,進而掌握該門學科技術。例如以江蘇教育出版社出版的《簡易機器人制作》為例,如果學校使用的教學用具為Lego機器人,其要求教師對Lego機器人的配套教學型號、機器人搭建、NXT編程掌握到一定的程度,能輔助感興趣的學生進行學習,甚至指導學生參加機器人比賽。
(3)教育實習
教育實習是培養(yǎng)通用技術教師不可或缺的重要組成部分,作為校內(nèi)教育的延伸和繼續(xù),教育實習對全面培養(yǎng)職前教師工作實踐能力和科學系統(tǒng)有序地掌握教師職業(yè)技能將起到理論教育不可替代的重要作用。其基本要求是根據(jù)新課標和一線需求對職前教師進行科學素質(zhì)檢驗和鍛煉,完成職業(yè)化的預備教育,通過實踐教育進一步培養(yǎng)職前教師職業(yè)興趣,了解職業(yè)全過程,完善職業(yè)知識和職業(yè)技能,達到個人需要、社會準備、職業(yè)需求和學術補充等綜合目的。
教育實習的目的是使職前教師初步掌握高中學校通用技術學科教學各個環(huán)節(jié)的基本要求。主要有下面幾個要求:
1)要充分鍛煉提高自己,向?qū)嵙曋笇Ю蠋熞蠖嗌险n,獨立進行教學設計和授新課,多上重復課,不斷修正授課知識點和提高授課能力,達到教學實習的目的。
2)教學實習時認真鉆研通用技術學科的教學大綱、新課程標準和課程內(nèi)容,掌握教材的精神實質(zhì),對于基本理論、基礎知識和基本技能,要力求弄懂弄通。
3)深入了解中學生的學習情況,針對學生的實際特點,確定教學目標、重難點和教學方法,集體討論備課,寫出詳細教案。為確保課堂教學質(zhì)量,每節(jié)課上課前必須進行檢查性預講,同組實習生參加聽課,并邀請原科任教師參加。預講后由聽課師生提出意見,實習生對教案進行修改和補充,最后送原任教師審閱批準后方能試教。
4)堅持互相聽課和評議制度。在備課、預講上課等活動中,應該虛心向原科任教師學習。特別是同一備課小組和同樣是教通用技術學科的實習生,必須集體備課、互相聽課、互相評議,并認真做好聽課和評議的記錄。
5)認真做好批改作業(yè)的工作,批改后送回原科任老師審閱后才發(fā)給學生,對于作業(yè)中的普遍錯誤,要進行集體輔導,個別錯,個別當面改。
6)撰寫教學反思,幾節(jié)課下來,認真總結(jié),摸索出了哪些教學規(guī)律:教法上有哪些創(chuàng)新;知識點上有什么發(fā)現(xiàn);組織教學方面有何新招;解題的諸多誤區(qū)有無突破;啟迪是否得當;訓練是否到位等等。及時記下這些得失,并進行必要的歸類與取舍,考慮一下再教這部分內(nèi)容時應該如何做,寫出“再教設計”,這樣可以做到揚長避短、精益求精,把自己的教學水平提高到一個新的境界和高度。