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摘要:
“电路与电子技术”是高校机电一体化、矿山机电等专业的专业基础课程,在整个课程体系设置中具有夯实基础的作用,其教学改革是为适应专业课改革的需要,使项目式教学适用于完整的教学体系中。针对“电路与电子技术”课程改革目前实践的情况进行研究与探讨,以更好地提高教学质量,激发学生自主学习的动力,养成善于观察、独立思考的习惯,为后续课程的学习打下坚实的基础。
关键词:
电路与电子技术;项目式教学;课程建设
随着基于“教学做一体化”教学改革的进一步深入,电气类专业课程在教学方法与教学手段上进行了一系列改革与创新。教学实施中采用了项目引领、任务驱动等实用的教学方法,实现了将理论讲授贯穿于项目实践中,使学生完成了知识学习目标和技能学习目标。“电路与电子技术”这门课程就是为了更好地服务于专业课程而进行的课程改革,根据企业调研按照岗位操作需求在教学内容上打破传统的按章节讲授知识点,让学生实现所学即所用,为学生的就业做好储备,将原有的“电路与模拟电子”和“数字电子”进行有机的整合,增强了知识的连贯性,并将与工作过程无关的理论性强的教学内容进行精简,从而减轻学生的学习负担。
1课改团队与专业课教师深度教研
1.1教学内容删减。课改小组成员将传统的“电路与模拟电子”和“数字电子”两门课程中的全部知识点进行汇总,并与“单片机”、“PLC应用技术”、“变频器技术应用”、“电机拖动与控制技术应用”、“矿山供电”、“工厂供电”等专业课教师多次逐一进行筛检,将与后续课程无关的理论性非常强的知识点剔除,多学科交叉需求进行重点标注。
1.2教学项目设置。结合教研结果,课改小组成员对教学知识点进行重新组合,初步拟定项目名称、任务内容、教学目标、教学手段、学时分配等相关内容。在任务内容设置时明确该任务具体为某一学科,某一部分服务的。再次与专业教师进行对接,征求专业教师的意见,将教学内容、教学目标、教学手段基本敲定,确保不遗漏任何一个知识点。
2深入企业与企业专家、岗位人员建立密切联系
课改小组成员多次深入企业,主要我院在龙煤集团建立的实习实训基地东荣二矿、东保卫煤矿等企业,进行课程改革调研。通过与企业专家、技术骨干、岗位人员进行交流,了解煤矿机电的主要职业岗位以及岗位技能需求,尤其是对涉及“电工与电子技术”基本理论方面的需求,将教学项目内容交予企业人员论证,并进行适当的调整。其中调整最大的部分是在教学过程中,适当增加企业文化,增强学生责任感、荣誉感和集体观念,培养学生有身处校园心系企业的精神。企业人员非常认可我们走入企业了解需求的做法,我们之间建立了密切的联系,他们可以随时把需求反馈给我们,我们可以阶段性的调整课程标准。
3制定符合岗位需求、适应专业课需要的课程标准
经过同行和企业人员的多方调研,小组成员制定了详细的课程标准,在标准中确定了课程的性质与作用和课程的目标,包括知识目标、能力目标、素质目标;明确了与其他课程的联系;确定了课程内容与学时的分配;详细的学习任务教学设计;全面的课程职业能力训练内容;教学实施建议,包括教材的选用原则、任课教师的素质要求、教学场地设施的要求、教学评价和考核方式,其中考核方式实行双过关制度,过程考核和期末考试同时过60%才是本门课程及格,具体分配情况。“电路与电子技术”课程标准内容详细,确保不同教师都能保质保量的完成教学任务。
4结合学院实际教学环境编制校本教材
按照学习任务教学计划组织教学内容,包括理论教学内容和实训内容。教材整体框架为:项目背景,阐述研究项目的具体社会环境;教学导航,明确该任务的知识目标、能力目标、素质目标,让学生知到本次任务学习的目的,达到什么样的程度;任务描述,布置任务的具体内容;知识准备,提供学生本任务需要用到的新的理论知识,部分内容需要教师的讲解;任务实施,要求学生动手实践完成本次任务。最后是任务训练,巩固任务中的理论知识和实践技能。在设置任务的时候充分结合企业的需求和学院的实际教学条件,让学生得到的实际锻炼与企业实际生产紧密相连,使学生毕业后能够很快的适应企业的需求,可以极大的缩短学生就业后的实习时间,完成高职教育的目标。此外,课改小组还在进一步完善教学整体设计和教学单元设计,制作电子课件。
5根据教学效果进行反复调整
“电路与电子技术”项目化课程建设已经应用在教学中,在授课的过程中,难免会出现一些未预料到的问题,我们随时进行调整。目前遇到的最多的问题就是学时的分配,实训项目学时分配过少,学生对动手操作很感兴趣,尤其是创新意识很强,这在我们课改初期是没有预料到的,在调整的过程中,适当加大学生自主创新实训的时间分配。
综上所述,通过我们对“电路与电子技术”课程建设,使得学生对枯燥的专业基础课知识产生了浓厚的学习兴趣,为后续专业课的学习奠定良好的理论基础和技能准备。
作者:陈楠 单位:黑龙江煤炭职业技术学院
参考文献
[1]唐索霞.对职教“电工与电子技术基础”课改的探讨[J].成功(教育),2013(18):140.
[2]周春辉.小项目教学在“电子技术基础和技能”课程中的实践与应用[J].中国校外教育,2016(9):31.
第二篇:高校电力电子技术教学探讨
摘要:
新形势下,电力电子技术的教学需要开展更富实践性的改革。本文首先阐述了本门课程的教学体系,并从理论教学改革与实践教学改革两大方面探讨了应用型高校开展电力电子技术的创新改革策略。
关键词:
应用型高校;电力电子技术;教学改革
电力电子技术,是从专业角度重点研究电能在半导体开关元器件控制下实现有效运行和转换的技术。因此,电力电子技术课作为应用型高校的基本课程和更多对口专业的专业课程,主要分析通过各种电力电子器件组成的电路所输出的电能波形以及电路状态关系。因此,电力电子技术的课程开设对于应用型高校相关专业而言是十分必要的。随着技术的不断提升和科研水平的不断优化,电力电子技术在工程实践中已经取得了越来越的理论成果。高校教师应该积极面对这样的挑战,在日常教学工作中加强本课程的前沿技术学习,做到与时俱进。特别是对于应用型高校而言,更是要突出重视理论与实践之间的联系,力求在不断的实践锻炼中夯实基础,巩固要点。面对新时期的人才需求,应用型高校应该积极组织师资力量进行学科研讨,力求在理论教学和实践教学两方面强化改革,迎来课程教学的新气象。
一、电力电子技术的课程体系
根据西方学者曾提出的电力电子定义,我们可知电力电子技术融合了电子、电力以及自动控制三大领域学科思想。这三门学科的不断发展,为电力电子技术发展提供了必要的条件。首先电子领域中的电路与电子器件、电力领域中的旋转运动与静态设备、控制领域中的采样与连续控制都属于电力电子技术中需要讲解的知识点。通常,电力电子课程体系的研究主体就是电子器件、驱动及保护电路,这些要素之间存在的交流与直流变换也是课程的主要研究内容。因而,课程总体上涵盖了三大部分的知识:电力电子器件、电力电子变流电路、电力电子应用。随着新时代背景下的课程改革,应用型高校应该做好构建课程的衔接,应该对接社会对专业人才的实际需求,重视对课程体系的优化设计。针对我国众多应用型高校的办学理念,建议高校教师应该重视学生的基本技能,要求做到“三会”,即要会用电力电子器件,会对具体的器件参数进行辨识和选择;会看电路图,能够清晰分析出当前所遇到的变流电路具体关系,对于其中的定量及定性计算要做到心中有数;会做简单的变流电路,能够将课时中学到的理论知识融会贯通到整个设计中。应用型高校要特别重视电力电子技术课程与其他学科之间的关联,要做好电路、电子技术、电力拖动自动控制系统、电力系统之间的联系,能够对当前的学科前沿发展有明确的认识。
二、电力电子技术的理论教学改革
1.教学内容
(1)做好基础学科铺垫
由于电力电子技术学融合了电子、电力和控制理论的交叉知识,所以对于学生的自身基础知识的掌握提出了更高的要求,首先要确保学生的数学逻辑思维、运算能力、物理电路理论等知识储备要牢固。一般而言,高校开电力电子课前,都会先上高等数学和电路基础等课程,学好基础课程才能更好的理解电力电子技术专业知识。开始电力电子技术教学后,教师前期还应该首先完成对高数以及电路课程的复习,巩固旧知识,熟悉型知识。例如,关于电压和电流的平均值和有效值的计算,就应该先帮助学生一起回忆高等数学课程中有关平均值和有效值的具体定义和运算公式。
(2)及时跟进技术热点
电力电子技术知识的更新速度较快,所有高校教师应该讲求必要的内容侧重,对于当前已经更新的技术,应该尽早让学生全部掌握,而对于课程教材上并没有及时更新的旧知识就适当弱化。例如,当前电力电子器件的主要类型是全控型,教师应该围绕这样的主流器件,对其结构、工作原理、相关技术特性等内容,要做到言无不尽,在可能的条件下要应该对具体的器件参数进行普及。而对于早前课本上提到的半控型器件晶闸管,就应该淡化对于具体功能结构以及特性的分解讲述,只需简单学习工作原理或器件适用场合为宜。
2.教学方法
(1)活用教学形式
课程教学的教学与教学方法之前的联系密不可少。好的教学方法能够让更多的学生对教学内容获得不同程度的认可,从而得到整体的提高。电力电子技术课程教学中,教师应该明确不同章节的重点、难点,特别是大量的电路结构和电量波形分析,就是整个课程的重点内容同时也是疑难点。对于这部分内容,教学方法的使用就有所讲究。对于简单的电路结构和电量波形,教师可以在黑板上通过人工作图进行逻辑分析;但遇到较为复杂的电路或波形图,还是应该选用仿真软件构建具体的电路模型后,让学生演示并分析仿真波形结果,通过更加直观的动态化演示,学生对具体波形的变化理解更深刻。
(2)留有预习时间
电力电子技术的课程专业性高,很多学生都会反应课程内容深奥,逻辑性高,自主运用解读的难度也相应较高。例如大量变流电路除了要专业理论知识外,还需要丰富的联想和空间构图能力。在实际教学中,绝大多数学生并不会选择在课前进行预习,所有想要在几十分钟的课堂上有所收获,还需要教师来正确掌握节奏,给定相关时间让学生通读内容,之后再进入授课阶段。这样的好处就是学生能够先有知识接触,等教师开始讲课时,就能够对自己不明白的地方重点听课,从而加深了理解。
(3)加强师生互动
电力电子技术的课堂教学,离不开课堂中的两个主体的共同参与。教师应该有意识地选择不同的问题对学生进行提问,在检验学习效果的同时也增进了相互的交流。例如,教师可以就电力电子器件章节中所提到的四种典型器件进行比较,分析优劣,可以将考察题型设置成开放性题目,可以让学生参考课本、参考网络资料,尽可能的完善内容。当然也可以让学生分成两组,分别在黑板中写下优势或劣势。这样的教学方式必然提高了学生的积极性。
3.课程考评
学生某段时期的学习成果如何,教师可以借助必要的考评体系来进行考核。考评能够促进学生的学习激情,提高学习动力。作为高校教师而言,考评的要素很多,一般包括学生出勤率、作业完成情况、实验进展、期末考试、课堂问答互动等情况。对于课程考评体系,教师应该积极地设法完善。例如,教师直接按照课上学生回答问题的表现,计入考核分数,这样的考评方式必然让更多学生愿意积极主动回答问题。通过对一些应用型高校的调查知道,电力电子技术课程往往会安排在高年级时开课。但是很多情况下,高年级学生有了更多的抵制偷懒情绪,丝毫不重视后期开设的更多课程,无论是课堂签到出勤还是作业完成情况都不尽如人意。出于对考评体系的完善,教师可以变换思路来提高学生的学习表现。例如,教师可以阶段性地在课堂上将所有学生的位置固定后,要求所有学生对号入座。当每一次开始上课时,哪个位置的学生未按时出勤,或者迟到早退,或者睡觉聊天,教师都能够一目了然地全部掌握,还能够通过固定位置迅速点出学生的名字,并将不良表现折算成一定的成绩计入考核。通过这样的方式,学生能够认真对待课堂教学,不会出现随意缺课、聊天、睡觉情况。
三、电力电子技术的实践教学改革
1.教学实验
电力电子技术是理论性和实践性都要求较高的一门专业课程。对于应用型高校而言,学生在这门课程开始后,就需要对具体的实验课时进行编排,这是必不可缺的。在实验的不断操作中,学生才能将稍显混乱复杂的理论内容逐步消化吸收,借助更加直观的电路搭建与波形展示,树立学习信心。一般情况下,应用型高校的专用实验室都会有很多电气工程相关专业的实验设备和器材。在保留这些设备的同时,应该考虑投入力量建设用于研究电能转换的开放实验平台。专用平台的设置,会有更多的可扩展模块让学生借助不同电路原理图完成电路搭接,强化了实验内容并提升了效果。
2.软件应用
电力电子技术课程离不开多媒体等计算机技术的应用。尤其是课程中大量的电路原理知识需要专业化的电路分析,因而需要借助先进的计算机软件来实现简单高效的仿真。通过专业的计算机软件,不同的电路模型被建立后就能通过更改参数实现仿真分析,仿真结果留给学生的是直观形象的知识体系和简化精辟的分析过程。当前,许多应用型高校都选择MatLab、PSpice、MATHCAD等仿真软件,通过高性能的数值计算,这些计算机软件能够对不同的电气、机械、控制等领域的知识体系进行仿真,有效地帮助学生完成教学。
3.科研强练
应用型高校大都鼓励学生能够成为不同专业领域的高级专属人才,能够将自身的理论转化为更有发展前景的科研工作中。因此,电力电子技术课程教学过程中,教师在申请到相应的教学科研项目后,应该有意识地培养学生的参与意识和动手解决问题的能力,为学生提高必要的课程设计课题,从而在推动科研项目建设的过程中,达到了学生的科研强练目的,有助于帮助学生开拓专业视野,利于未来职业发展。
四、结束语
电力电子技术课程在应用型高校中属于基础学科,也是重点学科。高校应该密切联系本校办学条件,不断结合学生实际,从理论和实践教学两方面进行创新改革,从而实现教学质量的提高,不断推动学生获取足够的专业技能,才能胜任未来工作。
作者:赵宇 单位:驻马店职业技术学院
参考文献:
[1]王睿庭,田玉柱,赵小龙.MATLAB在电为电子技术实验教学中的应[J].科教文汇,2012(7):100-101.
[2]赵涛,张丽华,徐开芸,等.Spice在电为电子技术教学改革实践中的应[J].电为系统及其自动化学报,2013,21(6):123-127.
[3]聂茹.改革电力电子变流技术课程培养应用型人才[J].科教文汇,2012(8):51-52.
第三篇:邮电高校《电力电子技术》课程教学改革
【摘要】
《电力电子技术》是电气工程及其相关专业的一门专业基础课,本文通过对传统《电力电子技术》课程教学状况的分析,结合当前教学实际,对该课程的教学内容、教学方法、教学手段、实验教学和考核手段等方面进行了改革,经过两届学生的教学实践,教学效果有了很大的提升。
【关键词】
电力电子技术;教学方法;教学改革
0引言
《电力电子技术》是电气工程及其相关专业本科生的一门专业基础课,它的典型特点是强电与弱电相结合,用弱电控制强电,以实现电能的转换、控制、分配和应用,因此它是一门跨电子、电力和控制三个领域的新型工程技术学科,涉及的教学内容多、电路多、信息量大。并且随着各种新型功率电子器件的诞生,使电力电子设备的性能得到不断提高;计算机技术的飞速发展大大提高了电路设计和仿真的效率;全球性的能源危机使人们的目光开始转向环保型能源,如太阳能、风能,生物能,不同形式的能量之间的转换也必须依赖电力电子技术。这些因素都为电力电子技术的应用和发展提供了良好的契机。然而该课程的学时不增反减,如何在有限的学时达到传授学生理论知识和培养学生实际动手能力,尤其是基于我校以信息科学为主的邮电高校开办的电气工程及其自动化专业,《电力电子技术》是本专业的一门重要基础课程,如何提高本课程的教学效果,这就需要对教学内容,教学方法,教学手段,课内实验教学以及更合理的考核手段等教学进行改革。
1电力电子技术课程教学状况
《电力电子技术》是我校电气工程及其自动化专业的一门重要基础课程,因为此专业是我校的新办专业,为了把该专业办出我们邮电高校的特色,针对《电力电子技术》这门课程,现在我们已对以下问题进行了两届的教学改革实践。(1)教学方法问题。目前,教学中主要以教师为主,教师把每一章节的内容讲得很细,学生只是被动地听课,而没有真正融入课堂中来,这样时间一长,学生就感到枯燥乏味,从而产生厌学的情绪。(2)课内实验教学问题。课内实验教学是本课程教学中的一个重要环节,因为实验设备不足,通常都是每个实验台六个同学一组,空间小,较拥挤,再加上课时的限制,不是每个同学都真正参与实验了。还有就是有的同学完全模仿其他同学的实验,而自己并没有真正掌握实验,当老师检查时,很多现象都不能解释。(3)现代教学手段问题。由于这门课的信息量大,教学内容中有大量的电路图和波形图,现在教学基本上都是采用多媒体教学,但教学中仅仅是把课本内容利用幻灯片进行投影,不能调动学生的学习兴趣。(4)教学考核手段问题。课程考核是教学中很重要的的一个环节,现在通常是采用“一考定终身”的做法。这样使很多同学都不注重中间过程的学习,都集中于考前突击或考前死记硬背来应付考试,甚至有相当一部分同学抱有侥幸心理,把预先准备好的夹带带入考场,以至于考试中时时有作弊行为的发生。
2教学改革的探索
2.1教学内容的改革
根据我校的办学特色和当前的实际情况,我们确定《电力电子技术》课程的内容是以电力电子开关器件(晶闸管、电力MOSFET和IGBT)为核心,以四种(整流电路、逆变电路、直流变直流电路和交流变交流电路)变流技术和一种PWM(脉冲宽度调制)控制方法为基础,以四种变流技术应用为目标,兼顾当前技术发展。这种内容设置有利于学生掌握课程核心内容。电力电子开关器件主要介绍半控型器件(晶闸管)和全控型器件(电力MOSFET和IGBT),首先要掌握这两种类型器件的控制特性,性能指标及应用场合,在此基础上,把半控型器件结合整流电路进行讲解,整流电路又以不同的主电路拓扑结构(桥式电路和零式电路)和带不同的负载(纯电阻负载、阻感性负载和反电动势负载)进行说明。全控型器件主要结合另外三种变流电路的应用(斩波器、逆变器和变频器)进行讲解。其次,结合当前本学科技术的发展和应用现状,适当介绍一些前沿知识和压缩一些过时的应用。最后,要重视第一节课内容的教学,要了解学生前续课程的学习情况,诸如《电路》和《模拟电子技术》等课程与本课程的联系,通过本课程学习,适当介绍后续课程《开关电源技术》和《交直流调速系统》与本课程的关系,让学生对知识体系有一个基本了解,从而重视本课程的学习,为后续课程的学习打下坚实的基础。
2.2教学方法的改革
在目前的课堂教学中,多数是采取以教师为主体的讲授式教学模式,学生完全是被动的接收模式,课堂效果不好,难于提高学生的学习积极性。如何发挥学生的主导作用,引导学生去思考、去探索、去发现,把学生被动接收转为主动学习,任课教师起着至关重要的作用。通过课堂教学实践与探索,我们采用提问讨论式教学,达到了很好的教学效果。上课前,老师精心准备各类问题,课堂上引导大家对问题作出正确的回答。允许学生一起进行分析、讨论,加强学生之间的交流,致力于引起学生兴趣而积极参与,活跃课堂气氛,培养了自学的能力,使学生能多方位地了解电力电子技术。同时,老师要掌握好课堂时间分配,在课堂教学上留有充分的时间进行交流,通过学生提问、教师解答以及教师提问、学生解答等方法,使学生从单纯的、被动的听,变为积极主动的参与,来培养学生的独立思考能力和创新精神。
2.3教学手段的改革
传统的多媒体教学多数是利用幻灯片对课本内容的再现,图像单调枯燥,如何让静止的画面动起来。我们将Matlab/Simulink软件应用到了课件的制作中。这样不仅可以方便地设计各种电路,且可以在线修改电路的参数井进行仿真演示。充分的发挥r现代化教学的优点,起到了预期的教学效果。采用Matlab/Simulink仿真软件对电路进行仿真,可以得到精确波形,加上动画效果可以看到波形的变化,使学生能更好地理解波形的变化情况,同时多媒体授课的信息量大,能够提高教学效率,这对于理论学时少而教学内容多的电力电子技术来讲是非常有效的教学手段。
2.4课内实验教学的改革
课内实验是使学生更好的理论联系实际、增强动手能力、培养严谨的科学态度和方法的重要手段,实验效果对电力电子技术教学也是至关重要的。如何充分利用现有的设备满足教学需求,使每个同学都真正融入实验中来,是我们必须要考虑的问题。由于课内时间的局限性,多数实验都是验证性的,一些综合实验几乎无法在课内完成。基于此,我们实验教学就不再居于课内,实行开放式实验教学。同时,在课程结束前两周,我们又开设了为期两周的本门课程的课程设计,老师布置题目,下达设计任务书,学生根据题目要求查阅资料,完成电路的设计及仿真,计算电路及器件的参数,搭建硬件电路图并进行调试,调试成功后相互讨论和交流经验,然后进行答辩,答辩中老师和其他学生都可以提问。在课程设计中,教师要发挥适当的指导监督作用,逐步培养学生的独立工作能力、设计技能,重视学生的创新性的见解。这样既锻炼了同学们的实际动手和独立工作能力,也加强了同学们的团队协作能力,为将来从事工程设计和科学研究打下了坚实的基础。
2.5考核手段的改革
传统的“一考定终身”的考核方式只注重结果,不注重过程的方式已显露出很多弊端,已越来越不适应现代的素质能力教育。现在,我们在过去考核的基础上更注重过程考核,考核包括以下几部分内容:课堂提问与讨论占20%、课内实验占20%、过程考核(考勤、作业等)占20%、期末试卷考试占40%。通过过程考核,能加强教学过程控制与师生互动,提高学生的学习积极性;并且老师也能及时了解学生的学习状况,根据反馈信息及时调整教学;学生及时发现学习中存在的问题,改进学习方法。这样既改变了“一考定终身”的传统做法,又最大限度地避免了学生考前死记硬背及违纪现象的发生,学生普遍反映良好,教学效果更佳。
3结束语
《电力电子技术》课程在教学内容、教学方法、教学手段、课内实验和考核手段等方面改革后,经过两届学生的教学实践,教学效果有了很大的提升。但为了培养基础扎实、知识面广、动手能力强的创新型高素质专业人才,还需要老师和同学们的不懈努力。总之,《电力电子技术》课程改革是一个系统工程,高校课程教学改革永远在路上。
作者:王雁平 单位:西安邮电大学自动化学院
参考文献
[1]关晓菡,张卫平,张东彦.国内外高校电力电子技术教育现状综述[J].电气电子教学学报,2006(4).
[2]于晶荣,吴伟标.“电力电子”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2012(14).
[3]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社(5版),2013.
[4]胡新新.《电力电子技术》课程教学改革研究[J].中国科教创新导刊,2012(8).
[5]曹锋.电力电子技术课程教学改革初探[J.中国科教创新导刊,2010(35).