電路實驗教學(xué)下工程教育論文
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一、工程教育思想
主要培養(yǎng)目標(biāo)是：工程基礎(chǔ)、分析、解決問題和設(shè)計的綜合能力、團隊合作精神[3]。
二、實驗教學(xué)方法改進
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法基本上是老師給出學(xué)生實驗?zāi)康暮鸵螅瑢W(xué)生根據(jù)老師的演示，機械的模仿。雖然完成了實驗教學(xué)計劃，但是會造成學(xué)生對實驗不感興趣，創(chuàng)新精神得不到發(fā)展。[4]
1.將仿真軟件引入實驗教學(xué)中
將仿真軟件引入傳統(tǒng)的電路實驗教學(xué)中來，可以達到軟硬結(jié)合、虛實相輔的目的。[5]例如：在諧振電路的實驗中，我們要求學(xué)生不但要測出諧振頻率，還要繪出不同Q值下的通用幅頻特性曲線，以及UL（ω）和、UC（ω）曲線。將multisim仿真軟件引入電路實驗之后，可以輕松、準(zhǔn)確的顯示出曲線，有利于同學(xué)們對理論知識的分析和理解，還有助于提高學(xué)生的實驗興趣。
2.利用網(wǎng)絡(luò)平臺支撐實驗教學(xué)
在實驗教學(xué)網(wǎng)站上提供實驗指導(dǎo)書、實驗教學(xué)大綱、儀器設(shè)備的使用方法、常用儀表的使用說明，電子元器件手冊和老師的實驗教學(xué)課件等教學(xué)資源供學(xué)生查閱，學(xué)生可通過系統(tǒng)中師生互動平臺與老師、同學(xué)進行交流。
3.采用多媒體教學(xué)手段,提高實驗教學(xué)的效率
在實驗教學(xué)時數(shù)有限的情況下，利用多媒體教學(xué)方式，一方面可更加有效地指導(dǎo)學(xué)生完成大綱要求必須做的實驗，提高學(xué)生的動手能力，另一方面可通過觀看實驗演示，延伸實驗教學(xué)范圍，彌補課堂教學(xué)的不足，以達到以點帶面的教學(xué)效果。[6]
三、實驗教學(xué)管理的改進
1.加強預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的監(jiān)督
嚴格要求學(xué)生的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，為了使學(xué)生更好地完成實驗，要求學(xué)生按實驗預(yù)習(xí)要求及內(nèi)容進行課前預(yù)習(xí)，大部分同學(xué)會做到，但是也會有一些自覺性差的同學(xué)不去預(yù)習(xí)，這樣一定會影響實驗的完成進度和質(zhì)量。為了檢驗學(xué)生是否完成預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)完成后，我們會要求學(xué)生登錄實驗預(yù)約系統(tǒng)，接受實驗項目預(yù)習(xí)測試，作為學(xué)生實驗考核的一項重要指標(biāo)，從而有效的保證了實驗預(yù)習(xí)質(zhì)量。[7-8]
2.實驗過程中加強團隊合作意識
實驗過程中采用分組合作的方式，進行實驗。這樣可以提高同學(xué)之間的溝通能力，加強同學(xué)的合作意識。將團隊合作精神引入到實驗教學(xué)中，使實驗教學(xué)由一個人參與變成多個人共同參與，學(xué)生為了更好地完成實驗，會在實驗過程中有明確的分工和互助，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力，從而整體優(yōu)化實驗教學(xué)效果。[9-10]
3.全面的實驗考核機制
實驗成績評定，不能單純依靠實驗報告中的數(shù)據(jù)，要以實驗考試的形式考核學(xué)生的動手能力，由于我校電路實驗沒有單獨設(shè)課，所以學(xué)生在做實驗時積極性不高，老師會在每班實驗全部完成后進行現(xiàn)場實驗考核。在規(guī)定時間內(nèi)要求學(xué)生獨立完成實驗元器件的選擇、實驗電路連接、實驗數(shù)據(jù)測量和計算等過程。老師根據(jù)完成情況給出實驗操作分。實驗結(jié)束后老師將學(xué)生的實驗預(yù)習(xí)成績、實驗操作成績、實驗報告成績，按照合理的分配，生成學(xué)生的實驗成績。避免單靠實驗報告給定成績的片面性，不僅可以使學(xué)生查看成績，而且可以使學(xué)生更全面地了解自已的薄弱環(huán)節(jié)。采用這種實驗考核方式之后，學(xué)生做實驗的積極性有了極大的提高，對電路實驗及儀器使用記憶深刻，動手能力大大增強。[11-12]
四、實驗內(nèi)容的設(shè)計
1.進行實驗內(nèi)容和要求的調(diào)整
針對學(xué)生專業(yè)的不同，學(xué)習(xí)程度的不同，實驗內(nèi)容和要求上做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如只有電氣、自動化專業(yè)的同學(xué)做一階電路和二階電路實驗，而其它專業(yè)如機械制造專業(yè)的同學(xué)只設(shè)三個基礎(chǔ)實驗。同樣的戴維南定理實驗，要求電氣專業(yè)的同學(xué)通過多種測量方法，計算出等效電阻，而其他專業(yè)同學(xué)可以只用一種方法測量并計算。
2.以工程項目為核心設(shè)計實驗內(nèi)容
以工程項目引導(dǎo)實驗設(shè)計，例如：在日光燈電路連接及功率因數(shù)提高這個實驗中。項目設(shè)計的總體目標(biāo)是借助于該實驗平臺，構(gòu)思、設(shè)計日光燈電路，并實現(xiàn)將日光燈點亮，簡單故障排除，并且能提高功率因數(shù)。為了完成設(shè)計目標(biāo)，首先需要學(xué)生深刻理解日光電路的工作原理，充分了解實驗系統(tǒng)的組成和功能，熟悉日光燈電路實驗裝置的結(jié)構(gòu)及使用方法；其次，需要將任務(wù)分解為連接、測量等子任務(wù)，確定每一子任務(wù)需要完成哪些工作，并設(shè)計相應(yīng)的電路；而后在電工實驗臺上搭建電路并點亮日光燈，自已動手用智能功率表或其他儀表測量電路的各項參數(shù)，自已分析計算功率因數(shù)，并通過并聯(lián)電容的方法提高功率因數(shù)接近于1；最后，進行實驗調(diào)試，若不能達到預(yù)定目標(biāo)，還需要根據(jù)電路、電工學(xué)知識進行分析，采取相應(yīng)的措施，重新修正參數(shù)，直到得到滿意的實驗結(jié)果為止。在實驗中不可避免地遇到隨機干擾、估計不準(zhǔn)等實際工程問題。在整個教學(xué)過程中，以工程項目為驅(qū)動不斷拓展和層層推進來帶動實訓(xùn)步驟，由教師引導(dǎo)學(xué)生完成整個項目。從構(gòu)思、設(shè)計、方案決策、器件選型、電路搭建、測試、數(shù)據(jù)收集整理等方面，對學(xué)生進行了完整的知識點和技能訓(xùn)練。
3.鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新
鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，以往的實驗教學(xué)往往是老師先講實驗的原理和實驗過程中應(yīng)注意的問題，即應(yīng)該怎樣做，不能怎樣做，這種做法雖然使學(xué)生掌握了這個實驗，但學(xué)生的大腦得不到積極的開發(fā)，學(xué)習(xí)處于被動狀態(tài)。所以在實驗教學(xué)中，有時應(yīng)讓學(xué)生大膽地做出自己的猜想，自己設(shè)計實驗方案，然后教師和學(xué)生共同評選出最佳方案進行操作，分析過程、現(xiàn)象，得出結(jié)論。如在講元件伏安特性實驗時，我們可以提出實驗要求用伏安法將元件的伏安特性曲線畫出，讓學(xué)生自已去設(shè)計電路，做出原理圖，并用multisim軟件進行仿真，確定所用元器件的規(guī)格，選擇合適量程的儀表和電阻箱等，放手讓學(xué)生自己完成實驗的整個過程，并對測量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，并形成文檔資料。這樣，學(xué)生必須要動手動腦，選擇儀表的量程，電阻的大小，考慮連接電路時應(yīng)注意什么問題等。在實驗的過程中，學(xué)生有時不能一步到位，需要進行重復(fù)操作、觀察、數(shù)據(jù)處理、結(jié)果分析等，這些過程本身就能很好地鍛煉學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ顾麄兊膭?chuàng)新思維得到充分的發(fā)展。使學(xué)生在構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行的過程中，開拓思維，增強動手操作能力。這恰恰符合能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育理念。
五、結(jié)語
通過對電路實驗教學(xué)方法和內(nèi)容的改進，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)了學(xué)生的分析問題、解決問題的能力，以及團隊合作的意識，加強了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。[13]為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
作者：閻俊 閆永亮 單位：河北工程大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院
