電工電子技術(shù)實踐教學(xué)的整體優(yōu)化研究
摘要：本文結(jié)合我院實踐課的教學(xué)情況。對電工電子技術(shù)實驗課教學(xué)整體優(yōu)化的構(gòu)想和改革進行了探討，對教學(xué)手段、教學(xué)管理等進行了分析和研究。關(guān)鍵詞：電工電子技術(shù)實驗；教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化；教學(xué)手段；教學(xué)管理
1、引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子系統(tǒng)的日益復(fù)雜化的趨勢，電工電子技術(shù)實踐課從內(nèi)容到形式都將發(fā)生深刻變化，圍繞電工電子技術(shù)實踐課教學(xué)的改革，各院校都在不斷進行探索。我院的電工電子技術(shù)實踐課教學(xué)，如何適應(yīng)新形勢下培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求，研究并改革我院電工電子技術(shù)實踐課的教學(xué)內(nèi)容、方法和手段，強化教學(xué)管理已是刻不容緩的工作。
實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、思維能力、創(chuàng)新能力的教學(xué)系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，應(yīng)該從系統(tǒng)的角度來研究實踐課的改革。因此，首先應(yīng)根據(jù)社會發(fā)展對人才的需求，有針對性地對實踐課的教學(xué)內(nèi)容進行系統(tǒng)的整體優(yōu)化，建立既適應(yīng)人才培養(yǎng)又適合學(xué)生自身發(fā)展和整體素質(zhì)提高的實踐教學(xué)結(jié)構(gòu)；同時要探索新的教學(xué)方法和手段，提高教學(xué)效率，加強教學(xué)管理；實踐教學(xué)又是以實驗室為依托，實踐教學(xué)改革自然要求實驗室建設(shè)要與之相適應(yīng)。所以改革的出發(fā)點，教學(xué)質(zhì)量的提高，關(guān)鍵應(yīng)抓好以下幾個環(huán)節(jié)：一是課程內(nèi)容整體優(yōu)化{二是探索新的實驗教學(xué)手段，三是加強教學(xué)管理，本文結(jié)合我院實驗室的具體做法進行了探討。
2、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
2.1實踐課教學(xué)內(nèi)容整體優(yōu)化構(gòu)想
根據(jù)教育部“面向二十一世紀電工電子系列課程教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革”的總要求，基礎(chǔ)教育應(yīng)突出基礎(chǔ)性，特別是本科教育，培養(yǎng)出的人才應(yīng)該是基礎(chǔ)扎實、知識面寬、有創(chuàng)新能力的人才，在內(nèi)容設(shè)置上應(yīng)體現(xiàn)基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性、先進性。實踐課教學(xué)，應(yīng)從課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)環(huán)節(jié)配合兩方面實現(xiàn)整體優(yōu)化。對于本科學(xué)生，實課驗的內(nèi)容可按基本型實驗、設(shè)計型實驗、課程設(shè)計三個層次設(shè)置。基本型實驗是學(xué)生學(xué)會實驗儀器儀表的使用、理解基本原理和掌握基本實驗技能的重要途徑。知識和能力的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)有個循序漸進，由淺人深的過程，國內(nèi)外一流大學(xué)也都非常重視學(xué)生基本實驗技能的切I練；設(shè)計型實驗是要求學(xué)生能夠根據(jù)技術(shù)指標的要求，設(shè)計具有各種功能的單元電路，并用實驗方法進行分析、修正，使之達到所規(guī)定的技術(shù)指標；課程設(shè)計主要是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合能力，要求學(xué)生在單元電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，綜合運用有關(guān)知識，設(shè)計、安裝與調(diào)試自成系統(tǒng)的、與工程實際接軌的、具有各種不同用途和一定工程意義的電子線路裝置，從而為學(xué)生以后的畢業(yè)設(shè)計和從事電子技術(shù)方面的工作打下基礎(chǔ)。只有按照上述三個層次對實踐課的教學(xué)內(nèi)容進行整體優(yōu)化，認真確定好每一階段的實踐內(nèi)容，才能為學(xué)生打牢基礎(chǔ)和持續(xù)發(fā)展提供基本的教學(xué)條件保證。
2.2三類實驗的要求
(1)基本型實驗
這類實驗內(nèi)容要求學(xué)生按實驗指導(dǎo)書的實驗要求、步驟、方法，獨立完成實驗。目的在于培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能。實驗?zāi)康闹饕怯?xùn)練學(xué)生的儀器儀表使用、實際操作、實驗數(shù)據(jù)整理、實驗報告的書寫等能力，通過實驗，使學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解，受到基本實驗技能的訓(xùn)練。基本型實驗還應(yīng)包括綜合性的實驗內(nèi)容，如要求學(xué)生參照有關(guān)“指導(dǎo)”(該“指導(dǎo)”或來自教師。或來自指導(dǎo)書)，完成一個綜合內(nèi)容的實驗，目的是培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)的知識具有水平遷移能力。
(2)設(shè)計型實驗
要求學(xué)生運用所學(xué)理論知識獨立解決一個具體的實際問題。目的在于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和創(chuàng)新開拓能力。設(shè)計型實驗主要是針對單元電路而設(shè)，一般由教師擬定題目，不提供電路圖，由學(xué)生自己設(shè)計實驗方案。在設(shè)計型實驗中學(xué)生要求購買的元器件往往是五花八門的，這將無形中增加了教師的工作量和經(jīng)費開支，因此，可采取讓學(xué)生在規(guī)定的器件品種范圍內(nèi)設(shè)計。
(3)課程設(shè)計
學(xué)生學(xué)完了電工電子技術(shù)全部課程后，可集中一到兩周時間進行課程設(shè)計。在課程設(shè)計中要求學(xué)生系統(tǒng)地運用所學(xué)知識去解決一個實際問題，這對他們的學(xué)習(xí)效果是一個全面的檢查和考驗，讓學(xué)生通過親自動手設(shè)計、安裝、調(diào)試一個實際的系統(tǒng)，實實在在感受一次“科研”、“開發(fā)”的基本過程，這對他們的創(chuàng)造能力是一次極大的鍛煉和提高。在進行課程設(shè)計選題上應(yīng)做到難度適中，與原來學(xué)生掌握的知識聯(lián)系密切，以激發(fā)學(xué)生的興趣，如果課程設(shè)計題目選得太難，學(xué)生感到與他原來的認知結(jié)構(gòu)無法聯(lián)系，那么他對這個題目就不感興趣甚至失去信心；反之，如果太容易，也不能產(chǎn)生興趣．最好是與他們原來的知識結(jié)構(gòu)既有相同部分，又不完全相同，這可引起學(xué)生的很大興趣和積極性迫使他們對原來的知識加以選擇、轉(zhuǎn)化和利用。具體目標應(yīng)達到以下四種能力：
1)讀圖能力：能看懂基本電路圖，畫出方框圖，具備分析電路功能或作用的能力。
2)設(shè)計電路的能力：會查閱和利用技術(shù)資料，能夠根據(jù)功能需要合理選用元器件，設(shè)計參數(shù)，組成系統(tǒng)電路。典型元器件，盡可能地反映當(dāng)今電子技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。
3)調(diào)試及排除故障的能力：獨立地完成各部分電路的調(diào)試。
4)撰寫科研報告的能力：完成課程設(shè)計后，根據(jù)設(shè)計安裝、調(diào)試的心得體會結(jié)合設(shè)計內(nèi)容、目的，撰寫一份水平較高的設(shè)計報告。
3、探索新的教學(xué)手段
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容的不斷更新，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)手段已經(jīng)不能滿足電子技術(shù)飛速發(fā)展的要求。傳統(tǒng)的電工電子技術(shù)實驗一般主要是依賴實驗室，離開實驗室，學(xué)生就很難完成實驗，學(xué)生的實驗構(gòu)想和創(chuàng)新熱情到受實驗條件的制約。利用現(xiàn)代化的虛擬實驗方法就可以解決這個問題。我院電工電子實驗教學(xué)主要進行了以下幾方面的改革：
3.1開展EDA仿真教學(xué)實驗
目前，現(xiàn)代化教學(xué)手段在實踐教學(xué)中到了廣泛的應(yīng)用，尤其體現(xiàn)當(dāng)今電子技術(shù)最新設(shè)計手段的電子線路計算機輔助設(shè)計CAD(Computer Aided Design)，CAD是隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展而迅速建立起來的一門新型學(xué)科，它的出現(xiàn)改變了電子線路傳統(tǒng)的設(shè)計方法，比如使用Elec—tronic Workbench或Multisim等仿真軟件，可將所有的電路基礎(chǔ)、模擬電子線路、數(shù)字電子線路實驗所需的元件和組件全都以圖標的形式顯示在屏幕上，使用者只需用鼠標擊中各相應(yīng)的圖標，即可打開各種工具欄和元件庫，取出你所需要的元器件、組件，按線路圖連接成電路圖-在工具欄中打開儀表區(qū)，可以取出所需要的萬用表、示波器、信號源等接在線路中。點擊開關(guān)，就可以通過電子模擬，以進行觀測和調(diào)試。可見采用cAD技術(shù)，其實驗手段發(fā)生了很大變化。現(xiàn)在，學(xué)生如果想做一個實驗來驗證一個原理或設(shè)計一個電路，可不必到實驗室來做實驗，只要在計
算機上進行仿真實驗即可。進行仿真實驗，相當(dāng)于每個學(xué)生都有了一個非常先進、功能強大的“實驗室”。虛擬實驗給學(xué)生一個非常廣闊的空間，使學(xué)生能在這個空間里自由發(fā)揮，方便地進行各種設(shè)計，挖掘潛力，鍛煉他們運用知識的能力和增強他們的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，收到了良好的教學(xué)效果。
3.2建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課堂，建成網(wǎng)上虛擬實驗室
遠程網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)已發(fā)展成為一種非常重要的教學(xué)方式，是進行壘民教育、終生教育等教學(xué)手段的發(fā)展方向，互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，促進了網(wǎng)絡(luò)教育的迅速發(fā)展。為了學(xué)生自學(xué)和鞏固電工電子課程的需要，我們開發(fā)了電工電子網(wǎng)絡(luò)課堂和網(wǎng)上實驗室，在網(wǎng)絡(luò)課堂里放置實驗教材、實驗教學(xué)大綱、仿真教學(xué)軟件，學(xué)生可按照網(wǎng)絡(luò)課堂的提示，下載并安裝虛擬實驗軟件，這樣每個學(xué)生就相當(dāng)于擁有了一個自己的實驗室。教材對每個實驗都提出了具體的要求，學(xué)生可按照要求來完成實驗。完成實驗后，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，提交實驗結(jié)果和實驗報告。學(xué)生還可以通過網(wǎng)上虛擬實驗來預(yù)習(xí)實驗，在進行實際操作實驗之前先進行虛擬實驗，實驗完成后可對虛擬實驗和實際實驗的結(jié)果進行比較分析，加深對實驗的理解。另外對在實驗室完成的實驗不滿意時，也可以在網(wǎng)上進行虛擬實驗，直到滿意為止。還可以通過網(wǎng)絡(luò)課堂把自己的發(fā)明創(chuàng)造或問題和大家交流，全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.3制作大量教學(xué)課件
電工電子教學(xué)的難點之一是許多復(fù)雜流動的電子圖像難以用語言清晰地描述，為解決這一問題，可以通過制作幻燈、動畫和仿真電路等課件的辦法改進這一不足之處。通過這些課件，不但為學(xué)生提供了豐富的信息資源，使學(xué)生更容易理解所學(xué)的知識，同時也促進了教學(xué)質(zhì)量的提高。
4、加強實驗教學(xué)管理
4.1加強實驗室管理
一是建立健全實驗室管理制度，使實驗室處于良好的運行狀態(tài)。二是加強實驗設(shè)備的管理，保證實驗的正常進行，充分發(fā)揮儀器設(shè)備的效能。出現(xiàn)損壞及時修理，小的損壞帶領(lǐng)學(xué)生自己修，大的損壞及時報修，保持設(shè)備完好率在百分之九十五以上。三是開放實驗室，盡量滿足學(xué)生課外實驗的要求，為學(xué)生創(chuàng)造良好的課外實踐條件。
4.2加強網(wǎng)絡(luò)課堂的管理
對網(wǎng)絡(luò)課堂進行經(jīng)常性專人管理，維護網(wǎng)絡(luò)課堂的正常運轉(zhuǎn)。及時處理學(xué)生提交的問題，指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，檢查學(xué)生網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)習(xí)情況，組織學(xué)生進行網(wǎng)上交流，及時更新、完善網(wǎng)絡(luò)課堂內(nèi)容。
4.3加強教學(xué)管理
組織專家對實驗教學(xué)進行經(jīng)常性的檢查、指導(dǎo)和評估，不斷提高實驗教學(xué)的質(zhì)量和水平。認真把握實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，學(xué)生做實驗前必須要求預(yù)習(xí)，撰寫實驗預(yù)習(xí)報告，實驗過程中，教師要認真檢查學(xué)生對待實驗的態(tài)度，以及對實驗操作技能的掌握程度，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正輔導(dǎo)，使學(xué)生養(yǎng)成嚴謹?shù)膶嶒炞黠L(fēng)。改革實驗考核方法，建立客觀公正的考核評價體系。
5、結(jié)束語
經(jīng)過多年的教學(xué)實踐，在電工電子實驗教學(xué)改革上已取得了一定的成績。總體安排上逐漸趨向合理，既注重了時代性和先進性，也能充分利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)進行雙向教學(xué)，加強了綜合性和系統(tǒng)性的實驗教學(xué)內(nèi)容，取得了非常好的教學(xué)改革效果。
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