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改革电工实验教学培养学生创新能力

2012-03-30孙丽凤

电气电子教学学报 2012年1期
关键词:电工实验教学实验

孙丽凤,宫 玥

(1.青岛大学自动化工程学院,山东青岛 266071;2.青岛有线电视网络,山东青岛 266000)

0 引言

电工实验教学是培养理工科学生实践能力和创新能力的重要环节,是基本技能训练的组成部分,是理论联系实际的重要途径。可提高学生分析、解决问题的能力和创新性思维能力。通过实验教学深化书本知识,在学习理论知识的前提下,让学生自己动脑动手,提高学生综合分析和解决实际问题的能力。然而,长期以来,尽管从事实验教学工作的教师也在不断努力,但是毕业生反馈的信息表明学生动手能力和创新思维能力的系统训练仍然不足。

实验课程教学仍然存在以下几个问题:

1)实验只被作为收集数据验证理论的工具

传统实验教学只把实验作为掌握电工规律,巩固概念理解的辅助手段,对每个实验的实验目的,使用仪器、内容、方法、步骤乃至记录表格一应俱全,缺乏让学生去设计实验的环节。故此导致学生只是简单的收集数据,对数据只进行表层加工,而在实验课中没有更深入的思考和探究。

2)缺乏动手实践解决实际问题的能力

由于传统实验教学讲的过细,方案、步骤和结果都事先明了化,养成了多数学生思维被动,而很少主动设计,积极探索。很多学生在明了步骤后,不会主动提出问题和自主探究解决问题。

3)缺乏科学意识和科学方法的训练

实验中学生还只是重结果而轻过程,重数据而轻本质。没有学会科学的解决问题的方法和养成对科学探究一丝不苟、实事求是的精神。实验中多数学生的工作就是机械的读数和记录,为了得到期望的结果甚至修改、编造和抄袭数据。

4)缺乏主动灵活获取信息

实验教学中学生的主体地位未得到重视,学生期望在实验中获得更多亲自动手和灵活实践的机会,但教师仍对学生管得太多太死,使学生产生依赖心理,缺乏主动探究欲望,缺乏创造性。

1 提高学生动手能力

一个实验能否达到预期目的要看学生是否主动地参与进来,学生的积极性是否被调动起来。比如,在整流滤波稳压电路实验的过程中,可以先将二极管、电容器和万用表等提供给学生,让学生运用已学的知识来判别二极管的阴、阳极,电容器的正、负极性,让学生带着许多疑问来做实验,我们再进行统一讲解,以充分调动学生做实验的兴趣,对实验教学过程进行重组。

传统的实验往往是放在理论课教学之后进行,对于部分实验,可以采取把理论课教学放在实验课之后进行。实验教师在课前简单扼要地介绍一下,在实验课中再进行适当地引导,让学生在预习的基础上,根据实验指导书自己去安排实验。学生在实验前并不知道会出现什么现象,这将激发起学生极大的兴趣,促使他们去发现问题,去总结规律和理论,从而变验证性实验为探索性实验。在实验中,教师指导学生不断地观察问题、发现问题、分析问题,从实验中总结规律。学生感觉做实验有成就感,兴趣高,收益多,有了这种感性认识,再去理解理性认识,学生就比较易于接受了。

2 提高学生实践创新能力

更新教育理念,树立以学生为教育主体的理念,而研究性的学习则是对我们教育理念进行了良好的说明。学生依据所选的实验题目,首先利用课余时间,以理论指导实践,获得解决问题的基本思路,并查阅相关资料,初步拟订实验方案。有些实验项目,例如戴维宁定理的验证实验,改革原有的在实验教材中提供实验电路的模式,而采用由学生自行设计实验电路的方式,这样学生可以锻炼独立解决问题的能力。在教师与学生之间进行研讨,论证实现实验目标的初步规划,提出解决问题的详细方案。鼓励学生独立分析实验数据,给出实验结论,提出改进办法,完成实验报告。这种实验方式,从实验方案的建立到实验的最后结论,完全由学生自行规划、设计、实施,使得每一个实验都充满了挑战性。学生在整个过程中,经过认真的探索与实践,逐步培养严谨的治学态度,学习科学处理问题的方法(实际每个实验都可以看成一次科研项目的完成过程)。在体验成功喜悦的同时,也增强了学习的信心与动力,培养了学生的实践创新能力。

3 采用仿真实验教学方法

随着计算机技术的广泛应用,计算机仿真教学已成为培养学生各种能力,包括实验创新能力的重要手段。学生在仿真实验时无需实际连接导线和操怍仪器仪表.就能快速得出实验结果,实验难度较实物操作要小得多,因此深受教师和学生喜爱。故电工电子学实验室应把计算机仿真技术作为重点建设的一项内容。在仿真实验平台上,学生不但可以完成各种基础实验和综合设计实验,还可以为课程设计和毕业设计创造条件。例如,增设Protel电路板设计实验、Mulitisim仿真实验和EWB虚拟实验等,能使学生充分发挥想象力、创造力去设计实验项目,模拟演示整个实验过程。

虚拟仿真实验是实验教学的辅助手段,决不能取代实际实验操作。对于演示性、验证性的基础实验,由于操作过程简单以实物实验为主,可以不用做虚拟实验。但是对于综合性实验和设计性实验,由于用到的仪器设备较多,配置较复杂,学生可以先用Multisim仿真软件中提供的虚拟仪器、元件进行虚拟实验,在虚拟的实验平台中学生都能亲自搭建电路,亲手调试、配置参数,从而让学生更直观、全方位观测电路的运行情况,掌握电路性能,熟练设备正确使用和测量方法,真正加深对电路原理的理解和掌握,对知识的学习产生从感性到理性的过渡。

4 开展课外创新实验项目活动

利用电工实验室的开放,支持学生动手操作,并熟悉各种新设备的性能以及优缺点。假若是学生自行决定的实验项目则需要其提交详尽的报告,报告的内容囊括本次实验所要达到的目标、操作内容、预定的程序步骤、原理接线和本次实验所需要的设备等。在教师审阅以后,即可独立开展实验并按照要求提交报告。实验室的开放有助于学生进一步的巩固理论知识和锻炼自己独立处理问题的能力。我们需要从各方面为学生的自主学习创造必要的条件,即便是实验管理也可以考虑根据学生的需要进行更改。开放式实验的使用让学生摆脱对于教师的依赖心理,锻炼了发现并处理问题的能力。

以实验室为基地,积极开展丰富多彩的课外创新实验项目科技活动,是培养学生动手能力和创新能力的一条有效途径。许多学生通过电工电子技术基础实验后,对电子技术产生了浓厚的兴趣,实验教师应把这些学有余力的学生组织起来,自拟一些综合性的实验项目,学生可以根据自己的兴趣选择相应的题目,自己查资料进行方案论证,教师根据实际情况有计划地指导他们来实验室完成这些项目。通过开展课外创新实验活动,使学生在方案论证、系统设计与调试、新器件的选用及创新能力等方面得到发展和提高,同时也培养了学生的合作精神,体现了以学生为主体的原则。

5 充分利用网络资源

把与电工实验有关的教学材料(包括教学大纲、教学日程、教学课件、参考书目等)公布于校园网,同时开设讨论板块,这样既能使学生更好地了解本课程的相关情况,又为师生之间的交流提供了便利。如此,教师不局限于三尺讲台,学生也不局限于课堂,同时也为学生对本课程和专业的更进一步理解和研究提供了途径。这种公布教学材料的方法,既可以鞭策老师,又可以为学生提供更多更好的信息,从而提高了教学质量,效果是双重的。同时,其他网络资源也要加以充分利用,如QQ、电子邮件和电子资料数据库等等。通过它们加强与学生的沟通和交流,能够快捷地发现问题和解决问题。此外,适当布置一些作业,让学生上网去了解去寻找答案。这些方法与开放实验室一并成为教学的有力补充和强化。

6 改革实验考核方法

科学合理的考核措施是促进实验教学的必备措施,是否能够全面真实的考核学生并作出科学合理的评价,这是直接关系到学生对于实验的重视与否。在实验教学中需要构建起科学合理的考核体系。学生的实验成绩需要包含多方面的内容,而不是将重心放到对于结果的考核.我们需要从多个层面来评价学生的学习情况,主要是学生在学习过程中的表现以及其提出的方案可行性、是否有所创新。我们需要鼓励学生拥有自己的想法并能够勇于实践。总而言之,作为基础实验课程之一,我们需要培养的学生是具备有一定的实验操作技能,有效的掌握好电工的相关理论。

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