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基于电工技术验证性实验的教学改革研究

作者:admin 更新时间:2018年01月23日 08:59:36

  [摘要]介绍了验证性实验传统教学方法,探讨了在教学活动中将验证性实验扩展为设计型实验,使低年级学生能及早的通过验证型实验培养创新能力和实践能力。


  [关键词]验证性;教学改革;实验教学


  [中图分类号]G642[文献标识码]A


  1引言


  西安航空学院是以工科为主,多学科协调发展的普通高等院校,目的培养应用型本科人才。电工实验教学是电学类课程教学体系中的重要组成部分,是一门实践性很强的课程。相对于其他专业实践实验课程,该课程较早就被安排在学生的大学一年级或二年级。因此电工实验的教学顺其自然成为引导学生理论联系实际,培养学生创新能力和实践能力,锻炼学生成长为应用型人才的初始环节,具有不可替代的作用。


  传统的电工实验教学常设计成验证理论教学中的定理、定律的验证型实验。学校以前的电工实验,也是以验证性实验为主要形式。每次实验时,老师花大量时间讲解实验目的、原理、步骤等,学生依葫芦画瓢式的模仿着完成实验。在课程结束后,只有主动探求实验过程的同学才会有所认识。但对大部分的学生,验证性实验教学内容让他们失去了对实验的求知和动手兴趣,验证性实验的教学方法也让教师失去了培养学生动手应用和创新设计能力的意识。因此,电工技术验证性实验教学改革势在必行。


  2传统教学方法特点


  实验教学一直是辅助于理论教学,基于验证性实验的传统教学内容是,对理论知识实施验证性实验,在课堂时间上,实验教师将实验所需要的器材等准备好,学生根据实验要求的操作步骤进行操作,观察并记录下实验数据,包括仪器仪表读数、实验装置屏幕上显示的数字和图形等,最后學生按照要求将实验所用的设备、实验过程、数据、结果以及与理论对比等情况整理出实验报告。


  传统教学方法中实验模式清晰明了、有利于学生对课堂相关知识点的理解和记忆,也有利于教师控制课堂过程的秩序和节奏。但是验证性实验教学也存在明显的几点弊端:(1)任何专业的学生都是采用相同实验方法和步骤,被动机械的进行实验操作,一定程度上束缚了他们的主观能动性,使其缺乏独立思考和创新能力的培养;(2)验证性实验内容通常是对定理或理论的验证,虽然学生能够进一步理解知识点,但同时学生又容易限制在该理论课程中,缺乏运用新学知识解决新问题的能力,理论不能联系实际;(3)验证式实验是基础类实验,教学过程和手段相对简单,实验课上只要能得出正确结果就达到了实验课的目的,但是长时间或重复教学,教师容易产生疲劳情绪,降低教学热情,极大地影响教学效果。


  3实验教学方法改革思路


  3.1将验证性实验转换为设计性实验


  低年级本科学生仍处在中学到大学的转型期,教师应该以创新气氛、培养创新和应用能力开展教学。打破以往课堂学生不进行思考直接按照老师讲解操作的教学模式,变换老师和学生的位置,以学生为主体,激发学生发现问题、提出质疑。指导学生以理论知识点为实验目标,放手让学生自己设计实验。例如对于“戴维南定理验证”实验,戴维南定理指出,任何一个线性有源二端网络,总可以用一个理想电压源和一个电阻串联来等效代替。故而设计实验时应该把定理的条件,即任何一个线性有源二端网络作为已知条件,定理中等效即是实验结果。要想合理的设计出实验,必须提出至少如何构造线性有源二端网络及如何验证等效的两个问题。在预习报告实验设计上,教师应该引发学生大胆提出质疑,放手让学生自己解决问题,帮助学生克服怕实验错误或失败心理,鼓励学生采用不同的方式和手段来实现实验目的,并锻炼他们对实验文字的处理能力,在预习报告中详细写明实验思路和实验步骤。


  3.2扩展验证性实验中基本定理应用


  通过验证性实验,学生进一步巩固和掌握知识点,除了运用基本知识、分析、解决一些简单问题,把理论和实际结合起来加深对理论的理解;而且要通过实验能够灵活的运用理论,举一反三,培养学生对复杂问题解决的能力。例如戴维南定理,在电工学中,通常用来求解某一支路电流和电压,其中等效电压为网络开路电源电压。在实践检修电路时,常会用万用表对电路进行检测,测量电路的电阻就是红黑两只表头测量两端网络电路的电阻,测量电路的电压就是二端网络的电压值。实验教学中可让学生使用万用表进行电路检测实验。在电子学中,戴维南定理同样适用于含受控源电路和含晶体管放大电路中,依据戴维南定理原理对放大电路进行简化,并且利用简化电路表示放大电路的各个参数关系,学生能很快理解晶体管放大作用了。电机学具有基础课的性质,又兼有专业课的特点,是一门运用电工技术来解决实际工程问题的课程。对于电气工程等专业的学生,戴维南定理在电机学中实际应用十分广泛,若能够在电机实验中,合理的安排利用戴维南定理实现对变压器的折算电路和阻抗变换、电动机的折算电路等,将很大程度上让学生将理论和实际结合起来,培养学生处理实际问题的方法和技能。


  3.3看重实验教师岗位,提高自身能力


  教师是进行实验教学改革的另一个关键,这不仅要求实验室有一流的硬件设备,更需要责任心强、创新应用水平高的实验教师队伍。在将验证型实验通过教学改革推进为适应于不同专业的设计或应用型实验时,这就对优化实验教学师资队伍提出了更高且更明确的要求。校目的在于培养应用型本科人才,既要培养出能够熟练掌握应用现代科学技术,又能准确分析科学技术数据的学生,故而实验教学在整个教学过程中占有举足轻重的地位。实验教师虽然是面对面指导每一位学生操作与交流,存在过多且无法计算的工作时间,但实验教师的工作过程能够直接向学生展示求真、求实、探索创新的科学精神,教师更应该提高教书育人的责任心。同时,实验教师与理论教师还有显著的不同,他们需要通过培训提高思想政治素养、学术科研水平、实验教学经验以及组织管理能力,以保证及时跟踪现代科技发展现状的基础上,合理利用先进的实验仪器,设计先进的实验方法,对学生创新意识和创新能力进行培养。因此,实验教师要创造条件,理论结合实际,从实验教学的角度出发创造实验教学的新台阶。


  4结语


  电工技术教学内容实际上与生活中的电工电子技术和应用息息相关,通过对验证性实验进行教学改革,有利于提高学生对实验课程的认识,以学生为主,主动让他们参与设计实验,教师引导学生大胆创新,通过扩展实验的应用领域,学生和教师都将获得良好的实验效果,与时俱进,不断改进和教学方法,才能有效地提高学生的应用和创新能力,为培养出应用型本科人才奠定坚实的基础。


  作者:张倩昀

    [参考文献] 

  [1] 张志洁,王风彬,鞠熀先.验证性实验教学中的创新意识培养[J].实验室研究与探索,2005(24). 

  [2] 付金山,李文星.电工电子实验教学改革与思考[J].新乡学院学报,2007(24). 

  [3] 秦曾煌.电工学电工技术[M].高等教育出版社,2009. 

  [4] 褚雪莲.戴维南定理及其应用[J].中等职业教育,2012(02).