时间:2022-11-04 22:41:09
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学生姓名:XXX 学生学号:XXXXXXX 指导老师:XXX 实验成绩:
实验中遇到的问题以及解决的办法:
(一)实验一《电路仿真工具Multisim的基本应用》
1)在元件的选择上没有做到精确选择,以至于在连接电路时,元件参数值的选择难以更改。
2)在示波器显示图形时,由于参数设置不理想,导致两个图形重合难以区分。解决办法:调节示波器扫描频率以及y轴灵敏度。
(二)实验二 用Multisim对电路图进行仿真处理,测出电路元件的电压电流值。
在这次试验中基本没有出现什么问题,主要的就是电路元件的选择以及电路图的连接,记下仿真值。
(三)用万用表和试验箱验证基尔霍夫定律
1)在实验开始检查试验仪器:万用表是烧了的。我们需要换掉万用表中的一个小元件。把万用表跳到蜂鸣档,万用表发出叫声,证明万用表是好的。
2)实验测量值与仿真值大小几乎相等,但是符号相反。解决方法:检查电路,发现电路中有元件的正负号接反或是万用表的正负号接反,调整电路的连接。
3)实验中发生了几次烧表现象,主要是因为在将万用表电压档调节到电流档时,忘记改接表笔,导致烧表。解决办法:同桌互相帮助,一个表专门测电压,另一个表专门测电流。
(四)验证戴维南定理以及诺顿定理
关键词:电工 教学
中图分类号: G42 文献标识码: A 文章编号:
中职学生普遍学习基础差,如果用普通中学的教育方法,很难取得好的教学效果,所以笔者根据自己的教学,总结出下面几点经验,提高了学生学习兴趣,改善了教学效果。
一、适当降低教学内容的难度,教学应以“够用就好”为原则。
中职学生理论水平较差,电工学的教学应以“够用就好”为原则,在内容上,让学生只需掌握所学知识的功能和作用,没有必要进行理论上的推导和论证,防止给学生造成痛苦,产生厌学情绪。另外,还应该注重技能方面的教学,做到理论联系实际。比如介绍电路的基本概念时,对于电压、电阻、电流,让学生自己用实验知道这几个电工学物理量的测量方法,及它们之间的关系即可,不必过于展开;而对于电容、电感,只让学生知道简单的结构原理,不需要知道有关它们的公式及计算。对于交流电部分,学生只要理解交流电是一种方向和大小都在不断变化的电流,能知道哪种图像是交流电就可以了,而增加向量的知识只能给学生带来痛苦。应增加电路串并联的知识,并让学生实际连接电路,为以后连接电动机控制电路打下基础。
二、采取多种教学手段和方式,激发学生的学习兴趣。
兴趣是最好的老师。中职学校学生普遍厌学,改变传统的“填鸭式”教学模式,采用适合职业学校学生特点的教学方法,使课堂由教师单方面的传授,变为学生主动自主的学习。有的课程可以采用多媒体手段,是复杂的概念形象化;有的课程可以采取启发诱导式的教学方法,在教师的启发诱导下,学生积极动脑,踊跃参与,使课程顺利进行;有的课程可以进行项目教学法,把学习内容变为任务,学生分成小组,每个小组,成员组织、分配、协商、讨论,然后,分配给每一个成员各自的任务,通过实践(实验),主动思考和研究自己学习的内容,同时又与他人有协作关系,在团队合作中完成课程。这样,学生容易克服厌学、畏难情绪,激发他们学习的兴趣。
三、并有意将初中物理知识渗透其中,使学生易于接受。
物理是电工课程的基础, 物理又是一门以实验为基础的学科,对于电气制造、维修、安装行业的人员都离不开物理知识。物理知识的渗透有助于电工课程的学习。比如在基尔霍夫定律的教学中,从分析物理知识中简单电路的串、并联电路的特点入手,一方面通过设疑,引出复杂电路,而后又向学生提出用串、并联电路特点来解答复杂电路是否可行的问题,把学生推向“心求通而不能,口欲言而弗达”的思维状态,使学生产生对探求新知识的欲望。另一方面,则通过串、并联电路的特点,学生所熟悉的知识,来引出基尔霍夫定律。
四、合理安排好实验(实训)教学,加强实验技能的培养
相对于普通教育而言,中职学校人才培养更注重培养学生的动手能力,电工是一门实践性很强的课程,侧重于对学生实验技能的培养。对理论基础较差的技校学生而言,难以理解和应用的内容恰恰可以通过实验课来验证和巩固。一方面, 实验课从视觉上比理论授课更加生动具体。例如, 对大多数学生而言不好理解的三相交流电, 在实验课上可以用灯泡串联电阻代替三相电路, 学生能直观地看到灯泡亮灭的变化,并通过电压、电流的测量来理解和掌握电路某一相的短路与断路时的后果,从而加深对三相电路的认识。另一方面, 在实验教学中,可以提高学生识别电路符号、分析电路的能力,还可以为学生提供设计简单实验电路的机会。教师可以要求学生在课下根据实验题目自己拟定实验方法、实验步骤以及所需使用的仪器设备。在上实验课操作之前,教师先进行检查,发现问题和学生一起讨论、解决问题,然后学生进行独立操作,测出实验数据, 最后写出完整的实验报告。这种办法有利于培养学生的动手、动脑习惯,提高学生的实际操作和研究问题的能力。
四、引入理实理实一体化教学、项目化教学,让教学贴近企业
中职教育的任务是为企业输送技能人才,这就要求教学要实用,要贴近企业。当前,一体化、学名化教学能够适应这一需求,尤其适用于电工学等专业课教学。一是电工学模块教学要求打破现有教材章节顺序,把类似概念放在一起相互比较,集中讲解则可起到事半功倍
的效果。比如电气控制线路模块,将三相异步电动机倒顺开关、接触器联锁等正反转控制放到一个模块讲解,让学生更好地理解正反转控制方法,拓展学生设计电路的思路。另一方面,一体化教学能够很好地适应人们的认知规律,每个课题模块的专业理论内容和操作技能的
讲授、指导均由同一教师承担。可以分两个阶段进行:第一,知识了解阶段,教师把基本理论知识讲解给学生,让学生掌握一定的理论基础;第二,技能训练理解阶段,重点是培养学生的动手能力,学生通过基本操作理解课堂上教师所讲的理论知识。学生操作时,教师结
(1)全面素质教育强调能力培养,重视因材施教实验教学也应该体现这种教育发展趋势。我们根据学生的差异,将实验内容分为两个层次:第一层次为基本层次的必修实验,绝大多数学生做完这些实验即可完成学习任务;第二层次为提高层次的选修实验,对学有余力者,可以选作一些选修实验,以利于学生的提高和拔尖人才的培养
(2)每次实验都要求学生必须提前预习,并写出预习实验报告,包括:实验目的,实验所用的仪器、设备和元器件,实验原理图以及学生根据自己的思路设计出的实际元器件的连接、操作图。学生在进入实验室时由教师检查其实验预习报告的完成情况,对没有完成预习报告者,规定不能进实验室,须等完成后再补做实验。这样,学生做起实验来就能心中有数,也使学生养成了良好的学习习惯。
(3)实验(训)课普遍采用先由教师讲解、示范,再由学生独立完成,做完后由教师检查并签名、登记方记入平时成绩记录的做法。在执行过程中,必然有部分同学较快做完,请老师过来检查,教师则有机会对不同的学生给予个别辅导。同时,无形中也对其他学生构成压力与激励,促其尽快保质保量完成实验。每到这时,现场气氛热烈有序,学生们都很活跃,达到了尽快掌握的目的。由于只有教师签名并作登记后才能计入平时成绩,个别在课内时间未能做完或缺课的学生会主动要求利用其它时间补做,从而保证了每个学生都能够同步完成学习任务。在实验教学过程中,尝试运用了现代教育技术手段,收到了良好的效果。首先,教学团队教师根据我院实验教学现状,充分利用多媒体技术制作课件辅助教学,起到了事半功倍的效果。在过去的实验教学中,首次实验课是在实验室进行的,由于实验室里没有座位、设备摆放等因素,给学生听课带来不便,很多同学不能直接获取教师授课信息,于是同学之间相互交流,造成实验环境欠安静;同时第一次实验直接进行电路定理的研究,学生没有熟悉实验设备的过程,甚至在进行了几个基础实验之后,有些学生对电路的连接、仪器仪表的使用和读数方法等知识仍不能很好掌握。
关键词:职业教育 学习兴趣 教学方法 实践实验
《电工基础》是高校相关专业的一门主要专业基础课。为了契合当前高职学校培养应用型人才的需要,有必要不断改进教学方法,以学好理论为基础,以训练技能为重点,加强学生的学习兴趣,提高学生的实践操作能力,从而提高教学质量。为今后的再深造或者工作提供必备的知识。
一、建立良好的师生关系,营造和谐的课堂氛围
1)让学生对专业课学习产生“好感”
现在的学生更追求个性与自我,对一样事务没有兴趣就会放松自我要求、就会走神、散漫,课后更加不会去温习巩固。而专业课由于其更加艰深的理论知识、复杂的计算、系统的逻辑推理,更让学生感觉枯燥而产生各种如同抗拒、害怕、反感等负面的情绪。这样的情绪会直接影响课堂教学的效果以及课后学生自学的过程。
2)老师对学生抱有充分的耐心
不仅仅是学生有负面情绪,老师也有。几乎所有的老师都会对听话、悟性高、自觉的学生产生好感,而将学习能力差、上课表现差、作业差的学生作为反面教材。像我们这样的高校,学生往往不是自己选择的专业,学生本身就迷茫,老师更加需要耐心指导,带领他们入门。
3)正确学习方法的传播
好的学习方法能让学生事半功倍,也能让老师轻松许多。除了讲授课程,应该适当提供一些良好的学习理科的方法,这些方法可以是老师自己的经验也可以是多年观察学生学习过程的总结。总之,让学生感觉到有途径、有捷径的可能,让他们愿意去试一试。大学的学习,从第一堂课起就应该强调自学的重要性,而给与他们学习方法,让他们去实践的过程也是不断提升学生学习能力的过程,不应该被忽视。
4)课程进度快慢结合,多归纳,多总结
高中的学习,使得学生习惯了高中课本、教材、笔记、课外读物中归纳总结的学习方式,让学生一进入大学就完全脱离老师,自学成才,是不容易的。所以根据不同班级不同学生的基础,在他们接受、消化迟缓的章节,合理地放慢节奏,帮助他们复习、反复巩固理论知识,对他们保持学习专业课的热情度是很重要的。学生一旦感觉到老师忽视他们的消化能力,一味追赶进度,他们会丧失自学的渴望、丧失跟上进度的积极性,更多的是抱怨与理由让自己消极。
5)多提问,多鼓励,引进竞争机制
课堂提问是非常好的互动方式,要有良好的节奏,让他们在你的问题后进入思考、回忆知识点的状态,课堂提问给与评分,优秀的当堂表扬,回答不出来的每节课提问这个同学,可以鞭策他课后复习,向老师或者学生请教。班级的同学尽管学习能力层次不齐,但是男女生往往形成各自的学习圈子,可以根据不同章节男女生的表现情况交替地进行鼓励、比较,让他们男女生有种互相较劲的感觉,活跃课堂的氛围。
6)适时使用多媒体教学
现在许多课程都采用多媒体教学,我觉得是很好的手段,但是任何事情都有两面性,如果从头到尾全是PPT 学生会失去兴趣,甚至会助长他们的惰性,懒得记笔记,懒得看PPT,有图片看两眼,没图片或者电路图就避而不看,低头玩手机。适时地放些多媒体,偶尔的视觉刺激,尤其是动态电路、正弦交流电路、谐振电路等比较难比较抽象的理论部分的时候,可以多找一些素材,反复放几个重点、典型的图片、理论知识点,让学生用影像记忆的方式牢记这些内容和推导过程。我觉得效果很好。
二、增加实验课内容的综合性,提高学生的实验满足感
1)绝大部分实验与理论同步进行
实验是高校锻炼学习动手、动脑,巩固理论知识的重要手段。《电工基础》是专业基础课,我认为实验尤为重要,许多实验的结论都是提纲挈领的骨干支架,必须要保质保量的完成,不可以松懈,不可以让学生滥竽充数,浑水摸鱼。为了保证手脑同步记忆、同步消化,我觉得专业基础课的理论与实验应该同步,比如讲完了基尔霍夫定律,就应该及时地进行实验验证,巩固这个定律的印象。而不要拖到学期结束的几周,没有理论课,全部实验课。
2)有些课程可以采取先实验后总结理论的办法
在叠加定理和戴维南定理的讲授中,我感觉到先做实验的效果更加好,甚至可以省去理论讲授所需要花费的巨大精力。在做这两个实验的时候,我采取一步步按部就班的方式,做实验,必须每组人按步骤完成了数据的填空,并请不同组别的同学把数据写在黑板上,才进行下一步。这样学生的实验步骤记忆犹新,而且实验数据更有验证的效果。最后通过不同组别的数据分析,得出实验结论,学生们基本上都不会忘记这两个定律的含义。
3)实验报告当堂完成
由于学生没有实验报告也没有实验指导书,采用的项目驱动式的教学材料,所以我会在实验课上讲实验目的、实验原理、实验步骤、图、表抄给学生,让他们全部写好了以后再进行实验,每组数据、图表都完成了当堂交作业,离开实验室。这样可以保证每个同学都是自己完成的,保证了实验的可靠性。
4)理论值与测量值的作用要体现
实验误差的讨论现在高校都不作为重点,但是我觉得理论值是应该先计算好、预估好,然后才可以进行实验测量数据,否则学生做完实验后不知道对错,不知道分析数据,老师告诉他数据错了,每组还要分析一遍原因,非常浪费时间。所以应该先教他们计算理论值、分析测量数据,然后才进行实验。这样在实验考试中,他们也能做到胸有成竹。实验的效果会更好。
5)注意观察做实验困难的同学
这类同学我会扣下实验报告,让他们有时间的时候来重做实验,需要指导的给与指导、分析。保证人人的实验都能够过关。
三、结语
1)学生学习的结果是有区分度,但是没有完全学不会的学生,只是他们需要更多的耐心和更丰富的教学手段来调动他们的积极性、兴趣。为学生营造一个有利于发挥自己学习能力的环境。
关键词:电路实验;实验教学
中图分类号:TM13-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 08-0000-01
《电路分析基础》是我校电子专业必修的专业基础课,在整个教学环节中是不可或缺的。实验教学的优劣将影响整个课程的教学质量。在传统的电路实验教学中,学员习惯以书本为准,实验方法按教员事先给定的模式和步骤,依葫芦画瓢作完了事,其结果是对实验中所运用的理论知识一知半解,实验手段模仿多,实验数据共性多,导致学员在整个实验过程中主体意识薄弱,求新、求异、求变是思想欠缺,分析问题、解决问题的能力不强。为此,我校的电路实验教学应结合先进的现代化教学手段,对现行的电路实验教学进行全方位的改革,以提高电路教学的整体水平。
一、改革实验实施方法
以往的电路实验教学多采用一种模式化的方式,即教员讲方法、步骤,学员按此完成。学员兴趣不高,极大地限制了学员的想象力和创造力的发挥。因此我们必须利用行之有效的手段提高学员做实验的兴趣,并在此基础上培养学员的创新能力。计算机软硬件和互联网技术的迅速发展为开展多媒体教学提供了便捷的途径,近几年来我校校园网络建设已经具有一定规模,利用校园网共享各种资源,可以大大提高效率。因此在电路实验教学的过程中应多方面发挥校园网的优势,提高实验教学的效果。
(一)调整实验内容。按照素质教育的目标,实验项目应该体现设计性、综合性和工程应用性,而传统的电路实验中包含了许多验证性实验,如基尔霍夫定律的验证、戴微南定理的验证等。这些实验非常简单,学员兴趣不高,但验证性实验往往又是辅助理论教学的十分有效的手段,不做又不行。为了节约有效的实验时间,可以把验证性实验做成生动形象的多媒体,让学员通过多媒体了解验证性实验,既节约了时间,又了解了整个实验过程。从而把实验时间更多用于设计性、综合性和工程应用性实验,如有源、无源滤波器的设计、回转器的设计等。
(二)改变预习方式。我校电路基础课一般在一年级下学期,学员对于实验仪器仪表的使用都不十分熟悉,因此必须预先学习,但如果仅仅靠在实验室的有限时间里熟悉使用各种仪器仪表,一方面占用了实验时间,另一方面也降低了实验室资源的利用率。因此可以将实验中可能使用的仪器仪表(如毫伏表、电压表、电流表、万用表等)使用方法以及常用的实验测量方法制作成多媒体教学软件,上载到校园网上,学员在网上就可以进行学习。这样既提高了学员的学习兴趣,又使学员在进入实验室前可以充分准备,大大提高了实验效率。
(三)转变实验过程。为了鼓励学员动脑筋,开发学员的创新能力,从工程应用出发,实验指导书中的实验任务只给出设计目标和技术指标要求,实验电路、实验方案和实验步骤由学员自己确定。完成实验以后,学员必须将实验原始数据保存一份在实验室的服务器中以备指导教师查阅,要求学员在课余写出一份详细的实验报告,包括实验原理、实验过程及实验结果分析,作为实验的平时成绩考核依据。
(四)验证实验结果。实验做完以后,可以让学员通过电脑运用仿真软件进行仿真实验,看仿真结果和学员自测结果是否吻合,既克服纯仿真的非真实性缺陷,又能利用计算机辅助设计指导实际电路调试,加快实验进程,从中训练学员这种新的与工程实际相适应的电路设计方法。
二、改革实验室的管理方法
(一)改变开放时间。过去实验室以小班为单位,定时安排实验。这样虽然方便实验室管理,但却不能满足广大学员的实验需求,因此,电路实验室应对学员全天候开放,学员根据实验教学的目标要求,自由安排时间进入实验室进行实验。
(二)实行网上预约。由于采用学员自主选择实验时间的方式,每个学员须要预约实验时间,如果学员都直接到实验室进行预约,将大大增加实验室工作人员的工作量,工作效率也很低,利用校园网的网上预约机制,学员可以在图书馆、学员宿舍和各公共机房不受时间限制地进行实验预约,不仅减轻了实验室负担,也提高了工作效率。
(三)运用电脑管理。设计一个电路实验数据库,将学员的专业、队、小班、姓名、学号、所做的实验、实验结果和实验成绩等存入数据库,形成学员的个人资料,实验前学员通过刷卡就可以调出自己的资料,并即时选定实验内容。既方便了管理,又方便教员随时查询、记录学员实验的情况。
三、改革实验考核方法
以往的考试方法是课堂上学员进行实验,获得实验数据,课后填写实验报告并交教员批阅打分,实验课结业以后再计算实验平均得分为实验成绩。其弊端如下:学员只关心每次实验的分数,为了分数甚至抄袭实验数据和实验报告,达不到预期的实验效果。因此电路实验考核方法要进行改革:电路实验成绩=基础性实验(40%)+阶段性综合实验(20%)+实验考核(20%)+奖励分(20%)
基础性实验。主要的目的是对学生实验基本知识、基本方法和基本技能的训练以及科学的实验态度、良好的工作作风、科学思维习惯、创新意识的培养。基础性实验开设5―10个,考核成绩取各次实验成绩的平均值。而一次实验成绩=预习报告(20%)+操作(40%)+数据处理(40%)。
阶段性综合实验。有利于激发学生学习兴趣,有利于培养学生独立工作能力和开拓创新精神。使学生受到实验全过程的训练,对学生综合素质和创新意识的培养具有不可替代的重要作用。阶段性综合实验开设6个:直流部分、交流部分和动态部分各2个(每部分选做1个即可)。
电路实验考试。是对学员运用理论知识的能力、分析问题的能力、动手能力的综合测试。电路实验考试的题目事先由教员拟订,要求学员通过所给的实验仪器、仪表,运用所学的电路理论知识、实验方法和实验技能,在规定的时间内自拟实验报告(报告的形式不限,但必须说明实验原理、方法和步骤),自搭电路,来完成某一实验,并得出合理的实验结果。考试一般采取2人一组,随机抽取考试题目。
关键词:应用物理;电工电子;教学方法
中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)35-0155-02
《电工电子学》是应用物理专业的一门专业必修课,在整个课程体系中占有重要的地位,是培养学生设计能力和创新精神的重要课程。在内容上,主要包含电路、电机、模拟电路和数字电路等。该课程的专业理论和实践性较强。对于应用物理专业的学生,由于缺少相关课程的支撑,在后续课程中的应用也较少,因而,在该课程的教学中存在一定难度。本文从教材选用、能力培养、兴趣引导及教学手段等几个方面做了一些探索,旨在提高应用物理专业《电工电子学》课程的教学效果,希望能对其他院校理科专业的《电工电子学》教学提供一些借鉴。
一、选用合适教材,突出能力培养
《电工电子学》的教材鳞次栉比,可以根据专业方向和学时安排进行合理选择。在前期教学中,河南工业大学针对应用物理专业的学生选用的教材是秦增煌主编的《电工学》(上、下册),学时安排是:两个学期各72学时(包含60学时的理论教学和12学时的实验教学)。但在教学过程中发现,学生对该课程的知识要求不断提高,更有学生考研想转向电类专业,因此,这套教材已不满足当前学校应用物理专业的教学需求。后来,学校及时修订教学大纲,将教材更换为邱关源主编的《电路》(第五版)、康华光主编的《电子技术基础――模拟部分》(第五版)和闫石主编的《数字电子技术基础》(第五版)。将上、下学期的学时调整为90学时和72学时(各含12学时的实验教学)。改革后,学生的学习积极性明显提升,教学效果也获得显著提高,并且对学生的考研和就业也是一种助力。
相关电路知识的学习可能对理科学生的专业学习帮助有限,但在培养他们分析、解决问题以及创新思维的能力方面却能让学生长期受益。因而,在教学中,学校以学生为主体,在传输知识的同时,突出能力培养。在每次课上,教师会留出10分钟的课堂讨论时间,给学生一些与生活相关的设计性题目,让他们自由想象,提出问题,给出初步方案。在作业的安排上,学校不搞题海战术,通常会挑选一些典型的题目,甚至就同一道题目鼓励学生用两种以上的方法求解。比如,对于含有受控源电路的戴维宁等效,在求等效电阻时,除了外加电源法和求开路电压、短路电流法外,还会鼓励学生用受控源的等效变换法进行求解。这样,在做作业的时候,学生不仅会深刻地理解相关知识,同时也会开阔思路,培养创新能力。有时,掌握相关的专业知识不是最重要的,比这更重要的是学生想象力的提升和对本专业的好奇心。学生一旦对某方面的知识产生浓厚的兴趣,今后的学习就是一项轻松愉快的享受过程。学习也由被动接受和灌输转变为主动探究和摸索,学习也由压力变成一种愉快的成长,这种转变对学生来说是最重要的。
二、利用多媒体教学,做好兴趣引导
多媒体在现代课堂教学中起着重要作用,可以让一些烦琐、枯燥的理论知识变得生动、直观。在课件制作上,我们会尽量减少抽象的文字和公式,而以动画和图片为主。比如,在讲解触发器的相关内容时,课件全部采用动画和图片,让学生按照动画演示,分析电路的结构,归纳触发器在不同赋值时的逻辑功能。再如,集成运放这一章的内容对学生来说,要想完全掌握有一定的难度,在讲解时,我们会给学生展示大量的实物图片,用动画效果展现集成运放的工作过程,在形成直观印象的基础上,引出理想集成运放的特征,让学生自己思考,得到理想集成运放的转移特性,总结出分析集成运放电路的基本依据。让学生参与课堂教学,这不仅能够更深刻地理解课堂知识,还能激发他们的学习兴趣。课堂教学不应该是教师的“一言堂”,教学应该是教师和学生共同参与的一个过程,尤其应突出学生的主体地位,才能真正改变过去那种低效的传统应试教学模式,真正走向素质教育,让学生的综合素质得到本质的提高,毕业后找到更好的工作,适应这个竞争激烈的社会。
启发式教学是引导学生学习兴趣的重要教学手段。针对应用物理专业的特点,在新内容的讲解上,尽可能从他们熟悉的物理原理出发,引入相关知识。比如,在讲解基尔霍夫定律时,让学生回顾电流的形成和电场力做功,从而得到电流的连续性和电场力的保守性,进而在讲解结点、支路和回路等相关概念的基础上,掌握基尔霍夫定律。再如,在讲解相量概念时,教师可以让学生自己来讲解物理中的“旋转矢量法”。这不但能将新概念和已知知识建立起对应关系,对学生理解新知识也会起到事半功倍的效果。
三、引入课堂实验,提高设计能力
纯粹的课堂讲授,特别是“填鸭式”教学会让学生感到疲倦,无所适从,引入课堂实验,不仅可以激发学生兴趣,同时也会让学生将知识学以致用,加深对相关内容的理解和牢固掌握。Multisim是一款功能强大的仿真软件,可以让学生不受实验条件的限制进行实验。在教学中,对较难理解的教学内容,教师可以在课堂上用Multisim软件构建一个仿真电路,展示实验结果。比如,在讲解替代定理时,可以设计若干仿真电路,利用软件中的虚拟仪器进行测量并对结果进行分析,从而让学生对定理的内容获得一个直观的印象,加深理解。再如,在讲解组合逻辑电路的设计时,可以在已有提示的基础上,给学生布置一个仿真作业(如四人抢答器或电子秒表等)。这样,在掌握知识的同时,也会培养学生的动手能力,激发学习兴趣,增强学习信心。任何知识都不能只停留在理论层面,必须让学生积极动手动脑,亲身去实践、去操作。只有在操作过程中,学生才能发现自己理论知识的掌握情况,才能在以后的学习中有目的地进行查漏补缺,才能更好地学习理论专业知识。而且,实践的过程有助于增强学生对已有知识的记忆,使这些专业知识得到更好的巩固和理解,突发新的灵感,提高创新能力。
除了课堂仿真实验外,更重要的是通过实物实验来提高学生的设计能力。我们在每一个学期都会安排12个学时的课内实验。针对应用物理专业没有专业电工实验室的问题,我们会与学校的电气学院合作进行实验教学。在实验内容的选择上,着重于那些技巧性强、设计思路灵活的实验。比如,在电路部分,我们选择的是戴维宁定理和诺顿定理及RLC电路的串、并联谐振和集成运放电路等;在模拟电路和数字电路部分,我们选择的是共射极放大电路、带倒计时功能的四人抢答器及电子秒表等。在实验时间的安排上,我们在每讲过一个相关内容后,马上安排相关实验,这样能够促进学生对相关知识的掌握。在实验完成后,我们会要求学生提交实验报告,并总结实验中的问题,提出改进措施。通过这些实验,学生不仅可以掌握相关知识,更重要的是可以学习一定的实验设计方法,提高设计能力,增强应用物理专业的就业竞争力。
四、注重知识目标,兼顾考研学生
就业是高等院校培养学生的基本目标之一。目前,应用物理专业学生的就业率逐年加大,而且一部分学生在考研时会转向电类专业。针对这种情况,在课程教学上,教师可以在完成教学大纲知识目标的同时,兼顾考研学生。对于教材中的一些选讲内容,可以抽出少量课时进行讲授,供学有余力和考研学生选学。在习题课的安排上,在讲解教材习题之外,也可以加入一些考研题目,这些习题并不要求全部学生都掌握,仅供有考研需求的学生参考。除了正常的答疑时间外,教师可以为考研学生留出专门的答疑时间,并在研究生考试前,为考研学生进行专门的辅导。
五、结语
随着电子技术的不断进步,《电工电子学》已经成为理工科专业的一门重要课程,在学生的知识掌握、能力培养及考研就业方面占据重要的地位。本文根据笔者近年来的教学实践给出一些浅显的改革措施和教学心得,以期对广大教师与学生有所帮助。近年的教学探索和实践表明,这些举措对应用物理专业《电工电子学》课程的教学及其在激发学生兴趣、提升设计能力及提高就业竞争力等方面有很好的效果。作为理科专业《电工电子学》的教师,仍需要更加深入地进行教学实践,不断修正、发展教学模式,使改革更加完善、深刻,达到更好的教学效果。
参考文献:
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从教材内容着手,充分利用实验室现有的仪器设备以及计划新购置的仪器设备设计开展的实验项目,修改原有的验证性实验,按照验证性、基本技能训练实验占40%,综合性、设计性实验占40%,研究创新性实验占20%的原则,删除了叠加原理、戴维南定理和诺顿定理的验证性实验,增加了电路故障判断实验、常用电工电子仪器仪表的使用实验、电动机星形-三角形降压启动控制实验、电动机顺序控制实验、变压器使用等实验。修改后的实验教材在传统实验教学的基础上,增加综合性的课程设计内容。突出应用性、技能性、综合性和创新性。同时在教材中还注意理论知识与工艺实践相结合,基本知识与现代应用技术相结合。
2实验内容和方法的改革
(1)直接面向元器件。
原有电工电子技术实验是在实验台上做,接线容易,安全可靠,灵活性好,指导老师准备实验方便等。但也有其缺点,学生做实验看不到真正的设备元件,例如学生仅能从操作面板上的符号看到哪是线圈的接线柱,哪是主触点、哪是常闭触点、哪是常开触点,实验时看不到这些具体的元件。对于在实验中出现问题不容易查找故障出在哪里,只是机械地跟着老师做。现在是把实验箱外壳打开,使设备元件露在外面,让学生清晰地看到设备元件与实验板的连接线,看到设备的动作过程,提高了学生分析故障原因和解决问题的能力,因此学生做实验的兴趣也比原来提高了。
(2)对于一些常规性和验证性的实验,所用到的元件参数不固定。
例如验证基尔霍夫定律,只规定在实验中所用到的元器件个数和元器件参数的大致范围,自己制定实验所用的元器件个数和参数。老师仅对实验的重点、难点和容易出现的问题进行分析指导。这样实验过程中每组实验数据不一样,每个人都需要用心去做。
(3)教学组织与实施。
实验的前期阶段主要进行基本技能的训练,包括认识印刷电路板,手工焊接练习,认识和检测常用电子元器件。实验的后期阶段进行电子产品组装焊接训练。我们根据学生的兴趣爱好和能力,因人而异,针对性的进行训练。对于动手能力和接受能力比较差的同学,让其组装简单的电子产品,例如稳压直流电源、单波段收音机等,在实验过程中给予他们重点指导,鼓励他们克服思想障碍,树立信心,制作好作品;对于动手能力中等的学生,让他们组装相对比较复杂的万用表、电话机等套件;对于动手能力和接受能力都很强,并且对电子技术特别感兴趣的学生,要从设计制作上来要求,首先让他们自己选择电路内容,自己制作印刷电路板,自己选择电子元器件,制作期间要给他们指导设计思路、印刷电路板的布局、检测、安装工艺、排除故障和调试技巧等,这部分学生需要用比较长的时间,可以在业余时间继续制作完成。
3实验考核的改革
合理科学的实验考核制度,对于保证实验教学的质量有重要作用。实验考核制度一般包括参与实验的态度、知识掌握的深度、操作能力、安全文明等方面的内容。例如,对电子元器件识别和检测能力、元件安装焊接工艺质量、调试都进行考核,每一项都有具体评分标准。考试期间指导教师如实地做好每个学生的考核记录,并且结合学生出勤和实验报告来综合评定最后成绩。具体做法:一是实验成绩的组成比例。平时成绩占50%,实验考试占50%。二是考试资格。实验课原则上不准请假,对于遇到特殊情况请假的学生,要求他们回校后需要补做完落下的实验才能参加实验考试,否则不能参加实验考试;迟到、早退在三次以上者取消实验考试资格;不交实验报告的学生取消实验考试资格;实验课不遵守课堂纪律和故意损坏仪器者取消实验考试资格。三是未取得实验考试资格的学生,实验成绩按零分记。四是在考核前安排实验室开放时间,学生可自行预约到实验室试做。
4改革后的教学效果
从学生在电工电子实验过程中和实验报告中反馈的信息来看,改革后学生普遍认为电工电子实验对自己实践能力有很大的提高。
(1)学生的角色发生了转变。
电工电子实验要求每位学生独立制作完成自己的作品,可以根据自己动手能力、接受能力和兴趣爱好来选择适合自己的实验内容,遇到疑难问题要独立思考,老师只是起点拨指导作用,由学生自己动手解决实际问题。学生由被动变为主动,由原来的教育对象变成教育合作对象。
(2)调动了学生的学习积极性。
学生亲自制作电子产品,并且调试成功,学生体验到完成一项任务具有的成就感,更加激发学生学习电工电子技术实验的积极性。
(3)培养了学生的实践能力,克服了眼高手低的毛病。
电工电子实验不但让学生尝到了许多课本上无法学到的知识,而且还培养了学生分析问题和解决问题的能力。通过电工电子实验,锻炼了自己的毅力,培养了做事认真细致的习惯,体会到了眼高手低的感觉,认识到了理论与实践相结合的重要性。
(4)通过实验开放解决了实验课时数少的矛盾
特别是对一些学习比较好、动手能力强的学生,能够满足他们的求知欲,给他们一块创新的天地。
5结束语
【关键词】大学物理实验设计性
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)3-0204-02
大学物理实验作为工科学生的一门重要基础课, 在培养学生的动手实践能力、研究创新能力以及解决问题的能力等方面, 发挥着举足轻重的作用。然而在传统的实验教学中, 实验项目大多属于验证性和测量性实验, 教材已经详细的给出了的实验目的、实验仪器、实验原理以及数据处理方法。学生只需按部就班地在实验室已安排好的实验仪器上进行调试、测量、记录,并进行适当的数据处理,便可以完成实验。可见传统实验只是对已有知识的简单验证和重复。显然无益于培养学生的解决问题的能力以及创新思维能力。因此有必要对传统实验教学进行改革,近年来, 教育部明确规定实验项目中应增加一定比重的设计性实验,研究性设计性实验也越来越受到各大高校教学工作者的重视 。
设计性实验是在学生在具有一定知识基础、实验技能以及数据处理能力的前提下,自行设计实验方案、实验仪器,独立进行操作和测量,解决实验中遇到的各种问题。这种实验对于培养学生分析、解决问题的能力以及创新能力大有裨益。
大学物理设计性实验的基本程序包括提出实验方案;选择实验仪器;制定步骤;实施实验操作;处理数据;撰写实验报告。笔者结合具体实验教学谈谈对如何开展设计性实验的几点看法。
一、 实验方案的选择
实验方案的选择即实验物理模型和方法的选择。同一个实验可以选用不同的实验物理模型。同一个物理模型有可以选择不同的实验方法。如重力加速度的测量就可以选用单摆模型和自由落体模型;转动惯量的测定既可以用刚体转动模型也可以用三线摆模型。而电阻的测量,根据欧姆定律和基尔霍夫定律有伏安法和比较法(电桥法和电位差计法)等。
学生应根据自己的选题,查阅有关文献、资料、收集各种实验原理和实验方法(即根据被测量和可测量之间的关系,找出各种可能使用的实验方法),然后比较各种实验方法的优劣性(如实验精确度、使用条件以及在学校实验实所能提供的仪器条件下的可行性等),最后确定一种具体实施方案。
二、测量仪器的选择与配套
通过待测的间接测量量与各直接测量量的函数关系导出不确定度传递公式,并按照"误差的等量分配原则(不确定度均分)"原理,将对间接测量量的不确定度要求分配给各直接测量量,由此选择精度和量程适合的仪器。
注意:"不确定度均分"只是一个原则上的分配方法,对于具体情况还可具体处理。比如:
由于条件限制,某一物理量测量的不确定度稍大,继续降低不确定度又比较困难,这时可以允许该量的不确定度大一些,而将其它物理量的测量不确定度降得更低,以保证合成不确定度达到设计要求。另外,由有效数字运算法则可知,所选测量仪器的测量精度(有效数字位数)应大致相同。为了合理使用仪器,达到相应的测量精度,在选择仪器时应根据实际情况,兼顾仪器的等级和量程,使仪器的量程略大于测量值即可。
三、测量条件与最佳参数的确定
在实验方法及仪器选定的情况下,选择有利的测量条件,最大限度地减小系统误差。如用单摆测重力加速度时,我们选用的实验装置必须满足:球要小,可看成质点;线要轻,可忽略摆线质量;摆角要小于5°,以满足公式 的要求。又如一般电表读数的最有利条件是选取电表刻度盘的2/3附近的区域。
另外,环境条件如温度、湿度、气压、射线、电磁场、振动等,对仪器的正常工作都会有一定的影响,也会引起系统误差,所以选定合适的测量环境也是不可忽视的。
四、数据处理方法的选择
在选择数据处理方法主要有列表法,作图法,逐差法和最小二乘法。列表法简单明确给出物理量之间的对应关系,便于分析和发现数据的规律性;作图法具有形象直观的优点;逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组;最小二乘法通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配。利用最小二乘法可以简便地求得未知的数据,并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。所以应根据实验数据特点充分考虑每种数据处理方法的特点进行选择。
通过多年的教学实践证明开设大学物理设计性实验,让学生自行设计实验,相比传统实验教学,充分地发挥了学生的主动性, 提高动手能力、分析判断及逻辑思维能力, 为学生的创造力发挥提供了更为广阔的空间。相信, 通过不断的实践、改进、再实践, 大学物理设计性实验在提高力高教学质量、培养学生素质及能力上发挥越来越重要的作用。
参考文献:
[1]饶益花. 大学物理实验教程[ M] . 上海交通大学出版社, 2011
[2] 张雄, 王黎智. 物理实验设计与研究[ M] . 北京: 科学出版社, 2001
[3] 周殿清. 深化物理实验教学改革, 努力培养创新人才[ J] . 物理实验, 2001, 21( 特刊) : 3~ 6
关键词:电路 实验 高职高专
电路是一门研究网络分析和网络综合设计的基础工程学科,是电类各专业共同的理论基础课,电路实验是电路教学过程中的重要环节,以培养学生的动手能力、创新意识、科学研究的能力为目的。而对于高职高专院校如何提高学生的实际动手能力和实践水平,使之具备良好的工程素质与独立开展工作的能力,则是一个值得探讨的课题。
一、建设适合高职高专学生的电路实验室
实验室是高职高专院校人才培养的重要保障,一个适应学生需求的实验室才是好的实验室。因此,在实验室建设过程中要多方征求任课老师的意见,从学生的实际出发,购买适合本层次教学的仪器设备。
1建设“看得见,摸得着”的实验室。现在的电路实验设备都趋于集成化,大部分实验都用实验箱(台)来完成所做的实验,几乎所有的电路都是封闭的。因此,学生对电路的结构了解不够,使得学生只能机械地、被动地连线、读取数据,再套用公式,分析数据。只要连线正确、实验仪器仪表完好,学生也能完成实验,整个实验过程中几乎看不到一个实际的元器件,学生记住的也都是些电路符号,这种集成设备对于搞理论研究是非常简单易操作的。但对于高职高专院校的学生,他们将来要到工厂一线去工作,需要真正了解掌握各种元器件的形状性能和实际过程中会产生的问题。因此购置一些开放式的实验设备,让学生“看得见,摸得着”更有助于学生了解实际的操作过程,提高他们的动手能力。
2引入电脑仿真,掌握现代化工具。仿真功能强大的电子设计自动化EDA工具在工程设计中的应用日趋广泛,为了适应市场需求的变化,高职高专教育必须与科技的发展同步,培养的学生必须面向未来,面向市场,学校应积极创造条件,开展电脑仿真实验教学,让学生掌握现代化的工具。
二、改进实验内容
实验内容的设置是实验课的关键,要按照教学大纲总体要求,及学生的知识、能力水平来优化实验教学内容。因此可将高职高专电路实验内容划分为基础型应用型实验、验证型实验和综合设计型实验3个教学模块。根据实验的特点,制定出相应的实验内容。
1基础应用型实验。基础应用型实验侧重于掌握实际电路元器件的性能、电路的排线走线和仪表的使用。例如在电路元器件伏安特性测试的实验中,我们使用PCB焊接板和真实的电阻、二极管等元器件。让学生学习焊接电路,认识各种元器件及其性能,掌握如何测量焊接电路中的各种参数。作为学生第一个接触的电路实验,这种实验方式更容易激起学生的学习兴趣。
2验证型实验。像基尔霍夫定律、戴维南定律、诺顿定律等验证性实验,学生的学习目的是掌握电路分析的方法,这类实验可以通过仿真实验来进行。软件仿真实验环境是理想的环境,消除人为操作因素对测量精度造成的影响。可以使测试数据更贴切,误差更小,更有助于学生理解电路分析的方法,而且用软件仿真做这类实验可以节省实验时间,在同样的教学时间内学生可以通过软件验证更多定律。
3综合型实验。此模块着重于培养学生综合运用所学理论知识和实验技能,主要目的是通过对具体项目的设计、安装测试、书写总结报告来锻炼学生的工程实践能力和运用能力。学生需要对设计的电路进行仿真调试,解决理论上的问题,还需要焊接好设计的电路,解决实际过程中可能出现一些故障。因此我们可以把实验台和仿真联系一起做实验,在PCB板上学习实际电路设计,用仿真进行验证及调试,观察电路现象。
在电路的教学过程中引入电路仿真和焊接电路板就可很好地解决电路实验中存在的不足,使电路实验与电路仿真,电路焊接有机的结合在一起,优势互补。共同促进学生对电路课程的学习、理解和掌握,使学生动手能力、创新意识、科学研究的能力有所突破。
三、优化实验过程 改进教学方法
1合理分配实验课堂时间
电路实验是以训练学生的基本实验技能为主,培养学生的实验操作、实验观察、解决实验问题和分析实验数据的能力。指导教师在实验前应重点介绍仪器仪表的使用和注意事项,不必详细讲解实验原理、任务和步骤,以促使学生事先主动地预习实验内容,对实验中出现的现象,能通过思考自己得出结论。以2课时的实验为例,一般讲授时间不超过半小时,20分钟左右为宜。
2重视实验过程,改进教学方法
实验课不仅仅是为了得出实验数据,实验的过程才是教学实验的根本。对于不同的实验课我们要用不同的教学过程和教学方法,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
(1)普通类实验:我们可以让学生自己设计电路选择合适的器件,先从理论上分析是否合适,再讨论在实际应用中会存在哪些问题,比如电路元器件伏安特性的测定,二极管元件为什么要串联个电阻,电流表外接内接有什么区别。启发学生去思考,去分析得出结论。实验中由于器件、接线等原因,常常会出现故障。对于一般性故障,教师不必亲自动手,而应指导学生自行练习排除,这也是提高学生实验技能的一个很重要方式。
(2)综合电路设计实验:在前面实验的基础上,我们可以放手让学生独立完成,分配好实验过程,比如分成三个阶段:①方案论证和方案提交,在这一阶段学生要明确为什么要做,怎么做,明确设计和实验的要求。②单元电路的设计和仿真,在这一阶段学生要选择电路元器件、计算参数、查阅相关的资料等,要注意电源电压的范围是多少?是单电源还是双电源?元器件的主要指标是什么?元、器件相互之间的电平是否匹配?元器件的输入、输出阻抗是多少?允许的输入电压、电流是多少?输出驱动的能力如何?这样可以充分检验基础理论知识和工程实践能力。③实现、调试和验收,由于实验设计最终的目的是要做出能够实现某些功能的电路或设备来,仅仅停留在计算机仿真这个阶段上是不够的,更何况计算机仿真与实际的电路还有一定的差异,还不能完全等同。因此在焊接电路时,要一部分一部分地调试,充分利用电子仪器设备来观察波形,调整数据,发现问题,解决问题。
3重视实验报告的批改
通过实验报告,可以充分反映学生的思维是否敏捷,概念是否清楚,理论基础是否扎实,工程实践能力是否强劲,分析问题是否深入,学术作风和工作作风是否严谨。所以撰写报告是锻炼综合能力和素质培养的重要环节,要提高对实验报告的重视,找出学生实验报告中的问题,及时纠正和提醒学生。
四、结束语
电路实验是电子类专业重要的技术基础,做好电路实验才能保证后续课程的实验有效地进行。实验教学是高职高专院校培养人才的重要环节,只有提高实验教学的水平,才能为国家经济建设培养大量综合素质高,专业技术能力强的人才。
参考文献:
[1]徐钦民. 电路实验与Matlab/Smi ulink仿真[J].天津理工学院学报, 2006
[2]刘曦. 电子技术综合型实验中的教学管理[J].科技资讯,2010