实验中心工作思路汇总十篇

时间:2022-07-25 10:06:14

实验中心工作思路

实验中心工作思路篇(1)

文章编号:1672-5913(2013)14-0081-05 中图分类号:G642

1 网络工程专业人才培养

高等学校网络工程专业的培养目标是培养德、智、体全面发展,具有深厚的专业基础知识和扎实的专业知识,能从事网络工程的规划设计与实施、网络设备和网络协议的研发、网络应用系统的设计与开发、网络管理与维护、网络安全保障等技术工作的高级网络技术人才,满足我国信息化建设人才的需求。

网络工程专业源自网络技术的发展、网络应用的普及和社会用人单位对网络系统建设、管理与维护的需求,课程体系的制订和课程内容的设置必须反映当前网络理论与技术的最新进展,还应遵循“需求驱动、宽基础、强化实践能力培养”的原则,坚持理论与实践相结合,知识与能力并重,强化工程实践训练。网络工程专业人才的培养包含侧重于素质培养的基础知识和侧重于能力培养的专业知识。学生在公共基础课程知识学习的基础上,再根据社会用人单位的需求、个人爱好特点和发展潜力,学习网络工程专业知识并实践,进行组合式的能力培养。学生通过知识的学习掌握、能力的训练和素质的养成,达到了三者互相促进和协调发展的效果。

1.1 课程知识体系

网络工程专业是在计算机科学与技术、通信技术和电子科学与技术等专业基础上产生和发展的一个新专业,因此该专业知识与这些领域的专业知识有不同程度的交叉与重叠,但又有自己独特的内容。根据青岛大学应用基础型人才培养特色名校建设的发展目标和网络工程专业的发展特点,我们经过近10年的探索,逐渐形成了图1所示的网络工程专业课程知识体系。

1.2 核心课程群建设

网络工程专业课程具有与通信和计算机学科知识交叉,涉及复杂概念、协议和技术,课程内容来源于科技创新实践等特点。根据网络工程专业课程特点和课程知识体系,青岛大学信息工程学院建设了计算机网络核心课程群。计算机网络核心课程群包括计算机网络原理、计算机网络管理、Linux操作系统、信号与系统和通信原理5门课程。其中,计算机网络原理是学科基础课,计算机网络管理和通信原理是两门专业基础必修课,信号与系统和Linux操作系统是两门专业选修课。

计算机网络原理主要讲授计算机网络的基础概念、基本原理和基本方法,要求学生掌握计算机网络的基础知识、TCP/IP协议的体系结构、网络分层参考模型的各层功能和典型网络协议,了解典型网络设备的组成、特点和工作原理,能够运用计算机网络的基本概念、原理和方法进行网络系统的分析、设计和应用。信号与系统主要讲授连续时间与离散时间信号与系统的定义及分析方法,包括3大变换(傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换)的基本内容与应用、线性非时变系统的基本理论与基本分析方法,培养学生运用信号与系统的基本理论和分析方法解决实际问题的能力,为学生进一步学习通信原理奠定基础。通信原理主要讲授现代通信的基本原理与基本方法及提高通信系统性能的基本技术措施,其中数据通信的基础知识(如传输介质、数据编码、信道复用技术、差错控制、数据交换技术等)为学生学习网络工程专业课程奠定基础。计算机网络管理主要讲授网络管理系统的体系结构、管理功能域、主要协议SNMP、管理信息库组成、远程网络监视功能、网络管理系统的应用以及开发方法。Linux操作系统主要讲授Linux系统的用户管理、文件系统管理、设备管理、shell编程及基于C语言的模块编译等。通过学习这5门课程,学生能够分层次地逐步完成网络工程专业核心课程的学习,具备网络协议分析设计与实现以及网络系统配置、管理与维护的能力。

2 创新思维教学法及实践

当前网络工程专业课程教学中存在如下问题:(1)传统的教学模式中,教师在课堂上侧重传授专业知识,课堂以“教师讲、学生听”为主,学生缺乏创新思维方法训练;(2)专业课程虽然内容丰富,但课堂授课只着重于单门课程知识本身,没有课程知识在网络应用方面的拓展;(3)学生参与课程学习的主动性较弱;(4)部分学生对于课堂理论知识掌握得较好,但知识拓展和创新能力不足。

2.1 创新思维教学法

科学思维的内涵是相信存在客观事实,愿意探究和认识未知事物;基于已有经验知识和理论知识,通过思考提出对未知事物的猜想,通过科学方法进行推理论证,得出事实。科学方法是认识改造客观世界的手段、方法和工具。科学方法有两类:一类是描述事实的经验认知方法;一类是解释事实的归纳、演绎和推理方法。

先进的教学方法应当以培养善于学习者和创新者为目标,教师应有传授专业知识和培养学生创新能力的责任。学习的一般认知规律是学习新知识时以知识点为基础,逐个学习各个知识点,积少成多,形成知识体系,达到掌握该领域知识的目标,而学生创新能力的培养需要在专业课学习中不断融入创新思维训练;因此,教师传授专业知识是基础,对学生进行创新思维训练是保障,将两者结合起来才能更好地培养创新人才。

我们提出的创新思维教学法CTT=Function(Knowledge,Question,Interactive,Experiments)包含如下核心要素。

(1)Knowledge是课程知识点。知识是基础,知识包含低层次的经验知识和高层次的理论知识。观察报告、实验记录等经验知识是由一系列“是什么”组成的知识,而用来回答“为什么”的则是理论知识。

(2)Question是探究性问题。问题是驱动,教师在备课阶段需精心准备每个知识点所包含的具有启发性、能引起学生兴趣的探究性问题,引导学生课前带着问题预习,进而参与课堂教学;课后通过研讨交流给出问题的解决方案并进行知识的拓展与应用。

(3)Interactive是师生互动。学生通过课前预习思考,对探究性问题有了初步认识;在教师授课时,可以参与到授课过程中,加深对理论知识的理解和掌握;课后通过教师博客、网络教学平台和研究型学习与创新项目,增强师生间在课下的交流沟通,拓展课程知识应用。

(4)Experiments是实验。实验是对理论知识的验证,学生通过上机实验可以验证课堂理论知识,通过分析实验结果可进一步引发新的思考和问题。

(5)Function(…)是创新思维教学法的函数实现,需综合运用knowledge,Question,Interactive,Experiments这4个元素;教师在传授知识时需对学生进行创新思维能力训练。

2.2 创新思维教学法实践

创新思维教学法包括作好课前预习(思考)、增加课堂研讨(实验验证)、增强课后交流3个教学环节。学生课前查阅相关教学资源和资料,进行自主学习;课上以小组形式合作交流,辅以教师的实验课教学引导学生进行实验验证;课后通过网络教学平台和教师博客,增强师生间的交流。教师鼓励学生参加研究型学习与创新项目,拓展知识应用技能训练。

(1)作好课前预习。教师在备课阶段对课程内容进行梳理,理清课程核心知识点,精心设计每个核心知识点所包含的具有启发性的、能引起学生兴趣的探究性问题,引导学生课前带着这些问题预习,查阅资料,思考并获得初步认知。

(2)增加课堂探讨。在课堂授课环节,教师以“问题驱动法”讲授课程知识点,调动学生参与课堂教学的积极性,加强师生互动,引导学生积极思考并参与教学研讨,通过实验课验证加深学生对核心知识点的掌握。

(3)增强课后交流。学生课后可通过网络教学平台讨论区和教师博客加强师生间的交流,开发课下拓展知识的潜能。围绕教师提出的问题,师生互动得越频繁,学生的知识迁移和能力扩展就可能越主动和高效。学生主动性和积极性的充分发挥,必然促进学生对知识技能的理解与掌握,有利于创新思维与创新能力的形成与发展。

3 创新思维教学法在网络工程专业课程群中的研究与应用

创新思维教学法不是通过一门课就能让学生建立起创新能力,而是需要将创新思维训练融合到网络工程专业各门课程教学中。根据网络工程专业课程知识体系和课程的特点,青岛大学信息工程学院建设了网络工程专业核心课程群,课程群教师定期集体备课和交流,对于课程中相互交叉和具有连贯性的知识点进行归纳梳理。教师在学生参与教学的全过程中均采取记分制,对课堂与网络讨论、实验、课后作业和理论考试给予不同的权重并计分。

3.1 创新思维教学法训练举例

教师组织学生以学习小组(包括3~5名学生)为单位参与教学活动全过程。学生以交流协作和相互督促的方式进行预习、准备课堂讨论发言、收集网络资料、讨论学习重点难点和交流学习方法等。在课前预习阶段和课后讨论阶段,教师围绕课程知识点提出一些探究性问题,组织3~5名学生以学习小组为单位,进行资料查询和问题交流讨论,给出解决方案或算法设计,准备PPT并在课堂研讨阶段进行宣讲,在课后形成总结报告和实验报告。

在计算机网络原理这门课程中,教师对于网络层知识点准备的探究性问题举例如下。

(1)课前预习问题:对于网络层的路由选择协议,教师可给出一个具体的网络拓扑结构,要求学生思考并构造拓扑图中结点的最短路径。教师可提示学生:路由器可以与相邻结点交换信息(即基于距离矢量的路由选择算法);或者将路由器的路由信息汇集到某处计算处理(Dijkstra算法);又或者采用类似于交换机的自学习方法等。

教师在课前要求学生以学习小组为单位进行课前自主学习讨论,提出想法,进行总结,形成小组PPT;在课堂研讨时,挑选2~3个小组的方案并由学生在课堂宣讲和讨论,鼓励学生提出发散、创新思维观点,分析算法利弊,引导学生得出正确结论。教师在进行实验课教学时,可引导学生配置路由器的RIP和OSPF协议、观察路由选择协议的工作过程、记录报文交换的内容、观察链路状态变化后两种协议收敛的过程,使学生通过实验手段直接验证理论算法,并在网络实验环境下比较两种算法的不同思想、优缺点及适用网络。

课后学生以小组为单位进行讨论与交流,完善算法和实验结果分析,形成研究报告和实验报告。

(2)课后研讨问题:子网划分和利用路由聚合技术构造超网问题。教师可给出图2所示的具体的网络拓扑,将给定IP地址空间222.118.1.0/24划分为两个子网,分配给局域网1和局域网2,保证每个局域网至少包含120个IP地址,要求学生给出R2的路由表,使其明确包括到局域网1的路由、局域网2的路由、域名服务器的主机路由和互联网的路由;使用路由聚合技术给出R1到局域网1和局域网2的路由,构造路由器Rl的路由表。

教师可提示学生如下知识点。①划分子网是从两极IP地址到三级IP地址。划分子网的基本思路是从网络的主机号借用若干比特作为子网号,而主机号就相应减少若干个比特,于是两极IP地址在本单位内部就变为三级IP地址:网络号、子网号和主机号。②在路由表中利用无分类编址CIDR地址块查找目的网络,这种地址的聚合称为路由聚合,它使得路由表中的一项可用来表示很多个原来传统分类地址的路由,也称为构造超网。③路由表项中包含到目的网络的表项、特定主机的表项、默认路由表项。

3.2 网络教学平台的辅作用

图3所示的校园网络教学平台整合了专业课程群教改成果,提供每门课程教学大纲、教学日历、教学课件、教师教学录像、教学笔记、常见问题解答、研究型教学文档、课后习题等教学内容,并链接检测习题库以供学生进行自我测试。学生可以通过网络教学平台查询相关资料,开展网上讨论和答疑,在探究过程完成后以学习小组为单位提交总结报告。

3.3 研究性学习与创新实验项目培养学生的创新能力

网络工程专业教学计划对于研究型学习与创新实验项目设置3个学分,主要在探索性实验开发环节,为网络工程专业二、三年级学生提供一些与专业课程相关的研究型学习与创新实验项目,鼓励学生以3~5人为一个小组参与到项目的研究与开发中,在学生中逐步营造研究型学习氛围,带动多数学生积极参与到研究型学习与创新实验项目和教师的科研项目中。

为期1年的研究型学习与创新实验项目的开展,可以让学生参与项目分析、设计、开发的全过程。学生通过查阅资料、提出设计方案、进行实践开发和系统测试等一系列科研活动,开展与教师和同组同学的交流学习,拓宽了视野,提高了科研创新能力。我们通过对青岛大学信息工程学院2007级、2008级和2009级成功考研的学生进行调查统计发现,有近90%的学生在二、三年级时参加过研究型学习与创新实验项目,并且通过该项目提高了创新思维和主动学习能力。

4 结语

教学改革的关键在于充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,充分调动学生学习的积极性,从而培养学生的创新能力。笔者根据近几年开展创新思维教学法改革的实践,研究创新思维教学法在网络工程专业核心课程群建设中的应用,通过让学生作好课前预习、提高学生参与课堂教学和实验验证的积极性、调动学生课下拓展知识应用等教学环节的创新思维训练,激发了学生的学习兴趣,提高了学生自主学习和创新能力,在网络工程专业课程教学中取得了较好的教学效果。

参考文献:

[1]徐明,曹介南,高等学校网络工程专业培养方案[M],北京:清华大学出版社,2011:37

[2]谢钧,陈鸣,刘鹏,等,计算机网络课程教学中科学思维的培养[J],计算机教育,2011(19):81-84

实验中心工作思路篇(2)

第一层次,电路的认识。介绍电路和基本电路元件,如电阻、电容、电感等及各电路元件的约束关系、基本物理量等。

第二层次,电路分析基础。包括电路的基本定律、基本电路分析方法、电路的暂态分析和正弦交流电路分析。电路分析基础多见于后续课程的电路等效分析,影响到电路基本分析判断与实际电路图的快速识别。其中直流电路是交流电路、电子电路的基础。直流电路分析方法,如基尔霍夫定律、等效概念、戴维南定理等,不仅适用于直流电路的分析计算,一般也适用于其他电路的分析计算。这些内容贯穿于整个课程中,起着承上启下或牵动全局的作用。

第三层次,电工器件。磁路部分重点介绍交流铁心线圈电路,为学习变压器与异步电动机打基础。电动机重点介绍电动机的控制与调速。因为电动机的控制技术仍然是各种控制理论和实践中应用最多的技术。

第四层次,电工常用电路应用及电路设计方法。介绍电工日常工作中经常接触到的典型电路,使学员意识到所学的电工知识绝不是空洞的理论。通过具体的电路分析介绍电路设计的基本程序和步骤,初步确立电路设计思想,培养学员的电路设计习惯。

这四个层次之中又可以按内容难度等级划分为重点讲授内容、一般讲授内容和自学内容。如对戴维南定理重点讲解,而对支路电流法,只要讲解列方程的原则和方法即可,学员可以自己总结出结论,达到解决问题的目的。交流电路研究的理论依据依然是欧姆定律、基尔霍夫定律以及基本电路分析方法,只不过分析的对象不是直流而是相量,只要了解了复数运算规律,就能利用前后关联的知识独立求解,教学中应该把学习的主动权交给学员。这样设置教学内容体系后,能做到繁简得当、重点突出,既不损害其内容的完整性、系统性,又解决了课时减少的矛盾。

二、改革传统的课堂教学模式,培养学员可持续的学习能力

课堂教学是课程改革的重点,因为课程改革的理念大部分是通过课堂教学来实施的。“授之以鱼”不如“授之以渔”。在传授学员知识的同时,更加注重教会学员学习、思考的基本思路和基本方法,不仅使学员“学会”,还要让他们“会学”,并以此培养学员可持续的学习能力。

1.采取开放启发式教学法

从学员接受知识的过程看,浓厚的兴趣是一种巨大的动力,能激发学员的想象力,驱使学员去积极思考、观察和研究。正如俄罗斯一句谚语所说的“你可以把马牵到河边,却不能强迫马喝水”,学习亦是如此。如果学员对“电工技术”不感兴趣,就会直接影响其学习的效果。[1]因此,需要采取各种有效方法激发学员的学习兴趣,调动其学习的积极性,变传统的“学员被动接受”为“学员主动学习”,确立学员学习的主体地位,大力提倡和推广参与讨论、开放启发、师生互动等教学模式,激发学员学习的兴趣爱好,引导学员自主思考,大胆、理性地质疑和创新。虽然在中学物理课上大家都接触过电路,但在开始学习电工技术时,仍有必要通过介绍大量身边的例子来使学员对电路的应用形成一个初步的印象。触发学员产生弄清未知事物的迫切愿望,诱发探索的思维活动,唤醒其潜在的创新意识。教学方法改进的核心是运用研讨式、启发式教学,把所讲授的知识当作一个研究课题,在教学中揭示知识产生的背景及科学思想方法。[2]比如讲授串联谐振时,先提出一个研究课题:“收音机如何收听到广播的?”在教员的引导下,大家初步了解收音机的基本组成部分:电源、开关、天线、调台旋钮、调音量旋钮、调制与放大电路、耳机。其中针对“如何从天空中无数的无线电信号和各种广播节目信号中选出所希望的节目信号?”这一子课题,以小组为单位,开展积极讨论,互相启发,直至弄清问题、解决问题。讨论式教学法以启发式教学思想为基础,以合作学习、合作探索等为具体形式,自然而然地调动了学员的思维,引起学员的兴趣和共鸣。利用实物讲解电动机的构造,观察电动机正反转情况,使学员能够形成较强的感官认识。结合家用空调、洗衣机等的工作原理,把安全用电和电冰箱、洗衣机的安全保护结合起来讲。[3]通过寻找身边应用电路的例子,使同学们切实感受生活中无处不在的电路。这样不仅形象生动,而且加深了学生对基本理论的理解。

2.运用先进的教学手段

在以往电工课的教学过程中,受条件的限制,教学内容局限于课本,教学空间局限于教室,思维空间和能力的狭隘,导致学员分析问题和处理问题受到限制。因此,笔者探索运用多媒体技术、网络技术和信息技术等现代教育技术手段来改革传统的教学方法,推广应用多媒体课件、电子CAD课程和EDA仿真技术等。将EDA方法引入教学中,选择形象直观的Multisim和Pspice软件,依靠软件强大的模拟功能,介绍电路基本元件的特性,验证讲授的定理、定律,可使学员加深印象,强化记忆,增强课堂教学效果。比如在讲解电容器时,利用Multisim软件,通过一个电路图,展示电容储能和放电的特性,在示波器中可以直观地看到充放电过程,加深学员对电容特点的理解。

3.开发电工电子学习网站

利用校园网,开发电工电子学习网站。开放网上教学资料,实现优质教学资源共享,使教学内容的广度和深度得到明显的发展,为学员自主学习、个性化学习提供广阔的平台。通过教员精讲、学员自学、网上答疑、启发创新四个环节,实现教学互动网络化管理。教员精讲:任课教员根据章节,精讲课程。分析重点、难点,注重突出知识点之间的联系,穿插习题讲解和应用实例。对授课过程进行教学视频录像,并到网上。学员自学:将各种理论教学、软件资源、经验方法、应用实例等资源整合起来,汇集到网上,免去了学员查找之苦。倡导学员利用晚自习、周末等课余时间登陆网站进行自学,促使学员逐步积累信息量,拓展知识。网上答疑:通过电子邮件或聊天室进行答疑。对学员提出的共性的问题,给予集中解答。网上答疑重点是解决学习过程中出现的难点、疑点问题,及时了解教学情况并调整教学进度和教学方法。启发创新:构建网上学习交流的平台,让学员讨论交流学习中的经验体会,教员也可适时引导,启发学员思考创新。瞄准社会或部队需求,选取一些具有实际应用价值的电路进行分析,引导学员由浅入深,发散思维并提出自己的创意。

三、加大开放式实验教学力度,锻炼提升学员的创新实践能力

实验教学能训练和培养学员动手实践能力、创新发展意识和严谨求实的科学态度,是电工学习的重要环节。

1.进行任务驱动式实验教学

教学过程中,以让学员完成一个具体的任务为牵引,教员把教学内容巧妙地设计、隐含在单个的任务中,让学员以分组或独立完成任务的方式领会学习的核心内容。在学员完成任务的同时其创新意识和创新能力都得到了提高,引导他们学会如何去发现,如何去思考,如何去寻找解决问题的方法。任务驱动教学模式体现了“主导-主体结合”的教学设计原则,它避免了在以教为主和以学为主的教学设计中教员主导作用和学员主体地位的相互矛盾,既发挥教员的主导作用,又充分体现学员的主体地位。[4]因此,对“电工技术”这一实践性强,趣味性浓的学科,任务驱动教学模式有其独有的教学特色。例如实验:基尔霍夫定律的验证。提供给学员不同电阻三个、直流电压表一个,直流电流表三个,稳压电源二台,开关二个,导线若干,要求同学们按图2所示连接电路,并验证基尔霍夫定律。以任务驱动形式设置实验,其基本过程为:提出任务、分析任务、学员操作、交流讨论、巩固创新、总结。

2.进行开放式实验教学

实验中心工作思路篇(3)

直流电阻电路故障的检查是电工基础教材(全国中等职业技术学校电工类专业通用教材第四版)第二章中安排的实验与实训中的一个教学内容。其实验目的是:运用第一章学习的测电位、测电压和测电阻等方法检查与判断直流电阻电路的故障。每组实验所需的实验设备有:直流稳压电源1个、直流电压表(0―15―30V)1只、万用表1只、电阻元件6个、导线若干、开关一个(另加上)。

实验的内容要求有三项:一是用直流电压表检查电阻串联电路;二是用直流电压表检查电阻混联电路;三是按要求用万能表分别测量总电阻和各段电阻。

直流电阻电路故障的检查实验,所使用的实验器材、实验过程中所需构建的电路结构、实验原理以及实验过程中的实际操作都不算复杂。但是笔者认为,指导学生在这个实验过程中,严格按照操作规程,细致认真地做好实验很有必要。这是学生进入技校学习电工基础课程亲自动手去操作实验的第一次实验,对培养学生务实地操作演练、认真观察分析、推敲问题、得出实验结论的严谨态度很重要。同时这个实验也是一个很重要的基础实验,体现在以下几个方面。

一、培养学生亲自动手的能力和让学生体验成就感

这个实验是学生学习了电路的串联、并联的内容知识以及万用电表的使用后,亲自动手连接电路,使用仪器、仪表进行测试操作。笔者在教学过程中,在原实验要求的基础上多加了一个开关。学生要将实验中三项内容的实验电路连接好,是学生将学到的理论知识转化到实际操作的体现。在此过程中,教师要多巡查,如发现有学生未能按实验要求接好电路,要提醒学生,不要直接指出,应留给学生思考的空间,发展学生的能力。不要小看这一点,笔者见过很多高中毕业的学生回到家中甚至不会安装一支光管,也不会使用万用表。学生从简单的基础实验过程中,可以体会到实验成功的喜悦。教师可以从实验成功的体会中培养学生敢于动手、学会自己动手以及爱动手的习惯和自信心。

二、培养学生严谨的实验态度

无论是做什么实验,都有需要注意的问题。这是学生第一次使用仪表对实际电路进行测量。教师要先指出实验中所需要注意的问题,让学生在实验过程别留意。比如连接电路时要注意接触点的接触情况,使用直流电压表测电位、电压时要注意量程与正负极,使用万用电表测量时要回想一下需要注意的问题等。实验操作的指引中没有提出这些问题,为了学生的实验操作能顺利完成,教师要事先将这些指出。这样对培养学生在实验操作过程中的良好习惯形成有好处。

不管实验过程是简单的还是复杂的,都应该要求学生严格按实验操作步骤去操作,每一个细节都要以认真的态度去对待,在每个环节中要认真对待需要注意的问题。就算要多用一些时间,也要按实验要求完整地完成操作,同时也使学生明白,如果在实验过程中坚持认真的态度,自己是有能力做好实验的。此过程可以增强学生对实验操作的自信心和兴趣,培养学生严谨的实验态度。

三、培养学生的观察能力和分析能力

任何一个实验,不是只机械式地按实验步骤操作一遍就完成,更重要的是细心地观察每个环节发生的现象和问题。有些实验是通过观察在实验过程中所发生的变化或一些特殊的现象,有些实验是通过测量记录表现某种特征的数据,根据数据的变化情况,分析实验发生的现象与问题的原因。

在直流电阻电路故障的检查的实验中,用直流电压表检查电阻串联电路和用直流电压表检查电阻混联电路时,在电路状态为正常、断开故障和短路故障中对参考点测电位值与分段电压等的操作过程中,可以通过观察记录的数据与对应电路状态正常、断开故障、短路故障的数据变化,学会对相应电路故障问题的分析。

第三项实验操作的要点是用万用表分别测量总电阻和分段电阻,对应的电路状态有:正常状态、短路状态和某处短路状态。在这一步中,主要是检查对万用表的使用以及判断故障现象的方法。在做这个实验的过程中,也可以加入用万用表测电路的电压和电流。通过测量记录的数据,分析对应具体电路的状态,掌握不同电路状态下,相应电路及分段电路电阻阻值的测量。这个实验的三个步骤的操作,是一个电工工作者经常用来判断电路的状态的方法,所以笔者在教学过程中很重视这个实验的教学。

四、让学生明确实验的目的,提高学生实验操作能力

无论干什么事情,如果明确了目标和方向,那么完成任务的胜算就会更大。做实验也是一样,学生明确了实验的目的,就能更好地端正自己的实验态度,提高对实验的兴趣和热情,才会更认真地对待实验,才能更有效地训练自己的实操能力。可以先用一定的时间,让学生了解实验的内容,了解实验的目的和相关的操作要求,联系学习的相关知识内容;让学生知道实验中操作要求和相关数据体现的结果,以及对实验要求分析的内容是什么等。这样学生在实验的训练过程中就不会马虎对待了。比如在本实验中,用直流电压表检查串联电路的测量操作中,让学生明白,这样的测量操作,是让我们学会掌握串联电路处于正常状态、断路状态或是短路状态的判别方法;要让学生明白,用直流电压表检查电阻混联电路的测量操作,是让我们学会检查混联电路故障的主要方法;用万用表分别测量电路总电阻和各段电路的电阻的测量操作,是要求学生一定要掌握检查电路故障的方法。学生明白了这些要求,在实验中就能认真操作,每个环节、每个数据的测量都会很细心,因为他们知道了这是培养自己今后工作的能力,所以才会在实验的操作训练中对自己提出更高的要求,而不是教师强迫的要求。只有这样才能提高学生实验操作的实效性。

五、实验操作与实际情况的联想与思考

实验中心工作思路篇(4)

1.1创新思维教学法

科学思维的内涵是相信存在客观事实,愿意探究和认识未知事物;基于已有经验知识和理论知识,通过思考提出对未知事物的猜想,通过科学方法进行推理论证,得出事实。科学方法是认识改造客观世界的手段、方法和工具。科学方法有两类:一类是描述事实的经验认知方法;一类是解释事实的归纳、演绎和推理方法。先进的教学方法应当以培养善于学习者和创新者为目标,教师应有传授专业知识和培养学生创新能力的责任。学习的一般认知规律是学习新知识时以知识点为基础,逐个学习各个知识点,积少成多,形成知识体系,达到掌握该领域知识的目标,而学生创新能力的培养需要在专业课学习中不断融入创新思维训练;因此,教师传授专业知识是基础,对学生进行创新思维训练是保障,将两者结合起来才能更好地培养创新人才。我们提出的创新思维教学法CTT=Function(Knowledge,Question,Interactive,Experiments)包含如下核心要素。(1)Knowledge是课程知识点。知识是基础,知识包含低层次的经验知识和高层次的理论知识。观察报告、实验记录等经验知识是由一系列“是什么”组成的知识,而用来回答“为什么”的则是理论知识。(2)Question是探究性问题。问题是驱动,教师在备课阶段需精心准备每个知识点所包含的具有启发性、能引起学生兴趣的探究性问题,引导学生课前带着问题预习,进而参与课堂教学;课后通过研讨交流给出问题的解决方案并进行知识的拓展与应用。(3)Interactive是师生互动。学生通过课前预习思考,对探究性问题有了初步认识;在教师授课时,可以参与到授课过程中,加深对理论知识的理解和掌握;课后通过教师博客、网络教学平台和研究型学习与创新项目,增强师生间在课下的交流沟通,拓展课程知识应用。(4)Experiments是实验。实验是对理论知识的验证,学生通过上机实验可以验证课堂理论知识,通过分析实验结果可进一步引发新的思考和问题。(5)Function是创新思维教学法的函数实现,需综合运用knowledge,Question,Interactive,Experiments这4个元素;教师在传授知识时需对学生进行创新思维能力训练。

1.2创新思维教学法实践

创新思维教学法包括作好课前预习(思考)、增加课堂研讨(实验验证)、增强课后交流3个教学环节。学生课前查阅相关教学资源和资料,进行自主学习;课上以小组形式合作交流,辅以教师的实验课教学引导学生进行实验验证;课后通过网络教学平台和教师博客,增强师生间的交流。教师鼓励学生参加研究型学习与创新项目,拓展知识应用技能训练。(1)作好课前预习。教师在备课阶段对课程内容进行梳理,理清课程核心知识点,精心设计每个核心知识点所包含的具有启发性的、能引起学生兴趣的探究性问题,引导学生课前带着这些问题预习,查阅资料,思考并获得初步认知。(2)增加课堂探讨。在课堂授课环节,教师以“问题驱动法”讲授课程知识点,调动学生参与课堂教学的积极性,加强师生互动,引导学生积极思考并参与教学研讨,通过实验课验证加深学生对核心知识点的掌握。(3)增强课后交流。学生课后可通过网络教学平台讨论区和教师博客加强师生间的交流,开发课下拓展知识的潜能。围绕教师提出的问题,师生互动得越频繁,学生的知识迁移和能力扩展就可能越主动和高效。学生主动性和积极性的充分发挥,必然促进学生对知识技能的理解与掌握,有利于创新思维与创新能力的形成与发展。

二、创新思维教学法在网络工程专业课程群中的研究与应用

创新思维教学法不是通过一门课就能让学生建立起创新能力,而是需要将创新思维训练融合到网络工程专业各门课程教学中。根据网络工程专业课程知识体系和课程的特点,青岛大学信息工程学院建设了网络工程专业核心课程群,课程群教师定期集体备课和交流,对于课程中相互交叉和具有连贯性的知识点进行归纳梳理。教师在学生参与教学的全过程中均采取记分制,对课堂与网络讨论、实验、课后作业和理论考试给予不同的权重并计分。

2.1创新思维教学法训练举例

教师组织学生以学习小组(包括3~5名学生)为单位参与教学活动全过程。学生以交流协作和相互督促的方式进行预习、准备课堂讨论发言、收集网络资料、讨论学习重点难点和交流学习方法等。在课前预习阶段和课后讨论阶段,教师围绕课程知识点提出一些探究性问题,组织3~5名学生以学习小组为单位,进行资料查询和问题交流讨论,给出解决方案或算法设计,准备PPT并在课堂研讨阶段进行宣讲,在课后形成总结报告和实验报告。在计算机网络原理这门课程中,教师对于网络层知识点准备的探究性问题举例如下。(1)课前预习问题:对于网络层的路由选择协议,教师可给出一个具体的网络拓扑结构,要求学生思考并构造拓扑图中结点的最短路径。教师可提示学生:路由器可以与相邻结点交换信息(即基于距离矢量的路由选择算法);或者将路由器的路由信息汇集到某处计算处理(Dijkstra算法);又或者采用类似于交换机的自学习方法等。教师在课前要求学生以学习小组为单位进行课前自主学习讨论,提出想法,进行总结,形成小组PPT;在课堂研讨时,挑选2~3个小组的方案并由学生在课堂宣讲和讨论,鼓励学生提出发散、创新思维观点,分析算法利弊,引导学生得出正确结论。教师在进行实验课教学时,可引导学生配置路由器的RIP和OSPF协议、观察路由选择协议的工作过程、记录报文交换的内容、观察链路状态变化后两种协议收敛的过程,使学生通过实验手段直接验证理论算法,并在网络实验环境下比较两种算法的不同思想、优缺点及适用网络。课后学生以小组为单位进行讨论与交流,完善算法和实验结果分析,形成研究报告和实验报告。(2)课后研讨问题:子网划分和利用路由聚合技术构造超网问题。教师可给出具体的网络拓扑,将给定IP地址空间222.118.1.0/24划分为两个子网,分配给局域网1和局域网2,保证每个局域网至少包含120个IP地址,要求学生给出R2的路由表,使其明确包括到局域网1的路由、局域网2的路由、域名服务器的主机路由和互联网的路由;使用路由聚合技术给出R1到局域网1和局域网2的路由,构造路由器R1的路由表。教师可提示学生如下知识点。①划分子网是从两极IP地址到三级IP地址。划分子网的基本思路是从网络的主机号借用若干比特作为子网号,而主机号就相应减少若干个比特,于是两极IP地址在本单位内部就变为三级IP地址:网络号、子网号和主机号。②在路由表中利用无分类编址CIDR地址块查找目的网络,这种地址的聚合称为路由聚合,它使得路由表中的一项可用来表示很多个原来传统分类地址的路由,也称为构造超网。③路由表项中包含到目的网络的表项、特定主机的表项、默认路由表项。

2.2网络教学平台的辅作用

校园网络教学平台整合了专业课程群教改成果,提供每门课程教学大纲、教学日历、教学课件、教师教学录像、教学笔记、常见问题解答、研究型教学文档、课后习题等教学内容,并链接检测习题库以供学生进行自我测试。学生可以通过网络教学平台查询相关资料,开展网上讨论和答疑,在探究过程完成后以学习小组为单位提交总结报告。

2.3研究性学习与创新实验项目培养学生的创新能力

网络工程专业教学计划对于研究型学习与创新实验项目设置3个学分,主要在探索性实验开发环节,为网络工程专业二、三年级学生提供一些与专业课程相关的研究型学习与创新实验项目,鼓励学生以3~5人为一个小组参与到项目的研究与开发中,在学生中逐步营造研究型学习氛围,带动多数学生积极参与到研究型学习与创新实验项目和教师的科研项目中。为期1年的研究型学习与创新实验项目的开展,可以让学生参与项目分析、设计、开发的全过程。学生通过查阅资料、提出设计方案、进行实践开发和系统测试等一系列科研活动,开展与教师和同组同学的交流学习,拓宽了视野,提高了科研创新能力。我们通过对青岛大学信息工程学院2007级、2008级和2009级成功考研的学生进行调查统计发现,有近90%的学生在二、三年级时参加过研究型学习与创新实验项目,并且通过该项目提高了创新思维和主动学习能力。

实验中心工作思路篇(5)

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0241-02

为推动高等学校加强学生实践能力和创新能力的培养,加快实验教学改革和实验室建设,教育部于2005年开展了高等学校实验教学示范中心建设和评审工作,提出了八个方面的建设内容,为我国高校实验室建设和实验教学改革指明了方向。我院根据教育部文件精神,结合工科实验教学的实际情况,及时调整了教育观念和教学思想,树立了“项目实训式实验教学”的基本理念,于2009年成功申报“四川省实验教学示范中心-工程训练中心”。以此为契机,工程训练中心的实验室建设取得长足发展,在此基础上进行了实验课程教学改革,对纳入工程训练中心的院级精品课程《数模混合课程设计》进行了内容调整、更新并整合实践课程《电装实习》《电路原理图与电路板设计》的内容,课程按工程训练项目名更改为《电子产品设计与工艺》,2010年申报建设四川省精品课程获准。学院将实验教学示范中心和精品课程作为一个系统工程同步建设,取得了明显成效。

一、以工程训练中心的教学改革思路为导向建设精品课程

精品课程的建设要求制订科学的建设规划以及理论教学与实践教学并重。制订科学的建设规划就涉及到基本的教学理念问题,而理论教学与实践教学并重则要求充分重视实验教学。《电子产品设计与工艺》本身纳入到工程训练中心,从建设精品课程开始即提出了“项目实训式教学”以及“实验教学代替教学实验”的基本理念,这个理念以及建设改革思路与工程训练中心是一脉相承的。我院创建省级实验教学示范中心-工程训练中心就是要转变观念、调整实验教学机构、重组实验内容、构建工程训练教学体系,实现教学质量显著提高。转变观念是我院实验教学改革和实验室建设工作的先导,高校教育长期以来实验教学依附于理论教学,老师是实验活动的中心和“主角”,学生只是“配角”,被动地服从、配合教师,完全没有主动权;教学是一种“教教材”的模式,教师教和学生学的出发点和归宿都是对教材内容的掌握和目标的达成,这就是传统的所谓“教学实验”模式,我院抓住建设实验教学示范中心的大好时机,在全院工科系进行了实验教学研讨,并组织骨干教师进行调研活动,充分吸取兄弟院校的经验,确立了独立的实验教学体系和崭新的实验教学新理念,省级精品课程《电子产品设计与工艺》的建设直接秉承了这一教学理念。在此基础上进行了实验教学机构的调整,改变了我院原有实验室基本隶属于各系部所辖专业教研室、实验室主任由教研室主任兼任、实验教师主要由理论教师兼任的现状,工程训练中心作为学院管理的机构,中心主任由具有高级职称的教授担任,实验管理员与实验教师与教研室脱钩,通过机构调整,打通了专业之间的“壁垒”,对现有专业的实验室进行优化、整合和重组后,工程训练中心承担全院相关专业的教学实验任务以及实验室建设与管理工作,实现了统一管理和资源共享。正是因为机构的调整,《电子产品设计与工艺》得以整合多门实践课程,并使课程受益面由原仅局限于系部专业增加到整个学院的涉电专业。工程训练中心进行实验教学改革的核心是进行实验内容重组,在新的框架下进行课程结构优化,按照层次化、模块化、开放性的独立实验教学体系组织实验教学,中心在建的四川省精品课程《电子产品设计与工艺》正是在原有的多门实践课程的基础上进行重组,纳入电工与电子技术训练部而成为一门项目实训式课程。我院以工程训练中心为依托,首个项目实训类省级精品课程的“实验教学”示范作用得以充分体现,也大大促进了我院实验教学改革的发展步伐。

三、加强工程训练中心师资队伍建设,打造精品课程一流教学团队

教育部在《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》中,将精品课程特定的涵义定位为“五个一流”,即具有“一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”。而拥有一流教师队伍应该是起决定性作用的,因为一流的教学内容需要由高水平的教师团队组织与实施、一流的教材需要由高水平的教师团队编撰并运用、一流的教学方法需要由高水平的教师团队探索与创新、一流的教学管理需要高水平的教师团队支持和参与。从工程训练中心开始创建,学院高度重视,抽调一批具有多年教学经验的高职称教师和锐意进取、勇于创新的中青年教师进入中心,建设省级精品课程的教学团队时由工程训练中心又选拔部分高水平教师担当重任,同时考虑到师资队伍的工程背景,两年来从大型工业企业引进高级工程师3名,课程由具有高级职称的教授担任,目前教师队伍中40%以上具有副高以上职称,全部具有中级以上职称,团队平均年龄42岁,形成老、中、青合理梯队,教师队伍中绝大部分为211和985的重点大学以及中科院的硕士和博士。结构合理、素质优良的教师队伍为精品课程的建设提供了坚实的保障。在精品课程的教师队伍中,绝大部分教师具有参与或主持项目的经验,这一点需要善加利用,部分年轻教师虽然教学经验不足,教学技巧有待加强,但他们是课程建设的重要力量,在培养青年教师师资队伍,课程组提出了实施青年教师导师制、充分发挥老教师的“传、帮、带”作用、让年轻教师承担重任、注重对年轻教师科研能力的培养、重视对外交流,积极拓宽年轻教师视野等几项措施。

四、以工程训练为载体,丰富精品课程的教学内容和教学方法

工程训练中心所坚持的“项目实训式”教学并不脱离工程实际,为了让学生体验和发现工程过程出现的各种复杂工程“问题”并培养他们的工程意识和创新精神,我们尽量结合真实产品的生产,在真实的工程情境中开展工程训练。中心提出“训练环节尽可能与工程实际同步,训练过程尽可能与产品生产结合”的指导思想,充分调动中心实验教师的主观能动性,按照项目的课程属性归纳出工程训练的课程,《电子产品设计与工艺》的课程内容也是按这种方式安排设置的,具体项目包括数字电子钟设计与制作、电子密码锁设计与制作等8个项目,还可根据课程的发展需要继续扩充项目内容,题目选择范围还将进一步拓宽,尤其选用与当前新技术、新型器件相关的电子产品设计作为实训项目。课程在选择电子产品作为实训项目的过程中注意把握两个原则:其一是课程针对全院开设涉电专业开设,学生只需要具备电子电路基本知识就能学习,因此采用了最基础但应用最广泛的小型电子产品作为实训项目;其二是课程强调加强学生自主设计的能力,实验教学的重心放在学生自主确定方案并进行电路的设计和仿真,教师则加强这个环节的考核力度,以增强学生基本电子设计素养。课程所设置的实训项目学生可以选择一到两项完成,每一个项目的学习按其设计流程分成原理分析、设计仿真、画印制电路板图以及加工调试4个步骤,这4个步骤除了必要的电路设计,还包含两个软件的操作、电路板制作加工以及焊接调试的实践技能学习,工程训练中心提供了三个“电子设计创新实验室”和重要的“电路板制作生产线”以及“表贴工艺生产线”作为完成实训项目的工程训练平台,两条生产线和工厂生产加工电路板的功能完全一致,使学生置身于真实的电子产品开发环境中去完成设计任务成为可能。工程训练中心完善的实验设施不仅丰富了精品课程的教学内容,也使得课程组织形式和教学指导方法灵活多变。在项目设计的原理分析阶段,教师既可采用课件,也可选用录像资料对项目电路的基本原理进行分析,学生还可通过网络下载视频进行观看和学习;在软件仿真阶段,应以学生讨论和自行设计为主,教师在设计思路上适当加以引导,鼓励学生挖掘潜力,通过资料搜集尽量采用自己设计的方案的完成实训任务,教师自制的多媒体课件中要给学生留出充足的思考空间,并增加仿真环节的考核力度;在电路调试阶段,教师可以帮助学生分析故障原因,讲解调试技巧,让学生自行完成任务,在这个环节教师可以根据指导经验给学生适当加压,以锻炼他们的毅力和耐性。对个别优秀的学生,在完成一个项目的基础上如果时间充裕,应鼓励他们知一见百,进行更多项目的实训。

教材建设上课程组在自编讲义的基础上结合工程训练中心新购的仪器设备和生产线进行了全面修订,目前已进入统稿阶段;教学管理上则不拘一格,积极探索和创新管理方法。经过课程组教师努力,课程建设取得了显著成效:2010年底,团队中5名教师获“年度优秀教师”称号,3名教师在学院青年教师讲课竞赛中获奖,3名教师根据工程训练中心的实训项目,自行研制“语音信号控制系统”一部、“多处理器实验开发装置”一部、“CPLD/FPGA实验箱”一部;由主讲教师带队参加四川省大学生电子设计竞赛中获得多个奖项。

参考文献:

[1]教育部.关于开展高等学校实验教学示范中心建设和评审工作的通知[Z].教高[2005]8号,2005-05-12.

[2]教育部.关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知[Z].教高[2003]1号,2003-04-8.

[3]教育部财政部.关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[Z].教高[2007]1号,2007-01-22.

[4]侯治富,等.精品课程建设目标及实现途径的研究与实践[J].中国大学教学,2006,(1).

[5]柳礼泉,陈宇翔.精品课程建设与一流教师队伍培养[J].中国大学教学,2007,28(3):77-81

[6]刘树郁,林明河.开拓进取促进专业课实验室建设[J].实验室研究与探索,2005,24(6):116-119

[7]廖庆敏,等.把自制设备作为实验教学示范中心的特色来建设[J].实验技术与管理,2010,27(7):121-123.

实验中心工作思路篇(6)

PCB(Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板或印刷电路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体和电子元器件电气连接的提供者。PCB在电子元件产业中的地位是举足轻重的,其全球产值占电子元件产业全球总产值的四分之一以上,是各个电子元件细分产业中比重最大的产业。我国经过多年的努力已经成为世界第二大PCB产出国,PCB产业取得了长足进步,但至今与发达国家相比还有较大差距,未来的发展还需要我国PCB人的奋斗和努力。高校PCB实验课担当着为国家培养先进PCB工作者的重任,同时也为PCB行业的发展提供有力的理论与实践支持。

西安科技大学工程训练中心PCB实验课程是由其电工电子部承担的。PCB实验课是集理论知识与实践探索于一体的综合课程,它的目的是培养学生理论联系实际、自己动手、独立思考解决问题的能力。在其发展的几年中总结了一些教学经验,探索了一些特色教学模式,为以后的发展提供思路。

一、PCB课内教学模式改革

以往实验的课内教学模式多是“一讲一做一写”,老师讲或演示完实验步骤后、学生操作、最后书写实验报告。这样的旧模式普遍、普通,对于学生而言只是做了一次实验,很难让学生完全理解实验,吃透实验知识,也很难让学生将所学应用于实际,培养他们自己动手、独立思考解决问题的能力。所以改变旧模式探索新模式是必要的。以下两种课内模式是针对旧模式的不足而探索出的新教学模式。

1、“信息”模式

在当今,掌握即时有用的信息,利用信息为自己学习和工作服务是当代大学生应具备的能力。此模式就是让学生在没有接触实验前先通过网络、书籍及其他信息途径了解PCB,然后再进入实验室操作,着重培养学生利用信息资源查询并掌握自己所需知识的能力。

2、“个组”模式

通过信息途径了解PCB后,学生利用了解到的PCB知识,带着疑问,观看老师演示实验并听取老师对演示过程的讲解,在这过程中 “解答”疑问。

观看完演示实验后,学生以“个”为单位在规定时间内完成实验。这种实验形式确保每一名学生都能独立操作实验,学生根据之前了解的PCB理论知识以及观看演示实验所留下的印象来完成实验。这种形式不仅让学生学会用理论知识指导实际操作,也培养了学生独立动手、思考问题的能力。

规定时间结束后,老师对学生实验进行详细点评,指出不正确的实验操作方法,纠正错误的概念,强调注意事项。

随后学生以“组”为单位对实验展开研究、讨论、总结。这种实验形式是让学生通过彼此之间的交流,发现自己实验中的不足,查漏补缺,通过大家的讨论研究来解决共同遇到的难题。交流结束后每个人再去完善自己的实验。这样一来能非常有效地加深学生对实验的理解,加强对知识的掌握。

二、创新PCB课外教学模式

除PCB课内模式转变外,一种新的PCB课外模式也被应用于教学中,这种模式简单概括为:PCB与其他学科之间的交叉。这种模式有助于学生对不同学科知识之间的掌握、融汇贯通,开阔学生眼界,丰富知识结构,让学生对知识的运用能够更加灵活,更加实用。

1、“互助教学”模式

这种模式是将两个独立实验学科联系起来,让一门实验课所学知识延伸到下一实验课中使用或者一门实验课的结果可以作为下门实验开始的前提。

西安科技大学工程训练中心的PCB教研室经过几年的探索,认真总结,首先提出并应用这种特色教学模式。比如电工电子实验课和PCB实验课就是这种“互助教学”模式的典型。学生在PCB实验中完成一块单面板,又将这块电路板作为电工电子实验课的基础材料,在其电路板上面焊接、粘贴电子元器件,最终让电路板变成一个“活生生”会运行的电路系统。

这种教学模式不仅让学生感到新颖而且能激发学生动手做实验的兴趣,学生在一个实验中完成的不再仅是一个实验结果,一份实验报告,而是能够服务于其他实验并对其他实验起到关键作用的“实验果实”。

2、“实验群”模式

这种模式其实是“互助教学”模式的延伸,它可以用图1来解释:A实验的结果可以在B实验中应用,B实验结果又可以用在C实验中,而C实验的结果又可以给A实验提供导向。

“实验群”模式在PCB实验课的应用也是有成熟案例的:PCB实验课做出的电路板可以在电工电子实验课中应用,制作成机器人实验课中符合机器人运行的电路系统,根据这种电路系统的不同要求再在PCB实验室做出满足要求的电路板。

这样一环扣一环的模式让三个本身独立的实验屹然变成产了一个实验集群,不仅丰富了每一单个实验内容,而且让三个实验所涵盖的知识紧密联系在一起,彼此互通。可见,“实验群”模式的效果要远大于独立实验,对学生知识层面的提升也是独立实验所无法达到的。

三、模式的整合

PCB实验教学模式的改革就是将这几种创新模式有效地整合为一套独有的教学模式体系,以课内课外模式的相互搭配来展开实验教学,从而真正从实验内容、实验过程、实验方法进行改革,告别了以往枯燥的教学模式,开辟了特色教学的新篇章。

四、结论

本文总结了西安科技大学工程训练中心PCB实验课经过几年的教学经验积累、探索出的新教学模式体系,其中包括了教学内容、教学过程、教学手段的改革。“全方位”提高了PCB实验课的教学质量。在今后更长的时间里,要不断深入实验教学模式的改革,不断探索出结合实际的教学方法和手段,为PCB教学的发展提供更新的思路,为培养学生实现素质教育做出贡献。

【参考文献】

[1] 曾峰、巩海洪、曾波:印刷电路板(PCB)设计与制作[M].电子工业出版社,2005.

[2] 曹丙霞、赵艳华:Protel 99SE原理图与PCB设计[M].电子工业出版社,2007.

[3] 李云江:机器人概论[M].机械工业出版社,2011.

[4] 任峰亚:流媒体技术在教学中的应用[J].西安科技大学学报,2004,24(3).

[5] 包敬海:PCB电路设计课程改革中的探索[J].中国现代教育装备,2009(13).

[6] 余波、沈介娥:基于工作工程的《PCB设计与制作》课程开发[J].科技信息,2012(1).

[7] 朱震华:电工电子实验教学改革初探[J].实验科学与技术,2007,6(1).

[8] 师新民:基于WEB的大学英语辅助教学系统研究[J].西安科技大学学报,2006,26(3).

实验中心工作思路篇(7)

随着科学技术的迅猛发展和信息时代的来临,我国高等教育面临着前所未有的挑战,高等职业是要培养出基础扎实、能力强、素质高且有创新意识和创新能力的人才,以适应社会的需求。

《电工基础》是工科电类相关专业的一门专业基础理论课程。该课程的教学目的是系统地介绍电路的基本概念、基本定理定律、基本分析方法。它是《电子技术》等课程的前修课程。它在专业课程中的地位是举足轻重、不可动摇的。它对培养学生的逻辑思维能力,提高学生的分析问题、思考问题、解决问题的能力,加强学生的动手操作、实践能力都有着十分重要的作用。

实验课程是理论课程的延续,是对理论知识的验证,是对理论知识的巩固和拓展。由此可见,实验课程是课程教学中的一个重要环节,加强学生的动手操作能力、分析和解决问题的能力、创新设计能力的培养是实验教学的中心任务。传统的的实验教学模式无法适应创新教育的需求,改革势在必行。因此运用传统实验方法和现代EDA技术相结合,既锻炼了学生的动手能力,又能完成综合型、设计型实验。

二、传统实验教学现状

传统教学体系中认为实验教学是对理论课的验证和补充,实验教学的目的也是为了加深对理论课的理解。因此,许多实验是以演示、验证理论知识为主,因而使得实验课的学时比例模糊,更谈不上实验教学体系的完善。

传统教学体系中实验课是验证性实验,综合性、设计性实验几乎没有。学生在老师的指导下,按规定的步骤去做实验,得出大致相同的实验报告。学生完全处于被动状态,限制了学生创新能力的培养。传统实验教学手段单一,只有常规实验,没有充分利用电化实验教学、计算机辅助实验教学来进一步提高实验水平。学生的动手能力差异。

三、基于EDA技术的实验改革

随着电子技术和计算机技术的发展,电子产品已与计算机系统紧密相连。电子设计自动化EDA是在计算机辅助设计CDA技术的基础上发展起来的计算机软件系统。在EDA技术中,人们可以利用计算机进行关于电路的各种功能设计、逻辑设计、性能分析等。将EDA技术应用于电工基础实验教学,是今后实验教学改革的发展趋势。职业学校的实验教学应该以训练学生的基本实验技能,培养学生的逻辑思维和分析解决问题的能力,培养学生的综合设计能力和创新思维为教学目标。因此,将不受实验室硬件条件限制的EDA技术引入到电工基础实验中来,是高校实验课程改革的必然趋势。

基于EDA技术开设电工基础实验,利用软件进行仿真实验,可以弥补实验设备不足、实验设备老化、元器件短缺的缺点,从而降低实验教学成本。还能利用软件中的各种仪器设备和分析方法,使学生更快更好地完成实验内容,帮助学生更快更扎实地掌握基本知识,提高教学效率和效果。将EDA仿真技术和传统的电工基础实验教学相结合是现代教育发展的必然趋势,是对传统的电工基础实验教学的一次改革,同时能更好地培养学生的分析问题、解决问题的能力、逻辑思维能力和创新设计能力,提高学生的竞争力,适应市场对人才的需求。

目前,我们主要采用的EDA软件有:电子工作台EWB等。EWB是电子电路设计,虚拟仿真软件。该软件基于PC平台采用图形操作界面虚拟仿真了一个与实际情况非常相似的电子电路实验工作台。它提供了与实际情况相同的数千种元器件模型,近十几种常用的测试仪器仪表和十多种电路分析功能。它几乎可以完成在实验室进行的所有的电子电路实验,非常适合电子类课程的实验教学,并可将设计好的电路通过Prote格式的网络表格进行PCB制版。

将EDA技术引入实验教学,用EWB进行仿真模拟课程设计,元器件选择范围广,参数修改方便,电路调试便捷。学生可以不受元器件的限制,不用担心设计实验失败,从而极大地发挥了学生的主观能动性、积极性和创造性,使得整个实验过程变得生动活泼、饶有兴趣。

四、EDA技术引入使开放式实验室成为可能

实验教学是理论教学的补充和延续,与理论教学相辅相成。传统实验教学大多结合理论课程开设实验,实验室只是在教学计划规定的实验时间段内才开放。而开放式实验教学是一种现代化教学方式,实验室在时间和空间上双重开放。将实验时间交给学生,让他们自行安排。学生在实验中的角色和地位由被动变为主动。他们不仅是实验的主体,更是实验过程的主导者,教师只起指导作用及提供技术服务。

实验室每张实验台都配备了一台用于电路仿真的计算机,学生在实验过程中可以及时根据实验测试情况调整电路参数,把EDA和实际电路调试有机结合起来。既克服了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。

五、将EDA技术贯穿在实验教学中

自EDA技术引入《电工基础》实验教学中后,明显改善了教学质量。在理论教学中,计算机仿真的应用使理论分析得以验证;在实验教学中,学生通过硬件实验与仿真实验相结合,即锻炼了学生动手能力又让学生学习了电子设计自动化的方法,为其今后设计电路奠定了良好基础,对培养学生综合素质起到了积极的促进作用。

EDA仿真技术与传统电工基础实验相结合,既能够传授实验技能,又能启发学生的创新思维,促使学生融会贯通、举一反三,更好地理解和掌握知识。因此在教学中,要遵循由浅入深,由易到难、由基础到综合、由理论验证到创新设计、循序渐进的原则,按照基础型、综合型、创新型三个层次开展实验教学。基础型的实验以定理定律的验证为主,由学生通过EDA软件搭建实验电路进行仿真。综合型的实验以学生动手为主,教师辅导为辅,教师只给出设计要求或者设计指标,让学生自由发挥,自己查阅资料,设计电路。创新型实验就是学生自己动手,自己动脑,主动学习,通过无题目、无要求、无步骤的自主型实验,培养学生的独立思考能力,充分调动他们的学习积极性,给他们更多的时间和空间发挥想象,激发学生的创造力。

六、结束语

EDA技术应用于实践教学模式探索的重要性和可行性。进一步证明了实验教学应当以EDA仿真技术为突破口,迅速推广计算机辅助教学手段。充分利用计算机的诸多强大功能,实现教学形象化、多媒体化、各科的仿真技术化。并广泛运用计算机的软件功能制作多媒体课件,以取代原始落后的教学设备,彻底解决部分实践性环节教学难题,提高工作效率,降低教学成本,进一步提升教学质量,培养更多更好的新型实用人才。

参考文献

[1]彭安华.电工电子实验教学改革探索.中国现代教育装备.2010年01期.

[2]彭爱梅,尹玉军.基于EDA技术的电工基础实验改革研究.考试周刊.2008年50期.

实验中心工作思路篇(8)

作者简介:张蛟龙(1977-),男,河南洛阳人,河南理工大学电气工程与自动化学院,实验师;张伟(1978-),女,辽宁鞍山人,河南理工大学电气工程与自动化学院,副教授。(河南?焦作?454000)

基金项目:本文系“三电”基础课程教学团队建设“2009年部级教学团队”(批准号:教高函[2009]18号)、“三电”基础课程教学团队建设“2009年河南省教学团队”(批准号:教高[2009]483号)的研究成果。

中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)22-0049-02

中国工程教育的任务是大量培养工程师,少量培养工程学家,以工程素质和能力的培养为目标,要培养学生具备系统的专业理论知识、熟练的工程实践能力、全面的社会认知和积极的创新追求精神。[1]而创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。创新能力的核心因素是创新思维能力,它主要指科学思维中的非逻辑思维。在目前的高等教育过程中,科学思维基本上以人文素质教育为主,且以阐述理论为主,自成课程体系。如何用创新思维去指导课程教学是教学改革中急待解决的问题,因此探索和研究课程中的创新思维教育是实施人才素质教育的一个重要课题。

据统计:大学教育中工科学生占45%,而其中电气类学生占工科学生总数的50%。在电类专业中,“电路”是其最为重要的专业基础课程之一,其理论性强,集数学、物理、电学和工程于一体,理论精辟,分析方法灵活多样,在整个课程体系中起承上启下的关键性作用,对培养学生的创新能力和工程素养具有十分重要的作用。

河南理工大学(以下简称“我校”)以部级电工电子实验教学示范中心为平台,在部级“三电”基础课程教学团队建设的过程中,积极进行包括“电路”、“电子技术”和“电机学”的“三电”基础课程教学改革和实践活动。在“电路”课程建设方面,积极改革、大胆推进,探索工程背景下该课程教学中创新思维方法融入教学内容和教学方法的改革实践活动,改革效果良好,受到了学生的普遍认可。

一、“电路”课程教学活动中存在的问题

工程教育背景下的“电路”课程教学内容无论在理论上的还是在实践上都缺乏工程背景,同时教学设计中创新思维培养的考虑体现不够到位。如课程教学中更注重理论知识的传授,与工程实际联系很少,具有工程背景内容的引入比较少,学生即便学会了知识,也不知道怎么用;在新技术、新方法不断涌现的今天,学生认为所学内容没有实用性的氛围下,对课程的兴趣逐渐降低。电路理论来源于电路的实践,而理论知识的运用最后也是应该为实践服务的。现有课程内容在工程应用能力培养上也没有更多地考虑与设计。比如学生做电路实验,做完后还是只停留在“认知”阶段,综合能力很难提高,难以解决实际中所涉及的具体问题,更谈不上创新能力的培养。长期以来,教师在授课时基本采用传统的教学方法:阐述理论-证明-举例应用-阶段性总结,虽然在某种程度上应用了一些科学思维中的逻辑思维方法,但是应用不够深入,对于非逻辑思维中的发散式思维、灵感思维等几乎没有涉及,从而导致学生知识不成系统,工程意识淡薄,解决实际问题能力欠缺等实际问题,更谈不上具有创新思维和创新能力,和培养目标明显不相适应。

二、“电路”教学的改革探索

理论知识和工程应用的统一是工程师应具备的基本素质。教学内容和教学方法是教学互动过程中关键的方面。根据“电路”课程的特点,主要从教学内容与教学方法两方面进行了教学改革和实践,探索创新思维方法与课程教学的结合点。主要围绕如何在教学过程中不断提升科学思维和科学方法的应用水平,有计划地结合教学内容,并恰如其分地将创新思维方法贯穿于教学环节中对理论内容、实践内容进行改革;选用具有工程性的问题引导教学内容;把科学思维和科学方法融入教学过程,进而培养学生的科学思维和创新能力。

1.教学内容改革

教学内容改革中首先要重视“电路”课程中的工程应用背景,需要重新梳理教学内容,将更多相关的实际工程应用问题引入到教学内容中来。例如介绍电阻元件时,引入超导、热敏电阻、光敏电阻、降低设备温升措施的内容;学习动态电路时,引入电力系统过电压、过电流问题的讨论;学习电容元件时,引入雷电冲击实验;学习交流电路部分,引入交直流输电争论,我国当代的高压输电工程等。[2]教师也可将自己的科研成果总结后做为实际例子,在教学过程中多与实际联系,注意工程问题的探讨,可以很好地解决学生为何学、学何用的问题,激发学生的兴趣,有利于工程素养的培养和能力的提高。而对传统的经典内容,应合理地安排教学内容,做到详略得当,让学生能够抓住内容的主线脉络。

教学内容上的创新直接影响教学效果的好坏。而“电路”中的创新需要老师善于发现、用脑思考,用“创新思想和方法”去讲授教学内容,并精心设计教学活动才能收到不错的效果。比如经典的基尔霍夫定律揭示了科学真理的有界性;相量法(变换法)是转移经验和侧向思维的好例子等。同时也应注意在当今知识爆炸的时代需要在教学上有思想上的转变。孔子曰:“少则得,多则惑。”教师要教的内容越来越多,知识量又不断增加,如果什么都讲了,学生不一定都学会,教师应该培养学生的学习习惯、科学的能力和素养。此外,在“电路”理论的传统内容基础上,注重反映现代网络理论的内容和计算机辅助分析的基础知识也是必要的。[3]

2.教学方法改革

教学方法改革主要以解决怎么教,在教的过程中如何体现创新教育、工程性和以创新思维为中心,来激发学生的学习兴趣、培养他们的工程素质和创新能力。教学方法可以通过合理的教学设计体现创新性,教学活动中采用多种教学方法相结合的形式,[4]以启发式教学思想为指导,通过设计和提出能体现工程背景又涵盖重要理论内容,与先进的科技发展同步的小项目引导学生学习。比如请学生设计宿舍楼的供电电路,讨论动态电路在家电中的应用,布置超导体的特性与应用等项目。学生在收集资料、完成项目过程中,积极参与、优势互补、主动思考,并且锻炼了团队协作意识,从而变被动接受为主动参与、主动学习,更加强理论学习的效果和工程素质的培养。在教学中多提一些有深度的提问,提炼有一定挑战性的现实问题,通过合理设计载体,配合教学方案设计,为学生提供一个有意义的学习经历,更为培养他们学习、探索、参与的积极性开了个好头,也有助于提高培养对象的智力、创造力和实用能力。

实验教学改革方面,在保证基础实验的前提下,减少验证性的实验,通过设计有意义的实验项目,让学生自行设计实验、选择实验方法并做实验,掌握理论到实践再到理论的研究性学习方法。如利用电桥原理设计电阻温度计,感性负载断路保护的研究等此类具有意义的、有应用背景的实验教学活动,真正提高学生理论知识的工程应用能力。在课外作业中增加具有工程应用背景的大作业和项目设计也收到了不错的效果。对给定的一个项目,同学分组讨论方案,分析和设计,验证仿真或实物制作,最后学生陈述总结、教师验收点评等都可作为培养创新能力且具有工程背景的较好的教学方式。

三、结论

“电路”是电类专业中最为重要的一门课程,其教学效果对后续课程的学习有较为深远的影响。[5]在部级“三电”基础课程教学团队的建设过程中,着力进行了“电路”课程教学改革的探索和实践工作。在面向工程、培养卓越工程师的教育大环境下,从提高学生创新思维能力角度出发进行课程改革,将创新性教育结合工程应用融入电路课程的教学内容和教学方法中,通过教学相关环节配合,加强学生的创新能力和科学思维意识的培养。

参考文献:

[1]张来斌.大工程观视野下高等工程教育改革的探索与思考[J].中国高教研究,2009,(8):8-10.

[2]罗先觉.电路课程建设和教材建设的思考[A].第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册)[C].2009.

实验中心工作思路篇(9)

中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2014)03-0232-02

模拟电路课程是工科电子电器类、自动化类专业的一门重要的技术基础课程。多年来我们在模拟电路课程建设中,做了大量工作。对教学理念,教学方法有一些自己的想法。

课堂教学是培养学生的主要途径,是提高教育质量的核心。高校扩招以来,教学课时逐渐减少,学生学习积极性下降。怎样激发学生学习自主性,让学生了解学习的重要性并且主观愿意学习,用有限的课堂时间获得更好的课堂教学效果,是我们高等学校教师必须重点研究解决的课题。

一、启发式教学的前提是教师必须精心备课

上课前充分做好准备,确定重点、克服难点、精心设计组织好教学内容、教学顺序连贯。按照模拟电路教学大纲的要求、不同专业学生的专业方向侧重不同,制定相关章节重点,根据学生的知识基础和学科门类、培养目标确定教学内容的难点。

对教学内容要做到“精”、“准”。主次分明,取舍合理。次要的、非重点的内容应该让学生自学;准确把握基本原理,理论联系生产实践、充分考虑学生的层次水平和内在潜能,让学生敢于设想,活学会用。这样既有利于知识消化吸收,又能调动学习的积极性自主性,如讲积分电路可以联系定时器,洗衣机正反转的时间设置;讲谐振电路可以联系调谐收音机是如何收台等。老师对教学内容掌握要做到“熟”、“活”。吃透教材、融会贯通。“熟”才能把模拟电路讲得活灵活现、有声有色,课堂气氛轻松愉快,同学们就会精力集中、兴趣盎然。反之,不能够熟练掌握教材,照本宣科,必然降低教学效果。教师要观察课堂气氛、学生表现,灵活设置课堂内容,如讲完稳压管后让学生设计一个电流源,讲完电流源可以联系电流源电阻大的特点,让学生讨论为什么电流源能用到差分电路。培养学生灵活运用知识的能力,锻炼学生的创新思维。

备课过程中,还须重视课堂设计,因为它对能否取得良好的师生情感互动具有重要影响[1]。课堂设计涉及内容广泛,含有教学目标设定;根据学生现实水平确定教学起点;教学内容;教学时间;教学措施;教学评价。具体来说安排好每次课先后顺序,先进行的内容、后进行的内容、怎么进行;怎样调节课堂氛围,授课过程中可能出现的小细节怎么处理、小知识点讲解运用什么样的技巧等。一个好的课堂设计,会给学生留下一个赏心悦目的感受。

二、传授知识中结合能力培养

在传授课程理论知识的同时,电工电子基础实验中心有目的、有计划地提高学生的应用能力和创新意识,实现知识、能力统一协调发展。

(一)重视理论在生产实践中的应用

模拟电路是一门实践性特别强的课程。非常贴近生活和实际,只有让学生知道学习的应用目的,才能激发学生的学习兴趣,熟练快速地掌握知识。因而要求我们教师在教学中尽可能理论联系实践,将创新思维培养融入课程,灵活应用理论讲授、实践实习、工厂参观等不同教学方式。从而将抽象的概念、逻辑关系等通过自身感受呈现出来,增强学生的学习能力。

(二)重视思维方法的指导

模拟电路教学大纲指出:要培养学生逻辑思维能力,动手实践能力。我们电工电子基础实验中心通过三条基本途径实施:一是演示:结合模拟电路具体章节的教学,直观、浅显地教授给学生以正确缜密思维的信息;二是点拨:基本过程为“点睛――探讨――除障――结论”;三是训练实践:特别强调条理清晰、根据基本理论回答问题或能阐述理由,并引出相关的知识应用,养成良好的思维习惯。

三、注重教师课堂组织能力的提高、启发式教学为主,善于运用多种教学方法

作为一名优秀的教师,必须具备很强的驾驭课堂的能力。课堂教学是教师教学的主要途径,是师生沟通的主要场所,模拟电路教师作为该课程学生学习的发起组织者,需要具备全面的课堂调控能力。备课时候我们要思考与教学相关的各个环节、考虑教学因素、联系教学实验、设定教学顺序等,具体到讲解哪些教学内容、运用怎样的教学方式、怎样保证课堂纪律等。每一节课都让学生回味无穷,学生必有收获。

(一)塑造教师个人魅力

学生欣赏、相信老师,对于学生学习该门课程有重大帮助,个人人品修养,是得到别人承认和欣赏的关键因素。作为教书育人者,教师更应该注意个人的人格魅力,要具有渊博广泛的知识储备,具备较强的综合分析处理问题能力,努力塑造自己良好的行为品格。学高为师,道高为范。学生观察老师时和放大器产生的效果一样,教师的一点优点和缺点都会被放大。好的教师具有熟练宽广的知识面、端毅正直的爱岗敬业精神、衣着得体、态度和蔼可亲、语言幽默,与教学方法一样,可以改善教学效果。

(二)强化师生互动,启发式教学

在课堂教学过程中,学生是学习的主人,是课堂教学的核心群体,教师要做好自己的课堂角色,在课堂上我们是学习的组织人、合作者,引导着学生学习方向。我们负责营造课堂的学习氛围,现在的课堂教学应该从单一的学生被动接受走向合作互动;鼓励学生自主合作学习、探究性研究学习。模拟电路授课内容多,知识更新比较快,教学课时少,因此教师应采用灵活多变的教学方法和手段引导学生独立思考,激发学生学习的自主性,提高学生独立思考的能力,有限学时内提高学生学习的有效性。在教学方法上,重要的是教给学生学习方法而不是具体学习内容,使学生养成自学习惯,启发互动并存。使教师与学生的情绪达到状态最佳,提高学习效率。教师本身经常集体备课,一起进行教学研究研讨,多多走出去参加学术交流,交换教学方法,了解前沿方向,使授课方式向启发性、思维性、综合性发展,留出学生思考和自学的空间。

(三)巧用现代化教学手段,优化教学效果

模拟电路教学过程中,应采用教师讲解为主,多媒体动画为辅的方式,采用3D动画、电子教案、模拟软件等方式教学,使学生摆脱枯燥的说教,提高教学质量。我们在教学过程中充分利用现代信息技术对图像、文字、动画、声音的处理能力,形成声、图、文并茂的多彩形象教学,使模拟电路课程的教学过程更富有感染力,突出重点、攻克难点。在教学过程中很多的动态过程(PN结的单向导电性、晶体管内部载流子的运动、场效应管导电沟道的变化)采用多媒体动画进行形象展示,生动形象,有助于提高学生对抽象知识的理解能力,调动学生了学习积极性、趣味性,课程最后老师进行归纳总结,剖析重点、难点,加深理解。这样学生从被动的听课变为主动学习,勇于思考,印象深刻,逐渐提高了学习能力。

黑龙江大学开展网络教学已有10余年历史,模拟电路已经列为网络课程之一,建立网络教学网。这样提高了单位学时理论教学的信息量,与课堂教学互为补充。教师真正做到“因材施教”,每一个学生可以私下给老师留言,与老师聊天。在模拟电路网络课堂中,设置了“课程介绍”“电子教案”“资源下载”“问题讨论”“答疑解惑”“历年考题”等栏目。这里还是师生的沟通平台,师生各抒己见,互相启发,教学相长。

四、提高驾驭教材的能力、关注专业发展方向

现代模拟电路的发展方向是:集成电路代替分立元件;自动化设计代替人工设计;智能化控制代替人工控制。对于知识更新日新月异的社会趋势,模拟电路在教学过程中应紧跟时展、新技术潮流选择较新理论、知识和技术,使学生能够适应新时期环境。注重培养学生的独立思考能力,能够发现问题,分析问题并解决问题,设法提高学生的创新能力和应变能力。在课堂教学内容中,注意选择问题的精华、研究事物的发展规律、相关问题思维的方法,多讲电子器件、模块外部特性,学会应用,不讲内部原理,留下让学生思考提升和发散思维的余地;现代电子电路分析相关软件已经非常成熟,应注重定性分析,定量计算可以淡化。突出宏观全局,反映学科前沿知识和新成果。使学生知道为什么学,学了之后怎么用,用在哪里。

五、注重实验课程,培养学生的实践应用能力及创新能力

模拟电路实践教学分为基础实验、提高实验和职业技能专训三部分,电工电子基础实验中心建有创新实验室,使学生综合掌握电工电子综合技术,提升学生的实践本领[2]。具体在实验内容方面,增加综合性、设计性、开放性实验的比例。充分发挥实验教学对理论教学的补充作用,将理论教学中抽象难懂部分放置在实验课堂进行实践验证仿真,加深学生对理论知识的理解。提升学生学习兴趣。模拟电路实验课为学生提供了丰富的实验项目,学生可根据自身知识积累,有选择性地安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,但是通过相关软件仿真,同学们可直观地看到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线和交流负载线的区别。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心下设的不同专业安排1周~2周的模拟电路实训,完成设计、制作电源电路,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先理论设计计算,然后计算机相关软件仿真,最后动手操作、调试、焊接制板。这个过程提高了学生的动手实践能力、分析问题解决问题的能力;黑龙江大学设有学生创业实践基地,我们鼓励学生积极参加黑龙江省、国家电子设计大赛,以及相关企业组织的电子类大赛,按照大赛的设计要求,同学们对电路进行方案设计,相关软件仿真并修改设计方案,完成电路的制作。通过参赛,提升了学生信心,动手实践能力,创新思维和创新能力都有很大提高,工程应用能力得到了锻炼;联合黑龙江大学创业教育学院积极引入具有创新性的科研成果形成创新实践项目,例如,以科研为背景开发广场的照明指示LED灯,充分激发学生的创新思维,相关产品并得到具体应用。

六、结语

新时代背景下模拟电路教学要与时俱进,跟上科技发展的步伐,改革是必然的选择。提升教师个人综合素质和能力,掌控课堂教学,以学生为主体,使学习从被动学习转变为主动学习,根据模拟电路课程教学内容的特点和相关要求,选用有针对性的教学手段,尽可能地满足学生的学习需求,是我们高等学校教师基本职责。我们应该设法提高学生的技能水平,使他们迅速成为社会需要的复合型人才。

实验中心工作思路篇(10)

作者简介:武永华(1975-),男,福建福州人,福建江夏学院电子信息科学学院,工程师;胡绍祖(1984-),男,福建福州人,福建江夏学院电子信息科学学院,助教。(福建 福州 350108)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0073-01

“电路分析基础”课程是电子信息类学科的一门主干技术基础课程,本课程的任务主要是讨论线性、集中参数、非时变电路的基本理论与一般分析方法。[1]通过本课程的学习,使学生掌握电路的基本概念、基本原理和基本方法,提高学生的实验技能和逻辑推理能力、分析计算能力、工程应用能力,为学习后续专业课程及专业方向课程打下坚实的基础。

本人根据这九年在台企一线电子企业研发部门的工作经历,考虑到学生后续实际从事的电子类工程师的工作内容,把本课程的教学内容抽象概况为“一中心、一目的、一设计,两种分析思路和两层实验模式,三类电路、三类分析域,四个基本方法和四类线性电路分析”,具体内容如图1所示:

根据上述教学内容和任务目标,本文从理论教学、实验教学、实践性教学三个方面阐述了教学的一些思路和方法。特别强调了“电路分析基础”课程的工程应用教学需求。

一、理论教学的改革

理论教学采取以学生学为主,教师教为辅的指导思想。

由于“电路分析基础”较强的理论性和数学推导性,笔者在每次上课时,都需要花几分钟的时间对上次课程内容进行一个总结,并对学生在课后作业中存在的共性问题做细致地分析。

课堂内容以板书为主要形态。任何新知识的获取,必须经历一个从认识到理解再到探索的阶段,所以课程中一些重要的定理、概念、方法必须通过板书详细地推导,这样效果才好。

对一些较难理解的知识点,比如说相量域、谐振电路、功率因素等,可以随堂分发课堂讲义,讲义中空一些关键表述字段,让学生在听教师讲课的时候完成。

很多学生在上课听讲时没有疑问,但是课下做题确不知道如何下手,这种现象表明学生不能熟练理解课堂上的定理及其应用,所以教师必须在课堂上以范例的形式讲解每章的一些习题。

教学中要注意各部分内容的内在实质关系,始终要贯穿理解电路基本方法的叙述。要求学生循序渐进,拓展他们的思维。

把工程背景引入到教学。让学生考虑工程的复杂应用,把实际的器件和电路模型相结合,了解一些重要的电路分析方法和电子产品对应的一些行业标准、国家标准。

二、实验教学的改革

实验教学的教改主要采用两层实验模式,即传统的学生插拔接线头的实验台方式和电子虚拟仿真实验,从而构成丰富的实验项目体系。核心思想就是将简单实验通过实验成,而复杂的实验则通过实验台和虚拟仿真实验从不同角度完成。

在实验台方式中由于很多模块都已经配置好,学生做的就是简单的导线连接,部分学生可能根本不清楚实验的原理,不利于优秀学生创新能力的提高。但是由于“电路分析基础”是最早开设的一门专业基础课程,所以需要学生了解电子专业最基本的操作。通过实验台能完成大部分的实验。

针对试验台的不足之处以及“电路分析基础”课程中抽象的理论与实际的电路信号分析,在教学中将Multisim、[2]MATLAB[3]两款虚拟仿真软件的辅助分析方法介绍给学生。根据内容的难易程度在实验台和仿真实验之间取舍,也可以将仿真实验作为操作台实验之前的预习。

采用Matlab脚本语言完成部分实验项目,可以使电路分析系统化、可视化。同时又进一步加深学生对部分较难知识点的理解。采用MATLAB分析电路问题中的主要知识点有:支路电流法、回路分析法求解电压和电流;一阶电路的时域和频域分析仿真;二阶电路的时域和频域分析仿真;正弦稳态电路分析仿真;RLC并联谐振电路研究;电压源的各种功率求解。同时考虑到后续课程或者毕业设计也会使用MATLAB进行仿真计算,所以增设MATLAB的电路分析实验是必须的。

Multisim软件是美国国家仪器公司(简称NI公司)推出的虚拟电子仿真软件。此软件最大的优点就是让学生自己画电路图,并用虚拟仪器仪表在线观测电路的参数和波形图。运用Multisim对部分教学重点、难点内容进行建模和仿真,可以让学生更加清晰地了解电路的暂态过程和响应过程,从而可以延伸到实践教学中的工程问题,能有效促进学生主体作用地发挥,能很好地促进学生自学能力的提高。用Multisim分析电路问题中的主要知识点有:欧姆定律仿真实验、节点电压分析法仿真分析、受控源电路分析、感抗仿真实验、容抗仿真实验、RLC串联谐振电路研究、交流电路功率和功率因素仿真实验。

三、实践性教学的改革

实践性教学的目的就是培养宽口径、多类型、强能力、富有创新意识的电子信息工程人才。它包括电路课程设计、认知实习、生产实习。它的实质就是“理论与实践紧密结合”,旨在培养学生自己动手解决系列工程背景问题的能力。工程实践能力的培养,是要靠一线电子企业的实践长时间来浸泡和打磨的。

应用型本科院校在强调理论知识的前提下,重点应该强化实践能力,培养学生的电路操作能力、电子产品单元设计能力、独立分析问题与解决问题的能力、创新能力与理论联系实际的能力。所以实践教学要求的内容应该具有可操作性、实用性。且必须依托生产一线电子企业,要贴近电子元器件生产、线路板制作、电路板生产以及贴片、焊接等工艺和产品研发流程。

实践教学的实施必须依托两个场地:一是校企合作的实训基地;二是电子企业的生产流水线或者研发部门以及工程部门。“项目设计”是一种提高综合应用能力的有效方式。在实训基地必须以实用型和应用型的电子产品项目设计为对象,比如说收音机、测谎仪、扩音机、多媒体音箱、跑马灯、在线温度计等。

在企业实践中必须根除企业对学生“放羊式”的管理方式,学校和企业必须切实执行“项目设计”的实践教学要求,形成学校考核企业、企业考核员工、员工考核学生、学生评价员工、学生评价企业、企业评价学校的无缝隙结合。同时安排一些有工程背景的教师在企业挂职培训学生和公司的员工。

四、结束语

由于“电路分析基础”是专业基础课,是学生系统掌握后续专业课的基础,所以教师一定要把这门课程讲好。教师要以学生为中心,以培养合格的“工程师”为基本任务,以开发学生技术科学家的潜质为努力方向,坚持理论与实践相结合的方针,优化整合课程体系,强化实践能力培养环节。学生要学好本课程,首选必须明确该课程的性质、地位,任务、作用、内容,同时一定要做好“电路分析基础”的两层实验,加强对仿真实验的理解,以积极的态度去面对实践教学所碰到的问题。通过教师和学生的共同努力,教学质量一定会提高,学校也一定能培养出更多出色的电子类专业人才。

参考文献:

上一篇: 防汛减灾宣传标语 下一篇: 诗词活动总结
相关精选
相关期刊