主頁 > 技術(shù)文章 > 淺析《電工與電子技術(shù)》教材改革與實踐 2024-10-16

淺析《電工與電子技術(shù)》教材改革與實踐

摘要:介紹了基于能力培養(yǎng)的《電工電子技術(shù)》教材編寫思想,從教材結(jié)構(gòu)、教材內(nèi)容兩方面說明了教材改革的方法,以滿足課程“教、學、做一體化”的需要。最后,通過教學實踐,總結(jié)了教材的特點及使用過程中存在的問題。
　　　“電工電子技術(shù)”是機電工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學質(zhì)量的好壞直接影響到學生后續(xù)課程的學習。基于職業(yè)崗位能力培養(yǎng),實現(xiàn)課程“教、學、做一體化”是提高教學質(zhì)量的有效途徑,作為教學的基礎(chǔ)和保障,需要對教材進行改革。
一、《電工電子技術(shù)》教材定位與編寫思想
　　　教材定位:湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院“電工與電子技術(shù)”課程主要面向三年制機電類高職學生,面對加工車間維修電工、機床操作工等職業(yè)崗位。
　　“夯實基本理論,著重技能培養(yǎng)”的教材編寫思想主要從以下幾個方面體現(xiàn)。
　　(1)教材集知識傳授、技能訓練于一體。教學過程中,教師不僅要講授知識,還必須進行技能演示;學生不僅要動腦“學”,還必須動手“做”,“學”與“做”相互融合,相互促進。
　　(2)采用模塊結(jié)構(gòu)。根據(jù)維修電工、機床操作工等職業(yè)崗位的能力要求確定了直流電路、正弦交流電路、變壓器、電動機等9個模塊。
　　(3)通過具體教學任務(wù)進行驅(qū)動,按照“認識—了解—熟悉—應(yīng)用”的認知規(guī)律組織教材內(nèi)容。
　　(4)明確每個教學任務(wù)的知識目標、技能目標和應(yīng)用目標,以“應(yīng)用”為主線,通過“應(yīng)用”引出相關(guān)知識,通過“應(yīng)用”訓練學生技能,通過“應(yīng)用”設(shè)計相應(yīng)的討論、思考、操作、練習環(huán)節(jié),幫助學生鞏固或檢驗?zāi)繕送瓿傻那闆r。
二、教材結(jié)構(gòu)：
　　教材采用模塊結(jié)構(gòu),通過分析加工車間維修電工、機床操作工等職業(yè)崗位的能力要求,分析需要掌握的相關(guān)知識和技能,確定直流電路、正弦交流電路、變壓器、電動機、電動機的基本控制、二極管與簡單直流電源、三極管與基本放大電路、數(shù)字電路、安全用電與節(jié)約用電9個模塊。每個模塊由從易到難的多個教學任務(wù)組成,以變壓器模塊為例,其教學任務(wù)體現(xiàn)在四個方面。
　　任務(wù)一:了解變壓器,包括變壓器的應(yīng)用、變壓器的基本結(jié)構(gòu)。
　　任務(wù)二:熟悉變壓器,包括變壓器的基本工作原理、變壓器的運行特性。
　　任務(wù)三:應(yīng)用變壓器,包括電力變壓器、小功率電源變壓器、多繞組變壓器和互感器的原理、工作特點與使用注意事項。
　　任務(wù)四:檢測變壓器,包括變壓器使用前的檢測和小型變壓器的簡單故障檢測。
　　每個教學任務(wù)中,又包含學習目標、相關(guān)知識與技能以及討論、思考、練習、操作等項目。
三、教材內(nèi)容：
　　 1.教材內(nèi)容遴選：
　　教材內(nèi)容主要根據(jù)加工車間維修電工、機床操作工等職業(yè)崗位需要的基本知識和基本技能,結(jié)合實際應(yīng)用需求進行遴選。
　　強調(diào)課程的實踐性。改革后的教材增加了大量的技能訓練內(nèi)容,包括“通過測量電阻檢查電路故障”、“測量電功率和電能” 、“室內(nèi)電氣照明電路”、“小型變壓器的簡單故障檢測”和“單相異步電動機的維護”等項目。
　　突出課程的應(yīng)用性。教材增加了實際生活中應(yīng)用比較廣泛的相關(guān)內(nèi)容,在直流電路模塊中安排了“熟悉直流電源”的教學任務(wù),幫助學生了解鉛酸電池、氫鎳電池、鋰電池等直流電源的特點,正確選擇和使用電動自行車、數(shù)碼相機和手機等設(shè)備中的電源。同時,在單相正弦交流電路中增加了“日光燈電路”、“電熱毯電路”、“電飯煲電路”,在電動機模塊增加了“電風扇電機”、“洗衣機電機”等與日常生活密切相關(guān)的內(nèi)容,以突出課程的應(yīng)用性特點。
　　關(guān)注新知識、新技術(shù)、新設(shè)備。改革后的教材在“電動機控制電路”部分增加了“變頻器及變頻控制電路”,在“開關(guān)”部分,增加了照明電路中已經(jīng)普及的各種漏電保護開關(guān);在“節(jié)約用電常識”部分,增加了“LED燈的高效節(jié)能照明技術(shù)”以及“高效電動機”、“遠紅外加熱技術(shù)”等內(nèi)容。
　　2.教材內(nèi)容分類
　　教材內(nèi)容主要分為知識講授與技能訓練兩大類,有明確的知識目標、技能目標,通過相應(yīng)的練習和操作題進行鞏固、訓練。
如模塊一的“任務(wù)三:熟悉直流電路中的負載”,知識目標為:了解電路中負載的類型及特點,熟悉直導(dǎo)線電阻的計算,熟悉電路的三種狀態(tài)與特點。知識講授的重點是:了解電阻負載的特點,計算直導(dǎo)線電阻。
技能目標為:熟練使用萬用表測電阻,正確應(yīng)用伏安法精確測量電阻。技能訓練的重點是:掌握萬用表測量電阻的一般方法,通過測量電阻的方法檢查電路故障。
　　此為,教材還安排了一些適合學生自主學習的內(nèi)容,如在“熟悉直流電源”任務(wù)中,要求學生“查閱資料,了解鋅錳電池、鋅銀扣式電池、鉛酸蓄電池、氫鎳電池、鋰電池的使用注意事項”;在“熟悉直流電路中的負載”任務(wù)中,要求學生“觀察導(dǎo)線、白熾燈、電爐、電阻溫度計、標準電阻和電刷,了解它們的導(dǎo)電材料及相關(guān)知識”;在“計算電功率”任務(wù)中,要求學生“觀察電風扇、電燈等用電設(shè)備的額定功率,說明其意義”。
　　3.教材內(nèi)容闡述
　　教材內(nèi)容闡述盡量做到簡潔、通俗、易懂。摒棄了一些抽象的說明。同類教材中,常通過電荷的移動定義電流,通過電荷的聚集定義電壓、電動勢和電能,由于電荷看不見,又不方便測量,學生不容易理解,因此,改革后的教材摒棄了這些物理定義,改為通過儀器或儀表測量的辦法判斷電路中的電流和電壓。根據(jù)機電專業(yè)學生的崗位特點,在介紹單相交流電源、三相交流電源時,直接從電源插座接線進行說明,略掉三相發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和對稱電動勢的產(chǎn)生等內(nèi)容,避免以往教學過程中學生懂得計算復(fù)雜交流電路,但卻分不清二孔插座與三孔插座的區(qū)別;能夠熟練計算電路中的電流,卻不懂得使用驗電筆的問題。
刪除了繁瑣的理論推導(dǎo),減少了重復(fù)的分析與計算。教材刪除了磁路的基本概念及磁路計算,改為直接介紹變壓器、電動機等設(shè)備,使教學重點更加突出;省略了本征半導(dǎo)體、雜質(zhì)半導(dǎo)體等半導(dǎo)體基本知識的介紹,直接從PN結(jié)開始了解半導(dǎo)體的特點及應(yīng)用,在不影響教學質(zhì)量的前提下,減少了教材篇幅,也減輕了學生的負擔。在介紹疊加定理、戴維南定理時,重點介紹計算思想與方法,具體計算過程放在簡單直流電路和基爾堆夫定律內(nèi)容中完成,避免了教材內(nèi)容的重復(fù)。
四、教材實踐：
　　　　自2008年開始,在化學工業(yè)出版社的支持下,我們開始嘗試基于職業(yè)能力培養(yǎng)的《電工電子技術(shù)》教學改革,編寫了滿足改革需要的“教、學、做一體化”教材,已經(jīng)于2009年4月正式出版。收集相關(guān)教師和學生的反饋意見得知,大家對教材的改革給予了充分肯定。
　　1.教材的優(yōu)點
　　(1)教材結(jié)構(gòu)合理,以任務(wù)的形式組織教學內(nèi)容,形式新穎,可操作性強。
　　(2)引用了大量學生常見的或是容易理解的實際應(yīng)用案例,有效地提高了學生的學習興趣。
　　(3)每個教學任務(wù)后安排了“議一議”、“想一想”、“練一練”、“做一做”等內(nèi)容,能夠及時、有效地幫助學生鞏固所學內(nèi)容,與同類教材每章后單一的練習題相比,鞏固更加全面,使用更加方便。
　　(4)理論講授與技能訓練相結(jié)合,學生在“學中做”,在“做中學”,或“邊做邊學”,“邊學邊做”,較大程度加強了學生對理論知識的理解,提高了動手操作和實際應(yīng)用能力。
　　2.教材的問題
　　改革后的教材在使用時也出現(xiàn)了一些問題。
　　(1)提高了對教師的要求,少數(shù)教師出現(xiàn)了抵觸情緒。改革后的教材將知識講授與技能訓練融為一體,要求教師不僅熟悉教材內(nèi)容,更要熟練相關(guān)的技能操作。教材引入了變頻等新技術(shù)、漏電保護開關(guān)等新設(shè)備以及大量的實際應(yīng)用案例,相應(yīng)地,要求教師及時更新知識,與時俱進。
　　(2)提高了對學生自主學習的要求。改革后的教材更注重實踐性和應(yīng)用性,對于理論,以“適量、夠用”為原則,因此在系統(tǒng)性、完整性方面有些欠缺。對于從小習慣了“應(yīng)試教育”的“保姆式教學”的學生,有些不容易適應(yīng),在教學過程中,我們通常安排一至二本輔助教材進行彌補,這就要求學生能夠自主學習。此外,教材安排了一些自主學習內(nèi)容,也需要學生進行配合。
(3)實驗室、實訓室負擔加重,儀器、設(shè)備超負荷運行。改革后的教材是為了滿足課程“教、學、做一體化”編寫,大部分教學在實驗室和實訓室進行。為了保證教學質(zhì)量,只能“小班”教學,相關(guān)實驗室和實訓室安排非常緊張,經(jīng)常在下午7、8節(jié)或周末都需要開放,儀器、設(shè)備疲勞工作的現(xiàn)象嚴重。

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