电工基础专业概述(6篇)
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电工基础专业概述篇1
论文摘要:为提高高校计算机专业嵌入式系统课程的教学效果,以适应社会对嵌入式人才的要求,在分析嵌入式系统体系结构的基础上,分析了高校计算机专业嵌入式系统的教学现状、教学内容和教学方法,指出现有教学过程中存在的不足之处,并提出相应的解决方案。
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减的计算机系统,通俗地讲,就是具有智能处理功能的电子产品。如今,嵌入式系统已经被广泛应用于工业控制、医疗仪器、智能仪表、通信设备等众多领域,可以说,嵌入式系统无处不在,人们的生活也离不开嵌入式系统。
如今,社会对掌握嵌入式技术的人才需求量较大,近几年高校中的自动化类、电子类以及计算机类专业均开设了嵌入式系统的相关课程,社会上也有一些培训机构开始开展嵌入式工程师的培训。然而,由于面向对象、培养目标以及基础知识的不同,高校中各专业以及培训机构培养出的嵌入式人才的能力也不尽不同。本文结合嵌入式系统的体系结构和高校计算机专业的课程结构,对高校计算机专业嵌入式系统的教学现状、教学内容和教学方法展开探讨,指出现有教学过程中存在的不足之处,并提出相应的解决方案。
1嵌入式系统的体系结构
一个完整的嵌入式系统可以分为软件部分和硬件部分,因此,大体上讲,嵌入式工程师可以分为嵌入式软件工程师和嵌入式硬件工程师。但我们认为,一个合格的嵌入式工程师应该既要懂软件,又要懂硬件,软件和硬件之间是相辅相成的。
嵌入式软件包含应用程序开发、驱动程序开发、操作系统的移植和裁减三个主要方面。然而,并非所有的嵌入式系统都需要进行驱动程序的开发以及操作系统的移植和裁减,如果使用的单片机较为简单,或者开发的程序较为简单,那么就没有必要基于操作系统来进行应用程序的开发。但是,如果基于操作系统来开发应用程序,那么应用程序开发过程和普通的软件开发几乎没有区别。
嵌入式硬件主要包含pcb设计和原理图设计两个方面。在原理图设计阶段,工程师需要根据实际需求选择合适的芯片,设计相应的电路图;而pcb设计主要是指pcb的布局和布线。对于高频电路,在布线完成之后,还需要进行pcb电路图的电磁兼容仿真和分析,以保证生产出的产品能够正常工作。
由此可见,嵌入式系统开发涉及到的知识面较多,这对相应的从业人员提出了较高的要求,因此,要称为一名合格的嵌入式工程师必须对上述所有方面都有所了解,并精通其中若干个方面。
2高校计算机专业的课程结构
如今,高校计算机专业的课程结构除公共课外,可以分专业基础课程,专业必修课程和专业选修课程。专业基础课程主要是指电子技术基础和计算机程序设计;专业必修课程主要包括计算机体系结构、操作系统、数据结构、软件工程、计算机网络和编译原理等;专业选修课包括信息安全、图像处理、网络程序开发、嵌入式系统等。
从课程结构上,我们不难发现,该专业学生在学习嵌入式系统时存在一定难度,主要体现在对电路、数电和模电三门课程的掌握不牢固上。要想学好嵌入式系统,首先必须学好上述三门课程。而事实上,通常计算机专业将上述三门课程合成一门课程来进行讲授,并且学时较短。学生经过一个学期的学习,只能对这三门课程有个大概的了解,并不能达到较为灵活应用的程度。
3教学现状、教学内容和教学手段
在教学现状上,如今高校在讲授嵌入式系统时,往往是一个教师会面对几十个,甚至上百个学生。在人数较多时,授课质量会下降。事实上,社会培训机构在进行嵌入式系统培训时,往往会限制学生的数量。
在教学内容上,主要是以一些基本概念为主,如单片机结构,linux嵌入式操作系统的原理和移植,linux嵌入式驱动程序的开发,以及嵌入式软件的设计方法等。事实上,对于刚接触嵌入式系统的学生来说,讲授这些空洞的基本概念是没有任何意义的。根据学生的反映,由于他们没有任何嵌入式方面的基础知识,讲授上述内容使得他们陷入一种迷茫的状态,除了强迫性记住一些概念之外,其它什么都没有学到。
在教学方法上,主要是以教师讲课为主,学生处于被动地接受状态。学生接受了大量的概念,却没有办法真正理解这些概念。尽管学生也会做一些嵌入式系统的实验,但在进行实验时,学生往往是根据实验手册上的说明,按照实验步骤一步步进行下去,最终除了能看到一些实验结果外,几乎根本无法理解其中的原理。
4解决方案
为此,我们认为,高校计算机专业嵌入式系统的教学内容和教学方法必须进行改革,具体体现在以下三个方面:
第一,改变教学内容,注重实际应用。在教学内容上,不应讲授空洞的基本概念,不应以复杂的单片机,如arm为例进行讲授,不应讲授嵌入式操作系统的原理和移植操作,也不应讲授驱动程序开发,这些内容都不适合初学者。而应该以一个简单的单片机,如c51为例进行讲授。同时,在讲授c51时,应从一个应用者的角度,而不是一个设计者的角度来进行授课,这一点往往是一些教师没有注意到的问题。他们往往过于强调单片机的内部原理,而忽略了单片机的应用方法。
第二,应以教师教课为辅,学生动手为主的教学方法。由于嵌入式系统是一门实践性很强的课程,对于这类课程,过多的教学是无益的,往往会让学生对嵌入式失去兴趣。而如果能够让学生动手实验,学生则能够很直观地感受到嵌入式的魅力。
第三,在动手实践上,应以一个小型项目为主,基于开发板实验为辅的方法。事实上,基于开发板进行实验,学生往往只是简单地对他人的程序进行编译和下载,并观看开发板上的运行效果,并不能主动地研究其中的原理,也无法提高学生解决问题的能力。而如果让学生开发一个小型项目,如温度显示器等,那么学生不仅能够真正了解嵌入式系统的开发流程,解决开发过程中遇到的各种问题,而且能够获得开发成功后的成就感,增加学生对嵌入式系统的乐趣。
5结语
本论文在分析嵌入式系统体系结构的基础上,分析了高校计算机专业嵌入式系统的教学现状、教学内容和教学方法,指出现有教学过程中存在的不足之处,并提出了相应的解决方案。该方案有利于提高高校计算机专业嵌入式系统课程的教学效果,以适应社会对嵌入式人才的要求。
参考文献
[1]蒋伟杰.计算机专业本科嵌入式系统方向可见建设研究[j].计算机教育,2011,10(5):61~64.
电工基础专业概述篇2
【关键词】高职高专电工电子学探究式教学实践
电工电子学课程作为一门基础性课程,是一门理论与实际相结合的课程,既涉及到基本理论、基本概念和实验设计方案等理论知识,又非常重视学生的动手能力,因此对高职高专学生的培养有重要的作用。为了适应国家提出的对高职高专的基础性教育的改革的要求,本文将结合高职高专学生的现状和课程的特点,对探究式教学加以研究,并提出改革的具体措施。
一、探究式教学的概念与特征
探究式教学,又叫作发现法、研究法,指的是学生在学习概念和理论时,老师只是给学生一些问题和引导提示,让学生自己通过读书、听课、观察、思考、实验、讨论等方式进行探究,自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。其指导思想是以教师为主导,以学生为主体,让学生积极主动地探索,逐渐掌握解决问题的方法,探究事物的特性,发现事物发展的原因、过程和可预测性的结果以及事物之间的内在联系。通过探究,找出其中的联系与规律,加深对知识的理解。由此可见,探究式教学的过程,锻炼了学生的自主探究能力。
探究式教学有很多优点,例如,强调学生的主观能动性和师生互动,重视学生的自主探究能力和解决问题的思路,营造了动态开放的学习氛围等,但也存在不足之处,例如,多数比较适合小班教学,在大班级实施时难度较大;耗时比较长,在课时比较少的学科实施探究式教学时只能够选择性应用。探究式教学这种实践性较强的教学模式,应创造性地加以运用,以便更好地为教学实践服务。
二、在高职高专电工电子课程中进行探究式教学的可行性
电工电子课程是一门实践性相当强的课程,培养的是实用型人才,而传统的教学理念以课程讲授为主,根本无法适应时代对其提出的超高要求,因而传统教学模式亟需被探究式教学模式替代。
传统的教学模式以知识灌输为主,实行统一的教学标准,教学内容陈旧单一,缺乏对学生的差异和个性特点的考虑,缺少人文关怀,也缺少对学生主观能动性的调动,不利于学生个性化的发展和独立自主能力的形成。而探究式教学则一反传统教学模式的常态,为学生提供了自主探究的学习氛围,让学生变被动地听为主动地学,遇到问题时还有老师从旁指导,并且经过实验得到的真理经得起实践的检验,具有可信度和信服力,更能促进学生抽象思维能力、逻辑思维能力的发展。探究式教学是一种开放、自主、活跃的教学,教师可以充分利用这种教学的优势,培养学生的想象能力和动手能力,使学生的思想更加开放,考虑问题全面、周到,敢于并擅于做实验研究与总结。
三、高职高专电工电子课程探究式教学的开展
3.1形成以实验为主体的教学方式
实验教学法,是指学生在教师的指导下,借助一定的设备和材料,通过控制条件的操作过程,引起实验对象的某些变化,从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。在实际的教学过程中,实验的过程逐渐被教师的讲述所替代,实验课的生动和趣味也付之东流,学生对实验课也逐渐失去新鲜感和兴奋感,因而教学模式的改革势在必行。实验课强调的是学生动手、动脑能力,教师应让学生分组进行实验,汇报实验成果。
3.2增加学生探究式学习的实训机会
理论的知识是刻板的、僵化的,在实际应用中需要发挥人的主观能动性,灵活地、变通地、创造性地提出解决方案,才会达到事半功倍的效果。对于高职高专电工电子课程的学习,只有理论联系实际,才能激发学生兴趣,所以要增加实验探究环节,以此来满足学生的好奇心和求知欲。例如,教师可以通过对显示器的扫描电路、电源电路等进行实验研究,然后让学生根据相同的原理对半导体器件、二极管电路、放大器、集成放大器、反馈放大器等进行实验研究,设计实用功放、设计直流稳压电源,以此来锻炼学生的实验能力,增加学生探究式学习的实训机会。
四、总结
综上所述,高职高专电工电子课程中,探究式教学必不可少。只有增加学生的自主探究环节,才能使学生更好掌握概念理论知识,养成自主探究能力,同时培养学生的创新能力、合作能力和实际操作能力,促进学生养成良好的学习习惯。
参考文献
[1]李静.探究式教学在中等职业学校《电工电子学》课程中的实践研究[D].河北师范大学,2006.
电工基础专业概述篇3
1、课程目标
使学生具备本专业的高素质技术应用型人才所必需的电子电路逻辑设计基本知识和灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的基本技能;为学生全面掌握电子设计技术和技能,提高综合素质,增强职业变化的适应能力和继续学习能力打下一定基础;通过项目的引导与实现,培养学生团结协作、敬业爱岗和吃苦耐劳的品德和良好职业道德观。本课程目标具体包括知识目标、能力目标和素质目标。
(1)知识目标:熟悉数字电子技术的基本概念、术语,熟悉逻辑代数基本定律和逻辑函数化简;掌握门电路及触发器的逻辑功能和外特性;掌握常用组合逻辑电路和时序电路的功能及分析方法,学会一般组合逻辑电路的设计方法(用SSI和MSI器件),学会同步计数器的设计方法;熟悉脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用;了解A/D,D/A电路及半导体存储器、PLA器件的原理及其应用。
(2)能力目标:具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力;具有查阅手册合理选用大、中、小规模数字集成电路组件的能力;具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力;具有数字电路设计初步的能力。
(3)素质目标:培养学生学习数字电路的兴趣;培养学生团结合作的意识,培养学生自己查找资料能力。
2、课程定位
《逻辑设计》是计算机应用技术专业和电子信息类专业的一门重要硬件基础课,其理论性和实践性很强,尤其强调工程应用。是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的和集成电路设计的基础。在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成。通过本课程学习,熟悉小中大规模数字集成电路分析与应用,突出数字电子技术应用性,获得数字电子技术必要的基本理论基本知识和基本技能;了解数字电子技术的应用和发展概况,为后继课程及从事相关工程技术工作和科研与设计工作打下一定基础。《逻辑设计》在电子信息专业课程的地位,表现在其先导课程为《电工电子技术》,要求学生掌握由分立元器件组成的电子电路的识别与检测、与基本分析方法,掌握有关晶体管以及晶体管电路的分析方法等;其后续课程有《微机原理与接口技术》、《单片机技术应用》、《EDA技术应用》等。学习集成电路芯片在计算机及相关电子设备中的应用与作用。
二、逻辑设计课程教学内容
1、教学内容选取依据
(1)以培养高素质技能型人才为目标,教学内容选择与组织突出“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目主体--任务贯穿”为总体设计要求,在内容的选取上,首先立足于打好基础。在确保基本概念、基本原理和基本教学方法的前提下,简化集成电路内部结构和工作原理的讲述,减少小规模集成电路的内容,尽可能多地介绍中大规模集成电路及其应用。以能力培养为主线,以应用为目的,突出思路与方法阐述,力求反映当今数字电子技术的新发展。
(2)在教材内容编排上精心组合,深入浅出,做到概念清晰,逻辑设计思想严谨。教学实施中注重重点突出,层次分明,相互衔接,逻辑性强,以利于教学做一体化的整合。在讲义上力求简洁流畅,通俗易懂,便于学生自学。
(3)以实训项目为载体,采取任务驱动教学做一体化的实施,体现理论指导实践,实践深化理论的素质养成目的。
(4)依据各学习项目的内容总量以及在该门课程中的地位分配各学习项目的课时数。
(5)知识学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用来表述。“了解”用于表述事实性知识的学习程度,“理解”用于表述原理性知识的学习程度,“能”或“会”用于表述技能的学习程度。
2、教学具体内容安排
表决器电路设计与制作,抢答器电路设计与制作,同步计数器电路设计与制作,方波发生器电路设计与制作,数字钟电路设计与制作。
三、逻辑设计课程教学模式与手段
1、教材编写
教材编写体现项目课程的特色与设计思想,教材内容体现先进性、实用性,典型产品的选取科学,体现地区产业特点,具有可操作性。呈现方式图文并茂,文字表述规范、正确、科学。
2、教学模式
采取项目教学,以工作任务为出发点来激发学生的学习兴趣,教学过程中要注重创设教育情境,采取“教学做”一体化的教学模式,将知识、能力、素质的培养紧密结合,进一步加强职业教育教学改革研究,优化完善我校应用型人才培养体系。
3、教学方法
从教学手段、教案设计、教学思路、语言表述、教学资源等方面着手,对如何在课堂教学中提高学生的学习主动性和兴趣开展教研。教学过程有进行项目引导,任务贯穿,“提出问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”,把握课程的进度,活跃课堂气氛,使大多数学生能够获得尽可能大的收获。采用“发现法”教学方式,使学生建立科学的思维方法与创新意识。学习内容的掌握依赖于学习者的实践,课程组加强了对教师教学及学生学习过程的管理;为使学生理解和有效掌握课程内容,在坚持课外习题练习、辅导答疑等教学环节的基础上,增加随堂练习、单元测验等即时性练习环节,督促学生复习和掌握已学知识点。
4、教学手段
充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段,发挥网络突破空间距离限制的优势,让学生能够最大限度的利用学习资源,自主地学习和提高,弥补课堂上未能及时消化吸收的部分内容。教学过程中相应教学班成立课程提高学习小组,任课教师课外指导该小组进行拓展学习及课外科技活动指导,达到因材施教的目的;一方面教师指导有兴趣能力强的学生进行课外学习,特别是对数字系统设计知识的答疑指导,为能力强的学生提供发展空间,解决因课时数限制而无法在课堂上深入讲授特定工程应用专题的矛盾。也加强了教师与学生的互动,教师可以第一手了解学生对教学过程的反馈,改进教学方法,利用学习好的学生带动整个班级的学习,促进良好班风学风的形成。探讨当前教学环境下,培养学生课外学习能力的新模式。
电工基础专业概述篇4
关键词电工基础实验改革联系实际
《电工基础》是主要介绍电路基础知识、直流电路、磁场与电磁感应以及交流电路等知识,是学好电工专业课程的基础。《电工基础》是中等职业学校学生学习电子信息类专业的一门重要的专业基础课程,它具有抽象性、实验性、专业性等特点。大多数学生感到:《电工基础》课,原理枯燥难懂、实验深奥难明、习题面广难解,于是厌学、厌听、厌钻的情绪油然而生!
一、课程体系
(一)内容抽象,整体性强。
《电工基础》课程的理论性首先体现在概念多、基本知识点多、单位制较复杂上。如“磁场与磁路”这部分内容,基本概念有磁力线、磁感应强度、磁通、磁路等,概念多而且较抽象;基本知识点有磁场的性质、安培定则等;单位制有特、韦、高斯等,不常用,易遗忘。其次要有一定的数学功底,“电工基础”中公式繁多、复杂,解题的方法较为灵活,电路逻辑性较强,扎实的数学基础是学好此课程必要条件。另外其内容有较强的整体性,例如“单相正弦交流电路”知识分为两个层次,层次一是层次二的前导和基础,层次二是层次一知识的继续和深化。它们是逐步展开和逐步深入的,且脉络清晰,共同组成一个密切相关的整体。
(二)实验的重要性。
《电工基础》的实验课是学生对事物认识的实践环节,它培养学生的动手能力,是技能的基本训练部分。学生通过实验获得感性认识,验证和巩固所学的基本理论,加强对基本概念和基本定律的理解。通过电路实验环节,使学生掌握一般电量的基本测试方法和调试方法及能正确使用常用电工仪表与设备等。
二、教学方法改革
(一)联系实际,启发学生思考。
在《电工基础》的教学中善于引导和充分发挥学生的想象力也是十分重要的。在讲到闭合电路的欧姆定律时时,我问了这样一个问题:如果在闭合电路中,外电路由两个电阻串联组成,其中一个电阻特别大,大到了无穷大,也就是断开了,那么在断口处的电压是多少?有的学生感到茫然,有的学生说那就没有电压了。其实这个问题可用动态抽象的电路去想象——在那个逐渐变大的电阻两端接上电压表一直观察,则电压表读数必然会越来越大,最终电压表的读数必然与电源电压相同。
在研究两点间电压的计算时,很多学生认为如果一个原来闭合的电路中有某处断开,那么断开的两点间的电压为零。这时我让学生思考为什么电线断线后如果有人碰到就会触电。学生很快理解了我的意思,明白断开的两点间的电压并不为零。引导学生联系实际,挖掘学生的想象力不仅能加深学生对概念的理解,而且同时能调动学生的学习积极性,让他们感到学的东西有用。
(二)注重学习方法指导,培养自学能力。
教师不但要教给学生知识,更要教会学生如何获取知识;不仅要重视教法,更要指导学生的学法。在教学过程中,尽量多教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题,避免死记硬背、机械理解,引导学生学会举一反三,掌握学习方法,培养自学能力。
使传统授课方式向具有启发性、思维性、综合性的授课方式发展,给学生思考和自学的空间,使学生在获得电工电子技术知识的同时能学会像专家那样思考问题,解决问题,激发其求知欲,活跃学术氛围,培养创新能力。
在专业知识教学中,从器件、电路产生的背景和需求谈起,然后讲清其在系统中的作用、结构的构思方法,分析问题的特殊方法,再现“器件、电路的获得过程”,并为解决新问题作好铺垫。针对目前听课人数越来越多的情况,每一堂课均很好地“设计问题”“引导思考”“假设结论”“探索求证”。使不同程度的学生在听完课后都觉得值得回味,可以在不同层次上举一反三。
(三)采用多种教学方法,提高教学质量。
为了充分发挥学生的主观能动性,克服学生过分依赖教师的现象,在教学中摒弃满堂灌的教学方法,除了上述的方法外,还采用:
1.基于兴趣教学法,挖掘学生的学习兴趣和潜能;
2.基于问题教学法,教师提出几个综合性的问题,然后逐个加以分析,按设定条件一层层提出解决办法,引导学生领会思路,学习解决问题的途径。
电工基础专业概述篇5
关键词:电工技术基础;教学效果;教学方法
《电工技术基础》课程是高等院校工科非电类专业重要的技术基础课,主要包括电路理论部分和电机部分,具有信息量大、理论性和实践性强的特点。通过本课程基本理论学习和实践应用技能的训练,使学生获得电工技术的基本理论知识和基本技能,为今后学生学习专业知识和从事工程技术工作打下必要的理论基础。我校《电工技术基础》课程主要涉及热能与动力工程专业、机械工程及自动化专业、环境工程专业、能源化学工程专业、应用化学专业和建筑环境与设备工程专业等专业。由于我校的就业特色,上述非电气专业学生毕业后也多从事与电力密切相关的行业,因此该课程对上述学生来说具有十分重要的地位。近几年,结合我校的就业特色,《电工技术基础》教学团队在课程教学过程中进行了有益的尝试,取得了较好的效果。本文首先指出了我校《电工技术基础》课程教学存在的问题,分析了问题原因;以切实提高教学效果为目标,系统梳理了我校所采取的改革手段和措施;最后指出了后续课程教学改革的思路。
一、《电工技术基础》教学存在的不足
1.教学过程中重理论轻实践。课程主要包括直流电路、线性一阶动态电路、正弦交流电路和电机部分。其中直流电路和线性一阶动态电路部分理论性较强,任课老师教学中较为重视,不断以数学分析的方法进行各类公式的推导和验证,占用了课堂教学的大量时间。正弦交流电路和电机部分,与工程实际紧密相关,但教学过程中重视不够,学生反映不能很好地理解授课内容。此外,对实验部分重视不够。本课程是理论和实践并重的专业技术课程,课程虽然现安排有14个课时的实验,主要是电路理论部分的验证实验,而和学生就业后紧密相关的异步电动机部分目前尚没有开展实验。教师规定实验内容,讲述实验原理,给出实验电路和数据记录表格,学生只需依照电路进行接线并记录测量数据,整理数据,写出实验报告。这样的实验模式导致大部分同学觉得实验课很轻松,“依葫芦画瓢”,学不到真正有用的东西,也没多大兴趣,只是完成任务而已。这使得学生失去了独立学习、独立思考的主动权,更别提探索新问题了。这也和我们的教学目的大相径庭,因此对电工实验教学进行改革势在必行。重理论轻实践的教学方式导致学生毕业后在实际工作岗位中无从下手,需要很长的适应期,甚至会产生以前学习的知识完全没有用处的想法。2.课时少与课程内容多的矛盾。本课程内容涵盖了电路理论、电磁场和电机等课程部分内容,但近年来上课学时已经压缩至64学时,其中理论授课学时为50学时。在教学过程中,为了完成教学任务而不能兼顾不同章节内容的深度与广度,进而影响教学效果。3.教学手段单一。《电工技术基础》是一门专业基础课,有基础课程的理论要求,也有专业课程的技能要求。目前教学还是采用传统的以黑板板书的方法为主,讲授基础理论部分板书有其优势。但是对于正弦交流电路和电机部分而言,内容较为抽象,也较难理解,采用板书的形式无法达到教学目的,此时应采用辅助于多媒体的手段加以阐述。4.学生学习积极性不高。近年来,学生学习本课程的积极性不高,存在学生到课率降低、不及格率增高的现象。到课率一般在60%—80%之间,尤其是正弦交流电路和电动机部分,部分学生反映听不懂。影响学生学习本课程积极性的因素很复杂,主要包括以下几个方面。首先,社会大环境影响,手机充斥课堂,使得学生无法专注于学习;其次,由于本课程不是非电专业学生的核心主干课程,学生自身对课程的重视不够,并且认识不到本课程对其将来就业的重要作用;最后,课程内容覆盖面广,教师的教学手段单一也是重要的影响因素。5.成绩考核方式不合理。目前考试基本上还是理论考试为主,实验成绩占到10%,并且按照实验报告给出成绩。这就导致学生对实验存在消极应付的情况,实际动手能力不强,没有体现出实践知识的重要性。
二、提高教学效果的措施
针对上述问题,结合我校的就业特色,参考国内外其他高校的经验,在课程知识体系、教学方法及手段、实验改革以及考核方式等方面进行了有益的尝试,取得了较好的效果。1.合理安排教学内容。在课程学时有限的情况下,结合我校的就业特色,合理安排各个部分的内容所占的比例。直流电路部分是基础,这部分内容仍采用板书教学,夯实基础。线性一阶动态电路与以后的就业关系不大,授课中只讲基本概念,不再以数学分析的方法进行各类公式的推导和验证,压缩该部分内容的授课学时。正弦交流电路和电动机部分,紧密联系工程实际,此部分内容采用多媒体和实验等多种手段,强化讲解,考试中加大考核比例。在授课过程中,对定理和结论不再强调详细的数学推导,而着重从物理概念出发,说明其原理、规律和适用情况。课堂上主要精力放在讲清原理、理清思路、传授方法和补充新的科研新成果方面,加大课程的信息量,不再过度强调解题技巧。对一般内容应避繁从简,对重要内容或问题要阐述透彻,保持理论深度,详略得当,将完整的知识体系教给学生。例如讲授一阶动态电路三要素部分内容时,只是简要介绍三要素方法的来源,告知学生是通过微分方程的求解得到的,而要把重点放到三要素的应用上。此外,要结合变电站分闸放电现象的视频,将暂态过程的概念与实际工程紧密联系起来,让学生了解到这部分内容是如何应用到实际的。通过合理安排教学内容,增加了与就业紧密相关的内容的讲课时间,为实践环节提供了时间保证,缓解了教学内容与教学时数的矛盾。2.改进教学方法及手段。直流电路部分内容为基础,仍然采用传统的板书教学方式,夯实理论基础。而对于其他部分内容,采用板书结合多媒体的形式。正弦交流电路与电动机部分,多媒体课件中加入了大量的图片和视频。这种授课方法给学生提供了鲜明、生动的真实材料,把复杂的教学内容变为简单化,把抽象的概念具体化,增强了学生的学习兴趣,提高了课堂效率,能够在有限的学时内让学生学到更多的知识。3.加强实践教学环节。电工实验是课程的重要组成部分,旨在帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识,训练学生的实验技能,树立工程实际观点,培养严谨的科学作风,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生的创新性思维能力[1]。原有的实验安排为14学时,7次实验,均为验证性实验,即教师讲授实验内容,学生按照实验内容接线,动手验证定理内容。这样导致学生的学习兴趣不高,无法培养学生的综合设计能力和创新精神,教学效果不理想。因此,改革了部分实验内容,将叠加定理、戴维南定理和功率因数提高实验改为设计性实验,教师只是协助指导,具体电路要求学生自己动手设计,自己分析,并独立撰写实验报告。这就很好地培养了学生动手探求规律、学习知识的意识,对于其实践能力的提高有极大的促进作用。除此之外,充分利用我校电力学科的实验资源,补充异动电动机的实验,并专门组织学生参观和观摩新能源电力系统国家重点实验室,这有利于开拓学生视野,激发其学习兴趣。4.改革成绩考核方式。考试作为教学评价的重要手段,对学生学习有着重要的导向作用。以往的学生成绩计算包括三个部分:期末考试成绩(60%)、课后作业成绩(25%)和实验成绩(15%)。由于课程课时较长,采用期末一次性考试的方式会造成学生放松平时学习,考试前临时突击的现象。因此,改革后在课程进展到过半时,进行一次期中考试,以加强过程监督。这就促使学生重视每一个教学环节,主动学习,避免了学生考前突击应付的现象,提高了学生平时学习的自觉性。提高实验成绩所占的比重,由10%提高到20%。实验考核的方式不再是按照以往根据实验报告的好坏给定成绩的方式,而是采用随机抽取一次实验的方式,按照实验的好坏现场打分。这就促使学生重视实验,从而锻炼其动手能力。
三、取得的成果及后续的工作思路
本文指出了《电工技术基础》教学中存在的问题,分析了问题原因,提出了改进措施。上述措施取得了很好的效果,学生到课率和及格率得到了提升,考试成绩也有了较大提高,显著地提高了教学效率。但是《电工技术基础》教学改革是一项系统工程,涉及教材建设、教学方法及手段、实践性教学方面等多个环节,不可能在一朝一夕完成。在后续的工作中,将尝试在电工学考试中引入开卷考试,以及加大综合设计实验的比例等措施,以期更好地提高教学效果。
参考文献:
电工基础专业概述篇6
关键词:课程整合;电路原理;信号与系统
1“电路原理”与“信号与系统”课程介绍
“电路原理”课程是高等学校本科电子与电气信息类专业重要的基础课,该课程以分析电路中的电路原理,研究电路的基本规律及电路的分析方法为主要内容,为之后的专业基础课和专业课提供电路理论基础知识及电路分析方法支撑的重任。对电气工程及其自动化专业,电路课程尤为重要。学习本课程要求学生具备相关的数学和物理知识基础。电路课程理论严密、逻辑性强,有广阔的工程背景。电路理论是当前电子科学技术的重要理论基础之一。学生通过对本课程的学习,有助于树立严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点,对科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力的培养也具有重要的作用。学生通过“电路原理”课程的学习,应该掌握电路的基本理论知识、电路的基本分析方法和初步的实验技能,为进一步学习电路理论打下初步的基础,为学习后续专业课程准备必要的电路知识。
“信号与系统”课程已经从电子信息工程类专业的专业基础课程扩展成电子信息、自动控制、电子技术、电气工程、计算机技术、生物医学工程等众多电类专业的专业基础课程,甚至在很多非电专业中也设置了这门课程,而其内容也从单一的电系统分析扩展到许多非电系统分析。虽然各个专业开设这门课程时的侧重点会有所不同,应用背景也有差异,但是,本课程依然保留了以分析系统对信号的响应为主线的教学体系,以适应当代信息科学与技术发展的需要。《信号与系统》的教学内容分为两大部分:连续信号与系统分析和离散时间系统分析。涉及了信号与系统的概念、信号分析、连续时间系统和离散时间系统的时域和频域分析、系统的状态变量描述、傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换等等。该课程对于理论和实践两个体系都有很高的要求。
2两门课程内容优化整合
两门课程内容的优化整合是教学改革的重点和核心,两门课程不是简单的整合在一起就成,而且两门课程之间相关联的内容有大量重复,“电路原理”课程中包含了“信号与系统”课程中连续信号与系统分析的相关内容,如电路与系统的复频域分析、系统函数、系统稳定性、系统频率特性、系统零输入响应和零状态响应、自由响应和强迫响应、傅里叶级数和傅里叶变换、频谱、系统复频域分析、状态变量法等。因此,如何优化教学内容,避免重复教学是课程内容优化的一个核心。在总体优化上应突出两门课程的重点,既要保证各门课程的相对独立性,又要避免教学内容的简单重复,力求构造相对完整的课程体系,不再单独强调各个学科课程之间的内容体系,使两者相互交融、相辅相成。在内容的选择上,将电路与系统的复频域分析,系统的网络函数等内容放在电路中讲述,在“信号与系统”中重点讲述傅里叶变换,并以傅里叶变换为核心研究线性系统和信号处理和通信理论的相关问题,着重信号分析和信号通过线性系统的响应大力压缩拉普拉斯变换相关内容,加强离散分析和Z变换等相关知识。使既要保证各门课程的相对独立性,又要避免教学内容的简单、重复、力求构造相对完整的课程体系。
3新课程特点
将“电路原理”、“信号与系统”课程内容进行整合优化为“电路、信号与系统”,两门门课程的整合不是简单地拼凑成一门课程,而是按照专业培养目标融合成有机联系的课程体系。
3.1内容更加精练、学时减少
对“电路原理”课中某些经典内容,如网孔法、电压法、电流法等电路分析方法,只介绍基本概念和方法,不再追求复杂电路的计算,复杂电路分析可以借助于电路分析软件实现。对“信号与系统”中微分方程和差分方程的各种经典解法,只了解基本概念、物理意义,不需要掌握复杂的求解过程,主要掌握如何用信号与系统的基本理论,分析和解决工程中的实际问题。这使得学生对两课程学习效率提到,也提高了教学质量。
3.2为避免内容膨胀、课时增加,在“电路原理”课程中压缩某些经典内容
3.3在“电路原理”课程中,始终如一地建立信号与系统的概念
把电路看成为一个系统,特别强调系统的自由响应和强迫响应、零输入响应和零状态响应的物理概念。
3.4可以强调三大变换(傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换)的数学概念、物理概念和工程概念,傅里叶变换、拉普拉斯变换在“电路原理”课中介绍,在“信号与系统”中在拉普拉斯变换的基础上引入Z变换,并且实际运用。
3.5特别强调信号频谱的概念
“电路原理”非正弦电路分析一章中,加强了频率特性和频域分析的概念,为学习离散时间信号分析奠定坚实的基础。
4教学方式改革
在对课程内容整合和优化的同时,需要对教学方法和教学手段进行改革,总体上调动学生学习的主动性和积极性,要改变传统的满堂灌、填鸭式的传统教学方法,实行启发式、讨论式、发现式教学,传统教学与现代教学相结合,使学生不会感觉学习疲惫。
4.1转变传统的教学思想
改变传统教学方式,不该想以前一样重分数而不重能力,得注重学生的动手能力与所学知识的综合应用能力和创新能力的培养。在具体教学过程中,重视基本内容的深刻理解和基本概念的建立,熟练掌握公式的使用和解题技巧,强化所学知识的综合应用与创新能力的培养;使学生有更多的发现问题、思考问题的空间。例如,在求解电路时,常常涉及到电容上电压的突变和电感上电流突变的问题,即O+和O-不一样的情况,在介绍这些内容时引入δ(t)函数,利用函数可以解决此类问题,而且比较容易地将函数的物理意义介绍清楚。又如离散信号与系统分析中,数字滤波器的滤波过程和滤波性能是一个难点,在讲授中反复比较模拟滤波器和数字滤波器的特点及共同点,使学生对数字滤波器有一个清晰的概念。例如,在求解电路时,常常涉及到电容上电压的突变和电感上电流突变的问题,即O+和O-不一样的情况,在介绍这些内容时引入δ(t)函数,利用函数可以解决此类问题,而且比较容易地将函数的物理意义介绍清楚。
4.2加强计算机辅助教学
我们在电路课程中,可以增加机辅教学内容效果很好。在掌握基本内容、基本概念的前提下,在电路原理课程中引入计算机辅助手段,不仅可以形象展示电路性能、减少复杂电路计算量,同时可以激发学生学习兴趣,并初步掌握电路分析设计的实用方法,为学生进入专业学习后接触实际应用打下良好基础。
目前,在电路教学中使用的计算机辅助分析软件主要是MATALB,课堂教学中,在多媒体教学软件中加入利用软件计算进行演示的内容。同时安排专门的教学环节进行使用功能的介绍,并有专门的上机练习和考试时间。
在本教学体系中,电路原理方面的机辅教学可分成两个方面;先对电路原理见血内容进行演示,之后在开设MATLAB课程。在“信号与系统”课程中,由于课程内容以离散信号分析与处理为主,故进行计算机分析与处理实际上已属于实验教学的范围,是“信号与系统”课程一个必不可少的教学环节。考虑到学生已学过计算机语言,且多数学生自备电脑,故在本课程教学过程中,我们编制了MATALB程序,结合教学进度布置作业由学生自行上机实验。通过上机实验使学生更好地理解信号分析与处理的基本原理,更好地巩固所学知识。
随着用人单位对本科生知识结构和水平要求的不断提高、本科专业结构调整以及新兴学科的不断增加和知识总量的不断增长,基础教育的地位和作用更需要加强,因此,对电子类等专业的“电路原理”“信号与系统”两门专业基础课程进行了整合和优化,在教学方法和教学手段等方面提出了相应的改革方案,使其更加系统化、规范化,教学效果会明显提高,随着科学技术的发展和电子类专业人才培养目标的改变,需要对课程体系进行不断调整和优化,以适应社会对人才的需求。
参考文献:
[1]李培芳,李育玲,童梅.“电路原理”与“信号与系统”课程的整合与优化[M].电气电子教学学报,2003-11-25.
[2]李萍,刘国忠.“电路原理”、“信号与系统”和“自动控制原理”课程的整合与优化[M].光学技术,2007-11-15.
[3]许波,陈晓平,姬伟,毛彦欣.“信号与系统”课程教学改革思考与实践[M].电气电子教学学报,2008-02-15.

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