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摘要:为适应高素质人才培养的现代社会发展需要,根据近年课程教学和科研的实际体会,结合电机与拖动课程的教学现状,对电类课程教学方法及教学手段等方面的教学改革内容进行了探讨,提出了重视电气工程自动化专业理论规律“数学化”,引入“模拟实践”教学方法,会起到很好的教学效果。
关键词:电机与拖动;教学改革;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)35-0107-02
电气工程及自动化专业的专业基础课基本概念、基础理论、计算方法等内容较多且枯燥,但只有很好的掌握才能为后续课程学习、从事专业工作以及进一步研究课题打下良好的基础,从而更好地运用知识解决工程实际问题。以往的教学中,学生普遍反映的问题是课程有些概念抽象、不容易理解,教学方法老套、实践课程安排少。
为了全面提高我国电气工程及自动化学科本科教学质量,适应山东省高等教育名校建设工程应用型人才培养特色名校建设工程要求,适应具有创新意识、实践能力和创业精神的高素质人才培养需要,对现有电气工程自动化学科本科教学模式、教学内容、教学计划和教学评价机制进行探索和实践改革,下面着重以电机与拖动教学为例进行阐述。
一、数学推导准确,理论规律“数学化”
理论课授课内容,重在揭示内在规律,通常电学课程理论内容与数学紧密相关,如自动控制原理、数字信号处理授课内容与数学中的laplace和z变换密切相关,而电机与拖动基础理论与复变函数和梯度、散度和弦度紧密联系。因此把课程理论内容讲清楚,让学生清楚理解每个方程的来龙去脉,并不是一件容易的事情,需要教师利用准确的数学推导得出理论公式和规律。因此,在平时的教学中应该注重学生数学能力的培养,及时消除授课内容的“盲区”,使理论规律和方程“数学化”,只有这样讲课才更生动、逻辑性更强,学生也更易于理解。
这个推导过程可使同学们更清晰理解和掌握基波磁动势和各次谐波磁动势的计算,同时使同学们认识到数学是学好电学理论知识的基础,要从数学本质上弄清每个方程的来龙去脉及其物理意义。除了电机拖动这门课,电类很多课程(自动控制原理、数字信号处理、信号与系统等)都遵循这一规律。
二、引入“模拟实践”教学方法,培养学生兴趣
课堂教学要培养学生的兴趣,充分调动学生学习的主动性。当然,学生的学习积极性和教师的讲课质量有关,一个教师讲课十分精彩,自然会吸引学生[1-3]。
对于工科教学,麻省理工学院授课主要采用实验——结论——理论规律总结的教学模式,教室配有实验台,通过实验演示再总结理论知识,从而收到非常好的课堂教学效果。我们限于教学实验条件,无法在理论教学中进行实验演示,但可以引入一些“模拟实践”教学环节。现有教材很多都是前人结论的总结,不利于学生全面掌握理论知识的内涵。而通过模拟实验,就可以用实验得出的结果验证理论知识的来源,这样不仅可以调动学生学习的积极性,更好地增加师生之间的互动性,同时有利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力,达到理想的授课效果。
例如在讲解全电流安培定律的课堂教学中,我们做了以下“模拟实验”,第一步实验揭示通电导体会产生磁效应,第二步实验电流与磁场成右手螺旋关系,第三步实验二根通电平行导体相吸的现象。模拟情景式实验教学极大的吸引了同学们的好奇心和兴趣,其中穿插对同学们的提问,同学们被深深吸引住了。从学生认知的角度,进行富有启发性的模拟实验,引导学生积极思维,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的方法和能力,最后从理论上总结其理论规律
三、适当引入多媒体教学,授课生动化
由于多媒体教学摆脱了传统的“粉笔+黑板”的教学方法,把多媒体作为教学工具和手段,真正做到图文并茂、动静结合、声情融会、使学生最大限度地获取信息,激发了学生学习的兴趣和求知欲望,提高了教学效果和教学效率。但多媒体技术作为一种辅助教学手段,其使用应以提高教学质量为宗旨。在国外许多大学,尽管教室、研究间配备有齐全的投影仪、幻灯片等,但运用多媒体情况与课程性质有关。例如像电学基础类课程电路理论、自动原理,数学类课程“数字信号处理等逻辑性较强的课程,仍沿用传统的方式,即教师在黑板上一步步地定义、推证;而对“自动控制元件与系统集成”、“电力系统继电保护”、“高电压技术”等专业性较强的课程则以计算机、多媒体为主,幻灯片、黑板为辅多种方式相结合,使授课生动化。
多媒体教学更易创设引人入胜的教学过程和情景,使学生充满认知兴趣,变“要我学”为“我要学”,促进学生自觉地形成获取知识、技能和技巧的能力。可以更生动的讲解复杂的理论规律和工程应用。
例如在电机与拖动授课中引入磁力线分布如图1所示。
四、确定学生学习的主体地位
随着现代社会的发展,大学的学习方式出现许多新特征,自主学习、探究式学习和终身学习等理念得到广泛认同[4-5]。但不少学生仍然把分数、文凭作为学习的主要目的,缺乏自主学习的精神。要确立学生在学习中的主体地位,逐步改变以教师为中心的知识传授型教学方式,开设由学生和教师共同选题的自主学习课程,构建多元学习模式,加强学习策略和方法的训练指导,培养学生再学习能力和创新能力,树立终生学习的观念,促进个性发展。
教师加强自身的学习,及时跟随当今学科的前沿发展,不断更新知识,引导学生对本学科的前沿知识的兴趣和热爱。确立学生在课堂的主体地位,让学习方式多样化,大力提倡探究性学习、自主学习、合作学习,让学生掌握学习的方法,培养终身学习的愿望和能力。从改革课堂教学模式上,改变学习方式。
五、改革单一笔试考核方式势在必行
考试是手段而不是目的,考试的最终目的是督促学生更好的学习,提高教学质量。而目前所开设的课程中考试课所占比例过大,往往一个学期有5~6门课程要在期末一到两周内完成,“重考试,轻考查”,“重期末,轻平时",这样便造成学生平时松松垮垮,期末穷于应付,导致相当一部分学生平时并没有真正下工夫认真学习,而是靠临时突击、猜题甚至作弊蒙混过关。这种分数为“王”的考试方式并不利于学生真实水平的反映,也一定程度上阻碍了教学改革的进行。
电气工程学科各门课程教授的是学生解决问题的能力,而非死记硬背公式和理论。考试形式可以多样化,加大开卷考试的课程门次,争取每学期闭卷考试课不超过3门。很多带有编程性质的课程如PLC等应以设计、上机考试为主,也可以开卷考试,有些其他课程可以以考查、考核、小论文、小设计等多种形式分阶段完成。
总之,电气工程自动化学科本科教学中,要不断深化教学改革,提高教学质量,以培养创新人才为导向,按照不同学科、专业、课程对教学的要求,改进教学方法,探索模拟实践教学模式,着力提高大学生创新实践的兴趣和能力。对培养满足社会各层次需求的电气工程自动化专业人才队伍和学科可持续发展具有重要意义。
参考文献:
[1]刘明贵.实践教学在应用型本科高校人才培养中的地位和作用[J].高等农业教育,2010,(2):6-9.
[2]卢曼慧,刘莹,吴宏川.大学生创新能力的现状及其培养途径[J].辽宁工业大学学报,2010,10(1):82-84.
[3]赵希文,吴菊花,燕杰.国家大学生创新性实验计划与创新教育改革[J].哈尔滨工业大学学报:社会科学版,2010,12(4):105-109.
[4]牛广财,王宪青,魏文毅,等.项目教学法在果蔬贮藏与加工课程教学中的应用[J].高等农业教育,2010,(3):71-73.
[5]尤克,陈桓荣,王绍光.应用型大学实践教学基地建设探索[J].中国大学教学,2006,(4):49-50.
(责任编辑:刘丽娜)
关键词:电机与拖动;教学改革;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)35-0107-02
电气工程及自动化专业的专业基础课基本概念、基础理论、计算方法等内容较多且枯燥,但只有很好的掌握才能为后续课程学习、从事专业工作以及进一步研究课题打下良好的基础,从而更好地运用知识解决工程实际问题。以往的教学中,学生普遍反映的问题是课程有些概念抽象、不容易理解,教学方法老套、实践课程安排少。
为了全面提高我国电气工程及自动化学科本科教学质量,适应山东省高等教育名校建设工程应用型人才培养特色名校建设工程要求,适应具有创新意识、实践能力和创业精神的高素质人才培养需要,对现有电气工程自动化学科本科教学模式、教学内容、教学计划和教学评价机制进行探索和实践改革,下面着重以电机与拖动教学为例进行阐述。
一、数学推导准确,理论规律“数学化”
理论课授课内容,重在揭示内在规律,通常电学课程理论内容与数学紧密相关,如自动控制原理、数字信号处理授课内容与数学中的laplace和z变换密切相关,而电机与拖动基础理论与复变函数和梯度、散度和弦度紧密联系。因此把课程理论内容讲清楚,让学生清楚理解每个方程的来龙去脉,并不是一件容易的事情,需要教师利用准确的数学推导得出理论公式和规律。因此,在平时的教学中应该注重学生数学能力的培养,及时消除授课内容的“盲区”,使理论规律和方程“数学化”,只有这样讲课才更生动、逻辑性更强,学生也更易于理解。
这个推导过程可使同学们更清晰理解和掌握基波磁动势和各次谐波磁动势的计算,同时使同学们认识到数学是学好电学理论知识的基础,要从数学本质上弄清每个方程的来龙去脉及其物理意义。除了电机拖动这门课,电类很多课程(自动控制原理、数字信号处理、信号与系统等)都遵循这一规律。
二、引入“模拟实践”教学方法,培养学生兴趣
课堂教学要培养学生的兴趣,充分调动学生学习的主动性。当然,学生的学习积极性和教师的讲课质量有关,一个教师讲课十分精彩,自然会吸引学生[1-3]。
对于工科教学,麻省理工学院授课主要采用实验——结论——理论规律总结的教学模式,教室配有实验台,通过实验演示再总结理论知识,从而收到非常好的课堂教学效果。我们限于教学实验条件,无法在理论教学中进行实验演示,但可以引入一些“模拟实践”教学环节。现有教材很多都是前人结论的总结,不利于学生全面掌握理论知识的内涵。而通过模拟实验,就可以用实验得出的结果验证理论知识的来源,这样不仅可以调动学生学习的积极性,更好地增加师生之间的互动性,同时有利于培养学生独立分析问题、解决问题的能力,达到理想的授课效果。
例如在讲解全电流安培定律的课堂教学中,我们做了以下“模拟实验”,第一步实验揭示通电导体会产生磁效应,第二步实验电流与磁场成右手螺旋关系,第三步实验二根通电平行导体相吸的现象。模拟情景式实验教学极大的吸引了同学们的好奇心和兴趣,其中穿插对同学们的提问,同学们被深深吸引住了。从学生认知的角度,进行富有启发性的模拟实验,引导学生积极思维,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的方法和能力,最后从理论上总结其理论规律
三、适当引入多媒体教学,授课生动化
由于多媒体教学摆脱了传统的“粉笔+黑板”的教学方法,把多媒体作为教学工具和手段,真正做到图文并茂、动静结合、声情融会、使学生最大限度地获取信息,激发了学生学习的兴趣和求知欲望,提高了教学效果和教学效率。但多媒体技术作为一种辅助教学手段,其使用应以提高教学质量为宗旨。在国外许多大学,尽管教室、研究间配备有齐全的投影仪、幻灯片等,但运用多媒体情况与课程性质有关。例如像电学基础类课程电路理论、自动原理,数学类课程“数字信号处理等逻辑性较强的课程,仍沿用传统的方式,即教师在黑板上一步步地定义、推证;而对“自动控制元件与系统集成”、“电力系统继电保护”、“高电压技术”等专业性较强的课程则以计算机、多媒体为主,幻灯片、黑板为辅多种方式相结合,使授课生动化。
多媒体教学更易创设引人入胜的教学过程和情景,使学生充满认知兴趣,变“要我学”为“我要学”,促进学生自觉地形成获取知识、技能和技巧的能力。可以更生动的讲解复杂的理论规律和工程应用。
例如在电机与拖动授课中引入磁力线分布如图1所示。
四、确定学生学习的主体地位
随着现代社会的发展,大学的学习方式出现许多新特征,自主学习、探究式学习和终身学习等理念得到广泛认同[4-5]。但不少学生仍然把分数、文凭作为学习的主要目的,缺乏自主学习的精神。要确立学生在学习中的主体地位,逐步改变以教师为中心的知识传授型教学方式,开设由学生和教师共同选题的自主学习课程,构建多元学习模式,加强学习策略和方法的训练指导,培养学生再学习能力和创新能力,树立终生学习的观念,促进个性发展。
教师加强自身的学习,及时跟随当今学科的前沿发展,不断更新知识,引导学生对本学科的前沿知识的兴趣和热爱。确立学生在课堂的主体地位,让学习方式多样化,大力提倡探究性学习、自主学习、合作学习,让学生掌握学习的方法,培养终身学习的愿望和能力。从改革课堂教学模式上,改变学习方式。
五、改革单一笔试考核方式势在必行
考试是手段而不是目的,考试的最终目的是督促学生更好的学习,提高教学质量。而目前所开设的课程中考试课所占比例过大,往往一个学期有5~6门课程要在期末一到两周内完成,“重考试,轻考查”,“重期末,轻平时",这样便造成学生平时松松垮垮,期末穷于应付,导致相当一部分学生平时并没有真正下工夫认真学习,而是靠临时突击、猜题甚至作弊蒙混过关。这种分数为“王”的考试方式并不利于学生真实水平的反映,也一定程度上阻碍了教学改革的进行。
电气工程学科各门课程教授的是学生解决问题的能力,而非死记硬背公式和理论。考试形式可以多样化,加大开卷考试的课程门次,争取每学期闭卷考试课不超过3门。很多带有编程性质的课程如PLC等应以设计、上机考试为主,也可以开卷考试,有些其他课程可以以考查、考核、小论文、小设计等多种形式分阶段完成。
总之,电气工程自动化学科本科教学中,要不断深化教学改革,提高教学质量,以培养创新人才为导向,按照不同学科、专业、课程对教学的要求,改进教学方法,探索模拟实践教学模式,着力提高大学生创新实践的兴趣和能力。对培养满足社会各层次需求的电气工程自动化专业人才队伍和学科可持续发展具有重要意义。
参考文献:
[1]刘明贵.实践教学在应用型本科高校人才培养中的地位和作用[J].高等农业教育,2010,(2):6-9.
[2]卢曼慧,刘莹,吴宏川.大学生创新能力的现状及其培养途径[J].辽宁工业大学学报,2010,10(1):82-84.
[3]赵希文,吴菊花,燕杰.国家大学生创新性实验计划与创新教育改革[J].哈尔滨工业大学学报:社会科学版,2010,12(4):105-109.
[4]牛广财,王宪青,魏文毅,等.项目教学法在果蔬贮藏与加工课程教学中的应用[J].高等农业教育,2010,(3):71-73.
[5]尤克,陈桓荣,王绍光.应用型大学实践教学基地建设探索[J].中国大学教学,2006,(4):49-50.
(责任编辑:刘丽娜)