主頁 > 技術文（wén）章 > 淺議電工電子實驗研究型教（jiāo）學體係和方法探索 2024-09-30

淺議電工電（diàn）子實驗研究型教（jiāo）學體（tǐ）係（xì）和（hé）方法探索

摘要：電（diàn）工電子實驗是電（diàn）氣工程相關專業的實踐性（xìng）教學課程，在實驗教學實踐中，開展研究型實驗教學模式（shì），在鞏固基礎理論知識（shí）的同時，能很好的培養學（xué）生的創新性思維和創新能力。提出了電工電（diàn）子實驗研究型（xíng）教學體係的概念，分析了研究型實驗教學體（tǐ）係的三（sān）個層（céng）次，綜（zōng）合性實驗的開展，以及實驗室（shì）的開放與創新，並對電工電子實驗教學方法的改進（jìn）與實踐方案進行了（le）探討。
　　為適應現代教育的（de）需要，高校（xiào）迫切需要建立啟（qǐ）發式、研究型的教學體係，注重培養（yǎng）大學生解決實際問題（tí）的（de）能力、開拓精神與（yǔ）創新能力（lì）[1-2]。而在以培養應用型、創新型人才為目標的研究型教學（xué）體係中，課（kè）程（chéng）體係以及教學內容的更新和優化，尤（yóu）其是研究型實驗教學體（tǐ）係（xì）的建（jiàn）立（lì）與完善，直接關係到人才培養的質量。“電（diàn）工電子實（shí）驗”課程是理論性和實踐性都很強的一門學科。開展研究型實驗教學模式，在鞏固基礎理論知識的同時，能很好的（de）鍛煉（liàn）學生的實踐動手、分析和解決問題，以及電路的設計能力，加強其開拓意識和創新能力。本文對（duì）“電工電子實驗”課程的研究型教學體係進行了深入地研究，並將研究型（xíng）實驗教學原（yuán）理運用於大學電氣工程學院（以下簡（jiǎn）稱“我院”）“電工電子實驗”教學（xué）環節，對建立研（yán）究型實驗教學體係進（jìn）行探（tàn）索。
一、電工電子實驗研究型教學體係：
　　研究型教學體係中，學生是主體，教師（shī）以問題為主線，調動學生（shēng）的積極主動性，引導學生逐步深入、分析和解決問題。在（zài）加（jiā）深理（lǐ）論知識理（lǐ）解的同時，增強學生的創新（xīn）能力。
　　“電工電子實（shí）驗”是電類相關專業的實踐性（xìng）教學課程，它以電工、應用物理為基礎，以電子技術（shù）、儀表技術、測試技術為（wéi）指導，側重於理論指導下的實踐、技能培訓及綜合能力的（de）提（tí）高。通過電工電子實驗研究型教學體係，在加深（shēn）學生對理論知識理解的（de）同時，培養學生發現問題、分析問（wèn）題和解決問題的能力，提高學生（shēng）創造性和創新能（néng）力。
　　1.多層次的電工電子實驗教學體係：
　　電工電子實驗研（yán）究型教學體係將實驗（yàn）劃分為由（yóu）低到高的三個層次：基礎性實驗，設計型實驗，創新研究實驗。
　　基（jī）礎性實驗（yàn）主要為（wéi）電工（gōng）電路基本理論的驗證性實驗，如疊加定理與替代（dài）定理的驗證、三相交（jiāo）流電路電壓、電流、相序的測（cè）量等，配合理論教學，培養學生使用儀器、連接調試電（diàn）路、數據分析處理等方麵的基本技能（néng），加深學生（shēng）對理（lǐ）論知識的理解和（hé）掌握。此類實（shí）驗的實驗內容固定（dìng），教師要注重激（jī）發學生（shēng）學習的興趣，積極開創新的（de）實驗教（jiāo）學方式，引導學（xué）生運用理論知識分析實驗現象和數據，並在教師與學生、學生與學生之間的研討中積累（lèi）知識和培養能力。
　　設計型實驗是教師事先給定實（shí）驗要求和任務，學（xué）生自（zì）主設計課題實現方（fāng）案的實驗（yàn）。如設計（jì）一個電路（lù）將方波信號轉（zhuǎn）換成三角波信號，用單級晶體管設計小信號放大器等。在設計型實驗教學中，教師對學生提出（chū）的實驗方案進行討（tǎo）論和引導，確定最優實驗方案。然後學生根（gēn）據實驗方（fāng）案（àn）進行電路連接和調試，分析實驗結果。設計型實驗需要學（xué）生查閱相關的文（wén）獻，自主（zhǔ）設計實驗方案和電（diàn）路，有（yǒu）利於培養學生（shēng）的自（zì）主學習和獨立設計能力。
　　創新（xīn）研究實驗基於創新實驗（yàn）室（shì），為學（xué）生開展研究（jiū）性（xìng）實驗（yàn）項目，體現個性化和創新性的培養教（jiāo）學思想。創新研究實驗的平台可以是實驗裝置或者是計算機（jī）仿真（zhēn）平台。學院為學（xué）生提供實（shí）驗場所和（hé）設備等，並有專業的教師隊伍作為技（jì）術支持。學生可以根據自（zì）己（jǐ）的興趣和能力自主選擇某一實驗項目進行創新性研究。學生（shēng）也可以以大學生電子競賽為契（qì）機，選擇與大賽（sài）相關的基礎技術研究（jiū）課題進行實踐研究，為今後從事工程設計和科學（xué）研究奠定基礎。
　　2.多層次的電工電子實驗教學內容（róng）：
　　學生在掌握了一定的電工（gōng）電子理論知識，並完（wán）成基礎性實驗後，需要開展一些綜合性（xìng）實驗，將實驗內容向以設計性、綜合（hé）性方向為主的綜合實驗發展，形成多層次的實驗（yàn）教學內容。
　　綜合性實驗的（de）實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗[3-4]。綜合實驗通常由多項（xiàng）任務組成，且（qiě）各項任務間遵循一定的先後順序。如對於電子類的綜合實驗，可以要（yào）求學生設計一個小電壓信號的信號調理電路，對信號進行放大和濾波處理等，將信號轉換為便於數據采集和處理的電壓信號。
　　綜合性實驗既要體現內（nèi）容的綜合性（xìng）與創新性，又要體現知識能力素質培養（yǎng）。通過綜合性實驗（yàn）的開展，引導學生運用綜（zōng）合的觀（guān）點和創造性思維去（qù）思考現實中的複雜問題，使學生有更多的組織、判斷與選擇的機會，可有效的培養學生綜（zōng）合分（fèn）析問（wèn）題和解決問題的能力（lì）。
　　3.電工電子實驗室開放與創新：
　　我院電子電路（lù）實驗中心積極創造條件，設立實驗室開放與創（chuàng）新項目。部分實（shí）驗室采取了全方位的開放模（mó）式，開放性實驗室對學生實行實驗時間開放，實驗器材開（kāi）放，突（tū）出了實驗教學以學生為中心的（de）開放模式。學生可以自主選擇實驗項目和實驗時間（jiān），獨（dú）立設（shè）計實驗方案並完（wán）成實驗內容，同時值班教師負責安全及提供必要的幫助和技術指導。為學生自主學習、自主發展、研（yán）究性學習和實踐創新提供條件。
　　創新實驗室（shì）擁有更多（duō）、更高檔的儀器（qì）設備、實驗器材、工具等，主要針（zhēn）對經（jīng）過開放（fàng）實驗室鍛煉（liàn）並表現優（yōu）秀的學生（shēng）。學生們可組成創新活動（dòng）小組，開展複雜的（de）創新性實驗。學生根據（jù）自身興趣和能力，並結合（hé）實際申報（bào）課題，指導教師們審定後，組織學生進行講（jiǎng）解並答辯，確認（rèn）方案可行後立項，給予一定經費資助。
　　進行實驗室（shì）開放與創新教學以（yǐ）後，學生可自主設計實驗，對電工電子類理論知識進行反複操作和論證，也可進行創（chuàng）新性實踐活動（dòng），使大學生的動手能力和創新創業（yè）意識才能得到全麵提升。
二、電工電子研究型（xíng）實驗教學方法探索：
建（jiàn）立電（diàn）工電子實驗研（yán）究型的教學體係後，重點轉向（xiàng）如何對原有的實驗教學方法進（jìn）行改（gǎi）進和完善，即采用合理的教學方法激發學生的學習興趣和能動性（xìng），促使（shǐ）學（xué）生掌握（wò）基本電工電子理（lǐ）論知識和技能，並發展其獨立思考和創新能力。
1.提高教師的業務能（néng）力：
　　實驗指導教師不僅要講授基本理論和實驗技能（néng），更重要的是要培養（yǎng）學生分析問題與解決問題的能力。這就要求實驗指導教師具有很強的業務能力（lì）、責任（rèn）心和科研意識。因此，實驗教師的業務能力和綜合素養的高低，是實現研究（jiū）型實驗教學體係的根本保證（zhèng），也是（shì）培養創新性人才的關鍵。
　　提高實驗（yàn）教師的綜合能力可以從以下幾個方麵入手：首先實驗指導教師要不斷地學習進取，提高自身的理（lǐ）論知識以及業務水平與熟練程度；其次要積極探索新的有效的實驗教學方法，激發（fā）學（xué）生的學（xué）習興趣，引導學生在試驗（yàn）中發現問題（tí）、分析問題並解決問題（tí）；最後還要拓展（zhǎn）綜合性、應用性、研究性、創新性（xìng）為主要內容的實訓活動（dòng），並加強兄弟院校之間的交流與合（hé）作，全麵提高實驗指導教師的整體（tǐ）素養和業務能力。
　　2.運用多樣化實驗教（jiāo）學方法：
　　采用（yòng）靈（líng）活多樣化的教學方法，可有效（xiào）的加深（shēn）學生對實驗的理解和知識的掌握，起到事半功倍的作用（yòng）。
　　（1）采用先進的教（jiāo）學手段，如多媒體（tǐ）、網絡瀏覽器等，將（jiāng）書本枯燥的（de）原理（lǐ）知識可視化，更加（jiā）生（shēng）動形象地體現在學生麵前（qián）。如可將（jiāng）動畫加入日光燈工作電路中，使學生更直觀地了解啟輝器的工作原理和時限，以及日光燈啟輝前、啟輝（huī）過程（chéng）、啟輝後不同（tóng）階段，電路中電流的流（liú）向等。實驗教師製作多媒體的實驗課（kè）電子課件（jiàn），連同相關的計（jì）算機仿真實驗軟件，結合校園網絡，建立完整的電工電子技術實驗教學係統。讓學生對實驗電路（lù）、儀器（qì）、儀（yí）表、電子（zǐ）元器件、集成（chéng）電路元器件的功能和使用方法等（děng）有更全麵和清（qīng）晰地了（le）解，從而更好地實現互動教（jiāo）學，使實驗教學方（fāng）法向啟（qǐ）發（fā）式、形象化、開放式的方（fāng）向發展。
　　（2）借助先（xiān）進的現代教育手段，采用將實際電路實驗操作與計算機仿真相結合的實驗教學方（fāng）式。如可將電子電路仿真（EDA）、可編程邏輯器件（CPLD）、集成電路設計（PCB）、MATLAB等電子設計（jì）自動化的知識（shí）逐步引入到實驗教學中，進行更為靈活的電（diàn）工電子實驗電路的設計和分析。
　　（3）電工（gōng）電子實驗中傳統的實驗儀（yí）器功能比較單一，擴展性能差，可實驗（yàn）的實驗項目偏少。將虛擬儀器引入到電工電子的實驗教（jiāo）學中，采用其圖（tú）形化係統設計平台，可方便地構造電工電（diàn）子實驗元件和儀器儀表，如電壓（yā）電流表、示波器等（děng），且所構造的儀器之間（jiān）具備數據通道和控（kòng）製（zhì）通道，能實現對多個參量的測量、顯示和控製。實驗教師能以動（dòng）手實踐的方式教授電工電子實驗電路概念，便於學生進行電路設計和（hé）原（yuán）型開發，動態係統仿真等。
　　3.加強實驗教（jiāo）學監督：
　　實驗教學（xué）不僅涉及實（shí）驗教學和操作過程、培養（yǎng）學生創新精神和動（dòng）手能力，而且與儀器設備、場地等實（shí）驗教學條件緊密相關，需（xū）要進行多方麵的協調與（yǔ）監控。建立和健全科學、完善的實驗教學質量監控體係，加強教學（xué）質量監督，是確保實驗教學質量穩步提高，健全（quán）實驗研究型教學體係的重（chóng）要管理環（huán）節和基礎性工作。
　　研究（jiū）性教學模式體（tǐ）現（xiàn）了以學生為本的（de）教學理念，能充分發揮學生的學習自主性，培養學生的研究習慣，鍛煉（liàn）學生分析和解決（jué）問題的（de）能力，為創新意識和創造能力（lì）的培養奠定基礎。對於“電工電（diàn）子實驗”這類實踐性很強的實驗課程，運用研究性教學模（mó）式，建立研究性實驗教學體係，並加強（qiáng）實（shí）驗教學方（fāng）法的改進和完善，對提（tí）高實驗（yàn）教學質量，培養學生實踐能力和創新精神具有重大的意義。

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