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淺析《電工與電子技術(shù)》教材改革與實(shí)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(xué)、做一體化”的需要。最后,通過教學(xué)實(shí)踐,總結(jié)了教材的特點(diǎn)及使用過程中存在的問題。
　　　“電工電子技術(shù)”是機(jī)電工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)�；诼殬I(yè)崗位能力培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)課程“教、學(xué)、做一體化”是提高教學(xué)質(zhì)量的有效途徑,作為教學(xué)的基礎(chǔ)和保障,需要對教材進(jìn)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(xué)院“電工與電子技術(shù)”課程主要面向三年制機(jī)電類高職學(xué)生,面對加工車間維修電工、機(jī)床操作工等職業(yè)崗位。
　　“夯實(shí)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(xùn)練于一體。教學(xué)過程中,教師不僅要講授知識,還必須進(jìn)行技能演示;學(xué)生不僅要動腦“學(xué)”,還必須動手“做”,“學(xué)”與“做”相互融合,相互促進(jìn)。
　　(2)采用模塊結(jié)構(gòu)。根據(jù)維修電工、機(jī)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(jī)等9個模塊。
　　(3)通過具體教學(xué)任務(wù)進(jìn)行驅(qū)動,按照“認(rèn)識—了解—熟悉—應(yīng)用”的認(rèn)知規(guī)律組織教材內(nèi)容。
　　(4)明確每個教學(xué)任務(wù)的知識目標(biāo)、技能目標(biāo)和應(yīng)用目標(biāo),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(xùn)練學(xué)生技能,通過“應(yīng)用”設(shè)計(jì)相應(yīng)的討論、思考、操作、練習(xí)環(huán)節(jié),幫助學(xué)生鞏固或檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)完成的情況。
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(jī)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(jī)、電動機(jī)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(xué)任務(wù)組成,以變壓器模塊為例,其教學(xué)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(yùn)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(diǎn)與使用注意事項(xiàng)。
　　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(xué)任務(wù)中,又包含學(xué)習(xí)目標(biāo)、相關(guān)知識與技能以及討論、思考、練習(xí)、操作等項(xiàng)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(jī)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(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行遴選。
　　強(qiáng)調(diào)課程的實(shí)踐性。改革后的教材增加了大量的技能訓(xùn)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(jī)的維護(hù)”等項(xiàng)目。
　　突出課程的應(yīng)用性。教材增加了實(shí)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(xué)任務(wù),幫助學(xué)生了解鉛酸電池、氫鎳電池、鋰電池等直流電源的特點(diǎn),正確選擇和使用電動自行車、數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)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(jī)模塊增加了“電風(fēng)扇電機(jī)”、“洗衣機(jī)電機(jī)”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(diǎn)。
　　關(guān)注新知識、新技術(shù)、新設(shè)備。改革后的教材在“電動機(jī)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(hù)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(jī)”、“遠(yuǎn)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(xùn)練兩大類,有明確的知識目標(biāo)、技能目標(biāo),通過相應(yīng)的練習(xí)和操作題進(jìn)行鞏固、訓(xùn)練。
如模塊一的“任務(wù)三:熟悉直流電路中的負(fù)載”,知識目標(biāo)為:了解電路中負(fù)載的類型及特點(diǎn),熟悉直導(dǎo)線電阻的計(jì)算,熟悉電路的三種狀態(tài)與特點(diǎn)。知識講授的重點(diǎn)是:了解電阻負(fù)載的特點(diǎn),計(jì)算直導(dǎo)線電阻。
技能目標(biāo)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(xùn)練的重點(diǎn)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(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容,如在“熟悉直流電源”任務(wù)中,要求學(xué)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(xiàng)”;在“熟悉直流電路中的負(fù)載”任務(wù)中,要求學(xué)生“觀察導(dǎo)線、白熾燈、電爐、電阻溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻和電刷,了解它們的導(dǎo)電材料及相關(guān)知識”;在“計(jì)算電功率”任務(wù)中,要求學(xué)生“觀察電風(fēng)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(xué)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(jī)電專業(yè)學(xué)生的崗位特點(diǎn),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(jìn)行說明,略掉三相發(fā)電機(jī)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(xué)過程中學(xué)生懂得計(jì)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(jì)算電路中的電流,卻不懂得使用驗(yàn)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(jì)算。教材刪除了磁路的基本概念及磁路計(jì)算,改為直接介紹變壓器、電動機(jī)等設(shè)備,使教學(xué)重點(diǎn)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(diǎn)及應(yīng)用,在不影響教學(xué)質(zhì)量的前提下,減少了教材篇幅,也減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。在介紹疊加定理、戴維南定理時,重點(diǎn)介紹計(jì)算思想與方法,具體計(jì)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(shí)踐：
　　　　自2008年開始,在化學(xué)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(xué)改革,編寫了滿足改革需要的“教、學(xué)、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(xué)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(diǎn)
　　(1)教材結(jié)構(gòu)合理,以任務(wù)的形式組織教學(xué)內(nèi)容,形式新穎,可操作性強(qiáng)。
　　(2)引用了大量學(xué)生常見的或是容易理解的實(shí)際應(yīng)用案例,有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
　　(3)每個教學(xué)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(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容,與同類教材每章后單一的練習(xí)題相比,鞏固更加全面,使用更加方便。
　　(4)理論講授與技能訓(xùn)練相結(jié)合,學(xué)生在“學(xué)中做”,在“做中學(xué)”,或“邊做邊學(xué)”,“邊學(xué)邊做”,較大程度加強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的理解,提高了動手操作和實(shí)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(xùn)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(hù)開關(guān)等新設(shè)備以及大量的實(shí)際應(yīng)用案例,相應(yīng)地,要求教師及時更新知識,與時俱進(jìn)。
　　(2)提高了對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要求。改革后的教材更注重實(shí)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(xí)慣了“應(yīng)試教育”的“保姆式教學(xué)”的學(xué)生,有些不容易適應(yīng),在教學(xué)過程中,我們通常安排一至二本輔助教材進(jìn)行彌補(bǔ),這就要求學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)。此外,教材安排了一些自主學(xué)習(xí)內(nèi)容,也需要學(xué)生進(jìn)行配合。
(3)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室負(fù)擔(dān)加重,儀器、設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行。改革后的教材是為了滿足課程“教、學(xué)、做一體化”編寫,大部分教學(xué)在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行。為了保證教學(xué)質(zhì)量,只能“小班”教學(xué),相關(guān)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)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(yán)重。

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