加強電氣專(zhuān)業(yè)實(shí)驗教學(xué)的改革探索與踐行論文
1.引言
實(shí)驗課是高等教育教學(xué)中的重要組成部分，其教學(xué)目標一般包括以下幾方面：①通過(guò)自身經(jīng)歷和體驗加深對理論知識的理解；②學(xué)習基本的實(shí)驗技術(shù)和操作技能；③培養綜合運用知識與技能分析和解決具體問(wèn)題的能力泡括創(chuàng )新能力）④通過(guò)實(shí)驗過(guò)程培養嚴謹求實(shí)、科學(xué)的工作作風(fēng)和學(xué)風(fēng)。但傳統的實(shí)驗教學(xué)模式是以行為主義學(xué)習理論為指導，偏重于前2個(gè)方面，而忽視后2個(gè)方面，強調基礎知識和基本技能的學(xué)習，即驗證性實(shí)驗。其優(yōu)點(diǎn)是：理論課后緊跟實(shí)驗，實(shí)驗原理、方法明確，易于理解和操作，教師和學(xué)生都無(wú)需耗費過(guò)多精力。缺點(diǎn)是：學(xué)生只需照葫蘆畫(huà)瓢，思維能力、創(chuàng )新能力的培養欠缺。
素質(zhì)教育觀(guān)念指導下的教學(xué)模式是以建構主義和人本主義教學(xué)理論為基礎，在強調知識和技能學(xué)習的基礎上，還強調思維能力和創(chuàng )造性的培養。因此，在實(shí)驗課教學(xué)中，除安排傳統的驗證性實(shí)驗內容外，還應増加綜合性、設計性實(shí)驗內容。這對教師和學(xué)生都是一個(gè)挑戰，對教師必然増加了工作量，對學(xué)生則増加了難度，學(xué)生和教師都要有一個(gè)適應過(guò)程，需要教師和學(xué)生共同確立新的教學(xué)理念，才能順利完成實(shí)驗教學(xué)改革的任務(wù)。
2.電氣專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)課程設置
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程由通識課程、專(zhuān)業(yè)基礎課程與專(zhuān)業(yè)課程等組成，經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，1～7為專(zhuān)業(yè)必修課，主要是電機、電器、電力電子技術(shù)方面的課程；A1～A4為電力電子與電力傳動(dòng)專(zhuān)業(yè)方向課程；B1～B4為建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)方向課程。這是2個(gè)限制性專(zhuān)業(yè)方向課程組，學(xué)生必須選擇其中一組。
3.加強綜合性、設計性實(shí)驗的改革探索與實(shí)踐
電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程既具有很強的理論性又具有豐富的實(shí)踐性，同時(shí)又與科技發(fā)展有著(zhù)緊密的聯(lián)系，反映著(zhù)電氣工程學(xué)科最新的科技發(fā)展動(dòng)態(tài)和最前沿的科技成果。在這些課程中既應安排驗證性的`實(shí)驗，使學(xué)生對理論知識加深理解和領(lǐng)會(huì )，更應該安排綜合性、設計性的實(shí)驗內容，并加大在實(shí)驗環(huán)節中的比例，培養學(xué)生的綜合運用知識與技能分析和解決具體問(wèn)題的能力（包括創(chuàng )新能力）培養嚴謹求實(shí)、科學(xué)的工作作風(fēng)和學(xué)風(fēng)。為此我們從以下幾個(gè)方面著(zhù)力加強了設計性、綜合性實(shí)驗的改革探索。
3.1 修改教學(xué)計劃，保證實(shí)驗學(xué)時(shí)數
我們從培養計劃的制訂入手，對專(zhuān)業(yè)課程明確安排較多的實(shí)驗學(xué)時(shí)，為了保證綜合性、設計性實(shí)驗有充足的實(shí)驗時(shí)間，各門(mén)課程都増加了2～4個(gè)實(shí)驗課時(shí)。新開(kāi)設的建筑電氣與智能化專(zhuān)業(yè)方向課程更是在目前實(shí)驗設備的條件下設法開(kāi)設了20個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗。同時(shí)，在編寫(xiě)課程教學(xué)大綱和實(shí)驗教學(xué)大綱時(shí)，要求與培養計劃協(xié)調一致，安排足夠的實(shí)驗學(xué)時(shí)和實(shí)驗內容。
3.2 修訂教學(xué)大綱，改革實(shí)驗教學(xué)內容其中一組。
對課程教學(xué)大綱及其實(shí)驗教學(xué)大綱加以修訂，調整實(shí)驗內容，増加綜合性、設計性實(shí)驗。要求每門(mén)課程大綱中提出的實(shí)驗個(gè)數要多于實(shí)際安排的實(shí)驗個(gè)數，其中一些是必做實(shí)驗，其學(xué)時(shí)要少于計劃安排數，其余性、設計性實(shí)驗。例如“電氣控制技術(shù)”課程安排實(shí)驗學(xué)時(shí)為8（4個(gè)實(shí)驗）大綱中則寫(xiě)入了6個(gè)實(shí)驗，其中2個(gè)為必做實(shí)驗，還有4個(gè)則為選做，均為設計、綜合性實(shí)驗，要求學(xué)生在其中選做2個(gè)。這樣就使得學(xué)生必須完成2個(gè)設計、綜合性實(shí)驗。幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的效果。學(xué)生一致認為，通過(guò)這樣的實(shí)驗改變了固有學(xué)習方式和觀(guān)念，鍛煉了多方面的能力。實(shí)驗教學(xué)改革的目的是加強創(chuàng )新思維和綜合能力的培養，改變實(shí)驗課單純驗證一個(gè)實(shí)驗結果的模式，學(xué)生不再是簡(jiǎn)單、被動(dòng)地在實(shí)驗中驗證教師的理論講授或教材中所述的理論知識。
綜合性實(shí)驗有利于學(xué)生逐步學(xué)會(huì )綜合運用前期學(xué)到的知識，形成較強的自學(xué)和獨立工作能力171；設計性實(shí)驗由學(xué)生自己設計實(shí)驗方案、選擇儀器設備、制定實(shí)驗流程、處理分析數據、完成實(shí)驗報告，充分調動(dòng)學(xué)生的想象力、創(chuàng )造力，對培養創(chuàng )新精神和實(shí)踐能力具有重要意義。同時(shí)與本課程的驗證性實(shí)驗，甚至于是前修課程的驗證性實(shí)驗密切配合，通過(guò)設計性實(shí)驗鞏固在驗證性實(shí)驗中掌握的實(shí)驗技能。例如“智能建筑設備及其控制”課程安排了一個(gè)“電梯升降速度曲線(xiàn)的變頻控制”的設計性實(shí)驗，要求學(xué)生“通過(guò)使用變頻調速控制電機，模擬實(shí)現電梯升降曲線(xiàn)的控制要求，進(jìn)一步掌握交流調速系統的控制，了解電梯電力拖動(dòng)系統的控制特點(diǎn)�！逼渲袑ψ冾l器參數的概念以及設置方法和變頻器的接線(xiàn)等使用方法必須在前面的實(shí)驗中掌握，這就要在前修課程“建筑電氣智能化技術(shù)”上的一個(gè)驗證性實(shí)驗“通用變頻器與V/F控制變頻調速系統的實(shí)現”的基礎上，結合本課程講授的關(guān)于電梯運行曲線(xiàn)的知識由學(xué)生根據電梯升降曲線(xiàn)要求設計、計算變頻器的參數設置來(lái)完成。通過(guò)該實(shí)驗，學(xué)生既對課程內容加深了了解又鞏固了前一實(shí)驗的知識，同時(shí)，無(wú)論在硬件上還是在軟件上又留給學(xué)生了自由設計的空間。
3.3 改革實(shí)驗教學(xué)方法，實(shí)現開(kāi)放式實(shí)驗教學(xué)
與實(shí)驗室管理人員密切配合，對于綜合性、設計性實(shí)驗，實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)，這個(gè)開(kāi)放包括：①實(shí)驗時(shí)間“開(kāi)放”，實(shí)驗室安排在某個(gè)統一的時(shí)段完成某一個(gè)或某一類(lèi)實(shí)驗，由學(xué)生自己來(lái)預約實(shí)驗時(shí)間和實(shí)驗內容；②實(shí)驗內容“開(kāi)放”，即實(shí)驗指導書(shū)只是提出一個(gè)實(shí)驗的基本要求，由學(xué)生來(lái)自己設計實(shí)驗的具體內容、具體步驟和具體的實(shí)驗線(xiàn)路。如“運動(dòng)控制”課程實(shí)驗就安排了一個(gè)“交流調速系統的性能實(shí)驗”，實(shí)驗要求是“利用高性能通用變頻器組成變頻調速系統，學(xué)習對變頻器的各種操縱方法，并實(shí)現一定的調速運行方式”。要求學(xué)生“綜合前期所學(xué)知識和以前完成的實(shí)驗自己設計實(shí)驗內容、實(shí)驗步驟，自己設計實(shí)驗線(xiàn)路。在教師認可后開(kāi)始實(shí)驗”。實(shí)驗結束后要求每位學(xué)生寫(xiě)出總結，必要時(shí)抽取部分學(xué)生提問(wèn)，綜合評分。實(shí)驗要求提出后，激發(fā)了學(xué)生極大的興趣，紛紛通過(guò)上網(wǎng)搜索、查閱書(shū)籍等多種手段，設計實(shí)驗內容和實(shí)驗方法步驟，有的提出了基于紡織業(yè)紡制竹節紗要求的多段速控制方案；有的提出了基于電梯運行曲線(xiàn)控制要求的電機S曲線(xiàn)起�？刂品桨�；有的提出了充分利用變頻器矢量控制功能的采用轉速閉環(huán)控制的定位控制方案，等等。反映了學(xué)生對知識較強的接受能力，和對新知識、新課題的探究欲望。在這種情況下，我們盡量滿(mǎn)足學(xué)生的要求，對實(shí)驗設備能夠完成的實(shí)驗都極力協(xié)助完成。這樣的實(shí)驗毫無(wú)疑問(wèn)將花費教師大量的時(shí)間和精力，但從一切以學(xué)生為本出發(fā)，大家都做得無(wú)怨無(wú)悔。
3.4 改革實(shí)驗室管理體制，實(shí)現資源共享
綜合性、設計性實(shí)驗是需要消耗一定人力、物力的實(shí)驗，可能會(huì )用到多個(gè)實(shí)驗室的設備。學(xué)院進(jìn)行實(shí)驗室管理體制的改革，成立電工電子實(shí)驗中心。將整個(gè)實(shí)驗中心的設備統一調配，同一設備可以在多個(gè)實(shí)驗室的多個(gè)實(shí)驗中使用。例如電力電子實(shí)驗室的電機機組既用于直流調速系統實(shí)驗，又用于工程訓練中心的變頻器、交流調速系統方面的實(shí)驗。進(jìn)一步地將與科研相關(guān)的儀器、設備也集中在一起管理，在本科課程實(shí)驗中只要有可能也加以利用。此項改革，優(yōu)化管理，極大地提高實(shí)驗設備的利用率，實(shí)現資源、人員共享。
4.結語(yǔ)
實(shí)驗教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量的提高是當前教學(xué)改革中的永恒主題之一。要提高教學(xué)質(zhì)量，搞好實(shí)踐性環(huán)節的教學(xué)需要充分發(fā)揮教師和學(xué)生雙方的積極因素，互相配合。隨著(zhù)改革的深入與發(fā)展，電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)課程的綜合性、設計性實(shí)驗也將更完善、內容更豐富、形式更新穎，學(xué)生的綜合能力培養也將更上一層新的臺階。
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