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面向机械中外合作办学的电工电子技术课堂教学

来源:电工技术学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-05-09 05:09

【作者】:网站采编

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【摘要】一 引言 中外合作办学兴起于20 世纪 90 年代初,经过20多年的发展,从《中外合作办学暂行规定》、《中外合作办学条例》到2004年的《中华人民共和国中外合作办学条例实施办法》,中

一 引言

中外合作办学兴起于20 世纪 90 年代初,经过20多年的发展,从《中外合作办学暂行规定》、《中外合作办学条例》到2004年的《中华人民共和国中外合作办学条例实施办法》,中外合作办学逐步走上法制化轨道,让国内学生不出国门就享受“留学”体验[1,2]。2015年,经省教育厅审批,石家庄铁道大学机械工程学院与美国佛罗里达理工学院(以下简称“FIT”)合作举办机械设计制造及自动化专业本科教育项目并招收第一批学生。

在制定培养计划时,双方共同完成,借鉴国外课程设置,兼顾铁道大学的办学特色和机械学院的专业特色,中外融合,取长补短。课程分为外方课程、互认课程、非互认专业课程等。其中外方课程由FIT派教师上课,我校配助教;互认课程由我校教师上课,英语或双语教学,FIT认可学分;非互认专业课程,由我校教师上课,借鉴FIT的教学理念和教学模式授课。此种模式的教学,促进了教师及学生接触国外优质教育教学资源和教学理念的机会,在引进、消化和吸收国外先进教学理念的基础上,实现教育本土与国际的融合。为顺应本专业的教育框架大背景,本专业学生的课程教学要进行改进,避免以往课堂上教师灌输教授为主,学生乏味被动听课为辅的教学模式。让学生成为课堂主体,引导学生对课程内容进行自主探究,激发学习积极性,留出足够的空间让学生思考。

本文进行改革的电工电子技术课程,属于非互认专业课程,安排在大三学年学习。本课程是机械类专业基础课,电工技术和电子技术课程理论涉及面宽,基础性和应用性强、技术更新快,在教学过程中知识重点、难点多,一直以来学生不易理解和掌握。

机械中外合作办学项目教学中,需要提高学生对电学知识的基本理论、基本概念及基本技能的掌握水平以及对机电一体化问题的分析和解决能力,从而把学生培养成拥有扎实的基础理论、超强的实践动手能力、开阔的国际视野的全面复合型人才,实现与国际先进技术的接轨。因此,在课堂教学改革中,贯彻“三新一线”的思路,即采用新方法、新手段、注入新内容,密切围绕提高教学效果、提升学生能力这条主线。使学生主动地学习、牢固地掌握、灵活地运用电学知识,促进国际班学生与世界先进技术的无缝接轨。改革的具体实施过程如下。

二 新手段

教学手段是师生教学相互传递信息的工具、媒体或设备。先进的教学手段有助于实现教学各环节计划及执行情况的及时反馈,提高教与学的效率[3]。电工技术课程课堂教学改革采用了“雨课堂”和“MATLAB仿真”两种现代化的教学手段。

(一)雨课堂

雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的智慧教学工具,是旨在连接师生的智能终端,将课前-课上-课后的每一个环节都赋予全新的体验,最大限度地释放教与学的能量,雨课堂将复杂的信息技术手段融入到PowerPoint和微信,在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁,让课堂互动永不下线。

在使用雨课堂过程中,每一章节,将带有MOOC视频、习题、语音的课前预习课件推送到学生手机,师生沟通可以及时反馈;课堂上实时答题、弹幕互动,为课堂教学师生互动提供了完美解决方案。雨课堂科学地覆盖了课前-课上-课后的每一个教学环节,全面提升课堂教学体验,让师生互动更多、教学更为便捷;为师生提供完整立体的数据支持,个性化报表、自动任务提醒,让教与学更明了[4]。

(二)Matlab仿真教学手段

电工电子技术理论抽象,电路参数的改变对电路特性的影响单纯靠理论分析不直观、不生动。另外,由于实验课时量的限制,目前实验环节虽然安排了与课程内容相辅的验证和设计性实验,但实验项目比较单一,实验室占用集中,学生只能局限于对实验项目涉及内容的操作,没有机会去进行除指定实验之外的项目,课程内容的掌握难以深化。所以探索将仿真手段用于教学,以弥补实验的不足。本次课堂改革指导学生利用Matlab软件的simulink仿真建模,帮助学生在熟悉软件基本功能使用的同时,结合改变电路参数便捷快速的操作,形象、实时的图表来观察电路的特性改变,以弥补理论难以理解的弊端。

例如在讲解功率因数提高问题时,利用Matlab仿真教学手段分5步指导学生进行学习。第1步,指导同学们利用软件常用的计算语句,结合功率因数提高的公式,来计算电路的电压、电流等参数,作为理论计算值,如图1;第2步,指导学生搭建仿真功率因数补偿电路的simulink仿真模型,如图2、图3所示;第3步,在模型中,改变电路如电容的参数值,观察虚拟示波器、电压表、电流表示数,以精确、快速地掌握电容变化对电路中功率、功率因数等参数的影响;第4步,画出相量图,如图4,形象观察功率因数补偿的欠补偿、过补偿、完全补偿等几种情况,分析电路功率因数补偿的参数设置是否合理;第5步,把第1步的理论计算值与第3步的仿真值的进行对比,分析误差产生的原因,加深对功率因数补偿提高问题的理论知识的理解,如表1所示。通过以上5步,对抽象、枯燥、难理解的问题进行形象的剖析,学生得到正确的结论后有极高的成就感,提高了教师和学生的课堂教学效果的满意度。使电工技术的讲解更加生动、形象,开拓电工技术教学的新思路[5]。

文章来源:《电工技术学报》 网址: http://www.dgjszzs.cn/qikandaodu/2021/0509/758.html

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