電工實踐教學革新
時間:2022-07-22 10:55:45
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我校電工電子實驗教學中心經過幾年的實驗教學改革實踐,在實驗室建設、實驗教學、學生創新工程實踐能力培養和實驗室管理等方面都取得了一定的成果[1]。我校電工電子實驗中心建設改革的目標為:強化基礎、突出實踐、面向應用、開拓思維、注重創新和提高素質,體現基礎性、時代性和先進性,促進學生知識、能力和素質協調發展,將中心建設成滿足人才培養目標的高水平、標準化、多功能和開放型電工電子實驗教學平臺,成為探索先進實驗教學方法與實踐教學改革的基地。
1加強實驗室硬件環境建設
我校電工電子實驗教學中心承擔全校除人文和經管兩個學科之外的全部學科的電工電子類實驗和實踐教學任務,包括電工電子基礎實驗課、電工電子實習、電子類課程設計、開放性實驗和競賽培訓等實踐教學任務。為更好滿足實驗教學任務,中心加大了實驗室硬件環境建設。本中心新組建了6個新實驗教室,分別是綜合電子實驗室、微電子設計實驗室、SOPC實驗室、電工第三實驗室、仿真實驗室和開放創新實驗室。
中心教師還自主設計制作了51系列單片機開發板,EDA應用開發平臺,MSP430單片機應用開發平臺、電腦鼠標開發平臺、工業總線開發平臺、PLC開發平臺、嵌入式系統開發平臺、聲表面波器件應用開發平臺、太陽能利用應用開發平臺、智能建筑系統開發平臺、智能測控系統開發平臺和交通控制系統開發平臺等。為了使現有設備滿足教學需要,中心組織人員與企業合作,改進了實驗教學設備80多臺,自購元器件,擴展現有設備功能40臺。
2改革實驗教學
2.1課堂教學與網絡教學結合
中心還制作了網絡實驗教學平臺。學生在該平臺上,可以獲得實驗教學大綱、實驗指導書、儀器使用課件、電子元器件手冊和實驗教學課件等教學資源,以便完成實驗預習。同時,教師要求學生在實驗預習后,提交預習報告,作為學生實驗考核的一項重要指標,有效的保證了實驗預習質量[2,3]。
2.2電路設計實驗與電子設計技能培訓結合
中心增加了電子設計自動化軟件的課時。例如我們在基礎實驗內容里為“模擬電子技術”等課程增加SystemView和Multisim等模擬電路設計仿真軟件的學習內容;在“數字電子設計”等課程增加了MAX+plusⅡ和ISE等數字電路設計;在系統設計型實驗和大型創新實驗中加入了ProteIDXP、Proteus和CCS等系統聯調及嵌入式系統設計的軟件。這些內容拓展了實驗的深度和廣度,使學生真正掌握目前業界主流的“方案設計—軟件仿真—設計與制作—系統調試”設計流程,提高了學生的實踐能力[4]。
2.3實驗教學內容改革
實驗教學中心將實驗教學內容由原來的驗證型、綜合型和設計型實驗,改革為由基礎理論與實驗技能型實驗、系統設計型實驗和大型創新實驗組成的多層次實驗教學內容結構。
(1)基礎理論與實驗技能實驗
該實驗是由中心原有的驗證型、綜合型和設計型實驗內容組成。這個層次的實驗主要完成學生電學素養、電路設計基本技能、電子儀器的使用、實驗操作等電學基本能力和素質的培養。
(2)系統設計型實驗
該實驗是在基礎理論與實驗技能實驗的基礎上,綜合學生所學到的多個電學理論設計一個具有特定功能的系統,以培養學生綜合運用所學理論知識的能力、解決較為復雜的實際問題的能力以及簡單電學功能模塊設計的能力。例如,利用集成運算放大器設計一個靜電測試儀,在這個系統中用到了集成運算放大器的多種基本電路設計以及蜂鳴器、濾波電路等,最終實現了一個在實驗室測試靜電是否超標,如超標則發出報警。
(3)大型創新實驗
該實驗是將嵌入式系統、單片機、FPGA、DSP設計與電路設計相結合,設計一個復雜和智能的并具有實際使用功能的系統的實驗。這個層次的實驗由學生自主選題,自由結合。例如,分布式溫濕度控制柜系統的設計實驗涉及到傳感器技術、單片機技術、PCB設計和制版、TCP/IP傳輸技術和控制原理等。
2.4綜合實驗考核方式
中心對學生的實驗教學效果考核采取網上實驗預習、動手能力現場測試、實驗報告和實驗后網上應用型考試相結合的形式;考核學生在實驗操作過程中能否主動搭建電路、查找問題和分析問題;防止實驗報告的抄襲;實驗結束后能夠主動回顧實驗知識和過程,將課堂教學進行復習和升華。
3加強實驗室管理
本中心在實驗室管理建設上制定了“事必議、議必決、決必行、行必果”的實驗室運行管理方針,建立和完善了一系列包括實驗室主任崗位職責、實驗技術人員崗位職責、實驗室設備管理制度、實驗室材料管理制度、實驗室考勤制度、實驗室學生守則、實驗室安全制度和開放實驗室管理制度等。
4結語
五年來,我們積極組織人力,合理規劃,制定具體建設方案對實驗室的硬件環境進行改造,為學生搭建了一個良好的硬件環境平臺;在實驗教學的全過程中,強化學生的實踐能力、創新能力和工程應用能力的培養,從教學內容、教學方式和教學考核等多個方面入手激發學生的實踐興趣,保證了實驗教學的效果;最后還建立了一套完善的實驗室責任、管理和運行制度,以保證實驗教學的有效完成。
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