中国现代教育装备
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 教育科技  
电工与电子技术基础课程虚拟仿真教学探讨
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2022-1-25 11:50:26
  [导读]在多学科交叉的新工科背景下,电工与电子技术基础是非电气专业本科生的选修课程。该课程教学计划中虽然安排有实践环节,但受学生人数多、实验资源与学时有限、实验教师少等客观条件限制,难以实现利用实践环节提升学生灵活运用理论知识和分析解决实际问题能力的教学目标。为解决上述问题,探索了电工电子类课程的仿真实践教学改革方法,构建了覆盖全体学生的虚拟仿真教学及过程性考核方法,优化了综合成绩评价方法,提高了学生的学习积极性及效率,有效提升了学生灵活运用理论知识和分析解决实际问题的能力。

  1 研究背景

  在学科融合、多学科交叉等新工科背景下,针对非电气类的本科生,各学校一般也会开设电工与电子技术的相关课程,使学生掌握电工电子领域的基本理论、基本知识,开阔知识面,了解领域新技术、新知识、新动向,培养理论联系实际的能力和创新精神,培养工程人才。南京航空航天大学针对航空宇航、机电、民航及理学院等部分专业本科生开设了电工与电子技术基础课程,且在课程计划中设计了一定量的实验环节。然而,目前我校电工与电子技术基础课程由于存在知识点多、理论性强、学时有限、实践不足等问题,导致学生理解困难。另外,非电气类专业学生对课程的兴趣不大,导致该课程的挂科率长期维持在相对较高的水平。

  浙江大学教研团队针对“电工电子学”提出了基于学习金字塔模型(由美国学者戴尔于1946年提出,即听讲的效果最差、讨论组的效果较好、实践学习更优、向他人讲授/对所学内容立即运用方式最佳)的课堂教学方法,主要采用学生上讲台授课的方式进行教学[1]。此外,授课过程中还尝试了基于Multisim仿真及myDAQ(一种低成本便携式数据采集和输出设备)半实物仿真的实践教学。虽然学生覆盖面有限、参与程度不高,但其思想具有较好的借鉴意义。

  南京航空航天大学教研团队结合航空特色探索了电工与电子技术基础课程的教学方法,提出将课程内容与航空应用相结合[2],从工程应用的角度强化学生对理论知识的理解。同时,团队尝试结合仿真手段,采用教师课后设计动态仿真演示视频并在课堂上放映的方式来实现,以此加深学生对所学课程的航空背景的认知,提升学习兴趣。但是,该方法仍然要通过课堂讲授的方式实现,并未能从根本上解决学生实践能力、分析解决问题能力不足的问题。

  此外,还有一些院校的教研团队也展开了相关教学研究[3-6],共通之处主要体现在以下几点:一是结合各自学校或所在专业的特点尝试提高学生兴趣的方法;二是强调加强学生动手实践的必要性与重要性;三是实验实训设备有限,国内外教师一致认为虚拟仿真手段是对课堂授课及实验教学的有效补充。但是,如何解决不同学生间存在的差异、如何让更多的学生获得实践机会、如何帮助学生提升用理论知识解决实际问题能力等相关内容仍有待进一步的探究。

  鉴于此,本文对电工与电子技术基础课程的仿真实践教学进行了探索,主要针对虚拟仿真软件、过程性考核方法及成绩评定等方面进行了探讨,形成了一套仿真教学方法。

  2 虚拟仿真手段的选择与教学设计

  3 结语

  对非电气专业的电工与电子技术基础课程而言,学生主动参与教学的兴趣及动力不足,教学效果不理想。本文阐述了一种基于虚拟仿真的教学方法,提出了一种以小组为核心的过程性考核方法及优化总评成绩评定的方法。该方法有效提升了学生的学习动力,有助于学生克服不良的考试习惯,获得了较好的效果。

  参考文献

  [1] 孙晖,张伯尧.“电工电子学”课程课堂教学方法探讨[J].电气电子教学学报,2015,37(1):65-67.

  [2] 刘海春,翁晓光,邢丽冬.基于航空特色的“电工电子技术”课程教学实践[J].电气电子教学学报,2013,35(4):35-36+39.

  [3] 郭立强.“电子技术基础”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报,2017,39(2):70-73.

  [4] 王磊,陈凤腾.工业设计专业“电工与电子技术”教学方法探讨[J].电气电子教学学报,2017,39(1):86-87.

  [5] 张培尼,杨克虎.工科院校非电类专业电工电子学课程教学方法探索与改进[J].中国现代教育装备,2017(7):47-49.

  [6] 姜飞,陈元新,李平,等.新工科背景下《电工与电子技术基础》课程教学思考[J].教育教学论坛,2018(48):202-203.

许津铭1,2 1.南京航空航天大学自动化学院 2.南京航空航天大学高等教育研究所


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