电气识图与protel课程一体化教学的新思路
电气识图与protel课程都是电工专业、电气维修专业的基础课程。随着社会的发展,电气图的设计范围越来越广,越来越复杂多变。为了适应当前形势,我们培养的学生不仅要懂得看图安装、维修,同时还需运用计算机绘制简单的电路原理图(电路图是电气图的核心部分)。电气图是电气技术文件中的一种特殊的工程语言,是构成电气简图的基本单元,是识读和绘制电气简图的基础。熟练地理解、绘制、识别和运用图形符号、制图规则和基本表示方法是每个电气技术人员必备的基本功。为了加深学生记忆力、增强学生动手能力,基于理论与实践一体化、以课程为主体的教学模式改革,不断探讨出产业和专业特色的人才培养模式。
一、电气识图与protel课程一体化教学
电气识图是用电气符号、带注释的图框或简化外形表示电气系统或设备中组成部分之间的相互关系及其连接关系。随着计算机技术的不断发展,电子设计自动化(EDA)技术已经应用到了各行各业。目前,protel 是当今世界最先进,应用最广泛的EDA软件之一.该软件采用了全新的设计管理器(Design Explorer),可设计电子线路板和绘制机床电气控制线路原理图,是集原理图设计、PCB电路板设计、电路仿真、信号完整性分析和逻辑电路设计功能为一体的工作平台,在电子设计领域占有极其重要的地位,是目前使用人数非常多的优秀应用软件。
课程一体化教学要求教师认真分析教材各个知识体系,筛选和重组教学内容,将教学目标、教学任务和教学内容科学地划分为若干个可以有机的搭配和组合的任务课题,理论和实践教学融于一体,教学环节相对集中。在教学中,同一教师主讲理论并指导学生实训,教学场所直接安排在计算机设计室,教学从已学过知识中找出与实训联系紧密的内容详细讲解、示范、指导,直到学生完全掌握。
课程一体化教学主要有以下特征:其一是整体性,把专业理论和操作技能有机的、系统的结合在一起,体现了以技能为基础的职业教育特色。其二是简约性,它形象、具体、容易比较、容易认识、容易掌握。其三是优越性,克服了课堂教学枯燥无味的弊端,克服了理论与实际脱节现象,加强学生学习的积极性和主动性。一体化教学是相对稳定的教学结构,既规范,又开放,是一个动态的、在一定范围内是可以转换的、具有智慧含量的范型。其四是可操作性,教学模式是教学理论转化为教学行为的桥梁,是模仿、学习教学的桥梁,具有迁移价值,充分赋予学生学习的灵活性和创新性。
二、课程一体化教学多样性
课程一体化教学是运用系统方法对教学过程从理论与实践的结合上所作的描述。它的主要任务是形成一种学习环境,以最适宜的方式促进学生的发展。但是没有一种模式是为完成所有类型的学习或者是为使用于所有学习风格而设计的。当前,教学模式正从单一性像多样性发展;从以“教”为主向重“学”的方向发展;从经验归纳型向理论演绎型发展。作为一个优秀教师,不能只会运用一种教学模式而应从实际出发,灵活运用多种多样教学模式,才会取得较好的教学效果。
基于以上考虑,笔者提出了一种融合传统教育和计算机网络教育的“三段式”梯度教学模式,该模式以学生和学习为中心,在不同梯度上采取不同的教学策略,注重学习的可持续性和发展性。该模式如下:
基础阶段,由于学生自主学习能力相对较差,适合采用传统的教学模式,多媒体授课作为辅助手段,学生利用网络主要进行“回顾式”学习,教师在此充当的是“拐杖”的角色,主要对学生的学习方式及内容进行指导。如电动机控制系统原理图(图示1),多媒体教学课件用电路图和动漫的形式在计算机网络中给学生展示。首先,查看电路采用的电气符号,了解电路各组成部分的作用,分清主次电路。其次,按照先主后次的顺序进行电路分析。分析主电路时,应遵循从下往上的原则,即先从用电设备开始,经控制元器件,顺次往电源端看,对各条支路电器元件的工作情况及其对主电路的控制关系使学生均有详细了解。
提高阶段,在学生获得一定的基础知识后,教师的方法应发生变化,要让学生脱离教师,进行自主学习。这时候网络教学的优势就发挥出来了。学生由前期学习,将利用protel的自创元件库和强大的绘图功能,利用这些功能可以方便地绘制、编辑和管理电路原理图。但在这个阶段,由于学生的技能不熟练,基础知识尚不牢固,仅仅依靠学生自己还达不到教育目的,因此,师生双方边教、边学、边做,突出学生动手能力和专业技能的培养,激发学生学习兴趣。
晋级阶段,经过一段时间的积累,学生的技能有了很大的提高,这个时候,传统的教学就不适合了,学生兴趣不同,知识积累也不同,此时可充分采用protel软件进行教学 。学生可以利用网络进行自主探究式学习,比如绘制桥式整流电路、节能灯电路原理图(图示2)、万用表电路原理图(图示3)、单片机汉字液晶显示屏原理图等可作为选学内容,对于学习过程中遇到的问题,可以由教师来解答,由班内其他学生解答,这样,答疑方式就由原来的“一对多”变为“多对多”。
三、 课程一体化教学任务实施方法
课程一体化教学关键是提高教学质量和学习技能,教师是任务实施的设计者、组织者、管理者,也是学生学习活动的指导者、促进者、协作者,要注重学生的任务实施过程,因此,整个教学要安排在理实一体化教室进行。让学生在操作中学习掌握必备的理论化基础知识,还要借助于多媒体等手段,分层教育,确保学生在相对集中地时间内完成教学任务。
1、实施步骤
(1)、学生以四人为一组,合理搭配小组中不同能力的学生。组长确定后,组织大家互帮互学,在教学中发现的疑难问题可以进行小组讨论,让掌握得较好的学生上台介绍,增强学生成就感,激发学生学习兴趣。小组之间互相讨论,互相交流,互相评比,学习他人的技巧或手段,达到相互学习的目的,提高教学效果。
(2)、教师尽可能多的提供有关的原理图,分析各元件之间连接关系和性质及作用。通过实物案例分析,让学生运用理论基础知识,学会查找各种教学资源和相关资料,提高学生分析问题、解决问题的能力。在讲解“具有过载保护的自锁正转控制线路原理图(图示4)”时,首先,向学生展示电路演示教板,由学生分析已学过的自锁正转控制线路结构中电源电路、主电路、辅助电路及工作原理;其次,将此电路图绘制在图纸上;最后,使用protel很快的完成原理图。原理图绘制结束后,还可以对电路原理图进行电气规则检查,并输出材料清单(Bill of Materials)和网络表。其中,网络表是电路图和PCB图之间的桥梁,包括电路中所用元件的名称、元件封装信息,以及元件之间的连接关系等。
2、课程一体化教学目标考核评价
一体化教学目标考核综合评价在分析教材、就业岗位能力和学生的基础上,确定难度适宜的任务课题,注重考核学生的职业能力,突出过程评价,强化平时考核。通过任务的实施,把期中、期末考试分散到“三段式”教学中,总成绩取每个阶段成绩平均数,让学生养成注重动手训练的习惯,提高学生综合技能水平。
四、课程一体化教学效果
在电气识图和protel课程一体化教学中视、听、做、用并举,教学媒体丰富,除传统的粉笔、黑板外,使用丰富的教学资源,大量信息技术的应用,拓展知识内涵,活跃学习气氛,取得良好地教学效果。这样不仅能体现教师自身先进的教学理念,也体现学生学习的主体性和主动性,更能着眼于网络技术、着眼于人格发展以及着眼于行为控制的教学模式。
参考文献:
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