项目教学法在电源技术的应用

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创新发展高等教育,要求产教融合,工学结合,教学改革中引入项目教学法势在必行。项目教学法源于国外,将传统的课堂教学模式转变为完成项目而开展的一系列教学活动,注重学生的实践研究,广泛应用于各类专业课程教学。项目教学法要求:设计出基于课程标准和企业生产实践的项目,经教师指导,在精心设计任务和活动的基础上,学生以个人或小组方式完成项目任务,培养学生获取知识、掌握技能和项目教学法在《电源技术》课程中的应用研究文/芜湖职业技术学院电气工程学院白彩波芜湖市计量测试研究所方荣瑞适应职业岗位的能力。为知识的积累和技能的培养,提供一种务实的学习方法论。现以《电源技术》课程为例,教学团队将项目教学法引入课程教学实践中。经过三年多的教学改革实践取得了一些经验和成绩,在此与同仁探讨,以期对《电源技术》课程改革提供借鉴。项目教学法课程实践背景课程特征《电源技术》是电子制造技术与设备等相关专业的核心课程。通过该课程学习,学生能够掌握各类电源的基本结构、工作原理、应用实践等知识,成为电源技术方面的技能型人才。《电源技术》课程通常安排在大三上学期,学生已掌握电路、模拟电子技术、数字电子技术等理论知识,具备软件设计、电路焊接、调试、测试等动手能力,为实施项目教学提供良好的基础。

课程教学现状

实施项目教学法改革之前,《电源技术》课程采用传统教学模式,通过教师在课堂上讲授各类电源电路的基本结构、工作原理、应用等知识,学生学会分析计算和设计电路。传统课堂教学模式,师生互动性差,学生缺乏学习积极性,分析解决实际问题能力较差。为进一步推动课程教学模式与教学方法改革,提高学生学习的主动性和积极性,培养学生获取知识和提高实践技能的能力,课程教学团队将项目教学法引入《电源技术》课程教学实践中。教学项目的选取教学项目的选取是实施项目教学法的重中之重,应综合考虑课程教学目标、企业生产实际、学生已具备的知识与技能等因素。力求选取企业生产中的实际项目,或将实际项目进行二次开发与设计后的项目,结合生产实际,激发学生学习动力,提高学习积极性。结合《电源技术》课程实际教学,归纳教学单元项目应具备如下特征:典型性典型性,即项目能体现同类项目的共同特征,能够举一反三。譬如学习线性稳压电源设计与制作这一章节时,选定项目制作一个1.2伏~12伏可调线性电源。通过完成项目:学生了解了线性电源的基本构成框架;掌握电源变压器的选型要点;对整流电路、滤波电路、稳压电路的元器件选型和匹配都由理论知识层面上升到实际应用中。以此类推,可推广应用制作其它线性电源。综合性综合性,即项目不仅要涵盖本章节主要知识点,而且要将理论教学和技能训练有机结合。在电源技术课程的项目教学中,所有项目都结合所在章节主要知识点设计,在每个项目完成过程中,学生既学习理论知识,又培养电路图绘制、元器件检测与焊接、故障诊断、整体测试等专业技能。

启发性

启发性,即教学项目能创设问题情境,引导学生带着问题学习思考,锻炼学生在实际工作中分析问题和解决问题的能力。在电源技术课程项目教学中,项目开始之前教师都会提出一些问题,让学生带着问题进入项目中,通过项目的完成,找到最终的答案。项目教学法的应用案例通过研究分析国内外实施项目教学模式的成功案例,按照项目教学法主要思想和实施步骤,以学习《电源技术课程》中开关稳压电源设计与制作章节为例,来探讨项目教学的具体实施。开关稳压电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。手机充电器作为一种典型的开关稳压电源,使用率高,因此选定制作USB手机充电器,作为学习开关稳压电源章节的教学项目。引入教学项目教学项目通常选取与生产实际相关的项目,教师向学生简要介绍开展此项目的企业,项目完成所需的实际生产条件。下达教学任务,制作一个USB手机充电器项目,其性能指标为:输入为交流市电220伏,输出直流电压5伏,电流500毫安,通过LED灯指示手机充电状态。

方案制定

讲解各类开关电源功率变换器的电路结构、基本工作原理、元件选用原则,元器件装配和系统调试时注意事项。学生依据项目任务和所学知识,多方位查找资料、收集信息,分析研究,按组设计出5伏/0.5安USB充电器电路图和实施方案。教师结合学生设计方案,最终确定出充电器电路原理图,如图所示。项目实施要求学生根据拟定的方案和原理图,列出所需器件清单,完成PCB设计与制作,元器件测试,元件焊接装配和布线,整体调试系统,项目结题。具体包括,利用AltiumDesigner软件设计PCB板,实验室制作PCB版,采用万用表电阻挡测试元器件,安装前电路板布局规划,逐级进行元件焊接装配和布线,充电器接入市电,利用示波器对电压、电流进行测试,教师在此过程中要巡回指导并实时提供咨询和建议。设计制作完成后,以小组为单位书写项目总结报告,完成项目结题。评价总结项目完成后,学生对照评分标准,进行自查自评和相互评价,见评分表。教师在学生评价的基础上,针对学生在项目实施各个环节出现的问题尤其是共性问题和重点难题予以深入分析并提出合理化建议,培养学生分析和解决实际问题的能力。

知识拓展

项目完成后,在学生掌握已有知识基础上,教师进行理论知识的拓展和相关原理的深化理解,拓宽学生的知识面。USB手机充电器制作项目完成后,学生基本掌握,开关稳压电源设计与制作章节的相关理论知识和实际操作技能。在此基础上,教师进一步进行知识拓展,引入如何设计提升该充电器的输出电流,其它开关稳压电源如何设计制作等知识。项目教学的实施效果项目教学法,以学生为中心,依据课程标准和企业生产实际,设计产学研相结合的项目,教学项目有机融合专业理论知识与专业实践技能,整个教学过程以完成实际项目为主线,实现理论学习与实践能力培养双目标。通过实施项目教学法,激发学生的学习兴趣,相比于传统教学方式,学生理论知识的掌握程度和实践动手能力均有很大提高,增强了学生的团队合作能力和创新能力。项目教学课程教学团队中既有学校的专任教师,也有来自企业的技能专家学者,保证了学生的教学效果。课题组走访调研,在埃泰克、大陆汽车电子、奇达新能源等企业就业的课程相关应往届毕业生,采用项目教学法使他们具备了岗位职业能力,走出校门后能快速适应工作岗位,这进一步说明项目教学法取得了一定的成效。

作者:白彩波 方荣瑞 单位:芜湖职业技术学院电气工程学院 芜湖市计量测试研究所

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