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教学方式方法
发布时间:2015-08-22 17:54:13

  (1)虚实结合的实验教学方法,保证教学手段的完备性

  根据课程和知识点的特点,采用不同的教学方法,物理实验和虚拟仿真结合,增强教学的效果。在能够采用物理实验时,尽量采用了物理实验,如模拟雷电流的冲击电流试验,高压绝缘材料的耐压实验及电力生产过程的动态模拟实验等。在难以开展物理实验,或者需要观察细节的实验中,采用虚拟实验。例如在《电力系统继电保护与自动化综合实验》中,引入虚拟现实的方法,利用自主开发的电力生产过程培训软件,使学生熟悉变电设备检修和操作等流程。在《高电压综合实验》中用“高压试验三维仿真培训系统”、“配电网生产运行仿真培训系统”。仿真完成110kV、10kV变压器、断路器等高压设备的绝缘电阻测量等高压试验的交互式仿真过程,在《工程电磁场及高压电器综合实验》中,引入3D动画技术,使磁场的细节清晰明了,便于理解。在《信号与自动控制综合实验》中,引入LABVIEW平台,实现信号的细节观察和分析。

  (2)借助网络平台,拓展教学空间

  在实验教学中,为了提高实验资源的使用效率,借助实验中心网站,拓展教学空间。学生选课、作业提交、教学交流及教学资源的获取等工作均通过网站完成,在课下完成实验前的预习,实验后的作业的辅导等,大大提高了实验资源的使用效率。

  结合专业特点,依靠网络、多媒体、电子教案等信息化手段,设计制作了《电力电子》、《高电压与绝缘》、《电力系统过电压》、《工程电磁场》、《信号与系统》、《电路》等实验教学课件,中心开设的实验课,均有自编实验指导书,并在实验教学中全程使用,以促进教学改革,优化教学过程,增加学生的形象思维、空间思维、逻辑思维,加深理解和技能训练,唤醒学生的创新意识,激发学生的学习兴趣和提高教学效果。

  (3)鼓励创新,培养独立思考能力

  借助“自主综合开放实验项目”、“国家大学生创新创业支持计划”等,开展自主综合创新实验,培养独立思考能力。倡导实验与理论相融合,增加实验教学的弹性和延展性。

  针对全校各种背景的学生,开设通识科研素养课,讲授基本的科研方法和科学规范,对于理工科的学生,其目标是通过接触科研,为后续的深入科研做准备;对于文理社科的学生,其目标是了解科研,开阔视野,为将来的工作提供自然科学素养方面的支持。借助开放实验项目,将分类实验教学引入通识课,旨在建立一种开放性的思维方式。目前已有207名同学,借助开放实验项目,通过自主设计教学目标,自主组织实验的方式等,短期内初步掌握了如何选择实验目标,如何组队,如何独立开展实验及如何寻找帮助等。

  针对参加跨知识点短期培训的学生,其目标是综合性。现已有150名同学通过三期假期强化训练,训练中借助开放实验项目,实现理论课和实验课的融合。针对单片机强化学习,短期内培养了一批了解单片机应用的学生,为后续的学习打下了厚实的基础,达到了预期目标。

  近三年,本科生参与“大学生创新创业项目”72项,发表学术论文54篇,申请专利38项,获得学科竞赛143项,社会实践奖65项,获得湖北省优秀学士学位论文29篇,其中“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生数学建模比赛”等重要奖项26项。在学科竞赛获奖的同时,在创业竞赛上,电气工程专业的学生也获得了好成绩,2012年获得第一届教育部华图杯创业大赛第七名,2014年获得挑战杯创业设计大赛金奖。

  (4)参与知识的创造过程,积累科研经验

  中心利用“国家大学生创新创业支持计划”,建设学生和科研团队沟通的桥梁,让学生参与科研课题,参与知识的创造过程,依托先进的科研平台,结合教师的科研、生产课题,包括所承担的国家、省部级科研项目和各类国家大中型工程项目,对学生进行较为系统地实践能力和创新能力培养。中心鼓励教师研制开发新型实验教学仪器,先后研制开发了12套仪器和教学软件,例如:在高电压综合实验中使用了自制的冲击电流发生器(ICGS-Ⅱ),在电力系统继电保护综合实验中使用了自制的学习软件,这些仪器投入了实验教学,效果良好。利用开放实验室,搭建教师和学生的交流平台,在近三年的72项大学生科研项目中,与教师的科研挂钩的达到65项,关联度超过90%。学生在教师指导下体会和做科研,为独立科研积累了经验。

  (5)与工程结合,培养满足社会需求的卓越工程人才

  在实验室和课程建设中,反复召开包括工程技术人员在内的研讨会,确定建设方向和实验设置,如对于通识基础实验,在《信号与自动控制综合实验》、《工程电磁场及高压电器综合实验》、《电工训练》、《高电压综合试验与实践》、《电力系统继电保护与自动化综合实验》、《电力电子及新能源发电综合实验》、对于综合创新实验,在大学生科研选题中,突出选择有工程背景的课题,如89%的选题有工程背景;在学科竞赛中,引导开展有工程背景的竞赛,在卓越工程师班建设上,强化实践性,建设专门的实验室,边学边做,在学习中实践,在实践中学习。

  校外实习基地在培养创新型、复合型人才中起着重要作用,同时也扩大了专业的影响。现已与长江三峡集团公司和广东省粤电集团共建两个教育部工程实践教育中心、与葛洲坝水力发电厂、湖北华电青山热电有限公司、许继集团有限公司、中南电力设计院、秦皇岛供电公司及湖北超高压供电公司等共建了12个实践基地。与企业共建实践基地,开阔视野,组织学生参加产学研实践活动,提高了学生实际锻炼和解决问题的能力。

  近年来,中心积极组织教师从科研成果中提炼实验项目,以本科毕业设计为例,在2014年的528个毕业设计选题中,研究型的选题126个,占24%,应用研究型的选题376个,占71%。其中真实题目492个,占93%,教师自拟题目36个,占7%。

  借助“卓越工程师培养计划”,与企业联合培养应用型人才,与NI公司联合成立“武汉大学LABVIEW俱乐部”,公司每年支持一部分项目培养学生的创新能力,资助仪器和设备开展学科竞赛,提供实习机会,近五年受益于此项目的学生超过300人。

  (6)课内外无缝结合,建立实践教学新模式

  中心建设课内课外结合的无缝教学模式。按照理论→验证实验→综合实验→创新实验的人才培养过程筛选出5个跨课程的培训项目:MATLAB、LABVIEW、MSP430MCU、ANSYS、和PSCAD,每个班的课程设置在周末或寒暑假,在管理上借鉴培训班的灵活性和实验课的严谨性,在内容上借鉴竞赛培训的综合性和课外科研的创新性,在方式上借鉴实验课的后喻性和课外科研的前喻性,实践一种立足灵活训练的实践教学新模式。

  例如在2013年的LABVIEW短期培训中,采用了学生和教师高度互动,理论和实验、课内和课外完全结合的教学方式。5个培训项目班所涉及的20个理论课和实验课教师,其教学水平在项目建设过程中得到了提高;该模式促进了理论教学和实践教学的大融合。例如,在2014年组织的MSP430MCU培训中,由5名青年教师承担教学,这些教师既讲解理论,又指导实验,既在课内交流,也在课外辅导,大大提高了教学质量