试论创新教育在供配电技术教学过程中的探索与实践

      论文关键词：创新教　建构主义学习观　问题意识　供配电技术

　　论文摘要：培养具有浓厚创新意识和高超创新能力的大学生，使其成为符合时代要求的多功能复合型、实践型人才是高等教育的目标。如何在专业课教学过程中培养创新精神，以《供配电技术》教学为例，从建构主义学习观、培养问题意识、开展调查研究、注重实验教学及工程实践等方面论述了学生创新意识的培养。

　　创新教育这一概念，是从创造教育、素质教育不断衍化而来。一般认为，创新教育是培养人的创新精神和创造能力为基本价值取向的教育实践。它以发扬人的创造潜能、弘扬人的主体精神、促进人的个性和谐发展为宗旨，通过对传统教育的扬弃，探索和构建一种全新的教育理论和模式。

　　创新教育必须以专业教育为依托，创造才是有本之木，有源之水。基于这种观点，本文根据供配电技术的教学特点，探索了创新教育模式，并在各个环节结合多种教学手段予以贯彻实施，取得了较好效果。

　　一．建构主义学习观，调动学习积极性

　　建构主义是认知理论的一个分支，是学习理论中行为主义到认知主义的进一步发展。建构主义学习观本质是以学生为主体，它认为知识不是通过教师单向传授得到的，而是学习者在一定的学习环境下，借助教师和学习伙伴的帮助，利用必要的学习资源，通过对知识意义的主动探索、主动发现和对认知内容的主动建构而获得的。因此在教学过程中教师不能无视学习者已有的经验，而强调在原有基础知识上建构新知识。

　　学习供配电技术课程之前，学生已经学习过一些相关知识。如何在学生原有基础知识上建构新知识，实现新旧知识的跨越和融合呢?《供配电技术》主要包括内容及与相关课程联系如图l所示。

　　事实上供配电技术作为电气专业的专业必修课，涉及了很多门课程，如变电所的结构和布置图还要涉及《机械制图等知识。

　　供配电技术》中短路电流计算，介绍了两种算法即有名值法和标么值法，标么值法计算短路电流比有名值法公式简明、清晰，特别在大型复杂、短路点多的系统中，优点更为突出。两种算法实际上就是利用电路理论及电机学相关知识来解决实际问题的。工程实际中采用标么值法计算短路电流，而计算的目的又是什么呢?因此短路电流计算内容又作为原有知识建构新知识，为后续掌握电气设备的选择与校验、继电保护的整定与灵敏度校验等做了铺垫。可见建构主义学习观使学生在已有的知识基础上，进行主动的选择、加工和处理，形成了自己新的知识结构，调动了学习的积极性。诚然，建构主义学习观还应涉及教学环境、师生互动等要素。

　    二、问题意识，提高学习能动性

　　问题意识是思维的动力、创新精神的基石，是培养学生创新精神的切入点。早在两千年前，孔子就要求自己和学生“每事问”。他高度评价了问题意识在学习和思维活动中的重要性，认为“学而不思则罔，思而不学则殆”，认为“多闻阙疑，多闻阙殆”，既要多闻多思，又要有存疑精神。

　　问题意识不是天生的，它需要培养和激发。学生问题意识比较薄弱，具体表现为两种典型形式：第一类是学生虽然有一定的问题却不愿表现出来。针对这种类型，激发学生问题意识需要创造一个良好的教育气氛和环境，鼓励学生奇思异想，敢于挑战权威。第二类是学生因某种原因不善思考、惰性大，问题意识较少或没有。针对第二种类型除了要有良好的教育环境，还要特别采用启发式教育，要精心设置问题环境。

　　在《供配电技术教学过程中也发现存在上述两种类型的学生，主要采取了以下措施：由于基本知识和基本技能的训练是问题意识产生和培养的前提和基础，因此加强双基训练，提高学生的知识水平；鼓励和指导学生自学，自学能够使学生独立思考、钻研问题；引导学生观察，通过大量的观察现象提出问题；对问题意识的培养也很重要，它活跃了学生的思维，增长了知识，发展了能力。这些措施在一定程度上增强了学生的问题意识，并且提高了学生学习的趣味性、能动性。

　　三、调查研究，掌握最新信息

　　“没有调查，就没有发言权”。随着科学技术的发展，新产品、新方法不断涌现，只有不断地了解、研究才能开拓思路，从而为现代理论和实验研究提供基础。如今，人们正处在一个知识量激增的年代。据估计，现在世界上每年发表的科技论文约500万篇，出版的图书约为50万种，此外还有大量的特种文献出版。另外，情报信息的载体形式也更加多样化，有印刷型、缩微型、机器型、声像型等等。大学生在进行技术创新的研究过程中只有充分了解、利用信息资源，才能站在巨人的肩膀上向上攀登。

　　当今互联网时代，传统的“3R”(即Reading、writing、Arithmetic)等教学要素的要求已经远远不够了，'学生还应掌握现代化的手段(互联网、计算机、人工智能等)，有效、快捷地加工和转换先进的电力技术和市场信息的本领，这样才能有助于提高学生的总体素质。随着科学技术的突飞猛进，未来几年继电器发展总的趋势是瞄准世界先进水平，向微小型化、片式化、高灵敏化、固态化、组合化、多功能化等方面发展。授课之前可以让学生通过检索文献等形式了解继电器的相关内容，归纳总结写调研报告，并以研讨会的形式互相交流。这样的过程有助于引导学生探索新知识，启迪创新意识。

　　四、实验教学，知识融会贯通

　　相对理论教学而言，实验教学在人才创新能力和全面素质培养方面有着不可替代的作用。实验教学有利于学生三方面的培养：

(1)观察能力的培养：观察能力是发现问题和发明创造的前提，是培养学生实事求是科学态度的重要手段。通过观察，可以帮助学生在实践过程中观察实验现象，科学合理地分析实验结果，提高分析问题、解决问题的能力；

(2)合作能力的培养：科学技术的发展不仅需要有创造性的人才'同时需要有良好团队精神的人才。实验过程既相互分工又相互合作，学生在融洽、和谐气氛中完成实验，并扬长避短、互相学习；

(3)创新能力的培养：教师提出实验目的与要求，学生利用发散性思维，提出自己的实验方案，并验证其可行性，最终设计开展实验，这样不仅发挥了学生的主观能动性，创新能力也得到了提高。

　　《供配电技术》是一门与实际联系密切、综合性和实践性非常强的专业课。我们结合自身实验条件，同时为了提高学生的动手、动脑、独立思考的能力，针对传统验证性实验进行改革实践，开设了设计性及综合性实验。实验的决策者不是教师而是学生，学生在实验中体会到了专业学习的乐趣，逐渐提高了创新意识和创新能力。

　　实验中我们结合学生学过的知识(Matlab、Labview、单片机原理等)，采用灵活多样的实验方法。例如在电力系统的短路实验中，由于实验结果只能得到三相短路、两相短路、单相短路的稳态电流值，其电流变化的暂态过程却观察不到，可以实验前借助于Matlab的simPowerSystems工具箱进行仿真实验，得到短路电流变化曲线。学生通过仿真实验，学会对电力系统的分析控制，能更清晰地理解概念、原理和计算方法，为后续实验教学起到了事半功倍的作用。但问题又出现了，如何在实验过程中实时地观察短路电流变化呢?考虑到学生实践环节学习过Labview语言，因此将虚拟仪器技术用于实验教学中，不仅改善了实验教学条件和环境，而且知识的融会贯通提高了学生的学习兴趣，培养了他们的动手能力和创新能力。

　　五、工程实践，培养实践能力

　　作为培养工程应用型本科人才为主的普通高校，工程实践能力的培养不容忽视。麻省理工学院(MIT)在90年代重建工程教育的时候，明确提出“回归工程实践”的口号，这一理念在一流大学工程教育的改革实践中得到了充分体现。工程实践不但可以使大学生受到实践技能和技术的训练，培养学生解决实际问题的能力，而且有利于理论联系实际，帮助大学生树立严谨求实的科学作风。加强实践教学，实行开放式人才培养模式，就要将高等学校人才培养形式、教学组织形式从单一的课堂教学活动扩展到学生自学活动中去，扩展到实际科学研究中去，扩展到企业活动中去。

俄国教育学家车尔尼雪夫斯基说：“教师要把学生造成一种什么人，自己就应当是这种人。”工程实践能力不仅对大学生提出了要求，对高校教师也提出了要求。工科院校的教师必须加强理论与实际相联系的经验，要进行科学研究，到企业中寻找研究课题并开发创新，只有当教师在教学与科研之间有了很好的统一后，才会有高水平的教学能力