以突出專(zhuān)業(yè)應(yīng)用為核心的電工電子學(xué)教學(xué)改革

以突出專(zhuān)業(yè)應(yīng)用為核心的電工電子學(xué)教學(xué)改革

摘要：電工電子學(xué)是工科專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)應(yīng)用性的技術(shù)基礎(chǔ)課，理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，其主要任務(wù)是為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程及工程技術(shù)工作打好電工技術(shù)的基礎(chǔ)，并使學(xué)生收到基本技能的訓(xùn)練。隨著電工電子技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷在拓寬，根據(jù)課程自身的特點(diǎn)，針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)，不同層次的學(xué)生，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面，應(yīng)加大改革力度，因材施教，發(fā)揮專(zhuān)業(yè)特色，以提高學(xué)生的工程能力和應(yīng)用能力。關(guān)鍵詞：電工電子;專(zhuān)業(yè);應(yīng)用能力;教學(xué)改革電工電子課程是高等院校為非電類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)設(shè)置的技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程為大學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)電工及電子技術(shù)基礎(chǔ)理論和實(shí)踐技能的關(guān)鍵性課程，為學(xué)科的交叉提供了延伸的接口，培養(yǎng)了適應(yīng)個(gè)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)人才。由于該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)，課程的教學(xué)質(zhì)量對(duì)專(zhuān)業(yè)核心能力的培養(yǎng)和提高起到了決定性的作用。然而，在實(shí)際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)許多非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)并不明確，他們不清楚該課程與專(zhuān)業(yè)的聯(lián)系，不知道將來(lái)在工作和生活中會(huì)有什么用途，甚至僅是為了獲取學(xué)分，這樣使得部分學(xué)生對(duì)該課程的目的性和必要性產(chǎn)生了懷疑，也同時(shí)在一定程度上影響了教學(xué)效果。因而，對(duì)于非電類(lèi)的工科學(xué)生，無(wú)論是從學(xué)生的意識(shí)觀念上，還是教學(xué)方法上，都需要作出一定的調(diào)整，使學(xué)生對(duì)該課程有更清晰的認(rèn)識(shí)，充分激發(fā)學(xué)生的積極性，積極加強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程的重視意識(shí)，并根據(jù)專(zhuān)業(yè)的需要，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)到最實(shí)用的知識(shí)。作為一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，“電工電子學(xué)”在教學(xué)上有其特殊之處，過(guò)去教學(xué)效果存在一定的局限，其中的原因主要有這樣幾個(gè)方面：一是授課對(duì)象廣，不同類(lèi)型的強(qiáng)、弱電專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，生源情況比較復(fù)雜，專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)差距大;其次，該課程在“高等數(shù)學(xué)”，“大學(xué)物理”基礎(chǔ)上，把學(xué)生引領(lǐng)到專(zhuān)業(yè)課和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域之中。對(duì)于這兩門(mén)課程基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中會(huì)帶來(lái)一定的阻礙，以及學(xué)習(xí)心態(tài)產(chǎn)生一定的畏懼感及排斥感。再次，學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多、基本內(nèi)容與部分學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)的關(guān)聯(lián)度不夠等矛盾始終存。如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生學(xué)到最有效，最真實(shí)的知識(shí)亦在不斷地探索和改進(jìn)中。另外，本課程特點(diǎn)原理抽象，內(nèi)容復(fù)雜，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到規(guī)律很難掌握，無(wú)法想象完整的情景，無(wú)法準(zhǔn)確弄清過(guò)程。學(xué)生對(duì)那些抽象的概念和想象缺乏豐富的感性認(rèn)識(shí)，很難理解和掌握。比如電流，磁場(chǎng)的方向;PN節(jié)的形成原理;電動(dòng)機(jī)的工作原理等等。因而，單一的教學(xué)模式很難活躍教學(xué)氣氛，也很難使學(xué)生完全理解。多樣化，創(chuàng)新性的教學(xué)模式可以很好第解決這一想象。最后，實(shí)踐環(huán)節(jié)是該課程相當(dāng)重要的一部分，而實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容少，學(xué)時(shí)也少是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。不少學(xué)生雖然成績(jī)不錯(cuò)，但對(duì)于一些典型電路的分析、元器件的作用往往局限于死記硬背，并不會(huì)付諸實(shí)踐。同時(shí)，與課程配套的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)量十分有限，難以促使學(xué)生進(jìn)一步掌握電路的基本分析方法與測(cè)量技術(shù)。隨著工科專(zhuān)業(yè)為主的本科院校越來(lái)越注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，著重培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)核心能力，在以“應(yīng)用為主旨，以能力為本位”的教學(xué)理念的指導(dǎo)下，如何使電工電子學(xué)這門(mén)課程更有利于專(zhuān)業(yè)的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，是教學(xué)模式更有利于人才的培養(yǎng)，教學(xué)目標(biāo)更符合社會(huì)發(fā)展的需求，是我們近年來(lái)一直都在探討和摸索的。本人從教授電工電子學(xué)這門(mén)課程及相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程已有9余年，學(xué)生涉及到的專(zhuān)業(yè)包括有機(jī)械電子工程、土木工程、環(huán)境工程、工商管理、給排水工程、軟件工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等。在和不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的接觸和觀察中，發(fā)現(xiàn)不同專(zhuān)業(yè)背景的學(xué)生對(duì)該課程的重視程度和接受能力，及對(duì)課程提出的建議好要求上有著相當(dāng)?shù)牟罹?。為能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，緊密地結(jié)合學(xué)生的專(zhuān)業(yè)背景，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力，我們教研組在課程結(jié)構(gòu)、教材選取、教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行了一定的改革與創(chuàng)新，使得這門(mén)課程的改革取得了一定的成果。在改革的同時(shí)也仍在不斷地觀察和摸索，以上幾方面亦還有可改進(jìn)的空間，同時(shí)在課程考核方式及實(shí)驗(yàn)教學(xué)上還可作進(jìn)一步調(diào)整。1.課程內(nèi)容的設(shè)置和安排非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)電工電子學(xué)課程主要包括有電路基礎(chǔ)理論，模擬電子技術(shù)，變壓器原理及電機(jī)控制原理等幾個(gè)方面。具有內(nèi)容廣，定理多，學(xué)時(shí)被壓縮等特點(diǎn)。在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)如何既能完成教學(xué)大綱內(nèi)容，又能豐富學(xué)生的知識(shí)是我們一直在思索的問(wèn)題，對(duì)此我們教研室對(duì)原有的課程結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的調(diào)整。在保證基本理論，基本概念，基本定理的系統(tǒng)性和完整性的前提下，根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，我們對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膭h減和精選。比如對(duì)機(jī)電和土木專(zhuān)業(yè)，刪減了一階動(dòng)態(tài)電路這樣偏理論而又非基礎(chǔ)理論的章節(jié)，增加了偏向?qū)嶋H應(yīng)用的變壓器及電動(dòng)機(jī)控制原理的內(nèi)容。尤其是對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，考慮到在未來(lái)的崗位上接觸施工現(xiàn)場(chǎng)及機(jī)會(huì)比較多，特增加了安全用電這一容易忽視，而又必須重視的內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的變更，部分專(zhuān)業(yè)的教材也作了相應(yīng)的變更，對(duì)于土木工程，環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容只涉及到電工學(xué)相關(guān)知識(shí)，在改革后這近兩年的教學(xué)觀察中，學(xué)生普遍的反映不錯(cuò)。于此同時(shí)，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中也可;靈活地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，例如在講授電路基本定律時(shí)，歐姆定律，電阻串、并聯(lián)等效計(jì)算等知識(shí)是學(xué)生高中時(shí)代較為熟悉的，可以“一帶而過(guò)”;在講授零輸入，零狀態(tài)概念時(shí)，很多學(xué)生容易糾結(jié)在微分方程的運(yùn)算上，尤其高數(shù)基礎(chǔ)不好的學(xué)生更容易產(chǎn)生畏懼感，而事實(shí)上我們?cè)诜治鲆浑A動(dòng)態(tài)電路時(shí)只需要用上其結(jié)論就可以了，對(duì)此給學(xué)生作合理的引導(dǎo)可提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。在講授到交流電路相量這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生普遍感到比較吃力，可補(bǔ)充一些復(fù)變函數(shù)相關(guān)知識(shí)有助于學(xué)生的理解。另外，在保證把基本教學(xué)內(nèi)容講深講透的情況下，根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)和培養(yǎng)計(jì)劃的要求，對(duì)授課內(nèi)容的深度和廣度進(jìn)行優(yōu)化，并適當(dāng)?shù)卦黾右恍┙Y(jié)合專(zhuān)業(yè)內(nèi)容的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例的講解。比如對(duì)于機(jī)電專(zhuān)業(yè)，對(duì)電機(jī)的原理，正反轉(zhuǎn)控制等內(nèi)容，可以現(xiàn)場(chǎng)演示;對(duì)于建筑和土木專(zhuān)業(yè)，更側(cè)重于實(shí)際的操作運(yùn)用，如安全用電，可現(xiàn)場(chǎng)向?qū)W生進(jìn)行理論講解和實(shí)際線路的連接操作。如線電壓、相電壓的定義與測(cè)量以及火線和零線的判斷等。讓學(xué)生真真切切感受這門(mén)課程在現(xiàn)實(shí)生活中的作用，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。特別對(duì)非電專(zhuān)業(yè)學(xué)生，這一點(diǎn)非常重要。2.革新教學(xué)手段，采取多樣化的教學(xué)手段豐富課堂隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是近幾年越來(lái)越明顯地感到手機(jī)已是目前課堂上最大的干擾，課堂上坐在后排的一大片學(xué)生埋頭看手機(jī)已是普遍現(xiàn)象。特別是理工類(lèi)的課程，始終沒(méi)經(jīng)史文法類(lèi)的課程生動(dòng)吸引人。而有不少基本概念，經(jīng)典定理必須得掌握，相關(guān)問(wèn)題需要去分析，遇到難理解的內(nèi)容時(shí)，學(xué)生很容易打退堂鼓而轉(zhuǎn)移注意力。如何將難理解的知識(shí)點(diǎn)講解得更能讓學(xué)生既容易理解，又能印象深刻，還能生動(dòng)有趣，也是我們著重改革的一面。目前PPT是課堂教學(xué)的主要方式，在突出重點(diǎn)，攻克難點(diǎn)上，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的不足。比如抽象的微觀問(wèn)題：電場(chǎng)線、磁場(chǎng)線、磁鐵物質(zhì)的磁化過(guò)程等;很快的動(dòng)態(tài)課程：電子在導(dǎo)線中的運(yùn)用、半導(dǎo)體中空穴與電子的擴(kuò)散等，這些概念看不見(jiàn)，摸不著，難理解，采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，聲、圖、文并茂，使教學(xué)效果生動(dòng)、形象、感染力強(qiáng)，更有助于學(xué)生的理解。因而在PPT的制作上，將這些難啃的知識(shí)點(diǎn)能反映得精準(zhǔn)、精美、又精彩，讓學(xué)生過(guò)目難忘，也是我們還需要改進(jìn)的一方面。同時(shí)，還可以結(jié)合微課和翻轉(zhuǎn)課堂提高學(xué)生課堂參與度及學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。對(duì)于部分理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，可根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。如分析復(fù)雜的電路方法有：等效變換、支路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法、疊加原理和戴維南定理等。教師可引導(dǎo)學(xué)生自己歸結(jié)幾種方法的特點(diǎn)，采用基于問(wèn)題的教學(xué)方法，給出一個(gè)具體的電路結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生獨(dú)立思考或通過(guò)討論，選擇電路最佳分析方法。這樣使學(xué)生能很好地比較出各分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并能在復(fù)雜的電路中能判斷如何選擇和靈活運(yùn)用這些電路分析方法。3.考核方式優(yōu)化調(diào)整，更全面考察學(xué)生水平提高平時(shí)分構(gòu)成比，使學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)中重視每一教學(xué)環(huán)節(jié)以提高學(xué)習(xí)效果，使課程成績(jī)不局限于解題技巧上。可將學(xué)習(xí)目標(biāo)反向設(shè)計(jì)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法中學(xué)生的成果作為考核平時(shí)分的一部分，調(diào)整總成績(jī)構(gòu)成比。在電子技術(shù)中圖解法及識(shí)圖辯圖是較有一定分量的內(nèi)容，并具一定的工程應(yīng)用價(jià)值，但在考試中出題教師通常出于避免帶來(lái)閱卷中的各種問(wèn)題而回避這一知識(shí)，重心放在理論計(jì)算上?？稍诳荚囶}型要求上規(guī)定一定分?jǐn)?shù)的作圖識(shí)圖題，可使學(xué)生更全面的掌握電子技術(shù)知識(shí)。4.強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，專(zhuān)業(yè)應(yīng)用技能，培養(yǎng)其工程意識(shí)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，深化改革教學(xué)方法，突出應(yīng)用技術(shù)和因材施教，提高不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，強(qiáng)化儀器儀表使用與實(shí)驗(yàn)技能系統(tǒng)訓(xùn)練。將設(shè)計(jì)性的內(nèi)容要求明確給出，建立學(xué)生的工程意識(shí)。以啟發(fā)式思考題為主，緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程，開(kāi)拓學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思維能力。每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)明確給出相關(guān)儀器儀表的操作要求，提高學(xué)生的操作技能。實(shí)驗(yàn)完成后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析與歸納，提高學(xué)生綜合分析能力。引進(jìn)典型工程案例，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與專(zhuān)業(yè)緊密結(jié)合，與行業(yè)緊密結(jié)合的目標(biāo)?？偠灾谝酝怀鰧?zhuān)業(yè)應(yīng)用理論下，電工電子教學(xué)改革需要全面、客觀地分析該課程教學(xué)存在的各種問(wèn)題，采取有針對(duì)性的措施，優(yōu)化教學(xué)方法。同時(shí)，教師需要把課題還給學(xué)生，充分顯現(xiàn)學(xué)生在整個(gè)教學(xué)課堂的主體地位，挖掘他們的已有的潛能，教師只需要扮演好引導(dǎo)者、協(xié)作者等角色，注重引導(dǎo)、啟發(fā)，培