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

以突出專業(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)是工科專業(yè)必修的一門應(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)，針對不同專業(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本科專業(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)個專業(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)量對專業(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)許多非電類專業(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業(yè)的聯(lián)系，不知道將來在工作和生活中會有什么用途，甚至僅是為了獲取學(xué)分，這樣使得部分學(xué)生對該課程的目的性和必要性產(chǎn)生了懷疑，也同時在一定程度上影響了教學(xué)效果。因而，對于非電類的工科學(xué)生，無論是從學(xué)生的意識觀念上，還是教學(xué)方法上，都需要作出一定的調(diào)整，使學(xué)生對該課程有更清晰的認(rèn)識，充分激發(fā)學(xué)生的積極性，積極加強(qiáng)學(xué)生對該課程的重視意識，并根據(jù)專業(yè)的需要，在有限的學(xué)時內(nèi)學(xué)到最實(shí)用的知識。作為一門重要的專業(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方面：一是授課對象廣，不同類型的強(qiáng)、弱電專業(yè)的學(xué)生，生源情況比較復(fù)雜，專業(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)到專業(yè)課和相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域之中。對于這兩門課程基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，在學(xué)習(xí)的過程中會帶來一定的阻礙，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)時少與內(nèi)容多、基本內(nèi)容與部分學(xué)生所學(xué)專業(yè)的關(guān)聯(lián)度不夠等矛盾始終存。如何在有限的學(xué)時內(nèi)使學(xué)生學(xué)到最有效，最真實(shí)的知識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，無法想象完整的情景，無法準(zhǔn)確弄清過程。學(xué)生對那些抽象的概念和想象缺乏豐富的感性認(rèn)識，很難理解和掌握。比如電流，磁場的方向;PN節(jié)的形成原理;電動機(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)時也少是一個很現(xiàn)實(shí)的問題。不少學(xué)生雖然成績不錯，但對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，并不會付諸實(shí)踐。同時，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量技術(shù)。隨著工科專業(yè)為主的本科院校越來越注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，著重培養(yǎng)學(xué)生的專業(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)這門課程更有利于專業(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)更符合社會發(fā)展的需求，是我們近年來一直都在探討和摸索的。本人從教授電工電子學(xué)這門課程及相關(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。在和不同專業(yè)的學(xué)生的接觸和觀察中，發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)背景的學(xué)生對該課程的重視程度和接受能力，及對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)動學(xué)生的積極性，緊密地結(jié)合學(xué)生的專業(yè)背景，培養(yǎng)學(xué)生的知識應(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，使得這門課程的改革取得了一定的成果。在改革的同時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)置和安排非電類專業(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)控制原理等幾個方面。具有內(nèi)容廣，定理多，學(xué)時被壓縮等特點(diǎn)。在有限的學(xué)時內(nèi)如何既能完成教學(xué)大綱內(nèi)容，又能豐富學(xué)生的知識是我們一直在思索的問題，對此我們教研室對原有的課程結(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)不同專業(yè)的特點(diǎn)，我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膭h減和精選。比如對機(jī)電和土木專業(yè)，刪減了一階動態(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)用的變壓器及電動機(jī)控制原理的內(nèi)容。尤其是對土木工程專業(yè)的學(xué)生，考慮到在未來的崗位上接觸施工現(xiàn)場及機(jī)會比較多，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，部分專業(yè)的教材也作了相應(yīng)的變更，對于土木工程，環(huán)境工程專業(yè)的學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容只涉及到電工學(xué)相關(guān)知識，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。于此同時，我們在教學(xué)過程中也可;靈活地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，例如在講授電路基本定律時，歐姆定律，電阻串、并聯(lián)等效計(jì)算等知識是學(xué)生高中時代較為熟悉的，可以“一帶而過”;在講授零輸入，零狀態(tài)概念時，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)上我們在分析一階動態(tài)電路時只需要用上其結(jié)論就可以了，對此給學(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點(diǎn)時，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)不同專業(yè)的特點(diǎn)和培養(yǎng)計(jì)劃的要求，對授課內(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)合專業(yè)內(nèi)容的應(yīng)用進(jìn)行實(shí)例的講解。比如對于機(jī)電專業(yè)，對電機(jī)的原理，正反轉(zhuǎn)控制等內(nèi)容，可以現(xiàn)場演示;對于建筑和土木專業(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、相電壓的定義與測量以及火線和零線的判斷等。讓學(xué)生真真切切感受這門課程在現(xiàn)實(shí)生活中的作用，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。特別對非電專業(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。特別是理工類的課程，始終沒經(jīng)史文法類的課程生動吸引人。而有不少基本概念，經(jīng)典定理必須得掌握，相關(guān)問題需要去分析，遇到難理解的內(nèi)容時，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。比如抽象的微觀問題：電場線、磁場線、磁鐵物質(zhì)的磁化過程等;很快的動態(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，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、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，將這些難啃的知識點(diǎn)能反映得精準(zhǔn)、精美、又精彩，讓學(xué)生過目難忘，也是我們還需要改進(jìn)的一方面。同時，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，加深對知識點(diǎn)的理解。對于部分理論性較強(qiáng)的知識點(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)，采用基于問題的教學(xué)方法，給出一個具體的電路結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生獨(dú)立思考或通過討論，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)生水平提高平時分構(gòu)成比，使學(xué)生在平時學(xué)習(xí)中重視每一教學(xué)環(huán)節(jié)以提高學(xué)習(xí)效果，使課程成績不局限于解題技巧上?？蓪W(xué)習(xí)目標(biāo)反向設(shè)計(jì)和任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法中學(xué)生的成果作為考核平時分的一部分，調(diào)整總成績構(gòu)成比。在電子技術(shù)中圖解法及識圖辯圖是較有一定分量的內(nèi)容，并具一定的工程應(yīng)用價值，但在考試中出題教師通常出于避免帶來閱卷中的各種問題而回避這一知識，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)的作圖識圖題，可使學(xué)生更全面的掌握電子技術(shù)知識。4.強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動手能力，專業(yè)應(yīng)用技能，培養(yǎng)其工程意識優(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。以啟發(fā)式思考題為主，緊密結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程，開拓學(xué)生分析問題和解決問題的思維能力。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)與專業(yè)緊密結(jié)合，與行業(yè)緊密結(jié)合的目標(biāo)。總而言之，在以突出專業(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)存在的各種問題，采取有針對性的措施，優(yōu)化教學(xué)方法。同時，教師需要把課題還給學(xué)生，充分顯現(xiàn)學(xué)生在整個教學(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