非電類專業(yè) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

余仕求 （長(zhǎng)江大學(xué)電子信息學(xué)院，湖北 荊州434023）

《電工學(xué)》是高等院校非電類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，其涉及面廣、應(yīng)用性強(qiáng)，通過 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)既能鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)，又能培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力［1－2］。目前，非電類專業(yè) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在如下問題：①實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)。非電類 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)仍然以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，并且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。雖然專業(yè)不同，但實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本相同，沒有體現(xiàn)專業(yè)特色和需求。②實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段落后。以 “灌輸式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，不利于激發(fā)學(xué)生的興趣，不利于學(xué)生自由發(fā)揮。③實(shí)驗(yàn)投入不足，有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，實(shí)驗(yàn)耗材也不足，新開實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)因條件限制而無法進(jìn)行。為此，筆者以長(zhǎng)江大學(xué)為例，對(duì)非電類專業(yè) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了探討??長(zhǎng)江大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目 （JY2011008）。。

1 明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)

長(zhǎng)江大學(xué) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)中心屬國(guó)家級(jí) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在建單位，根據(jù)該中心 “三級(jí)一線”實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)體系 （見圖1），在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，按循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律分級(jí)培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、綜合能力和創(chuàng)新能力，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程能力和實(shí)踐能力的目的［3－4］。

圖1 “三級(jí)一線”實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)體系圖

2 確定不同專業(yè)應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)

通過對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院、機(jī)械工程學(xué)院、石油工程學(xué)院等院系的教師和學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，了解《電工學(xué)》技術(shù)在有關(guān)行業(yè)的應(yīng)用情況后，確定了不同專業(yè)應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)，以期增強(qiáng) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)的專業(yè)和工程特色。具體內(nèi)容如下：①計(jì)算機(jī)專業(yè)主要包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方法 （如步進(jìn)電機(jī)、繼電器等）和傳感器信號(hào)檢測(cè)方法 （如紅外、超聲等調(diào)理電路）。②機(jī)械專業(yè)主要包括一般電氣傳動(dòng)控制 （如交直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)調(diào)速控制、晶閘管直流調(diào)速、繼電接觸控制等）和檢測(cè)電路 （傳感器、濾波器、放大器等）。③地質(zhì)、礦產(chǎn)普查和石油工程專業(yè)主要包括電動(dòng)機(jī)與節(jié)能 （異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用、抽油機(jī)節(jié)能方法、變頻技術(shù)應(yīng)用）和檢測(cè)電路 （傳感器、濾波器、放大器等）。

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的方案設(shè)計(jì)與具體實(shí)施

3．1 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合調(diào)研情況，制定新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)方案，即將 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計(jì)3個(gè)類型 （反映專業(yè)特色和工程特色的實(shí)驗(yàn)應(yīng)融入綜合和設(shè)計(jì)類型實(shí)驗(yàn)中），其學(xué)時(shí)比重分別為30%、40%、30% （見表1）。

表1 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容計(jì)劃表

3．2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方案的具體實(shí)施

1）編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書按基礎(chǔ)、綜合和設(shè)計(jì)3個(gè)類型編寫具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容。此外，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書應(yīng)附有補(bǔ)充內(nèi)容，如步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、低壓控制電器、傳感器、紅外發(fā)射與接收等，上述內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有關(guān)，這樣便于學(xué)生自學(xué)。

2）做好實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作 在綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程應(yīng)用有關(guān)，綜合性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)前需查閱有關(guān)器件的性能參數(shù)和典型應(yīng)用電路，并分析設(shè)計(jì)整體電路，以便為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供指導(dǎo)，上述過程是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。下面以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) “紅外報(bào)警電路設(shè)計(jì)”為例進(jìn)行具體說明。紅外報(bào)警電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是應(yīng)用紅外光發(fā)射與接收原理，設(shè)計(jì)信號(hào)檢測(cè)、放大及驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)聲或光的報(bào)警功能。該實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容如下：①按電路功能設(shè)計(jì)電路框架；②查閱有關(guān)器件（如紅外發(fā)射與接收對(duì)管和蜂鳴器等）的指標(biāo)參數(shù)和工程應(yīng)用電路；③設(shè)計(jì)各功能單元電路；④整體電路設(shè)計(jì)。該過程不是將各單元電路簡(jiǎn)單連接起來，需要考慮以下幾個(gè)工程實(shí)際問題：兩單元電路連接方式及電平轉(zhuǎn)換問題；隔離與阻抗匹配問題；驅(qū)動(dòng)能力問題。

3）確定正確的實(shí)驗(yàn)方法 做好實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作后，還要確定正確的實(shí)驗(yàn)方法，只有這樣，才能使學(xué)生盡可能順利地完成實(shí)驗(yàn)。以綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為例，其實(shí)驗(yàn)方法可以按照以下步驟進(jìn)行：①?gòu)?fù)雜電路按功能或結(jié)構(gòu)劃分為幾個(gè)部分；②將各部分電路接好并單獨(dú)進(jìn)行調(diào)試，使各部分電路工作正常；③再將各部分電路連接起來進(jìn)行整體調(diào)試，使其工作正常；④與前期理論設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，修改有關(guān)電路參數(shù)或電路結(jié)構(gòu)，測(cè)試記錄有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

5）實(shí)施結(jié)果 上述實(shí)驗(yàn)改革方案在長(zhǎng)江大學(xué)機(jī)械、計(jì)算機(jī)等部分專業(yè)中進(jìn)行了實(shí)施。實(shí)施后學(xué)生反映設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎，實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀趣味性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)積極性高，開闊了眼界，了解和體會(huì)了電工知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，收獲比以前要大。當(dāng)然也有一些不足的地方，由于有些學(xué)生沒做好實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作，實(shí)驗(yàn)任務(wù)沒有全部完成，實(shí)驗(yàn)效果打了折扣。

4 結(jié) 語

結(jié)合專業(yè)特色和工程應(yīng)用，對(duì)高等院校非電類專業(yè) 《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革。教學(xué)實(shí)踐證明，上述改革有利于提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析和解決問題的能力，學(xué)生反映良好。今后，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)不同理工科專業(yè)因需施教、因材施教，切實(shí)提高非電類專業(yè)學(xué)生的 《電工學(xué)》工程實(shí)踐能力。

［1］儲(chǔ)春華，李有軍，翁紹捷，等 ．非電類電工學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式改革探討 ［J］．海南大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2010（4）：382－384．

［2］黃琦蘭，沙琳 ．電工學(xué)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)施及效果分析 ［J］．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010（7）：136－138．

［3］陳燁，袁小平 ．電工類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐 ［J］．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010（5）：61－65．

［4］張曉春 ．“電工學(xué)”綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索 ［J］．電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010（9）：139－140 ．