基于專業(yè)需求的“電工學(xué)”課程整體優(yōu)化研究

徐霞?涂巧玲?張杰

摘要：介紹了“電工學(xué)”課程基于專業(yè)需求的整體優(yōu)化改革思路，根據(jù)專業(yè)需求將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，探討了在新形勢(shì)下該課程教學(xué)方法及手段的改革。研究成果已經(jīng)在重慶理工大學(xué)非電專業(yè)教學(xué)中進(jìn)行了探索實(shí)踐，并取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：電工學(xué)；專業(yè)需求；整體優(yōu)化

作者簡(jiǎn)介：徐霞（1970-），女，重慶人，重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，副教授；涂巧玲（1965-），女，重慶人，重慶理工大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，教授。（重慶 400054）

基金項(xiàng)目：本文系重慶理工大學(xué)教研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2011027）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0055-02

“電工學(xué)”課程是面向非電專業(yè)學(xué)生開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程既有基礎(chǔ)理論又有專業(yè)知識(shí)，理論和實(shí)踐并重，是由純理論課學(xué)習(xí)向工程實(shí)踐應(yīng)用過渡的橋梁。該課程的教學(xué)主要以通識(shí)教育為主，即無(wú)論何種專業(yè)，課程的理論教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都基本相同，存在的差別只是教學(xué)學(xué)時(shí)以及內(nèi)容深淺的不同。然而，該課程的問題是重教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、完整性，而忽略了為學(xué)科交叉提供延伸接口。作為一門技術(shù)基礎(chǔ)課，“電工學(xué)”課程的通識(shí)教育模式忽略了各個(gè)專業(yè)的差異性和應(yīng)用需求，并使部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)該門課程的目的性和必要性產(chǎn)生了懷疑。隨著我國(guó)高等教育改革的不斷推進(jìn)，在人才培養(yǎng)方面，越來越多的學(xué)者傾向于這樣的觀點(diǎn)，即在一定通識(shí)教育的基礎(chǔ)上，應(yīng)逐步根據(jù)專業(yè)需求強(qiáng)化專業(yè)特色教育。[1]因此本校在教學(xué)中，通過對(duì)專業(yè)應(yīng)用背景的介紹，提出實(shí)際問題，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題。在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法手段上進(jìn)行了一系列的改革，爭(zhēng)取以整體優(yōu)化的方式在“電工學(xué)”教學(xué)改革中取得一定成效。

一、專業(yè)需求教育對(duì)教師的要求

“電工學(xué)”教學(xué)中，要根據(jù)每個(gè)專業(yè)需求的不同進(jìn)行特色化的教學(xué)，這就對(duì)教師提出了更高的要求。教師不但要掌握本專業(yè)的知識(shí)，更要對(duì)不同專業(yè)進(jìn)行了解、分析，知道“電工學(xué)”在該專業(yè)的一些主要應(yīng)用領(lǐng)域，并能舉出適合課堂教學(xué)的應(yīng)用實(shí)例。要做到這一點(diǎn)，教師要參閱該專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃以及該專業(yè)的主干課程教材，獲取更多的專業(yè)信息。這需要學(xué)院、學(xué)校的支持，學(xué)校派教師到其他各個(gè)高校學(xué)習(xí)調(diào)研，參加各種研討會(huì)，使其得到更廣泛的知識(shí)。

二、專業(yè)需求教育下對(duì)各專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的研究

“電工學(xué)”的課程體系是從60年代開始逐步建立起來的，是電類專業(yè)“電路分析”、“模擬電路”、“數(shù)字電路”、“電機(jī)電器及控制”四門課程的簡(jiǎn)化和濃縮。[2]本課程組對(duì)各專業(yè)的課程基礎(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)范與整理，規(guī)定了電路分析、模擬電路、數(shù)字電路、電機(jī)電器及控制4個(gè)部分必講的基礎(chǔ)內(nèi)容。

由于各個(gè)專業(yè)對(duì)“電工學(xué)”知識(shí)的側(cè)重點(diǎn)不同，教師根據(jù)人才培養(yǎng)計(jì)劃，相應(yīng)地增加一些對(duì)專業(yè)內(nèi)容及應(yīng)用實(shí)例的講解，同時(shí)也要注意難易程度，使其便于學(xué)生掌握接受。

在教學(xué)過程中，教師一般先根據(jù)專業(yè)情況選取一些有特色的實(shí)例，以問題為核心，以分組協(xié)作為組織形式，以解答問題為驅(qū)動(dòng)力來展開教學(xué)，關(guān)鍵是根據(jù)不同的專業(yè)情況來精心設(shè)計(jì)問題。這對(duì)教師提出了很高的要求，要求設(shè)計(jì)的問題能引出本課程與相應(yīng)學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)的基本概念原理，確保問題能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)熱情。

1.機(jī)械工程專業(yè)

機(jī)械工程專業(yè)是重慶理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保┑钠放茖I(yè)。課程組教師結(jié)合工廠實(shí)際，對(duì)此專業(yè)學(xué)生重點(diǎn)講解了電動(dòng)機(jī)的繼電器接觸器控制，教師對(duì)繼電器接觸器控制的相關(guān)知識(shí)以車床、銑床或者鉆床為例進(jìn)行詳細(xì)講解。如時(shí)間充足，需對(duì)學(xué)生進(jìn)行可編程控制器的介紹，要求學(xué)生看得懂繼電器接觸器原理圖和接線圖，因?yàn)楝F(xiàn)在的很多工廠都進(jìn)行了可編程控制器改造。

2.車輛工程專業(yè)

車輛工程專業(yè)的學(xué)生要掌握車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)、電器及電子技術(shù)等方面的基本理論、原理。在該專業(yè)的知識(shí)體系中，汽車電子技術(shù)尤為重要。汽車的發(fā)電、電控、電子點(diǎn)火及信息監(jiān)控顯示等系統(tǒng)都可作為電子技術(shù)內(nèi)容的教學(xué)應(yīng)用背景及電路實(shí)例。在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師將電子技術(shù)的內(nèi)容作為重點(diǎn)，應(yīng)用到教學(xué)中。

3.材料科學(xué)專業(yè)

材料科學(xué)專業(yè)主要研究的是材料加工工程以及材料測(cè)量與檢測(cè)技術(shù)，因此“電工學(xué)”在該專業(yè)的教學(xué)中著重強(qiáng)調(diào)電機(jī)拖動(dòng)方面的內(nèi)容。教師在講解這部分內(nèi)容時(shí)從直流電動(dòng)機(jī)以及三相異步電動(dòng)機(jī)原理入手，到電機(jī)的應(yīng)用都要主要介紹，另外整流電路、電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)等都需要給學(xué)生詳細(xì)講解。

教師在“電工學(xué)”教學(xué)中也要向?qū)W生介紹該專業(yè)前沿的研究成果，如在材料專業(yè)中的基本電路元件憶阻器。憶阻器作為教科書上還沒有提及的基本元件，可以適當(dāng)補(bǔ)充進(jìn)“電工學(xué)”的教學(xué)中，使學(xué)生借助文獻(xiàn)閱讀深刻理解和掌握材料、元件與電路之間的聯(lián)系，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)在科研家或工程師的工作中發(fā)現(xiàn)新概念和新技術(shù)。通過教師在教學(xué)中介紹憶阻器的概念，學(xué)生進(jìn)一步加深理解與明確“電工學(xué)”在材料研究和應(yīng)用中的重要作用，理解材料的制備與構(gòu)效關(guān)系是材料研究的主題，也是作為“材料人”今后努力和發(fā)展的方向。[3]

4.化工專業(yè)

化工專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生要系統(tǒng)掌握各類化學(xué)工程與工藝的專業(yè)基本知識(shí)和基本技能，具備指導(dǎo)和管理化工生產(chǎn)的能力。因此要求在“電工學(xué)”的學(xué)習(xí)中更熟悉化工流程中所用到的電子設(shè)備的原理，教師在教學(xué)中強(qiáng)化電工學(xué)強(qiáng)電方面以及設(shè)備方面的內(nèi)容。

本課程組曾經(jīng)在課后要求學(xué)生自學(xué)掌握的相關(guān)方面的內(nèi)容有：電阻加熱器及溫度的測(cè)量和控制；工頻感應(yīng)加熱器的原理和實(shí)踐；日光燈電路及節(jié)能；日光燈等效正弦波參數(shù)的測(cè)定和分析；用電流表法測(cè)算交流電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。

5.制藥專業(yè)

本校的制藥專業(yè)側(cè)重于生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、技術(shù)管理方面及應(yīng)用。因此教師在“電工學(xué)”的教學(xué)中可以把制藥設(shè)備的工作原理和控制過程以及重要的檢測(cè)及監(jiān)控作為教學(xué)案例，[4]電子技術(shù)的內(nèi)容可以適當(dāng)弱化。

三、建立適應(yīng)整體優(yōu)化的教學(xué)手段和方法

1.積極引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

中國(guó)學(xué)生“基本功好、書本知識(shí)好、考試成績(jī)好”，西方學(xué)生“交流表達(dá)能力好、動(dòng)手能力好、創(chuàng)新能力好”。兩種“三好”的不同從某個(gè)角度反映了我國(guó)在人才培養(yǎng)上還有缺陷。我校作為地方本科院校，應(yīng)緊密結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要調(diào)整人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)工程研究應(yīng)用型人才。我校占半數(shù)以上的本科畢業(yè)生幾乎全部走上工作崗位，這些畢業(yè)生進(jìn)入社會(huì)后能否很好地適應(yīng)社會(huì)的要求就是對(duì)學(xué)校教學(xué)的檢驗(yàn)。因而在人才培養(yǎng)上應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才才能適應(yīng)社會(huì)的需要。

課程組在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)在自由、輕松氣氛下，學(xué)生才能最有效地學(xué)習(xí)，才最有利于創(chuàng)造力的發(fā)展。這就要求教師要營(yíng)造一個(gè)民主、和諧的課堂教學(xué)氛圍。教師在教學(xué)中遵循平等性、民主性、主體性等原則，形成積極、健康、生動(dòng)活潑的課堂心理氛圍，這一點(diǎn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性是非常重要的?，F(xiàn)在的大學(xué)課堂很多還是采取滿堂灌的方式，教師首先要有意識(shí)地改變這種方式，逐漸引導(dǎo)學(xué)生敢想、敢問、明白教育的未知性、探索性，允許學(xué)生采取逆向?qū)W習(xí)法，讓其學(xué)會(huì)從質(zhì)疑中學(xué)習(xí)，從體驗(yàn)中學(xué)習(xí)，從論辯中學(xué)習(xí)。

為了啟迪學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，筆者認(rèn)為工科學(xué)生應(yīng)適當(dāng)了解一些學(xué)科相關(guān)知識(shí)和最新進(jìn)展，以開闊視野。為此，筆者準(zhǔn)備在講課的過程中，穿插一些如電工學(xué)理論的發(fā)展簡(jiǎn)史、科學(xué)家的生平介紹、名言警句以及一些常用的電類知識(shí)，這些使學(xué)生可以從中體會(huì)到科學(xué)思想、科學(xué)方法、科技與人文、科學(xué)與藝術(shù)、文理交融的重要精神，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)是有益的。

2.教學(xué)手段的多樣性

課程組對(duì)電工和電子技術(shù)基礎(chǔ)各部分內(nèi)容做了詳細(xì)分析，采用傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方法，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容尋求最佳的教學(xué)方式。如講授低壓電器和繼電接觸器控制系統(tǒng)內(nèi)容時(shí)，將實(shí)物發(fā)給學(xué)生，并讓學(xué)生用萬(wàn)用表測(cè)電阻了解什么是常開觸點(diǎn)，什么是常閉觸點(diǎn)。低壓電器相關(guān)內(nèi)容歸納起來無(wú)非是導(dǎo)通和切斷問題，也就是開關(guān)問題，其核心是觸點(diǎn)，或是常開觸點(diǎn)或是常閉觸點(diǎn)，或是人為控制通斷的觸點(diǎn)，或是由溫度、時(shí)間、速度等物理量控制通斷的觸點(diǎn)。如PN結(jié)的形成、多子與少子的移動(dòng)，用動(dòng)畫都能起到很好的效果。本課程組將現(xiàn)代教育技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，使得教學(xué)方法更先進(jìn)、教學(xué)手段更靈活、教學(xué)過程更生動(dòng)、教學(xué)效果更顯著。

3.建立科學(xué)合理的電工學(xué)評(píng)價(jià)體系

針對(duì)課程的特點(diǎn)，在“電工學(xué)”考試中，我校準(zhǔn)備實(shí)行資格考試+水平考試相結(jié)合的考核方式。在考試內(nèi)容的設(shè)計(jì)上，增強(qiáng)題型設(shè)計(jì)的靈活性，試題中應(yīng)多出綜合思考題、應(yīng)用題和分析題。資格考試對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況進(jìn)行測(cè)試，考試內(nèi)容為課程中的重要定理、課后練習(xí)和布置自學(xué)的內(nèi)容，水平考試采用試題庫(kù)中的試題對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用能力進(jìn)行測(cè)試。這樣既檢測(cè)了學(xué)生的知識(shí)能力，又提高了學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性。在改革考試內(nèi)容的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)考試方式的多元化。目前可以采用集中考核和分散考核兩種形式，通過閉卷、開卷、口試、讀書報(bào)告等多種方式進(jìn)行考核。每一種考試方式都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。另外適度提高平時(shí)成績(jī)的比例，調(diào)動(dòng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性。在“電工學(xué)”教學(xué)中，以課堂教學(xué)在多大程度上給學(xué)生提供了個(gè)性行為發(fā)展和思維能力發(fā)展為評(píng)估依據(jù)，發(fā)揮評(píng)價(jià)的正確導(dǎo)向作用。教師在做學(xué)科成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)時(shí)，將課堂上學(xué)生主動(dòng)參與協(xié)作學(xué)習(xí)時(shí)的行為表現(xiàn)、自主探索的學(xué)習(xí)習(xí)慣、是否積極完成作業(yè)等作出定性評(píng)價(jià)，按照一定的比例納入考試總成績(jī)，作為平時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)成績(jī)分?jǐn)?shù)，以解除一部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生在心理上的后顧之憂，讓理論基礎(chǔ)較差、學(xué)習(xí)態(tài)度端正的學(xué)生獲得一定的發(fā)展?jié)摿Ψ只蚪處煹男睦砥诖l(fā)展分，從而保護(hù)一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)上進(jìn)心，通過優(yōu)化學(xué)生的非智力因素促進(jìn)學(xué)生智力因素的發(fā)展。

四、結(jié)束語(yǔ)

“電工學(xué)”教學(xué)改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的艱巨任務(wù)，要深化教育教學(xué)改革推動(dòng)人才培養(yǎng)觀念轉(zhuǎn)變和方式方法創(chuàng)新。[5]“電工學(xué)”課程基于專業(yè)需求的整體優(yōu)化研究是時(shí)代發(fā)展的需要。要不斷更新教學(xué)理念，提高教師的教學(xué)水平，既重視“電工學(xué)”的基礎(chǔ)性，又突出其專業(yè)性和先進(jìn)性。強(qiáng)化創(chuàng)新和應(yīng)用能力培養(yǎng)，積極探索多種教學(xué)方法，并使多種教學(xué)方法有機(jī)結(jié)合。[6]教師要因材施教，對(duì)學(xué)生進(jìn)行由基礎(chǔ)到提高再到創(chuàng)新的全面培養(yǎng)，真正達(dá)到全面提高教學(xué)質(zhì)量的目的。本課程組的研究成果已經(jīng)在我校非電專業(yè)教學(xué)中進(jìn)行了探索實(shí)踐，并取得了良好的效果。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）