以提高學(xué)員綜合素質(zhì)為目標(biāo)的電工技術(shù)課程建設(shè)

李 巖， 王成剛， 劉 迪

(海軍航空工程學(xué)院 a. 控制工程系； b. 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部， 山東 煙臺(tái) 264001)

0 引 言

“電工技術(shù)”是我院生長(zhǎng)指揮和生長(zhǎng)技術(shù)本科學(xué)員的一門(mén)必修課，在專(zhuān)業(yè)課程體系中，起著承前啟后的重要作用，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)以及從事與本專(zhuān)業(yè)相關(guān)的工程技術(shù)工作打基礎(chǔ)。在新一輪人才培養(yǎng)方案中理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)分配為40+20，理論學(xué)時(shí)較以往有所減少。如何利用較少學(xué)時(shí)使學(xué)員既能掌握理論知識(shí)，又能提高電工實(shí)踐技能，是課程組面臨的一大課題。在院訓(xùn)練部牽頭組織下，經(jīng)過(guò)多個(gè)系、教研室多輪探討，成立了以理論課教員和實(shí)驗(yàn)課教員組成的新型課程組，共同制定課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)計(jì)劃與實(shí)施方案。

改革后的“電工技術(shù)”課程總的教學(xué)思路是：理論知識(shí)覆蓋，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增長(zhǎng)。理論教學(xué)基本覆蓋原課程標(biāo)準(zhǔn)中的知識(shí)點(diǎn)，讓實(shí)驗(yàn)課程不再停留在理論課程輔助教學(xué)的地位，不再是簡(jiǎn)單的理論驗(yàn)證，而是強(qiáng)化實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)員的創(chuàng)新能力和實(shí)踐技能。

電工技術(shù)教學(xué)中，理論和實(shí)驗(yàn)的關(guān)系不是簡(jiǎn)單的并行與驗(yàn)證，而是基礎(chǔ)與外延，應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)特點(diǎn)，做到理論與實(shí)踐的必要互補(bǔ)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和水平如何，直接關(guān)系到院校人才培養(yǎng)質(zhì)量和整體發(fā)展水平，對(duì)院校的生存和發(fā)展具有重要的影響[1-3]。要想全面推進(jìn)電工技術(shù)課程教學(xué)改革，就需要突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，查找其中存在的問(wèn)題。首先要更新教育觀念，樹(shù)立創(chuàng)新的教育教學(xué)理念，開(kāi)展創(chuàng)新型理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)；其次是根據(jù)具體實(shí)際，探索開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法與途徑。

1 電工技術(shù)教學(xué)存在問(wèn)題分析

(1) 與工程實(shí)踐脫節(jié)，阻礙知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。電工技術(shù)課程在人才培養(yǎng)方案中是第一門(mén)介于科學(xué)類(lèi)與工程類(lèi)之間的課程，是非電類(lèi)學(xué)員獲取用電知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，教學(xué)內(nèi)容多，涉及范圍廣，由于學(xué)時(shí)所限，理論教學(xué)往往注重基本概念、原理及分析方法，與工程實(shí)踐、武器裝備嚴(yán)重脫節(jié)，阻礙知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。

(2) 教學(xué)手段單一，難以激發(fā)求知欲望。近年來(lái)，雖然任課教員均制作了與教學(xué)內(nèi)容相配套的教學(xué)課件，但電工技術(shù)課程本身具有教學(xué)對(duì)象具體，而教學(xué)內(nèi)容抽象的特點(diǎn)，如各類(lèi)電機(jī)、變壓器等的結(jié)構(gòu)及工作原理抽象難懂，傳統(tǒng)的課本搬家式的課件，無(wú)法直觀形象地展示教學(xué)內(nèi)容，難以激發(fā)學(xué)員的求知欲望。

(3) 問(wèn)題意識(shí)淡薄，束縛創(chuàng)造性思維。為了保證實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)展，教員往往都是提前給學(xué)員講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程、編制詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)：明確規(guī)范每個(gè)步驟的操作，而學(xué)員則按照既定模式完成接線、測(cè)量、記錄數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析等過(guò)程，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程沒(méi)有學(xué)員的獨(dú)立思考。學(xué)員只能根據(jù)教員所給結(jié)果對(duì)比出自己的數(shù)據(jù)是否正確，往往知其然不知所以然，造成問(wèn)題意識(shí)淡薄、思維定勢(shì)，束縛思維創(chuàng)新[4]。

(4) 實(shí)驗(yàn)條件限制束縛學(xué)員創(chuàng)新。傳統(tǒng)的電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然采用固定的時(shí)間、統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的教學(xué)模式，學(xué)員沒(méi)有選擇性，實(shí)驗(yàn)操作基本上是“照方抓藥”機(jī)械式的模式。在綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及自主性、研究性和課題型實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎、涉及知識(shí)面廣，需要實(shí)驗(yàn)室提供更多的軟硬件資源和多領(lǐng)域教員多方面的指導(dǎo)。傳統(tǒng)的教學(xué)組織模式無(wú)法為該部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的研究提供足夠的支撐，學(xué)員即使有了創(chuàng)新的動(dòng)機(jī)，也會(huì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)難度的增加而降低熱情。

2 電工技術(shù)課程改革與實(shí)踐

按照“理論知識(shí)覆蓋，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增長(zhǎng)”的教學(xué)思路，注重“夯實(shí)基礎(chǔ)，著眼發(fā)展”，深化電工技術(shù)理論課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，注重“貼近裝備、貼近崗位”，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加大創(chuàng)新能力培養(yǎng)的力度，加速知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)換。

2.1 夯實(shí)基礎(chǔ)，著眼發(fā)展，深化理論教學(xué)改革

重視課堂教學(xué)的系統(tǒng)優(yōu)化，為了拓寬學(xué)員的知識(shí)面，及時(shí)了解電工領(lǐng)域的新技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，在課堂教學(xué)中，以所精選的教材內(nèi)容為基本教學(xué)內(nèi)容，并適當(dāng)?shù)匕褔?guó)內(nèi)外最新的科研成果和學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)引入到課堂教學(xué)中來(lái)，在講授電路理論基本分析方法和基本定理的基礎(chǔ)之上，將航空電氣裝備中與之相關(guān)的典型電路引入課堂教學(xué)中，進(jìn)行分析、研討，使技術(shù)基礎(chǔ)理論與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相融合，以此來(lái)強(qiáng)化學(xué)員綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

以啟發(fā)式教學(xué)和研究式教學(xué)貫穿課堂教學(xué)的全過(guò)程，適當(dāng)引入案例教學(xué)和想定作業(yè)教學(xué)法；制作了電工技術(shù)多媒體課件，以電工技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程為依托，提供了“平臺(tái)+資源+設(shè)計(jì)”的協(xié)作式學(xué)習(xí)解決方案，構(gòu)建了以學(xué)員為本的基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作式學(xué)習(xí)新模式。相比于競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)和個(gè)體學(xué)習(xí)，協(xié)作式學(xué)習(xí)更能培養(yǎng)學(xué)員的合作意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神，提升綜合能力和素質(zhì)。

2.2 貼近裝備、貼近崗位，強(qiáng)化實(shí)踐創(chuàng)新能力

電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的定位不僅為課程教學(xué)服務(wù)，還應(yīng)按照“貼近裝備、貼近崗位”的思路，探索面向裝備技術(shù)保障的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，進(jìn)一步提高學(xué)員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、維修技能和綜合素質(zhì)，為部隊(duì)培養(yǎng)滿足新裝備發(fā)展要求的裝備保障技術(shù)應(yīng)用型人才奠定基礎(chǔ)[5]。

2.2.1實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

為適應(yīng)學(xué)院教育轉(zhuǎn)型的需要，采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—綜合實(shí)踐訓(xùn)練—?jiǎng)?chuàng)新能力培養(yǎng)的循環(huán)交互的教學(xué)方法，進(jìn)一步推進(jìn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。開(kāi)展面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的“問(wèn)題式”、“討論式”、“專(zhuān)題研究式”和“課題式”教學(xué)模式，通過(guò)具體實(shí)例，提高學(xué)員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、實(shí)踐技能和綜合素質(zhì)。同時(shí)，依托創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室，面向全院學(xué)員開(kāi)放式，培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新性思維能力，鼓勵(lì)學(xué)員進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)學(xué)員發(fā)明創(chuàng)造的潛能。

2.2.2實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革

為使教學(xué)內(nèi)容突出培養(yǎng)創(chuàng)新能力的需求，力求突破傳統(tǒng)學(xué)歷教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系，著力使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由單一知識(shí)點(diǎn)、單純技能性向著綜合化方向轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備部件級(jí)”實(shí)驗(yàn)向“系統(tǒng)級(jí)”實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再局限在原電路實(shí)驗(yàn)室和電機(jī)實(shí)驗(yàn)室，而是聯(lián)合電氣控制實(shí)驗(yàn)室、綜合實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室和電工實(shí)訓(xùn)室，以拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)面為目的，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主線，不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容[5-7]。

(1) 拓展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。拓展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容主要以課程設(shè)計(jì)為載體，與各種科技創(chuàng)新活動(dòng)和學(xué)院、全省和全國(guó)的電子設(shè)計(jì)大賽等活動(dòng)穿插進(jìn)行，面向工程實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)員設(shè)計(jì)、集成、測(cè)試、工藝等能力，以及創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)；全面提高學(xué)員有效運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和新技術(shù)進(jìn)行單元級(jí)的綜合設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)級(jí)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力、以及分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

(2) 增加自主性、研究性和課題型實(shí)驗(yàn)。借鑒學(xué)院“四小”創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的成功經(jīng)驗(yàn)，參照“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目”組織實(shí)施辦法，增加自主性、研究性和課題型實(shí)驗(yàn)比例。采用教員指導(dǎo)命題、學(xué)員自選實(shí)驗(yàn)課題型、學(xué)員科技創(chuàng)新型和學(xué)員參與科研型四種形式，鍛煉學(xué)員設(shè)計(jì)能力，積累工程經(jīng)驗(yàn)。學(xué)員可以根據(jù)自身興趣或接觸到的具體問(wèn)題，自主提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利用所學(xué)知識(shí)，在教員指導(dǎo)協(xié)助下完成。

自主性、研究性和課題型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既要考慮學(xué)員在理論學(xué)習(xí)階段已具備的知識(shí)，又要積極引導(dǎo)其發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的能力，綜合運(yùn)用已有知識(shí)對(duì)理論學(xué)習(xí)中因?yàn)閷W(xué)時(shí)所限而未涉及的某些現(xiàn)象進(jìn)行研究。對(duì)于這樣的實(shí)驗(yàn)，學(xué)員可在其他創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室完成。教員只提供實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)員通過(guò)閱讀相關(guān)的書(shū)籍自己制訂方案、步驟、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提高學(xué)員分析、解決問(wèn)題的能力。

增加PLC部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比重，使學(xué)員有足夠的時(shí)間自主學(xué)習(xí)。如在原“三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)實(shí)驗(yàn)”基礎(chǔ)上增加“三相異步電機(jī)PLC控制實(shí)驗(yàn)”，學(xué)員在三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、繼電控制等內(nèi)容基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理及基本操作方法，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)及其控制自動(dòng)化有了更加清晰的理解。

(3) 拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。本課程設(shè)置針對(duì)性教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步提高學(xué)員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、維修技能和綜合素質(zhì)，為部隊(duì)培養(yǎng)滿足新裝備發(fā)展要求的裝備保障技術(shù)應(yīng)用型人才奠定初步基礎(chǔ)[8-9]。緊緊圍繞授課對(duì)象的人才培養(yǎng)方案，面向裝備技術(shù)保障人才培養(yǎng)，盡量講述一些與裝備及其測(cè)試維修相關(guān)的基本知識(shí)。如在“電路元件的伏安特性測(cè)定”這一項(xiàng)目中，可以結(jié)合伏安特性測(cè)定在裝備測(cè)試中的應(yīng)用，給學(xué)員介紹一些利用伏安特性檢測(cè)元件或電路故障的知識(shí)。

實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)就是參數(shù)測(cè)試、現(xiàn)象觀測(cè)，因此以“參數(shù)測(cè)試”作為課程的軸線。歸結(jié)起來(lái)，課程中進(jìn)行了元件的伏安特性、電路的等效參數(shù)、時(shí)間常數(shù)、阻抗及阻抗角、交流等效參數(shù)等的測(cè)試。圍繞軸線進(jìn)行前后對(duì)比，強(qiáng)化聯(lián)系。如在“電路等效參數(shù)的三表法測(cè)量”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，先講和以往實(shí)驗(yàn)的相似之處，然后講區(qū)別，從不同的側(cè)面引入實(shí)驗(yàn)。而該實(shí)驗(yàn)并聯(lián)電容判別電路性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象又和下一實(shí)驗(yàn)“功率因數(shù)改善電路的測(cè)試”聯(lián)系起來(lái)，這樣每個(gè)實(shí)驗(yàn)不再孤立，不僅僅是完成單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)員也對(duì)課程有了總體的把握，這樣學(xué)員對(duì)實(shí)驗(yàn)形成多維立體的認(rèn)識(shí)，同時(shí)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，利于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

(4) 延伸電工實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。著眼崗位任職需要，堅(jiān)持教學(xué)環(huán)境與崗位工作環(huán)境相融合的思路，創(chuàng)設(shè)與崗位工作實(shí)境接近的教學(xué)環(huán)境加強(qiáng)實(shí)踐、操作和故障分析排除教學(xué)，增強(qiáng)培養(yǎng)的指向性。依托電工實(shí)訓(xùn)室，開(kāi)設(shè)配電控制電器及儀表照明實(shí)訓(xùn)、電工測(cè)量?jī)x器儀表操作實(shí)訓(xùn)、電工測(cè)量傳感器實(shí)訓(xùn)、電工綜合布線實(shí)訓(xùn)及電工儀表網(wǎng)絡(luò)測(cè)量實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容。使實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)成為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸，彌補(bǔ)學(xué)員工程實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的不足，為崗位任職打下良好的基礎(chǔ)。

2.2.3實(shí)驗(yàn)考核體系改革

為充分調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取靈活的考核方式：對(duì)于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)員利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室自主完成，最后測(cè)試評(píng)定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)難易程度靈活設(shè)定實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)和成績(jī)；對(duì)于自主性、研究性和課題型實(shí)驗(yàn)，為學(xué)員具有很強(qiáng)的主觀能動(dòng)性，所以實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以以論文的形式書(shū)寫(xiě)。而對(duì)于實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，采用現(xiàn)場(chǎng)操作考核方式，隨時(shí)掌握學(xué)員技能掌握情況[10-13]。

2.2.4實(shí)驗(yàn)室管理

緊緊圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)目標(biāo)，確立了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)并重”的原則，構(gòu)建了以電路實(shí)驗(yàn)室、綜合電子線路實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、電氣控制實(shí)驗(yàn)室和電工實(shí)訓(xùn)室為平臺(tái)的保障體系，為電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的改革提供了有力支撐。

為推進(jìn)教學(xué)改革，加大了實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放力度。為確保實(shí)驗(yàn)開(kāi)放模式的有效實(shí)施，自主研制開(kāi)發(fā)了《實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息管理系統(tǒng)》，以網(wǎng)絡(luò)硬件為依托，以信息軟件為平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行全面整合，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系[13-16]。

以上管理措施促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室功能的發(fā)揮，形成了中心實(shí)驗(yàn)室間的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)及資源的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，進(jìn)一步推進(jìn)了電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐。

3 結(jié) 語(yǔ)

近幾年來(lái)，我們針對(duì)電工技術(shù)教學(xué)中存在的問(wèn)題，按照“理論知識(shí)覆蓋，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)增長(zhǎng)”的思路，開(kāi)展理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的深層次融合。依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)推進(jìn)電工技術(shù)教學(xué)改革，調(diào)動(dòng)學(xué)員學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)員崗位任職所需要的綜合設(shè)計(jì)能力、自學(xué)能力和工程實(shí)踐能力，豐富了學(xué)員的實(shí)踐活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)員自主學(xué)習(xí)和自主發(fā)展意識(shí)，在實(shí)踐中取得了較好的效果。

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