電工電子實驗教學基本標準的研究

胡仁杰，堵國樑，王鳳華，黃慧春，顧玉軍

(東南大學　電工電子實驗中心，江蘇　南京　211189)

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電工電子實驗教學基本標準的研究

胡仁杰，堵國樑，王鳳華，黃慧春，顧玉軍

(東南大學電工電子實驗中心，江蘇南京211189)

為達成培養(yǎng)學生自主學習、知識運用、科學研究、工程實踐、團隊合作、探索創(chuàng)新基本能力與素養(yǎng)的教學目標，4所高校聯(lián)合開展調(diào)查、研究與設計，形成了從實驗知識、實驗技能、技術方法、實踐能力和綜合素質(zhì)5個方面描述的電工電子實驗教學基本標準，并在教學實踐中取得了良好效果。

電工電子；實驗教學；教學標準

電工電子基礎課程實驗教學面向電氣工程、電子信息、自動化、計算機等專業(yè)，具有服務學生群體龐大、配合理論課程多、實驗教學學時數(shù)多等特點。

但是，當前電工電子實驗教學缺乏系統(tǒng)完整、明確詳細的實驗教學標準要求，教學缺少指導性規(guī)范準則。教師大都基于自身對教學目標的理解，組織開展教學；教師少有全面系統(tǒng)進修的途徑，主要依靠自身經(jīng)驗積累與相互間的交流；學生在學習與實踐中獲取實驗基礎知識、基本方法、實踐技能嚴重依賴教師言傳身教；在開放式自主教學實踐中，學生遇到問題不能得到及時有效的引導。

由東南大學、南京郵電大學、南京師范大學和南京工程學院的國、省兩級電工電子實驗教學示范中心組成的課題組，以培養(yǎng)學生自主研學、工程實踐、探索創(chuàng)新綜合能力素質(zhì)為目標，從教學基本要求、教學實施方案、環(huán)境條件建設等幾個方面開展電工電子實驗教學基本標準的研究與設計工作。

1　課題研究方法

課題組成員學校分別是以工科為特色的綜合性大學、電類專業(yè)為主的工科大學、文理為主的綜合性大學以及應用型本科等不同類型的大學，培養(yǎng)目標各有特點。課題組充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，廣泛收集統(tǒng)計教學目標與培養(yǎng)要求樣本信息，開展教學實踐。

1)采集教學需求樣本。課題組成員根據(jù)不同類型、不同層次學校電氣工程及電子信息等電類專業(yè)在學科基礎課程層面的教學要求[1]，根據(jù)電氣工程及電子信息行業(yè)對人才培養(yǎng)規(guī)格的需求[2]，根據(jù)工程教育專業(yè)認證的要求，根據(jù)實驗教學培養(yǎng)學生自主學習、知識運用、科學研究、工程實踐、團隊合作、探索創(chuàng)新的基本能力與素養(yǎng)，讓學生在實踐中學會自主學習、學會做中學習、學會研究探索和學會設計創(chuàng)新的目標，廣泛采集各方面的要求與目標。

2)設計教學基本標準。根據(jù)采集的樣本信息，結合當前教育思想理念、教學體系內(nèi)容、教學技術方法的轉(zhuǎn)變與更新，統(tǒng)計、歸納、總結形成從實驗知識、實驗技能、技術方法、實踐能力、綜合素質(zhì)5個方面制定實驗教學全面、明確、詳細的基本標準的課題研究目標[3]。

3)設計教學設施方案。制定教學標準的目的是在教學實踐中運用標準指導教學內(nèi)容設置、教學進程設計、教學模式改革、考核機制構建等教學活動，達到實驗教學的根本目標。課題組設計了一整套電工電子實驗示范教學體系，分別在各自學校實施，在教學實踐中調(diào)整完善教學基本標準。

4)歸納總結研究成果。經(jīng)過教學實踐檢驗，歸納總結凝練,形成教學基本標準初步成果，并提出實踐環(huán)境條件要求。

2　實驗教學基本標準

經(jīng)過2年多的研究與實踐，形成了由實驗知識、實驗技能、技術方法、實踐能力和綜合素質(zhì)5個方面、38個大類、130項細則的指標要求體系構成的電工電子實驗教學基本標準。如表1～表5所示。

表1　實驗知識

表2　實驗技能

表2(續(xù))

表3　技術方法

表3(續(xù))

表4　實踐能力

表4(續(xù))

表5　綜合素質(zhì)

表5(續(xù))

3　實驗綜合環(huán)境建設要求

電工電子實驗教學應充分滿足學生信息檢索、自主學習、研究探索、設計仿真、制作測試、總結交流等實驗、實踐過程中不同環(huán)節(jié)，如研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試，以及課外研學、學科競賽等需求；應該在時間、空間、內(nèi)容和資源等多個方面實現(xiàn)充分的開放，學生能夠隨時隨地進行自主學習與實踐，并能夠獲得指導、支持、幫助[6]。為了實驗教學基本標準的實施，對電工電子實驗教學條件、設備條件、教學資源、運行機制、開放管理、信息化管理等綜合環(huán)境建設也提出了要求。

1)實驗裝備與教學資源要求。

①實驗教學條件：實驗室應具備授課演示、討論演講、信息查詢、安裝焊接、調(diào)試測試、撰寫報告等多種教學與實踐形式的功能。

②實驗儀器及裝備：實驗室應配備電壓源、數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、數(shù)字示波器等通用實驗儀器，以及邏輯分析儀、掃頻儀、晶體管測試儀、電橋、RCL測試儀、虛擬儀器等專用儀器設備。并配備電子電路、交流電路、FPGA/CPLD、單片機/嵌入式系統(tǒng)，以及電子電路、交流電路的設計、分析、仿真、調(diào)試和制作等方面的軟件工具，以溫度、濕度、照度、重量、聲音、速度、角度和位移等物理量為對象的測量或控制對象等。

③教學資源要求：實驗中心應建設經(jīng)常更新的實驗教學信息資源網(wǎng)站，提供教學內(nèi)容、課程安排、電子教案、教學錄像、知識方法、技術方案、工程案例等教學輔助資源。

2)實驗教學運行管理機制。

①實驗室配置：實驗中心應按功能設置基礎、專業(yè)基礎、專業(yè)等不同層次綜合性實驗室，提高空間、設備資源利用率。

②運行管理制度：建立儀器設備維護維修制度，確保設備完好率；建立各種崗位責任制度，保障實驗教學秩序。

③開放管理機制：應有充裕的開放時間與開放空間；具備預約、派位、登錄、退出等開放管理機制，有適應個性化實驗的儀器設備、實驗平臺、元器件等資源的使用機制。

④安全保障機制：建立安全及意外應急處理機制，配備安防、消防設施及意外處理用品。

3)實驗教學信息化管理。

針對開放式個性化實驗教學，信息化教學輔助與過程管理系統(tǒng)，應該涵蓋課程組織計劃實施、教學進程統(tǒng)籌安排、考核評價成績統(tǒng)計、多元師生交互渠道、預約派位門禁管理、器件申請審批發(fā)放、實驗信息現(xiàn)場采集、電子報告提交批改、實踐項目進程管理、實驗考試問卷調(diào)查、設備器件出入庫管理等教務管理與質(zhì)量保障功能。

4　研究成果實施成效

電工電子實驗教學基本標準首先在課題組成員學校應用并檢驗。東南大學電工電子實驗中心以培養(yǎng)學生自主研學、知識綜合、創(chuàng)新設計、工程實現(xiàn)能力為目標，提升研究探索、創(chuàng)新思維、交流溝通、團隊合作素質(zhì)為重點，改革創(chuàng)新課程體系、精心設計實驗項目、優(yōu)化構思教學進程、綜合打造實踐環(huán)境、創(chuàng)建信息化管理系統(tǒng)，打造了兼具創(chuàng)新、實用及推廣性，突出自主研學的電工電子實踐課程。項目建設打破了電工電子多門實驗課彼此獨立，難以開展綜合性工程實踐的境況；解決了以往實驗簡單驗證知識，學生自主學習、分析研究壓力與空間不足等問題；解決了以往教學直接傳授有余、分析與引導不足，任務梯度與要求層次統(tǒng)一有余、因材施教不足等普遍存在的問題。課程改革與

建設在2014年獲得國家教學成果一等獎。

[1]教育部高等學校電子電氣基礎課程教學指導委員會.電子電氣基礎課程教學基本要求[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2]中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證標準[S].上海第二工業(yè)大學.教學質(zhì)量管理辦公室.上海：上海第二工業(yè)大學，2015.7.

[3]王源遠.高校實踐教學的理論認識與實踐探索[J].實驗技術與管理，2013，29(7)：14-16.

[4]王勤,余定鑫.電路實驗與實踐[M].2版，高等教育出版社,2014.

[5]孫肖子,徐少瑩，李要偉，等.現(xiàn)代電子線路和技術簡明教程[M].2版，高等教育出版社，2009.

[6]熊宏齊.論高校實驗教學如何適應學生的自主選擇要求[J].實驗技術與管理，2013，30(1)：1-4.

Study of Essential Norms and Standards for Electrical and Electronical Experiment Teaching

HU Renjie, DU Guoliang, WANG Fenghua, HUANG Huichun, GU Yujun

(Electrical and Electronic Experiment and Teaching Center, Southeast University, Nanjing 211189, China)

To realize the teaching goals in cultivating students’ ability of conducting self-study, freely implementing of knowledge, developing scientific research skills, establishing team collaborative spirit, nurturing the innovative capacity and comprehensive quality, four universities led by Southeast University have conducted joint survey and design.Finally, we formulate the essential experiment teaching norms and standards regarding the required knowledge for experiment, experiment skills, technical methods for experiment, practice capacity and comprehensive qualification.The norms and standards have proven to generate fruitful and positive effects on experiment teaching.

electrics and electronics; experiment teaching; teaching norms and standards

2016-07-8

江蘇省高等教育教改立項研究課題重中之重項目(2013JSJG001)。

胡仁杰(1962-)，男，教授，東南大學電工電子實驗中心主任，主要從事測控技術，電工電子實驗技術方面的工作。

G482

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.04.001