電工電子技術(shù)教學改革的探索與實踐

曹松銀 方宇

[摘? ? ? ? ? ?要]? 電工電子技術(shù)是非電類相關(guān)工科專業(yè)的必修課程，主要介紹電工技術(shù)和電子技術(shù)相關(guān)知識。當前的教學過程中存在學時和教學內(nèi)容不匹配、教師的教法和學生的學法不相適應(yīng)、實踐環(huán)節(jié)薄弱等問題或不足。從課程教學內(nèi)容的優(yōu)化和設(shè)計、教學方法和教學手段的選擇、實踐教學環(huán)節(jié)的強化等幾方面出發(fā)，系統(tǒng)地提出了電工電子技術(shù)課程教學改革的探索和嘗試，并在實際教學過程中取得了較好的效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞] 電工電子技術(shù);教學改革;教學探索

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）27-0198-02

電工電子技術(shù)是一門電工技術(shù)和電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)課，主要介紹電工技術(shù)和電子技術(shù)的基本概念、基本理論、基本定律及分析方法和常用的電氣設(shè)備、元件及基本電路的課程[1]。通過課程的學習，學生了解了常見電路，熟悉了電器的基本原理和性能，能分析、設(shè)計相關(guān)電路，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W作風和較強的動手實踐能力[2]。

該課程是機械制造、材料成型、車輛工程、農(nóng)機、環(huán)境工程等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課。隨著時代的進步和社會的發(fā)展，相關(guān)專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)方案都進行了修訂[3]。電工電子技術(shù)原有的教學體系和教學方法已經(jīng)無法滿足教與學兩方面的要求，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：（1）該課程中的部分知識點與本專業(yè)其他課程的知識點相重復。（2）書本上的知識不能“學以致用”，與本專業(yè)脫節(jié)，不能與相關(guān)行業(yè)很好地融合。（3）目前的課堂教學仍然是以教師的講授為主，學生的參與度不高。（4）實踐教學與本專業(yè)的特色結(jié)合度不夠高、效果不明顯等。針對前面所述的這四個主要問題，本文就電工電子技術(shù)課程教學的改革進行了初步探索和實踐，希望能更好地貼合相關(guān)專業(yè)的特色，使學生對課程的作用更加了解，進而激發(fā)他們的學習興趣。通過對該教學改革的探索，能優(yōu)化課程的知識點，使之更具有專業(yè)特色，提高學生的學習效率和動手實踐能力。本文將主要從教學內(nèi)容、教學手段及方法以及實踐教學三方面展開探索和實踐。

一、教學內(nèi)容設(shè)計

電工電子技術(shù)囊括了電路基本概念、定律、分析方法、暫態(tài)分析、交流電路、三相電路、磁路、電機、半導體器件、放大電路、集成運放、電路中的反饋、穩(wěn)壓電源、電力電子技術(shù)、組合邏輯和時序邏輯電路、可編程邏輯器件和模數(shù)轉(zhuǎn)換等內(nèi)容[1]。市面上現(xiàn)有的教材大多數(shù)存在知識點過于寬泛、內(nèi)容過于完備、專業(yè)特點不明顯等缺點。另外，專業(yè)培養(yǎng)方案中所分配的該課程的學時往往與教材的知識點不匹配，難以在規(guī)定的課時內(nèi)系統(tǒng)地教授整部教材的全部知識點。因此，在設(shè)計教學內(nèi)容時必須有所取舍、有的放矢、突出重點。為了更好地對教學內(nèi)容進行優(yōu)化，筆者先從專業(yè)培養(yǎng)方案開始研究，與專業(yè)負責人研討相關(guān)課程的設(shè)置和學分分配原則。通過與專業(yè)負責人的分析和討論，刪除或弱化與專業(yè)培養(yǎng)方案中已修課程重復的知識點，或者對培養(yǎng)方案支撐不足的知識點。例如，筆者刪除本專業(yè)培養(yǎng)方案中未提及的電力電子技術(shù)、可編程邏輯器件等方面的知識點，弱化本專業(yè)相關(guān)課程中模數(shù)轉(zhuǎn)換等重復的知識點，結(jié)合機械相關(guān)專業(yè)的特點，突出機電系統(tǒng)中相關(guān)電路的分析以及電路的設(shè)計等知識點。

為了適應(yīng)社會對本專業(yè)人才素質(zhì)的基本要求，對本課程的相關(guān)教學內(nèi)容作適當調(diào)整。鑒于實際電學系統(tǒng)的特點，適當增加特殊工程系統(tǒng)的介紹。為了避免教學內(nèi)容過于刻板，將課本上的知識和實際對象結(jié)合，讓理論與實際問題相對應(yīng)，增強學生的學習興趣。同時，在實際工作中電路的設(shè)計需要使用專業(yè)的電路設(shè)計軟件。因此，為了讓學生多掌握一項技能，提升就業(yè)競爭力，在教學過程中適當增加電路設(shè)計軟件的介紹。學習電路設(shè)計軟件的同時，學生能提高對元器件的工作原理、電路布局宏觀性的認識。上海市近年來率先推行的“課程思政”教育理念，把“立德樹人”作為教育的根本任務(wù)。針對近年來中美間的貿(mào)易摩擦、美國對中國高科技產(chǎn)品和技術(shù)的輸入限制等問題（例如芯片封鎖、人工智能技術(shù)），結(jié)合與本課程知識點相關(guān)的內(nèi)容，在教學過程中適當介紹事件背景、國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的最新進展以及本課程所對應(yīng)的“卡脖子”技術(shù)，與思政教育形成協(xié)同效應(yīng)，促使學生將滿腔的愛國熱情轉(zhuǎn)化為學習的動力[4]。

通過上述分析，對課本上的知識點進行梳理和優(yōu)化，所設(shè)計的教學內(nèi)容能很好地滿足專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，更好地培養(yǎng)社會所需要的人才，更能調(diào)動學生的學習積極性。

二、科學選擇教學手段及方法

在教學過程中，教學方法既是教師教的方法（教授法），也包含學生學的方法（學習方法）[5]。電工電子技術(shù)是一門基礎(chǔ)性課程，是相關(guān)后續(xù)電學課程學習的基礎(chǔ)。該課程的教學方法如果僅僅以講授法為主，可能會出現(xiàn)部分學生的注意力不夠集中，產(chǎn)生厭學情緒等問題。為了實現(xiàn)教師的教與學生的學相協(xié)調(diào)，筆者對不同的知識點采用不同的教學手段和方法。具體措施如下。

定義、定理部分以講授法為主，再結(jié)合討論法和直觀演示法等。例如，基爾霍夫定律，在采用講授法的同時，利用電路仿真軟件直觀演示節(jié)點電流和回路電壓的關(guān)系，使學生能直觀地了解并掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容。對學生已有基礎(chǔ)的教學內(nèi)容，如電阻、電感、電容等元器件的概念、工作原理、特點等，先由學生課前自主復習，課堂上再以問答法進行檢查和鞏固。在講授電路分析方法的教學過程中，筆者進行了翻轉(zhuǎn)課堂的初步嘗試：先將學生進行分組，布置每組的任務(wù);學生課前自己觀看MOOC課程中各種電路分析的方法并討論;課堂上每組匯報自學情況，各組間相互提問，增強學生的自學能力和團隊協(xié)作精神[6]。本課程包含了許多與實踐有關(guān)的內(nèi)容，如組合邏輯電路、時序邏輯電路。在講授邏輯電路設(shè)計和分析知識點的過程中，介紹了幾種電路仿真軟件，引導學有余力的學生自學，提升自己的綜合能力。此外，在講授三相電路星型連接和角型連接的知識點時，及時安排對應(yīng)知識點的實驗課，讓學生將理論與實踐相結(jié)合，能更直觀地理解兩種連接方式的工作原理和區(qū)別。此外，教學內(nèi)容中增加具有專業(yè)特色的范例，使學生更加清楚本課程知識點與專業(yè)的聯(lián)系，理解該課程在專業(yè)培養(yǎng)體系中的作用等。例如，對于機械制造專業(yè)的機床控制問題，可以讓學生思考如何利用時序邏輯電路來設(shè)計合適的控制電路。

“對癥下藥”式的教學手段和教學方法改善了傳統(tǒng)教學過程中形式僵化、學習效率低下、專業(yè)特色不明顯等問題。通過教學方法的優(yōu)化，提高了學生對電工技術(shù)和電子技術(shù)的認識，增強了學習興趣和動力，使學生更加牢固地掌握了課程中的基本概念、主要的設(shè)計和分析方法，具備了電工與電子技術(shù)的初步能力。

三、多方位強化實踐教學

對于工科專業(yè)而言，如果實踐性教學不能讓學生學以致用，學生不具備動手操作能力，就不是合格的課程教學。通過實踐環(huán)節(jié)的訓練，學生能鞏固課堂上所學的知識點，理論聯(lián)系實際，進一步培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力[7]。實踐教學環(huán)節(jié)主要包括實驗、課程設(shè)計和競賽。

本課程的實驗包括兩部分：驗證性實驗和設(shè)計性實驗。揚州大學電工電子實驗中心是省級示范教學實驗中心，配備了與課程相關(guān)的實驗裝置[8]。在教學過程中，筆者對驗證性實驗和設(shè)計性實驗進行有機協(xié)調(diào)。驗證性實驗主要用于熟悉基本概念和方法、驗證定理、熟悉實驗裝置;設(shè)計性實驗主要讓學生在所學知識的基礎(chǔ)上能自主設(shè)計相關(guān)的電路[9]。加強與電工電子實驗中心的溝通和交流，合理安排實驗時間和實驗裝置，確保每個學生都能親手進行實驗操作、體驗動手實踐的過程。設(shè)計性實驗相對于驗證性實驗而言，在對知識點掌握、實驗設(shè)備操作的熟練性上要求更高，這更能激發(fā)學生的創(chuàng)造性。適當減少驗證性實驗的課時，相應(yīng)地增加設(shè)計性實驗的課時。此外，結(jié)合本專業(yè)的特點和實驗室現(xiàn)有設(shè)備條件，增加了和專業(yè)相關(guān)的設(shè)計性實驗，如機床控制電路、車載電子電路設(shè)計等。通過實驗讓學生了解本課程在培養(yǎng)體系中的地位，能將所學知識用于本專業(yè)相關(guān)的系統(tǒng)，加深學生對課程重要性的認識，增強實踐能力。

課程設(shè)計是綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，該課程的課程設(shè)計是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)，設(shè)計滿足特定功能的數(shù)字電子鐘。在課程設(shè)計過程中，首先，要求學生進行課題分析，確定方案。然后，設(shè)計出電路原理圖、部件設(shè)計圖，畫出總接線圖。在此基礎(chǔ)上，進行元器件布局、導線連接、調(diào)試、測試。最后，學生各自介紹自己的作品，接受驗收和評價。在整個過程中，學生需要熟練掌握各個元器件的功能、參數(shù)、優(yōu)缺點、接線方式，了解組合邏輯電路、時序邏輯電路的設(shè)計等。這是對所學知識點的復習和綜合考查，同時能培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。另外，對驗收環(huán)節(jié)的作品介紹還能鍛煉學生的口頭表達能力。

鼓勵學生利用所學的電工和電子技術(shù)知識參加本專業(yè)的競賽，是對實踐教學的升華或者是對教學環(huán)節(jié)更進一步的提高。一般對于綜合性專業(yè)競賽，需要用到不同課程的不同知識點。在競賽過程中學生可能會遇到各式各樣的問題，但尋找問題答案、團隊協(xié)作解決問題的過程也是實踐教學的意義所在。

筆者在電工電子技術(shù)教學過程中進行了教學改革的初步探索和有益嘗試。該教學改革的探索和實踐合理優(yōu)化了教學內(nèi)容;針對不同知識點選擇恰當?shù)慕虒W方法和教學手段;多措并舉突出并強化了實踐教學環(huán)節(jié)。這些改革和嘗試不僅激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了動手實踐能力，而且取得了較好的教學效果，為電工電子技術(shù)課程的教學提供了很好的借鑒。

參考文獻：

[1]秦曾煌，姜三勇.電工學（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]靳孝峰，李鴻征，劉云朋.電工電子技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2015.

[3]孫世榮.修訂自動化專業(yè)的培養(yǎng)方案，融入智能制造內(nèi)容：評《化工機械制造技術(shù)》[J].合成樹脂及塑料，2019，36（5）：114-115.

[4]舒靜，王琳，晉永，等.基于課程思政理念的專業(yè)課程教學設(shè)計[J].中華醫(yī)學教育雜志，2020，40（1）：1-3.

[5]曹松銀.物聯(lián)網(wǎng)控制基礎(chǔ)課程教學改革的探索與實踐[J].考試周刊，2017（7）：17.

[6]翟琴靜.淺談微課在中職電工電子技術(shù)教學中的應(yīng)用[J].科學大眾（科學教育），2017（9）：107.

[7]汪燁，印松.機電控制系統(tǒng)綜合實踐教學平臺研制與應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（1）：30-33.

[8]郭志輝.電工電子技術(shù)實踐教學探究[J].考試周刊，2019（16）：13.

[9]王鵬凱.試論高職院?！豆S供電》課程設(shè)置新思路[J]. 科技風，2018（11）：18.

編輯 原琳娜