電工電子實習(xí)教學(xué)內(nèi)容體系優(yōu)化與改進(jìn)

王路平　李正強(qiáng)　吳燕燕　王亞杰

摘? 要：電工電子實習(xí)是高校工科類專業(yè)最重要的實踐課程之一，在培養(yǎng)應(yīng)用型人才方面發(fā)揮無法替代的作用。通過對當(dāng)前電工電子實習(xí)教學(xué)內(nèi)容與方法陳舊、單一等現(xiàn)狀分析，提出對教學(xué)內(nèi)容更新與優(yōu)化、豐富教學(xué)形式、自制實驗平臺改善實習(xí)條件和建設(shè)課外創(chuàng)新活動基地等改革方法，緊跟時代發(fā)展的步伐。實踐證明，教學(xué)改革提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，提升了工程實踐能力和創(chuàng)新意識，取得良好教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：實踐教學(xué);電工電子實習(xí);更新優(yōu)化;賽課融合;創(chuàng)新活動基地

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）23-0126-03

Abstract： Electrical and electronic practice teaching is one of the most important practical courses for engineering majors in colleges and universities， which plays an irreplaceable role in training application-oriented talents. This paper analyzes the current contents and methods of electrical and electronic practice teaching in the staleness and singularity and puts forward some reform methods： updating and optimizing the teaching contents， enriching the teaching forms， improving experimental conditions by self-made experimental platforms， and building bases for extracurricular innovative activities， keeping up pace with the development of the times. Practice has proved that teaching reform has improved students' initiative in learning， enhanced engineering practice ability and innovative consciousness， and achieved good teaching results.

Keywords： practical teaching; electrical and electronic practice teaching; optimized regeneration; competition and classroom integration; innovation activity base

電工電子實習(xí)是高校工科專業(yè)的一門必修實踐類課程，培養(yǎng)學(xué)生電工電子相關(guān)技術(shù)實踐能力，在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)完成后，實際動手制作和調(diào)試電子產(chǎn)品，掌握電工基本技能及使用相關(guān)儀器設(shè)備、熟悉電子電路，在培養(yǎng)當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新意識、工程實踐能力和理論與實際結(jié)合統(tǒng)一能力等方面具有特別重要的地位和作用[1-2]。因

而，探討如何構(gòu)建電工電子實習(xí)內(nèi)容體系，深化實踐育人意識，具有極其重要的研究意義。

當(dāng)前，很多國內(nèi)高校在開設(shè)電工電子實習(xí)課程上存在較多相似性，面臨著教學(xué)理念和內(nèi)容滯后單一，依然采用傳統(tǒng)教學(xué)方法，實習(xí)內(nèi)容大概是焊接調(diào)幅或調(diào)頻收音機(jī)等電子產(chǎn)品，了解常用電子元器件的基礎(chǔ)知識及特性等。傳統(tǒng)電工電子實習(xí)課程授課方式依然保持“驗證性”實驗形式，缺少具有設(shè)計性和創(chuàng)新性的實習(xí)項目，師生之間互動少，電子實習(xí)設(shè)備相對老舊，不符合新形勢下教學(xué)要求。針對這些問題，工程訓(xùn)練中心進(jìn)一步深化教育教學(xué)改革，進(jìn)一步適應(yīng)學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，對電工電子實習(xí)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入改革[3-6]。

一、改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容是核心

（一）與時俱進(jìn)，優(yōu)化更新實習(xí)內(nèi)容

實踐課程一般不能及時體現(xiàn)本學(xué)科前沿理論和最新學(xué)術(shù)進(jìn)展，實習(xí)內(nèi)容相對落后，電工電子實習(xí)也存在著同樣的問題。針對企業(yè)人才需求，實習(xí)指導(dǎo)教師應(yīng)有針對性的選取實習(xí)內(nèi)容，緊跟時代、行業(yè)的發(fā)展，與時俱進(jìn)。在設(shè)計實習(xí)項目時，要融入能反映目前先進(jìn)電子技術(shù)新課題，也要鞏固常規(guī)經(jīng)典課題，注重所學(xué)理論知識與實際課題緊密相連[7]。

因此，就要求教師在帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行電工電子實習(xí)過程中，結(jié)合電工電子技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，融入不同專業(yè)與學(xué)科發(fā)展相聯(lián)系的新內(nèi)容，掌握當(dāng)下先進(jìn)電工電子技術(shù)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整實習(xí)內(nèi)容計劃。例如，教師可以結(jié)合當(dāng)下較為先進(jìn)的電工電子理念，設(shè)置難易度不同的項目題目供學(xué)生自行選擇，增加具有綜合性、設(shè)計性實習(xí)項目，加深項目題目的廣度與深度，從而增加學(xué)生對電工電子相關(guān)知識的認(rèn)識。

（二）將競賽融入課堂教學(xué)當(dāng)中，豐富實習(xí)教學(xué)形式

電工電子實習(xí)課程具有專業(yè)性、應(yīng)用性和實踐性，在課堂中某些環(huán)節(jié)融入一些富有趣味性和競爭性的小型比賽，提高學(xué)生課堂參與度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，發(fā)揮競賽對人才培養(yǎng)的引領(lǐng)作用。

在傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上增加機(jī)器人實習(xí)項目，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)一步實現(xiàn)機(jī)電結(jié)合。以機(jī)器人實驗套件的教學(xué)為例，首先，以視頻教學(xué)的方式讓學(xué)生對機(jī)器人套件有初步了解。其次，采用實踐教學(xué)法，指導(dǎo)學(xué)生安裝簡單基本結(jié)構(gòu)的小型機(jī)器人，讓學(xué)生掌握機(jī)器人安裝的操作技能。再次，學(xué)生分組進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，設(shè)計出具有一定功能的機(jī)器人。最后，開展機(jī)器人的小型比賽。開展人人參與競賽的活動，有利于創(chuàng)新應(yīng)用型電工電子人才的培養(yǎng)[8]。

（三）自主研制實驗教學(xué)設(shè)備，提升教學(xué)設(shè)備質(zhì)量

為了更好的適應(yīng)工程訓(xùn)練中心開設(shè)的電工電子實習(xí)課程，自主研制小型電機(jī)實驗臺，該實驗臺可以完成單片機(jī)基礎(chǔ)實驗、課外開放實驗、創(chuàng)新實驗等教學(xué)任務(wù)。設(shè)計增添相關(guān)拓展實驗，更新現(xiàn)有實驗，每個實驗項目包括實驗?zāi)康?、要求、實驗?nèi)容、實驗器材、實驗步驟、實驗程序、注意事項及思考題等。通過應(yīng)用自制實驗設(shè)備，增加了綜合性項目實驗，體現(xiàn)了綜合性和創(chuàng)新性。在學(xué)生做過基礎(chǔ)性實驗之后，可以做一些拓展性實驗進(jìn)行能力提升和培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力。

（四）創(chuàng)建課外科技活動基地

由于電工電子實習(xí)課時有限，學(xué)生在進(jìn)行創(chuàng)新性項目設(shè)計時需要利用課余時間才能完成。學(xué)生通過實習(xí)對機(jī)器人設(shè)計產(chǎn)生濃厚的興趣，都希望有充足的時間和場地持續(xù)這樣的實踐活動，因此，結(jié)合中心實際情況，開放實驗室。從電路設(shè)計、電子產(chǎn)品的制作到機(jī)器人等創(chuàng)新項目的開展，激發(fā)學(xué)生科技創(chuàng)新的積極主動性，把實習(xí)基地創(chuàng)建成為課外科技活動基地，在教師的悉心指導(dǎo)下，學(xué)生的工程實踐意識得到明顯提升。

通過課外科技活動基地建設(shè)，吸引了很多學(xué)生參與到創(chuàng)新實踐活動中來，如學(xué)生獨立研發(fā)的自平衡機(jī)器人、仿生機(jī)械手、仿生青蛙和物料搬運機(jī)器人等創(chuàng)新作品，都是學(xué)生獨立設(shè)計調(diào)試完成的，產(chǎn)生了很多成果[9]。實踐證明電工電子實習(xí)課外活動基地是培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力的重要途徑，學(xué)校應(yīng)不斷加強(qiáng)科技活動基地的投入和建設(shè)。

二、教學(xué)內(nèi)容與方法改革與實踐

（一）充實優(yōu)化實習(xí)內(nèi)容，緊跟時代發(fā)展

電子元器件發(fā)展迅速，應(yīng)不斷添加新的電子元件，讓同學(xué)能夠及時了解新型電子元件的相關(guān)功能和應(yīng)用，進(jìn)行先進(jìn)電子技術(shù)介紹。單片機(jī)具有良好控制性能，通過自制實驗設(shè)備小型電機(jī)實驗臺改善實習(xí)條件，以項目化教學(xué)的思路開展項目設(shè)計，使學(xué)生在項目任務(wù)的學(xué)習(xí)和實踐中掌握理論知識并提高實踐能力。依托機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計實驗箱開展機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計實訓(xùn)部分，以團(tuán)隊合作形式，組員之間共同探討機(jī)器人結(jié)構(gòu)、進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計。建立學(xué)生實習(xí)項目題庫，將題目內(nèi)容設(shè)置與競賽相結(jié)合，圍繞挑戰(zhàn)杯、機(jī)械設(shè)計大賽、互聯(lián)網(wǎng)+、工程機(jī)器人大賽等科技競賽設(shè)置自選項目題目，學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇適合的項目，項目題庫不斷完善更新。通過開放課外科技活動實踐基地，組織學(xué)生參與各項科技競賽，鼓勵學(xué)生參與到科技創(chuàng)新實踐活動中。

（二）以賽促學(xué)，賽教融合

以競賽為抓手驅(qū)動實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)的建設(shè)。在學(xué)生做好機(jī)器人后，在課堂上組織小型比賽。以工程訓(xùn)練中心為例，每次有2-3個班級學(xué)生同時間參與實習(xí)，首先，分組進(jìn)行比賽，要求每組學(xué)生作品都能達(dá)到項目基本要求，小組間互相交流，互相學(xué)習(xí)，共同提升作品質(zhì)量。競賽要求和評分標(biāo)準(zhǔn)參照省級以上競賽評分標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容要求相對降低，通過比賽評比出前三名，選拔其參加校級競賽或省級以上競賽，經(jīng)過競賽選拔出的學(xué)生，能夠在各大競賽中取得良好的成績。這樣既活躍了課堂氣氛，調(diào)動了學(xué)生參與興趣，又提升了學(xué)生科技競賽水平。學(xué)生分組競賽情況如圖1所示。

（三）不斷拓展小型電機(jī)實驗臺相關(guān)實驗

實習(xí)項目內(nèi)容與實習(xí)設(shè)備是相匹配的。不同專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識水平、實習(xí)需求及項目內(nèi)容要點都具有一定差別，因而自主設(shè)計符合所教授學(xué)生需求的實習(xí)教學(xué)設(shè)備尤為重要。小型電機(jī)試驗臺如圖2所示，設(shè)計了定時器/計數(shù)器、中斷控制、串行通信、LED點陣顯示、LCD顯示屏應(yīng)用、矩陣鍵盤、直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量、步進(jìn)電機(jī)控制等基礎(chǔ)實驗。以小型電機(jī)實驗臺為基礎(chǔ)，不斷增添擴(kuò)展新的實驗，注重學(xué)生綜合能力培養(yǎng)。

學(xué)生先選做基礎(chǔ)性實驗，學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)理論知識，熟悉單片機(jī)軟硬開發(fā)與調(diào)試方法。在掌握基礎(chǔ)實驗后進(jìn)行綜合實驗，應(yīng)用單片機(jī)完成綜合性功能。拓展實驗包括智能家居安防系統(tǒng)、煤氣泄漏檢測系統(tǒng)、溫濕度檢測報警系統(tǒng)、分揀搬運系統(tǒng)等設(shè)計，對于提高學(xué)生動手操作能力、創(chuàng)新思維和科研能力等具有積極意義。

（四）開放課外活動基地，促進(jìn)實習(xí)教學(xué)

建設(shè)創(chuàng)新實踐基地，掌握系統(tǒng)開發(fā)過程，鼓勵學(xué)生參與科技競賽、教師科研課題或大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等。指導(dǎo)教師也要予以指導(dǎo)，為學(xué)生配備主控板、電子元器件、工具等實驗室常用資源，并且做好實驗室日常管理和維護(hù)工作，創(chuàng)新實踐基地才能有條件持續(xù)開放。學(xué)生創(chuàng)新實踐優(yōu)秀作品可參加機(jī)械設(shè)計大賽、挑戰(zhàn)杯等相關(guān)比賽，這樣不僅培養(yǎng)了優(yōu)秀的學(xué)生，而且也提高了學(xué)校的知名度，增加了畢業(yè)生的就業(yè)砝碼，提高了學(xué)校的就業(yè)率，是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重要途徑。創(chuàng)新機(jī)器人作品如圖3。

三、結(jié)束語

在培養(yǎng)應(yīng)用型人才教育背景下，作為工科院校如何培養(yǎng)具有工程素養(yǎng)的人才是重要而持久的課題。電工電子實習(xí)是工程教育培養(yǎng)的重要課程之一，需要不斷加強(qiáng)教學(xué)改革與實踐。根據(jù)實習(xí)現(xiàn)狀，分析傳統(tǒng)實習(xí)教學(xué)存在的問題，提出優(yōu)化構(gòu)建電工電子實習(xí)內(nèi)容，緊跟電子技術(shù)發(fā)展，賽課融合以賽促教，建設(shè)開放性課外科技活動基地，培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維的高素質(zhì)人才。在改革方面做了一些努力和探索，就目前取得的成果來看，教學(xué)質(zhì)量有所提升，有效培養(yǎng)了學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力和實踐能力，保障了良好的實習(xí)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃艷芳，吳波，趙晶，等.電工電子實習(xí)教學(xué)的現(xiàn)狀與改革[J].實驗室研究與探索，2011，30（03）：147-149.

[2]李沛.電工電子實習(xí)教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].高校實驗室工作研究，2017（03）：23-24.

[3]周素茵，曾松偉，章云，等.電工電子實踐教學(xué)模式改革與實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2014，36（1）：103-104.

[4]胡維，張方櫻.電工電子實習(xí)教學(xué)改革的探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2015，13（01）：123-126.

[5]張雪芹，宋繼榮，陸勇駿，等.面向工程素養(yǎng)的電工電子實驗課程改革和實踐[J].實驗室研究與探索，2019，38（05）：216-220.

[6]趙晶，黃艷芳，曾建唐.電工電子實習(xí)實踐教學(xué)現(xiàn)狀與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2010，27（11）：266-267+275.

[7]劉霞，劉海英.電工電子實習(xí)教學(xué)的改革與探討[J].電子世界，2014（07）：175-176.

[8]仰竹蘭.技能競賽背景下中等職業(yè)學(xué)校電工電子專業(yè)教學(xué)模式的優(yōu)化研究[J].職業(yè)，2015（29）：27-29.

[9]高寧，李沛，鄭軍，等.改革電工電子實習(xí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索，2010，29（07）：139-142.