新工科下電工電子技術(shù)教學(xué)改革研究

童志博 陳欣 譚昭君 孫靖婷 王江 張娜娜 陳佳雯

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2010-5640-2468

摘? 要：電工電子技術(shù)不僅應(yīng)用范圍廣泛而且有重要的實(shí)踐意義。本文基于“新工科”教育的背景，以學(xué)生的視角剖析課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中所存在的問(wèn)題，如學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)差異大、學(xué)習(xí)積極性低、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力差、實(shí)踐教學(xué)單一化等，針對(duì)上述問(wèn)題提出了解決方案并取得了較高效的教學(xué)成果，培養(yǎng)了更多創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)的電工電子技術(shù)人才，推進(jìn)了“新工科”的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電工電子技術(shù)? 新工科? 創(chuàng)新實(shí)踐? 學(xué)生視角

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2021）01（c）-0151-04

Research on Teaching Reform of Electrical and Electronic Technology under New Engineering Education

Tong Zhibo? Chen Xin? Tan ZhaoJun? Sun Jingting? Wang Jiang? Zhang Nana? Chen Jiawen*

（College of Materials Science and Engineering， Yangtze Normal University， Chongqing， 408100 China）

Abstract： Electrical and electronic technology is not only widely used， but also has important practical significance. Based on the background of "new engineering" education， this paper analyzes the problems existing in the process of classroom teaching and experimental teaching from the perspective of students， such as students' great differences in basic knowledge， low enthusiasm for learning， poor experimental ability， and simplification of practical teaching. Aiming at the above problems， this paper puts forward solutions and achieves more efficient teaching results， and cultivates more students with strong innovative and practical ability The talents of electrical and electronic technology promote the application and development of "new engineering".

Key Words： Electrical and electronic technology; New engineering;Innovation practice; Students view

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電工電子技術(shù)與諸多新技術(shù)、新領(lǐng)域相互融合，逐步深入應(yīng)用到通信、醫(yī)療、生活等各個(gè)領(lǐng)域，為人們帶來(lái)了許多便利[1]。為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展以及“中國(guó)制造2025”等一系列國(guó)家戰(zhàn)略，2017年2月以來(lái)，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，為各個(gè)領(lǐng)域輸送更多創(chuàng)新實(shí)踐能力強(qiáng)、具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[2-4]。與此同時(shí)，電子電工技術(shù)（又稱“電工學(xué)”），是工科非電類本科生的必修公共基礎(chǔ)課[5]，通過(guò)學(xué)習(xí)電工電子技術(shù)中的基礎(chǔ)概念、基本理論、基本知識(shí)和基本操作技術(shù)，使學(xué)生能夠很好地將課程與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，并在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展本專業(yè)，這能夠很好地提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，擴(kuò)大學(xué)生的視野，也可以為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究、學(xué)科競(jìng)賽提供一定的基礎(chǔ)條件[6]。

目前，各高校為了響應(yīng)新工科建設(shè)，力爭(zhēng)培養(yǎng)創(chuàng)新型及實(shí)踐型人才，通常從大方向，高屋建瓴對(duì)本課程進(jìn)行教學(xué)改革，卻忽視了授課對(duì)象，即學(xué)生的想法。筆者長(zhǎng)期從事《電工電子技術(shù)》一線教學(xué)，在與學(xué)生交流過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)如何讓學(xué)生掌握好本門課程，將電工學(xué)融入所學(xué)專業(yè)提高專業(yè)素養(yǎng)，能夠?qū)局R(shí)與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合，自主處理生活中出現(xiàn)的電路問(wèn)題，以及如何利用本課程知識(shí)為參加相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽服務(wù)等是學(xué)生較為關(guān)心的問(wèn)題。然而，本課程學(xué)習(xí)具有一定難度，很多非電工專業(yè)類學(xué)生以不掛科為目標(biāo)，但實(shí)際上此課程仍然是掛科率最高的學(xué)科之一。此外，在《電工電子技術(shù)》學(xué)習(xí)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)成效不達(dá)標(biāo)，實(shí)際操作能力差也是存在的問(wèn)題。因此，筆者通過(guò)與學(xué)生交流討論，基于學(xué)生的視角去檢視《電工電子技術(shù)》教學(xué)所存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的教學(xué)改革方法，在保障教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)，從學(xué)生角度改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)，推進(jìn)“新工科”的建設(shè)與發(fā)展，為社會(huì)輸送更多的電工電子技術(shù)人才。

1? 教學(xué)中存在的問(wèn)題及原因

（1）學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)差異大?！峨姽る娮蛹夹g(shù)》課程覆蓋面廣，在學(xué)習(xí)過(guò)程中也需要應(yīng)用其他課程的相關(guān)知識(shí)，不僅有物理電學(xué)的內(nèi)容，也包含了高數(shù)積分的知識(shí)。學(xué)生在之前可能接觸、學(xué)習(xí)過(guò)相關(guān)的課程，但不論高職還是普高班的學(xué)生，同一個(gè)班級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)仍然會(huì)有明顯的差異。因此，如何平衡教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的難易，讓基礎(chǔ)差的學(xué)生能學(xué)懂，基礎(chǔ)好的學(xué)生能學(xué)精，能夠照顧到每一位學(xué)生，需要對(duì)課程進(jìn)行深度設(shè)計(jì)。

（2）學(xué)生主動(dòng)性不高?！峨姽る娮蛹夹g(shù)》的課程內(nèi)容“廣而博”，概念性的知識(shí)點(diǎn)多且抽象，對(duì)基礎(chǔ)好與不好的學(xué)生來(lái)說(shuō)學(xué)起來(lái)都具有一定的難度，且很多學(xué)生對(duì)難學(xué)的課程自然而然會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)的情緒，懶散的學(xué)習(xí)態(tài)度嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量。

（3）實(shí)踐教學(xué)單一化，難以有效鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力。目前，《電工電子技術(shù)》的實(shí)踐課程通常是通過(guò)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)所涉及的理論以及電路，通過(guò)連接設(shè)計(jì)好的電路圖來(lái)驗(yàn)證理論知識(shí)，老套的實(shí)驗(yàn)操作不能有效的訓(xùn)練學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力，進(jìn)而無(wú)法使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提升。

2? 教學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)

電工電子技術(shù)是一門純理工學(xué)科，課程的內(nèi)容相對(duì)枯燥乏味且知識(shí)點(diǎn)不容易理解，同時(shí)多數(shù)學(xué)生在電學(xué)這一塊的基礎(chǔ)也比較薄弱，不愿意主動(dòng)學(xué)習(xí)這門功課，導(dǎo)致教學(xué)效率難以保證。但同時(shí)，學(xué)生對(duì)于參加各種大學(xué)生比賽的愿望較為強(qiáng)烈，希望自己在實(shí)踐及創(chuàng)新能力上得到突破，為未來(lái)的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，站在學(xué)生的視角，基于《電工電子技術(shù)》的課程特點(diǎn)，期望在以下課堂教學(xué)中進(jìn)行改進(jìn)。

2.1 強(qiáng)化理論知識(shí)的教學(xué)

（1）重視“緒論”部分教學(xué)。由于初、高中應(yīng)試教育的思想根深蒂固，基礎(chǔ)知識(shí)好的學(xué)生常常認(rèn)為學(xué)好課程基本知識(shí)、做對(duì)習(xí)題就算學(xué)好了本課程，而基礎(chǔ)較差的學(xué)生由于課程知識(shí)量大、學(xué)習(xí)時(shí)間緊，對(duì)課程的認(rèn)知很淺薄，不能清楚認(rèn)識(shí)到電工學(xué)在今后學(xué)習(xí)、工作、生活中的重要作用。因此，加強(qiáng)“緒論”部分的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生了解和學(xué)習(xí)本課程，系統(tǒng)性地梳理課程的實(shí)用性有助于學(xué)生對(duì)本課程有正確的認(rèn)知，為后續(xù)的學(xué)習(xí)作好鋪墊。同時(shí)，“緒論”教學(xué)過(guò)程中將本課程基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展延申[7]，搜尋并整合與課程內(nèi)容相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品，讓學(xué)生清楚認(rèn)識(shí)到《電工電子技術(shù)》在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中的前沿應(yīng)用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)豐富學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)，深度開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛力。

（2）運(yùn)用信息化手段將抽象的知識(shí)點(diǎn)變得形象、易懂。在《電工電子技術(shù)》教學(xué)中存在很多抽象化的概念，這降低了學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握程度，而學(xué)生恰恰希望老師能夠?qū)⒊橄蟮闹R(shí)點(diǎn)具體化。通過(guò)動(dòng)畫的形式將抽象的事物展現(xiàn)出來(lái)，會(huì)使學(xué)生對(duì)抽象化的事物理解起來(lái)更加便利。例如在集成放大電路學(xué)習(xí)時(shí)，不論老師如何講解，學(xué)生都不能很好地想象放大電路中的多子和少子是如何運(yùn)動(dòng)的，又是如何使晶體管發(fā)揮作用的，如果利用現(xiàn)代化技術(shù)制作或在網(wǎng)絡(luò)上尋找相應(yīng)的動(dòng)畫，如圖1所示，將多子少子的運(yùn)行方式具體地展示給學(xué)生觀看，不但吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味，也使學(xué)生更快、更好、更輕松地掌握知識(shí)點(diǎn)。

（3）將教學(xué)過(guò)程信息化?！峨姽る娮蛹夹g(shù)》課程知識(shí)面廣，課時(shí)少，僅靠課堂的教學(xué)讓學(xué)生完全掌握本課程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此在教學(xué)過(guò)程中參入信息化教學(xué)將大有必要。課前，教師自行錄制或通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上尋找、下載相關(guān)的微課視頻，整理后上傳至班群或慕課軟件上給學(xué)生觀看，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí);講課時(shí)將PPT通過(guò)雨課堂等平臺(tái)共享給學(xué)生，并通過(guò)信息平臺(tái)布置相應(yīng)習(xí)題，增加師生互動(dòng)的同時(shí)活躍課堂氣氛，更能了解學(xué)生對(duì)本課程的掌握進(jìn)度，以便進(jìn)一步合理安排教學(xué)。在課下，學(xué)生可以瀏覽PPT有針對(duì)性地梳理不清楚的知識(shí)點(diǎn)，加深課堂學(xué)習(xí)記憶，提高課堂教學(xué)質(zhì)量?？偠灾?，利用“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式教學(xué)，能夠很好地帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)學(xué)習(xí)。

2.2 優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)是本課程必不可少的環(huán)節(jié)[8]，實(shí)踐教學(xué)的磨練有助于提高學(xué)生工程實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力，使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)與研究問(wèn)題的能力得到進(jìn)步，有效推進(jìn)新工科教學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般分為三個(gè)階段：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作及整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，都是以講解實(shí)驗(yàn)電路圖及原理為主要內(nèi)容[9]，學(xué)生總是在老師的嚴(yán)格管控下被動(dòng)地去學(xué)習(xí)，機(jī)械化的連接早已設(shè)計(jì)好的電路圖，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證真理，枯燥無(wú)味的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，導(dǎo)致學(xué)生只為求得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而做實(shí)驗(yàn)，無(wú)法激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造激情，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，未能體現(xiàn)實(shí)踐課程的教學(xué)意義[10]。筆者在與學(xué)生的交流過(guò)程中有不少學(xué)生表示，老師發(fā)出的電路圖加理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告根本沒(méi)有興趣了解下去，等到做實(shí)驗(yàn)時(shí)腦子里還是一片空白。

基于學(xué)生的要求，教師可以通過(guò)提供實(shí)驗(yàn)操作的小視頻及線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，讓學(xué)生更加直白地了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)原理，拓展教學(xué)資源的同時(shí)增加學(xué)生的“試錯(cuò)空間”，提高實(shí)驗(yàn)操作的成功率[11]。這不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣，充分訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，還可以消除課時(shí)安排、上課時(shí)間地點(diǎn)，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制[12]，在觀看視頻與模擬訓(xùn)練過(guò)程中，也能帶動(dòng)學(xué)生積極思考，高效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。將“項(xiàng)目化”教學(xué)模式引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，以分小組的形式讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作[12-14]。小組分工合作將電工電子技術(shù)與所學(xué)專業(yè)結(jié)合，通過(guò)自主查閱資料、設(shè)計(jì)電路、完成實(shí)踐操作、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)答辯的五步驟完成實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生在“學(xué)”中“做”，熟練操作實(shí)驗(yàn)儀器并掌控實(shí)驗(yàn)流程，成為實(shí)驗(yàn)室“真正的主人”，充分鍛煉學(xué)生手腦的配合。團(tuán)隊(duì)的合作也能提高學(xué)生與人溝通交流、組織管理團(tuán)隊(duì)的能力以及團(tuán)隊(duì)精神。

2.3 提高實(shí)驗(yàn)操作的成績(jī)比例

《電工電子技術(shù)》是實(shí)踐性較強(qiáng)的科目，過(guò)分注重學(xué)生期末的試題成績(jī)?nèi)菀鬃寣W(xué)生存在應(yīng)試教育的心理狀態(tài)，使學(xué)生過(guò)度關(guān)注書本知識(shí)，死記硬背知識(shí)點(diǎn)和做題套路，無(wú)法讓學(xué)生的實(shí)際操作能力及創(chuàng)新能力得到提高。因此，調(diào)整期末考試成績(jī)與平時(shí)成績(jī)的比例，將平時(shí)成績(jī)比例增加至總成績(jī)的50%，引起學(xué)生對(duì)電工學(xué)應(yīng)用性的重視。其中，增加小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的比例為20%，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的興趣，強(qiáng)化課程學(xué)習(xí)，扎實(shí)學(xué)生的動(dòng)手能力。

3? 結(jié)語(yǔ)

本文在學(xué)生的視野下，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力為起點(diǎn)，通過(guò)強(qiáng)調(diào)“緒論”教學(xué)、結(jié)合信息化手段和優(yōu)化教學(xué)過(guò)程改進(jìn)課堂教學(xué)，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)比重，通過(guò)在預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)階段引入虛擬實(shí)驗(yàn)室，并采用項(xiàng)目化教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)，改進(jìn)后學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯提高，課堂上能很好地跟隨老師的教學(xué)安排，課下學(xué)生獨(dú)立完成教學(xué)任務(wù)的效率也有所提高，在完成小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)后同學(xué)們也餓有了成就感，同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中都提出了很好的想法和觀點(diǎn)，有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力，使學(xué)生能夠靈活地將所“學(xué)”與實(shí)踐的“做”完美對(duì)接，全面提升《電工電子技術(shù)》課程的實(shí)用性與應(yīng)用性，適應(yīng)了現(xiàn)代大學(xué)生培養(yǎng)實(shí)踐能力的需求。

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