電工電子技術課程教學思考與改革探索

柳天虹

（揚州大學 信息工程學院，江蘇 揚州）

一 引言

《電工與電子技術》是一門工科非電專業(yè)的技術基礎課程。該課程主要介紹電工與電子技術的基本概念、基本理論、基本定律的分析方法和常用電氣元件、設備及基本電路等內容[1]，是一門理論與實踐并重的學科。其涉及內容廣、難度大，需要學生通過實驗，學習基本操作技能，經過系統(tǒng)的理論學習和培訓，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題能力，提高學生的自主學習和創(chuàng)新實踐能力[2]。原有的教學體系無法滿足教學目標，主要表現(xiàn)在：（1）本專業(yè)新的培養(yǎng)方案中，減少了課程學時，從而加大了內容多學時少的矛盾；（2）電工電子技術課程內容多，無法突出重點；（3）理論教學以教師講授為主，教學方式單一，學生學習積極性不高；（4）實踐環(huán)節(jié)較少，學生實際操作能力差；（5）考核評價方式單一，考核標準不明確。為了能在有限的教學時間內，加深學生對課程的理解，激發(fā)學習興趣，應鼓勵學生在教學過程中提出疑問，刺激想象力，逐步形成發(fā)現(xiàn)問題、產生思路、解決問題的學習過程，從而提高學生的學習效率，加深學生對本課程知識的理解、掌握和應用，增強本課程的學習效果[3]。本文將從教學內容、教學方式方法、實踐操作及考核方法四個方面對電工電子技術教學改革進行探索與思考，并提出了相應的解決辦法，希望能夠對提高課程的教學效果有所幫助。

二 選擇合適的教學內容

電工與電子技術是為工科非電類專業(yè)學生學習專業(yè)知識以及將來所從事工程技術工作打下基礎，也就是為自學、深造、拓寬和創(chuàng)新打下基礎的一門學科[4]。該課程內容包括電工技術和電子技術，其中電工技術包括電路的基本概念、基本定律，電路的基本分析方法、暫態(tài)分析、正弦交流電、三相電路等內容；電子技術包括模擬電子技術的半導體器件、基本放大電路、集成運放、電路中的反饋、穩(wěn)壓電源和數(shù)字電子技術的組合邏輯電路、時序邏輯電路等內容。其涉及知識點多、難度大，與有限的學時必然產生矛盾。因此，有必要根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)要求選擇適合的教學內容。在教學過程中，教師需根據(jù)不同學科不同專業(yè)需求選擇教學內容和教學順序。以人工智能專業(yè)為例[5]，該專業(yè)以培養(yǎng)掌握人工智能理論與工程技術的專門人才為目標，專業(yè)培養(yǎng)方案中對繼電器接觸控制系統(tǒng)、可編程控制器及其應用、電力電子技術等內容不做要求，因此在實際教學過程中，將這些章節(jié)內容刪除，從而既可以解決內容多學時少的矛盾，突出教學重點，適應社會對本專業(yè)人才素質的基本要求，又可以減輕學生的學習壓力。

三 多元化的教學方式和方法

在教學中，學生是主體，教師起主導作用，采用什么樣的教學方式和方法對教學質量起到至關重要的作用。一般意義上的高質量教學過程中應該包含二元（師生）系統(tǒng)的充分融合、互動和交流，課堂上學生能夠積極主動的參與教學討論、提問和互動交流，教師能夠準確分析學生的學習能力、參與討論情況而及時調整授課方法和教學進度，鼓勵學生突破傳統(tǒng)先生權威的模式大膽發(fā)表自己的見識并進行討論交流，避免傳統(tǒng)的以教師為中心，學生被動接受課堂知識的教學過程[6]。但是這種新穎的以學生為主體的教學過程在課堂教學實踐中仍然逐漸暴露出了以下問題，比如學生課堂學習思想不集中、不認真參與小組交流討論、無關考試內容的知識點不投入較多學習討論時間、對知識難點產生畏懼心理甚至出現(xiàn)消極怠慢等，從而會出現(xiàn)課程教學結束后學生感覺沒有學到什么知識的負面教學反饋效果。在教學方式上，傳統(tǒng)的方式采用教師口頭講述，板書展現(xiàn)所講知識點。電工與電子技術課程內容較為抽象，單純的板書或者文字表述難以讓學生理解，隨著信息技術的發(fā)展，多媒體教學的引入，提高了課堂教學效率。板書與多媒體相結合的課堂教學方式，既可以通過板書講解知識難點和重點又可以通過多媒體課件提高學生的感官認識[7]。如PN 結單向導電性，單純的講述如何在PN 結上加正向電壓和反向電壓學生容易混淆而且無法深入理解，通過動畫演示出PN 結加正向電壓和反向電壓以及外加電壓形成的外電場對內電場的影響、內電場對多子的擴散運動和少子的漂移運動的影響，能夠更直觀地反映PN 結單向導電特性，有助于加深學生對所學知識的理解和掌握。除了多媒體教學以外，近年來隨著網(wǎng)絡資源越來越豐富，許多學校推出了線上教學課程。2020 年受到新冠肺炎疫情的影響，許多高校無法正常開學，采用線上授課方式，如雨課堂、慕課、騰訊會議、QQ 會議等進行線上教學，實現(xiàn)了“停課不停學”，保證了正常的教學進度。線上教學由于不受地域限制，解決了因疫情防控不能出行、聚集等問題；網(wǎng)絡資源豐富，學生可以通過回放課程視頻，對所學知識進行鞏固復習，使得學生獲取知識的途徑更加廣泛，而教師不需要反復強調重點難點，減輕了教學負擔；互聯(lián)網(wǎng)中豐富的教學資源，有助于提升教師的教學水平，如慕課中姜三勇團隊講授的《電工學》不僅有教學視頻，還提供了相應的課件，為線上教學提供了很好的資源，也為教師線下授課提供了很好的參考。因此，在今后的電工與電子技術教學中，教師可以采取線下板書、多媒體教學以及線上教學等多樣化的授課方式，充分發(fā)揮各種方式的優(yōu)點，不斷激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效率。

在教學方法上，針對不同的授課內容采取多元化的教學方法，有助于提高學生學習主動性。課程中的定義、基本定理部分采用課堂講授為主，多媒體演示輔助學生理解。在講授課本基本理論的時候，采用思維導圖模式的講解方式，講每一章具體內容之前，先將該章節(jié)的總體框架用思維導圖理清楚，使學生能夠從宏觀上理解本章的主要脈絡及重難點，然后深入擴展具體小節(jié)內容，最后，在本章結束后再回到章節(jié)的思維導圖上來對本章進行總結。如此由總體到具體再到總體的教學方法，使學生既能從總體上把握內容又能深入到具體的知識點，時刻保持思路清晰，提高對講授知識框架的認識程度。為了充分發(fā)揮學生的主體作用，課本里部分重要內容讓學生提前預習，采取課堂上以學生講為主，教師補充完善為輔的方法，同時將課堂自主講課作為學生平時成績考核的一部分，以此來調動學生主動學習的積極性，激勵學生提前預習，變被動聽課為主動講課，強化學生對重點知識的掌握。此外，要加強理論與實踐的相結合，理論知識可以指導學生如何實踐操作，通過動手實踐，反過來鞏固所學理論知識，加深學生對基本理論的理解和掌握，實踐操作還可增強學生學習本課程的自信心。

四 加強實踐教學

電工與電子技術是一門既應重視理論講解，又應重視實踐操作的課程。通過實踐教學，可以達到鞏固理論知識、學好該課程的目的。實踐教學與理論教學是相互協(xié)調、相輔相成的有機整體。在實踐操作過程中，理論聯(lián)系實際，可以進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力[8-9]。當前，存在學生基礎理論薄弱，動手操作能力差等問題，應合理安排實踐內容和裝置，確保每個學生能動手實踐。實踐教學主要包括課程實驗和課程設計等內容。

針對課程實驗，要加強學生的課前預習，熟悉實驗目的、實驗器材、實驗原理，在課堂講解理論的時候可以將實驗內容融入理論授課中，使學生提前了解實驗的目的和所用的知識點，有目的的學習理論知識。在實驗結束后，回顧實驗操作所對應的理論知識，通過實驗過程和實驗結果強化對理論知識的認識理解和掌握。如在講三相電路時，學生對對稱、不對稱三相電路的相電壓和線電壓、相電流和線電流之間關系、三相四線制中線的作用、三相星型負載和三角形負載的聯(lián)接方式等內容容易產生混淆，單靠課堂理解和記憶無法牢固掌握，通過實驗操作，學生可以直觀的看到三相負載的星型和三角形是如何聯(lián)接的；如何實現(xiàn)負載對稱和不對稱連接；用電流、電壓表親自測量線電壓、相電壓、線電流、相電流值；觀察三相四線制中線聯(lián)接和斷開后的區(qū)別，從而驗證并鞏固所學理論知識。除了強化驗證性實驗外，課程實驗還增加了一些設計性實驗。如在TTL 集成門的測試與使用實驗中，除了驗證TTL 與非門和半加器的邏輯功能以外，還要求學生設計一個能實現(xiàn)“符合條件者放行，不符合者不準通過”的檢票機的放行邏輯電路；在計數(shù)、譯碼、顯示設計實驗中，要求學生設計并組裝四十進制計數(shù)譯碼顯示電路。學生可以根據(jù)自己的思路選擇元器件、設計并連接電路，用理論知識指導實踐，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐能力。

電子與電工技術課程設計是該課程的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)，結合本專業(yè)教學內容，在理解和掌握計數(shù)、譯碼、顯示電路的工作原理基礎上，安排了實現(xiàn)計時功能的數(shù)字鐘課程設計。課程設計過程中，要求學生了解設計任務及要求，進行課題分析，確定采用的方案，熟悉計數(shù)器、譯碼器、顯示器等各元器件的外形、管腳引線排列、功能以及連接方法；設計計數(shù)器并繪出總的框圖、部件的設計圖及總接線圖；根據(jù)接線圖進行元器件布局、接線、調試及測試；最后，進行實物驗收，分析課程設計過程中遇到的問題及采用的解決方法并對課程設計進行評價。整個過程每組安排兩個人，相互協(xié)調配合，加強了學生動手能力和團結協(xié)作能力，鞏固了對數(shù)字電子技術部分計數(shù)、譯碼、顯示基礎知識的掌握。同時，通過課程設計使學生看到課本上的理論知識可以轉化為日常生活中的實際應用，增強學習的自信心，激發(fā)學生的學習熱情。鼓勵學生走出課堂多進行實踐能力鍛煉，讓學生逆向思考進行實踐學習的安排，跟隨學生的興趣愛好來規(guī)劃自己的未來，多實踐學習不同課程體系的課程，嘗試拓寬自己的學習維度和視野。展望規(guī)劃學生的未來，畢業(yè)后想繼續(xù)讀研或出國深造，除了認真學習專業(yè)課程外還要擠出時間有針對性的參與教授博士課題組來體驗科研氛圍；畢業(yè)后如果想入職世界500 強企業(yè)，就要利用寒暑假的時間聯(lián)系企業(yè)進行生產實習，體驗不同先進企業(yè)的管理經驗、企業(yè)文化和工作內容。這樣的實踐能力鍛煉可以讓學生少走彎路，及早融入社會，在實踐過程中發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，從而及時調整自己的學習方法，不斷的完善自己，豐富自己的實踐能力。

五 制定明確而多元化的考核標準

學習過程通常是記憶、理解、表達和應用，這里比較難的是表達和應用，因此學生學習能力的考核很難通過考試來檢驗，但是電工電子技術課程作為專業(yè)基礎課程，必要的理論和應用考試是必要的，但是需要不斷的優(yōu)化考核方式和標準。傳統(tǒng)的考核方式，理論部分通常按照筆試考試成績加平時成績總和計算，其中筆試成績占70%左右，平時成績占30% 左右。筆試部分加強對學生基本概念、基本理論的考核，同時適當增加一些理論聯(lián)系實際的應用型試題，提高試題的靈活性和試卷的區(qū)分度。平時成績由上課出勤、課堂提問、習題作業(yè)、測驗組成。大多數(shù)情況下，由于考核標準不明確，平時成績無法準確反映學生平時學習狀況。因此，細化平時成績將有利于督促學生端正學習態(tài)度，既要重視課程考試，也要重視平時的學習過程，而非僅僅為了考試而復習。將平時成績按照出勤5%、提問5%、習題作業(yè)10%、課堂測驗10%進行細化，多角度評價學生的平時成績。

實踐部分的考核包括課堂實驗和課程設計兩部分，各占50%。實驗成績根據(jù)課前預習報告、實驗操作過程（操作規(guī)范程度、對實驗儀器使用的熟練程度、分析解決問題的能力）、實驗結果、實驗報告規(guī)范化和完整程度進行評價。實驗成績總分取所有實驗分數(shù)總和的平均值。課程設計成績根據(jù)方案的設計、考勤、動手操作能力、驗收情況、實驗報告幾各方面進行綜合評定。

新的考核方式制定了明確的考核標準，多元化的考核方法既重視理論考核又重視對實踐的考核，同時加強對學生平時學習過程的考核，以達到提高學生的綜合素質的目的。

六 結語

作者在實際教學過程中進行了本課程教學思考與改革的探索。從教學內容、教學方式和方法、實踐教學、考核標準四個方面思考存在的問題并進行了一些改革，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和要求選擇適合本專業(yè)的教學內容，刪除對專業(yè)培養(yǎng)意義較小的部分；采用多元化的教學方式和方法，探索不同的教學模式以增加教學方式的靈活性，提高課堂教學效率；多種措施加強實踐環(huán)節(jié)，充分調動學生實踐操作積極性，提高學生的動手能力；制定明確的考核標準，多元化的考核方式促進學生重視平時學習過程。上述改革探索一方面激發(fā)了學生的學習興趣，提高了自主學習能力，培養(yǎng)了動手實踐能力，另一方面提高了課堂教學效率，取得了較好的教學效果，為電工與電子技術課程的教學提供了較好的借鑒。