以突出專業(yè)應用為核心的電工電子學教學改革

以突出專業(yè)應用為核心的電工電子學教學改革

摘要：電工電子學是工科專業(yè)必修的一門應用性的技術基礎課，理論性和實踐性較強，其主要任務是為學生更好地學習后續(xù)專業(yè)課程及工程技術工作打好電工技術的基礎，并使學生收到基本技能的訓練。隨著電工電子技術的發(fā)展，其應用領域也不斷在拓寬，根據(jù)課程自身的特點，針對不同專業(yè)，不同層次的學生，在教學內容、教學方法以及實踐環(huán)節(jié)等方面，應加大改革力度，因材施教，發(fā)揮專業(yè)特色，以提高學生的工程能力和應用能力。關鍵詞：電工電子;專業(yè);應用能力;教學改革電工電子課程是高等院校為非電類本科專業(yè)設置的技術基礎課，該課程為大學生系統(tǒng)地學習電工及電子技術基礎理論和實踐技能的關鍵性課程，為學科的交叉提供了延伸的接口，培養(yǎng)了適應個專業(yè)發(fā)展的高素質人才。由于該課程具有實踐性強、應用范圍廣的特點，課程的教學質量對專業(yè)核心能力的培養(yǎng)和提高起到了決定性的作用。然而，在實際教學中我們發(fā)現(xiàn)許多非電類專業(yè)的學生的學習目標并不明確，他們不清楚該課程與專業(yè)的聯(lián)系，不知道將來在工作和生活中會有什么用途，甚至僅是為了獲取學分，這樣使得部分學生對該課程的目的性和必要性產生了懷疑，也同時在一定程度上影響了教學效果。因而，對于非電類的工科學生，無論是從學生的意識觀念上，還是教學方法上，都需要作出一定的調整，使學生對該課程有更清晰的認識，充分激發(fā)學生的積極性，積極加強學生對該課程的重視意識，并根據(jù)專業(yè)的需要，在有限的學時內學到最實用的知識。作為一門重要的專業(yè)基礎課程，“電工電子學”在教學上有其特殊之處，過去教學效果存在一定的局限，其中的原因主要有這樣幾個方面：一是授課對象廣，不同類型的強、弱電專業(yè)的學生，生源情況比較復雜，專業(yè)基礎差距大;其次，該課程在“高等數(shù)學”，“大學物理”基礎上，把學生引領到專業(yè)課和相關應用領域之中。對于這兩門課程基礎薄弱的學生，在學習的過程中會帶來一定的阻礙，以及學習心態(tài)產生一定的畏懼感及排斥感。再次，學時少與內容多、基本內容與部分學生所學專業(yè)的關聯(lián)度不夠等矛盾始終存。如何在有限的學時內使學生學到最有效，最真實的知識亦在不斷地探索和改進中。另外，本課程特點原理抽象，內容復雜，部分學生在學習中感到規(guī)律很難掌握，無法想象完整的情景，無法準確弄清過程。學生對那些抽象的概念和想象缺乏豐富的感性認識，很難理解和掌握。比如電流，磁場的方向;PN節(jié)的形成原理;電動機的工作原理等等。因而，單一的教學模式很難活躍教學氣氛，也很難使學生完全理解。多樣化，創(chuàng)新性的教學模式可以很好第解決這一想象。最后，實踐環(huán)節(jié)是該課程相當重要的一部分，而實踐教學內容少，學時也少是一個很現(xiàn)實的問題。不少學生雖然成績不錯，但對于一些典型電路的分析、元器件的作用往往局限于死記硬背，并不會付諸實踐。同時，與課程配套的實驗內容數(shù)量十分有限，難以促使學生進一步掌握電路的基本分析方法與測量技術。隨著工科專業(yè)為主的本科院校越來越注重應用型人才的培養(yǎng)，著重培養(yǎng)學生的專業(yè)核心能力，在以“應用為主旨，以能力為本位”的教學理念的指導下，如何使電工電子學這門課程更有利于專業(yè)的后續(xù)課程的學習，是教學模式更有利于人才的培養(yǎng)，教學目標更符合社會發(fā)展的需求，是我們近年來一直都在探討和摸索的。本人從教授電工電子學這門課程及相關實驗課程已有9余年，學生涉及到的專業(yè)包括有機械電子工程、土木工程、環(huán)境工程、工商管理、給排水工程、軟件工程、計算機應用等。在和不同專業(yè)的學生的接觸和觀察中，發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)背景的學生對該課程的重視程度和接受能力，及對課程提出的建議好要求上有著相當?shù)牟罹?。為能充分調動學生的積極性，緊密地結合學生的專業(yè)背景，培養(yǎng)學生的知識應用能力，我們教研組在課程結構、教材選取、教學方法和教學手段上進行了一定的改革與創(chuàng)新，使得這門課程的改革取得了一定的成果。在改革的同時也仍在不斷地觀察和摸索，以上幾方面亦還有可改進的空間，同時在課程考核方式及實驗教學上還可作進一步調整。1.課程內容的設置和安排非電類專業(yè)電工電子學課程主要包括有電路基礎理論，模擬電子技術，變壓器原理及電機控制原理等幾個方面。具有內容廣，定理多，學時被壓縮等特點。在有限的學時內如何既能完成教學大綱內容，又能豐富學生的知識是我們一直在思索的問題，對此我們教研室對原有的課程結構進行了一定的調整。在保證基本理論，基本概念，基本定理的系統(tǒng)性和完整性的前提下，根據(jù)不同專業(yè)的特點，我們對教學內容進行了適當?shù)膭h減和精選。比如對機電和土木專業(yè)，刪減了一階動態(tài)電路這樣偏理論而又非基礎理論的章節(jié)，增加了偏向實際應用的變壓器及電動機控制原理的內容。尤其是對土木工程專業(yè)的學生，考慮到在未來的崗位上接觸施工現(xiàn)場及機會比較多，特增加了安全用電這一容易忽視，而又必須重視的內容。根據(jù)教學內容的變更，部分專業(yè)的教材也作了相應的變更，對于土木工程，環(huán)境工程專業(yè)的學生，教學內容只涉及到電工學相關知識，在改革后這近兩年的教學觀察中，學生普遍的反映不錯。于此同時，我們在教學過程中也可;靈活地調整教學內容，例如在講授電路基本定律時，歐姆定律，電阻串、并聯(lián)等效計算等知識是學生高中時代較為熟悉的，可以“一帶而過”;在講授零輸入，零狀態(tài)概念時，很多學生容易糾結在微分方程的運算上，尤其高數(shù)基礎不好的學生更容易產生畏懼感，而事實上我們在分析一階動態(tài)電路時只需要用上其結論就可以了，對此給學生作合理的引導可提升學生的學習效率。在講授到交流電路相量這一知識點時，學生普遍感到比較吃力，可補充一些復變函數(shù)相關知識有助于學生的理解。另外，在保證把基本教學內容講深講透的情況下，根據(jù)不同專業(yè)的特點和培養(yǎng)計劃的要求，對授課內容的深度和廣度進行優(yōu)化，并適當?shù)卦黾右恍┙Y合專業(yè)內容的應用進行實例的講解。比如對于機電專業(yè)，對電機的原理，正反轉控制等內容，可以現(xiàn)場演示;對于建筑和土木專業(yè)，更側重于實際的操作運用，如安全用電，可現(xiàn)場向學生進行理論講解和實際線路的連接操作。如線電壓、相電壓的定義與測量以及火線和零線的判斷等。讓學生真真切切感受這門課程在現(xiàn)實生活中的作用，從而激發(fā)學習的興趣。特別對非電專業(yè)學生，這一點非常重要。2.革新教學手段，采取多樣化的教學手段豐富課堂隨著信息技術的飛速發(fā)展，尤其是近幾年越來越明顯地感到手機已是目前課堂上最大的干擾，課堂上坐在后排的一大片學生埋頭看手機已是普遍現(xiàn)象。特別是理工類的課程，始終沒經(jīng)史文法類的課程生動吸引人。而有不少基本概念，經(jīng)典定理必須得掌握，相關問題需要去分析，遇到難理解的內容時，學生很容易打退堂鼓而轉移注意力。如何將難理解的知識點講解得更能讓學生既容易理解，又能印象深刻，還能生動有趣，也是我們著重改革的一面。目前PPT是課堂教學的主要方式，在突出重點，攻克難點上，彌補了傳統(tǒng)教學的不足。比如抽象的微觀問題：電場線、磁場線、磁鐵物質的磁化過程等;很快的動態(tài)課程：電子在導線中的運用、半導體中空穴與電子的擴散等，這些概念看不見，摸不著，難理解，采用多媒體進行教學，聲、圖、文并茂，使教學效果生動、形象、感染力強，更有助于學生的理解。因而在PPT的制作上，將這些難啃的知識點能反映得精準、精美、又精彩，讓學生過目難忘，也是我們還需要改進的一方面。同時，還可以結合微課和翻轉課堂提高學生課堂參與度及學習興趣，加深對知識點的理解。對于部分理論性較強的知識點，可根據(jù)學習目標反向設計教學內容。如分析復雜的電路方法有：等效變換、支路電流法、節(jié)點電壓法、疊加原理和戴維南定理等。教師可引導學生自己歸結幾種方法的特點，采用基于問題的教學方法，給出一個具體的電路結構，讓學生獨立思考或通過討論，選擇電路最佳分析方法。這樣使學生能很好地比較出各分析方法的優(yōu)缺點，并能在復雜的電路中能判斷如何選擇和靈活運用這些電路分析方法。3.考核方式優(yōu)化調整，更全面考察學生水平提高平時分構成比，使學生在平時學習中重視每一教學環(huán)節(jié)以提高學習效果，使課程成績不局限于解題技巧上。可將學習目標反向設計和任務驅動式教學法中學生的成果作為考核平時分的一部分，調整總成績構成比。在電子技術中圖解法及識圖辯圖是較有一定分量的內容，并具一定的工程應用價值，但在考試中出題教師通常出于避免帶來閱卷中的各種問題而回避這一知識，重心放在理論計算上?？稍诳荚囶}型要求上規(guī)定一定分數(shù)的作圖識圖題，可使學生更全面的掌握電子技術知識。4.強培養(yǎng)學生的實踐動手能力，專業(yè)應用技能，培養(yǎng)其工程意識優(yōu)化實驗教學內容，深化改革教學方法，突出應用技術和因材施教，提高不同層次學生的學習積極性，強調理論聯(lián)系實際，強化儀器儀表使用與實驗技能系統(tǒng)訓練。將設計性的內容要求明確給出，建立學生的工程意識。以啟發(fā)式思考題為主，緊密結合實驗過程，開拓學生分析問題和解決問題的思維能力。每一項實驗明確給出相關儀器儀表的操作要求，提高學生的操作技能。實驗完成后進行實驗結論分析與歸納，提高學生綜合分析能力。引進典型工程案例，優(yōu)化實驗教學內容，實現(xiàn)教學與專業(yè)緊密結合，與行業(yè)緊密結合的目標?？偠灾谝酝怀鰧I(yè)應用理論下，電工電子教學改革需要全面、客觀地分析該課程教學存在的各種問題，采取有針對性的措施，優(yōu)化教學方法。同時，教師需要把課題還給學生，充分顯現(xiàn)學生在整個教學課堂的主體地位，挖掘他們的已有的潛能，教師只需要扮演好引導者、協(xié)作者等角色，注重引導、啟發(fā)，培