啟發(fā)教育可以提高教學(xué)質(zhì)量

彭文雄，侯世英，孫 韜

(重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院，重慶 400044)

目前，我國(guó)工程教育規(guī)模位居世界第一，統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示現(xiàn)有工程師210萬人。但是在瑞士洛桑發(fā)布的“世界競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告”中，中國(guó)“合格工程師”的數(shù)量和總體質(zhì)量，在參加排名的55個(gè)國(guó)家中僅列第48位，這種教育大國(guó)而不是教育強(qiáng)國(guó)的地位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)社會(huì)發(fā)展需要。此種工程教育排名也與我國(guó)高校目前教育狀況有關(guān)。在高校中普遍存在重理論、輕實(shí)踐，重知識(shí)、輕能力;課堂教育中的教學(xué)主體與客體顛倒。這種局面抑制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性。為此，2009年教育部提出施行“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。

現(xiàn)就根據(jù)“電工學(xué)”實(shí)踐性強(qiáng)，知識(shí)內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少等特點(diǎn)，我們從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)上，闡述如何加強(qiáng)學(xué)生工程觀念和創(chuàng)新意識(shí)教育，以此提高教學(xué)質(zhì)量，推進(jìn)卓越工程師建設(shè)。

1 教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)及探索

教學(xué)內(nèi)容要做到簡(jiǎn)、新、用、精、專。即要求內(nèi)容一定要簡(jiǎn)化，刪除一些過時(shí)和與其他課程內(nèi)容重復(fù)的，而且還要做到復(fù)雜內(nèi)容簡(jiǎn)潔化;二要新穎，即課程教學(xué)內(nèi)容要跟上工程的發(fā)展趨勢(shì)，以及該方向研究前沿的內(nèi)容;三要用，除了理論在習(xí)題上的應(yīng)用，更多的是要結(jié)合實(shí)踐來講，學(xué)而用之，易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;四要精煉，對(duì)簡(jiǎn)單的內(nèi)容，學(xué)生容易理解的可以簡(jiǎn)要介紹，騰出學(xué)時(shí)對(duì)主要問題精講，講透，必要時(shí)以專題講座的形式授課。五要結(jié)合專業(yè)，因“電工學(xué)”知識(shí)面廣，授課對(duì)象涉及各專業(yè)，結(jié)合各專業(yè)特點(diǎn)，加強(qiáng)和學(xué)生專業(yè)聯(lián)系緊密的內(nèi)容，甚至可以開展些專題討論。

1.1 與實(shí)踐緊密結(jié)合培養(yǎng)工程觀念

“電工學(xué)”授課對(duì)象是二年級(jí)大學(xué)生，相當(dāng)多的學(xué)生中缺乏工程背景，甚至有些連基本元器件電阻和電容都不認(rèn)識(shí)，只要一牽涉到實(shí)際或者工程背景下的概念，就發(fā)現(xiàn)學(xué)生接受知識(shí)效果要差，但學(xué)生內(nèi)心深處又渴望所學(xué)知識(shí)多和實(shí)踐聯(lián)系。

如在介紹基本元器件時(shí)，就以PPT制作并投影顯示各元器件及其標(biāo)稱值法;在例題講述中，也多以實(shí)際相結(jié)合，計(jì)算元件參數(shù)并選取元件參數(shù)與工程結(jié)合，如電阻選取采用標(biāo)稱值并考慮功率，電容選取采用標(biāo)稱容量，并考慮耐壓及漏電阻等要求;還有如應(yīng)用瞬態(tài)過程的一階三要素法分析便攜式閃光燈電路，以及閃光燈功能和電路參數(shù)的關(guān)系;在繼電接觸器控制系統(tǒng)中，電器件介紹中的手動(dòng)開關(guān)和自動(dòng)控制電器中的熔斷器和熱繼電器教材中都是單獨(dú)介紹和單獨(dú)使用，而有組合功能的空氣斷路器，在教材的控制電路中又用的很少。而實(shí)際生活中，卻在多數(shù)情況下都使用的是空氣斷路器。而目前的生產(chǎn)廠家，已生產(chǎn)出大量集成化的功能齊全的控制保護(hù)器(control and protective switching簡(jiǎn)稱CPS)，對(duì)電流相關(guān)的過載、過流、斷相、短路等保護(hù)功能，與電壓相關(guān)的欠壓、過壓等實(shí)行保護(hù)。這些功能在產(chǎn)品內(nèi)部協(xié)調(diào)配合，使得CPS能夠在分?jǐn)唷⒍搪非闆r下自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)恢復(fù)其額定運(yùn)行。而且其控制方式有就地和遠(yuǎn)程控制，手動(dòng)控制和自動(dòng)控制等?？梢姡瑹o論是集約化，還是功能及其使用的方便性、可控性，單個(gè)元件及其簡(jiǎn)單組合都無法和CPS相比。在介紹這些基本電器件時(shí)，就可以介紹目前先進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)，讓學(xué)生理解概念同時(shí)開拓視野，在實(shí)際設(shè)計(jì)控制電路時(shí)有更好選擇。

1.2 與先進(jìn)性緊密結(jié)合培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

除了把理論知識(shí)的基本概念講透外，還要結(jié)合每章的內(nèi)容以及各不同學(xué)院不同專業(yè)的特點(diǎn)，加以適當(dāng)內(nèi)容的引申，并將各章某些學(xué)科方面的前沿知識(shí)給學(xué)生介紹，也可以結(jié)合自己科研方向進(jìn)行點(diǎn)撥和拓展，激發(fā)學(xué)生學(xué)無止境的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)。工科的思維邏輯性強(qiáng)，概念抽象，如在教學(xué)中采用某些仿真軟件將抽象的結(jié)果甚至運(yùn)行過程全部加以仿真顯示，不光抽象的理念具體化，而且教會(huì)學(xué)生在設(shè)計(jì)電路。可以充分采用仿真軟件的強(qiáng)大仿真功能，來初步檢驗(yàn)電路設(shè)計(jì)是否合理，如何更進(jìn)一步進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，達(dá)到電路功能更加完善。

為此，在“電工學(xué)”教材中介紹了一套仿真軟件Multisim，每章最后一節(jié)都相應(yīng)介紹用仿真軟件分析該章電路的方法。尤其在模擬電路的單管放大電路中，先用該仿真軟件進(jìn)行放大電路仿真，通過投影儀形象直觀給學(xué)生做一簡(jiǎn)要介紹，再通過工程近似法進(jìn)行理論分析。學(xué)生不光接受效果好，而且興趣更高，主動(dòng)和老師進(jìn)行軟件學(xué)習(xí)討論，對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)行交流。

2 教學(xué)方式的改進(jìn)及探索

2.1 啟發(fā)式教學(xué)方法

教學(xué)方式的改進(jìn)應(yīng)當(dāng)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又可傳授全面的教學(xué)內(nèi)容。這些年，雖然各門課程理論學(xué)時(shí)不斷壓縮，教學(xué)內(nèi)容不斷增加新內(nèi)容背景下，如何在有限的時(shí)間內(nèi)把課程內(nèi)容講完，而且節(jié)奏張弛有度，這也是對(duì)老師講課藝術(shù)的一種考驗(yàn)。最忌諱就是講課老師不管課堂效率怎樣，一味給學(xué)生灌輸，像趕完內(nèi)容就完事樣。那么在課堂上能有效講述知識(shí)，就是讓學(xué)生在課堂上成為主體，老師多在主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行思考、總結(jié)。多采用啟發(fā)式教學(xué)并容易和學(xué)生產(chǎn)生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生思維進(jìn)入到所學(xué)理論中，讓學(xué)生自己去得到結(jié)論。如直流電路中的最大功率傳輸，瞬態(tài)過程中的一階三要素法，單一元件放大電路中的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)等等。

2.2 討論式教學(xué)方法

討論式教學(xué)方式也可以發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)力，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。比如一些習(xí)題課，就可以讓學(xué)生自己上臺(tái)來講，學(xué)生更容易接受學(xué)生的解題思維，上來講的學(xué)生也得到一次鍛煉。教師只是在課堂上進(jìn)行引導(dǎo)和評(píng)價(jià)而已。另外，對(duì)于一些綜合性的電路設(shè)計(jì)，也可以進(jìn)行三到五人一組，讓學(xué)生課后去進(jìn)行收集資料，整理思路，設(shè)計(jì)一些搶答器，以及數(shù)酒瓶的計(jì)數(shù)器等專項(xiàng)綜合練習(xí)，這類的討論式因牽涉到工作量比較大，必須要有研究生助教一起加以完成。參加同一屆本校大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目(SRTP)中發(fā)現(xiàn)，同樣的教師，同樣的內(nèi)容，但一個(gè)沒有采取討論式教學(xué)方法的班級(jí)，無論是主動(dòng)性，還是工程意識(shí)，按部就班講課的學(xué)生能力和意識(shí)明顯要滯后。

3 教學(xué)改進(jìn)后的實(shí)踐效果

通過對(duì)“電工學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式不斷改進(jìn)和實(shí)踐，結(jié)合學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的評(píng)價(jià)，該課程的課堂效率得到提高，收到了一定效果。

(1)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

密切聯(lián)系實(shí)際工程的教學(xué)方式激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生由被動(dòng)地參與課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，由“”學(xué)會(huì)“”到“會(huì)學(xué)”，課堂氣氛和諧而熱烈，教學(xué)效果大為改善。

(2)培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和工程觀念

課堂上的實(shí)物展示并盡可能和實(shí)際結(jié)合以及圍繞某一專題討論分析，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，使學(xué)生能夠建立起工程意識(shí)，熟悉電路設(shè)計(jì)思路，培養(yǎng)了學(xué)生認(rèn)識(shí)工程、參與工程的意識(shí)。其后學(xué)生對(duì)電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試都能較快進(jìn)入到狀態(tài)。

(3)促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)，身心健康發(fā)展

學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，課堂氣氛積極和諧，充分讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)的樂趣，減輕學(xué)習(xí)壓力，身心得到自然健康發(fā)展。在課堂上和課下，學(xué)生提出的一系列問題促使教師不斷更新知識(shí)以給學(xué)生更好的指導(dǎo)。在實(shí)踐教學(xué)和相互交流中也進(jìn)一步拓寬知識(shí)，激發(fā)學(xué)生興趣探索到更適合更方便的講授知識(shí)方法和角度，讓大家在和諧融洽的氣氛中享受知識(shí)。

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