“電工學(xué)”課程教學(xué)改革探析

李 霞，張明軍，王志臣，于欣蕾

(山東大學(xué)電氣工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250061)

“電工學(xué)”課程是面向高等院校本科非電類專業(yè)開設(shè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，它的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握電工電子基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生電工電子應(yīng)用的思維能力，為學(xué)生以后更好地學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程以及從事工程技術(shù)工作打好基礎(chǔ)。為貫徹教育部關(guān)于“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的要求，我們從2007年開始著手“電工學(xué)”精品課程的建設(shè)。該課程2008年被我校評為校級精品課程，2011年度被評為省級精品課程。本文是筆者對“電工學(xué)”課程建設(shè)中所做部分工作的總結(jié)。

1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得非電類專業(yè)與電工電子技術(shù)出現(xiàn)了越來越多的交叉、滲透和融合，這就要求我們的授課內(nèi)容更加廣泛，且要不斷更新。但隨著教學(xué)改革的進(jìn)行，授課學(xué)時(shí)卻在不斷減少。以“電工學(xué)”為例，“電工技術(shù)”和“電子技術(shù)”課堂授課學(xué)時(shí)比原來均減少了30%左右，而新版教材內(nèi)容卻增加了PLC、數(shù)字集成電路的應(yīng)用及現(xiàn)代通信技術(shù)等等內(nèi)容。因此，如何合理解決授課內(nèi)容不斷增加而授課學(xué)時(shí)不斷減少的矛盾，又能滿足培養(yǎng)知識型、能力型、素質(zhì)型人才的要求，是我們目前所面臨的主要問題。為此，我們結(jié)合“電工學(xué)”精品課程的建設(shè)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了一系列改革，收到良好效果。

1)重新調(diào)整和編排教學(xué)內(nèi)容

考慮到“電工學(xué)”課程的特點(diǎn)是內(nèi)容覆蓋面廣泛、實(shí)踐性強(qiáng)。針對目前教學(xué)學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、更新快這一矛盾，我們重新調(diào)整和編排教學(xué)內(nèi)容，使其真正有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和學(xué)生整體素質(zhì)的提高，合理減少有關(guān)理論性推導(dǎo)證明、繁瑣計(jì)算和復(fù)雜工作原理的內(nèi)容，采用框架式和“箱子”教學(xué)模式，注意加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際技能和工程應(yīng)用方面的教學(xué)內(nèi)容，即更加注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性。如在電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的安排上，考慮到隨著數(shù)字技術(shù)與微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，集成電路的應(yīng)用日益廣泛，并在電子技術(shù)幾乎所有領(lǐng)域里逐步成功地取代了分立元件電路。因此在教學(xué)過程中我們加強(qiáng)了集成電路方面的教學(xué)內(nèi)容，對分立元件電路的內(nèi)容進(jìn)行了簡化。另外在介紹常用的電子元器件及集成電路時(shí)，重點(diǎn)也是放在其特性、技術(shù)指標(biāo)和正確使用方法上，這樣可以節(jié)約了篇幅。

2)引入Multisim仿真軟件

本課程概念抽象，內(nèi)容豐富，分析方法繁多，與工程實(shí)際聯(lián)系較為緊密，并具有較強(qiáng)的理論性，知識更新很快。授課內(nèi)容涵蓋了電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電力電子及電機(jī)與拖動等課程，尤其隨著人才培養(yǎng)模式和教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，課程授課學(xué)時(shí)一再精簡，導(dǎo)致教學(xué)難度增大，傳統(tǒng)的教學(xué)形式，使不少教師感到難教，學(xué)生感到難學(xué)，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。通過這幾年的課程建設(shè)，我們逐漸將Multisim仿真軟件引入課堂理論教學(xué)，將仿真分析與課堂理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，這樣既可以適應(yīng)學(xué)時(shí)的精簡，又可以在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)工程背景、物理意義和實(shí)際應(yīng)用，還可提高學(xué)生分析問題和利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的能力。

3)更新教學(xué)軟件，反映最新動態(tài)

“電工學(xué)”教學(xué)中應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外工業(yè)技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)，及時(shí)補(bǔ)充一些新器件、新技術(shù)和新方法，但這些僅靠教材的改版更新是不夠的，在教學(xué)中我們注意隨時(shí)更新教學(xué)軟件，充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，以圖片、視頻和仿真分析等各種形式介紹當(dāng)代電工電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用情況，擴(kuò)展學(xué)生的眼界和思維，取得了較好的成效。

4)實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的多樣化

研究新形勢下“電工學(xué)”課程的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的多樣化，使課堂講授、案例教學(xué)、探究教學(xué)、討論式教學(xué)方法并存，并注意把課堂教學(xué)和課外教學(xué)相結(jié)合。

對于一些抽象理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段也是解決學(xué)時(shí)矛盾的一個(gè)重要方面。如在電工技術(shù)教學(xué)中對比如變壓器的工作原理，異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動原理等比較抽象的內(nèi)容，我們充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)越性，采用視頻教學(xué)，使學(xué)生既能夠形象直觀地了解設(shè)備結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。

重視培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神，對一些簡單的內(nèi)容或?qū)W生已經(jīng)在物理課程中接觸過的內(nèi)容，可以讓學(xué)生以撰寫小論文的形式自學(xué)，從“教會”到“學(xué)會”，最后達(dá)到“會學(xué)”，使學(xué)生終身受益。

2 構(gòu)建網(wǎng)上工作室，加強(qiáng)師生溝通

作為面向眾多院系和專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，“電工學(xué)”課程具有授課對象群體大且專業(yè)背景多樣化的特點(diǎn)，我們電工所每年要面向全校三個(gè)校區(qū)七個(gè)學(xué)院近2000名學(xué)生開課。這就決定了授課教師通過和學(xué)生及時(shí)溝通引導(dǎo)他們進(jìn)行個(gè)體化學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)的難度較大。因此我們在建設(shè)“電工學(xué)”精品課程的同時(shí)，依托我們學(xué)院的教學(xué)改革項(xiàng)目，建立了“電工學(xué)”教學(xué)網(wǎng)站，對基于網(wǎng)絡(luò)平臺的“電工學(xué)”課程教學(xué)模式進(jìn)行探討，充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢解決課程教學(xué)困境與教育目標(biāo)之間矛盾。

我們的教學(xué)網(wǎng)站除設(shè)有“師資隊(duì)伍”、“課程簡介”、“電子教案”、“視頻教學(xué)”和“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”等通用模塊之外，我們每位教師還建立了教師網(wǎng)上工作室，從而進(jìn)一步把傳統(tǒng)教學(xué)方法和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合起來。這樣在學(xué)校規(guī)定的授課學(xué)時(shí)內(nèi)，由教師采用傳統(tǒng)教學(xué)方法和學(xué)生面對面進(jìn)行講授，作為輔助手段，教師可根據(jù)課程特點(diǎn)及自己授課對象的專業(yè)背景，利用個(gè)人網(wǎng)上工作室，選擇一部分相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。這一部分包括如下內(nèi)容。

1)增加相關(guān)內(nèi)容

增加與授課對象專業(yè)相關(guān)的本課程的加深拓展內(nèi)容，向?qū)W生提供更多的教學(xué)素材和參考資料。如針對藥學(xué)院的學(xué)生，我們會介紹一些電工電子在醫(yī)療儀器方面的應(yīng)用的內(nèi)容;而對于機(jī)制類專業(yè)，可以結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，討論一些電動機(jī)控制技術(shù)等方面的內(nèi)容等。

2)開展專題討論

利用工作室組織學(xué)生開展與本課程及授課對象專業(yè)相關(guān)的專題討論。比如“你身邊的集成電路”、“大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽參賽體會”、“磁懸浮技術(shù)”等題目都是學(xué)生們喜愛的話題。

3)進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)

任課教師可通過自己的網(wǎng)上工作室對學(xué)生進(jìn)行答疑輔導(dǎo)和批改作業(yè)，解決了校區(qū)多路程遠(yuǎn)的問題，加強(qiáng)了與學(xué)生的溝通。

利用網(wǎng)絡(luò)平臺教學(xué)模式可以提高教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性和趣味性，又可加強(qiáng)學(xué)生與老師的實(shí)時(shí)交流，使廣大學(xué)生得到最優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，還可以方便學(xué)生在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)根據(jù)自己的需要進(jìn)行自主化和個(gè)性化學(xué)習(xí)。

3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

“電工學(xué)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課，我們的電工電子實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校第一批標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)中心。為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)際動手能力，我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷增加綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。面向優(yōu)秀學(xué)生，我們還建立了創(chuàng)新平臺，與教師的科研相結(jié)合，實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，受到了學(xué)生的歡迎。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，我們還開設(shè)了一定學(xué)時(shí)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生利用EWB軟件完成電路設(shè)計(jì)和性能分析等內(nèi)容。為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究熱情，我們采用自由結(jié)合的方式分組，實(shí)驗(yàn)題目由每組學(xué)生自行討論選定，然后小組成員分工協(xié)作，共同完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)分析，寫出小組報(bào)告，并派出代表在全體學(xué)生面前講解并演示，最后由各小組派出代表參與打分確定該組的成績。利用這種方法使學(xué)生通過分組—選題—設(shè)計(jì)分析—總結(jié)報(bào)告—綜合定分幾個(gè)環(huán)節(jié)，不僅加深了對課堂知識的理解，還培養(yǎng)了他們的交流協(xié)作能力、責(zé)任感和分析解決問題的能力，收到非常好的效果。

4 結(jié)語

“電工學(xué)”課程的教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要不斷地探索與發(fā)展，才能更好地適應(yīng)現(xiàn)代高等教育教學(xué)模式。近年來我們結(jié)合我校“電工學(xué)”精品課程的建設(shè)，對“電工學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了一系列改革，得到了廣大師生的肯定。我們將進(jìn)一步學(xué)習(xí)國內(nèi)外高?！半姽W(xué)”課程建設(shè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，把我校“電工學(xué)”課程建設(shè)提高到一個(gè)新的高度。

［1］ 李桂丹，宋學(xué)軍等，利用多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)教育平臺進(jìn)行電路教學(xué)改革［J］，南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27(1)88-90

［2］ 張偉志等，電路課程教學(xué)改革的探索，南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008，30

［3］ 秦曾煌，“電工學(xué)”，北京:高等教育出版社，2004