電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)改革的探索

胡 維，張方櫻

(廣州大學(xué) 實(shí)驗(yàn)中心，廣州 510006)

電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)改革的探索

胡 維，張方櫻

(廣州大學(xué) 實(shí)驗(yàn)中心，廣州 510006)

從電工電子實(shí)習(xí)課程中實(shí)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)置與學(xué)生專業(yè)的關(guān)系出發(fā)，探索改進(jìn)電工電子實(shí)習(xí)的教學(xué)方式與教學(xué)內(nèi)容的方法。改革的內(nèi)容包括建立實(shí)習(xí)大平臺(tái)，將實(shí)習(xí)課程分成三個(gè)模塊、自制相關(guān)實(shí)習(xí)儀器、建設(shè)立體化實(shí)習(xí)教材等，并實(shí)行了學(xué)生按興趣選擇部分實(shí)習(xí)項(xiàng)目的方式。實(shí)踐證明電工電子實(shí)習(xí)改革在人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮了較大作用，為企業(yè)輸送合格的人才奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

電工電子實(shí)習(xí)；教學(xué)改革；實(shí)習(xí)大平臺(tái)；實(shí)習(xí)項(xiàng)目

電工電子實(shí)習(xí)是一門面向電類和部分非電類專業(yè)的，以學(xué)生動(dòng)手為主、培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的電工電子操作與設(shè)計(jì)技能及工藝知識(shí)的基礎(chǔ)訓(xùn)練課程，是教學(xué)實(shí)踐中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，受到了很多高校的重視[1]。

電工電子實(shí)習(xí)訓(xùn)練學(xué)生從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿真、制電路板、焊接、安裝、調(diào)試、分析結(jié)果到成品驗(yàn)收整個(gè)系統(tǒng)過程，是電工與電子學(xué)科理論導(dǎo)向工程應(yīng)用的全面總結(jié)，這一特點(diǎn)決定了實(shí)習(xí)課程內(nèi)容的廣泛性和復(fù)雜性，國(guó)內(nèi)各高校對(duì)其教學(xué)改革探索進(jìn)行了一些有益的嘗試[2-9]，取得了不錯(cuò)的效果，但仍然存在一些需要改進(jìn)的問題。隨著電工電子技術(shù)發(fā)展的日新月異，如何推動(dòng)電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)的不斷改革與創(chuàng)新成為高校電工電子實(shí)習(xí)課程首要研究的課題。

目前許多高校開設(shè)的電工電子實(shí)習(xí)課程仍然基于傳統(tǒng)的動(dòng)手實(shí)習(xí)的教學(xué)方法，實(shí)習(xí)內(nèi)容無(wú)非就是焊接收音機(jī)、數(shù)字萬(wàn)用表等，實(shí)習(xí)教材也僅限于教科書，已經(jīng)跟不上電類學(xué)科的發(fā)展。一方面，傳統(tǒng)電工電子實(shí)習(xí)缺乏靈活性，只是交給學(xué)生焊接儀器，學(xué)生由于對(duì)實(shí)習(xí)項(xiàng)目不感興趣，缺少內(nèi)在推動(dòng)力，外在表現(xiàn)為對(duì)項(xiàng)目的原理、內(nèi)容不愿深究，在調(diào)試過程中遇到問題不知道、不愿意主動(dòng)解決，甚至不愿實(shí)習(xí)。另一方面，實(shí)習(xí)教學(xué)方法仍然無(wú)法脫離“實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方式，由教師按照教科書中內(nèi)容講授實(shí)習(xí)項(xiàng)目要點(diǎn)，學(xué)生自己“動(dòng)手搞定”，教學(xué)手段單一、陳舊、缺乏新意和教學(xué)互動(dòng)。另外由于電工電子實(shí)習(xí)涉及的知識(shí)點(diǎn)非常多且散，難以形成體系，學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中感覺所學(xué)知識(shí)凌亂，不能融會(huì)貫通，實(shí)習(xí)效果也因此大打折扣。

這種實(shí)習(xí)教學(xué)結(jié)構(gòu)和實(shí)習(xí)項(xiàng)目以及教學(xué)手段已經(jīng)不能適應(yīng)科技發(fā)展的實(shí)際需要，所以必須進(jìn)行電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)的調(diào)整與優(yōu)化。

1 實(shí)習(xí)教學(xué)改革指導(dǎo)思想

廣州大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心電子信息實(shí)驗(yàn)室于2006年成功獲得“廣東省示范性實(shí)驗(yàn)中心”稱號(hào)。以此為契機(jī)，我們積極進(jìn)行教學(xué)改革、科學(xué)研究及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，以電工電子實(shí)習(xí)教改作為突破口，加強(qiáng)實(shí)習(xí)課程的內(nèi)涵建設(shè)，探索實(shí)習(xí)改革的新路子。

電工電子技術(shù)課程內(nèi)容繁雜，包括電路理論、電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)，既有強(qiáng)電又有弱電，要在幾十個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)完成如此豐富的教學(xué)內(nèi)容，沿用傳統(tǒng)教學(xué)方式顯然是不現(xiàn)實(shí)的，因此必須調(diào)整思路，樹立新的教學(xué)理念。

本著教育服務(wù)于社會(huì)需求，培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的原則，我們?cè)谶x取教學(xué)內(nèi)容時(shí)采取“項(xiàng)目教學(xué)法”，將實(shí)習(xí)項(xiàng)目形成一條系統(tǒng)主線。這要求既應(yīng)兼顧到教學(xué)內(nèi)容的完整性，又要讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有系統(tǒng)的掌握。具體來(lái)說，我們摒棄了傳統(tǒng)實(shí)習(xí)教學(xué)法中按課時(shí)來(lái)排實(shí)驗(yàn)的方法，而是在構(gòu)建實(shí)習(xí)內(nèi)容時(shí)，先確定實(shí)習(xí)項(xiàng)目，對(duì)實(shí)習(xí)項(xiàng)目的內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)進(jìn)行綜合考慮，以項(xiàng)目為主，課時(shí)靈活調(diào)整，但保證總學(xué)時(shí)不變。為此，我們先進(jìn)行電工類實(shí)習(xí)項(xiàng)目的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)電路理論有一定的了解后，再進(jìn)行電子項(xiàng)目教學(xué)。在個(gè)人興趣的基礎(chǔ)上讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行軟件仿真，最后再自己畫電路圖、制PCB板，焊接調(diào)試電路，形成電子整機(jī)。

2 教學(xué)改革的實(shí)施

實(shí)習(xí)內(nèi)容的復(fù)雜性決定了實(shí)習(xí)改革內(nèi)容的多樣性，為此我們進(jìn)行了搭建實(shí)習(xí)大平臺(tái)，建設(shè)立體化實(shí)習(xí)教材等一系列工作，推進(jìn)了教改的實(shí)施。

2.1 電工電子實(shí)習(xí)平臺(tái)的搭建

我校電子信息實(shí)驗(yàn)室建立了一個(gè)完整的電工電子實(shí)習(xí)大平臺(tái)，按照一定的理論關(guān)系有機(jī)地組合各類實(shí)習(xí)項(xiàng)目，形成了行之有效的運(yùn)行方式，為電工電子實(shí)習(xí)教學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新做出了有益的嘗試。

由于電工電子實(shí)習(xí)課程涵蓋了電類專業(yè)和部分非電類專業(yè)的學(xué)生，不同專業(yè)的基礎(chǔ)、要求、能力、項(xiàng)目都有很大的差別，不能簡(jiǎn)單地采用同一套標(biāo)準(zhǔn)來(lái)教學(xué)。因此，我們根據(jù)各學(xué)院的實(shí)際需要，在實(shí)習(xí)大平臺(tái)下建立了三個(gè)模塊，可按照不同專業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行選擇，既保留了實(shí)習(xí)內(nèi)容的完整性，又充分考慮了各專業(yè)的特殊性，具體模塊內(nèi)容的設(shè)置如表1所示。

電工電子實(shí)習(xí)大平臺(tái)三個(gè)模塊中“電工電子實(shí)習(xí)I”主要面向電類專業(yè)如電子信息工程、電氣自動(dòng)化等本專業(yè)大二、大三的學(xué)生，兩個(gè)星期共60個(gè)課時(shí)?！半姽る娮訉?shí)習(xí)II”主要面向非電類且對(duì)電子知識(shí)要求較多的專業(yè)，如生物工程、環(huán)境工程等專業(yè)的大二學(xué)生，一個(gè)星期共30個(gè)課時(shí)。“電工電子實(shí)習(xí)Ⅲ”主要面向非電類且注重電工知識(shí)的專業(yè)，如土木工程、建備等專業(yè)大一、大二的學(xué)生，一個(gè)星期共30個(gè)課時(shí)。

表1 電工電子實(shí)習(xí)模塊簡(jiǎn)表

2.2 自制實(shí)習(xí)儀器

實(shí)習(xí)儀器是與實(shí)習(xí)項(xiàng)目的內(nèi)容配套的。由于實(shí)習(xí)的學(xué)生專業(yè)、水平、要求都有差別，因此實(shí)習(xí)儀器的準(zhǔn)備是一個(gè)需要仔細(xì)審視的問題。特別是某些實(shí)習(xí)項(xiàng)目，如三相異步電動(dòng)機(jī)的控制，不同專業(yè)的實(shí)習(xí)要求有著很大的差別，因此我們自制了一批能滿足實(shí)習(xí)教學(xué)需要以及學(xué)生需求的實(shí)習(xí)儀器。

(1)照明電路安裝實(shí)習(xí)板?？蛇M(jìn)行的實(shí)習(xí)項(xiàng)目包括：白熾燈照明電路、日光燈照明電路、節(jié)能燈照明電路、單開關(guān)控制照明電路、多路開關(guān)控制照明電路。

(2)室內(nèi)電氣線路安裝實(shí)習(xí)板。可進(jìn)行的實(shí)習(xí)項(xiàng)目包括：家居用電電路、家庭用電保護(hù)控制。

(3)三相異步電動(dòng)機(jī)控制實(shí)習(xí)板。可進(jìn)行的實(shí)習(xí)項(xiàng)目包括：三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、PLC控制的三相異步電動(dòng)機(jī)星形-三角形啟動(dòng)。

2.3 立體化實(shí)習(xí)教材

實(shí)習(xí)教材的建設(shè)是課程教改的重要方面，立體化實(shí)習(xí)教材的建設(shè)拓寬了實(shí)習(xí)的內(nèi)容，豐富了教學(xué)的手段，具體主要包括以下幾個(gè)方面：

(1)出版了實(shí)習(xí)課的配套教材“基礎(chǔ)電工實(shí)習(xí)”[10]。這本教材是電工電子實(shí)習(xí)課程改革后的配套教材，內(nèi)容幾乎涵蓋了我校電工電子實(shí)習(xí)課的所有內(nèi)容。教材使用三年多以來(lái)，教學(xué)效果良好。

(2)視頻教學(xué)課程。由于實(shí)習(xí)課需要學(xué)生自己動(dòng)手，而對(duì)于某些教師演示比較精細(xì)的工作，因場(chǎng)地所限，不能讓所有學(xué)生都看到，因此我們對(duì)焊接訓(xùn)練、SMT、電子產(chǎn)品調(diào)試等項(xiàng)目拍攝了大量輔助教學(xué)視頻供學(xué)生課中與課后學(xué)習(xí)。這些視頻均由教師親手操作、拍攝，對(duì)學(xué)生快速、高效完成實(shí)習(xí)起到了很大的幫助作用。

(3)網(wǎng)絡(luò)課程。由于學(xué)生能力、興趣的不同，在實(shí)習(xí)過程中遇到的困難也不盡相同，甚至有部分學(xué)生在完成自己的實(shí)習(xí)項(xiàng)目后，希望能了解更多的內(nèi)容，但受到實(shí)習(xí)時(shí)間和條件所限不能在實(shí)習(xí)課程中滿足?；诖它c(diǎn)考慮，我們開展了“電工電子實(shí)習(xí)”網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，將實(shí)習(xí)課程的項(xiàng)目?jī)?nèi)容、視頻資料以及多媒體課件掛載在相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，供學(xué)生下載，并且建立了電工電子實(shí)習(xí)論壇，有教師專職維護(hù)以及與學(xué)生互動(dòng)交流并解答疑問。

(4)虛擬實(shí)習(xí)。虛擬實(shí)習(xí)是將來(lái)學(xué)生實(shí)習(xí)的一個(gè)發(fā)展方向，也是相關(guān)實(shí)習(xí)教師努力建設(shè)的一個(gè)方面。利用虛擬教學(xué)組態(tài)軟件建立和實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單實(shí)習(xí)電路，明顯 提高了實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)效果。由虛擬組態(tài)軟件組成的虛擬實(shí)驗(yàn)室不受時(shí)間及空間的限制，學(xué)生可以自主地完成實(shí)驗(yàn)，具有良好的發(fā)展前景。

2.4 按學(xué)生的水平，自由選擇實(shí)習(xí)內(nèi)容

興趣是最好的導(dǎo)師。為了滿足學(xué)生在實(shí)習(xí)過程中的個(gè)人愛好，結(jié)合實(shí)際情況，我們的實(shí)習(xí)中的部分項(xiàng)目實(shí)行學(xué)生自主選擇的方式。在實(shí)習(xí)教師給定的電子產(chǎn)品的范圍內(nèi)，由學(xué)生本人提出思路、經(jīng)由實(shí)習(xí)教師審定后，學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行PCB制板、焊接、調(diào)試，直至最后的形成成品。這種方式可由學(xué)生自己控制難度，并且激發(fā)了學(xué)生的興趣，提高了其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

不同專業(yè)的學(xué)生，甚至是同一專業(yè)同一班級(jí)的學(xué)生，由于知識(shí)水平、知識(shí)結(jié)構(gòu)、主觀意愿的不同，導(dǎo)致了其對(duì)實(shí)習(xí)項(xiàng)目難度的需求不一。鑒于此，我們?cè)O(shè)置的實(shí)習(xí)項(xiàng)目充分考慮到學(xué)生的個(gè)體差異，同一項(xiàng)目采取不同難度的要求，因材施教。例如，電子制作這一項(xiàng)目，要求學(xué)生做一個(gè)路燈控制電路，在實(shí)習(xí)項(xiàng)目的難度上，我們?cè)O(shè)置了光控、聲控、聲光控三級(jí)難度，要求學(xué)生自行選擇。在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生根據(jù)自身的興趣和能力，獨(dú)立完成不同難度的項(xiàng)目。另外，學(xué)生還可以設(shè)計(jì)有一定使用價(jià)值的電子整機(jī)，如光電鼠標(biāo)、電子路燈、激光筆等。實(shí)際教學(xué)效果證明這一方法符合目前教學(xué)要求和學(xué)生的自身實(shí)際。

3 實(shí)習(xí)室的建設(shè)與管理

電工電子實(shí)習(xí)課程涉及較多內(nèi)容，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室難于滿足要求，甚至由于學(xué)生進(jìn)度的不統(tǒng)一，會(huì)發(fā)生不同學(xué)生需要用到不同實(shí)驗(yàn)室的情況，因此實(shí)習(xí)課程的進(jìn)行需要多個(gè)不同功能的實(shí)驗(yàn)室協(xié)同配合。鑒于此，我們共建設(shè)了四個(gè)實(shí)驗(yàn)室共約1 500 m2的場(chǎng)地給學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)，很好保障了實(shí)習(xí)的開展。建立了一整條電子產(chǎn)品生產(chǎn)線，從PCB制板、SMT貼片、波峰焊、載流焊到裝配臺(tái)。一套完整的流水線，能幫助學(xué)生熟悉實(shí)際的車間生產(chǎn)情況，提高了學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)的感性認(rèn)識(shí)，拓展了視野。

因?yàn)閷?shí)習(xí)課程需要學(xué)生停上專業(yè)課，利用整周的時(shí)間來(lái)進(jìn)行，因此難免與一些不能停課全校性的公共課程發(fā)生時(shí)間沖突，甚至遇到法定節(jié)假日無(wú)法補(bǔ)課，從而造成實(shí)習(xí)課時(shí)不足的情況。為了解決這一問題，我們將特殊的項(xiàng)目，如畫電路原理圖、仿真軟件學(xué)習(xí)等實(shí)習(xí)項(xiàng)目讓學(xué)生在課后自行學(xué)習(xí)的方式，從而有效提高了實(shí)習(xí)課程的效率，完滿完成了所有實(shí)習(xí)課程。

4 結(jié)束語(yǔ)

[1]高寧，李沛，鄭軍，等.改革電工電子實(shí)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29(7)：139-142.

[2]黎明，付揚(yáng).少學(xué)時(shí)電工電子學(xué)課程教學(xué)改革探究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27(11)：292-294.

[3]陳國(guó)輝,李元高,羅一鳴,等. 通過示范中心建設(shè)深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008,27(4)：75-77.

[4]黃允千.構(gòu)建電工電子實(shí)驗(yàn)中心的新模式[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005,22(3):4-7.

[5]侯志偉,卜云峰.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),注重學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].教育探索,2008，27(12):84-85.

[6]鄒津海,石冰.電工電子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心教學(xué)模式的研究與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010，27(11)：362-364.

[7]王永生.建立有利于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系[J].中國(guó)高等教育，2006(22)：48-50.

[8]熊元新.構(gòu)造研究性學(xué)習(xí)環(huán)境的電工電子實(shí)驗(yàn)中心[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2003，22(4)：8-9.

[9]谷曼.談我校的電工電子實(shí)習(xí)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(1)：78-80.

[10]謝陳躍，謝斌盛，胡維，等.電工電子基礎(chǔ)實(shí)習(xí)[M].北京：中國(guó)大地出版社.2007：1-20.

Exploration of the Teaching Reform on the Electrical and Electronic Practice

HU Wei，ZHANG Fangying

(Experiment Center, Guangzhou University, Guangzhou 510006, China)

This paper mainly focuses on exploring the teaching reform of the electrical and electronic practice course, which is based on the relationship between the setting of the practice items and the majorities of the students. The reforming contents include: building the platform of the practice, dividing the course into three modules, self-made instruments, writing textbooks and construct internet courses. Furthermore, the students could choose part of the practice items by their own interests. Practice has proved that this reforming course played a huge role in the talents training and built a solid foundation on supply qualified students to enterprises.

electrical and electronic practice; teaching reform; practice platform; practice items

2012-06-07；修改日期: 2014-03-05

2013年廣州市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(2013A060)；廣州大學(xué)教學(xué)教學(xué)研究基金資助項(xiàng)目(JY201431)。

胡 維(1980-)，男，碩士，博士研究生，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：電工電子理論與基礎(chǔ)。

G642.0;TM1

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2015.01.039