電工電子實驗課程體系與教學(xué)模式的改革創(chuàng)新思考分析

車路平，姜洪偉，王少泫

（1.中國人民武裝警察部隊海警學(xué)院，浙江 寧波 315801；2.中國人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院，北京 100072）

電工電子實驗課程主要包含電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路三個方面的內(nèi)容，在具體實施時，這三種課程互相獨立，在實踐教學(xué)中都是分開進行的，實驗課程的開設(shè)、實際以及課程設(shè)計沒有一個有效的聯(lián)系，導(dǎo)致在實際教學(xué)中所培養(yǎng)出來的學(xué)生綜合能力較差，知識應(yīng)用能力不強?；诖?，本文結(jié)合電工電子實驗課程教學(xué)發(fā)展實際情況，就如何革新電工電子實驗課程教學(xué)體系進行探究。

1 電工電子實驗課程體系打造的歷史背景分析

從長期發(fā)展角度來看，實驗課程教學(xué)沒有擺脫理論課程體系的限制，在具體實施操作時，無法按照實驗技術(shù)本身的系統(tǒng)性、科學(xué)性進行教學(xué)，所選擇的實驗教學(xué)內(nèi)容也是脫離了實際生活，且存在一些重復(fù)設(shè)置的內(nèi)容。

電工電子實驗課程體系在開展的過程中存在比較多的驗證性實驗，設(shè)計實驗內(nèi)容比較少，在實驗課程開展的過程中沒有明確具體的學(xué)生能力培養(yǎng)目標，課程實驗內(nèi)容安排趨于簡單，隨意性較大，在具體實施的過程中，缺乏考核和質(zhì)量監(jiān)督控制途徑。

電工電子實驗課場地設(shè)置比較小，設(shè)置水平較低，各個實驗室在打造的過程中缺乏足夠數(shù)量器械的支持，在資源供應(yīng)不充分的情況下，會使課程教學(xué)內(nèi)容翻拍比較簡單，隨意性較大。

在資源信息無法共享的情況下，就會使實驗教學(xué)僅僅能夠開展示范性實驗，且教學(xué)過程中仍然以灌輸為主，沒有充分引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與到課堂教學(xué)，教學(xué)手段缺乏。

2 電工電子實驗課程體系打造的基本要求

（1）強化基礎(chǔ)。基礎(chǔ)實驗教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過長時間發(fā)展已經(jīng)處于成熟的狀態(tài)，這種成熟的狀態(tài)對學(xué)生強化基礎(chǔ)知識認識、強化基本技能訓(xùn)練提出了更高的要求，以此來強化學(xué)生對基礎(chǔ)知識、基本技能訓(xùn)練的認識勢在必行。在實驗課程開展的過程中，需要加大對基礎(chǔ)課程實驗室教學(xué)的經(jīng)費投入，在實驗教學(xué)的過程中打造出完善的、具備一定規(guī)模的電路、電子技術(shù)實驗室。（2）強化實驗課程建設(shè)的綜合性、設(shè)計性和開放性。電工電子實驗課程在開設(shè)的時候，會出現(xiàn)一定比例的綜合性、設(shè)計性實驗，在實驗開展的過程中需要注重更新實驗教學(xué)內(nèi)容，減少重復(fù)性、驗證性的實驗。（3）實現(xiàn)軟硬件設(shè)施設(shè)備的建設(shè)管理。在整個設(shè)備管理的過程中，硬件建設(shè)主要是指實驗室場所的裝修和布置。軟件建設(shè)設(shè)置主要是指實驗室的設(shè)置和規(guī)劃，包含實驗室教材的編寫、實驗室管理規(guī)章制度的制定、實驗室人員培養(yǎng)等。

3 電工電子實驗課程體系和教學(xué)模式的基本變革分析

3.1 采用柔性化教學(xué)管理理念，以實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)為基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計思想

基于柔性化的電工電子實驗課程體系教學(xué)，會使實驗室課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段充分凸顯出實踐性的基本特點，從而在教學(xué)實施的過程中更好地滿足學(xué)生個性化發(fā)展需要。打造基于柔性化教學(xué)理念的電工電子實驗教學(xué)體系，包含以下幾個方面：（1）打造柔性化的電工電子梯級實驗教學(xué)體系。在對電工電子實驗教學(xué)內(nèi)容整理分析后，將整個課程教學(xué)過程分為三個階段，分別是基礎(chǔ)類型的實驗、設(shè)計類型的實驗、創(chuàng)新類型的實驗。電工電子柔性化實驗課程體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。（2）打造多層次柔性化電工電子實驗教學(xué)內(nèi)容?？紤]到柔性化電工電子實驗教學(xué)內(nèi)容、專業(yè)的不同，為了能夠更好地滿足不同層次學(xué)生對實驗學(xué)習(xí)的要求，需要教師在具備高層次知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上跟蹤電工電子學(xué)科的前沿研究內(nèi)容，廣泛整合實驗教學(xué)的資料。（3）創(chuàng)新“模塊化”電子電工試驗教學(xué)方法。柔性化電工電子實驗教學(xué)要根據(jù)不同層次的學(xué)生學(xué)習(xí)需要為其安排實驗內(nèi)容，在保留必要驗證性實驗的基礎(chǔ)上合理安排實驗內(nèi)容，打造出多個單元模塊和實際應(yīng)用模塊，并在實驗學(xué)習(xí)的過程中引入創(chuàng)新型實驗的內(nèi)容，從此引領(lǐng)學(xué)生更多地了解電工電子發(fā)展前沿知識，掌握電工電子實現(xiàn)方法。

圖1 電工電子柔性化實驗課程體系結(jié)構(gòu)

3.2 優(yōu)化電工電子實驗教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

（1）體現(xiàn)實驗課程的驗證性和先導(dǎo)性。電工電子實驗教學(xué)要能夠體現(xiàn)出電工電子課程的基本原理，充分反映出電工電子的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向。比如，在基爾霍夫定律知識學(xué)習(xí)的過程中，可以通過教師提問、學(xué)生實驗、總結(jié)數(shù)據(jù)、尋找規(guī)律的方式引導(dǎo)學(xué)生得出具體的規(guī)律和定律，這樣先導(dǎo)和實驗結(jié)合的方式會提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，強化學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。（2）將開放式實驗教學(xué)平臺和實驗教學(xué)結(jié)合在一起。為了能夠更好地提升電工電子實驗效果，增強學(xué)生的實踐能力，需要依托先進的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來打造多層次的實驗設(shè)計，在平臺支持下滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。在這樣的環(huán)境中，學(xué)生會掌握更多的電工電子技術(shù)。

3.3 打破課程設(shè)置，實現(xiàn)模塊化教學(xué)

模塊實驗內(nèi)容。結(jié)合《電路基礎(chǔ)》《模擬電路》《數(shù)字電路》的內(nèi)容設(shè)置將數(shù)字、信號模擬應(yīng)用到電工電子課程建設(shè)中，開展實驗教學(xué)。第一，模擬信號。模擬信號的實驗教學(xué)包含測試電器元件的主要特征，研究單相正弦電流基本特點，測試無源二端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，分析電路的運行動態(tài)。第二，數(shù)字信號。數(shù)字信號包含研究門電路、組合邏輯器件的應(yīng)用、時序邏輯電路、脈沖信號的產(chǎn)生過程等。在具體研究的過程中會牽扯到程序的設(shè)計、程序的中斷管理、程序設(shè)計等。第三，綜合實驗。綜合實驗包含三相電源的設(shè)計、控制舞臺彩燈、對機電路的擴音等。這些模塊的設(shè)置會將課程界限打破，充分凸顯出知識應(yīng)用的綜合性，也會將分散的實驗課程內(nèi)容整合在一起。

3.4 實現(xiàn)全開放的實驗教學(xué)模式

模塊實驗教學(xué)一般需要4～8h才能夠完成，這樣的時間限制會要求打造開放式教學(xué)實驗。實驗室需要全天候地為學(xué)生開放，學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)到達課程，按照教師的要求獨立完成課程。這樣的教學(xué)模式提升了實驗教學(xué)效率，也有利于在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生的工作能力。開放式實驗教學(xué)流程如下：首先，對實驗方案、實驗時間進行預(yù)約，獲取實驗預(yù)約卡；按照規(guī)范的標準組織教學(xué)，檢查實驗結(jié)果；在教學(xué)的過程中，教師需要強化學(xué)生的操作技能、創(chuàng)造思維和實踐能力，對現(xiàn)有的教學(xué)方案實施全方位的考量。

3.5 將實驗教學(xué)設(shè)計和實習(xí)結(jié)合在一起，強化素質(zhì)培養(yǎng)

在實驗教學(xué)的過程中，要引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的實驗方法，綜合培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，在實驗教學(xué)中巧妙構(gòu)思。這種巧妙的實驗教學(xué)是一種高階教學(xué)，通過這樣的教學(xué)會提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。比如，在電子系統(tǒng)設(shè)計的過程中，教師可以組織學(xué)生先對之前的線路原理圖進行設(shè)計，使用計算機技術(shù)完成仿真模擬，獲得理想?yún)?shù)，在綜合比對方案后分析實物制作結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計。

電工電子實驗課程體系充分融合了實習(xí)、設(shè)計和實驗的基本內(nèi)容，使得整個課程的教學(xué)更加清晰、目標更加明確、教學(xué)內(nèi)容更加豐富，在這個過程中，會充分提升課程教學(xué)成效，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課程教學(xué)的過程中，要注重以EDA技術(shù)的選擇應(yīng)用為基礎(chǔ)，強化實驗內(nèi)容和手段的創(chuàng)新，打造電工電子實驗實習(xí)中心，富有效率地完成復(fù)雜電路的實驗教學(xué)。

4 結(jié)語

綜上所述，電工電子實驗教學(xué)模式是對以往課程教學(xué)模式的一種革新，在課程實施過程中，所使用的教學(xué)手段、教學(xué)方法符合課程教學(xué)內(nèi)容的要求，且在具體實施教學(xué)的過程中能夠強化學(xué)生自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新理念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，達到理想的教學(xué)效果。