以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心多層面推進(jìn)電工電子實(shí)踐課的改革

電工電子技術(shù)是高等工科院校非電專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電工電子技術(shù)已成為其他學(xué)科領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化的基礎(chǔ)技術(shù)之一。目前由于電工電子技術(shù)對(duì)各專業(yè)的不斷滲透，電在各專業(yè)所取的作用已不能低估。隨著教學(xué)改革的不斷發(fā)展，教學(xué)研究的不斷深入，人們?nèi)找嬲J(rèn)知到高等學(xué)校的任務(wù)，不光是傳授知識(shí)，更重要的是能力的培養(yǎng)，而能力的培養(yǎng)又與重視實(shí)踐緊密相關(guān)。因此，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，實(shí)際上做的是由知識(shí)向能力轉(zhuǎn)化的工作，是把人的全面發(fā)展視為教育的最終目標(biāo)。東華理工大學(xué)強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)，不僅能強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)，也能強(qiáng)化學(xué)生的能力。

長(zhǎng)期以來(lái)，電工電子技術(shù)這門非電專業(yè)少數(shù)或惟一的電課，卻被認(rèn)為是一門輔助性課程。因而電工電子實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，開設(shè)十分簡(jiǎn)單，不能引起學(xué)生的興趣和重視。為了使我國(guó)培養(yǎng)的新一代大學(xué)生能適應(yīng)21世紀(jì)這個(gè)科技飛速發(fā)展、競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的時(shí)代，非電專業(yè)的電工電子教學(xué)內(nèi)容在不斷更新、不斷加強(qiáng)。因此，電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)也必須隨之改革、隨之深化，也一直受到全國(guó)高等院校教育專家的高度重視。幾年來(lái)，我們?cè)谔剿餍碌碾姽る娮訉?shí)驗(yàn)方法時(shí)，推出了多層面電工電子優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)法，即：新編強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性的教材、基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、結(jié)合仿真軟件的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、電工電子實(shí)訓(xùn)中心、課程設(shè)計(jì)、課外制作、實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、看錄像討論、參觀生產(chǎn)廠家等，取得了良好的效果，深受同學(xué)們歡迎。

一、改革和優(yōu)化電工電子學(xué)課程體系，修訂專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃

東華理工大學(xué)非電類電工電子課程所涵蓋的專業(yè)很多，我們針對(duì)不同的院系，不同的專業(yè)，了解它們各自的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和對(duì)本課程的需求，將教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整納入到整個(gè)課程體系的改革中，確定了電工電子課程模塊化的體系結(jié)構(gòu)。按照學(xué)科內(nèi)容屬性將電工電子學(xué)課程分為電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)和電機(jī)及電氣控制技術(shù)四大模塊。構(gòu)建電工電子課程模塊化教學(xué)內(nèi)容，按知識(shí)模塊進(jìn)行統(tǒng)一教學(xué)要求的規(guī)范化教學(xué)。針對(duì)專業(yè)培養(yǎng)需要及時(shí)修改專業(yè)的學(xué)時(shí)要求，如軟件工程專業(yè)調(diào)整為60學(xué)時(shí)，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)調(diào)整為68學(xué)時(shí)。為提高創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力增設(shè)一周電工電子課程設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。并由此新編了強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性的面向21世紀(jì)高等學(xué)校電工電子技術(shù)教材，該書已由武漢理工大學(xué)出版社出版。

二、改革電工電子實(shí)踐課體系和內(nèi)容，分層次系統(tǒng)地提高創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力

針對(duì)不同專業(yè)、不同層次學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，需要解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置的科學(xué)化和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新等重要問(wèn)題。東華理工大學(xué)“以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為核心，突出人才培養(yǎng)特色”的目的出發(fā)，以“認(rèn)識(shí)—實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)—探索創(chuàng)新”的實(shí)踐能力與知識(shí)建構(gòu)規(guī)律，逐步建立以創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線，分層次、模塊化、相互銜接的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分層次設(shè)置。

1.基礎(chǔ)性驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)識(shí)實(shí)踐能力。按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱基本要求對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能。對(duì)同一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求學(xué)生課后進(jìn)行EWB仿真實(shí)驗(yàn)并與硬件實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。

2.提高動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)。開設(shè)了戴維南定理和三表法測(cè)交流電路等效參數(shù)兩個(gè)提高動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)，即沒(méi)有定型的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，只在實(shí)驗(yàn)桌子上放置了與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有關(guān)的儀器儀表、元器件及連接導(dǎo)線，要求學(xué)生自己構(gòu)建電路完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3.提高性設(shè)計(jì)性型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力。在完成電工電子理論課教學(xué)和基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，開設(shè)一周的電工電子設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能的縱向應(yīng)用，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的更高層次。但選題要基于非電專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，不能太難，也不能太易，而且通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o學(xué)生一次全面鍛煉的機(jī)會(huì)。我們選擇了“萬(wàn)用表的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試”這一內(nèi)容?？紤]到其一，萬(wàn)用表是最基本、最必需的儀表，學(xué)生對(duì)它的制作興趣頗濃，且熟悉了其結(jié)構(gòu)、原理，對(duì)使用它來(lái)說(shuō)就很容易了。其二，萬(wàn)用表的內(nèi)部電路計(jì)算并不難，教材習(xí)題中就做過(guò)類似的計(jì)算。其三，實(shí)驗(yàn)器材能夠配足。內(nèi)容程序?yàn)椋涸O(shè)計(jì)→制作→安裝→調(diào)試→總結(jié)。通過(guò)開設(shè)該設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是提高電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量行之有效的辦法之一。該實(shí)驗(yàn)深化和擴(kuò)展了理論知識(shí)，迫使每個(gè)參加實(shí)驗(yàn)的同學(xué)動(dòng)腦筋，既要應(yīng)用課堂理論，又要補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上也是開放式實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)深受學(xué)生的歡迎，幾乎所有的學(xué)生都希望多開設(shè)一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?？梢?jiàn)，充實(shí)實(shí)驗(yàn)，改革實(shí)驗(yàn)已勢(shì)在必行。

4.研究性綜合性創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和科研能力。創(chuàng)新能力是在認(rèn)識(shí)能力、應(yīng)用能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更高層次的能力培養(yǎng)。我們?cè)趯?shí)踐中充分利用實(shí)驗(yàn)室軟硬件資源，積極開展大學(xué)生科技活動(dòng)（如小制作，小發(fā)明，電子競(jìng)賽）。允許有動(dòng)手能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力的大學(xué)生綜合利用實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備，按自己的需求和興趣到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，為培養(yǎng)個(gè)性化的人才提供有利條件。如東華理工大學(xué)06級(jí)土木工程專業(yè)的部分學(xué)生利用課外時(shí)間，制作出了窗戶窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)模型，在江西電子大賽中初現(xiàn)成績(jī)。

這種全開放性的實(shí)踐訓(xùn)練模式是我們當(dāng)前正在積極探索和實(shí)踐的研究課題，通過(guò)該模式完整訓(xùn)練，將促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的進(jìn)一步提高。

三、以EDA技術(shù)為基礎(chǔ)，加速實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與手段的更新

EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)電子電路的設(shè)計(jì)、仿真、分析和再修改的設(shè)計(jì)。我校在電工電子實(shí)踐教學(xué)中，以EDA技術(shù)為基礎(chǔ)，更新了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。對(duì)電路的分析、仿真引入了電子工作臺(tái)EWB軟件；EWB軟件是一個(gè)短小精悍的純虛擬軟件，軟件界面非常接近實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生很容易掌握，同時(shí)又能提供實(shí)驗(yàn)室沒(méi)條件提供的貴重儀器和大量的元器件，特別適合放手讓學(xué)生做設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的要求。學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性很高，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)在時(shí)間、地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)條件方面的限制，效果非常好。應(yīng)用EDA技術(shù)，不但解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和元器件局限等問(wèn)題，提高了實(shí)驗(yàn)開出率，而且使綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)更加靈活，最重要的是，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，促進(jìn)他們的個(gè)性發(fā)展，使學(xué)生掌握先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和分析方法。EDA技術(shù)的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)手段，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

四、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)硬件建設(shè)，建立較高水平的師資隊(duì)伍

近幾年來(lái)，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)十分重視，學(xué)院投入40余萬(wàn)元對(duì)電工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)模電子綜合實(shí)驗(yàn)室、電工電子實(shí)訓(xùn)基地等實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行建設(shè)，設(shè)備臺(tái)套數(shù)由原來(lái)的各10套擴(kuò)建到各30套，有力地保障了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。

高素質(zhì)師資隊(duì)伍是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的根本保證，教師應(yīng)具有創(chuàng)新教育觀，要有寬厚扎實(shí)的基礎(chǔ)理論功底和系統(tǒng)精深的專業(yè)知識(shí)。來(lái)為實(shí)踐性教學(xué)提供智力支持和保障。一方面，進(jìn)行創(chuàng)新教育本身需要高水平的教師的指導(dǎo)；另一方面，學(xué)生在創(chuàng)新思維和訓(xùn)練的過(guò)程中，總會(huì)遇到一些困難和問(wèn)題，需要向教師求教或共同探討來(lái)完成。在校、系領(lǐng)導(dǎo)的支持下，教研室改變過(guò)去理論課教師不愿進(jìn)實(shí)驗(yàn)室教師的傳統(tǒng)，打破理論教師與實(shí)驗(yàn)教師的界限，經(jīng)驗(yàn)豐富的理論課教師必須進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)、開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、組建新實(shí)驗(yàn)室、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)，指導(dǎo)教師注重積累教學(xué)資料，進(jìn)行教法研究，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)，為切實(shí)提高電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，開創(chuàng)了一個(gè)良好的局面。

五、改革實(shí)驗(yàn)考核方式，以促進(jìn)全開放教學(xué)模式

將創(chuàng)新教育融入實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)中是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要方方面面的配合，才能得以逐步實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樗婕暗浇逃^念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)模式的改革、教學(xué)手段的更新、管理思想的解放等諸多因素。

東華理工大學(xué)首先改革對(duì)學(xué)生的考試評(píng)價(jià)方式，加大在理論考核中實(shí)驗(yàn)成績(jī)占到的比例，這些直接影響到學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的積極性和對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視程度。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入，電工電子課程實(shí)驗(yàn)獨(dú)立設(shè)課勢(shì)在必行。采用有利于培養(yǎng)、加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的新的考核辦法：驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的平時(shí)成績(jī)占30%，開放型綜合實(shí)驗(yàn)占30%以及書面考核占40%。另外，充分利用現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，制作并應(yīng)用多媒體實(shí)驗(yàn)電子課件，提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。這樣他們就由“要我做”變?yōu)椤拔乙觥?，由被?dòng)驗(yàn)證變?yōu)橹鲃?dòng)設(shè)計(jì)，完成了以教為中心向以學(xué)為中心的轉(zhuǎn)變。采用開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)性、綜合性和工程性，使學(xué)生實(shí)踐能力得到充分鍛煉。促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。

實(shí)踐證明，電工電子實(shí)踐課教學(xué)改革開闊了實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)的思路，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)現(xiàn)代化，促進(jìn)了建立較高水平的師資隊(duì)伍，也促進(jìn)了教學(xué)資源共享，提高了儀器設(shè)備的利用率。另一方面也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考、自己動(dòng)手的能力，也進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使學(xué)校能更多更好地培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新人才。

本文系2006江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究省級(jí)立項(xiàng)課題（課題編號(hào)JXJG-06-85-5）

（作者單位：東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院）