基于專業需求的“電工學”課程整體優化研究

徐霞?涂巧玲?張杰

摘要：介紹了“電工學”課程基于專業需求的整體優化改革思路，根據專業需求將教學內容進行了改革，探討了在新形勢下該課程教學方法及手段的改革。研究成果已經在重慶理工大學非電專業教學中進行了探索實踐，并取得了良好的效果。

關鍵詞：電工學；專業需求；整體優化

作者簡介：徐霞（1970-），女，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，副教授；涂巧玲（1965-），女，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，教授。（重慶 400054）

基金項目：本文系重慶理工大學教研項目（項目編號：2011027）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0055-02

“電工學”課程是面向非電專業學生開設的一門技術基礎課，該課程既有基礎理論又有專業知識，理論和實踐并重，是由純理論課學習向工程實踐應用過渡的橋梁。該課程的教學主要以通識教育為主，即無論何種專業，課程的理論教學以及實驗內容都基本相同，存在的差別只是教學學時以及內容深淺的不同。然而，該課程的問題是重教學內容的系統性、完整性，而忽略了為學科交叉提供延伸接口。作為一門技術基礎課，“電工學”課程的通識教育模式忽略了各個專業的差異性和應用需求，并使部分學生對學習該門課程的目的性和必要性產生了懷疑。隨著我國高等教育改革的不斷推進，在人才培養方面，越來越多的學者傾向于這樣的觀點，即在一定通識教育的基礎上，應逐步根據專業需求強化專業特色教育。[1]因此本校在教學中，通過對專業應用背景的介紹，提出實際問題，引導學生應用所學理論知識解決實際問題。在教學內容和教學方法手段上進行了一系列的改革，爭取以整體優化的方式在“電工學”教學改革中取得一定成效。

一、專業需求教育對教師的要求

“電工學”教學中，要根據每個專業需求的不同進行特色化的教學，這就對教師提出了更高的要求。教師不但要掌握本專業的知識，更要對不同專業進行了解、分析，知道“電工學”在該專業的一些主要應用領域，并能舉出適合課堂教學的應用實例。要做到這一點，教師要參閱該專業的培養計劃以及該專業的主干課程教材，獲取更多的專業信息。這需要學院、學校的支持，學校派教師到其他各個高校學習調研，參加各種研討會，使其得到更廣泛的知識。

二、專業需求教育下對各專業教學內容的研究

“電工學”的課程體系是從60年代開始逐步建立起來的，是電類專業“電路分析”、“模擬電路”、“數字電路”、“電機電器及控制”四門課程的簡化和濃縮。[2]本課程組對各專業的課程基礎內容進行了規范與整理，規定了電路分析、模擬電路、數字電路、電機電器及控制4個部分必講的基礎內容。

由于各個專業對“電工學”知識的側重點不同，教師根據人才培養計劃，相應地增加一些對專業內容及應用實例的講解，同時也要注意難易程度，使其便于學生掌握接受。

在教學過程中，教師一般先根據專業情況選取一些有特色的實例，以問題為核心，以分組協作為組織形式，以解答問題為驅動力來展開教學，關鍵是根據不同的專業情況來精心設計問題。這對教師提出了很高的要求，要求設計的問題能引出本課程與相應學科領域相關的基本概念原理，確保問題能夠激發學生的學習動機和學習熱情。

1.機械工程專業

機械工程專業是重慶理工大學（以下簡稱“我校”）的品牌專業。課程組教師結合工廠實際，對此專業學生重點講解了電動機的繼電器接觸器控制，教師對繼電器接觸器控制的相關知識以車床、銑床或者鉆床為例進行詳細講解。如時間充足，需對學生進行可編程控制器的介紹，要求學生看得懂繼電器接觸器原理圖和接線圖，因為現在的很多工廠都進行了可編程控制器改造。

2.車輛工程專業

車輛工程專業的學生要掌握車身、底盤、發動機、電器及電子技術等方面的基本理論、原理。在該專業的知識體系中，汽車電子技術尤為重要。汽車的發電、電控、電子點火及信息監控顯示等系統都可作為電子技術內容的教學應用背景及電路實例。在實際的教學過程中，教師將電子技術的內容作為重點，應用到教學中。

3.材料科學專業

材料科學專業主要研究的是材料加工工程以及材料測量與檢測技術，因此“電工學”在該專業的教學中著重強調電機拖動方面的內容。教師在講解這部分內容時從直流電動機以及三相異步電動機原理入手，到電機的應用都要主要介紹，另外整流電路、電動機的調速、制動、反轉等都需要給學生詳細講解。

教師在“電工學”教學中也要向學生介紹該專業前沿的研究成果，如在材料專業中的基本電路元件憶阻器。憶阻器作為教科書上還沒有提及的基本元件，可以適當補充進“電工學”的教學中，使學生借助文獻閱讀深刻理解和掌握材料、元件與電路之間的聯系，運用所學知識在科研家或工程師的工作中發現新概念和新技術。通過教師在教學中介紹憶阻器的概念，學生進一步加深理解與明確“電工學”在材料研究和應用中的重要作用，理解材料的制備與構效關系是材料研究的主題，也是作為“材料人”今后努力和發展的方向。[3]

4.化工專業

化工專業培養的學生要系統掌握各類化學工程與工藝的專業基本知識和基本技能，具備指導和管理化工生產的能力。因此要求在“電工學”的學習中更熟悉化工流程中所用到的電子設備的原理，教師在教學中強化電工學強電方面以及設備方面的內容。

本課程組曾經在課后要求學生自學掌握的相關方面的內容有：電阻加熱器及溫度的測量和控制；工頻感應加熱器的原理和實踐；日光燈電路及節能；日光燈等效正弦波參數的測定和分析；用電流表法測算交流電動機的功率因數。

5.制藥專業

本校的制藥專業側重于生產過程質量控制、技術管理方面及應用。因此教師在“電工學”的教學中可以把制藥設備的工作原理和控制過程以及重要的檢測及監控作為教學案例，[4]電子技術的內容可以適當弱化。

三、建立適應整體優化的教學手段和方法

1.積極引導，培養學生的創新意識

中國學生“基本功好、書本知識好、考試成績好”，西方學生“交流表達能力好、動手能力好、創新能力好”。兩種“三好”的不同從某個角度反映了我國在人才培養上還有缺陷。我校作為地方本科院校，應緊密結合地方經濟建設和社會發展需要調整人才培養目標，培養工程研究應用型人才。我校占半數以上的本科畢業生幾乎全部走上工作崗位，這些畢業生進入社會后能否很好地適應社會的要求就是對學校教學的檢驗。因而在人才培養上應加強基礎，培養創新型人才才能適應社會的需要。

課程組在教學中發現在自由、輕松氣氛下，學生才能最有效地學習，才最有利于創造力的發展。這就要求教師要營造一個民主、和諧的課堂教學氛圍。教師在教學中遵循平等性、民主性、主體性等原則，形成積極、健康、生動活潑的課堂心理氛圍，這一點對于培養學生的創造性是非常重要的。現在的大學課堂很多還是采取滿堂灌的方式，教師首先要有意識地改變這種方式，逐漸引導學生敢想、敢問、明白教育的未知性、探索性，允許學生采取逆向學習法，讓其學會從質疑中學習，從體驗中學習，從論辯中學習。

為了啟迪學生的創新意識，筆者認為工科學生應適當了解一些學科相關知識和最新進展，以開闊視野。為此，筆者準備在講課的過程中，穿插一些如電工學理論的發展簡史、科學家的生平介紹、名言警句以及一些常用的電類知識，這些使學生可以從中體會到科學思想、科學方法、科技與人文、科學與藝術、文理交融的重要精神，這對于激發學生的學習興趣和創新意識的培養是有益的。

2.教學手段的多樣性

課程組對電工和電子技術基礎各部分內容做了詳細分析，采用傳統教學與多媒體教學相結合的方法，針對不同的教學內容尋求最佳的教學方式。如講授低壓電器和繼電接觸器控制系統內容時，將實物發給學生，并讓學生用萬用表測電阻了解什么是常開觸點，什么是常閉觸點。低壓電器相關內容歸納起來無非是導通和切斷問題，也就是開關問題，其核心是觸點，或是常開觸點或是常閉觸點，或是人為控制通斷的觸點，或是由溫度、時間、速度等物理量控制通斷的觸點。如PN結的形成、多子與少子的移動，用動畫都能起到很好的效果。本課程組將現代教育技術與傳統教學手段有機結合，使得教學方法更先進、教學手段更靈活、教學過程更生動、教學效果更顯著。

3.建立科學合理的電工學評價體系

針對課程的特點，在“電工學”考試中，我校準備實行資格考試+水平考試相結合的考核方式。在考試內容的設計上，增強題型設計的靈活性，試題中應多出綜合思考題、應用題和分析題。資格考試對學生知識掌握情況進行測試，考試內容為課程中的重要定理、課后練習和布置自學的內容，水平考試采用試題庫中的試題對學生綜合應用能力進行測試。這樣既檢測了學生的知識能力，又提高了學生平時學習的積極性。在改革考試內容的基礎上，實現考試方式的多元化。目前可以采用集中考核和分散考核兩種形式，通過閉卷、開卷、口試、讀書報告等多種方式進行考核。每一種考試方式都有自己的優缺點和適用范圍。另外適度提高平時成績的比例，調動學生平時學習的積極性。在“電工學”教學中，以課堂教學在多大程度上給學生提供了個性行為發展和思維能力發展為評估依據，發揮評價的正確導向作用。教師在做學科成績評價時，將課堂上學生主動參與協作學習時的行為表現、自主探索的學習習慣、是否積極完成作業等作出定性評價，按照一定的比例納入考試總成績，作為平時學生學習行為表現成績分數，以解除一部分學習基礎較差的學生在心理上的后顧之憂，讓理論基礎較差、學習態度端正的學生獲得一定的發展潛力分或教師的心理期待發展分，從而保護一部分學生的學習上進心，通過優化學生的非智力因素促進學生智力因素的發展。

四、結束語

“電工學”教學改革是一項長期的艱巨任務，要深化教育教學改革推動人才培養觀念轉變和方式方法創新。[5]“電工學”課程基于專業需求的整體優化研究是時代發展的需要。要不斷更新教學理念，提高教師的教學水平，既重視“電工學”的基礎性，又突出其專業性和先進性。強化創新和應用能力培養，積極探索多種教學方法，并使多種教學方法有機結合。[6]教師要因材施教，對學生進行由基礎到提高再到創新的全面培養，真正達到全面提高教學質量的目的。本課程組的研究成果已經在我校非電專業教學中進行了探索實踐，并取得了良好的效果。

參考文獻：

[1]劉海春，刑麗冬.“電工電子技術”課程教學中的專業特色教育[J].電氣電子教學學報，2011，33（3）：24-25.

[2]李斌，林偉，等.重構電工電子教學新體系[J].理工高教研究，

2006，25（1）：99-101.

[3]葉春暖.針對材料類專業學生的電工學課程教學的思考與實踐[EB/OL]. http：//blog.sciencenet.cn/blog-325105-525151.html.

[4]涂巧玲，徐霞.基于專業需求的“電工電子技術”課程內容的優化[J].電氣電子教學學報，2011，33（3）：31-33.

[5]李進才，孫超.教學方法改革的關鍵在于教育思想觀念的轉變[J].中國大學教學，2009，（11）：55-57.

[6]孫君曼，鄧瑋，等.電工學類課程教學綜合改革研究[J].中國電力教育，2009，（14）：122-123.

（責任編輯：宋秀麗）