以提高學員綜合素質為目標的電工技術課程建設

李 巖， 王成剛， 劉 迪

(海軍航空工程學院 a. 控制工程系； b. 基礎實驗部， 山東 煙臺 264001)

0 引 言

“電工技術”是我院生長指揮和生長技術本科學員的一門必修課，在專業課程體系中，起著承前啟后的重要作用，為后續課程學習以及從事與本專業相關的工程技術工作打基礎。在新一輪人才培養方案中理論與實踐環節的學時分配為40+20，理論學時較以往有所減少。如何利用較少學時使學員既能掌握理論知識，又能提高電工實踐技能，是課程組面臨的一大課題。在院訓練部牽頭組織下，經過多個系、教研室多輪探討，成立了以理論課教員和實驗課教員組成的新型課程組，共同制定課程標準、教學計劃與實施方案。

改革后的“電工技術”課程總的教學思路是：理論知識覆蓋，實驗環節增長。理論教學基本覆蓋原課程標準中的知識點，讓實驗課程不再停留在理論課程輔助教學的地位，不再是簡單的理論驗證，而是強化實踐、實訓環節，提高學員的創新能力和實踐技能。

電工技術教學中，理論和實驗的關系不是簡單的并行與驗證，而是基礎與外延，應充分發揮實驗及實訓環節特點，做到理論與實踐的必要互補。實驗教學的質量和水平如何，直接關系到院校人才培養質量和整體發展水平，對院校的生存和發展具有重要的影響[1-3]。要想全面推進電工技術課程教學改革，就需要突破傳統教學模式的束縛，查找其中存在的問題。首先要更新教育觀念，樹立創新的教育教學理念，開展創新型理論及實驗教學；其次是根據具體實際，探索開展創新實驗教學的方法與途徑。

1 電工技術教學存在問題分析

(1) 與工程實踐脫節，阻礙知識向能力的轉化。電工技術課程在人才培養方案中是第一門介于科學類與工程類之間的課程，是非電類學員獲取用電知識的重要環節，教學內容多，涉及范圍廣，由于學時所限，理論教學往往注重基本概念、原理及分析方法，與工程實踐、武器裝備嚴重脫節，阻礙知識向能力的轉化。

(2) 教學手段單一，難以激發求知欲望。近年來，雖然任課教員均制作了與教學內容相配套的教學課件，但電工技術課程本身具有教學對象具體，而教學內容抽象的特點，如各類電機、變壓器等的結構及工作原理抽象難懂，傳統的課本搬家式的課件，無法直觀形象地展示教學內容，難以激發學員的求知欲望。

(3) 問題意識淡薄，束縛創造性思維。為了保證實驗的順利開展，教員往往都是提前給學員講解實驗過程、編制詳細的實驗指導書：明確規范每個步驟的操作，而學員則按照既定模式完成接線、測量、記錄數據、數據分析等過程，整個實驗過程沒有學員的獨立思考。學員只能根據教員所給結果對比出自己的數據是否正確，往往知其然不知所以然，造成問題意識淡薄、思維定勢，束縛思維創新[4]。

(4) 實驗條件限制束縛學員創新。傳統的電工技術實驗教學仍然采用固定的時間、統一實驗內容的教學模式，學員沒有選擇性，實驗操作基本上是“照方抓藥”機械式的模式。在綜合性、設計性實驗及自主性、研究性和課題型實驗中，由于實驗內容新穎、涉及知識面廣，需要實驗室提供更多的軟硬件資源和多領域教員多方面的指導。傳統的教學組織模式無法為該部分實驗內容的研究提供足夠的支撐，學員即使有了創新的動機，也會應實現難度的增加而降低熱情。

2 電工技術課程改革與實踐

按照“理論知識覆蓋，實驗環節增長”的教學思路，注重“夯實基礎，著眼發展”，深化電工技術理論課程教學內容和教學方法的改革，注重“貼近裝備、貼近崗位”，在實驗教學中加大創新能力培養的力度，加速知識向能力的轉換。

2.1 夯實基礎，著眼發展，深化理論教學改革

重視課堂教學的系統優化，為了拓寬學員的知識面，及時了解電工領域的新技術發展態勢，在課堂教學中，以所精選的教材內容為基本教學內容，并適當地把國內外最新的科研成果和學術動態引入到課堂教學中來，在講授電路理論基本分析方法和基本定理的基礎之上，將航空電氣裝備中與之相關的典型電路引入課堂教學中，進行分析、研討，使技術基礎理論與專業知識相融合，以此來強化學員綜合運用知識的能力。

以啟發式教學和研究式教學貫穿課堂教學的全過程，適當引入案例教學和想定作業教學法；制作了電工技術多媒體課件，以電工技術網絡課程為依托，提供了“平臺+資源+設計”的協作式學習解決方案，構建了以學員為本的基于網絡的協作式學習新模式。相比于競爭學習和個體學習，協作式學習更能培養學員的合作意識和團隊精神，提升綜合能力和素質。

2.2 貼近裝備、貼近崗位，強化實踐創新能力

電工技術實驗課程的定位不僅為課程教學服務，還應按照“貼近裝備、貼近崗位”的思路，探索面向裝備技術保障的實驗教學方法，進一步提高學員的專業知識、維修技能和綜合素質，為部隊培養滿足新裝備發展要求的裝備保障技術應用型人才奠定基礎[5]。

2.2.1實驗教學方法改革

為適應學院教育轉型的需要，采用基礎實驗—綜合實踐訓練—創新能力培養的循環交互的教學方法，進一步推進基礎實驗教學改革。開展面向創新能力培養的“問題式”、“討論式”、“專題研究式”和“課題式”教學模式，通過具體實例，提高學員的專業知識、實踐技能和綜合素質。同時，依托創新實踐實驗室，面向全院學員開放式，培養學員的創新性思維能力，鼓勵學員進行創新性設計開發，開發學員發明創造的潛能。

2.2.2實驗教學內容改革

為使教學內容突出培養創新能力的需求，力求突破傳統學歷教育實驗教學內容體系，著力使實驗內容由單一知識點、單純技能性向著綜合化方向轉變，實現“設備部件級”實驗向“系統級”實驗的轉變。實驗教學不再局限在原電路實驗室和電機實驗室，而是聯合電氣控制實驗室、綜合實踐實驗室、電子技術創新實驗室和電工實訓室，以拓寬專業知識面為目的，以培養創新能力為主線，不斷改革實驗教學內容[5-7]。

(1) 拓展綜合設計性實驗項目。拓展綜合設計性實驗模塊，實驗項目的內容主要以課程設計為載體，與各種科技創新活動和學院、全省和全國的電子設計大賽等活動穿插進行，面向工程實際應用的設計與開發，培養學員設計、集成、測試、工藝等能力，以及創新意識、創新能力和綜合素質；全面提高學員有效運用所學知識和新技術進行單元級的綜合設計能力、系統級的開發應用能力、以及分析和解決實際問題的能力。

(2) 增加自主性、研究性和課題型實驗。借鑒學院“四小”創新實踐活動的成功經驗，參照“國家大學生創新性實驗計劃項目”組織實施辦法，增加自主性、研究性和課題型實驗比例。采用教員指導命題、學員自選實驗課題型、學員科技創新型和學員參與科研型四種形式，鍛煉學員設計能力，積累工程經驗。學員可以根據自身興趣或接觸到的具體問題，自主提出實驗項目，利用所學知識，在教員指導協助下完成。

自主性、研究性和課題型實驗項目既要考慮學員在理論學習階段已具備的知識，又要積極引導其發揮自主學習的能力，綜合運用已有知識對理論學習中因為學時所限而未涉及的某些現象進行研究。對于這樣的實驗，學員可在其他創新實踐實驗室完成。教員只提供實驗器材，讓學員通過閱讀相關的書籍自己制訂方案、步驟、進行數據處理、撰寫實驗報告，提高學員分析、解決問題的能力。

增加PLC部分實驗內容的比重，使學員有足夠的時間自主學習。如在原“三相異步電動機的起動實驗”基礎上增加“三相異步電機PLC控制實驗”，學員在三相異步電動機的起動、繼電控制等內容基礎上學習可編程控制器的結構和工作原理及基本操作方法，對三相異步電動機及其控制自動化有了更加清晰的理解。

(3) 拓展實驗內容。本課程設置針對性教學內容，進一步提高學員的專業知識、維修技能和綜合素質，為部隊培養滿足新裝備發展要求的裝備保障技術應用型人才奠定初步基礎[8-9]。緊緊圍繞授課對象的人才培養方案，面向裝備技術保障人才培養，盡量講述一些與裝備及其測試維修相關的基本知識。如在“電路元件的伏安特性測定”這一項目中，可以結合伏安特性測定在裝備測試中的應用，給學員介紹一些利用伏安特性檢測元件或電路故障的知識。

實驗的基礎就是參數測試、現象觀測，因此以“參數測試”作為課程的軸線。歸結起來，課程中進行了元件的伏安特性、電路的等效參數、時間常數、阻抗及阻抗角、交流等效參數等的測試。圍繞軸線進行前后對比，強化聯系。如在“電路等效參數的三表法測量”實驗項目中，先講和以往實驗的相似之處，然后講區別，從不同的側面引入實驗。而該實驗并聯電容判別電路性質的實驗現象又和下一實驗“功率因數改善電路的測試”聯系起來，這樣每個實驗不再孤立，不僅僅是完成單個實驗項目，學員也對課程有了總體的把握，這樣學員對實驗形成多維立體的認識，同時為設計性實驗的開展奠定基礎，利于綜合素質的培養。

(4) 延伸電工實訓項目。著眼崗位任職需要，堅持教學環境與崗位工作環境相融合的思路，創設與崗位工作實境接近的教學環境加強實踐、操作和故障分析排除教學，增強培養的指向性。依托電工實訓室，開設配電控制電器及儀表照明實訓、電工測量儀器儀表操作實訓、電工測量傳感器實訓、電工綜合布線實訓及電工儀表網絡測量實訓等內容。使實訓環節成為理論教學和實驗教學的延伸，彌補學員工程實際操作經驗的不足，為崗位任職打下良好的基礎。

2.2.3實驗考核體系改革

為充分調動學員學習的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，針對不同實驗項目采取靈活的考核方式：對于綜合設計性實驗，學員利用開放實驗室自主完成，最后測試評定，根據實驗難易程度靈活設定實驗學時和成績；對于自主性、研究性和課題型實驗，為學員具有很強的主觀能動性，所以實驗報告可以以論文的形式書寫。而對于實訓環節，采用現場操作考核方式，隨時掌握學員技能掌握情況[10-13]。

2.2.4實驗室管理

緊緊圍繞課程標準和培養目標，確立了“基礎實驗教學與創新能力培養并重”的原則，構建了以電路實驗室、綜合電子線路實踐實驗室、電子技術創新實驗室、電氣控制實驗室和電工實訓室為平臺的保障體系，為電工技術實驗課程的改革提供了有力支撐。

為推進教學改革，加大了實驗室開放力度。為確保實驗開放模式的有效實施，自主研制開發了《實驗教學信息管理系統》，以網絡硬件為依托，以信息軟件為平臺，對實驗教學資源進行全面整合，構建網絡實驗教學平臺和網絡教學體系[13-16]。

以上管理措施促進了實驗室功能的發揮，形成了中心實驗室間的有機融合，實現了知識及資源的優勢互補，進一步推進了電工技術實驗教學改革實踐。

3 結 語

近幾年來，我們針對電工技術教學中存在的問題，按照“理論知識覆蓋，實驗環節增長”的思路，開展理論教學和實驗、實訓環節的深層次融合。依托創新實驗環節推進電工技術教學改革，調動學員學習的主動性、積極性和創造性，激發學生的創新思維和創新意識，提高學員崗位任職所需要的綜合設計能力、自學能力和工程實踐能力，豐富了學員的實踐活動經驗和創新設計經驗，促進學員自主學習和自主發展意識，在實踐中取得了較好的效果。

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