現代教育技術與“電工電子技術”課程相結合

摘要：針對“電工電子技術”課程現有教學中存在的不足，提出了將理論教學、實驗實訓和工程應用有機結合的課程教學改革措施。構建循序漸進的課程教學體系，樹立以學生為本的教學理念，注重培養學生創新意識和綜合能力；現代教育技術全方位融入教學方法中，優化教學過程，提高學生的學習興趣；采取綜合能力量化考核方式，注重學習過程的強化，培養學生自主學習和科學實踐的能力，在教學實踐中顯著提高了教學效果，有效保證了學習質量。

關鍵詞：教學模式；課程體系；教學設計；綜合能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）30-0061-02

“電工電子技術”課程是高等學校工科非電類專業的一門技術基礎課程，是一門應用廣泛、實踐性強且與現代生活有緊密聯系的重要課程，在構建學生電工電子技術基礎知識、實驗技能和實踐創新能力方面起著舉足輕重的作用。[1-2]本文以設計實際電工電子線路為主線展開課程教學改革研究，借助情景教學模式、任務驅動教學法和項目教學模式等先進教學設計方法，鞏固和運用基本理論知識和基礎實驗技能，通過理論規劃設計和實物研制解決相應的工程實際問題，掌握電工電子系統的分析設計方法，同時激發學生的創新熱情。“電工電子技術”課程教學應隨著電子技術的發展和工科非電類專業的需要而不斷更新和深化改革，課程體系和教學內容需要優化，學生創新意識與實踐綜合能力更有待加強。

一、課程體系構建和教學內容改革

1.理論教學實施方案及教育理念依據

（1）優化教學內容，提高教學質量。通過“電工電子技術”課程的學習，使學生了解我國電子技術發展概況，掌握電工電子技術的基礎理論知識、分析設計方法、實驗實訓技能和工程實際運用，培養學生靈活應用理論知識和實驗技能解決工程實際問題的能力，增強學生的創新意識和實踐能力，為學習后續課程以及從事相關的工程技術工作和科學研究打下堅實的理論基礎。現有課程教學的主要問題有：傳統教學過程強調基本概念和知識點的理解，要求理論分析嚴謹，側重于電子電路原理分析講解，這種教學模式對于理論知識掌握不夠扎實、自主學習能力相對較弱的學生授課效果較差，容易導致多數學生產生厭學情緒，且不易培養學生的自學能力和創新意識。“電工電子技術”課程教學分為十個模塊，理論知識劃分為基礎性知識、拓展性知識和創新性知識三部分。基礎性知識由教師開展講授式教學，充分發揮教師的教學個性，引導學生正確理解課程的基本理論知識和研究電工電子電路的方法和技能。拓展性知識由教師組織研討式教學，鼓勵學生自主學習和進行科學探究，逐步培養學生綜合運用的能力，知識傳授和能力培養齊抓并重。創新性知識部分由教師引導啟發，開展自學研讀式教學，培養和激勵學生的自學能力和創新精神。

根據“電工電子技術”課程教學目標的要求，構建基于工作過程的項目實施教學課程體系，合理安排教學內容，以工程設計為導向設置若干較為典型和日常生活聯系緊密的電子產品設計與制作，設計任務時首先要考慮到知識的連貫性，做到承前啟后，兼顧新舊知識，并且難易程度適中。學生在完成一個具體項目設計任務時，即在進行理論與實際相結合的學習實踐活動，引導學生使用角色模擬的方法獲取知識和技能，提倡學以致用。隨著課程教學的深入，設計問題一一得到解決，伴隨同學們的學習興趣和熱情，“電工電子技術”這門課程變得生動有趣、發人深省。通過課堂教學實踐，理論與實踐相結合充分挖掘學生的智力潛能，培養學生的綜合素質能力，教學效果明顯提升。這種課程教學設計方案的教育理論依據是現代教育理論中的學習動機理論和建構主義學習理論。學習動機理論強調學習動機與學習活動可以相互激發，相互加強，學習動機在學習中起著十分重要的作用。[3-4]

（2）改進教學方式方法，將傳統板書教學與現代多媒體教學相結合。將傳統板書教學與多媒體教學結合起來發揮傳統教學技法和現代教育技術的各自優勢已在多數高等院校得以實現。隨著計算機技術應用的普及，計算機仿真技術滲透到教學中，利用仿真軟件對電子電路進行分析、設計和演示電路的動態仿真效果，提高學生的學習興趣，充分發揮現代教育技術在“電工電子技術”課程教學中的運用。腦科學和認知科學研究表明：教學方式不同，學生的學習效果也不盡相同。以學習24小時后的材料保持率為例：講授5%，閱讀10%，視聽結合20%，討論組50%，實踐練習75%，向他人講授或對所學知識加以應用90%。因此，教師備課時應綜合設計教學過程，與時俱進充分利用目前豐富的多媒體教學資源，優化教學內容，改進教學方式方法，將教授、研討、實驗、實訓、項目設計等有機結合起來，促進教學質量的全面提高。

2.實驗教學實施方案及教育理念依據

實驗教學是學生進行科學實驗訓練、強化理解理論知識、提高實踐操作技能和科技創新能力的重要環節，對于提高學生的綜合素質和培養學生的創新精神具有特殊意義。“電工電子技術”實驗內容涉及面廣，理論性和實踐性較強，同時科學技術的迅猛發展促使實驗教學內容進一步擴充，使得教學內容和授課學時的矛盾日益突顯，在一定程度上阻礙了實驗教學質量的提升，影響了學生綜合素質能力的提高。只有重視“電工電子技術”課程的實驗教學環節，注重更新實驗教學內容，開設出一批新的設計性、綜合性、創新性實驗，才能激發學生學習興趣，促進學生將理論知識轉化為實踐能力，有效提高實驗教學質量和效果，有助于大學生向社會所需的應用型、創新型人才轉變，為奔赴高新技術人才領域夯實專業基礎。[5]

（1）多元化的培養教育模式。鞏固基礎理論知識，培養電工電子電路分析設計能力，訓練實踐操作能力，激發創新意識和培養創新能力，經過反復討論研究確定實驗教學實施方案。實驗課程體系的教學內容體現多層次、模塊化教學，合理利用課時資源，理論與實踐緊密結合，強化工程實際應用以滿足學生的個性發展需要。“電工電子技術”課程實驗部分十個設計實例和兩個綜合設計項目，與理論教學同步進行，以此強化理論知識的學習，為工程實際運用打下良好基礎。學生根據實驗項目來完成實驗任務，使學生熟悉了解科學研究的基本過程和方式方法，在進行實驗設計時就能抓住重要步驟，有助于發揮學生自我導向性研究學習和自由互助性協作學習，激發學生的學習熱情，增強學生的創新實踐能力和綜合素質能力。

基礎知識實驗以教師分析講解指導為主，便于學生理解理論教學內容，熟悉了解電工電子儀器的使用方法和注意事項。實驗技能基礎實訓包括元器件檢測、合理布局，電路的安裝、調試等，該模塊幫助學生鞏固基礎理論知識，掌握基本實驗技能，培養學生科學的邏輯思維方式，逐步掌握科學的實驗設計思想。綜合設計性實驗以學生實際動手操作為主，擬定設計型實驗項目，提出設計要求，審查實驗設計方案，利用Multisim仿真軟件構造虛擬環境仿真，由學生自由選擇實驗器材實施實際硬件實驗操作，教師從側面進行必要的指導。這部分綜合設計性實驗實訓項目涉及多學科理論知識，項目選題應與工程實際相結合，具有知識性、靈活性、綜合性與創新性，難易程度應符合大多數學生的知識水平，并融入現代科學技術成果。[6-7]在這一層次教學過程中，教師應特別注意啟發式教學、情景式教學和任務驅動式教學方法的運用，引導學生充分發揮主觀能動性和創造性，鼓勵學生發揮個性自由組隊、自主選題或自定題目、自定性能指標和設計方案、自行搭建電路測試實現，對學生自主提出的具有一定水平的和前瞻性的題目要給予大力支持，著重培養學生的知識綜合應用能力、信息獲取能力和實踐創新能力。[8]

（2）建立開放式多媒體實驗教學平臺，進行協作學習。規劃制作開放式的“電工電子技術”多媒體實驗教學平臺，它由理論課件教學、交流輔導中心、虛擬實驗室等系統構成。在“電工電子技術”實驗教學中利用計算機多媒體教學設備將實驗教學內容以文字、圖像等多種模式展現給學生，從基礎理論、實驗內容、實訓操作、教書育人等方面給予充分的考量，把教學中的實驗原理、實驗方法等形象地表現出來，幫助學生獲得示范性實驗技能教學培訓。建議和指導學生查閱電子制作、電子設計競賽、最新電子產品、日常生活電器維修、最新芯片的應用等資料，結合本門課程的學習內容，掌握先進的專業技術和實驗技能。校園網內學生可隨時進入理論課件教學子系統學習多媒體課件，在交流輔導中心查閱任課教師發布的各類教學信息。如：所留作業、習題解答、仿真軟件介紹、考試通知等，或與教師在BBS上以在線或者留言方式進行交流討論，還可以進入虛擬實驗室系統進行實驗課程的預習和復習鞏固。總之，建立開放式多媒體教學平臺，進行協作學習極大的激發了學生的學習興趣，轉變傳統教學觀念，培養學生的自主學習習慣，通過多種途徑使他們的各種智能得到盡可能大的發揮，提升學習能力。

二、教學培養模式多樣化

隨著電子技術和計算機技術的迅猛發展，教學設施與軟件設計平臺日益完善，學生獲取的知識是多樣化的，而不再僅局限于課堂上。把先進的現代教育技術引入“電工電子技術”課程體系建設中，培養學生科學的設計理念，將理論、仿真和實踐有機結合，從根本上轉變傳統的電工電子電路分析設計教學方法。當然，在實際的教學過程中不可重此輕彼，要做到理論與實踐有機結合起來，引導學生更多地主動思考、主動探索、主動發現，加深對理論知識的認識，充分調動學生學習的積極性，有效提高學生的工程實踐能力和創新能力。

1.計算機仿真與傳統硬件實踐相結合

通過計算機仿真平臺，由過去的簡單驗證實驗現象、觀察實驗波形，轉向深入分析電路設計思想，強調實驗的真實性，嘗試解決基本原理與工程實際相結合的難題，讓學生在一個與實際工作相似的模擬環境下進行學習，培養學生科學思維、實驗技能、設計能力和創新能力，增強他們走向社會的適應能力。Multisim仿真軟件是Electronics Workbench（簡稱EWB）的升級版本，它是加拿大的Interactive Image Technologies（IIT）公司于20世紀80年代推出的從電路仿真設計到版圖生成全過程的電子設計虛擬電子工作平臺，特別適合于電子電路的設計工作。[9]Multisim仿真軟件最重要的特點是：

（1）Multisim仿真軟件中虛擬電子儀器可以對模擬、數字電路進行仿真，具有較強的電路仿真分析能力，元器件和儀器儀表與實際情況非常接近，采用內部提供的理想模型庫構建電子電路，利用清晰明確的仿真過程使學生加深對基本理論知識的理解。[10]

（2）Multisim仿真軟件提供的電路模型可以幫助學生了解電工電子技術中典型電路的實驗原理和測試儀器儀表的使用，尤其是在電路仿真分析時不必擔心元器件和電子儀器的損壞。學生在設計電路過程中，可以修改電路及其參數，隨時觀察結果進行仿真調試，同時與理論結果進行對照，還可以對電路進行故障設置，以觀察故障條件下電路的各種現象，這是真實實驗環境中是難以做到的。

2.教學資源信息化和網絡化的建設及應用

現代教育信息技術的全方位應用，如：注重網絡教學資源建設，建立課程教學網站和網絡實驗教學平臺。學生可在任何時間、地點，通過校園網絡進行自主學習和交流討論，在課程教學網站中開辟教學討論區，開展師生之間、同學之間交流討論并為學生答疑解惑。教師可通過網絡交互平臺，實時發布課程教學信息、教學計劃、考核要求，開展網絡答疑、專題討論和教學情況調查等教學輔助工作。建立網絡實驗教學平臺，集成了實驗教材、多媒體網絡實驗課件、電子教案、元器件數據手冊、實驗教學案例等立體化教學資源。創建一個多角度學習、多方位交流的平臺，為學生提供豐富的網絡信息資源，滿足“電工電子技術”課程教學改革的需要，也為實行開放式實驗教學模式奠定基礎。

三、綜合能力量化考核方式

在“電工電子技術”課程的教學實施過程中教師要給學生樹立一個高標準，并始終嚴格要求學生。“嚴師出高徒”這則成語是前人授徒的經驗總結，也反應出大眾的普遍認知：高標準嚴要求才能教出好學生。這種高標準嚴要求主要體現在以下方面：一方面體現在教學過程中嚴格要求學生認真聽課，掌握好重要知識點和理論分析方法，做好每次作業和每個實驗。另一方面是課程考試考核評估嚴要求，考核不合格的學生堅決不予通過。教學過程中的高標準嚴要求需要教師在整個課程教學過程中通過各種方法督促學生努力達到。采用綜合測評成績體現學生對“電工電子技術”課程的整體掌握情況，考核方法可多選：學習完本門課程，獨立設計制作電工電子電路，實物設計完成并符合要求，該門課程考核通過；參加本門課程組織的筆試，卷面成績參與綜合成績評定。

“電工電子技術”課程采用平時成績與卷面考試成績相結合的考核方式，課程綜合成績評定為：平時成績（考勤成績+作業成績+課堂口試）和卷面考試成績。考勤成績：每堂課嚴格考勤，杜絕遲到、早退現象；作業成績：按時按量交作業，及時批閱，準確修改訂正；課堂口試：課堂隨機提問，設計重點考查內容進行測試，在這一環節中設計課堂研討活躍度和加分獎勵制度。“電工電子技術”課程實驗部分獨立授課，以實驗結果和實驗報告為主進行考核，實驗課程成績評定包含：平時成績、綜合實驗操作技能、綜合實驗結果和綜合實驗論文式報告。平時實驗成績：實驗操作技能、實驗結果和實驗報告。在綜合實驗操作技能考核中主要考察學生電路設計、設計搭試、調試實現、儀器設備使用等情況。綜合實驗結果考核中主要考察學生數據測試與處理、實驗結果分析等方面的綜合能力。綜合實驗論文式報告鼓勵學生向科學研究型人才方向發展。通過電子系統綜合設計、科研訓練項目、電子設計競賽等學生科學實踐活動，著重培養學生團隊合作精神和科學探索能力，注意發現并選拔學習優秀的學生，教師對其理論學習和實踐能力等方面進行全程跟蹤指導，實驗方面給予積極支持，以此推動綜合素質教育全面展開。

四、結論

“電工電子技術”課程理論與實踐相結合的探索研究具有下述創新點：構建循序漸進的“電工電子技術”課程教學體系，樹立以學生為本的教學理念，確定課程教學目標，對課程內容進行系統分析，優化教學內容，注重培養學生創新意識和工程實踐能力；現代教育技術全方位融入教學方法中，優化教學過程，符合教育教學規律和學生的認知規律，激發學生的學習興趣；實施學習過程全程考核，采用綜合能力量化考核方式，注重學生學習過程的強化，培養學生自我導向性學習和科學實踐的能力，在課程教學實踐中顯著提高了教學效果，有效保證了學習質量。

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（責任編輯：劉翠枝）