基于卓越計劃的“電工學(xué)”課程教學(xué)改革探索

張紅穎 孫毅剛

摘要：“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是高等教育重大改革計劃，其培養(yǎng)模式對高校教育提出了更高的要求?！半姽W(xué)”作為工科非電類專業(yè)一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，對學(xué)生工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。為了配合中國民航大學(xué)實施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，對非電類卓越班的“電工學(xué)”課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索，希望以此來滿足培養(yǎng)學(xué)生在理論分析與工程實踐這兩個方面能力的需求。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；電工學(xué)；教學(xué)改革；理論分析；工程實踐

作者簡介：張紅穎（1978-），女，天津人，中國民航大學(xué)航空自動化學(xué)院，副教授；孫毅剛（1963-），男，山東汶上人，中國民航大學(xué)航空自動化學(xué)院，教授。（天津 300300）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）06-0062-01

隨著我國工業(yè)化的快速推進(jìn)，迫切需要大量的工程技術(shù)人才，因此，如何培養(yǎng)出真正優(yōu)秀的工程師成為我國高等工程教育迫切需要解決的問題。為了貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，教育部于2010年6月啟動了一項非常重要的教育改革項目，即“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），旨在促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強國，促進(jìn)高等教育面向社會需求來培養(yǎng)人才，對學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新實踐能力進(jìn)行強化培養(yǎng)；并使得所培養(yǎng)出的人才具有更強的創(chuàng)新能力，使他們能夠適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，為我國沿著新型工業(yè)化發(fā)展道路、努力建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強國戰(zhàn)略服務(wù)。

“電工學(xué)”作為工科非電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，主要是為學(xué)生提供學(xué)習(xí)專業(yè)知識和從事工程技術(shù)應(yīng)用的電工技術(shù)的理論基礎(chǔ)，其內(nèi)容豐富，涵蓋了電工技術(shù)、電子技術(shù)、電機學(xué)、電力電子技術(shù)、可編程控制器等方面的知識，理論性和實踐性都比較強，在高等學(xué)校工科教育中具有非常重要的作用和地位。[1]為了配合中國民航大學(xué)（以下簡稱“我?！保嵤┑摹白吭接媱潯?，“電工學(xué)”的教學(xué)也要朝著培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實踐的方向不斷發(fā)展，在此過程中，需要不斷完善教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，從而逐步提高學(xué)生的工程實踐能力以及各項綜合素質(zhì)。[2]基于創(chuàng)新和實踐能力在實際工程中的重要地位，在教學(xué)中要對卓越工程師進(jìn)行著重培養(yǎng)，筆者考慮如何在有限的學(xué)時中能引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和興趣，因此在教學(xué)實踐過程中，努力認(rèn)真鉆研教材內(nèi)容，熟練掌握教材的重點與難點的基礎(chǔ)上，探索教學(xué)模式改革，重視理論聯(lián)系實際，以工程應(yīng)用為導(dǎo)向，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)活動中，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣與能力。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

我校卓越班的“電工學(xué)”課程學(xué)時為理論92學(xué)時，實驗16學(xué)時，但內(nèi)容較多且抽象，要在有限的學(xué)時中將大量的電工學(xué)知識傳授給學(xué)生，就必須要對電工學(xué)這門課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效的改革。對于非電類專業(yè)的本科生，教學(xué)的重點不在于讓學(xué)生掌握深入的理論，而在于培養(yǎng)學(xué)生如何將電工和電子的基礎(chǔ)知識應(yīng)用于各自專業(yè)的能力，繼而有創(chuàng)新性地持續(xù)發(fā)展各自專業(yè)的能力。但目前的電工學(xué)教材，對基礎(chǔ)理論知識的完整性與系統(tǒng)性非常注重，一直按照電類基礎(chǔ)課程電路分析、電機與控制、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)四門課程的順序安排的。但非電類專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性不佳，主要是缺乏關(guān)于現(xiàn)場實驗學(xué)習(xí)方面的內(nèi)容，因此和專業(yè)實際相結(jié)合的較少，針對性不強，學(xué)生很容易失去求知欲與動力。卓越工程師培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才，因此可以盡量減少授課內(nèi)容中純理論性的、抽象的內(nèi)容。另外，近些年來，電工與電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越趨向高速、寬帶、高靈敏度、高密集度和小型化，工業(yè)上出現(xiàn)了很多最新的技術(shù)和應(yīng)用。因此，在整個教學(xué)過程中，可以加入新技術(shù)的講授環(huán)節(jié)，例如，可以增加電工與電子技術(shù)目前的發(fā)展現(xiàn)狀與最新的技術(shù)進(jìn)展。通過這種方式，不僅開拓學(xué)生對技術(shù)領(lǐng)域的視野，也增強了學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣。筆者所授課的專業(yè)為本校飛行器動力工程和飛行器制造工程專業(yè)，在課程開始授課時，將電工學(xué)如何應(yīng)用在他們所學(xué)專業(yè)以及目前我國電工電子事業(yè)發(fā)展的概況與前沿技術(shù)進(jìn)行了講解，很大程度上提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

二、教學(xué)方法改革

“卓越計劃”的重點是要從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，因此，傳統(tǒng)的教師教、學(xué)生學(xué)的教育方式不能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，必須建立課堂理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式，以此來調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。目前的教學(xué)模式十分注重理論分析與結(jié)論，但并沒有將理論和專業(yè)或?qū)嶋H進(jìn)行聯(lián)系，不利于學(xué)生知識面的擴展。因此，新的教學(xué)模式應(yīng)該將學(xué)習(xí)、研究與實踐融為一體，以培養(yǎng)學(xué)生自主、合作、探究學(xué)習(xí)的能力。新的教學(xué)模式應(yīng)以引導(dǎo)型教學(xué)為主，講授法、討論法和案例分析法作為主要教學(xué)方法。在教學(xué)過程中，教師只是組織者、引導(dǎo)者和合作者，讓學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的主體，為學(xué)生創(chuàng)造一個有創(chuàng)新思維活動的空間，學(xué)生通過教師的思維引領(lǐng)進(jìn)行積極的思考。

筆者在講授電子元器件的時候，會把相應(yīng)的實物帶到課堂，并結(jié)合工程實際應(yīng)用說明元器件的特性，首先調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。另外，設(shè)計了一些具有工程實際應(yīng)用價值的案例，作為典型的教學(xué)案例，以此來引入相關(guān)的基本概念、基本原理、基本計算方法，并闡述這些基本原理在各個學(xué)科專業(yè)中的運用，并且結(jié)合仿真軟件展現(xiàn)應(yīng)用效果，這樣不僅增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且也調(diào)動了學(xué)生對仿真分析和設(shè)計的興趣。

三、課程考核方式的改革

教學(xué)的最終目的在于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識技能的同時，使其掌握學(xué)習(xí)方法，因此重在學(xué)習(xí)過程。傳統(tǒng)的電工學(xué)課程考核方法主要通過筆試試卷來檢測，最終的考核成績由幾部分的綜合構(gòu)成，包括學(xué)生上課的出勤情況、課堂提問回答問題情況、平時小測驗情況，以及作業(yè)完成情況、實驗報告的撰寫情況等。這種考核方式比較適合考核學(xué)生書本知識掌握的水平，但不能完全反映學(xué)生的知識應(yīng)用能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。為了配合我校的“卓越計劃”，筆者認(rèn)為考試形式可采用閉卷理論考核與實踐考核相結(jié)合的形式，以此來考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握和動手實踐能力。其中實踐考核可以是對實際電路的設(shè)計與仿真，具體的考核題目最好與學(xué)生所學(xué)的專業(yè)相關(guān)，也可與企業(yè)的生產(chǎn)實踐、教師的科研項目相結(jié)合，讓學(xué)生主動參與實踐、主動創(chuàng)造、主動探索，通過創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造性實踐，充分發(fā)揮其創(chuàng)新潛能，全面提升學(xué)生的工程實踐能力。以這樣的形式考核，所考核的指標(biāo)主要為：對仿真軟件，例如LabVIEW[3]或Multisim的熟悉與使用；對電路模型的設(shè)計與實現(xiàn)；對仿真結(jié)果的分析與總結(jié)。實踐考核可采用小組答辯方式進(jìn)行，要求學(xué)生講述所設(shè)計電路的應(yīng)用前景，以及用到的理論與技術(shù)，并詳細(xì)說明設(shè)計思路與過程，并對實現(xiàn)情況進(jìn)行總結(jié)。這樣的課程考核方法，能夠提升學(xué)生日常學(xué)習(xí)的緊迫感與能動性，認(rèn)真積極地對待電工學(xué)課程學(xué)習(xí)中的每一部分，養(yǎng)成獨立思考、認(rèn)真完成的習(xí)慣，這樣將極大地推動電工學(xué)課程建設(shè)和教學(xué)質(zhì)量的提高。

四、探索新的實驗內(nèi)容

電工學(xué)作為一門專業(yè)技術(shù)課程，具有知識面廣、理論性和實踐性強的特點，實驗教學(xué)一直占有非常大的比例。[4]目前的實驗內(nèi)容多為驗證性的實驗，而綜合性、設(shè)計性和研究創(chuàng)新性的實驗相對較少，不能充分發(fā)揮學(xué)生主動思考和解決實際問題的能力。筆者認(rèn)為，應(yīng)該在考慮實驗學(xué)時和教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，對實驗內(nèi)容推陳出新，在電工學(xué)課程所要求的基礎(chǔ)知識上，挖掘新的實驗內(nèi)容和實驗方案，減少基礎(chǔ)性實驗，增加綜合性、設(shè)計性和開發(fā)性的實驗，設(shè)計新穎的實驗環(huán)節(jié)，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。甚至可以讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，自行設(shè)計實驗，并根據(jù)實驗內(nèi)容與老師討論實驗方案和實驗步驟，讓學(xué)生主動開拓知識面，并靈活運用和歸納知識，提高學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力和靈活運用知識的能力，加強學(xué)生的動手能力培養(yǎng)。

五、結(jié)束語

為了適應(yīng)社會的發(fā)展，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，筆者結(jié)合“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的教育模式與“電工學(xué)”課程的特點，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗環(huán)節(jié)以及考核方式幾方面進(jìn)行了改革探索，并取得了初步的效果。然而，這也將是一個持續(xù)的過程，要不斷探索，研究更加符合我校“卓越計劃”的行之有效的“電工學(xué)”改革方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦曾煌.電工學(xué)[M].第七版.北京：高等教育出版社，2009.

[2]李珺，宋文龍，尹力.高校電工學(xué)課程教學(xué)改革的探索[J].教育探索，2013，（11）.

[3]王蕾，成鳳敏.LabVIEW仿真軟件在電工學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2013，（7）.

[4]王芳榮，王桂琴，詹迪鈮.電工學(xué)實驗教學(xué)改革的新探索[J].教育教學(xué)論壇，2013，（6）.

（責(zé)任編輯：王意琴）