高職電工電子課“理實一體化”教學改革的探索與實踐

文/曹輝

河南工業職業技術學院汽車工程系汽車類專業的《汽車發動機構造與維修》、《汽車底盤構造與維修》、《汽車電氣設備構造與維修》、《汽車概論綜合課》四門課程為理實一體化改革課程，經過兩年來的改革與實踐，初步形成了“六位一體”的理實一體化教學模式，包括環境、內容、教師、教材、成績考核六個方面，取得了良好的效果。“六位一體”的理實一體化教學模式得到了學院的大力支持，《汽車電工電子技術》作為基礎課程也在這次的教學改革中取得了不少成效。

一、“理實一體化”教學改革背景

在高職教學中，汽車電工電子技術由于內容繁雜、理論難點多等因素，一直以來是學生學習后續課程的絆腳石。我們采用演示教學法，將重點和難點內容以直觀的方式呈現出來，學生容易接受，“理實一體化”教學改革正是這種教學困境中的產物。虛擬仿真技術的應用不僅可以幫助學生更好的掌握課程的內容加深對基本概念、基本原理、基本方法的理解，加深知識的理解，更重要的是它還彌補了實驗室經費不足而引起的實驗儀器、元件缺乏，并且排除了原材料損耗以及儀器損壞等因素可以彌補傳統教學的種種不足。

二、“理實一體化”教學特征——虛擬仿真軟件是紐帶

針對這門課程來講，虛擬仿真軟件的合理應用是“理實一體化”成功的關鍵。具體特征如下:

1. 元件功能展示輕而易舉。在元件庫中大量的元件可以滿足常見的實驗需求，每個元件的特性可以設計簡單的實驗來獲得，元件的參數可以根據需要合理設置。

2. 電路動態過程以圖像或數字呈現。這一功能從某種意義上起到直觀、形象、動態的作用，可以加深學生對暫態電路的認識。

3. 透過現象看本質。有些問題的分析需要很復雜的理論，而這些數學的推導往往會掩蓋問題的本質，使學生處于一種想要理解而又不能理解的尷尬局面，這時如果應用虛擬仿真軟件的分析功能，往往會收到事半功倍的效果。像Multisim 或Orcad/Pspice 中就具有較詳細的電路分析功能，可以完成電路的瞬態和穩態分析、時域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等。并且還可以用于混雜系統的仿真，混雜系統的仿真通常是在MATLAB 環境下進行的。

4. 實驗環境安全，能充分培養學生的創新思維能力。利用仿真軟件不僅能夠實現驗證性、測試性、設計性、糾錯性實驗，還能夠實現創造性實驗。能夠營造一個安全的實驗環境，沒有了在傳統實驗中需要預防觸電和短路等危險，利用電路仿真技術，不必接觸真正的元器件或者設備，可以放心進行仿真實驗。學生可以充分發揮想象力，進行各種電子電路的驗證、分析和設計，有利于對學生綜合能力和創新能力的培養。

三、“理實一體化”教學方法——案例教學法

案例教學法是在這門課中重點采取的教學方法之一。因為案例教學法可以整合大量的相關知識點，有利于學生較全面的熟悉知識的運用過程。

首先通過情景描述，介紹案例，通常采取多媒體手段介紹相關資料和內容，分析各個環節的功能或作用，加深學生的感性認識。其次，提出設計思想，確定采取分析問題的方案。再次，根據提出的理論框架，讓學生進行討論，并進行設計工作，這是主要采取仿真軟件進行驗證，并就一些典型問題進行公開討論，最終完成整個工作。最后，老師要總結歸納，形成知識網狀體系，強化處理問題的方法，使學生在系統掌握知識同時提高能力。

四、“理實一體化”教學的誤區

1. “為用而用”

在教學過程中，很多老師就出現過“為用而用”的現象，搞得學生上課應接不暇，信息量的過度膨脹導致學生嚴重“消化不良”。對于“理實一體化”教學改革，我們采取了課下精選案例，課上合理熟練的設置和解決問題。

2. 過度強調仿真軟件的功能

無論是Multisim 或Orcad/Pspice，還是Matlab 或Mathcad，這些軟件各有自身的特點，但也都有其局限，合理使用會對教學帶來極大的幫助，但不能一味強調而淡化了理論內容和實際操作能力。很多在軟件中完美實現的電路，到了實驗室就會出現或這或那的問題，實際動手的實驗是學習電工電子技術的重要內容之一，不能因為仿真軟件的方便、直觀、安全等優點而淡化或放棄實驗操作機會。

3. 淡化理論——淡化或減少理論會導致“理實一體化”成為空中樓閣

由于學生的基礎差，或仿真軟件要求的起點較低，而故意淡化理論或減少理論內容是“理實一體化”失敗的最大潛在危機。

五、結語

“理實一體化”教學改革引進虛擬仿真技術作為一種輔助教學手段，不僅給汽車電工電子技術的課堂教學注入了新的生命，激發了學生的興趣，還能培養學生的觀察能力、抽象思維能力和探索未知世界的創造能力，達到意想不到的學習效果。可以說虛擬仿真技術為汽車電工電子技術理論課和實踐課插上了騰飛的翅膀。但是應用仿真軟件進行虛擬仿真實驗獲得的結果是理想化的，即使在實驗過程中設置一些故障，也不可能達到實際實驗中能遇到的各種困難，學生在虛擬仿真實驗時不能進行具體操作。因此，也就不能很好的培養學生的實踐能力，排除故障能力及對實驗結果的判斷處理能力。所以，“理實一體化”教學改革中，實驗教學依然是重點內容，不能忽視。仿真軟件只是起到一個連接理論和實驗的重要紐帶。

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