基于地方高校電工技術理論與實驗課融合式教學研究與探索

吳廷強，羅德蓮

（遵義師范學院a.工學院；b.物理與電子科學學院，貴州遵義563006）

基于地方高校電工技術理論與實驗課融合式教學研究與探索

吳廷強a，羅德蓮b

（遵義師范學院a.工學院；b.物理與電子科學學院，貴州遵義563006）

為主動適應學校轉型發展，作者探討了地方高校電工技術理論與實驗課分開教學導致學生專業基礎素質低下的問題，總結提煉出了高校電工技術理論與實驗課融合式教學的新方法。該方法是從學校頂層設計不斷更新教育觀念出發，修訂和完善電工技術理論與實驗課教學大綱，從課程任課教師安排和理論教學場地等方面進行改革，使電工技術理論與實驗教學相互融合，進一步優化電工技術教學，從而全面培養學生實踐能力、創新能力和科學探究能力。

地方高校；電工技術理論與實驗；融合式教學；研究與探索

電工技術是理、工類專業開設的一門專業基礎課，是一門理論和實踐性都很強的技術課程[1]。開設該課程可為電氣控制與PLC、電力電子技術、數控機床故障診斷與維修等后續課程打下良好的基礎。在電工技術教學中，理論教學與實驗教學同等重要，電工技術的理論教學是為培養綜合應用人才目標提供理論支撐，實驗教學則是培養學生實踐探究能力、開發學生創新潛力的基礎。當前多數地方高校由于教育理念滯后，長期保持傳統的教育教學模式，導致學生上理論課只是機械記憶，以應付考試為主要目的；上實驗課只是按部就班地完成老師安排的一些驗證性任務。2015年，國家教育部、發改委、財政部聯合下發文件——《教育部國家發展改革委員會財政部關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》（教發[2015]7號），明確指導地方普通本科高校要深化人才培養方案和課程體系改革，加強實驗實訓實習基地建設，創新應用型、技術型人才培養模式。筆者作為西部地方普通本科高校電工技術專業課教師，依據（教發[2015]7號）文件精神，主動進行電工技術教育教學改革探索，通過近幾年電工技術理論與實驗教學改革與實踐，總結提煉出一種適合地方本科高校的電工技術理論與實驗課融合式教學方法。

1 地方高校電工技術理論與實驗課教學現狀

近幾年，筆者走訪貴州凱里學院、貴陽學院、云南曲靖師范學院等10余所西部地方高校，與電工技術教師深入探討電工技術理論與實驗教學基本情況，將教學的基本現狀和存在的問題總結提煉如下。

1.1 電工技術理論與實驗課教學基本現狀

1.1.1 在教學內容方面

（1）理論課教學內容基本一致

各高校根據教材選取不同而在教學內容上存在一定的差異，但主要教學內容基本一致。大部分高校選用的教材是秦曾煌主編的《電工技術》[2]，主要教學內容為：電路的基本概念與基本定律、電路的分析方法、電路的暫態分析、正弦交流電路、三相電路、磁路與鐵心線圈電路、交流電動機、直流電動機、控制電機、繼電接觸控制系統、可編程控制器及應用、工業企業供電與安全用電、電工測量。各高校根據本專科學生層次和課時量的不同適當刪減教學內容。筆者近幾年選用的教材為吳有林等編著的《電工理論與控制技術基礎》[3]，教學內容與上述教學內容基本一致。

（2）實驗課教學內容差異較大

由于各地方高校實驗設施設備不同，在實驗課教學內容方面存在較大差異，但其共同點是驗證型實驗較多，自主設計創新型實驗較少；應用固定實驗儀器通過插線方式完成實驗較多，學生自由接線完成實驗較少。筆者多年從事電工技術實驗課教學，其教學內容是根據學生實際需求自編實驗講義，具體實驗內容為：介紹實驗平臺和基本工具（儀表）的使用方法以及連線方法、家用電路的安裝、日光燈電路、三相鼠籠式異步電動機的認識與基本測試、三相異步電動機的起動電路、單相電度表接線、單相變壓器實驗等內容。

1.1.2 在教學方法方面

（1）理論課教學方法

一般在開學前，任課教師要根據電工技術教學大綱要求依照課時數安排填寫教學進度表，任課教師要按照學校要求在指定教室，按教學進度按部就班授課。有的高校還要求任課教師要隨身攜帶教材、教案、講稿、教學大綱、教學進度表等七大件，上課期間學校質量監控中心會隨時檢查任課教師上課進度情況，如需要改變上課地點，要事先報告教學質量監控中心備案。

任課教師在授課過程中，很少結合實際需求講述生產生活的應用知識，幾乎沒有演示實驗作輔助，更不會帶學生到實驗室、實訓基地親身感受，只顧按教學大綱要求完成教學任務。教學過程中也不會考慮實驗課的進度和需求。學生聽后感到很抽象，進而產生厭學情緒，多數學生都是為了完成修學分而被動學習。

（2）實驗課教學方法

課前由實驗教師只針對實驗箱或實驗臺做些準備工作，包括實驗板書、部分儀表，甚至幾根導線都由實驗老師準備齊全。實驗課堂上，實驗教師再詳細講解實驗目的、實驗儀器、實驗原理、實驗步驟和操作方法，學生則根據教師事先擬定的條條框框，按部就班地操作，其實驗目的多是驗證多少年來已證明了其正確性的理論[5]。這樣的實驗教學方法，教師講得多，學生動手少，不僅捆住了學生的手腳，而且束縛了學生創新思維的主動性和積極性，也使實驗內容變得枯燥無味，學生毫無興趣，有些學生上課根本不認真操作，課后又相互抄襲實驗報告。表面上看似完成了實驗任務，實驗也似乎成功，但對學生來講，確實是知其然而不知其所以然，這完全不利于學生創新能力和綜合應用能力的培養[1]。

1.1.3 在教學管理模式方面

無論是理論教學還是實驗教學，都必須在各院系統籌下制訂培養方案，規定各課程的學分，然后根據各課程的課時數撰寫教學大綱。各任課教師在授課前要根據教學大綱要求撰寫教學進度。任課教師必須在教學大綱和教學進度規定下開展課程教學工作。任課教師不得根據教學需求調整時間進度、教學內容，甚至連教學場地也不能隨意調整。

實驗室管理方面，由于部分高校沒有明確實驗室管理工作量，導致實驗室管理老師工作積極性不高，課余時間不對學生開放，學生平時實驗機會很少，實驗室利用率不高，閑置時間較多。

1.2 電工技術理論與實驗課教學現狀分析

電工技術理論和實驗教學存在上述現狀的主要原因為：一是學校對電工技術師資隊伍建設力度不夠，對教師到一線企業實踐學習和調研沒有制度支撐，導致無論電工技術教師還是實驗教師到企業學習鍛煉較少，對一些新材料和理論的集成創新應用沒有掌握，實踐經驗不足，從而在電工技術教學內容選擇方面不能與時俱進，而是墨守成規；二是任課教師缺乏以研促教工作意識，在教學過程中開展科研工作較少，對社會經濟發展形勢缺乏調研，尤其是對工業生產和日常生活中對電工技術知識的需求信息掌握不夠，導致教師在上課過程中不能聯系實際需求適當調整教學內容和教學方法；三是學校在教學管理方面過于死板，教師在教學過程中不能根據教學需求適當調整教學進度和教學場地。

2 電工技術理論與實驗課融合式教學方法探究

筆者自從事電工技術理論與實驗教學工作以來，廣泛深入西部地方高校開展電工技術教學調研，積極參與我院電氣教研室開展電工技術教研教改工作，從工作實踐中不斷總結電工技術現行教學體制和自身教學過程中存在的問題，并從2014年開始，對我院2013級、2014級電氣工程及其自動化本科班和2013級、2015級電氣工程及其自動化?？瓢嚯姽ぜ夹g理論和實驗進行教學方法改革與實踐，并總結提煉出了電工技術理論與實驗課融合式教學新方法。

2.1 構建科學合理的教學管理機制

高等教育是決定國家發展和創新的關鍵教育階段，教師憑借高尚的師德情操和任勞任怨的奉獻精神，奮斗在教育第一線，為國家發展和民族振興奠定基礎。因此，作為高校主管教學的領導應該時刻更新教育教學觀念，經常深入教學第一線了解各學科教學現狀，多聽取教師意見和建議，充分相信教師，制定科學合理的教學管理制度，倡導任課教師根據教學需求因地制宜開展教學改革，不能用一成不變的制度來束縛教師教學工作。比如應該允許任課教師根據教學實際情況適當調整教學內容順序和教學場地，可以將學生帶到實驗室或實訓基地上理論課。因此，構建科學合理的教學管理機制是實施電工技術理論與實驗課融合式教學的前提條件。

2.2 實行理論與實驗課教學一體化

傳統的教學安排是電工技術理論課由教師系列專業教師負責，實驗課由實驗系列實驗教師負責，同一個班的電工技術理論課教師和實驗課教師幾乎互不交流，各自為政，導致理論和實驗在內容進度上不一致，甚至出現實驗在前理論在后的現象。這樣理論課顯得很空洞，學生沒有直觀感，實驗課沒有理論基礎作支撐而使學生知其然不知其所以然。例如，實驗課在講述三相異步電動機啟動電路時，由于理論課還沒有講解三相電路、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器、三相異步電動機的結構和工作原理等理論知識，學生雖然按照實驗老師要求接線，并完成電動機的啟動運行實驗，但實際上學生沒有真正理解各個電路元器件的工作原理和作用。而等到理論課講到三相電路、熔斷器、交流接觸器等知識時，學生對曾經做過的實驗又沒有多大印象，導致對理論知識的理解不夠深刻。

針對上述情況，筆者從2014年開始申請同時承擔電工技術理論與實驗教學任務。在教學中大膽改革，根據實驗教學實際情況靈活調整理論教學內容順序和教學內容深難度；根據實驗需求，適當調整理論教學內容。例如，電工技術實驗一開始就涉及到三相電路、熔斷器、交流接觸器、熱繼電器等電路元器件，由于學生剛接觸電工技術實驗時對三相電路基礎知識和熔斷器等電路元器件結構和工作原理不了解，實驗時只能按老師要求“照葫蘆畫瓢”，機械地完成實驗任務，內心感到很茫然。針對這種情況，筆者在撰寫電工技術理論課教學計劃時，將“三相電路”和“繼電控制系統”調整到第一章，并將上課地點改到實驗室。通過實驗操作平臺，理論聯系實踐講解三相電路的線電壓、相電壓相關知識及其應用；通過實地觀察和操作，講解空開、熔斷器、交流接觸器、漏電保護器、熱繼電器等繼電控制系統元器件的結構和工作原理及其使用注意事項。這樣，學生在實驗前掌握三相電路知識、空開等繼電控制器件的工作原理和作用，在實驗時就能做到有的放矢。同時，學生可以利用相關器件開展創新綜合實驗，進行科學研究，培養創新思維，挖掘創新潛力，增強解決問題、分析問題的能力和實踐能力[6]。

電工技術理論課教師兼任實驗課教師，實行理論與實驗課教學一體化，有利于任課教師根據教學需求適時調整教學內容順序和教學場地，從而做到理論課為實驗課提供理論支撐，實驗課為理論課提供實踐驗證，真正實現理論與實驗課教學互補。因此，實行理論與實驗課教學一體化是實施電工技術理論與實驗課融合式教學的重要舉措。

2.3 堅持理論聯系實踐的教學模式

傳統的工科理論課基本上只是教師在教室里口頭傳授，由于實驗器材笨重或龐大，任課教師很少通過演示實驗輔助教學，更不可能將學生帶到實訓基地開展理論教學活動。這樣的教學模式學生聽后感覺很空洞，毫無興趣，進而產生厭學情緒。

筆者針對此現象，多次深入學生之中，了解學生感受，聽取學生建議，并嘗試電工技術理論教學模式改革。改革教學模式的核心是堅持理論聯系實踐的教學原則，將理論課堂轉移到實驗室或實訓基地，培養學生專業興趣和創新意識，挖掘學生創新潛力，提高學生動手操作和實踐能力[4]。例如，在給學生講解“變壓器”時，將學生帶到實驗室，一邊講解有關變壓器的理論知識，一邊讓學生觀察變壓器結構，然后將變壓器接入電路中，讓學生使用萬用表交流電壓檔測量輸入和輸出電壓數據，親身體會變壓器的作用。除此之外，還利用課余時間將學生帶到變電站（實訓基地）實地參觀考察，讓學生親眼目睹大型變壓器的結構和功能。又如，在給學生講解“三相異步電動機”時，如果僅憑幾張圖片講解三相異步電動機結構，學生總覺得電動機的定子部分和轉子部分應該有導線連接，不可能是相互獨立的兩部分。為了解決學生這一疑惑，筆者將學生帶到實驗室，在講解電動機理論知識的過程中，將電動機接入電路中并啟動電動機正轉運行，然后，交換輸入電壓相序，啟動電動機反轉運行。最后，關閉電路拆下電動機，并將電動機拆散，讓學生親眼觀看電動機的內部組成結構，其轉子和定子是完全獨立的兩大組成部分。

在上述教學過程中，學生通過親眼目睹，細心觀察，在理解變壓器的結構及工作原理、三相異步電動機的結構及正反轉控制原理等理論知識時感覺很直觀，很容易接受，并且記憶深刻。同時，通過這種理論聯系實踐的方式能增強學生學習興趣，有效消除學生的厭學情緒，讓學生由被動學習轉變為主動學習。

3 電工技術理論與實驗融合式教學成效

近三年來，筆者通過對我院2013級至2015級三屆本?？茖W生電工技術理論與實驗課融合式教學的研究與實踐，對每一屆學生教學信息反饋和學生期末考試情況進行認真記錄和分析，并進行不斷總結，發揚優點，改進教學中存在的問題和不足，在該門課程取得了一些成效。

3.1 教改前的抽樣調查情況

2013年，筆者任教我院2012級電氣工程本科（1、2）班電工技術理論課，由于學生學習風氣不理想，學生學習主動性不強，厭學情緒較為嚴重，故組織兩個班學生召開座談會，對學生反饋的教學信息進行記錄整理。同時，并對兩班電工技術期末考試進行統計分析。

從表1數據可知，傳統的教學方法和電工技術理論與實驗課教學彼此分離，導致79%左右的學生對電工技術不關注，甚至高達25%左右的學生無法跟上教學進度。如此的電工技術教學現狀必然導致優秀學生較少，而有高達24%左右的學生期末考試不及格。

3.2 教改后的抽樣調查情況

2012級電氣工程兩個本科班電工技術教學信息反饋和期末考試情況引起了學院高度重視，電氣教研室更是責無旁貸，組織電工技術理論與實驗課教師積極開展教研教改，大膽嘗試新的教學方法。為此，筆者在此背景下，申請同時任教電工技術理論課和實驗課，并開始大膽嘗試理論與實驗課融合式教學方法。表2、表3是開展教改工作三年來，收集的電氣工程本科和?？茖W生教學信息反饋和期末考試情況分析。

從表1和表2數據對比可知，從開展電工技術理論與實驗課融合式教學以來，學生對電工技術課程的興趣明顯增強，由原來的21%提高到70%；多數學生開始關注電工技術這門課程，不關注率由原來的79%下降到30%；跟不上教學進度的學生大幅度減少，由原來的25%減小到6.7%。從學生期末考試成績可看出，教改后高分比例明顯增多，不及格學生比例明顯下降，這也是教改后學生從被動學習向主動學習轉化、從機械應付性學習向靈活探究性學習轉化的結果體現。從表3數據可以看出，?？茖哟蔚膶W生相對本科而言，由于基礎知識相對簿弱等因素，教改后變化沒有本科明顯，但與教改前相比，都發生了很大的變化。

表1 2012級電氣工程本科學生對電工技術教學信息反饋和期末考試情況分析

除此之外，2014年前，學生除參與正常的教學活動外，幾乎沒有參與過任何專業的學術活動或比賽活動。自從電氣教研室組織電工技術等專業任課教師開展教研教改工作后，大部分學生對電工技術等專業課程開始感興趣，主動學習和探究的積極性明顯增強，學生動手能力和科研能力明顯提高，自發組織開展各種教學活動，積極參加校內外各種教學大賽，并取得優異成績。例如2015年3月，2014級電氣工程專業學生申請成立“遵義師范學院職能控制協會”，并組織開展專利申報、課題申報等相關學術活動；2016年7月，我院電氣專業學生組隊參加第六屆全國大學生電子商務“創新、創意及創業”挑戰杯總決賽，喜獲二等獎；2016年12月，在第五屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽貴州賽區選拔賽中，我院選派4個代表隊（主要為2013級、2014級電氣工程專業學生）參賽，喜獲3個一等獎，1個優秀獎，并取得3個全國參賽資格。

表2 2013級至2014級電氣工程本科學生對電工技術教學信息反饋和期末考試情況分析

表3 2013級至2015級電氣工程專科學生對電工技術教學信息反饋和期末考試情況分析

4 結論

電工技術理論與實驗課融合式教學方法不是簡單地將理論課與實驗課合成一門課程（這樣將會大幅度減少課時數，從而大大縮短教學時間，導致理論講解不透徹，實踐操作時間短，更談不上理論聯系實踐），而是由電工技術理論課教師同時承擔實驗課，教師可以根據教學需求靈活調整理論課教學內容順序和教學場地；在開展實驗教學時，又可以通過實踐操作加強和鞏固理論知識，從而達到理論聯系實踐的教學目的，進而激發學生學習興趣，提高學生學習主動性和積極性。

[1]王文琴，王占文.對電工學實驗教學的現狀分析及改革思路[J].高等教育論叢,1995,490-492.

[2]秦曾煌.電工技術[M].北京：高等教育出版社,2003.

[3]吳有林，張遠強，金星，等.電工理論與控制技術基礎[M].北京:清華大學出版社,2012.

[4]劉紅.淺談電工學實驗對學生創新意識和動手能力的培養[C].2007年中國自動化教育學術年會,2007.159-161.

[5]張麗芹.淺談高校物理實驗教學的改革策略[J].文化教育，2011,（11）:137-138.

[6]仇培濤，張連英.淺談關于深化高校實驗教學改革的實踐與思考[J].時代教育,2013,（11）:55-56.

（責任編輯：徐國紅）

The Exploration of the Integration Teaching Based on the Theory and Experiment of Electro-technics in Local Colleges

WU Ting-qianga,LUO De-lianb
（a.School of Engineering;b.School of physics and Electronic Science,Zunyi Normal College,Zunyi 563006,China）

In order to adapt to the school-transforming development,the writer of this paper explores students’low professional quality resulting from the teaching method in which eletro-technician theory does not agree with its experiment in local colleges,and puts forwards a new method of integrating the theory and experiment.Starting from the continuous updating of teaching ideas from school administrative authorities,we revise and improve the teaching syllabus for eletro-technician theory and experiment;and launched a reform in the fields of teacher and teaching space,etc.,and it makes electro-technician theory integrate with experimental teaching,and further to optimize the eletro-technician teaching,which,in turn,fully improve students’practical ability,innovative ability and ability to explore science.

local colleges;electrical technological theory and experiment;integrated teaching;research and exploration

G642.0

A

1009-3583（2017）-0123-05

2016-12-20

貴州省科技廳聯合基金項目(黔科合LH字[2016]9019號)

吳廷強，男，貴州遵義人，遵義師范學院工學院副書記，講師，國家高級創業咨詢師。研究方向：強電理論及應用、機電一體化應用技術。