新校區(qū)建設(shè)中的非電類專業(yè)“電工電子學”課程教學規(guī)劃研究

張榆平

【摘要】利用新校區(qū)建設(shè)有利契機，針對非電類專業(yè)學生的電工電子學課程提出了前期規(guī)劃設(shè)計。在理論教學中側(cè)重基本概念和基本理論的工程應(yīng)用，采用啟發(fā)性任務(wù)導(dǎo)向的教學及實驗設(shè)計，充分利用軟件仿真計算和網(wǎng)絡(luò)資源，提高學生的學習興趣，將課堂教學延伸到課外娛樂中，并改革傳統(tǒng)考核方式，真正提升學生實際動手能力和解決實際問題的能力。

【關(guān)鍵詞】電工電子學 實踐教學 軟件仿真 多元化

【Abstract】In this paper， a preliminary course planning and design of Electrical and Electronics is proposed for non？鄄electric majors when a new campus is constructing. In theory teaching， lectures should emphasize particularly on the applications of basic concepts and basic theories. The instructional teaching methods and experimental designs of enlightening tasks are used. Additionally， to enhance students practical ability and interest， many other methods should be applied such as simulation software， internet sources and form of exam.

【Keywords】Electrical and Electronics； Practical teaching； software simulation； Diversification

【基金項目】中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)科研啟動基金資助（No. RCYJ2017B-02-001）。

【中圖分類號】TM1-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）14-0252-02

一、引言

電工電子學（實驗）是理工科非電類專業(yè)本科院校學生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程（實驗）所涉及的內(nèi)容廣泛，包括電路分析、數(shù)電、模電、測控、電拖等眾多學科。在配套實驗室裝置中，涵蓋的實驗內(nèi)容也非常豐富。以上海某家教儀的綜合實驗裝置為例，數(shù)電部分設(shè)計了21個驗證實驗，模電部分設(shè)計了22個驗證實驗，電工部分設(shè)計了28個實驗項目，另外電拖部分還有5個實訓(xùn)項目。如此眾多的教學和實驗內(nèi)容看似提供了頗多的可選項，但又面臨許多現(xiàn)實問題。首先，非電類專業(yè)在電工電子學課程規(guī)劃中往往是安排的課時較少，通常為48-64學時，累積3-4學分。電工電子學實驗通常為0-16學時，有些院校實驗不單列，包含在理論教學總課時內(nèi)；其次，如前文所述，根據(jù)專業(yè)的不同，理論和實驗教學頭緒很多。而不同專業(yè)對于電工電子學的定位及與后續(xù)課程、現(xiàn)場實習的要求千差萬別；第三，課程設(shè)計中沒有考慮學生的興趣需求，限制了學生的發(fā)展；第四，教學、考核方式傳統(tǒng)單一。目前，各個課程教研組通常針對本院（系）專業(yè)特點，選擇教學內(nèi)容，根據(jù)教學內(nèi)容遴選實驗。教學內(nèi)容以外的知識留給有余力的學生自修。考核以閉卷考試加實驗成績?yōu)橹鳎绾慰疾閷W生分析和處理實際情況或故障的能力，仍然是有待解決的關(guān)鍵問題。

中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)2014年開始籌建，2016年正式招收第一批本科生。校區(qū)建設(shè)伊始，就提出“高層次、應(yīng)用型、國際化”的人才培養(yǎng)目標，在專業(yè)建設(shè)方面力求貼近行業(yè)需求，同時與北京校區(qū)專業(yè)形成互補，而不是照搬和重復(fù)建設(shè)，并能最大限度培養(yǎng)學生的興趣。對于課程教學改革和規(guī)劃提出了以人為本，側(cè)重應(yīng)用的要求。利用新校區(qū)建設(shè)的契機，分析原有課程教學中存在的問題，提出和完善“電工電子學”課程的教學規(guī)劃是本課題研究的重點內(nèi)容。

二、規(guī)劃設(shè)計

如前文所述，針對少課時、多頭緒、填鴨教學、考核單一等問題，探討新形勢下“電工電子學”教學規(guī)劃和教學方案。

（一）理論教學內(nèi)容的優(yōu)化裁剪和側(cè)重

首先，毋庸置疑，不同專業(yè)講授完全相同的內(nèi)容既無必要，亦不可行。按照校區(qū)56學時的規(guī)劃，采用模塊化教學方式，教學重點主要集中到3-4部分。

其次，教學重點主要集中在基本概念和重要理論的分析。教師在課堂上的主要任務(wù)是拓寬學生的知識面，提升學生的學習興趣和熱情，鼓勵學生了解和自學多種仿真和分析工具，不拘泥于理論推導(dǎo)和演練。

（二）采用啟發(fā)性、重實踐的教學、實驗方法設(shè)計

教師講解、學生被動接受的傳統(tǒng)教學方法，一方面難以調(diào)動學生的主觀能動性，使得課堂氣氛不夠活躍；另一方面，容易造成“紙上談兵”，脫離具體實際問題。采用啟發(fā)性、重實踐的教學、實驗方法勢在必行。

1.在模塊化教學中采用任務(wù)導(dǎo)向的教學方法

模塊教學中采用“1+1”的教學方法，即理論教學+實際問題分析的模式。在掌握了模塊單元的基本概念和理論后，提出生產(chǎn)生活中的實際問題，組織學生分組分析，引導(dǎo)學生形成初步的解決方案，然后作為課后作業(yè)安排學生廣泛收集相關(guān)文獻、電路和典型解決方案。在討論課上，以學生作為主體闡述解決方案的原理和實現(xiàn)過程。通過學生自主分析問題、查找文獻、獲取解決方案、仿真（電路）驗證的過程，增強了學生分解問題的能力，鍛煉了學生自主獲取知識的能力，培養(yǎng)了科學的解決問題的能力，同時可以調(diào)動學生的積極性，真正從實踐中了解和掌握所學知識。

2.驗證實驗和綜合實驗相結(jié)合

在已有的實訓(xùn)實驗中，充分利用和挖掘?qū)嶒炘O(shè)備的利用潛力。在建設(shè)實驗室的時候，考慮設(shè)備的創(chuàng)新能力和配套能力。除了驗證相關(guān)的理論結(jié)果外，增加部分設(shè)計性實驗內(nèi)容，力求通過搭建小的電路實現(xiàn)或替代裝置的部分功能。

3.建設(shè)開放實驗室，建立不同實驗室整合機制

實驗室立足于服務(wù)學生，服務(wù)于科研。建立開放式實驗室，在正常的實驗教學以外，歡迎有興趣和余力的同學在有監(jiān)督的情況下進行教學內(nèi)容以外的實驗項目；設(shè)立相關(guān)選修實驗課程供感興趣的學生選擇，豐富學生的課余生活，并幫助有深造意愿的學生盡早進入科研階段。

另外，建立不同實驗室之間的整合機制，滿足今后學生的課程設(shè)計以及部分畢業(yè)設(shè)計的硬件需求，將整個電類實驗室建設(shè)成為覆蓋范圍廣泛、滿足不同層次需求的電子電工驗證、開發(fā)平臺。

（三）多元化教學手段及工具應(yīng)用

在教學手段方面，除課件和板書外，引入多種輔助教學手段：

1.引入Matlab編程和仿真軟件

盡管在教學內(nèi)容上主要以概念和相關(guān)理論介紹為主，但這些概念和知識點往往比較枯燥，僅通過PPT 或者板書很難保證學生保持持久的學習興趣。因而，在課程教學手段上引入軟件輔助教學不失為一種行之有效的手段和方法。利用Matlab軟件，一方面具有強大的矩陣求解能力，能夠幫助學生快速解決一些計算問題，使其把更多的精力放在電路工作原理分析中；另一方面，對于很多實驗中不易或無法實現(xiàn)的暫態(tài)過程，通過引入Matlab仿真，不僅可以快速得到參數(shù)變化曲線，而且可以讓學生有更多的機會去“試錯”，加深對專業(yè)知識的理解，提高實驗效率。同時，有助于培養(yǎng)學生在科研實踐中注重仿真驗證提高設(shè)計成功率的良好科研習慣。

2.網(wǎng)絡(luò)資源的利用

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，對于傳統(tǒng)教學帶來了新的機遇。各種專業(yè)論壇、技術(shù)討論群等如雨后春筍般涌現(xiàn)。許多經(jīng)典設(shè)計案例都有比較完整的解決方案，這為前文提出的引導(dǎo)學生尋找解決方案提供了便利。一切創(chuàng)新的前提都是要有大量的前期模仿，所以讓學生盡早熟悉一些有益的網(wǎng)絡(luò)資源，并將其付諸實施，無疑可以加強學生專業(yè)技能的提升。

3.手機app的應(yīng)用

智能手機目前在中國高校學生群體中已經(jīng)成為不可或缺的基本配置。智能手機是把雙刃劍，關(guān)鍵是如何使用。新校區(qū)按照建設(shè)標準，目前基本實現(xiàn)了wifi全覆蓋，為辦公、辦學提供了便利。引導(dǎo)學生充分利用學校優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò)條件，在課堂外通過利用多種手機app軟件鞏固和提高專業(yè)知識。在專業(yè)app軟件中，學生可以直觀看到各種電子元器件外形及特性，經(jīng)典電路圖和豐富的計算及試題。

（四）考核方法的改革

非電類專業(yè)學生，應(yīng)更緊密結(jié)合工程應(yīng)用作為考核要點。所以，除基本的概念和理論外，應(yīng)避免死記硬背的傳統(tǒng)應(yīng)試考核，而側(cè)重于在給定一些工具的情況下，如何分析和解決實際問題的能力上。考核可以分為三大部分：平時研討成績、實驗成績和期末考試成績。平時研討以小組作為考核單元，根據(jù)各自的分工和工作的完成情況分別計分；實驗成績主要考核驗證實驗完成情況，個人單獨計分；期末考試可采用一頁紙開卷或提供統(tǒng)一參考資料的半開卷方式，著重考核學生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。

三、結(jié)論

綜上所述，電工電子學對于非電類專業(yè)學生更強調(diào)實踐性，要求學生具備較高的動手能力和解決實際問題的科學思維。對于一些新建校區(qū)，在課程設(shè)置和實驗室建設(shè)初期，及早規(guī)劃和設(shè)計教學內(nèi)容、教學手段及實驗安排，充分利用校內(nèi)優(yōu)良的辦公、辦學資源，對于實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標，提高學校的辦學水平意義重大。

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