電工電子技術教學改革的探索與實踐

曹松銀 方宇

[摘? ? ? ? ? ?要]? 電工電子技術是非電類相關工科專業的必修課程，主要介紹電工技術和電子技術相關知識。當前的教學過程中存在學時和教學內容不匹配、教師的教法和學生的學法不相適應、實踐環節薄弱等問題或不足。從課程教學內容的優化和設計、教學方法和教學手段的選擇、實踐教學環節的強化等幾方面出發，系統地提出了電工電子技術課程教學改革的探索和嘗試，并在實際教學過程中取得了較好的效果。

[關? ? 鍵? ?詞] 電工電子技術;教學改革;教學探索

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）27-0198-02

電工電子技術是一門電工技術和電子技術方面的基礎課，主要介紹電工技術和電子技術的基本概念、基本理論、基本定律及分析方法和常用的電氣設備、元件及基本電路的課程[1]。通過課程的學習，學生了解了常見電路，熟悉了電器的基本原理和性能，能分析、設計相關電路，養成嚴謹的科學作風和較強的動手實踐能力[2]。

該課程是機械制造、材料成型、車輛工程、農機、環境工程等專業的一門重要基礎課。隨著時代的進步和社會的發展，相關專業的課程體系和培養方案都進行了修訂[3]。電工電子技術原有的教學體系和教學方法已經無法滿足教與學兩方面的要求，主要表現為以下幾個方面：（1）該課程中的部分知識點與本專業其他課程的知識點相重復。（2）書本上的知識不能“學以致用”，與本專業脫節，不能與相關行業很好地融合。（3）目前的課堂教學仍然是以教師的講授為主，學生的參與度不高。（4）實踐教學與本專業的特色結合度不夠高、效果不明顯等。針對前面所述的這四個主要問題，本文就電工電子技術課程教學的改革進行了初步探索和實踐，希望能更好地貼合相關專業的特色，使學生對課程的作用更加了解，進而激發他們的學習興趣。通過對該教學改革的探索，能優化課程的知識點，使之更具有專業特色，提高學生的學習效率和動手實踐能力。本文將主要從教學內容、教學手段及方法以及實踐教學三方面展開探索和實踐。

一、教學內容設計

電工電子技術囊括了電路基本概念、定律、分析方法、暫態分析、交流電路、三相電路、磁路、電機、半導體器件、放大電路、集成運放、電路中的反饋、穩壓電源、電力電子技術、組合邏輯和時序邏輯電路、可編程邏輯器件和模數轉換等內容[1]。市面上現有的教材大多數存在知識點過于寬泛、內容過于完備、專業特點不明顯等缺點。另外，專業培養方案中所分配的該課程的學時往往與教材的知識點不匹配，難以在規定的課時內系統地教授整部教材的全部知識點。因此，在設計教學內容時必須有所取舍、有的放矢、突出重點。為了更好地對教學內容進行優化，筆者先從專業培養方案開始研究，與專業負責人研討相關課程的設置和學分分配原則。通過與專業負責人的分析和討論，刪除或弱化與專業培養方案中已修課程重復的知識點，或者對培養方案支撐不足的知識點。例如，筆者刪除本專業培養方案中未提及的電力電子技術、可編程邏輯器件等方面的知識點，弱化本專業相關課程中模數轉換等重復的知識點，結合機械相關專業的特點，突出機電系統中相關電路的分析以及電路的設計等知識點。

為了適應社會對本專業人才素質的基本要求，對本課程的相關教學內容作適當調整。鑒于實際電學系統的特點，適當增加特殊工程系統的介紹。為了避免教學內容過于刻板，將課本上的知識和實際對象結合，讓理論與實際問題相對應，增強學生的學習興趣。同時，在實際工作中電路的設計需要使用專業的電路設計軟件。因此，為了讓學生多掌握一項技能，提升就業競爭力，在教學過程中適當增加電路設計軟件的介紹。學習電路設計軟件的同時，學生能提高對元器件的工作原理、電路布局宏觀性的認識。上海市近年來率先推行的“課程思政”教育理念，把“立德樹人”作為教育的根本任務。針對近年來中美間的貿易摩擦、美國對中國高科技產品和技術的輸入限制等問題（例如芯片封鎖、人工智能技術），結合與本課程知識點相關的內容，在教學過程中適當介紹事件背景、國內外相關技術的最新進展以及本課程所對應的“卡脖子”技術，與思政教育形成協同效應，促使學生將滿腔的愛國熱情轉化為學習的動力[4]。

通過上述分析，對課本上的知識點進行梳理和優化，所設計的教學內容能很好地滿足專業培養方案的要求，更好地培養社會所需要的人才，更能調動學生的學習積極性。

二、科學選擇教學手段及方法

在教學過程中，教學方法既是教師教的方法（教授法），也包含學生學的方法（學習方法）[5]。電工電子技術是一門基礎性課程，是相關后續電學課程學習的基礎。該課程的教學方法如果僅僅以講授法為主，可能會出現部分學生的注意力不夠集中，產生厭學情緒等問題。為了實現教師的教與學生的學相協調，筆者對不同的知識點采用不同的教學手段和方法。具體措施如下。

定義、定理部分以講授法為主，再結合討論法和直觀演示法等。例如，基爾霍夫定律，在采用講授法的同時，利用電路仿真軟件直觀演示節點電流和回路電壓的關系，使學生能直觀地了解并掌握基爾霍夫定律的內容。對學生已有基礎的教學內容，如電阻、電感、電容等元器件的概念、工作原理、特點等，先由學生課前自主復習，課堂上再以問答法進行檢查和鞏固。在講授電路分析方法的教學過程中，筆者進行了翻轉課堂的初步嘗試：先將學生進行分組，布置每組的任務;學生課前自己觀看MOOC課程中各種電路分析的方法并討論;課堂上每組匯報自學情況，各組間相互提問，增強學生的自學能力和團隊協作精神[6]。本課程包含了許多與實踐有關的內容，如組合邏輯電路、時序邏輯電路。在講授邏輯電路設計和分析知識點的過程中，介紹了幾種電路仿真軟件，引導學有余力的學生自學，提升自己的綜合能力。此外，在講授三相電路星型連接和角型連接的知識點時，及時安排對應知識點的實驗課，讓學生將理論與實踐相結合，能更直觀地理解兩種連接方式的工作原理和區別。此外，教學內容中增加具有專業特色的范例，使學生更加清楚本課程知識點與專業的聯系，理解該課程在專業培養體系中的作用等。例如，對于機械制造專業的機床控制問題，可以讓學生思考如何利用時序邏輯電路來設計合適的控制電路。

“對癥下藥”式的教學手段和教學方法改善了傳統教學過程中形式僵化、學習效率低下、專業特色不明顯等問題。通過教學方法的優化，提高了學生對電工技術和電子技術的認識，增強了學習興趣和動力，使學生更加牢固地掌握了課程中的基本概念、主要的設計和分析方法，具備了電工與電子技術的初步能力。

三、多方位強化實踐教學

對于工科專業而言，如果實踐性教學不能讓學生學以致用，學生不具備動手操作能力，就不是合格的課程教學。通過實踐環節的訓練，學生能鞏固課堂上所學的知識點，理論聯系實際，進一步培養創新意識和能力[7]。實踐教學環節主要包括實驗、課程設計和競賽。

本課程的實驗包括兩部分：驗證性實驗和設計性實驗。揚州大學電工電子實驗中心是省級示范教學實驗中心，配備了與課程相關的實驗裝置[8]。在教學過程中，筆者對驗證性實驗和設計性實驗進行有機協調。驗證性實驗主要用于熟悉基本概念和方法、驗證定理、熟悉實驗裝置;設計性實驗主要讓學生在所學知識的基礎上能自主設計相關的電路[9]。加強與電工電子實驗中心的溝通和交流，合理安排實驗時間和實驗裝置，確保每個學生都能親手進行實驗操作、體驗動手實踐的過程。設計性實驗相對于驗證性實驗而言，在對知識點掌握、實驗設備操作的熟練性上要求更高，這更能激發學生的創造性。適當減少驗證性實驗的課時，相應地增加設計性實驗的課時。此外，結合本專業的特點和實驗室現有設備條件，增加了和專業相關的設計性實驗，如機床控制電路、車載電子電路設計等。通過實驗讓學生了解本課程在培養體系中的地位，能將所學知識用于本專業相關的系統，加深學生對課程重要性的認識，增強實踐能力。

課程設計是綜合性實踐教學環節，該課程的課程設計是根據數字電子技術，設計滿足特定功能的數字電子鐘。在課程設計過程中，首先，要求學生進行課題分析，確定方案。然后，設計出電路原理圖、部件設計圖，畫出總接線圖。在此基礎上，進行元器件布局、導線連接、調試、測試。最后，學生各自介紹自己的作品，接受驗收和評價。在整個過程中，學生需要熟練掌握各個元器件的功能、參數、優缺點、接線方式，了解組合邏輯電路、時序邏輯電路的設計等。這是對所學知識點的復習和綜合考查，同時能培養學生的團隊協作精神。另外，對驗收環節的作品介紹還能鍛煉學生的口頭表達能力。

鼓勵學生利用所學的電工和電子技術知識參加本專業的競賽，是對實踐教學的升華或者是對教學環節更進一步的提高。一般對于綜合性專業競賽，需要用到不同課程的不同知識點。在競賽過程中學生可能會遇到各式各樣的問題，但尋找問題答案、團隊協作解決問題的過程也是實踐教學的意義所在。

筆者在電工電子技術教學過程中進行了教學改革的初步探索和有益嘗試。該教學改革的探索和實踐合理優化了教學內容;針對不同知識點選擇恰當的教學方法和教學手段;多措并舉突出并強化了實踐教學環節。這些改革和嘗試不僅激發了學生的學習興趣，培養了動手實踐能力，而且取得了較好的教學效果，為電工電子技術課程的教學提供了很好的借鑒。

參考文獻：

[1]秦曾煌，姜三勇.電工學（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]靳孝峰，李鴻征，劉云朋.電工電子技術[M].北京：清華大學出版社，2015.

[3]孫世榮.修訂自動化專業的培養方案，融入智能制造內容：評《化工機械制造技術》[J].合成樹脂及塑料，2019，36（5）：114-115.

[4]舒靜，王琳，晉永，等.基于課程思政理念的專業課程教學設計[J].中華醫學教育雜志，2020，40（1）：1-3.

[5]曹松銀.物聯網控制基礎課程教學改革的探索與實踐[J].考試周刊，2017（7）：17.

[6]翟琴靜.淺談微課在中職電工電子技術教學中的應用[J].科學大眾（科學教育），2017（9）：107.

[7]汪燁，印松.機電控制系統綜合實踐教學平臺研制與應用[J].中國現代教育裝備，2020（1）：30-33.

[8]郭志輝.電工電子技術實踐教學探究[J].考試周刊，2019（16）：13.

[9]王鵬凱.試論高職院校《工廠供電》課程設置新思路[J]. 科技風，2018（11）：18.

編輯 原琳娜