產(chǎn)教融合背景下電路分析課程教學(xué)改革研究

于海平 袁洪春 關(guān) 靜 蔣小燕

（常州工學(xué)院電氣信息工程學(xué)院，江蘇 常州213032）

2017年1 月，習(xí)近平同志在十九大報(bào)告中指出，要深化產(chǎn)教融合重大改革任務(wù)。隨后，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2017〕95號(hào)以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》）。《意見(jiàn)》指出，要全面貫徹黨的十九大精神，堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，深化職業(yè)教育、高等教育改革，促進(jìn)人才培養(yǎng)供給側(cè)和產(chǎn)業(yè)需求側(cè)結(jié)構(gòu)要素的全方位融合，培養(yǎng)大批高素質(zhì)創(chuàng)新人才和技術(shù)技能人才[1]。常州工學(xué)院地處長(zhǎng)三角地區(qū)，是電子、電氣類(lèi)企業(yè)比較集中的地區(qū)，學(xué)校充分發(fā)揮地方辦學(xué)優(yōu)勢(shì)，大力推進(jìn)產(chǎn)教融合，與各大名企對(duì)接開(kāi)展校企合作辦學(xué)項(xiàng)目，改革人才培養(yǎng)模式。遵照常州工學(xué)院面向基層、服務(wù)地方培養(yǎng)應(yīng)用型人才的定位，結(jié)合電氣信息工程學(xué)院各專(zhuān)業(yè)較好的就業(yè)形勢(shì)，努力培養(yǎng)電類(lèi)企業(yè)的實(shí)用人才。

電路分析課程是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，電路理論嚴(yán)密，邏輯性強(qiáng)，有著廣闊的工程背景[2]。學(xué)好電路課程，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn)，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。同時(shí)該課程也是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，課程建設(shè)將對(duì)后續(xù)課程產(chǎn)生積極的推動(dòng)作用。

1 電路分析課程現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

常州工學(xué)院電路分析課程授課對(duì)象為電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化以及電子信息工程專(zhuān)業(yè)大學(xué)二年級(jí)學(xué)生，課程共有72學(xué)時(shí)，其中，理論學(xué)時(shí)60學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)是12學(xué)時(shí)。主要內(nèi)容包括直流電路的分析、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析、三相電路的分析、一階電路、耦合電感電路分析等。

從教學(xué)內(nèi)容看，電路理論內(nèi)容量大、理論公式推導(dǎo)多，內(nèi)容枯燥，重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容不易掌握。交流電路分析更是比直流電路分析增加了電感電容、耦合電感等元件，學(xué)生如果對(duì)直流電路分析方法掌握不夠扎實(shí)，將很難理解交流電路知識(shí)，學(xué)習(xí)自信心也會(huì)受打擊，影響教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

從實(shí)踐環(huán)節(jié)看，學(xué)院原有電工電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備相對(duì)陳舊、老化，需要維護(hù)更新。但由于實(shí)驗(yàn)裝置年代久遠(yuǎn)，原設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)早已不復(fù)存在，設(shè)備維護(hù)困難。開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺少綜合研究型實(shí)驗(yàn)，對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，難度較低且缺乏創(chuàng)新，不利于學(xué)生創(chuàng)造性和個(gè)性化思維的培養(yǎng)；缺少與企業(yè)合作的工程實(shí)際案例，學(xué)生對(duì)社會(huì)前沿技術(shù)、熱門(mén)技術(shù)的學(xué)習(xí)了解不足[3]；缺乏具體實(shí)際工作情境，不利于學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，無(wú)法體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

從教師隊(duì)伍看，大部分教師畢業(yè)后直接到校工作，缺乏企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，再加上專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)任務(wù)繁重，教師將大部分時(shí)間都花在教學(xué)、批改作業(yè)、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、整理教學(xué)資料和科研等方面，很難保證社會(huì)實(shí)踐時(shí)間，也就不可避免地出現(xiàn)了教學(xué)脫離企業(yè)實(shí)踐的現(xiàn)象。

2 產(chǎn)教融合課程實(shí)施方案的確定

課程建設(shè)目標(biāo)需要適應(yīng)社會(huì)需求，課題組老師通過(guò)調(diào)查走訪畢業(yè)生和用人單位，了解企業(yè)對(duì)學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)和能力的要求和學(xué)生應(yīng)該具備綜合素質(zhì)等，調(diào)研考取研究生同學(xué)的學(xué)習(xí)感受。“雖然掌握理論知識(shí)，但是缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不知道怎樣把理論知識(shí)運(yùn)用到工程實(shí)踐中”“電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容最好貼近實(shí)際生活”……這些都是學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的反饋建議，也為課程教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整提供了基礎(chǔ)資料。再結(jié)合電路課程的課程目標(biāo)和存在的問(wèn)題，課題組老師積極探索，通過(guò)組織課程任課教師和聘請(qǐng)企業(yè)高級(jí)技術(shù)人員共同研討，征求企業(yè)專(zhuān)家意見(jiàn)，共同修訂課程教學(xué)內(nèi)容，研討教學(xué)方法，進(jìn)行教學(xué)改革，保證了學(xué)生職業(yè)發(fā)展和企業(yè)工程需要順利對(duì)接，保證人才培養(yǎng)質(zhì)量。

3 產(chǎn)教融合背景下電路分析課程改革策略和實(shí)踐

3.1 企業(yè)教授進(jìn)課堂，校企雙重指導(dǎo)教學(xué)

2018年以來(lái)，學(xué)校聘請(qǐng)了企業(yè)專(zhuān)家進(jìn)校園參與電路課程教學(xué)或開(kāi)設(shè)特色講座，讓學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中接觸到更多的前沿工程技術(shù)知識(shí)。這種教學(xué)形式對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)既新鮮又有信服力。從課堂效果看，學(xué)生普遍專(zhuān)心聽(tīng)講，積極思考問(wèn)題并參與互動(dòng)。工作經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)教授有著豐富的人生閱歷，在教學(xué)的同時(shí)，他們也能為學(xué)生講解自身的工作經(jīng)歷和行業(yè)內(nèi)的勵(lì)志故事，為學(xué)生提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)，激勵(lì)學(xué)生正確樹(shù)立人生目標(biāo)，珍惜當(dāng)下，勤奮學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)。

3.2 校企共研教學(xué)模具，創(chuàng)新教學(xué)方法

電路課程既有系統(tǒng)的理論知識(shí)，又有明確的實(shí)際應(yīng)用要求。為使學(xué)生能把理論和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)校企合作，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容研發(fā)專(zhuān)業(yè)實(shí)物教具，將傳統(tǒng)的填鴨式理論教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物教學(xué)，使抽象的知識(shí)點(diǎn)變得形象、易于理解。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作實(shí)物教具、積極參與互動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，在講授電阻、電容、電感等電路元件時(shí)，任課老師將元件帶進(jìn)課堂，學(xué)生能直觀地了解各種類(lèi)型、各種形狀的電阻、電容和電感等元件，增加感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)還引入生活中常見(jiàn)的廣告燈燈箱實(shí)例，學(xué)生很驚奇地發(fā)現(xiàn)他們習(xí)以為常的廣告燈里面原來(lái)由若干不同顏色LED發(fā)光二極管、水泥電阻和控制器及導(dǎo)線組成，通過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單電路，學(xué)生很容易理解電阻降壓限流作用對(duì)于此類(lèi)電路的重要性，當(dāng)然也就掌握了電路的組成、電阻的作用，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要考慮電阻功率和耐壓值等知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在具體實(shí)物電路中探索學(xué)習(xí)，突出了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情。

在講解三相電路教學(xué)內(nèi)容時(shí)，三相發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)動(dòng)原理等內(nèi)容復(fù)雜枯燥，學(xué)生很難理解。教學(xué)時(shí)，將發(fā)電機(jī)教學(xué)模型帶進(jìn)課堂，讓學(xué)生先觀察結(jié)構(gòu)再動(dòng)手操作。由于教學(xué)模型是完全透明的，內(nèi)部線圈都是由企業(yè)工程師手動(dòng)繞制，三相定子繞組空間彼此120°清晰可見(jiàn)。學(xué)生通過(guò)手搖磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，觀察到三組線圈中發(fā)光二極管燈亮。還可以通過(guò)改變手搖的速度、改變磁感應(yīng)強(qiáng)度不等的磁鐵或者改變線圈和磁鐵的有效作用長(zhǎng)度，使燈泡亮度隨之改變。他們?cè)趧?dòng)手操作過(guò)程中，不知不覺(jué)地理解了三相交流電的產(chǎn)生等知識(shí)。學(xué)生不僅學(xué)到了知識(shí)，還感嘆于企業(yè)工程師親手制作發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)模型。在這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境熏陶下，有利于培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。

講解諧振電路教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)展現(xiàn)諧振實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生直接觀察到：隨著電容值大小的改變，電感電壓和電容電壓跟著改變，當(dāng)調(diào)整到某一個(gè)電容值時(shí)，可以直觀看到電感電壓和電容電壓表的讀數(shù)幾乎相等的諧振現(xiàn)象，幫助學(xué)生理解諧振概念。講解含有耦合電感電路內(nèi)容時(shí)，采用的是長(zhǎng)磁路大窗口變壓器模型。如此種種，幾乎每個(gè)章節(jié)都有相應(yīng)的實(shí)物模型或者視頻錄像帶進(jìn)課堂，幫助學(xué)生高效理解、掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

3.3 校企共建名師工作室，豐富教學(xué)內(nèi)容

電路理論教學(xué)課時(shí)有限，老師主要開(kāi)展理論教學(xué)，學(xué)生沒(méi)有充足的時(shí)間在課堂上進(jìn)行實(shí)踐。任課老師和學(xué)生同時(shí)加入名師工作室，學(xué)生可以在實(shí)踐中鞏固課堂理論知識(shí)，并運(yùn)用到項(xiàng)目實(shí)踐，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手解決問(wèn)題。將部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目提升為探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，添加到教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。將“教—學(xué)—做”融為一體，學(xué)生在校既能學(xué)習(xí)到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用的理論知識(shí)，又能在企業(yè)工程師的指導(dǎo)下了解企業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目任務(wù)，使學(xué)生全方位接觸生產(chǎn)、科研，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的，更好地提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

同時(shí)，名師工作室還以科普實(shí)習(xí)基地的形式對(duì)社會(huì)開(kāi)放，工作室自主研發(fā)的實(shí)物教具均對(duì)外展出，并由本校學(xué)生進(jìn)行講解和演示，目前已接待36批次校外學(xué)生參觀，受到一致好評(píng)。

3.4 校企共商實(shí)驗(yàn)，深化實(shí)踐教學(xué)

為了緩解電工電子實(shí)驗(yàn)室儀器維修問(wèn)題，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)正常開(kāi)展，多年來(lái)，工程項(xiàng)目背景和工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)工程師長(zhǎng)期參與教學(xué)研討，共同參與儀器維護(hù)，不但解決了實(shí)驗(yàn)儀器的維護(hù)問(wèn)題，還對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行有效擴(kuò)展。目前，課題組老師經(jīng)過(guò)多次調(diào)研，跟浙江力控達(dá)成合作，引進(jìn)了HKDG-3型高性能電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，課題組老師應(yīng)用仿真軟件幫助學(xué)生逐步設(shè)計(jì)電路，融會(huì)貫通電路相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用和設(shè)計(jì)能力，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣和能力[4]。

3.5 校企人才融合，塑造優(yōu)秀的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

電路分析課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有9人，包括1名校企合作產(chǎn)業(yè)教授。成員職稱(chēng)結(jié)構(gòu)合理，教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富。教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷研究和完善教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方案，充分應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)秉承以成果促教學(xué)、以教學(xué)促成成果。教學(xué)成果體現(xiàn)為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生參加的電子競(jìng)賽獲獎(jiǎng)、教師參加多媒體微課課件制作比賽獲獎(jiǎng)和講課比賽獲獎(jiǎng)等。利用校企合作形式，以名師工作室為紐帶，提升教師教學(xué)能力和科研實(shí)踐能力。增進(jìn)老師和企業(yè)間的聯(lián)系，任課老師進(jìn)企業(yè)觀摩學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)行業(yè)前沿技術(shù)，掌握相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域最新進(jìn)展，了解校企共建課程需要的職業(yè)素養(yǎng)。教師還積極參加學(xué)術(shù)交流會(huì)，進(jìn)一步提高教學(xué)業(yè)務(wù)能力。

4 產(chǎn)教融合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)效果

通過(guò)兩年的改革實(shí)踐，電路分析課程團(tuán)隊(duì)與企業(yè)深度合作，建設(shè)了穩(wěn)定的校內(nèi)外實(shí)踐基地和穩(wěn)定的師資隊(duì)伍，極大地提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

通過(guò)校企合作，提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生在企業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐中，親自參與設(shè)計(jì)制作電路實(shí)物，不斷激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。部分學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目實(shí)踐，提升了新產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)能力，并嘗試申報(bào)各類(lèi)發(fā)明專(zhuān)利，其中17屆朱達(dá)維等4名同學(xué)獲得了《一種RLC振蕩電路模擬裝置》專(zhuān)利證書(shū)。同時(shí)，產(chǎn)教融合的教學(xué)模式也為學(xué)生提供了豐富的校外實(shí)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生有機(jī)會(huì)深入接觸企業(yè)，參與項(xiàng)目合作，工作能力得到了用人單位的充分認(rèn)可。“工作踏實(shí)，動(dòng)手操作能力強(qiáng)”，在用人單位座談中，用人單位高度評(píng)價(jià)該校畢業(yè)生。在2020年，該校電子信息工程專(zhuān)業(yè)接受教育部工程論證評(píng)估時(shí)，評(píng)估專(zhuān)家專(zhuān)門(mén)來(lái)到電路分析產(chǎn)教合作工作室進(jìn)行實(shí)地考察，與學(xué)生深入交談。在評(píng)估總結(jié)大會(huì)上，評(píng)估專(zhuān)家充分肯定了產(chǎn)教融合教學(xué)改革效果并在大會(huì)上點(diǎn)名表?yè)P(yáng)。課程相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生就業(yè)率、考研錄取率較高，也為學(xué)校贏得了良好的社會(huì)聲譽(yù)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，電路課程通過(guò)產(chǎn)教融合、校企合作的培養(yǎng)模式，在幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力有了極大的提高，也驗(yàn)證了這樣的人才培養(yǎng)模式適應(yīng)現(xiàn)代化企業(yè)需求，形成了鮮明的課程特色。以后我們將進(jìn)一步研發(fā)貼近課程內(nèi)容的實(shí)物教學(xué)案例，創(chuàng)新教學(xué)方法，豐富教學(xué)內(nèi)容，不斷提高專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。