基于多學科交叉的“電工電子技術”應用案例教學改革與建設

摘 要：以應用型專業人才為培養目標，將多學科相關內容引入到“電工電子技術”課程內容中，建立應用案例式教學方法，通過課前、課中、課后三部分教學過程相結合。針對傳統教學模式較為枯燥的問題，將理論教學內容與工程應用實例有效結合，提升學生感性認知及動手能力，豐富課程教學內容，提高學生綜合運動能力，為課程的建設提供有效支撐。

關鍵詞：應用案例 多學科交叉 實踐能力

工業的發展與科技的進步密不可分，教育教學的改革也勢在必行。單一學科的教育教學理念會限制學生專業技能的學習及創新能力的發展，而多學科交叉、融合是未來科技發展的主要方向[1-3]。同時，隨著企業對專業復合型人才的戰略發展需求，企業在招聘人員時逐漸更看重員工對復雜工程問題的處理能力，這無疑是對新產品的研制、新技術的探索都會產生有效的推動作用。因此，在專業課程的教學過程中應用案例的引入不僅可以增加多學科知識的交叉與融合，還可以提升學生對工程實際問題的感性認知能力，故成為理工科專業課程教學改革的重要內容[4-5]。“電工電子”技術是汽車類專業的必修專業基礎課程，其課程內容學習可為汽車電路系統設計技術升級提供必要的保障。如何將“電工電子”技術與其他專業知識相融合是該課程教學方法改革的核心內容。

眾多學者針對“電工電子技術”課程的教學方法改革開展了相關研究。王軍妮[6]以電工電子技術在化工生產中的實際應用為例，開展了現代化化工產生系統的建立及電子化應用分析，闡述了在教學過程中“電工電子技術”課程改革的重要性。張建林[7]以提高學生專業技術能力為目標對“電工電子技術”課程進行了改革，將綜合技術應用技術作為評價學生該課程的學習成績指標，采用理論與實踐相結合的方法對課程授課模型進行了改進。針對“電工電子技術”課程實驗條件受限的問題，王翠霞[8]建立了該課程的混合式教學方法，利用互聯網技術引入線上學習模式，并以仿真分析為例替代成本較高的實驗條件，該方法獲得了較好的教學效果。肖平[9]以“多位一體”化評價方式作為考核目標，對“電工電子技術”課程授課學生進行綜合能力評估，在課程講授過程中還引入了監管系統，對學生日常學習狀態進行有效監督，以提升學生自我學習能力。根據工程認證要求，王旃[10]將培養工程應用型人才為目標，提出了“電工電子技術”實驗教學方法改革方案，該方案的提出不僅對教學內容、教學模式進行了完善，還對授課模式及教學團隊建設提出了合理性意見。

綜上所述，目前對“電工電子技術”課程進行應用案例教學模式的研究較少，其應用案例的引入可推動“電工電子技術”與多學科交叉、融合，提高學生對工業體系綜合設計能力及知識點的感性認知能力，對應用型技術人才的培養具有積極的推動作用。

1 課程教學情況分析

為了對“電工電子技術”課程進行有效的改革，對以往課程學習過的學生進行了問卷調查，如圖1所示。大部分學生對“電工電子技術”課程學習難度適中，其中包括課程內容、授課方法以及考核模式，這說明傳統的教學模式和內容對該課程的教學是較為合適的。但從傳統教學效果評價分析來看，雖然大部分學生對課程內容可以掌握，也能聽懂，但對理論知識如何實際運用并不了解，其理論與實踐在工程應用中的“脫節”問題非常明顯，只有少數學生利用課后時間通過互聯網或企業參觀等形式豐富了課程講授的理論知識內容，但有些學生認為傳統的授課方式非常枯燥乏味，導致課程內容聽不懂或聽不進去，這對該課程的教學效果起到了負面的影響。在“應用案例教學對課程講授是否有幫助？”這個問題中，大多數學生處于“想試試看”的態度，故選擇了“有可能有用”，這其實是學生對這種授課模式和課程改革的期待，對“電工電子技術”課程應用案例教學改革起到了積極的推動作用。

根據“電工電子技術”課程內容及特點，提出基于多學科交叉的“電工電子技術”應用案例教學改革與建設方法，如圖2所示。在上課前可讓學生在網上觀看課程教學視頻及互聯網相關內容視頻，做好課前預習工作。在授課過程中采用理論講解、應用案例介紹以及實踐實驗相結合的授課方式，將“理論-實踐-應用”融合在一起，并在應用案例介紹中引入相關課程內容，培養學生綜合技能。

2 應用案例教學示例

邏輯控制是“電工電子技術”課程中的主要內容，該內容在工業領域也得到廣泛的應用，輔助機械傳動系統提升自動控制能力。以履帶起重機主臂起臂裝置液壓控制系統為例，以實際工程案例為對象，展示“電工電子技術”應用案例教學方法，其液壓控制系統如圖3所示。履帶起重機主臂在起臂過程中，需要利用液壓油缸推動A型架對其主臂進行“拉升”，液壓馬達驅動變幅卷揚做旋轉運動釋放鋼絲繩，故液壓油缸與變幅卷揚工作速度需要達到同步。傳統控制系統中采用減壓閥對液壓油壓進行分級調控，但不同減壓閥工作切換時會出現液壓油壓力突變現象，其“暫時停頓”現象會使得液壓油缸和變幅卷揚之間出現運動偏差，使得A型架受力過大產生變形。因此，在液壓控制系統中引入邏輯控制方式，通過位移傳感器對A型架運動過程進行監測，并將其信號反饋給控制器，采用邏輯控制方式對液壓油缸工作速度進行無極調速，其邏輯控制方法如圖4所示。人工操作只需按下相對應的手柄指令，A型架可以根據邏輯控制進行工作參數調整，提高A型架工作參數的同步性。上述應用案例描述為“電工電子技術”和“機械傳動”的有效結合，可提升學生對理論知識實踐應用的感性認識，加深學生對知識點的理解。

3 結論

應用案例教學模式的引入不僅可以提供學生對“電工電子技術”課程內容的感性認識和理解，還可以提升學生的學習興趣，將原本枯燥抽象的理論知識具體化、形象化。同時，在課程教學過程中可以通過調研報告、學科競賽、實踐實習等環節增加學生自主學習能力，提升學生綜合實踐技能。

基金項目：教育部產學合作協同育人項目“工程認證背景下《電工電子實習》雙元協同教學模式研究”（230800367280722）；江蘇理工學院教學改革與研究項目“基于‘導學互動’與課程思政融合的《電工電子實習》教學模式研究”（11610912304）。

參考文獻：

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[2]竺興妹，陳娟.電工電子學實驗基礎知識與實操研究——評《電工電子學實驗教程》[J].鑄造，2010，69（09）：7-8.

[3]李震梅，魏佩瑜，李海濤.信息化背景下培養學生創新能力的實踐教學改革[J].實驗技術與管理，2017，34（06）：14-17.

[4]楊秀萍，郭津津，陳煒.CAE仿真技術在《液壓傳動》系列課程教學中的應用[J].中國農機化學報，2016，37（9）：259-263.

[5]蔡漢躍.工程認證背景下液壓與氣壓傳動課程的改革思考[J].大學教育，2018（5）：99-101.

[6]王軍妮，王一帆.化工生產中電工電子技術的信息化應用發展分析——評《電工電子技術及應用》[J].化學工程，2024，52（5）：97.

[7]張建林.當代高校職業教育電子技術專業課程創新研究——評《電工電子技術教程》[J].應用化工，2024，53（05）：1259.

[8]王翠霞，徐志宇，周偉.電工電子仿真實驗線上線下混合教學模式探索[J].實驗室研究與探索，2024，43（07）：91-94.

[9]肖平，肖軍，張瑩.基于五位一體的電子技術系列實驗課程建設[J].實驗室研究與探索，2024，42（11）：156-160.

[10]王旃，林平，張德華.面向新工科的電工電子實驗教學體系改革研究與創新實踐[J].實驗室研究與探索，2023，42（06）：277-281.