成開(kāi)友

（江蘇鹽城工學(xué)院 電氣工程學(xué)院，江蘇 鹽城 224051）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求各行各業(yè)的技術(shù)人員掌握越來(lái)越多的電工電子知識(shí)和技能。高等學(xué)校非電專業(yè)理工科學(xué)生獲取電工電子知識(shí)主要通過(guò)電工學(xué)課程教學(xué)（包括實(shí)驗(yàn)）來(lái)完成的。電工電子技術(shù)不斷發(fā)展，新技術(shù)層出不窮，電工學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容也不斷擴(kuò)充，非電類電工學(xué)教學(xué)學(xué)時(shí)在相應(yīng)減少（我校從1995年的144學(xué)時(shí)，逐年減少到目前的56或72學(xué)時(shí)），面對(duì)學(xué)時(shí)減少和內(nèi)容膨脹，必須改革教學(xué)模式與手段。電工學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，許多知識(shí)必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段才能正確建立，因此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在電工學(xué)教學(xué)中至關(guān)重要，教學(xué)改革中必須特別注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。電工學(xué)教學(xué)面向眾多專業(yè)，2000年前我校參加學(xué)習(xí)的本科生每年只有500多人，擴(kuò)招以后，增加到1400多人，對(duì)電工學(xué)教學(xué)進(jìn)行改革，受益學(xué)生面非常廣。多年來(lái)我校電工學(xué)課程在重點(diǎn)課程建設(shè)的總體框架下，從課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境建設(shè)等方面全面實(shí)施教學(xué)改革，教學(xué)改革得到學(xué)校多個(gè)教學(xué)研究項(xiàng)目的支持。

1 電工學(xué)模塊化課程體系建設(shè)

非電類電工學(xué)課程所涵蓋的專業(yè)很多，各專業(yè)對(duì)課程的要求存在差異，這對(duì)課程的教學(xué)帶來(lái)困難。為了解決這些問(wèn)題，我們首先與開(kāi)課院系溝通，研究專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)本課程的需求，將教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整納入到整個(gè)課程體系的改革中，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)教育及科技發(fā)展的研究，確定了電工學(xué)課程模塊化的體系結(jié)構(gòu)。按照學(xué)科內(nèi)容屬性將電工學(xué)課程分為5個(gè)基本知識(shí)模塊（電路基礎(chǔ)、電機(jī)及電氣控制、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工新技術(shù)），針對(duì)專業(yè)培養(yǎng)需要，構(gòu)造電工學(xué)課程模塊化教學(xué)內(nèi)容，按知識(shí)模塊統(tǒng)一教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容，統(tǒng)一考核。在課程模塊化設(shè)置的基礎(chǔ)上，2003年制定了電工學(xué)系列課程的教學(xué)大綱；在執(zhí)行大綱的過(guò)程中，不斷收集學(xué)生、院系的反饋意見(jiàn)，2005、2008年兩次集中完善修訂了教學(xué)大綱，實(shí)驗(yàn)大綱和考試大綱。

2 將EDA技術(shù)引入電工學(xué)教學(xué)中

電工學(xué)是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，它有基礎(chǔ)課的理論要求，也有專業(yè)課的技能要求。課程有些內(nèi)容比較抽象難以理解，教師用語(yǔ)言不易描述，某些規(guī)律學(xué)習(xí)者難以捕捉，同時(shí)有許多電工學(xué)的概念需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來(lái)加以闡述，例如，在講解電路的過(guò)渡過(guò)程時(shí)，雖然在理論上說(shuō)明了過(guò)渡過(guò)程的產(chǎn)生和電路暫態(tài)響應(yīng)，但是，實(shí)際電路中響應(yīng)是否和理論分析符合，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)加以驗(yàn)證。我們利用EDA技術(shù)，選擇形象直觀的Electronics Workbench和Pspice軟件，將EDA方法引入電工學(xué)教學(xué)中。理論教學(xué)中，課堂講解內(nèi)容涉及需要實(shí)驗(yàn)演示電路時(shí)，調(diào)用事先建立EDA電路文件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，提高講課效率。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入EDA技術(shù)解決了兩個(gè)方面的問(wèn)題。一是對(duì)實(shí)驗(yàn)信號(hào)存在時(shí)間過(guò)短，用常規(guī)儀器往往很難觀察得到，借助EDA技術(shù)，可以方便觀察。二是在電工學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往需要對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行不斷的調(diào)整，甚至要改變電路形式才能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，如果每次調(diào)整都要重新制作電路，不僅設(shè)備條件不允許，而且對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的消耗也必將大量增加。將EDA技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，將實(shí)驗(yàn)任務(wù)布置給學(xué)生，讓學(xué)生先進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，然后按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)，完成仿真設(shè)計(jì)后，按照仿真電路裝配實(shí)際電路進(jìn)行調(diào)試。

自2003年EDA技術(shù)引入電工學(xué)教學(xué)中后，明顯改善了教學(xué)質(zhì)量。在理論教學(xué)中，計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用使理論分析得以驗(yàn)證；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的方法，為其今后設(shè)計(jì)電路奠定了良好的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)起到了積極的促進(jìn)作用。

3 電工學(xué)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的補(bǔ)充和延續(xù)，與理論教學(xué)相輔相成，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多結(jié)合理論課程開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室只是在教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間段內(nèi)才開(kāi)放。實(shí)驗(yàn)方式大多由老師先講，學(xué)生按照老師的要求或者按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)步驟，按部就班，完成實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、方案的擬定很少考慮，學(xué)生只是被動(dòng)的接受教育，而開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種現(xiàn)代化教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間和空間上雙重開(kāi)放。將實(shí)驗(yàn)時(shí)間交給學(xué)生，讓他們自行安排，變實(shí)驗(yàn)由“叫我做”為“我要做”，學(xué)生成為教學(xué)中的主人。

在時(shí)間的安排上由原來(lái)的‘剛性’變?yōu)椤嵝浴?。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課一般由教師統(tǒng)一以班級(jí)為單位、實(shí)驗(yàn)時(shí)間規(guī)定為兩小時(shí)。一到下課時(shí)間，不管實(shí)驗(yàn)完成與否，學(xué)生都得離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室，而下次上課老師又布置新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣對(duì)于一些動(dòng)手能力不強(qiáng)、基礎(chǔ)較差的學(xué)生，兩小時(shí)下來(lái)糊里糊涂，有的只知其然，而不知其所以然，有的根本來(lái)不及做，更不能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正確分析和討論。這樣惡性循環(huán)，導(dǎo)致有的同學(xué)灰心喪氣，對(duì)實(shí)驗(yàn)失去信心，極不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，難以啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維和激發(fā)其研究探索的精神。實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)后，實(shí)驗(yàn)次數(shù)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都具有彈性。剛開(kāi)始對(duì)儀器不熟悉，基本的實(shí)驗(yàn)技能還不過(guò)硬，難度較大，可以多花些時(shí)間，反復(fù)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證。在實(shí)驗(yàn)的安排上，學(xué)生可以通過(guò)預(yù)約選課，自行選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)間，增加了單位時(shí)間內(nèi)設(shè)備的利用率，也使得高校擴(kuò)大招生規(guī)模后所產(chǎn)生的教學(xué)資源與學(xué)生數(shù)額之間的矛盾得到緩解。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)給予學(xué)生更自由的空間和更多的自主性。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程由“被動(dòng)驗(yàn)證”向主動(dòng)“設(shè)計(jì)研究”型轉(zhuǎn)變。充分利用校園網(wǎng)和多媒體技術(shù)等現(xiàn)代教育手段，改變傳統(tǒng)的由老師講授指導(dǎo)為主的教學(xué)模式。實(shí)施開(kāi)放式教學(xué)后，學(xué)生必須自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、擬訂實(shí)驗(yàn)方案步驟，自行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作。這樣學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前就必須預(yù)習(xí)、查閱相關(guān)資料，精心準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)做起來(lái)也就心中有數(shù)，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。為了方便學(xué)生預(yù)習(xí)，我們把教學(xué)要求、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器儀表的使用方法、特殊故障處理等等教學(xué)材料編制成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件，掛在網(wǎng)上，便于學(xué)生隨時(shí)查閱。教師不再像從前那樣“抱著學(xué)生走”，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的角色和地位由“被動(dòng)”變?yōu)椤爸鲃?dòng)”。他們不僅是實(shí)驗(yàn)的主體，更是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的主導(dǎo)者；教師只起指導(dǎo)作用及提供技術(shù)服務(wù)。

實(shí)驗(yàn)室中每張實(shí)驗(yàn)臺(tái)都配備了一臺(tái)用于電路仿真設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以及時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試情況調(diào)整電路參數(shù)，把EDA和實(shí)際電路調(diào)試有機(jī)結(jié)合起來(lái)，既克服了純仿真的非真實(shí)性缺陷，又能利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指導(dǎo)實(shí)際電路調(diào)試，加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式迫使學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立工作能力，有利于學(xué)生開(kāi)闊眼界，活躍思維，鍛煉提高實(shí)踐技能。學(xué)生扔掉了拐杖，學(xué)會(huì)自己走路，充分發(fā)揮了現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

實(shí)踐證明，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)豐富了教與學(xué)的內(nèi)涵，成為理論聯(lián)系實(shí)際的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)了學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造和技術(shù)革新的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和科研能力，促進(jìn)了學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。

4 電工學(xué)教學(xué)手段改革

電工學(xué)是非電專業(yè)學(xué)生真正“進(jìn)入”工科領(lǐng)域的第一門(mén)課程，是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的一個(gè)重要橋梁，課程中一些比較抽象難以理解，教師用傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難講解清楚內(nèi)容，在教學(xué)中，我們采用多媒體的強(qiáng)大功能，使得抽象的或難以進(jìn)行教學(xué)操作的內(nèi)容能形象直觀生動(dòng)地展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)由難化易，由繁化簡(jiǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

將EDA技術(shù)穿插在理論課教學(xué)過(guò)程中，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，把電工學(xué)的理論概念通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證是我們理論教學(xué)手段改革比較成功的嘗試，在教學(xué)過(guò)程中得到學(xué)生的一致贊許。

考試改革應(yīng)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革相適應(yīng)。目前，電工學(xué)理論考核實(shí)現(xiàn)了真正意義的教考分離，根據(jù)電工學(xué)課程不同模塊建立相應(yīng)的試卷庫(kù)存放在教務(wù)處，考試時(shí)由教務(wù)處隨意抽取，考試結(jié)束后試卷實(shí)行流水批閱。實(shí)驗(yàn)考核引入多媒體技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)仿真功能出一些設(shè)計(jì)型考題，考查學(xué)生對(duì)本學(xué)科知識(shí)的綜合掌握能力，避免了死記硬背，全班雷同的弊端。這樣，既調(diào)動(dòng)了教師的教學(xué)積極性，又激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，取得了較好的教學(xué)效果。

5 電工學(xué)網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，為開(kāi)展全天候教學(xué)提供了平臺(tái)，基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，探索和研究網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，進(jìn)行電工學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)，是未來(lái)教學(xué)改革的主要方向之一。2003年起，我們對(duì)電工學(xué)課程的資源、課件、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面開(kāi)展了全面的“網(wǎng)絡(luò)化”建設(shè)，力求能滿足“網(wǎng)絡(luò)”教育的需求，促進(jìn)精品課程建設(shè)。具體內(nèi)容包括：① 根據(jù)課程的教學(xué)要求，深入研究 “網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)的性質(zhì)、特點(diǎn)和方法，自主開(kāi)發(fā)了優(yōu)秀的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件。② 開(kāi)發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，很好地滿足了建立開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?、加?qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求。③多方收集并積極制作了相關(guān)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，初步建立起電工學(xué)課程資源庫(kù)。

［1］張亞軍等.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐［G］.實(shí)驗(yàn)室會(huì)議論文集.成都：電子科技大學(xué)出版社，2006

［2］孫連榮.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究與探索［J］.實(shí)驗(yàn)研究與探索，2003，3：4－6