陳靈敏 陳 安 蔣立力 杜宇上 曾思明

廣東工業(yè)大學實驗教學部 廣東廣州 510006

工程能力是分析工程問題、解決工程問題的能力，是現(xiàn)代工業(yè)對工程技術人才的基本要求，是工科大學生實踐能力的重要組成部分，也是高校對學生實踐能力培養(yǎng)的最終目標。將現(xiàn)代工程理念貫徹到實踐教學中，將工程實踐能力培養(yǎng)目標納入到實踐教學目標中，是新工科背景下工科大學人才培養(yǎng)的基本要求，是提升大學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的重要方法[1-4]。

電工與電子技術實訓是一門重要的基礎實踐課程，我校80%以上專業(yè)開設了這門公共基礎課。本課程注重實際要求的多樣性和客觀性，讓學生通過參與整體工程(或裝置或系統(tǒng))的調(diào)試、性能測定、驗收和故障排除等具有工程含義的活動，學習基本的操作技能，經(jīng)過規(guī)范、系統(tǒng)的培養(yǎng)與訓練，培養(yǎng)學生的自學能力、分析能力、創(chuàng)新能力和運用理論和知識解決實際問題的工程實踐能力與綜合能力[5]。廣東工業(yè)大學是一所應用型工科院校，培養(yǎng)具有工程能力的人才是生存與發(fā)展的關鍵。將工程能力培養(yǎng)深度融入電工電子實訓教學中，是提高學生工程實踐能力的有效途徑。本文針對電工電子實訓教學，總結我校近幾年的教改成果，探索工程能力視角下電工電子實訓教學的改革。

1 整合優(yōu)化現(xiàn)有的實訓項目 提高學生基本工程實踐能力

電工電子實訓主要訓練學生從產(chǎn)品的設計、仿真、制作電路板、焊接、安裝、調(diào)試、分析結果到成品驗收整個系統(tǒng)過程，是電工與電子學科理論導向工程應用的全面總結，這一特點決定了實習課程內(nèi)容的廣泛性和復雜性[6]。表1所示為我校2015年前部分專業(yè)兩周的電工電子實訓教學內(nèi)容，實訓內(nèi)容以小項目形式獨立完成，學生需在固定的兩周時間內(nèi)完成六個獨立的小項目。項目多，但項目內(nèi)容缺乏深度，項目之間缺乏較強的關聯(lián)性，如Altium Designer電路圖制作設計的電路板與后面焊接項目中的電路板不同；收音機的焊接、組裝及調(diào)試項目中，學生根據(jù)設計好的電路板完成焊接，一旦電路出現(xiàn)故障，大部分學生不能排除故障，究其原因，參加電工電子實訓的學生大部分為大二以下學生，還未接觸系統(tǒng)的專業(yè)課程，理論知識體系還不夠完善，不能完全理解電路原理和芯片的原理、使用方法，而且學生沒有參與電路板的設計，不熟悉電路板的布局布線。為提高學生的學習興趣，學校采購的收音機多數(shù)為市面上出售的外形美觀、體積小巧、缺乏測試點的半成品收音機，不方便學生對電路進行故障檢測和結果測試。

表1 實訓教學內(nèi)容

通過對現(xiàn)有的項目和實踐平臺進行評估和分析，現(xiàn)將實訓項目進行優(yōu)化與重組，構建體現(xiàn)工程實踐能力的實訓項目體系，如圖1所示。將六個小項目整合為兩個具有工程特色的獨立項目，每個項目采用分步完成，層層遞進，難度遞增，其中項目1涉及安全用電規(guī)范化的培養(yǎng)，要求學生在固定的時間、課室和指導教師在場的情況下完成。而項目2中涉及電路的設計、調(diào)試和測試，在固定的一周時間內(nèi)完成有一定的難度，學生可自行查閱資料，結合所學知識，課后自行設計，在學期末提交作品。

圖1 整合優(yōu)化的實訓項目1與項目2

這些項目主要是針對非電專業(yè)和電類大一的學生，主要目標是培養(yǎng)學生的一些基本的工程實踐能力：正確熟練使用常用電工工具；掌握三相異步電動機、交流接觸器、熱繼電器、繼電器、控制按鈕開關的使用方法；了解三相異步電動機正反轉的基本原理；掌握三相異步電動機電路基本故障的檢測方法；學習采用Altium Designer制作電路原理圖及PCB的方法；掌握常用的電子元器件的性能特點、命名方法、識別方法及檢測方法；掌握電子工藝的基本知識、操作、布局與工藝；分析與處理簡單的電路故障等，學生通過一個工程項目的分步訓練，獲得基本的工程實踐能力。

2 增加跟專業(yè)相關的實訓項目 完善項目流程，提高學生綜合工程實踐能力

一些電子專業(yè)的大二以上學生，已具備一定的基礎實踐能力、理論知識能力和自學能力，結合其專業(yè)背景增加一些跟專業(yè)相關的實訓項目和完善項目流程是提高綜合工程實踐能力的有效方法。實訓內(nèi)容和形式可以采用開放式，如實訓項目可以選擇指導教師提供選題、學院教師的在研科研項目或自選跟專業(yè)相關的項目，學生可以通過團隊或個人的形式參與項目，完成項目的時間可以設定為一個時間段，表2所示為我校某一電子專業(yè)的指導教師提供的實訓項目選題，學生確定好選題后，自主查閱資料，提出設計方案，并對方案進行仿真設計，直到測試出結果、完成項目報告和答辯。完成一個工程項目的具體流程如下。

2.1 選題、項目設計方案

學生自由選題，根據(jù)所選的課題方向和1～4人分組協(xié)作原則，提交項目組題目和項目組成員名單，并通過指導教師的審查。項目組在四周內(nèi)提交項目進度表、項目設計方案、項目組成員的分工和貢獻度、項目組所需元器件表和項目預算經(jīng)費表。確定電路設計的主要技術指標和項目的設計方案。

2.2 硬件設計

確定系統(tǒng)總體設計方案，在完成仿真基礎上，與指導教師討論電路設計中的難點和關鍵點，合理選擇電路元器件，初步搭建硬件電路。

2.3 電路制作、調(diào)試與測試

根據(jù)電路技術指標和設計要求，完成硬件電路制作、調(diào)試和測試，并要求保留所有測試結果，完成測試報告，提交測試報告。項目組于答辯前兩周內(nèi)預約指導教師，完成電路系統(tǒng)的性能測試。

2.4 項目報告的撰寫

按照項目報告的撰寫要求撰寫本項目報告，并在答辯前一周提交項目報告書。

2.5 答辯

各項目組在學期結束前的一個月內(nèi)與指導教師預約答辯時間，并現(xiàn)場通過PowerPoint形式講解項目的完成情況，組員按項目分工分別回答問題。教師根據(jù)考核要求和考核標準對每位組員評分。

表2 實訓項目選題

圖2所示為完成波形發(fā)生器項目時不同組所采取的幾種不同的項目方案，對比不同的設計方案，項目組之間相互學習，比較電路的優(yōu)缺點，開闊了視野。按照工程項目流程完成一個項目，不僅可以提高學生綜合工程實踐能力，如問題發(fā)現(xiàn)、資料查閱、信息提煉、電路設計、仿真與制作一體化、系統(tǒng)設計、電路分析、報告撰寫、數(shù)據(jù)處理等，同時也鍛煉了學生自主學習和團隊協(xié)作能力。

圖2 波形發(fā)生電路設計方案

3 基于工程實踐能力培養(yǎng)的實訓考核模式與方法

電工實訓考核是實訓教學的重要組成部分。通過實訓考核，既能夠實現(xiàn)對學生學習效果的客觀評價，同時又對教師的教學水平、教學效果，教學中存在的問題等形成較為直觀的反饋，其結果中反饋的教、學過程中的各種信息數(shù)據(jù)，對于激勵學生的學習和改進教師教學方法具有重要作用。電工電子實訓內(nèi)容主要以工程項目的形式實現(xiàn)，其考核模式要充分體現(xiàn)工程特點，為學生工程實踐能力的培養(yǎng)提供準繩?？己四Ｊ綉Y合具體的實際項目選擇靈活的考核模式，如個人考核與項目組考核結合，理論考核和實踐考核結合。考核指標需細化，建立體現(xiàn)項目中工程實踐能力核心條款的考核指標，合理量化各項考核指標，根據(jù)指標的重要性設置每項考核指標的分值比例，建立科學的考核成績計算方法。表3、表4所示為我校某一電子專業(yè)電工電子實訓課程的項目組和個人考核指標?？己朔譃轫椖拷M考核和個人考核兩部分，個人考核建立在項目組考核的基礎上，先對項目組進行整體考核，然后根據(jù)個人在項目組的參與度與貢獻度分別對個人進行考核。項目組考核建立了三級考核指標，其中一級考核指標反映了完成一個工程項目的主要考核指標，而三級指標的細化更方便教師對學生的學習情況的真實評價，提高考核的可操作性、公正性，同時學生也更清楚自己在整個項目中須掌握的各項具體實踐能力。

表3 課程項目組考核指標(總分100分)

表4 課程個人考核成績指標(總分100)

4 結語

工科高校是國家培養(yǎng)具有工程能力人才的重要基地，是新工科建設的主力軍。在電工電子實訓教學中，通過將傳統(tǒng)的電工電子實訓內(nèi)容整合優(yōu)化，使其具備工程項目特色，增加跟專業(yè)相關的實訓項目，并完善實訓項目的流程，建立科學合理的電工電子實訓考核模式和方法，促進大學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的發(fā)展，適應新工科建設人才培養(yǎng)的需求，為國家造就一批綜合素質高的工程應用型人才。