曹松銀 方宇

[摘? ? ? ? ? ?要]? 電工電子技術(shù)是非電類相關(guān)工科專業(yè)的必修課程，主要介紹電工技術(shù)和電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)。當(dāng)前的教學(xué)過(guò)程中存在學(xué)時(shí)和教學(xué)內(nèi)容不匹配、教師的教法和學(xué)生的學(xué)法不相適應(yīng)、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題或不足。從課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化和設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和教學(xué)手段的選擇、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的強(qiáng)化等幾方面出發(fā)，系統(tǒng)地提出了電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革的探索和嘗試，并在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中取得了較好的效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞] 電工電子技術(shù);教學(xué)改革;教學(xué)探索

[中圖分類號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2020）27-0198-02

電工電子技術(shù)是一門電工技術(shù)和電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)課，主要介紹電工技術(shù)和電子技術(shù)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(shè)備、元件及基本電路的課程[1]。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)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(shè)計(jì)相關(guān)電路，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)和較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力[2]。

該課程是機(jī)械制造、材料成型、車輛工程、農(nóng)機(jī)、環(huán)境工程等專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課。隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，相關(guān)專業(yè)的課程體系和培養(yǎng)方案都進(jìn)行了修訂[3]。電工電子技術(shù)原有的教學(xué)體系和教學(xué)方法已經(jīng)無(wú)法滿足教與學(xué)兩方面的要求，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）該課程中的部分知識(shí)點(diǎn)與本專業(yè)其他課程的知識(shí)點(diǎn)相重復(fù)。（2）書本上的知識(shí)不能“學(xué)以致用”，與本專業(yè)脫節(jié)，不能與相關(guān)行業(yè)很好地融合。（3）目前的課堂教學(xué)仍然是以教師的講授為主，學(xué)生的參與度不高。（4）實(shí)踐教學(xué)與本專業(yè)的特色結(jié)合度不夠高、效果不明顯等。針對(duì)前面所述的這四個(gè)主要問(wèn)題，本文就電工電子技術(shù)課程教學(xué)的改革進(jìn)行了初步探索和實(shí)踐，希望能更好地貼合相關(guān)專業(yè)的特色，使學(xué)生對(duì)課程的作用更加了解，進(jìn)而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)對(duì)該教學(xué)改革的探索，能優(yōu)化課程的知識(shí)點(diǎn)，使之更具有專業(yè)特色，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和動(dòng)手實(shí)踐能力。本文將主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及方法以及實(shí)踐教學(xué)三方面展開探索和實(shí)踐。

一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

電工電子技術(shù)囊括了電路基本概念、定律、分析方法、暫態(tài)分析、交流電路、三相電路、磁路、電機(jī)、半導(dǎo)體器件、放大電路、集成運(yùn)放、電路中的反饋、穩(wěn)壓電源、電力電子技術(shù)、組合邏輯和時(shí)序邏輯電路、可編程邏輯器件和模數(shù)轉(zhuǎn)換等內(nèi)容[1]。市面上現(xiàn)有的教材大多數(shù)存在知識(shí)點(diǎn)過(guò)于寬泛、內(nèi)容過(guò)于完備、專業(yè)特點(diǎn)不明顯等缺點(diǎn)。另外，專業(yè)培養(yǎng)方案中所分配的該課程的學(xué)時(shí)往往與教材的知識(shí)點(diǎn)不匹配，難以在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)系統(tǒng)地教授整部教材的全部知識(shí)點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容時(shí)必須有所取舍、有的放矢、突出重點(diǎn)。為了更好地對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，筆者先從專業(yè)培養(yǎng)方案開始研究，與專業(yè)負(fù)責(zé)人研討相關(guān)課程的設(shè)置和學(xué)分分配原則。通過(guò)與專業(yè)負(fù)責(zé)人的分析和討論，刪除或弱化與專業(yè)培養(yǎng)方案中已修課程重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)，或者對(duì)培養(yǎng)方案支撐不足的知識(shí)點(diǎn)。例如，筆者刪除本專業(yè)培養(yǎng)方案中未提及的電力電子技術(shù)、可編程邏輯器件等方面的知識(shí)點(diǎn)，弱化本專業(yè)相關(guān)課程中模數(shù)轉(zhuǎn)換等重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合機(jī)械相關(guān)專業(yè)的特點(diǎn)，突出機(jī)電系統(tǒng)中相關(guān)電路的分析以及電路的設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)。

為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)本專業(yè)人才素質(zhì)的基本要求，對(duì)本課程的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容作適當(dāng)調(diào)整。鑒于實(shí)際電學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)，適當(dāng)增加特殊工程系統(tǒng)的介紹。為了避免教學(xué)內(nèi)容過(guò)于刻板，將課本上的知識(shí)和實(shí)際對(duì)象結(jié)合，讓理論與實(shí)際問(wèn)題相對(duì)應(yīng)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，在實(shí)際工作中電路的設(shè)計(jì)需要使用專業(yè)的電路設(shè)計(jì)軟件。因此，為了讓學(xué)生多掌握一項(xiàng)技能，提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)增加電路設(shè)計(jì)軟件的介紹。學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)軟件的同時(shí)，學(xué)生能提高對(duì)元器件的工作原理、電路布局宏觀性的認(rèn)識(shí)。上海市近年來(lái)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(wù)。針對(duì)近年來(lái)中美間的貿(mào)易摩擦、美國(guó)對(duì)中國(guó)高科技產(chǎn)品和技術(shù)的輸入限制等問(wèn)題（例如芯片封鎖、人工智能技術(shù)），結(jié)合與本課程知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)介紹事件背景、國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的最新進(jìn)展以及本課程所對(duì)應(yīng)的“卡脖子”技術(shù)，與思政教育形成協(xié)同效應(yīng)，促使學(xué)生將滿腔的愛國(guó)熱情轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動(dòng)力[4]。

通過(guò)上述分析，對(duì)課本上的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和優(yōu)化，所設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容能很好地滿足專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，更好地培養(yǎng)社會(huì)所需要的人才，更能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

二、科學(xué)選擇教學(xué)手段及方法

在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)方法既是教師教的方法（教授法），也包含學(xué)生學(xué)的方法（學(xué)習(xí)方法）[5]。電工電子技術(shù)是一門基礎(chǔ)性課程，是相關(guān)后續(xù)電學(xué)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。該課程的教學(xué)方法如果僅僅以講授法為主，可能會(huì)出現(xiàn)部分學(xué)生的注意力不夠集中，產(chǎn)生厭學(xué)情緒等問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)教師的教與學(xué)生的學(xué)相協(xié)調(diào)，筆者對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)采用不同的教學(xué)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(jié)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(shí)，利用電路仿真軟件直觀演示節(jié)點(diǎn)電流和回路電壓的關(guān)系，使學(xué)生能直觀地了解并掌握基爾霍夫定律的內(nèi)容。對(duì)學(xué)生已有基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容，如電阻、電感、電容等元器件的概念、工作原理、特點(diǎn)等，先由學(xué)生課前自主復(fù)習(xí)，課堂上再以問(wèn)答法進(jìn)行檢查和鞏固。在講授電路分析方法的教學(xué)過(guò)程中，筆者進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂的初步嘗試：先將學(xué)生進(jìn)行分組，布置每組的任務(wù);學(xué)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(bào)自學(xué)情況，各組間相互提問(wèn)，增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[6]。本課程包含了許多與實(shí)踐有關(guān)的內(nèi)容，如組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路。在講授邏輯電路設(shè)計(jì)和分析知識(shí)點(diǎn)的過(guò)程中，介紹了幾種電路仿真軟件，引導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生自學(xué)，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(shí)點(diǎn)時(shí)，及時(shí)安排對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生將理論與實(shí)踐相結(jié)合，能更直觀地理解兩種連接方式的工作原理和區(qū)別。此外，教學(xué)內(nèi)容中增加具有專業(yè)特色的范例，使學(xué)生更加清楚本課程知識(shí)點(diǎn)與專業(yè)的聯(lián)系，理解該課程在專業(yè)培養(yǎng)體系中的作用等。例如，對(duì)于機(jī)械制造專業(yè)的機(jī)床控制問(wèn)題，可以讓學(xué)生思考如何利用時(shí)序邏輯電路來(lái)設(shè)計(jì)合適的控制電路。

“對(duì)癥下藥”式的教學(xué)手段和教學(xué)方法改善了傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中形式僵化、學(xué)習(xí)效率低下、專業(yè)特色不明顯等問(wèn)題。通過(guò)教學(xué)方法的優(yōu)化，提高了學(xué)生對(duì)電工技術(shù)和電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，使學(xué)生更加牢固地掌握了課程中的基本概念、主要的設(shè)計(jì)和分析方法，具備了電工與電子技術(shù)的初步能力。

三、多方位強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)

對(duì)于工科專業(yè)而言，如果實(shí)踐性教學(xué)不能讓學(xué)生學(xué)以致用，學(xué)生不具備動(dòng)手操作能力，就不是合格的課程教學(xué)。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，學(xué)生能鞏固課堂上所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力[7]。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和競(jìng)賽。

本課程的實(shí)驗(yàn)包括兩部分：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。揚(yáng)州大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心是省級(jí)示范教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，配備了與課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置[8]。在教學(xué)過(guò)程中，筆者對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要用于熟悉基本概念和方法、驗(yàn)證定理、熟悉實(shí)驗(yàn)裝置;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上能自主設(shè)計(jì)相關(guān)的電路[9]。加強(qiáng)與電工電子實(shí)驗(yàn)中心的溝通和交流，合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)裝置，確保每個(gè)學(xué)生都能親手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、體驗(yàn)動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而言，在對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握、實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作的熟練性上要求更高，這更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。適當(dāng)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的課時(shí)，相應(yīng)地增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的課時(shí)。此外，結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備條件，增加了和專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如機(jī)床控制電路、車載電子電路設(shè)計(jì)等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解本課程在培養(yǎng)體系中的地位，能將所學(xué)知識(shí)用于本專業(yè)相關(guān)的系統(tǒng)，加深學(xué)生對(duì)課程重要性的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

課程設(shè)計(jì)是綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，該課程的課程設(shè)計(jì)是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)，設(shè)計(jì)滿足特定功能的數(shù)字電子鐘。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，要求學(xué)生進(jìn)行課題分析，確定方案。然后，設(shè)計(jì)出電路原理圖、部件設(shè)計(jì)圖，畫出總接線圖。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行元器件布局、導(dǎo)線連接、調(diào)試、測(cè)試。最后，學(xué)生各自介紹自己的作品，接受驗(yàn)收和評(píng)價(jià)。在整個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要熟練掌握各個(gè)元器件的功能、參數(shù)、優(yōu)缺點(diǎn)、接線方式，了解組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)等。這是對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)和綜合考查，同時(shí)能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。另外，對(duì)驗(yàn)收環(huán)節(jié)的作品介紹還能鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力。

鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)的電工和電子技術(shù)知識(shí)參加本專業(yè)的競(jìng)賽，是對(duì)實(shí)踐教學(xué)的升華或者是對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)更進(jìn)一步的提高。一般對(duì)于綜合性專業(yè)競(jìng)賽，需要用到不同課程的不同知識(shí)點(diǎn)。在競(jìng)賽過(guò)程中學(xué)生可能會(huì)遇到各式各樣的問(wèn)題，但尋找問(wèn)題答案、團(tuán)隊(duì)協(xié)作解決問(wèn)題的過(guò)程也是實(shí)踐教學(xué)的意義所在。

筆者在電工電子技術(shù)教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了教學(xué)改革的初步探索和有益嘗試。該教學(xué)改革的探索和實(shí)踐合理優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容;針對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和教學(xué)手段;多措并舉突出并強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這些改革和嘗試不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了動(dòng)手實(shí)踐能力，而且取得了較好的教學(xué)效果，為電工電子技術(shù)課程的教學(xué)提供了很好的借鑒。

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編輯 原琳娜