王民明

(南京衛(wèi)生高等職業(yè)技術學校,江蘇 南京 210028)

0 引言

電工電子技術的發(fā)展始終和人類社會活動息息相關。從航天航空到衣食住行,電的應用幾乎是無處不在。可以說,電工電子技術的發(fā)展與完善推動了科學技術和社會的進步與發(fā)展。

作為一門必修的專業(yè)基礎課程,“電工電子技術”課程包括電工技術與電子技術兩部分[1]。其中,電工技術分為兩個方面:電路理論、變壓器和電氣控制;電子技術部分,分為模電技術和數(shù)電技術。課程主要涵蓋電路的基本分析方法、基本放大電路、門電路組合邏輯電路等基礎電工電子理論與實踐知識[2]。

“電工電子技術”課程的特點在于課程內(nèi)容多、物理概念多、理論性強、工程實踐性強。因此,在教學過程中,需要將實踐與理論緊密結合。同時,其所具有的基礎性、應用型、先進性特點,要求學生掌握基本理論、基本知識和基本概念,并且要有一定的創(chuàng)新意識。

教師在課程教學中,應以學生為本,堅持工學結合。首先,重視理論知識教學,讓學生能夠掌握電工技術和電子技術基礎理論知識和基本技能,具備較強的電路分析能力和電路設計能力;其次,注重將理論知識教學與實踐活動教學相結合,讓學生能夠掌握電路的應用,了解新器件、新技術。這樣的教學能夠激發(fā)學生的學習積極性,培養(yǎng)學生的自我學習能力和創(chuàng)新實踐能力,進一步讓學生將所學習的理論知識應用于實踐,為學生后續(xù)課程學習和從事相關領域的工作打下基礎[3]。

1 “電工電子技術”課程理論教學部分

“電工電子技術”課程是以高等數(shù)學和大學物理等理論知識作為基礎的課程。因此,要求學生具有高等數(shù)學、大學物理的預備知識。課程中更是包含電工電子技術相關的數(shù)學和物理知識與技能。由此可見,該課程具有較強的理論性,且理論知識種類較多,內(nèi)容龐雜,如想在后繼的實踐課程中融會貫通就必須熟練與電工電子技術相關的數(shù)學和物理知識和技能[4]。

以“電工電子技術”課程中較為重要的組合邏輯電路實驗單元為例。在組合邏輯電路實驗中,要求學生先熟悉常用的門電路邏輯符號、引腳排列和注意事項,要先掌握常用的TTL集成門電路邏輯功能的測試方法,通過學習了理論知識,學生腦海中已經(jīng)有一個清晰的、大概的認知才能著手使用電元器件,進行應用、實踐。這深刻反映了只有學生在學習了TTL集成與非門電路的工作原理,熟悉了集成門電路的參數(shù)等理論知識,才能展開組合邏輯電路實驗。實踐活動一方面反映了學生對理論知識點掌握程度;另一方面是鞏固理論知識的手段。可見,將理論教學與實踐教學相融合始終是教學改革的重中之重。

1.1 翻轉課堂讓學生深度參與教學

在傳統(tǒng)課堂教學中,學生往往扮演被動聽課的角色,對教學過程的參與度較低。這一點恰恰是理論課堂教學一大痛點,而這一痛點可以通過引導學生自主探究,提升師生的互動來解決。計劃每學期組織學生進行3次以上的翻轉課堂,提前讓學生根據(jù)所學知識點準備好需要講解的內(nèi)容和課件。在正式授課過程中抽取一定的時間,隨機抽查部分學生,讓學生有機會通過翻轉課堂的形式將所準備的內(nèi)容進行講解,形成師生角色互換。通過這種形式,可以讓學生深度參與教學,提高學生學習“電工電子技術”課程的積極性。教師起到引導學生自我思考的角色作用,讓學生成為課堂的主體,提高學生參與度的同時不斷增強了學生的表達能力和自信心[2-4]。

1.2 最大化利用多媒體技術優(yōu)勢,創(chuàng)造良好課堂氛圍

“電工電子技術”課程中存在著很多比較抽象的理論知識,單純依靠口口相授模式難以讓學生獲得深度理解。利用多媒體技術結合動畫演示一方面可以讓學生更加直觀形象地去理解抽象的理論知識,降低教學的難度。另一方面,多媒體技術中所包含的視頻、圖像等與學生的日常生活更為貼近,大大提高學生的探索欲。因此,合理使用多媒體技術進行教學,能夠讓學生容易接受的同時還激發(fā)學生學習興趣和學習動力[2-5]。

1.3 注重理論教學與實踐教學的結合

在課堂教學中,教師可以使用直觀教具和實例教學,將典型的電子元件引入課堂教學。教師以典型的電子元件為對象講解知識,讓學生近距離去觀察這些電子元件的構造及使用原理,將電子元件功能與家用電器的使用進行結合,讓學生感受到所學習的知識與自身生活息息相關,進一步加深學生對“電工電子技術”課程知識的理解[2-5]。

2 “電工電子技術”課程實踐教學部分

“電工電子技術”是一門強化實踐的學科。隨著科學技術和經(jīng)濟的飛速發(fā)展,社會對人才素質的要求日益提高,電工電子實踐教學在培養(yǎng)學生實踐技能方面的重要性更加明顯。實踐教學的目的是讓學生鞏固理論知識,加強學生的動手能力,培養(yǎng)學生科學實驗的基本技能。實踐教學使學生更深層次地掌握基本邏輯門電路、觸發(fā)器、譯碼器等一些基本集成電路的特性和使用方法,并利用這些基本電路去設計組合電路和時序電路。學生只有具備自己擬定實驗步驟、檢查和排除故障的能力,才更符合社會發(fā)展的需要。

“電工電子技術”課程的實踐教學現(xiàn)已基本實現(xiàn)單獨授課,與理論教學同步展開。實踐成績單獨展開列入成績單。這是實踐教學比例加大、地位提升的體現(xiàn),有利于學生鞏固擴充理論知識,不斷完善實踐教學體系。但長期以來,實踐內(nèi)容開展仍然采用傳統(tǒng)的教學方式,主要通過學生提前做好預習——課堂老師重申理論知識、操作示范——由學生兩人一組式完成實驗。一個教學內(nèi)容大致分為如上3個階段,逐步推進實現(xiàn)教學內(nèi)容。授課方式也依然保持驗證理論知識的實驗形式,缺少具有主觀設計性和創(chuàng)新性的實習項目。同時,盡管“電工電子技術”課程實踐教學單獨授課,實踐教學不附屬于理論教學的觀點已經(jīng)越來越受業(yè)界認可,但目前實踐教學課時遠遠少于理論教學,教學過程中更是重理論,輕實踐。有時理論課講什么內(nèi)容,實驗課就安排什么實驗。一向是教師先對理論知識講解,后操作示范。學生照葫蘆畫瓢,造成在操作過程中對可能出現(xiàn)的錯誤、要注意的細節(jié)和安全問題一知半解。如此重理論、輕實踐的教學方式忽略了實踐教學的目的和特點,缺乏對學生創(chuàng)新意識﹑實踐技能的培養(yǎng)。

對于電工電子技術實踐教學,應當考慮到不同專業(yè)學生的不同學習要求。結合電工電子技術未來的發(fā)展趨勢,適當調整實踐內(nèi)容計劃。項目類型要減少驗證型實踐,增加設計型實踐,并且融入反映目前先進電子技術新課題。同時,也要鞏固驗證常規(guī)經(jīng)典課題,注重所學理論知識與實際課題緊密相連。從不斷添加新的電子元件,到不斷拓展相關實驗,教師可以結合當下較為先進的電工電子理念,與時俱進,優(yōu)化更新實習內(nèi)容。同時,學校設置具有綜合性和設計性的實踐項目讓學生能夠充分投入實踐過程,提升自身實踐能力[5]。

實踐形式也應當更加貼近社會需要。既要在實驗室內(nèi)學習電路的接線設計、實操以及線路的調試,也要走出實驗室,進一步拓展實驗內(nèi)容。為了加強學生對理論知識的理解,可以讓學生來到實踐場所與電工一起參與電路的設計、安裝、維護等工作,感受真實的實踐情形,提高實踐技能。教師的理論指導和實踐指導相結合,讓學生學以致用,不斷更新自己知識儲備,用之于實踐操作過程中,對接社會需求。

3 “電工電子技術”課程的考核

3.1 理論課程

3.1.1 考核目標:

(1)掌握電路的基本定律、基本定理及其簡單的分析方法;了解動態(tài)電路的基本概念,掌握一階電路的“三要素”法。

(2)掌握RLC元件在正弦交流電路中的特性,掌握單相、三相電路的簡單計算。

(3)了解磁路的基本概念、熟悉交流鐵心線圈和變壓器的工作原理和簡單計算。

(4)了解二極管、三極管和特殊二極管等常用半導體器件的工作原理,掌握二極管、三極管、穩(wěn)壓二極管等的圖形符號、伏安特性,熟悉二極管、三極管、穩(wěn)壓二極管等的主要參數(shù)。

(5)了解分立元件構成的基本放大電路的組成和工作原理;熟悉集成運算放大器的主要參數(shù)和圖形符號;掌握基本放大電路的靜態(tài)和動態(tài)分析方法;掌握集成運算放大器在信號運算方面以及在單門限電壓比較器方面的應用,理解放大電路中的負反饋的作用及反饋類型判別方法。

(6)熟悉直流穩(wěn)壓電源的組成及各部分的工作原理,掌握三端集成穩(wěn)壓器的應用。

(7)掌握各種常用的邏輯門符號及輸入輸出邏輯關系,了解TTL與非門電路的工作原理及主要參數(shù),掌握三態(tài)門電路的特點,掌握組合邏輯電路的分析和設計;熟悉常用中規(guī)模集成譯碼器的功能及應用。

(8)掌握各種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能,熟悉常用中規(guī)模集成計數(shù)器的功能及應用。

3.2 實踐課程

實踐課程,如表1所示。

表1 實踐課程

考核目標:

(1)正確使用常用的電工電子儀器儀表。

(2)具備電路連接及測試能力。

(3)運用典型的中小規(guī)模集成電路組成簡單應用電路。

(4)閱讀和分析一般程度的電路原理圖;能對數(shù)字電路進行初步分析和設計。

(5)具備排除常用電路簡單故障的能力。

4 “電工電子技術”課程的改革探索

4.1 理論教學

“電工電子技術”課程是面向非電類專業(yè)學生開設的一門有關電學問題的必修專業(yè)基礎課程。部分學生認為所學的專業(yè)與電工電子無關,因此學習的主動性、積極性都不高,容易陷入為了應付考試而學習的局面。故理論教學的首要前提是對教學內(nèi)容、教學方法以及教學手段進行優(yōu)化[5]。

不同專業(yè)對人才培養(yǎng)的需求不同。理論課程在教學中應該將基礎理論知識貼近學生專業(yè)。如果針對的是不同專業(yè)或者行業(yè)背景的學生采用相同的教學內(nèi)容、教學方法與教學手段,這會導致知識點的學習價值發(fā)生變化,需要深度掌握的知識點達不到深度掌握要求,只需了解的部分卻又讓學生浪費大量時間,不有利于后續(xù)專業(yè)學習的銜接。

理論課程的教學應當針對不同專業(yè)的學生在授課內(nèi)容的側重點上有不同的調整,起到進一步調動學生積極性、自覺性與主動性的作用。例如,對計算機專業(yè)的學生來說,電子電工類課程是計算機硬件方面的基礎,而現(xiàn)如今計算機硬件的重要性不可忽視,發(fā)展趨勢是以實用為主,趨于科普化,因此,在教學過程中要側重分析常用電子器件的測試與辨別,加強基本放大電路等知識點講解;對于車輛工程專業(yè)的學生來說,要加強的是集成運算放大電路、直流穩(wěn)壓電源的制作與調試知識點理解,這有利于培養(yǎng)學生掌握汽車設計、制造、試驗等方面專業(yè)知識與技能[4]。

4.2 實踐教學

在實驗教學中,通常采用老師操作一遍,學生照葫蘆畫瓢模仿操作一遍的教學模式。這使得學生缺乏自己參與實驗的參與感,造成學生容易忽視操作過程中出現(xiàn)的錯誤、要注意的細節(jié)和安全問題。這樣的實踐過程,割裂了與理論知識的關系,達不到相輔相成、互相促進的教學效果。

為了實現(xiàn)充分調動學生自主學習的積極性,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維以及提高學生的實踐技能,“電工電子技術”課程實踐教學應該對實驗內(nèi)容進行重新整合和優(yōu)化。通過增加電路設計等內(nèi)容,建立起應用性、實踐性較強的教學體系。

更重要的是,層次化實驗內(nèi)容,逐步將驗證型實驗遞進為任務型實驗,再上升為設計型實驗。如將“基爾霍夫定律的驗證”實驗變?yōu)椤皽y量某條支路的電流或某兩點間的電壓”,盡量減少演示型實驗,引起學生的興趣和關注。對于操作性不強的實踐教學項目可以通過發(fā)揮網(wǎng)絡優(yōu)勢,利用虛擬仿真平臺進行實驗。而進入實驗室的教學是為了讓學生能夠盡快地了解一些電工電子技術要點,提高工程意識和動手能力。實現(xiàn)在具體的實踐教學中,把“教師要我學”轉變?yōu)椤皩W生我要學”,增加學生自主設計和發(fā)揮的空間,進一步引導學生主動思考和探索解決問題的方法,才能有效提高學生自主學習能力[5-8]。

4.3 考核模式

電工電子理論教學課程考核是一以貫之的模式,即平時成績百分制(課堂出勤、課堂提問、作業(yè)、平時測驗等)占40%,期末考試成績百分制占60%。一直以來,這適用于絕大部分場景。然而,目前閉卷形式的期末考試,在題目的考核重點方面,已有了一套范式,相關固定的題型例題弱化了學生獨立思考探索的能力。

隨著社會對人才素質的要求日益提高,為了讓學生進一步適應應用型人才培養(yǎng)目標要求,應當優(yōu)化考核模式。譬如,減少期末考試閉卷考試的成績占比,擴大平時成績的比例,凸顯出學生對所學理論知識的掌握程度。將平時成績百分制占60%,期末考試成績百分制占40%。把課堂表現(xiàn)納入平時成績,利用翻轉課堂來考核學生對理論知識的掌握程度。學生講解教師補充,學生能將知識點講清楚講透徹才說明對知識點的理解到位甚至運用自如。

在電工電子實踐教學課程考核中,實驗報告成績占比超50%。實驗報告有其固定的格式,主要包括:實驗目的、實驗儀器設備、實驗內(nèi)容、實驗步驟、結果與討論五大部分。很明顯,除了結果與討論,其余內(nèi)容基本都是實驗指導書上的內(nèi)容,這就導致學生互相抄襲實驗報告的普遍現(xiàn)象。可以看到,僅從實驗報告根本無法區(qū)分學生們的實際實驗情況。甚至,有些學生是按照理論實驗結果來完成實驗報告,這就導致真正做過實驗的學生和沒用心做實驗的學生的實驗成績相差不多,這大大打擊了學生們的實驗積極性,不利于提高學生的實踐動手能力[9]。

由此可見,實驗考核應針對“電工電子實驗”課程的教學目標,結合實驗室的實際情況,研究可行的實驗考核方案。減少實驗報告成績占比、關注學生實踐能力是有效途徑。在基礎部分根據(jù)完成度和動手能力給分,設計改進部分主要針對學生的自主性,創(chuàng)新性進行評分;報告成績關注學生數(shù)據(jù)的處理與問題的思考以及文檔的寫作情況,在報告的最終批改上,堅持給雷同的報告低分,對有創(chuàng)見的報告加分,促進學生認真操作以及獨立思考。

5 結語

“電工電子技術”課程能夠讓學生獲得有關電工技術、電工技術的基本概念、基本理論和基本技能。電工電子技術課程教學是一個長期而系統(tǒng)的工作,將現(xiàn)有的“電工電子技術”課程教學內(nèi)容與學科結合,擯棄一個標準的內(nèi)容教學,深入了解不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和對本課程內(nèi)容的要求,有效支撐后續(xù)課程的學習。

優(yōu)化教學模式,進一步讓枯燥的理論在實踐應用中獲得生機。在理論教學中,以學生為主體,讓學生角色互換,站在教師的角度來看待“電工電子技術”課程。對學生來說,是將“要我學”變?yōu)榱恕拔乙獙W”,這適應了“電工與電子技術”課程課程特點,起到充分調動學生的學習熱情、提高積極性、自覺性與主動性的作用。在實踐教學中,實踐操作也應逐步減少照葫蘆畫瓢的現(xiàn)象,將理論性實驗、驗證性實驗搬到線上,充分利用線下實驗室讓學生展開獨立設計。讓學生具備其檢測、分析和排除故障的能力,學會正確地記錄、處理數(shù)據(jù),培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力,適應社會發(fā)展的需要。

合理科學的考核制度同樣是保證教學質量的基礎。注重考查學生對課堂所講解的理論知識的掌握程度,促進學生重視實踐,引導學生深入思考,通過對學生知識、素質、能力的全方位考查,建立全程考核評價體系,促進提升電工電子技術課程教學效果。