电工学实验教学如何改革

　　摘要：“创新驱动发展战略”是中国特色社会主义现代化建设的题中之意，是实现中华民族伟大复兴中国梦的必然要求。高校要结合当前教学面临的发展新形势、新机遇，将“创新驱动发展战略”概念引入高等教育电工学课程教学领域，改变传统的传授知识为本位的教学思想，把培养实践和创新能力放在首位。高校要结合自身的特点，着重从电工学创新课程内容上进行研究，向学生和教师灌输新思想、新技能，使学生加深实施“战略”的使命感和紧迫感，服务地方经济建设。

　　关键词：创新驱动;内涵发展;电工学课程

　　一、前言

　　创新驱动的经济发展战略是科学发展观的要求。加快实施创新驱动发展战略，建设创新型国家，是加快转变经济发展方式的必然要求。作为一名市属高校的电工学课程的教师，在新形势下加快发展步伐，提升科技创新能力，要从基础电工学课程教学和实践做起。本文结合创新驱动发展战略，在电工学课程教学创新、实验与实践教学创新和科技工作与教学相结合等方面进行阐述。结合本学校目前自身的特点，阐述近十年来的电工学课程在教学内容、教学方法、教学手段以及实验与实践教学等方面的发展变化，在科技创新上体现出电工学课程上的作用。在当前的创新驱动发展战略的新形势下，本文阐述原创性的科技成果与教学课堂的结合，以此使学生树立科技创新的理念，提倡自主创新，提高集成创新与协同创新。电工学是高等理工科院校非电专业的一门主要的基础课程，是一门理论与实践结合非常紧密的课程，具有较强的应用范围。其讲述内容涉及面积广，从基础的电学知识，磁场学知识到工业生产中的工程机械，从微小的二极管、三极管理论知识到大规模的集成电路都有涉及。知识更新速度非常快，各种新型的工程设备高科技含量的电子仪器层出不穷。作为这些科技创新成果的基础课程《电工学》，在教学内容和教学方法上应该适应科技创新的发展，在国家科技创新驱动发展战略下，努力找到改革方法、创新思路，利用新的手段和教学方式教学，在学生着重掌握电工学基础知识的前提下，提高学生的创新思维，使学生具有原始创新的能力，提高科技创新能力。

　　二、《电工学》教学内容与教学方法改革

　　随着科技的发展，电工技术与电子技术的发展日新月异，新知识、新内容层出不穷，教学内容与方法要与时俱进，要反映现代化科技创新的发展。1.教学内容改革。电工学课程主要包括电学基础、电工技术应用、电子技术应用和集成电路应用四大部分。结合我们学校十年以来在电工学课程内容的设置，发现创新驱动发展战略无处不在。最初的电工学讲述内容中，电学基础是必须讲的，包括直流、交流、暂态、三相、磁路分析。占电工学内容的40%，比重比较大。那时候重理论，轻应用，讲述比较详细，公式推导过程比较严密。电工技术应用主要包括变压器、发电机、电动机等，讲述比较肤浅，逐步加入plc控制，占课程内容20%。电子技术应用主要包含模拟电子技术和数字电子技术，起初模拟电子部分讲述比较详细，包括半导体器件、放大电路、集成运算放大电路、运放的特性;整流原理，稳压电路组成等，占内容25%。数字电子技术包括逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、计数器等基本电路，占内容15%，但随着计算机的发展，数字电子技术的内容比重在逐步增加，没有讲述集成电路部分。目前，在最新的电工学教学大纲原则指引下，本着加强基础、注重前沿的原则，对教学内容进行了适当增减。首先在电学理论知识上进行了大幅度减少，主要讲直流、交流、三相。其他基础知识学生可以通过网络视频和自学完成，但基础还是关键，占25%左右。在电工技术应用上略有增加，略讲变压器、发电机部分，增加工程设备控制、大规模plc控制、建筑电气等实践内容，占30%，充分注重实践应用能力，将电工学知识应用到工程中去，让学生发挥创新思维。在电子技术中，对模拟电子部分进行缩减，只讲述三极管，放大电路应用，直流电源部分，占15%。在数字电子技术中加大比例，增加中规模集成电路设计，重点讲述组合电路、时序电路设计，占总体内容的20%。最后在集成电路介绍过程中，增加相应的计算机辅助(EDA)软件的应用，AltiumDesigner印制板绘图软件，multisim和proteus仿真软件等，占总体10%，增强学生对集成电路设计的兴趣，学以致用。从电工学内容增减情况可以看出，创新发展战略思想深入体现，加重了实践创新的部分，给学生更多的时间和空间学习，使学生灵活地运用计算机辅助软件对电路进行设计和开发，提高了学生的创新设计能力。2.教学方法改革。《电工学》课程传统的教学方法一直是任课教师在课堂讲述为主。从传统的“一支粉笔，一本书，讲到底”到目前“powerpoint+动画视频，一直放”的满堂灌教学方法，课堂讲述的缺点在于只将学生作为知识的容器，将难懂的理论知识全盘灌输，没有考虑与实践结合，没有将学生置于主体地位，也谈不上学生创新思维的涌现、创新能力的发展和素质的提高。学校最初以传统的课堂讲述为主，利用黑板进行公式推导，语言进行知识传授，讲述方法固定，模式单一，学生不能充分地理解。随着计算机的逐渐普及使用，利用“黑板+powerpoint”的教学模式逐渐进入我们的课堂，学生能够更加直观地获得知识，但应用计算机讲述内容过多，学生接受起来容易出现跟不上、听不懂的情况。目前这种方法是我们高校通常采用的方法。目前，对电工学教学方法的讨论层出不穷。我们要按照创新驱动发展战略的内涵要求，摒弃陈旧的教学方法，探索创新适合的教学途径，从专业教学的特点出发，以培养学生的创新实践能力为主。根据各个专业学生的特点，以教师的“教”作为主导，适当引导学生的“学”，即引导学生融会贯通地学习知识，形成自己的学习方法，培养学的创新学习能力，突出“创新学习”理念。在课堂讲述的过程中，可以采用一些“提问法”“讨论法”、“翻转课堂法”等教学方法。在每次课前提问，学生回答问题，主要目的是回顾上次课的主要内容和知识点，考查学生掌握情况。在每次讲课过程中，密切注意学生的反应，也可以进行一些启发式的提问，将此课堂问答作为平时成绩的一部分，调动学生思考问题的积极性，激发学生的学习兴趣。同时在课堂上，教师可以提出一些实际问题作为讨论课题，让学生独立完成，提高学生分析问题和解决问题的能力，充分发挥学生学习的主动性和创造性。另外，在课堂上可以提出与电工学相关一些实际性话题，让学生发挥自己的创新能力，学生在自己的理解下，通过查阅资料和分析信息，在课堂上讲给老师和学生听，由教师进行点评，完成课堂内容。从电工学教学方法的改变上可以看出，创新发展战略思想深入体现，加强了学生发挥创新的部分，使学生成为主体。现代的计算机技术将复杂的理论知识变成易懂的图片和动画模式，学生更容易接受，能发挥学生的自我意识，使学生提高创新能力。

　　三、《电工学》实验与实践教学改革

　　《电工学》这门课程是一门工程实践强的课程，要求学生掌握更多分析解决实际问题的能力，这就需要大量的实验和实践过程来实现。1.实验教学改革。实验教学是连接知识与实践、使理论知识联系实际的重要手段。实验教学相对理论教学更具有直观性，学生在参与实验的过程中，通过对实验中各种现象的反复观察和分析，培养自己的观察能力和分析能力。学校近十年的电工学实验教学的改革上体现出了创新驱动发展战略的思想。最初，我们在电工学时实验设置过程中主要采取基础验证型实验为主，设计型实验为辅助的实验形式，没有单独设置课程，以平时成绩的形式为主。这导致学生做实验兴趣不高，经常出现逃课的情况。根据创新思路，我们改变实验考核方式，过渡到单独设课的方式，制定了合理的实验教学大纲，包括课程的性质、任务、实验方式、实验考核方式，通过实验考核确定最终的实验课成绩。其中从公共实验中选5个作为平时实验成绩，平时实验成绩占总成绩的60%，从几个设计性实验中选择一个进行实验考核，占总成绩的40%。在平时实验的考核中，每一个实验按照学生的学习态度、预习情况、操作情况、实验报告总结情况进行评定分数，各项所占的百分比为学习态度10%，预习20%，操作情况40%，实验报告总结30%。在实验考核过程中，学生对自己所选择考核的题目进行分析，自己选择合适的实验方法，在规定的时间内在实验室里进行操作直至完成为止。由教师对实验结果进行检查，提出问题，学生应将题目撰写在实验报告中。实验成绩由预习、确定实验方法、实验操作过程和实验课后答辩组成，各项所占百分比为预习20%，实验操作50%和实验答辩30%。增加实验考核后，学生对实验的积极性有了明显的提高。电子技术实验单独设课的实施，活跃了学生的思维，提高了学生分析问题和解决问题的能力，提高了学生的创新思维能力。2.实践教学改革。电工学的实践教学主要包括电工实习与电子实习两部分，主要目的是让学生在1～2周的时间内，向现场工人师傅学习，到相应实习车间完成相应的工作。结合十年来电工学实践教学的情况，学校在创新驱动发展战略的思想的指导下，进行了实践改革。最初由于学校经费的原因和找不到合适的实践教学基地，电工实践教学主要以参观为主，带领学生到一些工厂进行参观，主要包括到热电厂参观，到房屋供水控制系统参观，让学生初步认识电动机和控制方法、电子实习主要采用焊接练习、收音机焊接等传统的实习模式。对参观学习的模式学生没有很高的兴趣，走马观花，没有学到什么东西。电子收音机焊接过于简单，十几年前的模拟电子的器件，现在已经被淘汰了，学生只是机械地照图焊接，没有创新思想。学生很快就把收音机做完了，十分容易拿到成绩。目前，根据我们学校的具体情况，考虑到需要学生发挥自己的创新思维能力，在创新驱动发展战略的大背景下，我们对电工实习进行了改革，购置了大量的继电器、PLC控制器、电动机、控制网板，让学生根据教师提出的控制任务要求，自己设计电动机控制电路，独立编写PLC程序，绘制控制网板的布线图，然后在实习车间进行组装和调整，最后由指导教师给出成绩。对于电子实习，我们采用模拟加实物焊接的方式，由教师提出题目，学生自主进行设计，进行器件的选型，然后在protues软件上进行电路的模拟调试。调试通过后，在实习车间利用万能板对电路进行焊接，制成实物，给出成绩。实习的评分主要包括：设计方案的撰写占20%，实验程序的编写与调试占20%，实物的搭接与实践操作占50%，最后有一个实验结果10%。实习要的是过程，在短短两周的时间可能得不到最好的结果，但是通过这个过程学生掌握了实践工程能力，提高了学生自主性、创新思维和动手能力，使综合能力得到提高。从电工学实践教学的实施方法改变上可以看出，创新发展战略思想已经深入高校实践教学内部。所有方式都是要发挥学生的自主性，给他们发挥的空间。学生不要怕失败，要在实践中总结经验。开发原始创新是驱动经济社会发展的原动力。

　　阅读期刊：《机电一体化》

　　《机电一体化》(月刊)创刊于1995年，由上海图书馆、上海科技情报研究所主管，上海科学技术文献出版社主办，中国电工技术学会机电一体化专业委员会协办。本刊为中国科学论文统计源期刊、中国学术期刊数据登录期刊、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊。