电工电子实习教学改革与探索

赵春锋， 陈国明， 汪敬华， 范小兰

(上海工程技术大学 工程实训中心， 上海 201620)

0　引言

电工电子实习课程是我校非电类专业的学生在完成“电工技术”、“电子技术”两门专业基础课程学习之后的一门重要的实践课程，也是非电类工科学生知识的重要组成部分之一。这门实践课程不仅可以巩固学生课堂所学的理论知识，而且有利于培养学生工程实践能力和创新能力。在卓越工程师的培养中起着十分重要的作用，一直受到我校的重视和支持。

近年来，在教改项目的支持下，我校对该课程教学开展了教改项目研究，明确建设目标。通过对国内外有关院校电工电子技术实习的现状调研，分析了电工电子实习在本科应用型复合型人才培养方面对知识和技能的要求，提出了电工电子实习教学建设的基本思路，构建了电工电子实习新的知识体系。结合对卓越工程师创新能力和工程应用能力的培养目标，制订了我校培养符合社会需求的、知识结构合理的专业人才的教学计划和实践教学体系，确立了理论联系实际、产学结合的建设目标[1]。

1　充实和创新教学内容

1.1　构建新的电工电子实习教学体系[2,3]

在新的电工电子实习教学体系中，对电工与电子实习课程中的电工工艺实习，增加入必要的电气安全技术、常用电工工具的使用、新型电工材料和元器件知识等内容；补充要求学生掌握电气图的读图、安装、调试和故障排除、电源及照明线路安装及PLC编程操作，加强学生的工程实践能力和创新能力培养。此外还通过建立电子实习经典教学案例库，充实实习教学内容。目前在电子实习中，陆续采用获得良好教学效果的经典教学案例有：可调式串联型直流稳压电源、简单收音机电路、自动水龙头控制电路、声光控节电开关电路、多功能数字液晶显示万用表以及基于PT2262和PT2272数字编译码芯片的遥控发射接收电路等的设计原理、焊接与调试。

1.2　讲义突出实践能力培养

教学讲义中每个实践任务均按照“基础知识→任务内容→具体实施”的思路编写，整个电工实习内容丰富，由基本到复杂，从电气安全、电工材料和元器件的选用到电气布线和电气图读图，再到PLC编程操作，最后落实到任务驱动型实践项目的完成。电气布线和电气图读图要求学生能根据电气图安装、调试和排除故障，内容涉及工业和民用两个领域，工业领域有三相交流异步电动机的控制，民用有照明线路安装。这些内容强化了学生电工领域工程实践能力培养。讲义最后为任务驱动型实践项目，任务驱动型实践项目书本的提示内容较少，需要学生根据已学的知识，并且通过自行查阅资料、小组讨论、团队思考、集体合作才能完成项目任务。

充实和创新后的电子实习的教学内容包括：电子元器件的基本知识；电烙铁的使用与焊接技术；直流稳压电路的焊接、调试与参数测量；常用电子仪器仪表(示波器和万用表等)的使用；电子产品的焊接、安装及调试等。电子实习内容紧跟电子工业发展的趋势；保持教学内容的先进性；重点加强工程实践训练；注重学生实践能力、独立获得知识能力和提出、分析、解决实际问题能力的培养。为学生建立工艺基础平台，使学生能够运用现代电子工业的基础知识。为专业学习和实践打下扎实的基础[4,5]。

2　创新课程教学模式

2.1　“学、练、试、创”的教学模式

电工电子实习突出的是工程实践性。为了让学生了解现代电工电子行业的现状和发展趋势，充分发挥学生的主观能动性，根据学生综合能力的培养过程，我们将整个实习过程分为学、练、试、创四个不同阶段。针对这四个阶段的特点，实习教师相应的调整教学重心和方式。

学，主要是知识的学习与积累。这个阶段教师侧重于激发学生的兴趣和爱好，增强学生自主学习的能力。

试，主要是知识的运用和发现，在这个阶段教师要引导学生理解和掌握关键电路模块的基本原理、调试和故障排除方法。

创，是实习的最后一个阶段，相比于前三个阶段，这个阶段对能力培养的要求更高。通过项目设计和团队协作培养学生的创新设计、交流沟通和团队协作能力。这个阶段，实习教师注重和强调学生在团队中的表现，激发学生的创造性和潜能，并通过最后的答辩环节考核和评定项目实施中团队成员的表现[6]。

2.2　课堂引导和启发教学

指导教师要确立以学生为实践主体的教学理念，改变以往填鸭灌输式的教学模式，转而强调“做中学”、“边做边学”的原则，注重对学生引导和启发[7]。学生遇到问题和困难，教师不直接告知结论，而是启发学生如何去思考和分析。比如，学生焊接好直流稳压电源后，却无法测得电压。学生急切想知道故障出在什么地方，此时教师首选的便是进行必要的提示和引导；电路焊接是否完整，元器件管脚插接是否正确，万用表是否正常等等。其次，建立学生的优秀作品展示橱窗，橱窗里展示的往届同学的优秀实习作品，不仅给学生树立努力的方向和信心，也可以激发学生的好胜心和创造力。

2.3　发挥网络和多媒体技术教学作用

随着现代教育技术的发展，借助网络优势，在教学改革的过程中，我们制作了实习教学多媒体课件和网络课程包，建成校级电工电子实习精品课程，实现教学资料网络共享，运用图像、文字和视频相结合的多媒体手段，以丰富生动的教学形式激发学生的兴趣；通过网络资源共享和网上师生互动环节，帮助学生有效便捷的预习教学内容和获取教学资源，拓宽教师和学生交流互动的渠道，从而提高教学质量和教学效果[8]。网络助学平台提供的丰富教学资源，如网络课件、电子教案等为学生开创了丰富的获取知识的渠道；建立的面向学生的DIY(Do It by Yourself)自主实践平台和网络交互平台，有助于提高学生的自主创新和互动交流能力。

2.4　组织学生企业实习锻炼，初探产学之路

经过电工电子实习的工程应用实践，让学生获得了初步的电工电子电路系统的设计、研制和调试的经验，进一步培养学生认真严谨、一丝不苟的工作作风，初步具备工程实践能力和素质。教学改革以来，我们组织部分学生到上海某公司进行暑期产学合作实习，该公司是一家智能家居控制系统集成商，主要使用智能家居总线系统进行别墅、办公室和酒店等的灯光控制设计、安装与调试。经过两个月的暑期实习，参与实习的学生不仅能设计智能家居控制系统电路图，还进行系统接线，参与工程现场的软硬件调试工作。他们的实际表现使企业也萌发了和我校建立“暑期产学合作实习”的长期合作意向，使企业和学生共同获益。将工程内容有机地融入教学中是促进学生工程素质全面发展的根本途径[9,10]。受此启发，我们将继续探索电工与电子实习产学结合之路。

3　教学效果

由于电工电子实习课程强调应用性、工程性和创新性，因此通过大量基础实践训练项目可以逐步加强学生基本实践能力的培养，而且在实习内容中引入和增加一些设计性的实习项目，通过给学生提供新的知识材料，引导学生应用所学知识去完成项目的设计、实施、操作，不断的交流沟通，最终团结协作完成设计项目，从而达到提高学生独立思维能力和创新思维能力的目的。在实习过程中，有些学生在完成规定的实训任务后还自行完成自己感兴趣的实验，有些学生自学PLC的功能指令并利用功能指令替换由许多简单语句组合实现的复杂功能，自学Altium Designer 绘制电子线路图等。

图1～3为教学实践现场图片。

式中：Mx、My和Mxy分别为蜂窝夹层结构在x、y向上的弯矩和总扭矩；Qx、Qy为蜂窝夹层结构总的横向剪切力；w为蜂窝夹层结构的横向挠度；分别为蜂窝夹芯在x、y方向上的剪切刚度；为上、下面板的弯曲刚度；为蜂窝夹层结构的整体弯曲刚度；φx、φy分别为变形前垂直于夹层结构xoy面的直线变形后在xoz、yoz平面内的广义位移；μf为上、下面板泊松比。

图1为电气控制模拟板的安装与调试；

图2为PLC设计与调试；

图3为驱动型实践项目完成后的答辩。

实践表明，学生在自主学习、电路分析与接线、团队协作、交流沟通、程序设计与调试、创新设计等方面能力得到了提升。

图1　电气控制模拟板的安装与调试

图2　PLC设计与调试

图3　驱动型项目设计完成后的答辩

4　结语

我校的电工电子实习课程作为基础实践课程，从工程应用出发，建立理论知识与实际应用的互动教学体系。采用新的基础技能和能力训练的任务驱动型项目设计的教学模式，提高了学生基础知识学习能力和基本技能训练，培养了学生的工程实践能力和创新能力[11]，真正做到电工电子实习课程为其它技术课和专业课的进一步学习提供实践基础保障。(赵春锋等文)

参考文献：

[1]姚胜兴, 陈华容. 理论与实践教学互动, 提高学生工程实践能力[J], 北京:实验技术与管理, 2007, 24(2): 21-24.

[2]徐晓红, 张红, 刘斌. 探索实践教学体系促进创新人才培养[J]. 上海:实验室研究与探索, 2011(10): 235-237.

[3]黄艳芳, 吴波, 赵晶, 曾建唐. 电工电子实习教学的现状与改革[J], 上海:实验室研究与探索, 2011, 30(3): 147-149.

[4]赵建红, 汤颖. 应用型人才培养模式下实践教学体系的构建[J]. 黑龙江:黑龙江高教研究, 2011(5): 184-186.

[5]洪蔚. 建立适应新时代需求的电工实习基地[J], 上海:实验室研究与探索, 2001, 20(3): 118-119.

[6]习友宝, 钟洪声, 余魅. 开展层次化电子实验教学, 全面培养学生创新能力[J]. 上海:实验室研究与探索, 2006, 25(5): 622-625.

[7]赵春锋, 汪敬华, 朱建军. 构建开放实践教学体系 培养工程人才[J], 上海:实验室研究与探索, 2015, 34(2):199-201.

[8]傅俭. 高校多媒体教学的现状分析与思考[J], 南京:江苏高教, 2011(1): 88-89.

[9]刘俊学. 产教结合实施“准就业” 制[J], 北京:中国高等教育, 2005(6): 36-37.

[10]吴跃成, 竺志超, 武传宇. 工程实践能力与企业需求无缝对接的培养环境研究[J]. 北京:中国电力教育, 2013(13): 29-30.

[11]王浩程. 面向卓越工程师培养构建现代工程实训平台[J], 北京:中国大学教学, 2011(6): 83-85.