机械工程专业创新班电工学教学改革初探*

邓红雷 黄振琳 （华南理工大学电力学院）

为了响应国家增强学生创新精神和创业能力的号召，我校分别开设了多个专业的创新班，其中2013年开设的机械工程创新班，提出了培养具有坚实的机械学科理论基础、实践技能和创新能力，具有优化的知识结构和国际化视野，能在机械装备相关领域进行研究、设计、管理工作的学术型人才和高级工程技术人才的目标。具体办学方式为：小班全英授课，.实行“3+1+2”本硕、“3+1+4”本博培养模式，实行淘汰制，有挂科即退回普通班，必须修完足够的创新实践、创业教育课程。

正所谓机电不分家，电气是核心、大脑，机械部件主要是执行元件，所以电工学是机械工程专业的一门非常重要的专业必修课，它给该专业提供了必要的电路、电子、电机与电气控制的相关专业知识。机械工程创新班的出现，对原有的机械工程专业的电工学课程教学改革提出了新的更高要求，急需对现有课程教学做出大的改革，以适应新的培养目标的需要。

一 机械工程专业创新班电工学课程面临的困难

当前我校全英班级的电工与电子技术教学模块已经固化，教材以教师自编全英讲义和中国电力出版社的Electric Circuits and Electronics 为主，教学内容由电路基础、电气控制、模拟电子技术和数字电子技术四大模块以及其下的多个细分小模块组成，理论课和实验课分开授课，分别为88 学时（5 学分），32 学时（1 学分）。

目前机械工程专业创新班电工学课程面临的困难主要如下：第一，教学内容创新性不够，部分内容急需缩减调整。当前信息技术飞速发展，但是当前机械工程创新班电工学还是沿用老的教学内容，创新性不够。另外，我校启动了新一轮的教学改革，要求缩减本科生总学分，同时要求创新班额外增加4个创新学分，一减一加，需要压缩包括电工学在内的其他课程的学分。故需要对电工学的教学内容和学分做出调整。第二，教学方法陈旧，创新班的理论和实验考试还是照搬普通班的教学和考核方式，没有体现创新班的创新性要求。第三，目前能够从事全英电工学教学的教师严重缺乏。随着学校与国际交流间的加深，我校各个专业都新涌现出了各种各样的创新班、中澳班以及国际校区，都迫切需要能够适应电工学全英教学的复合型教学人才。

二 机械工程专业创新班的电工学教学改革思路

我们从以下几方面对机械工程专业创新班的电工学教学改革进行了尝试。

（一）做好加减法，推行模块化分级分层次教学

根据学校要求精简教学学分和学时的要求，通过调研和对学科知识点的梳理，将机械工程创新班电工学理论教学从88 学时降到了64 学时，5 个学分降到了4 个学分。考虑到电工学是一门应用性、实践性很强的学科，实验课的教学学时（32 学时）和学分（1 个学分）保持不变。为了保证教学内容的关联性、完整性和创新性，在保持原有的四大基本模块的基础上，根据电路基础和模电模块做减法（减学时减内容），电气控制和数电模块既做加法又做减法的原则，将总的教学内容分解为必修模块、选修模块、自学模块和创新模块，再根据各个模块的重要性，不同模块采用相应的教学层次。

必修模块，包括四个基本模块中的各基本方法、基本原理，比如电路分析中的原理与方法、同异步电机的原理、基本放大电路组合逻辑和数字逻辑电路等，这些内容都采用详细重点讲解的方式；选修模块主要包括三相电路、磁路部分、模拟电子器件、集成运放、多级放大和差分放大、触发器结构等，这部分内容只讲基本概率和方法，复杂计算不做要求；自学模块包括功率放大、场效应管、A/D 转换等，由学生通过网络平台课外自学，不占用课堂时间；创新模块是根据创新班的特点新增的内容，主要包括最新的电工前沿成果、创新性试验与设计、PLC 编程设计等，这也是需要重点讲解的内容。

（二）多种举措，提高学生学习兴趣和效率

第一，开设学科导论课，人文激励与激发兴趣并重，提高学生学习的兴趣。针对非电类学生对电工学学习积极性普遍不高的情况，我们在机械工程创新班的第一次课特意开设了电工导论课，主要是以视频的方式，讲述本学科和机械专业的联系与作用，增强学生学习电工学的兴趣。在教学过程中，也注意人文激励与激发兴趣并重，引入一些最新的成果，增设相关历史典故、最新成果、关联知识点的拓展等。比如讲交流电路时，讲述特斯拉和爱迪生的交直流之争，以及中国和大多数国家为什么采用220V，50Hz，而美国与日本采用120V，60Hz的来由，不仅可以促进了学生对现有知识点的了解，而且增加了学生的课堂乐趣。

第二，采用翻转课堂的教学模式。机械工程创新班的人数为40 人左右，学生的基础比较好，自学能力也很强，这为部分教学内容采用翻转课堂教学提供了极大的便利。

多媒体技术信息量大，可以将一些抽象的原理，以图、文、声、像并茂的方式展示给学生。通过将一些难点以视频动画的形式做成短视频，推介给学生，学生可以反复观看，能极大地帮助学生理解教学中的疑点和难点。比如在讲解交流异步电动机时，利用多媒体向学生展示各种电动机及其结构的照片，用动画效果来介绍电动机的转动原理，可以极大地提高学生的感性认识。

课前组织学生观看一些经典的电工学MOOC 视频、自制视频与课件，让学生先对相关课程知识的进行自学，课堂上再通过小组讨论、深入探究、教师解答、课堂练习等方式完成知识的理解与消化，提高学生学习的参与度与主动性，避免“满堂灌”，能够更好地保证学生对课程内容的掌握及吸收，实现教学和学习的双个性化，有效提高课堂教学效率。

（三）采用综合评价方式

机械工程创新班采取本硕或者本硕博连读的培养方式，对学生的成绩要求非常严格，学生一旦有挂科，就要被退回普通班，由于创新班和普通班教学培养计划不一样，到时还须重修普通班的相关课程，所以学生考试压力很大，为了减轻学生期末考试压力，增强学生的自学和创新学习的能力，在实施电工学翻转课堂的教学过程中，我们利用雨课堂这个教学工具，增设了随堂点名、随堂小测验、平时自学测评、自主实验等环节，多主措、多途径，综合评价学生的学习效果，避免了以往期末考试一卷定终身的不足。

对于理论课程，期末考试卷面分、平时随堂小测试、平时自学测评、平时作业和点名在期末总评的占比分别为50%，20%，10%，20%。实验课程采用单独授课计算学分的形式，其中必选项、实验考试、自由选项分别占实验总评成绩的40%、30%、30%。必选项是必须完成的基础性实验和难度较低的综合性实验。实验考试是在必选项的基础上，对实验要求做了小的改进，学生随机抽取考试内容，在规定要求的时间内，独自设计电路与实现方案，独自完成实验。自由选项着重培养学生的创新意识，给出4～6 周时间，学生查找资料，自由选择感兴趣的内容，设计实验方案，选择实验设备，完成实验并整理实验数据，录制实验视频，最后由实验老师组成的小组给出学生在该项中的得分。由于所有实验都要求一人一组，杜绝了学生的偷懒和等靠思想。

几年的实践经验表明，这样的综合考核方式，对于提高学生的自学能力、创新意识、综合分析解决问题的能力确实是有帮助的。

（四）加强师资培训，提高教师积极性

由于现有的许多高校的考核标准基本上都是围绕着项目、论文来展开的，教学教得再好，没有项目没有论文，收入和职称上不去也是白搭，所以基础教学费力不讨好，从事基础学科的教师积极性不高这是一个普遍的现象。我校电工学教学团队也存在这个问题，随着老教师陆续退休，受困于学校新的高进人科研标准，想进入教学团队的老师进不来，科研能力强，满足高标准的新进教师不愿加入教学团队，使得教学团队人员得不到补充，日益萎缩，能从事电工学全英教学的教师更是稀缺资源。

在学院和教务处的大力支持，一方面积极向学校争取博士后留电工教学团队的名额，另一方面直接从本学院其它团队特别是创新团队争取外援。

由于机械工程创新班要求采用全英教学，因此该班的电工学教学基本上都是由海外归来或者外语水平较好的青年教师来担任的。但是青年教师也面临授课经验不足，科研压力大，上课积极性不高的问题。近年来，学校加大了对青年教师的教学培训工作，促进了他们教学水平的提高。另外，学校从提高全英教学的考核工作量、全英教学的课酬方面都做了很大的倾斜，也有力地调动了年轻老师电工学全英授课的积极性。

创新班的电工学改革，是一个新鲜事物，本文对机械工程创新班的电工学教学改革思路进行了初步的探讨与尝试，提出做好加减法，推行模块化分级分层次教学、多种举措，提高学生学习效率和积极性，建立综合评价方式，加强师资培训，提高教师积极性等应对措施，从这几年的实践来看，取得了一定的效果，为机械工程创新班的电工学教学改革提供了新的途径。