电工电子技术教学改革的探索与实践

曹松银 方宇

[摘           要]  电工电子技术是非电类相关工科专业的必修课程，主要介绍电工技术和电子技术相关知识。当前的教学过程中存在学时和教学内容不匹配、教师的教法和学生的学法不相适应、实践环节薄弱等问题或不足。从课程教学内容的优化和设计、教学方法和教学手段的选择、实践教学环节的强化等几方面出发，系统地提出了电工电子技术课程教学改革的探索和尝试，并在实际教学过程中取得了较好的效果。

[关    键   词] 电工电子技术;教学改革;教学探索

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）27-0198-02

电工电子技术是一门电工技术和电子技术方面的基础课，主要介绍电工技术和电子技术的基本概念、基本理论、基本定律及分析方法和常用的电气设备、元件及基本电路的课程[1]。通过课程的学习，学生了解了常见电路，熟悉了电器的基本原理和性能，能分析、设计相关电路，养成严谨的科学作风和较强的动手实践能力[2]。

该课程是机械制造、材料成型、车辆工程、农机、环境工程等专业的一门重要基础课。随着时代的进步和社会的发展，相关专业的课程体系和培养方案都进行了修订[3]。电工电子技术原有的教学体系和教学方法已经无法满足教与学两方面的要求，主要表现为以下几个方面：（1）该课程中的部分知识点与本专业其他课程的知识点相重复。（2）书本上的知识不能“学以致用”，与本专业脱节，不能与相关行业很好地融合。（3）目前的课堂教学仍然是以教师的讲授为主，学生的参与度不高。（4）实践教学与本专业的特色结合度不够高、效果不明显等。针对前面所述的这四个主要问题，本文就电工电子技术课程教学的改革进行了初步探索和实践，希望能更好地贴合相关专业的特色，使学生对课程的作用更加了解，进而激发他们的学习兴趣。通过对该教学改革的探索，能优化课程的知识点，使之更具有专业特色，提高学生的学习效率和动手实践能力。本文将主要从教学内容、教学手段及方法以及实践教学三方面展开探索和实践。

一、教学内容设计

电工电子技术囊括了电路基本概念、定律、分析方法、暂态分析、交流电路、三相电路、磁路、电机、半导体器件、放大电路、集成运放、电路中的反馈、稳压电源、电力电子技术、组合逻辑和时序逻辑电路、可编程逻辑器件和模数转换等内容[1]。市面上现有的教材大多数存在知识点过于宽泛、内容过于完备、专业特点不明显等缺点。另外，專业培养方案中所分配的该课程的学时往往与教材的知识点不匹配，难以在规定的课时内系统地教授整部教材的全部知识点。因此，在设计教学内容时必须有所取舍、有的放矢、突出重点。为了更好地对教学内容进行优化，笔者先从专业培养方案开始研究，与专业负责人研讨相关课程的设置和学分分配原则。通过与专业负责人的分析和讨论，删除或弱化与专业培养方案中已修课程重复的知识点，或者对培养方案支撑不足的知识点。例如，笔者删除本专业培养方案中未提及的电力电子技术、可编程逻辑器件等方面的知识点，弱化本专业相关课程中模数转换等重复的知识点，结合机械相关专业的特点，突出机电系统中相关电路的分析以及电路的设计等知识点。

为了适应社会对本专业人才素质的基本要求，对本课程的相关教学内容作适当调整。鉴于实际电学系统的特点，适当增加特殊工程系统的介绍。为了避免教学内容过于刻板，将课本上的知识和实际对象结合，让理论与实际问题相对应，增强学生的学习兴趣。同时，在实际工作中电路的设计需要使用专业的电路设计软件。因此，为了让学生多掌握一项技能，提升就业竞争力，在教学过程中适当增加电路设计软件的介绍。学习电路设计软件的同时，学生能提高对元器件的工作原理、电路布局宏观性的认识。上海市近年来率先推行的“课程思政”教育理念，把“立德树人”作为教育的根本任务。针对近年来中美间的贸易摩擦、美国对中国高科技产品和技术的输入限制等问题（例如芯片封锁、人工智能技术），结合与本课程知识点相关的内容，在教学过程中适当介绍事件背景、国内外相关技术的最新进展以及本课程所对应的“卡脖子”技术，与思政教育形成协同效应，促使学生将满腔的爱国热情转化为学习的动力[4]。

通过上述分析，对课本上的知识点进行梳理和优化，所设计的教学内容能很好地满足专业培养方案的要求，更好地培养社会所需要的人才，更能调动学生的学习积极性。

二、科学选择教学手段及方法

在教学过程中，教学方法既是教师教的方法（教授法），也包含学生学的方法（学习方法）[5]。电工电子技术是一门基础性课程，是相关后续电学课程学习的基础。该课程的教学方法如果仅仅以讲授法为主，可能会出现部分学生的注意力不够集中，产生厌学情绪等问题。为了实现教师的教与学生的学相协调，笔者对不同的知识点采用不同的教学手段和方法。具体措施如下。

定义、定理部分以讲授法为主，再结合讨论法和直观演示法等。例如，基尔霍夫定律，在采用讲授法的同时，利用电路仿真软件直观演示节点电流和回路电压的关系，使学生能直观地了解并掌握基尔霍夫定律的内容。对学生已有基础的教学内容，如电阻、电感、电容等元器件的概念、工作原理、特点等，先由学生课前自主复习，课堂上再以问答法进行检查和巩固。在讲授电路分析方法的教学过程中，笔者进行了翻转课堂的初步尝试：先将学生进行分组，布置每组的任务;学生课前自己观看MOOC课程中各种电路分析的方法并讨论;课堂上每组汇报自学情况，各组间相互提问，增强学生的自学能力和团队协作精神[6]。本课程包含了许多与实践有关的内容，如组合逻辑电路、时序逻辑电路。在讲授逻辑电路设计和分析知识点的过程中，介绍了几种电路仿真软件，引导学有余力的学生自学，提升自己的综合能力。此外，在讲授三相电路星型连接和角型连接的知识点时，及时安排对应知识点的实验课，让学生将理论与实践相结合，能更直观地理解两种连接方式的工作原理和区别。此外，教学内容中增加具有专业特色的范例，使学生更加清楚本课程知识点与专业的联系，理解该课程在专业培养体系中的作用等。例如，对于机械制造专业的机床控制问题，可以让学生思考如何利用时序逻辑电路来设计合适的控制电路。

“对症下药”式的教学手段和教学方法改善了传统教学过程中形式僵化、学习效率低下、专业特色不明显等问题。通过教学方法的优化，提高了学生对电工技术和电子技术的认识，增强了学习兴趣和动力，使学生更加牢固地掌握了课程中的基本概念、主要的设计和分析方法，具备了电工与电子技术的初步能力。

三、多方位强化实践教学

对于工科专业而言，如果实践性教学不能让学生学以致用，学生不具备动手操作能力，就不是合格的课程教学。通过实践环节的训练，学生能巩固课堂上所学的知识点，理论联系实际，进一步培养创新意识和能力[7]。实践教学环节主要包括实验、课程设计和竞赛。

本课程的实验包括两部分：验证性实验和设计性实验。扬州大学电工电子实验中心是省级示范教学实验中心，配备了与课程相关的实验装置[8]。在教学过程中，笔者对验证性实验和设计性实验进行有机协调。验证性实验主要用于熟悉基本概念和方法、验证定理、熟悉实验装置;设计性实验主要让学生在所学知识的基础上能自主设计相关的电路[9]。加强与电工电子实验中心的沟通和交流，合理安排实验时间和实验装置，确保每个学生都能亲手进行实验操作、体验动手实践的过程。设计性实验相对于验证性实验而言，在对知识点掌握、实验设备操作的熟练性上要求更高，这更能激发学生的创造性。适当减少验证性实验的课时，相应地增加设计性实验的课时。此外，结合本专业的特点和实验室现有设备条件，增加了和专业相关的设计性实验，如机床控制电路、车载电子电路设计等。通过实验让学生了解本课程在培养体系中的地位，能将所学知识用于本专业相关的系统，加深学生对课程重要性的认识，增强实践能力。

课程设计是综合性实践教学环节，该课程的课程设计是根据数字电子技术，设计满足特定功能的数字电子钟。在课程设计过程中，首先，要求学生进行课题分析，确定方案。然后，设计出电路原理图、部件设计图，画出总接线图。在此基础上，进行元器件布局、導线连接、调试、测试。最后，学生各自介绍自己的作品，接受验收和评价。在整个过程中，学生需要熟练掌握各个元器件的功能、参数、优缺点、接线方式，了解组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计等。这是对所学知识点的复习和综合考查，同时能培养学生的团队协作精神。另外，对验收环节的作品介绍还能锻炼学生的口头表达能力。

鼓励学生利用所学的电工和电子技术知识参加本专业的竞赛，是对实践教学的升华或者是对教学环节更进一步的提高。一般对于综合性专业竞赛，需要用到不同课程的不同知识点。在竞赛过程中学生可能会遇到各式各样的问题，但寻找问题答案、团队协作解决问题的过程也是实践教学的意义所在。

笔者在电工电子技术教学过程中进行了教学改革的初步探索和有益尝试。该教学改革的探索和实践合理优化了教学内容;针对不同知识点选择恰当的教学方法和教学手段;多措并举突出并强化了实践教学环节。这些改革和尝试不仅激发了学生的学习兴趣，培养了动手实践能力，而且取得了较好的教学效果，为电工电子技术课程的教学提供了很好的借鉴。

参考文献：

[1]秦曾煌，姜三勇.电工学（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]靳孝峰，李鸿征，刘云朋.电工电子技术[M].北京：清华大学出版社，2015.

[3]孙世荣.修订自动化专业的培养方案，融入智能制造内容：评《化工机械制造技术》[J].合成树脂及塑料，2019，36（5）：114-115.

[4]舒静，王琳，晋永，等.基于课程思政理念的专业课程教学设计[J].中华医学教育杂志，2020，40（1）：1-3.

[5]曹松银.物联网控制基础课程教学改革的探索与实践[J].考试周刊，2017（7）：17.

[6]翟琴静.浅谈微课在中职电工电子技术教学中的应用[J].科学大众（科学教育），2017（9）：107.

[7]汪烨，印松.机电控制系统综合实践教学平台研制与应用[J].中国现代教育装备，2020（1）：30-33.

[8]郭志辉.电工电子技术实践教学探究[J].考试周刊，2019（16）：13.

[9]王鹏凯.试论高职院校《工厂供电》课程设置新思路[J]. 科技风，2018（11）：18.

编辑 原琳娜