電工電子學課程教學改革探討

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【摘要】基于工程教育認證的三個基本理念，依據認證標準，確定了桂林電子科技大學機械設計制造及其自動化專業的培養目標和畢業要求，制定電工電子學課程目標，在分析電工電子學當前教學存在的問題基礎上，提出教學改革的方法和措施，通過引進翻轉課堂教學模式提高課堂教學質量，實踐結果受到學生的歡迎和工程教育認證進校專家組的認可，表明了教學改革的有效性。

【關鍵詞】工程教育認證；機械設計制造及其自動化專業；電工電子學；翻轉課堂

1引言

工程教育專業認證就是專業認證機構按照認證標準來確認工程類專業畢業生是否已經達到規定的質量要求，它是工程教育質量監控體系的重要組成部分［1］。我國開展工程教育專業認證的目的是構建工程教育質量監控體系，建立與工程師制度相銜接的工程教育認證體系，促進中國工程教育的國際互認。工程教育專業認證有三個基本理念：學生中心理念，產出導向理念和持續改進理念。其中學生中心是宗旨，產出導向是要求，持續改進是機制。認證標準中有七個通用標準，具體是:學生、培養目標、畢業要求、課程體系、師資隊伍、支持條件、持續改進。七個通用標準之間的關系［2］，體現了工程教育專業認證的基本理念，可以看出七個通用標準中最核心的標準就是“學生”，辦學過程中的資源配置、教學設計和教學實施均以學生在接受教育后的學習成果和畢業要求的達成為導向。

2課程目標的制定

為了達到認證標準要求，確保學生的學習成果和畢業要求的達成，首先要根據學校自身定位和辦學的歷史沉淀確定專業培養目標，制定相應的畢業要求，然后設置與之適應的健全合理的課程體系，畢業要求的各項指標點由相應課程所支撐。依據認證標準，我校機械設計制造及其自動化專業確定的培養目標是：培養在機械工程領域具有設計、制造及其自動化控制的基本理論、知識和專業技能，適應社會與經濟發展需要，具備良好的學習能力、專業能力、實踐能力、創新能力，具有團隊協作精神和一定的國際視野，道德文化素養高，能在機械工程領域從事研究開發、產品設計制造、生產運行及技術管理等工作，能解決機械工程領域復雜工程問題的高素質工程應用型人才。根據上述培養目標，制定了12條一級畢業要求，并分解為二級指標，各項指標點由相應課程所支撐，其中電工電子學支撐的二級畢業要求指標點是：理解本專業技術發展迅速、多學科交叉的特點，具有對自我探索和終身學習必要性的正確認識，了解拓展知識和能力的途徑。為此重新修訂了電工電子學課程教學大綱，制定的課程目標為：掌握交、直流電路的分析方法和常用電子電路的結構、工作原理、基本分析方法，能綜合運用電工電子學知識，通過綜合作業、查找分析文獻資料，養成自我探索精神，拓展電子電路分析能力，進而分析工程中遇到的電工電子學問題。教學設計是課上傳授課程知識，課外布置綜合作業，確保課程目標的實現。

3電工電子學課程教學存在的問題

電工電子學課程是高等院校非電類專業學生的一門專業基礎必修課，它為電路分析、電子電路和機電一體化系統設計提供必要的理論基礎，是機電一體化人才所必須具備的基本知識。目前，各大高校都在修訂培養計劃，不同程度壓縮電工電子學課程學時，該課程對非電類專業學生學習難度大，內容多，學時少，學生在學習過程中容易產生厭學情緒，認為電工電子學知識對自己所學專業用處小，學不好也無所謂，學習主動性不足，課程考核及格率低。根據電工電子學課程當前所面臨的形勢，教學工作者必須全面調研，仔細分析，拿出對策，進行電工電子學課程的教學改革和建設，結合傳統模式，與前沿科技接軌，使課程既有本校的特色，能滿足機制專業學生對電工電子學知識的需求，又滿足工程認證標準要求，符合學生認知規律，使學生對課程學習感興趣。目前，電工電子學課程在教學方面主要存在的問題有：（1）課程教學內容多，知識面跨度大，但教學時數相對較少電工電子學課程合并了原來分開在兩個學期上的“電工技術”和“電子技術”兩門課程，主要包含電路分析理論和電子電路等內容，知識面跨度大，概念多且相當抽象。而隨著課程體系結構的調整，該課程教學時數卻不斷地減少，為了保證講完課程大綱和授課計劃規定的內容，導致教師疲于趕進度，部分學生跟不上節奏，不易接受所學的內容，課堂教學流于形式，教學效果不理想。有文獻報道，學生聽課注意力集中的最佳狀態持續時間只有10分鐘左右，工作記憶只能即時地加工7個左右的信息組塊，但通常只能同時記住其中的2-3個信息組塊[3]，如果課堂教學內容偏多，學生將無法有效接受，聽課效果低下。（2）理論知識與實際應用脫節，導致了學習的無目的性當前該課程的教學方式只是較多地注重理論的推導、基本知識的系統介紹，而忽視了對應用背景的講授，導致很多學生不知道如何將實際系統抽象為理想電路模型進行分析，工程應用能力低下。就本校學生的基礎而言，教師很難在課時緊張的情況下對學生進行有效的應用背景介紹與充分展開討論，因此，課堂教學內容大部分為基礎知識的介紹，基本方法的講授，缺失的應用背景，導致了學習的無目的性，學生提不起學習興趣。（3）教學手段單一，不利于學生創新能力的培養教學過程主要仍是沿用以教師為主的講授方式，教學方法、教學設計、教學手段一成不變，教學過程中給學生提供的思考時間少，課堂討論少，教師與學生互動少，對學生表達能力和分析能力的培養少。這種填鴨式、滿堂灌的教學模式，使學生沒有時間和空間進行思考，只是被動地接受，聽課過程枯燥乏味，大部分學生不能及時理解課堂內容，跟不上進度。教學過程中從理論到理論，缺少新的教學方法與手段，案例式教學、問題驅動式教學沒能很好地實施，使得學生為了應付考試，在學習的過程中只注重于基本的演算，而忽略了分析問題與解決問題能力的培養，大大降低了創新能力。（4）學生缺乏解決工程問題的訓練，沒能掌握拓展知識和能力的途徑雖然通過增加實驗課時、電子認知實習及課程設計等實踐環節，使學生有了更多的動手機會并能夠嘗試將所學理論知識與實際生產相結合，但實踐內容往往是老師預先安排好的，并給出解決路徑，學生無需自行查找文獻，無需多動腦筋，導致學生敷衍了事，實踐教學質量大打折扣，結果一遇到實際困難和問題時無從下手，不知如何解決。造成此結果的原因是當前的教學模式是側重于理論知識的課堂講授，缺少解決工程問題的引導和訓練，片面地注重“量”，而疏于“質”。如上所述，以傳統教育模式為主的教學過程導致的直接后果是，學生對學習缺乏興趣，缺少主動，不能很快地建立知識框架，學習的目的只為了應付考試，不能有效培養學生的創新能力，也不利于應用型創新人才的培養。

4實施教學改革，促進課程目標達成

為了彌補現行教學模式的不足，以畢業要求和課程目標達成為導向，以通過工程教育專業認證為目標，進行了電工電子學課程教學改革，具體措施有：（1）引進翻轉課堂教學模式，調動學生學習的主動性和積極性。翻轉課堂采用“課前知識傳授+課上知識內化”的教學形式，與傳統教學的課堂上知識講授、課后作業實現知識內化正好相反，所以得名“翻轉”。翻轉課堂作為一種概念是Baker在2000年提出的[4],“翻轉課堂”的實踐起源于美國科羅拉多州洛基山的“林地公園高中”的兩位化學教師亞倫•薩姆斯和喬納森•伯爾曼，2012年進入國內，在國內的發展中，翻轉課堂往往和慕課、微課、Moodle平臺結合[5]。翻轉課堂模式要求學生在課前通過觀看老師提供的微視頻等資料來自學基本知識，利用網絡互動交流解決疑難問題，這就有利于培養學生自主學習意識和提升學習效率。為了使翻轉課堂發揮好的效果，我們的具體做法是：①建立起以“翻轉課堂”為平臺的數字化教學環境：利用QQ和微信等互聯網交流平臺，以及桂林電子科技大學校園網絡，構建電工電子學課程翻轉課堂網絡教學環境，通過網絡平臺向學生提供授課內容的視頻和教學資源，實現網上討論、在線答疑。②通過研究制定基于“翻轉課堂”的電工電子學課程資源，開發、收集、組織一批豐富的電工電子學課程教育教學信息資源，形成教學資源庫，以提高電工電子學課程教學效果，特別是針對課程內容的難點或作業難題制作“微課”，供同學課前自學或課后復習使用。③在電工電子學課程教學團隊開展“翻轉課堂”教學實踐研究，在教案的設計、PPT的制作、課堂內容的選擇上要結合“翻轉課堂”的特點，真正體現以學生為中心的理念，應能促進學生自主學習的發展，激發學生學習的主觀能動性，利于專業培養目標和課程目標的達成。④為保證“翻轉課堂”收到實效，而不是流于形式，在選擇哪些知識、什么時候來實施翻轉課堂模式時必須考慮到中國學生的學習習慣，否則結果適得其反。對于基礎和入門內容，仍然采取傳統模式教學，目的是讓老師帶學生入門，打好基礎；對于拓展的知識內容，則采用新模式來教學。這樣，既可以提高學生的學習效率，也可以避免對新知識新模式的不適應帶來的學習挫敗感。⑤在教學設計上，教師在課前要準備教學資源，提供學習素材；課中，根據學生的疑難點進行專題講解，保證課前內容在課內實現內化。（2）采用多媒體授課和翻轉課堂的教學模式，解決傳統教學過程中學生學習積極性差、教學內容局限的問題，提高學生的學習主動性，培養學生的創新思維和創新能力。在課件的制作、課堂教學過程中，授課教師應注意如何將工程應用與課程的基礎知識有機緊密地融合，提高學生的科學素質，培養學生的科研思維和創新能力。（3）為了培養學生自我探索精神，拓展電子電路分析能力，在課程考核中設定了課外綜合作業環節，要求學生按照老師布置的專題（例如“樓道聲光控制開關的設計”專題），通過查找文獻、小組討論、請教他人，完成專題任務。（4）教師團隊建設配套的新形態一體化教材。市面上目前發行的教材大多是傳統型教材，適宜傳統課堂的講授模式。教師可自行編纂適合翻轉課堂的新形態教材，將基本知識點、網絡資源、實驗項目等內容匯編成教材，來配合翻轉課堂的教學。（5）加強電工電子興趣小組的建設，使學生學以致用。在課下，教師組織有興趣的學生組建電氣維修小組，讓他們將所學的知識在生活中做到學以致用。可以利用課外時間維修常用小電器，既能熟練掌握各種電工電子設備的使用方法，還可以增強成就感，鍛煉實踐能力。

5結束語

工程教育專業認證已在全國各高校工程類專業中展開，深刻影響各高校的專業建設。為了達到專業認證標準，各專業積極開展課程體系建設，發揮各自優勢，配以相應的教學改革。各門課程必須服務于專業制訂的“培養目標”和“畢業要求”，教學活動的開展必須有利于目標的達成。電工電子學課程作為機械設計制造及其自動化專業的一門專業基礎必修課，在課程體系中起著重要的支撐作用，在最近的教學改革中通過引進翻轉課堂教學模式，為新老教學法的混合運用提供了新的路徑，促進了課程目標的達成，獲得工程教育認證進校專家組的認可。

參考文獻

[1]陳文松.工程教育專業認證及其對高等工程教育的影響[J].高教論壇,2011(7):29-32.

[2]葉鴻.工程教育專業認證背景下運籌學課程教學改革研究[J].物流工程與管理,2015(11):299-301.

[3]劉小晶,張劍平.教學視頻微型化改造與應用的新探索[J].中國電化教育

作者:李海標 羅奕 單位:1.桂林電子科技大學機電工程學院 2.電子電路國家級實驗教學示范中心