非電類專業(yè)電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革

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工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)非電類專業(yè)的電工電子技術(shù)教學(xué)提出了更高的要求，并作為一個(gè)重要的考察指標(biāo)來評(píng)價(jià)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。根據(jù)專業(yè)認(rèn)證的要求和本課程的教學(xué)特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、制定教學(xué)大綱，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，不斷提高電工電子技術(shù)課程的教學(xué)水平。

1課程改革背景

“一帶一路”對(duì)中國企業(yè)“走出去”帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，工程技術(shù)人才國際交流合作日益頻繁，這要求我們提高中國工程教育質(zhì)量、按照國際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程技術(shù)人才。2016年6月2日，我國成為《華盛頓協(xié)議》（蔣復(fù)量，李向陽，譚凱旋，等.專業(yè)認(rèn)證背景下的安全工程專業(yè)特色教育研究與實(shí)踐）第18個(gè)正式成員，通過中國科協(xié)所屬中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)（CEEAA）認(rèn)證的中國大陸工程專業(yè)本科學(xué)位將得到美國、英國、加拿大等所有該協(xié)議正式成員的承認(rèn)。近年來，為提高工程教育質(zhì)量，并通過“以評(píng)促建以評(píng)促改”來引入工程教育認(rèn)證的先進(jìn)理念，全國各地的高等學(xué)校正在積極的提交工程教育認(rèn)證申請(qǐng)，專業(yè)認(rèn)證范圍逐年擴(kuò)大，2019年中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)受理了東南大學(xué)機(jī)械工程等688個(gè)專業(yè)的工程教育認(rèn)證申請(qǐng)。電工電子技術(shù)課程作為非電類工程專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是工程教育專業(yè)認(rèn)證的一個(gè)重要考察指標(biāo)。目前，我校有給排水科學(xué)與工程，安全工程，資源勘查、化學(xué)工程與技術(shù)等專業(yè)已經(jīng)通過了我國的工程教育認(rèn)證，核工程與核技術(shù)專業(yè)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè)的工程教育認(rèn)證申請(qǐng)已被受理。筆者結(jié)合近幾年面向幾個(gè)不同的非電類專業(yè)學(xué)生講授電工電子技術(shù)課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)工程教育認(rèn)證的最新標(biāo)準(zhǔn)，從教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)等方面對(duì)該課程的教學(xué)提出了一些改革措施。

2課程教學(xué)中存在的問題

2.1課程基本情況簡介

目前，我校有機(jī)械、計(jì)算機(jī)、化工、土木、采礦等?？崎_設(shè)了電工電子技術(shù)課程，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的不同，各專業(yè)在課程內(nèi)容有不同的側(cè)重，實(shí)驗(yàn)課非獨(dú)立設(shè)課，其開課學(xué)期和課時(shí)設(shè)置如表1所示。

2.2課程教學(xué)中存在的問題

（1）課程內(nèi)容設(shè)置不夠科學(xué)。雖然對(duì)不同的學(xué)科專業(yè)，設(shè)置了4種不同的學(xué)時(shí)設(shè)置，但是課程內(nèi)容在處理“繼承與更新”的關(guān)系上不夠科學(xué)。課程內(nèi)容要能夠支撐培養(yǎng)計(jì)劃和畢業(yè)要求，為后續(xù)課程和專業(yè)知識(shí)及將來所從事的工作打下基礎(chǔ)。培養(yǎng)計(jì)劃一般每4年左右修訂一次，本課程的內(nèi)容也隨著電工電子技術(shù)的發(fā)展和非電類專業(yè)的需求在不同時(shí)期有不同的要求和側(cè)重。當(dāng)前的部分課程內(nèi)容已經(jīng)過于陳舊，不能支撐新工科教育。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不夠豐富。一方面，由于課時(shí)的限制，沒有教授一款合適的仿真軟件，學(xué)生不會(huì)對(duì)電子電路進(jìn)行仿真分析和實(shí)驗(yàn)。另一方面，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，強(qiáng)電實(shí)驗(yàn)、綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開設(shè)少，對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)不夠。（3）教學(xué)手段不夠先進(jìn)。教學(xué)方法基本上都是教師課堂講授，通過大量的公式推導(dǎo)和定量分析計(jì)算，布置習(xí)題形式的作業(yè)，使學(xué)生掌握本課程的知識(shí)。采用閉卷方式考核，要求學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)很多以記憶為主。

3工程教育理念下電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革的思考

3.1結(jié)合培養(yǎng)計(jì)劃和畢業(yè)要求，優(yōu)化調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

隨著電工電子技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新器件在不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容必須不斷更新。近年來，已經(jīng)在教學(xué)中把絕緣柵型場效應(yīng)管更新為重點(diǎn)講解的器件，雙極性三極管的工作原理只作簡單的介紹，并增加了可編程邏輯器件，電力電子技術(shù)，電路仿真軟件等內(nèi)容。同時(shí)，教學(xué)內(nèi)容不能只增不減，要?jiǎng)h除傳統(tǒng)內(nèi)容中陳舊的和不屬于非電類專業(yè)的基礎(chǔ)性內(nèi)容，例如：簡化電路的暫態(tài)分析和電動(dòng)機(jī)這兩個(gè)部分的內(nèi)容。根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，采用了4種不同的學(xué)時(shí)設(shè)置（見表一）。對(duì)于同一種課時(shí)設(shè)置的不同專業(yè)，其教學(xué)內(nèi)容也會(huì)有一些不同，與專業(yè)關(guān)系緊密的內(nèi)容要更加側(cè)重，并結(jié)合該專業(yè)中的一些工程案例進(jìn)行講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)他們主動(dòng)地思考、分析、解決復(fù)雜工程問題。

3.2結(jié)合學(xué)科競賽，改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

（1）利用電路仿真軟件，提高實(shí)驗(yàn)效率。教學(xué)中利用Matlab/Simulink，Multisim等電路仿真軟件進(jìn)行輔助分析，可以使學(xué)生加深對(duì)電路定理的理解，同時(shí)也可以代替一部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。另一方面，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程中，利用電路仿真軟件進(jìn)行分析、計(jì)算，可以提高實(shí)驗(yàn)效率，提升實(shí)訓(xùn)效果。（2）結(jié)合學(xué)科競賽，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。非電類專業(yè)學(xué)生參加的學(xué)科競賽中，與電工電子技術(shù)課程密切相關(guān)的主要有：全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生節(jié)能減排社會(huì)實(shí)踐與科技競賽、全國大學(xué)生機(jī)器人大賽等。在競賽的訓(xùn)練和指導(dǎo)過程中注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，教師對(duì)項(xiàng)目研究內(nèi)容和指標(biāo)提出要求，在研究方法和思路上做引導(dǎo)，由學(xué)生自擬設(shè)計(jì)方案，不過多介入項(xiàng)目的研究過程和每個(gè)細(xì)節(jié)，大部分工作由項(xiàng)目小組協(xié)同完成。為學(xué)生營造寬松的環(huán)境，搭建開放的交流平臺(tái)，加強(qiáng)學(xué)生之間的交流，各學(xué)院學(xué)生可自由組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，鼓勵(lì)交叉學(xué)科組合。學(xué)生通過自身的實(shí)踐，對(duì)交叉學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通，提高自己的學(xué)習(xí)能力、知識(shí)遷移能力、創(chuàng)新意識(shí)、協(xié)作精神等綜合素質(zhì)。

3.3提高課件質(zhì)量，豐富課程教學(xué)手段

（1）多媒體課件可以集圖片、視頻、音頻、互動(dòng)為一體，能將一些枯燥的理論知識(shí)形象生動(dòng)地體現(xiàn)出來。根據(jù)各專業(yè)的教學(xué)大綱，細(xì)心研讀課程內(nèi)容，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和動(dòng)畫制作，讓多媒體課件能更好地表達(dá)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容。（2）結(jié)合各專業(yè)的技術(shù)前沿和工程實(shí)際，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，積極思考，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。研究性學(xué)習(xí)。鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研課題、參加大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，分析本專業(yè)的復(fù)雜工程問題，結(jié)合本課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，通過課堂分組討論和課后討論，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的理解。例如：向安全工程專業(yè)的學(xué)生講授RLC串聯(lián)諧振的應(yīng)用時(shí)，結(jié)合了無線電工程中的接收機(jī)輸入電路實(shí)例講解，課堂討論時(shí)發(fā)散到了超聲波接收電路，紅外線接收電路等。學(xué)生由此受到啟發(fā)，申請(qǐng)的“依靠激光控制的燈導(dǎo)火災(zāi)疏散路線裝置”大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目獲得國家立項(xiàng)，并申請(qǐng)了國家發(fā)明專利。專題教學(xué)。對(duì)于課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，結(jié)合本專業(yè)的工程實(shí)際和畢業(yè)要求，組織一些專題教學(xué)，如“串、并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)”、“三相電路的概念”、“正弦穩(wěn)態(tài)功率”等，以教育理論為指導(dǎo)，運(yùn)用科學(xué)的方法，探索教學(xué)規(guī)律，提高教學(xué)質(zhì)量。

結(jié)束語：

對(duì)于非電類專業(yè)來說，電工電子技術(shù)在培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、科學(xué)思維和工程意識(shí)方面起到至關(guān)重要的作用。其教學(xué)內(nèi)容需根據(jù)各專業(yè)的課程體系以及畢業(yè)要求，刪除與其它的專業(yè)課程內(nèi)容重疊的部分，重點(diǎn)講述與本專業(yè)關(guān)系緊密的內(nèi)容，制定不同的教學(xué)大綱，做到因材施教。目前，我校電工電子技術(shù)課程組通過改革教學(xué)方法與教學(xué)手段，完善教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制，定期開展教學(xué)效果評(píng)價(jià)等措施，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)效果，并積極配合各非電類工科專業(yè)申請(qǐng)工程教育專業(yè)認(rèn)證。

作者：陽璞瓊 張瑩 陳蔚 李可生 賓斌 單位：南華大學(xué)電氣工程學(xué)院