電工學(xué)課程教育教學(xué)方法研究
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摘要：文章簡要分析了當(dāng)前在“電工學(xué)”課程教學(xué)中存在的主要問題，從理論教學(xué)、實踐實驗教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)三個方面闡述了對課程教育教學(xué)方法的研究與實踐，從豐富課堂教學(xué)手段、實驗仿真與綜合實驗的開展、各種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的相互結(jié)合等方面進行了大膽的創(chuàng)新，取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：“電工學(xué)”；理論教學(xué)；實踐教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
在傳統(tǒng)教學(xué)過程中包含教師、學(xué)生、教學(xué)模式與方法等三個要素，在現(xiàn)代教育理念中這三個要素在教學(xué)過程中彼此相互聯(lián)系、相互作用，形成一個有機的整體。隨著社會的進步和信息化進程的飛速發(fā)展，在現(xiàn)代化教學(xué)過程中，還要運用多種教學(xué)媒體，采用合適的教學(xué)模式與方法，才能取得更好的教學(xué)效果?！半姽W(xué)”課程集電路分析、電磁學(xué)、電動機控制、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等多方面理論和知識為一體，覆蓋面廣、概念與理論多且與實踐結(jié)合度高，是高等工科院校非電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。該門課程與實際電路與器件、工程分析、工程計算緊密相關(guān)，是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課程與電知識相關(guān)專業(yè)課程的一個重要橋梁。我校自建校以來就在機械、紡織、環(huán)化等非電類專業(yè)中廣泛開設(shè)“電工學(xué)”課程，取得了豐富的教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)成果，該課程也是我校首批入選省級精品課的課程。
一、“電工學(xué)”課程當(dāng)前存在的問題
1.課程涉及知識面廣，內(nèi)容多，而課時安排往往較少?！半姽W(xué)”課程包含電路基礎(chǔ)、電工基礎(chǔ)和電子技術(shù)等方面的知識，知識點多，而各個高校都面臨著課時被壓縮的情況，這樣就要求在有限的時間內(nèi)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。2.課程理論性、實踐性都很強。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式和手段單一，教學(xué)過程中往往更注重理論知識的講解與灌輸，會造成理論教學(xué)與實踐相脫節(jié)，學(xué)生明白了理論知識卻不明白該如何去實踐應(yīng)用。3.課堂教學(xué)氣氛沉悶，學(xué)生與教師交流互動少。傳統(tǒng)教學(xué)模式老師在課堂上單向講授知識，學(xué)生疲于追趕課程進度，師生交流互動少，缺乏有效的溝通環(huán)節(jié)。從原有的“電工學(xué)”課程教學(xué)模式看，存在著種種問題和矛盾，因此需要我們從課堂教學(xué)、實驗教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多方面齊抓共管，增強教學(xué)模式的先進性和教學(xué)方法的多樣性，從而提高“電工學(xué)”課程的教學(xué)效果。
二、豐富理論教學(xué)素材，改善課堂教學(xué)效果
理論教學(xué)是“電工學(xué)”課程教學(xué)過程中最重要的組成部分，是決定學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果的重要因素。教學(xué)手段的使用沒有固定的模式，對某個內(nèi)容講述中采用的好的教學(xué)手段，不一定就適合于其他內(nèi)容的講述。通過課堂理論教學(xué)的有限課時，教師將授課內(nèi)容做成多媒體課件，利用課件的非線性呈現(xiàn)方式，將大量的信息有針對性地、快捷地展示出來，可充分利用課堂有限的時間，減少常規(guī)教學(xué)在黑板上書寫、做圖的時間，提高課堂授課效率。為了達到理想的課堂教學(xué)效果，在備課和制作課件過程中就需要教師盡可能準(zhǔn)備豐富的理論教學(xué)素材，將文字、圖片、動畫、視頻等媒體有機地結(jié)合起來，向?qū)W生展示形式多樣、生動活潑的教學(xué)內(nèi)容。例如在向?qū)W生講解戴維寧定理這節(jié)課時，教師在制作多媒體課件過程中，用文字和圖片介紹了戴維寧定理的內(nèi)容、分析方法，用動畫演示了定理的具體分析過程。在講解三極管放大電路內(nèi)容時，利用多媒體能形象地展示器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與載流子的運動規(guī)律，能直觀地展示原理電路、直流通路、交流通路之間的變換，精確的做圖可進行圖解法分析，還能夠動態(tài)地展示電路中信號的流通情況，改變了教師在課堂上長時間抽象講述而學(xué)生收獲甚微的現(xiàn)象。我們直接將仿真軟件的演示過程和結(jié)果錄成小視頻，這樣當(dāng)教師在黑板上講解完定理內(nèi)容和典型例題之后，通過播放視頻顯示仿真的過程與結(jié)果，理論計算與模擬仿真相互印證，達到增強學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。接下來在介紹戴維寧定理在實驗室的測量方法“斷路—短路法”時，通過錄制在實驗室環(huán)境下的測量視頻，使學(xué)生更加直觀深刻的認(rèn)識這種常用方法。
三、多層次實驗教學(xué)體系，實現(xiàn)理論與實踐的緊密結(jié)合
實驗教學(xué)在“電工學(xué)”課程教學(xué)過程中起著重要的促進與補充作用?！半姽W(xué)”課程教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識，也重視學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)。在開展實驗教學(xué)內(nèi)容之前，實驗指導(dǎo)老師會督促學(xué)生做好實驗前的預(yù)習(xí)和理論計算工作，使學(xué)生明白實驗的內(nèi)容和實驗的步驟與結(jié)果應(yīng)該是怎樣的。教師在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中通過加入實驗仿真錄像或者實驗視頻，來講解學(xué)生所要做的實驗內(nèi)容。此外我們還開發(fā)專有的實驗仿真軟件，將虛擬仿真與硬件實驗相結(jié)合，先虛擬仿真，后硬件實驗。這樣在做實驗過程中，學(xué)生對將要實驗的理論內(nèi)容、實驗流程與理論推導(dǎo)結(jié)果都有了深入的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生做實驗的效率，加深了學(xué)生對實驗內(nèi)容的理解，同時也降低了實驗室設(shè)備的損壞率和器件的消耗。除了開展基本的驗證性實驗教學(xué)，面向一些與電學(xué)知識要求較高專業(yè)，課程引入了設(shè)計性實驗和綜合性實驗，以期滿足學(xué)生對進一步學(xué)習(xí)課程知識的渴求，培養(yǎng)學(xué)生的獨立實踐精神和開拓創(chuàng)新能力。在這些實驗中，我們摒棄了傳統(tǒng)驗證性實驗中采取已有的模塊化電路簡單連線后測量結(jié)果的模式，鼓勵學(xué)生根據(jù)實驗給定要求，通過自學(xué)Multisim等專業(yè)電路仿真軟件來設(shè)計實驗電路方案。在學(xué)生自己設(shè)計的電路測試通過后，實驗教師進一步檢查學(xué)生的設(shè)計，對一些設(shè)計不合理和使用器材過于生僻的電路指導(dǎo)學(xué)生進行修正，之后發(fā)給學(xué)生分立器件并要求學(xué)生在實驗室自己搭建電路并調(diào)試，最后根據(jù)學(xué)生的最終實驗電路結(jié)果和學(xué)生的綜合實驗報告來整體評定學(xué)生的實驗成績。這就進一步提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和實踐動手能力。通過一個簡單的綜合實驗，學(xué)生學(xué)會和熟悉了從一個已知項目到如何分析需求、提出方案、選取器材、調(diào)試電路、解決問題、撰寫報告的全過程，使學(xué)生應(yīng)對現(xiàn)實的實際問題能力有了大大的提高。
四、利用各種形式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，增加教學(xué)方式的多樣性
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和民用電子產(chǎn)品的普及，靈活多變的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式為“電工學(xué)”課程提供了重要的補充。我校的“電工學(xué)”課程是省級精品課程，因此學(xué)校對應(yīng)建設(shè)了精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。經(jīng)過近幾年的辛勤建設(shè)，目前本課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺主要包含了課程簡介、課程教學(xué)大綱、實驗大綱、教學(xué)日歷、課程教案和講稿、多媒體課件、實驗課件、分章作業(yè)、課程教學(xué)視頻等各類資源。學(xué)生可以利用自己的電腦或智能手機登錄課程網(wǎng)站，獲取自己需要的相關(guān)知識和信息，加深對所學(xué)知識的理解。此外課程開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)討論區(qū)模塊。在討論區(qū)內(nèi)，任課教師根據(jù)章節(jié)內(nèi)容了多個精品帖，每個帖子都詳細(xì)論述所講章節(jié)知識點的重點、難點、易錯的問題等。所有選課學(xué)生可以自主登陸討論區(qū)瀏覽所有帖子，并在相關(guān)帖子后面跟帖討論或者發(fā)新帖提問，任課教師都會在討論區(qū)及時答復(fù)。這種多對象的討論不僅容易激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，而且隨著時間的積累討論帖本身就是課程知識的累積，學(xué)生遇到疑問時通過查詢類似的討論帖很容易找到問題的解決辦法。針對微信越來越成為年輕大學(xué)生喜愛的手機交流軟件的現(xiàn)狀，教師在微信客戶端建立了“電工學(xué)”課程的公眾號，在公眾號上我們?nèi)握n教師可以根據(jù)課程進度一些課程相關(guān)知識與通知，同時還可以在每節(jié)課內(nèi)容講授之前，關(guān)于這節(jié)課程的內(nèi)容簡介和課程導(dǎo)學(xué)知識，在每節(jié)課內(nèi)容結(jié)束之后課程思考題和本次課程的內(nèi)容歸納和總結(jié)。此外，微信作為一個即時的社交交流軟件，還可以作為一個獨立的在線答疑系統(tǒng)，與我們之前提到的“電工學(xué)”課程討論區(qū)互相補充，形成完整的基于互聯(lián)網(wǎng)的課程課下答疑體系，及時解決學(xué)生遇到的各種問題，形成良好的師生互動，達到很好的教學(xué)效果。綜上所述，通過在“電工學(xué)”課程的理論教學(xué)、實踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的探索與實踐，以我校的機械工程六個班為對象進行實踐與改革，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時的積極性明顯提高，課堂學(xué)習(xí)氛圍濃厚，實驗過程中學(xué)生理論知識清晰，動手能力也有所提高，在各種網(wǎng)絡(luò)平臺的學(xué)習(xí)交流中也非常活躍，最后課程的成績明顯高于其他未實行新教學(xué)模式和方法的班級，取得良好的教學(xué)效果。
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作者：康濤 徐健 馬莉萍 單位：西安工程大學(xué) 電子信息學(xué)院