電工學實驗教學改革的新探索

摘要：本文針對電工學實驗課程，遵循“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養能力”的指導思想，形成了具有特色的立體化教學體系，構建起一個“綜合技能實驗+自選設計型實驗+工程實踐”三結合式的實驗教學模式，全方位培養學生的綜合素質，滿足了各個層次學生的需求，對全面提高工科大學生能力，培養新世紀“合格+特長”人才具有一定實際意義。

關鍵詞：電工學實驗；工程實踐技能；自主創新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A？搖 文章編號：1674-9324（2013）26-0281-02

在當今信息化的社會里，高校非電類專業學生對電工電子技術方面知識的渴求越來越高。在對學生分析和解決問題能力的培養過程中，實驗教學環節具有其他教學環節所無法替代的重要作用。因此，電工學實驗教學的改革要適應新時代大學生的知識結構，要滿足培養新世紀“合格+特長”人才的需要。經過多年長期不斷的研究和探索，遵循“加強基礎、重視應用、開拓思維、培養能力”的指導思想，吉林大學電工學實驗已形成具有特色的立體化教學體系。它注重創新素質教育，融傳授技能、培養能力與提高素質為一體，構建起一個“綜合技能實驗+自選設計型實驗+工程實踐”三結合式的實驗教學模式，同時開展了以實現創新人才培養為目的的創新型實驗。

一、以培養“合格”人才為目的的多形式綜合技能型實驗

以基本技能學習、驗證性實驗和綜合設計性實驗為主的必做的綜合技能型實驗，是面對全體學生開設的。實驗的設置滿足教學大綱的要求，層次分明，循序漸進，由“感性認識-理論驗證-綜合設計”，逐步引導學生從書本走向實踐，再由實踐完成能力的培養，以期達到新世紀培養“合格”人才的目的。

1.基本技能的感性學習。我們攝制了常用電子元器件簡介、實驗儀器使用及焊接工藝的錄像片，在課程初期，學生可通過觀看視頻來熟悉各種實驗室設備、常用元器件（如各種電阻、電感、電容等）、常用電工電子儀器儀表（穩壓電源、函數發生器、萬用表等）的使用方法、焊接工藝（傳統焊接工藝、SMT焊接工藝）的介紹。我們還把錄像片放在課程的網站上，便于學生在實驗前查閱。

2.驗證性實驗。盡量減少驗證性實驗的數量，僅保留傳統的經典實驗內容。為了能增加設計性實驗的學時，我們去掉了疊加原理及戴維寧定理的驗證、門電路與觸發器的驗證實驗，僅保留了三相電路、晶體管放大電路兩個驗證性實驗。通過實驗，使學生加深對電工學理論知識的理解，同時掌握各種電子儀器的使用，能準確讀取數據、測繪波形和曲線，分析實驗結果，分析產生誤差的原因，會按照要求完成實驗報告，為完成綜合實驗打下堅實的基礎。

3.綜合設計性實驗。為了培養學生應用理論知識的能力、培養學生的科技創新能力，我們在實驗方式和內容上進行了改革與更新。綜合設計性實驗是由老師給出實驗目的、要求，學生根據實驗內容，自己去查找學習相對應的理論知識，并自主設計出實驗方案，選出需要的元件和儀器，經輔導老師確認后，學生就可以進行具體的實驗。在內容上，我們開發了“諧振應用電路”、“數字秒表”、“邏輯密碼鎖”等趣味性、實用性綜合設計實驗。從教學效果來看，學生的自主學習、自主實踐的積極性大大提高，鍛煉了理論與實踐結合的能力，提高了實驗教學效果。

二、以提高學生綜合素質為目的的自主設計型實驗

隨著實驗改革的深入進行，我們發現學生學習熱情空前高漲，學生對新設備、新內容的興趣遠超出我們的想象。而且實驗的更新更帶動了學生學習電工學理論知識的積極性，學生對課堂以外的電學知識也產生了濃厚的興趣。與過去那種為了完成任務而被動做實驗的情況相比，學生能夠主動到實驗室來，部分同學還能夠自主設計、自主完成教學要求以外的實驗內容。這一層次的實驗是為培養學生的綜合設計能力而開設的，主要包括PLC控制實驗和數字電子技術設計實驗。有能力的學生可以選做此類實驗，我們只對實驗的研究目的提出要求，讓學生自行擬定實驗內容，自行設計實驗步驟，在教師的指導下完成實驗過程，鼓勵學生去分析、研究實驗結果，總結自己在實驗中得到的經驗。“PLC的電動機順序控制”、“交通紅綠燈的PLC控制”、“三地控制一盞燈的PLC控制”及“搶答器電路的設計”、“彩燈循環電路設計”等都是學生自行設計出來的實驗內容。實踐證明，這些計劃外實驗的開設，受到了學生的歡迎，不僅培養了學生獨立思考、獨立操作和獨立分析解決問題的能力，增強了學生的工程意識，而且還能激勵學生的創造性思維，為創新能力的培養打好基礎。

三、以提高學生綜合應用能力為目的的工程實踐活動

學生在學習后往往不知如何學以致用、理論聯系實踐。僅僅在課堂上學到的理論知識和實驗室里的動手操作是無法全面滿足學生的要求的。教師在課堂上講授理論內容時，特別是實用性強的電工學Ⅱ部分，往往只是簡單介紹一個電路的組成元件和一些主要參數，而這部分內容，常常不會出現在期末考試卷中，因此，大部分學生都不把它當做重要內容。可是在實際應用中，往往需要通過需求參數查找對應元器件，或者通過已知元器件型號查找性能參數，這些都是在分析電路和設計電路中非常重要的工程實踐技能。于是，我們在課程結束前后，給學生一個月的時間，讓他們組成設計小組自行設計一個小規模的實用電路，要進行理論分析、實驗方案設計、元件選擇，并利用實驗室提供的設備實現其完整的電路，最后寫出綜合實踐設計分析報告，由導師組進行最后評判。例如：電工學Ⅱ部分，在課程結束前后的一個月時間內，將學生分成2～3人小組，每個小組完成一個選題，學生自行設計電路，自行查找元器件參數，自行購買元器件，我們每個班發幾個數字實驗箱，學生可以拿回寢室在課后輪換著完成設計制作，最后將整個過程寫成一份綜合報告。雖然有的學生設計的電路難度不大，但他們從頭到尾完整經歷了每一個工程實踐環節，工程認知及實踐能力得到了較大提高。經過兩年的實踐，學生普遍反映綜合分析和實踐能力得到了鍛煉和提高。完成報告的過程，使學生們對電工學課程的學習目的、學習內容體會更加深刻，學會了如何進行簡單功能性電路設計，掌握了焊接知識和基本技能，分析解決實際問題的能力、實踐動手能力得到了實實在在的提高。

四、以培養“特長”人才為目的的創新型實驗

該階段的培養目標是培養學生刻苦鉆研、勇于創新的科研能力，具有在系統的層次上分析問題、解決問題的能力。我們在教學團隊中設置了以博士生導師、具有豐富實踐經驗的高工為主的創新實踐指導教師組，指導學生參加“挑戰杯”、“機械創新大賽”及“大學生電子大賽”等重要賽事。學生也可以直接參與到教師的各種科研項目中，掌握研究國內外進展動態，使學生體驗科學實驗中的每個環節，充分挖掘自己的潛能，發揮其想象力和創造力，實現創新人才培養的目標。創新實驗的開展滿足了學生的個性化需求，為學生提供培養個人興趣、發展個人特長的電工電子實踐環境，探索出一條“合格+特長”人才培養的新路子。這對培養全面發展的高素質人才具有十分重要的意義，在培養學生綜合素質和提高學生創新能力等方面將起到積極作用。

在提倡素質教育和能力培養的今天，實驗教學環節越來越引起人們的重視。在實驗教學中，以學生為主體，發揮學生在實踐過程中的主動性、能動性和創造性，同時充分利用新技術手段、新的實驗設備、經驗豐富的教學團隊，建立現代的電工電子實踐教學平臺，實現全方位、立體化的教學，并由此建立多樣化的人才培養模式和具有個性化的培養方案，這些都值得我們進行更多的探索和研究。