從電工學課程建設談工科大學生工程實踐能力培養

摘要：本文針對電工學課程教學，對工科大學生工程實踐能力培養方法進行了改革和探索。從教材建設、理論教學、實踐教學、考核體系改革等多個環節出發，全方位培養學生的綜合素質，對提高工科大學生的工程實踐能力具有一定實際意義。

關鍵詞：電工學，工程實踐能力，全方位培養

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）22-0195-02

目前我國高校中的教學改革進行得比較廣泛和深入，但與快速發展的經濟建設和社會的實際需求仍然存在一些差距。主要表現在工科大學生就業到企業、公司、科研院所工作后，當面臨實際工程項目時，往往無從下手，更別說獨立承擔完成項目。因此，如何培養工科大學生的工程能力，就成了工科專業教學培養中重要和急迫的任務。縱觀工科專業的課程設置和技術基礎課本身更靠近工程的特點，筆者認為以技術基礎課為切入點盡早地培養工科大學生的工程能力是非常重要的。本文結合“電工學”省級精品課的建設，對如何培養工科大學生工程能力進行了研究。

一、教材建設需增加培養工程能力的內容

教材作為學生直接面對的最主要學習資料，是保證教學質量的重要因素。因此，我們在編寫《電工電子技術》新教材時，在滿足教育部高等院校電工電子技術課程指導組頒布的教學基本要求的基礎上，增加了培養工程能力的內容。我們以全新的組織結構把全書分為直流電路、交流電流、電機與控制、模擬電子電路、數字電子電路等五篇。更在每篇的結尾部分增加了綜合訓練內容，包括階段小測驗、趣味閱讀、能力開發與創新三個欄目。“小測驗”意在鞏固學生對基本概念和原理的理解、掌握，強調了所學課程內容的內在聯系，為培養工程應用能力打下堅實的理論基礎；“趣味閱讀”的內容都來源于工程實際，既有工程上常用的電子元件的識別與檢測，又有工程上常用的典型電路的原理和分析，還有與生活實際密切相關的小產品。由于突出了知識的實用性、趣味性、可讀性，提高了學生在認知與思維等方面的工程能力；“能力開發與創新”中，我們采用了提出問題、設置懸念的寫法，以教材中的某一篇中內容為落腳點，提出不同的問題與懸念，引用學生的思維與聯想，從而產生創意，提高了學生的創新能力。

二、在課堂教學上營造培養工程能力的氣氛

培養學生的工程能力不僅包括實踐能力與創新能力，還包括培養學生的綜合能力及以科學的世界觀與品質。因此我們在課堂教學過程中更加注意了以培養上述多種能力為目標的與工程相結合的教學方法。

1.注重教學內容與工程實際相結合。我們在講授理論知識的過程中，除了重視知識的基本概念外，還重視一些基本概念的演變過程。例如，在講到運算放大器一節時，我們以抑制零點漂移為主線，在教學中，不斷地提出問題，解決問題，產生新問題，再解決問題，再產生新問題。從而引出直接耦合放大器、基本差分放大電路、帶共模反饋電阻的差分放大電路、帶有恒流源的差分放大電路等一個個工程中的實際電路。使學生不斷地處于一種思考、分析、綜合、探索的氣氛中，培養出學生的工程應用意識與創新能力。

2.注重教學內容與工程案例相結合。由于案例來源于生產生活的實際，它不但能引起學生的聽課的注意力，也更能激發起學生對探索工程實際問題的內在需求與動力。例如，我們從我校某家屬區中一次家用電器被大量燒毀事件，談到了三相電路的中線作用；從我們研制的儀器到上海展出時出現了意外故障，談到溫度對晶體管參數的影響。都給學生留下了深刻的印象，認識到了工程實際問題的嚴肅性，進一步培養了踏實認真的科學品質。

3.注重教學內容與工程思維相結合。工程的思維方式就是用科學的辯證的思維方式去解決工程實際問題，包括方案的確定及其可行性、經濟性等多方面的綜合因素。這些優良素質與習慣的養成，則需要一個較長時間的潛移默化的陶冶過程，在這個過程中教師的教學方法，起著相當重要的作用。例如，我們在講到晶體管的電流放大系數β時，在交代完它的概念與物理意義后總要結合工程實際說明其選擇原則，指出其值大一些好還是小一些好，說明選擇β的辯證關系。再如我們講到幾個典型的基本放大時，總要把他們的特點進行對比，并從性價比的角度說明電路的使用場合，使學生建立一個實際工程問題能不能干、值不值得干、如何干等解決工程實際問題的思維方式。

三、實驗教學是培養學生工程能力的重要平臺

工程能力的主要內涵就是實踐能力與創新能力，而實驗教學是培養學生實踐能力與創新能力的最好教學環節。所以我們以培養學生的工程能力為目標，不斷探索，逐漸形成了多層次的實驗教學體系。首先是基礎層次的實驗，其內容是電工電子技術課程中的應知應會的原理性實驗。通過基礎性實驗的學習加深了學生對本門課程的基礎概念和基本理論的理解，也更進一步掌握了常用的電工測量知識及電子儀器的使用等工程實際的最基本能力；第二是綜合層次的實驗，其內容是從一節、一章的原理實驗過渡到多單元、多章節的知識點相聯系的綜合性、系統性實驗，如電機與PLC的綜合、模電與數電的綜合等。從而進一步提高學生綜合運用知識的能力，也更進一步提高了學生的實驗技能和實驗方法。第三是設計創新層次的實驗，主要分兩類。一類是我們事先挑選的一些更接近實際、接近工程、接近生活的一些實驗項目，如真假幣識別電路、電子秒表、密碼鎖等。讓學生自主選擇并自主進行方案確定、電路設計、安裝調試等。另一類是學生通過本專業知識的學習，自己有感而發想出來的實際題目，老師僅就該題目的可行性、難易度、與本門課程的關聯程度等進行把關和指導，而實驗方案的確定，整個實驗的進行都要由學生獨立自主地完成，充分打開了學生自由發揮的空間，很好地調動了學生的主觀能動性，使學生的思考、分析、動手、創新等工程能力得到極大提高。

四、在電工學綜合考核體系中加入工程實踐能力的考核

電工學的實用性，學生在學習后往往不知其所以然。就是電類的學生，大部分也要在各種實習中，甚至是畢業設計之后才有所體會。而非電類的學生沒有這樣的時間和機會，所以如何學以致用、學后面對陌生電路仍不知所措。教師在講授理論內容時，尤其是電子技術部分，大多只是提及電路及電路元件的參數，而這部分內容，在期末考試中出現的比例極小，學生往往不重視。而在現實中，會通過參數查找元器件或已知元器件型號會查找參數，都是很重要的工程實踐技能，非電類學生這方面能力較差。于是，我們在期末考試之后給學生兩周的時間，讓他們在教師提供的備選電路中，選擇一個進行查詢、分析、并得出電路的實用功能，最后寫出分析報告。例如：電工學Ⅰ，我們選擇了PLC部分，課堂上講授的是松下FP1的PLC，對應的指令系統是與之配套的。而現在市場上的PLC品牌眾多，指令系統各不相同，但完成的功能大體相似。于是我們給學生布置的是其他型號的PLC的語句表或梯形圖，學生通過到圖書館或網上自學，結合課堂上學習的相關內容，分析語句表或梯形圖完成的控制功能，并以報告的形式給出結論。電工學Ⅱ部分，我們選擇的是能夠完成一定功能的電子小電路（30個元器件以內），電路上只標注元件型號，要求學生自己去查詢元器件的功能、參數，分析電路的功能，并寫出分析報告。經過兩年的實踐，學生的工程實踐能力得到了提高，綜合分析能力得到鍛煉。

總之，對工科大學生工程能力的培養，要求教師在技術基礎課的課程建設的各個方面上，在課程教學的各個環節中，為學生提供平臺、創建機會、營造氣氛，從而充分發揮學生的主觀能動性，使他們在自主學習，自主研究，并且在互相合作交流的過程中逐步提高工程能力，為后續專業課程的學習打下堅實的理論實踐基礎，也為大學畢業后能更好的服務于社會或繼續發展深造奠定一個扎實的起步基礎。