工程意識培養為導向的“電工技術”課程教學改革

孫志偉 宋美春 王艷萍

（山東理工大學 電氣與電子工程學院 山東淄博 255049）

引言

隨著我國高等教育的快速發展，中國已經成為世界上最大的工程教育大國，工程本科生人數占到三分之一以上，由于各種原因，離教育強國還有很大距離，工業生產一線所需的高素質的優秀畢業生還非常缺乏。主要原因是我國的整個教育鏈都是傾向所謂“精英教育”而缺乏工程意識教育。基礎教育階段圍繞高考指揮棒轉，進入大學的新生，尤其是工科學生普遍對所學專業知之甚少，其后對于所學專業的專業知識也只注重知識點的掌握而缺少工程意識的養成。加之大學的專業師資絕大多數也缺少工程背景，因而工程意識的培養是是當前工科教育面臨的一項長期而艱巨的任務。[1]

為了加快中國工業現代化進程，推動經濟發展，需要培養一大批具有扎實的專業知識，強大創新能力，適應社會發展需要的面向產業一線的高質量的各類工程技術人才，工程教育培養工科大學生具有卓越工程師必須具備的工程意識，具有重大意義。各高校必須高度重視，而且要貫穿整個教育過程。[2]

一、《電工技術》課程在教學過程中工程意識培養的改革探索

工程意識是人腦對人工物、經濟環境、自然環境這個大工程的能動反映，即在充分掌握自然規律的基礎上，尊重自然，保護自然，合法科學地開發利用自然，服務社會，創造財富的思維意念。工程意識包括實踐意識，安全意識，質量意識，環保意識，經濟意識，創新意識等等。電工技術課程是非電類工科專業的先導技術課，是進入大學學習所接觸到的第一門工程類技術課程（而且是非專業課程），所以對于大學生的工程意識的培養具有里程碑的意義。以下從幾個方面進行探討。[3]

1.實踐意識培養：

剛入學的大學生受高考洗禮，對于學習新知識，他們的方法還是熱衷于劃重點，背公式，其結果可想而知。比如電路分析，他們中學物理的歐姆定律背的滾瓜爛熟，應用看上去也得心應手，以至于竟然用一條支路的電壓和另一條支路的電阻相除得到一個電流。這就是嚴重缺乏工程實踐意識的表現。課本上的電路不是憑空想象的純粹理論模型，而是工程實際的抽象。解決工程問題除了熟練掌握物理規律，必須要具體問題具體分析，要一把鑰匙開一把鎖。因為具體工程千變萬化，所以要有一攬子解決工具，不是一兩個定理公式可以解決的，各種類型的電路要有相對應的解決方法，而這些各種方法都有熟記在心，要有學習工程是非常艱苦的思想準備。不但要求相關知識要牢記在心，而且要運用自如。要做到這一點，光看書是不行的，還要大量實踐，而這里的實踐就是做題，所謂“紙上談兵”也。之后再依靠課程的相關實驗強化工程意識。如此反復強化，使大學生從知識點的學習轉化到學習掌握工程實踐知識的工程意識的養成上面。這需要一個長期的不斷強化的培養的過程。

2.安全意識培養

工程技術人員要養成嚴格遵守安全規章制度的良好習慣，因為每一條安全規則都是血的教訓換來的。安全意識的培養在電類課程中尤為重要。例如雖然電工技術課程中導線做了理想化處理，可以通過任意大電流，但是在課程中要強調工程實際中一定材料、截面尺寸的導線通過的電流是有限的，有工程要求，不可隨意使用，否則會存在安全隱患。在講交流時也要強調一下安全用電知識；到實驗室做實驗，強調安全要放在第一位。同時利用身邊的電氣設備進行安全意識教育，例如教室里的照明開關和斷路器，教學樓里的配電柜及安全防護柵欄，還有家用電熱水器等等。另外可以了解一下3C認證。[4]

3.質量意識培養

百年大計質量第一。在電工技術的學習中，也要貫穿質量意識。例如，如果家居使用的電線的質量要足夠好，家里使用的插排要買質量好的。但是如果使用質量不好的假冒偽劣產品，會有巨大的安全隱患，如劣質插排和熱水器，其引發安全事故的例子不勝枚舉。

4.環保意識培養

中國的經濟發展取得了舉世矚目的成績，但伴隨而來的是環境的持續惡化，水源污染，土壤毒化，霧霾肆虐，生存環境遭受了巨大破壞，生態平衡被打破，有一些已經不可恢復，人民生活遭受嚴重的環境威脅，已經到了生態危機的邊緣。作為合格的工技術人員，要尊重自然，敬畏自然，以環保為己任，走可持續發展的道路。在電工技術課程中，利用專業知識，介紹綠色能源技術，例如風電、發伏發電、新能源汽車、新材料電池、LED照明等等。這些新技術無一例外都是為了環保而應用的綠色工程技術。在講解電感元件時，介紹電子鎮流器的應用，目的之一也是為了減少碳排放。新技術的應用，節能環保放在了首位。在后續課程的學習中，環保意識的培養也會不斷加強。[5]

5.經濟意識培養

我國現階段的中心任務是發展經濟。對于經濟人而言，一項工程能否實施，造福社會，相較先進技術、雄厚資金等等條件而言，經濟效益是否可觀更為重要。所以對工程技術人員而言，在科學合法利用資源的同時，如何降本增效、開源節流也是至關重要的。一個設計，要最大限度的利用好資源。例如在講解變壓器電勢時，在電壓和頻率是常數時，線圈匝數和鐵芯面積的乘積也是常數。這里就有一個銅和鐵的平衡問題，而這個直接關系到成本。工程技術人員要有成本優化處理。又例如交流接觸器，要能夠通斷大的電流，關鍵部位是觸點，所以觸點利用銀材料，其他利用銅材料，做到成本最優等等。[6]

6.創新意識培養

創新意識和創新精神是一個國家、一個民族不斷前進的動力源泉。早在2006年，全國科技大會就提出自主創新、建設創新型國家戰略，頒布了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020）》。我國提出：要把科技進步和創新作為經濟社會發展的首要推動力量，把提高自主創新能力作為調整經濟結構、轉變增長方式、提高國家競爭力的中心環節，把建設創新型國家作為面向未來的重大戰略。要實現這一戰略目標，必須要培養一大批高質量、有創新精神的工程技術人才，大學工程教育擔負著重大責任。創新意識的培養是高等教育工程意識培養的重中之重，需要制定從理論到實踐的全方位的教育培養方案。大學要充分利用自身條件，結合學生的條件以及專業的特色，拓寬學生的知識結構，培養創新思維，強化動手能力。在電工技術的教學環節，雖然是基礎課，又是低年級學生，但是仍然進行創新意識的培養。例如介紹電能的新能源技術，超導導電、稀土永磁的新材料技術等等。從大工程層面，利用校城融合工程，校企聯合培養工程，工程實訓，科技大賽，建模大賽等等活動，激發大學生的創新熱情，挑戰自我，培養實踐能力、團隊合作協調能力、創新能力等等的工程能力。

總之，在電工技術這門技術基礎課程中，在強調知識點的掌握的同時，反復強化工程意識的培養，為后續課程深化工程意識的培養打下良好基礎。

二、電工技術課程工程意識培養的重要性

1.由于本課程是低年級大學生所遇的第一門工程課，與之前所學習的人文類、科學類課程有巨大的區別，而工程意識的培養是學好此課程的最關鍵因素，因此在教授電工技術這門課程時，必須使學生樹立工程意識，尤其是工程實踐意識。

2.工程意識的建立也為后續專業課程的學習打下牢固的基礎，使得大學生可以快速進入專業角色。

3.工程意識的培養可以使得大學生能夠快速了解自己的專業方向，要解決的工程問題，這樣使自己對所要學習的專業課程有一個清晰的輪廓，進而會進一步了解該行業在我國的發展現狀以及在國際上所處地位，為畢業后走向社會以及將來的職業做好規劃。

近些年來，高等工程教育也提出了大工程的概念，同時為響應建立創新型國家和中國智造，許多高校實施了“卓越工程師”教育計劃，目的就是強化工程意識教育。總之，在大學學習期間工程意識的培養對培養合格的具有創新能力的高級工程技術人才，具有不可替代的作用。