新校區建設中的非電類專業“電工電子學”課程教學規劃研究

張榆平

【摘要】利用新校區建設有利契機，針對非電類專業學生的電工電子學課程提出了前期規劃設計。在理論教學中側重基本概念和基本理論的工程應用，采用啟發性任務導向的教學及實驗設計，充分利用軟件仿真計算和網絡資源，提高學生的學習興趣，將課堂教學延伸到課外娛樂中，并改革傳統考核方式，真正提升學生實際動手能力和解決實際問題的能力。

【關鍵詞】電工電子學 實踐教學 軟件仿真 多元化

【Abstract】In this paper， a preliminary course planning and design of Electrical and Electronics is proposed for non？鄄electric majors when a new campus is constructing. In theory teaching， lectures should emphasize particularly on the applications of basic concepts and basic theories. The instructional teaching methods and experimental designs of enlightening tasks are used. Additionally， to enhance students practical ability and interest， many other methods should be applied such as simulation software， internet sources and form of exam.

【Keywords】Electrical and Electronics； Practical teaching； software simulation； Diversification

【基金項目】中國石油大學（北京）克拉瑪依校區科研啟動基金資助（No. RCYJ2017B-02-001）。

【中圖分類號】TM1-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）14-0252-02

一、引言

電工電子學（實驗）是理工科非電類專業本科院校學生的一門專業基礎課。該課程（實驗）所涉及的內容廣泛，包括電路分析、數電、模電、測控、電拖等眾多學科。在配套實驗室裝置中，涵蓋的實驗內容也非常豐富。以上海某家教儀的綜合實驗裝置為例，數電部分設計了21個驗證實驗，模電部分設計了22個驗證實驗，電工部分設計了28個實驗項目，另外電拖部分還有5個實訓項目。如此眾多的教學和實驗內容看似提供了頗多的可選項，但又面臨許多現實問題。首先，非電類專業在電工電子學課程規劃中往往是安排的課時較少，通常為48-64學時，累積3-4學分。電工電子學實驗通常為0-16學時，有些院校實驗不單列，包含在理論教學總課時內；其次，如前文所述，根據專業的不同，理論和實驗教學頭緒很多。而不同專業對于電工電子學的定位及與后續課程、現場實習的要求千差萬別；第三，課程設計中沒有考慮學生的興趣需求，限制了學生的發展；第四，教學、考核方式傳統單一。目前，各個課程教研組通常針對本院（系）專業特點，選擇教學內容，根據教學內容遴選實驗。教學內容以外的知識留給有余力的學生自修。考核以閉卷考試加實驗成績為主，如何考查學生分析和處理實際情況或故障的能力，仍然是有待解決的關鍵問題。

中國石油大學（北京）克拉瑪依校區2014年開始籌建，2016年正式招收第一批本科生。校區建設伊始，就提出“高層次、應用型、國際化”的人才培養目標，在專業建設方面力求貼近行業需求，同時與北京校區專業形成互補，而不是照搬和重復建設，并能最大限度培養學生的興趣。對于課程教學改革和規劃提出了以人為本，側重應用的要求。利用新校區建設的契機，分析原有課程教學中存在的問題，提出和完善“電工電子學”課程的教學規劃是本課題研究的重點內容。

二、規劃設計

如前文所述，針對少課時、多頭緒、填鴨教學、考核單一等問題，探討新形勢下“電工電子學”教學規劃和教學方案。

（一）理論教學內容的優化裁剪和側重

首先，毋庸置疑，不同專業講授完全相同的內容既無必要，亦不可行。按照校區56學時的規劃，采用模塊化教學方式，教學重點主要集中到3-4部分。

其次，教學重點主要集中在基本概念和重要理論的分析。教師在課堂上的主要任務是拓寬學生的知識面，提升學生的學習興趣和熱情，鼓勵學生了解和自學多種仿真和分析工具，不拘泥于理論推導和演練。

（二）采用啟發性、重實踐的教學、實驗方法設計

教師講解、學生被動接受的傳統教學方法，一方面難以調動學生的主觀能動性，使得課堂氣氛不夠活躍；另一方面，容易造成“紙上談兵”，脫離具體實際問題。采用啟發性、重實踐的教學、實驗方法勢在必行。

1.在模塊化教學中采用任務導向的教學方法

模塊教學中采用“1+1”的教學方法，即理論教學+實際問題分析的模式。在掌握了模塊單元的基本概念和理論后，提出生產生活中的實際問題，組織學生分組分析，引導學生形成初步的解決方案，然后作為課后作業安排學生廣泛收集相關文獻、電路和典型解決方案。在討論課上，以學生作為主體闡述解決方案的原理和實現過程。通過學生自主分析問題、查找文獻、獲取解決方案、仿真（電路）驗證的過程，增強了學生分解問題的能力，鍛煉了學生自主獲取知識的能力，培養了科學的解決問題的能力，同時可以調動學生的積極性，真正從實踐中了解和掌握所學知識。

2.驗證實驗和綜合實驗相結合

在已有的實訓實驗中，充分利用和挖掘實驗設備的利用潛力。在建設實驗室的時候，考慮設備的創新能力和配套能力。除了驗證相關的理論結果外，增加部分設計性實驗內容，力求通過搭建小的電路實現或替代裝置的部分功能。

3.建設開放實驗室，建立不同實驗室整合機制

實驗室立足于服務學生，服務于科研。建立開放式實驗室，在正常的實驗教學以外，歡迎有興趣和余力的同學在有監督的情況下進行教學內容以外的實驗項目；設立相關選修實驗課程供感興趣的學生選擇，豐富學生的課余生活，并幫助有深造意愿的學生盡早進入科研階段。

另外，建立不同實驗室之間的整合機制，滿足今后學生的課程設計以及部分畢業設計的硬件需求，將整個電類實驗室建設成為覆蓋范圍廣泛、滿足不同層次需求的電子電工驗證、開發平臺。

（三）多元化教學手段及工具應用

在教學手段方面，除課件和板書外，引入多種輔助教學手段：

1.引入Matlab編程和仿真軟件

盡管在教學內容上主要以概念和相關理論介紹為主，但這些概念和知識點往往比較枯燥，僅通過PPT 或者板書很難保證學生保持持久的學習興趣。因而，在課程教學手段上引入軟件輔助教學不失為一種行之有效的手段和方法。利用Matlab軟件，一方面具有強大的矩陣求解能力，能夠幫助學生快速解決一些計算問題，使其把更多的精力放在電路工作原理分析中；另一方面，對于很多實驗中不易或無法實現的暫態過程，通過引入Matlab仿真，不僅可以快速得到參數變化曲線，而且可以讓學生有更多的機會去“試錯”，加深對專業知識的理解，提高實驗效率。同時，有助于培養學生在科研實踐中注重仿真驗證提高設計成功率的良好科研習慣。

2.網絡資源的利用

互聯網技術的飛速發展，對于傳統教學帶來了新的機遇。各種專業論壇、技術討論群等如雨后春筍般涌現。許多經典設計案例都有比較完整的解決方案，這為前文提出的引導學生尋找解決方案提供了便利。一切創新的前提都是要有大量的前期模仿，所以讓學生盡早熟悉一些有益的網絡資源，并將其付諸實施，無疑可以加強學生專業技能的提升。

3.手機app的應用

智能手機目前在中國高校學生群體中已經成為不可或缺的基本配置。智能手機是把雙刃劍，關鍵是如何使用。新校區按照建設標準，目前基本實現了wifi全覆蓋，為辦公、辦學提供了便利。引導學生充分利用學校優良的網絡條件，在課堂外通過利用多種手機app軟件鞏固和提高專業知識。在專業app軟件中，學生可以直觀看到各種電子元器件外形及特性，經典電路圖和豐富的計算及試題。

（四）考核方法的改革

非電類專業學生，應更緊密結合工程應用作為考核要點。所以，除基本的概念和理論外，應避免死記硬背的傳統應試考核，而側重于在給定一些工具的情況下，如何分析和解決實際問題的能力上。考核可以分為三大部分：平時研討成績、實驗成績和期末考試成績。平時研討以小組作為考核單元，根據各自的分工和工作的完成情況分別計分；實驗成績主要考核驗證實驗完成情況，個人單獨計分；期末考試可采用一頁紙開卷或提供統一參考資料的半開卷方式，著重考核學生綜合應用知識解決問題的能力。

三、結論

綜上所述，電工電子學對于非電類專業學生更強調實踐性，要求學生具備較高的動手能力和解決實際問題的科學思維。對于一些新建校區，在課程設置和實驗室建設初期，及早規劃和設計教學內容、教學手段及實驗安排，充分利用校內優良的辦公、辦學資源，對于實現人才培養目標，提高學校的辦學水平意義重大。

參考文獻：

[1]葉挺秀，張伯堯.電工電子學（第四版）[M].北京：高等教育出版社. 2014.

[2]郭素敏.以“專業為導向”的電工電子技術課程建設[J]. 課程教育研究.2016，10：243-244.

[3]陳亞男.MATLAB在電工電子學教學中的應用[J].中國市場.2017，920：202-203.

[4]張培尼，楊克虎.工科院校非電類專業電工電子學課程教學方法探索與改進[J].中國現代教育裝備.2017，263：47-49.

[5]徐帥.電工電子新形態一體化教材建設方案設計[J].陰山學刊. 2017， 31： 161-163.

[6]王心剛， 賀利， 張冬至， 任旭虎.電工電子學課程研究性實驗教學模式改革與實踐[J].實驗室研究與探索.2017，36：188-191.