推動學生能力提升的“電工學”課程研究

衛昱含 韓金歷

（吉林建筑科技學院 吉林·長春 130114）

“電工學”是非電類專業一門非常重要的基礎課程，該課程涵蓋內容廣，包含了電路基礎、電機及其控制基礎、模擬電子技術、數字電子技術、電工測量和安全用電等多方面的知識，理論性與實踐性都很強，與工程實際密切相關，要求學生不僅掌握基本的理論知識，還要具有基本的實際操作能力。但是學時相對較少，學生的重視程度不夠，學習動力不足，加之傳統的以“教師+PPT+黑板”為主要教學方式，雖然可以將大量信息有針對性地展示出來，使知識架構清晰明了，但這種以老師為主導的教學方式，不能充分地調動學生學習的積極性，同時，由于實驗課時相對較少，實驗內容大多是驗證性實驗，且實驗臺都是專業針對教學的，學生對真實的操作環境了解甚少，動手能力較弱，使得學生很難將理論與實踐很好結合起來，缺乏分析實際問題的方法和解決實際工程問題的能力。

近年來，隨著互聯網技術的應用越來越廣泛，信息化技術、移動技術在教學過程中得到了廣泛應用，線上線下的混合式教育模式也隨之逐步推廣起來。充分利用網絡教學資源，將線上線下教學充分融合，相互補充相互支撐，已成為高校人才培養方法之一。混合式教育模式中，增加實踐教學所占比例，積極與企業合作，增加教學內容的豐富性，也給學生提供更多實踐操作的機會，使學生得到更多的能力培養。

在建立“電工學”混合式教學模式時，為了讓學生掌握的知識更具前瞻性與實用性，引入華清遠見的在線課程教學資源及企業經驗，建立基于“三端一平”的“電工學”在線開放課程，三端是：教室端、教學端、移動端，一平是網絡學習管理系統；并引入“隨身實驗室”，即從大一開始學院為學生提供電子入門、設計、創新開發的實驗箱，實現每個同學在課程實驗中一個實驗箱，隨身再攜帶一個開發板進行學習和研發，真正做到“讓實驗室隨身而行”。

課程教學平臺基于MOOC 網絡教學平臺，參照借鑒其他高校的相關課程，引入優秀的“電工學”教學視頻，并結合華清遠見的在線課程教學資源及企業經驗錄制相關教學及實驗視頻，建立符合本校學生實際的“電工學”課程，并通過MOOC平臺進行課程管理與實施。

1 理論教學

上課前，教師提前錄制課程視頻，或者確定他人已錄制好的的視頻，將所需課程教學資源（word、PDF、音頻、視頻、圖片等等）添加到對應課節里，視頻上可在時間節點上設置問題，這樣學生在觀看視頻時，需帶著問題觀看視頻，回答正確后才能接著往下看，視頻下方有本節課的參考資料，方便學生下載與查閱。教師在上課前布置學習任務，提出思考問題，學生按要求提前觀看視頻，找出問題答案，完成預習，對不明白的地方，可以在討論區留言提問；章節后附帶本節測試，學生可在看完視頻后直接進行答題，這樣既能檢測學生是否進行了認真的預習，同時也能對學生的學習情況進行分析。學習平臺上帶有監管系統，教師在后臺實時掌握學生的學習進度，如沒有按要求完成的，可進行及時的詢問與提醒，并以此作為平時考核的一部分。

上課時，教師的講課內容不再是單一的知識點的羅列，而是有主次有重點地對知識點進行梳理，對視頻里未提及或講解不詳細的內容進行補充與說明，對本節課的重點與難點進行詳細講解與分析，使得與網上教學互相補充、相互支撐；并對學生在討論區的留言與提問進行解答，也可在講完知識點后，讓學生進行分組討論，提高學生主動思考與自主學習的能力，在遇到不同方案時，可讓學生通過不同方法對結論進行驗證，開拓學生的思路。

學生帶著問題聽課，聽課效果更好，能積極與老師互動，激發了學生學習的積極性；分組討論，增強了團隊協作能力，使得學生快速進入學習狀態，鍛煉了學生的思維表達能力，同時，老師根據學生的問題，有針對性地進行講解與授課，讓課堂講授的內容更具實際價值，課堂更活躍，使聽課過程成為一個思考與收獲的過程。

2 實驗教學

傳統的實驗教學是學生上完理論課后，進入實驗室，依據實驗原理與理論知識，根據實驗指導書的實驗步驟，利用實驗臺進行實驗操作。實驗臺通常是依據實驗原理進行搭建的，在實驗臺的板面上，有對應元器件的符號表示，學生根據所學的知識與實驗要求完成連線即可得到正確的實驗結果。這樣的實驗，使得學生的實驗完成度很高，但對其實際的原理掌握的并不十分透徹，同時由于實驗臺都是根據課程理論搭建的實驗臺，面板上的符號也都是以理論符號畫出，且不可拆卸，因此學生即看不到實驗臺內部結構，不了解真實電路的連接方法，也看不到真實的元器件的樣子，這就導致學生的理論知識很強，但實際操作相對薄弱，甚至是有的學生在拿到真實的元器件后，不知道是什么元器件，也不知道實際的電路連接規則是什么，使得理論與實際脫節。

采用線上線下混合式教育后，教師在講完理論課程后，根據課程特點與學生實際情況，可錄制不同層次的實驗操作小視頻，并將其上傳的網絡平臺上，學生利用手中的“隨身實驗室”，可跟著視頻內容一起搭建電路。由于使用的元器件為實際操作用的元器件，學生做實驗的過程即為實操練習的過程，因此學生能對電路的原理與連接方法有一個更直觀的認知與理解。學生線下搭建完電路后，也可以根據自己的理解與思路，搭建不同的電路進行驗證，實際電路驗證完畢后，進入到實驗室進行理論驗證，這樣學生即對理論知識有了一個更高層次的認知與掌握，也對實際的電路連接有了一個更直觀的認識，同時也對實際電路的連接原則有了一個初步的認識，達到理論與實際充分的結合。在實驗過程中，學生可對實驗中存在的疑問進行分組的討論與交流，并通過“隨身實驗室”和實驗臺進行驗證與分析，教師進行引導與指導，在鞏固基礎知識的同時，提高了學生思考問題、分析問題、解決問題的能力。

為了提高學生對“電工學”的學習興趣，并使講授的內容與時俱進，與所學專業更好的融合，教師依托MOOC 平臺，根據企業實際需求，建立不同層次、不同類型的實驗項目，錄制對應的實驗視頻，實驗項目與學生的專業緊密相關，學生可依照學習進度和知識的掌握情況選擇觀看不同的實驗視頻，并根據視頻內容與要求，自己動手搭建相關實驗電路，同時，根據實驗視頻里提出的問題，搭建不同的電路，分析結果及原因，促進學生主動思考、分析、解決問題，提高學生學習的主動性與積極性。

3 課后興趣小組

為了提高學生學習“電工學”的興趣，教師面向全校學生組織課后學習興趣小組，感興趣的同學均可參加。將同學們按照專業與年紀分成不同的小組，引入企業實際的工程項目，按照專業與等級，將其分解為不同種類、不同級別的實驗項目，邀請企業工程技術人員作為實驗的指導教師，進行視頻講解或遠程指導，讓學生提前接觸到工程實際，了解對應行業的規范與標準，為今后步入工作崗位打下一定基礎。

同時，將學科競賽和科研項目引入進來，根據學生的等級與層次，講競賽與項目分解成不同等級與層次的實驗項目，實驗項目從簡單的模擬電路實驗到復雜的數字電路設計，再到增加控制類題目，其內容從單片機最小系統設計到ARM 的應用設計，最后到綜合實驗，其實驗內容包含了歷屆競賽內容，及科研項目中對應的設計內容。讓學生對自身專業有一個綜合的認知，使學生了解電學與自身專業有哪些聯系，增加了學生學習的興趣，并使學生明確了學習目的，同時，科研項目的融入，讓學生也有機會參與到科研項目的當中，使更多的學生得到實際工程訓練的機會。

為了拓展學生的思路，將最后的綜合實驗的實驗題目變成開放性提問，讓學生思考不同連接會帶來怎么樣的實驗結果，學生根據實驗要求自己搭建實驗電路，比較實驗結果的差異性，分析原因，給出分析報告。實驗項目的難度根據學生掌握的情況逐漸加大，不斷提高學生的實踐能力、創新能力、分析與解決問題的能力。

通過以上課程改革，改變了課程內容“難、繁、偏、舊”和過于注重知識傳授，強調接受式學習、死記硬背、機械訓練的現狀，通過與企業的合作，建立“三端一平”的在線課程，使學生得到了實際項目鍛煉，激發了學生學習的興趣，使學生在獲得基礎知識與基本技能過程的同時，形成正確與科學的價值觀。“隨身實驗室”的建設，提高了學生的實踐能力與創新能力，使學生在掌握基本知識、基本方法和基本技能的同時，滿足了學生個性化發展和多樣化終身學習需求，讓學生在學習過程中，以組建團隊，領取項目的方式，有目的、有想法的去學習，讓學生的理論知識可以與項目相結合，培養學生的獨立創新能力、實際動手能力，在實踐訓練過程中，鼓勵學生自行設計方案，自主實驗，啟發了學生自主研究探索、獨立思考和自主創新的能力，逐步增強了學生的主觀能動性，充分調動了學生的思維去思考、想象、推測和結論，使學生在實驗中發現問題、分析問題，并利用所積累的理論和實踐知識解決問題，鍛煉與培養了學生積極探索、勇于創新的精神，是學生獲取知識、鍛煉動手能力、培養創新精神和實踐能力的重要環節，推動了我校信息技術與教育教學深度融合，促進了我校優質教育資源應用與共享，提高了我校應用型創新人才培養的質量。