電工電子實習教學內容體系優化與改進

王路平　李正強　吳燕燕　王亞杰

摘? 要：電工電子實習是高校工科類專業最重要的實踐課程之一，在培養應用型人才方面發揮無法替代的作用。通過對當前電工電子實習教學內容與方法陳舊、單一等現狀分析，提出對教學內容更新與優化、豐富教學形式、自制實驗平臺改善實習條件和建設課外創新活動基地等改革方法，緊跟時代發展的步伐。實踐證明，教學改革提高了學生學習的積極主動性，提升了工程實踐能力和創新意識，取得良好教學效果。

關鍵詞：實踐教學;電工電子實習;更新優化;賽課融合;創新活動基地

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）23-0126-03

Abstract： Electrical and electronic practice teaching is one of the most important practical courses for engineering majors in colleges and universities， which plays an irreplaceable role in training application-oriented talents. This paper analyzes the current contents and methods of electrical and electronic practice teaching in the staleness and singularity and puts forward some reform methods： updating and optimizing the teaching contents， enriching the teaching forms， improving experimental conditions by self-made experimental platforms， and building bases for extracurricular innovative activities， keeping up pace with the development of the times. Practice has proved that teaching reform has improved students' initiative in learning， enhanced engineering practice ability and innovative consciousness， and achieved good teaching results.

Keywords： practical teaching; electrical and electronic practice teaching; optimized regeneration; competition and classroom integration; innovation activity base

電工電子實習是高校工科專業的一門必修實踐類課程，培養學生電工電子相關技術實踐能力，在基礎知識學習完成后，實際動手制作和調試電子產品，掌握電工基本技能及使用相關儀器設備、熟悉電子電路，在培養當代大學生創新意識、工程實踐能力和理論與實際結合統一能力等方面具有特別重要的地位和作用[1-2]。因

而，探討如何構建電工電子實習內容體系，深化實踐育人意識，具有極其重要的研究意義。

當前，很多國內高校在開設電工電子實習課程上存在較多相似性，面臨著教學理念和內容滯后單一，依然采用傳統教學方法，實習內容大概是焊接調幅或調頻收音機等電子產品，了解常用電子元器件的基礎知識及特性等。傳統電工電子實習課程授課方式依然保持“驗證性”實驗形式，缺少具有設計性和創新性的實習項目，師生之間互動少，電子實習設備相對老舊，不符合新形勢下教學要求。針對這些問題，工程訓練中心進一步深化教育教學改革，進一步適應學校應用型人才培養目標要求，對電工電子實習教學內容進行深入改革[3-6]。

一、改進教學內容是核心

（一）與時俱進，優化更新實習內容

實踐課程一般不能及時體現本學科前沿理論和最新學術進展，實習內容相對落后，電工電子實習也存在著同樣的問題。針對企業人才需求，實習指導教師應有針對性的選取實習內容，緊跟時代、行業的發展，與時俱進。在設計實習項目時，要融入能反映目前先進電子技術新課題，也要鞏固常規經典課題，注重所學理論知識與實際課題緊密相連[7]。

因此，就要求教師在帶領學生進行電工電子實習過程中，結合電工電子技術未來的發展趨勢，融入不同專業與學科發展相聯系的新內容，掌握當下先進電工電子技術，適當地調整實習內容計劃。例如，教師可以結合當下較為先進的電工電子理念，設置難易度不同的項目題目供學生自行選擇，增加具有綜合性、設計性實習項目，加深項目題目的廣度與深度，從而增加學生對電工電子相關知識的認識。

（二）將競賽融入課堂教學當中，豐富實習教學形式

電工電子實習課程具有專業性、應用性和實踐性，在課堂中某些環節融入一些富有趣味性和競爭性的小型比賽，提高學生課堂參與度，調動學生學習熱情，發揮競賽對人才培養的引領作用。

在傳統教學內容基礎上增加機器人實習項目，提高學生學習興趣，進一步實現機電結合。以機器人實驗套件的教學為例，首先，以視頻教學的方式讓學生對機器人套件有初步了解。其次，采用實踐教學法，指導學生安裝簡單基本結構的小型機器人，讓學生掌握機器人安裝的操作技能。再次，學生分組進行創新設計，設計出具有一定功能的機器人。最后，開展機器人的小型比賽。開展人人參與競賽的活動，有利于創新應用型電工電子人才的培養[8]。

（三）自主研制實驗教學設備，提升教學設備質量

為了更好的適應工程訓練中心開設的電工電子實習課程，自主研制小型電機實驗臺，該實驗臺可以完成單片機基礎實驗、課外開放實驗、創新實驗等教學任務。設計增添相關拓展實驗，更新現有實驗，每個實驗項目包括實驗目的、要求、實驗內容、實驗器材、實驗步驟、實驗程序、注意事項及思考題等。通過應用自制實驗設備，增加了綜合性項目實驗，體現了綜合性和創新性。在學生做過基礎性實驗之后，可以做一些拓展性實驗進行能力提升和培養自主創新能力。

（四）創建課外科技活動基地

由于電工電子實習課時有限，學生在進行創新性項目設計時需要利用課余時間才能完成。學生通過實習對機器人設計產生濃厚的興趣，都希望有充足的時間和場地持續這樣的實踐活動，因此，結合中心實際情況，開放實驗室。從電路設計、電子產品的制作到機器人等創新項目的開展，激發學生科技創新的積極主動性，把實習基地創建成為課外科技活動基地，在教師的悉心指導下，學生的工程實踐意識得到明顯提升。

通過課外科技活動基地建設，吸引了很多學生參與到創新實踐活動中來，如學生獨立研發的自平衡機器人、仿生機械手、仿生青蛙和物料搬運機器人等創新作品，都是學生獨立設計調試完成的，產生了很多成果[9]。實踐證明電工電子實習課外活動基地是培養學生工程實踐能力的重要途徑，學校應不斷加強科技活動基地的投入和建設。

二、教學內容與方法改革與實踐

（一）充實優化實習內容，緊跟時代發展

電子元器件發展迅速，應不斷添加新的電子元件，讓同學能夠及時了解新型電子元件的相關功能和應用，進行先進電子技術介紹。單片機具有良好控制性能，通過自制實驗設備小型電機實驗臺改善實習條件，以項目化教學的思路開展項目設計，使學生在項目任務的學習和實踐中掌握理論知識并提高實踐能力。依托機器人創新設計實驗箱開展機器人創新設計實訓部分，以團隊合作形式，組員之間共同探討機器人結構、進行控制系統的設計。建立學生實習項目題庫，將題目內容設置與競賽相結合，圍繞挑戰杯、機械設計大賽、互聯網+、工程機器人大賽等科技競賽設置自選項目題目，學生根據自己的興趣選擇適合的項目，項目題庫不斷完善更新。通過開放課外科技活動實踐基地，組織學生參與各項科技競賽，鼓勵學生參與到科技創新實踐活動中。

（二）以賽促學，賽教融合

以競賽為抓手驅動實踐教學各個環節的建設。在學生做好機器人后，在課堂上組織小型比賽。以工程訓練中心為例，每次有2-3個班級學生同時間參與實習，首先，分組進行比賽，要求每組學生作品都能達到項目基本要求，小組間互相交流，互相學習，共同提升作品質量。競賽要求和評分標準參照省級以上競賽評分標準，內容要求相對降低，通過比賽評比出前三名，選拔其參加校級競賽或省級以上競賽，經過競賽選拔出的學生，能夠在各大競賽中取得良好的成績。這樣既活躍了課堂氣氛，調動了學生參與興趣，又提升了學生科技競賽水平。學生分組競賽情況如圖1所示。

（三）不斷拓展小型電機實驗臺相關實驗

實習項目內容與實習設備是相匹配的。不同專業學生基礎知識水平、實習需求及項目內容要點都具有一定差別，因而自主設計符合所教授學生需求的實習教學設備尤為重要。小型電機試驗臺如圖2所示，設計了定時器/計數器、中斷控制、串行通信、LED點陣顯示、LCD顯示屏應用、矩陣鍵盤、直流電機轉速測量、步進電機控制等基礎實驗。以小型電機實驗臺為基礎，不斷增添擴展新的實驗，注重學生綜合能力培養。

學生先選做基礎性實驗，學習單片機的相關理論知識，熟悉單片機軟硬開發與調試方法。在掌握基礎實驗后進行綜合實驗，應用單片機完成綜合性功能。拓展實驗包括智能家居安防系統、煤氣泄漏檢測系統、溫濕度檢測報警系統、分揀搬運系統等設計，對于提高學生動手操作能力、創新思維和科研能力等具有積極意義。

（四）開放課外活動基地，促進實習教學

建設創新實踐基地，掌握系統開發過程，鼓勵學生參與科技競賽、教師科研課題或大學生創新創業項目等。指導教師也要予以指導，為學生配備主控板、電子元器件、工具等實驗室常用資源，并且做好實驗室日常管理和維護工作，創新實踐基地才能有條件持續開放。學生創新實踐優秀作品可參加機械設計大賽、挑戰杯等相關比賽，這樣不僅培養了優秀的學生，而且也提高了學校的知名度，增加了畢業生的就業砝碼，提高了學校的就業率，是培養高素質人才的重要途徑。創新機器人作品如圖3。

三、結束語

在培養應用型人才教育背景下，作為工科院校如何培養具有工程素養的人才是重要而持久的課題。電工電子實習是工程教育培養的重要課程之一，需要不斷加強教學改革與實踐。根據實習現狀，分析傳統實習教學存在的問題，提出優化構建電工電子實習內容，緊跟電子技術發展，賽課融合以賽促教，建設開放性課外科技活動基地，培養具有創新思維的高素質人才。在改革方面做了一些努力和探索，就目前取得的成果來看，教學質量有所提升，有效培養了學生綜合能力、創新能力和實踐能力，保障了良好的實習教學效果。

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