基于多學(xué)科交叉的“電工電子技術(shù)”應(yīng)用案例教學(xué)改革與建設(shè)

摘 要：以應(yīng)用型專業(yè)人才為培養(yǎng)目標(biāo)，將多學(xué)科相關(guān)內(nèi)容引入到“電工電子技術(shù)”課程內(nèi)容中，建立應(yīng)用案例式教學(xué)方法，通過課前、課中、課后三部分教學(xué)過程相結(jié)合。針對傳統(tǒng)教學(xué)模式較為枯燥的問題，將理論教學(xué)內(nèi)容與工程應(yīng)用實(shí)例有效結(jié)合，提升學(xué)生感性認(rèn)知及動(dòng)手能力，豐富課程教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生綜合運(yùn)動(dòng)能力，為課程的建設(shè)提供有效支撐。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用案例 多學(xué)科交叉 實(shí)踐能力

工業(yè)的發(fā)展與科技的進(jìn)步密不可分，教育教學(xué)的改革也勢在必行。單一學(xué)科的教育教學(xué)理念會限制學(xué)生專業(yè)技能的學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力的發(fā)展，而多學(xué)科交叉、融合是未來科技發(fā)展的主要方向[1-3]。同時(shí)，隨著企業(yè)對專業(yè)復(fù)合型人才的戰(zhàn)略發(fā)展需求，企業(yè)在招聘人員時(shí)逐漸更看重員工對復(fù)雜工程問題的處理能力，這無疑是對新產(chǎn)品的研制、新技術(shù)的探索都會產(chǎn)生有效的推動(dòng)作用。因此，在專業(yè)課程的教學(xué)過程中應(yīng)用案例的引入不僅可以增加多學(xué)科知識的交叉與融合，還可以提升學(xué)生對工程實(shí)際問題的感性認(rèn)知能力，故成為理工科專業(yè)課程教學(xué)改革的重要內(nèi)容[4-5]。“電工電子”技術(shù)是汽車類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，其課程內(nèi)容學(xué)習(xí)可為汽車電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)升級提供必要的保障。如何將“電工電子”技術(shù)與其他專業(yè)知識相融合是該課程教學(xué)方法改革的核心內(nèi)容。

眾多學(xué)者針對“電工電子技術(shù)”課程的教學(xué)方法改革開展了相關(guān)研究。王軍妮[6]以電工電子技術(shù)在化工生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用為例，開展了現(xiàn)代化化工產(chǎn)生系統(tǒng)的建立及電子化應(yīng)用分析，闡述了在教學(xué)過程中“電工電子技術(shù)”課程改革的重要性。張建林[7]以提高學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力為目標(biāo)對“電工電子技術(shù)”課程進(jìn)行了改革，將綜合技術(shù)應(yīng)用技術(shù)作為評價(jià)學(xué)生該課程的學(xué)習(xí)成績指標(biāo)，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法對課程授課模型進(jìn)行了改進(jìn)。針對“電工電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)條件受限的問題，王翠霞[8]建立了該課程的混合式教學(xué)方法，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入線上學(xué)習(xí)模式，并以仿真分析為例替代成本較高的實(shí)驗(yàn)條件，該方法獲得了較好的教學(xué)效果。肖平[9]以“多位一體”化評價(jià)方式作為考核目標(biāo)，對“電工電子技術(shù)”課程授課學(xué)生進(jìn)行綜合能力評估，在課程講授過程中還引入了監(jiān)管系統(tǒng)，對學(xué)生日常學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)督，以提升學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力。根據(jù)工程認(rèn)證要求，王旃[10]將培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)，提出了“電工電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革方案，該方案的提出不僅對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式進(jìn)行了完善，還對授課模式及教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)提出了合理性意見。

綜上所述，目前對“電工電子技術(shù)”課程進(jìn)行應(yīng)用案例教學(xué)模式的研究較少，其應(yīng)用案例的引入可推動(dòng)“電工電子技術(shù)”與多學(xué)科交叉、融合，提高學(xué)生對工業(yè)體系綜合設(shè)計(jì)能力及知識點(diǎn)的感性認(rèn)知能力，對應(yīng)用型技術(shù)人才的培養(yǎng)具有積極的推動(dòng)作用。

1 課程教學(xué)情況分析

為了對“電工電子技術(shù)”課程進(jìn)行有效的改革，對以往課程學(xué)習(xí)過的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，如圖1所示。大部分學(xué)生對“電工電子技術(shù)”課程學(xué)習(xí)難度適中，其中包括課程內(nèi)容、授課方法以及考核模式，這說明傳統(tǒng)的教學(xué)模式和內(nèi)容對該課程的教學(xué)是較為合適的。但從傳統(tǒng)教學(xué)效果評價(jià)分析來看，雖然大部分學(xué)生對課程內(nèi)容可以掌握，也能聽懂，但對理論知識如何實(shí)際運(yùn)用并不了解，其理論與實(shí)踐在工程應(yīng)用中的“脫節(jié)”問題非常明顯，只有少數(shù)學(xué)生利用課后時(shí)間通過互聯(lián)網(wǎng)或企業(yè)參觀等形式豐富了課程講授的理論知識內(nèi)容，但有些學(xué)生認(rèn)為傳統(tǒng)的授課方式非常枯燥乏味，導(dǎo)致課程內(nèi)容聽不懂或聽不進(jìn)去，這對該課程的教學(xué)效果起到了負(fù)面的影響。在“應(yīng)用案例教學(xué)對課程講授是否有幫助？”這個(gè)問題中，大多數(shù)學(xué)生處于“想試試看”的態(tài)度，故選擇了“有可能有用”，這其實(shí)是學(xué)生對這種授課模式和課程改革的期待，對“電工電子技術(shù)”課程應(yīng)用案例教學(xué)改革起到了積極的推動(dòng)作用。

根據(jù)“電工電子技術(shù)”課程內(nèi)容及特點(diǎn)，提出基于多學(xué)科交叉的“電工電子技術(shù)”應(yīng)用案例教學(xué)改革與建設(shè)方法，如圖2所示。在上課前可讓學(xué)生在網(wǎng)上觀看課程教學(xué)視頻及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)內(nèi)容視頻，做好課前預(yù)習(xí)工作。在授課過程中采用理論講解、應(yīng)用案例介紹以及實(shí)踐實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的授課方式，將“理論-實(shí)踐-應(yīng)用”融合在一起，并在應(yīng)用案例介紹中引入相關(guān)課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生綜合技能。

2 應(yīng)用案例教學(xué)示例

邏輯控制是“電工電子技術(shù)”課程中的主要內(nèi)容，該內(nèi)容在工業(yè)領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用，輔助機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)提升自動(dòng)控制能力。以履帶起重機(jī)主臂起臂裝置液壓控制系統(tǒng)為例，以實(shí)際工程案例為對象，展示“電工電子技術(shù)”應(yīng)用案例教學(xué)方法，其液壓控制系統(tǒng)如圖3所示。履帶起重機(jī)主臂在起臂過程中，需要利用液壓油缸推動(dòng)A型架對其主臂進(jìn)行“拉升”，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)變幅卷揚(yáng)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)釋放鋼絲繩，故液壓油缸與變幅卷揚(yáng)工作速度需要達(dá)到同步。傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中采用減壓閥對液壓油壓進(jìn)行分級調(diào)控，但不同減壓閥工作切換時(shí)會出現(xiàn)液壓油壓力突變現(xiàn)象，其“暫時(shí)停頓”現(xiàn)象會使得液壓油缸和變幅卷揚(yáng)之間出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偏差，使得A型架受力過大產(chǎn)生變形。因此，在液壓控制系統(tǒng)中引入邏輯控制方式，通過位移傳感器對A型架運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行監(jiān)測，并將其信號反饋給控制器，采用邏輯控制方式對液壓油缸工作速度進(jìn)行無極調(diào)速，其邏輯控制方法如圖4所示。人工操作只需按下相對應(yīng)的手柄指令，A型架可以根據(jù)邏輯控制進(jìn)行工作參數(shù)調(diào)整，提高A型架工作參數(shù)的同步性。上述應(yīng)用案例描述為“電工電子技術(shù)”和“機(jī)械傳動(dòng)”的有效結(jié)合，可提升學(xué)生對理論知識實(shí)踐應(yīng)用的感性認(rèn)識，加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。

3 結(jié)論

應(yīng)用案例教學(xué)模式的引入不僅可以提供學(xué)生對“電工電子技術(shù)”課程內(nèi)容的感性認(rèn)識和理解，還可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將原本枯燥抽象的理論知識具體化、形象化。同時(shí)，在課程教學(xué)過程中可以通過調(diào)研報(bào)告、學(xué)科競賽、實(shí)踐實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提升學(xué)生綜合實(shí)踐技能。

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“工程認(rèn)證背景下《電工電子實(shí)習(xí)》雙元協(xié)同教學(xué)模式研究”（230800367280722）；江蘇理工學(xué)院教學(xué)改革與研究項(xiàng)目“基于‘導(dǎo)學(xué)互動(dòng)’與課程思政融合的《電工電子實(shí)習(xí)》教學(xué)模式研究”（11610912304）。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡仁杰，堵國樑，鄭磊.電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革與建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2022，38（07）：206-211.

[2]竺興妹，陳娟.電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識與實(shí)操研究——評《電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》[J].鑄造，2010，69（09）：7-8.

[3]李震梅，魏佩瑜，李海濤.信息化背景下培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（06）：14-17.

[4]楊秀萍，郭津津，陳煒.CAE仿真技術(shù)在《液壓傳動(dòng)》系列課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2016，37（9）：259-263.

[5]蔡漢躍.工程認(rèn)證背景下液壓與氣壓傳動(dòng)課程的改革思考[J].大學(xué)教育，2018（5）：99-101.

[6]王軍妮，王一帆.化工生產(chǎn)中電工電子技術(shù)的信息化應(yīng)用發(fā)展分析——評《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》[J].化學(xué)工程，2024，52（5）：97.

[7]張建林.當(dāng)代高校職業(yè)教育電子技術(shù)專業(yè)課程創(chuàng)新研究——評《電工電子技術(shù)教程》[J].應(yīng)用化工，2024，53（05）：1259.

[8]王翠霞，徐志宇，周偉.電工電子仿真實(shí)驗(yàn)線上線下混合教學(xué)模式探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2024，43（07）：91-94.

[9]肖平，肖軍，張瑩.基于五位一體的電子技術(shù)系列實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2024，42（11）：156-160.

[10]王旃，林平，張德華.面向新工科的電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革研究與創(chuàng)新實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2023，42（06）：277-281.