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摘要:“电工学”是高等学校工科非电类专业的基础课程,该课程教学内容涵盖电路、模电、数电、电机控制等多门电类课程的相关内容,而且对学生的实验实践能力要求较高。所以存在教学学时少与教学内容多的矛盾,需要在有限的学时里有效完成教学任务,并要保证较高的教学质量。本文在调研总结课程教学现状以及存在问题的基础上,对课程教学改革思路进行了梳理与分析,在现有条件的基础上从课堂教学内容和方法的调整、实验实践环节等几个方面进行深入的改革与实践探讨,提出一些有益方法并对其具体措施进行了介绍,研究可为电工类课程的教学改革提供一定的参考。
关键词:电工学;虚拟仿真;雨课堂;OBE
本文引用格式:李亚萍,等.《电工学》教学方法改革与实践探索[J].教育现代化,2019,6(86):122-123.
《电工学》是对本科院校非电类专业开设的理论性、实践性、综合性与应用性都很强的课程。需要相关专业学生通过学习“电工学”课程获得电工和电子技术必要的基本概念、基本知识和基本技能,了解电工电子技术的应用和发展现状,掌握相关的应用技能,为以后从事与电工电子技术相关的工作打下基础。由于该课程课时少、内容多、杂、较抽象,并且实验难度大,操作复杂,对于非电类专业的学生来说,学习有一定的困难,导致学生学习的积极性不高。如何在现有条件的基础上改进教学方法,调整教学内容,改善教学质量,从而增强学生学习的兴趣,提高学生动手实践的能力。本文结合近年来我校在电工学课程教学改革的实践和体会,从几个方面探讨了教学改革与实践改革措施,从而达到培养学生理解能力、综合应用能力和创新意识能力的目的。
一 理论课程的改革
对于我校许多非电类工科学生都需要学习“电工学”这门课程,“电工学”内容跨度很大,涵盖了电路、模电、数电、电机传动控制、电工测量、安全用电和EDA技术等内容。(1)课程教学内容要针对不同专业来调整,最好引入与学生专业紧密相关的教学内容来讲解电工学的知识,要删除与后续专业课程相关性不大的内容,保留传统的基础性部分内容;加强和增加能反映当前新技术、新知识等具有代表性方面的内容。例如:对化学工程、食品工程、环境工程和材料工程等专业的学生,只需选讲电路、电机控制、电工测量和安全用电等部分;对机械制造自动化、农业机械自动化等专业学生学习内容就要全面包括电路、电工、模电和数电等部分。因此,对不同的专业要根据不同的应用需求,从教学内容讲解的宽度和深度,以及灵活选择选修模块的讲解,优化调整对应的教学内容,构建更符合各个专业人才培养需求的电工学课程体系[1]。(2)要充分利用学生已学过的数学知识和物理知识,有助于学生对电工学课程内容的理解。例如交流电路分析需要学生首先具备复数的知识,和正弦量的相量表示法对比学习,再如电路的暂态分析需要学生具备线性代数和微积分的求解能力,才能更好地掌握这部分内容。所以可以课前给学生布置相关内容的知识,让学生更好地温故知新。(3)任课教师可以利用先进的教学工具,如“雨课堂”[2],将网络教学融入传统教学中,实现混合式教学。通过课前预习资料的推送,课堂教学效果的监控,能够更好地实现教与学的互动。例如可以通过雨课堂实现微信端幻灯片的实时同步和教学过程的反馈;采用课堂习题应答系统及时掌握学生的答题情况,从而了解学生课堂知识掌握情况;通过“弹幕式”课堂讨论,全面了解学生的想法等等;最后“雨课堂”还可以在授课结束后进行教学数据的采集和分析,生成一个包括出勤、课堂习题回答情况和幻灯片讲解反馈情况的课后总结,有助于授课教师对课程的教学的进一步完善。(4)课程教学内容具有基础性、应用性和先进性,任课教师应结合自己的科研成果和现代电工电子技术的发展趋势,及时更新教学内容,科学地选用教学内容并有机的组合,将会在教学过程中起到良好的教学效果。
二 实验教学的改革
电工学实验时对理论课程内容的补充和延续,其目的在于巩固和加强学生对理论知识的理解,训练学生的实验技能,提高学生的动手能力和综合实践能力。传统电工学实验主要采用试验台或实验箱等硬件实现电路的搭建和数据测量,但由于学校实验室仪器设备和实验平台短缺,实验时间较固定,学生人数较多,实验效果不佳。通过采用Multisim等虚拟仿真实验和硬件实验相结合的实验教学改革方法[3],可以有效提高学生对实验电路的理解和动手实践能力。例如日光灯电路参数测量实验,要求正确连接日光灯电路,理解工作原理,测量电路中的电压电流和功率因数,掌握提高感性电路功率因数的方法。实验中,电路较复杂,连线较多,容易发生接线错误,甚至导致整个实验台断电,而且该实验属于强电实验,具有一定的危险性。采用先虚拟实验仿真,再硬件平台实验,两种模式相结合,取长补短,既增强了学生对原理和实验过程的理解,又加强了学生的动手实践能力,提高整个电工学实验的教学效果。
三 实践环节的改革
“电工学”是一门理论和实践并重的课程,既要培养学生分析问题的能力,更要培养学生解决问题的能力。非电类专业的学生面临着交叉学科和专业学科融合的考验,未来的高级工程技术人员,研究人员或管理人员都应具备一定的电工学方向的工程实践能力。如何加强学生的工程实践能力的培养?随着电气工程及信息科学技术的不断发展,实际电路的结构及组成发生巨大的变化,电路的设计理念也发生重大变革,例如,电路广泛采用数字电路和模拟电路结合的方式,应用软件和可编程器件成为趋势,大规模超大规模集成电路成为必然。可以开设相应的专题课程,让学生对电路发展趋势和实际应用有进一步了解。鼓励非电类专业学生与电类专业学生组合参加各类学科竞赛为主的第二课堂,或者参加国家省部级竞赛,不仅可以锻炼学生的创新思维和能力,提高学生的工程实践能力,激发学生学习的热情。同时也符合“以学生为主体”的OBE的教学理念[4]。
四 结论
非电类专业的电工学课程的教学改革任重而道远,需要授课教师采用有效的教学工具,教学方法和教学理念,结合不同专业方向,结合科学研究,结合电工学课程知识的最新进展和应用,激发学生的学习兴趣,提高课程的教学质量。
参考文献
[1]张杰,涂巧玲,杨奕,等.适应非电类专业需求优化电工学课程体系[J].重庆理工大学学报(自然科学),2013,27(12):149-150.
[2]燕芳.基于雨课堂的单片机课程混合式教学改革探索[J].教育教学论坛,2019(30):90-91.
[3]张晓春,夏双,周书颖“.虚实结合”的电工学实验教学改革[J].科技创新导报,2018,15(23):207-208.
[4]李玲.基于OBE的电工电子实训改革研究[J].中国校外教育,2017(29):72+129.
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