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摘 要：电工电子技术课程是非电类专业的一门基础必修课程，是实现大学生基础电工电子知识普及、创新实践能力培养的重要途径。本文根据非电类专业电工电子技术课程的特点，提出以实践工程应用为背景，理论联系实际， 动手能力、综合应用能力和创新能力培养的教学目标。对课程内容突出重点和难点，强调实用性和实践性，缩减基础实验，增加综合应用型、设计课题型、自主创新型实验内容的比重。在教学方法改革中，以兴趣为切入点，对教学内容进行层次化，引入多种教学方法和仿真软件，并进行双语教学模式的尝试。通过技术课程改革和创新方式方面的探讨，为非电类电工电子技术课程的理论发展和创新实践提供了新的参考。
关键词：电工电子技术；教学目标；教学内容；教学方法
本文引用格式：昝小舒 , 等 . 非电类专业电工电子技术课程改革与创新的研究 [J]. 教育现代化 ,2020,7(33):40-43.
Study on the Curriculum Reform and Innovation of Electrotechnics and Electronics for Non-electrical Major
ZAN Xiao-shu,XU Rui-dong,YU Dong-sheng
(School of Electrical and Power Engineering of China University of Mining and Technology,Xuzhou Jiangsu)
Abstract: The course of electrical and electronic technology is a basic compulsory course for non-electrical majors, which is an important way to realize the popularization of basic electrical and electronic knowledge and the cultivation of innovative practical ability of college students. According to the characteristics of electrotechnics and electronics for on-electrical major,the paper put forward the teaching goal of theory with practice, manipulative ability, comprehensive ability and innovation ability at the background of practical engineering application. The important and difficult is highlight, the practicability and practicality is emphasized and the basic experiment is cut in the teaching content. And the comprehensive applied experiment, design experiment and the independent innovation experiment have been increased. With interest as the breakthrough point, the teaching content has been divided by different level. Different teaching method and simulation software have been introduced. The bilingual teaching mode is tried too. Through the discussion of technology curriculum reform and innovation mode, it provides a new reference for the theoretical development and innovation practice of non-electrical electrical and electronic technology curriculum.
Key words: Electrotechnics and electronics; Teaching goal; Teaching content; Teaching method
一 引言
随着电子技术、计算机技术、信息技术的日新月异，各种新理论、新方法、新器件层出不穷，以此为基础的电工电子技术也随之高速发展 [1,2]。在现代各门科学的研究和使用中，也越来越多的要依靠各种精密仪器设备，而电工电子技术正是这些电子设备使用和维护的基础。电工电子技术是大部分专业的基础必修课，我校 70% 以上的专业都开设了这门公共基础必修课。电工电子技术课程是大学理工科非电类专业学生重要的一门基础课程，其涉及内容范围广、难度大。本课程注重理论联系实际，具有一定需要实际操作的实验和课程设计。需要学生通过参与实验，学习基本的操作技能，经过理论学习、系统培训、集中训练，培养学生的分析问题、解决问题的能力，提高学生的自主学习和创新实践的能力。培养具有一定电工电子技术水平的非电类学生是本门课程的重要任务和目标 [3,4]。受学生学习负担的影响，非电类专业的电工电子技术课程目前学时都较少，实验也有限。而且非电类学生对电类专业课程普遍不够重视，兴趣不高，缺乏学习的主动性和积极性。因此，如何在电工电子技术课程中，在有限的教学时间中 , 培养学生的电工电子基础知识掌握能力、使其具有一定的电工电子实践应用能力和创新开发能力 , 是非电类专业电工电子技术教学值得改革和创新的课题 [4-8]。
二 问题分析
目前，我校开设的非电类专业电工电子技术课程主要面向机械专业、计算机专业、信息专业、能动专业、采矿专业等多个专业，专业覆盖面广、教学要求各不相同。目前，在已经开设的非电类专业电工电子技术课程教学过程中存在以下教与学两方面的问题。
（一） 教学方面的问题
1.教学目标不明确
对于非电类专业电工电子技术课程来说，和电类专业的电工电子技术课程在教学目标上有着本质的区别。电工电子技术类课程包括了《电路分析原理》《模拟电子技术》《数字电子技术》《变压器原理》《电机控制原理》等多门课程的基础内容，可谓是琳琅满目、内容丰富，其涉及面非常广。对于电类专业来说， 这些课程都是按照独立开设的课来讲的，需要打好基础，掌握好每一门课。但是对于非电类专业来说，这些课程都只要有一个基础的认识和了解，并不要求其熟练掌握电工电子技术内在的各种基础理论和公式推导，毕竟这不是他们的主要专业。因此，我们在设定非电类专业电工电子技术课程教学的目标的时候，要牢牢把握其学习的主要目的是为了今后的学习生活、工作研究中的电工电子基础，能熟练使用各种电子仪器仪表设备。而目前，我们非电类专业电工电子技术课程的教学目前不够明确，要求对比着电类专业的大纲来设置，明显高于非电专业的实际学习目标，导致学习难度较大，降低了学生的学习积极性。
2.教学内容落后
随着电力电子技术、计算机技术、集成电路技术等各种技术爆炸式的发展，电工电子技术也一直在高速向前发展，但是我们现在的教材、上课 PPT、板书、实验训练等内容还停留在十几年前甚至几十年前的老旧内容上，我们的老师的教案可能多少年都不带更换的，更新的速度远远赶不上知识的发展和时代的进步。当我们的学生在学校里完成了电工电子知识的学习，可是等他们毕业后，进入社会参加工作后，就会发现他们在学校学习的知识是十几年前的，早已经被社会淘汰。他们不得不再花费大量的时间和精力去学习更新最新的知识内容。因此，我们老师教授的知识必须更上时代的潮流和实践应用的前沿。
3.教学方法单一
电工电子技术课程的教学方法相对于十几年的单一板书教学来说，已经得到了较大的发展和改进， 目前主要以PPT 为主，结合了部分的板书讲解。但是， 电力电子技术课程这门课的内容十分的丰富，部分内容还较为抽象，理解起来较为困难。我们对于电子器件的讲解大部分是结合 PPT 图片，基本上是属于二维的图像，这样的教学演示需要学生去自己建立抽象的三维模型概念，学生即时拥有很好的空间想象能力，也不一定能够完全弄懂各种电子器件的运行原理。现在随着三维技术的发展，已经可以实现 3D 视频模拟。如果将我们的器件通过三维方式让学生体验，那不仅可以提高学生的学习兴趣，同时学习效果肯定也会有较大的提升。因此，我们的教学方式方法也应该与时俱进。
4.重理论轻实践
目前，对于我们非电专业电工电子技术课程来说，在教学过程中，还是主要以课程中的理论知识学习为主。通过理论知识的学习，通过相关的作业和考试，让学生的学习重点都集中在乏味的基础理论知识的死记硬背上，完全背离了电工电子课程的实践性强的特点。通过这样的学习，学生对于电工电子这门课知识的印象只停留在抽象的理论知识上， 并没有开发出学生在这门中应该学会的自主创新的实践能力和动手能力。虽然这样的教学方式，我们的学生可以得到高分毕业，但是一旦他们在以后的实际工作学习中遇到了各种各样的随机事件，就完全缺乏了随机应变的变通能力，这样培养出来的大学生是满足不了社会的需求的。
（二） 学生方面的问题
1.学习积极性不高
对于非电专业的学生来说，电工电子技术课程只是一门普通的基础课程，他们的主要专业和这门课差距较大，他们以后也不会从事电方面的相关工作。所以，非电专业的学生对这门课的热情普通不高，学习的积极性可想而知也不会有多好。对于大部分的非电专业学生来说，他们的学习目标也很明确，就是能够顺利通过这门课程考试，拿到应该拿的学分，不要挂科就万事大吉了。在这样的主流思想的作用下，非电专业的学生的学习效果肯定比较差，严重影响了课程的教学效果和质量。
2.学习基础较差
非电专业的学生在大学阶段基本上不会再学习与电工有关的基础课程，大部分学生的电工知识还停留在高中物理上。他们对于电类理论知识大多已经忘记，甚至基本的电路基础知识也没有印象了。因此，非电专业的学生没有良好的理论基础，给实际上课的电工电子教师提出了新的要求。
3.动手能力差
非电专业的学生，没有接受电类知识的培训和锻炼，对于电类方面的实验实践动手能力一般普遍比较差。而我们电工电子类课程是一门实践性很强的课程，有着相当一部分学时的验证性实验和设计性实验，需要学时在老师的指导下自主完成各种实践活动。因此，需要在课程学习中，提高非电专业学生的实践动手能力。
4.安全意识不高
非电专业学生平时对于电类实验与实习课程很少涉及，缺乏必要的实践锻炼机会，因此他们用电安全意识薄弱，欠缺基本的用电常识。不能正确使用电工工具，不能规范操作仪器仪表，不能安全地按标准进行电路布线等。而电工电子课程实验几乎都是在市电环境下进行，尽管实验台上已经设置必要的触电、短路等保护设备和安全警示标志，由于用电安全意识薄弱，实验中还会出现一些安全问题， 如交直流接错，带电操作等容易导致烧毁仪器、仪表和人身安全的事件发生。
三 教学目标改革
我国普通高校以培养应用型人才为基本目的， 理论教学和实践创新教学两者应该紧密结合。在教学中应该坚持“以学生为本，能力为先，协调发展， 因材施教，分层培养，理论与实践并重，开放与创新并行， 教学与产研创业结合” 的教学理念 [9，10]。电工电子技术课程是一门基础理论和实践应用并重的学科，协调好理论和实践之间的关系尤为重要。非电类专业的电工电子技术课程教学目标和普通电类专业学生差别较大，应该更加重视实践教学。教学应该以理论联系实际，培养学生的实际动手能力、创新能力，为学生以后的学习和工作打下基础。因此非电类专业的电工电子技术课程改革，应该以基本电工电子理论知识为基础，以培养实践创新综合应用能力为主要教学目的。
四 教学内容改革
非电类专业的电工电子技术课程内容安排应该以学生为主体，既要保持课程内容的统一性和延续性，又要突出课程的重点和难点，强调实用性和实践性。但是非电类专业电工电子技术课程时间十分有限内容却不少，因此必须压缩课程内容突出重点。主要减少课程中过多的公式推导过程 , 削减需要复杂数学基础、难以理解的部分理论内容，将基础理论知识和实际应用紧密结合起来，重点放在熟悉各种电工电子基础理论，学会各种基本实验过程，掌握各种电工电子仪器设备使用；在教学中，必须紧跟电工电子技术日新月异的发展，及时更新国内外的最新发展和最新科技成果。目前，电工电子技术课程的实验课 80% 以上都是基础的、验证性的实验， 因此需要从应用实践出发，缩减基础性实验的课时数，另外增加了综合应用型、设计课题型、自主创新型等实验内容的比重。综合应用型实验，主要是书本知识综合应用为主，使学生更加牢固地掌握基础知识的综合运用能力。设计课题型实验通过老师给出实验课题，增强学生综合运用基础知识，灵活设计解决方案的能力。创新性实验完全是开放性的实验，由学生自主选题设计实验，没有太多的限制和条条框框，只要现有实验室条件和器材能够满足要求，在一定时间内完成实验过程即可。创新性实验能够提高学生的独立自主能力、自学实践能力和创新能力。
五 教学方式改革
目前非电类专业的电工电子技术课程主要还是以传统教学方式为主。大部分课时都是以老师课堂讲授为主，这种方法虽然可以使学生更好地掌握理论基础知识，但不利于培养学生的主观能动性和创造性思维的培养，与目前高校教育目标也不相符。所以非电类专业的电工电子技术课程的教学方法必须进行行之有效的改革和提高。
（一） 贴近实际应用，以兴趣点为引
本科生已经是成年人，对各门课程具有更加理性的选择，如何提高学生的兴趣是一门课能否讲好的切入点。如果课程内容以复杂、深奥、枯燥难懂的公式推导，或者照本宣书的文字为主，肯定难以引起学生的学习兴趣和热情。如何提高学生的学习兴趣是每一位老师需要研究的课题。越是贴近日常生活的问题，越是关系到学生以后生活、工作的问题， 越是需要思考的问题，越是能引起学生的兴趣。这就需要我们老师不仅具备扎实的基础理论知识，还要丰富的理论联系实际的能力和电工电子技术知识的总体把握能力。例如讲三极管，如果只是按照书本知识，从其定义、特点、结构、计算等逐一讲授， 学生只是被动的学习，没有太多的学习兴趣。但是， 我们如果从三极管的实际应用以“生活中的三极管” 为主题，总结三极管的应用场合、功能、价格等， 引导学生进行积极的讨论，然后再去讲解三极管的理论知识，那教学效果肯定会提高不少。如果每一个知识点都能够从学生的日常生活出发，激发其学习的兴趣，必然会提高学生的学习效率。
（二） 教学内容分层教学
电工电子技术课程是一个电子技术和知识内容的集合体，对于非电类专业的学生来说，如何在有限的教学时间内，使其掌握更多的知识点是教学内容研究的重点。因此，教师在课程内容的上必须要进行主次层次化分，哪些内容需要突出重点，哪些内容可以一带而过，哪些内容可以留给学生自学， 都需要提前设计好。对于重点难点问题，需要深入浅出地将问题讲透，如果发现学生理解有问题，需要加长时间进一步的讲解直到学生搞清楚为止。对于每一章的内容，首先需要进行知识点的梳理，让学生理解各个知识点之间的关系和重点难点，这样才能够使得学习更加有的放矢。除了课题讲授之外， 还应该对重点内容通过习题、课程设计等进行学习加强和复习；对于一般内容，要让学生有大概的了解； 对于自学内容，要指导学生的自学方法，并做一定的引导，并通过一定课后练习检查自学效果，而不是让自学成为无人关注的内容。
（三） 引入多种教学方法和仿真软件
随着科学技术的发展，各种各样先进的教学手段也发展迅速。利用互联网资源，可以方便地收集到各种电工电子技术相关的资料，通过图片展示、动画演示、视频实景授课、仿真软件同步运行等方式，实现课程的讲授。以数码管的显示为例，以前主要通过教师板书来讲解，不仅麻烦而且枯燥。通过多媒体的动画效果， 每一组数据的输入对应数码管相应位亮起。学生看起来既感兴趣，记忆还深刻。根据需要还可以自制微课， 通过网络向学生展示直观、系统的实验过程。目前， 针对电工电子技术的仿真软件发展较快，对于一些比较抽象、学生不好理解的内容 , 可借助于计算机仿真进行教学。如 WEB 软件、MATLAB 软件、Multisim、3D 仿真软件等，学生对于先进的仿真技术的学习兴趣和热情较高 , 同时仿真软件中的模拟环境逼真 , 没有危险，容易接受。仿真教学把以教师讲授为主的传教学统模式 , 改变为以学生为主的师生互动模式。
（四） 双语教学模式的尝试
近年来 , 国际交流日趋频繁、需要大量既具有各种专业知识又能熟练应用英语进行专业技术交流的高素质人才。为顺应这种趋势 , 教育部明确指出各高校要积极推动使用英语等外语进行公共课和专业课教学。电工电子技术对于非电类专业来说如果全部使用英语教学是不太现实的。但可以部分课程和部分内容进行双语教学的尝试。如电子器件的最新发展应用， 可以采用单独章节的国外教材。在教材的选取上，应该选用比较生动形象、理论内容不是太多，而且配有大量图片、实例的国外教材。在双语教学过程中，应该循序渐进，两种语言并用，鼓励学生积极的用英语发言和讨论，增强其学习的信心。
（五） 混合教学模式的引入
“混合教学模式”是传统面授教学和网络教学的结合。近年来，以 MOOC 为首的大学生在线教学越来越多地被应用到本科教学中，给教学方式方法带来了一场革命。但是，单纯的网络教学也存在着较多的缺点，如师生交流互动较少、学生一个人学习容易受周围环境影响、学生互相之间缺乏交流。因此，结合了网络教学、小组讨论、课堂互动等教学模式的“混合式教学”模式被提了出来，并获得不错的教学效果。根据电工电子课程的特点，将“混合式教学”引入其中，教师通过网络平台把学生课前预习和课后复习作业放置到网上完成，课中仍然在课堂进行。在课前就可以让学生明确本次课程的学习目的、学习内容和学习重点难点，让学生在上课之前能有的放矢地针对课堂内容进行预习，并通过相关的讨论、测试反馈学生的预习效果。在课堂中，正常完成知识点的讲解、课堂的讨论和总结。在课后，学生通过平台完成作业， 并通过平台与教师进行交流。通过这样的“混合教学模式”，让电工电子课程获得更好的教学效果。
六 总结
电工电子技术非电专业课程的改革和创新必须根据每所高校的校情 , 根据学生的实际应用需求来制定合适的目标和方法。课程改革随着高等教育和科学技术的发展不断出现新的问题，是任重而道远。广大高校教师应该始终保持与时俱进的思想 , 树立新的教育观念，提高自身的知识水平和科研能力，努力做好教学改革提高教学质量。
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