非电类工科专业电工学课程实践教学体系改革探索

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摘要：电工电子技术是非电类工科专业的基础课程之一。针对农林院校的非工科专业实践技能要求高、学生基础较薄弱的问题，优化改进电工学课程的实践教学体系设计；提出3大环节、10个具体措施改进实践课程教学方法，取得了良好的教学效果。

关键词：电工学；实验教学；课程改革；实践能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2017）07-0091-03

一、引言

电工电子技术是非电类工科专业的基础课程之一。实践性和应用性是该课程的显著特点，也是基本教学目标之一，实验、实践环节是学生掌握理论知识，理论联系实际，加深理解是必不可少的学习环节，在该课程的教学体系中占有十分重要的地位。因此科学、合理地设计实验内容、改革实验、实践环节教学方法，是提高学生分析问题和解决问题的能力和实践动手能力的重要途径。何俊等对创新型实验项目应该具备的课题背景工程性、知识的综合性、实现方法的多样性要素进行了详细分析，为电工电子学科高校教师提供了一个创新实验的设计思路；徐淑华等提出了电工电子实验教学示范中心的建设目标及建设规划，阐述了建立电工电子系列课程理论教学体系和实验教学体系的构建方案；章飞等阐述了示范中心在创新管理体系和实验教学体系方面的探索与实践，探讨了培养学生创新能力和综合素质的措施和方法。王成刚等建成了面向实践技能培养的实践教学综合保障体系，探索了“双师+科研”型实验教员队伍培养模式。王绿君、郭韶平针对传统专业教育体系的不足对电工电子专业理论与实践考核方式进行探讨。王英红对进一步发展和完善开放式电工电子实验室的建设提出建议。王亚军等从实验教材、实验教学内容、实验教学方法和实验教学手段4个要素的变革，探讨了培养学生能力的措施和方法。

然而，农业院校非电类工科专业的学生基本电学知识相对较为薄弱，基本实验仪器使用和操作不够熟练，实验、实践技能亟待提高。为了培养非电类工科专业大学生的实践动手能力，进一步提高教学质量，课程组从优化、改进电工电子课程的实践教学体系设计入手，提出3大环节、10个具体措施，多角度探索和实践实验教学改革，提高了教学质量，取得了较好的教学效果。

二、实践教学体系设计思路

从素质教育的基本要求出发，以提升实践技能为核心，针对农林院校非工科专业学生在电工电子实验中存在的问题，提出基础、常规和提升3个环节，每个环节紧抓不同的具体内容，有针对性地设计10个关键措施，构建电工电子技术实验教学体系。课程实践教学体系设计思路如图1所示。

在基础环节，以培养和提高基本仪器认知技能和基本实验操作技能为目标。由于非电类学生专业基础相对薄弱，基本实验仪器认知较差，基本实验操作和实验素养亟待提高，因此从基本认知和技能培养入手，为进入正常实验做准备。

常规环节即常规课程实验环节，以强化过程管理和实验考核为主要手段，使学生自己动手、自主实验；教师进行引导和指导。重视实验过程管理，强化技能考核；以管理提升技能，以考核促进学习，进而提高学生的实验收获。

提高环节主要是结合开放实验室建设，完善开放实验室管理，结合各种设计竞赛，鼓励学生进实验室进行自主实验和实验自习；为自学要求较高的学生提供学习条件。

在基础环节，以“2个基本”为关键措施，强化基本仪器认知和基本操作训练，为常规环节和提高环节作基础。常规环节分为实验过程管理和实验考核两部分。实验过程中，从预习阶段、实验阶段、总结阶段着手，采取加强实验理解、提高故障排查能力和规范数据分析和报告等撰写等措施；实验考核部分，采用3种不同的考核措施，促进实验教学。提高环节采取自主实验和实验自习2项措施，进一步强化学生在实践环节的自主性，课程组结合大学生科创项目、大学生电子设计竞赛等，提高学生实验设计和综合实验能力。

三、实验教学方法探索

以上述课程实践教学体系设计思路为指导，在实验教学过程管理、实验考核方法和开放实验室等方面进行实践教学方法探索。

（一）创新实验过程管理

实验过程为实验环境的核心和关键。分为三个步骤：

1.实预习阶段，加强实验设计思考与理解。每个科学实验从实验设计就已经开始。以往的实验大多是老师布置实验任务，讲解完成步骤，最后由学生重复。其弊端是很多学生在有限的时间（2个学时）内，只能匆忙照着实验步骤完成实验操作，记录下数据，不能仔细思考实验内容是什么，以及为什么要如此设计实验才能验证某个定理。例如在戴维宁定理的证明实验中，要证明两个网络端口特性的一致。而如何证明“特性”一致，很多学生没有认真思考。若按照实验步骤完成操作，很难加深对这一定理的理解，只知其然，不知其所以然。

课程团队在教学中加强实验的预习要求。预习实验不只是看一眼题目，回忆相关理论，更重要的是要求学生理解该实验为什么要这样做，而不是那样做，还有为其他更好的途径？这样可加深学生对理论知识的理解，在具体实验中有的放矢。同时，通过理解实验设计，可培养学生设计科学实验的能力，为以后工作中解决实际问题做准备。

2.实验室阶段，加强实验过程管理。课程团队始终认为，实验绝不仅仅是机械的模仿动手，更重要的是动脑，要边操作边思考，手脑配合。因此，在实验过程中，改变教师示范、学生重复的简单模式，让学生成为实验教学的主体。首先利用多媒体手段与学生就实验内容、目的、意义等展开讨论，使学生明确实验内容、目标、步骤等关键信息，同时检查其实验预习效果。以学生为主体教师不再进行实际示范，完全由学生自己动手，同时及时指导、回答学生问题。

电路故障检查排除是实验技能提高的一个有效途径。教学中，从提升学生解决实际问题的技能这一根本目标出发，引导学生自己分析故障原因，并使用各种仪表仪器，逐步检查电路，最终发现问题，解决问题。如在共发射级单管放大电路实验中，示波器观察到的波形与预期不符。此时引导学生检查电路中关键点电位，特别是三极管3个管脚电位，并判断三极管的工作状态；若三极管工作状态正常，再判断输入端和输出端信号是否正确；若三极管工作状态不正确，则进一步检查直流偏置电路。又如在组合逻辑电路实验中，常出现门电路逻辑状态不正确或数码管显示不正确等问题。实验中训练学生采用逐级排查法，从输出端到输入端，利用万用表检测集成电路各个管脚电压，再根据逻辑关系确定是输入信号出错抑或是电路管脚连接的问题。在故障排除中，加深了理论知识的理解，积累了解决实际问题的经验，同时在心理上获得解决问题的成就感，激发了学习兴趣。

3.严格实验报告撰写训练，认真总结实验过程。实验报告的撰写是学生对实验进行反思、总结的重要过程，认真进行总结，可显著提高实验效果。然而，以往学生普遍不重视实验报告撰写，认为实验数据记录完毕、出了实验室实验就结束了，很难达到实验目的。对实验报告从标准格式、图表样式、数据分析、结论讨论等方面着重要求，通过实验报告批阅，发现问题及时反馈给学生，使学生从思想上重视科学实验报告的撰写，对其后续撰写各种研究报告、毕业论文打下基础。

（二）开放实验室

电工实验室的开放是实现素质教育的客观要求，有利于创新型人才的培养。由于电工电子内容多、课时相对较少，因此有限的几个实验不能涵盖所有所学理论知识，为解决这一问题，实验室采用全开放制度。任何年级学生只要有使用意向，均可随时进入实验室进行实验。在开放实验室后，学生的实验热情得到极大满足，可以完成实验自学、自主完成，进一步锻炼提高，且能自由安排实验时间，十分方便。

（三）实验考核方法

合理的考核方法，能促使学生主动学习，提高学习积极性。如何在不增加学生负担、不额外增加学时的情况下，对学生实验技能进考核，是一个值得探讨的问题。课程教学团队针对具体情况，开展了3种不同考核方式：

1.实验设计考核。给定一个具体的验证性实验任务，要求每个人设计一组实验方案，作为一个实验大作业进行考核，以此考查学生理论与实际结合能力以及实验设计能力。

2.基本实验技能考核。为培养教学中基本实验技能和基本实验仪器使用能力，设计基本实验技能和基本仪器问答题进行随堂考核。

3.实验课自学考核。每学期设置1到2个实验为考核性实验。一般为分别为电工学部分和电子学部分的最后一个实验。考核性实验完全由学生自己学习实验内容，自己领取所需仪器，完成实验，最后由任课老师检查实验结果，并根据实验过程、实验结果给予评分作为考核结果。

四、结语

通过强化基本技能培养、加强实验过程管理、合理化考核方式以及开放实验室以提升能力等方面的探索和实践，使农林高校非电专业学生对电学、电子学基本知识掌握更扎实全面，使实验实践技能得很大提升。近年来，在全国电子设计竞赛上获得国家级团体一等奖2项、二等奖1项、三等奖3项，显示出良好的教学效果。

参考文献：

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[3]章飞，胡莹.电工电子实验教学示范中心建设与教学改革[J].实验室研究与探索，2013，32（09）：154-156.

[4]王成刚，应朝龙，李建海，等.电工电子实践技能培养教学体系建设与实践[J].实验室研究与探索，2016，35（03）：217-221.

[5]王绿君，郭韶平.研究工、电子教学过程中学生的理论与实践考核方式[J].科技信息，2009，（1）.

[6]王英红.浅析开放式电工电子实验室的建设[J].电气电子教学学报，2012，（S1）：157-159.

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[8]卢明玺，张淑玲，洪联系.开放电工电子实验室的研究和实现[J].改革与开放，2009，（7）：179-179.

Abstract：Electrotechnician is one of the basic courses for non-electro-technics majors. To aim at the high requirement on practice for Agriculture and Forestry University students with lower knowledge foundation，10 measures are proposed from 3 teaching steps to optimize and improve the practical teaching system. The teaching practice showed good results in students' experiments skill improvement.

Key words：Electrotechnician；experiment teaching；course reformation；experiment ability