郝 騫，王黎明，楊 風，李曉明

(1.中北大學國家級電工電子實驗教學示范中心，山西太原 030051;2.太原理工大學電氣與動力工程學院，山西太原 030024)

電工學課程既有較強的理論性，又有較強的工程實踐性，重點強調(diào)電路理論及技術(shù)在工程實踐中的應用，是目前高校開設(shè)的以培養(yǎng)學生工程綜合能力的重要基礎(chǔ)課程。當前電工學教學實踐的問題是理論分析學時過多，過分注重單學科課程的理論性和知識的系統(tǒng)性。相反，培養(yǎng)學生工程綜合能力的課程、訓練學生的直觀判斷力、工程經(jīng)驗和工程意識的教學環(huán)節(jié)少。盡管也有相關(guān)工程實踐和工程能力培養(yǎng)的課程，但都以“知識點”的形式串接在各相關(guān)理論課程單元間，學生不可能將所學的理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合［1］。

1 教學內(nèi)容組織與重構(gòu)

CDIO［2］是讓學生以主動的方式將課程內(nèi)容通過實踐的方式相結(jié)合的學習過程。因此課程編排的思路是:關(guān)注基本理論，突出實踐操作。即根據(jù)工作任務(wù)、問題來組織課程內(nèi)容，通過特定任務(wù)將理論講授、實踐體驗、反思討論及批判質(zhì)疑有機整合，使課程的學習成為一個持續(xù)探究的過程。教學目的是探討任務(wù)本身，強調(diào)真實問題的解決過程。根據(jù)教學大綱重新將電工學的知識整合、建構(gòu)了一套基于“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作”過程的“任務(wù)化教程”，將電工學知識化解為6個學習任務(wù)情景，如圖1所示。該任務(wù)化教程具有結(jié)構(gòu)合理、重點突出的教學特點。學生完成任務(wù)的過程，就是主動建構(gòu)自身知識經(jīng)驗的過程，通過新經(jīng)驗和原有知識經(jīng)驗的相互作用，實現(xiàn)充實和豐富自身的知識和能力，從而達到獲得并提升綜合職業(yè)素質(zhì)的教學目的。

2 創(chuàng)新性實驗教學方式

針對當前教學普遍存在的問題，積極開設(shè)創(chuàng)新性實驗選修課程，先后開設(shè)“電工學中的EDA技術(shù)應用”，“電工學工程實訓”等實驗選修課程［3］。在該課程中結(jié)合教師的部分科研成果進一步成熟化、簡便化，設(shè)計成綜合性和設(shè)計性實驗。在課堂上組織學生思考、分組討論、體會方法的理論依據(jù)及其創(chuàng)新點，從而設(shè)計出新穎、獨創(chuàng)的實驗方案，再使學生在實驗操作中修正方案、完善方法、做出結(jié)果并處理數(shù)據(jù)等。使學生變被動為主動，在獲得書本知識的同時獲得本學科最前沿的知識，用以開闊眼界，同時激發(fā)學生對專業(yè)的興趣。組織學生結(jié)合所學知識積極申報“省級、校級大學生創(chuàng)新性實驗項目”。譬如，針對三相異步電動機教學內(nèi)容復雜和抽象的特點，利用LabVIEW開發(fā)了“基于 LabVIEW 的電機實驗系統(tǒng)”，如圖 2 所示［4－5］。該實驗平臺可應用于電動機課堂教學和實驗教學，例如:異步電動機各種性能的演示，不但使課堂教學更生動，還可讓學生更形象、直觀地認識電機。取得了較好的效果。

圖2 2008年山西省大學生創(chuàng)新實驗項目

3 依托電子設(shè)計競賽提高創(chuàng)新能力

在電工學課程中穿插電子設(shè)計競賽內(nèi)容，例如:利用基爾霍夫定律內(nèi)容來對2011年全國大學生電子設(shè)計大賽A類題目進行定性分析。在實踐教學環(huán)節(jié)中，組成項目組，以電子設(shè)計大賽作品為題，進行團隊項目分析開發(fā)。教師指導學生完成設(shè)計、仿真、制板及調(diào)試，設(shè)計報告整個產(chǎn)品開發(fā)流程。

圖3 2011全國電子設(shè)計大賽一等獎作品

4 結(jié)束語

基于CDIO工程教育理念的電工學課程教學改革，其主要特色為:將CDIO教育理念融入教學過程中，在教學內(nèi)容上，將電工學的理論知識以6個基礎(chǔ)工程實踐項目進行了重構(gòu)。在實踐教學環(huán)節(jié)，積極鼓勵學生自行開發(fā)創(chuàng)新性實驗，并鼓勵學生依托競賽提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實踐證明，以工程實踐為導引的教學模式，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生對工程設(shè)計的實踐能力，增強了創(chuàng)新意識，教學效果得到明顯提高。

［1］吳鳴，熊光晶.以工程能力培養(yǎng)為導向的工程教育改革研究［J］.理工高教研究，2010，29(3):54 －59.

［2］江帆，張春良，孫驊，等.融合研究性學習與CDIO的機械設(shè)計實踐教學［J］.實驗室研究與探索，2010，29(8):267－270.

［3］張敏良.基于CDIO工程教育理念探討機械工程教育改革［J］.上海工程技術(shù)大學教育研究，2009(3):26－30.

［4］殷旭，胡景繁，張紅.基于CDIO教育模式學生學習評估方法的探索［J］.高教論壇，2010(2):24－25.

［5］姚海彬，電工技術(shù)［M］.2版.北京:高等教育出版社，2004.