東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 上海 201620

在當前信息化浪潮席卷全球、我國科技實力不斷突破攀升的新形勢下，電工和電子信息技術(shù)及其所催生的智能電網(wǎng)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)正日益滲透到各學(xué)科領(lǐng)域，前所未有地推動了各行業(yè)的技術(shù)變革和進步。電工電子作為非電專業(yè)人才了解并掌握電類基本原理和技能的一門基礎(chǔ)課程，是高等學(xué)校面向工科非電專業(yè)開設(shè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)必修課程，對于新形勢下各專業(yè)人才的培養(yǎng)和后續(xù)發(fā)展起著至關(guān)重要的基礎(chǔ)性作用。

目前，電工和電子技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛，發(fā)展非常迅速，并且日益滲透到其他學(xué)科領(lǐng)域以促進其發(fā)展，在我國當前經(jīng)濟建設(shè)中占有重要的地位。學(xué)生通過本課程的學(xué)習，獲得電工和電子技術(shù)必要的基本理論、基本知識和基本技能，了解電工電子技術(shù)的應(yīng)用和我國電工電子技術(shù)發(fā)展的概況，為今后學(xué)習后續(xù)課程以及從事有關(guān)的工程技術(shù)工作和科學(xué)研究工作打下一定的基礎(chǔ)。學(xué)生通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，鞏固和加深理解所學(xué)的知識，更重要的是訓(xùn)練實踐技能，掌握理論并指導(dǎo)實踐[1,2]。

1 電工電子技術(shù)系列課程面臨5個主要的突出問題

1.1 教學(xué)內(nèi)容未充分體現(xiàn)專業(yè)特點

教學(xué)對象涉及專業(yè)較多，不同專業(yè)對電類基礎(chǔ)知識的需求不同。如物理類專業(yè)要求扎實的電工及電路基礎(chǔ)能力，計算機專業(yè)側(cè)重于電子技術(shù)，軟件工程等專業(yè)對數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)的要求很高，大量普通非電專業(yè)要求基本而全面的電工、電子知識和能力，服裝設(shè)計與工程等少量專業(yè)僅要求學(xué)生對相關(guān)知識有初步了解?，F(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容傳統(tǒng)而復(fù)雜、涉及知識全面但理論較為抽象，未能有效體現(xiàn)專業(yè)特點，學(xué)科式教學(xué)方法使學(xué)生在枯燥的理論學(xué)習中喪失對課程的學(xué)習興趣。

1.2 教學(xué)要求未充分適應(yīng)學(xué)生素質(zhì)的差異

任課教師在本課程的教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)：由于本系列課程受眾極廣，在大眾教育的背景下，學(xué)生基礎(chǔ)素質(zhì)和個體化發(fā)展目標的差異非常明顯。如有志于未來從事相關(guān)工程技術(shù)工作和科學(xué)研究工作的學(xué)生，本身基礎(chǔ)扎實，對電類課程教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度都有較高的要求，并期望具備較為扎實的電學(xué)基礎(chǔ)和接近于專業(yè)化的能力素養(yǎng)；而部分學(xué)生自身在電學(xué)及相關(guān)的物理學(xué)方面基礎(chǔ)薄弱，加之專業(yè)本身對電學(xué)知識的依賴度較低，使其對電工電子課程的學(xué)習興趣不大。針對學(xué)生的不同情況，應(yīng)采用不同的教學(xué)方案和教學(xué)要求，通過開展分層教學(xué)、分流培養(yǎng)，助力于學(xué)生達到多元成才的教育培養(yǎng)目標。

1.3 新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用未充分反映在現(xiàn)有教學(xué)體系中

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，自動控制技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的工業(yè)應(yīng)用水平有較快的進步，“互聯(lián)網(wǎng)+”關(guān)聯(lián)各學(xué)科領(lǐng)域，并引領(lǐng)行業(yè)的快速發(fā)展和技術(shù)升級，這就為學(xué)生的理論知識學(xué)習找到了實際的應(yīng)用背景。因此，將信息與控制技術(shù)融入如紡織制造等不同專業(yè)的工業(yè)流程，成為激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣、提高學(xué)生創(chuàng)新與實踐能力的有效途徑。因此有必要改革教學(xué)內(nèi)容，在減少復(fù)雜計算和理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，將部分教學(xué)的重心放在信息技術(shù)在相關(guān)行業(yè)應(yīng)用與系統(tǒng)集成上面，開闊學(xué)生的眼界，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，為其后續(xù)的專業(yè)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

1.4 實驗設(shè)備陳舊 實驗內(nèi)容單一

實驗室很多設(shè)備都達到或者接近國家報廢要求時間，大部分設(shè)備都是模擬設(shè)備，很多設(shè)備使用操作不方便，實驗課程有相當一部分時間被講解儀器、使用儀器、儀器故障等占據(jù)，影響實驗教學(xué)效果，同時與當前企業(yè)、工業(yè)界的數(shù)字化發(fā)展需求不吻合。實驗室很多檢測設(shè)備易損壞或者燒壞。實驗內(nèi)容方面，部分實驗內(nèi)容重復(fù)，很多年還在使用，內(nèi)容涉及使用的芯片多年未變，教學(xué)內(nèi)容缺乏綜合型實驗。

1.5 大班教學(xué) 實驗教學(xué)效果差

實驗室場地面積有限，小教室少。電工電子實驗課程面向全校很多專業(yè)，導(dǎo)致實驗課程排課緊張、專職教師不足、實驗教師工作量大、學(xué)生批次多等問題?；诂F(xiàn)實需求，很多課程都是大班教學(xué)。大班教學(xué)有利于解決課程緊張、課時多等現(xiàn)實問題，但是同時也帶來一些問題：課時內(nèi)學(xué)生過多，指導(dǎo)教師不能顧及所有學(xué)生；最后幾排的學(xué)生不是看不清PPT就是聽不清楚講述內(nèi)容；大多數(shù)是雙人組實驗，部分學(xué)生喪失動手實踐的機會，部分學(xué)生過度依賴同桌，自己很少實際操作，從長遠角度看不利于學(xué)生個性化發(fā)展和實踐能力的提高。

2 課程建設(shè)的基本內(nèi)容與改革措施

遵循技術(shù)的新發(fā)展，服務(wù)于人才培養(yǎng)的多元化目標，是電工電子課程教學(xué)研究和改革的宗旨。課題組廣泛調(diào)研了國內(nèi)外高校相關(guān)課程教學(xué)情況，并與我校各學(xué)院針對電工電子課程的需求進行了直接的交流對接，從而在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、實驗方法和考核方式、建立新教學(xué)場地與購置新設(shè)備、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源等6個方面進行了全方位整體性的探索和改革。

2.1 課程體系改革

根據(jù)專業(yè)特點及需求，將全校非電專業(yè)分為3種專業(yè)門類。課程體系按照“大電工電子平臺+專業(yè)特色”的模式，將目前的課程調(diào)整為3個層次。第一層次：6學(xué)分/96學(xué)時(理論) + 1學(xué)分/32學(xué)時(實驗)，分兩個學(xué)期完成；第二層次：4學(xué)分/64學(xué)時(理論) + 0.5學(xué)分/16學(xué)時(實驗)，一個學(xué)期完成；第三層次：2學(xué)分/32學(xué)時(理論) + 0.5學(xué)分/16學(xué)時(實驗)，一個學(xué)期完成。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

對于非電類學(xué)生而言，教學(xué)目標是使學(xué)生在掌握基本概念的基礎(chǔ)上，能對相關(guān)知識進行應(yīng)用，不需像電類專業(yè)那樣要求學(xué)生掌握大量系統(tǒng)的理論知識和繁多復(fù)雜的公式推導(dǎo)，故在電工電子技術(shù)課程新教學(xué)內(nèi)容中，不過多地講授煩瑣的理論與推導(dǎo)，重點介紹基本概念與基本原理，結(jié)合大量實例講授概念與原理的應(yīng)用。同時將先進的計算機仿真軟件應(yīng)用到電工電子實驗教學(xué)中去，使之為教學(xué)服務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量[3]。實驗教學(xué)內(nèi)容，增加仿真案例分析，刪除內(nèi)容類似的重復(fù)性實驗；增設(shè)仿真軟件介紹、仿真設(shè)計練習、實物搭建等綜合型實驗環(huán)節(jié)，將Multisim引入實驗教學(xué)中，開發(fā)不同層次的設(shè)計型和綜合型實驗，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容[4]。部分實驗只要求學(xué)生進行仿真設(shè)計，還有一部分實驗要求學(xué)生課前仿真設(shè)計，指導(dǎo)教師上課抽查。有些專業(yè)的學(xué)生，基于實際調(diào)查分析研究，將不再設(shè)置本門課程實驗內(nèi)容：如計算機學(xué)院學(xué)生前期開設(shè)的電路與模擬電子技術(shù)課內(nèi)實驗和數(shù)字邏輯課內(nèi)實驗，服裝學(xué)院前期開設(shè)的電工電子技術(shù)實驗等。

2.3 實驗方法改革

引入軟件實驗，將軟件實驗與硬件實驗相結(jié)合，利用多種手段提高教學(xué)效率、綜合實踐能力和認知。同時，在實驗內(nèi)容方面，改革單純驗證性的實驗，增加綜合性實驗，以提高學(xué)生對本課程的興趣。實驗教學(xué)過程中，引入實物展示、作品展示、案例分析、對比分析等實驗教學(xué)方法。對于特別復(fù)雜的環(huán)節(jié)，先播放一段視頻給學(xué)生，然后再進行重點講解，有很好的效果。實驗報告突出數(shù)據(jù)測試、分析、思考、設(shè)計、研究過程，適當加入仿真和分析。

2.4 考核方式改革

改革電工電子系列課程的考核方式，由主要依賴期末卷面考試的傳統(tǒng)考核方式，逐漸推進到兼顧隨堂及平時測驗、期中考試、針對綜合項目及應(yīng)用案例的課程研究報告、期末考試等多種考核方式并存且互為依托的綜合考核方法。實驗內(nèi)容考核，普通班抽取一次實驗進行考查，考查過程注重學(xué)生操作過程而不僅僅注重操作結(jié)果。卓越班不進行測驗考查，但是增加綜合實驗仿真、設(shè)計。實驗報告重點考查數(shù)據(jù)分析、思考、設(shè)計、討論過程，不注重文字數(shù)量、形式結(jié)構(gòu)等。對報告內(nèi)容一致的學(xué)生，都給予零分處理；實驗過程中，額外進行了設(shè)計性、探究性實驗的學(xué)生，給予加分；給予其他學(xué)生適當指導(dǎo)的學(xué)生，給予加分；不操作過度依賴同桌的學(xué)生，給予適當減分；促進學(xué)生動手實踐、團結(jié)互助學(xué)風的形成。

2.5 建立新型教學(xué)場地與購置新設(shè)備

建立了新型的教學(xué)實驗場地，形成了數(shù)量較多、面積適宜的多功能教室，大量購置了一批低、中、高三檔位組合式的測試測量設(shè)備。課程安排全部實現(xiàn)小班教學(xué)，實驗設(shè)備全部更換數(shù)字化多功能的儀器儀表、專用強電大型模塊、工業(yè)級PLC模塊和專用電機。更新了實驗教學(xué)課件、引入新設(shè)備的操作視頻、錄制了新的實驗教學(xué)內(nèi)容。

2.6 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源

建立學(xué)院級實驗中心網(wǎng)站，將新設(shè)備的課件、教學(xué)視頻、課程安排、實驗內(nèi)容等及時上傳，豐富網(wǎng)絡(luò)資源，設(shè)置學(xué)生答疑區(qū)，將實驗室的整體構(gòu)架和各個功能板塊進行了分欄描述，設(shè)置課外科技活動專欄、創(chuàng)新實驗室專欄，為全校電工電子類的學(xué)生提供了一個良好的互動平臺。及時上報電工電子類的學(xué)科競賽信息，促進有興趣學(xué)生繼續(xù)深挖探究電工電子的科學(xué)世界。

3 結(jié)語

本文對電工電子系列課程教學(xué)實踐中存在的問題進行了剖析。為提高跨學(xué)科跨學(xué)院跨專業(yè)學(xué)生的綜合實踐能力、創(chuàng)新能力，從課程體系建設(shè)的基本內(nèi)容與改革措施等方面進行了改革實踐，有力地促進了電工電子系列課程的發(fā)展，提升了學(xué)生的實踐能力和綜合素養(yǎng)。