电工电子系列课程教学内容优化的研究与实践

张运波，郑 文，姜志宏

(长春工程学院电气与信息工程学院，长春 130012)

电工电子系列课程主要包括电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、电机及其控制等内容，对于非电类专业，电工电子技术课程也叫做“电工学”。它不仅是非电工程类专业的技术基础课，也是培养学生创新意识的重要环节。

近年来，随着电气信息技术的飞速发展，新型控制技术和设备如可编程序控制器、变频器和计算机数控技术等在工业现场得到了广泛的应用，并迅速占领了工业生产的各个领域。面对这一形势，必须适时拓宽传统电工电子技术领域，加强工程实践能力培养，满足工业现场实际工作的需要。为此，课题组在广泛调研的基础上，以电气工程、电子信息等学科为依托，以应用能力和工程素质培养为主线，按照“模块化”和“层次化”设置教学内容的思路，对电工电子技术课程教学内容进行了优化和改革，形成了满足不同专业需要的电工电子技术课程体系。

一、电工电子技术知识体系的构建

电工电子技术主要讨论用电技术的基本知识、基本理论和基本方法，以及常用的电子器件、电气设备及其基本电路的应用。通过本课程的学习，使学生获得电工学必要的基本知识、基本理论和基本技能，了解电工电子技术发展概况，为学习后续课程和专业知识以及毕业后继续学习以及从事技术工作和科学研究工作打下理论基础和实践基础。

对于非电类专业，由于《电工电子技术》课程并非主干课，因而授课学时相对较少，并且由于学科专业以及服务对象的不同，对电工电子技术知识、技能和能力的要求也有所不同。同时，《电工电子技术》作为技术基础课程，其教学内容必须具备基础性、应用性和先进性。“基础”是指基本理论、基本知识和基本技能;“应用”是指课程的内容要理论联系实际，重视实践技能和能力的培养;“先进”是指课程内容和体系要随着电气信息技术的发展适时更新。

为了满足学校不同专业选择上的需求，我们按照“注重基础，强调应用，体现先进”的原则，结合学校各专业电工电子技术的主要应用情况以及将来继续学习和发展的需要，构建了由“11个模块”和“3个层次”组成的电工电子技术知识体系，形成了满足不同专业需求的教学体系。

“11个模块”是指直流与交流电路基础、供电与用电知识、磁路与变压器、电动机与变频调速技术、电气控制与PLC应用技术、半导体器件与直流稳压电源、放大电路与集成运算放大器、组合与时序逻辑电路、电力电子技术基础、现代数控技术和电工电子仪器仪表技术等模块。“3个层次”是指基本知识、应用知识和拓展知识等三个层次。

各专业结合各自领域的实际工作需要，选择相应的模块;对于每个模块再选择相应的层次，从而构成适合各自专业需要的理论教学体系及其相应的实践教学体系。通过“模块化”和“层次化”教学内容设置，进行教学内容优化、整合和重组，不仅避免了教学内容重复，而且保证了学生学习内容的完整性，更能保证不同专业学生在内容和层次上选择的灵活性。

二、电工电子技术实践技能与能力培养体系

实践教学是培养学生实践能力、创新意识和工程素质的主要途径，是应用型本科人才培养的关键环节。为此，课题组统筹考虑学生电工电子基本技能、实践能力、创新意识和工程素质的培养需要，构建了由课内实验、集中技能培训和创新实践活动等组成的电工电子技术实践技能与能力培养体系。

(一)课内实验

课内实验按照“由简单到综合、由学习到创新”的思路，设置了由操作性实验、验证性实验、设计性实验和综合性实验等“四个层次”组成的实验教学体系。

操作性实验，重点针对电工电子技能方面的工程训练，使学生掌握元器件的辨识、使用，仪器仪表的操作，基本电工电子电路的安装、调试和测试方法等。

验证性实验，重点解决理论与实践相结合，理想模型与实际物体相结合等问题。通过实验比较深入的理解基础理论，掌握科学实验的方法和步骤，培养学生实验技能以及在实践中运用、推广和提高知识的能力。

设计性实验，主要培养学生根据实验目的和实验目标，设计实验方案，选择仪器设备，组装实验系统以及调试、测试、分析和总结等能力。

综合性实验，以自由组合形成选题小组，通过自选或自定设计题目等方式，使学生能够较系统地掌握从选题、方案论证、电路设计、电路实现、装配调试，直到最后的文档整理和总结报告等全过程的各个环节。

(二)集中技能培训

集中技能培训是针对具体问题，学生通过器件选择、产品制作、安装调试等训练，熟悉电工、电子产品的制造工艺以及器件和电路的安装、测试和调试方法。在内容选择上，与现代电工电子技术实际应用并将国家职业技能考核标准融入教学内容中;在训练方法上，让学生身临实践现场“真刀真枪”地训练。

(三)创新实践活动

创新实践活动安排在课外进行，针对各专业常见的实际问题以及电子设计竞赛、电工数学建模竞赛和电工技能鉴定等活动，开展综合训练、创新设计或自主实验，对学生电工电子技术的应用能力进行再提高。同时，结合各专业学生的生产实习和毕业实习，有针对性地进行相关设备的电工电子技术方面的实践。在学生进行生产实习和毕业实习的时候，根据现场电工电子技术应用的实际，给学生布置电工电子技术方面的实习内容，学生在专业实习的同时，得到电工电子技能与能力的培养。

三、教学方法和教学手段的改革

坚持“以学生为教育主体”的教育理念，加强教学方法和教学手段改革，充分调动学生学习的积极性和主动性，充分发挥学生的潜力和创造性。

(一)理论教学灵活运用PBL教学模式

PBL(Problem-Based Learning)教学法就是基于问题的学习方法。它是把教学置于复杂的、有意义的问题情境中，通过互动讨论及概念辨证等方式进行科学知识的学习。它改变了传统以知识灌输为主的教学方式，特别强调学生的主动学习。

对于应用型本科院校，电工电子技术作为技术基础课，不仅要求学生掌握必要的基本知识和基本理论，更强调的是培养学生的应用能力和工程素质。在教学中，以主要知识点、或者以教学模块、或者以若干教学模块为单元，灵活运用PBL教学法，按照“项目——问题——自学——讨论——评价”的流程组织教学。在具体实施PBL教学法中，按如下步骤进行:

1.选择项目。项目的选择要紧密结合教学内容，可以选择典型的实际工程项目，也可以是教师自己的科研课题;可以是项目的全部，也可以将项目分解为子项目。

2.问题导出。从选定的工程项目中导出具体问题，并分发给学生。学生要分成学习小组，具体问题要在组织讨论前一周分下发。

3.自学过程。学生利用课外时间，通过查阅文献、咨询等多种渠道开展自学活动，构建各自独到的见解。

4.组织讨论。教师在课堂组织学生开展讨论。在讨论中，教师要注重启发引导，并根据实际情况设疑、质疑，充分调动学生的思维，主动思考，踊跃发言。对于错误的、模糊的观点，教师要及时予以纠正。

5.效果评价。评价采用学生自我评价、同学之间评价和教师评价相结合的方式进行。通过同学评价加深知识的理解和掌握，促进共同进步;通过教师的评价，指出存在的问题，并为学生布置课后思考题，进一步实现知识的升华。

PBL教学法的灵活运用，不仅提高了学生对电工电子基本知识和基本理论的掌握和理解，而且培养了学生自学能力、探究问题、分析问题、解决问题、归纳整合和交流表达、团队合作等实际工作能力。

(二)集中实践教学采用任务驱动教学模式

在电工工艺实习和电子工艺实习等集中实践教学中，采用任务驱动教学模式组织教学活动，培养学生的综合应用能力。

1.电工工艺实习

首先进行电工安全知识、电工工具使用、电工仪器仪表的选择与使用、导线的连接与绝缘的恢复、室内线路的敷设与安装、动力线路的敷设与安装、电缆接头的制作和常用低压电器的选择与安装等基本技能与能力训练，然后，采用任务驱动教学模式，以典型机床动力配电盘或电气控制柜为载体，将相关教学模块、训练项目与内容有机结合，使学生通过电工产品的安装、调试以及技术文件的编写，掌握电工产品的生产工艺与调试、测试方法。

2.电子工艺实习

首先进行示波器、万用表、信号发生器、交流毫伏表、直流稳压电源等常用电子仪器的操作方法以及电子器件辨识与检测、电路板制作与焊接技术等基本技能与能力训练，然后，以方波发生器、电压报警器和SMT技术的FM收音机为载体，将教学模块、训练项目与内容有机地结合起来，使学生通过电子产品的装配、调试和测试以及技术文件编写等训练，掌握电子产品整机装配与调试工艺流程以及整机装配与调试的项目和方法。

四、结束语

课题组在理论研究和实践探索的基础上，针对电工电子技术系列课程的特点，结合学校各专业学生对电工电子技术知识、技能、能力和素质培养方面的需求，构建了“模块化”、“层次化”教学体系，满足了不同专业在教学内容和课外科技活动选择上的需要;通过教学方法和教学手段的研究与改革，提高了教学的实效，有利地促进了学生应用能力和工程素质的形成。

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