非电类专业 《电工学》实验教学改革探讨

余仕求 （长江大学电子信息学院，湖北 荆州434023）

《电工学》是高等院校非电类专业的一门重要基础课，其涉及面广、应用性强，通过 《电工学》实验既能巩固学生所学理论知识，又能培养学生的工程实践能力［1－2］。目前，非电类专业 《电工学》实验教学中还存在如下问题：①实验内容单调。非电类 《电工学》实验仍然以验证性实验为主，并且实验内容与实际应用脱节。虽然专业不同，但实验项目基本相同，没有体现专业特色和需求。②实验教学方法与手段落后。以 “灌输式”实验教学为主，不利于激发学生的兴趣，不利于学生自由发挥。③实验投入不足，有的实验设备陈旧，实验耗材也不足，新开实验及综合设计型实验因条件限制而无法进行。为此，笔者以长江大学为例，对非电类专业 《电工学》实验教学改革进行了探讨❶❶长江大学教学研究项目 （JY2011008）。。

1 明确实验教学培养目标

长江大学 《电工学》实验中心属国家级 《电工学》实验教学示范中心在建单位，根据该中心 “三级一线”实验教学培养体系 （见图1），在实验教学中，按循序渐进的教学规律分级培养学生的基本技能、综合能力和创新能力，以达到培养学生工程能力和实践能力的目的［3－4］。

图1 “三级一线”实验教学培养体系图

2 确定不同专业应用侧重点

通过对长江大学计算机科学学院、机械工程学院、石油工程学院等院系的教师和学生进行调查，了解《电工学》技术在有关行业的应用情况后，确定了不同专业应用侧重点，以期增强 《电工学》实验的专业和工程特色。具体内容如下：①计算机专业主要包括执行机构的驱动方法 （如步进电机、继电器等）和传感器信号检测方法 （如红外、超声等调理电路）。②机械专业主要包括一般电气传动控制 （如交直流电动机、步进电机调速控制、晶闸管直流调速、继电接触控制等）和检测电路 （传感器、滤波器、放大器等）。③地质、矿产普查和石油工程专业主要包括电动机与节能 （异步电动机应用、抽油机节能方法、变频技术应用）和检测电路 （传感器、滤波器、放大器等）。

3 实验内容的方案设计与具体实施

3．1 方案设计

根据实验教学培养目标，结合调研情况，制定新的实验内容设计方案，即将 《电工学》实验内容分为基础、综合、设计3个类型 （反映专业特色和工程特色的实验应融入综合和设计类型实验中），其学时比重分别为30%、40%、30% （见表1）。

表1 《电工学》实验内容计划表

3．2 实验内容方案的具体实施

1）编写实验指导书 实验指导书按基础、综合和设计3个类型编写具体实验项目内容。此外，实验指导书应附有补充内容，如步进电机、直流电机、低压控制电器、传感器、红外发射与接收等，上述内容与实验项目有关，这样便于学生自学。

2）做好实验前准备工作 在综合设计类实验项目中，大多数实验内容与工程应用有关，综合性强，实验前需查阅有关器件的性能参数和典型应用电路，并分析设计整体电路，以便为后续实验提供指导，上述过程是培养学生工程能力的一个重要环节。下面以设计性实验 “红外报警电路设计”为例进行具体说明。红外报警电路设计实验的目的是应用红外光发射与接收原理，设计信号检测、放大及驱动电路，从而实现声或光的报警功能。该实验的具体内容如下：①按电路功能设计电路框架；②查阅有关器件（如红外发射与接收对管和蜂鸣器等）的指标参数和工程应用电路；③设计各功能单元电路；④整体电路设计。该过程不是将各单元电路简单连接起来，需要考虑以下几个工程实际问题：两单元电路连接方式及电平转换问题；隔离与阻抗匹配问题；驱动能力问题。

3）确定正确的实验方法 做好实验前准备工作后，还要确定正确的实验方法，只有这样，才能使学生尽可能顺利地完成实验。以综合设计性实验为例，其实验方法可以按照以下步骤进行：①复杂电路按功能或结构划分为几个部分；②将各部分电路接好并单独进行调试，使各部分电路工作正常；③再将各部分电路连接起来进行整体调试，使其工作正常；④与前期理论设计进行比较，修改有关电路参数或电路结构，测试记录有关实验数据，分析实验结果。

5）实施结果 上述实验改革方案在长江大学机械、计算机等部分专业中进行了实施。实施后学生反映设计性实验内容新颖，实验结果直观趣味性强，实验积极性高，开阔了眼界，了解和体会了电工知识的实用价值，收获比以前要大。当然也有一些不足的地方，由于有些学生没做好实验前准备工作，实验任务没有全部完成，实验效果打了折扣。

4 结 语

结合专业特色和工程应用，对高等院校非电类专业 《电工学》实验教学进行了改革。教学实践证明，上述改革有利于提高学生参与实验的积极性，培养了学生综合分析和解决问题的能力，学生反映良好。今后，应进一步根据不同理工科专业因需施教、因材施教，切实提高非电类专业学生的 《电工学》工程实践能力。

［1］储春华，李有军，翁绍捷，等 ．非电类电工学实验课程教学模式改革探讨 ［J］．海南大学学报 （自然科学版），2010（4）：382－384．

［2］黄琦兰，沙琳 ．电工学中设计性实验实施及效果分析 ［J］．电气电子教学学报，2010（7）：136－138．

［3］陈烨，袁小平 ．电工类专业学生创新能力培养的研究与实践 ［J］．电气电子教学学报，2010（5）：61－65．

［4］张晓春 ．“电工学”综合实验教学的改革探索 ［J］．电气电子教学学报，2010（9）：139－140 ．