电工电子实践能力“三个层次”培养模式探索

张守峰

（金淮安信息职业技术学院，江苏 淮安 223003）

电工电子是工科类一门重要的专业技术基础课程，实践性较强。目前在高等职业院校教学过程中，存在着一些不足，如：实践性教学通常是理论教学的支持与补充，实验以验证性为主，内容比较简单；设备通常以试验箱为主，实践条件及运用手段比较单一；实训以综合性实训作为实践的最高层次，缺少创新能力培养的途径。根据社会的需求和学生的实际情况，应重视电工电子的实践教学，笔者提出以验证性、设计性和竞赛性三个层次递进式的实践能力创新性培养模式，基本情况如图1所示。

图1 电工电子实践能力“三个层次”培养模式结构

一、确立电工电子实践课程的主体地位

要想提高电工电子实践能力的培养效果，首先从思想上提高其地位。以往通常把电工电子实践教学作为理论教学的延伸、拓展和深化，实验附属于相关的理论知识。近年来高职学生理论知识的储备和自学能力不足的问题日益突出，以理论知识为主线的教学思想造成学生理论知识差，技能薄弱，不能满足企业要求的困顿局面。为此，高职院校可以依托岗位能力要求，把电工电子实践性内容独立为实践课程，确立电工电子实践能力培养为主的课程模式，教学改革思路如2所示。

图2 电工电子课程教学改革结构图

电工电子课程改革后，理论课程教学课时由90课时调整到30课时，教学组织形式以教师讲授为主，教学内容主要是电工电子基础知识，包括直流电路基本概念、定律和相关参数简单计算，单相正弦交流电路基本概念与三要素，二极管与三极管及数字逻辑电路基础。电工电子实践课程由20课时调整到90课时，以项目为载体，采用理实一体化的教学方法，内容包括常见元器件和芯片认识、特性和应用方案，万用表、示波器和信号发生器等仪器仪表的使用，把有难度的理论知识纳入到项目中，并融入电工电子最新的发展应用[1]。

二、确立设计为主的实践内容设置

在以往的电工电子课程中，实践形式分为验证性试验和综合实训，实践内容简单。为了更好地发挥学生的创造性和主动性，学校按照验证性试验20%、设计性实践60%和竞赛性设计20%的“三个层次”设置电工电子实践内容和相应的教学课时，设计性实践内容占主体地位。

（一）验证性实验

电工电子验证性实验环节，借助于综合试验箱，培养学生的基本实验能力。验证性实验设置如表1，通过验证性实验锻炼了学生连接和测试电路的能力，培养了学生正确使用常用仪器仪表的能力，初步学会分析实验数据、验证电路定理和定律的能力。

表1 验证性实验设置

（二）设计性实践

设计性实践采用试验箱、PCB板和仿真软件的手段，实践内容更加丰富，完成实践的立题、方案、仪器准备、操作、处理和分析实验结果。设计性实践一般依次采用三种模式，一是自主设计，二是电路仿真设计，三是综合性设计。

1.自主设计。一些高职院校建有电工电子实践课程网站，制作了仪器仪表视频教学课件，指出了容易出现的电路连接错误和仪器仪表操作不当等问题；实验室和器材对学生开放，保证了学生自主设计实践的顺利完成[2]。自主设计实践以开放性教学为主要形式，由逐渐递进的简单自主设计和典型功能电路自主设计两部分构成，主要内容如表2所示。

表2 自主设计实践内容设置

第一部分是简单自主设计，在试验箱上完成，是验证性实验过渡形式。如 “混联电路设计与测试”，提前查阅电阻、电压、电流和电路用到的相关知识，在试验箱上自行设计串联、并联或混联电路，测量、整理和分析实验数据，撰写实验报告。第二部分是典型功能电路自主设计，主要运用常用元件和芯片在PCB板上完成。如典型功能电路基于555脉冲发生器设计，首先查阅555芯片相关知识，然后选取分立元件，设计制作PCB功能电路模块，最后检测电路板性能，调试并记录功能电路数据。将完成的功能模块电路编号入库为竞赛和科研利用，在有限的实践经费条件下，又能够促使学生顺利从基本设计到研发方向转型。

自主设计实践要求教师尽量做到由指导变为引导，提倡并促进学生间的交流，给学生以最大的自由空间。虽然电路设计和电路板焊接都不如成品美观，但项目过程中充分培养了学生的协作精神、交流沟通能力、计划组织能力，有助于培养学生独立分析和解决问题的能力。

2.电路设计与仿真。教学内容包括功率因数仿真设计、三相电路仿真设计、三运放差动应用仿真设计、RS触发器控制电机仿真设计、计数器仿真设计等。电工电子实验设备和新器件层出不穷，EDA软件可以减少元器件的损耗，过程快捷、方便和高效，在许多企业一线工作岗位都有运用，熟练运用EDA软件也是电子工程师等岗位的基本要求。而Protel软件具有全三维操作环境，非常适合电工电子电路设计[3]。

运用EDA仿真软件培养电工电子实践能力，并不是单纯地以EDA仿真软件代替实际操作，而是在学生具有一定的实验能力和自主设计能力的前提下，使EDA仿真软件结合自主实验能力。例如学生掌握焊接能力、能够识别常用元器件、熟练使用仪器仪表等基本实验能力，运用EDA软件设计电路，用虚拟仪表测试波形，仿真调试电路相关参数，非常接近实际情况。

3.综合性设计。教学内容为万用表焊接与检测、直流稳压电源设计或数字钟设计，完成理论分析、原理性设计、实践制作，提高学生理论与实践结合的应用能力。以项目为载体，以工作任务来安排教学内容；以学生为主体，以提高学生综台素质为目标。实行现场集中教学，项目分解成若干个工作任务，将知识点、能力点和职业素质融于实际操作过程，进行过程考核[4]。

三、确立竞赛性实践的深层次培养方案

高职院校通常的实践模式可以培养出大部分优秀的产业工人，而一些更优秀的学生可以通过竞赛性实践培养成为企业基层研发人员，学校有计划地开展电工电子实践课程竞赛和学科竞赛。中国科学院院士李大潜说：“参加竞赛，无论成绩如何，都可以充分调动学生的主观能动性，鼓励他们动手、创新、协作，积极进取，学以致用[5]”。

电工电子实践课程竞赛强调基础，突出应用性，尽量联系实际工程问题，内容主要是常见电子器件识别与使用、常用仪器仪表熟练运用和电路主要点测量等实践应用能力；学科竞赛以组织学生参加各类大学生实践竞赛为主，是培养大学生工程实践素质的有效手段，主要有省、市电子学会电子设计大赛和全国大学生电子设计竞赛。鼓励师生积极参与，经过双向选择，组成一个竞赛的有机结合体，指导教师引导学生课外创新实践活动，学生小组自主完成项目设计、制作和分析，实现学生的个性化培养。

四、考核评价方案

电工电子实践课程把理论知识考核融入到技能考核中，以实践过程考核为主，采用“四段-两结合”方式进行考核，重点考核学生的实践能力。四段即验证性实验、设计性实践、综合性设计和竞赛性实践，两结合即老师评价与学生互评相结合。

验证性实验20分，每个实验5分，考核内容侧重于常见元器件的认识和常用仪器仪表的使用；设计性实践50分（自主设计30分，仿真设计20分），每个项目10分，考核侧重于项目所需元件选择、电路设计与测试能力、仿真电路调试能力及知识拓展能力；综合性设计20分，根据专业不同项目有所区别，考核侧重于项目方案的设计能力、PCB板设计与制作能力、产品检测能力与团队合作能力；竞赛性实践10分，考核侧重于理论知识拓展能力和实践技能应用能力。

五、总结

笔者所在的学校在这几年的教学改革过程中，电工电子实践课程采用了“验证性、设计性、竞赛性”三个层次的实践能力培养模式，取得了明显的效果。设计性实践内容得到了全体学生认同，学生的实践动手能力有明显提高，实践能力获得了企业的好评；在许多大学生电工电子学科竞赛中取得了优异的成绩，一些毕业生就业层次迈上了更高的台阶。然而，由于学生个性化学习比较多，存在着师资力量不足、指导教师自身提高慢和实践投入经费不足的问题，随着国家对职业教育的重视，同时学校加强与企业的交流与合作，引进企业兼职教师和教师脱产到企业培训，问题将会逐渐缓解和解决。

[1]胡章飞.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（9）：154-156.

[2]刘海春.基于航空特色的“电工电子技术”课程教学实践[J].电气电子教学学报，2013（4）：35-36.

[3]雷敏.基于多媒体课件的仿真实验在电工电子实验中的作用 [J].长沙大学学报，2013（5）：127-128.

[4]肖杰.电工电子实训教学模式改革研究与实践 [J].湖南第一师范学院学报，2013（5）：48-50.

[5]赵兴龙.电工电子实验教学示范中心的建设与探索[J].宁夏师范学院学报，2013（3）：95-98.