应用型本科院校电工电子实践教学改革与创新研究

杨特育，杜奕智，董海燕



应用型本科院校电工电子实践教学改革与创新研究

杨特育，杜奕智，董海燕

（合肥学院 基础教学与实验中心，安徽 合肥 230601）

针对当前高校实践教学中普遍存在的问题，构建了“层次化、模块化、系统化”的电工电子实践教学体系，探索出了线上线下相结合的新型实验教学模式，建立了适应“线上预习+线下操作”混合式实验教学的评价机制，以及联合共建创新创客实验室、创新实验室管理模式等方法，切实提高实践教学质量。

应用型人才；实践教学；网络学习；仿真实验

一、 高校实践教学的现状分析

（一） 教学内容和专业脱节

电工电子实验课程主要以验证型实验为主，教师按照大纲要求，把操作过程教给学生，学生按照教师要求进行实践操作、记录实验数据、书写实验报告等，不同专业之间没有明显区分，这种千篇一律的实验教学造成了教学内容与专业培养目标严重脱节，导致毕业生不能利用所学知识解决工作中的实际问题，适应性差。与应用型本科院校人才培养模式的特征不符[1,2]。

（二） 教学模式单一，学生实践积极性不高

传统实验教学主要以课堂教学形式呈现，教师只需要一块黑板、一只粉笔或是结合PPT就能完成实验讲解，教学方式枯燥、单一[3]。教师受传统教育理念的影响，习惯于以教代学，教学过程中教师讲解过多，示范过多，互动过少，学生学习主动性没有被调动起来，动手实践的积极性不高，从而导致实验教学效果较差。

（三） 实验预习环节缺失，实验教学效果不佳

传统实验教学关注较多的往往是课堂教学，忽视课前的预习环节。学生课前如果没有做好实验预习，实验课上经常会因时间紧张出现手忙脚乱、不知如何下手的现象，严重影响到实验效果[3]。学生课前进行实验预习不仅能够提高他们的自主学习能力，而且有助于他们加深对实验的理解，做起实验来得心应手，事半功倍。

（四） 教学设施限制了教学的深度和广度

当前部分高校仍然存在着重理论轻实践的现象，由于经费有限，投入到实践教学的资金不足，实验教学设施较为陈旧，教学仪器设备得不到及时地补充和维护，经常会出现几个同学共用一台实验设备的情况，学生动手操作的机会少，教学效果差。另外，实验室仪器设备不能及时地更新换代，导致一些体现新技术的实验内容不能开设，推陈出新的速度缓慢，跟不上行业新技术的发展步伐，无法满足学生专业培养的要求，阻碍了学生接触、学习新知识、新技能的机会。

（五） 实践教学评价机制有待完善

传统实验教学中，教师评定学生实验成绩，多以实验报告、纸质测验、操作考试等较为单一的形式呈现，学生完成实验的过程没有加以监管和考核，考核方式不够合理、科学，不能全面反映学生的实验能力。评价结果学生只能被动接受，缺少反馈和改进，严重影响到学生实践学习的积极性和主动性，不利于实践教学活动的开展。

二、 改革电工电子实践教学，提升应用型人才培养质量

（一） 确立以学生为中心的实践教学理念

随着工程教育认证在高等院校中的逐步实施，实践指导教师需要转变传统实践教学观念，以学生能力培养为根本出发点设计实施电工电子实践教学活动。在授课过程中，注重知识传授、动手能力的协同实施，教师起到引导解惑的作用，突出以学生为中心的教学理念，调动学生参与实践教学的积极性和主动性，激发学生的学习兴趣和潜能，增强学生独立思考能力和创新能力。

（二） 构建有利于应用型人才培养的“层次化、模块化、系统化”的电工电子实践教学体系

合肥学院是应用型本科院校，需要紧密结合各专业学生能力培养目标的要求设置电工电子实践教学内容[4]。为此，我们构建了以学生创新精神和工程实践能力培养为主线，集实用性、层次性、系统性于一体的实践教学体系。该体系以各专业培养目标为依据，突出适宜性，彰显与时俱进。课程体系包含四个层次：第一层次是基本技能训练，这是电工电子实践教学的基础，主要涉及基本实验实训仪器设备的认知、使用操作及必备相关的电脑操作知识；第二层次是专业技能训练，包含电工和电子两方面的实验内容，让学生通过动手操作，熟练掌握实验实训仪器设备的使用方法，加深理解实验实训原理和方法，培养学生知识应用和动手操作的能力；第三层次是工程综合能力训练，让学生了解最新技术发展状况和电工电子产品生产工艺流程，学生可在提供的实验实训项目中任意选做，教师提供技术指导，学生独立完成设计方案、产品制作和性能测试。在整个电子产品制作过程中学生的思维能力和工程实践能力都得到了很好的锻炼；第四层次是创新能力训练，主要针对参加电子竞赛的学生，他们可以自己选题，自建团队，利用实验室教学资源进行电子产品的设计、制作。在这个过程中，主要培养的是学生团队协作能力、应用知识解决问题的能力以及创新能力。这四个层次相互独立，又环环相扣，互相促进，互为依托，形成了充实完备的工程训练体系。

在电工电子实践教学层次化的基础上，进一步对实践课程教学内容细化，把电工电子实践课程划分为五大模块，主要包括电工模块、电子模块、电工电子实训模块、虚拟仿真实验模块和创新创业实验模块，初步建立的电工电子实践教学体系如图1所示。

图1 电工电子实践教学体系

在电工电子实践教学模块化体系中，根据系部人才培养方案要求，量身定制了一些电工电子实验课程，如针对电子系设置了《电子技术I实验（电子系）》《电子技术II实验（自动化）》《模拟电子技术实验（模块）》等实验课程，真正做到了切合实际，按需设课，满足了不同专业学生培养的要求。

电工电子实践教学体系包含五大模块，每个模块由若干个子模块构成，子模块由许多实验或实训项目来支撑，系部可根据各专业学生技能训练的需求进行合理选择，这种方式就像实验室开出菜单，系部按照各自所需点餐，方便灵活，解决了传统实验课内容与专业培养切合度不高的问题。

（三） 完善电工电子实践课程内容，设置合理全面的实验、实训项目

根据学校各专业技能训练要求，开发新型实验实训项目，补充设计型、综合型实验实训项目，并配套完善相关的课程资源建设。在实践教学内容的选材上，保留适量经典、成熟的部分，开发体现专业特色和行业产业发展最新成果的新项目。系部各专业可根据自身特点和专业技能训练要求，合理选择实践教学项目，避免实践内容与所学专业侧重点关联不大的情况。

（四） 改革实践教学方法和教学手段

1. 开放电工电子实验实训网络教学资源，探索线上线下相结合的新型实验教学模式

合肥学院电工电子实验课程大多是独立开课的，经常会出现理论课和实验课教学不同步的现象。如果实验时学生还没有学到相关内容，教师开展实验教学就相当吃力，不仅要讲解基本知识、实验原理，还要指导实验操作，两节课完成一个实验项目时间上就相当紧张。如果学生提前做过预习，掌握了相关知识，实验课上就轻松多了，教师在实验原理方面就可以少讲精讲，留给学生更多动手操作的时间。因此，我们初步确立了“线上预习+线下操作”相结合的新型实验教学模式，缓解了理论课与实验课教学不同步的矛盾，同时，线上预习也有助于培养学生的自主学习能力。

学生的线上网络预习平台设计如图2所示。和传统实践课堂教学相比，内容更为丰富、直观、生动，平台中的教学资源可以反复观看，师生还可以在讨论区很方便地进行互动交流[5]。这让学生在走进实验室之前就了解和掌握了相关知识，实验教师无需再照本宣科的讲授实验实训原理，更多的是运用启发式教学和参与式教学法，从知识的传授者转变为学生的答疑者或学习顾问，实现了因材施教的高效教学方式，充分发挥了学生的主观能动性，变被动学习为主动学习。从而确立了“线上预习+线下操作”相结合的新型实践教学模式，细化了教学各环节，形成了如图3所示的教学流程[6]。

图2 网络预习平台设计

图3 电工电子混合式实践教学流程图

实验指导教师将以教学视频为主要形式的学习资源推送到超星泛雅网络学习平台，学生上课前完成视频等学习资源的观看和学习，并通过相关实验的测试，最后进入实验室进行现场实验操作。“线上预习+线下操作”混合式实验教学模式利用现代信息技术，发挥网络教学资源丰富性和使用便捷性的优势，缩短了教与学、理论与现实的距离，真正体现了以学生为中心的教学理念，满足了学生个性化的学习需求，在培养应用型人才方面起到了举足轻重的作用。

2. 应用虚拟仿真技术开展电工电子实验教学，“虚实结合”，提高实践教学质量

虚拟仿真技术作为实验教学的补充，弥补了经费投入不足和实验室各种条件限制造成的缺憾。在虚拟仿真系统中，学生可以根据需要自由选择仪器仪表和元器件，进行线路连接，参数设定，边连线，边测试，边修改，边分析，并与理论结果进行对照，把实验和理论有机的结合起来。对于基本测量技术、常用仪器仪表及元器件使用、基本电路设计等电子专业的基本功，原则上进行实物实验实训；用真实仪器难以显示或需消耗昂贵元器件的项目，通常可采用仿真实验实训；对设计型、综合型的实验实训项目，可以安排学生利用multisum、EWB、matlab等工具先进行模型仿真，再进行实物实验实训。这样将“虚实”两种实验手段结合起来，可以大大提高实践教学的效果，节约教学成本[7]。

（五）建立健全适应混合式实践教学的成绩考核评价体系

实践教学评价体系中补充了对实验过程的评价标准，将学生对知识技能的学习过程纳入考核体系中，形成了混合式实践教学成绩评价体系，包括线上预习、实验准入测试、实验态度、实验操作、实验报告等几个方面，各项内容在综合成绩中的权重比例根据实验课程要求和学生专业特点确定。

三、 联合共建创新创客实验室，为培养“双创”人才提供优质平台

在“大众创业、万众创新”的大环境下，高校作为创新创业的主体，需要为学生搭建施展才华的优质平台。各系部可以联合共建创新、创客实验室，开放运行，预约进入。创新、创客实验室为学生提供课题研究的一些必要的设备和资料，如PCB雕刻机、计算机、示波器、各种常见的电子元器件、科技杂志和工具书等，学生利用实验室资源进行产品的设计和研发。创新、创客实验室鼓励有创新想法且爱好动手的学生进行科学探索和创造性的科研活动。

创新、创客实验室建设应该体现“四个结合”：紧密结合全国电子设计竞赛、飞思卡尔杯智能车大赛、全国机器人大赛、挑战杯等科技竞赛活动；以目前流行、实用的新技术为主，紧密结合就业需求；紧密结合专业和实验室建设，如提供毕业设计实验场所、加强实验室硬件和软件环境建设；紧密结合大学生创新创业项目，使之成为大学生开展创新创业教育的实践基地和大学生创业孵化园。

[1]张锋,刘晓燕,莫琦.关于电工电子实践教学改革的研究与探索[J].中国电力教育,2012,(36):59-60.

[2] 韩奕.关于高校和企业联合培养应用型本科人才模式的研究与探索[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017, 33(8):167-169.

[3] 杨特育,杜奕智,董海燕.基于MOOC自主学习平台构建实验教学新模式[J].江西科技学院学报,2017,12(45): 19-32.

[4]杨特育,杜奕智.MOOC自主学习平台在高校实验教学中的应用研究[J].扬州大学学报(高教研究版),2017, 21(3):92-95.

[5]苏小红,赵玲玲,叶麟,张彦航.基于MOOC+SPOC的混合式教学的探索与实践[J].中国大学教学,2015,(7):60- 65.

[6] 余泰,李冰.微课在高校实验教学中的应用探究[J].实验室研究与探索,2015,34(4):199-201.

[7]袁小平.电工电子虚拟仿真实验教学中心建设的研究与探索[J].实验室研究与探索,2017,36(12):164-167.

（责任编辑、校对：吴树新）

Reform and Innovation of Electricaland Electronic Practice Teaching in the Application-Oriented Universities

YANG Te-yu, DU Yi-zhi, DONG Hai-yan

(Basic Teaching and Experiment Center, Hefei University, Hefei 230601, China)

Through the analysis of common problems in the current practice teaching in universities, an electrical and electronic practice teaching system of “hierarchical, modular and systematic” is constructed. A new experimental teaching mode combining on-line and off-line teaching is explored. An evaluation mechanism of mixed experimental teaching adapted to “on-line preview plus offline operation” is established. The combination of the experimental teaching method is established. A total of innovative and innovative laboratory management modes have been set up to improve the quality of practical teaching.

applied talents; practice teaching; online learning; simulation experiment

G642

A

1009-9115(2018)04-0157-04

10.3969/j.issn.1009-9115.2018.04.028

安徽省质量工程重大教研项目（2016jyxm0875）

2017-11-24

2017-12-24

杨特育（1981-），女，安徽合肥人，博士研究生，实验师，研究方向为电工电子科学与技术。