推动学生能力提升的“电工学”课程研究

卫昱含 韩金历

（吉林建筑科技学院 吉林·长春 130114）

“电工学”是非电类专业一门非常重要的基础课程，该课程涵盖内容广，包含了电路基础、电机及其控制基础、模拟电子技术、数字电子技术、电工测量和安全用电等多方面的知识，理论性与实践性都很强，与工程实际密切相关，要求学生不仅掌握基本的理论知识，还要具有基本的实际操作能力。但是学时相对较少，学生的重视程度不够，学习动力不足，加之传统的以“教师+PPT+黑板”为主要教学方式，虽然可以将大量信息有针对性地展示出来，使知识架构清晰明了，但这种以老师为主导的教学方式，不能充分地调动学生学习的积极性，同时，由于实验课时相对较少，实验内容大多是验证性实验，且实验台都是专业针对教学的，学生对真实的操作环境了解甚少，动手能力较弱，使得学生很难将理论与实践很好结合起来，缺乏分析实际问题的方法和解决实际工程问题的能力。

近年来，随着互联网技术的应用越来越广泛，信息化技术、移动技术在教学过程中得到了广泛应用，线上线下的混合式教育模式也随之逐步推广起来。充分利用网络教学资源，将线上线下教学充分融合，相互补充相互支撑，已成为高校人才培养方法之一。混合式教育模式中，增加实践教学所占比例，积极与企业合作，增加教学内容的丰富性，也给学生提供更多实践操作的机会，使学生得到更多的能力培养。

在建立“电工学”混合式教学模式时，为了让学生掌握的知识更具前瞻性与实用性，引入华清远见的在线课程教学资源及企业经验，建立基于“三端一平”的“电工学”在线开放课程，三端是：教室端、教学端、移动端，一平是网络学习管理系统；并引入“随身实验室”，即从大一开始学院为学生提供电子入门、设计、创新开发的实验箱，实现每个同学在课程实验中一个实验箱，随身再携带一个开发板进行学习和研发，真正做到“让实验室随身而行”。

课程教学平台基于MOOC 网络教学平台，参照借鉴其他高校的相关课程，引入优秀的“电工学”教学视频，并结合华清远见的在线课程教学资源及企业经验录制相关教学及实验视频，建立符合本校学生实际的“电工学”课程，并通过MOOC平台进行课程管理与实施。

1 理论教学

上课前，教师提前录制课程视频，或者确定他人已录制好的的视频，将所需课程教学资源（word、PDF、音频、视频、图片等等）添加到对应课节里，视频上可在时间节点上设置问题，这样学生在观看视频时，需带着问题观看视频，回答正确后才能接着往下看，视频下方有本节课的参考资料，方便学生下载与查阅。教师在上课前布置学习任务，提出思考问题，学生按要求提前观看视频，找出问题答案，完成预习，对不明白的地方，可以在讨论区留言提问；章节后附带本节测试，学生可在看完视频后直接进行答题，这样既能检测学生是否进行了认真的预习，同时也能对学生的学习情况进行分析。学习平台上带有监管系统，教师在后台实时掌握学生的学习进度，如没有按要求完成的，可进行及时的询问与提醒，并以此作为平时考核的一部分。

上课时，教师的讲课内容不再是单一的知识点的罗列，而是有主次有重点地对知识点进行梳理，对视频里未提及或讲解不详细的内容进行补充与说明，对本节课的重点与难点进行详细讲解与分析，使得与网上教学互相补充、相互支撑；并对学生在讨论区的留言与提问进行解答，也可在讲完知识点后，让学生进行分组讨论，提高学生主动思考与自主学习的能力，在遇到不同方案时，可让学生通过不同方法对结论进行验证，开拓学生的思路。

学生带着问题听课，听课效果更好，能积极与老师互动，激发了学生学习的积极性；分组讨论，增强了团队协作能力，使得学生快速进入学习状态，锻炼了学生的思维表达能力，同时，老师根据学生的问题，有针对性地进行讲解与授课，让课堂讲授的内容更具实际价值，课堂更活跃，使听课过程成为一个思考与收获的过程。

2 实验教学

传统的实验教学是学生上完理论课后，进入实验室，依据实验原理与理论知识，根据实验指导书的实验步骤，利用实验台进行实验操作。实验台通常是依据实验原理进行搭建的，在实验台的板面上，有对应元器件的符号表示，学生根据所学的知识与实验要求完成连线即可得到正确的实验结果。这样的实验，使得学生的实验完成度很高，但对其实际的原理掌握的并不十分透彻，同时由于实验台都是根据课程理论搭建的实验台，面板上的符号也都是以理论符号画出，且不可拆卸，因此学生即看不到实验台内部结构，不了解真实电路的连接方法，也看不到真实的元器件的样子，这就导致学生的理论知识很强，但实际操作相对薄弱，甚至是有的学生在拿到真实的元器件后，不知道是什么元器件，也不知道实际的电路连接规则是什么，使得理论与实际脱节。

采用线上线下混合式教育后，教师在讲完理论课程后，根据课程特点与学生实际情况，可录制不同层次的实验操作小视频，并将其上传的网络平台上，学生利用手中的“随身实验室”，可跟着视频内容一起搭建电路。由于使用的元器件为实际操作用的元器件，学生做实验的过程即为实操练习的过程，因此学生能对电路的原理与连接方法有一个更直观的认知与理解。学生线下搭建完电路后，也可以根据自己的理解与思路，搭建不同的电路进行验证，实际电路验证完毕后，进入到实验室进行理论验证，这样学生即对理论知识有了一个更高层次的认知与掌握，也对实际的电路连接有了一个更直观的认识，同时也对实际电路的连接原则有了一个初步的认识，达到理论与实际充分的结合。在实验过程中，学生可对实验中存在的疑问进行分组的讨论与交流，并通过“随身实验室”和实验台进行验证与分析，教师进行引导与指导，在巩固基础知识的同时，提高了学生思考问题、分析问题、解决问题的能力。

为了提高学生对“电工学”的学习兴趣，并使讲授的内容与时俱进，与所学专业更好的融合，教师依托MOOC 平台，根据企业实际需求，建立不同层次、不同类型的实验项目，录制对应的实验视频，实验项目与学生的专业紧密相关，学生可依照学习进度和知识的掌握情况选择观看不同的实验视频，并根据视频内容与要求，自己动手搭建相关实验电路，同时，根据实验视频里提出的问题，搭建不同的电路，分析结果及原因，促进学生主动思考、分析、解决问题，提高学生学习的主动性与积极性。

3 课后兴趣小组

为了提高学生学习“电工学”的兴趣，教师面向全校学生组织课后学习兴趣小组，感兴趣的同学均可参加。将同学们按照专业与年纪分成不同的小组，引入企业实际的工程项目，按照专业与等级，将其分解为不同种类、不同级别的实验项目，邀请企业工程技术人员作为实验的指导教师，进行视频讲解或远程指导，让学生提前接触到工程实际，了解对应行业的规范与标准，为今后步入工作岗位打下一定基础。

同时，将学科竞赛和科研项目引入进来，根据学生的等级与层次，讲竞赛与项目分解成不同等级与层次的实验项目，实验项目从简单的模拟电路实验到复杂的数字电路设计，再到增加控制类题目，其内容从单片机最小系统设计到ARM 的应用设计，最后到综合实验，其实验内容包含了历届竞赛内容，及科研项目中对应的设计内容。让学生对自身专业有一个综合的认知，使学生了解电学与自身专业有哪些联系，增加了学生学习的兴趣，并使学生明确了学习目的，同时，科研项目的融入，让学生也有机会参与到科研项目的当中，使更多的学生得到实际工程训练的机会。

为了拓展学生的思路，将最后的综合实验的实验题目变成开放性提问，让学生思考不同连接会带来怎么样的实验结果，学生根据实验要求自己搭建实验电路，比较实验结果的差异性，分析原因，给出分析报告。实验项目的难度根据学生掌握的情况逐渐加大，不断提高学生的实践能力、创新能力、分析与解决问题的能力。

通过以上课程改革，改变了课程内容“难、繁、偏、旧”和过于注重知识传授，强调接受式学习、死记硬背、机械训练的现状，通过与企业的合作，建立“三端一平”的在线课程，使学生得到了实际项目锻炼，激发了学生学习的兴趣，使学生在获得基础知识与基本技能过程的同时，形成正确与科学的价值观。“随身实验室”的建设，提高了学生的实践能力与创新能力，使学生在掌握基本知识、基本方法和基本技能的同时，满足了学生个性化发展和多样化终身学习需求，让学生在学习过程中，以组建团队，领取项目的方式，有目的、有想法的去学习，让学生的理论知识可以与项目相结合，培养学生的独立创新能力、实际动手能力，在实践训练过程中，鼓励学生自行设计方案，自主实验，启发了学生自主研究探索、独立思考和自主创新的能力，逐步增强了学生的主观能动性，充分调动了学生的思维去思考、想象、推测和结论，使学生在实验中发现问题、分析问题，并利用所积累的理论和实践知识解决问题，锻炼与培养了学生积极探索、勇于创新的精神，是学生获取知识、锻炼动手能力、培养创新精神和实践能力的重要环节，推动了我校信息技术与教育教学深度融合，促进了我校优质教育资源应用与共享，提高了我校应用型创新人才培养的质量。