基于成果导向的《电工基础实验》课程的教学探索

【摘要】作为工科专业，尤其是与电相关的工科类专业，对于电工电子类的实践操作技能是最基本，也是最重要的学习内容。培养学生能够熟练的掌握各类电工电子器件、测量用仪器仪表的使用、电路图的设计与焊接、电路中各类参数的了解与分析的能力，实验是必不可少的教学环节。本文从通过不同层次的的实验教学手段，激发学生的学习兴趣，培养学生的实践动手能力和综合创新能力为成果导向，介绍了《电工基础实验》课程的教学探索。

【关键词】成果导向;电工基础实验;四步走

一、概述

随着近年来素质教育的普及，社会企业对于应用型人才的需求，对创新能力也提出了更高的要求，如何进一步的培养学生的基础能力，提高应用操作技能水平和设计能力、创新创造能力成为高校电工电子教学中应该思考和探索的方向。基于对教学成果为导向的思考，本人认为应当在电工电子的教学实践过程中建立“四步走”的教学模式进行教学，让学生从被动接收知识，逐步的走向主动去探索新的知识。作者以本校《电工基础实验》课程为探索对象，在实际的教学过程中总结并改进教学方法，渐进的推广至其他课程的教学过程中，达到因材施教、致力创新的分层次、相互衔接相互反馈的 “四步走”的实验教学模式。“四步走”教学模式概括为：基础理论知识的培养→软件设计仿真技能的培养→实践操作技能的培养→创新设计能力的培养。

二、基础理论知识的培养

理论是实践的基础。技能型人才，首先要具备有丰富扎实的理论知识，要学好《电工基础实验》这门课程，首先要学好电工基础理论知识，认识掌握各类元器件，以及各类元器件在电路中的作用和参数，培养学生能认识元器件，了解元器件，正确使用元器件的能力。熟悉不同电路的特性，容性电路、感性电路、补偿电路、互感电路、日光灯电路、三相交流电路等各类交流电路。电流、电压关系，功率分析，功率因数的提高，容抗，阻抗等基本概念的深入理解、运算公式的熟练运用。只有掌握了充分的理论知识才能进一步的锻炼实操技能。那么教师应在实验前进行生动深入的理论知识讲解，让学生对电感兴趣，对电路充满好奇，有强烈的动手实践的愿望。当然生动的理论知识讲解也需要艺术性的教学手段，穿插实际生活中的电路应用，和学生进行良好的互动，把握学生的学习节奏，而不是一味的让学生跟着教师的节奏走。总之，扎实良好的理论知识储备才是实践的第一步环节。

三、电路设计仿真技能的培养

为什么要插入仿真技能的培养呢？电路仿真技术是电路设计的前沿，是确定电路设计成功与否的前提条件，也是巩固和加深对理论知识的理解应用的一种高效方式。在特殊事件期间，作者教授《电工基础实验》课程的过程中，由于学生不具备返校进行实操实验的条件，只能选择使用仿真软件Multisim进行电路仿真实训授课（也可以使用如Proteus等其他软件），在进行仿真实训的同时先进行理论知识的讲解，学生通过画电路图，测量数据参数，分析数据得出结果，对理论知识有了更深的理解，通过自己画电路图，对电路模型能够更加清晰的认识。

用软件对电路进行仿真容错率更高，学生不用担心烧毁元器件，损坏仪器设备，所以学生能更主动、更大胆的去做实验，对出现仿真错误的时候能自己检查问题所在并解决问题，得出的结果更符合理论值，对所学的理论知识有了一个正反馈的作用。电路仿真技能的培养能促进对理论知识的深入理解，更能便捷的实现学生自我设计电路，实现学生的创新创造能力的培养。

科学技术的发展，人才技能的培养都离不开创新，而通过软件设计仿真是高科技技术创新，芯片设计，大型集成电路设计的前端技术，所以在实验教学的过程的，对学生电路设计仿真技能的培养尤其重要。

四、实践操作技能的培养

理论知识只能靠实践来检验其正确性。实践操作是实验教学中必不可少的一环，既是重点也是难点，难在如何调动学生的积极性，所以教学方式要思考，要有效。

首先要在实验课堂上充分唤起学生的学习兴趣，激发求知欲望，促使学生实验课堂中去寻找答案，索取新知。当学生的探究热情被激发以后，教师应及时引导学生，根据本节课学习目标，围绕要解决的问题，结合课本知识，进入动手环节。比如在变压器互感线路实验中，我会问学生：“大家能告诉我实际生活中我们见到过什么样的变压器吗？”学生可能会回答路边两根电线杆中间放置的变压器，或者变电站的高压变压器。我会跟学生说你们经常会用到变压器，学生会很奇怪，我会告诉学生：“手机充电器就是一个变压器，大家想知道手机充电器为什么能给手机充电吗？”那么这种结合生活中用到的电器进行开场分析会提高学生的学习积极性。

《电工基础实验》课程的实验，主要包括三大类：演示性实验、验证性实验和综合设计性实验。针对不同的实验项目要有不同的教学方式和方案，如果千篇一律的方式去讲解，会达不到很好的教学效果。

（1）演示性实验是指教师在课堂上进行实验操作和示范，并启迪学生观察、分析、归纳、总结的教学活动。演示性实验一般是比较简单的实验现象，教师要选择通过比较有观赏性，代表性的实验现象而不是数据型的实验现象来激发学生的兴趣和求知欲，巩固和加深所学知识的理解和应用，训练学生的实验技能。

（2）验证性实验是指理论性比较强，比较抽象的定理、定律、公式或者结果需要用做实验测数据的方式计算分析得出。比如在三相交流电路采用星型三相四线制对称负载接法时，线电流= 相电流，线电压=相电压，这样的理论结果需要学生用连接电路实验进行验证。验证性的实验项目教师要通过能引起学生产生疑惑，想去寻求正确结果的方式去引导学生积极的实验。比如作者就是通过故意做出一个不符合理论结果的数据，让学生去查找问题所在，或者做出一个正确的结果来比较区别在哪里。这样让学生更有学习的兴趣，带着疑问去实验，从而更加严谨的进行实验训练。

（3）综合设计性实验是指以基本内容为基础，多个知识点相互关联，实验的要求和目标由教师指出，实验器材与实验方法由学生自行选择，自由性高度开放的实验。这种类型的实验项目，教师可以让学生自行设计有趣好玩的项目，而不是简单的一个电压源或者信号发生器这种枯燥的实验项目。比如可以让学生做有声音、有动作或有光亮之类的，与课程相关的电路，这样可以提高学生的兴趣和成就感。当然在综合设计性的实验过程中，使用软件设计并仿真就可以发挥相当大的作用了，这也是为什么作者强调培养学生仿真设计能力的重要性了。在进行设计性实驗教学过程中，教师只需要起到指导，点拨的关键作用，不能过多的介入学生的设计过程。

五、创新设计能力的培养

创新设计型能力培养的实验教学内容以锻炼学生自主探索、自我创新的能力为目的，大力培养学生分析解决实际工程应用问题的能力，以学生组队为单位的开展创新实验训练。通过组织学生参与开放实验环节、组织各类校内外电工电子设计大赛，让学生结合学习的专业知识，自主命题，自主设计，自主完成软件仿真以及硬件实物的焊接调试，到完成作品并撰写设计报告。

此类实践训练项目，需要教师利用课内外时间，开放实验室资源，培养一批兴趣浓厚，技能优秀的学生起带头作用;也可以组织兴趣爱好协会，在政策与资金方面给予一定的帮扶，达到上届带下届，可持续的学习研究氛围。通过学以致用的方式丰富学生对电工电子类专业的体验，提高工程应用技术能力，增强创新创造的意识，满足社会对高技能人才的需求。

六、结语

以培养工科学生具有良好的实践动手能力和综合创新能力为教学成果导向，通过“四步走”的实验教学模式达到高技能人才培养的目的，让学生在毕业时有增量的走出校园，有核心竞争力，实现良好的就业愿景。

参考文献

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[4]顾凌明，骆雅琴，游春豹.工学实验教学改革研究与实践[J].安徽工业大学学报（社会科学版），2009.

基金项目：本文系武汉工商学院2020年校级教改重点项目（“以学生为中心”电子信息类应用型本科实验教学评价体系的构建）成果之一

费波涛 武汉工商学院