“电工电子实习”教学改革的探索与实践

黄种明，许志龙，薛向东，张小英

(集美大学海洋装备与机械工程学院，福建 厦门 361021)

2019年10月教育部出台《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》[1]，指出课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量，要求必须深化教育教学改革，把教学改革成果落实到课程建设上，全面开展一流本科课程建设，树立课程建设新理念，推进课程改革创新，实施科学课程评价，严格课程管理。国家提出信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化制造，对电气、电子等相关行业的技术人才需求越来越大。“电工电子实习”作为培养学生电工操作技能为主的实践性课程，实验室使用人数不断增加，使用频率越来越高。在一流课程背景下，面对越来越多的学生，如何提高“电工电子实习”的教学效果成为教学改革中的重要课题。

为了提高电工电子实习效果，付少波[2]等基于CDIO工程教育理念的电工电子学教学模式，以项目为任务牵引，通过方案认证、电路设计、电路仿真和电路实现，使学生的关注点放在分析问题和解决问题上，教学模式得到了学生普遍认同，学生满意度较高。李丹丹[3]等建立“层次化”“模块化”的教学体系，构建“课堂+网络+互学”立体化实践教学模式，也取得较好的教学效果。刘强[4]等在传统的电工电子实践教学模式下，引入虚拟仿真与线下实践相结合的混合实验教学模式，采用翻转课堂教学手段，并在考核过程中增添线上作业、讨论和总结环节，使学生动手能力大幅度提高，实验效果得到明显改善。项嫔[5]等在新工科背景下，以电工电子实践教学中的实际问题为基础，从实践内容、教学方法和成绩评定三个方面对电工电子学实验教学进行了探索。耿敏[6]等在电工电子学实验实践教学中发现学生普遍存在概念模糊、知识碎裂、动手能力薄弱等问题，提出了基于任务导向与问题驱动的开放式教学模式。刘美琴[7]等提出高职专业课程教学应利用现有MOOC资源，结合线下课程的互动优势，进行资源整合和优势互补，实施线上线下混合式教学模式。以上教师探索的实践教学模式对电工电子实习效果有明显改善，但未对学生专业不同和电学知识差异大问题进行分析，探讨如何提高不同专业学生电工电子实习教学效果是本文的一个视角。

本文从一流课程建设要求出发，思考如何加强不同专业学生动手能力和解决问题能力的培养，通过建设“电工电子实习”课程思政教学模式，探索“电工电子实习”层次化、模块化的教学体系，结合线上线下混合式教学方式，尝试形成性评价和终结性评价相互结合的“电工电子实习”课程多维度评价模式，打造具有“两性一度”的电工电子实习课程线上线下混合式“金课”。

一 一流本科课程对“电工电子实习”课程的要求

(一)我校“电工电子实习”课程概述

我校“电工电子实习”课程为实践课程，面向工科和农科的13个专业，每年参加实习的学生约1 300个。课程从2001年开始建立，2009年被评为校级精品课程；2014年正式出版自编教材《电工电子实训教程》(普通高等教育“十二五”规划教材，电工电子基础课程规划教材)；2019年取得校级线上线下混合式课程建设课程；2020年取得福建省高校在线教育联盟20192第二批高校在线开放课程跨校互选课程，同年获批福建省线上线下混合式一流课程。在20年的发展建设过程中，课程紧跟时代发展需求，进行不断完善和改进，努力把课程从传统教学模式转变为面向智能化工业发展的特色实训课程。课程教材经历从自编讲义、直接借用到自编教材；实习设备经历从简易实习桌、采购设备到定制实习设备的过程。

“电工电子实习”秉承立德树人和“诚毅”校训，培育德智体美劳的社会主义接班人。课程目标：1.学习电工学的理论知识，掌握理论联系实际的应用方法；学习电工操作的基本方法，掌握电工操作技能。2.提高动手操作能力，拓宽专业知识面，培养复杂工程问题的分析和解决能力。3.培养爱岗敬业的工作作风、团队合作精神。

(二)原有的教学模式及存在的问题

我校之前开设的电工电子实习课程存在教学理念和内容滞后单一，传统教学方法缺少设计性和创新性的实习项目，师生之间互动少，电子实习设备相对老旧，不符合新形势下教学要求。具体表现如下：

1．教材主要采用自编讲义，学生上课前预习效果差，实习操作过程懵懵懂懂，不流畅。

2．教学对象涉及多个工科、农科专业，各专业对电类基础知识的需求侧重点大不相同，教学体系和教学内容千篇一律，不能有效体现各专业特点，对不同专业毕业要求的支撑不够明确。

3．实验室设备数量有限，服役时间较长，且承担的教学任务重，导致实验室资源非常紧张，每学期实验设备均需高频运转，设备故障率高，维修任务量大。

4．受设备和技术的限制，实习内容仍采用普遍的验证性实验教学模式，创新内容较少，导致实习内容的针对性、包容性不强，无法顾及到各种专业水平和能力的学生需求。学生学习氛围差，参与实践的主动性和热情得不到充分挖掘和发挥，学生的独立创新能力、自主思维能力得不到充分锻炼。

5．实习课程采用“实习成绩+实习报告”的考核模式，其中实习成绩采用教师对实习作品评价方式，主观意识比较明显，不同教师的评判标准也很难完全统一，导致现有考核体系很难做到完全公平。这种以单一结果性评价作为考核标准的评价方式忽视了实验过程中的形成性评价，学生的自主学习能力和创新思维能力很难得到锻炼和深化。

(三)一流本科课程对“电工电子实习”课程的要求

《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》提出必须深化教育教学改革，把教学改革成果落实到课程建设上，全面开展一流本科课程建设，对一流课程建设要求为提升高阶性、突出创新性、增加挑战度。

1．提升高阶性。课程内容要求学生广泛了解电工学理论知识、电子技术、安全操作规程等，又要能利用这些知识分析和解决复杂工程问题。如完成家庭用电系统、数字万用表、电动机控制线路等实习项目的组装调试，突破习惯性认知模式，培养高级思维，树立正确的工程观念、专注务实的设计态度，为专业复杂工程的设计提供帮助。

2．突出创新性。将智能制造、智能家居、水产智慧养殖等科技前沿技术与“电工电子实习”课程教学内容串连，通过线上线下混合式教学，培养学生探究所学专业与电工电子的结合方式，达到个性化培养，使得电工电子实习课程更具创新设计。

3．增加挑战度。“电工电子实习”课程为实践教学，在实习项目的制作和调试过程中，特别是接错线、焊错器件等故障排查中，需要学生具有较扎实的理论基础、透过现象分析问题的能力、仔细沉着的心态。这些要求决定学生要投入时间，科学“增负”，让学生体验“跳一跳才能够得着”；同时教师为能指导学生解决实践环节产生的复杂工程问题，也需要精心备课，所以该实习课程具有一定的挑战度。

二 “电工电子实习”课程改革思路

根据人才培养目标、工程教育认证要求，课程确立了以学生为中心，以提高学生实践能力为导向，激发学生潜能，夯实基础、注重实践、引导创新，持续改进实习效果。通过对自编实习教材、建设课程思政、优化教学内容、改进教学模式、考核方式等五个方面开展课程建设和实践，全面提升电工电子实习课程教学质量。

(一)自编出版特色教材

结合我校电工电子实习基地的实际情况，经过近20年的教学探索，电工电子实训部自编《电工电子实训教程》教材(电子工业出版社出版普通高等教育“十二五”规划教材)。根据普通高等学校电工电子实训课程的基本要求，本教材分为电工技术和电子技术实训部分，主要内容包括：安全用电、电工常用工具及仪表、电工用图的识读、导线连接、室内布线与电气照明、常用低压电器及电动机控制、可编程序控制器及其应用、常用电子元器件和电子仪器、电子焊接以及DT830B数字万用表安装与调试。该教材主要讲授实用技术，学生在学习过程中，可快速提高动手操作能力和解决工程实际问题的能力。针对开设的实训内容，从原理、器件介绍、实训要求到安全注意事项，逐层递进，将理论与实践融为一体(自编教材封面如图1所示)。

图1 《电工电子实训教程》封面

(二)“电工电子实习”课程思政

按坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面的要求。在理论与实践相结合的教学过程中，学生对实践教学的兴趣更加浓厚，结合工程实践教育渗透思政教育内容，学生不但不反感，还会处于一种积极、活跃的学习状态[8]。因此，立足“电工电子实习”课程来进行思政建设，围绕课程内容谋划教学改革，培养德才兼备、又红又专的新时代中国特色社会主义建设者和接班人，表1列出本课程思政设计与教学内容融入点。

表1 思政设计与教学内容融入点

(三)层次化和模块化的教学体系

层次化的教学体系就是指将电工电子实习分成知识、能力和素养三个层次，三个层次层层推进、互为补充，构成一个有机的整体(见图2)。第一个层次学习电工学的理论知识和电工操作的基本方法。这些内容属于基本知识，强调基本概念、基本理论和基本方法，强调兼并、压缩或取消陈旧的知识。第二层次是掌握理论联系实际的应用方法，提高动手操作能力、分析问题和解决问题的能力，主要体现理论知识在专项实践的应用，突出应用和实效。第三层次是培养爱岗敬业的工作作风、团队合作精神，拓宽专业知识面，为专业复杂工程的设计提供一定帮助。结合不同专业领域，体现电学的基础应用与高阶应用，如给养殖专业学生讲解智慧养殖的理念，电机接线应用于基本增氧系统，控制电路应用于残饵的收集。

图2 电工电子实习层次化教学体系

我校参与电工电子实习的学生主要分成机电类、生物类、养殖类，这三类学生对电工学的学习要求不一样，机电类学生学习完整电学知识；生物类学生只学习基础的电学知识，但不深入；养殖类的学生只学习物理，不学习电工知识。由此，统一的课程内容已经不能满足学生的发展，应该充分考虑到不同专业学生之间的差异。模块化就是将电工电子实习课程教学内容设置若干教学模块，按照专业选择实习模块，使得教学内容更灵活和多样。具体模块化划分如表2所示。

表2 模块化的教学体系

通过构建“知识+能力+素养”的层次化教学内容体系及模块化的课程体系，使教学内容更能适应不同学科、不同专业的实际需求。

(四)构建线上线下混合式课程教学模式

由于“电工电子实习”课程上课时间短(36学时)、内容多、重操作的特点，将理论讲解与实习操作一起放在课堂上教学，学生实践操作时间被压缩，效果比较差。因此团队构建线上线下混合式教学，课前任务布置、线上学习，课中线下实操、辅导和疑难解析，课后线上交流辅导，形成 三个阶段。通过线上线下两种教学组织形式的有机结合，可以把学习者引向深度学习。

依托高校邦综合能力提升在线学习平台，创建了“电工电子实习”线上学习平台，建成了以教学平台资源为主，QQ和微信交流为辅的学生线上学习空间，图3所示为高校邦电工电子实习平台。线下学习在工程训练中心实验室完成。如图4所示，教学实施过程组织如下：1.教师针对不同专业学生选择不同的教学任务并通过线上发布；2.学生线上接收任务；学生线上进行视频、PPT等资料学习；在学习过程中，如有不明白的地方，线上提问，教师线上答疑互动；3.学生到实习场所进行线下实习操作，教师线下指导教学；4.学生课后完成实习报告，反思问题的解决过程，纠正不足，碰到问题可以线上提问，教师线上答疑与讨论。

图3 高校邦电工电子实习平台

图4 教学实施的组织过程

“电工电子实习”课程按照线上线下混合式教学进行设计，围绕课程教学目标，根据教学资源条件，按不同维度设置线上线下教学内容。课程教学以教师主导和学生主体分为二条主线：1.教师主线。课前进行教学设计，提出问题和任务，课堂中导入知识点和怎样学、怎样做的经验和技巧，课后进行教学评价。线上：及时发布公告、资源、作业和评价，督促完成任务，关注学习中出现问题。线下：线上作业共性问题分析、实习操作、思考题、实习报告等指导。线下课堂教学中，讲授的内容从教学效果出发，让学生去体验、发现、探索、总结，在学习体验中提升和发展。2.学生主线。课前线上了解学习目标，了解学习中需要解决的问题，思考解决的方法，为线下课堂教学埋设学习需求；课堂中通过教师导入的知识和经验，探索解决问题的路径和方法，并解决实习遇到的问题；课后反思问题的解决过程，纠正不足，使得思维和实践能力得到升华。

(五)建立“电工电子实习”课程多维度评价模式

科学、公正的实习考评对于调动学生积极性、增强自信心和提高实习教学质量有着重要的作用。本课程目的是要在理论学习的基础上，引导学生培养实践能力、创新能力、独立解决问题的能力和团队合作精神。

结合课程目标和教学内容，建立由形成性评价和终结性评价相互结合的“电工电子实习”课程多维度评价模式，主要通过实习操作、线上学习情况、实习表现、实习报告和团队合作五个维度进行评价(见表3)。考核指标一：从实习操作、线上课程学习和实习报告三方面进行评价，采用形成性评价实习操作过程，采用终结性评价线上课程学习和实习报告，重点考核同学对动手操作、理论联系实际的能力。考核指标二：从实习表现和实习报告两方面进行评价，采用形成性评价实习表现，采用终结性评价实习报告，重点考核实习纪律、遵守职业道德和行为规范。考核指标三：从实习合作和实习报告两方面进行评价，采用形成性评价实习合作，采用终结性评价实习报告，重点考核互帮互助的团队合作精神。

表3 “电工电子实习”课程成绩考核

针对不同维度，项目组制定如下的成绩评价方法：1.总成绩通过表3的权重计算，分五个等级：优秀、良好、中等、及格、不及格。2.实习操作维度：对每个实习项目，开始时教师通过提问检查学生线上学习情况，并根据问题回答进行重点难点讲解。实习过程中，注重观察学生的操作，给与指导。实习结束，对成果评定采用“自评+教师评价”方式。首先，老师设定优秀、良好、中等、及格、不及格5个等级区域；接着，同学进行自我评价，并将自己的作品摆放至对应的等级区域；最后，教师点评讲解各个作品优缺点，调整作品等级。集中全班同学的实习操作作品进行成绩公开评定，公开透明，公平公正，使学生心服口服。3.线上课程学习维度。根据学生学习完成情况给定学习分数。4.实习报告维度。着重考察学生对实习内容的学习、实验数据的分析总结，同时考察学生对本课程对应考核指标的实习收获。5.实习表现维度。采用扣分制，重点考核实习纪律、遵守职业道德和行为规范，违反实习操作规程每次扣10分，扣光为止。6.实习合作维度。主要考察同学责任心、集体荣誉感、互帮互助合作完成实习项目的表现。例如,实习规定参与电工电子实习的同学必须穿军训服，由此体现同学的集体荣誉感；合作完成的连接继电接触控制电路、两人之间配合情况、完成速度等。

教师在过程和成果间采用由形成性评价和终结性评价相互结合的多维度评价模式，注重学生动手能力、分析解决问题能力、团队合作精神等，增强考核的客观性和公正性，提升学生自信心和探索精神。

三 改革成效分析

“电工电子实习”线上线下混合教学经过一年的改革运行，教师先通过线上发布教学任务，学生线上接收任务并进行相关视频、PPT等资料学习；教师到实习场所对重点难点进行讲解，学生具体实习操作；课后学生完成实习报告，反思问题的解决过程，碰到问题与教师进行线上交流。以养殖专业17级、18级学生参与实习为例，17级采用传统教学方式，18级采用线上线下混合式教学。养殖17级共有107名学生，其中优秀19名，良好45名，中等30名，及格13名，优良率59.81%；养殖18级共有学生110名学生，其中优秀19名，良好72名，中等18名，及格1名，优良率82.73%。

通过对比分析，学生通过课前在线上学习相关知识，对课上知识内容更好掌握，及时了解实习所需操作内容，有效提高动手能力和解决复杂问题能力，课后线上交流，更好掌握有疑问的相关知识(见图5)。

图5 养殖17、18级成绩柱状图

四 总结与展望

结合电工电子实习省级一流课程建设，采用线上线下混合式教学方式，建立形成性评价和终结性评价相结合的多维度评价模式，提升电工电子实习课程的“两性一度”。通过在教学设计中融入思政教育，培养学生实践能力，提升学生实习的积极性和主动性。构建“知识+能力+素养”层次化教学内容以及“模块化”的课程体系，解决工科和农科13个专业学生个性化实习，让学生能把所学专业与电工电子实习课程紧密结合。电工电子实习课程强调知识的实用性、交叉性与综合性，尤其注重新技术与传统工业技术的紧密结合。

随着科技的进步，教学手段的发展，教学内容的更新，如何更好地培养学生实践和创新能力以满足社会要求，这就需要广大教育工作者坚持以学生学习成效为中心，不断进行教育改革创新与实践。