浅谈高校电工电子类课程教学改革

浅 谈高校电工电子类课程教学改革

张婷婷

江西工程学院   江西新余  338000

摘要:目前，高校在电工电子类课程教学方面不断积累经验，提出开展技术促进的教学改革，加强开放式、研究性教学方式在实验实践教学的推广，加强自主分析、综合设计的教学方式以及加强开放多元的教学方式在实验实践教学的应用。最后结合实际说明理论教学改革和实验教学改革对增强学生自主学习具有重要启示功能。

关键词:电工电子;技术促进;多元开放;课程教学改革

近年来，随着高等教育教学改革不断深入，以教师授课为主向以学生自学为主的教学方式的探索也越来越深入。涌现出被广泛认可的教学方法，比如，采用启发式教学，让学生自主制定学习任务、学习时间，并进行自主学习;在课堂中及时做笔记，完成指定的任务;在实验和项目研究中逐步提升自身的创造能力;采取专题讲座、课堂讨论等方式培养学生的兴趣，锻炼学生的能力。学生的自学能力的直接关系着教学方法以及教学目标的实现，充分发挥自主学习能力是创造能力以及发展其他各种能力的前提条件。^［1］

一、开展技术促进的教学改革

传统的理论课程教学方法主要基于粉笔和黑板讲解，实验课程教学方法主要基于“动手感受”的教学，学生通过问题来清楚地了解主要概念。实际教学过程中，由于技术和数学内容要求较高，学生更倾向记忆变量和表达式，恰恰忘记了主要概念和物理原理。实际经验表明，尽管相应的理论已经在课堂上得到了广泛的介绍，并通过实验讲义描述了实验室设施设备和实验的程序，学生在来到实验室进行实验时通常还是会遇到困难。此外，学生的思维、分析和解决问题的能力在常规教学中并未被重视，导致教学动机偏差和互动程度低。

(一)重视引入计算机辅助分析与设计将现代技术充分运用到教育领域，利用技术进步改进教学方法，在实际教学过程中，引进计算机技术，是一个很好的尝试。重视EDA软件、DSP、MATLAB的分析以及仿真软件在实践教学中辅助作用，将电路设计中的FPGA的使用以及嵌入式系统的教学方法引入课程教学改革中，加强电工电子类课程家教学现代化。以问题为导向，以应用为目标，以计算机技术为手段，将软件与硬件相互结合，在教授学生电工电子课程原理和方法的同时，教会学生利用计算机软件进行辅助分析和设计。

(二)重视原理结构的模拟仿真实际教学中，明显存在以下现象:电工电子教师往往强调程序知识，例如计算电路中的电流、电压或响应时间，并使用该电路在电子系统中产生时间延迟;而数学老师很少在课堂上展示物理或电子的例子。这种现象割裂了知识和技术，恰恰是分析方法的局限性。在实际教学过程中，限于专业背景及知识架构，不能指望数学老师做大的调整，电工电子老师应主动改革教学方法。电工电子设备的原理结构是非常重要的，二维静态的图片加上文字描述的知识，很难将抽象的问题向学生讲解透彻，学生学习理解起来也相对困难。实际教学改革过程中，为了使学生能够对电工电子设备全面、深刻且形象的理解，利用计算机虚拟系统对设备的结构和原理进行模拟仿真。学生通过形象的画面更好地了解设备的内部结构，从内而外地对所学习的设备进行更深刻的了解与掌握。

二、实验实践教学的改革尝试

如今，新技术革命给教育学带来了快速的进步。云计算，边缘计算和5G网络的普及为移动教育的发展提供了新的机遇，使终身教育和碎片化教育成为可能。同时，人工智能(AI)和大数据技术的全球应用正在改变教育技术的研究领域，并将在个性化教育和教学改革中带来新的教育范式。STEM教育恰好表达了以综合的方式教授科学、技术、工程和数学科目而不是作为单独的科目的想法。第一，电工电子课程依赖物理知识和概念，例如电荷、电压、电磁学等。第二，电工电子课程在很大程度上基于数学理论，例如代数、几何、指数函数、微积分等。第三，电工电子专业是主要的工程领域之一，它涉及使用科学和数学工具进行基于规范的系统设计，优化材料和能源的使用，并分析产品和系统的安全性和可靠性。第四，电工电子学与控制系统的分析和设计密切相关，这也是基于数学和物理的综合。因此，电工电子类课程教学非常适合STEM教育。^［2］

(一)加强开放式、研究性、创业型教学方式在实验实践教学的推广在电工电子技术快速发展的时代，要求技术人员需要具备优良的理论基础以及丰富的实践经验。在实验教学方法改革方面，建立了以学生作为主体，将能力培养作为重要内容，实行启发式、自主探究式的教学模式。例如，基于DSP以及EDA的创新组合实验，学生根据产品设计的要求，采用自己设计开发的模块在实验台进行验证和分析。^［3］重点带领学生将学习到的知识转变成为获取知识的能力、应用知识的能力以及创新能力。创设开放式、研究性、创业型教学方式，加强培养学生的创新能力和意识，强化学生的动手能力，提升学生的综合素养，使学生从知识型转变成为能力型，从专业型转变成为素质型，从适应型转变成为创造型，全面提升电工电子专业人才的培养质量。

(二)加强自主分析、综合设计的教学方式在实验实践教学的应用在过去，电工电子课程通常是从学习特定的部件，如电阻器、电容器、二极管和晶体管开始的。在实验室里，学生们通过“实验”，验证组件的特性或构建简单的模拟和数字电路。另一种方法是通过教授熟悉的电工电子系统，比如从声音系统切入电工电子课程。在实验室里，学生可以处理组装一个系统，验证并检查它的属性，或者添加连接来听智能手机上的音乐，以便从各个方面全面了解声音系统的组成、功能、运行方式、电路原理等。然后，学生才可能会了解和测试系统中更紧密的特定组件，如麦克风或放大器。只有主修电子专业的学生才会在稍后详细了解电子电路和元件。在实验内容上减缩验证性实验，添加综合性、设计性等开放性实验教学的内容，促使实验教学内容体系整体优化，使得重新组合的实验教学内容体系成为比较独立的教学体系。

(三)加强开放多元的教学方式在实验实践教学的应用利用课程设计、大学生竞赛，参与教师科研项目等活动，在选题、构思、方案比选、实施、撰写等多环节方面逐步引导学生，培养学生的实践创新能力。创设固定的校外专业实习、培训基地，为学生提供实践锻炼平台。创设长时间开放实验室，实现在时间、空间上的全方位开放，培养学生基本的实验技能和利用所学知识进行综合设计的能力。三、课程教学改革的经验

在实际课程教学活动中，学生在头脑风暴阶段显示出高度的参与和热情，这一点在收集最终观点时表现得尤为显著。老师一旦给予学生机会思考和预测机器在所呈现的场景中的行为时，学生就会主动模拟，并在相应界面上出现运行结果，进而获得可视化变量。这种在理论教学中，学生通过自主探索并成功验证理论结论的过程，令课题组老师们感到惊讶和振奋。此外，在教改活动中明显发现，参与过电工电子项目的学生倾向于:采用灵活的策略，创造新的想法，如即兴冒险、愿意试错、学生之间互补知识、共同讨论想法等特质，最大限度地实现了学生的“动手”锻炼。

参考文献：

[1]张观山,宋月鹏,刘全程,等.电工电子类课程虚拟仿真实验教学平台的开发[J].中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2020(02):24-25.

[2]张瑾.基于虚拟仿真技术的"三电"系列课程实验教学改革[J].大连大学学报,2019,v.40;No.204(06):143-145+150.