非電類專業(yè)電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革
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工程教育專業(yè)認證對非電類專業(yè)的電工電子技術(shù)教學(xué)提出了更高的要求，并作為一個重要的考察指標來評價學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。根據(jù)專業(yè)認證的要求和本課程的教學(xué)特點，科學(xué)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容、制定教學(xué)大綱，持續(xù)改進教學(xué)方法和教學(xué)手段，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，不斷提高電工電子技術(shù)課程的教學(xué)水平。
1課程改革背景
“一帶一路”對中國企業(yè)“走出去”帶來了機遇和挑戰(zhàn)，工程技術(shù)人才國際交流合作日益頻繁，這要求我們提高中國工程教育質(zhì)量、按照國際標準培養(yǎng)工程技術(shù)人才。2016年6月2日，我國成為《華盛頓協(xié)議》（蔣復(fù)量，李向陽，譚凱旋，等.專業(yè)認證背景下的安全工程專業(yè)特色教育研究與實踐）第18個正式成員，通過中國科協(xié)所屬中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會（CEEAA）認證的中國大陸工程專業(yè)本科學(xué)位將得到美國、英國、加拿大等所有該協(xié)議正式成員的承認。近年來，為提高工程教育質(zhì)量，并通過“以評促建以評促改”來引入工程教育認證的先進理念，全國各地的高等學(xué)校正在積極的提交工程教育認證申請，專業(yè)認證范圍逐年擴大，2019年中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會受理了東南大學(xué)機械工程等688個專業(yè)的工程教育認證申請。電工電子技術(shù)課程作為非電類工程專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是工程教育專業(yè)認證的一個重要考察指標。目前，我校有給排水科學(xué)與工程，安全工程，資源勘查、化學(xué)工程與技術(shù)等專業(yè)已經(jīng)通過了我國的工程教育認證，核工程與核技術(shù)專業(yè)、機械設(shè)計制造及其自動化等專業(yè)的工程教育認證申請已被受理。筆者結(jié)合近幾年面向幾個不同的非電類專業(yè)學(xué)生講授電工電子技術(shù)課程的教學(xué)經(jīng)驗，根據(jù)工程教育認證的最新標準，從教學(xué)理念、教學(xué)目標、課程內(nèi)容、實踐教學(xué)等方面對該課程的教學(xué)提出了一些改革措施。
2課程教學(xué)中存在的問題
2.1課程基本情況簡介
目前，我校有機械、計算機、化工、土木、采礦等?？崎_設(shè)了電工電子技術(shù)課程，根據(jù)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的不同，各專業(yè)在課程內(nèi)容有不同的側(cè)重，實驗課非獨立設(shè)課，其開課學(xué)期和課時設(shè)置如表1所示。
2.2課程教學(xué)中存在的問題
（1）課程內(nèi)容設(shè)置不夠科學(xué)。雖然對不同的學(xué)科專業(yè)，設(shè)置了4種不同的學(xué)時設(shè)置，但是課程內(nèi)容在處理“繼承與更新”的關(guān)系上不夠科學(xué)。課程內(nèi)容要能夠支撐培養(yǎng)計劃和畢業(yè)要求，為后續(xù)課程和專業(yè)知識及將來所從事的工作打下基礎(chǔ)。培養(yǎng)計劃一般每4年左右修訂一次，本課程的內(nèi)容也隨著電工電子技術(shù)的發(fā)展和非電類專業(yè)的需求在不同時期有不同的要求和側(cè)重。當前的部分課程內(nèi)容已經(jīng)過于陳舊，不能支撐新工科教育。（2）實驗內(nèi)容不夠豐富。一方面，由于課時的限制，沒有教授一款合適的仿真軟件，學(xué)生不會對電子電路進行仿真分析和實驗。另一方面，由于實驗條件的限制，強電實驗、綜合性設(shè)計性實驗開設(shè)少，對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)不夠。（3）教學(xué)手段不夠先進。教學(xué)方法基本上都是教師課堂講授，通過大量的公式推導(dǎo)和定量分析計算，布置習(xí)題形式的作業(yè)，使學(xué)生掌握本課程的知識。采用閉卷方式考核，要求學(xué)生掌握的知識點很多以記憶為主。
3工程教育理念下電工電子技術(shù)課程教學(xué)改革的思考
3.1結(jié)合培養(yǎng)計劃和畢業(yè)要求，優(yōu)化調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
隨著電工電子技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新器件在不斷涌現(xiàn)，教學(xué)內(nèi)容必須不斷更新。近年來，已經(jīng)在教學(xué)中把絕緣柵型場效應(yīng)管更新為重點講解的器件，雙極性三極管的工作原理只作簡單的介紹，并增加了可編程邏輯器件，電力電子技術(shù)，電路仿真軟件等內(nèi)容。同時，教學(xué)內(nèi)容不能只增不減，要刪除傳統(tǒng)內(nèi)容中陳舊的和不屬于非電類專業(yè)的基礎(chǔ)性內(nèi)容，例如：簡化電路的暫態(tài)分析和電動機這兩個部分的內(nèi)容。根據(jù)不同專業(yè)特點、認證標準要求，采用了4種不同的學(xué)時設(shè)置（見表一）。對于同一種課時設(shè)置的不同專業(yè)，其教學(xué)內(nèi)容也會有一些不同，與專業(yè)關(guān)系緊密的內(nèi)容要更加側(cè)重，并結(jié)合該專業(yè)中的一些工程案例進行講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)他們主動地思考、分析、解決復(fù)雜工程問題。
3.2結(jié)合學(xué)科競賽，改革實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
（1）利用電路仿真軟件，提高實驗效率。教學(xué)中利用Matlab/Simulink，Multisim等電路仿真軟件進行輔助分析，可以使學(xué)生加深對電路定理的理解，同時也可以代替一部分驗證性實驗，增加綜合性、設(shè)計性實驗的比例。另一方面，在實驗預(yù)習(xí)、實驗數(shù)據(jù)處理過程中，利用電路仿真軟件進行分析、計算，可以提高實驗效率，提升實訓(xùn)效果。（2）結(jié)合學(xué)科競賽，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。非電類專業(yè)學(xué)生參加的學(xué)科競賽中，與電工電子技術(shù)課程密切相關(guān)的主要有：全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、全國大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、全國大學(xué)生機器人大賽等。在競賽的訓(xùn)練和指導(dǎo)過程中注重學(xué)生興趣的培養(yǎng)，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的主動性，教師對項目研究內(nèi)容和指標提出要求，在研究方法和思路上做引導(dǎo)，由學(xué)生自擬設(shè)計方案，不過多介入項目的研究過程和每個細節(jié)，大部分工作由項目小組協(xié)同完成。為學(xué)生營造寬松的環(huán)境，搭建開放的交流平臺，加強學(xué)生之間的交流，各學(xué)院學(xué)生可自由組成項目團隊，鼓勵交叉學(xué)科組合。學(xué)生通過自身的實踐，對交叉學(xué)科知識融會貫通，提高自己的學(xué)習(xí)能力、知識遷移能力、創(chuàng)新意識、協(xié)作精神等綜合素質(zhì)。
3.3提高課件質(zhì)量，豐富課程教學(xué)手段
（1）多媒體課件可以集圖片、視頻、音頻、互動為一體，能將一些枯燥的理論知識形象生動地體現(xiàn)出來。根據(jù)各專業(yè)的教學(xué)大綱，細心研讀課程內(nèi)容，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)和動畫制作，讓多媒體課件能更好地表達課程中的重點和難點，幫助學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容。（2）結(jié)合各專業(yè)的技術(shù)前沿和工程實際，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，積極思考，提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。研究性學(xué)習(xí)。鼓勵學(xué)生參與教師科研課題、參加大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗項目，分析本專業(yè)的復(fù)雜工程問題，結(jié)合本課程的相關(guān)知識點，通過課堂分組討論和課后討論，加深學(xué)生對相關(guān)重點和難點內(nèi)容的理解。例如：向安全工程專業(yè)的學(xué)生講授RLC串聯(lián)諧振的應(yīng)用時，結(jié)合了無線電工程中的接收機輸入電路實例講解，課堂討論時發(fā)散到了超聲波接收電路，紅外線接收電路等。學(xué)生由此受到啟發(fā)，申請的“依靠激光控制的燈導(dǎo)火災(zāi)疏散路線裝置”大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗項目獲得國家立項，并申請了國家發(fā)明專利。專題教學(xué)。對于課程中的重點和難點內(nèi)容，結(jié)合本專業(yè)的工程實際和畢業(yè)要求，組織一些專題教學(xué)，如“串、并聯(lián)諧振電路的特點”、“三相電路的概念”、“正弦穩(wěn)態(tài)功率”等，以教育理論為指導(dǎo)，運用科學(xué)的方法，探索教學(xué)規(guī)律，提高教學(xué)質(zhì)量。
結(jié)束語：
對于非電類專業(yè)來說，電工電子技術(shù)在培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、科學(xué)思維和工程意識方面起到至關(guān)重要的作用。其教學(xué)內(nèi)容需根據(jù)各專業(yè)的課程體系以及畢業(yè)要求，刪除與其它的專業(yè)課程內(nèi)容重疊的部分，重點講述與本專業(yè)關(guān)系緊密的內(nèi)容，制定不同的教學(xué)大綱，做到因材施教。目前，我校電工電子技術(shù)課程組通過改革教學(xué)方法與教學(xué)手段，完善教學(xué)過程質(zhì)量監(jiān)控機制，定期開展教學(xué)效果評價等措施，持續(xù)改進教學(xué)效果，并積極配合各非電類工科專業(yè)申請工程教育專業(yè)認證。
作者：陽璞瓊 張瑩 陳蔚 李可生 賓斌 單位：南華大學(xué)電氣工程學(xué)院