电工电子学课程教学改革探讨

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【摘要】基于工程教育认证的三个基本理念，依据认证标准，确定了桂林电子科技大学机械设计制造及其自动化专业的培养目标和毕业要求，制定电工电子学课程目标，在分析电工电子学当前教学存在的问题基础上，提出教学改革的方法和措施，通过引进翻转课堂教学模式提高课堂教学质量，实践结果受到学生的欢迎和工程教育认证进校专家组的认可，表明了教学改革的有效性。

【关键词】工程教育认证；机械设计制造及其自动化专业；电工电子学；翻转课堂

1引言

工程教育专业认证就是专业认证机构按照认证标准来确认工程类专业毕业生是否已经达到规定的质量要求，它是工程教育质量监控体系的重要组成部分［1］。我国开展工程教育专业认证的目的是构建工程教育质量监控体系，建立与工程师制度相衔接的工程教育认证体系，促进中国工程教育的国际互认。工程教育专业认证有三个基本理念：学生中心理念，产出导向理念和持续改进理念。其中学生中心是宗旨，产出导向是要求，持续改进是机制。认证标准中有七个通用标准，具体是:学生、培养目标、毕业要求、课程体系、师资队伍、支持条件、持续改进。七个通用标准之间的关系［2］，体现了工程教育专业认证的基本理念，可以看出七个通用标准中最核心的标准就是“学生”，办学过程中的资源配置、教学设计和教学实施均以学生在接受教育后的学习成果和毕业要求的达成为导向。

2课程目标的制定

为了达到认证标准要求，确保学生的学习成果和毕业要求的达成，首先要根据学校自身定位和办学的历史沉淀确定专业培养目标，制定相应的毕业要求，然后设置与之适应的健全合理的课程体系，毕业要求的各项指标点由相应课程所支撑。依据认证标准，我校机械设计制造及其自动化专业确定的培养目标是：培养在机械工程领域具有设计、制造及其自动化控制的基本理论、知识和专业技能，适应社会与经济发展需要，具备良好的学习能力、专业能力、实践能力、创新能力，具有团队协作精神和一定的国际视野，道德文化素养高，能在机械工程领域从事研究开发、产品设计制造、生产运行及技术管理等工作，能解决机械工程领域复杂工程问题的高素质工程应用型人才。根据上述培养目标，制定了12条一级毕业要求，并分解为二级指标，各项指标点由相应课程所支撑，其中电工电子学支撑的二级毕业要求指标点是：理解本专业技术发展迅速、多学科交叉的特点，具有对自我探索和终身学习必要性的正确认识，了解拓展知识和能力的途径。为此重新修订了电工电子学课程教学大纲，制定的课程目标为：掌握交、直流电路的分析方法和常用电子电路的结构、工作原理、基本分析方法，能综合运用电工电子学知识，通过综合作业、查找分析文献资料，养成自我探索精神，拓展电子电路分析能力，进而分析工程中遇到的电工电子学问题。教学设计是课上传授课程知识，课外布置综合作业，确保课程目标的实现。

3电工电子学课程教学存在的问题

电工电子学课程是高等院校非电类专业学生的一门专业基础必修课，它为电路分析、电子电路和机电一体化系统设计提供必要的理论基础，是机电一体化人才所必须具备的基本知识。目前，各大高校都在修订培养计划，不同程度压缩电工电子学课程学时，该课程对非电类专业学生学习难度大，内容多，学时少，学生在学习过程中容易产生厌学情绪，认为电工电子学知识对自己所学专业用处小，学不好也无所谓，学习主动性不足，课程考核及格率低。根据电工电子学课程当前所面临的形势，教学工作者必须全面调研，仔细分析，拿出对策，进行电工电子学课程的教学改革和建设，结合传统模式，与前沿科技接轨，使课程既有本校的特色，能满足机制专业学生对电工电子学知识的需求，又满足工程认证标准要求，符合学生认知规律，使学生对课程学习感兴趣。目前，电工电子学课程在教学方面主要存在的问题有：（1）课程教学内容多，知识面跨度大，但教学时数相对较少电工电子学课程合并了原来分开在两个学期上的“电工技术”和“电子技术”两门课程，主要包含电路分析理论和电子电路等内容，知识面跨度大，概念多且相当抽象。而随着课程体系结构的调整，该课程教学时数却不断地减少，为了保证讲完课程大纲和授课计划规定的内容，导致教师疲于赶进度，部分学生跟不上节奏，不易接受所学的内容，课堂教学流于形式，教学效果不理想。有文献报道，学生听课注意力集中的最佳状态持续时间只有10分钟左右，工作记忆只能即时地加工7个左右的信息组块，但通常只能同时记住其中的2-3个信息组块[3]，如果课堂教学内容偏多，学生将无法有效接受，听课效果低下。（2）理论知识与实际应用脱节，导致了学习的无目的性当前该课程的教学方式只是较多地注重理论的推导、基本知识的系统介绍，而忽视了对应用背景的讲授，导致很多学生不知道如何将实际系统抽象为理想电路模型进行分析，工程应用能力低下。就本校学生的基础而言，教师很难在课时紧张的情况下对学生进行有效的应用背景介绍与充分展开讨论，因此，课堂教学内容大部分为基础知识的介绍，基本方法的讲授，缺失的应用背景，导致了学习的无目的性，学生提不起学习兴趣。（3）教学手段单一，不利于学生创新能力的培养教学过程主要仍是沿用以教师为主的讲授方式，教学方法、教学设计、教学手段一成不变，教学过程中给学生提供的思考时间少，课堂讨论少，教师与学生互动少，对学生表达能力和分析能力的培养少。这种填鸭式、满堂灌的教学模式，使学生没有时间和空间进行思考，只是被动地接受，听课过程枯燥乏味，大部分学生不能及时理解课堂内容，跟不上进度。教学过程中从理论到理论，缺少新的教学方法与手段，案例式教学、问题驱动式教学没能很好地实施，使得学生为了应付考试，在学习的过程中只注重于基本的演算，而忽略了分析问题与解决问题能力的培养，大大降低了创新能力。（4）学生缺乏解决工程问题的训练，没能掌握拓展知识和能力的途径虽然通过增加实验课时、电子认知实习及课程设计等实践环节，使学生有了更多的动手机会并能够尝试将所学理论知识与实际生产相结合，但实践内容往往是老师预先安排好的，并给出解决路径，学生无需自行查找文献，无需多动脑筋，导致学生敷衍了事，实践教学质量大打折扣，结果一遇到实际困难和问题时无从下手，不知如何解决。造成此结果的原因是当前的教学模式是侧重于理论知识的课堂讲授，缺少解决工程问题的引导和训练，片面地注重“量”，而疏于“质”。如上所述，以传统教育模式为主的教学过程导致的直接后果是，学生对学习缺乏兴趣，缺少主动，不能很快地建立知识框架，学习的目的只为了应付考试，不能有效培养学生的创新能力，也不利于应用型创新人才的培养。

4实施教学改革，促进课程目标达成

为了弥补现行教学模式的不足，以毕业要求和课程目标达成为导向，以通过工程教育专业认证为目标，进行了电工电子学课程教学改革，具体措施有：（1）引进翻转课堂教学模式，调动学生学习的主动性和积极性。翻转课堂采用“课前知识传授+课上知识内化”的教学形式，与传统教学的课堂上知识讲授、课后作业实现知识内化正好相反，所以得名“翻转”。翻转课堂作为一种概念是Baker在2000年提出的[4],“翻转课堂”的实践起源于美国科罗拉多州洛基山的“林地公园高中”的两位化学教师亚伦•萨姆斯和乔纳森•伯尔曼，2012年进入国内，在国内的发展中，翻转课堂往往和慕课、微课、Moodle平台结合[5]。翻转课堂模式要求学生在课前通过观看老师提供的微视频等资料来自学基本知识，利用网络互动交流解决疑难问题，这就有利于培养学生自主学习意识和提升学习效率。为了使翻转课堂发挥好的效果，我们的具体做法是：①建立起以“翻转课堂”为平台的数字化教学环境：利用QQ和微信等互联网交流平台，以及桂林电子科技大学校园网络，构建电工电子学课程翻转课堂网络教学环境，通过网络平台向学生提供授课内容的视频和教学资源，实现网上讨论、在线答疑。②通过研究制定基于“翻转课堂”的电工电子学课程资源，开发、收集、组织一批丰富的电工电子学课程教育教学信息资源，形成教学资源库，以提高电工电子学课程教学效果，特别是针对课程内容的难点或作业难题制作“微课”，供同学课前自学或课后复习使用。③在电工电子学课程教学团队开展“翻转课堂”教学实践研究，在教案的设计、PPT的制作、课堂内容的选择上要结合“翻转课堂”的特点，真正体现以学生为中心的理念，应能促进学生自主学习的发展，激发学生学习的主观能动性，利于专业培养目标和课程目标的达成。④为保证“翻转课堂”收到实效，而不是流于形式，在选择哪些知识、什么时候来实施翻转课堂模式时必须考虑到中国学生的学习习惯，否则结果适得其反。对于基础和入门内容，仍然采取传统模式教学，目的是让老师带学生入门，打好基础；对于拓展的知识内容，则采用新模式来教学。这样，既可以提高学生的学习效率，也可以避免对新知识新模式的不适应带来的学习挫败感。⑤在教学设计上，教师在课前要准备教学资源，提供学习素材；课中，根据学生的疑难点进行专题讲解，保证课前内容在课内实现内化。（2）采用多媒体授课和翻转课堂的教学模式，解决传统教学过程中学生学习积极性差、教学内容局限的问题，提高学生的学习主动性，培养学生的创新思维和创新能力。在课件的制作、课堂教学过程中，授课教师应注意如何将工程应用与课程的基础知识有机紧密地融合，提高学生的科学素质，培养学生的科研思维和创新能力。（3）为了培养学生自我探索精神，拓展电子电路分析能力，在课程考核中设定了课外综合作业环节，要求学生按照老师布置的专题（例如“楼道声光控制开关的设计”专题），通过查找文献、小组讨论、请教他人，完成专题任务。（4）教师团队建设配套的新形态一体化教材。市面上目前发行的教材大多是传统型教材，适宜传统课堂的讲授模式。教师可自行编纂适合翻转课堂的新形态教材，将基本知识点、网络资源、实验项目等内容汇编成教材，来配合翻转课堂的教学。（5）加强电工电子兴趣小组的建设，使学生学以致用。在课下，教师组织有兴趣的学生组建电气维修小组，让他们将所学的知识在生活中做到学以致用。可以利用课外时间维修常用小电器，既能熟练掌握各种电工电子设备的使用方法，还可以增强成就感，锻炼实践能力。

5结束语

工程教育专业认证已在全国各高校工程类专业中展开，深刻影响各高校的专业建设。为了达到专业认证标准，各专业积极开展课程体系建设，发挥各自优势，配以相应的教学改革。各门课程必须服务于专业制订的“培养目标”和“毕业要求”，教学活动的开展必须有利于目标的达成。电工电子学课程作为机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础必修课，在课程体系中起着重要的支撑作用，在最近的教学改革中通过引进翻转课堂教学模式，为新老教学法的混合运用提供了新的路径，促进了课程目标的达成，获得工程教育认证进校专家组的认可。

参考文献

[1]陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响[J].高教论坛,2011(7):29-32.

[2]叶鸿.工程教育专业认证背景下运筹学课程教学改革研究[J].物流工程与管理,2015(11):299-301.

[3]刘小晶,张剑平.教学视频微型化改造与应用的新探索[J].中国电化教育

作者:李海标 罗奕 单位:1.桂林电子科技大学机电工程学院 2.电子电路国家级实验教学示范中心