高工专电类基础课程模块化教学的研究与实践*

2011-06-13陈晓宇

河南工学院学报 2011年5期

陈晓宇，郭静

(河南机电高等专科学校，河南新乡 453000)

1 引言

电路、模拟电子技术、数字电子技术是工科各专业都非常重要的电类基础课程，在培养目标中属于必修课。开设的目的是为各专业学生讲授电学的基本知识、基本理论及基本的实践技能。通过学习使学生获得电工技术和电子技术的基本理论和基本知识，了解电工技术与电子技术的最新发展动态及发展动向，为学生学习后续专业课程奠定坚实的理论基础和实践基础。近几年，随着科学技术的迅猛发展，各工科院校先后增设了许多新的电类专业，同时原有的各专业又新增了很多专业课和专业基础课，它们当中的许多课程都与信号测试、信号处理、微机控制等技术有关，为此各专业都要求拓宽基础知识，不断扩展电学基础知识的内容，引入前沿技术领域相关内容。围绕电路、模拟电子技术和数字电子技术等电类基础课程的教学内容、教学方法及教学手段的改革都在不断发展。从新世纪高等教育的人才培养模式来看，电类基础课程的教学需要大幅度改革。

随着普通高等教育特别是高等职业教育的迅猛发展，高职高专不仅比重增加，而且社会性更强。它在培养目标和培养方式上与本科教育都有着本质上的区别。经多年的努力，国内已有多种为“研究型”、“设计型”、“操作型”等各种人才培养而专门设置的电类基础课程。但是它们并不完全符合高职高专人才培养的定位，既不能直接采用，也不可能简单地改造移植，所以只有按高职高专的特点进行改革。

高职高专是按我国国情需要培养高级技术应用型人才，受教育者既要掌握一定的理论知识，又要有较强的专业技能，能独立灵活地处理实际问题。显然，由于培养目标有异而导致培养模式不同，使得电类基础课教学必然在选材、对前期数理课程的要求，其与后续相关课程的关系上，还有高职高专对技能训练提出的特殊要求等一系列重大问题上都要慎重考虑。为此首先是要转变观念，立足于高职高专的人才培养模式，完全跳出现有的框子。指导思想是在突出实用性的基础上兼顾知识体系的完备，贯彻“必需、够用、管用”的原则，务求熟练，能灵活应用。既注重基础知识的传授，又偏重于实用性;既要满足后续课程对电类基础课的要求，增添新技术对电类基础课的要求，又要少而精，重点突出，保持原有的课时不变。［1］

高专学制时间短，只有三年。随着控制技术的发展，在电类基础课之后不仅要安排一系列后续的相关课程，而且每门课还都特殊地增加了相应的技能训练科目。迫使电类基础课必须提前开设，电类基础课若不能提前结束，必然导致一系列后续电类控制课程与技能训练科目无法正常进行，不仅在整体上支出更多的学时，而且效果非常不理想。电类基础课的提前开设可为诸多后续的相关课程的教学提供一个宽松的环境，有益于整体教学质量的提高。高职高专对人才培养模式的改变，要求各课程都要进行重新定位，改革的工作量是很大的。电类基础课程的提前，解除了它们之间的约束关系，使其他课程的改革有更充足的时间，体系更科学，内容更符合需要。

实践证明，电类基础课按专业不同、学时不同、学习重点要求不同采用自由组合、模块化教学的方式是一条值得探求之路。在原试行中我们已着手进行了相关问题研究，采取一系列措施，尽管仍存在许多问题，但从学生的接受能力显示出的互动作用等方面看，这一教学模式的改革具有可行性。下面就理论教学、实践教学、仿真教学、考试考核等几个方面谈一下具体实施措施:

2 教学改革措施

2.1 理论内容的改革

鉴于高职高专教育的特点，各专业对电类基础课程的要求是不同的，课时分配也有差异。如:我校机电专业的电路基础有70学时，印刷专业的电工技术与电子技术两门课程共计80学时，机制专业两门课程总计130学时。为了精选基础理论内容教学内容，保证教学质量，教师应根据教学目的，针对教学对象不同和各专业特点，按照“实用、够用”的原则，重组基础理论内容结构。重组时可采用“四不、一增、一简”的原则精选和调整教材内容，一般打“※”号的内容不用;与物理课或其他课重复的内容不用;与专业结合不紧的不用;与实际应用联系不多的不用。增加后续课程需要及新技术在本专业应用的内容。简化一些繁琐的理论推导如电工学中，磁路、有效值的推导、变压器等对印刷或化工等非电专业而言，则可删除;而类似变压器阻抗变换等在电子学中要用到的知识则可增加。

对有些繁琐的数学推导可只做定性分析，对关键的基本知识点要讲深讲透。例如，基尔霍夫定律是电路理论中分析问题的基础，贯穿于所有电工类课程的全过程，要让学生明确，它虽然是直流电路的实验定律，但对交流电路的瞬时值同样适用。对精选的内容，也要做好教材分析，抓住重点、难点和关键。

2.2 实验实践内容的改革

电类基础课程是实践性很强的课程，必须通过实践性教学才能加深学生对所学理论知识的理解，提高动手能力、思维能力与创造能力。本次改革将实现基础型实验教学主要采用教师在实验现场授课和指导实验的教学方法;综合设计型实验教学主要采用自主式、开放式实验教学方法;创新实践型实验主要采用合作式、研究式教学方法。

逐步完善开放式、网络互动式、多媒体方式等多种实验教学手段。开放式主要是利用网络预约平台，学生通过校园网络了解实验教学中心开放实验的时间、地点、内容、指导教师等信息，进行网上预约，中心通过开放预约管理系统安排实验时间、地点等信息，并通过校园网反馈给学生。保证了学生自主实验的需要。

网络互动式主要是网络课件、视频录像、电子教案、答疑等可以通过实验网络平台进行传送，部分实验室实验课堂情况在校园网内可以通过授权在学校网络里的任何计算机上观察交流;多媒体方式主要是利用仿真、动画、建模等方式，把过去一些只能静态演示的实验和过程进行立体、动态演示，从而获得更为直观的实验效果。

在实验实践内容中要注意抓好以下几个方面:

1)精心设计实验教学的内容和方法。实验是理论的延续，是提高学生实际操作能力与创造能力的一个途径。在实验内容设计方面，应注意由传统的验证性实验逐步转变到设计型和创造性实验，以提高学生的思维能力和创造能力［2］。

2)为了提高学生动手能力、动脑能力及科研意识，本教材创新性地引入课程设计环节:

(1)介绍一些小制作，如:组装简单电动玩具、收音机、门铃及电器维修等既实用、学生也感兴趣的小课题。

(2)引入一些工业现场的实例讲解:如伺服电机的控制、继电器的使用等。通过课程设计内容的讲解，使学生能自己设计制作一些简单的控制电路。

如条件允许，计划在全学校各专业选拔优秀的学生组成创新班，探索新的教学方法和培养模式。为了实现“创新应用型”人才培养的目标，对进入中心的创新班学生实行导师制。每位导师负责1～3名学生的能力培养，强化科研能力培训。通过个性化教育，创新班学生在电子大赛、创新大赛、创新设计与制作等方面表现出色，显示了创新班导师制培养的良好发展前景。总结导师制经验，细化导师制度，进一步完善创新人才培养模式。

通过这些实验实践，不仅使学生对电工学课程有一个系统的认识和掌握，而且使学生增强了动手、动脑的应用能力，使他们走出校门就能适应电工类岗位的需要。

2.3 EDA教学内容的改革

现阶段的电类基础课教学手段过于单一，理论推导过于抽象，学生接受知识难度较大，如何丰富课程的教学手段以提高教学效果是我们现阶段需要解决的又一个重要问题。所以教学手段的改革也迫在眉睫，电路仿真较好地解决了理论推导过于抽象、繁杂的难题，所以我们把EDA仿真教学引入到电类基础课的课堂教学和实践教学中。

EDA教学是运用实物、半实物或全数字化动态模型深层次揭示教学内容的新方法，是计算机辅助教学的高级阶段。EDA训练是一种多通道综合作用的教学方法，学生置身于EDA环境之中可以充分调动感觉通道、运动通道和思维通道的学习机能，接受知识的效率明显提高。此外EDA训练系统是一种能够充分发挥学生创造意识的环境，学生可以在没有教师的情况下自学并反复试验自行设计电子电路方案。

试点教学班级电子电路EDA教学要达到的效果:

1)深入了解电子电路分析及EDA软件操作原理。

2)熟悉工作参数在操作系统中的整定。

3)掌握现代工业复杂电路的设计调整技术。

4)提高对复杂电子电路过程动态运行的分析并提出最优工作方案。

5)科学的、严格的考核与评价。

6)学生经过训练后所达到的操作水平和理论联系实际的能力。

2.4 考核手段的改革

伴随着科学技术的突飞猛进和世界经济一体化进程，知识结构日新月异，社会对各类人才的需求呈现多样化的要求，培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，以满足社会的多层次要求。这是市场经济条件下高校共同面临的新课题。而考试作为人才培养的激励机制和引导机制，如果运用得恰到好处，就会对新型人才的培养起到催化剂的作用。

在我们共同努力下，让考试全面发挥其诊断、评价、反馈、导向和激励的功能;能够引导学生进行自主性学习、研究型学习;能够引导良好的教风和学风的形成，使学生的知识、能力和素质得到全面的协调发展;能够在高校培养具有创新意识和创新能力的人才中起到正确而有效的“指挥棒”作用。

课程教学的改革必然导致考核手段的改革，考试只有正确地反映教学，才能准确地反映学生的学习情况，起到考试应有的作用。考试的功能取向主要有:

1)考试的评定功能

考试能够评价、鉴定应试者在某方面的知识和能力是否达到了规定的水平和标准。这是进行各种水平考试、资格考试和标准考试的依据。

2)考试的诊断和反馈功能

学校考试能够检测学生在知识和能力掌握上的不足与问题所在，给学生提供改进学习的信息，给教师提供调整和改进教学的信息。这就是考试的诊断和反馈功能。

3)考试的教育功能

考试能力是一种重要的素质能力，它包括表达能力、鉴别能力、应变能力、心理素质和考风考纪等诸多方面。这些素质能力，学生经过考场的历练，都可以得到很好的培养和锻炼。所以，科学的考试，对学生具有综合素质能力的教育功能。

4)考试的激励功能

考试成绩是衡量教与学的有效性的一个质量指标，考场是展示教师教学与学生学习成功的平台，所以考试如同收获，考试获得优异成绩就意味着教与学取得双丰收。成绩优秀，体现教师教学的成功和学生学习的成就，这种成就欲能极大地激励考生及其教育者的积极性和上进心，促使他们更加勤奋地学习和工作，这就是考试的激励功能。

综上所述，考核的功能取向主要在于:评定功能、诊断和反馈功能、教育功能和激励功能等。需要指出的是这些功能不是相互分割，而是综合起作用的。它对教育、识才、用才等诸多方面都有着广泛的应用价值。

原来考试都仅仅是通过理论进行，许多学生仅仅通过背例题、背步骤就可以考出很好的成绩，而另外一些应用能力强，但是表达能力差的学生的考试成绩往往不很理想，起不到考试应有的以上几个方面的作用，助长了不少学生学习的惰性，也引起部分学生的心理不平衡，伤害了他们学习的积极性，降低了他们学习的热情和主动性，起到了不好的导向作用，使多数学生认为学习的目的就是为了考试，与实际应用没有太大的关系［3］。

今年3月，我们根据教学改革首先尝试了考试改革，在理论考试中不再刻意强调学生做题的步骤，而更多的是通过分析思路来考核，大量增加了简述题和应用判断题等，理论考试外我们还增加了技能训练部分的测试并和理论考试成绩做了加权，真正能够活学活用、学以致用的学生一般都取得了比较理想的成绩，考试成绩很好地反映了学生对知识的掌握程度。起到了应有的效果，达到了考试的敦促和导向作用。

表1为笔者所在学校2010级机械制造专业电类基础课教学内容模块化详表，在进行课时分配是充分考虑了模块化教学改革的要求及对后续专业课程的支撑作用。