孟秀芝，王宗省

以名校建设为契机，推进电工电子教学改革

孟秀芝，王宗省

（山东科技大学 机械电子工程学院，山东青岛 266590）

通过分析《电工电子技术》课程的特点，针对课堂教学方式中的理论不能联系实践、实验教学中的“封闭傻瓜式”的教学模式及实习教学中的内容安排不合理等不足，以提高学生的创新动手能力为目标，以名校建设为契机，对利用电路仿真软件理论联系实际来提高课堂教学效果、用网络平台来拓展课堂教学、用便携式DIY开放实验板来锻炼学生的实践动手能力及丰富实习教学内容等方面的教学改革进行了阐述，并对改革实现的保障措施进行了分析。

名校建设；电工电子；课堂教学；实践教学

2012年山东省推进名校建设工程，山东科技大学成为首批名校工程立项建设单位。“把学校建设成为适应山东经济社会发展需要的高层次创新人才培养基地”是其中的一个重要的建设目标。根据此目标，再结合目前国际上的教育宗旨是重视学生能力的培养，我们多年一直从事电工电子教学一线工作，根据课程的特点，以实践创新能力为目标，针对机械类专业的《电工电子技术》课程，从教学方式、教学内容、教学手段等方面对该课程的教学改革进行了探索。

1 电工电子课程的特点

《电工电子技术》是高等院校机械类专业的一门非常重要的专业基础课程，该课程的主要特点有：（1）授课内容广泛，深度浅：其内容包括电路分析、电机学及其控制系统、模拟电子技术和数字电子技术等。（2）既有一定的理论性，又重视实践应用。课程内容以理论为基础，重点讲授电工电子的应用，所以实践操作性强。

为了提高学生的应用实践能力，在课堂教学之外，还要安排2周的电工电子教学实习。学生学习这门课程后，在掌握电工电子的基础理论知识的基础上，应具备应用电工电子的技能。

2 电工电子教学方式中存在的问题

电工电子教学分为课堂教学和实践教学两部分。对于课堂教学，主要讲授电路理论、电机的工作原理及控制、电子器件的工作原理及应用等。若学生对电子器件没有感观认识和应用的基础，学习其内容来感觉比较抽象难懂，很难入门。实践教学分为实验教学和实习教学。对于实验教学，以验证性实验为主，采用固定封闭式实验台，由于实验电路都是已知的，学生在实验老师的讲解下连几根线，测几个数据，整个实验不用动脑思考就可以完成，没有挑战性，也引不起兴趣，对课堂理论教学的辅助作用也很弱。实习教学以校外企业参观为主，辅之以电工实训和电子工艺训练。企业参观虽然能够使学生了解生产现场，熟悉产品的制作过程和应用，但企业往往从自身的经济效益和安全生产的方面来考虑，也只允许学生在生产线旁走马观花，所获收益不多。电工实训和电子工艺训练由于学生能够亲手操作，所以，其积极性比较高。

3 电工电子教学改革的探索

针对以创新能力培养为目标的名校建设，结合当今电子技术、计算机技术和网络技术的发展现状，我们从教学方式、教学手段及教学内容等方面进行了改革探索。

3.1 借助科学技术的发展，优化传统教学方式

虚拟仪器和网络技术的发展，对优化《电工电子技术》传统的教学方式提供了契机：虚拟仪器借助于多媒体技术，可以使晦涩抽象的课堂授课内容形象化、具体化；网络技术拓展了师生交流的渠道和开阔了学生的视野。

Multisim是一款易学的优秀的电子电路仿真软件，所以很多教师提出了在电工电子实验教学中引入这款软件。例如，付扬、李如琦等探讨了在实验教学中如何借助于仿真软件［1－4］；刘彦鹂讨论了仿真软件如何对实验教学中辅助作用［5］。也有一些教师提出在课堂教学过程中引入仿真软件，如尹明、瞿惠琴等讨论了EWB和PROTEL仿真以具体电路实例来说明在仿真软件能在课堂教学中使抽象的内容具体化［6－7］，易于学生理解。我们也认同这种观点，这样会使学生的获益更丰。（1）在授课过程中，对于难懂的、抽象的理论内容，Multisim可以借助于实际电路的测试来具体化和形象化。例如，只有含有储能元件的电路在换路后才能产生暂态过程。传统的教学方式只能告诉学生这样的一个结论，但对这个结论学生可能持有怀疑，如果用Multisim设计出含有储能元件的电路和不含有储能元件的电路，就可用用示波器观察换路后的输出结果。这样，在打消学生的疑虑的同时，可能会引发学生的思考产生这个结果的原因，从而激发了他们的学习兴趣。（2）让学生在学习《电工电子技术》之前，先学习这款仿真软件，掌握了这个学习工具，会有助于对理论知识的理解。例如，电工技术学习中，在简介一下电路的基本概念之后要学习一些电路理论，如基尔霍夫定律、支路电流法、结点电压法、叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理等，学生可以根据定理内容自行设计电路，用Multisim仿真出结果来验证这些定理，从而使抽象的理论具体化。

课堂授课是传统的教学方式，网络技术的发展改变了这种单一的教学方式。设计一个电工电子学习交流平台网站，在网站上放置一些电工电子的教学资源，如教学大纲、上课视频、教师的PPT课件和教案、检测题等；还可以设置留言或在线交流，供教师和学生、学生和学生之间交流学习；还可以设计一个创新栏，及时传播各种创新大赛的消息，给出往年的创新大赛的题目和成果展示等。

3.2 打破传统实验教学模式，增强学生的实践动手能力

针对这种情况，我们设计了一种便携DIY开放式的实验板，也就是整个实验板如万能面包板，但其插接器件比面包板更好用。在实验前将实验板和电子元件（元件的参数丰富）发给学生由学生保管，学生利用课余时间搭建电路，在实验时间进实验室利用实验室里的仪器测试数据。将验证性实验当设计性实验来做，即验证性实验不给学生提供实验电路，叫学生在理解定理的基础上自己设计电路来验证，其流程是理解定理→设计电路→仿真验证→搭建电路→测试数据→数据分析。这样，从头至尾，学生为主导，教师仅是监督指导。通过验证性这种简单实验的锤炼，到设计性和综合性实验时，学生会游刃自如，按部就班地做出来。

3.3 丰富实习内容，强化基本技能的训练

实习是理论联系实际的最好机会，也最能激发学生的学习热情。针对生产现场参观实习效果不佳的问题，我们提出将一周的现场参观实习减少为2天，增加实践动手的内容。在机械类专业的两周电工电子教学实习中，增加电子实训和PROTEL原理图的绘制的内容，其实习具体安排前后对照如表1所示。

表1 实习安排对比表

增加的电子实训内容是对电子技术的综合训练，由指导教师布置一些趣味性的但难度又不高的题目，如篮球24 s持球计时器的设计等。在实习动员时便告诉学生题目，让学生自行设计，在便携DIY开放式的实验板上搭建调试。在整个实训过程中，学生是主角，实习指导老师仅扮演一个“技术顾问”的角色。通过类似于这样的实际应用系统的设计训练，使学生掌握模块化的设计方法，把所学的知识融会贯通起来，建立起“系统”的概念。在实训过程中，学生的积极性很高，遇到问题主动去思考，并想办法解决，提高了学生分析问题和解决问题的能力，也培养了团队合作的精神［8］。

电路原理图绘制是电子设计自动化的一个重要内容之一。学生有必要熟悉一门绘图软件（PROTEL或ALTIUM）作为电工电子实习的一个内容。对于机械类的学生，由于是第一次接触这个软件，所以，在实训之前，指导教师先用2学时给学生简单讲授一下该软件的使用方法，然后再让他们去实战，这样，为以后看图绘图打下基础。

4 改革的保障措施

改革要顺利实现，还必须有物质上和教师精力上更大的投入。

4.1 硬件设施保障

对实验实习环节，由于要增加便携DIY开放式的实验板和一些电子元件，必须要增大实验室的投入。这块投入成本也不算太高，由于这种便携DIY开放式的实验板由学校组织自己的教师自行开发就行，还可以作为名校建设实验室的特色。由名校建设的费用作为保障即可。

4.2 指导教师要投入更大的精力

在改革推进的过程中，任课教师和实践指导教师要投入更大的精力。（1）授课当中，要增加仿真软件的教学；（2）在学生设计实验电路时，教师要做好审图把关的工作；（3）在电子实训时出题既要保证题目的趣味性，吸引学生，又要把握题目的难度；（4）学生搭建电路调试过程中，肯定会出现各种各样的问题，需要教给学生遇到问题怎样去解决问题的方法。

5 结束语

本文是山东省名校建设项目的支持下，针对电工电子教学方式中出现的问题，从多方面给出改进和完善的方法。这种改进既顺应了当今教育中越来越重视学生能力的培养的趋势，和学校教学要跟上科学技术的发展的要求，也提高了学校的内涵建设。从近一年的实践结果来看，学生评价较高，明显提高了教学效果。

［1］付扬.Multisim仿真在电工电子实验中的应用［J］.实验室研究与探索，2011，30（4）：120－123.

［2］李如琦，陈军灵.Multisim仿真软件在电工电子实验教学中的应用［J］.广西大学学报，2005，27（增刊）：85－87.

［3］滕丽丽，罗小妮.EWB仿真在《电工电子》实验教学中的应用［J］.济南职业学院学报，2007，59（1）：60－62.

［4］蒲永红，余粟，王维荣.Multisim辅助电工电子实验教学的探讨［J］.实验室研究与探索，2013，32（9）：174－177.

［5］刘彦鹂，周展怀.电工电子实验中仿真实验的地位和作用［J］.电气电子教学学报，2007，29（1）：67－68.

［6］尹明.EWB仿真软件在电工电子教学中的应用［J］.广东工业大学学报：社会科学版，2007，7（1）：198－200.

［7］瞿惠琴.Protel2004仿真在电工电子技术教学中的应用［J］.无锡职业技术学院学报，2007，6（5）：73－74.

［8］孟秀芝，王宗省.电工电子教学实习改革的研究与实践［J］.科技信息，2011（3）：514－515.

Construction of Famous Universities as an Opportunity for Pushing forward the Teaching Reform of Electrical and Electronic

MENG Xiuzhi，WANG Zongsheng
（College of Mechanical and Electronic Engineering，Shandong University of Science and technology，Qingdao 266590，China）

The existing problems in traditional teaching were analyzed through the analysis on the characteristics of electrical and electronic technology course，for examples，the disconnection between theory and practice in classroom teaching，the″closed fool″teachingmode in experimental teaching and content schedules unreasonable in practice teaching，etc.To improve students'innovative ability as the goal and to construct famous universities as an opportunity，the reform contents in teaching were expounded as follows：using circuit simulation software for theory into practice to improve the effect of classroom teaching，applying the Internet platform to expand classroom teaching and utilizing portable DIY opening experiment board to exercise the students'practical ability and enriching the practice teaching contents.In addition，the safeguard measures for reform implementation were analyzed.

construction of famous universities；electrical and electronic technology；classroom teaching；practice teaching

G642.0；TN7

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.035

2014－02－21；修改日期：2014－03－17

山东科技大学机电学院名校基金资助项目（mx20130220）。

孟秀芝（1976－），女，硕士，讲师，主要从事电工电子课程教学。