徐国峰+陆欣云+宋卫菊+郁汉琪

摘要：传统的电工教学存在的各种弊端，结合南京工程学院实际情况（应用型本科）把CDIO教育理念应用于“电工学”教学中。在新的教学中采用了项目教学法，该方法明确了考核目标、宗旨和具体的操作办法，有利于加强学生平时学习的管理、督促学生平时努力学习。经过多次循环教学显示，该方法有利于提高学生该门课程考核的通过率，提高电工学的教学质量。

关键词：CDIO;电工教学改革;高等教育

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）07-0099-02

一、传统“电工学”利弊

“电工学”是高等工科院校非电类专业的一门专业基础课，具有涉及的专业面广、学生人数众多、学生的基础参差不齐等特点，所以“电工学”教学效果的好与坏直接影响着高等工科院校教学质量的成败。“电工学”这门课程涵盖了电类专业的电路分析、模拟电子技术、电工测量、电机学等多门电类专业及专业基础课，“电工学”这门课程既是一门较强的理论课程，又是一门非常注重实践、动手能力培养的专业基础课程。

在当下教育背景下，传统的“电工学”教学模式和理念使得“电工学”教学方法的短板凸显。部分任课老师过分强调理论课，低估甚至忽略实践课的教学作用，特别是课时减少的情况下，首先想到的是压缩或去掉部分实验课。课堂上采用单一的说教教学模式，如纯粹的板书或多媒体教学，让学生觉得很枯燥，致使大部分学生对“电工学”课程失去兴趣。最终的教学效果可想而知，数学和物理基础较好的同学通过自身努力，多做些题目勉强能通过考试或基本能够达到考核目标，基础不好的同学可能觉得“电工学”课程比较难、又没兴趣，从而早早就放弃本门课程的学习。不管怎样，这些结果肯定不是电工教学的初衷，显然，这也违背了背离了“电工学”教学目的，失去了高等教育的意义。

CDIO理念强调的是学生在“做中学”，通过动手能力来加强对知识的理解和掌握，这一点正好与“电工学”的教学目的不谋而合，因此，在探索“电工学”教学改革时，可以结合CDIO的理念进行尝试。

二、基于工程教育的CDIO理念

CDIO理念是2000年在Wallenberg基金支持下，由美国麻省理工学院联合瑞典的三所大学（扎尔姆斯技术学院、林克平大学和皇家技术学院）由爱德华·克劳利（Edward Crawley）教授成立的研究团队对工程教育改革总结得出的教育模型——CDIO。CDIO是四个英文单词的缩写，其中C（Conceive）代表构思，D（Design）代表设计，I（Implement）代表实施，O（Operate）代表运行[1]。它是以产品、过程和系统的构思、设计、实施、运行全生命周期为背景的教育理念为载体，以CDIO教学大纲和标准为基础，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习和获取工程能力，包括个人的科学和技术知识、终身学习能力、交流和团队工作能力，以及在社会及企业环境下建造产品和系统的能力。

经过十多年的发展，CDIO教育理念已经有一套完善的教学大纲和体系，国内外有很多国家的工科院校（大学）的教学都借用了这一套先进的教学理念，在人才培养方案[2]及其他课程如电子技术教学、电工电子实践和实训等教学中取得了丰硕的教学成果。

三、“电工学”改革措施

电工教学一直是本科教学的基础，特别是工科院校教学的重点。电工教学改革探讨和教学改革步伐从未停止过，许多学校和老师在电工教学和改革中取得了不错的成绩[3-6]。有些高校的人才培养方案凭借国家级和省级示范中心建设，对电工电子教学进行的改革和尝试考虑到了电类相关课程的连续性和衔接性，取得了非常好的成绩[7，8]。

南京工程学院电工电子实验中心是江苏省省级示范中心，本次教学改革是在示范中心成果基础上结合CDIO教育理念为指导，围绕“电工学”教学目标，根据南京工程学院非电类专业学生特点（学生理论基础不够好、动手能力尚可）进行的。这次“电工学”教学改革主要是围绕以下几个方面进行改革和尝试。

（一）制定合适的教学大纲

教学大纲是教学的根本，是依据人才培养方案制定的教学任务和内容。如果教学改革仅仅是压缩学时，这样不但达不到教改的目的，甚至会损坏正常教学秩序和效果。为了制定一个合适的教学大纲，系（中心）领导多次组织专家和任课教师对大纲进行讨论和修订。针对新时期学生特点，对大纲中过于陈旧的知识点进行去除、删减，部分知识点进行归类合并，增加一些新的专题讲座和电气工程设计方法。调整了考核办法，打破了原来大纲规定的一张期末试卷决定学生最终成绩的局面。新的考核办法规定，学生成绩由期末考试成绩、实验成绩、平时测验和课堂表现及考勤等部分组成，并且详细规定了每项成绩的比例及操作办法等。这样最大的好处就是，让学生明白，自己的成绩是掌握在自己的手里并不是由任课老师说的算。课程中间的测验，一方面让学生了解“电工学”考试的题型和难度;另一方面，如果测试的结果不理想，考试结果将对他们后面学习也有督促和警示的作用。不像以前只能到期末考试结束才清楚自己没学好，到那时已经来不及了，也没有了补救的机会。

（二）优化教学内容，改进教学方法和手段

有一个难度适中、范围合适的教学大纲，教学基本上就成功了一半。目前“电工学”教材是秦曾煌老师编写的《电工学·电工技术》[9]。教学主体内容分为四部分，第一部分为直流稳态部分，讲授电工学和电路分析中的基本概念（电压、电流、功率、电位等）、基本定律（欧姆定律和基尔霍夫定律）、分析方法（无源网络和有源网络等效化简的方法、线性电路一般分析方法（支路电流法、节点电位法）、线性电路定理（叠加定理、戴维宁和诺顿定理等）;第二部分为交流稳态（包括正弦稳态电路和三相交流电路）;第三部分为暂态电路（一阶电路基本概念及响应的计算）;第四部分为磁路、电机参数计算和电气控制部分。

这四部分既相互独立，又有相互联系。前三部分是电路分析的主体，占《电工技术》教学内容的80%左右，第四部分是前面基础知识的拓展和应用。这次进行教学大纲修订时，把这部分浓缩为一个专题进行讲授、介绍电气控制中的一些基本思想、常规的控制电路和电气画图一些基本规范（国标），让学生建立起工程设计的基本概念和思想。

一个优秀的教师善于运用多种教育方法和手段，激发学生的学习兴趣和热情。“电工学”教学效果不好，追踪溯源是因为学生对“电工学”这门课程没有兴趣、觉得学习好坏无所谓。前三部分理论性比较强，概念、定理和定律比较多，如果任课教师过分依赖多媒体进行教学，由于多媒体节奏快、信息量大，反而适得其反;如果采用传统的板书和讲授，更容易抓住学生的思维。第四部分比较接近工程实际，适当采用多媒体，通过大量的图片和典型的控制电路向学生展示电机、变压器、控制元件等实物图，以及实际的控制电路图（接线图），学生更容易理解和记忆这部分知识。

（三）实行项目教学法

结合CDIO教育理念，把“电工学”内容分成三大块，进行项目教学。第一和第三部分作为一个项目，即直流稳态和暂态电路部分，当这部分理论和实践（叠加定理和戴维宁定理实验）结束时，紧接着安排一个随堂测验（约1学时），测试学生对基本概念和基本定理的掌握情况，再花一学时把测试的题目讲一遍，让他们自己对错误部分进行更正。这样学生就会知道自己对在哪里，错在哪里，哪里比较薄弱等。若测试的结果很不理想，则需要调整自己的学习方法，端正自己的学习态度。第二部分作为第二项目，即交流稳态部分，知识点比较多，也是学生反映最难的部分。交流部分在测验前可以进行适当复习和答疑，甚至留些作业和习题，让学生适当地、有针对地练习。第三个项目即为电机和电气应用部分，此部分作为考察即可，可以利用提问或答辩的方式测试学生掌握情况。

四、结束语

在本次教学改革中，课题组组织了任课教师编写“电工学”试题库，利用CDIO教学核心理念提出了项目教学法，探讨和总结了电工教学方法，规范了“电工学”教学考核目标和可行性操作方法。通过三个周期的教学结果来看，初步取得了一定的教学成果（学生不通过率明显下降、重修人数显著减少）。当然，教学的客体（学生）时刻在变化，教学情况是复杂、多变的，教学改革也不会因为取得一点点成绩而停止不前。现代的教育是要培养出新时代的创新性人才，这次改革离高等教育的目标还有一定的距离，需要广大的任课教师不断总结教学经验和进行教学改革尝试。

参考文献：

[1]厉威成.CDIO模式的教育理念及其实践研究[D].四川师范大学硕士学位论文，四川师范大学，2012.

[2]段庆茹，阚连宝，李九斤.CDIO教育模式下本科教学方法改革[J].吉林省教育学院学报，2013，29（8）：16-17.

[3]曹亮，张飞凡，蔡敏.电工学课程教学的新模式[J].浙江水利水电专科学校学报，2012，24（1）：84-87.

[4]刘玉英.“电工学”课程教学改革探讨[J].电子电气学报第，34（增刊）：33-35.

[5]徐国峰，宋卫菊，卢松玉，王玫.电路分析课程教学改革与研究[J].科技信息，2011，（25）：185-186.

[6]黄刚，尹婵娟，郭盛，等.整合实验室资源构建多层次实验平台[J].实验室研究与探索，2014，33（5）.

[7]曲伟，邱成军，刘明亮，等.电工电子实验教学中心实践教学体系建设与实践[J].实验室研究与探索，2010，（7）.

[8]田茂.武汉大学电工电子实验教学中心[J].实验室研究与探索，2013，（10）.

[9]秦增煌.电工技术[M].第7版.北京：高等教育出版社，2014.