電工學(xué)課程教育教學(xué)方法研究
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摘要：文章簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前在“電工學(xué)”課程教學(xué)中存在的主要問題，從理論教學(xué)、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)三個(gè)方面闡述了對(duì)課程教育教學(xué)方法的研究與實(shí)踐，從豐富課堂教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)仿真與綜合實(shí)驗(yàn)的開展、各種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)的相互結(jié)合等方面進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新，取得了良好的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：“電工學(xué)”；理論教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
在傳統(tǒng)教學(xué)過程中包含教師、學(xué)生、教學(xué)模式與方法等三個(gè)要素，在現(xiàn)代教育理念中這三個(gè)要素在教學(xué)過程中彼此相互聯(lián)系、相互作用，形成一個(gè)有機(jī)的整體。隨著社會(huì)的進(jìn)步和信息化進(jìn)程的飛速發(fā)展，在現(xiàn)代化教學(xué)過程中，還要運(yùn)用多種教學(xué)媒體，采用合適的教學(xué)模式與方法，才能取得更好的教學(xué)效果?！半姽W(xué)”課程集電路分析、電磁學(xué)、電動(dòng)機(jī)控制、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等多方面理論和知識(shí)為一體，覆蓋面廣、概念與理論多且與實(shí)踐結(jié)合度高，是高等工科院校非電類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程。該門課程與實(shí)際電路與器件、工程分析、工程計(jì)算緊密相關(guān)，是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課程與電知識(shí)相關(guān)專業(yè)課程的一個(gè)重要橋梁。我校自建校以來就在機(jī)械、紡織、環(huán)化等非電類專業(yè)中廣泛開設(shè)“電工學(xué)”課程，取得了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果，該課程也是我校首批入選省級(jí)精品課的課程。
一、“電工學(xué)”課程當(dāng)前存在的問題
1.課程涉及知識(shí)面廣，內(nèi)容多，而課時(shí)安排往往較少。“電工學(xué)”課程包含電路基礎(chǔ)、電工基礎(chǔ)和電子技術(shù)等方面的知識(shí)，知識(shí)點(diǎn)多，而各個(gè)高校都面臨著課時(shí)被壓縮的情況，這樣就要求在有限的時(shí)間內(nèi)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。2.課程理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式和手段單一，教學(xué)過程中往往更注重理論知識(shí)的講解與灌輸，會(huì)造成理論教學(xué)與實(shí)踐相脫節(jié)，學(xué)生明白了理論知識(shí)卻不明白該如何去實(shí)踐應(yīng)用。3.課堂教學(xué)氣氛沉悶，學(xué)生與教師交流互動(dòng)少。傳統(tǒng)教學(xué)模式老師在課堂上單向講授知識(shí)，學(xué)生疲于追趕課程進(jìn)度，師生交流互動(dòng)少，缺乏有效的溝通環(huán)節(jié)。從原有的“電工學(xué)”課程教學(xué)模式看，存在著種種問題和矛盾，因此需要我們從課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多方面齊抓共管，增強(qiáng)教學(xué)模式的先進(jìn)性和教學(xué)方法的多樣性，從而提高“電工學(xué)”課程的教學(xué)效果。
二、豐富理論教學(xué)素材，改善課堂教學(xué)效果
理論教學(xué)是“電工學(xué)”課程教學(xué)過程中最重要的組成部分，是決定學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果的重要因素。教學(xué)手段的使用沒有固定的模式，對(duì)某個(gè)內(nèi)容講述中采用的好的教學(xué)手段，不一定就適合于其他內(nèi)容的講述。通過課堂理論教學(xué)的有限課時(shí)，教師將授課內(nèi)容做成多媒體課件，利用課件的非線性呈現(xiàn)方式，將大量的信息有針對(duì)性地、快捷地展示出來，可充分利用課堂有限的時(shí)間，減少常規(guī)教學(xué)在黑板上書寫、做圖的時(shí)間，提高課堂授課效率。為了達(dá)到理想的課堂教學(xué)效果，在備課和制作課件過程中就需要教師盡可能準(zhǔn)備豐富的理論教學(xué)素材，將文字、圖片、動(dòng)畫、視頻等媒體有機(jī)地結(jié)合起來，向?qū)W生展示形式多樣、生動(dòng)活潑的教學(xué)內(nèi)容。例如在向?qū)W生講解戴維寧定理這節(jié)課時(shí)，教師在制作多媒體課件過程中，用文字和圖片介紹了戴維寧定理的內(nèi)容、分析方法，用動(dòng)畫演示了定理的具體分析過程。在講解三極管放大電路內(nèi)容時(shí)，利用多媒體能形象地展示器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與載流子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能直觀地展示原理電路、直流通路、交流通路之間的變換，精確的做圖可進(jìn)行圖解法分析，還能夠動(dòng)態(tài)地展示電路中信號(hào)的流通情況，改變了教師在課堂上長(zhǎng)時(shí)間抽象講述而學(xué)生收獲甚微的現(xiàn)象。我們直接將仿真軟件的演示過程和結(jié)果錄成小視頻，這樣當(dāng)教師在黑板上講解完定理內(nèi)容和典型例題之后，通過播放視頻顯示仿真的過程與結(jié)果，理論計(jì)算與模擬仿真相互印證，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。接下來在介紹戴維寧定理在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量方法“斷路—短路法”時(shí)，通過錄制在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的測(cè)量視頻，使學(xué)生更加直觀深刻的認(rèn)識(shí)這種常用方法。
三、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合
實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“電工學(xué)”課程教學(xué)過程中起著重要的促進(jìn)與補(bǔ)充作用?！半姽W(xué)”課程教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，也重視學(xué)生實(shí)踐技能的培養(yǎng)。在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容之前，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師會(huì)督促學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)和理論計(jì)算工作，使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)的步驟與結(jié)果應(yīng)該是怎樣的。教師在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中通過加入實(shí)驗(yàn)仿真錄像或者實(shí)驗(yàn)視頻，來講解學(xué)生所要做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外我們還開發(fā)專有的實(shí)驗(yàn)仿真軟件，將虛擬仿真與硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，先虛擬仿真，后硬件實(shí)驗(yàn)。這樣在做實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生對(duì)將要實(shí)驗(yàn)的理論內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)流程與理論推導(dǎo)結(jié)果都有了深入的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的效率，加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，同時(shí)也降低了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的損壞率和器件的消耗。除了開展基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，面向一些與電學(xué)知識(shí)要求較高專業(yè)，課程引入了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，以期滿足學(xué)生對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)課程知識(shí)的渴求，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立實(shí)踐精神和開拓創(chuàng)新能力。在這些實(shí)驗(yàn)中，我們摒棄了傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中采取已有的模塊化電路簡(jiǎn)單連線后測(cè)量結(jié)果的模式，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)給定要求，通過自學(xué)Multisim等專業(yè)電路仿真軟件來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路方案。在學(xué)生自己設(shè)計(jì)的電路測(cè)試通過后，實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)一步檢查學(xué)生的設(shè)計(jì)，對(duì)一些設(shè)計(jì)不合理和使用器材過于生僻的電路指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行修正，之后發(fā)給學(xué)生分立器件并要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室自己搭建電路并調(diào)試，最后根據(jù)學(xué)生的最終實(shí)驗(yàn)電路結(jié)果和學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告來整體評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。這就進(jìn)一步提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。通過一個(gè)簡(jiǎn)單的綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)會(huì)和熟悉了從一個(gè)已知項(xiàng)目到如何分析需求、提出方案、選取器材、調(diào)試電路、解決問題、撰寫報(bào)告的全過程，使學(xué)生應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)的實(shí)際問題能力有了大大的提高。
四、利用各種形式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，增加教學(xué)方式的多樣性
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和民用電子產(chǎn)品的普及，靈活多變的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式為“電工學(xué)”課程提供了重要的補(bǔ)充。我校的“電工學(xué)”課程是省級(jí)精品課程，因此學(xué)校對(duì)應(yīng)建設(shè)了精品課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。經(jīng)過近幾年的辛勤建設(shè)，目前本課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)主要包含了課程簡(jiǎn)介、課程教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)日歷、課程教案和講稿、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)課件、分章作業(yè)、課程教學(xué)視頻等各類資源。學(xué)生可以利用自己的電腦或智能手機(jī)登錄課程網(wǎng)站，獲取自己需要的相關(guān)知識(shí)和信息，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。此外課程開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)討論區(qū)模塊。在討論區(qū)內(nèi)，任課教師根據(jù)章節(jié)內(nèi)容了多個(gè)精品帖，每個(gè)帖子都詳細(xì)論述所講章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、易錯(cuò)的問題等。所有選課學(xué)生可以自主登陸討論區(qū)瀏覽所有帖子，并在相關(guān)帖子后面跟帖討論或者發(fā)新帖提問，任課教師都會(huì)在討論區(qū)及時(shí)答復(fù)。這種多對(duì)象的討論不僅容易激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，而且隨著時(shí)間的積累討論帖本身就是課程知識(shí)的累積，學(xué)生遇到疑問時(shí)通過查詢類似的討論帖很容易找到問題的解決辦法。針對(duì)微信越來越成為年輕大學(xué)生喜愛的手機(jī)交流軟件的現(xiàn)狀，教師在微信客戶端建立了“電工學(xué)”課程的公眾號(hào)，在公眾號(hào)上我們?nèi)握n教師可以根據(jù)課程進(jìn)度一些課程相關(guān)知識(shí)與通知，同時(shí)還可以在每節(jié)課內(nèi)容講授之前，關(guān)于這節(jié)課程的內(nèi)容簡(jiǎn)介和課程導(dǎo)學(xué)知識(shí)，在每節(jié)課內(nèi)容結(jié)束之后課程思考題和本次課程的內(nèi)容歸納和總結(jié)。此外，微信作為一個(gè)即時(shí)的社交交流軟件，還可以作為一個(gè)獨(dú)立的在線答疑系統(tǒng)，與我們之前提到的“電工學(xué)”課程討論區(qū)互相補(bǔ)充，形成完整的基于互聯(lián)網(wǎng)的課程課下答疑體系，及時(shí)解決學(xué)生遇到的各種問題，形成良好的師生互動(dòng)，達(dá)到很好的教學(xué)效果。綜上所述，通過在“電工學(xué)”課程的理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的探索與實(shí)踐，以我校的機(jī)械工程六個(gè)班為對(duì)象進(jìn)行實(shí)踐與改革，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)的積極性明顯提高，課堂學(xué)習(xí)氛圍濃厚，實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生理論知識(shí)清晰，動(dòng)手能力也有所提高，在各種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的學(xué)習(xí)交流中也非?；钴S，最后課程的成績(jī)明顯高于其他未實(shí)行新教學(xué)模式和方法的班級(jí)，取得良好的教學(xué)效果。
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作者：康濤 徐健 馬莉萍 單位：西安工程大學(xué) 電子信息學(xué)院