電工電子學(xué)課程教學(xué)改革探討

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【摘要】基于工程教育認(rèn)證的三個(gè)基本理念，依據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，確定了桂林電子科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，制定電工電子學(xué)課程目標(biāo)，在分析電工電子學(xué)當(dāng)前教學(xué)存在的問題基礎(chǔ)上，提出教學(xué)改革的方法和措施，通過引進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式提高課堂教學(xué)質(zhì)量，實(shí)踐結(jié)果受到學(xué)生的歡迎和工程教育認(rèn)證進(jìn)校專家組的認(rèn)可，表明了教學(xué)改革的有效性。

【關(guān)鍵詞】工程教育認(rèn)證；機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)；電工電子學(xué)；翻轉(zhuǎn)課堂

1引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證就是專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)按照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)來確認(rèn)工程類專業(yè)畢業(yè)生是否已經(jīng)達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量要求，它是工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系的重要組成部分［1］。我國開展工程教育專業(yè)認(rèn)證的目的是構(gòu)建工程教育質(zhì)量監(jiān)控體系，建立與工程師制度相銜接的工程教育認(rèn)證體系，促進(jìn)中國工程教育的國際互認(rèn)。工程教育專業(yè)認(rèn)證有三個(gè)基本理念：學(xué)生中心理念，產(chǎn)出導(dǎo)向理念和持續(xù)改進(jìn)理念。其中學(xué)生中心是宗旨，產(chǎn)出導(dǎo)向是要求，持續(xù)改進(jìn)是機(jī)制。認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中有七個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)，具體是:學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、師資隊(duì)伍、支持條件、持續(xù)改進(jìn)。七個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系［2］，體現(xiàn)了工程教育專業(yè)認(rèn)證的基本理念，可以看出七個(gè)通用標(biāo)準(zhǔn)中最核心的標(biāo)準(zhǔn)就是“學(xué)生”，辦學(xué)過程中的資源配置、教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施均以學(xué)生在接受教育后的學(xué)習(xí)成果和畢業(yè)要求的達(dá)成為導(dǎo)向。

2課程目標(biāo)的制定

為了達(dá)到認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)成果和畢業(yè)要求的達(dá)成，首先要根據(jù)學(xué)校自身定位和辦學(xué)的歷史沉淀確定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，制定相應(yīng)的畢業(yè)要求，然后設(shè)置與之適應(yīng)的健全合理的課程體系，畢業(yè)要求的各項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)由相應(yīng)課程所支撐。依據(jù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)確定的培養(yǎng)目標(biāo)是：培養(yǎng)在機(jī)械工程領(lǐng)域具有設(shè)計(jì)、制造及其自動(dòng)化控制的基本理論、知識和專業(yè)技能，適應(yīng)社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，具備良好的學(xué)習(xí)能力、專業(yè)能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和一定的國際視野，道德文化素養(yǎng)高，能在機(jī)械工程領(lǐng)域從事研究開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、生產(chǎn)運(yùn)行及技術(shù)管理等工作，能解決機(jī)械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才。根據(jù)上述培養(yǎng)目標(biāo)，制定了12條一級畢業(yè)要求，并分解為二級指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)由相應(yīng)課程所支撐，其中電工電子學(xué)支撐的二級畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)是：理解本專業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速、多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，具有對自我探索和終身學(xué)習(xí)必要性的正確認(rèn)識，了解拓展知識和能力的途徑。為此重新修訂了電工電子學(xué)課程教學(xué)大綱，制定的課程目標(biāo)為：掌握交、直流電路的分析方法和常用電子電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本分析方法，能綜合運(yùn)用電工電子學(xué)知識，通過綜合作業(yè)、查找分析文獻(xiàn)資料，養(yǎng)成自我探索精神，拓展電子電路分析能力，進(jìn)而分析工程中遇到的電工電子學(xué)問題。教學(xué)設(shè)計(jì)是課上傳授課程知識，課外布置綜合作業(yè)，確保課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3電工電子學(xué)課程教學(xué)存在的問題

電工電子學(xué)課程是高等院校非電類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，它為電路分析、電子電路和機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ)，是機(jī)電一體化人才所必須具備的基本知識。目前，各大高校都在修訂培養(yǎng)計(jì)劃，不同程度壓縮電工電子學(xué)課程學(xué)時(shí)，該課程對非電類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)難度大，內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，認(rèn)為電工電子學(xué)知識對自己所學(xué)專業(yè)用處小，學(xué)不好也無所謂，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足，課程考核及格率低。根據(jù)電工電子學(xué)課程當(dāng)前所面臨的形勢，教學(xué)工作者必須全面調(diào)研，仔細(xì)分析，拿出對策，進(jìn)行電工電子學(xué)課程的教學(xué)改革和建設(shè)，結(jié)合傳統(tǒng)模式，與前沿科技接軌，使課程既有本校的特色，能滿足機(jī)制專業(yè)學(xué)生對電工電子學(xué)知識的需求，又滿足工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生對課程學(xué)習(xí)感興趣。目前，電工電子學(xué)課程在教學(xué)方面主要存在的問題有：（1）課程教學(xué)內(nèi)容多，知識面跨度大，但教學(xué)時(shí)數(shù)相對較少電工電子學(xué)課程合并了原來分開在兩個(gè)學(xué)期上的“電工技術(shù)”和“電子技術(shù)”兩門課程，主要包含電路分析理論和電子電路等內(nèi)容，知識面跨度大，概念多且相當(dāng)抽象。而隨著課程體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整，該課程教學(xué)時(shí)數(shù)卻不斷地減少，為了保證講完課程大綱和授課計(jì)劃規(guī)定的內(nèi)容，導(dǎo)致教師疲于趕進(jìn)度，部分學(xué)生跟不上節(jié)奏，不易接受所學(xué)的內(nèi)容，課堂教學(xué)流于形式，教學(xué)效果不理想。有文獻(xiàn)報(bào)道，學(xué)生聽課注意力集中的最佳狀態(tài)持續(xù)時(shí)間只有10分鐘左右，工作記憶只能即時(shí)地加工7個(gè)左右的信息組塊，但通常只能同時(shí)記住其中的2-3個(gè)信息組塊[3]，如果課堂教學(xué)內(nèi)容偏多，學(xué)生將無法有效接受，聽課效果低下。（2）理論知識與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，導(dǎo)致了學(xué)習(xí)的無目的性當(dāng)前該課程的教學(xué)方式只是較多地注重理論的推導(dǎo)、基本知識的系統(tǒng)介紹，而忽視了對應(yīng)用背景的講授，導(dǎo)致很多學(xué)生不知道如何將實(shí)際系統(tǒng)抽象為理想電路模型進(jìn)行分析，工程應(yīng)用能力低下。就本校學(xué)生的基礎(chǔ)而言，教師很難在課時(shí)緊張的情況下對學(xué)生進(jìn)行有效的應(yīng)用背景介紹與充分展開討論，因此，課堂教學(xué)內(nèi)容大部分為基礎(chǔ)知識的介紹，基本方法的講授，缺失的應(yīng)用背景，導(dǎo)致了學(xué)習(xí)的無目的性，學(xué)生提不起學(xué)習(xí)興趣。（3）教學(xué)手段單一，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)教學(xué)過程主要仍是沿用以教師為主的講授方式，教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)手段一成不變，教學(xué)過程中給學(xué)生提供的思考時(shí)間少，課堂討論少，教師與學(xué)生互動(dòng)少，對學(xué)生表達(dá)能力和分析能力的培養(yǎng)少。這種填鴨式、滿堂灌的教學(xué)模式，使學(xué)生沒有時(shí)間和空間進(jìn)行思考，只是被動(dòng)地接受，聽課過程枯燥乏味，大部分學(xué)生不能及時(shí)理解課堂內(nèi)容，跟不上進(jìn)度。教學(xué)過程中從理論到理論，缺少新的教學(xué)方法與手段，案例式教學(xué)、問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)沒能很好地實(shí)施，使得學(xué)生為了應(yīng)付考試，在學(xué)習(xí)的過程中只注重于基本的演算，而忽略了分析問題與解決問題能力的培養(yǎng)，大大降低了創(chuàng)新能力。（4）學(xué)生缺乏解決工程問題的訓(xùn)練，沒能掌握拓展知識和能力的途徑雖然通過增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)、電子認(rèn)知實(shí)習(xí)及課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，使學(xué)生有了更多的動(dòng)手機(jī)會并能夠嘗試將所學(xué)理論知識與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，但實(shí)踐內(nèi)容往往是老師預(yù)先安排好的，并給出解決路徑，學(xué)生無需自行查找文獻(xiàn)，無需多動(dòng)腦筋，導(dǎo)致學(xué)生敷衍了事，實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量大打折扣，結(jié)果一遇到實(shí)際困難和問題時(shí)無從下手，不知如何解決。造成此結(jié)果的原因是當(dāng)前的教學(xué)模式是側(cè)重于理論知識的課堂講授，缺少解決工程問題的引導(dǎo)和訓(xùn)練，片面地注重“量”，而疏于“質(zhì)”。如上所述，以傳統(tǒng)教育模式為主的教學(xué)過程導(dǎo)致的直接后果是，學(xué)生對學(xué)習(xí)缺乏興趣，缺少主動(dòng)，不能很快地建立知識框架，學(xué)習(xí)的目的只為了應(yīng)付考試，不能有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，也不利于應(yīng)用型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

4實(shí)施教學(xué)改革，促進(jìn)課程目標(biāo)達(dá)成

為了彌補(bǔ)現(xiàn)行教學(xué)模式的不足，以畢業(yè)要求和課程目標(biāo)達(dá)成為導(dǎo)向，以通過工程教育專業(yè)認(rèn)證為目標(biāo)，進(jìn)行了電工電子學(xué)課程教學(xué)改革，具體措施有：（1）引進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。翻轉(zhuǎn)課堂采用“課前知識傳授+課上知識內(nèi)化”的教學(xué)形式，與傳統(tǒng)教學(xué)的課堂上知識講授、課后作業(yè)實(shí)現(xiàn)知識內(nèi)化正好相反，所以得名“翻轉(zhuǎn)”。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種概念是Baker在2000年提出的[4],“翻轉(zhuǎn)課堂”的實(shí)踐起源于美國科羅拉多州洛基山的“林地公園高中”的兩位化學(xué)教師亞倫•薩姆斯和喬納森•伯爾曼，2012年進(jìn)入國內(nèi)，在國內(nèi)的發(fā)展中，翻轉(zhuǎn)課堂往往和慕課、微課、Moodle平臺結(jié)合[5]。翻轉(zhuǎn)課堂模式要求學(xué)生在課前通過觀看老師提供的微視頻等資料來自學(xué)基本知識，利用網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)交流解決疑難問題，這就有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識和提升學(xué)習(xí)效率。為了使翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)揮好的效果，我們的具體做法是：①建立起以“翻轉(zhuǎn)課堂”為平臺的數(shù)字化教學(xué)環(huán)境：利用QQ和微信等互聯(lián)網(wǎng)交流平臺，以及桂林電子科技大學(xué)校園網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建電工電子學(xué)課程翻轉(zhuǎn)課堂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，通過網(wǎng)絡(luò)平臺向?qū)W生提供授課內(nèi)容的視頻和教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上討論、在線答疑。②通過研究制定基于“翻轉(zhuǎn)課堂”的電工電子學(xué)課程資源，開發(fā)、收集、組織一批豐富的電工電子學(xué)課程教育教學(xué)信息資源，形成教學(xué)資源庫，以提高電工電子學(xué)課程教學(xué)效果，特別是針對課程內(nèi)容的難點(diǎn)或作業(yè)難題制作“微課”，供同學(xué)課前自學(xué)或課后復(fù)習(xí)使用。③在電工電子學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)開展“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)實(shí)踐研究，在教案的設(shè)計(jì)、PPT的制作、課堂內(nèi)容的選擇上要結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”的特點(diǎn)，真正體現(xiàn)以學(xué)生為中心的理念，應(yīng)能促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，利于專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程目標(biāo)的達(dá)成。④為保證“翻轉(zhuǎn)課堂”收到實(shí)效，而不是流于形式，在選擇哪些知識、什么時(shí)候來實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂模式時(shí)必須考慮到中國學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，否則結(jié)果適得其反。對于基礎(chǔ)和入門內(nèi)容，仍然采取傳統(tǒng)模式教學(xué)，目的是讓老師帶學(xué)生入門，打好基礎(chǔ)；對于拓展的知識內(nèi)容，則采用新模式來教學(xué)。這樣，既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也可以避免對新知識新模式的不適應(yīng)帶來的學(xué)習(xí)挫敗感。⑤在教學(xué)設(shè)計(jì)上，教師在課前要準(zhǔn)備教學(xué)資源，提供學(xué)習(xí)素材；課中，根據(jù)學(xué)生的疑難點(diǎn)進(jìn)行專題講解，保證課前內(nèi)容在課內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)化。（2）采用多媒體授課和翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，解決傳統(tǒng)教學(xué)過程中學(xué)生學(xué)習(xí)積極性差、教學(xué)內(nèi)容局限的問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。在課件的制作、課堂教學(xué)過程中，授課教師應(yīng)注意如何將工程應(yīng)用與課程的基礎(chǔ)知識有機(jī)緊密地融合，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維和創(chuàng)新能力。（3）為了培養(yǎng)學(xué)生自我探索精神，拓展電子電路分析能力，在課程考核中設(shè)定了課外綜合作業(yè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生按照老師布置的專題（例如“樓道聲光控制開關(guān)的設(shè)計(jì)”專題），通過查找文獻(xiàn)、小組討論、請教他人，完成專題任務(wù)。（4）教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)配套的新形態(tài)一體化教材。市面上目前發(fā)行的教材大多是傳統(tǒng)型教材，適宜傳統(tǒng)課堂的講授模式。教師可自行編纂適合翻轉(zhuǎn)課堂的新形態(tài)教材，將基本知識點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)資源、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等內(nèi)容匯編成教材，來配合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)。（5）加強(qiáng)電工電子興趣小組的建設(shè)，使學(xué)生學(xué)以致用。在課下，教師組織有興趣的學(xué)生組建電氣維修小組，讓他們將所學(xué)的知識在生活中做到學(xué)以致用?？梢岳谜n外時(shí)間維修常用小電器，既能熟練掌握各種電工電子設(shè)備的使用方法，還可以增強(qiáng)成就感，鍛煉實(shí)踐能力。

5結(jié)束語

工程教育專業(yè)認(rèn)證已在全國各高校工程類專業(yè)中展開，深刻影響各高校的專業(yè)建設(shè)。為了達(dá)到專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，各專業(yè)積極開展課程體系建設(shè)，發(fā)揮各自優(yōu)勢，配以相應(yīng)的教學(xué)改革。各門課程必須服務(wù)于專業(yè)制訂的“培養(yǎng)目標(biāo)”和“畢業(yè)要求”，教學(xué)活動(dòng)的開展必須有利于目標(biāo)的達(dá)成。電工電子學(xué)課程作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，在課程體系中起著重要的支撐作用，在最近的教學(xué)改革中通過引進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，為新老教學(xué)法的混合運(yùn)用提供了新的路徑，促進(jìn)了課程目標(biāo)的達(dá)成，獲得工程教育認(rèn)證進(jìn)校專家組的認(rèn)可。

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作者:李海標(biāo) 羅奕 單位:1.桂林電子科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 2.電子電路國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心