材料成型专业电工电子技术课程教学改革探究

    摘?要：本文根据材料成型及控制工程专业最新人才培养方案的要求，重点分析了《电工电子技术》课程存在的问题，并提出一些新的解决问题的方法与对策，对课程中某些教学内容与授课方法进行了探究，以适应于材料专业学生学习的发展方向，满足应用型本科人才的发展需求。

    关键词：电工电子技术;材料成型专业;教学改革

    中图分类号：G642?文献标识码：A

    Abstract：According to the requirements of the latest talent training program for material forming and control engineering，this article focuses on the analysis of the problems in the "Electrical and Electronic Technology" course，and proposes some new methods and countermeasures to solve the problems，some teaching content and teaching methods in the course are explored to adapt to the development direction of materials majoring students and meet the development needs of applied undergraduate talents.

    Key words：electrical and electronic technology;material forming major;teaching reform

    一、课程性质和任务

    《电工电子技术》是材料成型及控制工程专业的必修课，在机械类本科教育质量国家标准中明确指出，在专业知识体系中应包含电工电子学。因此根据人才培养方案要求以及本学科特点，课程是在大三上半学期开设，部分学校也在大二时期开设[1]。在大二阶段已经进行了部分专业基础课的学习，如大学物理、物理化学等课，从第五学期开始学生已经逐渐学习材料成型方向专业课。课程的主要任务是研究电的规律及应用，研究电子技术及应用。课程主要内容有电路的基本概念与基本定律、电路的分析方法、正弦交流电路、三相电路、半导体器件、交流放大电路、直流稳压电源、数字逻辑电路、时序逻辑电路等[2]。通过本课程的学习，使学生获得必要的电工电子基本知识和基本技能，为学习后续本专业的课程相结合，打下良好的理论和实践基础。

    二、教学面临的困难以及存在的问题

    （1）专业课课时较少，需要讲授内容较多。材料成型专业的主要专业课包括材料科学基础、材料成形原理、材料成型设备和工艺等，课时要向上述课程倾斜，这就导致电工电子技术课程的课时较少。课时减少，但主要讲授内容如直流电路、交流电路、模拟电子电路、电机与控制、数字电子电路等核心知识点不能缺少，所以如何在较少的课时内完成主要内容的讲授是每个教师应该主要思考的问题。

    （2）学生的主观认识不高，解题思路不清晰。部分同学认为学习材料成型课程与电工电子联系不大，考试只要及格即可;还有同学甚至听说本门课程较难，一开始就放弃继续学习的勇气，上课积极性不高，缺乏兴趣[2]，而且现在学生几乎都为00后，个性很强，有的还处于没兴趣就是不想学的状态。另外在讲授直流电路中，有较多的同学还停留在初高中学习电阻的串并联阶段，不会应用新学定理解题，遇到由较多的电压源和电流源组成的电路就不知道如何下手，怎么样让学生提高思想认识，可如何转变解题的思路也是教师应该考虑的问题。

    （3）知识点较分散，教学方法不灵活。本课程知识体系主要由电工和电子技术两大方面组成，每一个体系框架中都包含了若干小的知识点，例如在直流电路的知识体系中，包含有电路基本概念和定律、电路的分析方法以及电路的暂态分析。而在交流电的知识体系中主要是三相交流电。第三章电机与控制体系中主要是电动机。每一篇讲授内容联系不紧密，重点知识点较分散，部分定律不会应用，学生学起来也较吃力，所以教师在讲授新的知识如何与学过的知识产生联系，串讲起来，需要继续探索。另外，大多数教師上课讲授方法单一，机械讲授，即使用到互联网等教学视频辅助授课，因视频内容讲授较快，再加学生的理解能力不同，绝大部分知识难于当堂理解，久而久之产生厌烦情绪，如何改变现状需要任课教师继续探究。

    三、教学内容与方法实践

    针对电工电子技术课程授课中存在的困难和问题，探究解决的方法，给出可行的方案，并用在实际的教学过程中进行检验。

    （1）精选教材并精简内容，重点讲授与本专业课程相联系的内容。非电专业学习电工电子技术课时较少的问题，暂时无法避免，但重点知识内容应都讲授。首先，选择合适的教材，纵观很多电工电子的书籍，讲授内容都较深，并不适合少学时课程，并且有些书籍也不适合民办本校学生学习，对于零基础的学生更是难上加难，这就需要本专业教师因学生而选定教材，教材选择不要太随意，好的教材事半功倍。其次，精简内容，如模拟电子电路中的集成运算放大器以及数字电路中的脉冲信号等，与本专业关系不十分密切的知识内容可以一带而过，有能力的同学可以自学。需要重点讲授与材料成型专业有关的内容，例如常用半导体器件，电动机和电动机的控制（本章与后续课程材料成形检测与控制有关）等。

    （2）拓宽视野，激发学习兴趣。教育部部长陈宝生曾经指出，教学方法首先要在本科创新，强调激发学生的学习动力和兴趣[3]。第一节课学生的学习兴趣都很浓厚，都怀着好奇心来听教师讲课，如何把握好这次课很重要。第一节课书本的内容可以稍微少讲，目的是要提高主观兴趣，首先介绍一下本课程的定位、为什么要开这门课（以人才培养方案为主），强调本课程的重要性（机电专业考研专业课），并纠正一些学生的主观的错误认识。其次举一些日常生活中的例子，激发学生继续学习的兴趣，如LED灯与普通灯泡的区别、三相异步电动机为什么有异步两个字、手机充电器为什么有插头，直流电和交流电是否能相互转化等等。也可以适当扩展增加一些课本上没有的知识，如讲到电池有关的知识内容—电动汽车中的电池如何驱动汽车高速行驶，讲到三相交流电时可讲日常单相插座和三相插座的区分等。课堂讲授尽量“接地气”，和周边日常生活联系越紧密，学生越感兴趣。

    （3）知识内容通俗易懂，备课也要“备学生”。电工电子技术前面部分是讲解直流电，而直流电最重要的是基尔霍夫定律，计算电流数值较容易，而计算电压错误率较高，大多错误出在电压方向判断错误，如何用简单实用的方法判断正确的方向，笔者总结如下：一个闭合回路中列等式，等式左边电压符号遇“+”写“+”，遇“-”写“-”，右边为零。用这样的方法，计算起来正负号的问题就迎刃而解，在后面电路分析方法中，叠加原理，戴维宁定理求电压时这种方法也适用。另外在交流电路中讲授思路要明确，如从单相正弦交流电到三相交流电，从三相异步电动机到电动机控制，按照这个样的知识内容讲授，层层递进。而中间的变压器章节可适当的舍去先不讲。“备学生”就是指按照所教授的学生能力和学习状态来授课，讲授应该让学生听明白，每个学校每个专业的学生基础都不尽相同，不应该用同样的方式方法授课，教师应通过几节课的上课观察与反馈及时调整授课内容甚至授课进度，有些章节通俗易懂的可采用视频与讲授相结合的方式，如常用低压控制电器中手动电器和自动电器，但此方法并不适用于所有章节，需要教师进行掌控。在大学对于学习内容掌握情况的检查通常是布置作业，教师课后再批改作业，有很多同学为了应付检查就抄袭作业，抄袭情况较严重，如何尽可能地避免这样情况发生，可采“自问自答”的方式，让学生自己找题，自己再解答出来，此方法试用于一些电路的计算题，学生会不自觉的寻找问题并解答，当然也可参照课本内的習题，难度适中，课后教师可以找几个有代表的题来讲解，此种方法同样可以引导学生自主学习。此外经过了解有些高校理论课和实验课的老师不是同一位，如果教师之间沟通不畅就会出现理论和实验脱节的问题，理论课没讲到而实验课已经开了，甚至理论课没讲的内容实验课却上了，为了避免上述情况，需要教师增加责任感，理论课与实验课都要亲自上课。实验课时较少，内容可选则比较有代表性的如：基尔霍夫定律、戴维宁定理、三相交流电、基本放大电路等。

    （4）理论与实例相互结合，已学知识与新知识产生联系。本门课的特点就是理论知识不容易理解，部分题较难，长此以往也容易打消学生的学习积极性，教师可寻找一些实例把困难的内容合理地转变为容易理解。比如在数字电路组合逻辑电路中，对组合逻辑电路的设计，可以使用“穷举法”把文字转化为真值表的形式，一目了然。而在设计电路时，可采用红绿灯交通报警控制电路或者举重裁判表决电路的例子来讲解，通俗易懂。另外也要抓住学生好奇的心理来讲授知识内容，如讲到与非门基本逻辑电路时，保险柜的报警电路是如何进行控制的，带着疑问去学习原理记忆较深刻。此外前后的知识内容也要融会贯通，如在半导体二极管最重要的特点就是单向导电性，作用类似于直流电路中的开关，此知识内容可采用电池与二极管正负极对调连接，观察二极管的通电情况讲解，而后讲到与门、或门和非门逻辑电路时，其真值表的表达式可以用二极管的内容举例说明，实践证明当讲解完成与门表达式时，再讲解或门电路时学生都会抢答，上课的气氛良好。

    （5）考核注重上课表现。以往的期末考核多为一张卷子，卷面成绩高就高，分数低就不及格，平时成绩（如作业、实验以及课上回答问题）占的比例较小，考核方式十分单一。如今可加大课上回答问题所占的分数比例，原则上为了增加上课与老师的互动，有兴趣才想学，想学才会跟着老师的思路，改变以往沉闷的上课氛围，经实践学生的上课积极性大幅度提高。

    四、总结

    材料成型专业的《电工电子技术》课程教学中，存在总课时少、学生主观认识不高和知识点较分散等问题，文中提出可采用精选教材并精简内容、扩宽视野激发学生学习兴趣、教师充分备课掌握学生学习状态、理论联系实例和注重课上表现等方法来解决问题，目的是为进一步提高教学质量，引导学生自主学习，从被动学习转化为主动学习，实际教学效果良好。

    参考文献：

    [1]姜飞，陈元新，李平，等.新工科背景下《电工与电子技术基础》课程教学思考[J].教育教学论坛，2018（48）：202-203.

    [2]王桂琴，王幼林.电工电子技术[M].机械工业出版社，2017-11（第2版）.

    [3]许津铭.非电类专业电工与电子技术基础的主动式教学[J].科技资讯，2019（16），104-105.

    [4]党婷婷.探究性教学：非电类《电工电子技术》课程教学新理念[J].轻工科技，2019，11（35）：146-147.

    作者简介：李大林（1984—?），男，辽宁朝阳人，工学硕士，讲师，研究方向：金属材料、材料加工成形等教学研究工作。