電工實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革探索

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摘要電工實(shí)訓(xùn)課程對(duì)磨煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力和塑造應(yīng)用型工科畢業(yè)生具有非常重要的意義。結(jié)合當(dāng)下高校電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題，結(jié)合工作體驗(yàn)，提出采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)訓(xùn)，降低純驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例，增加具有一定創(chuàng)新的設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展虛擬仿真與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。從教學(xué)效果評(píng)估來(lái)看，這些措施對(duì)于完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、提高學(xué)生分析解決問(wèn)題能力都有較好效果。

關(guān)鍵詞電工實(shí)訓(xùn)；實(shí)訓(xùn)設(shè)備；虛擬仿真；翻轉(zhuǎn)課堂；“雙師型”教師

1當(dāng)前電工實(shí)訓(xùn)課程待改進(jìn)之處

在電氣工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，電工實(shí)訓(xùn)是不可或缺的環(huán)節(jié)，很多其他專(zhuān)業(yè)的工科學(xué)生也開(kāi)設(shè)了本門(mén)課程。換句話(huà)講，很多大一新生遇到的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課即是本課程，是否生動(dòng)有吸引力，能否喚起學(xué)生思索和動(dòng)手的興趣，決定了本門(mén)課程的成功與否。工科是非常重視實(shí)踐的學(xué)科，畢業(yè)生未來(lái)的工作也是直接動(dòng)手從事工程工作。本門(mén)課程的持續(xù)改進(jìn)，可以促進(jìn)學(xué)生更好地理解書(shū)本知識(shí)，建立批判性思維并提高動(dòng)手能力。傳統(tǒng)的電工實(shí)訓(xùn)課程，在本專(zhuān)業(yè)往往處于從屬地位，不僅教學(xué)內(nèi)容不被重視，甚至連實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的更新維護(hù)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)工作人員的待遇等與主干課程相比，都有一定的差距。按照我國(guó)現(xiàn)行教育制度，各地在高中階段進(jìn)行了文理分科以及課程的選擇多樣化，同一個(gè)專(zhuān)業(yè)，學(xué)生來(lái)源有很大不同，而大學(xué)又較早地進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)細(xì)分，這樣做的結(jié)果是部分學(xué)生在電工實(shí)訓(xùn)課開(kāi)始前缺乏電工電子的基礎(chǔ)理論知識(shí)，不能直接進(jìn)行電工實(shí)訓(xùn)相關(guān)任務(wù)教學(xué)，需要教師進(jìn)行預(yù)備知識(shí)講解，增加了完成實(shí)訓(xùn)的工作量和難度[1]。目前，很多本科院校的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)條件較差，很多實(shí)訓(xùn)設(shè)備甚至是10多年甚至20年前的陳舊設(shè)備。課程內(nèi)容也比較陳舊，有些還是與多年前購(gòu)買(mǎi)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備差不多同時(shí)編寫(xiě)，上課時(shí)按部就班地演示實(shí)驗(yàn)步驟，最后讓學(xué)生照葫蘆畫(huà)瓢，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義模板進(jìn)行例行操作，不需要有過(guò)多自己的想法，這嚴(yán)重影響了對(duì)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)[2]。另外，從教學(xué)課程內(nèi)容來(lái)看，傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，比如日光燈電路、用繼電器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)等。另外，電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)除了要求學(xué)生做相關(guān)訓(xùn)練項(xiàng)目，實(shí)際上還需要學(xué)生能夠熟練掌握操作技能，熟悉電工用具、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用及簡(jiǎn)單維修調(diào)整。按當(dāng)前院校電工實(shí)訓(xùn)課時(shí)情況來(lái)看，課時(shí)的安排相較于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往不夠，教師只好選取部分進(jìn)行講解，學(xué)生則為了盡快完成任務(wù)，沒(méi)有太多時(shí)間進(jìn)行思考，實(shí)訓(xùn)效果難以保障。這樣就造成一種假象，學(xué)生往往覺(jué)得剛開(kāi)始學(xué)習(xí)，課程就結(jié)束了。在學(xué)習(xí)內(nèi)容時(shí)間的分配上，教師要完成規(guī)定的講解和檢查，只好減少學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。課程內(nèi)容老調(diào)重彈，很多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沿用多年而從未改動(dòng)。實(shí)際上由于更新、更先進(jìn)的工具和技術(shù)的出現(xiàn)，相應(yīng)的教學(xué)也應(yīng)該隨著改進(jìn)。由于要照顧到不同的專(zhuān)業(yè)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的選取往往過(guò)于簡(jiǎn)單，采用相同的認(rèn)知模塊，沒(méi)有結(jié)合不同的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)。評(píng)價(jià)體系落后，難以客觀(guān)評(píng)價(jià)學(xué)生。現(xiàn)有評(píng)價(jià)中，實(shí)驗(yàn)成績(jī)由三部分構(gòu)成，即課前預(yù)習(xí)、實(shí)際操作、課后實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完全一樣，所有人都按照指導(dǎo)書(shū)照葫蘆畫(huà)瓢操作一遍，最后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也無(wú)太大出入，很難評(píng)價(jià)學(xué)生的技能高低。

2電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式與實(shí)施方案

增加課程模塊，消除不同課程知識(shí)界限電工實(shí)訓(xùn)的教學(xué)計(jì)劃應(yīng)該與其他相關(guān)課程統(tǒng)籌考慮，打通與PLC課程、電路分析等其他課程的聯(lián)系，制作出符合不同專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的教學(xué)計(jì)劃。根據(jù)不同的階段，課程設(shè)置對(duì)應(yīng)為基礎(chǔ)部分、綜合應(yīng)用、拓展創(chuàng)新三個(gè)階段。1）基礎(chǔ)部分主要是讓學(xué)生學(xué)會(huì)熟悉實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，通過(guò)基本的實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)驗(yàn)證書(shū)本中的內(nèi)容知識(shí)。2）綜合應(yīng)用是在前一階段的基礎(chǔ)上進(jìn)行有一定綜合性的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步熟悉和理解相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。此部分內(nèi)容包括并不限于電機(jī)控制電路安裝調(diào)試、PLC的接口應(yīng)用等。3）拓展創(chuàng)新模塊主要是將基礎(chǔ)模塊、應(yīng)用模塊所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到具體項(xiàng)目中。經(jīng)過(guò)與課程難度相適應(yīng)或者適當(dāng)提高的項(xiàng)目訓(xùn)練，積極引導(dǎo)學(xué)生參加開(kāi)放課題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽、技能競(jìng)賽。通過(guò)不同層次的訓(xùn)練，對(duì)于部分未學(xué)過(guò)PLC等課程的非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生，可以選擇其他題目或者提供部分程序以彌補(bǔ)知識(shí)不足。引進(jìn)新穎的教學(xué)方式，喚起學(xué)生求知欲在電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生是知識(shí)傳播的接受者，是學(xué)習(xí)的主體；指導(dǎo)教師為學(xué)生服務(wù)，而不是一個(gè)表演者的角色。教師要掌握學(xué)生的來(lái)源情況，以選擇內(nèi)容和難度與相應(yīng)學(xué)生匹配的教學(xué)素材，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)型實(shí)訓(xùn)。在知識(shí)講解中，要引導(dǎo)學(xué)生思考，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，對(duì)不同技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較。應(yīng)用此方法可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性[3]，讓學(xué)生能夠基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)方向去思考問(wèn)題，沿著任務(wù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)路線(xiàn)去學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，提高相關(guān)技能，做到有的放矢，提高效率。如果給學(xué)生一定的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，往往能夠激發(fā)學(xué)生的探索欲和求知欲，比填鴨式教學(xué)效果強(qiáng)很多。重視現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，增強(qiáng)教學(xué)效果近年來(lái)，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)以及翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等教學(xué)模式，可以通過(guò)多樣化的教學(xué)技術(shù)來(lái)增強(qiáng)教學(xué)效果。有些教學(xué)內(nèi)容十分抽象、不易理解，如電機(jī)內(nèi)部的電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程等，可以采用多媒體技術(shù)，使學(xué)生通過(guò)3D動(dòng)畫(huà)等形式直觀(guān)學(xué)習(xí)。虛擬仿真技術(shù)要求虛實(shí)結(jié)合，尤其是一些實(shí)際實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，可以采用虛擬仿真方式。如在接觸高電壓大電流等實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)制作規(guī)范的教學(xué)視頻，直觀(guān)、動(dòng)態(tài)地展示過(guò)程與細(xì)節(jié)。淮陰師范學(xué)院充分利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，運(yùn)用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)教學(xué)效果。還可以將演示視頻提前分發(fā)給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣在電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中可以減輕教師現(xiàn)場(chǎng)講解負(fù)擔(dān)。學(xué)生在課后復(fù)習(xí)過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)也可以隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與指導(dǎo)教師保持溝通，將學(xué)習(xí)掌握情況反饋給教師，真正做到融會(huì)貫通[4]。構(gòu)建開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般按照行政班進(jìn)行分組，要求學(xué)生根據(jù)排好的課程表到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室完成規(guī)定的課程。到了下課時(shí)間，無(wú)論學(xué)生完成的結(jié)果如何，必須下課，這是由于學(xué)生和教師的課程安排各有其限制之處。固定的時(shí)間段雖然方便了排課表，但是對(duì)于動(dòng)手能力較差的學(xué)生，很可能無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，另外限制了部分能力較強(qiáng)的學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)。構(gòu)建開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境可以彌補(bǔ)排課缺陷。在開(kāi)放式教學(xué)環(huán)境中，學(xué)生不再拘泥于以往的課表安排，可以適時(shí)根據(jù)自己的課程時(shí)間在線(xiàn)選擇項(xiàng)目，通過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)或者教師指導(dǎo)確定實(shí)驗(yàn)方案，然后預(yù)約時(shí)間做對(duì)應(yīng)項(xiàng)目，對(duì)于教師和學(xué)生都能有一個(gè)彈性的時(shí)間來(lái)合理分配。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為中心，注重學(xué)生的個(gè)體差異，對(duì)提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，具有重要作用[5]。加強(qiáng)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)長(zhǎng)期以來(lái)，高校的實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員普遍在學(xué)歷、工作資歷等方面，甚至工資待遇方面，與專(zhuān)職教師相比有一定差距，不利于發(fā)揮高校實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員的積極性。部分理論課教師工作重心不在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)，甚至于對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備都不熟悉。因此，應(yīng)當(dāng)從多方面加強(qiáng)目前的師資隊(duì)伍建設(shè)。不論是專(zhuān)職教師，還是專(zhuān)職的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員，都應(yīng)該提升實(shí)踐能力，豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。工科教師必須有相當(dāng)?shù)膶?shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，才能培養(yǎng)出懂技術(shù)、會(huì)應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)技能人才?！半p師型”教師隊(duì)伍建設(shè)已經(jīng)列入很多工科院校的議事日程，要培養(yǎng)既有理論基礎(chǔ)、又有實(shí)踐能力的“雙師型”教師，需要淡化理論教師和實(shí)訓(xùn)教師的界限。學(xué)校還應(yīng)鼓勵(lì)教師參加職業(yè)技能培訓(xùn)、到企業(yè)掛職鍛煉等，以增加教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

3結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)電工實(shí)訓(xùn)課程從實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和方法、師資培養(yǎng)等方面進(jìn)行了改進(jìn)探索。在實(shí)際教學(xué)中，淮陰師范學(xué)院教師采用靈活的電工實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)安排，對(duì)原有教學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行了較大更新，增強(qiáng)了學(xué)生的思考能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。從學(xué)校近幾年的實(shí)施情況來(lái)看，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，提高了學(xué)生對(duì)電工技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的重視程度，學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新能力有很大提高[6]。與參加課程學(xué)習(xí)的學(xué)生代表進(jìn)行座談并進(jìn)行相關(guān)問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果顯示，電工實(shí)訓(xùn)課程從課程安排到教學(xué)互動(dòng)等均得到學(xué)生好評(píng)。學(xué)生也提出希望多學(xué)習(xí)一些與日常生活相關(guān)的安全用電常識(shí)、未來(lái)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)等，這也是未來(lái)課程改革的方向之一。

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作者：吳自萬(wàn) 劉戀 單位：淮陰師范學(xué)院物理與電子電氣工程學(xué)院