_电工电子学_精品课程建设的实践与研究_基于信息化教学的探索_陈美谦.doc

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1、第 17 卷 第 5 期 集 美 大 学 学 报 Vol. 17 No. 5 2016 年 9 月 Journal of Jimei University Sep. ， 2016 “电 工 电 子 学 ” 精 品 课 程 建 设 的 实 践 与 研 究 基 于 信 息 化 教 学 的 探 索 陈 美 谦 ，王 荣 杰 （ 集美大学轮机工程学院，福建 、 厦门 361021） 。 ， “ 摘要 课程建设是深化教学改 革 确保人 才培养 质量的 首要环 节 在信息 化教学 背景下 电工电 子 学 ” 精品课程建设要从优化课程内容、改革传统教学 模式、将现代 化教育技术 与课程教学 进行多 方位深层

2、 次 融合、加强实践环节、深化双语教学等方面进行 实践与研究，全 面推进 课程教 学改革，从 而适应 新时 期 高等 工程教育的要求，不断增强学生的探 索意识和创新能力，使之成为高素质、复合型的科技人才。 关键词 “电工电子学 ” 精品课程； 现代化教育技术 ； 实践环节； 双语教学 中图分类号 G 642 文献标识码 A 文章编号 1671 6493 （ 2016） 05 0077 05 “电工电子学 ”是理工科院校非电专业一门重 要的技术基础课程。 20 世纪后半叶至 21 世纪，电 工电子技术成为发展最迅速、最活跃和最具渗透力 的技术之一，与诸多学科和行业如建筑、机械、冶 金和勘探等密切

3、相关，是实现信息化社会的重要技 术基础。 “电工电子学 ”作为集美大学机械设计制 造及其自动化、热能与动力工程、建筑环境与设备 工程、车辆工程等专业学生必修的首门主干基础课 程，理论及实验教学共计 110 学时， 5 个学分，以 及两周的工程训练与综合设计。课程教学除了要求 学生掌握电工电子技术的理论基础和基本技能之外， 更为重要的是提高其综合运用所学知识的能力，培 养学生自主学习、独立思考、综合分析和解决 问题 的能力，增强他们的创新意识。在信息化教学背景 下，精品课程建设要从优化课程内容、改革传统教 学模式、将现代化教育技术与课程教学进行多方位 深层次的融合、加强实践环节、深化双语教学等方

4、 面进行实践与研究，全面推进课程教学改革。 一 优 化 课 程 内 容， 改 革 传 统 教学模式 目前我国高校工科教学普遍注重讲授内容的条 收稿日 期 2016 03 15 基金项 目 福建省教育科学 “十三五 ” 规划重点资助课题 （ FJJKCGZ16 166） 理性、逻辑性， 强调知识体系的完整性、连贯性； 在教学管理上，强调统一性、规范性 。这种 井 然有序的 “填鸭式 ” 的教学，很大程度上限制 了 大学生的思想自由，束缚了大学生的个性发展，扼 杀了其探索精神。学生习惯由老师牵着走，唯书、 唯上、唯权威，因此，学生普遍缺乏自信和创新。 1900 2008 年，美 国已有 274 位

5、科学家获得诺 贝 尔奖，占获奖总人数的 70% 以上，而其人 口不到 世界的 5% ，日 本也已有 15 名 诺贝尔奖 获得者， 人口数量更小的以色列有 110 多位，而中国依然是 空白。显然 ，我们的教育需要改革。改革高校工科 教育的核心是改革教学模式，从教学内容到组织形 式，为学生营造 一个开放、自 主和互动的课堂 氛 围，彻底打破学生的思想禁锢。 （ 一） 调整和优化教学内容，坚持技术基础课 程的基础性、先进性、应用性以及丰富的人文内涵 教师在课堂上要灵活掌握授课内容，调整知识 结构，精取优选，坚持技术基础课程的基础性、先 进性和应用性。首先应重点将课程中核心、基本的 概念和方法讲透，其

6、他内容则应视专业、学时和学 生的实际水平，引导学生自学和自我拓展。如电路 的暂态分析，除了换路定则，第一 阶线性电路暂态 “基于 CDIO 理念的船舶工程类专业学位研究 生培养模式 ” 作者简介 陈美谦 能监控 （ 1971 ） ，女，福建厦门人，集美 大学轮 机工程学 院副教 授，主要 研究方 向为电气 自动化 与智 。 1 78 ， 集美大学学报 ， 。 ， 第 17 卷 分析的三要素法是一个重要的电路分析方法 其他 践 带着问题听课更加有的放矢 同时 由于有备 的如 C、 L 电路的零输入、零状态、全响应，都 而来 ，多数学生有更多参与课堂发言的机会 ，作为 可以用三要素来理解和分析。在

7、重点讲解了三要素 法之后，此时教师的重 点是引导学生自 习其他部 分，使其在温故知新的基础上，学会对这些知识进 行充分扩展和应用。其次，由于新工艺、新应用不 断涌现，教师应不断跟踪现代电工电子技术的发展 动态，把该领域的前沿信息和研究动态及时引入课 堂，保证授课内容的先进性，及时开拓学生的眼界 和专业视野，避免做 “井底之蛙 ”，使学生的探索 精神和创新性思维得到张 扬与发展。针对 “电工 电子学 ” 课程的实践性、应用性特点，授课过程 中还应重视将理论知识与生产、生活实践有机结合 起来并加 强课程甚至学科 之间的交叉、传递。同 时，电工电子发展史上探索、发明和创造并最终造 福于人类的过程蕴含

8、着感人的个人奋斗史、丰富的 人类文明史、沉甸甸的时代使命感等内涵，授课教 师应加强其中的人文教育，引导学生 不断思考人 生、修正价值观，立志服务社会 通过调整和优 化教学内容，从而深化了课程内涵，有效拓展了课 程外延，为实现高素质科技人才的培养打下了良好 的基础。 （ 二） 课堂教学强调问题与思考，注重学生的 主体性与参与性 美国心 理 学 家、 教 育 家 提 出了 “发 现 性 学 习 ”、 “从做中学 ” （ Learning by doing） 等多种教 学理论，强调以学生为主体，由学生自己去思考、 去实践、去探索。一方面把学习看成是发现问题、 提出问题、分析问题和解决问题的必要过程和

9、重要 途径，通过学习生成问题。另一方面强调带着问题 学习，把问题看作是学习的动力、起点和贯穿学习 过程的主线。 “电工电子学 ” 课堂教学应强调问题 与思考，注重学生的主体性与参与性。例如，在讲 到 “555 定时器 ” 之前的一段 时间，先布置学生课 余预习，自学器件的工作原理、管脚意义等，然后 要求学生针 对 “555 ” 的趣 味性小 应用 如防 盗报 警、延时电路等用软件设 计并仿真，基础好的同 学，设计出硬件。课堂上，重点讲解基础知识后再 围绕同学在设计中碰到的困难或老师事先设定的问 题，如延时电路通过改变哪个参数可以改变延时时 间等组织课堂教学。可见，理论分析与案例讨论相 结合，有

10、利于学生理论联系实际、学以致用，提高 了综合运用知识的能力。同学事先经 过探索和实 学习的主体更加积极有效地参与教学过程。其他的 如拓宽性后续知识、从课程出发选择的若干热点问 题、课程疑难点及部分典型习题则采用学生讨论为 主、教师引导为辅的教学 方法，使学生 在 “生生 互动 ”和 “师生互动 ” 中自觉地抛弃机 械式的学 习方式，自主地形成新知识，独立思考、大胆表达 与质疑 。 二 充 分 利 用 现 代 化 教 育 技 术 手段，使之与 “电工电子学 ” 课程教学 有效融合 “电工电子学 ” 是一门理论性 与实践性很强、 逻辑严密的综合性学科，内容庞杂、抽象，涉及学 科多且始终有 大量图片

11、贯穿其中。将现代化教育技 术手段与 “电工电子学 ” 课程教 学有效融合，将 会调动尽可能多的信息资源，使学生真正成为知识 信息的积极参与者，达到良好的教学效果 。 集美大学 “电工电子学 ”课程组老师充分利用 现代化教育技术手段，以人为本，以学生为主体， 教师为主导，精心安排教学过程，自主制作完成高 水平的、信息丰富的多媒体教程。该教程荣获 2009 年 “福建省高校多媒体课件与网络课 程大赛二等 奖 ”，已在教学实践中全面推广应用，效果显著。 （ 一） 丰富课程信息，体现学生主体地位 现代信息技术 与学科课程的整合，是通过将现 代信息技术有效地融合于各学科的教学过程之中， 从而营造一种新

12、型教学环 境 。首先，丰富课 程 信息。丰富课程信息，不是教学内容的简单、过度 堆砌，不是知识的过分灌输，不是花样百出、喧宾 夺主，更不是老师照本宣科的直白媒介，而应以丰 富学生的学科知识和创设积极和谐的教学情境为主 要原则。课件框架体现条理性，是有机、系统的整 体。包括文字、图片、音频、视频和超链接等在内 的内容要精挑细选，重点和难点突出，注重知识的 分析、归纳和总 结，有效地实 现理论与实践的 对 接，保证信息 传达的畅通和趣味性，使得课堂授课 深入浅出 ，从而 激发学生 的学习热 情，实现 对 学科知识的理解、掌握和应用。 其次，多媒体的应用还应体现学生的主体性、 教师的引导性和课堂互动

13、性。课件的使用使任课教 投稿网址： http： / / xuebaobangong. jmu. edu. cn /jkb/ 第 5 期 陈美谦 、 ， ： “电工电子学 ， ” 精品课程建设的实践与研究 。 ， 79 师从传统课堂上繁琐的板书 绘图中解放出来 在 特点 实践环节的有效实施 对于培养学生理论联 课堂上有更多的 时间和精力对学生进行 引导和互 动，转变传统的 “粉笔加黑板，教师一言堂 ” 的课 堂教学为以 “自主、探究、合作 ” 为 特征的教学 方式，鼓励学生课堂质疑、提问和讨论，充分发挥 学生的主体地位，调动学生的主动性、积极性和创 造性。 （ 二） 利用软件功能，加强课程理论的

14、验证性 和可视化效果 多媒体技术辅助教学，除了常规的利用 Power- Point 制作出电子教学课件外，还要充分利用软件 功能，加强课程理论的验证性和可视效果。利用各 种绘图工具如 Flash、 AutoCAD、 3DMax 等实现动 画效果，对抽象、静态的知识进行模拟演示，使教 学内容变得生动、直观。另外，很多专 业软件诸如 OrCAD、 Multisim 、 MatLab 等，允许教师根据课堂 实际需要随时绘制、建立各种可视电路图并对重要 理论、典型电路进行仿真模拟，仿真结果可以以数 字、曲线、表格和仪表指示等各种形式得到验证。 专业软件的应 用还便于教师调动同学进 行现场思 考、现场设

15、计、现场检验，大大方便案例教学，实 现课堂互动 。 （ 三） 实 现优 质教学 资源 共享，建 立互 动的 课程网络学习平台 除了课堂教学课件，高效的网络信息化环境是 实现现代化教育技术手段与 “电工电子学 ” 课程 教学有效融合的 必要条件和重要手段。 “电工电子 学 ”课程借助学校网络课堂，增加了自 学型、测 试型、设计型和答疑型等多种教学资源，为同学建 立一种不受时间和空间限制的自主学习模式，实现 课堂与课外的相互补充。丰富的教学资料如教学大 纲、教案、讲稿、思考题、文献目录、授课录像、 习题库、仿真实验台和试题库等不断得到充实、完 善并随时吐故纳新。同时，网络课程还是一个师生 共同交流

16、、教与学良性互动的平台。对课程的疑难 点，学生留言提问，老师及时回复解答； 学生提出 与课程有关的要求、意见和建议，与任课教师共同 磋商讨论等，提 高学生的参与意识，增进师生的交 流与互动。 三 加 强 实 践 环 节， 不 断 增 强 学生探索意识和创新能力 实践性和应用性是 “电工电子学 ”课程的典型 系实际、提高实践技能和创新能力、学会分析问题 解决问题及进行综合素质教育等方面都具有重要的 意义。实践性教学要重视营造学生自主学习、主动求 知的契机，顺应现代科技发展，提升实践教学效果。 （ 一） 加强实验室建设 集美大学 “电工电子 实验中心 ” 面向全校 理 工科相关专业进行电工电子系列

17、课程理论教学、实 验教学及工程 训练，集基础实验、综合应用和创新 研究三个现代化实践平台于一体，是人才培养、教 育与科 研 创 新 的重 要 基 地。多 年 来，中 心 获 得 “中央与地方共建高等学校专项资金项目 ”、 “福建 省高等学校基础 教学实 验室建 设项目 改造工 程 ” 等专项资助，共投入建设资金一千多万元。中心面 积近 3 000m ，每年面向全校 12 个学院、 22 个专 业、近 4 000 名学生承担教学任务，年实验人时数 近二十万。 2007 年获得 “福建省高校实验教学示范 中心 ”称号，软硬件设施已达到国内领先水平，为 “电工电子学 ” 精品课程的建设提供了有力保障

18、。 （ 二） 改革实践教学模式 1. 改革传统的实验内容和体系。传统的 “电 工电子学 ” 实验大多是 一些理论验证实验，即所 谓的基础性实验，内容相对单一、与生产实际结合 不紧，缺乏新意，无法体 现新 技术、新 工艺，因 此，不利于学生实践技能和创新能力的培养。集美 大学精品课程建设删除一些不必要的基础性实验， 加强了与工程实际密切联系及不同知识和学科交叉 渗透的综合性、设计性实验及工程训练。将电工电 子技术领域内有关的前沿性、实用性技术转化为实 验教学内容，为课 程实践教学注入新活力，变单纯 的实验课为实践课。如设计性实验，学生通过对若 干工农业生产中的技术课题进行独立设计、计算机 辅助分

19、析模拟、仿真并进行功能测试，建立了电工 电子技术的工程系统概念。实践证明，由基础性、 综合性、设计性实验及工程训练相结 合的 “保证 基础、分层次、多元化 ”的新 型实验模式对 学生 是一个更大的挑战，需要开动脑筋、循序渐进，其 求知欲望和战胜困难的热情被充分调动。学生充分 运用所学知识分析问题、解决问题，加强了其在实 践教学中的主体地位，从而更好地将理论知识和实 践技能相结合，有效 培养了主动学习的意识与创新 思维、创新能力 。 2. 利用计算机技术，充分开发虚拟仿真实验。 投稿网址： http： / / xuebaobangong. jmu. edu. cn /jkb/ 7 80 、 、

20、集美大学学报 ， 第 ， 17 卷 由于时间 空间 设备和损耗等多方条件的制约 性实践融工程能力与创新素质教育于一体 实现了 传统意义上的硬件实验室存在一定的不足。随着计 算机技术的飞跃发展，出现了诸如 Multisim 等电子 电路仿真软件，利用这些软件进行辅助设计、分析 和仿真，即所谓的虚拟实验室，则可以弥补传统实 验室的不足。虚拟仿真实验是利用计算机创建的可 视化实验操作环境，学生在计算机上操作就如同置 身 于真实的实验环境，其特点是真实、形象，可以 直观、动态地把实验过程反映出来 。在进实验室 做实验之前，教师提前几天先将实验任务布置给学 生，要求其利用专业软件进行理论设计，按照设计

21、结果进行仿真、调试，反复多次进行操作、训练和 修改，最后带着正确的设计电路或疑难问题进入实 验室开始正式实验。通过提前仿真设计，可以使学 生的学习更具有效性，通过人机对话，及时获得反 馈信息，自主发现问题。同时可以不受时空、仪器 限制，多次对设计在线修改，允许发生错误或失误， 便于学生探究、质疑，为创新设计打下良好基础， 对培 养学生的综合素质也起到了积极的促进作用。 3. 以兴 趣小组、创新性实验项目、电子设计 大赛、校企合作等多种开放性实践为依托，全面提 高学生的探索意识和创新能力。实践能力的培养， 除了常规的课程实验以外，任课老师还可以组织电 工电子兴趣小组，鼓励多个学生自由组合，协力合

22、 作，共同完成额外的课题。各小组通过前期准备， 充分利用图书馆和网上资源获取资料，自主选题。 从元器件选择、购买； 电路图设计、仿真到硬件实 现、调试，独立经历系统设计的全过程。甚至，一 个系统的完成，可能有数字电路、单片机的电子系 统、 PLC 的控制等多种方案，于是，解决问题的思 维就朝几个不同的方向散开，促使学生向多角度、 多层次，更复杂、更全面的方向开拓。大多数高校 为培养大学生的创新精神和创新能力，提高人才培 养质量，每年会 根据教育部实施的 “大学生创新 性实验计划 ” 的有关文件精神，组织开展大学生 创新性实验计划项目的立项申报工作，这是培养学 生实践能力的良好契机。同样，可以结

23、合大学课外 科技活动、全国大学生电子设计大赛，结合任课教 师的科研项目、校企合作等，充分开展研究性、创 新性实践。如我院与国际大公司 ABB 共建 PLC 实 验室，公司无偿提供昂贵的教学、科研设备以及先 进的技术资料并对教师进行培训，使电工电子的实 践教学始终保持较高水平 。这种开放式、研究 学生的主动参与、积极探索和对科学研究的执着追 求，极大地促进了精品课程教学。 四 深 化 双 语 教 学 实 践， 培 养 复合型科技人才 教育部早在 2001 年就对高校提出 “稳步推进 双语教学 ” 的要求。面对经济、科技全球化的 必 然趋势，培养既 懂专业 又懂外 语 （ 一 般指英 语） 的复合

24、型人才已成为高校教学改革的热点。在信息 化 时代，师生利用英语这一语言工具直接检索、阅 读文献，共享知识信息，了解专业动态、紧跟学科 前沿，提高学术研究和交流水平。 “电工电子学 ” 课程的双语教学实践与研究将大大提升课程教学层 次和专业性。 （ 一） 双语教学的准确定位 双语教学的目的是使学生在掌握专业知识的基 础上，能够根据交际环境的需要，在本专业领域用 中英两种语言进行学术交流和研究，成为既懂专业 又懂外语的复合型人才，适应全球一体化发展的需 要。外语与课程是双语教学的两大组成部分。英语 是信息获取和交流 的载体和手段，是一种思维 方 式、一种 文化氛围； 课程的学习是目的，是核心。 将

25、双语教学变成纯外语教学，过分强调外语形式而 忽略课程内容或者完全不重视外语，采用双语教学 仅仅是出于赶时髦，都是不恰当的。双语教学要做 到外语与专业有机融合，两者并重，达到既提升外 语水平，又掌握课程知识、提高专业能力的目的。 （ 二） 坚持 “循序渐进、交叉渗透 ” 的原则， 实现语言与课程的有机融合 实施双语教 学，要坚持 “循序 渐进、交叉 渗 透 ” 的原则。首先，帮助学 生克服畏 难情绪，逐 步适应双语教学模 式。课程开 始时先采用中文 为 主、英文为辅的 课堂授课模式，不断穿插英语 术 语，板书和作业采用英文。经过一段时间过渡，英 语授课比例逐渐加大，易于理解的内容采用全英语 讲解

26、，较难的交替使用中英文，用双语对学科知识 进行表述、分析、总结，到最后基本达到用英语进 行专业思维和交流的目标 。 教为学服务，学由教来引导和促进，双语教学 要注意教与学的和谐统一，达到语言与课程的有机 融合。摒弃传统的 “老师 动嘴，学生旁 听 ” 的教 学模式，建立积极的对话机制。鼓励学生参与以英 投稿网址： http： / / xuebaobangong. jmu. edu. cn /jkb/ 9 10 第 5 期 陈美谦 ， ： “电工电子学 ” 精品课程建设的实践与研究 81 文为主要语言媒介的对话和提问 ，引导学生尝试用 养富有创造 力的、 高素质的复合型科技人才 。 英语表达相关

27、课程知识与 应用，盘活课 堂双语教 学，提高英语应用能力并营造用英语学习课程知识 的氛围。在双语教学中，教师应切忌逐字逐句的生 硬翻译，而应通过语言与课程知识的有机融合，既 1 江捷 参考文献 从 “数字电子技 术 ” 课程 看中英 两国本科 教学 突出课程科学严谨、实事求是的特点，又透过英语 2 差异 J 电气电子教学学报， 2007 （ 6） ： 85 87 J 顾沛 把握研究性教学 推 进课堂 教学 方法 改革 ， 2009 （ 7） 感受西方教育中注重培养学生创造力、想象力，活 中 国高等教育 ： 31 38 、 。 3 刘智运 论高校研究性教学与研究性学习的关系 J 跃 幽默的文化色

28、彩 （ 三） 重视双语资料的建设与完善，营造良好 4 中国大学教学， 2006 （ 2） ： 24 27 的应用英文和学习专业的氛围 语言学习需要一个延续和巩固的过程 ，应用英 郭 玲 J 多 媒 体 教 学 模 式 与 传 统 教 学 模 式 的 再 思 考 中国科技信息， 2005 （ 13） ： 88 语学习课程专业知识更非一蹴而就。 如果双语教学 5 张利萍，马彦令 J 论现 代信息 技术与 课程深 层次 整合 （ ） ， 只在课堂中运用英语，则容易造成 “孤岛 ” 效应， 效果将大打折扣。任课老师要重视双语资料的建设 的价值 2009 （ 5） ： 沈 阳 农 业 大 学 学 报 3

29、38 340 社 会 科 学 版 与完善 ，为学生营造良好的应用英文和学习专业的 6 龙敏敏 当前高校计算机 教 育 PPT 设计 的误区与 应对 环境。除了课堂上的 PPT 课件、板书，平 时的作 7 措施 J 湖南 涉外经 济学院 学报， 2009 （ 2） ： 33 ， ， 31 业外，网络课程中的教学大纲、教案、讲稿、思考 陶劲松 张淑娟 虚实结合实验方法应用于高 压实验 、 、 、 、 教学 J 电气电子教学学 报， 2014， 36 （ 1） ： 76 题 文献目录 授课录像 ， 习题库 实验指导和试 78 题库等都用双语交叉表达 延续课外英语 和专业的 8 陈美 谦 浅 谈 “

30、电 器 控 制 与 PLC 技 术 ” 课 程 教 学 学习和训练。同时，还要做好原版教材的引进、推 荐工作，尝试自编符合专业要求和学生实际的双语 J 集美大学学报 ， 2007， 8 （ 2） ： 78 81 教材， 并不断改进和完善， 逐步建立双语教学完整 9 刘凤春， 王林 基 于仿 真 平 台 的自 主 实 验 教学 模 式 的教材体系 。 J 10 电气电子教学学报， 2014， 36 （ 1） ： ， 83 86 总之， “电工电子学 ”精品课程建设是一项需 齐臣杰 王宏 伟 通 过综 合 性设 计性 实 验提 高学 生 要不断摸索 、改革和完善的系统工程 。课程建设要 动手能 力

31、 J 223 教育 教学 论 坛， 2015 （ 15） ： 221 顺应信息化时代需求， 从改革传统教学模式、 充分 11 张霞 ，杨 其宇 融 合 PBL 教 学法 的工 科电 类双 语课 利用现代化教育技术手段并与课程教学紧密融合、 加强实践环节、深化双语教学等方面进行实践与研 究，有助于全面推进课程教学改革与精品建设，培 程教学 探索 J 大学教育 ， 2016 （ 4） ： （ 责任编辑： 71 73 孙永泰） Practice and esearch of the Construction of Electrical and Electronic Engineering Excel

32、lent Course in the Information Teaching Environment Abstract： CHEN Mei-qian， WANG ong-jie （ Marine Engineering Institute， Jimei University， Xiamen 361021， China） Course construction is a principal part of deepening the teaching reform and ensuring the undergraduate cultivation quality To construct t

33、he electrical and electronic engineering excellent course in the information teach- ing environment， we should optimize the course content， transform the traditional teaching mode， combine the mod- ern education technology and course teaching multi directionally and deeply， strengthen practice teach

34、ing and deepen bilingual teaching Then we can promote the overall teaching reform， improve studentsexploration con- sciousness and innovation ability， develop them into high quality and compound type talents and ultimately meet the requirement of higher education in the new era Key words： electrical and electronic engineering excellent course； modern education technology； practice link； bi- lingual teaching 投稿网址： http： / / xuebaobangong. jmu. edu. cn /jkb/