袁青云，陳春玲，劉潭，姜鳳利，譚東明，張志霞

非電專業(yè)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

袁青云1，陳春玲1，劉潭1，姜鳳利1，譚東明1，張志霞2

（1. 沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866；2. 山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 機(jī)械電子工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

針對(duì)目前非電類(lèi)專業(yè)基礎(chǔ)課程電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，如傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容單一，學(xué)生的主動(dòng)參與性不強(qiáng)，并且在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只需按照教師講解的步驟連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的電路模塊，然后打開(kāi)電源，并通過(guò)記錄和分析測(cè)量?jī)x表上的數(shù)值驗(yàn)證相關(guān)電路所滿足的定理．這種對(duì)課本知識(shí)簡(jiǎn)單驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，容易使學(xué)生缺乏自主性和實(shí)踐創(chuàng)新的積極性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想．為此，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則與實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，并提出一種多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果．

電工與電子；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)工具

電工與電子技術(shù)是一門(mén)高校非電專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容包括3個(gè)模塊，分別為電工、模擬電路和數(shù)字電路，且這3個(gè)模塊之間具有連續(xù)性．通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握電工與電子技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展，為學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識(shí)和從事與本專業(yè)相關(guān)的工程技術(shù)工作奠定良好的電路理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，這就要對(duì)該課程教學(xué)進(jìn)行較為合理的安排．然而，該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)約占課程總學(xué)時(shí)的20%～25%，在整個(gè)課程教學(xué)中占有非常重要的地位．而隨著教學(xué)改革的進(jìn)行，電工與電子技術(shù)的總學(xué)時(shí)在縮減，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)也相應(yīng)地減少，這給傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)．同時(shí)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在弊端：（1）以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)本身缺乏探索性和挑戰(zhàn)性，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性不高；（2）學(xué)生機(jī)械操作，只是按照教師的操作在電工電路實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)上進(jìn)行重復(fù)連線，缺乏理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生分析思考能力的鍛煉；（3）學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與自己所學(xué)專業(yè)關(guān)聯(lián)不大，對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣與積極性不高，實(shí)驗(yàn)效果不佳．本文從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)原則和教學(xué)方法等方面對(duì)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，并通過(guò)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)前抽查預(yù)習(xí)-實(shí)驗(yàn)中啟發(fā)式操作-實(shí)驗(yàn)后結(jié)果討論相結(jié)合的多層次實(shí)踐教學(xué)，以最大程度地實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)．

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

表 1 6位寄存器狀態(tài)轉(zhuǎn)換真值

運(yùn)行仿真電路，觀察到紅、綠、黃三色燈會(huì)按之前設(shè)定的時(shí)間依次點(diǎn)亮，表明設(shè)計(jì)的電路是正確無(wú)誤的．除此之外，學(xué)生還可設(shè)計(jì)與本專業(yè)相關(guān)的虛擬電路，并通過(guò)虛擬仿真軟件來(lái)驗(yàn)證其合理性，若驗(yàn)證后設(shè)計(jì)的電路是合理的，學(xué)生可將其做成實(shí)際電路，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐和創(chuàng)新能力．

圖1 采用移位寄存器74LS194構(gòu)成交通信號(hào)燈控制電路

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則側(cè)重于教師講解和操作，這將增加學(xué)生對(duì)教師的依賴，學(xué)生只是重復(fù)教師的操作完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不盡人意[10-11]．為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力，應(yīng)保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主體地位，這一主體地位由學(xué)生預(yù)習(xí)和教師講解2個(gè)環(huán)節(jié)保證．

2.1 學(xué)生預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

每次實(shí)驗(yàn)前，要求學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的教學(xué)資源，提供一份完整的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告．預(yù)習(xí)報(bào)告要清晰地寫(xiě)出本次實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)的原理，實(shí)驗(yàn)中所需的儀器、用途、數(shù)量，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟．通過(guò)充分預(yù)習(xí)，讓學(xué)生明確本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)，提出要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率．同時(shí)，可以為學(xué)生留足思考時(shí)間，以使學(xué)生更充分地思考．

2.2 教師講解環(huán)節(jié)

減少教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的講解，給學(xué)生更多自己操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生更好地消化和理解．當(dāng)學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生積極思考，鼓勵(lì)其獨(dú)立解決問(wèn)題，而不是選擇直接幫助學(xué)生解決．同時(shí)，記錄各組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)完成情況，檢查容易出問(wèn)題的組，并對(duì)完成較好的組給予進(jìn)一步指導(dǎo)．

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

目前，電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法仍多依賴于教師的講授和操作，極大地限制了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性．為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文提出了一種實(shí)驗(yàn)前抽查預(yù)習(xí)-實(shí)驗(yàn)中啟發(fā)式操作-實(shí)驗(yàn)后結(jié)果討論相結(jié)合的多層次教學(xué)方法．

3.1 實(shí)驗(yàn)前抽查學(xué)生預(yù)習(xí)

教師借助抽查評(píng)估學(xué)生在預(yù)習(xí)中對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果對(duì)學(xué)生疏漏點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)重難點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充．通過(guò)抽查預(yù)習(xí)不僅督促學(xué)生參與預(yù)習(xí)，而且為學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的順利進(jìn)行提供了前提條件．為了全面評(píng)估學(xué)生的預(yù)習(xí)，篩選出學(xué)生實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤或不當(dāng)操作，要求教師精心設(shè)計(jì)抽查環(huán)節(jié)，提醒學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意和考慮這些問(wèn)題，以便采用合理的方案解決問(wèn)題，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率．

3.2 實(shí)驗(yàn)中啟發(fā)式操作

圖2 并聯(lián)電容日光燈接線圖

3.3 實(shí)驗(yàn)后結(jié)果分析與討論

實(shí)驗(yàn)完成后，教師組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，然后指出這一環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵問(wèn)題，并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)上引導(dǎo)學(xué)生考慮主要影響因素，從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維．關(guān)鍵問(wèn)題不僅可以充分展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而且可以促進(jìn)學(xué)生思維活動(dòng)的進(jìn)一步拓展和延伸，誘導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的積極性，增加學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的沉浸感．通過(guò)實(shí)施這一環(huán)節(jié)，學(xué)生也會(huì)更容易、更清楚地記住實(shí)驗(yàn)過(guò)程．

4 結(jié)語(yǔ)

為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)電工與電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的有效結(jié)合和相互促進(jìn)，除使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容吸引學(xué)生外，還應(yīng)堅(jiān)持一定的教學(xué)原則，實(shí)施有效的教學(xué)方法，以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果．本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、原則和方法３個(gè)方面對(duì)電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改進(jìn)，采用了多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法：（1）抽查預(yù)習(xí)，學(xué)生講解為主，教師補(bǔ)充；（2）教師提出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著“問(wèn)題式”任務(wù)做實(shí)驗(yàn)；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論．經(jīng)過(guò)主講教師３輪的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施可以顯著提高學(xué)生對(duì)電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣，受到學(xué)生的普遍歡迎，取得了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果．

[1] 趙恩蘭，張磊，郭華鋒，等．工科驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探討[J]．中國(guó)教育技術(shù)裝備，2021（5）：115-116，119．

[2] 王文東，袁小慶，史儀凱，等．新工科背景下“電工學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革探索[J]．大學(xué)教育，2020（2）：23-26．

[3] 王翠霞，余有靈，周偉，等．電工學(xué)中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)[J]．實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2018，37（7）：207-210．

[4] 王磊．Multisim仿真在電工電子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，12（7）：179-181．

[5] 譚東明，陳春玲，吳仕宏，等．Multisim仿真軟件在非電專業(yè)電工學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．信息化服務(wù)，2017（6）： 103-106．

[6] 陶晉宜．基于Multisim的電工電子技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021．

[7] 鐘天云．彩燈控制器的設(shè)計(jì)[J]．電子技術(shù)，2018，47（1）：72-74．

[8] 陳家敏，李建蘭．基于Proteus的八路彩燈控制電路設(shè)計(jì)仿真與制作[J]．現(xiàn)代信息科技，2019，3（3）：26-28．

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[10] 陳安，曾思明，劉銀萍．基于工程教育的電工電子實(shí)踐課程體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J]．中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2019（21）： 68-70，82．

[11] 于紅．電工電子多元化實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)[J]．湖北農(nóng)機(jī)化，2020（18）：89-90．

Reform of electrical and electronic technology experiment teaching for non-electrical majors

YUAN Qingyun1，CHEN Chunling1，LIU Tan1，JIANG Fengli1，TAN Dongming1，ZHANG Zhixia2

（1. School of Information and Electrical Engineering，Shenyang Agricultural University，Shenyang 110866，China； 2. School of Mechanical and Electronic Engineering，Shandong Agriculture and Engineering University，Jinan 250100，China）

Aiming at the problems existing in the experiment teaching of electrical and electronic technology，which is a basic course for non-electrical majors，such as the single content of traditional experiment teaching and the poor active participation of students，moreover，during the teaching process，students only need to connect circuit modules on the experimental platform according to the steps explained by the teacher，then turn on the power supply，and verify the theorems satisfied by the relevant circuits through recording and analyzing the values on the measuring instruments．This kind of experiment teaching is only a simple verification of textbook knowledge，which is easy to make students lack of autonomy and enthusiasm for practical innovation，and the effect of experiment teaching is not ideal．Therefore，improves the experiment content，experiment teaching principles and experiment teaching methods，and puts forward a multi-level experiment leaching method．It can improve students′ interest in learning and enhance the effect of electrical and electronic technology experiment teaching．

electrical and electronic；experiment teaching；confirmatory experiment；design experiment； experimental tools

1007-9831（2022）11-0082-04

TM133∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.11.016

2022-05- 14

國(guó)家教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（202102654024）——基于數(shù)字電子技術(shù)的線上一流本科課程平臺(tái)建設(shè)；遼寧省本科教改立項(xiàng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)與共享項(xiàng)目（519）——基于跨校修讀學(xué)分的電工學(xué)課程混合式教學(xué)模式研究與實(shí)踐；沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2021-153，2022-09-02）；沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生教育教學(xué)研究項(xiàng)目（2022-yjs-32）——“雙一流”建設(shè)背景下電氣工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索與研究

袁青云（1986-），女，河南周口人，講師，博士，從事地方電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化研究．E-mail：yqy8_29@126.com

劉潭（1985-），男，遼寧開(kāi)原人，講師，博士，從事主動(dòng)配電網(wǎng)與新能源發(fā)電研究．E-mail：liutan_0822@126.com