徐國(guó)峰+陸欣云+宋衛(wèi)菊+郁漢琪

摘要：傳統(tǒng)的電工教學(xué)存在的各種弊端，結(jié)合南京工程學(xué)院實(shí)際情況（應(yīng)用型本科）把CDIO教育理念應(yīng)用于“電工學(xué)”教學(xué)中。在新的教學(xué)中采用了項(xiàng)目教學(xué)法，該方法明確了考核目標(biāo)、宗旨和具體的操作辦法，有利于加強(qiáng)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的管理、督促學(xué)生平時(shí)努力學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)多次循環(huán)教學(xué)顯示，該方法有利于提高學(xué)生該門(mén)課程考核的通過(guò)率，提高電工學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CDIO;電工教學(xué)改革;高等教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）07-0099-02

一、傳統(tǒng)“電工學(xué)”利弊

“電工學(xué)”是高等工科院校非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，具有涉及的專(zhuān)業(yè)面廣、學(xué)生人數(shù)眾多、學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊等特點(diǎn)，所以“電工學(xué)”教學(xué)效果的好與壞直接影響著高等工科院校教學(xué)質(zhì)量的成敗?！半姽W(xué)”這門(mén)課程涵蓋了電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的電路分析、模擬電子技術(shù)、電工測(cè)量、電機(jī)學(xué)等多門(mén)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，“電工學(xué)”這門(mén)課程既是一門(mén)較強(qiáng)的理論課程，又是一門(mén)非常注重實(shí)踐、動(dòng)手能力培養(yǎng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。

在當(dāng)下教育背景下，傳統(tǒng)的“電工學(xué)”教學(xué)模式和理念使得“電工學(xué)”教學(xué)方法的短板凸顯。部分任課老師過(guò)分強(qiáng)調(diào)理論課，低估甚至忽略實(shí)踐課的教學(xué)作用，特別是課時(shí)減少的情況下，首先想到的是壓縮或去掉部分實(shí)驗(yàn)課。課堂上采用單一的說(shuō)教教學(xué)模式，如純粹的板書(shū)或多媒體教學(xué)，讓學(xué)生覺(jué)得很枯燥，致使大部分學(xué)生對(duì)“電工學(xué)”課程失去興趣。最終的教學(xué)效果可想而知，數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)較好的同學(xué)通過(guò)自身努力，多做些題目勉強(qiáng)能通過(guò)考試或基本能夠達(dá)到考核目標(biāo)，基礎(chǔ)不好的同學(xué)可能覺(jué)得“電工學(xué)”課程比較難、又沒(méi)興趣，從而早早就放棄本門(mén)課程的學(xué)習(xí)。不管怎樣，這些結(jié)果肯定不是電工教學(xué)的初衷，顯然，這也違背了背離了“電工學(xué)”教學(xué)目的，失去了高等教育的意義。

CDIO理念強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生在“做中學(xué)”，通過(guò)動(dòng)手能力來(lái)加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解和掌握，這一點(diǎn)正好與“電工學(xué)”的教學(xué)目的不謀而合，因此，在探索“電工學(xué)”教學(xué)改革時(shí)，可以結(jié)合CDIO的理念進(jìn)行嘗試。

二、基于工程教育的CDIO理念

CDIO理念是2000年在Wallenberg基金支持下，由美國(guó)麻省理工學(xué)院聯(lián)合瑞典的三所大學(xué)（扎爾姆斯技術(shù)學(xué)院、林克平大學(xué)和皇家技術(shù)學(xué)院）由愛(ài)德華·克勞利（Edward Crawley）教授成立的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)工程教育改革總結(jié)得出的教育模型——CDIO。CDIO是四個(gè)英文單詞的縮寫(xiě)，其中C（Conceive）代表構(gòu)思，D（Design）代表設(shè)計(jì)，I（Implement）代表實(shí)施，O（Operate）代表運(yùn)行[1]。它是以產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行全生命周期為背景的教育理念為載體，以CDIO教學(xué)大綱和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力，包括個(gè)人的科學(xué)和技術(shù)知識(shí)、終身學(xué)習(xí)能力、交流和團(tuán)隊(duì)工作能力，以及在社會(huì)及企業(yè)環(huán)境下建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。

經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，CDIO教育理念已經(jīng)有一套完善的教學(xué)大綱和體系，國(guó)內(nèi)外有很多國(guó)家的工科院校（大學(xué)）的教學(xué)都借用了這一套先進(jìn)的教學(xué)理念，在人才培養(yǎng)方案[2]及其他課程如電子技術(shù)教學(xué)、電工電子實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)等教學(xué)中取得了豐碩的教學(xué)成果。

三、“電工學(xué)”改革措施

電工教學(xué)一直是本科教學(xué)的基礎(chǔ)，特別是工科院校教學(xué)的重點(diǎn)。電工教學(xué)改革探討和教學(xué)改革步伐從未停止過(guò)，許多學(xué)校和老師在電工教學(xué)和改革中取得了不錯(cuò)的成績(jī)[3-6]。有些高校的人才培養(yǎng)方案憑借國(guó)家級(jí)和省級(jí)示范中心建設(shè)，對(duì)電工電子教學(xué)進(jìn)行的改革和嘗試考慮到了電類(lèi)相關(guān)課程的連續(xù)性和銜接性，取得了非常好的成績(jī)[7，8]。

南京工程學(xué)院電工電子實(shí)驗(yàn)中心是江蘇省省級(jí)示范中心，本次教學(xué)改革是在示范中心成果基礎(chǔ)上結(jié)合CDIO教育理念為指導(dǎo)，圍繞“電工學(xué)”教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)南京工程學(xué)院非電類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn)（學(xué)生理論基礎(chǔ)不夠好、動(dòng)手能力尚可）進(jìn)行的。這次“電工學(xué)”教學(xué)改革主要是圍繞以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革和嘗試。

（一）制定合適的教學(xué)大綱

教學(xué)大綱是教學(xué)的根本，是依據(jù)人才培養(yǎng)方案制定的教學(xué)任務(wù)和內(nèi)容。如果教學(xué)改革僅僅是壓縮學(xué)時(shí)，這樣不但達(dá)不到教改的目的，甚至?xí)p壞正常教學(xué)秩序和效果。為了制定一個(gè)合適的教學(xué)大綱，系（中心）領(lǐng)導(dǎo)多次組織專(zhuān)家和任課教師對(duì)大綱進(jìn)行討論和修訂。針對(duì)新時(shí)期學(xué)生特點(diǎn)，對(duì)大綱中過(guò)于陳舊的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行去除、刪減，部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸類(lèi)合并，增加一些新的專(zhuān)題講座和電氣工程設(shè)計(jì)方法。調(diào)整了考核辦法，打破了原來(lái)大綱規(guī)定的一張期末試卷決定學(xué)生最終成績(jī)的局面。新的考核辦法規(guī)定，學(xué)生成績(jī)由期末考試成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、平時(shí)測(cè)驗(yàn)和課堂表現(xiàn)及考勤等部分組成，并且詳細(xì)規(guī)定了每項(xiàng)成績(jī)的比例及操作辦法等。這樣最大的好處就是，讓學(xué)生明白，自己的成績(jī)是掌握在自己的手里并不是由任課老師說(shuō)的算。課程中間的測(cè)驗(yàn)，一方面讓學(xué)生了解“電工學(xué)”考試的題型和難度;另一方面，如果測(cè)試的結(jié)果不理想，考試結(jié)果將對(duì)他們后面學(xué)習(xí)也有督促和警示的作用。不像以前只能到期末考試結(jié)束才清楚自己沒(méi)學(xué)好，到那時(shí)已經(jīng)來(lái)不及了，也沒(méi)有了補(bǔ)救的機(jī)會(huì)。

（二）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法和手段

有一個(gè)難度適中、范圍合適的教學(xué)大綱，教學(xué)基本上就成功了一半。目前“電工學(xué)”教材是秦曾煌老師編寫(xiě)的《電工學(xué)·電工技術(shù)》[9]。教學(xué)主體內(nèi)容分為四部分，第一部分為直流穩(wěn)態(tài)部分，講授電工學(xué)和電路分析中的基本概念（電壓、電流、功率、電位等）、基本定律（歐姆定律和基爾霍夫定律）、分析方法（無(wú)源網(wǎng)絡(luò)和有源網(wǎng)絡(luò)等效化簡(jiǎn)的方法、線性電路一般分析方法（支路電流法、節(jié)點(diǎn)電位法）、線性電路定理（疊加定理、戴維寧和諾頓定理等）;第二部分為交流穩(wěn)態(tài)（包括正弦穩(wěn)態(tài)電路和三相交流電路）;第三部分為暫態(tài)電路（一階電路基本概念及響應(yīng)的計(jì)算）;第四部分為磁路、電機(jī)參數(shù)計(jì)算和電氣控制部分。

這四部分既相互獨(dú)立，又有相互聯(lián)系。前三部分是電路分析的主體，占《電工技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容的80%左右，第四部分是前面基礎(chǔ)知識(shí)的拓展和應(yīng)用。這次進(jìn)行教學(xué)大綱修訂時(shí)，把這部分濃縮為一個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行講授、介紹電氣控制中的一些基本思想、常規(guī)的控制電路和電氣畫(huà)圖一些基本規(guī)范（國(guó)標(biāo)），讓學(xué)生建立起工程設(shè)計(jì)的基本概念和思想。

一個(gè)優(yōu)秀的教師善于運(yùn)用多種教育方法和手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情?！半姽W(xué)”教學(xué)效果不好，追蹤溯源是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)“電工學(xué)”這門(mén)課程沒(méi)有興趣、覺(jué)得學(xué)習(xí)好壞無(wú)所謂。前三部分理論性比較強(qiáng)，概念、定理和定律比較多，如果任課教師過(guò)分依賴(lài)多媒體進(jìn)行教學(xué)，由于多媒體節(jié)奏快、信息量大，反而適得其反;如果采用傳統(tǒng)的板書(shū)和講授，更容易抓住學(xué)生的思維。第四部分比較接近工程實(shí)際，適當(dāng)采用多媒體，通過(guò)大量的圖片和典型的控制電路向?qū)W生展示電機(jī)、變壓器、控制元件等實(shí)物圖，以及實(shí)際的控制電路圖（接線圖），學(xué)生更容易理解和記憶這部分知識(shí)。

（三）實(shí)行項(xiàng)目教學(xué)法

結(jié)合CDIO教育理念，把“電工學(xué)”內(nèi)容分成三大塊，進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)。第一和第三部分作為一個(gè)項(xiàng)目，即直流穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電路部分，當(dāng)這部分理論和實(shí)踐（疊加定理和戴維寧定理實(shí)驗(yàn)）結(jié)束時(shí)，緊接著安排一個(gè)隨堂測(cè)驗(yàn)（約1學(xué)時(shí)），測(cè)試學(xué)生對(duì)基本概念和基本定理的掌握情況，再花一學(xué)時(shí)把測(cè)試的題目講一遍，讓他們自己對(duì)錯(cuò)誤部分進(jìn)行更正。這樣學(xué)生就會(huì)知道自己對(duì)在哪里，錯(cuò)在哪里，哪里比較薄弱等。若測(cè)試的結(jié)果很不理想，則需要調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法，端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度。第二部分作為第二項(xiàng)目，即交流穩(wěn)態(tài)部分，知識(shí)點(diǎn)比較多，也是學(xué)生反映最難的部分。交流部分在測(cè)驗(yàn)前可以進(jìn)行適當(dāng)復(fù)習(xí)和答疑，甚至留些作業(yè)和習(xí)題，讓學(xué)生適當(dāng)?shù)?、有針?duì)地練習(xí)。第三個(gè)項(xiàng)目即為電機(jī)和電氣應(yīng)用部分，此部分作為考察即可，可以利用提問(wèn)或答辯的方式測(cè)試學(xué)生掌握情況。

四、結(jié)束語(yǔ)

在本次教學(xué)改革中，課題組組織了任課教師編寫(xiě)“電工學(xué)”試題庫(kù)，利用CDIO教學(xué)核心理念提出了項(xiàng)目教學(xué)法，探討和總結(jié)了電工教學(xué)方法，規(guī)范了“電工學(xué)”教學(xué)考核目標(biāo)和可行性操作方法。通過(guò)三個(gè)周期的教學(xué)結(jié)果來(lái)看，初步取得了一定的教學(xué)成果（學(xué)生不通過(guò)率明顯下降、重修人數(shù)顯著減少）。當(dāng)然，教學(xué)的客體（學(xué)生）時(shí)刻在變化，教學(xué)情況是復(fù)雜、多變的，教學(xué)改革也不會(huì)因?yàn)槿〉靡稽c(diǎn)點(diǎn)成績(jī)而停止不前?，F(xiàn)代的教育是要培養(yǎng)出新時(shí)代的創(chuàng)新性人才，這次改革離高等教育的目標(biāo)還有一定的距離，需要廣大的任課教師不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和進(jìn)行教學(xué)改革嘗試。

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