电工的教程(6篇)
时间：2024-11-23
时间：2024-11-23
明确“工程电磁场”在输电线路工程专业课程体系中的定位
三峡大学电气与新能源学院输电线路工程专业在大二上学期开设“工程电磁场”课程，此前学生只学习了“电路原理”这门学位课程，并未涉及其他专业或学位课程。因此，为学生讲解输电线路工程专业课程体系并明确“工程电磁场”在课程体系中的定位对学生学习这一课程显得至关重要。
因输电线路工程专业培养的是“从事输电线路设计、施工、运行维护等行业的卓越工程技术人才”，其课程体系与传统电气类专业（电气工程及其自动化）有本质区别，主要涉及机械类和电气类两个方面。
首先，以工程实践为学生讲解机械类专业课程，如：西电东送工程中，需要将电能由贵州送至广东。项目实施的第一步便是需要设计一条贵州至广东的输电线路，其中又包括支撑输电线路的杆塔和基础。因此本专业开设了“架空输电线路设计”和“输电杆塔及基础设计”。设计工作审核完成之后，需要施工作业才能将设计好的图纸转化为实际的输电线路，因此“输电线路工程施工”便是本专业课程体系的另一专业课程。施工完成的输电线路投入运行时，在各种恶劣气象条件下，输电线路会出现断线、倒塔等故障，故必须对运行的输电线路进行维护，“架空输电线路运行与维护”便是为让学生掌握输电线路运行故障而开设的专业课程。同时，这些专业课程都与学生今后的工作密不可分，如：电力设计院工作的学生需要熟练掌握“架空输电线路设计”和“输电杆塔及基础设计”，施工单位（如送变电公司）工作的学生则侧重“输电线路工程施工”，检修公司工作的学生更需要“架空输电线路运行与维护”这方面的知识。总体说来，不同岗位的学生虽然要求的侧重点不同，但因设计、施工及运维之间的相互关联性，必然要求学生对每个方面都有所涉及，才能为以后的工作打下坚实基础。
输电线路虽然偏向机械，但其功能是为了传输电能，故输电线路工程专业的学生必须具备相关电气类专业知识，其主要包含有两个方面。一是大一下学期已经学习的“电路原理”，这是从“路”的角度研究输电线路，它将实际的输电线路简化成电阻、电感及电容等集中参数，研究输电线路总的电流、电压及功率等；“电路原理”是后续专业课程“电力工程基础”和“电力系统分析”的基础课程。二是本文探讨的课程“工程电磁场”，这是从“场”的角度出发，研究输电线路中导线的电流分布、输电线路附近的电磁场及绝缘子串的电场分布等；“工程电磁场”是后续专业课程“高电压技术”的基础课程。
综上所述，在输电线路工程专业体系中，“工程电磁场”属于电气类专业课程的一门基础课程，它为“高电压技术”提供相关电磁场的理论基础。此外，因开设输电线路工程专业的高校较少，本专业学生如需继续攻读硕士、博士研究生，一般选择“高电压与绝缘技术”这一研究方向，这就使得“工程电磁场”在输电线路工程专业体系中占据一定的地位。
输电线路专业的学生学习“工程电磁场”意义重大
输电线路工程专业的学生对“工程电磁场”课程不重视的主要原因之一即是认为这门课程对自己今后的工作没有益处，这也是老师需要为学生解决的第一个问题：输电线路工程专业的学生为什么要学习电磁场？首先，掌握电磁场知识将为输电线路工程专业学生今后的工作安全提供保障。电力行业本身具有一定的危险，稍不留意便有危及人身安全的隐患。随着电网的发展，为传输更大的输电功率，同塔双回输电线路已成为我国主干电网网架的发展趋势，这就为输电线路检修、运行和接地开关设备的选型带来新的问题。如：1000kV同塔双回输电线路一回正常运行、一回停电检修时，若没有学习电磁场知识，会误以为停电检修回路因为线路开路不存在电压或电流。实际上，因为静电感应和电磁感应现象，停电检修回路中存在很高的感应电压，有时甚至高达100kV，这一电压对工作人员的人身安全有极大的威胁。其次，与用户沟通亦需要学生具备电磁场知识。优质服务是供电企业的生命线，解决用户问题是优质服务的基本条件。如：某些居住在输电线路下方的居民反映金属类工具带电、电视机信号差等问题。只有掌握电磁场知识，才能理解为什么会存在这样的问题，才能为用户更好地解决这一问题。最后，电磁场几乎存在于我们身边的每一个角落。当今的无线通信、广播、雷达、遥控遥测、微波遥感、无线广域网、无线局域网、卫星定位以及光纤通信等信息技术都是利用电磁波作为载体传输信息的。可以说，现代文明离不开电磁场技术，这就是输电线路工程专业开设电磁场以及学生必须学好电磁场的原因。
如何学好“工程电磁场”是关键
怎么学是学生最关心的问题。要学好工程电磁场，首先必须对电磁场有一个总体的认知，总结为三个方面：散度与旋度；高斯定律与安培环路定律；麦克斯韦方程组。散度和旋度是电磁场中最重要的两个概念。在学习散度和旋度的时候，一定要从物理意义上去理解它们；然而很多学生学习散度和旋度时，大部分精力花在了散度或旋度相关公式的推导，导致认为学好电磁场必须要很强的数学功底，这样可能会打击学生学习电磁场的信心。散度，从字面出发，即表征场的发散性；若散度为零，表明场不具有发散性，即不会观察到从一点会源源不断地发散出场，反之则说明场具有发散性。以正的点电荷产生的电场为例（图1（a）所示），其产生的电场由正的点电荷出发，终止于无穷远处，即电场源源不断地由正的点电荷发散出来，场具有发散性，说明静电场是散度场。旋度，从字面上理解则是表征场是否具有涡旋性。以无限长通电直导线为例（图1（b）所示），其产生的磁场以导线为圆心，首尾相接形成闭环，即场具有涡旋性，说明恒定磁场是旋度场。掌握散度和旋度的物理意义，建立“散度即发散、旋度即涡旋”的思维方式，是学好工程电磁场的第一步。
工程电磁场之所以难，主要原因是其计算涉及大量微积分的知识。但是，不管计算过程如何复杂，高斯定律和安培环路定律都是电磁场计算问题的基础。高斯定律用于计算电场，安培环路定律用于计算磁场；在场域内选择适合的计算域是运用高斯定律和安培环路定律的关键。计算域的选择，其实就是对场的分布性质的把握。计算正的点电荷的电场时，选择的计算域是以点电荷为球心的一个球面。因为这一球面上电场强度大小处处相等，方向与高斯面方向一致，运用高斯定律相当便利。计算无限长通电直导线的恒定磁场时，选择的计算域则是以直导线为圆心、垂直于直导线的圆环。因为这一圆环上磁感应强度大小处处相等，方向与圆环平行，运用安培环路定律即能计算磁感应强度。掌握高斯定律与安培环路定律，有助于学生更进一步理解场的性质。
麦克斯韦方程组是工程电磁场的物理基础，这一方程组主要包括四个方程，分别从电场的散度与旋度及磁场的散度与旋度出发全面阐述了电磁场的性质，是这门课程的核心内容。对于输电线路工程专业的学生而言，希望通过对这门课程的总体认知及学习，达到以下目标：能够通过散度与旋度理解电磁场的性质，并能运用其定性分析输电线路的电场分布、绝缘子的电场分布等；能够熟练运用高斯定律与安培环路定律定量计算某些典型的电磁场数值；同时能够理解麦克斯韦方程组，并能基于此方程组变换得到静电场方程、恒定磁场方程等。
散度与旋度、高斯定律与安培环路定律、麦克斯韦方程组等内容使学生对电磁场有了一个全面总体的认知。此外，需要将方程的物理意义、积分形式、微分形式及场源特点等四个方面的内容结合起来理解，才能达到更好的教学成果。以真空中的静电场为例，其方程为：
大多数学生接触到这一静电场方程时，只是将之作为一个单纯的数学表达式记忆；然而，只有理解与方程相关联的物理意义才有助于掌握这一方程。方程左边表示的是：电场强度E沿任一闭合曲面S的通量；方程右边表示的是：闭合曲面S所包围的体积V内自由电荷的总量与真空介电常数之比。于是方程的物理意义即是：真空中的电场强度E通过任一闭合曲面S的通量等于该闭合面包围的自由电荷的总量与真空介电常数之比。通过掌握方程的物理意义，能使静电场方程变得更为形象。
同时，注意到通量与散度总是成对出现，即通量是积分形式、散度是微分形式。积分方程的左边表示的是通量，其对应的微分形式就是对电场强度求散度；积分方程的右边表示的是体积分，根据散度的定义，其对应的微分形式即是对自由电荷总量求体密度。于是基于上述静电场方程的积分形式，可直接写出积分形式的微分表达：
关键词：一体化教学汽车电工电子技术高职教育
中图分类号：G712
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）003-182-02
近几年电子信息科学技术迅猛发展，给汽车工业的发展提供了必要的电子技术基础，使汽车技术在安全、环保和节能方向等日益提高，汽车已经由传统的机械产品变成典型的机电一体化产品，汽车电子技术逐渐成为汽车高新技术的特征之一，这就要求现代汽车的使用、维护、检测与维修技术人员应当向着机电一体化的方向发展。基于社会对汽车类专业技能型人才的需求，作为汽车类专业的基础课《汽车电工电子技术》的教学得到进一步重视和加强。
1《汽车电工电子技术》一体化教学的必要性
《汽车电工电子技术》普遍采取先理论后实践的教学模式，在学生没有任何感性认识的状态下学习电工电子原理、性能、参数和应用，学习起来难度较大，而且理论与实践间隔时间过长学生很容易遗忘，又造成了重复教学和资源浪费，影响了教学效果和人才培养质量，因此，打破理论课、实践课的界限，将课程的理论教学、实践教学融于一体，避免理论与实践重复教学，使教学形式更加直观明了，增强教学的趣味性，充分发挥学生的主体作用“教学做”一体化的教学模式是《汽车电工电子技术》课程发展的新方向，能很好地培养学生理论知识和实践操作技能。
2一体化教学的特点
(1)一体化教学，注重学生综合职业能力的培养，既要培养学生的专业技术能力、工作方法能力，还强调学生的社会实践技能。
(2)以典型的工作任务为载体，以学生为中心，按照实际的工作过程和学生学习能力的特点来设计和安排教学活动，把理论与实践教学融合统一，使学生能力培养和工作岗位要求结合统一。
(3)对传统教学模式进行了三大转变，由传统的以教师为中心转变为以学生为中心，以教材为中心转变为以基于工作过程系统化的教学内容为中心，以普通教室为中心向一体化实训室为中心转变。
“教”“学”“做”三者穿行，把授课内容转化为实际的项目，通过实践训练既直观明了，又激发了学生学习的积极性和趣味性，还可以培养学生的创造性，同时锻炼学生的动手操作技能等，使职业技能的培养真正成为职业教育主题。
3《汽车电工电子技术》一体化教学的实施
3.1整合课程内容，编写课程教学设计
一体化教学，应对职业岗位能力进行分析，把握职业岗位所必需的专业技能知识，以理论够用、重在培养学生实践能力为原则。以项目驱动为主体，专业实践技能为主线，对教学内容进行重新整合，根据社会对汽车专业技术人才的需求，对《汽车电工电子技术》的教学内容进行有效的整合，淡化较深的理论知识、繁琐的公式推导，重点放在如何“运用”这些电路分析和解决实际问题上。为此可将《汽车电工电子技术》整合成表1几个模块展开教学。3.2一体化课程教学场地的建设
一体化的教学模式强调理论课和实训课空间和时间的统一，因此要实施一体化教学就要有既能满足理论教学，又能具备技能训练的一体化教学场地，主要包括实施场所和器材。教学场地需要具备支撑理论知识教学所需要的多媒体设备及实践操作所需的多功能教室；教学器材指电工电子实训所需的仪表、仪器和多功能电工电子实训台等。教师在一体化教室上课可以边讲边指导学生操作，使学生在实际工作过程中体验学习过程，既掌握了理论知识，又提高了实际动手能力的操作技能，而且教学形式也生动活泼、丰富多彩，更能调动学生
的主动性和积极性，有利于学生的职业能力的培养。
3.3一体化课程师资队伍建设
一体化教学模式对师资队伍的要求很高，要求教师既要有较高的专业理论水平，同时又要有较强的实践操作能力。因此一名合格的汽车类电工电子技术专业教师，不仅要具备丰富的专业理论知识，及时把握本专业发展的动向，还必须要有较强的实践操作技能，而且更要具备理论与实践相融合、知识学习与技能训练相结合的工作过程开发能力。因此必须强化“双师型”教师培训。
3.4改革考核方式
对于学生掌握知识的程度，我们通过考核来衡量，对于传统的教学模式，通常采用平时成绩（30%考勤、作业等）+理论考试成绩（70%）来考核学生，这样存在很大的弊端，很多学生靠死记硬背取得好的成绩可是动手操作能力很差，不能满足工作岗位的需求，也就是通常所说的“高分低能”。一体化的教学强调综合素质的提高，强调以人为本的整体评价观，考核应综合考虑实践与理论相结合的技能，既要测试学生的实践操作技能，又要考核理论知识，而且平时成绩也还要计入考核，以此来监督和激励学生认真对待每一次课。考核方式可以改革为理论考试成绩（40％）+实操考核（40％）+平时考勤（20%）。这种考核方式既能充分体现学生的理论与实践的融合统一，又能体现学生学习过程中的表现的优劣，使考核充分体现了公正性，也调动了学生的积极性。
一体化的教学模式，能够站在专业及就业的角度来引导学生自主学习，同时教师在教学过程中应注重教学活动的策划，针对不同的教学内容能够采用灵活多样的教学方法，掌控好教学活动的操作环节，不断给学生灌输专业发展新的方向，激发学生学习的趣味性和主动性，从而提高汽车类专业电子电工的教学质量。
参考文献：
[1]陈晓红.高职电工电子技术课程一体化教学的探索与实践[J].黄冈职业技术学院学报,2011,13(3).
[2]许勇平.高职电工电子技术基础课程理实一体化教学初探[J].中国科教创新导刊,2011,(23).
【关键词】工作过程;电工技术;教育;要点
1工作过程中电工技术教育概述
电工技术的掌握需要在实践中对所学理论加以实践和巩固，师徒关系这种传统模式正好有效的解决了学校电工技术教育中重理论轻实践的问题。在工作过程中进行电工技术教育，通过师傅教导传授，不仅能实现对传统师徒教学关系的改善，还能够达到新的教学目的:提升学生的学习能力和实践能力，将工作内容和学习内容有效的结合，实现学生在工作能力和知识素养上的双重提升。在工作过程中对电工技术教育的思路与方法主要围绕徒弟专业技术能力的提升发展，将“专业能力”和“综合素质”提升相结合，从而为企业培养技术过硬，业务精通，综合素质优良的优秀电工技术人才。
2工作过程中电工技术教育的要点
2．1注重徒弟的理论基础知识体系的理解性构建
电工技术注重实践，但其前提是必须要有扎实的理论知识储备做基础，没有扎实的理论知识支撑，电工技术实践寸步难行。因此在工作过程中师傅要着重提升徒弟对专业理论知识的理解，帮助徒弟对理论知识体系进行理解性重新构建。首先要注重对基础概念讲解，师傅可以根据工作经验对这些抽象不便理解的概念进行形象化的讲解。通过工作过程中对真实电气元件的认识、讲解及实际操作，将无形化有形，使徒弟对这些概念的理解更深刻，帮助徒弟在工作过程中对概念的运用更加透彻明晰。其次要通过工作中的实地教学来加深徒弟对基础电学定律的理解。让徒弟明确所学定律的特点及可以实际运用解决的问题。要充分的利用工作条件和工作设备进行细致的讲解，用通俗易懂的语言表达，将抽象的原理变得形象具体，配合以形象的工作演示。师傅在教学过程中还可以给徒弟讲解自己在学徒阶段的一些错误做法，既能够调节学习的气氛，还能够加深徒弟对定律要点的理解，保证学习质量。其实这就是一个做减法的过程，通过师傅的引导，徒弟在工作过程中把学校学的一大堆理论知识进行通透性理解，进而理解性有序简约重构知识体系，这样也就真正把理论吃透学精了，应用起来才会得心应手。
2．2注重在工作实践中对电气元件、设备控制逻辑讲解
一个电路、一套设备电气功能都是靠具体的电气元件实现的，而一般的电气故障也往往是电气元件故障，因此师傅必须要注重对电气元件的讲解，要详细解说每一种电气元件的构造、组成、控制原理及分布位置，确保徒弟清晰理解，熟练掌握。对各元件间，各设备间的控制逻辑关系更应是讲解的重中之重，真正理解了这些控制逻辑关系，才能快速准确判断故障部位，分析故障原因并快速处理。要鼓励徒弟在工作过程中“多开口，勤动手”，下足功夫，切实掌握控制原理，熟悉设备元件布置，才能真正处理解决问题，才能早日实现独立操作。
2．3注重徒弟对机械原理的学习
不存在纯粹电的设备，现代设备往往是机、电、液、气综合控制的设备，而学校电气专业对机、液、气知识的教学很单薄，甚至是缺乏的，因此师傅必须帮助徒弟补齐这一短板。先进行一些系统性理论知识讲解学习，重点是在工作过程中针对具体设备进行机、电、液、气控制的具体讲解，这样更形象具体，易于理解。只有溶合这几方面的知识，才能真正了解一款设备、一个系统是怎样工作的，才能真正掌握它们。
2．4注重徒弟操作的规范化标准化
在基础知识体系构建完成，并充分理解掌握电工技术理论概念定律规律后，徒弟便初步具备在师傅的指导下从事具体的工作过程中解决问题能力。此时，在工作过程中师傅就要强调操作的规范化，要求徒弟标准化操作。操作的规范化标准化也就是要求徒弟必须熟悉电工作业安全操作规程及相关设备安全操作规程，并在操作中严格遵守执行。只有这样才能最大限度避免人身及设备事故的发生，这就要求一定要首先要树立徒弟的安全意识和责任意识，师傅可以讲解一些违反电工安全操作规程或设备安全操作规程而引发的安全事故来对徒弟进行安全教育，培养其安全意识。其次要严格执行操作的规范化标准化，可以根据设备的不同的特点、不同的功能归类总结安全操作规律，便于徒弟学习理解。要详细讲解每一设备的安全操作规程，强调操作要点，着重实践，加深徒弟对实际操作的要点运用，并通过徒弟的操作来指出其不足。要在实践中提升徒弟的标准化操作能力，在工作过程中固化他们的规范化、标准化操作行为。
2．5注重徒弟思考和创意能力的培养以及和谐师徒关系的维护
新型师徒关系不仅仅是对徒弟进行知识的讲解和能力的提升，更重要的是对徒弟个人潜能的激发。通过在工作过程中对电工技术的具体教授，师傅还要结合所解决的实际问题进行设问，引发徒弟对相关问题的思考，培养徒弟的思考能力。还要注重创新思维的培养，激发徒弟在工作过程中解决问题的新思路。在教授过程中师傅不仅要注重徒弟个人能力的提升，严格要求的同时还要不断的鼓励徒弟，鼓励其进行操作、进行思考、进行创新。和谐的师徒关系能够有力提升徒弟不断学习专业技术的意愿，激发徒弟的主观能动性，更能培养徒弟为人处事、待人接物等综合素养，为徒弟在今后成长为电工技术骨干发挥重要作用。
2．6注重师徒合同的签定
通过师徒合同的签定，从而明确师傅对徒弟的培养目标、期限及应负的安全责任义务;也要明确徒弟应尽的责任与义务;同时要明确双方的权利及争议解决方式;更重要的是要通过有效的合同条款，让师徒双方形成利益共同体，同奖共罚，有力促成电工技术教育目标的实现。
3结语
通过上文的论述，笔者主要从电工教育在工作过程中师徒教学模式下的几个要点进行论述。从基础理论知识原理重构、电气元件设备控制逻辑讲解、机械原理学习、标准化操作以及创新思维和和谐师徒关系维护、师徒合同的签定进行概述。相信通过以上几个要点的实施，日后在工作过程中开展电工技术教育将会取得新突破，获得更好效果。
参考文献:
［1］张雪莲，潘铁强．《电工电子技术》课程教学初探［J］．科技信息，2010(30):170～171．
【摘要】强化学生工程能力素质的培养已成为机电人才培养的重要目标之一，以工程能力为导向的机电测控课程教学体系的构建是目前机电专业培养的基本要求。以工程能力为导向的机电测控课程教学主要是重视学生的实践操作能力的培养，构建实践教学课程体系。本文将从目标定位、工程实践类课程比例、学生个性培养三个方面入手，具体探讨工程教育为导向的机电测控课程教学。
关键词工程能力；机电测控；课程教学
中图分类号：G642.4文献标识码：A文章编号：1671-0568（2015）08-0135-02
随着我国现代工业的发展，机电自动化技术越来越受到人们的重视，社会对机电类综合应用人才的需求也越来越高。因此，加强机电自动化人才的培养，提升机电测控课程教学，已成为现代机电教育的重要课题之一。而其中强化学生工程能力素质的培养已成为机电人才培养的重要目标之一，以工程能力为导向的机电测控课程教学体系的构建是目前机电专业培养的基本要求。
一、加强“工程能力导向”的教学定位，强化学生操作能力的培养
任何教学体系的构建，都必须要有一个定位，树立好课程教学的目标和原则。机电测控课程教学必须定位于社会主义市场经济环境下综合应用型人才的需求和学生就业竞争力的提升，致使于培养创新能力强、勤奋实干、守信诚实、动手操作能力强的具有机电一体化技术素质和研发能力的开发、制造、设计、应用等综合应用型机电工程管理及技术人才。
而“工程能力导向”的教学定位主要是要求在教学中重视学生工程素质的培养，即重视学生实践操作能力的培养，以学生实践能力的培养为目标强化课程教学中实践教学的地位。其中最为重要的是强化学生“机电设计技术、机电制造技术、机电测控技术”三大工程技术实训能力的培养，在“扎实基础理论，提升专业技能，寻求个性发展，满足市场需求”的课程教学思想指导下，构建集实验、实训、实习为一体的实践教学平台。
二、提升工程实践类课程比例，促进学生工程能力的全面培养
根据机电测控课程教学的定位，其中工程实践教学在专业课程中的地位越来越高，其所占的比例也越来越大，工程实践体系的构建可谓是势在必行。因此，在构建“理论课程+基础实验+综合实践+课外讲座+创寻训练”的开放性、一体化、多层次、全方位的机电测控技术实践教学体系下，保证工程实践类课程的比例，是提升学生工程素质和工程操作能力的重要保障。因此，在机电测控课程教学中，必须加强工程实践教学中五个模块的教学，即：基础理论教学模块、实验教学模块、机电工程技术实践训练模块、工程技术系列讲座、创新训练模块。其中，基础理论教学模块主要是指对机电测控基础知识的传授，但其教学过程跟现场演示和实践教学进行有机的结合；实验教学模块主要是指工程机械设计、工程控制、工程测试、电学、力学等课程的工程实验实训；工程实践训练模块主要是指机电传动实训和校企合作中的实习项目；工程技术系列讲座主要是指在校定期不定期举办各种跟机电测控相关的主题讲座，促进学生对工程技术知识的掌握和拓展，如：聘请校内外知名专家做专题讲座，每名学生必须听取一定次数的科技讲座并撰写听后感；创新实训模块主要是指以培养学生创新能力为目标，通过课题项目或者竞赛等课外方式进行。具体可如机电测控技术实践教学课程体系（表1）可知，其中工程实践类课程比例要明显高于其他课程。
整个实践教学课程体系集网络通信技术、机械工程技术、工程传动技术、工程装配技术、PLC技术、电子电气技术、传感器技术、气动技术等技术为一体，充分培养了学生机电工程各方面的实践能力。
三、注重学生个性发展，提升学生工程技术方面的就业竞争力
对于机电自动化专业实践教学体系，学生就业竞争力的培养是其新的要求，也是其工程导向的根本理念所在。因此，对于学生就业竞争力的培养，除了课程基本知识和技能训练之外，还应该注重学生个性的发展，培养他们的主观能动性和创新能力。于是必须改革过去传统的机电测控实验课程模式，采取“问题情境”法、启发式教学方法、讨论式教学方法等进行实验教学，所谓创建问题情境主要是通过提问的方式将学生引入到所学课程知识中，让学生带着问题去学习、去实验、去实践操作，整个过程都是以学生为中心，学生是整个课堂教学的主体，将课堂归还给学生。通过这些注重学生个性发展和主体地位的教学方法，让学生自主学习、自由讨论、自我评价，能有效培养学生的自我探索、自我实践以及分析问题和解决问题的能力。同时，为了培养学生的就业竞争力，在实践教学中，必须要求大三、大四学生以兴趣小组的形式自由组合，参与教师科研项目、课题、大学生课外科研课题、大学生创新性实验计划项目等科技创新活动中的一项，布置定量任务，让学生按照要求完成，并撰写科研论文，以充分培养学生的创新能力和自主个性。
综上所述，通过以上三个方面的教学安排，有效地构建了实践教学课程体系。同时，在整个实践教学中应对学生进行及时评价和考核，确保实践教学的质量，打造综合应用型的机电工程管理及技术人才。
参考文献：
[1]周同岭.论我国工科院校学生的工程素质培养[J].实验技术与管理,2014,(4):132-134.
[2]王仲民,姚合环.高校培养学生工程实践能力的途径[J].理工高教研究,2014,(2):121-122.
[3]郭魂,左敦稳,唐国兴.面向应用的“机电系统控制技术”课程本科教学改革初探[J].装备制造技术,2007,(10).
[4]孙树文,杨建武,张慧慧.机电一体化教学培训系统的设计与实现[J].中国现代教育装备,2007,(6).
[5]张立红,尹显明.工程训练系列课程教学体系的探索与实践[J].机械,2008,(12).
关键词：电工学；PBL；教学改革；教学模式；教学体系
作者简介：周静（1976-），女，四川隆昌人，重庆大学电气工程学院，副教授；侯世英（1963-），女，四川南充人，重庆大学电气工程学院，教授，博士生导师。（重庆400044）
基金项目：本文系重庆大学教学改革一般项目（项目编号：2012-25）的研究成果。
中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）08-0018-03
“电工学”课程是工科院校非电类专业的技术基础课之一，在非电类本科专业的知识体系中有着重要作用。随着计算机和通讯技术的不断发展，“电工学”课程已发展成一个高度集成的“综合课程”，它和电子技术、自动控制、信号处理等诸多学科知识相交叉，在多个领域的实际工程系统中起着基础作用。随着“宽口径、厚基础、强能力、高素质”的人才培养目标的提出，[1]作为技术基础课的“电工学”课程教学面临极大挑战，主要表现在以下几个方面：
首先，随着科学技术的发展，“电工学”课程的知识面越来越宽广、信息量愈加丰富，如果仅仅是在旧的课程体系下简单地增加新内容将必然导致课程内容越来越多，教学任务越来越重，在目前授课学时大幅削减的情况下，教学质量和效果都将大打折扣。因此，如何在有限的学时内提高教学的效率和效果是课程改革首要考虑的问题。
其次，“电工学”课程面向机械工程、动力工程、材料工程、生物工程、环境工程、采矿工程等非电理工专业开设，各专业的学生基础不同、教学要求不同，对电工电子学知识的需求也各有侧重。例如土木工程专业对建筑电气知识、热能专业对电机控制技术、化工类专业对分析测试仪器的应用等具有特殊需求。因此，如何在学生基础与能力参差不齐、教学需求各不相同的情况下实现高素质、厚基础、强能力的人才培养目标是课程教学的一大挑战。
而且，在现有的教学条件下，“电工学”课程教学中“厚基础”和“强能力”这两个培养目标在一定程度上出现了矛盾。“厚基础”强调教学的重点在于对理论体系的系统学习，并具备在时、空范畴里对基本理论进行转换、延伸的能力；而“强能力”可能更多的是强调为学科交叉应用提供必要的接口，具备基本知识、基本技能的应用能力。但是，在有限的学时内，要实现“厚基础”和“强能力”的双重目标就如同“鱼与熊掌”不可兼得。
因此，要使未来非电类专业的工程师具备宽厚的电工电子知识和应用这些知识的能力，如何有效地解决以上问题，一直是“电工学”课程教师关注的热点和难点。
一、“电工学”课程教学改革思路
1.课程改革的理念
为了全面认识专业对象、人才培养目标与课程教学要求之间的联系，首先在各专业的授课学生中开展了广泛调查，征集意见和建议。经过深入分析，对“电工学”课程进行定位，认为“电工学”课程对近机类工科专业是“技术基础课”，对非近机理工专业是“一般基础课”，对文经管专业是“素质教育课”；授课对象专业不同、人才培养目标不同、课程学时不同，“电工学”课程建设要同时满足以上“三不同”的需求，因此确定课程改革总体上要按照“通识教育+适度专业教育”的指导思想来开展。
要同时实现“厚基础”和“强能力”的教学目标，在改变教学内容体系的同时，改进教学方式也很重要。重庆大学电工学课程组在过去几年里深入分析了国外教学改革的成果，[2-6]最后选定一种受到国际社会普遍认同的研究性教学方法——“基于问题的学习”（PBL：ProblemBasedLearning）是最适合“电工学”课程教学改革的方法。即通过融合PBL思想，在课程教学中贯彻“理论与实践并重”的理念。
2.PBL教学法
PBL教学法最早起源于20世纪50年代的医学教育，常用于医学课程的教学中，是一种受到国际社会普遍认同的研究性教学模式。与传统的教学法有很大不同的是，PBL是一种以问题为核心，以解答问题为驱动力，以分组讨论、展示及相互交流为手段，以激发学生积极主动自学、培养学生创新性思维为主要目标的教学模式。在PBL教学过程中，通过设计真实性任务，将学习与问题挂钩，使学习者投入到问题中；鼓励自主探究，鼓励争论，鼓励对学习内容和过程的反思。PBL教学法强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中强调的以教师讲授为主；旨在使学习者建构宽厚而灵活的知识基础，发展有效的问题解决技能，发展自主学习和终生学习的技能，成为有效的合作者。目前，PBL不断得到推广和发展，已经在国内外许多高等院校被应用到各学科领域的教学中。
3.基于PBL教学法的“电工学”课程教学改革思路
在“电工学”课程中引入PBL教学模式的改革，其核心思想是：以解决从工程实际中提取的具体问题为基础组织教学内容；在教学过程中以解决问题为目的，引导学生学习知识，最终让学生在解决问题的过程中综合应用所学相关知识，达到培养学生独立自学能力、创新思维能力、资料组织能力的目的。围绕以上原则，基于PBL教学法的“电工学”课程教学改革包括理论和实践教学改革，先后把“PBL”教学模式引入理论和实践教学环节，探索集知识学习、能力培养和协作精神一体的教—学模式，主要在以下三方面进行了探索：将PBL融入到课程体系建设中，采用模块化方式组织教学内容，形成理论与实践有机联系的课程内容体系；将PBL融入理论教学，采取专题式课堂教学，落实“通识教育+适度专业教育”的原则；将PBL融入电工学实践教学，探索“知行合一”的教—学模式。
二、融合PBL的“电工学”课程改革
1.模块化课程内容体系建设
以“基于问题的学习”理念统筹整合教学内容体系，构建了“知识点—教学专题—平台课程”金字塔式的教学内容体系。
（1）理论与实践并重，优化教学内容模块。原有的“电工学”课程体系是从60年代开始逐步建立起来的，是电类专业“电路分析、模拟电路、数字电路、电机电器及控制”四门课程的简化和浓缩。考虑到本课程必须为更多专业的学科交叉以及新技术发展提供延伸接口，拓展课程内容体系，把电子测量、自动控制、PLC编程等相关的基本知识纳入课程内容体系并建立相对独立的知识模块；对照理论教学体系，构建立体开放的实验教学体系，更加明确地提出基础、综合、创新三个层次的实验教学内容体系；强化了实验教学和理论教学的对应关系和内在联系。
（2）以知识点为基础，构建课程内容体系。融合PBL的思想在各知识模块中，以一个“实际问题”为核心组织一个专题；细化各教学专题涉及的知识点，并对知识点进行分级：1级为基本知识点，2级为应用知识点，3级为扩展知识点。以用为本，以需求层次为导向，把教学内容层次与知识点按课程学时进行合理组合，形成系列“教学专题”；比如对文经管专业开设的通识教育类课程，则专题以1级知识点为主体教学内容，对机电等专业开设的专业基础课程则要包含2级和3级知识点。
（3）构建柔性、开放的平台课程。根据不同专业的教学要求选择不同模块的教学专题，并根据教学学时筛选专题内所涉及的不同层次的知识点，构成”电工学”系列课程，比如28学时的“电工学III”就是一门针对部分理科专业及文经管专业开设的通识教育课程；比如还有针对其他不同理工科专业开设的36学时、72学时、88学时等不同的“电工学”系列课程，形成柔性、开放的平台课程体系。
2.课程教学内容整合
以PBL模式为主导进行了课程的内涵建设。
（1）在教学内容上删除了那些从课程系统性和理论完整性出发安排的一些古典的、抽象的知识内容，比如：
1）简化了电路分析中结点电压法、网孔分析法等纯理论分析的内容，强化了在电路电子技术中广泛使用的KCL、KVL基本定理、等效电源定理、叠加原理和最大功率传输定理内容，并着重阐述其工程应用。
2）简化了电路暂态分析理论，着重理解RC和RL一阶电路的暂态过程，为其在滤波、信号发生等信号处理领域的应用打下理论基础。
3）精简了基于分立元件的放大电路分析，重点理解“放大”的含义，强调集成运算放大器的应用，掌握利用集成运放构成的各种基本运算电路。
4）精简电机的原理性介绍，重点介绍在工业企业和生产实践中广泛使用的三相异步电机的外特性及其起、停、变速控制等。
（2）在理论教学体系中，以用为本组织知识点，比如“PLC编程及应用”知识模块以在工业企业中广泛使用的“西门子PLC技术”作为主讲内容，精简PLC的原理性介绍，加强了PLC与“电机及控制”模块内容的交叉，针对实际使用重点介绍基于PLC的各种电机控制方法和过程。
（3）在引进新技术、新方法方面，在理论教材中电路、模拟电子技术、数字电子技术知识模块的每一章节之后新增附录内容，介绍基于Multisim软件的电路电子技术仿真分析方法，在理论教学中开展仿真分析教学；同时，在电工电子学实验教学中引入Multisim软件，开展基于EDA技术的设计性和创新性实验。通过仿真分析把传统的电工电子学知识与本领域的新技术、新方法相结合，拓宽学生的知识面。
三、融合PBL的“电工学”课程教学
1.专题式理论教学
为解决教学内容多而学时少的矛盾，课堂教学采用了紧凑式的“专题教学”，即融合PBL的思想，以一个实际问题为中心，围绕这个问题的解决组织教学内容，形成一个专题。而且，在教学中即要求做到基本概念和基本定律清晰，同时又要兼顾实际应用的方法和技能。如果按照传统理论教学的方式，由一个老师承担整个课程的所有教学工作则对教师的要求提高了。大多数老师所从事的科研方向有所不同，其专长也各有不同，因此，教学中与教师专业或科研背景相关的内容教师可以讲述得更生动，教学效果更好。但与专业不相关的内容教师则讲述平淡，所以“专题”教学难度很大。
基于此，在开展“专题式”教学时采用了多位教师合作授课的方式，即课程由若干个教学专题组成，根据教师的专业特长，结合教师个人的学科基础和学术研究，一个老师只专注于1～2个专题的教学而不是整个课程的教学。这种方式有利于充分发挥教师自身学科基础和学术研究的优势，深入浅出地把知识模块的基本理论、基本应用和工程实践结合起来，使教师在有限的课时、有限的人力情况下把课程教学“精品化”，实现最大限度地调动学生学习的积极性和主动性，提高课程的教学质量。
2.创新实践教学
把PBL教学理念融入实验教学，把“创新教育”贯穿于“基础+综合设计+创新实践”等多个层次的实验教学中，具体做法包括：
（1）打破“基础实验无创新”的定势思维，在基础实验中推行以学生为主体的自主实验。[7]开放式自主实验就是以学生为主体，在实验时间上采用开放管理，实验内容上采取给定实验目的、要求和实验条件，让学生在自主的时间内自行设计实验方案并加以实现的实验教学模式。在此实验过程中培养学生的“自主学习能力、实践动手能力”。
（2）开设综合实验项目，强化实验内容与工程、与实际应用联系。综合实验项目采用分组实验的方式开展，一般3～5人一组，包括选题—预习—提交方案—自主实验—总结答辩等几个层层深入的环节；实验基本采用自主开放式的管理方式，老师引导学生分组讨论并开展实验，最终让学生在解决问题的过程中综合应用所有相关知识，达到培养学生“自主学习、独立思考、相互协助”的能力。
（3）利用重庆大学“大学生科研训练计划”向非电类专业的学生开设“电工电子”创新实验，通过项目申请书撰写、开题/结题答辩、项目开展等环节促进学生“书面表达能力、口头表达能力、批判性思维（能力）、协同合作能力、运用信息技术能力、实践能力”等综合能力的培养。在SRTP项目中，导师采用PBL教学法有目的地引导学生综合应用电工电子学的知识和技能去分析问题、解决问题，实验过程不仅加深了学生对电工电子学知识的理解，更为重要的是对学生进行了完整的电工电子学知识应用的综合训练，为这些学生在本专业领域中应用电工电子学科知识奠定了良好基础。比如一组动力工程学院热能专业的学生在创新实验后总结说：“PLC控制技术对动力工程学院学生的专业学习有重要的实际意义，比如在火电厂给水泵小汽机保护系统、电厂化学水处理部分、电厂输煤自控系统以及中央空调节能改造等具有很高实践价值的领域……”
当然，开展基于PBL的实验教学的关键是建立一支高水平的实验教学队伍。为此，要求所有的理论教师同时承担实验教学任务，形成一支由理论教师和专职实验教师合作的教学团队。每个理论课教师围绕自己的专题设置综合实验项目或者提出SRTP项目，并作为导师指导实验小组开展讨论和实验，专职实验教师负责基础实验教学和实验室的开放运行。
3.建立了适应PBL教学的考核体系
在PBL教学中，课程考核方式随之改变，理论与实践并重，全方位、多角度地考核学生，避免一考定终生。理论考核以期末考试为主，发挥传统的期末考试的优势，采用课外阅读、课堂讨论等多种辅助考核手段；丰富并完善实验考核，为学生提供展示自己的平台，保证考核的真实和公正。以28学时“电工学III”课程为例，该课程是通识教育类课程，考核办法如下：
期末考试：采用开卷方式进行，即学生可以带上自己的教材作为参考；考试时间120分钟；考试成绩占总评成绩的50%。
实验成绩：“以能力培养为目的”，采用“实验报告+平时考核+综合实验”的考核方法，占总评成绩的40%：实验报告是规范实验的一个重要环节，可以体现实验中的重要基础理论、基本实验方法和数据处理方法等，因此在实验考核中占30%左右；平时考核反映了学生的学习态度、实际动手能力和基本科学素养，因此占20%左右；综合实验采用PBL教学模式分组进行，包括选题、预习、自主实验、答辩及实做几个环节，体现学生的自学能力、创新意识及小组协作能力，占50%左右。
平时成绩：主要为课外阅读的完成情况。课外阅读由教师指定阅读任务，研究生助教辅导，分组完成并对全班汇报，展示资料收集整理等能力。该部分成绩占总评成绩的10%。
四、总结与反思
在过去两年里，重庆大学电工学课程组以大类课程建设为契机，融合PBL的教学思想进行了一系列教学改革：以用为本，建立了“知识点—教学模块—教学专题”的柔性、开放的课程体系；在理论教学过程中开展了“专题式”理论教学；在实验教学过程中进行“创新”实践教学试点，得到学生的广泛认同。面向试点班级的问卷调查显示，95%以上的同学认为，这样的学习方式更具有挑战性，80%以上的同学认为这种学习方式更有助于综合能力的提高。但是，教学中面临的问题也同样严峻。
PBL课程教学的成功与否首先取决于作为课程主要内容的“问题”选择和设计是否恰当，即教学“专题”的设置是否合理。很显然，答案并不像“是”和“否”所描述的那样简单。
“专题式”教学的优点是突破了学科体系的束缚，知识的组织方式灵活多样，教学内容得到一定程度的优化，因而学时也可得到相应缩短，使内容与学时的矛盾得到部分缓解；但是，它打乱了学科固有的知识体系，使知识变得凌乱，与“厚基础”的目标冲突。所以优化专题教学，采用“基础教学+专题教学”的方式可能更适合“电工学”的理论教学，也更能体系“通识教育+适度专业教育”的思想。
教学队伍的严重匮乏是制约PBL教学的关键因素。很多同学在问卷调查时反馈“不能及时有效地得到老师的指导”。诚然，要倡导学生自主学习、主动学习的精神，老师的指导也是必不可少的。因此，PBL教学只适合小班教学，比如30人一个班，否则讨论、反思、汇报等过程就不能得到充分的开展。而且，PBL教学的开展不仅需要教师熟练掌握本课程的相关知识，还要了解与其关联的工程实践等其他知识，对课程组教师的素质提高也是一个极大的挑战。
综上所述，基于PBL的教学改革归根结底是采取各种措施改变传统的教与学的关系。于教师而言，需积极投身创新教学改革中，不断提高自身的水平，在教学过程中发挥主导作用。于学生而言，需挖掘自主学习潜力，培养动手能力和自主解决问题的意识，体现了其主体地位。因此，在教学课时普遍减少的情况下，不失为提高教学效率、保证教学质量的有效途径。
参考文献：
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[3]ThomasRE.Problem-basedlearning：measurableoutcomes[J].MedicalEducation，1997，（31）：320-329.
[4]VernonD.T.AandBlakeR.L..DoesProblem-basedLearningWork？AMeta-analysisofEvaluativeResearch[J].AcademicMedicine，1993，69（7）：550-563.
[5]李昱，叶秀峰，李丹，等.谈PBL理解误区[J].西北医学教育，
2006，（2）：196-197.
关键词:Podcast《电工电子》课程教学应用
一种被人们称为博客Podcast的网络新一代传播技术和方式,以其个性化、直观性、便捷性、共享性、开放性等特点,正在影响着远程教育的发展。
一、Podcast的简介
Podcast的全称叫PersonalOptionalDigitalCasting(个性化的可自由选择的数字化广播),这是一种让用户自由地在互联网上文件,并允许用户采用feed订阅的方式来自动下载文件的技术和理念,是一种全新的广播形式。Podcast代表着网络广播节目发展的方向。目前,Podcast正在逐步延伸到远程教育领域。Podcast的主要特点是:易操作性和低成本;即时性和互动性;个性化和自主性;可订阅和移动性好。
二、Podcast在《电工电子》课程教学中的应用
电大学生尤其是工科类学生工学矛盾尤其突出;学生都在工厂里或私企,周末经常加班,无法按时上课;很多都从农村出来的,学习条件不是很好,没有上网的电脑和有VCD的电视,只有MP3;学习基础较差等等。而《电工电子》课程是数控专业的基础课程,课程内容信息量大要求高,即使来了听课也无法短时间消化理解所讲内容。而Podcast的优势正好解决此类问题。
1.教师对Podcast的应用
(1)建立Podcast学习平台
《电工电子》课程内容包含电路分析基础、电工技术基础、电子技术基础。内容信息量非常大,一天时间要上完一部分,还要讲解作业题和大量的电路分析图。备课时我将种种资料提供给Podcast,如教案、阅读文本、相关的网站链接、其他Podcast群体的链接。每一个学生可以通过订阅教师的Podcast,随时更新节目,并根据自己的学习情况,下载相应的课程来自主学习。至少学生可以下载到MP3随时学习。同时,通过这个平台自己的教学计划、电子教案、扩充资源、布置作业、组织小组讨论等。
(2)利用Podcast平台提高自己的教学水平
学校条件有限,在面授时不可能将多媒体、各种电路模型、电器设备等搬到教室上课,但可在上课前将所需要展示的材料传到自己的Podcast,通知学生提前上网学习。比如在讲到三相异步电动机结构、工作原理及常用控制电器结构、动作原理时,若用传统方法很难将此部分的内容讲清楚,但采用PowerPoint和Flash做成的多媒体课件,先将课件上传到网上,节省了在堂上画电动机、常用控制电器的时间,还可以通过Flas生动地表现电动机的内部结构、工作原理和常用控制电器的动作过程,非常的直观而富有感性,有利于学生准确、全面、深刻地接受知识,大大地降低理论学习的难度。这样既可以节省时间,又可以让学生预习。
利用Podcast技术创建一个个人小组,将学生要尝试解决的问题如电路分析、正弦交流电路这些抽象的问题等通过视、音频、动画具体地表现出来。通过Podcast技术所拥有链接功能,将自己博客等连接上,将在解决教学难点和重点过程中所用的资料提供上去。老师还可以随时听到不同的评论,这样可以促进自己的教学经验。如在讲单管的共射极放大电路,工作点设置对放大电路的非线性失真的影响(工作点设置得太高,容易导致饱和失真;设置得太低,容易导致截至失真);负反馈对放大电路性能的影响;放大电路的幅频特性和相频特性。虽然我们可以借助PowerPoint、Flash、VB等制作的包含文字、图片、动画的课件进行讲解,降低学生对这些知识点理解方面的难度,但学生还是觉得缺少感性的认识。但通过利用multisim对单管放大电路进行仿真后,学生好像置身于实验室,体验到:设置适当的工作点的重要性;负反馈的作用;放大电路的频率响应等,对所学知识豁然开朗。
2.学生对Podcast的应用
(1)学生在平台上自主学习方便
学生可以直接上网将自己上课没有听懂的地方继续学习,可以对照网上的视频补充自己的课堂笔记,这样可以克服由于做笔记而忘记认真听课,克服顾此失彼的现象。学生可以随时登陆,针对自己的薄弱环节学习,并将自己的疑问向教师反馈。
(2)学生学习在协作交流方面更突出
学习《电工电子》课程的同学来自不同的工作岗位,对电工电子的应用也不同:甲同学是单位的电工,他就对供电和电力传输、开关控制等了解得多些;乙同学是搞机床加工的,他对电机控制更有实践经验。在Podcast技术中,学习者的建构活动是透明的,学习者可以通过“邀请好友”功能,邀请别人协作自己的建构,同时将自己的经验上传到专题中。这样,在Podcast中使学习者学会合作、分享、竞争。博客技术可以将学习者的经验通过E-mail、BBS、Blog与不同的人进行交流,也可以用音频的方式将自己的经验用一定的音频软件转换成音频传到Podcast,实现语音交流,而且可以配一定的背景资料。
三、结束语
Podcast打破了远程教学资源的制作者和接受者的界限,任何一个学习者同时也可以成为教学资源的创建者。这种基于Podcast的互动学习增强了师生之间的沟通能力,有利于促进学生高级认知能力的发展和健康情感的形成。但由于教师和学生的信息技术水平也有差别,各种环境条件也不同,因此在应用中也有一定的局限性。我们要积极探索Podcast在各学科教学中的应用,充分发挥Podcast整合文字、图像、语音、影像等资料的强大功能,让Podcast在教学教育改革创新中发挥越来越大的作用。
参考文献:
1.俞蝶琼.浅谈Podcast在现代远程教育中的应用[J].现代远程教育研究.2008(4)
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