非电专业电工与电子技术实验教学改革

袁青云，陈春玲，刘潭，姜凤利，谭东明，张志霞

非电专业电工与电子技术实验教学改革

袁青云1，陈春玲1，刘潭1，姜凤利1，谭东明1，张志霞2

（1. 沈阳农业大学 信息与电气工程学院，辽宁 沈阳 110866；2. 山东农业工程学院 机械电子工程学院，山东 济南 250100）

针对目前非电类专业基础课程电工与电子技术实验教学中存在的问题，如传统的实验教学内容单一，学生的主动参与性不强，并且在教学过程中，学生只需按照教师讲解的步骤连接实验台上的电路模块，然后打开电源，并通过记录和分析测量仪表上的数值验证相关电路所满足的定理．这种对课本知识简单验证的实验教学，容易使学生缺乏自主性和实践创新的积极性，实验教学效果不理想．为此，对实验内容、实验教学原则与实验教学方法进行改进，并提出一种多层次的实验教学方法，以提高学生的学习兴趣，增强电工与电子技术实验教学的效果．

电工与电子；实验教学；验证性实验；设计性实验；实验工具

电工与电子技术是一门高校非电专业的专业基础课，其内容包括3个模块，分别为电工、模拟电路和数字电路，且这3个模块之间具有连续性．通过本课程的学习，学生可以掌握电工与电子技术应用及发展，为学习本专业的知识和从事与本专业相关的工程技术工作奠定良好的电路理论和实践基础，这就要对该课程教学进行较为合理的安排．然而，该课程的实验教学约占课程总学时的20%～25%，在整个课程教学中占有非常重要的地位．而随着教学改革的进行，电工与电子技术的总学时在缩减，实验学时也相应地减少，这给传统的实验教学模式带来极大的挑战．同时，传统的实验教学存在弊端：（1）以验证性实验为主，实验本身缺乏探索性和挑战性，学生学习的自主性不高；（2）学生机械操作，只是按照教师的操作在电工电路实验装置台上进行重复连线，缺乏理论与实践的有机结合，难以实现对学生分析思考能力的锻炼；（3）学生认为实验内容与自己所学专业关联不大，对实验的兴趣与积极性不高，实验效果不佳．本文从实验内容、教学原则和教学方法等方面对电工与电子技术实验教学进行改进，并通过开展实验前抽查预习-实验中启发式操作-实验后结果讨论相结合的多层次实践教学，以最大程度地实现实践教学目标．

1 实验教学内容

表 1 6位寄存器状态转换真值

运行仿真电路，观察到红、绿、黄三色灯会按之前设定的时间依次点亮，表明设计的电路是正确无误的．除此之外，学生还可设计与本专业相关的虚拟电路，并通过虚拟仿真软件来验证其合理性，若验证后设计的电路是合理的，学生可将其做成实际电路，以培养学生的综合实践和创新能力．

图1 采用移位寄存器74LS194构成交通信号灯控制电路

2 实验教学原则

传统的实验教学原则侧重于教师讲解和操作，这将增加学生对教师的依赖，学生只是重复教师的操作完成相关的实验内容，无法激发学生的学习兴趣和创新思维，实验教学效果不尽人意[10-11]．为了充分调动学生学习的积极性和主动性，培养学生的创新能力与实践能力，应保证学生在实验过程中的主体地位，这一主体地位由学生预习和教师讲解2个环节保证．

2.1 学生预习环节

每次实验前，要求学生认真学习与本实验相关的教学资源，提供一份完整的实验预习报告．预习报告要清晰地写出本次实验的目的，实验的原理，实验中所需的仪器、用途、数量，简述实验内容及实验步骤．通过充分预习，让学生明确本次实验的目标，提出要解决的关键问题，提高学生学习兴趣，培养学生自学能力，提高实验教学的效率．同时，可以为学生留足思考时间，以使学生更充分地思考．

2.2 教师讲解环节

减少教师在实验过程中的讲解，给学生更多自己操作实验的机会，使学生更好地消化和理解．当学生在操作实验中遇到问题时，教师可以引导学生积极思考，鼓励其独立解决问题，而不是选择直接帮助学生解决．同时，记录各组学生的实验完成情况，检查容易出问题的组，并对完成较好的组给予进一步指导．

3 实验教学方法

目前，电工与电子技术实验教学方法仍多依赖于教师的讲授和操作，极大地限制了学生学习的积极性和创造性．为了解决这个问题，本文提出了一种实验前抽查预习-实验中启发式操作-实验后结果讨论相结合的多层次教学方法．

3.1 实验前抽查学生预习

教师借助抽查评估学生在预习中对相关知识的掌握程度，并根据评估结果对学生疏漏点和实验重难点进行补充．通过抽查预习不仅督促学生参与预习，而且为学生实验操作的顺利进行提供了前提条件．为了全面评估学生的预习，筛选出学生实验中可能出现的错误或不当操作，要求教师精心设计抽查环节，提醒学生在操作实验时应注意和考虑这些问题，以便采用合理的方案解决问题，以提高实验教学的效率．

3.2 实验中启发式操作

图2 并联电容日光灯接线图

3.3 实验后结果分析与讨论

实验完成后，教师组织学生对实验结果进行分析和讨论，然后指出这一环节中的关键问题，并在适当的时间点上引导学生考虑主要影响因素，从而培养学生的发散思维．关键问题不仅可以充分展示实验结果，而且可以促进学生思维活动的进一步拓展和延伸，诱导和激发学生继续学习的积极性，增加学生对实验的沉浸感．通过实施这一环节，学生也会更容易、更清楚地记住实验过程．

4 结语

为了弥补传统电工与电子技术课程实验教学的不足，实现实验教学与理论教学的有效结合和相互促进，除使实验内容吸引学生外，还应坚持一定的教学原则，实施有效的教学方法，以优化实验教学过程，提升实验教学效果．本文从实验教学的内容、原则和方法３个方面对电工与电子技术实验教学进行了改进，采用了多层次的实验教学方法：（1）抽查预习，学生讲解为主，教师补充；（2）教师提出问题，让学生带着“问题式”任务做实验；（3）实验结果分析与讨论．经过主讲教师３轮的实践教学，实验的改进措施可以显著提高学生对电工电子技术实验学习的兴趣，受到学生的普遍欢迎，取得了良好的实验教学效果．

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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

国家教育部产学合作协同育人项目（202102654024）——基于数字电子技术的线上一流本科课程平台建设；辽宁省本科教改立项优质教学资源建设与共享项目（519）——基于跨校修读学分的电工学课程混合式教学模式研究与实践；沈阳农业大学教育教学研究项目（2021-153，2022-09-02）；沈阳农业大学研究生教育教学研究项目（2022-yjs-32）——“双一流”建设背景下电气工程领域专业学位研究生实践创新能力培养的探索与研究

袁青云（1986-），女，河南周口人，讲师，博士，从事地方电力系统及其自动化研究．E-mail：yqy8_29@126.com

刘潭（1985-），男，辽宁开原人，讲师，博士，从事主动配电网与新能源发电研究．E-mail：liutan_0822@126.com