在电工学教学中培养学生思维能力和职业技能
摘要：电工学是把电磁场理论与实践相结合的一门课程，它对于培养学生思维能力和实践能力极为重要，这就要求教师必须想方设法提高本门课的教学水平。文章介绍了在电工学教学中培养学生思维能力和职业技能方面所做的探索。
关键词：电工学；思维能力；职业技能
一、引 言
电工学教学的基本任务是把电磁学理论和生产、生活实践结合起来，从而培养学生的思考问题的能力和创新素质。由于电工学的概念多、知识面广、实践性强等特点，在课时少的情况下，能让学生理解、接受并能运用课程的全部内容，则教师本人必须认真备课、认真探索教学规律、确保每次课堂教学的质量，才能提高教学水平。为此，我们在教学中做了积极探索，从教学态度、内容和方法进行了提高，如重视每一教学环节、注重教学内容的内在联系、更新以及理论与实际应用相结合等方面来提高本门课程的教学水平。
二、教学改革实践
1.端正教学态度，树立教学理念
教学态度决定着教学质量，因此教学水平的提高取决于教师的责任心。只有教师爱岗敬业，对工作认真负责，一丝不苟，才能提高教学质量，以及考虑如何开拓学生的思维和培养职业技能。同时我们在教学改革中，以“学以致用实践育人”的教学理念为指导，使教学改革有的放矢。
（1）把握每次课堂教学。在主观上重视每次课堂教学，在每一次上课前，精心考虑每个教学环节。不仅准备好挂图、多媒体课件及讲稿，而且要清楚每堂课的重点难点及所采用的教学方法。讲课时要做到思路清晰、内容连贯、重点突出。逻辑推理比较强的内容，采用黑板授课方式；对于半导体器件等直观性强的内容可结合图片或多媒体等形式向学生展示；而放大电路、逻辑电路和继电控制电路可在课堂进行仿真。在课堂教学中适当引入一些仿真内容［1］，通过典型实例演示可增加学生的兴趣，同时也可以使学生更深入理解不同电路的特点和信号的具体变化过程。每次课结束时教师都要给学生留思考题和作业，并在下次课前及时检查思考题和作业完成情况。对于每次课堂教学尽心准备，不仅讲解清楚教学内容，更要调动学生的积极性，使学生由被动的学习状态转入主动的理性思维状态，提高思维品质。
本校承担电工学教学不仅有老教授也有年青教师，在教学改革中实施老教师和年青教师互动听课评课。年青教师在听资深老教授的讲课过程中，可以深刻领会知识点如何讲解，直接获得老教授多年的教学经验。而老教授去听年青教师的课时，可对后者的课堂教学作出点评指出不足，有利于年青教师的提高和完善。这种互动的听课每月都不定时开展，每名教师都在会增加自身的约束力，端正教学态度，注重每次课的教学和每个教学环节［2］。
（2）重视基础并学以致用。我们反对死记硬背，但是一些基本的电路是要求学生必须牢记的。如三极管的共发射极、共基极、共集电极三种基本放大电路，基本的差分电路和基本运算放大电路，基本集成稳压电源和分离元件稳压电源，继电器控制电路中的自锁、互锁、联锁，以及PLC中的典型程序等，要求学生在熟悉其基本原理的基础上能熟练的画出电路图。要求学生会用仿真软件对电路进行仿真，会用实际元件组装。在基本技能训练中，我们从培养学生的最基本的习惯入手，如测量元件时表笔的正确拿法、接地线电源线和信号线的颜色的选择、实验中的开关电源的顺序（如联结完电路检查无误再接通电源，做完实验先关电源再拆线路）等，使学生养成良好的职业习惯。在此基础上进行元件测量、基本仪器的使用、基本电路的组装、实用电路设计等基本技能的训练。
2.优化教学内容 注重前后联系
（1）注重内容前后联系。电工学中前后内容相互联系，而不是简单地堆砌，因此在教学中注意教学内容的宏观把握，揭示知识的联系，引导学生建立系统的知识结构。以电阻电路的分析为例，首先提出集总假设，然后引出两类约束。两类约束是分析电路的基本依据，能够对所有电阻电路进行分析。但是对于复杂电路，往往涉及求解大量联立方程式的问题，计算繁琐，因此，需要寻求减少联立方程式的电路分析方法。于是提出了完备的独立电路变量的概念，由此引出了网孔法、节点法等一般分析方法。进一步提出，通过把一个复杂电路分解，引出单口网络的概念。但是直流电路、正弦交流电路、动态电路、二端口网络都遵守最基本的电路定律，如KCL、KVL以及KVL［3，4］。
（2）教学内容时时更新。随着集成电路技术的飞速发展，电路的复杂度日益增大。而面对这种情况，必须经常对教学内容进行适当地增删、调整和修改，使学生学习使用系统化的步骤和方法来处理，习惯由计算机去完成列写的电路方程和求解的工作。另外，随着实际研究中非线性问题的要求日益突出，以及状态变量分析方法的广泛应用，都需要在作为基础理论的电路课程中将网络拓扑分析、非线性电路以及状态变量分析这些重要内容包含进来［5］。在教学中还应该结合电工电子新技术、新器件和新产品的不断涌现，介绍电工电子技术的新的发展概况，让学生深刻的体会到这是一个飞速发展的科学领域。因此在全球高等教育奋力追求科技创新的今天，每位教师有义务跟踪学术研究和科学技术的进展，给学生传授更新的内容，以开阔学生的思维、提高创新能力。
（3）增加适当的人文知识。在教学内容选择时可以适当增加人文知识，扩宽学生知识面，使教学内容更加生动有趣。例如绪论中回顾了法拉第电磁感应定律的发现过程。法拉第原来是学习化学的青年化学家，1920年奥斯特发现了电流的磁效应，即电能生磁。于是，法拉第反向思维：那么磁能否生电呢？1922年他在自己的笔记本上写道：“磁能转变为电”。法拉第确定了反向思维的方法，并且搞了十年实验，到1931年做了160多次实验，大部分实验都失败了。最后才发现变化的磁场产生了涡旋的电流，在导体上的感应电动势为，这就是法拉第电磁感应定律［6］。有了这个定律之后，才有了后来的电气化时代和今天的电子时代。这样具有创新的导入，可以激起学生注意力，引导学生思考，激发学习电工课的学习兴趣。
（4）增强理论和实际应用相结合。课堂教学如果单纯讲述理论，学生会感觉很枯燥而没有兴趣，如果我们把每次理论课都能和实际应用结合起来，这样会大大地提高学生的兴趣。例如：讲串联谐振的时候，可以结合串联谐振在收音机接收电路中的应用来讲解。收音机选台时，改变谐振电容的容量，从而改变谐振频率，当收音机的谐振频率和某一电台的频率相同时，那么这时LC回路中该电台频率的电流最大，在可变电容两端的这种频率的电压也较高。其他各种不同电台频率的信号虽然也都存在，但由于没有达到谐振，在回路中引起的电流很小。这样就起到了选择信号和抑制干扰的作用［7］。再有，如果单纯讲品质因数学生不容易接受，如果结合收音机来讲，告诉学生减小串联电阻，品质因数升高，通频带变窄，收音机的选择性增强，但捕捉能力下降，不好选台；反之，如果增大电阻，品质因数会降低，通频带会增宽捕捉能力增强，但选择性下降，容易混台。这样联系实际应用来讲，学生就容易理解和记忆，教学效果明显比单纯的理论教学效果要好。
3.教学方法灵活多样 教学过程层层递进
在教学过程中，让学生在掌握系统的理论知识和分析方法的同时，更重要是在创新思维和实际技能的培养。我们积极进行启发式教学，采用了疑问法、比较法和归纳法等教学方法。例如讲解戴维南定理时，从前面分析的例题出发，利用学过的四次电源的等效变换知识，一个含源线性单口网络简化为一个电压源与电阻串联的支路。并且指出这种处理方法比较繁琐，而且单口网络中如果含有无伴电源，则不能进行电源的等效变换。接着采用疑问法，提出是否含源线性单口网络都可以简化为一个电压源与电阻串联的支路？如果是的话，那么能否有一种简便而普遍适用的方法来求出这个等效电路呢？由已知方法的局限性提出问题，引入新内容。下去再讲戴维南定理就水到渠成了。然后先不加证明，运用该定理来分析前面的例题，得出与先前相同的结果，而过程则简捷得多，通过比较法，使学生认识到戴维南定理的价值。这样的启发式教学方法，培养了学生追求科学的思维方式，提高了学生分析问题、解决问题的能力，达到对于一个具体电路问题的分析能够准确地应用有关的基本概念，选择科学的分析方法的目的。为此，在电路课程的课堂教学中，精心设计讲授的内容，精心编辑所讲授内容之间的逻辑关系、认知上的层层递进关系以及凸显所选择方法上的科学思考。这样的课堂教学内容组织，很好地保证了启发式教学方法的开展［3，8］。
三、结束语
猎人在教授徒弟时，不是给徒弟“猎物”，而是给徒弟以“猎枪”，教会他猎枪的使用方法及技巧，并且让徒弟熟练地掌握这种方法和技巧。同样教师在教授学生时不单单传授知识，更重要的是在教会基本知识基本技能的同时，督促学生熟练地掌握这些基本技能，并培养他们的思维能力，以便他们将来自己去探索去学习新知识，熟练地运用这些知识为社会服务。
参考文献：
［1］ 杨风，郝骞.计算机仿真软件在电工学教学中的应用［J］.电器电子教学学报，2009，（31）：93-94.
［2］ 张海峰，闫文利，李嘉，等.资深教师听课在青年教师培养中的作用探讨［J］.山西医科大学学报（基础医学教育版）2008，10（6）：756-758.
［3］ 赵万明.电路课程教学方法的探索［J］.中国电力教育，2008，（121）：124-125.
［4］ 马小三，章家岩，李绍铭，王彦.电路课程教学改革研究
［J］.安徽工业大学学报（社会科学版），2011，28（2）：113-114.
［5］ 刘沛津，韩行.电路课程双语教学的实践与探讨［J］.西安建筑科技大学学报（社会科学版），2005，24（3）：74-78.
［6］ 赵凯华，陈熙谋.电磁学［M］.北京：高等教育出版社，1985：461.
［7］ 秦曾煌.电工学［M］.北京：高等教育出版社，2009.
［8］ 张伟志，谭震宇，李龙云，范成贤.电路课程教学改革的探索［J］.电气电子教学学报，2008，（30）：62-64.
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