浅谈电工学基于PBL“电工学”课程教学方式设计

摘要：分析了“电工学”课程目前存在的主要问题，在剖析“基于问题的教学法（PBL）”的特点及其在人才培养过程中的作用的基础上提出了融合PBL教学思想、优化“电工学”课程教学的思路，并详细阐述了该教学改革的具体做法及其成效。在问卷调查的基础上总结反馈意见，提出了该教学改革存在的难点和缺陷，为进一步完善“电工学”课程的教学提供了参考。
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。
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，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、教学需求各不相同摘自：硕士论文开题报告www.618jyw.com
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：Problem Based Learning）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。摘自：毕业论文下载www.618jyw.com
（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.建源于：大学生毕业论文www.618jyw.com

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。
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（责任编辑：王祝萍）