試論科學思維在電工學教學中的應用與思考論文
論文摘要：針對近年來職業中專與高等工科院校“電工學”課程教學中存在的突出問題，采用科學思維進行課程改革和教改研究。在教學體系方面，采用發散思維、聯想思維等，整合教學內容，突出工程特色，系統地、科學地組織教材，引入前沿知識，增加工程實際問題，培養學生解決實際問題的能力。在教學內容與教學方法方面，注重理論與實際的結合，將工程實例結合到相應內容中，更好地培養學生的工程意識與創新能力。在教學手段改革方面，采用“三位一體”的教學手段，即將多媒體授課、軟件仿真與電路實例相結合進行“電工學”教學。
論文關鍵詞：電工學；科學思維；教學改革
科學思維就是用科學的方法進行思維，它是科學方法在個體思維過程中的具體表現，它是一種實證的思維方式，是一種建立在事實和邏輯基礎上的理性思考。科學思維主要包括收斂思維、聯想思維、逆向思維、組合思維、質疑思維、系統思維和發散思維等。將科學思維應用于高等教育的課程教學，是指在教學過程中通過科學思維和科學方法的訓練，點燃學生思維的火花、疏通學生思維的渠道，培養學生的理性思維能力、辯證思維能力和系統思維能力，使學生在運用理論知識解決實際問題時增強創新意識、增加工程經驗、逐步培養創新能力。“電工學”是中等職業教育和高校工科教育的專業基礎課程，是銜接基礎課和專業課的橋梁，是培養學生基本工程素質與創新能力的關鍵性課程。但是目前的“電工學”課程體系只重理論的推導，不重實際的應用；只重課堂教學，不重實驗和動手；只重考試成績，不重知識的應用；只重本課程知識，不重知識的系統銜接；只重經典知識，不重前沿發展等。本文將科學思維應用于“電工學”的教學實踐中，采取具體措施提高教學效果，取得了不錯的效果。
一、目前“電工學”課程教學存在的問題
（1）貫徹培養目標不充分。中等職業教育和高等教育工科類專業以“面向工程、夯實基礎、注重實踐、不斷創新”為培養目標，但是目前的“電工學”教學體系過分強調基礎知識和課堂教學，脫離工程本身，不關注工程特點，沒有學以致用，“不斷創新”和“提高學生工程素養”只是停留在口號上。所以“電工學”教學應該從工程需求出發，結合專業特點與課程特點，優化課程體系，深化教育教學改革，以達到培養目標的要求。
（2）課程體系需要進一步融合。“電工學”課程包括了電路理論、電子技術、電機學等主要模塊以及電子系統仿真、CAD、EDA技術與實踐等輔助模塊。不同模塊在理論上是相互聯系、相輔相成的，但在實際教學實踐中并沒有很好地將其有效融合，學生普遍感覺模塊之間是孤立的，找不到內在的聯系性，這樣不利于學生對知識的系統掌握和電類知識全面了解，更達不到能力培養的目標。因此必須建立更為完善的、有機結合的、相輔相成的“電工學”課程體系。
（3）教學內容缺乏工程背景。“電工學”課程理論性較強，涉及廣闊的電氣工程背景，但在課程教學中過分注重了理論知識的傳授，只求學生理解知識點，學生只記結論而不注意知識的應用，知識來源渠道單一，范圍比較狹窄，缺乏實用性，未能引導學生樹立和訓練工程意識。導致學生不知道知識的來龍去脈，不知道問題出處，即學生不知道為何學和學何用的問題，進而喪失學習的積極性和主動性，從而達不到預期的教學效果，培養出來的學生不能實現理論知識和應用素質的內在統一。
（4）學生在學習過程中缺乏質疑思維和逆向思維。首先，學生學習目的性不強、積極性不高。雖然目前“電工學”課程教學已全部采用PPT教學，但多數時間僅局限于老師“教”，學生大多數屬于被動學習，師生間的.互動少，學生很少針對上課內容提出質疑，多數學生學習目的性不強，多為上課聽課、下課走人，完成作業、考試及格，不愿花過多的時間和精力對所學內容進行思考和質疑，學習效果不理想，達不到教學目的。其次，學生創新精神不足、解決實際問題能力差。由于目前對學生的考核手段較為單一，學生為了應付考試，只是對所學的知識點死記硬背，不愿積極對所學知識進行質疑和逆向思考，無法將所學的知識點與工程實際問題相結合，不愿進行理論創新和技術創新方面的思考，課外實驗也只是注重驗證定理和測量數據，不愿進行創新性試驗，因此學生的創新精神不足，解決實際問題能力較差，不能滿足社會、企業對學生的要求。"
二、科學思維在“電工學”教學改革中的應用
焦作市職業教育中心學校和河南理工大學“電工學”課程組以培養“面向工程、注重實踐、不斷創新”的高素質人才為目標，將科學思維應用于“電工學”教學改革與研究，主要從以下幾方面開展了研究工作。
（1）教材建設。將科學思維方法如發散思維、聯想思維等應用于《電工學》教材編寫，根據教學大綱的要求，整合教學內容，突出工程特色，使教材具有系統性、科學性、先進性、啟發性和實用性。即用科學思維方法系統地、科學地組織教材，引入前沿知識，注重知識的啟承、注重知識點間的聯系，增加工程實際問題，培養學生解決實際問題的能力。
（2）教學內容與教學方法改革。教學內容應在傳統基本理論基礎上，注重理論與實際的結合，加強實際的應用；將工程實例結合到相應內容中，使用具有真實數據和實際工程條件的習題以鞏固理論知識；并恰當地引入新內容加深學生對基本概念的理解，進一步激發起濃厚的學習興趣，主動利用業余時間進行鉆研，更好地培養學生的工程意識與創新能力。在教學方法上，將傳統的注重知識內容的順序教學方式與注重知識關系的模塊化教學方式相結合。從傳統的注重知識講授的課堂教學方法逐步過渡到以學生為主體的啟發式、互動式、工程案例教學法。
（3）教學手段改革。采用“三位一體”的教學手段，即將多媒體授課、軟件仿真與電路實例相結合進行“電工學”教學。采用先進的教學手段——多媒體授課和板書結合，課堂上使用Multsim仿真軟件，通過仿真使學生掌握基本知識。講解時注重知識的聯系、類比和延伸，從系統的角度提綱協領地講授，注重面向工程實際問題和知識點的靈活運用；課后習題重在工程背景，培養學生解決實際問題的思維方法和能力。激發學生的學習興趣，指導學生參加電子大賽，激發學生的創新能力。
（4）優化課程體系。首先，將組合思維與系統思維融入“電工學”課程體系改革，從工程需求出發，結合專業特點與課程特點，優化課程體系，注重工程實際、關注工程特點，使學生學以致用，切實提高了學生的工程素養，充分貫徹了“面向工程、夯實基礎、注重實踐、不斷創新”的培養目標。其次，將課程的主要模塊電路理論、電子技術、電機學以及電子系統仿真、CAD、EDA技術與實踐等有效地融合在一起，找出其內在的聯系行，使各個模塊間相互聯系，有效融合，有利于學生對知識的系統掌握和電類知識的全面了解，建立了完善的、有機結合的、相輔相成的“電工學”課程體系。
（5）轉變教學理念與教學行為。將聯想思維與發散思維應用與教學方法與教學行為中來，貫徹“以工程背景為切入點，以學生為主體，注重教學互動”的新的教學理念，從工程應用出發，激發學生學習興趣，通過概念、理論的學習，再回歸工程，注重學以致用。這一先進的教學理念既符合二類本科院校的人才培養目標，又充分體現了以人為本的育人方針。在實踐教學中，摒棄傳統的著“預習—講解—操作—報告”的教學模式，鼓勵學生自主試驗，開展創新試驗，注重學生綜合能力的提高，鼓勵并輔導學生參加各類電子設計大賽，達到培養學生工程素養的目標。
三、結束語
為了適應21世紀高等教育培養高素質人才的需要，提高學生的創新意識和創新能力，本文將科學思維方式引入到“電工學”課程的教學中來，整合教學內容，將科學思維應用于“電工學”教學方法改革中，教學方法靈活多樣，如活動導向性教學、發散性教學、聯想性教學等。采用“三位一體”的教學手段，以理論為基礎、仿真軟件為工具，以實用電路為案例講解相關知識，激發學生的創造性思維。以面向工程為導向，研究每一單元的理論出處，使課程內容更合理地體現工程背景。突出教學對學生工程意識、工程創新和實踐能力的培養。
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