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摘要：以培养工程应用型人才为目标，通过对电工电子实验课程现存问题的分析，提出通过独立设课及虚拟平台建设为改革方法，在提高学生对实验课程认识的基础上，增加实践环节和专业应用环节。该改革路线将为实验室教学改革提供一定的参考价值。
关键词：工程应用；独立设课；虚拟平台
作者简介：刘沛津（1971-），女，陕西黄陵人，西安建筑科技大学机电工程学院，副教授；寇雪芹（1978-），女，四川宜宾人，西安建筑科技大学机电工程学院，讲师。（陕西 西安 710055）
基金项目：本文系西安建筑科技大学校级重点教改项目（项目编号：JG011111）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）26-0087-02
培养工程应用型人才是目前本科教学改革的方向，更是社会用人单位对大学生综合素质考量的重要方面。对于工科类大学生，其实践能力主要依托在校期间工程实验及实践课程的培养，如何通过实验与实践课程的教学改革提升大学生理论应用化、能力实践化的专业素质，是目前对于本科教学中亟待解决的问题。本文以学校工科专业发展方向为背景，阐述电工电子课程独立设课与网络虚拟平台建设对工程应用型人才培养的重要意义和作用。
西安建筑科技大学（以下简称“本校”）以建筑工程为专业主体，分别在不同学院设立多种与其相关的专业方向，如楼宇自动化、工程机械、机械设计制造及其自动化等，由此可见，电工电子类课程是某些工科专业学生学习过程中必不可少的知识体系，而电工电子实验则是其在校期间理论体系应用以及重要的实践环节。
一、电工电子实验课程现存问题
电工电子实验课程属于多专业的基础学科，教学目的也存在多样性，并且其主要是通过实验培养学生发现和解决实际问题的能力，因此，该课程也成为培养工程应用型人才的主要体系之一。但目前的教学体系尚存在以下问题：
1.专业教学内容缺失
电工电子实验面对着不同专业方向的大学生，但由于教学资源和教学环境所限，所授实验课程内容基本一致，无法突出学生自身专业学科的相关应用，造成学生学习目的缺失，逐渐导致失去学习兴趣。
2.实验课程较少教学内容陈旧
实验课程一般依托于理论教学课程，对于电工电子实验，一般是在主讲教师讲述完电工学理论知识之后进行实验，且实验多为验证型实验并且实验学时较少，无法使学生在实验室内自主设计并完成实验，造成学生理论应用能力无法得到培养。
随着工业生产电气化的推进，各种电子元件的新型产品不断涌现，其各种多功能的电子元件知识无法在课本中汲取，且实验仪器以教学仪器为主，与实际生产生活中的电子仪器相差较大，使学生无法应对实际工程中的问题。
3.实验课程考核体系不完善
对于实验课程成绩一般是加入理论课程的总成绩之中。其比例相对考试成绩较小，不足以引起学生对实验课程的重视。实验环节中，一般以小组方式进行实验，但在实际实验过程中发现，只有部分学生积极主动地进行实验操作，并完成实验报告，而其余学生在不积极参与实验的情况下，只能通过抄袭完成实验报告。因此只通过实验报告成绩来反映学生的能力并不客观。
由此可见，为培养学生电工电子知识的工程化应用能力要从多角度入手，不仅要通过教学方式进行改革，也要从实验内容和仪器设置方面进行革新。
二、电工电子课程独立设课探索及思路
根据目前所存在的问题，为提高教学质量以及学生对实验课程的重视，提出将电工电子实验开设为独立课程，通过课程设置体系化、教学内容专业化、考核指标标准化等一系列措施将电工电子实验课程打造为学生专业应用平台，为在校学生提供优良的实践环境。[1，2]
1.课程设置体系化
根据本校的专业特色，将电工电子实验课程分为建筑自动化和建筑工程机械两个主要方向，建立各自的教学团队，明确教学目标，针对不同专业方向的学生，有针对性的进行授课。课程内容以理论授课内容为基础，在原有验证型实验的基础之上，根据学生所学方向的不同开展专业化的实验内容，使学生能学以致用，逐步提高学生工程应用的能力。
课程学时的设立在原有基础上不仅要增加，还要设立创新学时。在增加原有学时的过程中，要减少以往实验教学中程式化的教学思路，即实验目的、原理、方法、实验处理、设备操作的讲解，要增加学生自身思考时间，使“程式化变为自动化”。通过增设创新学时，使学生在掌握基础实验方法和手段的基础之上，将新的电子元件引入课堂，通过工程化应用的讲解和实际操作，使学生了解自身所处领域的发展动向，并通过实践认识所学的电工电子知识及专业知识是如何关联应用。
2.教学内容专业化
在培养学生的过程中，教师自身专业的培养也至关重要。在教学团队中，应合理安排教师所教授专业与其自身专业的相关性，通过教师对专业领域知识的理解，有机地将专业知识融入课程的教学环节当中，使学生在今后的专业学习中能够合理应用课程所授内容，以便更好地在工作中熟练应用各种电子仪器。
此专业化过程的实施应在创新学时中开展，通过实物教学、理论讲解、综合应用的过程，使学生对电工电子知识的理解加深，更能在学校实践环节中学习工程应用。在创新学时中，根据两个教学方向，通过整体更新和组合可增设：建筑自动化方向，增设电机及其控制技术、新型电控开关的应用、楼宇电路铺设等相关技术的课程；建筑工程机械方向，增设PLC控制技术的应用、传感器技术的应用、工程机械电控系统开发以及虚拟仪器应用等相关技术的课程。
3.考核指标标准化
独立设课，电工电子课程有独立的学分，会记入学生毕业总体考核指标，可以加强学生学习实验课程自觉性，能从思想上引起对该课程的重视。指导教师要全面了解学生对于实验的掌握，对学生的学习成绩做出合理、客观、公正的评价，可从以下指标进行考核： （1）实验预习。由于学生刚接触工程实践类课程的学习，对于实验的预习就显得尤为重要。在设定部分原理类问题的基础上，发挥学生的主观能性，让其自主对实验步骤和实验方法进行描述。由教师评定学生实验方法是否具有科学依据，过程是否合理可行。此项占实验总成绩的20%。
（2）电子仪器连接。在确保仪器安全连接的基础之上，指导教师重点要核对学生是否按照设定的实验方法进行仪器的连接，对于验证型实验，要询问学生连接方法能否达到验证理论的目的，并阐述该方法的合理性。此项占实验总成绩的20%。
（3）实验结论。在指导教师确认连接无误后，对所连接的系统进行检验，对所示结论做出合理解释。不以标准答案约束学生，通过此锻炼学生发现以及解决问题的能力。此项占实验总成绩的30%。
（4）实验报告。审查学生实验报告的完整性、数据的合理性及对所出现问题的解决思路，给出相应成绩。此项占实验总成绩的30%。
电工电子实验的独立授课，将有效改善实验类课程在学生心中的地位，使学生更加重视实验，并将更有利于工程应用型人才的培养。
三、实验网络虚拟平台建设
由于电子工业水平的快速发展，教学资源和环境就显得相对落后，受到一定的限制，不利于课程专业化和创新教学的开展。传统虚拟多媒体教学只能向学生展示产品的功能，并不能让学生自行设计和实际应用。建立在开放式网络环境下的虚拟开发软件，能够使学生在感兴趣的网络模式下从对仪器原理的了解、选择，到对整体实验的设计，再到工程实际产品的开发能够得到充分、系统的自主学习。[3]
1.虚拟实验平台总体结构
虚拟实验平台结合多媒体教学成果，使学生通过与主服务器相连的客户机，通过查询学习多媒体演示的实验过程及实际产品原理，并可在线利用主服务器内的设置好的虚拟仪器或自行构建的仪器进行虚拟实验，完成实验后其程序和实验报告可在客户机和主机中分别进行保存，指导教师可根据主服务器中所保存的文件对学生的实验结论进行评估，给出相应的成绩。虚拟实验平台结构如图1所示。
2.虚拟实验平台功能
虚拟实验平台主要依托互联网及局域网将主服务器与客户机通过主机内的虚拟程序以及现场仿真技术，使学生通过虚拟交互系统对现实中电工技术的应用进行模拟操作。其平台功能结构如图2。
图2 虚拟平台功能结构图
虚拟平台建设中应用不同的客户端对系统权限进行设定，教师客户端登录后除了能够对学生的实验进行查看及评估，同时也可进行虚拟实验，而学生客户端登陆后只能对学习系统进行操作，并将实验报告进行存储。
虚拟平台的所有程序都建立在主服务器中，方便学生利用各自的客户机在线进行学习，而不考虑时间和空间的限制。主服务器中设定虚拟实验系统、教学系统及仿真模拟系统，其中教学系统是对课堂学习和实验室实验的教学完善，从中可以查询各类实验方法及各类仪器的最新资料。虚拟实验系统，是利用虚拟仪器进行开放创新实验的系统，利用虚拟软件构建各种仪器的工作模式和实验开发。仿真模拟系统，是通过现场实际资料对一些典型的电工学应用进行模拟，如：楼宇自动化中，从实际楼宇结构观察，到对电机的选型，再到控制期间的选型和电路原理设计都可进行虚拟化设计。
通过虚拟平台的建立，不仅使学生对基础理论知识的应用增加了经验，对虚拟仪器的设计有了一定的了解，还使学生通过仿真模拟系统对今后工作中电工学的应用有了一定的了解。
四、总结
工程应用人才的培养是现代高校改革的趋势，也是用人单位对毕业生的期望。针对电工电子实验课程的性质，探讨了通过独立设课和建立虚拟实验平台培养学生的实际动手能力和解决实际问题的能力，对解决目前实验教学中的问题起到一定的推动作用。
参考文献：
[1]汤红妍，徐航，董铁有.环境监测实验独立设课教学改革探索[J].黑龙江教育，2012，（2）：30-31.
[2]郑春霞.环境监测实验教学改革研究与实施效果[J].新疆职业大学学报，2008，（2）.
[3]何建新，曾伟.网络虚拟实验室的设计与实现[J].微计算机应用，2008，29（7）：34-37.
（责任编辑：王意琴）
关键词：工程应用；独立设课；虚拟平台
作者简介：刘沛津（1971-），女，陕西黄陵人，西安建筑科技大学机电工程学院，副教授；寇雪芹（1978-），女，四川宜宾人，西安建筑科技大学机电工程学院，讲师。（陕西 西安 710055）
基金项目：本文系西安建筑科技大学校级重点教改项目（项目编号：JG011111）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）26-0087-02
培养工程应用型人才是目前本科教学改革的方向，更是社会用人单位对大学生综合素质考量的重要方面。对于工科类大学生，其实践能力主要依托在校期间工程实验及实践课程的培养，如何通过实验与实践课程的教学改革提升大学生理论应用化、能力实践化的专业素质，是目前对于本科教学中亟待解决的问题。本文以学校工科专业发展方向为背景，阐述电工电子课程独立设课与网络虚拟平台建设对工程应用型人才培养的重要意义和作用。
西安建筑科技大学（以下简称“本校”）以建筑工程为专业主体，分别在不同学院设立多种与其相关的专业方向，如楼宇自动化、工程机械、机械设计制造及其自动化等，由此可见，电工电子类课程是某些工科专业学生学习过程中必不可少的知识体系，而电工电子实验则是其在校期间理论体系应用以及重要的实践环节。
一、电工电子实验课程现存问题
电工电子实验课程属于多专业的基础学科，教学目的也存在多样性，并且其主要是通过实验培养学生发现和解决实际问题的能力，因此，该课程也成为培养工程应用型人才的主要体系之一。但目前的教学体系尚存在以下问题：
1.专业教学内容缺失
电工电子实验面对着不同专业方向的大学生，但由于教学资源和教学环境所限，所授实验课程内容基本一致，无法突出学生自身专业学科的相关应用，造成学生学习目的缺失，逐渐导致失去学习兴趣。
2.实验课程较少教学内容陈旧
实验课程一般依托于理论教学课程，对于电工电子实验，一般是在主讲教师讲述完电工学理论知识之后进行实验，且实验多为验证型实验并且实验学时较少，无法使学生在实验室内自主设计并完成实验，造成学生理论应用能力无法得到培养。
随着工业生产电气化的推进，各种电子元件的新型产品不断涌现，其各种多功能的电子元件知识无法在课本中汲取，且实验仪器以教学仪器为主，与实际生产生活中的电子仪器相差较大，使学生无法应对实际工程中的问题。
3.实验课程考核体系不完善
对于实验课程成绩一般是加入理论课程的总成绩之中。其比例相对考试成绩较小，不足以引起学生对实验课程的重视。实验环节中，一般以小组方式进行实验，但在实际实验过程中发现，只有部分学生积极主动地进行实验操作，并完成实验报告，而其余学生在不积极参与实验的情况下，只能通过抄袭完成实验报告。因此只通过实验报告成绩来反映学生的能力并不客观。
由此可见，为培养学生电工电子知识的工程化应用能力要从多角度入手，不仅要通过教学方式进行改革，也要从实验内容和仪器设置方面进行革新。
二、电工电子课程独立设课探索及思路
根据目前所存在的问题，为提高教学质量以及学生对实验课程的重视，提出将电工电子实验开设为独立课程，通过课程设置体系化、教学内容专业化、考核指标标准化等一系列措施将电工电子实验课程打造为学生专业应用平台，为在校学生提供优良的实践环境。[1，2]
1.课程设置体系化
根据本校的专业特色，将电工电子实验课程分为建筑自动化和建筑工程机械两个主要方向，建立各自的教学团队，明确教学目标，针对不同专业方向的学生，有针对性的进行授课。课程内容以理论授课内容为基础，在原有验证型实验的基础之上，根据学生所学方向的不同开展专业化的实验内容，使学生能学以致用，逐步提高学生工程应用的能力。
课程学时的设立在原有基础上不仅要增加，还要设立创新学时。在增加原有学时的过程中，要减少以往实验教学中程式化的教学思路，即实验目的、原理、方法、实验处理、设备操作的讲解，要增加学生自身思考时间，使“程式化变为自动化”。通过增设创新学时，使学生在掌握基础实验方法和手段的基础之上，将新的电子元件引入课堂，通过工程化应用的讲解和实际操作，使学生了解自身所处领域的发展动向，并通过实践认识所学的电工电子知识及专业知识是如何关联应用。
2.教学内容专业化
在培养学生的过程中，教师自身专业的培养也至关重要。在教学团队中，应合理安排教师所教授专业与其自身专业的相关性，通过教师对专业领域知识的理解，有机地将专业知识融入课程的教学环节当中，使学生在今后的专业学习中能够合理应用课程所授内容，以便更好地在工作中熟练应用各种电子仪器。
此专业化过程的实施应在创新学时中开展，通过实物教学、理论讲解、综合应用的过程，使学生对电工电子知识的理解加深，更能在学校实践环节中学习工程应用。在创新学时中，根据两个教学方向，通过整体更新和组合可增设：建筑自动化方向，增设电机及其控制技术、新型电控开关的应用、楼宇电路铺设等相关技术的课程；建筑工程机械方向，增设PLC控制技术的应用、传感器技术的应用、工程机械电控系统开发以及虚拟仪器应用等相关技术的课程。
3.考核指标标准化
独立设课，电工电子课程有独立的学分，会记入学生毕业总体考核指标，可以加强学生学习实验课程自觉性，能从思想上引起对该课程的重视。指导教师要全面了解学生对于实验的掌握，对学生的学习成绩做出合理、客观、公正的评价，可从以下指标进行考核： （1）实验预习。由于学生刚接触工程实践类课程的学习，对于实验的预习就显得尤为重要。在设定部分原理类问题的基础上，发挥学生的主观能性，让其自主对实验步骤和实验方法进行描述。由教师评定学生实验方法是否具有科学依据，过程是否合理可行。此项占实验总成绩的20%。
（2）电子仪器连接。在确保仪器安全连接的基础之上，指导教师重点要核对学生是否按照设定的实验方法进行仪器的连接，对于验证型实验，要询问学生连接方法能否达到验证理论的目的，并阐述该方法的合理性。此项占实验总成绩的20%。
（3）实验结论。在指导教师确认连接无误后，对所连接的系统进行检验，对所示结论做出合理解释。不以标准答案约束学生，通过此锻炼学生发现以及解决问题的能力。此项占实验总成绩的30%。
（4）实验报告。审查学生实验报告的完整性、数据的合理性及对所出现问题的解决思路，给出相应成绩。此项占实验总成绩的30%。
电工电子实验的独立授课，将有效改善实验类课程在学生心中的地位，使学生更加重视实验，并将更有利于工程应用型人才的培养。
三、实验网络虚拟平台建设
由于电子工业水平的快速发展，教学资源和环境就显得相对落后，受到一定的限制，不利于课程专业化和创新教学的开展。传统虚拟多媒体教学只能向学生展示产品的功能，并不能让学生自行设计和实际应用。建立在开放式网络环境下的虚拟开发软件，能够使学生在感兴趣的网络模式下从对仪器原理的了解、选择，到对整体实验的设计，再到工程实际产品的开发能够得到充分、系统的自主学习。[3]
1.虚拟实验平台总体结构
虚拟实验平台结合多媒体教学成果，使学生通过与主服务器相连的客户机，通过查询学习多媒体演示的实验过程及实际产品原理，并可在线利用主服务器内的设置好的虚拟仪器或自行构建的仪器进行虚拟实验，完成实验后其程序和实验报告可在客户机和主机中分别进行保存，指导教师可根据主服务器中所保存的文件对学生的实验结论进行评估，给出相应的成绩。虚拟实验平台结构如图1所示。
2.虚拟实验平台功能
虚拟实验平台主要依托互联网及局域网将主服务器与客户机通过主机内的虚拟程序以及现场仿真技术，使学生通过虚拟交互系统对现实中电工技术的应用进行模拟操作。其平台功能结构如图2。
图2 虚拟平台功能结构图
虚拟平台建设中应用不同的客户端对系统权限进行设定，教师客户端登录后除了能够对学生的实验进行查看及评估，同时也可进行虚拟实验，而学生客户端登陆后只能对学习系统进行操作，并将实验报告进行存储。
虚拟平台的所有程序都建立在主服务器中，方便学生利用各自的客户机在线进行学习，而不考虑时间和空间的限制。主服务器中设定虚拟实验系统、教学系统及仿真模拟系统，其中教学系统是对课堂学习和实验室实验的教学完善，从中可以查询各类实验方法及各类仪器的最新资料。虚拟实验系统，是利用虚拟仪器进行开放创新实验的系统，利用虚拟软件构建各种仪器的工作模式和实验开发。仿真模拟系统，是通过现场实际资料对一些典型的电工学应用进行模拟，如：楼宇自动化中，从实际楼宇结构观察，到对电机的选型，再到控制期间的选型和电路原理设计都可进行虚拟化设计。
通过虚拟平台的建立，不仅使学生对基础理论知识的应用增加了经验，对虚拟仪器的设计有了一定的了解，还使学生通过仿真模拟系统对今后工作中电工学的应用有了一定的了解。
四、总结
工程应用人才的培养是现代高校改革的趋势，也是用人单位对毕业生的期望。针对电工电子实验课程的性质，探讨了通过独立设课和建立虚拟实验平台培养学生的实际动手能力和解决实际问题的能力，对解决目前实验教学中的问题起到一定的推动作用。
参考文献：
[1]汤红妍，徐航，董铁有.环境监测实验独立设课教学改革探索[J].黑龙江教育，2012，（2）：30-31.
[2]郑春霞.环境监测实验教学改革研究与实施效果[J].新疆职业大学学报，2008，（2）.
[3]何建新，曾伟.网络虚拟实验室的设计与实现[J].微计算机应用，2008，29（7）：34-37.
（责任编辑：王意琴）