論高職電路課程教學中學生工程意識的培養

【摘要】本文對高職電路課程教學中如何突出學生工程意識的培養進行探討，從日常教學的幾方面進行思考，并提出課程內容改革的設想。

【關鍵詞】電路課程 工程意識 教學改革

2002年國務院《關于大力推進職業教育改革與發展的決定》提出：職業教育要加強文化基礎教育、職業能力教育和身心健康教育，注重培養受教育者的專業技能、鉆研精神、務實精神、創新精神和創業能力，培養一大批生產、服務第一線的高素質勞動者和實用人才。由此可見，以能力為本位，強化能力培養，是高等職業教育對學生培養目標的核心要求，也是整個教育界關注的重點課題。近年來，不少學者提出“教育應注重能力本位”的思想，并在具體實踐上將學生的學習解構為知識學習、操作學習、案例學習、模擬學習四個方面。許多高職院校以之為指導進行教學調整和創新，以專業培養目標為核心，以職業成長為依托，在夯實學生文化知識底蘊的基礎上，重點關注職業實踐能力、開拓創新能力、社會適應能力的培養和提高，取得了良好的教育教學效果。

電路理論融合了物理學、數學和工程技術等多方面的成果，其中工程技術的進展不斷向電路理論提出新課題，推動電路理論的發展。為此，在高職電路課程教學中應注意貫徹理論聯系實際的原則，并注重學生邏輯思維能力、工程意識和分析與解決問題能力的培養。本文對高職電路課程教學中如何突出工程意識的培養進行探討。

一、電路技術的工程應用變化與課程現狀

(一)電路技術應用的變化

近幾年來，電路技術的應用領域迅速發展，電路的基本元件及其結構特征發生了重大變化，電路的設計理念已產生了重大更新，表現在以下幾個方面：一是組成電路的目的從能量處理與傳輸擴展到信號處理與傳輸；二是數字電路的應用已經超過模擬電路，兩者的混合系統也已廣泛應用，并且形成了從固定參數向可編程系統設計的演變；三是大規模、超大規模集成電路技術日趨成熟，分立元件組成的電路已被集成電路廣泛取代。

(二)課程現狀

多年來，雖然電路課程已進行了不同程度的改革，但主要選材和基本框架基本保持，主要表現在：一是研究基于電路模型的分析，不討論實際電路的元件建模背景；二是只討論模擬數字電路與系統的知識。這使電路課程的教學受到影響，一方面，它與工程應用的實際狀況脫節，與現實生活中的電氣電子設備不相適應，課程內容沒有活力。例如，學生學完這門課后不了解受控源究竟為何物，不認識實際電路中廣泛應用的開關元件，也不理解電阻與電容充放電過程產生的真實背景等。另一方面，課程學時又受到“擠壓”，如果不適當調整教學內容，更無法適應學生能力發展的要求。

因此，電路課程必須適應應用電子技術專業的最新發展，應兼顧分立與集成、模擬與數字、無源與有源元件、二端元件與多端元件、受控源與開關、線性與非線性、能量處理與信號處理(強電與弱電)等多種矛盾，從對比中認識事物規律，以統一的理念來觀察問題，突出課程教學中的工程觀點，適應應用電子技術專業發展的現實需要。

二、培養學生工程意識的措施

(一)改進教材的選材和體系結構

教材應在傳統理論基礎上，加強工程實際的應用；建立來源于實際的認識規律，闡述理想元件的定義與實際器件的辯證關系，提供相關的實物圖片，及其相應的工程應用實例，提高學生的學習興趣，擴大視野，培養學生分析和解決問題的能力。盡量提供用真實數據和實際物理條件的習題。例題中注重解題思路，避免過多的文字描述。培養學生的知識應用和創新能力。

(二)強化基本內容，融入新內容

多年來的教學改革實踐使得廣大教師對電路基本概念和基本分析方法能夠以更簡明、更易被接受的方式進行講授，運算放大器、門電路、信號發生器等將電路基本概念、基本分析方法和基本元件進行實際應用的內容，又是大多數學生比較感興趣的，這為進一步拓展電路應用奠定了基礎。適當引入新內容能夠加深學生對電路基本概念的理解，如引入有源器件晶體管等，使學生對受控源、開關等概念深刻理解，進而激發起濃厚的學習興趣。

(三)注意與后續課程的對接

電路課程是一門專業基礎課，為了適應應用電子技術專業發展的需要，把后續課程的一些內容運用到電路課程中來講解，如把運算放大器抽象為受控源的模型，這已經被廣大教師采納。學生對重要知識點的掌握需要有一個反復學習的過程，各門課程應從不同角度進行講授，使學生全面深入地掌握。講授電路分析方法在后續課程中的典型應用，可為抽象的電路分析方法找到實際的應用，同時在電路課程與后續課程之間建立起有機的聯系。

(四)課堂教學培養工程意識

電路課程理論性強且有廣闊的工程應用背景，它是學生接觸到的第一門介于科學類和工程類之間的課程。在這門課程中學生不僅要學習知識，更重要的是培養工程觀點、抽象觀點和等效觀點。在科學類課程教學中，對于提出的問題一般能夠用方程來表示，而工程實際中面對的卻是海量的數據和各種性能指標，在這種環境中許多性能指標無法用方程來表示，而且問題通常存在多個可行的解。工程技術人員能夠從眾多可行解中快速尋找到成本與質量比的最佳點，工程教育的目標就是培養處理復雜局面和發現最佳點的能力。電路課程的教學中可通過多舉一些工程應用實例，選擇以通信、信號處理、電力系統等領域為背景的應用例子展開討論，布置設計型作業以培養工程意識。

例如，電路課程作為電類專業第一門技術基礎課程，需要培養學生扎實的電路分析能力，但不應忽視對實際元件建模背景的討論。不能將課程只局限在針對理想模型的分析中，而需要適度體現工程性即適度討論抽象模型的背景、抽象過程、不同模型之間的區別與聯系、如何針對不同需求選擇不同模型。使學生初步認識到理想化電路元件模型與實際電路器件的對應關系，將電路的基本原理與電子學的初步知識融為一體，相互滲透、相互支撐。

隨著系統集成技術的廣泛應用，把電路設計過程進行分層次處理就顯得非常必要。人們力求借助抽象化和模塊化的思想依次完成復雜設計，這是構成復雜系統的前提。電路課程教學應為學生建立端口特性以及子電路抽象的基本概念。

電路課程具有從數學、物理向工程實踐過渡的特點，努力引導學生樹立和訓練工程觀點。例如，以Y-△變換及電源等效變換等問題為載體，加強等效觀點的訓練；以二極管多種分段線性模型和各類變壓器模型為例，介紹近似簡化的分析方法，以運算放大器及二端口網絡的討論充分體現模塊化的抽象觀點。

(五)注重計算機仿真軟件的使用

隨著各類學校的教學方法和手段的改革，“計算機仿真”進入了電類課程的教學過程。“計算機仿真”將成為“理論教學”和“實驗環節”之間的“接口”，有效解決理論教學與實際動手實驗相脫節的難題。學生可以很好、很方便地把剛剛學到的理論知識用計算機仿真再現出來，極大地提高學生的學習熱情和積極性，變被動學習為主動學習。另外，計算機仿真與虛擬儀器的使用對教師的教學也是一個很好的提高和促進。

【作者簡介】王春(1971— )，女，南京高等職業技術學校電氣系講師，研究方向：應用電子技術。

(責編 黃鴻業)