【摘 要】本文根據國家對創新型和工程型人才的培養需求,通過三個方面的論述,對工科院校非電類專業的電工學課程提出了課程整合和設置的具體構想。
【關鍵詞】電工學 創新型 工程型 整合 設置
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)29-0095-02
電工學課程是高等工科院校為非電類專業學生開設的一門應用型的技術基礎課。其目的是讓學生在學習電路的基礎知識和理論后,了解電工技術、電子技術在專業中的應用,以及這些技術的發展前景和應用潛力,為學習后續課程和從事相關的工程技術工作打下基礎。同時,以電工學這門專業基礎課程輔助其他專業課程,促進多學科交融,奠定多學科交流的平臺,從而促進創新型和工程型人才的培養。
隨著高等教育的不斷發展,高校中的電工學課程應滿足國家對創新型、工程型人才的培養需求,這就對學生解決實際問題的綜合能力、實踐動手能力也提出了更高的要求。因此,對高校的電工學課程的改革也迫在眉睫了。
目前我校面向絕大多數專業開設的電工學(包括電工技術和電子技術)共有88課時。其中電工技術的內容主要包括:電路的基礎理論、一階電路的暫態響應、交流電路(單相和三相交流電路)、磁路與鐵心線圈電路、交流電動機、繼電接觸器控制系統及可編程控制器等內容。電子技術的內容主要包括半導體器件、基本放大電路、集成運算放大器、電子電路的反饋、直流穩壓電源、組合邏輯電路、時序邏輯電路及模擬量和數字量的轉換等內容。
由于該課程內容龐雜、知識信息量大,又不斷增加一些新知識和新技術的應用,但同時課時卻在不斷壓縮,這就需要對電工學的課程體系結構重新設置和整合,在強調課程與工程實際相結合、為后續專業課打好基礎的前提條件下,考慮“夠用”的原則來尋求一條行之有效的途徑,培養出創新型、工程型、高素質的科技人才。
為此,本文對電工學課程的整合和設置提出了具體構想。
一 教學內容的整合
第一,電工技術中“電路的分析方法”這一章,將結點電壓法去掉不講,一方面是因為大部分的電路都不是只有兩個節點的電路,因此適用此方法的電路較少;另一方面是電路中若出現電流源,則書中給出的公式不能直接使用。
對于“非線性電阻電路”的分析只是簡單地提到分析方法,不作詳細描述。
對于“電路的暫態分析”,重點講述的是通過三要素法求解一階暫態過程中的變化情況。因此對于RC和RL電路的經典法不作要求,這樣可以壓縮部分課時,同時也突出了此章重點掌握的內容。
對于“交流電機電路的分析”這一部分,由于前面已經講述了有關變壓器的結構和工作原理,而交流電動機的電路原理與變壓器相似,因此可以讓學生們自學此部分的內容。
對于“可編程控制器”這一部分,可以簡單介紹當前可編程控制器的發展狀況,根據它在各專業領域的應用,讓學生了解電工學的新技術與新發展。
第二,電子技術中,有關二極管和三極管的內部結構以及載流子的運動過程可以簡單講述,不再作詳細分析,因為電子技術的重點是根據元器件的特性會正確使用元器件。
對于電路中反饋的概念和判斷方法,可以穿插在分壓式放大電路、運算放大器中講述,而不單獨在一章中再來介紹。由于“反饋”這一部分的內容較難理解,若結合具體的電路來分析、判斷,則學生更容易理解和接受。
二 實驗內容的整合
電工技術實驗與電子技術實驗一般都是與本學期開設的課程同步進行,實驗作為課程的一個附屬,并不單獨給成績。因此,學生對實驗不重視,上實驗課時,態度不積極、不主動,無法起到加強鍛煉學生動手能力的目的。
因此,對實驗模式進行改革,將實驗單獨設置為一門課程,實驗成績由實驗指導老師根據實驗完成情況單獨給出,并對教學實驗進行單獨考核。
實驗內容也針對教學內容的改編而變化,一方面主要針對電路的基本理論做驗證性試驗,加強學生對課堂內容的理解,同時讓學生熟悉常用電工儀器的使用方法和測量電量的常用方法,另一方面注重對電工學新技術的引領,讓學生了解到當前科學技術的發展,開設了對應的可編程邏輯器件的實驗內容。
最后,單獨設置了一項實驗考核內容,即學生獨立地完成某一個實驗內容(學生此前沒有做過的實驗),包括接線、測試、解決實驗中出現的問題、回答問題等內容。通過電路的獨立連接,鍛煉學生的操作能力;通過測量試驗數據,檢驗學生對儀器的操控能力和對基本電量的測試理解能力,通過在實驗中解決問題和回答問題檢驗學生分析問題解決問題的能力。
三 增開電工學課程設計
為了加強學生的動手能力和操作能力,培養學生的實踐分析能力和自己獨立解決問題的能力,在學習完電工電子學課程之后,增加了一周時間的課程設計。
課程設計以實際中常用的電路為例,將課程中的基本電路理論、電路模型、電路的分析方法融會貫穿其中,通過具體的電路加深學生對課堂內容的理解,同時提高學生分析問題和解決問題的能力。
如可以將收音機中常見的多級放大電路、功率放大電路作為課程設計的一部分內容。通過選擇元件參數、焊接電路板、通過示波器調試電路靜態工作點等內容,將電子技術中有關放大電路的內容融匯成一個具體的小任務來完成,一方面解決了理論與實踐之間的脫節問題,另一方面加強了學生的動手能力和解決問題的能力,最后還鍛煉了學生操作常用儀器的能力。
四 結束語
教師在多年教學實踐的基礎上,根據開設電工學課程的各個專業的要求,精簡、壓縮了電工技術與電子技術的部分內容,將電工技術與電子技術合并為電工電子學。另外,將原本附屬于課程的電工技術實驗和電子技術實驗單獨設課,加重了學生對實踐操作部分的能力要求。最后,增加了一門電工學課程設計,提高了學生的實踐操作和解決問題的能力。
通過以上對電工學課程的種種改革措施,目的就是希望能增強高校學生的實踐動手和分析解決問題的能力,從而為國家培養出創新型和工程型人才。
參考文獻
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