論技術指標在電路教學中的引導作用

摘要：分析了目前電路教學的現(xiàn)狀和不足，指出了技術指標的重要性，論證了在電路教學中充分發(fā)揮技術指標的引導作用有利于教學效果和學生工程能力的提升。進一步探討了如何在實際教學活動中體現(xiàn)技術指標的引導作用，并給出實例。事實證明，技術指標是一種很好的將電路理論知識和工程實踐有機結合的紐帶。

關鍵詞：技術指標；工程能力；引導作用

作者簡介：覃亮（1974-），男，湖南常德人，中南民族大學電信學院，講師；劉松齡（1964-），男，湖北孝感人，中南民族大學電信學院，副教授。（湖北 武漢 430074）

基金項目：本文系2012年湖北省高等學校省級教學研究項目（項目編號：2012184）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0089-01

近些年來，隨著國內信息化浪潮席卷而來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持下，電子電氣相關行業(yè)發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)了大量電子電氣或信息類設備設計與制造企業(yè)，相應地，社會上對電氣工程師和電子類人才的需求成幾何級數(shù)增長。眾所周知，工程能力是工程師最重要最基本的素質之一，如何培養(yǎng)既能綜合應用現(xiàn)代科學理論和技術手段，又具備現(xiàn)代工程能力的工程技術人才，是高等院校特別是工科院校急需研究解決的現(xiàn)實問題。[1]處于教學第一線的教師的教學方法和教學技巧也面臨著新的挑戰(zhàn)。

一、技術指標在電路教學中的重要性

1.電路教學的現(xiàn)狀及存在問題

電路教學的普遍性和重要性是不言而喻的。據(jù)統(tǒng)計：大學教育中工科生占45%，電子電氣類學生占工科學生總數(shù)的50%[2]，電路課程的教學質量和效果直接關系到工科人才質量。電子電路的種類紛繁復雜，發(fā)展日新月異，電路教學一直是工科類教學中的難點，學生和教師都面臨著較大壓力。但我國傳統(tǒng)的教育方式存在一定的弊端，即重科學、輕工程；重理論、輕實踐；重視邏輯思維、輕視經(jīng)驗的運用和總體能力的培養(yǎng)。[3]大部分高校對電路教學主要還是采取比較傳統(tǒng)的課堂和實驗教學模式，即教師向學生直接講授書本知識，從基礎知識到具體電路，以平鋪直敘為主，然后以驗證性實驗和少量設計性實驗來增加感性認識，學生學習時也比較被動，雖然在課堂和實驗室學到了較為豐富關于各種單元電路的知識，但這些知識點相對孤立，缺乏有機聯(lián)系，難于系統(tǒng)化，尤其是面對實際工程問題時感到舉步維艱，難以下手。可以說，理論知識和工程實踐的差距，是目前電路教學中存在的最普遍問題，也就是說，傳統(tǒng)的教學方式中，缺乏一種將理論知識和工程實踐緊密結合的紐帶。

在和電子電路相關的教學活動中，有一種比較明顯的傾向，教師一般將各種電路的結構組成、工作原理、分析計算等內容作為教學重點，而對技術指標往往一筆帶過，輕描淡寫，或者不知如何向學生來講授。造成這種現(xiàn)象的原因是一方面某些教師忽視了技術指標的重要性，另一方面對技術指標的理解不夠深刻。

2.技術指標的重要性

技術指標是指涉及到電路或設備技術性能的各種參數(shù)，主要用來衡量該電路或設備滿足客戶或使用者需求的程度，簡言之，就是衡量電子產(chǎn)品或設備優(yōu)劣的主要判斷標準。技術指標在電路教學活動中的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）實際的電路設計過程中，技術指標往往是從客戶需求方得到的唯一資料，而電路設計的主要甚至唯一目的就是滿足性能指標，所以大到整體方案的論證，小到某個元件的參數(shù)，都服從于這個目標。但在教學過程中，大部分情況下是先提出方案和具體電路，然后針對其進行指標計算，與實際的設計過程剛好相反。可以說，這是課堂教學脫離工程實踐的典型案例。

（2）實現(xiàn)某種功能的電路方案很多時候不是唯一的，從技術指標入手可以很容易引導學生重視不同電路方案之間的橫向比較，找到各種電路方案最適合的應用場合。

（3）很多技術指標往往是相互矛盾的，需要通過妥協(xié)和折衷找到最佳平衡點，這種過程有利于提高學生的大局觀和看問題的全面性。

（4）技術指標的計算和測量過程本身具有很高的技術含量，需要大量的綜合知識，非常有利于學生實際能力的提高。

綜上所述，技術指標完全可以充當有機聯(lián)系理論知識和工程實踐的紐帶。對于技術指標的解讀、測量、分析和實現(xiàn)，在電路教學中具有重要的實際意義，對提高學生的綜合素質和解決問題的能力有實質性的幫助，應給予足夠的重視。通過技術指標這個抓手，教師可以很好地引導學生加深對電路和電子產(chǎn)品的設計及裝配制作過程的理解，有利于加強理論和實踐的結合，甚至有事半功倍的教學效果。

二、在電路教學中實現(xiàn)技術指標的引導作用

1.基本思路

要實現(xiàn)技術指標對電路教學的引導作用，教師本身首先要對技術指標有正確的認識和理解，然后在教學活動中多層次、多角度將技術指標的概念滲透到電路教學的各個環(huán)節(jié)。可考慮采用如下手段：

（1）強調技術指標在電路分析和設計中的重要性。

（2）注意講解技術指標較深層次的含義，如指標優(yōu)劣的判斷標準，重要指標和次要指標的取舍，不同電路形式技術指標的橫向對比，電路的技術指標與應用場合選擇的關系等問題。

（3）可通過探討技術指標的測量手段、儀器來拓寬電路教學的外沿，并可在實驗教學中實際測量電路的技術指標，增強學生動手能力和數(shù)據(jù)分析能力。

（4）引導學生深入思考，用何種方法可以提升電路的技術指標，即電路的改進方法。

（5）在電路實驗課中，尤其在某些設計性實驗中，模擬現(xiàn)代企業(yè)中實際項目運作的模式，采用僅僅公布技術指標而不給出電路方案的方式來下達任務書，讓學生自主分析和設計電路。

2.教學案例

基于以上思路，以中南民族大學電信學院電氣信息專業(yè)的電路課程為試點，實施了教學改革試驗。即在電路的理論和實驗教學中將技術指標提升到較為重要的位置，在講述具體電路之前，即以較大篇幅深入介紹某一類電路技術指標的物理意義、參數(shù)對比及測算方法等內容，具體電路介紹之后，再次引導學生分析電路技術指標的具體含義和與之對應的應用場合，以及在電路設計中如何實現(xiàn)設定的技術指標。

以振蕩電路的教學為例，兩種常用的振蕩電路：LC反饋式振蕩器和石英晶體振蕩器，除了從電路形式上有所區(qū)別外，技術指標上也有顯著的差異，頻率穩(wěn)定度是振蕩電路最重要的技術指標：LC反饋式振蕩器的日頻率穩(wěn)定度大概10-2～10-3，而石英晶體振蕩器可輕松達到10-6，相差3、4個數(shù)量級；但另一方面，LC振蕩器的頻率連續(xù)可調，頻率覆蓋系數(shù)fH/fL可達1.5以上，而石英晶體振蕩電路頻率基本固定，雖可通過倍頻器/分頻器實現(xiàn)倍頻/分頻，但無法連續(xù)調節(jié)。從這兩個指標，可以很容易理解這兩種振蕩電路的適用場合：超外差通信接收機中的本地振蕩器，調諧時頻率需要連續(xù)變化，但頻率穩(wěn)定度要求不是太高，可選用LC反饋式振蕩電路；而手表內的定時電路頻率固定，精度要求很高，用石英晶體振蕩電路最為合適。在電路實驗中，還可實際測試這些指標，如通過改變靜態(tài)工作點、負載大小、環(huán)境溫度等來實際測量兩種電路的頻率穩(wěn)定度，然后通過數(shù)據(jù)分析得出相應的結論。

通過上述教學方法，學生可以從理論和實踐兩個方面深刻了解兩種振蕩電路的主要區(qū)別，技術指標的分析和對比在其中無疑充當了重要的角色。相比于傳統(tǒng)的教學方式，知識點不再是孤立和分散的，而是通過技術指標這個紐帶有機串聯(lián)起來，具有了系統(tǒng)性，而知識的系統(tǒng)性正是學生工程能力的重要組成部分。

三、結論

綜上所述，技術指標是提高電路課程教學效果的極佳的切入點，它能充分體現(xiàn)電子電路課程的工程性，更可以很好地激發(fā)和引導學生的求知欲望，是一座將電路理論知識轉化為學生實際工程能力的橋梁。

參考文獻：

[1]吳鳴，熊光晶.以工程能力培養(yǎng)為導向的工程教育改革研究[J].理工高教研究，2010，29（3）：54-58.

[2]張蛟龍，張偉，韓素敏.工程背景下電路教學中創(chuàng)新思維培養(yǎng)[J].中國電力教育，2012，（22）：49-50.

[3]傅宇.高等工程教育的工程能力結構及其培養(yǎng)途徑[J].理工高教研究，2006，25（3）：79-80.

（責任編輯：劉輝）