電工電子學課程模塊化授課體系研究

魏建偉 崔仲華 陳曉平 姚煥新 黃永青

[摘 要]以模塊化教育模式的主要思想為依據，結合車輛工程專業汽車電子控制技術方向的培養目標，構建了車輛工程專業電工電子學課程的模塊化授課體系，通過案例分析可知，所采取的模塊化授課方式能有效地培養學生分析和解決實際問題的能力。

[關鍵詞]車輛工程 電工電子學 模塊化授課體系

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）04-0110-02

如何在有限的學時內，實現《電工電子學》教學內容與現代汽車電子技術應用實例的完美結合，有必要對模塊化授課體系進行研究。

一、電工電子學授課內容

以模塊化教育模式的兩種流派的主要思想為依據，結合汽車電子控制技術所需的電學基礎，打破學科體系，實施電工電子學課程授課內容的全新組合，體現授課內容的實用性和針對性。以高層次工程技術能力培養為準則，對電工電子學課程的授課內容進行模塊化組合，重視理論知識與專業技術模塊的重新組合，凸顯電工電子學課程經典理論知識點在汽車電子技術中的具體應用案例。以適用和實用為原則，重新整合理論知識與專業技能的知識結構，形成與工程技術應用相一致的授課內容。電工電子學課程的傳統授課內容如下：

第一章：電路的基本概念與基本定律

① 電路的作用與組成部分；② 電路模型；③ 電壓和電流的參考方向；④ 歐姆定律；⑤ 電源有載工作、開路與短路；⑥ 基爾霍夫定律。

第三章：電路的暫態分析

① 電阻元件、電感元件、電容元件；② 儲能元件和換路定則；③ RC電路響應；④ RL電路響應。

第四章：正弦交流電路

① 正弦電壓與電流；② 正弦量的相量表示法；③ 單一參數的交流電路；④ 電阻、電感與電容元件串聯交流電路。

第五章：三相電路

① 三相電壓；② 負載星形聯結的三相電路；③ 負載三角形聯結的三相電路。

第六章：磁路與鐵心線圈電路

① 磁路及其分析方法；② 交流鐵心線圈電路；③ 電磁鐵。

第七章：交流電動機

① 三相異步電動機的構造；② 三相異步電動機的轉動原理；③ 三相異步電動機的電路分析；④ 三相異步電動機轉矩與機械特性；⑤ 三相異步電動機的起動；⑥ 三相異步電動機的調速；⑦ 三相異步電動機的制動；⑧ 三相異步電動機銘牌數據。

第八章：直流電動機

① 直流電機的構造；② 直流電機的基本工作原理；③ 并勵電動機的起動與反轉；④ 直流電動機的機械特性；⑤ 并勵（他勵）電動機的調速。

第十四章：二極管和晶體管

① 半導體的導電特性；② PN結；③ 半導體二極管；④ 穩壓二極管；⑤ 半導體三極管；⑥ 光電器件。

第十五章：基本放大電路

① 共發射極放大電路的組成；② 放大電路的靜態分析；③ 靜態工作點的穩定；④ 射極輸出器；⑤ 互補對稱功率放大電路；⑥ 場效應管及其放大電路；⑦ 放大電路的動態分析。

第十六章：集成運算放大器

① 集成運算放大器的簡單介紹；② 運算放大器在信號運算方面的應用；③ 運算放大器在信號處理方面的應用；④ 運算放大器在波形產生方面的應用；⑤ 運算放大器在信號測量方面的應用。

第二十章：門電路和組合邏輯電路

① 脈沖信號；② 基本門電路及其組合；③ TTL門電路；④ CMOS門電路；⑤ 邏輯代數；⑥ 組合邏輯電路的分析與綜合；⑦ 加法器；⑧ 編碼器；⑨ 譯碼器和數字顯示；⑩ 數據分配器和數據選擇器。

第二十一章：觸發器和時序邏輯電路

① 雙穩態觸發器；② 寄存器；③ 計數器；④ 由555定時器組成的單穩態觸發器和無穩態觸發器。

第二十三章：模擬量和數字量的轉換

① D / A轉換器；② A / D轉換器。

二、模塊化授課體系及案例分析

（一）模塊化授課體系構建

以工程技術應用的實際需求為準則，將電工電子學課程的理論知識與汽車電子控制技術相關知識進行有機結合，體現授課內容的實用性和針對性，將授課內容分割為如下模塊：

1.基礎元件知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第一章和第三章內容，引入的汽車電子技術知識為：① 電阻的分壓網絡在汽車電路中的應用；② 特殊電阻在汽車上的應用；③ 電容在汽車上的應用。

2.半導體器件知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第十四章內容，引入的汽車電子技術知識為：① 三極管開關電路在汽車電子電路中的應用；② 三極管構成的多諧振蕩器及其在汽車電子電路中的應用。

3.磁路及電磁器件知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第六章內容，引入的汽車電子技術知識為：① 點火線圈；② 汽車繼電器的典型應用。

4.交流電路知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第四章和第五章內容。

5.發電機和起動機知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第七章和第八章內容，引入的汽車電子技術知識為：① 刮水電動機；② 汽車空調用鼓風電動機；③ 電動車窗電動機；④ 電動門鎖電動機。

6.集成運算放大器知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第十五章和第十六章內容，引入的汽車電子技術知識為：① 刮水電動機；② 汽車空調用鼓風電動機；③ 電動車窗電動機；④ 電動門鎖電動機。

7.數字電路知識模塊

這部分內容包含了《電工電子學》的第二十章、第二十一和第二十三章內容，引入的汽車電子技術知識為：① 汽車門鑰匙開關或門開關閉鎖、開鎖動作；② 汽車防止鍵鎖閉；③ 汽車轉向燈閃光器；④ 汽車刮水器間歇控制器。

（二）案例分析

案例：在進行電工電子學課程基爾霍夫定律講解時，融入汽車電子技術中“電阻的分壓網絡在汽車電路中的應用”知識，并以圖1所示的汽車傳感器電路中常用的直流單臂電橋——惠斯通電橋為對象，分析電橋四個橋臂電阻變化對橋臂電流及電壓特性的影響，即可以對基爾霍夫定律的基礎知識進行學習，又可以進行如圖2所示的汽車進氣歧管絕對壓力傳感器（電阻應變計式）工作原理的講解。

采用類似的模塊化授課方式，不僅可以開拓學生視野，而且有利于加強學生運用知識的能力和創新能力的培養。因此，通過理論知識與專業技術模塊化講授，可以有效地實現從傳授知識為主到培養主動能力為主的轉變，從被動接受到主動解惑為主的轉變，從以培養共性為主到以培養個性為主的素質教育模式的轉變。

三、結論

以模塊化教育模式的主要思想為依據，結合車輛工程專業汽車電子控制技術所需的電學基礎，實施電工電子學課程內容的模塊化組合，形成與工程技術應用相一致的授課內容。構建了車輛工程專業電工電子學課程的模塊化授課體系，引入汽車電子技術應用實例的講解，有利于學生對電工電子學專業應用知識理解的加深，同時有助于培養學生分析和解決工程技術問題方面的素養。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 郭朋彥，牛金星，高玉國.電子控制技術在車輛工程中的應用[J].華北水利水電學院學報，2011，（4）.

[2] 姚嘉凌.車輛工程（汽車電子方向）新專業人才培養計劃的構建[J].中國電力教育，2012，（23）.

[3] 肖廣兵，羊玢，萬茂松，等.車輛工程專業電子信息類課程教學改革研究[J].江蘇科技信息，2012，（11）.

[責任編輯：左 蕓]