面向非電類專業(yè)的電工電子基礎(chǔ)課程教改研究

王陸平 夏 鯤

（上海理工大學(xué) 上海 200093）

隨著不斷發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，人工智能等不斷涌現(xiàn)的高新科技，逐漸地滲透到傳統(tǒng)的各個行業(yè)中，比如傳統(tǒng)制造業(yè)，傳統(tǒng)零售行業(yè)以及醫(yī)療行業(yè)，使得原本平穩(wěn)循環(huán)的傳統(tǒng)行業(yè)面臨巨大的變革與挑戰(zhàn)。在新時期的新興科技發(fā)展趨勢下，傳統(tǒng)行業(yè)對人才的需求已經(jīng)不再滿足于原本行業(yè)的知識與理論，而是更需要傳統(tǒng)行業(yè)的從業(yè)人員掌握相應(yīng)的新興科技手段與工具，并且可以將這些新技術(shù)、新工具、新手段應(yīng)用到傳統(tǒng)的工作中，與傳統(tǒng)行業(yè)需求相結(jié)合，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)思維理念，將多元化的技術(shù)方法融入到生產(chǎn)、制造、銷售等傳統(tǒng)過程中并融會貫通。因此，面對獨特的人才需求形勢，如何對非電類專業(yè)的學(xué)生講授電工與電子基礎(chǔ)課程，使其掌握新興科技手段工具的基礎(chǔ)能力，顯得尤為重要。

1 新趨勢下的電工理論課程新要求

傳統(tǒng)的非電類專業(yè)，如機(jī)械制造，機(jī)械設(shè)計、工程力學(xué)、土木工程、能源動力、車輛工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，原先以高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、線性代數(shù)等傳統(tǒng)理論課程為主，在這些傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程的理論知識幫助下，學(xué)生可以掌握本專業(yè)課程的基本原理基礎(chǔ)。然而，新形勢的變化對傳統(tǒng)行業(yè)的人才需求已經(jīng)不再滿足于傳統(tǒng)的工科專業(yè)技術(shù)原理知識需求，而是產(chǎn)生了適應(yīng)新時期市場的進(jìn)一步的要求，如電子電路的分析、計算機(jī)的智能控制等。

在傳統(tǒng)的機(jī)械制造行業(yè)中，面對原先制造領(lǐng)域中的設(shè)計、加工等技術(shù)問題，新時期下需要從業(yè)人員能夠運用現(xiàn)代化手段如計算機(jī)編程、控制系統(tǒng)原理剖析、電子電路分析，從而設(shè)計智能化的分析處理工具，從而可以更好地、更有效地、更精確地處理傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)中的原有技術(shù)問題，比如生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的零件精確度要求，機(jī)床運行的自動控制解析，制造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特征反饋等。面對這些新型的技術(shù)需求，我們需要面對機(jī)械制造及機(jī)械設(shè)計類專業(yè)的學(xué)生講授電工學(xué)基礎(chǔ)理論知識，如直流電路的基本定理與分析方法，正弦交流電路分析，三相交流電路分析，RLC電路分析等電路原理基礎(chǔ)知識。與此同時，需要將這些基礎(chǔ)的電路原理理論知識與其傳統(tǒng)行業(yè)的知識理論體系結(jié)合起來，讓學(xué)生可以在本專業(yè)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用過程中熟練運用電工學(xué)知識，從而更好地滿足新時期的技術(shù)需求。

在傳統(tǒng)的車輛工程行業(yè)中，面對原先的車輛架構(gòu)領(lǐng)域中的設(shè)計、機(jī)械、性能等技術(shù)問題，新時期下需要從業(yè)人員能夠熟練掌握新興科技手段如現(xiàn)代控制系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、模擬電子和數(shù)字電子等技術(shù)，從而設(shè)計駕駛輔助系統(tǒng)、中控電路系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等智能化的車載設(shè)備工具，進(jìn)一步可以更好地幫助處理和解決車輛行駛過程中產(chǎn)生的各種不可預(yù)測和難以量化的技術(shù)問題，比如行駛過程中的車輛監(jiān)測系統(tǒng)，特殊天氣下的環(huán)境感知系統(tǒng)，行駛過程中的智能控制系統(tǒng)等。面對這些日益增長的新型市場需求，我們需要面對車輛設(shè)計與制造工程專業(yè)的學(xué)生講解電路基本理論與原理知識，如等效阻抗的基本理論與分析，交流電的分析，暫態(tài)電路的基本原理與分析方法等基礎(chǔ)理論知識。同時，將這些基礎(chǔ)知識與車輛工程專業(yè)的傳統(tǒng)理論相結(jié)合，讓學(xué)生能夠?qū)深愔R融會貫通并學(xué)以致用。

2 新型人才的電子技術(shù)新要求

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師是在一個專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)傳授和講解該專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的詳細(xì)理論與知識體系。在當(dāng)今信息化的潮流背景下，原有的傳統(tǒng)工科專業(yè)面臨的巨大的挑戰(zhàn)。在原有的傳統(tǒng)的工科知識體系與理論基礎(chǔ)知識中，一個特定的問題，往往可能只是需要運用到某一個特別的單一的基礎(chǔ)知識和理論體系。然而，目前新趨勢下的任何一個細(xì)小的細(xì)微的技術(shù)問題，往往可能蘊含著大量的不同學(xué)科交叉的問題。所以，在現(xiàn)今的教學(xué)過程中，我們除了需要講解傳統(tǒng)的工科專業(yè)基礎(chǔ)知識，還需要合理的延伸結(jié)合不同學(xué)科的內(nèi)容知識，并且闡述各個不同學(xué)科之間的交叉信息內(nèi)容與邏輯關(guān)系。

在傳統(tǒng)的能源動力行業(yè)中，面對原有的能源動力領(lǐng)域中的配置效率等技術(shù)問題，新時代下需要該行業(yè)人員能夠采用現(xiàn)代化的方法手段如大數(shù)據(jù)分析方法來智能化分析資源特征系統(tǒng)，并給出更合理，更優(yōu)化，更有效的能源分配方案，比如電力行業(yè)中的負(fù)荷預(yù)測問題，能源與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合問題，電力市場中的優(yōu)化配置問題等。面對日益擴(kuò)張的能源需求，這些問題越來越需要更先進(jìn)、更智能、更有效的智能化分析手段與方法，而電子技術(shù)理論與知識就是這些智能化分析工具的基石。因此，我們需要面對能源動力專業(yè)的學(xué)生講解電子技術(shù)基本原理與理論知識，如門電路的基本原理與分析方法，組合邏輯電路的原理與設(shè)計，時序邏輯電路的分析與設(shè)計等理論知識。同時，將電子技術(shù)基礎(chǔ)理論體系中的知識與原有的傳統(tǒng)能源動力領(lǐng)域知識系統(tǒng)相結(jié)合起來，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)更新的智能化分析方法，如數(shù)據(jù)挖掘與數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化模型的建立與仿真，計算機(jī)編程語言的設(shè)計與運行等。

電子技術(shù)基礎(chǔ)部分包含了二極管、三極管、多級放大電路、門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路等較為抽象的理論知識。非電類專業(yè)的學(xué)生，很難在較短的時間內(nèi)掌握這些知識內(nèi)容和原理系統(tǒng)。因此，在實際的課堂教學(xué)過程中，需要將這些書本上的抽象的課程理論知識與生活中的實際內(nèi)容相聯(lián)系，并通過多種渠道直觀地展示，加強(qiáng)學(xué)生對概念和原理知識的理解與掌握。與此同時，在傳授理論與知識的過程中，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)不同專業(yè)的交叉信息，將不同學(xué)科中所學(xué)習(xí)到的知識原理融合到某一個特定的知識框架中，并將其在實際的問題中加以運用和解決，從而強(qiáng)化學(xué)生的多角度思維能力，多維度思考問題能力，進(jìn)而培養(yǎng)更全面的科技人才。

3 混合式的教學(xué)途徑

面向非電類專業(yè)的電工與電子基礎(chǔ)課程是提升傳統(tǒng)工科專業(yè)技術(shù)能力，教學(xué)改革的重要目標(biāo)和內(nèi)容。這不僅有助于傳統(tǒng)工科專業(yè)的學(xué)生對本專業(yè)知識的掌握與學(xué)習(xí)，而且可以使教學(xué)資源如不同學(xué)科的交叉知識得以整合，進(jìn)而形成新形勢背景下的混合式的教學(xué)途徑，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不再受到單一知識理論體系的制約，引導(dǎo)學(xué)生在原理知識理論的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，獲得更全面的能力成長。在教學(xué)過程中，教師需要積極為學(xué)生建立良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，比如建立特定的互聯(lián)網(wǎng)資源分享點，充分地激發(fā)學(xué)生對不同學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和潛能。在資源分享過程中，教師需要積極與學(xué)生溝通，分析不同學(xué)生對不同學(xué)科的交叉信息融合過程中出現(xiàn)的問題，并在此基礎(chǔ)上，逐漸加深知識的難度，拓展知識的廣度，從而讓學(xué)生可以更高效的自主學(xué)習(xí)。

在面向非電類專業(yè)的電工與電子學(xué)課程過程中，教師需要充分考慮電工與電子學(xué)這門課程的本身的鮮明特色。首先，教師要對課程知識點進(jìn)行有組織、有計劃、有規(guī)律的劃分，針對不同的非電類專業(yè)，選擇不同的知識重點和理論體系，并設(shè)計相應(yīng)的課程教學(xué)方案，以便于在面對各個不同的非電類專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)過程中因材施教，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握適合自身專業(yè)的電工電子理論和原理知識。比如面對機(jī)械設(shè)計和制造類專業(yè)的學(xué)生，我們在電子技術(shù)理論基礎(chǔ)部分的模擬電子技術(shù)部分和數(shù)字電子技術(shù)部分，需要更為深入的講解。面對能源動力專業(yè)的學(xué)生，我們在電工學(xué)理論基礎(chǔ)部分，需要更為透徹的傳授和解惑。但是，這并不代表面對這些不同的非電類專業(yè)的學(xué)生，我們只講授部分的電工學(xué)或電子學(xué)理論基礎(chǔ)知識，而是在全面講解電工學(xué)和電子學(xué)的知識體系過程中有所側(cè)重。在全面考量學(xué)生的專業(yè)知識、技術(shù)基礎(chǔ)、興趣愛好的基礎(chǔ)上，合理地有效地制定教學(xué)計劃，進(jìn)而開展更加高效的課堂教學(xué)。

在考慮到非電類專業(yè)的學(xué)生專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，我們在教學(xué)過程中僅僅通過傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行傳授是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要在課堂的實際教學(xué)過程中，盡可能多地運用現(xiàn)代化教學(xué)手段，如多媒體技術(shù)，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，并通過課堂反轉(zhuǎn)等有效教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生積極努力學(xué)習(xí)的興趣和熱情，進(jìn)一步建立良好的課堂生態(tài)，讓原本單一的抽象的專業(yè)問題，通過不同專業(yè)的知識理論交叉角度，使學(xué)生多角度理解知識，加強(qiáng)了教學(xué)效果。為了讓非電類專業(yè)的學(xué)生擁有一個良好的電工學(xué)與電子學(xué)信息理論基礎(chǔ)，在原有的教學(xué)過程中，可以適當(dāng)?shù)募尤胍欢ǖ膶嶒炚n程環(huán)節(jié)，比如如何正確的識別和使用電子元器件，如何正確的閱讀電氣設(shè)備的手冊和銘牌，如何判斷電氣電子設(shè)備的質(zhì)量和參數(shù)，如何根據(jù)本專業(yè)的技術(shù)需求設(shè)計基本的電路并進(jìn)行有效地連接，如何分析電子電路的基礎(chǔ)簡單故障的能力等，從而可以全方面的培養(yǎng)學(xué)生的能力。

4 結(jié)語

在新時期的科技浪潮背景下，傳統(tǒng)的非電類專業(yè)對電工和電子學(xué)的知識需求越來越迫切。面對新形勢下的非電類專業(yè)人才的電氣和電子技術(shù)知識理論體系需求，我們教師充分利用智能化教學(xué)手段，融合各種不同的教學(xué)方法，對不同的非電類專業(yè)的學(xué)生，合理地有效地有區(qū)分的講授深淺適度的電工與電子學(xué)內(nèi)容知識，從而培養(yǎng)不同專業(yè)學(xué)生的多學(xué)科知識的信息融合能力，提升教學(xué)質(zhì)量，使各個非電類專業(yè)學(xué)生成為復(fù)合型人才。