面向非電類專業的電工電子基礎課程教改研究

王陸平 夏 鯤

（上海理工大學 上海 200093）

隨著不斷發展的高新技術產業，人工智能等不斷涌現的高新科技，逐漸地滲透到傳統的各個行業中，比如傳統制造業，傳統零售行業以及醫療行業，使得原本平穩循環的傳統行業面臨巨大的變革與挑戰。在新時期的新興科技發展趨勢下，傳統行業對人才的需求已經不再滿足于原本行業的知識與理論，而是更需要傳統行業的從業人員掌握相應的新興科技手段與工具，并且可以將這些新技術、新工具、新手段應用到傳統的工作中，與傳統行業需求相結合，轉變傳統思維理念，將多元化的技術方法融入到生產、制造、銷售等傳統過程中并融會貫通。因此，面對獨特的人才需求形勢，如何對非電類專業的學生講授電工與電子基礎課程，使其掌握新興科技手段工具的基礎能力，顯得尤為重要。

1 新趨勢下的電工理論課程新要求

傳統的非電類專業，如機械制造，機械設計、工程力學、土木工程、能源動力、車輛工程等專業的基礎課程，原先以高等數學、大學物理、線性代數等傳統理論課程為主，在這些傳統基礎課程的理論知識幫助下，學生可以掌握本專業課程的基本原理基礎。然而，新形勢的變化對傳統行業的人才需求已經不再滿足于傳統的工科專業技術原理知識需求，而是產生了適應新時期市場的進一步的要求，如電子電路的分析、計算機的智能控制等。

在傳統的機械制造行業中，面對原先制造領域中的設計、加工等技術問題，新時期下需要從業人員能夠運用現代化手段如計算機編程、控制系統原理剖析、電子電路分析，從而設計智能化的分析處理工具，從而可以更好地、更有效地、更精確地處理傳統機械生產制造行業中的原有技術問題，比如生產制造環節中的零件精確度要求，機床運行的自動控制解析，制造產品結構的特征反饋等。面對這些新型的技術需求，我們需要面對機械制造及機械設計類專業的學生講授電工學基礎理論知識，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知識。與此同時，需要將這些基礎的電路原理理論知識與其傳統行業的知識理論體系結合起來，讓學生可以在本專業的學習和應用過程中熟練運用電工學知識，從而更好地滿足新時期的技術需求。

在傳統的車輛工程行業中，面對原先的車輛架構領域中的設計、機械、性能等技術問題，新時期下需要從業人員能夠熟練掌握新興科技手段如現代控制系統、電路系統、模擬電子和數字電子等技術，從而設計駕駛輔助系統、中控電路系統、智能控制系統等智能化的車載設備工具，進一步可以更好地幫助處理和解決車輛行駛過程中產生的各種不可預測和難以量化的技術問題，比如行駛過程中的車輛監測系統，特殊天氣下的環境感知系統，行駛過程中的智能控制系統等。面對這些日益增長的新型市場需求，我們需要面對車輛設計與制造工程專業的學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，暫態電路的基本原理與分析方法等基礎理論知識。同時，將這些基礎知識與車輛工程專業的傳統理論相結合，讓學生能夠將兩類知識融會貫通并學以致用。

2 新型人才的電子技術新要求

在傳統的教學過程中，教師是在一個專業領域內傳授和講解該專業領域內的詳細理論與知識體系。在當今信息化的潮流背景下，原有的傳統工科專業面臨的巨大的挑戰。在原有的傳統的工科知識體系與理論基礎知識中，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知識和理論體系。然而，目前新趨勢下的任何一個細小的細微的技術問題，往往可能蘊含著大量的不同學科交叉的問題。所以，在現今的教學過程中，我們除了需要講解傳統的工科專業基礎知識，還需要合理的延伸結合不同學科的內容知識，并且闡述各個不同學科之間的交叉信息內容與邏輯關系。

在傳統的能源動力行業中，面對原有的能源動力領域中的配置效率等技術問題，新時代下需要該行業人員能夠采用現代化的方法手段如大數據分析方法來智能化分析資源特征系統，并給出更合理，更優化，更有效的能源分配方案，比如電力行業中的負荷預測問題，能源與互聯網的結合問題，電力市場中的優化配置問題等。面對日益擴張的能源需求，這些問題越來越需要更先進、更智能、更有效的智能化分析手段與方法，而電子技術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的學生講解電子技術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計，時序邏輯電路的分析與設計等理論知識。同時，將電子技術基礎理論體系中的知識與原有的傳統能源動力領域知識系統相結合起來，進一步引導學生學習更新的智能化分析方法，如數據挖掘與數據分析，優化模型的建立與仿真，計算機編程語言的設計與運行等。

電子技術基礎部分包含了二極管、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。非電類專業的學生，很難在較短的時間內掌握這些知識內容和原理系統。因此，在實際的課堂教學過程中，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容相聯系，并通過多種渠道直觀地展示，加強學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，教師要善于引導學生學習不同專業的交叉信息，將不同學科中所學習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，從而強化學生的多角度思維能力，多維度思考問題能力，進而培養更全面的科技人才。

3 混合式的教學途徑

面向非電類專業的電工與電子基礎課程是提升傳統工科專業技術能力，教學改革的重要目標和內容。這不僅有助于傳統工科專業的學生對本專業知識的掌握與學習，而且可以使教學資源如不同學科的交叉知識得以整合，進而形成新形勢背景下的混合式的教學途徑，讓學生在學習的過程中不再受到單一知識理論體系的制約，引導學生在原理知識理論的學習基礎上，獲得更全面的能力成長。在教學過程中，教師需要積極為學生建立良好的學習環境，比如建立特定的互聯網資源分享點，充分地激發學生對不同學科的學習興趣和潛能。在資源分享過程中，教師需要積極與學生溝通，分析不同學生對不同學科的交叉信息融合過程中出現的問題，并在此基礎上，逐漸加深知識的難度，拓展知識的廣度，從而讓學生可以更高效的自主學習。

在面向非電類專業的電工與電子學課程過程中，教師需要充分考慮電工與電子學這門課程的本身的鮮明特色。首先，教師要對課程知識點進行有組織、有計劃、有規律的劃分，針對不同的非電類專業，選擇不同的知識重點和理論體系，并設計相應的課程教學方案，以便于在面對各個不同的非電類專業的學生學習過程中因材施教，引導學生學習和掌握適合自身專業的電工電子理論和原理知識。比如面對機械設計和制造類專業的學生，我們在電子技術理論基礎部分的模擬電子技術部分和數字電子技術部分，需要更為深入的講解。面對能源動力專業的學生，我們在電工學理論基礎部分，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的學生，我們只講授部分的電工學或電子學理論基礎知識，而是在全面講解電工學和電子學的知識體系過程中有所側重。在全面考量學生的專業知識、技術基礎、興趣愛好的基礎上，合理地有效地制定教學計劃，進而開展更加高效的課堂教學。

在考慮到非電類專業的學生專業知識的基礎上，我們在教學過程中僅僅通過傳統教學方式進行傳授是遠遠不夠的，還需要在課堂的實際教學過程中，盡可能多地運用現代化教學手段，如多媒體技術，增強現實技術，并通過課堂反轉等有效教學手段，激發學生積極努力學習的興趣和熱情，進一步建立良好的課堂生態，讓原本單一的抽象的專業問題，通過不同專業的知識理論交叉角度，使學生多角度理解知識，加強了教學效果。為了讓非電類專業的學生擁有一個良好的電工學與電子學信息理論基礎，在原有的教學過程中，可以適當的加入一定的實驗課程環節，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備的手冊和銘牌，如何判斷電氣電子設備的質量和參數，如何根據本專業的技術需求設計基本的電路并進行有效地連接，如何分析電子電路的基礎簡單故障的能力等，從而可以全方面的培養學生的能力。

4 結語

在新時期的科技浪潮背景下，傳統的非電類專業對電工和電子學的知識需求越來越迫切。面對新形勢下的非電類專業人才的電氣和電子技術知識理論體系需求，我們教師充分利用智能化教學手段，融合各種不同的教學方法，對不同的非電類專業的學生，合理地有效地有區分的講授深淺適度的電工與電子學內容知識，從而培養不同專業學生的多學科知識的信息融合能力，提升教學質量，使各個非電類專業學生成為復合型人才。