“电工电子技术”课程教学中的专业特色教育

2011-03-21刘海春邢丽冬

电气电子教学学报 2011年3期

刘海春，邢丽冬

（南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016）

0 引言

“电工电子技术”课程是面向非电专业学生开设的一门专业基础课，该课程的教学主要以通识教育为主［1］，即无论何种专业，课程的理论教学及实验内容都基本相同，可能存在的差别只是教学学时及内容深浅的不同。然而，作为一门专业基础课，“电工电子技术”课程的通识教育模式忽略了各个专业的差异性和应用需求，并使部分学生对学习该门课程的目的及必要性产生怀疑。随着我国高等教育大众化改革的不断推进，以及社会产业的转移及升级，在人才培养方面，越来越多的学者倾向于这样的观点，即在一定的通识教育的基础上，应逐步地强化专业特色教育，我们通过对专业应用背景的介绍，提出实际问题，引导学生应用所学知识理论，解决实际问题，拓展课程及专业知识［2］。

本文以车辆工程专业学生的“电工电子技术”课程教学为例，介绍了在课程教学过程中对专业特色教育的引入及实施过程，并对教学实践进行了总结。

1 专业特色教育对教师的要求

在“电工电子技术”课程的教学中引入专业特色教育，首先需要教师对该专业有一定的了解，知晓电工电子技术在该专业的一些主要应用领域，并能列举出适合课堂教学的应用实例。要做到这一点，教师可以参阅该专业的本科／硕士培养计划，以及该专业的主干课程教材，获取更多的专业相关信息。在此基础上，选择一些适于课堂教学的应用实例，以电路分析或设计的方式引导学生进行思考。

2 专业特色教育的实践

车辆工程专业要求学生掌握车身、底盘、发动机、电器与电子技术等方面的基本理论、原理，以及整车结构设计方法。可以看出，在该专业的知识体系中，汽车电子技术极为重要。汽车的发电、电控、电子点火及信息监控显示等子系统［3］，均可作为“电工电子技术”课程内容的教学应用背景及电路实例。在实际的教学过程中，教师可将上述主要的子系统与课程相关内容联系起来，适时地在课堂上穿插汽车电子电路的专业应用知识，如图1所示。

图1 汽车电子系统专业应用知识

汽车电子系统是一个完整独立的电气系统，它集供电、负载、电气传动及信息监控等为一体，结构清晰，层次分明。教师在教学的过程中，应着重强调这一点，以培养学生的系统意识。

此外，在教学中引入专业应用实例，教师只需要课堂上进行适当的引导，如针对汽车电子系统的实际需求提出问题，引导学生思考，形成初步的技术方案。而具体的电路及功能分析等则可以以课后学习讨论的方式完成。如图2所示的汽车电子点火电路为例［4］。该图电路主要由电门开关S、霍尔传感器、三极管开关电路、变压器升压电路及分电器等构成。其基本工作原理是可表述如下：当S闭合后，霍尔传感器产生的脉冲信号输入至C1两端并最终控制T5及变压器原边绕组的通断，以产生很高的感应电压，通过分电器K以点燃燃烧室内的雾化汽油。

首先可以用设问的方式，对汽车点火电路中的几个关键环节进行分析：①如何点燃燃烧室内的雾化汽油；②如何产生很高的电压；③传统的触点式点火电路存在什么问题，怎样实现无触点的电子点火。

图2 无接触式汽车电子点火电路

对于这些问题，学生通过思考讨论很快能形成初步的解决方案。如对于问题②有学生提出用变压器实现由低电压向高电压的转换，但汽车采用的是12V的直流电压供电，无法应用变压器。于是绝大部分的学生开始对该方案持否定态度，因为变压器是必须工作于正弦交流系统中的。于是教师提出，如果输入的信号为非正弦的脉冲信号，结果会如何。这样一来，学生就明白通过适当的开关控制，变压器也能工作于准直流系统中，从而对变压器的工作原理有了一个全新的认识。

变压器可以实现增压，除此之外还有其他的技术方案吗？联想到电感两端电压和电流之间的关系，以及电路暂态响应过程，很多学生提出利用开关断开时线圈中也可以获取很高的感应电压等通过这样的设问，可使学生对课本知识有了进一步的认识和理解。

又如针对发动机转速测量显示系统的设计，教师可就模拟式和数字式两种电路系统进行设问引导，首先让学生建立模拟和数字系统的概念，其次针对物理量检测、信号调理及信息显示等进行相应的分析，使学生对一个电路系统的设计及分析有一个初步的认识，并学会由概念到思路再到电路的设计方法。在适当的引导之后，教师再给出完整的电路图，并鼓励学生在课后自行分析和讨论，这样既不会占用过多的课堂时间，也能促成学生在课后自觉学习。在“电工电子技术”课程中引入专业特色教育，可以让学生学会思考，运用所学知识解决实际问题。

笔者在我校2007级和2008级车辆工程专业学生当中进行了这种模式教学试点，学期末在针对该教学模式的反馈评价中，就“必要性”、“学习收益”及“是否值得推广”等方面，超过80%的学生给出了积极的评价。