浅谈“电工电子技术”课程的教学设计

赵彩凤，郑雪梅，吴建强

(哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨 150001)

“电工电子技术”是为技术工程类非电专业的学生提供的一门技术基础课，包括电工技术和电子技术两方面。这门课程要求学生在相对有限的时间里掌握大量的电工和电子技术的基本知识，具备一定的理论基础，且有一定的实验经验，其中电动机部分的实验根据学生的专业性质，如能源、交通等适时加进。本课程选用文献［1］作为教材。主要参考书包括文献［2］～［6］。其中文献［2］为面向二十一世纪的普通高等教育国家级重点教材;文献［3］为系列教材体系，引入了PSpice仿真及其他新知识;文献［6］为是国内获版权的国外优秀教材，其内容丰富。

1 “电工电子技术”课程内容的设计

1)直流电路中加强戴维南定理的讲解和习题，减少或略去节点电压法的讲解。

2)加入非正弦周期信号电路的简要分析，谐振电路中加进无线电调台的理论分析。

3)三相电路中，因为学生兴趣浓厚，加入安全用电部分。

4)暂态过程减低零状态响应的分析，解题以三要素法为主。

5)三相异步电动机部分，加入简要介绍PLC可编程控制器的原理、编程方法。

6)加入PSpice电路仿真软件的介绍，可进行电路分析演示。

7)学习二极管时，加入发光二极管和光电耦合器的介绍。将直流稳压电源提前到三极管放大电路之前讲，因为二极管、稳压管都刚刚学过，便于学生理解直流稳压电源的基本工作原理。

8)减少三极管放大电路图解法的分析和多级电压放大电路的计算，减少电路负反馈的分析。在集成运算放大器部分可利用同相输入、反相输入与输出间的关系对反馈进行解释，使学生理解由不同反馈产生的电路(如基本运算电路和方波发生器)的不同工作特点。

9)数字电路部分，减少对J-K触发器和555定时器内部电路的分析，加强对实际芯片及其应用的介绍。讲解数字电路设计中用不同器件实现的方法，如三地控制一盏灯可用与非门和异或门实现，也可用138译码器实现，使学生开阔思路。实验中由学生提前自主设计执行一定功能的逻辑电路。

2 授课内容特点

1)理论与应用相结合

授课要求教师理论知识准确，思维严谨，思路清晰。然而长篇大段的理论讲解又常常会使大部分学生感觉枯燥，所以适时插入一些应用的例子可提高学生对所学知识的认识，加强学习的兴趣。如在讲解电路的暂态分析时，例举与汽车火花塞相连的线圈［5］，因电流不能突变，瞬间感应高电压而引燃油料的过程，还例举了使用照相机闪光灯时、霓虹灯闪烁时电容冲充放电的过程。这些都引起了学生的极大兴趣。

2)灵活地运用基本知识

在学习交流电路的时候，涉及到一些新的概念如相量、阻抗和有功功率等。在学生清楚掌握了这些概念后，启发他们从不同的角度出发去解决问题，达到殊途同归的目的。如有一习题，需求解各元件的参数，从考虑作相量图，电压、电流与阻抗之间的关系、功率平衡关系三方面分别进行分析，可让学生体会到多角度看问题的好处。

3)深入浅出、化难为易

由电工技术到电子技术，内容上变化很大，一些学生会感到不太适应。尤其刚接触三极管放大电路时，对电路的工作状况难以理解。在讲述三极管的工作原理时，将三极管的静态工作点比喻为一条河的水位，输入信号是一条船，船要到达对岸要求河有一定的水位，否则会搁浅。这样的比喻降低了学生关于三极管放大电路的复杂感受，达到轻松学习的效果。

4)结合先进的教学手段

有些课程内容采取黑板与CAI相结合的形式，往往会收到很好的效果。如讲解三相异步电动机的运行时，在黑板上画图会占用大量的时间，刚讲过的多种器件符号学生容易忘记。采用PPT的授课形式可解决上述问题，有些重要的、学生没有条件做的实验及不方便携带的实物也可用PPT在课堂上进行演示。另外学习电路仿真软件PSpice时，通过计算机演示可使学生快捷的了解PSpice的使用分析方法。

5)介绍相关的背景知识

授课时若能介绍某项重大发现或发明的历史背景，也会激发学生对这方面知识的兴趣。如十九世纪末交流电代替直流电的过程，二十世纪贝尔实验室的产业化发展对现代电子技术的深刻影响等。

3 实验内容

本门课程共安排8个相应的实验，包括:①直流电路;②单相交流电路;③三相电路;④单管放大电路的调试;⑤集成运算放大器的应用;⑥组合逻辑电路;⑦时序逻辑电路;⑧电子设计自动化(EDA)。

针对多学时的电工学实验，加入了电工学新技术实践的课程。包括五个部分:①仿真(OrCAD);②电子电路设计;③EDA;④PLC;⑤变频器。

这些实验内容更加接近电工学的实际应用，容易激发学生的学习兴趣。以电子电路设计的实验为例，分为模拟电子实验和数字电子实验，学生在提供的电子应用题目中选择，实验前按题目要求设计好自己的电路，并对结果进行仿真分析。实验时，实验室提供必要的仪器设备和器件，学生按自己设计的电子电路图搭建电路，进行实际验证。总的来说，电工学新技术实践中的内容，一方面是对学生课程内容学习的检验，同时也加强了学生综合各方面知识的能力，使学生接触到有科研意义的电工学新领域，进一步拓展了电工学知识的运用能力。

［1］ 毕淑娥 主编.电工学［M］.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.2001年第1版

［2］ 秦曾煌.电工学(上、下册)［M］.北京高等教育出版社，1998年第5版

［3］ 王卫、杨士彦、吴建强主编.电工学(上、中、下册)［M］.北京:机械工业出版社，2003年第1版

［4］ 王鸿明 主编［M］.北京:电工与电子技术.清华大学出版社，1991

［5］ 吴项 主编.电工与电子技术［M］.北京:高等教育出版社，1991

［6］ Charles K.Alekander，Matthew N.O.Sadiku Fundamentals of E-lectric Circuits［M］.北京:清华大学出版社，2000年第1版