淺析應(yīng)用物理專業(yè)的《電工電子學(xué)》教學(xué)

魯俊超

摘要：文章針對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)《電工電子學(xué)》的教學(xué)，簡(jiǎn)要分析這一課程的特點(diǎn)，從教材選用、能力培養(yǎng)、興趣引導(dǎo)和教學(xué)手段等方面對(duì)《電工電子學(xué)》教學(xué)提出一些教學(xué)舉措，同時(shí)也對(duì)非電專業(yè)的《電工電子學(xué)》提出建議，以便更好地開展應(yīng)用物理專業(yè)的《電工電子學(xué)》教學(xué)工作，更好地為應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生服務(wù)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用物理;電工電子;教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）35-0155-02

《電工電子學(xué)》是應(yīng)用物理專業(yè)的一門專業(yè)必修課，在整個(gè)課程體系中占有重要的地位，是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新精神的重要課程。在內(nèi)容上，主要包含電路、電機(jī)、模擬電路和數(shù)字電路等。該課程的專業(yè)理論和實(shí)踐性較強(qiáng)。對(duì)于應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生，由于缺少相關(guān)課程的支撐，在后續(xù)課程中的應(yīng)用也較少，因而，在該課程的教學(xué)中存在一定難度。本文從教材選用、能力培養(yǎng)、興趣引導(dǎo)及教學(xué)手段等幾個(gè)方面做了一些探索，旨在提高應(yīng)用物理專業(yè)《電工電子學(xué)》課程的教學(xué)效果，希望能對(duì)其他院校理科專業(yè)的《電工電子學(xué)》教學(xué)提供一些借鑒。

一、選用合適教材，突出能力培養(yǎng)

《電工電子學(xué)》的教材鱗次櫛比，可以根據(jù)專業(yè)方向和學(xué)時(shí)安排進(jìn)行合理選擇。在前期教學(xué)中，河南工業(yè)大學(xué)針對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)的學(xué)生選用的教材是秦增煌主編的《電工學(xué)》（上、下冊(cè)），學(xué)時(shí)安排是：兩個(gè)學(xué)期各72學(xué)時(shí)（包含60學(xué)時(shí)的理論教學(xué)和12學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)）。但在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)該課程的知識(shí)要求不斷提高，更有學(xué)生考研想轉(zhuǎn)向電類專業(yè)，因此，這套教材已不滿足當(dāng)前學(xué)校應(yīng)用物理專業(yè)的教學(xué)需求。后來，學(xué)校及時(shí)修訂教學(xué)大綱，將教材更換為邱關(guān)源主編的《電路》（第五版）、康華光主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)——模擬部分》（第五版）和閆石主編的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版）。將上、下學(xué)期的學(xué)時(shí)調(diào)整為90學(xué)時(shí)和72學(xué)時(shí)（各含12學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)）。改革后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提升，教學(xué)效果也獲得顯著提高，并且對(duì)學(xué)生的考研和就業(yè)也是一種助力。

相關(guān)電路知識(shí)的學(xué)習(xí)可能對(duì)理科學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)幫助有限，但在培養(yǎng)他們分析、解決問題以及創(chuàng)新思維的能力方面卻能讓學(xué)生長(zhǎng)期受益。因而，在教學(xué)中，學(xué)校以學(xué)生為主體，在傳輸知識(shí)的同時(shí)，突出能力培養(yǎng)。在每次課上，教師會(huì)留出10分鐘的課堂討論時(shí)間，給學(xué)生一些與生活相關(guān)的設(shè)計(jì)性題目，讓他們自由想象，提出問題，給出初步方案。在作業(yè)的安排上，學(xué)校不搞題海戰(zhàn)術(shù)，通常會(huì)挑選一些典型的題目，甚至就同一道題目鼓勵(lì)學(xué)生用兩種以上的方法求解。比如，對(duì)于含有受控源電路的戴維寧等效，在求等效電阻時(shí)，除了外加電源法和求開路電壓、短路電流法外，還會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生用受控源的等效變換法進(jìn)行求解。這樣，在做作業(yè)的時(shí)候，學(xué)生不僅會(huì)深刻地理解相關(guān)知識(shí)，同時(shí)也會(huì)開闊思路，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。有時(shí)，掌握相關(guān)的專業(yè)知識(shí)不是最重要的，比這更重要的是學(xué)生想象力的提升和對(duì)本專業(yè)的好奇心。學(xué)生一旦對(duì)某方面的知識(shí)產(chǎn)生濃厚的興趣，今后的學(xué)習(xí)就是一項(xiàng)輕松愉快的享受過程。學(xué)習(xí)也由被動(dòng)接受和灌輸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究和摸索，學(xué)習(xí)也由壓力變成一種愉快的成長(zhǎng)，這種轉(zhuǎn)變對(duì)學(xué)生來說是最重要的。

二、利用多媒體教學(xué)，做好興趣引導(dǎo)

多媒體在現(xiàn)代課堂教學(xué)中起著重要作用，可以讓一些煩瑣、枯燥的理論知識(shí)變得生動(dòng)、直觀。在課件制作上，我們會(huì)盡量減少抽象的文字和公式，而以動(dòng)畫和圖片為主。比如，在講解觸發(fā)器的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，課件全部采用動(dòng)畫和圖片，讓學(xué)生按照動(dòng)畫演示，分析電路的結(jié)構(gòu)，歸納觸發(fā)器在不同賦值時(shí)的邏輯功能。再如，集成運(yùn)放這一章的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來說，要想完全掌握有一定的難度，在講解時(shí)，我們會(huì)給學(xué)生展示大量的實(shí)物圖片，用動(dòng)畫效果展現(xiàn)集成運(yùn)放的工作過程，在形成直觀印象的基礎(chǔ)上，引出理想集成運(yùn)放的特征，讓學(xué)生自己思考，得到理想集成運(yùn)放的轉(zhuǎn)移特性，總結(jié)出分析集成運(yùn)放電路的基本依據(jù)。讓學(xué)生參與課堂教學(xué)，這不僅能夠更深刻地理解課堂知識(shí)，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。課堂教學(xué)不應(yīng)該是教師的“一言堂”，教學(xué)應(yīng)該是教師和學(xué)生共同參與的一個(gè)過程，尤其應(yīng)突出學(xué)生的主體地位，才能真正改變過去那種低效的傳統(tǒng)應(yīng)試教學(xué)模式，真正走向素質(zhì)教育，讓學(xué)生的綜合素質(zhì)得到本質(zhì)的提高，畢業(yè)后找到更好的工作，適應(yīng)這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)。

啟發(fā)式教學(xué)是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)手段。針對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)的特點(diǎn)，在新內(nèi)容的講解上，盡可能從他們熟悉的物理原理出發(fā)，引入相關(guān)知識(shí)。比如，在講解基爾霍夫定律時(shí)，讓學(xué)生回顧電流的形成和電場(chǎng)力做功，從而得到電流的連續(xù)性和電場(chǎng)力的保守性，進(jìn)而在講解結(jié)點(diǎn)、支路和回路等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，掌握基爾霍夫定律。再如，在講解相量概念時(shí)，教師可以讓學(xué)生自己來講解物理中的“旋轉(zhuǎn)矢量法”。這不但能將新概念和已知知識(shí)建立起對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)學(xué)生理解新知識(shí)也會(huì)起到事半功倍的效果。

三、引入課堂實(shí)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)能力

純粹的課堂講授，特別是“填鴨式”教學(xué)會(huì)讓學(xué)生感到疲倦，無所適從，引入課堂實(shí)驗(yàn)，不僅可以激發(fā)學(xué)生興趣，同時(shí)也會(huì)讓學(xué)生將知識(shí)學(xué)以致用，加深對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解和牢固掌握。Multisim是一款功能強(qiáng)大的仿真軟件，可以讓學(xué)生不受實(shí)驗(yàn)條件的限制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中，對(duì)較難理解的教學(xué)內(nèi)容，教師可以在課堂上用Multisim軟件構(gòu)建一個(gè)仿真電路，展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比如，在講解替代定理時(shí)，可以設(shè)計(jì)若干仿真電路，利用軟件中的虛擬儀器進(jìn)行測(cè)量并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，從而讓學(xué)生對(duì)定理的內(nèi)容獲得一個(gè)直觀的印象，加深理解。再如，在講解組合邏輯電路的設(shè)計(jì)時(shí)，可以在已有提示的基礎(chǔ)上，給學(xué)生布置一個(gè)仿真作業(yè)（如四人搶答器或電子秒表等）。這樣，在掌握知識(shí)的同時(shí)，也會(huì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。任何知識(shí)都不能只停留在理論層面，必須讓學(xué)生積極動(dòng)手動(dòng)腦，親身去實(shí)踐、去操作。只有在操作過程中，學(xué)生才能發(fā)現(xiàn)自己理論知識(shí)的掌握情況，才能在以后的學(xué)習(xí)中有目的地進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，才能更好地學(xué)習(xí)理論專業(yè)知識(shí)。而且，實(shí)踐的過程有助于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)已有知識(shí)的記憶，使這些專業(yè)知識(shí)得到更好的鞏固和理解，突發(fā)新的靈感，提高創(chuàng)新能力。

除了課堂仿真實(shí)驗(yàn)外，更重要的是通過實(shí)物實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力。我們?cè)诿恳粋€(gè)學(xué)期都會(huì)安排12個(gè)學(xué)時(shí)的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。針對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)沒有專業(yè)電工實(shí)驗(yàn)室的問題，我們會(huì)與學(xué)校的電氣學(xué)院合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇上，著重于那些技巧性強(qiáng)、設(shè)計(jì)思路靈活的實(shí)驗(yàn)。比如，在電路部分，我們選擇的是戴維寧定理和諾頓定理及RLC電路的串、并聯(lián)諧振和集成運(yùn)放電路等;在模擬電路和數(shù)字電路部分，我們選擇的是共射極放大電路、帶倒計(jì)時(shí)功能的四人搶答器及電子秒表等。在實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排上，我們?cè)诿恐v過一個(gè)相關(guān)內(nèi)容后，馬上安排相關(guān)實(shí)驗(yàn)，這樣能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握。在實(shí)驗(yàn)完成后，我們會(huì)要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的問題，提出改進(jìn)措施。通過這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以掌握相關(guān)知識(shí)，更重要的是可以學(xué)習(xí)一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力，增強(qiáng)應(yīng)用物理專業(yè)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

四、注重知識(shí)目標(biāo)，兼顧考研學(xué)生

就業(yè)是高等院校培養(yǎng)學(xué)生的基本目標(biāo)之一。目前，應(yīng)用物理專業(yè)學(xué)生的就業(yè)率逐年加大，而且一部分學(xué)生在考研時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)向電類專業(yè)。針對(duì)這種情況，在課程教學(xué)上，教師可以在完成教學(xué)大綱知識(shí)目標(biāo)的同時(shí)，兼顧考研學(xué)生。對(duì)于教材中的一些選講內(nèi)容，可以抽出少量課時(shí)進(jìn)行講授，供學(xué)有余力和考研學(xué)生選學(xué)。在習(xí)題課的安排上，在講解教材習(xí)題之外，也可以加入一些考研題目，這些習(xí)題并不要求全部學(xué)生都掌握，僅供有考研需求的學(xué)生參考。除了正常的答疑時(shí)間外，教師可以為考研學(xué)生留出專門的答疑時(shí)間，并在研究生考試前，為考研學(xué)生進(jìn)行專門的輔導(dǎo)。

五、結(jié)語

隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，《電工電子學(xué)》已經(jīng)成為理工科專業(yè)的一門重要課程，在學(xué)生的知識(shí)掌握、能力培養(yǎng)及考研就業(yè)方面占據(jù)重要的地位。本文根據(jù)筆者近年來的教學(xué)實(shí)踐給出一些淺顯的改革措施和教學(xué)心得，以期對(duì)廣大教師與學(xué)生有所幫助。近年的教學(xué)探索和實(shí)踐表明，這些舉措對(duì)應(yīng)用物理專業(yè)《電工電子學(xué)》課程的教學(xué)及其在激發(fā)學(xué)生興趣、提升設(shè)計(jì)能力及提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面有很好的效果。作為理科專業(yè)《電工電子學(xué)》的教師，仍需要更加深入地進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，不斷修正、發(fā)展教學(xué)模式，使改革更加完善、深刻，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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