電工電子學(xué)課程模塊化授課體系研究

魏建偉 崔仲華 陳曉平 姚煥新 黃永青

[摘 要]以模塊化教育模式的主要思想為依據(jù)，結(jié)合車(chē)輛工程專業(yè)汽車(chē)電子控制技術(shù)方向的培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建了車(chē)輛工程專業(yè)電工電子學(xué)課程的模塊化授課體系，通過(guò)案例分析可知，所采取的模塊化授課方式能有效地培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

[關(guān)鍵詞]車(chē)輛工程 電工電子學(xué) 模塊化授課體系

[中圖分類號(hào)] G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）04-0110-02

如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)《電工電子學(xué)》教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)代汽車(chē)電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)例的完美結(jié)合，有必要對(duì)模塊化授課體系進(jìn)行研究。

一、電工電子學(xué)授課內(nèi)容

以模塊化教育模式的兩種流派的主要思想為依據(jù)，結(jié)合汽車(chē)電子控制技術(shù)所需的電學(xué)基礎(chǔ)，打破學(xué)科體系，實(shí)施電工電子學(xué)課程授課內(nèi)容的全新組合，體現(xiàn)授課內(nèi)容的實(shí)用性和針對(duì)性。以高層次工程技術(shù)能力培養(yǎng)為準(zhǔn)則，對(duì)電工電子學(xué)課程的授課內(nèi)容進(jìn)行模塊化組合，重視理論知識(shí)與專業(yè)技術(shù)模塊的重新組合，凸顯電工電子學(xué)課程經(jīng)典理論知識(shí)點(diǎn)在汽車(chē)電子技術(shù)中的具體應(yīng)用案例。以適用和實(shí)用為原則，重新整合理論知識(shí)與專業(yè)技能的知識(shí)結(jié)構(gòu)，形成與工程技術(shù)應(yīng)用相一致的授課內(nèi)容。電工電子學(xué)課程的傳統(tǒng)授課內(nèi)容如下：

第一章：電路的基本概念與基本定律

① 電路的作用與組成部分；② 電路模型；③ 電壓和電流的參考方向；④ 歐姆定律；⑤ 電源有載工作、開(kāi)路與短路；⑥ 基爾霍夫定律。

第三章：電路的暫態(tài)分析

① 電阻元件、電感元件、電容元件；② 儲(chǔ)能元件和換路定則；③ RC電路響應(yīng)；④ RL電路響應(yīng)。

第四章：正弦交流電路

① 正弦電壓與電流；② 正弦量的相量表示法；③ 單一參數(shù)的交流電路；④ 電阻、電感與電容元件串聯(lián)交流電路。

第五章：三相電路

① 三相電壓；② 負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路；③ 負(fù)載三角形聯(lián)結(jié)的三相電路。

第六章：磁路與鐵心線圈電路

① 磁路及其分析方法；② 交流鐵心線圈電路；③ 電磁鐵。

第七章：交流電動(dòng)機(jī)

① 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造；② 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理；③ 三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析；④ 三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性；⑤ 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)；⑥ 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速；⑦ 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)；⑧ 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)。

第八章：直流電動(dòng)機(jī)

① 直流電機(jī)的構(gòu)造；② 直流電機(jī)的基本工作原理；③ 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與反轉(zhuǎn)；④ 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性；⑤ 并勵(lì)（他勵(lì)）電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。

第十四章：二極管和晶體管

① 半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性；② PN結(jié)；③ 半導(dǎo)體二極管；④ 穩(wěn)壓二極管；⑤ 半導(dǎo)體三極管；⑥ 光電器件。

第十五章：基本放大電路

① 共發(fā)射極放大電路的組成；② 放大電路的靜態(tài)分析；③ 靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定；④ 射極輸出器；⑤ 互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路；⑥ 場(chǎng)效應(yīng)管及其放大電路；⑦ 放大電路的動(dòng)態(tài)分析。

第十六章：集成運(yùn)算放大器

① 集成運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹；② 運(yùn)算放大器在信號(hào)運(yùn)算方面的應(yīng)用；③ 運(yùn)算放大器在信號(hào)處理方面的應(yīng)用；④ 運(yùn)算放大器在波形產(chǎn)生方面的應(yīng)用；⑤ 運(yùn)算放大器在信號(hào)測(cè)量方面的應(yīng)用。

第二十章：門(mén)電路和組合邏輯電路

① 脈沖信號(hào)；② 基本門(mén)電路及其組合；③ TTL門(mén)電路；④ CMOS門(mén)電路；⑤ 邏輯代數(shù)；⑥ 組合邏輯電路的分析與綜合；⑦ 加法器；⑧ 編碼器；⑨ 譯碼器和數(shù)字顯示；⑩ 數(shù)據(jù)分配器和數(shù)據(jù)選擇器。

第二十一章：觸發(fā)器和時(shí)序邏輯電路

① 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；② 寄存器；③ 計(jì)數(shù)器；④ 由555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。

第二十三章：模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換

① D / A轉(zhuǎn)換器；② A / D轉(zhuǎn)換器。

二、模塊化授課體系及案例分析

（一）模塊化授課體系構(gòu)建

以工程技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際需求為準(zhǔn)則，將電工電子學(xué)課程的理論知識(shí)與汽車(chē)電子控制技術(shù)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，體現(xiàn)授課內(nèi)容的實(shí)用性和針對(duì)性，將授課內(nèi)容分割為如下模塊：

1.基礎(chǔ)元件知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第一章和第三章內(nèi)容，引入的汽車(chē)電子技術(shù)知識(shí)為：① 電阻的分壓網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)電路中的應(yīng)用；② 特殊電阻在汽車(chē)上的應(yīng)用；③ 電容在汽車(chē)上的應(yīng)用。

2.半導(dǎo)體器件知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第十四章內(nèi)容，引入的汽車(chē)電子技術(shù)知識(shí)為：① 三極管開(kāi)關(guān)電路在汽車(chē)電子電路中的應(yīng)用；② 三極管構(gòu)成的多諧振蕩器及其在汽車(chē)電子電路中的應(yīng)用。

3.磁路及電磁器件知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第六章內(nèi)容，引入的汽車(chē)電子技術(shù)知識(shí)為：① 點(diǎn)火線圈；② 汽車(chē)?yán)^電器的典型應(yīng)用。

4.交流電路知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第四章和第五章內(nèi)容。

5.發(fā)電機(jī)和起動(dòng)機(jī)知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第七章和第八章內(nèi)容，引入的汽車(chē)電子技術(shù)知識(shí)為：① 刮水電動(dòng)機(jī)；② 汽車(chē)空調(diào)用鼓風(fēng)電動(dòng)機(jī)；③ 電動(dòng)車(chē)窗電動(dòng)機(jī)；④ 電動(dòng)門(mén)鎖電動(dòng)機(jī)。

6.集成運(yùn)算放大器知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第十五章和第十六章內(nèi)容，引入的汽車(chē)電子技術(shù)知識(shí)為：① 刮水電動(dòng)機(jī)；② 汽車(chē)空調(diào)用鼓風(fēng)電動(dòng)機(jī)；③ 電動(dòng)車(chē)窗電動(dòng)機(jī)；④ 電動(dòng)門(mén)鎖電動(dòng)機(jī)。

7.數(shù)字電路知識(shí)模塊

這部分內(nèi)容包含了《電工電子學(xué)》的第二十章、第二十一和第二十三章內(nèi)容，引入的汽車(chē)電子技術(shù)知識(shí)為：① 汽車(chē)門(mén)鑰匙開(kāi)關(guān)或門(mén)開(kāi)關(guān)閉鎖、開(kāi)鎖動(dòng)作；② 汽車(chē)防止鍵鎖閉；③ 汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈閃光器；④ 汽車(chē)刮水器間歇控制器。

（二）案例分析

案例：在進(jìn)行電工電子學(xué)課程基爾霍夫定律講解時(shí)，融入汽車(chē)電子技術(shù)中“電阻的分壓網(wǎng)絡(luò)在汽車(chē)電路中的應(yīng)用”知識(shí)，并以圖1所示的汽車(chē)傳感器電路中常用的直流單臂電橋——惠斯通電橋?yàn)閷?duì)象，分析電橋四個(gè)橋臂電阻變化對(duì)橋臂電流及電壓特性的影響，即可以對(duì)基爾霍夫定律的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，又可以進(jìn)行如圖2所示的汽車(chē)進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器（電阻應(yīng)變計(jì)式）工作原理的講解。

采用類似的模塊化授課方式，不僅可以開(kāi)拓學(xué)生視野，而且有利于加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，通過(guò)理論知識(shí)與專業(yè)技術(shù)模塊化講授，可以有效地實(shí)現(xiàn)從傳授知識(shí)為主到培養(yǎng)主動(dòng)能力為主的轉(zhuǎn)變，從被動(dòng)接受到主動(dòng)解惑為主的轉(zhuǎn)變，從以培養(yǎng)共性為主到以培養(yǎng)個(gè)性為主的素質(zhì)教育模式的轉(zhuǎn)變。

三、結(jié)論

以模塊化教育模式的主要思想為依據(jù)，結(jié)合車(chē)輛工程專業(yè)汽車(chē)電子控制技術(shù)所需的電學(xué)基礎(chǔ)，實(shí)施電工電子學(xué)課程內(nèi)容的模塊化組合，形成與工程技術(shù)應(yīng)用相一致的授課內(nèi)容。構(gòu)建了車(chē)輛工程專業(yè)電工電子學(xué)課程的模塊化授課體系，引入汽車(chē)電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)例的講解，有利于學(xué)生對(duì)電工電子學(xué)專業(yè)應(yīng)用知識(shí)理解的加深，同時(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題方面的素養(yǎng)。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 郭朋彥，牛金星，高玉國(guó).電子控制技術(shù)在車(chē)輛工程中的應(yīng)用[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，（4）.

[2] 姚嘉凌.車(chē)輛工程（汽車(chē)電子方向）新專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃的構(gòu)建[J].中國(guó)電力教育，2012，（23）.

[3] 肖廣兵，羊玢，萬(wàn)茂松，等.車(chē)輛工程專業(yè)電子信息類課程教學(xué)改革研究[J].江蘇科技信息，2012，（11）.

[責(zé)任編輯：左 蕓]