淺談“電工電子技術(shù)”課程教學(xué)導(dǎo)課

郝翠

【摘 要】本文以“電工電子技術(shù)”課程為例，從電工電子發(fā)展史的角度出發(fā)，制作了課程的教學(xué)導(dǎo)課。過程中穿插相關(guān)科學(xué)家、工程師的工作生活實(shí)例，不僅向?qū)W生闡述他們的工作思路，也展現(xiàn)了他們認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。為工科類課程的生動(dòng)化提供了一種思路。

【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù);電工電子發(fā)展史;教學(xué)方法;導(dǎo)課

【中圖分類號(hào)】G613 ??????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】2095-3089（2019）11-0003-01

一、引言

一個(gè)好的導(dǎo)課有助于學(xué)生對(duì)本門課程有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，幫助其建立體系結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生對(duì)本門課程的興趣。因此，導(dǎo)課需要引起足夠的重視。在講授“電工電子技術(shù)”課程的過程中，總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)，從電工電子技術(shù)的發(fā)展史出發(fā)，講述電工電子技術(shù)的起源，技術(shù)改進(jìn)和發(fā)展，以及現(xiàn)在的應(yīng)用。以這樣的思路做導(dǎo)課會(huì)起到很好的效果。

二、電工技術(shù)發(fā)展史

電工技術(shù)主要研究物質(zhì)的電磁規(guī)律并應(yīng)用于實(shí)踐。代表性事件是法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)了“電磁感應(yīng)定律”。如果在代表性事件后再加上法拉第的一些個(gè)人成長經(jīng)歷，會(huì)使學(xué)生聽課更加專注，他們也能從法拉第身上學(xué)到珍貴的科研精神，這比僅僅講解電磁感應(yīng)定律要生動(dòng)地多。比如法拉第聽了戴維4次演講，總共4個(gè)多小時(shí)，記錄了386頁精美的附圖筆記，裝訂成書籍送給戴維，從而毛遂自薦進(jìn)入英國皇家學(xué)會(huì)，改變了自己的命運(yùn)。

1831年，也就是法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律的同年，電磁學(xué)另外一個(gè)重要人物出生了，他就是麥克斯韋。麥克斯韋用了十年的時(shí)間總結(jié)出電磁通論，用四個(gè)簡(jiǎn)短優(yōu)美的式子講述了這個(gè)世界所有電與磁的關(guān)系。電磁學(xué)書籍晦澀難懂，經(jīng)常看到通篇的公式推導(dǎo)。但如果把麥克斯韋方程學(xué)透，其他都是通過麥克斯韋方程推導(dǎo)出來的。這就是學(xué)習(xí)的捷徑，以這種方式來滲透學(xué)習(xí)方法，會(huì)使學(xué)生更容易接受。

1867年，西門子研制成功世界第一臺(tái)自激式發(fā)電機(jī)，這是電磁規(guī)律的重大應(yīng)用，也是第二次工業(yè)革命的標(biāo)志。從此，各種用電器接踵而至，極大地改善了人們的生活水平。而后，發(fā)電廠形式變得多樣，火力發(fā)電、水力發(fā)電、核電、風(fēng)電、新能源發(fā)電等等。電能是重要媒介，發(fā)電廠把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，電能又發(fā)送到千家萬戶轉(zhuǎn)化為各種形式的能量。而在我國，火力發(fā)電仍然是主要發(fā)電方式，這不免成為當(dāng)今霧霾的重要緣由之一。因此，不斷開發(fā)改進(jìn)環(huán)保的發(fā)電方式也會(huì)對(duì)我國環(huán)境起到積極地作用。以這種引導(dǎo)方式提醒學(xué)生本門課程的重要性，同時(shí)也幫學(xué)生建立了理論知識(shí)與工程實(shí)踐的聯(lián)系。吸引他們興趣的同時(shí)，也注入了一份時(shí)代的使命感。

三、電子技術(shù)發(fā)展史

電子技術(shù)是根據(jù)電子學(xué)原理發(fā)展起來的科學(xué)。運(yùn)用電子學(xué)的知識(shí)進(jìn)行電子元器件的設(shè)計(jì)，將特定功能的電路運(yùn)用于生活生產(chǎn)中。電子技術(shù)的發(fā)展很大程度反映在元器件的發(fā)展上。1904年電子管問世，最大的用電子管搭建的計(jì)算機(jī)擁有一萬七千多枚電子管，五百多萬個(gè)焊點(diǎn)，每半分鐘就有一個(gè)電子管損壞。電子管的局限性促使廣大科研人員、工程師積極尋找電子管的代替品。1947年，固體電子時(shí)代來臨了，晶體管功耗低、體積小、成本低、穩(wěn)定性好，后來又被做成集成電路的形式得以大力發(fā)展，且一直沿用至今，可見其在電子史中的重要程度。

巴丁、蕭克萊、布拉頓三人于1947年11月底發(fā)明了晶體管，并在12月16日宣布“晶體管”誕生。1956年，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1958年9月12日，基爾比在德州儀器公司的實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)了把電子器件集成在一塊半導(dǎo)體材料上的構(gòu)想，制成了第一塊集成電路。于2000年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此后，隨著工藝的不斷發(fā)展，集成電路的集成度不斷增長。1997年，一塊集成電路中已可集成40億個(gè)晶體管。預(yù)計(jì)2020年會(huì)達(dá)到300億。而集成電路集成度的增長體現(xiàn)在生活中就是各種電子產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，體積越來越小，功能越來越強(qiáng)大，速度越來越快。而集成度的增長并不會(huì)帶來工藝的復(fù)雜度提升，因此，同一款電子產(chǎn)品會(huì)連年降價(jià)。

四、結(jié)論

本文結(jié)合在教學(xué)過程中的體會(huì)，總結(jié)出“電工電子技術(shù)”教學(xué)中導(dǎo)課的內(nèi)容及其重要性。雖然是工科類課程，但背后的人文和歷史背景，以及科學(xué)家、工程師的工作思路比技術(shù)本身更為珍貴，也更值得學(xué)習(xí)借鑒。同時(shí)，本文提供了一種教學(xué)思路，希望能起到拋磚引玉的作用。

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項(xiàng)目基金：本文由北京信息科技大學(xué)2018年教改立項(xiàng)項(xiàng)目“專業(yè)認(rèn)證導(dǎo)向下的電工電子技術(shù)課程改革”（2018JGYB37）支持。