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电工电子学课程模块化授课体系研究

时间:2022-12-08 08:55:14 公文范文 来源:网友投稿

[摘 要]以模块化教育模式的主要思想为依据,结合车辆工程专业汽车电子控制技术方向的培养目标,构建了车辆工程专业电工电子学课程的模块化授课体系,通过案例分析可知,所采取的模块化授课方式能有效地培养学生分析和解决实际问题的能力。

[关键词]车辆工程 电工电子学 模块化授课体系

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)04-0110-02

如何在有限的学时内,实现《电工电子学》教学内容与现代汽车电子技术应用实例的完美结合,有必要对模块化授课体系进行研究。

一、电工电子学授课内容

以模块化教育模式的两种流派的主要思想为依据,结合汽车电子控制技术所需的电学基础,打破学科体系,实施电工电子学课程授课内容的全新组合,体现授课内容的实用性和针对性。以高层次工程技术能力培养为准则,对电工电子学课程的授课内容进行模块化组合,重视理论知识与专业技术模块的重新组合,凸显电工电子学课程经典理论知识点在汽车电子技术中的具体应用案例。以适用和实用为原则,重新整合理论知识与专业技能的知识结构,形成与工程技术应用相一致的授课内容。电工电子学课程的传统授课内容如下:

第一章:电路的基本概念与基本定律

① 电路的作用与组成部分;② 电路模型;③ 电压和电流的参考方向;④ 欧姆定律;⑤ 电源有载工作、开路与短路;⑥ 基尔霍夫定律。

第三章:电路的暂态分析

① 电阻元件、电感元件、电容元件;② 储能元件和换路定则;③ RC电路响应;④ RL电路响应。

第四章:正弦交流电路

① 正弦电压与电流;② 正弦量的相量表示法;③ 单一参数的交流电路;④ 电阻、电感与电容元件串联交流电路。

第五章:三相电路

① 三相电压;② 负载星形联结的三相电路;③ 负载三角形联结的三相电路。

第六章:磁路与铁心线圈电路

① 磁路及其分析方法;② 交流铁心线圈电路;③ 电磁铁。

第七章:交流电动机

① 三相异步电动机的构造;② 三相异步电动机的转动原理;③ 三相异步电动机的电路分析;④ 三相异步电动机转矩与机械特性;⑤ 三相异步电动机的起动;⑥ 三相异步电动机的调速;⑦ 三相异步电动机的制动;⑧ 三相异步电动机铭牌数据。

第八章:直流电动机

① 直流电机的构造;② 直流电机的基本工作原理;③ 并励电动机的起动与反转;④ 直流电动机的机械特性;⑤ 并励(他励)电动机的调速。

第十四章:二极管和晶体管

① 半导体的导电特性;② PN结;③ 半导体二极管;④ 稳压二极管;⑤ 半导体三极管;⑥ 光电器件。

第十五章:基本放大电路

① 共发射极放大电路的组成;② 放大电路的静态分析;③ 静态工作点的稳定;④ 射极输出器;⑤ 互补对称功率放大电路;⑥ 场效应管及其放大电路;⑦ 放大电路的动态分析。

第十六章:集成运算放大器

① 集成运算放大器的简单介绍;② 运算放大器在信号运算方面的应用;③ 运算放大器在信号处理方面的应用;④ 运算放大器在波形产生方面的应用;⑤ 运算放大器在信号测量方面的应用。

第二十章:门电路和组合逻辑电路

① 脉冲信号;② 基本门电路及其组合;③ TTL门电路;④ CMOS门电路;⑤ 逻辑代数;⑥ 组合逻辑电路的分析与综合;⑦ 加法器;⑧ 编码器;⑨ 译码器和数字显示;⑩ 数据分配器和数据选择器。

第二十一章:触发器和时序逻辑电路

① 双稳态触发器;② 寄存器;③ 计数器;④ 由555定时器组成的单稳态触发器和无稳态触发器。

第二十三章:模拟量和数字量的转换

① D / A转换器;② A / D转换器。

二、模块化授课体系及案例分析

(一)模块化授课体系构建

以工程技术应用的实际需求为准则,将电工电子学课程的理论知识与汽车电子控制技术相关知识进行有机结合,体现授课内容的实用性和针对性,将授课内容分割为如下模块:

1.基础元件知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第一章和第三章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 电阻的分压网络在汽车电路中的应用;② 特殊电阻在汽车上的应用;③ 电容在汽车上的应用。

2.半导体器件知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第十四章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 三极管开关电路在汽车电子电路中的应用;② 三极管构成的多谐振荡器及其在汽车电子电路中的应用。

3.磁路及电磁器件知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第六章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 点火线圈;② 汽车继电器的典型应用。

4.交流电路知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第四章和第五章内容。

5.发电机和起动机知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第七章和第八章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 刮水电动机;② 汽车空调用鼓风电动机;③ 电动车窗电动机;④ 电动门锁电动机。

6.集成运算放大器知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第十五章和第十六章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 刮水电动机;② 汽车空调用鼓风电动机;③ 电动车窗电动机;④ 电动门锁电动机。

7.数字电路知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第二十章、第二十一和第二十三章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 汽车门钥匙开关或门开关闭锁、开锁动作;② 汽车防止键锁闭;③ 汽车转向灯闪光器;④ 汽车刮水器间歇控制器。

(二)案例分析

案例:在进行电工电子学课程基尔霍夫定律讲解时,融入汽车电子技术中“电阻的分压网络在汽车电路中的应用”知识,并以图1所示的汽车传感器电路中常用的直流单臂电桥——惠斯通电桥为对象,分析电桥四个桥臂电阻变化对桥臂电流及电压特性的影响,即可以对基尔霍夫定律的基础知识进行学习,又可以进行如图2所示的汽车进气歧管绝对压力传感器(电阻应变计式)工作原理的讲解。

采用类似的模块化授课方式,不仅可以开拓学生视野,而且有利于加强学生运用知识的能力和创新能力的培养。因此,通过理论知识与专业技术模块化讲授,可以有效地实现从传授知识为主到培养主动能力为主的转变,从被动接受到主动解惑为主的转变,从以培养共性为主到以培养个性为主的素质教育模式的转变。

三、结论

以模块化教育模式的主要思想为依据,结合车辆工程专业汽车电子控制技术所需的电学基础,实施电工电子学课程内容的模块化组合,形成与工程技术应用相一致的授课内容。构建了车辆工程专业电工电子学课程的模块化授课体系,引入汽车电子技术应用实例的讲解,有利于学生对电工电子学专业应用知识理解的加深,同时有助于培养学生分析和解决工程技术问题方面的素养。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郭朋彦,牛金星,高玉国.电子控制技术在车辆工程中的应用[J].华北水利水电学院学报,2011,(4).

[2] 姚嘉凌.车辆工程(汽车电子方向)新专业人才培养计划的构建[J].中国电力教育,2012,(23).

[3] 肖广兵,羊玢,万茂松,等.车辆工程专业电子信息类课程教学改革研究[J].江苏科技信息,2012,(11).

[责任编辑:左 芸]

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