浅谈“电工电子技术”课程教学导课

2019-06-12 05:06:55 课程教育研究·学法教法研究 2019年11期

郝翠

【摘 要】本文以“电工电子技术”课程为例,从电工电子发展史的角度出发,制作了课程的教学导课。过程中穿插相关科学家、工程师的工作生活实例,不仅向学生阐述他们的工作思路,也展现了他们认真严谨的工作作风。为工科类课程的生动化提供了一种思路。

【关键词】电工电子技术;电工电子发展史;教学方法;导课

【中图分类号】G613       【文獻标识码】A

【文章编号】2095-3089(2019)11-0003-01

一、引言

一个好的导课有助于学生对本门课程有一个整体认识,帮助其建立体系结构,激发学生对本门课程的兴趣。因此,导课需要引起足够的重视。在讲授“电工电子技术”课程的过程中,总结以往经验,从电工电子技术的发展史出发,讲述电工电子技术的起源,技术改进和发展,以及现在的应用。以这样的思路做导课会起到很好的效果。

二、电工技术发展史

电工技术主要研究物质的电磁规律并应用于实践。代表性事件是法拉第于1831年发现了“电磁感应定律”。如果在代表性事件后再加上法拉第的一些个人成长经历,会使学生听课更加专注,他们也能从法拉第身上学到珍贵的科研精神,这比仅仅讲解电磁感应定律要生动地多。比如法拉第听了戴维4次演讲,总共4个多小时,记录了386页精美的附图笔记,装订成书籍送给戴维,从而毛遂自荐进入英国皇家学会,改变了自己的命运。

1831年,也就是法拉第发现电磁感应定律的同年,电磁学另外一个重要人物出生了,他就是麦克斯韦。麦克斯韦用了十年的时间总结出电磁通论,用四个简短优美的式子讲述了这个世界所有电与磁的关系。电磁学书籍晦涩难懂,经常看到通篇的公式推导。但如果把麦克斯韦方程学透,其他都是通过麦克斯韦方程推导出来的。这就是学习的捷径,以这种方式来渗透学习方法,会使学生更容易接受。

1867年,西门子研制成功世界第一台自激式发电机,这是电磁规律的重大应用,也是第二次工业革命的标志。从此,各种用电器接踵而至,极大地改善了人们的生活水平。而后,发电厂形式变得多样,火力发电、水力发电、核电、风电、新能源发电等等。电能是重要媒介,发电厂把其他形式的能量转化为电能,电能又发送到千家万户转化为各种形式的能量。而在我国,火力发电仍然是主要发电方式,这不免成为当今雾霾的重要缘由之一。因此,不断开发改进环保的发电方式也会对我国环境起到积极地作用。以这种引导方式提醒学生本门课程的重要性,同时也帮学生建立了理论知识与工程实践的联系。吸引他们兴趣的同时,也注入了一份时代的使命感。

三、电子技术发展史

电子技术是根据电子学原理发展起来的科学。运用电子学的知识进行电子元器件的设计,将特定功能的电路运用于生活生产中。电子技术的发展很大程度反映在元器件的发展上。1904年电子管问世,最大的用电子管搭建的计算机拥有一万七千多枚电子管,五百多万个焊点,每半分钟就有一个电子管损坏。电子管的局限性促使广大科研人员、工程师积极寻找电子管的代替品。1947年,固体电子时代来临了,晶体管功耗低、体积小、成本低、稳定性好,后来又被做成集成电路的形式得以大力发展,且一直沿用至今,可见其在电子史中的重要程度。

巴丁、萧克莱、布拉顿三人于1947年11月底发明了晶体管,并在12月16日宣布“晶体管”诞生。1956年,获得诺贝尔物理学奖。1958年9月12日,基尔比在德州仪器公司的实验室里实现了把电子器件集成在一块半导体材料上的构想,制成了第一块集成电路。于2000年获得诺贝尔物理学奖。此后,随着工艺的不断发展,集成电路的集成度不断增长。1997年,一块集成电路中已可集成40亿个晶体管。预计2020年会达到300亿。而集成电路集成度的增长体现在生活中就是各种电子产品不断更新换代,体积越来越小,功能越来越强大,速度越来越快。而集成度的增长并不会带来工艺的复杂度提升,因此,同一款电子产品会连年降价。

四、结论

本文结合在教学过程中的体会,总结出“电工电子技术”教学中导课的内容及其重要性。虽然是工科类课程,但背后的人文和历史背景,以及科学家、工程师的工作思路比技术本身更为珍贵,也更值得学习借鉴。同时,本文提供了一种教学思路,希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献

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项目基金:本文由北京信息科技大学2018年教改立项项目“专业认证导向下的电工电子技术课程改革”(2018JGYB37)支持。


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