专业认证背景下非电类专业电工电子学教学方法探讨

梅 菲* 周远明 张 鹏

（湖北工业大学理学院 湖北·武汉 430068）

“电工电子学”是电类学科学习的专业基础课，电工电子技术应用十分广泛，日益渗透到其他学科领域。我校是“以工为主”的综合性大学，“电工电子学”作为一门技术基础课程，它是与诸多学科或行业相联系的，比如我校土木建筑与环境、机械工程、计算机、生物工程与食品等专业。这种以“电工电子学”为主体内核，紧密结合相应实践应用问题的教学方法，希望在教学内容和教学方法手段上进行改革，引出本课程与相应学科领域相关的基本概念原理，希望提高学生的综合素质和创新能力。

1 扩展教学内容，提高学生兴趣和积极性

非电理工类专业均需要开设电工电子学课程，但是部分专业学生不能深刻理解该学科在其专业中的作用，例如化学分子、工业设计等专业学习主动性不强，造成学生在课程学习时缺乏动力和热情。

因此，教学过程中通过播放IBM、苹果等公司的企业发展史和文化宣传视频，不仅可以让学生了解电工电子技术对现代科学技术发展历程的巨大贡献，还可以让学生从中领会到科学思想和科技知识对人文和艺术的深入影响。

其次在课程讲授过程中穿插电工电子学知识点在日常生活中的应用，让学生找到课程与专业及生活的关联。讲解电容的基本定理之前先介绍电容元件在生活中应用，如常见的触屏手机、触摸灯、电蚊拍，讲述RLC电路的时候引入电影急救场景中经常出现的心脏除颤器。

讲述正弦电量三要素中频率概念的时候，通过介绍频率跟电磁波之间的关系以及频率在生活、通讯、医疗中的实际应用让同学们对频率有直观的认识，不再是空洞的运算符号。介绍不同频率的电磁波在不同领域发挥的巨大价值，如日常生活中的电磁炉、串联RLC谐振电路在收音机调频中的应用、特定频段的电磁波为医疗领域的发展带来巨大的推动作用。医疗领域常利用X射线极强的穿透能力用于医疗诊断，射线破坏组成细胞的蛋白质、酶和核酸等有机分子从而促使肿瘤细胞死亡。

2 结合专业特色，教学内容与专业背景对接

授课教师可将电工电子学课程特点和各专业特色相结合，在理论授课过程中针对不同专业增加案例的讲析，达到学以致用的目的。

如机械设计专业：在机电一体化时代背景下，结合电工电子学课程内容在智能机器人、汽车控制系统中的具体案例进行教学讨论。汽车电子控制系统智能化的基础是电工电子学，而且通过传感技术以及通讯技术等信息化技术能进一步确保汽车对环境进行智能化的识别和分析。

建筑专业：数字化建筑，BIM引领的建筑设计吸引了大量眼球，其控制效率的核心是基于电工电子学中的控制和数字信息，特别是5G网络的概念为未来智能建筑的快速发展指明了新的方向。

材料专业：传感材料和器件的研制是材料学专业学生目前的前沿课题，传感器器件的设计和实验离不开电学性能的测试，因此掌握电工学的基本原理对材料专业学生的职业拓展至关重要。特别是随着集成电路在现代技术发展中的重视，所涉及到的半导体材料的研究也跟电学性能息息相关，在给材料专业同学教学过程中可以介绍相关能源光电器件，如发光二极管，光电探测以及电池材料的基本结构和原理，及其基于电工电子学的相关知识点。

生物专业：介绍新冠肺炎诊断过程中非常重要的一项检测手段-血清抗体检测的基本检测原理-电阻抗法，即不同血细胞对应不同的导电性质，从而对应不同的电阻变化，通过电信号与细胞的对应关系从而可检测细胞数量。

3 利用多媒体等教学手段，丰富课堂教学内容

目前，我国已进入了信息化时代，学生更喜欢与时俱进的学习方式，巧妙运用现代信息化教学手段辅助教学，使得授课内容更加形象化和视觉化。

视频动画：教学过程中讲解到正弦量和向量之间的对应关系等抽象内容时，采用动画演示可以全方位多角度地表现物理量和数学量之间的对应关系。讲述三相交流发电机的知识点时，推荐同学们查找B站关于该知识点的动画视频，动画视频不仅可以形象生动地把三相电路的产生以及三相电压之间的相位关系直观地表现出来，把抽象物理公式转化为形象生动的动画，同学也在动手查找过程中加深知识点的印象。

软件仿真：仿真软件的应用可以克服理论公式的抽象性，用具体的电路模拟仿真提高学生的动手能力。例如在讲授功率因素提高知识点时，引入Multisim软件仿真完成理论教学内容的验证，分析具体的理论知识，可以让学生更好地理解功率因素提高对于电路的整体影响效果，以及参数的正确选择意义。

思维导图：电工电子学课程公式多，推导烦琐，通过在课程单元引导学生针对课程知识点的理解画出思维导图，可以提升学生的自主学习能力和知识归纳总结能力。例如电工电子学正弦交流电路这章节，公式多而且关联性较差，但是经过认真梳理之后可以发现公式之间都是围绕相位角 而展开，无论是阻抗、电压、功率相似三角形之间的联系点，还是功率因素的提高，都跟 有着直接的关联。所以引导学生通过思维导图找出知识点之间的内在联系，不仅让学生对公式的记忆更加深刻，同时也锻炼了学生的思维逻辑能级和专业概念的总结能力。

4 优化教学内容，提高学生综合素质

根据工程教育专业认证标准要求培养学生自我探索和终身学习的能力。

如逻辑能力：电工电子学课程解题思路形式多样，教师在教授学生求解的过程中更多地倾向于简单，直接的解题思路，但是不要局限在一种解题思路框架之下，也要鼓励学生思考更多形式的解题方法。如第四章正弦量知识点解题过程中，鼓励学生采用向量的方法求解，不仅形象直观，还能把数学中矢量的知识点复习巩固。通过多种解题方法的尝试，帮助学生拓展思维，锻炼学生的逻辑思维能力，让学生从多角度理解电工电子学课程内容，提高学生自主学习能力。

数学工具：学生在学习电工技术课程时要充分利用数学知识和物理知识密不可分的内在关联，通过已掌握的数学工具来理解电工电子学的相关概念并归纳总结知识要点。将数学知识作为学习电工技术课程的工具，利用数学的优势简化电工问题，帮助学生增强学科间的关联，增加多学科知识的共同学习和综合运用，提高学生的知识迁移能力。例如讲述星型电阻和三角形电阻的转换关系的时候，涉及到数学知识体系中的对称性。欧拉公式是电工电子学经常用到的数学公式，也是数学中当之无愧的最美公式，公式中包含着深刻的数学思想，也隐含了宇宙的哲学原理。通过将电工电子学与数学知识的结合，提高学生的理解能力和知识运用能力。

文献阅读：为了培养学生的科研素养，教师可根据课程知识点结合最新科研研究进展布置相关文献阅读任务。通过文献的搜索和阅读，可以开阔学生视野，让学生了解科技前沿，培养学生的专业兴趣和对专业知识的钻研能力，并提高学生搜索文献、整理文献和提取重要信息的水平，帮助学生养成科学严谨的学习态度，提高学生的自主学习能力。如讲述功率因素部分的时候可以让同学们查找相关文献熟悉了解实际生活中功率因素提高的目的和措施，通过对无功补偿合理调控，达到提高功率因数对输电质量的效果，并且与软件仿真相辅相成，加强学生对知识的掌握和运用。

5 总结

在特殊时期停教不停学的常态教育下，结合我校工程教育专业认证的要求，就不同非理工类专业电工电子学课程教学内容和手段等进行了探索和尝试，扩展教学内容提高学生兴趣和积极性，结合专业特色教学内容与专业背景对接，利用多媒体等教学手段丰富课堂教学内容，优化教学内容提高学生综合素质，不断提升课堂教学效果，加强对电工电子学课程的理解，并将电工电子学课程与专业课程和其他学科紧密联系起来，提高学生的知识迁移能力和综合运用能力，锻炼学生的自主学习能力，提高学生科研素养，提升学生的专业素养和创新意识。