民航電子電氣工程專業(yè)電路教學方法

時間:2022-10-17 04:16:40

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民航電子電氣工程專業(yè)電路教學方法

摘要:民航電子電氣工程專業(yè)需要培養(yǎng)出高水平的機務(wù)維護、電子通信等方面的人才。這就要求學生不僅應掌握扎實的專業(yè)知識,還應形成自身的創(chuàng)新和動手操作能力。本文從民航電子電氣工程專業(yè)的特色需求出發(fā),分析了電路基礎(chǔ)課與該專業(yè)其余課程的聯(lián)系。從理論與工程問題結(jié)合、理論與實踐相結(jié)合以及學生自主學習能力培養(yǎng)幾個方向出發(fā),具體研究了電路教學中需要注重和改進的問題,并給出了相關(guān)的解決思路和方法。

關(guān)鍵詞:工程問題;實踐;自主學習;電路

電路分析課著重培養(yǎng)學生的思維能力、計算能力以及總結(jié)研究能。在民航電子電氣工程專業(yè)的本科課程中,電路理論是一門非常重要的基礎(chǔ)課。該門課是學生學好后續(xù)電力電子應用技術(shù)、通信電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、航空航天器供電系統(tǒng)等專業(yè)課程的先決條件。民航工程專業(yè)的學生培養(yǎng)需要滿足民航行業(yè)對空管、機務(wù)、適航的特殊人才需求,學校需要培養(yǎng)出高水平的機務(wù)維護、電子通信等方面的人才。這就要求學生不僅應掌握扎實的專業(yè)知識,還應形成自身的創(chuàng)新和動手操作能力。在講授課程時,還需要結(jié)合學生的專業(yè)特點,結(jié)合學生將來要學習的專業(yè)課和本專業(yè)的特色,提高學生的理論與實踐相結(jié)合的能力,培養(yǎng)學生解決相關(guān)復雜工程的能力,為未來的繼續(xù)學習打下基礎(chǔ)。

一、明確本課程與本專業(yè)的關(guān)系

在教學過程中,須保證學生對學習目標的明確性,強調(diào)課程在整個本科學習體系中的重要性。作為民航工程專業(yè),學生需要對航空航天器的供電系統(tǒng)有全面而深入的理解。而航空航天器由于空間有限,在設(shè)計供電系統(tǒng)時往往較為緊密,而且結(jié)構(gòu)較為復雜,包含電池、電機、電力電子變換器。教師在講授電路知識時,可與相關(guān)知識相結(jié)合。例如,在講授基爾霍夫定律時,可以以飛機的配電系統(tǒng)示意圖為例,明確基爾霍夫定律在電路分析中的重要性。在講授正弦交流電流時,可以告訴學生民航客機上所需的電能大部分為交流電。也可以在講授正弦電路三要素時,對比客機與普通民用電的幅值和頻率的區(qū)別,并解釋兩者標準不同的原因。在講解磁路基本定律時,初步介紹一下作為航空主電源系統(tǒng)電機的重要性,明確磁路基礎(chǔ)概念的學習是航空主電源系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。由此,通過實例講授,將基礎(chǔ)電路知識與本專業(yè)的專業(yè)特點相結(jié)合,不但可以突出基本知識的重要性,也可以激發(fā)學生的興趣,從而搭建電路基礎(chǔ)課和專業(yè)課程的橋梁。在教學過程中,教師不能孤立地教授電路基礎(chǔ)一門課,還需要把所有相關(guān)課程緊密聯(lián)系起來,盡可能靈活地傳授知識。

二、理論與工程問題相結(jié)合

在教授理論課程的時候,注重與實際工程情況相結(jié)合[2],保證理論知識和概念能成功映射到實際工程情況中,并進行適當擴展。例如,在介紹什么是實際電路和電路模型時,除了直接講授概念外,可以展現(xiàn)一塊簡單的電路板以直觀地解釋何為實際電路,通過展示相應的電路模型圖以說明何為電路模型。借此也可以進行一些擴展學習,指出電路板以及電路模型中的基本電路元件,幫助學生復習電阻、電感、電容等基本元器件。在時間允許的情況下,可以簡單介紹各基本元件的分類,從而為未來電力電子的學習和電路的具體設(shè)計打下基礎(chǔ),真正做到學以致用。電路課程作為基礎(chǔ)課信息量大,理論概念較多,在課程中可以融合簡單的工程設(shè)計方法講授。例如,在介紹基爾霍夫定律、電路伏安關(guān)系、疊加定律、戴維南定律和諧振電路等問題時,可在講授基本分析方法后,進行具體算例的講解,并在電路軟件Saber或者Multisim中搭建仿真電路進行仿真驗證。在介紹磁路的概念時,通過有限元仿真軟件,對變壓器進行磁路仿真,使得學生可以直觀地了解主磁通和漏磁通等基本概念。通過簡單的仿真軟件,直觀形象地對理論知識的口頭講述進行注解,起到虛擬實驗的教學效果,拉近理論與實踐的距離。同時,有效提高實驗課的效率,使學生直觀地認識到有限元仿真軟件的作用。

三、理論與實踐相結(jié)合

在教學內(nèi)容上,除了課本上的知識,還須融合教師自身在科學研究過程中的實際情況,加強學生吸收知識的時效性。電路課是一門需要結(jié)合實踐學習的課程。作為未來的工程師,學生不但要掌握扎實的系統(tǒng)知識,還需要有一定的動手能力??晒膭顚W生利用現(xiàn)有的實驗平臺,完成實驗課程的要求,增加綜合性和設(shè)計性實驗。鼓勵學生參加學校組織的電工電子比賽以及相關(guān)的電氣技能培訓課,申請本科生科研立項項目。南京航空航天大學設(shè)立了學生創(chuàng)新實驗中心,并設(shè)立了相應的創(chuàng)新基金。教師可以以工程為背景,鼓勵學生合作完成不同的設(shè)計題目。同時,利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),要求學生通過實驗室網(wǎng)站和開放管理系統(tǒng)預約相關(guān)實驗。對學有余力的學生,教師須營造好的學習氛圍,鼓勵學生進行與航空電源供電系統(tǒng)相關(guān)的項目。作為教師,可以指導學生熟悉電路仿真以及pcb板繪制或者面包板的制作,介紹基本實驗儀器的使用方法,調(diào)動學生的積極性,達到培養(yǎng)學生動手能力的目的,拉近理論與實踐的距離。通過工程實踐操作,增強學生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力,改變傳統(tǒng)教學模式中學生被動接受知識的模式。針對民航工程專業(yè)的特點,帶領(lǐng)學生對航空實驗室進行參觀學習,幫助學生明確電路這門基礎(chǔ)課與自己未來將要從事專業(yè)的關(guān)系,讓學生從書本和習題中走出來。結(jié)合航空電源中的簡單電路,讓學生利用課堂中學到的知識對實際電路進行分析。

四、學生自主學習能力的培養(yǎng)

民航電子電氣工程專業(yè)的學生在完成本科畢業(yè)學習后,無論是工作還是深造,所從事的行業(yè)都處于技術(shù)前沿,需要不斷地學習充實自己,趕追世界先進水平。因此,在教學工作中,結(jié)合學生的專業(yè)需求,不但教授學生電路理論課程的內(nèi)容,還須培養(yǎng)學生的自主學習能力。鼓勵學生閱讀其他電路方面的參考書,特別是英文教材,而不僅僅局限于本校的教學課本。國內(nèi)教材品質(zhì)很高,但是有些內(nèi)容和思路是國外教材所特有的。例如,國外教材更注重工程應用的舉例,使得理論知識與實際生活的關(guān)系非常緊密,使學生可以從不同的角度思考問題,對課堂的教學成果是一種很好的鞏固。民航工程專業(yè)的核心技術(shù)仍然掌握在國外發(fā)達國家手中,其中很多技術(shù)還處于保密階段。學會并習慣閱讀英文資料也是學生應該掌握的技能。另外,還可鼓勵學生利用網(wǎng)絡(luò)資源鞏固知識的學習。由于學習電路理論基礎(chǔ)知識的學生基本上是大二年級,教師可指導學生利用學校電子圖書館的電子資源和學院教學網(wǎng)站的資料對課堂內(nèi)容加以鞏固。通過自我學習能力的培養(yǎng)為以后的學習打下基礎(chǔ),培養(yǎng)綜合運用所學知識分析相關(guān)問題的能力,達到應用型人才培養(yǎng)的目的。

五、總結(jié)

電路理論作為基礎(chǔ)課程,在學生本科學習中占據(jù)舉足輕重的地位,是學生學習其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)。為了更好地培養(yǎng)出符合時代要求的工程師和研究人員,在電路教學上需要一改往日“填鴨式”的方法,注重課程的工程背景,激發(fā)學生的實踐和創(chuàng)新熱情,鼓勵學生擴展視野,培養(yǎng)學生的自主創(chuàng)新能力。民航電子電氣工程專業(yè)的學生在完成學業(yè)后,將肩負我國未來民用客機技術(shù)發(fā)展的重任,承擔起我國民航客機的技術(shù)維護、技術(shù)升級、技術(shù)創(chuàng)新等重要任務(wù)。電路基礎(chǔ)課是學生未來所有專業(yè)課程的基礎(chǔ)學科之一,在傳授學生基本知識的同時,須培養(yǎng)學生良好的學習習慣,加深理論與實際相結(jié)合的意識,為未來的專業(yè)課學習和工作研究打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]陳永利,劉金寧,張晨光.電路分析基礎(chǔ)教學改革探索[J].教育教學論壇,2016,(31):102-103.

[2]楊鴻波,高晶敏,侯霞,等.“電路分析”課程教學改革的探索與實踐[J].中國電力教育,2011,(02):99-100.

[3]常淑英.試論在電氣教學中培養(yǎng)學生的實踐能力[J].教育教學論壇,2015,(36):228-229.

[4]郝憲鋒,劉復玉,李林.電路分析實驗教學的改革與探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2016,(19):61-63.

作者:朱姝姝 劉闖 單位:南京航空航天大學