范 文,孫紅躍,蘇 剛
(天津城市建設學院,天津 300384)
我校是一所以城市領域為主要服務對象的普通高等學校,所設置的專業(yè)主要是建筑類專業(yè)。其中開設“電工學”系列課程的有土木工程系、能源與機械工程系、材料科學與工程系、環(huán)境與市政工程系的16個本科專業(yè)。
“電工學”課程是工科院校非電類專業(yè)的一門重要基礎課,它包含了電類專業(yè)的電路分析,模擬電子與數(shù)字電子,電機與拖動等重要內(nèi)容[1]。一直以來,“電工學”課程因其內(nèi)容多,涉及的理論和分析方法廣,實際操作和動手能力要求高,而被學生譽為“最難的基礎課”。近年來,注冊設備工程師,建造師等執(zhí)業(yè)資格考試愈來愈熱,“電工學”是其中的必考內(nèi)容。如何能在有限的課時內(nèi),盡可能多的向?qū)W生介紹新器件,新技術,新方法,為建筑類專業(yè)學生服務,為學生將來順利就業(yè)打下堅實的基礎,是擺在我們每一位任課教師面前的難題。為此,在2010年,我們對于原有的“電工學”系列課程大綱做了大規(guī)模的調(diào)整和改革。
我們針對不同專業(yè)設置不同學時、不同教學內(nèi)容的“電工學”課程。其中“電工電子學A”面向建筑環(huán)境與設備工程、熱能與動力工程、機械設計制造及其自動化和安全工程四個本科專業(yè)。這四個專業(yè)后續(xù)部分專業(yè)課程需要“電工學”作為其先修基礎課程,并且,在學生未來的工作中,需要用到大量的電工和電子學知識?;诖?,我們安排“電工電子學A”為(1)(2)兩個部分,分兩個學期學習?!半姽る娮訉WA(1)”主要介紹電路和電機方面的知識,包括:直流電路,正弦交流電路,三相電路,磁路和變壓器,三相異步電動機,繼電接觸器控制系統(tǒng),可編程控制器及其應用,建筑供電與用電安全,建筑電氣施工圖等內(nèi)容?!半姽る娮訉WA(2)”主要介紹模擬電子和數(shù)字電子方面的知識,包括半導體,基本放大電路,集成運算放大器,直流穩(wěn)壓電源,門電路和組合邏輯電路,觸發(fā)器和時序邏輯電路,模擬量和數(shù)字量的轉換等內(nèi)容[2]?!半姽る娮訉W A”共112學時,“電工電子學A(1)”和“電工電子學A(2)”均為56學時,其中理論40學時,實驗16學時。
“電工電子學B”面向材料科學與工程、材料化學專業(yè)??倢W時72,其中理論56,實驗16學時。教學內(nèi)容基本包括了“電工電子學A”大部分的內(nèi)容,根據(jù)專業(yè)需求,刪減了可編程控制器及其應用,直流穩(wěn)壓電源,模擬量和數(shù)字量的轉換三章內(nèi)容。根據(jù)近年來半導體材料、光電材料的發(fā)展狀況,我們適當增加了電子學的相關知識內(nèi)容,以適應材料,材化專業(yè)的要求。
“電工學”面向土木工程、交通工程、港口航道與海岸工程、測繪工程、地理信息系統(tǒng)、城市地下空間工程、道橋與渡河、給水排水工程、環(huán)境工程和環(huán)境科學專業(yè)。總學時48,理論40,實驗8學時。課程內(nèi)容與“電工電子學A(1)”基本相同,刪減了可編程控制器及其應用這一章的理論和實驗內(nèi)容。
我們設置這三種“電工學”課程,主要是考慮各專業(yè)的后續(xù)課程銜接,以及學生未來工作及深造的需要,同時與相關專業(yè)教研室協(xié)調(diào)課時,開課學期等。
根據(jù)建筑類院校特點,增加建筑電氣方面內(nèi)容。作為一所建筑類院校,我校學生的就業(yè)有比較強的方向性,多數(shù)同學會選擇與城市建設相關的單位,如建筑設計院,施工單位等,成為相關專業(yè)的設計師或者建設管理人員。設計院,施工單位要求學生除了對本專業(yè)知識熟練掌握和靈活運用之外,還要對于建筑的其他各個方面有所了解。建筑電氣是現(xiàn)代建筑中很重要的組成部分,在建筑的設計和施工中,要求土木工程專業(yè),暖通空調(diào)專業(yè),給水排水專業(yè)與建筑電氣專業(yè)相互配合,協(xié)調(diào)合作,才能建設合格高效的建筑。為此,針對我校開設“電工學”系列課程的專業(yè),我們在原有“電工學”基本內(nèi)容基礎上,加大了建筑電氣部分知識的比重。我們在三種“電工學”課程中均安排了以下內(nèi)容:建筑供電與安全用電的基本知識,低壓配電系統(tǒng)的接地類型,建筑防雷知識,建筑電氣施工圖的構成,施工圖表達內(nèi)容與表達方法,閱讀施工圖的方法與步驟。通過這部分知識的學習,使非電專業(yè)學生對于建筑電氣有了較為清晰的認識,從而為將來在工作中的電氣應用打下良好基礎。
“電工學”課程是一門實踐性很強的課程。實驗課是啟發(fā)學生創(chuàng)新精神和意識,培養(yǎng)學生自主學習、創(chuàng)造性學習、提高科技創(chuàng)新能力的重要教學活動。我們根據(jù)專業(yè)需要,調(diào)整實驗內(nèi)容,注重培養(yǎng)學生動手能力和創(chuàng)新能力[3]?!半姽る娮訉WA(1)”中我們設置了16學時的實驗,其中包括:串聯(lián)交流電路及其功率因數(shù)的提高(3學時),三相交流電路(3學時),三相異步電動機的使用與控制(3學時),可編程控制器基本指令的訓練(3學時),三相異步電動機的PLC控制(4學時)。
在實驗內(nèi)容的選擇上,我們既注重對基本理論的驗證,更多的考慮學生的創(chuàng)新能力。例如三相異步電動機的PLC控制實驗中,我們要求學生自己設計控制方案,自己繪出I/O分配圖,自己編寫梯形圖程序,直至自己完成硬件連接及軟件編程,達到控制要求。這樣,實驗教學不僅是對理論教學的延續(xù)和有力補充,而且能夠使學生更好的理解和運用理論知識,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要手段。
目前,我們已經(jīng)使用新大綱進行“電工學”教學,一個學期下來,各專業(yè)學生反饋教學效果良好,根據(jù)我們的預期,新的“電工學”課程會使學生在未來的學習和工作中收獲更大的成果。
[1] 羅映紅,陳曉強,陶彩霞,構建非電專業(yè)電工電子教學新體系的探索,電氣電子教學學報,2006,28(1)
[2] 蘇剛,王秀麗.建筑電工學.天津大學出版社,2008
[3] 賈秀美,武培雄,電工電子類實驗教學改革研究,實驗室科學,2007(1)