電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識與實(shí)操

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人類文明進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代之后，電力已經(jīng)發(fā)展成為能源的主導(dǎo)形式，小到居家生活、工作學(xué)習(xí)，大到工業(yè)系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)鏈條，幾乎每一個(gè)領(lǐng)域都需要電力能源提供動力，而電氣工程也毫無爭議地成為現(xiàn)代文明的基石。聚焦學(xué)科建設(shè)范疇，電工電子專業(yè)旨在培養(yǎng)電氣工程與電子技術(shù)人才，人才輸出的職業(yè)方向包括電力設(shè)備生產(chǎn)制造與維修、電氣制造與維修、電子設(shè)備制造與維修、電氣及電子設(shè)備應(yīng)用等，具體到“電工電子學(xué)”課程體系，可劃分為理論知識與實(shí)踐技能兩大模塊，其中“理論知識”涵蓋電路及電路元件、電路的暫態(tài)分析、單相正弦交流電路等，工科院校電類專業(yè)（包含但不限于“電工電子專業(yè)”）人才需要深度掌握。電工電子學(xué)實(shí)踐技能模塊主要以實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式展開，其中電類專業(yè)人才實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)探索性價(jià)值，而非電類專業(yè)人才實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證性價(jià)值，電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)可進(jìn)一步劃分成“基礎(chǔ)知識”和“實(shí)際操作”兩部分。李文秀編著的《電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》（北京航空航天大學(xué)出版社，2017年8月第1版）一書面向工科院校非電專業(yè)人才，全書通過單元型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組織內(nèi)容，對于如何開展電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識傳授與實(shí)操進(jìn)行了全面且深入的研究。筆者基于三個(gè)角度展開解讀，闡明全書特色。

一、驗(yàn)證主導(dǎo)，突出電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)知識的基礎(chǔ)性

所謂驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，是指在提出一定假設(shè)或已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，按照科學(xué)的方法、步驟、程序等演示實(shí)驗(yàn)過程，包含證偽和證實(shí)兩種開展方向。由于本書的目標(biāo)用戶為高校工科非電類專業(yè)人才及電工愛好者、電子發(fā)燒友等，因此全書所涉及實(shí)驗(yàn)均為驗(yàn)證性質(zhì)，突出電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)知識的基礎(chǔ)性。毫不夸張地說，當(dāng)今社會空間中利用電力能源驅(qū)動的電氣、電子設(shè)備已經(jīng)到了泛濫程度，在現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)不斷提高產(chǎn)能的背景下，具有電工電子專業(yè)能力與素養(yǎng)的人才更顯得彌足珍貴。通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，有助于非電類專業(yè)人才了解電氣工作原理及電子元件結(jié)構(gòu)，更牢固地掌握電工電子實(shí)用技術(shù)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識主要包括兩方面：其一是工具應(yīng)用知識，包括電流表、功率表、兆歐表等工作原理，以及如何操作計(jì)算機(jī)仿真平臺、可編程邏輯控制器等，該部分基礎(chǔ)知識作用于數(shù)據(jù)收集；其二是儀器設(shè)備知識，包括函數(shù)信號發(fā)生器、數(shù)字萬里表、示波器等，以及直流穩(wěn)壓電源、低壓交流電源的設(shè)置等，該部分基礎(chǔ)知識作用于數(shù)據(jù)分析。

二、過程細(xì)致，保障電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)操的有效性

《電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》一書收錄了大量實(shí)驗(yàn)案例，其中包含電工部分實(shí)驗(yàn)11個(gè)、電子部分實(shí)驗(yàn)10個(gè)。實(shí)驗(yàn)難度由淺入深，如“基爾霍夫定律實(shí)驗(yàn)”“戴維南（寧）定理實(shí)驗(yàn)”“Multisim仿真基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”等，屬于難度較小的項(xiàng)目，PLC電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制實(shí)驗(yàn)、時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)、四人搶答器實(shí)現(xiàn)等屬于難度較大的項(xiàng)目，本書在實(shí)驗(yàn)實(shí)操環(huán)節(jié)提供了非常細(xì)致的過程，有利于讀者“按圖索驥”，確保電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的條理性、有序性。結(jié)合當(dāng)前我國高校電工電子專業(yè)教育現(xiàn)狀分析，重心主要集中在理論分析、實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)計(jì)量三個(gè)方面，其中實(shí)驗(yàn)操作無疑是連接理論分析、數(shù)據(jù)計(jì)量的橋梁，從理論分析到實(shí)驗(yàn)操作是“知其然”的過程，而從實(shí)驗(yàn)操作到數(shù)據(jù)計(jì)量是“知其所以然”的過程，因此，保障電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)操的有效性就顯得格外重要。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)實(shí)操不能一味地按部就班，還應(yīng)該鼓勵學(xué)習(xí)者獨(dú)立思考、大膽嘗試，在電工電子學(xué)理論邏輯框架下，通過自主探索進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，重新規(guī)劃實(shí)驗(yàn)實(shí)操過程，這樣可以強(qiáng)化學(xué)習(xí)者的發(fā)散思維。

三、案例豐富，有利于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識與實(shí)操的銜接

該書第三章“常用電路元器件的識別與主要性能參數(shù)”發(fā)揮著承上啟下的作用，在“承上”功能上，為電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識提供落腳點(diǎn)，如電阻器、電容器、電感器等都是實(shí)驗(yàn)工具、儀器的檢測對象，在“啟下”功能上，為電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)操提供了豐富案例，如“555定時(shí)器電路”對應(yīng)“門鈴音樂”，“數(shù)碼管”對應(yīng)“7段LED顯示器及顯示器譯碼實(shí)驗(yàn)”等?；陔姽る娮訉W(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識與實(shí)操高效銜接的考慮，本書在常規(guī)實(shí)驗(yàn)過程描述基礎(chǔ)上，為學(xué)習(xí)者提供了綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有別于依據(jù)充分的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方式，綜合試驗(yàn)項(xiàng)目不重過程、重視結(jié)果，主要借助數(shù)據(jù)、表格、圖示等表達(dá)，需要學(xué)習(xí)者具有一定的組織能力及理解能力，自行挑選相關(guān)設(shè)備、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、展開實(shí)驗(yàn)操作等。例如，“方波、三角波發(fā)生器”綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，書中提供了構(gòu)成方波和三角波發(fā)生的電路圖，詳細(xì)地闡釋了實(shí)驗(yàn)原理，提供了多種備選設(shè)備，具體實(shí)驗(yàn)實(shí)操保留了很大自主性。這種方式雖然具有一定挑戰(zhàn)性，但促進(jìn)了學(xué)習(xí)者自行關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)知識和實(shí)踐操作內(nèi)容。

作者：竺興妹 陳娟 單位：江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校