電工電子學實驗基礎知識與實操

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人類文明進入“互聯(lián)網(wǎng)+”時代之后，電力已經(jīng)發(fā)展成為能源的主導形式，小到居家生活、工作學習，大到工業(yè)系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)鏈條，幾乎每一個領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。聚焦學科建設范疇，電工電子專業(yè)旨在培養(yǎng)電氣工程與電子技術人才，人才輸出的職業(yè)方向包括電力設備生產(chǎn)制造與維修、電氣制造與維修、電子設備制造與維修、電氣及電子設備應用等，具體到“電工電子學”課程體系，可劃分為理論知識與實踐技能兩大模塊，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。電工電子學實踐技能模塊主要以實驗教學形式展開，其中電類專業(yè)人才實驗教學強調探索性價值，而非電類專業(yè)人才實驗教學強調驗證性價值，電工電子學實驗可進一步劃分成“基礎知識”和“實際操作”兩部分。李文秀編著的《電工電子學實驗教程》（北京航空航天大學出版社，2017年8月第1版）一書面向工科院校非電專業(yè)人才，全書通過單元型實驗項目組織內容，對于如何開展電工電子學實驗基礎知識傳授與實操進行了全面且深入的研究。筆者基于三個角度展開解讀，闡明全書特色。

一、驗證主導，突出電工電子學實驗知識的基礎性

所謂驗證性實驗，是指在提出一定假設或已知實驗結果的前提下，按照科學的方法、步驟、程序等演示實驗過程，包含證偽和證實兩種開展方向。由于本書的目標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，因此全書所涉及實驗均為驗證性質，突出電工電子學實驗知識的基礎性。毫不夸張地說，當今社會空間中利用電力能源驅動的電氣、電子設備已經(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。通過驗證性實驗訓練，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構，更牢固地掌握電工電子實用技術。驗證性實驗基礎知識主要包括兩方面：其一是工具應用知識，包括電流表、功率表、兆歐表等工作原理，以及如何操作計算機仿真平臺、可編程邏輯控制器等，該部分基礎知識作用于數(shù)據(jù)收集；其二是儀器設備知識，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、低壓交流電源的設置等，該部分基礎知識作用于數(shù)據(jù)分析。

二、過程細致，保障電工電子學實驗實操的有效性

《電工電子學實驗教程》一書收錄了大量實驗案例，其中包含電工部分實驗11個、電子部分實驗10個。實驗難度由淺入深，如“基爾霍夫定律實驗”“戴維南（寧）定理實驗”“Multisim仿真基礎實驗”等，屬于難度較小的項目，PLC電機正反轉控制實驗、時序邏輯電路設計、四人搶答器實現(xiàn)等屬于難度較大的項目，本書在實驗實操環(huán)節(jié)提供了非常細致的過程，有利于讀者“按圖索驥”，確保電工電子學實驗操作的條理性、有序性。結合當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、實驗操作和數(shù)據(jù)計量三個方面，其中實驗操作無疑是連接理論分析、數(shù)據(jù)計量的橋梁，從理論分析到實驗操作是“知其然”的過程，而從實驗操作到數(shù)據(jù)計量是“知其所以然”的過程，因此，保障電工電子學實驗實操的有效性就顯得格外重要。當然，實驗實操不能一味地按部就班，還應該鼓勵學習者獨立思考、大膽嘗試，在電工電子學理論邏輯框架下，通過自主探索進行實驗創(chuàng)新，重新規(guī)劃實驗實操過程，這樣可以強化學習者的發(fā)散思維。

三、案例豐富，有利于實驗基礎知識與實操的銜接

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，為電工電子學實驗基礎知識提供落腳點，如電阻器、電容器、電感器等都是實驗工具、儀器的檢測對象，在“啟下”功能上，為電工電子學實驗實操提供了豐富案例，如“555定時器電路”對應“門鈴音樂”，“數(shù)碼管”對應“7段LED顯示器及顯示器譯碼實驗”等。基于電工電子學實驗基礎知識與實操高效銜接的考慮，本書在常規(guī)實驗過程描述基礎上，為學習者提供了綜合實驗項目，有別于依據(jù)充分的驗證性實驗方式，綜合試驗項目不重過程、重視結果，主要借助數(shù)據(jù)、表格、圖示等表達，需要學習者具有一定的組織能力及理解能力，自行挑選相關設備、進行系統(tǒng)設計、展開實驗操作等。例如，“方波、三角波發(fā)生器”綜合實驗項目，書中提供了構成方波和三角波發(fā)生的電路圖，詳細地闡釋了實驗原理，提供了多種備選設備，具體實驗實操保留了很大自主性。這種方式雖然具有一定挑戰(zhàn)性，但促進了學習者自行關聯(lián)基礎知識和實踐操作內容。

作者：竺興妹 陳娟 單位：江蘇省南京工程高等職業(yè)學校