0 引言

大学教育是要培养学生在知识、能力和素质三方面全面协调发展[1]。能力和素质往往比知识更为重要，这其中就包括思维方式。全面灵活的思维方式将使学生受益终生，会影响学生将来工作和生活的方方面面。

反观广东男篮，自职业联赛开始后，其俱乐部东家就未曾易主，宏远华南虎的名号如雷贯耳。陈林、陈海涛父子缔造了南粤篮球的奇迹。

1 思维方式

电子信息科学是一门实践性、工程性非常强的学科[2]，电子电路的分析设计是该学科各专业学生必须掌握的技能。学生在学习电子电路课程之前都有了数学和物理基础，习惯了数学和物理的思维方式。

数学思维是严谨、逻辑、抽象的思维方式[3]。一是一，二是二，无半点含糊。很多人认为数学非常之美，认为数学不应归类为科学，应该归类为艺术。

物理思维是以实验为基础的思维方式，它与化学、生物等同属于自然科学。通过大量实验获得大量数据，然后通过数学工具进行归纳总结，从而揭示自然界的规律。其重点在于研究，而不必过多考虑诸如成本、市场等其他因素。

要精确描述实际的元器件，需要几十甚至上百个参数，非常复杂。电子工程师常常在特定条件下对它们进行等效简化，充分体现抓大放小的工程思维。例如，对电阻、电感、电容元件，在低频电路中，电子工程师进行质点等效，变为集总参数，将其看成理想元件。再如，对常用器件，在低频小信号、工作在线性区的条件下，工程师进行线性等效。将非线性的二极管等效成理想开关+电源+电阻的线性模型；将非线性的三极管等效成电流控制电流源的线性模型；将非线性的场效应管等效成电压控制电流源的线性模型；将非线性的集成运放等效成电压控制电压源的线性模型[8]。对器件工作在大信号、非线性区的条件下，工程师将它们组成的门电路等效成理想开关逻辑。

2 工程思维

什么是工程思维？工程思维就是尝试用最简单的方法来解决实际问题的思维[5]。它有以下几个特点。

从时间看，工科新教师培训应该是一项较为长期的过程，至少应有3年左右。但在培训实践中，绝大部分高校将岗前培训、入职培训、职初培训等合并进行，仅仅用三至六个月时间就全部完成，追求“短平快”，忽视培训质量。

(1)工程思维属于筹划性思维[6]。由于工程问题涉及的面很广，需要综合考虑多方面的因素。如研制电子产品，除了技术本身以外，还要考虑产品成本、外观、市场营销等诸多因素，需要统筹谋划。

例如：在低频电路的条件下，电子工程师将元件抽象成集总参数，将二极管、三极管进行线性等效，这样电子系统就可以看成是由理想元器件组成的，使用简单的Kirchhoff's定律便可对系统进行分析[7]。

既然南海问题已经成为某些国家视野中的国际议题，那么中国有必要适时推出中国话语体系下的南海叙事框架，包括历史背景、现状、稳定机制和解决方案等。在这方面，中国历史上的“郑和模式”就是替代和超越上述意象的重要选项之一。

(6)对逻辑函数的化简，数学家采用布尔代数，需要记住公式以及掌握化简技巧。工程师则发明了卡诺图(Karnaugh map)，只需圈几个圈即可完成化简[10]。

自然界中存在电磁信号和电阻、电感、电容(R、L、C)等元件，以及二极管、三极管(D，T)等器件，物理学家会使用Maxwell方程组对它们组成的电子系统进行分析。而电子工程师不愿采用物理学家的复杂方式，他们乐意在特定条件下将系统进行抽象简化。

(4)工程思维中强调团队合作。任何一个电路都会有局限性，都有缺陷，它只是在某些指标上有优势。要想得到各项指标都优良的电路，则需要多个电路共同合作完成。

(5)工程思维中要权衡得失。改善一个性能指标，必然要付出相应的代价，需要权衡是否值得。如电子产品的键盘消抖动，有人用硬件电路实现，也有人用软件延时实现。软件实现节约了硬件成本，但会增加CPU的负担，增加系统功耗。这需要根据实际情况进行权衡，尤其需要站在电子系统整体的高度上进行软硬件协同权衡。

3 在电子电路分析设计中的体现

在电子电路的分析设计中，处处都体现了工程思维意识，下面分四个方面加以阐述。

3.1 工程抽象

电子工程师总是尝试用最简单的方法来解决实际问题，他们将电子系统进行层层抽象，使其简化，以便进行分析和设计，参见图1所示。

1.3 妊娠结局判断 产妇妊娠结局：观察产妇的早产、胎膜早破、绒毛膜羊膜炎、产褥感染的发生情况。围生儿结局：观察围生儿的胎儿窘迫、新生儿感染、新生儿黄疸与低出生体质量儿发生情况。

结合对耕地质量级别更新测定范围与程度差异，监测时间分为三大类：定时监测，对地区范围内造成耕地质量级别改变的各种指标展开综合监测评估，三年监测一次；及时监测，监测评估“增、减、建”阶段由于各种项目措施造成的耕地质量级别更新的各项指标，一年监测一次；即时监测，监测评估由于不可预测的自然、人为损坏等因素造成的耕地质量级别出现变化的各项指标，只在对耕地级别监测信息库进行调整时监测一次。

(2)工程思维里没有最好的，只有最合适的。如选择微处理器，有ARM A9和8031，它俩哪个好？主要看用在场合。用在智能手机上，当然选ARM A9，若用在门铃上，则8031是合适的。

再如，由理想元器件组成了集成运放、滤波器等模拟电路。工程师不再关心集成运放等的内部细节，将电子系统抽象成由模拟电路模块通过搭积木的方式构成的。由集成门电路、FPGA等组成的数字电路系统，工程师将其抽象成开关逻辑。以微处理器为中心的电子系统，工程师将其抽象成指令控制。带有操作系统、高级编程语言的电子系统，工程师将其抽象成程序控制，凡此等等。

3.2 方法简化

电子工程师在电子电路的分析设计方法上，力图用最简单的方法来解决实际问题。以下是电子电路课程中的几个简化分析设计的例子。

在电子系统的分析设计过程中，需时刻体现抓主要矛盾、团队合作和权衡取舍的工程思维意识。下面以三个例子加以说明。

(2)分析一阶动态电路，最原始的方法就是解一阶微分方程。工程师通过总结，对最常用的阶跃激励的一阶动态电路归纳出了"三要素"法。只需几个简单步骤，就可对电路进行定量分析[7]。

(3)对高阶动态电路，需要解高阶微分方程，很复杂。工程师则通过Laplace变换域的解法，将微分方程变为了代数方程，大大简化了分析设计[7]。

图1 电子系统的工程抽象

(4)对非线性器件的分析，使用解析法非常复杂。工程师则通过器件的输入、输出特性曲线，采用图解法简单、直观地进行交直流通路分析[8]。

(5)数学上的离散傅里叶变换(DFT)，工程师采用快速傅里叶变换(FFT)进行工程上的快速实现[9]。

(3)工程应用考虑因素众多，若面面俱到往往使分析设计难以进行，所以工程思维中要抓主要矛盾，抓主要问题的主要方面，忽略次要方面。这必然带来误差，工程思维中是允许有误差的，只要误差在合理的允许范围内。

(7)在高频电路中的传输线阻抗匹配，数学上需要复杂的计算。工程师则采用史密斯圆图(Smith chart)进行快速实现[11]。

3.3 等效简化

电子信息科学的思维与数学思维、物理思维不同。电子工程师研制的产品是要实用的，是要进入市场的，它属于应用科学，是以工程应用为目的，其思维属于工程思维方式。

3.4 抓主要矛盾、团队合作、权衡取舍

(1)低频电路中，在基本满足器件内无电荷积累和器件周围磁通不变两个约束条件下，则Maxwell方程组简化成了电路中的Kirchhoff's定律[7]。

1.2.1 细胞培养 U937细胞常规培养于含10%的胎生血清，100 μ/mL青霉素和100 μ/mL链霉素的RPMI1640培养液中，培养条件为37 ℃，5%CO2，饱和湿度。定期观察细胞生长情况，当细胞处于对数生长期时，用于实验研究。

(1)功率放大器。功率放大器的本质是功率放大。电压放大器(甲类)也具有功率放大作用，但甲类的电压放大器作为系统末端的功率放大器，其主要问题是效率太低。为了解决效率低的问题，需将放大管工作点设置到截止区，变为乙类功率放大器。但乙类功率放大器又产生新的问题，即存在交越失真。为解决失真问题，则需将放大管工作点设置到微导通，变为甲乙类功率放大器，藉其就很好地权衡了效率和失真的矛盾。

那个天天梦想着光复台湾的潘云，那个想娶一个大陆媳妇回台湾的潘云，那个想给埋葬在崇安大山里的父亲上一炷香的潘云，就这样，一声不吭，瞬间消失在茫茫兰江之上。

经过以上步骤，最终形成“适宜、有条件适宜、不适宜、禁止”四个适宜性等级的土地资源建设开发适宜性评价结果图层。其中，适宜等级是指某块土地能够满足几乎所有建设用途的要求，基本上没有限制因素，如果存在限制因素，也都是小限制因素，采取简单的措施就可以变为建设用地；有条件适宜等级是指在开发利用上存在限制性因素，需要进行适当治理和整治才能用作建设的土地；不适宜等级是指那些存在一些重要的限制因素或是在当前社会经济发展下不适宜用作建设的土地；禁止建设等级是指有相关法律法规政策依法保护，禁止开发建设的土地[7]。

(2)电压放大器。电压放大器的三个主要参数中，要求放大倍数大、输入电阻高和输出电阻低[8]。用三极管单管放大器的任何组态都不能同时满足这三个要求，这就需要多个电路组合完成。共集组态具有高的输入电阻和低的输出电阻，故将其设计在前级和末级；而共射组态具有大的放大倍数，将其设计在中间级。整个组合形成放大电路很好的满足了三个参数的设计要求，如图2所示。

图2 电压放大电路

(3)存储器系统。微机内的存储器选择时，需权衡速度、容量和价格三个因素[12]。SRAM速度最快，但容量小、单位价格高；DRAM适中；硬盘容量大、单位价格低，但速度最慢。根据程序访问的局部性，存储器系统设计中，靠近CPU的选用SRAM作为缓存，中间选择DRAM作为内存，最外面选择硬盘作为外存。

通过三者的团队合作，构建了微机内三层次的存储器系统，如图3所示。

图3 存储器系统

4 结语

在电子电路的分析设计中，可谓是处处体现了工程思维。教师在传授知识的同时，也要注意引导学生的这种思维意识。这样可使学生对所学知识有更深层次的理解。

1.2.2 研究区植被覆盖度分类体系划分。植被覆盖度是全球及区域性气候数值模型中的重要参数，是描述生态系统的重要基础数据，可揭示地表植被动态变化趋势，对进行区域生态环境评价具有重要意义[14]。该研究的研究区植被覆盖度划分参考相关研究分类成果[14]，结合乌伦古河流域实地勘察，将研究区植被覆盖度分为4种类型(表1)。

总之，思维方式有很多种，有数学思维、物理思维、工程思维、批判性思维等等，计算机学科也在大力推广计算思维[13]。这些思维方式并不矛盾，需要根据不同的情况加以灵活运用。这样我们才能以更广阔的视野去观察世界，去改造世界。

参考文献:

[1] 彭宜红，曹杰，朱永红，等. 抓住实验教学各个环节,实现对学生知识、能力、素质的综合培养[J]. 北京：实验技术与管理，2003，20(2)：108-111.

[2] 王志军，刘志敏. 构建培养创新型人才的电子信息科学基础实验教学体系[J]. 北京：实验技术与管理，2007，24(12)：8-10.(王志军等文)

[3] 张定强. 数学课改新视点：数学思维方式的培养[J]. 兰州：数学教学研究，2014，33(2)：2-6.

[4] 何利. 浅谈如何培养学生的物理思维方法[J]. 重庆：物理教学探讨，2013，31(5)：19-21.

[5] 王任芳. 工程思维方法在《化工原理》教学中的应用[J]. 荆州：长江大学学报(自然版)，2009(2)：364-365.

[6] 王荣良. 信息技术课程之工程思维辨析[J]. 北京：中国教育技术装备，2012(21)：24-26.

[7] 胡薇薇. 电路分析原理[M]. 北京：清华大学出版社，2014.

[8] 华成英，童诗白. 模拟电子技术基础(第四版)[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[9] 陈后金，胡健，薛健. 信号与系统[M]. 北京：高等教育出版社，2012.

[10] 阎石，王红. 数字电子技术基础(第六版)[M]. 北京：高等教育出版社，2016.

[11] 韩庆文. 微波技术及光纤通信实验[M]. 重庆：重庆大学出版社，2005.

[12] 王克义. 微机原理-结构、编程与接口[M]. 北京：清华大学出版社，2009.

[13] 李德顺. 21世纪人类思维方式的变革趋势[J]. 沈阳：社会科学辑刊，2003(1)：96-99.