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电子技术入门精选(十四篇)

发布时间:2023-09-26 08:27:09

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇电子技术入门,期待它们能激发您的灵感。

电子技术入门

篇1

我认为只有立足于以学习者为主体,根据学习者的兴趣、能力,将所学的单一电路与生活中的电子小产品电路原理相结合,因地制宜、开发出学习者感兴趣的廉价易制的电子小制作项目,并完善相应的电路原理知识资料。然后在具体的学习过程中,一边学习电路原理知识,一边进行自制电子小制作来练习综合实践技能,这样通过制作不但验证了理论知识的科学性,还领会到了理论知识对实践的指导性。随着学习项目的逐步增多,将不断制作的各种电子小制作合理的整合到一起,设计成一个学习实验箱,并将相应的模块电路进行延伸,能够很好的激发和培养学员对电子技术知识综合应用与自主开发的能力。这样一来,学员在制作过程中不光学习了必要的电子技术理论知识,还掌握了必要的操作技能,为学员的后续发展奠定了良好的基础。

1.万用表的使用由于万用表是一种可以测量多种电量,具有多种量程的便携式仪表,是电学研究的必备工具。所以在这一项目的学习过程中,要立足于强化实际操作能力的培养,通过结合具体的实训操作,提高学习的效果。具体可分解成常见电阻器的识读、用万用表测电阻、测交、直流电压和直流电流、电桥的制作与测试等这几项任务,穿插学一些电学量的基本概念和电路的基本原理知识。逐步将实际操作技能有机的与理论知识相结合。最后通过制作电桥这一任务,综合性的将前面所学的测电阻、测电压和测电流等相关理论和技能知识融合应用,达到理论、技能、实践和拓展等全面的提高,逐步对万用表的使用知识和相应测试技能进行综合掌握。

2.电烙铁的使用电子设备中使用大量的种类繁多的电子元器件,每个电子元器件都要牢固的焊接在电路板上,就必须保证每个焊点的质量。故而手工焊接技能是电子装配和电子维修必备的技能,练好手工焊接技术是保证电子制作成功的必要条件。这对于一个从事电子技术工作的人员来说,一定要必须认真学习相关的焊接理论知识,掌握焊接要领,并能熟练地进行焊接操作。

3.装配可调稳压电源模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识可以认识电阻器、电容器、电位器、二极管、变压器等电子元器件并进行测试。可以接触到交流电路、变压器的工作原理、整流电路的工作原理、滤波电路的工作原理以及稳压电路的工作原理等。同时还认识了集成稳压器的管脚功能,并根据电路进行组装,在调试过程中学习用万用表进行检测电路。(3)功能说明电源部分是实验箱各模块电路总功率的提供者,为了能够满足各模块不同的电源电压需求,所以该电源输出是1.5V~12V连续可调的直流稳压电源;能够保证专用数字电路5V直流稳压电源的实验要求,还能满足差动式功率放大器双12V直流固定电源的需要,也能输出交流双12V电源。在制作过程中能进一步综合训练用万用表测电阻、测交、直流电压、电流等技能,同时也能认识安全用电了解安全电压的规定,熟悉安全接地的方法等实用的安全用电操作规程知识。

4.装配音频单管放大器模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识能够接触到电阻器、电容器、电容驻极体话筒、三极管等电子元器件,同时也可以接触到共发射极基本放大电路及相关电路的工作原理。在装配过程可以进一步掌握电阻器、电容器、三极管等基本电子元器件的识别与测试,特别是掌握电容驻极体话筒的测试,体验单管放大电路放大作用。(3)功能说明这一模块通过电容驻极体话筒将声音变化转变成电信号的变化,在电路中体现出电位变化,从而可以感受到怎样将我们最熟悉的声音信号转变为变化的电信号,也进一步练习万用表检测电路。而且这个电路可与后面的光控延时电路组成生活中常见的声光控延时开关,也可与LM386基本放大电路组成有趣的耳聋助听器电路,还可与脉冲分配器电路组成声控闪灯等多种电路,具有较大的拓展空间。

5.装配模拟“知了”声模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识能涉及到电阻器、电容器、三极管、发光二极管、扬声器等电子元器件的相关知识。学习多谐振荡器和自激振荡器电路的工作原理,同时认识三极管的截止、放大和饱和三种工作状态的转换,并感受振荡器频率变化与音调的关系。在装配过程中可以进一步掌握电阻器、电容器、三极管等基本电子器件的识别与测试,特别是掌握发光二极管和扬声器极性的测试。(3)功能说明通过制作与调试能体会到多谐振荡器的工作原理,感受音频振荡器的振荡频率与各工作点电平的关系,并练习用万用表测各点的电位,结合发光二级管的闪亮和万用表电压档指针的摆动可以直观的体会相关电量知识。这个模块电路还可延伸到机动车转向闪光指示灯、变音警笛、会眨眼睛的小兔子等许多趣味制作领域,而且简单易制,很容易实现。

6.装配助听器模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识所涉及的电子元器件有:电阻器、电容器、电位器、集成功率放大电路、扬声器等。同时能够了解到基本放大电路的组成以及非线性失真的产生,区分放大电路输入、输出电阻和多级放大的概念,体会音频放大电路的频率特性。在装配过程中能初步训练电路分析的方法,对有潜能的学员还可训练PCB板的设计与制作,循序渐进的上升到电子产品装配与调试的综合技能训练。(3)功能说明装配的这一模块电路可与音频单管放大器配合组成耳聋助听器电路,体会高倍数放大器电路的特性。灵活掌握后可在维修多级音频放大电路时,进行检测音频信号的传输途径,准确判断故障的部位。

7.装配TDA2822小功放模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识能够涉及到电阻器、电容器、电位器、小功率放大集成块、扬声器等电子元器件,同时进一步理解音频放大电路的原理,理解差动式互补功率放大电路的组成,并理解反馈的概念,认识负反馈对放大电路性能的影响,从而知道几种反馈电路的形式和作用。在装配过程中掌握电路分析的方法,跟进一步练习PCB板的设计与制作技能,也综合练习电子产品的装配技能。(3)功能说明这个模块制作主要是认识比较流行的低电压小功率音频放大集成电路—TDA2822的使用、集成块的安装最好设计成插座式,这样可方便的检测TDA2822的好坏,积累音频小功放的维修经验。

8.装配TDA2030双声道功率放大器模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识同样能够涉及电阻器、电容器、电位器、集成功率放大电路、扬声器等常用电子元器件。更进一步理解音频功率放大器的组成,知道电路的类型,理解功率放大器的工作原理,了解常用集成功率放大器TDA2030的管脚排列和典型应用。在装配中练习正确连接功率放大电路,正确使用万用表测电路静态工作点,逐步上升到用示波器观察输入、输出信号波形。(3)功能说明可以综合认识音频放大电路中输入、输出、高、中、低音调控制电路的原理,特别是掌握双电源供电,差动式输出的电路结构和检测技能,了解当今比较流行的高品质桌面音箱的构造和电路组成。

9.装配555时基振荡器模块(1)电路原理图块(2)所涵盖的知识除了涉及到电阻器、电容器、发光二极管等常用电子元器件外,还能接触到应用范围很广的555时基集成块。从而掌握数字电路的基本概念,熟悉常用的555集成门电路,了解RC定时电路对振荡频率的影响。逐步培养分析常用数字电路的逻辑功能,利用数字器件制作简单电路的能力。(3)功能说明通过该电路的制作,认识数字电路中脉冲的产生,特别是555的广泛应用,可与脉冲分配器共同组成十路循环彩灯控制器电路。

10.装配触摸式警报器模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识在前面基础上又增加了CMOS音乐芯片的应用,旨在进一步掌握数字电路的基本原理,同时熟悉常用的555集成门电路,并学习CMOS音乐芯片的连接。在装配中综合练习设计简单逻辑电路及利用数字器件进行电子小制作,并巩固焊接与调试等方面的技能。(3)功能说明将模拟电路与数字电路相结合,学习一些简单报警器的工作原理,这个电路也可改成触摸式门铃或感应式开关等电路。

11.装配声光控延时开关模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识这一模块电路新接触到了晶闸管、稳压管、光敏电阻、电容驻极体话筒等电子元器件,通过应用来掌握这些器件的检测技能。在电路原理的学习过程中综合掌握“与、或、非”逻辑功能,熟悉其逻辑符号、真值表和表达式,并了解TTL门电路的结构、的引脚排列及使用注意事项。(3)功能说明这一模块进一步将模拟电路与数字电路结合起来,认识生活中常用的各类延时开关电路的工作原理,装配过程中通过改变定时元件体会延时时间与R、C器件数值的关系。这个电路还可延伸到触摸延时电路、红外感应延时电路等多种场合。12.装配脉冲分配器模块(1)电路原理图(2)所涵盖的知识这一模块主要是通过认识CD4017十进制脉冲计数集成块的工作原理来体会时序逻辑电路,综合学习各种常用集成门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、D/A与A/D转换电路原理、符号、逻辑功能分析及其使用方法。(3)功能说明这个模块可与555时基振荡器模块相结合组成十进制脉冲计数器,也可与音频单管放大器组成声控闪光灯电路。

篇2

 

电子技术是一门比较抽象难懂的课程,但却是职业学校机电专业学生必学的一门课。由于职业学校的学生基础较差,而且大部分学生学习兴趣不高,所以,他们对电子技术知识接受起来更加吃力。但是,只要在教学中采取适当的措施,引导得当,还是能够使他们较快地入门的。

 

笔者从事中等职业学校机电专业教学工作,在教学中积累了一定的经验。下面我结合自己的亲身经历就如何使学生较快地学好电子技术这门课程谈一些经验和体会。

 

一、培养学生对电子技术的兴趣,以兴趣促学习

 

“兴趣是最好的老师。”在教学过程中,针对学生好奇心强、思维活跃等特点,只要在教学中设法激发学生的兴趣,就迈出了成功的第一步。现在电子产品已经渗透到生活中的各个领域。在教学中,可以从日常生活中经常使用的电子产品谈起,激发学生的兴趣。

 

例如,在学极管整流电路时,可以拿学生平时使用的手机充电器为例提出问题:我们知道,日常生活中使用的电源大部分都是220 V,50 HZ的交流电,手机充电器的电源输出的却是直流电,那么手机充电器是怎样把交流电转换成直流电的呢?这是因为手机充电器内部有一个整流电路,它能把交流电转换成直流电。

 

这样就自然而然地引出了课题,并且激发了学生的好奇心,让他们自然地联想到整流电路的组成元件是什么?它的原理是什么?然后再借题发挥,讲一下整流电路的结构及原理。讲完之后再让学生拆开手机充电器观察其结构及接线方式。课后与学生交流,发现学生对这一部分内容印象深刻,学习积极性也很高,收到了很好的效果。

 

另外,在教学过程中适当地运用教具也能够激发学生兴趣,收到很好的效果。在讲各种基本电子元件的时候,例如二极管,可以先让学生认识实物,说明元件的基本作用,激发学生想知道元件为什么会具有这种作用的兴趣,这样就达到了调动学生学习积极性的目的。

 

接下来在讲原理的时候,学生乐于接受,理解起来就容易多了。因此,只要掌握了兴趣这一块敲门砖,引导学生学好电子技术这门课就容易多了。

 

二、初学电子技术,理论不要太多

 

对中等职业学校的学生来说,他们毕业之后从事的一般是理论简单而实践性强的工作,不需要进行产品的设计和开发,所以,在教学中应适当降低理论难度,注重结果的传授。对理论不要讲得太多、太深。而且理论多了也容易使学生产生畏惧心理,丧失学习兴趣。

 

在教学过程中对初次学习电子技术的学生,应该先不要讲过多的理论和原理,可以先直接把结果告诉学生,让学生对基本元件的作用有一个整体认识,首先克服他们的畏惧心理,使学生感到电子技术这门课并不难。对于比较复杂的理论知识,有些是没必要让学生掌握的。

 

例如,大规模集成电路,它的内部结构和原理就没必要让学生深入了解,只需让学生掌握它的作用及各个引脚的外围元件就可以了。至于深层次的了解,等学生具有一定水平后再进行学习研究,就会比初学时容易得多。

 

三、注重实践,以实践促提高

 

“实践出真知。”电子技术是一门实践性较强的课程。如果只讲理论而没有实践,学生学完之后还是不能完全地掌握。在教学中讲清理论的同时,通过实践来巩固所学知识,加深学生对知识的理解和认识,可使他们的知识水平在实践的过程中得到迅速提高。

 

在教学过程中每讲完一部分内容要随时安排实验。例如,在学习两级功率放大电路时,我利用学校的电工电子实验室,给学生准备好所需器材,并给出电路图,让学生根据电路图,自己动手组成电路。等老师检查无误后,再指导学生在电路的输入端加上输入信号,让学生测量电路中各个电压及电流值,并用示波器观察输出信号,最后将得出的结论与所学原理相对照。

 

这一过程中,学生亲自动手组装电路来验证理论知识,加深了学生对知识的印象。学生更乐于接受,老师也省去了不少麻烦。另外,还可以让学生试着去维修一些日常生活中常用的电子产品,例如,收音机、手机电源等,让他们将所学理论应用于实践之中。通过这种理论联系实际的方法,能够使学生在实践中体会到学习的乐趣,从而在学习中取得很大的进步。

 

四、运用现代教学手段,变抽象为直观

 

利用多媒体教学课件不仅可以使教师讲课更为省力,而且可以把抽象的理论变得比较直观,让学生接受起来更为容易。

 

在电子技术课程中,信号是看不见摸不着的,因此信号的流程就更为抽象,单靠教师的讲解学生接受起来非常吃力。通过多媒体课件来辅助教学就不一样了。通过课件可以演示信号的流程及信号在传输过程中的变化,使原本看不见摸不着的东西变得一目了然,学生学习起来就容易多了。所以说,作为当今社会的专业教师,必须掌握现代教学手段。

 

总之,在电子技术教学过程中要具体问题具体分析,针对学生的特点采取有效的教学方法,这样才能够引导学生快速入门,学到更多的知识。

篇3

1 引言

在数字信号设计中,具有时钟信号的总线越来越被广泛的应用。如SPI、SSI、IIC、AC97、PS2、SD等协议都有时钟信号。广州致远电子有限公司的逻辑分析仪软件为方便客户推出了“通用CLK总线分析”帮助用户分析具有CLK总线的数据,本篇章以此插件解决PS/2总线分析简单介绍具有时钟信号时序的分析方法。

2 CLK总线分析组件介绍

“通用CLK分析组件”是广州致远电子有限公司,为采用具有时钟信号非标准协议分析所推出的一款辅助解码分析组件。其设置界面如图l所示。

具有时钟信号总线除了数据总线(DATA信号线)和时钟总线(CLK信号线)外,一般还有一条用于标志数据传输是否有效的片选信号线(CS信号线),如常见的信号SSI、IIS、AC97等总线。

具有CS信号线的时钟总线中,一般CS根据不同总线需求在低电平或者高电平标志着Data总线有效。同时“通用CLK分析组件”还支持“边沿”模式,即CS信号发生改变时代表新数据的开始,如HS总线。

很多具有时钟信号的总线中也存在一定的协议不存在CS信号线,如IIC、PS2等。他们通过信号线的停止和开启区分数据的有效和无效。为了解决没有片选信号线的总线分析,“通用CLK分析组件”提供了“CLK超时”设置。该设置标志了如果CLK信号当出现某个时钟超出该设置的时间则表示DATA信号线上的数据无效。

现实开发中有许多总线并非数据开始后立即采集数据,它们存在1个或者多个时钟延迟,为此“通用CLK分析组件”提供了“开始后数据延迟Bit”设置,实现对该类型功能的适应。

如图1所示,除了总线设置和CS模式、时钟超时设置外,该分析组件也提供了,采样点、空闲电平、数据长度、数据传输模式、过滤无效数据、CS无效时清空数据等常规设置使得该组件对时钟信号总线具有较强的适应能力。

3 PS/2协议介绍

PS/2设备接口是IBM公司研发的用于鼠标键盘的接口。它主要有5个引脚,除了电源、接地、保留线外,主要靠时钟线和数据线进行数据交换。

PS/2总线主要负责的是主机和设备之间的数据传输。信号在通常情况下保持高电平,传输数据0时就把数据线拉低,传输数据1时就让数据线保持高电平。PS/2鼠标和键盘履行一种双向同步串行协议,换句话说,每次数据线上发送一位数据并且在时钟线上发一个脉冲就被读入,键盘/鼠标可以发送数据到主机,而主机也可以发送数据到设备。但主机总是在总线上有优先权,它可以在任何时候抑制来自于键盘/鼠标的通信,只要把时钟拉低即可。

从键盘/鼠标发送到主机的数据在时钟信号的下降沿被读取;从主机发送到键盘/鼠标的数据在上升沿被读取。时钟信号只能由键盘/鼠标产生:如果主机要发送数据,它必须首先告诉设备开始产生时钟信号。

由于数据线和时钟线在正常情况下都保持高电平,当键盘或鼠标等待发送数据时,首先检查以确认是否是高电平。如果不是,是主机抑制通信,设备必须缓冲任何要发送的数据,直到重新获得总线控制权。如果时钟线是高电平则表明总线空闲,设备可以开始传输数据。传输数据过程如图2所示。

由于PS/2设备总是产生时钟信号。如果主机要发送数据,它必须首先把时钟和数据线设置为“请求发送状态”。下拉时钟线至少100μs来抑制通信和下拉数据线来请求发送。然后释放时钟。当设备检测到这个状态,它将开始产生8个数据位和1个停止位时钟信号。在停止位发送后,设备应答接收到的字节,把数据线拉低并产生最后一个时钟脉冲。具体过程如图3所示。

4 解析PS/2

现在我们就用“通用CLK总线分析”去分析PS/2,总线上传输的数据。

由图2和图3可知PS/2属于具有时钟信号,大多数人只关心数据段(“D0~D7”)8个bit位,至于开始位(“S”)、校验位(“P”)、结束位(“E”)和响应位(“ACK”)都可以通过分析数据位前后观察进行比较。因此我们通过“通用CLK组件”仅分析数据段所组成的数据。

PS/2时钟信号一般在80μs左右,在每个数据传输时都会存在大于100μs的时间间隔,由于PS/2没有CS信号,需要采用时钟超时作为开始信号。因此设置“时钟超时”为“90μs”。设置“CS模式”为“无CS”。

PS/2在开始数据传输前都会有1Bit的开始位,该开始位为不关心的数据,需要忽略掉,因此设置“开始后数据延迟Bit”设置为“1”。

PS/2在数据传输时时钟空闲时为高电平,因此设置“空闲电平”为“高电平”。

PS/2在数据传输时,设备发送到主机采用的是下降沿采样,主机发送到设备采用上升沿采样。从图2、图3中可以发现PS/2每bit数据传输有效时间内都存在一个下降沿和上升沿;在设备发送到主机中D0对应的是第2个下降和上升沿;在主机发送到设备时,D0对应的是第1个上升沿,第2个下降沿。因此我们设置“采样点”为“下降沿”。

由于D0属于数据的低位最先接受,因此设置“数据模式”为“LSB”(低位最先传输)。

由于存在D0~D7共8个数据,因此设置“数据宽度”为“8”。

最后根据我们需要的数据为数据数值,因此我们设置“过滤无用数据”有效。

根据需求设置的“通用CLK总线分析”如图1所示。

调用“通用CLK总线”分析结果如图4所示。该分析结果和调用“PS/2总线分析”分析的结果完全相同。调用“PS/2总线分析”的设置界面如图5所示。

5 总结

篇4

西门子备用点查找更换

I/O点数是PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数既可满足系统的控制要求,又可使系统总投资最低。通常的做法是先把各输入/输出设备和被控设备详细列出,然后再根据常用电气元件所需PLC的I/O点数,估算出实际I/O点数。此外,模块量也要估算,有多少监视量,就有多少路模拟量输入;有多少控制输出,就用多少路模拟量输出。估算出I/O点数及模拟量路数,可依大、中、小型机划分的大致标准,推算出要选用的PLC机型。为方便功能扩展或者防止点的烧毁,用户会根据自己的需要留有一定数量的输入输出备用点,即便没有考虑裕量,也可能会有闲置不用的输入或输出点,这样,当发生个别输入或输出点损坏故障时,就可启用备用的输入或输出点,而不必更换PLC主机或输入输出模块了。

将PLC的故障输入或输出点更换为备用点时,首先需查找可用的闲置输入或输出点。当从外部接线观察有困难时,针对西门子PLC可利用SIMATIC管理器程序的参考数据生成或显示功能查找。在SIMATIC管理器中打开项目,在项目的树形结构中找到站对象下的S7可编程模块,选中模块下的块文件夹对象,如图1所示

在SIMATIC管理器中,选择菜单命令选项 >参考数据 >生成。在生成参考数据前,计算机检查是否有任何可用的参考数据,如果有,则检查数据是否是当前的。如果参考数据可用,则说明它们已经产生。如果可用的参考数据不是当前数据,则可以选择是否刷新参考数据或者是否再次完全生成它们。此操作也可替换成使用菜单命令选项 >参考数据 >显示,最终在显示窗口会有如图2所示的信息。

从图2中可看出,输入的闲置点有I2.0、13.1、I4.1等,输出的闲置点有Q2.6、Q3.2、Q3.3等。这样就可将已坏的外部输入或输出点接线更换到闲置的输入或输出点上。

更换硬件接线后,项目程序也要作相应的修改。当项目程序中引用已坏输入或输出点地址数很少时,可找到程序中的相应地址,逐一修改。但若程序复杂,引用已坏输入或输出点地址数较多时,在程序中逐一修改就很麻烦,可能会出现漏掉修改的地方。有人建议在编写程序时最好先用一个中间点,在程序开头处先把输入点读进来,最后再写输出点。这样,万一哪天哪个输入或输出点坏了,也就只需要在程序开头或最后那里更改一个点就行了。此法简单易行,但在输入输出点较多情况下会增加程序执行的时间。再者若是作PLC运行维护的,程序已由他人写好,此法就不可行了。

想要将复杂程序中引用故障输入或输出点地址快速更换为新地址,利用SIMATIC管理器中的重新布线功能即可实现。具体的操作是:在SIMATIC管理器中,选择菜单命令选项 > 重新布线,会弹出如图3所示的对话框。

在对话框中填入已坏输入或输出点的旧地址,新地址栏填入外部接线已更换好的输入或输出点地址,点击确定后,SIMATIC管理器会自动把原有程序中所有相关的旧地址改为新地址。

因程序中输入或输出点地址有修改,所以需将程序重新下载到PLC中。

终上所述,PLC输入输出备用点的更换,包含了外部接线更换,程序中所用相关点地址更换,更换后的程序重新下载到PLC等三个步骤。利用SIMATIC管理器程序的参考数据生成或显示功能可查找到备用点,利用SIMATIC管理器中的重新布线功能,可将复杂程序中引用故障输入或输出点地址快速更换为新地址。

参考文献:

篇5

关键词:电子技术基础;教学方法;学习兴趣

《电子技术基础》是电工电子专业重要的一门专业技术基础

课,由于该课程理论性强,内容抽象,所以使得许多学生对该课程产生畏难情绪。科学巨匠爱因斯坦曾说:“兴趣是最好的老师。”浓厚的学习兴趣是学生学习的最佳内驱力,教师要根据该课程的特点,结合学生自身情况,把握细节,增强学生对《电子技术基础》的学习兴趣,使他们产生强烈的求知欲,促进思维意识的萌发,同时也有力地推动了教育教学的改革创新。下面根据本人的教学实践,就如何提高学生的学习兴趣讲几点建议。

一、注重入门教学,合理选择教学内容

绪论作为教材的第一课,也是学生了解《电子技术基础》的入门教学,在整个教学中有画龙点睛的作用。《电子技术基础》内容理论性较强,难以理解,这就要求教师在入门教学时要选择好教学内容,减少数理论证,把掌握概念和突出应用技能作为教学的重点,做好充分的准备,认真上好第一课。在讲第一课时,我就从介绍日常生活中的电子产品开始,如,智能手机等移动通讯设备、数码相机、计算机等,让学生认识到我们的生活中处处离不开电子技术,再介绍一些电子技术基础与所学专业的联系,引起学生的重视和

思考。通过简单的介绍,不仅达到了很好的课堂效果,学生的好奇心也被充分调动了起来,一下子产生了学习兴趣。

二、联系实际生活,理论与实践相结合,提高学生学习兴趣

电子技术课程有操作技术性较强的特点,电路的制作、测量和调试以及设备的使用是学习电子技术的关键。在教学活动中要始终坚持理论与实践相结合的原则,一方面,把所讲的内容与实物相结合,使理论具象化;另一方面,理论的学习一定要与实际操作结合,可以将理论知识的讲授穿插到操作之中。例如,电子仪器的使用,教师就可以边讲理论知识边给学生做示范,这样所得的结论更容易被学生接受和牢记。同时,教师也要积极引导学生将所学的知识运用到生活当中,可以利用节假日组织学生到社区、街头进行义务维修家电活动,并在旁边予以技术指导,不仅能使学生在实践中总结和积累经验,还能提高学生的操作技能,培养学生思考、解

决问题的能力,进而提高学生的学习成就感,激发学生的兴趣和

动力。

三、运用多媒体课件等现代化教学手段,加强直观教学

《电子技术基础》中电子电路的知识点比较抽象,在传统的教学方法中,教师只能通过讲解分析原理图等简单的来让学生接受电路分析的理论,枯燥乏味,学生注意力容易分散,极易产生厌学等不良情绪。多媒体技术以生动的图像、声音等效果将一些抽象难懂的概念变成具体可观的图画,取代了传统课堂上的粉笔、黑板,使课堂不再死板乏味。教师可以利用3DMAX、Flash等软件制作一些比较形象的、直观的课件演示。还有一些费时费力的实验,可以利用EWB、Multisim等软件来模拟实验,这样可以让学生在多媒体教室观测一些实验结果或数据,让学生的手、脑、眼、耳都动起来,唤起学生的情绪和兴趣,从而极大地提高了课堂效率。

四、重视探究性学习,任务驱动教学

所谓任务驱动是以建构主义教学理论为基础的教学方法,通过探究问题来激发和维持学生的学习兴趣和热情。这种教学方法的基本特征是:“以任务为主线,以教师为主导,以学生为主体”鼓励学生在学习中独立思考,发现问题,并依据自己所学的知识动手解决问题。在日常的教学中,教师应将任务驱动法运用到《电子技术基础》的课堂上,例如,在学习“三极管的电流放大作用”时,可以采用小组合作的学习方式,布置几个简单且循序渐进的任务,通过小组合作,制定出解决问题的方案。通过这种方法,既培养了学生的团队合作意识,又提高了学生的人际交往能力,同时通过引导学生解决问题,增强了学生的求知欲和课堂的趣味性,能够让学生自主学习,快乐学习。

五、提高教师自身素质和人格魅力

教师作为学习的主导,自身的素质也是影响学生学习兴趣的因素之一。要提高学生的学习兴趣,教师应具备知识素质、语言素质和勇于创新的能力。如果教师学识广博,知识完备,那就更容易将知识有效地串联起来,使得教学思路更加清晰,同时也能增强本学科与其他学科的联系,拓宽学生的知识面;如果教师语言精准生动、幽默风趣,那么所讲解的内容才会更加的清楚易懂,深入浅出,激发学生的学习兴趣;如果教师思维敏捷不混乱,勇于创新,采用灵活多样的教学方法,那么学生就更加容易接受新知识。这就要求教师要提高自身的专业素质,增强社会责任感和职业道德水平,成为受学生欢迎的教师,利用人格的魅力来激发学生的学习兴趣。

俗话说:“学无止境”,同样,教学活动也是永无止境的,学生对《电子技术基础》兴趣的培养是一个循序渐进的过程,教师要不断总结教学经验,加强与学生的沟通交流,给学生创造一个和谐互动的学习氛围,同时还要把教学改革创新放在第一位,采用多种方式调动学生的积极性,注重实践,使学生所学的知识融会贯通,为我国培养出竞争力强、创造力强、业务精良的电子技术人才。

参考文献:

[1]周天宏.浅谈电子技术基础课程的优化教学[J].科技信息,2007.

篇6

关键词: 高职高专类应用电子技术专业 项目教学法 有效衔接

1.传统教学的弊端

根据电子产品的生产过程,我们可以将各环节分为电子产品设计要求、电路原理图设计、印制电路板(PCB)设计与制作、元器件采购与测试、电路安装、调试与维修、产品整机装配、产品销售、产品售后服务。

根据电子产品的生产过程,高职高专类应用电子技术专业毕业生可从事的岗位大体可分为电子产品设计人员、电子产品生产工艺管理人员、电子产品生产调试与测试人员、电子产品生产维修及售后服务人员、电子产品生产营销人员。

根据面向岗位的课程体系开发,我们可将专业类课程分为专业基础课程、专业基础技能训练课程、专业核心课程。

大家公认,专业基础课程内容单调,虽然涵盖了所有的专业必需的知识点,但是缺乏实际运用的案例,导致学生考试以后便很快忘记了;在后续的设计类课程中,需要灵活运用专业基础知识的时候,却不知道如何入手,翻开专业基础课程的教材,却一片茫然,原因在于后续设计类课程突然将专业要求提得比较高,能力要求出现了一段间隙,没有很好地与专业基础课程衔接,这样的情况容易导致学生在课程开始阶段的迷失,甚至会导致学生逐渐地排斥本门课程,并最终放弃学习过程而只求考试及格。如此的现象在各大高校中都有存在。如何实现专业课程之间的有效衔接,激发学生的学习兴趣,树立学生学习的信心是众多教育教学工作者应当深入思考的问题。

2.项目内容连贯性的启发

专业课程教学内容之间的有效衔接,可以与现阶段正在逐步推广的项目教学法相结合,选用适当的项目,在专业基础课程、专业技能训练课程、专业核心课程之间建立起良好的桥梁纽带,引导学生以此类项目为主线,逐渐建立学生的信心和兴趣,举一反三地进行自我学习。

为了能比较具体地说明问题,本文以一例作为实例。如图1是增益数控电路。其工作原理是用芯片NE555构成一个多谐波发生器其频率f=1/0.7(R1+2R2)C提供脉冲波,用RS触发器、十进制计数器和与非门能够达到每按一下按键就能通过十个脉冲,平时该输出口处于高电平。用一个按键与一个上拉电阻构成一个开关,平时处于高电平,每按一次形成一个脉冲。将这两个脉冲输出连接到与非门的输入端,再将与非的结果输入到X9C102P的INC端调节输出电压。

为了达到一个项目同时满足专业基础课程、专业基础技能训练课程、专业核心课程教育教学训练的需求,其应满足以下条件。

(1)知识点在专业基础课程中具有代表性。

应用电子技术专业基础类课程在各大高校中开设的情况大同小异,数字电子技术基础和模拟电子技术基础两门课程是必需的。一般所选用的项目中数字电子技术或者是模拟电子技术基础的知识点应该体现得比较清晰,容易分离出知识点进行实际应用讲解,这样该项目可以作为专业基础课程的应用实例。

本案例中(如图1)的集成计数器芯片应用、集成门电路应用、集成数字电位器应用、上拉/下拉电阻应用、RS触发器应用、555定时器应用、三极管的开关作用等,都是非常典型的知识点,在了解电路作用的前提下,进行局部电路分析可以帮助学生进行知识点巩固学习和灵活运用。

(2)复杂度适中,作为专业技能训练类课程的入门项目。

应用电子技术专业技能训练类课程在各大高校中开设的情况也是大同小异,电子设计自动化(简称EDA)课程是必需的,EDA课程有课分为板级设计类的印制电路板(PCB)设计和芯片级设计类的可编程逻辑门阵列(FPGA)两门课程。

对于这两门课程,如果是单讲软件的使用操作,那就失去了其本身的意义,在这两门课程中,学会使用计算机辅助设计软件是一定的,并且要体会板级电路设计和芯片级电路设计的区别和实际应用价值,更重要的是要能够自己设计相应的电路,完成设计要求。

要利用计算机辅助设计进行板级或者芯片级的电路设计,熟悉电路原理,掌握设计关键是至关重要的,对于初学者而言,如果课程开始便选用未见过的电路,则很难理解,更加谈不上进一步的设计。但是,如果教学所使用的项目中各单元电路部分是在先修的专业基础类课程中作为实际案例,在不同的场合和章节中已经分析过的,那么在进一步的设计课程中,学生将会很好地衔接和过渡。例如电路图的模块化设计,数字功能模块的设计都需要对单元电路原理非常熟悉才能进行电路的合理划分和硬件描述语言程序的设计。

在先修专业基础类课程中所选用的项目的复杂度应该适中,在计算机辅助设计课程中,作为入门项目,甚至是提高项目。

本案例作为印制电路板设计入门项目,属于典型的数字电路印制电路设计,可以将设计的一般要求融入其中,在原理已经基本明了的情况下,引导学生进行电路的进一步设计将会事半功倍,而且比较容易建立学生学习的信心。比如,布局设计中输入/输出接口、按键、信号产生电路等关键部件的设计技巧;布线设计中电源线、接地线、时钟脉冲信号线、被控制信号线等的参数设计和走线技巧。

随后在专业技能训练类课程的提高项目和综合项目中逐渐地增加训练强度和设计难度,达到更高的水平。

(3)可移植性好作为核心类课程的设计原型。

应用电子技术专业核心类课程一般都包括单片机设计、综合电路设计等设计类课程。运用数字控制类芯片可以使电路智能化,功能更加强大,而且电路却非常简单。例如在本案例中的按键消抖动是采用门电路构成的RS触发器实现,其可以在单片机中软件消抖动;本案例中的步进控制需要为数字电位器输入单脉冲或者是连续的十个脉冲,使用单片机程序可以非常容易地实现而摆脱复杂的硬件电路。

类比设计可以将抽象的枯燥单片机功能讲解用实际效果来体现,直观的学习比抽象的学习更受学生欢迎,而且学习的效果会更好。

(4)易调试,观察现象明显。

在高职类院校的应用电子技术专业中,经常会包括一些安装调试类课程。同样,在入门项目中,教师采用先修课程中已经出现过的项目原理,可以在课程开始时,借助项目原理已经比较清晰的前提,将教学重点放在调试技巧、仪器使用技巧、数据记录分析技巧方面,在后续的提高项目和综合项目中再逐渐地增加电路的复杂程度和调试难度,达到更高的水平。

3.结语

采用衔接式的项目内容引导教学,在专业课程体系中,构建一个甚至是多个产品的设计生产全过程,有助于形成真正的以产品为对象的教学体系;对于接受引导学习的学生而言,可有效地实现课程间的平滑过渡,每次新阶段的学习都能很快上手,并逐渐学习和掌握新的知识和技能,最终形成完整的知识体系。对于校企合作而言,订单式培养是校企合作的一项重要内容,企业可以提供自身的比较有代表性的产品作为教学的对象,在分析、设计和调试中实现针对性的培养,实现企业实践与学校教育的良好对接。

参考文献:

[1]林汉.应用电子专业课程体系改革初探[J].湛江师范学院学报,2001,(03).

[2]张源峰.高职应用电子专业模块化课程体系设计与教学实施[J].闽西职业技术学院学报,2006.6.

[3]李宗宝.关于应用电子技术专业课程体系改革的实践[J].职业教育研究,2007,(3).

[4]姜大源,吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究――理论、实践与创新[M].北京:清华大学出版社,2007,(4).

篇7

关键词:提高教学 入门课程 理论实践

中图分类号:G710 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)06(a)-0176-01

1 为什么《电子技术基础》这门课难学

第一,除了生源问题,中职生的素质比较低,大多数学生初中都是学习能力比较弱,或者不爱学习,具有比较严重的分化情况。在中考后选择专业的原因中三成是为了以后能够有所发展,三成是听从了父母的意愿。仅剩下的才是真正喜欢本专业的。而且中职生文化基础薄弱,没有信心没有动力去学习。

第二,中职学校的电子类书籍内容不够详实,只有结论,没有中间理解的过程,学生无法接受,教师在讲解过程中要加入不少课外教学内容,学生不愿做笔记,一边做一边理解又是一大难题,往往为了写笔记忽略了理解。教材在编排内容的过程中根据知识的逻辑性,在讲解原理中又忽略了实践。对于中职学生来说又不能接受这么深奥的理论知识。更何况,中职类学生将来从事的工作中不需要掌握过于繁琐的理论知识。

第三,教师在教学过程中采用的教学方法不够先进,仍然采用我讲你听,我念你记得方式,在教学中缺少创新。这样的教学必然没有较高的效率。

2 如何提高教学的措施

从今年来国内外相关文献资料看,可将其中教学设计原则概括如下:(1)注重以学生为中心。(2)注重对学习环境的创设而不是教师的教学环境。(3)强调利用各种信息资源来支持“学”。(4)关注学生完成任务的方法路径和思维方式,关注学生知识的认知和内化。结合教学经验,笔者认为教学设计主要包括以下几方面。

①利用多媒体的方式来诱发学生的求知欲,激发他们的学习兴趣和积极性。通过多媒体这种辅助教学方,帮助学生突破学习过程中的重难点,培养学生的创造能力和实践能力,以及自学能力。

②在基本的常用仪器的使用,掌握操作方法和调试技能的前提下增加探索性试验来培养学生的创新思维。并采取开放式试验,让学生按照自己的想法独立进行装配、调试并能写出完整的实验报告。笔者认为在学习电子技术基础知识时重点应放在万用表的操作学习上。

③教师设计一项学习任务时必须充分考虑到这项学习任务的可操作性。例如:在掌握晶体二极管的特性时,可以给学生设计的一个任务,即“制作直流稳压电源”,并通过具体的电子产品制作过程来理解晶体二极管的单向导电特性。

④搞好师生互动,实现教学交融。教师对学生的指导是非常重要的,特别是对他们的学习方法的指导。让他们能独立分析解决问题。当教师的教学方法与学生的学法有机融合的时候,就能形成较好的互动氛围和环境,取得真正的效果。

⑤增强学生的学习自信心。当学生在学习过程中遇到困难无法解决的时候,会失去学习的兴趣,成绩的不理想更会形成恶性循环,从而失去信心。这时候作为任课教师要时常询问学生的掌握情况,及时做到交流补充和讲解。

3 结语

简而言之,为了激发学生学习《电子技术基础》课程的兴趣,关键是让学生多观察、多参与、多动手,优化教师的教学方式,善于运用学科知识本身的魅力去影响、感染学生,在教学教学中充满创新精神。只有具备了创新教育能力,才能更好得开展教育。

参考文献

[1] 林生华.浅谈电子技术基础教学与学生创新能力的培养[J].中等职业教育(理论),2010(1).

篇8

关键词:电力电子;系统设计;仿真;教学改革

作者简介:金楠(1982-),男,河南商丘人,郑州轻工业学院电气信息工程学院,讲师;杨存祥(1966-),男,河南台前人,郑州轻工业学院电气信息工程学院,教授。(河南 郑州 450002)

基金项目:本文系郑州市科技攻关项目(项目编号:112PPTGY249-7)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0111-02

著名的Newell倒三角理论指出,电力电子技术是由电力技术、电子技术与控制理论三者交叉综合而成。随着三项技术快速发展,近年来,电力电子技术在器件制造、控制方法和系统设计等方面发展迅速。目前,电力电子技术广泛应用于智能电网、开关电源、电机驱动、绿色照明等重要行业,并且其应用领域仍在不断扩展。[1]尤其是新能源发电与分布式发电、高压直流输电和柔流输电、用户电力技术和电能质量技术、储能技术等大功率电力电子技术已经融入到电力系统各个环节。因此,电力电子技术已经成为支撑智能电网的关键技术之一。

电力电子技术是郑州轻工业学院(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业基础核心课程,该专业每年有150名学生学习此课程。目前总学时为58学时,其中理论教学50学时,实验8学时。在以往本科教学过程中,并未设置计算机仿真的教学安排。仅有的实验学时安排4次实验,分别是单相半控整流桥实验、三相全控整流桥实验,交流调压电路实验和直流斩波电路实验。实验内容陈旧落后,无法满足电力电子技术快速发展的需要。

电力电子技术课程教学应与该技术的发展相适应,然而,目前在实际教学过程中存在以下问题:首先,学生对该技术兴趣浓厚,但目前教师授课内容主要以波形理论分析为主,内容枯燥,不易入门。其次,教学内容零散,缺少系统设计训练。系统设计是多种知识模块的组合,但教学中缺乏知识模块之间相互贯通的内容。因此,在设计实际系统时无从下手,缺少应用系统设计的知识与技能。再次,教学实验装置中所使用的控制方案主要是利用运放组成的比例积分控制,难以将微控制器技术、数字信号处理技术与电力电子技术相结合,无法实现复杂控制算法。学生普遍反映电力电子课程理论分析较多,课程中缺少真实案例,不易理解,希望增加实验数量。由于受到实验条件限制,增加硬件实验需要更新添置实验设备,周期较长。

因此,在电力电子课程中增加了应用系统设计部分,通过使用PSIM软件对应用系统进行仿真研究,填补基础理论教学与实际应用之间的断带,帮助学生加深对基础理论和应用系统设计知识的理解,掌握利用仿真技术进行辅助分析与设计的技能。

一、PSIM软件

计算机仿真技术通过搭建模拟实际器件的仿真模型,为系统分析提供有效方法,极大简化了电力电子与电气传动系统分析与设计的过程。仿真中需要使用数学模型代替实际器件,通过数值方法求解电力电子系统中状态变量的运动规律。由于工程人员无法完成复杂的数学建模、数值求解和编程工作,PSIM、SABER、MATLAB等仿真软件的出现极大提高了科研、开发效率。

PSIM是专业的电力电子与电机控制仿真软件,与其他通用性仿真软件相比,占用资源少,仿真速度快。该软件主要应用于基本电力电子电路设计、电气传动系统设计、电机设计、新能源发电系统设计等领域,基本覆盖了电力电子与电气传动领域的主要内容。PSIM软件在电力电子应用系统设计课程教学中有以下特点:[2-4]

特点一:PSIM软件的基本操作简单,学生能够较快掌握并进行简单的电路设计,易于入门。与其他软件的复杂操作配置相比,通过两个学时的简短功能介绍后,学生可以自主使用PSIM软件仿真验证电力电子课程中的基本电路和理论。教学实践表明,学生经过简单操作能够产生教材中长篇介绍的复杂波形,减小了入门难度,容易引起兴趣和求知欲。

特点二:包含电力电子技术课程中涉及的全部元件,能够实现模拟控制和数字控制,便于将控制理论的基本方法应用于电力电子系统设计。通过设计高性能控制算法,培养学生解决复杂控制问题的能力。

特点三:对于复杂的电力电子应用系统,PSIM可以通过编写动态链接库(DLL)的方法实现控制算法,同时能够与其他仿真软件配合使用,增强了仿真系统的扩展性,为希望深入学习的学生提供了有力的工具支持。

特点四:针对可再生能源领域,PSIM具有光伏电池模块和风机模块,通过配置参数得到设计所需的仿真模型,提高了仿真效率。

PSIM软件具有强大的功能和扩展性,在日本新能源产业技术开发机构(NEDO)、清华大学、华中科技大学等国内外电力电子教学科研机构得到了广泛应用。因此,我校电力电子课程体系改革中,加入了该软件教学部分,以培养学生电力电子系统分析与设计的综合能力。以有源电力滤波器为例介绍使用PSIM软件进行系统设计与仿真的过程。

二、并联有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)仿真

变频器、开关电源等电力电子装置广泛应用于现代工业。由于许多电力电子装置具有非线性、冲击性和不平衡性,这些装置从电网中吸收能量维持正常工作的同时,将一部分能量以谐波电流的形式注入到电网。电力电子装置的广泛使用导致电网中谐波污染问题日益严重,造成电网电压波动和电流波形畸变,成为影响供电质量的突出问题。[5]

有源电力滤波器是解决电力系统非线性负载产生谐波污染问题的有效装置,通过检测谐波源产生的谐波电流,利用逆变装置产生等幅值、反相位谐波电流抵消负载谐波电流,从而提高功率因数、降低网损、改善电能质量。[6]

1.APF的原理与电路结构

图1(a)为并联型有源电力滤波器系统结构图。其中,es表示交流电网电压,负载为谐波源,产生谐波电流并消耗无功。并联型有源电力滤波器由两部分组成,即谐波电流检测电路和补偿电流发生电路。谐波电流检测电路检测出补偿对象电流中的谐波分量,以此作为补偿电流指令参考值。补偿电流发生电路根据指令参考值,产生实际补偿电流。功率变换电路采用电压型逆变器,PSIM仿真模型如图1(b)。

2.基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测算法

ip-iq谐波检测算法是瞬时无功功率理论的改进,该算法对电网电压初始相位没有严格要求,检测结果不受电压波形畸变的影响。考虑直流侧电压波动下的谐波电流检测算法如图2。

其中,A相电压ea通过锁相环(PLL)模块后产生同相位的正弦和余弦信号,检测得到三相负载电流ia、ib、ic经过C32变换后得到坐标系下电流分量iα、iβ,C32用(1)式表示:

(1)

然后经过C变换后得到ip、iq,用(2)式表示:

(2)

ip、iq经过低通滤波后得到直流分量、,经过CT变换、C23变换后得到负载电流的基波分量iaf、ibf、icf,其中。负载电流与其基波分量相减得到有源电力滤波器谐波电流检测值iah、ibh、ich。

稳态运行时,APF直流侧电容的平均电压需要保持恒定。由于电路损耗会产生直流侧电压下降,需要从系统注入有功功率补偿损失功率,维持直流侧电压恒定。损耗电流幅值由直流侧电容电压实际值与参考值的偏差量经过PI调节器后得到,损耗电流相位与系统电压相位相同。利用PSIM软件能够实现上述谐波检测补偿算法。

3.仿真结果

仿真系统参数如下:电网线电压380V,频率50Hz,非线性负载为三相整流桥接阻容性负载,并联电阻5Ω,并联电容470μF。APF直流侧电容2000μF,初始电压600V。有源滤波器与电网连接电感为2mH。

APF在0.2s时投入工作,图3(a)中,ISA为A相电网电流波形,I_LA为A相负载电流波形。仿真结果表明,APF投入工作后,电网电流谐波成份得到有效治理,谐波畸变小于3%。PSIM软件中包含功率因数表与视在功率表模块,图3(b)为系统功率因数及视在功率波形。仿真结果表明,APF能够补偿负载谐波和无功电流,提高系统功率因数使之接近1,同时系统输出视在功率下降到4.45KW。由于负载消耗的视在功率下降,线路电流减小,降低了线路损耗。利用PSIM软件验证了APF及其控制算法的有效性,为实际装置的设计与调试提供了理论依据。

三、结论

实际教学过程中,电力电子技术的理论计算和波形分析较为枯燥,教师单一课堂讲授,学生被动学习的效果并不理想。PSIM软件使学生能够借助仿真工具对电力电子功率变换电路及控制方法进行验证,引起了对该课程的浓厚兴趣。利用该软件能够完成本文中有源电力滤波器这类复杂电力电子系统的分析与设计,培养了学生实践创新、主动学习的能力,帮助学生掌握利用仿真工具辅助设计的技能,取得良好的教学效果。PSIM软件操作简单、内容丰富,对优化课程教学内容、调整教学思路方法、培养工程实践能力发挥了重要作用。

参考文献:

[1] 王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2011.

[2]关静.基于PSIM的电工基础课程教学方法的探索[J].中国现代教育装备,2010,(19).

[3]罗如山,陈政石,刘美.基于PSIM的“电力电子技术”仿真教学研究[J].中国电力教育,2012,(27).

[4]洪武.PSIM在电力电子技术教学中的应用[J].实验科学与技术,

2009,(2).

篇9

《模拟电子技术》是一门技术性和实践性很强的专业基础课程,本课程是我系电子信息工程和应用电子技术两个专业的学生初次学习电子技术的课程,“入门”难是学生普遍存在的问题,我们认为难就难在学生对基本概念似是而非、基本原理理解不透、基本分析方法掌握不牢、基本计算方法应用不足,所以,在教学过程中,我们特别注重基本概念、基本原理、基本分析方法和计算方法的讲解,并力求引导学生举一反三,触类旁通。同时我校属于二本院校,学生的英语基础普遍偏低,要求英语基础比较薄弱的学生用英语来学习一门比较抽象的专业课程就难上加难了。为了解决以上问题,更好的在我系开展模拟电子技术双语教学,采用了以下方法:第一,在大一第二个学期开设电子信息类专业英语课程,让学生掌握电子技术专业的相关专业英语术语,同时让学生掌握用英语怎么来描述电子技术中的工作原理,特点,以及了解专业英语和普通英语的区别。为大二开设的模拟电子技术的双语教学打下良好的基础。第二,为解决双语教学师资难问题,我系特组织两名有留学经历,英语功底扎实的年轻教师到国内高校学习考察模拟电子技术双语教学,同时精心备课,突出重难点,将抽象的内容通过CAI课件尽量具体化。第三,展开多种模式的双语教学目前模拟电子技术双语教学采用大部分学生能接受的混合型双语教学模式和辅助双语教学模式相结合的方式,即一些比较简单的内容以及课后小结和讨论部分采用中英文结合双语教学模式,而模拟电子技术中的电路特性等重难点内容采用辅助双语教学模式。第四,对考核方法进行改革为突出英语的重要性,增加平时成绩的比例,从原来的平时成绩占期末成绩的20%增加到30%,同时成绩构成要多样化。

2双语教学实践的评价

双语教学的效果可以通过学生对该课程的感受与认识和学生对知识的掌握和运用情况两个方面来衡量,通过对我系电信11级两个班的双语教学问卷调查中可以发现:认为模拟电子技术双语教学授课中中英文比例适合的占大多数,说明大部分学生认可了双语教学。同时有九成以上的同学认为模拟电子技术双语授课进度适中。

3小结

篇10

关键词:电子技术基础实验 演示仪 设计

1 现状分析

数字电子技术基础是高等学校理科类学生广泛选修的课程,对于电子、通信等专业更是必修的基础入门课程[1],具有较强的理论性和实践性。目前电子技术方面的实践教学都是独立设课,几乎没有相应的课堂演示实验。

与普通物理、化学具有丰富的演示实验器材相比,市场上几乎没有电子技术基础课堂演示实验器材。而实验室的实验器材比较笨重,不方便携带。所以设计实用性较强、简单便携的电子技术基础演示实验演示仪就显得很有必要。

2 设计实例

以3人表决器电路为例,具体阐述实验演示仪的设计和制作过程与要点。

2.1 电路原理

3人表决器电路,又称为多数“1”鉴别电路(如图1所示)。工作方式就是当3个输入端中有任意2个或者2个以上输出逻辑状态为“1”时,电路输出状态为“1”;否则电路输出状态为“0”。其逻辑功能见表1[2]。可广泛应用于各种比赛的裁判电路。

图1 3人表决器电路原理图

表1

2.2 电路图设计

图1所示电路需要选用合适的芯片去实现,另外还加上电源、输入端电路、输出端电路才能工作。

图2是3人表决器设计电路图。

图2 电子技术基础综合实验演示仪电路

2.3 电路说明

2.3.1 主电路芯片选择

我们采用TTL系列的74LS00和74LS20芯片。集成电路不直接焊接,而是采用插接式安装。即焊接安装一个同规格的芯片插座,把芯片插在上面使用,这样一旦出现芯片故障,更换非常方便[3]。

2.3.2 电源

因为此电路只需直流电源,而且最大电压为+5 V,允许误差为±10%。所以我们采用可容纳4节5号或者7号干电池的电池盒来充当电源。

2.3.3 输入、输出端电路

输入端用开关来控制输入电平,一般选用单刀双掷钮子开关,并采用LED发光二极管作为逻辑电平指示灯。开关打开时就输入逻辑电平“1”,对应的指示灯亮起;关闭时输入逻辑电平“0”,对应的指示灯熄灭。

输出端直接用一个LED发光二极管作为逻辑电平指示灯。

2.3.4 限流电阻

发光二极管的反向击穿电压约5 V。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算[4]:

R=(E-UF)/IF

式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的一般工作电流。

普通的发光二极管正饱和压降为1.6~2.1 V,最常见的压降大约为1.8 V,具体值可以查看对应的型号参数表。工作电流5~20 mA。

由以上条件可计算出电路各处电阻范围,选用合适的标准电阻。电阻采用最常见的色环电阻,1/4 W规格即可。

2.3.5 电路板

电路板一般有敷铜板、面包板和万用板。从实用性、可靠性、美观性和布局灵活性等方面考虑,最好采用环氧玻璃布敷铜板[5,6]。

2.4 功能扩展

为了提高电路利用率,我们把电路适当修改,使其功能得到扩展。主要是增加了功能切换开关K4。再添上电源开关以及电源指示灯,使电路更加完整。

2.4.1 芯片逻辑功能演示

开关K4向上接a位置时,如果IC1位置芯片为74LS00,则可以演示与非门功能;如果IC1位置芯片为74LS08,则可以演示与门功能;如果IC1位置芯片为74LS32,则可以演示或门功能;如果IC1位置芯片为74LS86,则可以演示异或门功能;如果IC1位置芯片为CC4001,则可以演示或非门功能。

2.4.2 3人表决器电路功能演示

开关K4向下接b位置时,如果IC1位置芯片为74LS00,IC2位置芯片为74LS20,则可以演示3人表决器电路功能。

3 结束语

该实验演示仪具有制作简单、轻便易携、结构简单、方便操作、附带电源、价格低廉等特点。电子技术基础演示实验不是一个电路就能解决的,需要根据教学需要,制作一系列相应的演示仪。以上仅仅试列举了一个电路作为示范,其他电路依此也不难制作。太复杂的电路不建议课堂演示,应放到专业实验课去解决。

参考文献

[1] 谢建明.电子技术基础实验教学改革探讨[J].中国现代教育装备,2006(8):46-47.

[2] 吴勇灵.浅谈三人表决器实验电路的设计[J].物理实验,2010(8):33-35.

[3] 尹建友.如何减少电子电路制作过程中的人为故障[J].科技信息,2007(25):104.

[4] 谢自美.电子线路实验・测试・设计[M].第二版.武汉:华中理工大学出版社,2003.

篇11

关键词:电力电子技术;教学研究;教案;第一堂课

作者简介:汤赐(1978-),男,湖南湘潭人,长沙理工大学电气与信息工程学院,讲师。(湖南 长沙 410114)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)17-0042-03

电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,其应用范围非常广泛,涉及一般工业、交通运输、电力系统、通信网络、计算机、新能源发电等。“电力电子技术”已成为本科教学阶段的专业基础课程,[1]地位十分重要。然而由于课程难,内容多,课时少,所以上好“电力电子技术”是一件具有挑战性的工作。教案的制作和使用有助于应对这一挑战。

很多非师范院校出身的大学教师都没有写过教案,只写过讲稿,笔者也一样。直到拜读北京理工大学龚绍文教授所著《大学青年教师教学入门:大学施教学初步》,[2]才正式接触大学讲课的教案。读完深受启发,对自己所授课程也尝试着写教案,并应用于实际教学,取得了较好的教学效果。下面对如何做好“电力电子技术”教案谈谈自己的一些认识和体会。

一、“电力电子技术”教案制作和使用的目的及其结构

“电力电子技术”教案是教师为某次课的宏观指导思想和具体课堂进程而设计的教学方案,用来保证课堂教学质量达到规定要求。

一般来说,一次“电力电子技术”课的教案由两大部分组成:概述和教学进程。概述主要用于阐释教师对本次课的基本认识和实施教学的指导思想,涉及授课对象及其特点(重点是学生的专业特色、就业去向、已有的知识基础和学习能力)、题目或主题、教学目的、重点和难点、讲授方法和教学手段等。[3]教学进程则负责具体组织教学步骤,用以落实概述中的基本分析和指导思想,通常按授课时序写明每个教学段落的教学要求、教学内容、表达方式和时间分配等细节。

二、“电力电子技术”教案优劣的评判标准

由于“电力电子技术”教案制作和使用的目的是为了保证课堂教学的效果,因此教案的基本结构及其具体内容能否真正实现该目的才是评判优劣的标准。一份较好的“电力电子技术”教案应该具备六个特征。

1.教学目的明确

不论是向学生传播电力电子技术知识,还是培养他们的思想品质,都是孕育在具体教学内容的传授之中,因而在制作教案时,要把每次课的教学目的具体化、明确化,并通过教学内容这一载体反映出来。

2.教学内容充实

首先,要保证包含了“电力电子技术”课程最基本、最重要和最核心的教学内容;其次,应适当介绍与上述教学内容有关的最新进展,拓宽学生知识面;最后,可尝试结合自己的科研经历,讲出对上述教学内容实际运用的切身体会。

3.教学重点突出

依据“电力电子技术”课程的基本要求和教学大纲,确定每次课拟向学生介绍的重要知识点或需要培养的重要能力。值得指出的是,随着电力电子技术的发展,特别是电力电子器件的发展,“电力电子技术”课程的教学重点是会发生变化的,因而不应把课程的重点看成是固定不变,年年如此的。[4]例如,西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》(第4版)[1]实现了以基于晶闸管的电路为主体内容,向以采用全控型器件的电路为主体内容的转移,充分反映了电力电子技术学科的新进展,因此,在教学时,要重点介绍基于全控型器件的电路以及控制这些电路的PWM技术。

4.教学方法得当

教学方法是多种多样的,包括讲授法、谈话法、讨论法、直观教学法、准直观法、边讲边练法、单元教学法、发现教学法、程序教学法、案例教学法、暗示教学法等,[2]上述方法都有各自的优势和不足,适用于不同的场合,因此,不应盲目肯定或否定一种方法,而应结合教学模式、教学手段和教学设备加以综合使用。对于“电力电子技术”这门课程而言,笔者非常信赖案例教学法——通过演示MATLAB/Simulink模型搭建与仿真分析来传授学生点石成金的“金手指”。

5.教学手段多样

语言表达(包括肢体语言)和黑板板书、多媒体屏幕显示、实验演示等是帮助教师阐述教学内容和讲解思路的两类重要教学手段。前者作用于学生的听觉,后者则作用于学生的视觉,二者形成合力,共同保证课程的教学效果。

6.教学进程合理

根据“电力电子技术”学科的发展、自己的理解和听课学生的实际情况,对教材中的内容进行消化、整理和布局,反映在教案上,就是如何给每次课的讲授内容分段并确定它们的讲授顺序。

三、“电力电子技术”教案制作的准备工作

为了制作一份能够体现出教学目的明确、教学内容充实、教学重点突出、教学方法得当、教学手段多样和教学进程合理等诸多特征的教案,需要完成以下三个方面的准备工作。

首先是要做好整体性备课工作。整体性备课是对“电力电子技术”课程的全面准备,是教师能否讲好这门课程的最关键的一步。只有对“电力电子技术”课程有了整体上的把握,对教学内容已经做到了融会贯通,才能在具体讲授每次课时有一个全局的高度、有一种俯视的自信,才能清晰流畅、举重若轻讲授课程,犹如庖丁解牛,游刃有余。

其次是要做好每次课的备课工作。整体性备课是非常重要的,但课还得一次课一次课的讲。事实上,只有每一次课都讲好了,整体性的把握才能落到实处,因此,在每一次讲课之前也要备好课,具体来说:要根据教学安排表明确本次课所讲授内容的大题目,确立教学目的,选择具体内容及讲授重点;根据教学的具体内容确定教学模式,例如,课堂讲授、实验或讨论等;要把教学内容组织成一次讲授式或议论式或谈话式的文稿,应服从并服务于主题,把各部分内容按起始段、中间段到结尾段的顺序安排组织好;选择合适的教学方法和教学手段;写出一份教案来,准备在课堂中使用。

最后是要多向有丰富授课经验的老师请教,尤其是要多听他们的授课,并及时写下自己听课后的体会,融入到自己的授课中去。多听(听人授课)、多讲(自己授课);再带着问题去听,带着体会去讲……完成几个循环往复的提高过程。

四、“电力电子技术”教案示例

为了更直观地说明笔者上述认识和体会,本节给出了“电力电子技术”绪论课的教案实例以供参考。

1.概述

课程名称:电力电子技术

本课内容:绪论

授课单位:电气与信息工程系

授课对象:D电气工程06-4,5,6

授课时间:90分钟

(1)教学目的。通过对“‘电力电子技术’课程及电力电子技术的地位与作用是什么?什么是电力电子技术?它的发展经历了哪些阶段?目前主要应用在哪些领域?”等问题的初步说明,使学生们对电力电子技术有一个宏观意义上的了解。

(2)教学意义。“电力电子技术”作为电力系统及其自动化专业的选修课,理论性较强,比较难学。考虑到本科生都有一定的自学能力,加之内容多、学时少,这就不可能讲授过细。“绪论”可以为学生们从课程整体内容上把握“电力电子技术”的实质问题提供帮助。

(3)教学重点。“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用;电力电子技术与电子学、电气工程、控制理论三者的关系;电力电子技术目前主要应用的领域(结合授课对象所学专业的特点及需要)。

(4)教学难点。无。

(5)教学方法。课堂讲授,给出主要内容。

(6)教学安排。先简单进行自我介绍,再引出本次课的主要内容:

回顾学生已学课程,提出问题:各门课程如何衔接并构成整体?“自动控制原理”中的理论如何运用,并实现对交流电动机的控制?

在介绍“什么是电力电子技术?”时,要重点介绍它与电子学、电气工程、控制理论三者的关系。

在介绍“电力电子技术的发展经历了哪些阶段?”时,要扣住电力电子器件的发展史这条主线。

在介绍“电力电子技术目前主要应用在哪些领域?”时,要针对授课对象的专业特点与需要,重点介绍电力电子技术在交直流电机调速、交直流电力机车、电力系统FACTS和HVDC、太阳能和风能发电、电动汽车、超导储能、不间断电源、开关电源中的应用,并注意衔接好电气工程与电子学、控制理论之间的关系。

(7)教学手段。以口授为主,一定量板书。

2.教学进程(见表1)

五、结束语

教学效果和学生的收获是教学研究的出发点和落脚点。由于课程难,内容多,课时少,所以笔者对如何制作并使用教案来上好“电力电子技术”课程谈了谈自己的认识和体会,涉及“电力电子技术”教案制作和使用的目的及其结构,优劣评判标准,以及需要完成的准备工作等方面,并给出了一个具体的教案示例,希望能起到抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].第4版.北京:机械工业出版社,2000.

[2]龚绍文.大学青年教师教学入门——大学施教学初步[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

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关键词:电子技术;网络教学

中图分类号:TN0-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 10-0237-01

一、引言

随着网络技术和现代教育技术的发展,网络教学己经成为远程教学资源的重要组成部分。网络教学具有共享、交互、便捷、信息丰富、学习自主等传统教学不可比拟的优越性。《电子技术》是通信技术、计算机技术和机电一体化等专业一门重要的专业基础课,也是一门理论性和实践性都很强的课程。学生对其掌握的程度将直接影响后续专业课程的学习,在整个课程设置中起着承上启下的作用。在教学过程中我们发现,大部分学生感到入门很难,学习积极性不高,考试通过率偏低。为提高电子技术课程的教学质量,本文从电子技术课程网络教学的5个模块进行探讨。

二、电子技术网络教学的体系结构

电子技术网络课程适用于电子技术课程的教学和自学,它集教学指导、答疑于一体,通过对难以理解的概念、定理进行图示化展示,给学生提供一个自由操作的平台,使其更透彻地理解课程的基本概念和原理。

电子技术网络教学由网络课程教学模块、实践教学模块、在线问答与互动模块、在线考试模块和资源下载5个模块组成,各模块之间相互依托、相辅相成、密不可分。我们对电子技术网络课程的5个模块进行具体的分析与设计。

(一)课程教学模块。课程教学模块是学习的重点内容,也是网络课程设计的重点。这一模块包括了7个方面,其中课程教学计划、教学大纲、授课计划和课程教学规范这几个部分可以让学生在学习本课程的同时,明确课程性质、教学大纲、授课计划、考核方式、参考资料等课程的相关内容,可以很好对课程进行总体把握。动画演示部分可以帮助学生解决一些难以理解的抽象概念和复杂的电路分析过程,使学生一目了然。课程教案和课程课件是教师讲授的课程内容,便于学生进行下载,在学习过程中对章节内容预习和复习。课程内容包括模拟电子技术和数字电子技术两部分,模拟电子技术共分九章,包括常用半导体器件、基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路中的反馈、信号的运算和处理等内容;数字电子技术共分七章,包括逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器与触发器、时序逻辑电路、A/D与D/A转换等内容。网络课程教学模块使学生更准确地把握这门课程的侧重点,提高学习的质量和效率。(二)实践教学模块。电子技术是一门实践性很强的专业基础课,其中实践教学是引导学生把理论知识应用于实践中的教学方式,是培养学生创新能力的重要环节。这一模块包括10个方面:实践教学项目和实验实训讲义属于基础实验模块,此模块包括模拟电子技术实验项目和数字电子技术实验项目,模电实验包括单管交流放大电路、负反馈放大电路、积分运算电路等7个实验;数电实验包括全加器设计及应用、HDB3码型变换、数字式竞赛抢答器设计等6个实验。此模块着重训练学生正确使用常规仪器和测试电子元器件的基本技能,培养严肃认真的工作态度。实验实训演示帮助学生更加深刻理解某些结论的验证过程,提高自主动手能力。课程设计与实验有机结合起来,进一步培养学生用软硬件解决电子技术实践问题的能力,真正把理论应用于实践,如智能抢险小车,可以让学生了解智能机器人的相关知识,此外还有小车避障、烟雾报警等相关设计。习题强化学生实验设计能力。课外动画演示可让学生了解国内外先进的电子技术产品,提高学生的学习兴趣。此模块使学生具备设计操作实验的能力以及观察分析问题、通过现象找本质的能力。(三)在线问答与互动模块。在线问答与互动模块是交互式教学部分,主要是建立一个教师与学生及学生与学生之间交流的通道,使得学生可以通过网络向教师提出问题并得到解答。该模块支持学习者讨论学习模式,具有用户管理、讨论管理、文章讨论、用户留言、电子邮件等诸多功能。这种讨论学习模式是主讲教师在讨论区建立相应主题的讨论小组并负责监控。学生通过浏览器进行讨论,在页面的表单中输入讨论信息。每个人的发言都即时地被所有参与讨论的学习者看到。学习者通过课程讨论区中的邮件系统可以与主讲教师及其他学习者进行非实时地信息通讯,从而建立一个积极向上的学术交流平台。这一模块可以提高学生发现问题和解决问题的能力,增强学生学习的主观能动性。(四)在线考试模块。在线考试模块用于学生复习各章节的知识点和自我测试,提高对本课程的掌握程度。这一部分是根据课程内容按知识点、难度等分类输入的,学生可以按照章节内容进行单元测试,也可以进行电子技术课程的综合测试。在测试内容上,我们根据学习者的所学内容,提出启发性的问题,激发学习者在学习过程中的自我思考。在线考试模块包含了试题的选择,测评结果以及试卷答案几个部分。学生在测试完成后根据测评结果分析不足,得到进一步提高。(五)资源下载模块。资源下载模块是网络教学的一个主要内容,课程教学不能仅仅局限于一本或几本课本,那样会使学生的知识面受限,而且枯燥的课本知识,会减弱学生的求知欲,使其丧失学习的积极性。该课程的资源下载模块内容丰富,涉及到课程课件的下载、电子技术基本知识的下载、动画演示的下载、电子设计大赛项目的下载、典型电子产品的下载以及一些趣味小设计的视频下载,满足了学生的课余爱好。另外该模块还设置了一个用户上传部分,学生可以将自己的一些设计或发明进行展示,便于他人下载交流。

三、结束语

21世纪将是一个电子科学技术飞速发展的新时代,对人类社会、经济发展有重大影响的科技成果将层出不穷, 因此21世纪所需要的技术人才应该具有一定的实践和创新能力。电子技术网络教学能帮助学生更好的学习专业基础知识,为后续课程和毕业后从事的相关工作提供必要的理论知识和实践技能。

参考文献:

[1]俞梁英.多媒体技术在模拟电子技术课程中的整合[J]高职论丛,2007,2:60-62

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“模拟电子技术”是电子信息类专业的重要学科基础课程。该课程内容丰富,既有模拟电子技术的理论分析,又强调模拟电路的工程性和实践性;既要掌握模拟电子电路的基本概念、基本电路及其分析方法,又要求对电路进行定性分析和近似分析,学会辩证、全面地分析问题和解决问题。通过本课程的学习,培养学生继续深入学习和接受电子技术专业知识的能力,培养学生系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。因此,普遍认为该课程“入门难”,在教学过程中各个知识点的衔接以及各个教学环节的配合十分重要。

二、课程结构与基本教学要求

“模拟电子技术”是电子信息类专业及其重要的学科基础课程之一,“电路分析基础”是与其直接相关的先修课程,此外还包括“高等教学”和“普通物理学”等相关课程。“数字电子技术”、“电子线路课程设计”、“高频电子电路”、“半导体集成电路基础”等后续课程与本课程密切相关,传感器原理、嵌入式系统以及毕业设计等也与本课程的联系比较紧密。结合电子科学与技术、微电子科学与工程的专业特点,在本课程教学过程中,我们注意本课程与后续课程的内容衔接,尽量避免复杂的公式推导,注重分析问题能力的培养。

1.课程的基本结构。为使学生对电子电路建立起系统的观念、工程的观念和创新意识。首先,要培养学生分析问题的能力,使其“会”读图,能对电路进行性定性分析,其次,要求能够进行定量计算。以我院电子科学与技术,微电子科学与工程两个专业为例,“模拟电子技术”教学计划共64学时,其中56学时为课堂理论教学,8学时为实验教学。为进一步培养学生的动手能力,随后安排2周的电子电路课程设计,作为实践环节的补充。经过比较甄别,采用文献[1]作为基础教材。教材遵循“先器件后电路,先小信号后大信号,先基础后应用”的规律编排内容,为相关课程的学习打下较好基础。在应用方面,是围绕信号的放大、运算、处理、转换和产生来介绍。

2.本课程的教学内容。在教学内容安排上,除去绪论部分,笔者将课程内容分成4个单元,如表1所示。第一单元讲述常用半导体原理,及其与分立元件组成的放大电路的原理;二、三单元分别为集成运算放大电路的原理及其应用;关于直流稳压电源的内容为第四单元。其中每个单元安排2学时的实验课程,分别为三极管放大电路(单级、差分)、运算电路、反馈放大电路和直流电源,考虑与实践环节“电子线路课程设计”的衔接,仅安排验证性实验。

三、教学模式的改革思路

1.优化教学内容。我们以所选用教材为根本,考虑教学学时有限,以及相关知识点的衔接,对教学内容做了一些优化。如表1所示,第一单元内容包括半导体器件及其基本放大电路,以双极性器件为主,单极性器件的学习做好与后续课程衔接即可。其中多级放大电路部分主要讲述差分放大电路;考虑知识点的连贯性,特别是把教材第9章关于功率放大电路的内容作为分立元件放大电路的应用,与多级放大器的输出级部分一起讲授。在此,要特别注意本课程“入门难”在该部分教学内容中充分体现;例如关于PN结单向导电特点,应避免复杂的理论和公式推导,在教学时可先由线性电阻的双向导电性对比PN结的单向导电性,比较其伏安特性曲线,使其特点一目了然。随着信息技术的发展,集成放大电路的应用越来越广泛。学习第二单元集成放大电路的原理及特点,特别要注意与后续课程“半导体集成电路基础”的衔接,关于集成放大电路的原理此处应重视其外特性,重点分析集成放大电路的频率响应和放大电路中的反馈。第三单元,集成运算放大电路的应用,包括基于集成运算放大器的信号运算与处理以及波形发生与转换电路。此处应注意与“高频电子线路”课程的衔接,波形发生电路重点讲述RC正弦波振荡电路即可,在内容上要避免不必要的重复。第四单元,直流稳压电源,讲述小功率整流滤波电路和串联反馈式稳压电路,并安排2学时的实验。考虑到在本课程的教学过程中,已将关于电子线路读图的方法穿插到相关章节;没有单独安排第11章“模拟电子电路的读图”的教学内容。

2.合理安排相关知识点的教学顺序。为培养学生综合应用所学知识解决问题的能力,要明确“学以致用”的道理;即学习器件原理的目的是为了组成功能电路。遵循这个理念,合理安排相关知识点的教学顺序,深刻领会知识点的内涵是教学过程中一个重要环节。首先,针对第一单元知识点的教学顺序做了一些调整。在学习三极管基本原理后,接下来便是三极管基本放大电路的学习;其次,考虑为CMOS集成电路的学习打下基础,关于场效应管原理其基本放大电路的学习虽非重点内容,但却是必不可少的。另外,关于差分放大电路以及互补输出电路的学习,需注意与集成运算放大电路的关系。第三单元分析非正弦波发生电路是一个难点,在教学过程中应引导学生应用“电路分析基础”课程“RC电路三要素法”定理分析非正弦波发生电路工作原理,则问题可迎刃而解。“电路分析基础”课程中所学“电流节点定律”、“电压回路定律”、“线性电路叠加原理”、“戴维宁定理”和“诺顿定理”等理论是从事模拟电子线路分析的基本定理,必须牢记。

3.完善多媒体教学课件,做好板书与多媒体教学相结合。多媒体教学以信息量大、图文并茂等优点,在当前电子信息类专业课的教学已普遍采用,很多教材配套多媒体课件,甚至出现在课教学过程中完全丢弃板书的现象。但必须注意多媒体教学节奏快,学生很难有时间做课堂笔记,容易产生“夹生饭”。对此,我们首先完善了与教材配套的多媒体教学课件,根据上文3.1和3.2所述优化教学内容和知识点顺序,特别参考相关文献对一些知识难点分解、细化,经过近3年的不断完善基本形成具有特色的“模拟电子技术基础”多媒体课件。同时,对一些比较适合板书讲解的知识点,注意做好传统板书与多媒体相结合;例如二极管整流滤波、放大电路图解分析法、放大电路交流等效电路、非正弦波发生电路的过程分析等,在讲解过程中通过板书一步步地画出相关波形有利于充分理解其内涵,培养学生的学习兴趣、增强学生的自主学习和实践动手能力。

4.以能力培养为导向,充分调动学习主动性。以能力培养为导向,注重学生的综合素质与创新能力的提高。探索师生互动的课堂教学模式,提倡和鼓励学生自主学习,让学生真正参与教学。以应用为背景,采用提问的方式,激发学生学习兴趣,破解本课程“入门难”的问题。在一轮教学过程,按照“回顾要点—提出问题—分析问题—当堂小结”的顺序组织授课内容,除了要求完成相应的作业题目,每个知识点均设计1~2题小结性质的问题进行提问,并引导学生当堂解答,或作为课后作业在下次课随机抽取学生讲述该题目的解答,鼓励学生发表见解,大胆质疑。以此使学生充分参与教学,激发学习兴趣,调动其学习积极性。

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但职工中专的教学对教师却是一种挑战。首先,学员们年龄的差距非常大,在笔者执教的班中,最小的学生只有18岁,而最大的学生有40岁;其次,学员们文化水平参差不齐,最高有本科毕业但不是学通信的,也有具有初中毕业证但实际文化水平很低。有过教学经验的人都知道,年龄与文化水平的差异,对学员的理解能力会造成很大的影响。

笔者所带的电子技术基础课,是一门专业基础课。电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。电子器件是指第一代的电子管以及第二代的晶体管,需要重点学习的是晶体管。而所谓的电子电路是指电子器件与电阻器、电感器、电容器、变压器、开关等元件适当地连接起来所组成的电路。电子技术基础课程由模拟电子技术和数字电子技术两部分组成。模拟电路有半导体器件、基本放大电路、放大电路的负反馈、低频功率放大电路、集成运算放大器和直流稳压电源等内容,数字电路有组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路等内容。通过电子技术基础课程的学习,学员应当掌握电子技术各种基本电路(包括集成电路)的组成、基本工作原理以及性能特点,熟悉电子技术工艺技能和电子仪器的正确使用方法,能够读识常见的电子线路图,测试常用的电路功能,并具有排除故障的能力。

电子技术基础这门课,其本身内容比较庞杂,技术术语较多,基本概念和电路的种类较多,同时课程的难点主要集中在前面几章,使得学员感觉有入门难的错觉。即使在全日制学校中,学生全力以赴地学习,电子技术基础也是一门学习起来较困难的课程。而在我校的职工中专中,电子技术基础是宽带技术和移动通信技术专业的学员的必修课程。因此,这门课程如何能够让学员愿意学,并且学得会,成为这几年笔者执教电子技术基础的主要任务。

首先是教学内容的改革。电子技术基础课程学习先要学习电子器件,现在的电子器件包括晶体二极管、晶体三极管和场效应管。其中的重点内容是晶体二极管和晶体三极管。这些电子器件与之前学员学过的电阻器、电感器、电容器、变压器、开关等电子元件不同,具有非线性,也就是说,它们的特性不能用公式来描述,因而难以使用公式进行计算。而学员们从前面所学的电子元件开始,习惯了用公式来进行计算。实际上,晶体二极管和晶体三极管的特性,我们都是用曲线的形式来描述的。其中,晶体二极管用伏安特性曲线描述,而晶体三极管更是要用输入特性曲线和输出特性曲线来共同描述。学员们都是第一次接触电子器件,同时他们的文化水平普遍比较低,总是觉得难以理解。

针对学员们工作中主要是电子电路的应用,笔者在教学过程中,比较强调电子电路的实用性,即尽量减少电子器件内部的机理分析,避免繁杂的数学推导和理论分析,适当降低理论知识的深度和难度。如半导体的特性具有掺杂性、热敏性和光敏性,教学时则不去深究半导体内部的结构,只是强调半导体中的两种载流子分别是空穴和自由电子,当空穴数目较多就形成P型半导体,自由电子数目较多就是N型半导体,让学员有个结论性的概念,以便后面晶体二极管和三极管的学习。

在“半导体二极管的导电性能”学习时,本人用逆止水阀门来做比喻:当有正向水流阀门就被冲开,阀门中有水流过;当有反向水流阀门反被压紧,阀门中无水流过。并不深究二极管PN结加正向电压时削弱了PN结内电场,使得多数载流子能顺利通过PN结形成正向电流,而二极管PN结加反向电压时加强了PN结内电场,多数载流子难以通过PN结。

在“半导体三极管组成的基本放大电路”学习时,由于电子器件的特性是具有分散性,元件的实际参数值与标称值有一定偏差,实际参数值受环境温度等因素的影响而偏离设计值,特别强调要注重物理概念,采用工程的观点,要忽略一些次要因素来进行估算。因此,根据三极管基本放大电路,分别画出相应的直流通路和交流通路图,再据此进行直流参数基极电流、集电极电流和集电极发射极间电压以及交流参数输入电阻、输出电阻和电压放大倍数的计算。

另外,万用表是学员工作和生活中常常需要使用的仪表,但很多学员对万用表的了解不够深入,使用不够规范,因此本人将万用表的内部结构和使用方法作为电子技术基础课程的部分内容。

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