发布时间:2023-09-26 08:27:20
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5篇电子入门基础知识,期待它们能激发您的灵感。
关键词:电子创新;实践;综合素质
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.123
高校对于电子信息类专业开设了较多的专业课程,大一大二主要为专业基础课,例如c语言,数字电路,模拟电路等,大三后则开设专业课程的学习,信号与系统,数字信号处理等等,因为前期大部分为理论教学,造成学生在专业课的学习中因缺少动手实践经验和对专业的认知而感觉吃力,很多学生最终只是盲目的学习。不少高校组织学生参加专业竞赛,对于大一初学者来说,没有任何基础知识,学生必须通过自己私下学习或者学校的小班授课方可参赛。《电子创新入门》课程开设在大一学年,分为上下两个学期,使所有的学生都对专业有了认识并对专业知识入门学习,有利于学校竞赛活动的开展,更加有利于学生对专业课的学习。
1 传统的培养计划存在一定的弊端
电子信息的培养目标是使学生具备电子技术和信息系统的基础知识,能从事各类电子设备和信息系统的应用、设计、制造和研发[2]。然而大部分高校在电子信息类专业传统的培养计划中,总是忽略一年级学生在专业认知方面的学习,部分高校甚至到大一下学期才有关于本专业的相关课程,这样造成了很多学生在大一期间对于本专业过于茫然从而失去原有的学习兴趣,几乎所有的高校会选择在大二期间开设专业基础课,大量的理论知识和少量的实践课程涌入,使一部分学生措手不及,从而成绩出现明显现象[2]。另外,各大高校电子信息类专业都有相关的竞赛,比如大学生电子设计竞赛,大学前期是非常关键的参赛阶段,却因为大一期间没有相关课程的培养计划,而出现了竞赛瓶颈。
2 《电子创新入门》课程介绍及实施步骤
《电子创新入门》是一门教与学相结合的课程,学生通过理论知识进行对应的实践。将其分为《电子创新入门上》和《电子创新入门下》,分两个学期完成。其中《电子创新入门上》主要完成基本元器件的的认识及应用、基本仪器的认识及使用、练习焊接技术,第一阶段:基本元器件的认识及应用,了解元器件在相关软件中的一些代号;第二阶段:常用仪器的教学,通过相关视频教会学生最常用的万用表和示波器的用法;第三阶段:学生们学习并练习焊接技术,焊接基本元器件、看电路焊接,再通过示波器或万用表测信号,最后通过电子套件的焊接与测试做为学生的考核成绩。《电子创新入门下》主要完成单片机最小系统的应用,第一阶段:单片机最小系统的认识、使用以及相关软件的安装练习,使学生了解各个软件的使用方法;第二阶段:基本电路的控制实现,仿真及实物的设计与实现,通过若干个实例学会使用单片机;第三阶段:单片机控制器的创新实现的考核[1]。
3 《电子创新入门》课程在教学中的具体应用
3.1 教材的选用
针对《电子创新入门》课程性质,以实际应用为主,上学年选用教材以基本元器件认识为主,教师配以大量辅助资料,并做好本校实验室相关仪器的使用方法的视频录制,播放给学生观看学习,焊接也是以优秀焊接视频为教材,包括直插式芯片和贴片式芯片的焊接方式。下学年主要是内容以单片机和protues的结合此类教材为主,教材对于学生的学习相当重要,学生在课堂过程中的学习,教材的学习和学习笔记的巩固需要相辅相成。
3.2 教学进度及内容
(1)高校电子信息类专业的学生大一期间须有对本专业的认识,大一上学期的《电子创新入门上》的教学从最基本的元器件认识入手,电阻、电容、电感、开关、集成电路芯片、蜂鸣器、三极管、二极管、数码管等等,并发放元器件,让学生认识各个元器件引脚,学会测量,估读等,同时会用这些元器件设计简单的电路,接着学生观看本校万用表和示波器的使用方法相关的视频,将学生带入实验室学习这些仪器的使用方法,最后教会学生如何焊接,并申请部分教学经费购买基本的元器件,面包板和万能板以及电子套件,如对讲机电子学习套件,让学生在大一上学期能够看得懂电路,并练好焊接技能。
(2)大一下学期,c语言已经开始学习,当c语言前期的基本的语法知识教学完毕后,即可开始《电子创新入门下》的教学。教学过程中所使用的单片机最小系统,可以使用往届学生工艺制作成品,随后通过上学期基本元器件的简单的电路知识,进行整体的电路搭建,学生首先用keil开发环境和protues软件相结合,再通过面包板搭建led灯电路,做亮灯、闪灯、流水灯、跑马灯以及呼吸灯,搭建三极管驱动蜂鸣器电路以及数码管电路等等,不仅对c语言课程的语法(for,while等)进行了巩固学习,同时实验的成功激发了学生浓厚的学习兴趣。学生通过这些简单的程序编写以及电路搭建,不仅有益于计算机等级考试,对竞赛也是很有帮助的。最后大家将元器件组合搭建电路、焊接并控制成功,实现最终的创新考核。
4 结语
《电子创新入门》开设在高校电子信息类专业一年级,具有深远意义,并将会在该类专业的课程教学中得到广泛的应用与认可。该课程为学生在今后的专业课的学习打下了坚实的基础,课程充分的结合了本专业学习的特点,理论结合实践,不仅使学生能对本专业产生浓厚的兴趣,同时对学生们的计算机二级考试以及电子竞赛有很大的帮助。《电子创新入门》课程解决了电子信息类学生在大一学习过程中对专业知识的空白期,在电子信息类专业的培养计划中起到了承上启下的作用。
参考文献:
[1]黄巧巧,王献合.项目教学法在单片机课程中的探索与实践[J].工业,2016(16):266.
《模拟电子技术基础》是根据西北工业大学面向21世纪课程教材建设的总体规划,并结合现代科学技术发展的形势与当今的应用环境组织编写的。
全书共分为8章,是电子技术基础的一个重要分支,是电气、电子信息类和部分非电类专业本科生在电子技术方面入门性质的技术基础课。课程主要内容包括半导体基础知识、放大电路基础、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路的频率响应、放大电路的反馈、信号的运算和处理、波形的产生和信号的转换、功率放大电路等。
课程通过对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计
(来源:文章屋网 )
关键词:PLC;提高;教学有效性
可编程序控制器(简称PLC)是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。硬件是以微处理器为核心,融合了自动化技术、计算机技术、通信技术为一体的新型自动化控制装置,软件是采用面向生产、面向用户的编程语言,通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC是通过软件实现控制过程,具有组装维护方便、编程简单、功能强、体积小、可靠性高、抗干扰能力强等特点,因此得到迅猛发展,在工业领域已得到广泛的使用。了解PLC的工作原理,具备设计、调试、和维护PLC控制系统的能力,已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的必然要求。
但是PLC这门学科理论性与实践性都非常强!对于学生的学习,具有相当大的挑战和考验,针对学生在学习中出现的状况,结合PLC学科特点与要求,提高PLC课堂教学的有效性,确保学生掌握扎实的PLC理论知识,具备PLC综合运用能力,这是非常值得研究的课题。
一、做好PLC入门教学,激发学生的学习兴趣
PLC这门学科理论性强、抽象,学生不易理解,难于入门,这几乎是所有学习PLC初期时学生的共同感受,所以,做好人门教学是非常重要的。如果入门教学没有做好,学生一开始就失去了学习兴趣和热情,就很难进入下一步的学习。入门教学一定要遵循简单、直观的原则。那么怎样进行PLC入门教学呢?开始时,学生对PLC学科不了解,可以从网上搜索一些介绍PLC的背景资料,或者借助PLC仿真软件,做一些PLC控制的自动化生产过程的视频短片,帮助学生初步认识、了解PLC。例如,用PLC控制一个自动包装橘子的生产过程,堆如大山的一堆橘子只需按下启动按钮,在传送带和传感器的作用下一下子都用纸盒箱包装得整整齐齐,一些零散的电子元件在PLC控制的自动化生产线瞬间变成一个完整的电路板。这些直观的视频教学,让学生对这门学科有一个感性认识,认识到PLC功能的强大,产生学习的动力。同时,让学生了解与我们的生活息息相关的一些PLC运用,如:一包面粉在PLC的控制下,按下启动按钮热腾腾的面包就出炉了,让学生觉得PLC离他们很近,有亲近感,还可以在课堂上登人人才网,查看一些招聘电类的工作岗位,让学生知道在就业市场上对PLC人才的需求情况(如:很多单位都提出“懂得PLC者优先考虑”),以就业为导向让学生明确学习目的和意义,促进学生更加自觉、主动地学习,并在学习中获得乐趣与动力。
做好入门教学,激发学生的学生兴趣,充分调动学生的积极性和学习热情,让学生进一步深入学习PLC是非常关键的。
二、学习PLC相关基础课程以及掌握扎实的PLC基础知识是学好PLC的基础
1.学习PLC相关基础课程
学习PLC,需要很多电类基础课为依托、做基础,才能够快速、高效地理解和应用PLC。通常在学习PLC学科之前,要开设《电工基础》《电子技术》《电力拖动控制线路与技能训练》等相关学科。其中《电力拖动控制线路与技能训练》学科和PLC的学习关系最为直接。电力拖动控制电路主要是继电器开关量控制的逻辑控制方式,而PLC的逻辑控制则是在继电器开关量控制的基础上发展起来的,它们具有非常紧密的关系,特别是在PLC学习的入门阶段,所以,学好相关的基础课程,对于学生学习PLC是很重要的。例如,把电力拖动中的正反转控制电路与PLC正反控制电路做比较,从自锁,连锁,热机过载电器保护等方面都可以看出电力拖动控制电路和PLC控制电路是非常的相似。学生学习电力拖动中的三相交流异步电机的点动、连续、正反转控制等基本电路,同时建立了开关量控制的基本概念,并在电力拖动控制线路的实训中学习接线工艺,这为学生学习PLC控制器的外部接线奠定了良好的基础。
2.掌握扎实的PLC基础知识
(1)PLC的硬件组成
可编程控制器主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几部分组成。
(2)PLC的软件结构
在可编程控制器中,PLC的软件分为两大部分:
系统监控程序:用于控制可编程控制器本身的运行。主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块,系统调用。
用户程序:它是由可编程控制器的使用者编制的,用于控制被控装置的运行。
(3)PLC的编程指令
PLC的编程指令有很多,大致可以分为程序流程指令、传送与比较指令、算术与逻辑指令、循环与移位指令、高速处理指令、方便指令、外部I/O设备指令、浮点数运算指令、定位指令、时钟运算指令、设备指令、触点比较指令等。对于每一个指令的应用和编程元件都进行深入、全面的了解,才可以避免在编程应用的生产过程中出错。
可见,这些相关学科和PLC基础知识的学习,对学生学习PLC起到了基础性的作用。
三、借助多媒体虚拟、仿真技术,选择恰当的教学方法,提高PLC课堂教学的质量和效率
1.充分利用PLC仿真软件,提高PLC理论教学
PLC理论知识,抽象,难于理解,怎样让它变得直观、形象,过程清晰?对于学生的学习意义重大。通过运用PLC仿真软件,能够实现传统教学实现不了的情境、动画、实验等。以生动、形象、高效的仿真,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。仿真软件的主要运用有:(1)在PLC教学中把一个个指令和编程元件直观地展示。例如,一个上升沿指令,在触电接通或断开的时候有个脉冲输出,可以通过软件直观展示动作变化;(2)借助PLC的仿真软件模拟上课时的程序,模拟所控制的动作运行过程,检验设计的程序是否正确?可以实现理论和实践相互印证;(3)通过仿真软件模拟工业控制过程场景来设计控制程序。这样使教学过程更加形象、直观与逼真,有助于学生高效学习。
借助于知识面广,信息量大,能够快速而准确地呈现教学过程中所需的信息资料的多媒体仿真技术,帮助学生更好地理解与学习,大大地提高了课堂教学的质量与效率。
2.以案例教学法为主线开展PLC实训教学,提高学生PIE综合运用能力
在学生掌握了一定的PLC知识的基础上,积极开展PLC实训教学。开展PLC实训教学应遵循先易后难、循序渐进的原则,先进行一些简单的PLC控制过程的案例,在学生掌握一定的操作技能后,再进行一些综合性、应用型的案例。例如:交通灯控制系统,电机的顺序启动、停止设计。
通过典型而实用的案例,引导学生分析、讨论、设计程序,引发学生积极、自主地学习。在案例选择上,应体现教学内容的重点和难点,同时注意案例覆盖的知识面,具有典型性。透过案例分析,学生比较容易理解各指令特点,能够比较深入、全面地学习整个程序设计流程。最后从PLC的流程图、梯形图、外部接线图的绘制,程序调试等,严格按照设计一个机械设备或PLC控制的电气设备项目的完整要求来开展PLC综合实训,让学生系统地学习PLC在生产实践中运用的全过程,提高学生PLC综合运用能力。
总之,PLC是一门理论与实践紧密联系的学科,学好PLC必须多思考、多实践,把理论知识和动手实践紧密地结合起来。在不断实训、实践中学习,在不断学习中实践、提高!
参考文献:
[1]孙政顺.PLC技术.高等教育出版社,2005-06-01.
[2]廖常.PLC基础及应用(第2板).机械工业出版社,2007-06.
[3]常文平.电气控制与PLC原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.
【关键词】模拟 电子课程 教材建设
《模拟电子技术》课程对学生能力培养的要求进行综合训练性质的课程,其目的是让学生通过有关课题的设计和线路搭试调试,进一步加深对所学基础知识的理解,培养和提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力。这门课程的难点在于,既不能不注意到前期课程的作用和效果,又不能把“模拟电子技术课程设计”课处理得和“电子制作”等课程完全在同一层次上,即应该体现课程设计类课程的特点和要求。模拟电子技术课程教材建设就需要从课程设计理念、课程体系构建和课程内容选取、实践教学等诸多方面建设,才能符合当前社会形势下对高职教育的要求。
一、模拟电子技术课程性质
模拟电子技术是一门非电专业的学科基础课程,是电子技术方面入门性质的技术基础课;是机械电子、机械设计制造及其自动化、农机化类专业必修的学科基础课。模拟电子技术基础课程是电气、电子信息类和部分非电类专业学生在电子技术方面入门性质的技术基础课,具有自身的体系和很强的实践性。它的主要任务是本课程通过对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习,通过本课程的学习使学生掌握模拟电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为学习后续课程、将电子技术运用到自动化与信息技术领域打下坚实的基础。理论课程内容设计,全课程以电路基础知识和模拟电子技术的基本理论及分析方法为主线,强调理论联系实际。充分体现了高职高专“够用和实用”的教改方向,在基本理论部分特别强调对一些重要的基本概念和定律的理解,去掉或避开通常烦琐的理论推导过程。在模拟电子技术部分根据现代电子技术发展,侧重集成电路器件的应用。突出对学生应用能力和综合素质的培养,同时还把课堂教学同生产实践相结合,通过实验、生产实习等措施,使得理论与实践形成了有机的结合以利于学生实际能力和素质的提高。
二、机电专业模拟电子技术教材现状分析
现今模拟电子技术教科书的理论框架是晶体管发明以后美国科学家从上世纪50年代开始匆匆忙忙搭建起来的。一个学科理论完善起来至少需要几百年时间。模拟电子学只有短短几十年历史,因此是难以完善的。传统模拟电子学基础理论有很多缺陷,传统模拟电子技术教材有很多问题甚至错误。模拟电子学深层次的问题有概念错误及方法低效等。例如小信号放大器概念虚幻缥缈,图解法笨拙低效及放大器性能指标参数叙述残缺不全等。模拟电子技术教科书缺陷错误长期存在的根本原因是传统理论的错误没有及时得到纠正。数字电子技术等很多学科都能挑到比较好的书,而模拟电子技术很难找出一本好书,而且抄袭风盛行,其根本原因就是目前模拟电子学基础理论有系统性错误和空白,但是长期没有人敢碰它。结果教材不少,但难有发挥,基本都是互相抄的。“那些译本也是漏洞百出,只能将就着看”。
传统模拟电子技术教科书的系统性问题实际反映了模拟电子学的思维混乱。基础理论上的思维混乱不解决,必然引起教材作者的思维混乱。而教材作者的思维混乱必然引起读者的思维混乱和工作效率及学习效率低下。几个方面的思维混乱和效率低下是当今模拟电子技术难教难学和教学质量差的根本原因。
三、模拟电子技术教材编写原则与思路
(一)以现代职教理念为平台,倡导实验的创新
实验是研究自然科学的一种重要方法,而电子学又是一门实践性较强的学科。在模拟电子技术专业创新人才培养环节中,电子技术实验及模拟电子技术课程设计不仅是进一步巩固学生理论知识的重要手段,更是训练、培养学生掌握电子实验操作技能和方法的必要途径,编写教材的目的是培养学生熟练操作实验仪器和独立开展基本实验的能力,帮助学生建立基本电路分析和设计的理念并培养学生熟练、准确地测量和分析实验数据与结果的能力,进而从实际工程和系统应用出发,提高独立思考能力和创新意识,为进一步学习相关专业课程以及将来从事电类专业工程技术工作奠定必需的专业基础。编写教材的原则是:以学生为本,因为教材内容首先是给学生阅读用的。即使教师没有讲的内容,学生也应该去阅读,因此所编写的教材就应是让学生读得懂的教材。教材不是专著。用通俗易懂的语言来编写教材。深奥难懂的地方,绝对不能用一两句话一带而过,而必须多用些具体材料或实例加以说明,深入必须浅出。强化器件外特性,淡化器件内部原理;强化宏观设计应用,淡化微观细节内容;强化定性分析,淡化定量推导;增加应用电路举例。
(二)教学内容与教材素材之间的协同性
为了适应电子信息科学技术迅猛发展的需要,以及新的课程体系和教学内容改革的需要,我们根据教学基本要求,总结了多年从事模拟电子技术教学工作的丰富的教学经验,针对模拟电子技术课程的基本要求和学习特点,为满足课程学时压缩的实际需要,将传统的“电路基础”、“模拟电子技术基础”两门课程合并,鉴于近几年来就业形势的严峻,各个学校都对专业基础课学时进行压缩,使得学生在学习数学等基础课的同时学习专业基础课,内容衔接上的不连贯使得学生对本门课程的掌握普遍感觉困难,所以本书的编写思路是保证基础、注重应用、讲清概念、力求精练。在模拟电子基础部分,将难点分散,循序渐进。
要始终立足于模拟信号放大与处理这一条主线,保证模拟电子技术基础内容,强调理论联系实际,适应现代电子技术的发展。对传统教学内容进行了适当更新,适度删减分立元器件电路,重视实际应用模拟数字的与设计案例,引入现代模拟集成电路新技术、新知识、新器件及新方法,如光电子器件、开关电容滤波器、模拟乘法器、丁类功率放大器。实训内容可以结合基础理论课程的进度安排教学,也可以单独作为电子实践训练课程。
一、抓好入门教学是掌握本课程的关键
本教材的主要内容是模拟电子电路基础部分,数字电路只占一章且内容简单易学。模拟电路部分的重点也是难点,是低频小信号电压放大电路,而其中的单管放入电路的内容是入门教学的重要环节。如果多数学生真正学会了单管放大电路的分析方法与用途,那么再学习本课后续内容时将会感到心中有。这个问题应从以下两方面入手:
1、狠抓基础知识,理解基本概念。三极管的放大条件,放大作用,三极管的输入、输出伏安特性及主要参数是分析放大电路的基础;放大的实质、放大的对象是理解放大概念的桥梁。对于基础知识要经过反复提问,和反复练习才能掌握,因为这是分析放大电路的依据,它贯穿于整个课程的始终,所以这一部分内容要狠下工夫。关于放大的实质、放大的对象,可通过举例让学生理解。首先说明放大的实质是能量的控制,例如:扩音机在把人的声音放大的同时,电源也消耗了能量,把几百毫瓦的人的声音变成几瓦的扬声器的输出,其能量是电源提供的,放大电路只起到能量的转换作用,也就是能量控制作用,其中三极管的电流控制作用是能量控制的基础,三极管是控制的核心,但是三极管本身不能产生能量。同时强调放大的对象是变化量,如扩音机放大的是声音的变化,变压器放大的是电压的变化。
2、调析分析方法,重在有的放矢。单管放大的电路的分析分两步进行。一是建立静态工作点的必要性,二是电路静态与动态两种状态的工作关系。为什么要建立静态工作点,通过提出问题让学生自己思考得到答案。如:画出没有基极偏置电路的电路图,图中三极管为锗管,已知锗材料三极管的输入伏安特性正向死压电压是0.2V,问:峰值小于0.2V的正弦波输入电压能被放大吗?
回答肯定是不能,再问,某电视机中的三极管放大电路,能够把峰值为几十uV的输入信号放大,大家想是怎么做到的呢?再通过画出脉动直流的波形指出思路,学习好的同学很快会说出输入端叠加一支流值的答案,老师马上引申,这个提供支流值的电路在放大电路中叫做建立基极偏置电路,增加基极偏置电路就叫建立静态工作点,所提供支流值的大小决定了工作点的高低。并强调放大电路必须建立静态工作点。使学生明白由于三极管输入特性的非线性,要想不失真的放大微弱的交流信号,必须建立静态工作点这个道理。关于第二个问题:输入信号与工作点的关系可通过实例将两点:(1)被放大的动态信号是叠加在静态工作点上工作的;(2)静态工作点的高低影响信号放大的质量,影响最大不失真输出幅度。再通过分析一个实际两极交流放大器说明为什么前级工作点低,后级工作点高,为什么实际工作中需要调整工作点来引导学生思考。
总之,单管低频小信号放大器是本课程的关键教学环节,这部分内容理解了,电子电路的分析思路也就初步学会了。由于接下来的内容如工作点稳定电压、负反馈放大电路、功率放大器、正弦波震荡器、直流放大器等是在单管放大器基础上进一步改善性能,优化结构,增强作用,提高品质而产生的,除电路结构不同外,分析思路是一样的。所以说单管放大器的分析是本课程的入门教学,我们必须狠下工夫。
二、合理取舍教材内容,增强学生读图能力
随着电子技术的发展,集成电路的应用越来越广泛,如果按教材要求只讲分离,不讲集成,学生走向工作岗位,最基本的电路符号也不认识,这就是教学的失误。所以集成运放应用一节应作为必修。甚至集成运放的非线性应用最好也作一些简单介绍,使学生对集成运放的应用有个全面的了解。其实这部分内容用的课时并不多,而解决的问题并不少。相反,教材中开始部分载流子的运动,PN结形成的内部机理可简单讲解。特别强调不要让学生在这儿钻牛角,因为我们的目的是会选择器件构成应用电路。
教学中还发现,学生学完本课程后不知道学会了什么,也不知道怎么用,为了让学生明确这些问题,学完全课程很有必要作几个实际电路的读图练习。对中级技校学生可通过分析电路简单的扩音机、收音机、直流稳压电源或简单实用的工业自动控制电路加强读图训练,通过电路分析,使学生知道电子电路的用途,明确电子电路是实现自动控制的有利工具,电子电路既是专业基础,其本身又是实用技术。
三、重视实践环节,收效事倍功半