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电子电路基础学习精选(十四篇)

发布时间:2023-09-26 08:28:22

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篇电子电路基础学习,期待它们能激发您的灵感。

电子电路基础学习

篇1

【关键词】电子电路;教学;策略

当前电子技术在不断的发展,教材内容也在不断的更新,学习的知识日益增多,传统教学在给学生提供感性材料方面有很大局限性,有时由于没能给学生必要的表象,影响学生对知识的理解。传统教学的方式方法也较难顾及学生的个别差异,致使有的学生“不解渴”,有的学生则接受不了;高才生被抑制,低才生又赶不上。再者现在的技校学生对教学要求越来越高,逃课的现象越来越严重,上课睡觉、玩手机、看小说屡屡皆是,主要原因也是一些传统的教学内容和教学方法已经不能吸引学生的注意力,不能满足学生的要求,不能同步与科学的发展和改革,因此我们要对传统的教学方法改革和创新。

1. 实行教学方法创新 要想培养出创新型人才,必须依赖于创新性教育,教师是教育的执行者,也就是创新教育的操作者,必须树立“教学就是引导学生学会学习,提高学生自主探索学习能力”的教学观念,注重开发学生的智力因素与非智力因素,这在学生的成长过程中有着不可忽视的作用。在《电子技术基础》教学实践中,教师在课程设计时,对课程内容安排既要源于教材,又要不囿于教材,强化教学内容的科研性,注重充实教学内容的信息量,增强教学内容的实际联系性,丰富学生的直观感受。把教学重点放在启发、引导学生寻找,发现问题并加以探究解决问题的思路方法上来,变学生被动接受教育为学生主动探索、发现现象、总结规律的开拓创造性学习

2. 进行教学手段创新 教学手段是多种多样的,挂图、幻灯片、录像等对提高课堂教学效率起着重要的作用。随着知识的不断更新和信息技术的不断发展,原有的教学手段已经很难适应现代化教学发展的需要,必须进行教学手段创新。把多媒体计算机引进课堂,便于创设情境,促进学生的认识活动。多媒体计算机能够实现文字、图像、声音、动画的结合,使原来抽象、乏味的知识变得形象生动起来,从而引导学生运用创造性思维和想象力去理解事物的本来面貌,培养创新认识。特别是在知识微观世界方面,它能发挥非常巨大的作用,可激发学生的求知欲望和学习兴趣。采用多媒体教学能化解教学难点,既节省板书和画图时间,又使抽象的概念具体化,微观的物质宏观化,静态的效果初态化,平面的图形立体化,从而激发学生的学习兴趣,培养学生的创新认识,提高课堂教学质量。

3. 进行教学评价创新 教师在对学生进行教学评价时,应重视学生学习过程与非智力因素的评价。针对中职学生的特点,在其成长过程中,走出单一的分数评价误区,用发展的眼光多角度评价学生是十分必要的。摈弃传统的以掌握知识量的多少和考试成绩高低作为唯一的学生学习质量好差的绝对静态评价标准,代之以学生的学习态度、进取精神、课堂协作、学习行为表现、自主探索能力、成绩上升幅度等发展过程的多角度、多层次的相对动态评价标准,力求全面地、客观地、科学地评价学生的学习。在课程教学中,对学科成绩进行评价时,可对课堂上学生主动参与协作学习的行为表现,自主探索的学习习惯,作业完成等做出定性评价,按照比例纳入考试总成绩中,作为平时学生学习行为表现成绩分数,以消除一部分学习基础较差的学生在心理上的后顾之忧,从而保护他们的学习上进心。例如,上实验课时,对学生的态度、线路连接、实验现象、熟练程度、故障现象的检修、元器件的检测等,均根据不同程度给学生打出不同的分数,这样基础较差的学生能找到自信,提高学习动力,基础较好的学生能找到自己离目标的差距,收到极好的教学效果。

4. 课堂语言创新 在课堂上,氛围是很重要的。教师的讲述应该能抓住学生的心,即教师要善于使用对学生有吸引力的语言,引导学生的思维,使学生专注于自己的讲述。在语言的使用上,教师如果能根据自己的理解将课本上的知识点生动活泼的表述出来,而非照本宣科,往往就能对学生起到很好的启发诱导作用。学生在他们的好奇心的牵引下,知识就在不知不觉中被沉淀下来。《电子电路基础》作为电子类专业的一门基础课程,是与生活中碰到的很多电器息息相关的。教师应该能使用通俗的语言和贴近生活的实例为演示将专业理论知识表述出来,即将理论在实例中表述,反之又将现实中的电子现象上升到理论高度,理论联系实际,以这种方式使学生从中得到启发,产生联想。这样,既能使教学简明流畅,又能充分引起学生的注意,激发学生的兴趣,提高学生学习的主动性。对于这种专业性很强的课程,课堂上难免陷入枯燥乏味的境地。这也提高了对教师的要求,所以教师必须要对自己所讲述的这门课有充分的掌握和理解,达到能正确把握和灵活运用教学语言进行表述的程度,使得学生能在自己生动形象的讲述下,保持高昂的学习热情,又能快速理解和掌握知识点。需要注意的是教师在编写教案时,应注意组织筛选的实例不脱离学生的生活实际,最好是学生普遍在生活中碰到和思考过的现象,否则达不到理想的效果。

篇2

关键词:电子电路基础;动手操作能力;技工院校

一、引言

技工院校《电子电路基础》课程的主要介绍电子电路理论知识以及其应用。学生掌握电子电路知识,有助于学生了解机电机械设备工作原理,对于学生拓展专业技术视野具有一定的推动作用。本门课程理论性强、实用性也比较广泛,为了实现教学理实一体化,对课程教学与时俱进、不断改革完善必然趋势。

二、教学目标设计改革

技工院校《电子电路基础》课程主要内容为电子电路理论以及其应用,核心为提高学生电子电路操作应用能力,教学目标设计改革也应该围绕提高学生能力入手,具体为以下三个方面:[1]第一,专业能力提高。在本门课程教学时,提高学生专业能力指的是提高学生电子电路实际应用能力和实践操作能力,特别是在介绍路灯电路、抢答器电路、振荡器等知识教学时,让学生亲自参与设计操作,对于提高学生动手操作能力具有事半功倍效果。第二,学习方法能力的改善提高。本门课程实际应用性强,因此,技校生通过学习本门课程,能够大大提高学生动手操作能力,触类旁通,使学生掌握更多操作方法。另外,本门课程教学采用多媒体教学法、慕课教学法、微课教学法等,也有助于学生学习方法能力的改善提高。第三,社会能力提高。本门课程的实际应用性比较强,学生学习本门课程,提高技术水平就能够更好地回报社会,为社会创造更多价值。

三、教学内容改革设计

技工院校《电子电路基础》教学内容选择,应该本着够用和实用原则,按照就业岗位需求和职业发展需求进行定位确定。教学内容选择要有侧重性和层次性。《电子电路基础》课程教学内容设计思路为:第一,先确定本门课程教学总课时,才能确定教学总任务。本门课程安排一个学期完成,总课时为六十学时至九十课时之间。第二,传统教学过程中,着重于理论知识教学而忽视实训教学。在教学内容改革设计中,将教学内容教学侧重于实训环节,比如电子电路仪器仪表的使用、放大电路的设计、抢答器制作等。

四、实验教学中学生操作能力的培养

《电子电路基础》课程是技工院校电子类专业和家电维修专业必修课程,本门课程的实践性很强。本门课程实验课占教学课时比重较大,学生参加实验教学,有助于加深对理论知识的掌握,提高学生分析问题和解决问题的能力,为专业后续课程学习打下坚实的基础。对于如何提高学生实际操作水平,笔者认为可以从以下几个方面着手:第一,培养学生学习兴趣。学生一旦对学习《电子电路基础》课程感兴趣,他们就会主动学习,从而提高教学效果。技校生大多学习基础比较差,传统教学模式下,大多教师照本宣科而使得教学枯燥无味,学生久而久之就失去学习兴趣。为了培养和提高学生学习兴趣,笔者根据本门课程实用性与应用性强的特征,选择贴近学生生活的实例展开教学,能够大大激发学生学习兴趣性。具有焊接操作能力是电子类专业学生必备技能,笔者在安排焊接导线实验课的时候,不是照本宣科式按照教材编排进行,而是另辟捷径设计教学内容,笔者让学生用导线焊接一个字或者图形,看哪个学生焊接的字与图形更为美观漂亮。教师在教学中可以更多安排这种有趣的实验,比如在学生上测试集成功率放大器实验课的时候,教师让学生完成测试任务后,可以让学生在功放的输入端位置接入自己喜欢音乐声源,一首首优美的歌曲响起,学生成就感得到极大满足,对提高学生学习兴趣具有事半功倍的效果。同时,教师可以带上以前学生完成的电子电路作品向他们示范展现,如门铃电子电路作品、调幅收音机作品等,也能大大促进学生学习积极性。第二,示范入手,把握操作要领。理论教学具有先导意义,学生掌握了理论知识后,才能更好地进行实践操作。为了提高学生动手操作能力,教师在初期阶段,采用讲解与示范法相结合的方式向学生传授操作要领,教师要边讲解边示范学生操作要领,方便学生观察与思考,这样才能更好地加深印象理解记忆。比如在教学毫伏表使用知识时,先向学生讲解毫伏表理论知识,如毫伏表的作用和测量交流电压的操作方法要领等,测量交流电压操作步骤主要有准备、仪器量程的调整确定、接线、读数和拆线五个阶段。经过理论讲解,学生对所学理论知识就心里有数了;然后教师向学生示范展示毫伏表操作:第一步,仪器指针指向数字零位对毫伏表机械归零,接通电源;第二步,量程开关将量程调整到初期状态,再打开信号测试开关;第三步,先接好黑夹子线端,再接好红夹子线端;第四步,如果量程开关处在数字“1”位置时(如1mV,10mV,1V),量程应该读取第一行刻度线。如果量程开关处在数字“3”位置时(如3mV,30mV,3V),量程应该读取第三行刻度线,最终测量结果要保留到可靠数字后一位,测量结果单位就是量程单位;第五步,拆线顺序为先拆红夹子,后拆黑夹子。教师示范动作要慢,在关键步骤的动作可以反复向学生操作演示。学生通过教师讲解和示范操作,可以提高学生的观察能力和思考能力,进而更好地完成学习任务。

五、结束语

《电子电路基础》课程教学中对教学目标和教学内容设计改革,并且着重于实验教学中学生操作能力的培养,不仅有助于学生理论知识学习和提高实际动手操作能力,而且有助于激发学生学习兴趣和学习主动性,促进教学效果和学习效果的提高。

参考文献:

篇3

1通信电子电路教学改革的必要性

通信电子电路是通信、电子、测控等专业的一门重要的专业基础课程。它的主要内容包括:小信号调谐放大器,高频调谐功率放大器,正弦波振荡器,振幅调制及其解调,振幅调制及其解调,角度调制及其解调,混频器,变频器,锁相环路等。课程涉及的知识面广,与许多课程联系紧密,理论性强,内容较为抽象,实验难度大,授课时间少;它不仅要求学习者掌握好低频电子线路理论和电子器特性的相关知识,而且要求学习者具有较好的非线性数学分析能力[2~3]。本文结合学校自身的情况和要求,对通信电子电路实践教学遇到的部分问题提出改革的建议。

2加强教学内容和其它相关课程的联系,提高教师教学水平

首先,通信电子电路作为高校中讲授通信电路基本组成和工作原理的课程,与高等数学、低频电子线路、信号与系统、通信原理等多门课程的知识体系都存在一定的交叉。在理论教学中兼顾必要的理论知识讲解,重视实际应用的同时不拘泥教材内容,适当引入新知识,摒弃目前不常用的知识,授课过程中避免进行繁琐数学公式的推导,重点突出对通信电子电路概念的物理含义的理解和电路工作基本原理的理解以及通信电路实际应用的学习,从而达到授课事半功倍的良好效果。对于通信电子电路课程存在:课时少、课程涉及内容广、理论较复杂、概念抽象、内容理解困难等问题,教师不仅需要对通信电子电路的课程教学内容进行相应的更新和优化,而且需要提高教师的教学理论水平和加强教师实践环节教学能力。本着“理论和实践相结合”的理念,强调理论教学的同时注重教学过程中的实践环节,不仅能提高学生的学习积极性,而且能促进和强化学生对理论知识的掌握。

3重视电子辅助设计的创新教学,提高学生动手能力

通常在实验教学过程中,验证型实验为主,缺少创新实验。通常学生根据实验目的,实验电路,仪器设备和较详细的实验步骤,通过实验来验证通信电子电路的有关理论知识,最终达到巩固基本知识和基本理论目的。由于实验通常在实验箱中完成,受到元件和实验箱电路的限制,一般给学生提供的创新实验空间很小,通常学生实验的积极性不是很高。根据多年的教学经验和目前通信的快速发展趋势,我们编写了实用的通信电路仿真软件实验教材。通过EDA软件工具,学生可以在计算机上搭建实验平台,对通信电路进行设计、仿真、调试和性能评估,实验内容形象、生动、易懂,学生学习兴趣得到提高,学生的思维得到开拓。通过软件的使用,学生不仅在有限的时间内轻松巩固通信电子电路的理论知识,而且培养了实际的动手能力。同时我们可以将仿真实验与传统实验结合起来,在传统实验前,让学生根据传统实验的具体要求,先使用软件工具对实验电路进行仿真,初步了解本次实验的原理和基本内容,然后在本次实验做的过程中,比较仿真与本次实验中的现象和数据的差别,积极分析产生差别的原因,通过传统实验与仿真实验相结合,充分利用各自的优势,相互弥补各自的不足,学生解决通信电路问题的能力和实际制作通信电路的能力得到了提高,同时理论知识得到了巩固和升华。

4侧重教学和实训紧密结合,加强教学相长

学生完成了整个课程理论课程和实验课程后,我们安排了通信电子电路课程设计的教学内容对学生进行的综合性实践训练,目的是为了提高学生实践能力。在为期两周的综合性实践训练的课程中,我们要求学生在所学的通信电路的基本原理和基本单元电路基础上,紧密联系实际,自己动手搭建通信电路系统。在课程设计过程中,我们坚持以学生为本,主张学生自拟题目,指导老师审核,或者指导老师提供一些难度适中的参考题目由学生选择。在整个课程中,学生首先通过系统的功能框图画出相应的电路原理图,其次运用EDA仿真软件进行电路设计和电路性能的分析与仿真,最后使用元器件搭建相应的硬件电路,实现系统功能。通过通信电子电路课程设计,学生能够掌握所学各环节知识,同时具备了对通信电路的较高的分析能力、设计能力和评估能力。同时学生的分析问题、解决问题、设计电路的能力有质的飞跃,从由元件到电路,最终达到了系统级的认识。通过对通信电路的设计、搭建和调试,学生会遇到理论教学中,甚至实验环节中一些意想不到的许多实际问题,通过和教师共同积极的解决这些实际问题,不仅提高学生的电路设计能力及工程应用能力,而且加强了教师的指导能力,实现了教学相长。

5参加全国大学生电子设计竞赛,培养学生创新能力

全国大学生电子设计竞赛与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。我校通过参加了4届全国大学生电子设计竞赛,取得了傲人的成绩,培养了一大批既有扎实的理论知识,又有较高实践创新能力的大学生,同时促进了学校的教学改革和实验室建设工作。

篇4

关键词:电路原理图;识图方法;单元电路;电子电路

中图分类号:TN71 ? 文献标识码:A??文章编号:1672-3791(2015)02(b)-0000-00

引言

电子电路图是电子产品和电子设备的“语言”,而电子电路原理图是电子电路图的重要组成部分,怎样看懂原理图是学习电子技术的一项重要内容。识图的过程是综合运用所学过的电子技术相关知识,分析并解决问题的过程,识读原理图是有一定规律可遵循的。本文所阐述的五种识图方法,是我结合多年教学经验并参考相关书籍资料总结归纳的,希望可以给在电子电路原理图识图方面有困惑的同学们一些启示,另外,其中一些方法也可作为老师进行相关识图教学时的参考。

1 电子电路原理图的概念及识图意义

电子电路图一般由电路原理图、方框图和装配(安装)图构成,其中电路原理图是电子电路图的重要组成部分,它是由各种代表实际电子元器件的符号(图形、文字)及注释性字符组成的。从电路原理图我们可以看出每个电子元器件的具体参数(如型号、标称值)及各个元器件之间的连接关系。

识图,是从事电子技术工作人员的一项基本功,通过识图可以帮助人们去尽快地熟悉设备的构造、工作原理,了解各种元器件、仪表的连接以及安装;识图也是进行电子制作或维修的前提;识图也有助于我们迅速熟悉了解各种新型的电子仪器及设备。

2 电子电路原理图的识图方法

识读电子电路原理图必须了解掌握一定的电子技术的基本知识,但是,即使具备一定的电子技术基础知识,在刚开始接触电路图时也会感到有些困难,但从多年从事电子技术教学的经验中,我觉得识读电子电路原理图还是有一定方法可以遵循的,下面我想结合光控和声控延时照明楼道灯电路(图1)做一总结。

图1 光控和声控延时照明楼道灯电路

1 将电路解体分块,分成若干单元电路。一些复杂的电路,通常可以按照电路所实现的功能分为几个部分,这样可以把一个复杂的电路分解成若干简单的电路来分析,简化了分析电路的难度。如光控和声控延时照明楼道灯电路可分解成声控接收放大电路、单稳态延时电路、光控电路和电源电路四个部分。每个部分的分界线如图1所示(注:C2属于电源电路部分)。又如调幅收音机电路可以分解成输入回路、混频、中放、前置低放、功放这几个单元电路。

2 掌握典型单元电路的结构及特点。常见的典型单元电路有放大电路、振荡电路、滤波电路等。这些单元电路通常是以三极管或集成电路作为核心器件来组成的,并具备一定的结构形式,一些复杂的电路都是在这些典型单元电路基础上进行扩充来构成的。如放大电路通常是以三极管或集成运放为核心的单元电路,它的结构特点是有一个输入端和一个输出端;振荡电路通常也是以三极管或集成运放为核心的单元电路,它的结构特点是没有对外的电路输入端,在三极管或集成运放的输入端与输出端之间接有一个具有选频功能的正反馈网络;滤波电路通常以集成运放为核心,它的结构特点是含有电容器或电感器,并在输出端与输入端之间接有反馈元件。在图1中,声控接收放大电路是以三极管VT1、VT2为核心的单元电路,光控电路是以VT3为核心的单元电路。又如在触发器电路中,基本RS触发器作为存储单元电路是构成其它复杂触发器的基本逻辑单元,如同步RS触发器,是在基本RS触发器的基础上再增加两个与非门形成的,主从RS触发器又是由两个同步RS触发器构成的,主从JK触发器则又是在主从RS触发器的基础上再增加两个与门而形成的,可见,同步RS触发器、主从RS触发器、主从JK触发器都是在基本RS触发器基础上进行逐步扩充而形成的,基本RS触发器是构成这些复杂触发器的基本逻辑单元,掌握它为我们研究后面几种类型触发器打下基础。

3 了解电源电路的特点。电子电路通常以直流稳压电源作为电源给电路提供能量,直流稳压电源通常由变压、整流、滤波和稳压四个部分构成,通过这四个部分的电路,将交流电转换成直流电。如图1中交流220V电压经C1、R1降压、VDW二极管限幅、VD1整流后,得到直流电压经C2电容滤波以后,为整个电路提供工作电压。又如一些门铃电路、充电电路、开关电路,在给这些电路供电时,通常都是将220V市电经变压器降压、四个二极管组成的整流桥整流、电容滤波及稳压管稳压这几个环节将直流电转变成交流电为电路提供稳定的电源。

4 将电路归类,按类别研究电路。电子电路通常可分为以下几种常见类别:报警电路、门铃电路、振荡电路、电源电路、照明与彩灯控制电路、开关与检测电路、传感器应用电路、555定时器应用电路等。上述每种类别电路虽然所采用的电子元器件不同,但电路实现的功能基本是相同的,所以可以从电路所实现功能入手来分析电路。另外,了解一些器件的典型电路结构及其特点,也为我们分析一些复杂电路带来方便。如555定时器典型电路主要包括用555定时器组成的单稳态触发器、多谐振荡器、双稳态触发器,用这些典型电路可以构成相应的应用电路,如由555组成的单稳态触发器可构成触摸开关电路、定时器等,由555组成的多谐振荡器可构成时钟脉冲发生器等,由555组成的双稳态触发器可构成逻辑电平测试电路等。如图1,楼道灯所具备的延时功能就是由555定时器构成的单稳态触发器来实现的。

5由浅入深研究某个类别电路。例如门铃电路,我们可以先掌握简单门铃电路的原理,然后再进一步研究简单变调门铃电路、双音调门铃电路的原理,因为后面两种类型的门铃电路是在简单门铃电路基础上加以改进扩充而形成的。如图1,是光控和声控延时开关电路,我们可以先从相对简单的光控开关电路开始研究,在此基础上再研究光控延时开关电路,最后再研究声光双控延时开关电路就相对容易些了。

3 总结

以上是我根据多年的学习、积累、摸索及实践并参考相关书籍及资料总结的几点电子电路原理图的识图方法,其中前面三种方法主要是分析具体电路的常用方法,后面两种方法可供我们自学电路或进行教学时做以参考。这些方法有相通之处,即可以单独使用,也可以融会贯通。当然,电子电路原理图的识图方法还有很多,如按照信号的流程和变化、先找熟悉的元器件或电路、化特殊为一般等,我们可以根据具体电路和个人识图习惯来进行选用。另外,我认为要想更好的识读电子电路原理图,还需平时多看、多读、多分析、多理解各种电路图,积累适用于自己的识图方法。当然也可以多阅读相关方面的书籍及资料,图见多了,分析起来必然更加得心应手,同时还应多向有经验的同行请教学习,这些都可以不断提高自己的识图水平,使自己能够快速、准确地读懂电路原理图。

参考文献:

[1]张宪等.电子电路实用手册―识图、制作、应用.北京:化学工业出版社,2012.

[2]孙余凯等.电子产品制作技术与技能实训[M].北京:电子工业出版社,2012.

篇5

【关键词】电子电路基础;行为引导型;教学法;教学语言

中图分类号:G718.5

一、重视第一堂课的教学,激发学生学习兴趣

《电子电路基础》是电子专业学生必须接触的一门课程,而它的绪论,是学生接触这门课知识的第一堂课,如何上好这门课,对以后的教学相当重要。教师具有创意的新课导入,可以激起学生的注意力,诱导他们积极思考,而且激发学生学习这门课的兴趣。一旦学生对该门学科感兴趣,他们就会兴致勃勃地学习这门课的知识。因此,激发学生学习这门课的兴趣和动力就成为"绪论"的首要任务。

举个简单的例子:教师可结合当代电子产品的发展,如:电子计算机的研制和生产过程,介绍电子技术的发展概况,让学生体会到电子技术是一门需要不断探索和研究的科学技术。其次,也可介绍生活里琳琅满目不断出现的电子新产品,如:液晶电视机、MP4、MP5等,让学生感到我们的生活离不开电子技术,让他们的思想由"要我学"自然过渡到"我要学"。再者,还应介绍《电子电路基础》与所学专业的关系,明确它的重要地位,使学生从思想上引起重视。最后,从身边入手,找一些电子小产品,如:充电器、U盘、收音机等,让学生先观察它们的内部结构,从中让他们认识接触到电阻、电容、电感、二极管、三极管和变压器等元件,知道它们通过组合就构成一个实用电路,从而引出学习这门课的目的,让学生形成先入为主的求知欲望。

二、教学过程中善于使用生动活泼的语言

职业教学有以下几个特点:第一、职业中学的各种专业教材,内容上科学性和逻辑性很强,但定律、法则、原理等内容冗长,不便于记忆与理解,学生难以接受。第二、职业中学的生源不够理想,学生的总体素质下降,不少学生在学习上缺乏主动性,分析和解决问题的能力较差。第三、一般教师教学,教材怎么说,就怎么讲,照本宣科。平时让学生死背概念,机械地记忆一些原理,根本上激发不起学生的学习兴趣。兼于上述几个方面的原因,本人认为在不影响专业理论的科学性与逻辑性的前提下,有必要根据学生的实际情况,用形象生动的语言、风趣幽默的表达向学生进行讲授,指导其练习与自学,提高学生的学习主动性,达到举一反三的效果。

课堂教学中通俗语言的运用是不可缺少的,它可以启发诱导学生,否则课堂就像一潭死水,激不起一点涟漪。专业课尤其需要,而且必须使用与专业理论切相关的通俗语言和事例,这样才能使学生易于接受有关理论知识,取得事半功倍的效果。

三、注重实验与理论相结合的教学方法,充分发挥学生的主体作用

为了使理论与实践更好的衔接,将理论教学与实验教学融为一体。其内涵主要是打破传统的学科体系和教学模式,根据职业教育培养目标的要求来重新整合教学资源。从而逐步实现三个转变:1、从以教师如何"教给"学生,向以学生如何"教会"自己转变;2、从以教材为中心,向以教学大纲和培养目标为中心转变;3、从以课堂为中心,向以实验室为中心的转变。

电子专业的基础课既具有很强的理论性,又具有很强的实践性,它要求学生不仅要很好地掌握理论知识,而且还要把所学的知识应用到实验练习当中去,并在实验练习中不断地发现问题,分析问题,解决问题。所以教师在平时的教学过程中要注意运用实验去巩固学生的知识。不仅使学生能够将所学的理论知识应用到实验项目中,还能使学生把学到的知识连贯起来,真正达到应用的目的。

比如说,我们在讲授到二极管知识这一章,其中有个重要特性,那就是二极管的单向导电性,即加正向电压,二极管导通;加反向电压,二极管截至。那么教师在教授完基础知识后,可以让学生自己设计实验以证实二极管的单向导电特性。这时学生可以通过自己动手查阅相关资料,了解二极管的特性以及在电路中的具体应用。在此基础上就可以让同学们自己来设计简单电路了。

又比如,在讲授到直流电源知识点时,考虑到在直流电源的实验过程中要用到的知识点较多:二极管、三极管、电容、电阻、放大电路、焊接知识等。那么教师可以把知识点分为几个部分:基本电子元器件、放大电路、焊接知识等,让学生分别进行完之后,最后把这些知识综合起来,就可以做出直流电源,达到了我们的教学目的。在具体的实验制作阶段,为了更好地调动学生的学习兴趣和学习积极性,可以把课堂搬到电子实训室,让学生把手脑并用起来,在学习理论知识的同时加上动手练习这样使知识更加直观,容易理解,助于记忆。在这个过程中,教师负责把知识点告诉学生,让学生自己来设计实验,消化知识。在电子电路基础课中都可以采用上述实验与理论相结合的教学方法,因为有了前面的理论知识做准备,在实验室里让同学们自己根据所学的知识设计或焊接电路。这样让同学们自己摸索着逐渐掌一些电路的组成及工作原理,而同学们也有一种成就感并且自己设计的过程也是知识的迁移与应用的过程。

这种实验与理论相结合的教学方法不但适合电子基础课程教学,尤其适用于学生水平参差不齐的职业技能教学。

四、教师要注重培养学生良好的学习习惯

《电子电路基础》不同于其他课程,它既需要掌握牢固的理论基础,又需要学会分析电子电路。要使我们的学生能尽快适应电子技术的学习,在传授知识的同时,教师还要教给学生正确的学习方法,提高他们的自学能力,培养良好的学习习惯。

教师应提倡学生先预习后听课,在课前通过自学把教材的重点、难点、疑点找出来,并且对学生的预习要检查和评估预习效果。凡是能通过自学解决的问题,在课堂上就不再需要重点讲解。其次,要求学生做好课堂笔记。首先有利于学生接受和掌握新知识,其次学生如果养成做笔记的习惯,那么在整节课的学习中,能够跟上教师的教学思路,不容易开小差。对笔记的要求是:主要记教师讲课的提纲、重点、难点、概念,记关键词,难点问题应划上着重号,以便课后集中力量去解决。再者要求学生课后复习,心理学中的艾宾浩斯遗忘曲线告诉我们,通过"尽早"与"及时"的复习,防止遗忘是至关重要的。课后让学生重温讲课内容,整理笔记,以便对所学知识理解更深,掌握得更牢固。

总之,要使学生能顺利学好电子基础课程,其实是教与学的一个互动的过程,既要求我们培养学生正确的学习方法,又要求我们有合适的教学方法,好的教学方法还需要我们教师在教学过程中不断地探索和总结。

参考文献

篇6

【关键词】独立学院;CDIO;电子信息工程

【Abstract】This paper analyzes of the current situation of analog circuits course and the necessity of CDIO educational reform in independent college, and combining with the characteristics of this course and discusses the CDIO educational reform measures in independent college. Letter according to the electronic engineering specialty, and connecting with the school actual situation, based on CDIO education concept and denso laboratory, expect to build a suitable for their own development teaching system, to enhance the cultivation of students' practical ability, improve the effect of the practice teaching.

【Key words】Independent college; CDIO; Electronic information engineering

0 引言

独立学院培养人才目标应定位于应用型,探索自身特色的实践教学,不盲从母体学校的培养模式,又区别于一般公立本科教学模式,进行CDIO教学实践是一条创新之路。本文从提高独立学院学生电子综合应用实践能力出发,以电子信息工程专业模电CDIO教改为范本,围绕实践教学探讨能力培养转型,从教育观念、教学内容、教学方法及课程设置等方面对模拟电路基础课程教学进行探索和改革。

独立学院的模电教学整体以往是重理论轻实践,学生们接触到电子器件和电路的知识,只靠在课堂听讲,没有感性的认识,很多知识点都很难理解,特别是模拟电路中的基本电子器件和基本电路,如果这部分的知识没有学好,对后续的教学内容时就会有困难。模拟电路基础作为电子信工程专业一门重要的专业基础课程。模拟电路基础课程既要求学生具有深厚的理论基础,同时也必须具备较强的工程实践能力。该门课程的教学一直是个难点,学时少与内容多,学习难度大与学生兴趣不高等矛盾始终存在,教学效果一直不够理想。纯粹的理论教学已不能适应社会对电子技术人才的社会需求,进一步加强理论与实践的结合,以CDIO为引导,进行对模拟电路基础课程的教学改革是很有必要的。

1 模电CDIO教改模式和措施

引入任务驱动式CDIO教学模式,模拟电路的通过项目引导的方式,让学生在项目完成过程中能够更好地掌握学习到的知识,学生在做项目过程中,不仅要对理论知识进行理解和计算,还必须掌握画电路图,电路仿真,实物制作,仪器设备操作等实践环节,所有这些环节都要学生自己根据理论知识去思考、设计。通过这些环节,学生在实践任务的驱动下复习旧知识,学习新知识和新技能,学生积极主动参与学习,极大调动学生的学习兴趣,从而对教学内容有更加深刻的认识和理解。

为此教改团队制定了CDIO教学大纲,制作了剧本式教案,革新了理论教学体系。在教学中把重点放在各种基本放大电路及其分析方法、放大电路中的反馈、模拟集成电路及其应用等方面。精讲最基本的概念与方法,基于基础知识的迁移扩大,再到重要的分立元件电路,最终到其组成经典电路的基本概念、基本工作原理和基本分析方法。这对本科生分析问题和解决问题能力的培养起着重要的作用,这一过程中要求学生概念清楚、基础理论扎实,也是学生灵活应用集成电路的关键。对电子器件以及各种集成电路内部的工作原理分析则进行压缩,注重电子电路的组成及结构设计方法,重点讲解器件的应用。尽量减少繁杂的数学推导,以定性分析为主,定量计算为辅。同时加强电子工程系模拟电路实践教学力度,在有限的学时中进行重点知识点的任务实践,精选经典电路设计,使任务涵盖模拟电路基础课程各重要知识点,设计任务要符合重要知识点融合,要充分考虑学生的实际情况,符合教学要求的“做中教、做中学,教学实践合一”的教学理念,实现培养学生的自主学习能力和动手实践能力。

根据CDIO为指导的现代工程人才培养模式,任务驱动式的教学模式具体实施如下:按照五个阶段进行:任务下达―任务讲解―任务准备―任务实施―项目评价。教师下达任务书,提出完成任务书的建议,学生以小组方式,学生阅读任务书,进行查找相关元件及电路资料的任务准备,按学习任务书的要求完成设计方案的讨论,通过方案比较确定最终方案的制定。学生根据制定的方案设计电路,进行仿真,完成电子电路设计制作,正确选用测试仪器进行电路性能指标测试。任课教师在任务实施过程中进行始终给予指导,帮助学生寻求解决问题的方法。最后在学生任务完成后进行考核和评价,根据实践训练情况,检测评价。教师分析并作课堂小结深入分析,帮助学生正确认知实践任务的知识点和相关信息,提高学生的动手设计能力。

本次模电CDIO教改创新了教学模式,在电子工程系14级电子信息工程专业开展了模电CDIO项目教学实践,模电知识点围绕CDIO项目实施教学,学生能在掌握完整的项目所需知识点后很快进入项目实践,教学效果良好,深受学生好评。在模电CDIO项目实践过程中采用教师总体把控,学生自愿组合,将12级电工专业4个教学班级的学生划分为20个小组。教师向学生下达项目任务书后,学生根据项目要求自行设计电子电路并调试成功,学生根据项目设计成果编写项目报告和汇报PPT,学生项目小组上讲台进行成果展示和讲解,教师根据学生表现进行评分,以作为实践成绩折算纳入学生期末最终成绩,整个考核过程透明清晰高效。学生完成模电项目设计电路板60个,项目资料60份。通过模电CDIO项目的成功实施,学生掌握了资料搜索能力,元器件应用能力,电子仪器仪表的检测能力,电子电路的设计和制作能力,极大地促进了学生的工程实践能力

将CDIO工程教育理念和能力培养体系贯穿整个教学活动中,将模电知识点融入到项目设计中讲解,全面落实了能力目标培养体系,完成了模电CDIO教改能力矩阵图,完成了制定了初步的考核评价体系,进一步明确了模电课程的课程定位和理论框架,制定了完善的CDIO教学项目设计。有多个系统化的单项及综合应用项目训练,有项目实施后的考核评价体系,一体化教学,边讲边学,边学边练。根据运用CDIO工程教学理念组织教学内容,技能培养分层次,项目训练系统化,考核方式多样化。

2 结束语

模电CDIO教学改革已经实施,在我院电子工程系电子信息工程专业的教学实践中取得了良好教学效果,教改团队也从本轮教学实践中总结经验,不断完善教改中某些不足之处。学生在学习完理论知识后,能在较短时间内马上进入到实践。本次模电CDIO教改实践充分调动了学生学习的积极性、主动性和创造性,提高了学生分析问题和解决问题的能力,培养和锻炼了学生的动手能力和实践能力,增强了学生的创新意识和学习能力,极大地提升了学生的工程实践能力。

【参考文献】

[1]朱海霞,钟丽娜,等.应用人才培养模式下的模电课程教改浅析[J].中国教育技术装备,2014(22):111-112.

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关键词: 《电路基础》 multisim软件 应用研究

电子技术课程是电气信息类及相关专业的主干课程,包括电路基础、模拟电子技术、数字电子技术等。而电路基础又是电子技术课程的基础,内容丰富,具有较强的实践性。电路基础通常是大多数院校为相关专业学生开设的第一门工程类课程,所以在教学中应突出工程性,培养学生解决实际问题的能力。本文基于电路基础课程的特点,把Multisim仿真软件运用到教学实践中,不仅活跃课堂氛围,而且培养学生的动手能力和创新能力,强化作为未来工程师必须具有的工程思想。

一、Multisum仿真软件及其特点

Multisim仿真软件由美国国家仪器有限公司开发,是一款专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件,也是一个完整的集成化设计环境[1][2]。基于虚拟仪表技术对电路进行仿真与分析,使理论教学与实验教学得以结合。软件主要特点如下:

1.图形界面直观

整个操作界面如同电子实验工作台,元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放,软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似,测量数据、波形和特性曲线也和真实仪器一致。

2.元器件库丰富

除基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和DAC、ADC及其他各种部件外,用户还可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型。

3.测试仪器丰富

除通常的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪外,还具有瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪等。

4.分析手段完备

除直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、失真分析、参数扫描分析等功能外,还具有直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等功能,完全可以符合一般电子电路的分析设计要求。

二、Multisim仿真软件在《电路基础》课程中的应用

1.Multisim软件在教学中的应用

传统电路基础的教学,主要以理论教学为主,注重原理的分析。教学实践中原理的分析又辅以大量复杂的公式推导,多数学生感觉枯燥,提不起学习的兴趣,教学效果不是很理想。为了加深学生对知识点的理解,强化其掌握程度,课程一般会有配套实验。

理想情况下理论教学和实验应当同步,在课堂上讲解完成相关理论知识后当堂即进行相应实验,加深学生对于相关内容的理解。此外也可先进行相关内容的演示实验,以实验结果为基础,分析相应理论知识。在实践中理论教学和实验教学并不能完美地配合,主要原因在于传统的实验都是实物的实验。对于传统的实物实验,首先,实验的准备需要耗费大量的时间,包括器件的准备、连接、调试等过程;其次,实验需要占用较大的空间,实验室的那一套电路实验设备完全搬到课堂上进行实验教学比较困难;再次,即使在课堂上搭建了实物演示电路,实验结果也会因为一般仪表显示屏幕的尺寸限制而不能展示给所有的学生。如果将教学的场所放到实验室则会造成实验室资源的浪费,毕竟在整个电路基础课程教学中还是以理论教学为主,以实验教学为辅。

使用Multisim仿真软件可在理论教学的同时,通过多媒体平台进行实验教学,并可对虚拟仪表显示屏幕自由放大,将结果展示给所有的学生。Multisim软件能够仿真出实物实验相同的实验现象和实验结果,使抽象的概念具体化、形象化、直观化、简单化,加深学生对知识的理解,增强教学效果。

2.MUTISIM软件的应用案例及其分析

课程教学中发现学生初次接触RLC电路时对于各器件上电量的数值、相位关系不能很好地掌握。为使学生深入理解该部分内容,本文利用Mutisim设计了如图一所示的电路,通过虚拟实验的方式分析电量的关系[3]。

图一 RLC交流仿真电路

仿真电路中使用电压表和电流表测出相应器件和支路的电量,使用四通道示波器采集R、L、C两端的波形。图二为示波器一采集的电容和电阻两端的波形,可以直观地掌握RLC串联电路中电容的相位超前电阻90度;同样通过示波器二的波形则可以得到电感的相位滞后电阻90度。此外通过理论计算求得R、L、C两端的电压及电流值,和仿真实验得到的电量值进行比较。理论教学和实验教学相结合,可加深学生的理解。

图二 电阻和电容波形

三、结语

本文基于《电路基础》课程的特点和教学现状,研究Multisim仿真软件在课程教学中的应用。通过教学实践发现,Multisim仿真的引入能够有效结合理论教学和实验教学,加深学生对内容的理解,避免枯燥的纯理论教学,活跃课堂氛围,激发学生的学习兴趣,增强教学效果。如何恰当地把握和利用好包括Multisim仿真软件在内的教学资源,需要不断地实践与探索。

参考文献:

[1]卢艳红.基于Multisim10的电子电路设计、仿真与应用[M].人民邮电出版社,2009.

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关键词: 项目教学法 电路基础 课程设计

根据高职教育的人才培养目标要求,在电路基础教学实施中,不仅要求学生掌握一定的基础理论知识,更要强调学生的实践能力和分析问题、解决问题等综合能力的培养。为了达到这一教学目标,项目式教学法是一种首选的教学手段。项目教学法来源于建构主义学习理论,是学生和教师通过共同完成一个完整项目实现教学要求的教育活动,它既是一种教学方法,又是一种课程模式。

1.《电路基础》课程项目的选取

表1 电路基础课程项目

项目式教学法中,项目的选取是关键,选取原则是兼顾实用性及趣味性,同时还要考虑高职学生的实际接受能力。根据以上原则,结合《电路基础》课程标准,将《电路基础》理论知识重新整合成四个项目:电动车照明电路的设计、万用表的设计、日光灯照明电路的设计、低通滤波器的设计。

项目选择完成后,为了让学生完成每个项目的最终设计,又把每个项目分解成若干个子任务;先简单、后复杂,先测试、后设计;先单元电路、后总电路。让学生在完成一个个测试任务后,顺理成章地完成每个设计项目,如上表1所示。

2.项目式课程的教学方法

(1)将Multisim仿真运用到教学中。目前电路仿真软件Multisim 2001由于可以对电路性能进行直观、动态的仿真,因此在教学中广泛使用。例如在讲解串、并联谐振电路时,适时地将Multisim仿真添加到课堂中,可以直观地展示输入、输出波形;模拟品质因数Q对谐振波形的影响。通过仿真,学生加深对知识点的理解。

(2)自主学习与互动教学相结合。例如:在“电路的基本物理量―电流、电压、电位”的教学中,学生在高中时已经具备了相关知识,可以让学生充当老师,站在讲台上讲解,下面听讲的学生提出问题,互相讨论,这种形式的活动让讲者和听者同样都思维集中,人人参与,此时学生的学习过程就由被动听讲变为自主学习。教师再适时加以点拨,同时留足思考和提问的时间进行课堂讨论,加深学生对所学知识的理解,这样教学效果更好。

实践证明,项目式教学极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学生的专业素质和综合能力,而且增进了师生之间的沟通和理解,大大提高了学生的就业质量。

参考文献:

[1]龙晓庆.基于“项目驱动法”的《电子技术》课程改革与实践[J].大众科技,2008(5).

[2]严正国,苏娟,吴银川.Multisim软件在电子技术课程中的辅助和指导作用[J].中国现代教育装备,2008,5:72-73.

[3]余群,舒华,陈新兵.Multisim进行电子电路设计的教学研究[J].实验科学与技术,2007,5(5):118-120.

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在传统电工电子教学中,学生很难理解那些无法使用肉眼看到的抽象事物,但是借助EWB软件,各种无法用肉眼看见的事物能以电波的形式呈现在屏幕上,形成仿真的交互图像。

在电子电工专业教学中应用该仿真软件,能有效模拟众多电路的功能,以生动、形象的画面呈现繁复的原理,以更加具体的形象呈现抽象的电子和电工概念,使学生更容易理解,进而提高学生对电子和电工专业技术学习的积极性,实现高效地开展相关专业课堂教学。

一、EWB软件简介

虚拟电子工作台,英文为Electronics workbench EDA,简称作EWB,是21世纪80、90年代由加拿大交互图像技术有限公司推出的分析和设计电路的EDA软件。该软件能够提供数万种精确度较高的电子元器件模型和标准电子元器件,并且能提供类似于实际电子仪器的虚拟仪器,涵盖各种仿真分析电路的方法,学习难度较小,并且能灵活应用。这一软件能创造模拟电路、数字电路和电路分析的虚拟实验环境,在EDA实验中刚好能充分利用这种虚拟现实的手段。它最突出的特征即为电路元件库和仪器仪表较为丰富,并且能按照实际需求,对器件库进行扩充,实现灵活设置元件参数,及时有效地解决模拟开路、短路等不良问题;实验的进行可借助计算机来实现,对真实实验室工作台进行模拟,从屏幕中直接选用需要的测试仪器和电器元件等,具有便利、简洁的操作方法;EWB软件上操作仪器控制界面的方法和外形基本是仿真实物,存在极大的共性;能对电路运行和测量的结果进行动态化分析和呈现;还可以进行存储打印,并且能够直接将编制电路图复制到word文档或者其他软件中。该软件按照以下步骤运行:首先,输入原理图。将元件的原理图符号等设置在电路工作区,将导线连接起来,对元件进行参数设置。其次,对测量仪器进行设置和连接,并设置相关参数数据。最后,将方针开关打开,观察仪器上的仿真结果。

二、EWB在电工电子教学钟应用的优势

电工电子这门课程具有较强的实践性,教师在教学该门课程过程中,一直尽力将理论和实践相结合,开展高效教学,不断提升教学质量,尽管如此,在教学中依然存在不少问题和缺陷。教师的教学必须遵循预先设计好的课件,学生的学习也是固定模式,难以达到交互教学的要求。但是,通过在电子电路课堂教学中应用EWB,利用该虚拟电子工作台能有效设计仿真电路,利用转变电子电路数据参数,对各种电路数据参数影响电路性能过程进行观测,利用虚拟仪器对每一次实验过程中波形和整个电路的实验结果进行观察和记录,若设计方案达不到预期的良好效果,则可重新进行设计,经过不断往复实验,最终选择最佳设计方案。

三、EWB软件在电子电工教学中的应用

模拟电子技术是电子电工专业课程中的一门基础性的学科,其涵盖的内容较为广泛,包括半导体二极管及其应用电路、双极型三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路、放大电路的频率响应、形发生及变换电路、直流电源、模拟电子电路的multisim仿真等。该学科最大的特点即为电路图贯穿于各部分知识点中,主要包括PN结形成原理图、晶体管输入放大电路直流通路图等。不仅如此,学生之前从未接触该门学科中的一些电路图,因而学习难度较大,存在较多疑问。若教师在开展虚拟实验中应用EEB软件,则可清晰直观地呈现电路图。

1.电路基础教学中的应用。对电路的基本规律和分析方法展开的研究是电子电工专业的基本课程,电子电工专业必须要掌握一定的电路理论知识。电路基础教学包含各种复杂的概念、内容和抽象原理,学生在学习时常常感到乏味、晦涩难懂。可是,借助EWB软件之后,不仅能对理论知识进行讲解,建立电路和仿真分析,将所学的理论应用到实践中,还能使得教学内容逐渐多元化,提升电子电工教学课堂的趣味性,吸引学生积极学习,创造出形象、生动的电子电工教学课堂。

2.模拟电子技术教学中的应用。模拟电子技术这门学科中以半导体器件的功能、电路及其应用原理为研究内容,学习该学科的过程中,涵盖了各种电路图中的相关内容,主要包括晶体管输入输出特性曲线图、交流微变等电路图,而学生在之前学习中并非接触这些电路图。在应用EWB软件的基础上,能将电路的工作过程及原理清晰地将电力工作流程呈现出来,并且经过老师板书讲解,让学生了解晶体管放大电路的静态或动态工作情况。

3.数字电子技术教学中的应用。数字电子技术该项技术的重点研究对象即为逻辑门电路、集成器件的功能或应用的学科,其也包括分析和设计逻辑门电路和时序电路的部分内容。在数字电子技术教学中使用EWB软件,能为学生在课堂中对数字电路进行分析或设计给予充分的自由,进而有利于有效达到学科设计目标。在电子电工教学中应用EWB软件,能全面建立实验原理,将仿真实验过程真实地表现出来,在实践中应用理论知识,提高学习趣味性以吸引学生,进一步提高电子电工的教学效率。

总而言之,EWB这种软件系统的优势在于能简便地操作,功能完善,能将自身功能充分展现出来,能以生动形象的形式表现晦涩难懂的抽象理论,有助于培养学生对学习的兴趣,增强学习的自觉主动性。EWB软件能帮助学生在实践之前做好预备练习,有效解决理论和实践,完善电工电子教学的不足,进一步创造良好的教学效果。

参考文献:

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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

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关键词:“教、学、做”一体化;项目重构;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)46-0213-04

一、引言

电子专业课程内容通常比较抽象,理论性强,专业术语、名词概念多,与学生过去所学的知识联系不大,学生不但理解领会课程内容有一定困难,应用于实践时更是举步维艰,显然不能满足技能型人才培养的要求,因此,改进电子专业课程的教育教学方法成为师生们在教学中不断探索的课题。

笔者在教学实践中探索以项目为载体来重构课程内容体系,通过建构主义的指导思想建立起应用于电子课堂和实验室的教学理论和方法,采用“教、学、做”一体化的教学模式展开教学,希望通过这种新型的教学方式可以对电子专业课程教学带来新的力量和成果,让学生对电子学产生更加浓厚的兴趣。

二、构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系

要构建基于“教、学、做”一体化教学模式课程体系,首先,必须加强实践教学,只有加强了实践教学,才能将实践教学从附属于理论教学的地位独立出来,以“做”来引领“教”和“学”,在“做中学”、“做中教”,形成“教、学、做”一体化教学模式。然后,沿着实践教学主线,将所需要的理论知识进行梳理,以必须、够用为原则选择内容以及内容的讲解形式,重构每门课程的内容。

我院电子专业课程体系主要由以下课程构成:

第一学期,开设了《电子元器件识别与检测》和《电工技术实训》等专业课程;第二学期,开设了《模拟电子电路分析与调试》、《收音机安装与调试》等专业课程;第三学期,开设了《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》、《电子综合实训》等专业课程;第四学期,开设了《单片机技术与实践》、《EDA技术与实践》等专业课程;第五学期开设了《电子系统设计与制作》、《单片机技术综合实训》等专业课程;第六学期,企业顶岗实训。

在以上课程体系的构建中,有些课程是理实一体化课程,这类课程有《模拟电子电路分析与调试》、《数字电子电路分析与调试》、《电子线路板设计与制作》和《单片机技术与实践》等;有些实践从专业理论课程中单独剥离出来,开设成一门专门的实践课程,这类课程有《电子元器件识别与检测》;有些课程采用整周实训来完成一个综合项目的教学模式进行,这些整周实训的课程大都有一个特点,是对某门专业课程的综合应用,如电工技术实训、单片机技术综合实训等;有些整周实训课程尝试脱离某门专业课程,将多门课程有机综合在一起,这类课程有《电子综合实训》、《收音机安装与调试》等。

三、基于“教、学、做”一体化电子专业课程内容重构

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容

模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。

我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:

首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。

项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。

项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。

项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。

项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。

项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。

项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。

项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。

然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践―理论―实践的方法。

第一环节――实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节――理论。

第二环节――理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节――再实践环节。

第三环节――再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程

电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。

《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:

项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。

项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。

项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。

项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。

项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。

项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。

项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起

《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品――函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:

任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。

每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。

该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

四、结束语

经过实践证明,这种在建构主义学习理论的影响下,通过选取一个个典型“项目”为载体重构课程内容的方式,是一种比较有效的教学内容组织方式,它突破了传统的灌输学生理论知识的教学模式,采用“教、学、做”一体化的教学模式,通过项目为载体,用任务驱动来引领学生在实际工作任务的牵引下,激发学生学习课程内容的内在的求知欲望,达到学以致用的目的,同时能将所学的知识与它的实际应用联系起来。学生通过解决实际问题来实现对知识的掌握,大大提高了学生学习的积极性和主动性。

参考文献:

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[2]崔成,旺曹伟.基于任务驱动的模拟电子技术课程教学模式探索[J].教育与职业,2012,(05).

[3]李军.“教、学、做”一体化任务驱动型高技能教学模式构建[J].职业技术教育,2009,(08).

[4]唐冬生.“教学做合一”高职实践教学体系构建的研究与实践[J].教育与职业,2008,(11).

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作为信息产业中重要的电类基础课程,“电子技术基础”介绍模拟与数字电子技术的基本概念、基本器件、基本理论、基本方法和基本应用,具有技术发展快、涉及知识点多、实践性比较强、模拟与数字合一等特点。目前我校“电子技术基础”课程教学学时分配为理论课程50学时,实验课程10学时。在学时较少的情况下,课程教学中又涉及大量晶体管电路、集成运放电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路等电子电路的基本概念和理论分析,若理论授课时仅仅通过抽象的电路图和预设的波形图来分析理论电路工作原理,就不能让学生及时理解电子电路工作原理等相关知识点,只能起到事倍功半的效果。目前Multisim、Proteus等一批优秀的EDA仿真软件提供了丰富的仿真元器件库、用于调试和测量的虚拟仪器仪表以及各种电子电路基本分析方法,使得虚拟仿真技术在电子电路分析与设计中得到了广泛应用。尽管目前不少教师已经尝试在“电子技术基础”多媒体教学中引入仿真手段来改进教学方式,但这样碎片式的仿真教学只能走马观花、流于形式,缺少对整个课程的设计,难以真正调动学生的积极性、提高学生的创造能力。因此,根据“电子技术基础”教学内容的特点和要求,在教学实践中利用学导式教学法并嵌入仿真辅助教学,将仿真教学融于学导式教学中,利用生动直观的仿真效果化解电子技术教学难点,使烦琐抽象的理论分析图形直观化。通过这种基于仿真的学导式教学方法,不但能加强学生对实际电路的感性认识,帮助学生消除对电路的陌生感和神秘感,快速理解知识点,破解教学难点,更能提高学生的课堂学习效率,培养学生的动手能力,加深其对电路知识的理解和实际应用。

2基于仿真的学导式教学法

基于仿真的学导式教学法的主要特征:作为主导,教师要提示要点、收集问题、讲授理论、仿真辅导,其角色从教学的“主演者”向激发学生探索创新的主导者转变;作为主体,学生自主学习、思考讨论、仿真设计,其角色从教学的“被动者”向探索创新的主动者转变。

2.1基于仿真的学导式教学法实践步骤

基于仿真的学导式教学法努力突出学生的主体地位和教师的指导作用,将仿真贯穿于整个效果。考虑到合训学生课外自主学习时间的实际情况,基于仿真的学导式教学法在“电子技术基础”实践过程中包括4个阶段。

(1)自主学习阶段。教师在课前提示自主学习的要求和重难点,引导学生阅读教材、参考教材以及网络教材。在教师的引导下,学生发挥主观能动性,通过主动思考、互相讨论、仿真验证、查阅参考资料等方法,积极解决发现的问题,变一般性的预习为探索性的自主学习。教师收集、整理学生的疑问,为其答疑解惑,并及时了解学生的自主学习情况,指导学生的学习。

(2)课堂讲授阶段。课堂讲授重在讲透基本概念、原理、重点、难点,教师在教学过程中大量引入仿真电路,边讲理论边实践,将课堂讲解和电路仿真有机结合,避免空洞的纯理论教学,引导学生将所学知识应用到工程实践中。课堂注意与学生互动交流,及时了解共性问题,重难点处设置问题,引导学生思考讨论,考查学生自主学习和课堂掌握程度,利用归纳小结帮助学生对知识点进行理解。

(3)课后提高阶段。教师通过在课后布置作业、练习、仿真设计和实践报告等进一步引导、巩固、提高学生的学习效果。通过检查、批改、评价等及时掌握学生的学习效果,因材施教进行辅导。依托学生科技创新实践平台,鼓励学生开展创新课题研究,积极引导学生开展自主学习,参与各种课外实践和创新竞赛活动,多渠道、多样化、多层次巩固所学知识。

(4)课程考核阶段。课程考核用于评测教学效果,教师要重视教学过程和实践环节的评价,使课堂表现、作业情况、平时成绩、期终考试成绩、仿真实践情况等在课程的最终成绩中占有合理的权重,期终考试成绩占60分、平时学习占20分(包括全期作业完成情况、平时小测成绩、期中测试成绩、课堂表现以及仿真实践成绩)、实践创新占20分(包括实验成绩和课外创新情况),使考核评价方式从传统单一向灵活多样转变。此外,整个实践教学中重视过程管理,教师要详细记录学生的各种学习情况,并做出准确的正面评价。为减轻学生课外负担,提倡团队合作,学习过程中实行小组协作制,将学生分成几个小组,并选拔基础好、有责任心的学生为小组长,负责协调、组织各组的自主学习、讨论答疑、仿真实践等活动,以点带面使全体学生的学习能力、实践能力和创新能力都有所提高。

2.2“电子技术基础”教学实践中的“仿真嵌入”

将仿真教学嵌入“电子技术基础”的学导式教学实践中,做到基本器件都有测试电路仿真、典型电子电路都有电路仿真,通过虚拟仪器仪表揭示电路工作过程,借助仿真平台的基本分析方法分析电路,加强学生对电子器件、实际电路的感性认识,帮助学生掌握电子技术的基本概念、工程分析方法,从而提高学生的实践能力,培养创新精神。例如,教学中介绍二极管、三极管、场效应管等模拟半导体器件时,利用仿真平台中的虚拟器件引导学生认识基本器件的外形,利用IV分析仪等仪器辅助半导体器件伏安特性的理论讲授;讲授逻辑门、集成触发器、MSI功能模块等数字集成芯片特性时,通过逻辑分析仪或示波器来实时直观显示工作波形;介绍共射放大电路等单元电路的工作原理时,结合黑板理论推导或者多媒体理论教学,由仿真平台中示波器等仪表显示信号波形来揭示放大电路的动态工作过程,调节电路参数演示静态工作点对电路的影响及电路的交流放大作用,利用直流工作点分析方法、瞬态分析方法等对比验证理论讲授的工程分析方法,加强电路工作原理的理解和电路分析方法的掌握;分析逻辑门或触发器等构成的组合或时序逻辑电路时,通过数码显示、LED亮灭或波形图等直观显示电路逻辑功能。“电子技术基础”教学实践中可以布置一些具有设计性和创新性的仿真作业,引导学生利用所学知识开拓思考、尝试各种设计方案、仿真设计验证,不断提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。如在设计二极管限幅电路、有特定性能指标的晶体管放大电路、集成运放应用电路、楼道灯光智能开关电路、触发器组成的抢答电路、24小时计时器、汽车尾灯控制电路以及月球车避障控制器等时,要求学生利用所学知识大胆思考,认真仿真设计验证,完成并提交仿真实践报告。

2.3基于仿真的学导式实践教学案例

以“集成运算放大器的应用电路”中的“比例运算电路”为例,介绍基于仿真的学导式教学法的具体实施过程。

(1)教师在课前提出自主学习目标:熟悉基本运放电路,利用“虚短”“虚断”、节点电流等方法求解电路电压增益。学习的重点和难点是运算电路的分析方法与电压增益的计算。学生通过阅读教材和参考教材进行自主学习,提出了平衡电阻、输入电阻、反馈组态等概念问题,由教师答疑解惑,及时指导学习方法。

(2)教师在课堂讲授时注意引导学生观察同相比例运算电路结构,提出收集的典型性问题,驱动全体学生思考,验证学生自主学习的效果,控制教学节奏。引导学生利用“虚短”“虚断”以及反馈节点电流方程法来完成电路的分析,完成对提出问题的解答;运行例题仿真电路,通过示波器显示输入/输出波形及幅值大小,验证电路同相比例运算功能及比例系数;提出“若提高输入电压值,输出电压会怎样?”,引导学生展开课堂思考讨论,提示集成运放工作状态,边讨论边仿真实践,得到仿真验证,最后教师归纳总结同相比例运算电路;提出“如果要引入反相比例运算电路,电路结构需要怎么修改,怎么分析?”引导学生思考反相比例运算电路的电路结构和分析方法,仿真验证电路功能,引导学生总结反向比例电路特点。

(3)课后布置比例运算电路习题作业并要求学生进行仿真验证,进一步巩固学生的学习效果;通过检查自主学习效果、批改课后作业、评价仿真实践等及时掌握学生的学习状态,因材施教进行辅导。基于仿真的学导式教学中,仿真教学不再是碎片化的辅助教学手段,而是以学导式教学为载体的系统仿真教学。仿真始终贯穿于整个“电子技术基础”课程教学实践的各个阶段。教师在教学实施的过程中,通过仿真引导学习、布置内容、仿真得证,化主演为主导;学生在接受电子技术知识的过程中,通过仿真自主学习、积极思考、仿真求证,化被动为主动。

3结语

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关键词:Multisim;电路;仿真

中图分类号:TP319文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)03-0649-03

Typical Application of Multisim10 in Teaching Circuit

WU Ping, LI Xin-hui

(Department of Elecaatronic Engineering, Liaoning Engineering Vocational College, Tieling 112000, China)

Abstract: Aimed at the condition that laboratory instrument resource can not meet the demands of teaching, With examples to explain,by using Multisim software in teaching circuit,theory and experimental are organically combined. Students’abilities of independent study and innovation are improved.

Key words: Multisim; circuit; simulation

电路基础作为电气、电子信息、机电一体化等专业的必修课程,在学生的教育过程中起很重要的作用。之所以说其重要,一方面该门课程既具有理论分析又具有与实践结合紧密的特点,另一方面它又是进一步学习其它电类课程的纽带。因此如何开展好该门课程的教学就成为值得教师深入思考的一个重要问题。特别是随着教学改革的深入,一体化项目教学方式的引入也对教师提出了更高的要求[1]。传统的电路课程教学主要采用板书的形式辅以多媒体课件,单纯的讲授理论,课后通过实验环节巩固所学内容,培养学生的实践动手能力。随着高等教育的发展以及学生人数的不断增加,该种教学模式的弊端越来越明显:其一,在理论教学环节,学生更多的是被动的接受理论分析,时间一长就导致学生丧失了对该门课程学习的兴趣。该现象在高职院校的教学过程尤为明显;其二,由于学生人数的不断增加,高校发展水平参差不齐,这样就导致部分院校在实验硬件投入方面存在不足,有选择性的开展实验、十几人共用一套设备等等这些现象在实验教学环节都不同程度的存在。基于此现状,结合“电路基础”这门课程抽象、枯燥、概念多的特点,尝试在教学活动中引入了基于Multisim仿真软件的理论实验一体化的教学模式,实践表明该教学模式易于被学生接受,不仅活跃了课堂气氛,激发了学生学习的兴趣,而且使学生能够较好的理解一些抽象的难点、重点问题,也培养了学生实践能力和分析问题的能力[2]。本文通过几个典型实例,介绍Multisim在“电路基础”课程教学中的具体应用。

1 Multisim软件简介

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的用于电路设计和仿真的EDA工具软件,其功能强大,仿真效果生动形象,是电子类专业课程教学的主要软件之一。其界面友好,操作方便,整个操作界面如同电子实验工作台,绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上,连接之后运行仿真,所得到的测量数据、波形图和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来,没有任何元器件和辅料的损耗,仪表也没有损坏的问题。可以大大降低实验成本。特别是在三相电实验方面,避免了学生接触较高电压存在的不安全隐患。随着Multisim软件的普及,现在许多高校开始将该软件应用于电类基础课的辅助教学和实验教学中[3]。

2 Multisim软件在电路课程中的典型应用

2.1基尔霍夫定律的验证

基尔霍夫定律是电路中比较重要的理论。在交直流电路中涉及到电流、电压物理量的求解时,首先考虑是否能应用到该定律。Multisim软件在课堂授课的过程中即可快速验证该定律。基尔霍夫电流定律( KCL)指出:在任一时刻,流入一个结点的电流总和等于从该结点流出的电流总和。它也可以表述为:如果规定流出结点的电流为正,流入结点的电流为负,则流经该结点的电流的代数和必定为零。还可以表述为:在电路的任一结点上各支路电流的代数和总等于零。基尔霍夫电压定律( KVL)指出:在任一时刻,沿闭合回路电压降的代数和总等于零。基尔霍夫电压定律指的是沿闭合回路中两点的电压,它与路径和闭合回路中遇到的元件 种类无关。现以分析图1所示直流电路为例来简要介绍Multisim软件在电路中的使用方法[4]。

首先打开Multisim软件选取元器件建立如图1所示参数的电路图,注意接地,否则仿真时会提示出错。设三条支路的电流参考方向均指向节点1,下面通过仿真仪表测三条支路的电流。见图2。在图2中,从Multisim软件的虚拟仪器中选择三个万用表,设置成测量直流电流模式,并分别串联在三个支路中[5]。

图1验证基尔霍夫定律电路

然后点击工具栏中“Simulate”“Run”或者直接按快捷键F5,开始仿真,仿真结果如图2所示。根据KCL定律有:∑I =0。现把流入节点1的三个电流相加有:-81.814mA+(-918.163mA)+999.989mA≈0,即验证了KCL定律的正确性。接下来进行KVL定律的验证。建立如图3所示的仿真电路图。图中选择3个万用表,均设置为直流电压测量模式,把其分别并联于最外面回路的各个元件。上

图2基尔霍夫定律仿真电路

述设置完成后,点击Simulate按钮开始仿真[6]。由仪表显示示数可见:外回路电压的代数和为零,即∑U =0。至此很好地对基尔霍夫定律进行了验证。这样在理论教学的同时,进行了随堂的实验验证,既调动了学生的积极性又活跃了课堂,使学生在学习理论的过程中不再单调乏味。

图3基尔霍夫电压定律验证电路

2.2三相交流电路分析

三相交流电路分析是电路这门课程中相对较难的一个部分,并且三相交流电路实验所需的电压较高,这样就存在一定的安全隐患,同时在做短路实验时也容易造成实验器材的损坏。基于此,通过Multisim软件来完成三相交流电路的仿真分析就成为一个相对较好的实验方法。本文仅以分析负载星形连接为例[7]。

三相交流电路是由三相电源、三相负载和三相输电线路组成。三相电源是三相电路的基本元件,连接方式有星形和三角型连接。本文所讨论的电源是Y型的对称三相电源。利用multisim组成电压幅值相同、频率相同、相位相差120。对称的三相交流电源,三相电路的负载连接方式分为星型和三角型两种。本例中负载选择了Multisim中的120V/100W的白炽灯负载星型连接。

2.2.1有中性线的星型连接

电路如图6所示,此时按下仿真按钮F5键,可观察到三相白炽灯负载均点亮,在此电路中加入测量用万用表,分别测量线电压、相电压、中性线电流,电路如图5。XMM1-XMM7是7个万用表。其中XMM1、XMM2、XMM3是用来测量三相对称负载相电压的,XMM4、XMM5、XMM6是用来测量线电压的,而XMM7是用来测量中性线电流的。通过观察图5中仪表示数可知,在负载对称星形连接中,中性线电流为零,线电压的有效值约是207.8V,相电压的有效值约是120V,线电压的有效值恰是相电压有效值的3倍。这样就验证了课堂上理论推导的结果[8]。

接下来讨论有中性线时星形负载不对称情况,改变原有电路,把U相负载换成120V/250W的白炽灯,按下F5键开始仿真,结

图4对称星形负载电路果表明:中性线存在的情况下,无论负载是否对称都可以正常工作。也就是说,三相负载仍然保持各自的独立性,接万用表测量结果表明,其两端的电压仍然是三相电源的电压。限于篇幅,不再赘述。

图5对称星形负载电路参数测量图

2.2.2无中性线的星型连接

首先讨论无中性线星形负载对称情况,建立电路如图6所示,按快捷键F5进行仿真,实验结果表明:在中性线不存在的情况下,三相对称负载仍然能正常工作。在该电路中,对每相负载用万用表进行测量,测量结果显示每相负载的电压仍然是三相对称电源的电压。这样就得到结论:在负载对称三相电路中,即使中性线不存在,电路仍然能够正常工作[9]。

图6无中性线对称三相负载电路

接下来讨论无中性线星形负载不对称情况,建立电路如图7所示,图中XMM1、XMM2、XMM3分别测量U、V、W三相负载的电压,测量结果表明:三相不对称负载星形连接时,如果不存在中性线,则电路不能正常工作。该电路中,出现负载欠压或过压现象,造成白炽灯X2和X3烧毁,X1不能正常工作的情况。因此在实际工程中要避免中性线被拉断等情况的发生。

图7无中性线非对称三相负载电路

3结束语

该文针对高校传统实验仪器短缺、老化而无法满足实验教学需求的现状,结合工科电类基础课理论教学和实验教学的实际,特别是“电路基础”课程的特点,提出了行之有效的解决方案:即在教学工作中引入仿真软件Multisim,减少了硬件设施的重复投资,降低了硬件资源的损耗,做到了教学、实验过程的有机结合[10]。在课堂上将多媒体教学和Multisim动态演示结合,使教学过程生动直观,激发了学生的学习热情。

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[6]朱彩莲.Multisim电子电路仿真教程[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007

[7]于军.基于MULTISIM9的三相电路教学的研究[J].吉林化工学院学报,2009,26(5):25-28.

[8]袁占生,郑文杰,秦德兴.基于NI Multisim10.0的电路课程实验改革探索[J].集美大学学报,2010,11(4):98-100.

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[关键词]职业教育 电子专业 实践教学体系

[作者简介]尚亚蕾(1979- ),女,河南许昌人,鹤壁职业技术学院,讲师,硕士,研究方向为电子技术应用;杨彬(1983- ),男,河南温县人,鹤壁职业技术学院,助教,硕士,研究方向为电子信息。(河南 鹤壁 458030)

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)30-0164-02

一、构建应用电子技术专业实践教学体系的背景

目前社会需要的人才大致可分为三类,第一类是研究型、学术型人才;第二类是理论设计型人才;第三类是技术技能型人才,即我们通常说的技术工人,是社会大量需求的创造社会生产力的最直接人才。一般来讲,前两类人才的培养主要由普通高等教育完成,职业教育主要进行技术技能型人才的培养。应用电子技术专业在理论和实践方面具有双重性,这就要求学生在掌握理论知识的同时还得具备一定的实践能力。实践技能方面的培养一些发达国家已经走在了前列,但诸多方面的差异如教学方式、教学设备以及中西方文化等,使我们不能完全照搬他人经验。因此,在借鉴他人经验的基础上结合自身实际情况,探索出一套适合我国高职高专院校电子专业的教学体系尤其是实践教学体系就显得十分必要。

二、国内电子专业教学现状

1.课程内容重理论轻实践。目前学校的教学模式仍然是以教材、课堂、学校为中心,强调基本概念、基本原理的学习,注重学科的系统性、课程设置的规范性。这虽然有利于提高学生的理解能力和分析能力,然而却忽视了知识的应用性,忽视了学生学习新知识的认知规律,从而降低了学生的专业学习兴趣。具体到电子专业而言,目前基本电路的工作原理与分析方法的学习仍然是学生学习的重点,占用了学生大量时间,而真正赋有实践意义的实验实训,由于时间的原因,内容大量被删减,只剩一些验证性实验,充其量只能算是对理论知识的印证和加强。很少能真正调动起学生创造性思维。不设计、组装、调试、维修电子产品,触及不到电子专业使学生感兴趣的核心部分,这在很大程度上影响了他们对专业的兴趣,同时也降低了学生对知识的理解与认识。

2.课程开发体系以学科为基础。教学计划的编写一直以来是我国高职高专课程开发的重点。整个过程虽然也有行业企业的参与,但在一定程度上忽视了市场的实际需求,最终导致学校培养出来的学生缺乏动手能力,上岗后不能很快适应,凸显不了高职教育的特点,难以适应社会的需求。以应用电子技术专业为例,高职高专学生不仅应掌握一些必备的专业理论知识,如基本电学原理、典型电路分析,还应具备根据实际要求设计不太复杂的电子产品并通过绘制原理图、设计、印制电路板、装配元器件并最终调试出成品的专业技能。但是,目前大多数毕业生只能掌握一些专业理论知识,根本不具备专业基本技能和专业操作技能。况且随着近几年招生分数线的下降,录取的学生文化知识底蕴越来越差,加上难懂的电学原理,使许多学生在校期间就已经对电子专业失去了兴趣和学习的信心。据调查,职业院校电子专业的毕业生除极个别的同学能够从事本专业技术工作以外,相当多的同学只能从事技术含量低或没有技术含量的普通工作。这也是这些年全国电类专业招生普遍下滑的一个重要因素,这样就造成了极大的教育浪费,逐渐形成了一个恶性循环。

三、实践教学体系的构建

随着社会对学生实践能力的看重,高职教育应改变以理论为重心、实践支撑理论的传统教学理念和教学方法,突出实践教学的主体地位,建立独立的实践教学体系。坚持以能力培养为核心,以实践教学为主,以理论教学够用为辅。依据教学目标确定实训项目内容,根据项目内容确定所需的知识点,再由知识点对课程理论内容进行整合,加强基本技能训练、培养技术应用能力,突出先进性和实用性。在应用电子技术专业的教学改革过程中,通过对真实岗位能力的分析,经过几年的实践与探索,已经初步建立起了一套递进式的实践教学体系,以基本技能、专项技能、专业技能、综合技能四大模块为核心。应用电子技术专业的实践教学模块如165页图所示。