电路基础教学范文10篇
时间:2024-05-17 11:40:27
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《电路与器件》教学改革探索
摘要:本文针对“电路与器件”课程理论教学中目前存在的主要问题进行归纳分析,提出了通过教学内容、教学方式等方面来进行教学改革,提升学生们电路设计能力以及课堂参与主动性和学习兴趣。扎实地学好该门课程,从而为后续专业课的学习打下坚实的基础。
关键词:电路与器件;教学改革;合作办学
一、绪论
为促进教育事业科学发展,全面提高国民素质,在2010年6月21日教育部审议通过了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》。纲要明确指出要深化教育教学改革,创新教育教学方法,创新人才培养模式,更新人才培养观念;要借鉴国际上先进的教育理念和教育经验,加强国际交流与合作,引进优质教育资源,促进我国教育改革发展,提升我国教育的国际地位、影响力和竞争力。电路与器件课程是根据通信工程专业特点,把“电路分析基础”和“模拟电子线路基础”整合成一体的一门重要的硬件基础课,是通信原理、信号与系统、电信传输理论与工程等课程的先导课程。因此,学生对该课程掌握程度的好坏直接影响到后续通信工程专业课程的学习。目前,电路与器件课程安排为每两次理论课程搭配一次研讨课,这主要是考虑到学生还处在大二年级,英语功底还不是太好,同时,对很多专业术语也刚开始接触,每一次的研讨课能够充分地将前两次课的疑惑进行一些解答,并做相应的练习进行知识的巩固。目前,在各位英方老师以及我校老师的共同努力下,该课程取得了不错的教学效果,但在一些方面仍存在不足,具体表现为:(1)实验教学和理论教学是课堂教学的重要组成部分,但是在实际进行中两者确是完全分开进行的,这样对于课堂效果有所影响,而且这两个环节的教学在课堂设置上,进度上,编排上都是分开的,理论课按照自己的进度实施,实验课也是如此,所以经常会出现两者上课进度不一致而出现脱节的情况。另外,在电路与器件的学习过程中,需要用到较多的电路图,而电路中参数的变化势必会影响电路状态的变化,而这些变化仅仅通过板书与多媒体教学的融合是无法很好地呈现的。(2)研讨课在教学方式主要采用的是学生先做习题,然后老师进行讲解,单纯这样的方式,不能极大地调动学生们的积极性;另外,习题主要以分析题为主,基本上没有涉及到设计题,而这不能很好地锻炼了学生分析和解决问题的能力。基于以上的现状,本论文拟从教学内容、教学方式式等方面提出电路与器件课程教学改革的方向。
二、教学改革具体举措
(一)教学内容的改革。1.加强知识点的联系,优化教学内容。电路与器件课程是由“电路分析基础”和“模拟电子线路基础”整合为一体的,因此,在课程的讲解过程中,除了讲解各部分知识点,还应加强知识点的联系。例如,在讲述电路分析基础时,对电阻、电感、电容器件的介绍,不仅仅限制在理想模型,还可以根据情况,给出实际的模型,包括容差、分布参数等,这样,学生们在学习的过程中就会清楚实际器件在不同应用下有哪些不同的等效模型;类似地,在讲述模拟电子线路基础部分时,可以采用电路分析基础中的分析方法去分析问题,例如,可以将放大器电路等效成二端口网络,学生很容易理解放大器的输入电阻、输出电阻等放大器的参数等。同样地,在负反馈放大器电路中,采用二端口网络概念将放大器与反馈网络分离,这样便很容易估算出深度负反馈条件下的闭环放大倍数,学生们学习起来也会变得更加简单、易懂。此外,在分析RLC串并联交流电路时,本课程目前采用的是通过三角函数来求解电路中各元件的电流、电压等参数,以及电阻、电抗与阻抗之间的关系。而求解三角函数的过程通常是很繁琐的。因此,在电路分析部分引入复数分析方法分析电路中的电压、电流和阻抗等,从而能够使学生们更好地理解各个物理量的含义,而将复杂的电路问题转变为简单的数学问题。2.基于OrCADPSpice软件,加强仿真实验与理论的结合。为了能够更好地呈现电路中参数的变化对电路状态的影响,在电路与器件的理论教学过程中,可以把理论知识贯穿到整个仿真实验中,把实验教学和理论教学有效结合。比如,可以先讲理论,再用实验去验证;或者先用仿真教学看到问题,然后带着问题去用理论知识解答,最后再回到实验中获得最直观的理解和体验。目前,国内外较为流行的用于电路与器件的分析和设计的软件有:MATLAB、OrCADPSpice、Multisim、Protel、SystemView等。其中,MATLAB、OrCADPSpice由于其功能齐全、操作方便等突出优点,在教学过程中使用最为广泛。而相比较MATLAB而言,OrCADPSpice仿真软件具有图形界面更友好的特点,其主要是采用在仿真软件中画出电路原理图,从而进行仿真模拟,计算出电路中所涉及的各类型参数,学生无需掌握计算机编程知识,只需要能在计算机上画出电路图即可进行电路分析。这对于低年级还没有学习MATLAB相关编程课程的学生而言,无疑是更好的选择。同时,PSpice能够更加突出电路分析的基本概念和分析方法,使学生初步建立起计算机辅助分析电路的基本概念。通过仿真实验和理论教学相结合的方式,也将有利于培养学生的电路与器件实际的分析和设计能力。3.增设设计类作业,提升学生电路设计能力。目前,该课程的理论教学包括日常教学和课程研讨两部分,其中日常教学主要负责课程知识的学习,而研讨课主要完成近期学习内容的回顾及习题练习。而目前来讲,研讨课的习题练习更多的是给出电路及一些必要的已知条件,分析电路的性能,这种方式是掌握基本知识必须进行的分析验证过程,同时,也是巩固所学知识的一种很好的方式。但对于学生而言,不仅会分析电路,还要会设计电路。因此,在研讨课的教学过程中,可以根据实际的教学情况,在课程的“电路分析基础”部分和“模拟电子线路基础”部分各准备2—3项综合性较强,具有一定的灵活性的设计类作业,而学生们可以通过组队的形式,以组为单位来完成该设计作业。在作业提交时,由各组同学先汇报设计思路,说明电路的组成等,其他同学可以自由提问、探讨设计的合理性,最后进行作品的演示,从而提升学生的电路设计能力和课堂参与主动性,调动学生们的积极性。(二)教学方式的改革。近些年,随着互联网技术的发展,以及高等学校教育教学改革的推进,很多学校开始尝试由传统的线下教学转变为线上教学、以及线上线下混合式教学。但目前来讲,笔者认为线下教学由于学生与老师可以近距离的互动,同时,教室的环境更能营造一个良好的学习氛围,因此,有其不可替代性。但同时,线上的跨越时间和空间的线上互动也是值得我们借鉴的。目前,对于电路与器件课程的理论教学仍然以教师讲解为主。为此,可以充分利用雨课堂,麦可思助教系统等手机终端实现教师和学生之间的互动,将课堂上学生单纯的被动式接收知识的方式转变为学生参与、老师与学生互动学习的方式,从而有效地提高学生的课堂参与度,解决课堂教学中教学方式单一而枯燥乏味的问题。比如,可以通过预先设置一些与课程相关的话题或问题,引导学生进行相关问题的讨论,从而最大限度地激发学生们的学习兴趣,形成良好的师生互动氛围。不仅如此,还可以利用终端软件对学生课前预习、课后复习等相关过程的监控,统计分析,实时掌握学生的学习动态,从而反过来对教师的教学安排进行调整。另外,研讨课可以由之前老师讲解为主转变为学生独立完成为主。具体可以让学生们先做习题练习,然后选择部分同学上讲台来讲解自己的解题思路及过程,最后老师再做点评。这样可以清楚地知道学生们的知识短板,从而更有针对性地对所学知识进行巩固;同时,还可以有效地督促学生们投入到课堂的研讨中来,锻炼学生们的口头表达能力。
数字电路课堂教学论文
一、教学内容及方式的创新
(一)教学改革基本思路
将EDA技术最新的科研成果融于课堂教学中,这也是数字电路教学革新最基本的思路,呈现课堂教学方式现代化,并构建非常先进的教学平台以及现代化课堂教学环境。以现代化教学平台为基础,展开课堂教学内容以及方式的革新,构建能提升学生创新精神与能力良好培养的课堂。数字电路课程理论性教学内容是讲关于集成度的,该标准逻辑器件是中小规模集成电路。因为标准逻辑器件所设计的传统数字体系是使用自下向上的设计方式,总体所需的器件较多,并且其电路连接非常复杂,对应的可靠性也不高。用户不能对相关器件功能进行修改,这也就促使修改体系设计难度提升。
(二)教学内容及方式的创新
近年来,电子技术以及计算机技术发展飞速,随着EDA技术的出现及不断应用,促使数字体系设计进入新的阶段。实际上基于标准逻辑器件数字电路有着诸多缺陷,不过运用其展开相关教学也仍是有好处的,其能促使学生很好的了解掌握对应基本原理及知识,教学者也能够很好的向学生讲解其组合逻辑电路与时序逻辑电路的最原始电路,并合理的讲述与其对应的分析及设计方式。想要帮该专业学生打下稳固的基础,还要掌握该学科的最新研究成果及发展趋势,并合理的结合科研成果进行课堂调整及教学内容优化,找寻可行性较高的实施方法以及教学方式。将各类分类元件及较小规模的集成电路内容进行合理精简,重点讲述中规模的对应集成电路和运用,将EAD技术学习列为重点,并将其软件融入课堂教学过程中,进行现场仿真直接性概念演示、分析进程及验证、设计结果,很好的激发学生的学习兴趣并提升教学效果。全方位的引进多媒体教学,并将其与传统方式合理有效的结合,呈现优势互补的良好效果。
二、革新课堂教学理念并确立教学新目标
民航电子电气工程专业电路教学方法
摘要:民航电子电气工程专业需要培养出高水平的机务维护、电子通信等方面的人才。这就要求学生不仅应掌握扎实的专业知识,还应形成自身的创新和动手操作能力。本文从民航电子电气工程专业的特色需求出发,分析了电路基础课与该专业其余课程的联系。从理论与工程问题结合、理论与实践相结合以及学生自主学习能力培养几个方向出发,具体研究了电路教学中需要注重和改进的问题,并给出了相关的解决思路和方法。
关键词:工程问题;实践;自主学习;电路
电路分析课着重培养学生的思维能力、计算能力以及总结研究能。在民航电子电气工程专业的本科课程中,电路理论是一门非常重要的基础课。该门课是学生学好后续电力电子应用技术、通信电子技术、模拟电子技术、航空航天器供电系统等专业课程的先决条件。民航工程专业的学生培养需要满足民航行业对空管、机务、适航的特殊人才需求,学校需要培养出高水平的机务维护、电子通信等方面的人才。这就要求学生不仅应掌握扎实的专业知识,还应形成自身的创新和动手操作能力。在讲授课程时,还需要结合学生的专业特点,结合学生将来要学习的专业课和本专业的特色,提高学生的理论与实践相结合的能力,培养学生解决相关复杂工程的能力,为未来的继续学习打下基础。
一、明确本课程与本专业的关系
在教学过程中,须保证学生对学习目标的明确性,强调课程在整个本科学习体系中的重要性。作为民航工程专业,学生需要对航空航天器的供电系统有全面而深入的理解。而航空航天器由于空间有限,在设计供电系统时往往较为紧密,而且结构较为复杂,包含电池、电机、电力电子变换器。教师在讲授电路知识时,可与相关知识相结合。例如,在讲授基尔霍夫定律时,可以以飞机的配电系统示意图为例,明确基尔霍夫定律在电路分析中的重要性。在讲授正弦交流电流时,可以告诉学生民航客机上所需的电能大部分为交流电。也可以在讲授正弦电路三要素时,对比客机与普通民用电的幅值和频率的区别,并解释两者标准不同的原因。在讲解磁路基本定律时,初步介绍一下作为航空主电源系统电机的重要性,明确磁路基础概念的学习是航空主电源系统设计的基础。由此,通过实例讲授,将基础电路知识与本专业的专业特点相结合,不但可以突出基本知识的重要性,也可以激发学生的兴趣,从而搭建电路基础课和专业课程的桥梁。在教学过程中,教师不能孤立地教授电路基础一门课,还需要把所有相关课程紧密联系起来,尽可能灵活地传授知识。
二、理论与工程问题相结合
试议电气及电工电子技术作用
一、电工电子技术实践教学的方式方法及内容
1电工电子技术的课程内容
在电气工程训练中的电工电子技术课程含括了三个部分,分别是电路基础知识和分析方法、电机及控制部分以及电子技术部分。电路的基础知识含有直流电路和交流电路,其中交流电路相对复杂。电机及控制部分含有电磁的基础知识、变压器的工作原理和内部结构、继电器控制系统以及交流线圈电路和可编程控制器,其中变压器、继电器控制系统以及可编程控制器都有非常广泛的运用。电子技术部分包括数字电子技术和模拟电子技术,其中数字电子技术含有触发器以及逻辑门电路,而模拟电子技术含有半导体器件和集成运算放大电路。电路基础知识、电机及控制以及电子技术这三种教学内容对于培养学生的技术有很显著的作用,学校在制定电工电子技术课程的教学内容时要充分考虑学生的需求和社会的需求,并通过这些课程的学习让学生掌握足够的技术。
2电工电子技术教学的层次
在电气工程训练中电工电子技术的教学中,教师要注意教学过程中的基础实训教学、应用与设计的实践教学以及提高开放式的实训教学。基础实训教学主要是让学生在掌握基础理论的基础上把理论知识转化为技术技能,通过基础实训教学学生可以了解到自身理论知识的不足并更深刻的掌握已有的理论知识。工程应用与设计的实践主要是让学生在掌握基础实训教学的基础上学习社会所需要的技术,要让学生发挥自己的创新精神将所学到的理论知识运用到社会的生产实际中。开放式实训教学就是提倡学生成立研究小组,培养学生间的团队协作能力。开放式实训教学将使得学生更多的关注课堂外的科研活动,同时还可以引导学生进行发明创造,让学生在社会的大平台上积极发展。
3电工电子技术试验实训课程体系的改进
数字电路实验课程设计分析
1引言
数字电路在电工电子技术基础这门课程中占有非常重要的作用,它承接了电路基础、电工、模拟电子线路等先修的基础部分的课程,又是高频电子线路,计算机接口等后续相关课程的基础。而数字电路实验,是数字电路课程学习的又一个重要组成部分,它在整个数字电路教学中占有重要的作用[1-6]。一方面可以加强学生对理论知识的理解与掌握,另一方面还可以进一步培养学生的电路设计能力和实际动手能力,具有极其重要的基础性作用。实验课程不同于理论教学,实验课的主体是学生,学生的参与热情直接影响了实验教学效果的好坏。如何针对学生的实际情况对实验内容,实验实施方式,实验课程设计进行整合和改革,是本文要重点讨论的问题。
2目前设计方案的问题
目前的数字实验教学有如下的特点:内容饱满,课时紧张,对学生的预习工作要求很高,而且多数典型的数字电路实验内容对于第一次接触数字电路实验的学生来说短时间内任务较为艰巨,且由于是基础性的验证实验,趣味性不强,学生常常是还未完全理解一个电路的完整过程。又因为课时内容的限制而急忙开始了下一个内容,看似完成了不少项目,实际并未吃透原理。例如,74LS00和74LS20功能验证,第一次搭接实验电路,尤其是74LS20输入端多,总体线路偏多,多数学生接好这个实验电路已经花费了不少时间。本来重点是通过观察记录实验现象和结果,从直观的角度充分理解掌握与非门的逻辑关系,输入与输出之间的联系。但多数学生重点却不得不放在了怎么去搭接这个电路,怎么样才算是搭接好了这个电路,怎么样才能确定这个搭接好了的电路是良好无故障的。如果调试中再遇到一些问题,或是预习不充分的话,就无法在当堂课上完成全部的实验任务。即使完成了,也都比较匆忙,根本谈不上体会这些实验的目的,实验现象与理论间的关系,这样一连几次课下来,高强度又机械的实验训练关于验证理论、分析现象。尤其是体会过程,这些实验课开设的初衷并没有完全体现出来。学生对于本该充分锻炼自我动手能力的实验课程提不起兴趣甚至产生了回避的念头,课堂教学成果并不突出,大大影响了实验教学。
3改进型系统的设计
合理安排教学内容,在课堂上大胆创新即在保证数字电路基本理论体系的前提下,合理取舍教学内容,把握教学重点,加强分析与设计方法学习的教学,使学生具备一定的自学能力和课后查阅资料的能力以应对日新月异的新技术、新器件。增强学生实验兴趣,穿插安排趣味性实验任务,激发学生实验的兴趣,引导学生自主完成设计性实验,并在实验过程中验证自己的设计方案。具体内容实施计划如下:3.1集成“与非门”参数测试。熟悉数字实验箱输入输出区域,理解输入端原变量、反变量的引入,完成74LS20功能验证,并列写真值表,理解“与非”的计算结果和实验结果输出间的联系。3.2组合逻辑电路分析与设计。结合教材中的典型三人表决电路,按照逻辑电路图,进一步让学生熟悉掌握数字电路搭接的方法,并学会判定电路的好坏,器件的好坏,最终理解组合逻辑电路的电路特点。尝试设计简单的组合逻辑电路,如数字电子锁,画出逻辑电路图,按照自己设计的电路图搭接电路,验证实验结果是否符合设计原理,归纳设计思路,并分组讨论是否有其他方案完成同一个电路功能,分析比对,得出最佳方案,并加以验证。3.3时序逻辑电路。介绍JK触发器74LS107的逻辑功能,并验证三人抢答器。掌握时钟脉冲在数字电路中的作用,并用实验箱上提供的单次脉冲按钮,充分理解脉冲的上升沿和下降沿对触发器输出结果的影响,验证三人抢答器电路的逻辑功能,尝试排除简单的电路故障,例如抢答时蜂鸣器不响,或者抢答器输出不清零等,分析故障原因,并记录。本次内容较难,只安排这一个电路。介绍双D触发器74LS74的逻辑功能,根据验证表格进行器件逻辑功能的简单验证。按照要求,设计完成四位输出循环“1”的时序电路,要求手动脉冲控制或者1Hz脉冲控制输出。了解异步清零端和置位端的作用,注意互补输出端的影响。排除常见的故障,进一步锻炼学生排查故障的能力,总结分析故障产生原因并记录。3.4集成计数器。介绍74LS161和74LS162,理解同步和异步的含义,用两种器件设计同一种计数范围的计数器。学会计数器的级联方法,再结合门电路,设计模12、模24等常见计数电路,显示电路暂时先通过逻辑电平指示灯进行显示,可根据输出的情况,尽可能选最低数量的逻辑电平指示灯。3.5译码、显示电路介绍7段字符译码器,比对3个使能端的位权,根据简单的显示电路,显示10以内数字,输入用逻辑开关来代替。熟悉了译码显示电路后,结合上节课的内容,构成“计数—译码—显示”电路,由计数器实现计数部分,译码器进行译码,显示电路用共阳数码管显示。注意各部分电路之间的连接,不要有多余的连接线,脉冲部分可以选择1Hz脉冲输入。3.6移位寄存器电路。介绍双向移位寄存器74LS194,掌握逻辑功能,熟悉左移和右移的电路分别如何构成,验证清零、置数、左移、右移功能。设计4s变灯电路,掌握电路构成原理,注意输出高低位的控制。3.7综合设计实验。设计一个4位显示秒表电路,脉冲部分可以先用实验箱的1Hz脉冲来试验。后期产生部分,可以用555多谐振荡电路产生,注意充放电电路中电阻和电容参数的选取,要求输出为1000Hz方波信号;计数部分电路选用十进制同步计数器74LS162,注意级联方法,最高位的反馈选用反馈预置法完成。显示部分电路选用74LS47或74LS247,共阳数码管,注意限流电阻的连接,不能短路,观察数码管发光二极管的颜色,时刻注意检查显示电路是否正常。最后,这几部分连接在一起构成秒表电路。要求连接线路清楚,不能飞线,电源和地线要利用电源条合理安排,整个电路要注意工艺,本次课时间安排为6学时,要求学生独立完成。
小议高职模电课多媒体教学的辩证
【论文关键词】:模电课多媒体教学利弊
【论文摘要】:文章依高职模电课内容抽象、知识点多等特点对教学过程中采用多媒体教学的利与弊进行了分析,提出应结合高职模电课的特点及课程中的重点、难点等方面制作与使用多媒体课件,提高教学效果。
随着多媒体技术的发展和不断完善,多媒体教学被越来越多的教师应用于课堂辅助教学中,尤其是理工科一些比较抽象的内容可以很形象、直观、生动的展现在学生眼前,教学效果为广大师生的所喜爱,教师也在课堂教学中获得了相应的成就感和荣誉感。然而,多媒体教学在使用中暴露出来的弊端也一直是教师所力争要解决的问题。下面仅就多媒体课件教学在高职模电课学习中应注意的问题谈谈自己的一些看法:
1、多媒体教学的利与弊
1.1多媒体教学的优势
1.1.1与传统的教学方法相比,多媒体教学可以节省大量的板书时问,况且模电课上涉及的内容也不是都适合用传统的板书书写的,例如:集成运放LS741的内部电路结构图、可变跨导乘法器的内部结构图等。如果要用普通的板书形式在课堂上画出来,会浪费大量的时间,这样的方式也是不可取的。
电路分析基础同伴教学法研究
摘要:针对电路分析基础课程具有概念多、内容抽象、理论严密和学生难以理解的特点,在授课过程中采用了同伴式教学法,这种教学法以学生为主导,强调学生的主体性,能为学生提供充分的独立思考的空间,提高了学生的课堂参与度,文章将传统教学法和同伴式教学法的授课效果进行了对比分析。
关键词:“电路分析基础”;同伴式教学法;教学效果
“电路分析基础”是哈尔滨工程大学电子信息工程和通信工程专业的专业基础课。它以电路的经典理论为学习内容,教学目标是要求学生能准确理解和灵活运用电路的基本概念、基本定律和定理,培养学生具备分析并能设计高效实用电路的工程实践能力。该课程具有定理多、内容抽象、理论严密和工程背景广等特点,对高等数学、复变函数等先修课程有较高要求,又是后续信号与系统、通信原理等课程的基础,“电路分析基础”课程也是学生认为最难学的课程之一。另一方面,我国从小学到高中的课堂上都是教师讲、学生听这种以教师为主导的教学模式,这样的教学模式缺少学生独立思考的空间,无法为培养学生独立分析问题、解决问题的能力提供有效的途径,而这些能力是从事科研工作的基本要求,因此我们在“电路分析基础”课程的教学中引入同伴式教学法,在实现“电路分析基础”课程教学目标的同时,逐步培养学生的自主学习能力和创新能力,使学生具备从事科研工作的基本素质。
一、同伴式教学法
哈佛大学的埃瑞克•马祖尔教授在1991年创立了同伴式教学法。这种教学方法与传统的讲授式教学方法不同,这是一种以学生为主导、基于问题的互动式教学方法。同伴式教学法通常包括课前预习、课堂讲授、课堂测验、学生讨论和结果反馈等环节。学生通过自主思考、组内讨论和交流合作等多种方式获得知识,有利于激发学生的学习兴趣和学习热情,培养学生的创新性思维和团队协作意识,以及与他人交流沟通的能力。这一方法鼓励学生积极参与教学过程,使得教师讲授的知识更容易被学生接受。同伴教学法实现了学生自主学习、合作学习、师生互动和生生互动,从而有效地提高了大学课堂的授课效果。
二、教学内容设计与实施
《电工电子技术》课程教学改革论文
摘要:高职院校《电工电子技术》是工科类专业技术基础课程,由于各专业培养目标不同,对该课程的内容广度和深度要求都有所不同。文章以电工电子技术教学存在的问题为切入点,从改革教学理念、课程结构、教学手段等方面入手,在知识、能力和素养三维空间中,建构具有“1+X”性的模块化课程结构,探讨了“任务驱动、项目引领”的系统化教学设计,对提高课程教学质量、激发学生学习热情、培养学生创新意识和创新精神的途径进行了讨论。
关键词:“1+X”模块化课程结构;系统化教学设计
《电工电子技术》是高职院校非电专业的一门专业技术基础课程,是一门实践性、应用性较强的课程。通过对本课程的学习,学生能够获得有关电工电子技术的基本概念、基本理论和基本技能,为后续专业课程的学习及未来从事的相关工程技术工作打下坚实的基础。《电工电子技术》课程包含“电工技术”和“电子技术”两部分内容,涵盖了电路分析、电机及电气控制、模拟电子技术、数字电子技术等多方面内容。《电工电子技术》课程作为工科专业的专业技术基础课程,在我学校主要服务于制造大类专业,如数控设备使用与维修及机电一体化、汽车检测与维修等专业,由于各非电类的专业培养目标不同,人才培养方案中对《电工电子技术》课程的内容广度和深度的要求都有所不同,要求《电工电子技术》课程既要体现出专业技术基础课程的“基础平台性”特征,还要体现出非电各专业的“专业性”特征,《电工电子技术》课程不能再以一个同样的课程标准应对非电各专业的专业培养目标,必须体现为专业服务。《电工电子技术》课程教学要以学生为本。坚持工学结合,强化教学、学习相融合的教育教学活动。推行项目教学、工作过程导向教学等教学模式。要求课程的《电工电子技术》课程的教学内容、教学方法、教学手段等不断进行改革与优化,努力提高教育教学效果。如何更好的开发与实施《电工电子技术》这类专业基础课的教学工作,如何系统地把基础课的知识讲解给学生,让学生对电工电子专业有个全面的认识和统一的学习,完成《电工电子技术》“基础平台性”要求,为学生将来的可持续学习能力打下坚实基础,如何提高学生的学习兴趣,将电工基础理论与非电各专业紧密结合,让枯燥的理论在实际应用中获得生机,变“要我学”为“我要学”,培养学生自主学习能力,这些都是电工基础课教师密切关注和积极思考的问题。
一、存在的主要问题
从课程本身的发展来看,随着科技的进步,电工和电子技术的信息量日渐增加,如脉冲功率技术、新型电源技术等,另一方面,以就业为导向的专业人才培养方案的不断调整与修订,《电工电子技术》的学时数进一步减少,传统《电工电子技术》课程的教学内容不能适应非电各专业的教学目标。从学生方面来看,《电工电子技术》不是非电类学生的专业课,部分学生认为所学的专业与电工电子无关,以后工作生活也不会涉及电工电子方面的知识,因此这些学生学习的主动性和积极性都不高,再加上传统《电工电子技术》的理论知识多且比较难,大部分高职学生的物理、数学等文化基础知识相对薄弱,对学好这门课程即缺少兴趣又缺乏信心,这些思想直接影响了教学效果。从教师方面来看,高职的很多教师缺乏企业经验,从本科院校毕业后直接从事教学,将本科院校里学习本课程的教学模式照搬到高职院校的课堂里。在理论教学中,采用单一的讲授法,以“一言堂”教师为主体的方式进行枯燥的理论推导,这样就使得电学基础差的学生听不懂,逐渐形成厌学、怕学的心理。在不多的实验教学中,学生只是机械地按照实验步骤与要求进行验证性实验操作,缺乏自己动心动手动脑设计实验的环节,这样的学习过程,使理论知识与实践操作相脱离,达不到相辅相成、互相促进的教学效果。
二、“面向学生、服务专业”,建构《电工电子技术》模块化课程教学内容
通信电子线路教学方法与实践
“通信电子线路”是电子信息工程、通信工程一门重要的理论性、实践性都很强专业基础课程。该课程主要研究无线通信系统中的各单元电路的设计方法和理论,具有内容多、内容抽象、理论性强的特点,传统的课堂教学效果较差,学生普遍感到学习困难。为适应当前无线通信技术、物联网技术的发展,作者在通信电子线路教学中,将虚拟电路仿真引入课堂,将电路中不同节点处的电信号参数通过虚拟示波器等虚拟仪器实时显示,以此培养学生理论联系实际并用于实际的能力,使得抽象的知识变得形象生动,提高了学生学习的主动性,开拓了学生的思维模式,有效提高了课堂的教学效果和学生的课堂学习效率。本文以Multisim作为电路虚拟仿真开发平台,以幅度调制为例,对电路理论与虚拟仿真相结合的教学方法进行分析和研究。
1课堂教学过程设计
课堂教学的设计,是通信电子线路教学改革的主要表现形式,好的课堂设计,能激发学生的学习兴趣和学习热情,起到事半功倍的作用。在幅度调制教学过程中,首先需要对AM调制的原理进行理论分析,引出AM信号的包络与音频信号的关系,并在此基础上对调幅系数对AM信号波形的影响进行分析。接下来,通过虚拟仿真电路,对AM信号的波形进行仿真分析,使学生对AM电路的构成有一个基本的了解,为随后的电路原理讲解奠定基础。本文设计了四个层层递进的电路教学活动,对虚拟通信电子电路仿真在课堂教学活动中的节点位置及与理论知识的结合过程,进行设计分析。
1.1AM信号原理分析
幅度调制(AM)就是利用音频信号(低频)来控制载波信号(高频)信号的幅度参数,这样载波信号的幅度变化就能包含了音频信号的信息。假定音频信号UΩ表示为:
1.2虚拟电路仿真分析
LTspice在电工电子技术的应用
摘要:“电工电子技术”是机电类专业的一门基础课程,它主要包括电工技术和电子技术。该课程理论分析较多,同时也需要较多的波形展示,这给教师教学过程带来不便。本文利用LTspice仿真软件,可使课堂教学效果得到改善,同时也有助于提高学生的学习主动性。本文以几个经典电路为例介绍LTspice的使用方法及仿真实验分析,通过仿真所得波形结果验证理论分析,又通过理论分析加深理解波形结果,二者相符形成。仿真进课堂的教学方式提高了学生的学习兴趣与探索能力,有助于学生对后续实训实验课程的理解。
关键词:电工电子技术;LTspice;电路仿真
“电工电子技术”是机电类专业的基础课程,该课程主要介绍了电路原理、模拟电路、数字电路等方面的基本理论及应用技术[1]。它既具有较深的理论性,又具有较强的工程实用性,同时,电路及电路器件也与人们的日常生活息息相关,已经是现代社会不可或缺的基本组成部分。笔者在“电工电子技术”教学过程中发现,传统的教学方式,例如板书、课件播放等,在展示电路波形时,存在不直观、不灵活的缺点。尽管可以将部分电学实验器材带进课堂,实物演示并进行实验,但是能带进课堂并展示的电路非常有限,而且存在电路参数不易调节、电路器件容易损坏、电路结构及输出结果不易展示的缺点,同时,安全性也是一个必须考虑的问题。为改进教学手段,提高教学效果,加深学生对电路基本知识的理解,笔者尝试在课堂教学中引入电路仿真技术,在课堂上通过快速搭建仿真模型、合理修改电路参数对比输出结果,使理论分析得以验证。文献[2-5]讨论了Multisim、Proteus、Tina等电路仿真软件在电工电子技术教学、电路设计方面的应用。为避免版权纠纷、尊重软件知识产权,笔者使用LTspice进行课堂教学,相比于Multisim、Proteus、Tina等商业软件,它不仅免费,而且具有仿真精度高、易使用、可扩展性强的特点,能够满足课堂教学的需要。
1模拟电路仿真
1.1二极管保护电路
电路中若存在感性器件,如图1所示,则开关断开的瞬间,电感L1因电流突然中断会产生一个高于电压源很多倍的自感电动势。在LTspice中搭建仿真模型,如图2所示。开关S1由电压源B1触发,S1的触发正端电压值为正值时,开关导通;S1的触发正端电压值为负值时,开关截止。运行仿真后,在第1秒时S1截至,电感L1上的自感电动势如图3所示,从图可见,在开关截止的瞬间,电感产生了远超电压源的自感电动势,若不加保护措施,此自感电动势会对电路造成严重的冲击,甚至破坏元器件。为保护电路,延长其使用寿命,需要在电感L1上并联一个泄放二极管,如图4所示。这样,电感L1和二极管D1形成闭合回路,使自感电动势大幅减小,从而保护电路,开关截止瞬间的波形如图5所示。