数字电路实训总结范文

时间:2023-03-19 12:20:12

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数字电路实训总结

篇1

【关键词】数字电路;教学体会;电子专业

目前在各高职院校相关专业都开设了数字电路课程,通过数字电路课程的教学,学生基本能够掌握数字电路的基本知识和基本技能。近年来,随着技术的发展,专业课的教学存在固有的滞后性,学生毕业上岗后就开始显现出知识陈旧,必须不断学习新技术才能适应新岗位的要求。这一现状对数字电路技术教学提出了新的挑战。发展的课程要求我们的教学必须与时俱进,学生只有掌握坚实的专业基础知识才能适应新技术、新岗位,学生自主学习尤其格外重要。因此,专业基础课教学要适应实际的需要,必须不断的进行教学思路、方式方法的创新和改革,才能培养出适应行业需要的应用型人才。

1 现行数字电路课程教学存在的问题

数字电路技术是一门应用技术课程,具有较强的理论性和实践性。传统的教学模式往往偏重理论知识的教学,使用的教材跟不上数字技术的发展,采用按部就班的教学模式,力求对教材讲细讲透,学生习惯于被动接受老师灌输的知识,学习一些枯燥乏味的理论,而且很多学生在学习中不能灵活掌握要点,而去死记硬背,学生的学习兴趣在学习过程中逐渐消失。理论课往往只注重对教材知识的分析和灌输,在广度上对知识没有拓展和延伸,必定会影响对知识深度的剖析。而实践课程通常被放在了次要的位置,很多时候是在走形式,学生只管按老师实验要求做出结果,而不探究实验的原理和方法。这就造成了理论课没有起到为实践课打基础的作用,实践课也没有起到巩固、应用理论课的作用。学生在学习中处于被动的接受知识的地位,没有机会主动参与到学习中来,导致学习兴趣不浓,学习停留在表面,对所学知识一知半解。由于接受的多是课本知识,所以动手能力差、应用能力差,不能把自己所学的知识应用到实践中去。这样就达不到教学的目的,培养出来的学生也不能满足社会的需要。

2 对数字电路课程教学的改进思路

作为电子技术课的教师,如何适应新的形势,如何引导学生学好理论,练好技术,真正实现专业基础课程的价值和作用是我们研究的重要课题。数字电子技术是随着电子技术的发展而发展的,我们不可能在有限教学时间内,解决学生以后遇到的所有数字电路问题,因此必须对课程的内容进行必要的提炼和加工,对学生进行基本的思维和操作训练,培养自主学习的能力和创新能力,去学习和处理专业课学习和工作中遇到的各种各样数字电路问题。在多年的教学过程中,笔者尝试多种教学方式,不断总结教学经验,探索新的教学方法。

2.1 了解我们的学生

教学的主体是学生。目前,由于国家教育形式的发展,高职教育中学生的基础和水平都比较低,这一点必须正视,如果不能正确对待这一点,将学生的基础与水平估计过高,学生上课听不懂,那么无异于拔苗助长;如果估计过低,则会造成教育的浪费。正确估计学生的水平,是课程定位的前提和基础。其次要明确高职教育的培养层次,因材施教,对于专科课程,应以实用够用为原则,培养应用型专业技术人才。

2.2 上好第一节课,激发学生的学习动力

第一节课是最基础的理论知识课,如介绍数字电路的发展历程、课程的发展、特点、知识的应用、前期课程后续课程的相互联系作用等内容,授课中对学生的学习、纪律、作业要求等。这些往往不被老师所重视。上好第一节课至关重要,他关系着学生是否会对学习产生兴趣,渴望进行后续内容的学习问题,所以绝对不能照本宣科。让学生了解本课程在电类及相近各专业中的举足轻重地位,如果不打好该基础,学生将无法学好计算机硬件、仪器仪表、自动控制系统等相关课程。

2.3 详细讲解基础知识,注重知识的连续性,激发学生的学习兴趣,始终要理论联系实际,用生动活泼的教育语言,将灌输式教学方法改为启发式、理论和实际相互渗透式的教学方法

使学生掌握各种基本电子器件的工作原理和使用,要使学生熟练掌握各种组合逻辑电路和时序逻辑电路器件的工作状态的条件、特点和应用。要对基本电子器件的结构、原理有所了解,基本电子器件的特性、参数要讲透并深刻理解,这对于电路分析、选择、使用器件以及不同型号器件的替代是必不可少的,也是实际工作中分析处理数字电路问题所必需的。比如对于组合逻辑电路中的编码器和译码器,时序逻辑电路中的计数器和寄存器,在学习中可对他们的结构、工作原理等进行比较,了解其各自的特点,这样学起来就简单轻松多了。

2.4 在实践教学中进行教学的创新

目前在课程实践教学上,由于我们老师编写的实训指导书详尽有余,明明白白,加之所做的实训、实验都是简单验证性或机械重复性方面的项目,学生在实验中只需要按照实验指导书电路图,要求的步骤简单操作即可顺利完成。学生在实验中动脑少,能力培养的效果不够明显。在实践教学中要增加综合性、设计性实验,启发学生创新思维,培养学生自主学习能力,突出数字电路知识的实用性。职业学校的学生是一个学习基础、学习习惯和学习动机差异很大的一个群体,这就要求我们职业学校的老师无论是理论教学还是实训教学,都要努力做到因材施教。因此在实训教学时采用分层教学法,即按学生的能力分组。学习能力差的学生在规定的时间内只需做完基本实训项目即可,而学习能力好的同学除了做完基本实训项目外,还要安排一定量的选修实训项目,促使学生自主的分析实训中存在的问题,自己独立的找出解决问题的办法。

2.5 改进教学形式,提高教学效果

其一,引入多媒体教学,教师既能减轻教师板书工作,又节约了教学时间,更重要的是多媒体教学可以用形象的手段来表达一些抽象的教学内容。其二,鼓励教师同时承担理论教学和实验教学,加强理论教师和实验教师的教学交流。其三,理论与实践相结合,将理论教学与融入到实践教学中来,逐渐模糊两者之间的界限。

3 结语

为了适应数字电路技术的高度发展需要,我们要从课程设置总体优化的角度出发,整合教学内容,解决好“基础与应用”、“理论与实践”、“重点内容与知识面”等矛盾,使课程内容体系具有系统性、先进性、实用性。目前数字电路课程教学中仍然有很多需要改进的地方,如何提高实践教学质量,使理论与实践相结合,仍需要在教学过程中不断的探索与改革。

篇2

关键词:项目教学;电工与电子技术;八路抢答器制作与调试;教学设计

项目教学是学生在教师的指导下亲自处理一个项目的全过程,在这一过程中学习、掌握教学计划内的教学内容,通过项目的形式进行教学。项目教学法的核心是不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标,或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价,学习的重点在学习过程而非学习结果,学生在这个过程中锻炼各种能力。教师不再居于教学中的主导地位,而是成为学生学习过程中的引导者、指导者和监督者。

一、教材分析

电工与电子技术是中等职业学校电类、机电类等专业必修的基础课程。通过本课程的学习,学生掌握必备的电工、电子技术基础知识和基本技能,具有分析和处理一般问题的基本能力,具备继续学习后续专业课程的基本学习能力。三明工贸学校使用的教材是由彭佩烘、吴荣祥主编,科学出版社出版的中等职业教育“十二五”规划课程改革创新教材《电工与电子技术》。该书的编写以教育部2009年新颁布的教学大纲为依据,本着必需、够用、实用的原则。在结构上强化做中学、做中教的指导思想,针对课程性质,加入实践项目和任务,在理论知识处理上设计了探究性操作等活动。内容安排上以技能实训作为教学单元的总结与提高,将关键知识点、基本技能融合在项目教学过程中。该书图文并茂,穿插阅读材料、拓展延伸,以增加本书内容的知识性、趣味性,力求改变以往教材大多以文字叙述为主的风格,提高学生的阅读兴趣。“八路抢答器的制作与调试”是本教材第八单元“数字电子技术基础”中实训8.2内容。该单元教学要求学生安装一个八路抢答器,学生通过仿真训练、自主探索、实操实训,掌握八路抢答器安装步骤和流程,熟悉元件的插装工艺,具备焊接和安装技能,了解装接工岗位职责,增强规范意识,提升学生的职业素养。

二、学情分析

(一)专业培养目标分析

培养学生的专业技能、职业素质和关键能力,经过专业理论和技能的学习能够适用工作岗位的需要。

(二)知识基础、能力基础分析

许多学生文化基础薄弱,自主学习的能力亟须提高,学习习惯有待培养。知识基础为完成电工与电子技术所有基础内容的学习。能力基础为能运用Protel进行42电子绘图并生成PCB图;能初步运用电子线路仿真软件Multisim10对电路图进行仿真;能识别电阻、三极管、集成块等元件,能进行基本元器件的测试;具备一定的电子装配能力;能熟练使用万用表、正确使用示波器进行电路检测。

(三)心理状况分析和对策分析

学生通常对理论学习失去兴趣,学习积极性不够,自信心不强。他们注重直观的看与做,善于实践的学习,对于动手实践积极性比较高。因此,可以以行动为导向,任务为驱动,加强实践规范性的引导;精心设计教学,鼓励学生积极参与;实行学中做,做中学,以学做一体为导向,激发学生的学习热情,使学生想学、能学、易学,真正掌握实际、实用的技能,从而克服厌学情绪,恢复其学习的自信心。

三、教学目标及重、难点

(一)教学目标

知识目标为知道74LS148、74LS279、74LS48、NE555等集成块引脚功能和内部结构;知道数码管种类与工作原理;掌握抢答器的结构与电路原理;掌握抢答器的装配与电路调试;掌握抢答器的典型电路故障分析、检测与维修。能力目标为培养学生自主利用网络获取信息资源的能力;强化学生电脑绘图的能力;强化学生利用电脑进行电路仿真、验证的能力;培养学生自主探究能力;培养学生电子产品装配与调试能力;培养学生电子产品故障分析、检测与维修能力。情感目标为激发学生学习专业兴趣,体验学习的快乐和成就感;培养学生团队合作的意识;培养学生科技创新意识;激发学生探究科学的兴趣,培养其科学素质。

(二)内容分析

教学重点为八路抢答器的结构与电路原理;八路抢答器的装配与调试。教学难点为八路抢答器故障分析、检测与维修。关键点为调动每个学生学习的积极性,通过自主探究、动手实践,达到学以致用的目的。充分发挥学生的个性特长,让学生体验成功感,变“要我学”为“我要学”。

四、教学方法

以项目教学法为主线贯穿整个过程,综合运用任务驱动法、引导探究法等教学方法。采用小组合作法、实验探究法、头脑风暴法、系统分析法、卡片展示法、角色扮演法,在项目实施中相互评价,多方位、多角度提高学习兴趣。采用信息化技术手段,建构“理实一体、仿实一体、教学材料与教学媒体一体”的三位一体教学模式。充分运用网络、教学资源平台、仿真软件、QQ、微信等多种信息化手段,采用多媒体“班班通”教学设备、绘图和仿真机房、课件、视频、“理实一体化”的实训室等教学资源,优化学习环境,加强校、企、师、生多重互动,延伸课堂。

五、教学资源

教学用具为“班班通”教学设备、绘图和仿真机房、电子装配实训室、多媒体课件、抢答器电路图、项目任务书、评价表。学生用具为八路抢答器套件、Protel软件、Multisim10电子线路仿真软件、电脑、智能手机、QQ软件、微信软件、数字电路开发板、万用表、示波器、稳压电源、焊接工具等。

六、教学过程

(一)搜集信息

在学生活动方面,应在课前在网络上搜索相关资料,包括抢答器工作原理;74LS148、74LS279、74LS48、NE555等集成块引脚功能和内部结构;扬声器种类与工作原理;数码管种类与工作原理;TTL、CMOS数字集成电路的区别;电子产品装配工艺与要求;抢答器典型电路故障分析。同时,完成八路抢答器电路图手工绘制。在教师活动方面,教师应该给出八路抢答器电路图及功能要求,让学生根据“八路抢答器”“声光型”“数码显示”“555”等词条,利用百度、搜狗等搜集相关信息;利用QQ群、微信、校园网,指导学生手工绘制抢答器电路图。此设计的目的是利用网络资源,优化学生的学习过程,培养学生自主利用网络获取信息资源的能力;增强学生识图、绘图能力。

(二)制订计划

此环节占1课时。在学生活动方面,首先是根据项目目标进行小组分组和角色分配。选出1名小组长,负责任务分配、协调任务实施,并进行过程记录等。然后是小组合作探讨八路抢答器学习和装配计划。在教师活动方面,首先对学生进行分组,每组3人。然后利用多媒体“班班通”设备,采用头脑风暴法、系统分析法、小组工作法、卡片展示法等手段,引导学生进行分组讨论,形成学习和装配计划。最后根据学生计划,形成统一的任务书。此设计的目的是培养学生分析问题、解决问题的能力,增强学生与人沟通及团队合作意识。

(三)项目实施

此环节占8课时,包括绘制电路图、仿真、验证,实验探究,电路装配,调试与故障排除四个部分的内容。绘制电路图、仿真、验证环节占2课时。在学生活动方面,以小组为单位完成:利用Protel软件绘制电路图;生成PCB图;以小组为单位在Multisim10电子线路仿真软件上进行仿真、验证。在教师活动方面,在机房中利用绘图软件和多媒体设备,引导学生完成八路抢答器电路图的绘制并生成PCB图;利用Multisim10电子线路仿真软件上进行仿真、验证;在机房中巡视,随时解决学生困难。此设计的目的是强化学生电脑绘图的能力;强化学生利用电脑进行电路仿真、验证的能力;激发学习兴趣,体验学习的快乐和成就感。实验探究环节占3课时。在学生活动方面,根据原理图选择、检测元器件;在数字电路开发板上完成抢答器的组装、调试;在“数字电路开发板”上进行探究、分析包括探究74LS279的2、3和11、12引脚的连接方式,探究74LS148的优先编码功能,探究74LS148的EI、GS端以及74LS48的LT、RBI、RBO端等各个引脚的功能,探究声响电路声音偏小的改进,例如扬声器改接到三极管的集电极、不用三极管只要通过耦合电容把扬声器直接接到555输出端等。在教师活动方面,巡视学生测试元件的过程,检查学生万用表使用和元器件检测情况,记录学生存在的问题并加以指导。指导学生在数字电路开发板上进行组装、调试。指导学生在“数字电路开发板上”进行探究。此设计的目的是强化操作仪表的能力,培养学生电子产品装配与调试能力,培养学生自主探究能力,培养学生良好的科学态度、情感与价值观。电路装配环节占2课时。在学生活动方面,根据PCB板准确规范装配电路;小组长负责装配后的检验;分小组探讨如何调试电路,讨论调试步骤及各测量点。在教师活动方面,借助实物、Flas讲授演示电路装配方法;巡视学生装配过程,记录存在的问题并进行个别指导和答疑解惑;提醒学生注意装配的技术要领。此设计的目的是培养学生电子产品装配能力,培养学生规范操作意识,充分发挥学生的课堂主体作用,培养学生思考、自主学习能力。调试与故障排除环节占1课时。在学生活动方面,根据调试步骤,对产品进行通电调试,准确对电路各测量点进行检测,观察电压有效值、输入或输出波形,完成任务书中相应内容。根据观察到的现象,小组讨论,得出结论,分析故障原因并排除故障,把相应内容填入任务书。在教师活动方面,示范示波器正确的操作过程。强调注意事项,巡视学生实操过程,记录学生存在的问题并加以指导,检查各小组测量出的波形、电压等数据,引导学生分析故障并加以排除,归纳各小组在抢答器制作中出现的问题,并总结出抢答器常见故障及排除方法。此设计的目的是培养学生电子产品调试、故障分析、检测与维修能力,学生参与问题的解决,增强其学习信心。

(四)评价总结

此环节占1课时。在学生活动方面,各小组成果展示,展示在数字电路开发板上的组装、探究成果;展示在电路板上的装配成果;各小组对以上两个项目情况,根据评价表充分利用角色扮演法、小组工作法、卡片展示法,进行自评和互评;各小组进行分析、交流、反思、提高,总结成功经验,查找不足之处。在教师活动方面,教师用任务书和评价表对各小组完成的两个项目进行评价;教师总结抢答器实训教学中存在的问题和注意事项;归纳各小组抢答器成品的故障并总结出抢答器常见故障及排除方法;对学生的实验、探究、制作给予肯定,并指出不足和改进方向。此设计的目的是让学生参与教学评价,帮助学生认知行业标准,明确自己的知识和技能水平;培养学生竞争意识和主动思考的探索精神。

作者:彭佩烘 单位:三明工贸学校

参考文献

篇3

关键词:Proteus仿真软件;555时基电路;D触发器;编码器;译码器

一、引言

数字电路课程设计是电子专业类脉冲与数字电路课程的一个综合运用,遵循中职“做中学、做中教,理实一体化”的指导思想,在这门课程的教学过程中,笔者采用了抢答器的设计来进行这门课程的课程设计,通过完成这个课程设计来提高学生的知识整合能力。因此,我们需要一种形式多样、色彩丰富、能满足学生动手欲望的教学方式,在教学中笔者引入了仿真技术进行教学。通过仿真,学生不仅整合了脉冲与数字电路知识,也提高了自己分析电路故障、了解电路工作原理的能力,为后续课程的学习提供了有力的保证。

二、PROTEUS仿真软件的介绍

现代计算机应用技术的高速发展,催生了多种应用于电子电路设计的仿真软件,Proteus软件就是其中很成功的一种。该仿真软件具有以下功能特点:

(一)组成。

包括ISIS、ARES 等模块,ARES 模块主要用来完成PCB的设计,而ISIS 模块用来完成电路原理图的布图与仿真。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成系统仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能;带有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

(二)功能。

Protues可以实现原理图的捕获、电路分析、交互式仿真、电路板设计、仿真测试、射频分析、单片机等高级应用。我们在实际应用中,更多的是使用 Proteus ISIS 模块完成数字电路中原理图的绘制与仿真。是因为它具有以下两大功能特点:

(1)具有强大的原理图绘制功能。它有着直观的操作界面,能方便快捷调整电路参数,Proteus能模拟真实的电路板在通电后工作情况是否正常,并且可以方便快捷的修改电路设计及参数及对电路进行调试,同时可以看到修改参数后的效果。它有着丰富的元器件库、丰富的测试仪器仪表、完备的分析手段、强大的仿真能力、完美的兼容能力,Proteus 能提供数量庞大的电子元件(分立元件和集成电路、模拟和数字电路)的电路符号、仿真模型和外形封装。总之,该软件是一款集单片机和spice分析于一体的仿真软件,功能极其强大。

(2)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态。同时支持第三方软件绘编译和调试环境,如Keil 51 uVisiin2等软件。

Proteus VSM 的核心是 ProSPICE,这种仿真系统组合了 SPICE3f5 模拟仿真器核和基于快速事件驱动的数字仿真器。它主要的特点是能把微处理器软件作用在处理器上并和连接该微处理器的任何模拟和数字器件协同仿真。SPICE 内核的使用使用户能采用 数目众多的供应厂商提供的SPICE 模型,它界面易学,在调试程序、软件仿真方面有很强大的功能。这特点针对单片机系统设计极为有利。

三、用PROTEUS仿真软件进行课程设计的应用实例

笔者在课程中引用仿真软件进行这一课程综合设计。下面以项目“四路抢答器”的 Proteus 仿真设计来进行这个课程设计。四路抢答器在PROTEUS7.8环境下设计并仿真,设计电路如图1所示。

该电路包括四个部分:振荡电路、触发锁存电路、编码电路及译码显示电路。电路由NE555、4D触发器74LS175、4个抢答按键、4输入或非门74LS20、2输入与非门74LS00、CD4532编码电路、74LS47译码显示电路、1个清零复位按键和4个发光二极管、一个共阴极数码管组成。抢答开始前,主持人按动“复位”键清零复位,作好抢答准备,抢答队员开始抢答。若“SB1”键按下,对应的指示灯LED1点亮,同时数码管显示“1”,此时,其它按键按下,均不改变显示状态,维持LED1灯亮,1队回答完问题后,开始下一题抢答前,主持人必须按动“复位”健清零。

图1四路抢答整机仿真电路图

(一)单元电路的设计及元器件的选择。

1.555振荡电路。电路如图2所示,采用一块NE555及电阻、电容来实现,它的周期由图中R10、R11以及C1的参数大小决定,它们的关系是T=0.7(R10+2R11)C。这个脉冲信号经3脚输出送到与非门7400的4脚,经6脚送到4D触发器的图2555振荡电路仿真CLK触发端。由于74LS175是D触发器,需要时钟脉冲的上升沿触发,所以电路中使用一片7400,使时序满足触发器的要求。从图2的仿真中可以看出输出信号的频率是14Hz。该设计中取R10及R11的值为1KΩ,电容C1的电容量是33μF,经计算周期大约是69ms,频率是14.4Hz,与仿真得到的数值基本一致。该电路为抢答锁存电路提供一个上升沿触发信号。

2.抢答及锁存电路。

(1)抢答准备。抢答及锁存电路采用D触发器74175、4输入与非门7420、2输入与非门7400构成。接通电源时,输入状态为零,输出显示为零,但由于触发器在电源接通瞬间,输出状态有不确定因素(由于本设计无开机复位电路),所以,在抢答前,主持人必须按一下“复位”键清零,作好抢答前的准备。在没有按下抢答按键的情况下,D触发器输入全部为零,此时无时钟脉冲信号,D触发器仍保持原“0”状态。

(2)抢答按键。四个队分别控制四个抢答按键,对某一个问题进行抢答时,其中一个队按下按键,如“SB1”键,D触发器4脚输入为“1”电平,对应输出2脚为“1”电平,而与其对应的反相输出3脚为“0”电平,为对应的指示及锁存作好了准备。

(3)逻辑电路。555振荡电路为D触发器提供一时钟脉冲的上升沿触发信号。当某一按键如“SB1”键按下,3脚“0”信号加入U2A的一个输入端,其输出“1”,经U3A输出“0”,封锁了上升沿触发信号,也就封锁了其它选手的抢答按键,即使此时有键按下,对D触发器没有影响,不能改变输出指示状态。电路如图3所示。

3.编码电路。

在此电路中采用编码器CD4532来实现,这是八——三编码器,电路如图4所示。输入高电平有效,即在输入数据端出现高电平时进行编码。因为电路只是采用了四路进行抢答,所以在此设计中只采用D1到D4这四个输入,其余没有用到的四个输入端做了接地处理,不能空着也不能接高电平。如果选手按了“SB1”按钮,相应的发光二极管LED1亮,同时CD4532的D1端(11脚)为“1”电平,对应Q2Q1Q0输出为“001”。

图3抢答及锁存电路仿真

图4CD4532编码电路

CD4532编码的原理如表1所示:

表1CD4532逻辑功能真值表

4.译码及显示电路。电路采用译码器74247及共阳数码管构成,电路如图5所示。把编码器的Q2Q1Q0分别与译码器74247的CBA相接,因为本电路只是用到四组抢答,显示的数字只是“1、2、3、4”,对应的编制码是“0001、0010、0011、0100”,所以高位“D”接地,74247是低电平输出有效,它的逻辑功能如表2所示。

表274247逻辑功能真值表

图5七段译码与显示仿真电器

(二)电路的仿真。

1.新建设计文件。打开Proteus ISIS工作界面,选择菜单“文件”——“新建设计”命令,弹出选择模板窗口,从中选择“DEFAULT”模板,单击“确定”按钮。这样一个新的设计文件就建立起来了。

2.元件选择。在画原理图之前,应将电路图中所用元件从库中选择出来从库中选择元件时,可输入所需元件的全称或部分名称,元件拾取窗口可以进行快速查询。本设计要用到的器件有:元件中的555定时器、电阻 Resistor、地线 GROUND、电容 CAP、七段数码显示器、显示译码器74247、与非门 7400、7420、按钮、发光二极管。在模型选择工具栏中选元件(默认),单击 P 按钮,出现挑选元件窗口,筛选出所需器件,双击将其放入元件列表中。

3.放置元件。(1)元件的放置。在元件列表中左键选取某元件,在原理图编辑窗口中单击左键,该元件就到原理图编辑窗口中,同样放置其他各元件。用鼠标右键单击元件会出现该元件的快捷菜单,此快捷菜单中有移动、以各种方式旋转和删除命令。

(2)电源和地的放置。单击元件工具箱中的终端按钮图标:则在对象选择器中显示各种终端,从中挑选出地 GROUND,电源POWER,并在原理图编辑窗口中左击放置到原理图编辑窗口中。

(3)连线。将光标靠近一个对象的引脚末端,该处将自动出现一个红色小方块,单击鼠标左键,拖动鼠标,放在另一个对象的引脚末端,该处再出现一个红色小方块,再单击鼠标左键,就可以在两个引脚间画出一根线来,如果需要拐弯,则只需要拐弯处单击一下鼠标左键即可。

4.仿真运行。电路原理图画好并检查通过后,就可以仿真运行,仿真电路图如图1所示。仿真时,元件引脚上的红色代表高电平,兰色代表低电平,灰色代表悬空。电路中555定时器提供秒脉冲信号,其参数要经过多次调试才能满足设计要求。采用 Proteus 软件仿真的方法体现出了明显的优势。

四、结语

从上述课程设计可以看出,引入仿真技术之后,真正把课堂还给了学生,学生成了教学活动的主角,整个教学活动是学生在教师引导下的实践、总结、分析、讨论,沉闷的课堂变得生动,学生的动手欲望得到了满足,学生的学习热情被充分的调动起来。他们对知识有了较为全面的整合,分析电路故障的能力也有了极大的提高。

同时,通过虚拟实验平台上提供了大量的虚拟仪器和虚拟电子元件供学生使用,激发了学生的创造性,在数字电路课程设计中起到了极其重要的作用。

参考文献:

[1]孔凡才, 周良权.电子技术综合应用创新实训教程[M].北京:高等教育出版社,2008.

篇4

电子电路设计是电类专业为绘制电子电路图所必需掌握的一门计算机综合性设计课程。然而,随着课程改革在各高校逐渐开展,一些课程的课时量也相应递减,比如笔者所在学校电气自动化专业的《电子电路设计》课程已由原36学时减至24学时。如何在减少的课时的课程中让学生掌握同样程度的技能水平以适应社会的需求,考验着每一位专业教师。以往传统的电路设计教学的方式大多是由教师先讲授知识点,然后将知识点所涉及到的图例向学生绘制演示,最后让学生依样画葫芦。在整个教学过程中,教师为主导,而学生仅限于单纯的模仿与记忆,并没有主动学习,导致学习效率低下。因此在教学中应该有意识到加入兴趣式教学,调动他们的求知欲,激发学生更积极主动的思考,学习甚至创新,打造优质课堂,全面提高教学质量与学习效率。

2任务驱动法

2.1任务驱动法原理

任务驱动法是近年来被广为应用的一种教学手法,它一改传统的灌输式教学,尝试采用任务驱动式的教学方法。需要教师将课程学习内容划分为多个特定任务,每个任务包含一定知识点,只要学生完成了课程中设定的任务,就可以掌握课程学习的内容。任务驱动法的核心内容就是由教师在教学过程中创设任务情境,教学任务必须融合学生所需要掌握的技能点和相关的知识点,同时又具有一定的生活性、探究性和创造性,让学生带着解决问题完成任务,激发他们的学习兴趣,让学生自主或协作性学习,使他们真正了解知识点在实际工程中的应用,学以致用。

2.2任务驱动法在电路设计实训中的应用

电路设计实训课程的教学目的为电子电路图形绘制,电路图形仅为简单的二维制版,因此在绘制电路原理图时较为简单易学。但无论多简单的图形,在绘制的过程中都要利用到基本绘图工具、图形编辑和图层管理各知识点综合才能完成。因而课程教授过程中不能简单的按书本章节顺序来讲,而是应该由教师将所有知识融会贯通后重新组织,将它们融入到一个个工程任务中再向学生展示,如向学生展示电动小车电路设计图纸,将其作为一个工程任务,让学生尝试用学过的知识来绘制,或让学生在绘制过程中遇到难题再提出并讲解。这样就更能增添学生的学习兴趣和在完成任务后的成就感,形成良性循环。因此电路设计实训课程非常适合采用任务驱动式教学法。

3微任务驱动法

3.1微任务驱动法原理

采用任务驱动法教学所提供的任务由于综合性较强所以工程量较大且难度较高,学生在一节课中难以完成,即使有些基础好,动手能力强的学生完成了任务,也会因为知识点过多过杂而难以消化。因此需要由教师把握学生素质和能力,将大任务进行科学性的分解,将之细化为中任务,小任务甚至微任务。让具有不同层次知识能力的学生都能被激发兴趣,在任务量合适的微任务环境中尝试和实践。以上所述即为微任务驱动教学法,它就是以任务驱动法为基础,将总任务依靠知识的内在逻辑或采取分类的方式进行具体化,以微任务的形呈现。较之任务驱动法,其目标更为明确,导向性更强,教师使用这种方法教学也更容易控制课堂教学的节奏,保证能在规定时间内完成教学进度。

3.2微任务教学设计

微任务驱动法的实施过程是:教师先依据教学目标设计一个总任务,引起学生的学习兴趣。再引导学生分析总任务的解决方法并将总任务拆分为一个个的微任务,各微任务之间可以是从属或并列关系。拆分出来的微任务不能太难或任务量太大,应设计为学生较易完成的程度,以便于将学生的理解逐步引向深入。通过一个个的微任务引导和推动学生一步步上升,一层层提高,不断接近并最终达到复杂的学习任务的顶点。微任务法的核心是如何科学合理的设计微任务。首先,任务必须要有明确的目的性,教师提出的每一个微任务,原则上都是为了完成总任务而设计的,尽量不设置多余任务,不能本末倒置。其次,教师选择微任务时应考虑到大多数学生的水平,注意难易适度。并且在教学过程中,根据学生的反应与掌握程度以及课程进度随时调整微任务,不能任务教条化僵化。第三,微任务还应遵循完整性原则。教师所设计的微任务必须连贯,不能有断续感,让学生知道自己要做什么,可以解决什么问题,使他们获取的知识完整且有条理。最后,微任务的设计要适当增添趣味性,可以在教学过程中加上图片插画,视频音频等数字教学资源,让学生在完成任务的同时体会到学习的乐趣。

3.3微任务驱动法在电路设计实训课程中的应用

AltiumDesigner软件的工具栏较多,常用工具栏中的各命令参数也较杂,若逐个讲解,则显得各知识点杂乱无章,学生记的多忘得快,但在实际绘图时还是束手无策,不知该用哪个工具来绘制。例如,在介绍AD软件常用绘图工具栏中的直线、多边形、椭圆弧线、文字和文本框等,若单纯讲述这些知识点,难免枯燥乏味,且容易与布线工具栏的功能弄混。围绕这些教学内容,可设计对应电路制图微任务,围绕一个小目标,教师可以设计多个由简单到复杂的小任务,布置学生循序渐进地完成任务,在练习中熟悉各种命令的操作。例如,基本绘图训练可将学生已在模拟电路和数字电路课程中学过的常用电子元件符号如:变压器、运算放大器(如图1(a)、(b)所示)融入其中,将它们设计为一个个需要完成的微任务。每个任务都考虑到学习课程的前后连贯和趣味性,让学生绘制自己所熟悉的事物。随着学习的深入,可以布置学生完成如图1(c)所示的七段数码管等稍复杂的绘制任务。完成任务后的喜悦感和成就感会更加强烈,也为以后的学习增添了动力。微任务驱动法在教学过程中将知识点分解到一些小任务中进行,学生头脑中的知识是零散的,有时会降低知识的系统性和完整性。因此,这样的设计任务和完成过程是十分必要的,教师可以通过一个较为完整的任务引导学生将已完成的微任务中的知识点进行归纳总结,加深对所学知识和技能的记忆和理解,完成真正意义上的知识建构。例如,上完第三次课后,教师即可布置学生完成如图2所示“八路彩灯控制电路图”大任务。从创建元器件、调用常用元件开始,直至综合运用各种绘图指令及编辑工具完成绘图。让学生在本次课中复习巩固了前面微任务中所学的小知识并将其融合,初步完成了一张简单的电子电路设计原理图样,并总体上掌握了一张较完整电子电路工程图的绘制过程,具有综合应用性。

3.4电路设计课程与其余课程的前后融合

电路设计课程在介绍一般电路绘图技巧与制版规则时,还会涉及到数字电路、模拟电路、单片机技术应用等课程的接续关系。将本课程绘制图中所涉及到的器件类原理基础前移到数字电路和模拟电路等课程中解决,诸如实际译码电路、三态电路与缓冲器芯片等知识点不再占用本课程学时。本课程把握好衔接关系,主讲等电路板制版规范、电路设计的仿真方法等要点主题,把以往重复性内容节省的学时用于应用层面。在重点讲述电子电路图绘制方式的时候,还应适当向学生加强常用接口电路的连接方法知识点,并向学生扩展对嵌入式处理器及新技术的了解,为后续单片机原理课以及传感与检测技术中各种传感器与微处理器的连接使用,智能传感器、数字式一体传感器等内容的讲授打下基础。

4总结

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【关键词】电子实训;教学;探索

当今社会电子技术迅猛发展,电子产品种类繁多,与我们的生活紧密联系,很多初中毕业生出于对电子产品的爱好选择了中职学校电子专业。学生毕业时对电子技术的理解及应用能力很大程度取决于电子技能实训课的学习。如何才能提高学生的实训效果,掌握关键的理论知识及实训技能,这是我们教师所共同关注的。笔者通过多年电子实训教学经验,对中职学校电子实训教学进行了认真的分析与总结,希望能为广大中职电子专业教师提供借鉴。

一、当前中职学校电子实训教学存在的问题

当前中职电子实训教学还存在许多的问题,主要表现在课程安排不合理、学生基础理论知识不扎实、教学设备不完善等方面。电子课程教学是由实训课程及基础理论课程组成的,两者缺一不可,在教学过程中必须做到有机结合。但很多学校实训课程少,多数教师重视理论课教学,造成学生出现眼高手低、实践和动手能力差等现象。而且中职学校生源质量相对较差,学生没有有效的学习方法,学习积极性不高,特别是对专业课的学习感到吃力,多数喜欢实训课学习而对理论课学习不感兴趣。这样就会造成学生基础性知识不牢固,不能把理论知识运用到实训课程中,大大降低了实训课训练效果,导致学生对专业技能掌握不好。

二、提高中职学校电子实训教学质量的方法

1、深入钻研教材,把握教学重心。只有认真钻研教材,熟悉教材,才能融会贯通,做到前后联系,在对学生讲解时才能游刃有余。我校电子课程的基础理论课程是《电子技术基础》,它是一门理论性比较强的专业基础课,内容丰富,既讲了模拟电路,又讲了数字电路。电子实训课程是《电子技能与实训》,它的他点是理论部分介绍比较少,特别是数字电路部分,侧重于各种实用电路的工作原理及安装与调试。我们要将这两本教材专研透彻,在教学中将理论部分和实践部分有机结合,才能让学生更加容易接受。比如介绍电子元器件时,侧重介绍于该元器件在各种常见电路中所起的作用,不用或损坏此元件又会出现什么现象,而对于元器件的结构、参数、分类、型号命名方法等则只需略讲。只有认真钻研了教材,熟悉了教材,有丰富的专业理论知识,才能把握教材的重点,掌握难点,重点讲透、难点讲清,做到心中有数,才能在教学上得心应手。

2、制定实训守则,严守安全操作规程。我们的教学对象是一群刚刚初中毕业的孩子,一部分孩子的自觉性和自律性还有待提高,如果我们不给点压力,他们的学习效果就会很差。在这个人手一部手机的时代,经常会发现有学生在上课时还在玩手机,这种影响是非常坏的。所以在学生走进教室时我就会强调纪律,上课时不准随意走动,不准交头接耳,尤其不准摆弄手机。惩罚措施是打扫教室三天。

学生好奇、好动的天性也会给我们教学带来困扰,比如说在介绍万用表的使用时,学生拿到万用表就想着把表笔往工位上的交流电插座里插,如果不注意就会出现烧表、跳闸的情况,严重时学生自己会触电,造成教学安全事故。我在发放万用表之前会再次强调电子实训安全操作规程,并将工位插座断电。当讲到如何使用万用表测量交流电电压的时候再去打开电源,分组演示给学生看。当然,电子实训要注意安全的地方很多,如使用电烙铁焊接电路时,电烙铁的高温会烫伤皮肤、烫坏衣物。这就要靠我们教师在教学时多多留心,尽量避免此类情况发生。

3、实训教学中采取多种教学方法,利用现代教育手段,给学生充分的感官刺激,提高学生学习兴趣。。对不同的课题采取不同的教学方法。如介绍色环电阻的识读方法时,先用多媒体屏幕演示,然后让学生分组练习,一组学生练习读出色环电阻阻值,另一组学生练习根据阻值写出对应的色环。两组都练习完成后交换题目再次练习,最后将两组学生的答案比较,给正确率高的一组评高分。这样学生既有积极性,又将色环与阻值的变换练习熟练了。

在介绍万用表使用方法时,可采用项目教学法。比如介绍如何使用万用表测量直流电压,我们给每组学生两节不同额定电压的干电池,要求学生用万用表测出电池的电压。给出规定的时间,让学生自己看书查找测量方法,自己动手测量,能提高学生参与实践的兴趣。并且所给的干电池电压不高,基本没有安全隐患。规定时间结束后,教师检查各组测量与读数方法,指出应当注意的地方,并给整组评分。最后再整体讲解一遍使用万用表测量直流电压的方法及注意事项。

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关键词:仿真技术 实践教学

中图分类号:TM1-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)12-0180-02

1、问题的提出

高等职业教育主要的任务是培养具有高级技术的应用型人才,各高职院校都在为此进行理论与实践一体化教学模式的研究与实践。如何建立新型完备的电工电子基础教学体系,适时调整理论教学和实验教学的比例,强化电工电子技术实验等已成为各高等职业技术学院研究教学方法、教学方式的重要课题。

随着计算机软件技术的快速发展,电路仿真软件的种类和功能越来越强大,使实验室搬进课堂成为可能。教师在教学中通过软件设计电路,模拟各种电路的功能,并根据需要实时控制,使电路功能可以分层次的展现,实现逐层深入的效果,使教学模式形象生动,可以充分调动学生学习的积极性,提高理实一体化课堂教学效果。仅以汽车闪光器电路仿真电路应用为例介绍Multisim10软件的操作使用方法。

2、Multisim10简介

电子电路仿真软件Multisim10它可以对模拟、数字和模拟/数字混合电路进行仿真,克服了传统电子线路的设计受实验室客观条件限制的局限性,用虚拟的元件搭建各种电路,用虚拟仪表进行各种参数和性能指标的测试。除了具有界面直观、操作方便、元器件库丰富、电路分析手段完备等优点以外,还增加了3D元件以及安捷伦的万用表、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表,使得虚拟电子工作平台更加接近实际的实验平台,可以应用到电工电路、模拟电路、数字电路、射频电路、单片机仿真等方面。分析工具广泛,帮助设计者全面了解电路的性能。对电路进行全面的仿真分析和设计。可直接打印输出实验数据、曲线、原理图和元件清单等。

3、Multisim11在电子技术教学中的应用―汽车闪光器电路仿真实训

模拟电子线路是研究半导体器件的性能、电路及其应用的学科。它主要包括晶体管放大电路、反馈放大电路、集成运算放大器、有源滤波电路、信号产生及变换电路和电源电路。教师按照传统课堂教学讲解该类知识点时,需要大量的板书画图,课堂效率较低,学生接受情况不理想,而通过Multisim10虚拟实验台可直观而形象的说明电路特点,把传统的理论讲解与仿真实验有机结合,将动态分析等难度较高的知识点有层次的、形象的展现在虚拟电子实验台上,是学生由感性认识上升到理性认识,有效提高实操实训课堂教学效果。下面仅以汽车闪光器仿真电路为例了解电路的组成、原理及振荡电路的工作原理。通过仿真实训总结使学生明确振荡电路的频率影响因素。

3.1 引导学生搭建仿真电路,分析电路工作原理

首先打开软件,选择欧式符号标准,调出相关元件、修改参数,连接仿真电路,最后连接所需仪器、仪表,进行观察和分析。该电路核心是多谐振荡器电路,它由完全对称的左、右两部分组成。即2个三极管VT1和VT2、2个电解电容器Cl和C2、4个电阻R1、R2、R3、R4组成。其中每一级的输出耦合到另一级的输入。各级交替地导通和截止,每次只有一级是导通的。尽管在时间上是交替的,可是这两级产生的都是矩形波输出。所以多谐振荡器的输出可取自任何一级。通过电容器轮流充、放电作用,使三极管轮流饱和导通与截止,形成多谐振荡,多谐振荡器输出端低、高电平发生周期性变化,在转向开关闭合后引起转向灯周期性闪烁变化。如图1所示。

3.2 利用仿真电路,进行⑴~⑸仿真操作,注意观察相应波形的变化

(1)开启仿真开关,断开负载,用示波器观测多谐振荡器输出波形,并计算振荡器的波形周期及频率,并与频率计算关系式所得数值进行比较;(2)开启仿真开关,闭合转向灯开关,观察转向灯灯发光情况,用示波器观察输出波形;(3)关闭仿真开关,改变电阻参数的数值,闭合转向灯开关,重新开启仿真开关,观察转向灯发光情况,用示波器观察输出波形(电容保持不变,同时增加电阻使R2=R3=10kΩ时,用示波器观察波形周期变化情况);

(4)关闭仿真开关,改变电容参数的数值,闭合转向灯开关,开启仿真开关,观察转向灯发光情况,用示波器观察输出波形(电阻保持不变,同时增加电容使C2=C3=47μF时,用示波器观察波形周期变化情况);(5)同时改变电阻、电容的数值,用示波器观察波形周期变化情况。

3.3 小结

(1)根据仿真实验观察到的波形变化,分析振荡电路中电阻、电容参数的改变与多谐振荡电路的频率之间的关系。(2)根据实训方案进行仿真设计,按照实训流程认真完成仿真实验,选择相关元件型号和参数,为下次汽车闪光器的制作打下基础。

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摘?要:在信息技术快速发展的今天,电子技术基础已成为中职学校电子类专业的专业必修基础课程。电子技术基础是一门理论性、实践性很强的学科,同时实践知识的学习必须依靠理论知识的牢固掌握。笔者提出,必须改进这门课的教学方法,以培养出适合当今社会需求的实用型、技术型人才。

关键词 :电子技术基础?教学方法?学习兴趣

电子技术基础是一门传授电子技术基础知识的专业课,课程主要通过介绍各种半导体器件的结构、工作原理和功能等,进而引出各种基本电路的作用、应用范围和形式。它的课程内容决定了它的课程性质,电子技术基础是一门理论性较强,但同时需要学生具有一定动手操作能力的课程。中职学校的学生大多由两部分组成:初中生以及社会人员,学生的学习能力有限,缺乏自主性和主动性,基础知识的掌握较为薄弱。要想完成课程任务,达到课程目标,教师必须在教学方法和手段上下功夫,提高学生的学习兴趣,激发学生的学习欲望,增强学生的学习能力。

一、提高教师的自身素养

要给学生一碗水,自己必须有一桶水。要将学生培养成一线的高素质劳动者和专业技术工人,教师必须做到理论知识过宽、动手实践操作过硬。

平时,教师要多钻研教材,做到熟记于心;多关注社会对现代电工的具体要求和学生的就业现状,努力以就业为导向,及时调整教学内容和教学思路。多参加一些中职教师培训,积极参加讲课、说课比赛,多听一些专家讲座,增强与其他教师间的交流,将不同的教育思想、观念和教学方式进行融合,提高自身的课堂教学能力。我们还要多参加一些教师技能大赛,每年定期到企业实习,做到不与社会相脱节,增强我们自身的动手操作能力,将一些最新的技术引入到教学中去,使学生学到最新的知识,毕业后,进入社会也能更快、更好地融入进去。

二、及时更新教学内容

学校采用的教材普遍较为滞后,存在着知识陈旧的问题,而电子技术的发展日新月异,例如教材大多讲解的是由分立元件构成的模拟电路,而现在大多使用的是集成的数字电路,在教学过程中,我们应把教学的重点放在一些典型电路上,在典型电路讲解的过程中插入一些新技术的发展和应用。

三、优化教学手段,激发学生的学习兴趣

大多数学生选择中职学校的原因之一是因为初中繁重的理论性知识学习让学生失去了继续学习的勇气和动力。而兴趣是最好的老师,要重燃学生的学习热情,教师必须在教学手段和方式方法上下功夫。

电子技术这门课的理论性较强,依靠传统的教学手段,教师“满堂灌”,只靠“一支粉笔、一块黑板、一张嘴”很难让学生理解。例如,在学极管的内部结构时,它的内部“是由一个PN结和两个电极”构成的,但“PN结”只是一个概念性的东西,是很难用语言描述清楚“PN结”到底长什么样,具体又是怎么形成的。为了让学生更好地掌握这些理论性、概念性的知识,必须打破传统的教室、黑板、粉笔的教学模式,用多媒体机房代替教室,电脑显示屏代替黑板,鼠标代替粉笔,将复杂的知识用课件、视频、动画、图片等多种形式呈现给学生,使抽象的知识更形象、更立体、更生动地展现在学生面前,让学生不受实验条件的限制,更好地掌握知识。例如,我们可以用flash动画的形式,展现“PN结”内部电子和空穴的扩散,“有些不能移动的带电粒子集中在P区和N区交界面附近,形成了一个很薄的空间电荷区”,就是PN结。

四、增强学生的动手操作能力

中职学生结束三年的学习生涯后,有一部分通过对口高考进入大学的校门,大部分的学生会选择直接就业,成为一名专业技术工人。因此在平时的教学中应本着“理论辅助实践”的原则尽量减轻理论知识的分量,增加实践动手操作的分量。在实践课上,采取“小课题、小目标”,将课本八个单元的内容分成不同难易程度的课题,分阶段地“逐人过关”。课题中应先确定学习目标,通过任务的引入与分析提出问题,让学生带着问题去攻克课题中涉及的理论知识,然后提供实习器材,让学生以小组合作的形式完成实训内容,最后由各个小组交流学习,老师总结与巩固。这样,可以直观地使学生看到本课题中理论知识的应用,真正做到学以致用,从而激发学生的学习动力。实习过程中教师的严格要求,可以培养学生良好的学习习惯和扎实的基本功,为以后的工作打下了坚实的基础。

五、小结

总之,社会在发展,技术在进步,需要越来越多的技术型人才,中职院校的发展也势在必行。教师要不断地学习、不断地更新电子技术的教学内容,不断地改革和创新教学方法,培养出越来越多实用性的技术人才。

参考文献:

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随着时展,我国社会经济不断发展,科学技术不断进步,电子产业迅速发展起来,无论是生产规模抑或核心技术都有了质的飞越。电子市场的不断扩大使该行业对电子技术的人才需求量不断增加。无论是研发高科技,还是生产、装配,或检修都需要大量人才。中职院校是为各行业输送专业人才的重要场所。中职院校为了不断提高电子应用专业学生的专业技能,需要将电子专业实验课的作用发挥出来。

关键词:

中职院校;电子技术;开放式实验

中职电子专业是一门专业难度相对比较大的课程,对学生有较高的要求。随着国家新课程改革标准的推行,现代电子技术专业教学内容与传统教学内容有着较大的出入。传统电子技术专业内容以电子技术与操作技术为主。教师在教学过程中只需依据课例进行授课并示范,而学生也只需记忆授课内容,便完成了教学目标。然而,现代电子专业课程则要求学生学习理论知识的同时,具备实际动手操作能力。因此,将开放式实验室应用到中职电子技术教学中具有非常重要的现实意义。

一、开放性实验室的必要性

(一)电子教学发展的要求。

电子技术课程的内容具有一定的抽象性和很强的实用性。因此,教师在日常教学过程中如果采用传统教学模式,仅依靠教材知识则难以实现教学目标,技术与原理很难让学生掌握。因此,一定要改变传统教学模式,创新教学方法,以实现教学目标。针对此点,开放性实验室便有了用武之地。

(二)中职学生的学习要求。

开放性实验室,主要目的在于培养学生实践能力,提高学习能力,并发挥实验室应有的价值。为使学生更好地学习,中职应重新设计教学课程,将之与电子电工实验室的使用有机结合,提高实验室的应用率,继而加大开发程度。教学过程中,教师要让学生的主体地位得到充分体现,对学生学习中的表现与状态给予充分重视,改变传统学生被动接受知识的状态。开放性实验室的建立是实现这一目标的很好途径。

二、开放性实验室的实施内容

随着时代不断发展,社会中各行各业飞速发展,使职业教育产生巨大压力,因此,中职只有改变教学模式,注重培养专业应用型人才,使学生动手能力得到增强,才能在一定程度上缓和这种压力。目前,最重要的是如何提高学生学习与动手操作的积极性,除此之外,日常教学过程中还要找出传统电子技术专业实验教学中的不足之处,如电子实验室中设备未能及时更新,陈旧的设备脱离时代;实验室没有做到合理管理,导致事故发生。另外,电子技术实验教学的教材脱离现实生活,教材中描述的场景与问题基本以模拟为主,让学生感到知识与实际生活脱节等问题。因此,应尽快改变电子技术实验课的教程,继而采用新的教学模式。这里,我们将开放性实验室作为新的教学方案,通过不断实验、研究与讨论,找出新方案的主要问题及对应解决办法,让方案帮助学生最有利地发展。

(一)大概目标。

通过开展实验室电子技术技能课程,有效检验该教学方式的实用性与效果。通过范例实训,学生的学习积极性被充分调动起来。只有让学生主动参与,并结合教师引导,进一步分析处理,才能在此过程中收获知识。学生进行试验之前已初步掌握了部分电工基础知识。通过电子线路专业基础课程教学,学生了解部分基本分析电路的方法和基本技术与应用。学生拥有一定基础,再通过动手练习,让教学效果事半功倍,最后结合理论,提高实践有效性。

(二)实训:TTL逻辑探针。

实训目标是要学生掌握数字信号的基本内容,并能明确模拟信号与数字信号之间的区别。此外,还要了解数字电路的基本逻辑知识,并在实际过程中进行操作。在此基础上,学生要能分析并了解TTL数字集成电路,并能绘制与工程相关,如电路原理、实物等的图,绘制上述两图,需要学生在理解前者的前提下,将集成电路的功能充分发挥出来才能完成后者。除了会制图,还要对集成电路中各管脚的功能了若指掌,正确理解数字集成电路的悬空脚。教学过程中应向学生提供任务指导书,内容主要包括背景、材料及要求等,并分解实训内容,结合学生当前学习水平,布置最合适他们的任务,不仅方便学生进行试验操作,还能提高试验成功率。成功的实验会让学生产生自我成就感,学生会感觉学习非常有趣。实验不仅促进师生之间的交流,教师还能从中总结新技能。

三、结论

随着时展,电子产业的发展越趋完整。中职作为培养企业高精尖人才的重要基地,是电子生产企业发展的核心。实际教学过程中,实施开放式实验室教学模式,能使学生专业技能得到切实提高。因此,开放性实验教学应得到大力推广并普及,帮助学生更有效地提高专业素养和专业技能。

作者:金大青 单位:江苏省高邮中等专业学校

参考文献:

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1电子设计工程师认证的特点

电子设计工程师认证的性质属于同行认可、社会承认。认证坚持公开、公正、公平的原则,认证标准注重能力、追求最大的社会认可度和最终国际认可。中国电子学会电子设计工程师认证项目负责人戴茗在接受《中国电子报》记者采访时表示:“推行此项认证有多方面的目的,首先是为促进电子设计人员的实践动手能力,满足社会用人需求,促进就业;其次是为高等院校毕业生提供就业岗前培训,获得行业准入技术资格;再次是为企事业单位在人才的选择上提供一个客观的评价;最后,也将推进与国际专业技术资格的互认。”参加认证的学员经过一些工程方面的实训,具有一定的工程实践能力;认证考试采用全国统考,一年两次。统考采用计算机答题和动手操作相结合的方式进行。考试特别安排了实际设计题,考生首先在计算机上进行机考,根据题目要求,提交设计方案;然后在3小时的时间内,搭出一个实际的电路,并在系统上调试通过,以此来进一步考查考生的实际动手能力。认证考试的判卷采用各考点互判的方式,以保证其公正性。面向学生的电子设计工程师认证分两级:电子设计初级工程师、电子设计助理工程师,在获得助理工程师并拥有一定工作经验的基础上,可以不断向中级工程师和高级工程师晋级。电子设计工程师认证考试涉及到的专业知识面广,其中包括模拟电路、数字电路、高频电路、传感器技术及应用、微机原理、单片机接口技术、PLD可编程技术、DSP技术、自动控制原理等多门课程;综合性、应用性强。考试题目中大都是工业、科研、实验等方面经常用到的电子技术知识,必须依靠多学科知识才能完成。同时,考生还应具有较强的电路设计能力、实验操作能力及计算机应用能力等。

2电子设计工程师认证反应出的教学问题

电子设计工程师认证综合知识考试着重考查考生电子技术的基础知识的掌握、综合应用能力以及解决问题的能力。考试的指导思想是:提高被认证考生的理论知识与实践相结合的能力,专业知识的综合应用能力,缩小学校教学与市场需求的差距,使被认证的考生满足社会对电子设计人才的需求。从学生的认证考试中反应了电子技术教学过程中的一些问题:

(1)基本概念不清楚,基础知识不扎实。学生在学习中不注重基本概念等基础知识的学习,对电子技术常用的元器件种类、特点及应用等内容不能完全掌握。例如认证考试有两判断题:标称为223的贴片电阻,其阻值是22KΩ;场效应晶体管和双极型晶体管都属于电压控制器件;很多学生答错。

(2)理论知识应用于实际能力较差。很多学生不能运用所学知识分析问题、解决问题。不能运用理论知识对系统电路进行周密分析,在电路调试中出现问题很难准确地判断故障点,不能独立解决问题。

(3)动手能力、实践技能不扎实。在组装连接电路时,布局不规范,电路走线随意,考虑问题不全面。有些学生对仪器、仪表使用、焊接等操作不熟练。尤其是女同学甚至不会使用电烙铁。

3改革电子技术教学,提高认证通过率如何改革电子技术教学,提高学生电子设计工程师认证的通过率呢?

3.1提高辅导教师的综合素质,认真系统地辅导学生认证考试不仅对学生的实践能力进行检验,同时也对指导教师提出了更高的要求。教师需要不断学习、更新知识,才能从容面对指导任务。在考前的培训过程中,只有老师具备了很强的实践动手能力,才能够自如地指导学生。因此,认证考试对教师的实践能力的促进作用是不言而喻的。由此可见,认证考试既是对学生实践能力的检验,同时也是对教学工作的检验,也是对教师工作能力的检验,所以不断提高教师业务能力很有必要。为此,必须为电子技术课程配备一支综合素质高、业务能力强的教师队伍,根据考试大纲,做好每期认证考试前的专门辅导工作。

3.2加强实践教学,提高学生动手能力为了提高认证考试的通过率,实验课不仅要让学生学会仪器、仪表的使用,基本电路的工作原理,更重要的是要培养他们分析问题、解决问题的能力,提高他们的实践动手能力。在实验教学中,建立分层次教学的实践教学模式。改变过去实践教学“一刀切”、“一窝蜂”的现象,将实践课程的教学模式分为基础实验、验证性实验、设计性实验三个层次,难度逐步提升,将主动权教给学生,使学生可以根据自身的水平逐级选择自己能够达到的难度,杜绝“基础好的学生吃不饱,基础差的学生吃不消”的现象,在完成基本教学内容的前提下有所提高。

(1)基础实验。教学内容为基本电子器件的应用性实验,侧重于培养学生电子器件基本应用、简单电路的安装与测试能力。教学组织上主要采用教师演示,学生自主练习的方式。目的是加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。

(2)验证性实验。教学内容为模拟电路、数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。采用积木式、模块化结构,将设计的单元电路组合成小系统电路,完成应用电路系统的设计。教学组织上主要采用教师给出主要电路,学生搭建并验证的方式。目的是培养学生将基础实验中孤立的小型电路结合起来。形成“系统”这一概念。并鼓励学生在此基础上改进现有电路。提出自己的设计方案。

(3)设计性实验。教学内容包括电子信息类专业的信号检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实验。采用中、大规模集成电路、专用集成电路与可编程逻辑器件。教学组织上主要采用学生自主、教师必要辅导的形式。目的是培养学生进行模拟电路、数字电路综合设计、装调与测试的能力。强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破。

3.3建立科研平台,提高学生学习的兴趣培养学生的创新意识、创新精神与创新能力,仅仅依靠课内教学远远不够,为此,可以积极开展丰富多彩的科技活动,为学生开展小发明、小制作,营造良好的环境,为电子设计工程师认证奠定基础。

(1)开放实验室,提供自主实训场地。每学期在安排课内实验教学的同时,创建创新实验室并制定创新实验室的开放计划、开放项目。创新实验室不仅可以为学生提供场地,还可以为学生提供必要的设备,如:信号发生器、示波器、万用表、单片机仿真器、电类实验箱、单片机最小系统、计算机及相应软件等;同时还安排教师现场指导,极大的提高学生自主学习的积极性。

(2)广泛开展课外课题小组活动。为激发学生的兴趣,同时也为了提高指导教师的水平,根据教师的专业水平,可以对学生进行分组选题,成立各种课题小组。课题应注重基本知识、基本技能的应用和培养,注重工作经验的总结和提高。

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关键词:本科院校;电子信息工程专业;教学改革

中图分类号:G420

文献标志码:A

文章编号:1002-0845(2013)04-0020-02

教育部电子信息科学与工程类专业教学指导分委会制定的专业规范中明确指出,“电子信息工程专业是培养掌握电子技术和信息系统基础知识,具有较强的自学能力和工程实践能力,能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、开发、应用和集成的高等工程技术人才”。但是,从目前我国高校电子信息工程专业来看,大多本科生的理论基础良好,但动手实践能力不强,缺乏探究精神与创新意识。因此,结合电子信息工程专业知识结构和特点,从理论和实践两方面,推动电子信息工程专业的教学改革,是新形势下高等工程本科院校的一项紧迫任务。

一、明确教学目标

通过学习电子电路的基本理论知识和实验技术,掌握信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的基本理论知识及应用技术,掌握计算机软件和硬件的理论知识和操作方法;通过电子与信息工程实践的基本训练,具备分析、设计、开发、集成和应用电子设备和信息系统的基本能力。具有科学的思维方式和良好的职业素养,了解关于电子信息工程产业的政策和法规、理论前沿、发展趋势,具有研究、开发新系统、新技术的初步能力。

二、教学内容改革

1 理论教学内容

本科院校电子信息工程专业应根据市场人才需求宽口径招生,强化公共基础,培养综合素质,拓展专业方向,按社会所需,动态调整学生专业走向,不断优化课程体系,可以将课程设置成基础、核心、提高三个模块。基础课程主要培养学生对电子电路系统的操作使用与维护维修技能,重点开设的课程有电子产品生产工艺与管理课程、电子测量技术课程等;核心课程主要用于培养学生对电子系统电路原理图的识读与分析技能以及对电子元器件的识别与检测能力,重点开设的课程有电工基础课程、电力电子技术课程等;提高课程主要用于培养学生应用模拟数字集成电路进行电子系统的应用开发设计能力,重点开设的课程有单片机原理与应用课程,模拟、数字集成电路系统应用设计课程等。为突出课程教学中的实用性与综合性,应加大跨学科课程、也就是所谓的通识课程的比例,以适应专业宽口径的要求。如开放“电路综合设计应用”课程等。

2 实验教学内容

(1)开放性实验

教师应积极改进原有的实验教学模式,采取开放性方法,包括时间、内容、元器件等诸多方面的开放。一是给学生更多参与实践的机会,并可以根据自身实际情况选择实验时间。实验室实行开放式管理,公布开放时问,学生可以通过上网预约实验,灵活完成实验并撰写实验报告。二是学生除了完成教师规定的实践任务以外,还可以结合自己的专业、兴趣爱好,进一步扩展实践内容,由任课教师提供相关实验课题或由学生自主选择实验课题,学生自行独立设计方案和实验完成时间表。三是元器件的开放是指要把与实验相关的所有元器件发给学生,学生有统一的元器件库,在杜绝浪费的情况下,提交领物单,经培训老师签字确认后可以免费领取元器件。

(2)分层次实验

一是基础操作环节。该环节的教学内容主要以技能基础层实验为主,以电工基本技能、模拟电路实验、基本电子器件的应用开展有效的实验教学,学生自行安装并测试电路,以此增强学生应用电子器件的能力,同时书写规范的实验报告。在该环节中,要强化基础实验课所必须掌握的各项训练内容,让学生们用实验验证相应的理论知识,培养学生的基本实践技能,掌握常用电子仪器设备的使用方法和科学实验的基本方法。

二是设计实验环节。该环节的教学内容主要以综合设计性实验为主,教师只需要给出实验的要求,学生就可以根据教师的要求进行实验资料的搜集和整理,进行方案的制订,通过应用大中规模的集成电路、可编程逻辑器件、系统仿真及虚拟实验、单片机应用实验、DSP技术完成应用电路系统的设计。综合设计性实验强调各专业实验之间的纵向与横向联系、强调多门课程与实际生活结合,强调关键知识点在不同实验中的灵活应用,鼓励学生大胆创新与突破进取,通过这一环节培养学生综合设计能力,提高学生创新能力和工程应用能力。

三是研究性实验环节。该环节的教学内容涉及到电子信息学科的科研课题或者学生自主研究的课题等,要求学生跟踪电子信息工程的发展方向进行研究,既可巩固理论知识基础,又可以获得更多教材以外的学习内容,并提高学生动手操作能力。

三、实践教学改革

1 电子工艺实训

所谓电子工艺实训,主要指在学生完成了基本的模拟电子课程和数字电子课程之后开展的实践活动。在过去的电子工艺实训教学中,由教师统一发放电路图、印制电路板或元器件等,学生只要将各个元器件连接起来既可,操作过程非常简单,没有挑战力,难以激发学生的参与热情或提高实践能力。因此,加强对电子工艺实训课程的改革,将基本的电子电路原理图交给学生,提出明确的标准、要求等,由学生自主选题,在充分了解原理图的基础上进行设计,经过教师认可之后即可进入制作印刷电路板、焊接电子元件和调试电路的环节。若完成了既定的电路设计基本功能实训任务,则要求学生写出自己的制作说明书。通过这一训练过程,增强了学生对电路设计的模拟实践水平,将所学的数字电路知识应用到具体实践中,并可自主动手进行电路操作,增强了实践技能。

2 建立大学生实习基地

应按照工业园区实习公司的要求,修改部分教学大纲,着重培养学生的工程实施能力。校内的实习可以和利用各类实验室建设紧密结合在一起,既节约成本,又可保障学生安全,利于管理;积极建立“产、学、研”校外实习基地,学生可以直接到实习基地进行实习,将所学知识运用到生产岗位,使学生得到真实的工程训练。

3 课外教学活动

可以依据科研项目的性质和需要,鼓励学生参与全国大学生电子设计竞赛。为他们提供实验室,配置仪器设备,推荐指导教师,以竞赛激励学生动手实践的积极性,提高其竞争、合作意识;引导高年级优秀学生进入专业实验室,以开放实验与科研项目相结合的形式,鼓励学生适当参与科研活动,达到扩展学生专业知识面、提升实践问题的解决能力、养成团队合作意识的目标。可聘请著名专家、教授对学生举行学术讲座,活跃学术氛围;还可组织学生开展课外基础知识与技能培训,如网页制做、计算机辅助设计等电子科技活动。

四、教学手段改革

1 制作高质量的CAI课件

应当在课堂中努力营造一种教与学的和谐教学环境,全面调动学生的学习积极性,可凭借CAI课件的生动、形象、大容量等优势,以动画演示的方式将课本中的内容呈现出来,吸引学生注意力,提高学习兴趣和积极性。

2 充分利用专业的仿真软件

我们可以通过使用计算机软件来完成电路设计,这样可以大大减轻方案验证阶段的工作量,各种实验参考数据也能实时进行保存。在实验教学中,可以采用Multisim电路仿真平台。还可以在EWB技术基础上,运用专业化的仿真软件进行电路工作模拟,它的功能非常强大,既提供了电路的多种仿真分析技术,如交流频率特性、参数扫描分析、直流扫描分析、傅里叶分析、瞬态分析等,又提供了虚拟仪表和仪器,如直流电压表、直流电流表、数字万用表、函数信号发生器、功率表、示波器、扫频仪、数字信号发生器、逻辑分析仪和逻辑转换仪等。还可以由学生自主设计各种仿真电路,进一步巩固所学的知识内容,激发学生的学习兴趣。

3 实现网络资源共享

教师应在教学过程中充分利用网络资源,注重课程网站的开发与应用,建立网络资源共享平台,以此习题、补充相关资料等,学生可以很方便地利用网络下载课件。也可以通过网络作为交流的园地,实现在线答疑、教学互动,提高教学效果。还可以介绍电子工程网站、著名电子技术网站等,通过这些网络资源调动学生学习的积极性,培养学生搜集信息的能力,促进与专业电子工程师的学术交流与合作,使学生拓宽视野,随时了解电子行业的未来发展趋势。

五、加强师资队伍建设

学校要积极组织教师参加由国家教育主管部门主办、由各企业协办的新技术培训。教师分期分批到电子行业类公司挂职锻炼(半年以上),可以拓宽教师视野,更新教育理念,提高教师的实践动手能力和知识更新能力。鼓励青年教师积极参加指导电子设计大赛等活动,积累指导及工程实践经验。同时,要引进兼职教师,在电子行业类企业的专家和工程师中招聘兼职教师,充实到教学团队中,参与校内实际的人才培养方案制订、课程开发、实际教学等活动。