电路的基本概念范文

时间:2023-10-11 17:25:16

导语:如何才能写好一篇电路的基本概念,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

电路的基本概念

篇1

这次烟机设备维修电工技师鉴定是国家实行技师资格鉴定后昆明卷烟厂第一次组织的通用工种类技师鉴定,鉴定工作由云南省第155国家职业技能鉴定所负责实施。参加鉴定人员自愿申报,然后由部门推荐经昆明卷烟厂技师(高级技师)资格审查推荐领导小组严格按照申报条件进行审核。考生先经过集中培训,然后由云南省第155国家职业技能鉴定所根据维修电工技师国家职业技能鉴定标准对考生分别进行基础理论、模拟电子电路、电路故障排除、变频调速、plc编程、教案编写及授课技能、论文写作与答辩等项目的考核,全部考核项目都及格者,才能取得烟机设备维修电工技师职业资格证书。

现就维修电工职业技师资格鉴定的申报条件、鉴定程序和鉴定内容摘抄如下:

鉴定对象和申报条件:

从事维修电工职业的专业人员,经过规定学时技师资格培训合格,并具有下列条件之一者可申报维修电工技师资格鉴定:

1.取得本职业三级(高级)资格证书后在本职业连续工作4年以上;

2.高级技工学校毕业,并取得本职业三级(高级)资格证书后,在本职业连续工作2年以上;

3.本专业大专以上毕业,并取得本职业三级(高级)资格证书后,在本职业连续工作3年以上;

4.连续从事本职业工作15年以上,并取得三级(高级)资格证书。

知识考试范围:

电子技术:晶体管多级放大电路分析;运算放大器组成的典型线路分析及参数设定;典型逻辑组合电路,时序逻辑电路的分析及设计方法;综合性电子电路的分析及设计方法。

电力电子技术:电力电子器件、晶闸管整流电路、逆变电路基本概念

电气自动控制技术:自动控制基本原理;双闭环直流调速系统工作原理和参数设定;常用传感器工作原理及检测电路分析;复杂设备电气系统安装、调试知识及电气检测与诊断技术。

可编程控制器:用plc基本指令、常用功能指令,进行程序设计;用plc控制生产工艺流程的步骤及设计方法;将继电气线路改造成用plc控制的流程图、程序表。

新技术:数控系统的基本概念;微机应用及接口-技术基本概念;网络通讯基本概念;交流变频调速系统基本概念;交流电机矢量控制调速系统基本概念;专业发展方向。

熟悉气动控制、液压控制的基本原理以及识图、分析及排除故障的方法。

检修工艺编制:能够制定电气系统与电气设备检修、大修工艺,了解电气设计基本方法。

篇2

这几年来,高职教育改革如火如荼,校企合作,厂校结合,共同培养高质量的具有行业特色的应用性人才。不断改革深化人才质量培养体系,优化课程组织结构,改革课堂教学内容,调整理论教学和实践教学比例,在有限的教学时段内达到教学效果的最大化。

1.调整课堂教学重点

根据专业的目标定位和后续课程的需要,我们把《电工基础》教学的重点放在电路的基本概念和基本定律;线性电阻电路、线性网络电路、正弦交流电路的基本概念和基本定律及一般电路的分析方法和三相交流电路。这些章节的基本概念,基本定律,和一些知识的要点如功率、电源、匹配、电位,电感电容元件、振荡电路,三相对称非对称电路等对以音频放大电路为主要特征的电子技术,音响技术,数字立体声技术,和以三相交流大功率用电为特征的灯光技术、舞台电器控制等课程的学习都有很大的指导意义。非正弦周期电流电路,电路的暂态分析只需要掌握一些基本概念,不需要进行深入的研究,磁路和铁芯线圈电路自从设备小型化时代的到来,磁放大电路和电抗器的应用也早被开关电路所替代,这些章节在未来的专业课程中涉及很少,因此不作要求加以删除。高职学生有它一定的特殊性,相对数理化基础较差,在教学中要主动适应高职学生的特点,删繁就简,以广度换深度,简化定量计算,加强定性分析,把深奥的理论还原成浅显的道理。注重理论联系实际,注重工程式思维的培养,使科学向技术回归,技术服务于应用工程。

2.改革实验教学内容,增加实训教学项目

电工基础是一门专业基础理论课,也是一门专业技能课,有些教师会对此提出异议,觉得电工的基本技能应该是电工基础课程教学内容体系以外的教学项目。我们对此进行了统筹的安排,变革围绕教材“讲授+实验”的课堂教学模式,精选实验内容,增加实训教学项目,加快理论与实训融合,使学生在了解电路实验的基本方法和一般步骤基础上,熟悉掌握常用电路元件,电工工具,电工仪器和仪表的使用方法,加强一般电路的连接、电路的测试等操作技能,加强电路常见故障的排查和解决问题能力的训练;为此,我们专门组织力量编写具有专业特色的与《电工基础》相配套的《电工基础实训教程》,实现理论教学、实验项目和实训教学环节的相互衔接和优势互补,实现《电工基础》课程教学效果的最大化。

二、建立科学的课程质量评价体系

课堂教学改革的目的是提高课堂教学的效能,有效培养学生科学的思维方法,知识迁移能力和解决实际问题的能力;提升学生对书面知识的了解,基本理论的掌握。建立科学合理的课程教学评价体系是检验课堂教学质量的一个重要环节,能起到检查和激励学生学习的作用。要建立以学生为主体的课堂业绩评价体系,立足高职学生的学习特点,思维习惯,从强化学生基本知识、基本技能着手,改革考试方式,注重内容实效,更加突出教学过程管理。做到理论与实践并重,平时与期末兼顾,项目训练与实训操作三位一体的综合性、形成性成绩评价体系,引导学生注重过程积累,提高学生参与教学的热情,提升教学效果。通过这几年的教学探索与实践,教学效果明显变化,学生成绩逐年提高,《电工基础》课程的合格率从以往的百分之六七十,上升到目前的百分之九十左右,成效显著。

三、建设一支充满活力的教师团队

课堂教学改革也是一个系统性工程。这两年来,为了着力推进课堂教学改革,提升教学效果,我们十分注重引进行业从业人员充实到实训兼职教师队伍。目前,我们三位电工基础实训教师都来自行业生产一线,具有高级电工,中级技师职称。他们丰富的行业从业经验为实训项目设计,电工基础课程为专业能力服务和学生应用能力的提升,提供了广阔的平台,取得了可喜的成效。

四、结束语

篇3

关键词:电路分析;教学;循序渐进

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)22-0173-02

电路分析基础是高等学校信息类专业的学科基础必修课。通过电路课程的学习,使学生为学习后续课程准备必要的电路知识[1]。如何摆脱物理中的电路思维通过适当的方法让学生尽快入门是教学中需要思考的问题。

一、课程学习中存在的问题

1.忽略参考方向。在学习电路分析基础课程之前,学生在中学和大学的物理课中接触了基本的电学知识,对于电路的分析,学生还停留在电阻串并联的简单概念,判断电压和电流的实际方向是分析电路的第一步。电路分析基础涉及到的电路比物理课程的要复杂,最突出的特点就是电源不止一个,这样对于电压和电流实际方向的判断增加了难度或者无法判断。正确理解参考方向的概念是学习电路课程最关键的一步。

2.输入电阻(等效电阻)的困扰。由于受控源的加入,增加了分析电路的复杂程度。含有受控源的一端口,电压的计算相对容易,等效电阻的计算一直困扰着电路的学习。

3.缺乏暂态的概念。直流电路中电感相当于短路,电容相当于开路,这个概念学生记得很扎实,但是电路时默认的条件是稳态,通常学生都会忽略这一点。在分析动态电路时,学生习惯性思维一时无法改变,给学习带来困惑。

4.对交流电路望而却步。交流电路中相位的概念没有建立起来,电压和电流的计算习惯于数量和而不是相量和。计算结果的错误导致了对数学知识和之前电路概念的怀疑,造成了对交流电路分析和计算的恐惧。

二、循序渐进学电路

针对学生在电路分析基础课程学习中存在的问题,循序渐进系列小课件起到了很好的导引和帮助作用。

1.电路的参考方向。一个电源作用的电路,电压和电流的实际方向容易判断,再加入一个电源后,判断变得困难,从而引入参考方向的概念来为下一步的电路分析做准备。图1中,从电阻元件开始,根据欧姆定律可以得出电压电流的关系式,然后串联一个电压源,接下来改变电流的方向,通过实例,逐步使学生对参考方向有了切身体会。对于一端口结构的电路,电压和电流的关联参考方向也往往被混淆,图2从直观的串联电路过度到一端口,ui非关联参考方向的判别得到理解。

2.等效电阻(输入电阻)。一端口的输入电阻(等效电阻)在戴维宁定理和一阶电路中广泛应用,尤其是当一端口含有受控源时,造成学生计算的错误。通过对比明确条件:电压电流法和开路电压短路电流法分别针对无源一端口和有源一端口。

3.稳态和暂态。通过强调时刻的概念,不同阶段电路处于不同的状态,使学生了解到暂态过程的存在。图3中左图为直流稳态电路,右图为直流动态电路,开关的动作,使电路发生了变化,电路出现了过度过程,电路稳定下来后,等效电路为左图。

4.相量法。认识到对于交流电路,应用三角函数给计算带来极大的不方便,于是引入相量的概念简化运算,使原本的三角函数运算变成复数运算。相量反映了和三角函数的对应关系。而电路的基本定律相量形式同样成立。图4中,u1=10V,可得5i+6■=u1;u1=220■cos(314t+30°)V,可得5i+6■=220■cos(314t+30°)。两种情况电路的分析方法相同,电路方程具有相同的形式,而交流电路的方程求解比较复杂,于是引出相量的概念。

三、结束语

循序渐进的小课件深入浅出地帮助学生了解和学习了电路的基本概念和基础知识,转变了分析电路的思路,明确了电路的不同状态,克服了交流电路学习的恐惧,在完满完成电路分析基础课程学习的同时,提高了思考问题和处理问题的能力,对后续课程和工程训练起到了积极的帮助。

参考文献:

[1]邱关源,罗先觉.电路[M].北京:高等教育出版社,2006.

Teaching Exploration on Fundamentals of Circuit Analysis Step by Step

WANG Xin-ping,CHEN Jing

(School of Automation and Electrical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China)

篇4

关键词:元件;图纸;设计;SCH;PCB;流程;规范

0 引言

电子电路设计(Protel 99SE电子电路设计)是一门专业性和实践性都很强的工程类课程。从计算机应用软件的角度,Protel与其他图形设计视窗软件的操作和界面相似,学会Protel软件的应用和操作可以说并不难。但是,Protel是有关电子电路工程设计方面的软件,教材中包含很多有关工程、电子电路方面的专业知识和概念,印刷电路板生产工艺方面的专业知识和专业术语,这些专业知识和专业术语令不少初涉此领域的就学者迷惑。

一名合格的工程技术人员不仅需要具有丰富的专业知识,还需要具有严谨而又灵活的设计思想,规范的设计风格以及熟练的绘图技能和绘图技巧。设计师应掌握并熟悉工程技术方面的基本概念;熟悉所设计产品的生产工艺和生产流程。为此,笔者在讲授Protel这门工程设计类的课程时,紧紧抓住并突出了以下几个方面的教学内容。

1 强调基本概念和规范化设计

学习任何一门科学,其基本概念的掌握都是重中之重,电子电路设计的学习也不例外。

1.1 强调基本概念

Protel中有关工程方面的基本概念对从校门到校门的学生们来说是完全新颖的,如图纸、工程、工程文件、图层、丝印层、封装、网络表、焊盘、飞线、过孔,覆铜、包地、泪滴焊等。对这些专业术语和基本概念,我们对学生进行了细致的讲解:

图纸 以标准的图文符号表达的设计思想和设计理念。

工程 设计思想和设计理念的实施。SCH(原理图)设计中,每一个电路原理图的设计均可视为一个工程(Project)。

工程文件 根据项目(工程)的需要和相应的技术规范,设计人员以标准的图文方式表达的设计思想和设计理念,并由此形成的文档或电子文档即称为工程文件。

图层 字处理软件和绘图类软件为了实现图、文、色彩等的嵌套而设置的具有虚拟意义的投影合成。印刷电路板设计中的“层”,一般则指PCB板的各铜箔层,这些铜箔层是为完成并简化复杂电路板的电气电路走线(布线)而设;PCB板的丝印层(Overlay)则是为方便板上电子元件的安装和印刷电路板电路的维修,在板的顶层或底层表面印制标志图案、文字符号等而形成的标识层。

封装 表示元器件的外形、尺寸、引脚距离和引脚顺序的参数信息。

网络表 构成电路的所有元件及其电气连接关系(网络)的概要一览表。网络表是SCH与PCB(印刷电路板)设计之间的接口。

焊盘(Pad) PCB板上元件引脚的衬垫,用于放置焊锡以及连接导线。焊盘类型的选择,要综合考虑所属元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。

过孔(Via) 用于连接PCB板的不同信号层。

飞线 又称预拉线。在印刷电路板的设计中,Protel用以指示元件引脚之间连接关系的线,当元件之间的布线完成以后飞线将自动被导线覆盖。使用“Show”命令可以看到布局下网络连线的交叉状况,设计过程中应调整元件的方向和位置,以减少仍至避免飞线的交叉,为方便布线并保证布线的布通率。

泪滴焊 主要应用于高频电路布线。在较细铜膜走线与较大焊盘的连接处,以及为防止焊盘孔和导孔在钻孔时可能出现的断线,向这样的连接处添加形似水滴或泪滴状的铜膜走线,即称之为泪滴焊。

丝印层(Overlay) 为了方便电路的安装和维修而印制在印刷电路板的顶层和底层表面的标志图案和文字符号等。

1.2 强调严谨设计风格和规范设计操作的培养

从一份图纸能够看出其设计者、绘图者是否具有严谨的设计风格,是否经过了规范设计的训练。我们在教学实践中,十分强调严谨设计风格和规范设计操作的培养。

规范的设计操作 进入SCH编辑窗口,首先应根据所设计的产品,选择并设置合适的图纸版面,认真填写好图纸标题栏,然后进入设计与绘图的操作。

版面 图纸版面的布局应占据版芯居中稍偏上的位置。

元件的布局 数字器件和模拟器件分开放置,去耦电容尽量靠近器件的VCC;元件的放置应疏密有序,排列整齐,热敏元件与发热元件之间保持有适当的距离;要保证PCB板上的元件在二维、三维空间无冲突;元件的放置要考虑并照顾到设备的安装和今后的维修,要保证维修时焊接操作的可行性。

布线 信号线的走线应避免走直角,不允许出现锐角;上下层之间走线的方向应相互垂直;一条铜膜导线绘制时应一笔画通,不要中途折断。全板的布线合理、美观,走线均匀。

线宽 应满足地线>电源线>信号线的要求。

边界设计 所设计的电子电路板要做到电气边界小于物理边界。

ERC检查 对设计并绘制好的原理图进行ERC检查,应确保所设计的电路没有违背电气规范方面的错误。

DRC检查 完成PCB的设计和电路图的绘制后进行DRC检查,要确保所完成的设计没有设计规则方面的错误。

应当说,有完成相应设计步骤后的ERC检查和DRC检查的习惯,是电子电路设计者具有严谨设计风格的表现之一。

2 了解PCB的生产工艺流程

为了让学生对印刷电路板的制作工艺和生产流程有一个感性认识,笔者在讲授PCB设计时,应安排时间组织学生到当地的电子板厂参观学习。在生产第一线,让工厂的工程技术人员向我们的学生介绍印刷电路板的生产制作(单面板)流程:

设计图纸打印照像制板铜膜板材下料丝网漏印酸洗蚀刻去抗蚀印料(去抗蚀刻油膜)、干燥铜膜印板刷洗、干燥钻孔(钻焊盘孔、过孔)印标记(加印丝印层)涂阻焊剂(上绿油)、UV固化涂助焊剂(防氧化剂)干燥整平(喷锡热风整平)完成PCB板制作。

经过工厂的实地参观学习,学生对印刷电路板有了第一手的认识。他们纷纷表示,对PCB板的“层”这个概念的理解清晰了,学习以及做PCB设计时不再有盲目的感觉了。认识到并理解PCB设计中结合印刷电路板的生产工艺完成设计的重要性,这样的认识和理解是单纯课堂教学所难以达到的。

同时,实践还使学生深深地感受到作为一个工程技术人员的自豪和责任的重大。

3 绘制工程图纸

进一步,我们还将学得好的学生向厂家举荐,让他们承接厂家的设计绘图任务,给他们创造在实践中学习和锻炼的机会。学生们都很认真负责地对待所接受的设计任务,为按时完成这些设计、绘图的任务,常常干到半夜2、3点钟。还利用暑假,由厂家介绍安排学生到广州的电子板厂实习。这一系列的举措,有的学生的设计绘图水平已达到生产实用的要求,并完成了多项厂家交给的设计绘图任务。

经过实践锻炼的学生则把自己对Protel和工程设计的体会和理解,以及厂家对Protel设计和应用需求的信息向我们作了反馈。本着教学为生产服务的原则,针对生产第一线来的信息,特别是厂家对课程教学内容的需求反馈信息,我们立即对Protel的教学以及教学内容作了相应的改进和调整。如,大部分中小印刷电路板生产厂家的技术人员通常不从设计、绘制电路原理图开始,由原理图生成网络表,再通过网络表生成PCB图的设计流程,他们一般直接对着PCB的产品或PCB图纸绘制(仿制)印刷电路板图。针对厂家和产生上的需求,我们对后续的班级加强了PCB设计、PCB布线及PCB绘图等内容的教学,增加了对照PCB的产品或PCB的图纸,绘制(仿制)印刷电路板图纸的教学内容,即进一步补充和加强了实用技能的教学。

篇5

关键词:EDA;电子技术;教学方法;改革

作者简介:习聪玲(1979-),女,陕西渭南人,嘉兴学院机电工程学院,讲师。(浙江嘉兴314001)

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)12-0095-02

一、“电子技术基础”课堂教学改革背景和意义

1.课堂教学改革背景

“电子技术基础”课程是高等学校工科测控专业、电信专业及电气专业等学科专业本科生必修的一门重要专业基础课程,是进一步学习“微机原理”、“高频电子技术”等课程的基础。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《纲要》)方案的思考,对高等教育提出了新的发展要求:高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。提高教学质量是高等教育发展的核心任务,是建设高等教育强国的基本要求。着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。牢固树立主动为社会服务的意识,全方位开展服务。推进产学研用结合,加快科技成果转化,规范校办产业发展。适应国家和区域经济社会发展需要,建立动态调整机制,不断优化高等教育结构。优化学科专业、类型、层次结构,促进多学科交叉和融合。为深入贯彻《纲要》的指导精神,创新人才培养模式,亟需深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,以适应国家创新型人才培养的要求、学校应用型人才培养目标的需要。

2.课堂教学改革意义

人类步入21世纪,进入信息时代。课堂教学也要适应现代社会的发展。“课堂实践式教学模式”教学注重基础理论与工程实践相结合,有助于激发学生在理论学习的同时,注重实践环节,提升工科学生的实践意识、动手能力、设计能力和创新能力,从基础理论教学开始培养工科学生的工程应用观念。“课堂实践式教学模式”就是借助虚拟实验现代计算机仿真工具,将工程实践和工程应用中的实验环节和实践过程引入课堂,使学生在学习基础理论的同时,自然参与到理论的实验来源和工程应用的探索过程。“课堂实践式教学模式”确定了以应用为目的,理论联系实际的工程教育理念,重点培养学生的工程应用能力和创新设计能力,力求使课堂发生如下转变:由课堂的单纯理论教学模式向理论与实践相结合的教学模式转变;学生由理论学习只知其因的书生形式向实践教学的既知其因又知其用的工程应用形式转变;教法由师讲生听的“理论推导”方式向师生在课堂共同实验的“理论―实验―理论―应用”方式转变,目的是使学生由单一地掌握学科理论型向综合学会工程应用型转变。

二、EDA 技术引入的必要性

“电子技术基础”课程包括“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程,“电子技术基础”教学采用的仍然是传统的教学方法:教师片面追求课程的理论性和系统性,过分强调了基本原理、基本定律的来源、释义、验证或推导过程,然后通过一定的验证性实验巩固所学内容。教师在课堂上往往是填鸭式教学,黑板、粉笔和讲解就是课堂的全部内容。此外,因课程和实验内容与应用实践脱节,学生往往不知学为何用,在学习过程中缺乏足够的学习兴趣和动力。EDA 技术改善电子技术基础课程教学将EDA 技术引入教学,可以使一些语言和文字难以表达或难以理解的现象、复杂的变化过程,通过EDA 的模拟随时以图形、表格及曲线显示出来。学生在此过程中,可以不断修改电路和参数,即时观察输出效果,以加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。这样,不仅增加了教学的层面,提高了学生学习的兴趣,而且还可以收到事半功倍的效果。另一方面,由于电子技术课程本身的特点:内容多而杂、知识面广。[1]

EDA是Electronic Design Automation电子设计自动化的缩写,是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。其以实验开发系统为设计工具,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的逻辑编译、分割、综合及优化、布局布线、仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作。EDA 技术的教学应用软件主要有EWB、PSPICE、protel99、Max+Plus II、QuartusII、ActiveHDL、Modelsim 等。它们的共同特点是自动化、数据处理能力强、功能丰富完善、开放性和交互性良好。将EDA 技术引入教学,可以使抽象的理论形象化、复杂的电子线路实际化,并可以不断地修改电路和参数,即时观察输出结果,以加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。这样,不仅改变传统教学中理论与实际严重脱节的问题,还提高学生学的兴趣,能收到事半功倍的效果。因此,引入EDA 技术,改革和优化“电子技术基础”课程的教学方法、实践环节已经成为必然。

三、“电子基础基础”课程课堂实践式教学模式的实施过程

“课堂实践式教学模式”主要引入课堂虚拟实验教学形式,针对“电子技术基础”课程中的基础理论、基本概念和基础应用,在课堂上通过实验形式进行验证,并在实验过程讨论理论的适用范围、参数变化和影响关系,通过课堂对实验过程讨论激发学生学习兴趣,活跃课堂学习气氛,调动学生的积极性。[2]

1.“电子技术基础”基本概念

“电子技术基础”是电气、电子信息和测控专业的专业基础课,“三基”教学是课程的重点,即培养学生的基本概念、基础理论和基本技能。在电子技术中存在有较多的基本概念,如康华光《模拟电子技术》教材的第三、四章和第七章,提出的PN结的形成、小信号模型、正负反馈,以及在《数字电路技术基础》教材中第四、六章介绍的竞争冒险现象、161芯片形成的计数器基本概念。在原有教学模式下介绍这些内容时往往比较抽象,学生难以理解这些看不到、摸不到的东西。引入验证性EDA仿真和动态软件显示的教学方法,使学生看到这些原理的实现过程及这些概念的实际现象,并可以通过实验直观看到RC电路如何振荡出正弦波并如何转化为三角波和矩形波。更直观地看到161等芯片构成的计数器如何计数,以及人们生活中的数字钟如何来工作的。这些对学生都比较抽象,如果能通过EDA教学软件仿真就可以让学生有一定的认识,同时可以激发学生对本门课程的兴趣。[3]

2.在“电子技术基础”理论应用中引入应用案例

“电子基础基础”是一门专业基础课,其涉及的很多内容可直接作为后续课的应用基础,或直接在工程中实际应用,如《模拟电子电路》教材中的第七、八章中反馈放大电路、功率放大电路,放大电路的最大功率输出等实际工程应用问题,第三章的RC电路在工程中可用作延时器、振荡器等应用,第十章整流二极管在线性电源中的应用等等。在《数字电子电路》中多谐振荡器和和555定时器都是经常在工程领域中用到的。但在传统的教学模式中很少涉及如何运用《电子基础基础》的这些知识,学生在学习了电子技术基础后,往往只是掌握了这些理论知识,而不知如何将这些理论应用的工程中去,解决工程实际问题。在课堂实践式教学模式中插入应用案例的虚拟实践,可使学生在掌握理论的同时,学会如何去应用这些理论。例如可以组织一些电子设计比赛,这样学生就可以把电子技术的理论和单片机结合在一起,做出一些电子产品,或者实现一些逻辑功能。给学生提出了工程应用中的难题就存在于基本理论中的概念。

四、应用案例举例

对于RC正弦波振荡电路,电路的构成如图1所示。

由此引申出信号源电路,以下是设计信号源电路,如图2,这样可以在课堂上通过EDA仿真让同学有更直观的概念,如图3。

五、课堂教学改革预期目的与实施效果

基于EDA的“电子技术基础”课堂实践式教学模式改革将针对“电子技术基础”课程中的这些基础概念与工程应用要点,设计出对应虚拟实验案例,在课堂上演示、讨论,丰富“电子技术基础”课堂内含。预期通过两年的课程教学改革,使“电子技术基础”课程的所有基本概念、基础定律和理论应用结点多建立相应的EDA和应用案例程序,在“电子技术基础”的所有课堂中引入基于虚拟实验实践的教学模式。

参考文献:

[1]康华光,陈大钦.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2005.

篇6

【关键词】电路;信号与系统;教学方法

《电路》和《信号与系统》课程是电气工程及其自动化本科专业的重要专业基础课,所涉及的基本概念和研究方法已逐渐应用于电气技术中的各个领域。《电路》课程研究电路的基础知识,《信号与系统》课程研究信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法,应用现代数学的方法和结论阐述和解决物理问题,将物理意义与数学论证紧密结合。由于该课程理论性较强,公式和理论推导证明较多,在教学上具有一定的难度,并且该课程的教学质量关系到后续课程的教学质量。本文结合笔者对上海电力学院电气工程及其自动化专业本科大学二年级和大学三年级学生的《电路》和《信号与系统》教学过程中的实践和体会,在教学内容、教学方法和实验教学等方面进行了一些探索和研究。

一、教学内容的选择

针对上海电力学院电气工程及其自动化专业本科的学生,选择由我院教师编写的中国电力出版社出版的《电路》和由我院教师编写的清华大学出版社出版的《信号处理原理与应用》作为教材,教材介绍了电路的基本原理和连续时间信号及离散时间信号与系统的分析[1-2]。我院电气工程及其自动化专业大学二年级的《电路》课程包含正弦交流电路频域分析(相量法)、非正弦电流电路分析(傅里叶级数展开分析方法)、电路的复频域分析(拉普拉斯变换的方法)、系统的网络函数、状态方程等内容,这些内容在传统的《信号与系统》课程中也是授课内容。对于这部分内容,《信号与系统》课程重点从“系统”的角度进行讲授。由于电气工程及其自动化专业后续课程中不再开设《数字信号处理》课程,在《信号与系统》课程中加入了离散傅里叶变换、滤波器的原理与设计等相关知识,让学生能够更多了解数字信号处理的相关技术。

二、教学方法和教学手段的改革

为了提高《电路》和《信号与系统》课程的教学质量,培养学生实践能力及创新能力,对教学方法和教学手段进行改革。

(一)将《电路》课程和《信号与系统》课程的内容有机结合

《信号与系统》课程的核心是几种变换域方法的原理和应用[3],通过建立“电路、信号与系统”的概念,帮助学生理解各种变换方法。对于连续时间信号与系统,“电路”课程从“路”的角度分析电路的电压、电流和功率;《信号与系统》课程从“系统”的角度分析电路,将该电路看作系统,研究该系统的输入与输出的关系。“时域分析”用数学的方法求解电路,阐述信号与系统的物理意义;“频域分析”研究是系统的幅度频率响应和相位频率响应;“复频域分析”通过拉普拉斯变换的方法,将时域变换到复频域,以较简便的数学方法求解电路。

在《电路》课程中,用相量法对正弦交流电路进行分析,其实质就是采用变换域的方法,将时域变换到频域下进行研究,在讲授“电路”课程的时候,强调变换域的思想;在后续章节讲授拉普拉斯变换,继续阐述变换域的方法,并说明两种变换之间的关系。学生在《电路》课程中较早接触到变换域的思想,学习《信号与系统》课程中连续时间与系统的傅立叶变换,离散时间与系统的Z变换和傅里叶变换,教学方法上突出了承上启下、循序渐进的教学理念,学生容易掌握,教学效果良好。

(二)用类比的方法授课

《信号与系统》课程学习过程中,大部分学生对连续时间信号与系统能够较好的理解和掌握,但是学习离散时间信号与系统存在一定的困难。针对课程中的连续时间信号与系统和离散时间信号与系统具有平行相似的特点,采用类比法讲授两类信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法,学生在了解数学基础较好的连续时间信号与系统理论的同时,通过联想举一反三的充分理解数学基础比较薄弱的离散时间信号与系统理论。《电路》课程中介绍一阶电路的时域分析方法,总结出来三要素法,直观清楚。二阶电路的时域分析方法比较复杂,引入了复频域的拉普拉斯变换,分析高阶电路非常有效,学生直观的意识到通过变换域的方法带来很大的方便。对于《信号与系统》课程中的z域变换的方法可以采用类似的方法授课,让学生较好的理解离散系统[4]。

(三)理论与实际相结合

课堂教学内容要与实际生活联系,让学生保持学习的热情和兴趣。《电路》和《信号与系统》课程的理论性比较强,内容相对比较枯燥。要激发学生的学习兴趣,选取一些生动的实例融入到课堂教学中。电力系统中的谐波分析,通过快速傅里叶变换的方法进行分析。学阶电路的放电过程时,从时钟的钟摆入手。推动钟摆开始摆动,它将以某种频率振荡,控制频率的主要是钟摆的长度。在钟摆中,能量在势能和动能之间转换,这两种形态间的能量的转换就是导致振荡的原因。最后由于摩擦的作用,任何物理振荡都会停止。将电容器和电感器连接在一起组成的二阶电路, 电容器储存电场能量,而电感器储存磁场能量,电容器将通过电感器进行充放电,直到金属导线中的电阻耗完能量振荡结束,振荡频率取决于电感器和电容器的大小。理论联系实际的教学有利于增强学生创新意识和实践能力,提高学生的综合素质。

三、加强实验教学

结合我院的实际情况,将Matlab软件引入《电路》和《信号与系统》教学中,坚持结合工程应用需要,培训学生实验能力。Matlab软件具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化,为该课程的实验体系提供了强大的支持。结合科技界、产业界的应用要求,课程组明确将MATLAB运用技术,并作为实验考核的内容。经过这样训练的学生,既能掌握基本理论和主要算法,又能将它作为工程实现,实践能力得到培养。

四、结束语

前文结合我院“信号与系统”课程教学改革的实践,从学生评教和督导听课来看,学生和督导认可教师的授课方式,大部分学生增强了学习热情,考试成绩也有很大的提高。结合教学要求,科学编排教学内容;结合学生能力培养需要,科学设计实验;结合教学效果需要,推动教学互动,促进教学相长。教学改革有助于提高教学质量,增强学生的实践能力及创新能力。

参考文献:

[1]杨欢红,杨尔滨,刘蓉晖.电路[M].北京:中国电力出版社,2007.

[2]靳希,杨尔滨,赵玲.信号处理原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2008.

[3]许波等.“信号与系统”课程教学改革思考与实践[J] .南京:电气电子教学学报, 2008, 30(1):8-10.

[4]郭荣艳,刘晓青.“电路”与“信号与系统”课程优化整合与改革实践[J].中国电力教育,2011, 16(16):80-82.

基金项目:

本文系“上海电力学院2014年度教改项目”(项目编号:20141403)的研究成果。

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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:模拟电子线路;数学物理基础;电子信息

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)40-0180-02

“模拟电子线路”是电子信息类一门重要的专业基础课,是电子信息类专业整个知识和能力体系的重要支柱之一,也是后续“通信原理”、“微型计算机原理与接口技术”等一系列的专业基础课和专业课的基础。该课程具有理论性强、内容较为抽象、逻辑严密、知识点多且杂等特点,更为重要的是,具有与基础数学物理知识联接紧密的特点。

目前,国内的各大院校普遍反映,相比于其他专业基础课,比如“数字线路与逻辑设计”,“模拟电子线路”难教、难学。我们在本课程的教授过程中也充分地感受到了学生的畏难情绪,甚至有些学生产生了放弃学习的想法。职是之故,我们深入地进行了了解、调研,发现出现上述现象的主要原因是学生对于其中涉及的基础数学物理知识掌握较为薄弱。为此,我们提出了对于“模拟电子线路”中结合数学物理内容的教学方法研究。

下面就几个具体的例子来阐述如何在“模拟电子线路”的教学中结合数学物理内容。

一、 半导体物理的基础知识、PN结和二极管的工作原理[1]

半导体二极管及其应用是“模拟电子线路”整门课程学习的基础。后续章节中的双极型晶体管及其放大电路、场效应晶体管及其电路都要运用到PN结和二极管的工作原理。如果对于这部分内容掌握不好,将严重影响该门课程的学习。而这部分内容的掌握主要依赖于学生对于“半导体物理”中的基础物理知识的掌握情况,包括:导体、绝缘体以及半导体的概念;载流子的概念;N型、P型半导体的概念;杂质半导体的载流子浓度的方程;扩散电流和漂移电流的概念;空间电荷区的概念;PN结的单向导电性;PN结的电容特性。同时,一些数学概念的理解对于该部分内容的掌握也很关键,比如PN结的电流方程i=Is(eu/kT-1)的两种极限,即u≥kT和u≤kT时的分析,就与高等数学中的函数的极限的掌握密切相关[2];在半导体二极管的直流电阻和交流电阻内容部分,与物理中的匀速运动速度和变速运动速度的概念十分接近,两者结合起来讲授将有助于学生的理解。不仅如此,在推导交流电阻公式时需要用到电流方程的微分,如果学生很好地掌握了高等数学中的微积分,则可以不用死记硬背交流电阻公式,利于学生掌握。

二、晶体管的交流小信号模型

晶体管的交流小信号模型是分析晶体管放大电路的必备知识。经过反复地思考,我们认为该部分内容的掌握有两个要点:(1)受控电流源的理解和应用,这是前期电路课程中往往被认为是非重点内容甚至被部分教师忽略的知识点;(2)偏微分的理解和掌握,这是因为晶体管是三端口网络,所以不同端口间电压和电流之间的控制关系往往是偏导的关系,比如ube对于ib的控制关系[1]、H参数模型中的四个H参数的定义。这两个要点分属于基础物理和基础数学的范畴,因此晶体管的交流小信号模型问题突出地反映出基础数学物理知识对于“模拟电子线路”课程的作用。

三、放大、反馈电路的分析

在“模拟电子线路”中,晶体管放大和反馈电路的分析是主要和核心内容。然而学生对于这部分内容普遍掌握欠缺,主要原因是对于电路分析中的基本知识,比如电路的等效变换、叠加定理、戴维南定理、多端口网络输入输出电阻的概念等均表现出掌握的薄弱,严重地制约了该课程的学习。这说明学生难以将大学前期电路类课程知识很好地运用到“模拟电子线路”课程中来。解决的方法便是在前期的课程中强化上述基本内容,甚至在传统内容中加入一些常用技巧,比如支点的变换、导线的变换等。

四、放大电路的频率响应中的复数运算和傅里叶变换的概念

放大电路的频率响应是模拟电子线路课程的重要内容,也是一些电子器件研制时重要的理论依据,比如著名的相移反馈振荡器就是利用了频率响应。放大电路的频率响应中需要用到复数的运算和傅里叶变换,同时,对于复变函数和傅里叶变换的理解程度几乎决定了一个电子信息类学生今后对于专业基础课的掌握程度,甚至决定了学生将来是否有可能成为一个出色的电气工程师。上述论断是由《虚数的故事》的作者保罗.J.欣纳所提出的[3],他是美国一位著名的电气工程师。从这本书中,我深刻地领教了他深厚的数学功底,尤其是复变函数方面的知识和运用令人叹为观止。这也从一个侧面说明想做一个出色的电气工程师,理科的基础知识功底也是至关重要的。然而,在教学过程中我们发现学生对于复数的基本运算和傅里叶变换并不是很熟悉,因此在对频率响应的理解上产生了一定的障碍。

以上的4个问题是“模拟电子线路”教学中与基础数学物理内容相结合的实例。纵观“模拟电子线路”,还有很多内容是与基础数学物理相结合的,比如差动放大电路的传输特性、积分和微分运算电路等。因此,高等数学的教学需要教师有针对性地精心挑选和设计有助于学生理解和掌握高等数学内容的各种有启发作用的实际应用问题,这里就不一一赘述。

根据上述问题,我们提出以下五点具体的教学方法建议。

1.合理地分配课时用于“模拟电子线路”中相关基础数学物理知识的回顾。在“模拟电子线路”课程的教学中,合理地穿插一定的课时用于半导体物理、电路分析、复数运算以及傅里叶变换等知识的回顾。在这种“温故”的过程中也要做到可以“知新”,即在回顾的过程中渗透之后所需学习的内容加以联系,进而自然地过渡到新的知识体系中。

2.与前期课程教师沟通。与前期课程,比如“半导体物理”、“高等数学”的教师进行充分的沟通。据此可以在前期课程中强化“模拟电子线路”中所需的基础知识,甚至可以将“模拟电子线路”中的内容转换为前期课程的扩展习题,令学生预先进行了自然的“预习”,从而有利于“模拟电子线路”的学习。

3.以“透彻理解基本概念和原理”为目标,加强学法、教法研究。基本概念和原理是知识体系中的地基,无地基无以立。因此,以“透彻理解基本概念和原理”为目标,制订相应的教学计划,将部分精力用于强化基本概念和原理的理解,不断提高教学的质量和效果。

4.加强以具体的科学历史人物为背景的教学,激发学生学习的积极性。“模拟电子线路”中的很多内容,尤其是与数学物理相关的内容,容易引起学生们枯燥无味的感受。但同时,这部分内容在历史上也有很多科学故事和伟大的人物值得我们学习。比如,发明二极管的肖克莱、巴丁和布拉顿曾经凭借此项发明荣获诺贝尔物理学奖,其中巴丁之后还凭借BCS超导理论再次获得诺贝尔物理学奖,是历史上唯一一个两次获得诺贝尔物理学奖的科学家。这些科学故事与人物可以有效地激发学生对于学习该内容的兴趣和积极性,使学生在学习过程中有“感同身受”的感觉。

5.组织兴趣小组,参与课题研究。依据因材施教原则、普遍教育和个别教育相结合原则,选拔部分学有余力的学生组成兴趣小组。教师从自己的科研攻关课题中分出一部分内容让学生承担,充分发挥学生的创新能力,教师仅仅给予适当的指导、启发,学生亲自实践科研攻关的全过程。在整个科研过程中,让学生能充分利用基础的数学物理知识解决实际的科研问题,进而加强了这部分学生对于“模拟电子线路”中相关的数学物理知识的理解。由于基础的数学物理知识往往是科学向前发展的原动力,因此在这个过程中甚至能够激发出学生的潜力,促进相关学科的发展。

上述提出的教学方法具有重要的实践意义和推广价值。首先,强化基础数学物理知识可以巩固夯实学生的理论基础,培养学生踏实的学习态度和严谨的科学精神。其次,增加具有一定科研背景的教学可以激发学生的学习兴趣和动力,使学生们可以学以致用,理论联系实际。复次,与前期课程的交流沟通可以使整个本科阶段的课程设计具有整体性、连贯性以及创新性。最后,上述提出的教学方法具有普适性,不仅可以针对各个专业“模拟电子线路”的教学,甚至可以推广到电子信息类专业基础课乃至于理工科专业基础课的教学中去。

当然,在实施上述教学方法的同时要注意以下几点:(1)合理地分配课时,使得在强化相关数学物理知识的同时,仍能将“模拟电子线路”的核心知识讲解清楚透彻。(2)与前期课程教师的沟通可能需要学院乃至学校的支持与帮助,以交流会的形式来完成。(3)教师要对所指导的课题的先进性、应用性和可行性进行充分的论证,只有选取合适的课题,才能激发学生的学习动力。

综上所述,我们认为“模拟电子线路”难教、难学的根本原因在于学生对于其中涉及的基础数学物理知识掌握薄弱,以至于“巧妇难为无米之炊”。为此,我们提出了与基础数学物理内容相结合的教学方法,该教学方法可以巩固学生们的数理基础,促进“模拟电子线路”乃至所有理工类课程的学习。我们也相信,随着理工科专业对于基础数理的重视,教育质量会迈上一个新的台阶。

参考文献:

[1]黄丽亚.模拟电子技术基础[M].第2版.机械工业出版社,2012.

篇9

本章内容包括电磁感应现象、自感现象、感应电动势、磁通量的变化率等基本概念,以及法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等规律。

二、基本方法

本章涉及到的基本方法,要求能够从空间想象的角度理解法拉第电磁感应定律。用画图的方法将题目中所叙述的电磁感应现象表示出来。能够将电磁感应现象的实际问题抽象成直流电路的问题;能够用能量转化和守恒的观点分析解决电磁感应问题;会用图象表示电磁感应的物理过程,也能够识别电磁感应问题的图像。

篇10

【关键词】计算机电路基础;教学方法;教学内容;教学手段

1.引言

《计算机电路基础》是计算机类专业的重要专业基础课程,也是一门理论性和实践性都很强的课程,由于它的课程性质决定了该课程教学过程中存在很多难点。它使学生通过学习计算机电路的基本概念、基本原理和典型电路的实用性分析,掌握计算机电路的有关知识,学会计算机电路的应用设计技巧,为计算机组成、数字信号处理、单片机应用等后续课程打下坚实的基础。但由于计算机专业和电子专业掌握的知识点不同,一些电类基础课程(如电工基础等)已经不可能作为独立的课程列入教学计划,那些沿袭传统的教学观念、教学模式已不适用于目前的教学环境。为适应计算机专业培养要求,为实现21世纪计算机专业对高素质专业人才培养模式的需求,《计算机电路基础》课程的教学改革势在必行。

2.课程存在的问题

(1)传统教学方法存在的问题

传统的教学手段以板书为主、其他手段为辅,讲述顺序按照教学思路首先介绍电路的主要的功能,分析电路组成及工作原理,给出电路模型,对该模型分析计算;《计算机电路基础》的课程的主要特点是合理利用视图及表达方法表达各种元件及电路图的结构及有关国家标准的介绍。为了能有效的达到较好的教学效果,教师往往在课堂中,绘制各种电路图。这个过程要占用课堂许多时间,如果刻意的减少绘图,势必会影响教学效果。这样在50分钟的课堂教学过程中,往往讲不了多少知识,教师不但付出了许多体力;同时由于黑板的限制,教师完成本节课的教学内容,要不断的更新板书。这样,教师在课堂小结时,就无法把本节课所讲内容再现出来。更重要的是不能生动形象的表现计算机电路的动态;此外,教师在绘图的过程中,无法同时和学生进行交流,很不利于组织教学。

(2)理论联系实际不够,知识系统性太强

高职院校以就业为导向,面向产业第一线,培养具有丰富理论知识和很强动手能力的高级技术应用型人才。大多数学生毕业后将从事电子仪器、电子设备的使用和维护,要求能准确并迅速地排除故障,因此,特别强调理论联系实际,培养他们的实践能力。但是目前《计算机电路基础》课程的教学内容理论联系实际不够,应用性知识和技能介绍的较少,不利于培养学生的岗位任职能力。另外,多年来所采用的教材在教学内容上与本科教材相差无几,整个教学内容的系统性和理论性较强,理论的深度要求过高。鉴于计算机专业和电子专业的侧重点不同,课程涉及电路的基本概念和基本分析方法、模拟电路和数字电路的基本知识和基本内容。相当于把《电路基础》、《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》三门课程压缩成一门课,并且总学时没有增加,这样会使学生感到学起来很困难,失去学习兴趣和信心。

(3)教学内容更新缓慢,授课方式单一

现在的《计算机电路基础》课程教学授课方式过于死板,只是简单的《计算机电路基础》教学教师进行计算机电路知识的讲解,学生并不能很好的领悟老师所教授电路知识的来源,对于电路的一些原理方面的知识,学生会感到疑惑,这就要求《计算机电路基础》课程教授的教师对现在的《计算机电路基础》课程教学授课方式进行调整,努力培养学生对《计算机电路基础》知识学习的兴趣。

3.教学改革几点建议

3.1 改进教学方法,将多媒体教学与传统板书教学结合起来

为解决教学内容和教学学时的矛盾,我们改进了教学方法,将多媒体教学与传统板书教学结合起来发挥现代教学技术和传统教学技法的各自优势。对于典型电路的分析方法、典型的应用电路等我们采用板书教学。教师能够发挥个性化教学,学生也有时间思考和做笔记,为学生打下扎实的理论基础。对于结构复杂的电路的特性及应用我们充分发挥多媒体课件生动形象、直观快捷、信息量大等优势,先将已学电路清晰、扼要地演示,助学生理顺基本概念,基本电路、基本方法、再利用仿真软件演示电路的动态效果,寓教于乐,提高学生的学习兴趣,充分发挥多媒体教学方式的优点,达到巩固基本概念,提升感性认识,适应新的教学方式的目的。

3.2优化教学内容,提高教学质量

考虑到《计算机电路基础》课程学时数少但内容多,重点和难点多,学生普遍反映比较难等问题,为此我们重新整合了《计算机电路基础》课程内容结构,编写教学大纲,逐步减少理论学时,增加实训环节,使二者的比例达到一个最合理值。删减部分陈旧内容,融入新技术的应用,课程内容的构成注重新技术的引入和理论与实践的结合,内容更加新颖,信息量大,具有先进性,以此激发学生学习的积极性。我们队教学内容进行优化以分立为基础,突出集成,以理论为基础强调应用,精选理论内容,加强新技术应用内容,将理论与实践、技术与应用很好的融合在一起。

3.3 改进授课方式,注重老师与学生间的互动

任何一门课程的教学方法都很重要,这是众所周知的事实,在《计算机电路基础》课程教学中,对现在的《计算机电路基础》课程教学方法进行改革和完善要做到:第一,注重老师与学生之间的互动,老师在授课过程中起到启发和引导的作用,授课教师要把握好课堂的节奏。第二,作为学生,要全力配合授课老师的授课,即使将自己的想法传达给授课教师,自己喜欢什么样的授课方式和方法,要增加与授课教师的交流,并且对于自己不懂、有迷惑的问题及时的提出,要让老师明白哪里应该停下进行更加细致的讲解。

在进行《计算机电路基础》课程教学时,教师可以利用不同的提问方式进行提问,由于课堂提问是教学过程中的必要手段,也能够帮助学生更好的牢记所教授的知识,实践表明,在教师提出一些具有启发性的问题时,学生的思维跳跃是最为活跃的。在进行《计算机电路基础》课程教学时,教师可以进行设想性提问、发散性提问以及质疑性提问。设想性的提问能够达到培养学生创造性思维能力的目的,有利于学生在电路知识的学习中进行创新和发现。发散性提问是指主体从已知的条件出发,对一个问题从不同角度、不同方向、不同层面运用推测、联想、假设等形式寻找并解决问题的一种思维方式。而质疑性提问需要教师挖掘所教授的电路知识的亮点,在可以提问的地方向学生精心设置疑问,从而引导学生对所学习的内容进行更深切的思考。

3.4 《计算机电路基础》课程的教学方法研究

现在的《计算机电路基础》课程的教学方法总体来说比较死板,《计算机电路基础》课程要求学生有很强的动手能力,在教师对计算机电路进行讲解、渗透过程中,学生不应该是一板一眼单纯的记笔记、听课,而应该积极思考,紧跟老师的思路。教师的教学方法对于学生汲取知识、牢记知识有很大的影响和作用,因此,《计算机电路基础》课程的教学方法应该是丰富的,并且是学生参与率高的,作为《计算机电路基础》课程教学教师,应该具有很强的教案编排的能力,并且能够主动自发的调节课堂氛围,做到关注每一个学生,而不是单纯的抓重点学生进行重点培养。

4. 总结

针对《计算机电路基础》课程知识点多、内容抽象,学习过程中困难大,教师要注意将原理应用到实践中去,原理指导实践,实践也反馈原理,探索总结了该课程的教学方法、教学内容和教学手段,以帮助学生克服课程入门的困难,并较快的激发起学习兴趣。由于课程内容还在进一步发展,我们需要进一步探索和更新教学内容,进一步改进教学方法,根据教学实践对《计算机电路基础》课堂教学方法不完善的地方进行更改和补充,科学设计实践教学,更好的培养学生的应用能力。

参考文献

[1]徐玉如.构建精品课程动态教学模式的思考[J].福建论坛:社科教育版,2008(8).

[2]王峰.模拟电子技术教学的几点思考[J].计算机教学与信息化,2010(09):2191-2193.