数字电路分析论文范文
时间:2023-03-27 06:45:41
导语:如何才能写好一篇数字电路分析论文,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。
篇1
电子束炉按正常程序操作熔炼钽金属时,40KV高压电源突然断电,操作面板上出现报警显示:“HvTransformerBUCHHOLZ”(高压变压器瓦斯继电保护动作)。打开变压器的放气阀放气,报警消失,此时变压器能产生40kv直流电压,但高压既不能保持又不能带负载,2到3分钟后,同样的报警信号再次出现,变压器主回路电源断开,停止工作。
2故障检查
2.1变压器的外部检查
(1)检查油枕内和充油套管内油面的高度,发现油位正常,封闭处无渗漏油现象;
(2)检查变压器的响声,发现噪音稍大,但未有异常声音出现;
(3)检查变压器的绝缘套管及瓷瓶,未发现有破损裂纹及放电烧伤痕迹;
(4)检查一、二次母线,接头接触良好,不过热,外壳接地良好;
(5)检查呼吸器,气路畅通,硅胶的颜色为淡红色,吸潮未达到饱和。
2.2变压器负荷检查
(1)用钳形电流表测量变压器空载时一次绕组的三相空载电流,A相:IA=160.8A;B相:IB=55.8A;C相:IC=5.7A。
(2)故障发生时,用红外线测温仪测量变压器外壳不同区域的温度,温度为55℃左右,一分钟温升超过5℃。
2.3气相色谱分析检查
采集变压器本体油、瓦斯油、瓦斯气进行气相色谱分析检查,结果见表1。
本体油瓦斯油瓦斯气
氢11091710373350
氧211652119021345
一氧化碳21016528235
二氧化碳53011458570
甲烷309.53284.512659
乙烷38.5947.56592
乙烯535.511309.514516
乙炔380.339860.020725.0
总烃1264.019528.054492.0
表1油样气相色谱分析表
3故障现象及分析
变压器的故障一般分为电路故障和磁路故障。常见的电路故障有线圈绝缘老化、受潮,材料质量及制造工艺不良,二次系统短路引起的故障等。磁路故障常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。
3.1三相电流不平衡
当变压器二次绕组开路,一次绕组施加额定频率的额定电压时,一次绕组中的电流称空载电流I0。通常I0与额定电流IN的关系可表示为:
i0%=(I0/IN)*100=1-3%
该变压器的额定电流为577A,空载电流I0应在5.77A到17.3A之间,而实测的一次绕组三相空载电流IA=160.8A,IB=55.8A,IC=5.7A。三相电流极大的不平衡,初步推断为变压器绕组局部发生匝间和层间短路,产生很大的短路电流。
3.2变压器油温不断升高
油温不断升高可能由以下几个方面引起:
(1)涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏,铁损增大,油温升高;
(2)穿芯螺丝绝缘破坏后,与硅钢片短接,有很大的电流通过,使螺丝发热,油温升高;
(3)绕组局部发生匝间和层间短路,二次线路上有大电阻短路等,也会使油温升高。
3.3瓦斯继电保护动作
瓦斯保护是变压器的主要保护,它能监视变压器内部发生的大部分故障。继电保护动作的原因有以下几个方面:
(1)滤油、加油和冷却系统不严密,致使空气进入变压器;
(2)变压器内部故障、短路,产生少量的气体;
(3)保护装置二次回路故障。
外部检查未发现变压器有异常现象,应查明瓦斯继电器中气体的性质。从表1瓦斯气体中氢、一氧化碳、甲烷等可燃气体含量剧增,说明变压器内部有故障。气体颜色为灰色和黑色,有焦油味,则说明油因过热分解或油内层发生过闪络故障。
上述分析对变压器内的潜伏性故障还不能作出正确的判断,还需要结合气相色谱法判断:
从表1中可以看出氢、烃类含量急剧增加,而一氧化碳,二氧化碳含量增加也不大,这就表明了变压器裸金属方面及固体绝缘物(木质、纸、纸板)的过热性故障不存在;甲烷,乙烷,乙烯气体有所增加,而乙炔含量很高,这表明变压器内出现过电弧放电,使油分解而产生乙烷、乙烯和乙炔,可能为绕组匝间和层间短路放电性故障导致。为更加明确故障点,需要对变压器进行吊芯检查。
4吊芯检查与维修
拆开变压器,用20吨吊车吊出变压器芯部作如下检查:
(1)用万用表依次测量一、二次绕组每个线圈对地的绝缘情况,发现一次绕组U、V相线圈与地及铁芯接通,其他线圈绝缘良好。
(2)用万用表测量硅钢片间、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘良好,铁芯接地良好。
(3)检查保护装置二次回路,将保护开关、保护线路及整流阻容作检查,全部良好。
通过检查与分析,断定变压器故障为一次绕组U、V相线圈绝缘层损怀,匝间短路放电、油过热分解使瓦斯继电保护动作,断开变压器主回路电源。联系变压器生产厂家德国MUNK公司,定购两组线圈,各种费用总计25万元人民币。更换两组线圈后,由国内变压器生产厂家对油进行过滤、干燥处理,对变压器芯部作24小时的烘干处理。安装调试后,变压器恢复正常工作。
5结束语
通过上述分析,可以发现变压器油样气相色谱分析报告中的氢、烃类含量急剧增加,乙炔含量很高,一次绕组空载电流不平衡,油温不断升高等现象。所有这些都说明变压器内部出现了绕组匝间和层间短路的放电性故障。本文介绍的故障检查与分析方法简单、实用、成本低廉,为单位节约资金约20万元,值得同行业用户借鉴。
篇2
和电路、电磁场、电磁波、信号和系统模块不同的是线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块除了是子信息工程教育中重要基础课,还是一门应用性很强的技术学科。无论是线性、非线性电子电路课程还是数字逻样电路模块都包含着丰富的基本内容。线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程参考学时较多,在一百五十到一百六十之间,数学逻辑电路课程参考学时在七十到八十之间。
二、计算机科学与工程模块
现在计算机成为大家普遍使用的工具,计算机科学也被广大的人民所接受,并得到了广泛的应用,所以现在计算机系列课程成为电子信息工程技术教育的核心课程。根据中国计算机学会“93大纲”的规定,它包括9个领域、3个进程、12个基本概念,基本内容有计算机网络、编程语言和基本算法、计算机原理与体系结构等。
三、试验教学课程体系的初步构想
1.宏观体系的把握—体系结构图大学生步入社会总要开启自己的工作之路,公司看中能力多过于学历,为了帮助更多的大学生在毕业时找到更理想的工作,在学校开设锻炼学生动手能力等的试验性课程是很有必要的。根据现有课程开设存在的弊端和学生工程设计能力的培养目标,我们可以将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门新的学科,内容可以包含整个电子技术基础学科的前两个模块。2.微观世界的分析—各试验模块详细说明我们可以将实验模块分成课程设计性质的电路综合实验、综合专题实习、计算机能力训练三个模块。在第一个模块中,电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置,检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目可以设置包括多级放大器、OTL功放、直流稳压电源等,实验最合适的阶段应该是安排在大学三年级在学生有一定的理论基础的前提下,学时可以控制在六十到七十的范围内;第二个模块—综合专题实习。在这个模块结束时,学生应该在方案论证、工程计算、撰写论文等方面有一定的提高。像学生在实习中遇到的电视机安装与调试、音响系统安装与调试等都可以当作综合专题实习的经典案例,供学生相互之间学习探讨。综合专题实习进行的场所较多,校内、工厂等都可以开展,实习时间可以控制在一个月左右;第三个模块,计算机能力训练。具体可以包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计等,整个课程的安排可以由易到难,先将计算机操作训练安排在前面,计算机编程训练在前者的基础上开展。在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。
四、结语
篇3
关键词:实践教学;科技创新;综合设计
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)04-0104-02
针对大学生中普遍存在实践创新能力亟待提高的现状,在教学中积极推进实验教学环节的改革,增加实践教学的比重,强化实践教学环节,提高学生实践创新能力。一直以来,学校非常重视实践性教学环节的改革与建设。在专业实验室建设中,投资大量资金,用于购置实验教学设备,购进诸如EDA实验开发系统、嵌入式操作平台、DSP开发软硬件系统、LabView系统软件、PROTEUS专业仿真软件等高科技、综合性实践教学设备,保证了实验室提供各种层次的实验教学平台,为实验及实践教学提供了牢固的物质保障。如何真正将理论联系实际,通过强化实践教学环节,完善大学生的创新培养机制,培养学生的科技创新能力,结合多年教学经历,提出以下几点构想。
一、合理规划课程结构,培养实践创新能力
大学生从跨进大学校门开始,就为他们四年的培养安排了相应的指导性教学计划,其中就有各种实验、实习等实践环节的课程,就电子技术类实验课程有《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》、《机电传动控制》、《传感器检测技术》、《微机原理》、《单片机技术应用》、《EDA技术》、电子技术综合课程设计等。在传统的实验教学中,开设的验证性实验项目多,教师包办一切,学生在指定的时间进入实验室,按照教师的讲述和实验指导书一步一步去完成。这种教学方法是一种典型的“灌输式”教学法,学生很难有独立思考的空间和自由发挥的余地,更谈不上有所创新、有所突破。为了克服传统实验项目设置上的缺点,修订新的学生培养计划和实验教学内容,对专业基础课程安排一定比例的综合性、设计性实验项目。综合性实验涉及的教学内容广、系统全面,能够培养学生综合、灵活运用所学知识的能力。设计性实验从形式上迫使学生无法按图索骥的完成实验任务,必须调动个人的思维和创造性,有助于培养学生的自主意识、创新意识和创造能力。
二、重视课程设计环节,提升学生的动手能力
为了保证学生真正掌握所学的课程并能应用自如,在每门专业主干课程后,都配套有课程设计环节,以提高学生综合运用课程知识和综合设计的水平,课程设计分为三个阶段完成。
1.在专业基础课配套课程设计,培养学生设计能力和动手能力。在学生大二完成《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》专业基础课后,配套《电子系统综合设计》课程设计,课程设计内容以基本电路设计为核心,针对模拟及数字电路内容进行综合实践。指导学生完成中规模的电路系统设计,例如:针对模拟信号的放大电路设计、滤波电路设计、应用正反馈的信号发生器设计等,针对数字信号,完成数字钟设计、智能抢答器设计、模拟交通灯设计等。在课程设计中,突出培养学生的设计及动手能力。在设计阶段,应用MULTISIM软件进行电路设计,电路的正确性及元器件的参数修正及计算通过软件仿真最终确定。在硬件实现阶段,所设计的系统在软件上仿真通过实现后,需要在实验板上连线、焊接、调试通过完成。在这一环节,通过学生亲手将功能芯片、阻容元件焊接在实际电路板上,并通过调试将题目要求的功能全部实现,对于学生的实际动手能力的提升具有重要意义。
2.在每门主干专业课程完成后配套课程设计,以提高学生对专业技术的应用能力。在这一阶段的课程设计中,更突出设计内容的综合性,并适当增加设计应用技术的难度。以《单片机课程综合设计》为例,在课程设计的选题上,发挥广大教师的积极参与,不断对课程设计的题目进行更新,修改课程设计的内容,增加设计性、综合性设计内容。目前,开设的新增加的课程设计题目包括:基于CAN局域网络的远程数据采集板卡设计实现;基于凌阳单片机的音乐播放器设计开发实例;基于I2C总线的公交语音报站播放器设计;基于ZIGBEE无线通信系统设计;通过大量新颖的具有高技术含量的综合设计,充分调动学生的热情,让学生从实验中既学到知识,由学会探索问题进而解决问题,发挥潜能,提高创造能力。
3.通过智能仪器综合实践,将工程应用与课程教学紧密结合。智能仪器综合实践环节是测控专业第七学期开设的一门综合性设计类课程,是学生在学习完成大学主要所有主干专业课程后的一次设计性实践,其特点是具有系统性和工程性。经过这次课程设计后,学生即将进入毕业设计阶段,因此,课程设计的效果对后期毕业论文的顺利进行及后期学生的就业意义重大。
在课程设计中,注重将大学所学知识的综合运用,因此从设计内容层面,涉及单片机、EDA、模拟电路、数字电路及数字信号处理各个学科的综合知识。除此而外,为增加设计内容的工程性,增加电子线路板设计及绘制环节,为学生讲解PCB电路板的设计方法及技巧,多层电路板的设计技术及高速电路板的设计,等等,进一步提高学生应用所学知识进行工程综合设计的水平。
三、积极开展科技创新活动,提高大学生的科技创新能力
学校每年投入近百万资金,组织开展大学生科技创新活动。活动采用学生自主申报的形式,学生是项目负责人,由学生根据项目需求,联系专业课教师作为指导教师。按照项目具体需求,学生进行项目规划、经费预算,完成项目申请报告。项目执行过程中,为提高创新能力和独立进行系统设计能力,采用以学生设计为主、教师指导为辅的方式,学校通过项目汇报、中期检查及结题报告的形式,监督项目的进行,保证完成的质量。项目完成时间期限一般为1―2年,受益面达到30%以上。学生一般可以在大学一、二年级提出申报项目,然后根据科技创新项目的内容要求,在接下来的学习中逐渐丰富自身的知识和能力,在学习中逐步把项目完成。通过以学校的行为开展科技创新,鼓励学生参加创新实验项目,激发对实践技能的学习热情,吸引大学生积极参与进来,在学生中营造一个科研开发与实践创新的良好风气。激发学生对电子专业课程的学习兴趣,使学生由被动学习状态转入主动学习状态,并以此鼓励学生开拓进取,逐步把自己培养成高素质、强能力、厚知识的新型人才。
四、结语
实验教学对于引导学生掌握科学的思维方法,培养综合分析问题和解决问题的能力,严谨求实的工作作风和协同工作的团队精神,等等方面具有独特的、不可替代的作用。实验教学与理论教学互为依托,相辅相承。以培养学生的实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨,以实验教学改革为核心,以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障,全面提高实践教学水平,有利于全面推进学生知识、能力、素质协调发展,有利于培养厚基础、强能力、高素质的创新人才。
参考文献:
[1]曹旭东,李卓然.全日制专业学位研究生的《DSP芯片原理及应用》课程实践教学方法研究[J].教育教学论坛,2014,(24).
[2]曹旭东,张少华.《单片机原理及应用》课程实践教学方法研究[J].教育教学论坛,2015,(30).
[3]王英红.浅析开放式电工电子实验室的建设[J].电气电子教学学报,2012,(8):24-27.
[4]江锦花.大学生科技创新与开放实验室管理模式[J].实验室研究与探索,2009,(12):32-48.
Enhance the Experiment Teaching Improve the Mechanism of College Students' Innovation
WEI Xue-liang,CAO Xu-dong,LI Jun-jie
(College of Geophysics and Information Engineering,China University of Petroleum,Beijing 102249,China)
篇4
【关键词】电子设计竞赛;创新思维;动手能力
一、引言
自1994年开始举办的全国大学生电子设计竞赛已成为我国电子信息领域举办时间最长、规模最大、最具影响力的大学生学科竞赛活动,已成为教育发展和教学改革的一种良好的辅助和促进手段,通过竞赛培养了大批学生团队合作精神和克服困难的创新精神[1]。这项竞赛得到了绝大多数设有电子信息类专业学校的积极响应,通过大学生电子设计竞赛,旨在为更多的学生营造参与科技和创新活动的环境,培养和提高大学生的创新意识和创新能力。
在近几年来的电子设计竞赛培训过程中,在参赛学生选拔、培训内容选择、培训方式及具体措施等方面做了一些有益的尝试,总结其中的体会与大家共享。
二、参赛学生的选拔
在参赛小组的选拔中,首先由学生自由组队报名,要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契,在单片机系统设计与应用,模拟和数字电路的应用,硬件焊接与调试,计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工;然后组织报名参赛队进行选拔考试,内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用,典型测量系统的设计方案,对电子竞赛的了解,参加竞赛的优势自述等;最后指导老师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力,确定参加竞赛的5个组和各组成员。
三、参赛学生的培训
从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目,尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目,按照电子竞赛的要求,规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写。
在第一个实际系统设计后,协商电子设计竞赛第二次训练题目,要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点,在规定的时间内完成设计任务,然后各小组演示实物的功能,测试电子系统的各项指标,注重测试方法是否正确,测试性能指标是否符合设计要求,对于差异较大的需要认真分析其原因,找出合理的解决方案并实施。
最后,要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物,单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息,达到的性能指标并形成文字,软件要求有整体的说明,需要占用的资源说明、语句有详细的注释。辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍,对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生。在参赛的前一天不安排具体的工作,保证学生能休息好,以极佳的状态参加电子设计竞赛。
四、辅导中几点体会
作为指导过多届电子设计竞赛的教师,谈谈辅导电子竞赛的一些体会。
(一)充分发挥学生的主观能动性
培养具有创新能力的高素质人才是高校教学追求的目标,参加电子竞赛的主体是学生,因此学生的积极性至关重要。参加电子竞赛的目的要求学生在竞赛中能做得最好,能全身心地投入到训练和竞赛中去,参赛学生的理论知识和实践动手能力要能得到充分的结合,在电子竞赛中能创造性地完成命题的要求,往往能取得较好的竞赛成绩。参加电子设计竞赛培训的学生,通过电子设计竞赛后,个人的能力方面能得到很大的提高,与其他学生相比在毕业设计阶段能更好更快地进入课题的研究,因而深受教师的欢迎。
(二)注重创新思维及团队合作能力的培养
大学生电子竞赛为具有创新能力的学生提供了一个展示才能的舞台,教师在培训中应结合实际拟定电子系统设计题目,鼓励学生进行多个方案的设计,特别是对具有创新思维的设计方案应引起足够的重视,教师和学生共同分析讨论,比较其优缺点,对方案进行细化和优化,进行电路分析计算,有可能就要进行软件仿真,减少不必要的失误,在此基础上完成电路的制作。在培训中既要向学生传授知识,还要刻意培养学生的团队精神,鼓励大组合作,高低年级合作,充分调动每位学生的积极性,同时指导教师也应该具备必要的专业技能和奉献精神,并通过不断学习新知识来提高自己。
(三)培养学生系统能力
在大学生电子竞赛辅导中,不仅要培养单元电路的设计安装调试能力,更要培养学生根据某一设计任务的技术指标细化每一个单元电路的功能和技术指标,对任务在总体上有一个明确的认识。如温度控制系统:就应从温度传感器的选用(Pt电阻、Cu电阻、热电偶、半导体集成温度传感器等),小信号放大滤波、单片机数据采集显示、控制算法程序的编写、执行机构控制电路等方面来考虑各个部分的性能指标,只有各个部分设计合理,才能以较低的价格设计出整体性能达标具有实用价值的系统。
五、结束语
2009年9月参加由中华人民共和国教育部高等教育司和信息化部人教司主办的全国大学生电子设计竞赛,07级学生王辉、程伟、游俏俊组成的参赛队设计制作完成的“智能模拟恒流源路灯控制系统”一路过关斩将,最终荣获全国一等奖,学生代表王辉赴北京人民大会堂领奖。实践表明我们采取的参赛学生选拔方式,培训内容的选择,培训方式在大学生电子设计竞赛培训辅导过程中收到很好的成效,在较短的时间内学生的工程实践能力和创新意识得到了很大的提高。
参考文献
[1]王越,韩力,沈伯弘,赵显利,俞信,胡克旺.大学生电子设计竞赛的开展与学生创新能力的培养[J].中国大学教学,2005(10).
[2]全国大学生电子设计竞赛章程[EB/OL].http://.cn 2007.
作者简介:
篇5
【论文关键词】 电工电子 仿真 实验室建设
【论文摘要】电工电子类实验是职业中学电工电子类专业课程的重要组成部分,教学的质量高低在很大程度上取决于专业课演示实验和学生分组实验的实际开出率。由于电子技术的飞速发展,学校在实验设备的配备上很难跟得上实验教学的要求。在这种情况下,如何寻找实验教学的突破口,直接影响了实验教学任务能否顺利完成。通过教学实践和探索,发现利用虚拟仿真软件可以很好地解决这个问题。
电工电子类实验是职业中学电工电子类专业课程的重要组成部分,教学的质量高低在很大程度上取决于专业课演示实验和学生分组实验的实际开出率。本文以中等职业教育电工电子实验在教学中的作用为基础、结合目前中等职业教育电工电子类实验课开出率的现状和原因分析,以及仿真实验在实验教学中的优势等方面,探讨利用仿真软件组建电工电子仿真实验室的可行性和实用性。
一、实验课对教学的重要性
教师的演示实验对学生起着潜移默化的直接示范作用,为学生学习电子技术概念和规律提供了直观的环境,通过指导学生观察和分析实验现象,使学生获得直观的感性认识,从而更好地理解和掌握电子概念和规律。成功的演示实验可以引起学生浓厚的学习兴趣,而学生的分组实验是最具体的,需要学生开动脑筋,动手操作,比用其他方法更能有效地激发学生的学习兴趣,更有利于学生观察现象,并从中发现问题而获取知识,更能加深学生对知识的理解和掌握。所以,加强实验教学是学习电工电子技术,推行职业教育,掌握技能的重要措施。
二、实验教学现状及主要原因分析
现实中,总有很多实际情况影响教师演示实验和学生分组实验的开出率,从而直接影响了教学效果。究其原因主要还是因为学校已有实验设备陈旧落后,或者数量跟不上学生规模的发展,使分组实验难以组织和进行。学校经费不足,对损耗损坏的仪器设备无力及时补充。实验设备管理有难度,仪器设备人为损坏或学生操作失误损坏多。
三、中等职业教育电子类专业实验课程简介
1.电工基础实验:常用电工仪器仪表的使用 、晶体管简易测量等。
2.数字电子技术实验:基本逻辑门电路、组合逻辑电路等。
3.模拟电路实验:电子仪器实验、晶体管的简易测试、整流、滤波和稳压、单级交流放大器、稳压电源制作等。
4.高频电子技术实验: 通频带展宽电路、LC振荡器 、调幅与检波系统 、非线性波形变换、调频与鉴频系统、FM 接收机组装等。
5.电子设计自动化实验:1位全加器输入设计 、多路选择器设计 、8位硬件加法器设计、7段数码显示译码器设计等。
6.C语言程序设计实验:C语言程序的运行环境和运行、C语言程序 、数据类型、输入与输出、综合程序设计等。
7.电子组装工艺与设备实验:波形合成法测频率、信号发生器的使用、频率特性测试仪的使用、元器件的识别与测量、检测等。
8.单片机原理与接口技术实验:清零程序 、MCS—51实验系统的使用、数据传送程序 、数据排序实验等。
9.电子CAD实验:PROTEL99软件的安装、基本操作、原理图编辑入门、原理图设计、元件库编辑 、印制电路板的编辑、PCB元件库编辑、电路仿真等。
四、仿真软件功能简介
根据上述电子类专业实验课程内容选择仿真软件。
1.电子仿真软件Multisim。它有十分丰富的电子元器件库,可供用户调用组建仿真电路进行实验;它提供18种基本分析方法,可供用户对电子电路进行各种性能分析;它还有多达17台虚拟仪器仪表和一个实时测量探针,可以满足一般电子电路的测试和实验。较新的版本NI Multisim10软件则不仅仅局限于电子电路的虚拟仿真,其在虚拟仪器、单片机仿真等技术方面都有更多的创新和提高。功能相当强大,能胜任各种电子电路的分析和仿真实验。
2.Proteus的ISIS。是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统,可仿真各种电路和IC,并支持单片机,元件库齐全,使用方便,是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。该软件的特点是可全部满足单片机软件仿真系统的标准,并在同类产品中具有明显的优势。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS-232动态仿真、C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。该软件功能极其强大,可满足学校C语言程序设计实验和单片机实验教学仿真要求。
3.FX-TRN-BEG-C是三菱公司新推出的中文版PLC教学软件,是一个能提供各种控制要求、仿真运行各种控制程序的教学平台。它利用3D虚拟空间设计,模拟出各种真实场景,操作简单、效果明显。例如,交通信号灯控制、正反转控制、分拣和分配线控制、舞台装置控制、升降机控制等等,每一个场景都惟妙惟肖。学生可以在任何一个场景中按照控制要求进行编程,绘出梯形图,并对PLC进行仿真运行操作,观察运行结果是否符合设计要求,完全能胜任中等职业教育PLC实验教学要求。
五、仿真实验在实验教学中的优势
1.弥补了实验经费不足的缺陷
传统电工电子类专业实验需要有仪器设备和元器件的支持。有些实训器材价格昂贵,如单片机实训箱、PLC实训装置,有些实验耗材大,有些实验设备易损坏等等,都制约着学校实验项目和数量的开出。在这种情况下,仿真电子实验实训很好地弥补了因实验器材和经费不足造成的这种遗憾。而且,仿真实验一般不用考虑仪器的更新换代,只需通过软件的升级就能保证仿真设备的先进性。一些因需要价格昂贵或特殊设备而无法开展的实验,也可以通过仿真轻易实现。 2.投入少,几乎无损耗的实验过程,维护成本低
传统的电工电子实验中,如果因为人为原因或者别的因素造成短路或电压过高、仪器档位选择错误等,都很容易烧毁元器件,甚至烧毁贵重仪器。使用仿真技术可以从根本上避免实际仪器价钱高、易损坏、维护难的问题。甚至即使是人为地大幅度增大电源电压、人为选择错误量程,都不用担心仪器会损坏,把对仪器设备的投入转化成计算机软硬件的投入,把仪器设备的维护转变成对计算机软硬件的维护,极大地减少了投入成本和维护成本。更不用担心学生在实验过程中会触电造成人身安全事故。这些都是传统电工电子类实验不可能做到的。
3.丰富的测量仪器和元器件库
除了常规实验常用的万用表、双通道示波器、函数信号发生器、扫频仪等,还有逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪等。克服一般学校仪器品种、数量不足的问题。元器件库,包括基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字电路等,并且用户可以通过元件仿真编辑器自行创建或修改所需元件模型,还可以进行元件模型的扩充和更新。更重要的是不再需要购买实际元件,极大地减低了实验成本。
4.有利于学生开展探索性研究性实验
传统的电工电子实验教学,由于实验条件的局限性,实验老师在课前会把本节课所需的仪器设备和元器件准备好,然后学生按照实验的要求和步骤进行实验,这样的实验,学生很少有自我发挥的机会,这也不符合目前以学生为主体的教育理念。在仿真实验中,实验成本下降了,仪器仪表和元器件的选择范围扩大了,更利于以学生为主体,开展一些设计研究性实验和探索性实验,更有利于培养学生的创新能力。
六、结论
随着计算机技术的飞速发展,一般的电工电子实验都可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成。计算机仿真在实验教学中的应用,越来越体现出它相对于传统电工电子实验的优势。通过教学实践证明,用仿真软件进行实验教学是可行的,结合了目前计算机仿真最新技术组建而成的电子仿真实验室,为电工电子专业教学创设了良好的平台,能极大地激发学生的学习兴趣,完全可满足电工电子技术课程多层次实验教学的需要,使学生的创新、创造能力得到全面的锻炼和发挥,满足现代仿真教学的需要。
【参考文献】
[1]杨泽富.电工基础实验教学改革的研究[J].2006(10).
[2]周宏.电工电子实验教学改革模式的探讨[J].2005(3).
[3]习友宝.工科电子实践教学的改革[J]. 实验室研究与探索,2005(8).
篇6
[关键词]实验教学 创新能力 开放模式
一、引言
数字逻辑与数字电路是我院计算机科学与技术专业的主干课程,是一门理论与实践结合密切的专业技术基础课。它为后续的《计算机组成原理》、《移动计算技术》、《嵌入式系统》等课程提供必要的基础知识。本门课程学习的结果,直接影响着学生对后继课程的学习态度、学习兴趣和学习基础。同时这门课程具有很强的实践性,需要通过大量的实验来加深学生对基本概念、基本原理的理解,为此我院对数字逻辑实验进行了调整,由原来的8学时调整到16学时。
数字逻辑与数字电路的实验教学不仅能够加强学生对理论知识的掌握和应用,而且能够培养学生进行电路分析、设计和解决实际问题的能力。实验室是重要的实验教学资源。传统的实验教学,实验室的利用率不高,只有在上实验课的时候学生才能进入操作,其他时间都是关闭的,造成严重的资源浪费。传统的实验教学沿用理论课教学方法,进行实验目的和内容的讲解,这些实验多数都是验证性的实验,制约了学生的动手能力和创新能力。因此,我校采用了开放式的数字逻辑实验教学模式。
二、开放式实验教学的基本条件
开放式的实验教学基本条件之一,是实验室的开放;实验室的环境开放,是实施开放式实验教学的基本条件。实验室是开放的,学生可以自主地选择时间,进入实验室进行实验操作。因此实验室的开放是开放式实验教学有效实施的保证,这样不但可以提高实验室的利用率,同时提高了教学投资效益;避免了传统教学中大量实验设备闲置的弊端。
开放式实验教学基本条件之二,是实验内容的开放;开放式实验教学强调以学生为中心,在实验内容上,学生有充分的自,每个学生能够根据各自基础、兴趣和爱好选择相应的实验内容。这样,学生在开放式实践教学中处于中心作用,有利于调动学生学习的兴趣。开放性实验教学,更注重调动学生学习的主动性,充分发挥学生的创新意识和创新能力,给学生更多机会接触实验设备,更多的机会进行实验的选择、创新和提高,这样才能达到实施素质教育的根本目标。
开放式实验教学基本条件之三,是考核方式的开放;考试是评价教学水平的一个重要手段。评价教学水平的标准是学生是否达到教学目标。因此,教学水平的评价就变成了通过考试来查看学生是否达到教学目标。传统实验考试都是在规定的时间内,抽取与实验内容类似的操作,检查学生对实验的掌握情况。这种应试教育使得很多学生为了考试,重复着简单的实验内容,甚至一些同学死记硬背实验内容,非常不利于学生对知识的活学活用。
考核方式的开放,要求老师首先根据学生所选择教学模式的教学目标进行考核。如果是参加实际项目的学生,则根据学生在项目进行中的阶段性成果,给予最后的成绩。自主选题的学生,可以由学生选择考核的内容,也可以由老师布置题目,这些题目都是理论和实际联系密切的,并且能够调动学生学习的积极主动性的。所有的内容都是提前布置的,给学生足够的时间和空间来进行内容的完成。最后提交考试内容的形式也很多,可以进行汇报、提交论文或学术交流等。
三、开放式实验教学的基本方法
开放性实验教学的模式是强调过程的重要性。它的主要目标是让学生理解,掌握理论知识的研究过程,以探索的方式教会学生这些理论知识。因此开放式的实验教学采用了多种教学方法:理论讲授、实践讨论和结合教学网站资料自学等多种教学方式实现教与学双方的互动。
软工09级学生是我校第一批实施开放式实验教学的学生,学生分成两类:一是参加实际项目的同学,由指导老师先对学生讲解项目的需求分析和所需要的基本理论和扩展内容,然后学生进入课题组,由老师和研究生指导完成实际课题。二是自主选题的学生,我们建立了网络教学平台,通过本课程网站,学生可以获取课程的大纲、教案、教学课件等教学资料,并建立留言板作为师生交流和沟通的平台。针对10级数字逻辑实验,我们又在网站中添加了视频教程,通过premiere软件对老师授课内容进行整理,并增加了前一届参加实际课题的具体案例和优秀的大学生创新实验结果展示。授课教师在讲授课程的基本知识点的同时,要着重讲授课程内容的重点和难点,同时更要注重启发学生科研思路,调动学生学习的积极性,培养学生的主动学习能力和创新能力。
四、开放式实验教学的基本模式
传统的实验教学常常采用验证式的实验方法,学生只是根据实验结果去验证书本上的知识和结论。这种教学模式在培养学生的实践动手能力方面是存在必要性,但同时也存在着局限性,对学生整体的分析能力、综合设计能力和创新能力的培养方面是远远不够的。而创建的开放性实验教学模式是针对传统封闭式实验模式而言的,它重视问题的提出和解决的办法,重视在实验过程中学生的主体地位、重视实验内容与时间的开放性和学生之间与师生之间的交流与协作。
因此开放式实验教学可以让学生对自己感兴趣的方面进行集中的研究,由于实验教学的开放,学生可以不受时间,内容和场地的限制。开放式实验教学营造了一种自主学习的学习氛围。学生利用所学过的理论知识,提出对新问题的看法,再通过对问题进行专门的研究,得出结论。在这个过程中,学生可以得到多方面的锻炼。我校的开放式数字逻辑实验采用两种教学模式。
其一是自主选择型的教学模式,这种实验教学内容分成两个部分,基础和提高两部分。基础部分是对数字逻辑基本门电路、触发器、锁存器和译码器的掌握实验,选作部分是一些难度不大的综合性、创新性的实验。学生通过基本的实验能够对课堂上讲解过的基本知识和基本理论进行验证,同时能够巩固所学知识和理论。这类教学模式的学生在完成基本操作后,都要选择一个开放性实验。在前期实验的基础上再进行创新性的实验。学生可按照试验内容和网络上的教学资料进行自主的实验操作。同时通过留言板等网络教学手段可以在线或给老师、同学留言,进行互动学习。培养了学生分析问题解决问题的技能。
其二是科研型的教学:参与这种教学模式的学生已经具备坚实的理论基础并掌握了基本的实验方法和技能,进入从事相关内容的课题组,在这种模式下,老师和研究生或高年级的本科生可以对其进行指导,并定期开展一些学术方面的研讨会,去解决实际课题。这种开放式的模式既注重学生的基本技能培养,更强调学生的创新能力,解决实际课题的能力。
五、结论
开放式实验教学模式,是以学生为主,教师为辅,为培养学生创新意识和创新能力为目标的实验教学改革,经过我校这两年的初步探索,取得了一定的成效。开放的实验教学模式,老师由原来的传授者变成了辅助者,对于开放性的实验题目,学生的不同,侧重点也不同,有些知识点老师也未必接触过,因此,学生对某一问题进行深入研究,向老师提出一些广度和深度都有别于以往问题时,老师就需要学习和掌握新的知识。与传统的实验教学相比,开放性的实验教学能够促进教师和学生水平和能力的双提高。但仍存在一些问题需要我们进一步完善和解决。我们还会在这种教学模式上继续钻研探讨,为祖国培养更多的创新型人才努力。
基金项目:黑龙江省高等教育教学改革项目《软件工程专业大学生创新实践能力培养模式的研究与实践》
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篇7
论文关键词:电力电子技术;课程设计;教学方法
电力电子技术始于20世纪50年代末、60年代初,主要研究电力领域中使用电力电子器件对电能进行高效的变换和控制,是电力、电子、控制三大学科的交叉学科。目前,“电力电子技术”课程已成为我国高等院校电气工程与自动化类本科专业最为重要的学科基础课之一,教学内容涵盖电力电子器件、四大类电力变换电路、控制技术以及电力电子新技术等多方面知识,理论性和实用性都非常强。为实现良好的教学效果,该课程要求教师能结合各自学校的实际情况合理地设计课程,均衡理论和实验教学的比例,针对具体不同的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段,注重激发学生的学习兴趣,使学生通过学习掌握相关的基本概念、基本分析方法等理论知识并提高他们理论联系实际和分析解决问题的实践能力。
浙江工业大学(以下简称“我校”)“电力电子技术”课程是全校电气工程与自动化类本科专业教学链中一个承上启下的重要环节。它的前续课程有“电路原理与实验”、“模拟电子技术”、“电机学”、“数字电路与数字逻辑”、“电气工程基础等”,后续课程有“开关电源设计”、“控制电机及应用”、“现代电气传动控制技术”、“DSP原理及应用”、“毕业设计”等。多年来,我校在不断学习国内外高校教学经验的同时不断实践,丰富自身的教学经验,积极改革创新,追求高质量和高水平的教学。
本文将主要介绍我校多年来在电力电子技术本科生教学方面所取得的一些实践经验以及关于今后如何继续提高教学质量和水平的一些设想。
一、注重建设教学团队和培养青年教师
在整个教学过程中,教师不但是知识的教授者、教学活动的组织者,同时还是学生学习效果的评估者。优秀的教师是保证教学高质量和高水平的关键,他们为人师表、具有丰富的知识和经验、富有爱心,能够激发学生求知的热情,既教会学生学习方法,又让学生掌握科学知识。
经过多年的积累,目前我校电力电子技术本科生教学团队已初具规模,核心成员主要有教授1人、副教授2人、讲师2人、实验员1人。其中具有博士学位2人,硕士学位3人。该团队每年都会承担全校3个电气工程与自动化类本科专业(电气工程及其自动化专业、自动化专业和电气工程及其自动化教育专业)约6~8个班的电力电子技术教学工作。为保证全校范围内该课程教学内容与质量的一致性,各授课教师按统一的教学大纲分专业分班级进行教学,期末所有选课的学生参加全校统一的考试。不同专业、不同班级的学生呈现出来的特点也各不相同。在学内容的前提下,各教师遵循以学生为本的原则采取灵活恰当的教学方法进行针对性授课,确保达到良好的教学效果。
我校电力电子技术本科生教学团队自组建以来一直定期召开会议讨论并解决教学中遇到的问题,交流并总结教学经验,共同开展教学和科研课题项目,促进各成员教师特别是青年教师在业务上的进步。在培养教学新生力量上,该教学团队引入青年教师导师制度,由多位(副)教授级的教师担任指导教师,对经验尚浅的青年教师进行全程、全方位的培训,包括写教案、制作PPT课件、课堂试讲、实验指导、批改作业、学生答疑、拟考试卷、指导毕业设计等。每个阶段,指导教师都会对青年教师的表现做出中肯的评价,帮助他们尽快熟悉业务、提高水平。在整个团队的关心下,青年教师成长很快,在由学院组织的学评教和教学技能比赛中都取得了良好的成绩。
二、完善适合学校实际情况的课程设计
“电力电子技术”是一门理论性、实用性都很强的课程,课程内容量多且面广,合理分配理论教学和实验教学的比例就显得非常重要。结合学校的实际情况,我校电力电子技术本科生教学团队为电气工程与自动化类相关的3个本科专业制订了统一的教学大纲。“电力电子技术”课程总共安排了64学时,其中,理论教学48学时、实验教学16学时,在注重教授学生基本概念和基本分析方法等理论知识的同时也同样注重培养学生理论联系实际和分析解决问题的实践能力。与大多数国内高校接轨,教材主要选用普通高等教育“十一五”国家级规划教材、普通高等教育电气工程与自动化类“十一五”规划教材——机械工业出版社出版的《电力电子技术》最新版本和学校自编的《电力电子技术实验用书》,实验装置采用求是公司生产的MCL型电力电子及电力传动教学实验台。所选教材《电力电子技术》第5版本一共有10个章节,仅48学时的理论课不可能也没必要面面俱到讲授教材中的所有内容。因此,教学团队进一步对这10章的教学内容划分了主次,对电力电子器件、电力电子器件应用的共性问题、整流电路、直流-直流变流电路这4个章节做重点教学,对其余的6个章节做次重点教学。16学时的实验课要求完成5个实验的教学,内容涉及各主要电力电子器件及其驱动电路、晶闸管可控整流电路、PWM直流斩波电路分析及测试和开关电源分析及测试,进度与理论课的相关内容同步,确保学生能在第一时间把所学的理论知识和实际联系起来。教学团队在教学内容和学生学习效果考评两方面同时做到了对理论与实践的兼顾,规定学生学习该课程所得总成绩由以下三部分组成,即期末理论考试成绩占70%、平时实验成绩占10%、课堂表现及课后作业成绩占20%。
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三、以学生为本的教学活动实践
在具体实施电力电子教学的过程中,教师激发学生的学习兴趣,创造良好的互动教学氛围是非常重要的。这就需要教师以学生为本结合具体的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段。
我校“电力电子技术”是“电路原理与实验”等课程的后续课程,理论性很强。在教授该课程新知识点时,若涉及到相关前续课程重要的旧知识点,教师会采用先温故后知新的教学方法,通过学生回答问题的方式复习旧知识点,由浅入深帮助学生进入状态以便教授新知识点。比如,在讲述变压器漏感对整流电路的影响这一节内容的最开始,先温习理想变压器的特性和非理想变压器的等效电路模型,再把简化后的非理想变压器等效电路模型代入到已学的整流电路中,然后进入正题——分析电路的工作原理。教师在讲授电路工作原理时,会一再强调电力电子器件的开关工作状态和电力电子电路的分段线性分析方法这两个贯穿整个课程始终的基本概念和基本方法,并现场指导学生独立完成一部分电路的分析工作,通过加强学生的参与感来促使他们更积极地把外在的基本知识点转化为内在的电路分析能力。
在传统的口头讲授过程中,教师会适当地借助“静动相宜”的PPT课件、具体的实物教具和灵活的板书等来提高“电力电子技术”课程的理论教学效果。此外,教师还会适当地扩充一些教科书以外的电力电子技术内容,如仿真技术等。教师利用仿真软件PSPICE、MATLAB等在课堂上虚拟地实时演示电路更真实的工作过程,既拓展了学生的视野又能很形象地解说课程中的知识难点,如三相半波可控整流电路中晶闸管的正向耐压问题。电力电子器件的封装材料及形式多种多样,性能也不尽相同。为了让学生更真实、更立体地认识电力电子器件,教师除了展示器件照片外还会提供一些器件的样品让学生亲身接触。关于教材中重要公式的推导,教师会采用PPT课件与板书相结合的方式帮助学生更容易理解和掌握。
“电力电子技术”课程包含很多基本概念,在讲述时教师会根据听课学生的实际英语能力,有意识地就专业术语部分进行中英文双语教学。这不但能增强学生的专业英语水平,而且还可以提高学生使用中英文关键词检索科技文献的能力,为该课程的后续课程特别是“毕业设计”的教学打下良好的基础。
在“电力电子技术”的理论教学过程中,强调电力电子技术对国计民生的重要性是非常必要的。比如,在举例说明电力电子技术的实际应用时,教师会尽量多举些与学生日常生活以及当前社会热点相关的例子(如手机电池充电器、笔记本电脑电源适配器、未来的“光源之星”LED照明、节能环保的电动汽车等)。先抛砖引玉让学生有些感性的认识,再通过启发性的提问鼓励学生积极地去发现身边所遇到的科学技术。在增加学生学习兴趣的同时,提高学生对该课程的重视程度。
“电力电子技术”是一门理论性和实践性都很强的课程。为了更好地衔接理论知识和实验内容,教师在课堂上除了提供电力电子电路的理想波形图,还会提供一些电力电子电路的实际波形图,让学生自己去发现和思考它们之间的异同。用一连串的疑问激发起学生的强烈求知欲,令他们更主动地去预习实验,更认真地进行实验,并且更努力地去尝试着寻找答案。比如,反激式电路在电流断续工作模式下,由教科书提供的开关管S两端电压的理想波形和在实验中用示波器观察到的S两端电压的实际波形在S关断的部分是有很大差别的。在理论课堂上,当教师同时给出理论和实验波形图加以对照时,学生表现出极大的兴趣,跃跃欲试地去寻找实际电路中S两端电压在S关断时刻出现阻尼振荡现象的原因。此时,教师正好因势利导,鼓励他们认真地去完成相关的实验,通过实验再结合已学理论知识自主地找出答案。实践结果表明该教学效果很好。
四、关于今后教学的一些设想
电力电子技术的发展日新月异,关于“电力电子技术”的教学也需要与时俱进,紧跟潮流,与社会接轨。目前,在我校采用全英文教学电力电子技术的条件还不够成熟。但是,教师可采用循序渐进的方法,从目前以中文为主的双语授课,到中英文各半的双语授课,再到以英文为主的双语授课,最后过渡到全英文授课。目前,最适合我校的办法是课程的重要章节主要采用中文教学,务必让学生掌握必要的基本知识;而次重要章节则可主要采用英文教学,这对扩展学生视野很有利。
层出不穷的电力电子新技术不断丰富着“电力电子技术”的教学内容。全面而系统的“电力电子技术”教学是无法仅通过一门课程来完成的,但它可以通过一系列课程来不断深化。在现有“电力电子技术”课程的基础上,按社会就业的需求配套完善其后续课程。除了强化这些课程之间的内在联系、完善整个教学链,教师还应多鼓励优秀的学生积极参加各类电子设计竞赛、申请由学院提供的建龙基金等,在教师指导下开展一些与电力电子技术相关的小课题。通过一系列课程的学习和科研课题的参与,学生能更深入地了解和掌握电力电子技术,对他们今后从事与电力电子技术相关的工作具有积极的意义。
篇8
关键词:测试技术及仪器;导论;教学
作者简介:王平(1977-),男,浙江杭州人,南京航空航天大学自动化学院,副教授。(江苏 南京 210096)
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)35-0119-02
一、在本科教学中开展本专业导论课程的必要性
测控技术与仪器专业是建立在精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术基础上,以工为主,多学科综合的专业,探讨各种精密测试和控制技术的新原理、新方法。开发激光、传感器、光电检测和计算机等新技术在精密测试仪器仪表中的应用,及以计算机技术为中心的面向机电运动、面向自动化生产的控制技术,使精密仪器仪表及测试和控制技术向高精度、动态、自动化、综合和多功能等机电一体化和信息化方向发展。因此,本专业本科教学具有鲜明的特点,包括:
1.课程门类较多,具有交叉学科特征
本专业的主要课程包括机械设计基础,电工电子学、微机原理与应用、自动控制、光学、测控电路、光电检测技术、传感器技术、智能仪器仪表设计、电路分析基础、电子技术基础、误差理论及应用、计算机程序设计、微型计算机原理与接口技术等,涵盖机械、电子、计算机等多门类的主干课程,课程信息量大。
2.注重复合能力的培养
本专业从培养人才方面来看,培养包括面向零件几何精度参数、机械量和热工过程参数的计量测试和控制技术,及仪器的应用和开发研究的高级工程技术人才,广泛适用于质量监督部门、机械、电气、汽车、造船、航空、航天、动力、冶金和石化等多方面产业和科研部门对人才的需求。因此,学生必须掌握机、电、计算机等多个领域的专业技能。
而本专业的学生入学情况则比较复杂,呈现如下几种特点:很多学生是在高考时报考的是通信、电子、自动化等其他热门专业,后经过调剂进入本专业学习,对本专业的特点缺乏认识,对于本专业课程多、跨学科能力培养的情况不太了解;存在与高中学习习惯的衔接问题,对大学学习的主动性不够;对于90后的新一代本科生而言,普遍对于社会具有一定程度的认识,面临较大的竞争压力,但是对于本专业的就业前景以及如何提高自身的就业能力还缺乏清晰的认识。
针对这种情况,在高等学科开展本专业的导论课程对刚入学的学生进行专业特点、课程体系的设置、就业情况等方面的介绍和学习引导是非常必要的。
二、课程的教学目标和难点
本课程的教学目的在于初步建立起概念体系,了解专业的知识体系以及后续学习的科目,明确课程之间的衔接关系,合理分配时间,明确学习目的、用法。此外,应使得学生了解专业的应用和发展过程、发展前景、毕业分配和可能职位。
本课程的教学难点在于,本科新生不具备本专业的基本知识,只能用大量的、实例、类比去定性解释基本概念以及课程体系结构,教学内容的深浅较难把握。同时,导论课的课时一般较少,通常在16学时左右,如何在短时间内让学生建立对专业的初步认识具有难度。
三、课程内容
本课程通过4部分进行讲授,主要包括:
1.基本概念
如测控技术、仪器仪表定义的介绍,包括什么是仪器仪表以及测控技术,并对现实生活中的仪器仪表分类举例,包括医疗、家电、工厂自动化、军事领域、航空仪表、宇航测控等应用的介绍;仪器的历史简介以及仪表的最基本功能组成部分,包括传感器、信号处理、转换、传输部分、信号显示、与人交互部分等;仪器仪表的分类,以及各部分功能的演变、评价指标等。
2.介绍传感器技术
包括其基本概念、分类、相关课程(如“传感器技术”),以及性能指标(包括静态指标、动态指标等)。介绍信号调理,用图示方式介绍噪声概念,模拟信号放大、模拟信号滤波的作用,以及相关课程(如“模拟电子技术”);介绍信号处理,包括频谱分析、滤波等应用简介以及实现平台,包括硬件平台、软件平台及工具简介;介绍相关课程如“数字信号处理”、单片机、DSP等相关技术;介绍可靠性设计,包括特定条件、特定时间、完成特定功能的含义;介绍一般可靠性设计方法,包括电源、信号调理、屏蔽、改善应用环境等方法;介绍通讯技术,简单介绍通信技术的基本概念。
3.课堂讨论
课堂讨论仪器仪表的设计方法,回顾仪器仪表的评价指标,并讨论选择如下功能模块的实现技术:包括传感器的类型、原理、使用环境、寿命、精度、厂家、成本、对后续处理的要求;处理部分采用什么结构,模拟电路部分设计、模数转换设计、数字电路部分设计主要芯片选择、处理结构和算法;仪器整体结构,包括PC虚拟仪器结构、独立仪器结构,以及显示方式、输入方式以及主要模块的选择;根据信息存储要求、存储手段、数据导出特征选择存储技术;并考虑可扩展技术,如多台仪器能否联网、如何协调工作、选用何种协议等问题。
4.总结
仪器仪表(检测技术)与别的学科的关系以及检测技术在工科体系中的地位,指明信息学科的最前端,使用最广泛,需求最迫切。
四、教学方法的运用
传统的教学方法手段单一,缺乏交流,尤其专业导论课程内容抽象,教学效果往往不理想。为了取得较好的教学效果,可以采用以下方法:
1.精心制作PPT教案
由于教学内容是以专题形式组织,且尚缺少成型的教材,因此需要制作教案。采用文字、图像、声音、视频等多种媒体表现形式,以利于将背景知识及应用情况讲透。教学过程中利用大屏幕投影的优势,将一些需要教师在黑板上动态演示的过程作成FLASH动画,既可以在课堂上演示,也可以由学生在课后自己观摩。
在应用实例讲解中,对现实生活中的仪器仪表分类举例:医疗器械:例如心脏起博器、肠胃镜、X光、B超、核磁共振、检测监护仪器等,反映了检测技术造成医疗手段的进步;家电行业中空调、热水器、GPS定位导航系统技术进步造成消费者舒适度的提高;在工厂自动化中对温度、压力、转速的测量,以及生产需要的信息资料的获取等;在军事领域,包括对敌监控等直观、学生感兴趣的应用作为切入点介绍。在对传感器的定义介绍,举例包括:温度传感器,可以是双金属片:温度转换为机械变形;热电偶:温度转换为电压;数字传感器:温度转换为数字量等不同类型,但是功能相同。对信号处理、转换、传输部分的介绍,采用图表方式,表现各种信号处理、转换、传输举例:在信号显示、与人交互部分,用图举例,包括指针表盘、LCD显示、计算机屏幕等。在介绍评价指标时,以测温度为例举例,对于体温、环境温度、实验室精密生化反映温度控制、发电厂生产车间炉温监测等几种情况下需要的量程以及测试精度的对比。目的在于使仪器仪表抽象的知识形象化,便于学生理解。
2.教学形式上引入课堂讨论
组织学生就感兴趣的背景问题进行课堂讨论和辩论,讨论议题包括仪器仪表的应用、就业、学科在社会上的作用、前景等有争议的问题,以激发学生的学习兴趣和潜能,明确学习目的。
3.考核方式的选择
专业导论考核方式应采用能反映学生对专业认识掌握程度的一些方法,如采用课程论文、调研等形式,既可以避免死背书的弊端,又可以培养学生专业的兴趣。在这种考核方式下,学生不需要记忆枯燥的概念,而需要建立相应的知识体系。
五、教学效果
经过16课时的学习,大学一年级新生对于本专业的概念体系、知识体系和课程体系有了初步的了解和认识,并对后续学习的科目以及课程之间的衔接关系做了主动的调研,为今后四年的本科学习合理分配时间、明确学习目的打下了基础。此外,学生对专业的应用和发展过程、发展前景、毕业分配和可能职位均做了一定的了解。经过六年的教学经验证明,开设本课程对于学生的发展起到了明显的促进作用。
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专业代码及名称
1 月 7 日
1 月 8 日
上午 9:00 - 11:30
下午 14:30 - 17:00
上午 9:00 - 11:30
下午 14:30 - 17:00
课程代码
课程名称
课程代码
课程名称
课程代码
课程名称
课程代码
课程名称
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00061
国家税收
00062
税收管理
00999
政府预算管理
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03872
会展营销
03873
现代商务礼仪
08884
会展经济学
A020201
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05171
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11492
现代汉语(一)
A050129 商务秘书〔商务管理〕
(专科)
07489
应用写作
00776
档案学概论
08020
商务秘书学
07786
国际商务
18960
礼仪学
18961
财务管理与会计基础
11520
秘书事务管理
18956
法律事务管理
A050226 商务英语(专科)
05439
商务英语阅读
05440
商务英语写作
A050301 广告(专科)
00635
广告法规与管理
00637
广告媒体分析
00636
广告心理学
00634
广告策划
00638
企业形象与策划
00850
广告设计基础
00851
广告文案写作
A050303 公共关系(专科)
00638
企业形象与策划
A050316 广播电视编导(专科)#
01170
电视画面编辑基础
A050407 音乐教育(专科)#
00727
民族民间音乐
11373
学校音乐教学法
00721
基本乐理
A050436 艺术设计(专科)
00504
艺术概论
10177
设计基础
A050442 服装设计与工程(专科)
03904
服装生产管理
00683
服装市场与营销
00677
服装材料
03902
服装发展简史
03905
服装企业督导管理
03906
服装品质管理
A050454 动漫设计与制作(专科)
08878
动漫产业概论
08881
动画编导基础
A080301 机械制造及自动化(专科)
10725
生产作业管理
10718
机械制造工艺基础
07743
机械设计基础
02358
单片机原理及应用
04108
电工电子技术基础
A080304 模具设计与制造(专科)
05511
现代模具制造技术
01636
塑料成型工艺
07743
机械设计基础
01620
模具材料与热处理
A080311 农村机电工程(专科)
11478
农村电力系统
02189
机械制造基础
07743
机械设计基础
04108
电工电子技术基础
11479
电器设备使用与维护
04540
写作基础与应用
09439
计算机实用基础
08214
农业机械
11480
汽车拖拉机构造原理与应用
A080602 工业电气自动化技术(专科)
10725
生产作业管理
10738
工厂电气设备控制
04107
机械制图(三)
10764
电工原理(一)
A080604 电力系统及其自动化(专科)#
02300
电力系统基础
02269
电工原理
02304
电力系统自动装置
02277
微型计算机原理及应用
02301
发电厂电气主系统
A080704 电子技术(专科)
02342
非线性电子电路
05575
电视原理
02344
数字电路
02277
微型计算机原理及应用
08679
电路分析基础
02348
电子测量
02585
模拟电子技术基础
A080744 数控技术应用(专科)
01667
数控加工工艺及设备
02189
机械制造基础
03395
数控机床故障诊断与维护
04108
电工电子技术基础
04107
机械制图(三)
A080786 移动商务技术(专科)
03333
电子政务概论
09016
移动通信原理与应用
A080788 嵌入式技术(专科)
06143
电路基础
12730
嵌入式LINUX应用编程
12732
ARM结构与程序开发入门
A080801 房屋建筑工程(专科)
02394
房屋建筑学
A081310
营养、食品与健康(专科)
00988
食品营养学
A082217 电子政务(专科)
03333
电子政务概论
03332
政府信息资源管理
03331
公共事业管理
00346
办公自动化原理及应用
A082229 汽车服务工程(专科)
05872
汽车营销案例分析
05868
职业道德与礼仪
05870
汽车售后服务管理
05869
汽车应用英语
05871
汽车营销技术
A090603 乡镇企业管理(专科)
00332
乡镇经济管理
04540
写作基础与应用
07481
管理学基础
00333
乡镇资源开发与环境保护
03971
经济学基础
11383
乡镇企业生产管理
07787
会计学原理
07492
农村政策法规
08114
财务管理学(一)
A090604 农村财会与审计(专科)
03172
农业经济学(二)
02827
农村企事业会计
04534
财政与农村金融
00944
审计
08114
财务管理学(一)
04540
写作基础与应用
07481
管理学基础
07492
农村政策法规
07787
会计学原理
B020104 财税(独立本科段)
11389
财税史
00069
国际税收
00062
税收管理
00999
政府预算管理
00068
外国财政
B020110
国际贸易(独立本科段)
11465
现代公司管理
B020157 财务会计与审计
(独立本科段)
00974
统计学原理
00061
国家税收
03703
国际会计与审计准则
00944
审计
04532
财务会计专题
03702
会计制度设计与比较
04534
财政与农村金融
04533
管理与成本会计
04531
微观经济学
06069
审计学原理
06270
技术经济学
B020177
投资理财(独立本科段)
12326
金融理财分析与技巧
04762
金融学概论
08591
金融营销
B020180 会展管理(独立本科段)
03877
会展项目管理
03872
会展营销
08889
会议酒店管理
08884
会展经济学
08725
会展客户关系管理
08886
会展心理学
08890
会展管理信息系统
B020204 会计(独立本科段)
00974
统计学原理
04531
微观经济学
03703
国际会计与审计准则
B020208 市场营销(独立本科段)
07072
企业形象设计(CIS)
B020216 电子商务(独立本科段)
03339
信息化理论与实践
B020218 人力资源管理
(独立本科段)
00164
劳动经济学
00324
人事管理学
00463
现代人员测评
06183
工资管理
00294
劳动社会学
07484
社会保障学
11467
人力资源统计学
11366
人口与劳动资源
11365
劳动力市场学
11466
现代企业人力资源管理概论
11470
国际劳务合作和海外就业
11468
工作岗位研究原理与应用
11465
现代公司管理
11469
宏观劳动力配置
11471
劳动争议处理概论
B020222 物业管理(独立本科段)
02659
房地产项目管理
05673
城市社区建设概论
00176
物业管理
05674
物业信息管理
05672
物业设备管理
05675
物业管理国际标准与质量认证
06569
物业管理实务
05676
城市环境保护
07519
公司管理学
B020229
物流管理(独立本科段)
07006
供应链与企业物流管理
03361
企业物流
03365
物流运输管理
03364
供应链物流学
07724
物流系统工程
07729
仓储技术和库存理论
07725
物流规划
B020230 公共事业管理(独立本科段)
03335
公共管理学
05725
文化管理
03331
公共事业管理
05726
国土资源管理
05724
公共卫生管理
03312
劳动和社会保障概论
B020235 国际旅游管理
(独立本科段)
11403
中国旅游文学作品选
00187
旅游经济学
00188
旅游心理学
04138
旅游文化
11406
旅游资源开发与环境保护
05034
旅游地理学
03529
国际旅游饭店管理
11404
旅游饭店设备管理
18960
礼仪学
11341
国际旅游学
11343
旅游会计学
11405
美食与菜系
B020236 会计电算化(独立本科段)
08674
计算机网络基础
11399
面向对象数据库技术
02376
信息系统开发
03703
国际会计与审计准则
B020256 项目管理(独立本科段)
05060
项目范围管理
05058
管理数量方法
04154
项目采购管理
05063
项目时间管理
05067
项目管理案例分析
05062
项目质量管理
05061
项目成本管理
05066
项目论证与评估
09413
项目管理概论
10427
项目人力资源与沟通管理
B020277 环境保护与管理
(独立本科段)
04518
环境化学
04523
水污染控制工程(一)
02472
环境质量评价
02471
环境生态学
04525
环境微生物学
04526
环境工程导论
04521
大气污染控制技术
04519
固体废物管理
04528
城市生态与环境学
05041
环境学原理
04527
环境规划与管理
04529
环境地学基础
04530
环境仪器分析
05580
环境保护
06270
技术经济学
B020279 工程管理(独立本科段)
03303
建筑力学与结构
06962
工程造价确定与控制
04037
施工技术与组织
06087
工程项目管理
03823
建筑制图
08262
房地产开发与经营
06936
建筑法规
06289
工程招标与合同管理
08263
工程经济学与项目融资
06393
土木工程概论
B020282
采购与供应管理
(独立本科段)
03613
采购与供应关系管理
03615
采购绩效管理
03618
采购项目管理
03619
运作管理
B020309 现代企业管理
(独立本科段)
08816
现代企业管理信息系统
05171
中小企业战略管理
06092
工作分析
08819
企业管理咨询与诊断
10425
企业内部控制
06093
人力资源开发与管理
07114
现代物流学
10422
电子商务运营管理
18960
礼仪学
10421
客户服务管理
07481
管理学基础
10424
资本运营与融资
10423
销售业务管理
10426
团队管理
B030203 社会工作与管理
(独立本科段)
00278
社会统计学
05963
绩效管理
00280
西方社会学理论
00281
社区社会工作
03335
公共管理学
00279
团体社会工作
00276
人类成长与环境
00282
个案社会工作
00285
中国福利思想
00283
社会行政
03346
项目管理
B040102 学前教育(独立本科段)
00881
学前教育科学研究与论文写作
00403
学前儿童家庭教育
00886
学前儿童心理卫生与辅导
00399
学前游戏论
00884
学前教育行政与管理
00887
儿童文学名著导读
00885
学前教育诊断与咨询
B040107 教育管理(独立本科段)
10488
班级管理学
00442
教育学(二)
10489
现代学校人力资源管理
10490
教育财政学
00459
高等教育管理
B040108 教育学(独立本科段)
01281
中国教育史
00442
教育学(二)
00471
认知心理
00448
学校管理学
02018
数学教育学
01282
外国教育史
07824
语文教育学导论
B040110 心理健康教育
(独立本科段)
00266
社会心理学(一)
02108
实验心理学
00471
认知心理
03519
心理测评技术与档案建立
05951
心理与教育统计
04269
人格心理学
04267
学习心理与辅导
B040302 体育教育(独立本科段)
11123
社会体育学
00486
运动生理学
00501
体育史
00502
体育管理学
11397
体育科研方法
06743
运动医学
B050113 汉语言文学教育
(独立本科段)
00821
现代汉语语法研究
00814
中国古代文论选读
11344
中国近代文学史
11345
文体写作
11495
古代汉语(二)
04579
中学语文教学法
11494
古代汉语(一)
11346
近代汉语
11347
唐诗宋词研究
11501
中国当代文学史
B050206 英语教育(独立本科段)
07374
高级英语(一)
05187
中学英语教学法(小教)
11416
翻译
00840
第二外语(日语)
10101
美国文学选读
06422
英语语言学
11487
基础英语(一)
10100
英国文学选读
11499
英语论文写作
11488
基础英语(二)
11497
高级英语(二)
10876
英美报刊选读
11489
基础英语(三)
11500
外语教学心理学
B050218 商务英语(独立本科段)
05355
商务英语翻译
05439
商务英语阅读
05440
商务英语写作
00840
第二外语(日语)
B050302 广告学(独立本科段)
00635
广告法规与管理
00639
广播电视广告
00641
中外广告史
00634
广告策划
00850
广告设计基础
00640
平面广告设计
B050311 广播电视编导(独立本科段)
01183
电视文艺编导
01184
电视艺术片创作
01170
电视画面编辑基础
B050408 音乐教育(独立本科段)
06955
中国音乐史
04366
曲式与作品分析
11419
和声学(二)
00732
简明配器法
11423
复调音乐
11421
外国音乐史
11427
歌曲作法(二)
B050410 美术教育(独立本科段)
00747
美术教育学
11330
设计学
00745
中国画论
00744
美术鉴赏
B050418 数字媒体艺术(独立本科段)
00504
艺术概论
05710
多媒体技术应用
07759
Visual Basic程序设计
B050437 艺术设计(独立本科段)
09235
设计原理
04026
设计美学
10177
设计基础
B050443 服装设计与工程
(独立本科段)
03907
西洋服装史
03908
服装材料学
03911
服装国际贸易
03902
服装发展简史
03918
服饰流行分析
03916
服装消费心理学
03915
服装连锁店管理
03910
服装工业工程
03921
服装专业英语
07541
服饰文化
03920
服装商品检验
03919
服装市场调查与分析
B070102 数学教育(独立本科段)
11400
数学分析续论
10544
线性规划
02005
常微分方程
02013
初等数论
11401
中学数学方法论
11402
应用统计方法
02011
复变函数论
02600
C语言程序设计
11502
概率论与数理统计(三)
11503
组合数学
10099
近世代数
B070202 物理教育(独立本科段)#
02040
理论力学(二)
02023
热学
02022
力学
02025
电磁学
11439