數字電路實訓總結范文
時間:2023-03-19 12:20:12
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篇1
【關鍵詞】數字電路;教學體會;電子專業
目前在各高職院校相關專業都開設了數字電路課程,通過數字電路課程的教學,學生基本能夠掌握數字電路的基本知識和基本技能。近年來,隨著技術的發展,專業課的教學存在固有的滯后性,學生畢業上崗后就開始顯現出知識陳舊,必須不斷學習新技術才能適應新崗位的要求。這一現狀對數字電路技術教學提出了新的挑戰。發展的課程要求我們的教學必須與時俱進,學生只有掌握堅實的專業基礎知識才能適應新技術、新崗位,學生自主學習尤其格外重要。因此,專業基礎課教學要適應實際的需要,必須不斷的進行教學思路、方式方法的創新和改革,才能培養出適應行業需要的應用型人才。
1 現行數字電路課程教學存在的問題
數字電路技術是一門應用技術課程,具有較強的理論性和實踐性。傳統的教學模式往往偏重理論知識的教學,使用的教材跟不上數字技術的發展,采用按部就班的教學模式,力求對教材講細講透,學生習慣于被動接受老師灌輸的知識,學習一些枯燥乏味的理論,而且很多學生在學習中不能靈活掌握要點,而去死記硬背,學生的學習興趣在學習過程中逐漸消失。理論課往往只注重對教材知識的分析和灌輸,在廣度上對知識沒有拓展和延伸,必定會影響對知識深度的剖析。而實踐課程通常被放在了次要的位置,很多時候是在走形式,學生只管按老師實驗要求做出結果,而不探究實驗的原理和方法。這就造成了理論課沒有起到為實踐課打基礎的作用,實踐課也沒有起到鞏固、應用理論課的作用。學生在學習中處于被動的接受知識的地位,沒有機會主動參與到學習中來,導致學習興趣不濃,學習停留在表面,對所學知識一知半解。由于接受的多是課本知識,所以動手能力差、應用能力差,不能把自己所學的知識應用到實踐中去。這樣就達不到教學的目的,培養出來的學生也不能滿足社會的需要。
2 對數字電路課程教學的改進思路
作為電子技術課的教師,如何適應新的形勢,如何引導學生學好理論,練好技術,真正實現專業基礎課程的價值和作用是我們研究的重要課題。數字電子技術是隨著電子技術的發展而發展的,我們不可能在有限教學時間內,解決學生以后遇到的所有數字電路問題,因此必須對課程的內容進行必要的提煉和加工,對學生進行基本的思維和操作訓練,培養自主學習的能力和創新能力,去學習和處理專業課學習和工作中遇到的各種各樣數字電路問題。在多年的教學過程中,筆者嘗試多種教學方式,不斷總結教學經驗,探索新的教學方法。
2.1 了解我們的學生
教學的主體是學生。目前,由于國家教育形式的發展,高職教育中學生的基礎和水平都比較低,這一點必須正視,如果不能正確對待這一點,將學生的基礎與水平估計過高,學生上課聽不懂,那么無異于拔苗助長;如果估計過低,則會造成教育的浪費。正確估計學生的水平,是課程定位的前提和基礎。其次要明確高職教育的培養層次,因材施教,對于專科課程,應以實用夠用為原則,培養應用型專業技術人才。
2.2 上好第一節課,激發學生的學習動力
第一節課是最基礎的理論知識課,如介紹數字電路的發展歷程、課程的發展、特點、知識的應用、前期課程后續課程的相互聯系作用等內容,授課中對學生的學習、紀律、作業要求等。這些往往不被老師所重視。上好第一節課至關重要,他關系著學生是否會對學習產生興趣,渴望進行后續內容的學習問題,所以絕對不能照本宣科。讓學生了解本課程在電類及相近各專業中的舉足輕重地位,如果不打好該基礎,學生將無法學好計算機硬件、儀器儀表、自動控制系統等相關課程。
2.3 詳細講解基礎知識,注重知識的連續性,激發學生的學習興趣,始終要理論聯系實際,用生動活潑的教育語言,將灌輸式教學方法改為啟發式、理論和實際相互滲透式的教學方法
使學生掌握各種基本電子器件的工作原理和使用,要使學生熟練掌握各種組合邏輯電路和時序邏輯電路器件的工作狀態的條件、特點和應用。要對基本電子器件的結構、原理有所了解,基本電子器件的特性、參數要講透并深刻理解,這對于電路分析、選擇、使用器件以及不同型號器件的替代是必不可少的,也是實際工作中分析處理數字電路問題所必需的。比如對于組合邏輯電路中的編碼器和譯碼器,時序邏輯電路中的計數器和寄存器,在學習中可對他們的結構、工作原理等進行比較,了解其各自的特點,這樣學起來就簡單輕松多了。
2.4 在實踐教學中進行教學的創新
目前在課程實踐教學上,由于我們老師編寫的實訓指導書詳盡有余,明明白白,加之所做的實訓、實驗都是簡單驗證性或機械重復性方面的項目,學生在實驗中只需要按照實驗指導書電路圖,要求的步驟簡單操作即可順利完成。學生在實驗中動腦少,能力培養的效果不夠明顯。在實踐教學中要增加綜合性、設計性實驗,啟發學生創新思維,培養學生自主學習能力,突出數字電路知識的實用性。職業學校的學生是一個學習基礎、學習習慣和學習動機差異很大的一個群體,這就要求我們職業學校的老師無論是理論教學還是實訓教學,都要努力做到因材施教。因此在實訓教學時采用分層教學法,即按學生的能力分組。學習能力差的學生在規定的時間內只需做完基本實訓項目即可,而學習能力好的同學除了做完基本實訓項目外,還要安排一定量的選修實訓項目,促使學生自主的分析實訓中存在的問題,自己獨立的找出解決問題的辦法。
2.5 改進教學形式,提高教學效果
其一,引入多媒體教學,教師既能減輕教師板書工作,又節約了教學時間,更重要的是多媒體教學可以用形象的手段來表達一些抽象的教學內容。其二,鼓勵教師同時承擔理論教學和實驗教學,加強理論教師和實驗教師的教學交流。其三,理論與實踐相結合,將理論教學與融入到實踐教學中來,逐漸模糊兩者之間的界限。
3 結語
為了適應數字電路技術的高度發展需要,我們要從課程設置總體優化的角度出發,整合教學內容,解決好“基礎與應用”、“理論與實踐”、“重點內容與知識面”等矛盾,使課程內容體系具有系統性、先進性、實用性。目前數字電路課程教學中仍然有很多需要改進的地方,如何提高實踐教學質量,使理論與實踐相結合,仍需要在教學過程中不斷的探索與改革。
篇2
關鍵詞:項目教學;電工與電子技術;八路搶答器制作與調試;教學設計
項目教學是學生在教師的指導下親自處理一個項目的全過程,在這一過程中學習、掌握教學計劃內的教學內容,通過項目的形式進行教學。項目教學法的核心是不再把教師掌握的現成知識技能傳遞給學生作為追求的目標,或者說不是簡單地讓學生按照教師的安排和講授去得到一個結果,而是在教師的指導下,學生去尋找得到這個結果的途徑,最終得到這個結果,并進行展示和自我評價,學習的重點在學習過程而非學習結果,學生在這個過程中鍛煉各種能力。教師不再居于教學中的主導地位,而是成為學生學習過程中的引導者、指導者和監督者。
一、教材分析
電工與電子技術是中等職業學校電類、機電類等專業必修的基礎課程。通過本課程的學習,學生掌握必備的電工、電子技術基礎知識和基本技能,具有分析和處理一般問題的基本能力,具備繼續學習后續專業課程的基本學習能力。三明工貿學校使用的教材是由彭佩烘、吳榮祥主編,科學出版社出版的中等職業教育“十二五”規劃課程改革創新教材《電工與電子技術》。該書的編寫以教育部2009年新頒布的教學大綱為依據,本著必需、夠用、實用的原則。在結構上強化做中學、做中教的指導思想,針對課程性質,加入實踐項目和任務,在理論知識處理上設計了探究性操作等活動。內容安排上以技能實訓作為教學單元的總結與提高,將關鍵知識點、基本技能融合在項目教學過程中。該書圖文并茂,穿插閱讀材料、拓展延伸,以增加本書內容的知識性、趣味性,力求改變以往教材大多以文字敘述為主的風格,提高學生的閱讀興趣。“八路搶答器的制作與調試”是本教材第八單元“數字電子技術基礎”中實訓8.2內容。該單元教學要求學生安裝一個八路搶答器,學生通過仿真訓練、自主探索、實操實訓,掌握八路搶答器安裝步驟和流程,熟悉元件的插裝工藝,具備焊接和安裝技能,了解裝接工崗位職責,增強規范意識,提升學生的職業素養。
二、學情分析
(一)專業培養目標分析
培養學生的專業技能、職業素質和關鍵能力,經過專業理論和技能的學習能夠適用工作崗位的需要。
(二)知識基礎、能力基礎分析
許多學生文化基礎薄弱,自主學習的能力亟須提高,學習習慣有待培養。知識基礎為完成電工與電子技術所有基礎內容的學習。能力基礎為能運用Protel進行42電子繪圖并生成PCB圖;能初步運用電子線路仿真軟件Multisim10對電路圖進行仿真;能識別電阻、三極管、集成塊等元件,能進行基本元器件的測試;具備一定的電子裝配能力;能熟練使用萬用表、正確使用示波器進行電路檢測。
(三)心理狀況分析和對策分析
學生通常對理論學習失去興趣,學習積極性不夠,自信心不強。他們注重直觀的看與做,善于實踐的學習,對于動手實踐積極性比較高。因此,可以以行動為導向,任務為驅動,加強實踐規范性的引導;精心設計教學,鼓勵學生積極參與;實行學中做,做中學,以學做一體為導向,激發學生的學習熱情,使學生想學、能學、易學,真正掌握實際、實用的技能,從而克服厭學情緒,恢復其學習的自信心。
三、教學目標及重、難點
(一)教學目標
知識目標為知道74LS148、74LS279、74LS48、NE555等集成塊引腳功能和內部結構;知道數碼管種類與工作原理;掌握搶答器的結構與電路原理;掌握搶答器的裝配與電路調試;掌握搶答器的典型電路故障分析、檢測與維修。能力目標為培養學生自主利用網絡獲取信息資源的能力;強化學生電腦繪圖的能力;強化學生利用電腦進行電路仿真、驗證的能力;培養學生自主探究能力;培養學生電子產品裝配與調試能力;培養學生電子產品故障分析、檢測與維修能力。情感目標為激發學生學習專業興趣,體驗學習的快樂和成就感;培養學生團隊合作的意識;培養學生科技創新意識;激發學生探究科學的興趣,培養其科學素質。
(二)內容分析
教學重點為八路搶答器的結構與電路原理;八路搶答器的裝配與調試。教學難點為八路搶答器故障分析、檢測與維修。關鍵點為調動每個學生學習的積極性,通過自主探究、動手實踐,達到學以致用的目的。充分發揮學生的個性特長,讓學生體驗成功感,變“要我學”為“我要學”。
四、教學方法
以項目教學法為主線貫穿整個過程,綜合運用任務驅動法、引導探究法等教學方法。采用小組合作法、實驗探究法、頭腦風暴法、系統分析法、卡片展示法、角色扮演法,在項目實施中相互評價,多方位、多角度提高學習興趣。采用信息化技術手段,建構“理實一體、仿實一體、教學材料與教學媒體一體”的三位一體教學模式。充分運用網絡、教學資源平臺、仿真軟件、QQ、微信等多種信息化手段,采用多媒體“班班通”教學設備、繪圖和仿真機房、課件、視頻、“理實一體化”的實訓室等教學資源,優化學習環境,加強校、企、師、生多重互動,延伸課堂。
五、教學資源
教學用具為“班班通”教學設備、繪圖和仿真機房、電子裝配實訓室、多媒體課件、搶答器電路圖、項目任務書、評價表。學生用具為八路搶答器套件、Protel軟件、Multisim10電子線路仿真軟件、電腦、智能手機、QQ軟件、微信軟件、數字電路開發板、萬用表、示波器、穩壓電源、焊接工具等。
六、教學過程
(一)搜集信息
在學生活動方面,應在課前在網絡上搜索相關資料,包括搶答器工作原理;74LS148、74LS279、74LS48、NE555等集成塊引腳功能和內部結構;揚聲器種類與工作原理;數碼管種類與工作原理;TTL、CMOS數字集成電路的區別;電子產品裝配工藝與要求;搶答器典型電路故障分析。同時,完成八路搶答器電路圖手工繪制。在教師活動方面,教師應該給出八路搶答器電路圖及功能要求,讓學生根據“八路搶答器”“聲光型”“數碼顯示”“555”等詞條,利用百度、搜狗等搜集相關信息;利用QQ群、微信、校園網,指導學生手工繪制搶答器電路圖。此設計的目的是利用網絡資源,優化學生的學習過程,培養學生自主利用網絡獲取信息資源的能力;增強學生識圖、繪圖能力。
(二)制訂計劃
此環節占1課時。在學生活動方面,首先是根據項目目標進行小組分組和角色分配。選出1名小組長,負責任務分配、協調任務實施,并進行過程記錄等。然后是小組合作探討八路搶答器學習和裝配計劃。在教師活動方面,首先對學生進行分組,每組3人。然后利用多媒體“班班通”設備,采用頭腦風暴法、系統分析法、小組工作法、卡片展示法等手段,引導學生進行分組討論,形成學習和裝配計劃。最后根據學生計劃,形成統一的任務書。此設計的目的是培養學生分析問題、解決問題的能力,增強學生與人溝通及團隊合作意識。
(三)項目實施
此環節占8課時,包括繪制電路圖、仿真、驗證,實驗探究,電路裝配,調試與故障排除四個部分的內容。繪制電路圖、仿真、驗證環節占2課時。在學生活動方面,以小組為單位完成:利用Protel軟件繪制電路圖;生成PCB圖;以小組為單位在Multisim10電子線路仿真軟件上進行仿真、驗證。在教師活動方面,在機房中利用繪圖軟件和多媒體設備,引導學生完成八路搶答器電路圖的繪制并生成PCB圖;利用Multisim10電子線路仿真軟件上進行仿真、驗證;在機房中巡視,隨時解決學生困難。此設計的目的是強化學生電腦繪圖的能力;強化學生利用電腦進行電路仿真、驗證的能力;激發學習興趣,體驗學習的快樂和成就感。實驗探究環節占3課時。在學生活動方面,根據原理圖選擇、檢測元器件;在數字電路開發板上完成搶答器的組裝、調試;在“數字電路開發板”上進行探究、分析包括探究74LS279的2、3和11、12引腳的連接方式,探究74LS148的優先編碼功能,探究74LS148的EI、GS端以及74LS48的LT、RBI、RBO端等各個引腳的功能,探究聲響電路聲音偏小的改進,例如揚聲器改接到三極管的集電極、不用三極管只要通過耦合電容把揚聲器直接接到555輸出端等。在教師活動方面,巡視學生測試元件的過程,檢查學生萬用表使用和元器件檢測情況,記錄學生存在的問題并加以指導。指導學生在數字電路開發板上進行組裝、調試。指導學生在“數字電路開發板上”進行探究。此設計的目的是強化操作儀表的能力,培養學生電子產品裝配與調試能力,培養學生自主探究能力,培養學生良好的科學態度、情感與價值觀。電路裝配環節占2課時。在學生活動方面,根據PCB板準確規范裝配電路;小組長負責裝配后的檢驗;分小組探討如何調試電路,討論調試步驟及各測量點。在教師活動方面,借助實物、Flas講授演示電路裝配方法;巡視學生裝配過程,記錄存在的問題并進行個別指導和答疑解惑;提醒學生注意裝配的技術要領。此設計的目的是培養學生電子產品裝配能力,培養學生規范操作意識,充分發揮學生的課堂主體作用,培養學生思考、自主學習能力。調試與故障排除環節占1課時。在學生活動方面,根據調試步驟,對產品進行通電調試,準確對電路各測量點進行檢測,觀察電壓有效值、輸入或輸出波形,完成任務書中相應內容。根據觀察到的現象,小組討論,得出結論,分析故障原因并排除故障,把相應內容填入任務書。在教師活動方面,示范示波器正確的操作過程。強調注意事項,巡視學生實操過程,記錄學生存在的問題并加以指導,檢查各小組測量出的波形、電壓等數據,引導學生分析故障并加以排除,歸納各小組在搶答器制作中出現的問題,并總結出搶答器常見故障及排除方法。此設計的目的是培養學生電子產品調試、故障分析、檢測與維修能力,學生參與問題的解決,增強其學習信心。
(四)評價總結
此環節占1課時。在學生活動方面,各小組成果展示,展示在數字電路開發板上的組裝、探究成果;展示在電路板上的裝配成果;各小組對以上兩個項目情況,根據評價表充分利用角色扮演法、小組工作法、卡片展示法,進行自評和互評;各小組進行分析、交流、反思、提高,總結成功經驗,查找不足之處。在教師活動方面,教師用任務書和評價表對各小組完成的兩個項目進行評價;教師總結搶答器實訓教學中存在的問題和注意事項;歸納各小組搶答器成品的故障并總結出搶答器常見故障及排除方法;對學生的實驗、探究、制作給予肯定,并指出不足和改進方向。此設計的目的是讓學生參與教學評價,幫助學生認知行業標準,明確自己的知識和技能水平;培養學生競爭意識和主動思考的探索精神。
作者:彭佩烘 單位:三明工貿學校
參考文獻
篇3
關鍵詞:Proteus仿真軟件;555時基電路;D觸發器;編碼器;譯碼器
一、引言
數字電路課程設計是電子專業類脈沖與數字電路課程的一個綜合運用,遵循中職“做中學、做中教,理實一體化”的指導思想,在這門課程的教學過程中,筆者采用了搶答器的設計來進行這門課程的課程設計,通過完成這個課程設計來提高學生的知識整合能力。因此,我們需要一種形式多樣、色彩豐富、能滿足學生動手欲望的教學方式,在教學中筆者引入了仿真技術進行教學。通過仿真,學生不僅整合了脈沖與數字電路知識,也提高了自己分析電路故障、了解電路工作原理的能力,為后續課程的學習提供了有力的保證。
二、PROTEUS仿真軟件的介紹
現代計算機應用技術的高速發展,催生了多種應用于電子電路設計的仿真軟件,Proteus軟件就是其中很成功的一種。該仿真軟件具有以下功能特點:
(一)組成。
包括ISIS、ARES 等模塊,ARES 模塊主要用來完成PCB的設計,而ISIS 模塊用來完成電路原理圖的布圖與仿真。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其電路組成系統仿真、I2C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統仿真等功能;帶有各種虛擬儀器,如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。
(二)功能。
Protues可以實現原理圖的捕獲、電路分析、交互式仿真、電路板設計、仿真測試、射頻分析、單片機等高級應用。我們在實際應用中,更多的是使用 Proteus ISIS 模塊完成數字電路中原理圖的繪制與仿真。是因為它具有以下兩大功能特點:
(1)具有強大的原理圖繪制功能。它有著直觀的操作界面,能方便快捷調整電路參數,Proteus能模擬真實的電路板在通電后工作情況是否正常,并且可以方便快捷的修改電路設計及參數及對電路進行調試,同時可以看到修改參數后的效果。它有著豐富的元器件庫、豐富的測試儀器儀表、完備的分析手段、強大的仿真能力、完美的兼容能力,Proteus 能提供數量龐大的電子元件(分立元件和集成電路、模擬和數字電路)的電路符號、仿真模型和外形封裝。總之,該軟件是一款集單片機和spice分析于一體的仿真軟件,功能極其強大。
(2)提供軟件調試功能。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能,同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態。同時支持第三方軟件繪編譯和調試環境,如Keil 51 uVisiin2等軟件。
Proteus VSM 的核心是 ProSPICE,這種仿真系統組合了 SPICE3f5 模擬仿真器核和基于快速事件驅動的數字仿真器。它主要的特點是能把微處理器軟件作用在處理器上并和連接該微處理器的任何模擬和數字器件協同仿真。SPICE 內核的使用使用戶能采用 數目眾多的供應廠商提供的SPICE 模型,它界面易學,在調試程序、軟件仿真方面有很強大的功能。這特點針對單片機系統設計極為有利。
三、用PROTEUS仿真軟件進行課程設計的應用實例
筆者在課程中引用仿真軟件進行這一課程綜合設計。下面以項目“四路搶答器”的 Proteus 仿真設計來進行這個課程設計。四路搶答器在PROTEUS7.8環境下設計并仿真,設計電路如圖1所示。
該電路包括四個部分:振蕩電路、觸發鎖存電路、編碼電路及譯碼顯示電路。電路由NE555、4D觸發器74LS175、4個搶答按鍵、4輸入或非門74LS20、2輸入與非門74LS00、CD4532編碼電路、74LS47譯碼顯示電路、1個清零復位按鍵和4個發光二極管、一個共陰極數碼管組成。搶答開始前,主持人按動“復位”鍵清零復位,作好搶答準備,搶答隊員開始搶答。若“SB1”鍵按下,對應的指示燈LED1點亮,同時數碼管顯示“1”,此時,其它按鍵按下,均不改變顯示狀態,維持LED1燈亮,1隊回答完問題后,開始下一題搶答前,主持人必須按動“復位”健清零。
圖1四路搶答整機仿真電路圖
(一)單元電路的設計及元器件的選擇。
1.555振蕩電路。電路如圖2所示,采用一塊NE555及電阻、電容來實現,它的周期由圖中R10、R11以及C1的參數大小決定,它們的關系是T=0.7(R10+2R11)C。這個脈沖信號經3腳輸出送到與非門7400的4腳,經6腳送到4D觸發器的圖2555振蕩電路仿真CLK觸發端。由于74LS175是D觸發器,需要時鐘脈沖的上升沿觸發,所以電路中使用一片7400,使時序滿足觸發器的要求。從圖2的仿真中可以看出輸出信號的頻率是14Hz。該設計中取R10及R11的值為1KΩ,電容C1的電容量是33μF,經計算周期大約是69ms,頻率是14.4Hz,與仿真得到的數值基本一致。該電路為搶答鎖存電路提供一個上升沿觸發信號。
2.搶答及鎖存電路。
(1)搶答準備。搶答及鎖存電路采用D觸發器74175、4輸入與非門7420、2輸入與非門7400構成。接通電源時,輸入狀態為零,輸出顯示為零,但由于觸發器在電源接通瞬間,輸出狀態有不確定因素(由于本設計無開機復位電路),所以,在搶答前,主持人必須按一下“復位”鍵清零,作好搶答前的準備。在沒有按下搶答按鍵的情況下,D觸發器輸入全部為零,此時無時鐘脈沖信號,D觸發器仍保持原“0”狀態。
(2)搶答按鍵。四個隊分別控制四個搶答按鍵,對某一個問題進行搶答時,其中一個隊按下按鍵,如“SB1”鍵,D觸發器4腳輸入為“1”電平,對應輸出2腳為“1”電平,而與其對應的反相輸出3腳為“0”電平,為對應的指示及鎖存作好了準備。
(3)邏輯電路。555振蕩電路為D觸發器提供一時鐘脈沖的上升沿觸發信號。當某一按鍵如“SB1”鍵按下,3腳“0”信號加入U2A的一個輸入端,其輸出“1”,經U3A輸出“0”,封鎖了上升沿觸發信號,也就封鎖了其它選手的搶答按鍵,即使此時有鍵按下,對D觸發器沒有影響,不能改變輸出指示狀態。電路如圖3所示。
3.編碼電路。
在此電路中采用編碼器CD4532來實現,這是八——三編碼器,電路如圖4所示。輸入高電平有效,即在輸入數據端出現高電平時進行編碼。因為電路只是采用了四路進行搶答,所以在此設計中只采用D1到D4這四個輸入,其余沒有用到的四個輸入端做了接地處理,不能空著也不能接高電平。如果選手按了“SB1”按鈕,相應的發光二極管LED1亮,同時CD4532的D1端(11腳)為“1”電平,對應Q2Q1Q0輸出為“001”。
圖3搶答及鎖存電路仿真
圖4CD4532編碼電路
CD4532編碼的原理如表1所示:
表1CD4532邏輯功能真值表
4.譯碼及顯示電路。電路采用譯碼器74247及共陽數碼管構成,電路如圖5所示。把編碼器的Q2Q1Q0分別與譯碼器74247的CBA相接,因為本電路只是用到四組搶答,顯示的數字只是“1、2、3、4”,對應的編制碼是“0001、0010、0011、0100”,所以高位“D”接地,74247是低電平輸出有效,它的邏輯功能如表2所示。
表274247邏輯功能真值表
圖5七段譯碼與顯示仿真電器
(二)電路的仿真。
1.新建設計文件。打開Proteus ISIS工作界面,選擇菜單“文件”——“新建設計”命令,彈出選擇模板窗口,從中選擇“DEFAULT”模板,單擊“確定”按鈕。這樣一個新的設計文件就建立起來了。
2.元件選擇。在畫原理圖之前,應將電路圖中所用元件從庫中選擇出來從庫中選擇元件時,可輸入所需元件的全稱或部分名稱,元件拾取窗口可以進行快速查詢。本設計要用到的器件有:元件中的555定時器、電阻 Resistor、地線 GROUND、電容 CAP、七段數碼顯示器、顯示譯碼器74247、與非門 7400、7420、按鈕、發光二極管。在模型選擇工具欄中選元件(默認),單擊 P 按鈕,出現挑選元件窗口,篩選出所需器件,雙擊將其放入元件列表中。
3.放置元件。(1)元件的放置。在元件列表中左鍵選取某元件,在原理圖編輯窗口中單擊左鍵,該元件就到原理圖編輯窗口中,同樣放置其他各元件。用鼠標右鍵單擊元件會出現該元件的快捷菜單,此快捷菜單中有移動、以各種方式旋轉和刪除命令。
(2)電源和地的放置。單擊元件工具箱中的終端按鈕圖標:則在對象選擇器中顯示各種終端,從中挑選出地 GROUND,電源POWER,并在原理圖編輯窗口中左擊放置到原理圖編輯窗口中。
(3)連線。將光標靠近一個對象的引腳末端,該處將自動出現一個紅色小方塊,單擊鼠標左鍵,拖動鼠標,放在另一個對象的引腳末端,該處再出現一個紅色小方塊,再單擊鼠標左鍵,就可以在兩個引腳間畫出一根線來,如果需要拐彎,則只需要拐彎處單擊一下鼠標左鍵即可。
4.仿真運行。電路原理圖畫好并檢查通過后,就可以仿真運行,仿真電路圖如圖1所示。仿真時,元件引腳上的紅色代表高電平,蘭色代表低電平,灰色代表懸空。電路中555定時器提供秒脈沖信號,其參數要經過多次調試才能滿足設計要求。采用 Proteus 軟件仿真的方法體現出了明顯的優勢。
四、結語
從上述課程設計可以看出,引入仿真技術之后,真正把課堂還給了學生,學生成了教學活動的主角,整個教學活動是學生在教師引導下的實踐、總結、分析、討論,沉悶的課堂變得生動,學生的動手欲望得到了滿足,學生的學習熱情被充分的調動起來。他們對知識有了較為全面的整合,分析電路故障的能力也有了極大的提高。
同時,通過虛擬實驗平臺上提供了大量的虛擬儀器和虛擬電子元件供學生使用,激發了學生的創造性,在數字電路課程設計中起到了極其重要的作用。
參考文獻:
[1]孔凡才, 周良權.電子技術綜合應用創新實訓教程[M].北京:高等教育出版社,2008.
篇4
電子電路設計是電類專業為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計算機綜合性設計課程。然而,隨著課程改革在各高校逐漸開展,一些課程的課時量也相應遞減,比如筆者所在學校電氣自動化專業的《電子電路設計》課程已由原36學時減至24學時。如何在減少的課時的課程中讓學生掌握同樣程度的技能水平以適應社會的需求,考驗著每一位專業教師。以往傳統的電路設計教學的方式大多是由教師先講授知識點,然后將知識點所涉及到的圖例向學生繪制演示,最后讓學生依樣畫葫蘆。在整個教學過程中,教師為主導,而學生僅限于單純的模仿與記憶,并沒有主動學習,導致學習效率低下。因此在教學中應該有意識到加入興趣式教學,調動他們的求知欲,激發學生更積極主動的思考,學習甚至創新,打造優質課堂,全面提高教學質量與學習效率。
2任務驅動法
2.1任務驅動法原理
任務驅動法是近年來被廣為應用的一種教學手法,它一改傳統的灌輸式教學,嘗試采用任務驅動式的教學方法。需要教師將課程學習內容劃分為多個特定任務,每個任務包含一定知識點,只要學生完成了課程中設定的任務,就可以掌握課程學習的內容。任務驅動法的核心內容就是由教師在教學過程中創設任務情境,教學任務必須融合學生所需要掌握的技能點和相關的知識點,同時又具有一定的生活性、探究性和創造性,讓學生帶著解決問題完成任務,激發他們的學習興趣,讓學生自主或協作性學習,使他們真正了解知識點在實際工程中的應用,學以致用。
2.2任務驅動法在電路設計實訓中的應用
電路設計實訓課程的教學目的為電子電路圖形繪制,電路圖形僅為簡單的二維制版,因此在繪制電路原理圖時較為簡單易學。但無論多簡單的圖形,在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識點綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡單的按書本章節順序來講,而是應該由教師將所有知識融會貫通后重新組織,將它們融入到一個個工程任務中再向學生展示,如向學生展示電動小車電路設計圖紙,將其作為一個工程任務,讓學生嘗試用學過的知識來繪制,或讓學生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學生的學習興趣和在完成任務后的成就感,形成良性循環。因此電路設計實訓課程非常適合采用任務驅動式教學法。
3微任務驅動法
3.1微任務驅動法原理
采用任務驅動法教學所提供的任務由于綜合性較強所以工程量較大且難度較高,學生在一節課中難以完成,即使有些基礎好,動手能力強的學生完成了任務,也會因為知識點過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學生素質和能力,將大任務進行科學性的分解,將之細化為中任務,小任務甚至微任務。讓具有不同層次知識能力的學生都能被激發興趣,在任務量合適的微任務環境中嘗試和實踐。以上所述即為微任務驅動教學法,它就是以任務驅動法為基礎,將總任務依靠知識的內在邏輯或采取分類的方式進行具體化,以微任務的形呈現。較之任務驅動法,其目標更為明確,導向性更強,教師使用這種方法教學也更容易控制課堂教學的節奏,保證能在規定時間內完成教學進度。
3.2微任務教學設計
微任務驅動法的實施過程是:教師先依據教學目標設計一個總任務,引起學生的學習興趣。再引導學生分析總任務的解決方法并將總任務拆分為一個個的微任務,各微任務之間可以是從屬或并列關系。拆分出來的微任務不能太難或任務量太大,應設計為學生較易完成的程度,以便于將學生的理解逐步引向深入。通過一個個的微任務引導和推動學生一步步上升,一層層提高,不斷接近并最終達到復雜的學習任務的頂點。微任務法的核心是如何科學合理的設計微任務。首先,任務必須要有明確的目的性,教師提出的每一個微任務,原則上都是為了完成總任務而設計的,盡量不設置多余任務,不能本末倒置。其次,教師選擇微任務時應考慮到大多數學生的水平,注意難易適度。并且在教學過程中,根據學生的反應與掌握程度以及課程進度隨時調整微任務,不能任務教條化僵化。第三,微任務還應遵循完整性原則。教師所設計的微任務必須連貫,不能有斷續感,讓學生知道自己要做什么,可以解決什么問題,使他們獲取的知識完整且有條理。最后,微任務的設計要適當增添趣味性,可以在教學過程中加上圖片插畫,視頻音頻等數字教學資源,讓學生在完成任務的同時體會到學習的樂趣。
3.3微任務驅動法在電路設計實訓課程中的應用
AltiumDesigner軟件的工具欄較多,常用工具欄中的各命令參數也較雜,若逐個講解,則顯得各知識點雜亂無章,學生記的多忘得快,但在實際繪圖時還是束手無策,不知該用哪個工具來繪制。例如,在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等,若單純講述這些知識點,難免枯燥乏味,且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學內容,可設計對應電路制圖微任務,圍繞一個小目標,教師可以設計多個由簡單到復雜的小任務,布置學生循序漸進地完成任務,在練習中熟悉各種命令的操作。例如,基本繪圖訓練可將學生已在模擬電路和數字電路課程中學過的常用電子元件符號如:變壓器、運算放大器(如圖1(a)、(b)所示)融入其中,將它們設計為一個個需要完成的微任務。每個任務都考慮到學習課程的前后連貫和趣味性,讓學生繪制自己所熟悉的事物。隨著學習的深入,可以布置學生完成如圖1(c)所示的七段數碼管等稍復雜的繪制任務。完成任務后的喜悅感和成就感會更加強烈,也為以后的學習增添了動力。微任務驅動法在教學過程中將知識點分解到一些小任務中進行,學生頭腦中的知識是零散的,有時會降低知識的系統性和完整性。因此,這樣的設計任務和完成過程是十分必要的,教師可以通過一個較為完整的任務引導學生將已完成的微任務中的知識點進行歸納總結,加深對所學知識和技能的記憶和理解,完成真正意義上的知識建構。例如,上完第三次課后,教師即可布置學生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務。從創建元器件、調用常用元件開始,直至綜合運用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學生在本次課中復習鞏固了前面微任務中所學的小知識并將其融合,初步完成了一張簡單的電子電路設計原理圖樣,并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程,具有綜合應用性。
3.4電路設計課程與其余課程的前后融合
電路設計課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規則時,還會涉及到數字電路、模擬電路、單片機技術應用等課程的接續關系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎前移到數字電路和模擬電路等課程中解決,諸如實際譯碼電路、三態電路與緩沖器芯片等知識點不再占用本課程學時。本課程把握好銜接關系,主講等電路板制版規范、電路設計的仿真方法等要點主題,把以往重復性內容節省的學時用于應用層面。在重點講述電子電路圖繪制方式的時候,還應適當向學生加強常用接口電路的連接方法知識點,并向學生擴展對嵌入式處理器及新技術的了解,為后續單片機原理課以及傳感與檢測技術中各種傳感器與微處理器的連接使用,智能傳感器、數字式一體傳感器等內容的講授打下基礎。
4總結
篇5
【關鍵詞】電子實訓;教學;探索
當今社會電子技術迅猛發展,電子產品種類繁多,與我們的生活緊密聯系,很多初中畢業生出于對電子產品的愛好選擇了中職學校電子專業。學生畢業時對電子技術的理解及應用能力很大程度取決于電子技能實訓課的學習。如何才能提高學生的實訓效果,掌握關鍵的理論知識及實訓技能,這是我們教師所共同關注的。筆者通過多年電子實訓教學經驗,對中職學校電子實訓教學進行了認真的分析與總結,希望能為廣大中職電子專業教師提供借鑒。
一、當前中職學校電子實訓教學存在的問題
當前中職電子實訓教學還存在許多的問題,主要表現在課程安排不合理、學生基礎理論知識不扎實、教學設備不完善等方面。電子課程教學是由實訓課程及基礎理論課程組成的,兩者缺一不可,在教學過程中必須做到有機結合。但很多學校實訓課程少,多數教師重視理論課教學,造成學生出現眼高手低、實踐和動手能力差等現象。而且中職學校生源質量相對較差,學生沒有有效的學習方法,學習積極性不高,特別是對專業課的學習感到吃力,多數喜歡實訓課學習而對理論課學習不感興趣。這樣就會造成學生基礎性知識不牢固,不能把理論知識運用到實訓課程中,大大降低了實訓課訓練效果,導致學生對專業技能掌握不好。
二、提高中職學校電子實訓教學質量的方法
1、深入鉆研教材,把握教學重心。只有認真鉆研教材,熟悉教材,才能融會貫通,做到前后聯系,在對學生講解時才能游刃有余。我校電子課程的基礎理論課程是《電子技術基礎》,它是一門理論性比較強的專業基礎課,內容豐富,既講了模擬電路,又講了數字電路。電子實訓課程是《電子技能與實訓》,它的他點是理論部分介紹比較少,特別是數字電路部分,側重于各種實用電路的工作原理及安裝與調試。我們要將這兩本教材專研透徹,在教學中將理論部分和實踐部分有機結合,才能讓學生更加容易接受。比如介紹電子元器件時,側重介紹于該元器件在各種常見電路中所起的作用,不用或損壞此元件又會出現什么現象,而對于元器件的結構、參數、分類、型號命名方法等則只需略講。只有認真鉆研了教材,熟悉了教材,有豐富的專業理論知識,才能把握教材的重點,掌握難點,重點講透、難點講清,做到心中有數,才能在教學上得心應手。
2、制定實訓守則,嚴守安全操作規程。我們的教學對象是一群剛剛初中畢業的孩子,一部分孩子的自覺性和自律性還有待提高,如果我們不給點壓力,他們的學習效果就會很差。在這個人手一部手機的時代,經常會發現有學生在上課時還在玩手機,這種影響是非常壞的。所以在學生走進教室時我就會強調紀律,上課時不準隨意走動,不準交頭接耳,尤其不準擺弄手機。懲罰措施是打掃教室三天。
學生好奇、好動的天性也會給我們教學帶來困擾,比如說在介紹萬用表的使用時,學生拿到萬用表就想著把表筆往工位上的交流電插座里插,如果不注意就會出現燒表、跳閘的情況,嚴重時學生自己會觸電,造成教學安全事故。我在發放萬用表之前會再次強調電子實訓安全操作規程,并將工位插座斷電。當講到如何使用萬用表測量交流電電壓的時候再去打開電源,分組演示給學生看。當然,電子實訓要注意安全的地方很多,如使用電烙鐵焊接電路時,電烙鐵的高溫會燙傷皮膚、燙壞衣物。這就要靠我們教師在教學時多多留心,盡量避免此類情況發生。
3、實訓教學中采取多種教學方法,利用現代教育手段,給學生充分的感官刺激,提高學生學習興趣。。對不同的課題采取不同的教學方法。如介紹色環電阻的識讀方法時,先用多媒體屏幕演示,然后讓學生分組練習,一組學生練習讀出色環電阻阻值,另一組學生練習根據阻值寫出對應的色環。兩組都練習完成后交換題目再次練習,最后將兩組學生的答案比較,給正確率高的一組評高分。這樣學生既有積極性,又將色環與阻值的變換練習熟練了。
在介紹萬用表使用方法時,可采用項目教學法。比如介紹如何使用萬用表測量直流電壓,我們給每組學生兩節不同額定電壓的干電池,要求學生用萬用表測出電池的電壓。給出規定的時間,讓學生自己看書查找測量方法,自己動手測量,能提高學生參與實踐的興趣。并且所給的干電池電壓不高,基本沒有安全隱患。規定時間結束后,教師檢查各組測量與讀數方法,指出應當注意的地方,并給整組評分。最后再整體講解一遍使用萬用表測量直流電壓的方法及注意事項。
篇6
關鍵詞:仿真技術 實踐教學
中圖分類號:TM1-4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2011)12-0180-02
1、問題的提出
高等職業教育主要的任務是培養具有高級技術的應用型人才,各高職院校都在為此進行理論與實踐一體化教學模式的研究與實踐。如何建立新型完備的電工電子基礎教學體系,適時調整理論教學和實驗教學的比例,強化電工電子技術實驗等已成為各高等職業技術學院研究教學方法、教學方式的重要課題。
隨著計算機軟件技術的快速發展,電路仿真軟件的種類和功能越來越強大,使實驗室搬進課堂成為可能。教師在教學中通過軟件設計電路,模擬各種電路的功能,并根據需要實時控制,使電路功能可以分層次的展現,實現逐層深入的效果,使教學模式形象生動,可以充分調動學生學習的積極性,提高理實一體化課堂教學效果。僅以汽車閃光器電路仿真電路應用為例介紹Multisim10軟件的操作使用方法。
2、Multisim10簡介
電子電路仿真軟件Multisim10它可以對模擬、數字和模擬/數字混合電路進行仿真,克服了傳統電子線路的設計受實驗室客觀條件限制的局限性,用虛擬的元件搭建各種電路,用虛擬儀表進行各種參數和性能指標的測試。除了具有界面直觀、操作方便、元器件庫豐富、電路分析手段完備等優點以外,還增加了3D元件以及安捷倫的萬用表、示波器、函數信號發生器等仿實物的虛擬儀表,使得虛擬電子工作平臺更加接近實際的實驗平臺,可以應用到電工電路、模擬電路、數字電路、射頻電路、單片機仿真等方面。分析工具廣泛,幫助設計者全面了解電路的性能。對電路進行全面的仿真分析和設計。可直接打印輸出實驗數據、曲線、原理圖和元件清單等。
3、Multisim11在電子技術教學中的應用―汽車閃光器電路仿真實訓
模擬電子線路是研究半導體器件的性能、電路及其應用的學科。它主要包括晶體管放大電路、反饋放大電路、集成運算放大器、有源濾波電路、信號產生及變換電路和電源電路。教師按照傳統課堂教學講解該類知識點時,需要大量的板書畫圖,課堂效率較低,學生接受情況不理想,而通過Multisim10虛擬實驗臺可直觀而形象的說明電路特點,把傳統的理論講解與仿真實驗有機結合,將動態分析等難度較高的知識點有層次的、形象的展現在虛擬電子實驗臺上,是學生由感性認識上升到理性認識,有效提高實操實訓課堂教學效果。下面僅以汽車閃光器仿真電路為例了解電路的組成、原理及振蕩電路的工作原理。通過仿真實訓總結使學生明確振蕩電路的頻率影響因素。
3.1 引導學生搭建仿真電路,分析電路工作原理
首先打開軟件,選擇歐式符號標準,調出相關元件、修改參數,連接仿真電路,最后連接所需儀器、儀表,進行觀察和分析。該電路核心是多諧振蕩器電路,它由完全對稱的左、右兩部分組成。即2個三極管VT1和VT2、2個電解電容器Cl和C2、4個電阻R1、R2、R3、R4組成。其中每一級的輸出耦合到另一級的輸入。各級交替地導通和截止,每次只有一級是導通的。盡管在時間上是交替的,可是這兩級產生的都是矩形波輸出。所以多諧振蕩器的輸出可取自任何一級。通過電容器輪流充、放電作用,使三極管輪流飽和導通與截止,形成多諧振蕩,多諧振蕩器輸出端低、高電平發生周期性變化,在轉向開關閉合后引起轉向燈周期性閃爍變化。如圖1所示。
3.2 利用仿真電路,進行⑴~⑸仿真操作,注意觀察相應波形的變化
(1)開啟仿真開關,斷開負載,用示波器觀測多諧振蕩器輸出波形,并計算振蕩器的波形周期及頻率,并與頻率計算關系式所得數值進行比較;(2)開啟仿真開關,閉合轉向燈開關,觀察轉向燈燈發光情況,用示波器觀察輸出波形;(3)關閉仿真開關,改變電阻參數的數值,閉合轉向燈開關,重新開啟仿真開關,觀察轉向燈發光情況,用示波器觀察輸出波形(電容保持不變,同時增加電阻使R2=R3=10kΩ時,用示波器觀察波形周期變化情況);
(4)關閉仿真開關,改變電容參數的數值,閉合轉向燈開關,開啟仿真開關,觀察轉向燈發光情況,用示波器觀察輸出波形(電阻保持不變,同時增加電容使C2=C3=47μF時,用示波器觀察波形周期變化情況);(5)同時改變電阻、電容的數值,用示波器觀察波形周期變化情況。
3.3 小結
(1)根據仿真實驗觀察到的波形變化,分析振蕩電路中電阻、電容參數的改變與多諧振蕩電路的頻率之間的關系。(2)根據實訓方案進行仿真設計,按照實訓流程認真完成仿真實驗,選擇相關元件型號和參數,為下次汽車閃光器的制作打下基礎。
篇7
摘?要:在信息技術快速發展的今天,電子技術基礎已成為中職學校電子類專業的專業必修基礎課程。電子技術基礎是一門理論性、實踐性很強的學科,同時實踐知識的學習必須依靠理論知識的牢固掌握。筆者提出,必須改進這門課的教學方法,以培養出適合當今社會需求的實用型、技術型人才。
關鍵詞 :電子技術基礎?教學方法?學習興趣
電子技術基礎是一門傳授電子技術基礎知識的專業課,課程主要通過介紹各種半導體器件的結構、工作原理和功能等,進而引出各種基本電路的作用、應用范圍和形式。它的課程內容決定了它的課程性質,電子技術基礎是一門理論性較強,但同時需要學生具有一定動手操作能力的課程。中職學校的學生大多由兩部分組成:初中生以及社會人員,學生的學習能力有限,缺乏自主性和主動性,基礎知識的掌握較為薄弱。要想完成課程任務,達到課程目標,教師必須在教學方法和手段上下功夫,提高學生的學習興趣,激發學生的學習欲望,增強學生的學習能力。
一、提高教師的自身素養
要給學生一碗水,自己必須有一桶水。要將學生培養成一線的高素質勞動者和專業技術工人,教師必須做到理論知識過寬、動手實踐操作過硬。
平時,教師要多鉆研教材,做到熟記于心;多關注社會對現代電工的具體要求和學生的就業現狀,努力以就業為導向,及時調整教學內容和教學思路。多參加一些中職教師培訓,積極參加講課、說課比賽,多聽一些專家講座,增強與其他教師間的交流,將不同的教育思想、觀念和教學方式進行融合,提高自身的課堂教學能力。我們還要多參加一些教師技能大賽,每年定期到企業實習,做到不與社會相脫節,增強我們自身的動手操作能力,將一些最新的技術引入到教學中去,使學生學到最新的知識,畢業后,進入社會也能更快、更好地融入進去。
二、及時更新教學內容
學校采用的教材普遍較為滯后,存在著知識陳舊的問題,而電子技術的發展日新月異,例如教材大多講解的是由分立元件構成的模擬電路,而現在大多使用的是集成的數字電路,在教學過程中,我們應把教學的重點放在一些典型電路上,在典型電路講解的過程中插入一些新技術的發展和應用。
三、優化教學手段,激發學生的學習興趣
大多數學生選擇中職學校的原因之一是因為初中繁重的理論性知識學習讓學生失去了繼續學習的勇氣和動力。而興趣是最好的老師,要重燃學生的學習熱情,教師必須在教學手段和方式方法上下功夫。
電子技術這門課的理論性較強,依靠傳統的教學手段,教師“滿堂灌”,只靠“一支粉筆、一塊黑板、一張嘴”很難讓學生理解。例如,在學極管的內部結構時,它的內部“是由一個PN結和兩個電極”構成的,但“PN結”只是一個概念性的東西,是很難用語言描述清楚“PN結”到底長什么樣,具體又是怎么形成的。為了讓學生更好地掌握這些理論性、概念性的知識,必須打破傳統的教室、黑板、粉筆的教學模式,用多媒體機房代替教室,電腦顯示屏代替黑板,鼠標代替粉筆,將復雜的知識用課件、視頻、動畫、圖片等多種形式呈現給學生,使抽象的知識更形象、更立體、更生動地展現在學生面前,讓學生不受實驗條件的限制,更好地掌握知識。例如,我們可以用flash動畫的形式,展現“PN結”內部電子和空穴的擴散,“有些不能移動的帶電粒子集中在P區和N區交界面附近,形成了一個很薄的空間電荷區”,就是PN結。
四、增強學生的動手操作能力
中職學生結束三年的學習生涯后,有一部分通過對口高考進入大學的校門,大部分的學生會選擇直接就業,成為一名專業技術工人。因此在平時的教學中應本著“理論輔助實踐”的原則盡量減輕理論知識的分量,增加實踐動手操作的分量。在實踐課上,采取“小課題、小目標”,將課本八個單元的內容分成不同難易程度的課題,分階段地“逐人過關”。課題中應先確定學習目標,通過任務的引入與分析提出問題,讓學生帶著問題去攻克課題中涉及的理論知識,然后提供實習器材,讓學生以小組合作的形式完成實訓內容,最后由各個小組交流學習,老師總結與鞏固。這樣,可以直觀地使學生看到本課題中理論知識的應用,真正做到學以致用,從而激發學生的學習動力。實習過程中教師的嚴格要求,可以培養學生良好的學習習慣和扎實的基本功,為以后的工作打下了堅實的基礎。
五、小結
總之,社會在發展,技術在進步,需要越來越多的技術型人才,中職院校的發展也勢在必行。教師要不斷地學習、不斷地更新電子技術的教學內容,不斷地改革和創新教學方法,培養出越來越多實用性的技術人才。
參考文獻:
篇8
隨著時展,我國社會經濟不斷發展,科學技術不斷進步,電子產業迅速發展起來,無論是生產規模抑或核心技術都有了質的飛越。電子市場的不斷擴大使該行業對電子技術的人才需求量不斷增加。無論是研發高科技,還是生產、裝配,或檢修都需要大量人才。中職院校是為各行業輸送專業人才的重要場所。中職院校為了不斷提高電子應用專業學生的專業技能,需要將電子專業實驗課的作用發揮出來。
關鍵詞:
中職院校;電子技術;開放式實驗
中職電子專業是一門專業難度相對比較大的課程,對學生有較高的要求。隨著國家新課程改革標準的推行,現代電子技術專業教學內容與傳統教學內容有著較大的出入。傳統電子技術專業內容以電子技術與操作技術為主。教師在教學過程中只需依據課例進行授課并示范,而學生也只需記憶授課內容,便完成了教學目標。然而,現代電子專業課程則要求學生學習理論知識的同時,具備實際動手操作能力。因此,將開放式實驗室應用到中職電子技術教學中具有非常重要的現實意義。
一、開放性實驗室的必要性
(一)電子教學發展的要求。
電子技術課程的內容具有一定的抽象性和很強的實用性。因此,教師在日常教學過程中如果采用傳統教學模式,僅依靠教材知識則難以實現教學目標,技術與原理很難讓學生掌握。因此,一定要改變傳統教學模式,創新教學方法,以實現教學目標。針對此點,開放性實驗室便有了用武之地。
(二)中職學生的學習要求。
開放性實驗室,主要目的在于培養學生實踐能力,提高學習能力,并發揮實驗室應有的價值。為使學生更好地學習,中職應重新設計教學課程,將之與電子電工實驗室的使用有機結合,提高實驗室的應用率,繼而加大開發程度。教學過程中,教師要讓學生的主體地位得到充分體現,對學生學習中的表現與狀態給予充分重視,改變傳統學生被動接受知識的狀態。開放性實驗室的建立是實現這一目標的很好途徑。
二、開放性實驗室的實施內容
隨著時代不斷發展,社會中各行各業飛速發展,使職業教育產生巨大壓力,因此,中職只有改變教學模式,注重培養專業應用型人才,使學生動手能力得到增強,才能在一定程度上緩和這種壓力。目前,最重要的是如何提高學生學習與動手操作的積極性,除此之外,日常教學過程中還要找出傳統電子技術專業實驗教學中的不足之處,如電子實驗室中設備未能及時更新,陳舊的設備脫離時代;實驗室沒有做到合理管理,導致事故發生。另外,電子技術實驗教學的教材脫離現實生活,教材中描述的場景與問題基本以模擬為主,讓學生感到知識與實際生活脫節等問題。因此,應盡快改變電子技術實驗課的教程,繼而采用新的教學模式。這里,我們將開放性實驗室作為新的教學方案,通過不斷實驗、研究與討論,找出新方案的主要問題及對應解決辦法,讓方案幫助學生最有利地發展。
(一)大概目標。
通過開展實驗室電子技術技能課程,有效檢驗該教學方式的實用性與效果。通過范例實訓,學生的學習積極性被充分調動起來。只有讓學生主動參與,并結合教師引導,進一步分析處理,才能在此過程中收獲知識。學生進行試驗之前已初步掌握了部分電工基礎知識。通過電子線路專業基礎課程教學,學生了解部分基本分析電路的方法和基本技術與應用。學生擁有一定基礎,再通過動手練習,讓教學效果事半功倍,最后結合理論,提高實踐有效性。
(二)實訓:TTL邏輯探針。
實訓目標是要學生掌握數字信號的基本內容,并能明確模擬信號與數字信號之間的區別。此外,還要了解數字電路的基本邏輯知識,并在實際過程中進行操作。在此基礎上,學生要能分析并了解TTL數字集成電路,并能繪制與工程相關,如電路原理、實物等的圖,繪制上述兩圖,需要學生在理解前者的前提下,將集成電路的功能充分發揮出來才能完成后者。除了會制圖,還要對集成電路中各管腳的功能了若指掌,正確理解數字集成電路的懸空腳。教學過程中應向學生提供任務指導書,內容主要包括背景、材料及要求等,并分解實訓內容,結合學生當前學習水平,布置最合適他們的任務,不僅方便學生進行試驗操作,還能提高試驗成功率。成功的實驗會讓學生產生自我成就感,學生會感覺學習非常有趣。實驗不僅促進師生之間的交流,教師還能從中總結新技能。
三、結論
隨著時展,電子產業的發展越趨完整。中職作為培養企業高精尖人才的重要基地,是電子生產企業發展的核心。實際教學過程中,實施開放式實驗室教學模式,能使學生專業技能得到切實提高。因此,開放性實驗教學應得到大力推廣并普及,幫助學生更有效地提高專業素養和專業技能。
作者:金大青 單位:江蘇省高郵中等專業學校
參考文獻:
篇9
1電子設計工程師認證的特點
電子設計工程師認證的性質屬于同行認可、社會承認。認證堅持公開、公正、公平的原則,認證標準注重能力、追求最大的社會認可度和最終國際認可。中國電子學會電子設計工程師認證項目負責人戴茗在接受《中國電子報》記者采訪時表示:“推行此項認證有多方面的目的,首先是為促進電子設計人員的實踐動手能力,滿足社會用人需求,促進就業;其次是為高等院校畢業生提供就業崗前培訓,獲得行業準入技術資格;再次是為企事業單位在人才的選擇上提供一個客觀的評價;最后,也將推進與國際專業技術資格的互認。”參加認證的學員經過一些工程方面的實訓,具有一定的工程實踐能力;認證考試采用全國統考,一年兩次。統考采用計算機答題和動手操作相結合的方式進行。考試特別安排了實際設計題,考生首先在計算機上進行機考,根據題目要求,提交設計方案;然后在3小時的時間內,搭出一個實際的電路,并在系統上調試通過,以此來進一步考查考生的實際動手能力。認證考試的判卷采用各考點互判的方式,以保證其公正性。面向學生的電子設計工程師認證分兩級:電子設計初級工程師、電子設計助理工程師,在獲得助理工程師并擁有一定工作經驗的基礎上,可以不斷向中級工程師和高級工程師晉級。電子設計工程師認證考試涉及到的專業知識面廣,其中包括模擬電路、數字電路、高頻電路、傳感器技術及應用、微機原理、單片機接口技術、PLD可編程技術、DSP技術、自動控制原理等多門課程;綜合性、應用性強。考試題目中大都是工業、科研、實驗等方面經常用到的電子技術知識,必須依靠多學科知識才能完成。同時,考生還應具有較強的電路設計能力、實驗操作能力及計算機應用能力等。
2電子設計工程師認證反應出的教學問題
電子設計工程師認證綜合知識考試著重考查考生電子技術的基礎知識的掌握、綜合應用能力以及解決問題的能力。考試的指導思想是:提高被認證考生的理論知識與實踐相結合的能力,專業知識的綜合應用能力,縮小學校教學與市場需求的差距,使被認證的考生滿足社會對電子設計人才的需求。從學生的認證考試中反應了電子技術教學過程中的一些問題:
(1)基本概念不清楚,基礎知識不扎實。學生在學習中不注重基本概念等基礎知識的學習,對電子技術常用的元器件種類、特點及應用等內容不能完全掌握。例如認證考試有兩判斷題:標稱為223的貼片電阻,其阻值是22KΩ;場效應晶體管和雙極型晶體管都屬于電壓控制器件;很多學生答錯。
(2)理論知識應用于實際能力較差。很多學生不能運用所學知識分析問題、解決問題。不能運用理論知識對系統電路進行周密分析,在電路調試中出現問題很難準確地判斷故障點,不能獨立解決問題。
(3)動手能力、實踐技能不扎實。在組裝連接電路時,布局不規范,電路走線隨意,考慮問題不全面。有些學生對儀器、儀表使用、焊接等操作不熟練。尤其是女同學甚至不會使用電烙鐵。
3改革電子技術教學,提高認證通過率如何改革電子技術教學,提高學生電子設計工程師認證的通過率呢?
3.1提高輔導教師的綜合素質,認真系統地輔導學生認證考試不僅對學生的實踐能力進行檢驗,同時也對指導教師提出了更高的要求。教師需要不斷學習、更新知識,才能從容面對指導任務。在考前的培訓過程中,只有老師具備了很強的實踐動手能力,才能夠自如地指導學生。因此,認證考試對教師的實踐能力的促進作用是不言而喻的。由此可見,認證考試既是對學生實踐能力的檢驗,同時也是對教學工作的檢驗,也是對教師工作能力的檢驗,所以不斷提高教師業務能力很有必要。為此,必須為電子技術課程配備一支綜合素質高、業務能力強的教師隊伍,根據考試大綱,做好每期認證考試前的專門輔導工作。
3.2加強實踐教學,提高學生動手能力為了提高認證考試的通過率,實驗課不僅要讓學生學會儀器、儀表的使用,基本電路的工作原理,更重要的是要培養他們分析問題、解決問題的能力,提高他們的實踐動手能力。在實驗教學中,建立分層次教學的實踐教學模式。改變過去實踐教學“一刀切”、“一窩蜂”的現象,將實踐課程的教學模式分為基礎實驗、驗證性實驗、設計性實驗三個層次,難度逐步提升,將主動權教給學生,使學生可以根據自身的水平逐級選擇自己能夠達到的難度,杜絕“基礎好的學生吃不飽,基礎差的學生吃不消”的現象,在完成基本教學內容的前提下有所提高。
(1)基礎實驗。教學內容為基本電子器件的應用性實驗,側重于培養學生電子器件基本應用、簡單電路的安裝與測試能力。教學組織上主要采用教師演示,學生自主練習的方式。目的是加深學生對電子技術基本理論的理解,提高學生對基礎實驗的興趣。
(2)驗證性實驗。教學內容為模擬電路、數字電路中各單元電路的設計及小系統設計。采用積木式、模塊化結構,將設計的單元電路組合成小系統電路,完成應用電路系統的設計。教學組織上主要采用教師給出主要電路,學生搭建并驗證的方式。目的是培養學生將基礎實驗中孤立的小型電路結合起來。形成“系統”這一概念。并鼓勵學生在此基礎上改進現有電路。提出自己的設計方案。
(3)設計性實驗。教學內容包括電子信息類專業的信號檢測、控制、傳輸與處理等應用性較強的綜合設計性實驗。采用中、大規模集成電路、專用集成電路與可編程邏輯器件。教學組織上主要采用學生自主、教師必要輔導的形式。目的是培養學生進行模擬電路、數字電路綜合設計、裝調與測試的能力。強調各種設計方案的實現與創造性思維能力的發揮,鼓勵創新與突破。
3.3建立科研平臺,提高學生學習的興趣培養學生的創新意識、創新精神與創新能力,僅僅依靠課內教學遠遠不夠,為此,可以積極開展豐富多彩的科技活動,為學生開展小發明、小制作,營造良好的環境,為電子設計工程師認證奠定基礎。
(1)開放實驗室,提供自主實訓場地。每學期在安排課內實驗教學的同時,創建創新實驗室并制定創新實驗室的開放計劃、開放項目。創新實驗室不僅可以為學生提供場地,還可以為學生提供必要的設備,如:信號發生器、示波器、萬用表、單片機仿真器、電類實驗箱、單片機最小系統、計算機及相應軟件等;同時還安排教師現場指導,極大的提高學生自主學習的積極性。
(2)廣泛開展課外課題小組活動。為激發學生的興趣,同時也為了提高指導教師的水平,根據教師的專業水平,可以對學生進行分組選題,成立各種課題小組。課題應注重基本知識、基本技能的應用和培養,注重工作經驗的總結和提高。
篇10
關鍵詞:本科院校;電子信息工程專業;教學改革
中圖分類號:G420
文獻標志碼:A
文章編號:1002-0845(2013)04-0020-02
教育部電子信息科學與工程類專業教學指導分委會制定的專業規范中明確指出,“電子信息工程專業是培養掌握電子技術和信息系統基礎知識,具有較強的自學能力和工程實踐能力,能從事各類電子設備和信息系統的研究、設計、開發、應用和集成的高等工程技術人才”。但是,從目前我國高校電子信息工程專業來看,大多本科生的理論基礎良好,但動手實踐能力不強,缺乏探究精神與創新意識。因此,結合電子信息工程專業知識結構和特點,從理論和實踐兩方面,推動電子信息工程專業的教學改革,是新形勢下高等工程本科院校的一項緊迫任務。
一、明確教學目標
通過學習電子電路的基本理論知識和實驗技術,掌握信號的獲取與處理、電子設備與信息系統等方面的基本理論知識及應用技術,掌握計算機軟件和硬件的理論知識和操作方法;通過電子與信息工程實踐的基本訓練,具備分析、設計、開發、集成和應用電子設備和信息系統的基本能力。具有科學的思維方式和良好的職業素養,了解關于電子信息工程產業的政策和法規、理論前沿、發展趨勢,具有研究、開發新系統、新技術的初步能力。
二、教學內容改革
1 理論教學內容
本科院校電子信息工程專業應根據市場人才需求寬口徑招生,強化公共基礎,培養綜合素質,拓展專業方向,按社會所需,動態調整學生專業走向,不斷優化課程體系,可以將課程設置成基礎、核心、提高三個模塊。基礎課程主要培養學生對電子電路系統的操作使用與維護維修技能,重點開設的課程有電子產品生產工藝與管理課程、電子測量技術課程等;核心課程主要用于培養學生對電子系統電路原理圖的識讀與分析技能以及對電子元器件的識別與檢測能力,重點開設的課程有電工基礎課程、電力電子技術課程等;提高課程主要用于培養學生應用模擬數字集成電路進行電子系統的應用開發設計能力,重點開設的課程有單片機原理與應用課程,模擬、數字集成電路系統應用設計課程等。為突出課程教學中的實用性與綜合性,應加大跨學科課程、也就是所謂的通識課程的比例,以適應專業寬口徑的要求。如開放“電路綜合設計應用”課程等。
2 實驗教學內容
(1)開放性實驗
教師應積極改進原有的實驗教學模式,采取開放性方法,包括時間、內容、元器件等諸多方面的開放。一是給學生更多參與實踐的機會,并可以根據自身實際情況選擇實驗時間。實驗室實行開放式管理,公布開放時問,學生可以通過上網預約實驗,靈活完成實驗并撰寫實驗報告。二是學生除了完成教師規定的實踐任務以外,還可以結合自己的專業、興趣愛好,進一步擴展實踐內容,由任課教師提供相關實驗課題或由學生自主選擇實驗課題,學生自行獨立設計方案和實驗完成時間表。三是元器件的開放是指要把與實驗相關的所有元器件發給學生,學生有統一的元器件庫,在杜絕浪費的情況下,提交領物單,經培訓老師簽字確認后可以免費領取元器件。
(2)分層次實驗
一是基礎操作環節。該環節的教學內容主要以技能基礎層實驗為主,以電工基本技能、模擬電路實驗、基本電子器件的應用開展有效的實驗教學,學生自行安裝并測試電路,以此增強學生應用電子器件的能力,同時書寫規范的實驗報告。在該環節中,要強化基礎實驗課所必須掌握的各項訓練內容,讓學生們用實驗驗證相應的理論知識,培養學生的基本實踐技能,掌握常用電子儀器設備的使用方法和科學實驗的基本方法。
二是設計實驗環節。該環節的教學內容主要以綜合設計性實驗為主,教師只需要給出實驗的要求,學生就可以根據教師的要求進行實驗資料的搜集和整理,進行方案的制訂,通過應用大中規模的集成電路、可編程邏輯器件、系統仿真及虛擬實驗、單片機應用實驗、DSP技術完成應用電路系統的設計。綜合設計性實驗強調各專業實驗之間的縱向與橫向聯系、強調多門課程與實際生活結合,強調關鍵知識點在不同實驗中的靈活應用,鼓勵學生大膽創新與突破進取,通過這一環節培養學生綜合設計能力,提高學生創新能力和工程應用能力。
三是研究性實驗環節。該環節的教學內容涉及到電子信息學科的科研課題或者學生自主研究的課題等,要求學生跟蹤電子信息工程的發展方向進行研究,既可鞏固理論知識基礎,又可以獲得更多教材以外的學習內容,并提高學生動手操作能力。
三、實踐教學改革
1 電子工藝實訓
所謂電子工藝實訓,主要指在學生完成了基本的模擬電子課程和數字電子課程之后開展的實踐活動。在過去的電子工藝實訓教學中,由教師統一發放電路圖、印制電路板或元器件等,學生只要將各個元器件連接起來既可,操作過程非常簡單,沒有挑戰力,難以激發學生的參與熱情或提高實踐能力。因此,加強對電子工藝實訓課程的改革,將基本的電子電路原理圖交給學生,提出明確的標準、要求等,由學生自主選題,在充分了解原理圖的基礎上進行設計,經過教師認可之后即可進入制作印刷電路板、焊接電子元件和調試電路的環節。若完成了既定的電路設計基本功能實訓任務,則要求學生寫出自己的制作說明書。通過這一訓練過程,增強了學生對電路設計的模擬實踐水平,將所學的數字電路知識應用到具體實踐中,并可自主動手進行電路操作,增強了實踐技能。
2 建立大學生實習基地
應按照工業園區實習公司的要求,修改部分教學大綱,著重培養學生的工程實施能力。校內的實習可以和利用各類實驗室建設緊密結合在一起,既節約成本,又可保障學生安全,利于管理;積極建立“產、學、研”校外實習基地,學生可以直接到實習基地進行實習,將所學知識運用到生產崗位,使學生得到真實的工程訓練。
3 課外教學活動
可以依據科研項目的性質和需要,鼓勵學生參與全國大學生電子設計競賽。為他們提供實驗室,配置儀器設備,推薦指導教師,以競賽激勵學生動手實踐的積極性,提高其競爭、合作意識;引導高年級優秀學生進入專業實驗室,以開放實驗與科研項目相結合的形式,鼓勵學生適當參與科研活動,達到擴展學生專業知識面、提升實踐問題的解決能力、養成團隊合作意識的目標。可聘請著名專家、教授對學生舉行學術講座,活躍學術氛圍;還可組織學生開展課外基礎知識與技能培訓,如網頁制做、計算機輔助設計等電子科技活動。
四、教學手段改革
1 制作高質量的CAI課件
應當在課堂中努力營造一種教與學的和諧教學環境,全面調動學生的學習積極性,可憑借CAI課件的生動、形象、大容量等優勢,以動畫演示的方式將課本中的內容呈現出來,吸引學生注意力,提高學習興趣和積極性。
2 充分利用專業的仿真軟件
我們可以通過使用計算機軟件來完成電路設計,這樣可以大大減輕方案驗證階段的工作量,各種實驗參考數據也能實時進行保存。在實驗教學中,可以采用Multisim電路仿真平臺。還可以在EWB技術基礎上,運用專業化的仿真軟件進行電路工作模擬,它的功能非常強大,既提供了電路的多種仿真分析技術,如交流頻率特性、參數掃描分析、直流掃描分析、傅里葉分析、瞬態分析等,又提供了虛擬儀表和儀器,如直流電壓表、直流電流表、數字萬用表、函數信號發生器、功率表、示波器、掃頻儀、數字信號發生器、邏輯分析儀和邏輯轉換儀等。還可以由學生自主設計各種仿真電路,進一步鞏固所學的知識內容,激發學生的學習興趣。
3 實現網絡資源共享
教師應在教學過程中充分利用網絡資源,注重課程網站的開發與應用,建立網絡資源共享平臺,以此習題、補充相關資料等,學生可以很方便地利用網絡下載課件。也可以通過網絡作為交流的園地,實現在線答疑、教學互動,提高教學效果。還可以介紹電子工程網站、著名電子技術網站等,通過這些網絡資源調動學生學習的積極性,培養學生搜集信息的能力,促進與專業電子工程師的學術交流與合作,使學生拓寬視野,隨時了解電子行業的未來發展趨勢。
五、加強師資隊伍建設
學校要積極組織教師參加由國家教育主管部門主辦、由各企業協辦的新技術培訓。教師分期分批到電子行業類公司掛職鍛煉(半年以上),可以拓寬教師視野,更新教育理念,提高教師的實踐動手能力和知識更新能力。鼓勵青年教師積極參加指導電子設計大賽等活動,積累指導及工程實踐經驗。同時,要引進兼職教師,在電子行業類企業的專家和工程師中招聘兼職教師,充實到教學團隊中,參與校內實際的人才培養方案制訂、課程開發、實際教學等活動。