發(fā)布時間:2023-09-26 08:27:20
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇電子入門基礎(chǔ)知識,期待它們能激發(fā)您的靈感。
關(guān)鍵詞:電子創(chuàng)新;實(shí)踐;綜合素質(zhì)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.123
高校對于電子信息類專業(yè)開設(shè)了較多的專業(yè)課程,大一大二主要為專業(yè)基礎(chǔ)課,例如c語言,數(shù)字電路,模擬電路等,大三后則開設(shè)專業(yè)課程的學(xué)習(xí),信號與系統(tǒng),數(shù)字信號處理等等,因?yàn)榍捌诖蟛糠譃槔碚摻虒W(xué),造成學(xué)生在專業(yè)課的學(xué)習(xí)中因缺少動手實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和對專業(yè)的認(rèn)知而感覺吃力,很多學(xué)生最終只是盲目的學(xué)習(xí)。不少高校組織學(xué)生參加專業(yè)競賽,對于大一初學(xué)者來說,沒有任何基礎(chǔ)知識,學(xué)生必須通過自己私下學(xué)習(xí)或者學(xué)校的小班授課方可參賽。《電子創(chuàng)新入門》課程開設(shè)在大一學(xué)年,分為上下兩個學(xué)期,使所有的學(xué)生都對專業(yè)有了認(rèn)識并對專業(yè)知識入門學(xué)習(xí),有利于學(xué)校競賽活動的開展,更加有利于學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)。
1 傳統(tǒng)的培養(yǎng)計劃存在一定的弊端
電子信息的培養(yǎng)目標(biāo)是使學(xué)生具備電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識,能從事各類電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的應(yīng)用、設(shè)計、制造和研發(fā)[2]。然而大部分高校在電子信息類專業(yè)傳統(tǒng)的培養(yǎng)計劃中,總是忽略一年級學(xué)生在專業(yè)認(rèn)知方面的學(xué)習(xí),部分高校甚至到大一下學(xué)期才有關(guān)于本專業(yè)的相關(guān)課程,這樣造成了很多學(xué)生在大一期間對于本專業(yè)過于茫然從而失去原有的學(xué)習(xí)興趣,幾乎所有的高校會選擇在大二期間開設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)課,大量的理論知識和少量的實(shí)踐課程涌入,使一部分學(xué)生措手不及,從而成績出現(xiàn)明顯現(xiàn)象[2]。另外,各大高校電子信息類專業(yè)都有相關(guān)的競賽,比如大學(xué)生電子設(shè)計競賽,大學(xué)前期是非常關(guān)鍵的參賽階段,卻因?yàn)榇笠黄陂g沒有相關(guān)課程的培養(yǎng)計劃,而出現(xiàn)了競賽瓶頸。
2 《電子創(chuàng)新入門》課程介紹及實(shí)施步驟
《電子創(chuàng)新入門》是一門教與學(xué)相結(jié)合的課程,學(xué)生通過理論知識進(jìn)行對應(yīng)的實(shí)踐。將其分為《電子創(chuàng)新入門上》和《電子創(chuàng)新入門下》,分兩個學(xué)期完成。其中《電子創(chuàng)新入門上》主要完成基本元器件的的認(rèn)識及應(yīng)用、基本儀器的認(rèn)識及使用、練習(xí)焊接技術(shù),第一階段:基本元器件的認(rèn)識及應(yīng)用,了解元器件在相關(guān)軟件中的一些代號;第二階段:常用儀器的教學(xué),通過相關(guān)視頻教會學(xué)生最常用的萬用表和示波器的用法;第三階段:學(xué)生們學(xué)習(xí)并練習(xí)焊接技術(shù),焊接基本元器件、看電路焊接,再通過示波器或萬用表測信號,最后通過電子套件的焊接與測試做為學(xué)生的考核成績。《電子創(chuàng)新入門下》主要完成單片機(jī)最小系統(tǒng)的應(yīng)用,第一階段:單片機(jī)最小系統(tǒng)的認(rèn)識、使用以及相關(guān)軟件的安裝練習(xí),使學(xué)生了解各個軟件的使用方法;第二階段:基本電路的控制實(shí)現(xiàn),仿真及實(shí)物的設(shè)計與實(shí)現(xiàn),通過若干個實(shí)例學(xué)會使用單片機(jī);第三階段:單片機(jī)控制器的創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的考核[1]。
3 《電子創(chuàng)新入門》課程在教學(xué)中的具體應(yīng)用
3.1 教材的選用
針對《電子創(chuàng)新入門》課程性質(zhì),以實(shí)際應(yīng)用為主,上學(xué)年選用教材以基本元器件認(rèn)識為主,教師配以大量輔助資料,并做好本校實(shí)驗(yàn)室相關(guān)儀器的使用方法的視頻錄制,播放給學(xué)生觀看學(xué)習(xí),焊接也是以優(yōu)秀焊接視頻為教材,包括直插式芯片和貼片式芯片的焊接方式。下學(xué)年主要是內(nèi)容以單片機(jī)和protues的結(jié)合此類教材為主,教材對于學(xué)生的學(xué)習(xí)相當(dāng)重要,學(xué)生在課堂過程中的學(xué)習(xí),教材的學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)筆記的鞏固需要相輔相成。
3.2 教學(xué)進(jìn)度及內(nèi)容
(1)高校電子信息類專業(yè)的學(xué)生大一期間須有對本專業(yè)的認(rèn)識,大一上學(xué)期的《電子創(chuàng)新入門上》的教學(xué)從最基本的元器件認(rèn)識入手,電阻、電容、電感、開關(guān)、集成電路芯片、蜂鳴器、三極管、二極管、數(shù)碼管等等,并發(fā)放元器件,讓學(xué)生認(rèn)識各個元器件引腳,學(xué)會測量,估讀等,同時會用這些元器件設(shè)計簡單的電路,接著學(xué)生觀看本校萬用表和示波器的使用方法相關(guān)的視頻,將學(xué)生帶入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)這些儀器的使用方法,最后教會學(xué)生如何焊接,并申請部分教學(xué)經(jīng)費(fèi)購買基本的元器件,面包板和萬能板以及電子套件,如對講機(jī)電子學(xué)習(xí)套件,讓學(xué)生在大一上學(xué)期能夠看得懂電路,并練好焊接技能。
(2)大一下學(xué)期,c語言已經(jīng)開始學(xué)習(xí),當(dāng)c語言前期的基本的語法知識教學(xué)完畢后,即可開始《電子創(chuàng)新入門下》的教學(xué)。教學(xué)過程中所使用的單片機(jī)最小系統(tǒng),可以使用往屆學(xué)生工藝制作成品,隨后通過上學(xué)期基本元器件的簡單的電路知識,進(jìn)行整體的電路搭建,學(xué)生首先用keil開發(fā)環(huán)境和protues軟件相結(jié)合,再通過面包板搭建led燈電路,做亮燈、閃燈、流水燈、跑馬燈以及呼吸燈,搭建三極管驅(qū)動蜂鳴器電路以及數(shù)碼管電路等等,不僅對c語言課程的語法(for,while等)進(jìn)行了鞏固學(xué)習(xí),同時實(shí)驗(yàn)的成功激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過這些簡單的程序編寫以及電路搭建,不僅有益于計算機(jī)等級考試,對競賽也是很有幫助的。最后大家將元器件組合搭建電路、焊接并控制成功,實(shí)現(xiàn)最終的創(chuàng)新考核。
4 結(jié)語
《電子創(chuàng)新入門》開設(shè)在高校電子信息類專業(yè)一年級,具有深遠(yuǎn)意義,并將會在該類專業(yè)的課程教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用與認(rèn)可。該課程為學(xué)生在今后的專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ),課程充分的結(jié)合了本專業(yè)學(xué)習(xí)的特點(diǎn),理論結(jié)合實(shí)踐,不僅使學(xué)生能對本專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣,同時對學(xué)生們的計算機(jī)二級考試以及電子競賽有很大的幫助。《電子創(chuàng)新入門》課程解決了電子信息類學(xué)生在大一學(xué)習(xí)過程中對專業(yè)知識的空白期,在電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)計劃中起到了承上啟下的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]黃巧巧,王獻(xiàn)合.項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)課程中的探索與實(shí)踐[J].工業(yè),2016(16):266.
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》是根據(jù)西北工業(yè)大學(xué)面向21世紀(jì)課程教材建設(shè)的總體規(guī)劃,并結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的形勢與當(dāng)今的應(yīng)用環(huán)境組織編寫的。
全書共分為8章,是電子技術(shù)基礎(chǔ)的一個重要分支,是電氣、電子信息類和部分非電類專業(yè)本科生在電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識、放大電路基礎(chǔ)、多級放大電路、集成運(yùn)算放大電路、放大電路的頻率響應(yīng)、放大電路的反饋、信號的運(yùn)算和處理、波形的產(chǎn)生和信號的轉(zhuǎn)換、功率放大電路等。
課程通過對常用電子器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設(shè)計
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:PLC;提高;教學(xué)有效性
可編程序控制器(簡稱PLC)是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。硬件是以微處理器為核心,融合了自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動化控制裝置,軟件是采用面向生產(chǎn)、面向用戶的編程語言,通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是通過軟件實(shí)現(xiàn)控制過程,具有組裝維護(hù)方便、編程簡單、功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),因此得到迅猛發(fā)展,在工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的使用。了解PLC的工作原理,具備設(shè)計、調(diào)試、和維護(hù)PLC控制系統(tǒng)的能力,已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的必然要求。
但是PLC這門學(xué)科理論性與實(shí)踐性都非常強(qiáng)!對于學(xué)生的學(xué)習(xí),具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)和考驗(yàn),針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的狀況,結(jié)合PLC學(xué)科特點(diǎn)與要求,提高PLC課堂教學(xué)的有效性,確保學(xué)生掌握扎實(shí)的PLC理論知識,具備PLC綜合運(yùn)用能力,這是非常值得研究的課題。
一、做好PLC入門教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
PLC這門學(xué)科理論性強(qiáng)、抽象,學(xué)生不易理解,難于入門,這幾乎是所有學(xué)習(xí)PLC初期時學(xué)生的共同感受,所以,做好人門教學(xué)是非常重要的。如果入門教學(xué)沒有做好,學(xué)生一開始就失去了學(xué)習(xí)興趣和熱情,就很難進(jìn)入下一步的學(xué)習(xí)。入門教學(xué)一定要遵循簡單、直觀的原則。那么怎樣進(jìn)行PLC入門教學(xué)呢?開始時,學(xué)生對PLC學(xué)科不了解,可以從網(wǎng)上搜索一些介紹PLC的背景資料,或者借助PLC仿真軟件,做一些PLC控制的自動化生產(chǎn)過程的視頻短片,幫助學(xué)生初步認(rèn)識、了解PLC。例如,用PLC控制一個自動包裝橘子的生產(chǎn)過程,堆如大山的一堆橘子只需按下啟動按鈕,在傳送帶和傳感器的作用下一下子都用紙盒箱包裝得整整齊齊,一些零散的電子元件在PLC控制的自動化生產(chǎn)線瞬間變成一個完整的電路板。這些直觀的視頻教學(xué),讓學(xué)生對這門學(xué)科有一個感性認(rèn)識,認(rèn)識到PLC功能的強(qiáng)大,產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動力。同時,讓學(xué)生了解與我們的生活息息相關(guān)的一些PLC運(yùn)用,如:一包面粉在PLC的控制下,按下啟動按鈕熱騰騰的面包就出爐了,讓學(xué)生覺得PLC離他們很近,有親近感,還可以在課堂上登人人才網(wǎng),查看一些招聘電類的工作崗位,讓學(xué)生知道在就業(yè)市場上對PLC人才的需求情況(如:很多單位都提出“懂得PLC者優(yōu)先考慮”),以就業(yè)為導(dǎo)向讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目的和意義,促進(jìn)學(xué)生更加自覺、主動地學(xué)習(xí),并在學(xué)習(xí)中獲得樂趣與動力。
做好入門教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)生興趣,充分調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)PLC是非常關(guān)鍵的。
二、學(xué)習(xí)PLC相關(guān)基礎(chǔ)課程以及掌握扎實(shí)的PLC基礎(chǔ)知識是學(xué)好PLC的基礎(chǔ)
1.學(xué)習(xí)PLC相關(guān)基礎(chǔ)課程
學(xué)習(xí)PLC,需要很多電類基礎(chǔ)課為依托、做基礎(chǔ),才能夠快速、高效地理解和應(yīng)用PLC。通常在學(xué)習(xí)PLC學(xué)科之前,要開設(shè)《電工基礎(chǔ)》《電子技術(shù)》《電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練》等相關(guān)學(xué)科。其中《電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練》學(xué)科和PLC的學(xué)習(xí)關(guān)系最為直接。電力拖動控制電路主要是繼電器開關(guān)量控制的邏輯控制方式,而PLC的邏輯控制則是在繼電器開關(guān)量控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它們具有非常緊密的關(guān)系,特別是在PLC學(xué)習(xí)的入門階段,所以,學(xué)好相關(guān)的基礎(chǔ)課程,對于學(xué)生學(xué)習(xí)PLC是很重要的。例如,把電力拖動中的正反轉(zhuǎn)控制電路與PLC正反控制電路做比較,從自鎖,連鎖,熱機(jī)過載電器保護(hù)等方面都可以看出電力拖動控制電路和PLC控制電路是非常的相似。學(xué)生學(xué)習(xí)電力拖動中的三相交流異步電機(jī)的點(diǎn)動、連續(xù)、正反轉(zhuǎn)控制等基本電路,同時建立了開關(guān)量控制的基本概念,并在電力拖動控制線路的實(shí)訓(xùn)中學(xué)習(xí)接線工藝,這為學(xué)生學(xué)習(xí)PLC控制器的外部接線奠定了良好的基礎(chǔ)。
2.掌握扎實(shí)的PLC基礎(chǔ)知識
(1)PLC的硬件組成
可編程控制器主要由中央處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾部分組成。
(2)PLC的軟件結(jié)構(gòu)
在可編程控制器中,PLC的軟件分為兩大部分:
系統(tǒng)監(jiān)控程序:用于控制可編程控制器本身的運(yùn)行。主要由管理程序、用戶指令解釋程序和標(biāo)準(zhǔn)程序模塊,系統(tǒng)調(diào)用。
用戶程序:它是由可編程控制器的使用者編制的,用于控制被控裝置的運(yùn)行。
(3)PLC的編程指令
PLC的編程指令有很多,大致可以分為程序流程指令、傳送與比較指令、算術(shù)與邏輯指令、循環(huán)與移位指令、高速處理指令、方便指令、外部I/O設(shè)備指令、浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令、定位指令、時鐘運(yùn)算指令、設(shè)備指令、觸點(diǎn)比較指令等。對于每一個指令的應(yīng)用和編程元件都進(jìn)行深入、全面的了解,才可以避免在編程應(yīng)用的生產(chǎn)過程中出錯。
可見,這些相關(guān)學(xué)科和PLC基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),對學(xué)生學(xué)習(xí)PLC起到了基礎(chǔ)性的作用。
三、借助多媒體虛擬、仿真技術(shù),選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,提高PLC課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率
1.充分利用PLC仿真軟件,提高PLC理論教學(xué)
PLC理論知識,抽象,難于理解,怎樣讓它變得直觀、形象,過程清晰?對于學(xué)生的學(xué)習(xí)意義重大。通過運(yùn)用PLC仿真軟件,能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)現(xiàn)不了的情境、動畫、實(shí)驗(yàn)等。以生動、形象、高效的仿真,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。仿真軟件的主要運(yùn)用有:(1)在PLC教學(xué)中把一個個指令和編程元件直觀地展示。例如,一個上升沿指令,在觸電接通或斷開的時候有個脈沖輸出,可以通過軟件直觀展示動作變化;(2)借助PLC的仿真軟件模擬上課時的程序,模擬所控制的動作運(yùn)行過程,檢驗(yàn)設(shè)計的程序是否正確?可以實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐相互印證;(3)通過仿真軟件模擬工業(yè)控制過程場景來設(shè)計控制程序。這樣使教學(xué)過程更加形象、直觀與逼真,有助于學(xué)生高效學(xué)習(xí)。
借助于知識面廣,信息量大,能夠快速而準(zhǔn)確地呈現(xiàn)教學(xué)過程中所需的信息資料的多媒體仿真技術(shù),幫助學(xué)生更好地理解與學(xué)習(xí),大大地提高了課堂教學(xué)的質(zhì)量與效率。
2.以案例教學(xué)法為主線開展PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué),提高學(xué)生PIE綜合運(yùn)用能力
在學(xué)生掌握了一定的PLC知識的基礎(chǔ)上,積極開展PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)。開展PLC實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)遵循先易后難、循序漸進(jìn)的原則,先進(jìn)行一些簡單的PLC控制過程的案例,在學(xué)生掌握一定的操作技能后,再進(jìn)行一些綜合性、應(yīng)用型的案例。例如:交通燈控制系統(tǒng),電機(jī)的順序啟動、停止設(shè)計。
通過典型而實(shí)用的案例,引導(dǎo)學(xué)生分析、討論、設(shè)計程序,引發(fā)學(xué)生積極、自主地學(xué)習(xí)。在案例選擇上,應(yīng)體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn),同時注意案例覆蓋的知識面,具有典型性。透過案例分析,學(xué)生比較容易理解各指令特點(diǎn),能夠比較深入、全面地學(xué)習(xí)整個程序設(shè)計流程。最后從PLC的流程圖、梯形圖、外部接線圖的繪制,程序調(diào)試等,嚴(yán)格按照設(shè)計一個機(jī)械設(shè)備或PLC控制的電氣設(shè)備項(xiàng)目的完整要求來開展PLC綜合實(shí)訓(xùn),讓學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)PLC在生產(chǎn)實(shí)踐中運(yùn)用的全過程,提高學(xué)生PLC綜合運(yùn)用能力。
總之,PLC是一門理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的學(xué)科,學(xué)好PLC必須多思考、多實(shí)踐,把理論知識和動手實(shí)踐緊密地結(jié)合起來。在不斷實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐中學(xué)習(xí),在不斷學(xué)習(xí)中實(shí)踐、提高!
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】模擬 電子課程 教材建設(shè)
《模擬電子技術(shù)》課程對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求進(jìn)行綜合訓(xùn)練性質(zhì)的課程,其目的是讓學(xué)生通過有關(guān)課題的設(shè)計和線路搭試調(diào)試,進(jìn)一步加深對所學(xué)基礎(chǔ)知識的理解,培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐動手能力和分析解決實(shí)際問題的能力。這門課程的難點(diǎn)在于,既不能不注意到前期課程的作用和效果,又不能把“模擬電子技術(shù)課程設(shè)計”課處理得和“電子制作”等課程完全在同一層次上,即應(yīng)該體現(xiàn)課程設(shè)計類課程的特點(diǎn)和要求。模擬電子技術(shù)課程教材建設(shè)就需要從課程設(shè)計理念、課程體系構(gòu)建和課程內(nèi)容選取、實(shí)踐教學(xué)等諸多方面建設(shè),才能符合當(dāng)前社會形勢下對高職教育的要求。
一、模擬電子技術(shù)課程性質(zhì)
模擬電子技術(shù)是一門非電專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程,是電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課;是機(jī)械電子、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、農(nóng)機(jī)化類專業(yè)必修的學(xué)科基礎(chǔ)課。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是電氣、電子信息類和部分非電類專業(yè)學(xué)生在電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課,具有自身的體系和很強(qiáng)的實(shí)踐性。它的主要任務(wù)是本課程通過對常用電子器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設(shè)計的學(xué)習(xí),通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程、將電子技術(shù)運(yùn)用到自動化與信息技術(shù)領(lǐng)域打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。理論課程內(nèi)容設(shè)計,全課程以電路基礎(chǔ)知識和模擬電子技術(shù)的基本理論及分析方法為主線,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際。充分體現(xiàn)了高職高專“夠用和實(shí)用”的教改方向,在基本理論部分特別強(qiáng)調(diào)對一些重要的基本概念和定律的理解,去掉或避開通常煩瑣的理論推導(dǎo)過程。在模擬電子技術(shù)部分根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展,側(cè)重集成電路器件的應(yīng)用。突出對學(xué)生應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng),同時還把課堂教學(xué)同生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,通過實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等措施,使得理論與實(shí)踐形成了有機(jī)的結(jié)合以利于學(xué)生實(shí)際能力和素質(zhì)的提高。
二、機(jī)電專業(yè)模擬電子技術(shù)教材現(xiàn)狀分析
現(xiàn)今模擬電子技術(shù)教科書的理論框架是晶體管發(fā)明以后美國科學(xué)家從上世紀(jì)50年代開始匆匆忙忙搭建起來的。一個學(xué)科理論完善起來至少需要幾百年時間。模擬電子學(xué)只有短短幾十年歷史,因此是難以完善的。傳統(tǒng)模擬電子學(xué)基礎(chǔ)理論有很多缺陷,傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)教材有很多問題甚至錯誤。模擬電子學(xué)深層次的問題有概念錯誤及方法低效等。例如小信號放大器概念虛幻縹緲,圖解法笨拙低效及放大器性能指標(biāo)參數(shù)敘述殘缺不全等。模擬電子技術(shù)教科書缺陷錯誤長期存在的根本原因是傳統(tǒng)理論的錯誤沒有及時得到糾正。數(shù)字電子技術(shù)等很多學(xué)科都能挑到比較好的書,而模擬電子技術(shù)很難找出一本好書,而且抄襲風(fēng)盛行,其根本原因就是目前模擬電子學(xué)基礎(chǔ)理論有系統(tǒng)性錯誤和空白,但是長期沒有人敢碰它。結(jié)果教材不少,但難有發(fā)揮,基本都是互相抄的。“那些譯本也是漏洞百出,只能將就著看”。
傳統(tǒng)模擬電子技術(shù)教科書的系統(tǒng)性問題實(shí)際反映了模擬電子學(xué)的思維混亂。基礎(chǔ)理論上的思維混亂不解決,必然引起教材作者的思維混亂。而教材作者的思維混亂必然引起讀者的思維混亂和工作效率及學(xué)習(xí)效率低下。幾個方面的思維混亂和效率低下是當(dāng)今模擬電子技術(shù)難教難學(xué)和教學(xué)質(zhì)量差的根本原因。
三、模擬電子技術(shù)教材編寫原則與思路
(一)以現(xiàn)代職教理念為平臺,倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新
實(shí)驗(yàn)是研究自然科學(xué)的一種重要方法,而電子學(xué)又是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科。在模擬電子技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中,電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)及模擬電子技術(shù)課程設(shè)計不僅是進(jìn)一步鞏固學(xué)生理論知識的重要手段,更是訓(xùn)練、培養(yǎng)學(xué)生掌握電子實(shí)驗(yàn)操作技能和方法的必要途徑,編寫教材的目的是培養(yǎng)學(xué)生熟練操作實(shí)驗(yàn)儀器和獨(dú)立開展基本實(shí)驗(yàn)的能力,幫助學(xué)生建立基本電路分析和設(shè)計的理念并培養(yǎng)學(xué)生熟練、準(zhǔn)確地測量和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果的能力,進(jìn)而從實(shí)際工程和系統(tǒng)應(yīng)用出發(fā),提高獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新意識,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程以及將來從事電類專業(yè)工程技術(shù)工作奠定必需的專業(yè)基礎(chǔ)。編寫教材的原則是:以學(xué)生為本,因?yàn)榻滩膬?nèi)容首先是給學(xué)生閱讀用的。即使教師沒有講的內(nèi)容,學(xué)生也應(yīng)該去閱讀,因此所編寫的教材就應(yīng)是讓學(xué)生讀得懂的教材。教材不是專著。用通俗易懂的語言來編寫教材。深奧難懂的地方,絕對不能用一兩句話一帶而過,而必須多用些具體材料或?qū)嵗右哉f明,深入必須淺出。強(qiáng)化器件外特性,淡化器件內(nèi)部原理;強(qiáng)化宏觀設(shè)計應(yīng)用,淡化微觀細(xì)節(jié)內(nèi)容;強(qiáng)化定性分析,淡化定量推導(dǎo);增加應(yīng)用電路舉例。
(二)教學(xué)內(nèi)容與教材素材之間的協(xié)同性
為了適應(yīng)電子信息科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的需要,以及新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容改革的需要,我們根據(jù)教學(xué)基本要求,總結(jié)了多年從事模擬電子技術(shù)教學(xué)工作的豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),針對模擬電子技術(shù)課程的基本要求和學(xué)習(xí)特點(diǎn),為滿足課程學(xué)時壓縮的實(shí)際需要,將傳統(tǒng)的“電路基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”兩門課程合并,鑒于近幾年來就業(yè)形勢的嚴(yán)峻,各個學(xué)校都對專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)時進(jìn)行壓縮,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課的同時學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課,內(nèi)容銜接上的不連貫使得學(xué)生對本門課程的掌握普遍感覺困難,所以本書的編寫思路是保證基礎(chǔ)、注重應(yīng)用、講清概念、力求精練。在模擬電子基礎(chǔ)部分,將難點(diǎn)分散,循序漸進(jìn)。
要始終立足于模擬信號放大與處理這一條主線,保證模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展。對傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)更新,適度刪減分立元器件電路,重視實(shí)際應(yīng)用模擬數(shù)字的與設(shè)計案例,引入現(xiàn)代模擬集成電路新技術(shù)、新知識、新器件及新方法,如光電子器件、開關(guān)電容濾波器、模擬乘法器、丁類功率放大器。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容可以結(jié)合基礎(chǔ)理論課程的進(jìn)度安排教學(xué),也可以單獨(dú)作為電子實(shí)踐訓(xùn)練課程。
一、抓好入門教學(xué)是掌握本課程的關(guān)鍵
本教材的主要內(nèi)容是模擬電子電路基礎(chǔ)部分,數(shù)字電路只占一章且內(nèi)容簡單易學(xué)。模擬電路部分的重點(diǎn)也是難點(diǎn),是低頻小信號電壓放大電路,而其中的單管放入電路的內(nèi)容是入門教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。如果多數(shù)學(xué)生真正學(xué)會了單管放大電路的分析方法與用途,那么再學(xué)習(xí)本課后續(xù)內(nèi)容時將會感到心中有。這個問題應(yīng)從以下兩方面入手:
1、狠抓基礎(chǔ)知識,理解基本概念。三極管的放大條件,放大作用,三極管的輸入、輸出伏安特性及主要參數(shù)是分析放大電路的基礎(chǔ);放大的實(shí)質(zhì)、放大的對象是理解放大概念的橋梁。對于基礎(chǔ)知識要經(jīng)過反復(fù)提問,和反復(fù)練習(xí)才能掌握,因?yàn)檫@是分析放大電路的依據(jù),它貫穿于整個課程的始終,所以這一部分內(nèi)容要狠下工夫。關(guān)于放大的實(shí)質(zhì)、放大的對象,可通過舉例讓學(xué)生理解。首先說明放大的實(shí)質(zhì)是能量的控制,例如:擴(kuò)音機(jī)在把人的聲音放大的同時,電源也消耗了能量,把幾百毫瓦的人的聲音變成幾瓦的揚(yáng)聲器的輸出,其能量是電源提供的,放大電路只起到能量的轉(zhuǎn)換作用,也就是能量控制作用,其中三極管的電流控制作用是能量控制的基礎(chǔ),三極管是控制的核心,但是三極管本身不能產(chǎn)生能量。同時強(qiáng)調(diào)放大的對象是變化量,如擴(kuò)音機(jī)放大的是聲音的變化,變壓器放大的是電壓的變化。
2、調(diào)析分析方法,重在有的放矢。單管放大的電路的分析分兩步進(jìn)行。一是建立靜態(tài)工作點(diǎn)的必要性,二是電路靜態(tài)與動態(tài)兩種狀態(tài)的工作關(guān)系。為什么要建立靜態(tài)工作點(diǎn),通過提出問題讓學(xué)生自己思考得到答案。如:畫出沒有基極偏置電路的電路圖,圖中三極管為鍺管,已知鍺材料三極管的輸入伏安特性正向死壓電壓是0.2V,問:峰值小于0.2V的正弦波輸入電壓能被放大嗎?
回答肯定是不能,再問,某電視機(jī)中的三極管放大電路,能夠把峰值為幾十uV的輸入信號放大,大家想是怎么做到的呢?再通過畫出脈動直流的波形指出思路,學(xué)習(xí)好的同學(xué)很快會說出輸入端疊加一支流值的答案,老師馬上引申,這個提供支流值的電路在放大電路中叫做建立基極偏置電路,增加基極偏置電路就叫建立靜態(tài)工作點(diǎn),所提供支流值的大小決定了工作點(diǎn)的高低。并強(qiáng)調(diào)放大電路必須建立靜態(tài)工作點(diǎn)。使學(xué)生明白由于三極管輸入特性的非線性,要想不失真的放大微弱的交流信號,必須建立靜態(tài)工作點(diǎn)這個道理。關(guān)于第二個問題:輸入信號與工作點(diǎn)的關(guān)系可通過實(shí)例將兩點(diǎn):(1)被放大的動態(tài)信號是疊加在靜態(tài)工作點(diǎn)上工作的;(2)靜態(tài)工作點(diǎn)的高低影響信號放大的質(zhì)量,影響最大不失真輸出幅度。再通過分析一個實(shí)際兩極交流放大器說明為什么前級工作點(diǎn)低,后級工作點(diǎn)高,為什么實(shí)際工作中需要調(diào)整工作點(diǎn)來引導(dǎo)學(xué)生思考。
總之,單管低頻小信號放大器是本課程的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié),這部分內(nèi)容理解了,電子電路的分析思路也就初步學(xué)會了。由于接下來的內(nèi)容如工作點(diǎn)穩(wěn)定電壓、負(fù)反饋放大電路、功率放大器、正弦波震蕩器、直流放大器等是在單管放大器基礎(chǔ)上進(jìn)一步改善性能,優(yōu)化結(jié)構(gòu),增強(qiáng)作用,提高品質(zhì)而產(chǎn)生的,除電路結(jié)構(gòu)不同外,分析思路是一樣的。所以說單管放大器的分析是本課程的入門教學(xué),我們必須狠下工夫。
二、合理取舍教材內(nèi)容,增強(qiáng)學(xué)生讀圖能力
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,集成電路的應(yīng)用越來越廣泛,如果按教材要求只講分離,不講集成,學(xué)生走向工作崗位,最基本的電路符號也不認(rèn)識,這就是教學(xué)的失誤。所以集成運(yùn)放應(yīng)用一節(jié)應(yīng)作為必修。甚至集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用最好也作一些簡單介紹,使學(xué)生對集成運(yùn)放的應(yīng)用有個全面的了解。其實(shí)這部分內(nèi)容用的課時并不多,而解決的問題并不少。相反,教材中開始部分載流子的運(yùn)動,PN結(jié)形成的內(nèi)部機(jī)理可簡單講解。特別強(qiáng)調(diào)不要讓學(xué)生在這兒鉆牛角,因?yàn)槲覀兊哪康氖菚x擇器件構(gòu)成應(yīng)用電路。
教學(xué)中還發(fā)現(xiàn),學(xué)生學(xué)完本課程后不知道學(xué)會了什么,也不知道怎么用,為了讓學(xué)生明確這些問題,學(xué)完全課程很有必要作幾個實(shí)際電路的讀圖練習(xí)。對中級技校學(xué)生可通過分析電路簡單的擴(kuò)音機(jī)、收音機(jī)、直流穩(wěn)壓電源或簡單實(shí)用的工業(yè)自動控制電路加強(qiáng)讀圖訓(xùn)練,通過電路分析,使學(xué)生知道電子電路的用途,明確電子電路是實(shí)現(xiàn)自動控制的有利工具,電子電路既是專業(yè)基礎(chǔ),其本身又是實(shí)用技術(shù)。
三、重視實(shí)踐環(huán)節(jié),收效事倍功半