直流穩壓電源設計總結范文

時間:2023-12-20 17:33:25

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直流穩壓電源設計總結

篇1

關鍵詞:直流穩壓電源;電路設計;工作原理

1 電路設計背景和目的

通過多年的教學經驗和對中職院校的學生進行的調研情況來看,中職院校的學生普遍文化基礎薄弱,對文化課、理論課不感興趣,但是大部分中職學生對實訓課程感興趣,喜歡動手操作,能夠嘗試動手去做一些實驗,有的甚至能獨立完成一些電子產品的安裝與調試。例如,簡單的門鈴電路,流水燈電路等。因此,針對中職院校學生的實際情況,結合我學院電氣工程系的學生學習情況,今年,我系領導決定對學生的課程安排進行了大膽改革,去掉純粹的理論課,所有專業課程都變為一體化課程,讓學生通過動手操作掌握理論知識,真正做到在做中學,在學中做,在這樣的背景下,我嘗試了將所擔任學科《電子技術基礎》這門理論課程融入到《電子電路的安裝與調試》這門實訓課程中去,變理論課實訓課程為一體化課程。依托這樣的改革前提,我嘗試對直流穩壓電源的電路進行了以下設計,目的就是為了更好的適應電氣工程系的改革實踐,同時也能夠使學生在實際動手操作過程中深刻理解相應的電子專業理論知識,能夠培養學生掌握理論知識的能力,激發學生熱愛電子專業的熱情,提高了學生學習的積極性,最重要的是讓學生學會了技能,一技在手,更好地走上工作崗位,盡快地適應社會。

2 電路設計實驗設備及器件

所謂巧婦難為無米之炊,電路設計同樣需要必要的實驗設施和工具,而實驗條件的好壞和選擇工具的正確與否是設計的關鍵和前提。下面我來具體闡釋我的設計思路中所需要的實驗條件、實驗工具和必要的原材料:

2.1 電路所需實驗設施和工具

本次設計的完成需要在專業的電子試驗臺上進行,需要的工具如下:示波器、萬用表、變壓器(12v)、電烙鐵、鉗子和鑷子等,另外需要必要的焊錫和連接線。

2.2 電路所需元器件清單

元器件清單如下:

1A二極管IN4007,V1、V2、V3、V4,4只;發光二極管V5,1只;熔斷絲FU 參數為1A1只;100uF 50 V電容C1,1只;10uF25V電容C2,1只;500uF 16V電容C3,1只;2200uF電容C4,1只;開關SW,1只;2.7KΩ電阻R1,1只;190Ω電阻R2,1只;280Ω電阻R3,1只;1KΩ電位器R4,1只;三端集成穩器CW7812 U(可調范圍1.25V~12V),一只;可調電阻RW,1只。

3 電路設計思路

直流穩壓電源又稱為直流穩壓器,其作用就是將交流電轉化成相應用電器所需要的穩定電壓的直流電。其關鍵是輸出直流電壓的穩定性,所以我們設計電路的著眼點就是電路轉化的穩定性。

3.1 直流穩壓電源的工作原理

直流穩壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路組成,其組成框圖如圖1:

直流穩壓電源各部分的作用

(1)電源變壓器:主要是降壓器,用于把220V的交流電轉換成整流電路所需要的交流電壓Ui。(2)整流電路:利用整流二極管單向導電性,把交流電U2轉變為脈動的直流電。(3)濾波電路:利用濾波電容將脈動直流電中的交流電壓成分過濾掉,濾波電路主要有橋式整流電容濾波電路和全波整流濾波電感濾波電路。(4)穩壓電路:利用穩壓管兩端的電壓稍有變化,會引起其電流有較大變化這一特點,通過調節與穩壓管串聯的限流電阻上的壓降來達到穩定輸出電壓的目的,用于將不穩定的直流電壓轉換成較穩定的直流電壓。

3.2 直流穩壓電源的設計方法

直流穩壓電源的設計,是根據其輸出電壓UO、輸出電流IO等性能指標的要求,確定出變壓器、集成穩壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的相關性能參數,選擇出這些元器件。

具體設計方法分為三個步驟:第一步:根據直流穩壓電源的輸出電壓UO、最大輸出電流IOMAX,確定出穩壓器的型號及電路形式。第二步:根據穩壓器的輸入電壓Ui,確定出電源變壓器二次側電壓U2;根據穩壓電源的最大輸出電流IOMAX,確定出流過電源變壓器二次線圈的電流I2和電源變壓器二次線圈的功率P2;再根據P2,確定出電源變壓器一次線圈的功率P1。然后根據所確定的參數,選擇合適的電源變壓器,一般為12v。第三步:確定整流二極管的正向平均電流ID、整流二極管的最大反向電壓URM和濾波電容的容量值以及耐壓值。根據所確定的參數,選擇合適的整流二極管和濾波電容。

4 電路設計步驟

電路設計思路想出后,考慮實際電路具體設計步驟,完整的設計步驟是整個電路的核心部分,因此在設計過程中實際設計步驟顯得尤為重要,具體步驟為以下幾步:

4.1 電路圖設計方法

電路圖設計使用PCB制圖軟件制作

4.2 電路原理圖的設計

電路原理設計使用Protel2000制圖軟件設計電路原理圖如圖2。

4.3 直流穩壓電源實物設計

如圖3所示安裝直流穩壓電源電路的前半部分整流濾波電路,然后從穩壓器的輸入端加入直流電壓UI?燮12V,調節RW,如果輸出電壓也跟著發生變化,說明穩壓電路工作正常。用萬用表測量整流二極管的正、反向電阻,正確判斷出二極管的極性后,先在變壓器的二次測線圈接上額定電流為1A的保險絲,然后安裝整流濾波電路。安裝時要注意,二極管和電解電容的極性不能接反。經檢查無誤后,才將電源變壓器與整流濾波電路連接,通電后,用示波器或萬用表檢查整流后輸出電壓UI的極性,若UI的極性為正,則說明整流電路連接正確,然后斷開電源,將整流濾波電路與穩壓電路連接起來。然后接通電源,調節RW的值,如果輸出電壓滿足設計指標,說明穩壓電源中各級電路都能正常工作。

5 電路設計總結

通過論述直流穩壓電源電路的設計過程,強化了本人所教學科《電子技術基礎》中模擬電路部分知識和《電子電路的安裝與調試》實驗部分知識。所設計的直流穩壓電源電路,廣泛運用于生活中,例如手機的充電電源、冰箱的穩壓電源等。同時,也通過查閱參考書,網上資料等拓寬了自己專業方面的知識面。論述過程中,通過邊教學邊調研邊實踐的方式使本人對直流穩壓電源電路設計過程有了一些新的認識,特別是強化了自己的教學能力,增強了所教專業學生掌握理論知識的能力,提高了其動手操作的能力。通過一段時間的教學效果來看,我所教授專業的學生對學院的此種教學改革適應快,容易接受,對教師所設計的教學模塊感興趣,并且激發了繼續探究這一教學模塊的動力,這也充分證明了學院提出的此種教學改革是可行的。

參考文獻

[1]郭S.電子技術基礎(第四版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社.

[2]王建.維修電工技能訓練(第四版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社.

篇2

【關鍵詞】基于工作過程;六步法;模擬電子技術;教學模式改革

一、《模擬電子技術》課程改革的必要性

我國經濟的快速發展需要大批的高技能高素質的勞動人才,特別是電子行業產業的發展技術推陳出新,變化更是日新月異,高技能人才緊缺,高職院校成了培養高技能人才的主力軍。近幾年來,我院對電類專業的畢業生跟蹤調查發現:畢業生就業率較高,但進入職業角色的適應期較長,且崗位技能水平不高,企業對畢業生的職業能力評價也不高。經過深層的調查和分析,出現以上問題的主要原因在于學生在校學習期間理論與實際操作之間沒有很好地對接,實踐技能沒有得到很好的培養和提高。因此,電類學生的教學模式改革勢在必行。《模擬電子技術》課程作為電類專業的一門專業核心基礎課程,在教學改革浪潮中必須走在前面。下面我們以《模擬電子技術》課程為例,探討新的教學模式的實施。

二、基于工作過程的六步教學法

近年來,德國基于工作過程導向的高等職業教育理論以及在此基礎上提出的“學習領域”課程建設方案迅速成為我國各大院校特別是職業院校專業建設、課程開發、課程建設及其教學模式實施的理論指南。基于工作過程的教學模式將相關內容的理論教學和實訓教學整合成工作過程的項目任務內容,打破理論課與實踐課的界線,將理論和實踐教學巧妙地融合在一起。而六步教學法就是根據學生的心理特征和認知規律,將一節課在程序上和時間上科學地加以規劃,融教法和學法于其中并輔以現代教學手段,達到大面積提高教學質量的一種新型教學方法。它包括:信息、計劃、決策、實施、檢查、評估六個工作步驟。我們將“六步法”與“基于工作過程導向”的項目教學模式相結合,模擬企業真實的工作環境,讓學生親身參與到工作過程之中,學習和掌握與工作過程相關的知識和技能,學會從工作過程的全局出發分析問題和解決問題,從而獲得與工作崗位更貼近的職業能力。

三、基于工作過程六步教學法的具體實施過程

根據“六步法”的六個環節可將《模擬電子技術》的項目實施過程劃分為項目引入及信息收集、項目計劃、確定方案、實施方案、電路檢測及調試、演示講解及總結評價。各階段的教學時間安排可根據教學內容和學生情況確定。下面以直流穩壓電源的設計與制作為例,探索六步法的實施過程。

教師首先將學生分成5、6組,每組8-10人為宜,分組的方式由教師自己決定,由各小組成員選出各組小組長。然后在學生當中選出一個項目負責人,該負責人最好是技術能力強、較有威信的班干。

1.項目引入及信息搜集

教師結合學生前面所學的專業知識以及職業崗位能力的要求,設定合適的項目任務,學生則以小組成員合作的形式完成項目。為了激發學生的興趣,教師可將自己事先做好的項目成品展示給學生看,演示項目成品的功能,讓學生對項目有一個初步的認識。任務要求不必太多,可放寬范圍給予學生設計空間。根據引入的項目任務,學生應通過互聯網或參考書等搜集項目需要的專業知識。教師向學生講解項目中應用到的新知識點。

項目任務:用分立元件設計并制作一個輸出可調直流穩壓電源,要求輸入交流電壓220V,f=50HZ,輸出可調直流電壓。用萬能板或自制PCB板焊接電路。

信息搜集:直流穩壓電源的工作原理,三端可調集成穩壓器的基本資料,電容、二極管、集成穩壓器的測量方法,萬能板布線方法或印制板圖設計及制作(Protell 99設計及制作)、焊接技術等。

2.項目計劃

各小組根據搜集的資料,分析可調直流穩壓電源的工作原理及設計需求,設計與規劃完成項目的步驟與方法,形成一個初步可行的方案。例如:根據搜集的資料和項目要求選擇元器件,并列出所需元器件清單,畫出可調直流穩壓電源的電路圖,撰寫計劃書,制定任務分配表及進度表等。

3.確定方案

各小組通過分析所設計的電路中各元件的作用來確定電路的可行性,為了確保電路的可行性以及確定電路各元器件的參數,可用仿真軟件Multisim對設計好的原理圖進行測試。通過小組討論和組員提意見的方式完善小組的方案,最后確定最佳方案。在這一過程中教師對方案的決策可提出意見但不能過分干涉,要知道學生可能會有錯誤的決策,但錯誤也是一種學習的過程,甚至通過修正錯誤的方案達成既定目標,可以讓學生獲得更大的提升空間。

4.實施方案

各小組實施確定的方案,包括購買元器件、畫印制板圖或裝配圖、組裝電路等。小組成員根據任務分配表中分配的任務執行。組裝電路可在自制的PCB板上焊接(如果學生已學或正在學Protell99制圖軟件),也可用萬能板設計電路的走線和元件的排列布置。

5.電路檢測及調試

對焊接完成的可調直流穩壓電源進行檢查,檢查電路是否連接正確,焊接是否合格,用萬用表檢查有無短路和斷路現象。若安裝的電路有故障存在,工作小組應根據故障現象對照電路原理圖進行討論分析,利用儀器及儀表具體排查可疑故障點,找到確切的故障點并進行相應的修改。經確認無故障后進行調試,用示波器觀察整流、濾波、穩壓后的波形,用直流電壓表測量整流、濾波、穩壓各輸出點的直流電壓。電路調試及故障排除的整個過程要在老師的監護下由學生獨立操作完成。

6.演示講解及總結評價

各小組輪流上講臺將自己的作品進行展示和講解,包括分析設計思路、電路原理、制作過程中遇到的問題及解決方案、故障排除的過程、調試的結果等。每個學生要圍繞可調直流穩壓電源的設計與制作撰寫實訓報告,實訓報告應包括查閱的資料、電路原理圖和印制板圖或裝配圖、電路原理分析、制作電路注意事項、電路的調試和故障的排除、感想收獲等。根據各小組的講解、展示的作品和實訓報告進行評價。評價的方式包括學生互評和教師評價:

(1)學生互評包括組內評和組間評。組內評是由工作小組組長組織組員點評在完成工作任務中各小組成員的表現及完成任務的情況,并確定等級;組間評是由項目負責人組織各小組組長點評完成本項目過程中的優點及缺點,并確定各工作小組等級。綜合組內評和組間評得出學生互評的結果。

(2)教師集中所有學生點評項目完成的質量,檢驗其是否合格。教師點評態度要中肯,以肯定優點為主。教師結合項目的完成情況對學生進行評價,評價要點包括工作分配是否合理、成員間的合作意識、提交資料的質量、作品的美觀、功能的實現、在完成項目中存在的亮點及不足。

在六步教學法實施過程當中,實施的主體應該是學生,教師在其中的作用是主持和引導。理論上《模擬電子技術》的教學最好能按照以上六步進行,但在實際教學過程中教師很難保證每一次教學過程都能完成這六步。老師在設計教學時要有這六步的思想,盡量地呈現一個完整的教學過程。

但在實際的教實施過程中,基于工作過程的六步法教學也存在一定的問題:

(1)因六部教學法的實施主體是學生,學生在行動上擁有較大的自由空間,但許多學生自覺自律性、主動性較差,不能很好地參與到學習過程之中。一個組往往只靠一兩個學生執行項目任務,其他學生等著坐收成果,所以學生的行動需要加強巡視和規范。

(2)學生解決問題的能力有待提高。面對眾多的資料,學生往往不知道如何取舍,面對問題,不能夠通過知識遷移和協作探究解決問題,表現為對教師和對能力強的學生依賴性強。

(3)該六步教學法對教師的要求非常高,時間比較難掌握,因為每一步的任務不一樣,學生的水平不一樣,關注的點也不一樣,有時候會出現一些不可預見的意外而影響實施的進程。由此可見在運用這六步教學法的時候,老師需要做很多功課。如每個組的項目方案不一樣,因此老師要掌握該項目不同方案的知識,才能指導學生完成自己的項目。

(4)教學法在我國高校中運用不多,方法還不成熟,教師需要進一步的探索和學習,而學生對此也要有一個適應的過程。在這種情況下,我們可以把它進行分解,比如只運用六步法中的兩三步,進行一個小型的設計,讓學生們逐漸熟悉和接受,老師也可以在此過程中運用和揣摩這種方法,等有了一定經驗之后,再進行整個六步法的教學。

隨著基于工作過程的六步法的推廣,它的弊端也日益顯現出來,這需要我們的教學工作者在以后的教學實踐中不斷認識、探索和研究,尋求出解決方案,更好地實踐基于工作過程的六步教學法。

參考文獻

[1]黃建民.項目教學“六步法”的設計與實施初探[J].新校園,2011(6).

篇3

一、精―─精選教學內容,精設實訓項目

1.精選教學內容

即指從學生的需求、夠用角度出發,對教材進行處理,精選理論知識,降低理論難度,在講清概念的基礎上,盡量刪除繁瑣的理論推導及部分過時及用處不大的理論知識,輔以必要的定量計算。例如:數字電路中各種觸發器電路的內部結構及原理,也可考慮刪除。因為在生產實踐中,各類觸發器已有相應的集成電路,我們只需熟悉各類觸發器的邏輯功能觸發條件及集成電路外引腳的使用即可應用。因此,教學內容的選擇應以必需、夠用為尺度。

2.精設實訓項目

教學內容確定后,如何有效地將這些內容讓學生易理解、愛學,做與教學內容對應的實操項目是一條不可缺少的途徑。實訓項目要具有代表性和典型性,必須根據教學內容,結合學生的愛好、興趣、能力等情況,有目的性地設置或選擇要實訓的項目,充分考慮實訓項目的趣味性和實用性,如帶閃光的、有聲響的、有動作的等等。如第一章二極管部分:針對“晶體二極管的基礎知識”這個知識點,我設置了《發光二極管指示燈電路》實訓項目,如圖1所示,(a)圖設計的意圖是通過制作調試突出發光二極管的特性。這不僅有視覺刺激,而且制作簡單易調試,并且可在該制作的基礎上改裝成圖1(b),從而進一步學習普通二極管的特性、正向壓降等;針對整流、濾波和穩壓電路知識點,通過選做《穩壓二極管并聯型直流穩壓電源》和《三端集成直流穩壓電源》實訓項目來突出重點,化解難點。

二、活―─教學策略靈活,事例貼近生活,教學手段靈活

1.教學策略靈活

在教學模式上采用“教、學、做”的一體化教學,通過做實訓項目來促進師生的教和學,更是有機地將理論融合進實操,教師在實訓時應靈活地運用教學策略,哪樣更易于學生學習、掌握,就是最好的方法。如:在制作《穩壓二極管并聯型直流穩壓電源》和《三端集成直流穩壓電源》來學習整流、濾波和穩壓知識時,我有計劃性地讓學生按先后順序安裝整流電路濾波電路穩壓電路,并依次進行調試和測量,這樣雖然違背了電子設備整機裝配的順序,并且有時還得在前一個電路的基礎上改裝成下一個電路,但是通過這樣的分解制作和調試,學生對電路的結構、所測信號的數據變化更清晰,在這基礎上更能理解整個電路的工作原理。再如,在做三極管《兩級助聽器》實訓項目時,我把項目先后分解為:先制作第一級直流通路并調試、測量,判別其中的三極管的狀態制作第一級的交流通路部分,并加信號調試、測量制作第二級直流通路并調試、測量,判別該三極管的狀態補齊第二級的交流通路部分,再調試、測量。學生通過這樣的訓練后,對三極管放大電路的結構及三極管的工作狀態判別理解得更加深刻。

2.事例貼近生活

多列舉貼近生活的例子,學生看得見,摸得著,易于接受,會對講解的現象及需解決的問題產生濃厚的興趣,從而同時培養學生的思維能力,活躍課堂氣氛。如在講解振蕩電路時,以現象及問題引入,筆者現場將話筒接近揚聲器發出嘯叫聲,并發問“為什么這樣我們會聽到很大的嘯叫聲?怎么解決?”然后再以實物圖的形式講解電路結構和原理;在講解組合電路時,可以講解與生活相關的電路,譬如“少數服從多數的投票表決器”、“一致判別器”等,并現場進行相關作品的展示。把生活中的現象例子帶進課堂,提高了學生的學習興趣,同時使學生看到問題的不同側面,看到知識的豐富聯系,在各種變化的情景中應用知識,解決問題,這樣才能使學生形成豐富的、真正的、靈活的知識。

3.教學手段靈活

靈活的教學手段,能讓枯燥死板的理論“活”起來,“動”起來,化解難點,突出重點,激發學生的學習興趣。在教學過程中,針對不同章節的特點,應靈活采取相應形式的教學手段,對于重要圖表特別多的章節,如編碼器、譯碼器等章節,以多媒體課件為主;對于實訓中的重點或難點操作,可課拍成“微課”教學;對難演示的實驗過程,盡量使用電子電路的仿真軟件M?u?l?t?i?s?i?m、proteus進行模擬仿真實驗,使學生在課堂中全面而系統地了解實驗過程,彌補實驗與理論分隔的不足,在耳濡目染中增強專業理論與工程實踐相結合的意識。

三、簡―─教師表達簡明

教師在上課時簡明扼要地表達,不僅可以提高工作效率,還能使教學內容清楚明白,更容易讓學生理解、記憶。語言大師莎士比亞“簡潔是智慧的靈魂,冗長是膚淺的藻飾”。這句話告訴我們,簡潔具有舉足輕重的作用。我們常見這樣的教師:他們的專業知識造詣很深,但因不善于口頭表達,或廢話過多,常常使聽者大失所望。那么,怎樣才能使教師表達簡要明白呢?教師則應做到:

其一,表達思路要清晰,講述內容有邏輯性。

其二,語言要簡潔、明了,不拖泥帶水,不含糊不清,不講與中心無關的話,不隨意重復已說過的話。

篇4

職業中專電子專業中《電子技術基礎與技能》是一門集知識和技能于一體、實踐性很強的課程,要求學生既要學好理論知識,又要掌握實際操作技能。其主要是培養具有一定的理論基礎知識和很強的實踐操作能力的技術人才。為此,《電子技術基礎與技能》教學對實現中職培養目標具有非常重要的作用。在《電子技術基礎與技能》教學中,如何采用有效的教學方法來提高學生的實踐能力和創新能力,以適應將來的工作需要?這將是所有電子專業教師值得深思的問題。眾所周知,傳統教學理念顯然不能適應當前《電子技術基礎與技能》教學的要求,往往導致一些自我學習和控制能力較差的學生從起初的對電子專業感興趣,很快變成厭學、懼怕,使電子專業教學達不到應有的效果。這就要求我們突破傳統的教學模式,積極探索,尋找一些有效的教學方法。

“任務驅動”教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學方法,它將以傳授知識為主的教學理念轉變為解決問題、完成任務為主的多維互動的教學理念,將再現式教學轉變為探究式教學。任務驅動教學法的實施包括六個環節:提出任務、分析任務、自主學習、完成任務、過程評價。“任務驅動”教學法強調學生的學習活動必須與“任務”或問題相結合,學生在處理“任務”的驅動下展開教學活動,以探索問題的方式來引導和維持學生的學習興趣和動機;教師引導學生由簡到繁、由易到難,循序漸進地完成一系列“任務”,在完成“任務”的過程中,培養分析問題、解決問題的能力。在這個過程中,學生帶著真實的任務學習,擁有學習的主動權,會不斷地獲得成就感,可以更好地激發他們的求知欲望,從而培養獨立探索和創新的能力。在電子技術基礎教學中充分體現出以任務為主線、教師為主導、學生為主體的特點,并在情景創設、任務確定、自主學習、效果評價等環節上精心構思,積極探索,從而獲得較好的教學效果。

一、《電子技術基礎與技能》教學中實施任務驅動教學法的必要性

新的形式對職業教育提出新的要求,培養高技能、搞素質的新型復合人才是職業學校的重要課題。因此,必須更新教學理念,積極推薦可能改革,采用新的教學模式和方法,為社會培養更多的合格職業人。而《電子技術基礎與技能》是一門實踐性很強的課程,該課程內容主要包括:直流電路、交流電路、模擬電路、數字電路、直流穩壓電源等,知識點多、散、碎,教師在教學時,若采用任務驅動教學法,在教學過程中將重要內容設計成包含若干知識點的綜合任務,學生在完成任務的過程中,就會在具有明確目標的任務驅動下,自發地學習各個知識點,將零散的知識點有機地串聯起來,形成一個系統的理論,其分析問題、解決問題的能力也會得到提高。對培養學生的職業能力具有重要的作用,采用“任務驅動”教學方法能有效提高教學效果。

二、任務驅動教學法的實施過程

(一)注重思想、培養興趣

眾所周知,進入職業中專的學生大部分都屬于初中學校的“雙差生”,其表現在學習成績差、行為規范差、對自我要求不嚴格、對待自己沒有明確目標等等。所以這部分學生進校以后對專業的選擇基本上都是模糊的。為此,正確的定位學生、調整學生的心態、幫助學生正確認識專業、培養學生對專業的興趣是非常重要的。

(1)調整學生心態,讓學生認清專業學習目標

首先,給學生全方位的介紹電子專業,給學生腦海里對電子專業有一個初步的認識,讓學生在專業方面對自己有一個目標。 其次,借助目前的行業形勢,制定適當的教學方法。目前,社會需要大量的熟練的操作人員和檢驗、設計人才。但是目前職校生整體素質不是很高,學生的自我學習和自我調控能力都停留在比較低的層次上,這就要求專業教師針對職校生的就業特點,對電子專業理論知識進行分析、重組,把課程目標定位于能夠熟悉基本的電子技術理論,了解相關的電子產品的設計、安裝、檢測和維護方法,重點掌握電子技術的實踐操作能力,為企業的生產和管理服務。

(2)激發和培養學生的學習興趣

采用“任務驅動”教學,可以變抽象為具體,變枯燥為有趣,讓學生樂于去操作、掌握。當學生完成了某一任務后,內心就會產生一種成就感,一種喜悅感,一種沖擊力。這種力量不僅增強了學生的自信心,還提高了學生學習知識和技能的興趣。 同時,教師要分層次地給學生下達任務。教師下達給學生的任務過于容易,學生會認為沒有挑戰性,從而失去興趣;教師下達給學生的任務太難,學生又會產生自卑畏難心理,從而失去學習的信心。因而教師應在實際的課堂教學中,根據學生的實際情況,分配不同層次的任務,讓不同學情的學生都嘗到成功的喜悅。

(二)注重過程、增強能力

中職學生的教學都應該“以學生的能力為本位”。因此在教師教學過程中不管采用何種手段和方式都得以提高學生的能力為目的,鑒于此要求本人認為只有在教學過程中采用有利于學生學習、能夠激發學生潛能的教學方法才能夠讓學生的綜合能力得到提升。 尊重學生的認知差異,因材施教,為不同的學生提出不同的任務。最基本的任務是面向全體學生的,要求人人都能完成。其他任務則讓學生思考、設計、創新。開放性任務的設計,激發了學生的靈感,使走在前面的學生發揮自己的潛能,掌握得更多。

首先教師應對提出的任務進行深入的研究,準備好該任務討論可能涉及到的有關知識。然后以比較藝術性的方式介紹項目任務的內容,充分調動學生的積極性,吸引學生的注意力。通過學生討論,按照實際工作的完整程序,共同制定計劃,共同完成整個項目。在這個任務的實施過程中,教師必須起到指導作用,用所學的知識點,面向全體學生,做好示范。關注學生對該任務計劃實施過程,創設良好的學習環境,引導學生自主學習,激勵學生進行思考。該部分主要要求學生掌握電路設計、布線的工藝、元器件的選擇、焊接組裝技能以及整體調試檢測等程序,強調知識的系統性和完整性,將所學的理論知識和操作技能進行有機結合,在此一般以五六人為一組,分工實施,以增加互相協調和綜合處理能力。

(三)善于評價、促進發展

從事職業教育的人都了解,我們教育的對象大部分是初中階段已經邊緣化的學生,為此他(她)們幾乎很少受到老師真正的贊許。但是這些學生從心里面還是希望得到老師的認可。任務完成后的總結評價是必不可少的重要環節。科學的評價學生有利于自己的教育教學,更加有利于學生的發展。讓學生表達、分享自己都學會了什么,總結任務驅動教學活動對他們的意義。老師可以從理論設計、動手操作、工作態度、創新能力等方面給學生進行評價。通過總結,使學生找到自己理論及操作技巧上的不足,以及在任務實施過程的最大收獲與體會。其次,教師對學生完成任務情況作出檢測和評價,既有利于掌握學生學習情況,通過提出改進意見,又有助于學生學習得以提高。教師可根據學生具體完成情況,靈活決定是否要對某些環節重新作出講解和示范。

三、任務驅動教學法在《電子技術基礎與技能》教學中的應用實例

以教材項目一中的任務一《制作可調直流穩壓電源》為例,淺析任務驅動教學的應用模式,本任務包含交流電源、整流電路、濾波電路、穩壓保護電路等內容。

(一)提出任務。任務的提出要以教學的內容為依據,既要與書本知識緊密結合,又要有一定的想象空間,讓學生既能掌握所學的知識,又可以自主創新。任務的難易程度要針對學生的實際水平來確定,要幾乎讓每個學生在老師的指導下,都能完成規定的任務。

①、能分析可調直流穩壓電源原理;

②、能正確區分元件,識讀電路圖、接線圖和裝配圖;

③、能夠根據裝配圖在萬能板上放置并焊接好相應的元件;

④、接通電源,用示波器調試電路,測試穩壓性能。

(二)分析任務。分析任務可在教師指導下進行,采用討論或問答等方式調動學生的主動性,可視具體情況把總任務分解成一些“階段任務”,“階段任務”又可以分解成更小的“分任務”,逐步細化。通過細化任務,可使學生明確具體的小任務,培養學生解決問題的思路,從而明確學習的方向和目標。

總任務:制作可調直流穩壓電源

分任務:教師指導學生進行任務細分

階段任務一:工作原理部分

分任務1:了解電源穩壓電路中需要使用到的電阻、電容、二極管等元件的特點、型號及主要技術參數;

分任務2:理解整流電路、濾波電路、穩壓保護電路的特點;

階段任務二:安裝電路部分

分任務1:掌握需要使用的元件的安裝檢測方法;

分任務2:掌握通孔元件的焊接技巧;

階段任務三:調試與檢測部分

分任務1:接通電源,看可調直流穩壓電源電路能不能正常工作;

分任務2:若電路不能正常工作,查找原因并排除故障。

(三)自主學習。細化任務之后,要求學生閱讀教材具體內容或查找相關課外資料,確定解決“分任務”的方法。這一過程是培養學生自主學習的重要步驟,要充分調動學生的積極性和主動性,鼓勵同學之間交流討論,找到比較好的解決方案。教師要做好此過程對學生的評價考核,主要包括學生學習的積極性與資料的檢索能力,能否遵守紀律及是否具備團隊合作精神等。學生根據分任務要求自主學習,教師要求學生通過閱讀教材具體內容或查找相關課外資料,確定解決“分任務”的方法。

(四)完成任務。完成任務階段可以是一個由完成“分任務”到“階段任務”再到“總任務”的過程,由于此階段是一個由理論付諸于實踐的過程,學生會遇到很多意想不到的困難,教師要及時恰當地對學生進行指導,解決學生遇到的難題,督促學生按時完成任務內容,并進行階段性檢查評估,尤其要經常進行安全教育,培養學生的安全意識,切忌違規操作,以保證學生能順利地完成任務內容,達到教學目的,學生課內不能完成的實踐操作,在教師的指導下可以延伸到課后進行。

一種新的教學方法的出現將會大大地提高電子專業教學的效果,它是凝聚了許多有經驗的老教師及同行專業教學人員的智慧與心血,本人在電子專業課程運用該教學方法得到了前所未有的幫助。

1.任務驅動教學法的實施效果。在使用任務驅動法教學中除了考慮任務設計問題還要考慮課堂管理、評價等問題,在課堂管理方面,教師要處理好“動”和“靜”的問題,建立和諧的師生關系和課堂氣氛,從學生的實際情況入手,查漏補缺,其重點和難點根據學生完成的效果進行調整,課堂上教師要充分地了解學生,在學生學習遇到困難時,教師可以強調學生為主體、教師為主導的教學思想,符合目前的教學理念。教師為學生支起支架;在學生學習不夠主動時,給學生提出問題,引導學生去探究;在學生完成基本任務后,調動學生的創作欲望,進一步地完善任務創作。由于每個學生都有自己的任務,成為一個人人參與的創造實踐活動,注重任務實施的過程,不僅能提高學生的動手實踐能力,而且能夠將理論知識和實踐經驗進行互換。使學生有一個很高的學習積極性,體驗求知的艱辛和樂趣,培養分析和解決問題的能力。課程教學中以小組為單位完成項目任務,學生學習氣氛濃烈,通過討論交流促進知識的積累,顯著提高學生的參與意識,樹立團隊合作精神。這種自主學習方式,使學生的個性化得到充分發展,加強了自我學習能力和自我調控能力的進步,促進創新能力的培養。

2.任務驅動教學法的實施注意事項。在應用任務驅動法時,要仔細推敲每個知識點、統籌兼顧,為學生設計、構造出一系列典型的操作性“任務”,讓學生在完成“任務”中掌握知識、技能和方法。真正體現教學中學生的主體地位和教師的主導地位,充分發揮學生的主觀能動性,訓練他們的各種創造性思維,全面提高他們的綜合素質。教師只有認真考慮任務驅動教學法的每個教學環節才不至于走進任務驅動教學法使用的誤區,任務驅動教學法還有很多需要去研究的地方,還需要廣大教育工作者在實踐中不斷去完善它,一切以學生為中心,培養能夠自主探究及創新的國家信息化人才。

綜上所述,任務驅動教學法在培養學生的實踐能力和創新能力、充分發揮學生的主觀能動性和創新精神方面起到了突出的作用。但是任務驅動教學法并不是普遍的使用于電子專業課程的教學。比如,低年級的學生對有關的基本概念和基本操作尚沒有任何相關的知識和經驗,要完成給定的任務會比較困難。在我從事電子專業課教學過程中,充分感受到了任務驅動教學法的重要性,并取得了很好的教學效果。所以我認為只要合理的將任務驅動教學法運用于電子專業課教學中,一定會起到事半功倍的效果。

參考文獻

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篇5

[關鍵詞]單片機應用系統 工業環境下抗干擾技術 硬件抗干擾技術

中圖分類號:TP368.1 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)15-0026-01

1 引言

單片機在工業自動化、生產過程控制等工業領域的應用日趨廣泛,它的應用大大提高了產品的質量,有效的提高了生產效率。但是,由于現實工業環境的惡劣,意想不到的干擾源會產生出各種各樣的干擾,對系統的可靠性與安全性構成了極大的威脅。單片機系統必須長期穩定、可靠運行,如若沒有可靠的抗干擾措施,輕則會使控制誤差增大,影響產品質量,嚴重時會使系統失靈、崩潰,造成重大損失。本文著重分析工業環境下各種干擾對單片機應用系統的影響,并從硬件方面給出一些抗干擾對策和切實可行的解決方法。

2 干擾現象的分析

在工業環境下影響單片機應用系統可靠、安全運行的主要因素有多種。其干擾現象主要有:

1)在工業環境中當一些大型設備或用電量巨大的設備啟動和停機時都會使局部電網的電壓和電流產生較大的波動甚至造成電壓瞬時跌落,從而造成附近的單片機應用系統直流穩壓電源供電電壓的驟升驟降,造成干擾,影響系統的穩定性。

2)大型用電設備的啟停、工作與高壓狀態和高頻狀態的設備以及電磁開關工作時產生的電磁輻射干擾;雷電、電弧、廣播電臺等輻射的高頻信號產生的電磁輻射干擾都有可能從信號采集系統、輸入設備等輸入通道或強電、伺服系統等輸出通道進入單片機。另外形成寄生在電網上的各種高頻干擾信號,也有可能通過供電系統進入對單片機,造成干擾。

3)由于任何電源及輔電線都存在內阻、分布電容和電感等,正是這些因素引發了電源的噪聲干擾。此外在工業環境中由于電源系統的共用,多臺設備之間通過電源、地線也會產生相互干擾。

4)在工業電網電源中50HZ 的工頻干擾也會對單片機應用系統的輸入通道造成干擾,影響測量精度、破壞單片機的可靠運行和正常控制。

5)另外大功率晶閘管在導通時產生的高次諧波大電流,也可能向空間輻射或通過傳導耦合形成對單片機系統的干擾。

6)靜電和電磁感應干擾。這些因素對單片機系統造成的干擾主要表現為:侵入單片機系統輸入通道,使得數據采集誤差加大,甚至淹沒測量信號。破壞單片機片內RAM、外部擴展RAM、E2PROM中的數據,影響程序的正常運行。

3 硬件抗干擾對策和解決方法

硬件抗干擾技術是系統設計時首選的抗干擾措施,它能有效抑制干擾源,阻斷干擾傳輸通道,保障單片機應用系統的安全。以下從四方面就單片機應用系統的硬件抗干擾技術展開討論:

3.1 電源系統的抗干擾措施

對于單片機應用系統來說,最嚴重的干擾來源于電源。一般解決的方法是:

1)為防止大型設備啟停時造成局部電網電壓波動,影響到單片機系統直流供電電壓的驟然升降,在單片機直流穩壓電源前添加一臺交流凈化穩壓電源以保證供電系統的穩定性,防止電源的過電壓和欠電壓;此外還應增大直流穩壓電源的功率儲備。

2)為防止電壓的瞬時跌落,添加后備電源供電保護系統。

3)為抵抗電網上的各種高頻干擾信號通過直流電源進入單片機,應采用隔離變壓器,并使其一次側、二次側之間均采用屏蔽層隔離,以減少其分布電容,提高抗共模干擾能力。即在電源變壓器初級繞組與次級繞組之間以及次級繞組之外包裹一層屏蔽層,同時將屏蔽層接入導通良好的地線;并將整個直流電源系統用金屬外殼屏蔽起來接地。實踐證明,接地技術是抑制噪音的重要手段。良好的接地可以在很大程度上提高系統的抗干擾能力。

4)利用低通濾波器濾除高次諧波,改善電源波形。

5)采用分散獨立功能塊供電,以減少公共阻抗的相互耦合以及公共電源的相互耦合。

3.2 輸入、輸出通道的抗干擾措施

輸入輸出通道是單片機與外設、被控對象進行信息交換的渠道。由輸入輸出通道引起的干擾主要是受到靜電干擾噪聲干擾和電磁波干擾,以及由公共地線引發的干擾。常用的方法有:

1)干擾和電磁感應干擾也有強的抑制作用。傳輸線采用屏蔽線。開關信號檢測線和模擬信號檢測線使用屏蔽雙膠線可以很好的抵御靜電和電磁感應干擾。

2)在實際工作中,用屏蔽雙絞線作長線傳輸線能有效地抑制共模噪聲及電磁場干擾,并應對傳輸線進行阻抗匹配,以免產生反射,使信號失真。對于模擬信號采樣系統抵御干擾,可以采用具有差動輸入的測量放大器,并采用屏蔽雙膠線傳輸測量信號。變送器傳遞的信號應盡量采用電流型傳輸方式,因電流型比電壓型抗干擾能力要高。

3)采用信號隔離措施將模擬電路通過隔離放大器隔離,數字電路通過光電耦合器隔離。模擬接地和數字接地嚴格分開,隔離器輸入回路和輸出回路的電源分別供電。同時考慮傳輸線的屏蔽技術,如采用屏蔽線、雙膠線等。

4)為消除電源系統的50HZ 工頻干擾,采用阻容濾波等技術,除在輸入通道的模數A/D 轉換電路中加入RC 濾波電路或50HZ陷波器外,也可在轉換器件上動腦子,例如采用采樣時間是50Hz 的工頻周期整數倍的雙積分式A/D轉換器。

5)選擇合適的接地點可以有效抑制地線噪聲,在一個存在有數字地和模擬地的單片機系統中,數字信號的地線和模擬信號的地線絕不能夠接錯。在線路設計中,必須將所有器件的數字地和模擬地分別相連,但數字地與模擬地僅在一點上相連。

6)應當很好的處理單片機應用系統強、弱電系統的隔離,是保證系統工作穩定。現在常用的隔離方式是光電隔離,如在功率驅動電路中可以采用帶雙向可控硅驅動的光電隔離器件。需要注意的是:在光電耦合器的輸入部分和輸出部分必須分別采用獨立的電源,若兩端共用一個電源,則光電耦合器的隔離作用將失去意義。

3.3 印制電路板及電路的抗干擾措施

印制電路板是系統中器件、信號線、電源線的高密度集合體,印制電路板設計的好壞對抗干擾能力影響很大。故印制電路板的設計決不單是器件、線路的簡單布局安排,因此在PCB電路布線中除應遵循PCB設計的基本原則外,還必須符合抗干擾的設計原則。通常有下述抗干擾措施:

1)將強、弱電電路嚴格分開,盡量不要把它們設計在一塊印制電路扳上。易產生噪聲的器件、大電流電路等應盡量遠離邏輯電路。

2)電源線的走向應盡量與數據傳輸方向一致。電源的地線應盡量加粗。

3)為抑制噪聲干擾應盡可能在大規模集成電路的電源引腳和接地引腳之間焊接20PF左右的高頻濾波吸收電容,在各個供電接點上還應加足夠容量的退耦電容。

4)器件布置方面應把相互有關的器件盡量安置在一起,這樣可以獲得較好的抗噪聲效果。如時鐘發生器、晶振和CPU 的時鐘輸入端都易產生噪聲,要相互靠近些;CPU復位電路、硬件看門狗電路也應盡量靠近CPU 相應引腳。

本文根據實際應用經驗總結了單片機應用系統在工業環境下硬件抗干擾技術一些常見的對策和解決方法。此外如若在硬件抗干擾措施的基礎上,再采取軟件抗干擾技術加以補充,作為硬件措施的輔助手段,則會大大加強單片機應用系統在工業環境下的抗干擾能力。

參考文獻

篇6

任務驅動法的教學思想理念就是將學習融入到實踐的過程中,在實踐的過程中學習,也即是創建以學習為目的的任務讓學生或是師生來共同完成,在激發學生去完成任務的過程中,也是學生學習的過程,最終以任務的完成情況來衡量教學效果。這種教學方法不同于傳統的教學方法,它不再僅僅只是強調理論知識的講授和積累,而是在解決實踐問題過程中學習知識,以完成任務為主的互動式教學方式。在電子技術教學中應用任務驅動教學,將學生置于真實的情景中去探索、去協作、討論完成任務的方法,重在培養學生的創新能力、分析問題能力和解決問題的能力。

二、電子技術教學中應用任務驅動法的理論前提

任務驅動教學理念在電子技術教學中提出之后,關鍵還在于教學流程的設計。教學流程設計關系到教學理念能否實現教學的目標。電子技術教學中應用任務驅動教學,需要根據學習的內容和學生自身的知識和能力而定。其中包括:課前準備、創設任務情境、設計任務目標、布置任務、明確目標,學生分組、制定計劃,學生自主學習、討論、發現問題、解決問題,任務的實施,最后是任務完成、評價。其特征表現為以情景任務為明線,以幫助學生掌握知識和技能為暗線,以老師為主導、學生為主體。首先是情景任務,任務是電子技術教學知識和技能的載體,對學生需要學習的知識和技能融入到任務中,任務的設計要以教學內容和目標為導向。其次是幫助學生獲取電子技術教學的知識和掌握技能,這是任務驅動教學法的目標,即是要求學生通過在完成任務的過程中要達到什么樣的目的,掌握到哪些知識和技能。最后,是老師主導、學生為主體。在任務驅動教學活動中,發揮主體作用的是學生,老師在這個過程主要起引導的作用。學生在完成任務過程中自主學習、自主探索、與其他學生協作配合,老師對一些疑難雜癥提供顧問幫助,但不提供直接參與完成任務的幫助,并評價學生任務最終完成的效果。

三、電子技術教學中應用任務驅動法的實踐思路

基于任務驅動法在電子技術教學中的應用理論前提,在教學實踐當中,考慮到電子技術的知識點具有多且零散的特點,采用任務驅動教學法可以將若干知識點融入到設計的任務中,讓學生在任務目標的驅動下主動去學習相關的知識點,并將零散的知識有機串聯起來。具體的實踐舉措可歸納為以下幾點:

第一,創設具有情境的任務。通過創設現實生活中的實際情境,一來可以增加趣味性,吸引學生參與的興趣,二來可以讓學生更直觀形象的理解情境的內容,從而有利于激發學生的聯想能力,促使學生去搜索自己原有認知結構中的知識。也就是說,在采用任務驅動教學法進行電子技術教學的時候,所創設的情境要跟學習的知識、主題具有相關性,用生活中學生經歷過的真實情境來引導進入學習情景。案例分析:在現實生活中,其實有很多情境都包含著電子技術知識,比如在學習“半導體二極管及其應用電路”、“穩壓電源”知識時,可以創設這樣的任務情境:充電寶蓄電池充電電路、電動車充電器電路等,然后布置給學生任務:裝接一個集成直流穩壓電源任務。綜合上面的分析結果,可看出在采用任務驅動法進行教學時,任務的設計是相當重要的,所以要根據不同的學習目的來設計不同類型的任務,確保教學內容和教學目標的緊密結合。任務類型根據大小可以分為系統任務和獨立任務。筆者認為系統任務是對整個學習階段內所要掌握的知識和技能來進行設計的,他需要通過多個課節的實現才能完成,也即是可以分解為多級子任務來完成。

第二,分析驅動教學任務的目標。分析任務需要在老師指引下,調動起學生的積極主動性,共同討論、分析任務,然后把任務再進一步細分成“階段任務”,通過這種任務細分的過程,培養學生思考問題、解決問題的思路,在總任務目標的指引下,將任務切分成多個小目標來分階段完成。案例分析,承接上述的裝接集成直流穩壓電源的任務,可將其再次劃分為三個階段性任務:首先,半導體二極管的識別及極性檢測;其次,半導體二極管應用電路的測試與分析;再次。穩壓電路的測試與分析。通過三個階段性任務,可以讓學生來達到熟悉二極管外形和特性、掌握整流電路基本組成、工作原理、簡單工程計算、掌握電容濾波基本形式、掌握集成穩壓器使用常識等學習目標。在此值得一提的是:獨立任務是在每個課時內完成的任務。其中開放性任務一般都是小的任務,一般在學量的新知識和新技能,而學生這方面的背景知識又不夠時所使用的任務類型,這類任務一般先由老師設計完成,學生在老師的指導下以小組合作或個人獨立完成的任務,這種任務的特點就是學生自主性比較低。

第三,分組討論和自主學習。任務驅動教學方法還需要讓學生養成協作、配合的能力。期間要求對學生進行分組,分組要考慮到實踐器材的分配情況、以及學生能力強弱相互交叉配合的實際情況。案例分析:根據以上的驅動教學任務,可將學生配成一組5~8人,讓能力較強者作為組長,由組長協調分派任務并對任務的完成過程實施監督。分組后,組長分派任務要保證人人有份,比如有些負責查閱教材、有些負責翻閱課外資料、有些負責實驗操作、有些負責記錄、整理、有人負責發言解說等等。通過這樣的任務分配,可以讓學生積極主動發揮自身的能動性,培養他們的集體榮譽感和使命感,以及在協作配合中自主學習的習慣。分組討論和自主學習,是在學生具有一定技能和知識的情況進行,老師用案例展示、限定主題和條件的方式,由學生根據主題規劃任務,這種任務類型有利于培養學生的創造能力。

第四,確定方案和實施任務。確定方案和實施任務,是在學生知識和技能都比較豐富的情況下進行,此時學生掌握了電子技術教學相關知識和技能,但還沒形成系統認知,所以教師可以設定較少限制條件,給學生更廣的發揮空間。案例分析:根據以上假設的裝接一個集成直流穩壓電源的任務,不同的組,其畫出來的電路圖肯定是五花八門、不盡一致的,有的畫對了,有的也會畫錯,但錯與對,暫時不關緊要,重要的是要先讓學生們各自來陳述自己所設計的電路圖的原理,以了解他們的設計思路,從而掌握他們對知識的掌握情況。然后在老師的綜合評價下,引導學生重新討論并修改設計方案。最后各分組根據自己設計的方案進入到實施任務階段,來進行電路的焊接、檢測及技術指標的測試。任務實施是任務驅動教學方法的核心環節,在這個過程中,教師要發揮引導和技術顧問作用,引導學生正確使用知識、發現新知識、綜合應用知識。

第五,評價任務完成效果。任務完成后,并不意味著學習就完成了,最后的評價、總結也是非常重要的。評價,就是評價各分組對任務的完成結果的情況、完成過程中的情況,在這個過程中可以總結和反思做的不足的地方,同時還要分享做的比較好的地方,最大化的把任務完成效果反饋出來。就以上的驅動任務教學,采用學生自評、學生間互評以及教師評價相結合的方式,力求評價結果的客觀、公正。評價結果顯示:學生參與驅動任務教學過程中,學生的學習態度良好,具備團結的團隊協作精神,基本能夠分析問題和解決問題,并獲取相應的知識。另外學生的學習方向和目的明確,學習動力得以有效發揮,不斷完善自身知識結構,提高自身綜合素質能力。

四、電子技術教學中應用任務驅動法的經驗總結

電子技術教學應用任務驅動教學方法,以上實踐教學中,筆者歸納出若干點經驗。第一,任務要聯系知識點,能夠將大部分的教學內容的知識點融入到任務中來,而且還要求這些知識點在任務中形成一個有機整體,可以讓學生通過完成任務來獲取到系統的知識和技能。第二,任務設計的素材要源自實際的生活,才能讓學生深刻認識到知識源自于生活,又要回歸到解決生活中的問題去,從而認識到學習知識的意義。第三,任務的設計要難易適中,太難會打擊學生學習的興趣,太容易又不能充分激發學生創造性和主觀能動性的發揮。因此任務設計要有具備可實現性和可操作性。

五、結束語

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關鍵詞:模擬電子技術;實驗系統;設計;信號源

模擬電子技術實驗系統的主要組成部分包括:輔助電源、簡易信號源、直流電壓電流表、二極管、三極管伏安特性測定單元以及單管共射共基放大電路多級放大電路負反饋放大電路模塊、分立元件和集成功率放大器模塊、差動放大集成運放線性非線性應用模塊、整流濾波和直流穩壓電源模塊、測量單元以及功能擴展區。

一、簡易信號源的設計方案

簡易信號源主要包括CPLD、鍵盤、單片機控制模塊、LED顯示、D/A轉換模塊和鍵盤這幾個組成部分,借助DDFS技術,即直接數字頻率合成技術來產生遞減諧波、遞增諧波、三角波、方波、正弦波、階梯波信號,這一系統頻率具有步進小、范圍寬以及幅度、頻度精度高的特點。

1.直接數字頻率合成方案的確定

在DDS中由RAM來對輸出波形的完整周期與幅度值進行有序的存放,在RAM地址發生變化的情況下DAC會把該波形數據轉化成頻率和RAM地址變化速率成正比的電壓波形。DDFS的發生器在對波形在RAM中的地址進行控制時采用了相位累加技術,在產生RAM順序地址的過程當中利用加法器代替了計數器,存在于相位遞增寄存器(PIR)當中的常數在每一個時鐘周期都被加到相位累加器的結果當中,并以其輸出的最大有效位數來對波形在RAM中的具體地址做出確定。每個周期當中的點數會隨著PIR常數的改變而發生變化,從而使整個波形的頻率發生改變。在寄存器存入新的PIR常數的情況下波形的輸出頻率會隨著下一個時鐘周期發生相位的改變,給相位累加器改變RAM地址提供重要的依據。當PIR數值過小或較大時,相位累加器會分別以一步步經過每個RAM地址、跳躍某些RAM地址的方式來進行RAM地址的改變。DDFS彌補了傳統方法的不足,其頻率分辨率在相位累加器具備足夠大的位數N的情況下能夠獲得相應的分辨精度。不需要相位反饋控制使得DDFS的頻率建立、切換效率高,同時和頻譜純度、頻率分辨率之間互相獨立、互不干擾。由于DDFS主要依據時鐘相位特性來判斷相位誤差,使得其相位誤差相對較小,且連續變化的相位能夠形成具有良好頻譜的信號。由此可以確定DDFS方案是實現簡易信號源設計要求的最佳方案。

2.簡易信號源的設計內容

首先要在波形頻率范圍為20Hz-20kHz且步進為10Hz的條件下根據相關公式計算出相位累加器的時鐘頻率和頻率步進,從而確定D/A轉換器在轉換時間為1us且輸出頻率為1MHz的情況下能夠輸出64個樣點,并利用單片機對控制信號、數據進行輸出,以CPLD為系統實現。D/A轉換是保證幅度可調節與任意輸出的必要條件,從而對信號發生器的輸出電壓進行控制,在本系統當中采用的是8位D/A來控制幅度,其幅度分辨率是0.1V。在D/A輸出后可選用高速寬帶運放TL084和1MHz的截止頻率、20KHz以內的幅度平坦來確保信號的平滑,同時可選用波形失真小、頻率特性好、電流驅動能力強大的OCL功放電路來實現穩幅輸出。

二、直流電壓電流表的設計方案

積分式直流數字電壓表借助積分器將被測電壓轉換為相應的時間,而后再由時間轉化為相應的數字量來計數,設計包括脈沖計數電路、模擬電壓雙積分電路、數據處理和顯示電路這三個模塊。在系統設計中采用以雙積分作為核心的電路實現,由控制電路將前置放大與整形后的待測電壓信號自動轉換為2V與200mV量程,而后使用定時處理電路、雙積分電路等組合成完整的數字電壓表,為了使系統精度、顯示分辨率進一步提高,處理采用了數字濾波與軟件補償,并利用單片機軟件設計來實現各種算法以及邏輯控制。

1.電路的基本工作原理

雙斜積分電路所構成的直流數字電壓表主要包括基準電壓、積分器、模擬開關、邏輯控制電路、時鐘脈沖發生器、電子計數器等組成部分,工作過程包括準備、采樣與比較階段。在準備階段當中由邏輯控制電路輸出相關指令,在積分器輸入電壓為零的情況下計數器復零,使得整個電路進入休止狀態。在采用階段由抽樣啟動器將時間指令輸出到邏輯控制電路來使主門開啟,同時使時鐘脈沖發生器起振并輸出相應頻率的時鐘脈沖,而后借助主門加到電子計數器中來進行計數。比較階段也是電壓值的積分階段,雙斜積分式直流電壓測量電路有兩個積分周期,分別對被測電壓定時積分、對基準電壓定值積分,并通過二者之間的比較來獲得測量結果。

2.電路和程序的設計

(1)電路的設計。在模擬電路模塊采用儀器運放INA2128、單運放芯片UA741和各類精密電阻,為滿足輸入高阻抗的要求設計了電壓跟隨器,并采用積分電路來處理電壓信號,電壓量程轉換對2V、200mV的電壓擋轉換進行自動控制。在數據處理模塊將脈沖作為單片機的外部中斷信號并利用集成計數芯片74LS393來實現分頻與記數。在自動校零模塊專門設計了自動校零電路,采集無輸入、輸入小于1mV時的偏移量來對數據進行校正,并在系統檢測到無電壓時借助單片機控制來實現每次清零。

(2)程序的設計。軟件使用了16位單片機80C196KB,主要包括軟件定時并完成電容的定時、放電來給被測電壓進行充電、對計數器閘門進行開啟和模擬開關的轉換,以確保基準電壓在放電至零電壓后翻轉過零比較器,出現中斷信號并使中斷處理程序在鎖存計數脈沖后進行讀數,根據相應的比例來對電壓值進行計算。在顯示電壓與真實值存在誤差的情況下采取線性插值法來做出軟件補償,從而使其達到相關精度指標的要求。

三、系統實驗內容的設計

1.二極管的伏安特性。二極管的陰極電位低于陽極電位時稱之為二極管正向偏置,即正偏;反之,當二極管的陰極電位高于陽極電位時被稱為反向偏置,即反偏。二極管的反偏截止與正偏導通特性是單向導電性。二極管的伏安特性方程是:I=IS(eu/UT-1)(其中Is表示反向飽和電流,在室溫下是常數;u表示二極管兩端的電壓;UT表示溫度的電壓當量,在室溫27℃下為26mV),根據公式所計算出來的伏安特性越小,就說明二極管的反向性能越好。

2.三極管的設計。作為一種電流控制器件,三極管的電流放大作用即基極電流的微小變化對集電極電流的較大變化進行了控制。三極管中各電極電流、電壓間的關系曲線被稱為伏安特性曲線或者特性曲線,最常用到的包括輸入、輸出特性曲線。特性曲線隨著三極管在電路中的連接方式的不同而各有差異。

3.分立元件放大電路。在分立元件放大電路的交流通路當中信號由基極輸入并由發射極輸出,集電極是輸入與輸出回路的公共端,因此被稱為共集電極電路。共集電路具有電壓跟隨特性好、輸入電阻低和輸出電阻高的特點,可用作高輸入電阻的輸入級、低輸出電阻的輸出級和多級放大電路的中間級。

4.負反饋放大電路。負反饋可以用來對放大器的性能進行改善、減少非線性失真現象、擴展通頻帶、改變輸入與輸出電阻。電流、電壓的負反饋分別能夠確保輸出電流、輸出電壓的穩定。

5.集成運算放大器。在運放低頻小信號時可視為理想化的集成運放,理想集成運放線性應用具有虛短、虛斷的特性。通常線性集成運放在負反饋的電路組態下可被應用在放大、運算等線性應用電路當中,非線性集成運放在正反饋、開環的電路組態下可應用于信號轉換與比較、產生、自動和測試系統當中。

6.功率放大電路。按照信號頻率可將功率放大電路分為低頻功放和高頻功放,低頻功放電路的輸出功率是輸出電壓和輸出電流的有效值的乘積,在參數確定時電路負載上可獲得的最大交流功率便是低頻功放的最大輸出功率,其負載上所得到的有用信號功率和電源供給的直流功率之比便是其效率。

7.整流濾波與穩壓電路。濾波電路能夠在保留整流后輸出電壓直流成分的基礎上濾掉脈動成分,從而使輸出電壓趨于平滑并接近理想直流電壓,常用的濾波電路有電感濾波、電容濾波電路等。在穩壓電路當中,可以借助差動放大器來作為比較放大器對零點漂移進行抑制,從而使穩壓電源的溫度穩定性得到提升,可利用輔助電源構成基準電壓源電路來對電源的穩壓系數進行提升,為避免調整管電流過大、電壓過高而損壞穩壓電源,可以采取限流保護電路的措施。

四、總結

模擬電子技術實驗教學主要為了讓學生了解電子技術實驗相關知識,掌握實驗的基本技能,使學生在對模擬電路理論做出深刻了解的基礎上提高自身的觀察能力、動手能力、分析能力以及解決問題的能力,通過與課程體系緊密關聯的實驗系統的建立實現了對實驗教學內容的系統化組合,是實驗教學內容信息化、現代化與綜合化的重要體現。本文對模擬電子技術實驗系統進行了研究與設計,通過對市場上現有的實驗設備設計的借鑒來設計出更加適合大中專院校學生學習的實驗系統,對于高級技術應用型人才的培養、學生專業素養和綜合能力的提升、高校教學質量的提高都具有十分重要的意義。

參考文獻:

[1]何振磊.基于虛實結合網絡實驗室的模擬電子技術實驗[D].浙江大學,2013.

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關鍵詞:項目教學法;電子技術基礎;教學理念;關鍵能力

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2012)03-0096-02

隨著職業教育不斷深入改革,傳統教學對人才培養的目標已無法適應新的經濟體系對人力資源的需求。學生只有把傳統教學法與現代教育理念有機地結合起來,開拓創新、勇于實踐,全面提高學生的社會能力、個性能力和綜合素質,才能適應當今社會需求。筆者在《電子技術基礎》課程教學中,采用了項目教學法,盡管所帶學生的基礎知識不是很扎實,但通過使用項目教學法后,學生掌握技能的能力遠不比以往的學生差,而且有了很大程度的提高。現就運用項目教學法教授《電子技術基礎》課程為例,談一些認識。

改變傳統教育模式在教學上的創新

傳統的職業教育教學目標是向學生傳授文化專業基礎知識,“一支粉筆、一塊黑板、一本教案”,教師教什么,學生學什么。學生的潛在創造力難以發揮,難以培養其創新精神,自然也就跟不上各方面飛速發展的需要了。因此,探求一個新的、有效的教學方法和模式是近年來討論的最多話題之一。

項目教學法是從德國引進的現代職業教育新模式,其目標層次是培養人的行為能力,方法層次是人的行為活動。其顯著的特點是“以引導為主線、教師為主導、學生為主體”,改變了以往“教師講,學生聽”的被動教學模式,且通過運用項目教學法,教師不再是單純的“傳道、授業、解惑”,而是更好地培養學生的關鍵能力(專業能力、方法能力、社會能力、個性能力),以達到職業教育所要求的“職業教育就是就業教育”的教學目標。學生將所學知識轉化為實際的工作能力,創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式,更能提高學生的實際工作水平。因此,學習目的是十分明確的,即現在的學習是為今后的職業服務。在實施項目教學法時,要注意體現以下幾點:(1)它是一種開放的教學方法,該方法具有針對性強、效率高的特點;(2)它是一個完整的“行為活動”,以學生活動為主,以學生為中心;(3)教師的角色也發生了根本性的轉換,即由傳統的教學活動的主導者轉變為課堂活動的引導者、指導者,成為學生學習的促進者;(4)它具有跨學科的教學特點,有利于培養學生綜合知識的能力和發散性思維的能力;(5)學生在學習過程中培養了團隊精神,增強了凝聚力;(6)它強調學生的學習是先行后知、在做中學,極大地提高了學生的綜合職業能力。

項目教學法在《電子技術基礎》中的實際應用

《電子技術基礎》課程是電子專業入門性質的課程,是一門理論與實踐很強的基礎課。其主要任務是使學生獲得電子專業方面的基本知識和技能,培養學生分析問題和解決問題的能力。

由于種種原因,中職的生源質量不高,學生普遍感到《電子技術基礎》課程的理論知識比較抽象、難懂。如果仍用傳統的課堂教學方法,用陳舊的統一尺度去考核學生已無法達到現代教育的目的,更談不上培養高素質的技工人才。教學必須適應社會發展的需要,轉變理念,改革教學模式,從學生實際出發,從興趣著手,創新專業課課堂教學組織形式,充分體現以全面素質為基礎,職業能力為本位,實踐能力為導向的專業教學理念。通過調查研究并結合我校和學生實際,選擇了德國的符合技校教學特點和技校學生學習特征的項目教學方法,盡量少講理論,多實踐,多給學生提供動手機會。因勢利導,揚長避短,精心設計教學內容,加強學生實踐技能、社會能力以及其他關鍵能力的培養。下面,結合我校實際,以我校2009機電高技(1)班《電子技術基礎》課程教學為例,具體做法如下:

確定項目任務 選擇項目很重要,一方面要緊密結合教材知識,另一方面也要充分發揮學生的想象力。通常教師提出一個或幾個項目任務,然后各小組根據項目任務查資料,坐在一起討論、設計,最終確定項目的目標和任務。如設計直流穩壓電源,用串聯型還是并聯型,各有什么優缺點,輸出電壓的調節范圍和電流的大小是多少等。項目確定下來后,整個教學過程也就確定下來了。所以項目的選擇是項目教學法的重中之重。筆者也深入到各小組中幫助答疑、引導,促使學生在學習中運用新知識、技能,解決過去從未遇過的實際問題。

開展項目教學計劃 分組教學是項目教學法常用的模式,在分組時,先讓學生自由組合,然后再根據實際情況進行調整,使每組好、中、差的學生搭配合理,一般每組不超過6人,大家圍起來坐,運用課本所學到的知識設計穩壓電源電路,畫出電路圖。通過分析、計算、討論、元器件選擇和制作等,學生成為學習的主體。學生之間取長補短,相互協作,共同完成學習目標。

根據項目要求組織實施計劃 每個學生根據項目要求介紹自己設計直流穩壓電源的方案,分析它的工作原理。然后筆者把設計方法的思路介紹了一下,學生開始互相討論,互相幫助來修改自己的電路設計,小組進行交流后,討論得出哪個方案最合理。學生在整個學習過程中,腦、心、口、手并用,互幫互學,課堂氣氛活躍,極大地增強了學生的表現欲,課堂教學效果非常好。學生不但學到了知識,而且使其語言表達能力和社交能力也得到了很大的提高。更重要的是培養了他們的職業能力、團隊精神及合作能力等,體驗到了創新的艱辛與樂趣。

項目教學評估 在項目完成后,教師要求學生按評價表(見表1)進行評價。評價時要對項目的全過程進行評價。學生是課堂的主體,因此要重視學生的自主性評價。評價的內容是,學生取得了哪些進步,哪些學生穩壓電源調試不成功,還存在哪些問題,最后總結成功的經驗和失敗的原因。通過對比評價結果,找出造成結果差異的原因。

實施“項目教學法”的教學效果與體會

通過《電子技術基礎》項目課程的教學,達到了預定的教學目標,成績好的學生的組織能力得到了鍛煉,成績較差的學生在成績較好學生的幫助下,積極努力,也達到了預期目標。現將傳統教學模式與項目教學法模式的學習效果進行了比較(見表2),發現采用項目教學法后有明顯的變化。

項目教學法突破了傳統的教學模式,讓學生成為學習的主人。通過協作學習的方式開展學習,充分調動了學生的學習興趣,挖掘了學生的學習潛力,調動了全班的學習氣氛,學生能積極主動參與教學過程,解決了實際問題。形成了教師樂教,學生樂學的好局面。教師角色也由過去的主講轉變為疏導協調,答疑輔導。可以說,項目教學法培養出來的人才更能適應社會的需求。

實施項目教學法,推動了教學改革,它把理論與實踐有機地結合起來,不僅提高了理論水平和實際操作能力,而且又在教師有目的的引導下,培養了合作、解決問題等綜合職業能力。同時,充分調動起了學生學習的興趣,為學生終身學習及創業奠定了基礎。因此,項目教學法有其獨特的優勢,應更進一步總結提高。

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[關鍵詞]模擬;電子;組裝;調試;網絡課程

1前言

冶金職業院校模擬電子技術課程在傳統教學形式下,老師在教室里授課,一塊黑板一支粉筆,課件無動畫、教具陳舊老化,不能直觀展現抽象的模擬電子知識中的微觀現象,學生難以掌握電子知識與技能。通過教學改革,在教學過程中實施“工學結合、教學做一體化”教學方法,以任務驅動的方式展開教學,在授課過程中運用多媒體課件、電子虛擬軟件、電子產品組裝與調試訓練和網絡課程等教學手段,使模擬電子技術課程生動直觀,實踐性強,激發了學生的學習興趣和學習動機,學生通過學習使得模擬電子課程知識、技能和職業能力均獲得很大提高,100%學生獲得職業資格技能證書,學生就業率高,就業質量好。在課程建設中,首先確定模擬電子課程的知識點和技能點,確定教學目標,以任務驅動方式實施教學,在教學過程中按照資訊計劃決策實施檢查評價教學反饋等七個環節進行,激發學生的學習動機,促使學生積極參與,培養學生綜合職業能力。由于科學的制定教學目標,使教學目標充分發揮其導向、激勵和評價的功能,培養出懂知識、會操作、職業素質高的技能型人才。

2確定課程的知識點和技能點

2.1知識點

電子元件識別與檢測、電子元件作用原理、單管放大、帶有負反饋放大電路、兩級放大、射極輸出器、功率放大器、振蕩電路、直流穩壓電源等。

2.2技能點

電子元件識別與檢測方法、單管放大安裝與調2017年第5期試、帶有負反饋放大電路安裝與調試、兩級放大電路安裝與調試、射極輸出器安裝與調試、功率放大器安裝與調試、振蕩電路安裝與調試、直流穩壓電源安裝與調試。根據課程的知識點與技能點的要求,選擇典型的電子產品———調幅收音機,其電子電路涵蓋于知識點與技能點的要求。課程任務確定為:電子電路的組裝與調試,通過電子產品的組裝與調試使學生掌握模擬電子課程中的知識與技能。

3確定學習目標

(1)通過對超外差式調幅收音機的安裝,掌握電子元件識別與檢測、電子元件作用原理、單管放大、帶有負反饋放大電路、兩級放大、射極輸出器、功率放大器、振蕩電路、直流穩壓電源等工作過程。更加熟練掌握電子產品整機安裝的工藝。(2)通過收音機的調試,掌握單管放大電路調試、帶有負反饋放大電路的調試、兩級放大電路的調試、射極輸出器的調試、功率放大器的調試、振蕩電路安裝與調試、直流穩壓電源的調試。深刻理解電子產品調試的目的與要求。(3)通過對超外差式調幅收音機的安裝、調試,提高對電子產品故障判別與檢修的能力。為今后從事電子專業方面的工作奠定基礎。(4)以超外差式調幅收音機的組裝與調試為任務驅動,能夠使讀者學會超外差式調幅收音機的組裝調試技術,掌握在超外差式調幅收音機調試過程中中頻調試、頻率范圍調試、統調、收音機質量檢測及故障檢查與排除的技能點,通過對超外差式調幅收音機的組裝調試鞏固儀器儀表的使用、PCB板元件組裝步驟、整機安裝等的技能點。(5)培養學生團隊合作、愛護工具儀器儀表、愛崗敬業、一絲不茍的工作態度。

4以任務驅動式教學方法

指導學生從基本放大電路入手分別學習電子元件作用———單管放大———帶有負反饋放大電路———兩級放大———射極輸出器———功率放大器,引導學生由淺入深、由易到難漸進式學習,完成每個教學內容。以任務驅動的方式,采用“教學做一體化”教學方法,工學結合,提高學生學習興趣。下達任務單:調幅收音機電子電路分析,以試聽收音機節目臺數、音質開始,把學生帶入學習的情境中。收音機電路圖如圖1所示,其中的VT4就是低頻放大器,VT5、VT6兩個三極管組成了共集電極放大電路,又稱射極輸出器。這兩個射極輸出器對稱連接,形成互補對稱功率放大器。電路中元件作用是:由T1及C'1a組成的調諧電路感應出廣播電臺的調幅信號,通過選頻F1信號輸入到VT1三極管的基極。本振信號選頻F2進入VT1三極管發射極,由VT1三極管進行變頻,在VT1集電極輸出回路通過T3選取465KHz中頻信號(就是F2與F1的差頻信號)。中頻信號分別經VT2第一級中頻放大器和VT3第二級中頻放大器中頻放大后,進入檢波器(由C5、R6、Rp、C11的元件組成)檢波后經過VT4低頻放大器放大,再由VT5、VT6兩只三極管與變壓器耦合,組成功率放大器進行功率放大,最后推動揚聲器輸出悅耳動聽的聲音。T3、T4為中周(中頻變壓器),既是放大器的交流負載又是中頻選頻器,該機的靈敏度、選擇性等指標靠中頻放大器保證。T5、T6為音頻變壓器,起交流負載及阻抗匹配的作用。通過為學生進行實物分析,提高他們的學習興趣。

5能力培養分析

5.1教學實施過程共分六個環節

5.1.1資訊環節教師要分析學生是否掌握了超外差式收音機的基本工作原理及實際應用。教師要通過展示、操作已安裝好的實際電子產品,介紹超外差式收音機的安裝與實際應用,說明本學習情境的學習任務。以案例教學法把學生帶入情境之中。教師組織學生分組,布置學習任務并講解任務要求。5.1.2計劃環節根據對工作任務的分析及領會,制定工作計劃,確定小組成員分工,明確階段成果及檢查的項目。在完成“任務相關資訊”部分學習后,在自己現有的知識與技能的基礎上,根據學習情境的要求,制定組裝一臺調幅收音機需要在元器件選擇元器件檢測PCB板組裝整機安裝調試故障檢查與排除工作任務完成時限工作所需工具設備等方面開展工作的計劃并填寫“計劃單”進行工作任務分配。在制定計劃過程中可以制定數個計劃。學生在教師指導下制定工作計劃。學生可以集思廣益,各抒己見制定多種工作計劃5.1.3決策環節學生在教師指導下,在多個計劃安排中,分析討論出實施可操作性、工作條件的安全性強的方案,確定為實施方案。在確定實施方案后,按照PCB板安裝、產品整機安裝、產品調試、質量檢測等工序填寫工作“決策單”。5.1.4實施環節教師用案例教學法對已安裝好的收音機進行講解,分析電路原理、安裝與調試方法,電路元器件的選擇與檢測;按實驗演示法授課,介紹收音機的組裝工藝,學生進行收音機的組裝訓練,教師以教學做一體化教學模式介紹收音機的調試方法,學生進行收音機的調試訓練。學生在教師指導下完成元器件、材料、工具等清單填寫,進行收音機的組裝訓練,最后進行收音機調試訓練。5.1.5檢查環節電子產品組裝完畢,要對成果先進行小組自查,然后小組之間互查,最后教師檢查,提出整改意見。通過檢查環節檢查學生自主學習能力,從而培養學生嚴肅認真的工作態度和責任感。5.1.6評價環節對成果的評價以小組自評、小組之間互評、教師點評的方式進行,并給出本學習情境的學習成績,從中培養學生的判斷能力、檢查能力、評價能力。學生先進行分組匯報,小組互評,最后教師來總結評價結果。5.1.7反饋環節學生專業能力、方法能力、社會能力是否得到提高,在教學反饋中能夠得到驗證。例如在教學反饋中讓學生針對以下問題進行反饋:比較任務驅動式教學方法與傳統教學哪種更適合你;通過學習常用電子元器件的識別、檢測與代換訓練,你是否掌握本學習情境的知技點;是否學會收音機的組裝、收音機的調試訓練效果等,從而了解學生學習情況。通過教學反饋,使教師了解學生對本學習情境工作任務的掌握情況,為教師提高教學水平,進行教學改革提供依據。

5.2職業能力培養分析

5.2.1在常用電子元件識別與檢測訓練中培養職業能力教學過程中要進行電阻、電容、電感、變壓器、二極管、三極管檢測。重點培養常用電子元器件識別能力,萬用表使用能力,二極管、三極管工作原理分析能力,電容、電感、變壓器工作原理與檢測能力。5.2.2在電路板安裝訓練過程中培養職業能力要進行電容器的整形、安裝與焊接,三極管的整形、安裝與焊接,電阻器、二極管的整形、安裝與焊接,振蕩線圈與中周的安裝與焊接。重點培養學生的電子元件整形能力、對元器件引線或引腳進行鍍錫處理能力、元件焊接能力。元器件安裝質量及順序會直接影響整機的質量與功率,合理的焊接安裝需要認真思考和具備實踐經驗。5.2.3在電子產品調試與檢查訓練中培養職業能力要防止變壓器原邊與副邊之間短路,測量變壓器原邊與副邊之間的電阻。檢查輸出、輸入變壓器原、副級,檢查VT5,VT6的電流放大倍數(放大系數)相差應不大于20%,檢查印制板的銅箔線條是否完好,有無斷線及短路,調試電路是否正常運行,從而培養學生嚴肅認真的工作態度、看圖接線能力、按照操作規程工作的能力、電子產品檢測、調試與排故維修能力以及電子產品評價能力。

6建設網絡課程

(1)提供“教、學、做”一體化的網絡課程資源。如:教案、演示課件、技能訓練指導、重點難點指導、習題、參考資料、案例庫/專題講座庫/素材資源庫、演示/虛擬/仿真實際操作訓練、授課錄像及其他輔助學習的資源,表現形式多樣化。(2)學習過程體現師生交互、人機交互的特點,在課程網站中,學生能在線完成練習、作業和綜合測驗,客觀題能實現自動批改;儀器操作訓練、考核能實現人機交互及時給予成績并有統計顯示交互內容。(3)網站中有專門的疑難解答板塊、交流論壇、文字聊天室、在線答疑、能使更多的學生、電子愛好者、工程技術人員參與,學生的提問能得到及時的回答,網絡更新頻率高。

7應用多媒體教學課件、仿真軟件等技術手段

制作各種教學課件,利用動畫、視頻、照片等描述電子運動微觀現象,使抽象知識形象化,利于學生對知識的理解。利用EWB、proteus等仿真軟件展現電路運行過程,使學生直觀看到電路動作結果,節省大量教學資源,事半功倍,教學效果非常好。此外,帶領學生在企業進行實踐教學,如在學習SMT表面安裝技術時,老師先利用多媒體動畫模擬講授,以真實的工作內容與虛擬工作內容相結合,實現先虛擬后真實,提高學生職業能力。在教學內容呈現方式中體現了數字化、媒體化,傳輸方式網絡化。在教案中有配音、有動畫,有虛擬操作訓練,充分體現了信息化教學特點。在網絡課程中圖、文、音、視、動畫等多媒體形式靈活運用,有利于促進學生自主學習和主動學習,提高學習興趣,使學生在快樂中學習。

8創新與實用

在模擬電子課程中引入電子產品組裝與調試,讓學生在學習中工作,并在工作中學習,讓學生學以致用,增強學生的學習興趣,提高學生的動手能力,培養學生的分析問題、解決問題的能力和創新能力。本課程是教學做一體化教學,在網絡中真正實現人機交互動手操作,以鼠標代替學習者的手,進行儀器儀表使用、焊接技術訓練、電子產品組裝、電子產品調試等項目的實施,立意新穎,構思獨特,設計巧妙。適用于實際教學,有推廣性。

9教學效果

通過教學改革,在模擬電子課程中引用“工學結合、教學做一體化”教學和方法,以任務驅動的教學方式,以電子產品為載體,讓學生在設定的學習情境中“做中學、學中做”激發了學生學習興趣,教學成績得到提高。我校應用電子技術專業的學生在勞動部舉辦的無線電調試工職業技能鑒定考核中獲得優異成績證明教學效果得到有效提升。經過本課程學習的學生不僅參加職業技能考核100%順利通過,而且還有15名學生在參加各級電子技能大賽時獲獎。學生在學習過程中專業能力、方法能力、社會能力等職業能力得到提高。

10結論

在冶金職業院校模擬電子課程中引用“工學結合、教學做一體化”教學和方法,以真實的工作內容與虛擬工作內容相結合,在網絡中真正實現人機交互動手操作,學生的工作態度、動手能力、分析問題和解決問題的能力得到明顯提高,教學效果得到有效提升。

參考文獻

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篇10

論文關鍵詞:課程改革;工作任務;課程項目;技術情境;教學導航

隨著我國科技和經濟的迅猛發展,社會對人才的需求正在發生著深刻的變化,教育行業受到各方面的重視。在教育部和財政部實施的國家示范性院校建設政策鼓舞下,高等職業技術學院以服務為宗旨,以就業為導向,以培養高級應用型、技藝型人才為目標。這類人才主要是在不同行業、企業的工作和生產過程中負責管理、監督、檢測、分析、技術服務等幾項工作。因此,高等職業技術學院正進行較大規模的專業建設和課程改革,要求高職專業的學生除了具備必要的基礎理論、專業技術知識外,還必須具有解決工作生產中實際問題的能力,以適應今后的工作。

“電子技術”分為模擬電子和數字電子兩大部分,在教學中從職業崗位工作任務分析著手以掌握知識和技能為根本、以工作方向為培養目標、以工作過程為導向,強調把完整的工作過程及其操作要求作為課程內容。當工作過程導向課程運用項目載體設計學習情境時,這一工作過程實際上就成了完成具體項目的自始至終的步驟。通過課程分析和知識、能力、素質分析,打破傳統的教學模式,構建了“以工作任務為中心、以課程項目為主體的教學方法”。在教學中掌握課程技術原理及應用方面知識體系的完整性是非常重要的,使學生在完整的工作過程中培養應對復雜技術情境的能力。在教學中以典型電子電路制作的工作任務為中心,以多模塊應用為切入點,引入對學生創新能力的培養,讓學生在具體應用電路的制作過程中開發創新思維,完成相應工作任務,并構建相關的理論知識,發展職業能力。

一、模擬電子技術教學導航

模擬電子技術是研究對仿真信號進行處理的模擬電路的學科。它以半導體二極管、半導體三極管和場效應管為關鍵電子器件,包括功率放大電路、運算放大電路、反饋放大電路、信號運算與處理電路、信號產生電路、電源穩壓電路等研究方向。

理論知識:基本半導體知識、放大電路、集成運算放大電路、直流穩壓電源。

技能訓練:常用元件的識別與測量、放大電路性能分析、集成運算放大電路基本應用。

1.模塊1:半導體器件

(1)知識重點:半導體基礎知識;半導體二極管外部特性;晶體三極管外部特性。(2)知識難點:半導體PN結。(3)教學方式:從半導體PN結入手,簡單介紹半導體的基本結構與工作原理。結合實踐教學,重點掌握半導體的外部特性。(4)技能要求:二極管與三極管的簡易測試。

2.模塊2:放大電路

(1)知識重點:放大電路的基本組成;放大電路的分析;多級放大電路的極間耦合;負反饋對放大電路的性能的影響。(2)知識難點:放大電路的分析;放大電路的負反饋。(3)教學方式:從基本放大電路入手,介紹放大電路的靜態與動態分析、多級放大、電路反饋;結合實踐教學,重點掌握放大器的外部特性。(4)技能要求:放大電路靜態工作點的調整與動態參數測試。

3.模塊3:集成運算放大器

(1)知識重點:集成運放的結構和特點;基本運算電路;集成運放的線性應用電路。(2)知識難點:集成運放的線性應用電路。(3)教學方式:從理論集成運放條件入手,掌握各基本運算電路和電壓比較器的功能;結合實踐教學,重點掌握集成運放的外部特性。(4)技能要求:電路的調整與測試。

4.模塊4:直流穩壓電源

(1)知識重點:整流與濾波電路;穩壓電路;開關電源。(2)知識難點:開關電源。(3)教學方式:從二極管整流特性、電容器充放電入手,講解整流、濾波電路;穩壓電源重點講授集成穩壓電路和開關電源。(4)技能要求:電路的調整與測試。

二、數字電子技術教學導航

數字電子技術主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用,邏輯門電路組合和時序電路的分析和設計、集成芯片各腳功能。隨著計算機科學與技術突飛猛進地發展,用數字電路進行信號處理的優勢也更加突出。為了充分發揮和利用數字電路在信號處理上的強大功能,可以先將模擬信號按比例轉換成數字信號,然后送到數字電路進行處理,最后再將處理結果根據需要轉換為相應的模擬信號輸出。

理論知識:集成門電路與組合邏輯電路、時序邏輯電路、波形產生與整形電路、中規模集成電路應用。

技能訓練:組合邏輯電路應用、時序邏輯電路應用、邏輯電路限定符號識圖。

1.模塊1:數字電路基礎

(1)知識重點:數字脈沖信號;二進制與8421BCD碼;基本函數與邏輯運算;邏輯函數的化簡和變換。(2)知識難點:邏輯函數的化簡和變換。(3)教學方式:從二進制與邏輯函數基本規則入手,學習邏輯運算規則、邏輯函數化簡與變換。(4)技能要求:邏輯函數的化簡和變換。

2.模塊2:組合邏輯電路

(1)知識重點:基本邏輯符號及意義;門電路的邏輯功能和基本特性;組合邏輯電路的分析常用組合邏輯電路的邏輯功能。(2)知識難點:基本邏輯符號及意義;組合邏輯電路。(3)教學方式:從基本原理與邏輯符號讀解入手,重點介紹電路的邏輯功能與外部特性。(4)技能要求:基本邏輯符號讀圖;門電路和組合邏輯電路。

3.模塊3:觸發器

(1)知識重點:各類觸發器的邏輯功能;觸發器限定符號及其意義。(2)知識難點:觸發器之間的轉換關系。(3)教學方式:借助限定符號意義讀解,幫助理解各種觸發器的邏輯功能與控制方式;結合實踐教學,重點掌握電路的外特性。(4)技能要求:觸發器的邏輯功能測試。

4.模塊4:時序邏輯電路

(1)知識重點:時序邏輯電路的特點;時序邏輯電路的限定符號及其意義;寄存器;集成計數器應用。(2)知識難點:集成計數器應用;限定符號及其意義。(3)教學方式:從觸發器入手,由D觸發器構成寄存器;由T和Tˊ觸發器分別構成同步和異步二進制計數器。借助限定符號的意義來理解時序邏輯電路的邏輯功能。結合實踐教學,重點掌握電路的外特性。(4)技能要求:常用的相關集成電路的應用。

5.模塊5:波形產生與整形電路

(1)知識重點:555定時器;多諧振蕩器與單穩態電路;施密特觸發器;石英晶體振蕩器。(2)知識難點:555定時器;多諧振蕩器。(3)教學方式:以555定時器為重點,介紹多諧振蕩器、單穩態電路和施密特觸發器的功能。重點掌握電路的外特性。石英晶體振蕩器從阻抗頻率特性入手。(4)技能要求:常用的相關電路的應用入手。

三、電路組裝、測量與調試教學導航

電子電路組裝、測量與調試在電子工程技術中占有重要的地位,任何一個電子產品都是由設計焊接組裝調試形成的,焊接是保證電子產品質量和可靠性最基本環節,調試是保證電子產品正常工作的最關鍵環節。

理論知識:常用電子儀表、電路的裝配、調試與測量知識。

技能訓練:常用電子測量儀表的使用、常用電路元件與數字集成電路測量、電路的裝配與調試。

1.模塊1:常用電子儀器知識重點

(1)知識重點:雙蹤示波器;半導體管特性圖示儀;毫伏表;信號發生器;集成電路測試儀。(2)知識難點:雙蹤示波器;半導體管特性圖示儀。(3)教學方式:重點講授電子儀器的操作和使用方法。(4)技能要求:儀器的基本操作方法;半導體特性測量。

2.模塊2:電子元器件的識別與簡易測量

(1)知識重點:電子無源元器件;電子有源元器件;表面安裝元器件。(2)知識難點:表面安裝元器件。(3)教學方式:重點講授各種電子元器件的識別與選用方法。(4)技能要求:元器件的識別與選用方法、常用數字集成電路測試。

3.模塊3:電路的裝配、調試與測量

(1)知識重點:裝配、焊接工藝;電路測試與測量。(2)知識難點:電路測試。(3)教學方式:介紹電路裝配工藝,分析電路測試與測量基本方法,結合實訓進行教學。(4)技能要求:電路裝配、測試與測量。

四、電子電路仿真教學導航

電路仿真技術是近十年來在電子技術研究領域的一場革命。設計人員利用計算機及其軟件的強大功能,在電路模型上進行電路的性能分析和模擬實驗,從而得到準確的結果,然后再付諸生產,極大地減少了實驗周期和試制成本,提高了生產效率和經濟效益,受到了電子生產廠家的一致歡迎。現在,電子仿真技術已成為電子工業領域不可缺少的先進技術,因此為了確保電路設計的成功,消除代價昂貴并且存在潛在危險的設計缺陷,就必須在設計流程的每個階段進行周密地計劃與評價。電路仿真給出了一個成本低、效率高的方法,能夠在進入更為昂貴費時的原型開發階段之前,找出問題所在。

理論知識:EWB與Multisim平臺基本知識,Multisim在電子仿真實驗中的應用。

技能訓練:模擬電路電子仿真和數字電路電子仿真。

模塊:電子電路仿真。

(1)知識重點:Multisim平臺的使用;Multisim在電子仿真實驗中的應用。(2)知識難點:Multisim軟件的使用。(3)教學方式:從電子實驗實例入手,學習Multisim軟件的使用,在學會使用的基礎上,結合電子知識,完成電子實驗的仿真。(4)技能要求:用Multisim進行電子仿真的方法。

五、綜合實訓項目——有源多媒體音箱的設計與制作

1.知識要求

掌握模擬電子技術和數字電子技術的綜合應用思路;掌握電子產品綜合設計的基本思路。

2.技能要求

能進行電子電路的綜合制作調試;能有條理地撰寫設計說明書;能對設計項目進行總結展示。

3.教學任務

通過有源多媒體音箱的設計、制作及測試,掌握電子產品的設計流程及注意事項,學會元器件的特性測試和電路組裝、測試,熟悉電子產品組裝的工藝要求及生產過程。

4.教學活動設計

(1)通過讓學生利用圖書館、上網等手段查閱相關資料,在教師指導下對有源多媒體音箱進行設計,掌握電子產品的設計流程及注意事項。

(2)在校內生產線的工作崗位上,根據所設計電路選擇元器件,進行元器件的性能、參數測試。規劃電路板,進行元器件的布局和印制電路板的制作。完成各部分電路的焊接、組裝,對已經組裝的電子產品進行參數測試及調試,使其達到設計要求。

(3)要求學生撰寫實踐報告及產品說明書。

5.相關知識

(1)理論知識。元器件的識別、測試方法;印制電路板的制作,元器件的布局;焊接工藝、電路調試方法;產品說明書的撰寫。