發(fā)布時間:2023-03-10 14:56:19
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的電子技術論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā),請盡情閱讀。

EDA技術是基于電子計算機發(fā)展起來的新技術,是以電子技術為基礎,計算機技術為輔助載體,軟件技術為核心元素的綜合性技術。它擺脫了傳統(tǒng)電子技術微電子電路設計復雜以及控制程序編寫困難等技術問題,進一步提高了電子技術的發(fā)展水平,因此將EDA技術引入到電子技術教學中具有極強的現(xiàn)實意義。
1.基于EDA技術的電子技術理論教學
模擬電子技術和數(shù)字技術是電子技術的兩大組成部分,長期以來這兩個部分都是相互獨立的。隨著科技的不斷發(fā)展,大規(guī)模集成電路以及微電子電路的出現(xiàn),相互獨立的局面已被打破,同時也改變了電路元器件以及電子控制等系統(tǒng)限制。在現(xiàn)代的電子技術中模擬電子技術部分包括為半導體PN結、微變等效電路、電路的控制與正負反饋電路、集成運放等效電路、偏置電路等內容。模擬數(shù)字技術則強調電路的規(guī)律性與控制性,由于在模擬電子技術中的使用的半導體晶體都是非線性器件,因此產(chǎn)生的控制信號都是非線性信號,各種放大電路的組成都是通過加偏執(zhí)電路,利用半導體的單向導電性以及穩(wěn)壓性來實現(xiàn)的。因此將EDA技術引入到電子技術理論教學,重點要放在各種放大電路的處理、分析以及衍生,因為所有的放大電路以及偏置電路運用的都是最基本的二級管放大原理。在教學上要將各種離散的電子技術知識串接起來進行教學,使得包括邏輯電路、定時器和觸發(fā)器以及數(shù)模轉化等知識在EDA這一主線能夠統(tǒng)一起來,更好地提高電子技術教學質量。在進行理論知識教學的同時要配合適當?shù)膶嶒炛v解,培養(yǎng)學生良好的思考能力與動手分析能力。
2.基于EDA技術的電子技術實踐教學
電子技術實驗教學是輔助電子技術理論教學,是提高學生靈活運用所學的理論知識的實踐,而EDA技術的引入更是給傳統(tǒng)的電子技術實踐教學帶來了全新的體驗。在傳統(tǒng)的電子技術教學實驗中,學生使用分開的電子元器件在實驗臺上進行搭線橋接各種電路,即使在進行數(shù)字技術實驗也是通過接線的方式來進行試驗。這種搭積木式的試驗方式大大降低了學生對于電子技術試驗的興趣。同時這種實驗方法對于電子元器件、試驗臺等精度要求較高,學生在實驗中遇到的問題較多,而老師則是把主要精力放在處理學生實驗中遇到的各種實驗問題,如接線錯誤以及元器件損壞等,這樣極大地降低了電子技術實驗效果。在采用EDA技術后,老師通過運用強大的EDA仿真軟件以及EDA實驗平臺,可以大大提高電子技術的實驗效果。在進行試驗之前,學生利用EDA進行模擬實驗,可以提前發(fā)現(xiàn)試驗中的問題,并且進行獨立思考。進而在實際的硬件試驗中,學生可以更快更好地完成電子技術相關實驗內容。利用這種EDA仿真軟件以及EDA實驗平臺和硬件實驗相結合的方式,既鍛煉了學生綜合運用EDA技術的能力,也使得學生對于電子技術的相關知識掌握得更加牢固。
二、促進EDA在電子技術教學中的應用的措施
EDA技術教學在電子技術教學中有著重要的運用,但是受制于傳統(tǒng)電子教學中存在的問題,EDA技術教學不能夠很好地開展開來,因此我們需要改變現(xiàn)有的電子技術教學狀況,促進EDA在電子技術教學中的應用。
(一)改革目前的應試考試制度
考試是檢驗學生對于知識的掌握情況,是教學成果中重要的一個環(huán)節(jié)。在電子教學中不僅要讓學生掌握最基本的計算機內部結構理論知識,更要讓學生具備較強的實踐能力、思考能力、自我總結能力以及創(chuàng)新能力,這些綜合能力才能體現(xiàn)出學生綜合素質。但是目前的考試制度是一張試卷定分數(shù),僅僅體現(xiàn)出學生的考試能力,其他能力體現(xiàn)不出來,因此需要改革現(xiàn)有的應試考試制度。
1.在實驗考核中
應該包含各個方面的考核,才能體現(xiàn)出學生對于知識的掌握程度以及運用程度。應該包括實驗報告、實驗操作、實驗總結等,這樣才能體現(xiàn)出教學過程中的以人為本思想,提高學生的創(chuàng)新能力。只有在制度上有了創(chuàng)新,才能提高學生將理論知識運用在實際中的能力。
2.在考試中
應該加大開放性試題以及實驗性試題在總分數(shù)中的比例,引導學生不斷在學習過程中注意觀察,不斷思考,細心總結。提高學生發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題的能力,培養(yǎng)學生自我思考的能力。
(二)通過教育媒體的運用來提高教學效果
隨著網(wǎng)絡的發(fā)展,多媒體教學已經(jīng)越來越廣泛地被運用到教學中來。所以我們在電子技術這門課程中,可以運用多媒體來進行輔助教學。通過在多媒體上展示出電子技術的基本原理以及這些原理在電子設備上的運用,然后對于電子設備進行模擬拆解,并且將這些拆解后模塊各自的功能以及在使用中容易出現(xiàn)的問題等進行分析。而EDA技術作為較新的技術,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術等高新技術,因此通過EDA技術可以自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真以及對于特定目標芯片的適配編譯和編程下載等工作。所以在多媒體這一平臺進行EDA電子技術教學比單純的講解教學效果要好得多,學生更能清晰明了地掌握電子技術相關知識。所以老師要學會借助多媒體來進行EDA電子教學,不僅要考慮到教學的方法,也要考慮到教學的效果。只有學生真正掌握了電子技術知識,老師的教學任務才算完成了。
(三)引進專業(yè)的教師隊伍
1.1優(yōu)化了實驗教學的效果
利用Multisim進行電子技術實驗教學,學生可以體驗到以往在實驗室中不能體會到的便捷感和直觀感。以《電子技術》課程中的單管放大電路實驗為例,在傳統(tǒng)的實驗室教學中,學生需要在實驗臺上連接很多線路,并且需要連接試驗臺上的交直流電源開關,才能對電路進行功能驗證。由于線路連接的繁瑣,一旦在連接過程中出現(xiàn)錯誤,導致實驗結果不能實現(xiàn),那返回去找錯的過程將會是一個非常麻煩的過程,同時,在實驗過程中,實驗臺上的交直流電源也具有一定的安全隱患。然而,利用Multisim進行仿真教學,卻不會出現(xiàn)上述問題,在電路的搭建過程中,如果出現(xiàn)了錯連和漏連,只需要在電路中刪除或增連一些導線即可完成修改操作,十分便捷。同時,可以采用軟件中的各種虛擬設備和分析手段進行實時分析,并獲得相關的數(shù)據(jù),教學效果十分直觀。
1.2豐富了教師的教學手段
利用Multisim進行電子技術實驗教學,教師的教學難度大大降低,豐富了教學手段,優(yōu)化了教學效果。傳統(tǒng)電子技術實驗室教學,往往是一個實驗教師對一個班的學生進行實驗教學指導,這種教學模式經(jīng)常會使教師面對眾多學生的實驗指導,經(jīng)常會造成教師措手不及,不能做到面面俱到,也使教學效果大大打折。而利用Multisim進行電子技術實驗教學,教師完全可以在裝有多媒體設備的機房中完成實驗教學的過程,教師在講臺上進行電路的仿真搭建并進行仿真分析講解,步驟可以通過多媒體設備反映在大屏幕上,學生可以很直觀、方便地觀察到老師的每一步操作,并根據(jù)老師的操作在自己的電腦上完成相應實驗電路的搭建和仿真,最后將仿真的數(shù)據(jù)通過電子實驗報告單的形式匯總給老師,即減輕了教師的教學壓力,也實現(xiàn)了良好的教學效果。
2結束語
1.網(wǎng)絡課件
網(wǎng)絡課件是電工技術與電子技術網(wǎng)絡系統(tǒng)的自主學習型課件,其通過利用網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫管理技術以及多媒體技術,將動畫演示、例題、案例等以知識單元的形式展現(xiàn)在該模塊中。該網(wǎng)絡系統(tǒng)中時,通過相應的教學目標,準確的了解該章教學的學習要求以及教學重點和難點,再通過和課程教學相配套的應用超文本語言HTML制作相應的網(wǎng)頁式課件,將課堂中講授的知識以及其他相關的內容加載到網(wǎng)絡課件中,當學生進入到該網(wǎng)絡系統(tǒng)中時,實現(xiàn)了在教師的指導下的學生自主學習的教學模式。此外,通過交互動能,網(wǎng)絡課件中還根據(jù)教學中的疑難點以及關鍵點進行多種形式的解析,保證不同認知水平以及不同層次的學生都能夠正確的理解和掌握網(wǎng)絡課件中的內容。
2.網(wǎng)絡輔導
網(wǎng)絡輔導系統(tǒng)是針對學生復習課堂講述的知識點、解答學生疑問以及監(jiān)測學生自身的學習成果而設計的,該系統(tǒng)中的教學內容可以分為電工技術和電子技術兩個方面,其中包含了20個學習單元,并且每一個單元中都包含了該單元的學習目標、學習難點、學習重點、學習方法、例題練習、問題解析等內容,該輔助系統(tǒng)中涉及的內容全部都是電工技術與電子技術教學中多年的學習重點與教學難點,通過總結各方面的經(jīng)驗與知識點,對相應的難點以及問題提出了相應的解析方法,引導和啟發(fā)學生進行學習,進一步的強化對教學內容的掌握和理解。
3.課件點播
在電工技術與電子技術網(wǎng)絡系統(tǒng)中,在可能網(wǎng)絡教學以及多媒體教學的基礎上,通過利用網(wǎng)絡技術和多媒體技術,將攝制的教師江河的電子教案、音頻信息、視頻信息等轉化成同步的視頻課件,然后將這些課件傳輸?shù)骄W(wǎng)絡中,學生們通過登錄該網(wǎng)絡系統(tǒng),就能夠點播相應的課件,這種供學生隨時點播的網(wǎng)絡課件,使學生如同在教室中聆聽教師的教誨,達到相應的教學效果。
4.模擬實驗
電工技術與電子技術網(wǎng)絡教學系統(tǒng)的模擬實驗,是通過借助計算機技術模擬軟件,以一種模擬的空間來模擬現(xiàn)實中的實驗環(huán)境,通過在網(wǎng)絡環(huán)境中演示實驗的整個過程,能夠緊緊的抓住學生的眼球,提高學生學習實驗的興趣,并且在演示的過程中將試驗的理論、概念、重點以及難點等都標注出來,方便學生能夠準確的掌握實驗教學的所有內容,這種模擬實驗能夠定量的分析電力以及系統(tǒng)的性能,加深學生對相關實驗內容的理解。
5.在線檢測
在電工技術與電子技術網(wǎng)絡教學系統(tǒng)中,還設置有在線自測題庫,通過ASP技術管理相應的測試題庫,該測試題庫中包含了電工技術與電子技術的所有教學內容,測試題目的難度分為高級、中級、初級三個部分,由學生根據(jù)自己的實際水平,選擇合適的測試題目,ASP技術能夠根據(jù)學生選擇的項目,實現(xiàn)對測試題目的快速組合,并且其還具有自動批閱以及分析問題的功能,當測試結束后,該系統(tǒng)能夠自動的將試題的測試結果,其中包含測試的時間、試題的正確率、答題率以及測試的最終結果,然后將正確的答案以及答案的解析提供給學生,幫助學生加深對測試內容的;理解和記憶。
二、結束語
1.利用多媒體技術,讓學生對書本知識有個直觀的認識我們在教學媒體上選擇采用多媒體教學形式。由于課程特點,電路圖形較多,借助多媒體可提高效率,在進行重要電路分析時循循善誘逐步給出分析步驟,給學生消化理解的空間。另外,在一些章節(jié)講解時必須要借助多媒體來教學,借助于現(xiàn)代先進的教育技術手段把微觀問題形象化,例如課堂上不易實現(xiàn)的電機工作原理及過程具體化等等都可采用動畫演示說明內部的工作過程、功能和特點,使學生有深刻的認識。
2.理論聯(lián)系實際,提高學生學習興趣電工電子技術涉及的一些內容較為抽象,學生理解起來比較困難,在具體講解時可以理論聯(lián)系實際,提高學生學習興趣,更好地掌握所學知識點。例如在學習電路的結點和支路時,可以把結點和支路用日常生活中常見的馬路和十字路口作比喻,一條馬路就是一條支路,十字路口或丁字路口就是一個結點等等,簡單明了,學生很容易理解。在講到功率時可以聯(lián)系家用電器,每個家用電器用電功率是多少,再聯(lián)系到所在教室空調功率是多少,根據(jù)空調功率的大小讓學生計算上兩節(jié)課的耗電量,由于有實際例子,所以對于用電量的計算公式很容易記憶,再根據(jù)當前電價計算出上兩節(jié)課所需支付的電費,進而鼓勵學生要認真學習,節(jié)約用電,做到下課關燈關空調的好習慣。在講到RC電路的應用時,RC電路可作為濾波器,在教學過程中可聯(lián)系實際生活。先拋出一個問題:現(xiàn)在學生都有手機,他們手機有的用中國移動網(wǎng)絡、有的用中國聯(lián)通網(wǎng)絡、還有的用中國電信網(wǎng)絡,并且每個運營商又有2G網(wǎng)絡、3G網(wǎng)絡,但為什么打電話沒有出現(xiàn)彼此相互干擾呢?這樣可以提高學生的興趣,先讓他們思考一會,然后請學生回答一下原因,再結合實際回答情況給出答案,即濾波器起了作用。國家給每個網(wǎng)絡運營商都分配了固定的頻帶范圍,每個網(wǎng)絡都有自己的基站,基站有濾波器,會自動濾除不屬于自己頻帶范圍的信號。而講到三相電路時,可以聯(lián)系具體家庭用電知識,更好地掌握星形聯(lián)結和三角形聯(lián)結特點及計算方法,尤其對于星形聯(lián)結方式還分為有中線(也稱作地線或零線)即三相四線制和沒有中線即三相三線制的情況,結合我們照明電路,讓學生思考照明電路能否去掉中線?再根據(jù)理論分析,可以從理論上完全得出結論:照明電路是不能去掉中線的,也就是說我們實際民用負載一定要采用三相四線制,這樣才能保證負載都能正常工作;在學習用電常識時可以聯(lián)系當前由于用電不當引起的火災事故或觸電事故,和同學一起學習一些基本用電常識,甚至可以延伸到一些自然災害如地震的避難常識,這樣既能提高學生的學習興趣,又能讓他們學到實際有用的知識。
3.創(chuàng)造良好的課堂情境有興趣的問題,可使學生對學習產(chǎn)生濃厚的興趣,并產(chǎn)生強烈的求知欲,從而進一步調動學生學習的積極性和自覺性。例如在講到暫態(tài)分析時,就可以從日常生活中的一個實例開始,先讓學生思考白熾燈、日光燈打開和關閉時的特點,這時學生注意力就吸引過來了,開始回答問題,課堂氣氛馬上活躍起來。但課堂氣氛活躍的同時,要注意課堂效果,不能讓學生停留在新鮮好奇上,每一個教學情境的創(chuàng)設都要緊緊結合教學內容。幾分鐘時間后,教師就可以總結出白熾燈、日光燈打開和關閉時的特點,白熾燈開關一打開就馬上亮起來,一關閉就馬上熄滅;而日光燈不管在打開還是關閉時都有一個過程,那為什么同樣是照明負載,他們現(xiàn)象會有這么大的區(qū)別呢?緊接著這個問題后就可以引出本次授課的知識點:暫態(tài)過程。
4.總結所學知識點,讓學生更好更快地掌握所學新內容在講解過程中,一定要善于總結所學知識點,讓學生更快更好地掌握所學新內容。例如在講到電路分析中的電源等效變換方法時就可總結出三要素法,可以強調等效變換過程中時刻注意三個要素:內阻不變、電壓源的大小等于電流源的大小乘以電阻的大小、電壓源的正方向為電流源電流流出的方向。而在講到單一參數(shù)的交流電路時,電感元件和電容元件容易混淆,怎樣分別記憶他們的電壓和電流相位關系呢?引導學生只需要記住關于電感和電容電壓電流的伏安關系式即可。從伏安關系式就可以看出,電容電流是電壓的微分,所以電流超前電壓90°;電感電壓是電流的微分,所以電壓超前電流90°。也就是說針對這兩種單一參數(shù)元件,哪個電量是另一個電量的微分,哪個電量就超前另一個電量90°。通過總結知識點,讓學生知道重點和難點,在課后復習時也能抓大放小,更快地掌握所學內容。
二、組織好實驗教學,為更好地掌握課堂知識做鋪墊
“電工電子技術”作為一門實踐性很強的課程,實驗是展示其教學魅力的有效手段,它化枯燥為生動,化抽象為具體,化平淡為神奇,為理解和掌握好新知識創(chuàng)造條件。所以一定要把握好實驗教學的效果,為更好地掌握課堂知識做下鋪墊。例如在學習電路分析方法中的疊加原理時,很多學生容易混淆不作用的電源處理方法,把恒壓源和恒流源處理方法記反,通過實驗可以掌握不作用的恒壓源的處理方法,而恒流源處理方法則相反,這樣就不會在學習中混淆,更好地掌握了該方法。
三、開展考試改革,提高學生平時學習的動力
“電工電子技術”課程是以現(xiàn)代電工電子技術的基本知識、基本理論為主線,以應用為目的,在保證科學性的前提下,刪繁就簡,使理論分析重點突出、概念清楚、實用性強。通過本課程的學習,使學生掌握近代電工電子技術的基礎知識,以及進行電工實驗研究的基本技能,為后續(xù)課程的學習及今后從事電類各學科領域的學習和工作打下堅實的基礎。但針對目前大學現(xiàn)狀,再加上該門課程有關知識點比較抽象,使得學生學習積極性普遍不是很高。除了在課堂上提高效率之外,還要從紀律上約束學生,提高平時考核所占的分數(shù)比重。例如增加平時練習的機會,把練習成績計入平時成績;另外,對于課堂發(fā)言積極的學生、勇于上臺練習的學生還可以進行獎勵平時成績的政策。這樣,雙管齊下,一定能提高學生學習興趣,讓學生把這門課程學好。
四、結語
電子技術基礎課作為理工院校電類專業(yè)中最重要的課程,其由數(shù)字電路與模擬電路組合形成。對后面課程的學習必須將這門課學好。相比于傳統(tǒng)的的院校學科,這門課相關的技術發(fā)展的非??欤@使得教師需要擁有豐富的相關知識,從而將學生的數(shù)字視野拓展開來,在教學中網(wǎng)絡則可以在這方面起到很大的幫助,畢竟在信息量方面,網(wǎng)絡有著無可比例的優(yōu)勢。很強的應用性與實踐性可以說是電子技術基礎課的優(yōu)勢所在,這幾年高校的擴張使得學校的實驗設施方面無法得到滿足,這可以通過課后對實驗進行分組進行與在課堂中運用計算機仿真進行講課進行改善。而且高校改革壓縮了教學的時間,這使得學校必須將課堂效率進行提升,而多媒體課件在這方面起到很大的幫助作用。在信息技術的素養(yǎng)方面,對于電子技術專業(yè)的學生來說要求是非常高的。因此電子技術專業(yè)的學生一般都擁有很強的信息接收以及適應能力,因為計算機與網(wǎng)絡技術是基于電子技術進行開展的。所以,相比于其他的學科,信息技術與電子技術基礎課的結合更加的容易。
2.整合現(xiàn)代信息技術與電子技術基礎課的原則
豐富多彩是整合課程最突出的優(yōu)點,因而在整合的過程中需要對心理學、教育學以及教育技術學等相關的理論進行借鑒,通過聯(lián)系二者的結合點,用系統(tǒng)的手段將教學系統(tǒng)中的學生、老師、教學內容等各方面的因素進行整合,做到協(xié)調的一致性,從而將各種因素的優(yōu)勢發(fā)揮出來。課程整合的成功在于量變到質變的改變教堂教學與管理、教師備課、師生關系等等方面,通過自身的優(yōu)勢與對成功經(jīng)驗的借鑒,整合二者的原則需要對以下幾個方面進行遵守:第一,對電子技術基礎課中信息技術的作用做到正確的認識,在整合二者的過程中教學的主體依舊是課程本身,這是無可爭議的。在整合的過程中其個體自身的特點不能因信息技術的加入而被改變,必須對個體特征的繼承性進行強化。任務作為信息技術服務的對象,要以任務為主體,不能做到隨意的更改。教學目標與學科特點的特殊性使得天然聯(lián)系的二者的優(yōu)勢被削弱。對電子技術基礎課來說,信息技術處于服務地位,傳統(tǒng)教學的優(yōu)勢不可能因信息技術的加入導致改革教學模式而廢掉。對多媒體教學手段使用的標準就是服務教學,目標就是將教學目的達到,不可做到本末倒置。通過這幾年的實踐可以發(fā)現(xiàn)教學要從實際出發(fā),對傳統(tǒng)的教學優(yōu)勢要進行保持,這是對信息技術與電子技術基礎課進行整合所需要遵守的。第二,在學習過程中學生與教師的作用做到正確的認識。在整合過程中對教師為主導、學生為主體的原則做到肯定,在教師的指導下可以優(yōu)化教學過程。老師的作用不可能由多媒體技術來代替,而且在整合過程中對老師的要求反而更高,老師不僅要在授課能力方面過硬,還有對現(xiàn)代信息技術有著深入的了解,二者還要有效地結合起來。當然,在對教師的主導地位進行強調的同時也不能忽視學生的主體地位,作為學習的主人,其主體意識必須明確,同時要將學生在學習過程中的積極性、主動性等做到充分的發(fā)揮。在整合過程中學生對新的學習方式與環(huán)境進行適應的時候老師要起到幫助的作用。不能讓學生對信息技術有抵觸情緒,要讓他們認識到信息技術可以幫助自己更好的尋找知識,對問題進行解決。在整個課程整合過程中,學生作為參與者,在知識的構建過程中,學生應該主動去完成學習的任務與目標,在這個過程中學生對資料的獲取可以通過網(wǎng)絡信息資源尋求幫助。就像老師在電子技術基礎課中僅僅出題目,余下的是學生所要完成的,學生可以通過信息技術進行,老師在這個過程中起到幫助的作用。通過對課程的整合,學生的自主學習能力得到了很好的鍛煉,而且他們的信息素養(yǎng)也因此得到了有效地培養(yǎng)。
3.結語
將EDA仿真軟件應用于模擬電子技術理論和實踐教學,提出一種基于EDA仿真平臺的理論分析與仿真分析相輔相成、虛擬仿真實驗和實際實踐相結合的教學模式。通過仿真電路和波形顯示,加深學生對理論的理解,有效解決模擬電子技術理論概念抽象,電路分析復雜的難題。同時通過EDA技術的引入,引導學生進行基本電路的分析和設計,為實際電路的設計應用打下基礎。
2.EDA技術在模擬電子技術理論教學中的應用
EDA即電子設計自動化,以計算機和仿真軟件為工具,可以完成整個電路從系統(tǒng)級到物理級的設計與分析。常用仿真軟件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考慮到Multisim先進的電路仿真和設計功能且一年級時曾作為學生的自修課程,本次教學研究采用Multisim軟件。在模擬電子技術的理論教學中,對于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教師可以構建電子電路模型進行仿真演示,通過波形圖和數(shù)據(jù)直觀展示各種參數(shù)變化和虛擬故障對電路靜態(tài)動態(tài)性能的影響,具體而又生動,不僅可以加強學生對理論知識的理解,還可以激發(fā)學生的學習興趣,提高課堂教學效果。例如在模擬電子教學中第一次講解共射放大電路時,很多同學對放大線路中各個節(jié)點的波形分不清楚,不知道直流信號和交流信號如何疊加在同一個電路中,電路中各節(jié)點信號的相位關系如何覺得難以理解。傳統(tǒng)教學中,僅僅靠在黑板上畫圖講解,教師難講,學生難懂,費事費力效果卻不好。現(xiàn)在針對這個問題,教師可以通過Multisim搭建基本共射放大電路模型,設置模型參數(shù),觀察仿真波形。共射電路輸入信號(節(jié)點2波形)和輸出信號(節(jié)點5波形)的反相關系,并且根據(jù)波形的峰值可以直接算出電路的電壓放大倍數(shù)。節(jié)點2和節(jié)點4波形是靜態(tài)工作點電壓和交流信號疊加信號,c1和c2兩個電容起到隔直作用。通過Multisim軟件的演示過程,直接把抽象的理論轉化成直觀的視覺感受,電路各點波形在學生的腦海里留下深刻的印象,教學效果事半功倍。教學過程的前期,可以在課堂上現(xiàn)場建立電路模型,演示如何進行仿真,讓學生逐漸掌握Multisim的使用。在教學過程的中后期,隨著學生對Multisim軟件的熟悉,為了節(jié)約課堂時間,可以事先把教材中需要講解的電路模型搭建好,用到時直接調用即可。通過這種理論教學和軟件演示相輔相成的教學方式,使得學生把電路原理、工作波形和數(shù)學關系等緊密結合在一起,全面掌握模擬電路的基礎理論,更好地理解這門課程。
3.EDA技術在模擬電子技術實踐教學中的應用
模擬電子技術在傳統(tǒng)的教學過程中,實踐教學基本都是基于實驗平臺操作。實驗平臺的特點是安全、便于操作,但是平臺電路有限,只能覆蓋課程教學中一部分基礎電路,基于實驗平臺的實驗基本都是驗證型實驗,且操作過程中平臺電路元件易損壞,不能很好地達到鍛煉學生動手能力的目的。這就使得學校教學比工程實際滯后,不利于工科應用型人才的培養(yǎng),造成學生眼高手低,進一步影響學生的就業(yè)和發(fā)展。因此,模擬電子技術實踐教學中引入仿真軟件,將平臺實驗和軟件虛擬實驗結合,先采用軟件對實驗進行設計仿真,后平臺實驗進行實際電路搭建,既加強了學生對理論的理解,又突出了學生的動手能力。實踐教學分成兩部分,第一部分是基本電路的驗證和演示實驗,加深學生對書本基礎理論的理解。該部分實驗相對比較簡單,學生主要在實驗平臺上進行操作,同時以Multisim仿真為輔,對一些在實驗平臺上難以操作的部分進行仿真驗證。如研究靜態(tài)工作點對電路動態(tài)性能的影響,實驗平臺操作只能觀察電路中的一個電阻參數(shù)改變對電路輸出波形的影響,而在虛擬仿真平臺上,可以對電路中所有涉及到靜態(tài)工作點的元件參數(shù)進行更改,進而觀察電路波形的變化,并且還可以連續(xù)改變元件參數(shù)對波形的變化進行實時觀測。第二部分是模擬電子技術課程設計,要求學生自己分析設計一個較大規(guī)模復雜模擬電路,給出嚴格的設計思路、理論推導和元件選型依據(jù),在仿真軟件平臺上搭建出具體電路模型并通過仿真實驗驗證,然后進行實際電路焊接,充分發(fā)揮學生的主體作用,調動學生對該課程學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性,提高學生對模擬電路的認識分析能力和創(chuàng)造能力。
4.結論
現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。
1、整流器時代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應用得以很大發(fā)展。當時國內曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產(chǎn)物。
2、逆變器時代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)?。這時的電力電子技術已經(jīng)能夠實現(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
3、變頻器時代
進入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉化的標志。據(jù)統(tǒng)計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術不斷向高頻化發(fā)展,為用電設備的高效節(jié)材節(jié)能,實現(xiàn)小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
二、電力電子技術的應用
1、一般工業(yè)
工業(yè)中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能,給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來,由于電力電子變頻技術的迅速發(fā)展,使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美,交流調速技術大量應用并占據(jù)主導地位。大至數(shù)千kW的各種軋鋼機,小到幾百W的數(shù)控機床的伺服電機,以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置,以達到節(jié)能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置,這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業(yè)大量使用直流電源,電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
2、交通運輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置,交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中,電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外,車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制,其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機,它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源,因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸,那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統(tǒng),而近年來交流變頻調速已成為主流。3、電力系統(tǒng)
電力電子技術在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用。據(jù)估計,發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中,有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進程中,電力電子技術是關鍵技術之一??梢院敛豢鋸埖卣f,如果離開電力電子技術,電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優(yōu)勢,其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發(fā)展起來的柔流輸電(FACTS)也是依靠電力電子裝置才得以實現(xiàn)的。無功補償和諧波抑制對電力系統(tǒng)有重要的意義。晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)都是重要的無功補償裝置。近年來出現(xiàn)的靜止無功發(fā)生器(SVG)、有源電力濾波器(APF)等新型電力電子裝置具有更為優(yōu)越的無功功率和諧波補償?shù)男阅堋T谂潆娋W(wǎng)系統(tǒng),電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等,以進行電能質量控制,改善供電質量。
在變電所中,給操作系統(tǒng)提供可靠的交直流操作電源,給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源,現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中,以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電,由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高,現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源,所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。
5、家用電器
照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源,通常被稱為“節(jié)能燈”,它正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。變頻空調器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外,有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。電力電子技術廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
6、其他
1.1班級人數(shù)較多。大部分班級在45人左右,教師無法面面俱到,只能顧及少數(shù)同學,大部分同學只能處于跟隨的狀態(tài),學習效果較差。
1.2課堂時間有限。課時安排有限,加之學生的接受能力較差,課堂教學推進緩慢,學生接受起來較為吃力,僅憑課堂上的45分鐘進行教學,如果班級有45個學生,教師進行逐個指導的話,每人才1分鐘,學生能學到什么,可想而知。
1.3學生學習興趣不高。學生學習興趣不高,主動性不夠,學習能力不強,只依靠老師講授,不愿意去學,是當前普遍存在于職業(yè)學校學生在學習電工電子技術課程時的問題,電工電子技術課程容量較大,涉及到的知識面較廣,而且有些內容層次較深。
1.4教學目標不能很好的完成。不少學生對電工電子技術課程基本知識的掌握不夠,思考問題解決問題的能力不足,學習的態(tài)度不夠端正,學習的方法存在著一定的偏差。而教育的過程是循序漸進的,需要教師和學生兩方面相配合。
1.5學生的心理情況。因為大部分學生在此前的學習過程中基本沒有接觸過電工電子技術的相關知識或者是根本沒有學習過相關課程。還有一部分學生的基礎知識很差,這就使得學生從心理上、思想上對這門陌生的課程有了畏難情緒,覺得這門課是一門難學的課程,吃力的課程,結果就會有厭學的情緒,從而不能深入的學習,最后的不良結果就是學不好這門課。
2微時代下“微教學”的現(xiàn)狀分析
目前來看,國內外對于微教學單元方面的研究多集中于課堂應用方面。
2.1從國內研究來看,吳玉龍在《“微教學單元”高職教學策略研究———以“知識點”和“技能點”》就針對高職科目中的微教學單元進行闡述。王世群在《“微波爐”加熱教育--微博在教學中的應用探析》一文中介紹了作者于實習期間在所處班級進行的微博實驗教學活動。
2.2從國外研究來看,R.W.Lucky于2010年發(fā)表的“ToTwitterOrNottoTwitter?”,用情境導入的方式,介紹了微博教育前景。KellyWalsh在文章“100WaystoTeachwithTwitter”中則花費了大量的精力總結他人的研究成果,列舉推薦關于微博教育應用的100多種方法??v觀國內外的研究,學者都是將微教學單元側重于微博教學上。而對于電工電子技術課程的教學研究是將課堂的微教學與借助于移動互聯(lián)網(wǎng)平臺的現(xiàn)代網(wǎng)絡微教學相結合,更具有研究價值和實踐價值。
3“微教學”在電工電子技術課程中的作用研究
目前來看,職業(yè)學校的學生幾乎每個人都有一部手機,基本每部手機都正常上網(wǎng),而且學生對于現(xiàn)代移動互聯(lián)網(wǎng)平臺工具的應用爐火純青,如何根據(jù)學生的實際情況,有效的借助于移動互聯(lián)網(wǎng)平臺,把“微教學”在電工電子技術課程中的教學與輔導作用有效的利用起來,擬從以下幾個方面構建微教學單元:
3.1微課堂:針對電工電子技術課程某一知識點,開展5~10分鐘的針對性攻略,讓學生在短時間內集中精力,展開學習。慢慢地,在課題研究的過程中,通過課堂實施總結出一套更加適合電工電子技術課程學生情況的教學方式。舉例:5分鐘時間,集中學極管的伏安特性,舉一反三,深入滲透。
3.2微辯論:針對電工電子技術課程教學,開展3分鐘微辯論,將學生分為正方與反方,鼓勵學生大膽發(fā)言。對于中職學生來說,他們的好勝心比較強,當被冠以“角色”的擔子,他們會積極準備,認真學習,參與微辯論。舉例:液晶電視與高清電視的區(qū)別在什么地方。
3.3微實訓:電工電子技術課程是一門實踐性很強的專業(yè),因此,在教學中需要將理論與實踐相結合。在實踐教學上,我們就某一點知識,開展微實訓教學。舉例:就三極管開關電路實驗為標準,讓學生3人一組,組內進行實踐訓練。
3.4微競賽:可以就某一電路設計或者某一知識點進行微競賽,通過微競賽來提高學生的參與度,不僅考核學生的知識,更是讓學生感受到了學習的樂趣。與日常競賽不同,微競賽的重點在于知識趣味性。舉例:就三極管放大電路的安裝展開小組競賽,既有組內合作,也有組組之間競賽。
3.5微考核:在課堂上,就學生表現(xiàn)和教學進程進行階段性考核,這樣的考核一改傳統(tǒng)的“以考試成績?yōu)楹饬繕藴省钡姆绞剑S時開展動態(tài)考核能夠讓學生隨時保持考核的狀態(tài)。舉例:針對二極管整流電路這一節(jié)內容,讓學生在課堂上做出一個整流電路的作品來,并檢驗其結果。
3.6微信圈:通過微博、微信等新媒體強化學生與教師、專家甚至企業(yè)家的溝通,通過媒體來獲取信息資源,在很大程度上可以開拓學生的視野。教師也通過微信圈及時的對學生做出的成績給予表揚,對學生還存在的問題給予糾正和點評。舉例:在13高職電子班建立微信圈,老師隨時發(fā)出問題,學生也可隨時和老師溝通。
4“微教學”在電工電子技術課程中研究目標
“微教學”在電工電子技術課程中的研究目標主要包括以下方面:
4.1培養(yǎng)學生學習電工電子技術課程的興趣。通過微教學單元在電工電子技術課程中的改革研究進一步提高學生參與電工電子技術課程學習的積極性,培養(yǎng)學生學習興趣,提高學生學習能力。一改傳統(tǒng)教學模式,讓學生能夠更主動投入到學習中去。
4.2提高學生電工電子技術課程的知識技能。通過微教學單元的構建,讓學生的實踐能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力及技能水平等都有較大的提升,有效達到技能目標。這就要求教師針對具體的課程內容,從學生角度出發(fā),針對學生在學習該課程中可能出現(xiàn)或已經(jīng)存在的問題,最后要讓學生真正掌握并能有效的應用電工電子技術知識。