时间:2022-03-20 07:28:33
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电子技术论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

【论文摘要】本文首先探讨了近似计算在静态分析中的应用问题,其次分析了纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册,最后电子技术在时间与频率标准中的应用进行了相关的研究。因此,本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值。
一、近似计算在静态分析中的应用
在电子技术中应运中,近似计算贯穿其始终。然而,没有近似计算是不可想象的。而精确计算在电子技术中往往行不通,也没有其必要。尽管近似计算会引入一定的误差,但这个误差控制得好,不会对分析其它电路产生大的影响。所以关键在于我们如何掌握,特别是如何应用近似计算。
在工作点稳定电路中的应用要进行静态分析,就必须求出三极管的基电压,必须忽略三极管静态基极电流。这样,我们得到三极管的基射电子的相关过程及结论。
二、纳米电子技术急需解决的若干关键问题
由于纳米器件的特征尺寸处于纳米量级,因此,其机理和现有的电子元件截然不同,理论方面有许多量子现象和相关问题需要解决,如电子在势阱中的隧穿过程、非弹性散射效应机理等。尽管如此,纳米电子学中急需解决的关键问题主要还在于纳米电子器件与纳米电子电路相关的纳米电子技术方面,其主要表现在以下几个方面。
(1)纳米Si基量子异质结加工
要继续把现有的硅基电子器件缩小到纳米尺度,最直截了当的方法是采用外延、光刻等技术制造新一代的类似层状蛋糕的纳米半导体结构。其中,不同层通常是由不同势能的半导体材料制成的,构建成纳米尺度的量子势阱,这种结构称作“半导体异质结”。
(2)分子晶体管和导线组装纳米器件即使知道如何制造分子晶体管和分子导线,但把这些元件组装成一个可以运转的逻辑结构仍是一个非常棘手的难题。一种可能的途径是利用扫描隧道显微镜把分子元件排列在一个平面上;另一种组装较大电子器件的可能途径是通过阵列的自组装。尽管,PurdueUniversity等研究机构在这个方向上取得了可喜的进展,但该技术何时能够走出实验室进入实用,仍无法断言。
(3)超高密度量子效应存储器
超高密度存储量子效应的电子“芯片”是未来纳米计算机的主要部件,它可以为具备快速存取能力但没有可动机械部件的计算机信息系统提供海量存储手段。但是,有了制造纳米电子逻辑器件的能力后,如何用这种器件组装成超高密度存储的量子效应存储器阵列或芯片同样给纳米电子学研究者提出了新的挑战。
(4)纳米计算机的“互连问题”
一台由数万亿的纳米电子元件以前所未有的密集度组装成纳米计算机注定需要巧妙的结构及合理整体布局,而整体结构问题中首当其冲需要解决的就是所谓的“互连问题”。换句话说,就是计算结构中信息的输入、输出问题。纳米计算机要把海量信息存储在一个很小的空间内,并极快地使用和产生信息,需要有特殊的结构来控制和协调计算机的诸多元件,而纳米计算元件之间、计算元件与外部环境之间需要有大量的连接。就现有传统计算机设计的微型化而言,由于电线之间要相互隔开以避免过热或“串线”,这样就有一些几何学上的考虑和限制,连接的数量不可能无限制地增加。因此,纳米计算机导线间的量子隧穿效应和导线与纳米电子器件之间的“连接”问题急需解决。
(5)纳米/分子电子器件制备、操纵、设计、性能分析模拟环境
当前,分子力学、量子力学、多尺度计算、计算机并行技术、计算机图形学已取得快速发展,利用这些技术建立一个能够完成纳米电子器件制备、操纵、设计与性能分析的模拟虚拟环境,并使纳米技术研究人员获得虚拟的体验已成为可能。但由于现有计算机的速度、分子力学与量子力学算法的效率等问题,目前建立这种迅速、敏感、精细的量子模拟虚拟环境还存在巨大困难。
三、交互式电子技术手册
交互式电子技术手册经历了5个发展阶段,根据美国国防部的定义:加注索引的扫描页图、滚动文档式电子技术手册、线性结构电子技术手册、基于数据库的电子技术手册和集成电子技术手册。目前真正意义上的集成了人工智能、故障诊断的第5类集成电子技术手册并不存在,大多数电子技术手册基本上位于第4类及其以下的水平。需要声明的是,各类电子技术手册虽然代表不同的发展阶段,但是各有优点,较低级别的电子技术手册目前仍然有着各自的应用价值。由于类以上的电子技术手册在信息的组织、管理、传递、获取方面具有明显的优点。
简单的说,电子技术手册就是技术手册的数字化。为了获取信息的方便,数字化后的数据需要一个良好的组织管理和提供给用户的形式,电子技术手册的发展就是围绕这一过程来进行的。
四、电子技术在时间与频率标准中的应用
时间和频率是描述同一周期现象的两个参数,可由时间标准导出频率标准,两者可共用的一个基准。
1952年国际天文协会定义的时间标准是基于地球自转周期和公转周期而建立的,分别称为世界时(UT)和历书时(ET)。这种基于天文方面的宏观计时标准,设备庞大,操作麻烦,精度仅达10-9。随着电子技术与微波光谱学的发展,产生了量子电子学、激光等新技术,由此出现了一种新颖的频率标准——量子频率标准。这种频率标准是利用原子能级跃迁时所辐射的电磁波频率作为频率标准。目前世界各国相继作成各种量子频率标准,如(133Cs)频标、铷原子频标、氢原子作成的氢脉泽频标、甲烷饱和以及吸收氦氖激光频标等等。这样做后,将过去基于宏观的天体运动的计时标准,改变成微观的原子本身结构运动的时间基准。这一方面使设备大为简化,体积、重量大减小;另一方面使频率标准的稳定度大为提高(可达10-12—10-14量级,即30万年——300万年差1秒)。1967年第13届国际计量大会正式通过决议,规定:“一秒等于133Cs原子基态两超精细能级跃迁的9192631770个周期所持续的时间”。该时间基准,发展了高精度的测频技术,大大有助于宇宙航行和空间探索,加速了现代微波技术和雷达、激光技术等的发展。而激光技术和电子技术的发展又为长度计量提供了新的测试手段。
总之,在探讨了近似计算在静态分析中的应用问题、纳米电子技术急需解决的若干关键问题和交互式电子技术应用手册后,广大科技工作者对电子技术在时间与频率标准中的应用知识的初步了解和认识。在当代高科技产业日渐繁荣,尖端信息普遍进入我们生活之中的同时,国家经济建设和和谐社会的构建离不开我们科技工作者对新理论的学习和新技术的应用,因此说,本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用价值是不足为虚的。
【参考文献】
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[5]魏万云《浅谈当代电子技术的发展》[J],《中国科技信息》,2005(19)。
(一)符合电子技术课程教学的特点
中职电子技术的教学理论性较强,波形变化分析复杂,课程教学较为枯燥,一些理解能力较差或者基础较差的学生,可能会无法跟上电子技术课程教学的节奏。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,将学生的实践操作和理论知识的学习相结合,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系,借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,符合中职电子技术教学的特点,是时展和进步的必然要求。
(二)创新中职电子技术教学的模式
电子技术教学中应用仿真虚拟仿真技术,可以使学生将所学习的Windowsxp内容和仿真软件结合起来。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识,真正展现中职电子技术教学的价值和电子技术教学的意义。
(三)提升学生的电子技术综合能力
很多中职院校中的学生,普遍具有文化基础较差、学习积极性较差等方面的问题,中职学生的动手能力和实践能力较强,但是他们的学习热情较差,不愿意积极、主动参与到教学活动当中,无法感受中职电子技术学习的乐趣和电子技术的魅力之处。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够有效改善这一问题,通过有趣的情景创建,快速吸引中职学生的注意力,激发学生的学习兴趣和参与实践活动的热情,并使中职学生在参与实践活动的过程中,形成一定的电子技术实践操作能力和电子技术思维想法,改善传统电子技术教学中的缺点,更加关注学生思维的发展,为中职学生未来的工作和发展奠定良好的基础。
二、虚拟仿真技术在中职电子技术教学中应用的具体策略
虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,可以通过将虚拟引进课堂,激发中职学生的学习兴趣、创设仿真电子技术教学实验,增强学生的实践操作能力与开展虚拟项目合作实验,提升中职学生的综合素养等方式来开展教学活动。
(一)将虚拟引进课堂,激发中职学生的学习兴趣
在传统的中职电子技术教学过程中,教师较为注重对学生理论知识的传授,而忽视了实践技能指导对中职学生电子技术操作能力提升的重要影响。单纯的电子技术理论知识讲解,多数是一些原理和公式推导,在这种教学模式下,中职学生可能会产生一定的厌学情绪,无法将注意力完全集中在电子技术学习活动当中。虚拟仿真技术在中职电子技术教学中的应用,能够改善传统的教学方式中单一的教学氛围,更加关注学生的实践体验,在实践中,使学生获得更多的知识,并使中职学生能够通过实践活动,形成一定的思维想法和创新意识。虚拟仿真技术能够使学生在一个仿真的情境下,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,使学生将实践操作和理论知识的学习结合起来,借助实践活动,不断丰富学生的理论知识体系;借助理论知识的学习,不断提升中职学生的实践操作能力。中职电子技术理论知识教学需要结合实际展示才能够加深学生对电子技术理论知识的深入理解,从而为接下来的课堂教学活动和实践教学活动奠定良好的基础。但是,如果一味通过实验操作展现,不仅浪费时间,同时也很浪费材料。虚拟仿真技术能够完美地解决这一问题,通过将虚拟仿真技术引入到中职电子技术教学中,通过多媒体等信息技术软件,进行仿真模拟实验,借助多媒体等信息技术软件,将抽象化的内容变得更加直观,使学生对抽象化的理论知识一目了然,深化学生对中职电子技术知识的理解与掌握。
(二)创设仿真电子技术教学实验,增强学生的实践操作能力
正所谓“实践是检验真理的唯一标准”,在中职电子技术教学中,教师可以借助虚拟仿真技术,引导学生在模拟的场景中,进行电子电路的实验和操作,这种模式能够为中职学生带来更多的电子技术学习体验,在电子技术的实验过程当中,提升学生的实践操作能力。在中职电子技术教学实验中,教师可以结合学生的性格特点和中职电子技术教学的特点进行教学实验活动的创新,将虚拟仿真技术融入中职电子技术的教学活动当中。例如,在指导学生对《彩色电视机原理与维修》这一项内容的学习过程中,教师可以首先借助多媒体等信息技术软件,为学生展现70年代至今,电视机逐步发展的过程,为学生介绍全球彩电市场的特点。彩色电视机与学生的实际生活密切相关,是学生所熟悉的事物。在课堂教学中,教师可以结合实际生活,提问学生“家中所使用的是什么样的电视机”等问题,构建互动型的中职电子技术教学模式。在此基础上,教师可以通过多媒体等信息技术软件,为学生展现一个立体化的电视机模型,借助模型引导学生认识彩色电视机的整体结构以及具体的元器件。在教学指导完成之后,可以组织学生自行实验,借助虚拟仿真技术进行完整电视机零件和部件的整合。
(三)开展虚拟项目合作实验,提升中职学生的综合素养
一些仿真软件(例如加拿大IIT公司所开发的Multisim软件)能够为中职学生创建一个类似于真实的电子电路实验工作平台,学生可以在这个仿真的电子电路实验工作平台中,进行各种各样的电子电路实验。这些软件当前被应用于国内外的各大高等院校当中,并取得了较为理想的实践应用效果。电子技术教学中,教师不仅仅要指导学生学习电子技术,掌握电子技术,更加需要通过一定的电子技术教学活动,提升中职学生的综合能力和综合素养。在电子技术教学活动当中,教师可以借助一些虚拟的电子技术合作实验项目,引导学生通过电子技术实践活动,增进彼此之间的感情,形成良好的电子技术操作能力和合作意识。例如,在指导学生对《组合逻辑电路的分析与设计》相关内容的学习中,教师可以在完成教学指导的基础上,组织学生通过小组合作的方式,集中学习组合逻辑电路的分析方法。在共同合作和分析的过程中,增进彼此之间的感情,提升学生的综合能力和综合素养。
三、结语
1提炼基础,注重应用
“职业技术教育向高层次延伸”是时代的呼唤,在培养模式上,应提倡“宽基础”,这样才能具备较广泛的社会适应性。但是,随着科技的进步和发展,电子方面的新知识、新技术层出不穷,因此,在课程教学体系中,一定要提炼基础性内容,并注重向应用性内容延伸。前期的基础课不仅是为专业教学和专业课程服务,其意义还在于,基础知识要与学生的潜能和悟性相结合,将其内化为学生的科学和文化素质,凭借它去开辟新的领域,适应新的职业情境。
2贴近就业市场,重视资格认证
将职业资格认证引入课程中是社会发展的需要,“21世纪是职业证书的时代”早已是不争的事实。职业资格证书也是社会对人的基本要求,将学历教育与职业资格认证相结合,使学生在取得学历证书的同时获得相应的资格证书,这是提高学生就业竞争力,提升学生自我价值的重要途径。因此,在电子专业教学的课程设置、教学内容和教学进度安排方面,要为学生获得资格认证提供更大的便利。在“双证书”制度下,电子专业要求学生在毕业时,除了要通过学校开设的各门课程外,还需获得至少两三项电子专业相关的职业上岗证或职业资格认证,比如电工上岗证、家用电子产品维修工、电子设备装接工和维修电工等证书。此外,电子专业还应积极配合学校建立相关的职业资格鉴定站,引入职业资格鉴定,鼓励学生拥有一技之长,为就业做好充分的准备。
二改革传统的教学模式
随着电子技术的迅速发展,课程内容更新快,课程内容的综合性、实践性很强,加大了学生学习的难度。近年来,学生的基础差距比较大,教学形式单一,不能很好地培养学生的实践能力和创新思维。这样做,不但难以保证教学效果,而且还难以适应社会和电子技术的发展。针对这些问题,电子专业应从以下2方面入手实行改革。
1精讲多练
针对电子技术实践性、综合性、应用性很强的特点,采取精讲多练的教学方式,即在课堂上讲授重、难点和关键知识,借助教学软件的实际操作与自主学习相结合,注重模仿练习和实际操作能力的培养。在“以教师为主导,以学生为主体”的传统教学模式的基础上,改为以“教师、学生、媒体、教学内容”为教学4要素的项目教学模式,建立集课件、作业、答疑、讨论和考试为一体的教学资源平台。这样做,不仅方便学生自主学习,还有利于学生个性的发展,有利于培养学生的学习能力和创造能力。
2现场案例教学
针对电子技术的广泛性和多样性,教师在实际的教学过程中,可以根据真实的电子产品开发项目或检修项目,有步骤地将相关内容呈现给学生,并与学生共同完成电子产品的设计、制作和调试。同时,鉴于信息时代的先进性,也可以利用学校内外的网络,将相关的教学案例拍摄制作成微课视频,并将与教学案例有关的教学资源分享在网络上,使学生即学即用,开阔学生视野,进而激发学生的学习兴趣。
三强力推进教学方法改革
在教学过程中,应采用多种教学方法。在中等职业技术教育中,探究型教学方法更能体现职业教育的特点,更适合培养高素质的应用型人才。探究型教学包括启发式、问题讨论式、理论与实践相结合等多种以启发、引导为主的教学方法。在专业基础理论教学中,注重概念的理解和基本思维能力的训练,采用理论启发和问题式的方法教学。在电子专业的基础模块系列课程中,有很多概念、名词和规则,对学生而言,这具有很大的难度,很易产生枯燥甚至畏难的情绪。因此,在教学设计过程中,教师可以提前将各种问题交给学生,在讲课中对问题引而不发,激发学生对新知识的求知欲望,而学生则要主动去探索、研究、讨论和回答,加强师生间的交流,使学生真正理解和掌握所讲授的理论知识,起到良好的教学效果。在专业实训教学中,要注重培养学生的应用能力,采用实训作业、综合练习、课程设计、面向应用和开发实际产品的毕业设计,使学生在“调查—分析—综合”和“实践—理论—实践”的过程中逐步深入,进而加深对理论知识的掌握,提升其应用能力。电子专业是实践性、应用性很强的专业,开设职业拓展模块的任选课程后,能够让学生从被动变为主动,进而使实训内容不断更新和发展,培养的学生也不再是“千人一面”,个性将会得到较好的发挥。此外,对于不同的课程门类,要将综合作业与课程设计相结合,通过灵活多样的综合设计和多环节的综合实践培养学生独立思考和分析问题、解决问题的能力,让学生了解技术进步与发展动向,从而培养学生的创新能力。
四加强教材建设
以培养适应生产、建设、管理、服务需要的中等技术应用型人才为目标,编写一批反映教学改革成果,突出中职教育特色,适应中职学校需要的电子专业核心课程教材。教材内容要体现中职教育的特色,理论以必需、够用为度,突出应用性,使理论联系实际。在目前无合适教材的情况下,应鼓励教师根据学校的实际教学情况,自编校本项目教材、项目实训指导书和相关的项目指导视频,逐步形成基础公共课教材、专业核心项目教材和实习实训指导材料三大系列。从目前所使用的校本教材(教学资料)的反馈情况看,这些教材能把握学生的特点,激发学生的学习兴趣,提高其学习效率。
五结束语
1.1利于工业生产的更新换代
电力电子技术的应用能够让我国的民用电力设备效果得到大幅度的提升,让我国人民的用电质量感受到明显的变化。如今是一个科技化的时代,所以针对一些用电量较大的工业企业来说,电力电子技术的应用将会有助于其改造传统工业的生产工艺,让企业能够将工作效率得到进一步的提升,并且稳步的迈向机电一体化的队伍当中。
1.2智能化发展
我国的电力电子技术已经进入到了一个相对成熟的阶段,而国家的相关科研单位也开始着手在其中加入更为高端的科技手段。这种做法不仅有利于电力系统的向前发展,同时还会增加电力电子技术的使用范围,让其更加的智能化与人性化。
1.3电力电子技术的高频化
伴随着电力电子技术的广泛使用,为了让其能够更好的为我国的电力系统服务,已经开始逐渐的对传统技术手段进行了突破,将运行系统不断的高频化。这样不但节约了企业的设备占地面积,同时还从很大程度上提升了电力系统的运行效率。
2电力电子技术在电网中的应用现状
2.1在发电系统中的应用
发电系统是整个国家电网中的重中之重,那么电力电子技术在这个系统中的应用也将起到至关重要的作用。其主要的功能为改善发电设备的运用效率以及调节运行系统中的功能效率等,其中包括发电机励磁的控制、恒频、以及水泵的调速等等。电力电子技术主要应用的是晶闸管在励磁中的价格、性能、结构等优势,从而保证其能够更完美的应用与电力系统当中。除此之外,在风力以及水力发电机的操控当中,电力电子技术主要依靠的是变频电源来掌控转子励磁电流的转换频率,以保证电力能源能够发挥出最大的有效使用功效。在我国的各大企业中,能够制造高压力变频器的实属凤毛麟角,所以电力电子技术将有效的填补这一部分的空白。
2.2在输电系统中的应用
电力电子技术在我国电网的输电系统中主要应用的是柔流输电技术,这种技术能够将电力系统中的电压、功率、相位角进行有效的控制与调节。在电力能源进行输送的过程当中,难免会出现不同程度上的消耗,而这种技术的应用将从很大程度上将其输电能力的稳定性进行改善。针对我国电网目前的情况来看,如果采取远距离高压直流输电的话将会相比交流输电降低很大一部分的损耗,因为直流输电将避免电抗压降的问题,并且还会降低电缆网线等设备的投入资金,这样不仅能够解决稳定性差的问题,同时还会缓解企业的经济压力。
2.3在配电系统中的应用
在配电系统中最为重要的就是提高电力能源的质量和供电系统的稳定性。而这两项是否能够过关将取决与电压、不对称度以及频率等相关因素的质量能不能达到标准。而电力电子技术在国外的一些大企业当中也取得了比较成功的成绩,并且也为企业带去了相当可观的经济收益。电力电子技术可简称为DFACTS技术,在配电系统的应用中可以被理解为是一种控制单利能源质量的新型技术。与此同时,由于DFACTS设备同FACTS设备的功能与使用方法大致相同,所以DFACTS的设备也可以被理解为是FACTS的浓缩版本。
2.4在节能环节中的应用
节约电能大致包括两个方面:电动机的节电潜力和电动机的调速节电技术,这两中节能方法有效的相结合才能够形成一个比较完善的节能体系。就我国目前的形式来看,交流调速技术已经被广泛的应用到了矿山以及炼金等重金属行业中,而在国外较发达的国家中,在水泵以及风机等设备的运行中也都相继的应用了交流调速技术。
3结语
(1)全控化。随着电子信息技术的高速发展,电力电子器件也获得了很大的完善,其功能越来越强大,不同类型的自关断功率器件逐渐取代了传统的半控型器件。全新的大容量电力自关断功率器件具有全控化的作用,电路更加简单。(2)集成化。从分立形式的角度来看,原有电子器件同集成化器件具有很大的差异,单元器能够对大量的全控型器件进行整合,使之于基片中形成整体。(3)高频化。在电子器件集成化程度逐渐提高的过程中,高频化发展方向使工作效率大大提升,能够在短时间内快速完成相应的处理工作,GTR、IGBT及功率MOSFET对应的工作频率分别为10、几十和百千赫兹。(4)高效率化。大容量电力电子应用系统中的变换技术、器件是高效率化特征的主要表现,因为逐渐变小的器件导通压降,导致产生的导通损耗也明显降低,再加上器件控制元件的切断和连接速度较快,使得开关器件的消耗大大变小。在正常工作过程中,充分发挥了变换器软开关技术的优势,电力电子器件的工作效率大大提升。(5)变换器小型化。变换器规模及体积逐渐变小也是大容量电力电子技术的关键特点之一,控制元件及滤波电路由于器件工作频率的不断提高,电路也逐渐向着微小化、集成化的方向发展,致使其占有的空间变小,主电路体积越来越小型化。变换器因为现代先进技术别的应用和其他集成化器件的应用,体积也更小。
2电力电子技术的应用
2.1电气节能介绍
有源滤波、电能质量及变频调速等内容都属于电气节能的范畴,其中电机节能最为重要,主要是采用变频调整方式,改善风机、泵类电机系统,而电气节能方面中的变频调速系统的电力来源主要是变频器,在社会经济发展和科学技术不断进步的过程中,变频调速方面的相关技术获得了很大的完善,具有非常广阔的应用,相关设备的更新频率大大降低。如果我们使用变频技术,使电机根据我们需要的速度进行运行,对原有的系统进么智能改造和控制,仅电机这一项消费我国一天就可以节约大约30%的电能,工业领域的节能效果更大。由此可见,这是我们不容忽视的一个重要作用,关系到了国民经济高效的发展。
2.2风力、太阳能等新能源发电
目前世界范围内应用频率较高的可在利用新型能源主要包括:生物质能、太阳能、风能及地热能等,但这些新型能源的利用都必须要借助大容量电力电子系统来实现。电力电子技术在利用新能源进行电力生产的过程中,具有较大的供应不确定性,必须要根据天气的变化进行调整,必须要满足电网电力、并网发电方面较高的要求,可以保障供应电能的质量,不存在较大的功率变化情况。由于我国的科学技术发展水平较低,依靠引进国外网格转换器的方式来进行电力生产,需要进行进一步的研究和探索,从根本上提高设备的稳定程度,优化设备性能,并应用统一、规范、系统的标准对应用设备进行管理和控制。
2.3电力牵引
随着交通流量的增大,交通事业的进步成为各个国家关注的重点,应用电力牵引方式,对电动汽车、地铁、高速铁路及轻轨等交通设施进行改造成为主流化趋势。例如:高铁的机头。目前,高铁已覆盖了我国的等多数地区,已经将利用电力牵引的汽车在一些地区进行应用测试。这些混合性电力动力汽车所需的变换器的来源是国外技术发达的国家,我国要加大对电力牵引方面的研发力度,如:开发集成技术和冷却技术来提高电力电子变换器的效率和功率密度;
2.4智能电网
智能电网是一个新概念,一般认为电力电子技术为智能电网的实施提供了坚实的技术保障,能够提供更大的动力,还涉及到电网控制技术、传感技术等多种先进的技术。其中,传感技术、储能技术、输电技术及控制技术等都涵盖于电力电子技术的范围内,能够使电网发电形式转变为新型能源开发,大大提高电网的工作效率,变得更加安全可靠。我国电力体制改革和建设工作实施过程中,对特高压输电内容的研究充分运用了智能电网技术,并在一些城市建造成功,能够对高达800kv的电压进行输送。根据我国对电网建设方面的设计规划工作,预期在2020年投资将近一亿元人民币进行特高压输电建设;并2030年真正建成具有自愈能力的智能电网。
3主要关键技术
(1)硬件和电力半导体器件的发展分析。系统的性能和可靠性往往由设备的好坏决定,而大容量电力电子应用系统对高功率半导体器件要求更高。目前,宽带隙的新型半导体的开发,如碳化硅材料,被人们越来发挥重视,还有对氮化镓(GaN)设备的发展也引起了人们的关注。(2)拓扑的研究。在对多电平变换器拓扑关系及结构方面的探索处于低级阶段,预测在未来的发展过程中会向着混合式结构形式的方向发展。(3)应用PWM控制方法。大容量多电平转换电路是脉冲宽度调制的主要应用领域,但由于拓扑结果形式及特征各不相同,必须要满足相应的功能要求。
4存在的关键问题分析
(1)半导体开关器件的特性没有完全足够掌握。(2)主电路的设计未能与实际紧密结合,协调配合有所欠缺。(3)对不清楚的装置、设备的电磁瞬态过程进行描述。(4)缺乏对设备的失效作用分析。目前仍需要处理的任务为:(1)提高设备模型的适应能力。(2)定义对可靠运行区域。(3)理解不同时间尺度过程。(4)能源控制问题。
5总结
1.课前准备
传统教学中,课前教师和学生准备的内容很少,尤其是学生,只能根据教材进行知识预习,单调乏味的知识让学生产生厌学情绪,学习效果可想而知。然而,项目教学法将理论知识与实践操作相结合,课前需要教师对教材进行适当的处理,根据学校实习条件和学生实际情况,准备器材、项目任务书、网络学习平台等学习资源,提出课堂预置问题,让学生带着问题在资源库中寻找答案,让学生乐学。
2.课堂实施
学生和教师做好相应的准备工作后,开始项目的实施环节。
(1)创设情境,激发学习兴趣。创设有价值的情境有利于调动学生的学习积极性。首先,在电工电子实训室,每组学生发一块MF—47型万用表,学生在教师的指导下根据课前所学进行电压、电流的简单测量,对万用表形成整体的感性认识。然后,创设学生在教师的指导下拆卸万用表,观察表的内部结构,让学生利用仿真软件、教学视频等多元化教学资源小组协作完成学习任务的理实一体化教学情境,让学生在做中学、学中做,对表的组成元件和电路结构从感官认识到原理的深入理解,激发学生浓厚的学习兴趣。
(2)任务驱动,培养实践能力。学生确定各自在小组中的分工后,以小组成员合作的形式实施任务。首先,学生根据项目任务书和课前搜集到的资料,制订学习计划。该阶段是学生分组自主协作学习。在此过程中,教师应关注各小组实施情况,并加以指导。然后,学生根据计划进行万用表组装与调试。教师要和学生一起参与到项目中,和学生交流、探讨,言传身教。同时要为学生提供多种学习资源,积极搭建学生小组讨论交流的学习平台,让学生先思考后交流,协商解决各种难题,共享学习资源,培养实践能力。
(3)汇报点评,增强学习信心。学生完成作品后,首先由小组内部自我评价和组内成员相互评价。然后各小组组长进行成果的汇报展示,小组间进行互评,再由教师进行检查评价。师生共同讨论解决项目工作中出现的问题及解决思路,以学生完成项目的情况综合评价学生的学习效果,摒弃传统的一考定成败的评价方式。在这一过程中,应以学生为中心,但也不可忽略教师的指导、监控作用。
二、项目教学法实施效果
以往,学生对电工电子技术课程感到枯燥乏味,即使较好地掌握了理论知识,也不会动手实践。在应用项目教学法进行教学后,此种情况大为改善,学生能正确理解课程的学习方向。通过任务驱动理实一体化教学,实践中融入知识点,提高了学生对知识的理解和应用能力,激发了学生学习的积极性和主动性。在教学中引入维修服务单、维修工作票等企业元素,综合运用仿真软件、考试系统等信息资源,使教学内容的呈现更加形象丰富,解决了评价不及时、反馈难统计等问题。项目教学法很好地培养了学生分析、解决问题的思维方法,提高了学生的实践动手、分析应变、交流合作和解决实际问题的综合能力。
三、小结
从70年代开始,在自关断器件发展中就是的电力电子技术进入到了逆变时代,在这一时期由于能源危机就让交流电机变频调速因节能效果明显而有了很大程度上的发展,虽然已经实现了逆变以及整流,但在工作的频率方面还不高。到了80年代,集成电路技术开始从大规模和超大规模的方向得到了迅猛发展,一些以MOSFET和IGBT作为代表的大电流以及高频和高压功率的半导体复合器出现以来,电力电子技术在这一阶段已经进入到了发展的重要时期,多样化的新型器件都已经应用在了电路技术当中,同时向着复合化和模块化的方向进行发展,在性能上更加的完善可靠,为用电的设备高效节能等提供了重要基础。
2电力电子技术在现阶段的实际应用探究
2.1电力电子技术在交通运输中的实际应用
新时期电力电子技术得到了迅速发展过程中,已经在诸多的领域有了应用,其中在电气化的铁道交通当中就对电力电子技术有了广泛应用,在电气机车当中的直流机车就是对整流装置进行的应用,而交流机车方面就是对变频装置进行的应用。另外,在磁悬浮列车当中的电力电子技术的应用比较关键,有着诸多的地方需要电力电子技术的支持才能够使得磁悬浮列车得以顺利的运行,不仅在牵引电机传动方面,在各种的辅助电源方面也需要这一技术的支持。而在电动汽车的电机方面也是需要电子装置对电力进行转换才能够起到控制驱动的作用。在船舶以及飞机等对电源的使用也有着很大的不同,所以在对电力电子技术的应用上也比较的关键。
2.2电力电子技术在家用电器中的实际应用
新时期电力电子技术在人们日常生活中的家用电器方面的应用也比较的广泛,这对人们的生活提供了很大的方便,其中洗衣机是生活中常用的家用电器,在电力电子技术的应用下能够代替人工工作,只需要将衣服放进洗衣机按下按钮,就能够通过电力电子技术的功能支持完成整整个洗衣的过程。还有就是在厨房洗碗机家用电器的电力电子技术的应用上和洗衣机的原理类似,在空调器的电力电子技术的应用上能够起到节能作用,实践证明能够节约30%的电能,而电频荧光灯在工作效率上要比普通的能的效率高很多。
2.3电力节能中的电力电子技术的实际应用
在我国的经济得到迅速发展的过程中,也在能源的消耗上付出了很大的代价,尤其是在电力能源的消耗上比较严重。当前的工业和电力的结合已经成了发展的必需条件,所以在电力能源的消耗上逐渐的增加,主要就是由于电力能源而对稳定以及利用率高等诸多优点。从我国整体的工业发展情况来看,在工业的用电方面还存在着一些不合理的情况,尤其是在用电的效率上得不到有效提高,从而造成了严重浪费的现象,在当前的可持续发展理念深化背景下节约电力能源是可持续发展理念实践的一个内容,通过对电力电子技术的实际应用能够有效的将电源的消耗程度有效的降低,在电力电子技术的作用下,能够对电力设备得到性能上的优化以及节约原材料的使用,这样就能够最大化的对电力能源进行节约。
2.4电力电子技术在发电环节中的实际应用
随着我国对新能源的开发利用,例如风力发电以及水力发电等,这其中就涉及到发电机的电流频率的变换,水力发电功率要取决于水头压力以及流量,而这对机组的最佳转速变化也会产生影响,为能够将最大的有效功率得以实现,就需要通过调整转子励磁电流频率促进机组的变速运行。另外在大型的发电机相对静止励磁控制方面正是采用的晶闸管整流自并励的方式,省去了励磁机中间的惯性环节。
3结语
一、准确定位应用电子技术专业的培养目标
一个专业如果培养目标不明确,培养方向不准确,将无法科学地制定本专业的培养模式和课程体系,也无法高效地进行专业课程改革和教学管理。确定专业培养目标首先要进行充分的市场调研,确定本专业的就业岗位和典型工作任务,根据典型工作任务对知识、能力和素质的要求,确定人才培养目标和培养模式。苏州工业职业技术学院应用电子技术专业在苏州市电子信息行业协会的指导下,通过走访企业、召开专业指导委员会等形式,对苏州市电子类人才的需求进行调研,确定了本专业的主要工作任务是电子产品组装调试维修、PCB板的焊接与维修、电子产品辅助设计、电子产品品质保证和电子产品销售采购技术支持,职业核心能力是电子产品组装调试维修能力、PCB板的焊接与维修能力、电子产品辅助设计能力、电子产品品质保证能力和电子产品营销技术支持能力。通过岗位任务的分析,制订了本专业的人才培养目标是:培养具备扎实的科学文化基础知识,具备良好的职业素质、团队精神和创新意识,掌握电子产品检测技术、电子电路设计技术、单片机应用技术,具有电子产品生产过程管理、电子产品销售与采购及设备维护能力的高素质技能型人才,使其可胜任电子生产企业中电子产品设计、生产、维修、管理、销售、采购、技术服务等岗位要求。形成“行会协同指导,校企共同育人”的工学结合人才培养模式。[1]
二、实施教师“三化”工程,打造高素质“双师”教学团队
发展高等职业教育的重中之重是教师队伍建设。要以师德建设为引领,将提升教师素质、优化双师结构、聘任企业专家作为师资队伍建设的重点。在不断提高专任教师教学能力的同时,提升教师的工程实践能力,拓展国际化视野,让骨干教师参加企业新技术新工艺培训,参与专业建设,承担课程改革建设,指导毕业设计、学生竞赛、技术培训,主持教科研课题。要定期安排骨干教师出国培训。“要给学生一碗水,教师自己要有一桶水”,这一桶水必须是活水,流动的水,是知识不断更新的水。本专业通过提升教师学历,教师到企业做访问工程师,与企业技术人员共同进行产品开发和科技攻关,共同申报科研课题,为企业开发产品、解决技术难题等,使教师的工程实践能力有了一个质的变化。
三、搞好课程改革,推进素质教育
通过市场调研和职业岗位能力需求分析,确定应用电子技术专业毕业生的主要就业岗位和次岗及迁移岗位。[2]按照项目化课程教学理念,以学生岗位能力和职业素质培养为目标,在教学内容、教学方法、评价方法等方面进行改革,与职业岗位能力要求相对接,加强校企合作,与企业共同编写具有职业特色的项目化教材。多课程重新整合,实施课证融合。将考证内容穿插在实践教学中,实施理实一体化,既节约了考证时间,又提高了学生学习的效率,进一步完善了“能力核心、项目构架”的课程体系。如将“模拟电路技术”、“数字电路技术”与“电子元器件检验”相结合;“电子测量技术”课程的教学与“音视频设备检验员”、“无线电调试中级工”相结合。为了全面评价学生,摒弃一卷制的考核方法,构建多元评价机制,采取项目实施过程考核和课程终结性考核相结合,自评、互评、师评相结合的评价方式。根据课程的培养目标,制定评价标准,使课程尤其是基本技能训练类课程考核内容与职业岗位的要求相吻合。
四、以提高学生专业应用能力为目的,建设实践教学环境
以提高学生专业应用能力为目的,结合职业岗位的实际工作过程,重新设计应用电子技术专业综合实训课程的教学内容,以实现学生校内学习课程内容与实际工作流程的一致性。[3]实验、实训室建设以高技能人才培养为目标,加强实践教学师资队伍建设,实施一体化的教学方法,进行模块化的技能培训,以提高学生的技能水平,增强其就业竞争力,最大限度地满足学生求知、求技、求职的需要,满足社会对高职教育多样化的需求。与此同时,与行业、企业合作,建校外实训基地,形成多形式的校外实践教学基地,切实推动实践教学改革。充分利用企业先进设备、技术专家和企业文化等资源,在生产现场进行“电子元器件的焊接工艺”、“电子产品品质管理”等专业课程的教学活动。利用现代科技手段,建立校企数字传输课堂,将企业生产过程实时传送到课堂,通过企业工程师直接开展专业教学,真正实现校企联合教学。全过程注重学生“5S”规范、认真负责、效率观念、静电防护等职业素养的培养。
五、将综合职业素质教育贯穿于专业教育全过程
在专业教学的实践活动中,通过各种“学生为主体”的教学活动,激发学生的主观能动性,提高其综合能力,培养和发展学生的责任意识、安全意识、团结协作精神等综合职业素质。[4]首先,将职业素质教育贯穿于专业教学中;其次,切实保证教师职业素质教育的实施;第三,在学生工作中实施“严格管理,抓住学习,开拓创新,注重能力”的工作思路。专业建设要与区域经济转型升级同步,充分发挥区域电子信息等行业协会的指导、协调作用,广泛吸引区域电子类龙头企业与专业深度合作,进一步深化工学交替、订单培养等工学结合的人才培养模式改革;以提高学生职业素质与岗位职业能力为主线,完善学历教育与认证培训一体化的人才培养方案,以电子产品检测试验、调试维修、辅助设计过程中的实际项目为导向,引入行业企业技术标准,以职业素质和职业能力为核心,开发课程内容,构建课程体系;与区域电子类企业合作,建立校内外生产性实训实习基地,满足专业建设、课程改革、工学交替、顶岗实习的需要;深化毕业生跟踪调研分析,完善人才培养质量保障体系,从而更好地实现以能力培养为核心的专业建设。
作者:殷庆纵工作单位:苏州工业职业技术学院
1电子技术课程实践环节改革的意义
电子技术课程作为电类、计算机类、通信技术等均为十分关键的专业课程,具有较强的实践性,实践教学对高校培养适合的人才实践环节,对培养技术应用型人才具有较大的意义。电子技术已经大量应用于科技当中,包含了国防生产建设,因此为课程教学在新生中的支持性作用提供帮助。我国很多高校在电子技术方面的建设,面对实践教学尚存在许多问题,只有更加关注实验、实训等,有效提升实践教学的操作方式,提供实现教学的内容,提升实际操控能力,为学生进一步了解课程,提升较高的动手能力。
2电子技术课程实践教学的改革之路
2.1实践环节教学体系改革,重新制定教学规划学生在大一下学期可以学习到《电路及磁路》、《电路实验》等课程,将实验教学和理论教学相分离,设置电路实验课程,强化对基础实验环节在学时方面的编排,初步创建通过运用仪器及基本课程内容作为基础实验。到了第二学年上学期,可以学习《模拟电子技术》《、数字电子技术》的课程,在课程中设置的实验主要为基础实验和培养学生能力为主的实验,令学生在课堂上可以意识到电子元器件、数字电子电路和模拟电子线路等,并在第二学年上学期底设置6周电工电子装配训练课程,并将EDA技术引进电子实践教学内,在训练过程里,学生可以通过对EDA软件的掌握,了解电子电路的设计、电子电路的焊接、安装与调试。通过训练,学生透过对软件的学习,了解画图、仿真以及PCB制板方面的内容,并进行使用,透过仿真结论来了解知识的掌握程度,并对硬件的欠缺给予补充。之后通过老师测试或通过学生选择课题,通过学生亲自设计电路,老师从旁指导的形式,积极调动学生的主观能动性,建立学生独立的思考能力及创新能力。设计通过小组方式构成,让学生感受整个制图、设计、焊接、调试、安装的过程,通过理论与实践相结合,提升实践能力。并在与同学的合作过程里学习相互配合的能力,提升团队合作精神。透过长期的实践累积,此种实践方式能够有效提升学生面对实际问题时的电子设计制作能力。
2.2赛课综合,将比赛融入于实践环节,提升学生积极性随着学校的扩招,学生人数持续攀升,而硬件设施却没有及时跟上,实训老师与实训环境欠缺,所以,在实训过程里,许多学生会出现懒惰的心态,希望有人能够代替执行的心理,因此,为了提升实训价值,不仅要提高老师的监督力度,还要极力提升学生的积极性。通过实训,并搭配不同赛事,进行电子电路设计的制作。通过排名,与学生就业相结合,并组织优秀学生参加培训,以备参加不同的省级、国家级赛事,一旦获得较高的成绩,不仅可以荣获学校的表彰,还能够激发学生的参与实践能力。
2.3透过学生社团方式激发学生学习兴趣以电子技术课程特征为主,创建大学生电子社团,收纳大一新生,运用课余时间对新进入的成员进行系统培训,先对新成员进行所学专业介绍,先学习不同电子元器件和焊接练习让新成员能够认知到电工电子,并在进行电路课学习的同时,通过老师的引导、大二学生的带领,令新成员掌握电子电路制作参加电子电路设计制作比赛初赛,让学生浅显的观摩到电工电子的基础知识以及电路焊接方式,尤其是学生完成作品后,因为只能观摩到最终结果,而无法了解到内部原理,所以在遇到问题之后,可以通过主动翻阅资料和询问老师的方式获得答案,因此在后续的课程里才会更加积极学习,从而提升对学习的兴趣。并且在为新生辅导的同时,老生也提升了自身的专业知识,并且在活动当中提升了自身的组织管理能力及协调能力,较大提升学生的学习兴趣与品质。
2.4打造高素质实验型教师老师自身的专业素养成为了实验教学质量的保险,改变理论老师和实验老师的限制,需要理论老师在实验室同实验老师共同进行教学、研发、指导。不仅可以提升老师的理论能力及实验素养,并且实验老师与实验技术人员透过培训,提高综合能力,拓展知识面,较大提升了业务素养,给提升电工电子实验教学能力给予了保障。也可以说,学生培养职业能力要依赖于老师的实践能力,因此指导员素质的高低,能够保障实践教学环节的连续、设计乃至进行整个过程并展现出自身的工作人员。
3结束语
透过对电子技术课程时间方面的改革,有效展现出实践教学的意义所在,较大限度提升了学生在专业方面及综合方面的技能与素质。电子类专业毕业生深受企业青睐,就业率较高,高校将生产、服务、建设、管理为一线的高素质技能型人才作为主要目标,因此只有持续对教学采取探索和改革,就一定要持续对教学进行改革,以此来创建顺应现代化社会发展的所需人才。
作者:卢威单位:江西现代职业技术学院信息工程学院
嵌入式技术融合了先进的集成电路技术、通信技术和计算机软硬件技术,设计学科众多,具有很强的实用性和专业性,是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。由于涉及多个学科的交叉,嵌入式技术课程除了包含传统的应用电子技术专业课程外还涵括了一些正处在发展中的新兴的技术课程。嵌入式技术教学体系主要体现以下4个特点:①知识涉及面广。嵌入式技术的理论和实践几乎涵盖了计算机科学与技术、电子信息工程、通信工程等多个专业的基础知识,知识体系要求比较全面。所以嵌入式技术涉及多学科专业的相互融合,而且大多为较为先进的新技术,知识内容较为庞大。②课程综合性强。嵌入式技术不像方向只侧重于某一点的其他一些专业学科,其集软硬件技术于一体,需要在课程学习的同时,进行软硬件协同设计。③课程实践性要求高。嵌入式技术的相关课程实践学时比例较大,通过动手实践来解除学生对理论知识的深涩难懂,通过实例验证来加深对课程内容的理解。实践学时的增添,培养了学生的实践应用能力,同时也为省级或国家级技能大赛的嵌入式方向赛题及课外第二课堂及创新小组进行知识储备。④新兴领域多,内容较前沿。嵌入式技术的相关原理、基本技术虽然近些年内没有根本性改变,但是研究和应用往往牵涉到社会生活的新兴领域和科技研究的最新成果,需要不断补充新的内容。
二嵌入式技术课程门类建设
鉴于嵌入式技术课程授课内容概括性强,讲授难度大;同时高职学生的理解能力又有限,对领会此类课程难度更大,教与学都存在一定的问题,所以在高职学生的培养过程中,需要与本科学生有很大的不同,每门课程都要强调实践,注重理论与实际紧密结合。课程讲授过程中注重知识的前沿性,以适应嵌入式技术的快速更新。
1嵌入式系统处理器及应用
本课程结合典型的ARM芯片,通过讲授ARM的内部架构、ARM的指令系统、ARM汇编程序设计、ARM存储系统、ARM内部资源的C语言编程以及简单的嵌入式系统的设计等知识,使学生熟悉ARM嵌入式处理器结构与简单应用,掌握ARM系统的软硬件构成,具备基于ARM体系架构的应用处理器为核心进行系统设计及相关应用的能力。
2嵌入式系统设计与开发
本课程通过实际的嵌入式应用项目的案例分析,讲授嵌入式系统的开发流程和方法,使学生掌握几种常用的嵌入式应用开发方法,如嵌入式图形系统、嵌入式数据库、嵌入式Web服务器、GSM、GPRS等,熟悉嵌入式系统的开发环境、嵌入式实时操作系统,培养学生从事嵌入式系统设计与开发的能力。
3智能家居系统
本课程通过两室两厅智能家居电子系统设计项目的学习,使学生掌握智能灯光控制、智能电器控制、智能温度控制、智能窗户控制、智能窗帘控制、智能安防控制、智能遥控控制、智能定时控制、智能网络控制、智能远程控制、智能场景控制等智能家居系统组成与控制工作原理,使学生初步具备根据客户要求设计制定智能家居控制系统方案的能力。
4物联网技术
本课程主要内容包括射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按物物与互联网连接起来,及物联网在各个领域的典型应用。让学生学生理解物联网的概念,开阔学术视野,启发学习兴趣。
5教学机器人组装与调试
本课程通过具体的教学机器人制作项目让学生了解机器人的结构、种类、工作原理,使学生熟悉教学机器人的制作及控制调试过程,让学生在掌握机器人的核心技术的基本知识基础上,具备组装、控制、调试和维护机器人的能力。
三嵌入式技术课程实施方法
在进行嵌入式技术授课时,教师可以引入一些实际的嵌入式电子产品,并进行实例分析,分解产品加工特点,进而倒推出整个产品的开发过程。这种教学方法即为实例剖析教学法。实例剖析教学法包含了产品到部件的整个过程。这种教学方法便于学生更好地了解和把握各章节内容的内在联系,从而有效提升其解决实际开发问题的能力。教师可以在具体的学习过程中适当安排一些嵌入式技术学习任务,并划分学习小组,引导和鼓励学生单独完成相应的产品设计和开发工作。同时,在课程结束后,教师还可以单独开设一些综合实训项目,使学生从整体上把握嵌入式产品开发的规律和方法,提升其职业能力,使其更好地适应企业的岗位需求,实现学校到企业的良好过渡。通过三个实践教学环节,学生的专业能力水平得到了极大的提升,并逐渐具备单独完成嵌入式项目开发的能力。这三个环节即章节实验环节、课程设计环节、综合实训环节。其中,章节实验环节主要通过实验的方式进行内容分解,并将章节知识融入实验当中,实现了理论和实践的有机结合。课程设计环节则侧重课程内容的组织和安排,旨在通过课程的优化设计提升学生的专业能力。综合实训过程的实践性较强。在此环节中,学生的主要任务为设计出嵌入式产品雏形,并明确其功能和性能,并制定出具体的改进方案。
四结束语
1Proteus相关设计实例
文章从计算机辅助教学出发,讨论如何利用Proteus软件提高数字电子技术教学与实践效果。通过Proteus软件构建一些形象、直观的数字电路,演示仿真结果,“虚实”结合,让学生在有限的时间内,对数字电路中的组合、时序逻辑电路分析与设计有充分的理解和掌握。学生能够在很短实践掌握有关功能器件的特别和典型应用,以及注意事项,激发学生的学习热情、提高学生的实践动手能力、工程设计思想等。
1.1555组成的秒时基电路仿真
秒时基电路是时序逻辑电路中经常使用的单元块电路,可以通过555组成的多谐振荡器构成秒时基电路,只需要选择合适的电阻和电容值就实现。秒时基电路应用非常广泛,交通灯电路系统、LED数字显示的电子表电路等,均需要产生秒时基脉冲电路单元。在Proteus选择大小合适的图纸,建立图形输入仿真文件,根据理论计算确定有关电阻电容数值,选取器件,修改电路参数,连接元器件组成电路。通过波形可以很直观的看出设计是否满足要求为1秒的时基电路,同时修改有关电阻值可以在周期为1秒的前题下改变脉冲的占空比。使学生充分理解多谐振荡电路,并可以根据实际需要产生不同周期和占空比的脉冲,激发学生对555电路的深层次的学习,从真正意义上认识555电路特性,验证其组成设计单谐、多谐振荡电路以及有实际应用的触发报警、脉冲产生等电路。
1.2译码显示电路仿真
显示器件是数字电路一个重要部分,其中LED数码管应用尤为广泛。本例通过译码芯片74LS47和共阳极数码管来完成译码电路和显示电路的内容。输入数字为013(采用2进制000000010011)通过译码器件,译出相应7段ABCDEFG的高低电平,译码芯片与共阳极数码管连接,最终正确的输出相关显示内容。同学还可以利用其它译码芯片CD4511、74LS48和共阴极数码连接,在此基础上还可以加入计数器,脉冲电路,这样就能实现脉冲的自动计数及显示,效果直观。进行完一整套设计学生很有成就感,能进一步激发学生的学习兴趣。
2结束语
利用Proteus仿真软件,在数字电子技术的教学中有着广阔的应用天地,不仅可以利用基本门电路、触发器设计相关电路,还可以利用功能芯片,进行单元电路,数字系统电路仿真,进一步结合单片机构成软硬件相结合的系统。由于篇幅有限,文章不能列举很多实例,这里仅仅起抛砖引玉的作用。此种教学方式能很大的激励学生学习主动性,改善填鸭式教学模式,让学生作为学习的主导着,真正使学生把所学的理论知识,转化为实践能力,由被动学习变为主动学习,由接受式学习,变为开创式学习。
作者:冀勇钢张鹏单位:辽宁铁道职业技术学院
一、传统的电工电子技术类课程的教学模式大都是以理论课为主,并辅以实验课对理论教学的结论进行验证。
这样的教学模式已经与时代要求脱节,也不利于学生实践操作技能的发展,对于学生将来的就业和发展是非常不利的。对此,我校一直以来都提倡以技能为本的办学方针,实训室建设虽然达不到生产线水平,但实训类教学仪器基本一应俱全,可以满足该专业的绝大多数实训操作。并且为了达到教学做一体的教学目的,在实训室都配有多媒体教学设备,方便学生在练中学、学中练。然而我们这个专业,虽然对于某些课程,如电子元器件检测、电子测量等,在实训室进行教学做一体式教学效果非常好(因为这些课程是以实际元件和实际测量工具为载体的课程,通过实物演练和教师指导学生能很快掌握元件的使用方法并逐步掌握元件的工作原理及测量方法),但是对于电子专业的其他课程,单从实物角度掌握这门课程还是远远不够的,它只能解决理论课中的看得见摸得着的那部分问题,或者说单纯的教学做一体化教学只能达到本专业的中职教学水平。因为电子专业的课程在本科的教学过程中除了需要运用较多的高等数学外,器件及电路图的原理分析至关重要,对于夹杂在其中的高职教学来说也要兼顾理论教学,如果在理论不通的情况下做实训,只能是走走形式,熟悉熟悉实训过程,换一种工作要求,学生就无从下手或者不能独立完成。这也是高职电子技术专业课程改革的困难所在,正所谓高不成低不就。笔者认为突破理论教学的难关应该是电子技术专业课程改革的重点以及难点。对于电子技术类课程的理论教学学生普遍表示理解起来非常困难,主要原因是电子技术课程理论知识非常抽象,学生难以理解,久而久之就对其失去了兴趣。理论中的抽象问题单靠实物是无法完全解释的,需要有很好的逻辑思维,这些抽象的事物被人们具体化就形成了电路。所以,多画电路图是将抽象事物具体化、理论知识操作化的一种方法,正所谓“好记性不如烂笔头”“书读百遍其义自现”正是这个道理。但是单纯的手绘图对于当代高职学生来说不是非常容易,而且学生也不是非常感兴趣,要多利用计算机辅助软件提高学习效率,更重要的是增加学生学习的兴趣。下面以本专业课程改革实施情况及改革前后效果对比来具体说明。
二、以往单片机课程采用多媒体理论教学加单片机实训的形式
这次单片机课程改革最主要的目的是增加学生上课时的操作项目,力求达到每节课学生都有事可做。过去在多媒体教室上课最主要的问题就是课堂讲授部分到实训的时候很多内容还得重新讲一遍,费时费力,学生动手能力得不到充分锻炼,学习过程非常被动。其主要矛盾可以归结为C语言的程序编写与多媒体教学之间的矛盾。单片机课改的具体做法是将授课地点改为机房,包括实训器材也都拿到机房,在课程安排上,先从C语言上机实训开始学习C语言基础,本着以C语言够用为原则试着编写一些单片机程序下载到单片机集成电路板当中完成单片机实训,实现教学做一体式教学。总的来说,以C语言为载体的这种教学模式效果要好于以硬件为载体的教学模式,并且从教学条件角度,这样做更容易实现教学做一体式教学。单片机课程改革前后最明显的区别就是学生自主设计能力增强了,动手能力、分析能力、团结协作能力都得以锻炼。
三、电机与PLC控制是本专业的一门强电类课程。
本课程改革的重点是在理论部分增加操作项目,并且加入PLC实训部分。以往电机与PLC控制课程采用的是多媒体理论教学加电机实训的形式,电机理论部分和PLC控制部分在多媒体教室进行,电机实训部分在实训室进行。改革之后上课地点选在机房和实训室进行,机房增加一款电气设计软件和一款PLC编程软件及其仿真软件。由于强电课程不是本专业的主干课程,在实训设备配备上还比较欠缺,主要表现在PLC实训方面缺少相关设备。多媒体教室上电气原理图的课程学生得不到动手操作的机会,学习效果不理想。其主要矛盾可以归结为学生手绘图困难与原理图分析之间的矛盾,梯形图程序学习与多媒体教学之间的矛盾。在机房利用已学过的AutoCAD软件平台教学生使用SuperWorks软件载入低压电器符号及绘制电气控制原理图,然后到实训室对熟悉的控制环节进行电机实训演练,进一步加深对控制原理的理解;PLC部分在机房使用STEP7软件和S7-200仿真软件进行梯形图的程序编写及仿真实训。这样一来,学生们通过自己动手利用软件熟悉器件的符号、型号及工作原理,掌握电气控制原理图的绘制及控制方法和控制环节,进一步开发了学生们自主学习理论知识的潜力和创造力,再通过实物接线实操,进一步巩固和验证了之前的学习成果。利用软件辅助教学要好于多媒体教学的效果,通过仿真软件做实训弥补了设备不足的缺陷。对于本专业的弱电类课程也可以采用相关软件进行辅助教学。例如用Protel99SE软件可以辅助电子技术类课程的进行。
四、结语
总之,高职学生对动手的操作有着天然的敏感程度以及狂热的兴趣,如何提高学生动手能力和学习兴趣是高职教学的重中之重。所以笔者认为,把尽可能多的教学辅助工具运用到实际教学中,进而增加学生们的动手学习时间,是高职课程改革的一条途径。
作者:程烨 周秀明 王瑞玲 单位:黑龙江生态工程职业学院