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电路实验教学论文范文

电路实验教学论文

电路实验教学论文范文第1篇

1现状与问题

根据调查了解,几乎所有的各类高等院校和中职学校都使用厂家生产的实验箱进行电子电路实验。虽然使用这种实验箱有其优点,如灵活性较强,理论上讲可以做很多种实验,但实际上大多数学校按照教学大纲的要求,通常只做几种至十几种实验,实验箱的灵活性体现并不明显,而其弊端却是十分明显的,最突出的问题是每个元件都要通过连接导线和接插件进行连接,如果电路比较复杂,连线必定很多,要花费很多时间,还很容易接错,造成元件损坏;或者由于实验箱使用日久,接插口氧化接触不良,连接线内部断线,导致电路不工作,无法进行实验,修复实验箱也花费不少时间。老师指导实验也很辛苦,检查学生的实验电路很费事,因为学生往往把线接得很乱,特别是当实验电路比较复杂的时候,更是纷纭繁复,老师有时甚至宁愿重新接线.事实上,根据我们的观察,学生经常是把主要的时间都花在接线和排查上,接完电路,检查接线,排除故障,确认无误,准备开始实验时,时间已所剩无几,只好匆匆进行测试,有些学生测不完就凑数据、抄结论,从根本上来说这是本末倒置的.实验的目的,本应是测试电路的主要性能、指标、参数等,例如,基本放大电路实验,主要要求学生测试基本放大电路的静态工作点、增益、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等,至于接线实际上基本是无用功,因为在实际工作中都不需要用人工将导线连接,而是通过印刷电路板已经连接好了的,将大量时间花费在接线上,是完全没有必要的。以上弊端的存在,大大影响了实验教学的效果更达不到实验教学的目的,必须进行改革.把实验箱由分散的元器件用导线和接插件连接起来改为模块式电子电路实验板,即把每个实验电路用印刷电路制作成模块式电子电路实验板(制作实验板本身对学生就是一种实践机会),可以做到在设计电路板时尽量与电路图的元件布置和走线相同,让学生直观地看出电路的结构,有助于学生对实验电路的认识和理解,这是原来所用的实验箱不可比拟的。实验时,只须接通模块式电子电路实验板的电源,接入信号源和测试仪器,即可进行实验,将时间和精力主要用于测试电路的性能、指标、参数等,大大提高了实验的效率和实验的可靠性,更使学生有时间用于对实验的分析和研究上,甚至可以做到只给出实验的目标,而实验的方法和步骤由学生设计,从而提高学生的综合分析能力和自主创新能力。

2模块式电子电路实验板

首先,按照实验要求,设计出合理的电路图,然后设计相应的印刷板图,应尽量与原理图相同,以便学生直观了解。

2.1实验电路与模块电路板

下面以模拟电路中最基本的和最重要的基本放大电路为例,其基本电路如图1所示。R2用于调整静态工作点;设置两个输入点1和2(一个直接输入,一个经电阻R2)目的是测试放大电路的输入电阻;设置J2是用于测试输出阻抗;J1用于观察旁路电容的作用,或者说观察负反馈对放大电路的影响。设计的印刷电路板如图2所示。元件就直接焊在印刷板敷铜线一面上,可见其与电路原理图基本是一模一样的,学生可以一目了然地直观地看出电路的结构。

2.2实验方法与步骤

开始实验,先调整R2,选择合适的工作点,一般选IC=1~2mA,按图中的参数,测得VE=1~2V即可,然后将信号源直接接入1点,调整信号源至幅度20mV左右,频率1000Hz,将J1闭合,J2断开,用示波器测出输出电压VO,将它与输入电压Vi相比,即可求出放大倍数A=VO/Vi。合上J2测出输出电压VO′,根据公式VO/(RO+RL)=VO′/RL即可求得输出阻抗RO=RL(VO-VO′)/VO′,然后将信号源改接2点,用示波器分别测得2点对地电压Vi和1点对地电压Vi′,根据公式Vi/(R1+Ri)=Vi′/Ri即可求得输入阻抗Ri=R1Vi′/(Vi-Vi′),还可测量频率响应,以及通过调整R2观察静态工作点对放大倍数、失真的影响;通过断开J1,按以上方法重新测试放大电路的放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等,观察旁路电容的作用,或者说观察负反馈对放大电路的影响。

3结论

电路实验教学论文范文第2篇

主要培养目标是:工程基础、分析、解决问题和设计的综合能力、团队合作精神[3]。

二、实验教学方法改进

传统的实验教学方法基本上是老师给出学生实验目的和要求,学生根据老师的演示,机械的模仿。虽然完成了实验教学计划,但是会造成学生对实验不感兴趣,创新精神得不到发展。[4]

1.将仿真软件引入实验教学中

将仿真软件引入传统的电路实验教学中来,可以达到软硬结合、虚实相辅的目的。[5]例如:在谐振电路的实验中,我们要求学生不但要测出谐振频率,还要绘出不同Q值下的通用幅频特性曲线,以及UL(ω)和、UC(ω)曲线。将multisim仿真软件引入电路实验之后,可以轻松、准确的显示出曲线,有利于同学们对理论知识的分析和理解,还有助于提高学生的实验兴趣。

2.利用网络平台支撑实验教学

在实验教学网站上提供实验指导书、实验教学大纲、仪器设备的使用方法、常用仪表的使用说明,电子元器件手册和老师的实验教学课件等教学资源供学生查阅,学生可通过系统中师生互动平台与老师、同学进行交流。

3.采用多媒体教学手段,提高实验教学的效率

在实验教学时数有限的情况下,利用多媒体教学方式,一方面可更加有效地指导学生完成大纲要求必须做的实验,提高学生的动手能力,另一方面可通过观看实验演示,延伸实验教学范围,弥补课堂教学的不足,以达到以点带面的教学效果。[6]

三、实验教学管理的改进

1.加强预习环节的监督

严格要求学生的预习环节,为了使学生更好地完成实验,要求学生按实验预习要求及内容进行课前预习,大部分同学会做到,但是也会有一些自觉性差的同学不去预习,这样一定会影响实验的完成进度和质量。为了检验学生是否完成预习,预习完成后,我们会要求学生登录实验预约系统,接受实验项目预习测试,作为学生实验考核的一项重要指标,从而有效的保证了实验预习质量。[7-8]

2.实验过程中加强团队合作意识

实验过程中采用分组合作的方式,进行实验。这样可以提高同学之间的沟通能力,加强同学的合作意识。将团队合作精神引入到实验教学中,使实验教学由一个人参与变成多个人共同参与,学生为了更好地完成实验,会在实验过程中有明确的分工和互助,这样有助于培养学生的团队合作能力,从而整体优化实验教学效果。[9-10]

3.全面的实验考核机制

实验成绩评定,不能单纯依靠实验报告中的数据,要以实验考试的形式考核学生的动手能力,由于我校电路实验没有单独设课,所以学生在做实验时积极性不高,老师会在每班实验全部完成后进行现场实验考核。在规定时间内要求学生独立完成实验元器件的选择、实验电路连接、实验数据测量和计算等过程。老师根据完成情况给出实验操作分。实验结束后老师将学生的实验预习成绩、实验操作成绩、实验报告成绩,按照合理的分配,生成学生的实验成绩。避免单靠实验报告给定成绩的片面性,不仅可以使学生查看成绩,而且可以使学生更全面地了解自已的薄弱环节。采用这种实验考核方式之后,学生做实验的积极性有了极大的提高,对电路实验及仪器使用记忆深刻,动手能力大大增强。[11-12]

四、实验内容的设计

1.进行实验内容和要求的调整

针对学生专业的不同,学习程度的不同,实验内容和要求上做适当的调整,例如只有电气、自动化专业的同学做一阶电路和二阶电路实验,而其它专业如机械制造专业的同学只设三个基础实验。同样的戴维南定理实验,要求电气专业的同学通过多种测量方法,计算出等效电阻,而其他专业同学可以只用一种方法测量并计算。

2.以工程项目为核心设计实验内容

以工程项目引导实验设计,例如:在日光灯电路连接及功率因数提高这个实验中。项目设计的总体目标是借助于该实验平台,构思、设计日光灯电路,并实现将日光灯点亮,简单故障排除,并且能提高功率因数。为了完成设计目标,首先需要学生深刻理解日光电路的工作原理,充分了解实验系统的组成和功能,熟悉日光灯电路实验装置的结构及使用方法;其次,需要将任务分解为连接、测量等子任务,确定每一子任务需要完成哪些工作,并设计相应的电路;而后在电工实验台上搭建电路并点亮日光灯,自已动手用智能功率表或其他仪表测量电路的各项参数,自已分析计算功率因数,并通过并联电容的方法提高功率因数接近于1;最后,进行实验调试,若不能达到预定目标,还需要根据电路、电工学知识进行分析,采取相应的措施,重新修正参数,直到得到满意的实验结果为止。在实验中不可避免地遇到随机干扰、估计不准等实际工程问题。在整个教学过程中,以工程项目为驱动不断拓展和层层推进来带动实训步骤,由教师引导学生完成整个项目。从构思、设计、方案决策、器件选型、电路搭建、测试、数据收集整理等方面,对学生进行了完整的知识点和技能训练。

3.鼓励学生大胆创新

鼓励学生大胆创新,让学生自己设计实验方案,以往的实验教学往往是老师先讲实验的原理和实验过程中应注意的问题,即应该怎样做,不能怎样做,这种做法虽然使学生掌握了这个实验,但学生的大脑得不到积极的开发,学习处于被动状态。所以在实验教学中,有时应让学生大胆地做出自己的猜想,自己设计实验方案,然后教师和学生共同评选出最佳方案进行操作,分析过程、现象,得出结论。如在讲元件伏安特性实验时,我们可以提出实验要求用伏安法将元件的伏安特性曲线画出,让学生自已去设计电路,做出原理图,并用multisim软件进行仿真,确定所用元器件的规格,选择合适量程的仪表和电阻箱等,放手让学生自己完成实验的整个过程,并对测量数据进行数据处理,并形成文档资料。这样,学生必须要动手动脑,选择仪表的量程,电阻的大小,考虑连接电路时应注意什么问题等。在实验的过程中,学生有时不能一步到位,需要进行重复操作、观察、数据处理、结果分析等,这些过程本身就能很好地锻炼学生的实验能力,使他们的创新思维得到充分的发展。使学生在构思—设计—实现—运行的过程中,开拓思维,增强动手操作能力。这恰恰符合能力培养为目标的工程教育理念。

五、结语

电路实验教学论文范文第3篇

    高频电子技术是电子信息类专业的重要基础课程,是一门理论性、工程性与实践性都很强的课程,它的内容丰富,应用广泛。该课程的任务是研究高频电子线路的基本原理与基本分析方法,以单元电路的分析和设计为主。其主要内容包括:高频电路的基本知识、高频小信号调谐放大器、高频谐振功率放大器、正弦波振荡器、振幅调制和解调、环形混频器等内容。

    随着电子技术的飞速发展,对高频电子技术试验课提出了更高的要求。

    1.1教学现状与需求分析

    当前大部分“高频电子线路”教学仍然沿用较为经典的内容。例如。在功率放大器章节中,动态负载线和丙类功率放大器的分析方法依然是其核心内容,而在目前的射频功率放大器设计中,由于c类放大器具有非线性特性,所以应用较少,D类和E类放大器已经成为当前设计应用的主流;

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电路实验教学论文范文第4篇

关键词:电路基础;实验;教学探讨

中图分类号:TM13-4 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2011)032(C)-0215-01

前言:电路基础是电气自动化专业的专业基础类课程,是本专业同学学习后续专业课程的重要基础,因此,电路基础的教学效果好坏,直接影响到学生专业课的学习。而作为电路基础教学中的重要环节,电路基础实验的教学方法就很值得我们去分析和研究。笔者通过自身的教学,将从实验教学的重要性,实验内容安排的合理性及实验课堂教学方法的先进性等三个方面谈谈个人的浅见。

一、电路基础实验教学的重要性

作为应用型本科的学生,除了掌握好理论知识之外,专业技能和动手能力的提高也是很重要的一个课题。电路基础实验对电路基础的教学而言是非常重要的教学环节。实验课不仅仅帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识,更重要的是训练他们的实验技能,培养他们敢于实际操作善于实际操作的能力。因此,电路基础实验为学生理论联系实际、动脑动手相结合搭建了一个平台。

二、电路基础实验内容安排的合理性

以前的实验与理论教学是一体的,实验内容按照电路基础课程设置实验,每讲一章或几章电路课,穿插一个实验进行验证,所以验证性实验较多。但对于应用型本科学生而言,专业技能要求更高,因此目前的实验设置已经不适应现在的教学需要。故此,建议使用自编教材。在编写教材时,根据应用型本科学生应具有较强的实践应用能力的特点,重点突出实用性、直观性,体现对学生基本技能的训练。减少验证性实验,增加了综合性、设计性、培养动手能力的实验。在实验中,还应该安排适当的测试,测试性实验可以真实的反应出学生对实验技能的掌握程度,教师可以通过测试及时对程度稍差的同学提供帮助,以提高实验效果。

三、实验课堂教学方法的先进性

由于电路属于专业基础课程,而实验内容又多以验证性为主,因此,在以往教学中,灌输式实验教学指导思路占据了主导地位。在实验内容、实验步骤、所用仪器完全一致的情况下,学生在整个实验过程中始终处于被动灌输的状态,没有主动思维的过程。学生只要按照教师的步骤进行实验,基本都能得出正确的实验数据,这种传统的教学方法非常不利于培养学生的分析设计能力和实验技能。因此,为发挥学生的主动性,可以在验证一些定理时加入电路的设计,做实验前提前告知实验内容,让学生自己设计电路,经过教师的批改后,利用自己设计的电路完成实验。如此一来,既达到验证定理的实验目的,同时经过电路的设计,学生对所学理论也能更好的应用。

结束语:电路基础实验是电气自动化专业学生在所有电气类课程实验中的第一步,走好了第一步,就等于为今后的学习道路打好了基础。因此,我们要注重实验教学内容和教学方法的改革,为实验教学多做一些努力,让学生能更好的将理论与实践相结合,成为一名拥有较强动手能力的应用型本科学生。

作者单位:宁波大红鹰学院

作者简介:朱媛(1979.12― ),女,讲师;研究方向:机电一体化技术教学与研究。

参考文献:

[1]邹玲,姚齐国.电路理论.武汉:华中科技大学出版社,2006.

[2]邱关源.电路(第五版).北京:高等教育出版社,2006.

[3]胡翔骏.电路分析(第二版).北京:高等教育出版社,2007.

电路实验教学论文范文第5篇

[关键词] 电子线路体系课程; 计算机辅助设计; 教学模式; 改革; 创新; 仿真设计

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 19. 056

[中图分类号] G64 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2013)19- 0102- 02

1 传统电子线路教学模式凸显弊端

在传统的电子线路体系课程教学中,工程应用是该类课程教学的宗旨。学生要想掌握更多、更新的专业知识和技能,实现可持续发展,必须学好电子线路这类课程。对于这类课的掌握程度,决定了学生后续专业课程学习的效果,无疑影响着学生学习的热情。从日常教学和学生表现的情况了解到,目前电子线路类课程的教学存在着许多问题,学生难以入门、学习起来困难、很多概念难以理解、对所学知识无法应用等,使很多学生难以提起学习的兴趣,自然也就不可能有好的学习效果。究其本质,是电子线路课程内容繁杂、不直观,对于初学者而言,缺乏一个形象的有机联系。

电子线路教学实践过程中,包含着各种重要的电学基础定理、电路分析过程、电路体系测试与性能,这些都要通过理论分析与实验来验证得到结论。但电学基础实验设备价格一般比较昂贵,一般高等学校不大可能购置如数字存储示波器、高频信号发生器、逻辑分析仪等先进的实验设备。

在传统实践教学中,电子线路实验不仅需要大量的电子器件等实验器材,而且有些实验测试设备不能达到应有的实验精度,使实验结果出现偏差。由于即使错接一根导线也可能导致实验设备的损坏,因此在实验过程中,如受测试仪器本身性能和电子实验器件的限制,很难从容地显示各种电路的分析过程;也无法将测试仪器上的曲线及数据及时保存和打印;更难以复现诸如频谱分析、网络分析、多路数字信号等电学过程等。由于设备问题,有些数据也会偏离正常值,从而混淆了对电路的理解,影响学生对电路的基本原理和性能的理解,失去了理论课教学的作用。

2 电子线路仿真对电子线路教学的促进作用

在电子线路教学中,各个高校大多采用传统的理论教学模式,使得理论课教学枯燥无味。采用电子仿真软件后,理论课教学可以采用互动式教学方法。可以和学生互动,让学生参与到电子理论教学中来,可以大大激发学生学习理论课的积极性,提高学生的理论水平,培养学生分析问题和解决问题的能力。

随着电子计算机技术的大力发展,各种电子仿真软件不断涌现,大大简化了电子线路体系课程的教学。与传统实验相比,电子仿真软件不需要附加实验信号源、电子测量设备,但与实际电路运行结果相同,可以进行任意设计电路,进行运行、数据分析,并且其实验数据和技术指标都是真实有效的,这样不仅可以把笨重而昂贵的实验仪器搬进课堂,也可以随着同学把实验室搬到各地。

通过课堂和实验室实践教学相融合,可增强学生的学习兴趣,改善真实情境,观察隐藏的电特性及实验现象,具有安全性能高和利用虚拟实验仪器节省经费等优点,可以帮助学生学习各种不同的电学概念,并进行各项实验。这使得在理论教学中可以穿插实践教学内容,直观性好、学习效率高,激发学生参与各级各类电子设计大赛的积极性。通过电子线路仿真软件教学,将大大激发学生的学习积极性,使原来枯燥无味的理论教学变得形象直观,增强教师与学生的互动性。

3 电子线路课程体系中教与学模式的转变

刚学习电子线路类专业课程时,绝大多数学生对专业知识体系结构及所要学习的内容并不了解,随着学习难度的日益加大,其热情也会随之降低。在学生中,不乏有对电子线路课程专业知识的神秘感、好奇心和自信心,但又缺少对所学知识学习的持续能力。而电子线路体系课程正是自主学习消化理解和需要长时间探索的基础类课程。因此,结合课程学习和学生特点,不能应用传统的教学模式,即先讲理论,再进行实践,这样就错过了抓住学生兴趣的好时机。

以计算机技术为核心的信息技术的发展,为电子线路体系课程的教学提供了现代化的、课堂和专业实验室相结合的教育新技术。在课堂上,学生可以跟随老师同步实验。课余时间,学生可以在计算机上完成教师指定的仿真,可以自行设计电路,可以对比不同的输入变量仿真出各种结果。这样就可以使学生变被动为主动,更好地理解课上所学内容。

4 紧密加强电子线路课程体系之间的内在联系

电子线路体系课程包括电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、电子测量、传感器、单片机原理等课程。而一个完整的实践项目内容也涵盖了电子线路体系课程中大部分所学课程。因此,仅靠单一科目的学习无法满足项目实践的需要。而一个综合项目需要的实作器材、仪表、仪器种类多,涉及各个学科单项实验室,这给综合项目设计带来了困难。而电子线路仿真得益于电子计算机技术的发展,使学生在非实验室场地也可完成各种所设计的电子系统。电子线路仿真自带的实作器材、仪表、仪器种类多,涉及几乎所有电子线路类课程所需器件,不会出现因器材、仪器、仪表不足而不能实验的缺憾。电子线路计算机仿真在教学中应用可以大大推动电子线路实践课程的改革与创新。

5 结 论

本文利用现代教育技术,将电子线路体系课程和计算机工程应用有机地结合起来,深化与完善电子线路教育教学体系。大连海洋大学电子信息工程专业于20世纪80年代在电子线路教学过程中就已经引入计算机辅助设计电子电路方面的课程与实验,加强学生利用计算机设计电子线路的能力。目前已经开设电子线路仿真设计、电子线路板制作、电子设计自动化3门课程及其课程设计。围绕电子线路体系课程,诸如电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路、电子测量等课程设置电子线路综合设计,使课程之间保持着紧密的衔接与交融,大幅度提高学生综合利用所学知识的能力,效果良好。

主要参考文献

[1] 徐辉. 传统电子学教学和现代EDA技术的整合[J]. 湖北教育学院学报,2006,23(2):98-101.

[2] 蔺智挺. “电子线路计算机辅助设计”教学改革探索[J]. 中国科教创新导刊,2012(12):157-159.

[3] 方亮,吴文全,宋胜锋. Multisim电子线路仿真设计软件的教学应用[J]. 长江大学学报:自然科学版,2004,1(4):71-73.

电路实验教学论文范文第6篇

关键词:电路实验;教学方法;改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)24-0163-02

随着中国经济的不断发展和高等教育改革的不断深入,对高等教育也提出了越来越高的要求,通过这几年用人单位的反馈意见可以看出,目前的高等教育毕业生存在基本职业训练不够,动手能力、团队精神不足,等等问题。电路分析课程是工科院校电类专业的技术基础课,是后续课程,如电子技术和专业课的理论基础课程,学生对电路分析掌握程度的高低,决定了其在专业领域学习和发展的高度。学生可以在电路基础理论的学习过程中,通过电路实验扩展其视野,验证电路理论,提高分析问题、解决问题的能力,这是学好电路课程,提高动手能力的关键手段之一。本文通过分析电路实验在电路课程中的作用和存在的问题,对如何提高学生的分析问题和解决问题的能力进行探讨。

一、电路实验在电路课程中的作用

电路实验与电路理论教学是相辅相成。实验是电路理论教学的验证,是提高电路分析能力的关键手段之一,电路实验在电路课程中的作用体现在以下几个方面。

1.通过电路实验可以验证电路理论。通过电路课程,学生可以学习关于电路分析的基本理论和基本方法,但这些理论和方法毕竟是抽象的,而电路实验是通过实际器件构成的电路,通过测量的手段实际分析电路的电压、电流和功率等,直观地验证了电路分析的理论和方法的正确性。

2.通过电路实验可以学习和掌握电路基本仪器和仪表的使用方法。通过电路实验,学生不但可以认识和识别一些基本电路元件,如电阻、电容和电感,而且还可以学习和掌握一些基本仪器和仪表的使用方法,如直流稳压电源、万用表、示波器、功率表和函数信号发生器等。学生不但可以通过这些仪器和仪表进行电路分析和测量,同时这些仪器和仪表还是电类学生在以后工作中可能经常用到和使用的工具。

3.通过电路实验可以激发学生学习电路理论的兴趣。电路理论的课堂教学毕竟是枯燥的,容易使学生失去学习的兴趣和动力,而通过电路实验可以提高学生学习电路分析课程的新鲜感,可以使学生在实验中进行分析和总结,探寻实验中出现的一些现象的原因和结论,从而激发学生学习电路理论的兴趣。

4.学生可以通过电路实验培养分析问题和解决问题的能力。实际电路毕竟是由实际的电路元件组成的,这样在实验过程中,学生会遇到各种各样的问题,可能所组成的电路会存在故障,造成实验结论不正确。通过电路实验,找到电路故障的原因,并排除电路故障,这也是电路实验的目的之一,从而提高了学生分析问题和解决问题的能力。

5.通过电路实验可以培养学生的合作精神。电路实验中有的是单人实验,即学生自己独立完成的实验。而有的实验需要两个学生合作完成,这两个学生之间必须具有合作精神,才能够完成实验内容的要求。

从以上几个方面可以看出,电路实验在电路分析课程中是必不可少的教学手段之一,在电路课程中具有十分重要的作用。但是随着教学改革的发展,电路实验也遇到了一些问题。

二、当前电路实验中存在的问题

当前电路实验中存在许多问题,其中包括学校电路分析课程的课时量减少;做实验前的准备不充分,不认真预习;实验过程中分析和解决能力不足;实验后的实验报告分析和整理不认真;等等。

1.当前各个学校电路分析课程的课时量被不断地压缩,带来的突出问题就是实验课时量也在不断地压缩,从而造成实验内容地减少,削弱了对学生动手能力的培养。

2.实验前的预习不认真。电路实验要求学生在课前要先完成预习报告,其目的是想让学生知道本次实验所使用的元器件和仪器仪表及验证的电路理论,从而让学生在课前完成相应地学习。但是从目前来看,预习效果并不理想,学生只是照抄实验指导书的相关内容,并不进行相关的学习,不是带着问题去进行实验的。

3.实验中的分析问题和解决问题能力不足。在电路实验过程中,学生可能会遇到各种各样的问题。学生应该首先自主地分析问题出现的原因,找到解决问题的方法,这也是电路实验的目的之一,也是对学生能力的培养。但是目前学生一旦遇到问题,只想到问教师,让教师来解决出现的问题,从而切断了通过实验提高自己能力的途径。

4.实验后的实验报告分析和整理不认真。实验报告的分析和整理是电路实验的重要过程,学生通过对实验数据的分析和整理,可以使学生很好地验证电路理论的正确性,从而加深对电路理论的理解和掌握。但是目前大多数学生对待实验报告的撰写,不过是应付了事,在报告中没有自己的思考,比如实验中误差较大的数据是怎么得来的,如何减小实验中的误差,等等。

由于电路实验中存在着上述的几个问题,从而使得电路实验对大多数学生而言,失去了其应有的作用。通过多年的教学实践和对存在问题的分析和研究,我校对如何解决电路实验中存在的问题,进行了一些实践和探索。

三、电路实验教学中的实践和探索

在电路实验教学中应该不断实践和探索:(1)加强电路实验教学中预习环节的作用;(2)加强实验教学中对实验内容的设计;(3)加强教师在实验教学中的指导作用;(4)加强学生撰写实验报告的能力。下面来进行具体分析。

1.加强预习环节的作用。在学生对本次实验的预习过程中,不但要求学生要学习实验中用到的一些电路理论知识和必要的仪器仪表使用方法,同时还要利用一些电路分析软件,如Multisim对实验内容进行仿真,或者利用电路理论进行分析计算,即得到实验电路的理论数据,从而使学生在实验中能够对测量的数据进行对比,方便学生对所取得数据是否有效进行分析和判断。

2.加强对实验内容的设计。针对目前实验学时少的问题,可以在每次实验内容中设计多个子实验,有的是必做实验,有的是选做实验,这样动手能力不足的学生可以只完成必做的内容实验,而一些动手能力强的学生则可以在完成必做内容实验的基础上,再完成选做内容实验,当然这些都会在实验报告评分上得到体现。例如:在直流电路实验中,必做实验内容是“戴维南定理实验”,选做内容为“叠加定理实验”;在暂态电路试验中,必做内容是“RC一阶电路的微分电路和积分电路实验”,选做内容是“RLC二阶电路的零输入响应实验”。

针对学生在实验过程中遇到问题,不能够自主进行分析的现象,在实验内容中加入了对实验电路故障和分析环节。在实验过程中,实验指导教师根据实验内容,用本次实验中所使用的元器件和仪器及仪表给出一个相应的电路和测量数据,比如电压表的读数、电流表的读数等,让学生分析此时电路存不存在故障、故障的原因及如何排除电路的故障。通过对电路故障的分析和排除,锻炼了学生分析问题和解决问题的能力。

3.加强教师在实验中的指导作用。实验指导教师在实验前要先对学生的预习报告进行检查和评分,在实验过程中要尽可能地详细介绍各种仪器仪表的使用方法和注意事项,同时还要掌握每名学生的实验过程,对学生的实验过程进行客观地评价。

4.加强学生撰写实验报告的能力。在每次实验结束后,要求学生当堂撰写实验报告,实验指导教师对实验报告的撰写要进行悉心地指导,提高学生撰写实验报告的能力。实验报告当堂提交,当堂给出其分数。

通过两个学年的8个教学班的实践,并且与其他的教学班进行对比,虽然在第一个实验时,因为要说明电路实验的具体要求,而且学生对这种新的教学模式还不适应,使得指导教师的工作量要多一些,但是只要指导教师严格要求,每次实验的效果就会越来越明显。到最后一个实验时,指导教师的工作量反而会比其他教学班级要少得多。同时,学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力会得到质的飞跃,而且是该教学班级的每个学生都得到了提高。

四、结论

如何培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力是我校教学改革的目标之一,对于电类学生而言尤其重要。基于该目标,我校对电路实验进行了一些卓有成效的实践和探索,通过实验内容和评价方式的改革,提高了学生学习电路课程的兴趣,加深了学生对电路理论的理解,培养和提高了学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献:

[1]李淑明,朱名日.电子电路实验教学模式的探索与实践[J].信息科技,2009,(23).

[2]尚华,楚清河,孙永生.浅谈电路实验教学模式的改革[J].华北水利水电学院学报(社科版),2011,(03).

[3]黄勤易,徐小青.改革电路实验教学模式 强化学生创新能力培养[J].重庆工业高等专科学校学报,2005,(01).

[4]姚缨英,孙盾,干于,童梅,王旃.精心规划,耐心启发,全力培养――电路原理实验课程教学内容和方法的改革与实践[J].实验技术与管理,2008,(04).

电路实验教学论文范文第7篇

关键词:实践能力培养;电路分析;教学模式改革;民办院校

作者简介:王二萍(1980-),女,河南郑州人,黄河科技学院信息工程学院,讲师;张洋洋(1982-),男,河南洛阳人,黄河科技学院信息工程学院,副教授。(河南 郑州 450006)

基金项目:本文系河南省教育厅人文科学研究项目(项目编号:2013-GH-190)、黄河科技学院教育教学改革研究项目(项目编号:JM2012007)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)36-0124-02

课程改革是教学工作的落脚点,是大学教学改革过程中的一项重要内容,它是实现大学人才培养目标的知识框架体系。人才培养的规格和模式最终需要通过课程体系的构建和教学来实现。任何一所名牌高校的课程设置,往往都有自己鲜明的特色,民办三本院校要想保有自己的特色,就必须从课程改革做起。“电路分析”课程是黄河科技学院(以下简称“我校”)电类各专业的重要技术基础课程,该课程的教学效果直接影响电类各专业后续课程的进行,进而影响着人才培养目标落实的程度。

“电路分析”是研究电路及其规律的一门学科,是电类各专业的重要技术基础课程,[1]在我校面向电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器和光电信息工程等专业开设,计划学时为84,理论讲授学时为64,实验学时为20。“电路分析”课程不仅是电类各专业学习后继课程的基础,也直接为解决电工电子工程中的实际问题服务,具有基础科学和技术科学的二重性,这种二重性决定了“电路分析”在电类各专业学生知识结构中的重要地位,在人才培养过程中起着十分重要的作用。[2]

一、现行“电路分析”教学中存在的问题

现行的“电路分析”课程体系是学科性体系,注重科学化、理论化,分立元件电路系统,在这个体系下实施的课程教学往往只能讲到器件、电路,对电路系统的应用基本不涉及。目前,该课程教学基本能满足人才培养的需求,但对提高学生创新能力、适应快速发展的社会需求方面尚显不足,[3]主要表现为几个方面。

1.培养实践能力的目标不明确

随着市场经济的建立和发展,社会对人才的要求发生了深刻的变化,高等工程教育也正在以注重专业教学和技能培养转向普遍的工程基础教育和智力开发。显然,过去那种重理论、轻实践的教学方法是适应不了这种新形势的。一个最现实的现象就可以说明这个问题。例如,虽然相关的理论知识是学过了,很多学生在实验中遇到电路问题仍然是无从下手,只能急于问老师。另外,现有的学时分配是理论64学时,实验20学时,共84学时。教材内容多,总体学时少,与实验教学内容联系又不够紧凑,使教师对教材的处理及指导实践过程的难度加大。这些充分说明应该从教学计划、教学内容、教学方法等各方面做深入细致的分析,研究出相应的对策以改变现状。

2.课程内容体系重全面但细节不够突出

现行的“电路分析”课程采用的教材是邱关源主编,罗先觉修订的《电路(第五版)》,该教材内容体系的完整性好,系统性强,力求概括现代电路理论的方方面面。但正是这种完整性凸显了该教材在知识点细节的处理上无法很深入,对于我校三本类的学生,使用该教材学习“电路分析”稍显吃力。

3.教学方法和教学手段单一

目前主要是板书,这种授课方式虽然节奏适中,使学生有时间理解、吸收知识,有很大的思考、练习及讨论空间。但也存在一些缺点:不形象、不直观、教学面窄,这样就会使学生普遍感觉该课程知识枯燥难懂,缺乏学习兴趣和自主性,导致学生理论知识基础差,实践动手能力不足,自主分析问题、解决问题的能力欠缺,这与我校“应用型人才”的培养宗旨和本专业人才培养目标有一定差距。

4.“电路分析”课程在专业课程体系中的重要性没有充分体现出来

“电路分析”是电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器和光电信息工程专业的核心骨干课,本课程提供了上述专业后续专业基础课的主要分析方法和逻辑思维能力的培养。如果本课程掌握不好,将会影响整个专业的最后培养效果,因而其影响之大,作用之广是显而易见的,所以急待改革。

以上表明,现行的课程内容及教学方式和方法已不能适应现代电子、通信等专业的发展要求,也不符合民办三本院校重应用能力培养的办学宗旨。由此教学内容与实际学时分配、教学内容与学生专业需求的矛盾都急剧突显,迫切需要对“电路分析”课程体系、内容以及教学方法进行改革。

二、教学模式改革进行的内容

“电路分析”是电类专业的重要技术基础课。其任务是:通过本课程的教学,使学生掌握电路的基本理论知识、基本分析计算方法和基本实验技能,为学习后续课程打好基础。按过去的教学大纲要求,理论教学64学时,实践教学20学时,为适应新的形势,修订教学大纲,调整教学计划和教学内容,改进教学方法势在必行。

1.改革“电路分析”理论教学内容体系,服务重实践的整体目标

现行教材内容体系较全面,为了兼顾各类高等学校强电和弱电类各专业的需要,内容涉及面很广 。其中除了讲解电路理论中必备的相关知识如线性电阻电路的静态分析、含线性动态元件的电路的动态分析、一般非线性电路的分析等,还涉及到与各种专业接轨的内容。这种局面就导致为了面面俱到而在重点内容上有失细致。对于黄河科技学院三本类的学生来说,基础知识原本就相对薄弱,使用这样“注重全面,有失细节”的教材,如果老师授课时又没有把握好对具体内容的处理方式,那么最终很容易造成老师疲于教授理论,学生疲于应付,该掌握的基础应用知识也没能掌握,当然也无法在实践环节中“学以致用”。因此,当务之急必须对教学内容体系进行改革,根据民办三本院校学生接受的标准,并本着为实践服务的宗旨对“电路分析”的理论教学内容进行合理的取舍。

2.改革“电路分析”实践教学环节,突出对基本实践应用能力的培养,激发学生的创新意识

“电路实验”是“电路分析”课程教学过程必不可缺的环节,同时也是电子技术实验、课程设计、毕业设计等实践性教学环节的基础课程。在实际教学中,普遍存在着两种倾向:一种是把实验看成是理论教学的补充,内容往往只是验证性实验,学生只是简单记录数据;另一种则过于强调综合设计性实验和培养创新能力,而忽略教师的引导以及基础技能的训练,反而影响对后续实践环节的学习。通常开设“电路实验”课程时,学生一般刚刚接触到专业基础课,缺乏系统的电子电路知识和基本的动手实验能力,更缺乏活跃的设计思维能力,不足以进行大型综合性的实验。[4]为了使电路实验达到提高动手能力,培养理论指导实践的能力和创新能力的教学目标,同时为提高实验教学质量,很有必要对电路实验的教学方案、内容和方法进行改革尝试。

3.改革教学方法和教学手段,使之成为贯彻新教改理念的最佳授课方式

教学方法和教学手段都是为教学内容服务的。纯粹板书授课不形象、不直观、教学面窄,这样就会使学生普遍感觉该课程知识枯燥难懂,缺乏学习兴趣和自主性。最终导致学生理论知识基础差,实践动手能力不足,自主分析问题、解决问题的能力欠缺。所以也需要充分利用现代化的教学设备和手段,如通过电视、投影、教学模型等教具来进行形象化教学,以加速学生对问题的理解,提高教学效果。

不仅理论教学需要引入现代计算机技术的优秀成果来丰富教学内容,提高学生学习本课程的积极性、主动性,实验教学中也可以考虑采用相应的电路仿真软件,如Matlab、Multisim、Pspice等,来实现电路实验的分析、设计和仿真。

4.改革“电路分析”课程的教学计划,突出其专业基础课的核心地位

“电路分析”现有的授课总学时只有84,理论64,实验20,虽然为了突出应用能力的培养可以对一部分内容进行压缩或删简,但是作为这门课程的核心,电路分析的方法必须让学生透彻掌握,所以理论教学只有64学时仍然显得捉襟见肘。在实验教学部分仅有20学时只能勉强安排验证性实验,没有安排仿真性和设计性实验的空间,对于这方面能力的培养就无法实现。所以很有必要对“电路分析”现有的教学计划进行调整,对教学大纲和教学内容同步改革。根据新的教学计划和教学内容的安排,“电路分析”总学时应该改为100学时。理论学时需要在原有基础上增加10学时,增加的学时重点放在强化线性电阻电路的分析方法、动态电路的分析方法、正弦稳态电路的分析方法上面,力求让学生通过本课程理论内容的学习能够掌握分析一般实际电路的问题的能力。为了把提高学生动手实践能力和实际应用能力落到实处,根据新的实验内容的安排,实验学时应该增加6学时,主要用来进行仿真性实验。

5.改革考核方法,重点考查实践应用能力

“电路分析”课程教学重在培养学生分析问题、解决问题的能力,[5]而技能考试更能考查出学生实际操作动手能力、对理论的理解状况和掌握程度。为此在原有基础上把仿真性和设计性实验项目也纳入到考核范围,即减少理论课成绩比例,加重实践课成绩比例,将学生从大量记忆公式中解放出来:平时成绩占10%,实验成绩10%,综合技能成绩20%,考试卷面成绩60%。

三、结语

目前,我国工业化发展迅速,社会对工程技术人才需求的巨大缺口和大学生职业素质差导致就业难的阶段性矛盾日益突出。对于三本类民办院校来说,人才培养的主要目标是强化实践应用能力的培养,提高学生实践能力和创新能力,以适应社会发展需要。上述教学模式改革的设计过程已经经过多位电类课程教学方面的专家讨论,一致认为这一改革过程有助于实践能力的培养。

参考文献:

[1]郑君里,龚绍文.电路原理课程改革之路[J].电气电子教学学报,

2007,29(3):1-7.

[2]龚绍文,郑君里,于歆杰.电路课程的历史、现状和前景[J].电气电子教学学报,2011,33(6):5-12.

[3]朱桂萍,陆文娟,刘秀成,等.“电路原理”课程教学改革的理念与实践[J].电气电子教学学报,2012,(1):1-8.

电路实验教学论文范文第8篇

关键词:电工电子技术;Multisim;软件仿真教学;多媒体教学

作者简介:邬宝寅(1985-),男,河南信阳人,郑州科技学院机械系,助教;张莉(1982-),女,河南开封人,郑州科技学院机械系,助教。(河南郑州450064)

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)06-0068-02

一、软件应用简介

Multisim是美国国家仪器(NI)公司推出的基于Windows操作系统的仿真工具。其中Multisim 10.0版本的软件具备原理图设计、硬件描述语言设计,模拟、数字电路仿真,可编程器件仿真、PCB设计与输出等功能。该软件原是为电气工程师设计的,可以帮助电气工程师设计电路软硬件,分析电路的运行情况,并指导对电路设计的修改,减少电路设计出错的可能性。Multisim 10.0同样可用于电学教学,通过Multisim可以在其界面上搭建目标电路,调用虚拟仪表测量电路中各处的状态、参数,分析电路的运行情况,并与理论计算的结果相印证,验证理论计算正确与否。

就仿真功能而论,Multisim的元件库里含有丰富的电子、电气元件,包括基本元件、通用集成电路和不少常见的专用集成电路、可编程器件等。界面里含有多种虚拟仪表。通过调用电子元件,可以在Multisim的界面上搭建绘制所研究电路的电路图,调用各种虚拟仪表连接到电路当中需要测量的位置上,运行电路便可观察出虚拟仪表上的读数,了解电路的参数,这个过程等同于在实验室中搭建了一个真实的电路。

二、应用思路

机械类专业的“电工电子技术”是一门理论性与实践性兼备的课程,传统教学采用板书讲授法,现在又多采用多媒体课件的教学方法,更多的教师在讲授电工电子技术时,以多媒体课件为主,对其中理论推导的过程结合以板书讲授。这两种都是理论教学的方法,一个逻辑缜密,但过程抽象,另一个比较直观。“电工电子技术”的另一个教学环节是实验课,多是在实验室中进行,由学生自己动手操作。这两个教学环节不管是在时间上还是在空间上都是独立的,无法进一步紧密地结合。

在课堂教学中引入Multisim软件仿真技术,便是要将理论教学和实验教学结合起来,将实验室搬到课堂,搬到教室的大屏幕上,使学生在学习理论知识的同时,能够直接观察到实验现象――尽管只是从屏幕上观察到的。这将加深学生对理论知识的印象,从而降低教师对理论知识讲解的难度。这个过程实质上是将电学分析的成果,以一种比多媒体课件更加直观的形式表达出来,因为在仿真软件的窗口上,电路的运行是动态的。

以教师为主导的理论教学和以学生为主导的实验教学都是不可替代的,Multisim软件仿真教学是联系理论教学和实验教学的桥梁,可以寓实验教学于理论教学之中,使两者之间没有时间空间上的界限,不再是两个相互独立的教学环节。

三、教法和学法设计

将板书讲授教学、多媒体课件讲授教学和Multisim软件仿真教学三者结合在一起,可以实现比较好的教学效果。

1.教法设计

如图1所示,在课堂教学中,多媒体课件是课堂素材的主体,中间穿插板书推演和Multisim软件仿真,其中Multisim软件仿真素材的电路可以以超链接的形式加在多媒体课件中。首先提出所要讲解的目标电路,分析电路中所使用电子元件的类型,元件的特性以及电路的组成、结构特点等信息,然后对电路进行简化,建立电路的电学模型。这个过程可以结合多媒体课件中的图像文字进行讲解。然后是根据电路电学模型中的已知条件,解算出电路的未知条件,得出电路的输入输出关系,并可以代入电路的具体参数数值得出结论性数据。这个过程比较抽象,可以采用传统的板书推演方式。随后进行的就是Multisim软件仿真,打开课前准备好的Multisim原理图文件,在软件窗口上观察记录元件参数,运行仿真,记录虚拟仪表所测得的数据,然后将之代入理论推导出的电路的输入输出关系中,加以验证。最后是对该电路实例的综合和总结。

2.学法设计

电路仿真软件NI Multisim 10.0使用十分方便,学生完全可以通过自学了解该软件的使用方法,并加以应用。教师可以在学生中推广该软件,让学生在有条件的情况下自行下载安装,利用业余时间自主学习该软件的用法,甚至可以用来解决一些实际的电路分析、设计问题,将之作为解决电路问题工具之一。其在课程设计、毕业设计中都有可用之处。

四、应用举例

下面以RLC串联电路为例,来举例说明一下NI Multisim 10.0在课堂教学中的应用。

首先运行软件,如图2所示,在软件的窗口中调用交流电压源、电阻、电感和电容,将电压源电压改为220V,频率改为50Hz,将电阻、电感和电容的参数分别修改为100Ω、100mH和100μF。然后调用虚拟电压表,分别测量电阻、电感、电容两端的电压,调用电流表测量回路中的电流,调用示波器观测电阻、电感和电容相对于零电位点的波形。点击运行键使电路处于运行状态,观察电压表电流表的读数,得出如表1所示读数。

1.阻抗关系验算

通过表1可以计算出电感感抗、电容容抗。

由此可以得到复阻抗和总电流:

通过计算可知,电流计算结果与测试结果相同,可以验证感抗、容抗计算公式和复阻抗计算公式。

2.电压关系验算

通过表1和阻抗关系验算结论得出电阻、电感和电容的分压:

由此可以得到复总电压:

通过计算可知,总电压计算结果与测试结果相同,可以验证RLC串联分压计算公式。

3.谐振关系与波形

通过以上计算可知,电感分压与电容分压十分接近,电路接近串联谐振状态,电阻分压等于电源电压,电流达到最大值,由此可以验证串联谐振关系。

双击窗口中的虚拟示波器,打开示波器波形图(如图3所示)可以观察到RLC串联电路中各点的波形图。电路中所调用的是四踪示波器,其中A通道测量的是总电压,B通道测量的是LC串联的电压,C通道测量的是电容两端的电压。观察可知总电压有效值将近220V,电容两端的电压有效值大约70V,而LC串联后的电压非常小,趋近于谐振状态。

五、结论

现代多媒体教学方式为灵活多样使用教学方法提供了环境,而丰富的软件技术又为教学提供了多种便利的工具。电路仿真软件NI Multisim 10.0是一种计算机辅助电路设计软件,借助现代多媒体教学环境,灵活使用该软件的仿真功能,使之成为多媒体教学要素的一部分,可以为提高电学课堂教学效果提供一定的帮助。

参考文献:

[1]荣军,丁跃浇.计算机仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育,2011,(12).

[2]张开碧,冯辉宗.控制系统仿真教学系统开发[J].实验技术与管理,2010,(4).

电路实验教学论文范文第9篇

1通信电子电路教学改革的必要性

通信电子电路是通信、电子、测控等专业的一门重要的专业基础课程。它的主要内容包括:小信号调谐放大器,高频调谐功率放大器,正弦波振荡器,振幅调制及其解调,振幅调制及其解调,角度调制及其解调,混频器,变频器,锁相环路等。课程涉及的知识面广,与许多课程联系紧密,理论性强,内容较为抽象,实验难度大,授课时间少;它不仅要求学习者掌握好低频电子线路理论和电子器特性的相关知识,而且要求学习者具有较好的非线性数学分析能力[2~3]。本文结合学校自身的情况和要求,对通信电子电路实践教学遇到的部分问题提出改革的建议。

2加强教学内容和其它相关课程的联系,提高教师教学水平

首先,通信电子电路作为高校中讲授通信电路基本组成和工作原理的课程,与高等数学、低频电子线路、信号与系统、通信原理等多门课程的知识体系都存在一定的交叉。在理论教学中兼顾必要的理论知识讲解,重视实际应用的同时不拘泥教材内容,适当引入新知识,摒弃目前不常用的知识,授课过程中避免进行繁琐数学公式的推导,重点突出对通信电子电路概念的物理含义的理解和电路工作基本原理的理解以及通信电路实际应用的学习,从而达到授课事半功倍的良好效果。对于通信电子电路课程存在:课时少、课程涉及内容广、理论较复杂、概念抽象、内容理解困难等问题,教师不仅需要对通信电子电路的课程教学内容进行相应的更新和优化,而且需要提高教师的教学理论水平和加强教师实践环节教学能力。本着“理论和实践相结合”的理念,强调理论教学的同时注重教学过程中的实践环节,不仅能提高学生的学习积极性,而且能促进和强化学生对理论知识的掌握。

3重视电子辅助设计的创新教学,提高学生动手能力

通常在实验教学过程中,验证型实验为主,缺少创新实验。通常学生根据实验目的,实验电路,仪器设备和较详细的实验步骤,通过实验来验证通信电子电路的有关理论知识,最终达到巩固基本知识和基本理论目的。由于实验通常在实验箱中完成,受到元件和实验箱电路的限制,一般给学生提供的创新实验空间很小,通常学生实验的积极性不是很高。根据多年的教学经验和目前通信的快速发展趋势,我们编写了实用的通信电路仿真软件实验教材。通过EDA软件工具,学生可以在计算机上搭建实验平台,对通信电路进行设计、仿真、调试和性能评估,实验内容形象、生动、易懂,学生学习兴趣得到提高,学生的思维得到开拓。通过软件的使用,学生不仅在有限的时间内轻松巩固通信电子电路的理论知识,而且培养了实际的动手能力。同时我们可以将仿真实验与传统实验结合起来,在传统实验前,让学生根据传统实验的具体要求,先使用软件工具对实验电路进行仿真,初步了解本次实验的原理和基本内容,然后在本次实验做的过程中,比较仿真与本次实验中的现象和数据的差别,积极分析产生差别的原因,通过传统实验与仿真实验相结合,充分利用各自的优势,相互弥补各自的不足,学生解决通信电路问题的能力和实际制作通信电路的能力得到了提高,同时理论知识得到了巩固和升华。

4侧重教学和实训紧密结合,加强教学相长

学生完成了整个课程理论课程和实验课程后,我们安排了通信电子电路课程设计的教学内容对学生进行的综合性实践训练,目的是为了提高学生实践能力。在为期两周的综合性实践训练的课程中,我们要求学生在所学的通信电路的基本原理和基本单元电路基础上,紧密联系实际,自己动手搭建通信电路系统。在课程设计过程中,我们坚持以学生为本,主张学生自拟题目,指导老师审核,或者指导老师提供一些难度适中的参考题目由学生选择。在整个课程中,学生首先通过系统的功能框图画出相应的电路原理图,其次运用EDA仿真软件进行电路设计和电路性能的分析与仿真,最后使用元器件搭建相应的硬件电路,实现系统功能。通过通信电子电路课程设计,学生能够掌握所学各环节知识,同时具备了对通信电路的较高的分析能力、设计能力和评估能力。同时学生的分析问题、解决问题、设计电路的能力有质的飞跃,从由元件到电路,最终达到了系统级的认识。通过对通信电路的设计、搭建和调试,学生会遇到理论教学中,甚至实验环节中一些意想不到的许多实际问题,通过和教师共同积极的解决这些实际问题,不仅提高学生的电路设计能力及工程应用能力,而且加强了教师的指导能力,实现了教学相长。

5参加全国大学生电子设计竞赛,培养学生创新能力

全国大学生电子设计竞赛与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。我校通过参加了4届全国大学生电子设计竞赛,取得了傲人的成绩,培养了一大批既有扎实的理论知识,又有较高实践创新能力的大学生,同时促进了学校的教学改革和实验室建设工作。

电路实验教学论文范文第10篇

关键词:电路实验;仿真技术;EWB软件

电路分析与计算是电工基础、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术等理工类专业基础课程的重要教学内容。学习电路知识既要从理论上分析和推导,又要在实践中验证和应用。传统的教学模式教学效果难以保证,即使想利用仿真技术辅助教学,一则以前的计算机速度慢,二则当时的仿真软件操作复杂,在实际工作中也难以普及。本文通过对电路课程教学现状和EWB软件特点的分析,提出模拟仿真技术在电路实验中应用的技术高效性和应用可行性。

一、电路课程的教学现状分析

电路课程是许多理工类专业的基础课程,学好电路课程,不仅需要打好理论基础,更重要的是搞好实践操作训练。电路知识的抽象性和实践性是许多学生感到难学的根本原因,传统的教学模式一般是在教室讲授理论,在实验室做实验、训练技能,即使是条件较好的学校,由于受时间、场地、设备等各方面因素的影响,一般也很难按实验实训大纲的要求完成实验实训任务。随着计算机的飞速发展,实验仿真技术为我们带来了全新的教学观念和教学模式。作为电路课程重要组成部分的电路实验能否利用计算机模拟仿真?复杂的操作一直制约着电路仿真技术的普及。电路仿真专用软件EWB的问世,使得电路实验的计算机仿真变得操作简单、结果直观。将EWB应用到电路知识的理论演示和实验仿真,可以增加学生的感性认识,增强学生的理论水平,提高学生的操作技能,是利用现代科技提高教学效率的重要工具和手段。

二、EWB仿真软件的特点

EWB是Electronics Workbench(电子工作台)的简称,是加拿大Interactive Image Technologies公司开发的专用电路仿真分析和设计软件。该软件提供了内容丰富、品种齐全的元器件库,包括分立元件、模拟集成电路、数字集成电路、混和集成电路等数千种元器件;提供了万用表、示波器、扫频仪、函数发生器、字符发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器等多种虚拟仪器设备;提供了对电路的瞬态分析和稳态分析、时域分析和频域分析、线性分析和非线性分析、噪声分析和失真分析等常规电路分析方法;提供了离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析和电路容差分析等高级分析方法。该软件可以对各种模拟电路、数字电路和混和电路进行多种仿真实验,适合各层次学生使用。由于元器件库中提供了各种元器件的理想值,因此仿真结果也就是该电路的理论值,这有利于验证电路的理论分析结果。同时,元器件的真实参数和故障设置(如开路、短路、不同程度漏电等),可以观察到电路工作的实际状况和不同故障情况条件下电路的异常情况。另外,通过从生产厂的产品使用手册中查找元器件参数来新建或扩充已有元件库,可以极大方便使用人员。与常用线路分析软件(如SPICE)和常见线路排版软件(如PROTEL)的兼容,还可以满足各类人员的各种需要,更进一步地提高了软件的使用范围。

三、EWB技术的高效性

利用EWB软件进行实验仿真,可以在计算机上进行电路设计、模拟仿真、检测调试等以前只能在实验室完成的工作。只要拥有计算机,装上EWB仿真软件,就相当于拥有一个设备先进的电子组合实验室。利用EWB进行实验仿真,操作过程类似实际实验;选用的元器件和仪器与实际情形非常相近;绘制电路所需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏上选取;元器件品种齐全,仪器设备丰富;对电路的输入采用原理图输入方式,易学易懂;软件提供的虚拟仪器与实际仪器的外形和操作基本一致,可以像实际一样调节和使用,因此,通过电路仿真,既可测量电路工作的性能指标,又可熟悉仪器的使用方法。利用EWB技术,既解决了购买高档仪器和大量元器件的困难,又避免了仪器设备损坏和人身安全危险等不利因素。强大的仿真功能使EWB可以完成电工基础、电工学、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术等多门课程几乎所有的演示和学生实验。同时,直观的电路图形显示和形象的测试结果使操作者有身临实验室使用真实仪器的感觉和效果。利用EWB进行电路实验仿真教学,有利于学生对理论知识的理解和掌握,有利于培养学生的实践操作技能和电路分析能力,有利于学校和教师的实践性教学管理,有利于学校提高科技水平,也有利于学校资金的使用效率。由于不受时空和资金限制,教师的教学和学生的学习都变得非常方便,更有利于突出以学生为中心的开放式教学模式。这种以虚代实、以软代硬的仿真教学手段,其高效性显而易见。

四、EWB应用的可行性

EWB作为一种优秀的电路技术实验实训工具和辅助教学手段,它既可弥补实验仪器和元器件的不足,还可排除材料消耗和仪器损坏的不利,可以帮助学生更快、更好地掌握课堂讲述的内容,加深对概念、原理的理解,是一种高效电路仿真软件。与其它的电路仿真软件相比,它改变了一些电路仿真软件采用文本方式输入电路的不便之处,采用原理图输入方式创建电路,实验仿真所需的元器件和测试仪器均可直接从屏上选取,形象直观的工作界面、简单方便的操作方法,只要具有一般的计算机操作技术均能在数小时内学会EWB的基本操作。同时,根据使用对象基础不同,可以把实验内容分层划级供各层次学生选择使用。凡计算机和英语水平达一级以上的学生均可应用EWB进行实验仿真。从实际使用情况来看,只要教师对教学过程设计恰当、教学内容把握适度,各类大中专业学校均可利用EWB进行电路仿真实验。这种宽范围、多层次应用特点,可以保证在各类电路课程中应用EWB是可行的。

五、结束语

利用计算机仿真技术模拟电路实验,目前在各类大中专学校的实验实训教学工作中开始使用,与传统教学模式相比,教学效率较为理想。将计算机仿真应用到实验教学,是目前利用计算机进行辅助教学的一个应用热点。它将对传统的教学模式、教学内容、教学方法、教学手段和课程结构产生深远影响。

参考文献:

[1] 张登奇.用EWB辅助电子技术课程教学的实践与体会[J].职教论坛,2003,(9).

[2] 熊振国.基于EWB平台的电子电路设计[J].现代电子技术,2003,(9).

[3] 曾小美.EWB在教学中的应用[J].大学学报(汉文版),2003,(4).

[4] 胡健.EWB在模拟电路仿真中的应用[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2003,(1).

[5] 陈实培,王海滨,杨国胜,荆西京.EWB电子技术仿真实验教学探索[J].中国医学教育技术,2003,(4).

[6] 黄肇增,陈新,马晓川.电子虚拟实验室的构建[J].福建广播电视大学学报,2003,(5).

[7] 康大伟.EWB仿真及对教学与科研的应用[J].国外电子测量技术,2002,(4).

电路实验教学论文范文第11篇

关键词:数字电子技术;Multisim;仿真;实践教学;理论教学

中图分类号:G431文献标识码:A文章编号文章编号:1672-7800(2013)012-0200-02

作者简介:孙利华(1979-),女,硕士,中国地质大学江城学院讲师,研究方向为电子和EDA技术。

0引言

数字电子技术是高等院校电子信息、通信、自动化类专业的一门学科基础课,实用性很强[1]。该课程的教学目标是让学生理解数字电路的工作原理与逻辑功能,掌握数字电路的分析与设计方法,最终能根据要求设计出较合理的电路。所以,该课程既包含了逻辑性强的理论又包含了很多具体实践应用环节。在讲授数字电子技术时要特别注意理论与实践教学结合,但实际教学中受实验硬件条件的限制,实验课课时安排较少或时间安排不合理,无法做到老师讲的同时让学生操作,使学生缺乏对基本原理和概念的直观认识。Multisim 软件为数字电子技术课程教学提供了一个很好的平台,可作为传统教学手段的有力补充。借助Multisim 软件对数字电路工作进行仿真演示,使理论和实践教学内容更加紧密地结合起来,既可以提高学生的学习兴趣,又能帮助学生更好地掌握数字电子技术的基本理论,为后续课程打下坚实的基础。

1Multisim10概述

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。Multisim向用户提供一个全方位功能强大的电子虚拟实验平台[2]。软件自带了型号丰富的元件库和功能齐全外形逼真的各类主流虚拟仪器,可完成对模拟电路、数字电路、单片机电路的设计与仿真调试,用户只需轻点鼠标即可观看到逼真的电路运行。该软件简单易学,利于激发学生的学习兴趣,目前已被广泛应用到各高校电子类课程的教学中,取得了良好的教学效果。

2Multisim10 在数字电子技术理论教学环节中的应用

数字电子技术理论教学目的是帮助学生掌握数字电子技术的基本概念和理论。传统教学方式采用多媒体课件加板书,学生缺乏对数字电路的直观认识,教学效果欠佳。特别是在讲授编码器、竞争与冒险、触发器等难以理解的内容时,学生会因为不理解,要么死记硬背,要么丧失学习兴趣。若引入Multisim软件进行仿真,可以帮助学生更好地理解概念。

基本RS触发器是进入时序电路学习的第一个内容,是学好时序电路的关键,但学生往往难以理解基本RS触发器的工作过程,特别是触发器“不定”的工作状态。教师可以在Multisim软件中搭建如图1所示电路,由两个与非门构成基本RS触发器[3],借助小灯泡的亮与灭来演示RS触发器的“置1态”、“置0态”、“不变”和“不定”四种状态。其中,当R、S均置0时,触发器的输出都为1,两个灯泡都等于1,当R、S都回到1时,两只灯泡则不停地交错闪烁,可以告诉学生这就是“不定”的状态,让学生对该状态有了直观认识,帮助他们理解和记忆触发器的工作原理。

3Multisim10在数字电子技术实践教学环节中的应用

把Multisim10应用到实践教学环节中可以开展一些学校实验室因为实验设备、经费等方面原因无法开展的实验;可以避免真实实验操作可能带来的未知风险;可以提高实践环节中实物搭建电路的成功率,降低仪器和元件的损坏率。

3.1验证性实验

验证性实验一般是让学生在试验箱上验证数字电路的工作原理,以加深对基本概念的理解。试验箱上已集成好所有元器件,学生要做的工作就是根据实验指导书用导线把器件连接起来,往往是电路接了一遍,仍然不了解工作原理。若能在使用试验箱前先在Multisim

中对电路进行仿真,有助于学生理解电路的原理,不仅了解应该怎么接电路,还能知道为什么这么接。以集成计数器74LS190逻辑功能验证实验为例,可以在实验前让学生在仿真软件中搭建如图2所示电路。当把开关E置为0,F置为1时,电路实现十进制的加法计数器的功能。通过电路仿真可以帮助学生了解74LS90芯片各引脚的功能,知道每个引脚应该如何接进电路,以及共阳极和共阴极数码管的区别,还可借助如图3所示逻辑分析仪仿真结果理解74LS90的QA、QB、QC和QC与时钟信号的对应关系。教师可以把仿真软件中的电路、虚拟仪器和试验箱上的元器件、仪器结合起来讲解,可提高学生在试验箱上搭建电路的成功率,降低元件的损坏率。

3.2设计性实验

在理论教学和验证性实验之后会安排设计性实验教学环节,也就是课程设计。一般要求学生根据设计要求,利用所学过的数字电路的设计与分析方法,选择合适的芯片,搭建电路并制作出实物。例如,设计一个汽车尾灯控制电路,要求:①假设汽车尾灯部左右两侧各3个指示灯(用发光二极管模拟);② 汽车正常运行时指示灯全灭;③右转弯时,右侧3个指示灯按右循环顺序点亮;④左转弯时,左侧3个指示灯按左循环顺序点亮;⑤临时刹车时,所有指示灯同时点亮。学生拿到设计题目后,可查阅资料,首先在软件中搭建出电路,如图4所示,进行仿真以检验设计是否满足题目要求,仿真结果达到要求后再利用实物焊接在实验板上。该方式既能提高学生的电路设计能力,又可激发学生的创新精神,真正达到设计性实验的目标。

4结语

教学实践证明, 将仿真软件引进数字电子技术的理论和实践教学中, 可以把抽象的理论通过软件搭建的电路形象化,许多普通高校实验室中不易接触到的仪器设备可以方便地从软件中选用, 从而增强课堂教学的直观性和生动性, 加深学生对基本概念、原理的理解[3],提升学生学习数字电子技术的兴趣和积极性, 培养创新精神,为后续专业课学习打下坚实的基础。

参考文献参考文献:

[1]郭映.Multisim仿真软件在数字电路教学中的应用[J].计算机与现代化,2010(7).

[2]张新喜.Multisim 10电路仿真及应用[M].北京:机械工业出版社,2010.

[3]康华光.电子技术基础(数字部分)[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4]李若琼.Multisim在 “电工技术”教学中的应用[J].电子科技,2011,24(2).

Application of Multisim in the Teaching of Digital Electronic Technology

电路实验教学论文范文第12篇

关键词:通信电子线路;仿真实验;电子设计

通信电子线路课程是通信类、电子信息类等专业必修的一门重要课程。它具有理论性、实践性及工程性强的特点。该课程的重要内容是模拟无线通信系统中的发送设备和接收设备,重点研究它们的组成原理、基本电路和分析方法,并且应用模型化的思想来描述电路结构和单元电路。本文根据应用型本科院校电子信息工程专业对通信电子线路课程的设置要求,对该课程的教学现状和教学改革方法予以探究。

一、通信电子线路课程教学现状

通信电子线路课程具有基本概念抽象、基本单元电路多、分析方法多等特点。在理论教学中,由于该门课程概念过于抽象,导致学生对该门课程掌握起来比较困难,进而削弱了学生学习的积极性。如何激发学生的学习兴趣,提高课堂教学质量,教师首先应对其中的问题予以分析。(一)课程衔接问题通信电子线路课程在电子信息工程中与先修课程、后续课程联系密切,根据我校电子信息工程专业培养方案可知通信电子电路的先修课程有:数学、物理及信号与系统等课程,后续课程有数字通信、通信技术等课程,而在实际的教学中,教师往往会忽略课程衔接这一问题,导致学生很难理解其中的概念,使得学习效率得不到有效提高。因此教师一定要对课程的衔接问题予以高度重视。(二)理论与实践脱节问题在课堂理论教学中,讲授的电路大多是分立元件组成的电路,并没考虑实际电路的高频效应,学生在课堂上接触不到实际电子产品及实际应用电路,在实验教学中,实验内容通常又是以验证性为主,综合实验和创新实验偏少,自主性设计实验几乎不涉及,使得理论与实践往往是脱节的。因此,理论联系实践是通信电子线路课程教学改革的重点内容。

二、通信电子线路课程教学改革的方法

(一)重视课程的系统性

围绕模拟发射机与模拟接收机这“两条主线”展开教学,对于超外差式接收机中,高频放大模块、中频放大模块放在高频小信号放大器这一章节中讲授,而对于混频检波则应在频谱搬移电路中讲授,本地振荡模块则课在正弦波振荡器中讲授。通信电子线路的每一章节介绍最终都要回归到模拟发射机和模拟接收机这两条主线当中,在教学中使学生形成系统的学习观点。

(二)重视课程的联系性

联系是客观的,事物之间是有普遍联系的,而对于通信电子线路这门课程来说,教师应考虑其与前后续课程之间的联系,在电子信息工程专业中,通信电子线路的教学应通过前续课程引出后续课程,如在讲解基础知识这一章中的选频网络、串联谐振回路、并联谐振回路、耦合回路等知识点时应与“电路分析”中的频率响应、互感耦合磁路结合进行教学;在讲解谐振功率放大器时,要注意分析高频小信号放大电路与低频功率放大器的异同;讲解频谱搬移技术和数字调制概念,要先引入频谱概念,这样才能使学生将前后的知识联系起来进行综合学习。

(三)电路仿真演示与实验操作相结合

通信电子线路课程具有原理复杂、概念抽象等特点。实验环节作为教学的重要环节,是学生理解概念、掌握学习方法的重要手段,因此教师要重视将课堂上典型电路的仿真演示与实验室的实验教学相结合。在教学过程中充分运用多媒体对电路进行仿真演示,使复杂、抽象的理论形象生动,便于学生理解和接受。在实验教学中,要选取比较有代表性的实验,如选频小信号放大实验、谐振功率放大实验、集成调频发射、接收系统实验等。使学生在实验操作中加深对知识的理解,逐步培养学生发现问题、解决问题的能力。

(四)结合电子设计竞赛,培养学生的综合实践能力

通过大学生电子设计竞赛来培养学生的实践能力和创新能力。大学生电子竞赛需要综合运用所学的电路相关方面的知识。因此,在教学过程中可以将大学生电子设计竞赛和本课程教学内容相结合,增强学生综合运用知识的能力,调动学生学习本门课程的主动性,激发学生的学习兴趣。

三、结语

本文对通信电子电路课程教学现状、教学问题及教学策略的分析,目的在于探索出适合通信电子电路课程的教学方法,以激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新能力,进而提升教学效率和教学质量。

参考文献:

[1]廖惜春.基于工程应用的“高频电子线路”课程教学研究[J].电气电子教学学,2007(4):12-14.

[2]高艳东.高频电子线路课程教学改革探析[J].教育教学论坛,2015(30):66-67.

[3]陈冬梅,陈宏滨,胡煜,等.通信电子线路课程改革的探索[J].教育观察(上旬刊),2014(10):59-61.

电路实验教学论文范文第13篇

关键词:高频电子线路;实验课程;实验现象分析

作者简介:刘艳(1980-),女,锡伯族,辽宁沈阳人,电子科技大学中山学院,讲师;于效宇(1980-),男,黑龙江肇东人,电子科技大学中山学院,讲师。(广东?中山?528400)

中图分类号:G642.423?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)23-0081-02

“高频电子线路”课程作为电信专业的必修课程,[1,2]在课程的学习过程中必须应用到模拟电子技术和信号与系统的知识,且知识点较为分散,不利于学生学习和总结。此外,为了扩展学生知识面,提高竞争力,笔者所在学校为电信专业学生增加了专业类课程,因此在上年度对“高频电子线路”课程进行了学时压缩,又进一步提高了教学难度。[3]

因此为了能够帮助学生理解和掌握“高频电子线路”理论课程,其实验课程需要进行教学研究和讨论教学方法。试图让学生通过实验环节理解理论内容,通过理论内容分析实验现象,将实验课和理论课有机地联系到一起。[4,5]

一、实验课程内容设计与分析

实验课程内容如表1所示,“高频电子线路”实验课程内容并没有发生改变[1],包括了高频电子线路的主要功能电路,能够锻炼学生的课程实验能力。但是为了配合理论课程,增加了实验的目的要求。考虑到理论课程中为了分析直观和方便,大多采用简化电路和等效电路,其电路并不能投入实际应用,因此要求学生能够掌握实验电路(可实用电路)的分析手段,了解实际电路的设计方法。此外,由于高频实验电路较为敏感,易受外部环境影响,因此调试较为困难,在以往实验中学生并没有通过理论内容指导实验操作,大多采用“蒙”、“试”的调试方法,知其然不知其所以然,调试效率低,即使成功完成实验也无法通过实验学习理论内容,实验效果不理想。因此新增了对学生理论分析能力的要求。

二、教学方法改进

1.实验现象的理论分析

实验是理论知识的实践验证,通过实验结果可以对理论知识进行重新认识和深入思考,这也是实验课程的主要教学目的。但是在以往的教学活动中,主要关注的是否能够对理论进行有效验证,忽视了对理论知识的回溯和思考,降低了实验效果。

以实验一小信号放大器为例,其实验步骤如下:

步骤1:测量晶体管的静态工作点;

步骤2:利用可变电容和中周磁芯将中心频率调整为10.7MHz;

步骤3:测量谐振电压放大倍数;

步骤4:在保持输入信号幅度不变的条件下,记录输出电压为最大输出电压的0.9、0.8直至0.1倍时所对应上下边频的谐振曲线。

由于高频实验电路易受干扰以及实验箱电路元件老化的影响,此实验在操作过程中经常会遇到以下几个问题:

实验电路板中晶体管损坏;无法将中心频率调整为10.7MHz;在下边频测量过程中,测量放大倍数0.1倍时输出信号产生失真。

这些问题都会给教师和学生带来一定的困扰,如果学生不了解调试方法会耽误大量时间,部分学生会将此作为没有完成实验的理由。针对此问题,对以上现象进行理论分析,帮助学生理解实验现象,提高调试水平:

(1)如果晶体管损坏,则晶体管不可能工作在放大区,因此通过实验步骤1测量相应的基极电位和集电极电位,确定晶体管的工作状态。

(2)小信号放大器的谐振频率如式(1)所示。

(1)

由于个别实验箱电路元件老化,限制了电感和总电容的变化范围,因此无论如何调整可变电容和中周磁芯都无法将中心频率调整为10.7MHz,解决方法是对电路中的晶体管、中周磁芯进行更换。其实,也可以通过调整输入信号选择一个新的谐振频率(一般在10.7MHz附近),仍然可以继续实验。

(3)如图1所示,由于信号发生器发生的振荡信号并不是理想的正弦波,还包含有各次谐波,因此在调低输入信号频率测量下边频时,谐波可能会落在中心频率的位置被最大限度放大,放大后的谐波信号会影响输出信号,甚至让输出信号失真。而在上边频测量中各次谐波都在放大器工作频率范围之外,测量不受影响。解决方法是让输入信号通过带通滤波电路滤掉谐波,改善输入信号质量。

2.问答式考核方法

“高频电子线路”实验课程考核分三部分:考勤20%,实验表现50%,实验报告30%。考核上加大了实验表现的比重。以往对学生实验表现主要通过实验完成情况进行评价,评价方式较单一,标准较低,导致大多数学生以完成实验为目的,并没有认真思索实验中所遇到的问题或现象,达不到实验帮助理论学习的目的。

针对此问题,在实验表现考核中不仅对实验完成情况进行评价,还采用问答式的考核方法提高考核标准。具体操作方法是在考核过程中对学生进行针对性提问,要求学生对实验现象进行思考,与理论课程建立联系,并通过学生回答情况酌情给分。在课程结束前,再对一些普遍性问题进行讲解,加深学生的印象。通过实际操作证明,尽管这种考核方式标准较高,但是激发了学生的学习兴趣,考核也更加公平,得到了学生的支持。

3.理论课堂讲授支持

实验课程与理论课程是紧密联系的,因此并没有把实验课程局限于实验室,在理论课堂讲授相关知识时会对实验内容进行进一步讲解和说明,帮助学生加深印象。此外,还会对学生的实验报告情况进行讲解,和学生共同分析A、B、C等不同等级实验报告,让学生重视实验报告,提高实验报告书写水平。

三、结语

实验课程并不仅仅是理论课程的验证和补充,而应该是培养学生思维体系的重要环节,实验课程也不仅仅是动手不动脑,或者是动手少动脑,而应该是勤动手勤动脑,这才能真正达到实验的目的。对“高频电子线路”实验课程的教学改革不仅提高了学生实验的完成率,也提高了学生对理论内容的理解程度,教学效果较好。

通过几年的“高频电子线路”教学训练,笔者在教学中学习了很多知识,更加深刻地认识到自身的不足。学无止境,教更无止境,希望能够因材施教,积极调整教学方法,完善教学手段,取得新的提高。

参考文献:

[1]于效宇,刘艳.高频电子线路教学方法研究与改进[J].中国电力教育,

2010,(30):67-68.

[2]宫芳,高敬鹏.“高频电子线路”研究性教学的探索与实践[J].中国电力教育,2010,(25):112-113.

[3]于效宇,刘艳.基于应用式教学的“高频电子线路”学时改革[J].中国电力教育,2011,(32):92.

电路实验教学论文范文第14篇

关键词:模拟电子技术;一体化教学;教学案例

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)48-0163-02

一、传统教学模式的缺陷

传统的模拟电子技术课程教学模式是以理论教学为主,实践教学为辅,理论与实践之间做不到真正地融会贯通,达不到学校开设这门课的基本目标。

二、一体化教学的改革思路

(一)优化教学内容

在教学内容安排上做了一些优化,即把全部教学内容分成五个模块,且每个模块至少包含一个实验。其中,第一模块内容包括:理论教学的半导体器件及其基本放大电路、反馈放大电路,以双极结型三极管(BJT)为主要学习内容,场效应管由于没有配套的实验,可以简单介绍;实验教学安排三个实验,分别是单管交流放大电路、多级放大电路和负反馈放大电路,这里的单管交流放大电路无疑是本模块的重点实验,由于是课程的第一个实验,涉及到很多仪器的初次使用,学生通常感到上手困难。第二模块内容包括:理论教学的模拟集成电路和运算放大器,主要介绍差分式放大电路的一般结构和集成运放的电压传输特性及其基本应用;实验教学安排两个实验,分别是差动放大电路和集成运放的基本运算电路。第三模块内容包括:理论教学的信号处理与信号产生电路,此内容在本课程中一直占有非常重要的位置,是学期末的课程设计必选的课题,因此,相应的实验就显得尤其必要了。在实验教学上特别安排了两个实验,分别是电压比较器和RC文氏电桥振荡电路。第四模块内容包括:理论教学的功率放大电路,从小信号变到大信号,分析方法也变了,特别是在要求输出功率尽可能大(器件工作在接近极限运用状态下)、提高效率的主要途径(降低静态功耗)等知识点方面,学生在上理论课时往往难以理解,如果结合实验再讨论该内容就会变得清晰直观,这里配套的实验为集成功率放大电路。第五模块内容包括:理论教学的直流稳压电源,讲述小功率整流滤波电路和串联反馈式稳压电路,并安排一个实验,即整流―滤波―稳压电路。需要强调的是,所有模块的理论和实验部分均由同一个教师讲授,教学顺序遵循先理论后实验的原则,即理论课上完后下一次课立即到实验室完成相应的实验。

(二)整合考试形式

为了实现对学生全方位的考核与测试,将模拟电子技术课程原来彼此独立的理论和实验考试合二为一,用同一张试卷让学生在实验室完成。命题者以课程的五个模块为单元,配合该模块的某个实验,构成一份完整的试卷,这样可以设计出五份不同的试卷,考试时,由学生临场随机抽签。根据不同实验的难易程度,命题者可自行确定试卷中理论―实验的分值占比,如7∶3、6∶4、5∶5等。每一份试卷均设置现场操作分(20分),由监考教师依据考生的实验操作情况现场打分,而试卷中的理论分析、计算、实验的测量数据等应在考试结束后统一批改。

三、课堂教学案例

如图1所示的基极分压式射极偏置电路是模拟电子技术中最基本的放大电路,电路中有关元件的参数可以参考如下数据:UCC=12V,R1=5.1KΩ,Rp1=680KΩ,Rp2=10KΩ,R3=51KΩ,R4=24KΩ,R5=5.1KΩ,R6=100Ω,R7=1.8KΩ,R8=10KΩ,C1=10μF,C2=10μF,C3=10μF,β=100。

在教室上课时,笔者首先从理论教学的角度介绍了放大电路的分析方法包括两大步,即静态分析和动态分析。静态分析可以通过画该电路的直流通路,用近似估算得到静态工作点,本例中,BJT的基极电位范围为:

上述参数是通过解析计算得到的,也是传统理论课上教师们重点讲授的知识点。理论课的电路分析、计算完成后,下一次课就带领同学们到实验室,从实验课的角度讨论如何连接实际的电子电路、如何调整静态工作点以及如何使用电子仪器测量参数。下面的数据是在实验室的某个实验箱上由实际测量得到的。

在示波器上观察到最大不失真输出信号后,用万用表测量实际电路的静态工作点,见表1。

在静态工作点完全调整好后,调节函数信号发生器,输入f=1kHz、Ui=5mV的正弦信号,用晶体管毫伏表测量放大电路空载时(断开负载R8)和加负载时的输出电压Uo的实际值。

放大电路的输入电阻和输出电阻是由已知的测量参数经过简单计算得到的。

由于输入信号的幅值过大或者静态工作点设置不合理都会导致输出信号出现非线性失真,在理论课上讲授这个知识点时,同学们总是似懂非懂,因此,在做实验的过程中,要指导他们适时观察非线性失真现象,并指导他们应调整哪些元件的参数才能使这些失真分别得到改善。在上完这样的“理论―实践”课后,同学们对基极分压式射极偏置电路的工作原理一定会记忆深刻,对如何在实验室搭接一个成功的放大电路也会有所体会和认识。

四、结语

实践证明,采用“一体化”教学,即把传统的理论课、实验课进行资源整合,将理论教学与实践教学有机结合起来,形成“教―学―做”一体化的教学模式,这是一种比较有效的教学方法,它符合工程科学认知的一般规律,容易调动学生的学习积极性和主动性,也为他们应用能力的培养以及后续课程的学习打下了良好的基础。

电路实验教学论文范文第15篇

关键词:电力电子;教学改革;应用人才培养;工程能力

作者简介:茅靖峰(1976-),男,浙江宁波人,南通大学电气工程学院,副教授;顾菊平(1971-),女,江苏南通人,南通大学电气工程学院,教授。(江苏 南通 226019)

基金项目:本文系江苏省高校“青蓝工程”基金项目、南通大学教学研究基金项目(项目编号:2011B50、2010B10)的研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)33-0032-02

近20年来,电力电子技术受计算机技术、控制技术与材料科学等关键技术的推动,得到了快速发展,其工程应用领域得到了迅猛扩张。由现代电力电子技术支撑的新型产业和对传统行业的技术改造,如新能源、绿色交通、智能电网、先进伺服驱动、极端环境探索、节能减排等,都取得了巨大的技术经济效益与社会效益,展现出了良好应用前景。[1,2]

为了适应电气信息类工程应用学科的发展,保持教学内容的新颖性,跟踪电力电子技术的最新热点,自2006年以来,南通大学电气工程学院开设了“现代电力电子技术”课程,在传统“电力电子技术”课程学习的基础上,结合地方经济发展特色和技术需求,讲授现代电力电子技术高级原理、新器件与新型工程应用,以此提高学生理论联系实际的工作能力,培养市场应用型人才。本文从该课程的教学目标、教学内容、实践教学和网络教学等方面,介绍了课程教研组对这门课程的教学改革和实践情况。

一、传统教学存在的问题分析

1.装置与系统级的概念不突出

传统的“电力电子技术”课程教学,侧重于器件级的理论分析,强调基于电力电子器件的电路拓扑解算,即以电力电子器件为核心,在器件基本结构、原理和特性学习的基础上,针对典型电力电子拓扑原理电路,从电力电子器件的通和断两个状态入手,对电力电子电路换流的物理过程、波形特性、电参数之间的数量关系进行分析和计算。

该教学结构的优点是概念清楚、体系完备、机理分析透彻,但也存在诸多弊端。例如,学生将电力电子学过多地关注在了电力电子器件上,弱化了从装置级和系统级的角度对电力电子电路进行理解和认知;割裂了电力电子功率电路与基于反馈原理的数模电控制电路、自动控制原理、工程实际应用电路之间的关系;大篇幅的基于晶闸管器件的理论分析和计算,降低了学生学习的兴趣;单一和过少的工程应用实例,减少了学生对课程实用性的认同感等等。

2.实践教学环节薄弱

电力电子技术作为工程技术需要有一定量的实验和实践环节才能保障学习效果。但在传统的“电力电子技术”课程实验项目中,基础性和简单验证性实验较多,不能很好地与当前的工程实际应用相联系,致使许多新技术、新方法无法通过实验来直观的体验。

而且电力电子实验设备的常用形式为基于挂件结构的实验台和实验箱,基本上与实验内容相关的重要元器件、电路和系统都被封闭于内。实验过程中,学生们无法看到功率元器件、配件及电子仪表的外观和关键连线。学生依照原理图机械地连接主电路、记录实验数据和波形,即使不了解电路的工作原理,也能较顺利地完成实验。因此,无法发挥学生的主观能动性,没有探索学习的动力,锻炼创新思维和动手能力的教学内容和平台也不足。

二、课程教学改革措施

1.以服务地方经济发展为导向,确立教改思路和目标

作为地方综合性高校,南通大学的电气工程及其自动化专业的定位是培养应用型工程技术人才,为区域经济发展提供智力支撑和人才支持。因此,本课程作为电气工程及其自动化专业的主干专业课程之一,其教学目标的确立需结合本区域的产业分布与发展特点,同时又紧紧围绕本专业的学科方向。

形成了以帮助学生从装置和系统角度理解和掌握电力电子技术,培养理论与实践能力兼具的创新型电力电子应用技术人才为目的,以新能源、运动控制、电源技术、柔流输配电等应用领域为背景,以讲授电力电子技术在实际工程应用中所需要处理的相关问题为主要内容的课程教学思路和培养目标。

2.整合教学内容,突出应用能力培养

根据培养目标,在学院学科特色和现有教学资源的基础上,对课程体系和内容进行了合理调整。舍弃了传统的以大篇幅晶闸管半控器件分析为主线的教学内容体系,建立了“以基于全控器件的实际应用为主线,以电力电子主拓扑电路结合系统级的自动控制原理及其实现电路分析为主要技术内容,培养学生从整体的角度认识和设计电力电子电路的能力”的课程教学体系。

整合后的教学内容由三部分组成:功率器件、典型电路、应用及其系统。功率器件是基础,重点讲授开关全控器件及其驱动电路;典型电路是主体,重点讲授基于全控器件的直直、逆变和整流三种变换电路及其控制机理;应用及其系统是提升,重点讲授电力电子在新能源发电、运动控制、电源和柔流输配电技术中的应用原理及其典型系统设计案例。三者层次明晰,但学时又有所侧重。即前两部分作为前续“电力电子技术”课程内容的回顾与拓展,讲授学时占总理论学时的近一半,第三部分作为工程应用与系统提升的重要部分,需着重讲授,以逐次勾勒出一个电力电子技术及其工程应用的整体全貌。

在教学内容的组织与讲授中,凝炼理论教学的内容,在原理的讲授中注意培养学生面向工程的意识和思维,并及时动态地将教学团队获得的最新科研成果以及科研项目的最新进展融合到相关的课程内容中去,让学生接受到来自科研和工程研发第一线的新知识、新技术。

另外,针对基于电力电子技术应用的电气工程及其自动化专业发展的趋势和前沿内容,以及课程中被压缩掉或被取消的专业知识,设置为系列课外专题讲座,聘请对专题内容有深入研究和独特造诣的教师及企业的科技人员讲授,以开拓学生的知识面、培养学生理论联系实际的思维及能力。

3.加强课内实验环节教学,注重理论联系实际

课内实验是在课堂教学的基础上,巩固理论知识,培养动手能力和初步设计技能,增强解决问题和分析问题的能力的必要教学一环。为了突出课程的工程实用性,采取了优选验证性实验,增加了设计型和综合型实验项目的课内实验设置方法。

注重电路的工作机理分析与工程实际问题是验证性实验项目的选择标准。优选的该类实验项目包括:常用PWM控制器件及特性、不控整流的谐波与抑制、SPWM/SVPWM/方波PWM逆变策略的实现电路及特性等。

注重工程实用性是设计型和综合型实验项目的选择标准。我们要求学生们对该类型的实验项目遵循“理论设计计算—>计算机仿真验证—>硬件实验电路测试—>波形数据分析总结”的顺序开展路线,以强化学生对知识点的掌握和实验内容的理解,并促进学生形成理论联系实际的科学实验作风。

增设的实验项目包括:各型升/降压直直变换器设计、有源功率因数校正器设计、谐振软开关设计、三相高频PWM整流器设计,以及他们的复合系统设计等。

课内实验项目设置为必修和开放式的选修两类,以弥补实验授课学时不足的矛盾,同时采取“案例讲解法”、“实物演示法”等不同的教学方法,在实验课上认真讲解实验内容、步骤和注意事项,以激发学生兴趣,调动其积极性。

此外,应改革课内实验成绩的评定方式,突出对实验过程的考核,鼓励探索性的设计型实验。具体措施包括增加课内实验在课程总成绩中的权重,增加实验预习报告、实验操作测评、实验过程问辩三方面的成绩考核项等,通过确立科学合理的考核方法,调动学生自主学习的积极性,形成务实的学习风气。

4.优化课程设计环节,培养工程设计能力

课程设计是对学生工程设计和应用能力、创新意识和创新精神培养的重要环节,其课时安排在全部理论课程讲授完毕后进行。

该实践环节依托于以现代电力电子技术与运动控制实验室为主体,以工程训练中心、控制电机、虚拟仪器、风力发电动模实验室等其他专业实验室为辅助的课程设计开放式创新训练实验平台。[3,4]课程设计内容以学生熟悉并感兴趣的热点工程为背景,从南通大学电气工程学院专业与学科特色以及科研项目中,提炼出其中典型的技术问题,设计出合理的课程设计项目。可选的背景包括:风力发电、光伏发电、精密电机伺服驱动、电力无功与谐波控制、磁悬浮控制、特种电源等。其中的典型技术问题包括:整流、正弦逆变、直直变换、Delta逆变、闭环自动控制、检测技术等。

针对少部分优秀学生采用“导师制”的课程设计教学方法,通过细致的指导,紧密的设计过程跟踪,来进一步提高课程设计质量,并促进这部分学生研究性论文、专利、小制作等方面成果的形成。

针对大部分学生采用“项目驱动教学法”的课程设计教学方法。学生以小组为单位,在选题库中自由选题,利用书刊、网络查找相关资料,自主形成完成项目的各种设计思路,以培养学生独立思考问题、解决问题的能力。

通过课程设计的锻炼,使学生将书本上的理论知识和实践经验真正融入了自己的知识链,提高了其综合能力以及自主创新和团队协作能力。

5.注重网络教学资源建设,提高自主性学习能力

网络教学是弥补课堂教学学时局限,开拓课程学习的知识面,引导学生开展自主性学习,提高人才培养质量的重要途径。课程组以校Blackboard网络教学平台为基础,通过长期投入、持续积累、动态跟踪的建设方式,建立了课程的网络辅助教学平台。

网站的教学材料提供了与课程相关的丰富的资源,内容包括教学资源库(课程教学大纲、多媒体课件、实验指导书、数值仿真实验例程、实验设备操作视频等文件)、参考资源库(经典学术论文、典型芯片和模块的使用手册、常用仿真软件说明、典型应用设计案例、产业趋势和研究热点等信息)、复习思考题库等版面区。

此外,课程组充分利用Blackboard网络平台的交互功能,完成诸如教学信息、在线电子试卷测试、远程答疑和讨论等教学工作,提高了教学的效率和效果。

三、结语

通过上述教学改革措施,同学们在课程学习的主动性、系统级的分析设计能力、实践动手能力以及理论联系实际的工程应用能力等方面均得到了提高,培养的学生在近年来的挑战杯、机器人和电子设计大赛等学科竞赛中均取得了良好成绩。

显然,基于应用型人才培养的课程改革是一项持续而动态的工作,课程教学中需依据卓越工程师教育培养思想,以实现人才培养需求与区域经济社会发展需求的无缝对接为导向,明确树立学生的主体观,合理安排理论和实践教学内容,运用合理的教学方法和手段以及科学的评价体系,以切实提高教学效果和人才培养质量。

参考文献:

[1]陈坚,康勇.电力电子学:电力电子变换和控制技术[M].第三版.北京:高等教育出版社,2011.

[2]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.