电工电子技术导论(6篇)
电工电子技术导论篇1
一、以实践为导向的电子电工技术教学的必要性
以实践为导向的电子电工技术教学是符合时展的需求,符合社会对人才要求的教学模式。电子电工专业是生活性和技术性很强的学科,与人们的日常生活密切相关,也是现代工科毕业学生最基本的岗位能力与技术,因此以实践为导向的电子电工技术教学势在必行。
(一)能够加强学生对知识的理解,培养学生的创新精神和创造性能力
以实践为导向电子电工技术教学,综合采取有效措施加强学生的动手能力,结合社会生活中有关电子电工技术的问题引导学生勤于动手动脑,组织实践活动,让学生在实践中加强对知识理论的理解和掌握。实践教学中能够有效地引导学生发现问题,解决问题,从而促进学生对电子电工问题的解决探索出新的途径和方法,这样也能够间接地培养学生的创新精神和创造性能力。电子电工是实践性很强的学科,切实以实践为导向来进行电子电工教学,能化死板枯燥并且深奥的书本理论知识为丰富多彩的活动和行动,打破学生厌学的心理,并且也能够充分调动学生学习的积极性与主动性,激发学生学习的兴趣,鼓励学生在实践中解决问题,发现问题,从而切实提高学生的创造性能力和实际解决电子电工问题的能力,为其他学科的学习打下坚实的基础。
(二)能够促进学生基础技能的掌握,培养学生面向社会的独立工作能力
以实践为导向的电子电工教学就是在组织教学过程中,切实以实践教育为主,为学生的实践提供尽可能多的机会,积极组织各种电子电工相关的社会实践活动,积极组织学生进行电子电工的实习实训,切实提高学生的实践能力。电子电工技术是工科专业毕业生必须具备的基础技能,是其他深入学习的基础技能,并且与生活密切相关。实践教学能够促进学生基础技能的掌握,从而为以电子电工技术为基础的学科的深入学习奠定了坚实的基础,同时也为日常生活中相关问题的解决提供了技术条件。社会与企业是以学生的能力与技术来衡量学生的质量,而不是看学生的学业成绩。以实践为导向的电子电工教学最主要的就是培养学生的实践技能和解决问题的能力,这样也就为学生走出校园,走向社会,走向工作岗位奠定了坚实的技能基础。为学生更好地适应社会企业生活,更有效率地进行独立工作提供了良好的经验与技能。此外,以实践为导向的电子电工技术教学也是切实推进教师参加培训,提高电子电工实际应用能力和教学能力的迫切需要。
(三)有利于培养学生协调应变能力和坚强的个性,从而全面提高学生的综合职业能力
以实践为导向的教学模式归根结底是要加强学生电子电工实际技能的培养,促进学生积极主动的参与到实践活动中,切实培养学生主动独立地发现问题、解决实际问题的能力。在电子电工实践活动过程中不可避免的需要多个人的协同合作,相互帮助,这样就很好地促进了学生协调能力和互助合作精神的培养与教育。在电子电工实践教育中,在真实的企业环境或者模拟的实践环境中工作,需要每一个学生在电子电工的设计、组织、规划、生产、销售、管理等实践活动中相互配合,需要每一个岗位的通力合作,这对于学生集体主义精神和团队主义的培养起着非常重要的作用。此外,在电子电工的实践活动中,不可避免的会出现这样那样的问题,会遇到这样那样的困难,这个时候老师加以指引和辅导,能够切实促进问题的解决,能够培养学生克服困难与挫折的精神,促使学生形成坚强的个性。同时,以实践为导向的电子电工教学中,每一个学生都扮演者不同的角色,因此其职责与任务也各不相同,但是每一位学生也必须针对不同的对象与问题做出回答与解决,这样不仅能够培养学生面对困难的能力,还能够加强学生应变能力的培养。总之,无论是协调能力、应变能力以及健全的个性和团队协作的精神都是学生走向工作岗位所必需的能力,因此这样也全面提高了学生的综合职业能力。
二、如何实现以实践为导向的电子电工教学
(一)制定电子电工技术实践教学目标,加强实践技能重要性的教育
电子电工专业的培养目标是切实培养出能够满足各行各业对电气设备的安装、调试、运行、管理、维护、生产等需求的专业技能高的技能型人才。因此,为了提升电子电工专业学生的专业能力与职业技能,提升学生在社会竞争中的法码,必须切实制定实践教学的目标,加强学生实践技能重要性的教育,鼓励学生积极主动的参与实践活动,配合老师的实践教学,切实在实践教学中锻炼自己的实际专业技能与职业能力。电子电工专业以实践为导向的教学目标包括职业技能方面的目标和职业态度方面的目标。首先在职业技能方面,实践教学的主要目标有:掌握电子电工基本元器件的使用原理,能够对基本元器件进行检测与维修;会执行与职业相关的保证工作安全和防止意外的规章制度;掌握常用的电工工具的使用方法,能够对常用的电子电工仪表机械正确的使用和维护;能够明白电气装配图与电气原理图;对于一般的电路问题和简单的电路故障,能够进行科学正确的处理,能够安装和调试模拟电路;会识别、测试电子元件以及电子线路的安装、调试等等。在职业态度方面的目标主要有:具有严谨务实的职业精神,具有极强的应变与协调能力,具有顽强的个性,勇于克服困难与挫折的精神,具有较强的承受压力的能力;具有电子电工方面规范的操作意识,具有电子电工安全文明安装调试,文明生产管理的意识;具有爱岗敬业,服务群众,遵守相关行业规章制度的道德素质。制定科学的电子电工职业发展目标,让学生充分了解实践技能的重要性,能够促进学生积极参与到实践教学中去,发现自己的不足,从而切实提高学生促进学生探索出学会发现问题、探究问题和解决问题的方法,掌握应用电工电子专业知识解决生产、生活中的实际问题的能力。
(二)加强电子电工技术实训基地的建设,切实为学生实践教学提供条件
以实践为导向的电子电工教学不同于实验教学和模拟教学,而是要切实让学生到实际的电子电工企业去进行顶岗实习,到实际的电工电子环境中去学习实际的技能和解决问题的能力。因此,学校要切实加强电子电工技术实训基地的建设,为学生的实践教学提供条件。对于有条件的学校,必须加强校内实训基地的建设,将学生的实践教学与学习的生产经营活动联系起来,在培养学生实践技能的同时,也能够提升学校的经济实力和综合实力。合理安排学生进行实习,组织学生进行顶岗实习,切实培养学生直接面对社会,直接面对工作岗位的能力。对于没有条件的学校,可以大力建立校外实训基地,以校企合作的模式促进学校与企业之间的共同发展,实现学校与企业的双赢。由于电子电工专业需要价格昂贵的机械设备,需要面积比较大的场所,同时需要技术精、业务好的电子电工专业人才进行组织与管理,对于学校来说,这样大的投资是非常大的负担,为了解决设备与引导人才的问题,可以充分构建校企合作模式,充分发挥企业的资源来解决设备的不足。校企合作模式加强电子电工主要实训基地的建设,能够切实改善学校在电子电工实践教学方面的设施不足、资源不足等问题,把企业引进学校,把具有丰富经验的电子电工师傅请进课堂,同时也能把电子电工的生产经营活动与教学活动结合起来,从而打破了纯理论的说教和机械式的记忆灌输,把形式多样,丰富多彩的实践社会活动与理论知识结合起来,充分用理论来指导实践,以实践加上对理论的掌握与理解。此外,加强实训基地的建设,切实通过建立让学生在真实的电子电工生产基地进行实践教学,让学生置于真正的电子电工生产环境中,能够激发学生的创新精神,让学生受到真实的电子电工企业文化的影响,受到正规的电子电工企业规章制度的约束,从而培养学生的职业道德与工作能力。
(三)完善电子电工技术教学的考核方式,建立以实践能力为核心标准的考核制度
考核模式是学校教育改革的重要组成部分,考核模式是否科学合理直接关系到实践教学的成果,直接关系到学生实践能力的培养,因此,必须切实完善电子电工技术的考核方式,建立以实践能力为核心标准的考核制度。以实践为导向的电子电工教学过程中,必须根据院系学生的实际情况与电子电工专业的特点,紧紧围绕着“实践导向”与“职业技能”,遵循“以职业能力为主线,以岗位需求为依据,以职业生涯为背景,以工作结构为框架,以工作过程为基础,以工作任务为起点”的教学理念,切实改革和完善电子电工技术教学的考核方式,保证考核方式符合时展的需要,符合专业特性的需要。因此,在电子电工专业的考核上,必须切实划分为两个部分,并且要以实践能力为核心标准进行考核。一方面是要加强理论知识的考核,因为只有熟练掌握理论知识,才能够更好地指导实践,只有扎实的理论知识才能够尽量减少在电子电工实践过程中的错误与不足。另一方面,要以实践能力为核心标准的考核制度,因为,实践能力是电子电工培养目标的根本,只有扎实的实际技能才能应用到实际的工作中。在电子电工教学中必须切实建立以实践能力为核心标准的考核制度,培养学生的创新精神,全面培养学生的协调应变能力,从而全面提升学生的职业工作技能。
电工电子技术导论篇2
关键词:电子技术;CDIO;教学方法;教育理念
构思Conceive、设计Design、实现Implement和运作Operate(简称CDIO)这种工程教育模式是近年来工程教育改革的新成果。该模式让学生主动地以实践的方式学习产品的研发、产品的设计、产品的运行整个过程,以综合的培养方式使学生在多方面具有工程师的素养。对于《电子技术基础》课程,国内很多高校将CDIO理念融入到该课程教学模式中。黑龙江工程学院借鉴CDIO工程教育理念对专业教育进行一体化设计,将《数字电子技术》与《EDA技术》两门课程有机地融合为一门课程《数字电子与EDA技术》,将《电工电子工艺实习》和《PROTEL实习》有机地融合为《电工电子工艺实习》[1]。广西科技大学基于CDIO理念对课堂教学、实验教学和课程考核方面进行了有益的实践[2]。成都信息工程学院改革《电子技术综合设计》课程,培养学生综合运用专业知识的能力[3]。东北林业大学基于CDIO对数字电子技术课程进行了教学改革探索[4]。南京工程学院将CDIO融入数字电子技术教学模式改革中,使理论教学、实验课程与课程设计相辅相成进行[5]。浙江工业大学基于CDIO教育工程模式下进行了“模拟电子技术”授课体系改革,该体系分成课堂授课、课外辅导小组授课、建立课外兴趣小组授课这3个层次,具有诸多优点[6]。河北工程大学在CDIO教育理念的指引下,对电子应用系统项目实施模式进行探索和研究,对项目训练教学中的项目体系结构、项目训练方式、项目训练成绩评定、项目指导过程及项目空间环境建设等方面的实施模式进行构建和实践[7]。经过实践证明,《电子技术基础》课程引入CDIO工程教育理念的教学模式后,教学质量得到了提高,学生的工程意识、项目实践能力、团队合作能力、自学创新能力和表达能力均得到了提高[8-10]。
1《电子技术基础》课程引入CDIO工程教育理念的优点
《电子技术基础》课程实践性强,有很多通过学习、实践易于实现的电子产品,如秒表、节日彩灯、简易信号发生器、功率放大器、直流电源、智能声音放大电路等。将CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》的课程教学中,可以让学生自行进行电子产品的思考、设计及实现,从电子产品的研发到产品运行为主线,培养学生的工程意识,提高学生对《电子技术基础》课程基础知识的掌握。引入CDIO工程教育理念后,《电子技术基础》的课程教学具有以下优点:1)能加强学生对电子技术基础理论知识的理解和记忆,提高学生学习的主动性和兴趣,提高该课程的教学质量;2)该教学方法的实施能建立起学生在现行教育中缺失的工程意识,激发学生产生主动学习的兴趣,从而转变学习态度;3)该方法还能培养学生的团队协作意识,锻炼学生的合作交流能力;4)能锻炼学生的语言表达能力。
2引入CDIO的《电子技术基础》教学方法
把CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》教学中,任课教师必须具备很强的实践经验和较强的工程知识与能力,这样才能在《电子技术基础》的课堂教学中提供恰当的工程实例。另外,学生在实践过程出现这样或那样的问题时,具备工程实践经验的老师能及时给学生提供经验性的指导。一般来说,青年教师缺乏工程实践经验,河北工业大学电气工程学院电子学课程组采取了“传、帮、带”的措施,青年教师上讲台前必须跟经验丰富的教师听课并助课,课程团队同时还为年轻教师指定工程经验丰富的教师作为指导教师,进行为期一年的指导。定期召开教学研讨会,对教学方法、工程实例进行讨论和共享。另外课程团队积极鼓励工程经验少的教师到企业单位参观,并积极鼓励教师参加工程项目,提高教师的工程实践能力。2014年春季学期,课程组教师去同辉电子有限公司参观;2014年秋季学期,课程组教师去天津职业技能公共实测中心参观;2015年春季学期,两位教师去天津职业技能公共实测中心进行实际操作培训。通过参观和培训,教师的工程实践能力得到了提高。
2.1根据工程实际,确定课程教学内容
1)在教学过程中,积极进行教学内容的改革,去除《电子技术基础》课程里陈旧的教学内容,比如集成电路的内部结构,突出集成芯片的外部特性与应用。2)理论教学内容模块化。《数字电子技术基础》突出计数器模块,学生可以进行秒表设计;突出寄存器模块,学生可以进行节日彩灯设计;《模拟电子技术基础》突出直流电源模块,学生可以进行直流稳压稳流电源和充电器设计;突出波形发生和振荡电路模块,学生可以进行简易信号发生器设计;突出运算放大电路模块,学生可以进行各种运算电路和滤波电路的设计等。具体模块化内容与实践性项目如表1所示。3)理论教学与实验教学中均加入电子线路的仿真。《电子技术基础》课堂教学中加入仿真,帮助学生理解难懂的电路原理,比如正弦波振荡电路的启动振荡过程。在《电子技术基础》实验教学中也引入仿真。学生在实验室搭接硬件电路前,利用仿真帮助学生掌握实验仪器的基本使用方法及电路参数的测试方法,如放大电路的交直流参数的不同测试方法。仿真完成后,学生再进行硬件电路的实验环节。加入仿真的方法后,学生对理论知识的理解更加透彻,通过理论与实验结合的方法有效地激发了学生对《电子技术基础》课程的学习兴趣。图1和图2分别为数字时钟仿真和RC正弦波振荡电路仿真。
2.2将《电子工艺实习》贯穿到整个《电子技术基础》理论课程教学中
目前,大部分高校的电子技术教学体系中,《电子技术基础》与《电子技术基础实验》是分别开设的,《电子技术课程设计》(或者《电子工艺实习》)是一门单独的实践类课程,这种课程设置的本意是让学生重视实践课程,但是这种课程设置却达不到预期的目标。理论与实践分开,课程进度不做协调,并且一般课程结束数周后才进行为期一周的课程设计(或《电子工艺实习》),不利于学生连贯性、持续性的学习。课程组将《电子工艺实习》和《模拟电子技术基础》安排在同一学期,《电子工艺实习》安排在《模拟电子技术基础》课程后,内容为稳压稳流电源设计与制作,该内容涉及到《模拟电子技术基础》的直流电源这一章节的内容。在理论课程未讲述到时,就下达设计任务,学生可以自行预习这一章节,提高学生学习的兴趣。在理论课程讲述完负反馈放大电路后,给学生安排稳压稳流电源的仿真与印刷电路板设计任务,学生两人一组进行电源电路仿真和印刷电路板(PCB)的设计。在讲述完直流电源内容后,学生即可进入实验室进行实际的电路焊接与调试工作。焊接与调试时,每位同学做出一个电源成品。学生自行进行调试工作。最后学生进行实习报告的书写、分组讲解稳压电源的功能,提升整个实习的理论高度。经过《电子工艺实习》,学生普遍反映收获很大,极大地提高了学生的动手能力和学习电子技术基础课程的兴趣。
2.3改进实验和《电子工艺实习》的验收考核环节
CDIO其中的一个理念是团队合作能力,课程组采用口试答辩和现场调试相结合的方法进行。口试答辩和调试过程强调每个组员的作用,每位成员承担的任务不同,讲解及调试的重点也不同。调试通过后还要进行设计报告的提交工作,通过设计报告的制作提高学生的科技写作能力。
3结束语
将CDIO工程教育理念引入到《电子技术基础》的教学模式中,在课堂教学、实验教学、《电子工艺实习》中均引入与电子产品相关的各个项目,改变了原有的教学方法。从实践结果看,取得的教学效果良好。不仅激发了学生学习《电子技术基础》的兴趣,还提高了学生的工程意识、项目实践能力、团队合作能力、自学创新能力和表达能力。然而,将传统的教学方法转变到这种教学方法时,课程组也遇到了不少问题,比如:任课教师(尤其是青年教师)的工程实践经验欠缺;为了提供更多的工程实例,任课教师的工作量增加;学校与企业联系偏少;随着高校的不断扩招,学生人数在短时间内急剧增加,实践场地不易调配;等等。在后续的课程改革和实践中要积极逐步解决这些问题。
参考文献:
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电工电子技术导论篇3
【关键词】电工电子技术;电气设备;现状;发展
《电工电子技术》是士官职业技术学校电类专业的一门专业基础课程。电工技术和电子技术的发展十分迅速,应用非常广泛,现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。作为一名从事此类教学的教员,有必要对这一技术的现状和发展作出深入的研究。
一、电工电子技术概述
电工技术基础理论:电工技术包括电磁能量和信息在产生、传输、控制、应用这一全过中所涉及到的各种手段和活动。作为一门技术,它的内容包括:电路和磁路理论、电磁测量、电机与继电接触控制,安全用电、模拟电子电路、数字电路、自动控制系统等。
电子技术基础理论:电子技术基础理论属于这一类的分支学科有:电子线路与网络分析、微波、天线、电波传播、测量、电源、显示技术、信号处理、信息论、自动控制原理、可靠性理论等。它们是构成功能性电子系统所需的各种技术手段或基础理论。
20世纪50年代以来,计算机技术、电子技术以及工程控制论等一系列新兴的科学技术理论蓬勃发展,基础科学、应用科学和技术开发之间的知识结构更加紧密,各门科与专业之间互相渗透,互相交叉,使科学技术和社会生产形成一个既深入分化又高度综合的庞大复杂的整体,同时也促进了电工理论的发展。静电场、电磁场等结构复杂又包括多种媒质的三维物理场求解方法的研究取得新进展。矩量法、变分原理、函数空间等都引入了电工理论。基于等效模型的概念发展了虚拟的磁荷与磁流模型,研究了多种动态位及不同的规范选择,提出了有关广义能量的定理等。由于系统与元件相结合而扩大了元件的内涵,包括了逻辑门、可控源、回转器以及大规模集成块等。各类工程系统的发展形成了共同的网络理论基础,使网络扩展成为研究某种特定空间结构和动状态的一般性理论方法。广义网络理论又将“场”与“路”结合起来,出现新的边缘理论领域,如物理场论的网络模拟、辐射场的络方法、等离子体的网络图解等;引用系统论的研究成果,将系统的整体性能和行为与系统结构、参数及局部物理量结合起来,进一步丰富了网络问题的内容。在人类历史发展的漫长岁月里,技术革命是强大的推动力。今天以电子和计算机技术为特征的新技术又在延伸人类的智力功能。正是电磁规律在能源、信息、控制等领域的技术应用,描绘出现代化社会的蓝图,形成新技术革命的主流。它冲激着社会生产和生活的每一个角落,不仅大幅度地提高了社会生产力,创造出丰富的物质财富,而且改变着人们的生活方式、社会行为、教育训练、思维方法,促进了社会的精神文明。电工正在与现代科学技术相汇合,继续发挥社会支柱的作用。
二、电气设备的现状与发展
(一)电气设备的“健康”状况存在差异
首先是设备的先天条件不一样,进口设备和国产设备的技术状况不一样;同样是国产设备,不同厂商因技术与管理水平不一样,使其产品质量也不一样;即使是同一厂商,因技术、管理上的差异,其产品质量不同;不同时期、不同批次的产品,其质量也会不一样。因此应当承认设备投运的初始状态是千差万别的。
其次,设备的使用环境不一样,不同的环境将对设备运行状况产生不同的影响,这种环境主要有两种:一是设备所处的外部自然环境不一样,尤其是供电设备,大部分暴露在室外自然环境中,因温度、湿度、污染、紫外线、日照等有较大差异,对设备的影响有较大不同;二是设备在电力系统的位置不同,所承受系统运行电压、短路电流和热稳定时间等不尽相同,尤其是故障时系统短路容量差异较大。
(二)电气设备的维修制度:定期维修的弊端
由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异,即现场设备的“健康”状况好坏相差甚大,而定期维修制度几乎无视这些状况的差异,而采用统一的、一刀切的定期维修方式,其最主要的表现在维修结果上,要么维修过剩,要么维修不足。工程的实际情况大多是出现维修过剩,经常出现“小病大治”、“无病亦治”的盲目维修的现象,这种维修过剩的结果,必将出现如下维修的弊端:一些状态良好的设备,因盲目维修而出现故障或潜在故障,维修达不到恢复设备原有的可靠性的作用,而是增加了设备的故障隐患和故障率。目前,定期维修是电气设备停运的主要原因,往往占全部停运时间的60%以上。
在今后的研究方向上,专家们注重状态维修完全替代定期维修的可能性。
(三)电气设备的状态检测技术
电气设备状态监测为设备的故障诊断和性能评估提供了依据。因此有必要对他们的运行状态进行监测,及时了解和掌握设备的状况,以确保整个电力系统的安全、稳定运行。状态监测是指通过各种测量、检测和分析方法,结合系统运行的历史和现状,对设备的运行状态进行评估,以便了解和掌握设备的运行状况,并且对设备状态进行显示和记录,对异常情况进行处理,并为设备的故障分析诊断、性能评估提供基础数据。
近年来我国电气设备制造引进不少国外先进的技术、装备和管理,尤其是21世纪以后,新技术、新材料的使用,使得电气系统的装备水平得到较大的改善。因此,电气设备的维修制度和维修方法也要随着形势适当的进行调整,才能提升电气设备的稳定性、降低生产成本,为企业创造出更多的经济利益。
三、电子设备的现状与发展
2010年全球半导体制造设备销售总额达到395.4亿美元,恢复到历史最高水平。各个地区的设备支出都呈现了两位数甚至三位数百分比的增长,增长最快的是中国大陆和韩国。2010年中国内地半导体设备市场为22.4亿美元,预计2011年为26.4亿美元。按此增长率推算,到2015年,我国半导体设备市场规模将达到300亿元人民币。2010年,全球光伏生产设备销售额比上年增长40%,达到104亿美元,预计2011年将达到124亿美元,同比增长24%。从区域市场来看,2010年中国大陆地区占全球市场51%的份额,预计未来5年还将继续保持这一较高比例。据此,可以判断到2015年我国光伏设备将继续保有巨大市场空间。
新能源汽车用锂离子动力电池、高性能驱动永磁式同步电机、金属化超薄膜电力电容器等新型电子元器件生产设备将成为我国电子专用设备市场新的增长点。多学科交汇为电子仪器开辟了新的发展空间,物联网技术发展和三网融合对电子仪器提出新的测试需求,预计上述领域的电子仪器以及环境保护测试仪器和医疗电子仪器会面临大发展。
四、电工新技术
我们已在准备进入21世纪。21世纪,人类期望着进入一个持续协调发展的新时代,我国将以无愧于我们这个伟大民族的新姿态屹立于世界之林。整个进程中,科技的进步与发展有着特别重要的意义。从能源发展看,我国在上半叶还不大可能扭转以煤为主的能源结构,从而在提高煤的利用效率,特别是燃煤发电效率方面还要做出很大的努力。与此同时,还要大力促进核能和可再生能源的应用发展,使之更快地在技术和经济上成熟起来,才能期望得以较快地改变以化石能源为主的能源结构,走上能源、环境与生态持续、协调、稳定发展的道路。在交通运输方面,实现高速度将是主要发展方向,而各种交通运输高速化都必须以电力推进系统的发展做为基础。在能源、交通和其他工业的发展中,电工新技术的发展将起着重要的作用,20世纪下半叶的一些进展已为此奠定了良好的基础,随着新原理,新技术与新材料的发展,还将出现一些新兴的领域。这里简要展望一下一些可见的重大进展,包括受控核聚变,磁流体发电,太阳能与风力发电,磁浮列车,磁流体船舶推进与超导电工。
(一)受控核聚变
受控核聚变的实现将为人类提供实际上用之不竭的洁净能源,从根本上解决人类能源,环境与生态的持续协调发展。20世纪下半叶的巨大努力,已在大型的托卡马克磁约束聚变装置上达到了“点火”条件,证实了聚变反应堆的科学现实性,正在进行聚变试验堆的国际联合的设计研制工作,期望在下世纪能建成、运行试验堆。然后还需要经过示范堆与商用堆两个阶段的展,预期可在下世纪四五十年代建成第一座商用的聚变电站,走向产业化。与裂变反应堆主要依靠核工技术与热工技术的结合而发展起来的历史不同,聚变反应堆的发展主要依赖于核工技术与电工新技术的结合,这里要把大体积、强磁场技术,大能量,脉冲电源技术,辅助加热技术与等离子体控制技术提高到新的水平。除此之外,还要探索利用聚变产生的带电粒子直接发电的可能性。聚变电站的实现也将导致一些新兴的电工产业的形成。
(二)磁流体发电
磁流体发电是将高温导电燃气与磁场相互作用而将热能直接转化成电能的新型发电方式。由于其初温可高达3000K,与已有的燃气及蒸汽发电组成联合循环,可望将燃煤电站的热电转换效率提高到50%以上,具有高效率、低污染、少用水的重大优越性。磁流体发电自60年代初原理性实验成功以来,经过30年的持续努力,已达到了最高发电功率几万千瓦,持续数百小时的水平。再经过试验电站、示范电站与商用电站几个阶段的发展,可望在21世纪二三十年代实现商业化。磁流体发电的发展过程表明,所遇到的困难比原设想的大得多,特别是用于燃煤的长时间可靠发电,这里需要大力发展电工、热工、材料、化工等多方面的新技术,在电工方面要解决电站系统、发电通道、超导磁体、功率调节与逆变等一系列关键技术问题,在现有基础上还要有长足的前进。由于我国属于燃煤为主和电力迅速发展的国家,燃煤磁流体发电的商业化具有特别重大的意义。
(三)太阳能与风力发电
太阳能与风能是最重要的可再生能源,它们是广泛存在,机会均等,自由索取,最终可依赖的初级能源。近年来,在太阳能与风力发电技术方面取得了可喜的进展,建设投资与电能成本有了大幅度下降,几十万千瓦的太阳热发电站,百万千瓦的大型风力发电场已经接入电网运行多年,千千瓦的光伏发电站已有了示范,使得越来越多的人相信太阳能与风力发电能够在21世纪整个电力生产中占有一定的份额。为此,需要继续努力提高效率,降低造价与成本,扶植相应产业的发展,以及解决并网运行的有关技术问题。
(四)磁浮列车
一部人类社会交通运输发展史,在某种意义上可以说是一部以提高运输速度为主要目标的技术开发史。20世纪下半叶铁路的电气化使常规轮轨铁路的运营时速提高到了200多公里。为了进一步提高时速,发展起来了磁浮列车,它是一种采用磁悬浮,直线电机驱动的新型无轮高速地面交通工具,具有速度高、客运量大、对环境影响小、能耗低、维护便宜、运行安全平稳,无脱轨危险,有很强的爬坡能力等一系列优点。经过几十年的持续努力,磁浮列车已达到500公里/时的时速,处于实用化试验阶段,我国的磁浮列车也于几年前投入试运营。在今后,抓紧高速磁浮列车的研究发展,从技术上实行“迎头赶上”的战略,尤显重要。磁浮列车的实现要解决磁悬浮,直线电机驱动,车辆设计与研制、轨道设施、供电系统,列车检测与控制等一系列高、新技术的关键问题,推动着电工新技术登上新的高峰。高速磁浮列车有常导与超导两种技术方案,采用超导的优点是悬浮气隙大,轨道结构简单,造价低,车身轻。随着高温超导的发展与应用,将具有更大的优越性。
(五)磁流体船舶推进
磁流体船舶推进是一种正在发展的新技术。它利用强磁场与海水中的电流相互作用产生的罗伦兹力,使海水向后喷射,依靠其反作用力推进舰船向前行驶。由于它不用螺旋浆,具有无声、高速的优点,将引起船舶推进技术的重大革命。随着超导强磁场的顺利实现,从60年代开始了认真的研究发展工作。90年代初日本的载人试验船“大和一号”胜利地进行了海上试验,显示了其实现的现实性。再经过一二十年持续的分阶段的努力,可以期望在21世纪上半叶达到实用。
(六)超导电工
实用超导线与超导磁体技术与应用的发展,以及初步产业化的实现无疑是20世纪下半叶电工新技术的重大成就。在21世纪上半叶,无论是聚变电站、磁流体发电,还是磁浮列车,磁流体推进船的商业化,均将促使超导电工继续长足地向前发展,成为一个重要的电工产业。与此同时,还可期望,随着高临界温度超导体的实用发展,超导输电与超导飞轮储能将得到实际应用,工频超导技术的发展将使超导限流器、超导变压器、超导发电机投入运行,大能量的超导储能得到了示范和推广,超导电力技术成为电力发展的重要支柱。假如那时出现了临界温度达到室温的实用超导体,整个面貌还将大大改观。
五、电子新技术
(一)塑料太阳能电池技术
随着现代世界能源的日益紧张,许多国家都在致力于研究太阳能的开发和利用技术。在一些城市的街头已经能够看见一些由太阳能电池供电的设施。经过数十年的研究开发,这些以硅为材料的太阳能电池的制造成本仍然昂贵,不易安装,光电转换效率也低,大约只有12%到15%(现在世界上最好的单晶硅光电转换效率大约是30%左右),发1度电的成本大约是22美分,远比烧煤的火力发电厂美分1度电的成本要高。
令人高兴的是下一代太阳能电池可能最终使太阳能发电具有竞争力。新型太阳能电池是把光生伏打电池嵌入塑料薄膜的表面,制成太阳能发电薄膜。这种太阳能发电薄膜廉价、转换效率高,可以有多种用途。
一些大公司开始关注新型太阳能电池技术。西门子开发的一种新技术是把一种纳米级的碳60分子同导电的聚合物熔融在一起制成塑料太阳能电池;而美国通用电气公司则是利用一种有机发光二极管作为吸光材料来制造塑料太阳能电池。采用塑料太阳能电池,实际上能够使许多材料具有发电能力。例如,塑料太阳能电池可以嵌入手提电脑的箱壁,可以随时在光照条件下对电脑充电;也可以装在电动汽车车身,为电动机供电;房屋的屋顶更可以覆盖塑料太阳能电池,以供应日常用电。
(二)家庭机械电子工厂技术
专家预言,未来的家庭机械电子工厂可能让消费者能够拥有他们所需要的更多样化的产品。未来的家庭电子工厂实际上是采用现在喷墨打印技术的装置。美国康奈尔大学、麻省理工学院、加州大学伯克莱分校的研究人员正在悄悄地开发一种工艺,利用喷墨打印技术生产机械电子产品。当然,真正制造产品的过程还需要已有的电路、开关以及其它可拆卸零部件。
比如家里的电视机遥控器坏了,就可以利用这样的家庭机械电子工厂自制一个:从互联网上下载数字化电路图,用家庭机械电子“打印”机打印出所需的电路板,打印“墨盒”里装的是聚合物及其它材料,每打印一次完成电路板的一层。正在这一领域中开展研究的专家指出,用户只需为数字化电路图及所用材料付款,而不需为产品本身付款。
家庭机械电子工厂,意即“机械电子”。然而能够应用这种装置的家庭的人口素质必定是很高因为用户必须知道到哪里去下载什么样的数字化设计图,制造有关电子产品还要有相关的零部件。这是一种令人叹为观止的DIY。这种装置的问世也表明,在电子产品制造业,设计与制造的分离是一个趋势。用家庭机械电子工厂固然可以“打印”出自己需要的产品,不过前提是这种产品的设计是现成的。当然也可以自行设计,那就必须会用专业设计软件,还要有机械电子领域的专业知识。所以未来多数家庭会利用现成的设计。
(三)超级宽带网中的微型光芯片技术
现在已经有很多家庭通过宽带连接互联网。不过这种连接在最后一段的基础设施一般是已经落伍的同轴电缆或是电话线。而光缆入户的成本很高,每户成本大约1300美元。
微型光芯片可以改变这种现状,采用微型光芯片可以大大降低光缆入户的成本,让家庭用户享受真正的超级宽带。微型光器件把光路以及通常是分离的光学元件集成在一个光芯片上,这又是一个改变电信业经济学的重大技术创新,电信业采用光芯片可以以很低的成本传输大量数据。售价高达数万甚至数十万美元的光学元器件可能因为光芯片的采用而大大缩小体积,成本下降90%以上。这一技术使得人们在家里下载一部高清晰度电影就像是今天看体育频道一样普通。
(四)无线漫游的技术
无线通信领域是一个标准混乱的世界。手机通信、无线局域网、
军用无线通信及公共安全无线网络各自在特定的频段工作,这一工作频率是相关硬件在工厂生产时就已经设定的。所以美国的CDMA手机在欧洲不能用,而欧洲的许多GSM手机也没法用。这在平时只是麻烦而已。但是在某些紧急情况如911消防队同警察居然无法通过无线通信设备联系,因为频率不同,设备不兼容。
为了解决这一问题,一些兴企业正在用软件替代相关硬件,从而能够与不同标准、不同工作频段的无线通信网络兼容。这种技术称为软件无线电。想要驾车横跨中国旅行而又希望始终保持无线上网的话,软件无线电能够利用所到之处的各种无线通信网来上网,不论这种无线通信网是过时的模拟蜂窝电话网还是最新的3G无线网,或是时髦的WiFi及Wi-Max无线局域网。
在未来软件无线电技术将使美国陆军士兵、海军水手、空军飞行员能够在激烈战斗的时候保持无线通信。软件无线电技术进入消费市场还要再过一段时间。不过5年之内,软件无线电市场将有310亿美元之巨。到时候就可以买一个能够在各种不同标准无线通信网络工作的手机,从此无线漫游再无障碍。
六、总结
电工电子技术已经在我们生活的各个领域发挥着重要的作用生活上离不开它,数字电视、手机、自动导航、自动倒车,这些在以前都是不可想象的,现在都已经变为现实了,在其他的领域也有非常重要的作用。它在很大程度上改变了我们的生活和科技,影响着我们日常身边的一切,在未来必将有着无限广阔的前景。
参考文献
[1]叶光辉.电工电子技术现状与发展.
电工电子技术导论篇4
[关键词]汽车电工电子技术课程改革教学内容教学方法
[作者简介]张文(1980-),女,天津人,天津开发区职业技术学院,讲师,硕士,主要从事控制理论与控制工程方面的教学和科研工作;贾宝会(1970-),女,天津人,天津开发区职业技术学院,副教授、工程师,硕士,主要从事计算机自动控制技术方面的教学和科研工作。(天津300457)
[基金项目]本文系2011年天津开发区职业技术学院科研基金资助项目“‘汽车电工电子技术’课程体系改革的研究与实践”的研究成果之一。(项目编号:TEDAPT11-03)
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)33-0137-02
随着我国经济的快速发展,汽车工业呈高速发展态势,产销规模逐年迅猛增长。据公安部交管局信息,截至2010年9月底,我国机动车保有量达1.99亿辆,其中汽车8500多万辆。由此可见,汽车已经走进了我们的日常生活,我们和汽车的关系也变得越来越密切。我们对于汽车的要求,也不仅仅局限于一个简单的代步工具,在节能、环保、舒适、安全等方面的要求越来越高。为此,汽车上安装的电子装置急剧增多。据统计,汽车上70%的创新来源于汽车电子,在一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经超过50个,电子产品占整车成本的50%以上。为了降低开发成本、关税成本,国际汽车电子厂商纷纷加快本土化步伐,预计到2012年,中国本土制造的汽车电子产品将占整个市场的50.1%。因此,我国在汽车及其电子产品生产等岗位需要大量的汽车电子技术人员,从事汽车及其零部件、电子电气产品的生产制造、装配、检验检测等工作。为了更好地培养企业需要的汽车电子技术人员,对高职院校汽车相关专业的主干职业基础课程“汽车电工电子技术”的要求将越来越高。根据高职教育的指导思想——“以职业岗位为课程目标,以职业标准为课程内容,以教学模块为课程结构,以最新技术为课程视野,以职业能力为课程核心”,我们必须对“汽车电工电子技术”课程进行较大力度的教学改革。将传统的学科知识体系通过设计典型项目重构,使学生能够“以企业岗位需求为目标”“以汽车为载体”“以工作项目为导向,以工作任务为引领”,学习并掌握相应理论知识及实践技能,达到职业岗位的要求。
一、教学内容的改革
从多年的教学过程中我们发现,原有“汽车电工电子技术”的课程设置与企业实际要求相差较多,不仅教材内容上不具备汽车实际应用的特点,而且实践环节和考核机制也欠缺对能力的培养。
1.根据高职教育的特点和汽车相关专业的需要,合理选取教学内容。课程组教师对“汽车电工电子技术”课程进行了较大力度的教学改革,以“必需、够用”为度,根据企业的实际需要,将课程内容进行改革和整合,使该课程对汽车类专业更具针对性,编写出一部适合高职教育特色的《汽车电工电子技术》项目式教材。该教材是参照目前高职院校相关专业教学基本要求和专业培养目标,适应新世纪对高等职业技术人才的需要,在总结近几年的教学实践基础上编写而成的。教材内容以汽车典型电路的分析测量及典型电气设备的分析检测为教学项目,能够很好地体现教学内容的针对性和实用性,满足当前汽车专业技术发展的需要。课程主要以必须掌握的电工电子知识为基础,紧密结合汽车的具体应用,强化实验实训环节,能够形成一定的对汽车电气设备的运用能力,实现汽车专业基础课程与后续专业课程的有机结合。
2.结合汽车的具体应用,“以项目为导向,以工作任务为引领”序化教学内容。课程的教学内容设计为五个工作项目,共包括近20个工作任务,以每个工作任务为引领设置课程目标。从汽车基础电路的测量到汽车电控信号的传输,所涵盖的知识和技能,由简单到复杂,由单一到综合,逐层递进,符合学生的认知和能力培养规律。坚持以基本电气元件及设备和典型电子电路在汽车上的具体应用为出发点,以工作任务为核心整合相关的理论知识,不过于强调知识的系统性,注重教学内容的针对性和实用性。每一个工作任务由五个基本模块构成:(1)任务描述:设计电工电子技术在汽车上应用的典型工作任务、描述工作任务情境。(2)任务目标:明确完成该任务应该掌握的理论知识及应达到的实践技能。(3)理论知识:将工作任务中用到的理论知识进行整合,以图文并茂的形式直观形象地对理论知识进行分析并展开实例。(4)任务实施:根据设计的工作任务,创设工作情境,组织实践教学,提高学生的动手实践能力,并培养学生团队协作精神。(5)任务测评:通过自评、互评、师评对该工作任务应掌握的理论知识和应达到的实践技能进行综合考核,激发学生学习的积极性和进取精神。
二、教学模式的改革
为改革传统的教学模式,我们实践了针对高职教育的“以能力培养为中心,以理论知识服务于能力培养为目标”的先进理念,实施并创新了“理论—实践一体化”的教学模式。该教学模式就是将专业理论教学与实践教学合二为一,创造一种较好的现场教学模式,有利于理论知识和专业技能的提高。
1.把课堂搬进实验实训室,把理论知识融汇在实验实训之中。将课堂讲授与技能训练合理结合,有些理论知识的教学可以直接安排在实验、实训室中进行。老师边讲,学生边练。这样可以帮助学生将电工电子基础知识与汽车专业知识迅速结合起来,提高学生独立分析专业问题和解决实际问题的能力。比如,在讲述汽车电路基本元器件时,教师可以通过板书或多媒体课件一边讲解元器件的结构、原理,一边讲述检测的方法,然后让学生对实物进行操作,用万用表和示波器等基本工具进行检测。这样学生在边学边动手的过程中,加深了对教学内容的理解,并逐渐熟悉了各种仪器仪表设备的使用方法。又比如在讲述串、并联电路的结构特点时,教师可以利用串并联的基本性质,带领学生分析汽车照明电路的结构和电流流向,并要求学生根据汽车全车实际电气模型,使用仪表对电路进行分析和测量,并能够判断照明电路的故障所在位置和排除故障。这样学生就可以将枯燥的电路结构分析和实际汽车电路联系起来,既学会了电路分析方法,又掌握了检测电路和故障排除的本领,激发了学习兴趣,增长了检测电路的技能。
2.定期去校外实训基地顶岗实习。我院进一步加强和企业的密切合作和交流,定期将学生送往企业一线实践锻炼,顶岗实习,将所学理论知识和实际应用很好地结合,以实际的社会需求调动学生学习的主动性和积极性。我院已与多家汽车及配件生产、销售、服务企业签订校外实训基地协议,开展校企联合办学,为该课程的实践教学提供了真实的工作环境。校外实训基地设备先进、齐全,能够满足学生了解企业生产实际、体验企业文化、适岗锻炼的需要。在教学过程中,利用校外实训基地的优势,讲解一些实车电路结构、实车电气系统认知及简单故障诊断。在某些岗位,学生可以在指导教师的指导下进行自主操作实践,将所学理论知识直接应用于生产实际,在实践中检验自己掌握知识程度,找到自己的不足和差距。
三、教学方法、手段的改革
1.注重启发式教学。传统的教学方法过于强调教师的主导地位,在一定程度上忽视了学生的参与,把学生大脑当做被动地接受知识的容器,严重地束缚了学生的想象能力和创造能力的发展,使学生走出校门难以适应社会发展的需要。为了改变这种状况,课堂教学严格按照“以项目为导向,以工作任务为引领”的指导思想,通过选用汽车典型工作项目,设计有针对性的工作任务。先以创设工作任务情境吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使学生从被动接受地位变为认识主体,成为知识的探索者,主动地参与到教学过程中,积极地学习理论知识和参与动手实践活动。
2.加强板书与多媒体技术的有机结合。研究表明,合理运用各种教学媒体,有利于调动学生多种感官对知识的感知,实现信息传递的多渠道化,从而加强学生对知识的感知度,提高学生对知识的吸收率。课件可将一些晦涩难懂、抽象枯燥、难以用语言表达、常规方法无法演示或不易演示的现象模拟出来;能将教材中只能静态描述的内容以动态的方式显现出来;能将大量的电路、图形、表格预先储存在计算机中,可以大大节约教师在黑板上画图做表的时间。但课件也存在一些局限性,尤其是对一些公式推导、解题过程、电路分析和设计过程等,不能清楚展现。因此,就需要通过板书讲解来进行补充,教师把学生难以理解的和比较重点的知识写在黑板上,既突出了教学重点和难点,又能给学生以较深刻的印象,实现传统教学与现代教学的有机结合。
3.充分利用网络资源。网络技术的发展为我们带来了丰富的信息资源,教师可以利用网络丰富教学内容,并可为学生提供相应的网址,学生可以利用课余时间查阅相关资料。随着教学时数的不断减少,课堂教学的内容及时间受到限制。校园网络教学资源建设发展已经初具规模,有关“汽车电工电子技术”课程的课程标准、授课计划、上课录像、电子教案、教学课件、电子教材及参考书、实训指导书、习题库、参考文献等教学资料已全部链接到校园网内的课程网站上,供学生学习参考。
四、考核评价体系的改革
科学有效的考核,是反映教学效果的重要手段。为了体现高职教育的特点和满足教学需要,“汽车电工电子技术”课程的考核已不能沿用传统的偏重理论的考核方式。根据“理论紧密联系实际,以实践能力、职业技能和创新能力为本”的指导思想,在课程考核时,注重多种考核方法相结合,大幅度增加实践能力、职业能力的考核内容及比重。将考核评价体系分成平时表现(占20%)、理论考核(占30%)和实践操作(占50%)三个方面。平时表现主要考查学生的课上表现和出勤情况,督促学生端正学习态度,明确学习目的。理论考核安排在学期末进行,主要考查学生对汽车电工电子技术重点知识的掌握,培养学生的知识积累意识,督促学生养成认真学习、善于总结的良好习惯。实践操作主要考查学生对每一个工作任务的完成情况,考查学生电路测量和设计、元器件和设备检测以及故障诊断排除的技术应用能力,以培养学生的操作技能和技巧。实践操作考核的时间比较分散,安排在每一个工作项目(五个工作项目各占10%)学习完后即可进行,这项考核成绩占有较高比例,减轻了学生期末考试的压力,提高学生参与实践的积极性和主动性。
五、结束语
根据高职教育的指导思想,我们对“汽车电工电子技术”课程的教学内容、教学模式、教学方法和考核评价体系的设计进行了探索,积累了一些实践经验,也取得了一些成效,今后仍需不断地进行实践和总结。
[参考文献]
电工电子技术导论篇5
关键词:课程改革;工作任务;课程项目;技术情境;教学导航
作者简介:陈丽茹(1962-),女,辽宁开原人,哈尔滨电力职业技术学院信息工程系,副教授;刘莲秋(1964-),女,辽宁盖州人,哈尔滨电力职业技术学院信息工程系,副教授。(黑龙江哈尔滨150030)
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)12-0093-02
随着我国科技和经济的迅猛发展,社会对人才的需求正在发生着深刻的变化,教育行业受到各方面的重视。在教育部和财政部实施的国家示范性院校建设政策鼓舞下,高等职业技术学院以服务为宗旨,以就业为导向,以培养高级应用型、技艺型人才为目标。这类人才主要是在不同行业、企业的工作和生产过程中负责管理、监督、检测、分析、技术服务等几项工作。因此,高等职业技术学院正进行较大规模的专业建设和课程改革,要求高职专业的学生除了具备必要的基础理论、专业技术知识外,还必须具有解决工作生产中实际问题的能力,以适应今后的工作。
“电子技术”分为模拟电子和数字电子两大部分,在教学中从职业岗位工作任务分析着手以掌握知识和技能为根本、以工作方向为培养目标、以工作过程为导向,强调把完整的工作过程及其操作要求作为课程内容。当工作过程导向课程运用项目载体设计学习情境时,这一工作过程实际上就成了完成具体项目的自始至终的步骤。通过课程分析和知识、能力、素质分析,打破传统的教学模式,构建了“以工作任务为中心、以课程项目为主体的教学方法”。在教学中掌握课程技术原理及应用方面知识体系的完整性是非常重要的,使学生在完整的工作过程中培养应对复杂技术情境的能力。在教学中以典型电子电路制作的工作任务为中心,以多模块应用为切入点,引入对学生创新能力的培养,让学生在具体应用电路的制作过程中开发创新思维,完成相应工作任务,并构建相关的理论知识,发展职业能力。
一、模拟电子技术教学导航
模拟电子技术是研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件,包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。
理论知识:基本半导体知识、放大电路、集成运算放大电路、直流稳压电源。
技能训练:常用元件的识别与测量、放大电路性能分析、集成运算放大电路基本应用。
1.模块1:半导体器件
(1)知识重点:半导体基础知识;半导体二极管外部特性;晶体三极管外部特性。(2)知识难点:半导体PN结。(3)教学方式:从半导体PN结入手,简单介绍半导体的基本结构与工作原理。结合实践教学,重点掌握半导体的外部特性。(4)技能要求:二极管与三极管的简易测试。
2.模块2:放大电路
(1)知识重点:放大电路的基本组成;放大电路的分析;多级放大电路的极间耦合;负反馈对放大电路的性能的影响。(2)知识难点:放大电路的分析;放大电路的负反馈。(3)教学方式:从基本放大电路入手,介绍放大电路的静态与动态分析、多级放大、电路反馈;结合实践教学,重点掌握放大器的外部特性。(4)技能要求:放大电路静态工作点的调整与动态参数测试。
3.模块3:集成运算放大器
(1)知识重点:集成运放的结构和特点;基本运算电路;集成运放的线性应用电路。(2)知识难点:集成运放的线性应用电路。(3)教学方式:从理论集成运放条件入手,掌握各基本运算电路和电压比较器的功能;结合实践教学,重点掌握集成运放的外部特性。(4)技能要求:电路的调整与测试。
4.模块4:直流稳压电源
(1)知识重点:整流与滤波电路;稳压电路;开关电源。(2)知识难点:开关电源。(3)教学方式:从二极管整流特性、电容器充放电入手,讲解整流、滤波电路;稳压电源重点讲授集成稳压电路和开关电源。(4)技能要求:电路的调整与测试。
二、数字电子技术教学导航
数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能。随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能,可以先将模拟信号按比例转换成数字信号,然后送到数字电路进行处理,最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。
理论知识:集成门电路与组合逻辑电路、时序逻辑电路、波形产生与整形电路、中规模集成电路应用。
技能训练:组合逻辑电路应用、时序逻辑电路应用、逻辑电路限定符号识图。
1.模块1:数字电路基础
(1)知识重点:数字脉冲信号;二进制与8421BCD码;基本函数与逻辑运算;逻辑函数的化简和变换。(2)知识难点:逻辑函数的化简和变换。(3)教学方式:从二进制与逻辑函数基本规则入手,学习逻辑运算规则、逻辑函数化简与变换。(4)技能要求:逻辑函数的化简和变换。
2.模块2:组合逻辑电路
(1)知识重点:基本逻辑符号及意义;门电路的逻辑功能和基本特性;组合逻辑电路的分析常用组合逻辑电路的逻辑功能。(2)知识难点:基本逻辑符号及意义;组合逻辑电路。(3)教学方式:从基本原理与逻辑符号读解入手,重点介绍电路的逻辑功能与外部特性。(4)技能要求:基本逻辑符号读图;门电路和组合逻辑电路。
3.模块3:触发器
(1)知识重点:各类触发器的逻辑功能;触发器限定符号及其意义。(2)知识难点:触发器之间的转换关系。(3)教学方式:借助限定符号意义读解,帮助理解各种触发器的逻辑功能与控制方式;结合实践教学,重点掌握电路的外特性。(4)技能要求:触发器的逻辑功能测试。
4.模块4:时序逻辑电路
(1)知识重点:时序逻辑电路的特点;时序逻辑电路的限定符号及其意义;寄存器;集成计数器应用。(2)知识难点:集成计数器应用;限定符号及其意义。(3)教学方式:从触发器入手,由D触发器构成寄存器;由T和T触发器分别构成同步和异步二进制计数器。借助限定符号的意义来理解时序逻辑电路的逻辑功能。结合实践教学,重点掌握电路的外特性。(4)技能要求:常用的相关集成电路的应用。
5.模块5:波形产生与整形电路
(1)知识重点:555定时器;多谐振荡器与单稳态电路;施密特触发器;石英晶体振荡器。(2)知识难点:555定时器;多谐振荡器。(3)教学方式:以555定时器为重点,介绍多谐振荡器、单稳态电路和施密特触发器的功能。重点掌握电路的外特性。石英晶体振荡器从阻抗频率特性入手。(4)技能要求:常用的相关电路的应用入手。
三、电路组装、测量与调试教学导航
电子电路组装、测量与调试在电子工程技术中占有重要的地位,任何一个电子产品都是由设计焊接组装调试形成的,焊接是保证电子产品质量和可靠性最基本环节,调试是保证电子产品正常工作的最关键环节。
理论知识:常用电子仪表、电路的装配、调试与测量知识。
技能训练:常用电子测量仪表的使用、常用电路元件与数字集成电路测量、电路的装配与调试。
1.模块1:常用电子仪器知识重点
(1)知识重点:双踪示波器;半导体管特性图示仪;毫伏表;信号发生器;集成电路测试仪。(2)知识难点:双踪示波器;半导体管特性图示仪。(3)教学方式:重点讲授电子仪器的操作和使用方法。(4)技能要求:仪器的基本操作方法;半导体特性测量。
2.模块2:电子元器件的识别与简易测量
(1)知识重点:电子无源元器件;电子有源元器件;表面安装元器件。(2)知识难点:表面安装元器件。(3)教学方式:重点讲授各种电子元器件的识别与选用方法。(4)技能要求:元器件的识别与选用方法、常用数字集成电路测试。
3.模块3:电路的装配、调试与测量
(1)知识重点:装配、焊接工艺;电路测试与测量。(2)知识难点:电路测试。(3)教学方式:介绍电路装配工艺,分析电路测试与测量基本方法,结合实训进行教学。(4)技能要求:电路装配、测试与测量。
四、电子电路仿真教学导航
电路仿真技术是近十年来在电子技术研究领域的一场革命。设计人员利用计算机及其软件的强大功能,在电路模型上进行电路的性能分析和模拟实验,从而得到准确的结果,然后再付诸生产,极大地减少了实验周期和试制成本,提高了生产效率和经济效益,受到了电子生产厂家的一致欢迎。现在,电子仿真技术已成为电子工业领域不可缺少的先进技术,因此为了确保电路设计的成功,消除代价昂贵并且存在潜在危险的设计缺陷,就必须在设计流程的每个阶段进行周密地计划与评价。电路仿真给出了一个成本低、效率高的方法,能够在进入更为昂贵费时的原型开发阶段之前,找出问题所在。
理论知识:EWB与Multisim平台基本知识,Multisim在电子仿真实验中的应用。
技能训练:模拟电路电子仿真和数字电路电子仿真。
模块:电子电路仿真。
(1)知识重点:Multisim平台的使用;Multisim在电子仿真实验中的应用。(2)知识难点:Multisim软件的使用。(3)教学方式:从电子实验实例入手,学习Multisim软件的使用,在学会使用的基础上,结合电子知识,完成电子实验的仿真。(4)技能要求:用Multisim进行电子仿真的方法。
五、综合实训项目――有源多媒体音箱的设计与制作
1.知识要求
掌握模拟电子技术和数字电子技术的综合应用思路;掌握电子产品综合设计的基本思路。
2.技能要求
能进行电子电路的综合制作调试;能有条理地撰写设计说明书;能对设计项目进行总结展示。
3.教学任务
通过有源多媒体音箱的设计、制作及测试,掌握电子产品的设计流程及注意事项,学会元器件的特性测试和电路组装、测试,熟悉电子产品组装的工艺要求及生产过程。
4.教学活动设计
(1)通过让学生利用图书馆、上网等手段查阅相关资料,在教师指导下对有源多媒体音箱进行设计,掌握电子产品的设计流程及注意事项。
(2)在校内生产线的工作岗位上,根据所设计电路选择元器件,进行元器件的性能、参数测试。规划电路板,进行元器件的布局和印制电路板的制作。完成各部分电路的焊接、组装,对已经组装的电子产品进行参数测试及调试,使其达到设计要求。
(3)要求学生撰写实践报告及产品说明书。
5.相关知识
(1)理论知识。元器件的识别、测试方法;印制电路板的制作,元器件的布局;焊接工艺、电路调试方法;产品说明书的撰写。
(2)实践知识。元器件的选择、测试;印制电路板的规划和制作;元器件的焊接、组装;电路的调试及参数测试;实践测试报告的编写。
“电子技术”课程的教学改革就是以职业为导向,以提高学生就业竞争能力为目的,以市场需求为运作平台。因此应将该课程实训的内容和电子元器件及电路的研发实验、生产流程与企业结合到一起,通过校企合作,学生以一个普通职业人的身份,真正达到工学结合的课程改革。
参考文献:
[1]教育部关于加强高职教育人才培养工作的意见[Z].教高[2000]2号.
[2]教育部关于以就业为导向深化高等职业教育改革的若干意见[Z].教高[2004]1号.
电工电子技术导论篇6
随着现代电子产品新技术的不断涌现,对中职教育的课程改革不断提出新的要求,汽车电工电子技术原有的侧重电子技术教学的教学模式渐渐地难以满足培养现代职业型、技能型人才的需要,突出表现在重理论考试轻实践锻炼导致了“学”与“用”严重脱节;而“理论教学+辅助实验”效果也不理想,不能完全同步。《汽车电工电子技术》是一门应用性很强的专业基础课,是中职汽车电子技术应用专业的一门重要入门课程,其基本理论和实践技能是为后续的如汽车电器设备构造与维修等专业基础课和专业课奠定必要的基础。
二、中职《汽车电工电子技术》课程改革目标
根据社会发展现状以及学校的实际情况,提出中职《汽车电工电子技术》课程改革以培养实际工作能力为中心的改革思路,按照够用、会用、实用和能用的改革目标确定课程的具体改革目标。够用,是指课程的知识设定,强调把《汽车电工电子技术》教材做到删繁就简、去粗存精,把实际应用少的内容略讲或不讲,突出强调让学生掌握基本知识,提升学生学习本课程的兴趣和信心。会用,增加课程中实践课时数,无论是元器件的识别,还是工具仪器的使用,以及电路故障的检查都突出增加学生的实践性,提升他们切实掌握技术能力,严格以国家劳动部门的相关职业技能鉴定标准为依据,掌握企业人才需求特点,着重培养出符合企业能用的人才。在学习《汽车电工电子技术》的基础上,还增加编写了《汽车电工电子技术实验、实训指导书》等一些校本实训教材。
三、激发学生学习《汽车电工电子技术》兴趣
教学的艺术,不在于知识的传授,而在于激励、唤醒学习者的自主学习意识。因此,汽车电工电子技术的任课教师必须科学运用多种教学方法与形式,以达到激发学生的学习兴趣,调动起中职学生主动融入课堂教学的积极性与自主性。如汽车电工电子技术教师可以利用多媒体教学形式将视频、动画与汽车电工电子技术相结合进行课堂教学,通过利用视频、动画来刺激学生大脑神经的兴奋点,这样一来,既能激发其学习的兴趣,也更有助于学生对汽车电工电子理论知识的理解与记忆。另外,汽车电工电子技术的任课教师也可以充分利用疑问导入法进行课堂教学,如汽车电工电子技术的任课教师可以通过创设一些以疑为前提的汽车电工电子技术学习任务,通过学生解疑来促进他们进行自主学习、主动讨论交流,并在交流的过程中去解决疑问,掌握新的知识。与此同时,这种交流、讨论的形式也会直接激发了学生主动学习的意识,活跃课堂的气氛,进而达到激发学生学习兴趣的目的。
四、情景式教学模式
《汽车电工电子技术》课程讲述了万用表、电子元件、汽车电工等内容。在讲授这一学科时,笔者模拟企业的生产场景,采用“专业+车间”的学习、操作环境,严格依据教学任务和日常生活和的工作实际操作要求和职业资格鉴定的考核相关标准,把相关的教学内容设置了认知、核心和技能三大模块,每个模块设置不同的课时,并制定具体的任务单,以“汽修企业的真实生产任务”作为项目载体,组织具体的课程教学内容,并将每个情境模块都按照企业的生产、作业实践进行实景呈现,实现维修过程的标准化,然后安排学生根据这份任务单来完成相应的教学任务,实现了理论教学与实践操作的同步进行,极大地提高了教学效果。
五、项目化教学模式
项目教学法是指在老师的指导下,把一个相对独立项目交由学生独立处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,这些都是学生自己负责完成,让学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中基本要求。项目教学法的最显著特征是做到以项目为主线,老师为引导,学生为主体,师生共同完成项目并共同取得进步的一种教学方法。根据项目教学法的教学特点,结合《汽车电工电子技术》课程,在具体的教学中设计出四个教学阶段进行:首先是确定项目任务,根据教学任务,结合汽车电器设备构造的教学内容,编写一些实用性较强的项目任务。其次是制订完成计划。具体来说,是由学生自己根据项目和掌握的知识自行设计完成项目的步骤和程序,并由老师认可。再次是具体的实施阶段,让学生根据之前的设计方案和工作步骤,动手完成相关的具体任务,并在辅导老师的帮助下完成具体项目任务。最后是评估总结阶段。针对之前项目实施过程中出现的问题,师生之间进行讨论,并指导学生对出现问题进行原因分析,对提出解决的方案进行反思、整理和总结。“项目教学法”可以充分挖掘学生的潜力,锻炼学生的动手能力,也与职业教育的实践能力为导向的教育理念相符,具有较好的实际推广价值。但,项目教学法也对教师的理论水平和实践能力提出更高要求,需要学科教师不断地加强专业理论学习,高效地帮助学生完成对项目的制订、实施、测评和总结工作。其次是需要处理好课程的课时分配和班级学生的分组,项目教学相对课堂教学来说,要求在一个相对封闭的环境中完成,从项目的制订到实施和总结一般在4课时作业,一般是安排5-6人为一组,一个项目的指导老师带4-5个小组为宜,不宜过多。最后是,项目教学需要一定的实习条件,对与专业课相符合的教学场地和设备要求较高,否则项目教学将难以开展。