時間:2022-03-20 07:28:33
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電子技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
【論文摘要】本文首先探討了近似計算在靜態分析中的應用問題,其次分析了納米電子技術急需解決的若干關鍵問題和交互式電子技術應用手冊,最后電子技術在時間與頻率標準中的應用進行了相關的研究。因此,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應用價值。
一、近似計算在靜態分析中的應用
在電子技術中應運中,近似計算貫穿其始終。然而,沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術中往往行不通,也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差,但這個誤差控制得好,不會對分析其它電路產生大的影響。所以關鍵在于我們如何掌握,特別是如何應用近似計算。
在工作點穩定電路中的應用要進行靜態分析,就必須求出三極管的基電壓,必須忽略三極管靜態基極電流。這樣,我們得到三極管的基射電子的相關過程及結論。
二、納米電子技術急需解決的若干關鍵問題
由于納米器件的特征尺寸處于納米量級,因此,其機理和現有的電子元件截然不同,理論方面有許多量子現象和相關問題需要解決,如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應機理等。盡管如此,納米電子學中急需解決的關鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關的納米電子技術方面,其主要表現在以下幾個方面。
(1)納米Si基量子異質結加工
要繼續把現有的硅基電子器件縮小到納米尺度,最直截了當的方法是采用外延、光刻等技術制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導體結構。其中,不同層通常是由不同勢能的半導體材料制成的,構建成納米尺度的量子勢阱,這種結構稱作“半導體異質結”。
(2)分子晶體管和導線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導線,但把這些元件組裝成一個可以運轉的邏輯結構仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管,PurdueUniversity等研究機構在這個方向上取得了可喜的進展,但該技術何時能夠走出實驗室進入實用,仍無法斷言。
(3)超高密度量子效應存儲器
超高密度存儲量子效應的電子“芯片”是未來納米計算機的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒有可動機械部件的計算機信息系統提供海量存儲手段。但是,有了制造納米電子邏輯器件的能力后,如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學研究者提出了新的挑戰。
(4)納米計算機的“互連問題”
一臺由數萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機注定需要巧妙的結構及合理整體布局,而整體結構問題中首當其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說,就是計算結構中信息的輸入、輸出問題。納米計算機要把海量信息存儲在一個很小的空間內,并極快地使用和產生信息,需要有特殊的結構來控制和協調計算機的諸多元件,而納米計算元件之間、計算元件與外部環境之間需要有大量的連接。就現有傳統計算機設計的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”,這樣就有一些幾何學上的考慮和限制,連接的數量不可能無限制地增加。因此,納米計算機導線間的量子隧穿效應和導線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。
(5)納米/分子電子器件制備、操縱、設計、性能分析模擬環境
當前,分子力學、量子力學、多尺度計算、計算機并行技術、計算機圖形學已取得快速發展,利用這些技術建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設計與性能分析的模擬虛擬環境,并使納米技術研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現有計算機的速度、分子力學與量子力學算法的效率等問題,目前建立這種迅速、敏感、精細的量子模擬虛擬環境還存在巨大困難。
三、交互式電子技術手冊
交互式電子技術手冊經歷了5個發展階段,根據美國國防部的定義:加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術手冊、線性結構電子技術手冊、基于數據庫的電子技術手冊和集成電子技術手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術手冊并不存在,大多數電子技術手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是,各類電子技術手冊雖然代表不同的發展階段,但是各有優點,較低級別的電子技術手冊目前仍然有著各自的應用價值。由于類以上的電子技術手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優點。
簡單的說,電子技術手冊就是技術手冊的數字化。為了獲取信息的方便,數字化后的數據需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術手冊的發展就是圍繞這一過程來進行的。
四、電子技術在時間與頻率標準中的應用
時間和頻率是描述同一周期現象的兩個參數,可由時間標準導出頻率標準,兩者可共用的一個基準。
1952年國際天文協會定義的時間標準是基于地球自轉周期和公轉周期而建立的,分別稱為世界時(UT)和歷書時(ET)。這種基于天文方面的宏觀計時標準,設備龐大,操作麻煩,精度僅達10-9。隨著電子技術與微波光譜學的發展,產生了量子電子學、激光等新技術,由此出現了一種新穎的頻率標準——量子頻率標準。這種頻率標準是利用原子能級躍遷時所輻射的電磁波頻率作為頻率標準。目前世界各國相繼作成各種量子頻率標準,如(133Cs)頻標、銣原子頻標、氫原子作成的氫脈澤頻標、甲烷飽和以及吸收氦氖激光頻標等等。這樣做后,將過去基于宏觀的天體運動的計時標準,改變成微觀的原子本身結構運動的時間基準。這一方面使設備大為簡化,體積、重量大減小;另一方面使頻率標準的穩定度大為提高(可達10-12—10-14量級,即30萬年——300萬年差1秒)。1967年第13屆國際計量大會正式通過決議,規定:“一秒等于133Cs原子基態兩超精細能級躍遷的9192631770個周期所持續的時間”。該時間基準,發展了高精度的測頻技術,大大有助于宇宙航行和空間探索,加速了現代微波技術和雷達、激光技術等的發展。而激光技術和電子技術的發展又為長度計量提供了新的測試手段。
總之,在探討了近似計算在靜態分析中的應用問題、納米電子技術急需解決的若干關鍵問題和交互式電子技術應用手冊后,廣大科技工作者對電子技術在時間與頻率標準中的應用知識的初步了解和認識。在當代高科技產業日漸繁榮,尖端信息普遍進入我們生活之中的同時,國家經濟建設和和諧社會的構建離不開我們科技工作者對新理論的學習和新技術的應用,因此說,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應用價值是不足為虛的。
【參考文獻】
[1]張凡,殷承良《現代汽車電子技術及其在儀表中的應用[J]客車技術與研究》,2006(01)。
[2]李建《汽車電子技術的應用狀況與發展趨勢》[J],《汽車運用》,2006(09)。
[3]陶琦《國際汽車電子技術縱覽》[J],《電子設計應用》,2005(05)。
[4]劉艷梅《電子技術在現代汽車上的發展與應用》[J],《中國科技信息》,2006(01)。
[5]魏萬云《淺談當代電子技術的發展》[J],《中國科技信息》,2005(19)。
(一)符合電子技術課程教學的特點
中職電子技術的教學理論性較強,波形變化分析復雜,課程教學較為枯燥,一些理解能力較差或者基礎較差的學生,可能會無法跟上電子技術課程教學的節奏。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用,能夠使學生在一個仿真的情境下,進行電子電路的實驗和操作,這種模式能夠為中職學生帶來更多的電子技術學習體驗,將學生的實踐操作和理論知識的學習相結合,借助實踐活動,不斷豐富學生的理論知識體系,借助理論知識的學習,不斷提升中職學生的實踐操作能力。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用,符合中職電子技術教學的特點,是時展和進步的必然要求。
(二)創新中職電子技術教學的模式
電子技術教學中應用仿真虛擬仿真技術,可以使學生將所學習的Windowsxp內容和仿真軟件結合起來。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用,能夠改善傳統的教學方式中單一的教學氛圍,更加關注學生的實踐體驗,在實踐中,使學生獲得更多的知識,并使中職學生能夠通過實踐活動,形成一定的思維想法和創新意識,真正展現中職電子技術教學的價值和電子技術教學的意義。
(三)提升學生的電子技術綜合能力
很多中職院校中的學生,普遍具有文化基礎較差、學習積極性較差等方面的問題,中職學生的動手能力和實踐能力較強,但是他們的學習熱情較差,不愿意積極、主動參與到教學活動當中,無法感受中職電子技術學習的樂趣和電子技術的魅力之處。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用,能夠有效改善這一問題,通過有趣的情景創建,快速吸引中職學生的注意力,激發學生的學習興趣和參與實踐活動的熱情,并使中職學生在參與實踐活動的過程中,形成一定的電子技術實踐操作能力和電子技術思維想法,改善傳統電子技術教學中的缺點,更加關注學生思維的發展,為中職學生未來的工作和發展奠定良好的基礎。
二、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中應用的具體策略
虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用,可以通過將虛擬引進課堂,激發中職學生的學習興趣、創設仿真電子技術教學實驗,增強學生的實踐操作能力與開展虛擬項目合作實驗,提升中職學生的綜合素養等方式來開展教學活動。
(一)將虛擬引進課堂,激發中職學生的學習興趣
在傳統的中職電子技術教學過程中,教師較為注重對學生理論知識的傳授,而忽視了實踐技能指導對中職學生電子技術操作能力提升的重要影響。單純的電子技術理論知識講解,多數是一些原理和公式推導,在這種教學模式下,中職學生可能會產生一定的厭學情緒,無法將注意力完全集中在電子技術學習活動當中。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用,能夠改善傳統的教學方式中單一的教學氛圍,更加關注學生的實踐體驗,在實踐中,使學生獲得更多的知識,并使中職學生能夠通過實踐活動,形成一定的思維想法和創新意識。虛擬仿真技術能夠使學生在一個仿真的情境下,進行電子電路的實驗和操作,這種模式能夠為中職學生帶來更多的電子技術學習體驗,使學生將實踐操作和理論知識的學習結合起來,借助實踐活動,不斷豐富學生的理論知識體系;借助理論知識的學習,不斷提升中職學生的實踐操作能力。中職電子技術理論知識教學需要結合實際展示才能夠加深學生對電子技術理論知識的深入理解,從而為接下來的課堂教學活動和實踐教學活動奠定良好的基礎。但是,如果一味通過實驗操作展現,不僅浪費時間,同時也很浪費材料。虛擬仿真技術能夠完美地解決這一問題,通過將虛擬仿真技術引入到中職電子技術教學中,通過多媒體等信息技術軟件,進行仿真模擬實驗,借助多媒體等信息技術軟件,將抽象化的內容變得更加直觀,使學生對抽象化的理論知識一目了然,深化學生對中職電子技術知識的理解與掌握。
(二)創設仿真電子技術教學實驗,增強學生的實踐操作能力
正所謂“實踐是檢驗真理的唯一標準”,在中職電子技術教學中,教師可以借助虛擬仿真技術,引導學生在模擬的場景中,進行電子電路的實驗和操作,這種模式能夠為中職學生帶來更多的電子技術學習體驗,在電子技術的實驗過程當中,提升學生的實踐操作能力。在中職電子技術教學實驗中,教師可以結合學生的性格特點和中職電子技術教學的特點進行教學實驗活動的創新,將虛擬仿真技術融入中職電子技術的教學活動當中。例如,在指導學生對《彩色電視機原理與維修》這一項內容的學習過程中,教師可以首先借助多媒體等信息技術軟件,為學生展現70年代至今,電視機逐步發展的過程,為學生介紹全球彩電市場的特點。彩色電視機與學生的實際生活密切相關,是學生所熟悉的事物。在課堂教學中,教師可以結合實際生活,提問學生“家中所使用的是什么樣的電視機”等問題,構建互動型的中職電子技術教學模式。在此基礎上,教師可以通過多媒體等信息技術軟件,為學生展現一個立體化的電視機模型,借助模型引導學生認識彩色電視機的整體結構以及具體的元器件。在教學指導完成之后,可以組織學生自行實驗,借助虛擬仿真技術進行完整電視機零件和部件的整合。
(三)開展虛擬項目合作實驗,提升中職學生的綜合素養
一些仿真軟件(例如加拿大IIT公司所開發的Multisim軟件)能夠為中職學生創建一個類似于真實的電子電路實驗工作平臺,學生可以在這個仿真的電子電路實驗工作平臺中,進行各種各樣的電子電路實驗。這些軟件當前被應用于國內外的各大高等院校當中,并取得了較為理想的實踐應用效果。電子技術教學中,教師不僅僅要指導學生學習電子技術,掌握電子技術,更加需要通過一定的電子技術教學活動,提升中職學生的綜合能力和綜合素養。在電子技術教學活動當中,教師可以借助一些虛擬的電子技術合作實驗項目,引導學生通過電子技術實踐活動,增進彼此之間的感情,形成良好的電子技術操作能力和合作意識。例如,在指導學生對《組合邏輯電路的分析與設計》相關內容的學習中,教師可以在完成教學指導的基礎上,組織學生通過小組合作的方式,集中學習組合邏輯電路的分析方法。在共同合作和分析的過程中,增進彼此之間的感情,提升學生的綜合能力和綜合素養。
三、結語
1提煉基礎,注重應用
“職業技術教育向高層次延伸”是時代的呼喚,在培養模式上,應提倡“寬基礎”,這樣才能具備較廣泛的社會適應性。但是,隨著科技的進步和發展,電子方面的新知識、新技術層出不窮,因此,在課程教學體系中,一定要提煉基礎性內容,并注重向應用性內容延伸。前期的基礎課不僅是為專業教學和專業課程服務,其意義還在于,基礎知識要與學生的潛能和悟性相結合,將其內化為學生的科學和文化素質,憑借它去開辟新的領域,適應新的職業情境。
2貼近就業市場,重視資格認證
將職業資格認證引入課程中是社會發展的需要,“21世紀是職業證書的時代”早已是不爭的事實。職業資格證書也是社會對人的基本要求,將學歷教育與職業資格認證相結合,使學生在取得學歷證書的同時獲得相應的資格證書,這是提高學生就業競爭力,提升學生自我價值的重要途徑。因此,在電子專業教學的課程設置、教學內容和教學進度安排方面,要為學生獲得資格認證提供更大的便利。在“雙證書”制度下,電子專業要求學生在畢業時,除了要通過學校開設的各門課程外,還需獲得至少兩三項電子專業相關的職業上崗證或職業資格認證,比如電工上崗證、家用電子產品維修工、電子設備裝接工和維修電工等證書。此外,電子專業還應積極配合學校建立相關的職業資格鑒定站,引入職業資格鑒定,鼓勵學生擁有一技之長,為就業做好充分的準備。
二改革傳統的教學模式
隨著電子技術的迅速發展,課程內容更新快,課程內容的綜合性、實踐性很強,加大了學生學習的難度。近年來,學生的基礎差距比較大,教學形式單一,不能很好地培養學生的實踐能力和創新思維。這樣做,不但難以保證教學效果,而且還難以適應社會和電子技術的發展。針對這些問題,電子專業應從以下2方面入手實行改革。
1精講多練
針對電子技術實踐性、綜合性、應用性很強的特點,采取精講多練的教學方式,即在課堂上講授重、難點和關鍵知識,借助教學軟件的實際操作與自主學習相結合,注重模仿練習和實際操作能力的培養。在“以教師為主導,以學生為主體”的傳統教學模式的基礎上,改為以“教師、學生、媒體、教學內容”為教學4要素的項目教學模式,建立集課件、作業、答疑、討論和考試為一體的教學資源平臺。這樣做,不僅方便學生自主學習,還有利于學生個性的發展,有利于培養學生的學習能力和創造能力。
2現場案例教學
針對電子技術的廣泛性和多樣性,教師在實際的教學過程中,可以根據真實的電子產品開發項目或檢修項目,有步驟地將相關內容呈現給學生,并與學生共同完成電子產品的設計、制作和調試。同時,鑒于信息時代的先進性,也可以利用學校內外的網絡,將相關的教學案例拍攝制作成微課視頻,并將與教學案例有關的教學資源分享在網絡上,使學生即學即用,開闊學生視野,進而激發學生的學習興趣。
三強力推進教學方法改革
在教學過程中,應采用多種教學方法。在中等職業技術教育中,探究型教學方法更能體現職業教育的特點,更適合培養高素質的應用型人才。探究型教學包括啟發式、問題討論式、理論與實踐相結合等多種以啟發、引導為主的教學方法。在專業基礎理論教學中,注重概念的理解和基本思維能力的訓練,采用理論啟發和問題式的方法教學。在電子專業的基礎模塊系列課程中,有很多概念、名詞和規則,對學生而言,這具有很大的難度,很易產生枯燥甚至畏難的情緒。因此,在教學設計過程中,教師可以提前將各種問題交給學生,在講課中對問題引而不發,激發學生對新知識的求知欲望,而學生則要主動去探索、研究、討論和回答,加強師生間的交流,使學生真正理解和掌握所講授的理論知識,起到良好的教學效果。在專業實訓教學中,要注重培養學生的應用能力,采用實訓作業、綜合練習、課程設計、面向應用和開發實際產品的畢業設計,使學生在“調查—分析—綜合”和“實踐—理論—實踐”的過程中逐步深入,進而加深對理論知識的掌握,提升其應用能力。電子專業是實踐性、應用性很強的專業,開設職業拓展模塊的任選課程后,能夠讓學生從被動變為主動,進而使實訓內容不斷更新和發展,培養的學生也不再是“千人一面”,個性將會得到較好的發揮。此外,對于不同的課程門類,要將綜合作業與課程設計相結合,通過靈活多樣的綜合設計和多環節的綜合實踐培養學生獨立思考和分析問題、解決問題的能力,讓學生了解技術進步與發展動向,從而培養學生的創新能力。
四加強教材建設
以培養適應生產、建設、管理、服務需要的中等技術應用型人才為目標,編寫一批反映教學改革成果,突出中職教育特色,適應中職學校需要的電子專業核心課程教材。教材內容要體現中職教育的特色,理論以必需、夠用為度,突出應用性,使理論聯系實際。在目前無合適教材的情況下,應鼓勵教師根據學校的實際教學情況,自編校本項目教材、項目實訓指導書和相關的項目指導視頻,逐步形成基礎公共課教材、專業核心項目教材和實習實訓指導材料三大系列。從目前所使用的校本教材(教學資料)的反饋情況看,這些教材能把握學生的特點,激發學生的學習興趣,提高其學習效率。
五結束語
1.1利于工業生產的更新換代
電力電子技術的應用能夠讓我國的民用電力設備效果得到大幅度的提升,讓我國人民的用電質量感受到明顯的變化。如今是一個科技化的時代,所以針對一些用電量較大的工業企業來說,電力電子技術的應用將會有助于其改造傳統工業的生產工藝,讓企業能夠將工作效率得到進一步的提升,并且穩步的邁向機電一體化的隊伍當中。
1.2智能化發展
我國的電力電子技術已經進入到了一個相對成熟的階段,而國家的相關科研單位也開始著手在其中加入更為高端的科技手段。這種做法不僅有利于電力系統的向前發展,同時還會增加電力電子技術的使用范圍,讓其更加的智能化與人性化。
1.3電力電子技術的高頻化
伴隨著電力電子技術的廣泛使用,為了讓其能夠更好的為我國的電力系統服務,已經開始逐漸的對傳統技術手段進行了突破,將運行系統不斷的高頻化。這樣不但節約了企業的設備占地面積,同時還從很大程度上提升了電力系統的運行效率。
2電力電子技術在電網中的應用現狀
2.1在發電系統中的應用
發電系統是整個國家電網中的重中之重,那么電力電子技術在這個系統中的應用也將起到至關重要的作用。其主要的功能為改善發電設備的運用效率以及調節運行系統中的功能效率等,其中包括發電機勵磁的控制、恒頻、以及水泵的調速等等。電力電子技術主要應用的是晶閘管在勵磁中的價格、性能、結構等優勢,從而保證其能夠更完美的應用與電力系統當中。除此之外,在風力以及水力發電機的操控當中,電力電子技術主要依靠的是變頻電源來掌控轉子勵磁電流的轉換頻率,以保證電力能源能夠發揮出最大的有效使用功效。在我國的各大企業中,能夠制造高壓力變頻器的實屬鳳毛麟角,所以電力電子技術將有效的填補這一部分的空白。
2.2在輸電系統中的應用
電力電子技術在我國電網的輸電系統中主要應用的是柔流輸電技術,這種技術能夠將電力系統中的電壓、功率、相位角進行有效的控制與調節。在電力能源進行輸送的過程當中,難免會出現不同程度上的消耗,而這種技術的應用將從很大程度上將其輸電能力的穩定性進行改善。針對我國電網目前的情況來看,如果采取遠距離高壓直流輸電的話將會相比交流輸電降低很大一部分的損耗,因為直流輸電將避免電抗壓降的問題,并且還會降低電纜網線等設備的投入資金,這樣不僅能夠解決穩定性差的問題,同時還會緩解企業的經濟壓力。
2.3在配電系統中的應用
在配電系統中最為重要的就是提高電力能源的質量和供電系統的穩定性。而這兩項是否能夠過關將取決與電壓、不對稱度以及頻率等相關因素的質量能不能達到標準。而電力電子技術在國外的一些大企業當中也取得了比較成功的成績,并且也為企業帶去了相當可觀的經濟收益。電力電子技術可簡稱為DFACTS技術,在配電系統的應用中可以被理解為是一種控制單利能源質量的新型技術。與此同時,由于DFACTS設備同FACTS設備的功能與使用方法大致相同,所以DFACTS的設備也可以被理解為是FACTS的濃縮版本。
2.4在節能環節中的應用
節約電能大致包括兩個方面:電動機的節電潛力和電動機的調速節電技術,這兩中節能方法有效的相結合才能夠形成一個比較完善的節能體系。就我國目前的形式來看,交流調速技術已經被廣泛的應用到了礦山以及煉金等重金屬行業中,而在國外較發達的國家中,在水泵以及風機等設備的運行中也都相繼的應用了交流調速技術。
3結語
(1)全控化。隨著電子信息技術的高速發展,電力電子器件也獲得了很大的完善,其功能越來越強大,不同類型的自關斷功率器件逐漸取代了傳統的半控型器件。全新的大容量電力自關斷功率器件具有全控化的作用,電路更加簡單。(2)集成化。從分立形式的角度來看,原有電子器件同集成化器件具有很大的差異,單元器能夠對大量的全控型器件進行整合,使之于基片中形成整體。(3)高頻化。在電子器件集成化程度逐漸提高的過程中,高頻化發展方向使工作效率大大提升,能夠在短時間內快速完成相應的處理工作,GTR、IGBT及功率MOSFET對應的工作頻率分別為10、幾十和百千赫茲。(4)高效率化。大容量電力電子應用系統中的變換技術、器件是高效率化特征的主要表現,因為逐漸變小的器件導通壓降,導致產生的導通損耗也明顯降低,再加上器件控制元件的切斷和連接速度較快,使得開關器件的消耗大大變小。在正常工作過程中,充分發揮了變換器軟開關技術的優勢,電力電子器件的工作效率大大提升。(5)變換器小型化。變換器規模及體積逐漸變小也是大容量電力電子技術的關鍵特點之一,控制元件及濾波電路由于器件工作頻率的不斷提高,電路也逐漸向著微小化、集成化的方向發展,致使其占有的空間變小,主電路體積越來越小型化。變換器因為現代先進技術別的應用和其他集成化器件的應用,體積也更小。
2電力電子技術的應用
2.1電氣節能介紹
有源濾波、電能質量及變頻調速等內容都屬于電氣節能的范疇,其中電機節能最為重要,主要是采用變頻調整方式,改善風機、泵類電機系統,而電氣節能方面中的變頻調速系統的電力來源主要是變頻器,在社會經濟發展和科學技術不斷進步的過程中,變頻調速方面的相關技術獲得了很大的完善,具有非常廣闊的應用,相關設備的更新頻率大大降低。如果我們使用變頻技術,使電機根據我們需要的速度進行運行,對原有的系統進么智能改造和控制,僅電機這一項消費我國一天就可以節約大約30%的電能,工業領域的節能效果更大。由此可見,這是我們不容忽視的一個重要作用,關系到了國民經濟高效的發展。
2.2風力、太陽能等新能源發電
目前世界范圍內應用頻率較高的可在利用新型能源主要包括:生物質能、太陽能、風能及地熱能等,但這些新型能源的利用都必須要借助大容量電力電子系統來實現。電力電子技術在利用新能源進行電力生產的過程中,具有較大的供應不確定性,必須要根據天氣的變化進行調整,必須要滿足電網電力、并網發電方面較高的要求,可以保障供應電能的質量,不存在較大的功率變化情況。由于我國的科學技術發展水平較低,依靠引進國外網格轉換器的方式來進行電力生產,需要進行進一步的研究和探索,從根本上提高設備的穩定程度,優化設備性能,并應用統一、規范、系統的標準對應用設備進行管理和控制。
2.3電力牽引
隨著交通流量的增大,交通事業的進步成為各個國家關注的重點,應用電力牽引方式,對電動汽車、地鐵、高速鐵路及輕軌等交通設施進行改造成為主流化趨勢。例如:高鐵的機頭。目前,高鐵已覆蓋了我國的等多數地區,已經將利用電力牽引的汽車在一些地區進行應用測試。這些混合性電力動力汽車所需的變換器的來源是國外技術發達的國家,我國要加大對電力牽引方面的研發力度,如:開發集成技術和冷卻技術來提高電力電子變換器的效率和功率密度;
2.4智能電網
智能電網是一個新概念,一般認為電力電子技術為智能電網的實施提供了堅實的技術保障,能夠提供更大的動力,還涉及到電網控制技術、傳感技術等多種先進的技術。其中,傳感技術、儲能技術、輸電技術及控制技術等都涵蓋于電力電子技術的范圍內,能夠使電網發電形式轉變為新型能源開發,大大提高電網的工作效率,變得更加安全可靠。我國電力體制改革和建設工作實施過程中,對特高壓輸電內容的研究充分運用了智能電網技術,并在一些城市建造成功,能夠對高達800kv的電壓進行輸送。根據我國對電網建設方面的設計規劃工作,預期在2020年投資將近一億元人民幣進行特高壓輸電建設;并2030年真正建成具有自愈能力的智能電網。
3主要關鍵技術
(1)硬件和電力半導體器件的發展分析。系統的性能和可靠性往往由設備的好壞決定,而大容量電力電子應用系統對高功率半導體器件要求更高。目前,寬帶隙的新型半導體的開發,如碳化硅材料,被人們越來發揮重視,還有對氮化鎵(GaN)設備的發展也引起了人們的關注。(2)拓撲的研究。在對多電平變換器拓撲關系及結構方面的探索處于低級階段,預測在未來的發展過程中會向著混合式結構形式的方向發展。(3)應用PWM控制方法。大容量多電平轉換電路是脈沖寬度調制的主要應用領域,但由于拓撲結果形式及特征各不相同,必須要滿足相應的功能要求。
4存在的關鍵問題分析
(1)半導體開關器件的特性沒有完全足夠掌握。(2)主電路的設計未能與實際緊密結合,協調配合有所欠缺。(3)對不清楚的裝置、設備的電磁瞬態過程進行描述。(4)缺乏對設備的失效作用分析。目前仍需要處理的任務為:(1)提高設備模型的適應能力。(2)定義對可靠運行區域。(3)理解不同時間尺度過程。(4)能源控制問題。
5總結
1.課前準備
傳統教學中,課前教師和學生準備的內容很少,尤其是學生,只能根據教材進行知識預習,單調乏味的知識讓學生產生厭學情緒,學習效果可想而知。然而,項目教學法將理論知識與實踐操作相結合,課前需要教師對教材進行適當的處理,根據學校實習條件和學生實際情況,準備器材、項目任務書、網絡學習平臺等學習資源,提出課堂預置問題,讓學生帶著問題在資源庫中尋找答案,讓學生樂學。
2.課堂實施
學生和教師做好相應的準備工作后,開始項目的實施環節。
(1)創設情境,激發學習興趣。創設有價值的情境有利于調動學生的學習積極性。首先,在電工電子實訓室,每組學生發一塊MF—47型萬用表,學生在教師的指導下根據課前所學進行電壓、電流的簡單測量,對萬用表形成整體的感性認識。然后,創設學生在教師的指導下拆卸萬用表,觀察表的內部結構,讓學生利用仿真軟件、教學視頻等多元化教學資源小組協作完成學習任務的理實一體化教學情境,讓學生在做中學、學中做,對表的組成元件和電路結構從感官認識到原理的深入理解,激發學生濃厚的學習興趣。
(2)任務驅動,培養實踐能力。學生確定各自在小組中的分工后,以小組成員合作的形式實施任務。首先,學生根據項目任務書和課前搜集到的資料,制訂學習計劃。該階段是學生分組自主協作學習。在此過程中,教師應關注各小組實施情況,并加以指導。然后,學生根據計劃進行萬用表組裝與調試。教師要和學生一起參與到項目中,和學生交流、探討,言傳身教。同時要為學生提供多種學習資源,積極搭建學生小組討論交流的學習平臺,讓學生先思考后交流,協商解決各種難題,共享學習資源,培養實踐能力。
(3)匯報點評,增強學習信心。學生完成作品后,首先由小組內部自我評價和組內成員相互評價。然后各小組組長進行成果的匯報展示,小組間進行互評,再由教師進行檢查評價。師生共同討論解決項目工作中出現的問題及解決思路,以學生完成項目的情況綜合評價學生的學習效果,摒棄傳統的一考定成敗的評價方式。在這一過程中,應以學生為中心,但也不可忽略教師的指導、監控作用。
二、項目教學法實施效果
以往,學生對電工電子技術課程感到枯燥乏味,即使較好地掌握了理論知識,也不會動手實踐。在應用項目教學法進行教學后,此種情況大為改善,學生能正確理解課程的學習方向。通過任務驅動理實一體化教學,實踐中融入知識點,提高了學生對知識的理解和應用能力,激發了學生學習的積極性和主動性。在教學中引入維修服務單、維修工作票等企業元素,綜合運用仿真軟件、考試系統等信息資源,使教學內容的呈現更加形象豐富,解決了評價不及時、反饋難統計等問題。項目教學法很好地培養了學生分析、解決問題的思維方法,提高了學生的實踐動手、分析應變、交流合作和解決實際問題的綜合能力。
三、小結
從70年代開始,在自關斷器件發展中就是的電力電子技術進入到了逆變時代,在這一時期由于能源危機就讓交流電機變頻調速因節能效果明顯而有了很大程度上的發展,雖然已經實現了逆變以及整流,但在工作的頻率方面還不高。到了80年代,集成電路技術開始從大規模和超大規模的方向得到了迅猛發展,一些以MOSFET和IGBT作為代表的大電流以及高頻和高壓功率的半導體復合器出現以來,電力電子技術在這一階段已經進入到了發展的重要時期,多樣化的新型器件都已經應用在了電路技術當中,同時向著復合化和模塊化的方向進行發展,在性能上更加的完善可靠,為用電的設備高效節能等提供了重要基礎。
2電力電子技術在現階段的實際應用探究
2.1電力電子技術在交通運輸中的實際應用
新時期電力電子技術得到了迅速發展過程中,已經在諸多的領域有了應用,其中在電氣化的鐵道交通當中就對電力電子技術有了廣泛應用,在電氣機車當中的直流機車就是對整流裝置進行的應用,而交流機車方面就是對變頻裝置進行的應用。另外,在磁懸浮列車當中的電力電子技術的應用比較關鍵,有著諸多的地方需要電力電子技術的支持才能夠使得磁懸浮列車得以順利的運行,不僅在牽引電機傳動方面,在各種的輔助電源方面也需要這一技術的支持。而在電動汽車的電機方面也是需要電子裝置對電力進行轉換才能夠起到控制驅動的作用。在船舶以及飛機等對電源的使用也有著很大的不同,所以在對電力電子技術的應用上也比較的關鍵。
2.2電力電子技術在家用電器中的實際應用
新時期電力電子技術在人們日常生活中的家用電器方面的應用也比較的廣泛,這對人們的生活提供了很大的方便,其中洗衣機是生活中常用的家用電器,在電力電子技術的應用下能夠代替人工工作,只需要將衣服放進洗衣機按下按鈕,就能夠通過電力電子技術的功能支持完成整整個洗衣的過程。還有就是在廚房洗碗機家用電器的電力電子技術的應用上和洗衣機的原理類似,在空調器的電力電子技術的應用上能夠起到節能作用,實踐證明能夠節約30%的電能,而電頻熒光燈在工作效率上要比普通的能的效率高很多。
2.3電力節能中的電力電子技術的實際應用
在我國的經濟得到迅速發展的過程中,也在能源的消耗上付出了很大的代價,尤其是在電力能源的消耗上比較嚴重。當前的工業和電力的結合已經成了發展的必需條件,所以在電力能源的消耗上逐漸的增加,主要就是由于電力能源而對穩定以及利用率高等諸多優點。從我國整體的工業發展情況來看,在工業的用電方面還存在著一些不合理的情況,尤其是在用電的效率上得不到有效提高,從而造成了嚴重浪費的現象,在當前的可持續發展理念深化背景下節約電力能源是可持續發展理念實踐的一個內容,通過對電力電子技術的實際應用能夠有效的將電源的消耗程度有效的降低,在電力電子技術的作用下,能夠對電力設備得到性能上的優化以及節約原材料的使用,這樣就能夠最大化的對電力能源進行節約。
2.4電力電子技術在發電環節中的實際應用
隨著我國對新能源的開發利用,例如風力發電以及水力發電等,這其中就涉及到發電機的電流頻率的變換,水力發電功率要取決于水頭壓力以及流量,而這對機組的最佳轉速變化也會產生影響,為能夠將最大的有效功率得以實現,就需要通過調整轉子勵磁電流頻率促進機組的變速運行。另外在大型的發電機相對靜止勵磁控制方面正是采用的晶閘管整流自并勵的方式,省去了勵磁機中間的慣性環節。
3結語
一、準確定位應用電子技術專業的培養目標
一個專業如果培養目標不明確,培養方向不準確,將無法科學地制定本專業的培養模式和課程體系,也無法高效地進行專業課程改革和教學管理。確定專業培養目標首先要進行充分的市場調研,確定本專業的就業崗位和典型工作任務,根據典型工作任務對知識、能力和素質的要求,確定人才培養目標和培養模式。蘇州工業職業技術學院應用電子技術專業在蘇州市電子信息行業協會的指導下,通過走訪企業、召開專業指導委員會等形式,對蘇州市電子類人才的需求進行調研,確定了本專業的主要工作任務是電子產品組裝調試維修、PCB板的焊接與維修、電子產品輔助設計、電子產品品質保證和電子產品銷售采購技術支持,職業核心能力是電子產品組裝調試維修能力、PCB板的焊接與維修能力、電子產品輔助設計能力、電子產品品質保證能力和電子產品營銷技術支持能力。通過崗位任務的分析,制訂了本專業的人才培養目標是:培養具備扎實的科學文化基礎知識,具備良好的職業素質、團隊精神和創新意識,掌握電子產品檢測技術、電子電路設計技術、單片機應用技術,具有電子產品生產過程管理、電子產品銷售與采購及設備維護能力的高素質技能型人才,使其可勝任電子生產企業中電子產品設計、生產、維修、管理、銷售、采購、技術服務等崗位要求。形成“行會協同指導,校企共同育人”的工學結合人才培養模式。[1]
二、實施教師“三化”工程,打造高素質“雙師”教學團隊
發展高等職業教育的重中之重是教師隊伍建設。要以師德建設為引領,將提升教師素質、優化雙師結構、聘任企業專家作為師資隊伍建設的重點。在不斷提高專任教師教學能力的同時,提升教師的工程實踐能力,拓展國際化視野,讓骨干教師參加企業新技術新工藝培訓,參與專業建設,承擔課程改革建設,指導畢業設計、學生競賽、技術培訓,主持教科研課題。要定期安排骨干教師出國培訓。“要給學生一碗水,教師自己要有一桶水”,這一桶水必須是活水,流動的水,是知識不斷更新的水。本專業通過提升教師學歷,教師到企業做訪問工程師,與企業技術人員共同進行產品開發和科技攻關,共同申報科研課題,為企業開發產品、解決技術難題等,使教師的工程實踐能力有了一個質的變化。
三、搞好課程改革,推進素質教育
通過市場調研和職業崗位能力需求分析,確定應用電子技術專業畢業生的主要就業崗位和次崗及遷移崗位。[2]按照項目化課程教學理念,以學生崗位能力和職業素質培養為目標,在教學內容、教學方法、評價方法等方面進行改革,與職業崗位能力要求相對接,加強校企合作,與企業共同編寫具有職業特色的項目化教材。多課程重新整合,實施課證融合。將考證內容穿插在實踐教學中,實施理實一體化,既節約了考證時間,又提高了學生學習的效率,進一步完善了“能力核心、項目構架”的課程體系。如將“模擬電路技術”、“數字電路技術”與“電子元器件檢驗”相結合;“電子測量技術”課程的教學與“音視頻設備檢驗員”、“無線電調試中級工”相結合。為了全面評價學生,摒棄一卷制的考核方法,構建多元評價機制,采取項目實施過程考核和課程終結性考核相結合,自評、互評、師評相結合的評價方式。根據課程的培養目標,制定評價標準,使課程尤其是基本技能訓練類課程考核內容與職業崗位的要求相吻合。
四、以提高學生專業應用能力為目的,建設實踐教學環境
以提高學生專業應用能力為目的,結合職業崗位的實際工作過程,重新設計應用電子技術專業綜合實訓課程的教學內容,以實現學生校內學習課程內容與實際工作流程的一致性。[3]實驗、實訓室建設以高技能人才培養為目標,加強實踐教學師資隊伍建設,實施一體化的教學方法,進行模塊化的技能培訓,以提高學生的技能水平,增強其就業競爭力,最大限度地滿足學生求知、求技、求職的需要,滿足社會對高職教育多樣化的需求。與此同時,與行業、企業合作,建校外實訓基地,形成多形式的校外實踐教學基地,切實推動實踐教學改革。充分利用企業先進設備、技術專家和企業文化等資源,在生產現場進行“電子元器件的焊接工藝”、“電子產品品質管理”等專業課程的教學活動。利用現代科技手段,建立校企數字傳輸課堂,將企業生產過程實時傳送到課堂,通過企業工程師直接開展專業教學,真正實現校企聯合教學。全過程注重學生“5S”規范、認真負責、效率觀念、靜電防護等職業素養的培養。
五、將綜合職業素質教育貫穿于專業教育全過程
在專業教學的實踐活動中,通過各種“學生為主體”的教學活動,激發學生的主觀能動性,提高其綜合能力,培養和發展學生的責任意識、安全意識、團結協作精神等綜合職業素質。[4]首先,將職業素質教育貫穿于專業教學中;其次,切實保證教師職業素質教育的實施;第三,在學生工作中實施“嚴格管理,抓住學習,開拓創新,注重能力”的工作思路。專業建設要與區域經濟轉型升級同步,充分發揮區域電子信息等行業協會的指導、協調作用,廣泛吸引區域電子類龍頭企業與專業深度合作,進一步深化工學交替、訂單培養等工學結合的人才培養模式改革;以提高學生職業素質與崗位職業能力為主線,完善學歷教育與認證培訓一體化的人才培養方案,以電子產品檢測試驗、調試維修、輔助設計過程中的實際項目為導向,引入行業企業技術標準,以職業素質和職業能力為核心,開發課程內容,構建課程體系;與區域電子類企業合作,建立校內外生產性實訓實習基地,滿足專業建設、課程改革、工學交替、頂崗實習的需要;深化畢業生跟蹤調研分析,完善人才培養質量保障體系,從而更好地實現以能力培養為核心的專業建設。
作者:殷慶縱工作單位:蘇州工業職業技術學院
1電子技術課程實踐環節改革的意義
電子技術課程作為電類、計算機類、通信技術等均為十分關鍵的專業課程,具有較強的實踐性,實踐教學對高校培養適合的人才實踐環節,對培養技術應用型人才具有較大的意義。電子技術已經大量應用于科技當中,包含了國防生產建設,因此為課程教學在新生中的支持性作用提供幫助。我國很多高校在電子技術方面的建設,面對實踐教學尚存在許多問題,只有更加關注實驗、實訓等,有效提升實踐教學的操作方式,提供實現教學的內容,提升實際操控能力,為學生進一步了解課程,提升較高的動手能力。
2電子技術課程實踐教學的改革之路
2.1實踐環節教學體系改革,重新制定教學規劃學生在大一下學期可以學習到《電路及磁路》、《電路實驗》等課程,將實驗教學和理論教學相分離,設置電路實驗課程,強化對基礎實驗環節在學時方面的編排,初步創建通過運用儀器及基本課程內容作為基礎實驗。到了第二學年上學期,可以學習《模擬電子技術》《、數字電子技術》的課程,在課程中設置的實驗主要為基礎實驗和培養學生能力為主的實驗,令學生在課堂上可以意識到電子元器件、數字電子電路和模擬電子線路等,并在第二學年上學期底設置6周電工電子裝配訓練課程,并將EDA技術引進電子實踐教學內,在訓練過程里,學生可以通過對EDA軟件的掌握,了解電子電路的設計、電子電路的焊接、安裝與調試。通過訓練,學生透過對軟件的學習,了解畫圖、仿真以及PCB制板方面的內容,并進行使用,透過仿真結論來了解知識的掌握程度,并對硬件的欠缺給予補充。之后通過老師測試或通過學生選擇課題,通過學生親自設計電路,老師從旁指導的形式,積極調動學生的主觀能動性,建立學生獨立的思考能力及創新能力。設計通過小組方式構成,讓學生感受整個制圖、設計、焊接、調試、安裝的過程,通過理論與實踐相結合,提升實踐能力。并在與同學的合作過程里學習相互配合的能力,提升團隊合作精神。透過長期的實踐累積,此種實踐方式能夠有效提升學生面對實際問題時的電子設計制作能力。
2.2賽課綜合,將比賽融入于實踐環節,提升學生積極性隨著學校的擴招,學生人數持續攀升,而硬件設施卻沒有及時跟上,實訓老師與實訓環境欠缺,所以,在實訓過程里,許多學生會出現懶惰的心態,希望有人能夠代替執行的心理,因此,為了提升實訓價值,不僅要提高老師的監督力度,還要極力提升學生的積極性。通過實訓,并搭配不同賽事,進行電子電路設計的制作。通過排名,與學生就業相結合,并組織優秀學生參加培訓,以備參加不同的省級、國家級賽事,一旦獲得較高的成績,不僅可以榮獲學校的表彰,還能夠激發學生的參與實踐能力。
2.3透過學生社團方式激發學生學習興趣以電子技術課程特征為主,創建大學生電子社團,收納大一新生,運用課余時間對新進入的成員進行系統培訓,先對新成員進行所學專業介紹,先學習不同電子元器件和焊接練習讓新成員能夠認知到電工電子,并在進行電路課學習的同時,通過老師的引導、大二學生的帶領,令新成員掌握電子電路制作參加電子電路設計制作比賽初賽,讓學生淺顯的觀摩到電工電子的基礎知識以及電路焊接方式,尤其是學生完成作品后,因為只能觀摩到最終結果,而無法了解到內部原理,所以在遇到問題之后,可以通過主動翻閱資料和詢問老師的方式獲得答案,因此在后續的課程里才會更加積極學習,從而提升對學習的興趣。并且在為新生輔導的同時,老生也提升了自身的專業知識,并且在活動當中提升了自身的組織管理能力及協調能力,較大提升學生的學習興趣與品質。
2.4打造高素質實驗型教師老師自身的專業素養成為了實驗教學質量的保險,改變理論老師和實驗老師的限制,需要理論老師在實驗室同實驗老師共同進行教學、研發、指導。不僅可以提升老師的理論能力及實驗素養,并且實驗老師與實驗技術人員透過培訓,提高綜合能力,拓展知識面,較大提升了業務素養,給提升電工電子實驗教學能力給予了保障。也可以說,學生培養職業能力要依賴于老師的實踐能力,因此指導員素質的高低,能夠保障實踐教學環節的連續、設計乃至進行整個過程并展現出自身的工作人員。
3結束語
透過對電子技術課程時間方面的改革,有效展現出實踐教學的意義所在,較大限度提升了學生在專業方面及綜合方面的技能與素質。電子類專業畢業生深受企業青睞,就業率較高,高校將生產、服務、建設、管理為一線的高素質技能型人才作為主要目標,因此只有持續對教學采取探索和改革,就一定要持續對教學進行改革,以此來創建順應現代化社會發展的所需人才。
作者:盧威單位:江西現代職業技術學院信息工程學院
嵌入式技術融合了先進的集成電路技術、通信技術和計算機軟硬件技術,設計學科眾多,具有很強的實用性和專業性,是一個技術密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。由于涉及多個學科的交叉,嵌入式技術課程除了包含傳統的應用電子技術專業課程外還涵括了一些正處在發展中的新興的技術課程。嵌入式技術教學體系主要體現以下4個特點:①知識涉及面廣。嵌入式技術的理論和實踐幾乎涵蓋了計算機科學與技術、電子信息工程、通信工程等多個專業的基礎知識,知識體系要求比較全面。所以嵌入式技術涉及多學科專業的相互融合,而且大多為較為先進的新技術,知識內容較為龐大。②課程綜合性強。嵌入式技術不像方向只側重于某一點的其他一些專業學科,其集軟硬件技術于一體,需要在課程學習的同時,進行軟硬件協同設計。③課程實踐性要求高。嵌入式技術的相關課程實踐學時比例較大,通過動手實踐來解除學生對理論知識的深澀難懂,通過實例驗證來加深對課程內容的理解。實踐學時的增添,培養了學生的實踐應用能力,同時也為省級或國家級技能大賽的嵌入式方向賽題及課外第二課堂及創新小組進行知識儲備。④新興領域多,內容較前沿。嵌入式技術的相關原理、基本技術雖然近些年內沒有根本性改變,但是研究和應用往往牽涉到社會生活的新興領域和科技研究的最新成果,需要不斷補充新的內容。
二嵌入式技術課程門類建設
鑒于嵌入式技術課程授課內容概括性強,講授難度大;同時高職學生的理解能力又有限,對領會此類課程難度更大,教與學都存在一定的問題,所以在高職學生的培養過程中,需要與本科學生有很大的不同,每門課程都要強調實踐,注重理論與實際緊密結合。課程講授過程中注重知識的前沿性,以適應嵌入式技術的快速更新。
1嵌入式系統處理器及應用
本課程結合典型的ARM芯片,通過講授ARM的內部架構、ARM的指令系統、ARM匯編程序設計、ARM存儲系統、ARM內部資源的C語言編程以及簡單的嵌入式系統的設計等知識,使學生熟悉ARM嵌入式處理器結構與簡單應用,掌握ARM系統的軟硬件構成,具備基于ARM體系架構的應用處理器為核心進行系統設計及相關應用的能力。
2嵌入式系統設計與開發
本課程通過實際的嵌入式應用項目的案例分析,講授嵌入式系統的開發流程和方法,使學生掌握幾種常用的嵌入式應用開發方法,如嵌入式圖形系統、嵌入式數據庫、嵌入式Web服務器、GSM、GPRS等,熟悉嵌入式系統的開發環境、嵌入式實時操作系統,培養學生從事嵌入式系統設計與開發的能力。
3智能家居系統
本課程通過兩室兩廳智能家居電子系統設計項目的學習,使學生掌握智能燈光控制、智能電器控制、智能溫度控制、智能窗戶控制、智能窗簾控制、智能安防控制、智能遙控控制、智能定時控制、智能網絡控制、智能遠程控制、智能場景控制等智能家居系統組成與控制工作原理,使學生初步具備根據客戶要求設計制定智能家居控制系統方案的能力。
4物聯網技術
本課程主要內容包括射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按物物與互聯網連接起來,及物聯網在各個領域的典型應用。讓學生學生理解物聯網的概念,開闊學術視野,啟發學習興趣。
5教學機器人組裝與調試
本課程通過具體的教學機器人制作項目讓學生了解機器人的結構、種類、工作原理,使學生熟悉教學機器人的制作及控制調試過程,讓學生在掌握機器人的核心技術的基本知識基礎上,具備組裝、控制、調試和維護機器人的能力。
三嵌入式技術課程實施方法
在進行嵌入式技術授課時,教師可以引入一些實際的嵌入式電子產品,并進行實例分析,分解產品加工特點,進而倒推出整個產品的開發過程。這種教學方法即為實例剖析教學法。實例剖析教學法包含了產品到部件的整個過程。這種教學方法便于學生更好地了解和把握各章節內容的內在聯系,從而有效提升其解決實際開發問題的能力。教師可以在具體的學習過程中適當安排一些嵌入式技術學習任務,并劃分學習小組,引導和鼓勵學生單獨完成相應的產品設計和開發工作。同時,在課程結束后,教師還可以單獨開設一些綜合實訓項目,使學生從整體上把握嵌入式產品開發的規律和方法,提升其職業能力,使其更好地適應企業的崗位需求,實現學校到企業的良好過渡。通過三個實踐教學環節,學生的專業能力水平得到了極大的提升,并逐漸具備單獨完成嵌入式項目開發的能力。這三個環節即章節實驗環節、課程設計環節、綜合實訓環節。其中,章節實驗環節主要通過實驗的方式進行內容分解,并將章節知識融入實驗當中,實現了理論和實踐的有機結合。課程設計環節則側重課程內容的組織和安排,旨在通過課程的優化設計提升學生的專業能力。綜合實訓過程的實踐性較強。在此環節中,學生的主要任務為設計出嵌入式產品雛形,并明確其功能和性能,并制定出具體的改進方案。
四結束語
1Proteus相關設計實例
文章從計算機輔助教學出發,討論如何利用Proteus軟件提高數字電子技術教學與實踐效果。通過Proteus軟件構建一些形象、直觀的數字電路,演示仿真結果,“虛實”結合,讓學生在有限的時間內,對數字電路中的組合、時序邏輯電路分析與設計有充分的理解和掌握。學生能夠在很短實踐掌握有關功能器件的特別和典型應用,以及注意事項,激發學生的學習熱情、提高學生的實踐動手能力、工程設計思想等。
1.1555組成的秒時基電路仿真
秒時基電路是時序邏輯電路中經常使用的單元塊電路,可以通過555組成的多諧振蕩器構成秒時基電路,只需要選擇合適的電阻和電容值就實現。秒時基電路應用非常廣泛,交通燈電路系統、LED數字顯示的電子表電路等,均需要產生秒時基脈沖電路單元。在Proteus選擇大小合適的圖紙,建立圖形輸入仿真文件,根據理論計算確定有關電阻電容數值,選取器件,修改電路參數,連接元器件組成電路。通過波形可以很直觀的看出設計是否滿足要求為1秒的時基電路,同時修改有關電阻值可以在周期為1秒的前題下改變脈沖的占空比。使學生充分理解多諧振蕩電路,并可以根據實際需要產生不同周期和占空比的脈沖,激發學生對555電路的深層次的學習,從真正意義上認識555電路特性,驗證其組成設計單諧、多諧振蕩電路以及有實際應用的觸發報警、脈沖產生等電路。
1.2譯碼顯示電路仿真
顯示器件是數字電路一個重要部分,其中LED數碼管應用尤為廣泛。本例通過譯碼芯片74LS47和共陽極數碼管來完成譯碼電路和顯示電路的內容。輸入數字為013(采用2進制000000010011)通過譯碼器件,譯出相應7段ABCDEFG的高低電平,譯碼芯片與共陽極數碼管連接,最終正確的輸出相關顯示內容。同學還可以利用其它譯碼芯片CD4511、74LS48和共陰極數碼連接,在此基礎上還可以加入計數器,脈沖電路,這樣就能實現脈沖的自動計數及顯示,效果直觀。進行完一整套設計學生很有成就感,能進一步激發學生的學習興趣。
2結束語
利用Proteus仿真軟件,在數字電子技術的教學中有著廣闊的應用天地,不僅可以利用基本門電路、觸發器設計相關電路,還可以利用功能芯片,進行單元電路,數字系統電路仿真,進一步結合單片機構成軟硬件相結合的系統。由于篇幅有限,文章不能列舉很多實例,這里僅僅起拋磚引玉的作用。此種教學方式能很大的激勵學生學習主動性,改善填鴨式教學模式,讓學生作為學習的主導著,真正使學生把所學的理論知識,轉化為實踐能力,由被動學習變為主動學習,由接受式學習,變為開創式學習。
作者:冀勇鋼張鵬單位:遼寧鐵道職業技術學院
一、傳統的電工電子技術類課程的教學模式大都是以理論課為主,并輔以實驗課對理論教學的結論進行驗證。
這樣的教學模式已經與時代要求脫節,也不利于學生實踐操作技能的發展,對于學生將來的就業和發展是非常不利的。對此,我校一直以來都提倡以技能為本的辦學方針,實訓室建設雖然達不到生產線水平,但實訓類教學儀器基本一應俱全,可以滿足該專業的絕大多數實訓操作。并且為了達到教學做一體的教學目的,在實訓室都配有多媒體教學設備,方便學生在練中學、學中練。然而我們這個專業,雖然對于某些課程,如電子元器件檢測、電子測量等,在實訓室進行教學做一體式教學效果非常好(因為這些課程是以實際元件和實際測量工具為載體的課程,通過實物演練和教師指導學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測量方法),但是對于電子專業的其他課程,單從實物角度掌握這門課程還是遠遠不夠的,它只能解決理論課中的看得見摸得著的那部分問題,或者說單純的教學做一體化教學只能達到本專業的中職教學水平。因為電子專業的課程在本科的教學過程中除了需要運用較多的高等數學外,器件及電路圖的原理分析至關重要,對于夾雜在其中的高職教學來說也要兼顧理論教學,如果在理論不通的情況下做實訓,只能是走走形式,熟悉熟悉實訓過程,換一種工作要求,學生就無從下手或者不能獨立完成。這也是高職電子技術專業課程改革的困難所在,正所謂高不成低不就。筆者認為突破理論教學的難關應該是電子技術專業課程改革的重點以及難點。對于電子技術類課程的理論教學學生普遍表示理解起來非常困難,主要原因是電子技術課程理論知識非常抽象,學生難以理解,久而久之就對其失去了興趣。理論中的抽象問題單靠實物是無法完全解釋的,需要有很好的邏輯思維,這些抽象的事物被人們具體化就形成了電路。所以,多畫電路圖是將抽象事物具體化、理論知識操作化的一種方法,正所謂“好記性不如爛筆頭”“書讀百遍其義自現”正是這個道理。但是單純的手繪圖對于當代高職學生來說不是非常容易,而且學生也不是非常感興趣,要多利用計算機輔助軟件提高學習效率,更重要的是增加學生學習的興趣。下面以本專業課程改革實施情況及改革前后效果對比來具體說明。
二、以往單片機課程采用多媒體理論教學加單片機實訓的形式
這次單片機課程改革最主要的目的是增加學生上課時的操作項目,力求達到每節課學生都有事可做。過去在多媒體教室上課最主要的問題就是課堂講授部分到實訓的時候很多內容還得重新講一遍,費時費力,學生動手能力得不到充分鍛煉,學習過程非常被動。其主要矛盾可以歸結為C語言的程序編寫與多媒體教學之間的矛盾。單片機課改的具體做法是將授課地點改為機房,包括實訓器材也都拿到機房,在課程安排上,先從C語言上機實訓開始學習C語言基礎,本著以C語言夠用為原則試著編寫一些單片機程序下載到單片機集成電路板當中完成單片機實訓,實現教學做一體式教學。總的來說,以C語言為載體的這種教學模式效果要好于以硬件為載體的教學模式,并且從教學條件角度,這樣做更容易實現教學做一體式教學。單片機課程改革前后最明顯的區別就是學生自主設計能力增強了,動手能力、分析能力、團結協作能力都得以鍛煉。
三、電機與PLC控制是本專業的一門強電類課程。
本課程改革的重點是在理論部分增加操作項目,并且加入PLC實訓部分。以往電機與PLC控制課程采用的是多媒體理論教學加電機實訓的形式,電機理論部分和PLC控制部分在多媒體教室進行,電機實訓部分在實訓室進行。改革之后上課地點選在機房和實訓室進行,機房增加一款電氣設計軟件和一款PLC編程軟件及其仿真軟件。由于強電課程不是本專業的主干課程,在實訓設備配備上還比較欠缺,主要表現在PLC實訓方面缺少相關設備。多媒體教室上電氣原理圖的課程學生得不到動手操作的機會,學習效果不理想。其主要矛盾可以歸結為學生手繪圖困難與原理圖分析之間的矛盾,梯形圖程序學習與多媒體教學之間的矛盾。在機房利用已學過的AutoCAD軟件平臺教學生使用SuperWorks軟件載入低壓電器符號及繪制電氣控制原理圖,然后到實訓室對熟悉的控制環節進行電機實訓演練,進一步加深對控制原理的理解;PLC部分在機房使用STEP7軟件和S7-200仿真軟件進行梯形圖的程序編寫及仿真實訓。這樣一來,學生們通過自己動手利用軟件熟悉器件的符號、型號及工作原理,掌握電氣控制原理圖的繪制及控制方法和控制環節,進一步開發了學生們自主學習理論知識的潛力和創造力,再通過實物接線實操,進一步鞏固和驗證了之前的學習成果。利用軟件輔助教學要好于多媒體教學的效果,通過仿真軟件做實訓彌補了設備不足的缺陷。對于本專業的弱電類課程也可以采用相關軟件進行輔助教學。例如用Protel99SE軟件可以輔助電子技術類課程的進行。
四、結語
總之,高職學生對動手的操作有著天然的敏感程度以及狂熱的興趣,如何提高學生動手能力和學習興趣是高職教學的重中之重。所以筆者認為,把盡可能多的教學輔助工具運用到實際教學中,進而增加學生們的動手學習時間,是高職課程改革的一條途徑。
作者:程燁 周秀明 王瑞玲 單位:黑龍江生態工程職業學院