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电路原理基本知识精选(九篇)

电路原理基本知识

第1篇:电路原理基本知识范文

【关键词】典型电路 项目式教学模式

中图分类号:TN911-4;TP311.52

在通信专业的课程体系中,典型电路课程是一门实践性和综合性很强学科,具有重要的承上启下意义,但在教学过程中发现学生学习这门课程有一定难度,很难达到预期的教学目标。本文从教学实践出发,根据典型电路课程的人才培养目标,综合运用项目式教学模式,探索更实际、有效的教学方法。

一、电路课程体系分析

电路课程涉及的知识和技术比较广泛,大体分为以下几个层次。

(一)基础课程:电子电工、模拟电子技术、数字电子技术、通信原理。主要使学生了解基本的专业理论知识,具备通信类课程学习的能力,掌握电路焊接的基本技能。

(二)专业通识课程:通信电台操作与维护、典型电路。主要的教学目标是让学生会操作通信电台,会进行通信组网,具备电路分析和检测的能力,培养学生通信电路维修的基本技能。

(三)专业课:通信电台原理与维修。主要的教学目标是让学生具备对通信电台故障分析、检测、排除和维修的能力。

电路课程体系结构如图1所示。其中典型电路课程是在电子技术、计算机技术、通信技术等基本理论知识的基础之上,重点讲解典型电路的基本工作原理,对典型电路的调试和检测的基本方法。

图1 电路课程体系结构图

二、典型电路课程的教学特点

从上面对电路课程体系的分析,可以归纳出典型电路课程教学有以下三个特点。

(一)承上启下

典型电路课程在整个电路课程体系中是一门重要的承上启下的课程。该课程是在学生学习了模拟电子技术、数字电子技术、通信原理、通信电台操作与维护的基础之上开设的,使学生将前续课程中的电路基础知识和技能进行融会贯通,能运用理论知识进行电路分析,对调频电台的典型电路进行检测、焊接、调试,最终掌握电台维修的基本实践技能,为后续的原理维修课程打下良好的理论和实践基础。

(二)实践性

典型电路课程实践性很强,需要理联系实际,通过对实际电路的焊接和调试加深对电路原理的理解,进一步熟悉和掌握电路器件的特性,增强学生的动手能力,培养学生的实践技能.为后续原理维修课程打下基础。

(三)应用性

典型电路应用非常广泛,在后续的原理维修课程中的将大量运用到.因此典型电路的教学应从应用出发,将设备中的实际电路和典型案例融入教学之中,提升学生实际应用能力。

三、典型电路课程项目式教学模式

从典型电路课程的特点可以看出,典型电路课程涵盖电类各种综合性知识,理论知识抽象枯燥,采用传统的先理论后实践的教学方法,往往使学生难以接受或学习目标盲目。实践教学是典型电路课程教学的核心,培养学生动手能力是教学的关键,要让学生适应岗位需求,应以电台中典型的电路为项目对象,根据课程大纲要求,分解提炼出其中的理论知识点和实践知识点,并将它们渗透到理论教学和实践教学之中,根据教学目标使得整个教学过程都围绕项目完成。课程内容可分为以下三个部分:

第一部分 单元电路制作与调试

项目一:振幅调制器制作与调试

项目二:高功率放大器制作与调试

项目三:小信号调谐放大器制作与调试

项目四:正弦波振荡器制作与调试

项目五:混频器制作与调试

项目六:中频放大器制作与调试

项目七:振幅解调器制作与调试

项目八:锁相环路与频率合成器制作与调试

项目九:调幅发射与接收完整系统测试

能力目标:以单元电路制作为牵引,让学生完成典型电路的焊接、调试、检测等项目任务,学习电台典型电路的基本理论知识。

第二部分 单元板件修理

项目一:发处理单元修理

项目二:功放单元修理

项目三:低通滤波器修理

项目四:调谐单元修理

项目五:收处理单元修理

项目六:音频单元修理

项目七:电源单元修理

能力目标:以单元板件修理为牵引,让学生运用典型电路理论知识进行调频电台单元板件修理,从而掌握对调谐电台典型电路的检测和维修技能。

第三部分 综合练习:调频电台整机故障分析与排除

能力目标:在完成了前两个部分的学习之后,综合运用典型电路的理论知识和单元板件电路原理,进行调频电台整机的故障分析、排除和修理,从而掌握对调频电台典型电路的检测和维修技能。

典型电路课程进行项目式教学的过程如图2所示。将教学大纲分解为知识点和案例,形成典型电路的项目,对这些项目进行归纳,得到项目描述和项目需求。在实施教学时,先对项目内容和需求进行介绍和描述,使学生对项目有总体认识;然后再结合典型电路案例讲解相关知识点,让学生掌握课程的基础知识,再根据项目需求让学生实践操作,完成典型电路的焊接、调试、检测和维修,从而培养学生将理论知识融会贯通的能力,提高学生实践操作的技能。

图2 项目式教学过程示意图

四、典型电路课程项目式教学需要注意的要点

在典型电路课程项目式教学中需要注意以下要点。

(一)项目设计

项目的设计方案是项目式教学成功的关键所在,是有效实现教学目标的重要保障。项目的设计要以课程目标为依据;项目的设计要体现课程的理论知识和实际技能的结合;项目设计要与设备实际电路有紧密的联系;项目的难易程度要有所区分,循序渐进,有一定的独立性和衔接关系;项目的设计与课程体系相一致;项目最好要有明显的训练成果和表现力,使学生产生成就感,增加学生的学习兴趣。

(二)课堂组织实施

项目式教学在课程的组织实施方面要求较高,要求教师需要具备较强的项目规划、课堂管理和评价等方面的能力。对学员进行合理分组,组员的搭配应采取互补的方式进行搭配,有利于学生之间互相学习,工作的分工要明确,确保锻炼到个人,防止出现依赖思想。对实践项目进度要掌握,由于学生动手能力和对知识的掌握程度参差不齐,对实践项目的完成进度不相同,另外,电路的焊接、调试和检测需要的时间较多,教师要充分利用课外学习的时间辅导和督促学生进行电路的焊接等实践项目。

(三)教学评价的方式

项目式教学的评价方案的要合理公平,制定易于操作的评价标准,评价应该注重学生的操作技能、过程学习和学习效果,基于端正学生的学习态度和提高学生的学习兴趣,落实“能力本位”的教学思想。

【参考文献】

第2篇:电路原理基本知识范文

关键词 电子技术基础 课程教学 内容组织 教学改革

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.04.066

Organization of Computer Professional Electronic

Technology Basic Course Teaching Content

BAO Lei, GUAN Binglei

(School of Electronic and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo, Zhejiang 315010)

Abstract Electronic technology foundation course is a computer professional basic course covers basic circuit analysis, analog circuit analysis and digital circuit analysis of the three content. Aiming at teaching problems in order to improve students' interest in taking lessons as a starting point, reorganize teaching content, the choice of teaching examples, experimental design project, a reasonable allocation of teaching hours, increasing relevance of course content, to achieve the true goal of course teaching.

Key words electronic technology base; course teaching; content organization; teaching reform

0 引言

电子技术基础为我校相关计算机专业的一门专业基础课,是学生学好后续课程如计算机组成原理、传感器原理与应用、网络技术等专业课程的基础,也是学生今后从事相关工作岗位的知识与技能的需要。在实际实施教学时,由于课程的概念及内容繁多,学生学起来易感到枯燥无味且难以掌握。如何根据课程的特点和专业的实际需要来组织教学内容以提高教学效果,使课程真正为实际应用和后续课程的学习打好基础,成为课程教学中的一个突出问题。本文根据课程教学中发现的问题,对理论及实践等教学环节,谈谈课程教学内容的组织策略。

1 课程教学中出现的主要问题

(1)学生对课程学习缺乏兴趣。主要原因是:①学生对计算机专业的相关情况了解不全面,通常认为该课程不属于计算机的课,是否学好都无关紧要;②学生因对专业知识、电学知识的陌生而产生消极心理,失去课程学习的兴趣。(2)学生的基础参差不齐,而课程概念较多、内容较抽象、逻辑性较强。对实际电路环境有概念的学生,学习兴趣可能建立得较快;但对相关概念空白的学生就会感到课程难懂、难学,继而失去学习的兴趣。(3)先修课程的教学目的不明确,涉及到的课程相关知识掌握不到位,如大学物理中关于电学的物理现象及概念、高等数学中复数的计算方法等等,学生学过也不知所以然;(4)课程内容不合理且偏多,涵盖了基本电路分析、模拟电路分析及数字电路分析三大内容板块,有限的课时需要更合理地统一这三方面知识;(5)教材内容都较经典,与时俱进的实际内容较难体现,学习枯燥感会由此而生。(6)实验教学内容太过于详细,实验的目的无法体现,对知识的理解仅限于表面。

2 合理分配教学内容,建立正确教学方法

结合我校计算机专业教学计划,课程的教学课时定为64课时,其中理论课时为48课时,实验课时16课时。课时有限,教学内容应围绕专业的培养计划进行优化选择和重新组织,保证知识的系统性和完整性基础上突出能力培养,增加教学内容的关联性,涉及先修课程的内容以定义式形式给出,充实一些与专业密切相关的内容。

2.1 关于理论教学

理论知识是课程实践的基础,成为课程教学中的一个重要环节。电子技术课程涵盖了三大板块知识,理论教学的内容根据专业的特点和需要进行取舍,依据职业岗位对技能和知识的实际需要,重点体现够用,建立合理的知识结构,淡化知识的学术性和理论性;教学思路上遵循电路器件特性、电路处理方法及电路分析方法三条主线,有针对性地选择教学例题,提高教学效果,明确教学目的。

2.1.1 基本电路分析

教学内容应强化电路基本概念及电路基本分析方法。电路基本概念主要讲解认识电源和电路基本元件及电路中参考方向学习和识别的意义;电路基本分析方法主要讲解电路基本定律的内容及应用,选择性地讲解基尔霍夫定律、叠加原理及戴维南定理,以例题的方式说明定律的内容及应用,有针对性地建立正确的电路分析方法,对定律的数学证明不作说明。教学中注意引导学生构建正确的学习方法,学会看图,分析电路中的元件和电源,区分电路的类型,确定电路的分析方法,以直流电源作用下的电路作为电路分析方法的学习,后续电路的电源可能不同,但电路经过处理后的目的就是要采用直流电源作用下的电路分析方法,后续电路中重点学习的就是电路如何进行处理;如交流电源作用下的电路首先解决的是如何将电压、电流相量化及元件特性相量关系的建立。基本电路分析中主要涉及的是电路的计算,电源以直流、交流为主,教学例题中可以引入模拟电路需要解决的问题,对模拟电路中出现的元器件可以作为已知条件给出,如二极管、三极管、运算放大器,有机统一基本电路分析与模拟电路分析二方面内容,建立明确的学习目的。

本篇安排8课时,其中电路基本概念约3.5课时,电路基本分析方法约4.5课时。

2.1.2 模拟电路分析

教学内容主要包含三个元件二极管、三极管及运算放大器的特性说明及元件应用电路分析。二极管中讲解半导体尤其是杂质半导体的特点,二极管的截止和导通工作状态及对应等效方法,以整流电路及数字电路的基本门电路作为教学例题,建立含二极管电路的处理方法及基本分析思路。三极管中讲解器件的结构特点和工作区域,放大区放大的原理及电压放大电路的组成和性能指标的计算,工作在饱和区和截止区的器件在数字电路典型集成器件与非门中的分析;教学例题主要解决放大状态下三极管管脚、管型的判别,小信号作用下含三极管电路的微变等效电路处理方法,以及分压式偏置下电压放大电路静态、动态指标的计算。运算放大器作为直接耦合多级放大电路讲解如何削弱零点漂移现象,淡化其内部结构,突出器件的外部输入输出特性及线性和非线性工作区域,通过说明扩大其线性区域施加负反馈条件讲解反馈的概念、类型及判别方法;教学例题主要构建含运算放大器的电路处理方法及分析思路,如线性工作区域的器件使用在模拟信号运算中的功能,非线性工作区域的器件组成实用的电压比较器,传感器输出电路中运放的放大作用等。

本篇安排18课时,其中二极管4课时、三极管8课时、运算放大器6课时。

2.1.3 数字电路分析

教学内容需淡化数字电路逻辑器件的内部结构及工作原理,重视外部逻辑功能的分析,包括数字电路分析基础、组合逻辑电路的分析和时序电路的分析三大部分。数字电路分析基础中教学内容涵盖数制、码制的概念及其转换方法,逻辑函数的概念及化简方法和意义,基本逻辑门的逻辑功能,数字电路分析方法;由于数字电路的信号源与模拟电路的信号源完全不同,尤其强化分析方法的讲解。组合逻辑电路的分析重点教学的内容包括常用组合逻辑器件的外特性,组合逻辑电路的分析与设计方法;以设计方法设计实用的组合电路如加法器、编码器等,建立中规模数字器件的概念,认识常用中规模集成器件,再讲解中规模组合器件的应用,教学内容因此组成一条清晰的知识连线;教学例题可以偏向与专业密切联系的内容,如计算机中加法器、计算机键盘编码电路、存储器中译码器应用等。时序电路的分析教学内容首先要充分体现时序电路与组合电路的区别,包括电路中组成器件的逻辑特性不同、分析方法的特点等,主要讲解触发器的外部逻辑特性,仅基本RS触发器分析其内部结构以说明触发器中复位与置位功能,其余触发器仅说明其外部的逻辑功能,摈弃其内部枯燥的结构原理说明;以分析触发器组成的计数器电路讲解时序电路的分析方法,同样可以适用其他电路如寄存器电路的分析,同时也揭示了集成计数器的内部结构及原理和功能,解决任意进制计数器的设计问题;教学例题要体现学习触发器逻辑功能的重要性,时序电路的分析和设计思路,将555定时器作为综合例题分析讲解,包含三极管、运算放大器及触发器。

本篇安排22课时,其中数字电路分析基础4课时、组合逻辑电路的分析6课时、时序电路的分析12课时。

2.2 关于实验教学

课程实验共8个,安排16课时,包含验证、仪器使用、综合分析及设计项目,基本电路分析实验主要以验证性实验为主,安排4课时;模拟电路分析包含仪器使用、综合分析等项目,安排6课时;数字电路包含验证、综合分析及设计等项目,安排6课时。通过课程实验巩固和加强对理论知识的理解,增加电子技术方面的感性认识及学习兴趣,培养学生对工程问题的基本分析能力、电路的调试技能以及分析和解决工程问题的综合能力,提高学生的工程素质。

(1)对验证性和分析性实验给出实验电路和实验内容,由学生根据实验目的结合理论知识自主决定测量量、自拟实验步骤及实验表格;对设计性实验给出设计要求,由学生自行设计实验电路并调试得出结果;转变学生被动学习的局面,培养学生独立思考、独立分析及解决问题能力。(2)实验项目安排上要体现各实验的相关性,内容安排体现从元器件到单元电路再到系统设计。如示波器、信号发生器的使用主要用于电压放大电路及运算电路的实验测试;数字电路器件逻辑功能测试与具体应用电路相结合。以往实验中出现问题时通常有器件本身存在问题,但学生实验前总是忽略器件的好坏,实验中的问题难以入手解决,强调实验的相关性可以开拓学生解决问题的思路,进一步掌握实验中的主动性,并且各实验的目的也更加明确,对课程从理论到实践的学习过程做到循序渐进地完成。(3)丰富实验内容,将实用小电路、电子竞赛试题等应用于实验中,或分析或设计,增加实验的趣味性。课时限制使得实用电路在某个实验中不可能完整实现,但可以将其中的单元电路作为实验的内容,其他部分以模块代替,实现电路的功能。(4)实验前预习内容及实验后的思考问题与实验内容密切关联。实验前的预习可以保证实验的有序进行,进一步理解学习的相关理论知识的应用性,从而提高学习课程理论知识的兴趣;实验后的思考是对实验中的总结、实验中出现问题的解答、实验数据的分析等,培养学生建立综合分析问题的方法及理论联系实际的能力。

第3篇:电路原理基本知识范文

关键词:课程体系改革;教学内容优化;集成电路设计

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)34-0076-02

以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展,2000年,国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(18号文件),2011年1月28日,国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,2011年12月24日,工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》,我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而,我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年,全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片,超过石油进口。2014年3月5日,国务院总理在两会上的政府工作报告中,首次提到集成电路(芯片)产业,明确指出,要设立新兴产业创业创新平台,在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。2014年6月,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,加快推进我国集成电路产业发展,10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年,我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求,2001年,教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。

我校2002年开设电子科学与技术本科专业,期间,由于专业调整,暂停招生。2012年,电子科学与技术专业恢复本科招生,主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量,提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求,从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。

一、专业课程体系存在的主要问题

1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课,为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实,将导致学生在学习专业课程时存在较大困难,更甚者将导致其学业荒废。例如,如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性,学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水,不可能学得懂。但国内某些高校将这些课程设置为选修课,开设较少课时量,学生不能全面、深入地学习;有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如,我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程,而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。

2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系,前者是后者的基础,后者是前者理论知识的具体应用。并且,在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上,开设后面的课程,将直接导致学生学不懂,严重影响其学习积极性。例如:在某些高校的培养计划中,没有开设“半导体物理”,直接开设“晶体管原理”,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础,很难进入状态,学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时,如果没有半导体物理中的能带理论,就根本没办法掌握阀值电压的概念,以及阀值电压与哪些因素有关。

3.课程内容理论性太强,严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时,过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导,而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握,使得学生(尤其是数学基础较差的学生)学习起来很吃力,学习的积极性受到极大打击[6]。

二、专业课程体系改革的主要措施

1.“4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式:“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”;“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”;“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”,实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则,根据学习每门专业课所需掌握的基础知识,环环相扣,合理设置各专业课的开课先后顺序,形成先专业基础课,再专业方向课,然后宽口径专业课程的开设模式。

我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式,也就是三个本科专业大学一年级、二年级统一开设课程,主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程,重在增强学生的数学、物理等基础知识,为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始,分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担,大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起,课时量为64学时,由2位教师承担教学任务,其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识,又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础,为了保证学习的延续性,拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1~12周,而其他3门课程的开课时间从第6周开始,从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外,“集成电路原理与设计”课程设置96学时,由2位教师承担教学任务。并且,先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为6~17周;再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为8~19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程,并设置其为选修课,这样设置的目的在于:对于有意向考研的同学,可以减少学习压力,专心考研;同时,对于要找工作的同学,可以更多了解专业方面知识,为找到好工作提供有力保障。

2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式,专业课程要在大学三年级才能开始开设,时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标,培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才,需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等,而不是纠结于电路各性能参数的推导。

在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中,要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导,侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习,以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础,因此,在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性,而双极型器件可以稍微弱化些。

对于专业方向课程,教师不但要讲授集成电路设计方面的知识,也要侧重于集成电路设计工具的使用,以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程,尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此,在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如,在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中,总课时量为48学时不变,理论课由原来的38学时减少至36学时,实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习,留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识,融会贯通,有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。

三、结论

集成电路产业是我国国民经济发展与社会信息化的重要基础,而集成电路设计人才是集成电路产业发展的关键。本文根据调研结果,分析目前集成电路设计本科专业课程体系存在的主要问题,结合我校实际情况,对我校电子科学与技术专业集成电路设计方向的专业课程体系进行改革,提出“4+3+2”专业课程体系,并对专业课程讲授内容进行优化。从而满足我校集成电路设计专业创新型人才培养模式的要求,为培养实用创新型集成电路设计人才提供有力保障。

参考文献:

[1]段智勇,弓巧侠,罗荣辉,等.集成电路设计人才培养课程体系改革[J].电气电子教学学报,2010,(5).

[2]方卓红,曲英杰.关于集成电路设计与集成系统本科专业课程体系的研究[J].科技信息,2007,(27).

[3]谢海情,唐立军,文勇军.集成电路设计专业创新型人才培养模式探索[J].电力教育,2013,(28).

[4]刘胜辉,崔林海,黄海.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J].教育与教学研究,2008,(22).

第4篇:电路原理基本知识范文

1.1实现“电路”与“电子线路”的贯通传统“电路”与“电子线路”教学将原本为一脉相承的知识体系按两门独立的课程讲授。事实上,这种教育模式会使学生在认知和应用相关知识时产生了隔膜。这种隔膜感会对学生的思考力和创造力产生潜移默化的消解作用,不利于知识的融会贯通和金字塔式积累。贯通后的新课程开篇介绍电路与电子线路的发展历史,使学生对该领域及该课程的总体结构和脉络有清晰的认知;然后以当代电子线路分析与设计的国际标准方法和SPICE软件工具为主线,依次引入电源、电信号源、电阻、电容、电感、互感、传输线、二极管、双极型三极管和各种场效应管;并在最后初步讲述由上述器件组成的电子线路的总体设计思路。该结构凸显了电路部分与电子线路部分的贯通一致性。本课程从无源器件到有源器件、从线性到非线性、从直流到交流再到瞬态、从小信号到大信号、从单元电路到功能电路以及从模拟到数字逻辑,从分析到设计,节节深入,步步提高,实现了电路与电子线路概念和知识的融会贯通和理论与工程的密切结合。此外,本课程统一了电流和电压等符号,如:传统电路课程采用u代表电压,而传统电子线路教材采用v代表电压,新教材统一用v表示电压,从细节上实现两门课程的一致贯通。1.2强调学以致用传统电路与电子线路方面的教学与生产实践距离较远。特别是传统的“电路”课程似乎更像是一门物理课,理论知识很多,缺乏实践知识。例如,传统电路教材中,学生学完电阻后,对电阻的认识仅停留在一个矩形符号、欧姆定律以及一系列计算方法上。学生对于电阻的种类和容差,其与实际应用相关的概念均一无所知,而这些恰恰是生产实践中更为重要的知识。本教改项目在教材和教学实践中增加了大量与工业生产相关的知识,使学生的知识结构能够基本满足当前工程应用的需要。例如,在本课程讲述电阻时,不仅给出欧姆定律和基尔霍夫定律等一系列理论分析工具,还介绍了电阻的种类和容差等与实际应用密切相关的知识。此外,我们开发了一套博物实验板,按教学进度展示各类电阻、电容和电感等元器件。该博物实验板还能够实现对相应电路功能的测试,这使学生能够零距离的体会电路与电子线路的基本理论和实际应用。1.3重视设计传统“电路”与“电子线路”的教学重分析轻设计。在很多电路与电子线路教材中,电路分析占了绝大部分篇幅。但是我们未来的工作是设计电路,而设计与分析本身是有很大区别的,设计的教学是无法被分析的教学所取代的。我们编写的教材介绍了大量与电路设计相关的知识,此外,在每册的最后一章都专门安排了对电路设计的讲述,这使学生能够对电路设计应用有一个初步的认识,为以后的实际工作奠定基础。

2贯通教学取得的成果

本教改项目自2008年1月启动至今,已在我校吴健雄学院“高等理工实验班”进行了五轮全面的教学实践,成效显著。具有如下主要教学成果。1)出版了教材一套(两册)2012年出版的《电路与电子线路基础(电路部分)》共14章,52万字。全书内容安排按照下列6条线索相互穿插:①从电源、电阻、电容、电感、互感、变压器到互连及传输线;②从集总参数到分布参数;③从单端口、二端口到多端口网络;④从直流静态、交流稳态到瞬态;⑤从线性到简单的非线性;⑥从分析到初步设计。本教材出版一年多时间,已被多所高校采用。2013年出版的《电路与电子线路基础(电子线路部分)》共15章,67万字。全书内容安排是:从简单元件到实际器件,从简单电路到复杂电路,从直流到时变,从线性到非线性,从模拟到数字逻辑和从分析到设计。这套教材整个教学体系真正实现了从学生已有的基本电路知识到实用电子线路分析和设计的跨越。为了实现汉英双语专业词汇对照教学,基本专业术语在本教材第一次出现时都给出了其英文术语,且在书后按汉语拼音顺序给出了汇总,以便于学生日后写英文论文时查阅。本套教材已入选“教育部高等学校电子电气基础课程教学指导分委员会推荐教材”。2)研制出电路和电子线路教学博物实验板电路部分的教学博物实验板共有6块,分别为电池、电阻、电容、电感和变压器、传输线和滤波器等,如图1所示。图1电路部分的教学博物实验板电子线路部分的教学博物实验板也即将推出。这两种博物实验板的设计理念、实现、课堂及课外应用方法将另文介绍。3)制作PPT教学课件一套:为教师提供全套教材共29章内容,方便其备课和授课。4)编写习题集一套:为教材提供足够数量和难度适中的课后练习题。5)编写Cadence配套教材一本(含教学软件一套):为计算机仿真实验提供配套教材。

3结语

第5篇:电路原理基本知识范文

根据教学的组织原则及课程的特点,各课程组织的形式会有所不同,要求完成的任务目标也有所不同,下面选取三门课程分析在教学中如何依据“教、学、做”一体化来重构课程内容:

(一)《模拟电子电路分析与调试》课程通过设计实践项目,将理论知识嵌入到项目中重构课程教学内容模拟电子技术是电子专业的一门重要的专业基础课程,由于专业性很强,很多学生在学习时,就被这门课程难住了,从而觉得电子专业很难,放弃对电子专业的学习。多年来,我一直在思考如何上好这门课程,如何让学生从这门课程起步,激起学生学习专业的兴趣,踏入电子技术的神奇领域。我们在上学期模拟电子技术一体化教学中使用项目教学法开展教学,其实践过程是:首先,我们确立了采用哪些项目来把这门课程的知识点贯穿起来,通过这些项目的实践来带动相关理论知识的学习,并用理论知识指导项目的分析,实现项目的功能。我们最后选择以下项目来重构模拟电子电路分析与调试这门课程内容。项目一:集成稳压直流电源的制作。这个项目中包含的知识点有二极管的识别与检测、二极管构成的整流电路分析与调试、电容滤波电路分析与调试、稳压电路分析与调试等知识点。项目二:单管音频放大电路制作。这个项目中包含的知识点有三极管的识别与检测、单管放大电路的组成、工作原理分析与调试等知识点。项目三:多级负反馈放大电路的制作。这个项目包含的知识有多级放大电路组成、工作原理分析、反馈的判断、引入负反馈后对电路影响等知识点。项目四:集成音频放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是认识集成运算放大电路,已经分析集成运放构成的典型电路等知识点的学习。项目五:低频功率放大电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是功率放大电路的组成特点、工作原理分析和调试电路等知识点。项目六:正弦波振荡电路的制作。这个项目中包含的知识点主要是电路起振的条件,会分析判断电路能否满足电路振荡的平衡条件,熟悉典型振荡电路的组成结构特点等知识点。项目七:调光台灯的制作。这个项目中包含的知识点主要有晶闸管的识别与正确使用,单向可控整流电路的组成、工作原理已经电路调试等知识点。然后,我们确定了这些项目实施的教学方法:实践—理论—实践的方法。第一环节———实践:在简单讲解这个项目工作过程的基础上,发给学生元件让学生根据提供的项目原理图焊接电路,要完成这步实践,学生要能对元件进行识别与检测,通过这一步的实践让学生掌握元件的识别与检测,并学会看懂原理图元件之间的连接,能根据原理图正确焊接电路,同时为第二个环节的实施打下基础,学生通过焊接电路必然对将要讲解的项目电路非常熟悉。在这个环节同时让学生测试关键点的数据或波形,不管测试成功与否,学生这时候都有很强的要了解这个电路是如何工作的学习需求和兴趣,这时候要求学生全部停下这一步实践,进入到第二个环节———理论。第二环节———理论:围绕着这个项目涉及到的知识点,教师开始讲解相关的理论知识,然后应用这些理论知识分析学生刚才焊接的项目电路,理论分析并计算关键点的电压,理论分析关键点的波形,并教会学生判断故障,检测电路,如果某一点的没有测到理论分析应该得到的电压或波形,如何来检测电路,排除故障,直到得到正确的结果。接下来,就进入到下一环节———再实践环节。第三环节———再实践:通过第二环节的学习,学生基本明白了这个电路是怎样工作的,接下来,学生进入到再实践环节,在这个环节要求学生对焊接的电路进行测试,记录相应的数据波形,并判断测试结果的正确与否,在这个环节,学生要学会并完成电路检测、故障的排除,学会正确使用仪器仪表,这个过程的完成在第二环节理论指导的基础上进行,通过这一环节实践对理论知识在实践中的应用进一步的掌握,并加深对理论知识的理解。

(二)《电子元器件识别与检测》成功剥离成一门专业实践课程电子元器件是电子技术中的基本元素。任何一种电子装置,都由各种电子元器件合理、和谐、巧妙地组合而成。传统的电子专业教学计划内一般不会含有单独的电子元器件识别与检测课程,通常只是在讲授《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程时,介绍部分课本讲授需要接触到的元器件,这就导致了对整个电子元器件的介绍系统性不强,再加上《电路基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》等课程自身的学习难度就非常高,导致了学生的学习压力非常大,通常很难掌握好。因此,在教学中,将电子元件识别与检测技能单独剥离出来形成了《电子元件识别与检测》课程。该课程以培养学生了解常用电子元器件的识别、检测及使用等电子技能的基本功为起点,整个教学过程均安排在实训场地,按照项目式教学的方法开展教学。《电子元器件识别与检测》课程项目设计如下:项目一:电阻、电容的认知与检测。认识电阻的分类,电阻器的标称系列,阻值的标注法。认识电位器外形及工作原理介绍。常用电容器的性能,容量标称法,规格与标注方法。掌握电解电容的简易检测法。项目二:半导体二极管、三极管及可控硅的认知与检测。认识二极管的分类,型号命名方法,基本用途。用万用表简易检测二极管性能方法。认知三极管的分类,命名方法(国内及国外),三极管的选用条件,更换替代原则,三极管引脚的识别与测试技能。单向可控硅的检测及引脚判定。项目三:变压器及继电器的认知与检测。熟悉变压器的基本应用。掌握变压器的一般检测方法。了解继电器的一般结构。项目四:发光二极管、光敏元件及光电耦合器的认知与检测。了解提高光放大器灵敏度的方法,光电耦合器的一般检测方法。项目五:集成电路及音乐芯片认知与检测。掌握集成电路的分类,国内外集成电路的命名,封装外形与引脚顺序识别。熟悉用万用表检测F007。使用MOS集成电路一般常识。项目六:扬声器、传声器及开关接插件的认知与检测。扬声器的分类,主要技术参数,电动式扬声器的工作原理,喇叭与压电陶瓷片的检测。话筒的种类,结构与工作原理,动圈式与驻极体话筒的检测。项目实施过程中,从实践入手,对于每种元器件,从结构简介开始,由浅入深地介绍它的外形、符号、命名方法、工作特性、主要应用、使用注意事项、好坏判断等。通过本课程的学习,学生很快就对所需元器件有了全面的了解和掌握,通过动手提升了学生的学习兴趣,并为其学习后续课程和今后在专业中应用电子技术打下了良好的基础,同时还极大地减轻了后续课程的学习难度。

(三)《电子综合实训》成功将多门专业课程整合在一起《电子综合实训》整周实训课程以工作任务为线索,以实际电子产品———函数信号发生器为载体,以任务实施为导向,通过以制作一个具体的、具有实际应用价值的函数信号发生器产品为目的的工作任务展开构建项目式的学习任务,将整个函数信号发生器的工作任务分成以下七个学习任务:任务一:函数信号发生器的电路设计;任务二:函数信号发生器的电路仿真;任务三:函数信号发生器的PCB设计;任务四:函数信号发生器的PCB制作;任务五:函数信号发生器的元器件识别与测量;任务六:函数信号发生器的安装与调试;任务七:编写函数信号发生器技术文件。每个任务按照任务目标任务要求相关知识任务实施任务总结的思路安排,充分体现“在学中做,在做中学”的教学思路。项目的工作任务与现实工作紧密相关,为学生模拟了一个更贴近实际工作的学习环境。该课程将《电子元器件识别与检测》、《数字电子技术与实践》、《模拟电子技术与实践》、《电子线路板设计与制作》、《电子电路仿真技术》、《电子产品制造与工艺》等专业课程有机的整合到了一起,使学生通过本课程的学习掌握了电子产品电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除。通过本课程的学习提高了学生对电子专业的直接认识,让学生通过设计制作实际电子产品感受到了成就感,极大地提升了学生的学习兴趣,使学生的综合素质和职业能力得到了显著提高,为学生的后续学习以及职业生涯的发展奠定了很好的基础。

二、结束语

第6篇:电路原理基本知识范文

摘要:电子技术课程是中职校电子类专业的一门专业基础课。本文从中职校学生的培养目标出发,对课程进行了一体化教学的探索,阐述了“知识+操作技能”的教学模式,并对具体实施作了详细的论述。

关键词:电子技术;一体化教学;探索;实施

电子技术课程由两大部分组成,即模拟电路基础和数字电路基础,是研究各种半导体器件的性能、各种单元电子电路的工作原理、功能及应用的一门专业基础课,同时也是一门实践性、应用性很强的课程。其目的就是使学生通过学习和实践获得电子方面的基础知识和基本技能,提高学生的观察能力、逻辑思维能力及分析问题解决问题的能力,同时提高学生使用相关电子仪器设备的能力和电子组装工艺水平。由于该课程的理论性和实践性都很强,在整个电子专业的教学中起着重要的作用。但是,我们的学生却很难学好这门课,原因就在于陈旧的教材及老式的教学方法不适应技校学生的特点,也与中职校培养社会上需要的操作型、技能型、实用型人才的培养目标不相适应。因此有必要进行探索与改革。

一、电子技术课程教材及老式教学方法存在的问题

目前,中职校电子类专业使用的电子技术教材,内容较落后,很多教材都是由大学教材改编而来,理论性太强,就现在的技校生而言,基本上都不能完全理解和接受,容易使学生产生放弃学习该课程的念头;重理论,轻实践,与中职校培养社会上需要的操作型、技能型、实用型人才的培养目标不相适应。传统的教学方法也不能适应现代教学的需要。传统的教学方法是先在教室上理论课,讲授的是诸如各种电子电路的基本概念、工作原理、各种参数的推导与计算等看不见摸不着的抽象知识。然后再让学生到实验室进行实验。而实验内容也是以验证性实验为主,是由老师事先准备好实验电路和器材,实验时先由老师将实验目的、实验内容及过程、实验中可能发生的问题及注意事项讲述一遍,然后让学生在规定的时间内完成实验。由于现今的技校生基础知识相对较差,学习能力欠缺,无法全面掌握课程的理论基础知识,不能详尽地分析各种单元电路的工作原理,其结果是大部分学生成了实验的旁观者,而在做实验的学生也是“照葫芦画瓢”,机械地完成了实验内容,甚至于做完后还不知道自己到底做了什么,要解决的是一个什么问题。结果使学生失去了实验兴趣,而对高深的理论知识更是望而却步。因此有必要对电子技术课程的教材和教学过程进行新的探索,找出一条由纯理论教学、验证性实验教学模式到既能让学生掌握一定的理论知识,又能通过实验(实习)提高学生操作技能的、适合中职校学生学习的教学模式。

二、电子技术课程一体化教学的探索

根据中职校对电子类人才的培养目标,本着理论知识够用,重在实际能力培养的原则,对原课程内容进行大胆整合,对理论偏深的内容和陈旧知识进行删减,对于各种单元电路,只要求掌握其工作过程及功能作用,而对于繁琐的理论分析和公式推导计算则删去不讲,把重点放在如何“用”这些电路上。故而将本门课程的教学全部放在实习室进行,由过去的“理论+实验论证”的教学模式转到“知识+操作技能”的全新的一体化教学模式。为此,将电子技术课程整合为多个主模块和子模块进行一体化模块式教学,每个模块都给出要掌握的知识点和要达到的操作技能。在使学生掌握常用电子仪器仪表使用方法的前提下,能分析判断各模块电路发生故障的原因和部位,不断提高学生的基本操作技能和组装各种电路的工艺水平。重点要求学生掌握各模块的知识点及对各模块电路的功能测试、分析与应用。

三、电子技术课程一体化教学的实施

电子技术课程是一门理论性和实践性都很强的课程,要想收到很好的教学效果,在具体教学内容的编排上要做到模块与模块之间的衔接。对于模块与模块之间的知识连接点,一定要向学生阐述清楚,否则前后知识脱节,就很难取得较好的教学效果。对于电子电路,几乎所有的电路参数、数据、波形都必须通过电子仪器仪表才能反映出来,电路原理图与实物装配图之间的转换也是一个难点。因此,要取得较好的学习效果,提高学生的动手能力,必须从以下几个方面入手:

1、狠抓基本功练习。要求每位学生都要学会万用表、信号发生器、直流稳压电源、示波器等电子仪器的使用方法;练好元器件在线路板上的焊接基本功;认识电阻、电容、二极管、三极管等元件,并能用万用表测量其参数。

2、合理安排理论知识点的讲授时机。对于每个模块理论知识点的讲授,要进行科学的安排,有的模块可放在学生动手操作前讲述,如电子仪器的使用,老师必须要边讲授边示范,然后让学生动手操作练习,引导学生入门。有的则可放在实习后用讨论、提问、总结的形式获得。如集成运算放大器组成的放大电路,可先让学生动手装配与测试,学生通过自己测量得到的数据得出集成运放组成的放大电路的闭环电压放大倍数只取决于反馈网络的电阻与输入电阻的比值,与集成运放本身的参数无关。这种由学生自己得出的结论,容易被学生接受和牢记。

3、循序渐进,提高学生学习积极性。对于每个子模块的教学,要循序渐进,开始的几个模块都要将电路原理图中的元件与其对应的实物进行对照说明,引导学生在万能板上设计电路装配图。要加强实习过程中的巡回指导,对于实习中发生的故障,以引导的方式指导学生分析故障可能产生的原因和部位,逐步缩小故障范围,直到排除故障,让学生感受到成功带来的喜悦,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性。

4、表彰先进,激发积极向上的学习热情。每个模块结束后,都要评出该模块的“学习之星”,表彰先进,激发学生你追我赶,积极向上的学习热情。

5、改变学习成绩的评定方法。改变过去以理论考试和实验报告成绩决定学生学习成绩的方法,而是根据学生在整门课程的学习过程中的学习态度、操作情况、实验结果的准确性、参与实践教学的主动性、创造性、正确性来综合评定学生的成绩。扭转学生只重视理论考试、实验结果,不重视实习过程、不动脑筋、抄袭别人实习数据的现象。真正把学生培养成既有一定的理论知识又有很强的实际动手操作能力和创新能力的实用型人才。

参考文献

[1]张兴龙.电子技术基础[M].北京.高等教育出版社.2005.

第7篇:电路原理基本知识范文

【关键词】操作方式 识读 机床电气原理图

引言:

在模拟电路板上进行“排故”,是中级维修电工必考内容。在教学中,学生对正确圈出故障范围感觉难度很大,经过分析发现,是学生对电路的工作原理理解不够透彻。经过探索,本文作者在中级维修电工实训教学中,采取以“操作方式”识读机床电气原理图的方式进行教学,通过几年的实践,教学效果良好。现以Z3050摇臂钻床为例,阐述以“操作方式”识读机床电气原理图的方法和步骤,供同行参考。

一、学生应具备识读电气原理图的基本能力

识读电气原理图,学生应具备一些基本能力,这些基本能力包括:能识读低压电器元件的文字符号和图形符号;能理解每个低压电器元件的工作原理、作用;掌握一些基本控制电路的工作原理:如单向连续控制电路、正反转控制电路等;掌握识读机床电气原理图的一些基本知识:能分清原理图的五大部分(电源、主电路、控制电路、保护电路、照明电路、信号电路);能理解图面区域划分的基本知识(图区、用途栏、符号位置索引)。可在进行“排故”实训前,通过“装板”实训等途径,让学生具备这些识读电气原理图的基本能力,只有这样才能去识读机床电气原理图的工作原理。

二、详细了解机床的主要结构、工作内容、主要运动形式

了解机床的主要结构、工作内容、主要运动形式的途径:到车间通过观看机床操作者的操作来了解;通过观看操作视频来了解;通过查看相关书籍来了解;通过老师的课堂讲解来了解。

了解机床的主要结构、工作内容、主要运动形式的作用:这是识读机床电气原理图的基础,也即人们常说的读“机”。只有了解了机床的主要结构、工作内容、主要运动形式,才能知晓机床能做些什么,也才理解机床主要部件的运动形式,最后才能明确对电力拖动的要求。例如:Z3050摇臂钻床有液压泵电动机,只有知晓该机床有主轴箱、立柱、摇臂等三个地方需要放松、夹紧,并且该机床采用液压方式来进行放松、夹紧,才能明白主回路中液压泵电动机需要正反转;只有知晓主轴箱、立柱与摇臂不能同时放松和夹紧,才能理解控制回路中控制液压泵电动机正反转的交流接触器KM4、KM5都有两条支路,以及电磁铁YA的得电和失电的含义。

三、会操作

首先能认识模拟电路板上的元器件,并能将该元器件与电气原理图的元件一一对应。

接着应该了解该机床能做什么。Z3050摇臂钻床有以下功能:照明、指示灯、冷却液、主轴连续转动、摇臂上升及下降、摇臂旋转、主轴箱移动等。

最后能正确操作机床。如:需要摇臂上升,就要按下SB3并压动SQ2,主轴电动机M2正转;需要主轴箱夹紧,就要按下SB6,液压泵电动机M3反转等。

四、实例

现以Z3050摇臂钻床主轴控制为例,阐述以“操作方式”识读机床电气原理图的方法和步骤。

1、元器件的认识、操作

在模拟板上能认识各种元器件,简单说出其工作原理、作用、文字符号,能正确操作元器件,并能将模拟板上元器件与电气原理图的元件一一对应,檎确操作、观察设备动作情况打下基础。

2、操作

这一步要让学生明确自己在操作什么,机床会干些什么?能正确操作机床。“主轴电动机控制”操作步骤:接通总电源开关QS1,按下按钮开关SB2,主轴电动机连续运行。

3、观察

观察对象及内容:哪些开关接通?哪台电动机运转?哪些控制电器得电?“主轴电动机控制”操作后观察到的现象有:总电源开关QS1接通,按下按钮开关SB2,交流接触器KM1得电吸合,主轴电动机M1连续运行。

4、工作原理

1)、“主轴电动机控制”主电路工作原理。通过操作,观察到总电源开关QS1接通、交流接触器KM1得电,主轴电动机M1运转,然后在主回路中通过电路图上方的“用途栏”等方法找到:总电源开关QS1、交流接触器KM1主触头(KM1得电吸合)、主轴电动机M1三点,并将这三点连接,就会发现只有唯一的一天路径,路径为:QS1-FU1-KM1-M1,这条路径就是主轴电动机M1的得电路径。当主轴电动机M1缺相时,故障肯定在这条路径中。后面再结合元器件的工作原理、作用,就能分析出这条支路中各个元件的作用,就明白了“主轴电动机控制”主回路的工作原理。

2)、“主轴电动机控制”控制电路工作原理。通过操作,观察到按钮开关SB2接通,交流接触器KM1线圈得电吸合,在控制回路中通过电路图上方的“用途栏”等方法找到:控制变压器TC的1号点及0号点、按钮开关SB2、交流接触器KM1等四点,并将这四点连接,就会发现只有唯一的一条路径,路径为:1-2-3-SB2-4-KM1-0,这条路径就是交流接触器KM1线圈得电路径。当启动主轴电动机时,发现主轴电动机没有任何反应,也即交流接触器KM1未得电,故障肯定在这条路径中。

五、效果

通过几年的教学实践,在中级维修电工实训教学中采用以“操作方式”识读机床电气原理图的教学方法,能让学生正确理解每台电动机以及每个控制电器KM的得电路径,为正确圈出故障范围打下了坚实的基础,教学效果较好,得到了同行们的好评。

参考文献:

[1]马洪波.浅谈如何看懂生产机械电气控制原理图[J].科技传播,2011(03)

第8篇:电路原理基本知识范文

(一)教学内容

以人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书化学选修4》第四章第一节《原电池》为教材依据,巩固已学原电池的基础知识,并进一步拓展相关概念和原理,使学生从更高的层次认识和理解原电池。本课教学力求体现新课程的教学理念,充分尊重学生的主体意识,调动学生学习的主动性,提高学生的科学素养和人文素养。

(二)教材分析

选修教学的重要目标便是深化认识和优化思维品质,这一目标的实现应基于学生在必修中建立的已有认识。要创设实际问题情境,并在解决这一问题的过程中引导学生自主形成相应的程序和方法。必修2以铜锌单液电池模型为载体初步介绍原电池原理和构成条件,并简单介绍实用电池。选修4以双液电池模型为载体深化认识原电池原理和形成条件。第二节在此基础上进一步理解实用电池,因此本节内容起到承上启下的作用。但是从单液电池模型上升到双液电池模型,需要学生在知识和能力上进行一次较大的跨越。如何寻找学生的“最近发展区”,完成跨越是在本节教学中重点要解决的问题。通过对电池效率的探究,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念,从本质上了解原电池的工作原理,是必修2基础上的深化。

(三)教学设计基本流程

围绕“原电池的设计”展开思路,结合学生的认知能力和必修2中相关知识的介绍,以实验探究模式设计四个学生活动,最后教师总结提升以突破学生的思维障碍打破学生的思维定式。

二、教学设计

(一)教学目标

1.知识与技能:深入认识原电池工作原理及构成条件;根据氧化还原反应设计双液原电池。

2.过程与方法

通过实验探究的过程,并利用科学探究的方法,从而提高科学探究的能力,培养科学的思维方式和问题意识。

3.情感、态度与价值观

培养勇于创新、积极实践的科学精神和科学态度。

(二)教学重、难点

重点:双液原电池的工作原理和构成条件。

难点:盐桥的引入及作用;根据氧化还原反应设计双液原电池。

(三)教学过程

本节课的学习目的是进一步深化对原电池工作原理的认识。

(投影:知识回顾:(1)判断下列装置能否能构成原电池?(2)能否以反应Zn+CuSO2=ZnSO2+Cu为原理设计简单的原电池?在学案上画出装置简图?)

1.实验1体验简单电池

(1)为节约资源,我们提供了更简易的设备。看大家能否尝试完成实验。圆形餐盘和已固定的两电极,将小纸片紧密覆盖在电极上,并用溶液充分润湿,连接电流表,注意连接方式。要求动作要快,但观察要仔细,尤其这两个现象,并填入学案。

(2)请学生记下电流表的初始读数,保持电路连通,现在请一位学生回答该电池的工作原理?(电子流通线路为外电路,离子定向移动为内电路)

(3)观察到什么现象?发现问题?(电流不稳定,短期内衰减。)

锌所失电子是否完全转化为电能?(工作效率低。)

即使断开电路时?(开路损耗。)

分析原因:Zn与Cu2直接接触导致。

简单电池的优化:如何解决上诉问题?Zn与Cu2分开(分居两室)

2.实验2体验盐桥原电池

是否有电流,观察极板现象?实验1中的问题是否解决?

重点知识总结:双液原电池相对于单液原电池仅是结构改变但原理不变,结合学案师生共同总结:由两个半电池和一个盐桥构成,锌和硫酸锌溶液组成了锌半电池,铜和铜离子溶液组成了铜半电池。

外电路电子流向:锌失去电子沿导线流到了铜片上。

内电路盐桥中氯离子流向锌极区,钾离子流向铜极区。

盐桥的作用:构成通路(离子通道),维持溶液电中性(离子库)。

知识迁移:双液电池结构和生活中的实用电池更接近,只是用了具有类似功能但内阻更小膜替代盐桥例如干电池中的牛皮纸,燃料电池的质子交换膜。结构的改变不只是电池性能的提高而是旧的思维模式的质的突破,让氧化剂和还原剂在近乎完全隔离的条件下仍发生反应。同学们能否根据你所拥有的实验用品,打破思维定式组装一个看似不可能发生的原电池,比一比哪组动作快。

3.创新探究

分组实验:查看你拥有的实验用品,更换电解质溶液,组装一个原理有别于之前的原电池,越特别越好,看看哪一小组能首先用自己组装的原电池让音乐贺卡工作起来。

事实证明,学案第一题C选项。若再给你个电极铝穿越一下说不定你的创作就和我国首创不谋而合的应用于海上航标灯的铝空气海水电池原理类似,这期的奥秘在第四节中会寻找到答案。

(四)总结提升

通过带盐桥原电池的学习突破思维障碍,即使氧化剂还原剂不直接接触,也可实现电子的转移。通过动手创新实验要打破思维定式氧化剂不一定是电解质溶液,还可以是溶解在其中的物质。

(六)布置作业

板书设计:

4.1原电池

一、原电池的构成条件

第9篇:电路原理基本知识范文

(1)学生对课程学习缺乏兴趣。主要原因是:①学生对计算机专业的相关情况了解不全面,通常认为该课程不属于计算机的课,是否学好都无关紧要;②学生因对专业知识、电学知识的陌生而产生消极心理,失去课程学习的兴趣。(2)学生的基础参差不齐,而课程概念较多、内容较抽象、逻辑性较强。对实际电路环境有概念的学生,学习兴趣可能建立得较快;但对相关概念空白的学生就会感到课程难懂、难学,继而失去学习的兴趣。(3)先修课程的教学目的不明确,涉及到的课程相关知识掌握不到位,如大学物理中关于电学的物理现象及概念、高等数学中复数的计算方法等等,学生学过也不知所以然;(4)课程内容不合理且偏多,涵盖了基本电路分析、模拟电路分析及数字电路分析三大内容板块,有限的课时需要更合理地统一这三方面知识;(5)教材内容都较经典,与时俱进的实际内容较难体现,学习枯燥感会由此而生。(6)实验教学内容太过于详细,实验的目的无法体现,对知识的理解仅限于表面。

2合理分配教学内容,建立正确教学方法

结合我校计算机专业教学计划,课程的教学课时定为64课时,其中理论课时为48课时,实验课时16课时。课时有限,教学内容应围绕专业的培养计划进行优化选择和重新组织,保证知识的系统性和完整性基础上突出能力培养,增加教学内容的关联性,涉及先修课程的内容以定义式形式给出,充实一些与专业密切相关的内容。

2.1关于理论教学

理论知识是课程实践的基础,成为课程教学中的一个重要环节。电子技术课程涵盖了三大板块知识,理论教学的内容根据专业的特点和需要进行取舍,依据职业岗位对技能和知识的实际需要,重点体现够用,建立合理的知识结构,淡化知识的学术性和理论性;教学思路上遵循电路器件特性、电路处理方法及电路分析方法三条主线,有针对性地选择教学例题,提高教学效果,明确教学目的。

2.1.1基本电路分析

教学内容应强化电路基本概念及电路基本分析方法。电路基本概念主要讲解认识电源和电路基本元件及电路中参考方向学习和识别的意义;电路基本分析方法主要讲解电路基本定律的内容及应用,选择性地讲解基尔霍夫定律、叠加原理及戴维南定理,以例题的方式说明定律的内容及应用,有针对性地建立正确的电路分析方法,对定律的数学证明不作说明。教学中注意引导学生构建正确的学习方法,学会看图,分析电路中的元件和电源,区分电路的类型,确定电路的分析方法,以直流电源作用下的电路作为电路分析方法的学习,后续电路的电源可能不同,但电路经过处理后的目的就是要采用直流电源作用下的电路分析方法,后续电路中重点学习的就是电路如何进行处理;如交流电源作用下的电路首先解决的是如何将电压、电流相量化及元件特性相量关系的建立。基本电路分析中主要涉及的是电路的计算,电源以直流、交流为主,教学例题中可以引入模拟电路需要解决的问题,对模拟电路中出现的元器件可以作为已知条件给出,如二极管、三极管、运算放大器,有机统一基本电路分析与模拟电路分析二方面内容,建立明确的学习目的。本篇安排8课时,其中电路基本概念约3.5课时,电路基本分析方法约4.5课时。

2.1.2模拟电路分析

教学内容主要包含三个元件二极管、三极管及运算放大器的特性说明及元件应用电路分析。二极管中讲解半导体尤其是杂质半导体的特点,二极管的截止和导通工作状态及对应等效方法,以整流电路及数字电路的基本门电路作为教学例题,建立含二极管电路的处理方法及基本分析思路。三极管中讲解器件的结构特点和工作区域,放大区放大的原理及电压放大电路的组成和性能指标的计算,工作在饱和区和截止区的器件在数字电路典型集成器件与非门中的分析;教学例题主要解决放大状态下三极管管脚、管型的判别,小信号作用下含三极管电路的微变等效电路处理方法,以及分压式偏置下电压放大电路静态、动态指标的计算。运算放大器作为直接耦合多级放大电路讲解如何削弱零点漂移现象,淡化其内部结构,突出器件的外部输入输出特性及线性和非线性工作区域,通过说明扩大其线性区域施加负反馈条件讲解反馈的概念、类型及判别方法;教学例题主要构建含运算放大器的电路处理方法及分析思路,如线性工作区域的器件使用在模拟信号运算中的功能,非线性工作区域的器件组成实用的电压比较器,传感器输出电路中运放的放大作用等。本篇安排18课时,其中二极管4课时、三极管8课时、运算放大器6课时。

2.1.3数字电路分析

教学内容需淡化数字电路逻辑器件的内部结构及工作原理,重视外部逻辑功能的分析,包括数字电路分析基础、组合逻辑电路的分析和时序电路的分析三大部分。数字电路分析基础中教学内容涵盖数制、码制的概念及其转换方法,逻辑函数的概念及化简方法和意义,基本逻辑门的逻辑功能,数字电路分析方法;由于数字电路的信号源与模拟电路的信号源完全不同,尤其强化分析方法的讲解。组合逻辑电路的分析重点教学的内容包括常用组合逻辑器件的外特性,组合逻辑电路的分析与设计方法;以设计方法设计实用的组合电路如加法器、编码器等,建立中规模数字器件的概念,认识常用中规模集成器件,再讲解中规模组合器件的应用,教学内容因此组成一条清晰的知识连线;教学例题可以偏向与专业密切联系的内容,如计算机中加法器、计算机键盘编码电路、存储器中译码器应用等。时序电路的分析教学内容首先要充分体现时序电路与组合电路的区别,包括电路中组成器件的逻辑特性不同、分析方法的特点等,主要讲解触发器的外部逻辑特性,仅基本RS触发器分析其内部结构以说明触发器中复位与置位功能,其余触发器仅说明其外部的逻辑功能,摈弃其内部枯燥的结构原理说明;以分析触发器组成的计数器电路讲解时序电路的分析方法,同样可以适用其他电路如寄存器电路的分析,同时也揭示了集成计数器的内部结构及原理和功能,解决任意进制计数器的设计问题;教学例题要体现学习触发器逻辑功能的重要性,时序电路的分析和设计思路,将555定时器作为综合例题分析讲解,包含三极管、运算放大器及触发器。本篇安排22课时,其中数字电路分析基础4课时、组合逻辑电路的分析6课时、时序电路的分析12课时。

2.2关于实验教学

课程实验共8个,安排16课时,包含验证、仪器使用、综合分析及设计项目,基本电路分析实验主要以验证性实验为主,安排4课时;模拟电路分析包含仪器使用、综合分析等项目,安排6课时;数字电路包含验证、综合分析及设计等项目,安排6课时。通过课程实验巩固和加强对理论知识的理解,增加电子技术方面的感性认识及学习兴趣,培养学生对工程问题的基本分析能力、电路的调试技能以及分析和解决工程问题的综合能力,提高学生的工程素质。(1)对验证性和分析性实验给出实验电路和实验内容,由学生根据实验目的结合理论知识自主决定测量量、自拟实验步骤及实验表格;对设计性实验给出设计要求,由学生自行设计实验电路并调试得出结果;转变学生被动学习的局面,培养学生独立思考、独立分析及解决问题能力。(2)实验项目安排上要体现各实验的相关性,内容安排体现从元器件到单元电路再到系统设计。如示波器、信号发生器的使用主要用于电压放大电路及运算电路的实验测试;数字电路器件逻辑功能测试与具体应用电路相结合。以往实验中出现问题时通常有器件本身存在问题,但学生实验前总是忽略器件的好坏,实验中的问题难以入手解决,强调实验的相关性可以开拓学生解决问题的思路,进一步掌握实验中的主动性,并且各实验的目的也更加明确,对课程从理论到实践的学习过程做到循序渐进地完成。(3)丰富实验内容,将实用小电路、电子竞赛试题等应用于实验中,或分析或设计,增加实验的趣味性。课时限制使得实用电路在某个实验中不可能完整实现,但可以将其中的单元电路作为实验的内容,其他部分以模块代替,实现电路的功能。(4)实验前预习内容及实验后的思考问题与实验内容密切关联。实验前的预习可以保证实验的有序进行,进一步理解学习的相关理论知识的应用性,从而提高学习课程理论知识的兴趣;实验后的思考是对实验中的总结、实验中出现问题的解答、实验数据的分析等,培养学生建立综合分析问题的方法及理论联系实际的能力。

3结束语