电子学论文实用13篇

电子学论文
电子学论文篇1

设输入电感足够大,可以用恒流源IIN代替,而输出滤波电容足够大,输出端可用恒压源V0代替。设T<T0时,QMAIN和QZVT均关断,D1导通,一个工作周期可分为七个工作模式[3],其中每个工作模式可以等效一个电路。图2为BoostZVT-PWM变换器工作波形图。下面是一个周期内Boost型ZVT-PWM变换器各个阶段的运行模式分析,一周期内7个运行模式的等效电路如图3所示。

(1)T0~T1Lr电流线形上升阶段。t=T0,辅助开关Tr1开通,谐振电感电流iLr线形上升,t=T1时达Is,二极管D的电流ID则由Is线形下降,t=T1时降到零电流下关断,等效电路如图3(a)所示。

(2)T1~T2谐振阶段。LrCr谐振,电流iLr谐振上升,而电压Vds由V0谐振下降。T=T2时,Vds=0,Tr的反并联二极管导通。等效电路如图3(b)所示。

(3)T2~T3主开关Tr开通。由于Tr的体二极管已导通,创造了ZVS条件,因此应当利用这个机会,在t=T3时给Tr加驱动信号,使Tr在零电压下导通,等效电路如图3(c)所示。

(4)T3~T4iLr线形下降阶段。t=T3,Tr1关断,由于D1导通,Tr1的电压被钳在V0值,Lr的储能释放给负载,其电流线形下降,等效电路图如图3(d)所示。

(5)T4~T5ids恒流阶段。t=T4,D1关断,这时Boost型ZVT-PWM变换器如同普通Boost型变换器的开关管导通的情况一样,等效电路如图3(e)所示。

(6)T5~T6Cr线形充电阶段。t=T5,Tr关断,恒流源Is对Cr线形充电,直至t=T6时,Vcr=Vo。等效电路图如3(f)所示。

型变换器开关管关断的情况一样,处于续流状态,直到t=T0,下一周期开始,等效电路图如图3(g)所示。刚才图3所示的七个工作原理可以用七个运行从上面的分析可以看出,经过教师的巧妙处理,将教材193页上复杂的升压型零电压转换PWM电路的工作原理通过图解结合文字解说的方式,进行详细的阐述,经过这样的处理,学生都能掌握和理解。接下来笔者将所学课堂理论知识与实际应用相结合,达到加深学生印象和突破难点的效果。

1.2课堂理论知识的具体应用上面对升压型零电压转换PWM电路的工作原理进行了阐述,学生对其工作原理有了一定的理解,但是他们可能疑惑,学了这个知识难点,到底它具体应用在哪些地方呢?逆变电路在教材第五章123页对升压变换电路的作用一个是电压抬升,另外一个是是功率因数校正,这两个知识点我们已经掌握,那针对这次学的升压型零电压转换PWM电路,跟普通升压型电路作用没什么差别。于是笔者就将升压型零电路应用于功率因数校正电路中,一个是验证软开关理论,另一个就是验证其功率因数校正功能。图4所示为升压型零电压转换PWM电路在功率因数校正电路中的具体应用,其整个系统的工作原理首先是市电220V交流输入,通过不控整流变成直流电,但是由于采用二极管整流以及大电感电容滤波,因此系统功率因数比较低,而且含有大量的高次谐波。关于功率谐波的危害在本教材69页第三章整流电路中的3.5.1节中有详细的阐述[6],在这里不做具体叙述。由此可见,在不控整流电路中引入升压型零电压转换PWM电路的主要目的就是提高系统的功率因数,另外一方面,由于引入了新的电路,因此系统的效率会降低,由此需要采用软开关技术来提升系统效率,这也是本节的软开关技术应用的一个具体体现。根据电路理论和模拟电子技术的知识可以算出系统的元器件参数:输入电压Vin为单相220V,升压电感L为470μH,谐振电感Lr为8.3μH,谐振电感Cr为958pF,输出滤波电容Co为2200μF,开关频率f为100kHz。然后在仿真软件Pspice中搭建仿真模型并进行仿真。图中显示了主开关管Tr是在辅助开关管Tr1关断后才开通的,而且辅助开关管导通时间很短,显著地减少了开关管Tr的损耗。图7为主开关管Tr驱动波形Vgs,漏源电流波形Ids以及漏源电压Vds的仿真波形图。图中我们可以看到主开关管在开通前先有电流反向流过其体内二极管,使漏极电压箝位到零,再加驱动脉冲从而实现零电压开通。当驱动脉冲变为零时,由于主开关管Tr漏源极两端并联着谐振电容,使得主开关管Tr漏源两端的电压缓慢上升,从而实现零电压关断,在这里笔者要特别强调这就是这节课学习难点的软开关的工作原理。图8为输入交流电压和电流波形图,从图中我们清楚地看到输入电流很好跟随交流输入电压,实现了功率因数校正的目的。因此通过零转换PWM电路的课堂教学示范,可以得出以下结论:

1)学生可掌握升压型零电压转换PWM电路的基本工作原理;

2)学生复习了功率因数校正的概念;

3)学生通过课堂所学理论知识的应用将前面所学章节和本节课知识联系起来,达到了融会贯通的效果。

4)最重要的是激发了学生的学习兴趣,帮助他们更加容易地掌握课堂教学难点。

电子学论文篇2

首先,对于中学语文教育本质的回归。现在电子媒介已经渗透到了生活的各个方面,网络的广泛使用就是一个最为明显的例子,而在网络上由于环境的特殊性,人们不再严格按照传统的语言使用规范,而是用网络上所特有的一套语言习惯,比如,在网络上以“偶”表示“我”,用“88”表示“拜拜”。这些网络语言的使用必然会对青少年的语言学习与使用产生极大的影响。此外,在电子媒介下的各类信息是鱼龙混杂的,而中学生对于这些信息的分析能力还有所不足。这些影响都说明,我们的中学语文教育必然要回归到本质,不光要对中学生进行语文教育,而且应该对他们人生观、价值观都进行积极的引导,使得中学生可以在这个电子媒介广泛使用的社会环境下辨别出真正有价值的信息。其次,中学语文教育视野的扩大。由于电子媒介的不断发展,中学生可以接触到的信息越来越广,也越来越杂,这就要求,我们的中学语文教育不能仅仅停留在课本的阶段。要不断地引导中学生扩大自己的视野,逐步地培养自己分析、处理问题的能力与高度。最后,培养阅读的习惯。有研究机构对目前各个主要国家的阅读量进行了调查,最后的结论中中国的人均年阅读量是最低的,这已经成为了必须要面对的一个现实,而这一问题的解决,很大程度上是对青少年阅读习惯的培养。在电子媒介越来越广泛使用的今天,中学生可以接触到的读物越来越多,阅读的手段也越来越多,而这种电子媒体中的阅读由于阅读手段、环境等制约,还有着很多的缺点,所以中学语文教育要积极引导中学生回归到传统的纸质阅读中来,深化自己的阅读和认知。

2.对教育手段的影响

首先,多媒体技术的使用。在目前的中学语文教育中多媒体使用的越来越多,多媒体的使用对于中学语文的教育起到了很好的推动作用,将原来课本上的文字变为多媒体的形式展现给学生,使得学生对于课堂上的教学内容有了一个更为直观的了解,便于学生对于课本知识的认识与掌握。但是我们必须看到,中学语文教育有它自身的特点,语文主要是以文字与语言展现知识的一门课程,在实际的教学过程中如果电子媒介使用过多的话,反而会影响到学生对于中学语文课文的理解,所以在中学语文教学过程中要谨慎使用电子媒介。其次,现代远程教育的兴起。网络技术的发展为现代远程教育的实现提供了技术上的保障。传统意义上的远程教育有一个无法克服的缺点,无法实现学生与教师的远程互动,但是现代计算机网络的兴起却为实现真正的远程教育解决了这个问题,让远程教育真正地实现实时互动。

3.对教育内容的影响

电子媒介的最大特色就是其表现形式的多样性,与传统单调、乏味的课堂教学相比,电子媒介有着先天的优势,但是我们也要看到语文有着其自身的特色,那就是浓厚的人文色彩,所以如果在中学语文教育中盲目地加大电子媒介的使用,可能会起到相反的作用。所以我们在中学语文的教材制定与课堂教学中要认真对待电子媒介的使用。首先,教材制定。电子媒介的时代,如何培养学生的综合素质就成为了一个重要的教育课题。在这种情况下,分主题进行教材的编制就符合这种需求,但是按主题进行编制教材时一定要注意,这只是按所选教材的思想内容、语境等综合考虑进行分主题,而不是仅仅按思想意识等去进行划分。

电子学论文篇3

随着全球经济一体化、网络信息化的发展,电子商务行业步入了快速发展阶段。电子商务的快速成长性,使得电子商务课程理论研究的内容也随着发生新的变化。由于电子商务的发展进程远远快于理论总结,因此师生需要花费更多的时间与精力捕捉这些变化趋势,查阅各种资料了解最新资讯,及时更新课堂教学内容,以保证教学内容的时效性。

3.授课班级专业的多样性

作为一门跨专业课程,电子商务概论面对的学生来自于不同的专业,不同的院系,他们所拥有的专业背景不同,需要掌握的电子商务内容的侧重点也不同,显然是不能一概而论的。授课班级专业的多样性,决定了教学重心不同,也决定了教师讲授内容和讲授方法的多样性。

4.独特的实时网络资源优势

电子商务是以计算机网络为媒介而进行的交易活动,电子商务的产生和发展是建立在Internet基础之上的。计算机网络技术的快速发展及Internet网的普及应用,为电子商务教学提供了新的方法和手段,因此在教学中要把教材知识与网上资源紧密结合起来,以教材知识作为教学的引导,以网上丰富的资源作为基础,借助多媒体教学手段,可以充分激发学生的学习兴趣,提高学习效果。

5.具有很强的实践性

电子商务是一门复合性课程。广泛涉及网络营销、商务管理、物流管理等工商管理学科和计算机网络、电子支付、安全技术等计算机技术学科的内容,培养的目标是让学生通过互联网技术和各种电子手段来进行商务活动,通过课程要求学生既要掌握各种商务管理知识,又要掌握互联网和计算机的基本操作技能。

二、电子商务课程教学中存在的问题

电子商务作为一门新兴的并且在不断快速发展的学科,进入大专院校作为一门教学课程的时间并不长,就目前的情况来看,电子商务教学在教学内容、教学方法等方面都普遍存在一些问题。

1.师资队伍建设是困扰电子商务教学的最大问题

电子商务是一门新兴的交叉性课程,它融合了计算机技术和网络通信技术,涉及到了金融学、管理学、经济学等多门学科,是一门学科综合、文理渗透、理论和实践应用相结合的课程。因此,这门课程对讲授教师的素质提出了更高的要求。实际上,同时具备电子商务所涉及的各学科领域相应专业素质的综合型人才很少见。目前我国高校中,进行电子商务教学的教师基本上都是管理类、贸易类、计算机应用专业类的教师。应该说这三类专业与电子商务的关系非常密切,由这些专业的教师讲授电子商务比较合适的。但是,在实际教学中,来自于上述三个不同专业的教师,由于各自所擅长的领域不同,实际教学侧重点也不一样,往往重点讲授自己所擅长的部分。

2.教材建设跟不上电子商务是一个成长中的领域,电子商务教育与电子商务实践处于同步发展阶段,教育者与管理者面临与受教育者几乎同步学习的境况。教材内容经过漫长的编写、编辑、印刷、发行等过程,己经滞后于实践,特别是书中某些网站的实例运用部分经常因过时而出现无法打开或己完全改版的现象,对教学的实践指导意义不大。

3.教学方式、方法及手段单一

电子商务是一门新兴的综合性学科,电子商务知识的多样性要求相应的教学方法也必须不断创新。电子商务发展变化较快、现代教育技术手段较多,对于教师的教学方式、方法及手段提出了更高的要求。虽然传统课堂教学有利于教师主导作用的发挥,但由于教学中过于强调知识的传授,忽视学生的积极性、主动性的发挥,不但使学生难于掌握电子商务的基础理论知识,也不利于学生掌握实务操作技能,培养分析、解决实际问题的能力。

4.实践教学环节较薄弱

实践动手能力的培养及考核在任何形式的教育中都是比较困难的事情,但又是必需的重要环节。该课程涉及到大量的概念,既抽象又不好理解,学生普遍感到课程枯燥乏味。因此学习兴趣不浓,教学过程中理论讲授过多,实践过少,缺乏理论与实践相结合,学生只是听到一些概念性的知识,虽然也使用过相应的模拟软件来熟悉电子商务的操作流程,但学生还不能完全独立进行操作,还没有把所学到知识与社会实际结合起来,缺乏实际操作能力的锻炼。

三、对策与建议

1.尽快提高教师素质和水平

要千方白计改变“一流学生、二流教师”的不协调现状。电子商务教学要求教师具备全面、体系化的素质,即使跨专业的老师和电子商务领域沾边,但是没有对这个领域的整体理解和把握,也是没法在教学过程中让学生真正学到知识的。为此,首先要抓紧电子商务课程本专业教师的培养和配备,与此同时也要高度重视原有师资队伍的培养。在目前专业电子商务教师普遍缺乏的情况下,要充分地发挥教师的能动作用,积极地探索新路子来教好学生非常有必要。

2.从实际情况出发确定导向问题

从根本上说,电子商务的本质是商务,而电子是工具、手段,要为商务服务,并使商务从传统方式改为现代方式。当然,电子商务需与传统商务相结合,改造和提升传统商务。不同院校建设电子商务专业,以技术为导向还是以商务为导向,取决于各院校的性质和特点。工科院校无可非议要以技术为导向,服务于商务,而文科院校自然需以商务为导向,把技术作为手段。不论采取何种导向,均应强调电子与商务的结合。有不同专业背景的教师讲授电子商务课程时,应努力贯彻既定导向的要求。

3.要充分发挥电子商务所具有的得天独厚的网络资源优势

学习电子商务有一个得天独厚的优势:在网上每天都有鲜活的案例可供参考,有真实的而非模拟的环境可供参与。笔者认为,能在互联网上完成的操作练习就尽量在互联网上完成。这有利于学生感受成功的喜悦,激发学习兴趣,也更有利于学生解决实际问题能力的培养。在此基础上,鼓励学生进行自主创业。在实践操作过程中,学生不仅可以融会贯通所学知识,而目还能增强自身的人际沟通能力。这样一方面激发学生的积极性,另一方面增强学习专业课程的兴趣,提高学习主动性,更为重要的是培养学生的创新意识。

参考文献:

[1]张国友.两大问题困扰电子商务教学[J].电子商务世界,2005,(12).

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1.2问卷调查法

为了对SPSS电子教学课件的效果进行评价,本次研究对某体育院校2011级的本科体育生进行了问卷调查研究。

1.3数理统计法

采用了Excel2003数据分析软件和SPSS16.0统计分析软件进行了实验数据的分析和处理,并通过假设、统计和描述等方法进行检验。

1.4专家咨询法

走访咨询了著名的统计学转接和软件课件制作专家,获得了SPSS统计软件在其他领域的应用情况,并确定了体育专业SPSS电子教学课件的主要内容。

2SPSS电子教学课件的设计

2.1设计SPSS电子教学课件的目的

设计SPSS电子教学课件的目是为了简化SPSS和Excel统计分析软件的学习过程,让学生理解学习起来更加容易,而且既能直接在网上使用,也可以单机进行操作。设计SPSS电子教学课件,便于人们应用SPSS统计软件的的功能,是为了充分发挥多媒体计算机在处理信息、储存信息、展示信息方面的优势,通过人机互动的形式来实现体育教学的课程最优化,以提高教学效果。体育专业SPSS电子教学课件的适用对象是体育教学和科研工作者、体育专业在校专科生、本科生、研究生。图1是SPSS电子教学课件的整体框架:

2.2设计SPSS电子教学课件的依据

从体育专业SPSS教学的目的着手,对体育统计和SPSS教材进行研究,通过把一个完整的体育教学过程划分为一个个独立的教学单元,并根据不同的教学单元需要来采取不同的教学流程,将一些比较抽象的理论,难以理解的定义形象化、具体化,从而使学生的学习变得更加轻松,理解起来也更加容易。2.3SPSS电子教学课件的总体结构SPSS电子教学课件的总体结构大体上分为基础理论知识和实际上机操作这两个模块。基础理论知识模块是对SPSS的基本原理、操作和统计方法等进行介绍,包括了体育统计的教学重点和SPSS教材的重点章节,其设计以让学生对SPSS实验课的内容形成整体的认识为主,同时还要考虑到学生理解和记忆能力的水平。另外,基础理论知识模块同时也是一个很好的复习素材;实际上机操作模块以上机操作和同步语音讲解为主,在每个SPSS电子演示模块中,每个操作步骤都设计有语音讲解,通过控制模块的教学掩饰,配合语音讲解对学生实际的操作指导,以达到良好的教学效果。

3SPSS电子教学课件的制作

3.1素材制作

SPSS电子教学课件的素材包括了文本文件、图形图像、和语音视频这三个模块:文本文件模块的制作有两种方式,一是先在word文件中输入文字,再通过复制粘贴到电子课件中,二是在编辑合成课件的时候直接在Authorware中输入文字,再进行相应的整改和修饰;图形图像模块是事先利用Firework软件进行加工绘制的,在合成电子课件的时候再通过导入工具将图形和图像导入到Authorware当中;SPSS电子教学课件当中语音和视频模块当中的音频文件和视频文件可以直接使用屏幕录像等软件来录制,并在学生实际上机操作的时候进行播放演示,用以取代教师的讲解。另外,为了提高电子课件的整体效果,还在一些相应的模块和位置当中添加了背景音乐,使课件展示更加丰富有气氛。背景音乐使用的是mp3格式音频文件,可以通过midiloop函数来控制音乐的播放或者是停止,便于使用课件的人进行操作。

3.2功能模块

本次设计的体育专业SPSS电子教学课件的内容一共有六大功能模块:3.2.1SPSS统计方法模块SPSS统计方法模块包括了SPSS统计软件的基本统计方法和中级统计方法等,统计方法的内容涵盖了统计方法的定义、统计所使用的计算公式、公式的适用条件以及统计结果的意义等。3.2.2Excel数据分析模块主要包括了Excel数据分析软件所运营的分析工序、分析函数和分析术语等。3.2.3体育应用实例模块此模块所展示的内容为SPSS统计软件和Excel数据分析软件在体育专业方面的实际应用实例,SPSS统计软件在体育专业方面的应用实例主要有描述统计、x2检验、假设检验、反差分析、相关性分析、线性回归分析等。而Excel数据分析软件爱你在体育专业方面的实例应用主要有描述统计、相关性分析、假设检验等。3.2.4综合统计软件模块SPSS、SAS、BMDP等统计软件的综合介绍与应用。3.2.5使用软件过程当中要注意的问题在使用统计软件的过程当中应该注意显著性水平、试验对照组之间的关系、样本的含量等问题。3.2.6外语模块外语模块主要是介绍了英语日语等一些常见语言的SPSS统计软件电子教程,方便一些具有外语能力的学习者学习和使用。

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从教学体制上看:在实际的实验教育中,电子技术实验附属于相应的理论课,实验教学学时多年来一直为时,约为总学时数的14%,任课教师普遍认为实验学时偏少,不能充分完成预定实验计划。同时,验证性实验所占的比例较高,实验题目和内容相对最新的科技发展水平及市场化需求具有较大的滞后性,教学实验体系与工程实际脱节,不能及时反映现代电工电子发展的最新成果。

从管理体制上看:由于各方面普遍不重视实验课,上级投入经费少、人员稀缺、仪器设备紧张等问题不能及时解决。实验课多数是辅助理论课的教学,在教学方式、教学内容和教学进度等方面受理论课制约。实验室规模小,人力、物力分散,实验教学队伍稳定性差,很难保证有一个相对稳定并能够深入开展实验教学的环境。

从教学过程上看:在目前中等职业学校的教学模式中,实验教学的课时较少且通常处于理论教学的从属地位,其内容也多为验证性的,很少形成完整的实验教学体系。同时,教师在详细讲解实验方法、步骤后,还要做一次演示实验,这样在课时本就不足的情况下,不仅浪费时间,而且不利于培养学生的创新思维能力。

三、深化电子实验教学改革的对策

1.改进实验设备,加强对学生实践能力的培养

选什么类型的实验设备,将直接关系到对学生实践能力的培养。鉴于此,在选购电路电工实验台时,学校应选择可由学生自己搭建实验线路、又能看到实际元器件的实验设备,这样可以大大加强学生对线路连接的感性认识,也为学生认识具体的电气元件提供条件。

2.建立一支高素质的实验型教师队伍

实行开放性实验教学,对实验教师和专业教师业务素质的要求较高。实验教师和专业教师除了要有必要的理论知识,还必须具备较强的动手能力和创新意识。电子技术发展迅猛,实验教师和专业教师必须及时学习和掌握新知识、新技术、新方法。只有这样才能指导学生设计出一个比较好的产品。因此,实验教师和专业教师必须不断学习,采用自学或进修的方式提高自身的业务水平。这样,拥有一支强有力的、稳定的实验教师和专业教师队伍才能保证电子技术实验教学更好地为培养目标服务。

3.革新管理理念,全面吸引学生

部分学校现有的创新室基本上只能做备用实验室,是否运转全凭学生的主动性。为了全面提高创新室的吸引力,拟定创新室形式上由专人管理,内容上由相关教师共同负责。具体为:学生上课时间和晚上自修时间,创新室应能随时开放,并提供学生所需器材和负责仪器维修;学生所做题目,一部分由实验中心邀请相关教师设计,其中包括将历年电子大赛题目分成若干小块,另一部分由学生自行设计,题目内容以综合设计性为主,其可行性需经指导教师论证,以免造成不必要的浪费;创新室开放时间、运行方式及准备的实验项目应随时公布于学生,以便学生提前准备讨论。

4.加强与兄弟院校“同行”的合作与交流是促进实验教学能力提高的有效途径

要提高实验教学的质量,就必须与实验、教学、科研能力强的兄弟院校的“同行”合作与交流。目前,合作与交流困难主要集中反映在教师间的实验教学、科研能力与水平存在着“差距”而产生的“屏障”。要缩短“差距”、消除“屏障”,首先要加强自身“内功”的“修炼”,提高实验教学的能力和水平,缩短与兄弟院校的“差距”。其次要积极主动地与实验教学和科研能力强的兄弟院校建立一种有效的、广义上的“联姻”机制,这种“联姻”机制是一种“紧密”与“松散”相结合的方式。“松散”型主要是通过教务部门在某些学科领域有方向性、有目的性、不定期地与兄弟院校的教师、专家、学者建立“友好联姻社”并进行联谊活动,为教师建立合作与交流的“桥梁”和“纽带”。而“紧密”型则是通过选拔本部门的培养对象进入水平较高的兄弟院校进行“深造”、“进修”。

总之,实验教学是学生实践的重要环节,也是能力培养的重要环节,这点对中等职业学校来说显得更为重要。因此,学校必须是要发挥人的主观能动作用,调动教与学两方面的积极性,并根据目前的实际情况,因地制宜,加以不断的探索试验,才能取得满意的效果。

【摘要】传统的电子技术实验教学方式和思维模式仅仅停停留在辅助于理论教学的层面上,已经跟不上电子技术行业的发展速度和方向,不利于培养学生的综合动手能力和实践创新能力。本文以电子技术实验教学的目标为切入点,研究了电子技术实验教学的问题和现状,并提出了有针对性的建议和对策。

【关键词】电子技术实验教学现状与对策

参考文献:

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二、创新与发展

中职电子专业面对以上分析的困境,我们该如何去改变这一现状,让电子专业重新焕发生机,做大做强呢?我做了以下几点思考:

1.结合实际,调整教学内容。中职学校里的一些理论性较强的课程可以少开或不开,如《单片机原理》《/传感器原理》等。一方面我们的学生素质达不到学习这些课程的基本要求,令一方面这些课程对我们的学生就业帮助不大。我们可以结合中职生特点多开一些动手多原理简单直接的课程,如我们学校的《空调制冷专业》学生在知道空调制冷原理后,动手自己制作加工组装空调制冷系统,并模拟运行,效果不错,今年学生还代表安徽省参加了空调制冷国家比赛。

2.跟上市场需求,更新技术水平。在多年的教学观察中,笔者发现不少学校在电子专业的教学中是与市场需求相脱节的,如有的学校教授的《家电维修》课程,还在教学生维修十几年前的黑白电视机,还在教学生维修装磁带的录音机;《电子技能训练》课还在教学生怎么组装调幅收音机。我们应该放弃教授这些过时的东西,应该结合市场需要教学生就业就能用到的,教市场上比较流行,贴近生活的产品技术。如前些年比较流行的电脑硬件维修,因为是市场上流行的维修技术,学好了就容易就业,学生学习起来就比较感性兴趣,效果也不错,笔者所在学校就有不少学生目前在本地从市电脑硬件维修行业。

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2.课程设计不完善

在新课程背景下的电子教学过程中,教师没有将理论课程知识与实践课程相结合起来给学生传授新的电子技术知识,这会使学生记住了相关的理论知识,而忘记了实践知识,若不然就是记住了实践知识,而忘记了相关的专业理论知识,这些都严重导致了学生学习新知识而导致相关知识脱节,并且部分专业知识与现实严重脱轨,学生所学的知识与社会所需要的不相符合,这不仅不利于学生吸收新的知识,还将会在一定程度上阻碍社会的发展。

二、新课程背景下中职电子教学中解决对策

1.在电子教学中,教师不仅要有科学以及合理的课程设计,还要引起学生学习的兴趣,发掘学生的潜力

在电子教学中,教师可以采用一些活动来进行教学,但不要脱离教材内容,这样不仅可以让学生踊跃参与,让学生在游戏中感受到学习的乐趣,并且不但让学生学到了相关的知识,还让学生通过实践得到了相关专业知识的内容。

2.不断提高师资力量,加强教师对于电子教学能力的培养

学校应当制订出完善的针对教师电子教学的培养策略,规定每个月安排教师在校外进行培训,在学校的时候要对教师进行不定时的电子教学能力测试,只有这样才能让教师的教学能力得以不断提高,知识结构不断更新和丰富。在培训过程中,也要求教师进行社会实践,去到一些企业中了解现在社会对于专业方向的需求,以此来面向专业化教学,让学生时刻适应社会的发展,这样也可以增加学生的就业成功率和就业筹码,为学生的就业方向奠定基础。

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综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。

50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。

在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。

221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺

微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。

现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。

21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。

目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。

随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。

3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域

在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面:

(1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。

因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。

(2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。

量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。

以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。

QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。

4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点

在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。

正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。

系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。

SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。

对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。

(1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。

(2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。

(3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。

微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。

在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。

5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点

微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。

微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。

MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。

MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。

目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。

当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。

微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。

目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。

6结语

在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。

回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌!

参考文献

[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.

[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.

[3]张兴、郝一龙、李志宏、王阳元。跨世纪的新技术-微电子机械系统。电子科技导报,1999,4:2

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3.促进实验室建设。长期以来,电子实验仪器基本上是老三样(万用表、信号源、示波器),学生在实验中接触不到先进的仪器设备,更谈不上使用先进的实验手段来完成实验。这个问题在平时的实验中表现并不明显,但在大学生电子设计竞赛中就显得非常突出。谁使用了先进的仪器和设备,谁采用了先进的实验手段,谁就会在其他条件相同的情况下赢得更多的时间,从而取得更好的成绩。因此在实验室建设中,拥有完善、先进的实验仪器器材,成为了在竞赛中取得好成绩的有力保障。

4.更新教学内容,重构课程体系。电子设计竞赛强调基础,但同时又鼓励采用新技术、新器件,以利于取得好成绩,但这些新技术、新器件在教科书上不一定会涉及到,这就要求我们更新教学内容,除了加强学生基础内容教学以外,必须引入新技术的教学,例如ASIC教学内容(如:CPLD,FPGA等)。同时让学生了解、使用新器件,有利于学生在竞赛中取得好成绩。电子技术基础是工程设计性很强的课程,在教学改革中必须用系统的观念重构课程体系。

5.加大实践课教学的改革力度。根据竞赛要求,加强实践课教学的改革,在实验内容的开设上分为三个层次:第一,基础性实验;第二,设计性实验;第三,综合设计研究性实验。基础性实验是基本电子器件的应用性实验,使学生具备设计、调试和测量简单电路的能力。设计性实验的教学内容为单元电路的设计及小系统设计。使学生初步了解新产品的设计和制作过程,培养学生的综合应用能力以及利用现代化分析、测试手段的能力。综合设计研究性实验,其教学内容包括信号的检测、控制、传输与处理以及单片机等应用性较强的综合设计研究性实验。

二、目前存在的问题

竞赛中学生暴露的问题充分暴露了传统实践教学模式的不足之处。

1.综合知识能力欠缺。学生在比赛中,提出的设计方案水平低,对参考电路生搬硬套,不会采用先进的简便电路。另外,综合运用知识分析问题的能力不强。究其原因,主要是对基本知识、基本理论、基本技能掌握不牢固,平时阅读的参考资料和课外书籍太少,基本技能训练不够。

2.查阅资料能力不强。参赛队员选定题目后,不能尽快找到所需要的相关资料,多数学生是找教科书和教学参考书,这反映了我们实践教学脱离了工程实际。

3.实验调试技能不强。一些同学不会正确设计测试表格,不会分析实验数据并解决问题。在焊接中,电路布局凌乱,电路调试与故障排除能力不强,反映了平时学习期间,实验课内容验证性多而设计性少,更谈不上综合性实践,所以学生的设计能力和综合能力未能得到有效提高。

4.设计报告质量不高。许多参赛学生设计报告格式存在许多不足,设计方案论述不够严谨,电路设计缺少理论分析。说明我们的实验教学忽略了实验报告这一重要环节。

5.新器件、新技术应用能力较差。有一些竞赛题若能采用新技术、新器件,不仅电路简单,而且省工、省时,性能指标也优于一般电路。参赛学生这方面的知识和能力与全国大学生电子设计竞赛的要求尚有一定的差距。原因是目前课程缺少这方面的内容。针对以上存在的这些问题,要从根本上解决,我们认为要对学生进行系统的电子技术设计训练,必须建立一个完善的大学生电子设计竞赛教学体系,学生通过该体系自主学习、老师辅导,最后参加电子设计竞赛,从而较全面地掌握电子设计技术,并在某领域有所特长,成为竞争力强的电子技术专业人才。

三、建立电子设计竞赛培训体系

我们建立的培训体系从宣传报名、中间教学环节,一直到最后参赛。

1.加强宣传,吸引优秀学生参与电子设计竞赛。我校工程训练中心承担了全校的电子实习教学任务,我们在每学年第一学期开展电子设计竞赛的培训报名工作。通过PPT介绍和视频展示,在学生中间宣传和普及电子竞赛的知识;并邀请我校曾在电子设计竞赛中获奖的学生,介绍自身参与电子设计竞赛的成长经历及对未来发展的益处。报名采用学生自主报名和教师推荐相结合,通过初审、面试等一系列环节,选拔优秀学生参加电子设计竞赛培训。

2.电子基础训练。学生报名、选拔工作完成后,于当年10月份左右开始为期一学期的基础培训。培训时间为12周,培训内容以8051单片机为主,辅以简单模拟电路。选择以单片机为主的培训,是因为单片机入门较模拟电路容易,学生往往有成就感,不至于中途退出。8051单片机培训包括I/O口、键盘、显示、中断、定时和AD转换等编程,有教师讲解、单片机教学视频等,每位培训同学配发一块单片机开发板,从而创造良好的学习环境。简单模拟电路包括运算放大、有源滤波、比较电路和NE555信号发生等常规电路的制作训练。基础电子技术培训最后是制作一个综合项目,结合前面学习的内容,制作一个简单综合项目“红外测距仪”,作为对学生一学期来学习的考核。

3.综合项目化训练。完成了以上基础训练,在每学年第二学期(3月份)开始项目化训练。完成3个综合项目的制作,我们通过自定题目或选择历年国赛,内容、技术指标可适当降低。为了提高教学质量,每个项目都对学生考核,并有以下教学流程:布置任务、教师讲解、过程指导、作品验收、学生交流和教师点评等,这些过程保证了教学质量。对制作不认真、完成不好的学生警告乃至最后淘汰。

4.暑期集训。暑期集训是提高学生参赛水平的关键。主要做历年国赛和省赛真题,每周完成1题,教学流程齐全:布置任务、教师讲解、过程指导、作品验收、学生交流和教师点评等,要求学生按题目的要求和技术指标严格、认真制作,鼓励学生采用新技术、新器件,以降低电路复杂度、提高电路指标。在临近比赛时,我们安排学生一次模拟比赛,按比赛要求4天时间完成,完成后统一验收、评奖,由于我校承办过浙江省大学生电子设计竞赛,这个模拟比赛环节,学生能感受比赛的真实状况,从中受益匪浅。

5.竞赛指导和服务工作。竞赛期间,每组学生都有1~2名指导教师负责指导和把关,包括帮助学生申题、方案分析、过程指导、指标检查等,并在学校的大力支持下,安排相关人员,做好各种竞赛服务工作,例如水电、网络等,竞赛期间的饮食安排得当,由学校食堂一日三餐和夜点心送到比赛地点,减少学生负担。竞赛期间元件采购和管理,赛前尽量采购齐全的元件,竞赛期间安排专人和专车采购,做到学生上午提出采购需求,下午能拿到元件。竞赛个别题目会用到一些机械组件,做到学生上午提出需求,下午或第2天上午能加工好所需的组件。

6.其他。为了保证竞赛教学的顺利进行,还需加强了实验室建设工作,增添先进仪器,例如数字示波器、程控电源、DDS信号发生器等。建立了竞赛元件库,各种常用、专用元件齐全,分门别类安放在柜子和元件和中,做到种类齐全,能满足竞赛各种题型的需求。建立了机械加工室和电路板加工室学生在训练和竞赛期间,可完成简单机械加工,例如钻孔、切割等;可完成电路板的制作,例如转印、腐蚀等。

电子学论文篇10

创新性实践课题的优劣直接关系到实践教学活动的成败和学生学习专业的兴趣。因此,在独立学院开展创新性实践教学的立项选题应尽量满足以下几个要求:

1.1符合学生的学习实际

众所周知,独立学院的学生,他们大都基础知识底子相对比较薄弱,偏科现象严重。在学科理论上,他们与一、二本的学生存在一定差距是不争的事实;因此,独立学院的学生在确立创新项目选题要尽量符合学生学习和动手能力实际,否则失去参与吸引力。

1.2与课程教学结合性

为促进教与学的紧密结合,选题时的一个基本出发点就是尽可能多地与专业课程及专业基础课程教学相结合,注重长期性,如2-4个学期,让学生通过创新创作把要学的专业理论知识与创新实践紧密联系起来,从而提升对专业课程的学习效果和教学效果,帮助学生明确专业学习任务并确立未来职业方向,有利于达到教与学的双赢。

1.3激发兴趣性“兴趣是学习最好的老师”

因此,创新实践课题要以能增强学生学习本专业的趣味性和目的性为基础,减少虚拟或仿真类题目,突出设计实物的真刀真枪题目。实物的做出有利于增强同学们的自信,激发学习的主动性与从事创新制作的积极性。同时,对本专业低年级学生有好的示范作用。

1.4可行与实用性

可行和实用有助于明确目标,不脱离实际,让同学感觉到原来自己所学与现实应用是零距离的,切切实实感觉到学以致用,培养学生的学习与创新实践自信。

1.5创新性创新

作为信息时代的关键词,已成为经济社会发展的主要驱动力,创新能力也已成为社会经济竞争力的核心要素。因此,创新实践教学既要让同学敢于接手又要让同学们有一定的创新空间;既要让同学把创作过程与书本知识紧密联系起来,又要让同学们把它与当前热门的技术或技术应用结合起来。

2实施过程

2.1引导为主,强化创新教育

每个学生都具备创新的潜能。独立学院开展创新教育要围绕主体底子相对比较薄弱,但头脑灵活,思维方式独特,重视社会实践,比较注重个人能力素质的提高这一内在特点及其未来应用技能型人才的职业发展需求,通过科学、合理地设计教育方式、方法,借助启发、互动、训练等教育手段,突出培养创新意识与个性,把创新教育实践内化为学生的职业技能等现实的能力。如笔者2011年带电子兴趣小组做了一个“有线声控小车”,然后把它带到课堂教学中展示,课堂一下就沸腾了。之后的这几年,在这个基础上不断引地导、创新,带领学生分别做出了“无线(射频)声控环境探测小车”、“基于WIFI的视频探测车设计”、“基于WIFI和Android的多功能智能探测车设计”和“基于WIFI的andiord的光伏动力智能探测车设计”等。通过这种一步一个脚印的方式来实践体验和磨砺,去开发每个学生的潜在创造力。让学生在接受引导的过程中,敢于想象,发挥潜能,强化职业技能等现实能力的培养。

2.2创新实践教学中适当引入竞技模式

在创新实践教学中适当引入竞技模式,能有效提高各同学对实践教学认同性和参与率,让学生从被动的参与者转换成积极组织者、策划者和管理者,从而有效地提高学生的参与积极性,如带领同学们参加“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”等比赛的作品无不是引入竞技模式的结果。

2.3强化“养成”教育

事无巨细,从小事做起,强化学生们的工程素养“养成”教育。如有时为了整理出一份较完备的、条理清晰的资料需要对其可行性方案进行不同角度的论证与整合;有时模块做好但不时出现各种问题而不能运行,往往要调试几天甚至十几天,种种情况无时不在考量学生的科研与工程实践习惯和耐心等。如2011年申请下的“湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划项目”———家庭煤气安全控制系统的研究,作为指导老师,笔者只给出一些指导性的设计思路及元件购买、焊接和调试时的注意事项,让同学们自己去论证、制定系统方案、购买元件和系统调试,等等这些都需要细心、耐心与毅力,加强工程素养的“养成”。最终该项目的作品被推荐参加了湖南省教育厅主办的“第二届大学生创新实验成果展暨创新论坛”,并荣获“十佳作品”奖。

2.4注重团队建设创

新项目是团队共同的项目,大家的目标是一致的。通过项目创作可增强开放与合作意识的培养。无须讳言,因每个人受知识储备的局限,思考问题的角度不一样,在团队合作中难免会因为观点的不同而产生碰撞,这时候需以团队为重,以创作为主,全身心投入,充分尊重团队中的成员,通过不断地沟通与交流来达到团队在认知与观点上的分享。只有聚集团队中每个人的能量,建立高效的团队合作,将之发挥到最大的效用,创新实践教学才能取得满意的效果。

2.5合理利用网络资源

网络提供了丰富的资源,特别在一些专项技术论坛中,如嵌入式技术等,有着丰富的资源可以为大家借鉴或利用。当同学们在创新创作中遇到技术或理论瓶颈时,一方面可与专业教师一起讨论解决,另一方面可充分打好网络这张牌,强化信息获取和处理能力。通过这些技术论坛的讨论和学习,以达补充和强化自己知识结构、实现瓶颈突破之目的。

3科学总结引导

同学们科学总结是对创新实践活动从感性走向理性,从无序走向有序,不断提高工程修养、理论素质和创新水平的非常重要的一环。应分三步走:一结、二总、三掘,关键在后两步。结就是对当前已经开展完的创新工作或阶段性工作做一个了断,以便于创新下一个项目或下一步骤;总就是针对当前已经开展完的创新工作或阶段性创新成果,结合其项目日志分析其活动计划表与活动结果表间的对应任务,反思时间、反思主体、反思内容、创新发展和表现形式,总结出创新活动中各阶段的发展规律和教训,为开展后续创新活动提供经验基础和准备必要的技术条件;掘就是从已开展并已结题的创新课题中不断创新,挖掘出后续课题。如上述所举的例子,从最初的有线声控小车的开发,到射频无线控制,再到基于WIFI和Android的光伏供电的节能型探测车设计,这都是在总结已做前续创新项目的基础上一步步地深入和挖掘出来的。

二创新实践教学取得的初步成果

1学生的创新实践能力显著

提高近年来,在全国、省及行业协会所举行的各类大学生电子创新设计竞赛、创新制作等检验素质教育的活动中,都取得了不错的成绩:荣获全国大学生电子设计竞赛湖南赛区及全国总决赛三等奖及以上奖项多项,且有四位同学免试获得电子设计助理工程师认证(EDP)证书。所创作产品参与“2014中国智能博览会高校(院企)项目成果会”一次,学生10多篇,申请国家发明与实用新型专利5个。

2申请各类大学生研究性学习和创新性

实验计划项目成效显著近年来,电子专业以电子兴趣小组为依托,积极申请省和学院的大学生研究性学习和创新性实验计划项目,并取得了丰硕成果。如“家庭煤气安全控制系统设计”项目作品在“第二届大学生创新实验成果展暨创新论坛”上荣获“十佳作品”奖。该作品多次被湖南经视、湖南教育台等电视台、以及《潇湘晨报》等平面媒体和腾讯、大湘网等网络以“会说话的煤气灶”为题进行报道与关注。

3就业率和就业质量

居省内独立学院前列培养的电子专业毕业生近几年内一次就业率和就业质量居省内独立学院前列。在每年毕业生中都不乏一些优秀毕业生,他们凭借其良好工程素养,扎实的专业基础,敏锐的创新思维和较强的实践能力,在企事业单位人才招聘时敢于与一本院校研究生同台竞争并打败对手,如愿以偿地进入自己理想的就业单位,如中国电信、大族激光、华为集团、创维集团、三一重工等知名企业。

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3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flas的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。

4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。

5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。

6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。

7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。

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2三相桥式逆变电路的Simplorer仿真

逆变电路是电力电子技术的四大主要电路之一。在已有的各种电源中,蓄电池、干电池、太阳能电池等都是直流电源,当需要这些电源向交流负载供电时,就需要逆变电路[11]。三相桥式PWM逆变电路是电力电子技术课程中非常重要的内容[12],理解和掌握该电路的原理有助于正确设计实际的三相PWM逆变电路。但由于对该电路的分析、理解比较困难,在学习的过程中,如果不借助仿真手段,很难得到其复杂的动态变化的波形。笔者利用Simplorer仿真软件对三相桥式逆变电路进行了仿真建模,分析了由PWM控制的三相桥式逆变电路的工作状态及波形的情况,并与方波控制的三相桥式逆变电路进行了对比。

2.1三相桥式逆变电路的仿真

模型建立由PWM控制的三相桥式逆变电路的设计分为主电路和控制电路2部分。主电路是由1个直流电压源、3对功率开关器件和与其反并联的二极管组成(见图2),其中各相器件开始导电的角度依次相差120°。每一时刻都会有3个桥臂同时导通。该电路的控制方式有方波控制和PWM控制两种。其中PWM控制的控制信号是由3个互差120°的正弦波与高频三角载波进行比较得到的,其仿真模型如图3所示。将每路比较后所得到的结果再经过反相器,产生与原信号相反的控制信号,用生成的这6路PWM波分别控制图2上下桥臂IGBT的导通与关断,所生成的输出信号按序号连接到主电路相应序号的功率开关器件上。图2中V1的控制信号波形如图4所示。从图中可以看出,这种调制方法产生的PWM波已经包含了调制波的信息。在仿真中,选择欧拉算法,具体设置在Analysis/AddSolutionOption中,将TR选项卡中的Integra-tionMethod下的Integration设为Euler。3个正弦波发生器的延迟时间依次为0s、0.0066s和0.0133s。各参数设定如表1所示。

2.2仿真结果及分析利用仿真

模型所生成的负载相电压波形如图5(a)所示。可以看出,由PWM控制的三相逆变电路所得的相电压uUN的幅值约为148V,是直流电源Ud的2/3,幅值和变化规律与理论推导相符,实现了逆变的要求。由方波控制的U相输出相电压波形如图5(b)所示。对比可以看出,由PWM控制的电路所得的相电压要比方波控制的电路所得的电压更接近正弦波,且低次谐波含量少。这说明由PWM控制的逆变电路的逆变效果要更优越一些。利用仿真模型所生成的相电流i波形如图6所示,可以看出,由PWM控制的三相逆变电路所得到的是为较平滑的正弦波曲线(见图6(a)),而由方波控制的三相逆变电路得到如图6(b)所示的结果只有正弦波的趋势,但并不平滑。通过比较可以明显地看出,由三角波为载波、正弦波为调制波所得出的控制信号控制下的三相逆变电路,要比由方波控制得到的结果更接近所需要得到的波形。的可靠性,分别将2类仿真数据进行多样本秩和检验(Kruskal-WallisTest),结果如表9所示。结果表明,同一类别下的各组仿真数据,其分布位置的差异没有统计学意义,可以认为所有数据来自同一总体。由此可知,仿真算法具有较好的稳定性,基于仿真数据的实验课设计选题不存在显著的难易差别。

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电气工程训练是我院面向工科非电专业及大文科专业开设的一门公共实践课程,学习的主要内容就是安全用电常识和基本的电工电子技术知识及实践操作技能。

二、实践教学的现状和改进措施

(1)实践课程简介

根据专业的不同,电气工程训练有两个教学模式。对于工科非电专业,开设电气工程训练A,共40学时;围绕三相笼型异步电动机的控制,训练工科学生一些简单的电气控制方法、控制手段,使之理解电气控制方面的基本知识和操作技能,了解电气控制在工程中的应用。对于大文科专业,开设电气工程训练B,共40学时;通过室内照明电路的设计、安装、调试与检修实践,让学生懂得安全用电,学习常用电工工具和仪表的使用,掌握最基本的电工技能。

(2)实践教学存在的不足之处

从近三年的教学实践过程看,存在的不足之处有两点:

第一,教学内容不够充实,学生做起来前紧后松。为期一周的电工训练,前三天的实践内容是理论教学和基础实践;后两天的内容是创新设计,占用时间偏长。

第二,教学实践内容和现代生产实践结合度不够,电工电子技术含量偏低。电气工程训练A的实践内容是交流电动机的交流接触器控制线路;电气工程训练B的实践内容是照明电路的安装实践,在电路中用的是电感式镇流器。在科技发展日新月异的今天,这些电路已不是最常用的电路了。

(3)实践教学改进措施

针对在电气工程训练中存在的现状,对原有的实践教学内容进行提炼和整合,在电气工程训练中增加电子产品制作的内容。对于非电专业的学生,可以选择制作一些和已有的实践项目相关且简单实用的电气产品。参加电气工程训练A的学生,可以选作PLC控制器;参加电气工程训练B的同学,可以选作电子镇流器。学生在电工实践过程中,通过对电气产品的研制、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用,探知最前沿的科学技术,推进实践教学和现代生产实践的紧密结合。

三、实践教学改进后的实施方案

(1)实践教学内容

电气工程训练实践经过改进后的教学内容可概括为四个教学环节、六大教学模块。四个教学环节包括理论教学、基础实践、创新设计和产品制作;六大教学模块包括元器件认识、工具仪表使用、电路原理和电路设计、线路板制作、组装和配线、调试和检修。

在教学实践过程中,六大教学模块的实施是渗透在四个教学环节中完成的。可以看出,和电气工程训练B相比,电气工程训练A的电工电子技术信息含量大、实践操作难度高。

(2)教学实施方案

教学内容的难易程度以及时间安排不是一成不变的,在教学过程中需要把握三点:

第一,理论与实践相结合。理论教师在理论教学环节主要讲解安全用电常识、元器件认识与检测、电气原理图识图、实践操作技能四方面知识。脱离实践操作的理论知识不用讲,和实践操作联系不大的理论知识要少讲。通过理论教学,学生可以运用掌握的理论知识指导自己的电气工程实践,这才是理论教学的真正目的。

第二,因材施教。专业不同,采用的教学方法和教学手段就不同,讲授的教学内容也不同;专业相同基础不同,教学内容的侧重点就不同,对三表学生要突出应用能力和实践技能的培养,对素质高、学习能力强的学生要进行精英培养。

第三,课内教学与课外活动相结合。对于参加电气工程训练兴趣高、产品制作有独到见解的学生,教师要积极引导,把课内教学内容和学生课外科研活动、素质教育活动有机结合起来,并给予必要的指导。

(3)激发学生兴趣的方法

为了更好地完成教学任务,实现预期的教学目标,要充分调动学生参与实践的主观能动性,激发学生的兴趣和培养创新意识。

第一,确定灵活、直观的教学方法。在理论和实践教学过程中,结合板书、多媒体课件及实物展示等教学手段,采用演示教学和渐进式启发教学相结合的教学方式,在激发学生兴趣、培养自学和独立思考能力等方面下功夫,使教学效果不断提升。对于基础实践项目,主要以演示教学为主,通过演示教学,学生把容易理解和接受的感性知识上升为可以指导自己实践操作的理性知识。对于创新实践项目,主要以渐进式启发教学为主。通过启发教学,开阔学生的思路,培养同学们独立完成实践项目的能力。

第二,采用不同的考核标准。在教学过程中,要根据不同专业、不同基础的学生,调整实践项目在量和质上的要求,制定相应的考核标准,让每个学生都能体验到完成实践项目的成就感,激发学生的学习兴趣。学生有了兴趣,教学目的就容易达到了。

第三,实行多方位的奖励制度。在基础实践环节,可以把一个班级分成几组,组和组之间比赛,哪个组完成的又快又好,哪个组就有额外加分,并把名次写在黑板上。这样就能激发学生之间团结合作、协同作战的意识和动力。在产品制作实践环节,可以把课内教学和课外的素质教育活动相结合,给成绩优异者颁发获奖证书和奖金,鼓励学生参加科研活动。

四、结语

在电气工程训练的教学实践中,我们本着与时俱进、勇于创新的精神,不断提炼和整合实践教学内容,着重培养学生的团队精神、工程实践能力和创新意识。学生在实践过程中,通过对电工电子线路和电气产品的设计、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用;探知最前沿的科学技术,增强求知欲望,培养自我发展的能力。

参考文献

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