模拟电路制作与调试

模拟电路制作与调试（共3篇）

模拟电路制作与调试 篇1

《数字电路》又称为逻辑电路, 作为电子信息工程技术类专业的一门专业基础课程, 它既兼顾了基础课程教学的理论性特点又具备了专业课程的实践性特点, 是一门承前启后的重要课程。根据职业院校学生的逻辑思维能力一般而形象思维能力显著的特点, 传统的教学模式和方法不再适合职业教育教学, 所以不管是高职院校还是中职学校专业教师目前都在积极研讨如何应用和实施项目化的课程教学模式, 进而课程的名称也演变为《数字电路制作与调试项目教程》, 从而更加接近职业院校学生的学习特点。因此, 通过从教学模式及方式上的转变, 设计出适合职业学校学生特点教学实施环节和过程显得尤其重要。

1 项目情景设计接近生活工作实际

根据课程由传统“知识导向下的学科体系”向“实践导向下的工作体系”转变的需要, 结合学生职业能力培养和课程教学与职校学生认知水平相适应的的需要, 以任务驱动、行为导向、工学结合为出发点, 创新教学模式, 并依据增强动手能力知识够用原则, 让学生先做后懂, 从而激发学生的学习热情。因此, 数字电路制作与调试课程就设计成了由交通信号灯故障报警电路制作与调试、抢答器电路制作与调试、显示器电路制作与调试、数字频率计电路制作与调试、数字钟电路制作与调试等具体项目组成的项目教学课程体系。学生学习过程完全融入到产品的设计与制作过程中, 动手能力得到充分的展现, 学习兴趣也随之不断加深。

2 教学实施过程注重实践能力培养

2.1 认真编制学案

项目课程学案通常由任务目标、课前准备、制作器材、任务实施、结果分析及评价活动等五个部分组成。任务目标确立教学任务达成目标, 是以制作生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的工作任务, 是一个完整的工作过程;课前准备阶段着重包含知识储备, 资料查阅两项内容。学生被分成学习若干小组, 一方面突出团队协助精神, 互助学习, 另一方面, 通过学生查找工具书籍及网上资料过程, 提升自主学习探究能力;制作器材应根据实训室条件予以配置和准备;任务实施由子任务串接而成, 通过做中学、学中做分步骤实现;结果分析与评价活动充分体现知识的积累和职业素养的培植过程。

2.2 注重两个环节

(1) 电路图、接线图绘制环节

多年来的教学经验发现, 将电路原理图的绘制以及电路接线图的绘制作为学生必须完成的一个动手训练任务, 之后学生在实训阶段的电路接线正确率和速度得到了很大的提高, 使学生自然地增强了学习本门课程的自信心, 学生从中对电路的认识和理解也不断加深, 学生的绘图技巧及经验得到逐步的积累。

(2) 电路的制作与调试环节

本步骤是学生最能体会感性认知的重要阶段。学生在上个环节中已对电路获得了一个初步的印象, 在本环节就是电路产品的实际制作过程, 主要突出技能和实践性要求。根据实训室配置条件以及教学的灵活性因素, 一般使用数字电路实训箱或者是直接制作相关产品来完成相关学习任务。

电路的制作过程应条理清楚。首先最主要的不能疏忽的一步是用万用表对所需的连接线进行测量, 剔除存在问题的连接线;其次按照信号的输入输出方向顺序连接线路, 最后才将电源线和地线连接妥当。如果是采用制作产品方式, 就要注意制作工艺的要求, 如焊接工艺、电路板制作工艺等。

电路的调试过程通过“望、闻、问、切”, 方法实现。首先是“望”, 要观察电路板的焊接或插接如何, 成熟的电子产品一般都是连接处出了问题;第二是“闻”, 就是通电后听电路板是否有异常响动或味道, 比如不该响的响了, 该响的不响, ;第三“问”, 比如结果不正确, 该显示的不显示或者显示不正确, 首先要注意的是电源正确与否?是多少?有什么问题?第四““切”, 检查芯片是否插牢, 有先不易观察的焊点是否焊好, 接通电源后触摸芯片是否发热等。一般调试前做好这几步就可发现不少问题。调试从电源开始入手的, 先局部 (单个芯片或单元电路) 后整体, 先静态后动态, 经过测量——调整—一再测量——再调整的反复过程完成。

2.3 评价分析

首先是认真记录实训结果和数据, 其次是对结果和数据进行分析。在此过程中必然会涉及到一些重要的相关理论知识点。作为知识拓展部分, 请同学分成小组进行讨论、分析、归纳和总结, 消化在实训过程中没能及时理解的原理性知识。

评价体系建立过程性评价和终结性两个方面。过程性评价应包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价等;终结性评价应包含项目所涵盖的应知部分的评价、应会部分的评价以及对产品的评价等。评价应包括学生的自我评价和教师的评价。

3 探索与分析

3.1 小班化的重要性

由于我国大部分职业学校的发展目前仍然存在设备资金投入不够的现象, 加上技能型教师师生比矛盾明显, 所以在采用项目式教学时分组数目少, 多个学生共用一台设备的现象极为普遍。虽然给学生提供了团结互助、讨论分析的平台, 但是设备少造成部分同学存在依赖性, 缺乏独立工作能力。新加坡南洋理工学院模式是在讨论课时即采用小班化形式, 每班不超过24人, 在实训课时做到每人都能安排了一台设备独自完成相关学习任务。这样的结果是一方面锻炼了学生独立思考、独立工作能力, 技能水平提高明显, 另一方面, 教师对学生的过程性评价变得公正、透明、简单可行。学生的学习主动性得到激发, 师生之间的互动显得张弛有度。

3.2 实训设备及原材料的保障

由于小班化的要求, 一方面除了需要足够数量的实训设备外, 另一方面对实训原材料的数量要求也大幅度提高, 使得项目课程各项任务的落实有了充分的保障。学生在课前调研准备阶段就对实训设备和原料做好计划方案, 便于项目课程在教学过程中顺利实施。

3.3 突出过程考核评价

新的评价机制应突出素质为核心, 能力为基础的培养目标, 重点突出过程性评价, 提升学生的素质休养和团队合作能力。在过程性评价中包含工作态度的评价、工作过程步骤与方法评价、知识的应用评价、学生的自我评价和互相评价以及老师的评价等。教师可以在学生完成整个学案的过程中, 如三分钟演讲、电路图绘制、电路制作与调试、知识拓展分组讨论、自评互评与展示等环节进行评价, 另外课前准备报告和实训报告也是重要的评价考核部分。

以上所做探索分析, 本人已逐步应用于教学实践过程之中, 收到了比较好的效果, 学生学习兴趣得到激发, 技能操作水平提高明显, 学生不仅具备了较高的实际应用能力, 同时在素养方面也得了到显著的提升。当然, 探索之路仍然曲折, 需要我们进一步努力, 为我国职业教育的发展作出贡献。

参考文献

[1]《数字电路调试与制作》课程教学改革实践与探索.司淑梅.科技信息2009年21期

[2]高职院校《数字电路》课程教学模式探讨.卢永芳.清远职业技术学院学报2009年6月

[3]项目教学法在数字电路课程中的应用探索孙飞职业时空.第7卷第1期

[4]中职《数字电路调试与制作》课程教学评价方案的探索与实践陈恒水百花园地2012年8月

模拟电路制作与调试 篇2

传统技工教育的《电子技术》课程开发, 将工作任务分解成独立的知识点和技能点, 并以分解后的知识点和技能点作为课程设计的依据, 从而使得课程缺乏综合性的学习任务。教学实施过程中也仅仅关注学生对理论知识的获取情况、对技能的掌握情况, 而忽略了制定计划、检查控制与评价反馈等重要的工作过程能力的培养, 忽视学生综合素质和核心能力的培养, 从而造成人才培养的结构性缺陷。“没有一流的技工, 就没有一流的产品。”为了中华民族的振兴, 我们的职业教育必须下大力气, 进行一体化课程开发, 通过有效的教学手段和方法, 激发学生的学习兴趣, 提高学生的动手能力, 提升技能人才的培养质量。

《电子电路制作与调试》一体化课程的开发

现代职教观认为:课程开发时, 首先需要确定人才培养目标和课程目标, 然后将典型工作任务转化为一体化课程, 再进行学习任务教学设计, 构建适应职业岗位群所需要的一体化课程体系。

通过专业调研, 我们确定《电子电路的制作与调试》一体化课程的学习目标为:学生能利用万用表等仪表检测电子元器件, 会判断其质量好坏, 并能根据需要挑选元器件;能参照电路原理图组装与调试应用电路, 制作出实用电子产品;能利用工具、仪器仪表检测电子电路, 能排除电路中常见故障;会根据需要设计小型应用电路。同时, 培养学生良好的工作习惯和职业操守以及团队合作、交流、表达及组织协调等关键能力。

《电子电路的制作与调试》一体化课程的开发要尽可能地实现理论与实践融通合一, 综合职业能力与职业素养的培养与工作要求对接合一。通过行业座谈会获取岗位典型工作任务后需要对这些典型工作进行学习任务的再设计。在进行学习任务的再设计时既要考虑电子电路的工艺、工具、技术等专业学习内容的完整性要求和工作过程的完整性要求, 同时又要将职业行动领域的相关工作要素融合在学习任务中。考虑到职业能力的发展规律, 本课程共提取了六个典型的学习任务, 如表1所示。任务以产品制作与调试为主线, 从易到难, 从简单到复杂, 从而激发学生的学习兴趣和学习积极性。整个学习过程是学生由新手到能手的成长过程。

《电子电路的制作与调试》一体化课程的资源建设

一体化课程的顺利开展需要课程资源的支持。课程资源包括软资源和硬资源。软资源主要包括工作过程系统化的学材、电子仿真教学资源等;硬资源则主要指模拟企业真实工作环境的一体化学习工作站。

在软资源建设方面, 为配合任务引领、小组合作的自主学习的开展, 设计学习工作页、学习任务书作为学生学习过程中的指引并进行学习情况记录, 设计《工作计划表》、《完成情况记录表》来辅助“班组长责任制”的开展, 最后将工作现场使用的《产品说明书》、《元件清单表》引入教学以使学生获得更好的工作体验。

《电子电路的制作与调试》是一门理论性、实践性较强的课程, 实训在教学中起了很重要的作用。传统的实训受到实训时间、空间和材料等多方面的限制, 很难满足学生进一步的需求;教学过程中, 由于部分实训耗时多, 操作难度大, 仪器设备局限, 演示可视化效果不理想等原因, 很难在课堂内穿插演示。为此, 在软件资源建设方面, 笔者主要进行仿真教学方面的资源建设。

电子仿真软件可以设置各种真实系统中无法实现的参数、工艺以及事故等, 而且成本低廉、使用灵活, 因此发展迅速, 得到越来越多的国内外职业院校、公司及企业的重视。仿真教学利用电子仿真软件将理论与实践教学进行有效结合, 是未来智能化教育的基础。在仿真环境中, 可以充分调动学生的思维, 提高学习效率。此外, 通过仿真教学, 为学生提供了自学的条件, 学生可以反复试验自行设计的实验方案, 提高学生的学习能动性。

学材方面:围绕《电子电路的安装与调试》一体化课程中六个学习任务, 采用multisim10仿真软件编写实验指导书。在本书指导下, 学生可在计算机上进行仿真实验。即将真实实验的内容进行仿真预习, 然后再做实验, 极大地提高学习效率, 实验效果得到大大提高。

教材方面:采用了multisim10仿真软件进行实验仿真, 它能快速、完整地建构实验原理图, 并且能够完美地仿真实验过程, 实现了“把实验室搬到课堂中去”的设想。围绕《电子电路的制作与调试》中六个学习任务的教学进行编写, 其内容包括各个学习任务的实验和教学设计。开发的教材具有以下特点: (1) 针对性强:针对主要知识点精心设计了相应的仿真实验进行辅助教学, 将知识点融入到实验中; (2) 实用性强:每个仿真实验都有完整的教学思路 (教学目标、教学重点难点、教学设计和教学总结) ; (3) 图文并茂:每个仿真实验的结果都以图片或表格的形式详细呈现, 方便阅读。

《电子电路的制作与调试》一体化课程的实施

根据学习目标和学生特点, 每个学习任务都以“产品制作”引领教学, 让学生在“做中学”、“学中做”, 整个学习过程就是一个完整的工作过程。笔者设计了学习任务通用的教学流程, 如图1所示。分为6个阶段, 各个阶段的实施如下:

接任务爱因斯坦说过:兴趣是最好的老师。每个学习任务对应一种电子产品的制作和调试, 学习任务初期, 先让学生观看电子产品演示, 激发学生的好奇心和求知欲, 提高学生的学习兴趣, 师生共同分析产品技术要点, 明确制作电路的任务, 最后学生接受任务并就如何制作电路提出自己的想法。《评价表》是学生学习过程中的参照依据和指引, 在学习初期就下发给学生。学生每完成一项学习内容就及时进行对应的评价, 这样便于师生及时发现问题, 调整教学。

做准备此环节模拟生产前期准备, 在接受任务之后, 教师提供电路原理图, 学生自行完成材料清单的编写并领取工具、材料、元器件。材料清单如表2所示。

定计划定计划包括制定学习内容、计划时间、实用时间和负责人。《工作计划表》如图2所示。表中每个项目的使用说明如下: (1) 内容。对于第一个学习任务, 教师可通过示范给出比较详细的指引, 学生通过填表学习做计划的方法, 为后续的学习任务做好准备。从第二个学习任务开始部分内容可以由学生自行编写。 (2) 计划时间和实用时间。表中设计有“计划时间”和“实用时间”两个栏目, 用于培养学生的时间意识, 学生可以比较计划与实际所产生的偏差, 便于发现问题。 (3) 负责人。表中的“负责人”要求每个组员必须承担最少一项, 为实行“班组长责任制”做准备。

实施根据认知规律和学习目标, 笔者制定了从易到难的4个实施环节:认识电子元件→认识典型电路→制作和调试电路→拓展 (可选) 。其中认识电子元件和认识典型电路是做好知识的准备, 制作和调试电路是完成学习任务, 拓展是知识的迁移。实施过程中应注意以下几点: (1) 实行“班组长责任制”和“5S”管理制度——拉近工作与学习的距离。为培养学生的基层管理能力, 可以在实施过程中模拟企业的“班组长责任制”, 在制定《工作计划表》时明确每个学习内容的负责人 (“班组长”) 。每个组员都需要承担其中一项学习任务的负责人。负责人的职责是负责检查全组对学习内容的整体完成情况, 并指导组员完成, 收集汇总在学习过程中遇到的问题和解决的方法并完成《完成情况记录表》。“班组长责任制”使组员联系起来, 使每个组员都有机会当组长, 都是组内不可缺少的一员, 有自己的职责, 可以锻炼学生的团队合作、交流、表达及组织协调等关键能力。现代化企业生产和管理一线人员不但要具有良好的职业技能, 而且还要具备良好的职业素养。为此, 在学习过程中, 我们采用企业现场5S管理制度, 营造出一个清爽、明朗、洁净的学习场所, 让学生了解企业的管理制度, 有助于学生更快地适应职业要求。 (2) 采用多种教学方法——提高学习效率。任何教学方法都有其优点和局限性, 在教学中要根据不同的情况灵活运用才能充分调动学生的学习积极性, 提高学习效率。学习过程中采用任务驱动法—以电子产品的制作作为学习内容载体, 激发学生兴趣, 引领整个学习过程;“头脑风暴”法—小组确定制作方案, 培养学生的思维及合作能力;小组合作法等多种教学方法, 充分调动学生的学习积极性, 提高教学效率。 (3) 实行过程性评价与监控, 保证目标的达成。每个学习内容在《评价表》中都设计有相应的评价项目与之对应, 学生每完成一个学习内容就要完成对应的评价。过程性评价便于教师及时发现问题, 调整教学。

评价在成果展示、答辩后, 教师指导学生进行总结性评价, 检测学习目标的达成度。其中, 安全与考勤纪律实行一票否决制, 帮助学生树立正确的职业意识。在课外, 通过观看学生上交的课外拓展训练成果, 考核学生的知识迁移能力。在整个教学过程中, 通过观察、记录各小组成员的表现来考核学生的团队合作能力、主动与人沟通能力、归纳总结能力等。考虑到《评价表》可执行性, 最终的评价结果采用自我评价 (30%) +教师评价 (70%) 的方式进行, 以尽可能地对学生的学习进行相对客观、准确的评价。

反馈教师指导学生总结, 写心得体会, 借此了解学生的情况。

《电子电路的制作与调试》一体化课程的实践效果

几年来, 我们对《电子电路的制作与调试》一体化课程不断进行教学改革实践, 开发了基于工学结合的课程体系。推行《电子电路的制作与调试》一体化教学模式, 采用任务驱动法、头脑风暴法、小组合作法等多种教学方法, 编写了相应的校本教材和学材。从实践效果看来, 以“产品制作”引领教学, 创设职业环境, 让学生体验企业真实工作任务要求, 有利于学生养成良好的工作与职业操守, 增强学生对职业的认识, 有助于学生的职业生涯规划, 让学生在“做中学, 学中做”, 在动手中享受劳动成功的愉悦, 激发了学生持续学习的兴趣, 使学生在实践中发挥主观能动性, 培养学生与人沟通、与人合作、尊重他人的良好习惯, 增强了学生的交流、表达和组织协调的能力, 培养学生专业技能的同时也培养学生关键能力。

一体化课程实施以来, 我校涌现出了许多优秀的毕业生, 获得了用人单位的好评。其中某生荣获2011年“广州市家庭服务业职业技能竞赛”维修电工项目比赛第二名。课题组的两位教师参加“2011年广州市技工院校教师教学能力竞赛”, 在教学设计和说课两个项目的比赛中获奖, 分别是教学设计二等奖和三等奖, 说课一等奖和三等奖。这些都证明了我们的一体化课程开发和实施是非常有效的。

摘要：建设一体化课程可以大幅度提升技能人才的培养质量, 这在职业院校中已经形成共识。传统的《电子技术》课程忽视学生综合素质和核心能力的培养, 造成人才培养的结构性缺陷。本文介绍了笔者所在团队对《电子电路制作与调试》进行一体化课程设计的情况, 并对一体化课程的实施提出了一些行之有效的方法。

关键词：职业院校,电子电路制作与调试,一体化课程

参考文献

[1]崔仁泉, 黄远飞.广州模式:现代技工教育体系探索[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2011.

[2]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[3]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[4]姜大源.职业教育学新论[M].北京:教育科学出版社, 2007.

[5]易谷主.电气自动化技术专业课程标准与教学设计[M].北京:机械工业出版社, 2011.

模拟电路实验系统的设计与制作 篇3

实验教学体系和内容在工科高校人才培养中占有重要地位, 为了适应国家对创新型人才培养的要求, 实验仪器设备必须满足实验教学体系和教学内容变化的要求, 而目前市面上配套的实验设备价格较贵, 不能满足我们对实验各个层次的要求以及学生个性化发展需求, 因此开发先进自制配套的仪器设备对高校来说显得尤为重要。

我校电气信息类教师对电子技术实验越来越重视, 不断探索开发新的实验项目, 改进实验内容, 提升实验层次。结合我校国家级电工电子实验教学示范中心建设和山东省高等学校教学改革项目“电工电子创新性实验项目的开发与教学模式研究 (2009227) ”工作, 我校在电工电子实验的教学理论和实验项目建设以及实验教学仪器开发、实验管理制度和信息化平台建设等方面做了大量工作, 构建了“研究性、自主性、开放性”三位一体的电工电子实验教学模式, 将实验项目分为基础、新技术、综合三个层次。学校鼓励青年教师自制实验仪器设备, 给予了大力支持。笔者承担了自制50套模拟电路系统的任务, 根据自制实验仪器的任务要求, 经过1年多的设计和反复调试, 模拟电路系统成功应用于电气信息类及相关专业本科生的实验教学中, 每年完成2万多小时的实验教学, 而且效果良好, 受到师生们的好评。

2 模拟电路实验系统的设计和平面分布图

基于实验项目基础、新技术和综合三个层次的要求, 我们开发的模拟电路实验系统采用模块化设计。在设计过程中, 实验系统既要完成模拟电子技术的所有基础实验, 还要添加新技术模块以及新的实验手段, 提高实验的层次。实验箱中的实验电路按模块设计, 模块中的基本实验电路, 外接其他元件或与其他模块电路组合, 完成不同的实验要求。每个实验的电路原理图和大部分元器件在实验板表面一目了然, 学生可根据设计好的原理图搭建电路, 提高学生的独立思维能力和动手能力;实验箱还配有Cypress公司的在线可编程模拟器件, 为师生提供了学习模拟器件新技术的实验平台。同时, 实验箱还设有音频信号输入口, 为连接虚拟信号分析仪做了准备。

该实验箱主要包括以下模块:

(1) 电源模块:工频赫兹的交流额定电压输入, 输出直流电压±12 V和+5 V, 电流I≥0.2 A, 还设有双路直流信号源, 均可输出-0.5 V～+0.5 V, -5 V～+5 V, 而且连续可调。

(2) 分立元件电路包括双路跟踪直流稳压电源, 分立元件放大电路, 集成运放电路, 差分放大电路, 功放模块, 场效应管电路, 集成稳压模块, 电位器组, 电阻、电容和二、三极管等, PSoC (片上可编程系统) , 音频信号输入口以及面包板扩展区等。

实验箱上各个模块都是独立的, 没有共地, 实验中需要经过连线实现共地。多数模块是分立元件, 学生做实验时可灵活连线, 自由搭建电路, 但是实验中需要认真分清各个模块, 以免连接错误, 损坏设备。

图1是模拟电路实验系统的模块分布图。

3 模拟电路实验系统支持的实验项目

本实验系统可以完成模拟电子技术全部基本实验, 如单级放大电路、负反馈放大电路、差动放大电路、双路跟踪直流稳压电源、电压比较器、运算放大电路和振荡器等实验, 还增加了在线可编程模拟电路的新技术模块, 可支持数控放大器、电压比较器、PWM控制LED灯和滤波器等实验。实验系统中预留和虚拟信号分析仪配套的接口。图2为虚拟信号分析卡外观图及模拟电路实验系统中的配套接口, 很多实验可以用虚拟信号分析提供测试波形, 并进行信号的分析和处理。图3为虚拟信号分析仪与实验系统以及测试仪器配套使用的连接关系图。利用该实验系统开出的实验内容和手段丰富, 提高了实验层次, 能够激励学生学习更多先进的知识, 掌握更多的实验方法。此外, 利用面包板另备一些元器件, 即可实现其他模拟电路综合实验, 例如:温度监测及控制电路, 噪声监测器, 交流电压欠、过压保护电路的设计等。

4 实验系统的使用效果及体会

实验电路连接非常灵活, 每个实验的电路原理图都印刷在实验板表面, 增加学生的感性认识。学生可根据自己设计的实验电路图搭建电路, 锻炼了学生的独立思考能力和动手能力, 展现了个性。同时增加了新技术模块和新技术实验手段, 推动了实验课程体系及实验内容的改革。实验系统自使用以来受到师生的肯定, 因实验系统由教师制作, 锻炼了青年教师的动手能力和实验调试能力, 方便了维修, 同时也促进了实验教学示范中心的建设。在2012年年底的国家级电工电子实验教学示范中心验收时, 我校自制实验设备作为一个亮点和特色展示给评委专家, 得到了一致好评。图4为模拟电路实验系统的效果图及外观图。

参考文献

[1]杨宏, 李国辉.走自制实验设备之路促进实验教学改革[J].实验技术与管理, 2013 (1) :225-227.

[2]汤宏群, 苏广才, 陆际春.自制实验设备对提升原始创新能力的作用[J].教育教学论坛, 2014 (7) :281-282.