电工电子电路设计报告范例6篇

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电工电子电路设计报告

电工电子电路设计报告范文1

【关键词】卓越计划 电工电子虚拟实验 Multisim10 模块化

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)11-0223-02

1.引言

“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)是教育部促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在以实施卓越计划为突破口,培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。

浙江科技学院是一所致力于培养具有实践能力、创新精神和国际素养的高素质应用型专门人才的大学,是教育部第一批执行“卓越工程师教育培养计划”的高校之一。为了实现“卓越计划”我校进行了一系列的教学改革创新。实践教学是我校教学改革的重要环节,而电工电子实验课程是工科类专业的核心课程,也是最基础的实践课程,因此电工电子实验教学内容和教学方法的改革对学生综合素质的提高、创新能力的培养和“卓越计划”的顺利实施具有很大的影响。

在电工电子实验改革中,我们引进了模块化的实验理念,按专业、开设课时要求分基础训练、综合设计、创新实验3大实验模块。在各个模块实验中,不是学生简单地按照教师制定的实验步骤方法得到实验结果,而是教师提出实验要求、设计指标和主要参考仪器设备元器件,需要学生利用所学的理论知识,完成实验方案、实验电路的设计,列出实验步骤,完成实验和参数测试,这就需要学生反复不断设计、实践。使用现有的实验设备台套数不够,一旦设计不合理线路错误会烧坏元器件,损坏仪器设备。而且随着电子技术的高速发展,新技术和新方法不断涌现,实验硬件设备仪器的更新远远跟不上知识的推陈出新和电子技术的日新月异,这严重阻碍了学生的实践和创新能力的培养。虚拟电工电子实验平台很好地解决了上述问题。

2.电工电子虚拟实验平台

电工电子虚拟实验平台是利用EDA技术在计算机上运用专业软件完成电子设计、电路仿真运行、参数测试。在计算机上做电工电子路实验所用的元器件、测试用的仪器仪表、导线以及电路连接等,全部由软件模拟实现。教师可以利用虚拟元器件库丰富的元器件方便地搭出各种电路演示给学生看,可以把最新的技术及时传授给学生。学生随时可以在虚拟实验台上运行教师要求的实验,又可自主设计实验,有利于学生动手能力、设计创新能力的培养。而且只要有计算机安装专业软件就可以实验,提高了实验设备利用率以及实现电子电路与系统的EDA,电工电子虚拟实验平台也是当今电子技术实验室的一个发展方向。

随着电子技术的发展,越来越多的计算机仿真软件和虚拟仪器相继出现,我们在电工电子虚拟实验教学中选用了目前国际上比较流行和得到广泛应用的Multisim10软件。

3.Multisim 10软件介绍

Multisim10仿真软件是美国国家仪器有限公司(简称NI公司)推出的一款专门用于电子线路仿真与设计的EDA软件,是迄今为止在电路级仿真上表现最为出色的软件。有了Multisim10软件相当于拥有了一个设备齐全的电工电子实验室,它不受时间、地点、设备的限制,可以非常方便的从事电路的设计、仿真、分析工作。其特点如下:

3.1 Multisim10具有丰富的元器件库:教育版有13000种元器件,为学习者提供了虚拟的3D面包板实验平台和3D元器件库,使用者可以方便的搭建电路并在虚拟面包板上模仿电路行为。还配备了一个功能强大和有完整的原理图的元器件编辑系统,可以方便的编辑元器件参数和创建新的元器件,使得元件库中的元件与电子技术发展同步,满足不同层次使用者的需要。

3.2 Multisim10具有多种常用的虚拟仪器仪表:仪器库包含了示波器、函数信号发生器、IV特性分析仪、频率计数器、扫频仪、失真度分析仪、逻辑分析仪、逻辑转换仪、频谱分析仪、网络分析仪和数字万用表、功率表等10多种虚拟仪器。配备了仿安捷伦、泰克常用品牌的虚拟仪表。还可以运用LabVIEW实现完全自定义的虚拟仪器。

3.3Multisim10具有强大的仿真分析功能:提供二十多种分析功能。运用虚拟实验平台,通过仿真分析,不需要构造具体的物理电路,也不需要使用实际的测试仪器,就可以确定电子电路的工作特性。可以通过运用仿真数据来提高测试能力,减少失误,缩短设计时间,增加设计量。

Multisim10界面形象直观、操作方便,易学易用,有利于培养学生的综合分析、开发和创新能力。

4.Multisim10运用于电工电子实验教学

4.1 Multisim10在基础训练模块中的应用探索

在电工电子基础训练实验模块中,主要为学生安排的教学内容之一是掌握电类基本的仪器仪表使用,如:示波器,毫伏表、函数信号发生器、万用表,电源的使用。之二是配合理论教学的原理性分析实验,例如:电路原理的网络等效变换、RC回路的串联谐振;模拟电路的单管放大电路性能指标测试、负反馈电路;数字电路实验的门电路教学、时序逻辑电路的分析,555定时器的电路原理等等。这些原理性的实验内容按照传统的实验方法需要大量的仪器设备,花费学生很多的正常学习时间才能完成。现在我们可以利用 Multisim10多种常用的虚拟仪器仪表库和强大的仿真分析功能,把这类实验安排在计算机上模拟分析。按照专业要求,电类专业选修电路、模电、数电电子技术实验的同学,基础训练实验在课外仿真实验平台上完成。物理仪器设备的使用,实际电子电路的连接调试在后续的综合设计模块中实现。非电类专业选修电工学实验的同学挑选1、2个实验在物理实验台上完成,大部分实验内容要求在课外计算机上仿真修习。学生提交实验报告,教师利用网络平成实验指导,及时解决学生提出的问题。仿真教学打破了实验室空间设备的限制,突出了教学以学生为主的模式,开阔了学生的思维。

4.2 Multisim10在综合设计模块中的应用探索

“卓越计划”中为了提高学生的工程能力培养,在电工电子实验中综合设计实验项目处在主要地位,教师提出设计任务,要求学生采用现代设计手段,先进的器件来完成设计要求,完成产品的制作和参数测定。提出的综合设计题目如:函数信号发生器设计、电子温度计设计、数字万用表的设计、电子定时电路设计、电子遥控器设计等等,要求学生从多个设计项目中选择1-2个综合设计实验项目,也可以自行拟题完成。综合设计强调的是学生自主设计。但在电子科技高速发展的今天,新器件、新材料不断出现,各实验室由于实验资金的限制不可能备齐最新的实验器材,阻碍了综合设计实验的顺利完成。而且在调试过程中一旦设计不合理,线路有错误,就会造成元器件烧坏,成功的希望也随之破灭。Multisim10电子虚拟实验平台有丰富的元件库,可以创建最新的元件和编辑参数,有各种各样的仪器仪表,可以反复调试、仿真,不断修正设计,事先排除大部分设计缺陷,然后利用实际元器件模型创建电路,最后将二者的仿真分析结果进行比较,使得设计更加合理。而Multisim10形象的电路仿真运行功能和强大的电路分析使学生在设计过程中获得了无限乐趣,提高了学生的学习积极性。

4.3 Multisim10在创新实验模块中的应用探索

在创新实验模块中安排了开放实验项目和电子竞赛项目。如太阳能最大功率点跟踪控制器设计、三相正弦波逆变电源设计等等。系统设计综合性更强,电路更加复杂,需要学生掌握的知识更加广泛,运用了一些集成度比较高的元器件,使用的分析仪器更加专业,常规功能的实验室不可能备齐各种仪器设备和大量的元器件,很难满足要求。而Multisim10电子实验平台有逻辑分析仪,频谱分析仪、逻辑转换仪等仪器为电路仿真提供了强大的保证,有丰富的元件库,学生可以采用多种设计方案,不断仿真调试,达到最佳设计,提高了学生的自学、探索和创新能力。

5.结论

实践证明,电工电子虚拟实验在“卓越计划”执行中起到了培养学生工程能力、创新能力的作用,使学生掌握了先进的电子电路设计方法,弥补了硬件实验教学的不足,为学生提供了广阔的设计平台,提高了学生工程实践能力和就业竞争力。

但是仿真实验只存在于虚拟实验中,设计的最宗目的还是以产品形式体现,我们的学生所缺乏的实际操作能力是无法用虚拟仿真来获得的。因此,将虚拟实验与传统硬件实验有机的结合,实践与理论相结合,培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才是我们努力的方向。

参考文献:

[1]陈启元.对实施“卓越工程师教育培养计划”工作中几个问题的认识[J].中国大学教育,2012.6

[2]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J]. 清华大学教育研究,2011.4,32(2):47~55

[3]刘伟,贺晓等.电气工程及其自动化专业卓越工程师培养模式探讨[J].中国电力教育,2012.6

[4]白菊蓉,张宝军. Multisim 应用于电路分析实验教学的研究[J].西安邮电学院学报,2006.1

[5]陈瑞旭,张亚学,陈可中.NI Multisim 10软件在单片机学习中的应用[J].广话大学学报(自然科学版).2007(S1):268-270.

电工电子电路设计报告范文2

【关键词】电子竞赛 创新人才培养 探索与实践

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)31-0240-01

教育部在《高等职业教育创新发展行动计划(2015-2018年)》中,明确提出“将学生的创新意识培养和创新思维养成融入教育教学全过程”,“探索将学生完成的创新实验、、专利获取、自主创业等成果折算为学分,将学生参与课题研究、项目实验等活动认定为课堂学习;为有意愿有潜质的学生制定创新创业能力培养计划”[1] 。近年来,我校树立创新人才培养的指导思想,深入开展高职教育教学改革,打通创新人才培养渠道,在电子信息专业开展了“以电子设计竞赛为抓手,提升高职学生实践创新能力”的教育教学改革[2]-[4],建立了包含项目化课程、研究性课程、学生科技创新社团活动、大学生实践创新立项课题及大学生电子设计竞赛五部分组成的较为完善的学生创新能力培养体系,取得了可喜的实绩与显著的成效。

一、项目化课程

电子竞赛课题具有很强的综合性和实用性,其包含的知识点涉及到电子信息专业的所有课程。竞赛要求学生具有熟悉应用各种器件,能够采用各种软硬件技术综合设计,具备文献资料查阅能力、分析解决问题能力、报告梳理写作能力以及团结协作精神和创新意识等综合素质和能力。因此,我们以电子设计竞赛为抓手,开展了基于“项目引领、任务驱动、过程导向”的项目化课程改革和课程建设,将电子设计竞赛内容提炼内化为课程与教材改革项目,形成了有利于电子信息专业学生创新能力培养的项目化、综合化、设计性、研究性系列课程。通过实施以学生为主体的“项目教学”、“教学做一体化”教学,引导学生主动学习、主动实践、主动思考、分工协作来完成项目任务。推进了学生主动性的实践学习、应用性的技能学习、创新型的研究学习,提升了学生创新能力。

项目课程以电子电路系统或电子产品为载体,将电子设计竞赛内容提炼内化为课程与教材改革项目,如:《电工电路设计与制作》、《模拟电路设计与制作》、《数字电路设计与制作》、《电子工程制图》、《射频装置的制作与调试》、《单片机小系统的制作及应用》、《可编程器件原理与项目训练》、《电子设计与制作》、《电子技术综合应用》等。通过项目课程教学,学生的创新意识得到大大提升。

二、研究性选修课程

开设本学科领域或跨学科领域的具有综合性、开放性、可研究性的课程,系统训练学生掌握从事科研工作从理论到实践的方法。通过几年的实践积累,研究性选修课形成了“简单电路设计应用、处理器应用开发、复杂电子系统设计”三个层次,开发的主要课程有:《实用电子电路设计》、《技术报告和学术论文撰写》、《基于CPLD的数字系统设计》、《基于单片机的系统设计》、《系统综合设计应用》等,有效培养了学生的创新实践能力。

三、学生科技创新社团活动

成立学生电子制作兴趣小组、家电维修小组、电子设计科技创新社团,每个社团制定具体活动计划,学校提供一定的资助资金,且配有实践经验丰富的指导教师辅导,制定辅导计划。低年级学生侧重于电子小制作活动,高年级学生开展家电维修社区服务、参加电子设计科技创新社团。电子设计科技创新社团主要围绕电子设计竞赛要求开设模块化课程,进行从总体设计论证到分模块的软硬件设计制作、调试、撰写报告等一系列电子设计制作训练,保证了学生有理论有实践地在教师指导下完成电子设计制作项目的研究和学习。

四、学生科技创新实践立项课题

一部分动手能力较强、对项目开发有强烈兴趣爱好的学生3~5人组成小组,自主申报院级科技创新课题立项,优秀的课题申报省级大学生实践创新训练计划课题立项,科研骨干参加学校的实验室改造立项课题研究或教师的科研项目。三个层次的立项课题学校均提供一定的资金资助,学生在教师的指导下,利用课余开展科技创新研究。

按照电子信息专业高职学生实践创新能力培养体系开展的一系列实践活动,全面提高了学生的实践创新能力。学生在创新实践课题研究、和电子设计竞赛等方面取得丰硕的成果。

五、校内大学生电子设计竞赛

学校在每年十月举办为期1-2个月的科技创新节,本专业组织开展电子知识竞赛、电子技能竞赛、电子设计竞赛、创新成果展示会和新技术专题讲座等。常规化院级的电子设计竞赛活动为学生提供了较大的施展空间,学生参加的积极性越来越高,参加的人数越来越多,促进了学生实践创新能力的培养。参加省级、国家级的大学生电子设计竞赛,已连续获得五届全国一等奖,极大提高了学生的竞争力。

学校以大学生电子设计竞赛为契机,着眼于培养高素质创新人才,先后投数百万元,高起点规划和组织建设了学校大学生创新能力培养的硬件环境。通过几年的研究实践,课程改革和课程建设均取得了丰硕成果,获得国家教学成果奖一项,省级教学成果奖一项。

电子竞赛推动学生创新能力的培养,提高了学生学习的积极性,学生主动实践、主动研究,动手实践、综合应用能力和创新能力全面提高,促进了人才培养质量和专业内涵建设。毕业生深受用人单位的欢迎,就业质量逐年提高,企业满意率达95%以上,有些学生已成为企业的技术骨干。尤其是在大学生电子设计制作竞赛中的优胜学生,毕业后深受各用人单位的欢迎、好评与肯定。

参考文献:

[1]教育部关于印发《高等职业教育创新发展行动计划(2015-2018年)》的通知(教职成[2015]9号),2015年。

[2]刘春风.浅析科技创新活动对大学生创新意识和创新能力的培养. 中国科教创新导刊,2008年29期,97页。

[3]丁群燕.高职机电专业学生创新能力培养探索与研究. 黑龙江科技信息,2015年18期,143页。

[4]孙雷,占永宁.电子设计竞赛深化电子信息实验教学改革的探索. 科技信息,2013年4期,19页。

电工电子电路设计报告范文3

Abstract: Based on electrical and electronic engineering practice,this article constructed a new innovative teaching mode. This mode pays great attention to bringing up and improving the engineering students’ ability of innovation and practice. The practice proves that this teaching mode is feasible and effective.

关键词: 教学模式;电工电子学;实习;创新教育

Key words: teaching mode;electrotechnics and electronics;practice;innovative education

0 引言

一个创新型国家最大的创新群体是工程师队伍。这支队伍的培养显然主要依靠大学本科[1]。实验教学是创新性高等教育的重要环节,发挥着理论教学不可替代的作用[2]。目前国内工科院校以创新教学为中心,以各种学科竞赛等创新活动为主题的大学生创新能力培养模式正在逐步形成。然而各院校都把重点放在国家大学生创新性实验计划上,项目的实施范围也仅仅局限于少数尖子学生,参与的学生较少,受益面窄。如何使更多的学生尤其是低年级学生能够参与创新实践活动[3],引发学生的研究兴趣和创新意识,通过创新研究构造浓厚的创新氛围,这是一个值得关注和亟待解决的课题。本文根据2008中国石油大学教学改革重点项目《电工电子学课程创新性实验教学模式的研究与实践》的研究结果,重点探讨了在电工电子学实习中创新性实验教学模式的改革方案与实施办法。

1 传统电工电子学实习教学中存在的问题

电工电子学实习是电工电子学实践类课程中最具综合性、提高性的实验教学环节,其授课对象是非电工科专业大学二年级学生,教学的质量对学生工程能力、创新素质的培养至关重要[4-7]。在多数高校,传统的电子实习项目是组装半导体收音机。采用的是在现成电路板上焊接组装成套器件的教学模式,存在以下问题:

1.1 实习内容不够合理、缺少创新性 收音机电路原理涉及到高频电子电路理论,对非电专业的低年级学生来讲确实难以理解,不仅不可能从中学习电路的设计方法,而且对电路的调试与故障分析学生束手无策,完全依赖教师,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。

1.2 实习教学模式单一落后 学生在集中实习的两周内主要在老师的示范与指导下识别电子元器件、学习手工焊接技能与电路装配的基本方法。这种在现成的电路板上焊接组装成套器件的“照图搭积木”式教学模式,不利于培养学生的电子系统设计能力和创新意识。

1.3 对新技术的引入不够 对现代电子系统研发技术如电路的计算机辅助设计、SMT表面贴装工艺技术等等引入不足。不能很好地让学生了解、掌握现代先进的电子产品设计制造技术。

2 创新性实习教学模式的构建

据上所析,电工电子学实习教学模式必须以全面培养学生的实践技能、分析发现和解决问题的工程能力与创新实践能力为宗旨,注重电工电子学实习的先进性、工程性和应用性,并且要充分兼顾非电专业低年级学生理论知识与实验能力较弱的实际情况。

2.1 制定科学的教学方案,优化充实教学内容 根据电工电子学理论教学的范围与程度,选择一个难度适中、电路形式综合性较强的实用电路(温度控制与报警电路),以此为实习平台(详见图1)。该方案可分成为五个子项目,即电路的Multisim仿真设计、电路调试、用Protel设计PCB板、装配焊接与调测等。教学目标是让学生经历电子系统设计制作的每个流程,了解和初步掌握电子系统开发设计的相关技术,培养学生工程素质与创新能力。新的教学方案注重能力培养,具有很好的可操作性。

2.2 明确各子项目的教学目标,注重在教学过程中的能力培养 实习过程每个各子项目的教学质量是影响创新性实习教学模式成败的关键。我们在设计实习教学模式时,详细研究并明确了各子项目的教学目标,为新教学方案的实施打下了良好基础。各子项目的教学目标如下:

2.2.1 电路的Multisim仿真设计:以温控与报警电路为例,学习用Multisim仿真设计电路的方法。

通过仿真,使学生了解温控与报警电路的工作原理;用虚拟仪表测量电路的关键参数与波形;了解元件选用原则及电路设计的基本方法;并能够利用Multisim软件完成自选电路如小功率稳压电源、电压/电流检测、阈值报警电路等的设计。

2.2.2 电路(面包板)调试:温控与报警电路在面包板上进行调试。要求学生正确识别和使用元器件,了解元器件替换原则;掌握在面包板上规范连接电路的技术要求;会按功能将温控与报警电路分成单元电路进行调试;初步掌握电路故障的分析、检查与排除方法。

2.2.3 用Protel设计PCB板:通过Protel软件的讲授及培训,使学生通过温控与报警电路的PCB设计,掌握Protel软件的基本使用方法,并能够完成自选电路的PCB设计。通过观看PCB板制作工艺的视频介绍,了解PCB制作的工艺流程。

2.2.4 焊接知识及焊接方法:观看关于现代电子信息产品制造业的主流安装技术SMT表面贴装工艺的视频介绍,了解一般焊接工艺与要求;学习手工焊接方法。经过焊接训练后,完成一个桥式整流电容滤波稳压管稳压电路的焊接,要求元件布局合理,焊点美观无虚焊,电路功能正确。

2.2.5 装配焊接、调测:考虑到学生在今后竞赛和科研中,一般不会批量制作电路,故选择在万用板上组装温控与报警电路。要求学生合理布局元件,少飞线,焊点美观无虚焊,电路功能正确。为今后进行电子产品制作,参加电子设计大赛、毕业设计等环节打好基础。

2.3 编写相应的辅助讲义、制作配套的视频和PPT课件 由于电工电子学实习采用与之前完全不同的教学方案,为了改革后的教学需要,我们编写了相应的辅助讲义,如实习电路之Multisim仿真初步、Protel实习指导书、电子焊接实习指导等,并引进和制作了配套视频教材如SMT表面贴装工艺、PCB板制作工艺等和相关的PPT课件。为学生实习提供了丰富的学习资料。

2.4 制订科学全面的考核评分标准 以前的考核形式主要依据组装收音机最后结果和实习报告,这种考核方式不能科学的全面的反映学生的实习效果。为使学生了解电子系统设计制作过程各个环节的技术要求,掌握电子系统设计制作的基本方法,针对各个环节制定出了相应的教学要求与评分标准,将考核融入到整个实习过程中。成绩由六部分组成:Multisim仿真设计(20%)电路(面包板)调试(20%)设计PCB板(10%)焊接练习(10%)组装联调(25%)实习报告(15%)。分项考核,逐项打分,使实习的评分不仅科学可操作,而且也促进学生重视实习的各个环节,明确各项技术要求,有利于提高实习质量。

评分标准分教师用和学生用两种。评分标准(教师):主要针对学生对各个教学环节掌握及完成的程度给出具体的评分标准,保证不同教师在相同环节上评分的一致性。评分标准(学生):主要给出学生各个子项目的具体要求以及各子项目在整个实习中所占的评分比例。

3 创新性教学模式的实施与效果

在2009、2010年暑假,对我校非电工科专业23个班实施了新的实习教学方案。新方案得到学生的支持与欢迎,取得了非常好的教学效果。表现在:

3.1 激发了学生的学习兴趣,主动参与的热情非常高 在整个实习期间,实验室全天开放,学生不仅早到晚走,连午休和晚上也都泡在实验室。当作品通过验收后,学生纷纷摄影留念,并把照片放在校园网上,对自已的实习成果感到非常自豪。

3.2 提高了学生的实践技能、分析发现和解决问题的工程能力、创新精神和与创新实践能力 通过计算机辅助设计软件的使用、印刷电路板的制作、电路的安装和调试,使学生获得一次较为系统的训练。在实习过程中,电路的仿真设计、电路调试时的故障排除都是理论与实际相结合的重要体验,缩短了学生与实际工程的距离,对他们今后的发展有着不可估量的意义。

3.3 增强了学生科技创新的自信心 许多学生开始主动与老师联系,积极申请参加学校组织的各种比赛和项目,如大学生研究创新计划、大学生电子设计大赛、大学生课外科技作品竞赛等,大大增强了学生参与科技创新的自信心。

4 结语

电工电子学实习只是电工电子学实践类课程之一,创新性实践类课程教学模式的研究是一个系统工程。应当在国家对大学生创新教育、素质培养要求的大环境下,重新审视电工电子学实践类课程的教学内容与教学方法,建立符合实践教学规律与人才培养要求的教学体系。全面推进当代大学生的素质教育,培养出适应时代需求的工程能力强和有创新意识的复合型人才。

参考文献

[1]李培根.培养大批创新型工程师时不我待[J].中国高等教育,2007(5):35-37.

[2]肖看,尹仕,严国萍.创新型电工电子全开放实验教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索,2010,(4):79-82.

[3]张熠,张豫滇,杨英强.电类专业低年级大学生创新实践的引导[J].实验室研究与探索,2010,(8):70-72.

[4]李沛,侯晓霞,胡延平.电子工艺实习教学改革之实践[J].中国电力教育2010,(7):149-150.

[5]王俭等.重视过程质量的电子电路类设计实验[J].实验室研究与探索,2009,(11):131-133.

电工电子电路设计报告范文4

关键词:虚拟实验室;Multisim;Tina Pro

中图分类号:TP303 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2014)2-0038-02

近年来,由于学生人数的不断增加,以及教学改革中对实验形式和内容的要求提高,许多学校都面临着实验设备相对滞后,经费不足的困难。但随着计算机技术的发展,虚拟实验室的建设也因此迅速起来。开发与建设越来越受到学校的重视。

1 传统的实验形式存在的问题

原来学校开展实验都是传统的形式,采用实物来进行实验教学的,这种形式让学生能够对理论有比较深的感性认识,同时也存在着一些问题。

1.1 实验室建设费用高

传统的实验教学中使用的实验设备费用都较高,存在着前期投入大、后期维护较为麻烦,使用期间受人力、物力、财力、时间、地点限制等问题。

1.2 实验的教学手段落后、教学形式较为单一

一般都是传统灌输式的教学模式,且验证性实验和孤立的单元性操作实验多,设计性、创新性实验非常少,极大地制约了学生的创新思维,使学生的创造能力得不到锻炼和培养。

1.3 实验课程的学时少

实验课程学时与总学时相比较,所占比例较低,对于实验的要求不能完全满足。另外,授课老师在实验室的时长的很大一部分被准备实验器材和实验后清点器材等几项工作所占用,同时,很大一部分学生也不能根据自己的课余时间根据兴趣来做实验。

1.4 不能实现多样化

学生素质水平参差不齐,常规的教学模式都将学生同等对待,使得动手能力强的学生“吃不饱”,水平差一些的又感到吃力,很多同学不熟悉电路的连接规则,所以连接电路时很容易出错(例如短路、断路等),实验教学目的很难达到。

2 构建虚拟实验方法

基于以上的问题,构建虚拟实验室势在必行。作为传统实验模式的一种补充,虚拟的实验手法可以让学生们对仿真软件技术有一个形象的概念,可以让理论知识具体地转化为实验,将将理论知识更加形象化,可以比较全面地描述和总结所学的知识点。一方面体现了实物实验可操作性的优点,另一方面又可利用计算机上的技术优势,发挥了具体、形象、迅速准确、资源共享,资金投入少等特点, 从而建立了一种新型的实验教学手段,进一步提高了教学效率。虚拟实验室的构建并不难,只需要计算机和专业的模拟软件即可。

下面介绍两款模拟软件。

2.1 Multisim软件

Multisim是由Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。使用Multisim软件可以交互式地搭建电路的原理图,并对电路进行仿真模拟。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容,这样无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计,这也使其更适合电子学教育。

2.2 Tina Pro软件

Tina Pro软件是匈牙利Designsofe Inc公司推出的用于分析、设计电子电路的EDA软件。Tina Pro软件具有以下特点:

①Tina Pro具有较高的性能价格比。它是所知为数不多的具有简体中文界面的成熟软件(在Help索引文件中,也用中文对于电路器件模型参数进行详细解释)。

②界面为简体中文,直观、形象、操作方便、容易掌握。

③有丰富齐全的元器件种类,大约含有两万多个分立或集成电路元器件,流行于四十多个国家,并有二十多种不同语言的版本,其中包括中文版。

④所使用的虚拟测试仪器其外形和操作方法与实际仪器非常相似。

⑤该软件分析方法功能多。提供了DC分析、AC分析、瞬时分析、傅里叶分析、数字逐步、数字计时分析、符号分析、噪声分析和最优化设计等多种电路仿真分析方法。

⑥仪器先进。函数发生器、数字万用表、XY记录器、示波器、信号发生器、网络分析器、数字信号发生器等。各仪器与元件之间采用虚拟连线。其虚拟测试仪器(如多踪示波器)的动态演示功能,是极好的电类教学辅助工具。Tina Pro的仿真分析结果,如波形图可方便地与电路图粘贴在界面中,对输出打印及分析资料的完整保存十分便利。

Tina Pro软件在电路仿真方面功能强大,不仅在生产实践中,在电子产品的开发与研制中,能够起到高效率、高精度的作用,若用在学校电类课程的教学中,也会带来很好的教学效果。

3 学校应用Tina Pro软件进行实验举例

我校电工电子实验教学中也进行了虚拟实验室的建设,初步开发了基Tina Pro的电工电子虚拟实验室。目前该实验室提供了电工学、电路、模电及数电等课程的虚拟实验内容,并已投入使用。学生可以进行实验电路设计仿真;实验完成后,可以上传实验电子图,并完成报告。

下面利用Tina Pro软件进行实验举例。

3.1 KVL验证

US的电压是12 V,等于R1上的电压加上R2上的电压再加上R3上的电压。

实验原理如图1所示。

仿真后结果如图2所示。

3.2 三相电路测功率

此电路为三角形连接,分别通入同频率的正弦交流电,用功率表测算功率。

3.3 利用数字电路制作的交通信号灯

该电路使用了7段数码管、74ls192计数器芯片、D触发器、74ls138译码器芯片、各种逻辑门电路等实现了十字路通灯的功能。

综上所述,电工与电子技术虚拟实验室的优点显而易见:方便、快捷、经济性、开放性好。学生在实验过程中所接触的电子元器件主要是一些电路符号,毕竟与实际的电子元器件有还有一些的差异。对虚拟实验室,我们一定要做到合理使用,尽可能虚实结合,更好地提高学生的动手能力、创新能力,为技能型人才培养服务。

参考文献:

[1] 王文杰.基于TCP/IP协议的虚拟电工电子网络实验室[J].天津职业院校联合学报,2008,10(2):58-60.

电工电子电路设计报告范文5

【关键词】电工电子;实验室;实验教学;创新能力

实验室是职业教育实践教学的重要阵地,是理论联系实际、培养综合型和复合型人才的重要场所,是办好我国高等职业教育的关键因素之一,更是职业教育教学工作水平评估的主要内容。实验教学既是一种科学实践,又是一种教育实践,它有助于学生深刻理解科学知识,对于学生观察能力、动手能力和分析问题、解决问题能力的培养起着至关重要的作用。实验课教学,应根据学生实际能力,因材施教,并结合所需的专业知识,优化实验教学内容,使学生学有所用。通过培养学生自主学习的积极性、探究意识和学生的动手操作能力等来挖掘学生的潜能,从而培养学生的创新意识和创造才能。实验课不单纯是让学生学会仪表的使用,学会测量几个实验数据,更重要的是要帮助他们树立一种系统的概念,分析问题、解决问题的能力和实际动手能力。如何提高实验数据的准确度和实验教学效果是值得探讨的一个问题。

一、改进实验教学模式与教学内容

传统的实验教学以依附于课堂理论教学,实验时间和内容相对固定,其中以验证性实验为主,实验层次单一。而验证性实验内容简单,实验步骤固定化,只对于学生初步了解实验内容有一定指导作用。在整个实验中,学生缺乏实际动手操作的机会,更谈不上动手做一些教学计划外的实验和创新型实验课题。缺乏对学生进行综合实验的能力锻炼,不利于学生创新意识的培养。实行开放式实验教学,设立专门的开放实验室,使学生的独立能力与创新能力能够在自发、自主的学习环境下形成。通过实验室全面开放,开展开放性实验教学,强化实践环节,培养学生的创新精神,激发创造思维,提高创新能力。同时也利于探索与培养高素质创新人才相适应的多模式开放性实验教学,提高实验教学质量。

二、实验室开放,因材施教、按需施教

为了避免学生实验的盲目性,实验室面向预习的学生开放,要求学生对实验内容进行预习,明确实验目的要求,掌握有关电路的基本原理,初步了解实验仪器的使用方法。有些学生在计划安排的时间内未能完成该项目的实验需要补做实验或者因为课程冲突以及其它特殊情况不能在规定的时间内参加实验的,实验室也为他们开放,但要求这部分学生必须先到实验室进行预约,实验室安排具体时间和专门的指导教师为其开放,补做实验。对于动手能力强的学生,允许他们在完成计划内实验后,选做一些常规教学计划外的实验来提高学生的兴趣和能力。实验室对这类学生采取预约开放,要求他们先填写实验预习报告,并经实验室负责人批准后,按约定时间进入实验室完成实验。同时实验室针对具体的实验内容,做好实验准备,安排具体时间、地点和专门的指导教师指导实验。对其他专业对电工电子感兴趣的学生,实验室提供仪器设备、工具、场地和一些简易的消耗材料,实验项目由学生本人根据自已的兴趣爱好自带实验课题,结合电工电子实验室的条件,独立或合作设计实验方案,并进行实验、调试以及制作,最终得出实验结果,撰写实验报告。采用这种开放模式既能激励学生的积极性和主动性,又能引导学生把书本知识综合应用于实践中去,增强学生的实践能力和创造能力,培养学生的科技开发能力和创新能力。

三、开展探索性实验教学,激发学生学习兴趣

实验教学的理念核心就是通过培养学生的自主学习的积极性、探究意识和动手操作能力等来挖掘学生的潜能,从而充分培养学生的创新意识和创造才能,激发学生学习兴趣。通过实验教学,可以培养学生的思维品质。电子电路实验是一门综合性课程,除了不同特点、不同层次和不同训练目标的实践内容外,它还应包含仪器使用训练、实验基础知识、器件应用常识和工程实践常识等。因此,引入包括多媒体演示、电子教案、计算机仿真技术在内的多种教学手段,是激发学生学习兴趣及提高教学效率与质量的重要手段。实验教学及实验室管理是一项综合性工程,它将直接影响实验教学质量。在教学内容方面,改单一例题分析为实验探索与解题分析并行,以提高学生的兴趣。例如,在做“单级放大电路”这个实验时,学生通过调整静态工作点和改变输入电压等操作,就能在示波器上清清楚楚地看到电路放大或失真后产生的波形,学习的兴趣随即被调动起来,从而更加重视理论与实践的相互结合。

四、改进实验装置,培养学生创造性思维

电子电路实验用着多年前的仪器设备,跟不上现代工业的发展及电路设计的要求,实验质量也因此受到很大的影响。因此针某些实验装置的不足,引导学生进行分析、讨论,鼓励学生进行改进。为培养学生创造性思维,在实验教学中应有意识引导学生大胆求异。对同一问题每个学生的思维方法并不完全一样,是独立的,教师尽量不要让自己的思维左右学生,应让学生顺着自己的思维去解决问题,让每个学生的思维充分展现出来,然后教师对学生的思考方法作出判断,不能轻率地去否定一种思维方法,否则会挫伤学生的思维积极性,应该为学生创造良好的思维环境,培养学生的思维独立性。

五、培养学生思维的广阔性,提高自主创新能力

在实验教学中,教师要根据个别实验引导学生广泛思维,触类旁通,扩展学生的思维,同时应遵循从感性到理性、从具体到抽象的原则,帮助和引导学生寻觅电工知识的内在联结纽带,刺激学生打破原有的认知结构和思维方式,培养学生思维的广阔性。例如:学生做了“用伏安法”测小灯泡的功率后,学生对该实验的原理、电路设计、操作步骤是比较熟悉的。教师应该趁热打铁,及时的提出问题:利用该实验电路还可完成哪些电学实验,这时学生思维十分活跃,他们积极思考,设计出了许多实验方案。极大地扩展了学生的思维区域,不仅巩固了所学知识,而且培养了学生思维的广阔性。

六、实验过程要求全程规范

为了保证实验室开放的正常运行,必须制定相应的开放实验室管理措施。实验室的日常管理和维护效果如何,直接影响实验室开放的程度,开放实验室与常规的教学实验室最大区别是:在同一时间内进入实验室的学生层次不同,实验活动差别大,要求实验室开放时间长,仪器完好率高,这就需要配备值班教师,负责监督和管理实验室秩序;其次,制定一系列管理措施,对做实验的学生实行预约和登记制度,进入实验室后填写记录表。在实验过程中,要让学生分析出现的问题,看到底是自己的理论知识掌握得不够扎实,还是其他问题,从而使学生在分析问题和解决问题的过程中不断巩固所学的理论知识、培养和提高实践能力。同时,还要教给他们遇到紧急情况时的处理方法等。每次做完实验应要求学生按时提交实验报告,对实验所涉及的知识进行总结和分析,并回答指导教师提出的问题,以巩固所学的知识。在长期的实验教学过程中,教师要不断积累经验,提高实验指导水平。例如学生虽然学习了理论知识,但在理解和运用时还不够灵活,所以指导教师在学生做实验时要适时地告诉他们一些技巧,这样可以让他们少走许多弯路。再如,每次学生做完实验,指导教师要及时检查实验结果,如果实验结果不对,指导教师要监督学生重做实验,并帮助学生确定问题出在何处,决不能让学生带着错误离开实验室,从而避免为后续学习留下隐患。

总之,“教学有法,教无定法”,教学中采用什么方法组织教学,应根据每个学校、学生的具体情况而定,做到因地制宜、因材施教。实验教学中,要以实验为基础开展教学,把实验作为启发学生兴趣、探索问题、解释原因的重要依据和手段。教师把设问、质疑、释疑贯穿在课堂教学的始终,引导学生在积极参与教学实践的活动中发展思维能力,特别是创造性思维能力。这样学生不仅学会各种实验仪器设备的操作和使用,而且理论联系实际,加深了对所学知识的理解;既巩固了基础理论知识,又扩大知识面,为后续的学习、工作及研究打下坚实的基础。

参考文献:

[1]简祖平,李振陆.以能力为本位构建高职课程体系[J].教育与职业,2005(21).

[2]王艳新.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].教育研究,2007(1).

电工电子电路设计报告范文6

论文关键词:实践教学;应用电子技术专业;改革

一、高职院校实践教学的现状

(一)内容、模式陈旧

高职院校的培养方案,是建立在中专学校的基础上、参照本科院校的培养方案修订而成的。实践教学多以验证性实验为主,课程设计的项目少、且往往以理论设计为主,毕业实习以毕业设计论文为主、设计制作为辅,应用性不强。

(二)安排不够合理、实践教学手段单一

高职院校的实践教学往往编排在某些课程的实验中,且课时量严重不足,实训场所、师资力量缺乏,一个教师需要同时指导几十名学生实验、实训,教师讲解、演示几乎占用了一半的时间,剩下的时间学生只能模拟教师重新验证一遍。

(三)重视程度不够

对实践教学重视程度不够的具体表现是,实践教学考核的随意性。多数实践项目的考核,都是与相关的课程一起综合评定完成的,实验、实训成绩比例通常不足课程成绩的一半。因实践场地受限、师资力量不足,导致教师对实践课学生的管理难以到位,学生有没有操作、操作过程和结论有没有错误,教师难以辨别,只要学生上了实验课,实践考核就算通过。实践考核成为学生最容易通过的项目。

二、我院应用电子技术专业实践教学的改革探索与实践

(一)实践教学体系的改革

在专业建设中,注重“以实践性、技能型为主”的培养目标,确立了“电子产品整机装配、调试、测试技术,电路设计与pcb技术的制作技术,现代电子设备的维护技术”等三项专业核心技能。

在课程体系的建设中,以核心技能课程为主线,设置专门的实践技能课程,设立了电子产品生产工艺与实训、电子测量与技能训练、现代电子设备维修、电路设计与制板protel、autocad、智能仪器仪表的使用与维护等实践技能课程。

在实践技能内容的安排上,将实践内容分配为基础技能、专业技能、综合技能和创新技能等几个层次,建立一个与专业方向和培养目标紧密相关的、独立的实践教学体系,建立从基础技能训练到专业技能训练、综合技能训练、创新技能训练的循序渐进的实践教学模式。

(二)实践教学基地建设的改革

改善、更新原有的电工基础、电子技术实验室,增加电子仪器设备的品种;新建电子工艺设计制作实训室、电子综合实训室、创新实验室;开发仿真实验室,优化校内实践教学的资源配置,为学生提供了更多的动手操作场所。

注重校外实践教学基地建设,在步步高、广州瑞通千里激光设备有限公司、旭璟光电科技有限公司等多个电子类企业建立了校外实训基地,使学生在毕业前能够直接参与实践工程项目,以缩小学校教学和实践工作的差距,加快学生适应社会、服务社会的进程。

(三)实践教学方式及手段的改革

1.实践教学内容的转化。将原有的验证性实验向综合、设计实训转化,如将“串并联电路分流、分压关系的验证”改为“串并联电路的连接及测试”,“日关灯电路的测试”改为“日光灯的安装与测试”等;大幅度增加实训项目内容,如“元器件的识别与检测”、“印制板的设计与制作”、“直流稳压电路的设计、制作与调试”等等。这些实训项目的改革,强化的不仅仅是实践教学的手段,更主要的是将理论知识及时转化为实际的技能。

2.改革实训主导地位。从“教师讲解、演示为主,学生动手为辅”的实践教学方式变革为“学生为主,教师指导为辅”的实践教学方式。以专业知识的转化和实践技能的掌握为目的,鼓励学生实训过程的多样化、实训结果的规定性和独创性结合。如:在“稳压电源电路设计、制作”的实训中,只给出“将220v/50hz交流电压变换为输出6v稳定直流电压”要求,由学生自我完成稳压电源电路的设计制作。学生可以采用分立元件设计、也可以采用集成电路设计;可以是固定的6v直流电压输出、也可以是包括了6v的可调直流电压输出;可以是先仿真再进行实物制作,也可以直接进行实物制作;可以采用万能板安装制作,也可以自制印制电路板后、再进行安装制作。不拘一格的实训过程,调动了学生的学习热情,提高了学习积极性。

3.仿真实训与真实实训的结合。对于较复杂的实训项目,训练学生将专业知识与计算机软件、计算机操作相结合的本领;即复杂的实训设计制作项目,先运用protel、autocad、multisim7等软件进行设计仿真,得出最佳结果时再进行实际制作。通过“电脑设计-仿真-改进设计-制作-完善-创新”这种仿真实训与真实实训相结合的实践教学方式,可以缩短设计制作的时间,降低设计制作成本,提高电子电路设计制作的成功率,同时有利于学生将多门学科知识进行综合运用。

4.课堂教学与课外教学的结合。在课堂实践教学中,制定好各门课程的实训大纲,大幅度提高实践教学课时比例(>40%总课时),加大设立实训项目,合理安排实验、实训项目,使实践教学内容来自于课程理论,但又有所突破。鼓励学生自己构思、设计、完成实训项目,有效培养学生的创新意识,提高学生的操作能力。

采用开放实训场所的方式,学生可以在课余时间进入实训场所,完成自己设想的项目或需要巩固的技能知识;充分发挥第二课堂的作用, 将专业知识技能与电子竞赛相结合,积极组织学生参与各种层次的电子竞赛,使学生在竞赛前的培训和竞赛过程中,巩固和升华电子基础和专业知识,培养、训练学生的团队合作精神和创新意识;以学生的社会团体-电子协会为平台,在业余时间开展电子知识讲座、电子作品小制作、电子产品维修、学生优秀电子作品展、获电子竞赛奖励学生的经验交流等活动;不定期地聘请行业、企业的工程师、高级工程师进行阶段性讲课、讲座或实训指导,注重学校教学与实际工作的关联性和一致性;利用假期让学生去校外电子实习基地进行顶岗实习,由企业工程技术人员进行实践辅导,学生在电子企业可以直接参与实践工程项目,大大缩小了学校教学和实践工作的差距,真正做到学校教学与实际的衔接、扩展。

多方位、多渠道的实践教学,加快了学生适应社会、用专业知识服务社会的进程,有效地提高学生的专业技能和毕业之后的就业率。

(四)实践成绩评定的改革

采取实践教学单独考核、实践项目分项考核、竞赛成绩列入考核(创新考核)、实践项目和实训报告综合考核等手段,加强实践教学的管理力度,使之对实践课教师和参加实践课程的学生都起到促进、提升的作用。

实践项目分项考核的具体做法是:根据不同阶段和不同实训项目的内容要求,对学生进行逐个现场操作测试评分。实训报告考核的主要内容:条理是否清楚,实训的内容、测试方法、实训结论、改进创新方法等是否齐全。创新考核是指根据学生参加各种层次电子竞赛的情况(完成情况、获奖名次等),进行不同的加分。

三、我院应用电子技术专业实践教学改革成效

(一)教师开发实训项目、编写实践性课程教材的能力和水平大大提高。近年来,我院教师编写出版的实践性教材有:电子产品生产工艺与管理、multisim7.0仿真设计、电热电动器具原理与维修、单片机原理及应用、电子技术基础实验指导书和实验报告等;其中,由我院教师主编的实践性教材《电子产品生产工艺与管理》入选为国家级“十一”规划教材,并获江西省高校科技成果奖,获江西省普通高校优秀教材二等奖,获全国电子信息类高职高专优秀教材二等奖。

(二)学生积极参与全国和江西省的各类电子科技竞赛活动,并获得较好的成绩。近年来,学生参加江西省及国家级各种电子竞赛获得多项奖励:其中12人获得一等奖、25人获二等奖、29人获三等奖,2次获团体三等奖,1次获团体第3名。

(三)毕业生的就业率高,受到用人单位的好评。由于毕业生的动手能力强、团队合作意识好、专业素质高,使毕业生的就业情况良好,近年来就业率均在90%以上,且受到用人单位的好评。