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电工入门知识教程范文1
关键词：PLC；学与教；体会；教材
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）04-0164-02
PLC知识进入我国职教教材只有十多年的时间，可是在国内许多大企业PLC技术早已得到广泛应用。
笔者的PLC知识是五年前培训学来的。学完后，又开展了PLC课程的教学。通过学和教，笔者有了许多体会，现介绍如下。
整合教材内容，理清授课思路
现有很多关于PLC的教材或书籍编写得杂乱无序，各种版本的所谓的PLC精品课程无标准、不规范。这使得刚接触PLC的人很难入门。实际上，通过自身的学习过程，笔者觉得PLC比老式继电器更容易学习。笔者将PLC教材整理后应用于教学，可使学生用一两个小时的时间就入门了。
笔者认为编写教材，一要简洁，二要有序。编写的顺序，应按照学生认知规律，以学生想得到知识的迫切性为顺序。学生最想了解的知识首先讲，然后，再讲学生最迫切知道的下一个问题。此外，还要注意内容简洁。例如，学生初次接触PLC课程及教材，首先想知道什么叫PLC，这个问题应该先讲。笔者仅用一句话，就将这个问题交待清楚了：“PLC就是‘可编程逻辑控制器’三个英文单词的缩写，可理解为一台工业计算机。”这个问题对刚开始学习PLC的学生多讲也没有意义。要想让学生了解得更深入，等学生对PLC知识掌握到一定程度再讲才可以。
这个问题讲完后，根据笔者自己的学习经验，接下来学生最想知道的问题就是PLC是什么样子的。根据这个思路，笔者讲的第二个问题就是PLC的外观。PLC根据外观来分类，可分为内装式和外装式两大类。外装式像一个吊扇的调速器；内装式像一块线路板，像电脑主机中的显卡。
第三个问题讲PLC的用途。这个问题也可用一句话高度概括：“PLC可用来替代老式继电器电路的控制电路部分，替代后性能可大大改善。”
第四个问题讲PLC的优点。笔者认为讲清PLC的优点，主要要讲PLC电路与老式继电器电路相比较而产生的优点。有些教材认为：PLC编程简单，易学，易懂。笔者认为这个优点是相对于电脑编程而言的，如何编程及精通各种程序语言是计算机专业人员重点要学的，而PLC是电工专业人员重点要学的，两者之间没有什么可比性。有的教材认为：PLC适应性强，应用范围广。但这个优点老式继电器电路也是具备的。笔者认真总结了PLC的优点：（1）实体（硬件）安装方便。控制电路上没有多少电线和元件，大部分工作在虚拟连接（软件连接或编程）上进行。（2）改变程序时，无须拆装硬件。（3）可靠。因为采用了大量软触点，抗干扰性能强，使得出现差错或事故的概率大大降低，可延长硬件寿命。（4）可节省许多继电器，相应地省下了许多元件，省下了安装时间与劳动力，硬件体积也变小了。
这样，半小时左右就可以完成“PLC概述”这一节内容的教学。接下来，就可以讲第二节内容：PLC的安装。PLC安装可分六个步骤：（1）输入输出分配，要求画一个I/O分配表；（2）画硬件连接图；（3）画梯形图；（4）写出指令表；（5）将程序输入PLC；（6）试车。其中，前四步是需要学生重点掌握的内容。步骤讲完后，举典型实例――自锁控制电路。这个电路只需着重讲清LD、OR、ANI、OUT、END五个指令即可。但是，为了让学生能够迅速地适应实验室的仿真实验环境，再增添LDI、ORI、AND三个指令，这样就讲全了最常用的指令，不太常用的指令可以先不讲，以免学生学习抓不住重点或因指令过多记忆困难而出现厌学情绪。
第三节课和第四节课讲PLC安装步骤中各步骤的规律或要求。例如，第一步写I/O分配表可归纳出以下规律：通常是一个按钮需一个输入点即X点，一个限位开关需要一个输入点；一个热继电器的常闭触点需要一输入点，通常一个接触器的线圈需要一个输出点即Y点；一个电磁阀的线圈需要一个输出点；一盏指示灯需要一个输出点。自锁控制电路的I/O分配表如表1所示。
第二步，讲画硬件连接图的要求。画硬件连接图的要求如下：所有按钮都采用常开触头。按钮一端接相应的X点，另一端接COM点。接触器的线圈通常一端接相应的Y点，另一端与所有接触器的线圈连接在一起，然后，与熔断器串联，再接到220v电源上。220v的电源另一端，再串联一个熔断器，熔断器的另一端与PLC的COM点连接在一起。对于三菱出品的PLC，一个接触器的线圈有一个COM点，要将所有的COM点连接在一块。如果是正反转控制电路，那么其中的联锁触点要与接触器的线圈串联。自锁控制电路的硬件连接图如图1所示。
第三步，写梯形图。这是大家都会注意的问题，笔者就不赘述了。第四步，写指令。先介绍前文所述的指令的具体含义。如LD通常的意义是将一常开触点与起始母线联接起来。以此类推，通常用四个小时时间就可以把已有老式继电器电路知识基础的学生引进PLC知识的大门。许多PLC知识、如PLC工作原理、PLC内部结构、PLC发展历史、PLC发展前景等内容，笔者认为可穿插到后面的章节讲授，也可作为选学内容或自学内容。对PLC知识，应使学生先增加一些感性知识，即先入门再逐步深入。另外，PLC结构与工作原理不容易学习和掌握，对很多学生而言，学完这些后，对于实际应用PLC没有多大意义。
在学生有了PLC入门基础知识后，就可带领学生进入实验室，引导他们自己做改造老式继电器电路的实验。如用PLC进行接触器联锁的正反转控制电路实验、正反转低高速启动实验、正反转能耗制动控制实验、一些液压装置等电路的改造实验。做完这些实验后，就可带领饱尝成功体验、信心满满的学生进一步学习新指令了。
PLC控制电路设计方法新分类
绝大多数有关PLC的教材书籍，关于PLC电路设计方法的分类都不够科学和标准。各种书籍分类方法不统一，方法种类很多，使得初学者一下子搞不清楚，哪本书最好，哪种方法最好，哪种方法最易学，各种方法相比较各有什么优点，整个知识体系是怎样的，各种办法有什么联系，有什么区别。例如，有些教材将PLC电路设计方法分成经验法、原有电路改造法、逻辑设计法、步进顺序法等。除了设计方法分类之外，还将步进顺序法分成启保停方式、STL方式、TL方式、以转换为中心方式等。还有，用不同指令编写实现同一种功能的程序，每一个相同功能的电路都不尽相同，每一本书中的介绍也不尽相同。笔者初学时感到一头雾水，不易掌握。笔者还感到这些分类方法过于繁琐，有必要重新整理归纳一下。笔者花费了大量的时间，看了许多同类书籍以及许多网上的所谓精品课程，自己也做了大量的仿真实验后，认为正确的PLC控制电路设计方法分类应该是分为时间空间隔裂法（简称为时空分裂法）和时间空间统一法（称为时空统一法。）两大类。大家最熟悉的红绿灯PLC控制电路属于时间空间隔裂法。它先对时间顺序和红绿黄三色灯工作持续时间进行编写程序，然后对每一盏灯，即对在空间存在的PLC控制对象编写程序，如图2所示。
从第二行到第九行，再算上倒数第三行和倒数第二行，共十行，属于对时间编程；从第十行到第十五行就是对空间编程。从空间来看，有六种灯，东西绿、黄、红三种灯，南北绿、黄、红三种灯。从时间来看，有东西红灯持续时间、南北红灯持续时间、东西绿灯持续时间、东西绿灯闪光时间、东西黄灯持续时间等共十种时间。在时间段多、空间工作对象多的场合，宜用时空分裂法，而时间段多、空间工作对象少的场合宜用时空统一法。所谓的时间空间统一法，就是编写程序时，对时间顺序和空间存在的PLC的操作对象（如接触器的线圈）同时考虑的编程方法。用PLC改造老式继电器成熟的点动、自锁、正反转、星三角降压启动的电路属于时间空间统一法，经验法和步进指令也属于时间空间统一法。
使用时空隔裂法编写程序和阅读程序较容易。因为它可以先考虑时间，再考虑空间。在同一个时间内考虑的因素变少了，注意力比较集中。化复杂为简单，不易出错。一次性编程成功的几率较高，可用在情况较复杂的场合；时空统一法的优点是程序较短，可使PLC的扫描时间变短，可用在情况较简单的场合，例如机械手的梯形图，虽然有许多时间段，但每一时间段只有一个空间存在的PLC控制对象在工作，在这种情况下，就可采用STL指令进行编程。
这种分类法，不但清楚地将PLC知识梳理得一清二楚，而且还将PLC知识中哪些知识是必要的、重要的，哪些知识是可有可无的分辨得清清楚楚，还揭示了学习PLC知识的进程及其每一进程的目的性。如红绿灯PLC控制电路，要想轻松地读懂图2或设计类似的梯形图就必须搞懂时间继电器、计数器，及用PLC中的时间继电器组成的振荡器等知识。如图2中倒数第二行与倒数第三行的梯形图就是由PLC中的时间继电器组成的脉冲振荡器。如这个基本电路搞懂了，就看懂了这两行的梯形图。PLC中的时间继电器与老式继电器不同，其常开触点同时俱有启、保、停三种功能。对何时启、何时停、何时保要搞清楚。这个搞清楚了，图2基本就看懂了。这样，就使学生明白了学习PLC中时间继电器章节的目的意义，增强了学生学习这一章节知识的自觉性，提高了学习效率。在讲STL步进指令时，可告诉学生学STL步进指令的目的是达到掌握时空统一法应用的最高境界，以调动学生的学习积极性。它的优点在于一个STL常开触点同时俱备了启、保、停三种功能，大大减化了梯形图。
此时，学生对两种方法基本都熟练并掌握了，剩下的就是PLC联网的问题了。这个问题笔者认为不属于高职的研究范围。如要研究，有以上基础，学生可以临时自学一下。
综上所述，编写有关PLC的教材，应以学生想学会知识点的迫切性为编写顺序，并且讲课内容要简洁。PLC控制电路的设计方法，可分成时空隔裂法和时空统一法两大类。这种分类法，揭示了整个PLC的知识体系、学习进程以及学习的终极目标，每一进程与最终目标的关系明确，使学生容易明白清楚，并且大大提高了学生的学习效率。
参考文献：
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电工入门知识教程范文2
关键词：单片机技术；专业课程；教学
中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）30-6835-02
单片机技术课程是近几年在中等职业技术学校电子专业流行的一门专业基础课程。它分为硬件电路设计与软件电路设计两部分，中等职业学校单片机技术课程主要是对各种单片机小系统或小项目的工作原理、功能及其应用介绍。通过学习和实践，学生在获取电子专业知识的同时，还能开发自己的大脑，提高发现问题，分析问题，解决问题的能力。单片机技术课程理论性和实践性都比较强，其内容基本概念多， 涉及的元器件多， 比较抽象。对于我们原本文化基础比较差，而且教学资源紧张的中等职业技术学校的学生来说，入门学习不是问题，感到困难的是学好它、并能学以致用。针对这些问题，我觉得我们老师们如果不能静下心来究其因，不能群力寻找问题对策，不与时俱进，那么学生就会觉得单片机课程抽象难懂、枯燥无味，老师们也会越来越感到教学上的累，甚至出现老师厌教的情绪，因此我们应在教这门课程前，认真解析单片机技术教材，解析教学方法，解析学习对象，尤其要在教学过程上进行多方面的探索。本人结合自己的教学经历就单片机课程的教学谈几点大家关心的关键性问题的看法，以供同行作为研究中等职业技术学校单片机课程教学的理论依据。
首先，我们看看为什么中等职业技术学校要开单片机技术这门课程？单片机机技术课程，现在在中等职业技术学校里头开始兴起，它已渐渐成为极为熟悉的一门电子电工专业类课程，它以电子技术作为硬件支撑，以汇编程序或C程序作为软件主体。之所以中职开设专门课程，从用途上讲，是因为目前，单片机已渗透到我们生活的各个领域，现在几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。军事、工业、民用生活电子等方面，这些都离不开单片机。此外，根据相关部门2008年调查数据显示，我国的单片机从业人员只有几十万，2010年调查数据显示，我国的单片机从业人员达到300多万，而随着社会的发展，单片机的从业人员将更为抢手，这样就会给中职电子专业的学生带来更新的、更广阔的就业前景。此外，单片机的学习、开发与应用还能开发学生的大脑，能提高学生的接受能力，能进一步锻炼学生的耐心度和细心度，能培养学生分析问题，解决问题的能力，等等。这些就可以告诉我们中等职业技术学校开设专门课程是非常有意义的。
其次，我们看看中职学生学单片机到底难在哪里？中职学生学习单片机面临的难题主要有这么一些方面：第一，我们中等职业学校的学生生源相对来说是比较差的，学生基本上都是在初中调皮且不喜欢读书的孩子，他们基本上都是中考落榜生。好生源先被当地一中录取，然后就是二中，三中，四中，这些统统录完之后，只剩下不读书，调皮难管的生源。而单片机课程和PLC技术一样，都是难学的课程，需要学生有一定基础，反应要快，要肯吃苦。而现在的大部分学生确实不读书的，学习基础普遍偏差，有相当一部分学生的认知能力还停留于小学或初中水平，他们几乎没有在学习中获得什么乐趣，更谈不上成就感了，有的甚至半途而废，等等，这些都是导致中职学生学习单片机困难的问题。第二，单片机是集硬件使用与软件编程为一体的学科， 很多人想脱离硬件而妄想用软件来控制硬件，这是不可能的，此外，真正学懂它，要求熟悉计算机的操作，除能熟练掌握计算机的一些常用软件的使用外，还要能掌握诸如Keil软件、Protel软件等专业软件的使用；要求熟悉电路原理，熟练掌握电阻、电容、二极管、三极管、常用集成电路等的使用，熟悉放大、开关、振荡等典型电路的使用；要求熟悉硬件电路的安装与调试，能熟练掌握万用表、示波器等仪器的使用，能熟练使用电烙铁等工具制作电路板；一定的现场调试能力；具备有一定的编写、调试程序的能力；具有较强的资料搜索、阅读能力，通常要求能够直接看懂外文资料。等等，所以对于中职学生来说，具有一定难度。不难看出，这样的要求，绝不是职业中学的学生能达到的，事实上，本科生也达不到，即便是把上述要求中的熟悉、熟练等词汇换成“了解”、“初步掌握”等词汇，也不是容易达到的目标。
其三，中职学生学单片机的误区在哪里？中职学生学单片机主要存在这么几个错误认识。第一个，大部分学生都没有正确树立学习单片机目的，他们认为学习单片机就是学习编写程序，硬件电路就不管了。我们可以先看看单片机开发流程，首先是了解单片机系统的要求，然后是根据要求完成系统电路设计，然后按功能在电脑上通过编译软件完成程序代码的编写，将生成的HEX文件烧入到单片机里面去，验证调试完成整个开发与实验。从流程上，我们就清楚的认识到，学习单片机技术不管是编写程序，编写程序只是单片机系统开发的一个部分，而且真正搞开发的人就知道，单片机技术开发真正难的地方在硬件电路设计，软件其次。我们在校学习，很多时候都是在开发板或实验装置上进行，硬件电路不需要我们设计，只需要我们了解怎么用，单片机怎么去控制硬件电路就可以了。所以，这才导致学生以为学习单片机就是学习编程，然后学习时就只管怎么去把书本上的指令和常用、通用程序背下来，并认为把这些东西记得了就等于学好了单片机。第二个错误的认识就是没有掌握软件编程的技巧，没有真正了解单片机内部资源，没有真正理解单片机硬件电路的接口与控制原理，没有真正了解编程语言指令，没有选择合适的算法和数据结构，没有考虑程序结构的优化，等等。也正因为没有不熟悉，所以才没有掌握这些技能，导致大部分学生知其然不知其所以然，编程纯粹只知道生搬硬套，不会举一反三，稍微复杂的程序就编写不出来。第三个错误的认识就是学生普遍认为学习单片机，只需要完成上课时间的学习，动手只局限在实验实践课，其实这个就是大错误，单片机入门不难，难就难在举一反三，触类旁通，而且我们实际当中从事单片机技术的话，绝不是停留在做些最简单最基本的系统。因此，学习时间不仅是上课的时间，学生必须要有大把时间放在课外学习，而且，学生们应该利用一切资源，不仅是老师教的，网络上的视频教程，好列子，好项目都要去学习，去利用，尝试去做比学习上还难的系统，不断学习，不断进步，不停留在老师教一步，学生走一步的进度上。还有一个错误的认识就是实验实践课，学生认为只要把书本上的程序敲到编程软件里，然后生成HEX文件，并按实验指导完成实验板上的连线就做完实验了。在做实验时，要多想想为什么会是这个结果，并把程序根据自己的思想去修改，再编译，然后仿真，这个步骤要反复操作，这样才能达到学习单片机的好效果，也能让学生收获到好多意想不到的知识。
其四，现行中职单片机教学上存在哪些问题？这几年，我走访了一些学校，与一些学生做了访谈，也与教单片机的老师进行了业务和教学交流，发现，现在中等职业学校的单片机技术课程教学上出现了这么一些问题，总结如下：第一，教学方法不科学、呆板，依然采用传统教学方法，很多都是先讲单片机的结构，接着讲指令，再讲编程，老师讲的枯燥，学生学得累；第二，还没有非常科学的中职单片机教材，很多教材结构不合理；第三，实验实训条件缺乏，远不及高职本科院校，有的学校只有理论教学，条件稍微好点的就是几套开发板，即使是条件优越的也只有一两台综合实训装置，很少做到一人一台或是两人一组。第四，有的学校开展单片机课程主要是为了应付竞赛，每年市省竞赛需要，所以才开课，我们应该知道竞赛的意义，不是为了竞赛而学习，而是通过竞赛增加学生的积极性。第五，兄弟学校的老师缺乏交流，无法实现资源共享，当然，老师也没有充分利用网络上的资源。第六就是很多老师不能教学相长，很多老师吃的都是老本，学术水平没有提高，也没参加培训，导致教的东西很多自己都不精通，所以教学经常含糊不清，甚至教出很多错误的东西。等等。
最后，中职单片机课程我们该从哪些方面如何进行教学？我觉得首先要确立单片机教学目标，教学目标的确立依据是，学生在掌握单片机知识的同时，还要能够将这个平台应用到他们将来触到的领域，并能直接创造财富。其次，我觉得要研究好的教学方法，要把电子老师尤其是教这门课的老师组织起来，集思广益，探讨新的、能让学生感兴趣的，有效的教学方法，比如借鉴现在流行的项目教学法。再次，可以编写好的教材，很多老师都学习了基于工作过程的课程开发体系理论，我觉得这是一个实践的好机会，深入研究这个方法，用心去编写一本适合中等职业技术学校学生学习的教材。开放实验室，让感兴趣的学生有足够的时间和机会投入到单片机学习里面。最后我还认为，单片机学习，我们各个兄弟学校在教学器材上除了购买单片机实训装置，单片机开发板外，还可以在老师的指导下，自己去做一些实用性强的单片机小系统电路板。当然，有条件的话，还可以参与研制更好的单片机实验实训平台，采用成熟的技术，而且所工作的领域也必须是经过验证有可能可以成功的领域，真正让单片机学习走进生活生产，进一步解决学习单片机的实用性与适用性。
综上所述，本人认为，在中职有关专业开设单片机课程需谨慎，需深思熟虑，也只有我们老师足够重视，才能让中职单片机课程走向实用，开设才能有意义。本人愿与同行一起探讨中等职业技术学校单片机课程的改革与实践，进一步完善当前中职单片机课程教学体系，为职业教育事业的发展作出自己的贡献。
参考文献：
[1] 郭学提.职校生学单片机的几个误区分析[J].电子报，2009.
电工入门知识教程范文3
【关键词】高职教育 实践教学 职业技能 就业竞争力
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2013）09C-
0175-02
随着我国大学扩招及高等教育的普及，越来越多的学生有机会接受高等教育，毕业生人数逐年上升，所面临的就业压力也越来越大。同时，由于目前高职教育属大专教育层次，学生的理论知识基础普遍较差，因而高职院校毕业生所面临的就业压力就更大。如何提高高职院校学生的就业竞争力已成为当前我国高职院校不能回避且必须解决好的严峻课题。
针对高职学生基础相对薄弱的局面，突出实践教学地位、加大实践教学的力度、增加实践教学的学时等是目前高职院校的普遍采取的做法。实践教学，是高职教育的重要环节，是高职教育与本科教育的最重要区别点，体现了高职教育的特点、特色，是实现高职教育培养目标的主要途径。通过实践教学，培养高职学生的动手操作能力，弥补高职学生相对薄弱的理论基础，提高学生的综合技能，提升高职学生的就业竞争力。
针对不同专业、不同课程，各高职院校都制定了一系列实践教学的政策、措施，实施了不尽相同的实践教学方案，取得了丰硕的教学成果。本文试根据高职学生的具体情况，结合本人在柳州铁道职业技术学院的教学实践，从培养目标、实践教学、实训教学三个方面对高职电子基础课程实践教学进行思考。
一、培养目标
根据教育部《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》， 高等职业院校的目标是培养高素质技能型人才，提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力。这就要求高职教育阶段着重锻炼和培养学生的动手操作及实践能力，以提高职业技能，培育学生的职业素养。
电子基础课程包括电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术和电子技术基础等，是高职电子、通信等理工类专业的核心基础课程，为后续课程学习打下电路电子方面的知识、技能基础。课程均包括理论教学与实践教学，其中实践教学又包括实验教学、实训教学等环节，一般在一年级开设。鉴于高职学生入学成绩不高、基础较差的实际情况，教学应本着“淡化理论、够用为度、培养技能、重在应用”的原则。理论教学以定性解释为主，定量计算为辅。要突出实践教学，增加实践学时，改进实践教学内容，锻炼高职学生的电路认知、故障分析处理能力，培养学生实践操作技能。通过学习，使大部分高职学生听得懂、学得会、能动手，掌握高素质技能型人才所必须具备的电路电子的基本知识与技能。
二、实验教学
高职电路电子课程的实验教学包括课内实验、课外实验。
实验前，应先了解上课班级的学生情况。由于我国目前实行的应试教育，高中阶段，学生几乎没有动手实验实践机会，造成很多学生不认识常用电子器件，也没有电路操作基本常识，普遍动手能力较差。比如曾经教过的通信技术班，该班女生较多且有部分文科生的实际情况，文科生的物理、数学基础相对更薄弱，且文科生及女生普遍对电路课程有种恐惧感，觉得电路难学又抽象，更别说动手操作了。这就要求高职教育学习阶段，课内实验教学应遵循循序渐进的原则，从最基本的元器件认识开始，到设备、仪器的使用，再进行电路的连接、测试，进而到电路设计。消除学生的对电路课程的恐惧感、迷茫感，激发学生的学习兴趣，逐步锻炼和培养学生的电路认知、连接和检测能力。
进行“直流电路认识实验”时，这是高职学生入校后进行的第一个实验，第一次动手操作，俗话说良好的开始都是成功的一半，因此尤为重要。学生进入实验室，首先应强调实验室纪律、卫生及安全用电常识等，如不能穿拖鞋进入实验室等，让学生养成良好习惯；再展示各种普通电阻、电位器等，让学生对电阻有一感性认识。再进行电阻的测量，测量前，详细介绍万用表的使用方法，如各挡位的功能、测量步骤、如何正确快速读数等，测量过程老师亲自应演示并逐一详细讲解。演示过程中，学生就会好奇，怎么用万用表就能测出电阻值？从而引起学生的好奇心，学生自然就会把注意力到万用表上来，讲解示范后留足时间给学生练习操作，逐步掌握仪表的使用方法，教师应巡视答疑纠正。再进行电路的连接，第一次连接电路最好手把手教学生操作，详细讲解各步骤并强调注意事项，让学生掌握电路的连接方法，电路连接好后，示范电流等电路基本物理量正确测量方法，这样学生能更容易入门，帮助学生树立信心，学生每学会一步，进行适当的鼓励，要让学生体会到学习的轻松之处和学习的乐趣，积累成就感，学生就会积极主动学习，形成“教、学、做”一体的良性循环，学习效果自然会更好，学生的动手实践能力得到锻炼的同时职业技能也会逐步提升。
为使学生熟悉仪器仪表的使用和掌握电流、电压等的测量及电路的正确快速连接，应增加实验教学学时。以柳州铁道职业技术学院为例，该校通信技术专业的电子技术课程，从原先的10学时增加到目前的20学时，为学生创造学习的有利条件，使学生有更多机会接触实际的电子仪器设备，进一步锻炼、拓展，实践动手能力就可能提高得更快。
学校实验室也应在课外时间对学生开放，让有兴趣愿意学习的学生在课余时间进入实验室自主学习、动手实践，学生的自学能力、创新能力也会得到锻炼并逐步提高。如果条件允许，还可建立专门的学生工作室，如创新实验室等，让有兴趣的学生更多地接触电路、设计电路，进而可以参加各级各类电子设计比赛，步入技能提高的快车道。
三、实训教学
为进一步锻炼和提高学生的电路认知、分析与故障处理能力，培育学生的职业素养，在完成实验教学的基础上安排综合性的实训教学。通过实训，将理论知识与实际产品结合起来，学以致用，增强学习的趣味性、实用性，提升高职学生的综合实践动手能力。
以柳州铁道职业技术学院为例。该校在所有专业班级的电路分析基础课程后均开设了电路认知与焊接实训实践教学课程，进行为期一周的万用表组装、焊接、调试实训。万用表是常用的电工测量仪表，后续实践课程用其测量电压、电流、电阻，判别晶体管的管脚及测量放大倍数等。通过实训过程中的元件清点，加深学生对各种电子器件的认识，了解普通色环电阻及其读数方法，了解电容、二极管、晶体管的引脚判别方法，掌握这些最基本的知识、技能对今后的学习和工作将有很大的帮助。对电路进行详细讲解，要求学生能拆分并画出万用表各挡位的工作电路图及分析其原理，提高学生电路认知、分析能力。通过万用表组装、焊接，掌握电工基本操作技能之一的锡焊技术，培养安全用电常识，培养学生认真负责的工作态度，养成严谨细致的工作作风，培育高职学生良好的职业素养。通过万用表调试，掌握万用表的校准、使用方法，学会简单常见电路故障判断、分析和处理方法。历经一周的辛劳，学生捧着完整可用的万用表，兴奋之情溢于言表，成就感油然而生，这会极大地触发学生的学习欲望，实训目的也就达到，学生的职业技能和职业素质也在提高当中，离高职培养目标又靠近了一步。该校还在模拟电子技术课程后开设电子基本技能实训实训课程，进行为期一周的收音机的安装、调试实训。通过实训，进一步掌握锡焊技术，提高复杂电路的读图、分析能力，学会晶体管静态工作点的测试方法，了解晶体管电路的信号放大过程，拓展模拟电路知识，学以致用，进而了解收音机的工作原理，掌握复杂电路故障处理方法。调试好的收音机就可听听新闻听听歌，丰富学生的课余生活，让学生感受到实训教学和学习所带来的愉悦，让学生乐于学习。
在数字电子技术课程后开设数字电路实训，进行为期一周的数字电子钟的设计、组装和调试实训。通过实训，了解各逻辑门电路、显示译码器的工作原理，了解各集成计数器的原理及进制转换，进而设计秒、分、时的单元计时电路并进行组装调试，将所学数字电路知识转换为生活中常见的用于计时的数字电子钟。
在电子技术课程后开设电话机组装与调维修实训和对讲机组装与调维修实训课程，进行为期两周的电话机、对讲机的组装与维修实训。通过实训，了解电子产品的生产工艺过程，掌握装配、焊接技术，了解示波器、频率计等仪器仪表的使用方法，熟悉电话机、对讲机的维修步骤、方法，掌握更复杂电路故障处理方法，培养学生在实际工作中的基本技能，使学生毕业后能尽快适应工作岗位、独当一面。装配好的电话机、对讲机就可拿回宿舍或拿回家使用，也让学生体会到学习的实用性，通过学习、实践，可以做出实用好用的产品。
总之，通过实训教学，让学生感受学习的乐趣，体会成功的喜悦，逐步积累成就感，激发学习的积极性，让学生主动学习、乐于学习。通过实训教学，培养学生自主学习能力，提升学生的综合素质，高职学生实践能力的提高，就业竞争力自然增强，也就更受企业等用人单位的青睐。
需要指出的是，目前大部分高职院校都是以前中专学校的升格，虽经过多年建设、积累，但电工电子基础实验实训条件还不是很完善。近些年，大部分高职院校的绝大部分经费都投向了专业课程的实验实训基地建设，弱化了基础实验实训基地的建设与设备更新，导致电工电子实验实训都在吃着老本，用着十几年前甚至更老的仪器设备，跟不上现代工业的脚步，达不到电路设计的要求，实验实训教学质量也因此受到影响。电路电子正因为是基础，关系并影响后续专业课程的学习，电路电子实验实践技能也同样是后续专业技能锻炼和提升的奠基石，所以应合理增加电工电子基础实验实训经费，更新实验实训仪器设备，加强基础实验实训基地建设，改善实验实训条件，以满足实验实训开设要求，为学生创造良的实践条件，更好更快地锻炼、培养学生的电路电子综合技能。
综上，要培养高素质技能型人才，就必须培养和提高高职学生的实践动手能力，在高职教育阶段不论是基础课程还是专业课程都应突出实践教学地位、加大实践教学力度。同时根据学生的实际情况，改进实践教学内容，树立学生的自信心，让学生体会成功的喜悦，让学生主动学习、乐于学习，从而改善实践教学效果。通过实践教学，提高高职学生的职业技能，提升学生的综合素质，增强高职学生的就业竞争力，为高职学生的职业发展打下坚实基础。
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[4]谭永红.电子线路实验进阶教程[M].北京：北京航天航空大学出版社，2013
电工入门知识教程范文4
关键词：Xenserver；虚拟实验；创新；模拟电子技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）26-0023-03
模拟电子技术是电气，电子类专业基础课程，模拟电子技术实验则是以理论为导向，将课堂知识与实验相结合，真正使学生在实验中学有所用，学有所得。但模拟电子技术实验具有原理复杂、操作繁琐、要求较高、效果差的特点，而且单独的仿真软件又不具备在线交流，深入探究的功能，因此建设基于multisim的模拟电子技术虚拟网络实验平台可趋利避害。虚拟网络实验平台不仅弥补了实验器材缺乏、损耗，实验室空间不足等问题，而且可以很好地将学生融入其中，使其学有所乐，乐有所得。同时虚拟网络实验平台不仅包括模拟电子技术基础实验，而且对于综合型、设计型实验，学生也可在此基础上自行发挥与探究，与其他同学交流学习。因此建设虚拟网络实验平台对于培养出基础扎实、知识面广、实验能力强、创新意识高的人才具有较大的实践意义。
1虚拟网络实验平台发展必要性
1.1国内虚拟现实技术研究现状
虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，同时虚拟实验是信息化、模拟化教学的一个重要组成部分。根据我国的科技发展国情，制定了开展虚拟现实技术的各项研究。名胜旅游、展出展馆、工业仿真以及国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把虚拟现实技术列入研究项目。在紧跟虚拟技术发展的同时，国内一些高校，已积极投入到了这一领域的研究，比如北京师范大学基于虚拟空间的三维电子线路实验环境，上海交通大学的机器人远程控制系统，中国科学技术大学的物理实验虚拟仿真系统，浙江大学化学虚拟实验操作等都为虚拟实验发展开辟了道路。
本平台为石家庄铁道大学远程访问虚拟机仿真实验系统为高校实验平台建设提出新的理论与途径。紧跟虚拟技术发展的脚步，力求创新。
1.2 现实实验面临的问题
1）电学实验等由于自身具有实验原理复杂，连线困难，操作不易等特点，学生总是望而生畏，实验课上畏手畏脚，实验课下敷衍了事。这给高校实验教学质量带来严重影响。
2）实验器材耗损问题，由于现实实验保护措施不足或者学生操作不当等原因造成的器材损坏以及时间，温度等原因造成的器材损耗给实验的准确性、真实性造成的影响。
3）电学实验的多样性，综合性。由于电学实验不拘泥于基本电路，因此现实实验的改装电路，组合电路往往造成连线复杂不清，容易造成短路，断路等问题。
4）实验教学出现僧多粥少的局面，学生做实验限定地点，限定时间，限定实验，对于学有余力的学生往往学不到更多的知识，学生实验也逐渐成为一种形式。
5）学生平时自己在操作实验箱时缺乏创造性，对于设计性实验，动手能力严重不足，没有实验的拓展延伸创新。
1.3 虚拟网络实验平台发展价值
仿真软件multisim具有超强的仿真能力，它可以对模拟电子技术电路进行仿真，同时分析结果可以以数值或波形直观地显示出来，当仿真失败时，不仅不会损耗实际器材，而且还会显示出错信息，提示可能出错的原因，然而仅仅一个仿真软件并不具备交互，交流，探究，深入学习的功能，因此充分利用计算机网络与虚拟机技术，将信息技术与仿真技术相结合的方式就很有必要。这样的方案不仅能解决上述问题，而且具有真实性、交互性、简单和易实现等特点。虚拟网络实验平台建设可以说是在教育教学上一次重要的发展创新，也是互联网大潮来临之际一次重大革新。
2虚拟网络实验平台功能介绍
2.1设计目标
模拟电子技术虚拟网络实验平台的设计目标是，改变高校现有实验教学中普遍存在的各种问题和提高教学质量以及增强学生实验素质和创新能力，通过虚拟化的实验模拟，让学生切实体会理论的深刻内涵，帮助学生在现实实验中操作自如。利用multisim软件的仿真功能，joomla的网页构建功能，虚拟机的虚拟扩展功能和网络的交互交流功能，将模拟电子技术虚拟网络实验平台建设成一个探索性学习，创新性学习，自由式学习，协同性学习的教学工具。
2.2结构布局及其功能
虚拟网络实验平台分为登陆，基础实验仿真操作，创新性实验模拟，在线交流探讨，实验报告浏览与下载等功能。
首页上有以下模块：
1）实验报告电子版讲义功能模块
这是纸质版的实验报告在后台以发文章的形式呈现在网站上，其中包括基础实验仿真操作模块包括常用半导体器件的识别与简单测试、单管共射放大电路、负反馈交流放大电路、集成运放组成的基本运算电路、电压比较器的研究、RC正弦波振荡电路、非正弦波发生电路、OTL/OCL 互补功率放大器、集成功率放大器、有源滤波器、整流滤波与稳压电路等12个基础实验的实验报告（包括实验原理，实验器材，实验步骤，预备知识等），实验电路参考仿真图（在此模板基础上可以修改个别器件的参数，可观察修改后对整体电路或部分电路的影响）便于同学们在校园网免流的环境下可以随时随地查阅报告，在普遍使用智能手机的当下，通过这样的一种方式可以激发同学们的学习兴趣，从网上游习变为网上学习、网上实验。创新性实验模拟支持在原有的实验电路基础上修改创新也支持新建空白界面搭建电路，此模块主要方便深入探究学习模拟电子技术。对于一些包括反馈系统，多级放大系统等电路的研究更加清晰易懂。
2）仿真实验平台模块功能
这部分的功能是本系统的主要功能，即核心部分。通过进入仿真实验平台界面，有多个开启Xenserver环境里面搭建的虚拟机的按钮，学生可以通过分配的IP号与密码登录到实验仿真界面（如图1所示），从而进行远程访问云平台的虚拟机进行学生实验，这样免去了学生在本地安装仿真的繁琐过程，大大提高了学生的实验效率。学生在虚拟实验环境中按实验步骤完成整个虚拟实验，允许重做，直到驾轻就熟，不受时间、地点制约。而对于学生在原有电路的修改并不影响后续其他人的实验，任何修改在退出登陆后都将恢复如初。
3）交互留言模块功能
交互留言是此虚拟仿真系统的重要组成部分，起到反馈的作用。相当于Blog或技术交流论坛。在线交流探讨模块实现学习的交互功能，使用者可以对实验电路做出设想与建议，方便学生参与到教与学对于指导教师来说可以关注学生在实验过程中的投入程度和过程性评价。在此平台留言模块教师也可考虑学生对本课程或实验的建议与意见，使实验课程或理论到达更高水平的层次。同学们之间可以讨论模拟电子技术里面的技术问题，也可以是同学们向老师询问问题，老师专家们甚至可以互相切磋。
4）视频播放功能
此菜单栏模块是补充部分，起到辅助作用。是为教学提供便利和为学生在课余学习更多的技能服务。视频里面介绍了几种厂家的示波器的使用方法，如何操作示波器以及介绍各种电子元器件的型号，拓展同学们的知识面，以便更好地实践。
5）虚拟存储器NFS功能
NFS即网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。在NFS的应用中，本地NFS的客户端应用可以透明地读写位于远端NFS服务器上的文件，就像访问本地文件一样。通过平台内嵌的教学和实验反馈功能及时核查学生报告中的实验行为，监督和考评学生的实验能力，瞬间实现一对多模式，随时随地教学。这样就实现了学生和老师交互的途径。
3虚拟网络实验平台建设总体设计
本项目的整体构架（如图2所示），在XEN环境下虚拟，搭建网页服务器xampp，通过网页来获取远程实验机器和密码。 “虚拟机里嵌套虚拟机”，这是本项目的核心创新之处，也是国内虚拟实验首次创新。Joomla服务网页通过后台python语言脚本来控制和检测虚拟机的开关。虚拟机在运行（或者说用户在使用时）可以将自己产生的数据通过NFS的形式进行保存，并且每一个虚拟机采用一种类似影子系统的软件进行数据还原，避免产生更多的用户垃圾。
图2 项目的整体构架
3.1前台网站搭建
1）网站的搭建采用目前流行的joomla平台搭建，使用了WebExperts作为网站的基本模板。
2）在主页上位了便于用户使用，本平台以Multisim软件为对象，加入了仿真实验平台、在线帮助、实验指导书和在线留言四大模块链接。用户可以在主页上进入虚拟实验平台，了解本平台的使用介绍，提前学习实验指导流程和对实验问题的在线交流。
3）在网站主页上加入了在线QQ留言，便于用户在使用过程中遇到平台不能使用或其他较为紧急的情况可以通过本链接及时联系技术人员。另外就是加入账号机制，是用户可以拥有自己的账户而获得更多的是用权限。另外我们也将不断更新升级该网站以及主页新闻话题，
不断贴合用户的使用。
如图3为当前设计网站主页， 如图4为实验指导书的下拉菜单，如图5为网站主页框架布局。
3.2虚拟机平台搭建
虚拟机上有虚拟机，通过远程来解决在本机上需要安装的麻烦，这也是服务教学和在教学事业上的创新。
以下分为四个部分：
1） 在Xenserver的基础运行上有一个环境，具体下面对Xen进行介绍，Xen作为个软件开源的软件，学校在实验教学楼引进了华为的三台机器，作为后台的服务器0。
2） 客户端的多个虚拟机，是学生在远程登陆界面，进行自己的仿真电路实验，这样就可以像在自己的电脑一般，免去在自己的电脑上再次安装冗余的安装包，使用简便。
3） 在CentOS的系统下，这是属于Linux的操作系统范畴。在这里面嵌入网页的后台，相关搭建在后续。
3.3实验仿真软件嵌入
此虚拟网络实验平台安装的是multisim12.0版本，当所有任务完成后（包括网页构建完成，学生可通过互联网登录以及虚拟机的虚拟扩展实现等），将multisim镶嵌于实验平台，学生登入后可一目了然，简便操作，快速入门。
登入VM宿主机软件为将multisim12.0版本与虚拟网络实验平成接口任务，如图6：
图6 图7 图8
宿主机地址为202.206.32.235，将主机地址输入登入方式如图7以及图8。
3.4学习资源共享（NFS）
在搭建虚拟网络实验平台大环境构架基础上，为使实验平台真正成为有内涵，有资源，有帮助的学习工具，在实验平台上添加学习资料便举足轻重。12个模拟电子技术基础实验从实验理论到实验仿真将为实验者一一呈现，使学生实验的同时，深入理解实验原理，全局透析电路连接。对于电压放大电路或功率放大电路都可以通过预加的万用表或者双踪示波器观察。对于基本电路研究，在一些仿真图旁增加了基本公式，便于学生对电路理解分析。对于一些仿真，软件都无法实现的如：万用表的二极管档位，这里就采用的是利用双踪示波器观察二极管、稳压管伏安特性曲线的方法。甚至于一些功率放大器不能获得的，这里也巧妙的使用了其替代品，其性能一致，结果大同。对于虚拟网络实验平台参考教材《模拟电子技术基础简明教程（第三版）》（清华大学出版社）上的仿真练习，我们也将以multisim12.0格式为其展现，该部分将作为附录写入其中。当然对于后续国家发展和学生建议，模拟电子技术虚拟网络实验平台也将紧跟时代，更新内容。
虚拟网络实验平台交流模块相信会成为学生们最为感兴趣的，尤其在这里不仅有文字的交流而且还有表情的传达，当然最为主要的是，这里相当于一个大的QQ群，学生可以提出问题也可以解决问题，可以交流心得也可以提出质疑。这里也方便询问错误仿真原因，同学之间可以在线修改，大大节省时间和精力，也大大方便实际实验操作。
4虚拟网络实验平台测试
我们对网站和虚拟平台在不断进行着测试。在前台网站我们的留言板采用easybook进行留言创建，通过设计和不断改善使之更便于留言，使之交流可以更加丰富多样。主页上的QQ留言是为访问者提供的一种与后台服务人员直接联系的方式，这便在平台使用中突发问题而导致访问者不能正常使用，这样就可以通过该QQ及时通知技术人员进行解决。仿真平台我们通过后台建立了几台虚拟机，用户通过前台链接进入，后台分配给用户一台虚拟机以及进入账号和密码，防止两人同时登陆上同一台虚拟机。
5总结
当今时代是信息和知识经济的时代，实验教育的目的是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。虚拟网络实验平台以其资源共享，教学融合，创新发展的属性扩展了实验教学的功能，为学生提供了一种崭新的实验形式。虚拟网络实验平台以先进的信息技术和仿真为基础，革新传统的教学实验模式，推动实验课程远程教育的发展。在学校局域网条件下，同学们对其使用效果普遍反映良好，方便实用，但是局部须有进一步提升。
虚拟网络实验平台是互联网+教育的又一次发展，虚拟网络实验平台跟上实验的时代性，先进性，创新性和丰富性，创造 了有活力，有趣味，不受时间、空间制约的开放性实验环境。同时构建虚拟网络实验平台经济、高效且前景可观。其诱人的前景不仅在实验教学上获得的应用，而且在未来社会生产中也会有巨大的利用价值。如今创新创业呼声之高，未来信息网络与仿真技术的更多融合不可估量。
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