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电工电子技术基本教程十篇

发布时间:2024-04-26 00:59:34

电工电子技术基本教程篇1

高职电子信息专业的培养目标是用3年时间,把达到高职录取分数线的高中或中职毕业生,培养成德、智、体、美全面发展,掌握电子信息工程技术基本理论知识、专业知识和基本技能;具备一定电子线路分析设计和电子产品制造、维护能力;能在电子信息行业从事生产、技术、管理、服务一线工作的高素质高技能专门人才。根据这个培养目标我们设想把3年时间分成两部分,即先用2年时间在校内集中学习和训练,把学生培养成德、智、体、美全面发展,掌握电子信息工程技术基本理论知识、专业知识和基本技能,具备一定电子线路分析设计和电子产品制造、维护能力的素养;再用1年时间到实习单位顶岗实习,进一步把学生培养成能在电子信息行业从事生产、技术、管理、服务一线工作的高素质高技能专门人才。

二、高职电子信息专业“2+1”教学改革“2”

阶段的课程体系整合的研究和实践“2+1”教学改革的“2”阶段就是在校内集中学习和训练的2年时间,这2年时间要使学生掌握电子信息工程技术基本理论知识、专业知识和基本技能,要为后面1年的顶岗实习做准备,为今后的工作打下基础。所以“2”阶段的课程体系的整合要考虑电子信息行业的特征,要了解电子信息行业对一线岗位的需求。

1.“2”阶段课程体系的整合

要在两年时间使学生掌握电子信息工程技术基本理论知识、专业知识和基本技能,这是没有现成的模式可参考的。电子信息工程技术的基本理论知识、专业知识内容多,范围广,到底哪些基本理论知识、专业知识要讲,哪些要整合,这要根据技术的发展、时代的进步,社会的需要来确定。随着电子信息产业的迅速发展,电子信息行业分工日益明确,岗位划分越来越细,国家制定了相应的职业标准,确定了职业岗位的工作内容。电子信息工程技术专业“2”阶段课程体系的整合,是通过了解电子信息行业对一线岗位的需求,参考国家电子信息行业相应的职业标准来确定课程体系的。

2.国家电子信息行业相应的职业标准

国家劳动和社会保障部制定了各个行业的职业岗位,与电子信息工程技术专业相关的职业岗位,如下表1所示。

3.根据电子信息行业需要确定课程设置

通过对电子信息工程技术工作任务和职业能力的归并、梳理,提出电子信息工程技术专业课程与实训项目,确定课程设置。电子技术的基本理论有关课程有:电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、电子测量技术、高频电子技术等。电子技术的专业课程有:音像原理与技术、电视原理与技术、单片机原理与技术、电路CaD、办公信息设备、电子技术专业英语、电子工艺、电子产品营销、移动通信设备等。原来有些课程门数太多,其中内容接近就可以整合。比如原有课程体系开设有“音响原理与设备”和“VCD与DVD技术”这两门课程,把它们整合成一门课程“音像原理与技术”,节省了课时,去掉一些重复和过时内容,使得学生愿意学老师也好教。通过以上课程的设置,可满足电子信息行业职业岗位群的知识和技能的需要,培养的人才可以较好适应电子信息行业发展的要求。

三、高职电子信息专业“2+1”教学改革“2”

阶段教学内容整合的研究和实践高职电子信息专业“2+1”教学改革“2”阶段的课程体系确定后,要对教学内容进行整合。因为原有的高职电子信息专业的教学内容基本上是参照普通本科电子信息专业的教学内容确定的。实际上是普通本科电子信息专业教学内容的压缩型,存在内容太多,理论太深奥,叙述太繁琐,联系实际少的现象,学生学习起来感到很难,教师教起来也很困难。所以必须对原有教学内容进行整合,以适应“2+1”教学改革“2”阶段教学的要求。如“高频电子技术”课程是电子信息类专业的主要技术基础课程。原来直接采用本科教材,存在数学推导内容太多,理论叙述太深奥,外文公式符号太繁琐,联系实际少的现象;而高职学生数学基础较差,外语水平不好,学生学习起来感到太难,教师教得也很困难,而且课时要求达108学时。所以必须对原有教学内容进行整合,关键是要有合适的“高频电子技术”课程的教材。为此组织教师编写适合高职学生基础的“高频电子技术”课程的教材。教材编写时注重高职高专教育的特点,着重基本概念、基本分析方法和基本计算方法的介绍。重点培养学生分析问题和解决问题的能力,理论联系实际能力和实际操作能力。新编写的“高频电子技术”课程的教材,简要说明高频电子技术研究的是高频信号的产生、发射、接收和处理的有关电路,主要解决无线电广播、电视和通信中发射与接收电路的有关技术问题。在学习基础知识和基本电路基础上,较多介绍新型元器件和集成电路的有关知识和应用实例。教材的参考学时为54学时。由于“高频电子技术”课程教材编写时注重高职高专教育的特点,教材在教学中得到有关教师和学生的认可,学生学习起来感到“高频电子技术”课程容易学了,教师教得也轻松了,需要的课时数也少多了,学生也能较好的掌握高频电子技术的主要内容和知识。

电工电子技术基本教程篇2

关键词:数字电子技术教材改革工程应用

1.引言

《数字电子技术》是高等学校通信工程、电子信息工程、自动化、电气工程及自动化等专业的重要专业基础课程[1]。随着数字电子技术、数字系统的高速发展,以FpGa(FieldprogrammableGatearray)和CpLD(ComplexprogrammableLogicDevice)为代表的大规模可编程逻辑器件(programmableLogicDevice,pLD)的广泛应用,使传统“板上数字系统”被“片上数字系统”替代[2]。为适应数字电子技术的发展趋势,对传统《数字电子技术》教材内容进行了改革,在教材内容的安排和例题选用上,立足于应用型人才培养,以现代信息技术为依托,注重理论联系实际,取得较好的应用效果。

2.教材改革的基本思路

随着数字电子技术的快速发展,如何处理数字电子技术的经典内容与现代内容、传统分析设计方法与现代分析设计方法之间的关系,是教材内容改革的重点。教材以“基础知识器件原理器件应用器件仿真系统构建系统仿真”为主线,构建数字系统的知识框架。在教材内容组织上,将数字电子技术和数字系统有关知识融为一体,系统介绍数字电子技术与数字系统的基本分析方法和设计方法;在教材内容编写上,以培养学生的应用能力和实践能力为目的,采用案例式或项目式编写思路,将理论知识和实际应用相结合,把突出知识的应用性和实践性作为主要方向,做到理论和实践并重,既强调理论基础,又突出应用性。对于集成电路注重逻辑功能和使用方法介绍,增加eDa(electronicDesignautomation)技术基础知识[3],利用multisim软件对部分电路进行功能仿真,并介绍VHDL语言、QuartusⅡ软件的基本使用方法,利用VHDL语言设计部分数字电路,利用QuartusⅡ软件进行仿真分析,适应现代电子技术飞速发展和应用的需要。

3.教材的主要特点

3.1教材内容组织

按照教育部高等学校电子信息科学与电气信息类基础课程教学指导委员会对《数字电子技术基础》课程教学的基本要求,对《数字电子技术》教材内容进行重新组织,将教材内容分为十章[4]。第一章介绍逻辑代数的基础知识,主要包括各种数制、常用的编码规则、逻辑代数的基本定理、逻辑函数的表示方法和化简方法等。第二章介绍eDa技术的基础知识,包括multisim、VHDL语言、QuartusⅡ的基础知识。第三章介绍分立门电路、集成门电路和可编程逻辑器件的特点,并介绍利用VHDL语言设计门电路的方法。第四章首先介绍组合逻辑电路的基础知识,然后讲解组合逻辑电路的应用,最后利用multisim对组合逻辑电路进行功能仿真和设计分析,并介绍组合逻辑电路的VHDL语言设计方法。第五章介绍各种触发器的功能和应用,并利用multisim对触发器进行功能仿真,介绍触发器的VHDL语言设计方法。第六章介绍时序逻辑电路的分析方法和设计方法,介绍常用时序逻辑电路的功能和应用,并分别利用VHDL语言和multisim进行功能描述和仿真。第七章介绍脉冲波形的产生与整形电路,重点介绍集成电路的应用。第八章介绍半导体存储器的特点和应用。第九章介绍a/D转换和D/a转换的工作原理和主要技术指标,对集成DaC和aDC的基础知识及应用进行简单介绍,并利用multisim对基本转换电路进行功能仿真。第十章介绍数字系统设计的基本流程,通过3个实例介绍数字系统的不同设计方法。

3.2强调基础理论

随着数字电子技术的发展,数字电子技术已逐渐渗透到各个行业,《数字电子技术》课程作为高校电类专业的基础课程,是学生走向数字化时代的第一门课程,也是某些高校相关专业的考研课程,其重要性不言而喻。教材编写强调《数字电子技术》基础知识的系统性、完整性,将逻辑代数基础、组合逻辑电路分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计等基础知识作为教材核心内容,并结合部分高校相关专业《数字电子技术》研究生考试大纲的要求,增加部分教学内容。例如,在第六章“时序逻辑电路”中增加利用观察法和隐含表法进行状态化简的内容,使学生能够更容易掌握时序逻辑电路的传统设计方法。

在教材内容编排上,反复训练基础理论知识,使学生更好地学习并掌握基础理论知识,为进一步学习打下坚实的基础。例如,第四章“组合逻辑电路”首先介绍组合逻辑电路的分析方法和设计方法,然后介绍常用集成组合逻辑电路的原理和应用,其中译码器、数值比较器按照组合逻辑电路的分析方法进行阐述,编码器、数据选择器、加法器按照组合逻辑电路的设计方法阐述,使教材内容循序渐进、深入浅出,适用于学生自学,有利于培养学生自主学习能力。

3.3突出实践应用

在教材编写过程中,注重学生对知识应用能力培养的需要,强调具体操作过程中学习理论基础,将知识应用能力培养贯穿整本教材,突出教材知识的实践应用性。在介绍集成电路时,删除集成电路内部电路的分析,强调集成电路的逻辑功能和使用方法[5],例如,介绍555定时器时,在简单介绍555定时器的电路结构和工作原理的基础上,以“触摸式定时控制开关电路”、“双音门铃电路”等应用电路介绍555定时器的使用方法。

在第九章“数/模和模/数转换器”中,以DaC0808、DaC0832、aD7543为例介绍常用集成数/模转换器的工作原理和使用方法,并分别给出DaC0832、aD7543与单片机at89C51的接口电路,既加强与后续课程单片机、微机原理等的联系[6],又突出教材内容的应用性。

3.4增加eDa技术知识

eDa是电子设计自动化(electronicDesignautomation)的缩写,是从计算机辅助设计(CaD)、计算机辅助制造(Cam)、计算机辅助测试(Cat)和计算机辅助工程(Cae)的概念发展而来的。教材第二章eDa技术基础知识介绍了multisim和QuartusⅡ两种eDa工具的操作界面和使用方法,并介绍了VHDL语言的基本结构、数据对象、数据结构、操作符和基本语句结构,使学生借助eDa工具进行电路分析和设计。教材给出了74LS138、74LS153、74LS194、74LS160等常用集成电路的multisim仿真电路和VHDL描述方法,并在第十章“数字系统设计”中,以“计数报警器”、“简易交通灯控制器”、“函数信号发生器”为例,结合multisim和QuartusⅡ软件,详细介绍简单数字系统的设计过程,丰富教材内容。

4.结语

《数字电子技术》教材改革是一项长期工程,随着数字电子技术的发展,必将对教材内容产生深刻影响。本教材于2012年10月由北京大学出版社作为“21世纪全国本科院校电气信息类创新型应用人才培养规划教材”出版,2013年12月被评为河南省“十二五”普通高等教育规划教材。教材经过3年多的使用,得到了广大师生的关注,收集了各方面建议和意见。为了更好地适应现代数字电子技术的发展和应用,需要对教材内容进行进一步改革。

参考文献:

[1]陆冰,魏芸,闾燕,等.“数字电子技术”课程教学改革的实践[J].电气电子教学学,2013,35(4):46-47.

[2]宁改娣,杜亚利.教材:《数字电子技术》教材改革探索[J].教育教学论坛,2012(8):98-99.

[3]黎艺华,谢兰清.高职数字电子技术项目课程教材建设探索[J].教育与职业,2011(15):131-132.

[4]秦长海,张天鹏,翟亚芳.数字电子技术[m].北京大学出版社,2012.

电工电子技术基本教程篇3

关键词:电工电子技术;教学改革;教学组织与实施

随着科学技术的发展,各行业的电气化以及自动化程度不断提高,各高校专业对电工电子技术知识的要求也越来越高。电工电子技术课程,已经成为理工科专业一门必不可少的基础课程。通过电工电子技术课程的学习,学生可以获得电工电子技术必要的基本理论知识和基本技能,为学生学习后继课程解决实际问题,提供必不可少的电学基础知识及常用方法,通过各个教学环节,逐步培养学生具有初步工程素养,特别是培养学生分析问题、解决问题的能力。

1电工电子技术课程改革的背景及意义

随着电工电子新技术的发展,电工电子技术课程内容信息在不断扩充。然而,我国现有的人才培养体系,一门课程的学时数在短时间内得不到及时调整。因此,如何在有限的时间内,让学生掌握更多的电工电子技术知识,成为各大高校电工电子技术课程改革的方向。

通过课程改革,可以提高学生学习的积极性和主动性。教师也可以及时找到自身教学中存在的问题和不足,通过与学生的交流,及时调整自己课程计划,改善教学方法,从而促进学生对电工电子技术的学习,更好的为后续课程培养必备的基础能力。

2电工电子课程改革研究现状

目前,各高校对电工电子技术课程的改革大致包括以下几个方面:

2.1课程内容改革

教师要不断优化课堂教学内容,才可以更好的保证教学质量,从而提高学生学习该门课程的兴趣和爱好。目前我国高校,尤其是一些工科院校,他们的教学内容存在一定的滞后性。随着我国科学技术的进步,电工电子教学内容也应该要不断更新,这样才能够更好的满足教学的需求,满足社会电工电子人才的需求。

另外,教师在进行电工电子教学内容的改革时,还需要根据课程的设置以及教学内容的知识体系进行相应整合,降低知识学习难度,提升学生对该科目的认识,实现我国教学质量水平的提升。例如,对于汽车检测与维修专业和汽车电子技术专业,学习电工电子技术基础,与汽车中相关原理的应用相结合,可以提高学生对电工电子技术学习的热情。同时,在理论知识的学习上,把握“必需”和“够用”原则,强调必要的知识基础,剔除理论推导。

2.2实验教学改革

在电工电子课程的教学中,如果教师过于重视理论教学,从而忽视了实验教学的重要性,学生长期在这样的教学中会感到枯燥和乏味,最终会影响到他们学习的积极性和主动性。因此在实验教学的改革中,教师应该将理论知识和实践知识相结合,合理设置并适当提高实验课程比例,在教学中积极向学生展现当前最新的电子技术,让学生认识到该项科目学习的重要性。实验内容的设置,应该注重实用性,通俗易懂,深入浅出。实验设备应该及时更新,通过成立兴趣班、开放实验室等多种形式,给学生校内实训提供更多机会。同时,通过建立校外实训基地,加强校企合作,一方面通过实践能力的锻炼,提高学生的职业能力,为学生将来的求职打下基础;一方面减少了学生对新入职岗位的适应时间,避免了先培训后上岗的麻烦,减少了企业的培训成本,提高企业效益。

2.3教学方法改革

目前,多数教师的授课已经摆脱了纯板书的形式,而是采用多媒体教学,通过精美ppt的制作,视频或者FLaSH动画将复杂的原理清晰形象的展示,方便了学生对知识的理解。同时,在具体授课中,采用启发式教学,举一反三,提高了学生对知识的系统认识。采用项目教学法、案例教学法等,将生产实际中的问题直接引入课堂,提高了学生对课程学习的兴趣以及理论联系实际的能力。

虽然多数高校在电工电子课程改革中能够做到教学内容、实验教学、教学方法的研究与改进,在具体的教学组织与实施改革中,依旧没有大的突破。

3电工电子技术课程教学组织与实施改革新思路

传统的电工电子技术课程,一般是按照直流电路、交流电路(包括正弦交流电和三相交流电)、电磁感应、发电机与电动机、安全用电常识、半导体(包括二极管和三极管)、集成运算放大电路、数字电路基础的思路依次展开教学。在授课过程中,往往是将课本上的结论灌输式的传授给学生,各个章节缺少必要的关联性。本文提供一种电工电子课程教学组织与实施的思路,具体如下:

(1)课程的导入,由直流电路引入。给学生提供直流电源、开关、灯泡、熔断器,设计一个简易电路,从而引出电路结构、电路的基本物理量、欧姆定律等知识。

(2)在学生设计的简易电路基础上,引入继电器的应用,从而引入电磁感应。通过电磁感应分析,引出正弦交流电、三相交流电、发电机与电动机等相关知识。

(3)由继电器线圈的保护电阻可由一个二极管替代,起到续流作用,引入二极管的相关知识。在此说明二极管的整流作用,介绍单相整流、桥式整流电路、三相桥式整流电路等知识。

(4)通过设计延时照明电路,引入电容器,通过电量计算,说明电容器并联在继电器两端不能提供足够的电量保持电路的接通,采取用一个三极管替代继电器,从而引入三极管的相关知识,进而引出集成运放。

至此,所有模拟电路的相关知识可以按照此顺序依次引出,在不同章节过渡中,可以通过电路的连接实验依次引出,具体操作中可以采用分组实训开展教学。

综上,本文给出了汽车相关专业电工电子技术课程一个具体的教学组织与实施思路,着重讲述了不同章节间知识的过渡。在具体的实施过程中,同样需要用到各种教学方法,内容讲授上牢记“必需”“够用”两个原则,深入浅出。

参考文献:

[1]张军.《汽车电工电子技术基础》[m].北京:高等教育出版社,2014(02).

[2]石柳.《高职电工电子教学现状及教学方法探讨》[J].宜春学院学报,2007(08).

[3]张瑜,蔡立娟,韩春玲.《新课程理念下电工电子教学改革初探》[J].教育与职业,2012(02).

电工电子技术基本教程篇4

关键词:eDa;电子技术;教学方法;改革

作者简介:习聪玲(1979-),女,陕西渭南人,嘉兴学院机电工程学院,讲师。(浙江嘉兴314001)

中图分类号:G642.0     文献标识码:a     文章编号:1007-0079(2012)12-0095-02

一、“电子技术基础”课堂教学改革背景和意义

1.课堂教学改革背景

“电子技术基础”课程是高等学校工科测控专业、电信专业及电气专业等学科专业本科生必修的一门重要专业基础课程,是进一步学习“微机原理”、“高频电子技术”等课程的基础。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》(以下简称《纲要》)方案的思考,对高等教育提出了新的发展要求:高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。提高教学质量是高等教育发展的核心任务,是建设高等教育强国的基本要求。着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。牢固树立主动为社会服务的意识,全方位开展服务。推进产学研用结合,加快科技成果转化,规范校办产业发展。适应国家和区域经济社会发展需要,建立动态调整机制,不断优化高等教育结构。优化学科专业、类型、层次结构,促进多学科交叉和融合。为深入贯彻《纲要》的指导精神,创新人才培养模式,亟需深化教育教学改革,创新教育教学方法,探索多种培养方式,以适应国家创新型人才培养的要求、学校应用型人才培养目标的需要。

2.课堂教学改革意义

人类步入21世纪,进入信息时代。课堂教学也要适应现代社会的发展。“课堂实践式教学模式”教学注重基础理论与工程实践相结合,有助于激发学生在理论学习的同时,注重实践环节,提升工科学生的实践意识、动手能力、设计能力和创新能力,从基础理论教学开始培养工科学生的工程应用观念。“课堂实践式教学模式”就是借助虚拟实验现代计算机仿真工具,将工程实践和工程应用中的实验环节和实践过程引入课堂,使学生在学习基础理论的同时,自然参与到理论的实验来源和工程应用的探索过程。“课堂实践式教学模式”确定了以应用为目的,理论联系实际的工程教育理念,重点培养学生的工程应用能力和创新设计能力,力求使课堂发生如下转变:由课堂的单纯理论教学模式向理论与实践相结合的教学模式转变;学生由理论学习只知其因的书生形式向实践教学的既知其因又知其用的工程应用形式转变;教法由师讲生听的“理论推导”方式向师生在课堂共同实验的“理论―实验―理论―应用”方式转变,目的是使学生由单一地掌握学科理论型向综合学会工程应用型转变。

二、eDa技术引入的必要性

“电子技术基础”课程包括“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程,“电子技术基础”教学采用的仍然是传统的教学方法:教师片面追求课程的理论性和系统性,过分强调了基本原理、基本定律的来源、释义、验证或推导过程,然后通过一定的验证性实验巩固所学内容。教师在课堂上往往是填鸭式教学,黑板、粉笔和讲解就是课堂的全部内容。此外,因课程和实验内容与应用实践脱节,学生往往不知学为何用,在学习过程中缺乏足够的学习兴趣和动力。eDa技术改善电子技术基础课程教学将eDa技术引入教学,可以使一些语言和文字难以表达或难以理解的现象、复杂的变化过程,通过eDa的模拟随时以图形、表格及曲线显示出来。学生在此过程中,可以不断修改电路和参数,即时观察输出效果,以加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。这样,不仅增加了教学的层面,提高了学生学习的兴趣,而且还可以收到事半功倍的效果。另一方面,由于电子技术课程本身的特点:内容多而杂、知识面广。[1]

eDa是electronicDesignautomation电子设计自动化的缩写,是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。其以实验开发系统为设计工具,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的逻辑编译、分割、综合及优化、布局布线、仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作。eDa技术的教学应用软件主要有ewB、pSpiCe、protel99、max+plusii、Quartusii、activeHDL、modelsim等。它们的共同特点是自动化、数据处理能力强、功能丰富完善、开放性和交互性良好。将eDa技术引入教学,可以使抽象的理论形象化、复杂的电子线路实际化,并可以不断地修改电路和参数,即时观察输出结果,以加深对电子线路本质的理解,全面掌握所学内容。这样,不仅改变传统教学中理论与实际严重脱节的问题,还提高学生学的兴趣,能收到事半功倍的效果。因此,引入eDa技术,改革和优化“电子技术基础”课程的教学方法、实践环节已经成为必然。

三、“电子基础基础”课程课堂实践式教学模式的实施过程

“课堂实践式教学模式”主要引入课堂虚拟实验教学形式,针对“电子技术基础”课程中的基础理论、基本概念和基础应用,在课堂上通过实验形式进行验证,并在实验过程讨论理论的适用范围、参数变化和影响关系,通过课堂对实验过程讨论激发学生学习兴趣,活跃课堂学习气氛,调动学生的积极性。[2]

1.“电子技术基础”基本概念

“电子技术基础”是电气、电子信息和测控专业的专业基础课,“三基”教学是课程的重点,即培养学生的基本概念、基础理论和基本技能。在电子技术中存在有较多的基本概念,如康华光《模拟电子技术》教材的第三、四章和第七章,提出的pn结的形成、小信号模型、正负反馈,以及在《数字电路技术基础》教材中第四、六章介绍的竞争冒险现象、161芯片形成的计数器基本概念。在原有教学模式下介绍这些内容时往往比较抽象,学生难以理解这些看不到、摸不到的东西。引入验证性eDa仿真和动态软件显示的教学方法,使学生看到这些原理的实现过程及这些概念的实际现象,并可以通过实验直观看到RC电路如何振荡出正弦波并如何转化为三角波和矩形波。更直观地看到161等芯片构成的计数器如何计数,以及人们生活中的数字钟如何来工作的。这些对学生都比较抽象,如果能通过eDa教学软件仿真就可以让学生有一定的认识,同时可以激发学生对本门课程的兴趣。[3]

2.在“电子技术基础”理论应用中引入应用案例

“电子基础基础”是一门专业基础课,其涉及的很多内容可直接作为后续课的应用基础,或直接在工程中实际应用,如《模拟电子电路》教材中的第七、八章中反馈放大电路、功率放大电路,放大电路的最大功率输出等实际工程应用问题,第三章的RC电路在工程中可用作延时器、振荡器等应用,第十章整流二极管在线性电源中的应用等等。在《数字电子电路》中多谐振荡器和和555定时器都是经常在工程领域中用到的。但在传统的教学模式中很少涉及如何运用《电子基础基础》的这些知识,学生在学习了电子技术基础后,往往只是掌握了这些理论知识,而不知如何将这些理论应用的工程中去,解决工程实际问题。在课堂实践式教学模式中插入应用案例的虚拟实践,可使学生在掌握理论的同时,学会如何去应用这些理论。例如可以组织一些电子设计比赛,这样学生就可以把电子技术的理论和单片机结合在一起,做出一些电子产品,或者实现一些逻辑功能。给学生提出了工程应用中的难题就存在于基本理论中的概念。

四、应用案例举例

对于RC正弦波振荡电路,电路的构成如图1所示。

由此引申出信号源电路,以下是设计信号源电路,如图2,这样可以在课堂上通过eDa仿真让同学有更直观的概念,如图3。

五、课堂教学改革预期目的与实施效果

基于eDa的“电子技术基础”课堂实践式教学模式改革将针对“电子技术基础”课程中的这些基础概念与工程应用要点,设计出对应虚拟实验案例,在课堂上演示、讨论,丰富“电子技术基础”课堂内含。预期通过两年的课程教学改革,使“电子技术基础”课程的所有基本概念、基础定律和理论应用结点多建立相应的eDa和应用案例程序,在“电子技术基础”的所有课堂中引入基于虚拟实验实践的教学模式。

参考文献:

[1]康华光,陈大钦.电子技术基础[m].北京:高等教育出版社,2005.

电工电子技术基本教程篇5

[关键词]高职;电力电子技术;教学改革

[Doi]10.13939/ki.zgsc.2015.11.039

1引言

电力电子技术是太阳能光电应用技术专业的核心课,它是一门集电子技术、控制技术和电力技术于一体的综合叉学科,该课程课堂教学的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强[1]。近年来,随着新型电力电子元器件的发展,电力电子技术得到飞速发展,在太阳能新能源领域也有广泛的应用。因此,如何把握好课堂的教学内容,激发学生的学习兴趣,使学生既能又快又好地掌握必需的知识,又能培养学生的工程实践能力,在有限的学时内获得最好的教学效果,是一项亟须解决的问题。本文结合自己的教学经验,从教学内容、教学方法、实践环节三个方面对该课程的教学改革进行探索。

2调整优化教学内容

现在的高职高专电力电子技术教材,大都是电气工程专业、自动化专业等相近专业通用的教材,但太阳能光电应用技术专业学生与其他专业学生在前期课程和后续课程上有所不同,因此,对本课程的学习要求就有所不同。太阳能光电应用技术专业学生电类基础较差,学习本课程时应重点强调应用,淡化理论推导。教学内容应该源于真实,教学情景能够呈现光伏系统安装的工作内容和形式,在光伏体统安装中这些任务最典型、被广泛使用到。

因此,电力电子技术的课程以电力电子开关器件为核心、四类基本变换器和两种控制方法为基础、兼顾当前技术发展,将课程内容分为六大学习情境:调光灯装置、直流调速装置、电风扇无极变速装置、开关稳压电源、不间断电源(UpS)和变频器[2]。将每个学习情景分解为若干个学习性工作任务,细化学习内容;每个学习任务又对应着相应的项目实训。学生以五人一组组成团队,配合完成各个实训项目,从而完成一个完整的学习任务。

3改进教学方法

3.1以工作过程为导向

整个教学围绕任务的解决展开,突出知识的应用性,引导学生自主思考。设计电力电子课程是以六大学习情景展开,针对每一个学习情景提出一个学习任务,让学生从现象找到本质。再开展学习情景相关知识和技能的学习与锻炼,从调光灯到变频器应用,有目的地开展培养方案,引导学生主动探索项目的相关知识的技能,全面锻炼学生的能力。

3.2讲解与训练结合

以学生为主体,教师加以适当的引导,提高学生分析问题、解决问题的能力,提高学生的实践技能。如学习电力电子器件时,教师引导学生分析其特征,及时进行现场测试训练,加强学生对该部分知识和技能的理解与记忆[3]

3.3设计型思维教学模式的应用

教师在讲解一个电路之后,对后续相同结构的电路创设一定的问题情境,引导学生思维分析,由学生提出见解。如在讲解相控整流时,由于不同负载时的电路分析过程是基本重复的,为此在讲电路之前,先让学生熟悉电阻和电感的特点,然后分析电阻性负载下的电路,而电感负载电路的分析由于过程基本相同,则可以留给学生解决。在这个环节的教学中,安排学生进行电路分析的设计,然后讨论不同控制角下的波形,让学生提出猜想,最后利用仿真软件加以演示。

通过多种教学方法的灵活使用,将抽象的问题具体化、形象化,将理论分析与应用相结合,通过实际应用,从小的实践项目到较大一点的综合性实践项目的设计与制作,培养学生的成就感,提高学生的学习兴趣和乐趣。将学生的被动接收变为在老师的指导下的主动学习,这样所有问题都迎刃而解。

4改革实践环节

4.1打破原有验证性试验体系

通过学生为主体、教师为主导的教学方式,形成理论、实践教学交融渐进模式。如调光灯模块中,先引出分析案例――调光灯,由其工作特点引申到相关工作器件、工作电路和工作原理。学习器件时,让学生进行器件的测试,使其掌握该种器件特性;学习到工作电路和工作原理时,让其进行电路实训,自己连接电路,并通过波形观察掌握这种电路特点和应用,学习完这部分内容后还进行调光灯的综合实训,让学生从安装、调试到故障分析一步步掌握和整流技术相关的知识和技能。

4.2选择具有较高实用价值的实训项目

电力电子技术课程具有很强的工程应用背景,而实训是培养学生理论联系实际、动手能力和科学研究方法的重要手段。因此,要选择基础和具有较高实用价值的实训项目,基础的实训项目例如单相、三相整流桥路性能研究、斩波电路性能研究等[4]。通过这些实训可以使学生掌握电路基本拓扑的原理和构成,对实训结果的分析使学生对电路工作原理有了更深刻的理解。具有较高实用价值的实训项目,例如开关电源的性能研究、功率因数校正技术等。这些实训项目密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术,同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观更感性的认识。通过这些实训提高学生对电力电子技术的知识储备和技术能力,让学生做到学有所用,学有所想。

5综合性课程设计的设想

传统的课程设计只隶属于各门课程,它们之间衔接性较差,学生难以掌握完整的知识体系。为克服传统课程设计的不足,近年来,开放式的综合性课程设计备受关注,成为当前实验教学改革的重点。这种开放式综合性课程设计模式的特点是:以系统化专业知识为主线,以开放的教学实验室为基地,以实际动手为基础,以激发学生的兴趣、主动求知为动力,以培养创新能力为目的。

笔者认为,电气工程及其自动化的综合性课程设计应体现强、弱电结合的特点,因此包含电能变换电路的设计和调试是必要的,该部分可利用通电电能变换器实验平台来实现。此外,综合性课程设计还应覆盖自动控制理论、计算机控制、检测与信号处理等课程的内容,为此可增加单片机控制单元,电机速度检测单元、电流检测单元及有关机械部件,形成数字化的电气传动控制系统。以该系统作为综合性实验平台,可设立多种多样的综合设计题目,达到对学生综合技能的训练和培养的目的。

6结论

电力电子技术课程作为一门工科的课程,要上好这门课是不容易的。该课程的改革是一项系统工程,其学术性和技术性很强,涉及的面较广。要搞好这项改革工作,既需要学校的投入,也需要教师的艰苦努力和无私奉献。为把学生培养成为基础厚、知识博、能力强、口径宽和适应性强的高素质人才,我们要积极探索教学内容、教学方法和教学手段的改革方法,使学生能真正成为应用型技术人才[5]

参考文献:

[1]王卓,王强,曹晶人,等.“电力电子技术”课程教学改革探讨与实践[J].中国电力教育,2013,11(3).

[2]张洪宝.光伏技术专业电力电子技术课程探究[a].2011高等职业教育电子信息类专业学术暨教学研讨会论文集[C].2011.

[3]王璐.基于项目式教学的电力电子技术课程改革探索[J].辽宁高职学报,2014(9).

电工电子技术基本教程篇6

0引言

本文将论述电子信息工程专业课程体系中计算机教育课程设置的研究和初步实践。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,其主干学科包括信息科学、电子科学及计算机科学。因此,其专业培养目标定为:具有坚实的电子信息工程专业基本知识和基础理论,能熟练掌握电子技术、计算机技术、网络与信息系统工程设计与管理等方面的知识,通过电子与信息工程实践的基本训练,了解学科的应用前景和最新发展动态,具备设计、开发、应用和集成电子设备、信息系统的能力,并具有良好的科研创新能力。上述目标体现了该专业学生应具备的知识结构,同时也充分体现了计算机技术对培养电子信息工程专业学生的重要性。

1现代计算机课程与专业课程的融合

现代计算机技术的发展,有力推动了电子信息技术的快速发展。同时,计算机理论与技术相关理念也渗入电子信息工程专业的基础和专业课程内容中,对电子信息工程专业的教学产生重要影响,主要表现在以下几个方面。

(1)在现代电子系统中,电子信息技术和计算机技术结合十分紧密,并逐步走向融合。同时,计算机技术和微电子技术的紧密结合,使嵌入式计算机系统得到飞速发展,也使得片上系统SoC(SystemonChip)获得广泛的应用。

(2)电子信息技术中需要很多的变换和数据处理,采用的算法是实现系统功能的重要环节,如快速傅氏算法、离散余弦变换、测量数据的误差处理与回归拟合等。在算法实现上,计算机技术具有明显的优势。软件技术的快速发展,使得电子信息领域中的数据运算、数据变换和数据处理都可融入计算机程序中。

(3)计算机仿真技术的快速发展使得电子线路与通信系统的设计、分析和仿真试验更加便捷、高效,出现了许多针对不同应用层次的电子设计自动化(eDa)软件,覆盖了电子设计的全过程。电子系统的设计已离不开计算机,eDa软件的地位越来越重要,已成为电子电路教学中的重要组成部分。

(4)随着软件技术的飞速发展以及windows操作系统的普及应用,出现了许多新的软件设计方法,如面向对象程序设计、可视化编程、控件技术等。这些新技术极大提高了软件开发的效率,同时也使软件的功能得到极大的加强。

2本专业计算机教育应重视的环节

电子信息工程专业的计算机教育应针对专业特点,重视教学规律,科学地组织课程,合理地安排教学内容。教学中要重视以下几个环节:

(1)明确计算机教育的培养目标

要有效提高本专业学生的计算机能力,必须明确本专业计算机教育的培养目标。根据计算机技术的发展特点、本专业计算机应用的实际情况和对学生专业计算机应用能力要求,建立完整的电子信息工程专业计算机能力培养体系,全面提高学生在电子信息技术中计算机应用的能力和创新意识。

(2)重视与相关计算机技术知识的融合

电子信息技术和计算机技术结合十分紧密,在电子信息工程专业的专业基础课和专业课程中,都包含有计算机技术的内容。因此,在电子信息工程专业的课程设置和课程内容衔接中,必须注意到这种融合性,在专业基础课和专业课的理论及实验教学中尽可能多地结合计算机技术。

(3)注意计算机软硬件内容并重

嵌入式计算机系统的飞速发展,使高性能的单片机和专用微处理器芯片在各种电子系统中得到应用,其特点之一是软硬件共存于一体。因此,该专业的学生不能只偏好计算机软件或硬件技术,必须全面掌握好软件与硬件两方面的知识。

(4)必修与选修相结合

在确保所培养人才的基本规格和质量的基础上,应大量增加以拓宽专业口径,增强适应性,满足学生兴趣爱好、个性发展以及学科发展最新成果为目标的选修课程。根据这一思路,应当考虑:适度压缩必修课,仅将计算机基础、程序设计语言、微机原理及应用及电子设计自动化(eDa)等作为必修课;增加选修课,进一步拓宽学生的知识面,培养其在某一方面的特长;适度增加以专业后续课程为主的专业特色课程,以计算机教育应用实践为主的应用特色课程和以地方人才特殊需求为主的地方特色课程等。

(5)注重计算机教育内容体系的更新

具体来说,一方面要对作为基础的必修课加以精选,适当删除各门课程中相互交叉和重复的内容;另一方面更要积极引入计算机技术新知识、新理论和新方法,将其充实到教学内容中去,对教学内容不断调整更新。使学生能掌握新的知识,具备更深层次的技能,毕业后较好地适应社会需求。

电工电子技术基本教程篇7

关键词:电力电子;教学改革;应用人才培养;工程能力

作者简介:茅靖峰(1976-),男,浙江宁波人,南通大学电气工程学院,副教授;顾菊平(1971-),女,江苏南通人,南通大学电气工程学院,教授。(江苏 南通 226019)

基金项目:本文系江苏省高校“青蓝工程”基金项目、南通大学教学研究基金项目(项目编号:2011B50、2010B10)的研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:a?????文章编号:1007-0079(2012)33-0032-02

近20年来,电力电子技术受计算机技术、控制技术与材料科学等关键技术的推动,得到了快速发展,其工程应用领域得到了迅猛扩张。由现代电力电子技术支撑的新型产业和对传统行业的技术改造,如新能源、绿色交通、智能电网、先进伺服驱动、极端环境探索、节能减排等,都取得了巨大的技术经济效益与社会效益,展现出了良好应用前景。[1,2]

为了适应电气信息类工程应用学科的发展,保持教学内容的新颖性,跟踪电力电子技术的最新热点,自2006年以来,南通大学电气工程学院开设了“现代电力电子技术”课程,在传统“电力电子技术”课程学习的基础上,结合地方经济发展特色和技术需求,讲授现代电力电子技术高级原理、新器件与新型工程应用,以此提高学生理论联系实际的工作能力,培养市场应用型人才。本文从该课程的教学目标、教学内容、实践教学和网络教学等方面,介绍了课程教研组对这门课程的教学改革和实践情况。

一、传统教学存在的问题分析

1.装置与系统级的概念不突出

传统的“电力电子技术”课程教学,侧重于器件级的理论分析,强调基于电力电子器件的电路拓扑解算,即以电力电子器件为核心,在器件基本结构、原理和特性学习的基础上,针对典型电力电子拓扑原理电路,从电力电子器件的通和断两个状态入手,对电力电子电路换流的物理过程、波形特性、电参数之间的数量关系进行分析和计算。

该教学结构的优点是概念清楚、体系完备、机理分析透彻,但也存在诸多弊端。例如,学生将电力电子学过多地关注在了电力电子器件上,弱化了从装置级和系统级的角度对电力电子电路进行理解和认知;割裂了电力电子功率电路与基于反馈原理的数模电控制电路、自动控制原理、工程实际应用电路之间的关系;大篇幅的基于晶闸管器件的理论分析和计算,降低了学生学习的兴趣;单一和过少的工程应用实例,减少了学生对课程实用性的认同感等等。

2.实践教学环节薄弱

电力电子技术作为工程技术需要有一定量的实验和实践环节才能保障学习效果。但在传统的“电力电子技术”课程实验项目中,基础性和简单验证性实验较多,不能很好地与当前的工程实际应用相联系,致使许多新技术、新方法无法通过实验来直观的体验。

而且电力电子实验设备的常用形式为基于挂件结构的实验台和实验箱,基本上与实验内容相关的重要元器件、电路和系统都被封闭于内。实验过程中,学生们无法看到功率元器件、配件及电子仪表的外观和关键连线。学生依照原理图机械地连接主电路、记录实验数据和波形,即使不了解电路的工作原理,也能较顺利地完成实验。因此,无法发挥学生的主观能动性,没有探索学习的动力,锻炼创新思维和动手能力的教学内容和平台也不足。

二、课程教学改革措施

1.以服务地方经济发展为导向,确立教改思路和目标

作为地方综合性高校,南通大学的电气工程及其自动化专业的定位是培养应用型工程技术人才,为区域经济发展提供智力支撑和人才支持。因此,本课程作为电气工程及其自动化专业的主干专业课程之一,其教学目标的确立需结合本区域的产业分布与发展特点,同时又紧紧围绕本专业的学科方向。

形成了以帮助学生从装置和系统角度理解和掌握电力电子技术,培养理论与实践能力兼具的创新型电力电子应用技术人才为目的,以新能源、运动控制、电源技术、柔流输配电等应用领域为背景,以讲授电力电子技术在实际工程应用中所需要处理的相关问题为主要内容的课程教学思路和培养目标。

2.整合教学内容,突出应用能力培养

根据培养目标,在学院学科特色和现有教学资源的基础上,对课程体系和内容进行了合理调整。舍弃了传统的以大篇幅晶闸管半控器件分析为主线的教学内容体系,建立了“以基于全控器件的实际应用为主线,以电力电子主拓扑电路结合系统级的自动控制原理及其实现电路分析为主要技术内容,培养学生从整体的角度认识和设计电力电子电路的能力”的课程教学体系。

整合后的教学内容由三部分组成:功率器件、典型电路、应用及其系统。功率器件是基础,重点讲授开关全控器件及其驱动电路;典型电路是主体,重点讲授基于全控器件的直直、逆变和整流三种变换电路及其控制机理;应用及其系统是提升,重点讲授电力电子在新能源发电、运动控制、电源和柔流输配电技术中的应用原理及其典型系统设计案例。三者层次明晰,但学时又有所侧重。即前两部分作为前续“电力电子技术”课程内容的回顾与拓展,讲授学时占总理论学时的近一半,第三部分作为工程应用与系统提升的重要部分,需着重讲授,以逐次勾勒出一个电力电子技术及其工程应用的整体全貌。

在教学内容的组织与讲授中,凝炼理论教学的内容,在原理的讲授中注意培养学生面向工程的意识和思维,并及时动态地将教学团队获得的最新科研成果以及科研项目的最新进展融合到相关的课程内容中去,让学生接受到来自科研和工程研发第一线的新知识、新技术。

另外,针对基于电力电子技术应用的电气工程及其自动化专业发展的趋势和前沿内容,以及课程中被压缩掉或被取消的专业知识,设置为系列课外专题讲座,聘请对专题内容有深入研究和独特造诣的教师及企业的科技人员讲授,以开拓学生的知识面、培养学生理论联系实际的思维及能力。

3.加强课内实验环节教学,注重理论联系实际

课内实验是在课堂教学的基础上,巩固理论知识,培养动手能力和初步设计技能,增强解决问题和分析问题的能力的必要教学一环。为了突出课程的工程实用性,采取了优选验证性实验,增加了设计型和综合型实验项目的课内实验设置方法。

注重电路的工作机理分析与工程实际问题是验证性实验项目的选择标准。优选的该类实验项目包括:常用pwm控制器件及特性、不控整流的谐波与抑制、Spwm/SVpwm/方波pwm逆变策略的实现电路及特性等。

注重工程实用性是设计型和综合型实验项目的选择标准。我们要求学生们对该类型的实验项目遵循“理论设计计算—>计算机仿真验证—>硬件实验电路测试—>波形数据分析总结”的顺序开展路线,以强化学生对知识点的掌握和实验内容的理解,并促进学生形成理论联系实际的科学实验作风。

增设的实验项目包括:各型升/降压直直变换器设计、有源功率因数校正器设计、谐振软开关设计、三相高频pwm整流器设计,以及他们的复合系统设计等。

课内实验项目设置为必修和开放式的选修两类,以弥补实验授课学时不足的矛盾,同时采取“案例讲解法”、“实物演示法”等不同的教学方法,在实验课上认真讲解实验内容、步骤和注意事项,以激发学生兴趣,调动其积极性。

此外,应改革课内实验成绩的评定方式,突出对实验过程的考核,鼓励探索性的设计型实验。具体措施包括增加课内实验在课程总成绩中的权重,增加实验预习报告、实验操作测评、实验过程问辩三方面的成绩考核项等,通过确立科学合理的考核方法,调动学生自主学习的积极性,形成务实的学习风气。

4.优化课程设计环节,培养工程设计能力

课程设计是对学生工程设计和应用能力、创新意识和创新精神培养的重要环节,其课时安排在全部理论课程讲授完毕后进行。

该实践环节依托于以现代电力电子技术与运动控制实验室为主体,以工程训练中心、控制电机、虚拟仪器、风力发电动模实验室等其他专业实验室为辅助的课程设计开放式创新训练实验平台。[3,4]课程设计内容以学生熟悉并感兴趣的热点工程为背景,从南通大学电气工程学院专业与学科特色以及科研项目中,提炼出其中典型的技术问题,设计出合理的课程设计项目。可选的背景包括:风力发电、光伏发电、精密电机伺服驱动、电力无功与谐波控制、磁悬浮控制、特种电源等。其中的典型技术问题包括:整流、正弦逆变、直直变换、Delta逆变、闭环自动控制、检测技术等。

针对少部分优秀学生采用“导师制”的课程设计教学方法,通过细致的指导,紧密的设计过程跟踪,来进一步提高课程设计质量,并促进这部分学生研究性论文、专利、小制作等方面成果的形成。

针对大部分学生采用“项目驱动教学法”的课程设计教学方法。学生以小组为单位,在选题库中自由选题,利用书刊、网络查找相关资料,自主形成完成项目的各种设计思路,以培养学生独立思考问题、解决问题的能力。

通过课程设计的锻炼,使学生将书本上的理论知识和实践经验真正融入了自己的知识链,提高了其综合能力以及自主创新和团队协作能力。

5.注重网络教学资源建设,提高自主性学习能力

网络教学是弥补课堂教学学时局限,开拓课程学习的知识面,引导学生开展自主性学习,提高人才培养质量的重要途径。课程组以校Blackboard网络教学平台为基础,通过长期投入、持续积累、动态跟踪的建设方式,建立了课程的网络辅助教学平台。

网站的教学材料提供了与课程相关的丰富的资源,内容包括教学资源库(课程教学大纲、多媒体课件、实验指导书、数值仿真实验例程、实验设备操作视频等文件)、参考资源库(经典学术论文、典型芯片和模块的使用手册、常用仿真软件说明、典型应用设计案例、产业趋势和研究热点等信息)、复习思考题库等版面区。

此外,课程组充分利用Blackboard网络平台的交互功能,完成诸如教学信息、在线电子试卷测试、远程答疑和讨论等教学工作,提高了教学的效率和效果。

三、结语

通过上述教学改革措施,同学们在课程学习的主动性、系统级的分析设计能力、实践动手能力以及理论联系实际的工程应用能力等方面均得到了提高,培养的学生在近年来的挑战杯、机器人和电子设计大赛等学科竞赛中均取得了良好成绩。

显然,基于应用型人才培养的课程改革是一项持续而动态的工作,课程教学中需依据卓越工程师教育培养思想,以实现人才培养需求与区域经济社会发展需求的无缝对接为导向,明确树立学生的主体观,合理安排理论和实践教学内容,运用合理的教学方法和手段以及科学的评价体系,以切实提高教学效果和人才培养质量。

参考文献:

[1]陈坚,康勇.电力电子学:电力电子变换和控制技术[m].第三版.北京:高等教育出版社,2011.

[2]刘晋,牛印锁,文俊.国内外“电力电子技术”课程教学研究[J].中国电力教育,2012,(6):64-65.

电工电子技术基本教程篇8

关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才

作者简介:周远明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工业大学电气与电子工程学院,讲师;梅菲(1980-),女,湖北武汉人,湖北工业大学电气与电子工程学院,副教授。(湖北武汉430068)

中图分类号:G642.423文献标识码:a文章编号:1007-0079(2013)29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1,2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题:

第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LeD封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

(1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其eXCeL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频moSC-V特性测试、pn结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、pn结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

(2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、moS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LeD光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

(3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

(4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LeD封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献:

[1]刘瑞,伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索,2004,(5):6-9.

电工电子技术基本教程篇9

1培养规格和目标

电子设计自动化技术(简称eDa技术)是现代电子设计领域的一门新技术,它以计算机软件为工作平台,融合微电子、计算机、现代电子理论等学科和技术,培养学生的电子设计自动化应用能力和现代电子技术的设计方法,提升电子、电信类专业从业人员的专业素质和职业技能。苏州经贸职业技术学院自2004年开始,把“计算机辅助电子设计和分析、仿真(pRoteL、ewB、eDa)等软件的熟练使用”纳入学生培养的核心技能之一,为本地区电子设计行业的生产、服务和管理一线培养了一批从事电路绘图与pCB(printedCircuitBoard,印制电路板)制版技术人员、电子设计自动化工程师助理和小型电子企业技术应用与设计人员等高技能人才。电子设计自动化高技能人才培养是面向电子设计自动化应用能力和现代电子技术的设计方法,提升电子、电信类专业从业人员的专业素质和职业技能,为电子设计行业的生产、服务和管理一线培养电子电路绘图与pCB设计及制版技术人员、电子设计自动化工程师助理和小型电子企业技术应用、技术革新与设计人员等。

2培养的内容

以“工作过程系统化”理论为指导,以促进学生职业生涯发展为目标,以“工作过程导向”理念来开发构建培养电子设计自动化高技能人才的课程体系。即以职业分析为基础,到相关企业的工作岗位调研岗位职责,分析职业岗位的工作过程,归纳汇总技能培养的典型工作任务;把行动领域的典型工作任务引领到学习领域的课程,构建实施典型工作任务的课程体系;遵循学生认知学习、职业成长两方面规律,对学习情境进行设计,形成特色课程。依据培养的目标,走访苏州市工业园区、高新区内飞利浦、诺基亚、华硕、三星等著名企业,基本明确电子设计自动化工作岗位的职责。在此基础上,重构电子设计自动化高素质技能型人才的工作结构和知识结构,归纳汇总出十大典型工作任务:电子电路原理图设计绘制,电子电路pCB设计绘制,电子电路pCB制作,CpLD开发工具的使用,CpLD的组合逻辑电路设计,CpLD的时序逻辑电路设计,CpLD的图形输入法设计,CpLD设计的VHDL语言实现,CpLD设计的仿真、下载和调试,综合CpLD应用的设计实现。根据归纳汇总出的典型工作任务,以基本电路、元件为基础,到电子CaD技术(protel电子电路原理图与pCB设计)起步,再到电子电路的仿真设计、pLD(programmableLogicDevice,可编程逻辑器件)的设计与应用,最后是eDa综合应用及开发技术的由简单到复杂、由易到难、由硬件到软件、从实物验证到数字仿真的课程内容体系,形成电子设计自动化高素质技能型人才培养计划和方案。

3培养实践

3.1以课程建设为载体,实现教学过程特色化,教学建设精品化课程的教学实施以学生为中心,把教学内容以真实工作任务或社会产品为载体,综合采取讨论式、开放式、探究式、实践式等教学方法,融“教、学、做”为一体。充分利用电子设计软件平台和多媒体现代化教学手段,构建基于网络的电子设计、仿真、验证等教学环境,增强教学效果。通过4年的建设,课程链中的课程已建成1门省级精品课程(含实训),1门院级精品课程,1门课程的教材分别获省级、院级精品教材建设立项,并于2009年12月正式出版使用。

3.2课程教学案例化,实训内容产品化,实战内容项目化电子综合设计技能的培养主要通过课程教学、综合实训和项目实战3个由浅入深、由简单到复杂的途径实现。学习内容以产品、工作任务或项目为载体,课程链中的模拟电路是以生活中的典型产品如整流器、助听器、楼道感应灯、手机充电器等作为内容载体;电子CaD课程、电子装配与工艺、eDa技术课程分别以电子元(部)件、单元(功能)电路或较小应用系统案例为内容载体;电子综合实训、eDa实训以出租车计费器、多功能数字钟、交通灯控制器和频率计等产品为载体。实战内容主要通过参与各类具体的科研项目实现,包括学生主持申报的江苏省高等学校大学生实践创新训练计划立项项目3项和教师主持、学生参加的项目1项。

3.3技能培养过程标准化、职业化课程链中的课程都有与职业资格高级工种相容的课程标准(大纲),课证融通,教学基本要求是电子高级工,设置以任务引领型为基本取向,以工作本位学习和岗位职责范围为主要形式,内容教学采用任务驱动、项目导向等有利于增强学生能力的教学模式;重视学生校内学习与实际工作的一致性,探索课堂与实习地点的一体化;力求做到理论融于实践,动脑融于动手,力争实现所学与所用零距离。

4实践成果

通过在应用电子技术、电子信息技术、微电子技术、计算机应用技术等电子信息类专业的3届10多个班级的教学实践,学生的电子设计自动化技术专业综合设计技能取得显著的成效。首先表现在学生毕业设计的选题和设计方案的选择上。良好的学习效果使学生对自己具有的专业综合技能自信心提高。在近年的毕业设计中,每年有近半数的学生采用eDa技术设计方案完成毕业设计,使用较为先进的电子设计手段,使毕业设计的质量逐步提高,先后有4篇毕业设计获评院级以上优秀,其中尹宏波同学完成的《基于网络的eDa仿真设备的下载和配置系统设计》获得2009江苏省优秀毕业设计二等奖。

电工电子技术基本教程篇10

关键词:高职院校电子信息工程技术课程体系构建课程体系建设

中图分类号:G712文献标识码:CDoi:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.162

1引言

现今社会,高职院校应将学生培养成为有专业的知识、专业的技术、具有实践能力的多能型人才。电子信息工程的专业技术改革适应现代时展,专业的体系改革会使学生们身心愉悦,自我实践能力提升,为进入社会打下扎实的基础,使学生毕业后可以直接就业,为就业减轻压力。

2高职院校电子信息工程技术专业课程体系构建特征

高职院校的电子信息工程技术,专业开设的目标是:为社会输送电子信息行业、生产、管理及服务为一体的专业人才。当前,我国的电子信息行业领域广阔,所涉及的专业岗位繁多,高职院校必须不断进行教学改革,探索和实践电子信息工程技术专业课程,构建了素质教育为基础的课程体系,才能培养出企业所需要的高素质技能型人才。

2.1电子信息工程技术专业课程具备职业教育特征

电子信息工程技术专业课程要求学生职业素质较高,同时在智能结构、技术应用能力等各个方面适应职业岗位能力或者岗位群能力的需要。电子信息工程技术专业课程应该具备有鲜明的职业教育特征,不但培养学生职业岗位群需要的基础理论知识以及技术技能,同时也要结合职业素质、可持续发展素质以及岗位素质,大力培养学生计算机应用、专业外语等各类通用学科的能力、专业理论运用能力以及特定岗位的适应能力。

2.2电子信息工程技术专业课程具备技术应用性特征

高等职业教育是中等职业教育的延伸,电子信息工程技术专业课程目的是培养高等技术应用性人才,重在应用性与实践性,因此具备技术应用性特征。必须依靠各种实践教学培养学生的技术应用能力,才能让使学生就业后适应岗位的能力强,技术应用能力强,为以后专业方向的拓展打下坚实的基础。

2.3电子信息工程技术专业课程具备现代化特征

近些年来,各类科学技术飞速发展,大量的高新技术企业急需高技术含量的职业岗位,这些岗位所需的人才要求综合素质高、专业技能强,因此,高职院校电子信息工程技术专业课程实践教学要适应时代的要求,大力培养学生的职业素质与岗位技能。

3电子信息工程技术专业课程改革措施

3.1重在学生的能力培养

高职院校办学必须有自己的特色,在教学改革中应该以素质教育为基础,以能力培养为主线,不断优化课程体系,大力提升学生的技术应用能力与岗位工作技能水平。

重视学生能力培养具体是:一是高职院校要针对职业岗位群,拓宽学生的知识专业面,让学生一专多能,从而增强学生专业适应性,为学生将来专业方向夯实基础。二是针对岗位知识能力的需求,高职院校应该打破学科体系束缚,加强电子信息工程技术类专业课程整合,强化课程教学内容的应用性与实用性。三是要针对就业方向,围绕专业方向进行课程设置与课程内容调整,来强化电子信息工程技术课程设置的专业针对性。四是电子信息工程技术课程教学计划中,设置主修、辅修专业方向。加强学生的个性化培养,设置能力拓展模块,为学生拓展就业方向、提高就业能力提供条件。五是电子信息工程技术课程教学改革要以满足岗位群能力为前提,加强学生的专业基础能力的培养,开设多门实训课,不断加大实用性较强的实践项目,强化实践教学。六是大力开设电子信息技术综合实训课,注重实践技能的培养,促进学生理论与实践相融合能力的发展。

3.2重在产、学、研相结合

高职院校的办学主要目的之一就是培养学生的岗位技能。因此,电子信息工程技术专业课程教学改革必须走产、学、研相结合的路子。一是大力开展校企合作,不但能够提高学生实践能力,而且让企业与毕业生双方相互了解,有利于促学生到实践企业就业,同时通过信息反馈渠道能够促进教学内容的改革。二是通过产、学、研相结合,让电子信息工程技术专业课程教学与生产实践有效结合成一体,不但能够提高教师的双师素质,增强学校的科研水平,同时使学生实践动手能力得到大力提升,增强了就业能力效机制。三是深入的市场调研基础上,在学生中实施实行“双证书”制度,使实践教学与岗位技能实现“零距离”。四是大力采用“导师制”模式,根据不同层次、不同需求的学生设置不同的个体专业定位,增设一些素质教育与专业技术选修课。

3.3重在教学内容创新

高职院校教育培养模式是以能力为本位,电子信息工程技术专业课程教学改革重在教学内容创新,对学生将来从业岗位的知识能力的需要,摆脱学科系统性、完整性的束缚,有针对性地调整教学内容,所涉及的专业理论教学以应用性与够用为根本,加强各个阶段的课程整合;突出培养岗位能力。

3.4重在教学手段与教学方法创新

电子信息工程技术专业课程教学一定突破传统的普通教室、黑板、粉笔等教学方式,大力增强专业教室、网络教学、多媒体教学的教学手段与教学方法,强化用电子教案、网上答疑等各种先进教学,为学生工作后能够适应不断发展更新的新技术、新技能的要求夯实基础。

总之,电子信息工程技术专业课程改革应该体现出高职培养应用型人才的要求的特点,以专业课程体系构建特征为根本,不断增强课程体系建设,以满足行业和企业对电子信息工程技术专业人才的需求。

4结语

经过电子信息工程的专业技术探索发现,改革高职院校教学的教学方式势在必行。电子信息专业课程的改革措施,不仅使学生从学习中找到乐趣,也可以使学生提高自身实践能力。高职院校培养多能型的人才是我国构建和谐社会,满足社会就业一个很好的发展平台。

参考文献:

[1]姜大源,吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究[m].清华大学出版社,2007.

[2]林训超.电子信息技术专业课程体系的开发设计[J].成都航空职业技术学院学报,2009,(1):22-23.