大学电路总结范文

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2培训学生的选择及参赛选手的选定

首先，新生入校后，对其大力宣传大学生电子竞赛的目的和意义，让学生树立信心。以自愿和培训指导团队教师推荐方式相结合进行广泛、初级选拔。在指导老师的培训下，对一些理论扎实，善于动手，具有创新能力的学生进行全方面进培养。在参赛的五至六个月前，从众多的培养学生中再次选择写作水平较好的，理论和电路设计制作能力强的三人小组参加全国大学生电子设计大赛的培训。在报名参赛时，选择一个最佳小组队伍参赛。

3培训内容

全国大学生电子设计竞赛分本科组和大专组。纵观历届全国大学生电子设计竞赛题目类型：有电源类、信号源类、高频无线电类、放大器类、仪器仪表类、数据采集与处理类和控制类七大类。其知识范围广，涉及电子技术、传感器应用、电机控制、电子测量、单片机应用、电子CAD技术等内容。培训具体内容包含以下一些内容：A/D、D/A转换器，专用集成放大器，信号变换电路，开关电源知识；各种集成传感器，霍尔元件等及传感器调理电路知识；混频器、模拟乘法器，锁相环，锁相频率合成器，DDS技术知识；各种交、直流电动机的控制，驱动电路的设计知识；各种计量电路、测量电路等测量知识；单片机最小系统设计，仿真软件的使用知识；电子CAD、电子电路辅助设计软件进行电路图绘制，PCB板图设计，EDA技术应用知识等。电子系统的基本方法、制作步骤，硬件、软件设计，制板装配，调试与测试等知识；电子设计竞赛设计总结报告写作的方法与要求等。

4培训方式与方法

高等职业院校的学制为三年，时间紧凑，为了能使培训工作顺利进行，通常采用课外分散培训和短期集中培训相结合方式进行。

4.1课外分散培训

常设一个实验室，配有齐全的电子测量仪器和设备，常年对培训学生开放。按学生的层次不同，分别制订培训计划，周一下达培训设计内容，周末检查。指导老师每周按时对学生指导，采用老带新的方法。新生的培训从基本技能开始，进行一些常用电路安装、调试培训，由浅入深。老生的培训则采用个人和小组相结合的方法进行，培训、设计制作的内容相对复杂、难度较大。定期下达一个与全国大学生电子竞赛试题难度相近的电子系统设计制作任务，指导老师定时进行检查指导。

4.2暑期集中培训

对参加每年一届的省级竞赛的同学，其培训时间一般为期2-3个月，其中用一个月时间对常用电路设计知识进行培训。每周进行2次校内模拟竞赛，电路设计难度和制作时间与省级历届的题目相近。对参加每两年举行一届的全国小组竞赛的学生，其培训时间一般为3-5个月，充分利用暑期进行培训。要求每小组分工合作进行资料查阅，电路系统设计，程序设计，电路安装、调试，设计报告等工作。培训后2个月，每2周进行一次模拟竞赛，进行电路设计制作，充分提高各小组成员的协作能力。

4.3加强培训指导教师团队建设

学校建立大学生竞赛培训指导教师的培育与团队建设中心。在竞赛组织方面，通过开展各种形式和规模的研讨，集体讨论竞赛大纲、编写培训教材、完善培训方式。通过培训指导教师的共同参与，确定培训目标、内容及定位。支持培训指导教师开展各项科研工作，以教学为基础，以科研促进教学，全面提升竞赛水平。

4.4竞赛技巧培训

设计总结报告的撰写能力培训。竞赛最后提交的成果形式除设计作品之外还有设计总结报告部分。其撰写质量直接关系着竞赛的成绩，进行技术设计报告的规范性训练是很有必要的，包括结构安排、格式、文法与表达等。资料查阅能力培训。电子设计大赛涉及面广，哪些信息对竞赛更有效与有用，以及如何选择信息。进行资料查阅能力的培训，让学生明确自己需要的和必须掌握的信息，将对培训工作起到事半功倍的效果。团队协作能力培训。要求队员充分发挥聪明才智、群策群力、默契配合，要求队员平时在学习上和生活上都能相互帮助、团结协作，便于竞赛时能有条不紊。

篇2

PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板或印刷电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体和电子元器件电气连接的提供者。PCB在电子元件产业中的地位是举足轻重的，其全球产值占电子元件产业全球总产值的四分之一以上，是各个电子元件细分产业中比重最大的产业。我国经过多年的努力已经成为世界第二大PCB产出国，PCB产业取得了长足进步，但至今与发达国家相比还有较大差距，未来的发展还需要我国PCB人的奋斗和努力。高校PCB实验课担当着为国家培养先进PCB工作者的重任，同时也为PCB行业的发展提供有力的理论与实践支持。

西安科技大学工程训练中心PCB实验课程是由其电工电子部承担的。PCB实验课是集理论知识与实践探索于一体的综合课程，它的目的是培养学生理论联系实际、自己动手、独立思考解决问题的能力。在其发展的几年中总结了一些教学经验，探索了一些特色教学模式，为以后的发展提供思路。

一、PCB课内教学模式改革

以往实验的课内教学模式多是“一讲一做一写”，老师讲或演示完实验步骤后、学生操作、最后书写实验报告。这样的旧模式普遍、普通，对于学生而言只是做了一次实验，很难让学生完全理解实验，吃透实验知识，也很难让学生将所学应用于实际，培养他们自己动手、独立思考解决问题的能力。所以改变旧模式探索新模式是必要的。以下两种课内模式是针对旧模式的不足而探索出的新教学模式。

1、“信息”模式

在当今，掌握即时有用的信息，利用信息为自己学习和工作服务是当代大学生应具备的能力。此模式就是让学生在没有接触实验前先通过网络、书籍及其他信息途径了解PCB，然后再进入实验室操作，着重培养学生利用信息资源查询并掌握自己所需知识的能力。

2、“个组”模式

通过信息途径了解PCB后，学生利用了解到的PCB知识，带着疑问，观看老师演示实验并听取老师对演示过程的讲解，在这过程中 “解答”疑问。

观看完演示实验后，学生以“个”为单位在规定时间内完成实验。这种实验形式确保每一名学生都能独立操作实验，学生根据之前了解的PCB理论知识以及观看演示实验所留下的印象来完成实验。这种形式不仅让学生学会用理论知识指导实际操作，也培养了学生独立动手、思考问题的能力。

规定时间结束后，老师对学生实验进行详细点评，指出不正确的实验操作方法，纠正错误的概念，强调注意事项。

随后学生以“组”为单位对实验展开研究、讨论、总结。这种实验形式是让学生通过彼此之间的交流，发现自己实验中的不足，查漏补缺，通过大家的讨论研究来解决共同遇到的难题。交流结束后每个人再去完善自己的实验。这样一来能非常有效地加深学生对实验的理解，加强对知识的掌握。

二、创新PCB课外教学模式

除PCB课内模式转变外，一种新的PCB课外模式也被应用于教学中，这种模式简单概括为：PCB与其他学科之间的交叉。这种模式有助于学生对不同学科知识之间的掌握、融汇贯通，开阔学生眼界，丰富知识结构，让学生对知识的运用能够更加灵活，更加实用。

1、“互助教学”模式

这种模式是将两个独立实验学科联系起来，让一门实验课所学知识延伸到下一实验课中使用或者一门实验课的结果可以作为下门实验开始的前提。

西安科技大学工程训练中心的PCB教研室经过几年的探索，认真总结，首先提出并应用这种特色教学模式。比如电工电子实验课和PCB实验课就是这种“互助教学”模式的典型。学生在PCB实验中完成一块单面板，又将这块电路板作为电工电子实验课的基础材料，在其电路板上面焊接、粘贴电子元器件，最终让电路板变成一个“活生生”会运行的电路系统。

这种教学模式不仅让学生感到新颖而且能激发学生动手做实验的兴趣，学生在一个实验中完成的不再仅是一个实验结果，一份实验报告，而是能够服务于其他实验并对其他实验起到关键作用的“实验果实”。

2、“实验群”模式

这种模式其实是“互助教学”模式的延伸，它可以用图1来解释：A实验的结果可以在B实验中应用，B实验结果又可以用在C实验中，而C实验的结果又可以给A实验提供导向。

“实验群”模式在PCB实验课的应用也是有成熟案例的：PCB实验课做出的电路板可以在电工电子实验课中应用，制作成机器人实验课中符合机器人运行的电路系统，根据这种电路系统的不同要求再在PCB实验室做出满足要求的电路板。

这样一环扣一环的模式让三个本身独立的实验屹然变成产了一个实验集群，不仅丰富了每一单个实验内容，而且让三个实验所涵盖的知识紧密联系在一起，彼此互通。可见，“实验群”模式的效果要远大于独立实验，对学生知识层面的提升也是独立实验所无法达到的。

三、模式的整合

PCB实验教学模式的改革就是将这几种创新模式有效地整合为一套独有的教学模式体系，以课内课外模式的相互搭配来展开实验教学，从而真正从实验内容、实验过程、实验方法进行改革，告别了以往枯燥的教学模式，开辟了特色教学的新篇章。

四、结论

本文总结了西安科技大学工程训练中心PCB实验课经过几年的教学经验积累、探索出的新教学模式体系，其中包括了教学内容、教学过程、教学手段的改革。“全方位”提高了PCB实验课的教学质量。在今后更长的时间里，要不断深入实验教学模式的改革，不断探索出结合实际的教学方法和手段，为PCB教学的发展提供更新的思路，为培养学生实现素质教育做出贡献。

【参考文献】

[1] 曾峰、巩海洪、曾波：印刷电路板（PCB）设计与制作[M].电子工业出版社，2005.

[2] 曹丙霞、赵艳华：Protel 99SE原理图与PCB设计[M].电子工业出版社，2007.

[3] 李云江：机器人概论[M].机械工业出版社，2011.

[4] 任峰亚：流媒体技术在教学中的应用[J].西安科技大学学报，2004，24（3）.

[5] 包敬海：PCB电路设计课程改革中的探索[J].中国现代教育装备，2009（13）.

[6] 余波、沈介娥：基于工作工程的《PCB设计与制作》课程开发[J].科技信息，2012（1）.

[7] 朱震华：电工电子实验教学改革初探[J].实验科学与技术，2007，6（1）.

[8] 师新民：基于WEB的大学英语辅助教学系统研究[J].西安科技大学学报，2006，26（3）.

篇3

2高校电子设计竞赛的组织

全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办，负责领导全国范围内的竞赛工作.各地竞赛事宜由地方教委（厅、局）统一领导.为保证竞赛顺利开展，组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组.以高等学校为基本参赛单位，参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组，负责本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等.高校在组建成立电子竞赛工作领导小组时，如果学校电类专业单一，可设常设机构，由具体电类专业所在院系负责、教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参与；若学校电类专业较多，可由电类专业相关院系轮流担任理事，按届组织，其它院系积极参与，教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参加，适当引入竞争机制.在参赛小组的选拔中，首先由学生自由组队报名，要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契，在单片机系统设计与应用，模拟和数字电路的应用，硬件焊接与调试，计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工；然后组织报名参赛队进行选拔考试，内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用，典型测量系统的设计方案，对电子竞赛的了解，参加竞赛的优势自述等；最后指导教师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力，确定参加竞赛的组数和各组成员.电子设计竞赛的命题范围广,涉及到电子技术(模拟电路、数字电路)、高频电子线路、通信原理、单片机技术、可编程器件等多门课程,并鼓励新技术的应用.这就要求赛前指导老师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验.年青教师对新技术、新软件上手快,但实践经验缺乏,老教师经验丰富但计算机应用和新技术的掌握上又有不足.为了发挥特长,实现互补,在赛前指导上成立赛前指导小组,在小组中注意年龄和特长的结合,注意学科的结合.教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高.知识和经验的相互渗透和补充促进指导老师的业务素质的提高,这使教师能够在日常的教学和科研中发挥更大的作用,推动师资队伍建设.

3参赛学生的培训

3.1参赛学生的现状

参加电子设计竞赛的学生一般是大学二、三年级的学生，已学习了很多相关课程的理论知识，也具有一定的实践能力，特别是在外语能力、计算机能力、单片机编程能力、查阅文献能力方面.但是在模拟电路，单片机硬件，电路安装工艺，如何根据系统性能指标设计电路方案和确定单元电路的性能指标，单元电路调试排错能力，系统的联调方面却存在着一定的不足.学生在此前的课程中，虽然学习过一些电子设计制作中常用的软件，如Protel电子原理图的设计，印刷电路板设计绘制，以及电子逻辑分析仿真等，但是缺乏一定的深度，其熟练程度需加强.常规电子仪器（如示波器、信号发生器、仿真器、扫频仪、万用表等）的使用不够熟练.虽然学生在电工电子、电子线路等实验课中使用过常规电子仪器，但是往往更换型号后就不能很快地熟练使用，影响电路的调试速度.另外学生的“单片机原理与技术”课程实验通常采用普通的51单片机，而电子竞赛往往会使用一些功能强大的单片机，因此在开发工具和仿真器方面存在差异.学生在培训期间，要加强理论与实践的结合，使学生在电子竞赛中涉及的知识点的深度和实践动手能力方面能得到很快的提升，这样才能确保在电子竞赛期间顺利完成竞赛的设计任务.为了鼓励电类大学生积极参加电子设计竞赛培训全部过程（包括前期课程与后期竞赛培训），可在完成竞赛训练作品设计与设计报告后，由指导教师给出相应成绩，可替代相应一门课程或实践环节的成绩，如“电子系统设计”、“认识实习”、“电子技术课程设计”等.

3.2培训内容选择、方案讨论及实际制作

如何在一个相对短的时间内尽快地提高参赛学生的设计开发和实践动手能力是培训阶段要解决的关键问题，在辅导中采用实战训练的方法，即模拟进行一次次的竞赛过程.包括给各组布置不同的设计题目、限时提交设计方案、全体队员集中由各组分别介绍设计方案并进行交流讨论、指导教师点评、各组分别实际制作、撰写设计总结报告，最后进行实物演示和总结答辩，这样尽管每个组只具体设计制作了一个系统，但是通过互相交流，对其它组所涉及的技术也有较系统的了解，在以后类似技术的实际设计制作过程中能起到事半功倍的效果.在培训开始时，向参赛学生详细介绍大学生电子竞赛的竞赛规则、竞赛命题、评审和评奖等方面的情况，邀请已参加过电子竞赛的高年级学生介绍参赛期间的注意事项及参赛体会；对历年的大学生电子竞赛题目、实现的方案、获奖小组的总结报告等进行深入的破析和讨论；让参赛学生对竞赛及要求有一个全面的了解.引导学生既要重视困难又不能畏惧困难，在充分认识本小组的优势与弱势的情况下，心理上充分地做好艰苦训练的准备.组织责任心强、具有相当专业技术水平和经验丰富的老师，针对电子竞赛的特点，在模拟电路、数字电路、单片机应用技术方面进行讲解，讲解中对基本电路的原理，实现的方法，相关电路的主要性能指标及测试方法、设计及调试中需要注意的事项作简明的介绍，对涉及的电子元件进行实物展示，对一些辅助设计软件、查阅科技论文的方法及常用的电子元器件及应用的网站作一些推荐性的介绍.

从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目，尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目，按照电子竞赛的要求，规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写.然后由各小组对训练情况进行详细的介绍，各小组之间展开广泛的讨论，商讨是否有更好的实现方案，设计的电路及测试的结果是否合理，撰写的报告是否严谨，尽可能地发现训练中的不足之处，辅导老师根据各组的完成情况进行讲评.要求各小组根据讨论情况在1～2天时间内完善制作的实物及报告，同时要求各小组对另外小组的实物进行测试，通过相互交流在相对短的时间内能掌握更多的知识.在第一个实际系统设计后，协商电子设计竞赛第二次训练题目，要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点，在规定的时间内完成设计任务，然后各小组演示实物的功能，测试电子系统的各项指标，注重测试方法是否正确，测试性能指标是否符合设计要求，对于差异较大的需要认真分析其原因，找出合理的解决方案并实施.最后，要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物，单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息，达到的性能指标并形成文字，软件要求有整体的说明，需要占用的资源说明、语句有详细的注释.辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍，对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生.在参赛的前一天不安排具体的工作，保证学生能休息好，以极佳的状态参加电子设计竞赛.

4竞赛过程中的注意事项

4.1注意竞赛纪律

全国电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区，“半封闭、相对集中”的组织方式.竞赛题目在竞赛开始时打开（如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月2日8:00正式开始）.每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F等题中任选一题；要求认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存.参赛者必须是有正式学籍的全日制在校大学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）供随时备查.每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员.竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地以外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须回避，对违纪参赛队取消评审资格.竞赛开始后，为保证竞赛工作顺利进行，参赛学校应组织专人负责提供竞赛所需设备、元器件、后勤保障等工作.竞赛结束后（如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月5日20:00竞赛结束），上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存，并在指定时间前送到指定地点.

4.2竞赛题目分析及方案设计

参赛队员应仔细阅读所有竞赛题目，根据自己组3个队员的训练情况，选择相应的题目进行参赛制作.选择题目应注意题目中不应该有知识盲点，即要能够看懂题目要求.如果不能看懂题目要求，原则上该题目是不可选择的.设计制作分基本要求和发挥部分，一般各占50分，设计总结报告30-50分（2009年30分，以前50分）.应注意的是基本要求的各项分值题目中没有给出，但在发挥部分给出了各小项的分值，选择题目时应仔细分析各项要求.确定竞赛题目的时间原则上不要超过两小时，题目一旦选定，中途不要随意更改.确定竞赛题目后，参赛小组的3个队员应认真讨论设计方案，设计方案应考虑制作的可行性，包括元器件是否能够采购到都必须考虑.设计方案可以提出一到两个，或者确定一个方案，对有些部分作出两个或者两个以上方案.同时应尽快提出元器件清单，确定元器件库中没有的元器件，提出采购清单.元器件采购清单应提供元器件名称、型号、规格、数量、替代型号及规格.确定方案的时间应不超过6小时.

4.3元器件的采购和设计装配制作

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2高校电子设计竞赛的组织

全国大学生电子设计竞赛由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同主办，负责领导全国范围内的竞赛工作.各地竞赛事宜由地方教委（厅、局）统一领导.为保证竞赛顺利开展，组建全国及各赛区竞赛组织委员会和专家组.以高等学校为基本参赛单位，参赛学校应成立电子竞赛工作领导小组，负责本校学生的参赛事宜，包括组队、报名、赛前准备、赛期管理和赛后总结等.高校在组建成立电子竞赛工作领导小组时，如果学校电类专业单一，可设常设机构，由具体电类专业所在院系负责、教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参与；若学校电类专业较多，可由电类专业相关院系轮流担任理事，按届组织，其它院系积极参与，教务处、学生处、团委、后勤集团等单位参加，适当引入竞争机制.在参赛小组的选拔中，首先由学生自由组队报名，要求组队后的3个队员各自具有较强的能力且队员之间能配合默契，在单片机系统设计与应用，模拟和数字电路的应用，硬件焊接与调试，计算机编程以及撰写设计报告论文等方面要有所分工；然后组织报名参赛队进行选拔考试，内容包括模拟电路、数字电路、单片机、传感器等方面的基本知识及应用，典型测量系统的设计方案，对电子竞赛的了解，参加竞赛的优势自述等；最后指导教师根据各参赛队成员选拔考试的结果、面试表现以及综合考虑各参赛队在团队合作、硬件制作、软件编程、报告撰写能力等方面的实力，确定参加竞赛的组数和各组成员.电子设计竞赛的命题范围广,涉及到电子技术(模拟电路、数字电路)、高频电子线路、通信原理、单片机技术、可编程器件等多门课程,并鼓励新技术的应用.这就要求赛前指导老师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验.年青教师对新技术、新软件上手快,但实践经验缺乏,老教师经验丰富但计算机应用和新技术的掌握上又有不足.为了发挥特长,实现互补,在赛前指导上成立赛前指导小组,在小组中注意年龄和特长的结合,注意学科的结合.教师在指导学生的过程中相互学习,共同提高.知识和经验的相互渗透和补充促进指导老师的业务素质的提高,这使教师能够在日常的教学和科研中发挥更大的作用,推动师资队伍建设.

3参赛学生的培训

3.1参赛学生的现状

参加电子设计竞赛的学生一般是大学二、三年级的学生，已学习了很多相关课程的理论知识，也具有一定的实践能力，特别是在外语能力、计算机能力、单片机编程能力、查阅文献能力方面.但是在模拟电路，单片机硬件，电路安装工艺，如何根据系统性能指标设计电路方案和确定单元电路的性能指标，单元电路调试排错能力，系统的联调方面却存在着一定的不足.学生在此前的课程中，虽然学习过一些电子设计制作中常用的软件，如Protel电子原理图的设计，印刷电路板设计绘制，以及电子逻辑分析仿真等，但是缺乏一定的深度，其熟练程度需加强.常规电子仪器（如示波器、信号发生器、仿真器、扫频仪、万用表等）的使用不够熟练.虽然学生在电工电子、电子线路等实验课中使用过常规电子仪器，但是往往更换型号后就不能很快地熟练使用，影响电路的调试速度.另外学生的“单片机原理与技术”课程实验通常采用普通的51单片机，而电子竞赛往往会使用一些功能强大的单片机，因此在开发工具和仿真器方面存在差异.学生在培训期间，要加强理论与实践的结合，使学生在电子竞赛中涉及的知识点的深度和实践动手能力方面能得到很快的提升，这样才能确保在电子竞赛期间顺利完成竞赛的设计任务.为了鼓励电类大学生积极参加电子设计竞赛培训全部过程（包括前期课程与后期竞赛培训），可在完成竞赛训练作品设计与设计报告后，由指导教师给出相应成绩，可替代相应一门课程或实践环节的成绩，如“电子系统设计”、“认识实习”、“电子技术课程设计”等.

3.2培训内容选择、方案讨论及实际制作

如何在一个相对短的时间内尽快地提高参赛学生的设计开发和实践动手能力是培训阶段要解决的关键问题，在辅导中采用实战训练的方法，即模拟进行一次次的竞赛过程.包括给各组布置不同的设计题目、限时提交设计方案、全体队员集中由各组分别介绍设计方案并进行交流讨论、指导教师点评、各组分别实际制作、撰写设计总结报告，最后进行实物演示和总结答辩，这样尽管每个组只具体设计制作了一个系统，但是通过互相交流，对其它组所涉及的技术也有较系统的了解，在以后类似技术的实际设计制作过程中能起到事半功倍的效果.在培训开始时，向参赛学生详细介绍大学生电子竞赛的竞赛规则、竞赛命题、评审和评奖等方面的情况，邀请已参加过电子竞赛的高年级学生介绍参赛期间的注意事项及参赛体会；对历年的大学生电子竞赛题目、实现的方案、获奖小组的总结报告等进行深入的破析和讨论；让参赛学生对竞赛及要求有一个全面的了解.引导学生既要重视困难又不能畏惧困难，在充分认识本小组的优势与弱势的情况下，心理上充分地做好艰苦训练的准备.组织责任心强、具有相当专业技术水平和经验丰富的老师，针对电子竞赛的特点，在模拟电路、数字电路、单片机应用技术方面进行讲解，讲解中对基本电路的原理，实现的方法，相关电路的主要性能指标及测试方法、设计及调试中需要注意的事项作简明的介绍，对涉及的电子元件进行实物展示，对一些辅助设计软件、查阅科技论文的方法及常用的电子元器件及应用的网站作一些推荐性的介绍.

从历年的竞赛题目中确定各参赛小组的第一次训练题目，尽量做到各参赛小组选择不同的训练题目，按照电子竞赛的要求，规定在一个适当的时间内完成实物的制作、性能指标的测试、总结报告的撰写.然后由各小组对训练情况进行详细的介绍，各小组之间展开广泛的讨论，商讨是否有更好的实现方案，设计的电路及测试的结果是否合理，撰写的报告是否严谨，尽可能地发现训练中的不足之处，辅导老师根据各组的完成情况进行讲评.要求各小组根据讨论情况在1～2天时间内完善制作的实物及报告，同时要求各小组对另外小组的实物进行测试，通过相互交流在相对短的时间内能掌握更多的知识.在第一个实际系统设计后，协商电子设计竞赛第二次训练题目，要求尽可能多地涉及未曾接触的知识点，在规定的时间内完成设计任务，然后各小组演示实物的功能，测试电子系统的各项指标，注重测试方法是否正确，测试性能指标是否符合设计要求，对于差异较大的需要认真分析其原因，找出合理的解决方案并实施.最后，要求各参赛小组认真整理前一阶段培训完成的实物，单元电路要求注明电源要求、详细且清楚的输入输出接口信息，达到的性能指标并形成文字，软件要求有整体的说明，需要占用的资源说明、语句有详细的注释.辅导老师对培训中出现的问题向学生做详细的介绍，对竞赛中容易出现的问题也需要提醒学生.在参赛的前一天不安排具体的工作，保证学生能休息好，以极佳的状态参加电子设计竞赛.

4竞赛过程中的注意事项

4.1注意竞赛纪律

全国电子设计竞赛采用全国统一命题、分赛区，“半封闭、相对集中”的组织方式.竞赛题目在竞赛开始时打开（如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月2日8:00正式开始）.每支参赛队限定在提供的A、B、C、D、E、F等题中任选一题；要求认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》由赛场巡视员暂时保存.参赛者必须是有正式学籍的全日制在校大学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）供随时备查.每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员.竞赛期间，可使用各种图书资料和网络资源，但不得在学校指定竞赛场地以外进行设计制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须回避，对违纪参赛队取消评审资格.竞赛开始后，为保证竞赛工作顺利进行，参赛学校应组织专人负责提供竞赛所需设备、元器件、后勤保障等工作.竞赛结束后（如2009年全国大学生电子设计竞赛是9月5日20:00竞赛结束），上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存，并在指定时间前送到指定地点.

4.2竞赛题目分析及方案设计

参赛队员应仔细阅读所有竞赛题目，根据自己组3个队员的训练情况，选择相应的题目进行参赛制作.选择题目应注意题目中不应该有知识盲点，即要能够看懂题目要求.如果不能看懂题目要求，原则上该题目是不可选择的.设计制作分基本要求和发挥部分，一般各占50分，设计总结报告30-50分（2009年30分，以前50分）.应注意的是基本要求的各项分值题目中没有给出，但在发挥部分给出了各小项的分值，选择题目时应仔细分析各项要求.确定竞赛题目的时间原则上不要超过两小时，题目一旦选定，中途不要随意更改.确定竞赛题目后，参赛小组的3个队员应认真讨论设计方案，设计方案应考虑制作的可行性，包括元器件是否能够采购到都必须考虑.设计方案可以提出一到两个，或者确定一个方案，对有些部分作出两个或者两个以上方案.同时应尽快提出元器件清单，确定元器件库中没有的元器件，提出采购清单.元器件采购清单应提供元器件名称、型号、规格、数量、替代型号及规格.确定方案的时间应不超过6小时.

4.3元器件的采购和设计装配制作

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中图分类号：TM133 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）008-037-02

1 引言

暂态过程是指存在电感或电容的电路在接通或断开电源的短暂时间内，电路从一个稳定状态转变到另一个稳定状态，这个过程称为暂态过程。暂态过程一般很短，但出现在这过程中的某些现象却非常重要。例如，某些暂态过程中出现比稳态时大数倍及数十倍的电压或电流。暂态过程的出现有利有弊，有时他能对设备和人身安全构成危险，有时又会在电路设计中发挥巨大作用。例如日光灯中的镇流器。因此，在物理学和工程技术中暂态过程的研究是很重要的。

因为二阶电路的过渡过程是瞬间消失的过程，所以必须使过渡过程重复出现才能进行观察，故在实验中用信号发生器发生的方波代替直流电源的接通与断开，在方波的每一周期内，前半周期给电路输入脉冲信号，相当于电路与直流电源接通；后半周期对电路输入信号为零，相当于直流电源短路。只要方波半周期大于过渡过程实际的持续持续时间，则在方波的每个半个周期内出现一次过渡过程。前半周期为零状态响应，后半周期为零输入响应，于是可以观测到重复出现的零状态响应和零输入响应。

2 二阶电路在方波激励下的暂态过程

2.1 实验原理

2.2 实验分析

2.3 实验总结

在本实验中，由于电路参数的不同，加之RLC电路中的两种不同的储能装置，其能量过度过程便不简单，可能是能量累积和释放，也可能是电容、电感间能量互相传递。接下来的分析我们分为两种情况讨论：电阻（电感线圈电阻和回路中其余电阻之和）较小和电阻较大的情况。前者能量消耗较小，所以主要能量改变过程是L和C之间的能量转换。后者能量消耗较大，所以大部分能量在第一、二次交换中就消耗掉了，只发生单向传递，即非震荡过程。

在电路发生振荡过程时，其振荡的性质大致可以分为三种情况：

（1）衰减振荡：电路中电压或电流的振荡副度按指数规律减小，直至衰减到零。

（2）等幅振荡：电路中电压或电流的振荡副度保持不变，相当于电路中电阻为零，振荡过程中不消耗能量。

（3）增幅振荡：电路中电压或电流的振荡副度指数规律增加，相当于电路中存在负电阻，振荡过程中逐点得到能量补充。所以，RLC二阶电路瞬态响应的各种形式与条件可以归结如下：

3 二阶电路在方波激励下的状态轨迹

3.1 实验原理

（1）相平面法。

用绘制在直角平面坐标上的表征变量及其变化速率间关系的轨迹来研究二阶自治系统的一种图解方法。这种方法可用来分析一大类非线性系统的运动。

（2）双踪示波器的使用。

3.2 状态轨迹的测量结果

3.3 实验总结

试验中，笔者分别在试验状态下测量了RLC串联电路中，欠阻尼、临界阻尼和过阻尼这三种状态下的状态轨迹。我们可利用状态轨迹确定电路动态过程的性质以及状态变量间的关系。这个实验是对分析二阶电路暂态过程的扩展，对二阶电路的过渡过程有了更深刻的理解。

参考文献：

篇6

实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用。中国民航飞行学院航空工程学院主要培养民航飞机与发动机维修、航空电子电气设备维修等方向的应用型高级机务工程技术人才。结合机务维护行业需要和自身实际，提出了“学历+技能+英语”的培养模式，明确我院学生培养的目标，从中可以看出学生动手能力的重要性。随着我国“大飞机”项目的实施，可以预见，更多的高新科学技术将会用到“大飞机”的研发、试飞、运行和维护中，这也对未来的机务维护工作者提出了更高的要求，不但要求其具有很强的动手能力，而且还要求其具有很高的创新能力。

二、竞赛对机务专业学生动手能力的培养

电子设计竞赛对学生实践能力提出了高要求，全国大学生电子设计竞赛的形式是半开放模式。要求学生在四天三夜的时间里，根据题目给出的要求设计出方案，更重要的是该方案要切实可行，即理论上可行和实验室现有的条件能够实际制作出来，最后还要制作完成实物作品。这个过程对学生的实践动手能力提出了极高的要求，要求学生能够理论联系实际，并在电路设计、制作、调试等方面要积累相当的经验,这对传统的教学(理论教学和实验教学)提出了很高的挑战。针对电子设计竞赛的内容和特点，需要对学生进行以下训练，努力提高学生的动手能力以及理论联系实际的能力。

（一）基础知识训练

基础知识训练的目标是达到“六会一牢固”，即基本知识牢固，会看图，会画PCB板，会焊接安装，会测量，会查资料，会写文档。对于我院来讲，参赛队员主要是大三的学生，竞赛涉及的一些课程如模拟电子技术、数字电路、单片机、传感器与检测技术等已经修过。因此在暑假集中培训阶段，要求他们牢固巩固已学过的知识，同时注意与应用密切相关的基础知识。例如：对于模拟电路，要求学生在懂得基本的半导体知识后着重掌握各种基本放大器的工作机理及应用，运算放大器、比较器的原理及应用，各种振荡器的应用，电源等；对于数字电路，则要求学生切实巩固各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的应用与基本的设计思想等。重视对参赛队员焊接知识的培训，学会使用常见的各种测量仪器，学会使用互联网进行查阅资料，学会写设计总结报告。设计总结报告是竞赛作品的一个重要组成部分，其内容体现参赛队员的设计思想、实现手段以及测试结果等方面。设计总结报告质量的高低反映参赛队员的写作能力优秀与否，同时也关系作品成功与否，因此要重视对文档写作的培训。

（二）实践模块训练

实践模块训练的内容和目标是由浅入深，循序渐进，有计划地进行培训，独立完成电子电路模块设计与制作，组织各种形式的学习讨论会，促进信息交流，优秀作品及时整理归档，达到建立相关硬件、软件、资料的“共享资源库”。结合电子设计竞赛常用到的模块，进行相应基本单元电路的设计与制作，其内容包含有单片机最小系统、A/D与D/A电路、集成直流稳压电源电路、信号放大电路、信号产生电路、信号处理电路、声音报警电路、压力、光电等传感器应用电路、功率驱动电路、显示电路等。

（三）综合强化训练

综合强化训练的目标是模拟实际竞赛，以往年的竞赛题目为模板，适当进行一些调整，尽量接近实际竞赛的难度，以达到模拟实战的目的，培养学生电子设计的综合实践能力。参赛队员存在的主要弱点是理论与实践结合不够，不具备综合运用所学知识进行设计的能力，创新及独立工作的能力较差，新器件、新技术应用能力差，因此在选手的赛前训练中紧密结合各个模块功能设置训练题目进行实训。对于同一个制作题目让两组参赛队员采用不同的设计方案实现，然后比较制作实物的性能参数，最后集中讨论总结经验，加深他们对不同器件、不同模块特性的认识。

三、电子设计竞赛对机务专业学生创新能力的培养

大学生电子设计竞赛题目涉及的内容涵盖了电子信息类大学本科的大部分课程,竞赛主要考察学生的创新意识。竞赛的每一道选题都经过千挑万选,题目的解决方法往往具有多样性,既能采用常规方法达到目的,又可用新方法新手段来实现，这为学生提供了足够的发挥空间。竞赛中,对于同一题目的多件作品,一种好的项目解决方案或一种比较新颖的解决思路往往更易吸引专家、评委的注意。竞赛题目的这种特点,无形中促使学生充分发挥主观能动性,广开思路,促进了学生创新意识和创新能力的形成。

（一）创新意识的形成

大学生电子设计竞赛在一个开放或半开放的环境中进行,学生根据自己的需要形成策划来满足社会上某一需求。根据策划进行设计制造,对某产品进行调试并参加全国或全省评比。评判组成员包括国内外的专家和提供开发环境的专家,学生要与评审专家进行交流、探讨、汇报。很多学生能用英语来报告,涉及的题目、环境也很具有前沿性。由策划到设计、制造、调试,到答辩、交流，通过介入当今电子技术领域的前沿,与国内外一些专家的交流,使竞赛成为一个互相交流、互相促进、互相学习的过程,实际上都是培养国际意识的过程,竞赛对学生自己今后在工作中的创新意识的培养是一个很大的提高。

（二）创新能力的提高

大学生电子设计竞赛的操作性很强,通过参加竞赛,学生的创新实践能力大幅度提高,一批优秀人才脱颖而出。竞赛使那些具有良好的理论基础、实践动手能力强,特别是具有创新意识和协作精神的学生有了施展才能的空间。他们通过赛前的培训以及竞赛的锻炼,在综合素质上有很大提高。王越院士说:“比赛既有理论分析,又有实践的动手能力,是全面素质的培养。在专题竞赛中既培养了学生面对众多社会需求发挥创新能力,自由选择满足需求的实施方案,又使学生经历了由策划、设计、制造、调试、试用全研制开发过程,很多学生反映这段特殊学习经历终生难忘。”四、电子设计竞赛有助于机务专业学生查阅利用文献能力、写作能力和英语水平的提高电子设计竞赛题目所涉及的内容很可能是参赛者从未接触过的全新领域,在短短的参赛时间内要查阅大量文献资料,利用有用信息。但竞赛时间有限,这就要求参赛者要有较强的分析判断力,能在较短时间内迅速准确地找到自己所需的信息。通过培训和竞赛,学生查阅资料、获取信息的自主学习能力将会得到有效提高。

篇7

[2] 郑宝周,李富强,吴莉莉,等. “模拟电子技术”理论课的研究性教学探讨[J]. 科技信息,2009(11):469.

[3] 刘宝存. 美国研究型大学基于问题的学习模式[J]. 中国高教研究,2004,(10):61-62.

[4] 郑金洲. 案例教学指南[M]. 上海:华东师范大学出版社,2000:20-21.

[5] 阎石. 数字电子技术基础[M]. 5版. 北京:高等教育出版社,2006:1-2.

[6] 侯建军. 数字电路实验一体化教程[M]. 北京:清华大学出版社.2005: 66-77.

The Exploration of Study-based Teaching Applying in Digital Circuit Course

ZHANG Dan, CHENG Shu-wei, JIE Long-mei

篇8

1 模拟电路与数字电路的定义

模拟电路主要处理模拟信号，如果输入信号有一个微小的变化，输出信号必有一个与之相对应的变化。数字电路主要处理数字信号，它的变化只有高、低电平两个状态，如果输入信号发生一个微笑的变化，输出信号一般不会立即发生变化，需要累积到一定值输出端才会发生变化。

2 模拟电路与数字电路的特点

1.模拟电路的特点：

①处理模拟信号，模拟信号即在时间和幅值上均连续的信号。在一个信号周期内，模拟电路的电流和电压保持持续变化。

②电路中元器件的动作方式为线性变化，如放大器。

③模拟电路是电子技术的基础，应用十分广泛。手机等电子产品的无线收发模块都是模拟电路。自然界中的物理量均为连续量，连续信号的处理离不开模拟电路。

④输出信号随输入信号的微小变化而变化。

2.数字电路的特点：

①处理数字信号，数字信号即在时间和幅值上均离散的信号。在一个信号周期内，数字电路的电流和电压呈现脉冲变化。

②数字电路可对数字信号进行算数运算及逻辑运算。基本逻辑运算有与或非三种，复合逻辑运算有常用的与非、或非、与或非、异或等等。因此，它具有逻辑推理和逻辑判断的能力。

③数字信号只有0、1两种状态，可用晶体管的饱和和截止分别表示，意味着其输出量不随输入量的微小变化而变化，需累积到一定程度才发生变化，由此可以看出，数字电路实现简单，系统可靠，不易受外界的影响而变化。

④数字电路的突出优点之一是集成度高，功耗低，速度快。用数字集成电路不仅缩小了体积，提高了生产技术，更推动了数字电路的发展。

3 模拟电路与数字电路的区别

简单的来说，模拟电路和数字电路中信号的表达方式不同。自然界中许多物理量，如温度、压力等为连续变化，处理此种信号的电路为模拟电路。也有一种物理量，在时间和幅值上均不连续，处理此种信号的电路为数字电路。一个简单的例子帮助我们理解，如对光照强度的感受，模拟电路可直接处理信号，输出随光照强度变化而变化，数字电路则将此信号经过抽样、量化等一系列工作转化为数字信号方可处理。由此总结区别如下：

1.工作的信号不同。模拟电路处理的是模拟信号，一般都具有连续变化的特点；数字电路则处理的是数字信号，它的变化总发生在离散的瞬间，数字信号通常用脉冲的有无来表示，有脉冲为“1”――高电平，无脉冲则为“0”――低电平。

2.电路的作用不同。模拟电路是通过放大器等元器件实现模拟信号的比例放大，其要求输出信号尽量不失真；数字电路处理0、1两种电平的信号，实现输入输出的数字量之间一定的逻辑关系。

3.分析方法不同。模拟电路通常采用图解法和微变等效电路法，如负反馈放大器的框图分析法，即把放大器分解成基本放大电路和反馈网络两部分；数字电路的主要分析方法在组合逻辑电路中有逻辑关系式，真值表等，在时序逻辑电路中有状态转换真值表，状态转换图，卡诺图等。

4.电流和电压的变化方式不同。模拟电路中，电流和电压是呈持续变化的；数字电路中，电流和电压是呈脉冲变化的。

5.三O管的工作状态不同。模拟电路中其作用是放大，这就意味着工作在放大区；数字电路中其相当于开关，这就意味着工作在截止区和饱和区，即“0”、“1”状态。

4 模拟电路与数字电路的联系

从我们可以直接看的到的层面上来说，模拟电路和数字电路的最直接联系就是它们同属于电子电路，只不过处理的信号不同罢了。对接触过数电和模电的我们都清楚，数电是建立在模电的基础之上，换句话来说，数字电路从根本上来说都是模拟电路。模拟电路处理模拟信号，数字电路处理数字信号，但自然界中多为模拟量，所以数字信号通常由模拟信号获得，它是将模拟信号抽样后数字化得到的。模拟电路和数字电路的诸多联系总结如下：

1.它们的基本元器件大都相同，无论是模拟电路，还是数字电路，都是已三极管为基础，不断增加其他功能以实现复杂化。

2.数字电路是在模拟电路的基础上发展而来，数字电路处理的数字信号也是由模拟信号经过采样、保持、量化、编码而来。

3.把模拟信号转换为数字信号的转换器称为A/D转换器，把数字信号转换为模拟信号的转换器称为D/A转换器。如果想要用数字电路处理模拟信号，那么在系统中置入A/D转换器再输入信号就可以了，反之，需要在系统中置入D/A转换器。举例来讲，在自动控制系统中，被控制量，如温度、压力等均为连续量，经A/D转换器转换为数字量即可用数字电路进行处理。

参考文献

1.王敏.模拟电路与数字电路的区别辨析[J].电子世界

2.张剑平.《模拟电子技术教程》.清华大学出版社

3.朱定华.《现代数字电路与逻辑设计》.清华大学出版社

4.岳怡.《数字电路与数字电子技术》.西北工业大学出版社

篇9

【关键词】故障检测 系统科学 简化

电子电路故障检测是指电子电路发生故障时，观察及检测故障现象，通过分析确定故障部位，找到故障原因的检测过程。故障检测的方法有很多，国内外学者提出了多种检测的理论方法。但是，在学生日常接触到的电路中，并不需要这些方法。本文利用系统科学的方法进行故障检测，将电路化繁为简，分清主次，为学生掌握电路的故障检测提供帮助。

1 利用系统科学分析电路

根据方法论的原理， 在工程实践中有多种方法可以采用如：系统科学方法（系统方法）， 信息方法， 控制方法；逻辑方法（比较），归纳，演绎，分析，综合等。其中，系统科学方法是在当代科学技术发展过程中总结提炼出来的科学、全面、系统的方法体系，逻辑方法则是传统的分析和解决问题的方法体系。方法本身并没有优劣之分，采用适当的方法解决碰到的实际问题才是我们的最终目的。考虑到混合电路中模拟电路更容易出现故障，占到总故障的80%我们以模拟电子技术实验中的两级负反馈放大电路实验为例，分析系统科学方法在电路故障诊断的应用，实验原理图如图1所示。

所谓系统是指两个或两个以上的相互联系作用的要素按内在的必然联系所构成的，具有一定的结构，呈现特定的功能的有机整体。在这里要素、结构、功能、环境是定义系统的充要条件。在两级负反馈放大电路中，电路看作一个整体，可以称为一个系统；将电路分为前后级，则每一级可以看成一个独立的子系统，如图2所示。

要素是构成系统的基本单元和实际载体，要素和系统是相对而言的。一个大系统的要素都是子系统，系统与要素的关系是整体和部分的关系。比如：对于一个电路而言，电源部分是一个要素；对于前后级的放大电路而言，晶体管是一个要素。理解这一点，有助于我们了解系统的层次，缩小故障定位的范围。

结构是系统内组成要素的相互联系和作用的方式，要素之间相互制约的耦合关系是系统结构形成的根源。结构是决定功能的内部依据，不同的结构在一定程度上决定了功能的性质、水平和范围，在模拟电路中主要由模拟电信号驱动，。

环境是与系统发生相互作用的该系统外所有事物的总和。系统和环境存在着复杂的信息、能量、物质的输入输出交换关系。环境作为系统功能发挥的外部条件， 制约系统功能的正常发挥。

在系统科学方法中，我们要把研究对象看作一个整体，把事物的普遍联系和永恒运动看成一个总体过程，全面地把握和控制对象，综合地探索系统中要素与要素、要素与系统、系统与环境、系统与系统的相互作用和变化规律，把握住对象的内环境与外环境的关系，以便有效地认识和改造对象。

2 故障检测

通过上述分析，我们可以将故障检测分为以下步骤进行。

2.1 从整体入手查找故障

放大电路搭建好之后，我们第一步要检查电路的供电，如电源的供电电压是否正常，电路板上的电源指示灯是否点亮。如果指示灯不亮还应测量对应的电压，确定是供电故障还是指示灯故障。

2.2 从环境入手确定故障的属性

在本电路中，可以将设备看作是外部环境，只有保证外部环境的准确无误才能确定故障的属性。如，观测输出信号的示波器不能正常工作，就可能是仪器故障而非电路故障；作为电源的直流稳压源不能正常工作，就造成电路无法正常工作，同样无法确定是仪器故障还是电路故障；测量电压的万用表不能正常工作，就无法判断电路的电压是否正确，进而无法判断引起故障的原因。

2.3 从结构入手缩小故障范围

我们知道该电路由模拟电信号作为驱动，由此入手可以不断缩小故障的范围。首先测试输入端的电信号是否正常，如果此处出现故障，则可以将故障缩小到信号发生器以及对应的线缆上。若输入端信号正常，再测试前级的输出端即后级的输入端信号是否正常，如果出现故障，则表明故障在前级；反之，故障在后级。由此我们将故障的范围逐渐缩小。

2.4 由要素入手明确故障

我们以前级故障为例进行说明。明确故障在前级后，通过前级子系统的重要要素三极管T1，来进一步缩小故障的范围。比如，通过测量T1的集电极电压，来判断R3，R4，R5支路是否断路。若电压为12v，则为断路；测量基极与发射极之间的电压差，即判断相应的二极管是否导通，判断是否存在三极管损坏的情况。

3 结论

掌握一定的分析、查找和排除电路故障的方法是电子工程技术人员应该具备的一项基本技能。通过两级放大电路故障诊断的例子，我们可以看到，利用系统科学方法可以将电路由繁化简，逐步缩小故障的范围，直到最终确定故障点。学生通过理论与实际相结合，在实践过程中不断总结经验，必将达到事半功倍的效果。

参考文献

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[3]应柏青，赵录怀.电路故障检测技能的培养[J].高校实验室工作研究，2002（04）：10-11.

作者简介

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老师在对我们进行物理教学过程中，让我对电学实验设计产生了深厚的兴趣，在老师的引导下，我意识到了物理实验是整个高中物理学习的重难点。因此，我通过自身的思考，针对一些常规电路设计进行了分析。在老师的指导下，我对电路设计进行了一些改变，不仅提高了我自身的实验能力，同时还增强了我对物理知识学习的信心。

一、电路补偿设计方法，培养物理实验能力

我在进行电路设计学习时，发现许多同学都会遇到电流表和电压表只存在一种的情况。在这样的一个情况下，有的同学就会无法直接进行伏安法的应用。在老师地指导下，我发现在这样的情况下，我们可以利用并联或者串联电路所具有的特点，进行电路补偿设计。对于这种电路设计，我把其分为了两种不同的形式。第一种，在只提供电压表的情况下，我会考虑通过串联电路的形式来进行设计。然后我会利用好串联电流强度均等的特点，解决了没有电流表所带来的困难。比如：我现在拥有一只电压表，并且我已经知道内阻为RV，而另一外有一个电池，明确这个电池的电动势不会超过电压表量程，这样我就可以对内阻进行忽略。如果要求我利用这个电压表和电池，通过开关以及相关的实验器材来测量某个高值电阻RX。我会结合我以往的经验，绘制出相应的电路图（如图1所示）。并且会按照我自己的习惯对实验步骤进行简单地描述，同时写出RX的表达式。

我在对这个实验进行设计分析时，发现只有一只电压表，那么应该采用串联的形式来进行电路设计。利用好K1和K2的闭合，来读出电压数U1。如果我把K2进行闭合，打开K1时，就可以从电压表上读出电压数U2。那么RX的表达式应该是RX=（U1-U2）RV/U2。

第二种情况是只有一只电流表的情况，我在这种情况下，经常会以我的习惯来采用并联电路来进行设计。所利用的就是并联电路支路电压相等的特点，解决了没有电压表的问题。比如：我们针对一个已知的测量电阻的电路（如图2所示），RX为需要测量的电阻，并且在这个电路中，我们已经明确地知识了R的阻值。R1在这个电路中是保护电阻，但是其阻值未知识。E所代表的是电源，电动势未知。K1和K2是两个单刀双掷开关。A为电流表，不计内阻。

同样，按我自己的习惯，我会先对这个电路设计进行分析。因此这个实验只提供了电流表，我可以利用好并联电路的特点来进行设计。把K1和K2分别向a和d进行闭合，分别读出电流数I1和I2。这样就可以得出I1RX=I1R，从而可以得出RX=I2R/I。

二、特殊的半偏设计方法，拓展物理思维空间

除了上面所提到的设计方法之外，我个人还特别喜欢利用一些特殊的设计方法。这样可以有效地开拓我的思路，并且能够让我对物理电路实验的探索性，有一个更加深入地了解。下面我就给介绍一下我自己所经常使用的一种方法――半偏设计方法。这种设计方法，需要对电路中的某个部分的电阻进行替换，通过替换让第二次的电表的读精是第一次的1/2。结合电表中所表示的读数之间的关系，可以得出两次电阴间的关系，就可以实现得出相应的电阻。这种设计方法是一种较为另类的设计方法。并且在一些现在较为主流的实验册中，已经有了其中的一种方法的介绍。同样，半偏法也具有两种方式。一种是电流表半偏法，另一种则是电压表半偏法。当前主流的实验册中，只是针对电流表半偏法进行了介绍。对于电压表半偏法的介绍相对较少。下面我就针对我在采用半偏法进行电路设计的思路进行介绍。

比如：如图3所示，我们要对电压表V中的电阻RV进行测量，并且我们已经知道电压表的量程为15V，内阻为3000Ω。在整个实验过程中，我们拥有的是电流表A（0-0.6A）、电阻箱R1（0-9999.9Ω）、滑动电阻器R2、电池E。R2的最大阻值50Ω，额定电流1A。电池E的电动势为9V。要求写出RV的表达式。

我对这个实验进行了分析，并且按照图4进行了电路设计。通过闭合K1和K2来对R2进行调节，这样能够让电压表的指针产生一个很大的偏转。并且我要在这个时候记录下读数U。当我在断开K1时。在R2不变的情况下，对R1进行调节，让电压表的读数控制在U/2，然后记录下变阻箱的示数R1。这时就可以得出RV=R1。在这里值得一提的是，在实现这个结果，需要有一个必要的条件即：R2小于RV。

通过这样的一种特殊方式，我们就可以很容易地进行解题。不过我自己还总结出了一个更加简单的设计方法。

我通过思考设计出相应的电路图如图5所示，闭合K1和K2，记录下相应的读数U。当我断开K1并对R1进行调节时，保证电压表的读数在U/2。并记录下相应的变阻箱的读数R1，则更加快捷地得出RV=R1。

三、结语

总而言之，我在进行高中物理学习过程中，通过自己不断地思考，会针对不同的方法来进行测试。并且认真地对每一种方法进行总结，分析出其电路设计方法的可行性。在我不断地练习中发现，这样的我的这种学习方法，能够有效地提高我对物理知识的理解能力，同时也拓展了我自身的物理思维空间，不仅有利于物理知识结构的构建，还能够有效地提高电学实验的能力。（作者单位：湖南省益阳市一中1302班）

篇11

传统的教学模式采用循序渐进的方式，即从功率器件介绍到典型电路及具体应用。但这种教学模式不容易激发学生学习的兴趣，也很难培养学生自主学习和研究的能力。为此，在教学一开始就通过大量的图片向学生展示电力电子技术在工业生产、新能源发电、交通运输等方面的应用。通过这些生动形象的实例，让学生明白电力电子技术其实与日常生活是紧密结合的，以此调动学生学习的兴趣。

1.2项目教学法的应用

传统教学方法过多地依赖理论教学，采用以“教师为中心”的注入式教学模式，使学生失去了应有的学习兴趣。因此，结合工科学习的特点，将现代电力电子中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕“做项目”的模式组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程，极大地提高系统调控能力。比如，蓄电池充电控制是电力电子变换和控制技术在电源技术中的典型应用。在教学一开始就提出实际问题：如何对蓄电池充电控制？让学生带着问题去思考、去学习，教师在此项目执行的过程中可以适当地加以引导。1）交流电网对48V蓄电池进行充电控制，需要用到AC/DC或AC/DC-DC/DC变换器，因此，需要学生掌握典型电路的设计方法，包括开关管、二极管选型，电感、电容参数选取及设计。2）蓄电池的工作方式有恒流充电、恒压浮充电、均衡充电和放电。常采用恒流和恒压相结合的快速充电方法，需要采用电流内环、电压外环的双闭环控制，即先以恒流充电至预定的电压值，然后改为恒压完成剩余的充电。因此，需要将现代电力电子技术与前期所学的模拟电子技术和自动控制原理等课程有机结合，形成一套完整的知识体系。3）电路设计后，可以利用MATLAB、Saber等仿真软件对所设计电路进行验证，通过仿真，加强学生对理论知识的理解。4）设计实验样机，实现所要求的蓄电池充电控制装置，培养学生在知识综合应用、系统设计、工程实践和创新实践等多方面的能力。

1.3现代化教学手段的利用

现代电力电子技术涉及的电路和波形图多且复杂，可以采用多媒体教学，通过动画演示增强学生对典型电路的感性认识[3]。同时，多媒体授课的信息量大，可以提高教学效率，给学生创造最真实、直接、感性的学习情景。此外，网络教学可以弥补课内教学学时少的局限，引导学生开展自主性学习[4]。南通大学校Blackboard网络平台提供了与课程相关的丰富的资源，包括教学资源（教学大纲、多媒体课件、实验指导书等文件）、参考资源（学术论文、常用仿真软件、典型应用案例等信息）、复习思考题（作业讲解、自测等系统）。通过此平台，加强学生与教师（学生）之间的交流讨论，创造“教”与“学”互动的网络教学环境。

2加强实践教学

现代电力电子技术应用性、实践性强，因此有必要加强实践教学，培养学生的动手与创新能力。

2.1课内实验教学

课内实验是在课堂教学的基础上，进一步巩固理论知识，提高学生的动手能力、解决问题和分析问题的能力。实验项目遵循“理论分析仿真验证硬件实验测试波形数据分析总结”的模式，以此培养学生形成理论联系实际的科学实验作风。

2.2开放创新实验

现代电力电子技术实践性较强，如果完全依靠课内实验教学是远远不够的。因此，有必要鼓励和支持一些优秀大学生多参加大学生实践创新训练项目和全国大学生电子设计大赛，不断提高他们的创新创业精神和实践能力。大学生实践创新训练项目是由学生主持，通过团队协作完成一个完整的课题项目。从项目选题、文献搜集、方案制订、可行性分析、仿真验证、实验调试、总结等方面组织学生独立开展工作，均充分发挥了学生的主动性和积极性。全国大学生电子设计大赛几乎每年都有与现代电力电子技术相关的题目。因此，通过大赛，可以使学生进一步巩固所学知识。与此同时，要在有限的竞赛时间内取得好成绩，学生必须学会“面对问题、分析问题、给出新思路、解决问题”的方法，极大地培养了学生的实践动手和科研创新能力。

篇12

作者简介：李美莲（1979-），女，安徽合肥人，安徽三联学院信息通信技术系，讲师。（安徽 合肥 230601）

基金项目：本文系安徽三联学院科研基金项目（项目编号：10zlgc002）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）31-0060-02

大学“模拟电子技术”教学是电类相关专业非常重要的一门专业基础课，一直以来被学生称为“魔鬼电路”。该课程在教学过程中一直沿袭传统的教学方式，以课堂讲授为主，以教师为主体。这种灌输式的教学模式，使得学生只能掌握模拟电子技术的皮毛，有的学生甚至连皮毛都无法掌握，对于模拟电子技术在现代电子技术中的应用一片茫然。很多学生只会做题，对于三极管、二极管、集成运放、功放的应用浑然不知。对于工科尤其是电类的学生而言，知识的应用显得格外重要，因此模拟电子技术教育必须要改革这种被动的填鸭式教育，形成以学生为主体的应用式教育。

一、PBL教学法介绍

PBL（problem based learning）教学法是以问题为导向的教学方法，是基于现实世界的以学生为中心的教育方式。[1]这种教学法是在1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创。[2]PBL教学法采用的是以问题为基础，以学生为主体，以教师为导向的启发式教育方式，引导学生提出问题、分析问题、解决问题，从而调动了学生的积极性和主动性，激发了学生的兴趣。

PBL教学法改变了传统的以教师为核心的填鸭式教育方法，为学生营造了一个轻松的主动学习氛围，采用的是跨学科的学习方式，不再是单一学科的局限性，可以促进学生不断思考，不过对教师的备课提出了很大的挑战。教师在备课中，首先要根据授课的内容查询大量的资料，然后再提出问题；课前一周发给学生，要求学生根据所提的问题进行充分预习，并查找相关的资料，然后同学之间分组进行讨论。上课时教师提出问题，同学们以小组为单位进行回答，回答不全的地方可由其他同学进行补充，最后教师作出总结。这样就突出了“课堂是灵魂，学生是主体，教师是关键”的教学理念，教师仅在关键时刻对学生进行点拨与教育。

二、PBL教学法在“模拟电子技术”课程中的应用

1.“模拟电子技术”的理论教学

“模拟电子技术”这门课既具有电路必备的理论基础知识，又具有很强的工程性和实践性，再加上课程学时少、内容多，学生学起来普遍感到困难。PBL教学法就能很好地解决这个问题，既能很好地强化基本概念，又能加强实践和工程应用。当然PBL教学法在实施之前，教师要查阅大量的资料，进行充分的备课，比如三极管的型号，哪一类型号是起低频放大的作用等等，这对教师提出了很大的挑战。

PBL在实施过程中主要有以下几个环节：

（1）小组的成立。一般6～8人一组为宜，选一个组长，注意性格和性别的组合关系。一般电类专业的学生男生较多，女生较少，整体而言女生理论性的知识掌握得还可以，但应用能力相对男生要稍弱点，对每个小组可分配一个女学生，起到互补的作用，同时也创造了更为和谐友好的气氛。

（2）问题的提出。教师应该构造一个与学习者水平基本相当的问题背景。问题的提出必须能引出所学领域相关的概念与原理，能够激发学生的动机和兴趣，同时还应该具有足够的复杂性。比如在准备讲解功放电路时，可以提出“设计一个小音箱电路并对音箱的电路进行详细分析，如果去做这样的一个小音箱大概要花多少钱”这样的问题。学生带着问题去查资料，并对网上和图书馆众多的类似资料进行筛选，挑选合适的音箱电路，对原理图进行分析，然后上网查元器件的价格。这样学生在不停查资料和思考的过程中，对功放电路也有了大量的了解，同时也提高了学生的自学能力、创造能力、协作能力和工程实践能力。

（3）问题的讨论。教师要确保所有的学生都参与到活动中，鼓励学生相互评论，教师不直接向学生表达自己的观点或提供有关的信息，而是去问一些能把学生引到正确方案上的问题。小组成员在报告自己学习成果时，可以用演讲、ppt介绍、实物等多种形式。比如：学生在介绍小音箱的设计时，有的小组就做了一个实物，效果虽然不怎样，但基本的放大还是做到了，对功放这模块进行了细致的讨论，争取做得更好，这是教师可以把学生引导怎样消除噪声、集成运放应用上去。

（4）问题的延伸及自我总结和小组总结。为了学生能提炼前面所学到的东西，小组成员应当再次集合，相互讨论他们已经学到的知识内容，并反思问题解决的过程，以及需要进一步完善的地方，并利用不同形式如PPT、软件仿真、实物、总结报告等方式，来总结自己的结论以及得出结论的过程。这些就锻炼了学生的自主解决问题、总结问题和分析问题的能力。

2.“模拟电子技术”的实践教学

“模拟电子技术”的实践环节分为基础实验、综合实验和创新型实验。其中基本实验有8课时，综合实验有6课时，创新型实验有4课时。实验课由专门的实验教师担任，实验教师是由在企业待了很多年的高级工程师来担任，可保证实验与工程对接。另外，为了保证理论授课与实验的同步，理论教师和实验教师每两个星期都会交流一次。

“模拟电子技术”基本实验是在实验箱上完成，综合实验是利用实验箱和一些实验模块再加上一些辅助电路连接而成，创新实验是在开放实验室手工焊接完成。根据长期的教学经验，电子信息工程专业实验老师和理论老师共同编写了《模拟电子实验》教材，实验项目如表1所示。

实验项目应注意到综合实验和创新实验虽然课时已经增加，但学生还是不能完成，教师应该提前一个星期把任务布置下去，要求学生查资料。把学生分成3人一组，相互讨论，然后利用multisim仿真，看看电路的可行性，把最终的电路方案发给老师，老师对此进行完善。实验课单独开课，所以单独考试，实验考核由电路的设计方案、操作、实验总结报告三部分完成，其中设计方案占30%，操作占40%，实验总结占30%。

三、灵活应用PBL教学法

对于PBL教学法，不能完全照搬国外的模式，在实际教学过程中要灵活应用这种教学模式。比如：在开始讲解二极管、三极管、场效应管基本原理与结构时，给学生的问题不能太难，毕竟学生第一次接触半导体，以引导学生的兴趣为着手点。在教授的过程中依然采用直接的传递式教学，这些知识属于初级知识，理论都是固定的，放大电路的分析方法还是固定的几种。对这些入门的知识内容，对学生而言主要是接受、理解和记忆。这部分内容掌握以后就进入到集成功放、功率放大电路、直流稳压电源的学习，这几块属于提高性的学习，也可以说是二极管、三极管、场效应管的应用。这部分的学习要通过项目分析和实际问题来解决，这就需要小组成员间的讨论来理解理论知识在工程中运用的一些实际问题，从而达到培养学生的团队协作和创新能力。比如，在讲到集成功放非线性特性曲线时，提出一个问题“设计一个家用热水器水温报警器的电路，并找出非线性特性用在电路中的在哪一块”，这样在讲解时，学生接受快，效率高。当然学生在对这个问题的查找、分析时，需要大量的时间和讨论，表面看起来效率是较低的，但学生分析问题能力、自学能力、团队合作能力、创新能力都得到了极大的提高。表2是“模拟电子技术”针对一些知识点提出的问题。

四、结论

目前安徽三联学院的“模拟电子技术”课程教学按照PBL方式已经运行了3年，学生普遍反映“魔鬼电路”还是很好操控的，对一些稍微复杂的电路也会分析，关键是在研究所和企业实习当要用到晶体管的知识时也能灵活运用。但是在问题的提出方面还存在诸多不足，今后在教学研究中要形成动态教学体系，不断添加问题的数据库，实时调整问题，对不同班、不同届学生要有所调整，使问题适应学生，争取使学生掌握晶体管的知识并能熟练应用。

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