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电工基础教学内容范例(3篇)

发布人:收集 发布时间:2024-05-02

电工基础教学内容范文

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]。随着数字应用电子技术、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。

电工基础教学内容范文

关键词:职业学校;电工基础教学;方法探讨

中图分类号:G712文献标志码:A文章编号:1674-9324(2014)17-0189-02

一、《电工基础》的课程特点

《电工基础》课程的理论性强首先体现在概念多、基本知识点覆盖广、单位制复杂。如“磁场与磁路”这部分内容,基本概念有磁力线、磁感应强度、磁通、磁路、磁场对电流的作用等,概念多而且较抽象;基本知识点有磁场的性质、右手定则等;单位有特、韦、高斯等,不常用,易遗忘。其次要求学生要有一定的数学基础,电工基础课程中公式繁多、复杂,解题方法多,电路逻辑性较强,扎实的数学基础是学好此课程的必要条件。另外其内容有较强的整体性,例如“单相正弦交流电”知识分两个层次,层次一是层次二的前导和基础,层次二是层次一的继续和深化。它们是逐步展开和逐步深入的,且脉络清晰,共同组成一个密切相关的知识结构。与实际紧密联系是电工基础实验教学中学生对事物认识的实践环节,是培养学生的动手能力,也是技能的基本训练部分。学生通过实验获得感性认识,验证和巩固所学的基本理论,加强对基本概念和基本定律的理解。通过电路实验环节,使学生掌握一般电量的基本测试方法和调试方法及正确使用常用电工仪表与设备等。

二、《电工基础》课教学中存在的问题

1.学生基础差,学习兴趣不高。由于电工课程要涉及一些相关数学、物理等学科的基础知识。而职业学校的学生大多数是初中学习成绩较差,纪律涣散的学生,他们对中学的一些基础的知识一知半解甚至一无所知,这就给职业中专的学习带来很大的困难。加之电工课程的内容烦琐、知识原理相对抽象和枯燥,学生在没有基础的情况下,在理解知识上有较大困难,在一定程度上也造成学生学习的积极性差,学习兴趣不高。另外,很多学生的自觉性和自控能力较差,没有良好的学习习惯,更谈不上学习兴趣了。

2.教学方法陈旧,教学手段单一。在大部分中等职业学校的教学中,教师都是采用传统的“灌输式”的教学方法,通过板书、讲解、习题等形式进行教学。这种以教师为主体的教学方式虽然也有节奏恰当的优点,但是通过多年的实践操作表明也具有很大的缺陷。电工基础课程本身理论知识多、内容抽象、理论和计算枯燥乏味,如果在教学过程中照本宣科的传教,势必造成学生注意力不集中、没有学习的欲望和激情,更不利于挖掘学生的潜能。

3.重理论轻实践。实践课是对理论课的验证,通过实践操作可以巩固学生对理论知识的学习和掌握,也是提高职高学生学习理论知识欲望的重要一环,并且还能提高自身操作能力和技巧。现在的职业学校普遍存在理论课时多而实践操作少,甚至有些学校就根本没有的现象;有些学校虽然安排了实验实作课,但是训练的模块针对性不强、实践和课堂理论相脱节;还有些学校的仪器设备缺乏有效管理和维护,导致设备损坏严重而不利于正常开展实验实作。这些实践实习环节的不重视,是直接影响职业学校学生技能水平提高和整体的教学质量的因素。

三、《电工基础》教学方法

1.演示实验教学法。电工基础是一门实践性较强的技术基础课,演示实验和学生实验是该课程不可缺少的重要教学环节。通过实验,可以加强学生对课程内容的理解,验证理论的正确性和巩固所学的课堂知识。在讲授基本概念和基本理论时,运用演示这一教学法,教师可以在课堂上用语言、板书、板画等方法把难以描绘的内容展示出来,能调动学生的学习积极性,使课堂教学生动活泼,帮助学生理解和牢记知识。

2.对比教学法。对比教学就是引导学生发现教学中一些相似或相反的规律,从而达到识别、理解、运用的教学方法。电阻、电感、电容是电子电路的基本元件,掌握好三个元件的基础知识,能为学习交流电和电子技术课程打下基础。学生在学习过程往往对电阻元件比较容易理解,而对电容和电感的基本性质就难掌握,因此在教学中可以充分运用对比法,让学生发现其中的类比性。譬如电阻的定义公式为R=U/I,电感为L=Ψ/I,电容为C=Q/U,U、L、C都是外部的因素,通过实验得出R、L、C的定义公式,这三个公式具有很好的类比性。而R、L、C都是反映其本身的特性,是不随外界的电流或电压改变而改变的,由此推出三个与其本身性质有关的公式,学生通过对比,就容易接受和理解了。

3.多媒体教学法。随着信息技术的飞速发展以及电脑的广泛普及,多媒体教学已得到普遍运用,要善于利用多媒体课件促进教学改革。多媒体课件交互性强,教师在演示时能灵活机动,迅速方便,轻松省时,使课堂教学容量增大,获得更好的教学效果。在电工基础课程中好多传统演示实验可用课件代替,例如可制作课件模拟日光灯的启动原理、电动机和发电机的工作原理、左、右手定则的应用等。多媒体课件应用文字、图像、色彩、声、乐等对学生的视觉进行多样化刺激和诱导,能调动学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣。另外,电工基础理论课面广,内容深,要使职高学生较好地掌握其内容,做到知识和能力兼顾,除了学好必要的基本理论,加强实习教学尤为关键。

利用多媒体课件突破教学难关,在教学中对于那些比较抽象又难以理解,用语言不易描述的内容,采用多媒体教学可以使其变得直观生动。如电场与磁场在实验中是看不到的,学生感到十分抽象,如采用多媒体三维动画技术模拟该过程,学生就能够很清楚地看到电场线、磁感线的整体分布及动态变化过程,变抽象为形象。职业教育重点就是培养学生的学习能力和提高技术水平。其核心就是为了每一个学生的发展,通过提高自主学习的积极性,培养学生的探究意识和动手能力,从而充分培养学生的创新意识和创造才能。课程教学其目的就是要让学生主动地获取知识、应用知识、解决问题。因而它具有探究性和实践性的特点,是师生共同探索新知识的学习过程,是师生围绕着解决问题,共同完成合作和交流的过程,因此,这也体现了新课程理念下教师不断学习和不断探索新教法的过程。

总之《电工基础》课程教学方法多种多样的,为了达到最佳的教学效果,就必须以现代的教学思想为指导,从实际出发,根据不同的教学内容、不同的教学目标、不同的设备条件,选择一种或几种最优的教学方法,综合加以运用。

电工基础教学内容范文篇3

关键词:电工电子;课程体系;改革

随着当今社会信息化速度的加快,电气工程师、电子工程师及电工电子领域的科研工作者的电工电子技术实践能力愈加重要起来,即便对于非电类专业的学生而言,电工电子技术基础课程的重要性也显著上升。对于工学相关专业的学生来说,电工电子基本技能是学习的重要基础;对于经济、管理类专业的学生来说,他们的学科素质很大程度上有赖于对电工电子基本技能的掌握情况。因此,改革电工电子课程体系是十分重要的。

一、当前工程教育的发展趋势指导着改革思想

随着当前科学技术的高速发展,专业之间相互渗透、相互交叉,电工与电子技术日益深入到各个应用领域。而当前专业知识的更新越来越快,深厚扎实的基础知识对学生今后的发展显得尤为重要。以前,我们培养人才追求高而深,现在我们培养应用型人才讲究宽而广,要求人才要有广阔的视野、复合的能力。而且许多工程实际问题往往是多学科的融合、交叉。所以目前人才的培养的方向已转向培养复合型人才。就是说,当前人才培养要拓宽专业口径,构建和加强学科基础课程平台。基础课程的教学强调基础知识、基本理论和基本技能的教育,是培养学生动手能力、创新能力的重要环节。电工电子类课程就是这样的一个基础课程平台。所以加强电工电子课程体系改革,构建适应专业人才培养要求的电工电子理论和实验实习教学课程体系,统筹规划并协调理论与实验实习教学在教学内容、学时分配等方面的关系,积极跟踪电工电子技术的发展、整合教学内容,致力于学生创新精神和创新能力的培养。

二、改革的方法

(一)重新编写教学大纲,推动电工电子课程体系改革

教学大纲是教学的根本,是教学的指导性、纲要性文件。教学大纲的合适与否,直接影响到教学内容、教学效果。为此,我们教研室在克服人少课多的情况下,就教学大纲的内容进行了大量的调研,在此基础上多次召开专题会议,在教研室内部形成统一意见后,由教学经验丰富的教师着手编写,编写完成后又在教研室内部展开了多次讨论,就教学内容、学时安排、与前后课程的链接、实验内容等方面各抒己见,进行了多次修改。

(二)加强实验改革力度

当今社会科技快速发展,坚实的理论基础和先进的技术是其坚实保障。教学中的实践环节对培养学生的工程实践能力、创新能力及应用新技术的能力有着举足轻重的作用。必须采用分层或模块化的教学方式,要根据学生的不同专业来设置教学类型,要根据专业教学内容设置不同类型的实验系列。同时,还要注意充分调动学生学习积极性,以促进其工程实践能力和学习新技术能力的发展。

(三)改革教学内容和教学手段

当代社会科技发展迅速,教育工作是基础,因此要狠抓教育。应具有长远目光,把关注点放在工作实践和终身学习中。现如今社会已广泛接受终身教育的理念。另外,我们的教育必须是能够可持续发展的,必须考虑学生几十年后所处社会环境的需要。所以高校教育应当强调宽口径的基础教育,因为基础课程为学生继续学习提供了基础知识、基本能力和基本素质。加强基础教育,以往的教学计划重新调整,教学内容重新筛选就显得尤其重要。在教学内容的筛选一方面充分体现“学以致用”的教学理念,强调前后衔接;另一方面要体现跟上科技发展、时代变化的步伐。在教学中对教学内容重新进行了筛选,例如在《电路原理》的课程中,原来教学内容里有关于“含运放的电阻电路的分析”,考虑到这部分内容《模拟电子技术》中要重点介绍,故在新的大纲中将此筛掉。

(四)建设一支高素质的教师队伍

一支高素质的教师队伍是培养复合型人才的基础与关键。划归到工程基础与实验中心前相关电工、电子教师是分开的,理论与实践教师是分开的。到工程基础与实验中心后,我们要求教师把电工、电子课程打通,教师要真正参与到实践教学中去(理论教师要单独完成实验课程的指导)。新进的研究生不仅要做到电工、电子打通,而且要做到理论与实践打通。当前电工电子教研室在中心领导的关心下,正在一方面大力引进应届硕士生、博士生,以及高职称、高学历的企事业单位工程技术人才,另一方面也大力鼓励现有教师在完成繁重的教学任务的同时,积极报考在职研究生。将电工电子教研室的师资结构向梯队化、层次化的方向良性发展。有计划地培养、提高现有队伍,改善队伍学历水平和职称结构,有计划地补充具有研究生学历的、高素质的师资,建设一支结构合理,学历、教学水平高的实验教学队伍。

高校教师不仅要重视对学生的培养,同时也要提高自身的科研能力,要做到教学与科研并重。所以,为提高教师的科研能力,一方面积极组织教师申报院级、省级的科研项目,另一方面在中心领导的组织下,积极参与到工程中心与国内外大型跨国公司的共建实验室的项目中,积极参与实验项目的开发,实验装置的设计、制作。

三、改革效果

电工电子教学初步改革促进了电工电子课程改革实施的进展,使其尽早地走向了标准化的建设道路,以往的电工电子类课程设置不合理的情况也得到有效改善,实现了大纲统一、内容统一、考核统一、标准统一的“四统一”;增加了资源利用效率;促进了教学的良性发展。与此同时,要保证在有限课时中增加学生的工程实践环节,以提高学生的工程实践能力和创新能力。

参考文献:

[1]姜明,温照方.电工电子技术课程教学改革探索[J].实验室研究与探索.2005(S1)