電子電路識(shí)圖能力培養(yǎng)與實(shí)踐研究

1、    電子電路識(shí)圖能力培養(yǎng)與實(shí)踐研究    孟祥斌黨元一摘要：看懂電路圖是電子專(zhuān)業(yè)一項(xiàng)重要的技能，是進(jìn)行電子制作和維護(hù)電器設(shè)備的前提。采取分層次、分階段培養(yǎng)和綜合訓(xùn)練結(jié)合方式可以有效地提升學(xué)生的識(shí)圖能力，對(duì)學(xué)生整體的電路設(shè)計(jì)水平有很好的效果。關(guān)鍵詞：電路識(shí)圖；階段教學(xué)法；技能訓(xùn)練；項(xiàng)目教學(xué)法：g424 ：a ：1009-3044（2014）36-8746-02目前，國(guó)家教育部的改革方向已經(jīng)明確：國(guó)家普通高等院校1200所學(xué)校中，將有600多所轉(zhuǎn)向職業(yè)教育，轉(zhuǎn)型的大學(xué)本科院校正好占高校總數(shù)的50%。轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是課改問(wèn)題，課改的方向是應(yīng)用類(lèi)專(zhuān)業(yè)，即動(dòng)手能力

2、、實(shí)訓(xùn)上更加傾向。在課程體系中，把職業(yè)技能培養(yǎng)放在首位。最終目標(biāo)是培養(yǎng)更多工程和技能型人才。而對(duì)于電子專(zhuān)業(yè)，以電路識(shí)圖能力的培養(yǎng)作為學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力提升的前提。1 電路識(shí)圖能力培養(yǎng)目前各類(lèi)高校在電子信息工程專(zhuān)業(yè)中都已經(jīng)開(kāi)設(shè)了數(shù)字電路、模擬電路及高頻電路等專(zhuān)業(yè)電路課程，這些基礎(chǔ)課程的理解和掌握，對(duì)于學(xué)生在后續(xù)的課程學(xué)習(xí)至關(guān)重要。但是，我們發(fā)現(xiàn)各門(mén)課程由于開(kāi)設(shè)時(shí)間設(shè)置，以及一線有經(jīng)驗(yàn)教師人數(shù)的緊缺和教師整體隊(duì)伍水平參差不齊使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中著力點(diǎn)不清，整體電路識(shí)圖中能力提升不足。對(duì)電路圖的分析理解和深入研究是學(xué)習(xí)、工作必須的掌握的基本技能，通過(guò)教師詳盡講述電路分析方法、思路，列舉大量電子電路的工作

3、原理，成系統(tǒng)和分層次教授和引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)。通過(guò)學(xué)習(xí)理論和實(shí)踐應(yīng)用，使學(xué)生在掌握元器件主要特性的基本上，對(duì)基本單元電路能夠熟識(shí)，對(duì)電路圖理解能夠融會(huì)貫通，由淺入深，由點(diǎn)到面、由表及里的層層推進(jìn)。通過(guò)該圖我們可以進(jìn)一步明確培養(yǎng)學(xué)生電路識(shí)圖能力的提升和遞進(jìn)層次1-3。1.1 基本元器件培養(yǎng)方法基本元器件包括各類(lèi)型電阻、電容、電感、變壓器、二極管、三極管特性、基本原理和電路識(shí)圖信息，以及其元器件的等效理解方法。由于各類(lèi)元器件的類(lèi)型復(fù)雜，功能特性多樣，適用場(chǎng)合多變，學(xué)生掌握理解費(fèi)心費(fèi)力，很容易弄混。很多同學(xué)選擇背，然而死記硬背電路符號(hào)是沒(méi)有任何意義的，而且是經(jīng)不起時(shí)間考驗(yàn)的，多半是學(xué)生離開(kāi)學(xué)校，也把知識(shí)留

4、給了學(xué)校?？偨Y(jié)歷屆有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握元器件特性的方法，我們發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)方法是非常有益的。1） 興趣引導(dǎo)法。我們注意到學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，把實(shí)物圖與電路符號(hào)，基本特性對(duì)應(yīng)上效果要更好，非常有利于學(xué)生獲得很好的記憶效果。實(shí)物圖和實(shí)際元件尋找，性能指標(biāo)，功能填圖是非常吸引學(xué)生興趣的小游戲，同學(xué)們?cè)谟螒蜻^(guò)程中就把知識(shí)學(xué)到了手。2） 口訣法。在給歷屆學(xué)生在講述三極管時(shí)，我們都會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)npn和pnp三極管的總有部分同學(xué)會(huì)弄混，我們給出口訣三二一：三個(gè)引腳：基極（b），集電極（c），發(fā)射極（e），三個(gè)工作區(qū)：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)；二個(gè)結(jié)：2個(gè)pn結(jié)；一個(gè)流向：電流方向（依據(jù)箭頭指向判定）。這種口訣式學(xué)習(xí)

5、方法特別易于學(xué)生理解記憶。3） 對(duì)比分析方法。面對(duì)復(fù)雜的元器件，把一些器件進(jìn)行對(duì)比有利于學(xué)生記憶。舉例來(lái)說(shuō)，電阻串聯(lián)阻值變大，電阻并聯(lián)阻值變小，而電容正好與電阻相反。此外，我們可以根據(jù)一些圖示，進(jìn)行對(duì)比記憶。以三極管兩個(gè)類(lèi)型npn型和pnp型為例，這里以npn三極管為例，我們可以發(fā)現(xiàn)箭頭的方向代表了電流的流向，npn的發(fā)射極電流是由集電極和基極電流匯聚而成，而pnp型發(fā)射極電流流入管內(nèi)，分為集電極和基極電流兩路電流。對(duì)比分析非常對(duì)于元器件的強(qiáng)化記憶是非常有幫助的。有些動(dòng)態(tài)的視頻對(duì)比更為形象生動(dòng)。1.2 基本單元電路難點(diǎn)分析要達(dá)到看懂電路圖，其中熟練掌握基本單元電路是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是分析明確實(shí)物電路

6、的基礎(chǔ)。我們知道電路圖構(gòu)成要素、電路圖符號(hào)、電路圖畫(huà)法規(guī)則、各類(lèi)元器件的特點(diǎn)和作用都是單元電路的前期鋪墊，養(yǎng)成良好的看圖方法和分析步驟才能最終達(dá)到系統(tǒng)理解電路圖整體設(shè)計(jì)功能。單元電路是由若干元器件構(gòu)成的，具備某一特定功能的基本電路，是最終組成電路圖的“器官”。理解并掌握各種基本單元電路的結(jié)構(gòu)、基本原理和分析方法是學(xué)習(xí)電子設(shè)計(jì)技術(shù)，看懂電路圖的基石?；締卧娐钒妷悍糯箅娐?、功率放大電路、正弦波振蕩器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路等?；締卧娐啡诤细鞣N元器件的變形和多種連接方式，最終導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)的功能完全不同。由于元器件多，實(shí)現(xiàn)功能多樣，復(fù)雜度高，非常容易弄混淆，導(dǎo)致很多同學(xué)望而卻步。如何梳理復(fù)雜的

7、功能關(guān)系是解決復(fù)雜問(wèn)題的關(guān)鍵。在電路分析中突破口是抓住電路中起主要作用的元器件。例如圖4所示電源電路圖中，抓住了電源變壓器，二極管，電容幾個(gè)關(guān)鍵元器件，基本就解決了這個(gè)電源單元電路的主要功能。除此之外，合理分別處理交流和直流的工作電壓、電流有利深入理解放大電路工作的直流工作點(diǎn)，放大倍數(shù)，增益，正負(fù)反饋等。當(dāng)然，除了實(shí)物搭接訓(xùn)練理解外，利用軟件可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真訓(xùn)練，這都是深入掌握單元電路的好方法。1.3 讀懂實(shí)用電路圖技能訓(xùn)練在深入學(xué)習(xí)單元電路圖基礎(chǔ)上，必然要進(jìn)入學(xué)習(xí)看懂實(shí)用電路圖階段。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)，實(shí)際電路搭接或電路圖閱讀越多，越有利于電路分析能力的培養(yǎng)和提升。值得一提的是自動(dòng)選臺(tái)立體聲調(diào)

8、頻收音機(jī)由于涉及的知識(shí)點(diǎn)全面和制作相對(duì)容易，特別適合學(xué)生電路實(shí)訓(xùn)階段的第一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)。我們主要是分以下幾個(gè)層次完成該實(shí)用電路設(shè)計(jì)的。首先，給出設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)的基本原理和功能；其次，同學(xué)收集相關(guān)資料，并分小組進(jìn)行闡述設(shè)計(jì)的思路（教師詳細(xì)記錄各小組能力和尚不明確的共性），這里要求學(xué)生吃透原理基礎(chǔ)上，必須針對(duì)自己的方案畫(huà)出實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)的電路方框圖；再次，教師有針對(duì)各小組實(shí)現(xiàn)方案的方框圖進(jìn)行剖析，與學(xué)生探討如何將每個(gè)方框圖對(duì)應(yīng)用單元電路的實(shí)現(xiàn)，然后，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)際電路訓(xùn)練設(shè)計(jì)；最好，進(jìn)行檢查和答辯，這一環(huán)節(jié)必不可少，最好能夠讓學(xué)生親自演示自己的成果給其他同學(xué)看，教師最終針對(duì)各個(gè)實(shí)現(xiàn)方

9、案進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生清楚自己和其他同學(xué)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中所遇到問(wèn)題，以及是如何解決的。此外，我們?cè)趯?shí)訓(xùn)階段引入項(xiàng)目教學(xué)法，鼓勵(lì)有能力的學(xué)生參與更多項(xiàng)目設(shè)計(jì)5-6。2 電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)學(xué)生識(shí)圖能力作用全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽從1994年開(kāi)始，題目涉及電源類(lèi)、信號(hào)源類(lèi)、高頻無(wú)線電類(lèi)、放大器類(lèi)、儀器儀表類(lèi)、控制類(lèi)等多類(lèi)，試題綜合性強(qiáng)，技術(shù)發(fā)揮余地很大，基本涵蓋電子信息工程專(zhuān)業(yè)的低頻電路、高頻電路、通信原理、電子測(cè)量、單片機(jī)、eda設(shè)計(jì)和各類(lèi)型實(shí)踐環(huán)節(jié)。鼓勵(lì)支持有經(jīng)歷和能力的學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，由于競(jìng)賽要求時(shí)間短，設(shè)計(jì)指標(biāo)要求高，對(duì)于學(xué)生電路識(shí)圖能力的培養(yǎng)和實(shí)踐水平提高有巨大幫助的。3 結(jié)束語(yǔ)電子電路識(shí)圖能力培養(yǎng)與實(shí)踐能力提升不是朝夕努力就能成功的，通過(guò)三個(gè)階段培訓(xùn)，幫助學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力提高，注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，最終使學(xué)生能夠達(dá)到電子設(shè)計(jì)工程師的電路識(shí)圖、分析、綜合能力的要求。參考文獻(xiàn)：1 郭愛(ài)蓮，李桂梅.電工電子技術(shù)實(shí)踐教程m.北京：高等教育出版社，2004.2 張曉林.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)m.北京：高等教育出版社，2008.3 李耀波，杜麗敬.高校嵌入式系統(tǒng)課程群規(guī)劃的探討j.科技信息，2007（8）.4 胡斌