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关于电子技术课程设计的探索性思维

酒店实习报告 时间:2022-02-13 10:08:52

高等职业教育所培养人才的特点主要表现为:较高水平的操作技能、生产实践经验和生产组织管理能力;具有技术性的学科知识和劳动过程知识等。实践教学是高等职业教育中一个重要的教学环节,是区别于其他高等教育的重要标志之一。实践教学的地位和教学教学质量的高低,直接影响高等职业教育的办学特色和人才培养特点。

实践教学是指在实验室或生产现场,根据实验,设计和生产任务要求,在教师指导下,通过学做结合,以学生自我学习和操作为主,从而获得感性知识和技能,提高综合实践能力的一种教学形式,高等职业技术实践教学有实验课、课程设计和毕业设计,他们是既相互联系又互有区别的三大实践性教学环节。实验课着眼于通过实验验证课程的基本理论,并培养学生的初步实践技能。而课程设计则是针对某一门课程的要求,对学生进行综合性训练,培养学生运用课程中所学到的理论与实践紧密结合,独立地解决实际问题的能力。毕业设计虽然也是一种综合性训练,但它不是针对某一门课程,而是针对本专业的要求所进行的更为全面的综合训练。本文通过电子技术课程设计论述关于课程设计几个问题,仅供参考。

一、明确课程设计的目的

课程设计的目的应为以下内容,综合运用课程中所学到的理论知识去独立完成一个设计课题。通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力。进一步熟悉常用有关器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则。学会安装与调试技能。进一步熟悉仪器的正确使用方法。学会撰写课程设计总结报告。培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

二、提出符合学生认知能力的总体方案

由于实践教学直观、形象、生动,因此要防止教学过程中信息的单向流动。要通过教师的导,启其疑,导其思;充分调动学生的主观能动性和想象力,让学生经过教师有目的的组织,实践教学活动中来提出问题,通过师生共同思考再去解决问题,使信息多向流动。所以课程设计提出的方案要善于发掘学生蕴藏的科学思维潜能,精心设计富有启发性教学方案,通过实践教学,最大程度使学生始终保持积极主动的参与态度,实现智能、技能、体能的融合,潜移默化中提升了创新思维能力和与人合作的能力。

1、方案原理的构思 一个比较复杂的课题往往需要进行方案原理的构思,也就是用什么原理来实现课题的要求。因此,应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究,找出其关键问题是什么,然后根据此关键问题提出实现的原理与方法,并画出其原理框图(即提出原理方案)。 提出原理方案是一个关系到设计全局的问题,应广泛收集与查阅有关资料,广开思路,开动脑筋,利用已有的各种理论知识,提出尽可能多的方案,以便作出更合理的选择。所提出的方案中,对关键部分的可行性,一般应通过试验加以确认。

原理方案的比较与选择原理方案提出后,还必须对所提出的几种方案进行分析比较。然而,在详细的总体方案尚未完成之前,只能就原理方案的简单与复杂,方案实现的难易程度进行分析比较,并作出初步的选择。如果有两种方案难以敲定,那么可对两种方案都进行后续阶段设计,直至得出两种方案的总体电路图,然后就性能、成本、体积等方面进行分析比较,才能最后确定下来。提出和选择一个令人满意的设计方案,不是一件容易的事,常常需要在整个设计的各个阶段进行分析比较。例如,原理方案比较,总体方案比较、单元电路比较,以及总体电路比较。中间出现一些反复也是难免的,但应尽量避免大的反复。

2、总体方案的确定 原理方案选定以后,便可着手进行总体方案的确定,顾名思义,原理方案只着眼于方案的原理,不涉及方案的许多细节,因此,原理方案框图中的每个框图也只是原理性的、粗略的,它可能由一个单元电路构成,亦可能由许多单元电路构成。为了把总体方案确定下来,必须把每一个框图进一步分解成若干个小框,每个小框为一个较简单的单元电路。当然,每个框图不宜分得太细,亦不宜分得太粗,太细对选择不同的单元电路或器件带来不利,并使单元电路之间的相互连接复杂化;但太粗将使单元电路本身功能过于复杂,不好进行设计或选择。总之,应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发,恰当地分解框图。

三、深化理论设计单元电路

总体方案确定以后,便可进行单元电路的选择与设计。单元电路的选择与设计主要包括电路结构形式的选择与设计、元器件的选择和电路参数计算等环节。按已确定的总体方案框图,对图中各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。因此,必须根据整个课题的技术要求,明确该功能框对单元电路的技术要求,必要时应详细拟定出单元电路的性能指标,然后进行单元电路结构形式的选择或设计。学生必须结合原有理论知识,查阅有关资料进行单元电路设计,同时培养了学生工作的目标性和计划性,学生在融洽、温暖、合作的实践教学情景中,始终保持积极主动的探索精神。

四、拓展知识选择元器件

元器件选择的一般原则,元器件的品种规格十分繁多,性能、价格和体积各异,而且新产品不断涌现,这就需要我 们经常关心元器件信息和新动向,多查阅器件手册和有关的科技资料,尤其要熟悉一些常用的元器件型号、性能和价格,这对单元电路和总体电路设计极为有利。选择什么样的元器件最合适,需要进行分析比较。毫无疑问,首先应考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求,其次是考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。顺便指出,元器件的选择,不仅在单元电路设计中十分重要,而且在总体方案设计与选择中,亦是常常要考虑的问题。在单元电路与总体电路设计过程中,常常需要计算电路元件参数(如器件参数、电阻和电容值等),以及估算电路的性能指标等,从而把电路元件与电路确定下来,为单元电路和总体电路的试验作好准备。

例如,设计由集成运放构成的某应用电路时(如信号发生器等),不仅要求计算出电路中的电阻与电容值,而且还要求估算出电路的性能指标,根据计算结果挑选元器件和修改电路。关于参数计算的方法已在“电子技术基础”课程中学习过了,各种电路有其不同的计算公式,问题是要在搞清电路原理基础上,灵活运用好有关的计算公式。

通常,课题只给出总体电路的性能指标,并未给出单元电路的性能指标,这就要求把总御电路性能指标加以分解,定出对单元电路指标的要求,然后进行参数计算。值得指出的是,满足性能指标要求的参数值通常不是唯一的,这就要求对各组参数进行综合性的分析,仔细考虑元器件之间的参数配合、元器件价格、体积和货源等因素,恰当地选取一组合适的参数。

在保证电路性能的前提下,尽可能减少元器件品种,尽可能选择价廉、体积小且容易买到的元器件。课程设计中一般更应优先选用实验室现有的元器件。

当然,作为课程设计教学环节,实验室不可能配备多种多样的元器件,能配备一些常用的、品种规格有限的元器件。因此,我们应当尽量选用实验室已有的元器件,除非必要才到市场上去购买。

五、综合运用知识解决单元电路之间的级联

各单元电路确定以后,还要认真仔细地考虑它们之间的级联问题,如:电气特性的相互匹配、信号耦合方式、时序配合,以及相互干扰等问题。若不认真解决好这些问题,将会导致单元电路和总体电路的稳定性和可靠性被破坏,不能正常地工作。必须考虑电气性能相互匹配问题。信号耦合方式和时序配合问题。

六、综合问题画出总体电路草图

单元电路和它们之间连接关系确定以后,就可以进行总体电路图的绘制。总体电路图是电子电路设计的结晶,是重要的设计文件,它不仅仅是电路安装和电路板制作等工艺设计的主要依据,而且是电路试验和维修时不可缺少的文件。总体电路涉及的方面和问题很多,不可能一次就把它画出来而不存在任何问题,它尚未通过试验的检验,所以不能算是正式的总体电路图,而只能是一个总体电路草图。对画出的总体电路图的要求是,能清晰工整地反映出电路的组成、工作原理、各部分之间的关系以及各种信号的流向。因此,图纸的布局、图形符号、文字标准等都应规范统一。

七、电路试验查障改进

由于电子元器件品种繁多且性能分散,电子电路设计与计算中又采用工程估算,再加之设计中要考虑的因素相当多,所以,设计出的电路难免会存在这样或那样的问题,甚至差错。试验是检验设计正确与否的唯一标准,任何一个电子电路都必须通过试验检验,未能经过试验的电子电路不能算是成功的电子电路。通过试验可以发现问题,分析问题,找出解决问题的措施,而修改和完善电子电路设计。只有通过试验,证明电路性能全部达到设计要求后,才能画出正式的总体电路图。

综上所述实践教学过程的本质是一个多层次、多侧面的受多要素影响的过程。实践教学是知识转化为心智技能的必要途径。实践教学要主动,避免机械训练。要按照学生的心理特征和心理发展规律,从充分调动学习的主动性和积极开发学生心智技能出发,规范的课程设计内容和过程。使学生的心智技能逐步积累、上升、飞跃。激发他们在应用技术上下工夫。勇于探索的热情。为他们更快的成为实用型人才奠定一定基础。

(作者单位:河南职业技术学院)

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