正文:【摘 要】电子类专业课程是理论性较强的专业课程,尤其是在电气一体化工程教学中坚持理论与实践相结合的教法,才能激发学生的学习积极性,培养学生成为有综合素质和技术能力的新型人才,为参加社会主义经济建设打下坚实的基础。
【关键词】电子电路 学习兴趣 综合能力 教学实践
电子类专业课程往往具有较强的理论性,在理论学习中,学生容易感到枯燥,从而失去对专业课学习的兴趣,对学习基础相对比较弱的中专学生,这种状况更是突显。因此,在专业课程的教学中,激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,培养学生的综合能力,让学生真正成为技能型人才,就显得尤其的重要。在多年从事电子专业课程的教学和实践中,笔者深刻地感觉到,实用电子电路的制作,就是一种行之有效的方法。结合教学实践浅谈以下几个方面。
一、通过设计制作典型实用的电子电路,来解决生活中存在的实际问题,让学生获得成就感的同时,激发学生的学习兴趣让学生观察分析存在于日常生活中困扰人们的一些问题,然后针对性的提出一到两个问题,让学生思考如何用学过的一些电路知识,通过合理巧妙的构思,设计出能解决这些问题的电路,并通过试验,不断加以改进和完善,最终完成产品实物的制作。这样可以让学生直观的体会到自己所掌握的知识的价值,在这个过程中,不但培养了学生对知识的灵活应用,提高了学生的专业技能的训练,更让学生在潜移默化中,产生对本专业的兴趣和热爱。从而进入良性循环。
比如,在我们的生活中,常常需要对花草树木等植物的进行浇灌但经常会遇到一些问题:象植物园等有大面积的花草树木场所,往往因人力所限,有遗漏浇灌的角落,而造成花草的枯死;还有,当一家人需要出门旅行或是探访亲友时,因家里的花草、盆景无人照料而无计可施等等,那么我们可以启发学生,其实可以利用我们学到的电路知识,设计一个自动浇灌器,来解决这些问题,笔者曾指导学生,实现了这个设计,还将作品拿去参加市青少年科技创新大赛并在市级获奖。学生也因此对电子专业有了热爱和浓厚的兴趣。
1、设计思路。通过一种干湿传感器装置,自动对土壤的干燥和潮湿程度进行检测来控制电路的工作状态,用电路的不同工作状态,来进一步控制继电器线圈,由继电器的常开触点来完成对水泵的自动启动与关闭,从而实现智能园艺师的功能:当土壤干燥时,利用温度传感器,自动接通花洒(或水泵),给花草树木浇灌,当浇灌到土壤湿润时,就自动关闭花洒(或水泵)。等到土壤再次变得干燥时,会再次自动接通花洒(或水泵),开始第二轮灌溉,如此周而复始,无需人去操作而真正实现及时、自动、科学的浇灌。
2、电路分析。这个电路中,用到了继电器控制电路,三极管放大电路,同时传感器也是我们自己设计的一种简易装置,它埋在土壤中,土壤潮湿时,传感器是连通的,那么放大电路就工作在截止状态,没有输出电平,因此继电器线圈不得电,常开触点断开,花洒(或水泵)不工作,不进行浇灌。当土壤干燥时,传感器两端是断开的,此时放大电路工作(设置工作在饱和区),继电器线圈得电,常开触点闭合,花洒(或水泵)工作,浇灌开始,当浇灌到土壤变湿润时,传感器装置两端短路接通,从而放大电路又工作在截止状态,如此周而复始。通过这样巧妙的构思,不仅解决了实际问题,也把我们学习到的简单的功能电路,应用到了实践中。学生在制作过程中已经是兴趣盎然。
3、功能扩展。本电路中,如果控制对象是水泵,水泵可以对水加压,因此可以完成对大面积的植物园等园林里的花草树木的浇灌;也可以将电路中的水泵改为电磁阀,来控制机械式开关,用于接通各种大小不一的花洒,用于家庭等不需要对水加压的小范围的浇灌场合;还可以将花洒开关安装在家庭花草的支架上,实现对花草的浇灌;甚至可以将软水管依次绕行家庭阳台等摆设的花草,在每盆花草的花盆的边沿单独设置小喷头,每个喷头(或几个喷头)安装一个开关,在不影响花草观赏的同时,不知不觉地及时完成浇灌任务。在整个过程中,学生热情很高,兴趣倍增,深刻体会到,原来学习也是一种乐趣。
二、通过对多种实用电子电路的分析和组合,设计较复杂的实用电子电路,提高学生对复杂电路的分析能力的同时,培养学生的综合能力以下的例子,是笔者曾经带领学生进行的另一次实用电路制作的实践。但这次的重点不在电路解决问题的巧妙上,而是将重点放在多种功能电路的组合上,放在对较复杂电路的分块分析方法上,放在解决各功能电路的匹配接口问题上,放在引导学生多方查阅资料获取信息上,等等。
1、思路的形成。现代社会,电脑已经成为人们生活和工作的得力助手,然而由于突然停电、家庭电源故障或是操作不小心等都会造成电脑突然断电而使正在工作中的电脑资料来不及保存而丢失,并可能会造成不可挽回的损失,那将是多么令人懊恼和沮丧。此时,你是多么希望可以停电或电源故障时可以被告知,可以有足够的时间保存资料,如果是在夜间还能提供照明……针对此种情况,于是有了自己制作一个解决这些问题的“电脑全能卫士”的设想。
2、希望达到的目的。“电脑全能卫士”设计的目的就是希望可以:
(1)在突发停电时,可以通过播放一段事先设置好的音乐,通知电脑使用者,以便及时保存资料。
(2)在停电后,能提供一定时间的电源供给,来保存正在工作中未保存的资料。
(3)还能提供照明需要。(以供夜间停电时需要,平时未停电时则可以作为普通台灯使用)
(4)在不停电期间可以储备足够的电量,供停电时及时使用。
3、方案选择。明确了要达到的目的以后,让学生去尽量查阅了相关资料和文献,了解电脑电源部分工作的要求和参数,查阅相关的电子电路书籍,让学生利用手上所获得的信息,进行多方面的分析比较,确定每一个具体的功能电路,并分析各个电路之间的相互关联和匹配参数,选择符合要求的最佳方案。
具体包括了充电电路,充电保护电路,稳压及稳压扩流电路,逆变电路,停电告知电路等,然后,进行合理的组合,接口,来实现我们希望的功能,达到我们最终的目的。
4、工作过程分析:
(1)正常供电时将市电经过变换电路对电容进行充电,在突然停电时,通过停电告知电路,给音乐电路供电一小段时间。完成停电告知功能。
(2)正常供电时市电通过充电电路对可充电池进行充电,利用放大电路检测,当充电完成时,控制继电器的常闭触点断开,从而断开充电电路,完成自动充电过程。充好电的电池通过稳压、扩流后,作为停电时电脑的电源供给。
(3)利用各种三端稳压的78系列和79系列(包括扩流电路),分别获得需要的正负电源,并通过降压得到一组3.3V的电源。
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