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電工入門知識教程范文1
關鍵詞：PLC；學與教；體會；教材
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2012）04-0164-02
PLC知識進入我國職教教材只有十多年的時間，可是在國內許多大企業PLC技術早已得到廣泛應用。
筆者的PLC知識是五年前培訓學來的。學完后，又開展了PLC課程的教學。通過學和教，筆者有了許多體會，現介紹如下。
整合教材內容，理清授課思路
現有很多關于PLC的教材或書籍編寫得雜亂無序，各種版本的所謂的PLC精品課程無標準、不規范。這使得剛接觸PLC的人很難入門。實際上，通過自身的學習過程，筆者覺得PLC比老式繼電器更容易學習。筆者將PLC教材整理后應用于教學，可使學生用一兩個小時的時間就入門了。
筆者認為編寫教材，一要簡潔，二要有序。編寫的順序，應按照學生認知規律，以學生想得到知識的迫切性為順序。學生最想了解的知識首先講，然后，再講學生最迫切知道的下一個問題。此外，還要注意內容簡潔。例如，學生初次接觸PLC課程及教材，首先想知道什么叫PLC，這個問題應該先講。筆者僅用一句話，就將這個問題交待清楚了：“PLC就是‘可編程邏輯控制器’三個英文單詞的縮寫，可理解為一臺工業計算機?！边@個問題對剛開始學習PLC的學生多講也沒有意義。要想讓學生了解得更深入，等學生對PLC知識掌握到一定程度再講才可以。
這個問題講完后，根據筆者自己的學習經驗，接下來學生最想知道的問題就是PLC是什么樣子的。根據這個思路，筆者講的第二個問題就是PLC的外觀。PLC根據外觀來分類，可分為內裝式和外裝式兩大類。外裝式像一個吊扇的調速器；內裝式像一塊線路板，像電腦主機中的顯卡。
第三個問題講PLC的用途。這個問題也可用一句話高度概括：“PLC可用來替代老式繼電器電路的控制電路部分，替代后性能可大大改善?！?/p>
第四個問題講PLC的優點。筆者認為講清PLC的優點，主要要講PLC電路與老式繼電器電路相比較而產生的優點。有些教材認為：PLC編程簡單，易學，易懂。筆者認為這個優點是相對于電腦編程而言的，如何編程及精通各種程序語言是計算機專業人員重點要學的，而PLC是電工專業人員重點要學的，兩者之間沒有什么可比性。有的教材認為：PLC適應性強，應用范圍廣。但這個優點老式繼電器電路也是具備的。筆者認真總結了PLC的優點：（1）實體（硬件）安裝方便?？刂齐娐飞蠜]有多少電線和元件，大部分工作在虛擬連接（軟件連接或編程）上進行。（2）改變程序時，無須拆裝硬件。（3）可靠。因為采用了大量軟觸點，抗干擾性能強，使得出現差錯或事故的概率大大降低，可延長硬件壽命。（4）可節省許多繼電器，相應地省下了許多元件，省下了安裝時間與勞動力，硬件體積也變小了。
這樣，半小時左右就可以完成“PLC概述”這一節內容的教學。接下來，就可以講第二節內容：PLC的安裝。PLC安裝可分六個步驟：（1）輸入輸出分配，要求畫一個I/O分配表；（2）畫硬件連接圖；（3）畫梯形圖；（4）寫出指令表；（5）將程序輸入PLC；（6）試車。其中，前四步是需要學生重點掌握的內容。步驟講完后，舉典型實例――自鎖控制電路。這個電路只需著重講清LD、OR、ANI、OUT、END五個指令即可。但是，為了讓學生能夠迅速地適應實驗室的仿真實驗環境，再增添LDI、ORI、AND三個指令，這樣就講全了最常用的指令，不太常用的指令可以先不講，以免學生學習抓不住重點或因指令過多記憶困難而出現厭學情緒。
第三節課和第四節課講PLC安裝步驟中各步驟的規律或要求。例如，第一步寫I/O分配表可歸納出以下規律：通常是一個按鈕需一個輸入點即X點，一個限位開關需要一個輸入點；一個熱繼電器的常閉觸點需要一輸入點，通常一個接觸器的線圈需要一個輸出點即Y點；一個電磁閥的線圈需要一個輸出點；一盞指示燈需要一個輸出點。自鎖控制電路的I/O分配表如表1所示。
第二步，講畫硬件連接圖的要求。畫硬件連接圖的要求如下：所有按鈕都采用常開觸頭。按鈕一端接相應的X點，另一端接COM點。接觸器的線圈通常一端接相應的Y點，另一端與所有接觸器的線圈連接在一起，然后，與熔斷器串聯，再接到220v電源上。220v的電源另一端，再串聯一個熔斷器，熔斷器的另一端與PLC的COM點連接在一起。對于三菱出品的PLC，一個接觸器的線圈有一個COM點，要將所有的COM點連接在一塊。如果是正反轉控制電路，那么其中的聯鎖觸點要與接觸器的線圈串聯。自鎖控制電路的硬件連接圖如圖1所示。
第三步，寫梯形圖。這是大家都會注意的問題，筆者就不贅述了。第四步，寫指令。先介紹前文所述的指令的具體含義。如LD通常的意義是將一常開觸點與起始母線聯接起來。以此類推，通常用四個小時時間就可以把已有老式繼電器電路知識基礎的學生引進PLC知識的大門。許多PLC知識、如PLC工作原理、PLC內部結構、PLC發展歷史、PLC發展前景等內容，筆者認為可穿插到后面的章節講授，也可作為選學內容或自學內容。對PLC知識，應使學生先增加一些感性知識，即先入門再逐步深入。另外，PLC結構與工作原理不容易學習和掌握，對很多學生而言，學完這些后，對于實際應用PLC沒有多大意義。
在學生有了PLC入門基礎知識后，就可帶領學生進入實驗室，引導他們自己做改造老式繼電器電路的實驗。如用PLC進行接觸器聯鎖的正反轉控制電路實驗、正反轉低高速啟動實驗、正反轉能耗制動控制實驗、一些液壓裝置等電路的改造實驗。做完這些實驗后，就可帶領飽嘗成功體驗、信心滿滿的學生進一步學習新指令了。
PLC控制電路設計方法新分類
絕大多數有關PLC的教材書籍，關于PLC電路設計方法的分類都不夠科學和標準。各種書籍分類方法不統一，方法種類很多，使得初學者一下子搞不清楚，哪本書最好，哪種方法最好，哪種方法最易學，各種方法相比較各有什么優點，整個知識體系是怎樣的，各種辦法有什么聯系，有什么區別。例如，有些教材將PLC電路設計方法分成經驗法、原有電路改造法、邏輯設計法、步進順序法等。除了設計方法分類之外，還將步進順序法分成啟保停方式、STL方式、TL方式、以轉換為中心方式等。還有，用不同指令編寫實現同一種功能的程序，每一個相同功能的電路都不盡相同，每一本書中的介紹也不盡相同。筆者初學時感到一頭霧水，不易掌握。筆者還感到這些分類方法過于繁瑣，有必要重新整理歸納一下。筆者花費了大量的時間，看了許多同類書籍以及許多網上的所謂精品課程，自己也做了大量的仿真實驗后，認為正確的PLC控制電路設計方法分類應該是分為時間空間隔裂法（簡稱為時空分裂法）和時間空間統一法（稱為時空統一法。）兩大類。大家最熟悉的紅綠燈PLC控制電路屬于時間空間隔裂法。它先對時間順序和紅綠黃三色燈工作持續時間進行編寫程序，然后對每一盞燈，即對在空間存在的PLC控制對象編寫程序，如圖2所示。
從第二行到第九行，再算上倒數第三行和倒數第二行，共十行，屬于對時間編程；從第十行到第十五行就是對空間編程。從空間來看，有六種燈，東西綠、黃、紅三種燈，南北綠、黃、紅三種燈。從時間來看，有東西紅燈持續時間、南北紅燈持續時間、東西綠燈持續時間、東西綠燈閃光時間、東西黃燈持續時間等共十種時間。在時間段多、空間工作對象多的場合，宜用時空分裂法，而時間段多、空間工作對象少的場合宜用時空統一法。所謂的時間空間統一法，就是編寫程序時，對時間順序和空間存在的PLC的操作對象（如接觸器的線圈）同時考慮的編程方法。用PLC改造老式繼電器成熟的點動、自鎖、正反轉、星三角降壓啟動的電路屬于時間空間統一法，經驗法和步進指令也屬于時間空間統一法。
使用時空隔裂法編寫程序和閱讀程序較容易。因為它可以先考慮時間，再考慮空間。在同一個時間內考慮的因素變少了，注意力比較集中?；瘡碗s為簡單，不易出錯。一次性編程成功的幾率較高，可用在情況較復雜的場合；時空統一法的優點是程序較短，可使PLC的掃描時間變短，可用在情況較簡單的場合，例如機械手的梯形圖，雖然有許多時間段，但每一時間段只有一個空間存在的PLC控制對象在工作，在這種情況下，就可采用STL指令進行編程。
這種分類法，不但清楚地將PLC知識梳理得一清二楚，而且還將PLC知識中哪些知識是必要的、重要的，哪些知識是可有可無的分辨得清清楚楚，還揭示了學習PLC知識的進程及其每一進程的目的性。如紅綠燈PLC控制電路，要想輕松地讀懂圖2或設計類似的梯形圖就必須搞懂時間繼電器、計數器，及用PLC中的時間繼電器組成的振蕩器等知識。如圖2中倒數第二行與倒數第三行的梯形圖就是由PLC中的時間繼電器組成的脈沖振蕩器。如這個基本電路搞懂了，就看懂了這兩行的梯形圖。PLC中的時間繼電器與老式繼電器不同，其常開觸點同時俱有啟、保、停三種功能。對何時啟、何時停、何時保要搞清楚。這個搞清楚了，圖2基本就看懂了。這樣，就使學生明白了學習PLC中時間繼電器章節的目的意義，增強了學生學習這一章節知識的自覺性，提高了學習效率。在講STL步進指令時，可告訴學生學STL步進指令的目的是達到掌握時空統一法應用的最高境界，以調動學生的學習積極性。它的優點在于一個STL常開觸點同時俱備了啟、保、停三種功能，大大減化了梯形圖。
此時，學生對兩種方法基本都熟練并掌握了，剩下的就是PLC聯網的問題了。這個問題筆者認為不屬于高職的研究范圍。如要研究，有以上基礎，學生可以臨時自學一下。
綜上所述，編寫有關PLC的教材，應以學生想學會知識點的迫切性為編寫順序，并且講課內容要簡潔。PLC控制電路的設計方法，可分成時空隔裂法和時空統一法兩大類。這種分類法，揭示了整個PLC的知識體系、學習進程以及學習的終極目標，每一進程與最終目標的關系明確，使學生容易明白清楚，并且大大提高了學生的學習效率。
參考文獻：
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電工入門知識教程范文2
關鍵詞：單片機技術；專業課程；教學
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）30-6835-02
單片機技術課程是近幾年在中等職業技術學校電子專業流行的一門專業基礎課程。它分為硬件電路設計與軟件電路設計兩部分，中等職業學校單片機技術課程主要是對各種單片機小系統或小項目的工作原理、功能及其應用介紹。通過學習和實踐，學生在獲取電子專業知識的同時，還能開發自己的大腦，提高發現問題，分析問題，解決問題的能力。單片機技術課程理論性和實踐性都比較強，其內容基本概念多， 涉及的元器件多， 比較抽象。對于我們原本文化基礎比較差，而且教學資源緊張的中等職業技術學校的學生來說，入門學習不是問題，感到困難的是學好它、并能學以致用。針對這些問題，我覺得我們老師們如果不能靜下心來究其因，不能群力尋找問題對策，不與時俱進，那么學生就會覺得單片機課程抽象難懂、枯燥無味，老師們也會越來越感到教學上的累，甚至出現老師厭教的情緒，因此我們應在教這門課程前，認真解析單片機技術教材，解析教學方法，解析學習對象，尤其要在教學過程上進行多方面的探索。本人結合自己的教學經歷就單片機課程的教學談幾點大家關心的關鍵性問題的看法，以供同行作為研究中等職業技術學校單片機課程教學的理論依據。
首先，我們看看為什么中等職業技術學校要開單片機技術這門課程？單片機機技術課程，現在在中等職業技術學校里頭開始興起，它已漸漸成為極為熟悉的一門電子電工專業類課程，它以電子技術作為硬件支撐，以匯編程序或C程序作為軟件主體。之所以中職開設專門課程，從用途上講，是因為目前，單片機已滲透到我們生活的各個領域，現在幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的足跡。軍事、工業、民用生活電子等方面，這些都離不開單片機。此外，根據相關部門2008年調查數據顯示，我國的單片機從業人員只有幾十萬，2010年調查數據顯示，我國的單片機從業人員達到300多萬，而隨著社會的發展，單片機的從業人員將更為搶手，這樣就會給中職電子專業的學生帶來更新的、更廣闊的就業前景。此外，單片機的學習、開發與應用還能開發學生的大腦，能提高學生的接受能力，能進一步鍛煉學生的耐心度和細心度，能培養學生分析問題，解決問題的能力，等等。這些就可以告訴我們中等職業技術學校開設專門課程是非常有意義的。
其次，我們看看中職學生學單片機到底難在哪里？中職學生學習單片機面臨的難題主要有這么一些方面：第一，我們中等職業學校的學生生源相對來說是比較差的，學生基本上都是在初中調皮且不喜歡讀書的孩子，他們基本上都是中考落榜生。好生源先被當地一中錄取，然后就是二中，三中，四中，這些統統錄完之后，只剩下不讀書，調皮難管的生源。而單片機課程和PLC技術一樣，都是難學的課程，需要學生有一定基礎，反應要快，要肯吃苦。而現在的大部分學生確實不讀書的，學習基礎普遍偏差，有相當一部分學生的認知能力還停留于小學或初中水平，他們幾乎沒有在學習中獲得什么樂趣，更談不上成就感了，有的甚至半途而廢，等等，這些都是導致中職學生學習單片機困難的問題。第二，單片機是集硬件使用與軟件編程為一體的學科， 很多人想脫離硬件而妄想用軟件來控制硬件，這是不可能的，此外，真正學懂它，要求熟悉計算機的操作，除能熟練掌握計算機的一些常用軟件的使用外，還要能掌握諸如Keil軟件、Protel軟件等專業軟件的使用；要求熟悉電路原理，熟練掌握電阻、電容、二極管、三極管、常用集成電路等的使用，熟悉放大、開關、振蕩等典型電路的使用；要求熟悉硬件電路的安裝與調試，能熟練掌握萬用表、示波器等儀器的使用，能熟練使用電烙鐵等工具制作電路板；一定的現場調試能力；具備有一定的編寫、調試程序的能力；具有較強的資料搜索、閱讀能力，通常要求能夠直接看懂外文資料。等等，所以對于中職學生來說，具有一定難度。不難看出，這樣的要求，絕不是職業中學的學生能達到的，事實上，本科生也達不到，即便是把上述要求中的熟悉、熟練等詞匯換成“了解”、“初步掌握”等詞匯，也不是容易達到的目標。
其三，中職學生學單片機的誤區在哪里？中職學生學單片機主要存在這么幾個錯誤認識。第一個，大部分學生都沒有正確樹立學習單片機目的，他們認為學習單片機就是學習編寫程序，硬件電路就不管了。我們可以先看看單片機開發流程，首先是了解單片機系統的要求，然后是根據要求完成系統電路設計，然后按功能在電腦上通過編譯軟件完成程序代碼的編寫，將生成的HEX文件燒入到單片機里面去，驗證調試完成整個開發與實驗。從流程上，我們就清楚的認識到，學習單片機技術不管是編寫程序，編寫程序只是單片機系統開發的一個部分，而且真正搞開發的人就知道，單片機技術開發真正難的地方在硬件電路設計，軟件其次。我們在校學習，很多時候都是在開發板或實驗裝置上進行，硬件電路不需要我們設計，只需要我們了解怎么用，單片機怎么去控制硬件電路就可以了。所以，這才導致學生以為學習單片機就是學習編程，然后學習時就只管怎么去把書本上的指令和常用、通用程序背下來，并認為把這些東西記得了就等于學好了單片機。第二個錯誤的認識就是沒有掌握軟件編程的技巧，沒有真正了解單片機內部資源，沒有真正理解單片機硬件電路的接口與控制原理，沒有真正了解編程語言指令，沒有選擇合適的算法和數據結構，沒有考慮程序結構的優化，等等。也正因為沒有不熟悉，所以才沒有掌握這些技能，導致大部分學生知其然不知其所以然，編程純粹只知道生搬硬套，不會舉一反三，稍微復雜的程序就編寫不出來。第三個錯誤的認識就是學生普遍認為學習單片機，只需要完成上課時間的學習，動手只局限在實驗實踐課，其實這個就是大錯誤，單片機入門不難，難就難在舉一反三，觸類旁通，而且我們實際當中從事單片機技術的話，絕不是停留在做些最簡單最基本的系統。因此，學習時間不僅是上課的時間，學生必須要有大把時間放在課外學習，而且，學生們應該利用一切資源，不僅是老師教的，網絡上的視頻教程，好列子，好項目都要去學習，去利用，嘗試去做比學習上還難的系統，不斷學習，不斷進步，不停留在老師教一步，學生走一步的進度上。還有一個錯誤的認識就是實驗實踐課，學生認為只要把書本上的程序敲到編程軟件里，然后生成HEX文件，并按實驗指導完成實驗板上的連線就做完實驗了。在做實驗時，要多想想為什么會是這個結果，并把程序根據自己的思想去修改，再編譯，然后仿真，這個步驟要反復操作，這樣才能達到學習單片機的好效果，也能讓學生收獲到好多意想不到的知識。
其四，現行中職單片機教學上存在哪些問題？這幾年，我走訪了一些學校，與一些學生做了訪談，也與教單片機的老師進行了業務和教學交流，發現，現在中等職業學校的單片機技術課程教學上出現了這么一些問題，總結如下：第一，教學方法不科學、呆板，依然采用傳統教學方法，很多都是先講單片機的結構，接著講指令，再講編程，老師講的枯燥，學生學得累；第二，還沒有非?？茖W的中職單片機教材，很多教材結構不合理；第三，實驗實訓條件缺乏，遠不及高職本科院校，有的學校只有理論教學，條件稍微好點的就是幾套開發板，即使是條件優越的也只有一兩臺綜合實訓裝置，很少做到一人一臺或是兩人一組。第四，有的學校開展單片機課程主要是為了應付競賽，每年市省競賽需要，所以才開課，我們應該知道競賽的意義，不是為了競賽而學習，而是通過競賽增加學生的積極性。第五，兄弟學校的老師缺乏交流，無法實現資源共享，當然，老師也沒有充分利用網絡上的資源。第六就是很多老師不能教學相長，很多老師吃的都是老本，學術水平沒有提高，也沒參加培訓，導致教的東西很多自己都不精通，所以教學經常含糊不清，甚至教出很多錯誤的東西。等等。
最后，中職單片機課程我們該從哪些方面如何進行教學？我覺得首先要確立單片機教學目標，教學目標的確立依據是，學生在掌握單片機知識的同時，還要能夠將這個平臺應用到他們將來觸到的領域，并能直接創造財富。其次，我覺得要研究好的教學方法，要把電子老師尤其是教這門課的老師組織起來，集思廣益，探討新的、能讓學生感興趣的，有效的教學方法，比如借鑒現在流行的項目教學法。再次，可以編寫好的教材，很多老師都學習了基于工作過程的課程開發體系理論，我覺得這是一個實踐的好機會，深入研究這個方法，用心去編寫一本適合中等職業技術學校學生學習的教材。開放實驗室，讓感興趣的學生有足夠的時間和機會投入到單片機學習里面。最后我還認為，單片機學習，我們各個兄弟學校在教學器材上除了購買單片機實訓裝置，單片機開發板外，還可以在老師的指導下，自己去做一些實用性強的單片機小系統電路板。當然，有條件的話，還可以參與研制更好的單片機實驗實訓平臺，采用成熟的技術，而且所工作的領域也必須是經過驗證有可能可以成功的領域，真正讓單片機學習走進生活生產，進一步解決學習單片機的實用性與適用性。
綜上所述，本人認為，在中職有關專業開設單片機課程需謹慎，需深思熟慮，也只有我們老師足夠重視，才能讓中職單片機課程走向實用，開設才能有意義。本人愿與同行一起探討中等職業技術學校單片機課程的改革與實踐，進一步完善當前中職單片機課程教學體系，為職業教育事業的發展作出自己的貢獻。
參考文獻：
[1] 郭學提.職校生學單片機的幾個誤區分析[J].電子報，2009.
電工入門知識教程范文3
【關鍵詞】高職教育 實踐教學 職業技能 就業競爭力
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2013）09C-
0175-02
隨著我國大學擴招及高等教育的普及，越來越多的學生有機會接受高等教育，畢業生人數逐年上升，所面臨的就業壓力也越來越大。同時，由于目前高職教育屬大專教育層次，學生的理論知識基礎普遍較差，因而高職院校畢業生所面臨的就業壓力就更大。如何提高高職院校學生的就業競爭力已成為當前我國高職院校不能回避且必須解決好的嚴峻課題。
針對高職學生基礎相對薄弱的局面，突出實踐教學地位、加大實踐教學的力度、增加實踐教學的學時等是目前高職院校的普遍采取的做法。實踐教學，是高職教育的重要環節，是高職教育與本科教育的最重要區別點，體現了高職教育的特點、特色，是實現高職教育培養目標的主要途徑。通過實踐教學，培養高職學生的動手操作能力，彌補高職學生相對薄弱的理論基礎，提高學生的綜合技能，提升高職學生的就業競爭力。
針對不同專業、不同課程，各高職院校都制定了一系列實踐教學的政策、措施，實施了不盡相同的實踐教學方案，取得了豐碩的教學成果。本文試根據高職學生的具體情況，結合本人在柳州鐵道職業技術學院的教學實踐，從培養目標、實踐教學、實訓教學三個方面對高職電子基礎課程實踐教學進行思考。
一、培養目標
根據教育部《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》， 高等職業院校的目標是培養高素質技能型人才，提高學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力。這就要求高職教育階段著重鍛煉和培養學生的動手操作及實踐能力，以提高職業技能，培育學生的職業素養。
電子基礎課程包括電路分析基礎、模擬電子技術、數字電子技術和電子技術基礎等，是高職電子、通信等理工類專業的核心基礎課程，為后續課程學習打下電路電子方面的知識、技能基礎。課程均包括理論教學與實踐教學，其中實踐教學又包括實驗教學、實訓教學等環節，一般在一年級開設。鑒于高職學生入學成績不高、基礎較差的實際情況，教學應本著“淡化理論、夠用為度、培養技能、重在應用”的原則。理論教學以定性解釋為主，定量計算為輔。要突出實踐教學，增加實踐學時，改進實踐教學內容，鍛煉高職學生的電路認知、故障分析處理能力，培養學生實踐操作技能。通過學習，使大部分高職學生聽得懂、學得會、能動手，掌握高素質技能型人才所必須具備的電路電子的基本知識與技能。
二、實驗教學
高職電路電子課程的實驗教學包括課內實驗、課外實驗。
實驗前，應先了解上課班級的學生情況。由于我國目前實行的應試教育，高中階段，學生幾乎沒有動手實驗實踐機會，造成很多學生不認識常用電子器件，也沒有電路操作基本常識，普遍動手能力較差。比如曾經教過的通信技術班，該班女生較多且有部分文科生的實際情況，文科生的物理、數學基礎相對更薄弱，且文科生及女生普遍對電路課程有種恐懼感，覺得電路難學又抽象，更別說動手操作了。這就要求高職教育學習階段，課內實驗教學應遵循循序漸進的原則，從最基本的元器件認識開始，到設備、儀器的使用，再進行電路的連接、測試，進而到電路設計。消除學生的對電路課程的恐懼感、迷茫感，激發學生的學習興趣，逐步鍛煉和培養學生的電路認知、連接和檢測能力。
進行“直流電路認識實驗”時，這是高職學生入校后進行的第一個實驗，第一次動手操作，俗話說良好的開始都是成功的一半，因此尤為重要。學生進入實驗室，首先應強調實驗室紀律、衛生及安全用電常識等，如不能穿拖鞋進入實驗室等，讓學生養成良好習慣；再展示各種普通電阻、電位器等，讓學生對電阻有一感性認識。再進行電阻的測量，測量前，詳細介紹萬用表的使用方法，如各擋位的功能、測量步驟、如何正確快速讀數等，測量過程老師親自應演示并逐一詳細講解。演示過程中，學生就會好奇，怎么用萬用表就能測出電阻值？從而引起學生的好奇心，學生自然就會把注意力到萬用表上來，講解示范后留足時間給學生練習操作，逐步掌握儀表的使用方法，教師應巡視答疑糾正。再進行電路的連接，第一次連接電路最好手把手教學生操作，詳細講解各步驟并強調注意事項，讓學生掌握電路的連接方法，電路連接好后，示范電流等電路基本物理量正確測量方法，這樣學生能更容易入門，幫助學生樹立信心，學生每學會一步，進行適當的鼓勵，要讓學生體會到學習的輕松之處和學習的樂趣，積累成就感，學生就會積極主動學習，形成“教、學、做”一體的良性循環，學習效果自然會更好，學生的動手實踐能力得到鍛煉的同時職業技能也會逐步提升。
為使學生熟悉儀器儀表的使用和掌握電流、電壓等的測量及電路的正確快速連接，應增加實驗教學學時。以柳州鐵道職業技術學院為例，該校通信技術專業的電子技術課程，從原先的10學時增加到目前的20學時，為學生創造學習的有利條件，使學生有更多機會接觸實際的電子儀器設備，進一步鍛煉、拓展，實踐動手能力就可能提高得更快。
學校實驗室也應在課外時間對學生開放，讓有興趣愿意學習的學生在課余時間進入實驗室自主學習、動手實踐，學生的自學能力、創新能力也會得到鍛煉并逐步提高。如果條件允許，還可建立專門的學生工作室，如創新實驗室等，讓有興趣的學生更多地接觸電路、設計電路，進而可以參加各級各類電子設計比賽，步入技能提高的快車道。
三、實訓教學
為進一步鍛煉和提高學生的電路認知、分析與故障處理能力，培育學生的職業素養，在完成實驗教學的基礎上安排綜合性的實訓教學。通過實訓，將理論知識與實際產品結合起來，學以致用，增強學習的趣味性、實用性，提升高職學生的綜合實踐動手能力。
以柳州鐵道職業技術學院為例。該校在所有專業班級的電路分析基礎課程后均開設了電路認知與焊接實訓實踐教學課程，進行為期一周的萬用表組裝、焊接、調試實訓。萬用表是常用的電工測量儀表，后續實踐課程用其測量電壓、電流、電阻，判別晶體管的管腳及測量放大倍數等。通過實訓過程中的元件清點，加深學生對各種電子器件的認識，了解普通色環電阻及其讀數方法，了解電容、二極管、晶體管的引腳判別方法，掌握這些最基本的知識、技能對今后的學習和工作將有很大的幫助。對電路進行詳細講解，要求學生能拆分并畫出萬用表各擋位的工作電路圖及分析其原理，提高學生電路認知、分析能力。通過萬用表組裝、焊接，掌握電工基本操作技能之一的錫焊技術，培養安全用電常識，培養學生認真負責的工作態度，養成嚴謹細致的工作作風，培育高職學生良好的職業素養。通過萬用表調試，掌握萬用表的校準、使用方法，學會簡單常見電路故障判斷、分析和處理方法。歷經一周的辛勞，學生捧著完整可用的萬用表，興奮之情溢于言表，成就感油然而生，這會極大地觸發學生的學習欲望，實訓目的也就達到，學生的職業技能和職業素質也在提高當中，離高職培養目標又靠近了一步。該校還在模擬電子技術課程后開設電子基本技能實訓實訓課程，進行為期一周的收音機的安裝、調試實訓。通過實訓，進一步掌握錫焊技術，提高復雜電路的讀圖、分析能力，學會晶體管靜態工作點的測試方法，了解晶體管電路的信號放大過程，拓展模擬電路知識，學以致用，進而了解收音機的工作原理，掌握復雜電路故障處理方法。調試好的收音機就可聽聽新聞聽聽歌，豐富學生的課余生活，讓學生感受到實訓教學和學習所帶來的愉悅，讓學生樂于學習。
在數字電子技術課程后開設數字電路實訓，進行為期一周的數字電子鐘的設計、組裝和調試實訓。通過實訓，了解各邏輯門電路、顯示譯碼器的工作原理，了解各集成計數器的原理及進制轉換，進而設計秒、分、時的單元計時電路并進行組裝調試，將所學數字電路知識轉換為生活中常見的用于計時的數字電子鐘。
在電子技術課程后開設電話機組裝與調維修實訓和對講機組裝與調維修實訓課程，進行為期兩周的電話機、對講機的組裝與維修實訓。通過實訓，了解電子產品的生產工藝過程，掌握裝配、焊接技術，了解示波器、頻率計等儀器儀表的使用方法，熟悉電話機、對講機的維修步驟、方法，掌握更復雜電路故障處理方法，培養學生在實際工作中的基本技能，使學生畢業后能盡快適應工作崗位、獨當一面。裝配好的電話機、對講機就可拿回宿舍或拿回家使用，也讓學生體會到學習的實用性，通過學習、實踐，可以做出實用好用的產品。
總之，通過實訓教學，讓學生感受學習的樂趣，體會成功的喜悅，逐步積累成就感，激發學習的積極性，讓學生主動學習、樂于學習。通過實訓教學，培養學生自主學習能力，提升學生的綜合素質，高職學生實踐能力的提高，就業競爭力自然增強，也就更受企業等用人單位的青睞。
需要指出的是，目前大部分高職院校都是以前中專學校的升格，雖經過多年建設、積累，但電工電子基礎實驗實訓條件還不是很完善。近些年，大部分高職院校的絕大部分經費都投向了專業課程的實驗實訓基地建設，弱化了基礎實驗實訓基地的建設與設備更新，導致電工電子實驗實訓都在吃著老本，用著十幾年前甚至更老的儀器設備，跟不上現代工業的腳步，達不到電路設計的要求，實驗實訓教學質量也因此受到影響。電路電子正因為是基礎，關系并影響后續專業課程的學習，電路電子實驗實踐技能也同樣是后續專業技能鍛煉和提升的奠基石，所以應合理增加電工電子基礎實驗實訓經費，更新實驗實訓儀器設備，加強基礎實驗實訓基地建設，改善實驗實訓條件，以滿足實驗實訓開設要求，為學生創造良的實踐條件，更好更快地鍛煉、培養學生的電路電子綜合技能。
綜上，要培養高素質技能型人才，就必須培養和提高高職學生的實踐動手能力，在高職教育階段不論是基礎課程還是專業課程都應突出實踐教學地位、加大實踐教學力度。同時根據學生的實際情況，改進實踐教學內容，樹立學生的自信心，讓學生體會成功的喜悅，讓學生主動學習、樂于學習，從而改善實踐教學效果。通過實踐教學，提高高職學生的職業技能，提升學生的綜合素質，增強高職學生的就業競爭力，為高職學生的職業發展打下堅實基礎。
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電工入門知識教程范文4
關鍵詞：Xenserver；虛擬實驗；創新；模擬電子技術
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）26-0023-03
模擬電子技術是電氣，電子類專業基礎課程，模擬電子技術實驗則是以理論為導向，將課堂知識與實驗相結合，真正使學生在實驗中學有所用，學有所得。但模擬電子技術實驗具有原理復雜、操作繁瑣、要求較高、效果差的特點，而且單獨的仿真軟件又不具備在線交流，深入探究的功能，因此建設基于multisim的模擬電子技術虛擬網絡實驗平臺可趨利避害。虛擬網絡實驗平臺不僅彌補了實驗器材缺乏、損耗，實驗室空間不足等問題，而且可以很好地將學生融入其中，使其學有所樂，樂有所得。同時虛擬網絡實驗平臺不僅包括模擬電子技術基礎實驗，而且對于綜合型、設計型實驗，學生也可在此基礎上自行發揮與探究，與其他同學交流學習。因此建設虛擬網絡實驗平臺對于培養出基礎扎實、知識面廣、實驗能力強、創新意識高的人才具有較大的實踐意義。
1虛擬網絡實驗平臺發展必要性
1.1國內虛擬現實技術研究現狀
虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，同時虛擬實驗是信息化、模擬化教學的一個重要組成部分。根據我國的科技發展國情，制定了開展虛擬現實技術的各項研究。名勝旅游、展出展館、工業仿真以及國家自然科學基金委、國家高技術研究發展計劃等都把虛擬現實技術列入研究項目。在緊跟虛擬技術發展的同時，國內一些高校，已積極投入到了這一領域的研究，比如北京師范大學基于虛擬空間的三維電子線路實驗環境，上海交通大學的機器人遠程控制系統，中國科學技術大學的物理實驗虛擬仿真系統，浙江大學化學虛擬實驗操作等都為虛擬實驗發展開辟了道路。
本平臺為石家莊鐵道大學遠程訪問虛擬機仿真實驗系統為高校實驗平臺建設提出新的理論與途徑。緊跟虛擬技術發展的腳步，力求創新。
1.2 現實實驗面臨的問題
1）電學實驗等由于自身具有實驗原理復雜，連線困難，操作不易等特點，學生總是望而生畏，實驗課上畏手畏腳，實驗課下敷衍了事。這給高校實驗教學質量帶來嚴重影響。
2）實驗器材耗損問題，由于現實實驗保護措施不足或者學生操作不當等原因造成的器材損壞以及時間，溫度等原因造成的器材損耗給實驗的準確性、真實性造成的影響。
3）電學實驗的多樣性，綜合性。由于電學實驗不拘泥于基本電路，因此現實實驗的改裝電路，組合電路往往造成連線復雜不清，容易造成短路，斷路等問題。
4）實驗教學出現僧多粥少的局面，學生做實驗限定地點，限定時間，限定實驗，對于學有余力的學生往往學不到更多的知識，學生實驗也逐漸成為一種形式。
5）學生平時自己在操作實驗箱時缺乏創造性，對于設計性實驗，動手能力嚴重不足，沒有實驗的拓展延伸創新。
1.3 虛擬網絡實驗平臺發展價值
仿真軟件multisim具有超強的仿真能力，它可以對模擬電子技術電路進行仿真，同時分析結果可以以數值或波形直觀地顯示出來，當仿真失敗時，不僅不會損耗實際器材，而且還會顯示出錯信息，提示可能出錯的原因，然而僅僅一個仿真軟件并不具備交互，交流，探究，深入學習的功能，因此充分利用計算機網絡與虛擬機技術，將信息技術與仿真技術相結合的方式就很有必要。這樣的方案不僅能解決上述問題，而且具有真實性、交互性、簡單和易實現等特點。虛擬網絡實驗平臺建設可以說是在教育教學上一次重要的發展創新，也是互聯網大潮來臨之際一次重大革新。
2虛擬網絡實驗平臺功能介紹
2.1設計目標
模擬電子技術虛擬網絡實驗平臺的設計目標是，改變高?，F有實驗教學中普遍存在的各種問題和提高教學質量以及增強學生實驗素質和創新能力，通過虛擬化的實驗模擬，讓學生切實體會理論的深刻內涵，幫助學生在現實實驗中操作自如。利用multisim軟件的仿真功能，joomla的網頁構建功能，虛擬機的虛擬擴展功能和網絡的交互交流功能，將模擬電子技術虛擬網絡實驗平臺建設成一個探索性學習，創新性學習，自由式學習，協同性學習的教學工具。
2.2結構布局及其功能
虛擬網絡實驗平臺分為登陸，基礎實驗仿真操作，創新性實驗模擬，在線交流探討，實驗報告瀏覽與下載等功能。
首頁上有以下模塊：
1）實驗報告電子版講義功能模塊
這是紙質版的實驗報告在后臺以發文章的形式呈現在網站上，其中包括基礎實驗仿真操作模塊包括常用半導體器件的識別與簡單測試、單管共射放大電路、負反饋交流放大電路、集成運放組成的基本運算電路、電壓比較器的研究、RC正弦波振蕩電路、非正弦波發生電路、OTL/OCL 互補功率放大器、集成功率放大器、有源濾波器、整流濾波與穩壓電路等12個基礎實驗的實驗報告（包括實驗原理，實驗器材，實驗步驟，預備知識等），實驗電路參考仿真圖（在此模板基礎上可以修改個別器件的參數，可觀察修改后對整體電路或部分電路的影響）便于同學們在校園網免流的環境下可以隨時隨地查閱報告，在普遍使用智能手機的當下，通過這樣的一種方式可以激發同學們的學習興趣，從網上游習變為網上學習、網上實驗。創新性實驗模擬支持在原有的實驗電路基礎上修改創新也支持新建空白界面搭建電路，此模塊主要方便深入探究學習模擬電子技術。對于一些包括反饋系統，多級放大系統等電路的研究更加清晰易懂。
2）仿真實驗平臺模塊功能
這部分的功能是本系統的主要功能，即核心部分。通過進入仿真實驗平臺界面，有多個開啟Xenserver環境里面搭建的虛擬機的按鈕，學生可以通過分配的IP號與密碼登錄到實驗仿真界面（如圖1所示），從而進行遠程訪問云平臺的虛擬機進行學生實驗，這樣免去了學生在本地安裝仿真的繁瑣過程，大大提高了學生的實驗效率。學生在虛擬實驗環境中按實驗步驟完成整個虛擬實驗，允許重做，直到駕輕就熟，不受時間、地點制約。而對于學生在原有電路的修改并不影響后續其他人的實驗，任何修改在退出登陸后都將恢復如初。
3）交互留言模塊功能
交互留言是此虛擬仿真系統的重要組成部分，起到反饋的作用。相當于Blog或技術交流論壇。在線交流探討模塊實現學習的交互功能，使用者可以對實驗電路做出設想與建議，方便學生參與到教與學對于指導教師來說可以關注學生在實驗過程中的投入程度和過程性評價。在此平臺留言模塊教師也可考慮學生對本課程或實驗的建議與意見，使實驗課程或理論到達更高水平的層次。同學們之間可以討論模擬電子技術里面的技術問題，也可以是同學們向老師詢問問題，老師專家們甚至可以互相切磋。
4）視頻播放功能
此菜單欄模塊是補充部分，起到輔助作用。是為教學提供便利和為學生在課余學習更多的技能服務。視頻里面介紹了幾種廠家的示波器的使用方法，如何操作示波器以及介紹各種電子元器件的型號，拓展同學們的知識面，以便更好地實踐。
5）虛擬存儲器NFS功能
NFS即網絡文件系統，是FreeBSD支持的文件系統中的一種，它允許網絡中的計算機之間通過TCP/IP網絡共享資源。在NFS的應用中，本地NFS的客戶端應用可以透明地讀寫位于遠端NFS服務器上的文件，就像訪問本地文件一樣。通過平臺內嵌的教學和實驗反饋功能及時核查學生報告中的實驗行為，監督和考評學生的實驗能力，瞬間實現一對多模式，隨時隨地教學。這樣就實現了學生和老師交互的途徑。
3虛擬網絡實驗平臺建設總體設計
本項目的整體構架（如圖2所示），在XEN環境下虛擬，搭建網頁服務器xampp，通過網頁來獲取遠程實驗機器和密碼。 “虛擬機里嵌套虛擬機”，這是本項目的核心創新之處，也是國內虛擬實驗首次創新。Joomla服務網頁通過后臺python語言腳本來控制和檢測虛擬機的開關。虛擬機在運行（或者說用戶在使用時）可以將自己產生的數據通過NFS的形式進行保存，并且每一個虛擬機采用一種類似影子系統的軟件進行數據還原，避免產生更多的用戶垃圾。
圖2 項目的整體構架
3.1前臺網站搭建
1）網站的搭建采用目前流行的joomla平臺搭建，使用了WebExperts作為網站的基本模板。
2）在主頁上位了便于用戶使用，本平臺以Multisim軟件為對象，加入了仿真實驗平臺、在線幫助、實驗指導書和在線留言四大模塊鏈接。用戶可以在主頁上進入虛擬實驗平臺，了解本平臺的使用介紹，提前學習實驗指導流程和對實驗問題的在線交流。
3）在網站主頁上加入了在線QQ留言，便于用戶在使用過程中遇到平臺不能使用或其他較為緊急的情況可以通過本鏈接及時聯系技術人員。另外就是加入賬號機制，是用戶可以擁有自己的賬戶而獲得更多的是用權限。另外我們也將不斷更新升級該網站以及主頁新聞話題，
不斷貼合用戶的使用。
如圖3為當前設計網站主頁， 如圖4為實驗指導書的下拉菜單，如圖5為網站主頁框架布局。
3.2虛擬機平臺搭建
虛擬機上有虛擬機，通過遠程來解決在本機上需要安裝的麻煩，這也是服務教學和在教學事業上的創新。
以下分為四個部分：
1） 在Xenserver的基礎運行上有一個環境，具體下面對Xen進行介紹，Xen作為個軟件開源的軟件，學校在實驗教學樓引進了華為的三臺機器，作為后臺的服務器0。
2） 客戶端的多個虛擬機，是學生在遠程登陸界面，進行自己的仿真電路實驗，這樣就可以像在自己的電腦一般，免去在自己的電腦上再次安裝冗余的安裝包，使用簡便。
3） 在CentOS的系統下，這是屬于Linux的操作系統范疇。在這里面嵌入網頁的后臺，相關搭建在后續。
3.3實驗仿真軟件嵌入
此虛擬網絡實驗平臺安裝的是multisim12.0版本，當所有任務完成后（包括網頁構建完成，學生可通過互聯網登錄以及虛擬機的虛擬擴展實現等），將multisim鑲嵌于實驗平臺，學生登入后可一目了然，簡便操作，快速入門。
登入VM宿主機軟件為將multisim12.0版本與虛擬網絡實驗平成接口任務，如圖6：
圖6 圖7 圖8
宿主機地址為202.206.32.235，將主機地址輸入登入方式如圖7以及圖8。
3.4學習資源共享（NFS）
在搭建虛擬網絡實驗平臺大環境構架基礎上，為使實驗平臺真正成為有內涵，有資源，有幫助的學習工具，在實驗平臺上添加學習資料便舉足輕重。12個模擬電子技術基礎實驗從實驗理論到實驗仿真將為實驗者一一呈現，使學生實驗的同時，深入理解實驗原理，全局透析電路連接。對于電壓放大電路或功率放大電路都可以通過預加的萬用表或者雙蹤示波器觀察。對于基本電路研究，在一些仿真圖旁增加了基本公式，便于學生對電路理解分析。對于一些仿真，軟件都無法實現的如：萬用表的二極管檔位，這里就采用的是利用雙蹤示波器觀察二極管、穩壓管伏安特性曲線的方法。甚至于一些功率放大器不能獲得的，這里也巧妙的使用了其替代品，其性能一致，結果大同。對于虛擬網絡實驗平臺參考教材《模擬電子技術基礎簡明教程（第三版）》（清華大學出版社）上的仿真練習，我們也將以multisim12.0格式為其展現，該部分將作為附錄寫入其中。當然對于后續國家發展和學生建議，模擬電子技術虛擬網絡實驗平臺也將緊跟時代，更新內容。
虛擬網絡實驗平臺交流模塊相信會成為學生們最為感興趣的，尤其在這里不僅有文字的交流而且還有表情的傳達，當然最為主要的是，這里相當于一個大的QQ群，學生可以提出問題也可以解決問題，可以交流心得也可以提出質疑。這里也方便詢問錯誤仿真原因，同學之間可以在線修改，大大節省時間和精力，也大大方便實際實驗操作。
4虛擬網絡實驗平臺測試
我們對網站和虛擬平臺在不斷進行著測試。在前臺網站我們的留言板采用easybook進行留言創建，通過設計和不斷改善使之更便于留言，使之交流可以更加豐富多樣。主頁上的QQ留言是為訪問者提供的一種與后臺服務人員直接聯系的方式，這便在平臺使用中突發問題而導致訪問者不能正常使用，這樣就可以通過該QQ及時通知技術人員進行解決。仿真平臺我們通過后臺建立了幾臺虛擬機，用戶通過前臺鏈接進入，后臺分配給用戶一臺虛擬機以及進入賬號和密碼，防止兩人同時登陸上同一臺虛擬機。
5總結
當今時代是信息和知識經濟的時代，實驗教育的目的是培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才。虛擬網絡實驗平臺以其資源共享，教學融合，創新發展的屬性擴展了實驗教學的功能，為學生提供了一種嶄新的實驗形式。虛擬網絡實驗平臺以先進的信息技術和仿真為基礎，革新傳統的教學實驗模式，推動實驗課程遠程教育的發展。在學校局域網條件下，同學們對其使用效果普遍反映良好，方便實用，但是局部須有進一步提升。
虛擬網絡實驗平臺是互聯網+教育的又一次發展，虛擬網絡實驗平臺跟上實驗的時代性，先進性，創新性和豐富性，創造 了有活力，有趣味，不受時間、空間制約的開放性實驗環境。同時構建虛擬網絡實驗平臺經濟、高效且前景可觀。其誘人的前景不僅在實驗教學上獲得的應用，而且在未來社會生產中也會有巨大的利用價值。如今創新創業呼聲之高，未來信息網絡與仿真技術的更多融合不可估量。
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