項目驅動教學在電子技術課程的應用

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項目驅動教學在電子技術課程的應用

摘要:以上海師范大學信息與機電工程學院汽車服務工程專業教學為例,針對傳統教學中存在的問題,以實例論述了項目驅動教學模式在“電子技術課程中的應用和探索。通過項目驅動教學模式,實現授課理論與實踐的有機結合,提高學生運用理論知識解決實際問題的能力,有利于培養學生的創新實踐能力和團隊合作精神。

關鍵詞:項目驅動教學;電子技術;創新能力

1電子技術課程特點

電子技術課程是上海師范大學信息與機電工程學院機電、汽車服務工程、電氣自動化和電子信息等專業的專業必修課,主要有4個特點:首先是電子技術課程知識體系較為完整。它涉及了如模擬電子、數字電子和電力電子等,涵蓋了豐富的知識體系。其次是具有很強的理論性,主要涉及了常見的電壓和功率放大電路、整流濾波電路、集成運算放大器電路、晶閘管電路、組合邏輯電路和時序邏輯電路等,并由此延伸出在各方面的應用,要求學生能夠準確分析和設計相關電路。這就要求學生要掌握常見電子元器件(二極管、三極管、穩壓管、晶閘管、邏輯門、觸發器等)的原理和使用特點。第三個特點是先進性,隨著科技的進步和發展,授課內容要跟隨時代的發展不斷更新,不能多少年一成不變。第四個特點是實用性,從基本元器件到簡單電子電路的實際教學中,只有將相關理論知識與汽車專業中的實際問題有機結合起來,才能讓學生既學到了電子技術課程的相關理論知識,又能培養學生解決與汽車專業相關的電子技術問題的能力。

2電子技術課程存在問題

現有的教學方法以教師授課為主,對學生直接傳授知識,滿堂灌,不重視學生如何“學”。一方面這種傳統的教學方式不利于具有創新能力的創造型人才的培養,學生在完成本課程學習之后,不能將理論與實際相結合,創新能力相對薄弱。另一方面電子技術內容多且比較復雜。學生即使理解了電子技術課程中基本元器件、基本電路的構成和工作原理,但很難將這些元器件和基本電路融合在一起來分析和設計較為復雜的電子電路。

3項目驅動教學模式在電子技術課程中的應用

項目驅動教學模式與傳統教師授課教學模式相比,是一種行為引導式的教學方式。通過“項目”教授知識,教師可以針對本課程內容、知識點和教學大綱要求,選取適宜的教學實踐項目,讓學生在教學過程中完整地參與教學實踐項目分析、項目方案制定、項目方案實施、項目調試試驗、項目總結研討等整個過程,通過動手做項目可以將課堂中的理論知識運用到實際中,與課堂的理論授課有機融合施教。針對電子技術課程教學目標,在此以設計并制作一簡易直流穩壓電源為例,簡要介紹項目驅動教學方法。

3.1項目要求

用變壓器、二極管、電容、穩壓管等元器件設計并制作一個小功率直流穩壓電源。設計要求:輸入工作電壓交流220V,頻率50Hz;輸出工作電壓為正、負電壓12V;輸出工作電流1A,容量24W;輸入端須上電指示燈,輸出端須具備短路和過流保護功能。

3.2項目方案分析

根據項目要求,設計的小功率直流穩壓電源由整流變壓器、整流電路、濾波器和穩壓電路4個部分組成。整流變壓器是將正弦交流220V,頻率50Hz的電壓變換為整流所需要的正弦交流電壓,然后通過整流電路利用二極管的單向導電性,將頻率50Hz的正弦交流電壓變為單向脈動的直流電壓。為了改善整流電壓的脈動程度,需加接濾波器來濾除整流電壓的紋波成分,得到較為平滑的直流電壓。經整流和濾波后的電壓往往會隨著交流電源電壓的波動和負載的變化而變化,電壓的不穩定會產生測量的誤差,引起控制裝置工作不穩定,因而在整流電路和濾波器之后,還需接穩壓電路,這樣才能得到滿足要求的穩定的直流電壓。

3.3項目方案制定

基于以上分析,本設計中電源變壓器采用降壓變壓器,整流電路采用4個二極管構成的橋式整流電路,濾波電路采用結構簡單的電容濾波,穩壓電路采用將串聯穩壓電源和保護電路集成在一起的集成穩壓器CW7812和CW7912結合并裝設相關外圍元件而成,這樣就滿足了12V正、負電壓的電源輸出,且能防止產生自激振蕩。在電路輸入端接一發光二極管和限流電阻,可實現上電指示。

3.4項目方案實施

根據以上項目方案分析和制定,用電路繪圖軟件畫出電路原理圖,然后根據項目要求,計算出電路原理圖中所有元器件的理論值,最后根據元器件特性和工程經驗來確定元器件參數及型號。參數計算要求:變壓器二次電流及電壓、變壓器變比、變壓器容量及型號;二極管的整流電流及型號;限流電阻的阻值和功率;濾波電容的容值和耐壓以及類型;集成穩壓塊型號等。電子元器件選擇后,在洞洞板上按電路原理圖搭建實際電路,并焊接,同時在電源輸入端和輸出端引出接線端口,以備測試使用。

3.5項目調試

首先不通電,檢查電路(注意二極管和電解電容的極性),無誤之后在輸入端口上接通220VAC交流電源,并將電源線連接在雙蹤示波器的一根探針上,觀察輸入信號是否送入電路;示波器的另一根探針依次分別連接在濾波電路輸出端和±12V穩壓電路輸出端,觀察各輸出端口電壓波形,并用萬用表來測量各輸出端口的直流和交流電壓值,以便根據波形和測量值判別電路中元器件的是否正常工作。

3.6項目總結研討

學生在完成項目后要提交電路原理圖、元器件選取計算書和電路板。老師組織學生開展本次項目驅動教學的總結研討活動,首先學生闡述項目設計方案,并對本項目在實施過程中遇到的關鍵問題進行分析并提出解決方案。老師對學生提出的問題進行講解,現場對設計制作的電路板進行檢查和驗收,并對本次項目驅動教學活動進行總結等。

4結論

通過對上海師范大學信息與機電工程學院汽車服務工程專業學生在電子技術課程中實施項目驅動教學方法,可以有效激發學生對電子技術課程的學習興趣,并能將電子技術相關理論知識與汽車專業中的實際問題有機結合起來,培養學生團隊協作及工程實踐能力。在以后的教學過程中要不斷改進教學方法,培養出適應市場要求的學生,實現為社會培養應用型人才的教育目標。

參考文獻:

[1]袁曉靜.項目驅動教學在機械基礎教學中的應用探討[J].湖北農機化,2019(2):29.

[2]李傳江,袁秀平.項目驅動教學在“自動控制原理”課程中的實例應用[J].黑龍江教育(高教研究與評估),2018(6):31-32.

作者:袁秀平 董淑冷 單位:上海師范大學信息與機電工程學院

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