电子学论文范文

2022-05-08

写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《电子学论文范文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。摘要:生物医学工程是一个交叉学科,生物医学电子学在生物医学工程专业课程体系中具有承先启后的作用。在天津工业大学生物医学工程专业本科生培养过程中,《生物医学电子学》是本专业非常重视的一门重要专业基础课。

第一篇:电子学论文范文

浅析应用物理专业的《电工电子学》教学

摘要:文章针对应用物理专业《电工电子学》的教学,简要分析这一课程的特点,从教材选用、能力培养、兴趣引导和教学手段等方面对《电工电子学》教学提出一些教学举措,同时也对非电专业的《电工电子学》提出建议,以便更好地开展应用物理专业的《电工电子学》教学工作,更好地为应用物理专业的学生服务。

关键词:应用物理;电工电子;教学方法

《电工电子学》是应用物理专业的一门专业必修课,在整个课程体系中占有重要的地位,是培养学生设计能力和创新精神的重要课程。在内容上,主要包含电路、电机、模拟电路和数字电路等。该课程的专业理论和实践性较强。对于应用物理专业的学生,由于缺少相关课程的支撑,在后续课程中的应用也较少,因而,在该课程的教学中存在一定难度。本文从教材选用、能力培养、兴趣引导及教学手段等几个方面做了一些探索,旨在提高应用物理专业《电工电子学》课程的教学效果,希望能对其他院校理科专业的《电工电子学》教学提供一些借鉴。

一、选用合适教材,突出能力培养

《电工电子学》的教材鳞次栉比,可以根据专业方向和学时安排进行合理选择。在前期教学中,河南工业大学针对应用物理专业的学生选用的教材是秦增煌主编的《电工学》(上、下册),学时安排是:两个学期各72学时(包含60学时的理论教学和12学时的实验教学)。但在教学过程中发现,学生对该课程的知识要求不断提高,更有学生考研想转向电类专业,因此,这套教材已不满足当前学校应用物理专业的教学需求。后来,学校及时修订教学大纲,将教材更换为邱关源主编的《电路》(第五版)、康华光主编的《电子技术基础——模拟部分》(第五版)和閆石主编的《数字电子技术基础》(第五版)。将上、下学期的学时调整为90学时和72学时(各含12学时的实验教学)。改革后,学生的学习积极性明显提升,教学效果也获得显著提高,并且对学生的考研和就业也是一种助力。

相关电路知识的学习可能对理科学生的专业学习帮助有限,但在培养他们分析、解决问题以及创新思维的能力方面却能让学生长期受益。因而,在教学中,学校以学生为主体,在传输知识的同时,突出能力培养。在每次课上,教师会留出10分钟的课堂讨论时间,给学生一些与生活相关的设计性题目,让他们自由想象,提出问题,给出初步方案。在作业的安排上,学校不搞题海战术,通常会挑选一些典型的题目,甚至就同一道题目鼓励学生用两种以上的方法求解。比如,对于含有受控源电路的戴维宁等效,在求等效电阻时,除了外加电源法和求开路电压、短路电流法外,还会鼓励学生用受控源的等效变换法进行求解。这样,在做作业的时候,学生不仅会深刻地理解相关知识,同时也会开阔思路,培养创新能力。有时,掌握相关的专业知识不是最重要的,比这更重要的是学生想象力的提升和对本专业的好奇心。学生一旦对某方面的知识产生浓厚的兴趣,今后的学习就是一项轻松愉快的享受过程。学习也由被动接受和灌输转变为主动探究和摸索,学习也由压力变成一种愉快的成长,这种转变对学生来说是最重要的。

二、利用多媒体教学,做好兴趣引导

多媒体在现代课堂教学中起着重要作用,可以让一些烦琐、枯燥的理论知识变得生动、直观。在课件制作上,我们会尽量减少抽象的文字和公式,而以动画和图片为主。比如,在讲解触发器的相关内容时,课件全部采用动画和图片,让学生按照动画演示,分析电路的结构,归纳触发器在不同赋值时的逻辑功能。再如,集成运放这一章的内容对学生来说,要想完全掌握有一定的难度,在讲解时,我们会给学生展示大量的实物图片,用动画效果展现集成运放的工作过程,在形成直观印象的基础上,引出理想集成运放的特征,让学生自己思考,得到理想集成运放的转移特性,总结出分析集成运放电路的基本依据。让学生参与课堂教学,这不仅能够更深刻地理解课堂知识,还能激发他们的学习兴趣。课堂教学不应该是教师的“一言堂”,教学应该是教师和学生共同参与的一个过程,尤其应突出学生的主体地位,才能真正改变过去那种低效的传统应试教学模式,真正走向素质教育,让学生的综合素质得到本质的提高,毕业后找到更好的工作,适应这个竞争激烈的社会。

启发式教学是引导学生学习兴趣的重要教学手段。针对应用物理专业的特点,在新内容的讲解上,尽可能从他们熟悉的物理原理出发,引入相关知识。比如,在讲解基尔霍夫定律时,让学生回顾电流的形成和电场力做功,从而得到电流的连续性和电场力的保守性,进而在讲解结点、支路和回路等相关概念的基础上,掌握基尔霍夫定律。再如,在讲解相量概念时,教师可以让学生自己来讲解物理中的“旋转矢量法”。这不但能将新概念和已知知识建立起对应关系,对学生理解新知识也会起到事半功倍的效果。

三、引入课堂实验,提高设计能力

纯粹的课堂讲授,特别是“填鸭式”教学会让学生感到疲倦,无所适从,引入课堂实验,不仅可以激发学生兴趣,同时也会让学生将知识学以致用,加深对相关内容的理解和牢固掌握。Multisim是一款功能强大的仿真软件,可以让学生不受实验条件的限制进行实验。在教学中,对较难理解的教学内容,教师可以在课堂上用Multisim软件构建一个仿真电路,展示实验结果。比如,在讲解替代定理时,可以设计若干仿真电路,利用软件中的虚拟仪器进行测量并对结果进行分析,从而让学生对定理的内容获得一个直观的印象,加深理解。再如,在讲解组合逻辑电路的设计时,可以在已有提示的基础上,给学生布置一个仿真作业(如四人抢答器或电子秒表等)。这样,在掌握知识的同时,也会培养学生的动手能力,激发学习兴趣,增强学习信心。任何知识都不能只停留在理论层面,必须让学生积极动手动脑,亲身去实践、去操作。只有在操作过程中,学生才能发现自己理论知识的掌握情况,才能在以后的学习中有目的地进行查漏补缺,才能更好地学习理论专业知识。而且,实践的过程有助于增强学生对已有知识的记忆,使这些专业知识得到更好的巩固和理解,突发新的灵感,提高创新能力。

除了课堂仿真实验外,更重要的是通过实物实验来提高学生的设计能力。我们在每一个学期都会安排12个学时的课内实验。针对应用物理专业没有专业电工实验室的问题,我们会与学校的电气学院合作进行实验教学。在实验内容的选择上,着重于那些技巧性强、设计思路灵活的实验。比如,在电路部分,我们选择的是戴维宁定理和诺顿定理及RLC电路的串、并联谐振和集成运放电路等;在模拟电路和数字电路部分,我们选择的是共射极放大电路、带倒计时功能的四人抢答器及电子秒表等。在实验时间的安排上,我们在每讲过一个相关内容后,马上安排相关实验,这样能够促进学生对相关知识的掌握。在实验完成后,我们会要求学生提交实验报告,并总结实验中的问题,提出改进措施。通过这些实验,学生不仅可以掌握相关知识,更重要的是可以学习一定的实验设计方法,提高设计能力,增强应用物理专业的就业竞争力。

四、注重知识目标,兼顾考研学生

就业是高等院校培养学生的基本目标之一。目前,应用物理专业学生的就业率逐年加大,而且一部分学生在考研時会转向电类专业。针对这种情况,在课程教学上,教师可以在完成教学大纲知识目标的同时,兼顾考研学生。对于教材中的一些选讲内容,可以抽出少量课时进行讲授,供学有余力和考研学生选学。在习题课的安排上,在讲解教材习题之外,也可以加入一些考研题目,这些习题并不要求全部学生都掌握,仅供有考研需求的学生参考。除了正常的答疑时间外,教师可以为考研学生留出专门的答疑时间,并在研究生考试前,为考研学生进行专门的辅导。

五、结语

随着电子技术的不断进步,《电工电子学》已经成为理工科专业的一门重要课程,在学生的知识掌握、能力培养及考研就业方面占据重要的地位。本文根据笔者近年来的教学实践给出一些浅显的改革措施和教学心得,以期对广大教师与学生有所帮助。近年的教学探索和实践表明,这些举措对应用物理专业《电工电子学》课程的教学及其在激发学生兴趣、提升设计能力及提高就业竞争力等方面有很好的效果。作为理科专业《电工电子学》的教师,仍需要更加深入地进行教学实践,不断修正、发展教学模式,使改革更加完善、深刻,达到更好的教学效果。

参考文献:

[1]郭攀锋,李欣,程杉.提高文科生的电工电子学课程教学质量方法探讨[J].新课程研究,2004,(11).

[2]徐彦凯,双凯,姜珊,钱步仁.“电工电子学”课程教学改革探索[J].中国电力教育,2014,(31).

[3]周美丽,刘生春,贾培军.电工电子学教学改革的探索与实践——论四段式教学模式[J].价值工程,2011,(19).

[4]鹿有强.浅谈电工教学中的理论与实践相结合[J].科技信息,2008,(30).

[5]朱洁.激发《电工基础》教学中学生兴趣的途径[J].中国高新技术企业,2008,(07).

[6]张丽英.多媒体技术在电工基础教学中的应用[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2007,(02).

[7]罗及红.关于改编中职学校物理教材内容的探讨[J].科技资讯,2006,(10).

[8]陈影,张宪,范毅军.浅谈如何提高电工电子学课堂教学质量[J].科技信息,2009,(13).

[9]张长华.浅谈《电工电子学》的教学方法[J].黑龙江科技信息,2010,(05).

作者:鲁俊超

第二篇:生物医学电子学实验教学探讨

摘 要:生物医学工程是一个交叉学科,生物医学电子学在生物医学工程专业课程体系中具有承先启后的作用。在天津工业大学生物医学工程专业本科生培养过程中,《生物医学电子学》是本专业非常重视的一门重要专业基础课。该课程的实验教学目前存在硬件实验资源和学生实践能力偏弱的问题,本研究探讨改革实验教学内容,加入设计人体血压检测等模块,使实验与生活体验相结合,有助于提高学生对本专业学习的兴趣,培养实际动手能力。

关键词:生物医学工程;生物医学电子学;实验教学

生物医学工程是一门交叉学科,将工程学与生物、医学紧密结合,旨在探索生命产生、演化规律,并利用工程手段解决生物及临床医学中的关键问题,在疾病的诊断、预防、治疗等方面提供技术支持和支撑。生物医学电子学是生物医学工程专业的一门专业基础课程。该课程作为连接生物学与电子信息科学的桥梁,综合运用了电子学和信息科学的理论和方法,如生物信息获取、生物信息分析和生物信息处理等手段,解决生物学、医学、生命科学中的相关问题。

天津工业大学生物医学工程专业自2012年开设以来,学院教师在国内各大知名高校进行了广泛调研。生物医学工程专业结合天津工业大学学校以及电子与信息工程学院的实际情况和办学特色,形成了以培养医学信号检测及仪器方向高端专业人才为目标,注重多学科交叉,强调工程技术和实践能力的培养模式。天津工业大学生物医学工程专业将生物医学电子学开设在大学二年级第一学期。本阶段是学生了解生物医学工程领域的行业特点,培养基本理论知识的学习能力,以及培训工程思维方式等问题的关键时期。

综合生物医学工程专业以往该课程教学工作总结、后续专业课程授课教师的反馈以及毕业论文的实际情况,我们发现生物医学电子学的开设能使学生掌握了生物医学工程专业的专业特色,具备了一定的生物医学信号检测的设计思维。但学生在理论联系实际以及动手能力等方面,还有待提高和改进。

生物医学电子学课程围绕生物医学信号采集系统的组成和特點,将生理学、电子信息、信号处理等知识点进行介绍。在常用的人体体表生理信号检测中,心电图、肌电图、脉搏波、血氧饱和度、呼吸、血压等信号都是本专业需要重点讲解的部分。其中,人体血压测量是学生最早体验过的医疗器械之一,对该设备的讲解,能够提高学生的学习积极性,促进学生对生物医学信号采集处理过程的认识和理解。

目前本课程设置为45学时,其中30学时授课,15学时实验。由于生物医学电子学实验是学生们接触到的第一门专业课实验。因此,在实验课程设计方面,需要考虑实验内容如何增强学生应用多学科知识解决专业问题的能力,提高学生的实际动手能力。以往的实验课程由实验箱进行独立的4次实验,4次独立实验的关联性不足。并且,由于实验箱具有较高的封闭性和整体性,学生的实验过程仅需按步骤插线并获得实验结果,因此学生往往并不能通过15学时的实验内容达到对教学内容产生足够的了解和认识。

鉴于以上情况,按照生物医学工程专业课程建设规划和人才培养模式的特点,综合以往教学经验,突出实践教学的重要性,我们尝试将生物医学电子学实验教学过程中4次独立实验内容改为一个完整的血压检测硬件设计实验,并设计了“理论学习-市场调研-仿真实验-电路调试-验证实验”的实验教学模式,这有效提高了生物医学工程专业本科生对实际问题的调研、分析和解决的能力。

实验课程给学生提供的主要资料和器材包括实验手册、PCB板、必要的电路调试、焊接工具等。学生每4~6人为一组,需要完成实验内容,并撰写实验报告。实验报告内容包括:血压检测原理说明、电子血压计市场调研、滤波器仿真设计、硬件电路焊接及调试、血压信号波形显示、实验成本分析、个人总结等内容。

由于人体生物医学信号具有信号弱、频率低、安全要求高、易受心理因素干扰、工频干扰大等特点,因此,在实验课程设计方面,选择了电路结构相对简单、对各学科知识点要求相对较高的人体血压信号进行采集和处理。

人体血压信号采集的硬件模块设计具有很强的实践性,并且在整个专业课程中起到承先启后的作用——既是《基础医学》《人体解剖》以及《电路理论》等课程的后续延展,又是《传感器与医学工程》《医学电子仪器设计》《嵌入式系统》等课程的先导基础。生物医学电子学的课程讲授及实验内容的设计,在学生的专业兴趣培养、职业规划等方面都具有十分重要的意义。

实践表明,通过改革后课程的学习,学生对专业的认知程度、对知识的掌握程度和团队合作意识等方面都得到提升。在今后的生物医学电子学课程教学中,应该继续以实践教学为主要手段,进一步完善相关实验内容,改进教育教法。

参考文献:

[1]郭圣文,吴效明.理工类院校生物医学工程专业人才培养模式探索与实践[J].

[2]崔栋,张光玉,郭永新,程运福,宋莉,焦青,鲁雯.生物医学工程专业电子学实验教学改革的研究与实践[J].中国医学物理学杂志,2012(03).

[3]赵丽萍.浅析生物医学工程人才培养模式现况[J].南京医科大学学报(社会科学版),2011(06).

[4]张燕,杜磊,王月丹,张卫光,宫恩聪,李学军,管又飞.基础医学实验教学中心在创新型医学人才培养中的建设与效果评价[J].实验技术与管理,2010(07).

[5]杨海波,吴艳茹,刘晓静,易小林.医学电子学教学中本科生创新能力培养探讨[J].中国医学物理学杂志,2010(04).

[6]马春排,李天钢,李自毅,周秦武.生物医学工程实践教学体系的建设[J].实验室研究与探索,2010(04).

[7]张怀文,胡博.创新型生物医学工程人才培养模式探讨[J].医学教育探索,2008(03).

作者简介:

韦然,郑羽,王慧泉,陈瑞娟,陈洪丽,田磊,天津市,天津工业大学电子与信息工程学院生物医学工程系。

作者:韦然 郑羽 王慧泉 陈瑞娟 陈洪丽 田磊

第三篇:电工电子学课程模块化授课体系研究

[摘 要]以模块化教育模式的主要思想为依据,结合车辆工程专业汽车电子控制技术方向的培养目标,构建了车辆工程专业电工电子学课程的模块化授课体系,通过案例分析可知,所采取的模块化授课方式能有效地培养学生分析和解决实际问题的能力。

[关键词]车辆工程 电工电子学 模块化授课体系

如何在有限的学时内,实现《电工电子学》教学内容与现代汽车电子技术应用实例的完美结合,有必要对模块化授课体系进行研究。

一、电工电子学授课内容

以模块化教育模式的两种流派的主要思想为依据,结合汽车电子控制技术所需的电学基础,打破学科体系,实施电工电子学课程授课内容的全新组合,体现授课内容的实用性和针对性。以高层次工程技术能力培养为准则,对电工电子学课程的授课内容进行模块化组合,重视理论知识与专业技术模块的重新组合,凸显电工电子学课程经典理论知识点在汽车电子技术中的具体应用案例。以适用和实用为原则,重新整合理论知识与专业技能的知识结构,形成与工程技术应用相一致的授课内容。电工电子学课程的传统授课内容如下:

第一章:电路的基本概念与基本定律

① 电路的作用与组成部分;② 电路模型;③ 电压和电流的参考方向;④ 欧姆定律;⑤ 电源有载工作、开路与短路;⑥ 基尔霍夫定律。

第三章:电路的暂态分析

① 电阻元件、电感元件、电容元件;② 储能元件和换路定则;③ RC电路响应;④ RL电路响应。

第四章:正弦交流电路

① 正弦电压与电流;② 正弦量的相量表示法;③ 单一参数的交流电路;④ 电阻、电感与电容元件串联交流电路。

第五章:三相电路

① 三相电压;② 负载星形联结的三相电路;③ 负载三角形联结的三相电路。

第六章:磁路与铁心线圈电路

① 磁路及其分析方法;② 交流铁心线圈电路;③ 电磁铁。

第七章:交流电动机

① 三相异步电动机的构造;② 三相异步电动机的转动原理;③ 三相异步电动机的电路分析;④ 三相异步电动机转矩与机械特性;⑤ 三相异步电动机的起动;⑥ 三相异步电动机的调速;⑦ 三相异步电动机的制动;⑧ 三相异步电动机铭牌数据。

第八章:直流电动机

① 直流电机的构造;② 直流电机的基本工作原理;③ 并励电动机的起动与反转;④ 直流电动机的机械特性;⑤ 并励(他励)电动机的调速。

第十四章:二极管和晶体管

① 半导体的导电特性;② PN结;③ 半导体二极管;④ 稳压二极管;⑤ 半导体三极管;⑥ 光电器件。

第十五章:基本放大电路

① 共发射极放大电路的组成;② 放大电路的静态分析;③ 静态工作点的稳定;④ 射极输出器;⑤ 互补对称功率放大电路;⑥ 场效应管及其放大电路;⑦ 放大电路的动态分析。

第十六章:集成运算放大器

① 集成运算放大器的简单介绍;② 运算放大器在信号运算方面的应用;③ 运算放大器在信号处理方面的应用;④ 运算放大器在波形产生方面的应用;⑤ 运算放大器在信号测量方面的应用。

第二十章:门电路和组合逻辑电路

① 脉冲信号;② 基本门电路及其组合;③ TTL门电路;④ CMOS门电路;⑤ 逻辑代数;⑥ 组合逻辑电路的分析与综合;⑦ 加法器;⑧ 编码器;⑨ 译码器和数字显示;⑩ 数据分配器和数据选择器。

第二十一章:触发器和时序逻辑电路

① 双稳态触发器;② 寄存器;③ 计数器;④ 由555定时器组成的单稳态触发器和无稳态触发器。

第二十三章:模拟量和数字量的转换

① D / A转换器;② A / D转换器。

二、模块化授课体系及案例分析

(一)模块化授课体系构建

以工程技术应用的实际需求为准则,将电工电子学课程的理论知识与汽车电子控制技术相关知识进行有机结合,体现授课内容的实用性和针对性,将授课内容分割为如下模块:

1.基础元件知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第一章和第三章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 电阻的分压网络在汽车电路中的应用;② 特殊电阻在汽车上的应用;③ 电容在汽车上的应用。

2.半导体器件知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第十四章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 三极管开关电路在汽车电子电路中的应用;② 三极管构成的多谐振荡器及其在汽车电子电路中的应用。

3.磁路及电磁器件知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第六章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 点火线圈;② 汽车继电器的典型应用。

4.交流电路知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第四章和第五章内容。

5.发电机和起动机知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第七章和第八章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 刮水电动机;② 汽车空调用鼓风电动机;③ 电动车窗电动机;④ 电动门锁电动机。

6.集成运算放大器知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第十五章和第十六章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 刮水电动机;② 汽车空调用鼓风电动机;③ 电动车窗电动机;④ 电动门锁电动机。

7.数字电路知识模块

这部分内容包含了《电工电子学》的第二十章、第二十一和第二十三章内容,引入的汽车电子技术知识为:① 汽车门钥匙开关或门开关闭锁、开锁动作;② 汽车防止键锁闭;③ 汽车转向灯闪光器;④ 汽车刮水器间歇控制器。

(二)案例分析

案例:在进行电工电子学课程基尔霍夫定律讲解时,融入汽车电子技术中“电阻的分压网络在汽车电路中的应用”知识,并以图1所示的汽车传感器电路中常用的直流单臂电桥——惠斯通电桥为对象,分析电桥四个桥臂电阻变化对桥臂电流及电压特性的影响,即可以对基尔霍夫定律的基础知识进行学习,又可以进行如图2所示的汽车进气歧管绝对压力传感器(电阻应变计式)工作原理的讲解。

采用类似的模块化授课方式,不仅可以开拓学生视野,而且有利于加强学生运用知识的能力和创新能力的培养。因此,通过理论知识与专业技术模块化讲授,可以有效地实现从传授知识为主到培养主动能力为主的转变,从被动接受到主动解惑为主的转变,从以培养共性为主到以培养个性为主的素质教育模式的转变。

三、结论

以模块化教育模式的主要思想为依据,结合车辆工程专业汽车电子控制技术所需的电学基础,实施电工电子学课程内容的模块化组合,形成与工程技术应用相一致的授课内容。构建了车辆工程专业电工电子学课程的模块化授课体系,引入汽车电子技术应用实例的讲解,有利于学生对电工电子学专业应用知识理解的加深,同时有助于培养学生分析和解决工程技术问题方面的素养。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郭朋彦,牛金星,高玉国.电子控制技术在车辆工程中的应用[J].华北水利水电学院学报,2011,(4).

[2] 姚嘉凌.车辆工程(汽车电子方向)新专业人才培养计划的构建[J].中国电力教育,2012,(23).

[3] 肖广兵,羊玢,万茂松,等.车辆工程专业电子信息类课程教学改革研究[J].江苏科技信息,2012,(11).

[责任编辑:左 芸]

作者:魏建伟 崔仲华 陈晓平 姚焕新 黄永青

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