电子教学论文范文

2022-05-12

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《电子教学论文范文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:电力电子器件又称为功率半导体器件。在教学过程中,发现大部分学生仅仅能够记住电力电子器件的基本工作特性,而对于电力电子器件的工作原理,很多学生都表示难以理解和掌握。该文作者通过课堂教学实践和对教材的总结,发现对于没有半导体物理知识背景的工科学生来说,半导体PN结的知识在教授电力电子器件的工作原理中起着非常重要作用。

第一篇:电子教学论文范文

由电子设计竞赛谈电子信息教学

摘 要:电子设计竞赛是教育部组织的在全国影响较大的比赛。通过对电子设计竞赛的探讨,研究了其对电子信息教学改革的积极影响。对有序组织开展电子设计竞赛,优化电子信息实验教学,培养高素质人才具有一定的指导作用。

关键词:电子设计;竞赛;电子信息教学

一、我国电子竞赛的现状

全国电子设计竞赛是教育部和工业和信息化部共同发起的大学生学科竞赛,是电子信息类学科最为重要的竞赛之一,学生的参赛成果足以作为检验学生创新能力培养的主要指标。但主要存在以下一些问题制约电子竞赛的发展。

1.电子竞赛创新方式和培训内容固定化,不能与实践教学环节紧密联系。

2.科技创新方式间相互独立,不便于各创新作品的重复性利用。

3.创新实践指导方式落后,学生缺乏自我增强意识和主动参与精神。

4.开放实验室项目未能与电子竞赛和模块化实践教学体系进行有机结合。

二、需要改进的目标

针对电子竞赛存在的问题,在培养大学生创新创业能力及应用型人才实施方案基础上,以培养学生创新实践能力和提高综合素质为根本,以电子竞赛为展示和检验平台,将实践教学进行模块化划分,并研究各模块间的关联性和统筹性,使得各模块进行柔性组合,更好地服务于不同的学生和不同的竞赛。

将电子竞赛机制和实践教学进行有机融合,使参赛学生在指导教师的培养下在各类大赛中取得更好的成绩,也使实践教学内容更加丰富和常态化,拓宽实践创新人才培养模式途径。

三、通过电子教学改革发挥电子设计竞赛对教学的引领作用

1.正确认识和准确定位职业电子设计技能竞赛。竞赛本质上就是以任务驱动的一个教学项目,可以短时间内提高专业技能水平。竞赛具有一定的选拔作用,是检验和激励的一种手段,要让学生和教师在准备和投入竞赛的过程中更快成长。

2.将专业人才培养与职业电子竞赛有机结合。职业技能竞赛是通过校企合作的竞赛途径,强化学生的职业技能,提高学生综合素质,培养学生解决实际问题的能力,为行业、企业培养高素质技能型人才。通过对照技能竞赛的构成要素和教学基本建设的构成要素,结合技能竞赛取得的成绩和出现的各种问题,系统地修订人才培养方案,针对商科的专业提出“学赛一体"的人才培养模式。

(1)专业人才培养目标对接竞赛指导思想。专业人才培养的目标与技能竞赛的宗旨非常切合,所以可以将对应的职业技能竞赛项目与专业建设进行融合,通过专业建设方案,将竞赛项目纳入专业的课程体系中。

(2)竞赛项目与专业建设配合。对照职业技能竞赛的项目,在修订专业课程体系的过程中,要进行全面的考虑,包括开设的课程,课程开设的时间,课程的内容、使用的教材等。充分发挥职业技能竞赛对专业建设的引导作用。形成“以赛促教、以赛促学、以赛促改”的教学观。组织教师通过研究、探讨竞赛文件,获得最新的行业信息,最新的工艺方法,同时也避免了因为部分教师缺乏实践业务经验,对学生的培训和教学内容与实际脱节和过时的问题。按照技能竞赛的内容,在授课的过程中合理设计实训项目和实训内容。很多技能竞赛裁判员来自企业,其评判标准来自实际业务,这样就可以将竞赛的评判标准、考核要点作为教学、实训项目的考核标准。

通过设计与竞赛接轨、与实际业务切合的综合训练题库,例如:外贸单证训练题库、报关竞赛题库、储配题库等来提高学生专业技能水平。同時,要组织教师通过校企合作开发新的校本教材,内容应包括最新的操作工艺、安全知识、环保概念、人文素养和心理素质及企业文化的内容等。竞赛方法与教学方法对接。电子设计竞赛基本上是团队参赛,突出强调合作的理念。技能的复合性要求选手的综合素养和能力,包括专业知识水平、知识道德修养以及各种能力等。

学生通过赛前培训和完成比赛的过程,是对其专业知识、技能和职业素养得到提升的过程,同时学生的沟通能力、表达能力、协作能力和创新意识、敬业精神等也得到加强。通过将竞赛方法引入课程和实训,可以提高学生的职业素养和职业道德。

(3)竞赛环境实训设备与实训基地建设对接。通过竞赛,竞赛环境和采用的实训设备,可以紧密地与校企合作,共同建设校内、校外实训基地联系起来,特别是将行业中新的设备、新的技术引入实训室。与企业共同开发实训项目,聘请行业专家担任竞赛和实训指导教师,也可以采用一对一的方式,校内、校外指导教师结对共同完成实训项目和竞赛的辅导工作。

(4)竞赛促进双师型教学团队建设。职业技能竞赛对竞赛指导教师提出更高的标准。一般院校的竞赛指导教师都是由专兼职教师共同组成,特别是来自企业一线的高技能专家。指导团队全程参与赛前准备、训练、考核和组织参赛。团队成员相互合作、相互配合、相互切磋。职业技能竞赛考核专业核心技能的熟练程度、岗位核心知识的掌握程度以及职业安全、节能意识的培养,对团队的每一位教师的教学理念和思想都带来很大的冲击。职业技能竞赛促进指导教师主动了解行业中的最新动态、新工艺、新技术,不断调整和更新教学内容,改进教学方法,将职业标准引入教学。同时在指导学生的过程中,指导教师的个人职业技能也得到很大的提高,从而促进了双师素质教学团队的建设。

四、电子信息教学的促进结果

电子设计竞赛促进电子信息教学抓住科技变革的机遇和世界接轨,努力提升自主创新研讨。深化实践教学改革是目前各大高校提倡的重点。电子竞赛,针对电子信息学科特点,在借鉴现有改革经验的基础上,将实践教学内容进行模块化划分,从成立电子竞赛学生社团、开放实验室及各类形式的科技创新活动等多模块出发对现有的实践教学内容进行改革,建立了一套长效的电子竞赛运行机制,显著提高了电子竞赛成绩,而且这种培养模式对其他学科竞赛也具有良好的借鉴作用。

参考文献:

[1]翟红云,凌艺春.电子设计竞赛促进下的单片机教学改革初步探索与研究[J].广西大学学报(自然科学版),2008(S1).

[2]王建盛,楼然苗.大学生电子设计竞赛对课程教学改革的启示[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2004(01).

[3]苗志全,靳文涛.培养学生创新精神和实践能力的有益尝试——从全国电子设计竞赛看如何深化实践教学改革[J].华北科技学院学报,2004(01).

[4]郭云林.重视电子竞赛推进教学改革——谈参加全国大学生电子设计竞赛的体会[J].电气电子教学学报,2003(01).

作者:曾蓉

第二篇:电力电子教学中电力电子器件的教学方法研究

摘 要:电力电子器件又称为功率半导体器件。在教学过程中,发现大部分学生仅仅能够记住电力电子器件的基本工作特性,而对于电力电子器件的工作原理,很多学生都表示难以理解和掌握。该文作者通过课堂教学实践和对教材的总结,发现对于没有半导体物理知识背景的工科学生来说,半导体PN结的知识在教授电力电子器件的工作原理中起着非常重要作用。基于此,该文探讨怎样将PN结的知识合理的运用到每种电力电子器件的教学当中。教学实践证明,将半导体PN结的知识作为电力电子器件的教学基础,并且从PN结的角度来分析和教授电力电子器件,不但可以扩展学生的知识面,最重要的是可以使学生有能力清晰地理解电力电子器件的工作原理。

关键词:电力电子技术 电力电子器件 半导体PN结 晶闸管

Key words:Power electronics;Power electronic devices;Semiconductor PN junction;Thyrister

电力电子技术是20世纪后半叶诞生的一门崭新的技术,它广泛应用于电气工程中。电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的[1-2]。可以说,新型电力电子器件的产生是推动电力电子技术发展的原动力。电力电子技术的教材一般分为三大部分,第一部分就是电力电子器件,是全部电力电子技术的基础[3]。第二部分是电力电子电路,即能量变换电路。第三部分是各种变流电路中的控制技术和软开关技术。电力电子器件在能量变换主电路中起着处理能量的作用,是实现电能变换和控制的电子器件[4]。所以,电力电子器件的教学构成了电能变换电路和控制电路的教学所必不可少的基础环节。掌握电力电子器件的工作原理和工作特性可以为进一步学习电能变换电路奠定坚实的基础。

在教学过程中发现,电气工程专业的大部分学生仅仅能够通过记忆来掌握电力电子器件的基本工作特性,而不能理解电力电子器件的工作原理。如果学生缺乏对电力电子器件工作原理的理解,将很容易忘记或者是记忆混淆各种电力电子器件的工作特性。该文将探讨如何改进教学方法来增加学生对电力电子器件工作原理的理解与掌握。教学分析与实践证明,将半导体的基本元素—PN结的知识运用到电力电子器件的讲解中,将有助于学生消化和吸收各种电力电子器件的工作原理。下面将分两部分探讨电力电子器件的教学。第一部分是作者通过实践总结的对于电力电子教学有帮助的半导体PN结的基础知识。第二部分将探讨实践中作者是如何从半导体PN结的角度来分析和教授电力电子器件的工作原理。

1 半导体PN结的工作原理

半导体中存在两种载流子,分别是带负电的自由电子和带正电的空穴,电子或者空穴的运动就形成了电流。本征半导体的自由电子和空穴的数目相同[5]。在本征半导体中掺入微量杂质,其导电性能便可显著增加[6]。根据掺入杂质的性质不同,杂质半导体可分为N型半导体和P型半导体。N型半导体中,自由电子为多数载流子,空穴为少数载流子。P型半导体中,空穴为多数载流子,自由电子为少数载流子。

(1)PN结的形成。

当N型半导体和P型半导体结合后,多数载流子因浓度上的差异开始向对方进行扩散运动,如图1所示。稳定后,在交界面的两侧便形成了一个不能移动的带异性电荷的离子层,这就是空间电荷区,也就是PN结,如图2所示。空间电荷区的电阻率很高。

(2)PN结的单向导电性。

此时,给PN结外加正向电压,PN结将正向偏置。外加正电压时,由于外加电场与内电场方向相反,使得内电场被削弱。当外加电场大于内电场时,N区的电子将跨过空间电荷区进入到P区,P区的空穴也将进入到N区,因此形成了较大的正向电流,这时PN结处于导通状态。(见图3)

当给PN结加反向电压时,如图4所示,PN结将反向偏置。由于此时的外电场方向与内电场相同,因此内电场将变宽,PN结呈现高阻态,PN结截止。

PN结的“正向导通,反向截止”特性是PN结构成半导体器件的基础。学生牢固掌握和理解以上所述的PN结工作原理和特性,将有助于分析各种电力电子器件的工作原理。教学实践表明,如果在电力电子器件教学中,不给学生补充以上半导体PN结的知识,学生将很难理解电力电子器件的工作原理。尤其是对于电气工程学科的学生来说,大部分学生没有半导体物理的知识背景,那么在学起电力电子器件这个章节时,很多学生感觉这个章节像是无根之木。作者在教学实践中给学生适当的补充了半导体PN结的基本知识,发现他能够促进学生对各种电力电子器件原理的认识。另外,教学实践表明,在教学过程中,从半导体PN结的角度来分析和教授电力电子器件的工作原理,是取得良好教学效果的关键。下面以晶闸管这种电力电子器件为例,探讨如何从PN结的角度来教授电力电子器件工作原理的教学方法。

2 半控器件—— 晶闸管的工作原理分析

晶闸管也称为可控硅整流器件(SCR),是由四层半导体材料并列放置而构成的大功率半导体器件。四层半导体材料分别是PNPN型,如图5所示。连接第一层P型半导体的电极是阳极A,连接第三层P型半导体材料的电极是控制极G,连接第四层N型半导体材料的电极是阴极K。根据小节1中的半导体PN结的知识,学生可以很容易的得出,此四层PNPN型半导体材料放在一起便构成了J1、J2和J3三个PN结。因此,在教学过程中,如果教师可以给学生补充PN结知识,并且能够从PN结的角度来分析与教授晶闸管的工作原理,那么学生将很容易理解晶闸管的工作原理。下面将运用该文小节1中知识,从PN结的角度来分析和教授晶闸管的工作原理。

(1)反向特性。

给晶闸管的阳极A加负电压,阴极K加正电压,晶闸管承受反压,如图6所示。此时,我们可以利用小节1中的知识,从PN结的角度来分析晶闸管在承受反压情况下的特性。从图6中,我们可以看到,J1和J3两个PN结的P级都接了负电压,而N级都接了正电压。根据PN结原理,我们可以得出J1和J3两个PN结处于截止状态。另外,由于J2这个PN结的P级接了正电压,而N级接了负电压,根据PN结原理,我们可以判断,J2这个PN结是正向导通的。总的来说,在晶闸管承受反压时,J2正偏,J1和J3反偏,整个晶闸管器件将处于截止状态。随着反向电压增加到J1这个PN结的雪崩击穿电压时,J1结发生雪崩击穿,同时J3结也发生雪崩击穿,晶闸管的反向电流将迅速增加。

(2)门极无控制信号时的正向特性。

在不加控制信号的情况下,即门极G端不加电压时,给晶闸管的阳极A加正向电压,阴极K加负电压,此时晶闸管承受正向电压,如图7所示。根据小节1所讲述的PN结工作原理,学生可轻松判断,J1结和J3结处于正偏,而J2结处于反偏,晶闸管处于正向阻断状态。

(3)门极有控制信号时的正向特性。

当有门级控制信号时,也就是在门极G上加驱动电压时,给晶闸管的阳极A加正向电压,阴极K加负电压。从图7中,我们可以看到,J3结的P级将通过门极接正电压,N级接负电压,所以J3正偏。此时,电流从驱动门极G注入P2区,P2区的空穴进入N2区,由此形成触发电流IG。因为有电流从门极G注入到P2区,使得P2区的空穴大量增加。积累在P2区的空穴,使得P2区的电位升高。当注入电流使得P2区的电位升高到大于N1区电位时,J2结变成正偏。这时J1结,J2结和J3结均处于正偏,晶闸管进入正向导通状态。

(4)门极可控制其导通,不能控制其关断。

在门极G上有驱动电压且晶闸管承受正向电压的情况下,晶闸管导通。为了更清楚地和学生解释,晶闸管的门极不能控制其关断的特性,我们把晶闸管中间的N1P2结分成两部分,使晶闸管构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管,如图8所示。从图8中,我们可以看到每个晶体管的集电极电流同时又是另一个晶体管的基极电流,因此当有足够的门极电流IG流入时,就会形成强烈的电流正反馈,造成两晶体管饱和导通。此时,即使去掉IG,由于晶闸管内强烈的电流正反馈的存在,晶闸管将仍然处于导通状态。

根据以上四点原理分析,我们可将晶闸管的工作特性总结为以下几点。

(1)晶闸管承受反向电压时,无论门极是否有触发电压,晶闸管都处于截止状态。

(2)晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才导通。

(3)晶闸管在导通情况下,门极就失去了控制作用,无论门极触发电流是否存在,晶闸管都保持导通。

(4)若要使晶闸管关断,只能利用外电路使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值,晶闸管便关断。

教学实践中发现,通过从半导体PN结的角度来分析和教授晶闸管的原理,学生不用单靠记忆来记住晶闸管的四点工作原理,学生能够在理解的基础上进行消化和吸收,取得了很好的教学效果。

以上是以晶闸管的教学为例来探讨如何从半导体PN结的角度来分析和教授电力电子器件。在实际教学当中,作者还将半导体PN结的知识合理的运用到了其他电力电子器件的教学当中,如MOSFET和IGBT等。教学实践表明,在教授电力电子器件之前,给学生适当补充半导体PN结的知识,会使学生更容易理解各种电力电子器件的工作特性。另外,教学实践还表明,从PN结的角度来分析各种电力电子器件工作原理的教学方法,可以使学生举一反三和融会贯通地理解所教知识。

3 结语

电力电子器件的教学在整个电力电子技术中起着重要作用。好的电力电子器件的教学方法可以使学生理解和牢固掌握各种电力电子器件的原理及特性,为后续章节的学习起到重要的铺垫作用。通过教学实践表明,给工科学生适当补充半导体PN结的知识,可以为学生更好的理解各种电力电子器件的工作原理奠定基础。教学实践还表明,教学过程中从PN结的角度来分析和教授各种电力电子器件,可以使电力电子器件的工作原理化繁为简,使学生能够在理解的基础上消化与吸收各种电力电子器件的工作原理。

参考文献

[1]丁道宏.电力电子技术[M].北京:航空工业出版社,1999.

[2]徐德鸿,马皓,汪槱生.电力电子技术[M].北京:科学出版社,2006.

[3]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

[4]陈坚.电力电子学[M].北京:高等教育出版社,2002.

[5]尼曼.半导体物理与器件[M].赵毅强,译.北京:电子工业出版社,2010.

[6]裴素华.半导体物理与器件[M].北京:机械工业出版社,2008.

作者:陶雪慧

第三篇:《电工电子技术》电子题库系统的教学实践

摘 要:随着网络技术的迅速发展和各种多媒体载体的不断出现,新的教学技术也必需跟上时代的步伐。《电工电子技术》电子题库系统的推广与使用有利于方便教师及时了解学生掌握知识点的状况,更好的根据学生的学习状态调整授课内容,同时使得学生的学习更加明确和便捷。教学实践表明该体系对《电工电子技术》的教学是有积极意义。

关键词:《电工电子技术》;电子题库;自动组卷

一、电子题库教学背景

高等教育改革的中心是教学改革,而教学改革的中心是教学质量的提高,教学质量的提高是一项复杂的系统工程。各学科题库系统的建立为相关课程系统的提供一种客观、科学地检查教学质量的方法和相对标准,既可实现教考分离,也可用于宏观监控教学质量,是一项有重要意义的工作。

随着计算机的普及,电子题库的建设,一方面是为了更好的实施电子考试。纵观目前国内研究现状,我国大部分地区的高等院校大多数电工电子课程考试还停留在传统考试方式,采取原始的纸质试卷进行考试。而电子考试软件可以充分依托校园网,使传统的考试模式向组卷的科学性、操作的简便性、评分的可靠性和高效率的方向发展,形成一种崭新考试模式。

另一方面电子题库也是为了下一代教育模式—网络教育的必然要求。网络教育正不断深入人心,人们迫切要求通过网络技术进行在线考试,提高考试的质量和效率,突出公正和客观性,促进教育的发展。由于教师经验及教学水平不同,教师手工出卷时会出现各种不足。为了使考试更加规范及科学,由计算机按照出题要求自动进行组卷已经成为重要的试卷组成手段。

最后,电子题库系统可以与高等院校网上训练与考评系统对接,试卷由计算机随机组成,防止试卷内容泄露。考试后由计算机判卷后对成绩进行计算及汇总操作,并且能够自动计算所需要数据及生成分析图表,使考试更具有公平性及安全性。

作为传统的专业基础课程--电工电子课程,一个完整系统的电子题库系统是本学科教学改革的一个重要基础和衡量手段。对于本课程新的教学模式既要坚持基本内容的稳定,又要增加其应用性的学习。那么,对于传统的知识,就需要改进其教学手段,同时,更为重要的是培养学生的自我学习能力。

二、《电工电子技术》课程特点

《电工电子技术》作为各工科高校很多非电类专业开设的一门重要的专业基础课程。这门课程具有知识点多,内容广泛的特点。《电工电子技术》主要包含了电路知识,模电知识以及数电知识三大知识框架。对于电类学生,每个知识内容都是独立的一门课程,虽然对于非电类学生的要求低于电类的学生,但是在较短的时间里学习的知识点却一点不少。因此老师在课堂上讲授难度大,同时对于学生来说,他们也会由于知识点的繁杂而感到学习困难。因此学生普遍反映该门功课比较难以掌握。

三、《电工电子技术》电子题库系统的建设基础与目标

正由于上面的原因,在《电工电子技术》教学过程中,不仅仅要利用课堂上那段时间教与学,更重要的是学生与教师可以充分利用课余时间反复的对知识点的不断的复习与巩固。而经常性复习和巩固以及及时反映学生学习状况是纸质题库所难以完成的。而电子题库的建设便是一个改革方案,为此首先要做到:

1.《電工电子技术》题库的建立。作为一门专业基础课程,标准题库的建设是课程建设的基础以及课程建设质量检测的重要标杆。所以首先要组织有多年教学经验的相关老师整理出一套完整的、有针对性的题库。该题库已用于本校的电工电子相关课程的教学环节,并不断的完善和修正。

2.综合考虑学生在预习、复习时的需求。本系统除了提供给老师相应的组织试卷功能,更主要的是希望该系统能贯彻整个教学过程。因此,将题库中的题目,更为详细的划分到每个章节,甚至每个知识点,以及每个章节的预习部分和复习部分。提高该题库的实用性。

四、《电工电子技术》电子题库系统的教学实践

经过一段时间准备,电子题库系统的单机版已经初步完成并用于教学实践过程。

1.《电工电子技术》电子题库系统用于教学的实践活动。

2.《电工电子技术》电子题库系统用于教学教师与学生的反映。

教师反映使用《电工电子技术》电子题库系统后,能够方便及时地对学生进行针对性的测验,及时了解学生掌握知识点的状况,更好的根据学生的学习状态调整授课内容。节约了平时测验出试卷与改试卷的时间,并且由于测验的随机性,避免了学生在考试时的作弊行为,能够真实的反映学生的掌握知识的状态。

学生反映使用《电工电子技术》电子题库系统后,课后做了题目后能够及时知道是否正确,知道自己不足在哪里,学习更有针对性。

五、《电工电子技术》电子题库系统的思考与意义

我们首先在我校的电工电子教学环节中引进该题库系统,并对实际教学效果以及老师和学生的反应中做出总结,并加以改进。

《电工电子技术》电子题库系统建设的意义:

1.《电工电子技术》电子题库系统基于高等学校工科电工电子这门专业基础课程题库的建设本身就是一件重要而且十分有意义的工作。

2.本系统不仅重视该系统对于老师的使用,也同时关切到学生的学习习惯,确保该系统不仅仅是一个考试系统,而更重要的是能将该系统真正融入到整个教学环节中去。能够让学生能在轻松的环境中,完成预习、复习和自我测验,提高学生自我学习能力。

3.由于电子题库的本身限制性,电子题库在题型上一般多是选择题、是非题,以后将在题型上将会增加填空题和计算题。这需要一些精心设计,这样的测验才具有完整性。

六、结束语

总之,从教学活动来看,《电工电子技术》电子题库系统的使用是一件十分有意义的教学尝试,教学效果很好,是值得推荐与继续探索的一项教学改革。

参考文献:

[1]乔剑涛.无纸化考试的应用现状及前景分析[J].价值工程,2011,30(10):176.

[2]毛养红.基于NET在线考试系统设计[J].沿海企业与科技,2009(6):48-51.

[3]邱蒙政.基于Web的智能考试系统[D].浙江:浙江大学,2006.

[4]桂阳,王修信,农京辉等.大学物理试题库智能组卷随机抽取法的改进[J].广西物理,2008(2):23-25.

[5]沈军,顾冠群.面向网络教学的互动式体系模型[J].东南大学学报(自然科学版),2002,32(1).

基金项目:南京工程学院校级高等教育研究课题(2015ZC01,2015YB05)

作者:谢家烨 许其清 庞丽莉 宋卫菊

本文来自 99学术网(www.99xueshu.com),转载请保留网址和出处

上一篇:电大护理论文范文下一篇:教育装备论文范文