电子设计技术论文:电子设计自动化技术的教学研究与实践 摘 要: 本文讨论了在EDA技术的教学中采用项目式教学法,使学生在参与项目的过程中学习知识。学生在教师的指导下实施并完成一个比较完整的特殊项目工作获取知识,而项目的选择需要根据学生的特点和相关的理论知识特别设置。与此同时,教师在学生参与项目的过程中穿插讲解知识,让学生更容易理解和掌握教学内容。在项目开发的教学过程中,让学生分成不同的研究小组,增强了学生的工程意识和团队意识。 关键词: 项目教学法 EDA技术 教学改革 1.引言 在传统的教学模式下,教学内容是理论教学和实践教学相结合独立开课,而且学生是在学习理论知识的基础之后再到实验室去做相关的实验。而对于电子设计自动化技术,即EDA技术,这门课程的教学来说,这种传统的教学模式存在着一定的弊端,因为很多学生第一次接触这门课程,所以在理论教学的过程中存在很多难以理解的抽象内容,而在做实验的过程中又无法将学习的理论知识运用到实践中去,理论与实践相脱节,这大大降低了学生学习的主动性和兴趣,导致了教学难度成倍增加,所以教学的改革需要加快进行。在传统的教学方式下,其教学目标不明确,传统教学注重理论知识而忽视实践能力。而社会要求高校毕业的学生动手能力提高,动手能力成了高校毕业生的一个重要能力,所以我们要着重培养学生的实践能力。因此,在进行EDA技术教学时,我们需要采用新的教学模式,而项目教学法是在学生参与项目的过程中学习知识,同时理论知识在实践的过程中获取,所以采用新的教学模式,即采用项目教学的方式引导学生成为迫切的要求。 2.研究现状分析 国外的高等职业教育形式多样,各有千秋。德国经济的腾飞与其高等职业教育密切相关,经过多次教学改革,德国目前采用“双元制”的校企合作方式取得了很大成功。法国注重产、学、研的结合,以“大学校”的模式培养人才,强调理论加实践,坚持培养人才的多面性和多学科性。澳大利亚“阶梯教育”模式与证书、学位及工作方向对应。澳大利亚实行“阶梯教育”模式,这种模式将教育水平与所取得的证书、学位及工作方向对应起来。 我国的高等教育从1979年至2009年间教育有关法律、法规及文件的变化可以看出,在改革开放的初级阶段,高等教育发展战略主要还处于探索和调整阶段。从1998年以后,随着高等教育本身实力的不断增强,也随着中国特色的社会主义市场经济体制的初步形成和走向完善,中国高等教育发展战略也逐步自成体系、重点明确,走向有详细规划、有落实措施的新阶段。 随着社会对高等教育要求的不断提高,尤其是北部弯开发区建设的深入,社会需要直接从事生产、建设、管理、服务第一线工作的应用型高等专门人才,高等院校越来越多采用项目教学法培养学生的实践能力及团队合作能力。对人才的需求不断提高,这就要求院校在培养EDA技术人才时结合产品的市场效率和技术要求,加大教学改革的力度,研究实践具有实效的教学方法,培养具有工程意识和创新能力的EDA技术人才。 3.教学形式与内容 如何让学生们对学习的兴趣进一步提高?如何让大部分学生能通过自己的思考完成任务?这些是教学急需解决的问题。理论教学中培养了学生的一种思考方式,但不能最终提高学生的动手能力。在项目教学法中,EDA课程设计和开放的实验给学生提供了进实验室的平台,在EDA课程中采用项目教学能很好地锻炼学生的学习能力、实践能力及创新能力。我们所讨论的项目教学法是以教师为主导、学生为主体、实践为导向的教学方法。在教学活动中,项目教学法最重要的特点是改变了传统教学方法中教师为主体的局面,使学生从被动学习改变为主动探究性学习。在项目教学法的教学过程中,有以下几个重点需要特别注意。 3.1选择合适的教学项目 教学项目的选择主要是从教师层面来讲的,选择好一个好的项目对教学的顺利开展至关重要。采用项目式教学的前期工作是选择合适的工程项目,这些项目应该是从工程实际出发选择符合学生知识水平的典型性的项目,项目的选择应遵循以下几个原则: 3.1.1项目的工程实用性:我们应尽量将真实的工程项目作为教学所用的项目,首先,真实的工程项目可以培养学生的工程意识,学生在参与项目的真实工作和学习环境中更能提高自身的能力;其次,学生对真实的工程项目更感兴趣,学习的热情更高,学习的主动性和积极性也更高;再次,真实的项目不应该只是采用仿真的方法模拟,最好能用实物的形式实现,让项目的真实成果给予学生更多的成就感,最大限度地激发学生的学习兴趣;最后,真实的项目能提高学生动手能力,尤其是调试电子电路的能力,还能促进学生从实践的角度对理论知识进行进一步的综合与理解。 3.1.2项目难易程度需要适合学生的层次:项目教学的进程中,所选择的项目太难可能导致学生无法完成预期目标,从而打击学生的信心,知识的传授也无从说起。另外,太容易的项目则会让学生感觉没有挑战性,即使完成了项目也会缺乏成就感,无法调动学生的积极性,违背了项目教学的初衷。所以,在EDA技术这门课程的教学过程中,项目的难易选择需要教师不断摸索,寻找出难易适中的教学项目。 3.2以学生为主体 以学生为主体是项目教学法的一个重要标志,包括以下几个内容:首先,各个学生小组是完成项目的主体,学生的分组以学生自愿为原则,以体现学生的主动性。另外,不合理的分组可能会使小组内部合作不顺畅,出现小组之间竞争不合理的现象,从而降低学生的学习主动性,所以,分组在学生自愿的基础上,还需要老师根据班级内不同学生的学习情况(包括学生的知识结构、动手能力甚至性格特点等)对分组进行一定程度的干预,从而达到成绩好的学生带动成绩较差的学生的目的,以保证教学效果。其次,小组成员中以投票的方式自由选择并确定小组队长,由队长来分配各个成员的工作任务,对于不同的项目,小组队长可以轮流当选,以培养学生的工程组织与合作能力。再次,在参与项目的过程中,小组中各个成员按不同的任务或搜集、选择信息资料,或搭建电路,或编写程序,由学员共同研究解决问题。最后,任务完成后,每个小组成员都必须汇报工作,汇报内容包括在完成项目的过程中所遇到的问题及解决问题的方法,以督促学生共同合作。 3.3教师适时引导 在项目教学的过程中,虽然是以学生为主体,但教师的地位仍然很重要。教师在教学过程中适时引导与点评是教学顺利开展的必备条件。首先,在项目式教学开始时,教师要对项目有一个整体介绍,还要给予学生必要的引导,并由此上升到理论的知识传授上,使学生在做项目时少走弯路。其次,在项目进行的过程中,学生遇到的难题,应该给予针对性的、启发引导式的指导,引导学生自己总结问题,理论联系实际,避免学生出现“卡壳”的现象而无法跟上项目的进度。只有这样,学生才能在参与项目的过程中提高技能,理解并掌握知识,以避免学生在做项目时盲目处理,手足无措。说到底,在项目式教学的过程中,教师要从知识的灌输者变成组织与引导者。 3.4评价机制 在项目教学法中,对学生的评价机制非常重要,这将极大地影响教学的质量。因为好的评价机制让学生更加勤奋,而差的评价机制则可能扼杀学生的创造性和积极性。所以,在学生的评价机制中,第一,各个项目小组成员要加强合作,学生的相互合作参与能力也作为成绩的一个重点,以提高学习成绩较好的学生对学习较差的学生进行一定程度的帮、传、带的积极性,同时也可以尽量避免出现小组中个别学生偷懒不参与完成项目的情况。第二,在项目完成时,鼓励各个小组之间相互交流,并尽量利用每一次课堂的机会,让每个小组都进行相应的汇报。第三,教师再进行适当的点评和评分,这样做不但可以提高学生的综合能力,还能提高学生对项目中所蕴涵知识点的掌握程度。第四,根据具体情况,将每次课堂的评分为学期成绩的重要组成部分,加大平时课堂评分在评价机制中的比重,让学生更认真地对待平时课堂知识的积累,同时也能最大限度地提高学生的学习积极性,培养学生的能力,增强教学效果。 4.结论与展望 项目教学法在DEA技术教学中的实践表明,学生在参与完成具体项目的过程中学习热情更高,学生的动手能力和团队合作能力得到了大幅度提高。在教学的过程中,不仅使学生在实践中巩固了理论知识,让学生掌握教学中的各个重要知识点,而且让学生学会了在探索中发现问题并解决问题,提高了学生综合能力。 项目教学法的研究与实践是教学改革的一个重要方向,它激发了学生的学习兴趣,培养了学生的综合素质。在今后的研究中,我们可以在项目的选择与讨论及对学生的评价机制上进一步进行完善,以最大限度地调动学生的学习主动性,增强教学效果。 电子设计技术论文:基于电子设计竞赛的电子技术课程教学改革探索 【摘 要】 为激发学生学习电子技术课程的兴趣,增强学生的创新能力,提高教学效果。根据大学生电子设计竞赛的特点,在分析电子技术基础课程教学现状的基础上,对电子技术课程教学方法的改革进行了探讨,提出了改革和调整的方法。实践结果证明,其对培养和激发学生学习的积极性、主动性起到了积极的作用。 【关键词】 电子设计竞赛;数字电子技术;模拟电子技术;教学改革 两年一届的全国大学生电子设计竞赛,为在校大学生开拓视野、促进理论和实践的结合、提高学生动手能力提供了平台。该比赛不但为中国电子信息领域的人才培养做出了贡献,也为促进电子类学科建设和课程教学改革,提高教学水平带来了深刻的启示。如何以电子设计竞赛为锲机,促进电子技术类课程的教学改革成为一个重要的课题。 一、电子设计竞赛的特点 1、竞赛试题的内容及要求 全国大学生电子设计竞赛试题有电源类、信号源类、无线电技术类、自动控制类、测量及仪器仪表类题目。涵盖了电子技术应用的各个方面,涉及数字电子技术、模拟电子技术、高频电路、单片机、传感器、可编程逻辑器件等[1]。竞赛要求参赛学生每3人一队分工协作,在规定的时间内完成题目要求,包括了电路系统的理论设计、实际制作和调试,最后交出制作的成品控制电路及设计报告。试题有基本要求部分和发挥部分,既考察学生的理论基础知识,也考察学生的实际动手能力、创新能力和相互协作能力。使学生在电路分析、设计、制作、调试等方面得到充分的锻炼,也使优秀学生有发挥其优势的余地[2]。 2、新技术、新观念的体现 为鼓励参赛学生使用新电路、新器件和新技术,体现“绿色产品、环保设计”的概念,近年来,一些大的电子器件公司也积极参与竞赛,为竞赛提供器件、设立奖项。例如在2011年大赛中可使用由瑞萨电子公司提供的专用板及瑞萨节能环保元器件,为学生接触新器件和新电路提供了机会。 3、竞赛的积极作用 根据电子设计竞赛的要求,参赛学生需要掌握电子技术中电路的基本分析、设计、制作及调试方法。参赛学生在备赛中都需要经过的一系列培训和磨练,基本具有较强的实践动手能力和分析问题、解决问题的能力,同时也具有较强的团队协作精神。具备这些技能,使他们就业时成为用人单位的首选。由此影响,使得近年来报名参赛的学生人数急剧上升,竞赛规模越来越大、参赛的学校越来越多。2011年第十一届,全国共有1062所高校11002支队伍,参赛学生33006名。但是由于现实客观条件限制,各学校参赛学生只能是各专业选拔出来的少数学生,受益面相对较小。 同时,通过几届电子设计大赛,从中暴露出一些问题:一方面是电子技术类课程教学中理论联系实际不够,新技术、新器件涉及少等;另一方面是学生在学习中综合运用知识能力不强、实践应用技能差等[3]。 如何借助电子设计竟赛的训练和培养模式,改革电子技术课程教学,将其特点与优势更好地发挥出来,使广大学生受益,成为当前亟待解决的问题[4],由此给于了电子技术课程教学改革新的启示。 二、电子技术课程教学的现状 电子技术课程包含模拟电子技术和数字电子技术,是电子类专业重要的专业基础课,也是理论性和实践性都较强的课程。在传统的教学方法中,基本是以理论为主, 辅之以验证性实验。容易出现教学效率不高、教学效果不够理想等问题,其弊端主要表现在以下几个方面: 1、偏重基本原理,理论联系实际不够 传统的教学模式中,侧重基本理论教学,注重基本知识、基本原理及分立元件的内部结构和工作原理的介绍,而对元器件的工程应用实例介绍的比较少,使得理论和实践分离。两者在教学内容、考核等方面由不同的教师负责,互动较少。在有限的实验课中基本以验证性实验为主,设计性、综合性实验较少,学生只能接触到有限几个的器件,了解其简单功能,自己动手设计制作电路的机会少。 2、知识的综合应用少 模拟电子技术与数字电子技术任课教师不同,实验课内容不同,学生少有机会将两门课程的知识融会贯通应用。在分析简单电路时,学生可能比较顺利, 但要分析复杂电路或设计制作一个电路系统时,常常无从下手,画的电路图不实用,不知怎样合理应用器件,不会调试电路。这些严重制约学生创新意识的培养,阻碍学生主动探索的积极性、创新性。 3、新技术、新器件涉及少 当前电子技术的发展非常迅速,特别是新器件日新月异。然而长期以来,由于教材内容更新缓慢,跟不上实际生产和技术的变化,加之课时量的限制,教学中常常仅限于基本原理和中小规模集成电路本身。对如何应用新技术构建电子控制系统的技术和大规模新集成器件,几乎没有涉及。 三、电子技术课程教学改革的措施 在电子技术基础课程教学改革中应该突出基本原理与应用并重,课程之间的衔接及综合应用。在教学内容、方法和教学手段上要多样化,特别在实践教学中突出应用性、综合性和创新性。 1、理论教学的改革 对课程的内容进行适当的调整,在讲解基本原理的基础上,注重应用实例。例如,在数字电子技术中,大量精简压缩分立元件、小规模集成电路的内容;注重器件的外部逻辑功能、特点和重要参数,而对其内部结构不作太多的讲解。如在学习555定时器时,多用实例讲其功能和使用方法,并将在电子设计竞赛中用到的电路及所制作的电路板展示给学生。使学生对这一单元电路有更深刻的了解。 适当的开辟课堂讨论,改变传统的灌输式教学方法[5]。在生动、活跃的课堂气氛中培养学生的自主学习能力,变被动接受为主动思考。在讨论中,引导学生广开思路,对学生发言中暴露的问题及时给予解答,激发学生学习的兴趣和积极性。 2、实践教学的改革 将实践教学分为实验课和电子实训课两个部分,采用由浅入深,由易而难的逐步推进方式。 (1)基础实验 主要使学生在认识器件、了解功能的基础上,完成简单的设计性实验[6]。在进实验室前,让学生先根据实验要求设计好电路,计算好各项指标达后,再到实验室进行插面包板调试。在实验教学中,理论课老师参加也指导学生实践,以便及时帮助学生解决问题,发现和弥补理论上欠缺的内容,使理论与实践一体化,克服两者脱节的现象[7]。 电子设计技术论文:关于微电子设计自动化技术的研究 摘 要 在电气化的当今,基于电子科技的发展,微电子设计技术已逐渐的运用于自动化领域,而且在实际的生产和生活中占据着重要的地位。本文主要论述微电子系统的优越性,以及其各个功能模块的生成。 关键词 微电子设计自动化技术应用研究 一、引言 随着科学技术的不断发展,电子技术已经逐渐的渗入人们的实际生产和生活之中。尤其是基于微电子的自动化技术,其很大程度上改变了我们的生产和生活方式。而且,基于现代人的生活观念的转变,对于电子技术有着更高的要求。微电子自动化的实现,需要合理的生成各个功能模块,尤其是在电子电路的功能模块上,其需要进行有效的功能模块的构建。 二、电子设计自动化的特性 基于计算机技术的发展,微电子设计系统逐渐的采用程序编程的方式进行电子的性能设计。因此,当今的电子技术正朝着高性能、环保、自动化等方向发展。尤其是基于自动化技术的微电子的系统设计,更加加快了电子设计的革新。 (一)基于计算机软件技术,进行电子系统的板块设计 通过有效的程序编程,进而设计出电子系统的各功能板块。这样可以很好的避免传统手工作图设计带来的弊端。同时,基于计算机的软件开发功能,极大地优化了电子系统的革新。 (二)拥有开放式的集成芯片 电子系统的设计可以实现程序的良好转换,并且开放式的集成电路,其电路的功能板块集中于电路板之中,而且具有消耗低、性能高、便于安装的特点。同时,这也是电子产品环保型发展的关键。 (三)具有便捷的升级软件 现代的电子系统设计都是基于计算机软件,进行有效的开发。进而,现代的电子系统具有良好的升级平台,而且依托良好的计算机程序编程,可以做到在线或即时升级。这一特性便于电子系统的性能升级以及修补系统的漏洞。 (四)具有良好的系统仿真功能 这一特性可以很好的解决系统中的电子数值问题,同时可以对系统起到试验或定量分析的目的,进而进一步的开放化系统。微电子设计自动化的过程,需要基于数学、物理等多学科的技术。尤其是计算机的程序编程,极大地丰富了微电子的系统设计,同时使得微电子系统很好的集成于芯片之中。 三、微电子设计自动化系统的功能板块生成 微电子设计自动化很大程度上是基于计算机编程技术,尤其是系统的仿真、升级、集成等功能,为系统的功能板块生成提供了良好的平台。因此,现在的微电子功能通过电子芯片就可以很好的实现。 (一)系统的子板块设计 这一板块的设计主要是对于子版块的输入功能设计,这样可以便于体统开发者对于系统的程序语言进行合理的定义。同时基于子系统的输入功能,便于系统程序的编程的优化处理。子系统的输入板块可以起到程序语言的检查或修正的作用,而且在进行系统程序编程的过程中,还需要基于输入子板块,进行合理的程序语言的数据转化,从而便于系统的内容统一化。对于输入的数据,输入板块可以实现很好的数据储存,进而便于系统的调用。 (二)数据板块的生成 系统的程序编程是一项复杂的工程,其编程的数据比较的庞大。尤其是对于系统的功能编程,会产生大量的结果和调用数据。这样就需要对数据建立一个数据板块,这样便于系统的调用,以及系统的在线升级。 (三)系统的仿真板块 这一板块的生成主要是针对系统的数据进行自动化的试验和数据分析。这样就可以比较真实反应出系统的演变情况及运行发展的全过程。同时,基于“人造”电子环境,对系统的模型进行功能测试,可以对系统进行优化处理,这也是系统现代化的主要特性之一。 (四)功能诊断板块 基于程序系统的微电子技术,其在进行编程的过程中,需要对系统进行自动化的验证和检测。也即是说,这一板块的设计,可以对各个子版块的系统进行故障的排查和诊断。这样,可以保障各个子版块做到无缝连接,避免其系统在运行的过程中,出现系统的规划不合理的问题。 (五)电路板块的有效规划 基于微电子系统的开放式的特性,其在功能的实现过程中,各个板块要实现无缝连接,电路板块的规划非常的重要。而且合理的板块规划可以实现芯片的低消耗、高性能的目的。 四、微电子设计自动化的应用 基于微电子设计自动化的优越性,其已经逐渐的渗入到我们的实际生产和生活之中,尤其是仿真技术的生成,极大地优化了高校的教学改革,以及开放的集成技术,便于各种应用程序的开发。 (一)基于微电子自动化技术的仿真特性,其广泛的应用于高校的教学领域之中 尤其是对于电气工程类的实践性教学,其具有良好的优越性。基于该项技术可以对于专业术语和操作,进行形象的展示和描述,这样便于抽象性问题的解答和知识的传授。 (二)加速了电气设备的革新 基于微电子自动化技术的开放式程序软件,其在后期的改革过程中,为电气设备预备了足够升级的空间。尤其是功能系统的扩容性,极大地优化了电气设备的升级模式。 (三)应用于各种应用软件的开发,尤其是开放式的电路模式,更加实现了电气设备的通用化的进程 一些关键的电气设备制造,已经很好的实现了ASIC的编程。同时,基于这种编程模式,便于专一化的电路集成,进而使得电气设备的规格逐渐的统一化,这样可以极大的方便电气设备的使用,同时降低了电器的生产成本。 五、结语 在电子信息科技时代,基于计算机技术的不断发展,微电子设计自动化逐渐的通过程序化的模式实现其系统化。同时,基于其优越的特性,其已广泛的渗入到实际的生活和生产之中,尤其是应用于高校的教学和应用软件的开发之中。 作者简介:赵上阁,湖北随州市人,就读于长江大学机械工程学院机械设计制造及其自动化. 电子设计技术论文:电工电子技术实验改革基于电子设计竞赛的探索 当前电子设计竞赛进行的如火如荼,作为专业基础课的电工电子技术,其教学和实验安排必然要紧跟时展的脉搏,借助于各种仿真手段,通过综合性的设计培训,达到提高基础知识、选拔优秀人才的目的。 [关键词]电工电子 实验 设计竞赛 探索 当前科技发展日新月异,电工电子技术等基础课程的教学改革也必须跟上信息时代的脚步,在国家倡导技能院校的大背景下,高职院校拥有了前所未有的发展机遇,随着大学生电子设计竞赛在全国各个省市地区的深入发展,势必带动一大批优秀的科技人才进入到科研创新的队伍中来,作为高等学校的一部分,高职院校既承担着大学教育的一部分功能,也天然地继承了作为职业院校的技能教育的基本要求。 一、结合电工电子技术实验进行培训 根据我们最近几年所进行的培训和赛前辅导的相关工作,针对高职院校的特点,探讨如何更好地提高电子技术实验在实际教学中的作用,以及如何推动电子设计竞赛在高职教学过程中的改革和创新。为保证竞赛取得佳绩,同时培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作精神,提高学生的动手能力,各高校都将在竞赛开展前进行相关的培训,并从中遴选出优秀选手参加每两年举行一届的全国大赛。 培训的过程一般从大一新生就开始入手,以电子协会的名义召集有兴趣的同学加入,然后统一培训,培训的思路基本遵从教师辅导有基础的同学,而让有经验的同学去培训新生,这样既可以节省教师的时间,又可以锻炼高年级同学的组织能力和领导能力。本着“实践、服务、创新、提高、发展、学以致用、技术强身、技术为民”的宗旨来开展工作,在传统工作中具体实现形式上要有所创新。 针对电工电子技术课程的特点,指导教师分配了相应的管理任务,具体工作如下: 1.对新会员进行学习相关协会管理制度和各种用电安全,实行一对一的进行教育和学习,力争每个新会员都能够接纳和理解此次教育目的,以便今后更好的开展各项工作。 2.对新进会员开展培训,主要课程有:电子元器件的认识、电子基本电路的认识、简易电路的制作,并开展电子设计、维修方面的学术讲座,电子设计实验:数字温度计、数字钟、秒表、稳压电源、简易液压控制装置、功率放大器、可调基准等电路的制作,单片机的简单程序的设计等。同时开放实验室让同学们能动手进行更多实际的操作。 3.为了让学生在不断发展过程中获得经验,同时也使他们懂得更多做人的道理,传承一种“团结奋进,甘于奉献”的精神,每个月在学校学院进行一次大型的家电义务维修活动,以此来带动学生的学习热情和扩大影响力。 二、开发工具软件的培训 针对以上的项目,进行相应的课程培训,并收集相关的资料。下面简单介绍一下所需的开发工具软件,当前竞赛一般都用到下面三个工具软件:Protel 2004、Keil μVision、Proteus以及EWB软件,下面具体的一一说明。 1.Protel 2004。电工电子技术的教学目的就是要求学生掌握各类元器件的类型,电路图的读图和绘制以及电路的工作原理,并掌握分析电路的方法。然而在教学过程中,电路元件的特性、工作曲线等十分抽象,课堂教学的直观性差,学习这些内容比较吃力。可以应用电路仿真技术来解决这个问题,Protel 2004就是其中之一。 2.Keil μVision。Keil μVision是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。其功能强大,生成的代码紧凑,是目前世界上使用最广的51系列兼容单片机开发工具Keil μVision可以编译汇编语言和C语言,但单片机软件是一般采用C语言编写,C51语言是ANSI C的扩展集,其语法结构、关键字等与ANSI C绝大部分是相同的。 3.Proteus设计仿真。Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合; 支持主流单片机系统的仿真;提供软件调试功能。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU的工作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。可从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。 4.EWB。EWB是一款仿真功能十分强大的电子电路仿真分析设计软件,几乎可以完整地仿真出真实电路的效果。EWB具有完整的混合模拟与数字模拟功能,可任意在系统中集成数字及模拟元器件。EWB能自动进行信号转换,在输出信号的观察上,具备即时显示的功能。该软件带有丰富的元器件库,可提供多种电路分析方法。还有虚拟的仪表设备,比如函数信号发生器、万用表、示波器以及逻辑分析仪等,可具体的模拟实际的测量情况。利用EWB提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器的测量方法。 三、综合项目设计培训 电子综合设计是电工电子技术实践教学中的重要环节。将“电工技术” “模拟电子技术” “数字电子技术” “电子线路EDA及仿真”等课程融会贯通,整合成一门综合性的实验课程,在前述理论课后单独设课。在设计内容、测试方法及数据处理方面均有一定的深度和广度,在现代电子仪器仪表及设备的使用、实验基本技能方面,使学生得到了很好的锻炼。根据电子设计竞赛所要求的能力,安排相应难度的综合性的设计项目,可以巩固所学的理论知识,并且可以在平时针对竞赛的能力进行分散的锻炼。 电子综合设计的教学目的是培养学生初步具有电子技术的工程技术能力,尽力改变以验证理论性质的纯理论实验,合理使用常用的电子仪器进行电路的设计和测试,巩固和加深所学理论,并通过电子综合设计培养学生的综合能力和创造性,提高实验技能,培养学生严谨的科学态度和作风。电子综合设计以设计为主线,采用仿真与实做调试结合、课内与课外结合、硬件与软件结合的教学模式和手段,全面而系统地培养学生的获知能力、综合设计与研究创新能力。 总之,高职院校由于时间限制,无法开展大规模的系统的集训,只好从开学就着手进行学生的动手能力的培训。经过对电子综合设计教学实践,注意在教学内容上采用适当教学方法,引入EDA仿真技术和现场调试等多种设计手段,完善了设计考核方法,使学生加深了对课程理论内容的理解和消化,培养学生了的综合分析能力和应用能力及创新能力。实践表明这是一种提高电工电子技术课程教学质量和提高学生综合素质的有效方式。 电子设计技术论文:高职电子设计课程中电子线路CAD技术的教学与应用探讨 摘要:电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程,在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图,并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列,从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。 关键词:高职 电子设计 电子线路CAD技术 应用 对于高职学生而言,要学习的不仅仅是专业知识,动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次,也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中,电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题,因此,在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索,说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。 1、电子线路CAD技术与电子设计的关系 随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用,电路在设计方面也越来越复杂与集成化,因此,对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求,在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以,就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。 2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用 电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件,然后结合学过的专业知识进行设计,以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面: 2.1 绘制电路图 在进行电子设计的过程中,要实现电路的功能最重要的就是编程,但是只有编程并不能完善整个设计,还需要有一个完善的电路来承载这个程序,让它实现它本该实现的功能。在电子设计中,我们一般运用的软件是PROTEL,绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库,能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度,并且绘制过程也更为方便。比如:我们在画好一个元器件后,觉得它应该放在其他的位置,则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。 2.2 计算机仿真 电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能,检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能,并且能够对一些数据进行仿真,可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言,在它的MULTISIM中有很多种仿真功能,这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候,我们首先要进行一个功能仿真,大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能,然后进行数据仿真,对该电路进行具体的分析,并改正错误的地方。在进行仿真过后,分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。 2.3 PCB板的设计 PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前,首先要将电路原理图导入,而导入的电路原理图必须是通过仿真的,而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后,设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线,设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线,然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。 2.4 三维视图 在将PCB板设计好之后,在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单,只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。 3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术 如上所述,掌握了电子线路CAD技术对于学生而言,可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中,我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本,介绍软件的功能、菜单等,辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆,即在课程中会用,考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。 解决这一问题的方法以,通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是: (1)先整体后具体:在学习CAD技术时,先期进行总体介绍,让学生有全局的认识,打消畏难的情绪;而后开始进入各项目的的学习实践。 (2)先低频后高频:总体而言学生进入学习后应从简而繁,低频的一些电子产品其电路较之高频的简单,学习应从其中入手。 (3)先规范后异型:突出异型电路板的设计制做,其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力,在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。 (4)先单层后多层,先分立后贴片。此处不再缀言。 最后一点是,对于各个CAD制作的电路,不应仅停留于电脑的设计,在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观,并更有成就感,随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然,这种做法也会使教学的成本大幅上扬,但从人才培养的角度看,这样的投入是值得的。 4、结语 在电子设计中运用电子线路CAD技术,不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时,让学生通过在自主地进行一些电子设计,并在的过程中运用该技术,适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。 电子设计技术论文:试论FPGA技术在电子设计中的运用 摘 要:FPGA(现场可编程门阵)在数字信号处理系统及电子设计自动化中的运用越来越广泛了。FPGA是基于PAL、GAL、PLD等逻辑编程系统发展起来的一种综合性的可编程器件。其自07年开始投入市场以来,在电子设计中的运用是极为广泛和深入的,在电子设计领域担任着各级设计基础的重要角色。 关键词:现场可编程门阵列(FPGA);电子设计;可编程片上系统 FPGA即现场可编程门阵,是一种半定制专用集成电路(ASIC),这个可编程器件的研发主要是为了解决ASIC的不足和PLD电路数的缺点。其包含了可配置逻辑模块、输出输入模块和内部连线三个部分。由于其新的特点和高的运用价值,所以在电子设计中得到了十分广泛的运用。本文就基于FPGA的一些特点结合电子设计的运用进行探讨,得出FPGA在电子设计中的运用方面的结论。 一、FPGA的简介和特点 FPGA是以可编程阵列逻辑、通用阵逻辑、可编程逻辑器件为基础发展起来的,从简单的接口电路设计到复杂的状态机,甚至系统级芯FPGA都扮演着十分重要的角色。其主要的特色就是现场可编程序性,这一点运用到电子设计中,可以灵活地进行控制,缩短产品上市的时间。其采用了逻辑单元阵列的概念,与传统的编辑电路和门列阵相对比而言,FPGA具有不同的结构,它运用的是小型的查找表实现了组合逻辑的编辑,每一个表对应一个D触发器,而这个触发器正好驱动相匹配的I/O,这样的组合模式正好完成了既可实现组合编辑又可以进行时序编辑的功能,这些每一个相邻模块运用金属线连接。通过内部静态存储单元和编程数据,实现逻辑编辑的功能。 FPGA的特点:(1)FPGA特有的可编程片上的特点,就是指设计专用的集成电路的时候,用户不需要投片生产,可直接合成芯片;(2)FPGA以其可由简单接口到复杂接口的设计特点可以作为全定制或者半定制的专用集成电路的中试样片;(3)就其特殊的结构而言,其内部含有极为丰富的触发器和I/O引脚;(4)设计周期短,开发费用低,风险小。 二、电子设计 电子设计技术是指面向专用集成电路设计的计算机技术,在和传统的ASIC的相对比而言,电子设计的性质更加偏向于自动化,所以它具备了几个很突出的特点:(1)设计时是全过程的设计,在整个集成电路中的电路系统、硬件、软件和仿真等包括在内都由计算机完成;(2)与传统的设计不同,电子设计主要担任了两方面的角色,一个是主动的设计者一个是被动的使用者,二者结合就可以直接运用于客户了;(3)实现的途径相对而言更加具有选择性,除了FPGA以外还有CPLD等可编程器件来运用于电子设计当中,但是FPGA的运用较为广泛。电子设计由于其可大规模地进行编程,并且实现了自动化,在用户体现上的优势,所以成为了近年来主要的技术。 三、FPGA在电子设计中的运用 由于市场的竞争十分地激烈,在相应的集成电路的设计中,要有一席之地就需要在电子设计中运用很好的可编程器件,这些器件和传统的相对比而言需要更好的适应市场的能力。 (一)符合电子设计要求的器件的发展 可编程逻辑器件即PLD在电子设计中的运用应该是数百万门的大规模的器件,其中为代表的就是将近10万门宏的FPGA。FPGA的主要结构中包括了一个复杂的电路系统,这样的电路系统是为了迎合电子设计中的需要一个或者多个嵌入式系统处理器,以及控制模板和对应实现控制的通信口而存在的。FPGA正好满足所有的针对于电子设计的关于大规模器件的要求,再加上其独有的可编程片上系统,可以直接装入一个芯片,不需要投片生产,即能满足所谓的SOPC的设计。 电子设计和传统的专用集成电路设计最大的不同就是它的多种专用端口,在FPGA中的一些开发的型号器件,这些器件的主要特点就是其嵌入式的系统块设计,一切的功能都是采用系统块的嵌入式结合而实现的,在这样的一种将处理器和传统器件的优势相结合,创造出的性价比极高的FPGA,适用于电子设计上是十分有利的,针对于自动化的专门集成电路的设计,这样一来可以避免很多不必要的缺点,包括其中的成本问题和高挥发性的问题。总之,FPGA的开发适应了针对于电子设计的一系列的要求是很好的可编程器件。 综上可知,FPGA的研发,结合了传统的各类可编程器件的优势和作用,真正地运用于专门集成电路的自动化设计即电子设计是十分有用的。其可自带编程片上系统,可以就复杂或者简单的芯片的使用,其能耗低可以节省运行的成本,其多种专用端口和附加功能模块的使用可以更加适用于多端口的电子设计上。 (二)植入了嵌入式系统处理器后的FPGA运用于电子设计 在FPGA中植入嵌入式系统处理器是很有必要的,来解决系统的体积、能耗和可靠性等问题。在现行的嵌入式系统中大多都是采用了ARM的32位知识产权处理器核的器件,但是在运用于电子设计领域之中,主要的还是要迎合其对于处理器多接口的要求,如果直接就将二者结合,那么系统运行时的体积和能耗必然会增加而系统可靠性就相应地减少了。将嵌入式系统直接植入到电子设计所使用的FPGA中可以很好地解决这个问题,一般采用的是将知识产权核以硬核的形式植入,和FPGA的可编程逻辑资源以及IP软核相融合,代替原来的FPGA中的硬核的功能。运用于电子设计之中,就是将FPGA的硬件设计和实现了硬件和处理器的强大的软件功能相结合起来,相辅相成实现了一种高效的全新的SOC。 (三)以FPGA为基础的DSP系统在电子设计中的运用 在电子设计当中的DSP处理器必不可少的,但是在过去的电子设计行业中,大多都是利用DSP应用系统,但是其存在的缺点在市场快速发展的过程中得以显现,比如处理的速度、硬件的灵活性或者是效率等方面。 FPGA具有大容量、高速度D的优良特性。所以FPGA为基础而开发的DSP系统可以借助其数字信号处理的能力以及灵活的配置特性来弥补传统的工具的不足,配套的嵌入式先进工具的开发是很好的一种和传统相衔接又进行优化的形式。 电子设计的流程都是自顶向下的顺序,这样的一种特点就表示它是与硬件完全无关的一种系统设置,以FPGA为基础发展起来的DSP系统就是基于这种设计流程的,在仿真测试上,利用了Matlab提供的IP核来完成,接着的转型是通过SignaiCompiier来进行的,将设计的模型转化成了RTL,在此基础上进行时序的仿真,实现硬件DSP系统的仿真测验。 以FPGA为基础的DSP系统,是结合了FPGA的大容量、高速度的优势发展起来的,并且与电子设计中的自顶向下的结构顺序相适应,对于现今市场上存在的硬件灵活性、开发效率和知识产权等许多方面存在难以克服的缺点来进行的改进,很有市场利用价值。 (四)在电子设计的处理器上运用 在通信领域的电子设计技术运用是十分广泛的,将FPGA和一般的处理器相结合来实现通信是稀松平常的一件事。但是真正地将二者相结合还是十分有挑战的,利用FPGA实现高性能的处理器是很有前景的。 如果采用FPGA直接来武装电脑,就会形成超级电脑的概念,由于FPGA拥有独特的嵌入式的微处理器,所以结合他的可重配置的特性就可以对于现场的具体情况来配置整理文件。从而使得同一硬件电路结构在不同的时间段,形成不同的等效硬件结构以高效地对付不同的处理任务。例如,此类超级计算机某一段时间可以用于预报全球天气状况,下一时间则能用于根据某一公司的主要利率对冲情况来评估债券市场的风险,然后又可进入基因组合核对的分析等等。利用FPGA发展的电子设计的处理器虽然还研究地不够深入,但是真正的研究出来的成果是十分符合现今的电子设计市场对于处理器的功能需求的。 四、总结 FPGA技术,即现场可编程门阵,在电子设计领域的运用可以说是十分重要和广泛的。本文就FPGA的主要特点进行了简单的描述,其具有的片上可编程序性是很有特色的一个特点,基于这样的一种设计也可以开发出很好的功能。在电子设计上的运用,主要体现在器件的革新,嵌入式的处理器在设计FPGA时的运用和电子设计相结合,还有DSP系统的革新,以及电子设计处理器的运用等,这些运用足以见得FPGA在电子设计领域的重要性。 电子设计技术论文:微电子设计自动化技术研究与应用 摘 要:在现今电气化的时代,电子自动化技术迅猛发展。将微电子技术应用到自动化领域越来越受到关注,并且逐渐应用到实际生活中。本文系统介绍了微电子设计自动化技术的特点以及设计过程和相关应用。 关键词:微电子;自动化 随着自动化技术的不断深入发展,电子自动化技术也逐渐应用到人们的日常生活中,在很大程度上影响着人们的生活生产过程。并且,随着生活水平的提高,人们对于微电子技术的要求也日益提高,因此深入研究基于微电子的自动化技术对于提高人们的生活质量有很大作用。系统实现微电子的自动化过程,需要构建合适的功能模块,尤其是电子电路的设计。 一、基于微电子的自动化技术特点 随着计算机技术的快速发展,微电子系统的性能设计逐步采用编程的方式完成。这种程序编程的方式使微电子技术更加的高性能化、高自动化以及高节能环保。同时,将微电子技术与自动化技术结合起来,更加推进了自动化领域的发展与创新。基于微电子的自动化技术主要有以下几个特性[1]: (一)基于计算机编程 电子设计自动化设计采用计算机软件相关技术,通过编程的手段来完成系统各个功能模块的设计与传统的手工做图方式相比,误差小、效率高、简单易行等特点。同时应用软件功能开发各个系统模块,优化了整个自动化系统的性能。 (二)芯片集成度较高 电子系统的整体设计,在一块小尺寸的电路板上集成很多具有不同功能的相关电路,减小了电子线路的占用面积,使芯片集成度高、功耗较小、性价比高并且便于安装,与此同时,这种高集成的芯片符合节能环保的设计理念。 (三)软件升级方便 电子自动化系统的设计是基于计算机技术的,利用计算机软件进行升级和维护,具有优良的系统升级平台。采用计算机编程的方式对电子系统进行升级和维护,可以做到实时在线工作,使系统的性能升级便捷,漏洞修补及时。 (四)具备仿真功能 计算机仿真功能是电子自动化技术的一大特色,可以解决自动化系统设计过程中的数值问题。同时,利用仿真功能可以很好的对系统进行检测和分析,方便进一步进行系统优化[2]。 整个电子自动化系统的设计要涉及数学、物理、计算机等多门学科的理论知识。其中计算机编程的应用,推动了系统设计的发展,使整个复杂的电子系统集成在小规格芯片之上成为可能。 二、微电子自动化系统设计过程 整个电子自动化系统的设计主要是包括各个功能模块的生成、系统的维护与升级以及各功能版的集成等内容。利用计算机编程技术来完成系统的设计过程,为系统功能模块的生成和功能的实现提供了良好的技术平台,使电子自动化系统的功能可以通过高集成的电子芯片体现出来。 (一)输入模块设计 系统的输入版块主要是负责完成系统的输入功能这一子模块的设计是基于计算机编程语言完成的。首先,要对输入内容用程序语言的方式进行定义,这样便于系统程序的优化处理。进而,还需要对程序语言进行合理的数据转化,从而使整个系统一体化。最后输入数据才可以被很好的储存供系统调用。简言之,输入版块设计就是程序语言设计过程。 (二)数据模块设计 计算机编程系统是一个数据量比较庞大的复杂的过程。在整个系统编程设计的过程中,会产生大量的过程数据和结果数据等,调用数据的过程变得很是复杂。因此,设计一个数据模块,对系统各阶段的数据进行存储和调用,便于系统的生成和在线维护。另外,数据模块可以在一定程度上拓展系统的功能,推动自动化的革新[3]。 (三)仿真模块设计 仿真模块的功能主要是完成系统的功能检测和数据分析。通过仿真模块的运行状况反映出整个实际系统的工作过程,方便及时发现系统漏洞并进行在线升级。 (四)检测模块设计 利用计算机编程技术设计电子系统的过程中,需要对系统进行故障检测和漏洞排查。检测模块可以保证各个功能模块之间更好的匹配运行,避免程序运行过程中的系统规划故障的发生。 (五)各功能模块规划 将各个功能模块合理规划集成到一块小规格的芯片之上,是系统实现高集成、低功耗的关键步骤。 三、微电子自动化技术的应用 微电子自动化技术主要是应用在高校教学、电气设备以及应用软件开发等方面。 首先,基于计算机仿真技术的电子自动化系统设计可以很好的应用到高校电气电子工程的教学实践过程中。采用各专业术语和特定操作对整个系统进行形象描述和展示,可以使抽象的知识具体化,同时自动化技术的实践教学可以提高学生的自主学习能力和动手能力,提高学生的整体素质。 其次,微电子自动化技术的发展,推动了电气设备的升级。利用计算机程序语言来完成后期的系统革新阶段,为电气设备的更新升级提供了很大的空间。同时,微电子技术的集成特性,使电气设备更好的实现了高集成、高性能的特点。 最后,软件编程技术方便了各个应用软件的开发,在电气设备设计过程中统一编程,实现各软件的兼容,从而便于各功能模块的集成,推动电气设备的统一化,同时降低了研发成本。 四、小结 随着电子信息技术的飞速发展,为电子自动化研究越来越深入,基于计算机编程的电子设计业逐渐系统化和模式化。微电子自动化系统凭借其高集成、高性能、易拓展以及低成本等特性,逐渐应用到人们的日常生产和生活过程中。 电子设计技术论文:应用电子技术专业实践性教学与电子设计竞赛研究 摘 要:随着电子信息技术的快速发展,新形势下社会需求对电子技术专业人才的“技能型”、“应用型”提出了新的更高要求,结合我校参加相关电子设计竞赛的经验提出了实践性教学模块的设计思想及其实现方法。 关键词:电子设计竞赛;实践性教学 近年来,我校学生分别参加了“全国大学生电子设计竞赛”、“全国职业院校技能大赛”、等多项比赛。经过我们努力,我们取得了可喜的成绩。通过比赛,我们深刻认识到参加电子设计竞赛不但提高了学生的水平,同时也是对我系电子专业实践性教学环节工作的检验。为了全面提升电子专业学生的实践动手能力和综合创新能力来适应各类电子设计大赛对高职学生的要求,应用电子技术专业的实践性教学体系改革刻不容缓。 1 改革传统的教育教学模式 我校应用电子技术专业于1999年开始进行招生,在早期的教学过程中,我们专业教师就根据本专业的特点和实际需要,对教学计划进行适当的微调。2006年,我校电子专业成功申报河南省教学改革省级试点专业,我们对“应用电子技术专业教学计划与大纲”进行了大范围的调整。 根据“以提高人才质量为宗旨,以培养综合能力为目标,以强化职业技能为核心,以就业为导向”的高等职业教育改革指导思想,适时对教学计划做出微调以适应电子信息技术的快速发展。如:2008年,对电子课程设计课程进行了重订,由原来的纯理论教学变为理论加实践操作的教学,使学生要通过本课程的学习,对电子系统的设计过程有个系统的了解,即:理论设计、绘制原理图、制造电路板、焊接元器件、调试电路以及完成课程设计报告。从改革的总体效果看,学生也从实践教学过程中学到了“实实在在”的知识,激发了学生的学习积极性,提高了学生的实践动手能力。 在教学模式上将理论知识和实际操作紧密结合起来,使枯燥的理论知识变得易于接受和理解,大大提高了学生的学习兴趣。要求各门专业课尽量安排在相应的实验实训场所上课,利用实物教学、网络教学,力争教学方案的最佳化,从根本上改变了传统的教学模式。比如单片机、可编程序控制器完全安排在实验室中,随讲随做,对学生进行实践训练。极大地增强了理论与实践教学的直观性和生动性,提高了课堂教学的效益,吸引了更多学生的主动参与,活跃课堂气氛,取得了较好的教学效果,显著提高了教学质量。 通过以上三个环节来综合提高学生的生产劳动技能,取得了良好的教学效果。除此之外,我们还开设了综合开发应用实验选修课来锻炼一部分动手能力比较强的学生,提高他们的学习积极性和创造性。 通过这些改革,学生的实际动手能力和工程设计能力明显提高,毕业生受到了社会的欢迎和好评。参加过电子设计竞赛的学生,他们在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高,他们的自信心增强了。他们在毕业设计和科研中,独立工作的能力较强,受到了教师的欢迎和好评。 2 “五环”实践教学体系 按传统教学方法培养的学生,在实践性环节上发生诸多的问题,比如:单元电路正确却无法实现系统联调;理论设计正确却无法在工程上实现功能等等。这种问题的症结点在于电子设计既不是单纯的理论设计也不仅仅是实验设计,而是实践性很强的有特定工程背景的项目。 根据认识规律和学科规律而设计的“五环”实践、实训教学体系。“五环”指的是五个实践环节(基本技能训练、专业技能实训、专业综合实训、顶岗实习和毕业设计)。“五环”教学体系环环相扣、层层递进。 (1)基本技能训练:重点培养学生读图能力,电子元器件的识别、检测技能,仪器仪表的使用技能,电子元器件的焊接与拆卸技能。 (2)专业技能实训:通过EDA电路设计、电工学、数字电子技术、模拟电子技术、单片机、可编程控制器等课程的实训,培养学生按原理图组装功能电路的能力,选择正确仪器、仪表获取关键数据、波形的技能,进行电路参数调整、完成电路整体调试的能力。 (3)专业综合实训:安排一个月的专业综合实训,主要培训学生分析和解决系统问题的能力,整机电路的组装和调试技能,维护、维修技能。 (4)顶岗实习:本专业安排了10个月的顶岗实习,重点培养学生职业综合能力。 (5)毕业设计(论文):要求学生从生产、工程和实际生活中寻找设计题目,独立完成电路设计、元器件选择、印刷电路版制作、元器件焊接、整机调试等环节。本专业安排了三个月的毕业设计,培养学生的创新能力、独立工作能力。 实践教学环节在整个教学时数中所占的比重较大。应用电子技术专业授课学时总量为2600学时,理论授课学时数为1158学时,占学时总数的46%;实践教学(实验、实训、实习、毕业设计等)多达1405学时,占学时总数的54%。整个课程体系的设置中体现实践教学的重要性,为培养学生的实际动手能力和应用技能提供了保障。 3 引入虚拟仿真技术 众所周知,现代电子技术的发展为计算机技术的发展提供了物质基础,计算机技术的发展又为电子信息技术的发展提供了前进的动力,二者是相互促进、相互渗透、共同发展的。 为了将可编程技术及系统模拟仿真技术应用引入教学,我们开设了追踪电子技术发展前沿的“在线系统可编程技术”及“虚拟与仿真技术”等课程;同时,尽可能将各种EDA软件穿插于各门相关课程中,如Protel、Workbench、QuartusⅡ、MATLAB、labview等软件的应用,大大开阔了学生的视野,提高了学生的综合设计能力,提高了设计效率。 4 实践教学与电子设计竞赛紧密结合 全国大学生电子设计竞赛是面向大学生的群众性科技活动,推动高等学校信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力。[4] 电子设计大赛,积极推动了我系对电子专业实践性教学环节的教学改革。在平时的实践教学中综合设计环节中,引入电子设计大赛的赛题,电子设计竞赛试题具有实用性强、综合性强、技术水平发挥余地大的特点;所涉及的电类专业的课程有:模拟电路、数字电路、C语言程序设计、单片机原理、电子设计、EDA技术等; 电子设计竞赛成绩作为检验教学改革是否成功的标准。通过近几年的比赛,我们取得了可喜的成绩,2011年,获得参加全国大学生电子设计竞赛河南赛区二等奖1个、三等奖3个,获得全国职业院校技能大赛河南赛区二等奖1个,三等奖1个;2012年,获“毕杯”全国大学生创新设计竞赛全国一等奖,获全国职业院校技能大赛电子产品检测与维修项目全国第三名;从获奖情况不难看出,专业实践教学环节改革的效果在电子设计竞赛中得到了检验,切实提高了学生的实践水平。 我们将不断的调整专业的实践教学体系以适应电子设计大赛对学生知识水平的要求,从而满足不断发展的信息化时代对毕业生的更高需求。 作者单位:焦作师范高等专科学校物理与电子工程系,河南焦作 454001 电子设计技术论文:现代电子设计技术课程模块实验教学综述 摘要:为契合我院开展模块化教学改革的需求,培养社会所需要的应用型人才,我系现代电子设计课程模块化建设正是在这一背景下应运而生。本文论述了目前高校现代电子设计技术课程实验教学的现状、问题,以及我系自制定并实施现代电子设计技术课程模块以来在实验教学这一块所进行的一些新思路和新做法。 关键词:现代电子设计技术 模块化 实验教学 在市场竞争和教育竞争日益激烈的今天,如何求得合理的自身定位和发展空间是摆在各大高校面前的一大难题,正是在这样的形势和背景下,合肥学院(以下简称我院)提出了“地方型、应用型、国际化”的办学思路,并在全院各系部围绕如何更好的培养应用型人才为核心和主线开展了系列教学改革,模块化课程改革便是其中的一项重要举措。 众所周知,课程的好坏和贯彻实施的程度直接关系到人才培养质量的高低。基于这一大的前提和背景,合肥学院电子信息与工程系(以下简称我系)现代电子设计技术课程模块应运而生,经过近几年的探索与实践,现代电子设计技术课程模块已经形成了相对完善的体系,在近几年的教学实践中取得了良好的预期效果,但与此同时,与之相配套的实验教学尚未同步跟上,依然存有较大的有待完善的空间。现代电子设计技术课程模块的实验教学指的是将传统数字电路、在系统编程技术、SOPC实践这三门课程的内容按照“即学即用”、“活学活用”的原则进行重新编排,注重及时给予学生验证、操作和强化所学习理论知识的时机和实验操作机会,从而实现从“知识输入”为导向走向 “能力输出”为导向,面向社会和市场培养实践能力和动手能力强的应用型电子信息人才。 2 现代电子设计术技实验教学的现状 现代电子设计技术这一门课程,无论从外延和内涵上都很丰富。首先,从内涵来讲,模拟电路、数字逻辑电路,硬件描述语言,微机原理,单片机原理与应用,DSP原理等课程都属于现代电子设计技术的范畴;第二,从外延的角度来讲,现代电子设计技术应用的范围极为广泛,DSP技术,嵌入式系统,传感与控制,PCB设计,电源技术等在工业、农业、商业、军事等方面都有用武之地。如何在短时间内让学生对这一领域有比较精准到位的理解和认知,就相当不容易的事情。此外,身处信息社会,知识的更新速度越来越快,电子行业更是如此,知识和技术的不断创新与教学内容的相对滞后是各高校工科专业所共同面临的问题。总体而言,从各高校实践的情况来看,现代电子设计技术课程实验主要呈现出以下局面[1-12]。 2.1教材改革滞后 大部分高校依然沿用以前的老教材,这样一来,就可能存在这样的问题:教材缺乏更新显然就不能及时更新,缺少最新鲜的一线现代电子技术信息;从教材本身来讲,偏重于理论基础部分,实践部分得不到应有的重视;教材的趣味性和可操作性不够,缺乏针对性,对学生的吸引力不够;部分教材虽然加入了新内容和新元素,但是介绍得不够详细,往往一带而过;就选题而言,其范围往往有所侧重而失之全面,体系繁琐而逻辑性不够。目前我国所选用的电子设计应用设计所采用的教材以传统教材偏多,无论从内容的新颖性而言还是从教学内容的应用性而言,都跟不上现代电子设计技术的发展的节奏。 2.2硬件设备不配套 对于实验教学而言,先进的教学设备必不可少。对于相当部分高校而言,由于实验设备使用周期长,电子设备更新速度快,在硬件设备的配套方面,难以做到满足实际的客观需求。对于现代电子设计技术课程而言,基础知识的理解和掌握和内化需要建立在学生实际参与,动手实验的基础之上,迫切需要为学生提供丰富的、及时的、开放的实验室硬件支持体系。 此外,各高校纷纷采用扩招来应对高等教育大众化时代的 到来,学生数量的激增却并未能伴随实验设备购置和更新的同步增加,远不能满足现实实验教学的需求。 2.3教师的教学水平整体不高 师资队伍建设直接关系到人才培养质量的高低,电子信息专业作为一门工科专业,要求所任教的教师拥有丰富、精湛的理论知识,同时,同时对其实验、实践操作要求亦很高,需要教师能够双肩挑。但是,从目前的现状来看,教师队伍的现状还不尽如意,主要表现在:年龄层次结构不合理,一般而言,年龄结构过老化,要么年龄结构年轻化都不利于人才培养。对于刚从相关院校毕业的年轻教师而言,从业经验和专业实践经验上的缺乏,造成他们不易发挥年轻人敢于尝试敢于创新的优势,而走向“传统依赖”路径,习惯性地依从传统的教学模式,过于依赖书本知识,实践、实验教学指导力不够;同样的道理,年龄结构中青年成分不够,对于人才培养也是不利的。 2.4教学手段和方法滞后 对于现代电子设计课程这一门课程而言,如果单纯地依托传统的授课方式,恐怕是难以有效地完成教学任务的。这里不是否认传统授课方式的作用和价值,而是因为,现在电子设计技术这一课程本身的特殊性决定了必须依托多媒体等现代化这样的媒介,具体而言表现在:第一,现代电子设计技术本身就是信息革命的产物,体现了信息化社会的最新成果,具有先进性、前瞻性和复杂性;第二,现代电子设计技术的知识具有丰富性、生动性和复杂性的特点,虽然部分知识依托传统的教授和讲课方式是可行的,但是总体如若不能很好地利用现代化信息手段的作用的话,是不利于学生的理解和接受的。然而,现实的情况是,很多高校在教学过程中仍以传统的板书设计为主要内容,若教材和教法不能同步跟进,想要有良好的教学效果几乎可能性不大,这些和培养适合市场需求的一线人才是相背离的。 2.5实验教学环节薄弱 对于工科专业,对一些知识点的理解和把握需要建立在亲自实验、反复验证的基础之上;而对于一些有创意,想要拔高的学生,若脱离了实验教学这一环节,单凭大脑和想象几乎是无法获取想要的知识信息,取得原本可以的进步的,尤其是电子设计技术这样的课程,若脱离实验教学,无异于无源之水无本之木。然而,现实的情况是,在相当一部分高校,实验教学环节未能得到应有的重视,具体体现在:与理论课课时相比,实验课课时偏低;实验课内容陈旧,多为验证性实验;实验教师师资薄弱;学校重视程度不够,经费投入偏低,导致仪器设备陈旧,不能适应行业发展。 3 现代电子设计技实验教学存在的问题 3.1实验设备陈旧,利用率低 首先体现在在实验室设备陈旧。一方面,信息社会科学技术知识本身的更新速度越来越快,电子行业仪器设备更新换代的速度在加快,高校如何跟上节奏为学生提供合适的最新的实验室仪器设备本身就是一个考验;与此同时,很多地方高校,由于种种原因其所使用的设备还是几年前甚至是十几年前的东西。 再就是由于师资匮乏、实验室管理理念和技术不能同步跟上等方方面的原因,导致已有的设备并不能发挥最大的功效。一个典型的例子就是各个学生在实验过程当中的各项具体情况不能得到得到及时有效的识别和跟踪,学生是不是掌握了正确的试验方法,有没有掌握正确的操作步骤,操作是否规范等等都变得无法识别。这样一来,最有技术含量的实践考核成了学生最容易通过或那份的项目。 3.2教材内容面向基础,与社会发展相脱节 除去教材本身的局限性不讲,从现行各高校使用的现代电子设计技术教材而言,普遍存在以下问题:第一,题材范围求全,求广,百科全书的倾向严重,但缺乏针对性,深度不够,也就是当教师和学生对某一个内容和知识点需要的时候,我们的教材不能提供所需要的支持;第二,重基础,轻应用,往往对电子信息这一专业的基础知识有浓墨重彩的讲解,但是对具体知识点在现实中有什么应用缺乏必要的延伸;第三,各章节内容分立,连贯性和一致性不够,教材内容多为现代电子技术这一领域基础知识分章节的汇聚,这种知识组合未必符合所指教的教师和学生的认知和逻辑,如果缺乏指导教师深入地指导的话,学生往往学到的是一些零散的,随机的知识,而不是整体的有机的统一的知识。 3.3理论教学与实验教学相脱节 首先表现在理论教学与实验教学衔接不紧密。电子信息工程作为工科专业,学生必须在实际操作,实际动手,必须在实验教学的过程中,所习得的理论知识才可能为学生所掌握;再好的理论教学如果没有实验教学的支撑,也会因此而大打折扣。第二,从实验类型来说,验证性实验居多,而综合性实验居少、创新性实验少或几乎没有。再者,从学生毕业设计的角度而言,毕业论文设计是主体,然后才是学生的设计制作。以上种种,导致的一个基本问题就是理论教学与实验教学两者的分离,而不是统一,不利于学生的动手能力、应用能力等的培养。 3.4实验类型单一,与高速社会发展的现实相脱节 实验教学得不到足够重视的必然结果就是会导致实验类型单一,即多为验证性实验。所谓验证性实验,是在对书本知识有一定了解的基础上,提出一种假说,验证假说的正确性,往往有一套较完整和程序化的步骤和方法,因而,它更加强调实验的结果,而不是实验过程。换言之,是一种“按方抓药”、高度固化的实验模式,这对于学生的积极性和兴趣显然是不利的,因而,要论及真正提高学生的主动性,积极性,提高学生的动手能力,显然是不够的。 3.5实验环节成摆设,实验教学地位得不到应有的体现 作为工科专业,现代电子信息技术知识的习得和理解必须依赖足够的、及时的实验实践联系机会,然后现实的情况是,在相当部分高校,实验实践教学虽然也有开设课程,但是总体处于依附状态,形同摆设,其教学地位得不到应有的体现。比如总体实验实训课时不足总课时的一半;实践教学的教学考核往往伴随相关课程的考核进行,具有较大的随意性等等。 3.6实验教学师资薄弱 高质量的实验实践教学需要一支同样高质量的实验教学师资队伍,方如此,才能保证实验实践教学落到实处,进而也就无法保证学生能够保证学生习得基础的电子信息技术知识,基础不牢,学生的创新能力和动手能力也就成为空中楼阁,纸上谈兵了。一方面,在部分院校,实践教学被编排在电子相关课程的实验中,课时严重不足;另一方面,师资力量的匮乏是其硬伤,在实验过程中,一名教师需要同时指导几十名学生,除去教师讲解、示范的时间,剩余的时间学生才能用于模仿,求证,其实验效果让人质疑。再者,由于实验实践场地的限制,加上实验室管理未能同步跟上等多因素,师资不足会导致教师不能及时、充分识别、监督并及时纠正学生在实验操作过程中的种种问题。如此一来,实验实践考核成为学生最容易通过的项目也就不足为怪了。 4 新思路 如何进一步推进我院实验室信息化建设和实验教学改革与创新,促进创新人才成长,提高人才培养质量,并最终形成优质资源融合、教学科研协同、学校企业联合培养人才的实验教学新模式,我系在现代电子设计课程模块的实验教学中进行了以下尝试: 4.1“少台套、大循环” 前面我们讲到,对于电子设计技术这样的工科专业,面临着双重困境:电子设计知识和设备的更新速度越来越快;学院对于实验设备的投入资金总是有限的,不可能完全跟进电子设备的更新速度。这样一来,如何最大化地使用已购设备,同时将资金花在“刀刃”上,及时为师生引进先进设备就成为摆在我院决策和管理层面前的一大难题和挑战了。基于这一问题,我院在各系部上下进行了广泛而深入的交流和探讨,最终提出“少台套、大循环”的基本理念,一方面,充分发挥仪器、设备的利用率,另一方面,通过加强管理,逐步建立起“宽口径、厚基础、重应用、多方向”的实验管理体系,整合并优化现代电子设计课程模块的实验资源,倡导学生亲自动手,学以致用的能力,致力于培养应用型人才。 与先进硬件设备的引进和先进管理理念相配套的是,我系注重采用丰富多样的教学手段以提高实验教学的效果,如充分利用计算机网络和多媒体的优势,借助仿真软件,为学生购置机器人等模型,为学生提供全方位立体的实验教学刺激和环境,让学生在耳濡目染中不知不觉乐于动手、勤于动手,养成基本的实验素养,这点可在我系历届电子竞赛中学生的优异表现中窥见一斑。 4.2教材内容与社会发展高度挂钩 模块化课程改革的一个基本特点就是打破原来学科间的界限,依据一定的目的和标准,对若干学科的教学内容进行整合、重组、优化,形成具有可操作性的模块。具体而言,我系积极响应学院全面开展模块化课程改革的理念和号召,积极开展“电气信息类”专业电子设计技术模块建设,具体而言,就是将传统的数字电路、在系统编程技术、SOPC实践课程三门课程进行重新整合,打破了过去学科间固有的界限,按照市场对电子技术人才需求和知识本身的逻辑体系进行重新编排,重新组合,按照“即学即用”、“活学活用”的原则对各子模块进行最优化组合,将应用型办学理念深入渗透到各个教学环节,内化到师生的教学过程当中,以致力于培养符合市场需求的电子类应用型人才。从日前的改革成效来看,我系所进行的这一现代电子设计技术模块成果是喜人的。 如果说模块化课程改革是为学生精心准备的“主食”和“大餐”的话,那么组织学生开展相关竞赛无疑就是一道道美味可口的“点心”和“佳肴”了。自2007年以来,我系组织学生开展了各种类型和层次的竞赛,取得了丰硕的成果,学生多次获得国家级、省级大奖。这样大张旗鼓大力组织师生投身竞赛活动的初衷就在于为学生提供新的契机和视野,竞赛能够很好地为教材内容补充新鲜血液,及时为师生呈现电子设计技术的最新信息,增强和提高学生的动手能力,这些和我院“地方型、应用型、国际化”的办学定位是相符合的。 4.3理论教学与实验教学紧密联系,各有侧重 对于工科专业而言,如何正确处理好理论教学与实验教学的关系是一道值得认真对待的课题。传统教学中过于重视基础教学,忽视或者不重视实验教学的做法肯定是不对的,但是,我们也不能走入非此即彼的另一个误区,即重视实验教学,忽视理论教学的重要性。我们以为,理论教学和实验教学都是现代电子设计模块的两个非常重要的组成部分,学生需要具备扎实的电子设计基础知识,在这个基础上,学生的实验教学会进行的比较顺利,同时因为学生的基础知识掌握得系统、扎实,那么,在实验教学的过程当中,当学生头脑中更好的创意的时候,才有可能付诸实践并进而激发更多的灵感和创意。 在我系电子设计模块化教学的过程,采用的正是基于理论教学与实验教学并重,两者互为基础这样一种理念,比如电子设计技术模块理论和实验采用的便是灵活穿插的这样一种方式,当理论知识要验证、强化、延伸的时候,实验教学及时地跟上,什么时候需要上理论,什么时候需要上实验,能够实现比较灵活的切换,学生在书本上学到的知识能够得到及时的动手操作和强化,往往学习效果也最佳。 4.4实验体系丰富,层次多样 解决了理论教学与实验教学的关系,接下来面临的问题就是如何建立多层次、丰富的实验教学体系了。传统的实验教学是理论教学的辅助,依附于理论教学,数量上验证性实验居多,类型上比较单一,加上实验室管理未必到位,导致学生参与实验教学的积极性有限,实验教学的功效不能得到有效发挥。鉴于此,在现代电子设计技术模块在设计实验教学中,充分发挥了“即学即用”的原则,为学生提供丰富多样的实验体系,满足不同口味和需求的学生的需要。我系在“宽口径、厚基础、重应用、多方向”的指导思想下,积极建立相对独立的实验教学体系,有计划有步骤地调整实验教学内容,逐步减少验证性实验的比例,增加综合设计型实验和创新型实验的比例,建立起集验证性实验、综合型实验和创新型实验于一体的综合性实验教学体系。在实验教学过程中,通过创设宽松的氛围,引导学生积极探索,鼓励学生大胆设想并实践自己的猜测和设想,从而培养学生自主学习,主动探究,分析问题和解决问题的能力,为将来的职业生涯奠定良好的基础,比如在综合设计型实验中,我们鼓励学生根据个人兴趣和偏好自主选题,在为学生提供的实验指导书中,只为学生提供一些基本的资料题,留白部分就需要学生独立完成了,这就需要学生自己依据所学知识,多方查阅相关资料,最后再提交可行的实验方案交与老师进行探讨和完善。无疑,在学生选择可行的实验方案,制定详细的实验步骤,完成实验计划的过程中,学生的动手能力,自主意识和创新能力都得到了全面的提升。 4.5让实验教学地位得到充分体现 对于应用型高校,要培养面向市场面向社会的电子技术人才,这就意味这,相对研究型高校而言,需要更加重视实验和实践教学,唯有如此,才能促进学生动手能力,实践能力等综合素养的提升,为社会培养应用型电子技术人才。以我系电子设计技术课程模块实验教学为例,我系在领导班子的部署下,采取了一系列积极的举措,如自2007年下半年,成立专门的实验技术教研室:实验室成员主要由中青年博士和硕士担任,由他们来承担系里的绝大部分实验教学和其它实践教学的工作,确保实践教学的教师班子基础扎实;又如积极鼓励并组织中青年教师(特别是实验教师)担任学生的第二课堂指导教师,这一方面能有效提高我系学生的创新意识、创新能力、培养学生动手能力等综合素养,另一方面也能积极调动一线教职工的积极性,为他们走在电子信息技术的最前沿,立足课堂教学实践,不断总结反思搭建了一个崭新的平台,八年来,我系取得了丰硕的成果,搭建了从教学理念、教师团队、活动内容、组织形式、管理模式到年度考核等方面一体化的第二课堂实践平台。 4.6加强应用型师资队伍建设 建设一支高素质的实验室师资队伍对于实验教学而言,具有举足轻重的作用,所有物的因素,包括先进的理念,方式方法等要起作用,都必须依托教师这一能动要素才能起作用,这是因为:再好的理念,若不能被教师所理解,领会并实践到起教学科研的过程当中去,也会是海市蜃楼,不能成为现实的美景;再好的设备,若没有得到合理的组织和管理,也会丧失起先进的理由和价值,不能物尽其用;再好的模块化教学,内容设置得再合理再精巧,若没有好的教师团体去实现它,也会泯然于众不能凸显其实际的价值。 鉴于此,我系在充分挖掘人的要素方面做出了新的探索。首先,积极组织青年教师参加合肥学院青年教师大奖赛,切实提高一线青年教师的教学水平和实践操作素养,具体到实践教学这一块时,我系在教学环节、实验步骤、操作规范、操作流程等方面都作了较详尽的规范和指导。第二,组织青年教师单人第二课堂指导教师,去企业挂职锻炼。一般而言,系统化的学科知识总是滞后于生产一线的,这在瞬息万变的信息化社会更是如此,因而,为加强我系实验教师培养,丰富他们的社会实践经验,切实提高他们的业务能力和教学水平,及时更新观念和知识体系,提升我系“双师型”教师的综合素质,组织青年教师去企业挂职锻炼,使其熟悉企业的基本情况和对电子行业知识的需求。第三,以电子信息与电气工程系这一团体组织为依托,积极鼓励中青年教师,特别是实验教师开展与企业的横向合作课题。这一举措对于更好地激发青年教师了解企业发展最新动态的热情,挖掘青年教师参与横向课题研究的潜力,提高我系教职工科研水平、理论教学和实践教学水平发挥了不可估量的作用和影响,充分体现了学院“地方型、应用型、国际化”的办学定位。 5 结语 总而言之,我系紧跟学院模块化教学改革的步伐,围绕现代电子设计技术课程模块的实验室建设和教学改革教学进行的系列改革成效显著,为我系培养应用型电子信息人才提供了新思路,这对于其他高校的实验教学改革具有积极意义。 电子设计技术论文:微电子设计自动化技术研究与应用 摘 要 在当今这个科技高速发展的时代,不论是工业还是生活中无处不见自动控制的影子,随着对高级控制的需求,将微电子技术应用到自动化控制领域越来越受到人们的关注。微电子技术不仅可以使电气控制更加精确,同时还能极大的缩小设备体积,是将来发展的大趋势所在。本文就微电子设计自动化技术进行简单的介绍,了解微电子技术在自动化控制中的应用和发展趋势。 【关键词】微电子技术 自动控制 1 微电子设计自动化技术概述 随着社会的发展,自动化控制也不断更新,由原来的简单控制向更加智能的方向发展。近几年,自动化技术不断进步,微电子技术也逐渐被应用到自动化控制当中,直接促进这工业的进步和人们生活水平的提高。微电子设计自动化技术,就是将微电子技术和自动化技术相结合的综合智能控制系统。将电子电路和机械控制相结合,只要合理的设计控制电路,不仅可以大量的解放人力,还能更加的环保,并提高控制效率。微电子技术使得电路向集成化方向发展,不仅体积小,而且具有极低的功耗,目前最先进的微电子技术产品是SOC系统,它将所需要的功能和外围电路集成在一个非常小的芯片上,只要对外留出预定的接口就可以直接使用在各种控制系统中,这也是自动化控制中的“大脑”,控制这整个自动化系统的正常运行。 2 微电子设计自动化的特点 与计算机技术的发展相同步,微电子系统的设计采用计算机编程的方式来完成。只要将所需要的控制功能通过计算机程序编写出来,下载到控制芯片中就可以完成预想的控制效果。另外编程的方式,不仅大量节约了硬件资源,还是得控制系统更加灵活,需要增加或更改控制方式时,只要重新编写控制代码即可,不需要更改硬件,节约了成本,提高了效率。微电子技术与自动化技术的完美结合,更加推动了自动控制领域的发展和创新。其主要有一下几个特点。 2.1 使用计算机编程控制 集成电路的飞速发展,可以将所需要的各个功能都集成在一块芯片上,不同的控制系统所需要的控制功能可以通过计算机编程进行选择。与古老的控制系统相比,它不需要额外的硬件开销,针对不同的控制,只需要改变控制代码即可。无论是从调试上,还是从成本上,甚至是效率上,采用编程的方式都具有无可挑剔的优势。 2.2 集成度高 微电子技术的发展,决定了今后的电子线路越来越小,在一块芯片上集成很多不同功能的相关电路,减少了系统体积,而且非常方面移动和安装。当然功耗也随着集成度的提高在不断下降,无疑这是控制系统中不可忽略的优势,将这种集成控制系统应用在工业控制上,会省下大量的空间和成本。 2.3 功能调节方便 在实际的控制应用中,控制的对象不可能相同,而且就算是同一个对象,随着工业系统的升级,控制功能也需要随之升级。前面提到,微电子自动化技术是基于计算机编程控制的,需要新的控制功能时只需要将新功能编写成代码下载到控制芯片中即可。另外,采用计算机编程的控制系统还能及时的修补系统漏洞,对电子系统随时进行升级和维护。 2.4 开发时能进行仿真 在使用之前能对自动化系统进行仿真,是微电子自动化技术的一大特点,在之前所有的自动化控制技术都需要在实际的场合进行数据的调试和采集,也就是需要现场调试。微电子技术的一大优势就是可以使用计算机技术进行仿真,将微电子技术应用到自动化控制当中,可以解决之前自动化系统设计过程中的数值问题,只要经过严格的仿真就可以保证控制系统在实际的工作过程的准确性。 3 微电子设计自动化系统设计过程 微电子设计自动化系统主要有两部分组成:微电子控制端和自动化执行端。 按照详细的功能设计来划分,整个系统由输入模块、数据模块、仿真模块和检测模块组成。 3.1 输入模块的设计 输入模块是系统控制的命令输入端,所有的控制命令都由此模块输入。所以输入模块就是计算机编程的设计,采用计算机语言对输入的命令进行定义,进行解析,对整个控制系统的功能进行合理的拆分。输入模块设计的好坏直接决定着整个系统的执行效率,所以设计时要做到最简化,执行速度最大化,不要有冗余的代码出现。 3.2 数据模块的设计 控制系统中存放着大量的控制数据信息,如何管理这些数据就是数据模块功能。自动化系统对控制的精确度要求是非常高的,这也就要求对数据的提取和存储有极高的速度,数据模块的设计关键就是对数据的处理速度上。一个好的数据模块直接决定着系统的性能。 3.3 仿真模块的设计 仿真的目的就是对系统的运行情况做出反映,模拟实际的运行条件,及早的发现系统缺陷,即使调整系统功能。 3.4 检测模块的设计 检测模块不属于系统的功能模块,是在系统运行过程中,对系统分进行故障检测用的。保证系统在出现问题时及早的发现和更正。 4 微电子设计自动化技术的应用 微电子自动化技术一般应用在工业电气控制、高校教学和计算机开发等方面。 4.1 工业电气控制 首先,微电子技术的进步促使自动化的飞速发展,可以说是推动了工业社会的前进,在目前的各个工业领域自动控制机器人必不可少。例如,汽车制造行业基本上全是机器人自动控制化,解放了人力劳动。机器人自动化设备就是采用的微电子设计自动化技术[3],所有的机器人都通过微电子技术芯片进行控制,并且可以认为的干预和升级,给工业发展带来了极大的推动力。 4.2 高校教学 由于将来的自动化控制都将采用微电子技术,这是技术发展的总趋势,之前的单纯的机械控制已经淘汰,高校的教学设备也必须跟上时代的步伐,对学生进行微电子设计自动化技术的教学,使他们满足社会的需求,提高学生在新时代下的专业技能。 5 结束语 随着信息技术和计算机技术的发展,微电子自动化技术的使用会越来越广泛,逐渐渗入到人们生活的方方面面,为人类社会的发展做出重大贡献。 作者单位 湖北工程学院物理与电子信息工程学院 湖北省孝感市 432000 电子设计技术论文:汽车电子设计中仿真技术的应用分析 引言:在汽车技术开发迅速的背景下,逐渐有更多的新型技术被应用到汽车设计中,可以有效的缩短汽车总体开发周期,同时可以降低开发试验成本。仿真技术是现在被广泛用于汽车电子设计中的一种新兴技术,通过专业仿真技术的应用,结合汽车电子设计特点以及要求,利用仿真结果不断对原设计进行验证与完善,提高汽车电子设计的合理性与有效化。本文分析了汽车电子设计中仿真技术的应用策略。 电子设计是汽车设计周期中的重点,在设计管理上存在一定的难度,传统的设计方式需要借助各种液压、机械与电子零部件等来对汽车各子项系统功能进行验证,周期与成本控制难度比较大。为提高汽车电子设计的效率,可以将仿真技术应用到其中,选择合适的仿真软件等,来对汽车系统进行建模与分析,可以节约大量的试验设备与试验时间,达到缩短设计周期,降低成本的目的。 一、EDA仿真技术分析 EDA仿真技术现在已经被广泛的应用到汽车电子设计中,主要是利用计算机为工具,设计人员通过EDA软件平台,用硬件描述语言VHDL进行文件设计,最后通过计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局以及仿真等,最终完成对特定目标芯片的适配翻译、逻辑映射与编程下载等。将EDA仿真技术应用到汽车电子设计中,可以有效提高电路设计的可操作性,降低了工作量。其中EDA技术中存在的Multisin仿真设计软件可以在汽车电子线路中实现软件仿真技术所具有的虚拟设计功能[1]。 Multisin仿真设计软件可以完成对模拟、数字以及混合电路进行电路性能仿真与分析,主要包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式等,交由比较高的仿真分析能力。第一,直观的图形界面。在软件操作界面,绘制电路所需要的元器件,以及仿真所需要的测试仪器可以直接拖放在屏幕界面上,通过鼠标就可以将各个器件连接起来。并且还可以直接通过仪观察到数据、波形以及特性曲线等。第二,较高的仿真能力。软件引擎为SPICE3F5和Xspice的内核,通过Electronic workbench带有的增强设计功能可以完成数据与混合模式仿真性能的优化,如MCU仿真、RF仿真、VHDL仿真等[2]。第三,丰富的元器件。可以完成对原件各种参数的编辑与修改,并且可以利用模型生成器与代码模式创建模型等功能,来达到创建自己元器件的目的。将此种仿真软件应用到汽车电子设计中,可以有效减少资源的浪费,缩短系统设计周期。并且,通过仿真设计软件所具有的虚拟性特点,设计人员能够在计算机平台内完成模拟试验,对于存在的错误可以及时更改,最后将完善的设计方案落实到硬件上,提高设计方案的可行性。 二、仿真技术在汽车电子中应用分析 1.建立数学模型。计算机仿真即利用数学形式将实际系统的运行规律表达出来,一般情况下为微分方程或者差分方程,最后通过计算机以数值求解的方式完成方程的解答。在进行仿真设计前,应先将电子系统原理图中所有零部件抽象化并建立数学模型。一般情况下,为满足系统计算机仿真要求,应开发一个或者一组模型。通过对电路特性的研究,针对不同物理器件来建模,存在部分情况需要对大型电路或者系统建模。系统零部件数学模型质量与仿真设计结果有着直接联系,应合理设置各模型的参数属性,并且在不断计算与试验中对数模进行修正与完善。在受到外界一定条件影响下,从系统一定初始状态出发,所经历的尤其内部固有特性决定了整个动态工程,通过对系统、输入与输出之间的动态关系,就可以确定其性能属性。 2.系统原理仿真。在仿真设计过程中,通过仿真软件将数学模型转变为计算机上运行的仿真模型,并根据仿真模型来编制仿真程序。在实现系统的仿真设计后,可以随时得出各个子系统或者零部件的瞬时工作状态以及性能参数变化,包括电流、电压、功率以及转矩等参数的波形变化,通过对各类波形与试验结果的对比,即可确定设计中存在的问题,最终对其进行改善即可。 3.双电压系统。对于双电压系统,需要将用电设备分成两各部分,即中小功率负载与大功率负载。小功率负载主要通过14V电压完成供电,如中控锁、室内灯、仪表、收音机等主要车身电子设备;大功率负由42V电压供电,如电控机械制动装置、三元催化转换加热器、电控机械气门正时装置以及电控悬架等,主要为汽车发动机、底盘系统电子设备等。汽车双电压供电系统中含有两个关键性部件,即DC/DC变换器以及启动发电机,其中对于DC/DC变化器,主要是将交流发电机输出的42V高电压转换成为14V电压;而启动发电机一般会安装在发动机与变速器之间,通过半导体整流-逆变功率变化器,实现交流发电机的功能,发出42V高电压,同时也可以在发动机启动时实现启动作用,在启作用实现时,其直接作用于启动发动机,启动时间仅为0.5s,设备所具有的噪音比较小[3]。 4.仿真模型修改完善。通过对汽车电子系统的仿真设计,一般情况下得出的初步结果与理想值存在一定的偏差,为达到电子设计结果,就需要对初步结果进行研究分析,通过与试验结果进行全面对比,完成系统严厉与数学模型的修改。通过仿真软件可以实现分析工作,如直流工作点分析、顺态分析、交流小信号分析等,在进行分析时,应在模型参数值浮动的范围内随机取样,然后完成所取数值的分析,测定器件参数在特定范围内浮动对输出的影响,进而可以不断完善模型设计。 结束语 现在仿真技术逐渐被应用到新车型的开发中,并且取得了一定的成果,尤其是在选择发动机容量参数上取得显著的效果。想要进一步提升仿真技术在汽车电子设计中的应用效果,必须要不断加强对此方面的研究,选择合适的仿真软件进行设计,争取进一步缩短汽车开发的周期,提高设计的综合效益。 电子设计技术论文:探析FPGA技术在电子设计中的相关应用 摘要随着电子技术的飞速发展,对各种硬件资源、电子产品的可扩展性、可靠性的要求也逐渐提高。FPGA作为一种可编程的逻辑器件,具有高容量、高性能、低成本等优点,在电子设计中应用日益广泛。基于此本文对FPGA技术在电子设计中的相关应用进行探讨。 【关键词】探析FPGA技术 电子设计 相关应用 1 FPGA技术简介 FPGA技术是在CPLD、GAL、PAL等编程器件的基础上发展而来的,作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的,解决了定制电路的不足,克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA基本的逻辑功能是由内部进行规则排列的逻辑单元阵列(LCA)来完成的。逻辑单元阵列主要由输入输出模块(IOB)、可配置逻辑模块CLB、内部连线(Interconnect)构成。电子设计人员根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,实现所需要的逻辑功能。 随着超大规模集成电路技术及计算机辅助技术的发展,FPGA的容量和性能也不断提高,FPGA内部集成的片内外设也越来越多,可集成SRAM、Flash、AD、RTC、CPU硬核等。现在FPGA已被用于实现大的逻辑电路甚至整个系统。 FPGA的设计流程就是利用EDA开发软件和编程工具对FPGA芯片进行开发的过程。简单的FPGA设计主要包括以下几个方面: 1.1 功能定义/器件选型 在FPGA项目开始设计之前,首先要根据FPGA器件在电子系统中的功能进行系统功能的定义和模块的划分;然后根据任务要求,如系统的功能和复杂度,对工作速度和器件自身的资源、成本、以及连线的可布性等方面进行权衡,选择合适的设计方案和合适的器件类型。 1.2 设计输入 指的是使用原理图输入、状态图输入、流程图输入、硬件描述语言HDL等方法对设计的电路进行描述并输入EDA工具的过程。常用的硬件描述语言是Verilog / SystemVerilog,其次是VHDL。设计输入编辑的EDA工具有很多,常用的EDA软件ModelSim、Visual HDL、ActiveHDL、Xilinx ISE、Quartus II 都有针对HDL的编辑工具。 1.3 功能仿真 功能仿真是最基本的仿真验证,主要针对实现前的设计文件。功能仿真的主要是验证设计文件的逻辑功能是否正确、满足设计要求。此时的仿真没有延迟信息,仅对初步的功能进行检测。仿真前,要先利用波形编辑器或HDL等建立仿真激励文件,仿真结果将会生成报告文件和输出信号波形,从中便可以观察各个节点信号的变化。如果发现错误,则返回设计修改逻辑设计。 1.4 综合设计 综合就是将设计输入依据给定的硬件结构组件和约束控制条件进行编译、优化、转换盒综合,最终获得门级电路甚至更底层的电路描述网表文件。综合优化根据目标与要求优化所生成的逻辑连接,使层次设计平面化,供FPGA布局布线软件进行实现。目前,各个FPGA厂家都推出了自己的综合开发工具。 1.5 实现(适配) 实现是指利用工具把综合后生成的网表文件针对具体目标器件进行逻辑映射,配置到具体的FPGA芯片上。主要包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化、逻辑布局布线等过程。 实现(适配)结束后,可以利用其产生的仿真文件作精确的时序仿真,同时产生可用于编程的文件。 由于开发商对产品内部的结构非常了解,通常要选择生产商开发的布线工具。比如在Sie集成环境中,可以使用FlowEngine来进行布局布线。 1.6 时序仿真 时序仿真也叫后仿真,时序仿真是接近真实器件运行特性的仿真,是必不可少的仿真验证形式。时序仿真通过计算各信号之间的时间延迟,可以有效地分析设计中可能存在的竞争和冒险,从而确定设计的实际工作性能,将芯片的具体情况准确的反映出来。时序仿真使用的仿真工具和综合前仿真工具是一样的。 1.7 编程下载 在时序仿真和功能仿真都无误的基础上,将实现(适配)后的设计文件,通过编程器或编程电缆下载到FPGA芯片或配置芯片中。 1.8 硬件测试 将含有FPGA芯片的硬件系统进行统一测试,验证FPGA设计在整个在电路中工作情况,以排除错误,改进设计,有效的降低资源的浪费以及电路逻辑搭配功能错误的概率,提高电子设计的速度。同时这也是FPGA在电子设计中得到广泛使用的一个重要原因。 2 在电子设计中FPGA技术的应用重点 随着半导体技术不断的发展,FPGA的复杂程度也逐渐提高,所具有的功能也越来越完善,芯片体积也逐渐缩小,正逐渐成为复杂的数字化电路设计的重点。在电路设计中,FPGA技术主要在下面几个方面应用:(1)通过对FPGA内部资源进行利用,来达到一些外围芯片的功能,从而减少系统中的外围芯片,节约系统的成本。(2)作为系统外围芯片的驱动。(3)可以利用FPGA编写数字滤波器、胶合逻辑、计算密集算法加速器、FFT等,同时也可以利用IP内核来提升系统的稳定性,降低工作量,对很多的数字信号进行处理。(4)在时序上对数据流进行综合管理,尤其是进行数据存储等方面的应用。 3 电子设计中FPGA技术的实际应用 FPGA技术的不断发展为电子设计技术提供了成本低廉、设计灵活的解决方案。当前,国内外的汽车电子设计大都是基于FPGA来完成的。由于FPGA的处理速度非常快,在汽车信息娱乐系统使用非常广泛,比如影音视频播放功能、GPS导航系统、FM收音机、车载电视功能等。本文对FPGA在汽车方向盘测试仪电子设计过程中的实际应用进行介绍。如图1所示。 3.1 FPGA在ADC模块中的运用 由于精准度比较高、运行速度比较快的A/D芯片对电源的噪音很敏感,并且在连入数字系统后,精准度降低。为了解决这个问题,可以使用差分驱动器、光电耦合器对数字系统和ADC芯片进行隔离。不仅提升了A/D采样的精确度而且,A/D采样的噪音也降低了很多,数字信号和隔离模拟框图如图2所示。在ADC驱动模块中FPGA主要有下面几个方面构成:(1)ADC采样数据暂存区域;(2)ADC收集控制模块;(3)ADC数据存储区域;(4)ADC滤波数据修正模块。 3.2 在角度信号收集模块中的运用 角度信号收集模块主要是使用FPA器件和光电编码器进行设计的,利用四倍频、辨向和计数的方法对契合方向盘角度测量的精准度进行了提升,达到了汽车方向盘角度高精度测量的目的。角度信号收集模块主要是为了处理光电编码器输出的信号,主要有判向信号、四倍频信号、24位计数器,数据存储、清零、数据锁存等。FPGA的角度测量功能结构如图3所示。通过利用光电编码器,在输出脉冲不断的增加下,分辨率也有了比较的大的提高。 3.3 在接口控制模块中的应用 使用总线的方法进行MCU和FPGA通讯,使用这种方法把MCU总线转变成分离的数据总线和地址,总线通信方法具有编程容易、传播速率高、控制稳定,而且通过在FPGA中进行逻辑切换,更加便于ROM或RAM和MCU之间进行数据通讯,将MCU数据处理的能力充分的发挥了出来。 3.4 使用FFT算法处理ADC信号 在收集和处理ADC信号的过程中,使用FFT(快速傅立叶变换)对信号进行分析。FFT算法是利用FPGA自带的IP核来进行设计的,主要由IP核和接口两个部分构成,接口的主要作用是将对应的存储区域的A/D转换数据传送到IP核模块,然后利用FFT对信号进行分析处理,将变换后的结果送到对应的存储区域。FFT计算结果的精准度主要是由输入数据、精准度、运算中的位数来决定的,另外和数据表现的基本形式也有着较大的联系。通常情况下,浮点要高于定点的精准度。在定点计算的过程中,存储器数据的位数越高、数据计算的准确度就越高,可以利用逻辑单位和存储单元也越多。在实际使用的过程中,要参考具体的情况选择资源和精确度。 4 在电子设计中使用FPGA需要注意的地方 在电子设计中使用FPGA主要是为了对系统的稳定性进行提升,对系统的性能进行改善,对外界的干扰进行抑制,确保设计的合理性。在设计的过程中,主要需要注意下面几个方面的问题:(1)消除毛刺。为了降低FPGA设计电路的过程中,毛刺的出现概率,降低逻辑错误,提高电路的稳定性,要对设计进行改变,对毛刺出现的原因进行控制,从而降低毛刺的出现概率,使结构更加的科学合理。(2)时序设计的注意事项。在设计时序的过程中,要对设计的时钟速率进行考虑,尽可能使用全局时钟来对时钟信号进行控制,使用一个时钟来对数据进行寄存,不使用全局网络的时候,要将约束条件加入到设计中。(3)由于代码推断即不可靠,又很麻烦,要多使用自带的Core genrate。(4)仿真方面的设计。在进行仿真设计的过程中,要对调试工具进行充分使用,在进行功能仿真的过程中,要重点考虑功能的稳定性和可靠性,对各方面的初始情况进行考。(5)对设计功能块进行层次化。要先对顶层的功能块进行设计,然后对底层的功能块进行设计,通过对设计功能进行层次化,可以使得设计调试起来更加容易,可读性更好。 5 结语 在电子设计中应用FPGA技术,在设计完成前,通过短时间内设计和修改FPGA内部逻辑,不仅有效的提升了产品的性能,而且也降低了产品开发的时间。随着FPGA技术的高速发展,FPGA产品的规模越来越大,集成度越来越高,价格不断降低,FPGA技术必将在电子设计中得到越来越广泛的应用。 作者单位 天津市安中通讯电子有限公司天津市300300 电子设计技术论文:试述电子设计中EDA技术的应用 【摘要】随着科技的发展,电子设计也得到迅速发展。在电子设计领域中,EDA技术得到了广泛的应用,基于此,本文就对电子设计中EDA技术的应用进行了深入地研究。 【关键词】电子设计;EDA技术;应用 前 言:EDA又称电子设计自动化,它是电子技术的发展潮流,是电子技术及仿真模拟工作的基础技术,因此,在电子设计中,EDA得到了广泛的应用。 1.EDA技术概述 在电子设计技术中以可编程逻辑器件在数字系统中的应用为电子设计工作带来了极大的灵活性,可编程逻辑器件在软件编程时重构器件的结构及工作方式,从而大大的提高了设计硬件的效率。PLD应用的结构原理、下载方式及集成规模等方面的具体的进步都在一定程度上推动了现代电子技术的革命的发展,它使得传统的数字系统设计方法、设计理念及设计过程等都发生了改变。随着PLD技术的不断完善及计算机技术的快速发展,EDA技术开始在电子设计领域中发光发热。EDA技术在计算机上的EDA工具软件平台完成设计文件时利用硬件描述语言来进行系统逻辑描述。EDA技术实现了设计者利用硬件描述语言及电子设计自动化软件等完成对系统硬件功能的设计工作,EDA技术可以自动的完成逻辑编译、逻辑分割及布局布线等功能从而使电子线路系统功能全部实现。 2.EDA技术的现状及发展 随着半导体工艺技术的不断发展,EDA技术也不断地推动着电子设计技术的发展。IC设计产业在不断高度发展的同时也面临着巨大的挑战,产品上市周期越来越短、成本越来越低等要求都迫使设计者在进行电子设计时选用更高效的EDA技术。设计者在设计的过程中必须全面的考虑问题,不仅要考虑硬件的物理特性对设计时序及功能可靠性等的影响,同时也要选用合适的设计术语及抽象形式等数据来描述设计。EDA技术不仅需要测试深验证亚微米技术的物理效应的能力同时也需要提供抽象设计的能力。EDA技术的发展离不开计算机、电子系统设计及集成电路等,EDA技术的发展大致上可以分为计算机辅助阶段、计算机辅助工程设计阶段及电子设计自动化阶段这三个阶段。电子辅助阶段主要是在计算机辅助的前提下进行的电路原理图编辑,用PCB进行布线布局,从而使得设计师从传统的绘图工作中解放出来。计算机辅助工程设计阶段主要是解决电路设计中的电路检测等问题,CAE以逻辑模拟、故障仿真及定时分析等为核心,从而使得设计可以提前预知产品的相关性能及功能。电子设计自动化阶段主要是通过高级描述语言、综合技术及系统仿真等“自上而下”的完成设计前期的高层次设计。 3.EDA技术的要点分析 3.1硬件描述语言 硬件描述语言是一种进行电子系统硬件设计的计算机语言,它通过软件编程来具体的描述电子系统中的电路结合、连接形式及逻辑功能等,硬件描述语言适应于设计大规模的电子系统。高速集成电路(VHDL)硬件描述语言于1985年美国国防部推出的目的是为了克服EDA产品不兼容问题,同时也可以进行多层次设计。IEEE以VHDL为硬件描述语言柄滩以覆盖之前的硬件描述语言的各种功能。IEEE是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级、逻辑门级及寄存器传输等多个设计层次,同时也支持数据流、结构及行为等三种形式进行混合描述整个项目。VHDL硬件描述语言不仅移植性好,同时它的设计也方便了工艺间的转换,而且VHDL使得设计人员的主要工作是进行实现与调试系统功能。 3.2ASIC设计 在集成电路的设计中加入ASIC芯片可以解决电子系统集成电路存在的功耗的、可靠性差及体积大等主要问题。随着现代电子产品市场的门槛不断提高,ASIC芯片分为全定制或半定制ASIC及可编程,因此在设计ASIC芯片时应该尽可能的是芯片获得最优的性能,从而达到高利用率、高速度及低耗能的目标。 4.EDA技术在电子设计流程 EDA技术是系统级的设计方法,是一种层次相对较高的电子设计方式,EDA技术以概念为驱动从而使电子设计工作者在设计时无需利用门级原理图,电子设计工作者在确定设计目标之后就可以用EDA技术来表述电路,这样不仅可以减少电路细节的约束及限制,同时也可以使设计者的设计更具创造性。EDA系统在电子设计人员将概念构思及高层次的描述输入计算机之后在系统规则下完成对电子产品的设计。EDA技术的电子设计工作流程大致包括系统划分、代码级功能仿真、VHDL代码或图形的输入、送配前时序仿真及ASIC实现部分。首先,电子设计借助文本或者图形编辑器呈现出设计描述,也就是实现设计表述。其次,电子设计借助编译器对设计进行错排编译,即输入HDL程序。然后,设计人员需要沟通软件和硬件设计,以便实施功能仿真,即综合。最后,在确认仿真设计无误时,通过FPGA或CPLD完成逻辑映射操作,即编程下载,系统级设计完成。 5.EDA技术的应用 EDA技术在电子工程设计中扮演着非常重要的角色,它的作用体现在不同的方面。首先,电子自动化技术可以验证电路设计方案的正确性,在进行电子设计时,待设计方案确定之后,会利用结构模拟或者系统仿真等方式来验证设计方案的正确性,在验证过程中系统中的各个环节的传递函数确定之后设计方案便可以实现。这种系统仿真技术推广到非电子专业的系统设计也会得到充分的发展。EDA技术在系统进行仿真之后的电路结构进行模拟分析,从而使得电路设计方案的可行性及正确性得到充分的保障。其次,电子自动化字数也可以对电路特性进行优化设计。电路的稳定性能受到元器件容差及工作环境温度等的影响。在传统设计过程中难以对电路的整体进行优化设计,也无法全面的分析电路稳定性的影响因素。EDA技术中的温度分析及统计分析等功能的应用则可以全面的分析电路特性影响因素,从而对电路特性进行整体的优化设计。最后,电子自动化技术也可以实现电路特性的全功能模拟测试。 6.以EDA技术为基础电子设计的注意事项 在利用EDA技术进行电子设计时,首先应充分的考虑电子电路延时的不确定性,以及在系统进行自动编译时会被冗余的电路简化,因此,在应用EDA技术时,应注意采用的反向器个数避为偶数,同时以并联的方式将反向器连接成延时电路。其次,在设计过程中输入的引脚不能处于置空状态,要保证有信号源来驱动引脚,及保持部分不用的引脚保持接地,同时,器件的电源应始终与地线引脚保持相连,彼此之间可以进行滤波及去耦。最后,在设计中药避免器件过于发热。 结束语: 我国经济的进步带动着我国科学技术的不断发展,从而也使得了电子产品得到了飞速的发展。在现阶段的电子设计中,EDA技术是电子设计过程中的核心技术,是电子产品研制开发的源动力。随着EDA技术的不断深入发展,EDA技术将引发电子产业界及电子设计领域的技术革命变革,EDA技术的不断完善使得电子设计的水平在不断的提升。为了使电子系统朝着集成化及规模化等方向的发展,电子设计工程师应该充分的掌握EDA技术,以便开发出更多的高性能电子产品。 电子设计技术论文:电子设计自动化技术的发展与应用 摘 要:随着集成电路和微电子技术的发展,电子设计自动化技术(简称EDA)已经成为一门电子领域的重要学科。EDA技术的发展与应用成为21世纪电子设计的主流方向。本文主要介绍EDA技术的发展内容,展望EDA技术的应用蓝图。 关键词:电子设计;自动化发展;应用蓝图 一、电子设计自动化技术的概况 现代电子产品多体现开发周期短、更新换代快、功能多重、能耗偏低等特点,产品体积日趋小巧,相比较传统电子产品,其广泛运用现代科学技术,电子设计自动化程度提升,产品的竞争力迅速提高,能够更有效运用现代化科学技术,以适应时展变化。而这归因于电子设计自动化技术,集合众多学科的最新研究成果发展而来的一门新科学领域技术。 电子设计自动化技术内容主要为大规模可编程逻辑器件(简称PLD)、硬件描述语言(简称VHDL)、软件开发工具(主要为MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和实验开发系统四个方面。大规模可编程逻辑器件是EDA技术的设计载体物质,帮助用户利用编程实现逻辑功能;硬件描述语言是电子系统设计实现功能的表达手段;软件开发工具则是系统化、自动化的设计工具,帮助EDA技术设计电子系统;实验开发系统则是有助于电子系统设计的系列下载工具和硬件验证工具。 电子设计自动化技术的发展也并非一日而成,由一学科而诞生,其发展经历三个阶段:计算机辅助技术(简称CAD),计算机辅助工程设计(简称CAE)和电子设计自动化(简称EDA)。 (一)CAD阶段(20世纪70年代) 早期电子系统硬件设计经由分立元件向集成电路模式发展,硬件设计随之进入早期发展阶段。硬件设计主要采用集成电路,并将其焊接在电路板上,做成早期的电子系统,而对系统的调整试验则是在PCB上进行。制作过程的复杂性要求,传统的利用手工图纸方式无法实现,因此过程高度复杂的产品设计工作由CAD工具,利二维图形编辑和分析完成。在20世纪70年代EDA技术发展阶段,电路板画图工具受到计算机工作平台的约束,其设计的性能较差,工作时间受制约有限。 (二)CAE阶段(20世纪80年代) 20世纪80年代推出了新的EDA工具,伴随着计算机和集成电路的推广发展而来的计算机辅助工程设计阶段到来――CAE阶段。其推出的EDA工具主要核心为逻辑形式模拟、计划性分析、模拟故障分析和自动布局布线,解决之前无法完成的对工具功能检测的重点问题。设计师在产品制造之前可以提前知晓产品的功能,利用计算机生成有关产品制造的文件,帮助在设计古城有效对产品性能进行早期分析检测。 EDA工具核心之一――自动布局功能与早期阶段产品设计工具解决人工重复绘图的缺陷相比较,80年代的CAE工具可以保证设计和制造出最优的电子产品,该工具不仅可以为产品开发提供便利,也能帮助设计人员提供最佳脑力创作。然而,电子系统复杂多样化,EDA工具无法全面满足设计要求,无法对产品设计元件进行优化处理。 (三)EDA阶段(20世纪90年代) 这一阶段EDA技术向电子产品自动化设计方向大幅度进步,归功于微电子技术的迅猛发展――芯片集成于工作效率的技术创新。集成电路高速率设计和电子系统的高水平发展趋势,极大促进了电子设计自动化技术取得进步发展。EDA工具实现设计、测试、生成文件等系统化的电子系统设计自动化,其不仅仅具备系统设计能力,并且包含各个工艺标准元件库,实现系统设计能力独立化,帮助设计工程师熟练设计电子系统[1]。 二、EDA技术应用蓝图 EDA技术应用前景广泛,可应用于高校实验教学活动、产品开发和科研、电器设备的更新换代与改造。随着软件开发功能的完善,电子系统可以集成在一个芯片上,产品设计硬件则可以利用软件方式完成,全面实现系统的编程和升级活动,因此,在科研活动和产品的开发过程中,EDA技术可被广泛运用。 各高校电子类专业较为火热的教学活动以及研究课题,都较多借用EDA技术设计各种复杂的数字系统,完成系统的开发与实验,同时也可以便捷地应用该技术进行硬件验证,简化数字电子设计实验的流程,而不同的学生可以根据自身的设计完成各项实验活动,便于高校教学活动的进行,也有利于提高学生的自我创造能力。这种技术大大简化了高校实验教学成本,因而也被推广应用。 采用EDA技术可以对机电设备中的电器控制系统进行重新设计或改造,设计时间较短,成本较低,同时可以提高机电设备的性能,增加产品的技术含量。电子产品更新换代速率愈来愈快,为满足市场消费需求,不一定要求所有的工程师创造出新的产品设计,在传统机电设备的基础上,对设备电子系统进行规划设计或改造,有利于产品额外价值的实现[2]。 三、总结 进入21世纪90年代,随着集成电路、微电子技术和芯片组合技术的发展完善,EDA技术在数字系统和微电子技术领域不断发展,现代电子系统设计成为电子领域发展的重要内容,同时EDA技术也需要在PLD和VHDL方面做出不断的更新完善,使之在计算机、工业、电器等领域广泛拓宽应用市场,利用电子设计的优势制造出领域更宽广的电子产品。在此可以展望EDA技术的兴起将超越电子设计领域向其他领域发展,设计不再单纯是电子类专业的设计,电子系也不再是工程师的代名词。
电子技术与通信工程的应用研究:有关电子技术与通信工程的探讨 [摘要]电子技术与通信工程为在科技研发领域的合作与联系,为社会的发展和进步奠定了坚实的基础。并广泛应用于通信系统与通信网及其设备,广播电视系统与设备,电子仪器仪表,集成电路与微电子系统,家用电器,汽车工业,电力,航天、航空,电子材料与纳米材料等方面,在中国信息产业和经济发展中发挥了巨大的不可替代的作用。 [关键词]电子;通信;技术;工程;发展;应 电子技术与通信工程密切联系,相互促建,互相依赖。电子技术与通信工程领域取得的重大成果在现代社会发展中起到了举足轻重的作用,全面的加快了各行业的产业自动化脚步。 电子技术与通信工程为社会在科技领域的进步,奠定了坚实的基础。是电子技术与信息技术相结合,构建现代信息社会的工程领域,电子技术是利用物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学的基础理论解决电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机设计和制造等工程技术问题;信息技术研究信息传输、信息交换、信息处理、信号检测等理论与技术。 电子技术的迅猛发展给新技术革命带来根本性和普遍性的影响,电子技术水平的不断提高,既出现了超大规模集成电路和计算机,又促成了现代通信的实现。电子技术正在向光子技术演进,微电子集成正在引伸至光子集成。光子技术和电子技术的结合与发展,正在推动通信向全光化方向通信的快速发展,而通信与计算机越来越紧密的结合与发展,正在构建崭新的网络社会和数字时代。电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括Analog(模拟)电子技术和Digital(数字)电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。 信息电子技术的应用和发展,在信息电子技术与汽车工业的结合中促成了电子汽车概念的诞生和实现,概括地来说当前的汽车电子技术主要包括:智能化集成传感器:提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作坊大处理。同时,还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响;嵌入式微处理机已广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术:随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也相应增加,并可能要求进一步联网。必须开发出更多通用的高水平软件,以满足多种硬件的要求。汽车车载电子网络:汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备问的数据变得越来越重要。为了进一步提高行使的性能,温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此,以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。所以信息电子技术在汽车领域的应用是无处不在的。电力电子技术的不断进步和发展,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于20世纪50年代末60年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。20世纪80年代末期和90年代初期发展起来的,集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子技术在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,现在不仅应用于传统工业(例如:电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)方面,并且对高新技术产业(例如:航天、现代化通信等)的发展也尤为重要。 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Intemet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。 信息产业,包括信息交流所用的媒介(如通信、广播电视、报刊图书以及信息服务)、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造和销售,以至计算机、光纤、卫星、激光、自动控制等由于其技术新、产值高、范围广而已成为或正在成为今社会经济发展的支柱产业。通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础,辅以相应软件来达到信息交流目的。上个世纪末,多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展,展望这个世纪初期,宽带技术、光通信也已经崭露头角。通信工程所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Intemet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。由于通信产业在全球的高速及持续发展,作为真正的“朝阳产业”、“知识经济”,到了20世纪80年代,从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风,为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程迅速兴起,通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要,国家也加大了这方面的投资。 从工程技术角度来看电子技术与通信工程相结合在社会生活的各种应用迅速的发展,它包括:移动通信与个人通信,卫星通信、光通信,宽带通信与宽带通信网,多媒体通信,语音处理及人机交互,图像处理与图像通信,信号处理及其应用技术,集成电路设计与制造,电子设计自动化(EDA)技术及其应用,通信与测量系统的电路技术,微波技术及其应用,微波传输、辐射及散射,微波电路,微波元器件,微波工程,光电子学与光纤通信工程,信息光电子工程,电子束、离子束及显示工程,真空电子工程,电子与光电子器件,微电子系统设计与制备,纳米材料与技术等。 综上所述,电子技术与通信工程在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路等方面的广泛应用。使得国家高度的重视,并且已经培养了大量具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。面向新的世纪,电子技术与通信工程将会迎来其发展的广阔天地。随着它们应用发展的日趋广泛,上至太空,下至海底,科技的发展无所不在。因此会给中国信息产业的发展带来更大的发展空间。 电子技术与通信工程的应用研究:关于电子技术与通信工程的探讨 【摘要】随着电子技术水平的大幅提升,计算机和超大规模集成电路的出现,开启了现代通信的全新时代,电子技术发展至今,在社会各个行业领域中都得到了十分广泛的应用,特别是在通信工程领域中的应有尤为突出。本文将对电子技术、通信工程的发展现状、前景和二者间的关系进行简要的探析。 【关键词】电子技术通信工程发展前景技术应用 在社会经济、科学技术的不断发展下,社会各行业领域都逐步完成了高新技术改革,特别是电子技术的应用,基本已渗透到了人们生产、生活的各个角落。通信工程是科技应用领域中的主要行业,它在历经多年发展,现已在信息传输、信息交流等领域得到了长足的发展。通信工程的研究内容是在信息交流、信息传递过程中,涉及到的各种技术(即检验、传输、交换技术)。电子技术,是一项综合物理技术研究成果、各种物理学知识而发展起来的工程技术,它也是基于电子学原理,实现电子设备应用的一门技术。 一、电子技术的发展现状 电子信号处理是电子技术的一个重要内容,主要的处理方式有:信号的转换、滤波、转换。信号放大是指强化接收到的电子信号的等级和强度,从而方便信号的再次接收或传输;信号转换是指转换信号表达形式,以满足接收方设备的型号要求。以应用方向为依据,电子技术主要分为电力电子技术、信息电子技术两大类。以应用方式为依据,又可将信息电子技术细分为数字(Digital)电子技术和模拟(Analog)电子技术两种。(1)电力电子技术。随着电力电子技术的发展,实现了传统电力电子技术向现代电力电子技术的完美转变。传统电力电子技术主要为低频技术,低频技术是指其信号传输、波段强度均较低;现代电力电子技术主要为高频技术,高频技术的信号传输频率、强度都相对较高,也更能满足现代信息传输的高要求。就电力电子技术的应用规模、应用范围而言,它已覆盖了传统工业和高新技术产业。高新技术行业中的电力电子技术应用,在与其他科学技术下的协同作用下,为现代化建设做出了巨大的贡献。(2)信息电子技术。信息电子技术在汽车工业中的应用,产生了“电子汽车”概念,并使之变为现实。智能化传感器,主要提供用于处理、模拟的信号,并能对信号进行放大;软件技术,是指在各种新型技术的不断应用下,原有软件需要进一步加以完善,或需要接入互联网;嵌入式微处理机目前已广泛应用于汽车的故障诊断、速度控制、传动系、发动机、环保、安全等方面。目前,通过应用微处理机来对汽车性能加以改善,将是汽车电子设备的一大发展趋势。 二、通信工程发展现状 在信息科技中,通信工程是一个极具活力而发展迅速的领域,特别是互联网络通信、光纤通信、数字移动通信的发展,让人们在信息的传递、获取方面的便捷程度大为提高。随着人们对于信息传递、交流需求的不断提高,各种信息沟通极大地改变了人们的工作和生活,其中以现代网络技术尤为典型,目前,在人们生活的各个方面都能看到网络技术的影子,网络技术的应用极大地满足了人们的信息交流、信息的需求,鉴于此,通信工程的发展前景将蔚为可观。对于信息产业来说,其覆盖面非常广泛,既包括了媒介信息获取与处理所需的器件设备,还包括计算机、卫星、光纤、自动控制、激光等,信息产业以其范围广、产值高、技术新等特点,已逐步成为了我国国民经济建设的重要组成产业。通信工程的硬件基础是现代声、电、光技术,并在相关软件的配合下,实现信息交流。20世纪末以来,互联网、多媒体得到了极大的推广应用,对于通信工程的发展也起到了很好的推动作用,在21世纪初,光通信、宽带技术就逐渐开始发展。 三、电子技术与通信工程的结合 在工程技术方面,电子技术、通信工程二者的结合主要表现在:个人和移动通信、宽带通信、宽带通信网、光通信、卫星通信、多媒体通信、人机交互、语音处理、图像通信与处理、信号处理及应用、EDA技术、集成电路制造、微波技术、微波工程、微波元器件、微波辐射和散射、微波传输、微波电路、光电子学工程、光纤通信工程、真空电子工程、纳米材料、纳米技术、微电子系统制备,等等。电子技术、通信工程在各行业中的广泛应用,也受到了国家教育部门的重视,通过各大高校的专业学习,培养了一批批具有扎实理论基础、创新精神,能从事通信技术、通信系统、电子信息技术等领域的设计、研究、开发、运营工作的高级技术人才。纵观社会经济和科学技术的发展,电子技术、通信工程的发展前景必将十分广阔。 电子技术与通信工程的应用研究:浅谈电子技术及通信工程的协同发展 摘要:分别就电子技术、通信工程作出分析,并从两者间的相互作用着手,就电子技术与通信工程的协同发展进行探讨。 关键词:电子技术 通信工程 协同发展 引言 人类历经农业社会、工业社会,直至今日的信息社会,通信技术取得了巨大的进步与发展,通信工具从古时的狼烟、信鸽发展到如今的网络通信,人类社会的通信革命可谓不可思议。而在谈及通信工程时,就必须提到电子技术,两者关系密切、协同进步、共同发展。因此,对电子技术与通信工程进行分析,对其相关内容加以明确十分必要,对于开拓我国信息产业更大的发展空间具有积极的现实意义。 1 电子技术分析 (1)电子技术概述。电子技术指的是以电子学原理为依据,运用特定功能电路和电子器件设计来解决实际问题的一门科学,包括电力电子技术和信息电子技术两个大类。对于电子信息技术的界定,主要体现在其对电子信号的处理方面,其处理主要包括信息发生、滤波等方式。电子技术的迅速发展对于新技术革命来说具有普遍性、根本性的作用,不断提高的电子技术水平不但促成了超大规模计算机和集成电路的出现,也使得现代通信成为现实。当前,电子技术正朝着光子技术的方向迈进,光子集成已经成为微电子集成的引伸方向。电子技术与光子技术的结合使得通信全光化成为趋势,加之计算机与通信间的密切联系,为崭新的数字时代和网络社会的构建积蓄了力量。 (2)电子技术在汽车行业中的应用 1. 电子技术在发动机电控系统中的应用。电喷系统能对发动机实现空燃比控制,在点火的时候对排气进行相应的控制等,已广泛应用于汽车行业。目前,电子技术的应用已经延伸到直喷技术以及配气相位控制领域,并将在这些方面进一步发挥作用;汽车动力传动控制系统的进一步优化也离不开电子技术的发展,传动控制系统性能的进一步改进,可以提高汽车的相关性能。 2. 电子技术在底盘电控系统中的应用。评价制动系统的两个标准是安全性和稳定性,而ABS 在汽车配置中的应用,能够提高上述两方面的性能。汽车在进行加速行驶时的,其稳定性和安全性依靠驱动防滑控制系统及牵引力控制系统得到保证;对于汽车行驶中的舒适程度,电控悬架可以满足车主的相关需求。 (3)电力电子技术的领域应用与发展。电力电子技术的应用亦十分广泛,但不论是基础产业还是高端技术,节能、高质量的电能供应均是需亟待解决的问题,这也为电力电子技术的进一步发展带来了机遇。电力电子技术以其省材、节能、高效等特点及其强大、全方位的应用态势在高科技产业、传统产业及日常生活相关领域的应用日益显著。电力电子技术的进步与发展是一个由低频技术向以高频技术为主的转变过程。20 世纪50年代末60 年代初,硅整流器件的应用标志了电力电子技术发展的开端,其先后经历了整流器、逆变器、变频器3 个时代,并逐渐融入到许多新的领域当中。功率半导体复合器件于80 年代末90 年代初发展起来,集大电流、高压、高频等特性于一身,这表明电力电子技术已经由传统时代正式步入现代电力电子时代。 2 通信工程分析 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet 网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。由于通信产业在全球的高速及持续发展,作为真正的“朝阳产业”、“知识经济”,到了20 世纪80 年代,从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风,为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程迅速兴起,通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要,国家也加大了这方面的投资。 从工程技术角度来看电子技术与通信工程相结合在社会生活的各种应用迅速的发展,它包括: 移动通信与个人通信,卫星通信、光通信,宽带通信与宽带通信网,多媒体通信,语音处理及人机交互,图像处理与图像通信,信号处理及其应用技术,集成电路设计与制造,电子设计自动化( EDA) 技术及其应用,通信与测量系统的电路技术,微波技术及其应用,微波传输、辐射及散射,微波电路,微波元器件,微波工程,光电子学与光纤通信工程,信息光电子工程,电子束、离子束及显示工程,真空电子工程,电子与光电子器件,微电系统设计与制备,纳米材料与技术等。 3 电子技术与通信工程的协同发展 (1)电子技术对通信工程的推进作用。纵观通信技术发展历史,电子技术始终扮演着不可替代的关键角色,通信技术的每一次进步与飞跃,都离不开电子技术的有力支撑。交换设备是通信基础设施的重要组成,也是通信工程的技术瓶颈,正是在电子技术的推动下,才使其达到相对完备的水平。通信技术的发展广泛存在于电子技术应用领域之中,因此电子技术的迅速发展无疑成为了通信技术快速进步的强劲推动力。 (2)通信工程对电子技术的推进作用。通信工程对电子技术的发展也起着一定的推进作用。首先,通信技术的发展进一步简化了信息交换的过程,使更大范围内信息的广泛传播成为可能,强化了知识的交流与沟通。这无疑为更大范围内电子技术知识的传播创造了条件,进而推进电子技术的进步与发展。其次,通信技术的不断进步对于电子技术有着更高的要求,这就使得人们不得不创造出新的电子技术来同新的通信技术要求相适应。可以说,正是在通信技术不断发展的影响下,电子技术才得以进一步发展。 4 结语 科研领域中电子技术与通信工程的彼此促进、协同发展,为社会进步与信息产业发展奠定了坚实基础。新世纪的今天,电子技术与通信工程有着新的发展机遇和更广阔的发展空间,随着电子技术与通信工程应用与发展的进一步深入,我们有理由相信,我国的信息产业会有更为美好的明天。 电子技术与通信工程的应用研究:探讨电子技术与通信工程 摘 要:电子技术及微电子技术的迅猛发展给新技术革命带来根本性和普遍性的影响,电子技术水平的不断提高,既出现了超大规模集成电路和计算机,又促成了现代通信的实现。光子技术和电子技术的结合与发展,正在推动通信向全光化方向通信的快速发展,而通信与计算机越来越紧密的结合与发展,正在构建崭新的网络社会和数字时代。 关键词:电子通信;工程;技术应用 随着电子通信工程为社会在科技领域的进步,奠定了坚实的基础。是电子技术与信息技术相结合,构建现代信息社会的工程领域,电子技术是利用物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学的基础理论解决电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机设计和制造等工程技术问题;信息技术研究信息传输、信息交换、信息处理、信号检测等理论与技术。电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括Analog(模拟)电子技术和Digital(数字)电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。 信息电子技术的应用和发展,在信息电子技术与汽车工业的结合中促成了电子汽车概念的诞生和实现,概括地来说当前的汽车电子技术主要包括:智能化集成传感器:提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作坊大处理。同时,还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响;嵌入式微处理机已广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术:随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也相应增加,并可能要求进一步联网。必须开发出更多通用的高水平软件,以满足多种硬件的要求。汽车车载电子网络:汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。 电力电子技术的不断进步和发展,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于20世纪50年代末60年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。20世纪80年代末期和90年代初期发展起来的,集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子技术在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,现在不仅应用于传统工业(例如:电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)方面,并且对高新技术产业(例如:航天、现代化通信等)的发展也尤为重要。 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。 信息产业,包括信息交流所用的媒介(如通信、广播电视、报刊图书以及信息服务)、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造和销售,以至计算机、光纤、卫星、激光、自动控制等由于其技术新、产值高、范围广而已成为或正在成为今社会经济发展的支柱产业。通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础,辅以相应软件来达到信息交流目的。上个世纪末,多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展,展望这个世纪初期,宽带技术、光通信也已经崭露头角。 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。由于通信产业在全球的高速及持续发展,作为真正的“朝阳产业”、“知识经济”,到了20世纪80年代,从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风,为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程迅速兴起,通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要。 从工程技术角度来看电子技术与通信工程相结合在社会生活的各种应用迅速的发展,它包括:移动通信与个人通信,卫星通信、光通信,宽带通信与宽带通信网,多媒体通信,语音处理及人机交互,图像处理与图像通信,信号处理及其应用技术,集成电路设计与制造,电子设计自动化(EDA)技术及其应用,通信与测量系统的电路技术,微波技术及其应用,微波传输、辐射及散射,微波电路,微波元器件,微波工程,光电子学与光纤通信工程,信息光电子工程,电子束、离子束及显示工程,真空电子工程,电子与光电子器件,微电子系统设计与制备,纳米材料与技术等。 综上所述,电子技术与通信工程在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路等方面的广泛应用。使得国家高度的重视,并且已经培养了大量具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。面向新的世纪,电子技术与通信工程将会迎来其发展的广阔天地。 作者单位:淮阴师范学院物理与电子电气工程学院 电子技术与通信工程的应用研究:电子技术与通信工程的发展探讨 摘 要 随着我国国民经济的持续发展,社会主义市场经济的逐步完善,带动了计算机、互联网、电子等技术的飞速发展。计算机自产生以来给人们的生活带来了很大的改变,尤其是发展至现代社会,各种电子技术和通讯技术更是改变了人们生活的各个方面,给人们的交流通讯带来了很大的便利。文章就电子技术与通讯工程的发展现状和未来前景进行探讨。 关键词 探讨;电子技术;通信;工程 随着世界经济的快速发展,科学技术的突飞猛进,现代社会已经逐步向全方位信息经济时展,在这样发展的大背景下,电子技术已经逐步渗入到广大人民群众的生产、生活中去,如电力工程方面,工业制造方面,通信工程方面,但是,我们相互比较之后,电子技术的快速发展对通信工程的影响最为深远,我们知道,在通信工程领域中对技术的要求含量非常高,所以,电子技术的发展正好满足了通信工程这一对技术的特殊要求,因此电子技术、电子产品、微电子技术等被广泛应用到通信工程建设工作中去,所以,二者发展到现在,相互结合、相互联系,对我们人类的发展与进步作出了重要的贡献。今天,本文就是通过对电子技术以及通信工程的研究,总结了二者之间的关系。下面,我们就来详细探讨下。 1 电子技术的含义 电子技术严格上来讲,是物理学科研究的范畴,简单的来说电子技术就是通过对物理学科中一些电子知识通过先进的科学技术进行转化形成一种系统性、综合性的工程。该技术的研究与发展主要涵盖两大方面的内容,即电力电子技术与信息电子技术。而电力电子技术主要研究的就是信息处理技术方面的问题,即信号的接收、发出、信号的方法、信号的转换等问题。电力电子技术在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,顺应了现代社会中人们追求绿色生产和低碳环保理念的生活方式。而信息电子技术和电力电子技术相比,其涵盖的内容要广泛的多,所以,它可以被细化分为两大内容,一是数字电子技术,二是模拟电子技术。随着世界经济的发展,科学技术的进步,新技术以及新材料的发明和使用,如集成电路的推广使用等,为电子技术的快速发展带来了良好的机遇,所以电子技术发明、使用成为20世纪成为人类科学史上的重要里程碑之一。 2 新时展下电子技术的特点 1)电子技术条件极端的复杂化。该特点主要指的就是电子产品在生产、运输、使用的过程中,很容易受到外部环境的影响,其中就包括电子产品使用时的温度、空气湿度、大气压力、太阳辐射、雨水、冰雪、沙尘、昆虫、地质活动等,这些外部环境都或多或少的影响着电子产品的工作效率、使用寿命等,所以,新时展下电子产品的生产、电子技术的发展都必须达到极端条件的要求,这也是微机电系统产生和快速发展的重要原因之一。 2)电子产品的微型化发展。随着经济的发展,电子技术发展下的电子产品已经渗透到生产生活的方方面面,并且逐步适应各生产生活领域对电子产品的要求,如技术精良、功能齐全、造型优美、使用快捷方便等要求,并且逐步向微型化、智能化方向发展。 3)朝着高精度、多功能、智能化方向发展,这也是新时展下对电子产品赋予的最具鲜明的特点之一。现代经济发展下,对电子技术的要求逐步提高,所以电子产品朝着高精度、多功能、智能化方向发展是其发展的必然趋势,尤其是电子计算机系统的融入,使电子技术的控制系统更加复杂。如在电子产品的生产车间,对尘埃颗粒的直径、数量、电子芯片制作材料中的有害杂质等都有了严格、准确的要求,有的元件的生产精度都已经达到了纳米级的要求。 3 通信工程的含义以及与电子技术之间的发展关系 1)通信工程的含义。通信工程作为新时展下信息工程的重要组成部分之一,包含了众多领域的内容,如网络通信技术、光纤传输技术、移动通信技术等,这些领域都与我们人类的生产、生活有着不解的关系,如光纤通信技术已经在逐步取代快带通讯技术,移动通信技术更是人类所离不开的。所以,通信工程的快速发展,实现了世界人类资源共享的需求,促使了世界经济社会的发展进步,提升了世界各国之间的交流速度,改善了世界各国的交流方式,同时也为通信经营商带来了前所未有的发展机遇。 2)通信工程与电子技术发展之间的关系。随着经济的发展,电子技术与通信工程逐步形成了相互促进发展、相辅相成的关系。如果从二者发展的原理上来看,二者之间就存在着非常密切的关系,并且是相互依赖的,如果二者从在人类生产生活的应用领域来看,二者时间成相互促建的关系。其具体体现在以下几个方面,如新时展下,电子技术与通信工程的紧密结合,带动了物理电子、光电子学以及微电子技术等领域的拓展及快速发展,并且逐步构建了现代社会的信息工程。其次,为现代科学技术的突飞猛进奠定了扎实的基础。我们知道,电子技术的发明和应用,解决了电子元器件、集成电路、计算机相关设计等信息工程领域的问题,而信息技术发展过程中所要处理的问题都是与人类信息的传输、接收、交换、信号检测有着直接的关系,所以,在新时展下实现电子技术与信息工程的有效结合,才能更好的推动我国社会各方面事业更好的发展。其次,我们如果从信息工程技术的领域来看,其所涉及的范围更是与我们人类的生产、生活息息相关,如移动通信技术、宽带通信技术等,都是我们每一个人所能直接接触到的,而这些工程中所应用的器材、元件都与电子技术的发展密不可分,所以,在新时展下实现电子技术与信息工程的有效结合,才能更好的推动我国社会各方面事业更好的发展。 4 结束语 随着经济的发展,社会的进步,科学技术的不断发展,人们对信息的交流和传递的需要将会越来越高,所以,在未来发展过程中,各种形式的信息交流和沟通都会给人们的生活带来很大的改变,因此,我们要牢牢把握住电子技术与通信工程之间的关系,使其更好的发展,这样才能满足未来各种信息的和交流的需求。
光电子论文:纳米光电子器件研究论文 1纳米导线激光器 2001年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人的头发丝千分之一的纳米光导线上制造出世界最小的激光器-纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外激光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。研究人员使用一种称为取向附生的标准技术,用纯氧化锌晶体制造了这种激光器。他们先是"培养"纳米导线,即在金层上形成直径为20nm~150nm,长度为10000nm的纯氧化锌导线。然后,当研究人员在温室下用另一种激光将纳米导线中的纯氧化锌晶体激活时,纯氧化锌晶体会发射波长只有17nm的激光。这种纳米激光器最终有可能被用于鉴别化学物质,提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量。 2紫外纳米激光器 继微型激光器、微碟激光器、微环激光器、量子雪崩激光器问世后,美国加利福尼亚伯克利大学的化学家杨佩东及其同事制成了室温纳米激光器。这种氧化锌纳米激光器在光激励下能发射线宽小于0.3nm、波长为385nm的激光,被认为是世界上最小的激光器,也是采用纳米技术制造的首批实际器件之一。在开发的初始阶段,研究人员就预言这种ZnO纳米激光器容易制作、亮度高、体积小,性能等同甚至优于GaN蓝光激光器。由于能制作高密度纳米线阵列,所以,ZnO纳米激光器可以进入许多今天的GaAs器件不可能涉及的应用领域。为了生长这种激光器,ZnO纳米线要用催化外延晶体生长的气相输运法合成。首先,在蓝宝石衬底上涂敷一层1nm~3.5nm厚的金膜,然后把它放到一个氧化铝舟上,将材料和衬底在氨气流中加热到880℃~905℃,产生Zn蒸汽,再将Zn蒸汽输运到衬底上,在2min~10min的生长过程内生成截面积为六边形的2μm~10μm的纳米线。研究人员发现,ZnO纳米线形成天然的激光腔,其直径为20nm~150nm,其大部分(95%)直径在70nm~100nm。为了研究纳米线的受激发射,研究人员用Nd:YAG激光器(266nm波长,3ns脉宽)的四次谐波输出在温室下对样品进行光泵浦。在发射光谱演变期间,光随泵浦功率的增大而激射,当激射超过ZnO纳米线的阈值(约为40kW/cm)时,发射光谱中会出现最高点,这些最高点的线宽小于0.3nm,比阈值以下自发射顶点的线宽小1/50以上。这些窄的线宽及发射强度的迅速提高使研究人员得出结论:受激发射的确发生在这些纳米线中。因此,这种纳米线阵列可以作为天然的谐振腔,进而成为理想的微型激光光源。研究人员相信,这种短波长纳米激光器可应用在光计算、信息存储和纳米分析仪等领域中。 3量子阱激光器 2010年前后,蚀刻在半导体片上的线路宽度将达到100nm以下,在电路中移动的将只有少数几个电子,一个电子的增加和减少都会给电路的运行造成很大影响。为了解决这一问题,量子阱激光器就诞生了。在量子力学中,把能够对电子的运动产生约束并使其量子化的势场称之成为量子阱。而利用这种量子约束在半导体激光器的有源层中形成量子能级,使能级之间的电子跃迁支配激光器的受激辐射,这就是量子阱激光器。目前,量子阱激光器有两种类型:量子线激光器和量子点激光器。 3.1量子线激光器 近日,科学家研制出功率比传统激光器大1000倍的量子线激光器,从而向创造速度更快的计算机和通信设备迈进了一大步。这种激光器可以提高音频、视频、因特网及其他采用光纤网络的通信方式的速度,它是由来自耶鲁大学、位于新泽西洲的朗讯科技公司贝尔实验室及德国德累斯顿马克斯·普朗克物理研究所的科学家们共同研制的。这些较高功率的激光器会减少对昂贵的中继器的要求,因为这些中继器在通信线路中每隔80km(50mile)安装一个,再次产生激光脉冲,脉冲在光纤中传播时强度会减弱(中继器)。 3.2量子点激光器 由直径小于20nm的一堆物质构成或者相当于60个硅原子排成一串的长度的量子点,可以控制非常小的电子群的运动而不与量子效应冲突。科学家们希望用量子点代替量子线获得更大的收获,但是,研究人员已制成的量子点激光器却不尽人意。原因是多方面的,包括制造一些大小几乎完全相同的电子群有困难。大多数量子装置要在极低的温度条件下工作,甚至微小的热量也会使电子变得难以控制,并且陷入量子效应的困境。但是,通过改变材料使量子点能够更牢地约束电子,日本电子技术实验室的松本和斯坦福大学的詹姆斯和哈里斯等少数几位工程师最近已制成可在室温下工作的单电子晶体管。但很多问题仍有待解决,开关速度不高,偶然的电能容易使单个电子脱离预定的路线。因此,大多数科学家正在努力研制全新的方法,而不是仿照目前的计算机设计量子装置。 4微腔激光器 微腔激光器是当代半导体研究领域的热点之一,它采用了现代超精细加工技术和超薄材料加工技术,具有高集成度、低噪声的特点,其功耗低的特点尤为显著,100万个激光器同时工作,功耗只有5W。 该激光器主要的类型就是微碟激光器,即一种形如碟型的微腔激光器,最早由贝尔实验室开发成功。其内部为采用先进的蚀刻工艺蚀刻出的直径只有几微米、厚度只有100nm的极薄的微型园碟,园碟的周围是空气,下面靠一个微小的底座支撑。由于半导体和空气的折射率相差很大,微碟内产生的光在此结构内发射,直到所产生的光波积累足够多的能量后沿着它的边缘折射,这种激光器的工作效率很高、能量阈值很低,工作时只需大约100μA的电流。 长春光学精密机械学院高功率半导体激光国家重点实验室和中国科学院北京半导体研究所从经典量子电动力学理论出发研究了微碟激光器的工作原理,采用光刻、反应离子刻蚀和选择化学腐蚀等微细加工技术制备出直径为9.5μm、低温光抽运InGaAs/InGaAsP多量子阱碟状微腔激光器。它在光通讯、光互联和光信息处理等方面有着很好的应用前景,可用作信息高速公路中最理想的光源。 微腔光子技术,如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破,可使超大规模集成光子回路成为现实。因此,包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。长春光机与物理所的科技人员打破常规,用光刻方法实现了碟型微腔激光器件的图形转移,用湿法及干法刻蚀技术制作出碟型微腔结构,在国内首次研制出直径分别为8μm、4.5μm和2μm的光泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器。其中,2μm直径的微碟激光器在77K温度下的激射阔值功率为5μW,是目前国际上报道中的最好水平。此外,他们还在国内首次研制出激射波长为1.55μm,激射阈值电流为2.3mA,在77K下激射直径为10μm的电泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器以及国际上首个带有引出电极结构的电泵浦微柱激光器。值得一提的是,这种微碟激光器具有高集成度、低阈值、低功耗、低噪声、极高的响应、可动态模式工作等优点,在光通信、光互连、光信息处理等方面的应用前景广阔,可用于大规模光子器件集成光路,并可与光纤通信网络和大规模、超大规模集成电路匹配,组成光电子信息集成网络,是当代信息高速公路技术中最理想的光源;同时,可以和其他光电子元件实现单元集成,用于逻辑运算、光网络中的光互连等。 5新型纳米激光器 据报道,世界上最早的纳米激光器是由美国加州大学伯克利分校的科学家于2001年制造的,当时使用的是氧化锌纳米线,可发射紫外光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。但是,美中不足的是只有用另一束激光将纳米线中的氧化锌晶体激活,其才会发射出激光。而新型纳米激光器具备了电子自动开关的性能,无需借助外力激活,这无疑会使其实用性大为增强。 论文关键词:纳米导线激光器;紫外纳米激光器;量子阱激光器;微腔激光器;新型纳米激光器 论文摘要:纳米光电子技术是一门新兴的技术,近年来越来越受到世界各国的重视,而随着该技术产生的纳米光电子器件更是成为了人们关注的焦点。主要介绍了纳米光电子器件的发展现状。 光电子论文:光电子器件研究论文 一、薄膜制备技术 薄膜制备方法多种多样,总的说来可以分为两种——物理的和化学的。物理方法指在薄膜的制备过程中,原材料只发生物理的变化,而化学方法中,则要利用到一些化学反应才能得到薄膜。 1.化学气相淀积法(CVD) 目前光电子器件的制备中常用的化学方法主要有等离子体增强化学气相淀积(PECVD)和金属有机物化学气相淀积(MOCVD)。 化学气相淀积是制备各种薄膜的常用方法,利用这一技术可以在各种基片上制备多种元素及化合物薄膜。传统的化学气相淀积一般需要在高温下进行,高温常常会使基片受到损坏,而等离子体增强化学气相淀积(PECVD)则能解决这一问题。等离子体的基本作用是促进化学反应,等离子体中的电子的平均能量足以使大多数气体电离或分解。用电子动能代替热能,这就大大降低了薄膜制备环境的温度,采用PECVD技术,一般在1000℃以下。利用PECVD技术可以制备SiO2、Si3N4、非晶Si:H、多晶Si、SiC等介电和半导体膜,能够满足光电子器件的研发和制备对新型和优质材料的大量需求。 金属有机物化学气相淀积(MOCVD)是利用有机金属热分解进行气相外延生长的先进技术,目前主要用于化合物半导体的薄膜气相生长,因此在以化合物半导体为主的光电子器件的制备中,它是一种常用的方法。利用MOCVD技术可以合成组分按任意比例组成的人工合成材料,薄膜厚度可以精确控制到原子级,从而可以很方便的得到各种薄膜结构型材料,如量子阱、超晶格等。这种技术使得量子阱结构在激光器和LED等器件中得到广泛的应用,大大提高了器件性能。2.物理气相淀积(PVD) 化学反应一般需要在高温下进行,基片所处的环境温度一般较高,这样也就同时限制了基片材料的选取。相对于化学气相淀积的这些局限性,物理气相淀积(PVD)则显示出其独有的优越性,它对淀积材料和基片材料均没有限制。制备光电子器件的薄膜常用的PVD技术有蒸发冷凝法、溅射法和分子束外延。 蒸发冷凝法是薄膜制备中最为广泛使用的一种技术,它是在真空环境下,给待蒸发物提供足够的热量以获得蒸发所必需的蒸汽压,在适当的温度下,蒸发粒子在基片上凝结,实现薄膜沉积。蒸发冷凝法按加热源的不同有可分为电阻加热法、等离子体加热法、高频感应法、激光加热法和电子束加热法,后两种在光电子器件的制备中比较常用。 电子束加热法是将高速电子束打到待蒸发材料上,电子的动能迅速转换成热能,是材料蒸发。它的优点是可以避免待蒸发材料与坩埚发生反应,从而得到高纯的薄膜材料。近年来人们又研制出具有磁聚焦和磁弯曲的电子束蒸发装置,使用这样的装置,电子束可以被聚焦到位于基片之间的一个或多个支架中的待蒸发物上。 激光蒸发法是一种在高真空下制备薄膜的技术,激光作为热源使待蒸镀材料蒸发。激光源放置在真空室外部,激光光束通过真空室窗口打到待蒸镀材料上使之蒸发,最后沉积在基片上。激光蒸发法具有超清洁、蒸发速度快、容易实现顺序多元蒸发等优点。后来人们使用脉冲激光,可使原材料在很高温度下迅速加热和冷却,瞬间蒸发在靶的某一小区域得以实现。由于脉冲激光可产生高功率脉冲,完全可以创造瞬间蒸发的条件,因此脉冲激光蒸发法对于化合物材料的组元蒸发具有很大优势。使用激光蒸发法可以得到光学性质较好的薄膜材料,包括ZnO和Ge膜等。 溅射是指具有足够高能量的粒子轰击固体表面(靶)使其中的原子或分子发射出来。这些被溅射出来的粒子带有一定的动能,并具有方向性。将溅射出来的物质沉积到基片上形成薄膜的方法成为溅射法,它也是物理气相淀积法的一种。溅射法又分直流溅射、离子溅射、射频溅射和磁控溅射,目前用的比较多的是后两种。在溅射靶上加有射频电压的溅射称为射频溅射,它是适用于各种金属和非金属材料的一种溅射淀积方法。磁控溅射的原理是,溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速称为高能电子,但它们并不直接飞向阴极,而是在电场和磁场的联合作用下进行近似摆线的运动。在运动中高能电子不断地与气体分子发生碰撞,并向后者转移能量,使之电离而本身成为低能电子。这些低能电子沿磁力线漂移到阴极附近的辅助阳极而被吸收,从而避免了高能电子对基片的强烈轰击,同时,电子要经过大约上百米的飞行才能到达阳极,碰撞频率大约为107/s,因此磁控溅射的电离效率高。磁控溅射不仅可以得到很高的溅射速率,而且在溅射金属时还可以避免二次电子轰击而使基板保持接近冷态。 分子束外延(MBE)技术是一种可在原子尺度上精确控制外延厚度、掺杂和界面平整度的超薄层薄膜制备技术。所谓“外延”就是在一定的单晶材料衬底上,沿着衬底的某个指数晶面向外延伸生长一层单晶薄膜。分子束外延是在超高真空条件下,精确控制原材料的分子束强度,把分子束射入被加热的底片上而进行外延生长的。由于其蒸发源、监控系统和分析系统的高性能和真空环境的改善,能够得到极高质量的薄膜单晶体,可以说它是一种以真空蒸镀为基础的一种全新的薄膜生长方法。 三、结语 薄膜技术是研制新材料、新结构的重要方法之一,用薄膜技术制作的薄膜材料不仅具有优良的光电性能、钝化性能、强的阻挡杂质粒子扩散以及抗水汽渗透能力,在光电子器件中得到广泛的应用,主要用来充当绝缘层、钝化保护层以及各种敏感膜层等,而且还具有很高的硬度和强的化学稳定性,从而在材料改性技术领域中也将有着广阔的应用前景。【摘要】本文介绍了在光电子器件制造中常用的几种薄膜技术的原理以及各自的特点。 光电子论文:光电子产业发展研究论文 论文关键词:世界光电子技术和产业的发展;我国的光电子技术和产业 论文摘要:光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。 如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……”,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。 1世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%,但从目前光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前,各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力)、掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高、噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元。 Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长,人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性设备)。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps)。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元,比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元,比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元,比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元,预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能。 2我国的光电子技术和产业 近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场。 掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场。 但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。 我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有三到五年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。 如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。 光电子论文:光电子产业发展论文 论文关键词:世界光电子技术和产业的发展;我国的光电子技术和产业 论文摘要:光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。 如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……”,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。 1世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%,但从目前光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前,各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力)、掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高、噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元。 Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长,人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性设备)。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps)。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元,比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元,比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元,比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元,预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能。 2我国的光电子技术和产业 近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位。国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场。 掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场。 但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。 我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有三到五年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。 如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。 光电子论文:纳米光电子器件发展论文 论文关键词:纳米导线激光器;紫外纳米激光器;量子阱激光器;微腔激光器;新型纳米激光器 论文摘要:纳米光电子技术是一门新兴的技术,近年来越来越受到世界各国的重视,而随着该技术产生的纳米光电子器件更是成为了人们关注的焦点。主要介绍了纳米光电子器件的发展现状。 1纳米导线激光器 2001年,美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员在只及人的头发丝千分之一的纳米光导线上制造出世界最小的激光器-纳米激光器。这种激光器不仅能发射紫外激光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。研究人员使用一种称为取向附生的标准技术,用纯氧化锌晶体制造了这种激光器。他们先是"培养"纳米导线,即在金层上形成直径为20nm~150nm,长度为10000nm的纯氧化锌导线。然后,当研究人员在温室下用另一种激光将纳米导线中的纯氧化锌晶体激活时,纯氧化锌晶体会发射波长只有17nm的激光。这种纳米激光器最终有可能被用于鉴别化学物质,提高计算机磁盘和光子计算机的信息存储量。 2紫外纳米激光器 继微型激光器、微碟激光器、微环激光器、量子雪崩激光器问世后,美国加利福尼亚伯克利大学的化学家杨佩东及其同事制成了室温纳米激光器。这种氧化锌纳米激光器在光激励下能发射线宽小于0.3nm、波长为385nm的激光,被认为是世界上最小的激光器,也是采用纳米技术制造的首批实际器件之一。在开发的初始阶段,研究人员就预言这种ZnO纳米激光器容易制作、亮度高、体积小,性能等同甚至优于GaN蓝光激光器。由于能制作高密度纳米线阵列,所以,ZnO纳米激光器可以进入许多今天的GaAs器件不可能涉及的应用领域。为了生长这种激光器,ZnO纳米线要用催化外延晶体生长的气相输运法合成。首先,在蓝宝石衬底上涂敷一层1nm~3.5nm厚的金膜,然后把它放到一个氧化铝舟上,将材料和衬底在氨气流中加热到880℃~905℃,产生Zn蒸汽,再将Zn蒸汽输运到衬底上,在2min~10min的生长过程内生成截面积为六边形的2μm~10μm的纳米线。研究人员发现,ZnO纳米线形成天然的激光腔,其直径为20nm~150nm,其大部分(95%)直径在70nm~100nm。为了研究纳米线的受激发射,研究人员用Nd:YAG激光器(266nm波长,3ns脉宽)的四次谐波输出在温室下对样品进行光泵浦。在发射光谱演变期间,光随泵浦功率的增大而激射,当激射超过ZnO纳米线的阈值(约为40kW/cm)时,发射光谱中会出现最高点,这些最高点的线宽小于0.3nm,比阈值以下自发射顶点的线宽小1/50以上。这些窄的线宽及发射强度的迅速提高使研究人员得出结论:受激发射的确发生在这些纳米线中。因此,这种纳米线阵列可以作为天然的谐振腔,进而成为理想的微型激光光源。研究人员相信,这种短波长纳米激光器可应用在光计算、信息存储和纳米分析仪等领域中。 3量子阱激光器 2010年前后,蚀刻在半导体片上的线路宽度将达到100nm以下,在电路中移动的将只有少数几个电子,一个电子的增加和减少都会给电路的运行造成很大影响。为了解决这一问题,量子阱激光器就诞生了。在量子力学中,把能够对电子的运动产生约束并使其量子化的势场称之成为量子阱。而利用这种量子约束在半导体激光器的有源层中形成量子能级,使能级之间的电子跃迁支配激光器的受激辐射,这就是量子阱激光器。目前,量子阱激光器有两种类型:量子线激光器和量子点激光器。 3.1量子线激光器 近日,科学家研制出功率比传统激光器大1000倍的量子线激光器,从而向创造速度更快的计算机和通信设备迈进了一大步。这种激光器可以提高音频、视频、因特网及其他采用光纤网络的通信方式的速度,它是由来自耶鲁大学、位于新泽西洲的朗讯科技公司贝尔实验室及德国德累斯顿马克斯·普朗克物理研究所的科学家们共同研制的。这些较高功率的激光器会减少对昂贵的中继器的要求,因为这些中继器在通信线路中每隔80km(50mile)安装一个,再次产生激光脉冲,脉冲在光纤中传播时强度会减弱(中继器)。 3.2量子点激光器 由直径小于20nm的一堆物质构成或者相当于60个硅原子排成一串的长度的量子点,可以控制非常小的电子群的运动而不与量子效应冲突。科学家们希望用量子点代替量子线获得更大的收获,但是,研究人员已制成的量子点激光器却不尽人意。原因是多方面的,包括制造一些大小几乎完全相同的电子群有困难。大多数量子装置要在极低的温度条件下工作,甚至微小的热量也会使电子变得难以控制,并且陷入量子效应的困境。但是,通过改变材料使量子点能够更牢地约束电子,日本电子技术实验室的松本和斯坦福大学的詹姆斯和哈里斯等少数几位工程师最近已制成可在室温下工作的单电子晶体管。但很多问题仍有待解决,开关速度不高,偶然的电能容易使单个电子脱离预定的路线。因此,大多数科学家正在努力研制全新的方法,而不是仿照目前的计算机设计量子装置。 4微腔激光器 微腔激光器是当代半导体研究领域的热点之一,它采用了现代超精细加工技术和超薄材料加工技术,具有高集成度、低噪声的特点,其功耗低的特点尤为显著,100万个激光器同时工作,功耗只有5W。该激光器主要的类型就是微碟激光器,即一种形如碟型的微腔激光器,最早由贝尔实验室开发成功。其内部为采用先进的蚀刻工艺蚀刻出的直径只有几微米、厚度只有100nm的极薄的微型园碟,园碟的周围是空气,下面靠一个微小的底座支撑。由于半导体和空气的折射率相差很大,微碟内产生的光在此结构内发射,直到所产生的光波积累足够多的能量后沿着它的边缘折射,这种激光器的工作效率很高、能量阈值很低,工作时只需大约100μA的电流。 长春光学精密机械学院高功率半导体激光国家重点实验室和中国科学院北京半导体研究所从经典量子电动力学理论出发研究了微碟激光器的工作原理,采用光刻、反应离子刻蚀和选择化学腐蚀等微细加工技术制备出直径为9.5μm、低温光抽运InGaAs/InGaAsP多量子阱碟状微腔激光器。它在光通讯、光互联和光信息处理等方面有着很好的应用前景,可用作信息高速公路中最理想的光源。 微腔光子技术,如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破,可使超大规模集成光子回路成为现实。因此,包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。长春光机与物理所的科技人员打破常规,用光刻方法实现了碟型微腔激光器件的图形转移,用湿法及干法刻蚀技术制作出碟型微腔结构,在国内首次研制出直径分别为8μm、4.5μm和2μm的光泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器。其中,2μm直径的微碟激光器在77K温度下的激射阔值功率为5μW,是目前国际上报道中的最好水平。此外,他们还在国内首次研制出激射波长为1.55μm,激射阈值电流为2.3mA,在77K下激射直径为10μm的电泵浦InGaAs/InGaAsP微碟激光器以及国际上首个带有引出电极结构的电泵浦微柱激光器。值得一提的是,这种微碟激光器具有高集成度、低阈值、低功耗、低噪声、极高的响应、可动态模式工作等优点,在光通信、光互连、光信息处理等方面的应用前景广阔,可用于大规模光子器件集成光路,并可与光纤通信网络和大规模、超大规模集成电路匹配,组成光电子信息集成网络,是当代信息高速公路技术中最理想的光源;同时,可以和其他光电子元件实现单元集成,用于逻辑运算、光网络中的光互连等。 5新型纳米激光器 据报道,世界上最早的纳米激光器是由美国加州大学伯克利分校的科学家于2001年制造的,当时使用的是氧化锌纳米线,可发射紫外光,经过调整后还能发射从蓝色到深紫外的激光。但是,美中不足的是只有用另一束激光将纳米线中的氧化锌晶体激活,其才会发射出激光。而新型纳米激光器具备了电子自动开关的性能,无需借助外力激活,这无疑会使其实用性大为增强。 光电子论文:光电子技术产业管理论文 论文关键词:世界光电子技术和产业的发展;我国的光电子技术和产业 论文摘要:光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备,预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。 如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展,改变了人们的生活方式,使得知识经济初见端倪,那么随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代,全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展,谁在光电子产业方面取得主动权,谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业,第一是光电子产业,第二是信息通信产业,第三是健康和福利产业……”,可以断言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。 1世界光电子技术和产业的发展 光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料,光纤已经成为通信网的重要传输媒介,现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输,到20世纪末将达到85%,但从目前光纤通信的整体水平来看,仍处于初级阶段,光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前,各种新技术层出不穷,密集波分复用技术(DWDM,在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号,以提高单根光纤的传输能力)、掺铒光纤放大器技术(EDFA,可将光信号直接放大,具有输出功率高、噪声小,增益带宽等优点)已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中,光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信——“全光通信”,由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展,也日趋成熟,将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用,给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业,对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计,到2003年,光电子产业的总产值将达2000亿美元。 Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求,为满足需求的增长,人们可以铺设更多的光纤,或靠提高单路光的信息运载量(现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性设备)。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术,增加光纤内通光的路数(光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps)。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元,比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元,比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元,比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元,预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司(CIR)的研究预测,北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元,约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化,但是全光交换将在几年内成为市场主流,报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据,但仍有创新性公司进入的可能。 2我国的光电子技术和产业 近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展,在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离,个别领域还处于世界领先地位。 国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统(如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件)等已经占领了国内较大的市场份额,初步具备同国外大公司竞争的能力,在毫无市场保护的情况下,靠自己的力量争得了一席之地,市场营销逐年有较大的增长,个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白,打破国外产品在市场上的垄断地位,同时争取进入国际市场。 掺铒光纤放大器(EDFA)是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件,国内企业产品占国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器,670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件,90%使用国产器件,国产1.55μmDFB激光器战胜了国外器件,占领了100%的国内市场。 但是,我们应当认识到在我国光电子技术发展中,光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分,但在整个系统和设备成本中所占的比重较小,其产值较低,目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段,光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求,导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。 我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域,与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限,而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段,留给我们的时间只有三到五年,如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入,就会失去大好时机。机不可失,时不再来,到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补,也许会彻底失去时机,受制于人。 如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力,就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面,要通过引进社会资金和风险投资,知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐,鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为,有所不为”的方针,狠抓创新和高技术成果转化,打破行业界限,按市场机制联合国内相关研究和开发单位,共同作好光电子产业化的工作,就一定能发展我国的光电子事业,有望在研究上取得突破,在产业上形成规模经济,取得我国在该领域应有的市场份额。 光电子论文:应用型本科院校光电子专业培养方案创新研究 摘 要:笔者从“专业对接产业”的角出发,针对目前应用型本科院校光电子专业人才培养与行业需求脱钩,培养方案缺乏特色的现状,走访了浙江省的光电子行业,提出了以产业链下游的光电子器件和系统集成领域为专业的对接点,确定专业培养的核心知识与核心能力,进行光电子专业培养方案的改革和创新策略,即在课程体系、实践课程、教学管理与考核、师资队伍建设及实践场所建设等方面进行改革。 关键词:应用型本科院校;光电子;培养方案 光电子技术是世纪之交继微电子技术之后迅速兴起的一个高科技领域。光电子产业涵盖了与光电子技术有关的光电材料与元器件、光通信、激光、光电显示、光存储、红外等细分行业,作为典型的高附加值产业,受到众多国家的广泛关注,已经成为当今信息技术中发展最快的高新技术产业。到目前为止,浙江省已建成10个各具特色、不同层次的光电子产业特色园区。宁波及周边地区的光电子产业代表着浙江省的重点产业和优势产业,宁波及周边地区的光电子产业代表着浙江省的重点产业和优势产业,目前全市光电子技术企业有2000多家,但大多数企业规模不大,主要生产比较简单的光电子产品,普遍缺乏科研攻关能力,企业的可持续发展受到极大的制约,这些企业需要大量的专业技术人才来提高企业的技术核心竞争力。2013年宁波人才紧缺指数显示,宁波光电子专业技术人才的缺口很大,例如,近两年电工电器领域的光学工程师的紧缺程度一直处于橙色预警状态。 为了满足光电子产业快速增长对专业人才的需求,国内许多大学近几年纷纷开办了与光电子相关的专业。然而,由于光电子产业具有涵盖范围广,产业细分度高的特点,作为一个相对较新的专业,找准专业培养方向的定位,达到专业与产业的有效对接,及时调整专业方向和培养方案,是提高专业的人才培养质量,逐步解决光电子产业升级所面临的人才紧缺问题的关键。另外,为了解决中国就业结构型矛盾问题,教育部日前明确了部分高等院校向技术技能型教育转变的改革方向。同时,新一轮的高考制度改革也开始启动,这为地方性本科院校的发展提出新的挑战和机遇。因此,如何在专业对接产业的视角下,适时调整专业培养方向,改革培养方案,培育特色鲜明的优势、品牌专业是地方性应用型本科院校建设和发展的关键[1-3]。 一、光电子专业培养方案现状 随着就业压力的不断加剧,高校专业方向与就业的相关性问题越来越受到学生、家长、用人部门和政府教育主管部门的关注,并且不断被日益激烈的市场竞争所强化。目前高校的专业方向设置和培养方案与市场需求并不完全契合,这是宁波乃至全国高校中一个比较突出的问题。据统计,宁波高校电子信息类专业和电气信息类专业毕业生毕业后所从事工作与其所学专业的相关度分别为67%和71%,这一数据说明,即使在专业与工作相关度要求较高的工科类学科领域,专业适切性的问题仍然比较突出。 宁波工程学院作为地方性本科院校,定位于培养优秀的工程应用型人才。在这一人才培养目标下,专业方向的调整和培养方案的改革与研究是非常重要的,也是非常紧迫的。宁波工程学院的电子科学技术专业2004年开始本科招生,2009年成为浙江省重点建设专业。目前专业设有电子系统设计和光电子技术两个专业方向。其中,电子系统设计是传统的电子类专业方向,在全国高等院校的电子类专业中几乎均有开设。宁波工程学院的电子系统设计方向发展较早,教学条件相对较好,学生在选择专业方向时比较青睐。然而,该方向的突出问题是技术普遍,缺乏特色。相对而言,光电子技术还是一个新兴的专业方向,它是在近年来随着光电信息产业的快速发展而设立的。目前宁波市仅有包括宁波工程学院在内的两所高校开设了这一专业方向。经过几年的专业建设,该方向的师资力量和科研实力不断提升,然而,学生的培养质量却没有明显改善,学生就业相关度相对较差。根据麦克思学院社会需求与培养质量年度报告显示,电科专业2011届和2012届毕业生工作与专业相关的人数比例分别为45%和51%。其中,光电子方向的这一问题相对而言更为突出。 根据笔者在专业建设过程中的体会和调研走访的发现,宁波工程学院电科专业光电子方向的突出问题是定位不准,专业结构与产业结构和人才需求结构不适应,培养方案缺乏特色。这也是众多高等院校光电子类专业面临的普遍问题[4-8]。面对发展速度快、涵盖内容广的光电子技术这一新兴高科技产业,作为一所普通院校的专业不可能涉及每一个领域。如何能找准专业定位,实现专业与产业的紧密对接,精确地把握人才培养的核心知识和核心能力,制定合理的专业培养方案,是提高宁波工程学院的专业人才培养质量的关键,这还将有助于提升宁波工程学院的专业特色,有利于品牌专业的建设。 二、光电子技术专业人才培养方案创新策略 (一)确定与光电子产业的对接点,准确定位核心知识与能力 应用型本科地方院校的人才培养要根据本地区产业发展需要,培养第一线需要的、具有良好素质的应用型专门人才为目标。宁波工程学院的光电子技术专业人才培养要紧紧围绕浙江省、宁波市及周边地区光电子信息产业发展规划、发展现状和学校办学特点。统计表明,浙江省的光电子产业近年来以年均30%的增长速度快速发展,全省从事光电子产品生产的企业已有500多家,占全省信息产业总值的5%,目前已成为我国光电子产业大省。我省在光通信/光通信/光材料及光伏器件等方面已经形成了系列产品。特别是在光学仪器与光学加工领域,具有国内领先的规模。因此,我省在光电子器件制造和加工领域具有较好的产业基础。因此,在专业培养方案的制定和改革过程中,如何在地方现有的产业基础上把握专业培养目标的对接点是十分关键的。我们从光电子产业链的组成和浙江省光电子行业现状出发,通过前期的大量企业走访和调研分析,深入分析了人才需求,初步确定了以产业链中、下游的光电子器件和系统集成领域作为专业的对接点,如图1的专业培养方案改革示意图所示,在这一产业领域,光电器件作为系统的功能核心,电子系统作为控制核心,二者相辅相成,缺一不可。 另外,宁波工程学院电子科学与技术专业目前已有光电子技术和电子系统设计两个方向。其中,专业在电子系统设计方向具有良好的实践教学条件和师资队伍,在学生培养方面已经取得了较好的培养成果。并且,近几年来,专业在光电子技术方向引入了较好的师资力量,投入大量资金购买仪器设备,建设光电子实验室。选择光电子器件和系统集成作为对接点,可以充分整合、利用本专业在光电子技术和系统设计方面的现有资源,有利于发展“光”“电”融合的专业特色。在确定了本专业与光电子行业的对接点后,我们将紧紧围绕该对接点,以“光”“电”融合为特色,精确提炼专业培养的核心知识和核心能力,并围绕核心知识与核心能力开展课程体系整合与实践环节改革,形成特色鲜明、行业衔接度高的专业培养方案。 图1 光电子专业方向培养方案示意图 (二)以双核培养为中心,建设光电子课程体系,加强实践环节改革 1.围绕光电子专业的核心知识和能力构建课程体 系。首先,以专业核心课程建设为突破口,优化整合现有课程,进行实践环节改革,建立与光电子产业对接的课程体系。新建课程体系将分为四个模块,分别为基础课程模块、专业核心课程模块、专业选修课程模块以及实践课程模块。基础课程模块主要培养学生职业基础能力和人文素养,主要包括英语、思想政治教育、身体素质培养、文献检索与写作、职业规划以及人文艺术类课程。专业核心课程模块主要培养学生的专业核心知识,主要包括物理电子、应用光学和系统设计类课程,专业选修课程模块主要围绕光电子产业领域的新应用和新发展,拓展学生的知识范围,培养学生可持续发展能力,主要包括“光伏电子技术”、“半导体器件工艺”、“信号处理”等课程。 2.实践课程模块是本次改革的重中之重,着重培养学生的核心实践能力。在整个课程体系中,实践课程的学时比例将大幅提升,加大实习实训的比重。在课程设置上,以典型职业活动为线索确定专业实践课程设置,按照企业工作过程设计课程,以工作任务来整合实践课程内容。我们将新开“应用光学设计”和“半导体照明应用技术”两门课程,并以这两门课作为实践改革试点,对接企业环境建设实践实训场所。根据职业岗位特点,在校内开设“校中厂”,由企业设计师和专任教师共同指导,并带领学生承接项目、练就技能,实现综合职业能力的培养,在真实的职业环境中,不断提升职业能力和综合素质。 三、“专业对接产业”人才培养方案的实施保障 “专业对接产业”人才培养方案的顺利实施需要各类保障机制的同步改革,主要包括适应“专业对接产业”的教学管理和教学考核方式的改革,适应“专业对接产业”的专业教学团队建设,与课程体系相配套的实践实训场所的建设,以期逐渐建立适应“专业对接产业”的光电子专业人才培养方案的各类保障机制[9-10]。 1.引入光电子企业及行业协会相关人员,建立专业建设指导委员会,参与人才培养方案的调整和优化,专业教学管理和教学考核方案的审定。特别对于实践类课程,明确对核心能力的考核目标,结合企业项目管理和考核方式,加大过程考核比重。对实践环节制定细化的考核制度,用量化的标准衡量和保证学生实践能力的培养质量,建立适应“专业对接产业”目的考核和管理的新途径。 2.调整师资队伍建设思路,制订符合产业发展需要的专业带头人、骨干教师培养计划,通过引进、培养、聘任具有行业影响力的专家教授作为专业带头人,聘任一批行业企业专业人才和能工巧匠作为兼职教师,派遣专任教师到企业中实践、国内外进修培训等途径,加快双师结构专业教学团队建设,组建具有教学、研发和社会能力的双师结构合理的优秀教学团队。 建立“校企互聘互管”的机制,鼓励专人教师下企业锻炼如承担企业科研项目或社会服务项目,并将其作为晋升职称或评先评优的条件之一。建立一支稳定的企业兼职教师队伍,充实教师队伍的力量,最终形成专业带头人、骨干教师、兼职教师和“双师”素质的中、青年教师为主体的多个层次的科学合理的教师团队。目前,学校已经在“双师”型师资培养方面走出了第一步,提出了百名博士进企业的目标,光电子专业每年将有1―2名博士到企业一线参与设计和生产。 3.与课程体系配套的实验实践场所建设是保障“专业对接产业”人才培养方案顺利实施的重要条件,由于光电类实践类课程所需设备“多”而“杂”,并且仪器一般比较精密贵重,因此实验室的建设更需要贵精而不在多,目前,宁波工程学院的电子实验实训中心已建有光电信号检测、光纤通信、激光原理、光电子技术、发光二极管(LED)设计与检测等5个实验室,但是,实验设备普遍面临功能单一、组合型差、自主开发功能缺乏等缺点,因而导致实践训练的能力与企业需求脱节。我将邀请企业技术人员或管理人员指导并参与实践场所和实验室的建设,所购置设备尽量满足模块化、易组合、可替换的特点,并且兼顾自主设计和开发的功能,使其既能满足教学需要,也尽可能贴近实际生产,使学生在校内就能了解企业的真实环境,缩短现代企业人才需求与学校教学的距离。提高实践实验室的开放性,实现实验室的实践教学、学生竞赛、企业项目开发等多功能性。 四、结语 基于专业与产业的精确对接点,找准专业培养方向的定位,提炼光电子专业的核心知识与核心能力,进行课程体系的调整优化以及保障机制的建设,才能实现人才培养方案改革的有的放矢。这是提高应用型本科院校的专业人才培养质量的关键,不仅有助于提升宁波工程学院的专业特色及品牌专业建设,还能培养出适应本地区产业发展需要的应用型专门人才。 光电子论文:现代雷达中的光电子技术 [摘 要]光电子技术的应用与研究不断发展,其中在微波领域内的应用主要是光纤通信,但是随着雷达技术的应用发展,将光电子技术与雷达技术结合有利于实现雷达信号的收集、传输和信息处理等,光电子技术在雷达中的使用效果显著,在微波器件的使用控制中也具有重要作用。本篇文章在此基础上,主要对现代雷达中的光电子技术内容和使用要点进行研究与分析,并探讨其发展前景以及能够产生的经济价值。 [关键词]雷达;光电子技术;要点;前景;方法;分析 光电子技术与其他的电子信息技术合成能够形成信息产业新的核心技术,并广泛应用于光存储、光显示和激光等领域。光电子技术在雷达中的应用改变传统雷达应用模式,充分发挥了光电子技术信息化、科技化和先进化的优势。关于现代雷达中的光电子技术应用主要可以分为以下几个方面: (一)信号传输 光电子技术在雷达中的应用可以通过光纤链路的组成,完成光纤、二极管等要素的调制,在进行信号传输时可以在光波调制中将微波信号传输上,完成这些工作以后需要使用光纤模拟传输微波信号。光纤链路在雷达信号传输中的应用对现代雷达技术应用和信号光纤传输具有重要意义,这项技术在国外发展相对成熟,显示意义明显。雷达传输中使用光纤,传输消耗和传输频率相较于电缆传输较低,并且在这种频段下,光w产生的调制信号和传输消耗具有一致性,从而进一步促进雷达信号传输,达到对雷达系统远程控制的目的。[1] 由于使用的雷达天线还含有一个辐射源,在受到反辐射的影响时,控制中心和天线之间的距离应该设置好。通常情况下,使用同轴电缆传输信号消耗较大,传输指令与天线之间的距离也要控制好,而关于电缆铜量的消耗,会随着频率平方根的增大而增大。同轴电缆传输微波信号的前期,需要在一定的频率范围内完成转变,将信号电平在线路放大器内进行放大,指令中心传输的信号则不需要进行变频,线路放大器不使用也能使信号电平提高,光滤波器和光纤的使用效率也能够提高。要进一步保证其基本的使用性能,增强雷达的抗电磁能力可以通过光缆改变电缆,保证雷达天线远程传输的功能。这种应用方法在军事上具有重要使用作用,提升经济效益的同时创造军事价值。此外,光纤重量轻、体积小,灵活度高,在一些限定空间或场合使用方便,保证雷达信号的传输有效。[2] (二)信号处理 雷达信号处理一般是利用光纤延迟线,其主要构成要素包括调制器和激光器等,属于新型的信号处理器件,在微波射频领域应用较多,光纤延迟线的使用能够促使多种不同信号处理器件的生成。例如在横向匹配滤波器和编码发生器以及相关处理器中可以通过雷达系统的处理充分发挥带宽极宽系统的作用,声波器表面频率较高,功能优越性明显,在雷达信号处理中要控制其频率需要同步使用信号处理器,提升雷达信号处理效果。处理宽带雷达信号时由于雷达信号接收机的分辨率较高,电子情报信号处理时,可以选用大时间的带宽积器件,使用成本相对较低,体声滤器件和同轴电缆也可以用于雷达信号的处理。光纤延迟线不同于其他延迟线,性能更先进,并且同时具有工作频率高和任何延时的特点,其中延迟的介质是单模石英光纤,成本低、性能高,使用价值较高,并且具有综合性优势。因而在雷达信号处理过程中使用光纤延迟线能够充分发挥其在不同处理器件中的构件作用,雷达系统中使用光纤延迟线实现价值最大化,不仅能够在海洋卫星雷达和随机程序发生器中应用,同时还能够在雷达信号处理系统和相控阵天线系统中应用。因而雷达信号处理中使用光纤、光电子技术能够充分发挥信号处理器件和通信系统的实际价值,使用过程中的经济效用显著,总体应用前景较好。[3] (三)达波束光控制 相控阵雷达系统在控制雷达的达波束光时要使用有源单位,继而形成一种具有跟踪效用的尖锐波束,这种波束对电子调控方法具有一定的控制作用,并且能够将辐射单位予以改变,保证相对相位的实现。由于单个单元的控制器件属于电子移相器,这种类型的器件在传统意义上的使用通常可以分为铁氧体移相器和二极管。二极管的工作频率相对比较低,而铁氧移相器的工作频率则较高。铁氧移相器和二极管的体积较大,因而产生的损耗量也比较大,但是在相位连续控制上和在线性度上仍旧存在较大的差异。分配射频功率可以使用光学方法来进一步完成相移,这种优势比较明显。[4] 例如在实现微波相移的过程中可以使用线性连续的方法,在此过程中还能够将相位的体积予以减少,保证及能耗度降低,促进波束的灵活控制。在一般的大型相控阵天线使用中需要多个MMIC收发模块来完成雷达达波束光控制,在一定的自由空间内能够与振荡器形成不同模块的主振荡器锁定,关于参考信号的改动则需要使用同轴电缆的光纤链路,这种有利于在很大程度上减少体积和降低重量。光电技术在雷达达波束光控制中具有重要的使用意义,并且能够促进雷达电子器件的使用功能进一步完善,总体应用前景广阔,在此过程中使用光电子技术促进了新时期下雷达技术变革、发展和使用的经济效益提升。[5] 结语: 从目前情况分析来看,光电子技术应用在微波领域主要以光纤通信为主,且这种应用技术已经相对普及,但是在雷达中的应用尚且不如通信光纤应用普及程度高,随着我国光电子技术研究、发展水平不断提高,将进一步在现代雷达中实现充分使用,总体应用前景乐观。其中光电集成电路和光纤等在雷达数据处理、雷达信号处理、多基地雷达和相控阵天线中使用具有高互联性等多重优点。光电子技术在现代雷达中的应用包括雷达信号传输、雷达信号处理和雷达达波束光控制等几个重要的方面,体现了现代雷达应用光电子技术的先进性和必要性。 光电子论文:探讨光电子技术的发展与应用 [摘要]光电子技术诞生在20世纪的中期,其应用至今,已经发展经历过了半个多世纪,并在许多领域取得了很好的发展态势和应用效果。随着科学技术的迅速发展,社会的科学技术应用不断呈现多样化,光电子技术也呈现了多样化、多领域的发展态势,光电子技术也越来越发展成熟,对世界和时代的进步产生着至关重要的作用,其影响力不断提升。光电子技术,主要由光子技术和电子技术两者结合组成,涉及的范围十分广泛,就目前的发展形势来说,光电子技术很可能⒊晌未来世界经济发展的主要生产力之一,是信息产业的核心内容。文章主要对光电子技术发展现状进行阐述,并分析和研究其在众多相关领域当中的应用。 [关键词]光电子技术;电能;光能 光电子技术主要由光子技术和电子技术两者结合组成,同时,技术中包含的技术理论十分广阔。光电子技术主要涉及光学、电子学、计算机学、光电子学等多个学科领域的专业知识理论,是一种典型的多学科交叉渗透的现代技术,对世界科学技术的发展,对社会经济进步,起着重要的推动作用。光电子技术的研究核心是众多学科中的光子学,支撑技术主要是电子学,这电子学是一种近年来兴起的新型研究学科。因此来说,光电子技术具有很强的兼容性,其中的电子技术相对于微电子技术来说,有着更多的发展空间,优势更加明显,能够在更加广泛的领域得以应用。 1光电子技术相关概述 所谓光电子技术,其全称是光电子信息技术,该技术的核心内容是进行电能和光能的转换,是科学技术中的一种全新的技术,其涵盖了材料科学、精细加工、半导体材料以及固体物理等,是多个领域的综合体。光电子技术的诞生是在20世纪60年代,并在当时开始光电子技术相关设备的生产,从一开始的单一的领域应用,迅速发展至今,已经广泛应用在各个领域和各个行业,比如在军事武器的制造业、医疗行业、电子信息行业以及其他高新制造业等领域,应用十分广泛。而最初的光电子技术的发展,主要得益于无线激光器设备的出现,为光电子技术的发展提供了重要的光频波段支持,随着发展和研究的深入,光电子技术逐渐实现了信息的处理、存储、传输等功能。光电子技术能够通过对光子以及电子的利用,来促使产生一种全新的光子物理现象。随着科学技术的发展,由光电子技术原理构造成的相关硬件设备,组成信息技术中重要的应用成分,也为信息技术的发展提供了无限的可能和广阔的发展空间。比如,可以通过光电子技术将全球所有范围内的电子计算机进行联机,这是通过光电子技术能够简单实现的。当然,也可以利用光电子技术实现卫星和地球的联系,从而组成宇宙性质的联系网络,通过光电子技术,这在未来也是有希望得以实现的。当前,光电子技术可以说是互联网当中最重要的支撑性技术,主要应用在高新技术领域。而在我国来说,光电子技术的起步较晚,但是发展的速度是极快的,已经在我国国内诸多领域得以应用和推广。在光电子技术的应用中,体现出诸多方面的应用优势,具有极高的速度和极大的容量,对于日益增长的信息量处理要求和信息化发展时代要求来说,无疑是至关重要的技术,这也是传统的电子学以及微电子学难以实现的。光电子技术能够实现对信息的高速度和高频率处理,能够将信息从探测到最终处理整个流程融为一体,一气呵成,从而在信息技术领域占据着不可动摇的地位。 2光电子技术的发展现状 21国内发展现状 我国的光电子技术发展起步较晚,但是在我国的发展十分迅速,已经达到世界先进水平,与最先发展光电子技术的发达国家之间的差距不断缩小,已经达到接近水平。光电子技术在国内取得如此大的成就,主要受益于我国政府对科学技术的重视和大力投入。在电子领域的各个方面,我国皆取得了不错的发展成绩,许多方面达到了世界的先进水平,比如在光收发模块、探测器等一些光电子器件上,水准很高,技术水平相当先进,市场份额占比不论是国内还是世界范围内,都有极大的竞争力。在我国,光电子技术的发展存在明显的地区差异性,光电子技术的先进发展主要集中在我国的几个发达地区,比如珠江三角洲地区、长江三角洲地区以及渤海湾地区,这主要是由目前我国区域经济发展现状决定的。另外,在这些发达的地区,高等院校较多,研究所也多,给光电子技术的研发和发展提供了巨大的技术力量保障。 22国外发展现状 国外的光电子技术的发展和应用参差不齐,最为先进的是美国、日本以及欧洲一些国家。尤其是美国,特别看重光电子技术在未来的发展和应用,并将光电子技术列为21世纪最为重要的战略性技术之一,并进行了大量的研究投入。日本在光电子技术方面,近些年来发展十分迅猛,在国际市场上占据着重要地位。欧洲地区的光电子技术发展和应用,以德国最为先进和典型,德国对光电子技术的投入研究较早,进行了大量的研究,因此积累了许多宝贵的研究成果和发展经验,技术基础十分强大。随着全球化的深入发展,“地球村”理念逐步形成,使全球范围内的人类更加紧密地联系在一起,信息通信十分便捷和快速,并对未来的信息产业提出了更高的需求。光电子技术在信息产业方面所做出的重大贡献,对于全球信息交流的促进有着关键的作用。另外,当今世界的互联网技术发展迅速,俨然已经成为互联网的时代。在高速发展的互联网环境下,对信息传输的需求无论是数量上还是效率上,都有着更高的要求,为了满足这个巨大的要求,发展光电子技术无疑是最佳选择。 3光电子技术的应用领域 31信息领域 当今时代,是一个信息化高速发展的时代,无论是现在还是未来,都离不开信息化的支撑。在信息化发展过程中,信息传输和处理流量正呈现质的增长,传统的电子技术已经无法满足当今时代巨大的信息传输和处理。而光子技术的应用,与电子技术进行完美的融合,并产生全新的光电子技术,能够极大扩大信息容量和信息传输速率,比起传统的电子技术优势巨大,能够有效促进信息产业的快速发展。当前在信息领域已经开始大范围开展光电子技术的应用,并取得了极好的影响效果,为信息产业的蓬勃发展带来了更多的可能和广阔空间,提升了信息领域的发展潜力。 32能源领域 能源是地球上赖以生存的重要发展来源。在过去的许多年发展中,世界对能源的需求巨大,依靠传统能源取得了良好的发展成效。但是与此同时,世界发展在能源方面也逐渐显现出诸多发展瓶颈,主要是传统能源的枯竭,以及世界对环境保护的呼声越来越大。因此,当前的主要办法就是进行清洁能源的生产和利用。如何研发出既清洁环保,又能够高效利用的新能源,成为当今世界能源研究的主要议题。而光电子技术,能够将光能转化成热能的这一伟大功能,使得其在新能源领域备受关注,具有极大的新能源产业潜力,市场前景十分广阔。目前在世界范围内,尤其是在一些发达国家中,利用光电子技术获取新能源的方式已经得到应用,在我国也已经进行了初步的应用。 33汽车领域 汽车是当今世界最主要的交通工具之一,随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,人们对汽车的市场需求不断扩大。在汽车领域,人们开始越来越注重汽车的整体功率、能耗、舒适度以及外观等因素,这就意味着需要更加先进的汽车生产技术。光电子技术在汽车领域的应用,使得汽车的功率转化大大提升,并且通过光电子技术,能够对汽车生产材料进行高精度的加工,极大提升了汽车的整体质量和舒适度,减少汽车在使用中的损耗。 34环境领域 地球环境是人类生存的基本条件,保护环境,是人类共同的责任。步入21世纪以来,世界范围内的工业生产已经到了一个相对成熟的水平,与此同时,工业的生产和发展对环境造成了极大的损耗,比如逐渐出现的全球变暖问题和厄尔尼诺现象等,给地球环境造成了恶劣的影响。当前,人们对生活质量的要求越来越高,环境保护意识越来越强,亟须研发出能够遏制环境逐渐恶化的先进技术。在这种情况下,光电子技术给环境保护和污染治理带来了全新的希望,其通过高精度传感器的制造,能够对环境中污染物的浓度进行准确的测量,并进行有效的治理与防护。 35军事领域 一个国家的军事基础,是一个国家安全力量的巨大保障。光电子技术在军事领域的应用,能够极大加强国防军事力量,并有着广阔的应用前景。通过光电子技术,能够制造先进的激光制导武器,目前,这方面许多发达国家正在加大力度进行研发和应用。另外,光电子技术能够形成更加有效的图像传感器,使得单兵作战更加强化,得到许多国家的重视。 36医疗领域 随着生活水平的提升,人们越来越开始注重医疗健康。光电子技术在医疗领域的应用主要是通过激光来治疗一些以传统治疗手段难以解决的疾病,比如通过激光进行角膜的切除手术和治疗,能够帮助人类矫正视力。随着光电子技术在医疗领域中的应用,以相关设备进行手术,能够使手术更加精准,治疗效果更好,提升手术的成功率和稳定程度。 4发展趋势 光电子技术的应用前景十分广阔,发展潜力十分巨大。在未来,光电子技术的发展趋势主要会从集成化、扩大化、强适应性三个方面进行优化发展。 光电子技术的发展还需要诸多辅助材料的发展来促进,比如半导体激光以及相关电气元件,这些辅助材料和技术的发展,才能够推动光电子技术更加迅速和完善发展。在导体激光以及半导体激光的迅速发展之下,通过各种辅助材料和技术与光电子技术的融合,在未来,光电子技术将会呈现集成化发展状态,并不断研发出新的设备以及材料。这些新设备和新材料与光电子技术的融合应用,将会推动光电子技术的应用效果,并且在光电子技术的应用经济性以及简便性方面得到较大提升与优化。 5结束语 综上所述,光电子技术是当今世界最重要的高新技术之一,对世界经济发展具有至关重要的推动作用。当前,光电子技术已经在众多重要领域得到了初步的应用,在未来,光电子技术的用前景相对广阔,有着无限的发展可能。 光电子论文:从光电子方向谈弱势学科的专业课程结构设置 摘要:针对矿业院校电子科学与技术这一弱势学科的发展,面向工程教育专业认证,以光电子方向相关课程设置为典型,讨论了课程教学改革的具体思路并给出了相应的做法,包括教学原则、课程结构、课堂教学和实践训练。 关键词:教学改革;弱势学科;工程教育专业认证 一、我校电子科学与技术学科的发展背景 知识经济时代的教育呼唤适应“宽口径,厚基础”的教育观和学习观[1],而工科专业直接面向工矿企业的研发生产,具有很强的实际应用背景,尤其是包括光电子在内的电子科学与技术这类支撑现代社会信息科技的前沿学科,具有专业知识更新快、理论基础要求高、实践应用范围广等特点,对社会高新技术的发展具有深远影响,因而培养涵盖光电子专业基础的复合应用型人才,也成为社会发展的迫切需要[2,3]。 近年来许多高校先后开设了与光电子相关的专业或专业方向,但受客观办学条件和主观重视程度的影响,各个院校的光电子专业(方向)发展参差不R,专业课程设置各有差异。中国矿业大学作为以矿业为特色的高等院校,电子科学与技术学科起步较晚且基础薄弱。本文以矿业院校背景下本学科从无到有至目前近500在校生规模的发展为例,以光电子方向相关课程为切入点,探讨如何更好地设置和发展弱势学科的本科专业课程,面向工程教育专业认证,推动学科发展,实现“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的符合社会需要的专业人才培养。 二、合理规划“光电子”专业课程设置 (一)课程设置要兼顾人才培养和学科发展 电子科学与技术专业所涵盖学科范围极广,是以信息处理为目的,以电子、光电、光子器件为核心,包含物理理论、材料工艺、器件系统等研究内容的完整学科体系。目前我国大部分高校的电子科学与技术本科专业以“微电子”和“光电子”作为主要专业方向,相对于微电子方向的课程内容比较固定单一、本科阶段无需配套硬件实验等情况,光电子方向所面临的问题要复杂困难得多,其研究领域“广”、相关课程“杂”、所需硬件仪器“多”,因而合理规划“光电子”专业课程设置,既可实现专业人才培养,又可推动弱势学科发展。人才培养和学科发展二者密不可分,人才培养是最终目标,而学科发展是必要途径,合理地设置和建设专业课程,是学科发展的主要内容,学科发展好了,才有实力更好地实现人才培养目标,进而利用人才优势和影响,又可更好推动学科发展,形成良性循环。 (二)课程设置以“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”为指导 针对光电子方向“广、杂、多”的特点,将其作为电子科学与技术弱势学科发展的重点方向,从人才培养和学科发展两方面考虑,制定了“厚基础、宽口径、重能力、偏应用”的教学原则,同时也作为光电子技术相关课程设置的指导思路。这一指导思路,既是遵循国家高等教育培养创新人才的指导方针并面向工程教育专业认证[4],更是适应包括光电子技术在内的电子信息科学发展迅速与交叉融合的特点,同时考虑本学科方向实力较薄弱的现状和发展解决面临困难的实际需要。 光电子方向专业课程设置需要满足“厚基础、宽口径”的教学原则。所谓的“光电子”专业方向,广义上是电子科学与技术之下除微电子学与固体电子学之外的多个二级学科(方向),甚至还包括与其他学科交叉衍生出的学科方向,既要与微电子一起承担本学科“厚基础”的教育任务,更要肩负更多的“宽口径”任务,同时也是着眼于学科长远发展的必然选择。光电子方向专业课程设置还应遵循“重能力、偏应用”的教学原则。这尤其适于弱势学科的实力现状和发展要求。以我校为例,学科专业体系的基本格局是以工科为主,以矿业为特色,理、工、文、管等多学科协调发展,优势学科集中在煤炭能源相关的矿建、安全、测绘等领域,在59个本科专业中,2002年首次招生的电子科学与技术专业是典型的弱势学科,在所属的信息与电气工程学院的4个一级学科中,发展落后于电气工程、信息与通信工程、控制科学与工程等其他3个学科。在本专业设置初期,部分专业课程由其他学科的教师承担甚至直接采用其他专业的课程,而随着师资力量的增强和专业课程的调整,目前已形成较为完整的微电子和光电子专业课程体系,但就现阶段来看,本专业学生就业后直接从事光电子技术研发的人数很少,绝大多数还是作为光电子技术直接或潜在的使用者。可以说,“重能力”是促进学生就业的实际需要,而“偏应用”是学科基础薄弱与实力有限的务实之选。 (三)课程体系宜采用多层次三位一体结构且内容环环相扣 针对本专业光电子方向相关专业课程的设置,面向工程教育专业认证,兼顾人才培养和学科发展,遵循“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的原则,并广泛借鉴国内外高校课程设置经验,采用了核心课程、专业选修/限选课程、其他相关课程的多层次三位一体的课程体系。核心课程包括激光原理与技术(48学时)、半导体物理基础(40学时)和光电子技术(40学时),专业选修/限选课程包括光电检测技术(40学时)、半导体光电子器件(32学时)、微波技术(48学时)等,其他相关课程包括电子信息学科概论、学科讲座和专业综合实践II(微波与光电子)。 本专业学生在第一、二学年已系统学习了通识教育课程、专业大类课程,打下了较为扎实的理论基础,具有一定的“厚基础、宽口径”专业基础知识体系,且在第一学年开设了《电子信息学科概论》,为学生专业学习提供了方向指引。第三学年学生通过自主选择由专业类转入具体专业学习,开设的专业核心课程《激光原理与技术》、《半导体物理基础》继续夯实“厚基础”,而《光电子技术》侧重“宽口径”。第四学年则加入与光电子相关的《光电检测技术》、《半导体光电子器件》、《微波技术》、《学科讲座》,这些课程全部或部分承接了《光电子技术》,进一步加深和拓宽了学生的专业知识体系,从学科实力和学生就业两方面进行考量,教学原则围绕“重能力、偏应用”;同时依托优势学科加强专业综合实践教学,设置2周时间的《专业综合实践II(微波与光电子)》,采用师生双向选择和分组形式,自主选题并完成较综合的设计,所需设备依托利用国家修购专项等经费而建立的光电子、微电子、微波等实验室。 三、结论 综合以上我校专业在光电子方向本科教学改革实践中的做法和成果,主要有以下心得和建议:(1)在弱势学科发展中要兼顾人才培养和学科发展,以“宽口径、厚基础、重能力、偏应用”的教学原则和思路为指导;(2)课程体系设置,宜采用核心课程、专业选修/限选课程、其他相关课程的多层次三位一体的结构;(3)课程内容设置,符合教学原则,做到环环相扣,课堂教学和实践环节相辅相成。 光电子论文:硅基光电子学与光电子器件应用 摘 要:本文介绍了光子晶体的概念,回顾了硅基光子学的发展历史,分析了其发展现状和面临问题。光电子器件以光子代替电子传递信息,因为光子的输运特性便具有热损小、功率损失低、占用体积小、传递信息速率高的特点,因而受到人们的广泛关注。要实现“全光子化”传递信息需要实现集成光回路。本文分析了用硅基光子器件集成光回路的可能性以及目前存在技术难点最后本文对展望了硅基光子学和光电子器件的应用前景。 关键词:光子晶体;硅基光电子学;集成光回路 1 光子晶体 光子在传播时,遇到周期排布的介电常数材料,将会产生布拉格散射,因而会产生光子能带与带隙,使光子晶体具有光半导体的性质[1-2]。目前来说,我们主要靠对于缺陷的引入来实现对光子的局域化控制。缺陷有两种基本形式:线缺陷和点缺陷。当引入线缺陷时,对于处在光子晶体禁带能量的光子,它不能逃逸进入周围的光子晶体当中,因而只能沿着线缺陷的确定路径传播。光子晶体波导对于光的传输性能强过传统的波导物质,例如光纤。光纤依靠全反射作用来实现光的传输,但在较大转弯角处由于不再满足全反射条件而会有光子逃逸。在微纳尺度上使用光子晶体波导的传输效率更高。光子晶体凭借它的特点,被广泛研究。例如一些应用于各个不同的光频段,有的看重更低的损耗、小限制的传播窗口,还有一些则具有特殊用途(减缓光速)。 自从光子晶体的概念被提出以来,它就和它的蕴含的巨大应用价值联系在一起。[3]它那特有光子带隙能够抑制物质的自发辐射,而这可以用于制作全反射镜。另外,我们在其中引入缺陷,可以制成缺陷模,而缺陷模可以用制作微腔、波导、光开关、甚至人们熟知的激光器和探测器等等。总之,集成光电子学是光子晶体主要的活跃范围,但是同时光子晶体在其他各个方面也有着重要的应用价值,它可以提高现今不断走进我们日常生活的发光二极管的工作效率。 2 硅基光电子学 由于硅基半导体集成电路在生产规模和成本方面具有明显的优势, 所以现阶段人们尝试用硅作为制作纳米级电子器件的主要材料,来缩减在Ⅲ-Ⅴ族元素中寻找材料制作具有相同目的的微纳光电子器件的成本,现阶段人们凭借已知的硅在1.3~1.5μm通信波段具有的低功耗的优势,并以此为基础,已经成功生产出大量的硅基微纳光电子器件,就比如说此类的耦合器、光波导器件等。虽然说现阶段硅基微纳光电子器件已经具有相当明显的优势,但为了它在具体应用的过程中保证够达到预期的应用效果,我们需要对其部分性能进行有效的优化。只要硅基微纳光电子器件在性能方面能够不断地优化、我们的技术能够不断完善,它的应用空间就会得到扩展。 在对硅光晶体的研究中,我们已经看到:在硅基材料中引入光子晶体可以明显的提高它的发光效率。凭借这我们可以预见:随着新型硅基高效发光材料研究的不断深入,新型制备技术如电注入泵浦方法的突破和光子晶体物理性质研究的深入,以及对于高效硅基材料的发光特性使用光子晶体的局域光效应加以控制,就很有可能提高硅基材料的l光增益,以此实现拥有低阈值的硅基激光器制备,进而可以在微电子芯片中利用光子替代电子作为载体来实现光耦合互联,消除电子传播发热的劣势,这样就可以突破电子瓶颈效应。[4] 3 集成光回路 和普通的信息处理相似,信息处理“全光子化”,就是指利用光来进行信息传递。它的概念包涵了光信号的发出、它的调节、对光信号的接收、对于信号的处理、信号的返回的整个过程。作为光信号的来源的有源发光器以光子晶体为基础,光信号又受到光子晶体制成的光开关调节和制约。光子晶体波导还能实现对于信号的传输与分流的作用,根据第二节提到线缺陷波导的传输优势,能够实现高效率低损耗,每个分路又要经波分复用器件下载,各个分路中的光信号在各自受到新的调制后,重新汇聚到干路, 回到接收装置。因为每一部分的各个部件在所用材料与大小上近乎一致,我们知道,传统光学器件的大小在厘米尺寸,微小的加工误差都会导致其工作频率的较大改变,因而产生光模式不匹配的问题,都会有较大的功率损耗,微型化的光子器件能避免这一问题。同时相同材质大小统一也方便光路一体化的实现。再加之与日益成熟的制备技术相适应,将会为全光路信息传递集成化铺就道路。 4 问题分析与展望 二十多年过去了,经过这些年的发展,光子晶体理论已经不断发展完善,我们也已经在其原理、设计取得了不断进步。二维光子晶体的制备相对容易,已有诸如反应离子刻蚀和深紫外曝光等成熟技术。相对来说,对于集成光路更重要的三维光子晶体制备技术目前还不成熟,已有一些方法但还不能大规模集成化应用,因此是关键发展方向。但是现有制备技术还是不完美,仍然有许多难题、核心关键有待克服。例如,二维晶体中的误差控制,由于我们使用的光子频率都在纳米量级,晶体中几何上的微小误差都会导致对调制频率的影响,进而影响发射接收以及模式匹配。而我们需要将制备技术的精度提升到亚纳米量级,才可以制备出高Q值的微腔,我们需要这样一个可行的、简便的方法。随着光子晶体各种特殊现象、性质在被不断发现,一些新的研究方向随之提出,或许一些新的性质会随着人们对于光子晶体的不断发掘而被发现。 在硅基有源器件方面:我们仍对于满足电泵浦、通信波段、产品化的硅基光源探寻不深,其中就包括拥有低阈值特性的III-V键合光源,十分稳定的、使用低电压驱动的锗激光器,还有以Er离子为基础的电泵硅激光器;我们仍需在调制器上努力以满足需求。锗探测器的暗电流制约其发展,为能够大规模量产,需新技术降低暗电流。 在硅基无源器件方面:问题之一就是硅基波导材料实现低损耗需要特殊工艺处理,因而无法实现大规模电路集成;其二为实现光栅的高耦合效率需要增加反射层,使得工艺更为复杂;这些器件的加工工艺急需简化,使其能用标准的CMOS工艺制备。在硅基光电集成方面:怎样将光纤和波导高效耦合是一个难题;因为硅基光电子器件的多样性,所以需要化为统一标准。另外加工平台成本较高。此外,硅的高热光系数使得其光学性能受温度影响,这一点是器件设计上的难题。封装也不容忽视。因此,为了硅基光电子集成投入量产,我们需要在材料、工艺、设计等方面进行研究。 展望未来它将帮助我们实现高速、低能耗的探测器设计;拥有低损耗的硅基激光器;十分高效的硅基光电子集成;高计算速率的光电接口;大能够投入量产的大规模集成设备。 5 结语 在科学研究兴盛的当下,人们对于生产生活的需要往往能带动一种新的科学技术的出现与发展,没有人们需求的推动新的学说只是空想。新兴生产技术的完善与发展也是需要科研工作者们坚持不懈的探索与尝试。光子晶体独特的性质备受关注,全世界的科研人员都对它抱有浓厚兴趣,最初的概念现今已经拿出了实体成果,我们可以看出对于它的研究人们走过的路程。在光子晶体的实用方面,我们以降低制作难度,减小制作成本,降低不确定性与不稳定性为目标,这也是为实现光学集成所必须做出的虽然这里仍有许多难题等待突破,但是我们仍在为之奋斗。
电子科学与技术论文:解析多值逻辑与电子科学技术 摘 要:在现阶段的发展中,我国的电子科学技术突飞猛进,从表面上看,纯技术的研究工作将电子科学技术推向了一个高峰,但从多方面的角度来说,如果不进行一定的理论研究,将会对电子科学技术产生一定的消极影响。主要原因在于,电子学习技术需要强大的实践为基础进行研究,但需要一定的理论进行辅助,这样研究出来的技术才能更好的服务于广大的群众,不至于偏离正确的轨道。因此,在将来的工作中,我们需要对多值逻辑进行一定的研究。 关键词:多值;逻辑;电子 从客观的角度来说,多值逻辑与实际的生活和工作有一定的不符合之处,但随着社会的发展,电子科学技术的大幅度进步。多值逻辑逐渐的被人们所认可,得到了社会各界的肯定,我国在多值逻辑方面投入了大量的时间和精力,而且对电子科学技术产生了一定的积极影响。现阶段的一些成果已经有效的改善了居民的生活情况和工作情况,因此,在未来的工作中,我们应该更加积极的探索。本文就多值逻辑与电子科学技术进行一定的解析。 一、研究多值逻辑的意义 (一)许多逻辑问题本身就是三值的 多值逻辑与一般的逻辑有很大的不同,多值逻辑强调“值”的数量。一般的逻辑观点只有一值,而多值逻辑认为,很多的逻辑问题本身就是三值的。从表面上看,多值逻辑与原有的一些逻辑概念发生了很大的冲突,但在科研人员细心研究之后才发现,多值逻辑与我们原来所接触的逻辑并没有冲突。例如:信息处理及PL人等课题中的“真”、“假”、“无定义”三态,电机控制的“正转”、“停”、“反转”,三态,数值界限常可区分为“正数”、“零”、“负数”三类,等等。这类问题用三值逻辑处理比用二值逻辑处理更为自然、方便。由此可见,利用多值逻辑处理问题的时候,可以更加的快捷,提高工作效率。对于电子科学技术来说,多值逻辑是非常适合的一种思考方式。 (二)对数字系统故障的诊断具有一定的积极意义 在过去的工作中,电子科学技术一度成为了社会关注的焦点,而且成为了国家重点发展的项目。虽然现阶段的发展幅度较大,但并没有刚开始那么强烈。对于电子科学技术而言,在发展的过程中,遇到过很多的问题,像这类高精度的技术,一旦在某一个环节出现问题,就会对全局的发展产生很大的消极影响。其中,数字系统故障一度成为了阻碍电子科学技术发展的难题,令众多的科研人员束手无策。但是在采用多值逻辑来思考的时候,就简单的多,而且顺利的将问题解决。数字系统的故障诊断需要考虑有故障与无故障时的状态,只用0、l两个逻辑值是不够的,必须采用多值逻辑。另一方面,若用多值逻辑电路来构成二值数字系统,其多余的逻辑值可用来使系统成为容错、自校验、失效保险或故障安全的数字系统。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅能够提高电子科学技术的工作效率,同时能够将电子科学技术中的问题有效的解决,为其发展提供较大的动力。 (三)前景较为广阔 对于电子科学技术而言,前景的广阔程度是不言而喻的,但多值逻辑却让很多人持有担忧态度。毕竟,某种纯理论在发展到一定程度以后,就会达到一个巅峰,之后就会停下来,人们会将目光投向其它理论。多值逻辑之所以从开始一直到现在都非常的受科研人员的青睐,主要原因之一就是多值逻辑的前景非常的广阔。无论是客观方面,还是主观方面,在电子科学技术领域的应用都非常广阔,主要原因在于,人的思维过程是很难用二值逻辑来模拟的。但多值逻辑中的多阂值逻辑却能较好地模拟神经元的工作。机器学习、专家系统、模式识别等人工智能问题中应用多值逻辑的前景十分广阔。由此可见,未来的工作需要将多值逻辑进行一定的深化和加强,这样才能让电子科学技术发展的更加健全,在科学领域当中,获得更大的突破。 二、多值数字系统的信息密度高 科研人员在研究多值逻辑与电子科学技术的过程中,发现多值系统的信息密度较高,这就从客观上对电子科学技术的发展产生了很大的便利。对于电子科学技术来说,任何一个环节的计算都必须达到非常精确地效果,而多值逻辑在除了能够运用多值的方向进行思考,还可以让多值数字系统的信息密度达到一个很高的标准。当这种数字系统用大规模或超大规模集成电路实现时,可以大大节省集成电路的基片面积。例如,已经在Int e l8 087数字数据处理机及i A PX-432计算机中使用的四值ROM,每一位相当于二值ROM的二位,而所占面积增加不多,从而使整片集成电路节省基片面积31%。 三、集成电路的功能日益增强而体积日趋缩小 在研究电子科学技术的过程中,集成电路是一个非常重要的环节,科研人员在集成电路方面投入大量的时间与精力,使得集成电路的体积不断的缩小,有的甚至缩小到无法想象的地步。另一方面,集成电路的功能却丝毫没有降低,反而与体积相反,伴随着体积的缩小,集成电路的功能不断的增强,使得现阶段的电子科学技术发展到了一个较为高端的水平。再结合多值逻辑之后,就会将原有的一些问题有效解决,发展的更加健全。一般来说,前者的引线数要多,后者则要求减少引线数。这一矛盾严重地影响了集成电路的发展。二值逻辑已很难解决这个向题,而多值逻辑却能很好地解决这个向题。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅只是一种理论,它能够对电子科学技术产生实质化的积极影响。我们需要对多值逻辑充满信心,并且进行一定的深化和加强工作。 四、多值逻辑与电子科学技术 从以上的阐述当中,我们可以较为清楚的看到,多值逻辑对电子科学技术产生了很大的积极影响。而且随着电子科学技术的发展,多值逻辑也获得了很大的进步。对于多值逻辑而言,由于社会的发展和经济的进步,涵盖的范围越来越广泛,自身的强化使得多值逻辑呈现出不断上升的趋势,在未来的工作中,我们需要在多值逻辑与电子科学技术之间建立某种良性循环,这样才能产生更大的积极影响。 五、总结 本文对多值逻辑与电子科学技术进行了一定的解析,从现有的情况来看,多值逻辑与电子科学技术已经密不可分,而且二者呈现出相互促进的状态,相信在将来的发展中,可以在多值逻辑与电子科学技术方面,获得一个更大的建树。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子实验室建设 [摘要]随着我国科技水平的提高,电子科技与技术行业在我国如雨后春笋般的扩展起来。而光电子实验室也是构建电子科学技术实验必不可少的设备之一。本文针对电子实验室建设的环节,阐述了光电实验室的用具、设计与制作的程序等内容,并根据现状提出了未来实验室的新主张。 [关键词]科技水平;电子实验室;设计与制作;新主张 目前,随着我国电子科学技术的发展,我国在专业设置方面也进行了不断地改革,电子科学与技术专业的前身便是的电子器件、激光、微电子等专业的组合与推陈出新的成果。它是一个宽口径、新生代的专业。并且一直是我公司研究的核心方向,拥有一支科研先进、学历资深的强大队伍。在我国,电子科学与技术专业的实用性与实践性都相对较强,不管是我国初级阶段的小康社会还是未来共同富裕的实现,电子科技都已经与普通百姓的生活息息相关。因此,目前光电子实验室是培养电子科学与技术专业人才及其重要的一步。 1实验项目的设置 根据我公司的现状,设置了以激光电子为基础贯穿整个光电子实验室的全过程,在此基础上,设计并制作了各种的实验器材与设备。经过深思熟虑与各部门的讨论研究,再结合公司周围的建筑环境,明确了应建的实验项目。通过实验项目的研讨,抽取项目中的四个实验,作为确定测量激光以及技术的项目,其中,实验以“光电子物理基础”为依据,来测定激光增益、激光线宽、以及激光纵横模。而另一方面,将以“光电子技术”为依据,主要项目是技术方面(包括电光调制技术、倍频技术以及激光调Q等)。 2实验仪器的设计和制作 公司通过走访了国内的几所科研公司的实验室,根据与实验室的领导谈话,得知并了解了这些公司电子科技实验室的一些状况与创新之处。我们也明确了并规划了属于自己的电子实验室设备配置的基本蓝图。 在测定激光增益这一项目过程中,发现我国内光电实验的方法都是各持己见、截然不同。比如:就拿放大法来说,有些科研人士是透过一个放大器并根据激光器所输出的激光,然后分别进行输入光强大小与放大器输出光强大小的测定,再根据最后的结果,求出所得的增益系数。另一些则在采用此方法时,也不尽相同。他们测试增益系数的方法是通过内损耗法而得。也就是把损耗输出片插入腔内,并且,根据该损耗片旋转的角度变化与损耗片上光反射率所发生的改变,然后,对损耗片上所输出的光强以及损耗片旋转角度变化关系曲线的测定,通过数据,就可以很快的求出小信号的增益系数,除此之外,还可以求出一些参数(如:腔内所损耗的以及饱和光强的参数等)。 但是用这种方法来测试机构是比较的复杂的,并且在数据处理方面,工作量与时间量都比较大,按照客观的标准,我们可以换另外一种方法来测试激光增益,那就是内损耗法。一般公司的光电科研室,大多数都使用染料调Q的方法来进行激光调Q,目前,工业化进程较快,并且工业生产中,激光的应用现状与调Q都比较的稳定与先进,基于这个原因与现状,我们采用电光调Q技术,并且已经明确了我们所要建设的电光调Q的实验基本的方法与操作原理。 确定了我们所采用的实验设备方案之后,下一步,就是依据所使用的状态与情形,明确与规划好实验设备的基本参数以及测量操作过程的精确程度,然后,就是设计新版的实验操作仪器结构,但是,在使用的过程中,出现了一些小问题,所以,根据使用的状况,我们对某些结构又开始了更精确与先进的改进,例如。当我们在采用内损耗法时,如果激光增益的损耗片旋转角度为@时,那么,放射光束的旋转角度就是2@。这就是为什么光探测器不能跟损耗片放在同一个旋转驱动轴上的原因。为了能够确保损耗片在旋转的过程中能够与反射光束探测器运转方向一致,在我国许许多多的实验装置中都是采用一套齿轮系统。然而,我们测试反射光时,是直接地用我们所设计的一条长条形的光电池。但是,这并不影响实验的内容与结果,如果损耗片在旋转的过程中,使反射光束不脱离光电池,那就万无一失了。这样不仅使实验装置更加的简洁,而且也降低了制作材料的成本。还有就是,三套装置的空间都较小(包括激光横模的测量、激光线宽的测量、激光纵模的测量)。在我们设计的过程,会将我们采用的同一种激光源(He-Ne激光)放置在同一个实验箱里面。激光就会被光反射器各自的引到不同的测试光路里面。这样可以有效的提高实验空间的利用。 在我们推出新的实验装置时,我们会用微机采集测试代替之前设备中,使用函数记录仪收录实验的数据。例如,如果在测量增益,损耗片上的反射光强度与其旋转角度的相关曲线,或者在测量激光横模时,光强的分布曲线,透过计算机的程序掌控步进电机运动,光探测器所测得的结果会通过模数转换被串口输进计算机里面去。这样曲线与数据表文件都会在计算机的荧屏上显示。为了能够使操作员通过计算机读取相关的数据并进行细致的分析与处理,在实验结束后,可以将数据拷进自己的硬盘里。这样不仅能够提高操作员对实验数据的敏感度与精确度,同时,还能更加熟练的操作相关的软件,如:Origin或者Matlab等。为了确保实验测试的精确度,如果我们测量激光线宽时,可采用多光束干涉法,并在我们新设计的实验装置中用CCD成像代替之前实验中通过拍照来记录的感光底片,输入计算机里,这样相关的程序读取荧屏上显示的数据以及图形文件。 为了避免在操作过程中产生枯燥的心绪,在实验设计制作的过程中,可以适当的加上其他有趣的项目。如果是进行电光的调制实验,操作员可以把电光晶体上测得的电光调制曲线进行适当的调节,然后,增加正弦信号,并通过调节直流偏压来观察信号的失真状况。紧接着,我们可以把MP3中一些通俗歌曲的音频信号传送到电光晶体上,收到的音频信号放大后,通过扬声器进行播放,在此过程中,操作员不仅可以领略到光通讯的整个过程,还可以感受到波片旋转过程中信号失真的具体状况。 3电子实验室目前使用的现状 目前,电子实验室主要开放对象是电子科学与技术专业的技术员。在实验的整个过程中,我们倡导操作员积极动手试验,以提高他们对基本实验的方法与技巧熟练度。本实验室除了对专业的技术员开放外,还可以开放其他对电子科学感兴趣的员工开设实验(物理学和应用物理学设有“现代光学实验”一课,物理学和应用物理学设有激光原理实验课程)。实验室除了能够完成实验任务外,还能帮助技术人员的研究其他的实验活动。并且,还想使实验室的设备更加简单化,以便相关技术人员进行更广泛的研究。如把电光调制系统更进一步的简单化,完成了混沌信号光通讯的研究,还有采用了脉冲调Q激光器,进行了激光烧蚀制备纳米材料的实验研究。 4下一步的规划 在光电子实验室里,由于里面设备的局限n生,技术操作员只能进行一些基础性的实验项目,由此可看出,光电子实验室在功能方面还有待完善。根据我公司的计划,在实验室的空间里,也新设了其他的实验项目(电子科学与技术中的“现代光学基础)这个实验项目跟普通的物理实验相差甚远,主要针对公司电子实验室的特点而设置。 它所涉及的领域比较的广泛,包括一些显示光学技术、光电检测、眼视光学等较先进的实验项目。为了能够使技术操作员的视野更加的开阔以及更多的实验供他们选择,在不久的将来,我公司将开设一些创新型、高科技的实验项目,其中,就包括新型激光器件应用、光纤通讯等实验项目。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的校企合作模式探索 摘 要 从电子科学与技术专业特色出发,以校企合作培养模式为切入点,以全面提升学生实践动手能力和培养直接上岗型人才为目标,从实习基地建设和定向培养两个方面进行总结,探索全新的校企合作之路。 关键词 电子科学与技术专业;实习基地;定向培养 2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。 1 学校目前存在的问题 电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。 在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。 2 校企合作方案探索 实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。 在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。 首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。 其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。 最后,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。 定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。 如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。 以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。 3 结束语 校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。 笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践 摘要:进行了电子科学与技术专业人才培养方案的教育教学改革,在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 关键词:电子科学与技术;培养方案;产学研;微电子;专业 天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 一、拓宽专业方向、夯实专业基础 从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。 二、电子科学与技术专业培养方案特点 电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。 三、强化实践教学环节 大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。 四、开拓“产学研”模式的特色人才培养 随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的八大高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。 五、搭建竞赛平台,提高学生的创新精神和实践能力 为了加强学生实践能力和创新意识的培养,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生创造性思维和学习兴趣,促进教学改革,本专业鼓励学生积极参加各级各类学科竞赛活动。为此我们根据社会对人才的需求,应用型人才培养的定位,建立了基于基础实践层、提高设计实践层、综合应用开发层、科技创新专题实训层四层金字塔结构的应用型人才培养实验教学体系。本专业学生可根据实际情况制定适合自己的实践能力培养计划,通过参加不同竞赛,由浅入深地提高创新实践能力。确保本专业全体学生掌握基本实践技能和绝大多数学生通过参加学院组织的竞赛掌握电子设计的基本技能。通过参加全国大学生电子设计竞赛等指定题目的竞赛培养复杂电子系统设计的能力;通过参加飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛等培养软件设计方面的能力;通过参加计算机应用能力竞赛等不限题目的竞赛和课外创新实验计划项目培养大学生面向实际项目的电子系统设计能力;从优秀的学生作品中培育参加全国挑战杯这样强调创新性和工程化的竞赛。在各类竞赛培训和指导过程中,根据不同层次的培养目标,逐步培养学生创新意识和创新能力,使学生专业技能和创新能力同步提高。通过参加竞赛,大大激发了学生动手实践的积极性,为学生就业也奠定了良好基础。 综上所述,电子科学与技术专业在人才培养方案方面进行了“产学研”模式的教育教学改革。在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。我们以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。鼓励广大教师将学科优势与科研成果服务于教学和向教学转化,进一步优化了专业必修课教学内容,调整选修课课程结构,把新理论、新知识、新方法、新技术融入本科教学之中,对于培养本科生探索精神、创新意识起到了积极作用。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业实验教学体系的探索 摘要:从国家、地区经济和电子信息产业对电子科学与技术专业的人才需求出发,结合湖北工业大学的实际情况,讨论了电子科学与技术专业实验教学体系的建设思路以及具体的建设方案。 关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才 一、学科背景及问题分析 1.学科背景 21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。 湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 2.存在的问题与影响分析 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。 二、建设思路 电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题: 第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。 第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。 第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。 第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。 三、建设内容 微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。 电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。 (1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。 (2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。 (3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。 (4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。 四、总结 本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 电子科学与技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究 [摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。 [关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设 21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。 电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。 一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位 我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。 二、实验教学的改革 实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。 (一)实验基本知识和基本操作。 这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。 (二)基楚实验。 这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。 (三)综合设计性实验。 这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。 (四)开放实验室。 实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。 三、加强电子科学与技术专业建设 我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。 电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。 在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。 四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教 因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手: (一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。 (二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。 (三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。 (四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。 五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设 在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。 总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。 (作者单位:中南林业科技大学计算机与信息工程学院 湖南长沙) 电子科学与技术论文:电子科学与技术应用型创新人才培养模式探索 摘要:知识型经济时代对知识与技能兼具的电子科学与技术应用型人才的需求正在不断增加,为满足社会发展需求,太原理工大学电子科学与技术专业通过教学体系改革加强学生专业基础理论的学习,以学生进实验室参与科研项目和参加科技比赛的方式加强其实践动手能力,通过校企合作的方式建立产学研基地,为学生提供企业岗位实习的机会,提高学生就业能力。 关键词:电子科学与技术;应用型创新人才;教学体系改革;校企合作 随着科技的快速进步和经济的高速发展,我们的世界已经从工业经济时代跨入了知识型经济时代,在知识经济的模式中,知识、科技先导型企业成为经济活动中最具活力的经济组织形式,代表了未来经济发展的方向。[1]而随着世界经济形势的悄然变化,经济生产中对人才的需求也发生了巨大的变化,技能型专业人才不能满足社会生产的需求,只有知识与技能兼具的高层次应用型创新人才才能受到社会广泛的欢迎。[2]最近几年,欧美等世界发达国家对人才的聘用与培养经验已经证明了这种人才需求的迫切性,而且我国沿海发达城市对这些人才也是求贤若渴。这种人才需求的迫切性既对我们的高等技术教育提出了更高和更新的要求,也为其发展创造了良好的机遇。为此,各级政府和高等院校以及研究院所都极为重视,探索和研究如何培养应用型创新人才已然成为了一个重要的课题。 一、电子科学与技术应用型创新人才培养的必要性 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术是现代电子信息产业的基础。[3]根据目前国内外电子科学与技术行业的现状和发展趋势,欧美等发达国家和地区的电子科学与技术产业已经步入蓬勃发展的阶段,而中国伴随着改革开放的步伐和国外资产的不断涌入,电子科学与技术产业也开始步入上升轨道。在“十八大报告”中明确提出“建设下一代信息基础设施,发展现代信息技术产业体系”,把“信息化水平大幅提升”纳入全面建成小康社会的目标之一,并提出了走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路,促进这“四化”同步发展。中国电子科学与技术产业将有一个明显的发展空间,高科技含量的自主研发的产品将进入市场,形成自主研发和来料加工共存的局面;中国大、中、小企业的分布和产品结构趋于合理,出口产品将稳步增加;高技术含量产品将向民用化发展,必然促进产品的内需和产量。随着社会需求逐步扩大,电子科学与技术专业总体就业前景看好。 电子科学与技术专业的教育质量、规模、结构和市场的关系是一种相互制约、相辅相成的辨证关系。目前,市场对电子科学与技术专业人才的需求基本上是供不应求,特别是高层次的设计人才短缺。而国内目前对电子科学与技术人才的培养模式呈现为多样性[4],只有包括清华大学和电子科技大学在内的8所高等院校拥有电子科学与技术国家一级重点学科,北京理工大学和西北工业大学等11所重点院校拥有物理电子学、电路与系统、微电子学与固体电子学和电磁场与微波技术4个电子科学与技术国家二级重点学科,很多一般的高等院校在教学水平和学生生源水平上远远不及重点高校,所以对电子科学与技术应用型创新人才培养能力上还远远不足,培养出的学生无法满足当今社会生产的需求。 二、电子科学与技术应用型创新人才培养的发展之路 1947年美国贝尔实验室发明了晶体管,开创了固体电子技术时代。[5]中国最早于1955年在北京大学开设半导体专业,1956年国家制定的12年科学规划中把将半导体技术列为四大重点发展领域之一,同年由北京大学、南京大学、厦门大学、吉林大学和复旦大学五所大学联合开办了半导体物理专业,为后来我国的半导体行业的发展培养了大批专业技术人才。20世纪70年代,集成电路行业迅速发展,我国开始从国外引进集成电路生产设备,为满足市场对人才的需求,很多高校先后开展了半导体物理专业,我国半导体领域开始发展。但是到20世纪80年代由于国内半导体技术的落后,同时受到国外半导体市场的冲击,我国半导体行业出现低迷状态。进入20世纪90年代之后,微型计算机和家电等信息产业的迅速发展推动了我国半导体行业的发展,同时中外合资热潮的出现使我国在引进国外先进设备的同时和引进了先进的技术,至此我国的微电子行业开始了高速发展的时代。教育部1998年4月颁布了新的本科专业目录和引导性专业目录,将原微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件和电磁场与微波等本科专业整合为一级学科“电子科学与技术”。 目前,全国设有电子科学与技术相关专业的高等院校有170多所,在校学生约3-4万人。其中全国重点建设的“211工程”院校中,有41所学校设立了电子科学与技术本科专业,在“985工程”重点建设院校中,有19所学校设立有电子科学与技术专业。电子科学与技术专业的发展现状总体来说是良好的,主要表现在:本专业的规模在逐年扩大,开设此专业的学校和招生人数都在增加;本专业毕业生的就业率相对较高,这是与电子科学与技术行业的稳步发展相适应的。 三、太原理工大学电子科学与技术应用型创新人才培养的改革与创新 太原理工大学(以下简称“我校”)电子科学与技术学科是在电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器等相关专业的基础上,进一步拓宽专业,加强基础,为满足社会人才发展的需求而进行的人才培养模式探索与改革。2010年电子科学与技术学科已获得一级博士和一级硕士学位授权点,为我们的学科发展提供了机遇,为探索和改革电子科学与技术学科人才培养模式奠定了基础。我们将进一步完善专业知识结构,既重视电子科学与技术传统知识的传授,又注重学科前沿及创新能力的培养,为培养高水平和高素质的高级工程人才打下可靠的基础。 1.应用型创新人才培养的实验教学体系创新 太原理工大学信息工程学院实验技术中心于1998年7月成立以后,为加强学生实验环节,先后建立了高频电子线路及信号与系统实验室、智能仪器与虚拟仪器实验室、现代通信技术实验室、微波与天线技术实验室、电子工艺实验室。实验技术中心承担信息工程学院电子信息工程、测控技术与仪器、通信工程专业教学培养计划所涉及的全部实验教学任务,每学年完成60余门课程的实验任务、20余门课程的课程设计任务。 为了提高教学实验水平,增强学生的创新素质和实践能力,实验技术人员积极参加有关学术交流活动,多次主办“高级实验技术研讨会”、“新技术、新产品演示会”;在国内外学术期刊或会议上多篇;参编普通高等教育“十一五”国家级规划教材《过程控制实验教程》以及《单片机技术及应用系统设计》、《可编程序控制器原理及应用》等多部教材;带领学生积极参与全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛、大学生iCAN物联网创新创业大赛、全国大学生电子设计大赛赛场、OpenHW开源硬件与嵌入式大赛和“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等国家赛事,并多次获得国家级奖项,提高了学生的创新与应用能力。 2.校企合作的应用型人才创新模式 校企合作是高等院校培养高素质应用型人才的有力实践方式,通过产学研结合的方式实现学校与企业信息和资源共享。学校利用企业提供的教学设备和岗位实习机会,提高了学生的实践应用能力,实现了让学生在校所学与企业实践有机结合,而作为企业也不用为人才培养而大费周折,通过将员工送入校企共建基地学习和引进优秀毕业生的方式,提升企业创新能力,所以是一种“双赢”的方式。 为提升电子科学与技术应用型人才的培养能力,学校先后与太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司、山西德力西电器有限公司、太原维康商贸有限公司和山西中科博杰科技有限公司等高新技术企业签订了校企合作协议。山西德力西电器有限公司向我校捐赠了多台电器控制设备,建立了“山西德力西电器控制实验室”。太原维康商贸有限公司在我校建立产学研基地的同时设立了“维康助学金”,不仅为学生提供实习岗位的机会,也为家庭困难学生提供了经济帮助。太原理工天成电子信息技术有限公司、太原市华纳方盛科技有限公司和山西中科博杰科技有限公司作为科研型高新技术企业,与我校建立了长期的学生创新与应用能力培养方案,各公司高级技术人员将作为学生的直接指导老师,指导学生进行生产实习和毕业设计的工作,为培养高层次应用型人才提供了保障。 3.学科研究领域的拓宽与创新 为让学生学习和掌握世界最前沿的微米纳米检测技术,我校电子科学与技术专业引进多位国外留学归来的博士人才,建立了微纳系统研究中心,开展微纳机电系统、生物传感器和纳米电子器件等方面的研究工作,微纳系统研究中心目前承担国家863项目、国家自然科学基金、教育部博士点基金、博士后基金等各类基金项目20余项,同时实验室长期开展科技活动,学生申请后可进入实验室跟随导师进行为期半年或者一年的学习活动,期间学生会参与实验室项目的科研工作和科技比赛活动,提高科研能力的同时锻炼学生的实际动手能力。 为给学生提供更多的就业发展机会,更好地为山西省经济快速发展服务,我校电子科学与技术专业师生结合山西省经济特色,开展了煤矿水害超前探测与预警技术的研究,并以此为基础积极申报了科技部重点领域创新团队和山西省重点实验室等,并承担了山西省重大专项项目、山西省特色学科建设项目和山西省科技攻关项目等多项科研课题。在加强平台建设的同时与山西省煤炭地质水文勘查研究院、同煤集团和北京睿呈时代信息科技有限公司建立了科研合作关系,为我校研究生和本科生提供了科技研发基地和实验测试基地,促进了我校学生在煤矿安全领域中的就业和发展。 四、结语 我校电子科学与技术专业在实验教学体系创新、校企合作的应用型人才创新模式和学科研究领域的拓宽与创新方面做的工作是研究电子科学与技术应用型创新人才培养模式工作的一部分,是学校电子科学与技术专业特色紧密结合人才培养、企业发展以及地方经济特色的创新与改革,是面向新的国际形势下培养高层次应用型专业技术人才模型的培养和探索。这一系列的工作将有助于培养学生的理论学习、动手实践和实习能力,可以满足知识经济时代对高层次应用型创新人才需要,促进我校教育事业的改革与进步。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业光电子技术课程的教学改革探讨 【摘 要】《光电子技术》是景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的专业基础课程,专业课教学是培养本科生的专业素养的重要教学过程,让学生了解并掌握基础理论,专业技术,同时了解国内外最新的发展动态,以拓展学生的知识面和视野。《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,前沿内容始终在更替,这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。根据景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的办学定位和人才培养模式,现从教学内容和教学手法做一些改进,把课程教学内容与实际应用联系起来;并结合国内的科研情况,来激发学生兴趣,为培养出卓越工程师打下坚实的基础。 【关键词】电子科学与技术;光电子技术;教学改革;教学内容 一、引言 电子科学与技术专业是一个基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业,是信息产业的基础学科,涉及信息产业、国防军工、航空航天以及人们日常衣食住行等方方面面。电子科学与技术属于国家设定的一级学科,下设微电子学与固体电子学、物理电子学、电路与系统、电磁场与微波技术四个二级学科。电子科学与技术专业培养学生知识面广泛,不仅对数学、物理、化学、电子技术、计算机等基础知识有很高的要求,而且要求学生具备电子光子材料、器件与系统设计、器件与系统制造等方面的专业知识和技能。 景德镇陶瓷学院是全国唯一的陶瓷高等学府,行业特色鲜明,学校根据陶瓷行业和地方经济社会发展需要,突出电子陶瓷特色,积极推进学科专业建设,形成了以工为主,工、文、管相结合,覆盖电子陶瓷行业所有领域的专业体系。自2001年设立本专业来,本着培养具有鲜明特色的高级应用型电子陶瓷行业人才的目标,形成在省内具有较高知名度的特色专业,毕业生的就业率保持在85%以上,特别是用人单位对本专业毕业生总体评价很高,一致认为本专业毕业生专业技术理论扎实,动手能力强,创新开发能力强,独立分析和解决问题的能力较突出,能很快适应工作的需要。2009年被批准为教育部高等学校特色专业建设点,是教育部第二批卓越工程师教育培养试点单位中三个支撑专业之一。近十年来,学校一直把电子科学与技术专业作为学科建设中的一个重点。本专业培养的目标是培养适应社会主义建设需要,德智体美全面发展,具有扎实基础理论,掌握电子科学与技术基础知识和系统的电子工程专业知识,具有较强的工程实践、团队协作、组织管理和创新能力,使学生能够在固体电子学、光电子学、物理电子学、微电子学领域从事研究、教学、设计、开发、管理等工作或攻读更高一层学位。电子科学与技术专业的主干课程:马克思主义基本原理、高等数学、大学物理、大学物理实验、大学计算机基础、大学英语、工程图学、电路、模拟电子技术、数字电子技术、半导体物理学、光电子学、电子材料与元器件测试技术、电子材料、传感器原理与应用、铁电压材料与器件。其中的光电子技术课程是电子科学与技术专业的核心课,也是电子信息工程专业,应用物理等专业的选修课。其拥有42学时、是一门2学分课程。 光电技术是由光学技术和电子技术相结合而形成的一门崭新的技术。它的主要内容是利用光电结合的原理和方法,实现信息的获取、发送、探测、传输、变换、存储、处理和重现等。光电技术是研究“光子”与物质中“电子”相互作用的一门科学,它以光学和电子学为基础,综合利用光学、电子学、精密机械、仪器仪表、材料科学、控制科学和计算机技术解决各种工程应用课题的技术学科。光电子技术将电子学使用的电磁波频率提高到光频波段,产生了电子学所不可能实现的许多功能。学生通过该课程可以了解光电子技术的应用范围和发展前景,掌握一些常用的光学技术信息化方法,并通过实验了解光调制和探测方法,提升就业竞争力。 二、光电子技术课程教学改革的必要性 《光电子技术》这门课程内容饱满,范围广泛,而且近年来该学科领域发展迅速,对该领域人才的工程实践能力和创新素质要求也不断提高。这些客观条件都给《光电子技术》的讲述带来了困难。特别是在新的教学大纲以后,电子科学与技术专业对这门课程的授课学时进行了压缩,由原来的64学时变成了42学时,学分也相应地变成了2分。学时的变化预示着讲授的内容必须进行压缩,同时一些理论和数学推导很容易使学生们失去这门课的学习兴趣。为了培养该领域的卓越工程师所必备的素养,培养学生的学习兴趣和创造力,对教学手法做一些改进是非常必要的。 三、教学方法的改变 1.增加实践环节 一门课程的学习就是能够增加学生的知识范畴,培养学生的理解能力,让学生在各自的专业领域更加专业。对于电子科学与技术专业的同学通过光电子技术这门课程的学习,可以很好的掌握光电子技术的基本理论以及部分器件的用途、原理以及制备方法。所以在课程结束后安排4次课时的课程设计,具有必要性,要求同学们能够理论联系实际。把学生们分成相应的几个小组,设计发光元件和接收元件,以及对光电系统的电路进行设计,尽量让每一位同学都可以参与到此课程设计,充分发挥每一位同学的特点,让同学们学位沟通,布置团队的协作。 2.引入科研和专题讲座 给同学们介绍国内从事光电子技术方面的科研机构、大学、所在地点以及科研方向,同时也介绍一些科研成果的应用。相关的研究如:晶体光学、调Q、锁模、选模、倍频、参量振荡、反射、荧光,电致发光,非线性光学等领域。因为景德镇陶瓷学院电子科学与技术专业的学生在大学三年级学习这门课程,这时候学生在面临就业和考研的抉择,针对想报考光电子相关领域的研究生的同学,给大家提供一点信息,让同学们提早准备。当然在本书的第七章中,我们也计划挑出四个课题方向,例如课本上的光纤通信,激光雷达,激光制导,红外遥感,把学生们分成四个小组进行查找相关资料,然后进行讨论,最后派出代表,举行一个专题讲座。通过专题讲座,让同学们主动查阅资料,这可以教会同学们如何利用图书馆庞大的网络资源(期刊、文摘、网络及光盘),工具书等。同时通过查阅文献资料和对其选择、消化、归纳,也可以提高学生分析问题,解决问题的能力;也可以开阔同学们的视野,让学生更加接近本学科的前沿技术;通过资料的阅读,也可以让同学们看到科技论文如何写作(中文与英文),有兴趣的同学可以参加创新小组,最后尝试完成科技论文的写作。 3.考核方式改革 俗话说:考考老师的法宝,分分学生的命根。但是对于本科生专业课的考核,采用闭卷考试,虽然可以让学生更好的掌握需要记忆的理论知识,也可以更加理解公式之间的衍化,但是不利于培养学生的实践动手能力。而且在考试前,学生通常喜欢采用平时学习不努力,考试前突击。花大量时间查找和背诵所谓的重点为了应付考试,考试后就如过眼烟云。针对这种情况,提出用来完成考核。例如在实践环节完成的一个很好的设计,可以让学生很难忘记这个别样的经历。在最终的成绩体现上,给出一个总的分数,但是这个数字有“课堂+考试+设计”三部分组成,所占比例为1∶1∶1。这样的考核可以让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 四、结束语 根据我校电子科学与技术专业的特色情况,从《光电子技术》这门课程的教学内容,教学方法做一些的改变和探索。教学内容的选择、整合、补充,既注重知识的逻辑连贯性,又让学生充分掌握基本理论,了解光电子技术的实际应用,同时也了解了学科发展的前沿知识,开阔了视野。多媒体教学的引用可以提高知识的表现力,让其更加清晰、形象、生动、全面、具体。实践环节的增加可以让学生理论联系实际,培养学生的工程实践能力和动手能力。科研和专题讲座的引入可以让学生获取最新的科技信息,锻炼同学们选择、总结、消化、归纳整理信息的能力。考核方式的多样化也有助于让学生掌握理论知识,又可以培养实践与应用能力,团队沟通协作能力。 电子科学与技术论文:基于当前电子科学与技术多样性专业人才培养探讨 【摘 要】当前,随着电子科学与技术产业越来越多样化,使得培养怎样的电子科学与技术多样性专业人才已越来越受到重视,因此,本人在前人研究的基础上,结合查阅大量文献资料进行探索,分析当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性,提出“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路,为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考及借鉴。 【关键词】电子科学与技术;人才培养;多样性 一、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的必要性 1.相关产业多样性 由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,所以微电子技术相关行业除了集成电路行业和半导体制造行业外,还涉及计算机及其外设、家用电器及民用电子产品、通讯器材、工业自动化设备、国防军事、医疗仪器等。光电子、物理电子等其它分支涉及的产业也较广泛。目前,各校对电子科学与技术产业结构和社会需求的调研不够,专业定位不够合理,各校培养人才的“结构同质化”倾向较严重。目前各校的专业办学尚不能满足产业结构的多样性。 2.办学层次多样性 大众化教育使一般高校的生源质量普遍下降,录取的学生分数较低、学习能力和学习自学性都较差,如果采用与重点大学同样的教学方法和教学内容,教学效果肯定很差。重点大学由于研究生招生规模很大,学生本科毕业时转入研究生学习的比率很高(多数重点高校超过50%)。而一般高校考研录取率相对较低,多数学生毕业时直接面向社会就业,工科本科毕业生在工程技术、管理乃至跨专业领域就业等都会有所分布。但是,目前一般高校与重点高校在培养方案上很少反映出这种差异。许多高校追求所谓的高起点、与名牌大学保持一致来显示其办学的高水平,不愿承认与重点高校存在的差距。目前不同高校电子科学与技术专业培养方案的差异主要表现在专业方向选取的不同,这种差异还没能体现办学层次的多样性。 3.学生个性发展多样性 由于科学技术的交叉与综合性的增加,过细的技术分工会造成产品研发和市场开发的困难。因而,知识和能力复合型的人才具有明显的优势。企业所需的人才规格正在从非常专业化向技术复合型和能力型转化。用人单位对本科人才的需求,最需要的是技术与管理复合型人才。学生自主就业制度实现后,学生以市场需求为导向,对教育内容的选择性日益强化。学生的发展愿望多种多样,毕业去向也多种多样。所以,专业教育要在制定培养方案时注意为提供弹性时空创造条件,如实施覆盖整个大学时期的导师制、弹性学制、二次选专业制度,设置“X+Y”复合型专业或开辟第二专业、第二学位,实施本、硕连读制等;还要充分研究电子科学与技术与管理、经济、法律等学科复合的方式方法,为不同需求的学生合理设计并提供指导。 二、“电子科学与技术”多样性专业人才培养的改革之路 1.建立一般高校电子科学与技术专业的人才培养模式 本人认为,一般高校应当改革现有的人才培养模式,制定与学校办学水平、办学条件、办学特色相适应的专业定位、培养目标、课程体系、教学制度、教学模式和日常教学管理等。按照“拓宽专业、加强实践、提高素质、突出创新意识和创新能力”的原则,使德智体美等方面全面发展,知识面宽、能力强、素质高、具有较强创新精神和实践能力的创新人才。师资队伍可以加强,实验条件可以改善,但生源质量受招生条件限制短时间不会有太大的变化,所以应十分重视因材施教。注重个性发展,注重启发诱导,激发学生主动思考和分析问题,重视非智力因素,培养学生良好的创造心理素质。这样才能全面开发学生潜在创造力,让学生的禀赋、优势和特长得到充分发展。 2.探索如何结合学校特色建设电子科学与技术专业的方法与途径 许多高校有鲜明的行业特点,依托行业特点和学校办学特色应是办好电子科学与技术专业的一条行之有效的途径。中国计量学院是我国质量监督检验检疫行业唯一的本科院校,实行省部共建、以省为主的管理体制。学校在计量、质量、检测、标准、检验检疫等方面具有鲜明的办学特色。电子科学与技术是测量技术的基础,尤其是在现代科技和工业生产中大量需要在线、非接触、快速、准确的测量,微电子技术和光电子技术是其主要手段和关键技术。所以结合测量应用是计量学院培养电子科学与技术特色人才的改革主要方向。传媒学院办电子科学与技术专业,应充分注意电磁场与微波在广电传媒的信息采集、处理、存储、传输、接收中的作用,同时也可考虑光电技术在广告、灯光照明等方面的应用。师范学院办电子科学与技术专业,除了培养学生胜任工程技术工作外,也要传承学校师范特色,能胜任中学技术课程教学和中等职业技术教育工作。 3.建立与宽口径、复合型人才特点相适应的课程体系和实践教学体系 虽然目前对电子科学与技术专业的宽口径特色以及培养宽口径、复合型人才的必要性有所认识,但在教学环节上如何体现与实现还有许多问题。“宽口径”与“厚基础”往往联系在一起,对于理工科专业一谈宽口径似乎就等同于要加强基础(主要是数理基础)、搞平台课建设,这对于后续有较大规模的研究生教育、本科教育与研究生教育进行一体化设计的重点大学较合适。一般高校培养宽口径、复合型人才应以就业需求为导向,“厚基础”更多体现在技术基础而不是数理基础。其次,要充分研究电子科学与技术的内涵和外延,整合与优化专业覆盖领域的知识体系(特别是光与电的融合),同时要注意与电子电气类中的其他专业光滑连接,方便技术扩展延拓。在充分调研基础上,按照上述要求重新设计课程体系,合理设置基础课、专业基础课、专业课的比例。注重学生实践能力的培养,建立适合创新人才培养的实践教学体系。 三、结论 综上所述,“电子科学与技术”多样性专业人才培养是非常有必要的,本人希望通过本文的探讨,能为优化当前“电子科学与技术”多样性专业人才培养之路提供一定的参考。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业培养体系改革及构建 摘要:为培养研究应用型高级人才,对河北联合大学电子科学与技术专业的培养体系进行改革。改革以“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”为建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”为培养主线,改善学生的知识结构、加强理论基础,最终提高学生的实践及创新能力,培养适应社会现代化建设需要的高技术人才。 关键词:电子科学与技术;光电子技术;教学改革;实践创新 21世纪,随着现代科学技术的飞速发展,人类历史即将进入一个崭新的时代──信息时代。其鲜明的时代特征是,支撑这个时代的诸如能源、交通、材料和信息等基础产业均将得到高度发展,并能充分满足社会发展及人民生活的多方面需求。信息科学的基础是微电子技术和光电子技术,它们同属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。专家预言,光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步。因此,本世纪将是微电子和光电子共同发挥越来越重要作用的时代,是电子科学与技术飞速发展的时代。 电子科学与技术对于国家经济发展、科技进步和国防建设都具有重要的战略意义。为了我国电子科学与技术事业的可持续发展和抢占该领域制高点,必须统筹教育、科研、人才等各种资源和要素,而其中的人才培养是极其重要的环节。经过对比研究其他院校对电子科学与技术专业的教改研究,本文根据当前的社会现状,结合河北联合大学实际对电子科学与技术专业的培养方案进行改革初探。 一、培养方案制订的原则 目前,我国高等教育正从精英教育转向大众化教育。招生规模扩大的同时,教育质量正遭受严峻的考验。高等教育的目的是为国家培养具有良好的思想道德素质、扎实的基础理论知识、宽广的科学技术知识面、良好的创新意识和创新能力的高素质人才,以适应社会发展的需要。为此,加强人才培养是一个复杂而重大的工程。 培养方案主要包含专业培养目标和专业建设思路两大部分。专业培养目标首先要符合当前社会发展需要,其次要符合学校本专业的实际情况,最后再考虑专业、师资情况。 目前,电子科学与技术专业的毕业生基本上是供不应求,特别是高层次人才稀缺。但是,电子科学与技术产业存在着分布不均、分类较细、进展迅速、产业结构多样化等特点。因此,社会需求与本专业毕业生层次结构之间的供需矛盾会持续一段时间。此外,光电子技术产业得到了国际社会的极大关注,经过光电子技术市场产品的整合,目前光电子技术市场重新步入上升轨道,后期发展将主要受市场影响。[2]我国对光电子技术的发展高度重视,2010年我国以光电子技术为指导的信息产业形成了5万亿美元的规模。 河北联合大学电子科学与技术专业自2002年开始招生,到目前为止共培养出10届本科毕业生。毕业生的反馈意见成为专业培养目标制订的重要影响因素。此外,在学生培养方面,注重学生综合素质的提高,特别加强对学生实践创新能力的培养。 电子科学与技术专业教师中光电子方向占大多数,微电子方向占少数,另有电子材料、自动化控制等研究方向。 二、培养方案的制订 培养方案的制订在综合考虑社会需求、学校及专业实景情况的基础上,首先进行充分的社会调研、分析,然后通过对天津大学、清华大学、燕山大学等院校充分调研,最终确定合理的专业培养方案。 1.培养目标 以培养研究应用型高级人才为目标,以适应当前社会主义现代化建设及信息产业化的发展需要,使学生具有良好的思想道德和科学文化素质;拥有扎实的自然科学基础知识和宽广的专业知识;具备创新、实践及跟踪掌握新理论、新知识、新技术的能力,能够在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域从事系统研发与设计、运行维护等工作。 2.专业建设思路 针对电子科学与技术专业现状,综合考虑社会市场需求、专业师资及毕业生反馈意见,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路。 (1)专业课程体系建设。专业课程体系的建设,首先以专业培养目标为准绳,进行模块化课程设置,调整课程内容,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,以光纤传感体系和光电检测体系为核心,从而使专业课程体系具有前瞻性、针对性和可操控性,进而保障人才培养目标的实现。 1)优化培养方案。根据国家对光电子、微电子人才培养内容和方式的要求,不断优化培养方案,使其既符合教育部颁布的“电子科学与技术专业规范”,又能充分体现学校的特色。优化的出发点是:光电子和微电子产业及工程应用对人才的需求;遵循专业发展规律;突出知识面、素质和能力的培养;制订与时俱进的培养方案和体系。 2)课程教学内容建设。为使课程教学建设与专业特色一致,体现光电子、光纤传感与检测的专业特色,由教授和学科带头人牵头建设光纤传感与光电检测课程体系。光纤传感课程体系包括传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光纤技术、光纤传感技术等课程;光电检测课程体系包括传感器原理及应用、传感器原理及应用、应用光学、激光原理与技术、光电技术和光电检测技术等课程。此外,为使课程内容充分反映相关产业和领域的新发展、新要求,减少陈旧内容,删掉了热力学统计物理、数理方法、物理电子学、集成电路设计基础、集成电路工艺仿真等课程。 3)教学方法及手段改革。为了实现专业人才培养目标,专业教师发挥各自才智,加强与学生沟通,集思广益,对教学方法和手段进行改革探索。例如对晦涩难懂的专业基础课、深奥抽象的专业课进行多媒体教学,以加深学生的理解,促进学生理论知识的学习。另外,对光纤传感技术课程进行双语教学,让学生学习理论知识的同时,加强专业英语的学习和运用,为后期阅读国外资料进行充分的准备。 (2)专业特色。河北联合大学电子科学与技术专业为适应现代化信息技术产业的发展,形成以光电子技术为主、微电子技术为辅的专业方向,具体特色如下: 1)课程体系设置。课程体系分为通识教育平台、学科基础平台和专业教育平台三大部分,包含光纤传感技术、光电检测技术及半导体制造技术三个主干学科,所有课程共198.5学分。其中通识教育思想政治教育类课程、大学英语课程、体育、大学语文、计算机基础及学科导论共55.5学分,占28%;学科基础平台主要指公共基础课和专业基础课,共74学分,占37%;专业教育平台是专业课,共63学分,占32%;另外还有创新实践环节,6学分,占3%。 2)学生培养。在夯实专业基础知识、拓宽专业知识的基础上促进学生的个性发展,加大力度培养学生的创新意识及能力,定期聘请校外专家为学生作学术前沿报告,使学生掌握本专业科研动态的同时,在开设专业英语及双语教学的基础上鼓励学生阅读外文一手文献,以激发学生的创新意识,使其创新能力得到大幅提高,培养学生在光纤传感、光电检测及半导体制造等领域的研发能力和应用实践能力,并能够进行相关的系统分析、设计、优化及维护。 3)实践教学。突出光电子技术应用,加强学生实践能力的培养。在培养方案中增加电子技术、光电子技术系统设计的实践训练。电子技术实践训练包括电工电子实训、电子技术课程设计和专业生产实习。光电子技术实践训练包括光电工艺实习、专业生产实习、光纤传感系统课程设计以及综合性课程设计。通过这几项实践训练,学生能够在电子技术领域、光纤传感及光电检测领域具备足够的实践能力。此外,为了让学生尽快将理论知识转换为实践能力,学校组织学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组大赛等活动,从而培养学生的知识综合运用能力、创新能力和解决实际问题的能力。 三、改革效果 1.优化了课程体系,提高了教学质量 专业的培养目标及方向确定以后,围绕培养目标组建了课程建设小组,并请天津大学电子科学与技术专业专家教授进行指导,进而建立结构合理、条理清晰、方案可行的课程体系,相对而言大大提高了课程的教学质量。 2.学生夯实了专业基础,拓宽了专业知识,加强了实践技能 课程体系优化以后,学生入学后对培养方案及目标非常明确,从而使得学生能够妥善处理各门课程之间的关系,抓住核心,适当拓展,使所学理论知识成为体系。与此同时,通过竞赛及光电兴趣小组引起学生的求知欲,以此激励学生加强理论知识的学习,促使学生自发地将理论知识和实践环节有机结合起来,使二者相辅相成、相互促进。 3.培养了学生的创新能力及科研思维 在教学过程中强调基础知识的灵活运用及实践创新案例讲解。其次,组织并指导学生参加飞思卡尔智能车大赛、光电兴趣小组及各项实践环节。这样有效提高学生对专业知识的理解与应用能力,从而使得学生的创新能力及科研思维得到了培养及提高。在2012年飞思卡尔智能车大赛中,电子科学与技术专业的组队获得了国家一等奖的好成绩。 4.提高了就业率和考研率 通过加强学生的理论基础知识、完善其知识结构,并且实践能力及创新能力都得到很大提高,使得学生的竞争力得到大大加强,并得到企业和其他高校的认可,刺激了学生的求知欲和创新欲,从而提高了就业率和考研率。 四、结论 电子科学与技术专业作为教育部为适应市场需要而确定的一个新专业,其发展任重而道远。结合河北联合大学本专业的实际情况,提出关于“增强光电子特色,优化专业课程体系改革”的建设思路,“夯实专业基础、拓宽专业知识、加强实践技能、突出光电子应用”的培养主线,对本专业的建设方案及培养体系进行优化改革,加强了师资队伍建设、专业课程体系建设,并在此基础上对教学方法和手段进行改革,从而提高教师的教学水平,加强学生的理论基础,完善其知识结构,提高其实践及创新能力,实现了教学科研相辅相成、教学相长的目的。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业课程体系建设与实践 摘 要: 电子科学与技术专业应用型本科人才是社会经济发展的迫切需求,本文结合常州工学院的具体情况,以具有扎实理论和实践能力的人才为培养目标,重点探讨电子科学与技术专业课程体系建设内容,从基础课、专业基础课和专业课等方面讨论课程设置与能力培养,通过科研项目与校企结合培养学生的理论与实践应用能力,通过实践与反馈完善与优化课程体系,培养与地方经济发展相适应的高级应用型本科人才。 关键词: 电子科学与技术 培养目标 课程体系建设 1.引言 常州工学院立足于常州,服务于长三角地区,该地区是国内电子行业和产业的发达地区之一,对电子类人才的需求量非常大。随着该地区经济发展和产业结构升级,社会对人才的需求逐步呈现出多样化和高层次化的要求。面对新形势的发展需要,培养适应社会经济发展和行业技术升级要求的应用型本科人才成为当务之急。电子科学与技术专业的人才培养需要符合口径宽、适应性强、基础扎实、发展潜力大等要求,因此课程体系的建设十分重要。 2.人才培养目标 培养方案和培养目标的制定要充分考虑相关高校、社会的需求,以及学校与专业的具体情况等各方面因素,并以行业技术进步、企事业单位需求和毕业生的反馈为参考依据。 通过对电子科学与技术专业的调研,以社会需求为导向,确定理论基础实、口径宽、实践能力强、知识结构合理的全面培养模式和培养目标,以综合素质培养和工程技术应用能力培养为主线,统筹编排课程体系,充分考虑和遵循学生的认知规律,以学生为主体,制定一套切实可行的、适合应用型本科人才的电子科学与技术专业培养方案和人才培养目标,以适应市场对电子工程技术人才的需求,提高学生的实践和创新能力,从而增强学生的就业竞争力。 电子科学与技术专业的人才培养目标为:适应信息产业化的发展需要,培养具有良好思想道德素质和科学文化素质的应用型本科人才,使学生具有扎实的基础知识和专业知识,具备设计、制造与生产实践能力,具有不断学习进步与更新知识的能力,能够及时跟踪并掌握新理论和新技术,在电子电路与系统、电子材料与元器件、半导体工艺等领域从事分析、设计、制造与测试等工作。为了实现以上人才培养目标,在培养计划的制订尤其是课程体系建设方面提出了更高要求。 3.课程体系建设 为了实现培养计划和人才培养目标,电子科学与技术专业的课程体系建设主要包括以下内容。 (1)课程体系模块化、层次化的应用能力培养体系。 课程体系以应用能力培养为核心,分为学校级、学院级和系部级三个层次。学校级通识课程模块层次教授电子科学与技术专业的基础知识,主要包括基本数学能力、英语能力、物理能力、计算机能力及思想道德法律等基本知识。构建以电气学院专业基础课程模块层次为电类一级学科为基础的知识结构培养体系,学院基础的培养为知识面的拓宽打下良好基础。系部级的电子科学与技术专业课程培养为毕业生的就业和继续深造提供专业技术知识。分级课程建设体系造就了毕业生基础知识扎实、理论知识雄厚、专业技术知识丰富、动手能力强等特点。 (2)理论与实际应用相结合的专业课程建设。 专业课程体系分为理论基础课程和实际应用课程两个层面,除了必备的工程数学与物理知识外,在专业知识方面,逐步建立电子材料、制造工艺、电子器件、基本单元电路、宏单元、子系统及系统的课程体系,打通自顶向下和自底向上的知识培养通路。以半导体物理和器件物理核心的课程体系构成了微电子学与固体电子学的理论基础,为制造工艺和电路设计提供知识的基本结构。以信号与系统、电路设计与测试的核心课程体系作为电路的理论基础,为电路方面能力的培养形成电子系统的知识基本结构。知识结构的分层次化、理论与实际相结合的培养体系覆盖了整个电子科学与技术专业的知识能力点,全方位培养毕业生的理论基础与工程实践能力,重点培养从系统角度审视具体电子技术的能力。 (3)以微电子技术为主干的专业课程体系。 电子科学与技术专业的知识以微电子技术为核心,可以划分为两大体系:第一是半导体材料、器件和制造工艺;第二是集成电路设计与测试。在半导体材料、器件和制造工艺上,除了传统与新型集成电路方面的应用,还与相关新型电光源、光伏材料与器件、光电材料与器件在知识结构上具有互通性。均以半导体材料为核心,引申到其他半导体材料与器件,在理论与实际应用和制造工艺上具有相似性。集成电路设计与测试涵盖了微电子和光电子技术的电路与测试方面的内容,在电路方面,新型电光源的器件、核心芯片、驱动电路等,光伏器件与电路、光电子电路与信号检测,与标准集成电路设计与应用具有共同性。在测试方面,涵盖了电学测试与可靠性测试,完整地建立了功能测试与性能测试的基本概念。电子科学与技术专业的另一个特色是在设计与应用电子系统时,具备其他专业所不具备的电路工艺与器件的底层知识,从而在电子系统的设计与分析中具备更强的理解能力。 (4)全方位的课程实践能力培养体系。 电子科学与技术专业的课程体系以理论与实践相结合为设置理念,在课内实验、课内实践、独立授课实验、课程设计、科研实践、实习及毕业设计等方面全方位构建实验实践体系,重点培养毕业生的动手能力和实践能力。除了电气学院的实验中心和实验室外,电子科学与技术专业有两个专业实验室:集成电路设计实验室和集成电路测试实验室。为教学、科研提供全方位的服务。集成电路设计实验室主要提供学生在系统设计、电路设计、器件与工艺实验等方面的专用软件。集成电路测试实验室主要提供电路测试、半导体材料、半导体器件、半导体工艺等各方面的实验。在电子技术的材料、器件、电路设计、制造、测试等流程方面提供全方位服务。在实验室开放上,实验室开放给所有教师与学生使用,鼓励学生进入实验室参与教师的科研与参与毕业设计。 (5)教学与科研结合,校企结合的工程技术能力培养体系。 电子科学与技术专业的教师承担了多项纵向与横向项目,系部鼓励教师与学生一起参与科研项目,为学生实验实践能力的培养提供良好的实验实践平台和科研平台,从而从项目角度提供给学生实训机会。在校企产学研联盟方面,电子科学与技术专业紧密联系常州和周边地区的企业,如银河电子、天合光能、常州普美、常州欧智等多家企业,形成校企联盟。参考卓越计划的实施,电子科学与技术专业经常邀请外校和企业专家对学生开展前沿性科学讲座与培训,为毕业生的能力培养和就业提供指导。 4.实践的效果 通过培养方案与人才培养目标的制定,重点进行电子科学与技术专业的课程体系建设,并通过多年教学与科研实践,进行以下方面的实践,取得了良好效果。 (1)完善电子科学与技术专业的课程体系,建立材料、器件、工艺、电路、测试和系统的能力点分布。 (2)从社会需求角度和人才知识结构出发,逐步对课程体系进行调整,增强课程体系之间的内在联系,减少或删除部分实用性不强的课程,增设社会急需的专业课程。 (3)强调应用能力培养,强化理论知识教学,增加实践教学环节,增强学生的实践应用能力,培养学生综合应用电子科学与技术专业知识的能力。 (4)探索开设提高学生动手能力和操作能力的集中性实践环节和创新环节,探讨校企结合培养人才的新模式。 根据对本校历届电子科学与技术专业本科毕业生的跟踪调查,九成以上的毕业生去向为长三角地区,平均每年有20%的毕业生进入国内知名高校读研继续深造,其余进入各企事业单位。通过对接收毕业生的各高校、企事业单位,以及毕业生进行的调查和反馈,本校电子科学与技术专业的课程体系建设能够培养学生扎实的理论知识和熟练的实践能力,有利于学生做好职业生涯规划,能够促进毕业生快速进入新领域和岗位,用人单位满意度高。 5.结语 通过几年对电子科学与技术专业课程体系的建设与实践,基础课、专业基础课和专业课的设置逐步得到了发展和优化,梳理清楚了本专业各方面能力的培养,知识点和能力点的分布更系统化和体系化,并通过实践进行了验证和完善,为毕业生的就业和进一步深造打下了坚实的基础。 电子科学与技术论文:地方高校电子科学与技术专业课程设计教学的改革研究与探索 作者简介:周洪,(1979.9-),女,汉族,河北徐水人,讲师,硕士,研究方向为光电检测技术。 摘要:从分析我国地方高校课程设计目前现状出发,针对我校电子科学与技术专业课程设计存在的主要问题,提出课程设计的主要研究内容,以及要解决的关键问题。 关键词:电子专业 课程设计 实践 目前,我国高校毕业生普遍存在实践能力不足的问题。提高人才培养质量,培养满足社会经济建设和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。然而目前的情形是,大学培养的人才并不能完全符合社会的需求,动手能力地方高校电子科学与技术专业课程设计的教学改革研究与探索、实际操作能力、应用能力较差。基于人才培养和社会需求不相适应的矛盾,由于我校属刚升本科院校,属地方高校,由于多种原因使得学生整体素质较重点高校有一定差距。我院将人才培养目标定位为:培养具有创新意识、创造能力、创业精神和工程实践能力的应用型人才。因此课程设计教学在我系人才培养目标的实现过程中,占有重要地位。它对于加深理论知识的理解, 培养学生的技术应用能力和实践素质,形成职业岗位能力等具有重要意义。 1 现状分析 子科学与技术专业培养目标是培养电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作需要的复合型专业人才。该专业和生产实际紧密结合,具有较强的实践性,其特点一是口径宽,涉及的内容非常广泛;二是相关学科的渗透与融合性强,既有硬件也有软件,需要大量的实践活动来培养学生的动手能力和实际工作的能力。大多数学生毕业后走向基层的工作岗位要求很快将所学知识转化为实际工作能力。因此,必须加强学生动手能力的培养和训练。然而受长期资金短缺和实验实习条件的限制,对我校的电子科学与技术专业学生的实践能力的培养单从实验和毕业设计来说是不够的,还需要加强课程设计的建设。 长期以来课程设计普遍存在几点不足: 其一,内容不合理,同一门课既不跟踪新技术发展变化又不根据学生实际能力、培养目标等因素多变,多年用一个题目 其二,设计题单调,几十个学生用同一个题目,抄袭现象严重,课程设计的效果不明显。 其三,教学模式单调,理论多而结合实际少。 2 解决问题的方法 课程设计是实践能力培养的一个重要环节,是对各门学科一个综合性考察。课程实验与课程密切配合,目标单一明确,并有配套的实验设备和实验指导书,而毕业设计持续时间长,各个学生都有不同的题目。毕业设计不能代替课程设计,而课程设计则是对毕业设计起到补充作用。根据本专业的培养目标,内容选择专业综合性课设内容既要结合前修课程,以巩固教学内容,又要有较强的实践性和新颖性,因此我们考虑将科研成果转化为教学内容,选择本专业成熟的、有特色、适合教学的科研项目作为课设内容。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合。尝试在课程设计中内容上进行不同课程的交叉设置,指导学生理论联系实际,培养学生分析解决实际问题的能力。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合,鼓励学生自主选题就是鼓励学生自主思维,学生最终都要走向社会在各行业中发挥自己的才能。因此老师都要鼓励学生自主选题,而不想自主选题的学生可采用教师的题目。 教师的指导充分体现个别答疑和集中讨论相结合的原则。在指导过程中对于普遍性的问题,我们主要采取大组集中分析讨论的方法。老师在其中主要起到引领的作用。同时要善于发现一些个别错误,并采用个别答疑的方法及时纠正。这种共性和个性问题的结合,合理地发挥了教师的指导作用。 在确定学生题目时,要做到以下几点: 1)综合性 题目要尽可能多地涵盖本课程及相关课程的知识点,对于大纲中的重点和难点要尽量涉及,这样有利于知识的深化和扩展。 2)难易适中 要充分考虑学生的个体差异、心理特点、知识结构等因素,题目设计不合理。题目太难打击学生的自信心,太简单又达不到训练的目的。 3)实用性 提供实践平台供学生对比分析和试验,通过实践有利于学生加深对理论的体会、理解, 有利于学生了解实际工程的特点,做到理论与实践相结合。 对于发现抄袭者,可适当的给予扣分等处罚,从而避免偷懒和高分低能的出现。在整个设计过程中教师起组织、引导、检查、把关、和解决疑难问题的作用,充分发挥学生的主动性和创造性。指导教师每半天检查学生的工作进度,避免消极怠工情况的出现。教师严格执行请假制度,对于缺席三分之一以上者没有成绩。设计成绩完全依照每位同学在设计中的表现,与理论课成绩无关,使同学清楚大家都在相同的起跑线上,面临同样的机遇和挑战。查阅资料、收集信息,锻炼了学生获取新知识的能力。为解决一项难题、达到研究目标提出新设想、新方案,培养学生的创新思维和创新意识。实验中遇到问题想办法解决,提高了他们分析和解决问题能力。在整理和分析实验数据的基础上撰写报告,锻炼了学生的逻辑思维能力和科技论文的写作能力。 3 结语 培养具有较强学习能力、创新能力、实践能力的高级应用型人才,就必须高度重视学科教育中的实践教学环节。通过提高学生的实践能力,使学生在实践中不断学习新知识、开拓新视野、增强新本领。利用实验中心先进的教学和科研设备、优质的教育资源,实现人与物的最佳配置,达到良好的教学效果,提高工程教育的质量,具有一定的现实意义和应用价值。 电子科学与技术论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门核心专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 电子科学与技术论文:“电子科学与技术概论”课程教学实践与反思 摘要:“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的先导课程,结合多年教学实践经验,通过教学内容博精兼备、多样化教学方式和启发创造性思维改变学生传统的学习方式,旨在帮助学生对该学科内容与发展方向有一个清晰而完整的认识,在专业学习中做到心中有数,有的放矢,对自己的未来职业进行合理规划。 关键词:电子科学与技术学科概论;博精兼备;职业规划 “电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程,课时少,知识点多,涉及面广。该课程作为专业先导课程,为学生学习后续专业课程作指引非常重要,直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化,将课程在有限的课时内讲出特色,让学生有所收获,并对学生后续学习有指导意义,就需要在教学中不断地进行研究与实践。 一、课程教学实践 1.教学内容要博精兼备 电子科学与技术专业是一个宽口径的专业,包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此,该专业概论涉及的知识面广,涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面,且每个方面理论比较抽象,对于大一学生来讲,理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到,一定要有所选择,突出重点。但是,如果将教学内容分割开来,缺乏系统性,学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此,在教学内容上,首先综合考虑课程总体结构,明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简,在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况,又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中,部分内容可以选取专题讲座式教学,将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时,有侧重地安排教学内容,如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲,安排2个课时,使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲,安排6个课时,使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲,对于概念、应用、发展前景等部分,重点讲应用,如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。 2.以实例为先导的多样化教学 在教学过程中,教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证,教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此,在教学过程中,首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养,这是学生能够学好一门专业课程,并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法,在教学过程中将最新应用成果,或身边的事物展示给学生,让学生能看得到实实在在的应用,能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术,可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子,培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手,逐步到高新技术,让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位,微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等,使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。 对于概念和理论模型内容比较枯燥,缺乏直观形象的内容,可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法,充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组,要求学生通过课下提前查阅和搜集资料,然后由学生在课堂上讲述,老师加以引导补充,最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论,补充知识,又可以加深学生对知识的理解,以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程,使学生在讨论中训练了思维方式,并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感,进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心,提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室,通过对实验室的观摩,可以了解专业实践内容,这样更明确、直观,学生会有想动手的欲望。 3.正确理解专业课程体系,方便学生做好职业规划 电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向,横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识,就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科,是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科,也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域,因此,电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程,学好本课程,方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解,对后续课程的选择学习有目标,更理性,使所学知识成系统,又不失广泛性,使学生可以对未来职业进行合理规划,真正地高质量实现专业培养目标。 二、教学反思 1.探索循序渐进式教学 在该课程的教学过程中,课程所涉知识面很广,很多概念十分抽象,原理难以理解,推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成,将知识体系分割开来,这样学生将很难跟进,教学内容安排应该是循序渐进,层层加深,循环上升,符合从简单到复杂,从个别到一般,从实践到理论,又从理论到实践的认识过程,体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用,它的直接结果是引来问题的复杂性,对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑,精心合理安排,才能化难为易,取得好的学习效果。 2.兼顾教学艺术和学术水平 该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动,学术性是该类课程的根本属性,没有科研学术做支持,没有扎实的专业素养,无法体现该专业教学的学术性。同样,教学也是一门艺术,教学水平得不到提升,教学效果就会大打折扣,只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性,在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中,一定要真正实践“授人以鱼,不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”,不再“迷信”教材,不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新,侧重加入发展成熟的新理论、新知识,突出研究热点、难点问题,力求做到基础性和前瞻性的紧密结合,使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识,让学生学会怀疑,懂得思考,设法探索事物的本质。 3.启发创造性思维 鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点,该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础,还需注重专业思维的训练。因此,在教学内容的构建中,一定要详略得当,深浅适宜,由浅入深,深入浅出,部分内容要方便学生自学,提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点,通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力,为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会,但不面面俱到,要留有余地,启发自主学习的积极性。事实上,看起来多而杂的知识,当整理形成网络时,就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物,启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索,多角度的透视,多层次的重组,将产生知识的迁移和认识的“临界点”,这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。 三、结束语 学生最关注的是自己的未来发展,如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数,有的放矢,就可对自己的未来职业进行合理规划,不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师,一年级学生可塑性很强,大学知识不同于中学,学生有强烈求知欲望,是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展,与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的,也是非常必要的。 电子科学与技术论文:电子科学技术专业建设研究与实践 摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。 关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践 电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。 一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点 从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。 (一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。 (二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。 (三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。 二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题 从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面: (一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。 (二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。 (三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。 三、电子科学技术专业建设的有效措施 随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。 (一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。 (二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。 (三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。
随着电子技术的飞速发展,当今社会已进入电子时代,电子技术已成为最活跃、最具渗透性的科学技术。同时,社会科学技术的不断进步也带动了国民经济的发展与运转,并使其越来越依赖于电子技术的通信工程领域。伴随电子与通信技术进展步伐的加快与创新,各种电子技术和通信的应用已进入千家万户,成为了现代家庭生活中不可或缺的一部分。 一、电子技术 电子技术是通过对电子器件的研究和相关元器件的应用,进而研发出实现某种特殊功能,帮助人们解决生活中实际问题的一门学科,其核心内容主要是对电子学相关的理论的应用与研究。电子技术又包含信息电子和电力电子技术两大方面,电子技术在人们的日常生活、工作,甚至在军事领域都有着较为广泛的应用。 1、信息电子技术的应用。随着时代的进步人类正全面步入信息时代,信息电子技术日新月异的发展颠覆了人们传统的生活,渗透到了社会的各个层次领域,且在许多方面发挥着极其重要的作用。例如现阶段汽车工业领域、电子计算机领域、信息安全以及通信系统等领域的应用都与其密切相关。众所周知近年来我国经济发展迅速,人们在享受信息时代带来便捷的同时,环境污染问题也随之而来,而在研制开发新型智能汽车的进程中恰当的应用电子信息技术,可很大程度上缓解汽车带来的环境污染与能源浪费。目前信息电子技术在汽车智能化的集成传感器、软件技术、嵌入式微处理机与车载电子网络领域的应用上已经日渐成熟,相信智能汽车在不久的将来将会被大规模推广应用。 2、电力电子技术的应用。电力电子技术是一门应用于电力领域的新兴电子技术学科,其原理是通过对电力电子器件的使用来实现对电能形式的变换和某种程度上的控制,现被广泛的应用于一般工业、交通运输、电力系统和新能源等方面。在目前一般的工业领域中,大多数企业的机电设备都是通过交直流电机提供的动力来有效的工作,同时企业合理的运用电力电子技术可以优化电能使用效果,使电能的利用变得高效而节约,这不仅实现了电能最佳化的使用,而且还提高了工作的效率减少了劳动强度,变相加快了企业的改造与产业的升级。在我们生活中大到飞机轮船小到家用电器无一不是由电力电子技术提供技术支持,为了建立一个可持续发展的低碳环保时代,电子电力技术又被应用于满足这种生态发展理念的新能源上,所以推广应用电子电力技术对节能减污改善工作环境等方面起着至关重要的作用。 二、通信工程 通信工程是一门重点研究通信过程中信息传递与处理间应用和原理的基础学科,其主要应用于网络通信、数字移动通信和光纤通信等领域,给人们的信息接收与传递带来了前所未有的便捷。随着人们对信息需求的不断增大,网络早已充斥于人们的生活,而在网络通信中便对通信工程的传输技术应用有很高的要求,以此来确保信息的传输效率与传输质量。通信工程还被广泛的应用于光纤技术中,光纤技术具有低损耗传输大的特点,因此在铁路通信工程、相关光通信技术以及通信中光弧子技术都能看到其身影,通信工程与其他技术的相互融合推动了信息社会的发展给人们带来了诸多便利。 三、电子技术与通信工程的协同应用 电子技术与通信工程虽然分属两大不同领域,但两者并不是相互孤立,相反两者相互关联协同发展,共同应用于电子信息技术、通信系统、通信网络和电子系统制备等各大领域。两者的紧密结合推动了信息时代的多领域多层次发展,并为社会科学技术的突破做出了重大贡献。 (1)从现代工程技术层面上来看,电子技术与通信工程二者的协同主要体现在个人和移动通信、宽带与卫星通信、光通信与多媒体通信、人工智能、图像通信与处理、集成电路制造、微波技术、光电子学工程、光纤与纳米技术、微电子系统制备,等等。 (2)在通信工程领域中合理的应用电子技术可以有效的缩短信息在交互过程中的复杂性,大幅度提升了信息交互时的广域度与便捷度,从而降低干扰保证信息在传输过程中的完整与准确。在电子技术领域中,应用通信技术的科技成果也会使电子器件种类变得多元化,在功能上更加全面,从而满足了人们高质量的需求,减少了电子产品的磨损,进而降低其维护成本。 四、结语 总之,电子技术与通信工程在各行各业都有广泛的应用,两者之间相互推动,在当今的信息产业发展中具有举足轻重的地位。现如今电子技术与通信工程的协同应用正在不断的研发与探索中,两者的应用发展都有着巨大的挖掘空间。随着时代的进步,两者必然会面临人们需求日益增长的巨大挑战,同时我们也将期待技术的革新与突破带领人类走向新的格局。
电子科学技术论文:解析多值逻辑与电子科学技术 摘 要:在现阶段的发展中,我国的电子科学技术突飞猛进,从表面上看,纯技术的研究工作将电子科学技术推向了一个高峰,但从多方面的角度来说,如果不进行一定的理论研究,将会对电子科学技术产生一定的消极影响。主要原因在于,电子学习技术需要强大的实践为基础进行研究,但需要一定的理论进行辅助,这样研究出来的技术才能更好的服务于广大的群众,不至于偏离正确的轨道。因此,在将来的工作中,我们需要对多值逻辑进行一定的研究。 关键词:多值;逻辑;电子 从客观的角度来说,多值逻辑与实际的生活和工作有一定的不符合之处,但随着社会的发展,电子科学技术的大幅度进步。多值逻辑逐渐的被人们所认可,得到了社会各界的肯定,我国在多值逻辑方面投入了大量的时间和精力,而且对电子科学技术产生了一定的积极影响。现阶段的一些成果已经有效的改善了居民的生活情况和工作情况,因此,在未来的工作中,我们应该更加积极的探索。本文就多值逻辑与电子科学技术进行一定的解析。 一、研究多值逻辑的意义 (一)许多逻辑问题本身就是三值的 多值逻辑与一般的逻辑有很大的不同,多值逻辑强调“值”的数量。一般的逻辑观点只有一值,而多值逻辑认为,很多的逻辑问题本身就是三值的。从表面上看,多值逻辑与原有的一些逻辑概念发生了很大的冲突,但在科研人员细心研究之后才发现,多值逻辑与我们原来所接触的逻辑并没有冲突。例如:信息处理及PL人等课题中的“真”、“假”、“无定义”三态,电机控制的“正转”、“停”、“反转”,三态,数值界限常可区分为“正数”、“零”、“负数”三类,等等。这类问题用三值逻辑处理比用二值逻辑处理更为自然、方便。由此可见,利用多值逻辑处理问题的时候,可以更加的快捷,提高工作效率。对于电子科学技术来说,多值逻辑是非常适合的一种思考方式。 (二)对数字系统故障的诊断具有一定的积极意义 在过去的工作中,电子科学技术一度成为了社会关注的焦点,而且成为了国家重点发展的项目。虽然现阶段的发展幅度较大,但并没有刚开始那么强烈。对于电子科学技术而言,在发展的过程中,遇到过很多的问题,像这类高精度的技术,一旦在某一个环节出现问题,就会对全局的发展产生很大的消极影响。其中,数字系统故障一度成为了阻碍电子科学技术发展的难题,令众多的科研人员束手无策。但是在采用多值逻辑来思考的时候,就简单的多,而且顺利的将问题解决。数字系统的故障诊断需要考虑有故障与无故障时的状态,只用0、l两个逻辑值是不够的,必须采用多值逻辑。另一方面,若用多值逻辑电路来构成二值数字系统,其多余的逻辑值可用来使系统成为容错、自校验、失效保险或故障安全的数字系统。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅能够提高电子科学技术的工作效率,同时能够将电子科学技术中的问题有效的解决,为其发展提供较大的动力。 (三)前景较为广阔 对于电子科学技术而言,前景的广阔程度是不言而喻的,但多值逻辑却让很多人持有担忧态度。毕竟,某种纯理论在发展到一定程度以后,就会达到一个巅峰,之后就会停下来,人们会将目光投向其它理论。多值逻辑之所以从开始一直到现在都非常的受科研人员的青睐,主要原因之一就是多值逻辑的前景非常的广阔。无论是客观方面,还是主观方面,在电子科学技术领域的应用都非常广阔,主要原因在于,人的思维过程是很难用二值逻辑来模拟的。但多值逻辑中的多阂值逻辑却能较好地模拟神经元的工作。机器学习、专家系统、模式识别等人工智能问题中应用多值逻辑的前景十分广阔。由此可见,未来的工作需要将多值逻辑进行一定的深化和加强,这样才能让电子科学技术发展的更加健全,在科学领域当中,获得更大的突破。 二、多值数字系统的信息密度高 科研人员在研究多值逻辑与电子科学技术的过程中,发现多值系统的信息密度较高,这就从客观上对电子科学技术的发展产生了很大的便利。对于电子科学技术来说,任何一个环节的计算都必须达到非常精确地效果,而多值逻辑在除了能够运用多值的方向进行思考,还可以让多值数字系统的信息密度达到一个很高的标准。当这种数字系统用大规模或超大规模集成电路实现时,可以大大节省集成电路的基片面积。例如,已经在Int e l8 087数字数据处理机及i A PX-432计算机中使用的四值ROM,每一位相当于二值ROM的二位,而所占面积增加不多,从而使整片集成电路节省基片面积31%。 三、集成电路的功能日益增强而体积日趋缩小 在研究电子科学技术的过程中,集成电路是一个非常重要的环节,科研人员在集成电路方面投入大量的时间与精力,使得集成电路的体积不断的缩小,有的甚至缩小到无法想象的地步。另一方面,集成电路的功能却丝毫没有降低,反而与体积相反,伴随着体积的缩小,集成电路的功能不断的增强,使得现阶段的电子科学技术发展到了一个较为高端的水平。再结合多值逻辑之后,就会将原有的一些问题有效解决,发展的更加健全。一般来说,前者的引线数要多,后者则要求减少引线数。这一矛盾严重地影响了集成电路的发展。二值逻辑已很难解决这个向题,而多值逻辑却能很好地解决这个向题。由此可见,对于多值逻辑而言,不仅仅只是一种理论,它能够对电子科学技术产生实质化的积极影响。我们需要对多值逻辑充满信心,并且进行一定的深化和加强工作。 四、多值逻辑与电子科学技术 从以上的阐述当中,我们可以较为清楚的看到,多值逻辑对电子科学技术产生了很大的积极影响。而且随着电子科学技术的发展,多值逻辑也获得了很大的进步。对于多值逻辑而言,由于社会的发展和经济的进步,涵盖的范围越来越广泛,自身的强化使得多值逻辑呈现出不断上升的趋势,在未来的工作中,我们需要在多值逻辑与电子科学技术之间建立某种良性循环,这样才能产生更大的积极影响。 五、总结 本文对多值逻辑与电子科学技术进行了一定的解析,从现有的情况来看,多值逻辑与电子科学技术已经密不可分,而且二者呈现出相互促进的状态,相信在将来的发展中,可以在多值逻辑与电子科学技术方面,获得一个更大的建树。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业光电子实验室建设 [摘要]随着我国科技水平的提高,电子科技与技术行业在我国如雨后春笋般的扩展起来。而光电子实验室也是构建电子科学技术实验必不可少的设备之一。本文针对电子实验室建设的环节,阐述了光电实验室的用具、设计与制作的程序等内容,并根据现状提出了未来实验室的新主张。 [关键词]科技水平;电子实验室;设计与制作;新主张 目前,随着我国电子科学技术的发展,我国在专业设置方面也进行了不断地改革,电子科学与技术专业的前身便是的电子器件、激光、微电子等专业的组合与推陈出新的成果。它是一个宽口径、新生代的专业。并且一直是我公司研究的核心方向,拥有一支科研先进、学历资深的强大队伍。在我国,电子科学与技术专业的实用性与实践性都相对较强,不管是我国初级阶段的小康社会还是未来共同富裕的实现,电子科技都已经与普通百姓的生活息息相关。因此,目前光电子实验室是培养电子科学与技术专业人才及其重要的一步。 1实验项目的设置 根据我公司的现状,设置了以激光电子为基础贯穿整个光电子实验室的全过程,在此基础上,设计并制作了各种的实验器材与设备。经过深思熟虑与各部门的讨论研究,再结合公司周围的建筑环境,明确了应建的实验项目。通过实验项目的研讨,抽取项目中的四个实验,作为确定测量激光以及技术的项目,其中,实验以“光电子物理基础”为依据,来测定激光增益、激光线宽、以及激光纵横模。而另一方面,将以“光电子技术”为依据,主要项目是技术方面(包括电光调制技术、倍频技术以及激光调Q等)。 2实验仪器的设计和制作 公司通过走访了国内的几所科研公司的实验室,根据与实验室的领导谈话,得知并了解了这些公司电子科技实验室的一些状况与创新之处。我们也明确了并规划了属于自己的电子实验室设备配置的基本蓝图。 在测定激光增益这一项目过程中,发现我国内光电实验的方法都是各持己见、截然不同。比如:就拿放大法来说,有些科研人士是透过一个放大器并根据激光器所输出的激光,然后分别进行输入光强大小与放大器输出光强大小的测定,再根据最后的结果,求出所得的增益系数。另一些则在采用此方法时,也不尽相同。他们测试增益系数的方法是通过内损耗法而得。也就是把损耗输出片插入腔内,并且,根据该损耗片旋转的角度变化与损耗片上光反射率所发生的改变,然后,对损耗片上所输出的光强以及损耗片旋转角度变化关系曲线的测定,通过数据,就可以很快的求出小信号的增益系数,除此之外,还可以求出一些参数(如:腔内所损耗的以及饱和光强的参数等)。 但是用这种方法来测试机构是比较的复杂的,并且在数据处理方面,工作量与时间量都比较大,按照客观的标准,我们可以换另外一种方法来测试激光增益,那就是内损耗法。一般公司的光电科研室,大多数都使用染料调Q的方法来进行激光调Q,目前,工业化进程较快,并且工业生产中,激光的应用现状与调Q都比较的稳定与先进,基于这个原因与现状,我们采用电光调Q技术,并且已经明确了我们所要建设的电光调Q的实验基本的方法与操作原理。 确定了我们所采用的实验设备方案之后,下一步,就是依据所使用的状态与情形,明确与规划好实验设备的基本参数以及测量操作过程的精确程度,然后,就是设计新版的实验操作仪器结构,但是,在使用的过程中,出现了一些小问题,所以,根据使用的状况,我们对某些结构又开始了更精确与先进的改进,例如。当我们在采用内损耗法时,如果激光增益的损耗片旋转角度为@时,那么,放射光束的旋转角度就是2@。这就是为什么光探测器不能跟损耗片放在同一个旋转驱动轴上的原因。为了能够确保损耗片在旋转的过程中能够与反射光束探测器运转方向一致,在我国许许多多的实验装置中都是采用一套齿轮系统。然而,我们测试反射光时,是直接地用我们所设计的一条长条形的光电池。但是,这并不影响实验的内容与结果,如果损耗片在旋转的过程中,使反射光束不脱离光电池,那就万无一失了。这样不仅使实验装置更加的简洁,而且也降低了制作材料的成本。还有就是,三套装置的空间都较小(包括激光横模的测量、激光线宽的测量、激光纵模的测量)。在我们设计的过程,会将我们采用的同一种激光源(He-Ne激光)放置在同一个实验箱里面。激光就会被光反射器各自的引到不同的测试光路里面。这样可以有效的提高实验空间的利用。 在我们推出新的实验装置时,我们会用微机采集测试代替之前设备中,使用函数记录仪收录实验的数据。例如,如果在测量增益,损耗片上的反射光强度与其旋转角度的相关曲线,或者在测量激光横模时,光强的分布曲线,透过计算机的程序掌控步进电机运动,光探测器所测得的结果会通过模数转换被串口输进计算机里面去。这样曲线与数据表文件都会在计算机的荧屏上显示。为了能够使操作员通过计算机读取相关的数据并进行细致的分析与处理,在实验结束后,可以将数据拷进自己的硬盘里。这样不仅能够提高操作员对实验数据的敏感度与精确度,同时,还能更加熟练的操作相关的软件,如:Origin或者Matlab等。为了确保实验测试的精确度,如果我们测量激光线宽时,可采用多光束干涉法,并在我们新设计的实验装置中用CCD成像代替之前实验中通过拍照来记录的感光底片,输入计算机里,这样相关的程序读取荧屏上显示的数据以及图形文件。 为了避免在操作过程中产生枯燥的心绪,在实验设计制作的过程中,可以适当的加上其他有趣的项目。如果是进行电光的调制实验,操作员可以把电光晶体上测得的电光调制曲线进行适当的调节,然后,增加正弦信号,并通过调节直流偏压来观察信号的失真状况。紧接着,我们可以把MP3中一些通俗歌曲的音频信号传送到电光晶体上,收到的音频信号放大后,通过扬声器进行播放,在此过程中,操作员不仅可以领略到光通讯的整个过程,还可以感受到波片旋转过程中信号失真的具体状况。 3电子实验室目前使用的现状 目前,电子实验室主要开放对象是电子科学与技术专业的技术员。在实验的整个过程中,我们倡导操作员积极动手试验,以提高他们对基本实验的方法与技巧熟练度。本实验室除了对专业的技术员开放外,还可以开放其他对电子科学感兴趣的员工开设实验(物理学和应用物理学设有“现代光学实验”一课,物理学和应用物理学设有激光原理实验课程)。实验室除了能够完成实验任务外,还能帮助技术人员的研究其他的实验活动。并且,还想使实验室的设备更加简单化,以便相关技术人员进行更广泛的研究。如把电光调制系统更进一步的简单化,完成了混沌信号光通讯的研究,还有采用了脉冲调Q激光器,进行了激光烧蚀制备纳米材料的实验研究。 4下一步的规划 在光电子实验室里,由于里面设备的局限n生,技术操作员只能进行一些基础性的实验项目,由此可看出,光电子实验室在功能方面还有待完善。根据我公司的计划,在实验室的空间里,也新设了其他的实验项目(电子科学与技术中的“现代光学基础)这个实验项目跟普通的物理实验相差甚远,主要针对公司电子实验室的特点而设置。 它所涉及的领域比较的广泛,包括一些显示光学技术、光电检测、眼视光学等较先进的实验项目。为了能够使技术操作员的视野更加的开阔以及更多的实验供他们选择,在不久的将来,我公司将开设一些创新型、高科技的实验项目,其中,就包括新型激光器件应用、光纤通讯等实验项目。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业的校企合作模式探索 摘 要 从电子科学与技术专业特色出发,以校企合作培养模式为切入点,以全面提升学生实践动手能力和培养直接上岗型人才为目标,从实习基地建设和定向培养两个方面进行总结,探索全新的校企合作之路。 关键词 电子科学与技术专业;实习基地;定向培养 2000年6月,国务院印发《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(国发2000〔18号〕),明确提出软件产业和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础[1]。大力发展我国集成电路产业和软件产业,是克服我国集成电路人才短缺,抓紧培养集成电路专业人才方面的重大举措。随着集成电路产业的飞速发展,国家和企业对集成电路各类人才的需求越来越多,对人才的要求也越来越高,这些都对电子科学与技术专业的本科教学提出了新的挑战。高等学校在人才培养的模式上必须进行有效的改革,校企合作体制的实施和更深层次的建设是高校人才培养模式改革的重要方面之一。通过校企合作体制的开展和教学质量的不断提高,使毕业生在准备就业的时候不仅具有深厚的理论功底,而且能够学习和掌握相关的设计软件,具有相关工作经验和解决实际问题的能力,了解行业背景和企业需求,为培养直接上岗型人才打下了良好的基础。 1 学校目前存在的问题 电子科学与技术专业是为国家和社会培养集成电路产业人才的重要专业分类。河北大学电子科学与技术专业的学生主要学习集成电路工艺和集成电路设计两大类课程,其中集成电路设计又包括电路设计和版图设计。通过两年的专业基础课和专业课的讲授,学生可以了解和掌握集成电路制造过程中的各种工艺加工工序(如硅片的清洗、氧化、光刻和扩散等)、集成电路中常用的设计方法(如全定制、半定制、CPLD和FPGA等)和集成电路基本单元的版图结构(如电阻、电容、BJT管和MOS管等)。虽然在理论授课的基础上也开设了相应的实验课程,但是实验软件落后,以及与社会生产实际相脱节的状态十分严重。这里以集成电路版图实验为例来加以说明。 在集成电路版图实验教学过程中,由于经费的限制,只能通过免费或者低级的版图绘制软件来完成实验教学工作。由于使用软件功能上的落后,没有办法让学生更好地了解如何对版图进行设计规则检查和电学规则检查,不能清楚地知道设计规程检查文件,不明白版图后仿真和电路图与版图的比较过程中需要注意哪些事项,不知道实际生产中相关元件的版图绘制方法,只能简单地绘制出某个元器件的版图,造成学生只是学习到了版图设计中的一点儿皮毛,相关知识匮乏,不能很好地满足企业的需求。 2 校企合作方案探索 实习基地的建立 2003年7月,教育部下发《教育部、科技部关于批准有关高等学校建设国家集成电路人才培养基地的通知》,通知中要求高校要大力推进“国家集成电路人才培养基地”的教学改革[1]。为了培养应用型的集成电路设计人才,了解企业需求,河北大学跟北京芯愿景软件有限公司保定分公司签订了校企合作协议。这既能让学生接触到先进的设计软件,增长自身技能,又能为企业培养所需的人才。 在签订了校企合作协议之后,双方又制定了详细的实习基地实施方案,主要从以下几个方面入手。 首先,暑期毕业实习。学校的毕业生需要在大三之后大四之前的暑期进入实习单位完成毕业实习的工作。实习基地建立之后,企业可以接纳电子科学与技术专业的学生进入单位实习并对学生提供培训。学生要严格按照企业的上下班制度等要求自己。在为期一个月的实习过程中,学生开阔了眼界,增长了见识,掌握了实际生产中相关元件的版图实现方法,明白了集成电路产业中各个环节的作用和实现方法,为就业奠定了良好的基础。 其次,双向选择,深入了解。在暑假毕业实习完成之后,企业对实习的学生进行了综合评定,学生也对企业和集成电路产业有了进一步的认识。通过双向选择的方式,学生可以在大四下学期毕业设计阶段进入实习基地进行更深层次的学习。毕业设计实行双导师制,由学校的指导教师和企业的指导教师共同指导学生完成毕业设计和毕业论文,保障学生能够顺利毕业。这既能增加学生的工作经验,又能为企业本身培养所需的人才。 最后,除本科生的实习以外,还对集成电路工程的硕士生制定了实习计划,并聘请了北京芯愿景软件有限公司的两名高级工程师担任学校的兼职硕士生导师,对集成电路工程专业的硕士生进行联合培养。企业根据不同层次的学生提供不同的培训方案,以满足各自的需要。 定向培养方案 校企合作的目的不仅仅是为了提高学生的能力,为就业打好基础,也是为了为合作企业培养合格的人才,实现双赢。因此,在专业课程教学过程中,根据校企合作协议以及市场对人才培养的需要,高校应该适时地调整教学方案。结合学校的实际情况,在本科教学过程中,从专业课开始到专业选修课,都融入了实际生产中会用到的相关内容。 如在数字集成电路原理与设计以及模拟集成电路原理与设计两个专业课的讲授过程中,凡是涉及集成电路设计方法和版图设计部分的内容时,都融入了芯愿景有限公司的相关书籍或资料作为补充内容,让学生更加直观地了解企业在进行集成电路设计时是如何进行综合考虑的。在数字集成电路综合实验和集成电路CAD课程设计这两门实验课中,采用芯愿景公司的软件和素材进行案例教学,让学生直观地感受到芯片制作过程中模块安排、虚拟结构单元、数字单元、模拟单元、有源器件、无源器件以及布局布线的相关知识,加深对集成电路芯片设计的认识。在集成电路版图设计和集成电路版图设计实验两门课程的开始过程中,从企业聘请了经验丰富的工程师进入课堂帮助任课教师进行理论教学和实验教学。 以上一系列的培养方案,使学生对集成电路设计流程有了更清楚的认识,让学生了解到了企业对毕业生的需求,为合作企业培养了所需的人才,使企业减少了招聘风险,降低了成本。 3 结束语 校企合作的实践教学模式,带给学生的不仅是对书本知识的深化和技能技巧的训练,更是一次记忆深刻的体验,是一次写在记忆中的成长经历[2]。校企合作协议签订半年多来,经过2009级电子科学与技术专业学生在毕业设计环节中的检验,学生深刻地感受到在理论知识与实际应用相结合的过程中自己还存在哪些方面的欠缺,校园里所学习的理论知识在实际工作中发挥了哪些作用。实习经历虽然短暂,但是学生收获颇丰,最终都找到了理想的工作。 笔者深信,随着校企合作的进一步开展和合作的进一步深入,致力于把合作真真正正地落到实处,带给学生的将是更加丰富的工作经验和待遇优越的就业岗位,带给企业的将是源源不断的就业生力军和企业品牌的进一步推广。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业人才培养方案的探索与实践 摘要:进行了电子科学与技术专业人才培养方案的教育教学改革,在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 关键词:电子科学与技术;培养方案;产学研;微电子;专业 天津工业大学电子与信息工程学院电子科学与技术专业成立于2002年9月,2003年正式开始招生,设定了微电子技术与光电子技术两个专业方向,目前已开设的专业方向为微电子技术,以微电子器件和大规模集成电路设计与工艺为主要发展方向。电子科学与技术专业建设中我们广泛地参考了清华大学、天津大学及国内其他重点大学的培养方案、教学计划和实验室建设,目前已具有“电子科学与技术”一级学科硕士点,建有半导体器件原理与测试综合实验室、半导体工艺实验室和集成电路设计实验室,达到了国内部分一流高校的微电子专业实验室水平。十年的电子科学与技术专业建设中我们在本专业培养方案和教学计划上做了大量的有益尝试,以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。 一、拓宽专业方向、夯实专业基础 从电子科学与技术专业培养过程来看,为了突出专业方向,以往专业建设中我们往往设置了大量的专业技术方面的课程,但每门课程的课时数较少,同时压缩了电子专业基础课程的门数和课时数,造成学生基础课没有学好,专业课太多而每门课课时数过少以致学得囫囵吞枣,也就是专业基础没掌握牢,专业课更没有学好。而大多数用人企业却需要大量工作在生产现场,能够处理生产当中各种实际问题的掌握丰富专业基础知识的综合性人才,这些人才所应掌握的知识不是一两个专业能够培养的。因此我们在电子科学与技术专业课程设置上不追求过新、过尖,注重拓宽专业基础,增强学生的适应能力。通过基础课和专业基础课使学生打下较为扎实的专业基础,培养学生的自学能力和分析问题、解决问题的能力。专业课设置不过窄、过深,给予了学生比较宽泛的知识,让学生了解本专业的各种研究方向,同样由于现在微电子技术发展很快,知识更新的周期很短,专业课不要求讲得很深,主要让学生了解本专业领域的主要业务范围和处理问题方法。这样培养学生在掌握扎实专业基础知识基础上,了解本专业方向的研究内容,掌握解决问题的基本思路和方法,以便能够根据实际工作需要,迅速掌握相关专业知识。 二、电子科学与技术专业培养方案特点 电子科学与技术专业本科人才培养方案根据天津工业大学本科培养及学士学位要求制定。方案中规定了本专业学生在本科阶段应修读各类课程学分的最低要求,是审查本科生学习计划、认定毕业资格、授予学士学位的主要依据。根据服务天津滨海新区经济建设的电子科学与技术专业建设总体要求,对本专业调整了课程设置、学分要求和教学计划,制定了本科人才培养方案和指导性教学计划。培养方案具有以下特点。(1)加大培养方案的宽松度与灵活性,重视学生个性发展和创新能力培养。减少必修课程,增大选修范围,使培养方案有更大的灵活性与适用性。学生可以在培养方案框架内,参考指导性教学计划的建议,结合个人的实际情况自主选课。为学生的个性发展和创新能力的培养,创造了更大的空间。(2)重组专业基础课和专业课,构建体现学科发展与专业特色的课程体系。大力度重组专业基础课和专业课,拓宽专业的内涵,增大专业方向的灵活性和适用性。基本上按照学科大类构建学科大类基础,按一级学科构建专业基础,按一级学科或二级学科重组专业方向课程。(3)加强实践,将“实践、探索、研究”融入教学过程。为了提高学生的学习兴趣和学习主动性,增强学生的动手能力、表达能力以及分析问题和解决问题的能力,培养学生的团队意识,本专业实践环节在学校和学院的公共实践课的基础上,又开设了专业课程专题设计和专业系列性实验等实践课程。专业课程专题实践的目的在于,引导学生综合运用前面所学的基础知识解决实际中的问题,因此课程专题实践的题目采取由学生自拟、专业委员会审核的制度来确定。为了培养学生的团队意识,课程设计采取组队的形式,由3~4名学生组成一个课题小组,互相分工合作完成设计。本课程专题实践在第6学期开设,为期8~10周,由学生利用课余时间完成,采用毕业设计的模式进行管理,最后以实物演示和论文答辩的形式结束。开设专业系列性实验课程的目的在于,通过阶段性实验使学生明确学习目的,并能理论联系实际,激发学生的求知欲,提高学生的学习兴趣。本系列性实验课主要依托本专业的实验、实践平台来开设,分别于第4、6、7学期为学生开出。第4学期的实验课主要让学生了解本专业实践平台的结构和框架,并提出一些专业上的问题,告知学生要通过后续课程的学习才能解决这些问题,使学生明确学习目的。第6学期的专题实践以设计型专题实践为主,使学生通过实践了解实际系统硬件结构以及工作原理,并能根据用户需求进行设计、制作和调试。第7学期的实验以综合性设计为主,熟悉芯片级、板级和系统级设计方法和步骤。 三、强化实践教学环节 大力加强实习教学环节,拓展一批校外实习基地,才能使学生走出去,学得成,真正做到学有专长。在校内,我们充分发挥专业实验室在实践教学方面随时性、方便性的优势,配备高水平的实习指导教师,向学生全天候开放,让学生利用课余时间根据自己的特长和兴趣到专业实验室进行操作和技能训练。在校外,我们充分发挥高校科研优势,为天津滨海新区企业服务,建立稳固的校外实习基地,为学生提供了锻炼实践能力的广阔空间,目前我们在社会上选定“天津南大强芯半导体芯片设计有限公司”、“天津市森特尔新技术有限公司”、“天津市海博光电科技有限公司”、“天津工大海宇半导体照明有限公司”等一些相关的公司、企业建立了相对稳定的实习基地和协作关系,让学生到公司、企业参加技术性比较强的专业实践,这样的实习取得了较好的实践效果。 四、开拓“产学研”模式的特色人才培养 随着滨海新区被纳入国家“十一五”发展规划,其强大的功能集聚优势开始迅速形成,这为天津市相关电子产业提供了绝佳的发展机会。天津滨海新区战略目标之一是以增强自主创新能力为核心,以集聚国内外研发资源为主线,构建与国际接轨的研发转化环境以及高效并充满活力的科技创新体系,建设一流水平的高新技术研发与转化基地。以滨海新区为产业聚集,发展电子信息产业等新型高科技产业,将加快滨海新区的总体建设步伐,奠定天津滨海新区乃至环渤海地区及全国的电子信息产业龙头地位。同时,国家科技部、财政部、国家税务总局公布了电子信息技术领域为国家重点支持的八大高新技术领域之一。因此,作为服务于电子信息产业的关键学科,在天津发展电子科学与技术学科具有重大的战略意义。依托电子科学与技术专业的建设,我们已初步建立微电子专业方向,在办学理念、人才培养目标、培养模式、培养质量等方面具有自己显著的特色,培养的学生在半导体器件、集成电路设计等方面的素质和能力优于其他院校电子科学与技术专业学生。为达到“产学研”教育模式的实现,我们在教学内容中渗透科研工作中的新科学、新技术、新工艺,在教学方式上加强针对能力培养的实践教学,不断由校内向校外,由教室向生产现场延伸,在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺,培养出大批能熟练应用新技术、新工艺,并具有一定创新能力的高素质人才。 五、搭建竞赛平台,提高学生的创新精神和实践能力 为了加强学生实践能力和创新意识的培养,提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,激发学生创造性思维和学习兴趣,促进教学改革,本专业鼓励学生积极参加各级各类学科竞赛活动。为此我们根据社会对人才的需求,应用型人才培养的定位,建立了基于基础实践层、提高设计实践层、综合应用开发层、科技创新专题实训层四层金字塔结构的应用型人才培养实验教学体系。本专业学生可根据实际情况制定适合自己的实践能力培养计划,通过参加不同竞赛,由浅入深地提高创新实践能力。确保本专业全体学生掌握基本实践技能和绝大多数学生通过参加学院组织的竞赛掌握电子设计的基本技能。通过参加全国大学生电子设计竞赛等指定题目的竞赛培养复杂电子系统设计的能力;通过参加飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛等培养软件设计方面的能力;通过参加计算机应用能力竞赛等不限题目的竞赛和课外创新实验计划项目培养大学生面向实际项目的电子系统设计能力;从优秀的学生作品中培育参加全国挑战杯这样强调创新性和工程化的竞赛。在各类竞赛培训和指导过程中,根据不同层次的培养目标,逐步培养学生创新意识和创新能力,使学生专业技能和创新能力同步提高。通过参加竞赛,大大激发了学生动手实践的积极性,为学生就业也奠定了良好基础。 综上所述,电子科学与技术专业在人才培养方案方面进行了“产学研”模式的教育教学改革。在实施过程中紧紧抓住“产学研”的建设思想,把课程教学不仅限于课堂教学或课堂内容在室外的延伸,把“产学研”本身就作为教学的一个组成部分。我们以培养学生优良素质、综合能力和就业竞争能力为重点,充分利用学校与企业、科研单位等多种不同的教育环境和教育资源以及在人才培养方面的各自优势,把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力为主的生产、科研实践有机结合的教育形式。鼓励广大教师将学科优势与科研成果服务于教学和向教学转化,进一步优化了专业必修课教学内容,调整选修课课程结构,把新理论、新知识、新方法、新技术融入本科教学之中,对于培养本科生探索精神、创新意识起到了积极作用。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业实验教学体系的探索 摘要:从国家、地区经济和电子信息产业对电子科学与技术专业的人才需求出发,结合湖北工业大学的实际情况,讨论了电子科学与技术专业实验教学体系的建设思路以及具体的建设方案。 关键词:电子科学与技术;实验教学体系;微电子人才 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节,对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用,是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。 一、学科背景及问题分析 1.学科背景 21世纪被称为信息时代,信息科学的基础是微电子技术,它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表,制造和使用微小型电子元器件和电路,实现电子系统功能的新型技术学科,主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路,因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术,是信息社会的基石。此外,从地方发展来看,武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设,形成了以光通信、移动通信为主导,激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局,电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出,而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。 湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年,完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求,建设专业方向为微电子技术,毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统(激光器、太能电池、发光二极管等)的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来,始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引,遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络,坚持理论教学与实验教学紧密结合,致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 2.存在的问题与影响分析 电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业,因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才,就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势,学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。 二、建设思路 电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验;专业课程实验平台即微电子实验中心,是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题: 第一,突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础(包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等),又要求具有较宽广的系统知识(包括计算机、通信、信息处理等基础知识),同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合,同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练,将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。 第二,构建科学合理的微电子实验教学体系,将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合,相互贯通,有机衔接,搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。 第三,兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域,各个领域对人才的要求既有共性,也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围,实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面,特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。 第四,实验教学与科学研究紧密结合,推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展,教研相长,鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中,以此提升实验教学质量。 三、建设内容 微电子是现代电子信息产业的基石,是我国高新技术发展的重中之重,但我国微电子技术人才紧缺,尤其是集成电路相关人才严重不足,培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强,培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。 电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心,具体包括四个教学实验室:半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力,巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识,提升学生在微电子技术领域的竞争力,培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时,本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”,同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。 (1)半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论的理解,掌握相关的测试方法与技能,包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。 (2)微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法,目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解,掌握相关的技能,包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交(直)流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。 (3)集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等,并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力,目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体,完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。 (4)科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间,为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件,充分发挥他们的想象力,目的是培养学生的创新意识与能力,包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析,制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练,加深对所需知识的接收与理解,初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。 四、总结 本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引,遵循微电子科学的发展规律,通过实验教学来促进理论联系实际,培养学生的科学思维和创新意识,系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能,最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标,以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。 电子科学技术论文:电子科学与技术新专业人才培养改革研究 [摘要]经过数年的发展,我校电子科学与技术专业取得成绩的同时,还存在着各种各样的问题,有些问题直接关系到我校电子科学与技术专业未来的生存发展。文章在指出存在问题的同时,提出了解决问题的措施和办法,为我校电子科学与技术专业新型人才培养体系的建立奠定了理论基础。 [关键词]电子科学与技术 人才培养 专业建设 21世纪是以高新技术为核心,知识经济占主导地位的时代,工程技术对经济与社会的推动作用越来越重要,技术应用型人才的培养决定了一个国家的综合国力和国际竟争力。美、英、法、德、日等工业发达国家,由于注重加强技术应用型人才的培养,为其工业化崛起提供了及时高效的技术支持。 电子科学与技术专业是目前应用前途很广,社会需求量较大的专业之一。我校电子科学与技术专业于2007年开始招收电子科学与技术本科学生,到现在已有一届学生共近50名学生顺利毕业了。现在回眸总结这几年我校在电子科学与技术新专业人才培养建设体会,总体上看,这届毕业生不仅实践动手能力很强而且理论基础扎实,普遍受到用人单位好评和欢迎。当然我们也应当清醒地看到在电子科学与技术专业人才培养建设许多环节中仍然存在不少不足。其中最突出问题之一就是在人才培养的方案缺乏针对性和因材施教理念,同时实验设备及手段还不足,导致部分学生的学习效果并不十分理想。本人长期从事我校电子科学与技术专业人才培养制定及教学工作,切身感觉到提高我校电子科学与技术专业本科人才质量未来还有很多工作要做,其中最重要的就是要立足于学生的基础,满足服务于未来社会行业市场的需求,着重培养学生的实践能力,更好、更快和更多地为社会培养电子科学与技术专业的高级应用人才。为了达到上述这一宏伟目标,我校电子科学与技术专业的人才培养必须进行改革,使人才培养更具有鲜明的特色。电子科学与技术专业的人才培养改革思路主要从以下几个方面着手。 一、满足电子科学与技术专业社会需要,找准定位 我校电子科学与技术专业的定位问题是其发展的核心问题,作者认为,给我校电子科学与技术专业定位,一定要突破管理理念,树立真正的市场理念,扬弃固定模式,瞄准电子科学与技术专业市场需求的现状和未来,社会发展需要什么样的人才,我们就培养什么样的人才,依靠我校师资、信息等优势,办出特色,创出品牌。因此,作者认为我校电子科学与技术专业培养人才目标是基础扎实、实践能力强和具有一定创新的应用复合型人才,适应市场需要。为此,我校电子科学与技术专业在教育、教学管理上应注重培养学生的创新精神和创业意识,注重提高电子科学与技术专业学生的适应能力、应用能力和竞争能力,真正培养出基础扎实、专业过硬、兼备特长、全面发展的多元化应用复合型电子科学与技术专业人才。 二、实验教学的改革 实验教学旨在规范学生进行科学研究的行为,培养他们解决实际问题的能力以及创新能力。2011年,我校“微电子技术实验室”获得中央与地方高校资金资助,总金额达300万元,极大地改善了我校电子科学与技术专业课程实验条件,对这一实践性教学环节进行了必要的改进,达到有利于对学生工程实践能力的培养。为此,我们在“微电子技术实验室”实验教学中采用模块式教学,由实验基本知识和基本操作、基楚实验、综合设计实验三个模块构成。配合开放实验室,为学生创造一个良好的工程实践环境。 (一)实验基本知识和基本操作。 这类实验主要是使学生掌握简单的测量方式、方法、常用仪表的原理性能及使用、选择、读数方法等,使学生对实验有一个全面的了解。 (二)基楚实验。 这类实验要求学生根据指定的题目自行确定实验方案、设计参数和所用的仪器仪表。通过此类验证性实验,既培养了学生的动手能力,又加深了对理论知识的理解。 (三)综合设计性实验。 这类实验要求学生利用先进的“微电子技术实验室”和多媒体实验教学软件,开设多种综合型实验,并要求学生在教师指导下,着重培养学生分析和解决问题的能力。 (四)开放实验室。 实验室对学生全天候开放,保证一人一组。在开放时间内,学生可以到实验室根据自己所学专业特点及爱好进行设计性和综合性实验,不受规定实验项目的限制,极大地激发了学生的学习的兴趣,为他们日后从事科学研究打下坚实的实践基础。 三、加强电子科学与技术专业建设 我校电子科学与技术专业培养德、智、体全面发展,使学生在电子与信息系统领域具有较好的理论基础、较宽的知识面和较强的实践能力,具备电子技术和信息系统的基础理论、基本知识和基本技能,能在信息、电子等行业从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发,适应我国电子信息技术发展需要的专门工程实用技术人才。 电子科学与技术专业是一个较宽口径的专业,其内容涉及到电子和科学工程两个方面。本专业学生主要学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的专业知识,接受电子与科学工程实践的基本训练,具备设计、开发、应用、信息系统和集成电子设备的基本能力。 在设置专业方向上,应从培养素质性、通用性和实用性人才出发设置专业方向,可以设置应用电子和集成电路设计两个方向,相应的专业课和选修课按需调整。 四、研究电子科学与技术专业学生特点,实施因材施教 因材施教是教学的基本原则,我校独立学院电子信息工程专业的“材”与211院校相比最明显的特点在于高考分数较低,这就有可能存在两方面的不足:一是接受知识的能力相对较差;二是学习不够刻苦。教学中如不注意克服这两种劣势,势必影响教学质量的提高。我校电子科学与技术专业的“材”也有其优势:一是就业压力迫使他们要勤奋学习;二是城市生源偏多,家庭各个方面条件较好,相对而言,见多识广,接受新信息、新事物反应快,动手能力强,思维比较活跃。作者认为,我校电子科学与技术专业的因材施教可从以下几个方面着手: (一)在学习方面,通过各种活动,如聘请电子科学与技术专家学者、社会知名人士、成功的企事业家等来校作专业指导和学术报告等,促进电子科学与技术专业学生的学习热情,提高学习兴趣,增强成才的紧迫感;做好电子科学与技术专业新生入学教育,在新生军训的同时,配合开展各种形式的纪律教育和专业教育,帮助电子科学与技术专业学生尽快适应新的学习生活;针对不同电子科学与技术专业学生的特点,通过设立奖学金、组织各种学习竞赛,成立学习兴趣小组,召开学习经验交流会,开设各种强化班和补习班,帮助电子科学与技术专业学生掌握正确的学习方法,树立学习信心,激发成才的欲望。 (二)在生活方面,通过严格管理培养电子科学与技术专业学生良好的行为习惯,加强对电子科学与技术专业学生日常行为的管理。坚持封闭式管理和开放式教育相结合的原则,加强纪律约束,加强电子科学与技术专业学生队伍建设,对电子科学与技术专业学生实行相对封闭的管理的同时也要注意开展丰富的课外活动,促进电子科学与技术专业学生个性的发展,培养电子科学与技术专业学生的乐观、向上的精神风貌。 (三)在心理健康教育方面,采用多种形式做好思想疏导工作。将心理健康教育列入电子科学与技术教学计划,组织开展好日常的心理咨询和辅导工作,有针对性地对电子科学与技术专业学生展开心理教育,建立电子科学与技术专业学生的心理跟踪档案,发挥班主任、辅导员的指导作用,及时调控电子科学与技术专业学生心理问题,帮助他们有效解决成长过程中遇到的各种问题。 (四)学校营造健康向上、积极进取的校园文化,通过开展各种社会实践活动,组织电子科学与技术专业学生走出校门、接触社会和了解社会对电子科学与技术专业人才和知识的需求。 五、加强电子科学与技术专业师资队伍建设 在电子科学与技术专业教师队伍方面,应着重处理自身师资和外聘教师的管理和培养问题。首先,应坚持聘任制和严格考核考评制度,并以此转化为竞争激励机制,教师的工作得到认可和回报,激发教师的工作热情,提高工作效率。其次,为电子科学与技术专业教师提供在职培训和进修机会。教师有了能促进自身可持续发展并实现教师电子科学与技术专业化的途径,自然能安心工作。培养出本校电子科学与技术专业学科带头人,建立本校的核心教师队伍。通过聘任高水平的电子科学与技术专业外聘教师(教授)或专家为学科带头人,以他们为主来构建教研室,开展电子科学与技术专业建设。目前本学科教师都具有985高校博士学位。 总之,在终身教育的大背景下,针对性、开放性、可持续性发展、市场性、实践性和专业性是我校电子科学与技术专业人才培养方案所必须遵循的原则。我校电子科学与技术专业如果能够切实转变教育质量观,以社会对电子科学与技术需求为导向,以满足经济社会发展对电子科学与技术专业人才的需求为目标,借助于其新机制,创新办学模式,完全可以在电子科学与技术专业本科应用型人才的市场上办出自己的特色和个性,赢得更大的发展空间。专本业2007级学生的成绩统计分析表明,学生每门功课的平均合格率在94%以上,平均优秀率在70%以上。这说明学生的基本理论与基本能力达到了教学大纲的要求,符合预期效果。同时在全国和省级各类比赛中多次获奖,在2009年全国大学生电子竞赛中,2007级电子科学与技术专业李智同学和肖超军同学获湖南赛区竟赛一等奖,邓超爱同学获得国家励志奖学金奖。 (作者单位:中南林业科技大学计算机与信息工程学院 湖南长沙) 电子科学技术论文:电子科学与技术专业生产实习教学改革研究 摘要:本文在分析电子科学与技术专业生产实习现状的基础上,针对生产实习管理过程中出现的实习基地缺乏、实习岗位安排不合理、生产实习的学生管理模式与评分模式矛盾、生产实习反馈机制欠缺、校外分散实习质量难以控制等问题,提出了一系列的措施和方法,为生产实习课程的建设、改革提供了参考。 关键词:电子科学与技术;生产实习;学生 生产实习是电子科学与技术专业教学的一门主要实践性课程,是教育教学体系中的一个不可缺少的重要组成部分和不可替代的重要环节,它是与今后的职业生活联系最直接的,学生在生产实习过程中将完成学习到就业的过渡,是培养应用型人才,实现培养目标的主要途径。它不仅是校内教学的延续,校内教学的总结,而且是学生将理论知识同生产实践相结合的有效途径,是增强学生的群众性观点、劳动观点、工程观点和责任心、使命感的过程。通过生产实习,学生可以学习企业工人和现场技术人员的优秀品质,树立刻苦钻研精神;了解电子产品的生产工艺、流程和质量控制以及电子产品从研发到生产等一系列的过程;了解与专业相关的生产实践知识,使理论知识与生产实践相结合,锻炼学生分析问题、解决问题的能力;了解企业的组织机构、企业生产组织经营管理方式和质量的过程控制;培养劳动习惯、组织纪律性和敬业精神,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。 一、电子科学与技术专业生产实习现状及存在的问题 对于中国计量学院光学与电子科技专业学生,我们采取集中实习为主(学校安排实习单位),分散实习(学生自习联系实习单位)为辅的组织方式,目前生产实习主要存在以下六个方面的问题。 1.生产实习基地缺乏。由于学生缺少实践经验,不能从事技术类的活,不仅难以给企业带来利润,而且还给企业的生产和管理带来不便,因此很多企业不愿意接受学生生产实习,造成了生产实习基地建立困难。 2.生产实习岗位设置不合理。由于生产实习的时间较短,企业在安排生产实习岗位时会有很大的难度,往往会出现企业将学生当劳动力使用的现象。虽然此类生产实习在一定程度上能培养学生的劳动习惯、组织纪律性和敬业精神,但是对于了解与专业相关的生产实践知识,理论知识与生产实践相结合,分析问题、解决问题的能力的提高并没有达到预期的目标,学生感觉实习工作的实际情况与自己预期有较大差距,出现情绪不稳定,身体不适应的诸多情况。 3.生产实习的学生管理模式与评分模式的矛盾。生产实习实施过程主要在企业完成,企业管理为主,学校管理为辅的管理模式,而实习评分模式往往以校内指导教师评分为主,企业指导教师评分为辅,两者产生了一定的矛盾,导致企业指导教师管理学生困难,影响了生产实习的效果。 4.生产实习时间不合理。生产实习时间不合理会严重的影响生产实习的效果。电子科学与技术专业学生生产实习原来安排在第七个学期的17~19周,此时很多学生面临着考研、公务员考试和找工作等相当多的事情,严重影响了生产实习的质量。 5.生产实习反馈机制欠缺。生产实习结束后,没有进行有效的总结和讨论,没有及时改进生产实习存在的问题。 6.校外分散实习质量难以控制。校外分散实习(指学生个人脱离分院统一安排,个人自行联系实习单位的行为)质量难以得到有效的监控。 二、有效的解决方法 1.建立动态生产实习基地。我们往往要求实习基地是大型企业建立的,并且能够长久使用,甚至这已经成为评价实习基地好坏的标准。大型企业能够安排较多的学生,学校对学生的管理比较容易;大型企业一般技术力量较强,有利于对学生的技术指导;大型企业设备较先进,有利于学生打开眼界。但是,大型企业对普通高校的依赖较少,校企之间很难有深度的合作,往往会将学生当劳动力使用。生产实习重点在于提高学生工程实践能力,落脚点则是“生产”,所以,我们认为既能达到教学目标,又能紧跟产业发展,有助于帮助学生就业的企业才是适合学生生产实习的基地。要摈弃一劳永逸建基地的不切实际的想法,经常性地关注和寻找适合实习的企业,积极寻求和建立广泛的社会化联系,寻找最佳结合机会。在研发基础、生产条件、生活条件、企业文化等方面实地对企业进行考察,了解企业发展情况,产品更新情况,以便对学生有个初步培训。实习结束后再通过企业调查和学生座谈了解实习效果,决定是否将其列为下一年度的基地名单。 2.建立多实习岗位和岗位轮换实习模式。以中国计量学院电子专业的学生在浙江正泰中自工程公司围绕控制系统与仪表产品开展的生产实习为例,经过校企领导多次有效沟通,确立了部件生产(部件装配、测试)岗位、仪表生产(仪表装配、测试)岗位、系统生产(系统装配、测试)岗位以及产品研发岗位(研发流程介绍),并进行轮岗。这种方式改变以往单一的组织形式,学生以分散的实习小组为单位,在研发、生产、测试等至少三个岗位上进行轮岗实习。每个岗位配备企业指导老师,同一小组学生一周内在岗位不同阶段进行流动学习,基本可以了解掌握该岗位的组织方式、工作流程等内容,大大提高了实习的效果。通过实习,在提高学生实践能力的同时,结合专业知识,进一步了解了电子技术、信息技术和光电技术的实际应用,学习、了解研发管理流程和常用测试设备的使用,还可以了解企业的组织机构、企业生产组织经营管理方式、企业质量管理的基本方法和质量的过程控制,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础,同时又不会对企业正常生产带来太大的影响,取得了良好的实习效果。 3.学生管理模式和评分模式改革。针对生产实习的学生管理模式与评分模式的矛盾,我们加强了学校指导教师对生产实习过程的监控。在学生校外实习期间,分院里安排了专职教师进驻实习企业进行管理,更好督促学生熟悉相关产品的生产工艺、生产流程,学习企业的组织机构及生产组织经营管理方式,了解技术方面的研发和管理方法,了解社会对技术的需求动态和产业发展趋势,同时还可以增强教师工程实践经验。 我们对原来的生产实习评分模式进行了改革,修改了评分标准,强化企业指导教师的评分比率。在生产实习结束时由企业指导教师和校内指导教师共同组织生产实习答辩会,评定学生的工作态度、学习能力、技能技巧和创新能力并给出答辩成绩。将生产实习评分分为四方面:出勤率、生产实习答辩成绩、实习记录本质量以及实习报告本质量(所占比例为20%、40%、20%、20%),综合后按优秀、良好、中等、及格和不及格五级记分制评定。 4.生产实习时间调整。我们调整了生产实习的时间,将实习时间调整为第七学期的短学期,也就是暑假,大大提高了学生的参与热情。 5.建立了闭环的生产实习反馈机制。利用问卷方式对学生开展实习情况调研,了解学生对生产实习教学的期望、实习中工程能力培养的实际感受以及对生产实习教学的建议和意见,及时对学生加以引导和并对存在的问题加以改进。生产实习期间每周召开校内指导教师与企业指导教师座谈会,对学生生产实习状态以及生产实习过程中存在的问题进行及时沟通和解决,建立了有效的生产实习反馈机制。 6.规范校外分散实习,有效控制分散实习的质量。严格把关校外分散实习申请。首先由本人提交书面申请《光学与电子科技学院校外生产实习申请表》。学生接受单位必须与本专业相近,学生接受单位与学校同时指定双方具有中级以上专业技术职称的同志作为指导教师,按照学校培养方案和该实习环节教学大纲的要求,制定合理的实施计划。然后提交《中国计量学院光电科技学院学生校外生产实习的承诺书》,经校内指导教师审核后,由学科负责人和学生所在系部和分院批准后方可执行。 实习期间,学生必须在校内指导教师和校外指导教师的共同指导下,严格按照实施计划的进度进行毕业环节的教学任务。校内指导教师必须每周向学生所在院系部汇报学生实习情况。在校外自主进行实习的学生,必须在该实习环节规定的结束时间前返校,并按规定撰写实习记录本与报告本;同时提交实习单位指导教师填写的《中国计量学院实习单位意见反馈表》给校内指导教师。 对于实际过程表明无法正常进行实习或不能保证质量的学生,指导教师应及时向系和分院,以采取有力措施或终止学生在校外自主实习环节,并做出妥善安排,由此导致学生延误学业由学生本人负责。严格对学生在校外自主进行分散实习的审批,强化管理以保证学院教学和教学质量。 三、结语 本文在分析电子科学与技术专业生产实习现状的基础上,针对生产实习管理过程中出现的实习基地缺乏、实习岗位安排不合理、生产实习的学生管理模式与评分模式矛盾、生产实习反馈机制欠缺、校外分散实习质量难以控制等问题,提出了建立动态生产实习基地、多实习岗位和轮岗实习模式、调整生产实习时间、建立了闭环的生产实习反馈机制以及规范校外分散实习,有效控制分散实习的质量等措施和方法,取得了较好的效果,最终为其他专业生产实习课程的建设、改革提供了参考。 电子科学技术论文:“电子科学与技术专业”本科培养方案的改革与探索 摘要:本文从我校电子科学与技术专业本科人才的社会需求出发,提出人才培养的目标和定位,详细解读了本科培养方案的课程设置,并与省内外相关高校的电子科学与技术专业相比较,突出专业的办学特色。 关键词:电子科学与技术;本科培养方案;课程设置;办学特色 21世纪被称为信息时代,电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用,也对人才的培养提出了更高的要求。因此,本文从人才的社会需求出发,结合我校实际情况,进行了本科专业培养方案的改革探索,并详细介绍了培养方案的制定情况。 一、人才的社会需求情况 目前,我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业,市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均,分类较细,且发展变化较快。另外,电子科学与技术产业结构具有多样性,既有劳动密集型的大型企业、大公司,更多的是小公司和小企业;既有国有企业和私营企业,更有合资、独资的外企。因此,社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。 二、专业的培养目标和定位 本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识,熟练实验技能,能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能,有较强的工程实践能力,能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色,依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则,培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。 三、本科培养方案制定的思路 电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求,以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力,使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面,光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。 四、本科培养方案的改革探索 要实现电子科学与技术专业的培养目标,适应电子信息产业的不断发展,并结合我校学科发展方向和特色,对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究,并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研,最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案,主要内容如下: 1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时,根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下,专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块,下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程,到大三时根据自己的兴趣选择专业方向,选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求,因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块,每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。 2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础,因此,在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外,增加了与专业相关的课程,如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程,删减了原先与物理类相关的一些课程,如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等,并删减了一些计算机软件类课程,如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块,两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。 3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分,微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向,开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向,开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验,通过加强实验环节,训练学生的动手操作能力,增强学生的理论知识。 五、与省内外专业人才培养的区别 具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区,服务于不同的区域经济,这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系,也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面: 1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个国家级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室,人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业,培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。 2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力,在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力,开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程,以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统,从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力,开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程,以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力,开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力,开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程,以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力,开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程,以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。 3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业本科生毕业设计联合培养的研究与实践 摘要:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。 关键词:电子科学技术专业;毕业设计;就业率;联合培养机制 一、目前教学现状及存在的主要问题 随着电子信息的迅速发展和技术的不断进步,以及大学不断扩招,大学生就业问题一直是牵动整个社会的重大问题。电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的要有较强的综合实践能力。因此如何提高我系学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。然而,电子科学技术专业作为我院的一个新型专业,在人才综合实践能力培养方面存在一些不足之处,主要表现在以下两方面: 1.理论与实践教学方式比重有待平衡。电子科学技术专业至今已招生四年,今年迎来第一批毕业生,就以往的人才培养模式看,由于缺乏相应的实验条件,较偏重理论基础教学,实验环节较少。显然,书本上的理论基础知识必须与具体的实践相结合,才能提高学生的综合实践力与核心竞争力,才有可能满足于用人单位的要求,实践教学的不完善构成了毕业生就业不理想的一个短板。 2.毕业设计的题目与学生就业取向不甚吻合。在毕业设计的过程中经常存在教师开出的毕业设计题目与学生就业取向不甚吻合的现象,这很可能导致学生被动从事毕业论文设计。由于教师开出的毕业设计题目往往偏重于理论计算或是模拟仿真,学生难以从事实践锻炼,学生感觉不到毕业设计对日后工作的作用,造成学生不愿投入精力,积极性不高,最后会导致很多本该由学生自己完成的毕业设计工作,最后却不得不由教师代劳。因此,提高毕业设计题目与学生的就业取向的吻合度,将直接关系到学生毕业设计的质量,也是学生就业优势的体现。 3.继续深造学生毕业设计选题与未来研究方向结合。在众多的毕业生当中,有部分学生会选择继续深造,这些深造的学生进入研究生阶段,专业及研究方向会更加细分化,其研究方向也与未来导师的研究方向紧密联系在一起,因此,当学生毕业设计题目与未来研究方向不太一致时,可能也会导致学生积极性不高,会出现应付毕业设计现象,严重降低了学生毕业设计的质量。 针对目前现状,我们提出了一些改革理念及改革思路,探索能够一方面提高学生对毕业设计的积极性,另一方面能够使学生毕业设计的题目与内容与未来发展相结合,为学生尽快适应新的学习或工作环境起到一个良好的衔接作用。 二、改革理念及思路 1.改革理念。立足于在提高学生专业理论基础知识的同时,加强培养电子科学技术专业学生综合实践能力。让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境,这直接关系到学院乃至学校的长远建设与发展。 2.改革思路。针对目前现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制能较好改善这种状况。 毕业设计过程是培养学生应用能力最直接的手段。毕业设计作为大学生在校学习的最后一个教学环节,是大学生在学完全部课程以后,应用所学理论知识解决生产实际问题的一次综合型训练,是实现专业培养目标的一个关键型教学环节。该环节的教学效果,将直接关系到一名大学生综合素质的提高,直接影响到一名毕业学生能否尽快适应新的工作环境,尽快适应社会需要。通过与实习企业达成协议,让学生选择与实习相关的毕业设计课题。学生可以结合企业的实际需要,以及学生自身的兴趣及未来发展的需要,有针对性地选择毕业设计题目。一方面调动了学生的积极性,让学生有较多的时间去完成毕业设计内容,另一方面通过在企业做结合实际的毕业设计,让学生更容易适应以后的新的工作环境。应届毕业生在第七学期结束时基本都签定了就业协议或是在用人单位实习,因此在第八学期的毕业设计中,结合学生的毕业去向有针对性地开展毕业设计是可行的,也是培养快速适应企业工作需要优秀毕业生的最佳时期,这种培养方式是一种“准定单式培养”。另一方面,加强指导教师工程实践能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,须加强指导教师进行工程实际能力,才能增强题目的工程实用性。对于已考取研究生的毕业生,可以结合指导教师的科研题目在研究(设计)院(所)进行毕业设计(论文),可以充分培养其科研能力。 但是对于以上各环节,尽管学校或学院在开展相关的工作,但是对于如何更有效地开展,获得预期的效果还存在一定的差距,在具体的实施细则上还不够完善,导致实施结果并不理想。 改革内容:(1)采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。将参与毕业设计的学生依据其就业取向和未来发展方向进行分类,大致可分为考取研究生(或不签约就业打算来年继续考研)进一步深造型和签约就业型。针对不同类型的学生特点,采用多元化毕业设计模式进行个性化培养。指导教师有针对性地开题,学生也可以根据自己的特长并结合自己的毕业去向,选择适合的毕业设计题目。这样做的好处是能够充分调动教师和学生两个主体的积极性。(2)建立多元化毕业设计联合指导企业基地。我校地处长三角经济活跃区域,半导体方面的大中型企业数量较多。就杭州市及周边地区而言,就有数量较多的有关电子科学技术专业领域的企业,因此有优越的校企联合优势,可依托本地签订多元毕业设计联合指导企业基地。(3)鼓励指导教师与企业技术联合,增强工程实际能力,增强题目的工程实用性。由于电子科学技术专业为新办专业,实验设备方面较弱,有些教师缺乏深入的工程背景,但教师理论基础功底扎实,需鼓励指导教师加强工程实际能力,增强题目的工程实用性。 方案:(1)在充分调研用人企业和往届毕业生工作需要的基础上,确定电子科学技术相关专业大类多元毕业设计联合指导企业基地的模式。(2)基于多元毕业设计联合指导,在为企业进行技术服务的同时使指导教师的工程实际能力得到再提高,结合实际确定设计题目。(3)对教师申报的毕业设计题目要严格把关,树立以人为本、以学生为主体的理念,充分发挥本专业师资队伍的优势,采用多元化毕业设计模式,题目选择尽量要结合学生的就业取向,与本专业联系紧密,工作量饱满,能够在毕业设计期间完成或有阶段性成果。 实践:提出这种设想之后,我们与浙江缙云电力电子有限公司签订协议,根据学生具体情况,采用多元化毕业设计联合指导,部分学生选择去该公司进行实习,部分学生与本专业老师开展课题研究,还有部分学生考取外校研究生,选择与未来导师进行课题研究,预先进入课题研究阶段。通过学生的自由选择,每个学生都找到了自己的未来发展方向,都非常有针对性地开展毕业设计,最后都取得了很好的效果。主要成果如下: 1.由于设计题目能够与学生的就业取向相结合,可以充分调动学生积极性。 2.由于毕业设计采用与相关企业联合指导的运行模式,可以充分锻炼学生工程实践能力,提高学生在社会工作中的核心竞争力。 3.由于毕业设计题目能够紧密地与企业具体实践工作相结合,使得学生在就业后的工作中能较快地适应企业的工作环境,实现学校培养与企业工作的快速“无缝对接”。 结论:电子科学技术专业作为一个应用实践型较强的专业,用人单位对电子科学技术专业毕业生的知识能力、知识结构提出了新的要求,不仅要求学生掌握本专业的理论知识,更重要的是要有较强的综合实践能力。因此如何提高本专业学生的综合实践力、增强毕业生在社会上的核心竞争力,已经成为提高毕业生就业率的一个重要因素。本文针对本专业在人才综合实践能力培养方面的现状及存在的问题,通过建立多元化的毕业设计联合培养机制,能较好地改善这种状况,让学生更好地满足社会用人单位的需求,更快地适应新的工作环境。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业综合实践平台优化研究 [摘 要]电子技术系列课程作为学科基础课,是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节,是学员在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的结点。为了满足合训专业电子技术基础课程实践教学的需要,在深入研究合训专业人才培养方案的基础上,结合多年授课经验,全面分析当前学科点实践教学环节存在的问题,提出一套优化学科点综合实践平台的方案,方案包括建立合适的教学机制,建立完善的实践教学资源,建立开放式实验室章程等措施。 [关键词]实践平台 电子技术 教学机制 电子技术系列课程,作为学科基础课,是人才培养体系中介于公共基础平台和专业技能平台之间的重要环节,是学员在本科学习期间从理论分析模式转向工程应用模式最重要的结点。基于此,学科的各类课程教学和实践环节的建设越来越彰显其重要性。电子技术类课程在我校的开设历史已有几十年,其建设和发展也已达到了一定的水平和层次,但是面对新的转型形势,尤其是在2012年明确开设了“电子科学与技术”合训专业后,课程建设的不足和实践条件的薄弱显得愈发严重,特别是基于该系列课程和新开专业的各种实践教学环节的建设严重滞后。因此,有必要在“统一筹划”的基础上加大建设的力度。 一、基本情况 (一)环节设计零散,资源不能共享 目前,大学生电子设计竞赛、综合课程设计及本科毕业设计等自主创新实践活动在时间和形式上相互独立,衔接不紧密,缺乏连续性,专业体系结构不完整。当前学科竞赛和课程实践教学工作缺乏交融,两部分工作属不同人员负责,工作缺乏统筹规划,资源没有有效共享。最终造成的局面就是综合课程设计和毕业设计没有在已有的基础上出发,一切都是从零起步,学科竞赛所积累的成果没有回馈到大众教学环节中来,没有发挥其本应有的指导作用。 (二)管理机制松散,教学效果不佳 电子技术教学实践活动多采用导师负责制,各教员在培养方式及教学内容上存在较大差别,随意性较大。统一有效管理机制的缺乏根本无法保证实践环节的教学效果。首先,管理机制的松散造成学员对实践环节的重视程度不够,学员用于毕业设计的时间最多只有1个月左右。时间不充足,再加上重视不够,不注重平时的积累,学生学习就很难达到预期的教学目标。其次,管理机制的松散造成在选题方面大部分都不够规范合理。好的选题对于学员实践能力的锻炼至关重要,但是实际现状是,每年仅有20%左右的选题难易适中且切合电子技术学科实际。最后,管理机制的松散造成学员的实践技能和创新意识不能线性连接,递进培养。现在的电子技术课程实践教学现状十分难堪,前期的单元实践简单敷衍,中期的课程设计模块训练不能达标,后期的毕业设计更是缺乏基础,无从下手。 (三)基础条件薄弱,培养质量不高 电子技术综合课程设计是新开课程,其建设工作是从零开始。课程设计安排在第七学期实施,两周完成,要求每名学员应用“模拟电子线路”、“数字电路与逻辑设计”、“高频电子线路”、“EDA技术”、“单片机原理”等课程内容,独立设计制作和实现一个特定功能的电子系统,对实验条件及资源提出了更高的要求。为实现资源共享,教学形式开放,使更多学员能够从中受益,急需改善实验室硬件资源环境,建立有效管理体制及资源共享平台。 基于上述现状,必须在更高的层面上按照学校人才培养目的总体要求,统筹规划各类教学实践环节,探索综合管理机制,加强基础条件建设,形成浓厚的“电子创新“氛围,提高培养质量,提高综合效益。 二、建立一套合适的教学运行机制 相较于这两大实践环节的沉闷现状,本学科点面向全校学员开展的实践创新活动却极大地激发了学员们对电子创新的热情。 (一)电子科技创新月 每年3、4月,学科点举办电子科技创新月活动,历时一个月,至今年已连续举办五届。通过电子科技创新月活动,学员们对电子技术知识的理解得到深化,认识问题和解决问题的视野得到进一步开阔,实践动手和组织管理能力得到进一步提高,团结协作和努力拼搏精神得到进一步深化,创新意识和创新思维得到进一步增强。同时,一批能力素质较高的学员脱颖而出,为参加全国电子设计大赛积蓄了力量。 (二)大学生电子设计竞赛 近年来,各类以学员为核心的学科创新实践竞赛活动在各个层面广泛开展,电子设计竞赛作为历史最悠久,影响最深远的活动依然占据着最重要的地位,对理工科类学校的人才培养工作起到了极大的牵引和推动作用。 因此合训学员的培养也可以参考并借鉴电子创新的模式,从根本上解决学员动力不足,设计制作综合实力偏低的问题。 1.第三学期。这时的合训学员刚刚进入大二,除了已经开设过的C语言课程外,电子方面的课程都还没有开始,实验室开设40学时的公共选修课《电子系统设计》进行基础培训,能使学员提前学会使用常用电子仪器,认识常用电子器件,掌握焊接技术、单片机编程技术等。 2.第四学期。学科点组织全校范围的电子科技创新月活动,在竞赛活动中,参赛学员须完成简单电子系统的设计和制作。参赛学员以大二学员为主,大三优秀学员为辅,这样可以在团队中以长带幼,发挥好传承作用。 3.第六学期。学习电子技术综合课程设计,通过本课程,学员应能结合“模拟电子线路”、“数字电路与逻辑设计”、“高频电子线路”、“信号与系统”及“通信原理”等所学的电子类专业课程,并利用电路设计仿真软件、EDA技术及常用测量仪器仪表等工具独立设计并制作出一套完整的电子系统。 4.第八学期。进行电子科学与技术本科毕业设计。本科毕业设计(论文)是学生从学习阶段到实际工作阶段之间的一个过渡环节,是培养学生运用所学知识解决实际问题和进行知识创新的主要途径,是学生动手能力、实践能力、岗位适应能力、理论知识运用能力、科学研究能力的综合训练过程。因此,毕业设计(论文)对提高毕业生全面综合素质具有重要意义。 三、建立完善的实践教学资源 要优化实践教学平台,“教”这一环节极其重要。首先要制订完善规范的教学标准,包括教材、课程标准和各种辅助资料,其次要有一支过硬的教学指导团队,确保学员在硬件、软件、理论、仿真等等环节都能找到解决问题的指导导师,同时教员也要不断的扩充视野,关注电子技术学科的前沿动态,在指导学生完成设计课题的同时,还能引导学生拓宽思维,对系统性能进行进一步的改进。 1.建立课程设计和毕业设计课程标准、课程实施进度表、多媒体课件、参考书等教员使用的教学资源管理。 2.建立课程设计和毕业设计的综合题库,可供学员根据自己的兴趣和特长自主选题。选题方面,指导教师和学生实行双向选择,对于有能力、有想法的学生可以自己提前拟定题目,自主选择指导教师,然后和指导教师确定最终题目。另外学员也可以从综合题库中选择自己感兴趣的课题,开展研究,学生自选题目可以充分发挥主观能动性。为了最大限度的激发学员的创作热情,题库中的资源应结合生活或部队武器装备实例,难易适中,既能体现电子技术学科的特点,又能让学员能够学以致用。 3.建立学员自学所需的各种教材、元器件手册、软件使用教程、仪器使用方法教程等。 4.建立开放式实验室管理章程,为给学员提供更多的练习机会,实验室全天开放,最大限度的调动广大教员和学员的积极性,每天都要安排值班人员对实验室进行规范化管理。 四、结语 本项目所优化设计的综合实践平台,可应用于大部分的基层教学单位,特别适合于工程实践性强,同时承担创新活动、竞赛的单位,推广应用范围前景广泛。本项目若能与学科网站对接,资源共享,全校乃至全军的电子技术爱好者都可以从中获益,同时教员、学员通过网站可以不受时间、空间、地域的限制,进行教学互动。 电子科学技术论文:关于电子科学与技术专业课程设置的探讨 【摘要】:电子科学与技术专业是以计算机为研究对象的一门学科,它是一门研究范畴十分广泛、发展非常迅速的新兴学科。本文对电子科学与技术专业课程设置进行研究。 【关键词】:电子科学与技术专业;课程设置;分析 0、前言 随着社会信息化程度的加大,电子信息类产业已发展成为我国的支柱产业之一,在国民经济中占有举足轻重的地位。而电子信息科学与技术作为一门将电子技术、信息技术与计算机技术相结合的综合性宽口径应用型专业,已日益成为我国高等院校电子信息领域内的一门主干专业。目前该专业的培养目标是培养德智体美全面发展、具有电子科学与技术、计算机科学与技术基本理论和基础知识,受到严格的科学实验训练和科学研究初步训练,能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及相关领域和企事业单位从事科学研究、教学、科技开发、产品设计、生产技术或管理工作的高级应用型专门人才。 1、培养目标上的优化调整 在人才的培养目标方面,院校应在能力要求与课程设置上不拘传统,有一定的突破:是在基于贯彻教育部制定的有关教学计划的原则下,应针对学院与学生实际,有一定的突破与创新;应突出本专业在本地区电子信息产业的研发、生产实际,有创造性地制定个性化的培养目标;应在制定目标上突出本地区对本专业的人才需求。 2、电子科学与技术专业课程设置 2.1、加强基础课程与专业课程地位 从目标定位和实际情况出发,必须逐渐加强基础课程与专业课程地位,在大学理工科专业中,高等数学、线性代数、大学物理占有至关重要的地位,他们是专业课程及基础专业课程的重要基础,因而必须加大这些课程的教学课时数,使学生有充足的时间与精力学好这些基础课程;英语是全校的公共课程,是各个专业的必修课,同时也是各类专业本科生今后发展必须要求掌握的一门核心课程,因此必须加强英语的基础教学,注重培养学生的口语能力,为后续的双语教学及全英语教学创造条件。 专业课程在教学计划中的地位与作用十分重要,她是体现该专业特色与方向的主干课程。我院开设的专业课程主要有模拟电路、数字电路、电路分析、信号与线性系统、电子线路、通信原理、微机原理、数据库等。因此我院大力加强了这些课程在教学中的核心地位与作用。 2.2、专业设计能力的培养 专业设计能力是电子信息工程专业人员进行电路设计、研发、测试所具备的必要的实践能力,它要求从业人员应该具有一定的专业实践经验和一定的研发、设计知识。对于电子信息工程技术专业的学生来讲,要想在学校里具备较强的专业设计能力,从学生的基础和专业学习的时间和要求上,毕竟不太现实。不过可以通过毕业实习和毕业作品设计方面来对学生进行设计能力的培养。 一是在毕业作品设计的选题方面,指导教师应根据本专业的新技术、新器件方面的发展,选择一些具有前沿知识性的课题,让学生进行一定的深入学习与研究,调动学生的学习积极性,提高学生的兴趣。二是在毕业作品的实际制作上,应将学生力所能及的知识运用上,充分调动学生的智慧,力求作品在性能、技术方面的作出创新,突出展示作品在设计上的闪光点。三是在毕业论文写作上,应突出综合性和前沿性,论文应具有一定的知识高度和深度,尤其在一些前沿性的知识的论述方面,从资料查阅、信息搜集、前沿知识的再学习等方面,应充分体现出学生的一定的自主设计和自主研发能力。通过以上毕业设计阶段的三个方面的培养,学生在专业设计能力方面应有一定程度的提高,为其进入社会,打下专业基础。 2.3、加强通识教育课程建设 通识教育课开阔了学生的视野,潜移默化地培养了学生的写作和语言表达能力,且在教育学生做人方面,通识教育课起了不可替代的作用。我们增加了人文社会科学等通识教育课程的数量,开设了中国近现代史纲要、新疆历史、高等语文、环境保护与可持续发展等必修课及选修课,要求选修素质教育课不低于10学分,涵盖文学、美学、音乐、书法、社科、写作等各类人文素质课程。 同时要求学生课外阅读国内外经典名著,积极参加校院举办的各类讲座及科技活动、社团活动和文体活动,培养学生写作、口语、演讲等的综合素质。通过这些课程,学生认识自我、了解社会、思考人生,学习如何做一名合格公民。培养方案规定学生在入学第一学年必须选修其中一门课程,体现了为学先为人的教学理念。通过人文社科基础课与理工基础课相结合,公共人文选修课与学科选修课相结合实现文理渗透、理工结合的文化素质培养目标。 2.4、构建一体化的实践教学体系 计算机科学与技术是一个实践性很强的专业,实践教学是该专业课程体系建设的一个重要环节。应用型人才培养模式的核心是要培养学生的应用能力、创新能力和工程素养,要达到这个目标,就必须培养学生灵活应用知识分析问题、解决问题的实践能力和创新能力,改变“学不致用”的状况,增强自身的竞争力。 实践教学环节要加强针对性和应用性,要贯穿整个学程,并增大在课程体系中的比重,建立相对独立的实践教学体系。我们按照“多样化、综合性、分层次、重创新”的原则,一是注重专业实践与课程设置相结合;二是通过课程实验加强专业实践能力;三是大幅度增加综合性课程设计;四是不断改进实验方式,推进开放实验教学;五是延伸课程内容进行技能认证;六是补充和强化社会实践环节;七是加强用人单位对专业实践的支持;八是结合科研促进实验教学,构建了一体化的实践教学体系。 加强专业技能培养通过计算机科学与技术专业实践教学体系的构建我们形成了多层次的专业技能训练方案,培养工程实践能力和创新精神。第一层次是专业技术基础的动手能力,进行基本技能训练。如开展《办公自动化》、《应用程序设计》等模块的技能训练,同时开设电工工艺实习等,其目的是要求学生掌握基本技能,锻炼动手能力。第二层次是针对专业技术方向开设专项能力训练。其功能是巩固和强化课程中重点内容、方法和原理,使学生具备从事本专业专项能力。这部分训练以课程设计为主,辅之以技能认证。如《计算机网络课程设计》、《软件工程课程设计》等。第三层次是针对专业结构开展工程应用能力的全面训练,其功能是掌握相关领域的软硬件、信息系统和工程应用的设计、分析、组织、实施的基本方法,全面促成学生对本专业某一方向具体认识,深刻理解和掌握基本技能,如社会实践、参加各类大赛竞赛、高年级开设的《网络工程与技术》、《系统集成与项目管理》等。第四层次是针对专业领域进行综合训练。包括科研训练、工程实训、毕业实习和毕业设计,逐步将理论与实践紧密结合,从而使学生完成从毕业实习毕业设计就业方向的“三级跳”。 为此,要建立了校内和校外实习平台。校内实习平台,采取实习指导教师负责制,实习内容、方式、手段、课程比例由相关实习指导教师根据教学计划确定。部分实习可以采用自行开发的实习平台,一方面自行开发的平台更经济,也能达到实习的要求;另一方面学生自行设计实习设备,培养锻炼了学生的创新思维和创新能力。建立校内校企合作实验室。利用学校的计算机教学实验室和设备,企业的技术、管理模式和人才力量,建立校内实验室。将企业的典型案例整理为实训案例,企业定时派出人才进行技术和项目管理上的指导。 在合作企业建立实习基地,充分发挥生产企业在人才培养中的作用。我院与许多软件公司、电信企业等建立了实习基地,这种合作方式不仅为学生提供了实习的场所,而且对提高学生综合素质和职业技术能力具有很大的促进作用,同时也为学生的就业搭建了平台。定时派学生赴企业实习,学生在企业的实习过程注重熟悉企业管理制度、了解企业文化和接触基本计算机软硬件系统研发流程。 2.5、师资队伍建设,有效保障教学质量 加大师资队伍建设力度,是提高教学质量,提高学生职业能力的必要条件。可采取以下相应措施:重视在职教师的培养和培训,提高教师的业务思想水平;有计划地安排现有教师到企业、金融机构、科研单位挂职锻炼或在校内、校外实训基地参加实践,提高教师专业素质;加强科研,提高教学水平,培养高素质专业教师,带动培养全面发展的专业人才;加大高层次人才的引进力度,重视兼职教师队伍建设。 3、结束语 做好电子科学与技术专业课程设置,这对努力探寻新形势下开展高等学历教育的路径,改革教育教学模式,构建科学、完善的现代职业教育体系具有现实意义,也为充分发挥教育引领教育科学发展的发挥出积极作用。 电子科学技术论文:电子科学技术专业建设研究与实践 摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。 关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践 电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。 一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点 从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。 (一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。 (二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。 (三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。 二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题 从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面: (一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。 (二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。 (三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。 三、电子科学技术专业建设的有效措施 随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。 (一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。 (二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。 (三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。 电子科学技术论文:“电子科学与技术概论”课程教学实践与反思 摘要:“电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的先导课程,结合多年教学实践经验,通过教学内容博精兼备、多样化教学方式和启发创造性思维改变学生传统的学习方式,旨在帮助学生对该学科内容与发展方向有一个清晰而完整的认识,在专业学习中做到心中有数,有的放矢,对自己的未来职业进行合理规划。 关键词:电子科学与技术学科概论;博精兼备;职业规划 “电子科学与技术概论”是电子科学与技术专业的基础课程,课时少,知识点多,涉及面广。该课程作为专业先导课程,为学生学习后续专业课程作指引非常重要,直接影响学生学习专业课程的兴趣和对未来职业的规划。如何让本课程符合专业发展及未来就业趋势的变化,将课程在有限的课时内讲出特色,让学生有所收获,并对学生后续学习有指导意义,就需要在教学中不断地进行研究与实践。 一、课程教学实践 1.教学内容要博精兼备 电子科学与技术专业是一个宽口径的专业,包括了微电子技术、光电子技术、物理电子技术、电子材料与元器件等多个专业方向。因此,该专业概论涉及的知识面广,涵盖量子力学、固体物理、半导体物理、微纳加工等多个方面,且每个方面理论比较抽象,对于大一学生来讲,理解非常困难。在教学实践中不可能面面俱到,一定要有所选择,突出重点。但是,如果将教学内容分割开来,缺乏系统性,学生则很难对该学科有一个清晰完整的认识。因此,在教学内容上,首先综合考虑课程总体结构,明确各个课程模块在总体结构中的定位。同时对教学内容作进一步的精选、整合和精简,在“广而博”和“少而精”之间找到平衡点。最终实现让学生既可以形象了解专业概况,又能较容易了解到专业所涉及的知识面。在教学中,部分内容可以选取专题讲座式教学,将内容分成几个专题。在保持基础知识体系完整性的同时,有侧重地安排教学内容,如对涉及到的固体物理、半导体物理基础知识应用作简讲,安排2个课时,使学生认识到该学科所要掌握的知识面比较宽。而微纳加工工艺应重点讲、精讲,安排6个课时,使学生便于理解学科的基本方向。重点内容可以分几个部分来讲,对于概念、应用、发展前景等部分,重点讲应用,如应用微纳加工技术制造半导体二极管、三极管。 2.以实例为先导的多样化教学 在教学过程中,教师的主导作用是实现学生主体性发挥的根本保证,教师的教学手段与教学形式也将直接影响学生学习的积极性、主动性和创造性。因此,在教学过程中,首先应该注重学生学习主动性与学习兴趣的培养,这是学生能够学好一门专业课程,并达到学有所用的基本前提。举例是一种非常有效的教学方法,在教学过程中将最新应用成果,或身边的事物展示给学生,让学生能看得到实实在在的应用,能体会到科学技术的神奇。本学科涉及到高新技术,可以列举一些与日常生活结合紧密、比较新且比较有趣的实际例子,培养学生兴趣。讲授过程中应从简单应用入手,逐步到高新技术,让学生产生一种对知识渴求的强烈愿望与积极探索的兴趣。如太阳能电池等半导体光伏发电技术在国家绿色能源战略上的地位,微纳传感器件尤其是硅微加速度计、压力传感器、微镜、气体传感器、微陀螺等器件也已在汽车、手机、电子游戏、生物医疗、传感网络等消费领域得到的应用等,使学生能及时掌握半导体技术前沿发展趋势。 对于概念和理论模型内容比较枯燥,缺乏直观形象的内容,可以采用启发式、讨论式等多样化教学方法,充分利用PPT、Flash等多媒体软件、实物模型、生产录像等教学手段进行模拟教学。也可以将专题分派给几个学生小组,要求学生通过课下提前查阅和搜集资料,然后由学生在课堂上讲述,老师加以引导补充,最后由学生整理写成小论文、专题资料等。这样既可以让学生相互间讨论,补充知识,又可以加深学生对知识的理解,以及培养学生自主探索知识的学习习惯。通过这样的教学过程,使学生在讨论中训练了思维方式,并通过问题的最终解决而获得一种成就感、自豪感,进而也激发了他们更强的求知欲和好奇心,提高了对后续专业课程的学习兴趣。还可以让学生走进专业实验室,通过对实验室的观摩,可以了解专业实践内容,这样更明确、直观,学生会有想动手的欲望。 3.正确理解专业课程体系,方便学生做好职业规划 电子科学与技术专业课程体系中面向未来就业方向,横跨微电子技术、电子材料与元器件、电子信息等有关领域内知识,就业面广。电子科学与技术在能源、信息、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与产业的迅猛发展。电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科,是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科,也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域,因此,电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。“电子科学与技术概论”是该专业后续专业课程的基础课程,学好本课程,方便学生对课程体系中的知识结构有更清晰的理解,对后续课程的选择学习有目标,更理性,使所学知识成系统,又不失广泛性,使学生可以对未来职业进行合理规划,真正地高质量实现专业培养目标。 二、教学反思 1.探索循序渐进式教学 在该课程的教学过程中,课程所涉知识面很广,很多概念十分抽象,原理难以理解,推导过程涉及数理知识既多又深。不能急于求成,将知识体系分割开来,这样学生将很难跟进,教学内容安排应该是循序渐进,层层加深,循环上升,符合从简单到复杂,从个别到一般,从实践到理论,又从理论到实践的认识过程,体现系统的层次性特征。关联性是系统层次之间普遍存在多样性联系和相互作用,它的直接结果是引来问题的复杂性,对学习产生难度。只有将层次性和关联性同时考虑,精心合理安排,才能化难为易,取得好的学习效果。 2.兼顾教学艺术和学术水平 该课程的教学是集学术性和教学性于一体的活动,学术性是该类课程的根本属性,没有科研学术做支持,没有扎实的专业素养,无法体现该专业教学的学术性。同样,教学也是一门艺术,教学水平得不到提升,教学效果就会大打折扣,只会让学生昏昏欲睡。教师应该在教学过程中加注创造性,在教学内容的知识性、系统性与面向生活世界之间找到合理的平衡。在教学过程中,一定要真正实践“授人以鱼,不如授人以渔”的理念。教师和学生要学会“去教材化”,不再“迷信”教材,不再唯教材马首是瞻。在参考教材的基础上对讲课内容进行补充更新,侧重加入发展成熟的新理论、新知识,突出研究热点、难点问题,力求做到基础性和前瞻性的紧密结合,使学生在掌握基础知识的同时对电子科学技术的发展历史、发展趋势有一个系统、清晰的认识,让学生学会怀疑,懂得思考,设法探索事物的本质。 3.启发创造性思维 鉴于该专业的研究方向是当今世界高科技研究的前沿和竞争的焦点,该课程除了介绍该专业领域内的常用理论基础,还需注重专业思维的训练。因此,在教学内容的构建中,一定要详略得当,深浅适宜,由浅入深,深入浅出,部分内容要方便学生自学,提高学生学习的主动性是关键。为此要寻找知识体系的关键点,通过比较、归纳、整理、综合等手段透过知识升华学生能力,为学生创造综合联想、知识迁移、求异思维、发现问题和发挥创造思维性的机会,但不面面俱到,要留有余地,启发自主学习的积极性。事实上,看起来多而杂的知识,当整理形成网络时,就变成了一个整体。多维立体交叉关联的事物,启发多维立体交叉式的思考。这种多方位的思索,多角度的透视,多层次的重组,将产生知识的迁移和认识的“临界点”,这一点一滴的启发是创造性思维形成的基础。 三、结束语 学生最关注的是自己的未来发展,如果通过该课程能让学生对自己在专业学习中做到心中有数,有的放矢,就可对自己的未来职业进行合理规划,不至于盲目、迷茫。而且兴趣是最好的老师,一年级学生可塑性很强,大学知识不同于中学,学生有强烈求知欲望,是培养学生专业兴趣的关键时期。随着电子科学与技术的迅速发展,与时俱进地进行教学内容、教学方法的改革以适应专业发展是必然的,也是非常必要的。 电子科学技术论文:电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究 摘 要:该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位,并根据笔者自身的教学经验,讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。 关键词:电子科学与技术 光电子材料与器件 理论教学 实验教学 电子科学与技术(以下简称“电科”)专业是以培养具备微电子、光电子、集成电路等领域宽厚理论基础、实验能力和专业知识,能在电子科学与技术及相关领域从事各种电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作的复合型专业人才为目标的工程专业。作为电科专业教育中重要内容的光电子技术,不仅是当代信息技术两大支柱之一,而且随着现代科学技术的发展持续焕发着生命活力。而让光电子技术保持如此强劲发展势头的主要原因之一,正是光电子材料与器件的广泛应用,例如激光器与新型光电探测器的应用的人你还。另外,诸如纳米光电材料与器件、光子晶体及相关器件、超材料及相关器件与表面等离子体激元及器件等新型光电子材料与器件的研究与应用,是目前国际上光学与光电子学研究领域的前沿热门方向。由此可见,学习光电子材料与器件的相关知识,不仅对电科学生知识体系的构建与就业方向的确定具有积极的影响,也为那些将来希望从事新型光电子材料与器件科研工作的学生,提供了坚实的理论基础与知识储备。然而,根据笔者的调研,虽然国内许多重点大学的电科专业都开设了光电子技术课程,但很少有大学专门开设光电子材料与器件这门课程。而由于光电子技术的内容多、涉及知识面广,教学课时又往往有限(一般为32或48个学时),因此在光电子技术的实际教学过程中,讲授教师往往重视光电子技术基本概念与理论知识的教学,而轻视光电子材料与器件的教学。该文从光电子材料与器件的研究内容、应用及发展等方面说明其在电科专业教育中的重要性,并结合自身光电子材料与器件课程的教学经验,研讨电科专业中光电子材料与器件的教学方法。 1 光电子材料与器件简介 光电子材料是指能产生、转换、传输、处理、存储光电子信号的材料。光电子器件是指能实现光辐射能量与信号之间转换功能或光电信号传输、处理和存储等功能的器件。自1960年美国科学家梅曼发明世界上第一台红宝石激光器以来,光电子材料与器件如雨后春笋般发展迅速。在短短的50多年里,光电子材料与器件经历了从红宝石激光器的发明,到半导体激光器、CCD器件及低损耗光纤的相继问世;从各种光无源器件、光调制器件、探测与显示器件的小规模应用到系统级集成制造实用化阶段;从大功率量子阱阵列激光器的出现再到光纤激光器、光纤放大器和光纤传感器的诞生。光电子材料与器件从未停止过发展的脚步,并正在不断深刻影响着人类社会的方方面面。在实际需求的引导下,各种新型光电子材料与器件层出不穷,性能也不断提高。尤其是近年来,随着微米及纳米级加工技术的成熟,新型的微纳光电子材料与器件的研究异常活跃。纳米光电材料、光子晶体、超材料、表面等离子体器件等领域的研究成果丰硕,为未来光电子器件的微型化、集成化发展奠定了坚实的基础。 综上所述,光电子材料与器件在当代信息产业与科学技术中具有极其重要的地位,因此,光电子材料与器件这门课程不仅应当单独作为一门课程独立教学,而且应该作为重视工程教育的电科专业的核心课程。 2 光电子材料与器件课程教学研究 2.1 光电子材料与器件课程的教学形式、课时安排与教材选择 光电子材料与器件课程不仅包含丰富的理论知识,例如光电子材料的物理特性以及光电子器件的工作原理等,而且与实际应用结合精密,因此,本课程宜采取理论教学与实验教学相结合的教学形式。 在课时安排方面,作为电科专业的一门核心专业课程,光电子材料与器件课程的总课时应不低于32学时(2学分),理论课学时不低于26学时,实验课不低于6学时。 另外,在教材选择方面,由于光电子材料与器件是光电子技术中的一部分内容,而目前国内关于光电子技术方向的参考书籍很多,其中亦不乏一些光电子技术课程的经典教材,例如西安电子科技大学安毓英主编的《光电子技术》[1],西安交通大学朱京平主编的《光电子技术基础》[2]等。虽然这些光电子技术参考书中或多或少都会介绍与光电子技术相关的材料与器件,但是,目前专门介绍光电子材料与器件方向的教科书却是少之又少,市面上仅有国防工业出版社2012年出版的侯宏录主编的《光电子材料与器件》[3]一书。加之,该书中所涉及的理论知识较深,基础浅薄的本科生很难驾驭。由此可见,对于光电子材料与器件这门新兴课程而言,设立统一的教材并不合适。因此,笔者建议该课程的讲授教师根据理论教学与实验教学的内容,自行编写该课程的讲义与课件。 2.2 光电子材料与器件课程的理论教学 按照电科专业的专业定位以及培养目标,光电子材料与器件课程的理论教学也应该突出“工程”内容。传统的光电子技术教学中所重视的原理、定律与规律等内容,在光电子材料与器件教学中要弱化;而传统光电子技术教学中往往被弱化乃至忽视的光电子材料与光电子器件的相关知识,要在光电子材料与器件课程教学中占主体地位。如此才能保证在有限理论课时的前提下,让学生对光电子材料与器件有一个全面的认识。 在教学内容的设置方面,由于光电子材料与器件主要应用于光电子技术之中,因此,为了便于学生的理解与知识体系的构建,笔者建议光电子材料与器件课程理论教学的章节设置按照光电子技术的章节设置进行。以笔者讲授光电子材料与器件理论课程(共26学时)为例,该理论课程共被分成了绪论(2学时)、激光原理与典型激光器(5学时)、太阳能电池(4学时)、光通信器件与材料(5学时)、光探测器件(5学时)、光电显示器件(3学时)与光存储器件(2学时)等七个章节,这七章内容基本囊括了光电子技术中光产生、光转化、光传输、光探测、光显示以及光存储等各个重要环节中最为典型的器件以及所用到的材料。另外,在每章内容的设置上,也尽可能突出“工程”内容,弱化“理论”知识。下面,笔者将详细介绍笔者在光电子材料与器件教学中各章的教学内容。 第一章绪论主要包括光电子材料与器件课程简介以及光电子技术的基本知识简介。在光电子材料与器件课程简介中,向学生介绍课程设置的目的和意义、课程的主要内容、教学与考试方式与参考资料等。通过这部分内容的介绍,让学生对本课程的意义、内容、侧重点有一定的认识。在光电子技术基础知识简介中,重点向学生介绍光电子材料与器件与光电子技术的关系,并通过对光电子技术的概念、特征、发展等方面的介绍,让学生对光电子技术以及光电子材料与器件有一个整体的认识。 第二章激光原理与激光器重点介绍几种典型激光器的材料、结构与工作特性,其主要内容包括三个部分:激光原理简述、典型激光器与激光器的应用。在激光原理简述部分,由于多数电科专业在学习光电子材料与器件课程之前已经修过激光原理等类似课程,所以该部分内容为简略介绍的内容,主要帮助学生回顾激光的特征、历史与光辐射理论等知识点。而第二部分内容典型激光器是本章内容的重中之重,在该部分内容中,将依次向学生介绍固体、气体、液体与半导体这四大类激光器中的典型激光器的结构、特征与工作特性等知识。由于发光二极管与半导体激光器结构与工作原理上的相似,在介绍完半导体激光器后,可以顺理成章地介绍发光二极管的结构与特征。另外,本章最后还简单介绍了激光器的几种常见应用。 太阳能电池虽然是光电探测器中光伏效应的一种特殊应用,但是由于它在现如今光电子技术产业以及光电子器件中的重要地位以及良好的发展趋势,该部分内容被独立成一章。在第三章太阳能电池中,主要分两小节给学生介绍,第一小节介绍当今能源与环境问题以及太阳能的开发和利用,让学生了解当今能源资源的现状以及新能源研究与应用的迫切需求,然后介绍太阳能利用的历史以及发展趋势;第二小节正式介绍太阳能电池的工作原理、结构以及特性等知识。 第四章光通信器件与材料主要介绍的是光通信系统中所用到的有源与无源光器件。本章内容共分为两小节:第一小节介绍光纤通信的基础知识,包括光纤通信的定义,光纤的结构、导光原理、发展历史,以及光纤通信系统的组成与特点。第二小节正式介绍光纤通信系统中所用到的各类光电子器件以及构成这些器件的核心材料。在光纤通信中,最重要的器件当属光纤,所以,本节开始就着重介绍光纤的相关知识,包括它的结构、原理、分类、特征参数与传输特性。然后,又将光纤通信系统中的其它光电子器件分为有源与无源器件两类,并分别介绍了这两类光器件中的代表器件:掺铒光纤放大器与波分复用与解复用器。最后,在本章结尾还介绍了光纤通信系统中其它几种常用光器件,例如光耦合器、光衰减器、光环行器等。 第五章光探测器首先介绍了光电探测器的物理效应、性能参数、噪声;其次,按照光电探测器物理效应的不同一一介绍了几种典型的外光电效应探测器(光电管与光电倍增管)与内光电效应探测器(光电导、光电池与光电二极管)。教学的重心仍然放在对探测器结构、工作原理以及特性等方面。 第六章光显示器件重点介绍四种光显示器:阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器与电致发光显示器。 第七章光存储器件主要介绍了现如今最常用的一种光存储系统―― 光盘系统以及其中最总要的器件光盘。 2.3 光电子材料与器件课程的实验教学 光电子材料与器件实验课程的教学要与理论教学紧密相连,并重点介绍理论课上讲解过的光电子材料与器件,实验课程的学时应不低于6学时,开设的时间最好在理论教学完成之后,以保证学生在实验前已对实验器件与实验原理有一定的了解。在实验项目的设定方面,既要保证与理论课程内容的相辅相成,又要尽量避免与其它课程实验项目的重复,造成资源的浪费。例如,许多大学的电科专业都已经将激光原理一课作为该专业的核心专业课程,并配备了相应的激光器实验。在这种情况下,如果在光电子材料与器件实验教学中再次引入激光器的实验内容,不仅消耗了宝贵的实验时间,实验效果也会大大降低。 下面跟大家简单介绍笔者在光电子材料与器件实验教学(6学时)中的实验安排。 (1)实验内容:共包含六个实验项目,它们分别是:光控开关实验、光照度计实验、红外遥控实验、PSD位移测试实验、太阳能充电实验与光纤位移测量系统实验(每个实验1学时)。各实验中都应用到了一个或几个核心光电子器件,这些光电子器件基本涵盖了学生在理论课程中所学到的最为重要的几类器件,例如光控开关实验应用到了光电探测器中的光敏电阻作为核心元器件;而红外遥控实验中用到了发光二极管光源与红外探测器等光电子器件。 (2)实验要求:以往的光电子技术实验往往重视现象的观察与定性分析,但经笔者调研,这种实验方法很难最大限度激发学生的求知欲与动手能力,因此,在对原有的实验指导书进行改良后,笔者自行编写了实验的指导书,并在每个实验项目中加入了一些测量与定量分析的实验内容。例如太阳能充电实验,原来的实验指导书只是观察太阳能充电的效果,但是,在新改良的实验指导书中,要求同学测量不同光源照射下太阳能电池的输出电压与输出电流,并要求学生分析比较其差别。通过这种方式,充分调动学生的实验积极性,在具体的实验教学中也取得了很好的效果。 (3)实验方式:分组实验,共同撰写实验报告。这样,不仅提高实验效率,还能够锻炼学生的团队协作意识。 (4)考核方式:根据每位学生实验完成的情况与实验报告撰写的情况综合评分。 3 结语 光电子材料与器件在信息产业的发展与现代科学的研究中都具有举足轻重的地位。它不仅是电科专业知识体系中的重要环节,也为电科专业学生提供着良好的就业竞争力与科研基础。本文通过对电子科学与技术专业特点与光电子材料与器件课程内容的分析,讨论了光电子材料与器件在电科专业教育中的重要性,并根据笔者自身的授课经验,提出了光电子材料与器件在电科专业中的教学形式、课时安排、教材选择以及理论与实验课程内容设置的一些意见与建议。 电子科学技术论文:地方高校电子科学与技术专业课程设计教学的改革研究与探索 摘要:从分析我国地方高校课程设计目前现状出发,针对我校电子科学与技术专业课程设计存在的主要问题,提出课程设计的主要研究内容,以及要解决的关键问题。 关键词:电子专业 课程设计 实践 目前,我国高校毕业生普遍存在实践能力不足的问题。提高人才培养质量,培养满足社会经济建设和发展需求的面向生产、服务一线的应用型人才,关键要解决学生理论应用能力和实践能力的培养问题。然而目前的情形是,大学培养的人才并不能完全符合社会的需求,动手能力地方高校电子科学与技术专业课程设计的教学改革研究与探索、实际操作能力、应用能力较差。基于人才培养和社会需求不相适应的矛盾,由于我校属刚升本科院校,属地方高校,由于多种原因使得学生整体素质较重点高校有一定差距。我院将人才培养目标定位为:培养具有创新意识、创造能力、创业精神和工程实践能力的应用型人才。因此课程设计教学在我系人才培养目标的实现过程中,占有重要地位。它对于加深理论知识的理解, 培养学生的技术应用能力和实践素质,形成职业岗位能力等具有重要意义。 1 现状分析 子科学与技术专业培养目标是培养电子材料、元器件、集成电路、电子系统、光电子系统的设计、制造、科技开发,以及科学研究、教学和生产管理工作需要的复合型专业人才。该专业和生产实际紧密结合,具有较强的实践性,其特点一是口径宽,涉及的内容非常广泛;二是相关学科的渗透与融合性强,既有硬件也有软件,需要大量的实践活动来培养学生的动手能力和实际工作的能力。大多数学生毕业后走向基层的工作岗位要求很快将所学知识转化为实际工作能力。因此,必须加强学生动手能力的培养和训练。然而受长期资金短缺和实验实习条件的限制,对我校的电子科学与技术专业学生的实践能力的培养单从实验和毕业设计来说是不够的,还需要加强课程设计的建设。 长期以来课程设计普遍存在几点不足: 其一,内容不合理,同一门课既不跟踪新技术发展变化又不根据学生实际能力、培养目标等因素多变,多年用一个题目 其二,设计题单调,几十个学生用同一个题目,抄袭现象严重,课程设计的效果不明显。 其三,教学模式单调,理论多而结合实际少。 2 解决问题的方法 课程设计是实践能力培养的一个重要环节,是对各门学科一个综合性考察。课程实验与课程密切配合,目标单一明确,并有配套的实验设备和实验指导书,而毕业设计持续时间长,各个学生都有不同的题目。毕业设计不能代替课程设计,而课程设计则是对毕业设计起到补充作用。根据本专业的培养目标,内容选择专业综合性课设内容既要结合前修课程,以巩固教学内容,又要有较强的实践性和新颖性,因此我们考虑将科研成果转化为教学内容,选择本专业成熟的、有特色、适合教学的科研项目作为课设内容。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合。尝试在课程设计中内容上进行不同课程的交叉设置,指导学生理论联系实际,培养学生分析解决实际问题的能力。课程设计中以老师提供选题和鼓励学生自主选题相结合,鼓励学生自主选题就是鼓励学生自主思维,学生最终都要走向社会在各行业中发挥自己的才能。因此老师都要鼓励学生自主选题,而不想自主选题的学生可采用教师的题目。 教师的指导充分体现个别答疑和集中讨论相结合的原则。在指导过程中对于普遍性的问题,我们主要采取大组集中分析讨论的方法。老师在其中主要起到引领的作用。同时要善于发现一些个别错误,并采用个别答疑的方法及时纠正。这种共性和个性问题的结合,合理地发挥了教师的指导作用。 在确定学生题目时,要做到以下几点: 1)综合性 题目要尽可能多地涵盖本课程及相关课程的知识点,对于大纲中的重点和难点要尽量涉及,这样有利于知识的深化和扩展。 2)难易适中 要充分考虑学生的个体差异、心理特点、知识结构等因素,题目设计不合理。题目太难打击学生的自信心,太简单又达不到训练的目的。 3)实用性 提供实践平台供学生对比分析和试验,通过实践有利于学生加深对理论的体会、理解, 有利于学生了解实际工程的特点,做到理论与实践相结合。 对于发现抄袭者,可适当的给予扣分等处罚,从而避免偷懒和高分低能的出现。在整个设计过程中教师起组织、引导、检查、把关、和解决疑难问题的作用,充分发挥学生的主动性和创造性。指导教师每半天检查学生的工作进度,避免消极怠工情况的出现。教师严格执行请假制度,对于缺席三分之一以上者没有成绩。设计成绩完全依照每位同学在设计中的表现,与理论课成绩无关,使同学清楚大家都在相同的起跑线上,面临同样的机遇和挑战。查阅资料、收集信息,锻炼了学生获取新知识的能力。为解决一项难题、达到研究目标提出新设想、新方案,培养学生的创新思维和创新意识。实验中遇到问题想办法解决,提高了他们分析和解决问题能力。在整理和分析实验数据的基础上撰写报告,锻炼了学生的逻辑思维能力和科技论文的写作能力。 3 结语 培养具有较强学习能力、创新能力、实践能力的高级应用型人才,就必须高度重视学科教育中的实践教学环节。通过提高学生的实践能力,使学生在实践中不断学习新知识、开拓新视野、增强新本领。利用实验中心先进的教学和科研设备、优质的教育资源,实现人与物的最佳配置,达到良好的教学效果,提高工程教育的质量,具有一定的现实意义和应用价值。
电力系统中电力自动化技术的应用:电力自动化技术在电力系统中的应用 摘 要:随着社会的发展,人们生活水平不断提高,电力资源越来越成为人们生产与生活必需的资源。电力资源需求量不断增加,电力系统的运作也逐渐走向复杂化,所以必须实行对电力系统的改革,改革主要就是运用高科技手段用自动化来取代传统的人力管理。目前大多数的电力系统中已经普遍地采用了自动化技术,本文主要通过分析电力系统自动化的基本要求,来列举几种最主要的电力自动化技术和其在实际生产生活的运用情况。 关键词:电力自动化技术;电力系统;应用 0 引言 由于现在电力的需求量非常巨大,传统的电力运行系统已经不再能够承担起如此负荷,各种影响正常运行的不利因素接二连三的出现,自动化技术的出现成为必然。电力自动化技术是一种综合性的技术,它是融合了网络通信技术、信息处理技术和电子技术并在此基础上发展而来的。自动化技术可以全程在线监控和管理电力系统,收集数据,排除故障,在保障电力系统能正常运行的基础上同时提高运行效率。 1 电力系统自动控制的基本要求 各个行业的运行体制都要有一定的框架限制,没有这些基本要求工作很难做到有序高效,电力系统的自动化也不例外。要保障自动控制功能的有效实现必须要做好系统设定,主要体现在以下几个方面: (1)电力系统的自动化控制工作中最重要的一点就是对数据的收集和分析,所以必须要对电力系y整个系统、局部系统或者是各个元件运行中所有有价值的数据进行准确而迅速的收集、分析、检验和处理,通过分析参数更好地对运行过程进行监控,及时发现和跟踪数据的波动,保证能够在受控的条件下完成生产作业,消除因监控不力而出现的不必要的麻烦。 (2)在保证生产的同时,还要注重于设备的保护,每个系统都是由若干个不同的控制单元构成的,我们要根据电力系统的不同部件和装备的不同运行状态,借助这些部件和装置的报警功能,及时发现故障并进行排除,消除不利因素,更好的保障生产的进行。 (3)电力系统中采用自动化控制很大的一方面就是为了提高工作效率,提升原有的运转速度,因此必须要协调系统中的各个环节和单元,保证自动化控制过程的各个环节都合理运作,并做好环节与环节的衔接工作,保障整个电力系统畅通无阻的运行。 (4)资源问题也是一个重要的问题,谁掌握了资源并能高效利用,谁就成功了一半。而资源主要包括物质资源和人力资源,因此企业要想获得最大效益,必须要控制好电力资源和人力资源的浪费问题,减少一些没有必要存在的繁复的工序。 2 几种主要运用在电力系统中的自动化技术 (1)主动对象数据库技术。主动对象数据库技术通俗的说,就是在电力系统正常工作的前提下,有效地监测与利用数据参数,以此来提高系统的反应速度。主动对象数据库技术主要运用领域在自动监视与监控中。通过这种技术电力自动化系统可以根据自身的结构特点,改变模式,不断完善对数据和信息的处理,加强对生产过程的控制,更好地满足生产的需要。主动功能和对象对象技术是主动对象数据库技术对传统技术最大的改进与创新,它更具有针对性,更能满足自动化管理的需求,并且由于引进了触发机制和对象技术,可以使内部数据更为准确、及时地管理与处理。 (2)现场总线技术。现场总线技术在电力系统自动化的运用中既能控制内部中心的仪器与装置,又能监测实际的施工现场,因此,它是一个全方位多角度的通信网络。在电力系统运行的过程中,它通过一系列的感应器很好地把设备与整体的线路构成一个有机的整体,同时将电压、电流、电阻等重要信息准确地传递到控制系统。现场总线技术最大的优点在于能够分散性地处理信息,在减少计算机负荷的同时大大地提高了电力系统的管理与控制能力。 (3) 光互连技术的应用。光互连技术在电力系统中应用的领域主要是机电保护和自动控制。光互连技术不仅能够提供如数据采集、数据记录、数据分析、表格打印等传统技术,还能提供各种高级功能,如电网分析、网络建模、处理人机界面等。光互连技术的优势在于其不会受电容性负载和准平面、平面的限制,具有很强的抗电磁干扰能力,这进一步保证了该技术能够提供更加精确的数据、更加清晰的画面,更有利于工作人员作出准确的判断分析。 3 电力自动化技术的实际应用领域 (1)发电厂自动化。目前许多火力发电厂采用了电力自动化技术,主要包括:自动控制无功功率增减、经济分配有功负荷、远程控制计算机对站内机组的运行、自动调控母线电压的增减、对安全监测各种设备的运行并对站内各处进行应急控制。发电场中发电机组的安全运行十分重要,因此对所有设备的运行状态做好实时的控制与检测就必须运用远程计算机,通过整理分析监测系统收集到的的数据参数,得出发电厂运行的状态信息,以此来控制发电厂的正常安全运行。 (2)供电系统自动化。供电系统的自动化主要体现在三个方面:一是由小型计算机构成的地方调度实时控制系统;二是负荷控制系统,通过自动化完成对声频与工频负荷曲线的准确描绘,并根据曲线波动来分析并处理电能的使用;三是为了方便实时监控电力系统,利用计算机和通信技术集中分析采集的信息并完成优化处理。 (3)电网调度自动化。电网调度自动化是自动化技术在电网调度中的应用,主要通过计算机进行采集信息、计算工况、实时控制、测试稳定性等,来管理和检测电网系统。电网调度自动化的作用主要是通过对全网信息的收集与分析,预见可能发生的异常情况,及时采取措施进行调整,尽可能地降低突发危险的不良影响,确保电网运行安全稳定。 4 结论 在现代生产生活中我们越来越离不开电力资源,随着经济技术的不断发展,人们对电力资源的使用需求变得更加多样、要求更加高端,为了使电力资源更好地满足社会发展的需求,自动化技术必须多样灵活地运用到电力系统的运作中。虽然今天大部分的电力系统都实现了自动化,但是人们不能就此满足,应该进行更多创新的尝试,使电子系统的运作更加低耗、更加高效,这不仅会壮大企业的收益,更会推动整个社会电力系统的完善与发展。 电力系统中电力自动化技术的应用:电力电子技术在电力系统中的应用 摘 要随着电力系统中计算机技术的广泛应用,电力电子技术越来越被重视,是实现智能电网的重要技术手段。电子电力技术的发展为我国巨大的用电量和电力系统的建设提供了良好的技术应用平台,提高了我国电力供应系统水平。本文主要研究了电力电子技术的发展进程和该技术在电力系统中的具体应用。 【关键词】电力电子技术 电力系统 发展 应用 电力电子技术在电力系统中应用广泛,主要研究内容是电力变换,变换和控制电能是为了更好的使用电能,为人们更好供应电力。换句话讲就是电力电子技术通过计算机将强弱电进行组合,是囊括计算机技术、电子电路技术以及电力控制技术的服务性技术。接下来就将详细介绍电力电子技术发展进程以及具体应用。 1 电力电子技术发展进程 1.1 电力电子技术的产生 电力电子技术是在20世纪50年代晶闸管的出现而形成的一种技术,可以分为器件的制造技术和电路的变流技术。随着晶闸管的广泛应用,人们在晶闸管的基础上生成了新的装置―可控硅整流装置,这个装置的产生标志着电力系统技术的又一次跨越,是电力电子技术产生的标志。自此步入了电力电子器件的变流器时代。 1.2 电力电子器件的发展 电力电子技术在电力系统发展中前途无限,电力电子器件主要分为三代。接下来就对每一代电力电子器件的发展以及特点进行具体的介绍。第一代电力电子器件又称半控型,主要以电力二极管和晶闸管为代表,特点就是体积小、耗能低。第一代电力电子器件在电力电子技术发展初期作出了巨大贡献,迅速击败了传统电力系统中的老式整流器,为电力电子技术的发展提供了很好的基础。尤其是电力二级管能够较好的改善电路性能,且能降低电路损耗和提高电源使用率。现在整流二极管种类很多,功能也有所不一样。第二代电力电子器件又称为全控型,其特点就是具备自动关断能力,如可以关断晶闸管。同时和第一代半控型电力电子器件相比,提高了开关速度,可以运用于开关频率较高的电路中。第三代电力电子器件产生于上世纪末,属于复合型,其特点是体积更小,结构更紧凑。第三代电力电子器件将几种电力器件相结合形成电子模块,方便了电力器件的使用,也为后来集成电路的产生打下了坚实的基础。随着集成电路的出现,标志着电力电子技术向着高频化、模块化、智能化等方向迈进。 以上是电力电子器件发展经历的三个阶段,使得电力电子技术向着高频技术的现时展,在电力系统中占据越来越重要的地位。另外在电力电子技术发展时,增加了节能环保、智能化的特点。 2 电力电子技术在电力系统中的具体应用 2.1 在发电环节的应用 由于电力系统发电过程中涉及多种设备,而电力电子技术在发电环节的应用就是体现在改善这些运行设备的特性,对以下几种发电设备进行控制和改善。 2.1.1 大型电厂发电机组中的静止励磁系统 随着电力电子技术的发展,逐渐取代了静止励磁中励磁机环节,采用晶闸管整流,具有建构简单、高性能低成本的优点,被世界各地大型电力系统广泛采用。同时对于电力系统来说,省去了励磁机这个中间环节,使得静止励磁能够更好的调节自身,提高电力系统的运作效率。 2.1.2 变速恒频励磁 水头的压力和流量决定着水力发电的有效功率,机组的最佳转速随着水头的发生而变化。而在风力发电技术中,其有效发电功率与风速的三次方成正比,当风速发生变化时,风车捕捉最大风能的转速就会发生相应的变化。因此,为了产生最大的有效功率,可以改变发电机组的励磁电流的频率,通过电力电子技术,使得电流频率和转速保持一致,实现发电机组最大功效的运作。其应用的代表技术就是变速恒频励磁技术。 2.1.3 太阳能发电控制系统 太阳能作为一种新型能源,发展太阳能发电是整个国家的战略目标,而电力电子技术在太阳能发电系统中应用较为突出,其在太阳能发电系y中的主要的作用就是将太阳能发电产生的电能进行转化,换句话说就是一个大功率的转换器。 2.2 在输电线路中的应用 电力电子技术在输电线路上的应用主要通过三种技术体现出来的,包括柔性交流输电技术、高压直流输电技术和静止无功补偿器。 2.2.1 柔性交流输电技术 这种技术产生于20世纪80年代,其主要内容是可以在输电线路的重要部位进行电力电子控制,对输电系统中的一些参数进行适当的修改或调节电能,合理分配输电线路中的电能功率,从而降低了输电过程中的电能损耗和输送成本,提高电力系统的稳定性。 2.2.2 高压直流输电技术 该技术主要以晶闸管为代表,其具有输电容量大、稳定性好等优点,尤其适用于远距离输电和海底电缆输电等输电线路。在晶闸管运用于直流输电技术之后,也相继出现了一些电力输送控制器,为电力输送降低了成本,提高了调节灵活性。 2.2.3 静止无功补偿器 它被广泛应用于负荷补偿和输电线补偿,该技术的作用是控制大功率输电网络中的电压,进而提高输电系统的稳定性和阻尼。 2.3 在配电过程中的应用 电力电子技术在配电过程中的应用,它在这一环节主要作用就是提高电力资源的质量,满足配电的频率、电压以及阻止配电过程中电能不稳定性的波动。主要体现在两种技术方面,包括用户电力技术和FACTS技术。用户电力技术主要解决配电过程中的突发问题,保证配电系统的稳定性和安全性,保证电力能源质量。FACTS技术主要针对电能的输送能力和控制力。 2.4 在电力系统节能方面的应用 电力电子技术在在电力系统节能方面的应用,有提高电能使用率和变负荷电动机调速运行两个方面。电厂产生能源损耗的现象是由于发电机组不能配合能源变化时产生的,通过变负荷电动机对运行转速的调整,能够达到节能的目的。但是该项技术在我国处于研究和摸索阶段,因此也存在一部分缺点:成本高,适用于中大型电厂。而对于其它的一些电厂,可以采用电力电子技术,在配电输送电力系统中增加可控设备,对电能进行实时调控,确保电力的质量和安全。 3 总结 电力电子技术在电力系统中的广泛应用,为我国的电力系统建设和发展起到了不可替代的作用,是一种里程碑的建树。随着计算机技术的日益成熟,电力电子技术也在不断的发展进步,但是在电力系统中的应用并没有发挥到最大价值,因此在运用电力电子技术时,应当不断创新和探索新的技能,更好的促进电力系统发展。 作者单位 保定华创电气有限公司 河北省保定市 071000 电力系统中电力自动化技术的应用:电力技术在电力系统中的应用 摘 要:科技进步改变人们的生活以及生产方方面面,尤其是进入信息时代以来,计算机技术以迅猛的速度融入到各行各业,对经济建设起到了极大的推动作用,电力技术也随之产生了很大的改变,计算机技术让电力技术的应用变得更加完美,也为社会各界的发展做出了很大的贡献,电力技术在电力系统中的作用成为越来越多的人关心的话题,文章将重点介绍电力技术在社会建设中的应用现状,并对其在电力系统中的作用进行分析。 关键词:电力技术;电力系统;应用 前言 电力技术对于社会的生产以及人们的生活来说是不可缺少的组成部分,在社会的各个角落都有着电力技术的影子,为各行各业服务,同时也是不断改善人们生活的基础,而科技的发展就会随之产生一些问题,电力技术的应用也是一样,尚有一些环节不是特别完善,例如为了保障人们的需求,电力的利用方面并没有发挥出全部价值,在电力资源的管理上也有着很多潜在问题,这也是本文要重点研究的主题。 1 电力技术的发展现状 1.1 电力技术与能源的结合 能源危机意识已经逐渐被人们重视,人们对资源的利用逐渐转变为以可再生能源替代传统能源,在电力技术方面主要表现为发电方式上,利用水力、风力以及太阳能进行发电逐渐变得普遍起来,增加了很多其它能源的选择,逐渐缓解生产与能源消耗之间的矛盾,可再生能源的使用让传统不可再生资源在消耗上减少了很多,同时也尽量避免环境污染,而且我国在水力风力以及太阳能资源上的获取十分便利,让电力技术的更新比较顺利。也是实施可持续发展战略的表现[1]。 1.2 机电一体化的发展 机电一体化已经成为目前社会生产的主要趋势,将机械、电子等技术优势结合到一起,使得社会生产效率得到提升,同时也能加强信息化建设的进度,自动化与智能化的特点也比较顺应如今科技发展的脚步,互联网技术的应用是如今网络时代的最新要求,以目前社会的生产需要来看,机电一体化是最符合实际需求的模式。也是技术进步的表现[2]。而在这过程中必然少不了电力技术的支持,电能只有经过电力技术的处理才能应用到生产中。 1.3 智能技术的发展 智能化是如今人们生活方式的一种体现,也是互联网技术进步的表现,如今的各种生活工具已经逐渐再向着智能化的方向在发展,从几年前开始普及的智能手机开始,逐渐蔓延到智能可穿戴设备,再到智能家用电器,智能系统已经开始遍布在人们的四周,而通过智能管理,让生产过程也可以变得更加科学高效,电力系统也会因为智能化的发展而获得显著的进步。 2 电力技术在电力系统中的作用 2.1 提升电力行业的经济效益 电力技术的进步会让电力系统中的各个工作环节提高效率,而技术的提升会让电力系统在人力方面的运用减少,对于人力成本上对节约很多,系统的反应速度也会越来越快,电力技术让电力系统具备更加高效的问题处理机制,让电力系统的运转更快,也能够让功能更加完善,对电力行业的生产具有极大的推动,而节约成本,提高生产,增强资源的利用率就可以让电力行业经济效益有显著的提升。 2.2 提升电力行业竞争力 电力技g是电力行业不断发展的基础,包括生产方式以及设备的更新等方面,因此电力技术的进步就是电力行业的进步,这其中是直接性影响,各行各业的发展都是有所联系的,电力技术的进步就能电力行业获得发展,从而可以带动相关的产业以及行业获得新的动力,随着互联网技术的不断发展,各行业之间的联系会更加深入,而社会竞争也会更加激烈,电力技术让电力行业的竞争力能够得到显著的提升。 3 电力技术对于电力系统的意义 3.1 控制电力设备 对电力系统的设备进行控制主要基于对计算机技术以及其他的先进技术的应用,电力技术的目的就是这个,我国的电力技术虽然起步较发达国家要晚一些,但发展速度是最快的,在电力技术方面已经形成比较成熟完善的系统,让电力设备的控制更加智能化以及自动化,满足于社会各行各业对电力的需求,同时也是不断进行技术革新来适应社会生产力不断提升的需求。 3.2 调节电力系统功率 电力技术在电力系统中的一大作用就是体现在可以对发电机能设备进行调节,从而调节电力系统的运行功率,例如控制大型发电机的静止励磁等,在水力以及风力发电方面也有类似的应用,同时在火力发电中也起到很大的作用,火力发电的风机水泵效率很低,但是在发电过程中又是非常重要的一部分,因此这里要运用电力技术提高其效率,只是以我国目前的生产技术。在这方面的应用能力还是比较薄弱的[3]。 3.3 对电能的有效利用 电能的利用率对于电力行业来说是直接决定经济效益的环节,也是直接决定服务质量的因素,电力技术的作用就是提高利用率,首先就是提高资源的利用率,资源的高效利用可以让电力行业在成本上有所节约,同时电力技术的应用能够在很大程度上节省人力资源上的成本,这里面就涉及到机电一体化的应用,电力技术让电力行业与其他的产业适当融合,让社会产业结构得到了优化,有利于电力行业的进步。 4 电力技术在电力系统中的应用 4.1 输电环节的应用 首先是直流输电这一领域,直流输电相对来说要比远距离输电以及海里电缆要有优势,例如电容量相比之下要更大,而且在调节方面也会更加便利,同时也便于操作,在输电的过程中也比较保险,能够有效避免停运事故的发生。而在柔性交流输电方面的发展也是比较乐观,电子技术的应用以及自动控制技术的结合让远距离输电的过程变得更加稳定,同时在电能的损耗上更小。 4.2 配电环境的应用 电力技术对于电力系统来说,其最终要体现的效果就是在电能的输送方面能够获得更高的效率,优化输送的过程,保障社会生产的需求,而配电环节中的应用与上文中的输电方面的应用也是类似的原理,差别就在于配电能力上,电力技术要保障配电的稳定性以及可靠性更高,保障配电的质量,但这项技术在成本上没有太大的消耗。 4.3 节能环保的应用 电力行业与节能环保已经是比较热门的话题,也是我国非常重视的一个领域,我国在电力技术方面发展极为迅速,尤其是电动机的节能技术,已经取得了不错的成果,并且相比于之前的节能技术,如今又有了新的进步,而电力技术是可持续发展战略落实的观念,电力行业的节能环保是社会建设的重要组成部分,如今在风力水力等方面的技术已经非常先进。 4.4 用电安全的应用 安全是电力行业永恒的话题,电力技术是保障用电安全的基础,集中表现在电气设备功率的控制上,有效防止电压崩溃状况的发生以及非正常停电事故的发生。 5 结束语 我国的经济建设正是高速发展的关键时期,每一天都在产生日新月异的变化,而电力的供应是社会建设的基础,因此电力技术的发展其实直接影响着社会经济的发展,而在节约用电等应用方面还有很多的问题需要解决,在很大程度上造成经济建设的障碍,电力技术的影响波及到电力系统的各个环节,在电力技术上的研究和更新至关重要,要想适应社会发展不断产生的需求,电力技术就要不断进行开发与创新。 电力系统中电力自动化技术的应用:电力电子技术在电力系统中的应用探析 摘 要:当前,随着经济的不断发展,新器件、新材料以及计算机技术也得到了快速发展,从而电力电子技术在电力系统中得到了快速应用,并取得了突出的成效。本文介绍了电力电子技术的发展过程,并对其在电力系统中的应用进行了分析和研究,希望对促进电力电子技术的发展具有促进作用。 关键词:电子电力技术;电力系统;应用 0 引言 电力电子技术是一种新技术,这种技术包含了电力和电子两方面的技术,它在新能源发电中具有重要作用,并逐渐在人们的生活中扮演着重要的角色,逐渐成为人们生活中的重要组成部分。随着经济的不断发展,这些器件、技术逐渐应用于各个领域,这为促进电力电子技术的发展起到了积极作用,也为其在电力系统中的应用开拓了空间。 1 电力电子技术的发展 电力电子技术是一门综合性的技术,它主要包括两方面技术,分别是制造器件技术和应用电路技术,这两种技术对于促进电力电子技术的发展具有重要作用。首先器件技术的发展过程中比较曲折,它经历了半控型-全控型-复合型的发展过程,并将功率、控制驱动器等器件关联起来,对一些功能进行了集中,这种改进不仅促进了器件结构上的发展,同时还对其功能进行了优化。整流电路系统应用比较频繁的时代是改革开放以前,而改革开放以后应用最为频繁的是逆变电路,但是整流电路系统仍然具有较为广泛的影响。随着科学技术的发展,脉冲宽度控制技术(PWM)在一定程度上促进了电力电子技术的发展,同时自动开关器件的应用和发展,也使电力电子技术逐渐走向低频化发展。其中脉冲宽度控制技术(PWM)的控制方式主要包括以下几个方面:分别是无功率控制、观测器控制、神经元控制等,这些控制方式在实际中的应用,在很大程度上促进了电力电子技术的发展,并使其进入了一个新的阶段。现在电力电子技术有了新的发展方向,数字控制技术的应用,逐渐在电力系统中替代了模拟控制,它也将成为电力电子技术未来的发展方向,并能够快速促进电力电子技术的发展。 2 电力电子技术在电力系统中的应用 2.1 发电环节 电力电子技术在电力系统中的应用,在一定程度上改变了发电环节涉及以及发电机组中多种设备的运行特性,具体表现在以下几方面:一是大型发电机的静止励磁控制。静止励磁主要是采用晶闸管整流自并励方式,这种方式使其具有较为简单的结构,性能也比较稳定,造价也低,从而极大地促进了静止励磁在电力系统中的应用。并且静止励磁的应用,省去了励磁机这个中间惯性环节,提高了电力系统的工作效率。二是水力、风力发电机的变速恒频励磁。水头压力和流量对于水力发电的有效功率起到了关键性的作用,水头的变化将会直接影响机组最佳转速的大小。在实际的应用中发电机的有效功率与风速成三次方正比例,风车捕捉最大风能的转速与风速有直接关系。为了能够获得最大功率,这时可以使机组变速运行,只有这样才能够有效提高机组的应用效率。第三,发电厂风机水泵的变频调速。在传统的发电过程中,风机水泵消耗的电量比较大,并且其功率较低,这样损耗了大量的电能,不利于发电厂的发展,低压或高压变频器能够有效地实现水泵的变频调速,这样就能够达到节能的目的。低压变频器技术已经是一种比较成熟的技术,它在国外已经在众多企业中广泛应用,并取得了较好的成效,所以为了促进我国发电厂的发展,必须在实际的发电过程中应用该种技术。 2.2 输电环节 第一,轻型直流输电和直流输电技术。在实际的应用中,直流输电具有输电容量大、控制调节灵活以及稳定性好等特点,这些特点极大地促进了直流输电技术的应用,并逐渐在输电作业中发挥重要作用。随着科学技术的不断发展和应用,直流输电技术有了新的突破性的发展,轻型直流输电技术的问世和应用,在很大程度上解决了现阶段发电过程中遇到的难题。这是一种创新性的技术,并在传统的直流输技术上进行了改进,提高了发电效率,促进了输电工作的有效进行。第二,FACTS 技术。FACTS 技术是一种柔性交流输电技术,这种技术出现在八十年代后期,它的主要优势能够实现交流输电功率潮流的控制,提高电力系统的稳定性。 2.3 配电环节 配电环节中比较重要的问题就是要提高电能质量,并保证供电的可靠性,这也是现阶段发电厂急需解决的问题,也是阻碍我国发电厂发展的重要问题,这也是电力电子技术在电力系统应用中的重要任务。在对电能质量的控制过程中,应当注意满足两方面的要求,分别是抑制各种瞬态的干扰和波动及满足对频率、电压、谐波,只有这样才能够保证电力电子技术在电力系统中的应用,才能够提高电力系统的运行效率。DFACTS 技术是一种新技术,这种技术能够有效地解决当前配电环节所遇到的问题,它也是在FACTS 技术基础上发展起来的一门技术。 2.4 节能环节 第一,减少无功损耗,提高功率因素。在电力系统中,各种电力设备都会在一定程度上消耗相应的功率,既包括有功功率也包括无功功率,这都是发电过程中消耗的能量。这两种功率对于确保电能质量具有重要作用。在电力系统中,保持无功平衡具有重要的作用,如果不能做到无功平衡,那么会造成电压降低,对于电力系统中的设备具有损害作用,严重时甚至会造成巨大的安全事故,所以在发电过程中,应当引起足够重视。第二,变负荷电动机调速运行。电力电子技术在电力系统中的应用,能够有效节省能源,主要体现在两方面,分别是电动机本身技术和变负荷电动机的调速技术,这两种技术的应用能够有效节省能源,对于提高电力电子技术在电力系统中的应用具有重要作用。目前,在国内,发电厂发电过程中的节能环节已经成为发电过程中的重要问题,传统的发电过程成本较高,并且会产生污染,这在一定程度上限制了发电厂的发展,所以应当重视节能环节,降低能耗。 3 结语 综上所述,随着社会经济的不断发展,电力电子技术子啊电力系统中的应用越来越广泛,并逐渐成为电力系统中不可获取的一部分,在电力系统的供电中起到了重要作用,极大地促进了电力系统的发展。
电子测试论文:电子设备强迫风冷散热特性测试与数值仿真 摘 要:针对电子设备发热导致其可靠性下降的问题,对某电子设备机箱内部PCB(Printed Circuit Board)板强迫风冷的散热特性进行热测试实验,利用热分析软件ICEPAK对该设备的工作情况进行热仿真,并比较实验结果和仿真结果,结果表明二者一致性较好. 分析数值仿真产生误差的因素并提出改进数值仿真的方法. 该研究表明数值仿真可以为电子设备的热设计开发提供依据. 关键词:热仿真; 热测试; 电子设备; ICEPAK 0 引 言 随着现代电子技术的发展,电子设备不断向高功率、高密度方向发展,如果各种发热元件散发出来的热量不能及时散发出去,各个元器件的温度就会超过各自所能承受的极限,导致电子设备可靠性大大降低.这就要求对工作温度有较高要求的电子设备进行结构的热设计.[1]目前,对电子设备的热设计工作主要采取数值仿真与实验相结合的方法.在对电子设备进行风冷热测试实验所产生的大量实验数据基础上,进行软件热分析仿真,通过实验数据检验模拟结果,从而指导软件热分析,为进一步做好电子设备的热设计,保证电子设备正常、可靠的工作打下基础. 1 热测试方案与实验设备 1.1 热测试方案 实验在西安电子科技大学机电工程学院自行研制的DF―1型低速风洞中进行,被测试电子设备结构形式见图1.在PCB(Printed Circuit Board)板上用型号为HW200JB8的厚膜电阻模拟发热元件,电阻值为25 Ω,其安装形式见图2. 每块PCB板按顺序排列25个发热元件,6块PCB板构成5个通道,其中5和6号板为光板,1号板为元件并联板,2,3和4号板为元件串并联混合布置,通过加载不同的电压可得到元件上不同的功率分布变化.[2] 1.2 实验设备 (1)低速风洞: 工作段面积为300 mm× 400 mm,风洞通过严格设计完成,在工作段无物体时可保证段内各点风速相等. (2)风速测量仪:用以测量风洞的实际流速. (3)ATM―3型多点温度测试仪:可1次测量63个温度点. (4)铜―康铜热电偶:测温范围为-260~ +300 ℃. (5)稳压电源:模拟PCB板加电状态. 实验的主要目的是研究电子设备在不同工况条件下的散热特性,因此测试时将被测电子设备放在低速风洞工作段中,分别对4块板加不同的电压,以模拟功率变化的情况:1号板加电压为1~3 V;2号板为5 V,10 V,20 V,30 V变化;3号和4号板为 10 V,15 V,20 V变化.通过改变入口风速与PCB板间距等进行热测试,主要测试元件表面、背面与入出口的温度以及风洞内不同测点的流速. 2 数值模拟 2.1 模型的建立和求解 用ICEPAK进行热仿真的过程可分为5个基本步骤[3]:建立计算模型,设定问题参数,划分网格,求解计算和后处理. 图3为在ICEPAK中模拟该电子设备实际工作环境所建立的物理模型. 被测电子设备水平放于风洞工作段内,用openning模拟风洞的入口与出口,在入口openning处可设定不同的流速;风洞用cabinet模拟,4面绝热;PCB板与底板固连,底板材料为铝;设置厚膜发热电阻与PCB板紧密固连.在数值仿真中先根据每个PCB板所加不同电压计算出每个发热元件的热功率,再将所得热功率加载到每个热源上. 该模型的主要参数为流体状态.通过软件自动计算得到的普朗特数和雷诺数可以确定流体类型为紊流.根据不同的实验工况,设置环境温度和风速等边界条件[4].实验主要为强迫风冷,因此忽略辐射换热与重力影响. 由于PCB板上的发热元件排列紧密,为了得到较精确的计算结果,要保证在发热元件周围有较细的网格划分.然而整个风洞容积较大,如果采用相同精细的网格对整个风洞进行网格划分,将使得求解时间大大增加.因此,对每块PCB板及其安装的发热元件建立1个assemble ,适当调整assemble的大小,以保证在PCB板与元件周围有较细的网格划分,风洞内其他部分使用较粗的网格,而计算精度不受影响.最终网格划分HEXAS数量为128 830,NODES数量为142 084.在设置好求解残差和迭代次数之后开始求解并最终收敛. 2.2 计算结果 对热测试中几组不同工况下的实验进行仿真计算,图4为1号PCB板在入口风速为1.5 m/s和25.5 ℃环境温度条件下的温度云图. 从图4中可见在流体入口处元件温度低于出口处元件,与热测试结果相同.热分析结果相对于热测试的大量数据结果显得更加直观明了. 对热测试中几组不同工况下的实验数据与仿真计算结果进行对比.图5为环境温度25.5 ℃,风速1 m/s条件下2号PCB板加不同电压时,中间元件温度变化的测试与计算结果.从图中可以看出,当电压改变时,元器件的温升有较大幅度增长,显示计算结果与测试结果具有良好的一致性. 图6为环境温度25.5 ℃,U1=U4=3 V,U2= 5 V ,U3=15 V条件下1号PCB板上某一元件正面和反面测点温度的测试与计算结果.从结果可见随着风速的增大,发热元件正反面的温度逐渐降低,这表明仿真结果与测试结果吻合较好.从图中可以发现在0 m/s工况下计算结果较实验数据存在较大偏差,这主要是由于此时被测设备处于自然散热状况,而在仿真中没有考虑重力与辐射传热的影响,造成温度偏高. 图7为环境温度25.5 ℃,U1=U4=3 V,U2= 5 V ,U3=15 V条件下2号PCB板入出口测点温度测试与计算结果.数值仿真结果表明随着风速的增大,PCB板入出口的温差逐渐降低,与测试结果一致.由于在入出口处无热源且流体相对处于层流状态,因此数值仿真误差较小.图 7 不同风速下PCB2入出口测点温度 将数值仿真结果与热测试数据对比发现,计算发热元件表面的温度要高于实际测量结果,而计算PCB板入出口处的温度要低于实际测量结果,这主要是因为实际发热元件与PCB板之间存在由热源管脚到PCB板的热传导,而在热仿真中只是模拟热源与PCB板的固连热传导,没有模拟管脚的热传导,造成部分热量没有从热源传导至PCB板上,从而产生上述结果.预计如果考虑上述影响,通过更详细的建模分析,可以得到更精确的仿真结果,这对进一步改进热分析,提高数值仿真精度具有指导意义. 3 结 论 在对电子设备进行强迫风冷热测试的基础上,运用热分析软件进行数值仿真,并将计算结果与热测试结果进行对比,表明计算结果与测试结果具有较好的一致性,并从数据对比中得出改进热仿真的方法.电子设备的热测试与数值仿真都是进行热设计的重要手段,只有将两者更好地结合运用,才能进一步做好电子设备的结构设计,保证电子设备正常、可靠的工作. 电子测试论文:基于虚拟仪器的新型汽车电子测试平台 上海聚墨仪器有限公司 邢咏红 摘要:针对汽车电子的测试要求的日益增高,本文介绍了一种基于虚拟仪器的测试平台,可以极大地方便汽车电子产品的测试。 关键词: 虚拟仪器;汽车测试;LabVIEW PXI 随着半导体及软件技术的快速发展,汽车电子在汽车产业中所占比例越来越大。从汽车的舒适性到稳定性乃至安全性的实现中,汽车电子产品都担任着至关重要的角色,并且正发挥着越来越广泛的作用。汽车电子产品厂商也正面临着巨大的市场挑战――提高产品质量、加快生产周期、降低生产成本等等。 在这样的条件下,对汽车电子产品的测试设备的要求日益增高,主要体现在以下方面。 复杂的测试要求 汽车电子产品在整车系统中的比例和实现的功能不断增加,要求其具有丰富的功能;随着基于CAN、K-Line、LIN等总线的车身网络的发展,还需要实现单个设备与整车网络之间可靠的实时通讯。这都要求汽车电子产品出厂前需要经历复杂的功能和参数测试过程,从而保证产品满足车厂所规定的功能上及质量上的诸多要求。 严格的质量管理流程 除了能够实现测试功能,测试设备还需要保存测试数据、提供测试数据在线分析功能,并能方便地据此进行生产过程统计(SPC),如测量系统分析(MSA)和工序能力指数(Cpk)等,从而作为企业质量管理的数据来源。 开发现测试周期 目前汽车厂商推出新车型的周期越来越短,以满足不断发展的市场要求。对于在国外设计,国内生产的汽车电子产品而言,国内厂商需要在短时间内建立完整的测试线;而对于国内自主设计的汽车电子产品,往往要求测试线不但能够进行出厂前测试,还需要承担部分设计验证任务,因而在产品研发阶段就要实现测试系统,同时需要预先考虑由于产品改进而引起的测试设备变动。 苛刻的时间要求还体现在提高测试效率上。对于大批量生产的产品,利用功能单一、需要操作人员手工操作的传统测试设备很难达到时间和质量上的要求。因此使用自动化测试设备成为提高产品质量和产量必不可少的条件。 成本控制 汽车电子厂商往往需要生产多种型号、具有类似测试要求的产品,这就要求测试设备具有可复用性,可以简单的实现多种产品共用同一条测试线,以达到降低生产成本的目的,同时也降低了设备维护的开支。 如果完全采用进口测试设备,则设备的引进及维护成本高、检修周期长,已经有越来越多的厂商在考虑将进口设备国产化,利用本地的供应商或自行开发和维护。 由以上可见,在汽车电子产品测试中,所采用的测试设备是一种需要根据被测产品的不同而快速灵活定制、能够提供丰富的测试功能、便于本土工程师快速开发及维护的软、硬件平台。 测试平台 针对以上应用需求,本文介绍一种基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台,可以极大地方便各厂商进行汽车电子产品测试。 如图1所示,该测试平台基于虚拟仪器技术构建,由两部分组成――软件和硬件。硬件采用美国国家仪器公司(NI)的PXI模块化仪器;软件采用NI的LabVIEW图形化编程语言和TestStand测试管理软件开发。 硬件组成 PXI是一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台,具备系统的模块化、容易集成、容易装卸和连接,以及方便提高设备同步与触发精确度等卓越特性。 同时PXI模块化仪器具有丰富的产品,如NI所生产的PXI模块在汽车电子产品测试领域中所适用的有各种模拟和数字信号采集、调理、信号多路复用及矩阵连接控制、各种总线接口、射频及任意信号发生器等等。可为汽车电子厂商提供宽广的选择余地。 图2示出一组典型的用于汽车电子产品检测的PXI模块化仪器,其中包括了基于Pentium CPU的PXI控制器、由数字万用表和多路复用开关及矩阵开关组成的多路电流,电压测试系统、用于产生汽车收音机电台信号的射频信号发生器、汽车收音机音频分析仪等设备。为了实现自动化测试,汽车电子产品厂商通常利用产品本身具有的总线,如CAN、K-Line等,开放特定的控制指令用于产品状态控制,从而无需人工干预。因此在这些模块化仪器中,通常包含一个总线控制器(如CAN、K。Line、LIN控制器等)。除此以外,通常配置一块具有宽电压输入输出和光隔的DIO卡,用于与自动化生产线之间进行时序同步和夹具控制等。 图2的示例中包括了各种经常用到的汽车电子产品测试仪器。在大多数应用中,可以对上述模块化仪器进行定制,选用其中的一部分仪器,即可实现如汽车收音机(包括VCD/D V D/导航)、仪表板、行车记录仪、HVAC(Heating,Ventilation and Air Condition―ing)等产品在PCB及整机状态下的功能及参数测试。 软件组成 如图3所示,汽车电子测试平台中的软件部分由产品驱动程序、测试设备驱动程序、测试项目实现、测试序列(Test Sequence)和用户定制程序(如用户操作界面、测试数据库管理软件)等部分组成。 产品驱动程序――用于实现被测产品的程序控制,通常由各种总线方式(如CAN、K―Line、串口等)进行控制。以达到无需人工设置产品状态而进行测试的目的。对于特定类型的产品,需要进行控制的参数通常是统一的,与型号无关的。例如对于汽车收音机的音频测试,不论任何型号,所需要控制的参数通常有音量、波段、调谐频率、音效控制等。从而保证在为新型号产品开发测试软件时,无需修改调用它们的函数,只需要重新开发一组符合预先定义的接口类型的收音机控制程序即可。 测试设备驱动程序――主要指PXI模块化仪器的驱动,用于保证仪器的正常操作和向开发者提供应用程序接口(API)。这一部分无需用户自行开发,PXI模块化仪器的生产厂商会随硬件提供相应的驱动程序,通常还具备界面简单、易操作的硬件管理环境(如NI的MAX),通过这个硬件管理环境,用户无需编程即可实现硬件自检、手动测试、硬件配置等功能。 测试项目实现部分――是产品驱动程序和测试设备驱动程序的结合。汽车电子产品厂商针对其不同产品,都会有特定的测试规范,而同一类型产品的测试规范通常是相同的。一旦根据厂商的要求开发完成,在构建同类产品测试线时不用或很少更改测试项目的执行程序。 测试序列――按照厂商所有的测试要求,将测试项目组合起来,就构成了一个测试序列。在此平台中,测试序列的表现形式为.seq文件(TestStand文件)。在这个测试序列中实现了所有的数据采集、分析、记录功能。 用户定制程序――包括用户操作界面和 测试数据库管理软件等。在此测试平台中,用户操作界面和测试数据库管理软件作为一个通用的组件,可以应用于各种产品的测试线上,而无需任何修改。 该软件平台具有以下特点: 同一个测试软件平台可以测试不同型号的同类产品。 由于同类产品的测试内容和测试方法通常是相似的,因此软件中的测试项目实现部分只需要针对不同产品进行相应的配置,就可用于所有具有相同测试方法的测试项目,用户无需重新编写代码。 同一个测试序列可以在不同测试站上运行。 考虑到产品平均出厂时间的限制,厂商在选择PXI模块化仪器时,通常会选用多个测试站来分担全部测试时间。这些测试站可以具有相同或相似的配置,在某些测试站上还会采用GPIB仪器以充分利用现有资源。如果其中一台测试站发生故障,该站上的测试软件可以在无需重新编写程序的条件下完成测试站的互换,只需要更改测试设备的资源名称。而测试设备驱动程序中已经同时支持了PXI模块化仪器和传统GPIB仪器。 开发及维护时间大大缩短 从图3中可以看到,除了被测产品驱动程序和测试序列会随着被测产品不同而变化,其它部分在一次开发完成后无需或很少改动。因此大多数情况下,无论是系统集成商还是厂商自己的开发工程师都只需要将精力投入到特定的被测产品控制和实现测试序列上。 同时,由于在一个工厂内采用了统一的软件平台,极大地减少了软件维护的时间开销。不同的测试线对工程师的要求也趋于统一,从而降低了因人员流动而造成的风险。 应用实例 某汽车电子厂商选用了上海聚星仪器有限公司的汽车电子测试平台组成汽车收音机的测试线,为了满足产品Cycle Time的要求,采用七个PXI测试站来分担上百个测试项目。其中两个测试站进行PCB形态的测试,如PCB上的测点电压、电流等参数;另外的测试站均为整机形态的测试,如调校、CD/MP3、AM/FM、音效控制、写入产品追踪及生产信息等等。如图4所示。 每个测试站上运行不同的测试序列,但采用相同的用户操作界面和测试数据管理软件。 由于采用了基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台,目前该测试线同时承担了三种类型、十几个型号的汽车收音机自动测试任务,而该测试平台的维护只需要一个工程师即可完成。 结语 基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台能够有效的满足日趋复杂的测试要求,提高测试线的开发效率并降低生产成本,正逐渐成为汽车电子产品测试领域中新的趋势。 电子测试论文:新形势下电子测试技术需求新趋势 摘要:伴随着经济形势的变化,电子制造产业受到很大冲击,与电子产业密切相关的测试技术也随着市场重点的变化而变化,本文通过对多家公司的访谈,探索新形势下电子测试技术需求新趋势。 关键词:电子测试;无线测试;测试测量;3G 对于电子技术来说,测试测量几乎贯穿了每个电子产品的设计、开发与生产的全过程,并且成为电子工程师必须掌握的一项技能。受电子业整体低迷的影响,电子测试市场近期有所下滑。但总的来说,测试行业市场需求有升有降,技术发展的需求增强。普通家用电子产品和通信产品行业许多企业处于困难时期,产量下降。近期没有生产扩容需求。因此。作为质量控制的生产线测试市场需求有所下降。随着目前3G的兴起和发展,一些技术领先的企业和研发以及检测机构,要求测试测量行业提供顺应通信标准和技术发展的仪表。因此针对研发和检测市场需求是增长的。 中国市场的测试测量需求依然在提升,有数据显示,2008年国内电子测试仪器进口量有明显的增长。而中国扩大内需的政府举措更是给测试测量产业发展带来巨大的空间。据粗算。2009年一季度大部分测试仪器厂商在中国国有企业和科研院所方面的销售有相当程度地提升。 抓住市场成长的热点 虽然遭遇经济危机,但并不是每个行业都受到牵连,有些产业依然蓬勃发展,因此,一些市场发展的热点领域依然存在着促使测试测量厂商取得突破的机遇,比如对先进生产技术的支持,又如一贯是测试测量重要应用的国防和航天,更有最近逐渐兴起的3G网络。 测试与测量技术的发展与电子行业的发展密不可分。即使遇到一些问题,电子行业的发展动力依然来自于消费者对体积更小、功能更强、更多互连计算和通信产品的需求。为满足这些需求,电子企业不断推出新产品,将新无线协议、新电池技术、新元件和半导体技术等各种功能集成在这些电子产品中,并且这一趋势在每一代新产品中的应用似乎逐渐加快了,所有这些都促使测试行业必须采用新的方法去测试这些新型产品和前沿技术。吉时利公司认为,目前这方面的热点包括:对于每种新的无线协议都相应需要新的测试方法和测量仪器;工艺尺寸低达45nm甚至更小,半导体小型化的每一次新进展都要求测量技术相应进步;要想制造出世界上最便宜的笔记本电脑或手机,也需要对测试技术进行革新,不断降低购买价格,降低测试成本。解决所有复杂的问题都需要进行更多的测试。在生产条件下以最高的产能进行更多的数据采集和分析工作,以改进这些新工艺。 上海横河国际贸易有限公司市场总监吴启尧则认为,一方面随着新兴国家的崛起,带来了能耗的直线上升,使全球变暖及污染日趋严重,为了应对能源紧张及环境保护。节能、环保、新能源成为全球发展的共同课题。另一方面,中国国内的3G牌照发放也会带来新一轮的大规模建设和投资,而在3G建设的同时已经在逐步向4G领域迈进。无线通信已经不再单单局限在通话这一简单的功能,而是从照相功能、音乐功能向网络功能和电视功能等全面迈进。而这些也给作为领域排头兵的测试测量行业带来了新的机遇和课题。随着新能源的逐步开发和节能技术的不断成熟。变频控制器越来越被广大行业领域所重视。另外、芯片功能的不断加强也同时带动了多通道数字领域测试测量要求的提高。同时网络的广泛应用将对高速、快捷的通信领域提出更高的要求。这些领域都要求测试技术在多通道、高频率、高精度等方面能更上一层楼。 同样看好3G市场的还有罗德与施瓦茨中国有限公司产品支持部产品经理陈峰,他认为近期在测试测量领域有两大热点:3G移动通信和航天与军用测试。3G通信测试可以分很多方面,如关于核心网的测试、基站子系统的测试以及终端的测试等,可能需要进行射频辐射测试(包括EMC测试)、射频传导测试、协议测试、SIM测试、音频测试、CTIA/OTA测试、SAR测试、产品安全性测试等。航天和军事领域的测试涵盖范围极广。在射频微波测试方面,包括卫星测控、雷达测试、环境仿真、材料测试、元部件测试、基带测试、天线测试、信号仿真与分析等等。对于罗德与施瓦茨公司而言,保持技术领先并不断创新是公司的基本方针。在通信测试领域,保持着与3Gpp标准的同步和前瞻性的统一,随着目前3G和LTE的飞速发展,带来的是公司新的机遇;在航天与国防领域,无论是飞船和卫星、新型飞机和雷达还是舰船和航母,都给公司的发展带来机遇,同时也是挑战。 泰克亚太区市场开发经理孙志强则从我们身处的“全新的数字时代”的5大市场驱动力具体分析了测试技术发展新趋势。 ・基于数字RF技术的全新RF和微波市场: ・需要对随时间变化RF信号进行跟踪、监视和捕获分析; ・需要对“宽带”RF信号无缝“复制”、分析; ・可定制的灵活测试完整方案。 ・基于数字视频技术的全新视频应用: ・既要对传统的视频技术又要对全新的数字视频进行测试; ・对全新的数字视频内容进行测试分析; ・高效灵活的数字视频测试方案。 ・基于高速串行技术的全新计算、通信和娱乐应用: ・对复杂的高速系统进行“全信号通路”检测和分析(从发射端,到中间连接,到接收端); ・针对高速信号系统测试。要设备具有极高的信号保真度(即要测试设备有“全量程”的最低“噪声”); ・高效灵活的测试解决方案,缩短用户产品开发周期。 ・基于嵌入式系统技术的全新而广泛电子应用: ・需要对大量“新技术”一之前只在高速系统中使用的技术,现在也广泛应用在嵌入式系统; ・需要对混合信号环境进行测试分析; ・针对多样化的总线,需要高效灵活的测试方案。 ・基于无线通信技术的全新下一代网络应用: ・以中国为例,需要最全面的能够支持包括CDMA2000,WCDMA,TD以及核心网的NGN、WiMAX、LTE在内的各种技术的网络和终端测试解决方案; ・需要有支持2G/3G融合互操作的网络优化解决方案和管理QoS客户体验的质量分析方案;下一代通信不只是技术的竞争,更重要是网络应用和用户管理。 挑战与解决策略 对于测试测量厂商来说,不仅仅要针对技术需求的重点来进行策略调整,同时还要面对测试工程师提出的更多新要求,像如何满足多样化的测量需求和任务?如何降低选择和使用测试仪器的风险?如何加快用户产品设计和调试周期?如何帮助用户仪器投资最大化和产品创新?以上种种 挑战,归结到一点就是:现在我们身处在一个以方案为中心,以需求为导向,以服务为根本的新型电子测试市场。 面临的挑战中很重要的一点是如何在改进性能的同时降低测试成本。当然,改进性能涉及到很多方面,与实际应用是不同的。在研发实验室中,改进性能通常意味着实现更高的测量精度。在生产条件下,中心问题是提高产能同时保持测量可重复性和精度。在这两种情况下,最复杂的事情是上一问题中所提到的快速变化的环境;每当一种测量系统或测量方案变得比较完善时,似乎另外一种新的无线协议又需要进行测试,或者半导体器件的几何尺寸又在迈向45nm的道路上经过了新一轮“缩小”,从而必须要对测试系统进行重新设计甚至重新构建。降低这种情况下的测试成本意味着仪器制造商必须在设计新产品时极富创意。他们的设计是否向后兼容之前的产品?是否能够将多种仪器的功能集成到一套工具中,或者在尺寸更小的设备中集成更多的通道?是否集成了智能的固件和软件功能。从而缩短系统配置和调试所需的时间? 吉时利公司认为。应对挑战必须不断创新,其中包括研制出灵活而实用的测量仪器。例如。一种能够在不同环境下用于不同测试的仪器,或者集成多种功能的单台仪器,能够节省用户购买多台仪器分别执行各个任务的投资成本。很多先进材料。包括纳米技术和基于半导体的材料,都需要进行多种电气测量,例如超低电流和/或超高电阻特征分析。吉时利已经在低压测量领域获得了经验。虽然吉时利在这一领域处于领先地位,仍不断推进测量技术,降低对产能增大的敏感性,提高生产良率,降低测试成本。 罗德与施瓦茨陈峰则展望了在通信和航天与军用测试领域的技术发展需求及挑战。新的电子技术的发展主要体现在通信技术和航天与国防技术的发展,具体频率和带宽以及数字处理的能力的提高,因此,测量技术在这方面也要随之提高。需要有更高的速度、更宽的带宽和更高的精度。在通信领域,LTE的应用是近期发展的目标;在航天与国防领域,新的测控技术、新型飞机与舰船、电子对抗以及隐形飞机和对应的雷达技术带来新的测试需求。 从性能上讲,技术革新体现在数字处理技术的发展及其与射频器件的优化配合,将会有更高的精度和速度、更大的带宽,从而帮助通信技术和国防应用的技术发展。从功能上讲,测试仪器会在通用性集成功能方面带来突破。简单说就是一台多功能仪器完成以前一套测试系统的工作。例如,一台接收机,同时具有频谱分析、场强分析、调制分析、噪声分析、矢量分析以及功率测试等等各项功能。同时,测试仪器要具有通用性和前瞻性,开放用户接口,给用户开发空间,从而帮助技术人员在研发中尝试新技术和方案,推动技术发展。 结语 随着电子技术的飞速发展,线路复杂性的不断增加,环保节能的要求越来越严格,作为基础工具的测试测量仪器被提出了更高的要求,精度、测试范围、应用领域的拓展和功能的多样性都成为各测试厂商不断追求的目标。 全球的金融危机已经对各行各业造成了重大的影响。各行业也都在不断的消减经费,压缩研发预算,这些都对测试测量行业有一定的影响,由于总体用户的需求下降,也造成各测试仪器厂商对于销售预期的不确定性。技术上各仪器测试厂商可能对一些前景并不理想的行业产品进行消减。这就要求测试仪器厂商本着如下原则进行战略调整: ・提供更精确的仪器硬件平台,最大限度地提高信号保真度,减少测试方案的导入误差量; ・提供高效的应用解决方案,包括针对各种技术标准的专有软件方案和探测方案{探头和夹具等); ・提供可定制的测试中心平台。既能执行标准测试流程,又能定制专有条件下的极限测试; ・提供世界级的专家咨询网络,最大限度地为用户增值。 以上这些测试方案的创新,必将贯彻到电子行业从设计、开发到生产制造每一个环节,会极大推动用户的技术创新进程。尤其在当前,那些意识到这些变化的电子测试设备厂商必将和中国用户一起,最终实现了产品和产业的技术升级。 IPC职业培训与认证项目走进中国大专院校 5月14日,IPC(国际电子工业连接协会)中国区总经理彭丽霞与来自南京职业技术学院、哈尔滨工业大学的代表签属协议,该协会将免费赠送一定数量的标准文件作为两所学校的教学使用。 目前,IPC在电子制造方面共有五项带有培训认证的标准,它们是:IPC-A-600、IPC-A-610、IPC/WFLMA-A-620、IPC J―STD-001和IPC-7711/7721。 另外,IPC还与南京电子学会电子制造专业委员会签署合作协议,双方将开展互换会员行动,彭丽霞还宣布IPC的航空航天标准向中国开放。 电子测试论文:基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品的开发及测试 摘要:为某整车厂商开发了一款基于cAN总线及蓝牙技术的车载娱乐设备,实现了免提通话、音频流音乐播放等功能,本文结合产品开发与测试经验,介绍综合运用cAN总线和蓝牙技术开发汽车电子产品及测试中的关键技术。 关键字:cAN;汽车电子;蓝牙 引言 在汽车电子系统中,CAN总线通信技术不仅减少了线束减轻了汽车重量从而提高了效率,更重要的是它实现了汽车电子网络的信息共享和数据传输,利用它可以把某项应用按照功能分拆在不同的组件中实现,这样在实现各个功能子系统时非常灵活,系统中组件的使用更广泛更充分,单个组件可以在多个功能系统中被应用。可以说CAN总线的出现更好地体现了网络复用的特点。蓝牙技术在消费电子领域中的成功运用经验推广到汽车电子领域后,其开发与测试遇到了一定的挑战,笔者结合为某整车厂商开发的一款基于CAN总线及蓝牙技术的车载信息娱乐设备,介绍基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品开发及测试中的关键技术。 产品开发 该产品是一个集成usB音频播放、蓝牙免提、蓝牙音频流播放等功能于一体的汽车电控单元(以下以USB-BOX来表示),通过CAN总线与车内音响系统组合为一体,实现播放普通u盘内音乐文件(MP3、WAV、wMA等),同时可以通过蓝牙功能实现免提接听、拨打电话及播放流媒体音乐等。音响系统包括液晶屏、收音机、方向盘和USB-BOX,其中液晶屏用于实现歌曲文件信息、电话相关信息以及电话本的显示等功能,收音机实现CD音乐播放及控制等功能,收音机和方向盘上带有按键控制接口,实现对USB-BOX的音乐控制和免提操作,系统结构如图1所示。 在这个CAN网络汽车音响系统中,收音机和方向盘CAN节点提供人机操作接口控制USB-BOX,而USB音乐播放和蓝牙免提功能相关的液晶屏显示页面则由USB-BOX来控制。USB-BOX的程序设计采用基于有限状态自动机的软件架构,将整个控制流按照功能分解为若干并发的子状态机,每个状态机被实现为一个任务,在子状态机中将该功能实现的过程节点做为子状态,以过程的推进作为状态机的跳转,这样使得整个系统构架清晰,简化了实现,便于系统调试和后续功能扩展。 在状态机的实现中,关键跳转条件是CAN帧和蓝牙信号,CAN帧方面主要是标识符的管理,标识符是指当前液晶屏应该显示什么样的页面。提供什么样的显示信息和导航选择,在该页面下收音机和方向盘按键操作对应哪些控制命令,可以实现哪些选择性的操作(选择、退出、向上向下导航、向前向后导航),由USB-BOX和收音机共同管理。而蓝牙信号涉及到不同手机在同一功能上的不同差异,信息组合不完整,次序不固定,这就会带来一定的兼容性问题。下面以电管理为例描述一下状态机的设计。 首先根据整个来电管理的过程设计Ready、IncomingCallEstablish、ActiveCall三个状态,USB-BOX默认起始状态为Ready,当手机来电时,手机把蓝牙信号CALL SETUP IND(呼叫过程提示)、RING IND(来电响铃提示)和CALLER_ID_IND(来电号码)等来电信息传给USB-BOX,USB-BOX进入IncomingCallEstablish状态。通过CAN帧将响铃提示信息发送给管理功放音响的收音机,把来电号码发送给液晶屏,这时收音机播放铃声,同时液晶屏上弹出显示页面。包括该电话号码,并提供是否接听的两个可导航选项,这个页面的标识符便是来电管理标识符。这时可以利用收音机上的导航按键选择是否接听,在导航到接听按键上按下选择键时,收音机会把接听来电命令发送给USB-BOX,USB-BOX通过蓝牙信号把接听来电命令发给手机,手机接听来电,通话建立后手机把蓝牙信号CALL IND=1(呼叫建立)发送给USB-BOX,USB-BOX进入ActiveCall状态,在该状态下,在收音机上按下选择键时,USB-BOX接收到该按键操作命令,发送CAN帧给液晶屏,弹出一个可导航页面,包括挂断、保持选项,选择挂断,收音机把挂断命令通过CAN帧发送给USB-BOX,USB-BOX通过蓝牙信号发送给手机挂断电话,挂断后手机把蓝牙信号CALL IND=0(通话结束)发送给USB-BOX,USB-BOX进入Ready状态,同时通过CAN帧把通话结束发送给液晶屏和收音机。 产品测试 下面以该产品蓝牙特性的测试来说明一下如何综合采用CAN总线及蓝牙技术完成对该产品的蓝牙测试,在这里将被测试的产品以EUT来表示。 由于无法搭建产品运行时需要的所有外部环境去直接测试产品的各项功能,所以设计了测试工装在生产线上对产品进行测试,同时由于EUT实现的功能比较多,完成单个BUT测试需要的时间比较长,这样为了满足生产节拍的快节奏,在生产线上需要多个工装分别测试多个BUT。EUT的蓝牙特性是指其蓝牙射频通信上是否稳定,软件是否正常运行,不涉及具体的功能项,我们通过确定EUT的信号强度来判断其射频通信,通过一个具体的功能项一配对来判断其软件是否正常运行。 下面首先描述一下测试环境及测试方法,然后详细介绍测试方法的实现。 由于EUT是有效范围为10m的Class 2蓝牙设备,而生产线本身就10米左右,在10m范围内存在多个测试工装和多个EUT,所以为了保证测试工装确实在测试其测试台上的EUT,需要确定工装测试台上这个特定EUT的蓝牙地址以进行后续的配对功能以完成测试。由于测试工装与其测试台上的EUT距离是固定的,而且在某测试工装和多个EUT之间,工装与其测试台上的EUT的距离是最近的,所以在测试工装上实现可以测量被搜索设备的信号强度的搜索功能,对有效范围内的BUT进行搜索,只要测试台上的EUT的信号强度是OK的,那么信号强度最强的蓝牙地址便是工装测试台上的EUT所对应的蓝牙地址。 而EUT配对过程的实现(图2)是一个典型的采用CAN总线及蓝牙技术综合实现的功能,首先EUT将来自蓝牙手机的配对请求通过CAN总线发送到液晶屏上显示,然后利用收音机上的按键允许配对,通过CAN总线发送给EUT,BUT接着把弹出PIN码虚拟键盘请求发送到液晶屏上,接着在液晶屏上的虚拟键盘上通过收音机上的按键输入PIN码,然后通过CAN总线把PIN码发送到BUT上,BUT接受蓝牙手机配对,发送PIN码完成配对。 在这里约定一个统一的PIN码,只需要在测试工装上实现蓝牙配对、接收BUT通过CAN总线发送的配对请求、通过cAN总线发送允许配对命令及发送PIN码到BUT的功能即可完成对BUT配对功能的测试。如果测试台上EUT蓝牙特性OK,便可以顺利完成配对操作,如果该EUT的信号强度没有满足要求,而通过搜索最强信号强度得到的蓝牙地址是另外一个EUT的话,由于测试工装跟另外一台工装测试台上的BUT不存在CAN总线连接,所以无法接收配对请求,在这里设定一个超时时间,便可以得出EUT测试不OK的结论。 结语 笔者开发了一款基于CAN总线及蓝牙技术的汽车电子产品,该产品运行稳定可靠,目前已经成功装车应用,本文分析了其产品开发及测试的原理及特点,并结合具体实例介绍了开发及测试的实现。 电子测试论文:基于虚拟仪器技术的航空机载电子设备自动测试系统 机载电子设备自动测试系统需要对上百种部件进行功能测试,涉及的信号种类和数量都很多,这些信号按照频率分为低频和高频两种,按时域特性分为连续和离散信号,按照形式分为电信号和非电信号(如温度、速度、高度、气压、航向等)。为满足复杂的测试需求,我们采用虚拟仪器技术。 系统硬件设计 PXI模块化仪器相对于GPIB、VXI、RS232等仪器而言,具有速度快、体积小、易扩展等优势,因此作为硬件的主体。再选用常规信号源(SOURCE)和信号测量模块(SENSOR),通过GPIB和RS232总线扩展专用和自研设备。整个系统硬件原理如图1所示。 由于PXI模块较多,且为了今后的扩展,选用了18槽的PXI-1045机箱;为了进一步提高系统平台的集成度,选用PXI-8187零槽嵌入式控制器,摒弃了以往系统中利用MXI-2将工控机作为主控器的方式。PXI-8187带有GPIB接口,可以方便的扩展GPIB总线设备。部分仪器资源和部件需要串口通信,故选用PXI-8421扩展4个串口。 1 信号采集 以61/2数字万用表PXI-4070和51/2数字万用表PXI-4060作为常用的测试模块,可以测量0~300V的电压,0~1A的电流,0~100MΩ的电阻。 示波器PXI-5112(2通道8位分辨率,100MHz带宽)和模拟输入PXI-6070E(16路单端输入/8路差分输入,12位分辨率,1.25M采样率)配合使用,可以满足常用的连续波和单点电压信号的采集。PXI-6070E在进行数据采集时,前端连接了两块SCXI-1125,用于信号的调理(10kHz或4Hz的低通滤波、衰减)。此外,PXI-6070E还可用于控制器与SCXI机箱之间的通信。 高速DIO PXI-6534可以采集和输出高低速离散量。特殊和复杂信号的采集处理则采用GPIB设备和RS232自研设备,如频谱分析仪。 2 信号输出 函数发生器PXI-5421(16位分辨率,100MS/S采样率,带宽43MHz)和高速模拟输出PXI-6733(8路输出,16位分辨率,刷新率1MHz)配合使用,可以满足常用的连续波和单点电压信号的输出;SCXI-1124用于隔离模拟电压和电流的输出。 特殊和复杂信号的输出采用GPIB设备和RS232自研设备,如交直流电源、射频信号源、大气数据测试系统、模拟器等。 3 信号路由 由于大部分机载电子设备的信号数量众多,不可能将所有信号同时直接连接到资源上,必须经过继电器矩阵进行切换。因此继电器必须有足够快的响应时间,才能通断较大的信号。选用两块继电器矩阵模块SCXI―11 29和附件SCXI-1333、SCXI-1339,组合成合适的继电器矩阵(最大通断能力150Vdc/A,150Vrms/250mA)。在信号的连接、断开过程中,为了实现最优路径的自动选择和安全保护(避免源于源相连),我们重新编写了继电器矩阵驱动,在实际使用中取得了满意的结果。 4 资源接口和适配器 资源接口是所有资源接口的集合,每个部件根据需要通过适配器连接部分资源。一个或多个UUT共用一个适配器,因此测试系统根据UUT的信号情况,可以配置一个或多个适配器。 系统软件设计 CVI在标准C语言(Ansi C)的基础上增加了仪器控制和工具函数库的虚拟仪器开发软件,提供了很多实用的例程,具有友好的图形用户界面,并且c语言是大家都比较熟悉和易于使用的开发工具,因此选用CVI可以加快测试程序(TP)的开发。系统软件原理见图2。 为了方便和规范TP的编写,TP开发管理软件根据输入的测试信息自动生成测试程序代码框架和仪器操作代码。测试程序编写完成后编译生成动态库,由测试程序执行管理软件调用和管理。在测试程序开发过程中,仪器操作和虚拟仪器界面的开发是两个重点。 1 IVI仪器驱动的开发和使用 仪器驱动的用途是对仪器进行程控,简化测试程序开发人员对仪器的操作。传统的仪器驱动与仪器耦合太紧密,仪器发生变化,驱动也要重新编写,进而使用此驱动的测试程序也要重新编写和编译。 IVI(可互换虚拟仪器)驱动采用了类驱动的概念,实现了同一类仪器之间的互换,同时增加了仪器仿真和状态缓存的特性,提高了TP开发调试的效率。CVI提供了方便的IVI驱动开发工具,因此可在开发测试程序过程中选用IVI驱动来控制仪器。 目前,IVI驱动标准只了八大类仪器的类驱动,为了保证非IVI标准的仪器在一定范围具有可互换和仿真功能,我们借鉴了标准IVI驱动的机制,开发了自定义IVI驱动。利用IVI驱动,我们成功实现了NI公司的PXI-4070卡式万用表与Agilent公司的HP34401GPIB台式万用表之间的互换,实现了不同公司生产的单相交流电源和三相交流电源之间的互换。 IVI驱动采用逻辑名和XML配置文件机制,在硬件资源描述发生变化时,只需更改配置文件,不需要更改和重新编译测试程序,就能保证测试程序的正常运行。如果不采用IVI驱动,就必须更改所有用到函数发生器的测试程序,将在很大程度上延误工程进度。 此外,利用IVI驱动的仿真功能,使得测试程序开发人员可在自己没有安装任何硬件的计算机上进行仿真调试,提高了平台的使用效率和测试程序开发效率。 2 虚拟仪器界面的开发 虚拟仪器界面提供人机接口,可以让操作员根据需要施加信号,实时监测信号。CVI提供了开发虚拟仪器界面的用户接口资源文件(*.uir)和各种控制和显示控件,用于模拟实际仪器界面。目前,NI LabVIEW、CVI和HP VEE是最为出色和方便易用的虚拟仪器界面开发软件。图3是其中一个TPS的虚拟仪器界面。 此例中,打开激励开关时,PXI-6733连续输出RMS 1.5V,频率400Hz的正弦波作为磁传感器的激励;用PXI-6070E的三路模拟输入通道同时采集磁传感器输出的三路航向信号(最大幅度小于100mV,频率为800Hz),并显示在同一个波形显示控件中,再利用算法计算出角度,显示在表盘控件中。由于增加了信号调理板SCXI-1125和端子板SCXI-1313,将PXI-6070E的测试范围扩展到2.5mV~300V,从而精确的测量了磁传感器输出的小信号,测算出精确的角度。 应用成果 采用NI PXI模块、CVI、IVI工具、MAX管理软件,以及第三方的设备,我们成功构建了多套通用、开放的航空机载电子设备自动测试系统。利用这些系统成功开发了多机型、总数量达三百多种的TPS,帮助用户实现了UUT快速的定检、维修。相对于用传统仪器搭建测试台的方式,自动测试系统在效率和质量上有了很大提高,为机载电子设备提供了有力保障。 电子测试论文:面向航天嵌入式电子系统的测试语言研究 摘 要:测试语言主要分2类:面向仪器的测试语言和面向信号的测试语言。通过分析2种测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,该语言主要借鉴ATLAS的关键语句,将其解释为测试框架配置文件和测试文档;同时还描述该测试语言的程序格式和执行机制。 关键词:航天嵌入式电子系统;虚拟仪器;测试语言;ATLAS;自动测试 随着我国航天技术的发展,航天嵌入式电子系统的复杂度不断增加,可靠度要求越来越高,产品研制周期也越来越短。这就给航天嵌入式电子系统的测试提出了新的挑战。在新一代自动测试系统中,自动测试语言――如ATLAS语言,在系统级仿真、测试与验证中起着非常重要的作用,人和机器均可翻译的自动测试语言不但可以作为用户与测试人员沟通的桥梁,而且可以编译成可执行测试代码,在目标机器上运行。 本文通过分析面向信号和面向仪器2类测试语言的优缺点,结合我国航天嵌入式电子系统测试系统的特点,提出一种基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言,目的是将测试过程中的各种资源和功能单元进行组态,并将其涵盖于既定的测试框架中,实现“积木式”软件开发。同时,该测试语言还融入了软件工程的思想,加入测试文档和测试程序的自动生成功能,进一步提高了测试系统开发效率。 1 测试语言综述 测试语言大体上可分为2类:面向信号的测试语言和面向仪器的测试语言。 面向仪器的测试语言,如LabView主要通过直接调用仪器驱动实现测试过程,面向仪器的测试语言与具体仪器紧密相关,因此程序移植比较困难,可重用性也比较差。而面向信号的测试语言,如ATLAS(Abbreviated Test Language for All Systems),则主要通过对信号的操作(施加激励信号,测试响应信号)来映射底层测试仪器的操作,达到与仪器无关的目的,因此面向信号的测试语言具有较好的可移植性和可重用性。ATLAS语言作为一种面向信号的测试语言,还采用了类似于英语自然语言的语法格式,使得它成为一种人机均可翻译的测试语言,既可以作为工程师和测试人员之间交流的文档规范,也可以经编译后作为测试程序执行,鉴于此,ATLAS成为美国国防部首推的军方测试语言。 但由于ATALS语言是一种接近于英语自然语言的测试语言,并不适合国内用户使用;同时,为了能够满足各个方面的测试需求,IEEE组织不断对ATLAS进行修改,使得其语句非常臃肿,仅语言关键字就有1 000个(IEEE ATLAS STD-95),使得ATLAS语言的培训费用十分高昂;再者,ATLAS的编译器价格极其昂贵,使得其优势难以在国内测控领域发挥。 而另一方面,面向仪器的测试语言却在商业领域取得了长足的发展,鉴于仪器互换的问题,NI和惠普等公司联合推出了一系列的仪器驱动标准:VISA(Virtual Instrument Software Architecture)和IVI(Interchangeable Virtual Instrument)。VISA是VPP(VXI plug play)联盟于1996年2月推出的新一代仪器I/O标准,VISA具有与仪器硬件接口无关的特性,即VISA是面向器件功能,而不是面向接口总线。使用它控制VXI,GPIB,RS 232,PXI等仪器时,不必考虑接口总线类型。如图1所示。 为了进一步提高仪器驱动程序的执行性能,达到仪器的互换,1998 年由9家公司成立的IVI基金会,在VXI-PNP 技术基础上为仪器驱动程序制定新的编程接口,在VISA 标准驱动程序上插入VXI-PNP 框架结构和类驱动程序,它通过定义类驱动器和专用驱动器实现了部分通用仪器之间的互换,缩短了程序开发时间,提高了系统的运行性能。如图2所示。 针对于此,IEEE推出ATLAS 2版本,它整合了VISA,IVI和面向对象技术,给ATLAS语言注入了新的活力。总体来讲,面向信号的语言和面向仪器的语言各有优势,面向仪器的语言具有直观,易用的特点;而面向信号的语言编写的测试程序具有较好的可重用性和仪器可互换性。 2 航天嵌入式电子系统测试需求 航天嵌入式电子系统测试主要是针对航天专用的三模冗余或两模冗余嵌入式电子计算机,这些系统在出厂前必须进行全面的测试,测试主要可分为内部测试和外部测试,内部测试主要是指那些无需借助外部测试仪器,而可以直接通过嵌入式系统内部执行测试程序所进行的测试,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、端口测试等;外部测试则是指需要外部测试仪器配合所进行的测试,如开关量测试、串口测试、计数器测试、AD/DA测试等。 航天嵌入式电子系统测试的传统方法为:根据测试需求分别设计内部测试程序和外部测试仪器及测试程序;嵌入式电子系统和外部测试系统分别上电初始化后,外部测试系统向嵌入式电子系统上传测试程序(嵌入式系统本身的ROM内固化有1个RTOS);嵌入式系统加载测试程序后向外部测试系统发握手信号,并等待外部激励;外部测试系统向嵌入式系统发送激励信号,嵌入式系统接收激励并做出响应,如此循环下去。 为提高测试系统可重用性和测试的准确性,开展了面向航天嵌入式电子系统的测试技术研究,并对一些测试模块(软件)进行了标准化工作,如CPU测试、ROM测试、RAM测试、AD/DA测试等;同时还采用标准的基于PXI的测试仪器,以达到仪器可重用,系统可配置的目的。 3 面向航天嵌入式电子系统的测试语言 面向航天嵌入式电子系统的测试语言不但要解决外部测试问题还要解决内部测试问题,这里在融合面向信号测试语言与面向仪器测试的各自优势的基础上,通过系统建模的方法,定义了适用于航天嵌入式电子系统测试应用的测试语言,以达到测试系统的可重用及可配置的目的。 系统建模包括3个方面:信号建模,UUT(Unit Under Test,被测对象)建模和测试仪器建模3个方面。信号建模主要针对航天嵌入式电子系统所常见的接口信号类型及特点,定义出一组常见信号,用户可以通过参数设定,达到描述UUT或测试仪器接口信号特征的目的;UUT建模主要是通过对UUT外部接口,内部组件参数及体系结构的描述,达到内部测试测试程序的自动装配,UUT建模同时支持黑盒建模(仅描述其外部接口)和灰盒建模(同时描述其内部体系结构及组件参数);测试仪器建模则通过描述测试仪器的本质信号特征及关键接口特征,并最终映射实际仪器(所建立的测试仪器模型与实际仪器可能存在一对多或多对一的对应关系),达到测试程序可重用,仪器可更换的目的。 因此,本文所描述的面向航天嵌入式系统的测试语言主要包括5个部分: 信号描述及定义通过定义一组航天嵌入式电子系统常见的基本信号,如数字信号(包括开关量和脉冲量)、模拟量(DC,AC)等。用户可通过配置信号参数设定信号; 被测对象描述通过描述被测对象的接口关系,并建立状态机功能模型,仿真被测对象的功能模型,并自动生成内部测试程序。在未建立状态机功能模型时,系统可以将被测对象作为一个黑盒考虑,此时不生成被测对象内部测试程序; 测试仪器描述通过描述测试仪器,达到建立测试需求模型,并最终与1个或多个实际测试仪器相映射,测试仪器本身相当于一个信号描述集合,通过定义虚拟测试仪器,提高了测试仪器的可互换性和测试程序的可重用性。这样既保留了面向仪器测试语言的直观性和易用性,也提高了程序的可重用性; 连接关系描述连接关系描述定义了UUT与测试仪器之间的连接关系,连接关系描述还可以包含适配器描述,使得测试系统的层次性更加明显,也更有用; 测试策略描述测试测量是测试语言中的最重要的部分,通过一系列的测试动作:apply,measure,verify等,控制测试仪器完成测试过程。测试策略描述语句选择提取ATLAS关键测试语句:单信号语句、多信号语句、总线操作语句、定时和事件相关语句,并对其进行了一定的改进,使之更直观,且更易于实现到图形化语言的转换。测试语言的具体格式如下: 每一个TEST_ITEM(也即测试策略描述)对应于测试框架中一个测试细则,测试细则是图形化的测试执行界面的一个子界面。 测试语言经编译/解释后生成测试框架配置文件和测试文档,用户通过加载测试框架配置文件,设置执行次数和选择测试项目,系统即开始进行测试,测试界面主要分两部分:测试总览和测试细则,其中测试总览主要采用文本框的形式显示当前的测试记录,包括当前正在进行的测试项目和捕获的错误信息等;测试细则是由一个或多个图形化的详细测试分项构成。 4 结 语 通过研究国内外测试语言发展现状,结合面向信号测试语言和面向仪器测试语言的优势,采用软件工程的思想,建立了基于虚拟仪器的面向航天嵌入式电子系统的测试语言模型,为以后的进一步研究奠定了基础。基于虚拟仪器的测试语言还处于研究的初级阶段,仍有不完善的地方,需要进一步改进。 电子测试论文:高过载下电子元器件测试方法研究 高过载条件下测试电路需要达到高速测试要求,本文从研究电容、电阻、二极管以及电感等电子元器件的测试方法入手,在高过载下电子元器件测试过程中,设计与之相配套的测试电路,以此保证测试电路能够符合特定要求,为高过载下引信系统运行的稳定性与可靠性提供文献参考。 【关键词】高过载 电子元器件 测试方法 我国电子元件的平均每年的生产总量占全球的39%左右,但是我国电子元器件检验技术的发展并不成熟。而检测电子元器件是维修电器的一个基本内容。一般而言,采取的是从电阻器、电容器、二极管、电感器变压器这四个方面进行检测的方法。电子元器件检测朝着自动化方向的不断发展,使得研究高过载下电子元器件测试方法成为了热点话题。 1 研究高过载下电子元器件测试方法的必要性 在检测电子元器件的过程中,一般利用LCR数字电桥以及UT708新型数字万用表进行检测。LCR数字电桥的测试精度较高,但是它的测试频率却偏低,每秒平均10个。UT708新型数字万用表的测试频率比数字电桥还低,每秒平均3个,难以满足高过载下高速测试的要求。此外,一般情况下,利用本万用表只能有一个测试通道,无法同时对多组数据信息进行实时监视。虽然本万用表配备了相应的计算机接口,然而其数据信息的传输速度很慢,且不利于数据信息的记录。因此探究在强应力场环境下,电子元器件参数的动态监检测方式是十分有必要的,以此才能够达到不同试验情况下与不同环境下的各种要求。 2 高过载下电子元器件测试方法研究 2.1 选择试验方法 文中探讨的高过载是指由机械冲击产生的高过载。笔者将标准锤击机作为本试验设备。因为标准锤击机与加速传感设备具备较强的重复性能,所以能够用作恒定应力的试验设备。利用锤击机产生高过载,然后发生惯性力,以此进行试验。标准锤击机上的棘轮中,有三十个齿,且每个齿的转角为12度。在实验中,锤击机的转动齿数多,锤击过程中的产生惯性加速度也就更大。用棘轮上的齿数,来控制锤击机模拟的具体惯性力。通常情况下,击锤的碰撞时间大约为150μs,占实际时间的几十分之至几百分之一。 在高过载试验条件下,电子元器件的具体特征参数多会出现不同程度的变化,过载水平地不断增加,特征参数也会不断地发生改变,当冲击结束后,待测参数将会恢复为初始值。 2.2 设计测试电路 2.2.1 设计电阻测试电路 (1)运放测电阻阻值的利用。测试原理公式如下: Uo=-Ui (1) 在本公式中:Ui为基准电压,Rx为待测电阻,R1是基准电阻,Uo为输出电压。在明确基准电压Ui和基准电阻R1的基础上,输出电压Uo与Rx是存在一定的联系,所以将待测电阻Rx更换为与之相符的输出电压Uo,然后利用下述公式进行换算,就能够得出待测电阻Rx的实际阻值。 Uo=-Ui ,Rx=-R1 此实验结果显示,该测试电路适用于高速测试以及高温测试环境。 (2)利用RC振荡法测试电阻值。此测试原理为:在电路中,当待测电阻和电容形成一个完整的RC振荡回路时,电容的放电与充电均要通过被测电阻。因此放电时间与充电时间是相等,且振荡集成电路自带2个恒流源,并以控制电容充电的实际电流作为恒值,由此,在电容两侧的电压将会出现线性变化。通过实验证明,本测试电路达到了高速测试要求。 2.2.2 电容测试电路 (1)RC振荡方法对电容充电特性与放电特性的测试。测试原理:笔者利用电路形成RC多谐振荡设备,在电容中的电压为Vcc的情况下,电路内将会出现1个短路通道,且电容放电;当电容电压为Vcc时,电路中的短路通道将会被关闭,电容充电,同时还将会输出波信号,而方波高电信号在幅值上和Vcc相等,可以利用此方波信号进行定时。试验中,取电容端压是以分析放电、充电时间来反映实际的容值,由于其只对电容单向进行放电、充电,因此适用于无极性电容以及有极性电容的测试。然而,此测试法的缺点在于:难以保证充电时间与放电时间的一致,振荡频率在20kHz以下,电容端压值为非线性。经过实测与仿真后,证明本测试法操作简单,符合高速测试要求。 (2)改进RC振荡法。利用改进后的RC振荡法对电容进行测试。测试原理是:运用集成函数发生设备,在本电路中,电容与电阻构成一个完整的RC振荡回路,而电容放电、充电经过电压后,放电与充电相同,发生设备自带的2个恒流源,将其中的控制充电、放电电流作为一个恒值,由此,在电阻两侧电压呈三角波形状。当振荡频率为100kHz的情况下,三角波的线性度是0.1%。通过实验证明,本测试电路符合高速测试要求。 2.3 二级管的测试电路 此测试原理是:在电路中,利用LF353和ICL8038形成交变信号电源,并将该信号加在由待测二极管与一线性的基准电阻形成的分压网络上,采集二极管两侧的电压,大约是0.5V。该测试结果证明,本测试电路符合了高速测试要求。 2.4 电感参数测试电路 在本电路中,明确某一电阻以及待测电感的串联电阻,利用本信号发生器所引发的正弦波试验信号,以及待测电感两端的电压,然后经过电感与电压这两者进行转换,最后从示波器中输出导纳,并获得待测电感的实际感抗。 3 结论 综上,对实验结果进行研究分析后得出,将笔者所阐述的测试电路用于高过载试验中,待测二极管、电感参数、电阻以及电容等电子元器件参数,与实际数值相比误差偏小,测试结果有效。因此本文所阐述的4种测试电路满足了高过载实验条件下的高速测试要求。 电子测试论文:光学玻璃折射率测试仪电子学系统设计 摘 要:为达到较高精度测量光学玻璃折射率的要求,研制了基于直角照准法、最小偏向角法和三最小最小偏向角法的光学玻璃折射率的测量设备。文中介绍了该测量设备的电子学系统控制和测量的设计方案,并对关键元器件的选用进行了分析。结果表明:电子学系统控制和测量设计方案可满足高精度光学玻璃折射率的测量精度要求。 关键词:光学玻璃 折射率 电子学系统 控制和测量 伴随光学精密仪器的高速发展,对光学玻璃的折射率的测量精度要求越来越高,光学玻璃折射率的数据精度对保证光学系统像质起着非常关键的作用。新型光学玻璃材料的研发也对光学玻璃折射率提出较高的要求。 很多人对光学材料折射率的测量提出了多种有价值的测量方法[1-2],主要有测角法和干涉测量法。文章介绍了基于测角法中使用的直角照准法、最小偏向角法和三最小偏向角法测量光学玻璃折射率的测试仪中的电子学控制和测量设计方案。 1 电子学方案 高精度光学玻璃折射率测试仪主要由底座、测角系统、传动机构和微调机构、自准光管、平行光管、载物台和光源箱组成。 1.1 系统 电子学部分是以单片机为前台机,系统机为后台机对位敏传感器(PSD)和轴角编码器进行数据采集,以步进机为执行机构,系统机进行数据运算的光电瞄准实时控制系统。 1.2 关键元器件的选用 1.2.1 轴角编码器 示值分辨率0.05″;精度0.5″;转速≤90°/S;显示箱:XXX°XX′XX″XX,按BCD码以度(百、十、个)分(十、个)秒(十、个)小数秒(后1、2位)顺序连续发送。其内容高4位(D7-D4)为标识位码(0-8),后4位(D3-D0)为BCD数据码。传输速度15?s1/字节-20?s1/字节。 1.2.2 位敏传感器 采用位敏传感器(PSD)作瞄准探测器是本系统的重要特点。它反应快、灵敏度高、精度高。与CCD不同,属于非离散性器件,适配电路也比较简单。PSD是具有横向光电效应的PIN光电位置传感器,I1、I2的输出和光点位置有关,经适配电路处理有: 式中:X:光点偏离中心位置座标;L:PSD光敏面长;I1、I2:PSD两端输出电流。 设计中选用滨松(HAMAMATSU)线阵PSD S3931,其主要技术指标如下: 上述PSD 0.2 ?m的位置分辨率,相当于度盘角度0.075″。6 mm的探测范围,折合角度为37.5′。 1.2.3 步进机和驱动器 步进机和精密微调机构相连,采用四相步进机和驱动器。整步模式下步进角可达0.9°,对应轴角0.2″,谱线在PSD上移动0.5 ?。 1.2.4 A/D转换器 AD转换器的位数 = 取14位AD,转换时间小于步进周期的10倍,以便多次平均。取100?s。本设计采用了12位逐次比较型AD转控器AD574。在接近PSD中心时,精瞄将位置信号切换到放大8倍,从而达到15位AD的跟踪精度。 1.2.5 瞄准时间 当步进脉冲取600 Hz/S时,从边缘到中心整步6000步,粗瞄所需时间为:(6000/600)=10s。 1.3 单片机测控系统设计 单片机是该系统的前位机,承担PSD和轴角编码器的角度数据采集,步进机的驱动控制,键盘和LCD显示的人机交互和数据予处理(例PSD的多次采集平均,加减除运算等)以及和系统机的串行通讯。 1.4 显示 采用240×64中小屏幕有背光的点阵液晶显示器,可进行汉字显示,并用电子游标模拟出谱线在PSD上的粗略和精确位置。给出角度数码和PSD上谱线位置偏移码。 1.5 系统机 系统机不附加接口板,它通过RS232串行口与前台机(单片机系统)相连。在0帧(监控0)联机状态下(联机2)它的功能和前台机一样,通过键盘对系统进行遥控,PSD和轴角码进行实时CRT显示。在1帧(监控1)联机状态下,接收前台机某模式下的逐项参数(角度值),进行运算,给出折射率的精确值。还可输入当时的温度、气压值、对折射率进行修正。 1.6 软件设计 前台机的逐程序由8051汇编语言编写,系统机的程序由C语言编写,采用模块化结构。包括程序清单和功能、全部程序列表、软件框图(主程序和监控0程序框图、调整和显示子程序框图、电机调整(跟瞄)子程序框图)、PSD值采样A/D转换防干扰平均值法子程序(INTO中断服务程序-读AD、给出模式1(直角照准法)测试流程框图、给出模式1叠代法解方程模块)。 2 结语 该文介绍了高精度光学玻璃折射率测试仪电子学设计方案,并对关键元器件的选用进行了分析,通过实际应用表明,电子学方案可满足高精度光学材料折射率测试仪的指标要求。 电子测试论文:汽车空调电子调速器老化测试系统的设计 摘要:介绍了一种汽车空调电子调速器老化测试系统的设计。采用三菱Q00JCPU为主控器,MT4414T触摸屏作为人机界面。用户可直接在触摸屏上设置工作主电压、信号类型、5段老化参数;同时具有风机工作电流、风机转速、产品温度等参数的显示和历史趋势查看功能。并集成了烟感报警、声光报警器等报警装置,实现无人化安全监控。系统最终实现了电子调速器功能和性能的在线老化测试,可自动检测出产品的隐藏缺陷,为产品质量改进提供了决策依据。目前该系统已经应用于汽车空调电子调速器的产品老化测试中。 关键词:电子调速器 风机 老化 随着社会经济和科学技术的快速发展,汽车已经成为人们生活中的主要消费品之一,并逐渐影响和改变人们的生活。汽车空调电子调速器作为汽车空调的重要组成部分,市场需求也逐年扩大。目前市场上电子元器件的质量良莠不齐,真假难辨,严重影响了电子整机产品的质量。汽车电子因其工作环境的特殊性,本身比一般电子产品要求高,如何保证汽车空调电子调速器的质量能满足客户的要求,显得十分迫切。设计一种专门针对汽车空调电子调速器的老化测试系统可有效降低产品的故障率。电子整机产品的老化,是指接通电源在室温或高低温情况下进行连续若几个小时甚至几十个小时的正常工作,然后再检测产品的性能是否符合要求。在产品出厂前及时发现有异常的产品,送往检修部门检修。这种异常产品往往是由于元器件质量或生产工艺比如虚焊等造成的,一般检测工序不容易发现。同时在产品开发阶段,对样品进行老化测试,还可以全面了解产品的性能,对后期进行批量生产提供依据[1]。 1 硬件设计 汽车空调电子调速器老化测试系统主要由以下单元模块组成:PLC主控单元、人机界面单元、稳压电源单元、信号发生单元、风机转速检测单元、电压/电流采样单元、温度检测单元、报警单元等。另外还包括工作电压为12V/24V的大小功率风机若干个,基本可满足各型号电子调速器要求,所有模块和风机都安装固定在一个铝合金工作台上。系统主要结构框图见图1。 1.1 PLC主控单元 PLC主控单元负责系统各单元的协调控制,执行用户设定的各项操作。Q00JCPU是三菱MELSEC-Q系列PLC中的基本型CPU,是以小规模系统为对象的,最适合于简单而又紧凑的控制系统。所支持的最大I/O点数为1024点,可以使用梯形图、语句表、ST(结构化文本,类高级语言)、SFC、FB等5种编程语言对基本型QCPU进行编程。Q00J为CPU、电源和主基板(带32点输入输出)一体机,同时内置串行通讯功能RS-232和RS485接口能与使用MC通讯协议的外部设备进行通讯[2]。系统中使用其RS-232接口与上海步科的MT4500触摸屏通信。RS-485接口与电源单元的数控直流稳压电源通信,用于设定当前电源输出。另外在0#插槽上额外配置了一个QJ71C24N通信模块连接信号发生单元。 1.2 人机界面单元 人机界面选用的是上海步科生产的MT4414T触摸屏,7寸TFT、65536显示彩色、800*480分辨率、4线精密电阻网络等,并具有COM0和COM2两个串口,支持RS-485和RS-232通信接口[3]。可直接与三菱Q00JCPU的RS-232接口连接进行通信数据交换。使用的通信协议是 MC协议,使用兼容3C帧,4格式。波特率 57600,数据位8,停止位1,奇校验。 1.3 稳压电源单元 为使系统操作更加简单和智能化,风机工作电压直接在触摸屏上设置。使用具有远程控制功能的数字稳压直流电源作为风机主电源,电源电压范围0~30V,最大输出电流50A,自带过流、过热等保护功能。完全可满足当前12V/24V常见功率的汽车空调电子调速器的测试老化需要。数字稳压直流电源与PLC之间采用的是自由通信协议。PLC可对电源进行开/关机、改变电压大小等操,并能实时读取当前输出电压、电流值和电源故障状态指示。 1.4 信号发生单元 产品老化过程中,需要定时间隔调整风机转速控制信号的大小,进而改变风机输出。常规的直流或函数信号发生器已经无法满足要求。系统采用的信号发生器是自制的汽车空调电子调速器专用信号发生器。可支持0~10V分辨率0.1V的直流输出;频率10~1000Hz,占空比0~100%的PWM输出;LIN-BUS总线输出;并且支持RS-485远程通信控制。PLC可通过QJ71C24N通信模块对其进行远程控制。 1.5 风机转速检测单元 在Q00JCPU的1#插槽上增配了一个脉冲I/O模块QD60P8-G,该通用模块可以测量转速检测装置输入脉冲的个数[2]。转速传感器采用的是霍尔型转速传感器SC12-20K,单片集成、高可靠性、温度特性好、响应频率大于20KHz、检测距离4mm、工作电压DC6~36V,三线NPN常开输出。在风机主轴上镶嵌一个直径10mm的永磁铁,将SC12-20K垂直对准永磁铁截面并固定离其4mm处。传感器使用24V供电,并将输出信号接到QD60P8-G的脉冲输入端。 1.6 电压/电流采样单元 Q64AD模拟输入模块,支持4通道模拟量输入。使用其中的3个通道分别检测风机两端电压、工作电流和电子调速器散热铝壳的温度。风机两端工作电压最大不超过主电源电压30V通过50K和10K电阻分压后接到Q64AD的通道1。将风机电源回路电缆穿过一个直流电流变送器LHB-50A,即可检测风机工作电路,变送器采用24V供电,输出4~20mA电流信号,在回路中串联一个250Ω的精密电阻,转换为1~5V电压信号送到Q64AD的2号通道。温度传感器使用的是K型热电偶变送器,温度范围设置为0~200度,输出4~20mA,同样使用24V供电,串接一个250Ω精密电阻后接到Q64AD的通道3。使用时只需将探头抵在电子调速器的散热铝壳上。 2 软件设计 系统软件分为触摸屏端上位机程序和PLC端下位机程序。MT4414T程序使用EV5000_V1.6_CHS开发环境编写,选择连接PLC型号为Mitsubishi Q00J,站号1、RS-232方式、波特率 57600,数据位8,停止位1,奇校验;上位机界面设计见图2。 本界面为系统用户操作界面,可直接在界面上设定主电压、信号类型、五段参数值、循环次数等;同时显示风机电流、风机转速、产品温度等参数,并绘制出风机电压、风机电流、风机转速、产品温度四个参数的历史趋势。主电压设置范围,0~30V;信号类型可选择DC、PWM、LIN-BUS三种目前主流的信号类型。当出现风机短路、烟感报警现象时,报警指示显示“故障”。 PLC端下位机程序在GX Developer Version 8开发环境下编写。程序主要分为下面几个模块程序。通信模块程序,包括PLC与触摸屏、数控直流稳压电源、信号发生器之间通信;风机电压检测模块、风机电流检测模块、风机转速检测模块、故障报警模块。 3 结语 本方案设计的汽车空调电子调速器检测老化系统已经形成产品,在汽车空调配件企业的产品老化车间使用,有效的检验了产品的性能和可靠性,大大降低了产品的出产故障率,提高了产品的市场竞争力。本文提出的电子调速器检测老化系统设计方案对其他电子产品老化检测具有一定的参考意义。
电子技术论文:教学改革下模拟电子技术的论文 1趣味实验,提高学生学习的感性认识和积极性 高职院校的学生并不擅长纯理论的学习,如果在学习模电这门课程时,先进行一些感性认识的教学环节,他们往往更容易学习这门课程。科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。因此,在讲授模电这门课程时,在讲完绪论以后首先由老师做一些电子方面的趣味实验,以激发学生的兴趣和好奇心,以增强学生学习这门课程的积极性。如果有条件让学生到实验室动手做一些较简单的电子实验,这些实验不仅能提高兴趣,又让他们认识了一些电子器件及特性,使今后在讲授各种电子器件时不再空洞乏味。 2要引导学生进行思维方式的转变 模电作为一门技术基础课,有其自有的特点和规律,其课程更重视理论与实践的结合。一般教学计划都是电工基础安排在模电课程之前来作为模电的基础课程,但如果不加分析地用电工基础的分析方法去分析模电,可能不会得到正确的结论。模电的理论有其自身的特点,表现在:第一,模电主要的电子器件二级管、三级管都是非线性器件,这与线性电路的分析和计算是有很大区别。第二,模电的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道决定静态工作点,而交流通道是信号的通道。第三,反馈网络是模电经常使用的电路,不管是运算放大器还是振荡器都必须有反馈网络的构成。以上几点正是学生学习模电的难点,因此在讲课过程中,要让学生了解这些特点与难点,调整思维方式和学习方法,使学生能够正确把握这门课程的学习特点。以下通过几个实例说明如何引导学生思维方式的转变。 2.1非线性电路与估算 在模电中常用的二极管、三极管的伏安特性为非线性,一般称为非线性元件,而电阻、直流电源的伏安特性为线性,一般称为线性元件。在模电中线性元件与非线性元件共同组成各种电路,那么电路的计算问题在电工基础中并未涉及,那么计算这种电路目前使用估算法、图解法。有的同学往往提出为什么不用解析法,而那样计算的不是更精确吗?在讲解这类问题时要给学生讲清楚估算法在工程计算中是非常重要的,它能使有些计算问题变得简单,能较快地解决实际问题,而用解析法,一是目前学生的数学知识不能解决这种问题,二是如果能用高等数学的方法解决,但过程过于繁杂,虽然计算精度高,但与估算结果差距不大。因此在这里要让学生思维方式有一个转变。 2.2放大电路的直流通路与交流通路 在模电的放大电路中,直流通路和交流通路的分析也是模电独特的电路分析方法,由于二极管、三极管中PN结死区电压的存在,必须在交流信号通过放大电路时有一个直流电压及电流的存在,这样才能保证交流信号不失真地通过放大电路。这也是学生需思维转变的一个重要方面。对于三极管、电阻、电容、电感、电源等电子元器件,它们分别在直流电及交流信号激励作用下的不同响应决定了它们在直流电及交流信号中所起的不同作用,这些都是分析复杂放大电路的基础。很难想象不清楚放大电路直流通路和交流通路的学生能够学习好这门课程。 3通过课程综合实验提高学生的整体水平 由于模电是一门与实践联系非常密切的技术基础课,通过一些综合实验来提升学生的理论水平和实践技能是非常重要的,因此在课程讲完之后,笔者就安排一个超外差式收音机综合实验来提升学生模电的理论水平和实践能力。读图——提升学生的读图能力,课上讲的模电电路一般是各类单元电路,如共射基本放大电路、振荡电路、功率放大电路等。通过综合实验课可以将各个电路串成一个整体,笔者通过对一个超外差式收音机电路图进行整体讲解和分析,来提升学生模电电路的整体分析能力。一般超外差式收音机的电路组成为变频级——中放级——检波级——低频放大级——功率放大级,对照理论教学所讲授的内容,变频级对应振荡电路及基本放大电路,而该放大电路又工作在非线性区属非线性放大,这样才能混频输出差频信号,在这里还要补充讲解一下放大电路的非线性特性及应用,这样使学生对三极管有了更深刻的认识,平时常常强调放大电路要工作在线性区,似乎非线性区是不可用的、多余的,但通过这样一个实例让学生明白,三极管放大电路工作在线性工作区时可进行线性放大,工作非线性区时可以进行混频等应用。这样一级一级来分析后面的中频放大电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路等。实践证明,通过整体电路的分析与讲解,学生的读图和分析能力得到了明显的提高。 4结束语 通过对模电教学的改革,教学效果有了明显的改善。趣味实验提高了学生的学习兴趣,综合实验提升了学生的理论水平和实践能力。因此只要精心设计,合理安排教学的各个环节,不断改进教学方法,模电教学水平会得到很大的提高。 电子技术论文:中职电子技术课程实施的方法技巧 随着中职学生数量的增加,学生的管理,尤其是职教类课程主干课程的改革势在必行中职电子课程的设置和实施成为主要内容。面对生源素质的急剧下降,我们必须要改革课程以适应当经教育发展的形式。当前学生的现状是基本素质较差,学习成绩较低,并且有部分学生厌学情绪严重,没有学习的积极性,甚至有的学生认为专业课是可有可无的,所以对专业课抱着可学可不学的态度。 我们中职学校设置的专业课一般来说基础性很强、操作性强,需要学生具有很好的素质,包括较好的逻辑性、物理思维能力和极强的动手操作能力。可是面对当前学生的现状我们应该注重学生能力的培养。作为电子技术教师,我们的任务更加繁重,如果说中职类机械加工类的专业课是宏观教学的话,那么我们电子技术教学就是微观教学,这需要我们教师能够尽可能地将微观的内容宏观化,尽量还原专业课的实践性的特点。我们在课程实施过程中要坚持把学生的基础知识和课堂实践相结合的原则,从而使我们学校的电子课教学受到领导的好评和兄弟学校的效仿。 一、借助多媒体教学,实现情境化教学 电子技术教学是基础的理论知识教学。在课程讲授过程中,适当地运用现代教学手段,可以把抽象的、微观的知识转化为具体的、宏观的事物,利于学生接受。我们职教类学校在这一方面采用了很多具体可行的方法,这里就不再多说了。但是一些饮鸩止渴的方法是不可取的,如一些学校在授课中为了提高学生的兴趣,一味地迎合学生的畏难心理,在课程设置中删繁就简,不再设置基础理论课,而是直接开设实践性强、适用性很强的技能课,使学生的技能课成了无源之水、无本之木。这种回避主要矛盾的做法还在某些学校推广,极大地影响了职技类学校的办学声誉。我们学校在课堂设置上不能任意改变课程,不是每一个中技生毕业后就能去工厂就业,有的还需要学习深造。即便是直接就业也需要有很好的理论基础,我们要的不是简单的工匠,我校的做法是想法设法使枯燥的理论生动化,使学生爱学乐学。 我们充分利用现代多媒体技术和仿真技术把课本中枯燥艰深的电子电路问题直观形象地转化为立体的、运动的、多元的信息,使教学难点得到突破。我们利用多媒体计算机的动画制作将各种工作元器件的工作原理集成块的工作图制成动画,通过动画演示使学生在轻松愉悦的情境下掌握了重点。如三极管、场效应管、显像管等的工作原理是必须的基础理论知识,学生必须掌握通透,才能在实际操作中运用自如。 二、知行统一,理论联系实际 电子技术课是一门基础的实践性课程,要求我们在执教过程中,坚持贯彻知行统一,理论联系实际的基本原则,将基本理论教学和实际操作紧密集合。学生的基础知识理解得深透以后,就变成操作实践的理论基础,为什么这样操作而不那样操作,为什么先这样,而后那样……学生都能够自己作出判断,自行解决。在实际操作中我们引导学生善于观察生活,善于观察生活中的电子现象,能够举一反三,并将这些现象进行归类处理,在深厚的理论基础上发挥想象力和创造力。这样在操作和理论知识之间就能够架起一座桥梁,使基础知识能都尽快地指导操作实践,操作实践进一步补充我们学生理论知识的缺陷,实践和理论的融合才是我们教学的最高境界,然后达到融会贯通的目的。实践操作能拓展学生的逻辑思维,从而让学生更好地理解体会书本知识。这样的理论联系实际使学生既学会了基础知识同时思维能力和实践能力都得到了训练和提高。例如,在讲授《电子技术基础》中的“稳压电源”一项内容时,任课教师针对学生喜欢玩弄手机,并且经常丢失充电器这种特殊的现象,设置了为什么要用充电器呢?可不可以不用充电器呢?学生觉得也是个难题需要解决,于是学生找来万用表进行测量获知:插座上的是交流电,充电器输出的是直流电,而且不同的充电器的输出也有所不同,学生通过自己动手测量验证,对这一问题产生了兴趣,再由此提出相类似的问题,让每个学生产生学习这些知识的动力,并为之努力,每个学生通过个人努力学会了这些知识并内化为自己的能力。 三、教学中以技能训练为主线,培养学生的实际操作能力 中职学校的的培养目标是把学生培养成为技能熟练、技巧娴熟的工人,以此决定了中职学校在基础课教学中的教学重点,电子技术作为电子类主干课程应该注重实践教学。把加强学生的基本技能技巧作为教学的出发点和落脚点。在教学中多安排学生的实习做操的课时量,在时间保证的前提下,关注学生的实习效果,在实习中检验学生基础理论知识和实践操作的连接能力,检验和巩固基础理论知识教学。使学生更好地掌握基础知识理论。例如,在《电子技术基础》课程中我们的一线任课教师经常安排一些电子小制作,比如门铃、电子音乐卡等。授课教师在操作过程中引导学生运用学过的知识进行操作过程设计,然后进行实践操作,工作完成以后进行调试,任务完成以后同学之间相互交流实践成果,对每位同学的作品进行评价并提出改进意见和改进的理论基础。这样使每一位学生能够用运自己学习的知识进行具体化的简单操作,而不是作为匠人式的简单的重复,使学生在操作的过程中能够有自我独立操作的意识,增强了学生的自我意识。 在实习操作过程中通过每一位学生的自身努力,既锻炼了学生的细心和耐心,更提高了学生的认识,使学生认识到电工电子操作一定要严谨认真,一丝不苟,否则会极大影响我们的装配效果。 总之,在科技高速发展的今天,我们的电子技术课一定要站在时代的前沿,尽量适应瞬息万变的科技进步。我们在课程讲授过程中应该尽量插入一些体现当今时代的电子理论,比如3D技术、智能手机等。在教学实践中我们应该尽量开设网络课堂,利用网络查找最新的电子知识,查找电子元器件的各种功用和和特点,使学生的知识理论与时代同步,这样才能实现应电子技术课的能更快发展。 电子技术论文:电子技术教学培育学生能力 现阶段我国全面推进素质教育的目标之一是培养学生的创造精神和实践能力。在技工学校中,这方面的要求更为迫切。然而,我们过去的教学模式没有充分认识到要将学科特点和培养学生能力有机结合起来的意义,这就要求我们必须在教学中加以改进,如何结合本学科教学使学生在掌握必需的文化知识的同时,具备熟练的职业技能和适应职业变化的能力以达到素质教育的要求。笔者在电子技术基础教学中做了一些尝试,谈谈自己的体会。 一、重视基础知识的传授,提高学生的专业能力 电子技术基础是一门专业基础课,专业性、理论性较强,内容涉及面广、术语多、图形符号也不少,这些都是电子类专业交流的技术语言,是设计使用的共同标准。而学生学习起来比较枯燥,如果一味地灌输,就会使课堂变得机械乏味,会导致学生厌学情绪的产生,所以教师在课堂教学中,应把提高学生的学习兴趣放在首位,充分开发他们的智力和主动性,让学生认识到基础课程的重要性,在教学过程中使用多种教学方法,体现“学为主体,教为主导”的思想,运用启发、讨论、现场操作等教学方式,引导学生主动参与教学过程的各个环节,改变听课时的被动性和盲目性,变“要我学”为“我要学”,形成动力学习的风气,打下扎实的理论基础,充实学生的专业能力,促使学生养成基本的文化修养,掌握从事本专业职业所必备的知识和技能。 二、重视科学理论和方法的传授,培养学生的学习能力 在科学技术日新月异迅猛发展的今天,人们不仅要有知识,更需要有获取知识的能力,授人以鱼不如授人以渔,教师不仅要把教学内容传授给学生,更重要的是要交给学生打开知识宝库的金钥匙,指导学生掌握科学的学习方法是培养学生学习能力的关键。在电子技术基础的教学过程中,针对其专业性、技术性强的特点,教师要充分发挥自身的指导作用,根据学生的心理特点和兴趣爱好合理安排教学环节,介绍科学的学习方法和规律,尽可能给学生创造思考的机会,帮助学生掌握正确的学习方法,培养其自学能力,这也是实施素质教育的重要内容。目前,较为普遍采用的以传授知识和技能为教学目标的讲授法,忽视了学生的主观能动性,在引导学生主动参与教学过程,主动探索和思考方面有较大的缺陷,不利于学生素质的提高,所以在教学过程中教师要启发学生积极思维,不要牵着学生走;要鼓励学生大胆探索,不要压抑学生的积极性;要开拓学生的思路,让他们独立思考,不要代替学生得出结论。只有这样,才能促使学生形成合理的知识结构和能力结构。 三、充分利用学校各种教育途径,培养学生创新能力 利用课外活动及多媒体教学,培养学生创新能力,教师不仅需要在课堂教学中锐意开拓,创设宽松的环境,营选民主的氛围,激发学生的创新灵感,还要积极开展形式多样的课外活动,改变重课内轻课外的传统思想,积极开辟“第二课堂”。一方面通过讲座,报告,阅读资料的形式,介绍学科发展的动向,开拓创新思路,另一方面通过观看教学光盘及多媒体电子课件,让学生了解计算机,网络技术与电子技术之间的联系和发展,并指导学生开展小发明、小制作,把本学科知识应用到日常生活中,例如;课外活动通过让学生装配简易收音机的制作过程,学生不仅认识了各电子元器件外形及其作用,了解电路的连接,练习了焊接技术,更重要的是对作品有了新思路,表现出一种追求创新的意识和心理倾向,从而培养学生的创新能力。 四、重视科学、技术、社会关系的教学,提高学生的社会能力 教师要指导学生努力挖掘自身的潜力,意识到提高各项技能和素质的紧迫感、危机感,在学会专业的同时,努力学习和掌握更多的技能,争取成为“多面手”,以提高自身的职业转换能力。各学科都应将自己的教学内容与企业、社会实际结合起来,特别是专业课的教学,建立一个专业课程教学指导委员会,能增强针对性,而避免盲目性。目前学校教育存在教学与生产严重脱节的现象,学生学习的知识有些在企业用不上,而企业需要的知识有些学生又没有学。以市场为导向,让学生尽快适应社会需求,必须在教学中注重将科学技术与社会关系相结合,提高学生的社会能力,在电子技术教学中采用以下几种方法: (1)建立专业课程教学指导小组,把教学内容与企业、社会实际结合起来,有目的、有针对性地改革和选择基础教学内容,重点突出、详略分明地处理教材,恰当地安排教学课程,使基础知识更好地为专业课程服务,也为培养学生的应变能力奠定了良好的基础。 (2)进行教学实习的综合测试,以5~6人为一组,分别安装一台筒易半导体收音机,最后以小组总成绩来评分,借此检验他们的综合分析能力、专业技术能力、解决问题的能力以及善于与人协作的能力,充分发挥学生的个性、独立性和创造性,让他们明确群体工作协调的重要性。 (3)根据学校所提供的实习就业机会进一步锻炼学生的社会能力,经过两年的理论学习,学校将推荐学生实习。近年来,我校推荐外出务工的很多企业都是电子类企业,为了使学生能够选择到一个适合自己的实习岗位,尽快适应社会发展要求,使学生毕业后获得一个满意的就业岗位,让学生在工作中锻炼自己、提高自己,把自己所学的电子专业知识尽量应用于工作实践中,转变为实际能力,从而去寻求更适合自己事业发展的空间。 当今社会,科技迅猛发展,社会加速进步,产业结构升级,专业、职业内涵发生了巨大的变化,要求劳动者具有跨专业、跨行业工作的能力,适应复合型岗位要求,掌握多种技能与知识及适应劳动力市场变化的职业应变能力与创业能力等。总之,培养学生的能力是信息时代的需求,也是学生发展自我能力的需求。这就要求 老师们不断地探索,不懈地努力,更需要学生自身的努力。 电子技术论文:电子技术在矿产中的运用 煤炭资源是我国现代化建设的基础能源,煤炭现代化建设中,矿井电力系统起着重要支配和主导作用。在我国的一次能源消费结构中,煤炭约占70%~75%左右,预计2050年仍将占50%以上,煤炭企业是电量使用大户,国有重点煤矿的原煤电耗吨煤达到40kW左右,年产150万t矿井的耗电量,相当于一个中等城市的照明用电。现代化矿井的运行离不开电力资源,功耗在矿井的电能消耗中占据了相当高的比例。随着现代科学技术的迅猛发展,电力电子技术在最近十几年内悄然发展起来。电力电子技术已成长为能源技术、电子技术、控制技术交叉的高新技术。其对传统工业的改造、能源的节约、高新技术的发展起到良好的促进作用。将电力电子技术应用于现代化矿井建设的过程中具有重大意义[1]。 1电力电子技术应用 电力电子技术是20世纪初提出的,经过长期发展,实践检验,其形成独立的学科和技术产品是在60~70年代。近几年,电力电子技术在冶金、纺织、建筑、交通、给排水、电梯、空调、机床、电源等行业的应用发展迅速。电力电子技术主要应用于电能的功率变换与控制,基础设备和元器件也在不断更新。交流电机变频调速的控制理论从PWM的单一V/F控制后,又发展出闭环V/F控制、空间矢量控制、无速度检测矢量控制、直接力矩控制等方式。技术的不断进步将促使工业和民用的装备向智能化、电脑化、数字化、网络化、集成化发展。电力电子技术的发展,使其应用于各行各业,并取得了长足的发展。20世纪70年代以来,煤炭资源在我国现代化建设的起步阶段发挥了举足轻重的作用,我国将电力先进技术应用在地质勘探、建井、采掘运输、安全管理等各个领域方面,在实践磨合中,也创新发展了新技术和新装备产品。这些产品在现代化矿井高产、高效中发挥了重要的作用,彻底的改变了生产的面貌。目前我国现代化矿井步入了新技术领域中,并且向安全自动控制、无人采掘工作面、远距离地面控制等高新技术方向发展[2]。 2电力电子技术在煤矿中应用 2.1电机的调速传动煤矿中的电机是耗能大户,并且集中在通风机、提升机、排水泵和采煤机等几个大型设备上,电耗非常大。电机是感性负载,功率因数低,负载变化大,节能的空间很大。节能的关键在于先进节能设备的使用或对现有设备的技术改造。目前的矿用提升机交流电控系统除了调速性能不理想外,其转子串接的加速电阻也消耗部分电能,而且维修量大。针对上述情况可以选择变频类的电机,充分利用电力电子技术,改造风机结构功能,提高风机、水泵的运行效率,降低维修费用和投资成本,达到节约减排的功效,使其设备高水平更新,使管理和效益显着提高。 2.2采掘机械中应用煤矿中采煤机械、掘进机械等大型装备是煤矿的重要设备,在煤矿生产中发挥重大的作用,是煤矿机械化装备程度的重要环节,由于这些设备的功率损耗大、负荷变化大,与之带来了电力资源的浪费问题。当今电力电子技术的迅速发展并成熟,将其应用于矿山采掘机械中已经非常普及。电牵引采煤机也改善了电机的启动特性,其性能、效率、可靠性均比液压牵引采煤机提高很多,采用电牵引采煤机可创造可观的经济效益。(图略)为大型现代化采煤机进行割煤工作。 2.3提升设备的改造及应用在我国大型现代化矿井中采用交-交高压大功率变频器控制绞车的开发和使用,在矿井提升设备中,应该效仿电梯行业逐步实现交流变频技术的改造,使得提升设备在控制的安全性、适应性、准确性及节电方面有较大的改善。但使用的交-交变频装置谐波大,对电网的干扰较大,功率因数低,结构复杂,需要维修的水平高,全数字控制尚未成熟。以后发展方向应选用不断出现的高压大功率的变频器新产品,同时一种利用低压普通变频器实现高压绕线电机制动和低频拖动的方法也可供选择[3]。 2.4输送机的改造及应用输送装置失效:在高产高效的现代化矿井生产中,输送带作为输送装置起着至关重要的作用。输送带与托辊之间发生相对运动产生的磨损;接触式清扫器与输送带发生相对运动产生的磨损;漏斗放煤及长物料对输送带产生冲击磨损;输送带跑偏产生的局部磨损;大块煤、矸石对输送带产生磨损。电力电子技术中的交流电机软启动设备替代液压联轴节,利用交流变频系统进行变速输送物料。 2.5矿山其它方面中应用煤矿井下照明设备,可开发成本低、电磁污染低、可靠性高的性能先进的电子整流器(如高频逆变式镇流器),绿色照明的意义更大。地面设施高效率运行,洗煤厂工艺流程中的电机传动、地面工厂、发电厂的物料输送、压缩机、风机水泵均可利用变频调速改造获得更大的社会效益和经济效益[4]。 3电力电子技术的发展趋势 我国煤矿电力电子技术起步较晚,与发达国家相比差距较大,其未来的发展趋势应该是研发具有自主知识产权的核心装置,以煤矿开采技术及配套装备为主,同时开发计算机设备专家系统,增加设备产品的通信功能,以适应综合自动化的需要,为保证矿井安全生产,煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点。电力电子技术以其特有的高效、安全、适应性强等特点在煤矿生产中得到了广泛的运用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,而且极大提高了煤矿的生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益[3]。 4结束语 煤炭资源在我国基础能源中一直处于主导地位,高效生产直接与经济建设相关。电力电子技术做为高新技术已成长为能源技术、电子技术、控制技术交叉的高新技术,充分利用各种先进的高新技术,彻底改造煤炭工业,使全行业迅速改变面貌。煤炭行业做为传统产业,电力电子技术得到了广泛的应用,取得了巨大的经济效益和社会效益。 电子技术论文:学生教学方法模拟电子技术的论文 1讲好“绪论”课,激发兴趣 绪论,是学生入门的第一课,如何利用这第一节课,将对以后的教学起着关键性的作用,轻松有创意的课程引入,可以带动学生对学科的兴趣并引发其学习动力,这样可以将学生的主观能动性全面发挥出来,学生也会主动的去接受学习。所以引发学生对学科的兴趣及动力就成为了这第一课的首要任务。首先要结合社会现行引领大趋势的电子产品———计算机的发明与制造过程,简介电子技术的发展史,使学生充分的了解到电子技术是一门在不断革新、不断探索的科学技术,其在以惊人的速度发展。其次,我们应举例介绍同我们生活息息相关的电子产品,如液晶电视、激光唱片、交通指示灯等,使学生知道我们现在的生活处处离不开电子技术的应用,使他们的思想在潜移默化之中由被动的接受变成主动的汲取。还有可以简介与电子技术相关的专业,使其明了电子技术在其中的重要性,让学生的思想对其产生向往。 2采用多种教学方法和教学手段,调动积极性 针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在教学过程中,通常会选用以下几种教学方式:①多种方式的问答。问答法主要是根据学生已掌握的知识或者是实践经验,有目的性的引导提问,提出问题让学生讨论作答,有的则是为了抛砖引玉带出之后的新课程,不回答,同时根据教学进度适时的进行相关知识点的补充。②诱发求知欲,进行实体演示,演示教学是我们在教学工程中运用教学用具或者做相应的示范性试验等方式,将学生引入角色,使学生通过近距离的观摩实践将所习得的知识加深理解的一种方式,还能让学生体会到理论与实际更为贴近。③不断地练习,进行章节测验。④运用类比法教学。我们在日常的教学是将内容相近的知识点同时进行讲解,这可以培养学生的举一反三能力,同时也提高了教学质量及学习效率。⑤不断总结,巩固知识。每一章授课完毕后,要对此章的内容进行归纳总结。总结的过程同时也是一个思考过程,这对知识的梳理与加工有很好的效果。⑥提升教师的个人魅力使得学生信任、尊重老师,这对于教师的教学会起到很大的作用,个人的良好人品与修养,会得到人们的欣赏与向往,作为育人者,教师应该更为注重个人素养及人格魅力,只有拥有了渊博的才识,具备极强的综合处理事务能力,通过努力不断完善自己的行为品质。学高为师,道高为范。在学生们眼中会起到放大的效果,教师的优缺点都会被放大。⑦讲解二极管的整流功能时,就和学生说,大家听说过“整容”吧,整流和整容是一个道理。这样的话,可以激发学生的兴趣。⑧在教授新课时,避免一次讲的太多,讲一点,练习一到两节复习巩固,千万不要讲的太多,避免学生害怕学习该门课程。 3注重实验教学,提高学生的实践应用能力及创新能力 模拟电路实践教学可分为以下三个部分,基础实验、提高实验与职业技能,电工电子基础试验中心拥有创新实验室,可以让学生综合全面的掌握电工电子的综合技术,提高学生的实践操作能力。具体在实验的内容教学中,增强综合性、设计性、开放性试验比例。充分利用实验教学对枯燥无趣的理论教学进行补充,将抽象难懂的内容利用实验课中的器具实验用品进行模仿验证,加深学生对知识的吸收与理解。引发调动学生的学习积极性及兴趣。模拟电路实践课可以给学生提供丰富的实验课目,学生能够根据自身的知识积累,来选择安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,经过相关程序的仿真,学生可以直观地观察到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线与交流负载线的不同之处。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心为不同专业安排的1周~2周的模拟电路实训,设计培训、制作电路与电源,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先进行理论设计及计算,然后利用计算机的相关软件进行仿真,最后到动手操作、调试、焊接、制作。整个过程提高了学生的动手实践能力,并同时提高了分析问题解决问题的能力。 4总结学习方法,培养学生良好的学习习惯 《模拟电子技术基础》与其他科目有所不同,它不但需要扎实的理论基础,还要学会财务分析电子电路。首先,要让学生可以更快的适应模拟电子技术的学习。在教授知识的同时,还要培养学生正确的学习方法,提升他们的自学能力,培养良好的学习习惯。引导学生在听课前先预习的习惯,然后在课前自学过程中将教材的重点、难点、惑点等都找出来。其次,督促要求学生做好随堂笔记。指导学生如何做好笔记,使其更好地掌握知识。笔记重点记录教师讲课的,主题、重点、难点、概念,关键词,对难点进行重点标注,以方便课后的复习。督促学生复习可以防止遗忘。课后学生自主的温习课程及笔记,可以将所学知识进一步巩固同时加深理解。 5教学应有侧重点,以应用为目的 高职要重点着手于理论知识的应用及实践动手能力的培养等方面。因此,教学内容上要彰显高职教育的特点,主动适应社会需要,侧重于应用性、针对性。将知识与能力相互结合,重点培养学生的工程应用能力及处理问题的能力。基础理论的的初衷是对其的灵活运用,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为侧重点。目前电子技术基础具有很浅的实用性,其技术更新的速度是无法想象的。因此授课时不可再生搬硬套之前的教学方式:首先讲解元器件的原理、特征、性能,然后对其进行分析对内部结构进行讲解,再举例说明它的具体应用。曾经对模拟电子技术基础偏重于细节,忽略了整体概念的讲解,这对培养学生的应用能力起到了副作用。因此授课时应有所侧重,重点讲解新思想、方法及应用,重点讲解所谓粗线条分析。需要与实际电路相结合,使学生对电路的应用更加了解。 6设计特色引入,激发学生兴趣 一个引人入胜的开头可以引发人们的兴趣,同 样,课堂必须有一个别开生面的开场,可以吸引学生注意力,也可以掌控学生的思维从而激发学生学习兴趣。授课时老师以非传统的方式开场,可以大幅度提升教学质量。例如在讲解二极管的单向导电性时,可以这样设计课堂开场:同学们都听说过家里用的煤气罐,煤气罐的开关有一个特殊的功能,那就是气体只能出,不能进,也就是,空气不可以进入煤气罐,只有煤气可以从煤气罐出来,这就是煤气罐的单向通气性。同样,同一种半导体器件———晶体二极管,它的作用原理和煤气罐开关一样,具有单向导电性。在讲解二极管的内部构造时,可以设计这样的开场:同学们早餐吃三明治没有,哪位说说三明治是怎么制作的,并让同学们进行讨论,因为三明治分为三层,中间是薄薄一层火腿,因此我们可以带出今天要介绍的与三明治相似的半导体器件———三极管。它能分为三个区:集电区、基区和发射区。其中发射区掺杂浓度较高,基区非型常薄,集电区面积最大。这样的开场很容易抓住学生的注意力,使课程顺利展开。总而言之,要想使学生更好地掌握《模拟电子技术基础》,就需要合理利用教与学这个互动的过程,该过程不但要求我们培养出学生正确的学习方式,还要求我们使用适当的教学方法,而一个好的教学方法是教师在教学过程中不断地探索和总结出来的。 电子技术论文:教学改革模拟电子技术的论文 一、课程的特点 “模拟电子技术”是电子信息类专业的重要学科基础课程。该课程内容丰富,既有模拟电子技术的理论分析,又强调模拟电路的工程性和实践性;既要掌握模拟电子电路的基本概念、基本电路及其分析方法,又要求对电路进行定性分析和近似分析,学会辩证、全面地分析问题和解决问题。通过本课程的学习,培养学生继续深入学习和接受电子技术专业知识的能力,培养学生系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。因此,普遍认为该课程“入门难”,在教学过程中各个知识点的衔接以及各个教学环节的配合十分重要。 二、课程结构与基本教学要求 “模拟电子技术”是电子信息类专业及其重要的学科基础课程之一,“电路分析基础”是与其直接相关的先修课程,此外还包括“高等教学”和“普通物理学”等相关课程。“数字电子技术”、“电子线路课程设计”、“高频电子电路”、“半导体集成电路基础”等后续课程与本课程密切相关,传感器原理、嵌入式系统以及毕业设计等也与本课程的联系比较紧密。结合电子科学与技术、微电子科学与工程的专业特点,在本课程教学过程中,我们注意本课程与后续课程的内容衔接,尽量避免复杂的公式推导,注重分析问题能力的培养。 1.课程的基本结构。为使学生对电子电路建立起系统的观念、工程的观念和创新意识。首先,要培养学生分析问题的能力,使其“会”读图,能对电路进行性定性分析,其次,要求能够进行定量计算。以我院电子科学与技术,微电子科学与工程两个专业为例,“模拟电子技术”教学计划共64学时,其中56学时为课堂理论教学,8学时为实验教学。为进一步培养学生的动手能力,随后安排2周的电子电路课程设计,作为实践环节的补充。经过比较甄别,采用文献[1]作为基础教材。教材遵循“先器件后电路,先小信号后大信号,先基础后应用”的规律编排内容,为相关课程的学习打下较好基础。在应用方面,是围绕信号的放大、运算、处理、转换和产生来介绍。 2.本课程的教学内容。在教学内容安排上,除去绪论部分,笔者将课程内容分成4个单元,如表1所示。第一单元讲述常用半导体原理,及其与分立元件组成的放大电路的原理;二、三单元分别为集成运算放大电路的原理及其应用;关于直流稳压电源的内容为第四单元。其中每个单元安排2学时的实验课程,分别为三极管放大电路(单级、差分)、运算电路、反馈放大电路和直流电源,考虑与实践环节“电子线路课程设计”的衔接,仅安排验证性实验。 三、教学模式的改革思路 1.优化教学内容。我们以所选用教材为根本,考虑教学学时有限,以及相关知识点的衔接,对教学内容做了一些优化。如表1所示,第一单元内容包括半导体器件及其基本放大电路,以双极性器件为主,单极性器件的学习做好与后续课程衔接即可。其中多级放大电路部分主要讲述差分放大电路;考虑知识点的连贯性,特别是把教材第9章关于功率放大电路的内容作为分立元件放大电路的应用,与多级放大器的输出级部分一起讲授。在此,要特别注意本课程“入门难”在该部分教学内容中充分体现;例如关于PN结单向导电特点,应避免复杂的理论和公式推导,在教学时可先由线性电阻的双向导电性对比PN结的单向导电性,比较其伏安特性曲线,使其特点一目了然。随着信息技术的发展,集成放大电路的应用越来越广泛。学习第二单元集成放大电路的原理及特点,特别要注意与后续课程“半导体集成电路基础”的衔接,关于集成放大电路的原理此处应重视其外特性,重点分析集成放大电路的频率响应和放大电路中的反馈。第三单元,集成运算放大电路的应用,包括基于集成运算放大器的信号运算与处理以及波形发生与转换电路。此处应注意与“高频电子线路”课程的衔接,波形发生电路重点讲述RC正弦波振荡电路即可,在内容上要避免不必要的重复。第四单元,直流稳压电源,讲述小功率整流滤波电路和串联反馈式稳压电路,并安排2学时的实验。考虑到在本课程的教学过程中,已将关于电子线路读图的方法穿插到相关章节;没有单独安排第11章“模拟电子电路的读图”的教学内容。 2.合理安排相关知识点的教学顺序。为培养学生综合应用所学知识解决问题的能力,要明确“学以致用”的道理;即学习器件原理的目的是为了组成功能电路。遵循这个理念,合理安排相关知识点的教学顺序,深刻领会知识点的内涵是教学过程中一个重要环节。首先,针对第一单元知识点的教学顺序做了一些调整。在学习三极管基本原理后,接下来便是三极管基本放大电路的学习;其次,考虑为CMOS集成电路的学习打下基础,关于场效应管原理其基本放大电路的学习虽非重点内容,但却是必不可少的。另外,关于差分放大电路以及互补输出电路的学习,需注意与集成运算放大电路的关系。第三单元分析非正弦波发生电路是一个难点,在教学过程中应引导学生应用“电路分析基础”课程“RC电路三要素法”定理分析非正弦波发生电路工作原理,则问题可迎刃而解。“电路分析基础”课程中所学“电流节点定律”、“电压回路定律”、“线性电路叠加原理”、“戴维宁定理”和“诺顿定理”等理论是从事模拟电子线路分析的基本定理,必须牢记。 3.完善多媒体教学课件,做好板书与多媒体教学相结合。多媒体教学以信息量大、图文并茂等优点,在当前电子信息类专业课的教学已普遍采用,很多教材配套多媒体课件,甚至出现在课教学过程中完全丢弃板书的现象。但必须注意多媒体教学节奏快,学生很难有时间做课堂笔记,容易产生“夹生饭”。对此,我们首先完善了与教材配套的多媒体教学课件,根据上文3.1和3.2所述优化教学内容和知识点顺序,特别参考相关文献对一些知识难点分解、细化,经过近3年的不断完善基本形成具有特色的“模拟电子技术基础”多媒体课件。同时,对一些比较适合板书讲解的知识点,注意做好传统板书与多媒体相结合;例如二极管整流滤波、放大电路图解分析法、放大电路交流等效电路、非正弦波发生电路的过程分析等,在讲解过程中通过板书一步步地画出相关波形有利于充分理解其内涵,培养学生的学习兴趣、增强学生的自主学习和实践动手能力。 4.以能力培养为导向,充分调动学习主动性。以能力培养为导向,注重学生的综合素质与创新能力的提高。探索师生互动的课堂教学模式,提倡和鼓励学生自主学习,让学生真正参与教学。以应用为背景,采用提问的方式,激发学生学习兴趣,破解本课程“入门难”的问题。在一轮教学过程,按照“回顾要点—提出问题—分析问题—当堂小结”的顺序组织授课内容,除了要求完成相应的作业题目,每个知识点均设计1~2题小结性质的问题进行提问,并引导学生当堂解答,或作为课后作业在下次课随机抽取学生讲述该题目的解答,鼓励学生发表见解,大胆质疑。以此使学生充分参与教学,激发学习兴趣,调动其学习积极性。 5.充分利用现代教辅手段改革当前教学手段。随着信息技术的发展,现代教辅手段在教学过程中得到广泛应用。针对模拟电子技术的学习,为培养学生实践能力,坚持理论仿真与实践相结合。我们选用Multisim电路仿真软件演示相应功能电路的工作过程,以加 深理解。以此对学生选用相关仪器测试电路的方法,以及电路设计和电路故障诊断的能力进行虚拟训练。当前网络学习方兴未艾,进一步如何充分利用网络教学平台,建立教学网站,实现资源共享,进一步可开设基于网络平台的讨论,以此作为课堂教学的有益补充。在“模拟电子技术基础”课程的教学实践中,通过引入多种功能电子电路的进行原理分析,组织学生进行扩展练习,激发了学生的学习兴趣;在深入理解基本理论的基础上培养学生分析问题和解决问题的能力,为电子技术在专业中的应用打好基础。我们以制定2013版教学计划为契机,通过一系列教学改革手段的实施,取得良好教学效果。以电子科学与技术专业2012级为例,教学评价得分分别为93.26;集成电路设计和系统集成该专业2013级教学评价得分为93.13。 电子技术论文:电气工程及其自动化专业电力电子技术课程学习心得 1、引言 随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展。电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用,电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。电力电子技术是气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课。课程的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强。如何在有限学时内获得最好的教学效果,使学生较好地掌握课程内容,并培养学生的工程实践能力和创新精神,提高学生的学习兴趣,是急需解决的问题。为此,必须从教学内容、教学方法及实际应用等方面对电力电子技术课程进行改革,开创出一条适合培养应用型人才的教学模式 [1]下面就几个方面探讨一下本人在信号与系统这门课程学习过程中的一些心得。 2、充分发挥多媒体的特点制作有特色的课件 多媒体课件不能将课本的内容用PPT直接投到屏幕上,采用这种课件对教学是无益的。要将、文、声、像以及视频等融合为一体,在备课时充分该特点,对教学内容进行充分理解和掌握,把自己课程内容的理解、分析和总结等写入PPT,插入必要的电力电子技术实验原理的Flash动画演示,精心设计每一张多媒体课件的页面,制作有自己特色的多媒体课件[2]。让学生在听课的中对教材中的内容一目了然。例如:在讲授电力电子技术中的同步信号为锯齿波的触发电路时,该电路结构相对较复杂,利用多媒体将电路图和工作波形图同时分解为几部分,将每一部分的电路图和相应的工作波形图放在一张图片中,利用多媒体的动画效果对电路中的电压、电流等进行处理,在讲授时,电路图中的电压电流路径用醒目的箭头象形地表示出来,同时工作波形中的该物理量的波形也进行动作,并将该知识点的重点用文字写在图开的边上。通过教师的控制,分节演示,使图中的路径动画和波形动作同步,从而给学生以感官上的综合刺激,同时可以节省板书与绘图的时间,扩大了教学的信息量。丰富了教学内容,能生动地展示各种教学素材,提高学生对本课程学习的积极胜,激发学生的学习兴趣,能极大限度地满足学生的求知欲望。 3、加强实践能力培养 教师应注重实践能力的培养。电力电子技术有很强的实践性,实验是培养理论联系实、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。在实实践教学改革是“电力电子技术”课程改革的一重要环节。学生要认真完成基本实验,巩固实验基础。根据课堂教学内容的教学安排,学生必须完成一些验证性的实验。如电力电子器件的特性研究、基本电路的输出电压、电流波形验证等基本实验。通过这砦实验,学生不仅可以加深对课堂所学内容的理解,而且可以熟悉整流、斩波、变频和逆变的相关概念有更深刻的认识和理解。在此基础上,我校现在已淘汰传统的分立元件实控制柜,采用浙江天煌教学仪器公司的“电力子与电力传动实验台”。我们采取的措施有:将实装置介绍及实验要求挂到电力电子技术课程网站,提供基本操作示范录像;减少验证性实验,增加合性和设计性实验;开放实验室,同时鼓励学生参教师的科研活动和实验室建设。实验改革的基本思路如下:①要求实验内容全,包含各类半控、全控型功率开关器件和PWM控实验;②融合相关课程(如自动控制原理、电机拖、计算机控制)的综合实验;③分层次设置实验,使生可自行搭接和组合设计,以便将其扩展成新实;④学生的实验活动建立在自主设计的基础上。教师要提高毕业设计环节的质量[3]。毕业设计的题目不求过大过难,但要使学生能真正明白其工作原理并能亲自动手制作出可行的实际电路。如以布置一个利用单片开关集成调整器芯片设计一个简单电源的题目。要求学生自行查阅相关的芯片资料及典型应用电路,用protel画出原理图并仿真,仿真结果正确后再要求学生排版生成PCB电路,然后再利用刻板机或自己刷板子制作出实际的线路板,把所需元件焊接完成后再进行测试,直至输入输出正确。这样做的目的是培养理工科大学生的工程实践能力,使学生能尽快适应将来的工作岗位。毕业设计论文通常涉及元器件购买、电路板加工与制作、测试分析等费用开支,没有一定的经费投入及实验条件难以完成教学任务。 4、教师应讲好绪论课并提高自身素质,采用双语教学 教师在整个教学环节中占有重要的位置,教师自身素质的好坏不仅关系到教学质量的好坏,而且对学生也有很大的影响。因教师应加强自身的意识,讲好绪论这第一堂课,激发学生的学习热情教师可以通过搜集丰富的图片、录像等感性材料来说明电电子技术的具体应用领域,使学生明白他们在课堂上将要学的看似“枯燥”的电路图,波形图及公式推导在工程实践中非常有实用价值的。由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展,电力电子技术每隔不久便有一个新,!飞跃,其应用领域也在不断扩大。教育重要的是培养学生站在全系统的高度上分析和解决问题的能力。要从把知识点分得过细、缺乏联系转变为强调知识的整体性和培养综合运用知识并创造性地解决问题的能力。一方面突出重点,理论联系实际。“电力电子技术”是一门非常实用的课程,应用与我们的生产生活关系密切。本科教学中开展双语教学,是教育部提出的在新形势下推进教学改革,提高教学质量的重要举措,也是全面实施素质教育的有益尝试,是全球经济化的必然趋势,是教育国际化的客观要求,是人才培养的必然要求。双语教学现已成为我国高等教育课程教学改革的一个热门话题。将双语教学运用于电力电子技术课程,其主要 目的是传授先进的专业技术知识,同时给学生提供应用英语学习的机会。双语教学施行之初,学生往往会不适应,易失去学习的兴趣,所以在教学内容的设计上和教学手段方面充分考虑到了初学者的认知能力和接受能力。 5、结束语 电力电子技术课程的教学实践改革措施应与各高校的人才培养目标相一致,我校对开设该课程相关专业的目标是培养工程实践型人才。因此,在该课程的教学实践改革中要及时更新和补充目前工程应用中真正用得到的主流技术来充实我们的教学内容,积极改进教学手段和教学方法,提高学生的学习积极性,鼓励任课教师积极参与到该课程的相关科研实践中来,科研与教学共同进步。随着电力电子技术发展应用的广泛和深入,该课程的改革也一样会不断地向前推进,各种各样的探讨和方法也会不断涌现。因此,围绕学生,追寻电力电子技术发展前沿,锻炼和培养学生的实际工作能力和激发其创新能力,是课程改革发展的方向。 电子技术论文:模拟电子技术项目驱动法的教学 一、项目驱动教学法概述 所谓项目驱动教学法是一种建立在建构主义教学理论基础之上的教学法,学生综合素质和各种能力的提高都需要通过项目驱动教学模式来实现。该教学方法要求在教学过程中以项目为主线来展开,把相关的知识点融入到项目的各个环节中去,层层推进项目。通过对问题的深化或功能扩充,来拓宽知识的广度和深度,直至得到一个完整的项目解决方案,从而达到学习知识、培养能力的目的。项目驱动教学法属探究式教学法,老师根据学生已有的知识、水平、经验和兴趣,与学生共同拟定、实施一个项目来进行教学活动。在教学实施过程开始,教师引导学生选定“有意义”的项目,所谓“有意义”是指项目能够将课程中的理论知识融入到项目中并具有开放性;在项目实施过程中,老师在课堂教学中将融于项目的理论知识适当加以讲解,学生可以在项目实施过程中用理论指导实践,同时在实践过程中强化对理论知识的理解和掌握,两者有机结合,既能提高学生的兴趣,又可以在制定修改设计方案、分工协作中锻炼学生的自学能力、实践能力和创新能力,极大地发挥学生的主观能动性。在项目完成的基础上,可以引导学生对项目进行总结、交流和讨论,强化项目实施过程中学到的知识和技能,不但如此,可以引导学生在已实施项目上提出新问题、优化性能、扩充功能,进一步培养学生的钻研精神,挖掘学生的创造潜力。 二、项目驱动教学法在模拟电子技术课程中的应用 本文以直流稳压电源为例,介绍项目驱动法在模拟电子技术课程中的应用,该方法可以推广到该课程中的其它知识点,如功率放大电路、信号处理和信号产生电路等。 (一)项目的选择。项目的选择在项目驱动教学法中起着举足轻重的作用,项目选择要遵循以下原则:一是尽可能覆盖直流稳压电源涉及的所有知识点,如整流电路、滤波电路、稳压电路等,项目完成后学生能理解和掌握直流稳压电源所涉及所有理论知识,掌握运用这些理论知识的技能;二是项目要具有开放性,主要体现在项目的可拓展性,学生能够在已完成的项目上开展进一步的研究工作,包括性能的优化、功能的扩展等,如稳压电源转换效率的提高、稳压性能的提高等。在项目的实施过程中,学生可以充分发挥其主观能动性,增强团队协作能力,培养学生的钻研精神和协作精神。三是选择实际的工程项目,可以锻炼学生从事工程项目开发能力,毕业后无需岗前培训直接担任设计开发任务,从而拓宽学生毕业就业渠道。按照以上原则,选择直流稳压电源作为项目开展教学活动。在课程中的其它知识点,也可根据以上原则选择合适的项目,如在功率放大电路中选择扩音器作为项目、信号处理和信号产生中选择信号发生器作为项目等。 (二)项目的实施。项目驱动教学法中项目实施遵循层层推进的原则,按“搭积木”的方法,将项目分解成不同层次的小项目,每个小项目包含在不同知识点里,由不同的理论知识进行指导,由浅入深、由小到大,该章节课程结束时项目也就完成了。在整流滤波课程结束后,项目小组可以利用该章节所学的理论知识作为指导,讨论如何实现整流滤波环节,以整流电路为例,项目小组要确定选用单向半波、全波还是桥式整流或倍增整流,在确定了电路种类后要选择元件,确定元件必须具备的功能和性能,搭建电路后,要进行性能测试,测试的结果与理论计算值进行比较,分析产生差异的原因,寻找改进的措施。在整流电路设计完成后,进行滤波电路的选择和设计,讨论采用电容滤波还是电感滤波,各有什么优势,如果采用电容滤波,电容的取值应该多大、耐压性如何,纹波电压多大等,设计完成后进行测试,将测试结果与理论值比较并进行相应的处理。经过整流滤波后的电压值还不能够给精密度较高的电子设备供电,因此需要进一步稳压,这正是整流滤波后续课程内容,在这部分课程结束后,项目小组就可以讨论稳压电路方案,将所学的理论知识运用到实践中,确定采用串联反馈式稳压电路还是集成稳压器实现稳压,或设计两种方案并进行对比,方案确定后选择元器件搭建电路并进行测试,以此类推,在课程结束时完成项目。 (三)讨论和总结。项目完成后,各项目小组将项目过程中形成的设计方案、图纸、电路系统整理后,结合项目的心得体会撰写项目报告,在班级进行成果展示并汇报,其他小组成员可以对该组的项目展开讨论,/,!/如设计方案是否得当,元器件的选择是否合理,是否考虑了功能、性能和经济性要求等,项目小组可根据其他同学的建议对项目进行改进和优化。 (四)项目的拓展。项目的基本功能实现后,学生能够较好地掌握了直流稳压电源的基本知识,利用基本知识开展直流稳压电源设计的基本技能,该章节的教学任务也就基本完成,取得较好的教学效果,在此基础上可以鼓励学生进一步对已完成项目进行功能和性能的拓展。老师可引导学生对项目提出新要求,如功能上的扩展:不可调单向电压输出扩展为可调双向电压输出;性能上的扩展:电压稳定性的提高、电源转换效率的提高等,通过功能和性能的拓展,可进一步开发学生的创新思维,挖掘他们的创造潜力。 三、项目驱动法在模拟电子技术教学中取得的成效和存在的问题及对策 (一)取得的成效。将项目驱动法应用于模拟电子技术课程教学中,取得了以下成效: 1.学生对模拟电子技术课程产生浓厚的兴趣,学习效率得到明显的改善。一方面一改以往课堂上无精打采的状态,课堂气氛变得活跃,与老师的互动明显增加,因此学生的学习效率提高了,老师的积极性和效率也得到提高,形成了良性循环,使课堂教学效果得到明显改善;另一方面一改课后作业敷衍了事的状态,项目组成员分工查阅资料,讨论项目方案,加强与老师的交流,课后学习的目的性很强,有效地提高了课后学习的效率。 2.学生的理论知识和实践技能得到系统训练。因项目选择有针对性,涵盖了模拟电子技术的所有知识点,学生全程参与项目实施的每个环节,所以学生的理论知识和实践技能能够得到系统训练。另外,项目的实施如方案的确定、元器件的选型、电路的设计、制作和调试是在理论指导下完成的, 使得学生所学的理论能够得到实际应用,而在项目实施过程中通过查阅资料、讨论、老师的指导,使得学生能够在实践中强化对理论知识的理解、掌握和拓展。 3.学生的工程应用和创新能力得到很大提高。因为选择的项目都是实际工程项目,所以项目的实施完成对于提高学生的工程应用能力起着很大的作用,同时因为项目的开放性特点,可以锻炼和提高学生的创新能力,学生毕业后无需进行岗前培训即可直接上岗完成开发任务。另外,通过项目的实施,学生的团队协作精神、综合运用知识的能力等都会得到培养。 (二)存在的问题及对策。尽管在模拟电子技术中进行了项目驱动教学法的尝试,并取得了较好的效果。但是要将项目驱动教学法全面推广,最大限度地发挥其功效,还存在一些问题需要解决。 1.项目驱动教学要求老师有丰富的工程实践经验,而教师队伍中具备这种能力人的比例还不高。针对这个状况,可以从两方面开展工作,其一是较强校企科研和项目合作,可以派遣在职教师到企业挂职,为企业解决实际问题的同时锻炼自己的工程经验;其二是可以聘请企业中的资深工程师到学校担任兼职教师。 2.项目选择的问题。任课教师参与开发过的项目数量是有限的,不一定是“有意义”的项目,而且不一定适合教学。针对这个问题,除了要加强校企合作,多培养双师型人才,还要按项目选择的原则认真筛选、规范定题,不断积累,提高项目的数量和质量。 3.组织能力和协作精神的培养问题。项目的实施可以锻炼项目小组组长的组织能力,培养组员的协作精神,但如果组长在项目实施过程中只由一个人承担,其他组员的组织能力就得不到锻炼,有可能引发矛盾,更谈不上相互协作了。针对这个问题,可以采用组员轮流值班的方法解决,即在每个模块的设计和实施过程中由不同组员担任组长,可有效地解决组织能力和协作精神的培养问题。 四、结语 为提高学生的综合素质和能力,增强教学效果和实现培养目标,笔者尝试将项目驱动教学法应用到模拟电子技术课程教学中。实践表明,项目驱动教学法能够解决传统教学方法存在的问题,激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性,有效培养学生组织能力和协作、创新、探索的精神,能够使学生系统掌握理论知识、训练实践技能、提高工程实践能力。 电子技术论文:得失观视域下模拟电子技术的论文 一、杂质半导体的得与失 本征半导体掺杂后就是杂质半导体,非四价原子与四价原子在形成共价键中,得到电子成为负离子,失去电子成为正离子。N型半导体就是本征半导体掺入施主杂质所形成的,一个施主杂质原子在形成一个自由电子过程中变成了一个固定而不能移动的正离子,电子则为多数载流子,而本征激发产生的空穴只是少数载流子。相反,P型半导体则是本征半导体掺入受主杂质形成的,一个受主杂质原子在形成一个空穴过程中变成了一个固定而不能移动的负离子,空穴则为多数载流子,而本征激发产生的电子只是少数载流子。正是本征半导体掺杂后的得与失,使得杂质半导体的载流子数量有了量以及性质的改变,相对本征半导体的导电能力有了一定的提高,但并没有带来质的改变,所以,一般不会作为普通导体应用。 二、PN结的失与得 PN结就是得与失的产物。P型半导体与N型半导体的交界面因多子极型以及浓度差别,形成多子扩散运动,N区的电子扩散到P区,P区的空穴扩散到N区,在交界区域原有的电中性被破坏,P区失去空穴留下了不能移动的杂质负离子,N区失去电子留下不能移动的杂质正离子。这些不能移动的带电粒子集中在P区与N区交界面附近,形成空间电荷区。空间电荷区的逐步建立削弱了多子的扩散,而增强了少子的漂移。当多子扩散运动与少子漂移运动保持一种动态平衡时,交界面形成稳定的空间电荷区,即PN结。两种不同极型的杂质半导体在交界面失去多子的过程,得到了一种导电性能独特于杂质半导体导电能力的介质,带来了半导体导电能力质的突变,这就是PN结的单向导电性,即正向偏置导通,反向偏置截止。复合的PN结,在制作工艺上的差别,分别有双极型晶体管与单极型晶体管。晶体管在合理偏置下导电性能表现了特有的控制性能,即电流控制型的双极型晶体管和电压控制型的单极型晶体管。 三、放大电路的得与失 晶体管器件在“合理偏置以及顺畅的交流通道”原则下就可以构建一个放大电路,一个微弱的输入信号从输入端引入,在输出端得到一个幅值足够的输出信号,表现了小幅度的模拟量通过放大电路后得到了大幅值的模拟量,淋漓尽致地表现出信号幅值放大的概念。殊不知,这种放大电路的“放大”理解是表面的,是片面的,只看到“得”的现象,而没看到“失”的本质。在放大电路中,工作电源不仅仅只是提供合理的偏置,更主要担负着能源作用。放大电路仅仅只是一个信号幅值变换的平台,微弱的输入信号能源通过晶体管的控制作用改变着工作电源在输出负载上的能量消耗。最常见的一个事例就是人们日常使用的收音机,收音机就是一个典型的放大电路。手持式收音机没有电池,不可能发声,装上电池后就可以接收电台信号,伴随听的时间与音量的大小,电池的消耗程度或使用时间就会不同。没有收音机,人们不可能感受到空中的电磁波能量,有了收音机而没有电源也听不到悦耳的音乐,电池能耗使用殆尽了也享受不了。所以,严格意义上的放大电路是一个能源控制电路,放大电路的本质是弱小能量对大能量的控制。放大电路表面上得到了信号的幅值增大,实质上消耗了电源电能。 四、差分电路的失与得 单级放大电路的放大能力是有限的,总期望多级放大。多级放大电路是由若干级单级放大电路所组成,这样单级放大电路之间就存在耦合关系,直接耦合是多级放大电路的典型结构形式,直接耦合的多级放大电路最突出的弊端就是零点漂移,零点漂移最核心的表现形式就是温漂,解决零点漂移最有效的手段就是差分电路。差分电路由两个特性完全一致的单级放大电路复合而成,表现在晶体管的特性一致,晶体管偏置电路器件参数一致。差分电路从理论到实用经历了三个演变,即基本式差分电路、长尾式差分电路、带恒流源的差分电路,这三个演变唯一不变的就是基本结构不变。通过电路分析不难得出结论,差分放大电路的差模增益与单级放大电路的增益是一样的,然而,差分电路的共模增益接近零,有较大的共模抑制比,可以很好地抑制温漂,而单级放大电路就无法解决温漂问题。第一级放大电路温漂决定了多级放大电路的温漂,所以,集成运放的第一级总是差分输入级。可见,差分电路通过“失去”硬件(增加结构等价的电路,增大电路成本),得到了对共模信号的抑制能力,而并不改变对差模信号的放大能力。 五、带宽增益积的得与失 考核放大电路的性能表现在增益、峰峰值、输入电阻、输出电阻、带宽、失真度、输出功率与效率等参数中,它们取决于放大电路组态、晶体管特性、电源以及应用的方式。在放大电路的时域分析过程中,总是期望放大电路的放大倍数越大越好,一级放大能力不够就采取多级放大,以提高放大增益;在放大电路的频域分析过程中,总是期望放大电路有很小的下限频率和很大的上限频率,频率响应范围越宽越好,即带宽值越大越好。带宽是上限频率与下限频率的差值,提高带宽的有限手段就是尽可能提高放大电路的上限频率值。通过电路的频域分析可以发现,提高上限频率与提高放大电路的增益是矛盾的,一旦当放大电路的晶体管选定之后,带宽与增益之积是一个常数,放大电路的放大倍数增大几倍,相应地该电路的带宽就会减小几倍,实际中,既要提高放大电路的增益又要扩展放大电路的带宽,总是选取基区体电阻小、发射结与集电结电容效应小的高频放大管。可见,放大电路带宽增益积概念表现了得与失的理念,欲想得到较大的增益,必然失去频率响应的范围。 六、反馈放大电路的得与失 反馈是自动控制的一个重要概念,反馈放大电路是提高放大电路放大性能的重要手段,在电子技术应用中运用极为普遍。负反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端削弱输入信号,使得闭环增益相对开环增益减小了反馈深度倍,表面上损失了放大电路的增益,然而,对放大电路的其他性能技术指标得到了极大的改善,表现在增益的稳定性得到了提高;环内的噪声干扰抑制能力以及非线性失真得到了改善;电路的带宽得到了扩展;输入电阻与输出电阻得到了相应的改善。如电压串联负反馈放大电路,增大了输入电阻,有助于电压输入信号的放大;减少了输出电阻,有利于输出电压的稳定性。正反馈放大电路中,输出信号部分或全部反送到输入端增强输入信号,闭环增益相对开环增益进一步增大,这是信号发生电路扰动起振的必然要求。信号发生器不会有输入信号或者说就是一个零输入电路,电路接通电源瞬间形成电路换路情形,通过正反馈选频网络(RC或LC选频网络)把输出端的信号有频率选择性地反送到输入端不断放大,这种无止境的放大也必然带来输出信号的非线性失真,所以在电路中为了防止输出信号的非线性失真,总是需要设置输出稳幅网络。可见,信号发生电路由放大电路、正反馈选频网络、稳幅网络三部分组成。稳幅的有效措施就是负反馈,所以,信号发生电路必须维持正反馈特性与负反馈特性的动态平衡。负反馈放大电路失去了增益,得到了电路性能技术指标的改善;正反馈放大电路得到了增益的“膨胀”,失去了输出信号的线性度,实际中为了挽回这种“失”,再次引入负反馈特性。 七、桥式整流的得与失 小功率直流稳压电源中整流的任务就是把交流电转换成直流电,衡量整流电路性能的主要参数表现在两个方面:(1)表征整流电路质量的参数,有输出电压和脉动系数;(2)表征整流电路对整流元件要求的参数,有正向工作电流和反向峰值耐压。半波整流输出电压低,脉动系数大;全波整流输出电压高,脉动系数小。然而,全波整流不仅需要降压变压器的副边引出中间抽头,更主要对整流元件的反向耐压提出了苛刻的要求,它是半波整流对整流元件反向耐压值要求的两倍。实际中,既要提高整流输出电压并减少纹波系数,又要对整流元件反向耐压的要求不苛刻,有效的技术手段就是桥式整流,桥式整流相比全波整流,在电路结构上只是增加了两个整流元件,但输出效果等同于全波整流电路的整流;桥式整流电路对整流元件的要求等同于半波整流电路对整流元件的要求,把半波整流与全波整流各自的优势整合在一个应用电路中。可见,桥式整流电路通过“失去”硬件(增加电路成本),得到了优于半波与全波整流电路的整流性能。 八、结语 在模拟电子技术知识内容中还有许多知识点都隐含着“得失”思想,可以不断挖掘,本文仅仅想达到抛砖引玉的目的。《模拟电子技术》课程教学,内容抽象、枯燥,不仅理论性较强,而且实践性更强;不仅专业名词概 念繁多,而且各专业术语之间的联系性很紧密,环环相扣;不仅局限于教本的学习,而且要有更多应用电子线路的捕猎。所以,无论是应付考试学习,还是立志电子技术应用技能的提高,重在课程知识点的理解,变抽象为具体,化枯燥为趣味,变被动为主动。人们自身的得失观是潜在而主动的,模拟电子技术知识点的理解隐含或潜在着得失理念,二者有机结合,在模拟电子技术课程教学中就可以起到画龙点睛、事半功倍的成效。 电子技术论文:改革试点模拟电子技术的论文 1整合传统课程内容,设置项目教学方法 首先将课程名称更改为模拟电路分析与设计模块,将传统的课本的内容进行整合,按章节知识点设置项目名称,整个课程设置六到七个项目,每个项目中要涵盖学生应知应会的知识点,将每个项目进行安排,制订项目任务书,在任务书中详细说明了学生应掌握的知识点,技能和职业素养,项目的任务和任务的要求。我们将这种方法概括为任务驱动小模块项目教学,将模拟电子技术常规传统知识分成若干个相对独立的单元,每个单元都设置了趣味制作学习内容,以具有实用意义的小电子电路为对象,将该单元所涉及内容包含其中,既提供了学习的平台,又激发了学生的学习兴趣,形成快乐学习的教学模式。 2改变传统授课方法,首次尝试“三段九步” 在每个知识点上,我们都设置了“三段九步”的教学组织形式,其中“三段”指的是“任务准备阶段”、“任务实施阶段”和“总结和考核阶段”。“九步”指的是“分组”、“下达项目任务书”、“教师分解任务”、“分组讨论任务”、“任务分析设计”、“项目制作”、“项目验收考核”、“总结汇报”和“教师点评”。在整个教学设计中,我们主要强调的是充分发挥学生的主观能动性,让学生自己去发现知识点,找到自己的薄弱环节,用每一个任务去驱动学生主动地学习,查找资料。 3提高学生学习兴趣,增强自主学习能力 在教学过程中旨在提高学生的学习兴趣,培养学生的自学能力,教师起到引导的作用。由于之前学生没有这样上过课,所以学生在整个课程的学习中兴趣还是很浓厚的。每一个项目都要求学生自己查阅相关资料,在正式进行项目制作之前通过各种渠道进行知识的储备和积累,教师进行提示,把学生应该在本项目中掌握的知识点以任务书的形式传达下去,很大程度上提高了学生的自主学习能力,学生能够在项目任务书中看到任务的趣味性,能够真正提高兴趣,自己想学,去学,从而达到教学的目的,做到做中学,学中做,学生在项目制作中如果遇到问题,教师也是起到引导的作用,引导学生自己去解决问题,可以给学生提供解决问题的途径,或者给学生提出合理化的建议,当真正遇到大多数学生都解决不了的问题的时候,才集中给学生做讲解,尽量避免传统教学中“满堂灌”的教学模式,使学生不会感觉枯燥乏味,对学习这门课程产生兴趣。用问题去引导学生向着更深层面的去发掘。举个例子,在学生制作“声控电子猫”的时候,项目初始时,学生只要能让电子猫的眼睛(两个发光二极管)发光,发出叫声(蜂鸣器响)就可以了,之后对学生提出新的要求,能够让眼睛眨起来,叫声忽高忽低,提出这些要求之后,学生就开始主动通过上网、查阅书籍,想办法去解决问题,最后有一部分学生能够基本完成任务并把自己经验分享给其他同学。学生的学习兴趣提高了,学习态度和学习中的一些不良习惯也慢慢改善了,例如个别学生在第一次项目中积极性很差,在经过了几个项目的制作后可以将自己融入到小组中,服从小组的分工,尽力的去完成应当完成的各项工作。 4增强学生团队意识,培养学生职业素养 在这门课程中,我们重点强调团队协作,考虑到将来学生走上社会,走上工作岗位,面临着和人相处,与人合作的问题,所以在课程的组织上,我们尽可能多的考虑学生职业素质的培养,我们在每次项目进行之前都对学生进行趣味性的分组,既保证学生分组的公平性,随机性,还要顾及到分组的趣味性,在项目制作的时候,学生的考核主要是采取过程考核的方式,将学生在项目制作过程中对学生的表现进行采分,而且要让学生明白个人的表现不仅仅影响着个人的成绩,还与小组成绩息息相关,而每个人都要以小组成绩作为基分,才能够得出最后的个人总分,由此可见,团队协作的重要性,每个人都不是独立的个人,每个人的背后都有团队,要在所有项目进行完之后,把团队协作的理念潜移默化的给学生灌输进去。我们在进行考核分数的设定上也充分考虑到了小组与个人的这种相互作用的关系。在每一个项目结束之后还要求学生针对自己所做的项目进行PPT汇报,一方面能够使学生对自己的学习过程做一个总结性回顾,另一方面还可以培养学生的计算机能力和口头表达能力。学生从第一个项目生涩的语言组织,简单的幻灯片发展到最后能够声情并茂的去讲解自己制作的精美PPT,这也是一个非常大的进步,相信能给他们今后的职业生涯奠定一定的基础。 5促进教师能力的提高 这一点作为教师感触颇深,以前进行传统授课,需要提前备教材,备学生,现在进行改革模式的教学,课上做的事少了,可是课下却要进行更加充足的准备,寻找合适的项目,既要满足知识点的要求,又要有一定的趣味性,构思整个项目制作的安排,考虑到学生在项目制作过程中可能遇到的问题,能否提出解决的方案,在这个过程中,需要查找大量的资料,以前是讲什么看什么,而现在则需要参考很多的东西,涉及很多的领域,在知识的储备上也有了一个较高的要求,要站在一个宏观的高度上去看待每一个项目,包括这个项目最后要达到的效果,都需要提前做好设想。 6不足之处 本门课程结束之后,不足之处就在于对于学生的知识能力的考核相对比较薄弱,只是在平时和最后进行汇报考核时由任课老师和考核小组进行过程评定,没有量化的评定方式。总之,本门课程结束之后,教师和学生都有很大的收获,这不仅仅是对学生的改革,对教师,对传统教法也是一次改革。 电子技术论文:多媒体技术在高职 模拟电子技术 课程教学中的应用 摘要:多媒体技术具有直观、形象、生动、新颖等优点。在《模拟电子技术》课程教学中,发挥多媒体技术的优势,使抽象的理论形象化,复杂的问题简单化,能丰富教学内容,提高教学效率,激发学生的学习兴趣。 关键词:多媒体技术;高职;模拟电子技术;课程教学 随着计算机信息处理技术、网络通讯技术、多媒体数字化技术的快速发展,传统的教育观念、教育思想、教学内容、教学模式、教学环境、教学方法、教学手段和教学管理等正在发生深刻的变革,其中对现代信息化教学技术的应用是诸多教育教学改革的重要组成部分。《模拟电子技术》作为高职院校电类专业的一门重要基础课程,主要研究各种半导体器件的性能、电路及应用,是后续电类课程的理论和实践基础。然而,《模拟电子技术》课程概念抽象、非线性特性多、电子器件参数分散性大、工程应用性强,在传统教学中,往往是教师讲得通学生却听不懂,或学生听懂了却想不通。将现代信息化教学技术——多媒体技术应用到《模拟电子技术》课程教学,具有非常重要的现实意义。 高职《模拟电子技术》课程教学的特点 (一)概念抽象 该课程的概念和理论比较抽象,给教学带来了较大困难。如pn结单向导电性、正弦波振荡电路起振过程等,学生对这些概念和理论很难理解。为了使学生能够较好地接受这些单调、枯燥的理论,课程教学中教师多采用启发式、互动式、引例式、演练式等教学方法来加深学生的理解,但教学效果并不显著。 (二)非线性特性多 模拟电路是由半导体二极管、三极管为主要器件组成的。二极管、三极管均具有非线性特性,因此,线性电路理论对于分析和设计模拟电路不适用,必须采用非线性电路的分析方法。传统教学在这方面收效甚微。 (三)电子器件特性分散性大 电子器件的参数是特性的定量描述,也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。然而电子器件参数分散性较大,相应的特性分散性也较大,往往需要通过手册查得,在实际电路中往往难以或是不需要精确计算输出值。 要准确选取具有分散性的电子元器件,除了需要扎实的理论,还需要丰富的经验。 (四)工程应用性强 在科学技术飞速发展的今天,模拟电子技术几乎在所有的领域——科学研究、生产实践、日常生活中无处不在。模拟电子技术工程应用十分广泛,设计、应用一个模拟电路,即便是一个小型的应用电路,也是一项系统工程。 多媒体技术在教学中的优势 (一)多媒体技术形象生动,容易激发学生的学习兴趣 多媒体教学手段以灵活多变的教学方式,给学生提供鲜明、生动、清晰的感受,使学生感兴趣。多媒体教学手段以大量视听信息和高科技手段来冲击学生的思维兴奋点,可以极大地激发学生学习《模拟电子技术》课程的兴趣,从而调动起学生的学习积极性。 (二)多媒体技术丰富课堂信息量,能大大提高教学效率 《模拟电子技术》课程的主要特点是合理利用视图及表达方法表达各种元件及电路图的结构及有关国家标准。为了收到较好的教学效果,教师往往在课堂上手绘各种电路图。这个过程要占用许多授课时间,如果刻意减少绘图,势必会影响教学效果。而将多媒体技术应用到《模拟电子技术》课程教学中,制作电子教案、绘制电路、解答习题、做虚拟实验、进行仿真应用,能极大地丰富课堂教学信息,从而提高课堂教学效率。 (三)多媒体技术便于理论联系实际,有助于培养学生的动手能力 处于工作状态的模拟电路看似平静,实则正在发生量和质的深刻变化。这样的过程,传统教学手段根本无法在学生面前展示,学生的兴趣点往往只停留在电路的输出结果上,而忽视电路的实际工作原理和工作过程,不利于学生动手能力的培养。多媒体技术教学最大的优势是可以将复杂模拟电路的工作过程形象化,使理论联系实际。这对于促进学生实际操作、设计、应用模拟电路具有十分重要的意义。 多媒体技术在高职《模拟电子技术》课程教学中的应用 (一)使微观世界和抽象概念直观化 由于半导体内部的载流子是微观粒子,看不见、摸不着,因此,在传统教学中,学生对pn结形成过程的理解全靠想象,学生感到太抽象、难以接受,在短时间内很难透彻理解。 采用多媒体动画教学,可将p型半导体与n型半导体内部的空穴与电子用不同的标识符形象地描绘出来,生动地演示pn结内部微观粒子的运动。这样,将学生带入微观世界,就可以让学生去观察和发现“奥秘”:扩散运动内建电场漂移运动扩散与漂移达到动态平衡,从而理解pn结的形成过程。 通过在pn结两端加不同极性的电压来破坏pn结原有的动态平衡,会使它呈现单向导电性。可利用多媒体动画演示pn结加正向电压处于导通状态时,外加电压的方向与内电场方向相反,使p区的多子空穴和n区的多子电子都推向空间电荷区pn结厚度变窄内电场削弱pn结原有的平衡被打破扩散运动大于漂移运动在外电源作用下,p区空穴不断扩散到n区,n区的自由电子不断地扩散到p区,从而形成了从p区流入n区的正向电流pn结正向导通。pn结反偏时的动态过程正好相反,少子漂移运动形成极小的反相饱和电流。这样,就能使学生真切感受pn结的单向导电性,“亲眼见到”在微观世界里pn结如何正偏导电与反偏截止。 三极管与场效应管内部载流子的运动都可以用多媒体动画形象生动地演示,将肉眼看不见的微观世界载流子传输过程非常形象和直观地展现出来,学生的学习效果会非常好。 (二)使非线性特性形象化 非线性电压放大电路对低频信号的放大作用是本课程的重点,是学生学习后续各章节的基础,同时也是难点。许多学生很难在脑海中建立交直流共存的概念,尤其是对于非线性电路。为了使学生更好地理解交直流如何共存于一个非线性电路,最直观的方法就是图解法。 这种方法通过波形图与非线性元器件的特性曲线来动态展示电路的电压放大特性。先画出只有直流信号作用下的共射极放大电路的直流通路,带领学生分析仅在直流信号作用下流过三极管的静态基级电流与静态集电极电流的波形图。然后在直流通路的基础上,输入与输出端加上耦合电容,由输入耦合电容将低频交流小信号加在放大电路的输入端。最后利用动画效应给出输入端交流小信号随着时间的推移电压ui波形的动态变动情况。此时,在交流信号的作用下,基级电流ib,集电极电流ic,集电极与发射极之间的电压uce以及输出电压u0的波形,随着ui的动态变化就生动形象地显现在各支路与输出端。动画演示可采用慢放方式,使学生在波形的缓慢变化中看到输入与输出信号之间的动态关系与变动过程,以及ube与ib和uce与ic的非线性关系,由此即可形象展示交直流的共存现象。动画展示时,信号波形的变化快慢以及信号的周期可以根据具体情况调整,启发学生从中观察输入信号频率变化对输出信号的影响。 分析温度、电路参数对静态工作点的影响时,利用多媒体课件,可逐步展示随着温度与各电路参数的变化,静态工作点逐步上移或下移的过程,以及工作点位置不当时,输出信号波形出现的非线性失真。静态工作点过高使放大管进入饱和区输出波形出现饱和失真,过低使放大管进入截止区输出波形出现截止失真,以及波形上半周或下半周出现畸变的情况,都可以用动态图像形象地展示,进而取代书本上的静止图像。这样,就能马上吸引学生的目光,促使学生去思考。恰当地运用多媒体刺激学生的多种感官,不仅可以吸引学生的注意力,而且能有效地突出重点,突破难点。 (三)使电子器件参数分散性带来的不必要复杂计算简单化 电子器件的参数是特性的定量描述,也是实际工作中根据要求选用器件的主要依据。二极管参数分散性较大,在实际电路中难以精确计算输出值。利用多媒体技术可以简化因电子器件参数分散性带来的不必要的复杂计算(有时复杂精确的计算对于电路分析也没必要,只需知道局部电路的输出值即可反映电路设计的有效性),从而直观演示模拟电路的工作过程。 教师在讲授直流稳压电源内容时,传统的教学方法是先介绍整流、滤波与稳压的理论,然后再通过复杂数学计算与理论推导来求解负载上的输出电压值以及电压脉动系数,最后通过实验演示或实施分组实验教学来验证理论以提高教学效果。如果在这部分教学中辅以多媒体教学,对半波整流电路与桥式整流电路的整流效果、电容滤波与电感滤波的区别,电容c以及负载rl对滤波效果的影响(如图1所示),均可以通过视频动态镜头来展示。可通过慢放展现各种情况下的输出电压波形,引导学生对比波形的不同之处,让学生根据过程演示推导出正确的结论,从而使学生自然而然地得出结论。这要比通过繁杂的数学理论推导得出结论更有说服力,更容易使学生牢记结论。 尤其是在实验条件没办法满足教学要求时,通过多媒体技术进行实验演示,可以使学生通过观察实验过程和现象总结出规律或得出结论,有助于提高学生的学习积极性,提高学生的动手能力。不过要注意的是,多媒体课件所演示的实验难以替代学生亲自动手进行的真实实验,若完全代替真实实验,有可能会扼制学生活跃的思维和丰富的想象力。 (四)虚拟化工程应用实践 对于振荡电路的起振过程,传统教学全靠学生想象,由于学生的知识水平和阅历有限,对起振情景想象不出或想象不全,从而限制了他们对相关知识点的理解。多媒体技术在正弦波振荡电路课堂教学中的应用却能很好地解决这一难题。利用电路仿真软件ewb或protel先搭建振荡电路,接通电源后由虚拟示波器来测试振荡信号的波形(如图2所示),来模拟实现振荡电路的起振与振荡过程,不仅可以使学生深刻体会和理解振荡的抽象理论,而且还可以间接地教会学生如何利用虚拟仿真软件进行电路仿真,可谓一举两得。 正弦波振荡电路的理论讲授完成后,为了使学生能够将所学理论知识运用到实践中,加深对专业理论知识的理解,应带领学生做一个信号发生器。但由于教学资源与教学条件受限,实现起来比较困难。在这种情况下,可以考虑利用虚拟技术来实现,带领学生运用计算机技术与多媒体技术做一个虚拟信号发生器。在制作虚拟信号发生器的过程中,加深学生对振荡电路的理解,从而掌握振荡频率与谐振电路元器件及谐振频率之间的关系。 将多媒体技术应用于教学不仅可弥补有关理论教学、实践教学环节的不足,而且可使仿真软件与虚拟仪器的强大功能在教学领域获得进一步应用。 多媒体辅助教学引入高职模拟电子技术课堂教学后,弥补了传统教学的不足,优化了教学效果,不仅使枯燥乏味的理论变得形象生动,提高了学生的学习主观能动性,也使得学生不再惧怕实验与实训,学会在实践中去思考问题,从而提高动手能力。但多媒体技术的运用要恰到好处,不能取代教师的主导地位与学生的主体地位。巧用与妙用多媒体技术,才能使学生消除对本课程的畏难心理,真正激发学生学习电类专业课的兴趣。 电子技术论文:试论电工电子技术教学改革 论文关键词:电工电子 教学 改革 措施 论文摘要:电工电子技术的教学是计算机及电子工程专业中的重要教学内容,关系到专业理论的深入以及技能的拓展。本文以电工电子技术课程的特点、电工电子技术教学存在的问题作为切入点,简单的探讨电工电子技术教学改革的有效措施。 电工电子技术是电类专业教学中的一门重要的专业基础课程,在专业教育教学和人才培养的过程中占有十分重要的地位。该课程的特点是:概念多,抽象,实践性强。通过本课程的学习,学生应在电路、电工技术及电子技术方面获得知识、素质、技能方面的培养,并为以后学习各专业知识和高一级的职业技能打下良好的基础。 一、电工电子技术课程的特点 电工电子技术课程是高等院校理工科电类专业必修的一门技术基础课程,在工科教学体系中占有十分重要的地位,它为学生学习后续课程以及毕业后从事工程技术和科学研究等工作打下一定基础。随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它已成为所有理工科本科生的必修课程和部分文科专业的选修课程。 二、电工电子技术教学存在的问题 (一)考核方式简单化,不利于学生综合素质的提高 电工电子技术课程是一门实践性较强的课程,通过本课程的学习,学生不仅要掌握电工电子的基础理论知识,更要掌握电工电子技术技能。我们现行的考核方式是:百分制,其中笔试成绩占70%,平时成绩占30%。显然,笔试成绩所占的比例过大,使得学生过分关注书本知识,死记硬背,不能体现学生的动手能力和综合素质。 (二)教学方法、手段落后,不利于调动学生学习的积极主动性 通过调查发现,学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,还有来自文科的学生,而电工电子技术课程对物理知识和数学知识需求较多,这就容易使学生产生厌学情绪。而现在的教学主要仍沿用传统教学方式——“粉笔+黑板”或者简单的演示,教师讲,学生听,学生的主体地位没有被发挥,教学内容的生动性得不到体现,学生便不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。 (三)教材内容理论性强,不利于学生职业技能的培养 职业教育强调理论知识以“必需、够用”为原则,注重操作技能的培养,而现有教材内容仍包含有一些复杂的理论推导、应用较少的难记的公式、注重知识的系统性。同时,缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入,使学生视野得不到开阔,不利于学生职业技能的培养。 三、电工电子技术教学改革的有效措施 (一)优化调整教学内容 第一,结合电工电子技术课程目标,选用符合具有职业教育特色的教材。因为现行很多教材大多套用知名高校学历教育相关教材,知识陈旧,理论性强,未能突出职业能力的培养以及及时反映新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料,成为制约应用型人才培养的瓶颈;第二,在考虑学科内在的逻辑关系和培养职业能力宏观指导下,微观上精选、调整教学内容。电工电子技术课程知识面广、信息量巨大,而课时非常有限,必须根据职业能力培养的目标,有所侧重地选择、调整教学内容,使“培养应用技能人才”落到实处。例如:在讲授我校计算机科学与技术、电子信息工程专业的电工电子技术课程时,要充分考虑在现代仪器仪表上电工电子技术的应用。 (二)教学方法的改革 采用案例教学法贯穿全课程的教学方法:精心选用典型的、有实用价值的、学生感兴趣的实例,以该案例的设计和改进中的问题为切入点,步步深入,将实践技能的培养贯穿于教学的始终。克服传统教学方法中理论与实践严重脱节造成弊端。学习本课程后,学生分析电路虽然头头是道,但若要设计制作一个电路系统往往不会查手册、不会选器件、不会连电路、不会调试系统。可见,案例教学法从真正意义上实现了以学生为主体,以培养学生的自主学习能力、实践能力和创新能力为基本价值取向,案例教学法若运用得法,将会最大程度地调动学生的主观能动性和学习兴趣。但采用案例教学法一定要注意以下几点:第一,案例要有典型性和实用性,才能激发学生的学习热情和学习兴趣;第二,案例要有综合性和启发性,案例应将课程内容与案例有机结合、融会贯通;第三,案例应体现本学科的前沿知识、技能,这样才能提高学生的实践能力、应用能力和创新能力。 (三)教学手段的改革 有了好的教学理念、教材、教学方法,要取得好的教学效果,还要有好的教学手段,要善于根据课程不同内容、不同的知识点的特点选用不同的教学手段,才能推动教学内容和课程体系改革取得实质性进展。我校在教学过程中,不再采用传统的黑板加粉笔的教学方法,大量地使用多媒体课件、eda仿真软件、网络教学等多种教学手段。比如:第一,在讲到三相异步电动机结构、工作原理及常用控制电器结构、动作原理时,若用传统的黑板加粉笔的方法,在课堂上把电动机的结构和常用控制电器的结构画出来是不可思议的,即使画得出来,也很难将此部分的内容讲清楚,课堂效率极低是可想而知的。但采用powerpoint和flash做成的多媒体课件,节省了在堂上画电动机、常用控制电器的时间,还可以通过flash动画生动地表现电动机的内部结构、工作原理和常用控制电器的动作过程,非常的直观而富感性,有利于学生准确、全面、深刻地接受知识,大大地降低理论学习的难度;第二,在讲单管的共射极放大电路,工作点设置对放大电路的非线性失真的影响(工作点设置得太高,容易导致饱和失真;设置得太低,容易导致截至失真);负反馈对放大电路性能的影响;放大电路的幅频特性和相频特性。虽然我们可以借助powerpoint、flash、vb等制作的包含文字、图片、动画的课件进行讲解,降低学生对这些知识点理解方面的难度,但学生还是觉得缺少感性的认识。但通过利用multisim对单管放大电路进行仿真后,学生好像置身于实验室,体验到:设置适当的工作点的重要性;负反馈的作用;放大电路的频率响应等,对所学知识豁然开朗。实现了理论教学由难化易,由繁化简。 四、总结 总而言之,电工电子技术课程是电类专业开设的一门实践性很强的专业基础课,教与学都存在一定的难度,通过对教学模式、教学方法等教学要素进行改革,最大限度地优化教与学过程,使课程的教学质量更上一级台阶,为后续课程的学习及继续深造打下坚实的基础。 电子技术论文:浅谈模拟电子技术的教学改革 论文关键词:模拟电子技术 实践 定性 eda 论文摘要:《模拟电子技术》是电专业的一门非常重要的专业基础课程。《模拟电子技术》的教学改革具体表现在教学内容、教学方法、教学手段、实践环节、等方面的改革。本文对模拟电子技术课程简单介绍,通过五方面阐述了模拟电子技术教学改革的方法,并对模拟电子技术课程的发展进行展望。 一、引言 《模拟电子技术基础》课程是工科电气信息类专业的一门重要技术基础课程,其工程性和实践性都很强。它是继《电路分析基础》之后又一门主干技术基础课程。并与《通信电子线路》一起为电子专业的学生提供有关模拟电子电路必备的理论基础知识,也为其它实践性课程和专业课程提供了必要的知识准备。模拟电子技术基本概念多、原理强、与工程实践联系紧密,分析方法与以往的课程有很大的不同,再加上课程“学时少,内容多”,学生学习起来普遍感到困难。为达到应用型的人才培养目标、以专业素质教育为教学目标,以基本概念、基本原理、基本分析方法为教学内容。在将基本教学内容贯穿课程始终的同时,加强对学生应用技能的培养,并在教学过程中采取多种教学方法贯彻落实。 二、模拟电子技术教学改革的基本方法 (一)强化基本概念,加强实践应用。本课程有很多基本概念,这些基本概念回答的是模拟电路最基本的问题,构成了该门课程的根基,因此必须强化基本概念,并在应用中反复强调,进一步加深印象。模拟电子技术基础课程有很强的实践性,而实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段。应精选了最基本的和有较高实用价值的综合实验项目。实验过程中,注重介绍新仪表、新仪器的使用,这样学生会直接感受到科技发展带来的巨大方便,通过对企业及毕业生的跟踪调查,进一步明确了知识体系的重点和难点,明确了学生学习本课程的核心能力。基础实验、综合实验和创新实验(课程设计中完成)三阶段台阶式教学方式,教学目的层次分明,循序渐进,使学生从常用电子仪器的使用方法和电子电路的测试方法学起,通过综合应用到创新的设计和实现,经历完整的科学的自主的训练过程,培养了学生实践能力、综合应用能力和创新意识,使之在“硬件”实现和eda技术的应用上能够达到一定的水平,并为进一步发展打下基础。加上之后的“电子工艺实习”、“电子设计大赛”和贯穿学生学习期间的课外科技活动,形成一个整体,使对电子技术感兴趣的学生能够有个性地健康发展,达到较高的水平。 (二)在教学过程中注重定性分析。从工程思维观念出发,不过分追求理论分析的严谨。注重培养系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。例如,介绍rc串并联选频网络的选频特性时,先定性分析该网络对低频和高频信号的相移,确定有一频率信号通过时相移为零,依据该特点再与放大电路配合,满足振荡相位平衡条件,则该选频网络就具有选频特性,其定量推导只给出思路和结果即可。 (三)化大为小,化繁为易。对于难度较大的内容,采取化大为小,化繁为简,各个击破的方法。例如,负反馈组态的判断是一个难点,要根据反馈性质、取样方式、反馈方式进行判断,每一类判断又有多种方法,若三类判断混在一起讲,多种方法无重点的讲,学生一方面很容易混淆,另一方面每种方法可能都掌握不好。为此,我们把三类判断分开讲,讲一种,练一种,学生掌握后,再讲下一种,把大难点分散为小难点,再各个击破。讲判断方法时,先介绍定义法,然后引出短路法,最后引出更简单易行的方法——从结构判断,并重点练习,这样将繁琐的判断简单化,化繁为简,便于学生掌握。 (四)及时对教学内容进行改革。模拟电子技术是当今自动化控制的基本手段,集成化技术发展非常快,因此及时调整教学内容,追踪最新技术,增加新知识,讲授中对分立元件的电路从器件、电路产生的背景和需求入手进行基本原理分析,然后讲解其结构、作用和电路的分析,并将重点放在广泛应用的集成元件的电路分析和使用上。 (五)采用多种形式的课堂教学。在教学手段上,利用现代化教学手段,采用多媒体课件、黑板授课及实验仿真和实际操作相结合的方法,将肢体语言与声光电有机的结合起来,全方位对学生实施情景教学,学生可以在电脑上进行课程实验的调试与测量,加大课程信息量,使学生对所学知识产生兴趣,很快进入学习状态。教学活动的主体是学生,为了能让学生真正参与到教学活动中,我们采用讨论课、练习课、提问课等多种形式,激发学生学习兴趣,培养学生创新精神。采用启发式、仿真环节、边讲边练、理论与实践穿插进行的教学方法,在讲授完本节内容的同时提出新问题,为下面的新内容、新知识的讲授作好铺垫。做到“提出问题——¬¬¬¬¬引导思考——求证归纳”,同时总结一些有助于学生形象化思维和记忆的窍门、比喻,通过传授知识提高学生的学习兴趣,使学生和教师达到互动,调动大家学习的积极性。 三、结束语 随着电子技术学科的发展,如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾,处理好“宽”“新”“深”的关系,建立先进和科学的教学结构,以适应不断更新的课程内容体系始终是我们改革的重点。本课程需要建立起课堂教学、实验教学、网络教学和eda教学交叉融合的教学结构,并使各教学环节各司其职,相辅相成,互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的同一个目标,并不断地研究国内外高等教育的发展,把新的教育思想、教学方法和教学手段恰当地应用于本课程。 电子技术论文:浅谈高职院校电子技术类课程的定位与教学内容 论文摘要: 文章从高职教育以“技术本位”培养社会急需高技能人才的培养目标出发,讨论了在电子技术类课程教学改革的过程中所面对的定位与教学内容的问题。最终针对就业导向提出了定位目标,理清了教学内容中理论与实践的关系,得出了学生从业必备的核心智力技能和操作技能。 1.引言 高校的课程教学是人才培养体系中最基本、最具体、最重要的环节,也是以人才培养目标为终极目标的教学过程。由于社会分工和人才分类不同,高等职业教育应当培养社会所需的应用型、技术型人才,因此,高职教育应以“崇术”为主,即“取所知之真理,而致诸用”,确定以“技术本位”培养社会急需的能将科学技术成果与生产实际相衔接的高技能人才。要实现高职教育的培养目标,教师就必须在教学中贯彻技能性、实践性和职业性的特点。电子技术类课程是实践性很强的一系列专业课程,其教学应当围绕职业技能训练和职业素质培养展开。由此我按照美国教育家约翰·杜威提出的“从做中学”的观点不断推行教学改革,但在实际操作中却出现了一些问题,不解决这些问题,高职院校电子技术类课程教学将收效甚微。 2.教学定位要准确 目前高职院校的电子类教师大部分毕业于普通高校。这类高校大部分是以“崇学”为主,也就是以“知识本位”培养学术型、研发型人才。这就导致部分教师从观念上依旧延续了传统本科教育的模式,实用知识与技能的教学特点不突出。如果在专业教学设计上安排了相应的实践模块,以增强学生的动手能力为目的,但究竟应该“做”什么?“怎样做”才有针对性?是否真正提高学生能力?这些问题不解决,那么“从做中学”的教学就只能停留于表面,流于形式,学生在实践过程中就会觉得迷茫,从而失去动手的兴趣。其实,这正是定位不清晰造成的。高职教育以培养应用型、技术型人才为主,技术是指“根据生产实践经验和科学原理形成的知识方法和技能”,而技能是指“运用知识(经验知识和理论知识)成功(有效)完成任务的活动能力”。所以技能既有运用知识的思维活动能力——智力技能,又有使用工具仪器的活动能力——操作技能。高职培养的人才应是这种具有运用知识能力的既具有一定智力技能的,又具有正确和熟练使用工具仪器完成工作任务的操作技能的实用人才。解读了这样的培养目标,怎样进行教学定位呢?定位是以“职业岗位群工作所需人才类型”为导向来确定的。根据我校长期的就业观察和分析,高职电子专业人才的定位可以参照下述的技术岗位来确定: (1)在中小型电子企业从事产品或设备的设计和调试、检修工作及营销工作。 (2)在大型电子企业从事产品或设备的调试、检测、维修工作。 根据调查,无论在何种企业,高职学生从事“调试,检测,修理”技术工作的都占了很大一部分,而从事设计的学生只是少部分。这就说明,电子技术类课程教学应定位在使大部分学生能胜任电子产品或设备的调、测、修工作,并在此基础上,使部分优秀学生能胜任更深层次的产品设计和开发工作。这样既符合高职学生在知识层次结构、学习习惯、认知心理等方面的特点,又能有针对性地提高学生的思维能力和发现问题、解决问题的能力。专业课程的内容随之即能够根据教学定位所需的知识和技能需求展开。 3.教学内容要明确 根据上述教学定位,教师必须从教学内容中提炼出从业必备的核心智力技能和操作技能。首先,要使学生形成智力技能,就必须向其提供可以运用于成功完成任务的知识,而不能一味崇尚理论教学或一味否认理论教学。教师应当在强调基础理论知识够用的前提下,传授实用性的、满足智力技能需求的有用理论,而不能大讲运用价值极小,甚至无使用价值的、不能解决问题的知识。因此,我对理论教学内容进行了提炼,将其分为电子元器件类和电子电路类。 电子元件类内容应当包含的知识点有:(1)元器件的作用。(2)元件的结构特点。(3)元件的电气性能和参数。(4)元件的使用。(5)元件的识别检测方法。(6)元件的故障特点。该类知识点主要解决怎样认识元件,怎样判别元件好坏和怎样代换等问题。电路类知识内容应当包含的知识点有:(1)电路的作用。(2)电路的结构特点及各元件作用。(3)输入、输出信号特点。(4)电路正常工作条件和数据。(5)整机信号和供电流程。(6)整机系统框架结构。(7)故障特点和检修流程与方法。(8)电路设计的流程和方法。上述知识点包含了学生从认知到分析到检测最后到综合性维修与设计真正所需的实用理论。当然理论教学不能孤立的讲授,而应当与技能实践训练齐头并进或螺旋式进行。智力技能实践训练核心应当包含:(1)电路读图训练。即利用电路知识点,从电路图中抓出电路的作用、结构特点、正常工作条件和数据、整机信号与供电流程。(2)电路分析技能训练。即在读图能力的基础上将复杂的系统电路分类归列,化整为零,化繁为简,逐一剖析,清理出各单元电路的系统结构特点,从而达到可以运用电路图的能力。(3)故障分析能力训练。即运用前述2个能力,根据实测数据进行分析、判断,结合操作方法找出故障原因和元件,排除故障。(4)电路设计能力训练。即要求运用几乎所有知识点,配合“读图能力”“电路分析能力”完成产品设计。该能力尤其需在项目化教学中进行有针对性的强化训练。 其次,要形成操作技能就必须依靠智力技能,在其思维指导下使用工具、设备、仪器、仪表,如此学生才能有效完成电子产品的“调、测、修”工作任务。操作技能的训练主要有:(1)电子元件的识别、检测、使用。(2)元件和电路的安装、焊接。(3)电子产品(电路)的调试、检测训练。学生既要运用电路类知识,又要运用“读图能力”“电路分析能力”,还要正确使用检测仪器、仪表。(4)故障检修能力训练。即对电子产品的故障现象进行分析,确定故障部位,正确检测数据,对数据进行反复分析、判断,最终找出故障元件,排除故障。 由上可见,智力技能和操作技能是相辅相成的,两者相互融合将形成以检修或设计作为综合技能的最终目标。理论教学是为实践训练服务的,因此,教师必须有针对性地选取对解决实际问题有用的知识。而实践训练则是以使用工具、仪器、仪表对电子元件或电子产品进行操作为表面目的,以运用有用知识,完成工作任务或智力和操作技能训练,达到综合性目标为实际目的的教学活动。教师理清了理论与实践的关系,明确了智力技能与操作技能的内容,才能突出电子技术类课程的特点。 4.结语 培养学生良好的职业素质是高职院校的重要任务,在良好的校园文化环境中,学生接受教育,可具有一定的综合实践能力,在今后的工作中能够成为从事第一线工作的高级技术人才,达到一技多能。笔者所讨论的课程定位与教学内容在电子专业《音响技术》、《主板维修》、《电视机原理》等课程中得到了实践,课程定位较为准确,符合人才需求,获得了用人企业的认可。教学内容也能够调动起学生的学习兴趣,取得了明显的教学效果,让学生亲身体验和提高了岗位综合应用能力,满足了高职教育以培养岗位应用能力、社会应用能力为中心的教学要求。 电子技术论文:试论高职应用电子技术专业实践教学的改革 论文摘要:实践教学是高职院校人才培养的重要环节,是解决高职毕业生就业困难与企业聘不到高级技能型人才矛盾的关键。通过分析高职院校实践教学的现状,结合我院应用电子技术专业的实际,就高职院校实践教学的改革探索与实践提出了看法。 论文关键词:实践教学;应用电子技术专业;改革 一、高职院校实践教学的现状 (一)内容、模式陈旧 高职院校的培养方案,是建立在中专学校的基础上、参照本科院校的培养方案修订而成的。实践教学多以验证性实验为主,课程设计的项目少、且往往以理论设计为主,毕业实习以毕业设计论文为主、设计制作为辅,应用性不强。 (二)安排不够合理、实践教学手段单一 高职院校的实践教学往往编排在某些课程的实验中,且课时量严重不足,实训场所、师资力量缺乏,一个教师需要同时指导几十名学生实验、实训,教师讲解、演示几乎占用了一半的时间,剩下的时间学生只能模拟教师重新验证一遍。 (三)重视程度不够 对实践教学重视程度不够的具体表现是,实践教学考核的随意性。多数实践项目的考核,都是与相关的课程一起综合评定完成的,实验、实训成绩比例通常不足课程成绩的一半。因实践场地受限、师资力量不足,导致教师对实践课学生的管理难以到位,学生有没有操作、操作过程和结论有没有错误,教师难以辨别,只要学生上了实验课,实践考核就算通过。实践考核成为学生最容易通过的项目。 二、我院应用电子技术专业实践教学的改革探索与实践 (一)实践教学体系的改革 在专业建设中,注重“以实践性、技能型为主”的培养目标,确立了“电子产品整机装配、调试、测试技术,电路设计与pcb技术的制作技术,现代电子设备的维护技术”等三项专业核心技能。 在课程体系的建设中,以核心技能课程为主线,设置专门的实践技能课程,设立了电子产品生产工艺与实训、电子测量与技能训练、现代电子设备维修、电路设计与制板protel、autocad、智能仪器仪表的使用与维护等实践技能课程。 在实践技能内容的安排上,将实践内容分配为基础技能、专业技能、综合技能和创新技能等几个层次,建立一个与专业方向和培养目标紧密相关的、独立的实践教学体系,建立从基础技能训练到专业技能训练、综合技能训练、创新技能训练的循序渐进的实践教学模式。 (二)实践教学基地建设的改革 改善、更新原有的电工基础、电子技术实验室,增加电子仪器设备的品种;新建电子工艺设计制作实训室、电子综合实训室、创新实验室;开发仿真实验室,优化校内实践教学的资源配置,为学生提供了更多的动手操作场所。 注重校外实践教学基地建设,在步步高、广州瑞通千里激光设备有限公司、旭?光电科技有限公司等多个电子类企业建立了校外实训基地,使学生在毕业前能够直接参与实践工程项目,以缩小学校教学和实践工作的差距,加快学生适应社会、服务社会的进程。 (三)实践教学方式及手段的改革 1.实践教学内容的转化。将原有的验证性实验向综合、设计实训转化,如将“串并联电路分流、分压关系的验证”改为“串并联电路的连接及测试”,“日关灯电路的测试”改为“日光灯的安装与测试”等;大幅度增加实训项目内容,如“元器件的识别与检测”、“印制板的设计与制作”、“直流稳压电路的设计、制作与调试”等等。这些实训项目的改革,强化的不仅仅是实践教学的手段,更主要的是将理论知识及时转化为实际的技能。 2.改革实训主导地位。从“教师讲解、演示为主,学生动手为辅”的实践教学方式变革为“学生为主,教师指导为辅”的实践教学方式。以专业知识的转化和实践技能的掌握为目的,鼓励学生实训过程的多样化、实训结果的规定性和独创性结合。如:在“稳压电源电路设计、制作”的实训中,只给出“将220v/50hz交流电压变换为输出6v稳定直流电压”要求,由学生自我完成稳压电源电路的设计制作。学生可以采用分立元件设计、也可以采用集成电路设计;可以是固定的6v直流电压输出、也可以是包括了6v的可调直流电压输出;可以是先仿真再进行实物制作,也可以直接进行实物制作;可以采用万能板安装制作,也可以自制印制电路板后、再进行安装制作。不拘一格的实训过程,调动了学生的学习热情,提高了学习积极性。 3.仿真实训与真实实训的结合。对于较复杂的实训项目,训练学生将专业知识与计算机软件、计算机操作相结合的本领;即复杂的实训设计制作项目,先运用protel、autocad、multisim7等软件进行设计仿真,得出最佳结果时再进行实际制作。通过“电脑设计-仿真-改进设计-制作-完善-创新”这种仿真实训与真实实训相结合的实践教学方式,可以缩短设计制作的时间,降低设计制作成本,提高电子电路设计制作的成功率,同时有利于学生将多门学科知识进行综合运用。 4.课堂教学与课外教学的结合。在课堂实践教学中,制定好各门课程的实训大纲,大幅度提高实践教学课时比例( 40%总课时),加大设立实训项目,合理安排实验、实训项目,使实践教学内容来自于课程理论,但又有所突破。鼓励学生自己构思、设计、完成实训项目,有效培养学生的创新意识,提高学生的操作能力。 采用开放实训场所的方式,学生可以在课余时间进入实训场所,完成自己设想的项目或需要巩固的技能知识;充分发挥第二课堂的作用, 将专业知识技能与电子竞赛相结合,积极组织学生参与各种层次的电子竞赛,使学生在竞赛前的培训和竞赛过程中,巩固和升华电子基础和专业知识,培养、训练学生的团队合作精神和创新意识;以学生的社会团体-电子协会为平台,在业余时间开展电子知识讲座、电子作品小制作、电子产品维修、学生优秀电子作品展、获电子竞赛奖励学生的经验交流等活动;不定期地聘请行业、企业的工程师、高级工程师进行阶段性讲课、讲座或实训指导,注重学校教学与实际工作的关联性和一致性;利用假期让学生去校外电子实习基地进行顶岗实习,由企业工程技术人员进行实践辅导,学生在电子企业可以直接参与实践工程项目,大大缩小了学校教学和实践工作的差距,真正做到学校教学与实际的衔接、扩展。 多方位、多渠道的实践教学,加快了学生适应社会、用专业知识服务社会的进程,有效地提高学生的专业技能和毕业之后的就业率。 (四)实践成绩评定的改革 采取实践教学单独考核、实践项目分项考核、竞赛成绩列入考核(创新考核)、实践项目和实训报告综合考核等手段,加强实践教学的管理力度,使之对实践课教师和参加实践课程的学生都起到促进、提升的作用。 实践项目分项考核的具体做法是:根据不同阶段和不同实训项目的内容要求,对学生进行逐个现场操作测试评分。实训报告考核的主要内容:条理是否清楚,实训的内容、测试方法、实训结论、改进创新方法等是否齐全。创新考核是指根据学生参加各种层次电子竞赛的情况(完成情况、获奖名次等),进行不同的加分。 三、我院应用电子技术专业实践教学改革成效 (一)教师开发实训项目、编写实践性课程教材的能力和水平大大提高。近年来,我院教师编写出版的实践性教材有:电子产品生产工艺与管理、multisim7.0仿真设计、电热电动器具原理与维修、单片机原理及应用、电子技术基础实验指导书和实验报告等;其中,由我院教师主编的实践性教材《电子产品生产工艺与管理》入选为国家级“十一”规划教材,并获江西省高校科技成果奖,获江西省普通高校优秀教材二等奖,获全国电子信息类高职高专优秀教材二等奖。 (二)学生积极参与全国和江西省的各类电子科技竞赛活动,并获得较好的成绩。近年来,学生参加江西省及国家级各种电子竞赛获得多项奖励:其中12人获得一等奖、25人获二等奖、29人获三等奖,2次获团体三等奖,1次获团体第3名。 (三)毕业生的就业率高,受到用人单位的好评。由于毕业生的动手能力强、团队合作意识好、专业素质高,使毕业生的就业情况良好,近年来就业率均在90%以上,且受到用人单位的好评。 四、结束语 高职实践教学的改革是一项长期而艰巨的任务。随着我国经济建设和科学技术的不断发展、教育改革的不断深化,高职实践教学改革的步伐必将更加坚实。 电子技术论文:高职院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学改革探析 论文关键词:高职院校 机械类专业 电工与电子技术 教学改革 论文摘要:随着我国高等职业教育规模的不断壮大,提高职业教育的整体教学质量,培养真正高素质的技能型人才是我国职业院校共同关心的问题。本文以提高我国高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学质量为目标,探讨了该课程的教学改革。文章分析了目前我国高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学内容不太适合当前企业对人才需求状况的变化,论述了进行该课程教学改革的意义,阐明了该课程进行教学改革的目标。 《电工与电子技术》是大学机械类专业的专业必修课程,是学生由理论知识走向实践应用所接触到的第一门专业性质的课程[1],同时它是一门与机械设备控制紧密相关的课程,具有很强的理论性和实践性。目前我国大学机械类专业《电工与电子技术》课程内容主要包括直流电路、交流电路、电动机、变压器、常用低压控制电器、基本电气控制线路、半导体器件、模拟电路、数字电路、典型数字电路及应用等内容[2][3],基本按学科体系组织教学内容。学生对该课程的学习既有兴趣又有畏难情绪,普遍认为该课程学习难度较大,不容易学懂[4]。 随着科学技术的发展和企业对人才需求状况的变化,现今该门课程部分内容已不适应高等职业院校机械类专业学生学习,为减轻学生学习负担,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效果,有必要对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程的教学内容和教学模式进行改革,应用任务引领的教学理念对其知识内容进行重构与优化。 1.教学改革意义 1.1 高等职业院校机械类专业学生就业岗位主要包括机械加工设备的操作和维护,各种机电一体化设备的装配、调试和维护,以及其它与机械产品相关的工作。从高等职业院校机械类专业毕业生就业岗位对《电工与电子技术》知识要求方面考虑,对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化意义突出。 1.2 高等职业院校学生在学校学习时间一般不超过2.5年,学习时间短,学习任务繁重,对于在就业岗位上很难用到或根本用不到的知识点应该有所删减,这样能有效地减轻学生的学习压力,避免学生产生厌学情绪。因此对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,更有利于学生掌握该门课程中在工作需经常用到的重点内容。 1.3 对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,开展基于任务引领的课程教学改革,将教学单元划分成学生毕业后工作过程中可能碰到的具体工作任务,采用“理实一体化”的教学模式进行教学,可以激发学生课堂的学习兴趣、提高学习效率,收到好的教学效果。 1.4 对高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程内容进行重构与优化,也是由高等职业院校学生自身的理论基础决定的。随着我国高等职业教育规模的扩大,生源的减少以及高考招生比率的逐年升高,高等职业院校学生高中阶段理论课程基础越来越差,对理论知识的接受能力整体下降,让他们学习理论性过强的、且在以后的工作中很难用到的知识,是对课堂上绝大多数学生的不负责任。 2.教学改革目标 以培养高等职业院校机械类专业学生熟悉机械设备电气控制系统能力为主线,打破传统的《电工与电子技术》课程教学内容的界限,从认知规律和满足学生就业岗位的需要出发,对教学内容和实践环节进行整合与提高,达到基本的电工与电子技术知识的完备,同时突出机械设备中电动机控制和接触器、继电器等电气控制线路的理解和掌握。具体做好以下几方面的改革。 2.1 以能力培养为主线,构建独具特色的课程内容教学体系。以掌握基础知识、强化应用、培养技能作为教学的重点,力求达到以知识应用为目的,能力培养为主线。在教学过程中,以学生毕业后在工作岗位上能碰到的实际工作任务为基础,构建独具特色的课程内容,开展基于任务引领的课堂教学。 2.2 在课程教学过程中,采用“理实一体化”的教学新模式。为了提高教学质量,首先要促进学生提高学习积极性,把被动学习转变为主动学习、喜爱学习,如此方能有效提高教学效果,提高学生的学习效率。在高等职业院校教育教学改革进一步深入发展的过程中,本人根据自己多年的教学经验和体会,认为理实一体化教学方式是实践性较强的课程教学中的一种行之有效的提高教学效果的方法。这种教学方式能激发学生学习兴趣,提高学习积极性能收到事半功倍的教学效果。3.结束语 对高等职业院校的课程进行教学改革,提高教学质量,是我国高等职业教育发展的需要。本文探讨了高等职业院校机械类专业《电工与电子技术》课程教学改革。笔者抛砖引玉,从分析我国高等职业院校生源的实际情况、现有课程内容的设置、以及企业对人才需求状况等方面出发,讲解了教学改革的意义,提出了教学改革实施方案,重点讲述了教学改革的目标。当然,提高我国高等职业院校《电工与电子技术》课程的教学质量是一项长期而艰巨的任务,需要我们广大高等职业院校的教师共同努力。 电子技术论文:高职机械类专业《电工电子技术》课程教改探析 论文关键词:高职机械专业 电工电子技术 教学改革 论文摘 要:根据高职机械类专业电工电子技术课程教学中出现的问题,针对高职学生的特点,从教学内容的选取,教学方法、教学手段、考核方法的改革,理论与实践更好的融合等方面进行了分析、总结。 电工电子自问世以来,已经延伸到社会的各个领域,机械类产品也慢慢的过度为机电一体化产品的方向发展,社会对机械工人的要求也从机械类单一工种,转变为机电类复合人才的要求。因此,电工电子已经成为机械类专业的一门重要的基础课程,而且是一门理论性和实践性都非常强的基础课程,本文针对应如何使非电类机械类专业的高职学生在学习“电工电子技术”上,既能够满足专业和职业能力的需求,又不是像本科教育那样,立足打好深厚基础。根据高职学生的特点,重点以实践、应用为主线来进行教学改革。 1 存在的问题 (1)理论与实践脱节。传统的教学方式是理论教学与实践教学是分开的,而且理论知识往往过分追求教学内容的系统性与完整性,这就忽视了“电工电子学”作为应用学科的实用价值,使学生缺乏明确的学习目标,难以理解课程的目的和意义,不但给学生的学习造成很大困难,也影响了教学质量的提高和应用性、技能型人才的培养。 (2)教学方法陈旧古板。教学方法基本上采用“老师讲,学生听”的灌输方式,有些教师对新的教学方法和手段不熟悉不适应,课堂教学讲得过多过细,缺乏新意,没有留出足够的时间供学生思考回味。此外,课后作业过多也使学生无暇思考,这样导致学生始终处于被动状态,无法激起学习的兴趣和热情。 (3)考核方式单一,内容片面。电工电子学”课程的考试方式采用闭卷笔试,内容主要是理论知识。这样既不利于学生对知识的全面掌握,又不符合高职学生的特点。 2 改进措施 (1)课程整合和优化。 打破学科体系,改革课程设置,实施课程内容的简约、集成与重组,体现出高职教育的特色。以实际应用能力培养为主线,精减教学内容,去除理论推导、证明、验证内容,注重技术重现和技术实现。 实现做中学,弱化过深、偏难的理论,突出知识在专业中的实际应用。以适用、实用为原则,优化知识技能结构,形成与应职岗位相一致的教学内容。从应职岗位需要出发,将各课程的知识与技能有机地结合起来,增加实用性和针对性,删去一些与今后工作关系不大的枝节。例如,很多教材大篇幅讲解二极管如何形成单向导电性,三极管内部载流子的传输情况。而在实践中,只有从事专门研究的人员,才可能用到这些原理知识,对于以培养应用型人才为主的高职学生,重点应该放在二极管、三极管的作用,如何判断二极管正负极,三极管的标号及管脚判别鉴定,如何通过参数来选择二极管、三极管的型号等内容上。对于电子电路应强化集成电路方面的内容,特别是集成电路的应用。对难度较大,求解过程复杂的例题、习题进行删减。 (2)加强与专业方向的对接。 大部分机械类专业均开展了电工电子课程,但专业方向不同,学生所需知识的侧重点也有所不同。电工电子是专业基础课程,一般在大一第一学期就开设了此课,学生对专业的认识还不够了解,教师给不同专业的学生上课时,授课内容既要注意与各学科专业基础知识的衔接,又要兼顾与后续课程的联系。并且课程内容按不同专业编排,采用灵活的组合方式,以适应不同学科、不同学时和各层次学生对课程深度和广度的要求。比如,针对数控类专业,教师可以结合数控机床的定位系统,讲解数字电路中数模、模数的转换;针对汽车专业,教师可以结合汽车测速装置的工作原理,讲解计算器的功能。 (3)课堂教学方式灵活多样。 高职学生基础相对薄弱,教师应根据学生的实际水平,对基础知识、基本内容和重点内容精心组织,运用多种多样的教学方法,如比喻法、类比法、启发质疑法、讲练法、实验演示法,使学生能克服厌学心理,鼓励帮助学生树立自信心,提高学生的学习兴趣,促进求知欲。对于理论性较强的内容,教师要耐心对待学生,引入各种案例,多讲多练,反复强化重要的知识,不讲则已,讲的就务必使学生掌握。 (4)充分利用现代科技,拓宽教学手段。 抽象的电工原理讲解起来容易觉得枯燥乏味且生涩难懂,如电介质的极化、电容的充放电等,若能合理巧妙使用辅助教具,往往能收到事半功倍的效果。教师可以通过教学录像,直观的实物模型和幻灯片、投影,生动详尽、图文并茂的教学课件,让学生学习起来兴趣盎然,使教学过程缩短时间,尽可能增加信息量,开拓学生视野,进一步深化了对基础理论的掌握。为了适应目前既要减少教学时数,又要增加课堂信息量的教改形势,同时培养学生学习主动性,提高自学能力,充分利用网络资源教学是最有效可行的方法之一。在校园网络上向学生提供电子教案、网络课件等网络教学资源,利用网络进行答疑,接收学生反馈意见,更好地与学生交流。学生可以利用网上试题库,在网上随时进行自检自测。我们目前已具备的资源有:电子教案、多媒体课件,网上实验室、精品试卷、习题库等,极大地提高了学生的学习兴趣。在理论教学中引入eda技术,来改善教学质量,使理论分析得以验证。对于一些比较抽象的内容,教师用语言不易描述,学生也难以理解,还有许多电工电子的概念需要通过实验以阐述和验证。在课堂讲解内容涉及需要实验演示电路时,调用事先建立的eda电路文件进行现场演示,不但提高了教学效率,而且降低了教学难度。例如,在讲解基本放大电路的静态工作点对输出波形的影响时,要通过实验来加以验证。实验教学中引入eda技术,可以解决三个方面的问题:一是实验信号存在时间过短,用常规仪器往往很难观察得到,借助eda技术,可以方便观察;二是在电工电子实验中,将实验任务布置给学生,让学生先进行理论设计,然后按照设计要求进行计算机仿真设计,完成仿真设计后,再在实验室按照仿真电路装配实际电路进行测量;三是可以进行虚拟的仿真实验,根据教学内容和专业要求,联系生产实际提出简单的设计题目,让学生进行理论设计,然后在计算机上完成仿真实验,检验和完善自己的设计作品。 (5)理论教学与实践教学相结合。 电工电子技术是一门基础学科,也是一门应用学科,学生不仅要掌握必要的理论知识,而且还要把这些理论灵活应用于实践中。但是学生到工业、企业中实践的机会很少,从而无法了解工业、企业中是如何进行具体工作的。 为此,在教学中,每章都从最基本的应用实例出发,由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论,由实训引出相关概念及相关电路。首先是教师提出学习的内容、目的、要求及其他相关事项,学生自主学习有关内容,再通过自己动手做的方式来加深对所学知识的理解,同时获得相关技能的训练。这种在教师指导下,感性认识与理性认识交互进行,对学生自主学习起到良好的促进作用。教学所选实训项目应与机械专业建立联系,这样的学习方式会极大地激发学生学习理论的动机。 此外,实践教学场所按照职业活动环境来布置,突出其职业性的特点,同时,实践教学严格按照生产、建设、管理、服务第一线的现场有关规定,来强化学生职业技能训练和职业素质训导,着重要求学生要有一丝不苟、严格认真的工作作风。 (6)建立以能力为中心的课程考核体系。 改变传统的考核方式,强调考核学生的能力,实现课程考核向过程考核的转变。学生学习效果的好坏,主要取决于整个教学过程,与之相适应,考核也贯穿整个教学过程。提高学生的素质为考核中心,考试不再局限于闭卷一种形式,而是采用开放灵活的考试方法,包括开卷考试、课程论文、口试、实际操作、调查报告、综合考查等形式。不同内容采用不同的考核形式,如考基本理论采用闭卷的形式;考实训采用项目制作的形式,根据学生态度和动手操作能力,现场综合评定学生的实验实训成绩;对于综合分析和电路设计采用开卷的形式;平时的作业可以结合生产实际写课程论文和调查报告;使评分方式科学化。课程结业成绩由平时成绩、实验实训成绩、期末成绩(试卷)组成,为了充分调动学生全程参与学习,使学生把注意力转移到日常学习中,扩大平时成绩和课程测验的比例,具体是平时成绩占20%,课程测验成绩占40%,期末成绩占40%。另外,在平时测试和实验考核中,改革记分方式,实行实质性评价,一些考核按照abcd级制度评分,淡化分数,促进学生的全面发展。 注重考核反馈,现在我们在教学中往往注重考核,不注重反馈,其实考核的目的是要重视反馈,通过反馈来是学生了解自己的不足,使老师反省在以后的教学中如何讲解来是学生能够更好的减少错误,学生在反省中找到原因,改正错误。 3 结语 机械类专业的电工电子课程教学改革是一项长期的工作,经过多年的思考与经验积累已初有成果,在以后的改革中,是该课程更加的理论与实践相结合,更具有鲜明的特色,真正的实现做中学,快乐学习。切实减轻学生学习负担,提高学生的学习兴趣。
微电子论文:微电子技术在航空系统中的应用 文章摘要:随着微电子技术的不断发展,在我国的各行各业中科技水平也在不断提高,微电子技术不仅仅可以应用于工业等各种领域,我们也可以看到微电子技术,同样可以应用在航空系统之中,促进航空系统的进步,从而推动其向综合化、模块化方向发展。本文就将以微电子及微电子在航空系统中的发展的重要内涵为着手点,从而提出将微电子技术更好地应用于航空系统中的重要策略。 关键词:微电子技术;航空系统;综合化 微电子技术的进步在很大程度上提升各领域的科学水平,促进了各领域上的发展,目前在微电子技术在航空系统中的应用效果中,我们可以看到微电子技术的重要作用,不仅仅能够促进航空系统向经济性、技术性方向发展,同时也能促进航空系统整体性的进步。所以我们要明确微电子技术及微电子技术应用于航空系统的重要作用,从而对如何更好地应用微电子技术进行探究,希望可以促进微电子技术在航空系统中的发展。 1微电子技术的基本概念 微电子技术是较为复杂精密的科学技术之一,是建立在各种高密度微电子组件的基础上的高微电子技术。作为目前国内较为高精尖的基本技术端电子技术,其应用领域十分广泛,不仅仅可以使用于航空航天中,也可以使用在各个工业领域及商业领域上,微电子技术的展现形式通常是以微电子商品或者集合多种电子元器件的综合系统载体等出现,同时这也是各种半导体元件的产品的相关统称,作为集成电路的一个重要载体,微电子技术对于促进各领域的发展是有重要作用的,但是微电子技术的学习与创新是微电子技术发展的难点,在目前的信息化时代,我们既要正视微电子技术的重要性,又要对微电子技术进行学习与创新,从而促进国家科学、经济、国防等进一步发展。 2微电子技术在航空系统发展中的重要内涵 随着航空系统的不断发展,我们可以看到微电子技术在航空发展过程之中起到相当大的推动作用,促进航空系统向智能化、科学化、模块化方向发展,而且往往这个时候航空系统的发展也呈现出了综合性这一具体特性,微电子技术在航空系统中的发展不仅仅是航空水平的具体体现,同时也是国家科技水平及相应的国防实力的重要体现,微电子技术不仅仅是理论性的技术工种,当微电子技术应用于航空系统发展过程中时,也在证明我国微电子技术的基本专业知识理论能够很好地和实践应用有机结合起来,体现了我国航空系统发展状况。除了在航空系统中,微电子技术往往也会体现在航空微电子技术产品上,但无论是系统上还是产品上,微电子技术在航空系统发展过程中仍扮演了重要的推动角色。 3如何更好地将微电子技术应用于航空系统之中 3.1将微电子技术的专业理论知识与航空系统应用进行有机结合 我们可以看到目前航空系统的应用已经偏向于综合化、具体化、模块化方向发展了,所以电子技术基础知识应该在明确目前航空系统的基本发展现状之上,与实际航空系统应用进行有机结合,保障航空系统能够使用图像及语音信号实时传送功能,提高航空系统发展中的经济性与技术性,无论是在控制系统还是传感器及显示系统中,都促进了航空系统的灵活性和可靠性特性的发展,解决综合系统中所存在的相应问题,提升客观的显示技术及控制技术,从而推动微电子技术在航空系统中的深化与进步。 3.2提升相关人员的微电子技术水平,引进高质量的人才 无论是航空系统方面还是微电子技术方面其发展都需要高质量、高水平的人才进行相应的实验与应用,所以我们必须提高整体队伍的综合素质,以促进微电子技术在航空系统中的发展与应用。传统的固体物理基础课程、半导体器件与微电子综合课程设计等基本知识理论课程并不能满足微电子技术发展的具体要求,为了培训相应的航空方面的微电子技术人才,我们必须要革新课程,提高课程难度,在一定程度上加入相应的航空理论知识,增加实践课程的相应比例,促进相关专业人员能够将微电子与航空系统的理论知识与现实实际发展情况的有机结合,也可以加强对于VLSI设计、SOC设计方法学嵌入式微处理器体系结构的学习等,但无论是哪种专业知识,都需要相关人员对于相应的微电子技术水平及航空系统的相应技术进行学习与创新,只有这样微电子技术才能在航空系统的发展过程之中得到更好的应用。 3.3对航空系统中的微电子技术设备进行相应的保护 在微电子技术的应用过程中我们也不应该忽视对于微电子技术载体即微电子技术设备的相应保护,一般这些设备会出现静电损害及电磁干扰等常见损害问题,在一定程度上阻碍了航空系统的正常运作,我们必须对微电子技术设备进行相应的保护,从而促进微电子技术可以正常应用于航空系统之中。我们可以利用带有防静电的相应装置,以及防尘罩、导电袋等多种防护准备,保证微电子技术设备不被静电损坏,除此之外还可以考虑降低航空系统各部分的摩擦状况,处理好相应的飞机操作面,安装静电故电器等多种方式降低电磁对于微电子技术设备的干扰,同时对微电子技术设备进行相应的保护。 3.4对航空系统中所使用的集成电路及电子元件进行创新 航空系统中微电子技术应用往往体现在集成电路与元器件的使用过程中,在这个航空系统运行当中,无论是对于信息进行存储或是处理,都需要使用相应的通用高端芯片以及集成电路等,但是目前国内的芯片及核心元器件都主要依赖于进口,国产的集成电路及电子元件不能够满足目前微电子技术在航空系统中的发展需求,面对这一问题,我们必须要注重在航空系统中对于相关技术及电子元件的创新,从而促进微电子技术的提高与航空系统的进步。 4结语 在微电子应用于航空系统中的这一个方面,我们还有好长的路要走,不仅仅需要从理论上获得突破与提高,同时也要在微电子技术及航空系统的实践应用上进行有机融合,明确微电子技术在航空系统中发展的重要内涵,从而通过人才引进、元件升级、设备保护等多种方式促进微电子技术在航空系统发展中的具体应用。 作者:顾晓清 单位:上海电子信息职业技术学院 微电子论文:机械系统微电子论文 1微电子机械系统的概述 1.1微电子机械系统的概念 微电子机械系统主要结构有微型传感器、制动器以及处理电路。其是一种微电子电路与微机械制动器结合的尺寸微型的装置,其在电路信息的指示下可以进行机械操作,并且还能够通过装置中的传感器来获取外部的数据信息,将其进行转化处理放大,进而通过制动器来实现各种机械操作。而微电子机械系统技术是以微电子机械系统的理论、材料、工艺为研究对象的技术。微电子系统并不只是单纯的将传统的机电产品微型化,其制作材料、工艺、原理、应用等各个方面都突破了传统的技术限制,达到了一个微电子、微机械技术结合的全新高度。微电子机械系统是一种全新的高新科学技术,其在航天、军事、生物、医疗等领域都有着重要的作用。 1.2微电子机械系统技术的特点 1.2.1尺寸微型化 传统机械加工技术的最小单位一般是cm,而微电子机械系统技术下的机械加工往往最小单位已经涉及到了微米甚至纳米。这以尺寸的巨大变化使得微电子机械系统技术下的原件具有微型化的特点,其携带方便,应用领域更加广阔。 1.2.2集成化 微电子机械系统技术下的原件实现了微型化为器件集成化提供了有力的基础。微型化的器件在集成上具有无可比拟的优势,其能够随意组合排列,组成更加复杂的系统。 1.2.3硅基材料 微电子机械系统技术下的器件都是使用硅为基加工原料。地面表面有接近30%的硅,经济优势十分明显。硅的使用成本低廉这就使得微电子机械系统技术的下的器件成本大大缩减。硅的密度、强度等于铁相近,密度与铝相近,热传导率与钨相近。 1.2.4综合学科英语 微电子机械系统技术几乎涉及到所有学科,电子、物理、化学、医学、农业等多个学科的顶尖科技成果都是微电子机械系统技术的基础。众多学科的最新成果组合成了全新的系统和器件,创造了一个全新的技术领域。 2微电子机械系统的技术类别 2.1体微机械加工技术 体微机械加工技术主要将单晶硅基片加工为微机械机构的工艺,其最大的优势就是可以制作出尺寸较大的器件,最大的弊端是难以制造出精细化的灵敏系统。并且使用体微加工工艺难以优化器件的平面化布局,制作出来的器件难以与微电子线路直接兼容。体微机械加工工艺一般在压力传感器和加速度传感器的制造中普遍应用。 2.2表面微机械加工技术 表面微机械加工技术就是通过集成电路中的平面化技术来实现微机械装置的制造。其主要优势表现在充分利用了已有的IC工艺,能够灵活掌握机械器件的尺寸,因此表面为微机械加工技术与IC之间是兼容的。表面微机械加工技术与集成电路的良好兼容性使得其在应用领域实现了快速普及。 2.3复合微机械加工技术 复合微机械加工技术就是体微机械技工技术与表面微机械加工技术的结合,其结合了两者的优点,但又同时避免了相应缺点。 3微电子机械技术的应用 3.1环境科学领域 微电子机械系统技术下的微型设备可以在环境监测和数据处理分析上发挥巨大的作用。由化学传感器、生物传感器以及数据处理系统所集合的测量与处理设备。该微型装置可以用来监测空气和液体的成分,其独特优势在于尺寸微小,便于携带。 3.2军事领域 纳米器件所构成的装置先要对半导体器件运行速度高,携带方便,信息输出和处理快捷,在军事领域其能够用来制作各种微型设备,例如“蚊子导弹”、“麻雀卫星”等。 3.3医疗领域 在临床化验分析、介入治疗领域其也能够实现巨大的价值。近几年获得发展的介入治疗技术与传统治疗技术相比临床治疗效果优越,能够有效缓解患者痛苦。但是当前介入治疗仪器价格高,体积巨大,准确性难以保证,尤其是在治疗重要器官时风险较大。微电子机械系统技术的微型与智能特性可以显著降低介入治疗的风险。 4结束语 微电子机械系统技术将机电系统的实用性、智能化和多样化发展到了一个全新的高度。当今微电子机械系统技术已经对农业、环境、医疗、军事等领域产生了重大的影响,也影响着人们的生产和生活方式,相信在不久的以后微电子机械系统技术将会成为我国社会经济发展不可或缺的重要部分,为我国经济发展起到巨大的推动作用。 作者:王志宏单位:中国科学院长春精密机械与物理研究所 微电子论文:校企合作下的微电子论文 1校企合作的可能性及重要意义 1.1无锡是我国微电子产业的南方基地,需要大量的微电子专业人才 无锡是中国微电子产业的摇篮,是我国第一块集成电路的诞生地,微电子产业有着优良的传统和深厚的产业基础。近年来,无锡政府出台了一系列优惠政策(比如530计划),大力吸引微电子高端人才,创办了一批有竞争力的集成电路设计公司。2013年无锡市政府又出台了《无锡市微电子产业规划(2013—2020)》,为无锡市微电子产业的进一步发展提供了强有力的支持和保障。经过30多年的发展,无锡微电子产业形成了产业结构比较完整,产业规模庞大,管理比较完善的良好局面。2013年无锡市微电子产业合计完成营业收入652.12亿元,规模列全国第二[7]。SK海力士和华润微电子分别以第二名和第四名入围2013年度中国半导体十大制造企业。江苏新潮科技集团、海太半导体(无锡)有限公司和英飞凌科技(无锡)有限公司分别以第一名、第七名和第九名入围2013年度中国半导体十大封装测试企业[8]。虽然无锡市微电子产业的发展取得了很大的成绩,但也存在一些问题,比如:微电子产业的优秀专业人才比较匮乏,已经成为制约微电子产业发展的瓶颈之一。而高校是优秀人才的聚集地,江南大学微电子专业可以发挥人才优势,为无锡的微电子产业培养大量的优秀人才。 1.2江南大学注重校企合作 无锡日报2013年9月21日发表题为“江南大学发挥高校优势,开展校企合作,服务地方经济———做无锡的创新引擎和发展智库”的文章,文章指出:“江南大学提出要以项目为平台,广泛开展校企合作,为地方科技创新和经济转型添砖加瓦,这是江南大学推进与区域、产业协同创新的方式和途径。”江南大学作为无锡唯一的一所211重点建设的高校,非常注重与企业的合作,积极参与国家、无锡地区的科技创新,推进科技成果产业化,为本地区的经济服务。比如:与无锡市政府合作建立的江南大学国家大学科技园,已成为高科技研究项目的重要孵化基地;江南大学的科研经费每年以30%的速度在增加,其中60%~70%的科研总经费来自于与企业的合作。总之,江南大学一直探索的校企合作模式取得了显著的成效。这也为我校微电子专业寻求校企合作提供了机遇和挑战。 1.3微电子专业自身建设的特点 微电子产业是近几十年来全球发展最迅猛的产业之一。目前,以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业。集成电路自诞生以来一直遵循摩尔定律的发展规律,即集成度和产品性能每18个月增加一倍。各种半导体新材料和新器件层出不穷。微电子专业又是一个实践性很强的专业。因此,学生在学习过程中不仅要学好专业基础知识,还有必要进行专业的实验技能培训和不断接受新知识、新技术,才能跟得上微电子技术发展的潮流。这就要求学生不仅要进行专业的实验培训,还有必要阅读一些最新的参考文献,参加一些前沿科学的研究,甚至参与企业的技术研发。但是,微电子专业实验室建设的投入非常昂贵,一个小型的微电子工艺实验室的建设要几百万到几千万人民币,这还不包括每年实验室的维护费用。对于一般高校来说,这是很难承受的。其实,对于国内微电子专业实验室建设的比较好的高校,其实验室也主要面向研究生开放。所以,为了更好地提升本科生的教育教学质量,必须寻求校企合作。而微电子作为无锡最主要的优势产业,也给我校微电子专业提供了加强校企合作的机会。因此,无论是从学校周边地区微电子产业发展的状况,以及学校的政策,还是从本专业自身建设的特点来看,校企合作是提升微电子专业本科生教育质量的主要途径之一。因此,积极探索提高我校微电子专业本科生的培养质量的校企合作模式,具有非常重要的意义。 2校企合作联合培养的教学模式 校企合作的目的是共同发展,实现双赢。学校为企业提供智力和技术支持,为企业解决具体的技术难题。企业参与学校教学科研环节,提高教育教学质量,培养优秀的创新型人才。为了更好地实现校企合作,我们从三个方面进行了有益的探索。 2.1学研结合 我们可以采取多种方式的校企合作,实现微电子专业本科生培养过程中的理论学习和研究相结合。例如:实施以项目为导向的校企合作模式,鼓励老师承担企业和研究所的横向课题,让大三和大四的一些优秀学生参与项目的研发,这样既发挥了学校的智力优势,为企业解决了技术难题,也使得学生积累了宝贵的实践经验,提高了教学质量,实现了共赢。也可以让学生在学习过程中,参观一些重点企业、研究所的生产车间和设计实验室;并且,让学生在参与的过程中,积极地与企业、研究所的一线工作人员进行交流,让学生切实感受一下微电子工艺和设计的实践过程。学校也积极为大四的学生联系周边的微电子企业和研究所,鼓励学生去这些企业实习,让学生积极参与企业的研发和生产,既为企业提供了优秀的人才,又培养了学生的实践与创新能力。 2.2在职人员互聘 我校微电子专业80%以上的教师具有博士学位,而且,有许多教师具有海外留学的背景。目前的状况是老师有很扎实的基础知识,并且对微电子学科的前沿比较了解。但是,对企业的需求和微电子产业的市场需求不是很了解,导致研究与市场需求脱节。还有一些教师,在多年的研究过程中,获取了一些核心技术,但苦于没有资金的投入,没法把一些研究成果产业化。而我国的一些微电子企业研发能力相对不强,没有自己的核心技术,在市场上的竞争力不强。因此,有必要加强学校和企业的联系,通过校企合作,鼓励教师积极承担企业和研究所的课题,发挥自己的专业特长,为企业技术攻关。或者,鼓励教师到企业中挂职,真正深入的生产的第一线,与企业的研发人员合作,研发新产品,增强企业竞争力。同时也鼓励企业和研究所的工程师和专家来学校做兼职教授,讲授一些微电子专业的核心课程和实践课程,甚至也可以请这些有实际生产和研发经验的专家参与编写本科生的教材。由于这些工程师和专家均来自生产的第一线,他们有更丰富的生产和研发经验,对微电子产业的市场寻求更了解,对提升微电子专业本科生的实践和创新能力非常重要。 2.3共享实验室 微电子实验室的建设需要一笔很大的费用,但凭高校自身的力量是无法完成的,需要微电子企业的大力支持和帮助。当然,高校可以为企业培养大量的优秀人才和提供智力支持。企业可以有偿开放一些实验设备和设计软件让学生用于科学研究、实践操作甚至参与企业的研发;这样既有助于企业能提前了解这些学生的实践和创新能力,从而能留住一部分优秀人才;也有助于提升学生的实践能力和更好地了解企业文化,从而使学生也愿意留在企业工作。而高校的微电子实验室,也可以面向企业开放,从而共享实验室。总之,通过共享实验室,提高了实验室的利用效率,高校和企业实现了共赢。 3结论 本文分析了我校微电子专业实现校企合作的可能性和重要意义。并在此基础上提出了在三个方面进行校企合作的探索—“学研结合”、“在职人员互聘”、“共建实验室”。这三种教学模式在一定程度上解决了我校微电子专业的学生在学习、实践和研究中普遍存在的问题。因此,只有加强校企合作,才能提供更好的教学条件和资源,有效提高学生的理论知识水平和实践创新能力,培养更多的优秀微电子专业创新型人才。 作者:王福学虞致国肖少庆闫大为单位:江南大学电子工程系 微电子论文:微电子控制机电设备论文 1微电子控制机电设备系统的组成和原理 在设计系统时,首先应确定变频器的输出频率。因为这一参数的选择关系到整个系统的控制效果,应根据水泵流量。扬程等参数和最大用水量和最小用水量确定。系统中用水量的大小由压力变送器反映到PLC,再由PLC进行分配给循环泵,随时调节循环泵的频率,实现能源合理分配。在此套系统里面,主要的被控变量是管路循环水的压力,管路循环水的压力随着使用点的多少而变化,再由压力变送器反馈到PLC进行调节。 2可编程序控制器((PLC)的优势 可编程序控制器是微电子控制机电设备系统的重要组成部分,英语缩写为PLC。可编程序控制器有很多的功能,比如计数控制、数据处理等。可编程序控制器得到广泛的运用,不仅是因为它有很多的功能,更是因为它有很多的优势。接了下来笔者就简单地概述一下可编程控制器的主要优势: 第一,可编程序控制器所占的空间小,节能,能够随意的进行组合。所占的空间小,这样就能够节约厂房的空间资源,可以存放更多的机器设备;节能就是变相的节约成本,减少对整个微电子控制机电设备系统的整体支出;能够灵活的进行组合,这样既方便存放和管理,又提高了工作的效率。 第二,可连接工业现场信号。利用可编程控制器的这一优势,可以随时掌握工业现场的情况,出现问题,及时地解决,避免了很多不必要的损失。 第三,控制程序灵活多变。这一优势可以减少很多的麻烦,在设备产品进行更新换代时,不用对可编程控制器的硬件进行改变,只要改变控制程序即可,程序的改变并不会影响其性能的发挥。这样就省略了很多的环节,减少了麻烦,对可编程控制器的损害也小。 第四,编程易于掌握。因为可编程控制器的编程容易掌握,所以在具体操作时就非常容易,方便对其进行安装和维修。这是因为可编程控制器自身带有编程器,操作人员只要懂得梯形语言即可,再加之,可编程控制器有自我诊断的功能,发生故障时,可以非常迅速的查出原因,所以维修时特别方便。 第五,安全性能好。可编程控制器的安全性能特别好,不容易发生故障,有些控制器甚至5年以上都能保持安全的运行,再加之,可编程控制器有很好的环境适应能力,对厂房并没有特别的要求。所以很多企业都在现场使用可编程控制器。 3变频调速器的优势 变频调速器是微电子控制机电设备另一组成部分,它的优势主要有以下几点: 3.1性能优越。 随着科技水平的提高,变频器的性能有了很大的提高,不再使用以前传统的正弦波控制技术,而是采用先进的电压空间矢量控制,最大的优势就是能够对输出电压进行自动的调整,非常适合我国现行的电网情况,这样就提高了运行的安全性能。 3.2在功能上采用键量、键量电位器、外部端子、多功能端子等操作方式。 多种模拟信号输人方式如电流、电压、最大值、和、差等组合输人频率水平检侧、频率等效范围检测,S曲线加减速、转速追踪等增强功能,摆频运行、多段速度、程序运行等模式。 3.3在可靠性上它的结构独特,全系列主元件采用SIEMENS产品。 完善的保护功能,即使短路、过流或过压等均不会引起本机故障,先进的表面贴装技术(SM''''T)。低温升、长寿命。PCB精良。绝缘耐压性能优越;严格的生产过程质量管理。键量布局合理、美观耐用、设定简洁、操作方便。 4电路的调试 电路调试的方法主要有两种,一种是整个电路安装完之后,再进行调试,另一种就是边安装边调试。在对电路进行调试时,首先要做的工作就是确定调试方法。我们现在一般采用的方法就是第二种。它是把复杂的电路按原理框图上的功能划分成单元进行安装和调试。在单元调试的基础上逐步扩大安装和调试的范围,然后完成整机调试。那么用第二种方法具体应该如何调试呢?接下来笔者就详细地说说。 第一,看。看的目的就是要全面的了解一下电路的整体情况,看看电路面板的线是否准确无误的连上,有没有看似接上实际没有接上的线,或者容易短路的线,有时还会出现两条或多条线出现混淆的现象。这是看需要完成的工作。 第二,查。在看完之后,就要进行检查。查主要运用的工具是万用表。需要注意的是,一定要用万用表的电阻最小量程档,主要检查电路面板,看看开路的地方和闭路的地方是否都进行了正确的开路和闭路,地线有没有漏接的,电源连线的连接是否都可靠安全,还要测量一下电源到底有没有短路的情况。值得注意的是,在整个电路安装完成之后,千万不能通电,首先要依据电路原理仔细地查看电路连线有没有准备无误的连接上,有没有搭错的线,有没有少连接的线或者多连接的线,尤其要注意查看有没有短路的情况。在进行测量时,最好直接测量元器件的连接点,这样就可以在查看上述情况的同时查看接触点是否有不良的地方。 第三,电路调试的过程最为关键的是硬件电路的调试。在调试的过程中,一定注意细小的环节,严格按照电路功能原理,对各个单元电路进行详细的调试,然后再进行整体的调试,最后准确无误地完成整个电路的整体调试。 5结论 由上文可知,微电子控制机电设备主要包括可编程序控制器、变频调速器等组成,在工业中起到了很大的作用,因为各自都有不同的优势和功能,所以在工业中得到了广泛的应用。随着科学技术的不断发展,微电子控制机电设备会得到更大的改进,在工业中会发挥更大的作用。本文是根据笔者多年的工作经验总结出来的,希望能够为相关部门和人士提供有益的参考和借鉴,也希望能够为我国的微电子控制机电设备在工业中的发展贡献出自己的一份力量。 作者:吴笑天单位:辽宁省公路勘测设计公司 微电子论文:新领域发展下的微电子论文 1.微电子技术概述 1.1认识微电子 微电子技术的发展水平已经成为衡量一个国家科技进步和综合国力的重要标志之一。因此,学习微电子,认识微电子,使用微电子,发展微电子,是信息社会发展过程中,当代大学生所渴求的一个重要课程。生活在当代的人们,没有不使用微电子技术产品的,如人们每天随身携带的手机;工作中使用的笔记本电脑,乘坐公交、地铁的IC卡,孩子玩的智能电子玩具,在电视上欣赏从卫星上发来的电视节目等等,这些产品与设备中都有基本的微电子电路。微电子的本领很大,但你要看到它如何工作却相当难,例如有一个像我们头脑中起记忆作用的小硅片—它的名字叫存储器,是电脑的记忆部分,上面有许许多多小单元,它与神经细胞类似,这种小单元工作一次所消耗的能源只有神经元的六十分之一,再例如你手中的电话,将你的话音从空中发射出去并将对方说的话送回来告诉你,就是靠一种叫“射频微电子电路”或叫“微波单片集成电路”进行工作的。它们会将你要表达的信息发送给对方,甚至是通过通信卫星发送到地球上的任何地方。其传递的速度达到300000KM/S,即以光速进行传送,可实现双方及时通信。“微电子”不是“微型的电子”,其完整的名字应该是“微型电子电路”,微电子技术则是微型电子电路技术。微电子技术对我们社会发展起着重要作用,是使我们的社会高速信息化,并将迅速地把人类带入高度社会化的社会。“信息经济”和“信息社会”是伴随着微电子技术发展所必然产生的。 1.2微电子技术的基础材料——取之不尽的硅 位于元素周期表第14位的硅是微电子技术的基础材料,硅的优点是工作温度高,可达200摄氏度;二是能在高温下氧化生成二氧化硅薄膜,这种氧化硅薄膜可以用作为杂质扩散的掩护膜,从而能使扩散、光刻等工艺结合起来制成各种结构的电路,而氧化硅层又是一种很好的绝缘体,在集成电路制造中它可以作为电路互联的载体。此外,氧化硅膜还是一种很好的保护膜,它能防止器件工作时受周围环境影响而导致性能退化。第三个优点是受主和施主杂质有几乎相同的扩散系数。这就为硅器件和电路工艺的制作提供了更大的自由度。硅材料的这些优越性能促成了平面工艺的发展,简化了工艺程序,降低了制造成本,改善了可靠性,并大大提高了集成度,使超大规模集成电路得到了迅猛的发展。 1.3集成电路的发展过程 20世纪晶体管的发明是整个微电子发展史上一个划时代的突破。从而使得电子学家们开始考虑晶体管的组合与集成问题,制成了固体电路块—集成电路。从此,集成电路迅速从小规模发展到大规模和超大规模集成电路,集成电路的分类方法很多,按领域可分为:通用集成电路和专用集成电路;按电路功能可分为:数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路;按器件结构可分为:MOS集成电路、双极型集成电路和BiIMOS集成电路;按集成电路集成度可分为:小规模集成电路SSI、中规模集成电路MSI、大规模集成电路LSI、超导规模集成电路VLSI、特大规模集成电路ULSI和巨大规模集成电路CSI。随着微电子技术的发展,出现了集成电路(IC),集成电路是微电子学的研究对象,其正在向着高集成度、低功耗、高性能、高可靠性的方向发展。 1.4走进人们生活的微电子 IC卡,是现代微电子技术的结晶,是硬件与软件技术的高度结合。存储IC卡也称记忆IC卡,它包括有存储器等微电路芯片而具有数据记忆存储功能。在智能IC卡中必须包括微处理器,它实际上具有微电脑功能,不但具有暂时或永久存储、读取、处理数据的能力,而且还具备其他逻辑处理能力,还具有一定的对外界环境响应、识别和判断处理能力。IC卡在人们工作生活中无处不在,广泛应用于金融、商贸、保健、安全、通信及管理等多种方面,例如:移动电话卡,付费电视卡,公交卡,地铁卡,电子钱包,识别卡,健康卡,门禁控制卡以及购物卡等等。IC卡几乎可以替代所有类型的支付工具。随着IC技术的成熟,IC卡的芯片已由最初的存储卡发展到逻辑加密卡装有微控制器的各种智能卡。它们的存储量也愈来愈大,运算功能越来越强,保密性也愈来愈高。在一张卡上赋予身份识别,资料(如电话号码、主要数据、密码等)存储,现金支付等功能已非难事,“手持一卡走遍天下”将会成为现实。 2.微电子技术发展的新领域 微电子技术是电子科学与技术的二级学科。电子信息科学与技术是当代最活跃,渗透力最强的高新技术。由于集成电路对各个产业的强烈渗透,使得微电子出现了一些新领域。 2.1微机电系统 MEMS(Micro-Electro-Mechanicalsystems)微机电系统主要由微传感器、微执行器、信号处理电路和控制电路、通信接口和电源等部件组成,主要包括微型传感器、执行器和相应的处理电路三部分,它融合多种微细加工技术,并将微电子技术和精密机械加工技术、微电子与机械融为一体的系统。是在现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。当前,常用的制作MEMS器件的技术主要由三种:一种是以日本为代表的利用传统机械加工手段,即利用大机械制造小机械,再利用小机械制造微机械的方法,可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置,如微型机器人,微型手术台等。第二种是以美国为代表的利用化学腐蚀或集成电路工艺技术对硅材料进行加工,形成硅基MEMS器件,它与传统IC工艺兼容,可以实现微机械和微电子的系统集成,而且适合于批量生产,已成为目前MEMS的主流技术,第三种是以德国为代表的LIGA(即光刻,电铸如塑造)技术,它是利用X射线光刻技术,通过电铸成型和塑造形成深层微结构的方法,人们已利用该技术开发和制造出了微齿轮、微马达、微加速度计、微射流计等。MEMS的应用领域十分广泛,在信息技术,航空航天,科学仪器和医疗方面将起到分别采用机械和电子技术所不能实现的作用。 2.2生物芯片 生物芯片(Biochip)将微电子技术与生物科学相结合的产物,它以生物科学基础,利用生物体、生物组织或细胞功能,在固体芯片表面构建微分析单元,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞及其他生物组分的正确、快速的检测。目前已有DNA基因检测芯片问世。如Santford和Affymetrize公司制作的DNA芯片包含有600余种DNA基本片段。其制作方法是在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维,不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基本片段。采用施加电场等措施可使一些特殊物质反映出某些基因的特性从而达到检测基因的目的。以DNA芯片为代表的生物工程芯片将微电子与生物技术紧密结合,采用微电子加工技术,在指甲大小的硅片上制作包含多达20万种DNA基本片段的芯片。DNA芯片可在极短的时间内检测或发现遗传基因的变化,对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。生物工程芯片是21世纪微电子领域的一个热点并且具有广阔的应用前景。 2.3纳米电子技术 在半导体领域中,利用超晶格量子阱材料的特性研制出了新一代电子器件,如:高电子迁移晶体管(HEMT),异质结双极晶体管(HBT),低阈值电流量子激光器等。在半导体超薄层中,主要的量子效应有尺寸效应、隧道效应和干涉效应。这三种效应,已在研制新器件时得到不同程度的应用。(1)在FET中,采用异质结构,利用电子的量子限定效应,可使施主杂质与电子空间分离,从而消除了杂质散射,获得高电子迁移率,这种晶体管,在低场下有高跨度,工作频率,进入毫米波,有极好的噪声特性。(2)利用谐振隧道效应制成谐振隧道二极管和晶体管。用于逻辑集成电路,不仅可以减小所需晶体管数目,还有利于实现低功耗和高速化。(3)制成新型光探测器。在量子阱内,电子可形成多个能级,利用能级间跃迁,可制成红外线探测器。利用量子线、量子点结构作激光器的有源区,比量子阱激光器更加优越。在量子遂道中,当电子通过隧道结时,隧道势垒两侧的电位差发生变化,如果势垒的静电能量的变化比热能还大,那么就能对下一个电子隧道结起阻碍作用。基于这一原理,可制作放大器件,振荡器件或存储器件。量子微结构大体分为微细加工和晶体生长两大类。 3.微电子技术的主要研究方向 目前微电子技术正朝着三个方向发展。第一,继续增大晶圆尺寸并缩小特征尺寸。第二,集成电路向系统芯片(systemonchip,SOC)方向发展。第三,微电子技术与其他领域相结合将产生新产业和新学科,如微机电系统和生物芯片。随着微电子学与其他学科的交叉日趋深入,相关的新现象,新材料,新器件的探索日益增加,光子集成如光电子集成技术也不断发展,这些研究的不断深入,彼此间的交叉融合,将是未来的研究方向。 作者:金撼尘工作单位:哈尔滨工业大学 微电子论文:煤化工微电子论文 1微电子技术简介 微电子技术,它是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术,特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快,微电子技术对信息化时代具有巨大影响。其之所以称为核心虚拟网络技术,主要是因为整个计算机网络的任意2个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台,如internet,ATM(异步传输模式),FrameRelay(帧中继)等之上的逻辑网络,用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、加密和身份验证链接的专用网络的扩展。核心技术主要采用了隧道技术、加解密技术、密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。在虚拟专用网络设计之前,要严格划分煤炭矿区资源线路数据,并实施图层管理,再通过矢栅划分的方式进行数据储存,这是因为存储空间数据的格式在系统端口缓存中有着至关重要的作用。计算机核心技术中的虚拟专用网络属于远程访问技术。在虚拟专用网络系统中,用户端设计通常由11个功能模块组成,这11个功能模块中都可以2次划分为多个子功能,而且各个系统功能、子功能之间又进行再扩充,依据用户的不同需求实施调整维护。并根据其不同功能进行不同设计。服务器端拥有通过查询数据库,进而实现对煤炭运输计划信息化的作用,可以为虚拟专用网络模型提供很多实用服务。服务器的ArcMS与空间数据库建立连接要通过ArcSDE,它可提供大量专业GIS服务。在核心网络模型组成部分中服务器端缓存模块是相当重要的,服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。2部分组件分工合作,缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果,在缓存中处理请求数据然后向客户端发送,或者利用数据库中已存数据,而索引管理组件先索引分析客户端请求,制作出瓦片空间待处理数据列表。 2微电子技术在煤矿化工产业上的应用准备 2.1规范制度,端正思想 人们知道,一个良好的组织机构,除具备较好的运行机制和管理制度之外,还应该具有健全的岗位制度而且能够将之贯彻执行。因此,微电子技术在煤矿机械的应用过程中,很需要一个合适的技术管理结构,以便于明确各个技术人员的职权问题,保证个人任务到位,避免权力交叉和责任推诿的现象发生,这些问题都可以通过建立健全的岗位责任制度得以解决。此外,工作人员不但要对微电子技术知识有一定的了解,尽可能全面地掌握综合煤矿机械管理的内容与方法,还要对煤矿生产安全制度和相关法规有着全面的认识,思想上时刻保持着“安全第一”的意识,保证将微电子技术安全意识渗透到工作的每一个层面,最终提升机械作业人员的工作责任心与使命感。 2.2加强微电子技术产品的设备管理 加强设备巡视管理是建筑工程监控的重点,预防设备异常的发生是机械运行管理的主要内容。为了保障煤矿机械施工的安全性与使用性,应该建立完善的设备定检制度,机电一体化产品设备需要进行定期的检测,对于一些使用频率高的机械设备,更是要依据规定检测并建立相应的维护记录以随时了解其运转状态,保证其正常的运行和及时的维护。 2.3提高微电子技术机械监控的技术管理 由于煤矿化工产业存在很大程度上的特殊性,而作为贯彻于机械监控整个流程的重要要素,技术管理在其中的作用不容小觑。因此,加强机械设备的绝缘监督工作,利用声波检测、光谱分析等监督手段,及时地发现并排除故障无疑势在必行。微电子技术工作一旦脱离了技术的支持,就难以称作是有效的监控工作。当煤矿化工产业发生异常情况时,及时采取跟踪测温,利用图谱库进行分析对比,并提出检测修改的建议,以此来加强设备的有效运行。 3基于微电子技术的煤矿化工产业监控系统 3.1智能监控模式的自动化控制和管理 由上述内容可知,在统一模式下的信息系统中,微电子技术对煤矿井下监控子系统的控制管理内容,可以通过4个步骤来得以实现,即自动检查、自动寻的、自动求解和自动执行。其具体自动控制管理框架,可用图1所示来进行加以描述。这当中的“被控制管理的电网子系统”既能够是一个系统层子系统,也可以是电网元件或厂/站层子系统。对于一个系统层子系统而言,其功能就是通过利用各级调度控制中心的管理权限,对智能网络在煤矿井下电网监控系统的安全性、合理性、经济性进行尽可能全面的分析,并对系统的所有目的状态实施检查和监视,实现对智能监控子系统所有状态的智能化监控。图1中的监控子系统表明,如果被监测的煤矿井下状态与目标限定数值不一致,那么智能监控系统就会自动启动相关的任务处理,对限定以外的突发时间进行控制并做状态输出,同时作用在该子系统所包含的元件上,进而对该子系统的输出状态实施调控,最终将它调回正常运行状态。 3.2监测技术的应用 作为煤矿安全生产监控工作的关键性内容,信息的获得无疑至关重要,而获得信息的主要手段就是监测技术。一般而言,通过煤矿安全生产现有的客观资料,人们可以初步确定远程监控的初始方案,进而在煤矿工程运营过程中根据监测数值、经验方法等内容,开展反馈分析等工作,修正初步方案与施工网络计划,以保证工程按照最优的设计与施工方案进行。因此,监控工作的重要性也就显而易见了。针对我国煤矿工程质量中的一些不安全因素,监测技术在远程监控中的应用能够很好地解决此类问题,它不但可以很好地掌握工程的工作运营状态,利用监控数据对流量方案进行整改,并指导开采质量作业;还可以预见事故风险,采取一系列的事前措施,给建筑的安全管理提供信息,将事故突发率降至最低,保证了煤矿安全生产的稳定性。此外,太阳能是一种取之不尽、用之不竭的环保能源。通过太阳能光伏技术,可以很好地将太阳能转换为电能,并广泛应用在远程视频监控系统当中,太阳能供电部分监控结合了煤矿开采的相关特点,对煤矿地点的自然环境等因素进行分析,确定了系统设计相关参数,优化了供电系统的相关参数,对煤矿领域的网络视频监控起到了一定的作用。 3.3视频流管理服务端口设计 视频流管理服务器是IP视频监控系统的精神内容,具体视频采集预览实现过程如图2所示。服务器端拥有通过查询数据库,进而实现对煤炭安全生产信息化的作用,可以为远程计算机提供很多实用服务。视频流管理服务器与空间数据库建立连接,可提供大量查询服务,例如属性查询服务、矢量和栅格地图服务等。在网络视频监控系统组成部分中视频流管理缓存服务器模块是相当重要的,服务器端缓存模块主要分为缓存管理组件和索引管理组件。2部分组件分工合作,缓存管理组件是根据索引分析所得出的结果,在缓存中处理请求数据然后向客户端发送,或者利用数据库中已存数据,而索引管理组件先索引分析客户端请求,制作出瓦片空间待处理数据列表。若能发展好缓存数据的利用,数据库交互即可免去,同时数据的响应速度也会大大提高。总的来说,视频流管理服务端为煤矿的安全生产提供了有效的图像监视选择和视频存储的功能,可以彻底实现用户权限管理、自动报警与生产安全建议。应该说明的是,视频流管理服务端口设计的研制尚在初步阶段,要想为煤矿系统数据提供一个良好的信息传输平台,尚还任重道远。 4结语 通过将微电子技术监测系统应用到煤矿化工产业中来,建立视频监控的远程计算机服务端口,对煤矿监控的各个阶段实施三维可视化的监控,在监控前了解各种节点在实际环境中的相对位置和相互关系,不但可以大幅降低企业管理难度,还能很好地控制企业成本,最终求得安全生产管理的最优化解。为此,人们务须不断探索新型网络视频技术在煤矿安全生产工作中的应用策略,做到事前控制,提前排除,预先处理,未雨而绸缪,防患于未然。全面加强煤矿化工产业微电子监控管理水平,使煤矿的施工作业更加安全稳定地进行,确保实现煤矿微电子监控系统零故障目标,以便更好地为社会主义现代化服务。 作者:张德迪工作单位:淄博职业学院 微电子论文:抗辐射加固微电子论文 1引言 预计在未来10到20年,微电子器件抗辐射加固的重点发展技术是:抗辐射加固新技术和新方法研究;新材料和先进器件结构辐射效应;多器件相互作用模型和模拟研究;理解和研究复杂3-D结构、系统封装的抗辐射加固;开发能够降低测试要求的先进模拟技术;开发应用加固设计的各种技术。本文分析研究了微电子器件抗辐射加固设计技术和工艺制造技术的发展态势。 2辐射效应和损伤机理研究 微电子器件中的数字和模拟集成电路的辐射效应一般分为总剂量效应(TID)、单粒子效应(SEE)和剂量率(DoesRate)效应。总剂量效应源于由γ光子、质子和中子照射所引发的氧化层电荷陷阱或位移破坏,包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移,以及双极晶体管的增益衰减。SEE是由辐射环境中的高能粒子(质子、中子、α粒子和其他重离子)轰击微电子电路的敏感区引发的。在p-n结两端产生电荷的单粒子效应,可引发软误差、电路闭锁或元件烧毁。SEE中的单粒子翻转(SEU)会导致电路节点的逻辑状态发生翻转。剂量率效应是由甚高速率的γ或X射线,在极短时间内作用于电路,并在整个电路内产生光电流引发的,可导致闭锁、烧毁和轨电压坍塌等破坏[1]。辐射效应和损伤机理研究是抗辐射加固技术的基础,航空航天应用的SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理是研究重点。研究新型器件的辐射效应和损伤机理的重要作用是:1)对新的微电子技术和光电子技术进行分析评价,推动其应用到航空航天等任务中;2)研究辐射环境应用技术的指导方法学;3)研究抗辐射保证问题,以增加系统可靠性,减少成本,简化供应渠道。研究的目的是保证带宽/速度不断提升的微电子和光(如光纤数据链接)电子电路在辐射环境中可靠地工作。图1所示为辐射效应和损伤机理的重点研究对象。研究领域可分为:1)新微电子器件辐射效应和损伤机理;2)先进微电子技术辐射评估;3)航空航天抗辐射保障;4)光电子器件的辐射效应和损伤机理;5)辐射测试、放射量测定及相关问题;6)飞行工程和异常数据分析;7)提供及时的前期工程支持;8)航空辐射效应评估;9)辐射数据维护和传送。 3抗辐射加固设计技术 3.1抗辐射加固系统设计方法 开展抗辐射加固设计需要一个完整的设计和验证体系,包括技术支持开发、建立空间环境模型及环境监视系统、具备系统设计概念和在轨实验的数据库等。图2所示为空间抗辐射加固设计的验证体系。本文讨论的设计技术范围主要是关于系统、结构、电路、器件级的设计技术。可以通过图2所示设计体系进行抗辐射加固设计:1)采用多级别冗余的方法减轻辐射破坏,这些级别分为元件级、板级、系统级和飞行器级。2)采用冗余或加倍结构元件(如三模块冗余)的逻辑电路设计方法,即投票电路根据最少两位的投票确定输出逻辑。3)采用电路设计和版图设计以减轻电离辐射破坏的方法。即采用隔离、补偿或校正、去耦等电路技术,以及掺杂阱和隔离槽芯片布局设计;4)加入误差检测和校正电路,或者自修复和自重构功能;5)器件间距和去耦。这些加固设计器件可以采用专用工艺,也可采用标准工艺制造。 3.2加固模拟/混合信号IP技术 最近的发展趋势表明,为了提高卫星的智能水平和降低成本,推动了模拟和混合信号IP需求不断增加[2]。抗辐射加固模拟IP的数量也不断增加。其混合信号IP也是相似的,在高、低压中均有应用,只是需在不同的代工厂加工。比利时IMEC,ICsense等公司在设计抗辐射加固方案中提供了大量的模拟IP内容。模拟IP包括抗辐射加固的PLL和A/D转换器模块,正逐步向软件控制型混合信号SoCASIC方向发展。该抗辐射加固库基于XFab公司180nm工艺,与台积电180nm设计加固IP库参数相当。TID加固水平可以达到1kGy,并且对单粒子闭锁和漏电流增加都可以进行有效加固。 3.3SiGe加固设计技术 SiGeHBT晶体管在空间应用并作模拟器件时,对总剂量辐射效应具有较为充分和固有的鲁棒性,具备大部分空间应用(如卫星)所要求的总剂量和位移效应的耐受能力[3]。目前,SiGeBiCMOS设计加固的热点主要集中在数字逻辑电路上。SEE/SEU会对SiGeHBT数字逻辑电路造成较大破坏。因此,这方面的抗加设计技术发展较快。对先进SiGeBiCMOS工艺的逻辑电路进行SEE/SEU加固时,在器件级,可采用特殊的C-B-ESiGeHBT器件、反模级联结构器件、适当的版图结构设计等来进行SEE/SEU加固。在电路级,可使用双交替、栅反馈和三模冗余等方法进行加固设计。三模冗余法除了在电路级上应用外,还可作为一种系统级加固方法使用。各种抗辐射设计获得的加固效果各不相同。例如,移相器使用器件级和电路级并用的加固设计方案,经过LET值为75MeV•cm2/mg的重粒子试验和标准位误差试验后,结果显示,该移相器整体抗SEU能力得到有效提高,对SEU具有明显的免疫力。 4抗辐射加固工艺技术 目前,加固专用工艺线仍然是战略级加固的强有力工具,将来会越来越多地与加固设计结合使用。因为抗辐射加固工艺技术具有非常高的专业化属性和高复杂性,因此只有少数几个厂家能够掌握该项技术。例如,单粒子加固的SOI工艺和SOS工艺,总剂量加固的小几何尺寸CMOS工艺,IBM的45nmSOI工艺,Honeywe1l的50nm工艺,以及BAE外延CMOS工艺等。主要的抗辐射加固产品供应商之一Atmel于2006年左右达到0.18μm技术节点,上一期的工艺节点为3μm。Atmel的RTCMOS,RTPCMOS,RHCMOS抗辐射加固专用工艺不需改变设计和版图,只用工艺加固即可制造出满足抗辐射要求的军用集成电路。0.18μm是Atmel当前主要的抗辐射加固工艺,目前正在开发0.15μm技术,下一步将发展90nm和65nm工艺。Atmel采用0.18μm专用工艺制造的IC有加固ASIC、加固通信IC、加固FPGA、加固存储器、加固处理器等,如图3所示。 5重点发展技术态势 5.1美国的抗辐射加固技术 5.1.1加固设计重点技术 美国商务部2009年国防工业评估报告《美国集成电路设计和制造能力》,详细地研究了美国抗辐射加固设计和制造能力[4]。拥有抗辐射加固制造能力的美国厂商同时拥有抗单粒子效应、辐射容错、抗辐射加固和中子加固的设计能力。其中,拥有抗单粒子效应能力的18家、辐射容错14家、辐射加固10家,中子加固9家。IDM公司是抗辐射加固设计的主力军,2006年就已达到从10μm到65nm的15个技术节点的产品设计能力。15家公司具备10μm~1μm的设计能力,22家公司具备1μm~250nm的设计能力,24家公司具备250nm~65nm设计能力,7家公司的技术节点在65nm以下,如图5所示。纯设计公司的抗辐射加固设计能力较弱。美国IDM在设计抗辐射产品时所用的材料包括体硅、SOI,SiGe等Si标准材料,和蓝宝石上硅、SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物、非结晶硅等非标准材料两大类。标准材料中使用体硅的有23家,使用SOI的有13家,使用SiGe的有10家。使用非标准材料的公司数量在明显下降。非标材料中,GaN是热点,有7家公司(4个小规模公司和3个中等规模公司)在开发。SiC则最弱,只有两家中小公司在研发。没有大制造公司从事非标材料的开发。 5.1.2重点工艺和制造能力 美国有51家公司从事辐射容错、辐射加固、中子加固、单粒子瞬态加固IC产品研制。其中抗单粒子效应16家,辐射容错15家,抗辐射加固12家,中子加固8家。制造公司加固IC工艺节点从10μm到32nm。使用的材料有标准Si材料和非标准两大类。前一类有体硅、SOI和SiGe,非标准材料则包括蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅(amorphous)。晶圆的尺寸有50,100,150,200,300mm这几类。抗辐射加固产品制造可分为专用集成电路(ASIC)、栅阵列、存储器和其他产品。ASIC制造能力最为强大,定制ASIC的厂商达到21家,标准ASIC达到13家,结构化ASIC有12家。栅阵列有:现场可编程阵列(FPGA)、掩膜现场可编程阵列(MPGA)、一次性现场可编程阵列(EPGA),共19家。RF/模拟/混合信号IC制造商达到18家,制造处理器/协处理器有11家。5.1.3RF和混合信号SiGeBiCMOS据美国航空航天局(NASA),SiGe技术发展的下一目标是深空极端环境应用的技术和产品,例如月球表面应用。这主要包括抗多种辐射和辐射免疫能力。例如,器件在+120℃~-180℃温度范围内正常工作的能力。具有更多的SiGe模拟/混合信号产品,微波/毫米波混合信号集成电路。系统能够取消各种屏蔽和专用电缆,以减小重量和体积。德国IHP公司为空间应用提供高性能的250nmSiGeBiCMOS工艺SGB25RH[5],其工作频率达到20GHz。包括专用抗辐射加固库辐射试验、ASIC开发和可用IP。采用SGB13RH加固的130nmSiGeBiCMOS工艺可达到250GHz/300GHz的ft/fmax。采用该技术,可实现SiGeBiCMOS抗辐射加固库。 5.2混合信号的抗辐射加固设计技术 如果半导体发展趋势不发生变化,则当IC特征尺寸向90nm及更小尺寸发展时,混合信号加固设计技术的重要性就会增加[6]。设计加固可以使用商用工艺,与特征尺寸落后于商用工艺的专用工艺相比,能够在更小的芯片面积上提高IC速度和优化IC性能。此外,设计加固能够帮助设计者扩大减小单粒子效应的可选技术范围。在20~30年长的时期内,加固设计方法学的未来并不十分清晰。最终数字元件将缩小到分子或原子的尺度。单个的质子、中子或粒子碰撞导致的后果可能不是退化,而是整个晶体管或子电路毁坏。除了引入新的屏蔽和/或封装技术,一些复杂数字电路还需要具备一些动态的自修复和自重构功能。此外,提高产量和防止工作失效的力量或许会推动商用制造商在解决这些问题方面起到引领的作用。当前,没有迹象表明模拟和RF电路会最终使用与数字电路相同的元件和工艺。因此,加固混合信号电路设计者需要在模拟和数字两个完全不同的方向开展工作,即需要同时使用两种基本不同的IC技术,并应用两种基本不同的加固设计方法。 6结束语 微电子器件抗辐射加固是军用微电子技术争夺的焦点之一。对微电子、光电子器件辐射效应和损伤机理的研究是抗辐射加固技术的基础。CMOS,SOI,SiGe,InP,集成光电子等高速高性能新型器件的辐射效应和损伤机理的研究是基础研究的热点。为了保证战略级加固能力,美国等国家保留了相当数量的专用抗辐射加固设计、工艺和制造能力。同时,也在开发采用标准商用工艺线的加固设计技术(RHBD),这是快速发展的热点技术之一。建立一个完善的设计和验证体系是抗辐射加固设计的基础设施和体制保障。在技术趋势方面,亚微米CMOS,SOI,SiGe微电子器件、电路、系统的抗固设计和工艺技术是信号处理集成电路的重点发展方向。蓝宝石上硅,SiC,GaN,GaAs,InP,锑化物和非晶硅等非标准材料也是某些特定应用的重点发展技术。 作者:王健安谢家志赖凡工作单位:中国电子科技集团公司第二十四研究所 微电子论文:高职微电子人才培养模式探索与实践 1发挥省实训基地作用,提升学生核心能力 “集成电路版图设计”、“微电子工艺及管理”、“半导体设备维护”为微电子技术专业学生培养的核心工作岗位.在省实训基地的建设中,建立了IC版图设计实验室、微电子材料及器件工艺实验室和IC封装测试实验室.依托省实训基地,瞄准本专业的核心工作岗位需求,进行本专业的新技术、新工艺、新材料等实训,使学生在校期间掌握本行业的先进技术,提升就业竞争力.在微电子工艺的教学中,改变原来学生只能通过教师解说、观看录像等了解相关工艺过程,没有机会亲自动手的状况,采用理实一体化的教学模式;在IC版图设计、IC封装测试的教学中,进行大力教学改革,以项目或任务驱动,面向工作过程,实现融知识、技能与职业素质于一体的人才培养[4]. 2校内外实训基地相融合,推进教学改革 微电子涉及的实训设备昂贵,学校由于本身经费的限制,只能建立非常有限的微电子实验环境,其它的要依靠校企合作方式来解决.为发挥企业的优势,与苏州中科集成电路设计中心进行紧密合作.苏州中科集成电路设计中心是中国科学院和苏州市政府联合创办的大型院地合作项目,是苏州市集成电路公共实训基地.双方合作的主要内容有:中科积极参与学校微电子专业人才培养方案的建设,在教材及教学内容上互相学习,相互渗透,该专业基于项目教学法的“IC版图设计”课程就是双方合作开发的结果,中科每年都免费接受该专业学生到中科进行为期2-3天的参观、实习、设计体验等活动,每年都派工程师到学校给学生进行行业发展及职业规划的辅导,该专业每年推荐优秀的学生,由学生自愿参加中科组织的有关“集成电路版图设计”和“集成电路测试”方面的高技能培训,并由学校与中科共同择优推荐学生就业.校企深度合作,校内外实训基地相融合的培养方式,使学生参与到企业的实际工作中,按企业员工的要求进行实战训练,提高学生的责任感、团队意识和实际技能,也降低了学生的就业成本. 3工学结合,提高人才培养质量 国家在“十二五”高等职业教育发展规划中明确提出:继续推行任务驱动、项目导向、订单培养、工学交替等教学做一体的教学模式改革.顶岗实习是让学生对社会和专业加深了解的有效方法和途径.在学校的大力支持下,先后与苏州中科集成电路设计中心、信音电子(苏州)有限公司、秉亮科技(苏州)有限公司、旺宏微电子(苏州)有限公司等公司建立了紧密的合作关系,成为本专业的校外实训基地.2009级微电子专业三个班的同学2011暑期在信音电子(苏州)有限公司进行了为期三个月的顶岗实习,这也是学校第一次一个年级的全专业学生到企业去.这是一次难得的了解企业的机会,锻炼了学生各方面的能力,特别是毅力和个人意志品质及团队合作精神.学生到企业顶岗实训,虽然很辛苦,但加深了对社会和企业的了解,挣了自己所需的学费,学生感到特别自豪,也体会到父母挣钱给自己读书的艰辛,深刻体会到以后努力学习、提高自己谋生手段的重要性.本专业探索出既增强学生的就业竞争力,又降低企业的用人成本的人才培养模式,实现企业、学校、学生、家庭等多方共赢. 4构建双师结构教学团队 实施“请进来,走出去”的培养方式,向校外实训基地苏州中科集成电路设计中心、苏州玮琪生物科技有限公司、无锡华润矽科微电子有限公司等先后派出5名教师以项目合作的方式到企业短期工作,深入企业一线亲身了解最新技术、体验工程环境,促进双师型教师队伍的建设.另外,也把企业项目带进来,目前本专业教研室的教师们承担了来自校外实训基地的3项研发项目.与此同时,实训基地先进的仪器设备,也为教师开展科研创造了条件,提升了教师的科研水平,为指导学生实训打下基础[5]. 5结语 近两年多来微电子技术专业就业率和签约率较高,连续3年签约率高达85%以上,也高于学校的平均水平,2012届的签约率更高达96%.近3年的毕业生约有1/4—1/3进入集成电路设计公司从事IC版图设计的工作,成为研发辅助人员,这在高职院校各专业中是不多见的.其中不少学生被本行业的著名公司,如旺宏微电子、秉亮科技、奇景光电(苏州)有限公司等公司竞相录用,不少学生已成为公司的技术骨干.在苏州地区的主要集成电路设计公司,其后端版图设计人员,基本上有一半以上的员工是本校微电子专业毕业的学生.在微电子工艺领域,本专业也有不少学生进入像苏州纳米所等单位从事微电子工艺工作.通过推行校内外实训基地相融合,教学和课程相渗透的人才培养模式,提高了学校微电子技术专业学生的人才培养质量,成为本地区特色鲜明并有一定影响的专业. 本文作者:吴尘陈伟元工作单位:苏州市职业大学 微电子科技发展关键走向 微电子技术对现代人类生活的影响极大,自从1947年第一个晶体管问世以来,微电子技术发展速猛。Intel公司的创始人之一Moore在上个世纪1965年研究指出,晶成电路上集成的晶体管数量每18个月将增加一倍,性能将提高一倍,而价格却不相应的增加,这就是所谓的摩尔定律(Moore,sLaw)。根据美国半导体工业协会预测,至少到2016年,集成电路(IC)线宽依然按“摩尔定律”缩小下去,2016年可以达到25nm的技术水平。根据发表的大量资料可知,在2016年以后的十几年,芯片的特征尺寸将继续缩小。微电子技术新的发展及应用方向是系统芯片(SOC),它的发展时间可能会更长,所谓的系统芯片是随着微电子工艺向纳米级迁移和设计复杂度增加,一种新的产品把系统做在了芯片上,该芯片被称为系统芯片(简称SOC)。系统芯片将逐渐取代微处理器,SOC必将成为今后微电子技术发展新宠之一。另外,微电子技术还会与其它技术相融合,诞生一系列新的经济和技术增长点,例如MEMS技术和生物芯片等。 一、微电子的集成技术 微电子器件的特征尺寸缩小将持继下去。目前,建立在以Si基材料为基础、CMOS器件为主流的半导体集成电路技术,其主流产品的特征尺寸已缩小到0.18~0.1?m。硅基技术的高度成熟,硅基CMOS芯片应用的日益扩大,硅平面的加工工艺技术作为高新技术基础的高新加工技术也将持继下去。据国际权威机构预测,到2012年,微电子芯片加工技术将达到400mm(16in)硅片、50nm特征尺寸,到2016年,器件的最小特征尺寸应在13nm。然而,硅基CMOS的发展和任何事物一样,都有其产生、发展、成熟、衰亡的过程,不可能按摩尔定律揭示的规律长期的发展下去。随着特征尺寸的缩小,将达到器件结构的诸多物理限制。当代各种集成电路发展状况,越来越接近物理限制。 采用新材料的非经典CMOS必将发展起来,高K材料和新型的栅电极;采用非经典的FET器件结构;采用新工艺技术等。在非经典CMOS迫切需要解决的问题中,功耗是一个最严峻的问题,能否圆满解决这一问题,将是制约发展非经典CMOS发展的一个重要因素。 二、正在成长的系统芯片—SOC 由芯片发展到系统芯片(SOC),是改善芯片集成技术的新举措。微电子器件的特征尺寸难于按摩尔定律无限的缩小下去,在芯片上增加集成器件是集成技术发展的另一方向。与当年从分立晶体管到集成芯片(IC)一样,系统芯片(SOC)将是微电子技术领域中又一场新的革命。 上个世纪90年代以来,集成芯片系统(SOC)讯速发展起来,它基于硅基CMOS工艺,但又不局限于CMOS和硅平面加工工艺。它是以硅基CMOS为基础技术,将整个电子系统和子系统整个集成在一个芯片上或几个芯片上,它是集软件和硬件于一身的产物,SOC的设计是通过嵌入模拟电路、数字电路等IP的结合体,可以具有更大的灵活性。一个典型的SOC可能包含应用处理器模块、数字信号处理器模块、存储器单元模块、控制器模块、外设接口模块等等多种模块。微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术发展的必然结果。集成系统的发展是以应用为驱动的,随着社会信息化的进程,它将越来越重要。21世纪仅仅是SOC发展的开始,它将进入空间、进入人体、进入家庭,它将进入需要所有需要掌握信息处理的信息空间和时间。有的科学家就把集成芯片系统—SOC称为USOC(UserSOC)。 三、MEMS技术是微电子技术新的增长点 微机电系统制造(Micro?Electro?Mechanical?systems—MEMS)是微电子发展的另一方向,它的目标是把信息获取、处理和执行一体化地集成在一起,使其成为真正的系统,也可以说是更广泛的SOC概念。MEMS不仅为传统的机械尺寸领域打开了新的大门,也真正实现了机电一体化。因此,它被认为是微电子技术的又一次革命,对21世纪的科学技术、生产方式、人类生活都有深远影响。 微机电系统(MEMS)技术是建立在微米/纳米技术(micro/nanotechnology)基础上的21世纪前沿技术,是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。这种微机电系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令,还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令进行操作。它用微电子技术和微加工技术(包括硅体微加工、硅表面微加工、LIGA和晶片键合等技术)相结合的制造工艺,制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统。?微机电系统(MEMS)是近年来发展起来的一种新型多学科交叉的技术,该技术将对未来人类生活产生极大性影响。它涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多学科。?微机电系统(MEMS)的研究已取得很多成果。在微传感器方面,利用物质的各种特性研制出了各种微型传感器;在微执生器方面有微型马达、微阀、微泵及各种专用微型机械已组成微化学系统和DNA反应室。此外,还有其它很多方面的应用。 微机电系统(MEMS)的制造,是从专用集成电路(ASIC)技术发展过来的,如同ASIC技术那样,可以用微电子工艺技术的方法批量制造。但比ASIC制造更加复杂,这是由于?微机电系统(MEMS)的制造采用了诸如生物或者化学活化剂之类的特殊材料,是一种高水平的微米/纳米技术。微米制造技术包括对微米材料的加工和制造。纳米制造技术和工艺,除了包括微米制造的一些技术(如离子束光刻等)与工艺外,还包括利用材料的本质特性而对材料进行分子和原子量级的加工与排列技术和工艺等。 随着信息时展需要,后硅时代的将来还无法预料,但微电子方面的科学工作者普遍期望基于分子结构新方案和工作原理的发展,在基础研究方面,已有分子电子的设想,但还不能估计其技术可转换性。有机微电子技术、超导微电子技术、纳米电子技术等,都将是微电子领域新的亮点。 微电子论文:硅微电子学研讨论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 微电子论文:微电子封装金丝倒装键合的微织构研究论文 【摘要】采用EBSD取向成像技术研究了各工艺参数(功率、载荷、超声作用时间)对倒装键合组织及微织构的影响,并与对应的剪切性能值进行比较。结果表明,功率的影响最显著,它可在增大形变量的同时提高键合强度;负荷加大形变量,但提高界面结合强度的效果不显著;超声持续的时间不明显提高形变量,但能在一定程度上提高界面强度。超声是通过软化金属,加强界面扩散的方式提高键合强度;超声的存在使取向变化的速度变慢。 【关键词】金倒装键合EBSD微织构 引言微电子封装中超声键合工艺参数对键合强度的影响已有大量研究[1-3],一般认为影响其键合强度的主要因素是超声功率、键合压力和键合时间。由于这些参数主要通过改变金丝球与芯片焊盘间界面上的摩擦行为而起作用,必然会引起焊点组织及织构的变化,这些变化到目前尚不清楚。此外,金丝球键合与倒装键合形变方式与形变量都有很大差异,其形变组织与微织构就会不同,它们也会影响焊点强度、刚度、电阻率和组织稳定性。织构的不同会影响弹性模量及拉拔时的界面强度、晶体缺陷的多少一方面产生加工硬化,提高强度,另一方面影响电阻;含大量晶体缺陷的组织是热力学不稳定的,可加速原子的扩散,也会造成后续时效时软化速度的不同。倒装键合的受力状态和应变速率都与常规的低应变速率下的单向均匀压缩不同,键合过程中会有一系列的微织构变化。本文分析了功率、负荷、时间对形变组织和取向变化的影响;另外通过剪切力试验,对比了各参数对键合强度的影响区别;讨论了金丝球凸点键合与倒装键合形变组织及微织构的最大差异。 1样品制备 试验样品为直径为1mil(254μm)键合金丝,经电子火花(EFO)形成金丝球,再经过Eagle60XL金丝球键合机形成金丝球凸点,倒装焊点是在AD81911TS焊接机上形成的。各种焊点均采用树脂镶样,然后经过磨样、机械抛光,最后采用离子轰击的方法达到EBSD试验样品要求。利用高分辨场发射扫描电镜ZeissSuppra1530及HKLChannel5EBSD系统进行取向成像分析。 2结果及分析 2.1超声功率的影响图1(a)为不同超声功率下样品的形变量和性能的关系曲线。可见功率由02W增大到07W后,因功率增大而导致的键合样品形变量增加~20%,总形变量达70%。性能也由无功率时的不能键合增加到2400gf(注:这是几个样品的总值),并且未出现下降。图2为各样品的取向成像,红色为〈111〉压缩轴的取向,黄色为〈100〉取向,蓝色为〈110〉取向。前两种主要是原始取向,后者是压缩变形的稳定取向。组织形貌显示,原始柱状晶被完全压扁。〈110〉区域明显增多。图1(b)为各样品不同织构的定量结果,可见,因超声软化作用提高形变量使〈110〉增加约125%。形变不均匀性还表现在两侧的形变量明显小。图1不同超声功率下样品的形变量和性能的关系曲线(a)及对取向的影响(b) 图2不同功率下样品的取向成像;红色:〈111〉,黄色〈100〉;蓝色〈110〉 2.2载荷的影响图3(a)为不同载荷下样品的形变量及性能变化的曲线。可见,负荷从800gf增至1600gf时,形变量只增加7%,增加幅度较小,不如功率的影响大。性能变化不大,有微弱的先增加后减小的趋势。由于形变量增加就不大,所以还不能说,形变量影响小。与图1的性能数据相比,还未达到最佳键合强度。即使形变量达到70%,也难以达到提高超声作用的效果。图4给出不同载荷下样品的取向成像。也明显看出,载荷变化的范围小,形变量变化也不大,形变组织比较相似。从定量数据看(图3(b)),〈110〉织构含量在下降。这应属于波动。组织上的另一特点是,下侧中心部位为原始金凸点的尾部,即自由球下的热影响细晶区。倒装键合时,该部位所受变形量最大,这也是要键合的界面,因此,大量的晶体缺陷会促进扩散键合。与文献3数据相比,本实验所用力是很大的。图3载荷对形变量、剪切强度(a)及织构百分数(b)的影响. 微电子论文:微电子科学与工程教学改革的研究与实践 21世纪是知识经济时代的竞争,归根结底是人才的竞争,努力培养出高素质及创新能力强的微电子专业人才是我们专业改革的重要目标。两年来,我们在微电子领域的教学内容和方法上进行一系列探索性改革。 一、巩固基础、因材施教 当今,芯片时代的到来,标志着一个国家的经济强盛。在全面建设伟大复兴中国梦的同时,微电子产业需要得到蓬勃发展。微电子专业领域很宽很广,为了更好的展开微电子专业教育,就需要合理的安排微电子专业课程巩固基A,微电子专业是一门知识和技术高度密集的专业性很强的综合学科,涵盖的达到几十个不同领域的理论和技术,例如电子信息技术、计算机技术、化工材料科学、光刻技术、薄膜技术、太阳能技术、真空技术等,综上可以看出,微电子领域要求具有宽阔的知识面和跨学科综合运用分析知识的能力。为了实现培养目标,在制定大纲的时候,基础课方面,如数学,在原来高等数学基础上,增加复变函数作为基础课,是为了后续更好的从事科学研究;在专业必修课方面,增加了模拟集成电路设计课时,目的让学生学会充分分析电路;在选修课方面,增设了版图方面内容的教学,可以更好的培养学生就业兴趣,在专业课程设计方面,增设集成电路设计课程设计,帮助学生更深入了解芯片设计。伴随着社会进步的脚步,微电子专业也需要深入改革,跟上时展的脚步。 社会需求的变化,会提供给大学生的岗位有器件工程师、集成电路工程师、版图工程师,太阳能研发人员等。因此在完善基础学习内容的情况下,还要因材试教,大学的时间是有限的,因个人的爱好选择,培养自己的热爱方向。对专业必修课,要求每个人都学好,在选修课上边就把以后的就业方向分开、分细,做到因材试教。 二、升级教学内容、提高教学方法 微电子是当今发展最快的行业之一。伴随着中国的崛起,社会进步的需要,就要求进一步升级课堂教学内容。首先要以科研带动教学,组成一个庞大的教研室,只让一个老师每学期带一门课,提高科研指标,让本科学生配合老师一起完成项目,这样只有让学生亲身感受到做项目的兴趣,才能真正走进专业学科当中来;其次结合当地微电子公司,带领学生参观当地的微电子工艺生产线,微电子设计公司等,了解前沿发展,提高学生对本专业的兴趣。只有提高学生对微电子领域的兴趣,我们才会培养出更多更优秀的人才,来造福社会。 教学方法的改进也是很重要的,对于工程类的专业学习,不要一味的照本宣科,要结合实际,培养学生自己解决问题的能力,课堂教学求“精”,让学生把每个问题吃透,理解深刻,如何构建解决问题思路的教学过程才是最核心的任务。 通过这两年的教学改革,巩固学生们的专业基础,提升了学生的就业水平,培养了学生对微电子领域的热情,一批抱有更高志向的年轻人准备考研在这个专业继续走下去。可以说,吉林大学珠海学院微电子专业的学生,基础扎实,素质高,动手能力强,很受欢迎。 微电子论文:微电子电路校准技术和自动测试 摘 要在社会经济和科技不断发展的过程中,微电子电路技术也称为目前科学技术的研究重点,我们要保证微电子电路技术能够与时俱进的基础上,具备完整、一致且准确的检测及校准方法。所以,就要加强对微电子电路校准技术及自动测试的研究,从而提高微电子电路电气设备的质量,保障人们的生活,稳定社会经济。 【关键词】微电子 电路校准技术 自动测试 在电子技术不断发展的过程中,各种电子电路技术被广泛应用到社会各方面的电器中。获取电器中的微小微电子参量,能够保证生产的电器产品达到质量标准。但是由于微电子参量容易受到干扰,所以就要使用专业的校准技术对其进行校准及自动分析,从而使电器产品的质量能够得到保障,以此更好的应用到电子电路技术中。 1 微电子电路校准技术和自动测试技术的基本认识 1.1 微电子电路校准技术 在测试设备满足相关要求的基础上,测试软件的质量影响着监测数据的可靠性及准确性。如果检测设备自身没有满足准确性的要求,那么即使测试软件具有良好的质量,也不能够全面保证测试结果的准确性。一般,如果生厂商对质量的要求比较高,那么校准技术系统量值的准确性也就比较高。以此提高了生产及管理成本,从而影响了产品的生产速度。 1.2 微电子电路自动测试技术 根据相关要求,对微电子电路进行严格测试,能够有效保证商家产品不受其他商家的影响。为了能够保证使用微电子电路技术产品的质量能够达到标准,就要根据产品的实际情况完成测试。如果测试的设备级别高于产品测试水平,那么软件自身的质量也能够影响测试的质量。但是软件自身的质量与检测依据和其过程中使用的方式、验证有效性及测试覆盖率和有着一定的关系,这方面也是目前自动检测技术重要的研究课题。 2 微电子电路校准技术及自动测试技术重点 2.1 微电子电路校准技术及自动测试技术的依据和方法 目前,我国微电子电路校准及自动测试并没有正式的标准,其主要依据为电子计量测试应用手册及GB3843-83、GB3439-82、GB6798-1996等,这些只是对测试方法的基本理论进行了规定,并没有涉及到编程规则,所以其并不完善。如果校准及测试只有基本理论没有编程规则,那么使用同种标准编制出的程序质量并不同,那么就没有办法保证校准及测试的一致性及完整性。微电子电路校准及检测使用的设备并不是一般的设备或者系统,其检测过程能够通过程序控制,不需要人为干预。所以对其的研究也可以看做是对校准及检验程序设计规则的研究。校准过程中的控制本文为规程,检测过程中的控制文本为规则,两者都是通过程序设计的形式进行实现。 2.2 设备的校准依据和方法 设备的校准依据指的是生产制造厂设计的指标,包括范围和不确定度、基准量值、输入/输出通道量值。如果通过传统手工的方式进行校准,显然校准的量值较多,一个六十通道的测试系统需要十天或者二十天左右完成,在此过程中要使用三百多页表格。所以就要使用自动校准方式进行。 设备校准主要有两种方法: 2.2.1 基于基准参量分别溯源法 因为微电子电路检测设备为综合测量设备,有多个不同类型的参量要进行校准,比如电阻、电压及时间频率等,他们相互之间并没有关系。通过此方法校准,首先要对基准量溯源,之后使用合格的基准量对设备的所有参量进行校准检测,以此对整个系统进行校准。 2.2.2 标准物质法 这种方法是通过已知不确定度的标准样片,对不确定度使用的检测设备进行测量校验,如果其在参量类型范围内是完整的,那么测量的过程就是校准,否则只是核查或者比对。核查和比对在过程条件及目的方面存在一定的差别,如果此测量过程是为了能够检查系统样片的可用性,这叫做核查。制备微电子标准样片一般为自制芯片,因为芯片结构较为复杂,制作也非常精细,自制的话要花费大量的资金。所以可以从同批的产品中进行选择,在不确定的条件下,实现参量的一致性是可行的。 2.3 检测覆盖率及校准的完整性 检测故障的覆盖率越高,那么就说明检测校准的过程越好,使用最少的代码获得最大的故障覆盖率是最理想的。在传统测试码生成算法研究过程中就有多种使用的算法,但是实际上除了穷举,其他都是实现不了复杂电路的全部故障覆盖率。 与测试故障覆盖率相比,校准的完整性对测试码的量是不太重视,它重视的是需要检测的参量是否被完全检测。所以,其与检测的过程及方法有着一定的联系。比如使用标准物质法,重视的是输入/输出参量是否都被全部检测,尤其是第一个通道的范围及参量。因为系统一般都自带验证程序,在自己校验的过程中,都会以零通道为基础,从而实现测试系统中通道的一致性。 2.4 软件校准及检测的验证方法 对于此类的专用软件,除了实测验证之外,并没有其他较好的办法。所以对于校准软件的检验,首先可以使用可测性设计技术,以此保证测试过程中都能够验证。另外,使用局部化原理,保证测试过程中的测试都与一个参量相关,以此保证唯一的测试结果。最后,根据电路通过及不通过不断变化状态的特征,使用相对性原理,对测试结果有效性进行全面的检查,以此保证程序的可靠性,降低错误检测的机率。 2.5 量值溯源 量值溯源指的是将量值通过不间断的一条链追溯到国家及国防的最高标准。在微电子电路校准及检测过程中,量值溯源校准的方法及溯源方法有着一定的联系,所以也就是量值溯源具有两种方法,分e为溯源法及标准物质法。由于后者在使用过程中具有一定的限制,所以就要使用溯源法对微电子电路进行校准。 3 结语 随着我国社会的不断进步和发展,不断是大型工程中的电气设备,还是日常生活中的家用电器,都会使用微电子电路技术。微电子电路技术就是一种将多种半导体作为基础的电子技术集成电路,其特点就是重量轻、体积小,并且具有较高的可靠性。为了能够保证微电子电路电气具有较高的质量,就要对其进行检测,以此控制器质量。基于此,以上本文就针对微电子电路的校准技术及自动测试进行了研究和探讨,以此保证电气设备中微电子电路的安全性。 微电子论文:基于微电子学的无人机技术 摘 要随着电子信息技g发展,无人机技术已成为一种重要的信息技术手段,相较于有人机而言,无人机系统具有一定的“自主性”,能够在一定程度上实现系统的自主控制,强化系统的智能性,是无人机系统发展的重要方向。本文就对无人机系统自主控制技术研究现状进行分析,并展望无人机系统自主控制技术的未来趋势。本文研究了无人机技术的国内外研究现状,重点分析六轴飞行器研究领域当前的关键技术,包括无人机的研究与设计,并对无人机未来的发展进行了探讨。 【关键词】电子信息 无人机 六轴飞行器 研究与设计 1 前言 无人机首次出现在 1917 年,主要应用于防空导弹打靶、军事侦察、载弹远程打击,尤其美国“全球鹰”、“捕食者”、“沙漠鹰”等型号的无人机在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战中在侦察和主动攻击中所取得的良好军事效果,使得世界各国首先在军事上开始重视无人机的研制与开发。我国无人机发展起步于 20 世纪 50 年代末,20 世纪 90 年代末,发展才得以提速,国内大学相继成立了无人机专门研究机构,西安爱生技术集团公司(西安无人机研究发展中心)成为国内一家主要的无人机研制生产厂商。它是航空工业总公司设在西北工业大学集科、工、贸一体化的现代化高科技企业,主要研制和生产系列化小型无人机系统,被国务院发展研究中心确认并入选“中华之最(1949-1995)”,是我国最大的无人飞机科研生产基地。随后,无人机的发展逐步扩展到民用市场,而在测绘行业的应用成为民用最大且发展较早的一个分支。中国测绘科学研究院于 2003 年完成并通过国土资源部验收的“UAVRS-II 型低空无人机遥感监测系统的研制”项目,实现了无人机遥控、半自主、自主三种控制方式,利用获取的影像制作了数字正射影像和线划图,开创了国内无人机应用于测绘领域的先河。 目前国际上对多轴飞行器研究与设计较为深入,后期经过大量实验及不断地调整和改进,合理的设计了六轴飞行器的整体结构。六轴飞行器的支架通过3D打印而整体打印出成品模型,飞控板和电机都固定在打印出的架子上,将六个电机呈六边形放置,使飞行器灵活并易于控制。电池利用扎带固定在飞行器下方,以保证飞行器的重心偏下,增加飞行的灵活性。遥控器通过铜柱将两个PCB板子连接起来,增加握持的手感,并且主要元件都放在两块PCB板中间,增加系统的安全性能前端引出无线通信模块天线,增加传输的功率与距离。 2 调试问题 系统的软件和硬件调节是一个漫长而复杂的过程,而且在调试过程中会不断遇到各种问题如电机坏掉、MOS管烧掉、连接突然断掉甚至在飞行过程中飞行器直接从空中衰落导致整个系统的崩溃。这些问题必须及时的解决,否则根本不能进行下一步的工作。虽然在调试过程中问题不断,但是整个制作过程累积的大量的宝贵的经验,在飞行器终于能飞的时候,会发现自己的这些努力是值得的。下面列出调试过程中的遇到的主要问题。 2.1 电机控制与驱动设置问题 动力系统是多轴飞行器的核心系统,因为整个系统的最终目的就是通过PWM波来控制电机的转速,保证动力系统的稳定是飞行器能运动的前提。在开始调试的时候,总出现电机不转的问题,通过不断的验证发现是电路MOS管选择错误,最终选择了P沟道增强型MOS管进行对电机的控制。在飞行过程中总会出现MOS管烧毁的情况,还有NRF24L01总是失联,最终发现是没有焊接保护电容导致,还有数字地和模拟的地信号没有分开。并且STM32的PWM控制需要较高的的频率,当频率较低时,可能会出现电机转速不均匀的情况,最终选择的电机频率为20KHz,能够保证系统流畅的运行。 2.2 飞行器的重量问题 在开始设计时由于没有考虑飞行的重量,导致飞行器根本飞不起来。之后更换飞行器支架,更换更大功率的电池,总体来说就是让飞行器的重量更轻,让飞行器电机的拉力更大。还有飞行器电机的垂直放置也是相当重要,当倾斜时,会有一部分的力是飞行器向某个方向飞行,并且这个力不容易抵消。 2.3 PID的参数整定问题 PID控制器直接控制的是飞行器的电机输出,直接影响六个电机的转速,控制飞行器的飞行姿态。因此合理的PID参数可以使飞行器更加平稳的飞行,所以说PID参数对飞行器的姿态确定至关重要。并且在飞行器的飞行过程中,可以通过PID的调整来实现不同的飞行效果如翻滚动作,以达到在各种控制环境下的稳定运行。PID参数中,P、I、D三个参数作用各不相同,在实际中,其输出的结果是相互影响的。为了保证飞行器的平稳飞行,需要多次对PID三个参数进行调节,保证系统对飞行姿态的快速响应以及在外界干扰到来时系统能够稳定的运行。 2.4 遥控器控制频率问题 在刚开始遥控飞行时,遥控器对飞行器的控制总是慢0.2秒左右,导致遥控器不能实时的控制飞行器的姿态,出现一些意外的碰撞等状况。调试遥控器的过程中发现,在主循环中加入了过多的程序,导致系统循环一次的时间过长,系统响应慢,传输数据的频率过低,整个系统反应过慢。最后解决办法是增大遥控器的频率,并减小主函数中循环的代码量,留下最基本的代码,保证整个系统的流畅运行。 3 结论 六轴飞行器是一种较为新型的飞行器,目前国内外的发展迅速,在各个领域中都起到了重要的作用,并且将来会发展到更广阔的空间。随着技术上的发展,多轴飞行器会向微型化、自动化方向发展,能够更好的结合实际,发展到各个领域。本课题研究比较了许多国内外的产品,并通过比较,结合其优点,弥补其不足,根据实际情况进行研发,最终完成了六轴给星期的设计。随着科学的发展,本文设计的六轴飞行器还可以得到更好的改进,随着时间的推移,会有更好的产品出现在人们的面前。 微电子论文:当前微电子学与集成电路解析 摘 要 微电子学属于电子学的分支学科,以半导体为主要对象,形成微小型电路和系统等。而集成电路属于微型电子器件,将各类元件通过合理的布线方式,成为一个具备完整电路功能的结构。微电子学与集成电路直接关系到相关高新产业的发展和进步。展开对微电子学与集成电路的分析,旨在明确微电子学与集成电路的基本情况,推动微电子学与集成电路的有效应用,实现相关产业的创新和发展。 【关键词】微电子学 集成电路 半导体 微电子学与集成电路是现代信息技术的基础,各类高新行业在具体发展中,均会对微电子学和集成电路进行应用。其中,集成电路选择半导体镜片作为基片,并结合相关工艺,将电阻、电容等元件与基片连接,最终形成一个具备完整电路功能的系统或是电路。较比集成电路微电子学是在集成电路的基础上,研究半导体和集成电路的相关物理现象,并有效的对其进行应用,满足各类电子器件需求的效果。基于此,本文对当前微电子学与集成电路展开分析,具体内容如下。 1 微电子学与集成电路解读 微电子学是电子学的分支学科,主要致力于电子产品的微型化,达到提升电子产品应用便利和应用空间的目的。微电子学还属于一门综合性较强学科类型,具体的微电子研究中,会用到相关物理学、量子力学和材料工艺等知识。微电子学研究中,切实将集成电路纳入到研究体系中。此外,微电子学还对集成电子器件和集成超导器件等展开研究和解读。微电子学的发展目标是低能耗、高性能和高集成度等特点。 集成电路是通过相关电子元件的组合,形成一个具备相关功能的电路或系,并可以将集成电路视为微电子学之一。集成电路在实际的应用中具有体积小、成本低、能耗小等特点,满足诸多高新技术的基本需求。而且,随着集成电路的相关技术完善,集成电路逐渐成为人们生产生活中不可缺少的重要部分。 2 微电子发展状态与趋势分析 2.1 发展与现状 从晶体管的研发到微电子技术逐渐成熟经历漫长的演变史,由晶体管的研发以组件为基础的混合元件(锗集成电路)半导体场效应晶体管MOS电路微电子。这一发展过程中,电路涉及的内容逐渐增多,电路的设计和过程也更加复杂,电路制造成本也逐渐增高,单纯的人工设计逐渐不能满足电路的发展需求,并朝向信息化、高集成和高性能的发展方向。 现阶段,国内对微电子的发展创造了良好的发展空间,目前国内微电电子发展特点如下: (1)微电子技术创新取得了具有突破性的进展,且逐渐形成具有较大规模的集成电路设计产业规模。对于集成电路的技术水平在0.8~1.5μm,部分尖端企业的技术水平可以达到0.13μm。 (2)微电子产业结构不断优化,随着技术的革新产业结构逐渐生成完整的产业链,上下游关系处理完善。 (3)产业规模不断扩大,更多企业参与到微电子学的研究和电路中,有效推动了微电子产业的发展,促使微电子技术得到了进一步的完善和发展。 2.2 发展趋势 微电子技术的发展中,将微电子技术与其他技术联合应用,可以衍生出更多新型电子器件,为推动学科完善提供帮助。另外微电子技术与其他产业结合,可以极大的拉动产业的发展,推动国内生产总值的增加。微电子芯片的发展遵循摩尔定律,其CAGR累计平均增长可以达到每年58%。 在未来一段时间内,微电子技术将按照提升集团系统的性能和性价比,如下为当前微电子的发展方向。 2.2.1 硅基互补金属氧化物半导体(CMOS) CMOS电路将成为微电子的主流工艺,主要是借助MOS技术,完成对沟道程度的缩小,达到提升电路的集成度和速度的效果。运用CMOS电路,改善芯片的信号延迟、提升电路的稳定性,再改善电路生产成本,从而使得整个系统得到提升,具有极高研究和应用价值。可以将CMOS电路将成为未来一段时间的主要研究对象,且不断对CMOS电路进行缩小和优化,满足更多设备的需求。 2.2.2 集成电路是当前微电子技术的发展重点 微电子芯片是建立在的集成电路的基础上,所以微电子学的研究中,要重视对集成电路研究和分析。为了迎合信息系统的发展趋势,对于集成电路暴露出的延时、可靠性等因素,需要及时的进行处理。在未来一段时间内对于集成电路的研究和转变势在必行。 2.2.3 微电子技术与其他技术结合 借助微电子技术与其他技术结合,可以衍生出诸多新型技术类型。当前与微电子技术结合的技术实例较多,积极为社会经济发展奠定基础。例如:微光机电系统和DNA生物芯片,微光机电系统是将微电子技术与光学理论、机械技术等结合,可以发挥三者的综合性能,可以实现光开关、扫描和成像等功能。DNA生物芯片是将微电子技术与生物技术相结合,能有效完成对DNA、RNA和蛋白质等的高通量快速分析。借助微电子技术与其他技术结合衍生的新技术,能够更为有效推动相关产业的发展,为经济发展奠定基础。 3 微电子技术的应用解读 微电子学与集成电路的研究不断深入,微电子技术逐渐的应用到人们的日常生活中,对于改变人们的生活品质具有积极的作用。且微电子技术逐渐成为一个国家科学技术水平和综合国力的指标。 在实际的微电子技术应用中,借助微电子技术和微加工技术可以完成对微机电系统的构建,在完成信息采集、处理、传递等功能的基础上,还可以自主或是被动的执行相关操作,具有极高的应用价值。对于DNA生物芯片可以用于生物学研究和相关医疗中,效果显著,对改善人类生活具有积极的作用和意义。 4 结束语 微电子学与集成电路均为信息技术的基础,其中微电子学中囊括集成电路。在对微电子学和集成电路的解析中,需要对集成电路和微电子技术展开综合解读,分析微电子技术的现状和发展趋势,再结合具体情况对微电子技术的当前应用展开解读,为微电子学与集成电路的创新和完善提供参考,进而推动微电子技术的发展,创造更大的产值,实现国家的持续健康发展。 微电子论文:军事信息作战领域的微电子技术应用 【摘要】 自80年代以来,军用微电子技术得到了快速的发展,及其微电子技术在信息作战领域发挥突出作用。特别是雷达领域,微电子技术的成熟日渐提高了雷达系统的各项性能。本文主要阐述在90年代中美国军用微电子技术当中的两个支柱型产品超高清集成电路与微波单片集成电路的发展现状以及它在雷达系统当中发挥的先用。 【关键词】 雷达 微电子技术 分析 在现代化的军用雷达与电子设备之中军用微电子技术属于非常重要的技术之一,是现代军事信息作战的基础。在军用微电子工业当中,集成电路属于最具活跃的产品。在美国非常重视开发与应用军用集成电路。美国相关的国防部门早在十几年前曾提出^超高速集成电路与微波单片集成电路的发展规划。只要真正的实现这两者的发展计划对于军用雷达与武器装备未来的发展有着巨大的影响,对打赢未来信息战争发挥举足轻重作用。 一、超高速集成电路与微波单片集成电路的特点 1、超高速集成电路的特点。在未来的信息作战当中,电磁信号的环境十分汇集而且复杂,军用雷达与电子情报系统需要面对一百至二百万脉冲美妙的信号方面的强度,处理信号的系统极有可能需要执行几十亿条指令。面对极其复杂的信息作战环境,然而目前一般的集成电路处理信号系统的效率很难满足相关的需求。要想真正的处理好这方面的问题,美军便加大力度促进超高速集成电路发展。 2、微波单片集成电路的特点。微波单片集成电路将超大规模集成电路、超高速集成电路以及超高性能集成电路使用至数字电路中的微波电路,它属于集成电路处于微波电路中主要的发展。微波单片集成电路将诸多晶体管、电阻、电容等管线集中至一个芯片上,制成许多功率放大器、低噪声放大器、移相器等。仅有很少的微波单片集成电路芯片组合起来就能组成一个收发构件,用来代替很多元件。 二、超高速集成电路与微波单片集成电路的发展现状 1、超高速集成电路的发展现状。美国国防部门早在很多年前年对超高速集成电路的发展就已经开展实施以硅为主要材料发展计划,之后又转化成将硅和砷化稼作为主要材料并举的超高速集成电路发展计划,为了促使军用电子系统发展的快速进程。此计划主要是为了促进民用半导体商家的发展所难以解决的军用信号需要的元器件工艺,就是为了满足军用信号处理、抗辐射、故障容限等能力的有关需求所提出的。这个计划的的总提目标就是为了研制出功能先进、价格合理、高质量的超高速集成电路芯片,确保处理信号速率、功耗减少、可靠性、维护性合理提高的终点目标,并且使目前具备处理数据的速度必须提升一级。其实际的目标是为了使芯片的微加工线宽达到标准的规格,各项功能要比同样种类民用的产品高出百倍,将其的可靠性提升十倍。按照制定的范围超高速集成电路应当于1990年完成计划,共投资量达到十亿美元,通过集中开发了来实现亚微米特有的尺寸要求的技术。 2、60年代中期才得到逐渐的发展,70年代,砷化镓材料制造工艺的逐步成熟,对于微波单片集成电路的发展形成了很大影响。因为砷化镓材料的电子迁移率比硅高出7倍,且半绝缘砷化镓的电阻率的高度达到108,因此砷化镓属于最合理的微波传输介质材料,非常适合用在单片微波单片集成电路的衬底。正是因为砷化镓技术的普遍推广,促进了工业界集团朝向微波单片集成电路的方向发展。 三、超高速集成电路与微波单片集成电路在信息作战领域的应用 1、超高速集成电路在雷达和军用电子设备中的应用。超高速集成电路应用至军事雷达与电子装备系统中有效的提高了的在战场上获取情报、侦查情报、分析目标、处理数据等方面的能力;在很大幅度上,有效的提高了雷达、电子设备、武器系统在复杂的环境当中,以最快的速率反应能力与应变能力,实现了信息作战武器系统的高速、高效和精准性。 2、微波单片集成电路在军用雷达中的应用。与普通使用的陆基雷达相比较之下,微波单片集成电路器件与之同样的雷达在相同条件下所耗费的性能提高十倍。相控阵雷达的真正优势在于产生的微波功率的与传输效率较高,发射机的功能消耗等于使用功率管的三分之一,同时接收机的灵活度也提高了2倍。另一方面的优势在于可靠性较强,在此过程中,就算其中有百分之五的构件失灵。雷达系统依然能保证供应更好更多功能工作性能。微波单片集成电路 T/R组件极具紧凑、可靠性高、重量轻、成本低等结构方面的优势。 结束语:综上所述,超高速集成电路能够有效的提高处理信号与处理数据的能力,还能增强信号方面的接收、传输、发射能力的微波单片集成电路电路能实现构建出新一代全新的军用微电子系统,这种系统在军事信息作战领域特别是雷达和电子设备中拥有良好的应用前景。在下一代中的军用雷达关键特征在于它器件方面的模块化与集成化,而超高速集成电路与微波单片集成电路属于提高军用雷达器件集成化、模块化过程中最重要手段之一。
电子学论文:硅微电子学研究论文 摘要本文展望了21世纪微电子技术的发展趋势。认为:21世纪初的微电子技术仍将以硅基CMOS电路为主流工艺,但将突破目前所谓的物理“限制”,继续快速发展;集成电路将逐步发展成为集成系统;微电子技术将与其它技术结合形成一系列新的增长点,例如微机电系统(MEMS)、DNA芯片等。具体地讲,SOC设计技术、超微细光刻技术、虚拟工厂技术、铜互连及低K互连绝缘介质、高K栅绝缘介质和栅工程技术、SOI技术等将在近几年内得到快速发展。21世纪将是我国微电子产业的黄金时代。 关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片 1引言 综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。 50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。 在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。 221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺 微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。 自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。 现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。 21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。 目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。 随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。 3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域 在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面: (1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。 因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。 (2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。 量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。 以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。 目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。 QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。 4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点 在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。 正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。 系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。 SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。 对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。 (1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。 (2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。 (3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。 微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。 在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。 5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点 微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。 微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。 MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。 MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。 目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。 当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。 微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。 采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。 DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。 目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。 6结语 在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。 回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌! 电子学论文:光学与电子学相结合分析论文 0引言 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术[1]。它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示[2]。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的[3]。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高检测系统输出信号的信噪比。 1光电检测电路的基本构成 光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱,而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中,因此,要对这样的微弱信号进行处理,一般都要先进行预处理,以将大部分噪声滤除掉,并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样,就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。 2光电二极管的工作模式与等效模型 2.1光电二极管的工作模式 光电二极管一般有两种模式工作:零偏置工作和反偏置工作,图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中,在光伏模式时,光电二极管可非常精确的线性工作;而在光导模式时,光电二极管可实现较高的切换速度,但要牺牲一定的线性。事实上,在反偏置条件下,即使无光照,仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流,这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声;在反偏置时,由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此,在设计光电二极管电路的过程中,通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计,而不是对两种模式都进行最优化设计[4]。 一般来说,在光电精密测量中,被测信号都比较微弱,因此,暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号,所以,尽量避免噪声干扰是首要任务,所以,设计时采用光伏模式。 2.2光电二极管的等效电路模型 工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示,它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中,IL为二极管的漏电流;ISC为二极管的电流;RPD为寄生电阻;CPD为光电二极管的寄生电容;ePD为噪声源;Rs为串联电阻。 由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降,故为零偏置。在这种方式中,影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD,它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄,结电容的值越大。相反,较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻),则与光电二极管的偏置有关。 与光伏电压方式相反,光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时,耗尽层的宽度会增加,从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作,然而,线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。 3电路设计 3.1主放大器设计 众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换,从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量,同时受各种不同传感器灵敏度的限制,因而所得到的电量自然是小信号,一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用,但后续电路一般为A/D转换电路,所需电压幅值一般为2V。然而,即使是这样,而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍,因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。 该主放大器的放大倍数为A=l+R2/R3,其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作,设计时需要设定合理的R2和R1值,以便得到所需幅值的输出电压。即有 3.2滤波器设计 为使电路设计简洁并具有良好的信噪比,设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性,本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路,以除去有用信号频带以外的噪声,包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号,而抑制该频段以外的信号。该滤波器的幅频特性如图5所示。图5中,f1、f2分别为上下限截止频率,f0为中心频率,其频带宽度为: B=f2-f1=f0/Q 式中,Q为品质因数,Q值越大,则随着频率的变化,增益衰减越快。这是因为中心频率一定时,Q值越大,所通过的频带越窄,滤波器的选择性好。 有源滤波器是一种含有半导体三极管、集成运算放大器等有源器件的滤波电路。这种滤波器相对于无源滤波器的特点是体积小、重量轻、价格低、结构牢固、可以集成。由于运算放大器具有输人阻抗高、输出阻抗低、高的开环增益和良好的稳定性,且构成简单而且性能优良。本设计选用了去处放大器来进行设计。 本设计选用了去处放大器来进行设计。 图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器,其滤波电路采用有源滤波器完成,并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。 对于第一部分,即低通滤波器,系统要求的低通截止频率为fc,其传递函数为: 第二部分为高通滤波器,系统要求的高通截止频率为fc,其传递函数如下: 4完整的检测电路设计 本光电检测系统设计的完整电路如图7所示。为方便表示,电路中的R2、R3即为前面等效电路模型中的RT、RF。前级部分由光电转换二极管与前级放大器组成,这也是光电检测电路的核心部分,其器件选用高性能低噪声运算放大器来实现电路匹配并将光电流转换成电压信号,以实现数倍的放大。然而,虽然前级放大倍数可以设计得很大,但由于反馈电阻会引入热噪声而限制电路的信噪比,因此前级信号不能无限放大。 5结束语 本文研究了光电检测系统的原理和设计方法。通过从经济和实用的角度对相关的光电转换器件和前置放大器进行了选择和电路设计,从而确定了关键元器件的参数。实际使用证明:该设计可以满足一般光电检测场合的需要。 电子学论文:电子学院学习实践科学发展观实施方案 按照学校党委和学生工作处关于深入学习实践科学发展观活动的部署与要求,根据《*信息工程学院开展深入学习实践科学发展观活动的实施方案》和学生工作处《*信息工程学院学生党员深入学习实践科学发展观活动实施方案》,结合我院学生党员实际,特制定本方案。 一、指导思想和目标要求 我院学生党员的学习实践活动以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,全面贯彻党的十七大精神,高举中国特色社会主义伟大旗帜,紧紧围绕紧紧围绕“办有特色的高水平的人民满意的高等教育,实现建设特色鲜明的教学研究型信息工程大学”的目标,按照“党员干部受教育、科学发展上水平、师生员工得实惠”的总体要求,深入开展学习实践科学发展观活动。 针对学生的全面健康发展需要,组织学生党员认真学习科学发展观的基本理论,准确把握科学发展观的重大意义、科学内涵、精神实质和根本要求,充分发挥党员的先锋模范作用,坚持正面教育为主,突出实践特色,将学习实践活动与理想信念教育、学生党建、学风建设、文明修身等各项工作相结合,与学生的社会实践、科技创新活动相结合,与促进大学生成长成才相结合,与增强学生就业竞争力相结合,引导广大学生党员讲党性、重品行、做表率,知行统一,立志成才,积极为学校的科学发展建言献策,为创建优良学风、培养高素质优秀人才、推动和谐校园的建设和高水平大学建设作贡献。 通过学习实践活动,使学生党员的政治理论水平高于普通学生,遵纪守法观念好于普通学生,服务奉献意识强于普通学生,学习创新能力优于普通学生,充分体现学生党员的先进性和先锋模范作用。 二、大学生党员开展学习实践活动需要解决的重点问题 (1)通过学习实践活动,切实加强学生党员的党性修养,进一步明确努力方向,增强志愿服务、提高综合素质和保持学生党员先进性的自觉意识。 (2)解决学生党员发挥先锋模范带头作用不够的问题,进一步优化基层学生党组织设置,发挥学生党支部在学生党建和思想政治工作中的作用,创新党支部活动方式,完善学生党员经常性教育长效机制,增强学生党支部的凝聚力、创造力和战斗力,更好地发挥战斗堡垒作用。 (3)解决部分学生学习动力不足的问题,促进学风建设上新台阶。 (4)开展多种形式的科技创新活动,全面提高学生的创新能力和综合素质。 三、对象范围 学习实践科学发展观活动的对象范围是学院全体研究生党员和本科生党员。以学生党支部为活动单位,以学生党员为重点,带动入党积极分子、全体团员和广大学生积极参加学习实践科学发展观活动。 四、活动内容、时间安排和方法步骤 根据学校统一安排,本次学习实践活动历时半年,从2009年3月下旬开始,到8月下旬结束,分三个阶段进行。 第一阶段:学习调研(2009年3月下旬至5月上旬) 各支部要精心组织学生党员,采取个人自学、集中培训、专题辅导、集体讨论等形式,对学校、学院《实施方案》规定的材料进行认真的学习,并组织好以下各项活动: 1、学院成立学生党员学习实践活动工作小组,并制定实施方案。 组长:彭勇 成员:朱正华徐俊朱竞羽毕务忠代芯姜宇忠卓文君 王楠 2、认真开好动员大会,为学习实践活动开好头。 学院在3月31日下午召开学生党员和入党积极分子大会,学院党总支书记张斌兵同志作动员,对学生党员参加学习实践活动进行思想发动和全面部署。使全体学生党员明确开展学习实践科学发展观活动的指导思想、目标要求、基本原则和具体安排。 4月1日下午4:00召开全体学生党支部书记会,传达学院深入学习实践科学发展观活动第一阶段的具体安排。进一步明确要求,保证学习实践活动的效果。 3、将学习内容抓紧抓实。 以学生党支部为单位,采取集中学习和个人自学相结合的方式,组织全体学生党员认真学习学习党的十七大精神、等中共中央领导同志关于科学发展观的一系列重要论述。以十七大报告、《邓小平论科学发展》、《科学发展观重要论述摘编》等为主要学习内容,4月底之前,各支部组织全体党员进行一次集中学习讨论、参加全院党员的集中学习、自学时间不少于每周6小时。要严肃学习纪律,建立学习考勤制度,保证参学率。以科学发展观为主题,普通党员要做到参加一次动员大会,参加一次辅导报告会,参加一次专题组织生活会,参加一次主题研讨活动,为学校(院)发展提一条建议的“五个一”基本要求。 4、以丰富多彩的主体活动为载体,强化学习实践活动的效果。 (1)学院以学生党员为骨干组织广大学生开展一次以“学习实践科学发展观,红色记忆革命情怀”为内容的主题教育活动,以知识竞赛为活动形式。 (2)学院以党支部为单位,组织学生党员开展科学发展观之“寓科学于乐”、生活中的科学常识等系列活动,通过举办生活科学知识讲座,开展生活科学常识竞赛活跃校园内的科技氛围,引导大学生学以致用、用中求学。 (3)组织全体学生开展“安全意识进宿舍”活动。在学院分团委设立安全保卫部,并在各班学生中推选出安全保卫委员,制定相应的制度和职责,并邀请学校保卫处进行安全防范意识、安全保卫责任及法制宣传等方面的培训,旨在进一步提高学生的安全保卫意识,让学生知法、懂法、守法,让学生的安全、财产等到更好的保护,真正让学生受益。 5、开展支部讨论。 各支部统一布置学生党员根据中央相关文件和有关精神,围绕科学发展观,结合大学生培养现状,积极展开深入讨论。讨论题目如下: 科学发展观与高等教育改革 科学发展观与人才培养模式改革 科学发展观与办学特色和优势 科学发展观与大学生党员成长 科学发展观与大学生择业、就业、创业 科学发展观与家庭经济困难学生资助 6、深入调研。 在深入学习的过程中,以学生党支部为单位,组织学生党员深入广大同学中开展一次调研活动。调研以“坚持科学发展,加强学风建设,促进学风根本转变”为主题,围绕学校和学院在基层党组织建设、思想政治教育、学风建设等方面内容展开,在深入实际调查研究后实事求是地撰写出调研报告,并于4月30日之前以学生党支部为单位提交调研报告报学院党总支。 第二阶段:分析检查(2009年5月中旬至6月中旬) 1、学生支部在继续抓好学生党员学习的同时,要认真梳理同学和老师提出的意见,认真进行分析检查。 2、在分析检查的基础上学生支部安排学生党员在本支部范围内开展相互谈心、交心、沟通思想的活动。要根据同学和老师提出的意见和建议对照党员的要求,查找自身存在的问题和不足,明确自己在校风、学风和班风建设方面所承担的责任及努力的方向。 3、开展优良学风、班风创建活动。学生党支部要通过丰富多彩的活动,引导学生党员和广大学生将学习实践活动与创优良学风校风紧密结合起来,排查我校学生学风建设中存在的突出问题,有力解决好学风不正和校园不文明行为的问题。 4、支部组织专题组织生活会,开展批评和自我批评。 5、在本支部覆盖范围,组织部分非党员同学对支部工作,党员个人进行民主评议。 6、举行学生党员献爱心、义务劳动日活动。 7、毕业生党支部组织全体学生参加以“感激留给老师、关心留给同学、文明留给母校”为主题的文明离校活动。发挥学生党员联系宿舍制度的作用,及时发现并协助处理“特殊群体”中存在的不稳定因素。 第三阶段:整改落实(2009年6月下旬至8月下旬) 1、党支部组织党员按照要求参加学校、学院学习实践活动满意度测评。 2、做好工作总结。 学习实践基本完成时,各学生党支部要认真总结开展学习实践活动的有效方式和经验,撰写工作总结,并上报学院党总支。 3、暑假期间组织学生党员开展访问社区、访问农村活动,进一步深化对科学发展观的认识。 五、工作要求 1.学院成立学习实践活动领导小组,负责活动规划、组织协调。各学生党支部要高度重视学习实践活动,不走过场,不流于形式,确保活动取得实效。学习活动要做到时间、地点、人员、笔记“四落实”。 2.各党支部要根据学院党总支总体安排,针对不同特点创造性地设计活动方案,全面推进,开展行之有效的学习实践活动。 3、对于集中学习活动,要严格考勤制度,切实履行请假手续,并及做好补课、补学工作。无论是集中学习和自学都要认真做好学习笔记,撰写心得体会。 4.各党支部和学院新闻中心,要加强宣传工作,通过各种形式营造学习实践活动的浓厚氛围。学院将建立宣传信息上报、通报制度。 5.总结经验,系统提升。各党支部要按照学习实践科学发展观活动的目标要求及时做好分阶段和整体活动情况的总结工作,巩固学生党建制度成果。各学生党支部总结报学院党总支。 电子学论文:中国电子学会 在2011年8月13日~8月20日于土耳其伊斯坦布尔举行的第三十届国际无线电科学联盟理事会上,中国电子学会成功申办第三十一届国际无线电科学联盟大会,并将于2014年在北京举行,这是有着近百年历史的、国际无线电领域最权威的科学大会首次在中国举办。 受中国科协委托和批准,中国电子学会代表中国申办第三十一届国际无线电科学联盟大会,中国电子学会URSI中国委员会主席吴健,中国电子学会副秘书长、URSI中国委员会秘书长林润华,URSI中国委员会各学术委员会主席、副主席及青年科学家等30多位代表参加了此次申办过程。参与本次申办联盟大会的国家城市还有加拿大蒙特利尔及日本东京。 中国电子学会URSI中国委员会主席吴健在理事会上做申办陈述报告,加拿大及日本两国也分别派代表做陈述报告。各国陈述报告后,理事会进行了紧张的投票环节。最终,中国北京以高票击败日本东京和加拿大蒙特利尔,顺利成为2014年URSI GASS的举办城市。在场各国家代表均报以热烈掌声祝贺中国取得此次会议的承办权。 此次成功申办是在中国科协的指导下,中国电子学会URSI中国委员会近20多年来不懈努力的结果。自1982年作为国家学会会员加入国际无线电科学联盟(URSI)以来,中国电子学会曾组团参加过历届国际无线电科学联盟大会,提交联盟大会申办报告共6次,但均落选。 国际无线电科学联盟 (URSI)作为直属国科联理事会(ICSU )的科学组织之一, 拥有42个正式会员,在国际无线电科学界具有崇高的科学地位和社会影响。中国电子学会受科协委托代表中国参加到该组织。 由国际无线电科学联盟主办的第三十届国际无线电科学联盟大会也同期召开。大会聚集了来自世界上42个国家和地区的约1400位无线电科学领域的著名学者、产业界知名人士、专业高层技术代表和青年科学家,与会者就世界国际无线电科学领域的发展与进步等议题进行了深入探讨。 本次国际无线电科学联盟大会还设有多场学术委员会报告及张贴论文展示环节,内容涉及电磁计量、无线通信系统与信号处理、电子学与光子学、电磁噪音与电磁干扰、电波传播、电离层电波遥感、等离子体波、射电天文学、生物医疗电磁学、雷达遥感、光学遥感等多个领域。各分会场学术气氛浓厚,来自无线电科学领域的专家及学者就相关领域问题进行了激烈的讨论,取得了很好的效果。大会期间,理事会还向对无线电科学领域做出突出贡献的青年颁发了青年科学家奖,中国有6位青年学者获此殊荣。 通过参加第三十届国际无线电科学联盟理事会和联盟大会,中国电子学会URSI各委员会了解了国际无线电领域的研究方向和最新成果,探讨了该领域的具体科研项目,促进了专门方向的国际合作与交流。第三十一届国际无线电科学联盟大会在北京的举行将为中国无线电领域与国际社会的交流与合作搭建更大更广的平台。 电子学论文:基于绩效评价的网上电子学档系统的设计 [摘要]电子学档是评价学生学业成就的重要工具之一,在阐述电子学档应用现状的基础上。引入绩效评价思想,设计、开发了基于绩效评价思想的基于因特网的电子学档系统E-portfolio。该系统以学生发展为本,倡导发展性评价与总结性评价相结合的原则,创建了一个全方位的网上评价社区。 [关键词]电子学档;绩效;评价;因特网;系统开发 档案袋是学生作品有目的的集合体,用来展示学生在一个或多个领域中的努力、进步和成就,、随着因特网技术与应用的迅速发展,电子学档应运而生,它允许开发者以多种媒体形式收集、组织档案袋内容(音频、视频、图形、文本),基于标准的档案袋采用数据库或超链接将标准(或目标)、典型作业和自我反思之间的关系清晰地呈现出来。基于网络的电子学档则是利用网络和数据库技术,在一定学习目的之下,学习者对于学习过程中关于学习目的、学习活动、学习进步、学习成果等情况的记录,以及学生或他人关于学习过程和学习结果的反思及评价的集合体,其要素包括目标、读者、体现能力的证据、测评的标准和反思等。 一、电子学档及其应用现状 电子学档是随着信息技术(特别是网络和多媒体技术)的发展和应用出现的。国内外有关电子学档的研究与应用已初见成效,例如美国的Helen C.Barrett博士等人所做的研究,国内华南师范大学、上海师范大学、北京师范大学、华东师范大学等高校的专家学者都对电子学档做过相关的研究与应用。近年来,电子学档的实践研究比理论探索更为迅速,特别是在与中小学相结合的项目中可见一斑。 1.研究视角 电子学档应用的最终目的是作为评价的辅助工具。例如,华南师大所开展的一系列实验,并将其与学习管理联系起来。也有学者将电子学档作为教学软件的一员,即作为一种认知]:具。另外,也有专家利用电子学档的管理功能,在有关师资培训的网络课程设计中尝试应用学生电子进行模块设计,提供了一种新的设计框架。 2.功能模块 从已有的电子学档系统来看,其功能模块主要包括:作品提交、自评信息、互评信息、反思信息、展示网络日志、网络学习记录等。根据适用的对象不同,其功能模块也有所差异。但总体来说,形式较为单一,缺乏学校自身的特色,并且在模块的设计、对话的运用以及界面的设计上,设计者大多是从教师或家长的角度出发的,而不是从学习者的角度来设计的。因此,在某种程度上缺乏生动性和灵活性。 3.应用形式 从电子学档的应用形式上,可以分成以下四个层次。第一层次是单一的电子学档,诸如各种多媒体的、基于网页的个人作品或主页式的电子学档,这是目前应用较广的一种形式,也是比较容易实现的;第二层次是嵌入到大型管理系统或电子学档集里,国外许多中小学乃至大学都在使用这种电子学档集进行学习者电子文档的集成、展示、上传、评价等;第三个层次是多种媒体组合下的电子学档制作系统,类似于目前教学机构所使用的多媒体集成,这种系统能记录学习情况,并作出统计及分析,定期向老师、学生家长提供学习进度报告,协助监督学生学习过程;第四个层次就是一种集成化的多用户电子学档系统,展现学习者对学习历程和学习绩效的反思、评价和管理。 4.应用领域 从当前电子学档的应用来看,电子学档可用于信息化学习、个人发展、学习管理、学习交流、教学评价、信息技术教学等等,而主流应用莫过于教学评价的应用。目前,网络学习是电子学档应用最广的一个领域,即应用于中小学教学的混合学习(Blended-leaming)中。 综上所述,目前众多的研究者和应用者只是将电子学档作为一种评估手段,仅仅局限于“使用”阶段,并未真正将其融入学习者的学习过程,也未能提升为一种学习理念。因此,有些学者提出,要将学习、使用电子学档看成是一种信息技术环境下的新型学习和培训,真正做到“学会学习”。 二、绩效评价思想的引入 在信息化教育中,教学形式是以学生为中心的,学牛承担着自我学习的责任,他们的角色由被动的接受者转变为主动的知识建构者,并将最终培养成为具有处理信息能力的、独立的终身学习者。要达到这个目的,必然要对学生成长的各个阶段,每个阶段的各个不同时期,每个时期的不同活动制订切实可行的评价标准,绩效评价就为信息化教育注入了新的生机。 绩效是相对于一个人的工作而言的,即按照其工作性质,员工完成工作的结果或改造职务的结果。换句话说,就是指组织成员对组织的贡献,或对组织所具有的价值。绩效是结果、能力、态度、勤奋以及人际关系的综合体现,它不仅被广泛地应用于企业培训行业,同时也逐渐渗透到教育领域。网络环境下基于绩效的学习评价是运用系统方法,以学生为中心来研究其学习的背景、手段、方法,从而寻求适合学生的学习方式,考察学生学习质量,并根据评价的结果形成绩效改进方案从而促进学生的学习。 网络环境下基于绩效的学习评价主要由三方面的内容组成: 1.学生的学业成就评价 学业成就主要指学生在知识和能力方面的学习成绩。这和传统的学习评价内容相似,是定量评价的一部分。 2.学生的个性心理品质评价 当前,全球范围内将形成学生良好的个性心理品质这一日标提高到了前所未有的高度。对学生个性心理品质的评价主要是对学生的学习态度和学习兴趣,以及在学习过程中克服困难、持之以恒的品质的评价。对该项内容的评价主要采用定性评价。 3.学生的表现性评价 绩效评价主要是通过成果展示,进行“展示表现”为主的评价方式。信息技术环境下,“以学习者为中心”的教学方式强调学生是认知的主体,强调学习者与学习环境的交互作用。因此,通过与环境、学习伙伴、教师和家长的相互作用,从学习态度、相互交流、资源的利用等维度上进行质的评价。 由此可见,信息化教育中的学习评价不仅仅是一种量化的评价,更多的是质的评价。这为电子学档的设计提供了很好的导向作用,即在电子档案袋的设计过程中,不仅要关注学生的学业成就,更要关注学生的个性心理品质,而网上社区型的超越传统档案袋的电子学档则可以在这方面发挥重要作用。 三、网上电子学档的设计 以绩效评价思想为理念,以系统理论为指导,借鉴当前电子学档应用的成功做法和经验教训,笔者设计和实现了基于绩效的电子学档系统,也称为“电子成长记录袋”,简称E-portfolio。由于该系统的使用对象是中小学学生,系统在模块设计上应当针对他们的生理和心理特点,符合他们的兴趣爱好,激发他们积极参与的热情,在界面设计也尽量使用明快的色调和活泼的风格。系统的主界面如图1所示。 1.系统结构设计 在进行E-portfolio系统结构设计时,综合考虑需 求的各个方面,选择最为合理的系统结构。根据学校对系统安全性和交互性要求高、专业性强、数据处理量大以及长远规划的特点,系统采用基于B/S(浏览器朋艮务器)模式,开发技术采用ASP+SQL,测试版采用ACESS数据库技术。ASP属于ActiveX技术中的Server端技术,在Server端自动产生和执行动态、交互式、高效率的站点服务器应用程序。由于ASP传送给用户浏览器的是程序的执行结果,从而可以保证网络的安全性,同时对客户端没有特殊的要求,而且维护相对简单,且支持跨平台。 2.模块结构设计 该E-porttblio系统的用户主要有四类:学生、教师、家长和系统管理员。根据用户的不同,系统所呈现的功能模块也有所不同,下面陈列了该系统设计的主要模块。 (1)公共模块 陔模块下设资料库、休闲所、艺术廊、读书室、动态新闻等栏目。 资料库包括:中华美德(记录及同学中的美德小故事,网络中的美德故事或视频)、大千世界(教育类的视频及文章)、总结交流(同学自己的学习经验及总结)、学生网页(学生自己根据系统提供的模板制作的网上家园); 休闲所包括:八面来风(聊天室)、游戏地带(学生flash游戏); 艺术廊是由学生的一些小作品组成,是学生展示才华和魅力的场所; 读书室则向学生推荐优秀书籍,并提供相关的读书资料。 (2)用户模块 学生、家长和教师通过主界面的登陆窗口分别进入到各自的界面,执行各自的功能。 学生用户:个人资料、通讯录、悄悄话、成绩档案(学生自己只能查看,每学期一份)、作品展示(在生活窍门、大千世界、学生网页、游戏地带、成功舞台等栏目中)、天天成长(同学的话、老师的话、家长的话、成长历程、不足回收站、打算小日历); 教师用户:教师的个人资料、悄悄话、班级学生的通讯录、学生的成绩档案管理(任教学科成绩、本班素质发展水平报告单、本班综合评价表)、作品展示管理(中华美德、生活窍门、大干世界、学生网页、游戏地带、成功舞台)和天天成长管理(同学的话、老师的话、家长的话、成长历程、不足回收站、打算小日历); 家长后台管理:个人资料修改、悄悄话、子女的成绩档案(子女素质发展水平报告单、子女综合评价表)、查看作品展示、天天成长管理。 (3)系统管理员模块 系统管理员执行的功能主要包括:系统信息管理、管理员管理、教师管理、班级管理、设置科目管理、信息审核管理、通知公告、读书室管理以及网站数据管理。 E―portfolio。系统的功能结构如图2所示。 3.功能特点 由整个系统的架构可以看出,该系统主要有以下几个方面的功能与特色。 (1)全方位的评价体系 该系统采用三位一体的评价方式,即教师、家长和伙伴共同参与评价,构成立体互动的评价方式。家长通过系统可以看到孩子公开的信息,使其对孩子的学业成就、身体、心理发展有一个全方位的了解,并可以将自己的意见反馈给教师和学生本人;学习伙伴可以通过对话的形式对作品、个人计划、学习情况提出意见,供参考;教师不仅看到了学生本人的成长历程,同时从家长、学生反馈的数据中获取大量有用的信息,为制订学生的下一个学习计划打下基础。全方位的评价不仅体现在评价的参与者上,而且还体现在评价的方式上。该系统不仅从横向、纵向两个维度全面记录着学生的学习成绩,同时也记载着学生的身体发育情况,使学生看到自己正在茁壮成长,并且对于学生的兴趣、爱好及其他的心理发展状况通过作品、作业和言论的方式记录在案,加强质的评价。 (2)记录成长功能 该电子学档要求学习者随时对自身的学习情况、心理以及日常行为进行反思,而且这种反思和评价贯穿整个学习的始终,电子学档可记录学习者的点点滴滴;同时,利用系统平台的记录功能记录和体现学习者在整个学习期间的阶段性成果,有助于教师进一步掌握学习者的整体情况。 (3)互动反思 该系统记录了每一位学生的所有记录,同时,教师、家长和学习伙伴可传送悄悄话,使每位学生看到自己成长历程的同时,也能够了解身边的亲人、老师和朋友是怎样评价他的,做到人性化和情境化的融合。系统还提供了不足回收站,让学生指出自己需要进一步努力的地方,并以此督促改进。 (4)辅助功能 八面来风、读书室以及个人资料的管理等为学生提供了丰富多彩的网络社区生活,这既可以增加同学间的交流,又可以丰富学生的业余生活,发展其兴趣爱好,为整个系统增添了无穷色彩。 四、网上电子学档的意义 该学习成长记录袋是在目前基础教育改革的背景下开发的,其使用对象是各中小学校。该系统不仅能多层面、多角度地评价学生的成长记录,为客观形象地反映学生各方面的进步、成熟提供了很好的平台,而且还增强了学生的自信心,提高了学生自我评价、自我反思的能力。同时,也为学生、教师和家长提供了交流、互动的舞台,增强学生的自我管理能力,并进一步地促进家校合作。 1.促进学生的转变性发展 在传统的教学中,评价只是作为区分等级和测定能力的工具,而在新课改背景下,学习是让学生进入主动探求知识的过程。因此,面对不同的问题情境,不存在单一的评价标准。初中阶段的学生,正处于转型期,除了学习成绩外,学生的身体发展、心理发展都至关重要,这关乎青少年的身心健康发展。学生由自己的成长记录袋当中看到自己生理、心理和成绩的健康成长,才能促使其建立“挑战性”的新起点。 2.用“对话”实现评价的基本活动 所谓对话,即主体之间通过互动进行意义的重构,而不仅仅是语意―亡的交流,更不是权威的征服。在这个社区里,学习者可以通过网络上传自己的作品、发表言论,对自己的作品和资料拥有修改权,这种有意义的超越时空的对学习者的身心健康的发展具有很大的意义。 3.利用评价的多元性实现自我反思 评价的多元性表现在不仅是教师评价学生,还有家长、其他同学的参与。E―portfolio在提供个人隐私保密的同时,学习者均能看到其他人公开的作品和评价,促使其进行自我反思。对任何人的评价都必须建立在学习者的自我反思的基础上,最终才能实现自我意义的建构。因此,通过师评、互评、自评等能使学习者积极参与其中。 4.建立一个开放的学习评价社区 E―portfolio。不仅能提供一个评价学习成就的场所,更重要的是为学生创设了一个学习评价的社区,是学习者展示自己,反省自己,重新树立形象的平台,也为家长、教师、学校以及学生提供了一很好的交流平台,促使家校的进一步合作。 电子学论文:微电子学概论多媒体课件的设计 摘要:基于微电子学概论课程的特点,介绍了微电子学概论课程多媒体课件的设计方法与过程,从教学实际出发,精心组合多媒体中的各要素,实现课件最优化,为学生的自助式学习提供一个具有交互式功能的多媒体课件系统。 关键词:微电子学概论;多媒体;交互式 随着信息技术的飞速发展,传统的教学方式已经很难适应现代教育的需要,将多媒体技术应用到教学过程是弥补传统教学教育方式的诸多不足,提高教学效果的有效手段。多媒体课件是开展计算机辅助教学的一种基本的教学软件,其设计方法直接影响到课件的开发质量和课堂教学的实际效果。 微电子学概论课程的主要内容包括了微电子技术的发展历史、半导体物理和器件物理基础、集成电路基础、集成电路制造工艺、集成电路及系统芯片(SOC)设计方法学及设计技术、微机电系统(MEMS)技术、封装技术、微电子技术发展的一些基本规律等,是一门与实际联系很紧密,形象化教学素材十分丰富的课程,将这门课程开发转化为多媒体CAI课件对提高教学效果、教学质量非常有益。 一、多媒体课件设计的指导思想 现代教育观念强调素质与能力的培养,重视学生在教学活动中的自主活动,要求将学生作为教学的主体。为此,应该把“以学生为主体,以教师为主导”作为多媒体课件设计的指导思想,把它设计成助学式的并且具有交互功能的课件[1]。此外,多媒体课件必须既符合相关课程的特点,又符合一般教学规律,且利用多媒体计算机辅助教学的多种技术手段进行设计和制作。对于微电子学概论课程,多媒体CAI课件应该满足以下基本特点: 1.微电子学概论课程中的版图技术、制造工艺、器件、封装等内容均需要演示较为复杂的图形或过程。因此,需要充分利用多媒体技术,将图像、动画、音频、文字、视频等进行合理的处理,做到图文并茂,形象生动,以有助于提高教学质量。 2.多媒体CAI课件应当有丰富的信息资源,便于扩大学生的知识面。在传统的教学中,信息来源非常有限,且缺乏灵活性、方便性和交互性;随着信息技术的发展,教师可以通过更多的渠道获得文字、图像、音频、动画、视频,甚至三维虚拟现实等多方位信息用于多媒体课件制作,使教学内容更丰富,教学方法灵活多样[2]。 3.微电子学是一门发展很快的学科,所以多媒体课件需要及时更新。由于受到教材限制,传统教学方式所覆盖的教学内容、教学深度和广度都十分有限。而多媒体技术可采用硬盘、光盘等存放教学内容,易于从互联网获取更新的信息,具有强大的可扩展性,便于教学内容的及时更新,这是传统教材所远远不能达到的[2]。 二、多媒体课件的设计制作 多媒体CAI课件制作的基本过程是:首先,用相应的计算机软件对文字、图形、图像、音频和动画等各种素材进行采集或制作。其次,根据教学大纲的要求,把教学内容编写成脚本,设计好计算机每一屏幕所要呈现的教学内容,并且把教学信息链接成网状的、非线性的教学程序。最后,用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统[1]。 目前市面上可用于多媒体应用程序创作的软件工具非常多,Authorware是一款交互式多媒体应用程序创作工具,它能够很好的支持多种格式的多媒体文件,并能够把这些多媒体文件集成到一起,起到丰富课堂内容优化课堂结构的作用[3]。通过Authorware实现微电子制造过程真实情景的再现和元器件内部载流子运动的模拟,有利于培养学生的探索、创造能力。 (一)素材的采集及制作 多媒体素材的采集和制作是CAI课件设计制作的前提。采集即收集各种相关材料如视频、音频、彩色照片等,而制作则是将多媒体素材转换为计算机所能识别形式的过程。 多媒体课件需要大量各种各样的素材,如声音、视频、图形图像、动画等等;对于微电子学概论课程而言,可有制造工艺流程录像以及版图层、封装结构、器件结构等各种各样的图形及动画。因此,素材的收集及制作需要大量的时间和各种各样的渠道,在平时应注意收集归类,以便日后方便使用。对于文本、图片资料可以用扫描仪等设备将书本内容直接扫描即可;但是对于制造工艺流程录像,则需要通过互联网获得;而一些演示器件内部载流子运动过程的动画,则需要亲自制作。但是,直接扫描和互联网得到的数据一般是非常原始的,必须经过处理过程才能用于多媒体制作。部分素材则需要采用专门软件进行设计制作,才能更好地满足多媒体课件系统的需要[2]。 (二)脚本的设计 多媒体课件软件脚本的设计应建立在对学生的学习心理和学习方式充分了解的基础上。对教学方式的描述,教学内容取舍的决定应具有很强的针对性,做到重点突出、中心明确、层次分明,并注重启发学生的思维,引导学生应用所学知识去创造性地分析问题、解决问题。因此,多媒体课件软件脚本的创作一般由教学实践经验比较丰富的教师来支持完成[2]。 (三)多媒体应用系统设计 一个助学式的并具有交互功能的多媒体课件应形成一个完整的系统,该系统在功能上应包括课件演示、动画演示、习题系统和课件管理等部分,并具有一个与之密切相关的多媒体文件集合。在完成多媒体课件素材的采集及制作和脚本的设计后,采用多媒体素材编辑合成软件将各种教学信息素材连接成完整的多媒体应用系统,使学生能够通过网络进行学习、作业以及答疑解惑。 三、多媒体教学课件设计总结 一个良好的多媒体课件要能够发挥教师的引导作用,充分发挥学生的主观能动性,要以学生为中心,让学生自己思考,通过丰富的课件内容去感知知识的内涵。此外,一个成功的多媒体课件更离不开教师的精心设计,使教学情境环环相扣,引导学生积极的思考,最终达到掌握知识,应用所学知识去分析问题、解决问题的目的。 多媒体课件虽然种类繁多,但其目标始终是为教学服务,优化课堂教学结构,提高课堂教学效率,既要有利于教师的教,又要有利于学生的学。因此制作多媒体课件要根据课堂教学的特点遵循教学性原则、控制性原则、简约性原则、科学性原则和艺术性原则等基本原则。 四、结束语 多媒体教学提供了一种学生主动参与、师生互动、协同学习的良好环境,运用多媒体教学,具有传统教学手段不可比拟的优势。在微电子学概论课程中采用多媒体CAI教学,既节省了很多板书和作图时间,又可以借助动画、视频等多媒体技术直观地表现课程的重点、难点,使学生易于理解和记忆,取得良好的教学效果。 电子学论文:电子学习系统对计算机教学改革的促进与作用 摘要:本文介绍了我院在教学改革中引入电子学习系统平台作为教学手段的扩充,充分体现了以教师为主导,学生为主体的现代教学理念。实践表明,扩大了课堂和实验教学效果,学生的认知能力和创新能力得到了明显的提高。 关键词:认知能力;创新能力;电子学习系统;建构主义 现代教育的目标是培养具有认知能力和创新能力的高素质专门人才,传统的教学模式已经不能满足要求,因此,必须在教学实践中引入新的教学理念和方法。与此同时,科学技术的发展也带动了教育信息化的发展,使得先进的信息技术能与革新的教育理念和优质教学内容相整合,产生更加适合高素质人才能力培养的教学模式和效果。 1建构主义理论与现行教学方法融合 现行教学方法以教师为中心,充分发挥了教师“授业”的作用,“授业”的依据是明确的教学目标,但此模式没有注重培养学生思考和探索的兴趣与能力。建构主义理论则侧重于使学生主动完成意义建构,教师的角色转变为学习的辅导者,学生的自主性和学习兴趣能得到培养,但对于有重要意义的教学目标及目标指导者教师的作用没有得到应有的重视。探索将现行教学方法与建构主义学习理论相结合,形成充分发挥教师的主导作用和确立学生的主体地位,培养认知能力和创新能力的现代教学理念。 计算机教学尤需注重能力培养。计算机知识更新快,新技术不断涌现。如仍依传统“填鸭”式教学,在有限的课时内既要讲授相对稳定的基础理论,又要讲解新知识、新技术,是无法获得良好的教学效果的。因此,教师在课堂教学时应使学生掌握课程知识整体框架,并有选择地讲解重点和难点,然后引导学生利用计算机和网络等进行自主学习和协作学习。 在教学理念上,要明确教师的主导作用和学生的主体地位;在教学方法上,要对传统的教学手段进行扩充。将先进的信息技术与教学内容相整合,形成具有支撑环境、学习工具和系统管理的教学平台,以及内容丰富、便于使用和共建共享的教育资源库。 现在正在兴起的电子学习系统(e-Learning)就是这种教学理念和方法的一种实践。电子学习系统成为学习知识、培养认知和创新能力的平台,它能最大限度突破课堂教学时空限制,将有限的课堂教学与自主和协同学习相结合,随时随地满足师生的教学需求,让学生在学习过程中 巩固课堂教学效果、探究新的知识,自觉发现、分析和解决问题,学习知识和培养自己能力。 2电子学习系统 教学需求引发科学研究,科研成果促进和反哺教学改革。我们研发的电子学习系统是这种教学与科研互促的平台,目的是为了培养具有认知能力和创新能力的高素质专门人才。它为电子学习提供支持情景创设、信息整合、资源共享、交互协作的教学环境、工具、资源和管理,主要功能如下。 2.1网上电子学习平台 电子学习系统平台包括与教学相关的综合功能,多种学习方式有利于激发学生的学习兴趣,让学生有意识地锻炼自己的认知能力,推动他们进行更深更广的研究。多种教学手段能让教师更有效地进行备课、上课、作业、答疑、评测、考试和管理,学生是相应教学的实施对象。平台如图1所示。 2.2教育资源库共建共享 教育资源库能为学习者提供内容丰富,数量庞大的学习资源,包括课堂教学录像、课件、作业、试题、实验、案例等。除了课堂讲授的主题知识外,资源库还容纳了相关知识以及师生上传的资源。学习网站上的内容还能实时或及时更新,便于师生对新知识、新技术的理解和运用。 2.3丰富的协作交流手段 学习的过程也是讨论和交流的过程,不同观点的碰撞和辩论可以补充、修正和加深学生对问题的理解,并使学生能从多种角度看问题,有利于产生创新性思维。基于互联网的电子学习平台能为师生之间以及学生之间的互动沟通提供多种实时和非实时的交流手段,如聊天室、BBS、电子白板、网络电台、E-mail等。 相对于其他教学手段,电子学习系统较充分地体现了教师为主导,学生为主体的教育理念。在学习平台上教师主要任务有两个,其一,参与设计教学目标和知识框架;其二,引导学生解答在学习过程中出现的问题。学生则根据自身情况,在教师的指导下制定学习计划,选择学习策略,完成学习任务,评价学习结果,并据此对自己的学习过程进行调整。这样,以教师课堂教学为基础,通过使用电子学习平台,巩固和扩充学生课堂所学的知识、训练学生的认知能力,开拓学生的视野,激发学生的创新性思维。 3电子学习系统在计算机教学中的应用 我们以“微机系统与接口技术”课程及其课程群(如图2所示)为例来展示电子学习系统在计算机教学中的应用情况。“微机系统与接口技术”是应用微处理器和接口技术设计各种功能模块、组成微机系统的基础。因此,在教学中不仅要对微处理器、接口技术和微机系统进行介绍,还要注重它与课程群中其他课程的关联,以便学生能对微机系统乃至各种计算机系统形成整体的认识。该课程难点较多且不易理解,学生很容易产生畏难情绪;并且该课程又是一门实践性、系统性强的课程。教学实践和教学改革的需求促使我们研究开发并在计算机教学中全面引入电子学习系统。 3.1教学环节 在教学环节上主要使用的是教学支撑环境和课程开发工具。教学支撑环境能为学生提供与现实学习基本一致的情境,它是实际学习环境的仿真与扩展。课程开发工具主要用于教师进行课件制作等备课活动,以便提供图文声像并茂的网上课程;也为学生提供相应学习环境和工具。 (1) 课堂教学与自主学习 在进行课堂教学的同时,教师将教案、课件以及录像上传到电子学习资源库,学生可以通过网站点播和下载所需的学习内容;也可以自主选择与课堂学习主题密切相关的问题作为学习内容。学习策略也是多样的,有知识型、趣味型和研究型。比如,对于微处理器的学习,在课堂上主要讲解的是Intel公司的32位微处理器,对于新出现的多核处理器等只作了一些介绍。为了弥补不足,教师可以将更详细的资源上传到电子学习资源库,然后学生通过选择相应的学习策略来深入了解多核技术和并行编程、64位微处理器、AMD等公司的微处理器系列。而这些新技术、新产品可以随时在电子学习系统的资源库中更新和增加。 此外,教师可以根据教学效果、学生需求以及技术发展的情况,通过系统的多媒体教室开设专题大讲堂,学生可有选择地参加大讲堂学习自己感兴趣的新技术,扩大知识面。在学习期间学生还可以根据学习的效果,对学习计划和策略做出相应的调整。 (2) 作业评阅与辅导答疑 教师在系统平台上给学生布置作业,并规定提交时间,学生完成作业后提交给系统。教师可以进行网上评阅,而学生也能及时看到评阅结果。通过这种方式能加速课后作业的反馈,使教师和学生都能及时了解教学效果并对教学和学习进行调整。 学生在学习过程中会产生各种问题,若不能及时对这些问题予以解答,将会影响其对后续内容的理解。比如,如果学生不能很好的理解32位微处理器的几种工作模式,那么就会影响后面对中断、DMA等内容的学习。这时,学生可利用辅导答疑提问,教师可以在线回答,也可以由系统从资源库中查找相应或相近的答案反馈给学生,问答过程可反复进行。 (3) 自动组卷和在线考试 电子学习系统试卷库中的试卷可以利用相应的工具手工制作生成,也可以通过电子学习平台提供的组卷工具自动生成。通常情况下,根据考试目标我们只需要设置试卷的一些整体属性参数和题型结构参数,便可以快速组成一份满意的试卷。 目前,我们主要将在线考试用于学生的平时自测和阶段考试,经教务部门批准,也可推广到期终考试等。学生自测可以在课后任何时候进行,而阶段考试和期终考试则有规定的考试时间和地点。考试完成后,学生可以提交给系统等待教师批阅,批阅的结果也会及时反馈给学生;对于自动组卷生成的试卷可以对照标准答案自动评分。 在上述学习环节中,学生可以形成对概念的多角度理解,并与具体情境联系起来,形成背景性经验,这将有利于学生在面对具体问题时建构解决问题的思路和方法。 3.2实践环节 (1) 教学实验 除了学习理论知识和培养认知能力之外,我们还利用电子学习系统的虚拟实验室辅助实物实验来培养学生的动手能力和创新思维。在电子学习平台上设置的虚拟实验室,既能进行每个章节的专题实验,也能进行综合实验,它与实体实验室互为补充。 学生在实体实验室进行专题实验后,可以利用虚拟实验室对实验内容进行仿真,探究同一个问题可能存在的不同解决方案。综合实验涉及的知识点范围较大,设计需要的参数和要调试的硬件部件较多,程序也较复杂,在有限的时间里,学生往往无法完成设计的实验过程和得到理想的实验结果。将电子学习平台引入教学后,学生可以先在虚拟实验室中模拟实验过程,对程序进行初步的调试,然后再在实体实验台上进行操作,实验的效率得到很大提高。 (2) 科研实践 电子学习系统中计算机系统课程群的丰富教育资源激发了学生科研的兴趣,他们在教师引导下进行更深更广的研究活动。学生们积极参加学校大学生科研立项、学院大学生业余科研项目,以及微软创新杯等各种计算机仿真大赛、嵌入式大赛,均获得了优秀成绩。他们在毕业实践中都参与到教师的科研团队,写出有价值的毕业论文并获奖,有些本科生还被推荐成为免试研究生。 4.3教学效果 电子学习系统引入到计算机教学中是对现行教学手段的一个有力扩充,教学效果很好,大学生的科研也出现了更多成果。 (1) 教师与学生的知识结构发生了变化 教师角色的转变,对其自身素质和知识提出了更高的要求。教师如果只了解本课程的知识是不能满足要求的,一是需要从总体上把握专业知识结构以及本课程群中课程之间的联系,二是不断追踪本学科发展的前沿,这样才能从整体上对学生的学习研究加以引导。学生不再是了解知识点,而是以点带面,以面带全,以整体知识框架为基础,熟悉、掌握并进而探索新知识、新发展。 (2) 学生对课堂教学的兴趣明显提高 由于通过电子学习系统接触到了丰富的、直至前沿的学习资源,使学生更有兴趣探究问题和带着问题到课堂听课。学生对课堂教学兴趣的提高,促进了师生在课堂内外的互动,使得学习氛围更加浓厚。学生对教学的评价也由过去的“太枯燥,不知道要怎样应用学到的知识”转变成为“能结合现在实际应用和未来发展情况讲解课程内容,学以致用,课堂效率高”。 (3) 教学与科研相互促进 教学改革促进了科技创新,我们研发的一系列电子学习、网络远程教育国家及省部级项目都源自计算机教学改革;而这些科研成果又反过来促进了教学理念、结构、方式和手段的改进。电子学习系统的研制和引入促进了教师知识结构的变化,教师专业知识的深度和广度有了很大的扩展,教师在教学过程中更加注重基础与前沿的结合、理论与实践的结合,在教学方式上也更加注重用多种方式进行知识讲解与思维引导。 (4) 学生的知识、素质和能力得到较大提高 我们在2005年将电子学习系统引入到计算机系统课程群的教学中,三年多来的使用结果表明,该系统对提高学生的认知和创新能力有着积极的作用,并在有力促进了学生的科研活动。比如课程群老师指导的毕业设计,2006年在省级毕业论文评奖中,一等奖1人,三等奖1人,提名奖4人;而2007年获得的一、二、三等奖分别提高到2、3、4人,学士论文质量有了较大的提高。又如教师指导的智能垃圾箱及其监测系统设计、Smart Library System、Learn Language Assistant(微软2007嵌入式设计大赛中位列全球前200强)、盲人学习帮助器、Acme Rural Education System等项目都是优秀的本科生科研成果。 4结束语 实践表明,将电子学习系统应用于计算机教学活动,体现了教师为主导和学生为主体的教学理念,能让学生掌握系统的专业知识和了解知识的新发展,对培养学生的认知和创新能力有着积极的作用。 电子学论文:电子学籍有望制止择校痼疾 关键字:电子学籍/IC卡 从五指山野菜、菠萝,到近日的香蕉有毒事件,海南农产品屡遭一些失实报道的损害。为此,海南省农业有关部门近日表示,海南省的农产品马上会推行农产品“身份证”(条形码)制度,将农产品的产期、规格、售价、产地等信息编码上网,在网上可以查到该产品出自哪里,十分便于监督管理和电子商务的开展。 每年到了小学升中学的时候,总会有许多学生家长想利用各种关系来打破按区域就学的规定,把孩子的学籍转到自认为较好的学校去。这一现象将随着电子学籍的出台被改变。 电子学籍这一信息化手段的应用,有望从根本上制止屡禁不止的非正当途径择校问题。在北京市2007年的小学升初中工作中,第一次使用的学生电子学籍管理系统,就是对按照规定方式升学就位的学生建立学生电子学籍,中学录取后的学生电子档案,学校只有补充或修改内容的权力,而不能随意增加或者减少一个电子档案的内容,同时这份电子档案还将作为3年后学生中考报名的依据。这项工作的关键是要做好IC卡的信息提取和信息导入。学生的始发地是哪个学校,在IC卡里必须得到真实、明确的记录,然后,由学生所在的区县教委,根据就近划片的原则,将该学生导入合适的学校,如果学生拒绝按照导入的学校报到,其他的导入系统对该IC卡不能识别。所用的卡一旦被识别,该卡存储的当年入学信息立即被清空,这也就意味着每个学生只有一次刷卡机会。 对于实现公平教育而言,电子学籍IC卡的出现确实是一件简便快捷的好方法。随着银联卡、公交IC一卡通、通用病历等信息技术手段的应用,信息化已经不仅仅是技术问题,而是一种制度和观念的变革和更新。美国和加拿大早在上个世纪就开始实施社会保险号码唯一的办法,但是它的功能要远远超过我国现行的身份证。美国和加拿大的社会保险卡是公民的最基本的证件,相当于一个人的电子档案。每个公民出生都要到社会保险部门办理保险卡,每个公民终生只能有一个保险卡号(SSN),它可以用于个人生活的所有领域,如医疗卫生、银行存取款、工作申请、移民申请、升学转学等等。而我国目前的身份证虽然有唯一的编号作为识别,但还没有电子档案的功能。 回头我们再来看这个电子学籍,它的功能可以逐步完善起来。也许未来,它应该能够从每个孩子上学的第一天起,到他参加工作为止,所有的教育记录都能够用一张小小的IC卡记录和保存。同时,这张卡还具备与教育相关的各类功能,例如报考、录用、参加各类等级考试等,相当于一个学生身份证。这个卡的内容还可以更丰富,比如对学生开放和优惠的场馆门检、寒暑假的火车票学生优惠卡等针对学生群的功能都整合起来,集中在一张卡上。 信息化给我们的生活带来越来越多的便利,未来,更多的社会行为,应该都能够整合成一卡通。这样,既能提高工作效率,也更能体现政府执政为民的精髓。 电子学论文:中国科学院电子学研究所:打造传感技术国家重点实验室 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室成立于1987年。实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作,致力于提高我国传感技术的自主创新能力和国际竞争力,推动我国传感技术的应用和产业的发展,为国民经济建设服务。 中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室立于1987年,实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作,具有电子学、信息技术、生物技术、化学、材料科学等多学科交叉的综合优势,在微纳传感器及微系统的研究中获得巨大进展,取得了突出成绩,逐步形成了以基于微纳加工技术的微传感器和微系统为主要创新方向的研究特点,并已成为国内外广泛认可、具有一定国际影响力和较强竞争力的传感技术研究基地,同时形成了具有一流人才与完整学术梯队以及先进仪器设备与科研条件的国家级研究基地。 传感技术国家重点实验室侧重进行传感器的新原理、新方法、新技术、新器件、新系统的研究,实现传感器的微型化、集成化、智能化和网络化。 实验室自建立以来得到了迅速发展,先后承担和完成了“973”、“863”、国家自然科学基金、重大专项、国家科技攻关等一批国家级科研项目,在新型传感器和微系统研究领域取得了一批有特色、高水平的创新性研究成果,如电场传感器及系统、SPR生化分析仪、生物传感器及系统、气体传感器及系统、微流控芯片系统、集成气象传感器、高精度压力传感器、微惯性传感器等,具有雄厚的研究基础和技术攻关与自主创新能力。 实验室现有面积4000多平方米,其中1000平方米超净间,拥有一条完整的微电子机械系统(MEMS)加工工艺线,具有先进的工艺和测试设备,形成了一整套加工工艺规范,具备各种微结构器件的加工能力,并提供传感器及系统的设计、加工、封装等服务。 电场传感器 实验室研制出多种新型电场传感器,电场传感器在雷电预警、智能电网、气象预报、工业静电测量等领域具有广泛的应用前景。 高精度谐振式压力传感器 实验室研制出电磁激励、电磁感应检测的硅微机械谐振式压力传感器,可广泛应用于工业控制压力测试、大飞机气压高度计、天气预报气压检测、压力校验仪等。 抗高过载微惯性传感器 实验室研制出扭摆式抗过载微型加速度计和电磁式振动环微机械陀螺仪,抗过载冲击大于10000g,主要应用于惯性制导及惯性测量系统。 气象传感器 实验室研制出温度、湿度、压力单片集成传感器和固态仿生集成风速传感器芯片,主要应用于探空气象参数监测。 水污染监测传感器及系统 实验室研制总磷传感器、COD(化学耗氧量)传感器、磷酸盐传感器,用于水环境与水污染实时现场在线监测。 气体传感器 实验室研制出MEMS半导体金属氧化物气体传感器和固态电解质气体传感器,用于乙醇、CO、氨气等微化品和有毒有害气体检测。 微流控芯片系统(uTAS) 实验室研制出集成样品血样预处理芯片、集成光纤电泳芯片、微泵等微流控芯片系统,主要应用于疾病检测、食品安全等领域。 低成本手持式生化检测仪 实验室研制出手持式生化多参数检测仪和糖化血红蛋白检测仪,适用于个人、家庭、农村、社区便捷、廉价的预测和诊断。 SPR(表面等离子体谐振)生化分析系统 实验室研制出便携式、电化学联用、高通量等具有自主知识产权的系列SPR生化分析仪,可广泛应用于药物筛选、环境检测和食品安全检测等领域。 集成光波导生化检测仪 实验室研制出具有自主知识产权案的集成光波导生化检测仪,可开发出面向众多应用需求的低成本、便携式、快速检测装置。 离子迁移率谱仪(IMS) 实验室研制出离子迁移率谱仪(IMS),可实现对胺类、农药、神经药物、化学战剂等物质的检测,应用于痕量物质实时现场快速监测。 电子学论文:基于电子学档的大学英语口语翻转课堂设计研究 摘 要:英语口语表达能力是大学生和用人单位关注的主要英语应用能力之一。能否流利顺畅地用英语进行交流与大学生毕业后待遇和前途发展直接相关。但是,目前大学生的英语口语表达能力普遍欠缺。本研究在分析学生口语表达能力缺乏原因的基础上,提出基于电子学档的大学英语口语翻转课堂教学模式。这个模式可以充分利用计算机互联网技术,增强学生的口语输出量,提高口语表达能力。 关键词:电子学档;口语;翻转课堂 一、引言 大学英语课程是大学生们比较重视的公共基础课。但是由于长期以来的应试教育思想的影响,大学英语教学很难彻底摆脱应试教育模式,学生英语应用能力的提高并不乐观。其原因主要归结于大学英语大班制教学,学生课堂口语表达机会少,无法有效激发学生的积极性和以四级为导向的教学模式。针对此,笔者提出电子学档下的大学英语口语翻转课堂教学模式。 电子学档,顾名思义,就是电子化的档案袋,这是一种形象的表达法。利用电子学档,学生可以根据一定的标准有意识地选择、展示并收集自己的电子作品,还可以对自己的学习过程和学习成果自主进行评价与反思。电子学档的使用,使得学生的学习呈现出个性化、分布式的特点。国外目前对电子文档的研究主要是理论和应用研究且相对成熟。在国内,随着教学的改革和推进,对电子学档的相关研究和应用也逐渐发展起来,并得到了一定的进展。王佑镁(2009)进行了系统的电子学档的设计与应用研究;北京科技大学的李晓东(2014)对电子学档应用于课堂教学进行了实证研究。但是针对核心课程的基于电子学档的研究还是较少,研究空间较大。本研究拟在基于电子学档云平台上进行大学英语口语翻转课堂研究。 二、翻转课堂 “翻转课堂”起源于美国,是一种新兴的教学模式,依托现代化的教育技术。我国教育界的研究者们在几年前就对此给予关注。不少学者对“翻转课堂”进行了相关的探索、研究与实践。 如果以“翻转课堂”作为关键词在期刊论文库进行检索,笔者发现,近几年与“翻转课堂”相关的论文多达五百多篇。早在2013年,南京大学的梁乐明和张金磊就较为系统地对“翻转课堂”进行过研究。梁乐明认为翻转课堂的设计要以“微课程”为主要样本,而“微课程”的设计要结合相应的新型组织管理模式。张金磊进一步完善了翻转课堂的教学模型,夯实了翻转课堂的理论基础。虽然不少学者对此进行了相关的研究,但对此的实证研究还处于初级阶段,在国内将翻转课堂应用于英语口语教学实践为数不多。国外教学研究中,翻转课堂更多地是与教学实践相结合,研究信息技术在教学中的整合效果。课外活动主要为学习者学习提供所需的音频和视频等资料,而课内活动则涉及到学生之间,师生之间交互的学习活动。 三、基于电子学档的大学英语口语翻转课堂教学模式 由于受课堂规模限制,学生在大学英语课上用英语交流的机会很少,导致学生对英语口语能力表达缺乏自信心,因此基于电子学档的口语教学模式的提出能有效增加学生的口语表达的时间和提高口语表达的兴趣和自信心。 (一)电子学档的构建 本研究在云环境下,构建电子学档系统,包含两类空间,私有空间和公共空间。私有空间是为每个学生单独建立的操作空间。学生拥有自己的账号,有一定量的存储空间,学生可以保存各种口语学习资料。也可以将自己的口语作业,作品,反思报告等提交给教师查看,同时可以自我评价。公共空间是所有学生共享的操作环境。公共空间为学生搭建了一个公共的学习平台,教师可以上传班级需要的学习资料,每个学生都可以访问公共空间上的学习资料。 教师利用电子学档的公共空间,给学生共享关于英语口语的入门和进阶的相关音频和视频,学生可以由易到难,从掌握发音、跟读、模仿到自由表达,不断提高自主学习能力和目标语言运用能力。教师课上预留项目式口语作业任务,同时在电子学档的公共空间共享相关资源。学生在课下,通过个体或团队合作的方式完成项目,学生可经多次练习,将最优秀的项目成果提交到电子学档上,教师依此做出评估并给学生反馈。代表性的项目式的成果可以在课堂上共享,教师对此做出点评,学生可以相互学习,取长补短。目前微课程是翻转课堂成功的关键,因此本研究在微课程的选择上注重资料的系统性。微课程资料可以是文字的,音频的或视频的,但是内容上应该是系统化的,如:口语语音作业模块,教师上传发音规则音频或视频,学生自学后完成口语作业。 (二)评估手段 大学英语是一门综合基础课,不单独设口语n。虽然有听说课时,但由于课时量少,班级容量大,口语课的课堂效果不理想。大学生哑巴英语的现象很普遍。因此,充分利用网络技术和资源提高口语的输出量才能让学生克服讲英语时的紧张感,增强自信。适当的评价手段也是本教学模式的保障。因此,学生除了提交每次的口语作业之外,学生还可在期中,期末分别提交电子学档,内容包括:学习成果,评价标准,自我反思等。档案袋作为诊断工具记录学生的口语技能训练情况,这有利于学生自主学习能力的培养。 四、结束语 大学英语教学目前遭遇教学效果的瓶颈。我们大学英语教师要大胆的改变教学模式,与中学英语教学模式区分。大学英语教学方向不应该是以四,六级为方向,应该是建立在市场对人才能力需求上的。培养学生的口语表达能力,使其毕业后能直接用英语进行交流是目前大学毕业生的英语需求。但是,由于缺乏英语语境和输出机会,大学生英语口语输出量极度缺乏,因此,大学英语教师应该顺应时代潮流,运用计算机网络技术改变教学思路和方法。目前,在互联网+时代,教师也要大胆创新,改善教学方法,提高教学效果。作为大学教育的主体,高校也应适应互联网教育的潮流,优化学院的计算机网络设备,扩大互联网连接渠道,为师生提供强大的技术保障。 电子学论文:MATLAB仿真技术在《机械电子学》教学中的应用 摘要:为了克服常规教学方法的不足,提高机械电子学课程教学质量,在该课程教学过程中引入了MATLAB仿真技术,对基于MATLAB的课程教学方法与教学内容进行了分析,并以某型炮弹制导控制系统阻尼回路的设计为例,进行了MATLAB仿真技术的教学应用研究。实际应用表明,采用MATLAB仿真技术,可以有效解决机械电子学课程教学中的难点问题,为该课程的教学提供一种全新的途径和方法。 关键词:机械电子学;MATLAB;教学;仿真技术 引言: 机械电子学兴起于上个世纪80年代,是一门交叉性学科,随着现代科技发展逐渐形成的。机械电子学知识量大,并且机电融合,内容更新快,对实践的要求十分高,所以学生在学习过程中不仅要熟悉掌握各个专业知识和关键技术,还要去理解机械电子学的精髓,掌握机电一体化的理论实践方法,以便能够很好地运用这些技术。但在实际教学过程中发现,由于各种原因,学生对信息、控制及系统论方面知识比较欠缺,并且由于硬件教学条件的限制,许多机电实验无法正常进行,这给《机械电子学》课程的教学形成了一定的阻碍。 MATLAB作为工程领域最为流行的仿真软件之一,已被广泛应用于信号处理、电路设计与仿真、控制、机械、管理等领域,其提供的图形界面仿真手段――Simulink,使得机电系统的建模与仿真效率得到大大提高[2-3]。本文就MATLAB在《机械电子学》课程教学中的应用做一些探讨。 一、课程研究内容及难点 机械电子学是一个综合的概念,包含了技术和产品两方面的内容,首先是机电一体化技术,其次是机电一体化产品。机电一体化的原理、技术、设计理论和方法,构成了机械电子学的研究内容。 机电一体化技术是以系统论、控制论和信息论为理论基础和方法论,在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术等现代高新技术群体基础上发展起来的一种高新技术。概括起来,机电一体化共性关键技术主要有六项:机械技术、计算机与信息处理技术、检测与传感技术、自动控制技术、伺服驱动技术、系统总体技术,其基本体系结构如图1所示[4]。机电一体化产品是富含高新技术的技术密集型产品。机电一体化为机械产品注入了新的技术,把计算机和电子器件的传感检测、信息处理、自动控制等功能融合到机械装置中去,从而获得了过去只靠一种技术而无法实现的功能和效果,在功能、性能、质量和效率等方面都有高水平的发展。机电一体化技术应用系统工程的观点和方法来分析、研究机电一体化产品或系统,综合应用各种现代高新技术进行产品设计和开发,通过各种技术的有机结合,实现产品内部各组成部分的合理配置和外部的整体性能最佳。因此,机电一体化产品表现出整体结构最佳化、系统控制智能化和操作性能柔性化。 机电系统静态和动态设计是课程的核心内容,要求学生能够从系统设计的角度分析机械系统和微机控制系统的元部件特性,掌握机电系统稳态和动态设计的分析方法。但是,动态系统设计涉及到的知识既有系统论和控制论方面内容,又有诸如系统动态参数整定等实践性非常强的内容,学习难度相当大。鉴于此,在该课程的教学实践中,笔者以计算机为工具,借助于MATLAB仿真技术,充分利用其强大的优化设计及仿真分析能力,把该课程中抽象内容形象、直观地表达出来,取得了良好的效果。 二、基于MATLAB的教学方法 在《机械电子学》课程的整个教学环节中,需要涉及机械传动系统、执行元件以及控制系统等多个用于实现机电有机结合的功能模块,如何将这些不同系统、模块的共性表达出来,是帮助学生理解、消化并建立学习主线,是实现各个章节知识串联的一个重要环节。MATLAB工具可以实现该功能,通过采用该软件对不同类型的系统进行仿真和特性分析,不仅使学生对机电系统特性有了直观的认识,而且帮助学生掌握了一门有用的学习工具,为以后的学习和工作奠定一个良好的基础。 在教学过程中,可以通过MATLAB/Simulink实现机电系统动态仿真功能,解决学生对系统动态特性的理解只是停留在公式这一难题;可以通过调节模型参数,研究延迟力矩和积分控制器的效果,让学生对控制以及一些典型的调节手段有了更为直观的认识;还可以利用提供的大量机械模块的仿真工具包,通过这些工具,可以方便地对一些常见的机械元、部件进行特性分析,如液压元件、齿轮传动系统等,并能随时改变约束条件和连接方式,及时观察所设机构在变参数下运行时的工作特性。 综上所述,基于MATLAB建成一个能够模拟实际系统问题的虚拟实验室,从而加深学生对知识的认识和理解,掌握其基本分析方法。 三、基于MATLAB的教学内容 基于MATLAB的教学内容主要包括五个方面: 1.利用MATLAB分析系统时间响应。在完成系统间响应求解方法的讲解以及系统时域指标的讨论后,将利用MATLAB提供的函数系统在不同输入作用下的时间响应,并在单位阶跃响应的基础上,求取系统时域性能指标。在MATLAB中,可以采用impulse函数、step函数、lsim函数对线性连续系统的时间响应进行仿真计算。其中,impulse函数用于生成单位脉冲响应,step函数用于生成单位阶跃响应,lsim函数用于生成对任意输入的时间响应。在求出系统的单位阶跃响应以后,根据系统性能指标的定义,分析系统上升时间、峰值时间、最大超调量和调整时间等性能指标。 2.利用MATLAB分析系统频率特性。Nyquist图和Bode图是系统频率特性的两种重要的图形表示形式,也是对系统进行频率特性分析的重要工具。MATLAB提供了绘制系统频率特性极坐标图的nyquist函数和绘制对数坐标图的bode函数,通过这些函数不仅可以得到系统的频率特性图,而且还可以得到系统的幅频特性、相频特性、实频特性和虚频特性,从而通过计算得到系统的频域特征量。 3.利用MATLAB分析系统的稳定性。在MATLAB中,如果已知系统的特征方程,应用roots函数可以直接求出系统的特征根。根据特征根的分布情况,判定系统是否稳定。通过MATLAB提供的margin函数,求出系统的幅值裕度、相位裕度、幅值穿越频率和相位穿越频率,从而直接分析系统是否稳定以及系统的相对稳定性。 4.利用MATLAB设计系统校正。通过MATLAB进一步讨论系统校正的设计问题,所采用的设计方法仍然是基于Bode图的频率分析方法。教学过程中,设定某单位反馈控制系统可以通过调整增益满足稳态性能指标要求,但相位裕度过小,不满足相对稳定性要求,从而通过采用超前校正环节进行校正。 5.利用MATLAB分析线性离散系统。与可用于线性连续系统分析和设计的函数对应,MATLAB提供了用于线性离散系统分析和设计的函数。教学中,采用c2dm函数和d2cm函数实现系统模型变换。其中,采用c2dm函数将线性连续系统模型转换为线性离散系统模型,d2cm函数将线性离散系统模型转换为线性连续系统模型。另外,利用dstep函数、dimpulse函数和dlsim函数对线性离散系统的时间响应进行仿真计算[5]。 四、教学案例分析 利用MATLAB进行某型炮弹制导控制系统阻尼回路的仿真设计,是《机械电子学》课程教学中采用的经典案例之一。 对于轴对称弹体,俯仰通道和偏航通道结构相同,因此在制导控制系统设计时常以俯仰通道为例进行控制系统设计。控制系统的内回路是阻尼回路,阻尼回路主要由舵机环节、弹体环节和校正网络三部分组成。阻尼回路的结构框图如图2所示。 特征点选择与5.2.3节相同,特征点处的弹体传递函数为: 从弹体传递函数可以看出,在特征点T1处原弹体阻尼为0.1,属于严重欠阻尼,因此将特征点处阻尼回路的期望阻尼设置为0.8。 校正网络设计主要是对阻尼回路传递函数系数 弹体开环传递函数Bode图如图4、图5所示,由图可知在增加阻尼回路前,弹体已经是稳定的,在增加阻尼回路滞后,弹体保持较好的稳定性,弹体带宽变小,因此弹体振荡得到抑制。MATLAB仿真结果表明,阻尼回路明显改善了弹体动态特性。 五、结束语 通过上述研究可以得出,在《机械电子学》教学过程中采用MATLAB软件可以有效地完善课程教学内容,实现了理论教学与实践教学的有机结合,不仅对加强学生的理论学习有较大的帮助,而且也提高了学生对所学知识的运用能力和分析问题、解决实践中问题的能力。 电子学论文:虚拟仿真实验系统在电子学科的应用 摘 要虚拟仿真实验系统从学生,教师,实验管理员三方面对实验过程全面控制,满足了对学生基础理论的认知、专业技术的掌握和综合设计能力的要求。 【关键词】虚拟仿真实验系统 管理系统 多样性 近几年,教育部一直在提出并让高校贯彻执行教学资源的先进性和创新性理念,这是适应当前社会的高速发展对人才提出的综合要求。如今,高等院校在教育理念上一直在摸索和发展中前进,但光有深刻的理论基础尚且不够,创新性需要在实践中才能得到体现和应用。尤其工科是一门实践性非常强的专业,要求毕业生在工作岗位上有很强的动手实践能力。在以往的实践中,学生的实践大部分是局限于在实验室展开。这种传统的实践模式存在以下几个弊端,一是高校资金短缺,实验室无法满足日益扩招的学生数量,这样从教学资源配置上无法很好的满足学生的需求;二是对理论知识学习不深刻的同学直接进入实验室进行操作实验,很容易因为误操作而损坏仪器仪表,直接造成了资源的浪费;三是一些高危险和能源型的会造成污染的实验也无法在实际的实验室中操作完成。近年来,高等学校逐渐的大规模引入了虚拟仿真实验系统,并且也形成了学科体系。 1 传统仿真软件的特点 在使用虚拟仿真实验系统之前,高校工科专业近些年也在一直使用一些仿真软件作为对课堂和实践教学的补充,以电子专业为例,常用到的一些电路软件有EWB、Multisim,主要用于电子电路的功能仿真;还有由欧洲DesignSoft Kft.公司研发的Tina Pro软件,主要用于模拟及数字电路的仿真分析;美国Wake Forest大学基于SPICE开发的CircuitMaker软件,主要用于电子电路仿真实验;英国Labcenter electronics公司出版的Proteus软件不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。这些软件在很长一段时间里对教师和学生起到了很好的辅助作用,但在使用的过程中,也发现了一些弊端。一是这些国外的软件都是针对企业,工程使用开发,而不是针对学校的学生实验开发,很多软件的功能在基础学习中无法使用,没有针对性。二是国外的这些仿真软件更新换代太快,各门课程需不断的购买正版软件这对于学校和学生都不太现实,但是用下载的盗版软件又存在使用过程中有时软件不稳定的情况,对于一些电路的仿真和参数的分析会造成波动及误差。三是这些仿真软件的界面都是英文,对于英语基础较差或者是学生没有学习专业英语之前,是存在一定困难,从而造成了学生对软件的畏惧情绪。四是人机界面比较单一,没有配套的知识辅助资料和实验过程指导,教师要在很多学生中进行巡回指导,工作量大,效率低。 2 虚拟仿真实验系统的应用 2.1 虚拟仿真实验系统的特点 虚拟仿真实验系统是以计算机作为控制中心,采用多媒体技术手段在计算机上虚拟实验环境,软件构建逻辑结构模型,再和硬件相结合,构成虚拟系统。并利用互联网形成网络化虚拟系统在计算机人机界面上完成实验。该系统由课程实验仿真平台和实验管理系统构成,这也是和传统使用的仿真软件的最大区别之处。该系统引入了实验管理系统,也就是说,该系统搭建的平台可以针对学生,教师和实验管理员分别使用,每个学生,教师,实验管理员都有属于自己的管理账号。学生登录账号可以选课,可以提前预习实验要求,获取实验信息,并进行虚拟实验,最后提交实验报告和查询成绩接收实验结果反馈。而教师登录账号可以布置新实验,并提供一些实验案例和提出实验要求,还可以在线指导学生实验,对学生实验作出批改,实时与学生进行交流。实验管理人员登录账号可以添加和查看实验室,对学生和老师的考勤进行管理,对整个系统进行维护,做好后勤保障工作。这种基于网络的流程化管理完成了对实验过程的全面控制,大大的提高了效率。 2.2 虚拟仿真实验系统的发展 虚拟仿真实验系统充分的降低了实验实践成本,搭建了一座从理论到实践的桥梁,使得实验过程安全可靠。通过网络化的实验管理系统,突破了空间和时间的限制,打造了生动直观的教学环境,提高了师生的互动性。虚拟仿真实验系统是在课堂,实验室,传统仿真软件,企业实践四种环节的基础上汲取经验弥补不足发展而来的。该系统连同以上四个学习环节可以优化组合,发挥最大优势。比如原理性概念性的理论知识可以结合课件或动画的形式在课堂完成,基本操作型的实验可以通过传统仿真软件验证后在实验室操作来锻炼学生的动手能力。创新性的,开发性的实验可通过虚拟仿真实验系统完成,学生可以反复设置参数,反复调试验证,反复的进行修正直到最后满意的结果,这个过程极大的减少了资源的消耗,降低了实验的成本。 3 虚拟仿真实验系统在电子学科的应用 3.1 虚拟仿真实验系统的建设 全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会在虚拟仿真实验教学系统的开发方面制定了一系列的规范和标准草案,为各高校学科资源的共享应用奠定了基础。一个虚拟仿真实验系统的建设是集成了多门学科资源的,在这个方面,我们国家像北京邮电大学等高校潜心研究开发出了结合高校学科专业特点的虚拟仿真系统,建立了信息电子类课程的虚拟仿真实验平台。通过该平台提供的仪器设备可进行几百个电路、电子、信息的典型实验项目,充分的满足了高校学生的基础需求。另外,把一些前言的科研项目渗入到虚拟仿真实验范围,丰富了实验内容,开拓了学生视野,充分的满足了高校学生的深层次拓展要求,有利于培养创新性的人才。 3.2 虚拟仿真实验系统在电路中的应用举例 以北京邮电大学开发的虚拟仿真实验系统为例分析,仿真平台模拟真实实验中用到的器材和设备,而且该仿真平台是中文界面,学生用起来直观方便。该实验平台提供了二十二种典型电路实验,在实际中,可以根据学科专业特点需要选取其中的典型性实验。下面以戴维南定理的验证与认识电路为例进行说明。该定理比较抽象,对其中的电路分析结果学生课堂难于掌握,通过虚拟仿真实验系统的流程化学习系统,学生可以轻松的对定理作出深刻理解。如图1所示,在界面的主器材库选取相应的器材设备,在右面的实验台搭建电路,完全模拟真实化的实验环境。如图2所示,是教师登录后的界面,教师可以在这个系统里对所有学生的实验进行批改,设置,操作。如图3所示,是学生登录后的界面,学生可以对老师提前选好的一些实验进行操作。 4 小结 虚拟仿真实验系统为电子类专业的学生提供了多样的可选择实验项目,利用虚拟技术实现了理论与实践的密切结合,拓展了理论的深度和广度,在综合设计和创新方面,为学生提供了一个良好的平台。 电子学论文:高职机械电子学专业项目驱动课程体系研究 摘 要 本文通过对高职毕业生面临的供需偏差进行了归因分析,并在分析的基础之上提出构建高职机械电子学专业项目驱动课程体系的必要性。提出高职机机械电子学专业项目课程的教学内容和课程体系的构建方案以及措施。 关键词 机械电子学 项目驱动课程 课程群 1研究背景 2012、2013、2014、2015连续这四年以来,高职机械电子学专业的毕业生的工作与所学专业的相关性均低于全国其他高职专业的平均水平。换句话来说就是近四年来的高职机械电子学专业的毕业生在毕业之后大部分人从事着与学校所学专业几乎无关的工作。因此,高等机械电子学专业的人才供给与市场需求之间还存在很大的偏差。分析出现这种偏差的原因,在很大程度上是因为高职院校机械电子学专业的课程设置已经不能适应当今的经济发展与社会需求了。所以各个高职学院的机械电子学专业要根据目前的市场和社会需求、重新确定专业定位,全面的整合教学内容, 选择能够提升学生就业潜力的课程内容。 2高职机械电子学专业教学内容的选择与课程体系的构建 2.1选取专业课程内容的方法与原则 2.1.1选择不同的课程模式来安排专业课程 在课程安排中可采用“以专业化生产过程为课程安排主线”、“围绕生产项目组织课堂教学和实训”以及“以职业实践为导向安排课程”等不同的模式来安排专业课程内容、在教学过程中采用案例式或者实例式教学。 2.1.2在课程选择过程中遵循实用原则 在课程选择过程中要安排好“描述性知识”和“程序性知识”这两部分的教学内容。“描述性知识”主要用来说明事物的各种性质、特征以及状态,通常用来区别和辨别事务。“程序性知识”是只能借助某种具体的作业形式间接推论其存在的知识。“描述性知识”用来解决“是什么”的问题而“程序性知识”解决“为什么”的问题。 2.1.3要改变课程内容选择的标准 高职机械电子学专业的课程选择要从原来力求单一学科知识的完整性逐渐向诸多相关学科知识的综合性转变。例如《机械设计基础》这本教材的课程内容可综合机械原理、机械设计、接口技术、机械工程材料等内容,在课程实施过程中按机械设计的过程组合上述内容的教学。 2.2专业课程内容综合模式 2.2.1综合基础专业课程 高职机械电子学专业的课程包含了机械制造、电子技术、计算机技术等模块的基础知识。传统高职机械电子学专业的课程安排中每个模块的基础知识都要由几门相关专业基础课程来完成。具体分析这些相关专业的教材,会发现其具有将这些课程综合的条件。例如机械制造技术这个模块的基础知识一般由机械制图、计算机基础、计算机绘图、机械设计基础、公差配合与技术测量、电工学及工业电子学、工程力学、机械原理、等课程组成。基础专业课程综合中可将计算机基础和计算机绘图这两门课程综合;将机械原理、机械设计基础以及机械制图这三门课程综合。 2.2.2综合核心技术课程 高职机械电子学专业在新的就业形势下要做到针对职业岗位安排教学内容。核心技术课程的课程内容安排要以核心技术为主线紧密的结合起来,综合为一门新的技术课程。由核心技术组合的课程不仅包含基础含理论知识,也包括理论与实践相结合的教学内容,具体如何组合就要根据各个高职院校的具体情况而定。例如:数控机床操作这个岗位是所有机械制造企业比较重要的岗位之一,以数控机床操作为核心技术可供综合的课程有:机械材料基础知识、零部件加工及装配工艺、计算机编程设计。如果高职学生能够认真学完这一综合课程之后,在企业的生产实践环节进行练习操作,毕业之后就能胜任数控机床的编程以及操作工作。 2.2.3综合核心技术与支撑技术课程 核心技术是专业技术的核心,而支撑核心技术的支撑技术普遍属于专业基础。如果将核心技术与支撑技术以及其他的相关课程综合,打破高职机械电子学专业传统的三段式课程设置,形成一种新的课程设置模式,或许会为高职院校学生的培养提供新的方向。目前国内外有不少学者在探讨打破基础课、专业基础课以专业课这三段式的传统课程结构的可能性以及利弊。许多学者主张将专业课与专业基础课综合起来,形成基础课和专业课的模式。这种综合核心技术与支撑技术课程模式的教学能够使学生投入更多时间学习专业课。 3实施高职机械电子学专业课程建设的措施 3.1重视课程的个体差异, 实行开放式教学 在机械电子学专业的课程安排中选择应用性、操作性以及技术性强专业课程,在专业课程的教学计划中针对市场需求的某种能力进行有目的的培养,根据培养目的组合课程模式。这样高职院校毕业生就能够满足社会上的职业需求,从事与所学专业相关的职业。 3.2 在教学过程中要严格控制教学质量 由机械电子学产业界、机械电子学专家、学校的管理层、相应专业的教师等编写机械电子学课程大纲,然后由专业任课教师根据课程大纲实施教学。在教学过程中,要有完整的严格的教学管理制度来保证教学质量。 3.3实施措施控制课堂教学质量 各高职院校要加强对专业课教学质量的监督和评估。建立一套适合本院校的、有理论依据的、具体可行的评价机制,并通过考试等各项措施及时反馈专业课的教学质量信息。 3.4积极发挥教师在专业课程建设中的作用 在高职机械电子学专业课程的建设中,不仅要有效发挥教师队伍的带头作用,而且要培养大量的能够把理论知识与实践过程结合起来的教师队伍,鼓励他们积极投入到课程建设和课程改革中。 电子学论文:工科留学生电工电子学实验课程教学实践 摘要:本文针对工科非电专业留学生特点,从实验内容、教学方法与手段入手,对留学生电工电子学实验课程的教学改革进行了探讨。实践表明,所采用方法有助于提升留学生学习热情,强化其对相关基础课程的掌握,具有一定借鉴意义。 关键词:留学生;电工电子学实验;教学改革;实验技能 随着我国石油企业海外项目的不断拓展,资源国企业及我国海外企业都迫切需要掌握石油开发、运输等技术的国际化人才。中国石油大学(北京)为了顺应高等教育向国际化发展趋势,提高综合办学实力,从1997年开始,陆续招收了来自中亚、中东、南美等50多个国家和地区的留学生。目前在校留学生人数达800多人,生源涵盖了本、硕、博各个层次。因此,设立针对提高留学生教学质量的课程教学改革也势在必行。 电工电子学实验是工科非电专业学生继大学物理实验之后的又一门实验课程,是培养学生掌握基本实验技能,提高动手能力和科技创新能力的基础。留学生是高校教学中一个特殊的受教群体,提高留学生实验教学质量,培养留学生的实践能力,对提高我校国际化办学规模和提升学校知名度都是至关重要的。作者在多年的留学生教学实践中,通过在教学内容、教学方法及教学手段等方面的不断探索和改革,取得了良好的效果,希望这些教学经验和体会对提高留学生的实践水平具有借鉴意义。 一、强化基础,参差兼顾,以突出留学生特点为主优化实验内容 我校与国内外石油公司合作,以联合培养模式招收的留学生大多来自石油资源丰富的国家,受教育的程度及个人学习能力参差不齐,实践动手能力也与中国学生相差甚远。例如,第一次使用万用表时,教师不需要给中国学生讲解,但对留学生却不然,需要详细讲解和演示万用表的使用方法。这种生源质量的差异,决定了对留学生的实验要求不能过高,应该以强化基础知识和基本技能训练为主,降低实验难度,选择相对简单、趣味性高、实用性强的实验内容,来激发留学生的学习兴趣。而对少数基础扎实、能力较强的留学生,则可以采取与中国学生使用相同教材,并视其能力和素质,适当增加一些综合设计性实验的培养方式,从而使不同水平的留学生都能找到适合自身状况的学习点。 二、分组合作,以优带差,充分发挥留学生之间语言沟通无障碍的优势 近年来,我校招收的留学生多数来自哈萨克斯坦、土库曼斯坦等俄语系国家,教学语言成为留学生课堂教学的主要困难。尽管这些学生在选择进入专业学习之前,要在预科班学习一年汉语,但即便如此,多数留学生的汉语水平也仅限于简单的日常对话和交流,完全理解和掌握老师所讲的内容或专业术语还存在困难。而多数专业课教师俄语基础薄弱,只能采用汉语进行授课。语言障碍给留学生在理论课上对关键知识点的理解带来困难,同时也制约了实验技能的提高。为了克服语言交流问题,在实验教学中,我们通常把留学生分成若干小组,每组确保有一位汉语语言表达及领悟能力较好的学生。老师在课堂上讲解完实验原理和实验内容后,先重点辅导各组中语言能力较好的学生,一旦该学生掌握了实验过程和方法,便可作为老师的助手,代替老师在小组中用他们自己的语言帮同学辅导,发挥助教的作用。该方法不仅可以在师生之间搭起语言桥梁,解决师生间的沟通障碍,也缓解了课堂上老师被学生频繁招呼的现象。 三、积极探索,改变模式,借助现代化教学手段提高留学生实验教学质量 受各方面因素的影响,留学生缺乏基本的实践能力,实验时经常不知从何入手。针对这种情况,我们采取了“仪器操作训练、接线能力训练、测试分析训练”三个单元训练法,从夯实基础入手,循序渐进,逐级强化,达到培养和提高留学生实验技能和素质的目的。课上课下注重与留学生沟通和交流,课程结束前,让留学生根据自身学习和对知识掌握的情况,填写对该实验课程现有教学模式及实验内容等方面的建议。通过信息反馈,可帮助教师及时改进教学方法和教学手段,进一步加强师生之间的互动交流。 在具体实施“三个单元训练法”时,我们主要采取以下措施: “仪器操作训练”单元。熟练使用电子仪器设备是完成实验过程的重要基础。在这个单元中会安排一次课的时间对仪器设备进行讲解和强化训练,并采取多种教学手段帮助留学生加深理解和掌握。例如,在介绍数字示波器使用时,首先要求学生登录学校课程网络教学平台,观看示波器使用视频,让留学生先对示波器操作有个直观的了解。随后在课堂讲解时,让学生将示波器的界面显示语言设置成自己的母语文字(如俄语、英语或其他语言文字),再对照老师的中文讲解慢慢消化吸收,这样学生便很快地掌握了示波器的基本功能和使用方法。 “接线能力训练”单元。实验初期,留学生的电路接线能力普遍较差,很简单的电路在他们看来都觉得很复杂。不能正确连接实验电路,就无法完成后续的参数测量。最初我们采用教师先演示实验,然后让学生自己动手接线的授课方式。这种方式的弊端是学生每接一根线都要先跑到演示台前看一次,不仅实验效果不好、效率低下,而且还影响课堂秩序。后来,我们将现代化的多媒体技术融入课堂,把电路接线过程做成动画,让学生跟着动画提示连接电路,既直观有趣,又提高了实验效率。经过几次训练,多数学生都能够脱离动画提示,独立完成实验电路的连接,效果立竿见影。 “测试分析训练”单元。该单元是培养实验技能的重点和难点。在这个训练单元中学生不仅要理解实验原理,正确使用仪器仪表并掌握不同参数的测量方法,同时,在实验中可能还会遇到各种故障或实际问题。为此,我们采取了以下教学手段。 1.课堂讲解实验原理时,充分利用电子电路仿真软件,通过电路仿真过程让学生对实验原理有更深层的理解,对实验结果产生一个直观的印象。例如,在做单级共射放大电路实验时,采用Multisim仿真软件,让学生观察工作点变化对放大电路的影响;通过改变工作点位置,使三极管工作在不同区域,观察各区域中放大电路输出波形的特点,从而使学生充分理解和掌握失真波形产生的原因及改善方法,把抽象的问题通过直观的方式显示出来,更便于留学生对知识的理解。 2.由于部分留学生理论知识掌握不足,课前又没有预习的习惯,所以实验课上许多留学生都不清楚实验该从何做起,该怎样用测量数据验证实验结论。针对这种情况,我们采用“课上提出问题讲解实验原理观察仿真结果根据动画提示测量参数课上互动、讨论并验证提出的问题”的授课程序,使学生通过分析实验结果彻底克服理论知识掌握不足的弊病。例如,在做直流电路基本定律实验时,老师先提出基尔霍夫电流、电压定律的概念,让学生根据动画提示测出电压、电流值,然后通过互动与学生讨论实验过程中出现的各种问题及解决办法,用测量数据反推并验证基尔霍夫电流、电压定律。通过这种方法,留学生不仅掌握了实验测量及分析的方法,而且很容易就理解了理论课上未搞清楚的基本概念。 3.为兼顾部分动手能力较差的学生,让大多数留学生跟上授课节奏,在做比较复杂、实验步骤相对烦琐的实验时,老师会把实验分成多个单元,等每个学生都完成该单元的测量之后,再进行下一个单元,以避免挫伤个别留学生的自信心而失去对实验课的兴趣。 4.充分利用网络教学平台,把每个实验的操作过程和仪器设备使用做成动画或视频,增强真实感和临场操作感。以形象直观的方式,把用语言难以表达清楚的问题,通过动画或视频表现出来,帮助留学生理解和记忆。 四、因材施教,层次教学,有效利用开放实验室培养留学生实践创新能力 有些留学生思维活跃,善于思考,想法较多,且对电子学方面的知识非常感兴趣。针对这部分学生,可以在他们掌握了基本实验方法后,鼓励他们进入开放实验室,实施分层次教学。在开放实验室轻松自由的学习环境中,学生可以继续做课上没有完成的实验,也可以根据个人爱好,尝试一些设计性的实验。另外,在开放实验室还备有焊接工具及一些小电子产品的套件,例如小音箱、电子门铃等。学生可以自行焊接组装这些小电子产品。这样不仅可以激发留学生的学习热情和求知欲望,同时也可以让他们意识到自己所学知识对将来职业发展的重要性。在整个开放环节,完全以留学生自主学习为主,充分发挥他们的主观能动性,对提高留学生的实践能力起到了很好的促进作用。 五、结束语 留学生教学质量是决定高校国际竞争力的重要因素之一,如何提高留学生实验课教学水平是广大教育同行所面临的共性问题。针对我校留学生特点,本文探讨了留学生电工电子实验课教学方面的一些有效措施,仅供广大教育同行参考。
计算机硬件论文:计算机硬件维护管理创新论文 1计算机外围设备的维护与管理创新 1.1显示器 计算机显示器是呈现所有内容的必要工具,如果显示器使用不当,其使用寿命就会大大缩短。因此,显示器应当作为计算机外围设备维护工作的首要任务。具体措施包括两个方面:第一,由于室内灰尘和烟尘不可避免,电脑显示器外壳部分就会出现发黄或发黑。因此,就要用专门的电脑清洁剂和抹布擦出灰尘,然后用软毛刷清理散热孔隙中的灰尘,避免显示器遇潮湿以及灰尘的侵害;第二,显示器不能经常开关。 1.2鼠标 鼠标是最容易出现故障的器件之一。现在光电鼠标广泛使用,应注意:第一,注意感光板清洁,不要让污物遮挡了光线而影响了鼠标的感光性能,可以使用专门的鼠标垫,减少鼠标与桌子之间的摩擦和避免污物附着在鼠标上;第二,注意保护弹性开关,不要使劲点击鼠标。 1.3键盘 第一,先关掉计算机,然后再将键盘插拔,这是更换键盘的正确顺序,否则键盘和计算机的其他部件都会受到损失。第二,注意保持键盘清洁,不要将液体洒在键盘上,避免出现腐蚀和短路现象。 2计算机主机内部器件的维护与管理创新 第一,CPU,又称中央处理器,是计算机最核心的部分。在CPU的维护和管理中:(1)重视CPU的散热性能。首先应该有一个性能良好的CPU风扇,同时要经常性地清理CPU散热片和风扇。否则就会出现计算机无故重启、死机以及系统非正常运行等故障;(2)一定要使CPU在正常的频率下运转。如果一味地为了提高计算机的性能而采取超频措施,就会对CPU造成极大地损坏。 第二,内存,是计算机硬件中最重要的部分。在对其维护和管理中,应注意以下几点:(1)在对内存进行升级时,为了避免系统不兼容和运行不稳定等故障的发生,应该选择和以前原装内存条的品牌和外频一样的使用,同时注意更换内存条时要注意工作电压一致;(2)发现内存条发生氧化,可以用橡皮擦对氧化的部位擦出。 第三,硬盘。(1)不要随意移动计算机,也不要在震动的地方使用。用泡沫或海绵包装保护准备移动的硬盘,减少震动;(2)不要靠近音箱、电视、手机等能够产生强大磁场的物品,注意保持环境卫生,不要在潮湿、灰尘、粉尘等环境中使用。 3结语 总之,计算机硬件的维护与管理创新,可以保证计算机设备以及系统的正常运行使用,有利于减少和控制计算机设备系统对于正常工作和应用的影响作用。因此,在对计算机设备的实际使用过程中,应该结合设备的运行情况,采取适当的维护与管理措施,进行创新管理,保证计算机硬件的正常运行。 作者:丁杰 单位:江苏省连云港市新浦区人力资源和社会保障服务中心 计算机硬件论文:计算机硬件设备常见故障与维修 摘要:随着我国经济的逐渐发展和科学技术的不断进步,计算机与人们之间的联系越发密切,计算机在人们的日常生活随处可见,给人们提供了很大的便捷。但是计算机作为一种电子设备,在实际的日常使用过程中,极易出现一些物理性的硬件损坏及外界带来的功能损坏的问题,发现并解决这些问题是保证人们正常使用计算机的前提。分析了计算机的硬件设备常见故障及检验与维修方法。 关键词:计算机;硬件设备;常见故障;原理及维修 在当今社会的发展形势中,电脑对于人们的工作、生活和娱乐带来了极大的调剂作用。目前我国的计算机已经深入到普通民众的日常生活。但是由于计算机的过于普及,导致了充分了解计算机的专业人士的比例大大减少,造成了计算机在工作的过程中发生硬件故障时不能够及时地被解决。为了确保民众对计算机的正常使用,解决计算机硬件设备所出现的故障是必须要解决的问题。 1计算机硬件构成 计算机的硬件主要分为主板、CPU、内存、显卡、硬盘、光驱、声卡、网卡等,前3项是电脑的必备硬件后几项是选配硬件,同时计算机硬件又可以分为:控制器、外设备、输入设备。控制器的作用是对计算机正在运行的进程进行控制,保持计算器的流畅地运行;输出设备有很多,比较熟悉的有显示器、投影仪等,输出设备是将计算机运行处理后的信息直观地进行展示,让使用者能够对信息进行读取和使用,在整个计算机设备运行中是必不可少的一个设备;输入设备主要有鼠标和键盘等,是使用者接触最多的外部设备;外设备硬件相对较多,外制备主要是指通过外部直接与计算机连接使用的外部设备,其包括耳机、摄像头、音响、麦克风等,这些外设备作为计算机的扩展功能,通过计算机才能实现自身的功能。 2硬件故障与维修方法 2.1死机所谓死机是计算机突然无法正常工作,键盘和鼠标都不能正常地对计算机进行输入,显示器的画面被定格无反应。造成计算机死机的原因多种多样,计算机死机所发生的时机可能是在系统刚刚开始启动的时候,也可能是在程序已经正常运行了一段时间之后。当今的计算机市场上的竞争十分激烈,使消费者对于计算机的选择性越来越大,而计算机性能配置是消费者在选择计算机的时候首要关注的地方,配置较高的电脑在实际运行的过程中,不仅运行更加流畅,还能尽可能地避免计算机死机的状况。散热情况不良也是直接导致计算机死机的原因之一,电脑在长时间的工作状态下会产生大量的热量,此时如果计算机无法及时地散出内部热量。就会造成CPU的温度过高,直接导致计算机进入死机状态。计算机经过长年的使用,极易吸附许多的灰尘,如果对于灰尘的清洁不够彻底,也会引起硬件上的故障导致死机。如果内存条发生了故障导致程序无法正常运行也会造成计算机的死机[1]。要想避免计算机频繁死机的状况,必须要做好计算机的清洁工作和保持计算机的散热通畅性,更换显卡也可以避免这种情况。 2.2声卡计算机突然没有了声音,这也是对计算机的使用过程中经常遇到的问题。计算机没有声音有可能是因为驱动程序将默认输出设置为静音。声卡是否与其他的插卡有冲突,对声卡不发声的状况有着较大的影响,插卡不正也会导致声卡发出的噪音过大,播放CD的时候,如果只有一个声道发出声音是因为音频线的接线顺序发生错误。在插孔正常的状态下无法正常录音是因为对于录音的“混合器设备”设置不正确[2]。解决计算机无声的故障的方法主要是检查电脑对于音量设备管理器的设置,首先可以先检查电脑桌面右下角音量滑块是否处于最小值,用钳子矫正声卡的位置和更换新的声卡都可以保证减少声卡无声及噪声过大的状况。 2.3光驱光驱作为计算机的基本配件,它的使用寿命较为短暂,目前有许多的笔记本电脑都取消了光驱这个硬件,但是光驱对于人们的工作和生活还是有极大的使用价值。但是在使用的时候也极易出现一些读写错误或者无盘的显示,这是因为在进行对光驱操作的时候,未等换盘就位就进行操作。光驱如果读不出文件还可能是因为激光管过于老化或变形,所以需要对激光管的位置进行调整[3]。当开机的时候检测不到光驱可能是因为光驱的数据线接头过于松动,此时需要将接头重新插好即可解决问题,如果发现是因为数据线发生质量问题,更换一条数据线即可。 2.4系统重启计算机在运行一段时间之后,有时会发生系统自动重启的状况,计算机的性能和内存不足会导致程序无法顺利运行,计算机的用电功率不稳定也是造成系统自动重启的原因,避免这种需要提高计算机的性能[4]。 2.5显示器不能显示在使用过程中,计算机显示突然异常,不能正常显示是可以经常遇到的计算机故障。造成这个故障的主要原因可能是由于显示器接口松动,或者CPU故障等原因。解决方案为在检查显示器接口线没有松动且接触良好后,仔细观察倾听主机是否发出报警声,若有,根据报警声次数与长短判断计算机故障,同时仔细检查CPU和主板,确认是否是由于主板电源故障导致显示器不能显示。 2.6CPUCPU作为计算机的核心元件,对于计算机而言至关重要。一般情况下,其不会产生技术性故障,通常情况下导致CPU故障的主要原因有:散热故障。CPU风扇不能正常工作或者与处理器接触不是很好,还有CPU出现超频现象等导致出现过热情况,进而使计算机自动重启、黑屏和死机等症结,解决方案是对故障的风扇进行更换,将硅脂涂抹在风扇跟CPU之间,保持CPU在正常的频率下运行。 2.7内存计算机内存是比较容易出现故障的设备,内存在出现故障时计算机系统不能正常地运行,程序运行时可能出现错误,不能正常地安装程序。导致内存故障的原因主要有:由于长时间不使用,计算机长期闲置时,开机会有一定规律的报警声,若发出一长一短的报警声则为主板和内存出现故障,如果报警声为长两短,则说明是显卡或者显示器出现错误;若报警声长响时,表明计算机的内存已经损坏。针对此类故障,应该采取立即关闭计算机电源的措施,让计算机保持断电状态,仔细检查机箱内的内存,查看是否由于机箱内进入灰尘,由于灰尘进入内存接口导致内存接触不良,同时检查显卡是否出现接触不良的情况,如果有这种情况,应及时处理,对内存槽进行清理,安装完毕后故障将得到解决。 2.8硬盘硬盘在计算机运行中发挥十分重要的作用,它是计算机各种信息储存的设备,如果硬盘出现故障,将会导致计算机大量数据流失,对于计算机使用者是较大的损失。通常硬盘出现异常的表现为,在使用计算机时,硬盘的容量出现迅速的锐减,导致硬盘出现这种故障的主要原因是硬盘内部出现坏道或者坏块。(1)通常而言随着计算机使用时长的增加,硬盘出现损坏的概率会越来越大。面对这种故障,可以采取的措施是通过安装硬盘修复软件对硬盘进行修复,若修复软件修复无效时,只能采取更换硬盘实现硬盘的正常运行。(2)在使用过程中,磁盘出现大量文件丢失的情况,但是容量并没有得到相应的释放。解决的方法是采用系统中的磁盘中扫描程序,对磁盘进行全盘扫描,对丢失的容量进行找回。(3)计算机感染系统病毒,病毒通过自动复制的方式将硬盘的内存全部占用,通常情况下可以通过杀毒软件解决此问题,还有可能由于硬盘的不正确的安装导致硬盘运转声音过大。 3计算机维修的基本原则 在面对计算机出现故障对计算机进行维修时,应该遵循以下几点维修原则:(1)先外设备后主机。在大多数情况下,外设出现故障时可以在短时间内将故障处理,因此使用者应根据计算机系统所报告的错误信息对鼠标、显示器等外设进行检查。若排除外设备无任何异常的情况下再对较为复杂的计算机主机进行检查。(2)检查的顺序应该由易到难,对于故障的计算机进行维修时,用户应该从最简单的细节开始,检查各项常规设置,由于不少计算机仅仅由于一些细微的细节导致的,如机箱内灰尘过多,内存条不能正确安装,接触不良,确认此类简单的小细节没有问题后,再对计算机硬件进行检查,。(3)先电源后部件。电源问题是计算机用户通常容易会忽略的一个问题,一般情况由于电源输入功率不足可能导致输出电流异常,因此可能增大计算机出现故障的几率。但是许多用户对于计算机电源的重要性认识不足,所以在出现故障时盲目对计算机显卡、主板、硬盘进行拆卸,既没有把计算机的故障进行处理,反而耽误了许多时间,反而可能导致新的问题出现。 4结语 在使用计算机进行工作的时候,要注意将做好的工作数据进行及时的保存,以免在计算机发生意外故障时,丢失自己工作的成果,加大自己工作的强度,计算机经过长时间的使用,发生一些故障是不可避免的。计算机的故障跟人为因素、环境因素、硬件自身因素都有关系,所以在出现时应选择合理的检修方法,否则很难在短时间内查明故障的原因并正确处理。,在故障发生的时候首先应该分析故障所发生的原理,不要在不了解故障原因的时候自行对计算机进行修理,这极容易造成对其他硬件的损耗,必要时要让计算机在专业人士的帮助下恢复正常。逼着由此探讨了计算机硬件设备故障的影响因素以及解决措施,探讨了若干故障及其检修方法。 作者:刘明 单位:江苏省盐城市第二人民医院设备科 计算机硬件论文:计算机硬件维护论文 一、计算机硬件故障维护的基本原则 (1)计算机需要在良好的工作环境下运行,如果计算机工作场所有大量的灰尘,或工作场所比较潮湿,容易造成计算机使用寿命减端,在一定程度上影响了计算机电源的稳定性,若计算机工作场所的灰尘较多,容易导致计算机部件老化、设备接触不良等故障,因此,保持环境清洁是计算机硬件维护的基本原则,为了避免工作场所积累的灰尘对计算机硬件的影响,用户应将计算机放置在防尘、防潮的地方,若用户长期不使用计算机,则应在一段时间内持续开机2个小时左右,并做好计算机周围环境的灰尘清洁,使计算机正常运行。 (2)计算机故障分析应从各个环节和各个设备入手,计算机元器件、内部芯片故障;计算机设备接触故障;计算机部件老化现象;计算机外部设备的故障;电源稳定性、连接故障;计算机软件故障等。 二、计算机故障排除方法 计算机在使用过程中,容易出现硬件故障等现象,做好硬件故障的排除是计算机维护的前提,因此,探讨计算机故障排除法是非常重要的。第一,插拔替换法是计算机故障排除的最有效的方法,由于插拔替换法可以直接反映计算机出现的故障部位,因此,当前大多数计算机工作人员都采用插拔替换法排除计算机故障。插拔替换法的工作原理是用出现故障的相同部件更换到正常运行的计算机上,从而检查计算机硬件故障,例如计算机内存条故障检验,采用相同内存条更换到可以正常工作的计算机上,若计算机能正常工作,则说明计算机的内存条接触良好;第二,系统最小化法,若工程师无法确定计算机的故障部位,采用系统最小化法可以确定故障部位,其工作原理是将计算机硬件设备全部摘除,如主板、CPU等,待设备摘除完后,运行计算机,若计算机不能正常工作,则采用插拔替换法对计算机进行故障排除,如果没有出现计算机故障,则说明计算机主板、显卡等硬件出现了故障;第三,采用专门的诊断软件排除计算机故障,目前市场上使用较多的诊断软件是诺顿工具箱,其可以迅速检测出不容易发现的计算机故障,不仅可以检测出计算机硬件设备等运行情况,同时也可以检测计算机系统的稳定性和运行情况,诺顿工具箱对计算机故障检测完成后,将自动生成分析报表,以便于用户找出计算机故障部位,并采取有效的措施排除故障。 三、计算机硬件维护措施 计算机主要有显示器、主板、鼠标、内存、硬盘、电源等硬件设备组成,做好计算机硬件的日常维护,以提高计算机的使用性能。第一,计算机显示器的维护,虽然显示器由屏幕、外壳保护,但是显示器容易受灰尘的影响,若显示器上积累了大量的灰尘,不仅影响了计算机的显示效果,也造成使用者视力的损伤,因此,显示器的维护应做好防尘除尘处理,可以在显示器上带一个防尘罩或用专业的清洁剂清洗电脑显示器;第二,计算机内部CPU的日常维护,CPU是计算机运行的主要工具,CPU运行容易受到温度的影响,若环境温度过高,容易造成计算机运行缓慢,因此,控制CPU工作环境的温度,以70度为最佳温度,并且改用性能较好的风扇,如英特尔原装风扇,风扇可以降温除尘;第三,计算机硬盘的维护,计算机硬盘是使用者存储数据的主要设备,硬盘在计算机中具有重要作用,但是,由于使用者操作频繁,并且硬盘由于告诉运转而产生振动现象,导致硬盘设备容易损坏,因此,计算机硬盘的维护加强使用者的维护意识,即要求使用者减少硬盘的使用负荷,减少文件下载、读写等操作;第四,计算机内存的维护,若计算机长期处于未使用的状态下,电脑容易出现无法启动、黑屏等问题,其主要原因可能是电脑内存存在问题,在检查内存过程中,首先需要检查内存条是否接触良好,然后清理内存条、插槽后,重新插入内存条,最后重启电脑,内存维护应确保内存条接触良好性、防止静电、兼容性等;第五,鼠标维护保养,鼠标是使用者操作电脑的基本设备,由于使用者使用鼠标频率过高,鼠标容易出现控制失灵、和按键弹性消失等问题,针对鼠标出现的故障,首先需要拆开鼠标设备,其次对鼠标内部进行清洁检查,以排除鼠标故障。 四、计算机硬件的日常保养技术 计算机硬件日常保养有助于提高电脑的使用性能,尤其是计算机内部的灰尘清洁,首先将主机箱内部的连接线拆除,并将机箱内的主板、CPU风扇、驱动器吧、硬盘、显卡等设备安全拔出,采用毛刷清洁办卡接口的灰尘,并用吹风机清除CPU风扇、光驱、硬盘表面的灰尘;其次,灰尘清除干净后,需要将拆卸的各个部件按顺序依次安装,装上吉祥外壳后,需要对计算机的显示器屏幕进行灰尘清理;最后,启动电脑,检查计算机是否运行正常。使用者是计算机的主要实施者,在计算机使用过程中,使用者使用完后,应用防尘罩改善电脑,为了延长计算机电源的使用寿命,在运行过程中,应经常性设置电源的保护程序,避免手机、电子产品等设备靠近计算机,这些设备容易干扰计算机正常运行,使用者也应养成良好的使用习惯,如正确关机、开机等。 五、结束语 计算机的使用虽然给人们的生活带来了方便,但是人们的不正确使用容易造成计算机硬件出现故障,因此,做好计算机硬件的日常维护和保养,尤其是使用者的保养措施,维护和保养措施到位,才能提高计算机的使用性能。 作者:苑丽贤单位:辽宁本溪市机电工程学校信息技术教研室 计算机硬件论文:高校计算机硬件资源利用率提高 摘要在计算机普遍普及的今天,如何充分利用计算机的资源,提高计算机及硬件资源利用率,促进高校教育教学效率的提高必将成为我们教育工作者认真研究和探讨的一个方面。依据教学实践经验,本文从机房及教学管理、机房建设等方面来做好这方面的工作。 关键词计算机资源;利用率;机房建设 1引言 计算机利用率是指在正常工作时间内计算机的使用率,计算机资源利用率指计算机在正常运行中所需求的硬件资源使用率,如CPU、内存、显卡、硬盘等硬件的使用率。计算机机房是高校计算机及若干科目教学质量的保证。随着信息时代的飞速发展,计算机已经渗透到各个领域,高校为了满足教学需要都在不断地扩建计算机机房,随着计算机机房数量的增加,规模不断地扩大。与此同时,计算机硬件性能的提升发展更是迅猛,从而导致现在的电脑CPU资源严重浪费,利用率不到15%,克林顿总统访华做过的演讲中,有一次大部分讲了能源的节省方面,说每年全球,电脑浪费掉的电费就达55%。怎样加强对现有计算机的科学管理,积极推广应用,提高使用效率,是迫切要求解决的问题。本文结合教学实践经验及在计算机机房长期工作中所积累的经验,就机房及教学管理、机房建设两方面谈谈如何提高高校计算机及硬件资源利用率。 2机房及教学管理 提高计算机利用率最重要的因素就是机房及教学管理模式,高校机房是教学、科研的重要基地,是人才培养、实施素质教育的重要场所。它的工作质量也是衡量学校办学水平的重要标志之一。管理机房,必须要有一个合适的管理机构,才能最大限度地推广应用和提高利用率。目前管理形式可分为统一集中管理、分散管理、集中和分散相结合。 1)统一集中管理 近年来,为了优化教育资源的配置,进一步提高办学质量,促进学科发展,深化素质教育,各高校纷纷建设统一的实验教学中心,以实现资源共享、提高效率,适应全校师生的实验教学、科学研究以及学科发展等的需要。优点是计算机和人员均能集中管理,维护方便,能有效地开放和研制新的软硬件产品、接受较大的科研和协作项目,以及对用机学生能统筹兼顾,集中安排上机。缺点是用机安排一般为有计划的分批集中上机,对临时及少数用机人员较难做到灵活服务。 2)分散管理 即有需要的单位自己组建机房,自行管理。优缺点也较明显,优点是使用方便,有各学院(系)自行组织安排教学。缺点也主要体现在管理和维护力量差,开发软件、硬件能力薄弱,不能同意安排使用设备资源,以致用机负担轻重不一,一般所能提供的机时数多余所需机时,会造成经常性的停机待用,在很大程度上造成机时浪费。 3)集中和分散相结合 以统一的实验教学中心为主,各学院(系)一定数量的计算机为辅,大型公共课、公选课集中安排在实验教学中心,各学院(系)独立专业课可灵活自行安排。 笔者认为集中和分散相结合这种管理方式综合了前面两种的优点,在管理制度上确定双重领导职能,机房利用空余时间的开放等措施,给学生营造一个进行自主学习,具有宽松、自由、良好的学习环境,并能充分发挥计算机的功能,更能提高计算机利用率。 3机房建设 计算机更新换代速度非常快,追随着遵循着摩尔定律惊人发展。当然计算机配置越高,对教学越有促进作用。而正如引言所说,现在的计算机CPU资源严重浪费,利用率不到15%,电脑浪费掉的电费却高达55%。如何提高每台计算机硬件资源使用率,成为了我们建设机房时需要考虑的一个问题。 计算机多用户终端设备(拖机卡)技术的出现,其出发点也正是为了充分利用每台电脑的硬件资源。目前该类产品都可以支持Windows和Linux操作系统,都能达到一台主机共享达32台以上终端设备,利用Windows多用户终端设备解决方案(如图1),或是利用拖机卡解决方案(如图2),我们可以让多个用户独立、同时运用一台主机的软、硬件资源和所有外部设备资源。以1拖6为例,需购买的设备仅仅为:一台配置较高的计算机、6台计算机多用户终端设备(或只需购买一个拖机卡)、6个显示器、6个键盘、6个鼠标。 图1利用多用户终端设备连接图 图2利用拖机卡及USBHub连接图 图1中,每个终端都配置了显示器、键盘、鼠标、多用户终端设备,通过网线连接多用户终端设备,而显示器、键盘、鼠标都接入到多用户终端设备的接口;图2中,利用VGA分频器连接终端显示器,利用USBHub连接键盘、鼠标。由此可以看出采用图2方案需要键盘、鼠标为USB接口,而图1方案则没有这个要求。 显而易见,其优点也非常突出,主要表现为以下几个方面: (1)花费极少的硬件费用就可以让多名学生同时独立使用一台计算机,无须购买昂贵的计算机,更可省去以后升级电脑的费用。 (2)可省去大量维护、管理工作,仅需要维护少量几台主计算机即可。使您省去大量时间来管理和维护多台电脑。 (3)能够实现个性化的真面设置和个人私有文件的安全与保密,以及共有文件的共享设置。本地断电也不会导致信息丢失,重新开机后自动恢复到关机前的状态。 (4)大大降低了电费的支出。 (5)最大限度地发挥了计算机的能力。 (6)有效避免了电脑主机辐射,更加绿色,更加环保。 然而其缺点也暴露了出来,如果学生运行一些比较耗费电脑系统资源的软件(如:三维制作、图像制作等)时,那么系统的运行速度将会变得缓慢;如果某一个学生由于操作不当而造成死机现象,则其余公用同一台电脑的用户就必须跟着主机重启。为了改良这种情况,笔者结合上文提到的管理形式进行了优化,分类组建机房将是最好的选择,可以组建1拖2机房甚至标志的一人一机的机房用于要求较高的课程,其余机房可以组建1拖多的形式,笔者认为1拖4或1拖6的形式最恰当,即可完全满足教学要求,减少故障辐射面积,又大大降低采购成本和维护成本。 3结束语 在能源紧缺的当今社会,绿色环保意识越来越受到重视。据统计:制造一台电脑要用700多种化学原料,其中约有一半的原料都含有对人体有害的有毒物质,例如电脑的塑料外壳涂层中的溴化阻燃剂,可以想象拥有几百台电脑的机房的辐射又有多少。利用笔者提出的解决方案,不仅降低了采购成本、维护工作量、电费支出,更加重要的是既绿色又环保。我们要时刻站在先进技术的前沿才能提高我们的工作效率。 计算机硬件论文:计算机硬件类课程实验教学模式改革 摘要: 在教学内容、学时分配、教学方法、考核方式四个方面,对计算机硬件类课程实验教学进行改革与实践,构成多级实验体系,取得了良好的教学效果。 关键词:教学质量;实验教学改革;计算机硬件类课程 为培养学生的学习兴趣、增强其对概念及理论的理解、便于掌握知识点,自2013年以来从实验内容、学时分配、教学方法、考核方式四个方面,对硬件类课程的实验教学模式进行研究和改革,并加以实践。 1实验内容 1.1增加综合类型实验,提高学生动手能力。 在《计算机接口技术》课程中增设综合类型实验《PC机系统中的小型I/O接口系统》。通过PC机系统中的小型I/O接口系统电路硬件设计、安装或焊接元器件、进行PC机系统中的小型I/O接口系统控制程序设计(采用ASM或CPP语言)、在PC机中运行此系统这一系列过程,使学生能够自主设计和实现PC机系统中的小型I/O系统,从而进一步加深理解,对所学知识融会贯通。 1.2引入先行课程实验,温故知新。 《汇编语言程序设计》是《计算机组成原理》的先行课程,在编程过程中,由于助记符多、指令难记、使用范围窄,学生容易遗忘,从而增大了学习《计算机组成原理》指令系统部分的难度。在实验中引入汇编语言部分后,结合debug调试环境,能有效利用汇编语言编程加深学生对指令编码、指令运行过程的理解与掌握,真正做到温故知新。 1.3严格进行实验分类,构建多级实验体系。 将实验分为四个层次:演示性实验、验证性实验、综合性实验和设计性实验。首先通过教师演示,让学生初步认识相关原器件,将所学知识和实物联系起来;然后用五、六个验证性实验,加深学生对理论知识的印象,熟悉并掌握课堂所学部分;接着利用综合性实验,系统地将所学知识组织起来,形成知识体系;最后完成设计性实验,使学生能够熟练运用相关知识。以《数字电子技术》为例:改革前实验类型混乱,综合实验和设计实验看似很多,实际训练并不能达到相关要求,所有实验均为必做类型,导致部分学生实验完成不了。在修正实验类型、将实验分为选做和必做之后,能更好地结合学生实际情况循序渐进,构成多极实验体系,以达到培养学生的实际操作技能和动手实践能力的实验教学目标。 1.4增加选做实验,多种选择贴合学生实际。 选做实验设置少,教学时可选择的余地很小,不能根据学生的学习能力、知识掌握程度、学习兴趣等实际情况来进行选择,灵活性差。增设选做实验后,《单片机及应用》课程选做实验达到7个:指示灯/开关控制器、16×16LED点阵显示实验、查询式键盘实验、电子琴模拟实验、直流电动机控制实验、I2C总线实验、电子万年历时钟实验,总计18学时,教学弹性大,更贴合学生实际情况。 2学时分配 由于各实验的性质和复杂程度、学生对知识点的掌握程度不同,实验学时不能“一刀切”,简单的实验安排少量学时,难度大的实验增加安排的学时数。改革前,《计算机组成原理》所有实验一律安排为2学时。重新分配学时后,PCC实验箱的使用和熟悉实验环境这样的简单实验,安排1个学时,而综合性、设计性实验安排4个学时。改革前,《计算机接口技术》的波特率时钟发生器实验、音乐发生器设计与制作实验均安排2学时,由于实验比较复杂,学生在2学时内无法独立完成;增加到4学时后,学生不再手忙脚乱,有充足的时间进行设计、记录实验数据和分析实验结果,加强实验效果。同时,结合教师科研项目开展综合性、设计性实验,将实验教学分为课堂教学和课下教学两部分,不再局限于实验室。教师通过教研会和科研活动,教学和科研相辅相成;学生参与教师课题,既能促进实践能力,又能提高科研水平,一举两得。 3教学方法 3.1仿真与实验箱结合,发挥学生创造性。 传统的硬件实验主要采用实验箱联机进行,各模块已经集成在实验面板上,只能根据已有模块做实验,学生对实验箱的依赖过重。在单片机实验中引入Proteus和keil软件的联合仿真,学生先通过实验箱进行实验,对各种部件的连接有一个清楚的认识,再用Proteus绘制电路图,最后通过keil加载程序、仿真运行,能更清晰地认识到实验原理。修改已验证过的电路和程序,观察并分析产生的结果,可以激发学生的学习兴趣,便于发挥创造性和求知精神。 3.2开放式实验教学,因材施教。 综合性、设计性实验涉及面广、难度大,仅仅只靠课堂的4学时是不够的,因此需要采用开放式实验教学做为实验环节的补充和拓展,使实验开展的时间不再局限于实验教学的课堂时间。第一阶段:理论教学时布置实验的预习内容,学生课外通过查阅资料、网络资源等方式自主学习,设计出相关电路图,做好充足的准备;第二阶段:实验开始前提出实验要求、拟达到的实验目标,实验过程中通过问答、分组讨论等环节,加深理解;第三阶段:实验结束时进行拓展训练,修改已验证的电路和程序,观察并分析实验结果,将所学知识加以巩固。大部分学生能够完成前两个阶段,优秀的学生能完成第三阶段。对少数落后的学生进行单独辅导,经常表扬和鼓励,调动他们的学习积极性。 4考核方式 增大实验成绩在总成绩中的比例,将实验考核进一步细化,根据方案或实验结果的验收、总结报告等综合评定方法进行考评,最后上机实验成绩为一学期上机实验成绩的平均分。 5实施结果 改革实施2年来,学生的考试成绩有了显著提升,以《计算机组成原理》为例,对2011、2012级学生的实验教学进行改革,改革前后平均分对比如图1所示。很多学生表示不再对计算机硬件漠不关心,理论知识也不再晦涩难懂,感觉自己真正学习到了计算机的专业知识“,对以后的学习很有帮助”等。实验教学模式的改革,使学生养成了自主学习、独立思考的好习惯。 6结论 经过2年的实验教学改革,引入仿真软件、联系教师科研,形成了一套计算机硬件类实验教学方法,提高了学生自主学习的意识,培养了学生解决实际问题的能力,教学质量得到了较大的提高。 作者:苏静 刘明 朱晓静 蔡娜 单位:琼州学院计算机工程学院 计算机硬件论文:计算机硬件常用维修方法及技巧 摘要:计算机在使用过程中由于人为操作不当或者使用年限等原因,出现故障是不可避免的,想要快速准确的排除故障,计算机维修人员既要具备扎实的基础理论外,还需要掌握一定的维修方法和排查技巧。本文以计算机硬件的常见故障分类及原因入手,介绍了常见的维修方法和技巧。 关键词:计算机硬件;维修方法;维修技巧 在当代社会计算机的应用非常广泛,计算机硬件是电脑的核心,出现故障的原因较多,硬件维修过程麻烦耗费时间较长。在进行计算机的维护和维修工作中,了解计算机硬件的工作原理,掌握有效的维修方法和技巧对于维修人员是非常有帮助的。 1计算机硬件故障分类和原因 (1)故障分类:按照硬件故障时间分类则为先期故障、中期故障、后期故障三种。在设备存放期、设备开箱以及用户保修期前后出现的故障为前期故障,造成这类问题的原因是计算机设计不合理、计算机组装工艺差和运输受震导致;中期故障一般是计算机工作2-3年以后,由于计算机一个或者多个元器件质量问题导致,更换有问题的元器件就可以解决;后期故障是指使用多年以后,硬件设备的可调电位器、电阻电容这类器件因为长期使用发生老化或失效。对于已经找到的故障元器件,使用新器件更换即可。除了器件老化之外还有硬件的连接导线因为长期使用出现氧化、连接点漂移;电阻元件的变质等问题,这类问题也需要重点检查,需要维修人员具有足够经验和耐心来排除(2)故障原因分析:造成计算机硬件故障主要是人为原因、外部原因、内部原因这三点。人为原因就是在运输过程中出现的磕碰或者自己拆卸电脑、改装电脑造成的;外部原因是指在用户使用期间外部环境对计算机造成的影响,例如电网电压不正常造成电源和电路元件的损坏或者尘埃等原因造成硬件老化;内部原因就是元器件的性能不良造成的,元器件虚焊、开关触点氧化、印刷板漏电、锡连由于生产方面造成的故障,机械部件和器件使用寿命到期也都是内部原因。 2常用维修方法概述 (1)观察法:常规观察法是指维修人员打开设备后盖,直接查看计算机设备原件是否存在损坏、脱焊、烧坏等情况。随后将设备连电观察硬件是否存在异味、异常声响。通过常规观察法可以判断出下列问题:断线、短路、漏电、设备过热、接触不良等问题。故障观察法是指在维修人员掌握电路结构和特点的前提下,通过对主要电路故障进行检查,会加快故障位置和故障点的判断。例如显示器屡烧行输出管,一般就是过压、过流或行输出管质量差造成的。根据分析原因在结合测量故障不难被排除。熟练的运用故障现象观察法对主要电路进行检查,往往能快速的定位故障原因。(2)电路检测法:检查硬件设备电源电路负载电流可以使用电流法。在电流符合硬件设备的要求时,设备晶体管和芯片工作就正常。如果电流过大说明相关的电路出现故障,使用电流法测量常用的方法是切断电流回路串入电流表。电压法用来检查硬件设备电路主要端点和元器件的电压,再与正常数值进行比对,检验设备是否存在故障的方法。在实际判断过程中常用的两种方法是静态和动态两种电压进行综合分析。(3)替换法:替换法就是采用新的元器件对于检测中怀疑出现问题的元器件进行更换,如果在替换后故障消失就证明判断正确,如果替换后故障仍然出现,再进一步的检查和分析。对于硬件检修过程中无法判断的疑难问题采用替换法往往会有奇效。(4)拆除法:在电脑的硬件设备中,有的元器件设计目的是起到辅助作用。当这部分元器件出现故障后,有可能会对电路产生影响或者瘫痪,对于这种元器件在找不到替换原件的情况下,可以进行拆除。这种应急式的维修方式也经常使用。 3硬件故障维修技巧 计算机硬件设备故障种类多,每种故障伴随的现象也多种多样。是否掌握硬件故障的判断技巧是维修人员能否快速及时维修计算机的重点,所谓的技巧就是经过大量的工作积累经验,维修人员根据设备故障的表象,可以快速的在思维中形成排查故障和检查方法与次序。(1)先清洁后检查:硬件设备的不少原因是外部原因造成的,例如计算机工作环境差,计算机内积累了大量的尘埃可能会影响设备的散热等问题,在检测开始后要把机箱内清理干净,排除由于机箱内沉积的灰尘引起的故障,再进行其他检测工作。(2)先机外后机内:每一种硬件设备的故障,都会伴随着外部表象,在进行计算机检测时需要先从外开始,例如在检修设备时,首先应该排查开关和按键的位置是否正常、连接线、插头、插座是否异常。在确定正常后再分析可能出现的故障电路。然后再开机对出现故障的电路进行检测,从而大大提高工作效率。(3)先电源后负载:在进行维修时,首先要检测计算机的电源设备,确认供电正常后再进行其他功能的检查。(4)先静态再动态:静态是指计算机不通电的状态下检查设备,首先在断电的情况下进行检查;动态是计算机通电的工作状态。进行硬件维修必须要进行静态的检测后才可以进行动态检测,否者可能会加重计算机的故障。(5)先易后难:在维修中,首先要考虑优先检测和排查简单带有共性的故障,如果没有检测出来再考虑复杂的故障。实践证明,由于简单原因出现的故障占多数,而同时有多个原因造成的故障相对较少,在检查带有共性的故障时也可以由点及面,排除一个故障的同时也可能排除其他故障。 作者:吴新奥 单位:寿光现代中学 计算机硬件论文:计算机硬件设计安全问题与策略 摘要:随着时代的发展,信息逐步走进每个人的生活,与人们的生产与生活息息相关,在信息时代下计算机也在迅猛发展,但是随之暴露出来的问题也是不容忽视的,重点引起人们关注的问题就是计算机硬件设计安全问题,因为这关系到人们信息的安全。基于此,就重点针对这一问题进行分析研究,并根据现有问题状况提出几项策略。 关键词:计算机硬件;信息安全;创新技术 在现阶段中,世界已成功步入信息时代、科技时代,我国也不甘落后,我国有关计算机的科技技术也在迅猛发展,然而随着发展速度的加快计算机硬件的问题逐渐显现出来,相较于计算机的发展来说较为落后,尤其引起人们关注的就是计算机硬件设计安全问题,这是一个很严肃的问题,这个问题会对计算机系统、人们的信息数据造成或大或小的影响,所以,解决计算机硬件设计安全问题势在必行。 1计算机硬件安全的概述 在使用计算机的过程中,外部环境对计算机有很大的影响,所以对计算机运行时外部环境的要求很苛刻,要求计算机外部环境清洁度较高,计算机温度不能过高要适中,计算机四周电压要保持稳定,做到这些并保证外部环境良好就能够尽可能确保计算机硬件正常运行、不出故障。保证计算机硬件安全还有一个很重要的技术,这个技术叫做加固技术,计算机在设计生产中使用加固技术加固后能够防震、防腐蚀以及防水,这样的计算机能够一整天在野外工作,所以加固技术是一个很重要的技术。计算机的硬件除了自身有问题会影响自身安全外也会有其他多方面因素对计算机系统造成安全影响。例如,计算机的中央处理器内部都会存在一系列集成保密的指令代码,虽然说这些指令代码是保密的,但是到底是否是绝对保密、安全的并不能得知。据悉,我国的中央处理器或许存在着病毒指令代码或者陷阱指令代码,外国能够通过无线代码激活中央处理器内部的各种指令,使得计算机内所有的信息、资料泄露,同时也可能会使计算机崩溃,并且这一崩溃将是毁灭性的,一旦这一消息是真实的,那么我国的计算机系统将随时可能会被攻击,导致硬件泄密、信息泄露,甚至更严重的是硬件泄密还会很大程度上影响电源安全,从而导致产生电源泄密的情况。电源泄密是什么呢?电源泄密是计算机所发出的电磁信号顺着市电电线被传导出去后被人为使用特殊的手段和工具把这一电磁信号拦截下来并加以还原。其实,计算机就像是人的身体,有很多零部件,计算机中的零部件每一个皆是能够控制的,所以又出现了一个专业名词就是可编程控制芯片,一旦这一可编程控制芯片的程序被准确破解,那么就能够控制计算机,所以现在要做的就是保证芯片是不能够被控制的,因此,要做好计算机硬件安全防护工作,保证计算机硬件安全,保证计算机硬件的设计安全。综上所述,可以看出,计算机硬件的最主要也是最重要的安全问题就是信息安全问题,信息安全重点工作就是保密、集成、实用,想要保证信息是安全的,就需要工作人员教授计算机购买用户操作计算机的方式方法,从而确保计算机硬件安全以及整个系统信息的保密安全。计算机硬件一直在发展中,它的发展过程比较漫长,通过它的发展过程能够知道一点,那就是计算机硬件安全是什么,它指的就是一个安全系统,这个安全系统是由以下三点结合在一起产生的,这三点分别是集芯片设计、电路设计以及工程设计。 2计算机硬件的设计安全发展现状 计算机系统中有各种各样的元件,这些构件组合起来构成了物理部件,也就是所谓的计算机硬件。根据分析调查得出,现阶段,计算机硬件发生的安全问题基本上可以分为三种,相应的,产生问题的原因也大概能分为三种,包括输入设备、储存介质、输出设备。首先,就输入设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题大致有两种,一种是所输入的信息资料、数据资料存在问题引发安全威胁,一般情况下发生这种情况是因为输入的信息存在木马病毒,从而导致计算机系统信息数据安全受到一定程度的威胁。另一种是在输入过程中没有依法进行运作而造成安全问题爆发,一般情况下发生这种情况都会导致计算机内部信息数据被破坏与泄露,后果严重。其次,就储存介质来说,以它为源头产生的安全问题主要是计算机系统内部的储存介质没有给信息资料、数据资料提供安全保障,安全保护层没有搭建起来就会导致信息数据在面临被破坏以及非法拷贝时毫无抵挡之力。最后,就输出设备来说,以它为源头产生的计算机硬件安全问题主要是输出设备自身具备的记忆性能会导致信息数据输出时的操作动作留下痕迹被复制下来,这在一定程度上使得信息数据处于危险状态下。 3计算机硬件的设计安全分析 在信息时代迅猛发展的潮流下,计算机硬件设计安全问题逐步显现出来,相应解决这些安全问题的方案也逐渐被提出来,其中有一些新兴安全方案设计精妙,实用性高,并且成本不高、功耗不高,这类新兴安全方案的主要代表有设计多样性以及独特数字签名等。除此之外,在新兴安全方案出现的同时还有一大批新兴技术产生,如纳米技术、光纤技术、射频互联技术以及等离子技术等,新兴技术的出现使得新兴安全方案发挥出更大的作用,但是任何事物都有两面性,内在变异有好的一面也有坏的一面,它能够使得检测恶意攻击行为的复杂程度大大提升[1]。现阶段已普及使用的硬件系统主要有新的安全原语设置、硬件木马检测、新型综合技术、物理不可复制技术、硬件安全协议等。 3.1硬件木马 根据上述可知硬件木马检测已被普遍应用于计算机,硬件木马与病毒相似,都会对计算机硬件、计算机系统安全造成威胁,是一种较为恶意的程序,这一恶意程序主要针对的是计算机原始芯片,它会恶意改变原始芯片。尽管在现阶段看来仅有少部分硬件木马被发现,但是由于硬件木马对计算机硬件、计算机系统安全影响程度很大,所以现阶段大部分有关研究人员都积极对硬件木马进行研究。研究人员在研究过程中选用的研究模型有很多种,所以每个研究人员研究的难易程度不同,普遍情况下,那些过于标准规范的结构以及性能检测无法有效检测木马攻击。如果将工程变异忽略不计,那么检测木马的工作实际上就是针对一截输入序列的有关功耗进行测量,主要测量的功耗有两个方面,一方面是开关功耗,另一方面是泄漏功耗,然后将测量结果与研究所用的模拟模型进行对比。但是,之前忽略不计的工程变异对于硬件木马的检测工作来说,使得检测工作的困难程度以及复杂程度大幅度加大。若在不是关键的路径上安放木马,或者让已有的门电路和硬件木马连接在一起并且将其隐藏起来,会使得硬件木马检测工作难度、复杂度加大,这时对硬件结构或者对旁道进行的检测都无法达到预期效果。在近期又有新的检测方法被提出,它们能够避免前面提到的传统检测方法的弊端进行木马检测,如热调节技术。硬件木马检测方法仍在不断被提出,这对计算机硬件设计安全具有很大的意义。 3.2物理不可复制技术 计算机硬件设计安全发展至今普遍被研究的还有一个课题就是物理不可复制技术,物理不可复制技术是一个新兴的比较新的概念,物理不可复制技术前景广阔,它能够提供一组特殊的映射,该映射与芯片的制造工艺间存在依存关系,这种映射的方向是从输入开始到输出结束。其实物理不可复制技术采用数学或者是统计的方式实现逆向工程是很难的,这正是由于物理不可复制技术中存在的依存关系,除此之外,芯片的映射还存在不可预测的问题,这也使得实现逆向工程变得更加困难。现阶段,随着对计算机硬件设计安全问题以及物理不可复制技术的研究深入,越来越多的物理不可复制技术被研究人员提出,并加以试验,最终成功实现,然而,在很多现在被提出的物理不可复制技术方案里,仍旧存在输入到输出的映射数量有限、芯片结构存在线性或者偏低非线性特性等问题,这些问题使得物理不可复制技术的安全水平大幅度降低[2]。通常情况下我们所知道的物理不可复制技术的结构都或多或少存在一部分弊端,例如输入到输出数据库的指数级不稳定时常变化。物理不可复制技术中有一种是公开物理不可复制技术,它是一种能够轻易被反向工程的特殊物理不可复制技术,能够制造出一种刚刚兴起的加密系统,这种系统被叫做非对称加密系统。这种非对称加密系统里,相应的加密和解密密钥是不一样的。非对称加密技术中,加密密钥和解密密钥不相同。在很多种状态下,需要像物理不可复制技术或者公开物理不可复制技术以某种方式集成到设备电路的安全原语,有很多方式能够实现集成。 4计算机硬件设计安全的策略 4.1做好内置安全确认工作 想要很好保证计算机硬件设计安全,第一个需要做的事情就是做好内置安全确认工作,内置安全确认工作重点是在测试和制造计算机芯片时使用物理不可复制技术和外延平面集成电路技术以电路设计形式来保护硬件网络之间互联的协议也就是IP。那么怎样来进行内置安全确认工作呢?计算机硬件内置安全确认工作、保护工作的程序大概是下面的几步,首先,使用物理不可复制技术将最初设计好的集成电路在集成电路制造工厂中进行制造,在制造后能够获得一种发生变异的公开物理不可复制技术序列,再通过电子设计自动化工具进行编译工作,从而能够得到新的产物也就是物理版图,把前面已获得的公开物理不可复制技术序列和已经过加密处理的集成电路信息进行合成然后得到校验密钥,接下来就在刚刚得到的集成电路的物理版图中挑选关键区域,把校验密钥进行加密处理后得到验证模块,随后把验证模块加在最初设计好的已形成保护层的集成电路的物理版图上,最后将其应用到集成电路产品的生产制造中[3],从而就完成了内置安全保护工作。有关工作者通过对内置安全保护工作的了解和认识能够更好进行内置安全确认工作,从而更好保障了计算机硬件设计安全。 4.2检测外置辅助安全 想要更好改善现存的计算机硬件设计安全问题还需要采取的策略就是做好外置辅助安全检测工作。现阶段,大多数都会使用可靠性R、可用性A、可维修性S3个指标也就是RAS技术来进行对外置辅助安全的检测工作,与此同时,外置辅助安全检测工作还要依赖可以信任的密钥关机部门制造公开密钥以及私用密钥,其中公开密钥一般是被把信息数据进行加密然后保存在电路里面,而私用密钥一般被安置在用于检测外置辅助安全的密钥储存器内。 4.3研发时注重安全设计 计算机硬件设计安全问题是多方面存在的,所以在进行计算机安全设计的整个过程里不仅仅需要加强对技术领域的监管检测,还需要关注多方面,避免因为设计方案、设计想法、设计工作者以及实施工作时的重点这些因素产生计算机硬件设计安全问题。除此之外,现阶段存在的一个问题是计算机硬件的设计研发工作者不够了解计算机硬件,认识计算机硬件的程度不深,所以还需要提高他们对计算机硬件的了解与认识,与此同时,还需要更加注重计算机硬件的设计安全功能[4]。总之,在设计研发中要注意内置以及外置,搞好设计安全,制定计算机硬件设计安全检测制度以及相关检测程序,除此之外,还要注意评估输入设备、储存介质与输出设备,以便发现问题、解决问题。 4.4注重创新技术 计算机硬件设计安全问题的出现追根究底还是由于相关技术水平还有待提高,在目前来看无法适应时代的进步,所以,想要解决计算机硬件设计安全问题重点需要注意创新技术,进一步完善计算机硬件的安全设计技术。 5结语 综上所述,计算机硬件设计安全问题需要引起设计人员、研究人员、使用人士的广泛注意,不可以忽略问题、轻视问题,要敢于面对问题并采取正确的方式,研究更为有效的技术来解决问题,保证计算机硬件设计安全,保护计算机系统内部的信息数据。 作者:唐淑珍 单位:天津市静海区医院 计算机硬件论文:计算机硬件技术的构成与作用 摘要:随着人类社会的快速发展,计算机网络时代是不可逆转的趋势,在应用计算机过程中,能够给人们提供诸多便利。计算机是以软件和硬件技术为依托的,通过对相关技术的了解,有助于促进我国计算机技术的发展。但是,在计算机技术更新换代速度极快的今天,对硬件技术的完善有更高的要求。本文主要从计算机硬件的构成、作用及其相关技术视角出发,做进一步的思考。 关键词:计算机;硬件技术;思考 前言 硬件是计算机的重要组成部分,而硬件技术的发展决定着计算机系统的技术水准与完善水平,对国内计算机网络行业发展产生重要影响。在计算机的硬件组成看,运算器、控制器、存储器、输入和输出设备是主要构件,在计算机运行过程中,发挥其独特的作用。通过对计算机硬件技术的发展与完善,其技术水平得到明显的提高。在学习计算机硬件技术知识内容后,我能够对该技术有着进一步的了解和认识,并进行深入的思考。 1计算机硬件的构成及作用 软件设施、硬件设施是构成计算机的重要部分,以硬件为例,其构成也相对较为复杂,对计算机的有效运行发挥着重要作用。首先,运算器,能够对计算机数据信息进行加工与处理,借助控制器,可以与存储器之间相互转换数据信息。这是CPU的重要部件,对数据计算发挥着重要影响,也是决定计算机运行效率的关键。其次,控制器,相当于计算机系统的控制指挥中心,与运算器共同组成中央处理器,可分析系列指令,并根据指令而发出控制命令信号,促进计算机各部件的协调工作。可见,控制器如同人体的大脑或中枢神经系统,对计算机的正常运行发挥重要作用。再次,存储器,相当于记忆装置,能够对用户的保存信息读取。通常,存储器是由主存、辅存两部分组成,计算机运行的程序和数据信息内容大多在主存储器中存储。最后,输入和输出设备,是实现计算机与人交互的重要部件[1]。 2计算机硬件技术分析 2.1开发技术:当前,开发技术主要表现在嵌入式硬件平台开发方面。该平台为嵌入式微芯片提供工作场所,借助处理器和系统外围设备,使其能够正常运作。对于嵌入式的计算机硬件,由嵌入式处理器、控制器、数字信号处理器等组成,可将计算机硬件的工作效率提升层次。其中嵌入式控制器发挥重要作用,其在单片机的内部芯片中具有诸多功能,如集成总线、脉宽调制输出等,不仅能够降低控制器的成本,而且其体积下,有利于计算机朝着为控制的方向发展。在计算机开发技术水平提高中,相关技术人员应加强对数字信号处理器的开发力度,缩小其体积,同时也加强其工作能力,达到提升计算机硬件整体性能的目的[2]。 2.2加速技术:近年来,计算机硬件加速技术得到广泛的应用,能够提高计算机的处理速度。加速技术主要有:Huffman算法、XML、像素光照计算、CUDA等硬件加速技术,利用硬件模块代替软件算法,能够发挥影响速度快的优势,对数据信息内容进行快速处理,达到提高计算机工作效率的目的。计算机硬件加速技术研究中,可借助芯片、处理器等硬件元件,用以解决CPU的诸多问题,减小CPU的压力,使其能够运行其他程序。就我国计算机的发展趋势看,硬件加速技术是计算机硬件技术未来发展的重要方向,技术人员能够在该方面有着突破性进展,有利的促进我国计算机技术的发展进程[3]。 2.3硬件存储技术:从存储技术看,是计算机得以在社会众多行业领域中有着广泛应用的重要技术支持,伴随计算机技术水平的提高,存储技术也逐渐实现突破。目前,常见的计算机硬件存储技术主要包括:首先,DAS技术,其存储设备在连接装置的作用下,可以直接连接计算机,具有操作简单、成本低廉、性能良好的优势和安全性低、扩展性差的劣势。其次,NAS技术,这是专门为网络数据的存储而开发和研究的新型服务器,具有独立的PC服务器,尽管其扩展性能良好,但数据传输速度并未达到理想标准,而且在使用过程中,单点故障相对较多,对计算机正常运行有影响。最后,SAN技术,可以形成存储网络,其扩展能力较强,而且数据信息的传输速度十分快,但应用该技术的成本相对较高,且对技术水平的要求更高。 2.4故障诊断技术:在计算机硬件运行中,可能发挥故障,相关人员应对故障加以合理的定位及检测。为能够及时开展故障诊断工作,可设置自动诊断的程序,只需要在数据生成系统、诊断控制系统的条件下,方可实现。在此过程中,相关人员构建故障模型,进行硬件数据测试,并输入精准的数据,在计算机硬件内部创造“词典”,在计算机硬件发生故障时,则启动自动诊断程序,针对相关数据而形成一份初步诊断报告,供技术人员参考。随着科学技术水平的飞跃发展,计算机体积越来越小,但其构件越趋复杂多样,增加故障诊断难度,通过发展故障诊断技术,可以提高计算机硬件故障诊断工作的效率,这对计算机技术的发展有利[4]。 2.5运行维护技术:运行维护技术是计算机硬件技术的重要组成部分,通过有效开展计算机的维护工作,能够使计算机处于正常运行的状态。就计算机硬件的元件看,主板、显卡、内存、硬盘比较容易出现故障,一旦故障产生,则影响计算机的运行,因而用户应定期检测故障,对硬件部件开展必要的检查、保养工作,可延长计算机硬件的使用寿命。例如,对于风扇部件,应定期对其进行清洁,避免灰尘积累过多而影响风扇的转速。另外,机主还应定期检查内存及做好杀毒工作,为计算机硬件设施提供有利的运行环境。 结论 现阶段,我国计算机硬件技术水平不断提高,有力的推动着计算机事业的发展进程。我学习计算机硬件技术知识的过程中,能够对计算机硬件技术有更多的理解,有助于为我以后学习计算机知识内容奠定基础。国内的计算机技术研究道路上,必将以硬件技术知识为依托,从而加大技术研发力度,为国内计算机硬件技术的可持续发展进程创造有利的条件。该技术未来发展中,开发技术、加速技术、存储技术、故障诊断技术、运行维护技术也将占据主导地位和发挥导向作用。 作者:方可 单位:湖北咸宁市鄂南高中二(8)班 计算机硬件论文:计算机硬件组装与维护技术分析 摘要:当前随着计算机网络技术的普及与发展,计算机作为日常工作和生活中使用到的重要工具在人们的生活中扮演着重要的角色,一旦计算机的硬件或是软件系统出现问题,将不可避免地给人们带来一定的损失。因此,掌握一定的计算机软件、硬件组装和维护技术,提升计算机保养技能对于普通用户来说是非常重要的。笔者基于现实的角度详细介绍了计算机硬件和软件的组装技术,并对一些常见的软、硬件维护和保养问题进行了相关探讨,希望能为计算机用户提供一定的帮助。 关键词:计算机硬件;维护;组装 1引言 计算机是人们日常生活中接收和处理信息中应用到的常用工具,且计算机在推动人类第三次工业革命的过程中扮演着不可或缺的重要角色,目前随着个人笔记本和微型计算机的普及,计算机几乎成了人类生产和生活中的必需品。计算机主要由硬件系统和软件系统两部分组成,在使用的过程中难免会出现一些硬件问题或是系统问题,因此,掌握基本的计算机组装和维护技术,不但可以最大限度保护数据安全、延长计算机的使用年限,还可以节省下一大笔维护资金。本文以此为基本出发点详细论述了计算机硬件组装技术,并针对计算机系统常见的几种故障问题提出了自己的看法。 2计算机硬件系统组装技术概述 计算机系统是网络信息技术支撑下的技术设备,其硬件系统是支持计算运行的核心。计算机硬件系统是一个由机箱、电源、CPU、硬盘、显卡、基本电路板、散热装置、输入装置和输出装置等组合在一起的复杂系统,主要根据电子及电子元件工作原理、计算机系统的工作步骤以及系统操作规程将这些硬件系统有机组合在一个空间内,保证各个物理硬件装置之间协同工作,从而达到获取、处理、输入及输出信息的功能。计算机硬件系统的组装是其他维护技术的前提和保障,只有了解了计算机硬件系统的基本组装技术才能在计算机硬件系统的维护过程中做到游刃有余,从而保证计算机系统的正常运行。 3计算机硬件系统组装的具体步骤 计算机硬件系统的组装对于初学者来说是一个颇为复杂的工程,其涉及诸多物理设备的安装和调试,并需要严格遵循一定的操作规程进行组装,在本章节中将计算机硬件系统的组装过程分为以下三个过程。首先是主机箱的安装。首先打开主机箱,利用改锥和螺丝将计算机主板固定在机箱上,根据螺丝孔的大小和深浅准备相应型号和数量的螺丝。同时安装过程中要确保螺丝的固定质量,防止出现松动的情况。固定好计算机主板后下一步是要安装电源系统,通常情况下机箱内的电源插口位于机箱左上方,固定好四颗螺丝,同时保证电源的排风扇是朝机箱外面的目的是保证散热质量。接下来就是安装CPU,CPU作为计算机系统中的核心部件往往做工非常精细,针脚部位非常脆弱,在外部应力作用下极易损坏。因此,在安装过程中一定要格外注意,小心翼翼地将CPU与主板上的插口对应,并注意在固定螺丝的过程中一定不能加大力度,保证CPU在主板上不会松动即可。同时CPU作为主要的工作中心发热量较大,必须在CPU上安装散热风扇,同时建议在CPU和排风扇之间涂抹散热硅胶,然后再固定风扇上的螺丝或是挂钩。最后环节是要连接风扇的电源接口与主板上相应的接口,在保证衔接质量的同时避免连接线路对其他设备的安装造成影响。其次是内存的安装。计算机系统中的内存分为运行内存和存储内存两个板块。其中运行内存为条状的集成电路板,需要将其插入计算机主板上相应的插槽内,目前市面上主要有2G、4G、8G和16G几种容量的内存条,用户可以根据自身的需要选择合适容量的运行内存进行组装。同时为了保证内存的安装质量在插槽设计期间在两边设计了挂钩,起到稳定内存条的目的。安装过程中将内存条与插槽的边缘对齐,调整好方位后用两个手指按住内存条的两侧将其同步安插在插槽内,两侧同时听见“咔哒”的声响同时挂钩卡住内存条的两侧边缘时即为安装成功。通常情况下主板上设置有四个内存条卡槽,有的机型则为两个,实际应用时可以根据个人需求或是实际情况安装多条内存条,计算机的总运行内存为单个内存条容量之和。在这里需要强调的是当出现四个内存条卡槽时不可以安装三条内存条,且当安装两条内存条时需要采取间隔一个卡槽位置安装的形式,这是由运行内存的设计原理所决定的。存储内存俗称硬盘,是驱动计算机运行的重要设备,安装时需要将其固定在机箱的前端,用螺丝将其固定好之后将引线安插在主板上指定的位置,电源线连接在主机电源上,确保计算机可以更好读取硬盘数据。最后是计算机显卡以及控制线的安装。显卡又被称为显示适配器,是电脑进行数模信号转换的主要设备,也是计算机硬件系统中的重要组成元素之一。通常在计算机主板上预留有显卡安装插槽,安装时将显卡对准插槽的接口往下小心按压,然后用螺丝将其固定在主板上。另外,一些机型的主板集成显卡、声卡和网卡,即在制作主板的过程中已将这些硬件设备安装在了主板上,因此不需要手动安装,实践过程中需要注意这些问题。然后是控制线的安装,由于大部分的机箱控制按钮如电源键、重启键以及显示灯等都分布在机箱上的显著位置,因此,首先要确定主板上的对应接口,并注意正负极,选用合适的控制线将这些按钮和显示灯与主板上对应的插口连接起来,同时尽可能注意线路的布局,避免内部线路混乱,从而为后期使用过程中维护和更换硬件降低难度。在机箱内部部件安装完成后,安装好机箱盖,连接好机箱外部的其他设备,如键盘、鼠标、显示器、音响、光驱等,接通电源并开机,观察主要的显示灯和屏幕显示情况,确定可以正常启动后再安装操作系统。 4计算机硬件系统的日常维护技术分析 4.1硬盘的维护 计算机硬盘是硬件系统中的重要组成部分,同时也是用户数据最主要的存储设备,硬盘一旦出现问题将给用户带来不可估量的损失。因此,首先要保证硬盘的工作环境必须干净、清洁,污染物附着在主轴电机内部以及电路板的表面上,会影响主板的散热效果,甚至造成电路板短路等重大问题。同时要保证外部温度维持在合理的范围内,以23摄氏度左右为宜。其次,要注意硬盘的防震工作,硬盘是精密的电路元件系统,在外力震荡作用下易造成磁头和盘面的碰撞,进而造成存储设备的损坏。最后,在硬盘的日常使用过程中要注意采取一些必要的维护手段,包括及时清理硬盘内的垃圾,定期对硬盘进行病毒及恶意软件检测,以及存放系统文件的分区内尽量少放其他文件,等等。 4.2CPU的维护 CPU是计算机系统内主要的信息交互和数据处理设备,运行时间过长和过短都会对CPU系统带来致命的破坏作用,若CPU出现故障,将很有可能导致正在运行中软件损坏和处理数据丢失,因此,在合理控制计算机工作时间的同时,要定期检查散热器的工作状态,并做好散热器的除尘清洁工作,保证散热器的正常运行。同时在工作中要尽量避免强制关机,在CPU出现故障时要首先检查散热器的工作状态,然后在断电的状态下更换CPU。另外,一定要避免CPU长时间高温作业,确保外部环境的干净和凉爽,减轻散热器的工作压力。 4.3内存的维护 内存条是计算机硬件系统中的重要设备,同时也是较易发生故障的设备,如果在使用过程中发现计算机显示屏无法正常显示,或是出现错误提示,且机箱内伴随异响,可以初步判断为内存故障。这时断电打开主机机箱,首先查看内存条与主板卡槽的接触是否良好,然后采用拔插检测法检测内存的故障(注意不可一次性全部插拔,只移动部分内存条即可),然后接通电源重新启动观察计算机是否可以正常运转。如果插拔法无效,则需要更换内存,如果更换新的内存条后计算机还是不能正常启动,则初步判断为卡槽故障或是计算机主板故障,需要交由专业的维修人员进行进一步的故障检测。 5结语 总之,计算机是人们生活与工作中非常重要的设备,逐渐成为人们的生活必需品,熟练掌握计算机硬件组装以及维护方法是保证计算机运行的重要措施,根据对计算机硬件的详细了解,更好维护计算机。 作者:张宏 单位:呼伦贝尔职业技术学院 计算机硬件论文:计算机硬件维护原则及方法 摘要:在计算机各个组成部分中,计算机硬件是其核心部分,如果硬件遭受损害,会对计算机的使用性能带来严重的影响,而如果计算机硬件出现严重的故障,甚至可能导致其他部件不能正常运行,最终致使系统瘫痪。因此,全面的、有效的、合理的以及科学的保养和维护方法,可以提高计算机的使用效率,延长其使用寿命。笔者主要针对计算机硬件维护原则与方法进行分析和阐述,希望给我国计算机用户提供参考和借鉴。 关键词:计算机;硬件维护原则;维护方法 信息时代下,随着我国科学技术的蓬勃发展,计算机已在各个领域、各个行业中获得广泛而深入的应用,其已成为人们日常工作、学习以及休闲的重要工具,尤其是在最近几年,计算机更是走进了千万家庭中,在我国实现了大规模的普及。而随着计算机的全面普及,其日常保养和维护越发重要,但是由于多数用户缺乏专业的养护知识,导致硬件设备受到损害,严重影响其使用寿命。由于计算机硬件比较容易出现问题,而问题也相对复杂,因此,对计算机硬件进行正确的维护和保养,是计算机用户需要掌握的重要技能。 1计算机硬件维护的主要原则 1.1以预防为主 人们对计算机硬件维护的理解,通常是维修硬件,但是实际上,维护与维修是两个不同的概念,维护是预防与维修的充分结合,并且更加重视预防。因此,用户要在平时的计算机使用中,养成良好以及正确的习惯,进而正确使用计算机,延长其使用年限,保证计算机性能稳定,满足用户的工作以及学习需求。计算机如同人体,当硬件出现问题后,不能着急而胡乱处理,如果在平时不注重硬件保养,在出现问题后又随意处理,可能会引发更大的问题。因此,用户一定要注重平时的预防工作。首先,一些用户认为开机比较简单,但简单的开关机中却蕴含了大学问。正确的开机做法是:在打开电源后,过一段时间再启动计算机,因为我国家庭用电电压为220V,但是计算机电压为110V,如果在接通电源后立即启动计算机,由于电压瞬间增大,会对其硬件性能带来负面影响。其次,在关闭计算机的过程中,用户也要注意使用计算机系统关机,不可以为了省事,在非特殊情况下按动主机按钮,进而确保其使用寿命和运行良好。最后,在关闭计算机后,需要拔下电源插头,这样不仅省电,同时也消除了火灾隐患。 1.2具备计算机维护常识 首先,用户在使用计算机过程中,相关硬件会发出一定热量,特别是在炎热的夏季,机箱会快速升温,而如果温度较高,不仅会影响计算的运行速度,同时也可能为硬件带来伤害,因此,为了保证有效散热,用户需要将计算机安放于通风和阴凉的地方;其次,在下雨打雷等恶劣天气下,用户尽量不要使用计算机,防止计算机遭遇雷击,进而为硬件带来伤害;最后,用户不要频繁关闭和启动计算机,如果长时间不使用,要通过正常的关机程序将其关掉,同时,为了保证计算机的运行效率,要选择正版软件,盗版软件也会为计算机硬件带来一定的伤害。 1.3保证卫生环境良好 通常情况下,计算机最佳工作温度为20~30℃,计算机温度过高或者过低,都会为计算机硬件带来影响,轻则导致硬件老化,缩短其使用年限,重则会导致硬件损坏,致使计算机不能正常使用。因此,用户在使用计算机的过程中,要将其放置于空气流动好以及通风效果好的地方,调节计算机温度,如果条件允许,可以为其配置专用空调。同时,用户需要注意,不能将计算机放置于阳光直射下,由于温度较高,会导致计算机运行温度不断升高,而阳光直射也会为屏幕带来一定的损害。计算机运行环境的湿度要合理,如果环境十分潮湿,可能会导致电路板元件引线和触点腐蚀生锈,出现短路以及断路的情况;如果环境十分干燥,其产生的静电会导致计算机出现开机错误,造成硬件损坏。因此,在冬季或者秋季,天气寒冷干燥,用户一定要注意控制环境湿度,根据气候调解环境。在阴雨季节,要保证计算机每周工作两个小时,避免由于环境潮湿而导致元件受潮。用户在检测故障的过程中,要使用毛刷细致清理计算机机箱,排除由于粉尘而引发的故障。 2计算机硬件维护的主要方法 2.1合理分配计算机资源 用户在启动计算机的过程中,系统会自动为计算机分配动态内存和资源,为了保证其工作正常,分配的动态内存都是唯一地址。对于即时性设备,系统分配的资源都能够保证计算机正常运行,对于非即时性设备,系统分配的资源不能完全保证计算机正常运行,因此,需要用户进行手动分配,保证计算机正常使用。具体分配步骤如下:右键点击“我的计算机”选择“系统属性”选择“硬件”选择“设备管理器”选择“属性”选择“资源”选择“设置基于”选择“更改设置”选择“确定”。在完成上述步骤后,计算机配置就已生效。 2.2应用系统还原功能 如果计算机系统出现问题后,用户需要对其进行重新设置,系统还原功能可以满足用户的实际需求。系统还原功能保存系统最好的状态,如果用户在使用中系统出现了问题,可以使用系统还原功能,将计算机恢复到最好的状态。系统还原功能十分实用,如果计算机硬件出现任何问题,都可以利用系统还原功能将其恢复到最好的状态,并且不会丢失以前的数据,在系统还原后,计算机的运行速度会得到较大提升。 2.3科学保护主机 显示器和主机是计算机的两个关键组成部分,而主机对于计算机,如同大脑对于人体,主机中的CPU相当于大脑,声卡相当于听觉系统,显卡相当于视觉系统,主板相当于神经系统,每个硬件都有属于自己的功能和职能,因此,对每个硬件的维护都是至关重要的。首先,用户在使用计算机的过程中,不能频繁开关机,通常情况下,每次开关机都需要间隔六十秒以上,在进行关机操作时,要注重关机顺序,在软件全部关闭后,进行关闭操作,防止出现软件损坏以及数据丢失的情况;其次,如果用户并非专业人士,不能随意打开主机箱,尤其要注意不能在开机状态下触碰电路板,防止出现电路烧坏以及人体触电的情况;最后,计算机如果处于开机状态下,不能随意搬动机箱,更不能将主机与液体容器放在一起。 2.4正确维护硬盘 硬盘是储存数据的重要硬件,因此,用户要重视正确维护硬盘。首先,用户不能频繁进行开关机操作,频繁操作会导致硬盘处于频繁启动的状态下,增加了其出现故障的概率;其次,硬盘要尽量远离磁场,否则可能导致其出现数据丢失的情况;再次,硬盘处于工作状态下,其指示灯会不断闪烁,这证明其正在储存数据,在这个时候,用户不能进行关机操作,如果此时突然关机,可能会为硬盘带来伤害,因此,需要等到指示灯不再闪烁时关机,在特殊情况下,例如电脑死机,用户可以利用热启动键,重新启动计算机;最后,为了防止由于病毒感染而为硬盘带来破坏,用户需要安装正版的杀毒软件,并且对计算机进行定期病毒查杀,当前,主要使用的软件包括瑞星、360以及卡巴斯基等,用户还要定期检查硬盘,确保硬盘数据的安全。 2.5正确维护显示器 人们利用显示器开展工作和学习,因此,为了确保显示器的正常使用,用户需要注重以下几点:首先,显示器需要远离电话卡、银行卡、手机以及电视机等磁性物品;其次,如果用户长期不使用显示器,需要用防尘罩对其进行保护,防止灰尘落到其电子元件以及内部电路上,出现短路的情况;再次,显示器不宜过亮,如果过量会导致荧光粉和显像管老化,缩短其使用年限;最后,分辨率不能超出额定范围,设置保护程序可以有效防止其出现老化的情况。 2.6正确维护键盘与鼠标 键盘是人们经常使用的计算机部件,用户在使用过程中,需要用力适中,如果用力过大会为其带来伤害,降低键盘弹性,键盘要保证整洁干净,液体不能落到键盘上,在不使用键盘时,需要使用保护罩对其进行保护,并且定期清理键盘。当前,鼠标基本为光电式,在使用过程中,要防止灰尘进入鼠标中,保证鼠标垫的平整和清洁。 3结语 新时期下,随着计算机技术的发展,计算机已成为人们工作和生活的关键工具,因此,用户需要注重维护和保养其硬件,延长计算机硬件的使用寿命。 作者:赵金库 单位:四川旅游学院 计算机硬件论文:EDA技术在计算机硬件设计的实践 【摘要】科学技术的发展离不开计算机硬件的发展,EDA技术的发展为计算机硬件的设计提供了全新的解决思路,以一种高效、快速、便于调试的方式,提升了计算机硬件的发展水平。本文简单介绍了EDA技术,并以UART的设计和实现为例,阐述了EDA技术在计算机硬件设计方面的应用。 【关键词】计算机硬件设计;EDA技术;实践分析 前言 电子设计从手工设计逐步走向了自动化设计,它的发展以EDA技术的发展为主要标志。EDA技术以计算机为操作工具,融合了最新的应用电子技术、计算机技术和智能化技术的成果,并且将设计人员从繁重且重复的劳动中解脱出来,使得电子产品的设计效率提升了。 1EDA技术概述 1.1EDA技术的基本内容 在没有EDA技术的时代,计算机硬件的设计需要通过人工手动完成集成电路的设计、布线等工作。而随着集成线路复杂程度的增加,基于手工的设计方式已经无法满足工作需求。因而人们开始寻求一种更为高效的硬件设计方式。EDA技术的诞生,成功改变了这一情况。它以计算机为操作工具,让学生可以在软件平台上,通过软件化的设计方式来描述计算机硬件。由计算机代替人工完成逻辑编译、优化、布线、仿真等工作。整个过程是自动的,直到能够完成对既定芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作[1]。 1.2一般设计流程 它创新性的颠覆了传统电子产品的设计方式。将设计的顺序从由下至上翻转过来。这使得硬件设计者能够从更为宏观的角度去掌控产品的开发。包括设计的质量、成本、功能需求、研发周期等。在拥有比较全面的宏观分析后,从系统设计出发,进行顶层功能模块的解构和划分。并能够按照方框图系统级的次序逐级完成仿真纠错和验证。从而能够使设计问题更早的被凸显出来。当所有的仿真和验证确认无误后,再用逻辑综合优化工具的门级逻辑电路的网表来实现硬件的物理级呈现。通过该项技术的应用,将设计者的设计强度减轻,仅需要通过软件平台,就可以实现硬件的电路设计和功能仿真。整体的设计效率被大幅度提升。硬件设计流程如图1所示: 2基于EDA技术的计算机硬件设计的实践探究 本文以可编程器件开发工具MAX+PLUSⅡ为开发平台设计,它的运行速度快,界面统一,功能集中。同时该开发平台具备十分完整的可编程逻辑设计环境,能够完成从指标设计、输入、编辑综合处理、校验直至编程下载的EDA设计的全过程。设计者可以按工作流程选用工作模块。适用于多平台操作,是一种理想的开发平台。本部分就计算机的基本硬件之一通用异步收发传输器基于EDA技术的设计实现进行了简要的阐述。 2.1UART的基本介绍 通用异步收发器(UART),是计算机中不可缺少的组成部分,它是一种短距离串行传输接口。能够作为微机与下位机的通讯串口,来实现有效通讯。根据当前的计算机运行机制,需要进行数据的交换和传输。但是并行数据并不能够直接发送到调至解调器中,而必须要经过异步传输才能够解决。UART就是此过程的必要部件。它将信息有序的发送到调制解调器中,实现计算机的正常运转。 2.2硬件设计 在进行硬件设计时,考虑各项功能模块的调试工作,设置了三个按键输入来实现UART的复位、接收和发送数据功能的启动。整体硬件结构如图2所示。 2.3模块设计 (1)基本设计思路UART在工作中主要涉及两个过程,发生和接收。在设计时,考虑模块化的方式来进行设计。发生的过程即并行数据的准备阶段,UART按照既定的格式,将信号进行转换。在此过程中涉及到关键的时钟信号。需要通过波特率发生器来产生与本地系统同步的时钟信号。而接收的过程,就是在信号转换成RXD串行信号后,转换成调制解调器需要的并行数据信号。在整个进程中,由于本地时钟信号与UART的时钟信号会产生一定的延迟和误差。当这种误差产生持续性的积累时,会产生接收偏差。使得UARD的功能不能够被顺利的实现。因此,在进行设计时,需要采用一个远远高于波特率的本地时钟信号对输入信号RXD不断地采样,来保持工作过程中UARTDE接收和发生不会出现步调不一致。(2)奇偶校验位发生器模块设计奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法,以保证串行数据的准确性。在基于EDA技术进行UART奇偶校验位发生器设计需要考虑几个关键点。一是该模块能够执行奇偶校验规则,正确的选择数据。从而实现系统既定二进制数据与输入的串行数据校验位的合理比较。验证输入的正确性。二是该模块必须要满足计算机功能的持续拓展性。在计算机工作中,会产生不确定的并行校验位的增加。那么该模块应该能在后续定义的规则基础上进行校验位的添加。对已经设计完成的奇偶校验位发生器模块采用EDA的工具mod-elsim12.0进行功能的仿真,对仿真结果进行详细的分析,以确保所有期望的功能都已经实现,对于发生问题的地方及时进行修订。(3)波特率发生器模块设计此模块的主要功能就是能够根据时钟的频率和既定的波特率来计算出波特分频因子。分频因子就是分频数。对于波特率发生器的系数一般在现场可编程门阵列实现时基本上是固定的,但是当实现出现变化时,波特发生器的系数就要发生改变。在UART中采用的是专用的芯片,使得波特率的改变变得比较困难,需要加上相应的接口来实现波特率的变动。在使用硬件描述语言的parameter语句(VerilogHDL)或者Generic语句(VDHL)就可以实现UART专用芯片的波特率的改变。那么就不需要通过后续的接口添加来改变系数,也就减少了设计和调试的难度。该发生器的分频时钟与波特时钟的频率比设置为16:1.那么信号采样的准确性就会增高,使接收和发生保持在同一步调上[2]。(4)顶层模块设计UART顶层模块是硬件的综合模块。它涵盖硬件中全部接口定义。主要是为了接收和发生与其他模块的通讯和连接。若通用异步收发器的波特率为9600bit/s,分频因子则为9600*16*2。运用EDA仿真软件,在进行发送功能仿真时将能够得到相应的仿真结果。对该模块的仿真结果进行详细分析的时候可以发现,等待发送的数据在接触发生信号后,其串行信号发生了改变,由01010101001010101[3]。利用EDA技术进行UART的实际,能够实现利异步串行通信功能,同时可以利用EDA仿真工具就功能模块进行分别和整体的仿真校验,解决了计算机硬件设计问题发现晚的劣势,能够在设计的过程中及时调整设计方案。 3结束语 EDA技术是计算机硬件设计向软件化转变的重要标志,它为计算机硬件设计提供了全新的思路。这种设计方式使得计算机的硬件设计具备可视性、直观性,且可以在设计过程中进行实时的控制和调整,解决了复杂电路设计问题发现滞后的问题。 作者:景帆 单位:中煤科工集团西安研究院有限公司 计算机硬件论文:计算机硬件故障与日常维护方法 摘要:随着计算机技术发展速度越来越快,计算机给人们的生产、生活和学习带来了极大的便捷,提高了工作效率与工作质量,促进了各行各业的迅速发展与崛起。然而,计算机在使用过程中,由于计算机自身原因以及大多数用户缺乏计算机养护方面的知识,往往会出现各种故障。本研究以计算机硬件故障为例,着重分析了目前计算机常见的硬件故障点,并就此提出相关的日常维护方法,旨在为计算机用户提供一定的技术支持,以期能够对计算机硬件进行自我保护与修复。 关键词:计算机硬件;故障点;日常维护;方法 引言 随着计算机技术地迅猛发展,其已经逐渐发展成为人们生活以及娱乐中不可缺少的一项必备设施。但是,随着计算机更新速度的持续性加快,计算机硬件设备发生故障的比例也越来越多,对计算机的正常使用产生了一定的影响。本研究主要探讨了计算机硬件具体的故障点,并据此提出了具体的日常维护方法。 1计算机硬件常见故障点分析 1.1CPU故障 CPU就是我们常称的中央处理器,是计算机核心硬件设备,它若一旦发生问题,计算机的功能则会迅速丧失。根据笔者日常的工作经验,总结出CPU故障主要包括如下2个方面的表现:(1)CPU温度水平过高,不仅会使得计算机运行速度显著下降,严重者还会导致CPU被烧毁。对于计算机用户来说,若要准确判定CPU的温度,可在计算机中安装相关检测软件,如360下面的鲁大师,就可以对CPU温度进行检测。若检测出来的温度较高或者出现异常,则应将电脑立即加以关闭,应及时对CPU散热器及风扇等设备进行除尘处理,以确保计算机具有较好的散热效果。(2)超频死机,通过对超频进行一定的设置,能够促使计算机运行速度得以快速提升,但是CPU的运行速度如果过快,那么很有可能会使得计算机系统稳定性较差,导致死机现象的产生。所以,应根据计算机硬件设施以及系统的基本性能,合理、规范化地设置工作频率。 1.2自动重启故障 引起计算机自动重启的因素非常之多,具体而言,主要包括如下3个方面的原因:(1)CPU存在问题。不管是温度过高还是功能电路受损严重,计算机均很有可能会进行自我保护,自我进行重启;(2)内存方面的问题。如果计算机内存与主板之间连接不佳,内存数据加载量过大,同样会使得计算机出现自动重启的现象;(3)电源方面存在的问题。计算机运行是否稳定,受到计算机电源自身的稳定性所决定,若计算机所连接的电源的性能水平低下,或者电源功率不能补给计算机运行所需要功率大小,计算机同样会处于频繁的自动重启的状态。 1.3存储方面出现故障 计算机存储方面出现故障一般表现在计算机无法正常开启以及系统运行错误等方面计算机若长时间放置不使用,那么会因为内存存在接触不良或者松动的情况,会导致计算机不能正常启动的产生,对此,用户可拔出内存,将内存槽内部的灰尘清理干净,然后将内存条重新插入内存槽开机即可。若因为增加新的内存条之后而导致计算机不能正常地启动,那么可对新增加的内存条的插入方式是否正确、接触是否可靠等进行检查与判断,对内存条进行调整之后,再开机进行测试。 2计算机硬件的日常维护措施 2.1主板的日常维护 主板日常维护方法主要包括两种:(1)系统处于正常状态,当将主板卸下来之后,重新安装之后开机则未产生任何响应,具体的处理办法为:首先对计算机电源进行全面地检查,若更换后依然存在故障,那么就可以怀疑主板存在故障。将主板进行仔细检查后,发现整体出现扭曲,则可断定为安装不合理而造成主板线路接触不佳。将主板重新卸下后,然后重新进行安装,开机后则正常运行。(2)对于一台长期使用的计算机,系统时间往往会变慢,经过多次校准,但是过不了多久仍然会出现变慢的情形。对此,可采取如下处理措施:之所以会发生时钟变慢的情形,主要原因在于电脑主板电池电量不足而引起的,但是若更换电池后仍然不能得以解决,那么此时应该对主板的时钟电路进行仔细检查,可以使用无水乙醇对控制时钟的电路进行清洗,如果仍然有故障存在,那么则需要联系厂家对其进行维修。 2.2CPU的日常维护措施 CPU的日常维护主要包括如下两个方面的措施:(1)电脑CPU的温度水平总是处于偏高的水平,即使CPU的温度水平不足以达到报警水平,但是其对计算机硬件自身也会存在一定的影响。具体的维护措施如下:将CPU散热风扇以及散热片上面的灰尘进行清理,灰尘过多会影响到计算机的散热效果以及使得风扇转速水平显著下降;此外还可以在CPU的表面位置与散热片之间涂抹一些硅脂,从而有效提高热量的散发效率。(2)对于涂抹硅脂之后,CPU的温度并未降低,反而还升高了一些。对于这种状况,可进行如下处理:应该在CPU芯片的表面薄薄地涂抹一层硅脂,以基本可以覆盖芯片为准。若涂抹的硅脂厚度过大,那么则会影响散热。 2.3硬盘的日常维护方法 对于硬盘而言,其日常维护方法如下:系统常常无法正确地识别硬盘。对于此种情况,可作如下处理:这种情况一般是硬盘自身、主板、BIOS设置等方面出现问题。经替换的方法对其进行反复性检查,然后将上述各个部分的问题一一排除。进一步检查发现,硬盘数据线出现扭曲等情况,对此应该解决这个问题。 3结论 综上所述,计算机硬件故障点主要表现在CPU故障、自动重启故障、存储等方面的故障,对此,在日常使用过程,应该对这几个方面进行关注,从而按照对应的日常维护对其实施维护,以期提高计算机的使用时间,降低计算机折旧率,更好地为人们服务。 作者:王玉玺 单位:青岛黄海学院 计算机硬件论文:计算机硬件安全保障及维护对策 【摘要】当前我国信息化速度发展较快,新时代信息革命的浪潮使得人们的生活以及工作方式发生了相应的变化,计算机网络技术在现代社会中占据着重要的位置。随着网络技术的快速发展,网络环境下人们对于计算机的综合性能要求逐步提升,计算机产品的更新速度也在不断加快,为了使得计算机硬件发挥出自身的实用性,需要切实完善计算机硬件安全保护性措施。 【关键词】网络环境;计算机硬件;安全保障 我国口前网络信息技术发展较快,人们的生产生活方式与计算机网络环境的联系日益紧密。计算机和网络环境之间密不可分,网络环境下为人们的生活提供了诸多便利,但同时也为计算机硬件系统带来了相应的安全隐患。本文对当前网络环境下计算机硬件安全的问题进行探析,并提出相关安全保障以及维护的对策,促进计算机硬件系统的稳定运行发展。 1网络环境下加强计算机硬件安全的必要性 现阶段我国计算机硬件具体指的就是计算机系统中各类机械、电子以及光电元件构成的设备总称,其代表的是一类物理机构,硬件系统的性能高低对于计算机的整体运行系统以及服务效率都有重要的影响川。当前网络运行环境较为复杂,计算机硬件的安全运行受到诸多因素的综合影响。比如空气中的潮湿度、计算机运行的空间温度、外界的网络侵入等。放置计算机的房间也有相应的空间湿度标准,要符合正常的湿度标准才能使得计算机系统正常稳定运行,比如房间内的湿度不能高于80%,不然空气中的湿度会不断侵入,从而使得硬件中的电线以及金属原件受潮之后发生生锈和腐蚀等现象,从而限制计算机的正常运转。此外家庭相关的微波设备、家用电器等都会给计算机硬件设备的正常运转造成相应的十扰,使得硬件受到十扰从而导致计算机系统的整体瘫痪。复杂的网络环境下,网络黑客的入侵以及网络病毒都会给计算机硬件的正常运新造成巨大的十扰。 2网络环境下计算机硬件安全保障及维护对策探析 当前的网络环境指的是通过通信连接线路将不同地域的具有独立功能计算机以及相关设备进行有效连接,在合理的通信协议范围内,实现信息的有效传递和资源之间的共享。硬件设备是计算机网络系统中的重要设备,其自身的安全性能对于计算机网络系统的稳定运行具有重要影响。所以当前网络环境下为了使得计算机系统能够有效运行,就需要使用者管理维护好计算机各个硬件设备的安全性。 2.1处理器的基本维护 当前计算机硬件运行系统中处理器是系统的核心构件,其性能和综合稳定性对于计算机系统的运转能力具有重要的影响。此外,处理器也是维护计算机硬件安全的重要部分,在实际操作过程中都会进行相关加密性的操作,使得计算机自身的安全性能得到有效维护。对于处理的基本维护措施来看,外部的环境因素能够影响到处理器的综合性能以及使用的稳定性。所以在外界环境温度较高的情况下,比如在夏季处理器的发热会更严重,如果故热的能力不够的情况下,处理器会因为自身温度较高而影l]向自身的使用寿命。所以当前可以通过研究水冷故热系统来对处理器进行故热,此类故热方式还可以进行循环使用,对于硬件设施具有较好的作用。此外还可以使用专业化的UPS进行降压,使得处理器能够稳定运行。对于处理器进行有效的加密也能够预防外界环境的侵入,提高处理器的安全。 2.2计算机主板的维护 计算机主板在计算机系统中具有重要作用,是连接计算机硬件系统的基础设备的,也是各个模板进行有效链接的主要桥梁,能够使得各个硬件之间加强联系操作。当前对主板构成威胁的主要因素是静电,主板由晶体、芯片等设备构成,在实际运行的过程中会产生相应的静电,静电会扰乱主板正常下作的稳定性,更严重的后果还会导致主板相关的元件造成损坏。所以当前需要切实做好计算机的接地下作,让主板在实际下作中产生的电流能够全部释放到地面上。此外外界的重力作用也会导致主板发生变形,从而使得主板发生损坏。所以当前在主板的实际安装过程中需要将其固定到计算机的机箱上,安装时还需要控制好用力情况,避免用力振动造成主板的损坏。 2.3硬盘的维护 计算机存储系统中硬盘起到了重要作用,硬盘属于的外部的存储器,计算机中绝大部分的存储数据都记录在硬盘当中。当前我国许多计算机还是采用HDD硬盘,此类硬盘大多都是机械机构,其内部结构相对复杂且紧密,对于外界的环境因素较为敏感。当其自身受到不同程度地震动时,就会使得盘片被磁头触碰到,从而使得磁盘发生损坏,最终影响硬盘的下作效率,导致硬盘中存储的大量数据丢失。此外随着当前计算机技术以及硬盘技术的全面发展,SSD硬盘也得到了有效的普及应用,当前SSD硬盘对于实际下作环境的要求较高,主要是为了有效防止静电对于电路元件的综合影响,所以需要切实做好接地防护措施。 3结语 总而言之,当前复杂的网络环境下加强计算机硬件设备的安全维护具有重要意义,能够使得计算机硬件设备正常运行,从而保障计算机系统的稳定,更好地发挥出自身实用性。 作者:冯磊 单位:山东超越数控电子有限公司 计算机硬件论文:电子应用技术在计算机硬件维修的作用 [摘要]现代社会经济发展越来越快,人们对于电子应用和网络技术的认识也在逐渐的提高。在近几年,计算机技术和网络技术逐渐得到普及,并且被大多数人所应用。目前,无论是在学校的课堂教学还是企业单位的工作中,电子应用技术都是不可缺少的一种应用技术。电子应用技术包括模拟电路、数字电路、系统的应用技术等。将电子应用技术中的理论基础与实践应用技术应用到计算机硬件维修中,通过对计算机的运行状况进行检测,可以加强故障检测系统的分辫能力,发现计算机硬件的故障问题。在计算机的硬件系统维修中,电子应用技术起着至关重要的作用。现代社会不断的进步和发展,电子应用技术也在不断地改革和创新。本文首先对电子应用技术进行了分析,然后对电子应用技术在计算机硬件维修中的作用进行了研究。 【关键词】电子应用技术,计算机硬件维修作用分析 相关的计算机专业学者对电子应用技术以及计算机硬件维修做了相应的调查和研究,电子应用技术中包含专业的检测技术和计算机网络维修技术,在对计算机硬件进行维修时,利用电子应用技术对计算机硬件的故障问题进行检测,可以节省时间,加强了故障检测系统的分辨能力,提高了计算机硬件系统的检测效率。电子应用技术可以对各种电子产品、通讯设备以及相关的计算机系统进行操作和维修。计算机硬件维修离不开电子应用检测技术。 1电子应用技术分析 电子应用技术是指将现代的电子通讯设备系统和电子应用系统结合在一起的一种新的技术。电子应用技术所涵盖的内容比较复杂,包括电子技术功能、电路设计原理、电子线路设计、检测技术、计算机网络技术、维修技术、通信检测技术、机械制造原理等等。电子应用技术对我们日常中所应用的电子仪器设备、自动装备系统、普通家电等,都可以进行组装、检测、维修,还可以通过电路设计功能和设计原理对电子产品进行分析和观察,了解电子产品的生产过程、组装过程、检测过程,一日_这此电子产品出现问题或者故障,电子应用可以通过其检测系统在短时间内检测出问题原因以及维修方法。近几年,电子应用技术在不断的发展和进步,相关的专业人士也在对电子应用技术进行研究和创新,口前,电子应用技术对于解决电子产品的一般性技术问题是不可缺少的一种技术。电子应用技术还可以对传统的计算机设备进行维修和改造,对于新的电子产品的开发也起到一定的作用。电子技术从专业的角度来说,也是一种理论体系与下程技术的结合,是现代电子系统与计算机系统结合的产物。电子系统离不开信息技术的支持,电子系统在运作过程中应用信息技术理论进行相关理论技术的分析,以信息技术作为支撑。电子应用技术可以为不同领域和不同的研究对象提供专业的信息采集、归类、整理,同时还可以处理运行过程中所遇到的问题。口前,各个领域都在逐渐的进入信息化模式,管理也逐渐的进入智能化,所以,电子应用技术无论是在各个领域的应用研究中,都属于一种基本的专业技术。电子应用技术的主要特点是将计算机技术与信息化设备进行电子信息化管理和控制,从而进行更加专业化和信息化的处理模式。在电子设备和电子系统的应用和设计方面取得了很多专业性技能。电子应用技术是以电子信息产品和信息的处理技术为基础和前提,应用的范围较广。电子应用技术是电子技术科学、计算机技术科学、通信与信息科学综合在一起的一门综合性电子技术。其支撑点是电子信息处理模式和信息技术核心系统。将电子技术应用到计算机硬件的维修中,是以电子科学和信息科学为基本的技术原理,以电子应用技术中的操作系统和设计系统来对计算机硬件的故障原理进行检测和维修。 2计算机硬件维修中遇到的问题 2.1计算机硬件的主板问题 计算机的主板是计算机硬件的核心组成部分,有多个小的电子元素构成,包括内、存、CPU、电脑板卡以及与之关联的外部计算机设备。计算机的主板出现故障,电脑的软件在运行过程中会出现问题,还会导致电脑死机。计算机主板出现故障的原因大多是主板被破坏或者是电脑病毒的侵入。电脑一日_被病毒侵入后,会造成数据的丢失,还会损坏主板的扩展卡和扩展槽。一日_扩展卡和扩展槽遭到损坏,用户的声卡将会无响应。如果CPU的计算机频率出现问题,可能会使电脑故障不显示。出现这种情况,应该对电脑的CMOS进行检测和维修。只要清除CMOS,电脑故障便会得到有效的解决。通常计算机的主板出现问题,还会导致计算机画面出现问题,这种故障需要更新BIOS计算机软盘。计算机的电池用的时间过长会损坏电路板,从而导致主板的损坏。计算机的主板出现问题会严重影响计算机的正常运行,需要及时进行维修。在对计算机的主板进行重新安装之后,如果依旧还是无响应,这时,应该对计算机的其他硬件进行检测,了解计算机故障的具体原因,检查计算机是否能够正常启动。在确定计算机电源正常的情况下,应该对计算机的主板进行专业的维修。计算机主板是计算机硬件系统的重要组成部分,在计算机主板出现问题后,应该对主板进行全面系统的检测,然后进行专业的维修,从而不影响计算机的正常运行。 2.2计算机硬件的硬盘故障问题 计算机硬盘是存储的主要下具,计算机硬盘对于计算机用户信息的安全性和稳定性有重要影响,硬盘影响着计算机的正常运行情况。在计算机的日常使用中,可能会出现硬盘无法读取、计算机不识别硬盘,出现此类状况时,大多是硬盘出现了故障。此时,应该检测计算机上硬盘设备的数据线连接是否正常,电源处是否断电。计算机硬盘关系到计算机的软件系统和安装系统,简单的硬盘故障问题,可以通过重启电脑进行自动修复,如果是硬件的故障,那么重启电脑是无法解决此类问题的。通常来说,硬盘故障分为两种,一种是硬件故障,另一种是软件故障。硬件故障引起的问题通常比较好处理,软件故障引起的问题比较复杂,处理的时间也较长。比如计算机系统的无法启动和无法关机问题通常是硬件问题,通过格式化或者重新启动即可解决。如果是硬件的设备不兼容、电源不适配等计算机硬盘问题,在处理的过程中会比较复杂,首先要先检测电路板中的线路是否正常,再来检查计算机启动时是否异常,如果这两者都不存在问题,那么应该对计算机系统中的BIOS进行重新清除设置。 3电子应用技术在计算机硬件维修中的作用分析 3.1利用电子应用技术准确的检测出计算机硬件的具体故障 电子应用技术中包含电路检测技术和通讯检测技术,计算机硬件系统通常是由多级电路构成,在计算机硬件系统出现问题之后,可能会出现硬盘无法读取、计算机系统无法正常开机、运行、电脑死机等情况。一日_出现上述情况,说明计算机硬件出现了问题和故障,首先应该对计算机硬件进行专业的检测,了解故障产生的原因,再进行全面系统的维修。电子应用技术中的电路检测技术是一项专业的检测维修系统,可以对计算机硬件的电路进行系统的检测,还可以检测出某一级电路的具体运行情况。在对计算机的硬件进行检测过程中,如果由于检测设备或者人为的检测失误,放大了硬件系统中某一个子器件的故障,都会影响硬盘中电路的正常运行,还会影响对于硬件故障的判断,导致判断失误。利用电子应用技术,结合了电子通讯设备系统的检测,首先通过电路设计功能进行观察,然后结合计算机硬件的设计原理对硬件进行分析和观察,可以通过其检测系统在短时间内检测出问题原因。近年来,电子应用系统在不断地升级和完善,在检测系统方面也做了相应的调整,利用电子应用技术对计算机硬件故障进行检测时,可以通过检测系统进行全盘的扫描,对电路设计进行观察,先了解到电路设计是否合理,如果计算机硬盘的电路设计合理,那么需要对计算机硬件的其他环节进行检测和分析。通过检测系统对计算机硬件进行故障原因分析,主要分为两大原因,一是由于人为原因造成的,二是计算机使用年限过长导致机身内部零件老化。其中人为原因造成的计算机硬件故障,主要是指用户在使用过程中的错误操作,比如长时间使用计算机导致主板过热,没有定期的对计算机内部进行拆卸和清洗,强制关机等错误操作。计算机使用年限过长,会使计算机内部零部件老化,电压过高或者过低,从而影响计算机的正常运行。 3.2利用电子应用技术中电路检测技术对计算机硬件故障进行维修 利用电子应用技术对计算机硬件进行检测,在检测出具体的故障原因后,可以通过电子应用技术中的电子线路设计、通讯检测技术以及维修系统对计算机硬件进行全面系统的修复。计算机硬件的维修方式分为常规故障维修和计算机设备电路检测技术维修。首先应该对计算机内部零件进行拆除,检测具体的故障原因,在拆除计算机的前提下对计算机的硬件进行维修。还可以利用电子应用技术中的设备信号检测快速的对计算机硬件系统进行扫描分析。由于计算机内部的零部件较多,在对计算机硬件进行检测时,应该全面系统的检测每一环节,避免在检测过程中产生遗漏现象,需要二次返下和重复拆卸。在对计算机硬件进行实际维修中,应该根据计算机的实际故障原因,制定合理的维修方案和维修计划,采取合适的维修方法,对计算机硬件系统进行修复。在对计算机硬件系统进行常规的故障维修时,首先可以通过观察的方式找出故障的基本原因,在对计算机硬件进行维修之前,应该先将计算机通电,然后将机箱进行拆卸,主要检查电路故障,应用电子技术对硬件电路进行检测,可以采用电流检测法和电压检测法,观察机箱内的电路是否有漏电、短路等情况,根据不同的故障情况采取不同的维修方案。 4结语 电子应用技术在近年来不断的发展和进步,将电子应用技术应用到计算机的硬件维修中,可以准确的检测出计算机硬件出现故障的具体原因,可以应用电子技术中的电路检测技术对硬件中的主板以及硬盘进行全面的检测及维修。计算机硬件的维修离不开电子应用技术,在硬件维修中利用电子应用技术进行检测和维修可以保障计算机的正常运行。 作者:冯书玮 刘玉倩 李乐 单位:郑州铁路职业技术学院软件学院
数字电子技术在网络中的应用:广电网络中的电气技术及电子技术应用探讨 【摘要】广电网络是当下社会信息传播、媒体宣传等重要手段,更是国家对国际新闻和国内民生、经济等的宏观调整以及宣传的方式。因此广电网络的传播信号、转播质量等尤为重要。随着时代的发展和科技的进步,电子电气技术的应用使得广电网络的转播质量得到提升,基于此,本文主要分析了广电网络中的电气技术和电子技术应用,阐述了电气技术和电子技术的优劣势,希望能为广电网络的进一步发展,提供可行的参考。 【关键词】广电网络;电气技术;电子技术 一、引言 广电网络是是覆盖全国最大的信号传播以及媒体转换的载体,是国民直接了解时下国家新闻以及资讯的重要手段。同时也是国家宏观管理的重要方式。因此广电网络的转播质量特别重要。电气技术和电子技术的应用,保证了广电网络系统的电气安全以及转播质量。其系统化的应用包括电力系统、应急系统、数据传输系统等等,有效的提升了广电网络的传输效率。本文将从电气电子技术的具体应用入手,分析广电网络的运营,促进广电网络的进一步发展。 二、广电网络运营与电气电子技术的联系 1.电力系统稳定 广电网络是实现信号转换为媒体的过程,将信号转换为媒体视频等情况必须基于电力系统上运营。那么电气系统的稳定就是保证广电网络信号传播和播送质量的前提,电力系统的稳定包括供电、应急用电、低电压配电等等,这些又都是电气电力技术的关键。因此广电网络的稳定和电气电子技术有着密切的联系,广电网络是基于电气电子技术基础上运营的。 2.转播质量保证 广电网络的目的是将信号转换成视频、音像展示,社会效应是为国民带来更便利的了解国家经济、交通、法律等资讯的方式,因此呈现的质量非常的重要。那么在广电网络播送质量的环节上,主要是通过依靠信号传播的稳定以及电子电气技术的应用来实现。因此广电网络的运营,和电气电子技术有着密切的联系。 3.电气安全 电气安全是目前很多行业或者项目必须要重视的问题,这直接涉及到相关人员的生命、财产安全。那么电气安全主要是考虑电荷负载、消防系统、用电安全预防等等。在广电网络的运营中,中心系统和分支环节用电将给真个电力系统带来极大地电力负荷,极有可能产生安全隐患。因此采用电气技术和电子技术,将电力系统进行合理的布置,采取消防联动系统的实施,能够有效的保证用电安全和供电及时。为广电网络的转播提供坚实的硬件基础。因此广电网络运营,最关键的硬件技术要点便是电子电气技术的应用。 三、电气技术在广电网络中的具体应用 1.交配电系统的应用 在整个的广电中心当中,由于存在着各种仪器设备,其要求变配电系统不仅需要有良好的性能还需要达到较高要求的负荷能力,能够承受整个广电中心中计算机系统的电源、各个演播室、演播厅以及其他工作用房、电梯、监控系统等配置的用电。特别是其中的直播系统作为整个广电中心,需要有强大的负荷支撑,而电气技术的应用就是为了保证这个用电需求。在将电气技术应用其中时,要有一个整体的估算,计算出整个广电中心全部用电的一个状态,再将电气技术应用其中,与此同时需要注意的是高压与低压系统的电压等级。因此,在这种状态之前广电中心需要配备两套供电系统,目的就是当一套供电系统出现故障时,另一套备用供电系统能够及时发挥出作用,保证整个广电中心的正常用电。考虑到在实际的演播室或者是大型的演播厅当中关于灯光的要求比较高,不仅需要达到基本的照度标准,还需要确定好光源位置、色温以及显色指数。另外,还需要利用到电气技术对演播室水平吊杆位置的设置,有效保证布光的效率。当演播室中电视节目正在制作时,根据具体的用光要求还需要在设备层当中加设单机吊点,保证用光的灵活性。 2.应急照明系统的应用 在整个广电网络工程中,必须要保证应急电源与照明系统能够达到广电网络的各项要求。广电网络工程的应急电源主要包含有UPS组构成的具备较高供电连续性的广播设备、300KVA快速启动柴油机发电机组以及分散设置蓄电池组的消防应急灯。在广电中心正常运转的过程中,照明系统就是要保障广电网络不会由于停电而影响各项工作,而将电气技术应用于其中就可以预防出现大面积停电的现象。当然,对照明有不同要求的广电传媒系统,就需要通过照明设计来达到此类要求。通常情况下,演播室的照明度通常都是比较高的,但是在办公用房内则可以使用栅式荧光灯。对广电网络来说,应急电源与照明系统有着很多的不同要求,而这些不同的要求就需要通过应用电气技术来满足。也唯有应用电气技术才能够满足广电网络中关于这两部分的不同需求。 3.防雷系统的应用 广电网络传媒,为避免雷击就得使用综合防雷式来预防直击雷与侧击雷。同时,为达到良好的防雷效果,还需要在广电网络建筑物内安装防雷装置。建筑物内的防雷装置与综合防雷方式需要组织形成统一的导电系统。在此过程中,为预防雷电电磁脉冲引起的较大电流与较大电压就需要在布线方面达到科学合理的要求,保证整个建筑物的安全,提高布线的合理性与安全性。与此同时,通过设置报警系统类的一级保护装置来保障整个建筑的安全。在建筑物出现火灾的时候,火灾报警系统与消防联动系统就会在极短的时间采取有效的处理措施。当然,还需要根据建筑物的整体构造,在电梯内设置相应的监控装置。电梯内监控装置的设置就需要采用电气技术来设施指令开关,并通过消防控制室的联动控制盘发出指令,促使消防联动装置能够在最短的时间处理险情。为保证消防系统工作的可靠性,还应当使用硬线气动控制,同时采用消防紧急广播系统将险情降到最低状态。 4.配电设计中的应用 广电网络对工艺与演播室的灯光有着具体的标准,同时还需要保证在相应的范围内设置好光源,对色温、显色度进行相应的调整。设计演播室的时候,需要通过应用电气技术来设置吊杆的位置,根据演播室的相关要求来提高吊杆的灵活性。与此同时,在设置层还需要通过增加单机吊杆点来加强用光的灵活性。在整个广电网络的调光控制系统中,需要使用大型电脑调光来控制设备,并且设备上还需要配备相应的特技效果以及电脑控制器,这样就能够针对不同的节目要求要满足不同的用光需要。配电设计师广电网络一项非常重要的操作。在设计整个配电系统的过程中,为满足各项需要可以通过电气技术来满足不同的要求。 四、电子技术在广电网络中的具体应用 1.智能化应用 在数字化发展速度越来越快的情况,广电网络的功能变得越来越强。就当前的广电网络运营状况来看,不断有新型的网络运营模式走进民众的生活中。这种现象的出现,归根结底就是电子技术应用中所带来的结果。借助电子技术,才能够促进数字化与智能化快速发展。利用电子技术,广电网络可以对IT系统的固定化流程进行改造,这样有助于提高整个网络运营的效率。在广电网络逐步推进的过程中,其中不同种类的业务,利用电子技术后可以进一步的升级,各项功能运用效果更好。 2.数据传输 在整个广电网络中,不同信号、音频与视频的传输是前提,也是基础。现如今,通过借助电子技术可以为广电网络提供一个多媒体网络平台。在传输的过程中,不同于图像、视频的安全与正常传输效果以及用户接受节目,都是利用电子技术的直接结果。与此同时,利用电子技术后,还能够将射频总线与双线相互结合,这样就能够实现更长距离、更大范围的数据传输。并且在范围逐渐拓宽,长度增加的情况下,传输的质量并未受到任何影响。电子技术的应用不仅仅体现在这两方面。通过使用电子技术可将不同的功能进行融合,这样就可以满足不同用户在不同平台上建立不同的网络平台。从这就可以看出,电子技术的应用是广电网络发展的前提,同时也是发展先进性的直接体现。其中数据传输就是通过利用电子技术来实现的。保证广电网络的数据传输,可以有效促进广电网络更快发展。以下是电子技术数据传输简示图参考: 3.双向改造技术 针对广电网络传媒中心的双向改造,主要包含了双传输网改造和用户接入网改造两个方面。关于广电网络传媒的双向改造,不仅仅是技术上的要求,更是广电网络想要继续发展下去的必要途径。传统的广电网络主要是利用CATV发展起来的HFC网络,功能就是实现有线电视服务,实现的是单向下行广播式的传输方式。在改造的过程当中,需要利用到电子技术。在进行双向改造当中,主要有以下三种较为可行的方案:FTTH技术,意思就是光纤到户。其主要特点就是基本上能够实现无源,其具有的长距离抗电磁能力特别符合广电网络传媒的运用。另外考虑到广电网络传媒中时时需要数据的传输,而FTTH技术其采用的光波传输技术,支持的协议更加灵活,大大提高了数据传输的可靠性。同时FTTH技术能够引入各种新业务,而这正好符合广电网络传媒的应用特点,是一种十分理想的业务透明网络。无源光网络PON技术,其属于一种纯介质网络,其中不需要任何有源电子设备,大大降低了电磁以及雷电带来的干扰,符合广电网络传媒的改造需求。 无源光网络PON技术的业务透明性较好,是目前所有技术当中性能最佳的一种,将其应用到广电网络传媒的双向改造当中可能性最大。HFC技术,其属于一种光纤与同轴电缆相结合的混合网络。HFC具有传输容量大、易实现双向传输的特点。其将铜缆与光缆结合起来,将两者之间的物理特性结合起来,其能够支持各种传输技术,包括帧中继、交换式多兆位数据服务。与此同时,在改造时应该有熟练掌握电子技术的专业工作人员实现全程跟进,只有这样才能够保证改造的准确性。专业工作人员应该在了解清楚改造的方向的基础上实现对改造的实时调整,一旦出现问题及时解决。另外需要提到的是IP技术,其是保证互联网电视能够提供相关视频服务的技术基础,借助IP技术能够实现提高视频传输质量的效果,并且还具有一定的纠错能力。 五、电子电气技术在广电网络中的综合应用 1.管理模式转变 随着数字化发展大深入,广电网络已经由过去的单一模拟电视经营者转变功能、多业务的网络运营管理。在这个模式中,简单的电视运营已经变为数字电视、付费节目以及宽带上网等多功能的网络运营模式。因此,在广电中心已经开始运用电子技术进行智能化设计。在广电网络系统中采用流程化的手段,采用应用电子技术进行IT系统固化流程的运营,从而提升广电网络中网络运营的运营效率。在广电中心的业务以及管理流程要实现电子技术优化整理,基于SOA中间技术设计相应的电子流程管理系统。 2.加强转播质量 目前广电网络中心已经拓展提供语音、图像以及数据共揽传输的多媒体网络平台,在设置系统的时候,就要应用好电子电气技术做好视频、数据以及语音信号的安全传输,使客户端能够正常收看到数字电视。应用电子电气技术可以巧妙采用射频总线以及双绞线相结合的方式,使网络传输距离远,规模大,可以有效进行远距离信号传输,同时,还可以根据用户的不同需求,建立分层网络平台,还可以根据用户的需求组建升级平台,并采用简便的安全调试方法,使客户端使用起来更加的方便。 六、广电网络电子电气应用发展 广电网络的发展为国民提供了更多获取资讯的手段,随着时代的发展,对广电网络的内容和质量也提出了更高的要求。现如今的广电网络基本已经普及电气电子技术应用,但是在具体细化的环节还有待改善和提高。为了增强广电网络的信号传输以及丰富内容,在未来的发展中,电子电气技术将更多的应用于将画面或者视频信息的传播,如何实时实现信号的转换,以及将高质量的图像影音进行整体传输,为人们提供更加直观的、高效的资讯。 七、结语 电子电气技术一直是目前网络信息行业等的核心技术手段,广电网络中的电子电气技术应用还处于一个发展的阶段,能够覆盖的范围和可提升的空间仍有很大。本文主要是通过广电网络中电气技术应用和电力技术应用分析,展望了未来电子电气技术在广电网络中的应用。通过本文的分析,希望能够为广电网络或者其他行业提供一定的系统优化和完善系统的参考。 作者:周家婕;安长俊单位:江海职业技术学院 数字电子技术在网络中的应用:计算机网络中数字电子技术的应用 摘要:数字电子技术作为时展的产物,因其自身具有数字信号抗干扰能力较强、方便操作、安全级别高和智能化等优势,能够阻断外界因素感染,提升信息加密的安全性,为人们工作提供了便利,被广泛应用到计算机网络中,得到人们的好评与支持,并在计算机网络领域中起到重要作用。文章主要分析了计算机网络中数字电子技术的应用实践,希望能为计算机网络系统应用提供借鉴。 关键词:计算机网络;数字电子技术;应用 数字电子技术是一种由各种逻辑门电路、集成器和集成芯片组成的信息技术,不仅能够模拟数字信号,通过相应程序将信号转变成数字信号,还可通过数字电路将处理所获得的信息转变成模拟信号,快速传输到用户系统中,为人们生活工作提供了方便。可见在计算机网络系统中,有效应用数字电子技术,能够提高计算机网络数据的处理效率,实现高效、安全的网络传输。 1、数字电子技术的概述 1.1工作原理 数字电子技术主要由3部分构成:各种集成器件、逻辑门电路和集成芯片,工作原理为数字电子技术在处理信息的过程中,数字电路会依据设定的比例,将模拟的信号转变成数字信号,达到信号全部转化完成后,重新传送到数字电路中,按照最终设定的程序转变成相应的模拟信号,并输出[1]。 1.2数字电子技术的特点 数字电子技术的应用具有以下优势:(1)具有较强的抗干扰能力。数字电子技术的应用具有较强的抗干扰能力,能够有效阻断外界噪音、电子器件与通信道路中电磁波对系统的干扰,保证数据信息处理的准确性,实现远距离传输数据信息,从而达到资源实时共享的目的。(2)数字信号设备集成化。将数字电子技术应用到电路中,系统功能运行可通过标准化的逻辑部件来构成各种各样的数码系统,实现规模性的集成电路。这样不仅能降低功率,还可减少设备占用空间。(3)数字信号传输简单、安全。数字信号经过通信电路处理进行加密后,会以高电平与低电平等两种波形出现,只有用户具有相应的密码才能解密,浏览有关数字信息,这样不仅能够解决网络信息的安全问题,让数字信息传输变得简单、安全,还可提高数字信息加密的安全性,从而适应网络开放性环境的发展[2]。 2、计算机网络中数字电子技术的应用 2.1实现网络信息的信息高速公路化 从数字电子技术角度来看,在计算机网络中应用数字电子技术,主要是充分发挥了数字电路的信号处理优势,通过模拟信号的传输、转变、处理、再传输等一系列操作过程,快捷处理与传输网络信息,将网络信号转变成数字信号,从而达到网络通信数字化处理的目的。即是在通信系统中,将数字信号当作网络信息传输的媒介,在传输网络信息时,通过数字进行通信的方法来达到信号传输时对容量和速度的要求,以此转变成高速信息电子网络。而这这些网络运输中,需要借助大量的网络系统来完成,其中较为常见的是计算机、数据库和通信网络[3]。 2.2对网络信号数字化处理的抽样、量化与编码 网络信号数字化处理的过程十分复杂,不仅包括随机抽样、量化,还包括编码。其中随机抽样是指在实际通信网络系统中,每间隔一段时间对模拟信号实施分离操作。量化是指在实际操作过程中,将信号连续取值转变成有效的离散取值,实现量化处理。编码则是工作人员利用实现编制的设计方案,对经过处理的信号进行再次编码,将这些信号转变成拟定程序的数字信号流,这样所获取的数字信号就能够在电缆、卫星通道等线路中实现远距离传输[4]。例如在计算机网络系统中应用数字电子技术,对于网络信号数字化处理的编码时,模拟信号的数字化处理系统的设计方法为:借助A/D芯片MAX1247实现AD转换,并依据DSP所提供的多路缓冲口实时采集模拟信号,然后通过DMA方式传输数字信号,这时工作人员只需要按照设计方法,在C5402种输出脉冲、片选、地址与数据信息,并依据书写的序号(先写低8位,然后写高4位,最后在DSP的D/A中输出转换锁存信号。)将12位数据输入MAX530,即可获得相应的模拟信号。 2.3对网络开展信号处理 计算机网络技术与数字电子技术的兼容,对网络展开信号处理具有重要意义。从定理认识角度来看,计算机信号和数字通信信号的传输都是通过二进制代码完成的,即是在信号形式上,计算机和数字通信信号的传输方式相同。在这种情况下,将数字电子技术和计算机网络技术的深度融合,在信号相同的基础上,通过计算机平台处理和转换数字信号,能够实现计算机网络与数字信号的联网要求。加上二进制代码的处理方式简单,且不受外部环境的干扰,在信息远距离的传输下,能够保证信息传输安全可靠,因此在人们日常生活工作中,比较青睐于二进制代码的使用[5]。例如数字电子技术在物流信息系统中的应用,系统基于客户机/服务器模型,以TCP/IP通信协议、DNS域名服务与PPOP3邮件传输协议为依据,以WWW与FTP服务为支撑,以简单的超文本标记语言HTTP,建立一个物流信息管理网络,实现企业运输部门、订货采购部门和库存控制部门系统的联网,这样有关人员即可通过CGI与API程序获取,了解有关数据内容。 结束语 综上所述,数字电子技术作为一种时展的产物,在计算机网络中应用数字电子技术,能够通过专用线路远距离传输数据信息,确保数据传输的安全性、可靠性,从而提高传输效率与质量。但是在实际应用数字电子技术的过程中,为了充分发挥数字电子技术的优势,还需掌握技术的工作原理,并将其灵活运用到网络系统中,加强网络数字化处理的随机抽样、量化与编码管理,对网络开展信号处理,及时传输与处理网络信号,提高数据信号传输的安全性,从而实现资源实时共享。 作者:赵书文 单位:江苏省盐城技师学院 数字电子技术在网络中的应用:计算机网络中电子技术应用 1实现了数字电子技术网络教学 随着我国数字电子技术的不断发展和完善,在我国教育行业的发展过程中,人们开始逐步利用网络优势,设计了丰富的网络学习资源,将数字电子技术与网络教学结合起来。如图1所示,数字电子技术在实际教学过程中,通过设置网络课程功能模块可实现网络同步教学,模块分为课程首页、课程教学、动画资源、测试园地、课程信息、教学指导和常用软件等部分。这些部分共同构成了完整、统一的应用系统,在相互依存的情况下为我国教育行业的发展注入了新鲜血液,为学生提供了更好的教学环境,更成为我国数字电子技术实践应用的优秀案例,为我国数字电子技术今后的发展提供了新的方向。 2实现了网络信息的快捷处理和传输 网络信息的处理和传输是我国网络技术发展过程中的重点,高效、快捷的信息处理和传输可更好地帮助人们处理工作中的问题,有效实现计算机网络技术的快速发展。数字电子技术在实际被应用于计算机网络的过程中,可对网络中的信息进行正确处理,并能有效提高网络信息的处理效率,实现网络信息的高速传输。数字电子技术在实际运行的过程中,可将网络信息有效地转变为数字信号,为人们快捷地处理网络信息提供了帮助。对于数字电子技术而言,该技术在计算机网络中的实际运用充分展现了数字电路的性能优势,在实际运行的过程中通过对模拟信号进行转变和传输,能有效帮助计算机网络实现网络信息的数字化,为数字信息的传输提供了快捷通道,极为有效地促进了我国电子网络技术的发展。 3实现了数字化处理过程 数字电子技术在应用过程中可对信号进行数字化处理,通过抽样、量化和编码等操作环节,有效实现了计算机网络的信号数字化处理。抽样是数字电子技术应用过程中重要的操作环节,即在实际操作中对模拟信号进行分离操作。量化指的是在实际操作过程中对信号进行连续性取值的离散取值活动。编码指的是对信号对象进行再次编码,将成功转化后的正确数据翻译为数字信号流的过程。这一过程需要事先编排设计方案,并对方案中的数字和对象进行确认和整理。 4结束语 综上所述,数字电子技术在计算机网络应用的过程中发挥出了极其重要的实际作用,充分体现了数字电子技术的高效和快捷,为人们提供了更加优质、合理的网络服务。在今后计算机网络发展的过程中,数字电子技术的前景广阔,值得大力推广。 作者:李美陶 单位:兴安盟劳动和社会保障信息网络中心 数字电子技术在网络中的应用:广电网络中的电气技术及电子技术应用 摘要:随着科学技术的不断发展及智能化的不断推进,越来越多的领域采用电子化技术,其中广电传媒也是如此。广电网络中的电气技术及电子技术应用较为广泛,电气技术在广电网络中心进行改造时运用有效,电子技术在广电中心智能化设计系统中也得到有效应用。为了分析广电网络中的电气技术及电子技术的应用,笔者针对广电网络的电气技术及电子技术进行了各个方面的分析及深入探讨。 关键词:广电网络;电气技术;电子技术 随着人们生活水平及对生活质量要求的不断提高,广电网络传媒业相应随着要求发生了转型及升级,广电网络传媒要进行有效的转型及升级应应用电气技术及电子技术,运用电子技术及电气技术能更好的实现发展,推动广电网络的可持续发展,实现电气技术在广电网络中的有效应用。在电气技术及电子技术运用在广电网络中的具体实施过程中应更加深入的讨论起应用方式。 1广电网络的电气技术运用方式 1.1电气技术在交配电系统中的应用 为了保证演播室节目制作及播出的系统用电,广电电气系统应符合各项要求及标准,其交配电系统需具备较高的符合标准,广电中心直播系统用电及电子计算机系统电源属于一种重要的负荷,为了保证该项负荷能够满足广电中心系统的用电需求量,应采用电气技术进行有效操作。首先对负荷进行估算后,保证充足的广电中心系统用电,制定相互配套的高压及低压系统的电压等级,给予两种不同的供电系统,以备不时之需,在一路供电系统出现问题后,在不影响任何工作进行的前提下利用另一路系统进行供电,减少供电方面的差错,促进广电中心日常工作的顺利进行。 1.2电气技术在照明系统中的应用 广电网络传媒系统中不管在其他工作人员办公室、其他用房及演播室均需要充足的照明系统进行维持工作的有序进行,在照明系统中应用电气技术能保证广电网络在日常工作中不因为各种故障导致停电现象而影响工作,电气技术能很好保证照明系统的正常运行。电气技术还能操作不同的应急电源,在广电网络工作环境下,办公室、演播室及其他用房的要求不同形成了不同的照明系统要求,不同照明系统中的应急电源系统是为了应对各种原因出现的供电困难及中断的现象,保证供电的正常进行。 1.3电气技术在防雷系统中的运用 广电网络传媒一般为了有效避免雷击及预防直击雷及侧击雷会采用有效的综合防雷式操作进行,为了达到最佳的防雷作用,需要在广电网络建筑物内将防雷装置进行安装,综合防雷方式及广电网络建筑物内的防雷装置应进行统一的导电系统,采用电气技术能有效的预防雷电电磁脉冲引起的电流及电压现象,提高布线的安全性及科学性,保证整个建筑物处于安全的状态下。还可以采用安装报警装置进行进一步加强建筑物的安全性,当建筑物出现相关灾害及故障时,报警系统及紧急处理系统会在短时间内采取有效的处理措施进行警报及处理,在建筑物电梯内安装相应的监控装置,采用电气技术设置相关的设备指令开关,通过消防控制室的联动控制盘进行指令的接收与发出,促使消防联动装置在最短时间内进行控制险情,为广电网络建筑物内消防系统的工作提高有效性及保证安全。 2电子技术在广电网络中的应用 2.1电子技术在双向改造技术中的应用 广电网络传媒中的双向改造技术主要包括用户接入网改造及双传输网改造两种,广电网络中的双向改造技术是广电网络进行可持续发展的主要途径之一,在改造过程中需要用到电子技术来弥补传统广电网络利用CATV发展的HFC网络的功能不足现象,电子技术在进行双向改造过程中具有三种不同的运行方案:(1)HFC技术:属于一种同轴电缆与光纤相结合的混合网络,HFC技术具有极易实现双向传输及传输容量较大等特点,HFC技术主要是将光缆与铜缆的物理特性相结合,使其能够符合各种传输技术的要求;(2)FTFH技术:FTFH技术就是光纤到户的意思,FTTH技术具有无源及长距离抗电磁能力强等特点,具备的长距离抗电磁能力能有效发挥其在广电网络中的应用。FYTH技术主要采用光波传输技术进行广电网络需要的数据传输,具有更加灵活的支持协议方式,有效提高了广电网络中进行数据传输的科学性及可靠性,FTFH技术能将各项新业务进行引进,属于一种效果特别好的业务透明网络,符合广电网络的应用要求及特点;(3)无源光网络PON技术:无源光网络PON技术是一种纯介质网络,无源光网络PON技术不需要任何有源的电子设备进行辅助运行,有效的将雷电及电磁带来的干扰进行降低及避免,适应了广电网络中的改造需求。无源光网络PON技术具有良好的业务透明性,属于目前技术中最好的一种,在广电网络中的双向改造过程中运用无源光网络PON技术的运用效果更加,其在广电网络的双向改造中运用最为广泛。 2.2电子技术在数据传输方面的应用 不同信号、音频及视频的传输是整个广电网络的前提及基础,在广电网络中运用电子技术进行操作能为广电网络提供一个多媒体网络平台,利用电子技术是进行不同图像、不同视频安全与正常传输效果的直接结果及主要途径,在广电网络中运用电子技术能结合双线及射频总线,实现更大范围及更远距离的数据传输工作及操作过程,在进行传输的工作过程中保证传输的质量不受影响。利用电子技术能在广电网络中进行各种不同功能的融合操作,有效的将不同用户在不同平台上建立不同网络平台的要求实现。广电网络的发展依靠着电子技术的发展而进行,是广电网络发展先进性的直观体现,数据的传输是通过电子技术实现的,保证了广电网络的数据传输过程,促进广电网络可持续发展。 2.3电子技术在智能化方面的应用 在广电网络的功能及数字化发展越来越迅速的过程中,出现了较多新型的网络运营模式,这些网络运营模式更加深入人的生活中,广电网络中的功能及数字化发展主要基础条件为电子技术的运用,在广电网络中运用电子技术能有效改造IT系统的固定化流程,提高整个广电网络运营的效率及质量,在广电网络中运用电子技术能推进广电网络的进一步发展,升级各种类型的业务及功能,使得运用效果达到最佳状态,促进广电网络行业的快速发展及进步。 3结语 随着科学技术智能化及数字化的不断发展,网络及计算机将广电网络的使用深度进行了有效提高,电子技术及电气技术在广电网络中的应用及发展也越来越广泛,在广电网络中采用多媒体、通讯、数字信号及计算机等相结合,为广电网络实现交互型及复合型方向发展提供了有利基础,促进了广电网络的可持续发展及进步。 数字电子技术在网络中的应用:电子技术应用专业核心课程网络教学平台建设与应用 【摘 要】本文分析中职电子技术应用专业核心课程网络教学平台建设的必要性,根据中职学校的人才培养目标和教学特点,提出以建构主义学习理论、人本主义学习理论、教学设计基本理论为指导,遵循中职学生的认知规律和职业能力培养规律,加大教学动画、虚拟模型、虚拟仿真教学软件等具有较强交互性和指导实践性的教学资源建设,建设具有电子技术应用专业特色、满足教学需要和符合当前中职学生学习过程的认知规律的网络教学平台。 【关键词】电子技术应用专业 核心课程 网络教学平台 建设 网络教学平台是在线学习和教学过程的基础性技术平台,是开展网络教学必备条件。随着计算机网络及信息技术的快速发展,教育信息化在不断加速,网络教学作为一种正在不断完善的新教学手段,已经成为传统课堂教学的延伸和重要补充。为了推进信息技术与电子技术应用专业课程及教学方法的整合,广西机电工业学校开展了电子技术应用专业核心课程网络教学平台的建设,建成了模拟电路分析与制作、数字电路分析与制作、电工基础与技能三门网络课程,促进了电子技术应用专业课程教学模式的改革,使课程内容更加具体化和形象化,课堂的教学活动更加生动,从而提高学生学习的兴趣,有效地培养学生的职业能力。 一、电子技术应用专业核心课程网络教学平台建设的必要性 (一)建设专业核心课程网络教学平台是教学模式和教学方法改革的需要。电子技术应用专业核心课程是后续专业课程的基础,其特点是概念、定律、定理较多,理论性强,学生不感兴趣,学习难度较大。在教学过程中,往往是教师先将课程相关知识传授于学生,然后再进行验证性实验,课堂教学与学生实验操作分离,课程缺乏吸引力,难以激发学生的学习积极性,导致教学效率低,难以达到预期教学目标。在电子技术应用专业核心课程教学中,建设专业核心课程网络教学平台,可以利用信息技术使课程中概念、定律、定理表现得更为直观、形象、生动,使课程内容更加具体化和形象化,降低了学生学习难度,提高了其学习兴趣。因此,建设专业核心课程网络教学平台是教学模式和教学方法改革的需要。 (二)建设专业核心课程网络教学平台是解决学生学习差异化的途径。中职学生自学能力较弱,学生的知识基础存在着差异化,学习能力差别也非常较大。在课程教学中,教师往往采用“一刀切”的教学内容进行教学,学生始终处于被动地位,使得部分学生未能跟上教师的讲课节奏,进而造成学生上课无法专心听讲,进而成为“学困生”。根据学生的知识基础进行差异化教学,满足学生个体的学习需要,以促进学生在原有基础上得到开展有效的学习是消除“学困生”的有效途径。在这样的前提下,建设电子技术应用专业核心课程网络教学平台,为学生提供多层次、多形式教学内容和教学资料,可以使学生能根据自己的弱点选取合适的时间进行适当的补充和复习,通过“线上学习”来弥补“线下教学”的不足,从而使学生更好地深入学习,满足学习者个性化发展和多样化终身学习需求。 二、专业核心课程网络教学平台的建设 目前,网络教学平台或网络课程已经广泛应用于大学课程教学中,而在中职学校网络教学平台和网络课程开发还处于初始阶段。传统的网络课程开发注重教学内容和教学过程的展示,缺乏教学设计,不能引导完整的学习过程。中职学生自学能力、分析能力及思维能力比较弱,与大学生认知特点间的存在差异,中职学校网络教学课程的建设不能照搬大学的模式,而应根据中等职业学校的人才培养目标和教学特点,以建构主义学习理论、人本主义学习理论、教学设计基本理论为指导,遵循中职学生的认知规律和职业能力培养规律,加大教学动画、虚拟模型、虚拟仿真教学软件等具有较强交互性和指导实践性的教学资源建设,建设具有电子技术应用专业特色、满足教学需要和符合当前中职学生学习过程的认知规律的网络教学平台。 (一)开发教学做理实一体化教材。教材是教学内容的载体,是教师教学的依据。根据“学以致用”的教学原则和实用性原则,遵循“项目引导、任务驱动、理实一体”的课程建设思想,依据电子技术应用专业培养目标和课程标准,按“以学为主”的教学设计思路,按照项目为载体,工作过程为导向,能力训练带动知识学习的思路设计教材结构,以常用电子小产品安装或生活常见的典型电路安装为主线设计教学项目,以电子小产品制作为主线,以单元电路为基础,以实施理论一体化教学为中心合理地组织教学内容,按照由浅入深、由单一到整体,知识和技能并重的原则开发教学做理实一体化教材。 (二)建设与教材配套的课程网络教学平台。围绕课程的教学目标,开发与教材配套的专业核心课程网络课程。网络课程采用模块化的设计方法,由课程标准、电子教材、多媒体课件库、三维虚拟实训、积件学习、项目实训、教学视频、微课教学、在线测试、讨论区等模块组成。具有以下特点: 1.做学结合,理实一体。设计与生产生活、工程技术有关的应用性实验和实训项目,构建由“单元电路实验一电子产品制作实训”组成的专项训练与综合训练融合课程实践教学体系,将理论知识与技能训练有机整合。通过项目化教学、任务式驱动,学生可以在做中学基础知识,在学中练基本技能,实现“理实一体化”教学。 2.资源丰富、易用易学。网络课程具有丰富的立体教学资源,配套开发基于工作过程的项目教材,配备多媒体课件、积件学习、微课教学、教学视频、在线测试等多维度教学资源,突出中职教育实践教学的特点,强调在项目引领下,将理论与实践的融合贯穿整个学习过程。使教师可利用网站资源方便进行备课和开展混合式教学,使线下教学与线上教学两种方式的优势互补,提高教学资源的利用率。学生可以全天候进行课程学习和训练,突出学生在教学中的主体作用,有效地提高教学效率和教学质量。 3.虚拟仿真,对接岗位。与教材配套的三维虚拟仿真网络实训平台对接电子企业生产岗位及工作流程,能有效地培养学生的元器件检测、产品安装、电路检测和调试及电路故障排除能力。根据电子产品安装的工作过程和循序渐进特点,每个虚拟仿真实训项目均由电子元器件挑选、电子元器件检测、电子产品安装、电子产品测量、产品功能展示、产品通电测量、产品故障检测七大模块组成。教学软件交互性强,学生在W习过程中可根据操作步骤提示进行练习,亦可根据自身学习情况,选择不同的项目和模块进行反复练习,突破时间、空间和实训教学限制。每个模块都具有实时评价功能,将虚拟仿真、练习和考评融合起来,可让学生能及时检查知识或技能掌握的情况,轻松高效地获取专业知识,提高学生的专业技能。 三、专业核心课程网络教学平台的应用 电子技术应用专业的基础核心课程网络教学平台的建设,为教师开展翻转课堂教学模式和混合式教学模式改革提供了基础。如在模拟电路分析与制作课程的电子元件器识别与检测教学中,学生可在课前带着问题登录到网络教学平台中模拟电路分析与制作网络课程,学习相应的电子元器件识别与检测的微视频,然后经过课堂的讨论交流、总结后,再利用“模拟电路分析与制作”三维虚拟仿真软件的电子元器件挑选、电子元器件检测两模块进行操作练习,进行实时测试考评。对于没能很好地掌握操作方法的学生,也可利用这两个模块的帮助功能学习元件选择和检测的方法,再进行考评,其教学过程为“问题提出―自主学习―讨论交流―课堂再现―在线操作―评价测试”。 模拟电路分析与制作、数字电路分析与制作、电工基础与技能课程不仅是电子技术应用专业的基础核心课程,而且也是其他电类专业的基础核心课程。电子技术应用专业核心课程网络教学平台不仅适合在电子技术应用专业中使用,而且适合在电子技术应用相关的专业群、机电技术应用相关专业群及其他非类电类专业电工知识及维修电工上岗证课程的教学中使用。网络教学平台在广西机电工业学校 2014 级和 2015 级的电子技术应用、电子电器应用与维修、机电技术专业中使用,其丰富、立体的教学资源得到了教师和学生的认可,促进了电类基础课程教学模式和教学方法的改革,激发了学生自主探究学习兴趣,提高了课堂教学效率和教学质量。
电力电子技术教学中项目教学法的应用:项目驱动式教学法在《电力电子技术》课程中的应用 摘要:《电力电子技术》课程是高职电气自动化技术专业的主干专业课,其特点是基础性强、有很强的实践应用性。学生普遍感到这门课学习起来较困难,采用传统教学模式教学费时费力,教学效果也差。结合目前企业的实际需要,采用项目驱动式教学可以提高高职院校课程教学效果。 关键词:项目驱动;有效知识量;综合能力 随着科学技术的高速发展和自动化技术的广泛应用,电力电子技术在电源变换、电气传动、机电一体化、电力系统以及众多现代高新技术中已成为关键的支撑技术。而《电力电子技术》课程不但具有较强的基础性,还具有很强的实践应用性的特点。长期以来,该课程在教学内容上主要侧重以各种电力电子器件和应用电路的分析处理为主,教学内容重复较多,深奥难懂,学生难于接受,即使讲些具体应用,也是“空中楼阁”,完全靠学生的空间想象力来理解;在教学方法上主要以课堂讲授为主,根据教学内容开设的少量验证性实验远远不能满足工业生产的实际需求,加之近年来电力电子技术的飞速发展,各种新型应用电路不断涌现,教材内容和形式显得有些陈旧和呆板。 为了改变这种教学状况,应对课程教学内容、方法和手段进行全面改革,根据学生的实际需求引入教学项目,使学生既能了解基本原理,又能动手操作相关实训项目,将理论与实际紧密结合起来,做到真正的“理论与实践一体化”。 一、实施项目驱动式教学的可行性 传统的课堂教学不能或很难培养职业素养,职业素养要通过长期的职业生涯或职业训练才能获得。要满足高职教育的要求必须进行教学改革,显示出高职教育注重职业素养,强调职业技能的特色。目前,“模拟职业生涯”等各种“以学生为中心”、“行为导向”的学习方法正被逐步引入高职教育领域,项目驱动式教学也是这样的教学方法之一,其教学思想是符合现代学习理论的。 项目驱动式教学过程是一种以“学生为主体”的教师指导下的协作学习,是“行为导向”由学生自身建构知识的学习过程。项目驱动式教学能够遵循学生职业技术能力培养的基本规律,以职业能力培养为重点,根据行业企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需的知识能力素质要求,实现学生职业能力的自我构建和职业培养的提高,将“项目驱动”式教学方法引入课程教学,从而打造“认知、吸收、实践、提炼、提高”五位一体的教学模式,强调工学结合,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,使学生职业能力提高。 二、“项目驱动”教学的实施过程 在电力电子技术的课程教学中,为使学生由被动听课转为主动探求、自主学习,达到掌握知识的目的,我们采取以实践、应用为出发点的“理论与实践一体化”的项目教学,项目是针对某个教学内容而设计的能由学生独立完成的小任务。在工程项目的驱动引导下激发学生的主动探究兴趣,从而达到高职院校的课程教学目标。 电力电子技术的教学内容可分为五个项目进行教学,即调光灯、直流调速装置、电风扇无级调速、开关电源、中频感应加热电源。每个项目下面根据实际需要可分为几个小的模块。在安排实验项目时由易到难,符合学生获取知识的规律。下面以“调光灯”项目为例,此项目包含三个模块:晶闸管、单相半波可控整流电路、单结晶体管触发电路。其具体的教学实施过程如下: 1.确定项目任务。在学习本项目前,学生通过其它课程的学习,已经具备了一定的电工电子知识,能够熟练地识别常用元器件,如电阻、电位器、二极管、三极管、稳压管、电容、变压器等,并能借助仪器仪表对这些元器件进行好坏判别、性能参数检测等。确定本次项目任务:普通台灯的灯光无法根据个人的需求进行调节,根据所学的晶闸管和单结晶体管的特点及相关变流电路,设想制作一个灯光可调的电路。任务明确后,就有学生提出:是否可用加一可调电位器的方法?此时应适时地引导他们,可调电位器可以应用,但并不是简单的通过给灯的电阻串联不同电阻的方法来调节灯光,而是通过输出电压调节范围和输出电流的大小来调节灯光。同时师生共同讨论出整个调光电路的基本框架,以免学生盲目地去查找资料。在此过程中提高了学生参与的主动性,激发了学生的学习兴趣。 2.制定计划。全班40名学生分成8组。在教师引导下,让学生运用课本中所学到的晶闸管特性、单结晶体管触发电路、整流电路等基本知识,通过图书馆查阅资料或上网搜索相关信息,画出电路图。制定项目工作计划,确定工作步骤和程序。对学生设计的电路,教师不急于给出评价,而是让他们分别介绍自己设计的电路、应用到的知识及工作原理,在这样轻松愉快的气氛下,学生开始讨论,而教师则作适时引导。 3.实施计划。由学校统一提供器材,学生实施项目。按照电路的功能,要求学生在教师提供的材料中选择自己所需的元器件,按照自己的设计连接电路,验证设计是否正确。教师在提供元器件时,有意识地把多种元器件混在一起,让学生自己选择,这样可以让他们熟识各种元件。然后开始安装及调试,在此过程中学生会出现或发现很多问题,如哪些元件装错位置、哪些元件极性装反、哪里短接、哪里断路等,在此过程中,教师要及时对学生进行指导,解决他们遇到的难题,增强他们的信心。在教师的耐心启发指导下,学生自己探索着进行线路连接,经检查无误后,打开电源进行下一步操作。学生可以利用示波器观察整流电路的输出、触发电路的波形以及主电路的电压输出波形的变化情况,并分析电路的工作原理,进而掌握分析电路的方法。 4.检查评估。电路制作完成后,先由学生讲解电路的实际应用,分享自己学会的知识,总结项目教学活动的意义。通过总结,使学生找到自己在理论及操作技巧上的不足。然后由教师检查评分,并指出项目活动存在的问题及解决方法,因为一部分学生在展示作品时可以很好地按要求实现功能,还有一部分学生在项目实践中会出现这样或那样的问题,教师应和学生一起检查电路,一起分析问题和研究解决的方法。教师要善于总结和比较学生的优点,引导学生学习他人的长处,使学生的综合能力在总结评估中得到提高。 三、“项目驱动式教学法”实施中应注意的问题 1.项目的难易度应和学生的学习水平相当。项目的难易程度要根据学生的实际水平来确定,要让学生跳起来能摘到桃子,让每个学生在教师的指导下,都能完成规定的项目活动任务。过难的项目会打击学生学习的信心,增加学生的畏难情绪;过于简单的项目缺少挑战性,会让学生觉得没有新鲜感,从而缺少成就感,无法引起学生的兴趣。 2.注意教师角色的转换。在项目教学法中,应以学生为中心,突出学生的主体地位和教师的主导作用。教师要从讲授、灌输转变为组织、引导;要从讲台上讲解转变为走到学生中间与学生交流、讨论。在整个教学过程中,教师要充分地了解学生,在学生学习遇到困难时,能为学生搭起支架;在学生学习不够主动时,应及时提出问题,引导学生去探究;在学生完成基本项目后,调动学生的创作欲望,进一步完善项目创作;在项目完成后及时做好评价工作。 3.教师的指导要恰到好处。学生在完成项目的过程中遇到困难,教师应及时给予指导。针对不同层次的学生,教师指导的深度要有所不同。项目教学法的根本宗旨是让学生自己发现知识、提高技能,因此,教师一定要把握好指导的尺度。即使学生有问题,教师给予的指导也应该是启发性的,恰当的提示性指导不但使学生记忆深刻,还能锻炼学生的思维,培养学生的创新能力。 总之,在《电力电子技术》课中实施项目教学法,是教育理念的更新,是教学方法的创新,它改变了传统的教学模式,为学生提供了更加有效的学习环境,在整个教学过程中充分体现了“项目驱动式”教学,发挥了学生的主体作用,激发了学生的求知欲,大大巩固和提高了教学效果。并且有效地提高了学生的专业能力、方法能力、社会能力,发展和培养了学生的创新能力,提高了学生的综合素质,为学生终身学习及创业奠定了良好基础。 电力电子技术教学中项目教学法的应用:浅谈项目教学法在电力电子技术课程中的应用 摘?要:笔者根据多年对电力电子技术课程的教学和研究,阐述了项目教学法实施过程中应具备的条件和要注意的问题,同时论述了构建电力电子技术教学项目的方法、内容以及实施条件。 关键词:项目教学法;模块构建;电力电子技术 项目教学法来源于德国的职业教育。通过示范项目让学生掌握项目中所涉及的知识点和整个项目的工作流程,然后让学生在模拟实习环境中,通过对已学知识的运用、讨论合作来共同完成对新知识的学习和技能的掌握。这种教学方法将课堂和社会生产有效地联系起来,能提升学生的多种能力。因此,在实践性很强的职业教育“电力电子技术”课程中进行项目教学法的探索和研究,有着非常重要的意义。 一、实施项目教学法应具备的条件 项目教学法是师生共同努力实现一项完整的工作而进行的教学活动。项目必须是针对每个教学内容而设计的能由学生自主完成,可以收到良好教学效果的任务,它应该具备下列条件:①项目过程与教学内容相一致;②能将教学内容的理论知识和实践技术紧密结合起来;③能激发学生的学习积极性;④项目完成过程应比教师讲解实例难度有一定提升;⑤学生在完成的项目过程中遇到问题时,教师需进行有限的指导;⑥有科学、明确的评价标准。 二、实施项目教学法应注意的问题 (1)确定有效可行的项目。例如在讲“晶闸管的触发电路”时,可以让学生分组根据要求对电路进行设计、焊接、调试。然后每一组对自己的设计进行阐述与解答,在此过程中,要做到以学生为主体,教师为主导,在教、学、做合一中进行项目教学。 (2)项目的选取是学习的关键。教师和学生要共同参与项目的选取,以学生独立完成为合适。而对于知识面较广的项目,则应分组合作完成为宜。 (3)项目应面向学生进行分层合理的搭配。教师可根据学生的成绩、态度、能力等因素进行合理的分组。这样能让每个项目组都能分工明确,达到因材施教的教学目的。 (4)必须与传统的教学方法相结合。项目教学法不能完全替代传统的教学方法,它只是对部分的教学内容进行项目教学,是传统教学的重要补充。 三、项目教学模块的构建 1.课程的特点及教学分析 “电力电子技术”是中等职业学校电工类专业的核心专业课程。本课程涉及的知识面较广,如果按原教材的章节顺序以传统的教学方法来开展教学,学生普遍反应对知识点不易掌握,很有可能使学生丧失学习的兴趣。基于此,教师在教学的过程中,可尝试使用项目教学法,以实际生产应用和课程标准为基础,把项目内容作为教学单元,将教与学、讲与练相结合,做到做中学,做中教。 2.项目模块的构建 为使学生系统地掌握教学内容,可将教材根据知识点划分为若干个项目模块。一是应将课程的整体教学目标划分为若干个能力模块,再根据能力模块进行项目模块的划分;二是划分出来的每个模块应含有相应的知识要求和能力要求,并能符合相关工种的训练目标和要求,充分与实践相结合。 四、项目教学的实施 在实施项目教学法的时候,要体现“三个中心”的改变:由以教师为中心转变为以学生为中心;由以教材为中心转变为以“项目”为中心;由以课堂为中心转变为以现场教学为中心。为此在实施项目教学的过程中,还应注意以下两点: (1)区分项目课程与一般课程的不同。对于项目课程来说,目标设计的重点要体现学生的职业能力标准,它应包括整个课程的能力目标和本项目的能力目标,同时教学目标的设计还应注意包含专业能力、方法能力和社会能力。 (2)注重项目的不同环节的实施和每个环节的安排设计。项目教学一般来说分为三个环节,即开始环节、展开环节和结束环节。每个环节中,教学的重、难点是有区别的,需要教师紧紧围绕关键知识点和目标来组织教学。 通过精心规划、设计、组织项目教学法能将理论教学和实践教学有机地结合起来,这样既利于学生加深理解和掌握书本的理论知识,教会他们怎样灵活应用这些知识来提高自己的操作技能和工作能力,又能使学校培养出的人才更能适应社会的需要。 电力电子技术教学中项目教学法的应用:“项目驱动教学法”在电力电子技术课程改革中的应用与探索 [摘 要] 传统的“填鸭式”教学模式无法满足“以就业为导向,以能力为本位”的高职教育的现状,根据当前高职高专教育的先进理念,在电气自动化技术的核心课程电力电子技术中引入“项目驱动教学法”,构建“感知、学习、应用、总结、提高”五位循环的教学模式,强调工学结合,锻炼学生善于发现问题、自我分析问题、解决问题的能力。从实施的效果看,项目引领教学法使学生的创新能力、动手能力、理实结合能力均有了明显程度提高,从而为学生在职业岗位上作出贡献,夯实了基础。 [关键词]项目引领 教学模式 职业能力 创新能力 一、引言 传统的以教师为主体、以课堂教学为核心的“填鸭式”教学模式在教学方法上主要以课堂讲授为主,教学内容主要以电力电子器件及其应用电路的分析处理为主,内容深奥难懂,学生接受性较差;开设的少量验证实验与工业生产的实际需求相差较远,与“以就业为导向,以能力为本位”的高职教育宗旨相距甚远。 根据高职教育的宗旨,以学生的认知规律和岗位需求出发,在电力电子技术课程中引入具体实践项目,使学生在动手操作相关实训项目的过程中,了解基本原理等理论知识,做到真正的“教学做一体化”。 二、项目引领教学法的内涵 项目引领教学法,是指师生通过共同实施一个完整的、具体的、具有实际应用价值的产品为任务的教学活动,是一种以学生为主体、教师辅助指导的学习过程。项目引领教学法以学生职业技能培养的基本规律为依据,以职业能力培养为重点,根据职业岗位所需的知识、技能、素质要求,实现学生职业能力的提升和职业素养的养成。将“项目引领”式教学方法引入课程教学,打造“感知、学习、应用、总结、提高”五位循环的教学模式,注重理论实践相融合,锻炼学生善于发现问题、自我分析问题、解决问题的能力,从而提高学生的职业能力。 三、项目引领教学法实施的原则 (一)项目的真实性 选择的项目的来源必须是企业实际生产过程或在实际生活中应用的具体项目,应用性要强,这样才能够锻炼学生的感官能力。 (二)项目的融合性 选择的项目要能够将理论知识和实践技能有效地融合在一起,能把即将要学的知识和已学的知识融合起来,使学生在学习了新知识的同时又复习了旧知识,锻炼学生的综合运用知识的能力。 (三)项目的趣味性 “学习的最大动力,是对学习材料的兴趣”,选择的项目要能够激发学生的好奇心,诱导学生学习的情绪,营造一个良好的学习氛围。若设计的项目不能激发学生的求知欲,不能有效调动学生学习的积极性,教学实施的效果将很难得到保证。 (四)项目目标的确定性 教师布置任务时首先要确定总体目标,然后把总体目标细分成多个具体的小目标,并把每一部分内容转化为容易掌握的“小任务”,通过这些“小任务”的完成来达到总的学习目标。 四、项目引领教学法在电力电子技术课程中的应用 电力电子技术是高职电气自动化技术专业的一门核心专业课,在课程体系中起着承上启下的作用。根据调研结果,以及毕业生的反馈信息,立足于满足企业岗位需求,融入职业资格标准,以职业能力为主线,系统设计课程结构和教学内容。课程以功率器件的选择、使用,主电路的安装、调试,基本信号电路的分析与检测等方面能力培养为目标,将电力电子技术的教学内容划分为五个项目模块:调光灯、三相可控整流电源、开关电源、中频感应加热电源、变频器等。根据实际需要将每个项目模块细分为几个小模块。按照由易到难,学生的认知规律来安排实践项目。以“调光灯制作”为例,在项目实施过程中融合晶闸管和单结晶体管、单相整流电路、单结晶体管触发电路的学习. (一)确定项目任务 学生通过对电路分析基础、电子产品设计与制作、专业基本技能训练等先导课程的学习,能够对电阻、电容、二极管、三极管等常用器件进行有效识别,并能够熟练操作万用表进行元器件参数、性能检测。明确本项目任务:普通台灯无法根据需求进行灯光调节,根据所学的晶闸管和单结晶体管的特点及相关整流电路知识,制作一个灯光可调的电路,不能使用可调电阻完成任务。 (二)制定项目计划 按照5人/组的方式对全班同学进行分组,并选出组长作为项目经理。根据项目任务,小组内部分工进行项目相关信息的收集、分析和整理,并且每名成员制定一份项目设计方案和计划,包括:工作步骤、检验计划和实施计划等。然后小组内讨论每名小组成员的见解和工作计划,最终确定最优解决方案和计划。各小组陈述各自的设计方案和计划及运用到的相关知识点,教师对各小组方案的优缺点作适时引导。在轻松愉快的气氛下,在兴趣的驱动下让学生慢慢理解所用到的知识。在这个过程中增强了学生参与的主动性,激发了学生的学习兴趣,学生通过主动探识、自主学习,在强化实践锻炼的过程中掌握所学的知识点,从而达到高职院校的课程教学目标。 (三)实施项目计划 学生根据方案中的主要元器件,运用所掌握的知识选择晶闸管的型号及其他所用器件的型号。教师有意识地将各种类型的电力电子器件混合在一起,让学生根据需要挑选,从而检验学生对电力电子器件的熟识程度。然后按照设计方案和电路图将各个元器件焊接在一起,并进行调试,在此过程中学生会遇到各种各样的问题,如元件管脚位置焊错、元件极性焊反、引脚虚焊、线路短接等,在学生无法有效解决的时候,教师要及时地对学生遇到的各种难题进行引导,增强他们的信心。调光灯制作好后,让学生利用示波器观察触发电路的波形、整流电路的电压输出波形,分析电路的工作原理,掌握此类电路分析的方法。在项目计划实施过程中,教师要能够针对不同层次的学生,给予不同深度的启发性指导,使学生在发现问题、汲取知识、运用知识技能的同时,还能锻炼学生的思维,培养学生的创新能力。 (四)项目检查 在项目实施过程中,小组内要进行自查,同时教师要进行协查,防止实施过程偏离任务。电路制作完成后,对项目结果要按照任务目标进行小组内检查和小组间互查,并判断达到的效果如何,此过程锻炼学生的责任心、质量意识及评估方法。同时,教师除对工作计划以内的内容进行检查外,还应对项目质量保证情况进行检查。 (五)项目评价 包括小组自我评价、小组间互相评价、教师最终评价等三部分。首先每个小组组长按照项目自评表对本小组的工作进行自我评价,包括项目的准备、项目实施过程中出现的问题、问题的解决、项目的效果、小组的收获等各方面进行总结;然后小组间的互评,包括项目的方案、达到的结果、元器件的布局等方面;最后由教师对每个小组的情况进行点评,指出优点和需要提升的地方,根据成绩评定方案(满分100分,小组自评占30%,小组互评占30%,教师评价占40%)给出最终成绩。 五、结束语 在电力电子技术课程教学中实施项目引领教学法,将需要掌握的知识和技能要求转换成与实践相对应的项目,培养和锻炼了学生的协作能力、分析能力、动手能力,充分展示了职业教育“以能力为本”的价值取向,突出了应用性、行业性、职业性的特点,遵循了行业发展方向和企业岗位需要,为培养面向生产、建设、服务和管理一线的高素质技能型人才奠定了基础,符合目前国家倡导的高等职业教育的发展模式。 电力电子技术教学中项目教学法的应用:项目教学法在电力电子技术与应用教学创新 通观国内高职院校进行的电力电子技术教学改革,各校正逐步摒弃过去以电路为核心的教学理念,代之以系统作为教学核心,面向实际应用,培养学生解决实际问题的能力。任务引领、项目驱动的教学手段为《电力电子技术与应用》课程的改革实践提供了条件。 一、课程设计思路 根据职业技能鉴定的标准设计课程教学内容和技能培养方案,把《电力电子技术及其应用》融入模块化的单元教学设计,采用与职业岗位对应的工程项目构建主线,选取典型的生产设备和工作任务,根据高职学生的认知特点,针对工作过程来构建学习情境、设计学习单元,将多门课程的相关知识融合到每一个学习单元,是一门技术性、实践性非常强的工学结合双证课程。本课程以培养学生的职业能力为目标,以工程实例为主线,以工作过程为中心,开展任务驱动的理论实践一体化教学。课程共有五个项目模块,除了理论传授外,每一个实训环节都能帮助学生获取经验性知识,在完成数个任务的基础上,再拓展相关技术理论知识,最后以技术理论知识指导各项目的完成。 二、课程内容设计 根据行业企业发展的需要和完成职业岗位实际工作任务需要的知识、能力、素质要求,本课程设置了以下五大情景(模块):直流调光台灯电路的设计与应用、晶闸管-直流电动机开环调速系统的维护与检修、电阻炉过零调功系统的设计与应用、中频感应加热电源维护与检修、直流斩波电动机调速系统的设计与应用。通过任务引领、计划制定与实施、综合项目设计与制作等环节,来满足行业企业发展的需要和学生完成职业岗位实际工作任务的需要。三、教学方法本课程采用理论讲授、校内实训与校外实习结合的教学方式:校内实训培养学生电力电子技术的初步应用能力,校外实习培养学生电力电子技术的综合应用能力,真正实现理论实践相结合的一体化教学模式。 1.教学方法应用实例——直流调光台灯电路的设计与应用 (1)可依据以下程序进行安排:第一,下发项目任务书,明确项目学习目标,学生在教师的指导下分析直流调光台灯电路的基本原理。第二,学生学习项目任务要求,以小组为单位讨论直流调光台灯电路的控制方案。教师对方案进行指导,制作工作流程表,选择元件及工具,列出元件、工具清单。小组讨论确定测试方案。第三,按元件清单清点配件,检测数量和质量。学生独立对电路板进行调试,列写调试方法及步骤,进行系统装接和电路故障的分析与排除。第四,工作评价。自评:学生对本项目的整个实施过程进行评价;互评:以小组为单位,对其他组的工作结果进行评价和建议;教师评价:教师对互评结果进行评价,指出每个小组成员的优缺点,并提出改进建议。通过这种一体化的教学过程能够激发学生的自学热情,小组协作的工作过程还能培养学生的团队协作精神。 (2)考核成绩的计算:采用过程考核和结业考核结合的方式,过程考核占30%,结业考核占70%。过程考核结合课堂提问、训练活动、阶段测验等进行综合评价,包括实践操作、知识掌握、职业素质和学习态度等;结业考核包括理论知识和实践操作两方面,以此作为培养企业人才的良好开端。 2.多种教学方法相结合 在整个教学过程中,为激发学生学习兴趣、获得更好的教学效果,可采用多种教学方法相结合的模式:项目教学法、讲练结合、多层次实训、现场体验式教学、学生科技创新、案例教学法等。总之,要融创新思维培养、团队学习方式、实践案例教学于课程教学中,多种教学方法灵活运用,在充分利用现代多媒体电子教学、网上学习的基础上,采用第一课堂与第二课堂结合,将现代科学技术充分应用于教学改革之中。 四、实施项目教学法的成效 自本课程实施项目教学法以来,取得了喜人的成果:项目教学法培养了学生的实践能力、分析能力、综合能力、应变能力、交流能力、合作能力和解决问题的能力;提高了学生的学习兴趣,有利于学生自主学习能力的养成;能更加全面地评价学生,其成绩评价系统更加注重过程性。实践证明,项目教学法对培养高等职业技术高素质技能型人才是一种非常有效的教学方法,在高职高专应用性较强的课程中值得推广应用。
电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的探讨 一、通信工程 在信息科学技术的发展历程中,通信工程是非常具有前景的一个领域。其涉及到光纤通信、数字移动通信,以及现在人们都广为熟知的互联网通信工程。这些通信工程在传递和获取信息方面,都是非常便捷的而且具有极高的效率。所以,通讯工程又被认为是极具活力的领域。现在已经进入到了信息时代,也被称为是“知识经济”时代,这些都与通信工程存在着密切的关系。到上个世纪末为止,互联网就已经广泛地被使用了。这就是昭示着通信工程的已经在此时崭露头角。与此同时,在互联网的推动下,通信工程也开始迅速崛起。目前,宽带已经遍布千家万户,人们坐在家里面,就可以环游世界,获得自己所需要的各种各样的信息,而且还可以及时处理。信息产业所涵盖的范围非常广泛,一些当今所最为流行的领域几乎都会与其有直接或者间接的关系。诸如各种信息交流所通过的媒介以及在进行信息处理的时候所需的各种器件设备,甚至于原材料从生产到销售的各种流程,以及与电子相关的各种新技术等,成为了引领社会经济发展的主导力量。通信工程的迅速兴起,带动着通信产业在全球持续发展,从而将人类社会带进了知识经济的时代。 二、电子技术与通信工程之间的关系 电子技术与通信工程之间的关系是相辅相成的。从原理上来分析,电子技术与通信工程之间存在着密切的关系,而且是相互依赖的。从应用领域上来分析,电子技术与通信工程可以相互促建,并且实现了应用领域上的密不可分。这主要体现在电子技术与通信工程相结合,带动着相关的学科,如物理电子、光电子学以及微电子学等等进一步向应用领域扩展,构建了现代信息社会的工程领域。其为社会科学技术领域的进步,奠定了良好的基础。电子技术可以用来解决电子元器件、集成电路以及计算机设计等等的工程技术问题,而信息技术所处理的工程性问题都与信息的传输、交换以及信息的处理和检测信号有直接关系。实现电子技术与通信工程的合作,在推动社会经济发展的同时,还在中国信息产业中发挥了巨大的不可替代的作用。电子技术与通信工程相结合,将时代推进了一个新的发展阶段。从工程技术的角度来看,其所涉及到的应用领域遍及社会的各个角落。移动通信与个人通信,宽带通信与宽带通信网,这些都是人们生活中所直接接触到的,甚至于一些通信网络可以通过语音处理并且实现人机交互。在媒体通信中,使用信号处理及其应用技术,可以满足人们的各种高质量需求。还有光电子学与光纤通信工程、微波工程、真空电子工程和纳米材料与技术等,都是电子技术与通信工程相结合科技成果。 三、总结 综上所述,电子技术与通信工程无论是在学科研究还是应用领域上,都为相关领域提供了更大的发展空间。除了与其具有直接关系的高科技研究领域之外,包括金融系统、民航系统以及铁路系统等,甚至于有关的设计单位也会通过电子技术与通信工程而有所数以。作为时代的引领者,电子技术与通信工程是建立在一定的理论基础之上的,并为开拓创新领域提供了重要依据。同时,还会应社会的需要,将其应用范围逐步发展。科技的发展,将电子技术与通信工程引领到一个更为广阔的天地。 作者:赵东 单位:贵州中建建筑科研设计院有限公司 电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的关系分析 摘要:本文针对电子技术与通信工程一题展开较为深入的研究,其中包括电子技术的定义概述、电子技术在社会生产中的应用、通信工程的发展现状及电子技术与通信工程之间的关系等,以期能对我国电子技术与通信工程的发展提供参考。 关键词:电子技术;通信工程;改进措施 在我国社会经济与高科技水平不断发展与提升的基础之上,各个行业领域都开始纷纷加入到改革高新技术与应用电子技术的行列中。本文所提到的通信工程是我国科技领域中的重要行业,其在经历了较长时间的成长与进步后,已在信息传输与信息交流等诸多领域中取得了不俗的成绩。通信工程的主要研究内容即为在信息传播与交流的过程中所能应用到的检验、交换等新型技术。电子技术是一项集物理研究成果及各类物理知识于一身的高科技工程技术,它同通信工程的相互结合不仅为国家经济水平的提升带来了明显的促进作用,同时对整个人类的进步也做出了重要贡献。 一、电子技术分析 1.电子技术的定义 电子技术可以被分为两大基础类别,即为电力电子技术与信息电子技术。此项新兴技术的出现与发展不仅为我国新时期中的技术革命打下了夯实的基础,同时还为集成电路及现代通信工程的发展提供了技术保障。如今,我国的电子技术已正式进入光子技术时代,光子与电子的结合,一方面让通信全光化成为现实,另一方面还将电子计算机与通信工程两者紧密联系到一起,为新时代中网络社会的发展提供了更多的动力来源。 2.电子技术在社会生产中的应用 如今,电子技术已融入到我国的各个社会与生活领域中,大到高科技技术行业,小到普通百姓的日常生活,几乎都离不开电子技术的支持。此外,由于我国目前仍属于发展中国家,所以还面临着很多诸如节能与供电方面的现实问题,而电子技术不仅具有节约环保的特征优势,同时还能有效提升各个领域中企业的工作效率。目前,国内应用电子技术最为频繁的变为汽车行业,其中汽车发动机与底盘的电控系统都需要得到电子技术的支持。首先,发动机电控系统的作用就是全面掌控汽车发动机的空燃比,燃气在点火过程中可以排气良好;其次,汽车底盘的电控系统在全面应用电子技术之后,不仅让汽车本身的制动系统性能大幅度提高,同时还从根本上增强了汽车在行驶过程中的安全性与舒适性。此外,为了能让更多的汽车驾驶者可以感受到电子技术所带来的诸多优点,科学家还研发出了应用电子技术的电控悬架。 二、通信工程的发展现状 信息时代全面到来后,通信工程犹如是一匹驰骋疆场的黑马,急速出现在了人们的视野中。尤其是近年来,网络通信、光纤通信及数字移动通信等业务的发展,为我国普通民众的日常生活带来了极大的便利。伴随着国民生活水平的稳步提升,人们对信息的交流与传递也开始提出了更高的要求标准,因此也就在无形中推动了现代网络技术与通信工程向前发展。针对新时期中的信息产业来说,其中不仅涵盖了所有与媒介信息有关的设备器件,同时还包括计算机、卫星、激光及光纤等新型产物。而通信工程最主要的硬件基础即为声、电、光技术,同时搭配现代高科技电子产品与相关软件,让信息实时交流成为现实。自从我国正式进入到21世纪以来,光通信与宽带技术的高速发展为国家的多个产业领域带来了无限的机遇和挑战。 三、电子技术与通信工程之间的关系 笔者认为,运用“相辅相成”这个成语来形容电子技术与通信工程之间的关系最为贴切。首先,从原理学的角度分析,电子技术与通信工程就好比是鱼和水一般,不可分离。电子技术能在通信工程中得到全面的发挥和应用,而通信工程的发展则可以为电子技术提供充分的成长空间与进步动力。其次,从应用领域的角度来分析,电子技术的快速发展可以带动通讯工程的整体进步,而通信工程同样也可以为与电子技术有关的诸多领域提供很多的发展机遇,如光电子学、微电子学及物理电子学等。可以说,电子技术与通信工程的相互合作对社会的进步与国家发展具有推动作用。从工程技术的角度出发,电子技术与通信工程的高密度合作几乎已遍布我国社会中的多个行业领域,同时在潜移默化中将我国的现代科技水平推向了一个更高水平的发展阶段中。通信技术供应商为了能更好地满足我国民众的高质量通讯需求,相继应用到了信号处理等新型通信技术。以上所提到的这些均为电子技术与通信工程相互结合后的优秀科技成果,相信在不久的将来,我国民众的生活水平一定会在电子技术与通信工程的支持下早日达到一个更高的层次。 作者:梁晓楠 单位:赤峰市文化新闻出版广电局微波总站 电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的发展趋势 摘要:文章首先对电子技术和通信工程进行了相关介绍,进而指出了电子技术在通信工程中的应用优势及存在的一些问题,最后就电子技术与通信工程的发展前景进行了分析。 关键词:电子技术;通信工程;发展前景 人与人之间的交流是一直存在的,通信技术的发展对人类社会文明的进步有极为深远的影响。电子技术近年来的迅猛发展很大程度上带动了通信技术的进步,人与人之间的交流更加便捷。从某种角度来看,电子技术与通信技术的发展是相辅相成的,二者相互依存,共同发展,为社会的发展提供助力[1]。笔者就电子技术与通信工程间的进步、发展,以及电子技术在通信技术中的应用进行分析,以期为电子技术与通信工程领域的进步作出贡献。 1通信工程的相关介绍 1.1通信工程的主要内容介绍 所谓通信工程,又称通信技术(也作信息工程、电信工程,旧称远距离通信工程、弱电工程),是电子工程的重要分支,同时也是其中一个关键部分[2]。通信工程关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。通信工程研究的是以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲,从发送端(信源)传输到一个或多个接收端(信宿)。接收端能否正确辨认信息,取决于传输中的损耗功率高低。信号处理是通信工程中一个重要环节,包括过滤、编码和解码等[3-4]。 1.2通信工程的发展历程介绍 纵观通信工程的发展历程,主要可以分为3个阶段[5-6]。 1.2.1初级通信阶段 1838年,莫尔斯发明有线电报,开始了电通信阶段,这也是处理通信阶段的标志。直至1864年,麦克斯韦创立了电磁辐射理论,并被当时的赫兹证明,促使了后来无线通信的出现。1876年,贝尔利用电磁感应原理发明了电话。 1.2.2近代通信阶段 1948年,香农提出了信息论,并建立了通信统计理论,这一理论的提出标志着近代通信的开始。到1951年,直拨长途电话开通。1962年,发射第一颗同步通信卫星,开通国际卫星电话;脉冲编码调制进入实用阶段。 1.2.3计算机网络通信阶段 20世纪60年代,彩色电视问世;阿波罗宇宙飞船登月;数字传输理论与技术得到迅速发展;计算机网络开始出现。20世纪70年代,商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统投入使用。 1.3通信工程的应用范围介绍 就目前情况来看,通信工程的应用范围十分广泛。例如计算机之间的信息交流,电话手机、航天航空等,只要有信息的交换基本就有通信技术的存在。通信技术的进步将带动各行各业的发展,尤其是计算机技术在通信技术中的应用,不仅大大提高通信技术的工作效率,更加人们日常生活,而且在我国的国防事业上作出巨大贡献。 2电子技术的相关介绍 2.1电子技术的主要内容介绍 电子技术是根据电子学的原理,相关科技人员运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,这门科学十分深奥,应用广泛,更凸显出其重要性。电子技术中涵盖信息电子技术和电力电子技术两个方面,电子技术是人类智慧的结晶,近年来为社会的发展和人们生活水平的提高作出了很大贡献。 2.2电子技术在领域应用的优势 电子技术自19世纪末诞生开始,历经了多年发展,包括整流器时代、逆变器时代、变频器时代3个阶段,在各个领域的发展中都取得了较大的成果,使电子技术成了各行各业不可或缺的一门基础却又尖端的技术。其得到发展后的应用优势十分明显,例如可以提高工作效率,降低能源损耗,在各行各业的发展过程中都产生了极为有益的影响。电能是一种特殊却应用十分普遍的能源,而电子技术可以更好地利用电能,降低工业生产的损耗和成本,推动我国工业的进步[7]。 2.3电子技术的应用当前科学技术的飞速发展 将人们带入了信息化,在信息化的大背景下,计算机技术与电子技术相互促进,相辅相成,已经融入了各行各业中,引领着各行各业前进的方向。电子技术应用情况主要有两个特点:(1)应用范围广;(2)开发空间大。同时也存在着一些不足之处,最关键的就是当前的科技人员缺乏必要的创新意识,在研发过程中过多地遵循传统的研发思路,创新意识不足,创意能力有待提高。同时就目前情况来看,通信业的迅速发展极大地推动了通信电源的发展,同时电子技术进一步提高了通信技术的工作效率,二者相辅相成[8]。 3电子技术的发展在通信工程中的应用优势 3.1简化了信息交换的过程 通信,就是一个信息相互交换的过程,当前电子技术的发展在一定程度上简化了信息交换的过程。信息间的交流是通信工程的基础,电子技术的应用能够缩短信息交流的繁复,更利于信息的全球化传递。信息交换的过程在电子技术的应用下变得更加简单快捷,也丰富了信息传播的路径,同时也使电子技术的应用领域得到进一步的扩大和发展。 3.2提高了通信工程的工作效率,提高信息处理质量电子技术的应用 提高了通信工程的工作效率,提高了信息处理的质量。相对于传统的通信技术来说,电子技术的引入提高了通信工程的工作效率。同时,电子技术抗干扰的特性能够维护信息传递的质量,保证信息传递的准确性,进而推动通信工程的进一步发展。 3.3增大电子通信产品的使用寿命,推动通信技术发展 电子通信产品是通信工程的重要组成部分之一,如果能够将电子技术进一步应用到电子通信设备的改进与研发中,将会使人们对通信工程的发展更加信服。同时也提高了通信工程中通信设备的耗损率,增大电子通信产品的使用寿命,降低了通信工程发展中设备更新、资金耗费的问题,提高了通信设备的质量,推动了通信技术的发展和进步,使电子技术与通信工程的发展相依相存,相辅相成[9]。 4电子技术与通信工程的发展 4.1电子技术对通信工程的推进作用 电子技术对通信工程的推进作用是有目共睹的,从通信工程初步成形到现在,交换设备的不完备一直都是通信工程发展的瓶颈,为通信工程的应用造成了诸多困扰。但是电子技术的引入打破了这一僵局,使通信交换设备不断完善,达到了较为完备的状态。 4.2电子技术与通信工程的协同发展 电子技术和通信工程的协同发展,电子技术不但使通信工程的交换设备更加完善。同时通信工程的发展也推动了光电子和物理电子等微型电子技术,逐渐形成了现代信息工程,二者的有机结合有利于我国信息化事业的发展和进步。 4.3电子计算机在电子技术和通信工程的重要性 电子计算机在电子技术的发展和通信工程中的作用十分关键,首先,应用计算机可以实现各项交换机的编程,并且可以保存信息。当前系统需要改变时,不需要对交换设备进行改动,只需要改变程序指令就可以。计算机的应用在通信工程发展方面扮演着十分关键的角色。 4.4电子技术与通信工程共同发展取得的重要成果 电子技术与通信工程的共同发展取得了一系列的成果,如光电通信、卫星通信、个人和移动通信、微电子的设计和制备、通信测量和电路技术、微波技术、散射辐射与微波传输、光纤通信工程和光电子学等[10]。 5电子技术与通信工程未来的发展前景 纵观我国电子技术与通信工程的发展现状,不难发现,电子技术与通信工程已经处于一种相辅相成的状态,二者共同发展,相互依存。互联网的嵌入通信工程发展迎来了新的机遇,同时,通信工程也带动了电子技术的进步。未来电子技术与通信工程中的关联将会更加密切,在互联网的推动下,二者的发展前景将十分广阔。 6结语 笔者首先对通信工程进行了相关介绍,同时介绍了电子技术的相关内容,进而指出了电子技术在通信工程中的应用优势和存在的问题,最后就电子技术与通信工程的发展前景进行了分析。随着电子技术与通信工程应用协同发展的进步,相信国家信息产业会迎来更美好的明天。 作者:王飞 单位:郑州大学 电子与通信工程论文:探微电子技术与通信工程 1通信工程 在信息科学技术的发展历程中,通信工程是非常具有前景的一个领域。其涉及到光纤通信、数字移动通信,以及现在人们都广为熟知的互联网通信工程。这些通信工程在传递和获取信息方面,都是非常便捷的而且具有极高的效率。所以,通讯工程又被认为是极具活力的领域。现在已经进入到了信息时代,也被称为是“知识经济”时代,这些都与通信工程存在着密切的关系。到上个世纪末为止,互联网就已经广泛地被使用了。这就是昭示着通信工程的已经在此时崭露头角。与此同时,在互联网的推动下,通信工程也开始迅速崛起。目前,宽带已经遍布千家万户,人们坐在家里面,就可以环游世界,获得自己所需要的各种各样的信息,而且还可以及时处理。信息产业所涵盖的范围非常广泛,一些当今所最为流行的领域几乎都会与其有直接或者间接的关系。诸如各种信息交流所通过的媒介以及在进行信息处理的时候所需的各种器件设备,甚至于原材料从生产到销售的各种流程,以及与电子相关的各种新技术等,成为了引领社会经济发展的主导力量。通信工程的迅速兴起,带动着通信产业在全球持续发展,从而将人类社会带进了知识经济的时代。 2电子技术与通信工程之间的关系 电子技术与通信工程之间的关系是相辅相成的。从原理上来分析,电子技术与通信工程之间存在着密切的关系,而且是相互依赖的。从应用领域上来分析,电子技术与通信工程可以相互促建,并且实现了应用领域上的密不可分。这主要体现在电子技术与通信工程相结合,带动着相关的学科,如物理电子、光电子学以及微电子学等等进一步向应用领域扩展,构建了现代信息社会的工程领域。其为社会科学技术领域的进步,奠定了良好的基础。电子技术可以用来解决电子元器件、集成电路以及计算机设计等等的工程技术问题,而信息技术所处理的工程性问题都与信息的传输、交换以及信息的处理和检测信号有直接关系。实现电子技术与通信工程的合作,在推动社会经济发展的同时,还在中国信息产业中发挥了巨大的不可替代的作用。电子技术与通信工程相结合,将时代推进了一个新的发展阶段。从工程技术的角度来看,其所涉及到的应用领域遍及社会的各个角落。移动通信与个人通信,宽带通信与宽带通信网,这些都是人们生活中所直接接触到的,甚至于一些通信网络可以通过语音处理并且实现人机交互。在媒体通信中,使用信号处理及其应用技术,可以满足人们的各种高质量需求。还有光电子学与光纤通信工程、微波工程、真空电子工程和纳米材料与技术等,都是电子技术与通信工程相结合科技成果。 3总结 综上所述,电子技术与通信工程无论是在学科研究还是应用领域上,都为相关领域提供了更大的发展空间。除了与其具有直接关系的高科技研究领域之外,包括金融系统、民航系统以及铁路系统等,甚至于有关的设计单位也会通过电子技术与通信工程而有所数以。作为时代的引领者,电子技术与通信工程是建立在一定的理论基础之上的,并为开拓创新领域提供了重要依据。同时,还会应社会的需要,将其应用范围逐步发展。科技的发展,将电子技术与通信工程引领到一个更为广阔的天地。 作者:赵东单位:贵州中建建筑科研设计院有限公司 电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的初探 1电子技术 1.1信息电子技术 对于信息电子技术来讲,现在正在倡导低碳环保的生活方式,这也就意味着,信息电子行业已经进入到了大发展的时代。面对这一前所未有的发展机遇,电子技术应用在这一新的环境中扮演着重要的角色。它将引领社会走进一种低消耗,高利用的时代。从环保的角度还分析,汽车对于一个城市来讲,成为了城市环境污染的一个重要来源。鉴于汽车工业的发展以及给人类的工作、生活所带来的便利,电子技术对于汽车行业的促动是非常大的。将电力电子技术应用到汽车研究领域,是汽车从设计到制造,都灌输了环保的理念。当电子汽车被设计出来之后,经过了后续的不断完善,将引领汽车行业的发展,并成为一种时尚。从汽车电子技术的角度来研究,目前世界上所取得的相关的成就包括有软件技术和智能化集成传感器技术。 1.2软件技术的应用 软件技术与互联网息息相关。随着汽车行业的不断发展,一些新型的技术在诸多行业中得以应用。互联网技术的兴起,软件技术在企业行业中广泛实用,使得软件的功能不但地完善,并将一些程序输入到网络当中。 1.3智能化集成传感器技术的应用 智能化集成传感器技术的应用,给汽车行业提供了可以用来决策和处理的信息。当在有关汽车的技术信息进行处理的时候,智能化集成传感器技术在处理各种信息的同时,还可以矫正错误的信息,起到了及时纠错的作用。同时,应用智能化集成传感器技术的优点还在于,它可以避免一些信号传输问题。比如,当传感器信号由于外部因素的干扰而发生传输错误的时候,使用智能化集成传感器技术就可以及时纠错。 2通信工程 在信息科学技术的发展历程中,通信工程是非常具有前景的一个领域。其涉及到光纤通信、数字移动通信,以及现在人们都广为熟知的互联网通信工程。这些通信工程在传递和获取信息方面,都是非常便捷的而且具有极高的效率。所以,通讯工程又被认为是极具活力的领域。现在已经进入到了信息时代,也被称为是“知识经济”时代,这些都与通信工程存在着密切的关系。到上个世纪末为止,互联网就已经广泛地被使用了。这就是昭示着通信工程的已经在此时崭露头角。与此同时,在互联网的推动下,通信工程也开始迅速崛起。目前,宽带已经遍布千家万户,人们坐在家里面,就可以环游世界,获得自己所需要的各种各样的信息,而且还可以及时处理。信息产业所涵盖的范围非常广泛,一些当今所最为流行的领域几乎都会与其有直接或者间接的关系。诸如各种信息交流所通过的媒介以及在进行信息处理的时候所需的各种器件设备,甚至于原材料从生产到销售的各种流程,以及与电子相关的各种新技术等,成为了引领社会经济发展的主导力量。通信工程的迅速兴起,带动着通信产业在全球持续发展,从而将人类社会带进了知识经济的时代。 3电子技术与通信工程之间的关系 电子技术与通信工程之间的关系是相辅相成的。从原理上来分析,电子技术与通信工程之间存在着密切的关系,而且是相互依赖的。从应用领域上来分析,电子技术与通信工程可以相互促建,并且实现了应用领域上的密不可分。这主要体现在电子技术与通信工程相结合,带动着相关的学科,如物理电子、光电子学以及微电子学等等进一步向应用领域扩展,构建了现代信息社会的工程领域。其为社会科学技术领域的进步,奠定了良好的基础。电子技术可以用来解决电子元器件、集成电路以及计算机设计等等的工程技术问题,而信息技术所处理的工程性问题都与信息的传输、交换以及信息的处理和检测信号有直接关系。实现电子技术与通信工程的合作,在推动社会经济发展的同时,还在中国信息产业中发挥了巨大的不可替代的作用。电子技术与通信工程相结合,将时代推进了一个新的发展阶段。从工程技术的角度来看,其所涉及到的应用领域遍及社会的各个角落。移动通信与个人通信,宽带通信与宽带通信网,这些都是人们生活中所直接接触到的,甚至于一些通信网络可以通过语音处理并且实现人机交互。在媒体通信中,使用信号处理及其应用技术,可以满足人们的各种高质量需求。还有光电子学与光纤通信工程、微波工程、真空电子工程和纳米材料与技术等,都是电子技术与通信工程相结合科技成果。 4总结 综上所述,电子技术与通信工程无论是在学科研究还是应用领域上,都为相关领域提供了更大的发展空间。除了与其具有直接关系的高科技研究领域之外,包括金融系统、民航系统以及铁路系统等,甚至于有关的设计单位也会通过电子技术与通信工程而有所数以。作为时代的引领者,电子技术与通信工程是建立在一定的理论基础之上的,并为开拓创新领域提供了重要依据。同时,还会应社会的需要,将其应用范围逐步发展。科技的发展,将电子技术与通信工程引领到一个更为广阔的天地。 作者:赵东单位:贵州中建建筑科研设计院有限公司 电子与通信工程论文:电子与通信工程特色专业的建设探索 摘 要:该文分析了电子与通信工程特色专业建设的内容,阐述了在电子与通信工程特色专业的构建过程中,要通过培养专业化的人才、建立课程体系、实施实践教学、对教材的编著、开展双语教学活动、建设一支高素养的师资团队等措施,以增强电子与通信工程专业的综合实力。 关键词:电子与通信工程 特色专业 建设 对于职业院校来说,专业以及学科的建设是取得长足与快速发展的重要保证,同时也是高职院校开展教学工作的基础,是学校培养应用型人才必须的环节。现阶段,我国教育事业逐步得到了深化与改革,而要想高职院校可以培养出高品质的应用型人才,就应当使高职院校的特色更加突显。我国也正在把教育事业的重点逐步放到专业特色化的改革中来,在此,依照我国电子与通信工程领域以及学科所具有的发展情况,探讨了电子与通信工程特色专业的建设。 1 电子与通信工程特色专业建设的内容 现阶段,高职院校的人才培养工作应当持续地和市场相接轨,要努力改变以往过度重视理论教学,而忽略了对学生实践能力培养的弊端。要努力提升高职院校对于学生实践能力培养的水平,通过开展特色合作等活动,使高职院校的教育工作更加具有实用性。开展教育活动的目的,是可以让学生能够更好地适应科技不断的革新与发展。依据我国现阶段的实践情况来看,应当借鉴国外高职院校对人才培养的新模式,通过持续改进与完善,以建立更适应高职院校自身的人才培养体系。 2 电子与通信工程特色专业的构建 2.1 要培养专业化的人才 高职院校进行特色专业构建的过程中,应当以人才的培养作为核心,培养专业型、应用型人才。对目前所采用的教学模式加以革新,并增设更有利于学生能力培养的相关课程,让学生可以更加深入地了解到自己所学习的专业,培养学生的热情。 第一,进行人才培养时,存在着一些共同通性。高职院校能够依照人才培养的一些具体要求,对学生的基础知识与技能加以培养。第二,应当提升学科教育的效果。在进行电子与通信工程的教学中,要求学生拥有较为扎实的物理知识及数学知识,这样才可以更加深入地对电子与通信工程相关知识有进一步的理解,同时,也能够通过增设研究性的课题,充分地激发学生的学习热情,使学生的综合素养得以有效提升。 2.2 建立课程体系 在建立课程体系的过程中,能够按照该专业中目前所具有的优势,以更加地凸显高职院校在某一方面所具有的特色。并且,进一步优化专业课程设置,要努力地在课程的整合和教学计划制定中进一步革新。在建立课程体系过程中,要尤为注意,应当让学生能够打好坚实的理论基础,并且,可以强化学生的能力培养。另外,也应当重视对非专业课程的建设,对于各个课程进行科学的配置,依照专业所具有的优势以及特征,在一些专业的课程教学中,所采用的方式,可以由之前的理论讲解模式,而转化为案例教学模式,从而使学生的实践技能得以提升,使学生的创新思维得以强化,让高职院校所培养的学生可以更好地达到市场对于人才的要求。而要想建立完善的课程体系,要让教学所涉及的相关内容变得更为充实,对不同的课程设置加以优化,让团队所具有的作用得以最大限度的发挥,对目前的平台加以充分利用,让教学的质量可以得到提升。 2.3 实施实践教学 若想能够培养出更为优秀、更符合市场需求的人才,高职院校不仅要注重对学生理论知识的传授,而且也应当采取各种措施,强化学生实践技能的培养,以增强学生创新思维。开展的实践活动的形式有组织技能竞赛、进行实验研究、开展专题研讨等。比如,在电子与通信工程专业的数学和物理知识学习中,能够采用一些特色的实验,对学生进行相关知识的讲解。另外,也能够依照高职院校自身的课程体系,来组织一些自主性的实验研究或者是课题的研讨,让学生可以拥有广阔的学习平台与能力提升的平台。高职院校在教学中,也应当积极地鼓励学生去参与各种技能的竞赛活动,让学生可以多多地参与到一些实践项目中来,以强化学生的实践技能,让学生的知识和实践可以更好地得以融合。 2.4 对教材的编著 依照高职院校的专业设置以及课程体系,来编制具有较高水平的实用型教材,这也同样是高职院校进行电子与通信工程特色专业建设中的重要内容。可以参考国外一些较为优秀的教学用材料,并且,大力地鼓励教师参与到新教材的完善与编制过程中,尽可能地去掉教材中一些较为陈旧和不具有较强实用性的部分,让教材内容可以得到真正的革新。 2.5 开展双语教学活动 在我国社会经济不断发展的新时期内,市场也逐步地向着全球化方向发展。因为目前所使用的通用语言之中,英语依然占据了主导地位。因此,在电子与通信工程专业的课程教学过程中,采用双语教育的方法也是非常必要的。并且,也能够进一步地参考国外的一些高水平教学用教材,还能够通过和国外一些院校开展合作的方式,以达到教学的互通性。不过,对于高职院校来说,同时也应当着重对学生所具有的实际英语水平加以关注。因此,一些相对重要的基础课,在进行教学时,应当采取使用不同语言教学的模式,让学生能够依照自身的外语情况,而选择更加适宜自己学习的课程。采用双语教学的模式,其目的是为了进一步强化和国外一些院校之间的合作,让学生在经济一体化的新形势下,可以更加从容地来面对,使学生具备较强的应对能力以及适应性。 2.6 建设一支高素养的师资团队 在建设师资团队时,应当明确电子与通信工程专业课程设置中的各个人员的配置,关注师资团队的构建工作,让教师可以拥有更强的归属感。并且,要让教师和企业专家、技术能手等形成统一的联系,从而让教学所具有的实用性得以充分发挥。应当让教师走入企业,和实际更好地融合,和企业技术人员加强沟通和交流。同时,企业中的专家也应当聘请到学校,进行实践指导,不断地强化学校和企业的合作。形成教师深造的管理体系,让教师拥有更强的实践技能与专业性。 2.7 专业的建设以及教学组织 进行教学组织时,要依照电子与通信工程专业对市场的环境变化情况,而对所设置的课程加以调节,努力实现专业的教学和市场的需求更为契合。并且,要严控专业教学的质量工作,执行严格的监督与审核制度,以促进教师教学水平的提升,从而确保教学的质量。高职院校要定期开展讨论会,对电子与通信工程专业的未来发展趋势加以分析与讨论,从而不断地提升电子与通信工程专业学科的建设水平。在电子与通信工程专业的构建方面,高职院校应当制定相关的可行性方案,并不断地丰富教学资源,使专业的建设更加完善。 3 结语 现阶段,职高院校由于受到各方面因素的限制,例如,资金欠缺、师资队伍不健全等,在电子与通信专业的教学过程中,实践教学的投入力度依然不高,在教学中还是偏重于对于理论知识的学习。而这正与高职院校培养人才的目标相违背,导致教学效果明显不好。所以,在对电子与通信工程特色专业的建设过程中,要充分地利用学校的教学资源,依据学校实际情况,突出专业的特色性,以培养出具有更强竞争力的应用型人才。 电子与通信工程论文:电子与通信工程专业人才培养模式改革的研究与实施规划 摘要:随着我国工业化进程的不断深入,需要大量的高级应用技术型人才作为人力支撑,大力培养应用技术型人才是经济社会发展的迫切需要。应用技术型大学以职业技能培养为依托,为生产一线提供“现场工程师”型的高级应用技术型人才,是区别于研究型大学,教学型大学的一类新型大学。通过“校企融合,产教一体”人才培养模式的构建和实施,在人才培养方案、课程体系与教学内容改革、教学制度建设、师资队伍建设、实训基地建设等方面形成自己的特色,充分利用企业和社会的教育资源,建立校企深度合作。致力于培养高级应用技术型人才,打造好湖北省首批应用技术型试点高校的品牌,在同类院校中发挥引领作用,对于学校的事业建设和长远发展都具有非常重要的意义。 关键词:电子与通信工程;人才培养模式;实施规划 一、建设背景 (一)产业背景 电子与通信产业历来是技术含量较高的支柱产业。近几年电子与通信制造业每年以20%-30%的速度增长,生产规模已经居世界前列。电子与通信企业对不同层次的人才需求也越来越大,大量的人才需求为专业建设创造了良好的机遇和发展的空间。同时,随着武汉产业结构不断调整、高新技术开发区的建设,大量企业进驻武汉,这些企业将需要一大批电子与通信技术管理和生产方面的人才,为我校电子与通信工程专业学生就业打下了良好的基础。 (二)社会需求 信息技术是当今社会经济发展的一个重要支柱。信息产业,包括信息交流所用的媒介(如通信、广播电视、报刊图书以及信息服务)、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造和销售,以及计算机、光纤、卫星、激光、自动控制等由于其技术新、产值高、范围广而已成为或正在成为许多国家或地区的支柱产业。电子技术及微电子技术的迅猛发展给新技术革命带来根本性和普遍性的影响,电子技术水平的不断提高,既出现了超大规模集成电路和计算机,又促成了现代通信的实现。通信工程具有极广阔的发展前景,也是人才严重短缺的专业之一。因此,培养高素质电子与通信工程专业应用技术型人才的任务非常紧迫,意义重大。 二、建设目标与意义 (一)建设目标 坚持以服务为宗旨、以就业为导向,走产学研相结合发展道路,以学生为主体,以能力为本位,建成“校企融合、产教一体”人才培养模式,致力于培养应用技术型人才,使高等教育更好地适应经济社会发展的需求。 (二)建设意义 通过“校企融合、产教一体”人才培养模式的构建,做好校企合作、工学结合、顶岗实习等几个方面。依托地方大中型企业,在学校开展合作办学,学校与企业共同制定电子信息工程和通信工程的人才培养目标,共同完成电子信息工程和通信工程的“订单班”培养、课程体系、校本教材、资源库、实训室共建、师资队伍等方面的建设。 三、整体建设思路与原则 (一)整体建设思路 全面贯彻落实科学发展观,以服务为宗旨,主动适应武汉经济结构战略性调整需求、人才市场需求和提高城市竞争能力的需要。发挥行业企业和教学指导委员会的作用,在人才培养模式上,学校将改变传统的课堂理论教学为中心、以教师教学为中心的传统教学模式,以实践教学为主体,以学生为中心、将教育由学校拓展到社会和企业。由课堂延伸到生产一线,使学生真正融入到企业的真实环境中,构建“校企融合、产教一体”的人才培养模式。 (二)总体建设原则 坚持以就业为导向,立足武汉、辐射全国,围绕经济社会发展和应用技术能力的要求,确定专业培养目标、课程设置和教学内容; 坚持德育为先,把社会主义核心价值体系融入教育教学全过程,弘扬民族精神、时代精神,加强以“明的大爱,创新笃行”为校训的道德教育; 坚持“做中学、做中教”,以“三会、三有”为目标突出教育特色,高度重视实践和实训教学环节,强化学生的实践能力和应用技能培养,提高学生的实际动手能力; 坚持工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式,正确处理公共基础课程与专业技能课程之间的关系,合理确定学时比例,确保教育培养目标的实现; 坚持统一性与灵活性相结合,在严格执行学校有关规定的基础上,各教研室可根据专业类别、行业特点和社会发展需求,在课程设置、教学安排、教学手段和方法上有一定的灵活性。 四、建设工作规划与方案 (一)整体建设规划 改革以课堂为中心的传统人才培养模式,依托校内外实训实习基地,按照职业岗位标准,优化专业发展方向,建成“校企融合、产教一体”的人才培养模式;以专业对接产业、课程对接岗位、教材对接技能为切入点,建立以能力为本位,以应用实践为主线,以项目课程为主体的模块化课程体系,加强满足企业需求和行业发展需要的课程体系及教材建设;依托企业,以企业典型产品加工为项目的教、学、做的教学模式,实施理实一体化、项目教学、岗位教学,构建教学与生产零距离对接的教学模式;以教师的德育工作能力、专业教学能力、实训指导能力等综合素质为评聘和考核核心,通过校内外各类培训,参与企业设备的技术改造,到企业顶岗实习、挂职锻炼等方式,打造一支“双师”结构、专兼结合的具有教学、管理、生产、研发、服务功能的高水平师资团队,加强师资队伍建设。 (二)成立教学指导委员会 根据电子信息工程和通信工程专业的特点,聘请行业专家与学校教师共同组建“教学指导委员会”。明确人才培养目标,确定专业教学计划的方案,提供市场人才需求信息,参与专业教学计划的制定和调整,根据企业、行业的人才需要及时调整专业计划和实训计划,协助建立和管理校内外实训基地。 (三)推进校企合作的“订单班”培养 “订单班”培养不仅仅体现在与企业签订协议、顶岗实习等方面,更体现在校企双方共同制订教学计划、课程设置、实训内容;学生的基础理论课和专业理论课由学校负责完成,学生的生产实习、顶岗实习在企业完成,毕业后表现优秀的学生直接在合作企业就业,确保学生培养目标与企业人才需求标准零距离对接。 电子与通信工程论文:电子与通信工程卓越人才培养面临的问题及思考 摘要:如何培养卓越人才是困扰我国高等教育的一个难题。本文调研总结了当前电子与通信工程卓越人才培养存在的一些问题,并探讨解决这些问题的可行性办法,提出了基于导师制和小班化教学的卓越人才培养模式,为电子与通信工程卓越人才培养模式实践探索提供思路。 关键词:电子与通信工程;导师制;卓越人才培养 卓越人才如何进行培养,一直以来都是困扰我国高等教育的一个难题。针对这个难题,教育部提出了“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)。“卓越计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010―2020年)》而提出的高等教育重大改革计划,是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量的各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务,对高等教育面向社会需求培养人才,调整人才培养结构,提高人才培养质量,推动教育教学改革,增强毕业生就业能力都具有十分重要的示范和引导作用[1][2]。 一、电子与通信工程卓越人才培养面临的问题 电子与通信工程类人才培养具有鲜明的特色,不仅需要学生掌握扎实的专业基础知识,更需要锻炼他们的实践能力。很多高校在电子与通信工程人才培养模式上,特别是实践教学环节未能考虑高校实际情况,最终培养出来的大部分学生不仅没有很好地掌握专业知识,更没能提升其自身的实践能力,致使其不能高效地与工作岗位进行对接。普通高校在电子与通信工程卓越人才培养中面临的问题,主要可以归纳为以下几个方面。 1.人才培养方案的制订缺乏灵活性 我国现在处于大众教育阶段,不可能对所有学生进行精英教育。因此,在人才培养模式上需要进行差别考虑,即在保证大部分学生得到基础教育的前提下,对优秀学生进行卓越人才培养;也就是说需要针对不同的学生或者说不同的学生群体分别设置人才培养方案,在保证大众教育的前提下进行卓越人才培养。可现实问题是相当一部分普通高校在人才培养方案制订和建设过程中都采用“一刀切”的方式。 2.实践教学环节设置不合理 一般的普通高校在制定电子与通信工程的人才培养模式上往往直接参考甚至是完全照搬重点高校的培养方案。培养目标、教学大纲、课程设置、实践环节(包括课程设计、毕业设计以及各种实习等)等各个步骤跟重点高校基本没有差别,更别提自身的办学特色。关于实践教学,目前存在两个比较严重的也是比较极端的情况:一种是完全照搬重点高校的人才培养模式,采用学科分类方法,对知识的传递往往都是照本宣科,以理论性知识和陈述性知识为教学的主导。虽然在相关学科或者课程开设了少量的实验课程或者课程设计,但往往都是一些验证性的实验,有的甚至是为了完成实践课程指标而开设实践环节,无法取得较好的效果。另一种是过分注重实践环节,有些高校为了体现自身的差异性,名义上为了提升学生的实践能力,不惜通过降低相关实践课程或实践环节的学分,从而大量开设各种课程设计和实践环节,使得学生们为了实践课程和实践报告疲于奔命,叫苦连天,没有真正达到实践动手能力提升的效果,也抹杀了学生实践动手的兴趣。这两种方案都忽视了实践教学环节的真正目的,说白了也是对实践教学的重视不够,理解不够。 3.实践环节缺乏企业参与 一些普通高校,包括部分“211”高校和“985”高校,在实践教学环节缺乏企业的深度参与,有些高校基本就没有企业的参与。目前比较流行的校企合作大多还是体现在科学研究及企业为即将毕业的学生提供实习基地等方面,没有实质性的参与。高校在人才培养方案制定过程中基本上很少邀请企事业单位的人员参加,也不能真正理解企业对人才培养的需求。人才培养过程当中也没有邀请企事业单位进行实践教学指导,学生无法真正接触企业的实际需求和问题,对企业的设备、生产流程等各个环节缺乏必要的认知。当然,导致这种结果的原因除了高校本身的问题外,也有企事业单位的责任,他们对高校人才培养的质量缺乏责任意识,没有体现其主动性。 4.教师队伍建设及评价体系存在误区 卓越人才培养需要指导老师在专业知识、实践动手能力、新知识的学习能力等方面不断更新、不断提升。现实情况是很多普通高校的老师往往执着于理论知识的传递,不太愿意接受新的知识。有些老师虽然愿意指导学生,但由于自身相关科研项目和资源的缺乏而无法提升自身的实践能力;有些老师实践能力很强但更多沉迷于科研项目而不愿意指导学生。当然,除了教师自身的问题外,跟当前高校对教师的评价体系或者说评价标准也有一定的关系,导致有能力指导学生的老师不愿意花很多时间指导学生,有意愿指导学生的老师往往因缺乏资源而不能很好地指导学生。 二、电子与通信工程卓越人才培养模式思考 本文针对电子与通信工程卓越人才培养模式面临的主要问题进行了深入思考,构建基于导师制和小班化教学的电子与通信工程卓越人才培养模式。该人才培养模式主要具体包括四个方面内容: 1.导师制下的卓越人才培养方案建设 卓越人才培养方案应解决以下问题:导师制中的精英教育与大众教育;导师制与科技创新;导师制与通识教育;导师制与“就业至上”等。卓越人才培养方案建设必须有效融合并解决这些问题。 2.导师制下的卓越人才培养平台建设 卓越人才培养平台建设需考虑如何不断募集优秀的学生,促进导师队伍的发展,源源不断地输出卓越人才。 3.卓越人才培养的小班化教学与科研 根据学生的兴趣爱好进行小班化教学与科研,淘汰传统教学中灌输的方式,采用可充分调动学生学习和科研积极性的探讨式教学方式,培养学生的实践能力和团队协作能力等。 4.导师制下的卓越导师队伍建设 卓越的导师队伍是卓越人才培养的关键之一。卓越的导师队伍应具有全面的指导能力,除了本科阶段的学习和科研指导外,还应具备与研究生导师制、企业导师制的接轨能力。 三、总结 本文调研总结了当前部分高校在电子与通信工程卓越人才培养过程中存在的一些问题,并基于这些问题提出了基于导师制和小班化教学的卓越人才培养模式。后续将结合学校电子与通信工程卓越人才培养现状,对该卓越人才培养模式进行实践探索,希望不仅能够加深学生对专业知识的理解,提升学生的实践能力,而且能够在导师队伍建设和卓越人才培养平台建设上取得好的成果。 电子与通信工程论文:概述电子技术与通信工程的协同进步 摘 要:最近几年,通信技术得到了很好的发展,信息传播技术的发展中,电子技术发挥了其发展的一个良好的载体和桥梁的作用,二者实际上在发展中是相互促进的。主要对电子技术与通信工程的协同进步进行了简要的分析,以供参考和借鉴。 关键词:电子技术;通信工程;协同进步 当前,人类社会已经进入到了信息社会中,所以必须要有能够与之相适应的传播技术,古代我们还在使用信鸽传递信息的方式,但是当前,我国的信息化建设质量越来越高,这期间也经过了很长时间的革命,信息传播技术的发展中,电子技术的发展起到了不容忽视的作用,所以二者之间有着十分密切的关系,它们的发展和进步实际上有着一定的同步性。 1 电子技术 1.1 电子技术概述 电子技术通常就是指应用电子学的相关原理对电路和电子元件设备进行设计从而解决生产和生活中实际问题的一种技术方法,这种技术一般情况下分为两大类,一种是电力电子技术,一种是信息电子技术,对于电子信息而言,最主要的体现就是信息处理上,电子信息的发展极大的促进了科学技术的进步,电子技术的发展使得计算机技术和集成电路技术出现在人类社会当中,同时还在不断的发展和进步,这种技术的不断进步也对通信技术的发展起到了十分重要的作用。当前的电子技术又有了很大的进步,并且正在朝着更为先进的光子技术方向发展,这一技术也是微电子技术发展的一个重要的平台和保障,同时在当今技术发展趋势的角度上来看,光子技术和电子技术正在不断的融合,在未来的发展中全光化已经成为一种必然的发展趋势,同时信息技术也在不断的发展和进步,促进了数字化和信息化的发展和建设。 1.2信息电子技术的应用及其在汽车领域的发展 在当今这样一个飞速发展的时代,网络技术的发展可谓日新月异,所以这种趋势也给电子信息技术的应用提供了十分有利的契机,同时已经在很多领域取得了非常好的效果,举例来说,环保机构在进行环境质量检测工作中,采用电子信息技术能够有效的对环境的污染现象进行有效的检测和分析,同时还可以选择相应的措施对该情况进行有效的治理。但是在众多领域中,汽车领域的应用可谓是最为常见的,由于该技术的发展,也逐渐出现了电子汽车,在汽车元件的性能上都有了很大的改善,出现了自动档汽车,无论是车辆的性能还是车辆故障的诊断都有了很大的发展,所以该技术的发展也推动了汽车业的进步。 1.3 电力电子技术的应用于发展 电力电子技术在很多领域都有着广泛的应用,但是在应用的过程中需要解决的一个重要的问题就是电力供应问题,这也是电力电子技术发展过程中的一个主要的方向,电力电子技术在应用中能够体现出非常好的节能高效的特征,所以在实际的应用中能够得到很好的效果。 2 通信技术 2.1 通信工程概述 通信工程重点要完成的是对信息输入的处理和相关信号的处理,所以这项技术也和人们的日常生产和生活有着十分重要的联系,所以通信工程的发展也受到了人们的重视,在我国通信工程的发展中逐渐出现了光纤通信、数字移动通信等等。 2.2 通信工程的作用和应用 通信工程主要要完成的就是信息的传递和交换。我国各个行业的发展中都和信息有着非常密切的关联,通信工程在人们日常的信息交流中发挥着十分重要的作用,在医学、电信、多媒体图像处理等方面都发挥着十分重要的作用。 3 电子技术与通信工程的协同发展 3.1 电子技术推动通信技术发展 在通信技术发展的过程中,电子技术发挥着十分重要的作用,通信技术的每一次进步基本上都要有电子技术的参与,交换设备是通信措施中的一个重要的组成部分,这也是信息工程发展中的一个障碍性因素。正式因为电子技术的发展才使得整个通信工程能够得以更好的发展。 3.2 通信工程对电子技术的推进作用 通信工程对电子技术的发展也起着一定的推进作用。首先,通信技术的发展进一步简化了信息交换的过程,使更大范围内信息的广泛传播成为可能,强化了知识的交流与沟通。这无疑为更大范围内电子技术知识的传播创造了条件,进而推进电子技术的进步与发展其次,通信技术的不断进步对于电子技术有着更高的要求,这就使得人们不得不创造出新的电子技术来同新的通信技术要求相适应。可以说,正是在通信技术不断发展的影响下,电子技术才得以进一步发展。 3.3 计算机对于电子技术与通信工程的关键作用 计算机的出现对于通信工程的进步与发展有着极为特殊的意义。通过计算机的应用,来对各项交换机工程进行编程,进而存储于计算机存储器当中。这样在系统操作作出改变时,就不需要对交换设备进行改变,只需进行程序指令的改变即可。这一形式的交换机系统被称为程控交换机,具有灵活性大、便于新通信业务开发、能够提供给多种服务项目等优势。同时,计算机的不断发展,开始逐渐为通信技术终端设备承担着信号发出与接收的任务,并在现代社会得到了广泛的应用。因此,对于电子技术的发展来说,计算机同样扮演着十分关键的角色。计算机技术的高速发展不但成就了信息社会,也成为电源技术得以迅速发展的有力支撑。20世纪 80年代,开关电源为计算机全面采用,接着电子、电气设备领域相继引入开关电源技术,之后,计算机技术又提出了绿色电源的概念。 3.4 电子技术与通信技术的协同发展成果 电子技术与通信技术的有机结合,在社会生活领域得到了迅速的发展,包括:个人通信与移动通信,多媒体通信,图像通信与图像处理,微电子系统的设计、制备,集成电路的设计、制造,信号的处理与应用,光通信、卫星通信,离子束、电子束及显示工程,电子设计自动化技术,真空电子工程,微波技术,通信与测量系统电路技术,散射、辐射与微波传输,宽带通信及宽带通信网,微波元器件,微波电路,光纤通信工程与光电子学,微波工程,信息光电子工程,光电子与电子器件,语音处理与人机交互,纳米技术与材料等领域。电子技术与通信技术所拥有的高度广泛性,使其获得了国家的关注,国家已经培养了大量理论基础扎实,具有创新开拓精神,能够在通信网络、通信与通信技术、电子信息技术领域中从事设计、科研、开发、运营的专门型高级人才,为电子技术与通信技术的应用拓宽与进一步发展积蓄了坚实的人员基础,进而促进我国信息产业长足、稳定的发展。 4、结语 在很多领域中,电子技术和通信工程都存在着共进退的关系,可以说只有二者能够共同的发展和进步,我国的科学技术才能有更为强大的发展基础,所以在技术发展中对两者都应该予以一定的重视,这样才能更好的促进我国相关产业的发展和进步。 电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的应用研究 【摘要】放眼世界,科技的发展和进步带动着整个人类的社会的发展。在人类生活的各个方面,科学技术都在发挥着越来越重要的作用。进入到新世纪,以电子和信息技术为代表的新科技发展方兴未艾,人们的短短的几年时间就就经历了过去几十年都难以取得的巨大技术跨越。这些新兴的电子和通信技术应用到社会各个行业和领域当中,为人类社会的生产和生活发挥着他们重要而且不可替代的作用。本文介绍了电子技术和通信工程技术的发展成果,比较二者在人类生活中的作用并对二者之间的关系做了论述。 【关键词】电子技术;通信工程;应用;关系 前言:当今社会,随着产业的发展和技术的进步,国与国之间以科技实力为代表的综合国力的竞争愈加激烈。为了在残酷的竞争中处于有利地位,各国都将发展科技作为政策的优先地位,加大对科技领域特别是高新技术领域的投入。这在客观上极大的促进了新科技的发展。 通信技术和电子技术在新一轮的技术革命中得到了很大的发展。这两者间也存在着紧密的联系,通信技术的发展离不开电子技术的发展,而电子技术的发展也很大程度上需要通信技术发展的推动。 1.电子技术 电子技术属于物理学研究范畴,指的是以电子学原理为主要依据,利用电子器件和特定功能电路的设计来解决实际问题的学科,该门学科主要倾向于信息电子技术和电力电子技术这两大类技术的应用[1]。其中,信息技术囊括的范围很广,从一定角度来说,电力电子技术也可看成是信息处理技术的范畴。 1.1信息技术及其应用 如今人们的生活已经离不开网络,而作为网络发展与传播的媒介,信息技术的发展也随着网络进一步发展。在人们生活的很多方面,通信技术都已经变得不可或缺。例如在工业、交通、建筑、医疗等领域,通信技术都极大的改善了人们的工作方式和工作效率。通过工业局域网,人们可以在中控室内操控一整套的自动化流水线;在交通领域,通过大规模的网络互连,交通违章信息异地也能够查询并缴纳罚款,极大的规范人们的驾驶行为同时也给人们以方便;在医疗领域,通过医院间的网络可以分享诊疗信息,为患者提供更加高质量的医疗服务,挽救生命。在物流领域,通过无线通信系统,快递每到一个站点都会将其物流信息实时的传递到互联网,用户可以方便的查看到货物的物流走向。在一些工程机械和交通工具上已经出现了实时诊断通信系统,实时将该设备的运转参数和故障信息传递给生产厂,通过分析处理可以对用户故障进行远程诊断处理,这无疑大大的节约了故障处理时间,提高了效率,节省了人力物力。这都得意于安装在机器内部的嵌入式处理芯片和通信芯片。交通工具和工程机械的智能化、信息化将会是今后的发展趋势,将会不断得到完善和发展。 1.2 电力电子技术及其应用 电力电子技术的发展是伴随着电力输送技术发展起来的,特别是在变频器出现后得到了极大的发展。在交直流转换也就是整流环节和逆变环节中都需要高性能的电力电子元件作支撑,晶闸管、场效应管、GTO、IGBT等电力电子元件应运而生,这些半导体复合电力电子元器件标志着电力电子技术的发展已经成熟。高性能的电力电子器件能够对高频电能进行处理后输送。在电子领域,半导体电力电子元件发挥着重大的作用,高频数字信号处理成为可能。 2.通信工程 作为信息科学发展的一个最主要的方向,通信工程的主要作用是对信息和信号进行分析和处理。如今世界已经迈入信息化社会,所以通信工程对人们的生产和生活来说具有十分重要的作用。 作为一种技术手段,通信工程在硬件上主要通过声、光、电等技术进行信息采集通过相关的程序代码和电子芯片对信号进行处理。随着社会的发展和进步,人与人之间沟通越来越依靠信息通信,互联网和移动通信网络为人们提供了丰富多彩的内容,提供了信息传输的渠道。同时通信工程在各种行业内的应用也对这些行业的发展起到了重要的作用。通信行业相关的一些行业,设计到通信工程的硬件和软件以及相关服务等也在推动相关行业的发展。例如,电子、光线、软件服务、机械等相关领域都将收益于通信工程技术的发展。 3.电子技术与通信工程之间的关系 电子技术和通信工程之间有着密切的联系,这种联系体现在双方的互动和依赖上,不仅是理论上有联系,在实际的操作中联系更加紧密。 3.1 电子技术与通信工程互相推动 ⑴电子技术对通信工程的推动作用:通信技术的发展过程,离不开电子技术的推动作用。纵观通信技术的在每一阶段的发展和进步,都得到了电子技术的支撑作用。例如,通信技术中,交换设备是其重要的基础设施组成部分,但同时也是通信工程的技术瓶颈。而随着电子技术的应用,这一技术瓶颈得到很好的解决,使得交换设备不断完备。当前,通信技术的发展离不开电子技术的支持,并成为通信技术快速发展的有力推动力量。 ⑴ 子技术对通信工程的推动作用: 通讯工程的硬件核心部分几乎完全依赖于电子技术。通信工程每次革命性的进步都是依赖于电子技术在硬件方面的基础,如果没有电子技术的发展,通信技术的进步也就无从谈起。例如,一段时间内交换机大发展极大的限制了通信技术的进一步发展,而恰恰是电子技术的进步解决这一问题,使得通信技术获得了更大的发展和进步。 ⑵通信工程对电子技术的推动作用: 通信工程的快速发展无疑也为电子技术的发展提供了强大的推动力。通信技术的主要功能就是加强了人与人之间的交流与沟通,使得信息更加的高效的在人与人之间传递,这无疑也促进了技术信息的传播。而电子技术也正是依赖于这些快速传播的信息得以高速的发展。此外,通信技术的发展依赖于电子技术的发展,同时也促使电子技术进一步发展以满足通信技术发展的需要。 因此,通信技术和电子技术的发展在很大程度上是要协调同步的,国家非常重视对这两方面人才的培养,加大投入,为我国在电子和通信方面的进一步发展奠定了基础。 3.2 计算机对通信工程和电子技术的作用 计算机对通信工程和电子技术起着关键性作用。首先,在通信工程方面,应用计算机能对各项交换机进行编程,并能将相关信息储存在计算机中的存储器中。而当系统操作需要进行变更时,无需改变交换设备,而只需要改变程序指令即可。这种交换机系统有利于开发新的通信业务、提供多种服务项目,且具有较大的灵活性。 计算机对通信和电子技术的发展无疑起着非常重要的关键作用。 对于通信工程的一些基础的开发设计工作都要依赖于计算机,而在具体的硬件施工搭建过程中计算机更是起到了重要工具和控制核心的作用,在系统的软件设计方面计算机也是重要的工具,没有计算机这些都无从谈起。(观点是否和上一段重复?) 对于电子技术来说,计算机也同样发挥着不可替代的作用,PCB板的设计和开发需要计算机,芯片内部的程序代码需要计算机进行开发,作为一个大的系统的核心控制部分需要计算机,作为上位显示和控制的部分也需要计算机。因此计算机对电子技术的发展也起着不可替代的作用。 4.小结 总之,电子技术与通信工程都在各自的应用领域发挥着重要作用,并成为时代的引领者。另外,电子技术与通信工程之间存在协同关系,若将两者有效结合必将成为社会发展的强大推动力。 电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的相关研究 【摘要】当今社会,科学技术进步很大,并呈现出迅猛发展的良好势头。尤其是电子技术、通信技术的发展,促使社会出现了巨大变革,社会逐渐进入全新的通信时代。当前,电子技术和通信技术在社会各行业领域得到应用,并成为推广社会发展的助推器。本文总结了电子技术与通信工程的研究成果,并对两者之间的关系进行了探讨。 【关键词】电子技术;通信工程;应用;关系 前言 随着经济全球化的趋势,国家之间、企业之间的经济竞争态势日益激烈。为在市场竞争中取得优势地位,社会各行业领域加快了高新技术的改革,社会各行业领域之间的竞争也因此成为信息技术的竞争,这在很大程度上促进了高新技术的进步和发展。 通信技术的不断发展,离不开电子技术的支持,两者之间的联系越来越紧密,两者有效结合是技术信息领域的一次重大变革,这也为社会经济的发展带来了新的可能和机遇。现对电子技术与通信工程的相关知识进行深入探讨。 1.电子技术 电子技术属于物理学研究范畴,指的是以电子学原理为主要依据,利用电子器件和特定功能电路的设计来解决实际问题的学科,该门学科主要倾向于信息电子技术和电力电子技术这两大类技术的应用[1]。其中,信息技术囊括的范围很广,从一定角度来说,电力电子技术也可看成是信息处理技术的范畴。 1.1 信息技术及其应用 信息时代下网络技术日新月异,这为信息电子技术在各领域的应用提供了技术支持。当前,社会积极倡导低碳环保的生活方式,信息电子行业因此进入大发展时期。它将引领社会逐渐走向高利用、低消耗的全新时代。目前,信息技术在医学、汽车、建筑等多个领域得到广泛应用,并取得了令人满意的效果。例如,环保机构在检测工具中应用信息电子技术进行环境质量检测,能从源头上检测到造成环境污染的原因,有利于及时处理和消除环境污染现象,给人们提供一个良好的生产、生活环境。在物流行业,则使用电子车载装置,对物流运输车辆进行监控,以便及时采集商品信息。另外,信息电子技术在汽车领域的应用最为突出,并趋于成熟。汽车与信息电子技术相结合,出现了电子汽车这一概念。电子汽车中广泛应用嵌入式微处理机和智能化集成传感器,有效保证了传感器信号的稳定性,从而提高了汽车的速度控制性能和故障诊断能力。汽车电子技术也因此得到越来越广的应用,这在一定程度上促进了相关控制软件的开发,通过使用大量微处理机来提高和完善汽车性能已成为今后的发展趋势[2]。 1.2 电力电子技术及其应用 电力电子技术主要应用于电力领域,是电子技术中的一门新兴技术学科。从其发展历程上看,兴起于20世纪50年代,在经历了10多年的发展后,电力电子技术中出现了变频器,这使得电力电子技术得以迅速应用到各相关领域中。到了20世纪80年代,出现了半导体复合器件的形式,这标志着电力电子时代的到来[3]。电力电子技术的发展经历了由传统电力电子技术到现代电力电子技术的转变。现在说电力电子技术就是指现代电力电子技术。与传统电力电子技术不同,现代电力电子技术改变了以往的低频技术(波段强度和信号传输均很低),而发展成为高频技术,波段强度和信号传输的频率均大大提高,因而,更能满足现代社会对信息传输越来越高的要求。随着电力电子技术的不断发展,当前,电力电子技术的应用范围和规模越来越大,并逐渐覆盖高新技术产业和传统工业。尤其在高新技术产业中应用电力电子技术,在促进现代化建设方面做出了突出贡献,即该技术不仅促进了科技的进步,而且推动了行业的发展。 2.通信工程 通信工程是电子工程中的重要组成部分,也是电子工程中的基础学科,又被称为典型工程。通信工程关注的重点是在通信的过程中对信号和信息传输进行处理,这使得通信工程与人们的日常生活息息相关,并发挥重要作用。因此,通信工程可视为信息科学基础发展的典型代表,而成为大众关注的焦点。当前,通信工程发展很快,并已达到一定高度,尤其在数字移动通信、互联网通信、光纤通信等领域得到广泛应用。 通信技术以达到信息交流为目的,其硬件技术主要是声、光、电技术以及相关辅助软件。随着知识经济时代的到来,通信工程在社会经济发展中发挥越来越重要的作用。另外,随着互联网、多媒体等技术的应用,为通信工程的发展提供了强有力的支持。当今社会,人们相互间不断进行着信息交流,这使得人与人之间、各行业间的关系变得更为紧密。在此过程中,通信工程发挥着重要作用。当前,通信工程涉及的领域十分广泛,几乎涵盖了所有行业,如报刊图书、信息服务、广播电视、无线通信等众多领域。另外,在采集、传输、处理信息时所用到的原材料制造、销售,设备器件,计算机,光纤,激光等,因具有产值高、范围广、技术含量高等特点而成为社会发展的支柱产业[4]。 3.电子技术与通信工程之间的关系 电子技术与通信工程之间存在相辅相成的协同关系,两者互相依赖,在应用领域上也密不可分。分析电子技术与通信工程间的关系主要表现在以下方面。 3.1 电子技术与通信工程互相推动 ⑴电子技术对通信工程的推动作用:通信技术的发展过程,离不开电子技术的推动作用。纵观通信技术的在每一阶段的发展和进步,都得到了电子技术的支撑作用。例如,通信技术中,交换设备是其重要的基础设施组成部分,但同时也是通信工程的技术瓶颈。而随着电子技术的应用,这一技术瓶颈得到很好的解决,使得交换设备不断完备。当前,通信技术的发展离不开电子技术的支持,并成为通信技术快速发展的有力推动力量。 ⑵通信工程对电子技术的推动作用:电子技术对通信工程有推动作用,通信工程同样也有利于促进电子技术的发展。随着通信技术的发展,使信息在交换的过程中不断得到简化,这使得信息得以在更大范围内得到传播,人们进行沟通和知识交流更为便捷。这无疑为电子技术实现更广泛的传播提供了有利条件。另外,随着通信技术的不断进步和发展,人们对于推动该技术进步的电子技术有了更高的期待和要求,进而促使人们加大力度研发更新的电子技术来适应通信技术的发展需要。因此,通信工程无疑推动了电子技术的发展。电子技术与通信工程相结合能在信息产业发展中发挥重要作用,并推进时代进入新的发展阶段。我国也在为实现通信技术和电子技术应用的进一步扩宽及发展积蓄了较强的人员基础,以期为促进我国信息产业的发展奠定基础。 3.2 计算机对通信工程和电子技术的作用 计算机对通信工程和电子技术起着关键性作用。首先,在通信工程方面,应用计算机能对各项交换机进行编程,并能将相关信息储存在计算机中的存储器中。而当系统操作需要进行变更时,无需改变交换设备,而只需要改变程序指令即可。这种交换机系统有利于开发新的通信业务、提供多种服务项目,且具有较大的灵活性。 最随着计算机技术的不断发展,逐渐在通信工程中承担接纳和发出信号的任务,这也得到社会的广泛应用。另外,计算机在电子技术中也起着至关重要的作用。计算机技术发展使社会进入了信息社会时代,这也有利支撑了电源技术的发展。开关电源在上个世纪80年代得到全面应用,电气和电子设备随即也引入了这一技术,这使得电子技术呈现日新月异的发展趋势。 4.小结 总之,电子技术与通信工程都在各自的应用领域发挥着重要作用,并成为时代的引领者。另外,电子技术与通信工程之间存在协同关系,若将两者有效结合必将成为社会发展的强大推动力。 电子与通信工程论文:电子技术与通信工程的发展探讨 摘 要 随着我国国民经济的持续发展,社会主义市场经济的逐步完善,带动了计算机、互联网、电子等技术的飞速发展。计算机自产生以来给人们的生活带来了很大的改变,尤其是发展至现代社会,各种电子技术和通讯技术更是改变了人们生活的各个方面,给人们的交流通讯带来了很大的便利。文章就电子技术与通讯工程的发展现状和未来前景进行探讨。 关键词 探讨;电子技术;通信;工程 随着世界经济的快速发展,科学技术的突飞猛进,现代社会已经逐步向全方位信息经济时展,在这样发展的大背景下,电子技术已经逐步渗入到广大人民群众的生产、生活中去,如电力工程方面,工业制造方面,通信工程方面,但是,我们相互比较之后,电子技术的快速发展对通信工程的影响最为深远,我们知道,在通信工程领域中对技术的要求含量非常高,所以,电子技术的发展正好满足了通信工程这一对技术的特殊要求,因此电子技术、电子产品、微电子技术等被广泛应用到通信工程建设工作中去,所以,二者发展到现在,相互结合、相互联系,对我们人类的发展与进步作出了重要的贡献。今天,本文就是通过对电子技术以及通信工程的研究,总结了二者之间的关系。下面,我们就来详细探讨下。 1 电子技术的含义 电子技术严格上来讲,是物理学科研究的范畴,简单的来说电子技术就是通过对物理学科中一些电子知识通过先进的科学技术进行转化形成一种系统性、综合性的工程。该技术的研究与发展主要涵盖两大方面的内容,即电力电子技术与信息电子技术。而电力电子技术主要研究的就是信息处理技术方面的问题,即信号的接收、发出、信号的方法、信号的转换等问题。电力电子技术在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,顺应了现代社会中人们追求绿色生产和低碳环保理念的生活方式。而信息电子技术和电力电子技术相比,其涵盖的内容要广泛的多,所以,它可以被细化分为两大内容,一是数字电子技术,二是模拟电子技术。随着世界经济的发展,科学技术的进步,新技术以及新材料的发明和使用,如集成电路的推广使用等,为电子技术的快速发展带来了良好的机遇,所以电子技术发明、使用成为20世纪成为人类科学史上的重要里程碑之一。 2 新时展下电子技术的特点 1)电子技术条件极端的复杂化。该特点主要指的就是电子产品在生产、运输、使用的过程中,很容易受到外部环境的影响,其中就包括电子产品使用时的温度、空气湿度、大气压力、太阳辐射、雨水、冰雪、沙尘、昆虫、地质活动等,这些外部环境都或多或少的影响着电子产品的工作效率、使用寿命等,所以,新时展下电子产品的生产、电子技术的发展都必须达到极端条件的要求,这也是微机电系统产生和快速发展的重要原因之一。 2)电子产品的微型化发展。随着经济的发展,电子技术发展下的电子产品已经渗透到生产生活的方方面面,并且逐步适应各生产生活领域对电子产品的要求,如技术精良、功能齐全、造型优美、使用快捷方便等要求,并且逐步向微型化、智能化方向发展。 3)朝着高精度、多功能、智能化方向发展,这也是新时展下对电子产品赋予的最具鲜明的特点之一。现代经济发展下,对电子技术的要求逐步提高,所以电子产品朝着高精度、多功能、智能化方向发展是其发展的必然趋势,尤其是电子计算机系统的融入,使电子技术的控制系统更加复杂。如在电子产品的生产车间,对尘埃颗粒的直径、数量、电子芯片制作材料中的有害杂质等都有了严格、准确的要求,有的元件的生产精度都已经达到了纳米级的要求。 3 通信工程的含义以及与电子技术之间的发展关系 1)通信工程的含义。通信工程作为新时展下信息工程的重要组成部分之一,包含了众多领域的内容,如网络通信技术、光纤传输技术、移动通信技术等,这些领域都与我们人类的生产、生活有着不解的关系,如光纤通信技术已经在逐步取代快带通讯技术,移动通信技术更是人类所离不开的。所以,通信工程的快速发展,实现了世界人类资源共享的需求,促使了世界经济社会的发展进步,提升了世界各国之间的交流速度,改善了世界各国的交流方式,同时也为通信经营商带来了前所未有的发展机遇。 2)通信工程与电子技术发展之间的关系。随着经济的发展,电子技术与通信工程逐步形成了相互促进发展、相辅相成的关系。如果从二者发展的原理上来看,二者之间就存在着非常密切的关系,并且是相互依赖的,如果二者从在人类生产生活的应用领域来看,二者时间成相互促建的关系。其具体体现在以下几个方面,如新时展下,电子技术与通信工程的紧密结合,带动了物理电子、光电子学以及微电子技术等领域的拓展及快速发展,并且逐步构建了现代社会的信息工程。其次,为现代科学技术的突飞猛进奠定了扎实的基础。我们知道,电子技术的发明和应用,解决了电子元器件、集成电路、计算机相关设计等信息工程领域的问题,而信息技术发展过程中所要处理的问题都是与人类信息的传输、接收、交换、信号检测有着直接的关系,所以,在新时展下实现电子技术与信息工程的有效结合,才能更好的推动我国社会各方面事业更好的发展。其次,我们如果从信息工程技术的领域来看,其所涉及的范围更是与我们人类的生产、生活息息相关,如移动通信技术、宽带通信技术等,都是我们每一个人所能直接接触到的,而这些工程中所应用的器材、元件都与电子技术的发展密不可分,所以,在新时展下实现电子技术与信息工程的有效结合,才能更好的推动我国社会各方面事业更好的发展。 4 结束语 随着经济的发展,社会的进步,科学技术的不断发展,人们对信息的交流和传递的需要将会越来越高,所以,在未来发展过程中,各种形式的信息交流和沟通都会给人们的生活带来很大的改变,因此,我们要牢牢把握住电子技术与通信工程之间的关系,使其更好的发展,这样才能满足未来各种信息的和交流的需求。 电子与通信工程论文:有关电子技术与通信工程的探讨 [摘要]电子技术与通信工程为在科技研发领域的合作与联系,为社会的发展和进步奠定了坚实的基础。并广泛应用于通信系统与通信网及其设备,广播电视系统与设备,电子仪器仪表,集成电路与微电子系统,家用电器,汽车工业,电力,航天、航空,电子材料与纳米材料等方面,在中国信息产业和经济发展中发挥了巨大的不可替代的作用。 [关键词]电子;通信;技术;工程;发展 电子技术与通信工程密切联系,相互促建,互相依赖。电子技术与通信工程领域取得的重大成果在现代社会发展中起到了举足轻重的作用,全面的加快了各行业的产业自动化脚步。 电子技术与通信工程为社会在科技领域的进步,奠定了坚实的基础。是电子技术与信息技术相结合,构建现代信息社会的工程领域,电子技术是利用物理电子与光电子学、微电子学与固体电子学的基础理论解决电子元器件、集成电路、仪器仪表及计算机设计和制造等工程技术问题;信息技术研究信息传输、信息交换、信息处理、信号检测等理论与技术。 电子技术的迅猛发展给新技术革命带来根本性和普遍性的影响,电子技术水平的不断提高,既出现了超大规模集成电路和计算机,又促成了现代通信的实现。电子技术正在向光子技术演进,微电子集成正在引伸至光子集成。光子技术和电子技术的结合与发展,正在推动通信向全光化方向通信的快速发展,而通信与计算机越来越紧密的结合与发展,正在构建崭新的网络社会和数字时代。电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括Analog(模拟)电子技术和Digital(数字)电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。 信息电子技术的应用和发展,在信息电子技术与汽车工业的结合中促成了电子汽车概念的诞生和实现,概括地来说当前的汽车电子技术主要包括:智能化集成传感器:提供用于模拟和处理的信号,而且还能对信号作坊大处理。同时,还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正,具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力,保证传感器信号的质量不受影响;嵌入式微处理机已广泛地应用于安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术:随着汽车电子技术应用的增加,对有关控制软件的需求也相应增加,并可能要求进一步联网。必须开发出更多通用的高水平软件,以满足多种硬件的要求。汽车车载电子网络:汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备问的数据变得越来越重要。为了进一步提高行使的性能,温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此,以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。所以信息电子技术在汽车领域的应用是无处不在的。电力电子技术的不断进步和发展,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于20世纪50年代末60年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。20世纪80年代末期和90年代初期发展起来的,集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子技术在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,现在不仅应用于传统工业(例如:电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)方面,并且对高新技术产业(例如:航天、现代化通信等)的发展也尤为重要。 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Intemet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。 信息产业,包括信息交流所用的媒介(如通信、广播电视、报刊图书以及信息服务)、信息采集、传输和处理所需用的器件设备和原材料的制造和销售,以至计算机、光纤、卫星、激光、自动控制等由于其技术新、产值高、范围广而已成为或正在成为今社会经济发展的支柱产业。通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础,辅以相应软件来达到信息交流目的。上个世纪末,多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展,展望这个世纪初期,宽带技术、光通信也已经崭露头角。通信工程所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。 通信工程是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Intemet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景。由于通信产业在全球的高速及持续发展,作为真正的“朝阳产业”、“知识经济”,到了20世纪80年代,从美、日、英等发达国家吹过来的信息革命这股飓风,为我国通信工程专业的发展增添了强劲的动力,也是从这时起,通信工程迅速兴起,通信技术在国家经济发展中的地位越来越重要,国家也加大了这方面的投资。 从工程技术角度来看电子技术与通信工程相结合在社会生活的各种应用迅速的发展,它包括:移动通信与个人通信,卫星通信、光通信,宽带通信与宽带通信网,多媒体通信,语音处理及人机交互,图像处理与图像通信,信号处理及其应用技术,集成电路设计与制造,电子设计自动化(EDA)技术及其应用,通信与测量系统的电路技术,微波技术及其应用,微波传输、辐射及散射,微波电路,微波元器件,微波工程,光电子学与光纤通信工程,信息光电子工程,电子束、离子束及显示工程,真空电子工程,电子与光电子器件,微电子系统设计与制备,纳米材料与技术等。 综上所述,电子技术与通信工程在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路等方面的广泛应用。使得国家高度的重视,并且已经培养了大量具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。面向新的世纪,电子技术与通信工程将会迎来其发展的广阔天地。随着它们应用发展的日趋广泛,上至太空,下至海底,科技的发展无所不在。因此会给中国信息产业的发展带来更大的发展空间。 电子与通信工程论文:关于电子技术与通信工程的探讨 【摘要】随着电子技术水平的大幅提升,计算机和超大规模集成电路的出现,开启了现代通信的全新时代,电子技术发展至今,在社会各个行业领域中都得到了十分广泛的应用,特别是在通信工程领域中的应有尤为突出。本文将对电子技术、通信工程的发展现状、前景和二者间的关系进行简要的探析。 【关键词】电子技术通信工程发展前景技术应用 在社会经济、科学技术的不断发展下,社会各行业领域都逐步完成了高新技术改革,特别是电子技术的应用,基本已渗透到了人们生产、生活的各个角落。通信工程是科技应用领域中的主要行业,它在历经多年发展,现已在信息传输、信息交流等领域得到了长足的发展。通信工程的研究内容是在信息交流、信息传递过程中,涉及到的各种技术(即检验、传输、交换技术)。电子技术,是一项综合物理技术研究成果、各种物理学知识而发展起来的工程技术,它也是基于电子学原理,实现电子设备应用的一门技术。 一、电子技术的发展现状 电子信号处理是电子技术的一个重要内容,主要的处理方式有:信号的转换、滤波、转换。信号放大是指强化接收到的电子信号的等级和强度,从而方便信号的再次接收或传输;信号转换是指转换信号表达形式,以满足接收方设备的型号要求。以应用方向为依据,电子技术主要分为电力电子技术、信息电子技术两大类。以应用方式为依据,又可将信息电子技术细分为数字(Digital)电子技术和模拟(Analog)电子技术两种。(1)电力电子技术。随着电力电子技术的发展,实现了传统电力电子技术向现代电力电子技术的完美转变。传统电力电子技术主要为低频技术,低频技术是指其信号传输、波段强度均较低;现代电力电子技术主要为高频技术,高频技术的信号传输频率、强度都相对较高,也更能满足现代信息传输的高要求。就电力电子技术的应用规模、应用范围而言,它已覆盖了传统工业和高新技术产业。高新技术行业中的电力电子技术应用,在与其他科学技术下的协同作用下,为现代化建设做出了巨大的贡献。(2)信息电子技术。信息电子技术在汽车工业中的应用,产生了“电子汽车”概念,并使之变为现实。智能化传感器,主要提供用于处理、模拟的信号,并能对信号进行放大;软件技术,是指在各种新型技术的不断应用下,原有软件需要进一步加以完善,或需要接入互联网;嵌入式微处理机目前已广泛应用于汽车的故障诊断、速度控制、传动系、发动机、环保、安全等方面。目前,通过应用微处理机来对汽车性能加以改善,将是汽车电子设备的一大发展趋势。 二、通信工程发展现状 在信息科技中,通信工程是一个极具活力而发展迅速的领域,特别是互联网络通信、光纤通信、数字移动通信的发展,让人们在信息的传递、获取方面的便捷程度大为提高。随着人们对于信息传递、交流需求的不断提高,各种信息沟通极大地改变了人们的工作和生活,其中以现代网络技术尤为典型,目前,在人们生活的各个方面都能看到网络技术的影子,网络技术的应用极大地满足了人们的信息交流、信息的需求,鉴于此,通信工程的发展前景将蔚为可观。对于信息产业来说,其覆盖面非常广泛,既包括了媒介信息获取与处理所需的器件设备,还包括计算机、卫星、光纤、自动控制、激光等,信息产业以其范围广、产值高、技术新等特点,已逐步成为了我国国民经济建设的重要组成产业。通信工程的硬件基础是现代声、电、光技术,并在相关软件的配合下,实现信息交流。20世纪末以来,互联网、多媒体得到了极大的推广应用,对于通信工程的发展也起到了很好的推动作用,在21世纪初,光通信、宽带技术就逐渐开始发展。 三、电子技术与通信工程的结合 在工程技术方面,电子技术、通信工程二者的结合主要表现在:个人和移动通信、宽带通信、宽带通信网、光通信、卫星通信、多媒体通信、人机交互、语音处理、图像通信与处理、信号处理及应用、EDA技术、集成电路制造、微波技术、微波工程、微波元器件、微波辐射和散射、微波传输、微波电路、光电子学工程、光纤通信工程、真空电子工程、纳米材料、纳米技术、微电子系统制备,等等。电子技术、通信工程在各行业中的广泛应用,也受到了国家教育部门的重视,通过各大高校的专业学习,培养了一批批具有扎实理论基础、创新精神,能从事通信技术、通信系统、电子信息技术等领域的设计、研究、开发、运营工作的高级技术人才。纵观社会经济和科学技术的发展,电子技术、通信工程的发展前景必将十分广阔。
电气自动化论文:谈电气自动化技术专业生产性实训模式创新 引言: 高职院校肩负着服务区域经济,培养面向生产、建设、服务、管理第一线需要的高素质技能型人才的使命。由于高职教育具有职业性、开放性的特点, 大力推行工学结合、校企合作,改革人才培养模式是培养技能型人才的必由之路。工学结合、校企合作是得到世界各国普遍认同的一种职业教育方式。它包括所有以学校与企业部门合作为表现形式的理论知识学习与实践工作相结合的教育形式, 涵盖了德国的“ 双元制”、美国的“ 合作教育”、英国的“ 工读交替式”和日本的“ 产学合作”在内的各国各种职业教育培养模式。如何突破校企合作的困境, 打通工学结合的坦途, 建立长效的校企合作机制, 实现技能型人才的培养目标。近几年来, 西安职业技术学院电气自动化技术专业坚持不断探索、创新校企合作的长效机制, 深化校企合作, 形成了“制产品、砺素能、达标准、取单证”的 “生产性实训”人才培养模式的专业特色。特别是通过构建校企合作、工学结合的“生产性实训平台”,进行生产性实训的教学模式创新,有效地拓展了校企合作的空间, 实现了互惠多赢的效果。 一、生产性实训平台的建立 我们根据教学内容要求,选取了具有多年合作经验的西安专用机床厂作为校企合作单位,该企业是原国家机械部定点生产汽车、拖拉机等发动机修理机床、机具的专业技术厂家,是“中国汽车保修设备协会”常务理事,“中国机床工具工业协会”理事,是集成为科研开发,生产制造,销售为一体的科技先导型企业。产品类型有T81系列缸体轴瓦镗床,T82系列连杆瓦镗床,TM82系列连杆镗磨床,3M97系列缸体平面磨铣床等10个品种21个规格的产品,畅销全国二十九个省市和世界四十多个国家和地区。西安专用机床厂所有机床电气产品的安装调试任务由电气自动化技术专业实训教研室将产品课题化,不同的产品的复杂程度不同、控制方式不同,结合的课题也有所不同。然后组织学生通过生产性实训来完成。在生产性实训中体现了“学做合一”,在“做”中“学”,在“学”中“做”,实训教学与产品加工实训室过程合一,从而在实训中能生产出一定的产品,产生一定的经济效益,降低了实训教学成本。 二、生产性实训的运行机制 (一)课程标准与企业的产品安装结合 生产性实训首先是为学生创造一个真实的生产性工作环境,在该环境中使学生的“工”与“学”有机地结合起来。电气自动化实训教研室作为生产性实训教学的执行部门,首先是代替了一般企业的电气安装车间,其次将校企合作单位的全部电气产品的安装任务在自动化实训教室完成。同时,利用学院人才技术等优势,为企业排忧解难, 提供各种技术服务。 由专业建设指导委员会、电气自动化技术专业负责人与自动化实训教研室对企业提供的产品电气原理图、工艺要求及工艺文件进行研究,根据产品的特点及生产要求,对产品进行课题化。在实训教学课程标准中进行明确规定,课程标准中的双速电动机控制线路安装训练、线槽配线工艺训练、机床电气线路的故障检修、变频器的安装与调试等课题都与相对应的电气产品来完成。所有的电气生产任务都与典型生产机床电气控制电路课题相结合,同时与线槽配线工艺、机床电气线路的故障检修相结合。通过生产性实训环节,使课本上抽象的理论知识通过实践掌握。 (二)生产性实训的开展 根据人才培养方案,电气自动化技术专业学生在校的实训由4个学期共31周组成,内容涵盖职业资格标准要求。学生第一次实训时,主要进行基本技能训练;第二、三次实训时,根据企业的生产任务,结合实训课题进行生产性实训,第四次实训主要进行综合强化和提高训练,并取得高级维修电工职业资格证书。具体教学时通过任务驱动,项目载体教学方案的引导,运用一体化的教学和生产性实训场所,实现“做中学,学中做,学做结合” 采用“电气产品—产品任务课题化—工作任务—实施—评估”五步教学法,帮助学生自主学习,积极探索,培养独立或团队协作分析、解决问题,主动建构自己的知识、能力体系。 (三)成立领导工作机构,确保生产性实训进行 在生产性实训过程中,为了协调企业生产任务与学生实训过程中的教学任务的关系,我们成立了常设机构——工学结合领导小组,该机构既有企业技术人员,又有企业的生产部门负责同志,既有学校教学管理人员,又有实训教学的教师参与,从而保证生产性实训平台的正常运行。 在生产性实训过程中明确校、企双方的责任,学校结合企业生产实际和教学培养目标要求,制订并实施实训教学课程标准,作好企业产品的电气生产任务;企业选取思想、业务技能素质好的工人师傅来承担学生的指导教师,协助学校共同完成对学生的培训任务,对实训学生进行企业文化教育,结合企业生产实际组织现场教学和技能训练, 并组织学生完成生产任务。 三、生产性实训的优越性 (一)有助于学生了解工作性质, 接受企业文化的熏陶 生产性实训平台的建设,有助于学生了解工作性质, 接受企业文化的熏陶, 熟悉岗位要求,掌握职业基本技能,特别是对于学生职业适应能力的培养具有重要的意义。另外学生深入业务领域, 解决生产中的实际问题,并结合岗位环境, 培养职业关键能力,及早形成职业能力, 这样在未来就业时就能够驾轻就熟、快速上岗, 成为受企业欢迎的高技能人才。因此,生产性实训平台的建设, 对培养学生职业适应能力, 促使学生由“准职业人”向“职业人”转型, 具有重要意义。 (二)有利于提高了学生的产品质量意识和节约意识 由于生产性实训过程中,引入了企业的管理模式,学生实训的产品将直接作为产品发到用户手中,所以要求有严格的产品检验过程。西安专用机床厂是通过ISO2000认证的企业单位,因此有一整套产品的检验制度,如PDCA管理模式、4M作业管理法提高产品质量,改善作业方法,提高劳动效率;守时制度、质量意识、安全文明生产意识。尤其是电气作业人员的团队协作精神和一丝不苟、乐于奉献的作风,同时还有利于提高学生的分析思辨能力及实践创新能力。 (三)有利于学生职业素质的提高 我们电气自动化技术专业多年来采用工学结合的生产性实训的教学方式,突出学生的实践教学,尤其是使学生在实训过程中能接触到具体的生产任务,从而 使学生的专业知识得到了充分的应用,而这正是维修电工职业资格标准中最重要的一项专业技能。所以,我们的“生产性实训”的最突出的优点就是学生的技能提升很快,与其他职业技术学院相比较,我们学生的高级维修电工职业资格证书的获取率在95%以上。而大多数职业技术学院的高级维修电工通过率较低。我们的学生到单位后适应工作岗位很快,受到用人单位的好评。连年来毕业生就业率都很高,初次就业率在80%以上,甚至出现用人单位提前预订毕业生的场面。 四、生产性实训的特色 工学结合是高职院校人才培养模式的主要方式,而大多数职业学校采用顶岗实习的方法来实现工学结合,由于顶岗实习单位可能无法提供过多的岗位,使学生的实训场所相对分散,不便于管理;实习岗位可能与所学专业一致,对专业知识的巩固所起作用偏少;或者是把企业真实的设备、工具、环境、任务搬到校园实训室,学生在实训教师的指导下完成实训任务,制作出一定的“ 产品”(即作品),实训的过程与实际工作的操作过程完全一致,但是没有创造经济效益。而我们的生产性实训模式是有企业的参与,以校企合作为前提,生产出有形的“产品”,创造了经济效益;同时也达到“实训课题与产品相结合,考核标准与质量标准相结合,操作工艺与实训教案相结合,企业文化与实训文化相结合”。而且在学生不出实训教室的情况下就完全接触到企业的文化教育与产品的生产,即“前校后厂”的教学环境,接触新工艺、新技术,达到职业资格标准的要求,达到企业人才订单所需的基本素质,实现学生技术应用实践技能培养,也是电气自动化技术专业的一大特色,受到学生、企业及专家的好评。 五、结束语 生产性实训是高职人才培养模式的要求,是实现校企合作互补共赢的载体,更是区域经济发展所需人才培养的必要环节。只要在我院“古都人文润德,职业标准砺能”办学特色的指导下,坚持不断地探索与实践,以改革创新为动力以提高质量为核心,以提升学生职业竞争力为目标, “制产品、砺素能、达标准、取单证”的“生产性实训”人才培养模式一定会在校企合作的过程中彰显其越来越大的功能和作用。 电气自动化论文:电气自动化技术在火力发电中的创新与应用 摘 要:随着电气自动化技术的快速发展和在火力发电中的应用,其运用电气自动化技术在最大限度地挖掘机组潜力,实现火力发电厂机、炉、电的一体化运行监控,加强火电发电运行和管理,提高工作效率和自动化水平,降低成本造价以及提高火力发电厂的竞争能力等方面取得了显着的成果。 关键词:电气自动化技术;火力发电;创新;应用 引言:火力发电中的电气自动化系统,是发电厂电气自动化领域近几年来新型的热点与焦点,其侧重于对火力发电厂电气系统的自动化监控,实现对发电厂内部用电中低压电气系统的保护、控制和分析等。目前,电气自动化技术已经在火力发电系统中得到了广泛的应用,其利用自身特有的信息化和网络化系统优势,不仅促进了发电厂电气信息的广泛应用,也提高了发电厂的自动化运行水平,增强了电气控制的安全性和可靠性。 一、电气自动化系统在火力发电中运用的现状 1、火电厂自动化控制系统的组成 火电厂自动化控制系统包括有发电厂电气自动化和机炉热工自动化两大系统。但是由于火电厂过程控制的复杂性,机炉热工自动化系统内就含有多个复杂控制的子系统,每一个子系统都是相对独立的DCS/FCS系统。例如单元机组协调控制系统、炉膛安全监控系统、数字电液控制系统、汽轮机监测仪表系统等;而发电厂电气自动化系统包括有发电厂电气监控系统和发电厂网控自动化系统(NCS),这两个子系统也是相对独立的DCS/FCS系统。发电厂电气监控系统包括发电机组监控系统(一台发电机组配一套监控系统)和公共部分系统。每套发电机组监控子系统相应配置有发变组保护、滤波、同期、励磁、直流、UPS等保护测控装置。公共部分有高压和低压厂用电保护测控装置及厂用电快切换装置等。另外,ECS和机炉DCS监控系统分别通过网关与SIS厂控级相连。 2、传统DCS技术应用于厂用电气自动化系统时存在的问题 (1)因为ECS纳入DCS后,控制系统的输出点与AC220V、AC380V电压串入DCS系统中,就会可能烧坏大批弱电设备。因此需要设计人员在设计中充分考虑到强、弱电的隔离问题。同样的,在施工过程中,施工人员也要注意这个问题,避免烧坏设备。 (2)DCS控制软件在用户权限、权限分级可以做得很细致、到位,但是在操作监护上缺乏足够的认识,需要在设计联络会上明确提出:要求DCS厂家必须具备ECS操作时所必须的由监护人员确认的程序。 (3)目前主流DCS控制程序的扫描周期在100—200ms左右,达不到电气保护动作、高压厂用电快切、通气和励磁调节的要求,所以ECS纳入DCS控制后,必须保留继电保护装置、高压厂用电快切装置、励磁调节装置和自动同期装置等,确保这些功能的准确性、可靠性和灵敏性。 (4)由于DCS设备安装、调试等工作在工期上一般要晚于用电送电,所以ECS纳入DCS控制后,在厂用电设备安装调试的同时开展了DCS中的ECS部分的安装调试,使其投运在厂用受电前,另外,还需要注意DCS的机柜室、操作室的土建工程也必须同步或提前完成。 二、创新电气自动化技术在火力发电中的系统配置 电气自动化技术在火力发电中的系统配置主要可以分为以下三种形式:集中监控方式、远程智能方式和现场总线控制系统(FCS)方式。 1)集中监控方式 集中方式。是将电气的各馈线在现场设置现场设备接口,通过硬接线电缆与集控室通道相连,经处理后进人DCS组态,实现DCS对全厂电气没备的监控。这种监控方式优点是速度对应快、运行维护好、监控站的防护等级低,从而使DCS的造价下降,但由于电气设备全部进入DCS监控,随着监控对象的大量增加使DCS主机冗余的下降,电缆数量巨大,控制楼面积大,长距离电缆引进的干扰可能影响DCS的可靠性。 2)远程智能方式 远程智能方式是在数据采集较集中且离控制室较远的现场设立远程采集柜(即现场转换机柜),现场设备信号通过硬接线电缆与加采集柜相连,加采集柜与控制室DCS控制器主机柜通过光纤或双绞线。远程具有节省大量电缆、节省安装费用、节省控制楼面积、可靠性高等优点,智能化远程还可完成数据处理、自检、自校正等功能。但卡件、模拟量卡件及电量变送器还是不能减少。 3)现场总线控制系统方式 现场总线是当今3c技术,即通信、计算机、控制技术发展的结合,是信息技术、网络技术发展到控制领域和现场的体现。现场总线废弃了DCS的控制站及其输人/输出单元,从根本上改变了DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系,通过将控制功能高度分散到现场设备这一途径,实现了彻底的分散控制。 三、创新电气自动化技术在火力发电中的应用 1)统一单元炉机组 创新电气自动化技术在火力发电中的应用,实现由机、电控制一体化向火力发电厂机、炉、电一体化的单元制运行监控方式转化。这样,火力发电厂中集散控制系统可以通过机、炉、电单元制的运行方式对整个火电机组的所有运行参数和状态信息进行汇总和分析,最大限度地挖掘火电机组潜力,并发挥其自身特有的控制功能,最大限度地缩小控制室,实现对监控系统的简化,也就能够最大可能地降低成本造价{同时,统一单元炉机组也便于火力发电中电厂信息管理系统的信息采集,从而加强火电电网的统一运行和管理,完成中调AGC的相关指令和要求,提高电网的工作效率,使其保持在最经济和最佳的运行状态。因此,统一单元炉机组有利于提高火电机组的监控水平和自动化水平。 2)创新控制保护手段 一般来说,在传统的火力发电中所采用的系统控制和保护手段为报警和连锁,仅仅只能实现超限报警以及联锁跳机的波动性控制和保护。而通过创新电气自动化技术,可以通过采用计算机的控制保护技术,实现对电气自动化系统的运营检测和故障诊断等,从而提前发现火电设备的系统隐患,并改变控制和保护策略,采取诸如系统冗余等一些主动性控制和保护措施,对系统故障的范围进行自动控制,防患于未然,保证电气自动化系统能够继续保持运行状态。另外,也可以使实现电气自动化系统设备从预防维护的被动和事故后维修转化为预防维护的预知和设备维修的同时进行。 3)实现电气全通信控制 从目前的情况来看,火力发电厂的电气自动化系统还无法满足集散控制系统通过电气自动化系统实现电气全通信控制的方式,其通信速度和系统可靠性还存在着一定的距离,电气自动化系统和集散控制系统之间还存留了一部分的硬接线。要实现电气全通信控制模式,就必须处理好热工工艺连锁的问题,提高电气后台系统的实际应用水平,丰富当前初级阶段的基本运行监视功能,实质性地提高电气自动化系统的控制逻辑、控制水平、自动化水平和运行管理水平。 4)构建通用网络结构 通用网络结构的构建对于电气自动化系统的成功运营有着非常重要的作用。火力发电厂应该创新电气自动化技术的应用,选择能够实现从办公自动化环境到控制机直至元件级的整个电气自动化系统范围内的网络通讯产品,保证电厂管理层实现Internet/Intranet对电厂现场控制设备的实时监督,并确保电厂控制设备、管理系统和计算机监督系统间的数据信息传输畅通无阻,实现全集成自动化。 结束语: 电气自动化技术在火力发电中能够发挥非常重要的作用。当前火力发电厂在电气自动化系统的应用方面也取得了较大的进步,最大限度地挖掘了火电机组的工作潜力,实现火力发电 厂中机、炉、电一体化的单元制运行监控模式,加强了火力发电厂中电网的统一运行和管理,提高了系统工作效率、控制水平和自动化水平,降低了火电厂的成本造价,提高了火力发电厂的市场竞争能力。 电气自动化论文:谈电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高, 保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电气自动化论文:基于对水电站电气自动化应用实践探究 在我国,水电站产电能占总电能的22%左右。水电是通过水的位能来发电,故成本较低,大概是火电发电成本的几分之一。另外,水电站清洁环保,它的能源来源于水库中。在特定的蓄水量条件下,发电量的多少和调度的是否得当直接相关,同时还要考虑到季、年、日这些时间因素,根据长中短的时间段来调节水库 的发电量。据水库的“收入”情况,来安排其“支出”,制定水电站不同时间段的发电计划。但梯级水电站就与其不同,水电站的日总发电量计划是由规定的日用水量预算而定的。设计水电站的运行方式的时候,能源的“近期库存”情况必须在考虑的列表中,就是水电与其它发电方式在运行方式上的一个不同。 1 水电站的概念 水力发电是指利用水流的位能差而产生的电能。其产生原理为:水能转化为机械能后再一次转化为电能。通过在高落差的上游段或者是水库中引水的方法以及水体本身的压力或水流速度足以带动水轮机运转,达到水能向机械能的转变,再沿特制的输水路线利用水轮机经过的水流流至下游。发电机由水轮机带动旋转,让机械能再一次向电能转换,电流再经由升压变压器和配、送电线路输送至负荷中心,降压后可向市场供给。当中水量和落差是构成水能的前提要素。 2 水电站自动化的内容 首先,水电站自动化的内容与水电站型式、容虽、需要实现的功能密切相关。通常而言,它有下列几个主要内容: 2.1 自动化检测 检测整个水电站的基础是电站自动化运行设备的各项参数。其中包括:机组及其辅助设备、电站的公用设备、水工建筑物与其操作设备、变电稠开关没备等,甚至还连带水库的水持测报系统。其中非电虽有转角转速、水量、温度、压力、波位和机械振动及转速等,电星有电流、电压、频率、电能和功率及功率因数等,而检测的内容是:检查、最值、监视及记录与显示。记录有定时和连续两种。和定时两种。检测的结果是电站安全运行的一个重要环节和基础,据此可以实现下述的自动操作、自动控制和自动保护。 2.2 自动操作 按不同的操作对象分为此四种: (1) 远动通讯系统、报警信号系统、开关站设备的操作等是全厂性基本操作 (2) 引水式水电站首部机组取水口闸门的操作和溢洪闸门的操作和一阵阀门的操作等是水工建筑物设备的自动操作(3) 排水系统、乐缩空气系统、广用供电系统等为电纳公用设备的自动操作(4)让脉冲自动按照规定的程序完成不同操作是机器自动操作,即开机且发电转调相、进入系统、停机、发电转抽水等。此脉冲指令通常从中央控制室和自机旁盘发出,分别为集中控制式和就地控制式 2.3 自动化控制 由自动控制原理的解释来看,上述各项操作的性质都是开环操作。除此之外也是有一些是属于闭环性质的控制。机组和电站的最基本的自动控制装置,是励磁调节器与调速器,前者为机组电压的闭环操控系统,后者为机组转速的闭环操控系统。通过改变励磁调节器的一些数值来控制机组的无功出力,再通过改变调速器的整定值来调整机组的有功出力。此外,还有如设置成组调节设备的方法,将全厂机组视为一台机组来调整,这样就形成自动调频装置、有功功率成组调控装置和无功功率成组调控装置的目的了。 2.4自动化保护 水电站的自动保护措施主要分为三个基本等级:(1)发出警报:针对一些对机组危害不严重的运行情况,包括加发电机定于推力轴承或者导轴承升温机组冷却水源中断、温度超限、油槽油面异常等意外,这时保护就会自动做出警告或立刻投入使用,提示相关工作人员严格监视,并采取及时防护措施。(2)关闭进水闸门(或阀):在一些紧急情况下,自动保护除跳开断路器并停机外,还要关闭机组的进水闸门(或阀)或动作事故配压阀。如事故停机时摇上导水叶剪断销将其剪断,机组速度过快且调速器失灵,又或者压力铜管爆破等。(3)跳闸停机:产生在导轴承温度、机组发生推力轴承和压油装置油压异常等影响设备常规运行的状况下,保护装置将自动跳开断路器并实现停机。 3设备选型及自动化设计 设备进行选型和自动化设计十分迫切和需要,当前水电站的自动控制的安全受到主机配套的自动化机件性能不够稳 定、灵敏度较差、精确度较低等原因以及自动化制定上的不足等不同程度上的影响。 3.1 PLC 在轴流桨式水轮机调速器中的应用 目前水轮发电机组制造商调速器内导叶与浆叶的协联关系通过制造的水轮机所给予不同水头下导叶开度和浆叶转角的协联曲线设置。这样看似可为电厂带来更多经 济效益。但在实际电站运行时,厂家给定的参数与水轮机水头的区别及上下游水位的区别相差较大,如果只按协联曲线运行时机组运行性能差不能达到最佳状态。所以就需要使用可以改变程序的PLC 可编程控制器的调速器。在机组今后的使用操控中可针对手动协联导叶,修改原协联曲线,和不同水头及上、浆叶、下游输入 PLC使机组达到最优状态。 3.2调节水库式电站调速器中的PLC 的使用 水库式电站的调速器及起动开度,大多数是按水轮机设计水头方式设计的。但其偶尔会出现电站水头降低的状况,具体表现为:当水轮机处于低水头状态下运行时,电液调整器不能完全发挥作用,无法体现其全部功能,这时,机组便没有办法达到全自动运行状态。此时,为增加调整器的起动开度,需更通过两种方法实现,一为在在开度指示仪或芯片中链接适当数据的电阻,这样可使调节器输出正确的开度指示值与产生差值以开动机组;二为设计水头比电站水头大时,又必须撤除串接电阻或换回芯片。 PLC 可编程控制器的优点在此时便可以显现出来,这可以参照、依据发电站水位的高低,来改变程序以促成起动开度变化。 4.结语 现阶段,小水电站大多数存在自动化程度不高、产能低下的状况,其严重影响小水电站效益的实现,无法达到小水电站经营的效益最大化。要达到小水电站经营的效益最大化,实现的主要途径之一即是“水电站综合自动化”,实现小水电站综合自动化的主要内容是全厂两级自动化和水电站实现机组自动化。由此看来,归到本质问题,仍然是只能依靠和加强企业的技术开发能力,加强企业有有关领域之间的合作交流,提升水电站技术水平与管理水平以实现水电站经营效益最大化,让水利设施获得长足发展。 电气自动化论文:浅论发电厂电气自动化应用研究 随着社会经济的飞速发展,人们生活水平的不断提高,对于电力需求量也越来越大,而发电厂实现电气自动化不仅能够较好的满足人民群众日常生产生活和社会经济发展的用电需求,还有助于进一步促进我国电力工程建设。由于国家对电力工程的大力支持,电力产业特别是在电气自动化应用方面,取得了较大的发展。电气自动化不仅可以对电力设备进行良好的监督和控制,还可提高电网运行效率,同时增加电力系统的安全和稳定。电气自动化的应用不仅可以应用在发电机组方面,而且还可以应用在变电站、电网调度、配电网等方面。 1 发电厂电气自动化的优势 发电厂电气自动化的优势主要包括有效监督和控制电力设备、对电力系统资源合理配置、提高电网运行效率、确保电力系统运行的安全稳定四个方面。 1.1 有效监督、控制电力设备 电气自动化技术具有自动性、集成性、综合性的特征,可以通过先进技术对电气设备的运行状况实时监控,获得一手的电力设备运行数据信息,并根据信息作出相应的决策,保证电力设备一直处于正常运行状态。 1.2 对电力系统能够进行资源的合理配置 发电厂的电气自动化技术中应用了规范的、先进的自动化控制平台,可以简化传统电气设备的使用步骤、监测步骤和维修步骤,不仅能够提高电气设备的运行效率,还能够对整个电力系统进行优化,有效的配置电力系统的资源。电气自动化技术的进一步推广和应用,可以使电力系统的资源分配更加科学、合理。 1.3 提高电网的运行效率 发电厂电气自动化技术的应用能够保证电网的高效运行,电气自动化系统不但可以科学的管理和控制发电设备,还可以实现数据的交换和共享,大大减轻工作人员的压力与负担,可以有效减少电厂的成本预算,提升工作人员的工作效率,进而提高电网的运行效率。 1.4 保证电力系统安全稳定的运行 发电厂的电气自动化是电力系统自动化的重要内容,通过发电厂电气自动化技术的应用,能够保证电力设备的稳定运行。另外,在变电站中实施的电气自动化还可以加强电网的稳定性和安全性。 2 发电厂电气自动化控制方式 发电厂电气自动化控制的方式主要包括集中监控方式、远程监控方式和总线监控方式三个方面。 2.1 远程监控方式 远程监控方式是以模拟电路为基础,由继电器和晶体管等元件构成的传统式监控系统。该系统通过硬件系统进行数据采集、分析和判断。其优点是通过远程的监控减少了工作繁琐度,但其缺点也是明显的,由于监控系统缺少必要的软件系统,在监控过程中不能实现故障的自我判断和诊断功能,当电气设备运行过程中出现了问题,在没有响应的警报系统情况下,会对电网安全造成影响。 2.2 集中监控方式 集中监控方式是以集中处理器为核心,通过对单独监控系统的功能进行整合,统一对电力系统进行监控的方式。集中监控方式的优点是系统结构简单,维护方便,并且对控制站的要求比较低。但是其缺点也是明显的,一方面在系统主机距离终端比较远的情况下,外界信号容易对其造成干扰,并且对驱动的功率要求更高,从而影响系统的稳定性能。另一方面,当监控终端较多的情况出现时,布线等方面的难度会提高,增加运行的成本。 2.3 总线监控方式 总线监控方式的应用范围比较广泛,因为其一方面可以降低监控布线的难度,将监控节点结合到一组总线上面,减少了布线的复杂性。另一方面通过总线协议的不断完善,系统更加安全和可靠,并且布局更加简单合理。智能化监控不仅减少了投资成本,而且维护更加便捷,降低了工作人员的监控难度。 3 发电厂电气自动化的应用领域 3.1 发电机组中的应用 在发电机组中运用电气自动化技术可以实现对发电机组运行情况的自动化控制。通过电气自动化可以对发电转调相、调相转发点、关停机同时进行控制,还可以根据发电机组的实际运行状况对其智能的自动启动或关闭,使各个发电机组合理分配总体发电负荷,保证发电机组在安全、健康的状态下运行。一旦发电机组出现突发性故障或工作事故,电气自动化设备会自动断开机组,保证电子设备的安全。 3.2 变电站的应用 电气自动化技术在变电站中的应用主要是将网络通信技术应用到变电站的电力设备中,并对变电站的整体运行进行实时监控。因为电气自动化技术可以收集到可信性较高的数据信息,并可以通过计算机系统对收集的数据信息进行分析、筛选,所以能够对电厂的设备有效的调控。虽然在我国发电厂的自动化应用相对广泛,在水电发电厂的应该取得了比较好的应用效果。与欧美等发达国家相比,我国的发电厂电气自动化技术还有待提高,我们必须结合水利发电厂的实际,增加在研发方面的投入,获得更多的研究成果,以便发电厂的自动化技术有更大的提高,工作效率有很大的提升。 3.3 电网调度方面的应用 电网调度自动化技术的应用在电力运行系统中起着非常重要的作用,其运行的好坏其直接影响着电力系统的安全性、稳定性和经济性。此外,电网调度中电气自动化技术的应用是我国发电厂应用的重要环节,随着信息技术的不断进步,电网系统的更新换代也更加频繁,在电网自动化应用方面,要不断提高抗干扰能力,进而保障电网调度的安全。 电气自动化论文:电气自动化在凯博达选煤厂生产的应用 前言 凯博达选煤厂建于2003年,该厂洗煤工艺为重介选煤,最初生产过程中经本人实地考察,该洗煤厂无反映密度传感器,这样工人取样化验时间太长,因此不能及时纠正洗选密度指标,仅凭经验和感观调控,让人感觉近似盲洗,这会造成指标波动和精煤浪费。不但人工测量密度不能实时反映生产实际情况,而且分流加水环节同样是人工操作,工艺粗糙,工人劳动强度大。而密控系统只需几分钟就可调控到合理指标,提高了洗选效果。该厂设备起停车,均由接触器互锁,电工查找故障点费时费力,人工启停设备造成电力资源浪费,操作工人增多,而集控系统能有效解决人力,物力等资源浪费问题。则用来进行事故或故障分析。 1、集中控制系统中可编程控制器PLC的应用 为满足生产工艺要求,根据可靠、实用、先进、合理的原则,采用以可编程序控制器(PLC)为主要控制元件的集中控制系统,以实现对全厂主要动力设备的集中控制和设备运转状态的集中监视、设备故障自动处理和报警,以及全厂主要工艺参数的采集、动态显示、同时作为主控机实现与重介质密度自动控制系统的信号联络及数据传送。该集控系统以进口PLC为控制核心,镶嵌式模拟屏动态显示设备的运行状态,形象直观,经济适用,可视性好。 1.1集中控制系统的主要功能 (1)按照逆煤流方向顺序启车,通过合理的设计设备间的启动时间间隔,在供电系统的能力范围内,以最短的时间完成全厂设备启动及时投入生产。减少设备空运转时间,节约电耗; (2)按照顺煤流方向顺序停车,以设备中物料排空为前提及时停车; (3)在运行过程中,参加集控的任一台设备故障偷停时,按照逆流方向实施紧急停车,避免事故扩大和造成跑煤、跑介、跑水等浪费现象; (4)在运行过程中如发现可能产生危急情况时,如人身伤害、设备严重损坏等,可在集控室实施全厂紧急停车; (5)系统采用允启制; (6)具有手动/自动功能转换。当打到手动位置时,纳入集中控制的设备可就地启动、停止操作。打到集中位置时,参控设备的启动、停止由集控系统集中控制,不可就地启车,但可就地停车。 1.2集控系统优越性 它是一个现代化的生产过程、集控系统是节能降耗,减员提效的基本生产保障。首先通过减小启、停车时间,可以节约用电、用水。通过故障逻辑连锁停车,防止事故扩大化(例如,旋流堵塞的维修时间大约需要一个班的工作量),尽快恢复生产。还可以减少由此引起的跑煤、跑介、跑水、降低原材料消耗。某些设备可以由专人看守改为巡检制,提高全员劳动生产效率。因此,一套设计合理、操作方便的集中控制系统,可以正确的操作,及时的维护,对提高选煤厂生产效率、节能降耗是必不可少的。 2、选煤厂密度自动控制系统 在重介质选煤生产过程中,重介质密度的高低及稳定性、重介质悬浮液中的煤泥含量、旋流器入口压力对选煤生产过程、精煤产品的质量和产率起着决定性的作用。因此应针对具体的工艺过程,对这些主要工艺参数进行控制,以达到提高产品的质量、增加精煤产率,降低成本,减少吨煤介耗的目的,为选煤厂创造更大的经济效益。 2.1密度自动控制系统 (1)密度控制 1)在生产中,根据选煤厂采用的具体工艺,确定密度计安装位置,对于无压工艺,密度计可以安装在上料管道或回流管道上均可;对于有压工艺,介质泵所输送的是重介质和原煤的混合物,在上料管中不代表重介质制密度。但根据计算由此引起的偏差甚小,重介质制密度检测计可以安装在上料管道; 2)在生产准备阶段调节过程(包括人工加介)可在数分钟内完成,即介质密度达到工艺要求的设定值,这时,原煤部分启车,生产开始; 3)在介质添加过程中,悬浮液密度将均匀上升,一旦超过设定值,控制系统将自动加水,液位合格后,停止加介加水。 (2)压力控制 重介质旋流器分选技术:本系统设有旋流器入口压力控制系统,通过检测旋流器入口压力反馈控制上料泵转速。当然,泵转速与压力并不是线性关系,但在工作点附近可以按线性处理。 (3)煤泥量含量的控制 在不脱泥入选的重介质选煤工艺中,煤泥量会上升很快,对分选精度影响较大。本系统中通过磁性物含量计检测磁性物含量,计算出煤泥含量,当煤含量超设定值时,控制打分流,将煤泥通过磁选机排入尾矿。打分流的结果将导致密度上升。这是密度控制系统将自动进行密度控制,保证系统动态平衡。 2.2密度自动控制系统功能 重介质选煤过程自动控制系统是以可编程序控制器(PLC)控制核心,以LCD彩色触摸操作屏或工控机为人机接口,集监测、控制、操作等功能于一体的工业控制系统。根据选煤厂的工艺系统特点及要求,系统可设计为原煤重介与煤泥重介控制系统两部分,分别实现悬浮液密度、煤泥含量、旋流器入口压力、煤泥桶液位等工艺参数的实时调节。系统主要功能如下: (1)实现合格介质悬浮液密度的自动测量、显示,并根据密度的设定值控制加水阀门的开度以实现密度值的稳定; (2)实现合格介质悬浮液磁性物含量的在线检测、显示,并根据煤泥量的设定值调节分流量的大小,以实现煤泥含量的稳定控制,测控范围满足工艺生产要求; (3)实现煤泥重介旋流器入口压力的自动测量、显示,并通过调节煤泥重介旋流器上料泵的转速,实现煤泥重介旋流器入口压力的稳定控制,测控范围满足旋流器分选要求; (4)实现煤泥介质桶液位的自动检测、显示、上下报警,并通过控制煤泥重介旋流器组其中一台的开、关(由电动阀实现),以实现煤泥介质桶液位的控制; (5)实现煤泥介质桶密度的在线检测、显示,并通过调节稀介质阀门的开度实现煤泥介质密度的稳定控制,密度控制精度满足旋流器分选要求; (6)通过彩色触摸操作屏或工控机实时显示末原煤重介及煤泥重介选煤系统主要工艺流程图、各设备启停状态,以及各调节参数的趋势曲线或柱状图显示、报警等; (7)对于各种操作均给出汉字操作指导,操作方便、简单易学。 3、经济效益分析 凯博达选煤厂自生产自动控制及数据信息管理集成系统投入使用以后,每年都创造了可观的经济效益,经过经济分析,一般120万t选煤厂建设本系统只需投入60-100万元。半年可回收成本。 从以上的经济效益分析可以看出信息化管理的使用将给我们带来巨大的经济效益和社会效益,它的投资回报率极高。也使凯博达选煤厂晋级十佳选煤厂和优质高效选煤厂的行列。 电气自动化论文:工业电气自动化中数字技术的应用与创新 摘 要:数字化技术随着工业自动化的发展应用日益广泛,通过对电气自动化操控系统的改进使得工业电气自动化区域呈现出便捷化、实用化的发展趋势,极大的提高了工业电气自动化的工作效率。数字技术在工业电气自动化中的可应用空间较大,因此需要要我们在工作中进一步去钻研和实践,以期实现工业电气运作系统的快速、高效性。本文主要 就数字技术在工业电气自动化中的应用进行分析,提出合理的创新思路,为数字技术的发展提供指导建议。 关键词:数字技术;工业电子自动化;创新 近年来,随着科学技术水平的不断提高,数字技术应用领域日益广泛,主要应用于科学计算、信息管理、企业工作流程控制、电气过程控制和人工智能领域。工业电气自动化中数字技术的应用有着不可替代的重要作用,在数字技术高压试验中采用微机计算机监控变压器实验装置,用计算机测试系统以及其相关的辅助方法对高压大电流功率驱动集成电路进行测试和研究,是目前工业自动化研究的主要重点。本文就高压实验中常见的试验方式分析,提出有效的管理方法。 1、数字化技术在工业电气自动化中的应用特点 随着科学技术的发展,数字化技术的应用领域也越来越广泛,尤其是在工业电气自动化领域中,更是具有其独特的特点,这些特点如下: 1.1数字化技术具有可靠性 数字化技术是以互联网技术和计算机技术为基础发展形成的一种高新技术产品,在目前应用之中与高端智能化电气系统紧密结合,应用数字化可以减少对其他传统设备的使用,使得电气系统的操作更加方便简单,能够有效的提高控制准确度和效率。在现阶段,光纤技术的不断应用之中,提高工业自动化技术能够有效保证工业生产安全和效率,同时还能够促进企业现代化发展趋势。例如工业自动化仪表在应用之中逐步朝着网络化、数字化和模拟化发展,没通过在发展中将各种技术含量较高的系统体系进行分析,对系统中存在的不平衡和定位不明确的问题和缺陷分析,能够在发展中促进发展改革创新要求,具有良好的市场发展前景。根据现价段相关企业和部门的统计显示,当前工业电气化中数字技术的应用已成为目前人们关注的重点,是企业发展的主要方向。 1.2数字化技术具有较高的性价比 电气技术在应用之中由于其具有专业特殊性和危险性,因此在应用和控制的时候需要对控制精度和安全性能进行有效合理的管理,计算机技术和通信技术的应用就显得格外重要,数字化技术的丰富和创新也变得更加重要。在工业电气自动化中应用数字化技术,可以通过选用先进数字技术和设备进行应用,对科学方法和措施进行衡量和控制,使得其能够形成统一发展和应用趋势。数字化技术具有很强的通信能力,丰富的信息资料,在应用之中好具有着较大的智能化特点和统一标准。工业电气自动化之中,在保证质量的基础上为企业节约了投资成本,增加了工作效率,提高了企业生产和控制依据。 例如,在使用仪器进行样品分析时,可以进行测试、样品分析定位,在线数据分析和结果评估;以便在输入数据与输出分析结果时进行控制,提高操作效率,保证服务质量;还能与多项技术、多种机器设备之间进行连接使用,技术之间的串联运用,对于分析复杂的工业电气自动化问题更加有效,计算结果会更加精确,并用更加优化的处理方式进行数据处理分析。数字化在工业电气自动化中的应用,产生了优质的性价比,而且在其他的工业领域中也被广泛应用。 1.3数字化技术具有强大的可操作性 因为数字化技术的发展都是以计算机技术为基础的,所以,在操作方面都具有间接性,只要输入相应的操作指令和程序,设备就会自动开始运行,而且,本身也具有对指令的判断能力和辨析能力,通过传输设备。 例如,光缆、电缆、互联网等介质进行信息传递,同时,数字化技术自身还具有逻辑分析能力,能够自动化的进行信息数量、准确度的校正,降低成本的消耗,而且还保证了安全性。此外,数字化平台的开放性也带来了操作代码的标准化,有效的提高了程序的使用率,缩减了程序的编写时间;与此同时,计算机的操作系统。 从这些方面可以看出,计算机技术带领的产业发展方向已经趋向于电子商务,无论是管理,还是在工业电气自动化内部的存储应用,每个环节都实现了数字控制,并在此基础上应用微电子技术及其处理设备,完善了工业电气自动化的应用环境,数字化技术的地位也是越来越重要。 2、数字化技术在工业电气自动化的应用创新 尽管数字化技术在工业电气自动化控制中具有其他技术所没有的优点,而且运营状况也良好,但是,这些并不能将限制数字化发展的不利因 素所排除,同时,由于数字化技术的发展时间很短,没有统一性的标准规范,专业人才也不足,更为主要的是数字化的运行基础,互联网的智能化程度还很低。所以,数字化技术在工业电气自动化的应用中也要有一定的创新。 2.1在现实中运用智能终端技术 当前的数字化技术在工业电气自动化的应用中也存在着一定的弊端需要进行改进 和完善,主要的弊端存在于应用时限限制大,标准统一规定采用方式存在着大小不一和标准衡量欠缺,数字技术的操作人员短缺,智能化水平不高的影响。因此在当前采用智能终端技术进行分析和创新是数字化技术应用的主要方式,是用光纤作为连接设备,通过智能终端对数据进行自动化的收集与控制,双重设备相互配合,其中一个用来保护电力中断、远程测控以及信号发送,另一个则给以跳闸双重保护,更加提高了数字化技术在工业电气自动化中的智能性与可靠度。此外,数字化程序借口的标准化是工业电气自动化能够有效运行的主要条件,所以,这就解决了个人计算机平台的自动化问题,有利于企业的事件相关电位系统与制造执行系统之间的连接,将TCP/IP标准作为通讯标准,这样,个人计算机就会在管理与控制自动化中建立一个接口。 2.2在数字化技术中混合使用面向通用对象的变电站事件的虚端子 这种虚端子是对传统的二次回路进行了改进,使其理解简单化,是在设计和装置两个方面的创新。同时,面向通用对象的变电站事件技术还可以应用于装置之间的通信,对全站的线路连接、开关进行全方位的控制,从而实现了变电站的远程控制。面向通用对象的变电站事件技术的使用代替了传统的二次回路,对信号管理、环境测试等信息能够进行简便的控制,所有这一切的主要条件就是其自身所拥有的智能化。 2.3培养程序代码控制观念 在向设备下达指令之前,首先要把检测后的数据输入到电脑中 ,等到实际操作的时候,还要进行人工干预,对闸刀、开关等设备的设计进行确认,要对系统给以不断的完善,然后进行系统功能测试,使该系统能够达到预期的状态,就算没有人员的干预,这个控制系统也能够自动化的完成操作。 3、结语 在现代社会,数字化技术在工业电气自动化的应用越来越广泛,作为目前信息化发展中的高新技术产业,因其与居民的日常生活气息相关,其重要性也表现得越来越突出。工业电气自动化目前已经渗透到电子信息工程与电力系统等领域,其计算机技术已经包含了系统的开发、分析、设计和管理等多方面的研究,正广泛应用于现实生活。 电气自动化论文:浅论电气自动化技术在电力系统中的运用 摘要:随着我国国民经济水平的逐步提高,科学技术的不断进步,电力系统也有了很大的发展,尤其是电气自动化技术的应用,改变了整个电力系统控制的模式,提高了电力运行中的稳定性。例如计算机技术的应用,PLC技术的应用等,现在电气自动化使用方向也有新的趋势,例如仿真系统的应用,人工智能的应用等,下面就对其做进一步分析。 关键词:电气自动化技术 电力系统 在科技技术的快速发展中,电子信息技术和机械控制技术已经可以有机的结合,进而应用到电力系统中,被人们称之为电气自动化技术,无论是在农场,家用电器,以及交通运输中,自动化技术都有了广泛的应用,而电气自动化技术在电力系统中的应用,可以实施24小时监控,对发生的故障能及时报警预告,减少了人力物力的使用,提高了整体的工作效率。 一、电气自动化技术在电力系统中的使用方向 1、实时仿真系统的使用 在电力系统中使用实时仿真技术,不仅可以和多种暂态和稳态一同进行试验,同时在试验中能提供大量的参考数据,除此之外,还可以有效帮组科学技术人员对新设计的装置进行测试,达到多个装置完成闭环,为以后的灵活输入电流,完善只能保护系统提供很好的实验条件。该技术在实践中的应用,可以监测系统动态负荷,进行仿真建模有助于电力自动化技术的进一步发展。 2、智能保护技术的使用 综合自动化领域我国在世界上已经处于领先地位,而且智能保护技术也在不断发展,例如使用分层式综合自动化装置,对不同电压等级的电站都非常适合使用,除此之外,在未来微机新技术、网络通信、自适应理论、人工智能、综合自动控制理论等都会应用到电气自动化保护装置中,能够极大的提高电力系统的安全性和稳定性,推动我国在这一领域的进一步发展。 3、配电网自动化技术的使用 配电网自动化技术在电力系统使用中,应用了国际标准的信息模型,除此之外,其理论算法和高级软件做了有机结合,在预测负荷过程时,使用了人工智能灰色神经元的方式进行计算,最终使用配网递归虚拟流算法做潮流计算,针对一系列的先进技术使用,在电力自动化方面有了很大的进步,在电网运行中,充分体现在先进软件的应用,配网一体化,网络数字技术等方面,保障了电力运行的安全性和稳定性。 二、电力系统中电气自动化技术的应用 1、计算机技术的应用 1.1智能电网技术在系统中的应用 计算机技术在电力系统中的使用,其作用不言而喻,无论是在配电、输电、变电、发电环节中都需要计算机技术进行支撑。例如:在信息管理方面,计算机技术和自动化技术的结合,可以对整个电力系统进行全面的控制,这就是智能网的作用。该技术涵盖范围非常广,电力的发电环节,电网的整体调度工作等,还可以对交流输电的柔性进行调节,就现阶段而言这种数字化的电网已经开始建设,可以说这是智能电网的开端,为我国在这方面的进一步发展奠定了基础。其中的通信技术是非常典型的智能电网技术,使用中其具备双向性、实时性、可靠性的特点,但是如果没有计算机技术,其根本不可能实施,计算机技术在这方面的作用由此可见一斑。 1.2自动化技术在变电站中的应用 在计算机技术的基础上,完成了变电站的自动化技术在实际的应用。可以说变电站自动化技术也充分体现了计算机技术的价值,对二次设备也是一种提高,这些设备也有了明显的网络化、集成化和数字化的特点,利用电缆、光纤等材料有效替代了电力信号通常使用的电缆,提高了整体的运行效率。变电站进行自动化控制,记录统计就可以自动化,计算机可以实现屏幕化,在此基础上对整个运行状态还能予以监视和操作。光缆设施被电缆和光纤取代,都有赖于二次设备进行集成化管理,奠定了整体网络化的效率。在达到变电站的自动化管理中,首先一定要加强对变电站运行的操控和监视,只有这样变电站的自动化才能实现。其次要让电厂和电力用户有效进行连接,因此就要保证输电线的畅通性,如果故障频发就完成不了上述目的,因此在输电线路中也要进行自动化管理。与此同时,正是这些先进的装置和技术完全实现了自动化管理。 1.3电网调度过程中的自动化技术 在计算机技术基础上,也把自动化技术应用到了电网调度中,就现阶段而言我国的电网调度可以分成五级,而在每一级控制中计算机技术都是关键。如果从低到高分析,其顺序是地区和县级调度,省级调度,大区调度,以及国家电网调度,最为关键的是在电网调度控制中心的计算机网络系统,上述这些技术和装置都需要计算机进行技术控制的连接,信息信号的传输,如果没有计算机的智能控制,那么整个系统就处于瘫痪状态。除此之外,电网中还有变电站终端设备、服务器、大屏蔽显示器、调度范围内的发电场、工作站、打印设备等,这些在电网调度中都可以发展其最大的作用,提高整体配电管理的能力。在电网调度中充分使用计算机技术,可以实时对系统运行情况做好监控,与此同时,能有效进行数据的采集和分析,对整体状态做好评估,对电力负荷进行合理的预测等,因此其作用毋庸置疑。 2、PLC技术在电力系统自动化中的应用 2.1 PLC技术在数据处理的应用 有效的使用 PLC技术,在整个电力系统中可以完成对有关数据的采集和分析,在此基础上,进行一些列的排序查表和数学运算等,甚至信号接收中的数据转换也可以操作,这些功能可以把数据和存储中的数据进行产考比较,进一步打印成表。继电接触控制技术和计算机技术有机结合,就是PLC技术,其进行内部存储控制过程中,使用了可编程序,因此有利于运算、控制、记录等操作,提高了运行可靠性,降低了复杂的接线环节,降低了整体耗能,在大型控制系统中,或者是无人控制的柔性制造系统中 都能广泛使用。 2.2 PLC技术在闭环方面的应用 在闭环操作过程中,需要对温度、压力和流量的变化情况进行模拟,确定好数值后才能有效控制。模拟中使用 I/O模块技术,对模拟量进行闭环PID控制,D/A和A/D之间的转换是技术要点,,这就需要PID模块技术,或者使用PID子程序进行操作,都能达到非常好的转换结果,只有转换过程的效率提高了,信息的传递和存储效率提升,整个电网运行的效率也会提高,有利于电网在自动化方向的进一步强化,在未来的发展中也有很大的积淀作用。 2.3 PLC技术的顺序控制 在科技技术的发展中,一些大型火电企业的辅助系统已经发生很大的变化,例如从原来的继电控制器,逐步升级为PLC控制系统,这种控制顺序的改变,极大的提高了生产效率,有效降低资源损耗,增加了企业的经济收益,因此受到广大企业人事的青睐。但是在技术升级后,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,因此都选用PLC控制系统,在实践中利用信息模块单独控制某个工艺流程,与此同时能够和通信总线连接,从而合理协调全厂的生产工作情况,改善了整个操作的顺序控制,提高了企业的经济效益。 总结:上述对我国电气自动化技术在电力系统中的运用进行了详尽的分析,由此可以看出自动化技术的重要性。科学技术是第一生产力,在计算机技术的推动下,有关技术人员加强对各个设备和技术的测试,分析其中的缺陷,在此基础上做更进一步的提升,逐步把电气自动化技术在电力系统中的使用情况更加完善,提高该项技术在世界中的竞争力。 电气自动化论文:策论电气自动化技术在电力系统中的应用 1 电力自动化在电力系统的主要应用分析 1.1 电气自动化帮助科研人员开展实时仿真工作。使用电气化驱动技术,可以在更大程度上实现暂时状态和稳定状态的同步存在,这使得同步实验成为了可能。为系统运行提供了大量的精确数据,增加了实验的精准度。在这种仿真的环境中,工作人员可以进行更多的电力装置测试,有助于帮助科研人员建立起一个混合型的实时仿真实验室。 1.2 实现了电力服务的智能化。当今时代,几乎每个行业都离不开电力的使用,失去电力系统的支持,许多行业将陷入瘫痪的境地。电力的广泛使用对电力系统的安全性和自动化程度都提出了极高的要求。电气自动化相关技术是电力系统智能化的重要组成部分,能够帮助工作人员更精确地进行系统运行设计工作,并能代替人力做到更精确的系统运行故障分析。这种智能化的控制方式,使得电力系统的运行更加高效准确。这种高度安全的自动化运行体系,使电力系统的服务能力迈上了一个新的台阶。 1.3 方便了配电网工作。配电网中自动化技术的使用,实现了配电网的数字信息配电的一体化转变,帮助减少了载波应用的路由,并帮助电力系统解决了衰耗的难题。自从见自动化技术应用到了配电网中,配电网对信息波的反映就变得更加灵敏了,电力系统的运行效率大大提升。 2 电力系统运行中主要用到的电气自动化技术 电气自动化具体技术,可以代替人力完成对电力系统某些功能的控制,减少了人为干扰对电力系统运行的不良影响。具体而言,电力系统中应用到的电力自动化相关技术主要分为两大方面,计算机技术和PLC技术。 2.1 计算机技术的应用。计算机技术是电气自动化相关技术中最主要的技术,其应用涉及到电力系统运行中的配电、变电、供电的各个环节。(1)智能电网技术是计算机技术中较为典型的技术。它在供变电和输配电中都得到了广泛的应用,是实现智能化配电的关键部分。(2)电网调动技术是计算机技术在电力系统的应用的又一杰出代表,是电力系统自动化技术的主要组成部分,能够完整对国家电力系统中的信息收集工作,并实现对国家、区域、省、地、县不同级别的电网的自主调动,有了它,国家的整体电位设备都被结合在一起,是国家电力系统工作中的有效监控力量。电网内的其他组成部分如服务器、变电站终端设备、显示器、打印设备等,都被连接在电力系统的专用广域网中,实现由计算机的统一调配控制。(3)计算机网络的信息化技术能够对电力系统的信息进行集成,实现对电力系统各项运行中的各项工作信息进行记录和整合。 2.2 PLC技术是电气自动化技术在电力系统中应用的重要组成部分。该技术是继电接触控制技术和计算机技术结合的产物。其在电力系统中的应用实现了对电力系统工作指令的自动编程和信息的记录和运算,降低了电力系统运行中的耗能状态,使得电力系统运行更加灵活。(1)PLC技术在数据的采集、分析、整合以及转换、传递方面具有优势,将其吸纳到电力系统中的某些控制应用中,可以实现对某些柔性操作的智能化控制。(2)PLC通过对电力系统中的单独模块信息进行控制,以及对信息总线进行通信连接两项功能,实现对电力系统工作的顺序控制,极大地推动了电力系统相关生产过程的协调化。(3)PLC技术特有的模拟闭环控制,有效地调节了电力系统各环路的工作状态。PLC可以实现对数字量和模拟量之间的D/A、A/D转换,这些都通过PID模块实现,实现对压力、温度、流量等的持续控制。(4)PLC通过对输入和输出信号的通电以及断开控制,可以帮助各种生产过程实现自动化,电梯运行的控制和机床电气控制都是这类应用的结果。将其应用在电力系统,实现对电力生产过程中的开关进行逻辑控制,输入和输出的点数可以随意扩展,不论是十几个还是成千上万个,均可以不受限制地自动化控制,节省人力,提高效益的作用十分明显。目前,在火力发电系统中采用的多为顺序控制和开关量控制两种。 3 电气自动化综合技术在电力系统中的应用发展趋势 电气自动化技术为电力系统的高校运行提供了有效的助力,通过进一步对自动化技术在电力系统中的应用进行完善,不难发现,电气自动化技术在电力系统中的应用的未来发展趋势是综合化。通过对各种技术的归集整合,综合使用,实现对电力系统运行生产控制的优化提升。具体的综合化之路,也朝着两个方向发展。 3.1 朝着国际标准的方向发展。新的电气自动化技术对现代化的计算机技术实现更高程度的应用,使得电气自动化技术在电力系统中的应用体现出一种普及化的状态,具有代表性的是IED电力自动化技术。该项技术可以实现各个厂家对管理信息的共享和操作,是一种性能优良的电气综合自动化系统,为了规范这一系统的应用,国际上对这种自动化技术的应用出台了一些特定的使用标准。我国的研究人员在推动电气自动化的应用中主动将这种技术向国际标准靠拢,以便该项技术的应用和推广有一个更好的前景,目前已经按照IEC61850标准开始了电气综合自动化系统的研发。另外,电气自动化技术在电力系统中的大规模应用,也必将推动以计算机技术为代表的现代信息及通信控制技术在智能控制工作中的应用进展,构成国家电力系统控制的主干。未来,多媒体、计算机、通信等技术也都将被吸纳成为现代电气自动化技术的一个重要组成部分。这些技术的综合应用也必将推动计算机技术在电气自动化控制中的应用更加深入。 3.2 在功能上实现保护、控制、测量三位一体。电气自动化技术的应用实现了对电力系统运行控制的专业化发展,进一步推动了电力系统人员配备和运行机制方面的变革。最终的结果是人员和运行机制在整个电力生产过程中的影响越来越小,电气自动化系统的应用越来越呈现出一种较独立的状态。我国设计的自动化系统可以实行在站内监控和数据采集,更进一步保护了系统的相对独立性。这种独立的状态反过来推动了电气运行自动一体化的结合式发展。电气自动化系统在生产过程保护、控制、测量方面的功能也将越来越精准,三者的有效结合,使自动化电力系统的优势更加自由地发挥出来。电气自动化技术中的保护功能可以自动有效地检测并采集设备故障信息,控制和测量功能可以有效提高检测的精准度,三者结合推动整个自动化系统的智能控制高效发展。 结语 电气自动化技术在电力系统中的运用起到了助力作用,在自动化技术的支持下,电力系统的运行效率更高,服务质量得到了提升。科技是第一生产力的优势在电力企业中得到显现。随着科技的进一步发展,这些高端的信息科技产物也将在未来得到更为完善的应用,从而为我国的基础事业发展提供更大的助益。 电气自动化论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5O年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5O年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— GTR、GTO、P—MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GT0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5V,开通di/dt和关断dv/dt也是限制GTO推广运用的另一原因,前者约为500A/u s,后者约为500V/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GTR、GT0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的M0S结构电力半导体器件的一切。功率MOSFET是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P—MOSFET的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P—MOSFET造成了很大困难。 IGBT是P—MOSFET工艺技术基础上的产物, 它兼有MOSFET高输入阻抗、高速特性和GTR大电流密度特性的混合器件。其开关速度比P—MOSFET低,但比GTR快 其通态电压降与GTR相拟约为1.5~3.5V,比P—MOSFET小得多,其关断存储时间和电流I、降时间为别为O.2~O.4 u s和O.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 M0S控制晶闸管(MCT)是一种在它的单胞内集成了MOSFET的品闸管,利用M0S门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高IGBT和GTR,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lGBT和MGT这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路PIC(Power, Integrated Circute),在PIC中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用PW M 变换器了、采用PW M 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PW M 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band—Band控制)产生PwM 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400KVA以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型U/F控制型,多彩用16位CPU,第二代为高功能型U/F型,采用32位DSP,或双16位CPU进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以MCS一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的PIC系列单片机及GM$97C(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的C语言、PL/M 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电气自动化论文:电气自动化控制系统的应用及发展趋势研究 【摘 要】随着我国改革开放的不断深入和国民经济的飞速发展,我国的工业化进程也不断地得到推进,而在现代的工业体系和社会发展中。电气自动化控制系统发挥着非常重要的作用。文章简要地介绍了电气自动化控制系统的功能、特点及应用,并对未来的发展趋势进行分析研究。 【关键词】电气自动化;系统;应用;发展趋势 电气自动化控制系统作为现代先进科学技术的核心领域,引领着现代化工业的发展方向,对于社会和企业的全面发展都起到了不可估量的作用。首先电气自动化控制系统能够最大程度地减少劳动力成本和强度,提高检测的精确度,增强传输信息的有效性和实时性,确保了企业生产活动的顺利展开。另外,电气自动化控制系统大大地减少了事故的发生,保障生产设备的安全运行。在当今的电子时代,各项信息技术在我国各行各业的广泛的使用,电气自动化控制极大的推动了我国的信息化和智能化的发展,为我国工业向现代化方向发展奠定了坚实的科技基础。 1.电气自动化控制系统的功能及特点 1.1电气自动化控制系统的功能 依照单元机组运行特点,将厂用电源同变压器组都归入到ecs监控中,实现的功能主要有以下几个方面:a.实现lps系统与直流系统的监视;b.能够有效的控制发电机组;c.能够实现对柴油发电机组的控制和保护;d.220kv/500kv开关的手动同期并网和自动同期并网;e.控制和操作柴油发电机组及保安电源;f.实现对低压厂用电源的控制;g.实现了手动控制和自动化控制的并网;h.低压厂用电源的操作、监视和低压备自投装置控制。 1.2电气自动化控制的特点 首先电气自动化控制系统控制的信息采集对象较少、数量较小、操作频率低,但是要求快速和准确;其次对于电气装置必须要具有可靠性较高的保护系统,和强抗干扰性能,同时,需要程序动作速度要快;另外电气自动化控制系统以顺序控制和数据采集系统为主。所以机组电气系统归入dcs控制,需要控制系统具备较高可靠性。除了实现正常的起停与运行操作,更重要的是能够做到实时监测,显示运行状态异常及事故状态下的状态及数据,而且提供相对应的操作指导以及应急处理的措施方法,实现电气自动化系统在自控前提下的安全准确运行。 2.电气自动化技术的应用 随着计算机技术的普及和推广,我国的计算机控制技术被应广泛的用到各个环节,包含变电站发电、配电等各个不同的环节。同时也正是由于计算机技术的支撑,给我国电力系统的飞速的发展起到了巨大的推动作用。而最显著的就是下面几种技术的应用。 2.1智能电网技术 智能电网是指将计算机与自动化技术结合起来,从而对整个电力系统形成一个有效的控制技术,则被称为智能电网技术。该技术涵盖了电力系统的各个环节,包含从发电、配电等各个环节。其中的变电站的控制系统和稳定系统也被应用到计算机的系统中。电网技术的应用推动了电网技术一体化及其调度自动化的发展,而电网技术的一体化加强了电力系统中配电模型及高级软件等技术的发展,同时提高了数字信息技术处理能力。 2.2仿真技术 目前我国的电力系统自动化程度不断加强,它不仅能够呈现大量的实验数据,而且可以支持多项操作同时进行,同时能实施同步控制,并能够帮助实验人员测试新的装置,所以仿真技术为电力系统提供了较好的实验条件,有助于对电力系统实施动态监控及仿真建模等技术的应用,既有利于操作又易于控制。 2.3智能技术 电气自动化技术加强了电力系统的控制技术。不仅是在操作方面,在电网的监控方面也提供不少的帮助。例如:一个地方的电网出现故障,通过电脑的监控就可得知,以最短的时间通知电力部门修复,降低危险的发生。电力系统中自动化技术不需要人工的操作,可以自动的对电网中出现的问题及时反应在计算机上,自动化技术可以自动的对该故障进行解决。 2.4远程及现场监控的同时实现 远程监控系统要求现场总线的通讯速度不能太高,适用范围较窄。目前,全场电器自动化控制系统主要利用现场总线的监控形式。随着现场总线的不断发展,融入了很多智能化的电气自动控制系统。所以现代的现场监控的通讯总线主要利用了智能设备与自动化系统模式之间的数据交换,其中利用的串行电缆能够连接起主机、内部存储程序、中央处理器等智能设备,与此同时能够实现对远 程传输的vfd、起动电容、仪表、自动开关等设备。因此,大数据高容量的数据通过中央控制器进行采集会达到较好的效果。 3.未来发展趋势 3.1电气自动化控制系统的统一化 电气自动化控制系统对于产品的安装、调试、维护等功能的实现都起着重要的作用,减少了从设计到产品之间的时间,降低了生产成本。电气自动化控制系统的主要发展趋势就是能够把电气自动化系统通用化,电气自动化网络结构应该保障现场的设施、计算机的监管体系、企业工程的管理体系之间数据交流的畅通。 3.2电气自动化工程的生产将更加的安全 电气自动化工程控制系统的一个发展方向就是安全防范技术的集成化,重点就是如何保证系统的安全性,即人、机、环境三者的安全实现。在非安全状态时,用户要如何选择利用最低费用实现安全方案制定的问题。从硬件设备到软件设备,从公共设施层到网络层,对电气自动化控制系统的安全与防范设计进行全面的研究。 3.3电气自动化工程控制系统的创新技术 目前电气自动化控制系统的发展正在从单一设备转变成为向集成化多元化系统化的发展。电气自动化工业企业应该不断的提升自身的技术创新能力,对于具有自主知识产权的电气自动化工程控制系统加大科研的投入,为电气自动化的研究提供更加广阔的空间。而政府同样应该意识到电气自动化工程控制系统在经济发展当中的主导力量,加强政策上的扶持,建立和完善机制体系。企业应该打开自主创新的新局面,转变经济增长的模式,提高自主创新的实践能力。 3.4电气自动化控制系统的标准化接口 由于电气自动化控制系统采用了比较成熟的标准化技术,从而极大程度减少了工程的成本与时间,完成了多通道的数据交互。当企业在进行系统交互数据的过程中,需要采用微软操作系统。ip系统也被广泛运用在办公室通讯中,自动化控制与管理通过计算机系统建立连接。标准化的程序接口保证了厂家之间进行软硬件的数据交换,使通讯产生的困难真正的得到了解决。 4.结语 电气自动化在国民经济发展中发挥着极其重要的作用,能够有效提高行业领域整体的自动化水平,特别是行业的运行管理水平。并且电气化控制系统可以大大节省企业的成本,提高设备、生产线等的可靠性。当前的电气化自动控制系统已经在众多领域崭露头角并发挥重要作用,未来电气自动化控制系统也必将有长足的进步和发展,为企业和国民创造更多的经济、社会效益。 电气自动化论文:高层建筑电气自动化设计要点 摘要:本文从电气自动化原理及设计标准出发,对高层建筑中电气自动化设计的影响因素和设计要点,进行了认真研究。 关键词:高层建筑 电气自动化 设计 电气自动化在高层建筑的有机应用,使高层建筑使用功能及住户的生活质量得到了显著提高。因此,设计出优质的高层建筑电气自动化设计方案其意义十分重大。 1、高层建筑电气自动化概述 1.1 工作原理 作为一种智能控制系统,高层建筑的电气自动化系统由负责中央监控的计算机、现场控制器、主控制器、传感器和执行装置等组成,通常分为四级控制:第一级的控制为中央监控计算机。 1.2 基本功能 1.2.1 统一管控建筑内各机电设备 电气自动化系统可以对各个机电设备实施统一协调、管理和控制。根据外界条件、环境因素、负载的情况对电气设备做出调节,使其运行始终保持最佳的状态,并可对各种突发事件进行监测。 1.2.2 对高层建筑设备进行监测 电气自动化在高层建筑中的应用可以实现对设备的监测,自动发现故障、自动报警、自动记录各个设备的运行数据和故障信息,以实现实时的监控运行数据。这样可以减少设备维修费用,延长设备使用寿命,及时发现和控制各种隐患,提高高层建筑的整体安全性。 1.2.3 数据共享 电气自动化系统可以实现对测控网络和计算机管理过程中数据的共享,对水电气的使用和收费情况进行计算,实现能源管理自动化。 2、设计人员在设计时应重点考虑的因素 2.1 性能 在进行电气自动化设计时,首先要确保建筑内照明、空调、运输通道等系统的电力供应的稳定性和安全性,然后在供电稳定的基础上,再提高各个系统的性能。系统的便捷性、安全性和自动化程度的提高可以有效提高住户的生活质量。 2.2 成本 在设计时,必须把成本因素考虑其中,在设计出优质方案的同时,也应把成本控制在合理的范围之内。只有这样,才能符合投资方的要求,才能切实满足住户的生活需求。 2.3 节能减排 设计人员在设计中,不仅要注意提高建筑物的使用功能,还应充分考虑到建筑物在使用中的节能减排问题。因为高层建筑住户多,各系统的耗电量较大,所以具有较大的节能空间。比如用自动化系统来控制楼宇空调的开关,电梯的运行和控制等等。 3、系统的设计研究 3.1 设计的原则标准 电气自动化系统的设计应遵循的原则是:技术先进、功能实用、可靠性和安全性强、系统的开放性、集成性和互操作性高。在设计时严格遵守国内外相关标准和规范,以及建设方所提出的技术参数和要求。 3.2 设计流程 3.2.1 用户需求分析 设计系统时,首先必须做好的工作是要认真进行用户需求分析。通过设计任务书、走访调查等方式,设计人员要对建筑内的自动化系统以及设备做到深入调查和了解,认真做好用户需求分析,了解系统的重点所在。 3.2.2 子系统方案设计 设计人员依据对用户需求分析的结果,设计实际控制各个系统的方案,进而明确子系统的数量,以及所要实现的功能。 3.2.3 系统监控点编制 根据确定好的子系统控制方案,来设置监控的位置和选用的设备类型,然后编写监控点总表,并进行统计和汇总。 3.2.4 系统设备配置和图纸绘制 认真做好系统设备的配置和各系统图纸的绘制工作。 3.3 要点分析 在电气自动化系统设计中,应遵循的要点:中央监控室应选择靠近系统中心的位置,并要注意远离噪音大、潮湿、强电磁干扰的环境。现场控制器应考虑到对系统进行调试、维护和管理的方便来设置,应尽量靠近现场传感器和执行装置,注意相对集中和经济布线,接口应留15%的剩余量。 4、设计要点 4.1 中央控制室 中央控制室作为电气自动化控制系统的主体部分,其作用是通过变配电,直接实现回路供电的应用。在电气自动化设计中,从中央控制室出发,向各个子系统辐射控制,所以在设计时应优先给予满足。在高层建筑中央控制室设计中,需要为其配备专用的配电盘,且其负荷等级应在最高级别之上。中央控制室供电电压波动上下不超过10%,频率变化保持在1hz以内,波形失真率20%为最好。 4.2 电气监控系统 在电气自动化系统中,电气监控系统是用来 对电气设备进行运行状态和可能发生故障的实时监控。一旦发生故障,监控系统就会切断对该设备的电力供应,避免故障范围继续扩大,影响电气系统的正常运行。电气监控系统的工作方式,主要是通过对各种参数的分析来实现对其实施监控的目的。 4.3 节能系统 4.3.1 照明系统节能 照明系统的控制方式主要有:智能控制和定时控制两种。在多数高层建筑中常用的是智能控制手段。总体智能系统分为系统、输入、输出三个单元,且分别与计算机连接。通过智能继电器,实现对多路光源的独立控制。最后通过对系统反馈信息的处理,实现自动化系统在照明系统中节能的统一管理和智能控制。 4.3.2 空调系统节能 空调系统的节能是整个高层建筑节能控制的关键所在。空调节能控制技术主要有地源热泵、水源热泵、变风量控制等技术。地源热泵是利用地下浅层地热来来实现供热和制冷的空调系统。水源热泵是利用水来储存太阳能,进行冷热转换的空调技术。这两种技术都具有节能高效、资源可再生、运行可靠、维护简便等优点。变风量控制技术是通过调节参数来调节送风量,实现空调系统的节能。 4.4 电气保护 4.4.1 安全保护接地 高层建筑中,安全保护接地主要是涉及用电设备及其周边的金属件。随着高层建筑电气设备的复杂化,需要进行安全保护接地的范围越来越广,没有安全保护接地的设备一旦绝缘层发生损坏,外壳带电,就可能对住户的人身安全带来危险。采取安全保护接地措施后,由于接地电阻远小于人体电阻,所以通过接地保护既能保护电气系统的安全运行,又能保护高层建筑内的人身安全。 4.4.2 直流接地 在高层建筑中,各种电子设备,如计算机、通讯设备、自动化设备等需要进行转换能量、输入传输信息、放大信号等一系列工作。在这些工作过程中,微电流和微电位的应用必不可少。为了确保这些设备的正常运行,除了保持电源的稳定、基准电位的稳定之外,还必须实现电子设备的直流接地。 4.4.3 静电和屏蔽接地 高层建筑中,预防静电对设备的干扰是十分重要的。在高层建筑中应采取屏蔽接地的方法来解决电磁干扰问题,在设置屏蔽接地时,应让pe线和设备外壳实现有效连接,而室内屏蔽则应注意pe线与多点之间的连接。 4.4.4 防雷接地 现代化的高层建筑中,有很多系统都会应用涉及到大量的电子设备和布线系统。如通信、火灾报警、消防、办公自动化、保安监控等系统。这些系统中的电子设备和布线系统极易受到雷电影响,造成损坏,甚至可能引发安全事故。因此在高层建筑中应确保防雷接地良好。在电气自动化设计中应实施一级防雷措施,以避雷针网格和金属构件的连接作用来形成多层次的防雷系统,既能减少电磁干扰,也可以保护建筑物和设备。 4.5 消防应急照明 消防应急照明系统的设置直接关系到建筑内发生火灾时人员的疏散与逃生的成败。所以设计人员应抱着高度负责的精神做好消防应急照明系统设计。 4.5.1 电源选择 选择应急照明系统供电方式时,要结合照明种类、持续工作的时间、转换速度、电源特性等因素进行选择;还应结合建筑工程的实际情况,既要保证应急照明的可靠性,又要保证其方式的经济性。消防应急照明系统的电源有三种方式:电网供电、蓄电池电源供电,以及柴油发电机供电。 4.5.2 控制形式 消防应急照明控制主要有三种形式:常闭状态,发生火灾时点亮,此方式优点在于控制简单且节约能源,缺点在于设备出现故障时难以及时发现。常亮状态,优点是控制简单;缺点是浪费电力能源。平时可控,火灾时强行点亮,优点是节约成本和能源;缺点是控制系统复杂,不易排查故障。 5、结语 高层建筑的电气自动化系统的建设工作,必须从整个建筑的设计之初就开始进行用户需求的定位,在设计过程中,设计人员应对整个电气自动化系统有着深入的调查和了解,才能制订出科学、合理的设计方案,才能确保高层建筑整个系统建设的科学、高效、安全、节能、实用。 电气自动化论文:浅论水电站电气自动化应用 【摘 要】水电站中电气自动化应用主要体现在水电站的自动化方面,本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容,并进一步分析了设备选型及自动化设计。 【关键词】电气自动化;水电站应用 1. 引言 (1)随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,电气自动化在水电站中也得到了广泛应用,这又主要体现在水电站的自动化方面。水电站的自动化是实现水轮发电机组自动化的关键部分,是利用计算对整个水电生产过程监控的“耳目”“手脚”,它担负自动监测机组和辅助设备的状态,发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。水电站自动化的程度取决于电站的规模,电站的型式及主要机电设备的性能。 (2)水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视,能够在无人(或少人)直接参与的情况下,按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志,同时,自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。 2. 水电站自动化的内容 水电站自动化的内容,与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说,水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。 2.1 完成对水轮发电机组运行方式的自动控制一方面,实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化,使得上述各项操作按设定的程序自动完成;另一方面,自动维持水轮发电机组的经济运行,根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数,在机组间实现负荷的经济分配,根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外,在工作机组发生事故或电力系统频率降低时,可自动起动并投入备用机组;系统频率过高时,则可自动切除部分机组。 2.2 完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视如对发电机定子和转子回路各电量的监视,对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视,对机组润滑和冷却系统工作的监视,对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时,迅速而自动地采取相应的保护措施,如发出信号或紧急停机。 2.3 完成对辅助设备的自动控制包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制,并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。 2.4 完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。 2.5 完成对水工建筑物运行工况的控制和监视如闸门工作状态的控制和监视,拦污栅是否堵塞的监视,上下游水位的测量监视,引水压力管的保护(指引水式电站)等。 3. 设备选型及自动化设计 随着水电站自动化水平的提高,水轮发电机组所需自动化元件愈来愈多,其作用就愈重要。但由于目前主机配套的自动化元件的性能不够稳定、灵敏度差、精度低等因素以及自动化设计上的不足使水电站的自动控制的安全受到不同程度的影响,这就需要对设备进行选型和自动化设计。 3.1 plc在轴流桨式水轮机调速器中的应用轴流转浆式水轮机被广泛使用于中低水头电站。由于它的水轮机叶片随水不同可与导叶协联动作而使用水轮机的动行水头范围增大,这样可为电厂创造更多经济效益。水轮发电机组制造厂家为其制造的水轮机提供了一组不同水头下导叶开度与浆叶转角的协联曲线,调整器制造厂按此曲线设置了调速器内导叶与浆叶的协联关系。但是由于实际电站运行时, 水轮机水头的变化及上下游水位的变化,与厂家提供参数相差甚运,故按协联曲线运行时机组运行性能差不能达到最佳状态。因此对于此类机组的调整器须采用可改变程序的plc可编程控制器的调速器。在机组试运转过程中和今后的运行中可先针对不同水头及上、下游水位及手动协联导叶、浆叶,取得最佳协联曲线而后修改原协联曲线输人plc而使机组处实际最佳状态。 3.2 plc在调节水库式电站调速器中的应用水库式电站的运行水头变化范围大:此类电站的调速器和起动开度一般按水轮机设计水头设计,但当电站水头降低,水轮机处于低水头下运行时,电液调整器往往不能使机组达到额定转速(自动状态),为使调整器的起动开度增大,往往需更换芯片或在开度指示仪中串接电阻而使调节器输出值与开度指示产生差值开机组。当电站水头更小于设计水头时,为使机组开机不致过速,而又必须换回芯片或撤除串接电阻,若采用plc可编程控制器,则可根据电站水头高低,修改其程序来改变起动开度即可。 4. 结语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。综上所述,水电站采用综合自动化系统后不仅提高水电站运行的经济性和工作的可靠性、保证电能质量;而且提高劳动生产率、改善劳动条件和减少运行人员,从而提高电站运行的效益,例如利用计算机系统监控水库来水和中长期预报在内的优化运行,曲线绘制及科学调度,多发峰电等,每年可增加发电量2%左右;同时采用计算机监控电站各种参量及运行工况后,及时发现并排除事故隐患,事故后能及时处理事故,避免事故扩大,尽快恢复供电使系统事故率下降,处理事故时间减少,如此每年增加发电量1%左右;另外采用计算机监控在减少人员的同时也减少了相应的生活办公设备和工资支出,因而能产生巨大的经济效益。可见,水电站综合自动化系统与水电站的生产、效益密切相关,随着国家能源结构的调整,水资源开发利用程度的加大,水电站综合自动化系统在越来越多的水利枢纽工程中得到更广泛的应用,发挥更大的作用。 电气自动化论文:电气自动化技术在火力发电中的应用 摘 要:我国的技术发展模式不断更新,随之广泛应用了计算机网络技术,其中电子技术被各行业普及。本文所论述的电气自动化系统,也是所谓的ecs系统,在现阶段是火力发电当中应用最为广泛的技术。会对自动化监控以及自动化生产方面较为重视,从而将火力发电厂当中的分析控制、电压保护以及电气系统保护充分实现。 关键词:电气自动化技术;火力发电;应用 一、火力发电中电气自动化的作用 1、设备资源的优化配置 在火力发电厂中一般会拥有多台设备,这一系列设备通常会应用较长的时间进行运转,才可以对供电需求量有所保证。可是设备进行运转的过程中是会拥有相应局限性的,若开展超负荷的运转,一定会降低设备使用率,损坏现象也会产生。在应用电气自动化技术后,可以准确的计量设备运转效率,若超负荷能够自动停止运转,停止相应时间之后,会自动开启重新运转。设备如果产生故障,此自动化系统可以体现出报警的功效,让管理人员可以及时将问题发现并对其解决。 2、发电效率的有效提高 在不断提升我国居民生活水平的条件下,用电量方面在直线的上升。在当下的发电效率上进行分析,发电量不能够和人们的需求用电量相符,特别是在炎热的夏天,小部分地区对居民供电的时候,需要分不同时间对其供电,这一方式直接影响了居民的正常用电保障。随着生活水平的提高,不断加大了冷暖空调的应用,对于火力发电而言,要求的发电强度也在逐渐提升。早期的发电系统虽能够使火力发电正常进行,可是在一定程度上还是会存在着或多或少的弊端,会造成发电量不可以与使用量相符,所以不能够相应提升生产效率。当下,对电气自动化的使用,可以合理的将这一问题解决,利用有效的分析数据,拟定出细致的运行措施,还会将运行的强度和时间有所规划,保证给予人们电量的同时,还会防止资源的浪费情况。 3、发电成本的有效降低 早期进行发电的材料上基本会应用石油和煤,同时在技术方面不是特别的优越,还不可以开展有效的强度分析,造成发电量不均匀,有时会产生极大的浪费情况,又或者导致用电的短缺情况。在燃烧资源方面,因为早期的操作模式为人工操作,难免会产生不充分燃烧的情况,导致资源的极大浪费。可是,现阶段电气自动化技术的应用,可以合理的将这一问题避免,利用计算机软件对原料自动计算,利用燃烧所使用的时间,将燃料使用率提升。这样的应用技术可以让火力发电中的效率在极大程度上提升,确保供电量可以与居民使用量相符。 二、电气自动化技术在火力发电中的应用 1、通用网络结构的健全 在成功运行电气自动化系统的过程中,创建通用网络结构能够起到至关重要的作用。通过通用的网络结构,能够将整体系统中的电气设备自动化运转实现,让操作人员与管理人员,实现监督和观测整体的电厂设备,同时能够确保计算机系统、管理系统以及控制系统的数据传输方面,能够顺畅开展。 2、单元炉机组一体化 将电气自动化技术应用在火力发电当中,能够将火力发电厂中的电、炉、机运行系统实现其一体化的目的。这样的情况下,整体系统中的运行信息与数据,就会依靠炉、电、机一体化进行相应的汇总分析以及监控运行。在一定程度上可以将火电机组当中所具备的潜力有效发挥出来,同时还会将自身的控制功能有所提升。进行细致操作系统的过程中,需要尽可量对系统中所产生的负载能力有所减少,就能够将控制室缩小,从而将管理成本降低。进行统一管理单元路机组的过程中,可以合理的协助火力发电厂中所具备的信息采集,开展发电信息和设备的采集,充分的将有关指令实现,提升电网工作成效,让设备运行方面优质进展。所以,火力发电过程中需要将设备控制方面提升,使被监控水平和自动化水平得到保障。 3、保护手段的创新控制 在早期的火力发电当中,普遍应用的保护手段和系统控制是连锁与报警,可只能将连锁脱机以及超限报警的波动性保护和控制实现。然而利用电气自动化技术,能够将计算机的保护控制技术完善开展,从而确保电气自动化系统的故障诊断和运营监测等,就能够将火电设备中的系统隐患提前发现,同时将保护和控制的相应对策相应改变,会自动的控制系统故障所产生的领域,确保自动化系统可以将运行状态均衡保持。此外,也能够在预防一直到维修的过程转化, 为维修和维护同时开展的状态。 三、火力发电中应用电气自动化的系统配置 1、总线的相应控制技术 火力发电的设备运行现场中,控制总线方面一般会利用3g的技术形式对其完成,也就是控制技术、通信技术以及计算机技术,这三个方面需要互相促进、互相配合,才可以将信息技术和网络技术,针对设备控制范畴方面完善运行。控制现场总线方面具体将dcs控制站中的输入单元和输出单元有所规避,可以合理的在根源处将传统dcs控制内,集中以及分散互相融合的控制体系。这样的控制模式,为传统集散型对于相应的设备能够在管理的过程中实现统一形式,可不能够将重要问题及时发现,若可以对设备高度分散管理提升完成度,就能够将分散控制充分实现。 2、i/o的集中监控 所谓i/o集中监控所指的就是,将对应的i/o接口设置在设备现场每个馈线中,接着将每一i/o通道正常连接,在连接的工具上需要应用电缆完善开展,在a/d对其处理结束之后,会出现dcs设备状态,用这样的方式实现对发电工厂中全部设备的有效监控。i/o集中监控主要具备着快捷的响应速度以及便捷的运行维护等优点,并且因为监控站存在较低的防护等级,会逐渐的降低dcs的造价,将发电成本有效节约。可是,因为运用这样的方式,会将全部的电气设备都在监控的领域中,所以监控成为了最为繁琐的工程。在不断增加设备的阶段,监控的范畴也会随之有所增加,在一定意义下就会将dcs冗余降低,导致运行系统存在较大的压力。同时因为存在较为宽广的控制范围,会拥有较大的空间跨度,电缆若是长距离的会干扰到dcs的可靠性与安全性。 3、控制远程i/o 远程的控制技术方面,在较多的领域中都获得了较大的应用力度,对远程控制的使用可以较为具体的将人力资源有效节约,会让火力发电厂当中的主要操作人员可以,不需要对设备近距离接触,就可以有效控制设备,对于操作人员当中的工作强度方面妥善降低。进行火力发电的过程中,i/o信号能够利用电缆中的硬接线,对与加采集柜的相互连接充分实现,在火力发电控制室当中的加采集柜和dcs控制器,能够利用光纤或者双绞线开展必要的连接,从而将数据传输的相应作用达成。远程i/o的控制因为可以远距离的对其监控,所以可以合理的对一部分的电缆铺设有所节约,在一定程度上将安装费用合理节省。并且,i/o的控制还包含对数据自动处理的功能,可以自动校正、检查以及处理所采集的数据。可是,i/o的控制在电量变送器、卡件以及模拟量卡件方面不可以对其减少。 电气自动化论文:工业电气自动化的应用与发展研究 摘要:工业自动化是现代先进工业科学的核心技术,是工业现代化的物质基石,是工业现代化的重要标志。文章主要介绍了我国现代电气自动化的发展现状,分析了其结构的主要特点,并对电气自动化今后的发展趋势做了些探讨,还总结了我国工业电气自动化在未来的发展趋势。 关键词:工业电气自动化 发展 特点 趋势 电气自动化这个专业从50年代开始在我国出现并发展,名称为工业企业电气自动化。虽然国家对该专业做了几次大规模的调整,但由于其专业面宽,适用性广,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。根据教育部的安排,它属于工科电气信息类,新名称为电气工程及其自动化或自动化。现代电子科学技术不断的发展进步,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经无法再全面概括现代生产自动化系统中承担第一线任务的全部控制设备。同时,现代工业电气自动化在我国各个生产领域都得到了广泛的应用,并取得不错的效果。 1 工业电气自动化的发展现状 opc(ole for process controi)技术的出现,iec61l3l 的颁布,以及microsoft的windows平台的广泛应用,使得未来的电气技术的结合,计算机日益发挥着不可替代的作用。 1.1 iec6113l标准使得编程接口标准化 目前,世界上有200 多家plc 厂商,近400 种plc 产品,不同产品的编程语言和表达方式各不相同,iec61131使得各控制系统厂商的产品的编程接口标准化。iec6113l同时定义了它们的语法和语义。这就意味着不会有其他的非标准的方言。iec6113l已成为了一个国际化的标准,正被各大控制系统厂商广泛采纳。结构化的编程方式使得程序更易管理,也提高了代码的使用效率,缩短了程序编程的周期。 1.2 windows正成为事实上的工控标准平台 微软的技术如windows nt、wind0ws ce和intemetexplore已经正在成为工业控制的标准平台、语言和规范。pc 和网络技术已经在商业和企业管理中得到普及。在工业自动化领域,基于pc的人机界面已经成为主流,基于pc 的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的用户所采纳。在控制层采用windows作为操作系统平台的好处就是其易于使用和维护以及与办公平台简单的集成。 2 电气自动化系统的特点 首先,在系统安排方面,用电设备分别安装在各配电室和电动机控制中心,配件数量多的,所要执行的信息处理任务庞大,而维修工作也相对复杂。它与热工系统相比,电气设备操作的频率低,一些系统设备在维持正常运行时,可以经过好几个月甚至更长的时间再操作一次;电气设备所需要的保护装置要求高,动作速度快,一个保护动作通常要在40ms以内完成。电气设备的构造机构本身具有联锁逻辑较简单、操作机构复杂的特点,而控制方式也主要是厂用电系统,其主要设备监控需要接入dcs系统,如果两台系统一起运行,一台系统的检修不得影响另一台系统的运行,因此,需要考虑两台机组dcs电气控制的模式,保证控制的稳定性。根据电气设备的主要特点我们知道,在构建ecs时,其系统结构、与dcs的联网方式是确保系统高可靠性的关键。除了要保证系统的正常运行,还要确保运行时各种数据处理和信息收集的准确性,同时提出相应的应急措施,确保电气系统可以在最好的状态下运行。 3 电气工程设计原则 3.1 优化供配电设计,促进电能合理利用例如,我们在进行水库电气系统设计时,首先考虑的是设计的适应性,就是必须为水利工作提供必要的动力;为在水库建筑物建设提供良好的环境;还应满足各项电力的符合和供应要求;应能保证电气设备对于控制方式的要求,保证电气设备能发挥最大的作用,保证运行的稳定性和可靠性。其次设备的安全运行,也是设计过程中考虑的关键,电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定的裕度;要保证供电和配电的安全运行,以及要有可靠的防雷装置;防雷设计,在保证水库进行特殊功能运行的情况下,还应有防静电、防浪涌的技术措施;按水利建筑物的重要性与火灾潜在危险程度制定必要的保护措施。在满足水库电力设备稳定运行的情况下,通过先进的科学技术,完善电气设备管理。 3.2 提高设备运行效率,减少电能的直接或间接损耗我们在设计的过程中,应首先满足建筑对运行要求的制定和维护其安全运行的前提下,尽力减少成本,最大程度的降低和减少各种消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用,提高电力设备的利用率,减少电能的直接或间接损耗。 3.3 合理调整负荷,提高设备利用率在满足水工建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下,设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施,提高负荷率和设备利用率节约电能。 4 自动化系统的发展策略 4.1 采用统一的系统开发平台 一个统一的开放平台对系统的设计和使用有着十分重要的作用,至少这个平台可以支持一个自动化项目的设计和使用,在每个运行环节可以起到积极的作用,这样,不仅可以减少设备的消耗和使用成本,还能提高设备的利用率。统一的系统开发平台还应满足用户另一个重要需求即开发平台独立于最终的运行平台。根据项目的实际情况和客户的具体要求来运行代码,将代码下载到硬件plc、基于windows nt的软件plc、嵌入式nt系统还是基于windows ce的控制系统中。这方面,现代计算机技术还是可以满足这些要求的。 4.2 网络结构的架设 网络构建对促进自动化系统的发展是有积极意义的,而对于一个成功完整的自动化系统来说,网络的构建也是非常重要的,整个企业的网络结构要保证现场控制设备、计算机监督系统、企业管理系统之间的信息交流和数据传递是畅通无阻的。企业上级管理可以利用internet/intranet对进行现场设备运行监督。现代社会已经进入了网络化时代,无论选择那种通信主线,所用的网络结构必须可以实现办公自动化环境到控制级直至元件级的整个系统范围内的通讯。而且,网络中还包含了数据编辑、系统安全等各个方面,可以成长为全集成化的自动化系统。 4.3 标准化的程序接口 一个合格的电气化系统的另外一个关键因素在于有一个标准化的程序接口。我们根据现代microsoft的标准和技术,如windows2000、opc、activex和win-dows ce的发展和运用,不仅缩短了工作时间和降低了工作费用,还便捷了办公室自动化系统中各个数据和信息的交流共享。在与企业的mes系统、erp系统连接时,计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用windowsnt/2000作为操作系统,还能实现办公环境的标准化,计算机可以在电气化管理和系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题,是电气自动化未来发展的主要结构。 5 工业电气自动化的发展趋势 我们可以利用电气自动化来改变现代工业的发展,节约有效的资源,降低成本费用,以此来获得更好的社会、经济效益。大力发展电气传动自动化技术,可以将我国的电气化使用提高到一定的水平,缩短与世界大国的发展距离,实现自主研发,对国民经济的发展起着十分重要的作用。规范我国电气传动自动化技术方面的标准,实现规模化、规范化生产。工业电气自动化的发展趋势就是现代分布式、开放式的信息化。分布式的结构可以保证网络中建立起独立的网络,以实现危险分散,促进系统的正常运行;开放化就是要将系统与外界联系,实现各方的网络连接,提高信息的处理能力;而信息化就是实现设备与网络技术结合,实现网络自动化和管控一体化。如今,我们已经到了开创电气自动化的新时代了,实现自主研发,是我们对未来发展的展望。现代市场竞争越来越激烈,为了从价格上赢得优势,我们的电气自动化要吸取先进的经验和技术,为实现自主研发提供条件。同时,将科学发展观作为前进的基础和指导思想,根据每个地区的部门的实际情况,实现以人为本的发展要求,及时发现问题,总结先进的经验,改变传统的发展观念,寻找一条合适的发展道路。时刻落实科学发展观的理念,把“科学发展观”贯彻到改革开放和我国“电气自动化”进一步实现现代化、国际化和全球化的过程上来。 电气自动化论文:试论技能大赛对电气自动化专业教改的促进作用 论文摘要:作为教改风向标的各类职业技能大赛对教育教学改革的促进作用不容忽视。结合我院电气自动化专业师生参赛的经验,从专业建设的角度,探讨了技能大赛对促进课程体系与教学内容重组、教学方法与手段改革、“双师”结构教学团队及实训基地建设等方面的积极作用。 论文关键词:技能大赛;高职;专业教学;促进作用 职业教育以服务为宗旨,以就业为导向。为了培养更加符合就业岗位需求的高技能应用型人才,近年来,高职教育教学改革如火如荼地展开,而技能大赛作为检阅改革成果的重要手段,更是不断推动着专业建设与教学改革向纵深发展。我院是百所国家示范性高等职业院校建设单位之一,电气自动化专业作为重点建设专业群支撑专业,在推行“校企共育、产学研结合”人才培养模式的过程中,积极组织学生参加省内外各类职业技能大赛;并以此为借鉴,在课程体系与教学内容重组、教学方法与手段改革、师资培养和实训基地建等方面,都融进了大赛因素。实践证明,职业技能大赛对人才培养环节的各层面都起到了积极的推动作用。 一、促进了课程体系和教学内容的重组 职业教育的核心价值在于服务于个体就业与社会经济发展的需要,而传统的课程体系和教学内容强调的是知识的系统性和逻辑性,理论性较强,实用性和针对性较差,这与职业教育的培养目标相去甚远。因此,冲破学科体系的束缚,构建符合电气自动化人才培养目标的基于工作过程的课程体系,就需要学校与企业的充分接触和交流,才能深入了解职业领域的典型工作任务以及完成这些任务所需要的知识与能力要求,专业教学团队也为此付出了积极的努力。但由于种种原因,企业在某些方面很难完全配合,职业技能大赛的举办正好弥补了这种缺憾。从2008年开始,全国职业技能大赛已连续举办了四届,各层次地方性职业技能大赛也不断举办。职业技能竞赛的项目都是组委会在充分的企业调研和听取行业企业技术专家对职业岗位能力要求的基础上经反复论证拟定的,它体现了高技术、新工艺的发展要求,既契合国家要求的最新职业标准,又与实际生产贴近,并且适合考量学生的知识、技能和素质水平。如历届大赛基本都包含“自动生产线安装与调试”项目,潍坊市的大赛试题“机电一体化设备组装与调试”与它的内容和要求基本相同。这类经典案例考查的是电气自动化和机电一体化专业的核心技术,涉及了电气控制技术、cad绘图、plc编程、变频器应用技术、触摸屏应用技术、机械设计等知识,以及仪器仪表的使用、电气控制线路和气路的安装、调试和变频器参数的设置等技能。这些知识和技能互相联系,互相融合,体现了工学结合、理实一体的教改理念,学生解决问题的过程就是综合职业能力培养的过程。 毋容置疑,职业技能大赛已成为职业教育教学改革与发展的风向标、助推器。因此,电气自动化专业抓住参加各类技能大赛的时机,与企业进行深层次接触,全面了解市场需求,参照“自动生产线安装与调试”等大赛项目的特点、涉及的知识、能力、素质要求,以及竞赛规则和评分标准等,对课程体系进行了重构;课程内容的选择,摒弃了陈旧的内容和艰涩难懂的理论推导,以应用为目的,选择载体,设计学习性工作任务来整合理论与实践知识,并按照学生的认知规律与职业成长规律对学习内容进行了序化,突出实践性。如《电力电子技术》理论性强、公式多、计算多、难理解,学生学的比较吃力,积极性差;在新的课程体系中取消了这门课程,增加了实用性强的《变频器应用技术》,并设置了支撑课程实施的理实一体化环境,课程实施工学结合,并适时穿插竞赛项目,大大提高了学习积极性,强化了实践与创新能力培养。又如,我们将原来分散的实训教学环节,按课程的关涉程度,整合成系列训练项目,以rxg-1c型电工实训考核装置为平台,将电气控制、plc编程、变频器应用技术等专业课程有机结合,为学生的职业成长搭建了阶梯。 二、促进了教学方法和手段的改革 技能大赛的项目设置、命题方式以及问题解决的过程与图式都对专业教学改革起到了引领、示范作用。无论是“自动生产线安装与调试”,还是“机电一体化设备组装与调试”,大赛试题都是以工作任务书的形式命题的,这是“项目导向”、“任务驱动”职业教育理念转向教学实践的具体探索。电气自动化专业类技能大赛有其特殊性,所涉及的项目一般技术含量较高,学生按照任务书的要求要想很好地解决问题,一是需要他们将专业理论知识、操作技能与创新能力有机融合,二是需要团队的有效沟通与通力合作。而传统的教学方法注重系统的知识传授,老师讲、学生听,理实分离,严重影响了学生的学习积极性与实践能力和创新能力的培养。这种模式下培养的学生在参赛时往往很难快速适应,如题意分析和程序设计正确却很难有效实施,功能模块正确但无法完成整体调试、故障排除等。因此,电气自动化专业教学团队在学习先进职教理论的同时,深受大赛启发,专业课程的开发用源于企业、又高于企业的项目、案例等载体整合理论与实践知识;课程实施则采用了“四、六步教学法、任务驱动法、现场教学法、竞赛模拟法”等行动导向模式下的各种先进教学方法。如《可编程控制器应用技术》我们共设计了8个学习项目(情境),实施时利用任务驱动模式,将学生分成小组,教师给出具体的任务书,学生独立或合作完成本情境的指令学习、程序设计、元器件选择、控制线路连接及整体调试检验等学习性工作任务。在这个过程中老师只进行必要的指导,学生处于主体地位,人人参与,在完成任务、解决问题的过程中习得了背景知识,积累了工作经验,培养了综合职业能力,自信心与沟通合作能力得到加强。近两年,本专业学生在全国技能大赛中获得一等奖2项,三等奖1项,省、市级竞赛一等奖3项。 三、促进了“双师”结构教学队伍的建设 随着电子技术的飞速发展,plc、变频器、触摸屏等一些新技术、新工艺在企业大量应用,这对教师的知识存量与知识更新提出了新的更高的要求。“自动生产线安装与调试”、“机电一体化设备组装与调试”等大赛项目,既体现了这些前沿新技术的实际应用,也反映了行业企业在产业结构调整与技术升级过程中对高技能人才的需求。作为职业院校的教师,能带领学生参加省内外各类技能大赛并取得优异成绩绝非易事。这首先需要教师树立终身学习的理念,不断拓宽知识面,加强新技术、新工艺的学习,跟上科技发展的步伐。其次,教师的实践能力与创新能力是业务能力提升的重点,新课程实施要求教师要熟悉生产现场的先进设备与工艺,懂得生产管理与劳动组织,具备较强的设备故障查排能力,只有跟上产业结构调整与技术升级的步伐,才能培养出符合现代企业要求的优秀高端人才。为此,学院在打造“双师”结构专业教学团队的同时,着力提升其理论水平与实践创新能力:一方面,通过外派学习、专家引领、校本教研、传帮带、结对子等形式,帮助教师理解现代职业教育的基本理念、方法与内涵,提高新背景下职业教育教学改革的适应能力;另一方面,制定政策,鼓励教师每三年到企业挂职锻炼一年,并为企业做好技术服务等工作,旨在积累现场工作经验,提升实践与创新能力;再次,聘请企业一线技术能手与实践专家参与学校的教育教学工作,组建了一支“双师”结构、优势互补、专兼结合的优秀教学团队;最后也是最关键的一点,是以技能大赛为抓手、为参照,进行专业教学改革,倡导教师在适当的时机用大赛的命题方式呈现学习任务,用大赛的流程组织教学活动,用大赛的评判标准作为学习质量的评价标准,达到了以赛促改、以赛促学的目的。 四、促进了实训基地的建设 职业技能大赛不仅仅是参赛选手之间技能与水平的较量,更多的是参赛学校师资水平、装备条件和校企合作的比拼。专业群以大赛装备为引领,抓住示范院校建设的契机,投入700万元,改善了校内实验、实训条件。参照“机电一体化设备组装与调试” 技能大赛的设备配置要求和“中、高级维修电工技能鉴定”标准,淘汰了一批技术含量低、工艺老化的过时设备,与企业合作,新建了三个理实一体化教室,扩建了电气控制实训室、plc实训室、电气智能实训室等。目前校内实训基地既能满足单项基本技能训练,又能完成综合职业能力培养,亦能对工学结合、理实一体化专业课程的实施以及专业群学生技能竞赛提供可靠支撑,还能在企业员工培训、社会技术服务和校内外电工技能鉴定等方面发挥作用。电气自动化专业在重视校内实训条件改善的同时,积极寻求校外合作企业的支持,以弥补人才培养过程中设备与资源的不足,如“自动生产线安装与调试”训练项目的实施,就借助了潍柴动力、歌尔电子等企业的大力支持来完成。在校内外实训基地建设与利用过程中,锻炼了教师队伍,密切了校企合作关系,构建了具有职场氛围的学习与工作环境,培养了实践与创新能力,增强了学生的就业竞争力。 总之,技能大赛作为我国教育工作的一项重大制度创新,已成为在社会上有广泛影响的教育新品牌,其对职业教育发展的促进作用表现在各个层面,必将对职业教育的发展产生深远影响。 电气自动化论文:关于水电站电气自动化应用问题的思考 摘 要:水电站电气自动化是指水电站在电力生产中的各项控制操作以及系统监视能够在无人的状态下进行。在现代化的发电系统中水电站电气自动化程度高低更是衡量水电站现代化水平的指标之一,同时实现水电站工作自动化也是保证安全运行的重要手段。文中笔者对水电站自动化的作用和内容进行了分析,充分体现出电气自动化技术在水电站中重要的地位。 关键字:水电站;电气自动化应用;重要地位 电力电子技术的广泛使用,微电子产业的迅猛发展,使得电气自动化在水电站中的日常运行中发挥了重大作用。电气自动化让水轮发电机组自动化成为了现实,利用计算机对水电项目的生产设备进行全程监控,主要是对水轮发电机组和辅助设备的状态进行自动检测,发出指令实施相应操作,依据软件信号发出危险报警等。简单来说,实现水电站电气自动化可以完全脱离人工操作,所有的设备在计算机指令的指示下进行,对生产过程进行实时的控制和监视。水电站电气自动化提高了水电工作的安全可靠性、运行的经济性,同时提高生产效率,改善了劳动环境。 1水电站自动化的目的 水电站实现自动化有利于提高水电工作的安全性和运行的经济性,减少人力资源的投入;改善工作人员劳动的环境条件等。 1.1 提高了水电工作的安全性 水电站自动化,使得所有的工作设备能够快速、准确、及时的启动,进行数据分析和事故分析。这样不仅有利于防止不安全的工作状态出现进一步恶化,也可以使事故中的设备及时报警并启动备用装置,保证水电生产工程得以继续。此外,将自动控制装置引入到各项流程的控制,可以降低工作人员因误操作造成事故的几率。 1.2 保证电能质量 电能的质量通常用电压和频率这两项指标来衡量。众所周知,电力系统中的无功功率的平衡决定着电力系统的电压而有功功率的平衡则决定着频率。发电系统的电荷是随时不停的变化的,人的操作往往不能及时准确的对其做出调整,采用自动装置可以解决这一难题,他可以及时准确的调节有功和无功功率,保持电压和频率的稳定。 1.3 提高发电机组运行经济性 水轮发电一直工作在满负荷的状态是我们最理想的憧憬,而实际中因为机组故障等诸多原因往往不能满负荷运载。利用自动控制装置,控制并指令选择最佳的运行组数,结合当前水利条件,使用最少的水生产最多的电能,更好的实现水电站经济任务。 1.4 提高了操作人员工作效率 水电站电气自动化的实行,减少了实际操作人员参与控制、监视、记录、安全检查等任务,减轻了它们劳动的强度,减少了运行管理人员的数量,实现少人甚至无人值班,提高了劳动生产效率,节约了水力资源。 2 水电站自动化包含的部分 水电站自动化需要考虑的内容有水电站的规模、水电站的运行方式、采用的发电设备以及设备安装方式等。下面就从各个小部分进行分析: (1)实现自动控制水轮发电机组运行方式的选择,在开停机和发电机转调相等几个方面实现自动化; (2)能够自动维持和控制水轮发电机组的连续运行; (3)实现对主要的电气设备和线路的监视、保护; (4)完成对辅助电气部分的监视。辅助设备主要有水泵、空压机以及油泵。系统能在它们发生故障时能自动报警和启动备用设备; (5)完成对水工建筑物运行的实际工作状态进行实际的监控。如在水中的闸门工作的状态,拦污栅极是否发生堵塞的监控,以及上下游水位的测量监控。 3 设备型号的选择和自动化设计 在科学技术发展同时,水电站自动化程度也有了不断提高。水轮发电机组作为电站最主要设备也使用了越来越多的自动化元件。 3.1 轴流桨式水轮机中plc的使用 中低档水电站中大多后会选择轴流桨式水轮机。因为其设计的特殊性,能为水电站提供更多的经济效益而被使用,虽然厂家为实现不同的水头导叶开度都会制造出水轮机能够利用协联曲线来连接浆叶转角,同时设计制造出了专门调速器来满足协联曲线。即便如此,水电站在实际运行中,主涡轮机上下游水位也会随着桨叶变化。很多情况都同生产厂家理论模拟相差甚大,因此仅仅依据协联曲线的变化难以保证机组的运行处于最佳状态。为满足实际水电站的需要。在调试的 过程中得到最佳的协联曲线即可在编程控制器的调节下改进原来设别协联曲线,最终保证机组能够得到优化。 3.2 调速器调节水库式电站的plc实现 电站运行中水头有较大变动范围是水库式电站最主要的特点,水头变化过大,会导致电力调整器不能让机组达到额定的转速。所以,采用plc编程控制器,可以根据电站水头的高低来修改程序参数,使机组工作在额定的状态下。 4 水电站电气自动化技术的进步 当今,电子计算机技术普遍应用于各个领域,其模拟监测控制技术也是基于现场总线理论,慢慢取代了传统意义上的控制系统,大大地提高了水电站自动化的发展,真正实现了 "无人值班,少人参与"的工作模式。 4.1 系统组成 结合计算机、plc器件以及相关智能接口技术;在微机式继电保护装置和专用智能中综合使用可控装置,利用标准的以太网络格式,利用现场总线把每一个现地控制的站逐一的连接起来,组建出能够按照不同功能进行分部协作的整体监控系统。 4.2 系统的一些特点 (1)体系结构开放,等级层次分明同时还具有良好的可扩展性; (2)分布式系统选择分层结构,针对不同的监控对象,采用不同监控方法,具有性能较好的分散性、整体性和灵活性; (3)采用先进的冗余处理技术,提高系统稳定性; (4)结合windows操作系统以及先进的通讯手段,定期对系统升级; 4.3 系统具有的功能 (1)对水电站内的全部设备进行自动监视和控制,计算机监控系统自动完成对水电站内被监控设备数据采集,分析设备工作状态并进行记录; (2)对水电站实行自动化的控制,根据上级的调度要求,结合水电站的实际情况,对电站的生产能力进行自适性调节,保证水电站可持续发展模式; (3)实现水电站管理的自动化:实现运行报表自动生成、运行操作自动记录、设备参数自动备份整合; 结语 水电站电气自动化的实现,提高了水电经济效益和水电安全性的同时,也保证了水电站较高效率。水电站的生产效益同其自身的自动化程度高低密不可分。在国家能源结构调整政策实施中,会继续加大对水资源的开发力度,届时水电站电气自动化的系统研究和完善的意义也会越来越大。 电气自动化论文:试论电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究 论文关键词:电气自动化 控制 课程 教学改革 教学质量 论文摘要:探讨了电气及自动化专业控制类相关课程关系及地位,结合控制类课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。 对于电气及自动化信息类专业学生来讲,控制类相关课程具有重要地位,主要包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等相关课程。“自动控制理论”和“现代控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律,为自动控制系统的分析和综合提供基本理论、基本方法的一门专业基础课该课程,是一门重要的控制类专业的基础课,具有较强的理论性,对于工程实践具有重要的指导作用,因而受到人们的广泛重视。目前不只是控制类专业,越来越多的非控制类专业也都把自动控制理论作为一门重要的专业基础课来学习。但是“自动控制理论”、“现代控制理论”课程数学计算和理论分析比重大,是本科生遇到的最抽象、难度最大的课程之一,加之未接触专业课,没有具体应用的物理模型,仅以数学模型为基线讲,学生往往会认为“自动控制理论”与专业无关而无学习兴趣,这是多年来常规教学始终感到困惑的原因。而后续“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”专业课是以电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。如何讲授“强理论性”课程,使学生真正认识到学好理论可获得对电气信息类多门专业课的理论支撑,从而学好后续专业课程是教学改革的主要目的。需结合“自动控制理论”、“现代控制理论”专业基础理论课程与“运动控制理论”、“仪表及过程控制”,“计算机控制”专业课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。 本项目探讨了如何更新和重组控制理论相关课程的教学内容,保证教学内容的系统性、先进性和实用性,以适应形势发展的需要。提出如何学习和掌握这些课程,包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等控制类课程的教学内容的一些方法和措施。 一、教学内容、方法及形式改革 1.教学设计 近年来,不断更新观念,压缩精简陈旧过时的教学内容,加强现论及现代方法的内容,很好地解决先修课程和后续课程的衔接问题,避免内容的重复,进一步优化课程体系。建立一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。 2.教学方法 将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来,并充分利用多媒体教学手段提高教学效率、创造视觉的新感受、激发学生的学习兴趣和热情。内容取材时,不仅体现控制理论课程内知识点之间的内在联系,还体现课程群之间的相互关系。 3.教学手段 在教学组织过程中,积极采用现代信息技术改进传统的教学手段,在多媒体教学、网络课程等方面努力探索。统一制作“自动化概论”、“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“过程控制理论”、“计算机控制”电子教案和cai课件,并将授课课件在课程网页上,可供学生课余预习、浏览、复习等。另外,教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式,密切授课教师与同学之间的联系,使学生有问题可及时获得老师的辅导答疑,也可通过网上答疑相互交流,打破班级与时间的束缚,在平行班级中实行听课和答疑共享。 4.教学改革与教学研究 精简教材和教学内容,教学组定期进行集体备课,加大对该课程与前后各门课程之间的衔接研究,避免内容上的重复,使其与其他相关课程融合为一个有机的整体。建设可用于大多数工科专业的“控制理论”平台课程。不断改进和完善本课程的新体系结构,充分体现其基础性、应用性、前沿性和系统性;配合新的教材和课程体系,研究并建立配套的新实验体系,强化自主性、设计性、综合性和创新性;以matlab软件为基础,构造开放式小车倒立摆综合实验平台,将分析、设计、仿真、虚拟实验、模拟实验融为一体;开发先进的多媒体课件,将matlab平台和虚拟实验融入到教学过程中,使教学更为直观生动,更具趣味性和吸引力;完善了课程网站,完成了课程辅助教材的修改和编写,各类题库建设、网络统计功能、远程教学管理系统、虚拟实验内容的扩展及网络版的开发等;使其真正成为学生自主学习、师生互动、双向交流的园地;教考分离,采用试题库出题,统一考试,流水阅卷,考后进行详细的试卷分析。 二、实践教学改革 实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技术知识外,还要有较强的实际动手能力。 1.改革实验课教学,建立体化实验教学体系 实验教学是“控制理论”课程的重要组成部分。通过实验不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力,验证所学理论,而且对所学内容能够提出一些新的见解。为了适应教学改革的需要,在实验室建设方面的指导思想是:将传统的模拟实验与matlab环境下的仿真实验相结合,将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合,将基本实验与创新实验相结合,建立一个立体化的实验教学体系,从而满足不同阶段实践教学的需要,为激发学生的创新意识提供硬件平台。 由于实验课内容和形式的多元化,大大激发了学生做实验的主动性、积极性和创新性,学生可以通过预约或上网自主地开展多项实验,进行理论验证、性能分析和综合设计,对提高学生的实践能力和本课程的学习都将起到良好的作用。 课程组织形式与教师指导方法,对于教学大纲规定的必做实验,由任课教师和实验教师共同指导完成;对于设计性、综合性、创新性实验,学生自己利用课余时间完成,可以预约指导教师给予宏观上的指导。 2.积极开展大学生科研实训活动、参与教师科研项目 引导学生积极参加大学生科研实训项目,吸引有兴趣的学生参与教师的科研活动,培养学生严谨的科学态度、创新意识、创业和团队合作精神,提高学生初步的科学研究能力以及工程实践能力,培养学生获取知识及撰写论文的能力。 三、控制理论专题授课方案 根据“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”课程大纲的要求,在适当时候,以某一专题讲座的方式授课。将各种教材进行比较、处理、揉合,组织成各个专题,以高质量、高水平、高效率来达到最佳教学效果。由于专题授课具有综合性、整体性和探讨性,使其信息量得以加大,知识在综合和分析中得到延伸,既提升授课内容,使之浓缩为精华,又吸引了学生的注意力和参与兴趣。 四、应用现代教育技术 开发研制了计算机辅助教学课件。教学课件以教材为蓝本,包含简明、清晰的授课讲义、重点、难点、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网,供学生进行自学和课后复习使用。控制理论的分析方法有很多图解法,如频域分析、根轨迹法、状态空间法等。利用计算机强大的计算能力仿真能力和丰富的色彩,可轻而易举地准确绘制出清晰美观的画面。采用动画技术后,图形的来龙去脉可用动态演示。计算机的图形演示与教师的讲授相结合,使教学内容形象化、具体化和生动化,增进学生的理解,提高学生的学习兴趣。 计算机仿真技术在实验教学中的应用为实验教学带来极大的方便。仿真实验具有建模方法简单、参数调整方便、结果可视性好等优点,克服常规实验内容单调、缺乏变化、元器件制约参数调整以及实验设备数量有限等不足。在教学中适当介绍并应用matlab软件,并设计出计算机辅助实验教学软件包,提供一个方便易用的图形用户界面,将matlab控制工具箱的相关功能集成一体。 网络教学平台开发。网络教学能真正体现学生的主体作用。在网络中,学生可以利用网络的交互性、检索性等特点来选择自己需要的内容进行独立学习。学生可以在任何时间进行自主学习,并且与教师在网上交流,探讨问题,在教学中发挥积极作用。 五、建立科学、有效的教学信息回馈 坚持洛阳理工学院本科毕业班所有学生中,实施“‘控制理论’相关课程的学习调查”制度。不定期进行相关问卷,包含这门课程是否易学、学习难点、学习方法、是否能学以致用等几个方面的内容,充分了解学生学习这门课的基本情况,为课程改革提供必要的依据,收到良好的效果。 六、结束语 在新世纪中,控制类学科将具有更加光明的前景,控制类研究内容将具有挑战性,研究的范围将更加广阔,电气自动化专业控制类课程的内容将不断地发展和更新,电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究也将进一步进行下去。 电气自动化论文:高职院校电气自动化专业教学改革与探索 摘要 高等职业教育,是我国现代化教育的重要组成部分,是工业化和生产社会化、现代化的重要支柱。本文从专业教学改革的背景和人才需求两方面,阐述了“电气自动化”专业改革的基本设想和基本设想。 关键词 电气自动化 教学改革与实践 项目化教学 一、本专业教学改革的背景及人才需求预测 1.本专业教学改革的社会背景、行业背景 随着科学技术的迅猛发展,我国的高职教育得到了长足的发展,高职教育是一种以就业为导向的教育,其职业方向性的特点决定了它必须适应社会的就业需求,服务于特定职业岗位或技术领域,培养生产现场的高技能应用性人才 , 对于职业学校来说,其核心工作在于人才培养,而人才培养的核心在于课程建设。发展职业教育,就必须高度重视课程建设。现行的高等职业教育还处于摸索阶段,既具有高等教育的模式,又具有职业教育的特点,文化课、基础课、专业课及实践训练不够协调,专业划分过细,专业面较窄,缺少“双师型”教师,实验、实训不够重视,造成学生职业能力较低,难以立即适应岗位需求;课程设置不够合理,新科技的运用存在局限性,高等职业教育想要造就一大批适应新时代的高等技术应用型人才,只有通过改革才能满足社会科技进步及生产技术的更新换代;才能更新观念,提高教学质量;才能全面推进素质教育,提高高等技术应用型人才的素质;才能适应社会的发展。 2.电气自动化技术专业应用型人才需求 随着我国综合国力的不断提高,制造行业越来越显现出其重要性。近年来,许多大型跨国公司、企业集团纷纷在我国建立生产基地,新兴技术新型装备得到广泛的应用,自动化程度越来越高,掌握电气自动化技术的高等技术应用型人才已成为当前市场需求的最为紧缺人才之一,从近年来就业市场调查表明,电气自动化技术专业应用型人才需求量很大,有着越来越供不应求的趋势。我院应该顺应时展及形势需要,培养和造就一批高质量、高素质的电气自动化技术专业的高等技术应用型人才,为社会主义经济建设服务,为高等职业教育树立模范。 二、本专业教学改革的基本思路和设想 1.可分为基础学习和主体学习两个阶段 电气自动化专业教学应该分为基础教学、专业教学、专长教学与专业实习四个层面;基础学习和主体学习两个阶段。在整个三年教学时间内,专业技能实践培训模块不断线。首先是基础学习阶段。基础学习阶段为第一、二两个学期,学生除进行公共课学习之外,主要学习专业基础理论课程(电工电子、机械制图、计算机应用和专业英语等)。同时伴有相应的基础实验教学和专业基本技能实训模块教学(金工技术、电子电路装配与调试、电气安装)。其次是主体学习阶段。 主体学习阶段分4个学期,完成专业学习、专长学习与专业实习。其中,在主体学习阶段中有两个实习期,第一个实习期在第三学期的相关专业课和实训课中安排学生到企业和校内实训基地实习,其目的是使学生对职业有进一步的了解,获得一定的职业经验,并使其学到的专业基础理论得到应用和拓展。第二个实习期为最后一学期,学生在完成毕业考试后,主要进行企业实习工作。 本专业的教学要与企业的实际生产过程相一致,职业技能训练要适应行业企业劳动组织和技术发展需要,努力提高学生的职业素质和专业技能水平。我院高职高专自动化专业学生的实习(实训)时间基本上能达到1年——1.5年,通过严格的训练和考核,使学生毕业时能够达到技术和管理人员需要掌握的基本训练要求和高级技术工人上岗前应有的岗位规范要求,掌握直接从事本专业领域所必需的专业技术知识和操作技能。 2.积极改进教学方法,大力提高教育技术手段 要把提高学生的职业能力放在突出的位置,积极探索、总结和推行有利于全面提高学生素质和综合职业能力的教学组织形式,如推广以行为为导向的“项目化教学”。 “项目化教学”最显著的特点是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,改变了以往“教师讲,学生听”被动的教学模式,创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。此外还要大力提高教育技术手段的现代化水平和信息化程度,积极采用现代教育技术的方法和手段,开发和使用符合教学需要的现代化教学媒体,提高教学质量和教学效果 。 3.加强师资建设,加强实验室、实训基地建设 加快建设具有合格教师资格和专业技术能力的“双师型”教师队伍,确定定点(企事业单位)培训基地,实施专业教师定期轮训制度,有计划地安排教师到企事业单位进行顶岗工作或实习锻炼,提高教师的专业技能和实践能力。此外要加强实验室、实训基地建设,可建设远程实验室,使学生可以通过访问网站的方式进行远程实验, 从而可以有效的解决实验室紧缺问题,确保学生毕业能够达到专业培养目标规定的技能考核要求,从学生、教师和企业三个维度更深层的开展教学,从深层次思考课程的关键环节、主要瓶颈等,期待课程教学改革能有新的突破。 电气自动化论文:探析电气自动化技术专业教学方法与手段 论文关键词:教学改革 行动导向教学法 应用型人才 论文摘要:社会对电气自动化专业人才的要求越来越高,为适应时代的发展,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。结合笔者的教学实践和探索,浅议教学方法和手段改革。 随着信息化社会的到来及其不断地向纵深发展,社会对电气自动化专业人才需求的加大,同时对能力要求越来越高,为适应社会的需求,除了加强学生掌握本专业理论知识外,还需培养学生的实际应用能力。为此,我们电气自动化教研室在教学方法、教学手段、措施等方面加以改革,以提高学生的综合能力、加强素质教育为主线,结合课程自身的特点和技术发展趋势,并取得了阶段性的进展。 1 教学方法和手段的改革方案 教学方法与手段要服从于教学内容,要着眼于人才培养。对不同类型的课程,,应该设计不同的教学模式与教学方法。以讲授为主的课程在教室上课比较适宜。而对于一些应用性、综合性的课程,精讲多练、项目驱动的教学方法受到普遍推崇。在学校积极推进教学改革的大环境下,我们合理地调动多种资源,充分利用网络教学平台的不同功能,体现了教师的主导作用,并激发了学生的学习主动性,教学效果明显提高。但教学环境的改善并不等于教学质量的提高,由于过分依赖于电子教案,教师的讲课方法单调,反而失去了原有的讲课风采,效果不佳。所以,对每一种教学手段都要扬长避短。不要简单地否定一种教学手段,即使是黑板加粉笔,也有它适用的场合。合理地搭配不同教学手段,可以各取所长,相得益彰。本教研室实施如下改革方案。 1)在教学观念上,由“授人以鱼”转到“授人以渔“。即以知识传递、灌输为主转到在传授知识的同时,注意发展学生的能力,加强学习方法与研究方法的指导,培养学生的自学能力以及实践动手能力。 2)课堂中,“教法”与“学法”相结合。由“重教轻学”转换为以教师为主导学生为主体的授课方式;充分体现学生在教学过程中的主体作用,调动学生学习的积极性。 3)间接传授与直接面授相结合。随着现代教育技术的发展,由班级教学转向小组教学、个别教学与班级教学相结合,由直接面授转向远距离的间接传授与直接面授相结合。 4)向自主性、合作性及研究性、创新性发展。现代高职教学方法改革是在逐步向以高层次教学方法为主、几个层次的教学方法有机组合的方向发展。 5)重视教学方法整体改革。研究证明,多种教学形式的结合可能是促使学生投身学习的有效方法。显然,现代各种教学方法的改革都是以研究和挖掘学生的学习潜能,最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为目标,把提高学生素质放到首位,有效的培养学生的自学能力、思维能力、实践能力和创造能力。 2 教学改革中的做法 2.1 研究教学对象,因材施教 现在的高职院校学生科学文化水平及素养方面参差不齐,按照传统的教学方法已不适应现在高职教学的需要。部分的工科学生对理论性的知识比较厌学,而对实践环节比较感兴趣,所以我们针对这样的特点对教学大纲进行重新整合,使得我们的教学既迎合了学生的口味,也将专业知识传授给学生。 2.2 明确目的,激发兴趣 兴趣是学习的动力,因此在学习之初就必须激发学生的学习兴趣,让学生明白所学知识的重要性。从而消除厌学畏难的心理。理论联系实际,在讲到电动机正反转控制的时候,联系实际生活中的例子如:工地的升降机,生活中的电梯,企业生产流水线的控制电路等。让学生明白学之有用的道理,而不是单纯的讲抽象的原理。这样学生就会自发的学习,上课也能增强注意力,最终达到教与学的总体效果的共同提高。 2.3 注重演示教学,培养思维能力 在教学中注重演示教学手段,既有利于将抽象理论知识转化为具体现象,深化学生的感性认识,也有利于学生进一步提高操作技能,这样也培养了学生的思维能力和分析问题的能力。比如说在讲解《电路基础》叠加定理这一知识点的时候利用演示实验教学,让学生从实验数据中得出结论,再和理论推导相比较,增强教学效果。这样一来,学生对知识的掌握就比较牢固,应用也较灵活。 2.4 总结归纳,列表比较分析,深入浅出,加强记忆 教学过程中,碰到难点重点,如何让学生学得透记得牢?教师应该由浅入深,深入浅出的循环渐进的教学手段,来避免学生因难以理解而不能很好掌握一些重点知识。在每一章的结束时,将重要知识点以列表形式表达出来,这样学生会把整章的知识联系起来,既印象深刻又不会混淆,对重点难点也容易掌握。 2.5 学习教学艺术,运用“行动导向教学法”提高教学效果 为充分培养学生分析和解决问题的能力,教师在备课时除了要将重难点突出,还要运用一些有效的教学辅助手段,以达到既吸引学生注意力又培养学生解决问题的思维能力。例如,我们教研室的老师参加广东省的“行动导向教学法”送教上门的培训,再经过我们自己的探讨与分享,将引导文法、案例教学法、项目教学法等多种教学方法运用到我们自己的课堂。 2.6 充分利用学院多媒体资源、实验室资源 当前随着多媒体和网络技术的不断发展,各种现代化教学手段不断完善,教师应该不断创新,尝试制作各种教学软件,把一些抽象的理论知识转化成学生易于接受的具体现象,提高学生学习的兴趣。同时,要充分利用我们电气自动化专业课程配套的实验室和实训室,结合着教学目标,修订教学大纲,尽可能的加大实践环节,通过实践环节加深对理论知识的掌握。 3 结束语 电气自动化技术专业教学改革,是一项艰巨而又持久的任务,需要结合着学院和学生的实情灵活运作。在教学中要有针对性地进行改革,加强实践教学培养,注重对学生动手能力的培养,真正培养出具备一定专业理论知识、扎实的动手能力的高素质应用型人才。
通信系统原理论文:高职院校“通信系统原理”课程教学改革问题探析 随着信息化社会的到来,信息与通信日益广泛地渗入到各行各业和各个学科,“通信系统原理”不仅成为通信工程专业的一门重要专业基础课程,而且也成为信息工程、电子工程、计算机应用、自动化以及其他相近专业的必修课程。高职院校由于受传统教育和教学方法的影响,基本沿用过去强调学科本位的本科教学模式,未对课程内容进行有效整合,照搬本科教材及内容,或只是对某些部分内容进行删减,没有结合学生实际情况传授基本的且适合于高职学生发展的知识,而是将超越高职学生理解范围的繁、难、偏的知识点填鸭式地教授给学生,导致学生学得累、学不懂、学不会、厌学直至放弃本课程的学习。为了满足培养工程高层次应用型技术人才的目标,突出操作技能培养,广东轻工职业技术学院对“通信系统原理”课程进行了一次教学改革与实践。 一、教学进程的改革 “通信系统原理”课程的内容是介绍通信系统的基本理论、基本分析方法和各项性能指标。该课程的特点是内容抽象、理论性强,需要较强的数学基础,其先修课程有“高等数学”、“线性代数”、“信号与系统”、“概率论”、“高频电子线路”等。后续课程有“移动通信”、“程控交换机”、“光纤通信”、“移动终端设备原理”等。因此,该课程是一门承前启后的课程,也是通信专业最重要的课程之一,其教学质量的好坏对通信工程、信息工程专业的学生有着重大的影响。传统的强调学科本位的本科教学模式是严格按照完整的“先修课程通信系统原理后续课程”的教学模式进行,在开展本课程之前,必须把前面的所有先修课程全部讲授完毕。其教学进程如表1所示: 表1所示的教学进程在该院进行的时候遇到了以下问题: 第一,第三学期进行的“概率论”、“信号与系统”课程内容过于抽象、深奥,高职院校学生基础较差存在厌学情绪,教学效果不理想。 第二,随着高职院校的改革和发展,“工学结合”、“顶岗实习”已经成为教学活动中最重要的一个环节。为了保证“工学结合”、“顶岗实习”活动的正常开展,必须要大力对过于抽象的理论教学时间进行压缩,而且为了实现高职院校的教学与就业的“零过渡”,越来越多的高职院校从第五学期开始就安排学生到企业实习了。因此,将通信工程的核心专业课程设计在第五学期,是不能满足高职院校教学改革发展的需要的。 鉴于此,学院进行了教学进程方面的改革尝试,将专业核心课程提前一个学期,删掉“概率论”、“信号与系统”课程,重新调整了教学计划,如表2所示: “高频电子线路”课程的先修课有“模拟电路”等。“通信系统原理”的内容里面在模拟调制系统这一章节与“高频电子线路”有较强的相关性,如果学生先学习“高频电子线路”,再学习“通信系统原理”,那么学生理解这一章节也许会好一些。不过由于时间紧凑,因此,只能将“模拟电路”安排在第二学期开展,而将“高频电子线路”与“通信系统原理”课程同时在第三学期开展。结果发现,学生在学习“通信系统原理”课程关于模拟调制系统原理的时候,感觉到需要掌握对应的高频电子线路的知识,而在学习具体电子线路时,也能加深对通信系统的理解,从而取得相辅相承、互相促进的效果。 二、教学内容的改革 把“概率论”、“信号与系统”课程全部删除,不利于学生对通信系统原理课程的理解。不讲授“信号与系统”的基本内容,学生无法理解通信系统课程中关于频谱和传递函数等方面的基本概念;不讲授“概率论”的基本内容,学生无法理解课程中关于信道与噪声以及误码率方面的推导过程。因此,在讲授本课程之前,需要适当地补充相关的基本内容,将“概率论”、“信号与系统”的主要内容作扼要的介绍,将其精髓浓缩出来,并无缝地插入到通信原理的相应内容中去,力求对于那些没有接触过这些先修课程的对象也能够没有困难地理解其中的内容。 通信系统原理课程本来基本学时数为64学时(4学时/周),我们的尝试是将其学时数增加到96学时(6学时/周),增加了32学时。其中约24学时用于讲授“信号与系统”的基本知识,8学时讲授“概率论”的基本知识。课程教学的顺序是先讲授“信号与系统”,继而讲授“通信系统原理”,然后在讲授中遇到与“概率论”有关的知识时补充必要的基本内容。将三门先修课程的内容高度浓缩,不遗留必要的知识点,同时凡是与“通信系统原理”无关的章节一概跳过,达到“少而精”的目的。 三、教材的选择与编写 教材乃授课之本,好的教材对教、学活动都产生良好的促进作用。高职院校要根据学生的特点及其培养目标选择适合于高职学生定位的教材,最好采用高职高专规划教材。在本次实践中,我们选择张会生主编的《现代通信系统原理》作为教材,至于“信号与系统”和“概率论”方面则参考以上的教材中相关章节内容,将需要补充的知识点抽取出来,然后采用电子教案和印发补充资料的形式发放给学生,既达到教学目的,也节约教材成本。 高等职业教育的发展是日新月异的,“通信系统原理”课程教学改革是时代赋予我们的重任,意义深远。课程改革创新的路还有很长,要做的事还很多,应遵循教学规律,不断改革创新,为培养掌握通信技能的高等职业技术人才做出新的努力。 (作者单位:广东轻工职业技术学院电子通信工程系) 通信系统原理论文:阐述光纤通信原理及光纤通信系统构成的应用 摘要: 本文论述了光纤通信的原理,并说明了光纤通信系统的构成,并就光纤通信的未来发展趋势进行简要阐述。 [关键词] 光纤;通信原理;光纤通信系统;发展前景 1前言 光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的快速发展历史只有二十多年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离) 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 2 通信原理 2.1 光纤的优点 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点: 1) 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里; 2) 信号串扰小、保密性能好; 3) 绝缘、抗电磁干扰性能强,传输质量佳; 4) 光纤线径细、重量轻,原料为石英,节省有色金属铜材料,有利于资源合理使用; 5) 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点; 6) 无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外; 7) 光缆适应性强,寿命长。 2.2 光纤通信的原理 所谓光纤通信,就是在发送端首先要把传送的信息(如话音) 变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率) 变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD)。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。 2.3 光纤通信系统 光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1 图2-1 光纤通信系统 2.3.1 PCM电端机 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulsecodemodulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 2.3.2 光发信机 光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 2.3.3 光中继器 光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 2.3.4 光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。 2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 2.4 光纤通信的应用领域 光纤通信的应用领域很广泛,主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现已全面使用光纤通信,并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV) 系统等。 3 光纤通信技术的发展前景 过去有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000 年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 3.1 光纤到家庭(FTTH) 的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3 倍。过去由于FTTH 成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100 米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”(FTTH+ 无线接入) 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低,维护简单。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。 3.2 光纤通信的市场 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。目前,我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 通信系统原理论文:第三代移动通信系统的网络结构及技术原理 摘要:本文先对这一网络结构作一个总体上的技术原理的描述,然后再对三种主流技术作一个各自的分析,通过对这些技术的学习使我们对未来的通信方向有一个基本上的了解。 关键词:第三代移动通信;网络结构;技术原理 1. 3G基本的网络结构和功能 跟我们以前所认识的GSM网络一样,在3G的网络里,也有交换,传输和用户终端,根据IMT-2000系统的基本标准,第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成,它们是核心网(CN)、无线接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM),且基本对应于GSM系统的交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和SIM卡。 如图所示,3G网络系统主要是UMTS无线接入系统,包括:CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)、UE(用户装置)。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM网络中的基站控制器,而NodeB可以看成GSM网络中的基站收发信台。对某个NodeB来说,控制其的RNC称为控制RNC(CRNC)。 CN核心网部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能实体,支持3G并发业务、高速电路业务和分组业务的MSC/VLR/HLR框架实现传输管理,移动性管理,呼叫控制,基本电信业务和补充业务等功能。 RNC无线网络控制器提供IU、IUb、IUr接口,管理和控制Node-B与CN信息传递,实现技术标准中的控制平面和用户平面的一些功能。 Node-B基站系统通过IUb接口,接收来自RNC无线资源控制命令,完成标准中的专用和物理信道的接收和发送功能。我们从这里知道,其实3G网络的各功能结构和GSM有相似之处,那么3G网络是怎么在GSM网络功能模块中演进的呢?其实3G网络的演进包括RNC和CN部分的演进:UMTS无线接入部分RAN,采用UTRAN作为基站侧,以新建的方式实现3G宽带数据业务的无线接入;3G的演进主要的是核心网部分的演进,UMTS CN演进根据3GPP标准分为两个阶段,第一个阶段为3GPP R-99的演进基于GPRS网络,第二阶段为3GPP演进基 于全IP网络。由于网络的这些种种演进,因此有了区别于2G(GSM)网络的3G的一个基本特征: (1)具有全球范围设计的,与固定网络业务及用户互连,无线接口的类型尽可能少和高度兼容性; (2)具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性; (3)具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能; (4)具有在2GHz左右的高效频谱利用率,且能最大程度地利用有限带宽; (5)移动终端可连接地面网和卫星网,可移动使用和固定使用,可与卫星业务共存和互连; (6)能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务; (7)支持分层小区结构,也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接; (8)语音只占移动通信业务的一部分,大部分业务是非话数据和视频信息; (9)一个共用的基础设施,可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司; (10)手机体积小、重量轻,具有真正的全球漫游能力; (11)具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数,而不是以距离为收费参数的新收费机制。 2.3G的技术原理 2.1 双工方式 频分双工(FDD): 频分双工收发信各占用一个频率(段):收发同时进行,时延小技术成熟 时分双工(TDD): 时分双工收发信用同一频率,收发使用不同时隙:只占用一段频率;上下行信道对称,利于智能天线:设备简单,成本低;不对称FDD工作,数据传输使用时效率高。 WCDMA和CDMA2000都采用FDD模式,只有TD-SCDMA采用TDD模式。FDD模式的特点是在分离的两个对称频率信道上,系统进行接收和发送,用频段来分离接收和传送信道;采用包交换等技术,可突破第二展的瓶颈,实现高速数据业务,并可提高频谱利用率,增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率,即在每2×5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在非对称的分组交换(互联网)工作时,频谱利用率则大大降低,在这点上,TDD模式有着FDD无法比拟的优势。 2.2 多址方式 通信的多址方式:码分多址 (CDMA)、空分多址 (SDMA)、频分多址 (FDMA)、时分多址 (TDMA)。 2.3 CDMA在无线信道中传输的优势 采用RAKE接收机,有效利用了信道相干时间形成的时间分集效应;宽带传输系统,利用了信道的频率分集效果;码字的多址传输,利用了多用户分集的效果;信号在信道中传输功率低,降低了干扰,提高了保密性;扩频因子灵活变换,有助于多媒体等多速率并发业务的传输;频谱效率高,优于以往的AMPS和GSM,频率复用系统WCDMA为1,GSM为1~~18;支持软切换和更软切换;支持新技术的应用,如多用户检测;WCDMA有下行发射分集,而GSM没有。 2.4 智能天线 智能天线是基于自适应天线阵原理,利用天线阵的波束赋形产生多个独立的波束,并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户,达到提高信号干扰噪声比SINR,增加系统容量的目的。采用智能天线技术,实际上就是通过数字信号处理,使天线阵为每个用户自适应地进行波束赋形,相当于为每个用户形成了一个可跟踪他的高增益天线,从而既可以进行全方位通信,又可以用较小的发射功率覆盖相同的范围。在3G系统中,其他新的功能技术如多用户检测技术、联合检测、空时码、HDR等等,在这里就不多做阐述了。下面对这些技术基础的三种主流标准作介绍,还有一种新标准的简单介绍。 2.5 CDMA2000技术标准 CDMA2000是国际电信联盟(ITU)规定的第三代移动通信无线传输技术之一,是从窄频CDMA one数字标准衍生出来的,CDMA2000是美国ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,是一种宽带CDMA技术。前反向同时采用导频辅助相干解调;在扩频码选择采用相同M序列,通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户;射频带宽从1.25MHz到20MHz可调;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测,提高系统容量;在下行信道传输中,定义直扩和多载波传输两种方式,码片速率分别为3.6864Mcps和1.22Mcps,多载波方式能很好地兼容IS-95网络;支持F-QPCH,可延长手机待机时间;核心网络给予ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41网络的兼容性;支持软切换和更软切换;设计了两类码复用业务信道,基本信道用于传送语音、信令和低速数据,是一个可变速率信道,补充信道用以传送高速率数据,在分组数据传送上应用了ALOHA技术,改善传输性能;在同步方式上cdma2000与IS-95相同,基站间同步采用GPS方式。CDMA2000标准是一个体系结构,按照使用的带宽来区分,CDMA2000可以分为1x系统和3x系统。其中1x系统使用1.25MHz的带宽,提供的数据业务速率最高只能达到307kbit/s。在1x系统以后,国际上比较公认的发展方向是1x EV-DO和1x EV-DV系统。其中1x EV-DO系统重点提高了数据业务的性能,将用户的最大数据业务传送速率提高到2.4Mbit/s。而1x EV-DV系统在将数据业务最大速率提高到3.1Mbit/s的同时,又进一步提高了语音业务的容量。 3.结语 综述所述,随着经济的发展,各种技术发展, 第三代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。纵观移动通信技术的发展规律和第三代通信技术的优点,我们相信,不远的将来,第三代移动通信系统将产生一个容量更大、利润更丰厚的市场。 通信系统原理论文:浅谈津滨轻轨TWC车地通信系统原理及应用 【摘要】结合轻轨采用的美国USSI列车自动控制系统ATC系统,对TWC车地通信设备的原理、应用和维护进行介绍。 【关键词】轻轨;信号;TWC 1.系统简介 TWC车地通信设备是轻轨采用的美国USSI列车自动控制系统ATC系统的一部分,用于车载设备MicrocabⅡ和轨旁设备之间的数据通信。洛杉矶绿线就是应用此系统。USSI的TWC2000单元为现地轨旁和经过列车间提供了无线、带有多种数据的移频键控通信。TWC可以实现以下系统功能:(1)ATO模式下,列车计划精确站台停车(2)非安全数据交换。 每列车上都装有车载TWC系统,轨旁装有轨旁TWC系统。轨旁TWC系统链接在整个通信网络一部分的中央处理器上。车载TWC系统链接在包括车载ATC、ATO和TCMS(列车监控系统)在内的车载系统上。车载ATC、ATO和TCMS通过车载和轨旁的TWC系统与轨旁CPU形成数据链接。 在运营车内TWC信号传送入TWC环线中,TWC系统从轨旁向列车传送非安全控制职责,包括车次号、检车等;从列车向轨旁传送数据状态,包括车次号、检车、列车长度等。本文介绍的是轨旁TWC的功能。TWC系统能够在车载和轨旁之间进行非故障安全的双向通信。 TWC车地通信设备组成如图1所示: 2.轨旁TWC系统组成及原理 轨旁TWC机笼可以放置在标准的19英寸机柜内。每套机笼包括A、B两组电路板,分别与轨旁两组环线单独连接。按作用分为四种不同类型:负责电源控制的开关电路板(共用),负责信息处理和FSK解调功能的TX/RX电路板和串行通信控制电路板(SCC PCB),最后还有一块电源电路板。机笼内还有四个起屏蔽作用的板,间隔插入它们用来防止PCB间的互相干扰。 在轨旁设备站与通行列车之间,车对地通信系统提供无线、串行数据和FSK的通信。每个轨旁设备站都有一个轨旁TWC系统,它与轨旁CPU连接,这个CPU又是列车控制系统的一部分,每列车上还装有车载TWC设备与ATC和ATO连接,车载ATC和ATO系统通过车载和轨旁TWC系统与轨旁CPU数据链接。 如图2所示,车载TWC系统由车载TWC机笼和安装在底部的TWC天线组成。轨旁TWC系统由轨旁的TWC机笼、TWC环线和耦合单元的PCB。一条长1.1英里(约合1.7Km)的传输线将耦合单元与机笼连接,耦合单元传输线与TWC环线连接提供合适的阻抗,当列车通过时,TWC环线与TWC天线间进行电磁耦合,实现无线的数据传输。 车载TWC机笼可以与ATC和ATO系统进行信息交换,也可以通过TWC天线与轨旁TWC机笼交换信息。轨旁TWC系统可以与轨旁CPU PCB进行信息交换,也可以通过TWC环线和车载TWC设备通信。为实现车载系统(ATO、ATC)和轨旁CPU间的半双工数据通信,所有的TWC PCB提供FSK调制和信息处理的功能。TWCW可以设为CTM,这样使得机车容易检测到交叉点位置,来实现精确的计划停车。 3.故障处理 通常的,TWC通信由机笼内的PCB完成,包括(PS PCB,SCC PCB,RX/TX PCB)。如果任一块板子发生故障后,就必须将它更换以恢复操作。表1列出了典型的故障查找及解决步骤。表中列出最常见的问题,可能的造成原理和有效的处理办法。技术人员最好按照给出的处理办法步骤操作,除非遇到比较特殊的故障原因。 4.结束语 经过津滨轻轨近6年的运营,TWC车地通信充分展示了它的稳定性能和便于维修的特点,是信号系统不可或缺的重要部分。有理由相信,将来它还会在日益发展的轨道交通中扮演着重要的角色。 作者简介:张大鹏,天津滨海快速交通发展有限公司中级工程师。 通信系统原理论文:阐述光纤通信原理及光纤通信系统构成的应用 摘要: 本文论述了光纤通信的原理,并说明了光纤通信系统的构成,并就光纤通信的未来发展趋势进行简要阐述。 [关键词] 光纤;通信原理;光纤通信系统;发展前景 1前言 光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的快速发展历史只有二十多年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。进入21 世纪后,由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长,对大容量(超高速和超长距离) 光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光是一种频率极高的电磁波,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。 2 通信原理 2.1 光纤的优点 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛。主要原于它具有以下特点: 1) 通信容量大、传输距离远。一根光纤的潜在带宽可达20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里; 2) 信号串扰小、保密性能好; 3) 绝缘、抗电磁干扰性能强,传输质量佳; 4) 光纤线径细、重量轻,原料为石英,节省有色金属铜材料,有利于资源合理使用; 5) 具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点; 6) 无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外; 7) 光缆适应性强,寿命长。 2.2 光纤通信的原理 所谓光纤通信,就是在发送端首先要把传送的信息(如话音) 变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率) 变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD)。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。 2.3 光纤通信系统 光纤通信系统的主要工作流程如图2- 1 图2-1 光纤通信系统 2.3.1 PCM电端机 在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(Pulsecodemodulation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。 2.3.2 光发信机 光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM 电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。 2.3.3 光中继器 光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。 2.3.4 光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端机去。 2.3.5 光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。 2.4 光纤通信的应用领域 光纤通信的应用领域很广泛,主要用于通信中继网和用户接入网。光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现已全面使用光纤通信,并形成了占全球优势的比特传输方法。光纤通信还可用于全球通信网、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、高质量彩色电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV) 系统等。 3 光纤通信技术的发展前景 过去有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000 年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 3.1 光纤到家庭(FTTH) 的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3 倍。过去由于FTTH 成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN 的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100 米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+ 无线接入”(FTTH+ 无线接入) 的家庭网络。这种家庭网络成本大大降低,维护简单。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+ 无线接入是未来的发展趋势。 3.2 光纤通信的市场 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。目前,我国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP 来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于起步试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 通信系统原理论文:GSM―R通信系统的工作原理与状态维护 摘 要 本文从GSM-R系统本身的结构出发,对工作流程和特征做出了必要说明,而后从日常运营角度,对该通信系统的维护和分析手段进行了讨论。 关键词 GSM-R;通信;原理;维护 铁路移动通讯系统(GSM-R,Global System of Mobile communication for Railways),从本质上看是GSM技术在铁路工作环境中的应用。GSM-R技术的这种独特的应用环境,决定了它在铁路工作过程中的重要地位,也因此必须承担起铁路工作环境所赋予它的相应职能。以安全需求为首的通信职能,对于GSM-R网络的稳定性而言提出了相比常规GSM网络更高的要求,也正因为如此,GSM-R的维护工作才更需要得到重视。 1 GSM-R系统工作特征 想要针对GSM-R通信系统做出有效的维护工作,首先应当对其自身的结构做出必要了解。对于一个典型的GSM-R通信系统而言,基本上由网络子系统(NSS,Network Sub-System)、基站子系统(BSS,Base Station Sub-system)、运行与支持子系统(OSS,Operation-Support System)和终端设备(MS,Mobile Station)四个部分构成,其典型的结构以及互联状况参见图1。 在GSM-R系统中,BSS部分包括基站控制器BSC和基站收发信台BTS,负责将MS传输上来的信号经由BTS实现无线通信中继,并交由BSC处理和实现区域内的无线电资源管理与移动性管理等相关职能。NSS部分的主要职责则在于面向用户数据、移动性以及网络连接等方面实现管理,而OSS则需要实现整个GSM-R系统与工作人员之间的交流和沟通,负责实现通信系统的可控性和易用性等目标。 2 GSM-R通信系统的维护手段 为了确保GSM-R系统在实际工作的过程中能过稳定的发挥其作用,实现应有职责,就必须切实依据GSM-R系统的工作原理和结构特征,以及其在实际工作中的具体表现,提出相应的维护对策,确保能够在故障发生之前对其实现有效排除,提升系统的健康水平。 对于GSM-R系统核心网络而言,常见的几种主要维护测试手段主要包括信息追踪、异常呼叫记录、话务分析以及告警分析四种。 信息追踪是GSM-R系统核心网络最为常用的维护手段,其本质在于通过发送专门用于测试的信令,来实现对于网络中故障可能存在的位置进行定位的一种维护方法。这种测试手段不仅仅可以用于GSM-R系统健康状况的深入检查,对于故障情况下的故障定位也有所帮助。此种方式可以用于GSM-R系统中任何业务流程各个层面的测试,相对而言具有良好的普适特征,并且可以依据多种信令进行跟踪,包括链路、链路集、用户MSISDN号码、用户IMSI、以及各种网元间接口等,都可以作为已知条件进行追踪。 异常呼叫记录在GSM-R通信系统中,主要用于针对异常结束的数据呼叫展开记录和分析,重点工作是对出现异常状况的标准接口消息执行流程操作。这种维护方式并不能直接用于故障的排除,因为它更多是倾向于对于系统异常状况的一种记录,通过这种工作方式所获得的记录虽然对于GSM-R系统分析的深入展开有着极大的推动作用,但是对于故障的排除和定位并没有直接作用。虽然如此,异常呼叫记录的维护方式,对于深入发现存在系统中的“亚健康”状态仍然有着积极意义,对于小概率重现或者不重现事件的记录,在一个相对较长的时间阈中必然有着实践意义。 话务分析的本质在于对GSM-R核心系统中各项业务流和数据状况进行统计并且加以分析。和异常呼叫记录一样,都不能直接用于故障的定位和排除,但是能够更好的了解到整个系统的工作状况,对于数据潮汐等方面的需求也会有一个较好的掌握。这一方面的分析结构,可以广泛用于GSM-R系统健康状况分析和通信资源优化等方面。并且对于潜藏在系统内不合理的网络优化问题以及信息基站和移动端以及自然环境之间的不契合问题都能够有效发现。 最后,告警分析的关键职能在于针对GSM-R系统中的告警进行记录和反映,同时还需要对触发告警的故障进行深入的分析,并且对故障排除状况和过程进行跟踪。在形成了一定容量的告警数据库的基础上,进一步反作用于GSM-R系统,能够帮助GSM-R从管理层面实现更快的故障判断,并且对于触发自动保护以及故障隔离等方面的系统自动行为优化有着积极意义。 这样的几种维护分析手法,对于大多数存在于GSM-R系统中的故障和不足等问题都能够有效发现。但是除此以外也必须认识到,GSM-R系统所面对的铁路工作环境,与常规的GSM系统所面对的社区环境不同,铁路环境横跨地域广大并且面对的自然环境更为复杂,与此同时GSM-R系统与GSM以及CDMA系统也会在边界上存在一定的干扰,这些都会成为GSM-R通信网络服务质量下降的主要原因。针对于此类问题还应当重点展开有针对性的分析和监测,而不仅仅依赖于常规的维护分析手法,有的放矢才能获得最优效果。 3 结论 GSM-R维护管理体系相对繁杂,必然会包括多方面的内容,在实际工作过程中,随着GSM-R系统的深入运用以及GSM-R业务的广泛开展,对其维护管理体系还需不断深入探索,以达到对网络运行状况实时监控、网络运行数据及时分析、网络及业务故障迅速发现,将网络维护逐步实现预防修的目标。 通信系统原理论文:高职院校通信类专业数字通信系统原理课程教学改革与探索 摘 要 数字通信系统原理课程是电子信息和通信类专业的基础课程。结合高职学生特点,从教学方式、考核方法、实践教学等不同环节进行改革探索,激发学生学习的主动性、创造性,培养学生的创新意识。 关键词 高职;数字通信系统原理;教学改革 数字通信系统原理作为电子通信的一门入门课程,是重庆电讯职业学院移动通信专业的一门主干课。本课程主要介绍通信系统的基本结构、信源编码、信道编码、数字基带信号传输、数字信号的调制和解调及信道编码的原理与方法。通过该课程,可使得学生掌握基础的数字通信知识,熟悉当前通信技术的特点和发展的趋势。同时有效培养学生在通信知识方面的素养,为后续做准备。 本课程的先修课程有高等数学、线性代数、概率论、信号与系统、通信电子电路等,后续课程有移动通信、光纤通信、卫星通信、程控交换等。综合来讲,该课程为衔接专业与基础的课程,同时也为通信专业的主要课程。该课程典型的特点为直观性比较差、内容比较抽象,同时理论性的东西非常强,需要较强的数学分析能力,对原本基础比较薄弱的高职学生的学习而言,存在很大的难度。因此,如何做好对该门课程的教学成为当前思考的重点,也是本课程改革的重点。 1 注重教学理念,改革教学内窖 当代职业教育的特点是培养具有职业性和应用能力的专门型人才。因此,在教育中通常采用就业作为培养的导向。对此,在课程内容的选择上,首先非常注意教材的选取,主要原因在于教材作为教学的根本,将对教学起着最为直接的影响,也会对激发学生学习积极性起到很大的作用。 当前,数字通信系统原理课程的教材比较丰富,研究的理论也比较深,但是实践方面的内容比较少,使得教材对高职学生来讲存在一定的差距。经过对比,重庆电讯职业学院移动通信专业选用人民邮电出版社出版的21世纪高职高专通信教材《数字通信系统原理》。该教材的特点是以现代数字通信系统为背景,从共性出发,系统介绍数字通信系统的基本概念、基本原理和相关技术。通过本书学习,能对数字通信系统建立起总体上的概念。本书侧重于系统,不强调电路细节和数学分析,在内容的处理上强调物理概念,用直观的方法解释问题;对于重难点问题,均给出应用示例,通过示例说明原理与实际应用的关系,并通过应用加深对基本概念和基本原理的理解,理论知识紧密联系实际。该教材对于高职学生易学易懂,适合高职院校数字通信系统原理课程教学。 其次,本着在教学中应有所建树的思想,突出以人为本的教学理念和注重应用的教学。在教学中一方面着手对基础内容、方法等的引导;另一方面突出重点,对学习中的难点和要点进行解决。对此,在教学中提出通过“以线带点”的方式,实现点线的关联,从容实现课程内容体系的改革。 确定课程教学的主线 如何结合高职院校的特定教学内容进行选择性的教学,成为改革的第一步。对此,删除教材中理论性比较强的内容,尽量回避其中比较繁琐的公式。同时结合应用的实际,对通信系统的模型进行选择性学习。强调通信系统整体概念的建立,根据信号的产生、传输、接收和恢复过程,用一个典型数字通信系统的组成框图作为学习的总路线图,将各功能框图称为“节点”,各功能框图的有向线段称为“线”。以路线图中的节点涉及的典型技术理论分析为重点,以信号流程为主线,以线带点,培养学生通信系统的宏观分析和微观分析方法。 在教学过程中,首先通过精心制作教学课件,对教学内容中的“点”和“线”进行详细的讲解,以此查看其中的内在联系,从而使得学生充分理解通信的本质――就是将大量的信息进行高效和无失真的传输,并在传输中实现信息安全。从微观上精选典型技术,重点分析基本理论模块。其次,对各个不同的知识点进行均匀分配,明确重点,对不同知识点进行不同教学,强调各个知识点的联系,从而深化“点线关联”的思维。 注重典型技术和基本理论 从微观的角度选择实用的、典型的技术和基础的理论模块;从宏观上来讲则是以数字信号传输作为主线,通过逐步开展典型技术的学习从而实现对具体的技术的分析。在教学活动中,针对高职学生的特点,对通信技术的实现不贪多求全,而是精选典型技术进行微观分析,注意激发学生学习的兴趣,关键是引导学生掌握数字通信的基本结构体系。具体的做法是将全课程分为通信系统概论、信号与通信信道、信源编码、数字信号的基带传输、信道编码、差错控制编码、信道复用与多址技术及数字信号的调制传输、定时与同步八个核心模块。对其中不同的模块进行不同的分析,并对其中实用性的技术进行讲解。 2 更新教学方法,培养学生自主学习能力 在进行通信学原理教学时,一定要采取有效的教学方法在课堂上吸引学生的注意力,增强教学效果,从而激发学生的创新思维能力。选择教学方式时要避免采用“灌输式”等让学生处于被动地位的教学方法,课堂上要以学生为主体,采用提问的方式积极引导学生进行思考,从而引起他们的学习兴趣,让他们主动去思考,激发他们的创造性思维。让学生在掌握知识的同时,还能探索适合自己的学习方法,使他们由“学会”转向“会学”。 “启发式”教学 教师作为课堂教学的媒介,采用启发式的教学方式,并通过循序渐进的方式引导学生进行思考和讨论,最后再通过教师进行总结和分析。通过采用启发式教学可以有效地避免概念出现混淆,明白知识点的具体应用和通过分析归纳出相应的原理等,以此来提高学生学习的主动性和积极性,此外还可以使学生分析、解决问题的能力得到培养和提高。启发式教学是一种互动、讨论式的教学方法,这种方式的教学不仅有助于提高学生学习的积极性、主动性及分析问题、解决问题的能力,更可有效提高学生团队合作、表达能力等。 “研讨式”教学模式 “研讨式”教学是一种新的教学模式。它以解决问题为主题思想,教师设立相关的课题或者是创造相关的问题情境,学生进行集体讨论、查找相关资料,并且进行实践、探索,然后提出解决问题的方法策略。教师在这个过程中不直接参与,只是给予一定的指导。在这个过程中,学生既掌握了知识,还锻炼了自己的思维能力和解决问题的能力,从“学会”的层面迈向“会学”的层面。比如随着通信网络技术的发展,人们的生活与其联系越来越紧密,我国已经进入第三代移动通信全面运行的阶段,形成了移动、联通、电信三大运营商三足鼎立的局面。随着网络通信技术的发展,目前三大运营商为了追求更高的信息承载能力,已经纷纷由3G网络向4G网络发展,并且不断争相占领市场份额。教师可以在现代移动技术发展的基础上,引导学生对其中的课题进行研究。 结合当前移动通信的发展情况,引导学生选择相关的课题进行研究,如“移动通信新技术研究”“3G在中国”“3G之后物联网”等。通过这些课题的研究,让学生利用知网下载相关文献,在图书馆查阅相关资料,上网搜集相关技术的最新信息,给学生提供思考及讨论问题的机会。这样的学习方式可以开阔学生视野、拓宽知识面,利于提高他们的综合能力,最重要的是吸引他们主动学习,培养创新型人才。 学生主导式教学模式 对通信课程来说,它拥有相对完整的理论体系,前后内容联系紧密,理论性非常强,抽象度高,并且涉及很多数学知识,对于学生来说学习难度非常大。因此,在对学生进行教学的时候,应首先注重对学生各项基础理论知识的灵活应用,并将其进行融会贯通。学生主导式教学法提倡学生主动学习,采用灵活的学习方法,使学生灵活运用已经掌握的基本知识体系,从而在整体上对通信系统理论体系进行把握。 任务驱动式教学模式 “任务驱动式教学”也是近年兴起的全新教学模式。采用这种方式进行教学,可以给学生安排一些相对具体的任务,在任务完成的过程中了解基础的技能、知识。以该课程为例进行论述,课程的学习任务以工作任务为目标进行设计,设计好之后,以工作任务和情景描述为开端具体引入。在对课程的学习中,以实际的系统作为教学样板,先对系统的特征、功能、工作方式等引导学生进行学习,再采用项目分解的方式,将相关的知识体系传递给他们。 3 对教学手段和考核方法进行改进,提高学生学习积极性 结合多媒体技术手段 通信课程在一定的程度上非常抽象,且具有很强的理论性。因此,在教学中,简单的口述等方式不能将知识完全表达出来。在教学中必须借助现代多媒体的方式,通过电脑制作的课件、录制教学录像和短片等,直观表述一些抽象、不易理解的内容。此外,利用多媒体进行教学,尤其是播放一些动画效果,可以吸引学生的注意力,提高教学效率。 加强实践教学,培养学生创新意识 学生在课堂上学习的理论知识可以通过实验实践教学进行巩固,同时通过实验还能提高学生的分析能力和创新能力。由于数字通信系统原理课程具有抽象性和理论性强等特点,所以最好安排随堂实验巩固该课时所学的知识。尤其是PAM、FSK等验证性的实验,更要和课堂内容紧密结合。可以凭借仿真软件如MATLAB仿真相关的知识点,使这些抽象原理更加形象,并能在课堂上直观地展现在学生面前,帮助他们进行理解。 充分利用数字通信系统原理课程网络教学资源 数字通信系统原理课程教学网站上有丰富的学习资源,并为教师和学生提供了学习讨论的平台。该教学网站包括课程介绍模块、授课PPT模块、课后练习模块、师生互动模块等,学生可以随时下载学习资源,还可以和教师进行在线交流。 改革考核形式,发挥学生主观能动性 传统的数字通信系统原理课程的考核方式为期末笔试,这种考核方式能全面地考查学生对知识体系的掌握程度,但是不能全面评价学生的学习情况。因此,要对考核形式进行改革,采取笔试、面试和实践三者结合的考核方式,分别考核学生的理论知识掌握情况、利用知识分析和解决问题的能力、所学知识在实践中的运用能力。 4 结束语 随着现代科学技术的不断发展,出现了很多新的教学手段和教学方法。因此,如何利用这些新的教学手段和教学方法达到课程培养目标是高职教育面临的新问题。为了保证高职院校培养的人才适应社会需求,数字通信系统原理课程教学要进行改革,采用新的教学方法手段,提高学生学习兴趣,从而促进学生的全方面发展。 通信系统原理论文:《通信系统原理实验》课程的教学改革与探索 摘要:针对当前社会对信息科学技术人才的创新能力需求及社会经济发展的需要,在教学实践中对通信系统原理实验课程的教学方法做了大的改进,实验不再采用实验箱来完成,而是采用软件仿真来实现,不仅可以使学生在较短的时间内掌握该课程的理论知识,而且通过实验的操作提高他们的动手能力和创新能力。 关键词:计算机仿真;教学改革;通信系统原理;创新能力 随着计算机的广泛应用和通信技术的不断发展和更新,通信系统的复杂度迅速增长,这就要求掌握现代通信理论和技术的高级技术人才日益增多。因此,如何让本科学生更好地掌握现代数字通信中以调制解调技术和通信信道的性能分析为代表的新技术及其应用能力,适应市场需要,拓宽就业渠道,是电子信息工程专业实践教学面临的紧迫任务。因此,在普通高校我们的教育目标就是要培养具有扎实的专业理论基础、有较宽领域的工程技术基础和有一定专业知识的高级工程技术人才,尤其是作为电子信息工程专业的学生,他们将来是国家信息科学技术行业的中流砥柱,因此,他们不仅要掌握好电子专业方面的基础知识和实用技术,还必须要掌握一些有关通信技术方面的基础知识和实用技术。考虑到通信技术的发展和更新速度,采取以往购买硬件实验设备来提高学生实践能力的方式,一方面购买设备需要申报的时间相对较长,往往难以跟得上学生的实际需求;另一方面购入的设备淘汰较快,容易造成浪费。如某大学在进行本科教学评估时购入了价值400万的通信原理教学实验设备,不到4年这批设备已面临淘汰的困境。因此,解决上述问题的一个有效方法是采用虚拟技术来实现,即采用计算机仿真实验技术来实现。也就是通过建立器件、部件乃至系统的模型,并用模型在计算机上进行仿真,利用计算机的高速运算处理能力,完成对通信设备与系统的分析、设计以及性能优化与评估测试。更为重要的是由于采用软件技术仿真实现实验项目,实验项目的更新更容易。有专家指出利用计算机进行建模理论和方法是推动仿真技术进步发展的重点研究方向。美国等发达国家在仿真领域一直是将建模理论和方法的研究工作列为重中之重。计算机仿真实验技术的优良特性,将成为今后人们特别重视和大力发展的综合技术。 一、教学中存在的问题 目前在大多数开设通信原理实验课的高校,所有的通信原理实验仍然全部采用实验箱来完成,但是由于实验设备的性能问题,在实验操作过程中会导致某些实验无法得出正确的结果,而且学生也无法对实验原理框图进行逐点的波形分析,实验效果并不理想。而且综合性创新性实验项目很少,无法给学生提供更大的实验平台,更谈不上创新能力的培养。采用实验箱做实验属于传统实验,实验的正确与否依靠实验箱的性能,而实验箱设备由于操作的学生较多,出现损坏的情况比较严重,而厂家来维修的时间有限,所以会导致上实验课能用的实验箱的数目大大减少,极大地影响了实验课的教学质量。而如果采用虚拟实验来做这些实验项目,它与传统实验相比,虚拟实验除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外,在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。此外,传统的通信原理实验主要通过硬件电路实现各功能模块,由信号发生器产生信号,用示波器观察各点波形。由于实验条件的限制,往往得不到准确的实验结果,而且学生面对复杂的电路板难以从系统的观点去分析各点波形关系。因此,设计出一套与传统实验相配合的虚拟实验软件,采用软件模拟的方法,通过灵活调节各个实验参数,灵活控制实验进程,便可很好地弥补传统通信原理实验的不足,同时可降低实验设备成本和节省经费,实现在没有购买新模块的情况下完成实验项目。 二、教学改革探索 1.教学内容的改革。《通信系统原理实验》课所包含的内容很广,里面涉及有基础性实验内容和综合性创新性实验内容,实验学时又短,如何在学时有限的情况下,掌握如此多的实验内容,如果采用传统的实验箱来做,是全部完成不了的,只有选取有代表性的实验来完成,而如果采用计算机仿真来实现的话,就有大量的时间来完成,而且即使上课时间完成不了,学生还可以回家继续来完成。这样对掌握基础理论知识提供了强有力的实验支持。目前,虽然传统通信实验中有部分实验采用计算机仿真来实现,但只是采用软件编译出结果,看不到原理框图,无法进行全面分析。为了让教学内容更丰富多彩,在实验教学内容中将所有的实验内容采用统一软件仿真平台,全部实验内容采用计算机仿真的方法在同一个平台下进行调用来完成。学生在该软件平台下完成课程大纲所要求的基础性实验项目,而且能根据教师要求完成综合性创新性实验项目的仿真,并能根据不断出现的新技术如3G等,及时实现计算机仿真,让学生真正掌握通信原理技术。软件平台界面如图1所示。 基本实验有眼图实验、AMI/HDB3编译码过程实验、抽样定理与PAM调制解调实验、PCM编译码实验、?荪M实验、FSK实验、BPSK实验等。针对现代调制解调新技术实验项目仿真,包括GSM蜂窝移动通信使用的GMSK技术,CDMA使用的QPSK和扩频技术,无线局域网用到的QAM等。综合性实验项目有计算机数据传输通信系统综合实验,使学生适应不断发展的通信技术,帮助通信专业的学生在通信系统领域建立一个较为完整的框架体系,有利于对其所学的知识进行综合和提高。创新性实验项目要求学生根据教师要求自动建模,提高学生的创新能力和动手能力。 2.教学手段的改革。采用软件仿真的实验手段突破了传统的实验教学模式,由于将通信原理实验课程大纲所要求的实验项目采用计算机仿真来实现,提高了学生应用计算机仿真软件的能力,而且它与实验箱配合起来使用可以使学生更好地掌握通信系统的构成及原理。①教学方式的改革:在教学实验过程中,教师在上课前指导学生先进行理论知识的复习,在每个实验的软件仿真界面中都有理论的内容;教师根据实验内容让学生进行框图的搭建,让学生可以从系统的观点去分析原理框图中各点的波形图及各点之间关系,而且还可以灵活设置各个实验参数,进而分析不同参数为何会有不同的结果,最后写出分析报告。②增加通信新技术的虚拟仿真,使学生适应现代通信技术的发展,满足社会对这方面人才的需求。③利用计算机网络的优势,虚拟实验可以实现实验项目的远程操作,弥补了实验场地和实验时间的不足。使学生上实验课不再受时间、地点及实验设备的限制,从而提高了学生学习的主动性,提高教师的教学效率。④考核方式:采用上课提问和分析报告两项来给成绩,而不是采用以前那种实验报告的方式,杜绝了学生抄袭的行为,真正做到公平公正,从而促进学生真正动手动脑去做实验。 随着科学技术的不断发展和社会竞争的日益激烈,我们教学的总目标就是要让学生能够真正学到知识,并在今后的工作中能学以致用,成为国家所需的高级工程技术人才,因此在教学过程中教师要不断地根据实际情况对教学内容和教学方法作一些改进,培养学生综合应用能力,增强分析问题、解决问题和动手的能力。通过自己在任教实践过程中对《通信系统原理实验》课进行的一些改革探索,在教学中也取得了一定的效果,但是,课程教学改革是一项长期而艰巨的任务,目前还只处于探讨和实践阶段,并不完善,需要在今后的工作实践中不断地加以总结和完善。 通信系统原理论文:课题讨论法在“光纤通信系统与原理”教改中的创新与实践 摘 要 基于“兴趣是最好的老师”这一原理,本文提出将课题讨论法运用于课堂,激发学生对课程的学习兴趣。按照分阶段、递进式的教学改革思路,构建光纤通信系统课程的一系列子课题,创新课程的教学和实践方案。实践表明:课题讨论法在课程中的灵活运用,有利于培养学生的综合素质、探索精神和自学能力,提高教学效率。 关键词 课题讨论法 光纤通信原理与系统 教学改革 1960年梅曼发明了世界上第一台激光器,随后科学家高锟提出光纤,伴随两者发展促进了光纤通信的不断进步。目前国家级的电信网骨干大部分采用光纤通信系统,相关技术也已深入社会各层面,是现代社会基础设施中的关键。近年来,“光纤通信原理与系统”课程作为国内外高校电子信息、通信工程、光电子等专业的重要课程,具有较强的实用性、前沿性和探索性,在整个学科建设中占有重要地位。 “光纤通信原理与系统”课程的特点是理论部分难度较大、知识点更新快、具有一定的工程性,还涉及若干现代通信设备。现实状况是教材更新慢、实验设备落后行业发展,课时不断减少。因此,如何高效利用有限课时,将课程的理论知识、光纤通信系统的最新技术以及相关光器件介绍给学生,是教师面临的巨大挑战。基于此,我们提出将课题讨论法运用于课堂,改变过去单一的课堂讲授方法,激发学生的主体性,提高学生对课程的学习兴趣。 1 课题讨论法的定义 课题讨论法是指教师在课堂教学活动中,利用师生以及学生间平等、民主、和谐的时空环境,就与课堂教学内容有关的某一子课题,以小组或者班级为单位开展积极的讨论、争论甚至辩论,拓宽思路,各抒己见,交换看法,互相启发,取长补短,从而理解知识、掌握真理、受到教育、培养素质与能力的一种教学方法与教学模式。①② 2 课题讨论法的运用 课题讨论法的实施需要按照两步走:(1)基础层次:子课题相关的理论教学,以教师讲授为主,辅以相关的教学方法的创新和教学内容的优化;(2)提高层次:子课题相关的拓宽及应用,以学生为主,进行汇报和讨论。 2.1 基础层次 2.1.1 教学方法创新 摒弃传统教学方法的某些弊端,在课程教授过程中基于不同教学内容,采用不同的教学方法。例如:(1)可以充分发挥多媒体技术在现代教学中的作用,播放与知识点相关的图片、动画以及视频,增强学生的感官印象,使其更容易接受。(2)为了加深学生对光纤器件的理解,掌握器件的类型、特性、参数及用途,尽可能给学生展示器件实物。(3)在课堂中穿插一些合适的例题和随堂练习,提高学生参与学习的积极性,提高听课效率。 2.1.2 优化教学内容 本课程中,有些内容在先修课程中已经学过,例如第三章《光发送机》,其中关于光源的物理基础、半导体激光器和LED 的介绍,以及第四章《光接收机》中的检测器的介绍,均是对之前课程(“光电子学”和“激光原理”)中知识点的重复。进行教学内容的改革,可以削减已学知识点的学习课时,适当增加光纤通信领域最新的技术和器件的讲解。 教材的选用对提高教学质量和学生动手能力有着重要作用,故而应该尽量选择和教学大纲一致的教材。然而,现实情况是找到这样教材的机会不多,教学时总要增加或者删除部分内容,不能达到最佳的教学效果。一方面,在教学中尽量采用新教材,注重新技术和新理论的介绍。另一方面,补充和修订现有教材,希望能够通过团队的努力,编写出合适的教材。 2.2 提高层次 通过基础层次的训练,学生已经掌握了与子课题相关的知识点的理论基础。提高层次中,要求学生带着教师设计的子课题任务,进行文献的查阅、资料的概括、方案制定、可行性分析、设计、仿真以及某些元器件的采购等工作。这个阶段应该充分发挥学生的积极性和主动性,分析解决实际问题,培养创新意识和能力。具体实施如下: 2.2.1 学生分组 分组之前,需要教师做好功课。各组学生由学习好、一般和基础较差的同学搭配组合。课程内容,除绪论部分,其余章节都会安排子课题任务,任务会提前下达到各组。每组需要自己选举组长,在组长的组织安排下进行资料的搜集和概括、任务的分解和执行等工作。课堂会安排时间,让各组汇报、讨论各个子课题,老师和各组选派的代表进行打分,分数最终记入期末成绩中。在这个过程中,也有一些需要注意的地方:(1)各组的汇报,教师可以要求每次选举不同的代表上台进行陈述,这样就可以使得每个同学都参与其中,每个个体都能得到锻炼。(2)各组汇报完毕,安排自由讨论。在讨论过程中,教师要注意把握现场,适当引导,切忌部分讨论慢慢偏离主题,或者个别讨论太过激烈。有时如果问题较少,需要教师适当提示,将讨论进一步深化、细化。(3)各组汇报和讨论结束后,教师进行总结。教师应该提前对子课题进行最新前沿的资料调研总结,如果学生在课堂涉及、讨论过的部分可以简略,部分学生未能查阅的内容,可以进行详细的补充。这样,经过师生合力,可以将每个子课题讨论充分、将其发展了解清楚。(4)各组汇报时,教师和各组代表进行打分,教师可以提前制定打分标准,其中包括:汇报内容的准备情况、PPT的制作精美程度、代表上台发言的表现(声音是否洪亮、表达是否清晰、思路是否敏捷等)、各组参与讨论的积极程度等,尽量划分全面细致,有所偏重,体现公平公正。 其次,各个分组也是相应的学习小组,大家除去共同准备完成子课题任务,还增加了相互接触的机会。利用这样的机会,小组中基础差的同学可在学习能力较强的学生帮助下,克服学习中遇到的困难。大家一起学习,一起进步。 此外,多人共同完成一个任务有助于发挥团队协作精神。这个过程可以培养学生与人相处的能力、遇到问题如何有效沟通、接到任务如何利用团队的力量完成、学会进行任务的分解和落实到个人以及体验到集体的荣誉感等。这些能力和品质的培养,比在这过程中学会的一些书本知识更为重要。 2.2.2 设计子课题 课程内容涉及到光纤光缆、光源与光发送机、光检测器与光接收机、光放大器、光无源器件和光波通信系统的设计。教师需要在子课题任务的设计方面花费心思,下达既有新意又有实际意义的任务。 由于整个课程的授课顺序是先介绍构成光纤通信系统的各个部分,后讲解系统设计。可以在各构成部件的讲解章节中,下达查阅最新光器件发展的任务,例如:新型光纤光缆结构、光源(LD和LED)的发展情况、检测器件的性能、最新光器件的种类。原本这些知识点,如果采用教师查阅课堂讲授的方式,一是无法查阅全面,其次讲解只能蜻蜓点水,学生听得稀里糊涂。现在通过子课题任务的方式,学生在上课之前,已经利用课余时间学习了最新的技术和器件,对其已经有所了解,课堂的汇报讨论又将这一子课题的内容扩充完善,印象加深。另外,进行这类光器件的介绍与讨论时,可从实验室借来一些真实的器件,并在子课题中设置一些器件使用方面的任务;也可以采购若干常用的光器件分发到各组,布置与其相关的小任务。这能够在一定程度上解决理论和实践脱节的问题,加强学生实际动手能力,帮助其学以致用。最后一章光波系统设计的讲解时,受到实际条件的限制,也许无法搭建一个真实的系统,但是此处可以巧用仿真软件来实现系统的设计。此时子课题就可以布置用软件仿真进行系统设计的模拟,该任务需要占用较长的课后时间,在具体考核时可以适当增加这部分内容的分数。 2.3 建立全面的评价体系 借助提高层次中课题分组讨论环节,打破以往单一的期末闭卷考试方式。建立起既重理论,又重实践;既重结果,也重过程的考核方式。此外,为了提高学生积极性,减轻学生的负担,适当提高分组讨论环节得分在期末总成绩中占的比例。通过这样的方式,可以增加学生课后学习的积极性,接触到更多该领域的前沿知识。 3 总结 “光纤通信原理与系统”是一门非常重要的专业课,通过本课程的学习,学生能够了解光纤通信发展的历史;知道光纤通信技术及光器件的最新发展动态;掌握光纤、光源、光发送机、光接收机、光放大器等的工作原理和特性;理解光纤通信系统设计的思路、方法及检验标准。为学生进行毕业前的职业准备,使学生在毕业后能够顺利地、独立地从事光纤通信方面的工作。 通过本项目的开展,一方面有利于提高教学水平、促进课程建设;另一方面可以有效提高学生的学习兴趣,更好地掌握光纤通信方面的专业知识,为人才培养提供有力的支持。同时可供我校其他院系及国内普通工科高校开设和建设“光纤通信原理与系统”课程的同行们作一个参考。 通信系统原理论文:高速公路通信系统应用原理 论文关键词:高速公路;通信;原理 论文摘要:本文主要钍对高速公路通信系统的应用原理进行阐述。 高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施,主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,下面我们重点对其各主要组成部分的使用原理进行详细介绍。 1收费系统 高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷,计算通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式IC卡,也有采用磁卡。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种通行卷。 1.1计算机收费系统 计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。 1.2收费数据传输 收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的ONU设备提供必要的2Mbps(G.703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个E1(G.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。 1.3收费图像传输 收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经MODEM通过通信系统的话路通道传输的。 2通信系统 2.1通信干线传输 长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现现代通信网设计的目的,还关系到工程投资的经济性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为: 高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。 光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。 光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。 采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。 2.2通信系统的程控交换 根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级交通中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。 2.3话音通信系统 高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。 2.4移动通信系统 移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800MHz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应 变能力的强有力手段。 3监控系统 高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。 监控系统主要由两部分组成:监控中心计算机系统和外场设备。 3.1监控中心计算机系统 监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、网络服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。 3.2监控中心的外场设备 监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台MODEM,将数据传到就近通信站的ONU,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。 3.3监控数据传输 监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的ONU设备业务通道中提供足够的2/4wVF接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供MO-DEM进行数模转换。 3.4监控图像传输 监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。 结束语 通信系统在高速公路建设行业中的不断应用,对其技术的更新有着更高的要求。为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥,务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此,只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理,才能更好地为高速公路通信技术的不断发展建立一个正确的认识平台。 通信系统原理论文:论高速公路通信系统的应用原理 论文 关键词:高速公路;通信;原理 论文摘要:本文主要钍对高速公路通信系统的应用原理进行阐述。 高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施,主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,下面我们重点对其各主要组成部分的使用原理进行详细介绍。 1 收费系统 高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷, 计算 通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式ic卡,也有采用磁卡 。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种 通行卷。 1.1 计算机收费系统 计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。 1.2 收费数据传输 收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的onu设备提供必要的2mbps ( g . 703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个e1(g.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。 1.3 收费图像传输 收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经modem通过通信系统的话路通道传输的。 2 通信系统 2.1 通信干线传输 长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现 现代 通信网设计的目的,还关系到工程投资的 经济 性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为: 高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。 光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。 光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。 采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。 2.2 通信系统的程控交换 根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级 交通 中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。 2.3 话音通信系统 高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。 2.4 移动通信系统 移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800mhz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应变能力的强有力手段。 3 监控系统 高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。 监控系统主要由两部分组成:监控中心 计算 机系统和外场设备。 3.1 监控中心计算机系统 监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、 网络 服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。 3.2 监控中心的外场设备 监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台modem,将数据传到就近通信站的onu,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。 3.3 监控数据传输 监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的onu设备业务通道中提供足够的2/ 4wvf接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供mo-dem进行数模转换。 3.4监控图像传输 监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。 结束语 通信系统在高速公路建设行业中的不断应用,对其技术的更新有着更高的要求。为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥,务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此,只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理,才能更好地为高速公路通信技术的不断 发展 建立一个正确的认识平台。
浅谈电力工程中电力自动化技术:电力工程中电气自动化技术探析 摘要:随着我国经济的发展,电气工程的发展水平越来越高,特别是电气自动化技术,通过不断创新与实践,我国已大大提高了电气工程自动化的程度。电气工程通过把自动化技术和电子通信、网络信息等技术结合在一起的方式,强化了自动化水平,还能降低资金的投入,提高人们生活水平,具有十分重要的意义。 关键词:电气工程;电气自动化;技术 引言 电气自动化在工业生产中的应用,标志着我国科技的进步,它是一项具有重大意义的科技成果,电气自动化设备在工业生产中的应用,不仅改善了工人的劳动环境和劳动强度,而且提高了工业生产的效率,为企业增加了效益。在现代社会中,电气自动化的应用越来越广泛,推动了社会经济的快速发展,但事物总是双面的,电气自动化在发展过程中也存在着一些问题,不过随着科技地不断进步和发展,电气自动化的发展会迎来属于它的春天。 一、电气自动化特点 电气自动化系统的设置,大部分是把电气设备安装于电动机或者配电室内,电气自动化系统配件较多,而且处理信息量很大,如果发生技术的问题,很难开展维修工作。和传统热工体系比较,电气自动化系统的操作和控制,一般控制的频率较低,而且系统在正常运行时,可以间隔较长时间进行操作指令的。 电气设备处于系统保护状态下要求十分高,系统的运行、操作的速率也较快。在电气自动化系统构造角度分析,电气设备操作复杂,具有一定难度,不过,具有较强的逻辑规律。可以引进多种电气自动化的监控技术,例如:系统操作过程中,要保证两台系统互相不产生干扰,操作要具有独立性,可以在科学的角度考虑,进行同步运行的机组电气控制,保证操作系统的安全性、稳定性及可靠性。要从多方面的角度对电气设备的特点进行考虑,进行控制体系构建的过程中,应以严谨态度进行系统结构的布设,尽可能的选择性质有效控制方案,保持电气自动化的控制系统可以安全的,高效的保持运行。 二、电力自动化技术的主要应用范围 1、变电站及配电自动化的应用 变电站自动化技术是采用现代通信技术、先进的计算机技术、电子技术以及信息处理技术,实现对变电站的二次设备的重新组合和优化设计,从而减少了人力资源的浪费,减低了变电站及配电站工作人员的工作强度,提高变电站及配电站人员的安全性及整个系统运行的有效性。不仅如此,变电站自动化技术还可以多层次、全方位地对多种电气设备的运行状况进行安全检测以达到高效控制的目标。在实际的应用中,主要通过新型的设备代替以往的电磁式装置从而使得现场的监视操作更加智能化、可视化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。随着对科学技术的应用以及监控设备的更新,种综合性的自动化监测系统能够提高变电站运行的稳定性,降低运行维护的成本,高质量输电过程,经济效益提高很多。 2、在电网调度中应用电气自动化 随着科技的发展和社会的进步,电气自动化被广泛地应用到很多领域当中,其中电气自动化也广泛地应用在电网调度中。电网调度是一个非常重要的工程,它具体指的是通过服务器来实现电的调度,而电气自动化帮助电网调度实现了自动化。这种调度自动化系统表现出了比较强大的功能,主要表现为它可以很好地保障电网运行,这个功能的实现主要是依靠了电网运行过程中的经济调度;同时电网调度自动化可以实现系统负荷情况的预测,这个功能的实现主要是依靠监测和分析电力生产过程中的数据,对系统负荷的预测能够有效地保护系统,保障系统正常运行;而且电网调度自动化可以很好地、迅速地确定整个系统发生故障的地方,大大地提高了系统故障排除效率。总而言之,电网调度自动化是整个电力系统提高运行效率的有力保障。 3、在发电厂发散监控系统中的应用 在现代生活中,电跟人们的生活是密切相关的,电成为了人们生活中的不可或缺的生活用品,它的重要性不言而喻,这就意味着发电厂的重要地位。发电厂是整个电力系统运行的重要支撑,因此发电厂的安全运行和高效率运行是非常重要的,而在发电厂中通常采用发散监控系统来保障发电厂的正常运转,在发散监控系统中,主要是通过以太网过程控制单元以及相应的数据通讯来实现发电厂的发散监控,而且这种发散监控系统一般采用分层结构。发散监控系统发挥着重要的作用,它不仅可以监视设备的实时运行状态,这可以作为判断设备有无存在故障的标志,这样就能有效地提高发电厂设备的使用寿命,大大地改善了发电厂的效益。 三、在电力系统中应用电力自动化技术 1、在电力系统中应用光互连接技术 在电力系统的继电保护装置和自动控制的领域内应用光互连接技术。对传统的基本技术要求能够利用光互连技术呈现出来。比如说,打印报表、打印拓扑、记录有关的数据、计算相关的内容、全方位地采集数据、自动化地分析和处理数据的功能。此外,还有状态评估、分析电网、人机界面结合处理、高级应用和网络建模的功能,通过该技术在电力系统当中的应用,能够将更加精度的定位、更加清晰的画面、更加灵活的操作技巧提供给电力工作人员,能够将准确、及时的参考信息提供给有关的工作人员。之后技术人员能够依据测量的内容,分析和处理有关的数据,方便调度工作者对电网能够更加准确地进行判断。同时,在对该技术进行使用的时候,能大大地提升工作的效率,电容性的负载不会对其带来过大的影响,对电容的影响上能够有效地进行屏蔽,在对电力系统的安全运行和稳定性给予保证的前提下,还能够将相关的技术支撑提供给继电保护装置。在电力系统当中应用光互连技术,对故障可以最大程度上予以防止,对设备正常运行造成的经济损失上给予治理,将电力企业的经济效益和社会效益在一定的程度上提升了上来。具有极强的抗电磁干扰的功能存在于光纤互联技术、波导光互联技术和自由空间互联技术当中,并且地理环境也不会对其带来影响,因此在电厂的自动化工程当中,该技术得到了非常广泛的应用。 2、在电力系统中应用现场总线技术 全方位的通线网络是现场总线技术的一大特征,不但控制中心的两个场地的装置和仪器存在于内部,具体的施工现场也包含在其中。在电力系统当中运用现场总线技术,它通过很多的设备和感应器,准确、及时地将电力系统需要的电压、电流、电阻等主要的数据和信息传输到本身的控制系统当中,有关的技术人员依据系统中的具体计算方法,整理和分析采集来的一些数据,最后把主机的指示命令向对应的操作设备传递。通过调整现场总线,能够分散处理接受到的信息,能够将之前的控制能力有效地向不同的计算机上进行分散,对单个计算机的负荷上能够很好地予以降低,这就是现场总线技术的优点所在。依据具体的经验得出,在电力系统当中,该技术还能够和前置机、上位机有效地结合起来,在完成整个系统控制功能的时候,只需要对现场的仪表进行控制就能够完成工作。在电网调度的自动化中经常地运用现场总线技术,对变电站少人值班或者无人值班的要求上能够很好地予以满足,将事件的控制速度利用网络能够有效地提升上来,能够运用现场设备的监控控制有效地接收现场采集到的信息,Lonworks、CAN等是常用技术方式。 3、计算机自动化的应用 电气自动化技术在电力工程中的应用主要是引入了计算机操作系统,通过微型计算机让整个电力系统自动记录、反馈电气设施的实际工作情况。同时,对反馈信息进行的误差判定。加强软件的查找、分析、测算的应用,从而在电力工程中实现操作技术的使用性,更加便于电力工程的管理。在电气自动化技术中还要注意对监控方式、现场总线监控进行设计。只有全面加强电气设备的监控信息及监控方式,才能提高监控系统的效率以及整个系统稳定性、可靠性。 结束语 总而言之,电气自动化跟人们的生活是密切相关的,并且它在电气工程中发挥的作用是不可替代的,不过电气自动化发展中存在的问题需要及时地解决,只有解决好存在的问题才能发挥出更大的作用。总的来说,电气自动化的未来前景是很积极的,一定会进一步地改变人类的生活方式。 浅谈电力工程中电力自动化技术:论述电力工程中电气自动化技术 摘要:对于人类来说,电力资源是一种不可或缺的能源,与人们的日常生活息息相关。电力自动化系统应用领域广泛,从上个世纪五十年代开始发展到今天,电力自动化系统从开始局限于单项自动装置,到广泛采用远动通信技术装设模拟式调频装置和经济功率分配装置,再到后来以计算机为主体的电网实时监控系统的出现,电力自动化系统逐步迈入现代化发展的轨道。 关键词:电气工程;自动化技术;研究方向 引言:目前,我国的电气自动化技术经历了几十年的发展之后,已经获得了不错的成绩。随着电力工程的发展,电力自动化程度将会越来越高,新一代的电力自动化技术,即智能电力自动化技术应运而生。电力自动化技术将电子技术以及网络通信技术融为一体,在实现远程监控以及监视管理方面发挥了很重要的作用,该专业培养具有工程技术基础知识和相应的电气工程专业知识,受过电工电子,系统控制及计算机技术方面的基本训练,具有解决电气工程技术分析与控制问题基本能力的高级工程技术人才。 1.电力自动化技术概述 电力自动化技术是将现代的电子技术、信息的处理技术以及网络通信技术融为一体的基础上,发展起来的综合技术,是在电力工程的电力系统中实现远程监控以及监视管理的有效地途径[1]。电力自动化技术,为电力系统的平稳运行提供了良好的条件,并且随着发展,电力系统也得到了更为优质的服务。电力系统自动化技术的要求主要有: ①保证电力系统各部分的技术要求,以实现设备的安全以及经济,并以设备的实际运行为主要的依据,保证操作人员实际的控制和协调;②尽量的利用电力自动化技术进行安全性能的改善,从而可以减少事故,并能够节省人力,避免紧急事故的发生和发展;③还要对电力系统的整体数据以及参数进行检验、收集并对之进行处理,保证各系统的正常运行;④保证电力系统各部分的安全以及经济。 2.电力系统自动化技术 2.1电网调度自动化 现代的电网自动化调度系统是以计算机为核心的控制系统,包括实时信息收集和显示系统,以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。信息收集和显示系统具有数据采集、屏幕显示、安全检测、运行工况计算分析和实时控制的功能。在发电厂和变电站的收集信息部分称为远动端,位于调度中心的部分称为调度端。软件系统由静态状态估计、自动发电控制、最优潮流、自动电压与无功控制、负荷预测、最优机组开停计划、安全监视与安全分析、紧急控制和电路恢复等程序组成。 2.2变电站自动化 电力系统中变电站与输配电线路是联系发电厂与电力用户的主要环节。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化;运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 2.3发电厂分散测控系统(DCS) 发电厂分散控制系统(DCS)一般采用分层分布式结构,由过程控制单元(PCU)、运行员工作站(OS)、工程师工作站(ES)和冗余的高速数据通讯网络(以太网)组成。 过程控制单元(PCU)由可冗余配置的主控模件(MCU)和智能I/O模件组成。MCU 模件通过冗余的 I/O 总线与智能 I/O 模件通讯。PCU 直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(OS)和工程师工作站(ES)提供了人机接口。运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令,为运行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 3.电气自动化专业市场进展情况 一方面,现阶段社会广办众多工厂,电气设备品种门类多样,门类齐全,以业技术人员和维修人员需求数量惊人,以业人员的工资薪金也随其以业人员的市场需求量上扬,而且电气自动化专业精英人才目前我国社会上非常短缺,高精尖专业技能人才更是少之论文网又少,所以,电气自动化专业有很好的很广阔的进展前景,电气自动化专业人才也随之层出不穷地出现。培养出一批又一批电气自动化专业高端精英人才是当前各大高校的重要进展课题。 另一方面,电气自动化专业的科研人才也需大量培养,很多电气产品尤其是尖端科学技术产品的研制和开发,需要很多有专业技能和革新能力的科研人才[2],所以科研机构逐步在全国各地广泛建立起来,专业科研人员队伍力量逐渐壮大。因而电气自动化专业市场进展很快。并且在整个社会经济进展中有着举足轻重的地位,市场进展情况广阔[3]。 4.电力工程中电力自动化技术的应用 4.1现场总线技术在电力工程中的应用 现场总线技术是指在电力工程现场将智能的自动化装置以及仪表控制设备进行连接,形成一体化的多向、串行、多站和数字化的信息网络,从而可以将数字通信、控制、智能传感器以及计算机等融为一体而形成的综合性的技术。在电力工程中,现场总线技术被广泛的应用,通过现场总线技术可以将变送器所控制的总的用电量收集后,将信号进行控制后集中到主控计算机上,然后根据数学模型进行计算进而做出判断,并最终将指令发送到控制设备上,从而实现电力自动化技术的应用。现场总线技术在电力工程中的应用是通过分散电力工程中的控制功能,并配备相应的计算机进行被控设备的信息处理,将信息与计算机相连接后,便不需要实现整个现场的控制,只需对信息进行相应的调度即可。实践证明,现场总线技术在电力工程中的应用,可以实现前置机与上位机的配合,可以从下方进行电力工程的控制,并且可以通过仪表进行控制,并最终实现高性能的电力系统的控制功能。在电力调度化技术日益发展的情况下,可以满足数据以及系统的多样化需求,并最终将电力系统中各个信息进行交换以及共享,实现电力工程的顺利进行以及电力系统的日益完善[4]。 4.2主动对象数据库技术在电力工程中的应用 数据库技术在电力工程中的应用主要是用于电力系统的监视系统中,因此,这对系统的开发、继承、封装等都有很大的作用,引发了软件技术的变革。主动对象数据库技术在电力系统得到了广泛的应用和认可,并用来支持对象标准,因此与一般的关系数据库相比,主动对象数据库主要是对技术以及主动功能的技术支持,因此,在电力工程中也得到了广泛的应用。主动对象数据库是利用系统的监视功能,对对象函数进行利用,从而可以实现电力工程中电力自动化的应用,随着触发机制的使用,数据库监视得到了很好的控制与实现,从而节省了数据写入以及读出的时间,还对数据管理功能充分的进行利用,并得到了技术上的保证。当前,我国的数据库技术得到了很广泛的应用,并且监视系统也得到了很好的发展,电力自动化技术在电力工程以及日后的电力系统中并将得到更为完善的应用。 5.结语 总之,电力自动化技术在电力工程中发挥着越来越重要的作用,在新技术的广泛应用下,传统的技术正在逐渐的被取代,从而更加促进了电力自动化技术的发展,新技术、新理论的应用使一些概念不断被更新和修正,传统的技术界线逐渐模糊,各种原来看似不相关联的技术会彼此融合和渗透,这必将推动着电力自动化系统的不断发展和变化。 浅谈电力工程中电力自动化技术:电力工程中电气自动化技术探析 摘要:电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科,但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。本文中主要针对这类电气自动化技术的一些发展趋势进行探讨。 关键词:电力工程;电气自动化;自动化技术 一、电力系统自动化技术 (一)变电站自动化。变电站自动化的目的是取代人工监视和电话人工操作,提高工作效率,扩大对变电站的监控功能,提高变电站的安全运行水平。变电站自动化的内容就是对站内运行的电气设备进行全方位的监视和有效控制,其特点是全微机化的装置替代各种常规电磁式设备;二次设备数字化、网络化、集成化,尽量采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆;操作监视实现计算机屏幕化;运行管理、记录统计实现自动化。变电站自动化除了满足变电站运行操作任务外还作为电网调度自动化不可分割的重要组成部分,是电力生产现代化的一个重要环节。 (二)电网调度自动化 。电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。 (三)发电厂分散测控系统(DCS ) 。过程控制单元(PCU)由可冗余配置的主控模件( MCU)和智能I /0模件组成。MCU模件通过冗余的I /0总线与智能FO模件通讯。PCU直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。 运行员工作站(0S)和工程师工作站( ES)提供了人机接口。 运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令,为运,行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 二、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后,更多是采用PWM 变换器了。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少 了高次谐波对电冈的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PWM 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 1986 年美国威斯康星大学 Divan 教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换,即工作在所谓的‘软开关’状态下,从而使开关损耗降低到零。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。 三、当前电力系统自动化依赖IT技术向前发展的重要热点技术 (一)电力一次设备智能化 。常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。 电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 (二)电力一次设备在线状态检测 。对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强, 检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 (三)光电式电力互感器。电力互感器是输电线路中不可缺少的重要设备,其作用是按一定比例关系将输电线路上的高电压和大电流数值降到可以用仪表直接测量的标准数值,以便用仪表直接测量。其缺点是随电压等级的升高绝缘难度越大,设备体积和质量也越大;信号动态范围小,导致电流互感器会出现饱和现象,或发生信号畸变;互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口。因此不少发达国家已经成功研究出新型光电式和电子式互感器,国际电工协会已了电子式电压、电流互感器的标准。国内也有大专院校和科研单位正在加紧研发并取得了可喜成果。目前主要问题是材料随温度系数的影响而使稳定性不够理想。另一关键技术是,光电互感器输出的信号比电磁式互感器输出的信号要小得多,一般是毫安级水平,不能像电磁式互感器那样可以通过较长的电缆线送给测控和保护装置,需要在就地转换为数字信号后通过光纤接口送出,模数转换、光电转换等电子电路部分在结构上需要与互感器进行一体化设计。在这里,电磁兼容、绝缘、耐环境条件、电子电路的供电电源同样是技术难点之一。 四、结语 众所周知,电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 浅谈电力工程中电力自动化技术:有关电力工程中电气自动化技术探析 摘要:我国电气自动化专业最早开设于 50年代,一开始名称为工业企业电气自动化,后来虽然经历了多次专业性的调整,但由于其专业面宽,适用性广,所以到如今一直很受欢迎,据教育部门最新公布的本科专业设置目录中,它属于工科电气信息类。本文中主要针对这类电气自动化技术的一些发展趋势进行探讨。 关键词:电力工程 电气自动化 自动化技术 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 50 年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件 CTR、 GTO 、P-MOSEFT等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 GTR 的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 GTO 是一种用门极可关断的高压器件,它的主要缺点是关断增益低,一般为 4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为 Zv ~ 4.5v , 开通 di/d t 和关断 dv / dt 也是限GTO推广运用的另一原因,前者约为 500A /us ,后者约为 500V /u s ,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于GIR 、GTO 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输人阻抗的 MOS 结构电力半导体器件的一切。功率 MOSFET 是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是P - MOSFET 的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压P - MOSFET 造成了很大困难。 IGBT和MGT 这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在 模块化和复合化思路的基础卜,其发展便是功率集成电路 PIC (Powerl,lntegratcd Cirrrrcute),在PIC,不仅主回路的器件,而且驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频船动则是交一直一交变频器。当电力电子器件进入第二代后,更多是采用PWM 变换器了。采用PWM方式后,提高了功率因数,减少 了高次谐波对电冈的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是PWM 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 1986 年美国威斯康星大学 Divan 教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。而谐夺式直流环逆变器是把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换,即工作在所谓的‘软开关’状态下,从而使开关损耗降低到零。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。 3、交流调速控制理论日渐成熟 1971年,德国学者F,Blaschke 阐明了交流电机磁场定向即矢量控制的原理,为交流传动高性能控制奠定了理论基础。矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来,分别加以控制。这种解耦,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批量化、占市场量最大的中小功率如 400KVA 以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型 U / F 控制型,多采用 16 位 CPU ,第二代为高功能型 U /F 型,采用 32位DSP或双 16 位CPU 进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器.具有挖土机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器!目前占市场份额最大。第三代为高动态性能矢量控制型。它采用全数字控制,可通过软件实现参数自动设定,实现变结构控制和自适应控制,可选择U/F频率开环控制、无速度传感器矢量控制和有速度传感器矢量控制,实现了闭环控制的自优化。从技术发展看,虽然电力半导体器件有GTO、GTI、IGBT,但以后两种为主,尤以 IGBT为发展趋势:变频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的RAs ( Reliabiliry,Availability,Serviceability)功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。 5、单片机、集成曳路及工业控荆计算机的发展 以 MCS-51为代表白8位机虽然仍占主导地位,但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的 PIC系列单片机及CMS97C系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的(- 语言、PL/ M语言。在集成电路方面,需要重点说明的是集成模拟乘法器和集成锁相环路及集成时基电路在自动控制系统中运用很广。在电机控制方面,还有专用于产生 PWM 控制信号的 HEF4752、 TL494、E4520 和 MA818 等应用也相当广泛。在逻辑电路方面,值得注意的是用专用芯片(ASIC)进行逻辑设计。 ASIC ( Appilca-,tion Specific L ntegrated Circuit)中有编程逻辑阵列 PLD ( Programrnable Logic Device )。 PLD力现有四种类型的器件: PROM 、FPLA 、PAL、GAL 。GAL是PAL的第二代产品,它可以在线电擦洗,与TTL兼容,有较高的响应速度,有可编程的保密位等优点。这些特点使得 GAL在降低系统造价,减少产品体积和功耗,提高可靠性和稳定性及简化系统设计,增强应用的保密性方面有厂‘阔的发展产景,特别适合新产品研制及 DMA控制和高速图表处理,其上述交流的控制最终用工业控制计算机完成。 6、结束语 众所周知,电气自动化技术是当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,随着我国科技技术的发展,电气自动化技术也随之提高。 浅谈电力工程中电力自动化技术:电力工程中电气自动化技术探析 摘 要:在电力工程中,电气自动化技术是一项较为重要的技术环节,有必要对电力工程中电气自动化技术进进行研究,分析其应用优势。 关键词:电力工程;电气自动化技术;趋势 前言 电气自动化是电气信息领域的一门新兴学科,但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关,发展非常迅速,现在也相对比较成熟。已经成为高新技术产业的重要组成部分,广泛应用于工业、农业、国防等领域,在国民经济中发挥着越来越重要的作用。电气自动化是电力工程重要的组成部分,在社会生产中发挥着重要作用。 一、电气工程以及电气自动化的概念电气工程(Electrical Engineering,简称EE)是当今高新技术领域中举足轻重的关键学科之一,更是现代科学研究领域中的热门学科。最成功的例子就是电子通信技术的巨大进步推动了以计算机网络为中心的信息时代的蓬勃发展,并且在根本上改变了人们的工作和生活模式。从某些层次上来讲,电气工程的发达程度甚至可以代表一个国家的科技进步水平。电气自动化(Electrical Automation)的专业全称一般为电气工程及其自动化,其应用范围涉及各行各业,小到电气开关的设计,大到科技航天的研究,到处都有它的身影。电力的发展是促进生产和提高人们生活水平的重要物质基础,随着电力应用的不断发展和深化,新时代背景下的电气自动化进程成了国民经济和人民生活现代化的重要标志。 二、电气自动化技术在电力工程中的作用1、电气自动化帮助科研人员开展实时仿真工作 使用电气化驱动技术,可以在更大程度上实现暂时状态和稳定状态的同步存在,这使得同步实验成为了可能。为系统运行提供了大量的精确数据,增加了实验的精准度。在这种仿真的环境中,工作人员可以进行更多的电力装置测试,有助于帮助科研人员建立起一个混合型的实时仿真实验室。2、实现了电力服务的智能化 当今时代,几乎每个行业都离不开电力的使用,失去电力系统的支持,许多行业将陷入瘫痪的境地。电力的广泛使用对电力系统的安全性和自动化程度都提出了极高的要求。电气自动化相关技术是电力系统智能化的重要组成部分,能够帮助工作人员更精确地进行系统运行设计工作,并能代替人力做到更精确的系统运行故障分析。这种智能化的控制方式,使得电力系统的运行更加高效准确。这种高度安全的自动化运行体系,使电力系统的服务能力迈上了一个新的台阶。 三、电力工程中电气自动化技术 1、电网调度自动化 电网调度自动化主要组成部分,由电网调度控制中心的计算机网络系统、工作站、服务器、大屏蔽显示器、打印设备等,其主要是通过电力系统专用广域网连结的,下级电网调度控制中心、调度范围内的发电厂、变电站终端设备(如测量控制等装置)等构成。电网调度自动化的主要功能是:电力生产过程实时数据采集与监控电网运行安全分析、电力系统状态估计、电力负荷预测、自动发电控制(省级电网以上)、自动经济调度(省级电网以上)并适应电力市场运营的需求等。 2、变电站自动化传统的变电站使用人工操作,从监视到最后信息回馈均是由人工完成,设备均使用电磁装设置,其数据的记录、整理以及管理均是人工造作,且对变电站的监视没有全局性的直观监视,需要通过人工一个个方面监视之后将其整合之后才能实现全局监视。为了跟上现代化的自动化步伐,通过利用电气自动化在电气工程中使用能够使变电站实现自动操作,取代人工操作,降低操作人员的工作量,同时能够减少一部分的人员投入,实现电气工程的整体效益的显著提高。通过实现变电站的自动化功能,除了实现自动运行代替人工操作外,还能够将传统的电磁装置全部利用微机将其取代,并且能够利用计算机的视频、图画显示功能,将变现站的监视的所有情况通过计算机屏幕直观的显示出来,仍工作人员在较短时间内就能够掌握全局,并通过计算机已记录并整理好的数据分析变电站可能存在的问题或者有力的发展动向等,及时采取相应的回应措施,从而提高其运行效率。变电站是电气工程中非常重要的一部分,因此利用电气自动化技术对其进行技术的更新和创造有力与整个电气工程的运行。 3、发电厂分散测控系统(DCS ) 过程控制单元(PCU)由可冗余配置的主控模件( MCU)和智能I /0模件组成。MCU模件通过冗余的I /0总线与智能FO模件通讯。PCU直接面向生产过程,接受现场变送器、热电偶、热电阻、电气量、开关量、脉冲量等信号,经运算处理后进行运行参数、设备状态的实时显示和打印以及输出信号直接驱动执行机构,完成生产过程的监测、控制和联锁保护等功能。运行员工作站(0S)和工程师工作站( ES)提供了人机接口。 运行员工作站接收PCU发来的信息和向PCU发出指令,为运,行操作人员提供监视和控制机组运行的手段,工程师工作站为维护工程师提供系统组态设置和修改、系统诊断和维护等手段。 四、重要热点技术 1、电力一次设备在线状态检测 对电力系统一次设备如发电机、汽轮机、变压器、断路器、开关等设备的重要运行参数进行长期连续的在线监测,不仅可以监视设备实时运行状态,而且还能分析各种重要参数的变化趋势,判断有无存在故障的先兆,从而延长设备的维修保养周期,提高设备的利用率,为电力设备由定期检修向状态检修过度提供保障。近年来电力部门投入了很大力量与大学、科研单位合作或引进技术,开展在线状态检测技术研究和实践并取得了一些进展,但由于技术难度大,专业性强, 检测环境条件恶劣,要开发出满意的产品还需一定时日。 2、电力一次设备智能化 常规电力一次设备和二次设备安装地点一般相隔几十至几百米距离,互相间用强信号电力电缆和大电流控制电缆连接,而电力一次设备智能化是指一次设备结构设计时考虑将常规二次设备的部分或全部功能就地实现,省却大量电力信号电缆和控制电缆,通常简述为一次设备自带测量和保护功能。如常见的“智能化开关”、“智能化开关柜”、“智能化箱式变电站”等。电力一次设备智能化主要问题是电子部件经常受到现场大电流开断而引起的高强度电磁场干扰,关键技术是电磁兼容、电子部件的供电电源以及与外部通信接口协议标准等技术问题。 五、电气工程中电气自动化应用的优势1、 电气工程中电力设备的在线监测优势随着变压器、短路器以及发电机等这些一次设备的应用,往往需要对其中关键的参数进行不间断的实时监测,这就要求监视设备不但能够反馈在线运行状态,同时也能够对设备的一些重要的参数变化趋势进行分析和预测,并判断设备中发生故障的原因,以缩短设备的保养周期,延长设备的实际使用期限,同时也为电力设备的实时状态检修提供了必要的保障。2、 电气自动化应用下电气工程中电力设备的智能化一般情况下,电力系统中的一次设备与二次设备的安装地点之间都要有一定的间隔,一般要求相隔几十米,有的甚至是要求几百米远,两者之间使用强信号电力电缆与大电流控制电缆来连接。在进行一次设备的结构设计时,往往要先考虑实现常规的二次设备的功能,这样做显然能够节约大量的电力信号电缆和控制电缆。 六、结束语 当今社会是一个信息化社会,随着高新技术的不断发展,对电力工程中电气自动化技术的要求也越来越高,电气自动化技术必须坚持可持续发展的原则,只有这样才能在具有活力的高科技领域中应用比较广的技术。
陶瓷材料论文:工业电子陶瓷材料的分类、应用及发展趋势 摘 要:本文针对工业用电子陶瓷材料的性能特点,研究了工业用电子陶瓷材料的应用领域,分析了工业用电子陶瓷材料的分类,并介绍了电子陶瓷产业加速研发新材料态势。同时,指出了工业用电子陶瓷技术的发展趋势。 关键词:电子陶瓷材料;分类;应用;发展趋势 1 前言 材料是人类生产和生活的物质基础,是人类进步与人类文明的标志。随着空间技术、光电技术、红外技术、传感技术、能源技术等新技术的出现、发展,要求材料必须具有耐高温、抗腐蚀、耐磨等优越的性能,才能在比较苛刻的环境中使用。传统材料难以满足目前的要求,因此,开发和有效利用高性能材料已经成为材料科学发展的必然趋势。 2 工业用电子陶瓷材料的分类 电子陶瓷按功能和用途可以分为五类:绝缘装置瓷、电容器瓷、铁电陶瓷、半导体陶瓷和离子陶瓷。绝缘装置瓷简称装置瓷,具有优良的电绝缘性能,用作电子设备和器件中的结构件、基片和外壳等的电子陶瓷。电子陶瓷按特性可分为高频和超高频绝缘陶瓷、高频高介陶瓷、压电陶瓷、半导体陶瓷、光电陶瓷、电阻陶瓷等。按应用范围可分为固定用陶瓷、电真空陶瓷、电容器陶瓷和电阻陶瓷。按微观结构可分多晶、单晶、多晶与玻璃相、单晶与玻璃相。 (1) 陶瓷基片材料 陶瓷基片材料在电子陶瓷中,占有最重要位置的是绝缘体。特别是高级集成电路用绝缘基片或封装材料,可以采用尺寸精度为微米或微米以下的高纯度致密氧化铝烧结体。高纯度致密氧化铝具有金属材料所不具备的绝缘性和高分子材料所不具备的导热性。 (2) 压电陶瓷 压电陶瓷由于是多晶材料,所以使用频率受到限制。压电元件可使电信号和机械信号相互转换。一定形状的压电陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系烧结而制成,即使是烧结体,通过极化也可获得单晶所具有的压电性。压电元件的主要用途有火花塞和谐振器。谐振器起选择性通过特定频率电波滤器的作用,是电视(TV)、无线电等调谐电路不可缺少的元件。 (3)铁电陶瓷 铁电陶瓷以铁电性晶体为主晶相的电子陶瓷。已发现的铁电晶体不下千种,但作为铁电陶瓷主晶相的主要有钙钛矿或准钙钛矿型的铁电晶体或固溶体。在一定的温度范围内晶体中存在着可随外加电场而转变方向的自发极化,这就是晶体的铁电性。当温度超过某一临界值──居里温度TC时,其极化强度下降为零,晶体即失去铁电性,而成为一般的顺电晶体;与此同时,晶体发生铁电相到顺电相的相变。铁电体的极化强度还随电场而剧烈变化。 铁电陶瓷功能多、用途广,利用其压电特性可以制成压电器件,这是铁电陶瓷的主要应用,因而常把铁电陶瓷称为压电陶瓷。利用铁电陶瓷的热释电特性可以制成红外探测器件,在测温、控温、遥测、遥感以至生物、医学等领域均有重要应用价值。典型的热释电陶瓷有钛酸铅(PbTiO3)等。利用透明铁电陶瓷PLZT的强电光效应,可以制成激光调制器、光电显示器、光信息存储器、光开关、光电传感器、图像存储和显示器,以及激光等新型器件。 (4) 半导体陶瓷 在陶瓷中,半导体是很多的,除了元素半导体和化合物半导体外,很多种金属的氧化物也具有半导体性质,甚至还有有机高分子的半导体。而半导体陶瓷则是指采用陶瓷工艺成型的多晶陶瓷材料,它与单晶半导体不同,存在大量晶界,晶粒的半导体化也是在烧成工艺过程中完成的。因此,有丰富的材料微结构状态和多样的工艺条件,可以非常敏感的影响材料的性能,这为开辟陶瓷敏感材料的新领域提供了广阔的天地。电阻随温度而变化的性质,可用于非线性电阻。负温度系数非线性电阻随温度上升而电阻降低,具有一般的半导体特性。铁系金属的氧化物陶瓷,因为具有化学的和热的稳定性,所以可用于非线性电阻,在很宽的范围控制温度。与此相反,称为正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)的元件,用的是半导体化的BaTiO3陶瓷。这种陶瓷因为在相变温度下电阻急剧增大,如果作为电阻加热元件而应用,则可在相变温度附近自动控温,是很方便的。 (5) 敏感性材料在陶瓷行业中的应用 1) 正温度系数热敏电阻材料(PTC) 这种材料的电阻和温度关系,在低于居里温度时呈现低阻抗,高于这一温度时则呈现高阻抗,电阻变化是在居里温度附近以陡变的方式实现的,组织变化的幅度可高达100~105倍。利用这种特性可以作为自控型发热元件,还可用做对特定温度敏感的元件,以及延时开关、过流保护、测温等方面的元件,因此PTC陶瓷应用领域十分广阔。PTC热敏陶瓷材料目前主要是钛酸钡,它的居里温度为120 ℃,通过添加锶、铅、锡、锆等氧化物可以大幅度改变其居里温度。 2) 负温度系数电阻器材料 除了PTC热敏电阻器外,另一类半导体热敏陶瓷就是负温度系数(NTC)热敏陶瓷电阻器,它的电阻对数值随温度升高而几乎呈线形降低。这类材料由锰、铜、铁、钴等金属的复杂氧化物组成,由于组织易于控制,随温度变化大,精度高,价格低,所以NTC热敏电阻器在民用电器、汽车、通讯等设备上用得较多。 3) 由金属氧化物组成的湿敏陶瓷 由金属氧化物组成湿敏陶瓷,如:SnO2、ZrO2基等。曾有人开发出使用钙钛矿型的陶瓷系列湿度传感器。该系列中的某一组成表现出很强的湿敏效应。湿敏的原理是基于半导体氧化物吸附水分后改变了表面导电性或电容性。湿度传感器在电子、食品、纺织工业及各种空调设备、集成电路内非破坏性湿度检测等场合应用十分广泛。 4) 压敏陶瓷 压敏陶瓷是一类应用极为广泛的敏感材料。利用材料的电流-电压非线性特性,可用于制成电压敏感器件,它的阻值不是恒定值,而是随电压增高到一定值时下降,所以也成为变阻器。这一特性特别适用于电子电路、电力系统及家电产品中的过压保护,发展前景很好。目前,氧化锌-氧化铋系材料的应用最为普遍。半导体陶瓷对环境气氛往往具有选择性的敏感特性。如氧化锡、氧化锌、氧化钛材料体系是若干碳氢化合物敏感元件氧化锆系材料是测氧分压最常用的敏感材料。其共同特征是通过有选择地吸附气体,使半导体的表面能态发生改变,从而引起电阻率的变化,确定某种未知气体及其浓度范围。 3 工业用电子陶瓷材料的应用领域 电子陶瓷是广泛用于制作电子功能元件的,多数以氧化物为主要成份的烧结体材料。电子陶瓷的制造工艺与传统的陶瓷工艺大致相同。利用陶瓷材料的高频或超高频和低频电气物理特性可制作各种不同形状的固定零件、陶瓷电容器、电真空陶瓷零件、碳膜电阻基体等等。 信息化是21世纪重要的时代特征,信息功能陶瓷材料已经成为现代电子信息技术的重要基石,在能源、家用电器、汽车等方面可以广泛应用,尤其在通信、广播、电视、雷达、仪器仪表等电子设备中是不可缺少的组成部分。另外,随着激光、计算、集成、光学等新技术的发展,电子陶瓷的用途更日益扩大。信息功能陶瓷以其高性能和应用的广泛性,日益成为许多新型电子元器件的重要关键基础材料,在国民经济和国防建设中占有十分重要的战略地位,目前应用最广的是电子信息领域。随着电子信息产品进一步向小型化、集成化、宽带化的方向发展,信息功能陶瓷的细晶化、电磁特性的高频化、低温共烧陶瓷技术等将成为发展新一代片式电子元器件的关键技术,导致一系列新型电子元件和模块的出现。信息功能陶瓷作为一大类对电、磁、光、声、热、力等信息具有检测、转换、存储、耦合和传输等功能的介质材料,广泛应用于电子信息、集成电路、计算机、自动控制、航空航天、海洋超声、通信技术、汽车和能源等近代高新技术领域。时下,压电陶瓷产品门类齐全,不仅广泛用于军事和工业领域,还渗透到了人们日常生活的每个角落,其应用领域较广。 (1) 超声换能器 近几年发展较快的有陶瓷谐振器、陶瓷滤波器,还有调谐音叉滤波器、机械滤波器、陶瓷鉴频器、陷波器和延迟线。其中,陶瓷谐振器、陶瓷滤波器产量已经占我国压电陶瓷产品的65%以上,相当引人注目。特别是陶瓷谐振器具有高稳定、无需调节、尺寸小和成本低等特点。典型的应用有:电视机、摄录像机、计算机、CD-ROM驱动器、汽车电器、VCD、电话机、复印机、语音合成器、遥控器和玩具等。压电超声换能器是发射和接收超声波的声学器件,在水和空气介质中广泛应用。在水声通信中起雷达的作用,被称为声呐,是各类舰船必不可少的重要传感器。在工业中,超声换能器已被用于超声清洗、超声精密加工、超声加湿、超声乳化、超声种子处理、超声探伤和超声诊断等。当今,压电超声换能器的另一广泛应用领域是遥测、遥控系统和报警系统。压电发声器的典型产品是压电蜂鸣器和压电送、受话器、手表、计算器、电子闹钟、小型警铃以及电话、手机的振铃都离不开蜂鸣器。计测和控制用压电器件主要有压力、加速度、角速度传感器以及超声测深、超声测厚、超声测流速、超声诊断等。 (2) 数字3C产品 近些年来,集计算机、通信等电子于一体的数字3C产品近年来得到了快速发展,3C融合产品已成为今后重要的发展方向。据预测,3C融合将创造出一个高达4000亿美元的产业。3C产业的高速发展,极大地推动着电子基础产品和元器件的同步协调发展,也对电子元器件的基础材料――信息功能陶瓷提出了严峻的挑战,同时也提供了良好的发展机遇。 (3) 电子信息产品 我国的电子信息产业,特别是一些附加价值高、技术含量高的新型电子信息产品和一些基础电子产品的生产水平与发达国家相比仍存在很大差距,不少高端产品在相当大的程度上被外资企业所控制。国外大公司,如:村田、松下、京都陶瓷、摩托罗拉等近年来长驱直入中国市场,目前已占据了国内片式元器件特别是高档片式元器件市场相当大的份额。我国信息产业正面临着产品升级换代的机遇和挑战。 4 电子陶瓷产业加速研发新材料 由于功能陶瓷材料近年来强大的市场需求和战略地位,世界各国对功能陶瓷的研究与开发都给予了足够的重视。美国、日本和西欧一些国家都将功能陶瓷作为关键技术,投入大量经费进行研究和开发。从总体上看,美、日在功能陶瓷的研究方面居领先地位。功能陶瓷电子元件发展的重要趋势是小型化、微型化、片式化、模块化和集成化。这些趋势向陶瓷材料科学和技术提出了一系列挑战。因此,围绕上述应用目标开展的功能陶瓷材料的研究及产业化目前十分活跃。 最近几年在科技人员和各企业的努力下,特别是在国家的重点扶持下,再加上外来资金的引入,中国功能陶瓷的基础研究得到加强,企业结构得到调整,企业规模不断扩大,从而使得中国的电子陶瓷市场不断发展壮大。目前,我国已经在功能陶瓷材料领域聚集了雄厚的队伍和积累,处于厚积薄发的阶段,产业发展势头很猛。在电子陶瓷及其片式电容、电感器、电阻器件、陶瓷基板、光导纤维及其陶瓷光线连接器、高温超导陶瓷纤维等应用技术和产业化方面进展都非常顺利。现在,我国已经能够生产大多数的电子陶瓷,像IC基板、瓷介电容、电阻、电感、磁性材料、蜂鸣器、滤波器等压电陶瓷无线电频率元件已能大量生产,并且还占有一定的国际市场。但大部分产品的利润并不很高,产品的技术含量和附加值都相对较低,而且目前世界上最先进的超高利润的电子陶瓷产品我们没有能够占领市场,许多电子整机中的电子陶瓷元件仍需大量进口,如手机中使用的片式压电陶瓷滤波器等,国内市场很大,但全靠进口。因此,提升产品的技术含量和附加值,加大产品的利润率是电子陶瓷发展的关键和目标。只有在这些方面做得好的企业,才有可能在将来的电子陶瓷市场中独领风骚。 功能陶瓷在小型化和便携式电子产品中占有十分重要的地位,随着世界范围经济结构的调整和转移,我国的功能陶瓷材料和元件的市场正在迅速增长。发达国家电子整机生产逐渐向中国转移,为我国功能陶瓷材料和相关电子元件产业的发展提供了前所未有的发展机遇。世界各国元器件生产企业都在电子陶瓷及其元器件的新产品、新技术、新工艺、新材料、新设备方面投入巨资进行研究开发。高投入的研发使得电子陶瓷及元器件成为一个创新活跃、竞争激烈的领域,每年都有大量新型功能陶瓷材料及元器件问世把握机遇,发展优势,提高我国信息功能陶瓷的产业技术水平和自主创新能力,对发展我国电子信息产业等许多高科技产业具有重要的战略意义。 陶瓷材料论文:陶瓷材料加工技术的研究现状 摘 要 陶瓷材料具有优良的理化性能,但属于典型的难加工材料,其加工技术已成为研究的热点。本文综合了近年来陶瓷材料的各种加工技术,为陶瓷材料加工技术的进一步研究提供参考依据。 关键词 脆性材料;工程陶瓷;陶瓷加工;特种加工 0引言 陶瓷材料具有良好的耐高温耐腐蚀性能、强度高、硬度高,是优良的高性能材料。随着陶瓷材料学的发展,其制备技术也越来越多,陶瓷材料的性能也逐步得到提高。陶瓷材料可以用到空间探测、航空航天等高技术领域中。 陶瓷材料的原子通过共价键、离子键结合,而金属材料通过金属键相结合,所以陶瓷材料与金属材料有完全不同的性质。陶瓷材料在常温下对剪切应力的变形阻力很大,且硬度很高。由于陶瓷晶体是由阳离子和阴离子以及它们之间的化学键组成的,化学键具有方向性、原子堆积密度低、原子间距大,使陶瓷显示出很大的脆性,加工产生的缺陷多,所以是典型的难加工材料。发展高效低成本的加工技术十分重要。 1陶瓷材料的车磨削加工技术 陶瓷材料的脆性极高,似乎很难将陶瓷与车削联系起来,但是陶瓷材料的压痕实验表明如果选用合适的金刚石刀具角度和切削参数仍然可以实现陶瓷材料的延性加工。相关的实验也表明采用超硬刀具材料都可以加工陶瓷材料。李湘钒超精密车削陶瓷材料的实验表明采用W-Co类硬质合金可以加工陶瓷零件。日本的原昭夫曾采用聚晶金刚石刀具车削Al2O3和Si3N4陶瓷。目前车削陶瓷材料主要选用金刚石刀具。在刃磨性能上单晶金刚石刀具优于聚晶金刚石刀具,它们都属于微量切削,去除率较低,加工质量和精度难以保证,还有待于进一步的研究。 磨削可以满足硬金属的加工要求,因而也可以成为陶瓷材料的主要加工方法,其精度和效率比较适中。磨削陶瓷材料一般选用金刚石砂轮,金刚石砂轮磨削材料时磨粒切人工件,磨粒切削刃前方的陶瓷表面材料受到挤压,当压力值超过陶瓷材料承受极限时被压溃,形成碎屑。同时磨粒切人工件时,由于压应力和摩擦热的作用,磨粒下方的材料会产生局部塑性流动,形成变形层,当磨粒切出时,由于应力的消失,引起变形层从工件上脱离形成切屑。从成屑机理上看陶瓷 材料的去除方式仍然是脆性的。磨削加工后的表面残留了大量的加工缺陷,因此深加工就成为必然的工序。为了降低深加工的成本,近年来提出了延性域磨削的概念。延性域磨削以提高磨削表面质量为主要目标,采用调整磨粒排布方式以及精密修整等技术来实现陶瓷材料的高效精密加工。陶瓷材料的磨削还存在砂轮磨损堵塞以及加工效率低等问题,这些问题有待于进一步的研究。 2陶瓷材料的特种加工技术 超声加工是在加工工具或被加工材料上施加超声波振动,在工具与工件之间加入液体磨料或糊状磨料,并以较小的压力使工具贴压在工件上。加工时,由于工具与工件之间存在超声振动,迫使工作液中悬浮的磨粒以很大的速度和加速度不断撞击、抛磨被加工表面,加上加工区域内的空化、超压效应,从而产生材料去除效果。超声加工比较适合陶瓷材料表面脆性的特点,这种方法加工的表面质量较好,容易实现加工自动化。其缺点是加工效率较低,工具寿命较低。 激光加工陶瓷材料,是利用能量密度极高的激光束照射到陶瓷材料表面上,光能被陶瓷表面吸收,光能部分转化为热能,使局部温度迅速升高产生熔化以至气化并形成凹坑。随着能量的继续吸收,凹坑中的蒸气迅速膨胀,把熔融物高速喷射出来,同时产生一个方向性很强的冲击波,这样材料就在高温、熔融、气化和冲击作用下被蚀除。激光加工高效环保,但光斑表面的温度梯度容易形成陶瓷材料表面的微裂纹,而且激光设备昂贵,使用成本较高。 电火花加工主要是通过电极间放电产生高温熔化和汽化蚀除材料。电火花加工适合于导电材料的加工。因为陶瓷材料是电绝缘体,所以必须采取特殊工艺。一种高压电火花加工方法是在尖电极与平电极间放入绝缘的陶瓷材料工件。两电极间加以直流或交流高电压,使尖电极附近的介质被击穿,发生辉光放电蚀除。另一种加工方法是在薄片陶瓷工件上压放一块薄金属网作为辅助电极,辅助电极和工具电极分别与脉冲电源的正负极相连,并放在油类工作液中,当脉冲电压施加到两极间,便在工具与辅助电极间产生火花放电;当电火花穿过工件上的辅助电极时,由于金属材料的气化喷射或溅射等作用使陶瓷零件表面导电,加工得以持续。还有一种加工方法是在陶瓷的表面涂覆导电材料进行电火花加工。电火花加工仍面临加工效率低、加工表面质量难以保证等问题,这些有待于进一步的研究。 3特种加工辅助车磨削技术 车磨削加工的效率相对较高,但其对工具的要求非常高,而且陶瓷材料的表面质量难以保证,对于成形陶瓷零件的加工也较难。为了提高陶瓷材料的加工精度以及加工范围,在车磨削加工中引入特种加工技术将会同时获得较高的加工效率和表面质量。 超声磨削加工,是在磨削加工的同时,对工具或工件施加超声频率振动,充分利用超声波的高频振动和空化作用去除材料,超声磨削加工方式较适用于陶瓷材料的加工,其加工效率随着材料脆性的增大而逐渐提高。超声磨削技术可以明显降低磨削温度、增加砂轮使用寿命、提高加工精度和表面质量。 激光辅助车削技术是将激光照射到刀具附近的陶瓷材料,在车削陶瓷材料的过程中,材料剪切区域因激光产生高温软化,减小了陶瓷材料的切削阻力,增加了陶瓷材料的加工延性,从而达到了陶瓷材料的高效延性加工。 在线电解磨削技术是将电解技术引入到磨削过程中,通过连续有限量的电解作用来蚀除砂轮表面的金属结合剂从而对砂轮进行修整以达到微粉磨粒不断出露的目的。在线电解技术是日本理化研究所研究的成果,加工陶瓷材料可以达到超精密加工的水平。 4结论 陶瓷材料在高技术领域中应用的广泛性促进了其加工技术的研究。陶瓷材料硬度高脆性大,采用传统的车磨削技术进行加工难度比较大,而特种加工技术效率低成本高,所以采用传统的车磨削技术与特种加工技术相结合的方法将是以后陶瓷加工技术研究的趋势。 陶瓷材料论文:口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价 【摘 要】 目的:对口腔陶瓷材料与口腔金属材料摩擦性能比较及影响因素评价进行分析。方法:资料随机选自2011年6月~2013年6月在我院进行口腔修复的患者94例,将患者按照随机数字表方法分为两组,每组47例,对照组给予陶瓷材料修复,研究组给予金属材料修复,分析患者的临床治疗效果、临床指标和不良反应情况。结果:经过不同的方案治疗后,两组患者的修复效果比较研究组优于对照组,比较差异具有统计学意义(P 【关键词】 口腔陶瓷材料;口腔金属材料;摩擦性能 牙齿若发生严重磨损,将会造成牙周组织、口颌肌肉组织、牙体组织损伤,因而需要及时进行口腔修复[1]。本文主要对口腔陶瓷材料与口腔金属材料的摩擦性能比较及影响因素评价进行分析。报告如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料 资料随机选自2011年6月~2013年6月在我院进行口腔修复的患者94例,将患者按照随机数字表方法分为两组,每组47例。其中,对照组男女比例为24∶23;年龄19~56岁,平均年龄(37±17.26)岁。研究组男女比例为26∶21;年龄20~54岁,平均年龄(37±16.38)岁。所有患者的牙齿均曾出现大面积缺损,相关影像学检查结果显示其均不存在牙根、牙周松动、增宽变性等症状。两组患者的性别、年龄等一般资料无明显差异(P 0.05),具有可比性。 1.2 材料及设备 所有患者均选用口腔陶瓷材料与口腔金属材料。其中,口腔陶瓷材料选用的是釉质瓷,而金属材料选用的是合金类材料。选用的设备为铸造机、全瓷机、研磨仪、注塑机、激光点焊机、烤瓷炉、金沉积仪[2]。 1.3 修复方法 研究组患者长期用金属材料修复,对照组患者采用陶瓷材料修复。修复方法为:先搜集患者的病史,然后仔细检查口腔颌面的状况,做出初步的诊断。在复制患者口颌组织的形态模型时,应结合检查的结果,在模型上进行设计和诊断,并采用不同材料来制作修复体。在修复体达到相应的要求时,便可以在患者口腔内进行调试和安装,并指导患者定期复诊,以维护修复体[3]。 1.4 评价标准 所有患者修复3~9个月后,进行术后回访,根据评价指标统计数据。评价指标为:修复牙根纵裂;修复体变形;修复体脱落松动;修复牙齿破裂;其他包括牙周炎、出血、牙龈等。若出现以上一种情况,就可判定为修复失败。 1.5 观察标准 观察并统计两组患者的修复效果,随访3~9个月后,统计患者有无出现牙齿松动、脱落等情况。 1.6 统计学处理 所有数据均用SPSS 18.0软件包进行统计分析与处理,一般资料用均数±标准差表示(x±s),计量资料采用t检验,计数资料采用χ2检验,以P 2 结 果 3个月后,研究组患者的成功率为95.8%,失败率为4.2%;对照组患者的成功率为76.6%,失败率为23.4%。9个月后,研究组患者的成功率为87.2%,失败率为12.8%;对照组患者的成功率为68.1%,失败率为31.9%,研究组优于对照组,比较差异具统计学意义(P 表1 两组的临床治疗效果情况(n/%) 3 讨 论 目前,修复牙齿的材料主要有口腔树脂材料、口腔金属材料以及口腔陶瓷材料,不同的修复材料对牙齿产生的磨损情况以及摩擦性能也具有各自的特点。口腔修复材料可以替代天然牙齿咀嚼和咬合的功能,越来越多的口腔材料被广泛运用到临床实践中。根据患者的情况,选择合适的修复材料,同时还要考虑材料的摩擦性能,因其摩擦性能会直接影响到齿修复的效果、功能、使用寿命[4]。 在口腔修复过程中,常见磨损类型有黏着磨损、服饰磨损、疲劳磨损以及磨料磨损,因而选用的修复材料和抗摩擦性能很重要,它决定着口腔修复的效果。 由于陶瓷材料的挠曲强度和硬度相对较高,牙釉质的磨损量会随着陶瓷材料的粗糙程度增加而增大,加重原有牙齿的磨损,而金属材料的摩擦性能与天然牙摩擦性能接近,不易被天然牙磨损,是与天然牙匹配较好的生物材料[5]。口腔修复体在口腔内行使的功能较长,磨损相对就会越大,目前评价口腔修复材料的标准不同,影响耐磨性能的因素有很多,如何选择合适的修复材料来防止牙齿磨损,需要进一步研究,以设计有效、耐磨、合理的口腔修复材料。 本次研究表明,经过不同的方案治疗后,研究组3个月后的成功率为95.8%,失败率为4.2%;对照组的成功率为76.6%,失败率为23.4%。研究组9个月后的成功率为87.2%,失败率为12.8%;对照组成功率为68.1%,失败率为31.9%,研究组优于对照组,比较差异具有统计学意义(P 综上所述,不同的口腔修复材料产生的磨损程度不同,金属材料制成的人工牙比陶瓷牙好,再结合患者的具体情况,选用合适的修复材料,有助于延长修复材料的使用寿命,从而达到最佳的修复效果,值得在临床推广应用。 陶瓷材料论文:氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析 摘要:本文通过分析氧化锆陶瓷材料热膨胀性和相变特征,重点讨论了利用相变提高氧化锆材料抗热震性能的方法,对改善材料抗热震性的途径进行了探讨。 关键词:氧化锆 ,陶瓷,热震能,膨胀性 ,相变特征 1引言 陶瓷材料中热应力大小取决于材料的力学性能和热学性能,并且还受构件几何形状和环境介质等因素的影响。所以,作为陶瓷材料抵抗温度变化能力大小标志的抗热震性,也必将是其力学性能和热学性能对应于各种受热条件的综合表现。陶瓷材料抗热震能力的研究始于20世纪50年代,迄今已经提出了多种抗震性的评价理论,但都不同程度地存在着局限性和片面性。 2氧化锆陶瓷材料抗热震性的理论分析 陶瓷材料的热震破坏分为热冲击作用下的瞬间断裂和热冲击循环作用下的开裂、剥落。据此,脆性陶瓷材料抗热震性的评价理论也相应分为两点观点。一种是基于热弹性理论。它是指材料固有强度不足以抵抗热震温差引起的热应力时就导致材料“热震断裂”。根据这一理论,陶瓷材料同时具有高的强度、热导率和低的热膨胀系数、杨氏弹性模量、泊松比、热辐射系数及黏度,才能具有高的抗热震断裂的能力。此外,适度降低材料密度和热容也有利于改善陶瓷材料的抗热震性能。 另一种是基于断裂力学的概念,即材料中的热弹性应变能足以裂纹成核和扩展而新生表面所需的能量时,裂纹就形成并扩展,从而导致材料热震损伤。根据这一理论抗热震损伤性能好的材料应该具有尽可能高的弹性模量和尽可能低的强度。不难看出,这些要求与高抗热震断裂能力的要求截然相反。此外,增大陶瓷材料的断裂能、改善材料的断裂韧性,对提高其抗热震损伤能力显然是有益的。再有,适量微裂纹存在也将有助于改善抗热震损伤性能,例如气孔率为10%~20%的非致密陶瓷中,热扩展裂纹形成往往受到气孔的抵制,气孔的存在起着钝化裂纹、减小应力集中的作用。相反,致密性高的陶瓷在热震作用下则易于炸裂。 氧化锆陶瓷材料具有突出的常温力学性能,它熔点高、热稳定性和化学稳定性好。因而,它又常常在高温条件下使用,从而它的抗热震性性能又是衡量其性能的重要指标。氧化锆具有一些特殊的性质,如氧化锆可以单料、四方和立方三种晶型同时存在以及它的特殊相变特性,我们可以利用这些特性来优化它的热膨胀行为,提高其抗热震性能。 氧化锆的抗热震指标:材料的各种热学性能(如热导率、热膨胀系数等)、力学性能(如强度、弹性模量、断裂韧性和断裂能等)对陶瓷材料的抗热震性能都有影响,现在多数研究人员研究它的热膨胀性和相变特性来提高其抗热震性能。 3氧化锆陶瓷材料的热膨胀性 材料受热或冷却会发生热膨胀或收缩,这样就会在材料内部产生热应力。当材料中的晶相有可逆多型转变而伴随有大的体积改变时,将产生大的热应力。纯ZrO2就是具有这种特性的陶瓷系统的典型例子。ZrO2晶型转变温度大约为1000℃;当加热到约1100℃时,它从单斜相转为四方相(高温稳定相),反之亦然。这两种多型变体的密度相差很大。因此相转变时体积变化达0.6%或更大(线度方面)。于是产生很大的应力,并出现开裂。特别是冷却时产生的张应力更是如此。还有一种情况是,因为材料形状或传热特性,使其中的温度分布不均匀(即产生温度梯度)时产生应力。热膨胀行为是影响材料抗热震性极其重要的因素。根据热膨胀理论可对材料的热膨胀行为进行设计和调整,特别是对氧化锆的热膨胀系数的大小和稳定剂有种类以及添加量有一定的关系。这对考察它的抗热震性有重要的意义。 单斜氧化锆的热膨胀系数小,其膨胀有显著的各向导性,且存在相变问题。立方氧化锆的热膨胀系数大,并且随温度的增加而增加,因而由它构成的材料抗热震性较差。 4氧化锆陶瓷材料的相变特征 氧化锆陶瓷中较典型的马氏体相变为ZrO2中正方相单斜相(tm)转变。它是通过无扩散剪切变形实现的,因此被认为以属于马氏相变类型的固态相变,它具有以下特征。 ①无热相变。在给定温度下,相变与时间无关。 ②热滞现象。相变发生在一定范围内,单斜相转变为四方相为1170℃,而四方转变为单斜式温度在850~1000℃,相变滞后约200℃。 ③相变伴随3%~5%的体积效应和相当的剪切形变。由t-ZrO2相变成m-ZrO2体积膨胀,反之收缩。 ④相变无扩散反应发生,由于相变是瞬间完成,快于裂纹的速度,这样可以使用相变阻止裂纹扩展提高陶瓷材料的韧性,相变的体积效应可以用来缓解热应力,改善材料的抗热震性。 ⑤颗粒尺寸效应,处于一定状态下的颗粒小于某一临界尺寸时,单斜相可保留至室温而不相变。 ⑥添加剂可以抑制相变。在氧化锆中加入MgO、CaO等可以使氧化锆以单斜或立方形式存在。 ⑦相变受应力状态约束影响。处于压应力状态时,tm相变将受到抑制,反之则有利于相变。 一定温度范围内,氧化锆陶瓷的相变体积效应与膨胀效应相反,因而可以用改变氧化锆的固溶组成、受力状态和颗粒粒径及分布调整相变量和相变温度范围,来改善材料的热膨胀行为。虽不能由纯单斜相氧化锆制成可用陶瓷,但可以利用其热膨胀的各向异性来改善材料的韧性和提高材料的抗热震性能,例如对于耐火材料的抗热震往往依赖于大量气孔的存在。气孔的作用如下。 ①容纳一定的膨胀变形,缓解热应力。 ②气孔能在主裂纹尖端区域形成局部的微裂纹网,导致的弹性应变能局部减小保证了裂纹稳定扩展,从而提高材料的抗热震性。 然而气孔的存在往往是我们所不需要的,因而Garvie等提出了用单斜ZrO2多晶设计先进耐火材料的思路和方法。它是以单斜ZrO2多晶取代气孔并起到气孔的作用,所采用的单斜多晶ZrO2(MPZ)平均尺寸13μ m,其中包含有粒径为1~2μ m的微晶,把它们均匀分布在任何惰性脆体基体中,制成了接近理论密度的复合材料。它具有稳定的裂纹扩展特征,使材料的抗热震性能大大的提高。Garvie认为材料性能的改善与氧化锆的相变无关,而是由单斜ZrO2颗粒的各向异性产生热应力在基体中形成潜在的微裂纹所致。利用和控制氧化锆的相变,从宏观上改善材料的热膨胀行为,以有利相变体积效应在材料内形成适量的微裂纹,提高材料的抗热震性。 热处理对陶瓷材料的显微结构,尤其对材料中的应力分布状态有明显的影响。通过热处理促使晶界上残留的玻璃相析品,提高晶界耐火度,是晶界工程中有效提高陶瓷材料高温度的措施之一。另外,经热处理获得所需晶界状态,从而改善陶瓷的传热性能,对提高抗热震性也有重要意义。退火处理不仅能够有效的消除陶瓷材料中的内应力,而且能松弛材料中裂纹尖端附近的集中应力,减弱应力场强度因子,增加了脆断阻力,减少了热震破坏的动力,因而退火热处理还有使表面的微裂纹愈合的作用。采用合理的烧结工艺和合适的热处理工艺也是提高陶瓷材料抗热震的有效途径。但这方面的研究报道甚少。 材料的抗震性与材料的物理性能密切相关,对于选定的材质,其物理性能已经确定,我们可以根据其具体特点,通过工艺的人优化调整,提高材料的抗热震性能。对于氧化锆材料,利用相变特征来改善材料的抗热震性能还有很多工作要做。 5结束语 针对以上情况,我们还有必要对氧化锆陶瓷材料的抗热震性现象进行进一步的研究,从而为寻找合适的抗热震性措施提供理论依据。对现有的抗热震性工艺进行发展和完善,做到优化现有工艺,降低生产成本,并开发新的抗热震性工艺。 陶瓷材料论文:浅析陶瓷材料在产品设计中的运用 摘要:本文是在对陶瓷材料基本性能与美学含义进行简要概述的基础上,阐释他在现今产品设计中的重要地位,以及在未来产品设计中的发展方向与应用价值,并结合上述信息提出陶瓷产品开发与设计的过程中所应具备的民族性和地域性特征。 关键词: 陶瓷 产品 工艺 民族化 陶瓷是我们所熟知的材料,我们通常所了解的多为艺术陶瓷,它主要体现在美学意义及欣赏价值上。陶瓷的制作生产一直是由艺术家、艺人和专业工匠等为主进行设计,以手工化生产为特点。随着科学技术水平的提高,人们消费需求内容也呈多元化趋势发展,陶瓷这种被我国人民视为国粹的材料被赋予了更为宽广的设计语言,陶瓷的设计制作已不仅仅是体现在对传统陶瓷技艺上的复制与模仿,而且对其所体现出来的功能价值、应用价值及美学价值有着更为深刻的期待与要求,这既是对传统精神的继承又是在与时俱进的时代意义上的扩展。因此,陶瓷产品这种符合目的的,实用的并具有美感的产品系统设计,越来越为设计师、工程师所重视,在不断的开发与研究中以新的理念诠释着它的重要意义。 一、陶瓷产品在造型上所体现的视觉语言 陶瓷产品有其自身独特有的艺术特点,体现在造型上具有以下两个方面的表现形式,这两种形式具有同一性和关联性。他们包括,第一,陶瓷产品的造型设计是在满足人们内在物质生活需求基础上所进行的功能性、实用性设计,具有现实的意义;第二,陶瓷产品要注重对其形式美感的追求,在满足人们物质生活的基础上同时满足人们精神上、审美上的需求,具有内在的含义。这两种表现形式是在结合功能作用、工艺材料、工艺技术和艺术处理的基础上相互作用的结果。 因此,无论这种陶瓷产品是日用工具还是陈设器具,它都不是单纯的人为产品,而是在进行良好的造型表现的基础上对其精神内涵的所传达出来的外在表现。它不但具有实用价值的因素还有形式美法则所体现的美学特征,这种特征主要包括和谐、平衡、韵律、力度、风格等几个方面。这些美学特征融会贯通、相辅相成的体现在陶瓷产品中,任何一个都不可能完全孤立的存在。基于这样的特点,设计者在对陶瓷产品进行设计时,就不但要充分的理解它的物理特征、化学特性还要对它的形式美法则作为提升它精神高度的重要标杆,实现其美学意义。 二、陶瓷产品的加工工艺方法概述 陶瓷产品的设计与生产是一个复杂而又完善的体系,它的构思、设计、制作、生产都区别于传统手工业生产的陶瓷制作。陶瓷产品是用泥类,经粉碎后和水混合成的可塑性很好的泥团,用这种泥团做成的器形,再放入窑中烧制后的产品称为陶瓷。在开发新产品的过程中选择陶瓷的成型方法是确定生产工艺路线中非常关键的一步。其中最根本的是对陶瓷产品的产量、品质要求、材料性能以及经济效益等因素的综合考虑。一般情况下,结构简单的陶瓷产品可以采用的工艺成型方法为滚压法和旋压法。大件的或薄壁的陶瓷产品可采用注浆法,如果产品尺寸规格要求高就用压制法,产品尺寸规格要求不高时,用注浆法或手工刻塑成型就可以了,这种成型方法易于操作、条件好、便于前后程序的连动化。一般在陶瓷产品的制作过程中最为常用的加工成型主要以注浆法为主。注浆法的基本过程大致分为三个阶段,首先,从泥浆注入石膏模直至形成薄泥层,这是第一阶段。接下来,在形成薄泥层后,泥层渐厚形成注件,这是第二阶段。最后雏培形成后至脱模为收尾阶段。这种方法对产品设计成型的使用度较高,是陶瓷产品制作过程中常用的一种方法。 三、陶瓷在未来的发展方向与应用价值 陶瓷材料具有原料丰富,色泽亮丽,成形方便,耐酸耐碱且容易洗涤的特点,他不但清洁卫生,还会经久不变。所以,基于以上特征陶瓷产品在功能上主要以日用陶瓷(茶具,餐具等)设计;卫生洁具设计;建筑陶瓷设计;艺术瓷设计(陈设器具等)为主。但是随着时代的发展陶瓷功能也得到进一步的扩大,例如:瑞士雷达表已选用超前的材料――精细陶瓷,其抗断力和拉伸力极高且具有完满无瑕的外表和舒服亲肤的特质。碳玻璃陶瓷在制作高温化学反应堆、用于异常条件下的气体动力、轴承、有色金属铸罐的零件方面是不可替代的。还有如日本生产制造的陶瓷刀,用陶瓷菜刀切食物不会留下讨厌的铁腥味和铁锈,特别适宜于切生吃的食物和熟食;陶瓷剪刀由于不带磁性,特别适宜于剪接录音磁带和录像磁带,它的品质大大优于钢制剪刀,不生锈,十分锋利,被人们称赞为永不卷刃。除此之外,陶瓷还应用于太阳能电池、电容器、集成电路、催化剂载体、碳纤维和人体骨骼等方面对机械、能源、电子、信息、汽车、太空活动等领域做出巨大的贡献。经过研究,先进的高科技陶瓷,不易磨损,轻巧耐磨,抗酸抗碱,并能忍受高温。陶瓷这种材料被时代赋予更多和含义,应用的范围日益广泛,同时也创造着更大的价值。 另外,陶瓷产品的创新设计也应有更加深刻的理解,这种创新设计主要包括两个方面的内容:一是艺术设计上的创新,另一个则是制作工艺上的创新,即运用现有的制作工艺创作出有新意的产品。虽然陶瓷制品的用途不同,生产工艺不同,设计特点和装饰手法也有差异,但任何陶瓷产品都需要艺术设计的表现。然而陶瓷行业的模仿与跟风的现象却是影响创新设计的重要原因,这一原因同时造成了大量的产品同质化。 为了解决这样的问题,要求设计者在陶瓷设计在中体现“中国风”,将设计民族化、地域化,这一点十分重要了,如素来以温柔婉约为特质的青花瓷,如今被设计师们用来创作极具力量感的设计作品,中的手枪让作品不再带有那么冷冰冰的恐惧,且更具有趣味性。民族的才是世界的,中国陶瓷文明源远流长,陶瓷文化底蕴深厚,只要我们的企业愿意在挖掘民族特色上下功夫,我们的国际化,我们的国际竞争,将不仅仅只是融入国际大潮中,更会在国际上市场上占据一席之地,甚至引导国际潮流。这将是我国陶瓷产品设计、陶瓷产业的奋斗目标。 总结: 陶瓷是科学和艺术的综合产物,既受到科学的制约,又要具有一定的艺术形式,即达到科学与艺术的统一。又由于它是物质产品,具有使用价值和经济价值,能给人以物质和精神的享受,因此创作陶瓷产品必须与实践相结合,方能为人类的物质生活和文化生活服务。我们在深入了解陶瓷加工工艺、艺术特点的基础上要创造出属于中国自己的现代陶瓷产品,让陶瓷产业在我国再续辉煌! 陶瓷材料论文:陶瓷材料膜的现状与前景 摘 要:陶瓷膜又称无机陶瓷膜,是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜管壁密布微孔,在压力作用下,原料液在膜管内或膜外侧流动,小分子物质(或液体)透过膜,大分子物质(或固体)被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。 关键词:纳米 陶瓷膜 一、前言 陶瓷材料作为全球材料业的三大支柱之一,在日常生活及工业生产中起着举足轻重的作用。但是由于存在脆性(裂纹)、均匀性差、可靠性低、韧性、强度较差等的缺陷,因而使其应用受到了一定的限制。随着纳米技术的广泛应用,纳米陶瓷随之产生,它克服了陶瓷材料的许多不足,并对材料的力学、电学、热学、磁光学等性能产生重要影响,为陶瓷材料的应用开拓了新领域使陶瓷材料跨入了一个新的历史时期。 纳米陶瓷膜便是纳米陶瓷材料的大家庭中的一种,其产生于21世纪初,具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。纳米陶瓷隔热膜是21世纪的航天领域高科技产品,该产品起先应用于美国军事、航空、航天领域。 二、正文 1.纳米陶瓷膜简介及研发历史 陶瓷膜技术是膜技术中的翘楚,但20世纪80年达国家已在广泛应用时,中国在此领域却还是一片空白。十几年过去了,依靠自主创新,中国陶瓷膜技术从无到有,不仅打破了国外的封锁与垄断,还达到了国际领先水平。膜是一种高分子化学材料,它有无数个只能用微米甚至纳米计算的小孔,既有分离、浓缩、净化和脱盐功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤等特征。膜技术发明之后便广泛运用于食品加工、水质净化、环境治理、制药工业、化工与石油化工等领域,用来实现产品的净化分离。陶瓷膜就是由经过高温烧结的陶瓷材料制成的分离膜。由于具有独特的耐性,其一进入市场便成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。 到1989年底,南京工业大学徐南平院士才开始了在陶瓷膜领域的艰难探索。经过二十多年的不懈奋斗与努力,中国在陶瓷膜领域不仅打破了西方的封锁与垄断,而且依靠自主创新达到了国际先进水平。 2.纳米陶瓷膜特征与原理 相较于传统聚合物分离膜材料,陶瓷膜具有化学稳定性好,能耐酸、耐碱、耐有机溶剂;机械强度大,可反向冲洗;抗微生物能力强;耐高温;孔径分布窄、分离效率高等优点,在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用,其市场销售额以30%的年增长率发展着。陶瓷膜的不足之处在于造价较高、无机材料脆性大、弹性小、给膜的成型加工及组件装备带来一定的困难。 陶瓷膜分离工艺是一种“错流过滤”形式的流体分离过程:原料液在膜管内高速流动,在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜,含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留,从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。 陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体,采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。用于分离的陶瓷膜的结构通常为三明治式的:支撑层(又称载体层)、过渡层(又称中间层)、膜层(又称分离层)。其中支撑层的孔径一般为1~20μm,孔隙率为30%~65%,其作用是增加膜的机械强度;中间层的孔径比支撑层的孔径小,其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透,厚度约为20~60μm,孔隙率为30%~40%;膜层具有分离功能,孔径从0.8nm~1μm不等,厚度约为3~10μm,孔隙率为40%~55%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小,形成不对称的结构分布。 陶瓷膜根据孔径可分为微滤(孔径大于50nm)、超滤(孔径2~50nm)、纳滤(孔径小于2nm)等种类。进行分离时,在外力的作用下,小分子物质透过膜,大分子物质被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化、去杂、除菌等目的。 3.纳米陶瓷膜的优势 陶瓷隔热膜系是由导电性物质氮氧化物组成,具有独特的分子结构,是一种性能独特并持久耐用的复合陶瓷膜结构。因而其具有阻隔红外线、分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、膜再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、膜使用寿命长、隔热性能好,质量稳定等众多优势,并且对GPS信号无任何屏蔽作用。能够保持最高的可见光透射率的同时,又能提供最高的红外线和远红外线的反射。 4.纳米陶瓷膜的研究现状 纳米陶瓷膜目前主要采用纳米材料淀积技术,与PET表面涂布纳米陶瓷有所不同,它是将纳米陶瓷材料混合到PET基材颗粒,从而提高产品性能,使其达到前所未有的稳定。在金属膜的技术上通过纳米陶瓷技术,采用先进的真空磁控溅射工艺,用精微的纳米状陶瓷物质来制造,从而使产品对光进行智能滤光筛选,最大限度阻隔热量,性能大大优于单纯金属薄膜。此外,纳米陶瓷膜的生产还采用了高隔热低反光技术,一方面可以使薄膜有效隔热率超过90%,提高室内舒适度和节省能源;另一方面却没有增加薄膜的反光。通常提高隔热能力的同时,总是要加强隔热膜的反光,这样会使得室内可见光大量损失,并且使得通信信号大幅减弱;强烈的内反光极易干扰视线,引起视觉疲劳。 5.纳米陶瓷膜的应用前景 随着现代科学技术的发展和生活水平的提高,人们越来越重视节能和环。建筑物门窗玻璃、顶棚玻璃、汽车玻璃和船舰玻璃对可见光的透过性有较高的要求,但在满足采光需要而使可见光透过的同时,太阳光的热量也随之传递。因此,对室内温度和空调制冷能耗产生一定程度的影响。在夏季这种影响特别显著,透过玻璃窗进入室内的太阳能量加大的了空调的载荷。通常空调的设定温度与负荷具有如下关系:设定的制冷温度提高2℃,制冷电力负荷将减少约20%;设定的制热温度调低2℃,制热电力负荷将减少约30%。为了节约能源,人们采用了金属镀膜热反射玻璃和各种热反射贴膜,用以反射部分太阳光中的能量,从而达到隔热降温的目的。但是,这种做法对产品的应用构成影响,要么达不到预定的效果,要么加大了制作工艺成本。纳米陶瓷膜出现,为透明隔热问题的解决提供了新的途径,具有广阔的应用前景及市场价值。目前在国内,研发应用此产品已经引起了不少公司的关注。 三、结论 近几十年来,陶瓷材料的应用及发展是非常迅速的,陶瓷材料作为继金属材料、高分子材料后最有潜力的发展材料之一,它在各方面的综合性能明显优于现在使用的金属材料和高分子材料。陶瓷材料的应用前景还是相当广阔的,尤其是能源、信息、空间技术和计算机技术的快速发展,更加拉动了具有特殊性能材料的应用。相信在不久的将来,陶瓷材料会有更好、更快的发展,展示出其重要的应用价值,为人类的文明发展做出重要贡献。 陶瓷材料论文:陶瓷材料在镜子裱框装饰中的运用 摘 要:在人类文明发展的长河中,镜子自问世以来就没有离开过我们的生活。经过科技的进步,镜子不但在满足人们生活需要的同时,其镜子裱框装饰也越来越多元化,这首先表现在材质的选择上。陶瓷材料的优越性在镜子裱框装饰的选用中发挥了独特的艺术魅力。 关键词:镜子;陶瓷材料;镜子裱框装饰;陶瓷工艺 镜子是人们日常生活中最不能缺少之物,追溯到古代,早在3200多年前的殷商时代就有了真正的镜子,那时常用青铜铸造方式制成古代鉴容用具,正面以光素,以利取照,背面常有装饰。经过战国、汉、唐宋等各时代对铜镜的发展,我国古人在制镜材料上也有了新的尝试,秦时的金镜、汉代的铁镜、晋时的银华镜等,直到清代以后才出现了玻璃镜。这些制镜的材料都是比较贵重的金属,古人们将其与金银首饰归属为一类,作为小件器物来装饰室内空间。在国外,镜子也同样有着悠久的历史,从以钢和水晶石为材质到利用水银和银箔的化学反应而产生映像效果的镜子,也经历了一个漫长的时期。到了现代,随着科技进步,玻璃镜的出现很快成为一种时髦的饰物,深受人们欢迎。经过漫长的探索,在解决玻璃镜的生产成本、清晰度和耐腐蚀等性能后,加之人们审美意识的提高,人们越来越意识到,镜子不但要满足我们生活的需要,更要满足于我们的审美需要,由此产生的玻璃镜装饰也越来越受到设计师们的关注,其装饰手法和材质选择也越来越广泛,各种材质的镜框装饰层出不穷,常见的有木质、石质、不锈钢、塑料及综合材料等,唯独陶瓷材质运用在镜子裱框装饰中还为之甚少。 《简明不列颠百科全书》的“设计”条目中谈到了设计在客观上所受到的制约因素:“产品的设计首先指准备制成成品的部件之间的关系,这种设计通常要受到四种因素的限制:材料的性能、材料加工方法所起的作用、整体上各部件的紧密结合、整体对于观赏者、使用者或受其影响者所产生的效果。”不难看出,材料的选择是设计表达的最关键因素,现代设计在相当大的程度上依赖于实用功能、材料、结构、经济、科技、环境、信息等大多非艺术、非审美的因素。除去产品的实用性功能外,选择什么样的材料来装饰产品则显得尤为重要。 如果说地球上有某类物质,其自然资源极为丰富,与人类物质生活和精神生活的关系特别密切,非陶瓷莫属。那么将陶瓷这一被视为不同时期人类社会现实生活的写照般珍贵的物质融入镜框装饰的设计中又是一种怎样的探索和尝试呢?陶瓷材料有粗质和细质之分,但无论哪种类型的瓷土都具有可塑性和可转换性,即可以在外力的作用下发生形态的变化,经过煅烧后可以发生质的变化,转化成具有耐高温、耐腐蚀等性能的、质地坚硬的人造器物。并且,就陶瓷材料的质地而言,其瓷胎和釉质的光泽度、透明度和滋润感则表现为胎质美、釉色美、瓷声美。通常所谓的“白如玉,薄如纸,明如镜,声如磬”便概括了瓷器质地所独有的特点。陶瓷艺术是一种独特的工艺美术,其独特性在于它是科学技术与造型艺术的统一;他既是物质产品,也是精神产品;既是艺术品,也是商品。镜框装饰既可以说是艺术品也可以说是商品,这是因为在设计镜框的过程中,设计者利用多种装饰技法,以陶瓷材料为媒介,结合创作者的审美想象将艺术以物的形式融入大众生活当中,并以美的形式诉诸人们的感官,陶冶人们的情操,又满足人们的实际生活需要。在我看来,陶瓷除了具有上述特性外,更具有物质和文化双重功能,其材料的物质功能要优越于平时我们常见的镜框装饰材料:铜、铁、铝等金属,表现为具有一定的耐酸、碱、盐等的侵蚀能力,不会与这些物质发生化学反应而生锈、变质和老化;也不会像木质材料那样容易开裂、腐烂或虫蛀等;比起塑料,更不是一个等级上可以比拟的。从陶瓷的文化性来说,人类制陶的历史,就是人类关爱自身、大众及社会的历史。同时还具有象征性,依附于一定形式的隐喻或寓意,就陶瓷镜框装饰的设计而言,这种隐喻或寓意通过形态、色彩、纹饰和釉色等形式反映出来,显露出一定的社会历史内容,象征或代表某一阶层、团体或个人的价值观、情怀与理念、等级、拥有的财富的程度等。并且通过人们巧妙地运用陶瓷材料的结构形态、色彩空间肌理和表层装饰诸方面的因素,通过对镜子的使用种类和呈现类型而展现出陶瓷独特的美。 此外,对陶瓷镜框装饰的设计还与其工艺制作流程也密不可分,从某种程度来说,镜子裱框装饰若作为满足生活之物,那么他就是产品,但当它与镜子结合作为整体被独立欣赏时又可以称其为艺术品,所以,在生产工艺上不得不遵循经济原则,考虑生产成本、便于可操作性和减少劳动时间、提高工作效率等方面。相比其他材料特性而言,陶瓷的生产更具可复制性,对生产的产量化、产品化的可能性更大,而且其制作工艺简洁,周期也比较短,由此可以通过翻模复制等方式运用到镜框的批量生产中,使其产量化,从而降低了成本,又贴近了生活,满足了大众审美的需要。 有的人认为现代生活质量的优化和物质、精神需求的提高,使得奢华、奢侈型设计产品有了发展趋势,他们是不需要计较经济因素的。而更多的人则坚持设计的大众化方向,认为与大工业机器生产相联系的现代设计在本质上是为大多数人服务的,后者的意见应当说是更为合理的。陶瓷雕塑镜框产品,若是为了满足大众生活和审美的需要而服务的,那么就要考虑经济核算问题,考虑原材料费用,生产成本,产品价格,运输、储藏、展示、推销等费用的合理,在一般情况下力求以最小的成本获得最适用、优质、美观的设计。陶瓷材料的选择和它的工艺制作流程就是在严格遵循经济原则的情况下对镜子裱框装饰材料的选择和运用上做出的尝试和探索。 镜子是千变万化的“魔术师”,其镜子与裱框装饰相结合,更能体现人们对高品质生活的追求,在此为目标的基础上,只要我们努力探索,敢于创新,就可以使其变幻出多种艺术效果,从而丰富我们的生活,陶冶我们的审美情操,更能让艺术不再高高在上,贴近大众生活。
电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化精品课程建设的实践 【摘 要】从课程内容体系结构的构建、教学方法及手段的改革、实训基地和教材的建设、教学团队建设和课程网站建设等方面阐述电子设计自动化精品课程建设的工作,为其他精品课程建设提供借鉴。 【关键词】精品课程 电子设计自动化 项目教学法 电子设计自动化课程是我校电子信息工程技术、应用电子技术和太阳能光电子技术专业的核心专业课程,其前身叫“Protel电路设计”。2010年我校的“电工电子与自动化实训基地”获自治区高等职业教育能力建设专项项目并获自治区财政支持,建设了电子设计与生产工艺实训室和大学生创新实训室,随着印制电路板的设计、生产制作设备和电子产品生产工艺生产线投入教师教学和学生实训中,从而形成了电子设计自动化课程。2014年电子设计自动化课程被确认为校级精品建设课程。 精品课程应该体现学科现代教学思想,符合现代科学技术和地方产业发展或行业技术的需要,有利于带动高校教育教学改革,科学性、先进性、教育性、整体性、有效性和示范性是精品课程较显著的特点。 一、加强课程内容体系结构设计,对接岗位能力选取教学内容 (一)电子设计自动化课程的内容。一是基本知识的学习。将电路原理图的绘制、元器件封装库制作和使用、印制电路板(PCB)的设计和打印等基本知识融入项目进行学习。二是以电子产品设计、制作实例进行综合实训。把印制电路板制作、电子产品生产工艺与规范融入这一阶段的学习和实训,培养学生电子产品的设计和制作能力,满足职业岗位能力培养的要求。 (二)教学内容的选取符合岗位能力培养的要求。邀请企业工程师到我校讲座、指导实训,参与课程大纲、课程教学内容、实训内容、实训指导的制定,使我们的教学能跟上行业的新技术、新工艺,培养的学生符合行业、就业岗位的需求。 依照项目教学法设置教学内容,将实际开发项目、典型产品案例和学生创新项目引入到教学当中,基于工作过程构建学习情境,如表1所示,教学情境的设置遵循由感性到理性,由简单到综合的过程。首先通过学习情境1单管放大电路的印制板制作这个简单项目的实训,使学生掌握绘制原理图、生成网络表、合理的规划印制板、导入元件的封装、元件的布局及布线这些制作印制板的基本知识。然后再进入学习情境2、3的学习,进一步巩固上面的基本知识,同时引入元件封装库的制作等知识的学习。最后通过学习情境4加入复杂原理图绘制和多层印制板的制作等内容。整个课程以电路的原理图、PCB 图设计、元件封装制作为基础,以培养学生印制板的制作、电子电路设计和制作能力为核心,将课程建设成集能力培养、职业素养训导和学生创新能力培养为一体的教学平台。 二、加强教学方法与手段改革,不断提高课程的教学质量 电子设计自动化是一门实践性很强的课程,采用项目教学法、任务驱动法将理论知识融入电子产品制作中,实现理论与实践的有机结合。充分运用精品课程网站的教学资源,利用网站的“电子论坛”“在线讨论”及时为学生解决问题,引导和启发学生自主进行知识的建构,激发学生的学习兴趣,全面提高学生的实践动手能力和创新能力。 (一)采用集“教、学、练”于一体的项目教学模式。以企业项目、真实产品和学生创新项目设置教学情境,以项目为载体学习电路原理图的绘制、元件封装的制作和PCB板的制作等基本知识,克服了传统的计算机辅助软件教学和实际使用脱节的教学模式,实现了理论与实践的紧密结合。该课程在机房和电子设计与工艺实训室进行教学,建设了一套电路制板设备和一条焊接工艺生产线,做到了教学环境一体化。“电工电子与自动化实训基地”的大学生创新实训室和电子设计工艺实训室是全天开放式运作模式,学生可以随时进行电子电路的设计和制作。 (二)把综合项目化为子任务,做到深入浅出,激发学生的学习兴趣。根据产品制作的过程,将项目化为一个个子任务,让学生在完成项目的过程中掌握制作印制板的基本知识和技能,进而完成相应电子产品的制作、调试,使学生能感觉到学习的快乐和动手制作的成就感,让学生成为学习的主体,不再是被动的学习。 (三)采用分层次教学。对于能力强、乐于助人的学生进行强化训练,增强他们的分析问题能力和动手能力,培养成为班级的“学科带头人”,并鼓励他们多帮助其他同学。而对于理解能力不强、动手能力较差的学生,采用多关注、主动引导他们解决问题,培养学习兴趣,保护他们的学习积极性。在这些年的教学中发现培养班级“带头人”在班风、学风建设中非常有用,能带动整个班的学习积极性。 (四)与企业合作教学。利用校企合作的平台开展教学,把电子产品的调试与制造工艺阶段的学习部分尽量放在企业进行。设计的学习情境尽量以企业项目、真实产品为载体,缩短了教学与行业、产业的距离。安排行业工程技术人员定期到学校交流,他们不断带来新的行业或技术信息,使课程教学和技术进步保持同步。 (五)建立有利于激发学生学习兴趣、动手能力和创新能力培养的考核体系。包含考勤、课堂表现、阶段学习效果评价,从理解能力、动手能力和团队合作能力进行评价,达到既能奖励动手能力强、愿意帮助他人的学生,又能保护落后学生的学习、动手积极性。电子设计自动化课程教学在培养学生的创新思维、动手能力、实践技能以及团队合作精神等方面起着重要的作用。在教学中以人为本,以学生为中心,激发并保护学生的学习兴趣和动手制作的积极性。 电子设计自动化精品课程教学内容的设置、教学活动的开展与技能竞赛相结合,突出了职业技能的培养。培养学生能够完成按照电路原理图进行元器件的选择、电路原理图的绘制、PCB设计,完成PCB图和制板文件,制作出电子产品的PCB板,并在电路板上装配、焊接与调试,为参加电子设计大赛和技能大赛打下坚实的基础。经过这些年的教学改革探索与实践,我们专业的学生参加自治区级以上的职业技能大赛和全国大学生电子设计大赛,获自治区级以上一等奖6个(18人次)的好成绩。 三、加强课程教材和实训基地的建设与使用 (一)教材使用与建设。根据就业岗位的调查研究,紧跟行业的新技术、新工艺,符合高等职业教育的特点,及时更新教学内容,综合使用下面几本教材:《Protel DXP 2004 SP2原理图与PCB设计》(第二版),《电子技术实践与训练》(第三版),《电子产品工艺与质量管理》。编写了《电子设计项目化实训教程》,选择典型电路、电子设计大赛的典型题目编写实训教程,把电路板的设计与制作流程、电路安装与调试编写成实训指导书,能很好的指导学生学习和实训。 (二)校内实训基地与实训设备建设。我系电工电子与自动化实训基地,自2010年获自治区财政支持建设以来,建设了电子设计与生产工艺实训室、电工电子实训室、单片机与CPLD实训室、大学生创新基地等,具有良好的教学设备与专业技能实训条件,建有一套完整的电路制板设备和一条电路焊接工艺生产线,满足单层和双层电路板的设计制板要求,包含了手工焊接和自动焊接,直插式元件焊接和贴片元件焊接设备,能满足教师科研和学生实训的需求。 我系的教学用机房,大学生创新基地等实验室的电脑都已联网,学生可以方便地共享课程资源,通过“电子论坛”“在线讨论”充分互动,良好的教学资源和教学环境有效地促进学生的自主学习和课外拓展学习,实现了优质教学资源的共享。 (三)校外实习基地的建设与利用。电子信息产业是桂林的优势产业,其总产值占广西电子信息产业产值50%以上,电子信息企业多达上百家。通过对桂林无线电五厂等电路制板企业的深入调查研究与合作,与4家企业建立稳定的校企人才培养基地,充分利用企业先进的设备和资源,将电路板的制作工艺、电路的焊接和调试阶段的学习和实训放在企业进行。利用学校和企业这两种不同的教学环境和教学资源,将课堂教学和企业实践教学有机结合,构建与地方产业对接的实践教学体系。 四、课程网站的建设 精品课程网站是展示课程建设成果的重要平台。教师通过这个平台共享优质教学资源,学生则能在平台上利用课程资源自主学习,提高教学效果。网站资源的优质性、网站的导航和交互性是网站能否发挥其辅助教学功能的关键。学校建设了优质课程共享平台,精品课程也放在其中,有专职人员对网站进行定期维护,保证精品课程网站正常运行。 (一)共享课程的优质资源。共享了工具软件、教学课件、项目实训教程、电子制作实例、电路仿真、工业制版流程、电子产品生产工艺质量管理等资料。根据使用网站人员的评价反馈,紧跟行业的新技术、新工艺,就业岗位的要求,及时更新教学内容,改进教学方法和手段,保证教学资源的优质性。 (二)网站设置良好的导航。精品课程网站信息量大,为了更好地指导学生利用网站进行自主学习,需要有良好的导航。导航的设计顺应学生的认知心理,做到界面友好美观,操作简单直观,让学生能主动、愉快地自主学习,主动建构专业知识。 (三)建设交互性强的课程网站。课程网站设置“电子论坛”“在线讨论”模块,教学团队的成员定时回答学生提出的问题,与学生交流,打造一个学生与学生之间,教师与学生之间的互动平台,能吸引更多的学生主动参与课程的学习,激发学生的学习兴趣。 五、学科教师队伍的建设 为实现人才培养目标,精品课程建设的重要任务是教学团队的建设,电子设计自动化是理论与实践联系紧密的课程,因此,“双师型”教师的培养则成了教学团队建设的主要任务。首先,学校政策有保障,制定了相应的人才引进和培养机制。人才引进方面更青睐有企业工作经历的专业技术人员,应届毕业生则要求参加过全国电子设计大赛,并获得全国级别奖项的毕业生。同时鼓励教师获取职业资格证书,组织教师参加企业一线实践、培训,一旦获取职业资格证书,学校给予精神和物资奖励。其次,我们把最后一学期的顶岗实习分成三个阶段,分别放在大一、大二、大三,增加与企业交流、学习的机会,并指派老师带队到企业进行校外实训,我们的老师也加入企业的生产管理中,能更好的接触行业的新技术、先进的生产工艺和企业的管理理念。定期召开教研室交流会,交流教学心(下转第74页)(上接第59页)得和体会,以便协商解决教学过程中遇到的问题。同时鼓励青年教师积极申报教学、教改科研项目,从中不断提高课程教学水平和教学效果。 精品课程建设是一个系统工程,也是一个长期的过程,为使精品课程网站真正起到辅助教学的功能,提高教学效果,应该做好以下几点:教学体系、方法和手段先进性是精品课程建设的基础,课程教材和与地方产业对接的实践教学建设是精品课程建设的重点,课程网站的交互性和教学资源的优质性是精品课程建设的关键,学科队伍的建设是精品课程建设的保障。 电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化技术的发展与应用 摘 要:随着集成电路和微电子技术的发展,电子设计自动化技术(简称EDA)已经成为一门电子领域的重要学科。EDA技术的发展与应用成为21世纪电子设计的主流方向。本文主要介绍EDA技术的发展内容,展望EDA技术的应用蓝图。 关键词:电子设计;自动化发展;应用蓝图 一、电子设计自动化技术的概况 现代电子产品多体现开发周期短、更新换代快、功能多重、能耗偏低等特点,产品体积日趋小巧,相比较传统电子产品,其广泛运用现代科学技术,电子设计自动化程度提升,产品的竞争力迅速提高,能够更有效运用现代化科学技术,以适应时展变化。而这归因于电子设计自动化技术,集合众多学科的最新研究成果发展而来的一门新科学领域技术。 电子设计自动化技术内容主要为大规模可编程逻辑器件(简称PLD)、硬件描述语言(简称VHDL)、软件开发工具(主要为MAX+plusII、ispEXPERT和Foundation Series)和实验开发系统四个方面。大规模可编程逻辑器件是EDA技术的设计载体物质,帮助用户利用编程实现逻辑功能;硬件描述语言是电子系统设计实现功能的表达手段;软件开发工具则是系统化、自动化的设计工具,帮助EDA技术设计电子系统;实验开发系统则是有助于电子系统设计的系列下载工具和硬件验证工具。 电子设计自动化技术的发展也并非一日而成,由一学科而诞生,其发展经历三个阶段:计算机辅助技术(简称CAD),计算机辅助工程设计(简称CAE)和电子设计自动化(简称EDA)。 (一)CAD阶段(20世纪70年代) 早期电子系统硬件设计经由分立元件向集成电路模式发展,硬件设计随之进入早期发展阶段。硬件设计主要采用集成电路,并将其焊接在电路板上,做成早期的电子系统,而对系统的调整试验则是在PCB上进行。制作过程的复杂性要求,传统的利用手工图纸方式无法实现,因此过程高度复杂的产品设计工作由CAD工具,利二维图形编辑和分析完成。在20世纪70年代EDA技术发展阶段,电路板画图工具受到计算机工作平台的约束,其设计的性能较差,工作时间受制约有限。 (二)CAE阶段(20世纪80年代) 20世纪80年代推出了新的EDA工具,伴随着计算机和集成电路的推广发展而来的计算机辅助工程设计阶段到来――CAE阶段。其推出的EDA工具主要核心为逻辑形式模拟、计划性分析、模拟故障分析和自动布局布线,解决之前无法完成的对工具功能检测的重点问题。设计师在产品制造之前可以提前知晓产品的功能,利用计算机生成有关产品制造的文件,帮助在设计古城有效对产品性能进行早期分析检测。 EDA工具核心之一――自动布局功能与早期阶段产品设计工具解决人工重复绘图的缺陷相比较,80年代的CAE工具可以保证设计和制造出最优的电子产品,该工具不仅可以为产品开发提供便利,也能帮助设计人员提供最佳脑力创作。然而,电子系统复杂多样化,EDA工具无法全面满足设计要求,无法对产品设计元件进行优化处理。 (三)EDA阶段(20世纪90年代) 这一阶段EDA技术向电子产品自动化设计方向大幅度进步,归功于微电子技术的迅猛发展――芯片集成于工作效率的技术创新。集成电路高速率设计和电子系统的高水平发展趋势,极大促进了电子设计自动化技术取得进步发展。EDA工具实现设计、测试、生成文件等系统化的电子系统设计自动化,其不仅仅具备系统设计能力,并且包含各个工艺标准元件库,实现系统设计能力独立化,帮助设计工程师熟练设计电子系统[1]。 二、EDA技术应用蓝图 EDA技术应用前景广泛,可应用于高校实验教学活动、产品开发和科研、电器设备的更新换代与改造。随着软件开发功能的完善,电子系统可以集成在一个芯片上,产品设计硬件则可以利用软件方式完成,全面实现系统的编程和升级活动,因此,在科研活动和产品的开发过程中,EDA技术可被广泛运用。 各高校电子类专业较为火热的教学活动以及研究课题,都较多借用EDA技术设计各种复杂的数字系统,完成系统的开发与实验,同时也可以便捷地应用该技术进行硬件验证,简化数字电子设计实验的流程,而不同的学生可以根据自身的设计完成各项实验活动,便于高校教学活动的进行,也有利于提高学生的自我创造能力。这种技术大大简化了高校实验教学成本,因而也被推广应用。 采用EDA技术可以对机电设备中的电器控制系统进行重新设计或改造,设计时间较短,成本较低,同时可以提高机电设备的性能,增加产品的技术含量。电子产品更新换代速率愈来愈快,为满足市场消费需求,不一定要求所有的工程师创造出新的产品设计,在传统机电设备的基础上,对设备电子系统进行规划设计或改造,有利于产品额外价值的实现[2]。 三、总结 进入21世纪90年代,随着集成电路、微电子技术和芯片组合技术的发展完善,EDA技术在数字系统和微电子技术领域不断发展,现代电子系统设计成为电子领域发展的重要内容,同时EDA技术也需要在PLD和VHDL方面做出不断的更新完善,使之在计算机、工业、电器等领域广泛拓宽应用市场,利用电子设计的优势制造出领域更宽广的电子产品。在此可以展望EDA技术的兴起将超越电子设计领域向其他领域发展,设计不再单纯是电子类专业的设计,电子系也不再是工程师的代名词。 电子设计自动化课程教学探析:电子设计自动化实验环境的建设与管理 【摘要】介绍了电子设计自动化(EDA)实验环境的建设与管理的经验,简要分析了由此给教学产生的实际影响。 【关键词】EDA教学,实验环境,管理 由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。 1 EDA实验环境的建设 EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。 在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则: (1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。 为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。 (2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。 (3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。 (4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。 (5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。 2 EDA实验环境的管理 在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到: (1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。 (2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。 (3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。 3效果分析 (1) EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。 (2) EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。 (3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。 (4) EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。 电子设计自动化课程教学探析:VHDL语言在电子设计自动化中的应用 【摘要】随着电子技术的飞速发展,当今数字系统的设计正朝着高速度、大容量、小体积方向前进,其容量也由原来的几千门发展到几百万门,传统的自底而上的设计方法已经难以适应形势,电子设计自动化应运而生。其中VHDL语言就是电子设计中常用的一种语言。本文就VHDL语言在电子设计自动化中的应用进行了分析讨论。 【关键词】VHDL语言 电子设计 自动化应用 一、前言 近些年,随着电子技术及计算机技术的不断发展,使用原来的方法进行系统及芯片的设计已经不能满足要求了,需要具有更高效率的设计方法,运用VHDL语言进行电子设计就是在这种情况下开发的,而且被越来越广泛地应用到电子设计自动化中,显著地提高了开发效率及产品的可靠性。 二、电子设计自动化和VHDL语言概述 1、电子设计自动化概述。电子设计自动化又称为EDA技术,它是在上世纪70年代的集成电路技术茂盛发展下诞生的,与集成电路的复杂度是紧密相关的。在第一代电子设计自动化EDA中,其主要功能是进行图形编辑交互及设计规则检查,所要解决的问题是进行PCB布局布线或者晶体管级版图的设计;第二代电子自动化设计EDA系统,主要包括逻辑图的设计输入、逻辑综合、芯片布图、模拟验证及印刷电路的版布图等,随着集成电路尺寸越来越小、规模越来越大、速度及频率越来越高、设计越来越复杂,HDL的设计方案应运而生,随后具有描述语言的VHDL被提出来了。 2、VHDL语言概述。VHDL语言是指超高速集成电路的硬件描述语言,它是一种很快的电路设计工具,其功能主要包括电路合成、电路描述及电路仿真等电路设计工作。VHDL语言是由抽象及具体硬件级别进行描述的工业标准语言,它已经成为了一种通用硬件设计的交换媒介,很多工程软件供应商已经把VHDL语言当做了EDA或CAD软件的输入/输出标准,很多EDA厂商还提供了VHDL语言编译器,同时在方针工工具、布图工具及综合工具中对VHDL语言提供了支持。 三、VHDL语言的特点 1、VHDL语言具有较强的描述功能,能够对支持系统的行为级、门级及寄存器传输级这三个层次进行设计,和其它硬件描述语言相比,VHDL语言的行为描述能力更强,这种较强的行为描述力能够有效地避开具体器件结构。对大规模的电子系统的逻辑行为进行描述与设计,VHDL语言已经成为高层次设计中的核心,也是它成为了电子设计系统领域最好的硬件语言描述。 2、VHDL语言能够支持大规模的设计分解,及已有设计再利用,大规模的设计不可能有一个人独立地完成,需要多个项目共同的组成,VHDL语言中的设计实体概念、设计库概念、程序包概念为设计的分解及再利用提供了有力的支持。 3、VHDL语言具有较为丰富的模拟库函数及仿真语句。这使它能够在任何设计系统中,很早地就能对设计系统功能中的可行性进行查验,并随时可以对设计进行模拟仿真,将设计中的逻辑错误消除在组装前,由于大规模集成电路及应用多层的印刷技术器件组装完毕之后。很难进行修改,这就使得逻辑模拟变得不可缺少,运用逻辑模拟还能够减少成本缩短调试及设计周期。对于中小规模的集成电路,仅运用模拟就能够获得成功数字系统设计;而大规模集成电路,则需要运用逻辑模拟进行逻辑网络设计的检查与分析。逻辑模拟系统对于集成电路来说,是不可缺少的重要手段。 4、VHDL语言本身生命周期就较长,在VHDL语言设计中,并不包含和工艺相关的信息,其设计和最终工艺实现是无关的,能够使设计通过门级仿真之后,在用合适的工具映射到不同的工艺当中,当工艺进行更新时,就不需要进行原设计的修改了,仅改变映射工具就可以了,对于已经完成的设计,尤其是和工艺技术相关的参数可以运用VHDL语言所提供的类属进行描述,或者进行子程序功能的调用,可以在源程序不改变的情况下,仅修改类属的函数及参量就可以了,这样就可以改变电子设计的规模及结构了。当然在VHDL语言也有些不足之处,像没有WAIT语句、不能处理动态结构、不能等待时序等,但它整体还是有很多优点的,并为硬件设计带来了很大地方便,被很多用户所接受,也得到了很多厂商的有力支持。 四、电子设计自动化应用VHDL语言的开发流程 VHDL语言的开发流程主要为文本编辑、功能仿真、逻辑综合、布局布线、时序仿真及编程下载。其中文本编辑器能够进行VHDL语言环境的编辑,其文件保存为,功能仿真是指将文件调入VHDL的仿真软件中,并进行功能的仿真,对其逻辑功能进行检查以验证是否正确,也称为前仿真,对于那些相对简单的电子设计可以忽略这一步,在布线完成之后直接进行时序仿真:逻辑综合是指将文件进行逻辑综合并在设定的约束条件下进行综合。就是把语言综合成布尔表达式及信号连接关系,综合之后会生成,电子设计自动化的工业标准文件:布局布线则是将文件调到PLD厂家所提供的软件之中进行布局布线,这样就可以把已设计好的逻辑安放到PLD 内了;时序仿真是指利用布局布线时所获得的精确参数进行后仿真的验证:编程下载所指当确认方针没有错误后,就将文件储存到目标芯片中。 五、VHDL语言在电子设计自动化应用中的作用 VHDL语言在电子设计自动化中的应用,能够有效地打破传统硬件电路的设计界限,借助硬件的描述语言设计出与相关要求相符合的硬件系统,运用VHDL语言对电子设计自动化的应用,与C语言的语法类型是相似的,具有很好的可读性,掌握起来也较为简单,运用VHDL语言进行硬件电路的设计打破了原有地先画出电路的原理图,再进行元器件及实际电路定式的搭建,可以灵活地御用VHDL语言描述的硬件电路功能进行信号的连接和定时关系,在总体行为的设计一直到最终逻辑形成网络表的文件,对于每一步都要进行仿真的检查,在仿真结果分析中,能够发现电子自动化系统的设计中所存存在的问题,这样更有利于电子设计自动化应用的完整,并且其设计效率更高,时间周期更短,VHDL语言已经被广泛地应用在电子设计自动化中了。 六、VHDL 语言在电子设计自动化应用中所要注意的问题 1、文件名和实体名要相同,其后缀均为.Vhd,程序的存储路径不能有汉字出现,变量要放在结构体之中,变量并不是全局量,仅能在进程语句及子程序中进行使用。 2、关于顺序语句和并行语句问题,要把并行语句直接放人结构体里就可以了,而顺序语句就要放在process里了,虽然process自身是并行语句,但它的内部确是顺序语句。 3、在条件语句中,条件的覆盖是不完整的,综合器会把多余的锁存器引入进来,一定要对条件所覆盖的范围进行考虑,通常的处理方法是加上else语句进行条件补全,顶层的文件在进行存盘时,其文件名是不能和底层的文件名相同的。 七、结束语 随着电子技术和计算机技术的不断发展,电子产品也在迅速发展着,电子设计自动化技术改变了传统的数字系统设计方法及实现手段,而VHDL国际标准语言与电子设计自动化技术工具的结合,能够有效地降低设计的风险,缩短设计的时间周期,提高设计效率,随着VHDL语言在电子设计自动化的应用越来越广泛,并将会给硬件的设计领域带来很大的变革。 电子设计自动化课程教学探析:关于中职学校电子设计自动化课程改革的研究 【摘要】现本文就从背景、思路、方法以及课改特色等几方面对中职学校电子设计自动化课程改革进行相关探索。 【关键词】中职学校;电子设计;教学课改;课改方法 在中职学校电子设计自动化的人才培养过程中,应当明确电子设计自动化的重要性以及其对专业人才的需求方向,传统的教学模式已经不适用现代电子科技课程的教学,必须要对中职学校电子设计自动化课程进行教学改革。进行中职学校电子设计自动化教学课改,必须要明确课程改革的思路。 1.中职学校电子设计自动化课程改革的背景 电子设计自动化是现代电子设计技术的核心,是现代微电子技术和现代电子设计技术的有机结合,为现代电子理论和设计的表达与实现提供了可能性,对于现代电子科技的发展有着重要的意义。 1.1 社会需要 改革开放以来,我国电子信息产业实现了持续快速发展,特别是进入21世纪以来,产业规模、产业结构、技术水平得到大幅提升。近年来,随着电子设计自动化开发工具功能的不断完善,使得现场可编程门阵列技术以空前的规模和速度渗透到各行各业,并成为当今电子设计领域中应用最为广泛的可编程逻辑器件之一,同时使得社会对电子设计自动化的人才需求量也越来越大。 1.2 人才缺乏 然而在经过企业的专家调研、访谈,中职学校毕业生的回访等信息反馈后,发现大家对现在中职学生的电子设计自动化技术的应用能力表示遗憾。在实际的电子设计工作中,大部分中职学生都不能将学习到的知识运用到实际工作中去,等学生在工作中才明白电子设计自动化技术对以后的发展和复杂数字系统的设计、产品的升级更新的重要性时已经为时已晚。因此,现代的中职电子设计自动化教学的主要任务是要建立一个健全的电子设计教学体系,以解决学生只是学习零碎的知识而用不出来的矛盾与尴尬。为了使中职学校电子信息工程专业的电子设计自动化教育紧跟社会的发展,改变现今中职与社会脱节的现状,必须要对现有的中职电子设计自动化专业教学课程进行改革。 2.中职学校电子设计自动化课程改革的思路 在科技的推动发展下,社会对电子设计自动化的技术人员的专业要求逐渐增高,培养大批掌握现代电子设计自动化技术的人才成为目前高等院校电子设计自动化教学的主要目的。然而目前的电子设计自动化教学手段和方法仍然存在一定的陈旧思想与就教学误区,对于其实行中职学校电子设计自动化课程改革势在必行。 2.1 对专业岗位群进行企业调研 在进行课程调研时,要与专业调研相结合,在选取调研对象时应广泛选取不同性质、不同类型、不同规模的企业的工程技术人员进行调研。调研的方法可以采用问卷调查法,通过调研及座谈根据电子信息工程技术、应用电子技术专业人才素质的要求,把所涉及到的职业活动分解为项目,再对工作项目进行分析,获得每个项目的具体工作任务,并对完成此项任务所需要的职业能力作出详细的描述。 2.2 以工作过程为导向,设计学习情境实施的教学资料、教学方法与组织 在教学方法上,不拘泥于某几种教学方法,而是根据中职学生的个性特征及教师的教学特点,运用各种各样的教学方法达到教学的目的。在教学组织上,采用模拟项目开发的方式,按照企业管理方式进行项目管理,让学生身为“准员工”体会工作环境和工作过程,强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心。 2.3 根据行动领域设计学习领域及学习情境 结合电子设备装接工的国家职业标准,确定了“电子设计自动化” 这一行动领域对应的学习领域学习目标与学习内容,再按照中职学生学习规律与职业成长规律将学习领域划分为5个学习情境,构成5个学习情境组成的学习情境库,方便对不同基础的学生组织教学。 2.4 确定课程标准 融入电子制图员、助理电子设计师职业标准、企业标准、电子设计的主流器件、新技术、新工具等“六新”,结合企业操作技能要求和工艺标准,确定课程标准。然后,根据典型工作任务的特点,将各教学内容进行知识的解构。按照中职学生职业成长规律与认知学习规律,以项目的形式,将课程分解为若干学习情景,将之前解构的各知识点重构到相应的学习情景中,真正实现“用什么,学什么”。 3.中职学校电子设计自动化教学改革的方法 在课程教学改革中,应当贯彻以学生为主体的指导思想,引入校企合作、任务领域的开发机制。课程标准修订和课程设计过程中要与企业紧密合作,以企业对新型电子产品设计研发能力的要求为课程核心。 3.1 调查研究法 中职学校可以成立专门的课程改革团队,深入行业企业一线进行人才需求调研、岗位工作知识能力素质要求调研、学生岗位工作适应性调研、专家访谈、毕业生访谈等,收集课程改革第一手材料,然后进行数据汇总、处理和分析,把用人单位对学生的要求与课程改革有机地结合起来,使课程改革与建设方案更加符合社会需要,更具有针对性和可操作性。 3.2 探索实践法 探索实践法主要是指在实际的教学组织过程中,按照中职学校电子设计自动化课程改革方案不断优化教学方法,提高中职学生学习效率和教学效果,特别是提高教学质量的自我监控能力,以实践的方式探索适合中职信息工程类专业学生电子设计自动化课程的教学方式及方法。 3.3 试点对比分析法 通过试点班级、试点教师实施课改教学,记录课程教学的过程以及出现的问题,主要包括学生的主动学习意识和课程的参与度,学生的学习态度和学习效果,教师的教学组织是否合理,讲义的内容组织是否合理,教学资料是否充分等;然后进行纵向的历史对比分析和横向的试点与非试点对比分析,找出课程实施中的问题,并研究提出解决问题的方法和措施。 4.改革要贴近中职学校电子设计自动化课程的特色 针对中职学校实际教学情况以及设施条件,结合当前社会对电子设计自动化人才的需求,在实行电子设计自动化课程改革时,应当建立起具有本院特色的课程改革体系,因材施教,以使本院学生更好的融合所学电子设计自动化知识在实际工作中的应用。 4.1 工学结合,“教、学、做”合一 以职业能力为核心、融入职业标准,以真实工作任务为载体,创设“教学做”一体化的教学情境,实行行动导向的教学模式。 4.2 提出虚实结合、软硬结合、实验室与网上虚拟实验实训结合的新的实践教学体系 充分利用网络的虚拟实验实训室,开展虚拟平台的仿真教学。实现教学资源的校内、校外共享。 4.3 学习与工作接轨,能力培养贯穿始终 体现课程设计与教学活动的“渐进性、真实性、实用性、先进性”,学生学习的过程就是实际的工作过程,实现了与实际工作的零距离接轨。 5.结束语 中职学校电子设计自动化教学的改革对于现代社会的发展有着重大的意义,在新的时代背景下,电子科技成为引领社会发展潮流的主要科学技术,而当前的电子设计自动化教学效果远远达不到社会的需求,因此,明确思路,采取措施方法,创建具有特色的中职学校电子设计自动化教学体系是当下中职电子信息学校发展中的工作重点。
1前言 汽车电子集成化、网联化、智能化是世界汽车发展的主流趋势,各职业类技术院校的汽车专业基本都开设了智能网联汽车技术相关方向的课程,该类课程的技术相关概念复杂、深奥、抽象,学生根本无法深刻理解其本质含义。本文尝试使用目前主流的软硬件仿真系统Tinkercad与Proteus进行联合仿真,基于智能网联汽车技术的车载超声波雷达测距[1]模块教学案例,仿真实现基本的车载超声波雷达测距系统测距功能,使学生能透彻地理解其测距原理。Tinkercad仿真系统连线简单明了,界面友好,通过几根简单的电路接线即可形象地显示雷达测距原理与各模块之间地逻辑关系,特别适合于没有专业基础或专业基础薄弱的学生入门学习,Proteus软件则侧重于实践开发,如具体硬件模块选型、元器件种类的选择、各元器件参数的设置及具体的电子系统布线图,而且可以完成整个超声波雷达测距系统从硬件系统到软件系统的细节基础设计。显然,整个教学实践过程主要分成两大步骤,即先进行Tinkercad仿真实践,然后再进行Proteus仿真实践。 2车载超声波雷达测距原理Tinkercad仿真 Tinkercad是世界著名图形设计公司Autodesk(AutoCAD为其代表产品之一)近年来新推出的一款开源软硬件电子仿真设计系统,该设计系统提供了许多市场上典型的开源硬件处理器及电子元器件,可以进行电子电路设计及单片机或嵌入式系统仿真设计,并支持C或C++语言进行系统编程。在Tinkercad网站完成Autodesk账户的注册之后,如图1所示,进入Tinkercad电子电路设计界面,界面简单明了,只需把右侧“基本组件”的元器件拖拽至左侧”电路设计区”,采用简单的连线即可完成车载雷达系统硬件设计。其中,微处理器芯片采用ArduinoUNO,雷达传感器采用HC-SR04型号。在教学过程中,重点向学生阐明雷达传感器四个引脚的物理意义,分别是电源引脚VCC、地引脚GND、Trig引脚为超声波触发引脚、Echo为雷达反馈信号接收引脚,引脚物理意义阐述清楚,学生即可初步理解超声波测距原理,与蝙蝠探测食物昆虫距离类似,超声波测距雷达系统只需计算发射的超声波信号与接收的超声波信号时间间隔,声波速度乘以间隔时间除以2即为汽车与障碍物之间的距离。如图1所示,Arduino单片机[2]的5V电源引脚接到面包板的正极,Arduino单片机板的GND引脚接到面包板的负极,雷达传感器HC-SR04的VCC与GND引脚再分别接到面包板的正负极,即Arduino单片机通过面包板给雷达传感器HC-SR04供电。Arduino单片机的9号引脚通过面包板连接到HC-SR04的Trig端子,用以触发HC-SR04工作,8号引脚通过面包板连接到雷达传感器HC-SR04的Echo端子,用以接收超声波反射信号,该反射信号为高电平,高电平持续时间即为超声波从发射到探测到障碍物后反射的时间间隔。同时,在8号超声波信号接收引脚外接一个简易示波器,用以直观显示超声波传感器的返回高电平信号持续时间。其中示波器的分辨率设置为10ms(具体分辨率参数设置可根据不同的系统实测后设定)。在连接完成硬件电路之后,点击“图标菜单栏”右侧的“代码”按钮进行程序编辑,编辑完成右侧所示代码区代码。车载雷达测距仿真案例采用Arduino单片机,该类型单片机具有强大的函数库功能,在编程过程中避免初学学生陷入复杂的单片机寄存器编程操作,使得编程更容易上手,软硬件结合方便学生更好地理解车载雷达测距原理。如图2所示,在代码区,Arduino单片机核心函数有两个,一个是setup函数,该函数主要用来设置Arduino单片机引脚工作模式,根据前述硬件连线方式,采用pinMode函数设置8号引脚为接收雷达测距传感器反馈信号引脚,9号引脚为雷达测距传感器触发信号引脚。Arduino单片机第二个核心函数为loop循环函数,该函数主要实现具体的系统功能,在每一个循环内,利用digitalWrite函数先设定9号引脚为高电平,然后利用延迟函数delayMicroseconds令9号引脚的高电平持续10微秒,只有这样,雷达传感器才能触发工作,最后利用digitalWrite函数设置9号引脚为低电平,这样便完成一次雷达传感器SR04的触发工作。最终,每一个循环,9号引脚高电平持续10微秒一次,雷达传感器SR04触发工作一次。在每一个循环最末尾利用delay函数延迟100毫秒,以避免雷达传感器触发工作太频繁,影响示波器信号的采样与显示。点击图1中Tinkercad上方菜单栏里的“开始模拟“按钮,进入Tinkercad仿真环境,在仿真状态下,如图2所示,点击超声波传感器,在其图形的上方出现一个带有绿点的扇形区域,该绿点即为障碍物,通过鼠标拖拽该绿点,使其与超声波传感器的距离不停变化,雷达传感器SR04上的距离数值也不停变化,同时,示波器的电压脉冲信号宽度大小将随着绿点障碍物的远近发生变化,学生通过Tinkercad的简单仿真,即可充分理解障碍物距离、超声波发射与返回间隔时间、超声波传感器返回高电平信号持续时间三者之间严密的逻辑关系。 3车载超声波雷达测距系统Proteus仿真 Proteus仿真软件界面较复杂,菜单栏与工具栏功能强大,对学生专业基础知识及操作技能要求较高,学生通过前期Tinkercad软件系统仿真,已经理解了车载雷达系统的基本原理、核心雷达传感器SR04的测距原理及主要端子的功能及信号特点,对车载雷达测距系统的编程逻辑也有了一定了解。以此为基础,学生可以细致全面地在Proteus仿真软件实现车载雷达系统的硬件设计及软件仿真,如图4所示,与Tinkercad软件仿真类似,Arduino通过IO2与IO3引脚分别连接雷达测距模块的ECHO与TR端子相连,即IO2引脚接收雷达传感器的反馈测距信号,IO3引脚控制雷达传感器工作触发。同时,IO2(ECHO)引脚连接到示波器模块的A通道,IO3引脚(TR)引脚连接到示波器模块的B通道,在程序仿真运行时,能实时显示SR04雷达模块的工作时序,显示曲线明显比Tinkercad示波器更加详实细致,SR04雷达模块的触发信号与输出回想信号(反馈信号)在Proteus示波器动态数据显示中具有更强的对比度与可调整性。在授课过程中,Proteus仿真比Tinkercad仿真更能说明如图3所示的雷达模块SR04工作时序原理图,即Arduino通过IO3(TR)引脚持续输出10微秒以上高电平触发雷达模块SR04工作,SR04模块连续发出8个40KHz雷达脉冲,Arduino通过IO2(ECHO)收到SR04模块反馈回声信号,回声高电平信号持续时间与所测障碍物距离成正比。得益于Proteus元器件库的系统全面,学生更能细节掌握LCD显示模块[3]的硬件电路布线及LCD基于Arduino的软件编程函数库。如图3所示,Arduino的IO8号引脚连接LCD1602模块的数据/指令寄存器选择控制端,IO9引脚连接LCD1602模块的R/W读写选择控制端,IO10引脚连接LCD1602模块的使能端E。Arduino的IO4~IO7四个引脚分别连接LCD1602模块的D4~D7端,使得LCD1602模块工作于4位显示模式下。Proteus程序代码比Tinkercad程序代码更加详实具体,全面细致。在Proteus仿真编程中,除了要求学生更加熟练掌握利用digitalWrite函数与delayMicroseconds延迟函数触发雷达模块SR04工作的编程技能,还要求学生掌握利用pulseIn函数读取雷达反馈信号高电平脉冲宽度,从而通过计算获得雷达测距数值。此外,还要求学生掌握关于液晶显示模块LCD1602的Arduino库函数库LiquidCrystal里面常见的显示参数与显示模式设置相关函数的编程。在实践教学过程中,学生需掌握的Arduino软件编程库函数如表1所示。至此,分别通过Tinkercad仿真与Proteus仿真,学生由浅入深,循序渐进地掌握了车载雷达测距系统测距原理、系统硬件电路设计及布线、软件系统编程。 4结论 智能网联汽车技术相关课程概念深奥难懂,硬件化实现困难,采用仿真系统不仅可以大大降低硬件成本,把深奥抽象的概念理论转化成看得见的可视化的仿真结果,使学生不再局限于理论知识的粗浅了解,对车载雷达测距系统有了深刻的理解与认知,大大提高学生学习兴趣与教学效果。Tinkercad电子电路仿真软件特点是界面友好,操作极其简单。所以在本教学案例中,主要用该软件来进行简单的系统原理仿真,使无理论与实践基础的学生对车载雷达测距系统有初步理解及概念。但其不足也较明显,其核心芯片及元器件种类有限,芯片与元器件硬件资源库远远比不上Proteus的全面系统,具体的芯片引脚及端口不如Proteus标注详实具体,不能体现系统连线布线细节,且Proteus能直接生成PCB图,更贴合实际嵌入式系统设计情况。但Proteus对学生操作技能要求较高,要求学生必须掌握所设计系统基本原理,相关微处理器芯片及核心元器件主要信号物理意义及布线原理。两款仿真软件的结合,更能优势互补,达到最佳的教学效果。 参考文献: [1]基于超声波雷达的自动泊车自适应测距与定位设计[J].张海焕,陈彩霞,马逸.科技视界.2020(28). [2]基于Arduino的智能家居控制系统设计[J].李宗峰.信息技术与信息化.2021(06). [3]TFT-LCD源驱动电路设计和仿真[D].申国辉.上海交通大学.2015. 作者:陆人定 单位:常州信息职业技术学院
电气自动化技术论文:也谈电力系统中电气自动化技术的应用 1计算机技术在电力系统自动化应用 计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于随着计算机技术的飞速发展,电力系统中用电等重要环节以及输电、发电、配电、变电环节都需要计算机技术的支撑,这样就会使得电力系统自动化技术同时得到了快速地发展。 智能电网技术的应用 信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中,同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设,一定程度上可以说是智能电网的雏形,实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术,同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术,需要具备实时性、双向性、可靠性的特征,需要先进的现代网络通信技术的应用,而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的,同时具有信息管理系统。 变电站自动化技术的应用 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 电网调度自动化的应用 电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分,目前我国将电网调度自动化分为五级,其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的,从高到低分别是:国家电网、大区、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统,这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统,将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控,还要实现实时数据的采集,更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些,都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。 2电力系统自动化中plc技术的应用 plc是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术近年来被广泛应用于电力系统自动化中,解决了传统控制系统内可靠性低、接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。 plc技术的数据处理 plc可以完成数据的采集、分析及处理,具有排序、查表、数学运算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以利用通信功能传送到别的智能装置,可以完成一定的控制操作,与存储在存储器中的参考值比较,也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统,也可以处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统。 plc技术的闭环过程控制 并过程控制是指对压力、温度、流量等连续变化的模拟量的闭环控制,plc通过模拟量i/o模块对模拟量进行闭环pid控制,并且实现数字量与模拟量之间的d/a、a/d转换。可使用专用的pid模块,也可用pid子程序来实现。 plc技术的开关量控制 火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。用许多行业也应用到plc进行开关量控制,如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌装生产线等。plc技术的输出和输入信号都是通/断的开关信号。工业控制中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩展实现,从十几个到成千上万个点,不受限制。 plc技术的顺序控制 随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革的深入,近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成plc控制系统,该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益,已成为各企业的管理最终目标。因此随着科技的进步,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,而采用plc控制系统不仅可以通过信息模块单独控制某个工艺流程,并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工作。 电气自动化技术论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5o年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5o年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— gtr、gto、p—moseft等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 gtr的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 gt0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5v,开通di/dt和关断dv/dt也是限制gto推广运用的另一原因,前者约为500a/u s,后者约为500v/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于gtr、gt0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的m0s结构电力半导体器件的一切。功率mosfet是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是p—mosfet的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压p—mosfet造成了很大困难。 igbt是p—mosfet工艺技术基础上的产物, 它兼有mosfet高输入阻抗、高速特性和gtr大电流密度特性的混合器件。其开关速度比p—mosfet低,但比gtr快 其通态电压降与gtr相拟约为1.5~3.5v,比p—mosfet小得多,其关断存储时间和电流i、降时间为别为o.2~o.4 u s和o.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 m0s控制晶闸管(mct)是一种在它的单胞内集成了mosfet的品闸管,利用m0s门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高igbt和gtr,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lgbt和mgt这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路pic(power, integrated circute),在pic中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用pw m 变换器了、采用pw m 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是pw m 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(band—band控制)产生pwm 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400kva以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型u/f控制型,多彩用16位cpu,第二代为高功能型u/f型,采用32位dsp,或双16位cpu进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以mcs一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的pic系列单片机及gm$97c(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的c语言、pl/m 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电气自动化技术论文:试论电力电气自动化元件技术 一、电力电气化研究的重要意义 市场经济的核心是市场,企业的生产是为了市场的需求而存在的。因此,只有提高企业的电力电气自动化程度,才能满足市场对产品的大需求,提高企业的市场份额。同时能够保证产品的质量,减少设备的故障发生和产品次品的产生,提高生产的安全性。 通企业提高企业生产的电力电气自动化,可以有效的提高工作的可靠性,提高运行的经济性,保证产品质量,提高劳动生产率,改善生产劳动的条件。提高企业的电力电气化程度,可以从改善电力电气自动化元件的技术方面着手,这是一个最基本的手段。 二、主要的电力电气自动化元件技术 目前电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 20世纪50年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。晶闸管是第一代电子电力器件,在我国,至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。随着交流变频技术的兴起,全控式器件———gtr、gto、p-moseft等相继出现了,这是第二代电力电子器件。 gtr的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 gto是一种用门极可关断的高压器件,它的主要缺点是关断增益低,一般为4.5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路。而且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5v,开通di/dt和关断dv/dt 也是限制gto推广运用的另一原因,前者约为500a/μs,后者约为 500v/μs,这就需要一个庞大的吸收电路。 功率mosfet是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。igbt是p-mosfet工艺技术基础上的产物,它兼有mosfet高输入阻抗、高速特性和gtr大电流密度特性的混合器件。其开关速度p-mosfet低,但比gtr快;其通态电压降与gtr相似约为1.5~3.5v,比p-mosfet小得多,其关断存储时间和电流下降时间分别为为0.2~0.4μs和0.2~1.5μs,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安全个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 电力电子器件的更新使得由它组成的变换器电路也相应的更新换代。电力电子器件的第二代,很多的是采用pwm变换器。采用pwm方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 由于pwm逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。1986年美国威斯康星大学divan教授提出谐振式直流环逆变器。传统的逆变器是挂在稳定的直流母线上,电力电子器件是在高电压下进行转换的‘硬开关’,其开关损耗较大,限制了开关在频率上的提高。这样,可以使逆器尺寸减少,降低成本,还可能在较高功率上使逆变器集成化。因此,谐振式直流逆变器电路极有发展前途。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦开来,分别加以控制。实际上就是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(band-band控制)产生pwm信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动数学模型的简化处理,大大减少了矢量控制中控制性能参数易受参数变化影响的问题。其控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处理物理概念明确,转矩响应迅速,限制在一拍之内,且无超调,是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400kva以下的变频器称为通用变频器。从技术发展看,电力半导体器件有gto、gtr、igbt,但以后两种为主,尤以igbt为发展趋势:支频器的可靠性、可维修性、可操作性即所谓的ras功能也由于采用单片机控制动技术而得以提高。 2.5单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以mcs-51代表的8位机虽然仍占主导地位,但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的pic系列单片机及gms97c。另外单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的c语言、pl/m语言。 三、结论 全控型的电力电子开关已经逐渐取代了半控型的晶闸管,高频的变换器得到发展,交流调速的控制理论日益成熟。这些技术的不断提高,必将使得企业的生产更加自动化,快速化,安全化,现代化。 电气自动化技术论文:电气工程电气自动化技术应用 摘要:随着我国电气工程发展速度的不断提升,其对电气自动化技术的水平要求也在不断提高。本文主要从电气自动化技术的特点出发,探讨其在电气工程中的应用策略。 关键词:电气自动化;电气工程;应用分析 随着我国人们生活水平的不断提高,各类电气的需求量也在不断增加。在这一背景下,电气工程发展进入了快车道,原有的电气化技术存在着一定的局限性。基于此,电气自动化技术在应用的广度与深度方面都获得了很大水平的提升。因此,本文从电气自动化技术的内涵特点出发,探讨其在电气工程中的具体应用策略。对于促进该领域相关研究有着积极的借鉴作用。 一、电气自动化的内涵 电气自动化是科学技术发展到一定阶段的产物,是充分借助现代计算机来对相关的电子元件进行自动化控制的总称。电气自动化有效的降低了原有的电气工程成本,将电气工程推向更加智能化方向发展。电气自动化在发展过程当中逐渐形成了以下几个方面的特点。首先,应用范围日趋广泛。由于电气自动化技术本身所具有的优势,因此,它被广泛应用在电气工程的诸多领域。可以说,在社会生产生活的各个方面,都能看到电气自动化技术的应用。在具体的应用过程当中,电气自动化技术越来越呈现出高端化、智能化、人性化的发展态势。随着其综合技术指标的不断提升,电气自动化的技术也将给人们的生产生活带来很多积极的改变。其次,对电子技术有较强的依赖性。电气自动化技术需要借助电子计算机技术来完成相关的功能。无论是在信号的采集,还是在相关数据的处理都离不开电子计算机的辅助,可以说,现代的电子计算机技术的快速发展在客观上也为整个电气自动化水平的提升提供了良好的技术支撑。 二、电气自动化技术在电气工程中的应用现状 从整体上来看,电气自动化技术在电气工程应用中得到了突飞猛进的发展。但是,由于诸多方面的原因,我国的电气自动化技术在电气工程应用中还存在着科学技术创新不足以及与国际合作交流机会不多、助推民生发展中作用不够凸显等方面的问题。具体来说,在科技创新领域,我国的电气自动化技术虽然在某些专业方面取得了一定的成绩,但是,无论是从技术的核心性上,还是技术专利的拥有量上,我国电气自动化技术所具有的优势并不是很突出,这充分体现出我国在科研创新领域还存在着一定的短板。其次,国际交流有待强化。科技是助推整个人类文明向前发展的主要动力。当前,我国在电气自动化技术方面还在不同程度上存在着闭门造车等方面的问题,由于缺乏国际高水平的对话与合作,这在一定层面上严重影响了我国进行电气自动化研发的前瞻性与创新性。因此,不断加强国际交流与合作,是未来我国电气自动化技术在电气工程应用中水平的主要思路。最后,电气自动化技术还需要更多的向民用方向倾斜。从整体上来看,我国很多电气自动化技术主要聚焦高精尖领域,与一线的民生关联度有待进一步的提升,让科学技术更好的造福大众的生活,改善他们的生活质量,是我国科技未来发展的重要落脚点。所以,从这个角度上来看,不断的提高我国电气自动化技术在民用领域的利用率是我国电气自动化技术未来很长一段时间需要关注的主要方向。 三、电气自动化在电气工程中的应用改进策略 在上文中主要探讨了电气自动化技术的基本内涵与特点,围绕其在电气工程应用领域的不断扩大,其在具体的操作过程中的稳定性上、安全性上、智能性上以及人性化上都面临着诸多的挑战。因此,本文在借鉴相关研究成果的基础上,从以下几个方面来探讨今后提升电气自动化技术在电气工程中应用水平的具体实施策略。首先,注重技术创新。当前,科技发展日新月异,尤其是云计算、大数据等新兴领域的发展,为电气自动化技术的科技创新奠定了良好的基础。当前,我国电气自动化技术在电气工程应用过程当中还存在着借鉴有余,创新不足的现象,尤其是一些电气自动化技术的核心技术,还没有拥有绝对的优势。这不仅影响着我国电气自动化技术的发展,也影响着其在电气工程应用水平的提升。所以,在这一背景下,要加大电气自动化技术科技创新力度,大力培养电气自动化技术创新人才,为其搭建良好的技术研发平台与环境。为电气自动化技术创新以及电气自动化技术在电气工程中的创新应用提供必要的支持。其次,积极开展国际合作。在电气自动化技术应用在电气工程当中难免会存在一些技术层面的问题,一方面,我们需要攻坚克难,突破技术难关。另一方面,我们需要加大与国际电气自动化技术相关组织的合作力度,通过他山之玉可以攻石的方法,来更好的缩短中国与国际电气自动化发达国家之间的差距。例如,可以通过成立电气自动化技术国际交流平台的方式来定期的举办论坛,讲座,经验交流,学术讨论等,在这一系列的举措下,今后的电气自动化技术在电气工程中的应用将会得到更大层面的技术与理论支持。最后,不断的从问题出发来解决当前在电气工程应用领域中存在的诸多问题。例如,人工智能问题、远程控制问题以及人性化的设计问题等等。通过这种方式,可以不断的将电气自动化技术不断应用在民间领域,助推大众生活水平的改善。总之,在我国今后电气自动化技术应用在电气工程过程当中,需要不断的在技术创新领域、国际交流与合作领域以及满足公众电气工程需要领域进行诸多层面的提高。只有这样,我国电气自动化技术才会更好的发挥出其应有的价值与作用。 四、结语 本文主要探讨了电气自动化技术的基本概念与特点,以及当前当前电气自动化技术在电气工程中应用的现状。在此基础上探讨了电气自动化技术在电气工程应用中的改进策略,希望本文的研究能为我国电气自动化技术在电气工程相关问题中的研究提供一定的借鉴。 作者:冯国庆 单位:辽宁省政兴集团工业工程有限责任公司 电气自动化技术论文:电气自动化系统节能技术措施探讨 为了有效提高电气自动化系统的运行效率,在选择电气设备时,一定要坚持节能的基本原则,而减少电路中的损耗、有效治理电路中的电压不平衡、对导线的负荷压力进行平均分担等,既是提高电气自动化系统运行效率的有效手段,也能起到一定的节能作用。为了做好电气自动化的节能工作,我们需要重视采取以下相应的策略,以收到更好的节能效果。 1电气节能设计应遵循的原则 在进行电气自动化系统中的电气设计时,要对各方面的影响因素进行综合考虑,如电力系统的适用性、运行稳定性等,还要在保证电力系统正常工作的前提下,尽量简化系统设备。而安全性是整个电气设计中应该关注的尤为重要的问题。因此,一定要选择绝缘性能良好的导线,并且控制好走线的绝缘距离。电力系统的防雷击能力、导线负载能力等也是电气设计中应该考虑的重要内容。在进行电气节能设计时,为了提高节能的有效性,需要将各项工作合理、科学地安排好,遵循以下原则:(1)安全性。在进行电气节能设计时,不能仅将注意点放在节能上,还应当在满足其安全的前提下,保证电气相关设施设备的顺利运转,只有这样,才能确保生产的可靠性与安全性。(2)先进性。随着节能设备与节能新技术不断被开发出来,在进行电气自动化节能设计相关工作的过程中,必须关注新技术的应用,利用最前沿的设备与技术确保设计工作的先进性,提升电气自动化系统的节能成效。(3)环保性。在开展电气自动化节能设计的实践过程中,应用节能设备与相关技术时,要考量这些设备或技术对生态环境的影响,尽可能节约更多的资源,保护周边自然环境,将其对自然环境产生的不利影响降到最低。此外,还应当充分考量经济方面的因素,关注电气自动化节能设计的经济型,从而获得设计的最佳效果,确保节能相关工作的正常开展。 2变压器的节能设计 变压器运行需要消耗大量的能源,即使是处于空载运行状态,也会造成大量的能耗。因此,做好变压器的节能设计,对于电气自动化工程的节能设计具有重要意义。通常情况下,变压器的节能设计主要应注意以下2个方面:(1)选择合理的变压器型材。对于变压器的制备材料应当进行合理的优化组合,从而有利于实现真正的节能。若是铜片、硅钢片以及绝缘材料的设计不合理,则容易导致不必要的能耗的出现。因此,在确保变压器工作的情况下,应当选择最为合理的制备材料以及运行介质,在减少电气自动化的工程成本的同时,实现变压器节能。(2)优先考虑使用节能变压器。当前,市场上已经有了专门的节能变压器,比如,S11以及S10此类型号,除了具有传统变压器的优点,也具有优良的节能效果。使用节能变压器时,应注意不要出现长期过度运行的情况,否则不仅会导致变压器寿命减少,也会造成电力资源浪费。 3提高系统的功率因数 (1)采用科学合理的措施,提高系统的功率因数。比如,提高用户的负载率,在满足工艺生产的情况下,尽可能地选择极数较少的电动机,从而提高电气设备的运行效率,达到节约电能的目的。同时,也可以让电动机实现变频自动控制,从而使电动机在负载较小时,获得较高的功率因数。这些措施都是在不添置任何补救设备的前提下,降低用电设备的无功功率,提高功率因数。此方法并不会增加工业生产的投资,十分经济有效。(2)使用人工的方法提高系统的功率因数,即人工补偿方式。提高自然功率因数的措施往往不能满足工业生产用电的需求,因此,还应装设一定的补偿装置,其常用方式为集中补偿与单独就地补偿,应坚持分级补偿以及就地平衡的原则,从而达到减少无功损耗的目的。 4降低高次谐波 谐波往往会对用电设备造成多方面的危害,比如,导致电网的负担加重,可用容量下降;降低设备的利用率以及经济效益;影响继电保护以及自动装置的可靠性、安全性。通常情况下,降低高次谐波的措施主要有:变压器宜使用Δ/Y节接线,从而能够消除3的整数倍的高次谐波;增加整流变压器二次侧的相数;采用无谐波污染的变频器;采用无源滤波器或者有源滤波器。通过以上方法可以达到过滤谐波的目的,从而提高电气设备的运行效率,起到节能效果。 5减少电路中的传输损耗 电能在传输过程中出现有功功率损耗是不可避免的,因为一般情况下,传输导线上有电阻,必然会引起有功功率损耗,虽然这一损耗不能完全消除,但是在实际的电气设计中,为了节能降耗,可以采取一定措施,有效地减少这一线路上的损耗。在电能传输过程中,线路上的电流是一定的,不能进行随意改变,这时若要有效地减少传输线路上的有功功率损耗,只能采取措施减少传输线路上的电阻。而根据传输导线的传输特性可知,导线的电阻与导线的截面积成反比,与导线长度及电导的关系成正比,因此,若要减少导线电阻,可以采取以下措施:(1)增大导线的横截面积,在不影响电路中其它电气特性的前提下,可以适当地增加导线的横截面积,有效地减少导线电阻,从而减少电路上的损耗,起到节能作用。(2)适当减少导线长度,需要在进行导线布线时,对布线的路径进行合理选择,尽量避免在布线时走弯路,这样可以有效减少导线电阻。(3)为了有效减少来回线路上的损失,在选择导线时,尽量选择电导率较小的材质作为导线。 6结束语 我国经济社会和科学技术在不断地发展和完善中,为电气自动化系统节能技术创造了全新的领域。但全社会各种能源的浪费和污染现象依然严重,面临着严峻的形势和强大的考验,因此,更要加快电气节能技术措施的推广应用。 作者:郑昭文 单位:广东电气控制设备厂有限公司 电气自动化技术论文:电气自动化节能技术浅析 摘要: 随着社会的发展,科学技术水平和经济水平不断增长,我国的信息技术也处在不断发展进步之中,同时也推动了电力行业的不断发展。当今社会人们对电力的需求不断增长,电力系统也发生了和以往很大的差别,在太多的领域中电力已经占据了一个比较重要的地位。 关键词: 电气;自动化;节能;研究 电气自动化在当今社会也不是一个冷门的话题,相反成为当今社会比较流行的一门信息科学,开始变得与人们的生活产生紧密的联系。在我国,在工业发展中电气自动化占领着一个非常重要的地位,是其他科学技术无法取代的。但是在现在已经不仅强调电气自动化,随着时代提出的新的要求,节能成为电气行业中一个不可忽视的重要问题[1]。在当下的一些新的研究当中,节能建设成为人类经济发展过程中的一个核心问题。无论什么技术,首先会考虑到节能性。其实在过去的几年中,我国相关部门已经能够对电气节能技术开始应用,并取得了相当大的成就。但是受到很多因素的制约,节能技术在发展中仍然存在很多实际问题,为了减少这种制约,进一步发展电力业,本文将根据我国电气自动化提出一些现状中存在的问题并就不足提出意见和建议。 1电气自动化和节能设计技术简介 在当今科学技术的支持下,电气自动化在我国经济水平不断发展的前提下迅猛发展,逐渐成为电气信息领域的一个新的学科。经过长时间的研究我们发现,电气自动化和工业之间的发展是非常密切的,这是因为电气自动化为工业发展提供很多契机,也使工业发展变得容易。电气自动化让一些工业生产中的需要艰难劳动力的情况变得容易,因为电气自动化可以提高生产率和工作效率。现在,绿色革命得到很多人和企业的重视,所以在发展经济时,也应该把节能当成当下的发展准则,响应时展的浪潮。人们的思想道德水平不断提高,对环境的保护意识也在不断增强,越来越多的人开始认识到生产过剩的重要性,并且已经开始实施。但是要真的做的节能型社会,推动电气自动化是很重要的一个步骤,利用电气自动化减少环境污染更是重中之重。 2我国电气自动化中节能设计技术的应用现状分析 随着经济全球化的深入,我国城市的发展也是不断加快,生产力水平和以前相比有了明显的提高,与此同时,电气自动化成了日常生活中一个不可缺少的技术。节能型社会在不断的推广之中,各种节能设计开始在社会中得到广泛的接受,节能减排的理念也开始应用到电气自动化之中,这对我国的电气自动化的发展是非常有利的。但是因为一些现实的原因,电气自动化发展之中还存在一些问题,一个是从事相关工作的工作人员的素质普遍较低,他们对电气自动化系统节能技术还没有一个好的认识和理解,据报道显示,目前很多正式单位的电气工作人员都不是来自正规的学校,他们也没有接受正规的训练,对节能技术并不了解,导致节能技术无法得到广泛的应用。还有一个原因就是电气自动化系统中缺乏节能系统的应用,这导致电能的转化率相当低。在一些工业生产中,一些企业为了获取更高的利益,缩短生产时间,在选择电气自动化组装材料的时候,选择电阻率大的导线,这造成很大的电能被浪费掉。第三个原因就是缺乏严格的管理体制,这让一部分工作人员在电气化生产中违规操作。 3电气自动化的技能设计技术合理应用措施研究 3.1注意电器系统中节能技术的应用,降低电能传输消耗 电气系统中存在大小不同的电阻,在传输过程中消耗有用功率造成对电力资源的浪费。因此在日常生活中对一些电阻的使用中,要适当降低电阻率来提高有用功。因此工作人员在选择导线的材质时要尽量选取电阻率小,导线长度较短的电线。除此之外还应该选取横截面积大的导线,这样更能降低电阻消耗率。 3.2提高员工的专业素养,增加对节能设计技术的认识 人是工作的主题和核心,工作人员的素质直接决定工作效率,在日常的工作中要加强对工作人员的培训,让他们切实体会到节能在当代生产发展中的重要性,符合时代的发展。一些和电力有关的部门也要自己的职责,多开展一些增强节能知识环保类型的讲座。 3.3制定合理的节能设计技术管理制度 合理科学的规章制作对整个企业的发展有着非常重要的作用。在电气化中合理的制度是电气自动化有效发展的基础,对企业内部每一个工作人员都有着重要的引导作用和制约规范作用。这种约束力非常有利于电气自动化技术的发展和推广。因此,电气自动化发展在生产中必须制定严格的规章制度,遵循电气系统循环节能的理念,要杜绝浪费任何一种形式的浪费和污染环境的行为。 4结语 在二十一世纪,节能经济在中国已经全面展开,国家的经济战略也已经全面推行,尤其是对一些企业,开展节能经济出台了更加优惠的政策,对节能经济的开发也提供更加积极的支持。我国在节能方面正在提高自主创新能力,对各种先进的节能技术不断地探索和研究,各种各样的先进的节能技术将被开发。在这种形势之下,中国的电气自动化的发展也应该抓住时机,迎着节能技术全面发展的浪潮,积极发展电气自动化,开发和研究电气自动化技术和相关产品,促进电气自动化的发展,为经济发展奉献一份力量。 作者:刘伟 程海军 单位:中国石油西气东输管道公司 电气自动化技术论文:电力工程电气自动化技术解析 摘要: 我国在实现经济实力不断提升的同时,在科学技术领域也取得了十分瞩目的成绩。电力行业的发展与其他行业发展息息相关,是国家社会经济、文化等各项事业发展的基础力量。随着科学技术的不断发展和应用,其在电气行业中也得到十分广泛的运用。本文主要分析电气自动化技术在电力工程中的应用,旨在为促进电气行业实现健康发展提供一定的借鉴。 关键词: 电气自动化技术;电力工程;电网调度 由于新技术在电气企业中的广泛运用,电力自动化技术不断成熟起来,而且在电力工程的发展过程中发挥着举足轻重的作用,促使电气自动化持续发展。电气自动化技术能够有效利用其自动控制和自动检测功能,实现对电力系统的实时监控与远程性调节和控制。当前,我国的信息化技术水平逐渐提升,运用信息监测技术实现对整个电力工程的远程化操控。但是,电气自动化技术如何在电力工程中实现有效运用成为影响其发展的重要问题之一。 1电气自动化技术概述 电气自动化技术涉及到的电气装置功能有自动控制及检测功能,其能够有效实现对电力系统相关的远程性控制以及远程调节、监控。社会经济的不断发展带来电气企业的新生命,很多新型技术层出不穷,促使电力工程的自动化技术明显提升,电气自动化开始发展起来。后来,在信息化技术不断推进的过程中,电力工程不仅能够实现远程管理及控制,还能够运用信息技术监测完成大量工作。电气自动化技术可凭借网络对工程相关信息展开全方位分析及整理,使得电力系统实现稳定运作和发展。在运用电气自动化设备的过程中,电力工作人员的工作压力大大降低,在遭遇紧急情况的时候可采取有效的措施进行处理,进而保证电气工程实现稳定运行和发展。此外,电气自动化技术的使用范围相对较广,从电气的开关一直到整个电气工程都可运用,是推动电气工程持续进步的重要条件。 2电气自动化技术的实际运用意义 2.1提升电力系统自动化水平 我国总体科技水平的提升带动了电气自动化相关技术的发展。电气自动化技术在实际运用的过程中能够有效提升电力系统的自动化水准,利于电力工程的健康发展。电气自动化技术的运用对于电气设备的相关性能有更高的要求,需要对于现有的一些设备进行更新和升级,带动电气企业相关设备的更新换代。此外,电气自动化技术能够明显提升电力工程管理水准,使得企业管理工作更具有科学性、合理性,与现代的信息化标准相符[1]。最后,电气自动化技术在电力企业中的有效运用可有效促进其自身的发展,并迎合电力系统实际运行的相关需求。 2.2便于维护 电气自动化技术在电力工程中的运用,使得其维护工作更加便利。该技术在技术水平上要求相对较高,但维护工作较为简单。电气自动化设备和计算机等相关终端设备互相连接,可通过计算机进行操作,完成对电力设备的维护工作。在日常维护的工程中工作人员需要输入自身的数据和信息,促使电力系统可实现对相关运行数据等的科学调整,从而达到设备维护的相关要求。这种维护方式不但能够有效提升企业中对人力资源的有效利用,还能够降低工作压力,提升工作效率,利于实现企业的可持续发展[2]。 2.3提高工作效率 电气自动化技术的有效运用能够明显提升电力企业相关管理部门的工作效率。电气自动化技术的运用需要首先具备一定条件,需要电气工程相关企业能够在日常管理等工作中积极创造良好的环境。因此,企业为了能够真正发挥电气自动化技术的运用效果,努力实现电气设备的更新及有关技术的完善,从而促进管理人员工作效率的提升[3]。 3电气自动化技术在电气工程中的运用 3.1电网调度 电气工程在实际运行的过程中主要以显示器及计算机相关设备为工具展开电网调度工作,这种工作方式能够为以后电网调度工作的发展和研究提供信息依据。加入电气自动化技术之后,工作人员能够针对电网的实际运行状况展开实时监控,并快速传递相关信息数据等,促使电网调度的工作稳定开展。电网调度在整个电气工程中能够发挥重要作用,要想实现电气运行的有序发展,就需要高效完成电网调度工作[4]。传统意义上的电网调度工作中,一些工作人员不能及时对电力故障了解到位,导致一些安全事故发生并造成重大经济损失。运用电气自动化技术之后,工作人员可有效借助屏幕对电网实际运行的情况进行实时监控,尽快发现故障,并寻求解决办法,降低电力运行风险。 3.2变电站 由于电气自动化技术属于以计算机、现代化通信技术等相关电子技术为基础的技术类型,其能够使得电力企业实现对变电站设备的有效整合及优化设置,促使相关企业的人力资源利用率得到明显提升,并减少工作人员的工作量,降低工作压力,使得电力企业实现更快发展。因此,电气自动化技术运用在变电站的工程中,工作人员能够有效检测变电站设备日常的运行状况,促使电气设备的相关性能得到更为有效的发挥,保证电力系统的安全和稳定发展[5]。此外,电气自动化技术的有效运用促使一些传统设备开始被淘汰,变电站相关的电力运行状态被更好地管理和控制,实现电气设备的智能化发展。变电站运行过程中涉及的大量任务都需要借助电气自动化技术来得到实现,这为促进电力现代化的健康发展提供了良好的条件。 3.3分散测控系统自动化及计算机系统 分散测控系统属于发电厂日常运行系统的一部分,其主要通过高速数据通讯网络及工程师工作站等针对其日常生产的状态实现全程监控及测试。工作人员能够凭借过程控制单元在实际生产时有效接收电气量等相关信息,对运算得到的结果及相关参数等进行分析和处理,并完成对电网的监控工作,促使电气自动化的维护和控制等相关性能取得持续性提高。此外,电力工程中电气自动化技术的运用,有效引入了计算机操作系统,及时记录电力信息,并反馈电气设施的具体运行状况。计算机系统的有效运用还能够有效确认相关工作人员的具体工作信息,及时控制信息误差,提高所得数据的准确性。计算机操作系统还能够用于电力工程的日常管理工作中,监控电力运行情况,对相关的数据和信息展开详细分析,监督人员的工作情况。 4结语 在未来的发展过程中,电力系统将更多地运用电气自动化技术,逐步实现人工智能化等发展,为促进电力行业的可持续发展提供技术支持。如今,在国家经济水平逐步提升的过程中,电气自动化技术发展水平随之提高,促进电力系统实现健康发展。笔者先阐述电气自动化及其实际运用的意义,接着分析电气自动化在电气工程当中的有效运用,希望为促进电气行业的可持续发展提供帮助。 作者:胡诗和 单位:成都理工大学 电气自动化技术论文:电气自动化技术电力工程应用 摘要: 社会生产的提速和人们生活水平的提高,使能源需求量不断增加,电力作为最主要的能源,在社会生产和人们生活中起着重要的作用,更是生产生活的基本保障,电力运行的好坏,直接影响到社会发展与经济建设。只有全面创新工作,强化技术导向,通过电力电气自动化改善,才能全面提高电能质量,进一步促进电力系统高效运行。基于此,文章主要通过对电气自动化技术概况进行简析,重点探讨了电气自动化技术在电力工程中的核心作用,在此基础上,提出电气自动化技术在电力工程中的应用措施与方法,全面提升电力运行能力。 关键词: 电气自动化技术;电力工程;技术应用 1概述 电气管理越来越重要,随着用电量的增加,需要管理精细化,才能稳定用电市场,维护用户利益,电气管理项目繁多,任务艰巨,单纯依靠人力不可能完成管理任务,就需要不断创新,引进智能化、自动化技术,才能实现管理科学化系统化。电气自动化管理越来越受到重视。电气管理主要是集合了信息处理技术、网络通信技术及现代电子技术内容,通过协调一体的配合,完成电能管理,电气自动化管理是一门现代化的综合技术,越来越多的应用到各项管理工作中。通过电力电气自动化流程控制,取代了传统意义上的电气系统手工操作程序,使电力控制更加有效,监测更加精准,推动了电力系统高效运行,保证了电力系统安全稳定运行。 2电气自动化技术对电力工程的重要作用 电力自动化技术作为现代化技术,在电力工程建设中均起到重要的作用,主要表现如下: 2.1全面提升技术运用能力 保证电力设备运行时更加高效、经济和安全,实现优质供电能力。能够从根本上提升电力体系自动化水平,电气自动化技术自身隶属先进科学技术,在电力运用过程中,主要是电力设备和技术升级,当然也可以提升电力项目网络化管理控制能力,促进了电气自动化技术水平的不断创新与提升。 2.2满足安全要求 自动化技术运用到电力项目中,具备良好的优势,特别是与计算机联合使用,确保了设备运行的安全,要想对设备进行维护与保养,只需通过电脑操作便可以达到维护要求。工作人员联系相关数值,依托电脑运行来实现对有关设施运行养护,使生产故障不断降低,维护好人身安全,保证了用电供电稳定性。 2.3保证了电气系统的稳定运行 电力系统运行中产生大量的数据,需要对各类数据及时进行整理与分析处理,提前预知系统问题,有效解决,解决运行稳定性的问题,可以显著提升管理成效,顺应电气自动化运用需求,电力设备和技术管控均需进行不断的持续改进,不断提升流程再造能力。 3电气自动化技术具体应用 电气自动化技术较为复杂,其应用较为广泛,需要根据不同的工程需要,选择不同的技术配合,只有这样,才能发挥最大效用,保证电气运行稳定安全。 3.1自动化补偿技术应用 在电力工程中,低压无功补偿技术是相对传统的补偿技术,主要是通过采集三项电容器和单一信号的方式进行补偿。但是这种传统补偿方式有一定的问题,特别是在对单相负荷用户进行补偿时,极容易出现三相负荷不平衡,导致欠补或过补问题,如果不加以解决,就会形成恶性循环,造成运行不稳定。而通过自动化补偿技术的实施,能够有效解决上述问题,将动态补偿与固定补偿相结合、将分相补偿与三相共补结合、将快速补偿与稳态补偿相结合,不断调整并能够适应负荷的变化,大大提高补偿精度,使运行更加稳定可靠。 3.2现场总线技术在电力工程中的应用 现场总线技术应用较为普遍,其兴起于20世纪80年代末、90年代初,这类技术的兴起与推广,在国际市场范围较广,是较为现代的电气自动化技术之一。通过现场总线技术的良好应用,可能把智能仪器仪表、控制器及电力执行系统有效进行连接,形成一个有机的整体,各部件能够相互配合,完成整体活动,使现场各控制设备能够保持交流与传递,实现信息间的流通,从而确定了电力工程系统的数字通信模式。现场总线技术是应用范围非常广泛的技术,具有运行安全、操作简单、维护方便的特点,整体优势非常明显,能够对电力工程系统主变器用电总量进行实时有效搜集,通过搜集得到相应数据,快速整理并汇总,及时将数据汇集到主控电脑内,然后启动计算系统,按通用格式形成数学计算模型,对所收集到的数据信息做最后的计算和判断,形成一系列可用信息资讯,向电力工程相关控制设备快速传递,得到维护指令后,对设备进行评估与修复,有效提高了系统维护效率,从根本上防止总电量过高造成电力系统短路、崩溃等现象,实现电力工程系统整体安全可靠的运行。通过现场总线技术应用,还能够极大的方便电力工程系统控制,实现系统分散管理的目的,依然是通过计算机实现对电力工程系统各部分相关控制数据的监控和搜集,保持随时连接、实时监控,对发现的问题快速实行反馈,并形成解决方案。现场总线技术导入和导出的数据,不仅能够提高安全性,更能对信息进行共享利用,使数据应用范围不断扩大,有效保证了系统维护与更新,为电力工程建设提供强有力的技术支持。 3.3主动对象数据库技术在电力工程中的应用 主动对象数据库技术应用较为广泛,是电力工程自动化技术的主要内容。电力工程数据非常重要,其统计、管理、共享和使用需要不断创新。主动对象数据库中的应用,需要面向对象提前设立出一个符合实际的条件,就是说,一定要在一个具体的时间内、设定条件下,而出现的一个事件、最后执行的行为是什么,通过一系列的反馈与评估,实现对数据自动化处理的结果。通过快速、简单、高效的处理过程,对事件进行最后评定。整个电网应用的均是主动对象数据库技术,这类技术涉及范围面大,对整个电网信息实现综合统计,设置条件信息包括面宽,也就是当电网在运行的时候,运行信息在一定的条件下,满足触发条件,执行了某个行为,这就从根本上解决了人力操作不精准的问题,大大提高了准确度,有效缓解了迟滞、缓慢的问题。 3.4光互连技术在电力工程中的应用 光互连技术组成部分较为复杂,按常规划分,可将光互连技术分为自由空间光互连技术、光纤互连技术和波导光互连技术等多种类型。光互连技术有着较好的优势,能够在使用过程中,全面达到抗干扰效果,能力大大得到提高,同时,也可以在较短反应时间内提供强大的带宽,这种技术被广泛应用,与其强大的优势是分不开的,在电气工程系统中实现普遍与推广。通过采用光互连技术,可以在根本上解决数据收集的问题,实现信息数据有效采集、对系统实时监控及相关数据快速精准分析等,对计算结果实现应用,也就是说,可以通过人机界面实现对系统的便利操作,实现网络系统重组,表现出实际、灵活、高效的状态。 3.5变电站及配电自动化技术在电力工程中的应用 变电站自动化技术包括的内容较为广泛,主要是指电子技术、网络技术、信息处置技术、电脑技术和现代通讯技术等。通过各种技术的合成与统一,形成综合型技术能力,使变电站二次设施实现整合设计、降低无谓消耗、减小变配电工作量、提升运行安全等。电力系统不断发展,未来的发展过程中,能够更加完善,使配电管理系统更加科学简便,建立起实用的网络基础平台,从而实现110kV以下配电系统自动管理,满足电力系统自动化需求,优化电气设备的保护,与此、自我调整。 4结束语 综上所述,电力工程关系着国计民生,是经济建设与社会发展的基础,只有不断总结经验,完善技术能力,才能有效做好技术布局,改善工作环境,切实保证运行整体安全。 作者:潘海涛 孙利华 单位:国网内蒙古东部科左中旗供电有限公司 电气自动化技术论文:电气自动化节能技术论文 一、自动化节能技术设计 (一)优化配电设计。 随着我国经济的发展,对能源的需求量也是非常大的,尤其是对新能源的开采利用量更是很大,电能作为新型能源,逐渐的激怒了人们的视野。越来越成为人们备受关注的焦点,国家对电能的运用给予了厚望,当然社会也不例外,在这种情况下,国家投入了大量的财力,对电力系统进行升级改造,并达到了预期的效果。在整个配电网络中电力系统的正常运转发挥着重要的作用,我们也把该电力系统与整个配电系统匹配作为重要的环节。在确保电力系统的运转能实现高效的前提下,把可操控性和稳定性作为重要的控制因素,当然安全性和实用性也必不可少。我们要把电力系统的安全问题放到第一位上,将其作为尚方宝剑悬挂在企业的战略思维中,全员明确电能的功效强大,和在一定情况下造成的可怕之处,所以,我们要采取相应的措施,把电线网络的绝缘性落实到实处,其次是在进行线路规划时,也要将其因素全部考虑进去,其设计和规划要从全局的角度出发,确保导线之间都能够实现绝缘距离,从而将危害降到最低。当出现一些恶劣的天气时,尤其是雷雨天,这个时候最容易出现一些人们不愿意看到的现象,如用电设施的损坏,看似简单的损坏,它就会影响到人们的日常生活,带来经济上的损失,更有甚者会付出生命的代价,因此,我们要把安全意识放到第一位,严格落实各项规章制度,使其作为没有人敢碰的高压线。 (二)减少电能的传输损耗设计。 由于我国区域的特征,各个地区各不相同,大小不一。电能通过遍布各地的网络进行输送的过程中,电阻在导线上会带来一定的损失,这损失量每年都是很大的,让电能在输送的过程中就白白的浪费,从而使电能的利用率大大的降低了。如何解决上述的问题,那就在电能的利用率放在首位,降低输送中的消耗率,这就要从减小导线的电阻这下功夫。下面介绍方法来解决上述问题,方法一是根据对供电网络线路进行合理的设计与布局,本着一些能够把握的原则,对线路进行相应的规划,尽可能的做到简单的直线分布,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费;方法二是要在变压器这个器件上做足功夫,让它尽可能靠近负荷中心,这样就能在一定程度上缓解损耗的浪费。也在一定程度上解决了损耗的问题; 二、电气自动化节能技术功能分析 通过上述的分析,我们发现电气自动化的技能设计尤为重要。我们希望采取一定的措施进行保驾护航,新技术和新思路是必不可缺少的,只有这样才能保证设备的安全运行,运行的成本在一定程度上也得到了有效控制。在实际的应用过程中,我们要考虑到设计与施工过程中的各个环节,从以下几个方面出发,进行相应的优化。 (一)无功补偿。 在电气自动化系统中,无功功率是相关行业面临的一个严重的问题,也是现实面临的一个问题,这个问题的出现在一定程度上影响了作业的效率,它占有供配电设备的容量,容量要根据实际情况来确定,其数量也不是小的,而是非常的庞大的,这种现象的出现必然会带来一系列的影响,这种占有必然会增大了线路的损耗,损耗也带来一系列的问题,电网的电压的呈现出来下降的趋势,电压一出现下降的趋势,必然会在一定程度上大幅度影响到电能的质量,电能的质量受到影响后,电网的正常运行是很难保证的。因此,为了实现无功就地平衡,减少各个环节的损耗,我们可以根据实际情况,采取系列的措施,对无功补偿设备根据实际情况有针对性的选择,这样就会出现一定的成效,能够有效提高社会和经济的双重效益。具体按照下列的情况进行相应的操作,在使用电容器补偿时,也要考虑相应的具体参数,不能泛泛的去考虑参数,并且通过调整这些参数来进行相应的确定;也可以有另外的一种选择,就是选择无功功率作为投切参数物理量,这样它会带来很多的好处,不仅可以有效防止投切振荡,而且还可以使无功倒送等情况的发生。此外,还要考虑无功补偿装置,要选择好安装的方式是非常关键的,最好就地安装,在就地安装的基础上实行就地补偿,这样会带来一系列的良好的连锁反应,它既减少了无功传输,又减少了损耗,从而实现了节能效能的目的。 (二)选择电压等级。 电压等级是一个关键的指标,所以在日常的操作当中,我们一定要把握好这个指标,它是否合理配置关系到了系统的正常运转,它也起到了较好的节能效果,所以,在实际的操作中,我们要选择高压和低压配电是一个非常重要的环节,当然处理好高压和低压配电的电压等级的关系就显得更是重要了,另一方面,如何确定供电电压,这也是该领域重点关注的一个问题,我们不能孤立的看待这个问题,要站在全局的角度来看待,它不是考虑单一的因素,我们要根据处于的实际环境重要的考虑,这里讲的考虑是指要考虑全面的因素,要把设施的整体情况一并考虑进去,根据设施的自身特点,进行相应的配套匹配。 (三)照明节能。 在电气自动化的使用过程中,节能设计一直贯穿始终,照明就是一种很好的方式,我们在实际运用中是可实现的,在具体的操作过程中,照明节能可通过以下两种方式来实现,一种方法是把高效光源作为利用对象,来改造传统的白炽灯,虽然它有简单便宜的优势,但是它的发光的效率低下是难以改变的;另一种方式就是把自然光充分的利用起来,这就需要对构筑物进行相应的改造,把门窗进行扩大,或者是对建筑物朝向进行改造。以上两种方法都能实现电器自动化。 三、结束语 随着社会的进步,我们的生活方式也发生着翻天覆地的变化,我们的生活的各个环节也受到不同程度的影响,对各类能源的需求量也是逐年攀升的,可谓消耗量大的惊人。尤其是对电能的需求量远远超乎了人们的想象。电气自动化节能技术的使用在一定程度上缓解了上述的压力,能够有效的增加电能的利用率。人们也随着社会的进步对电气自动化的要求越来越高,尤其节能技术方面,要求更是逐年攀升,随着时候的发展,必将会有很多的企业进入这个领域,为电气节能做出贡献,一定会引领时代的发展。 作者:吴振 单位:华北科技学院 电气自动化技术论文:电气自动化技术电气工程论文 1.电气工程和电气自动化技术 1.1电气工程 电气工程,作为一门颇为引人关注的技术学科在现代生活中发挥的作用越来越大了,尤其是和我们的日常生活的密切程度越来越深了,并且其对于计算机网络技术的进一步发展和普及也做出了最为突出的贡献,在不知不觉中逐步地改变着人们的生活方式和工作模式,在极大的方便了人们的日常生活的同时为我们的工作也带来了很大的便利,值得我们进一步的研究和探讨。 1.2电气自动化技术 电气自动化,其实也就是我们常说的电气工程及其自动化,从名称我们就可以看出其和电气工程之间存在着密不可分的关系。电气自动化技术的开发和使用在很大程度上提高了人们的生活水平和生活质量,并且其对于电气工程的推动作用最为明显,可以说电气自动化技术的开发使用给电气工程的发展带来了新的活力,使其发生了天翻地覆的变化。 2.电气工程中电气自动化技术的应用方向 2.1电气自动化技术在远程监控中的使用 远程监控系统的应用范围是比较广泛的,在电气工程中的很多地方都可能会用到远程监控系统,而电气自动化技术在电气系统中的一个主要的应用方向就是在远程监控中的使用。在远程监控系统中合理的运用电气自动化技术能够在很大程度上节省人力、物力和财力,在节约成本的同时还能够提高远程监控的效果,使得监控变得更加灵活,更加有效,尤其是在一些对于通讯信号要求较高的远程监控系统中更是能够发挥突出的效果。 2.2电气自动化技术在集中式监控中的使用 相对于原有的监控设施的散乱性和独立性,当前监控设施主要体现出了集中性,这种集中式的监控对于电气工程来说是极为合适的,这种方式能够有效改变原有的监控模式对于电缆数量和处理器数量的高要求,在很大程度上节约了投资成本,虽然原有的监控模式能够很好地对于整个的电气工程进行监控,及时发现问题并且予以解决或者报警,但是相对于其高额的资金投入也是很不划算的,一直是困扰着电气工程负责人员的重要问题,而现在集中式监控模式的使用就很好的解决了这一问题,其不仅仅投资小,在监控效果上甚至比原有的监控模式更好,这主要就是得益于电气自动化技术的合理使用。在集中式监控中合理的使用电气自动化技术能够更为简便的发现电气工程中出现的问题并且能够自动化的给予解决的办法,这些都是以往的传统监控模式所不能达到的,也是现代化的电气自动化技术在电气工程中的一个重要应用方向之一。 2.3电气自动化技术在现场总线监控技术中的应用 现场总线监控技术可以说是当前电气工程中应用最为频繁的一种技术,其应用的效果也颇为受人欢迎,应用这种技术的优势还是比较明显的,比如,这种技术的使用能够有效减少隔离设备的使用,还能够有效的控制端子柜的应用,最终能够起到节约成本,提高效率的目的。这种现场总线监控技术在各地电气工程中都有应用,尤其是融入了电气自动化技术之后其效果更为突出,也更为明显,更为受人欢迎,使得电气自动化的应用范围进一步扩展。 3.电气工程对电气自动化技术的融合使用措施 3.1电气自动化技术在电网调度中的应用 电网调度是电气工程的主要工作之一,在电网调度中融合使用电气自动化技术能够起到较好的效果。电气自动化在电网调度中的应用离不开自动化设备的参与,因此,融合了电气自动化技术的电网调度设备都是采用的一些自动化系统装置的显示器、打印机、计算机网络设备等,这种自动化设备的应用能够更好地进行全网电力的调配,更加科学合理的进行电网调度,通过自动化的分析和计算,针对整个的电网中电力的需求状况进行合理的调度,确保整个电网的正常运行,避免电力调度事故的出现。 3.2电气自动化技术在发电厂分散测控系统中的应用 发电厂是电气工程的一个重要组成部分,在发电厂中合理的运用电气自动化技术能够有效提高发电厂的生产效率,有效减少发电厂发生事故的概率,尤其是在发电厂分散测控系统中融合使用电气自动化技术的话能够直接监控到每一个的执行单元,进而对于整个的电气工程流程进行监控,并且所获得的各种数据和效果图都是高质量的,在确保发电厂正常运行的同时提高了整个运行的安全性和稳定性。 3.3电气自动化技术在变电站中的应用 变电站是电力系统中电力运输过程中不可获取的一部分,在变电站中应用电气自动化技术能够完全取代电力人员的作用,采取全自动化的装置来进行电力的转换,在确保安全的同时提高了电力转换的效率,并且其多层次的监控模式还能够为变电站的高效运行提供有力保障。 4.结语 综上所述,电气工程的发展离不开电气自动化的参与,把电气自动化技术合理的融入到电气工程当中能够发挥意想不到的效果,就当前我国电气工程中电气自动化的融合使用现状来看,虽然已经有了明确的方向,但是具体的融合使用力度还不够,还需要我们在今后的电气工程工作中进一步的推广使用电气自动化技术。 作者:孟德福 单位:河北汇发装饰有限公司 电气自动化技术论文:电气工程中电气自动化技术的应用 摘要: 电气自动化技术得益于科学技术的不断应用创新而广泛的应用到电气工程建设当中。新时期人们对于电气工程自动化技术当中的电视技术及机电一体化技术等自身的安全性及稳定性得出了更高的要求。为了切实有效的实现对电力系统的实时监控与远程管理,需对电子自动化技术进行高效运用。本文就电气自动化技术在电气工程中的具体应用方式进行深入研究。 关键词: 电气自动化技术;电气工程;具体应用 电气工程中一项重要的开发领域便是电气自动化。为了促使电气工程中电气自动化技术自身的应用优势得以充分的发挥出来,需要详细的分析电气自动化技术在电气工程中的融合应用策略,确保二者可以有机结合,由此来确保电气可以正常安全运行。 一、电气自动化技术在电网调度中的应用分析 控制中心、电厂自动化信点通道以及站端是当前电力工程电网调度中的主要构成形式。在此过程中,大屏幕显示器、电网调度工作站以及中心服务器等方面是其非常重要的组成元件。将电网调度中心及电力区域内的发电厂和变电站终端各类的测量控制设备借助电力系统局域网络系统将其有效的进行连接,促使电网调度过程中的效率性得到显著增强,由此形成了电气自动化系统。对此我们就电气工程中电网调度自动化技术在具体应用中所呈现出的效果进行如下阐述:其一,将电网系统运作方式及运行状态进行实时监控。针对电网系统运行当中所出现的电压指标、周波指标及负荷指标等数据信息,由电力系统调度部门的专业人员来予以展开系统的监管与全方位控制,由此来确保每一项工况指标数值与各项设备运行状况都能在电力系统整体运行当中得到及时反馈;其二,各项安全事故内容可在电网正常运行状态下得到有效处理,并能开展针对性的分析。在基于电网系统处于多种运行模式下,有效的将电气工程工作实践及电力调度自动化技术结合在一起,来就安全性运行状态展开深入研究。与此同时,还能就以往出现的安全事故相对应的解决方式进行提供说明,这样的实施做法可将电力系统运转过程中存在的安全事故降至到最低,由此推动了整个电网系统运行朝向更加安全、稳定的方向发展。 二、电气自动化技术在变电站中的应用 将电气自动化技术积极应用到变电站电气工程领域中,最大的好处在于,既可以促使变电站运行本身实现自动化监控,同时对于电气工程实际运行质量及效率也是一个强有力的提高。传统人工监测手段在自动化技术的有效应用下被替换掉,促使监测结果更加的准确、可靠,减少在人工监测中出现的漏洞,最大程度满足新时期电气工程领域中电气系统运行需求。具体来说,变电站电气系统运行状态得益于电气自动化技术的应用而达到了实时监测的目的,并且最终在其计算机控制系统上面,将监测获取得来的数据信息传输于此,而计算机控制系统在判断电气工程运行状态环节中将传递来的数据信息作为有力参考依据,进而来对其进行优化整改,从根本上言,对于变电站电气工程运行期间预防安全事故及控制难度的有效减轻起到了积极影响。除此之外,以往变电站电气运行操控中所采用到的传统电磁控制模式在电气自动化技术的应用下,充分借助于计算机控制系统而将其完美的予以替代,实际操作技术人员在获取系统整个运行状态中的相应参数值中,只需坐在监控室内,针对所监控到的各类信息进行充分观察便可以知晓。通过这样的方式可便于操作者详细的统计与记录电气系统运行状态,同时也促使现场操作人员自身的工作负担大幅度减轻,对于新时期电气工程系统的智能化及自动化需求得到最大限度的满足。 三、电气自动化技术在电气工程状态检测技术上的应用分析 电气工程状态检测技术的操作原理是在对电气工程运行状态实施检测过程中,充分的借助电气工程设备资产管理系统,就运行中存在的故障问题进行准确判断,并根据所判断内容来制定出针对性的故障解决措施,以此对故障根源进行分析与消除,确保电气系统的安全运行。将状态检修相对应的设备自身综合使用功能予以全面提供,并就其检修过程中所对应设备在正常运作下存在的一系列数据信息进行提供,由此来开展有针对性的检测方式是电气自动化技术应用的主要特征表现。通过展开这种方式的实际操作,可将新状态下的检修方式代替传统故障检修模式。在电气工程中将状态检修技术进行积极利用,能够全面的解决定期检修作业模式下存在的检修漏洞与盲点,促使电气设备得以安全稳定运行。 四、促进发电厂的分散测控技术优势得以充分发挥 分散测控技术在电力自动化技术的不断驱动下,广泛的应用于发电厂当中。在此我们就其组成结构上进行详细说明:分层分布式是分散测控技术的主要构造形态,其主要元件构成有高速数据通讯网、以太网、运行工作站以及过程控制单元等部分组成。在这些结构部分中,主控模板以及输入、输出在过程控制单元内的生产期间可直接进行应用,且针对脉冲量、电气及热电等信号进行及时接收。以数据形式在处理及完成对这些信号的运算后进行相应呈现,借助打印设备将电气系统运行过程中出现的参数及其状态予以详细输出,从而为发电厂提供可靠的动力依据;将电气自动化技术应用到其主控模板、输入、输出上来,充分的将人机接口通讯功能得以实现,将各项指令借助过程控制单元从运行工作站内有效传输出去,并且可以在第一时间使得工作人员接收到指令信息,促使工作人员可以更好的掌握到机组设备的运行状况,从而得以高效的监控运行设备。 五、结语 新时期电气自动化技术在电力科技取得迅猛发展的同时,得到了较为广泛的应用普及,并一举成为了电气工程发展的有力支撑点。基于此,新形势下的电气工程企业需要对电气自动化运行系统自身存在的规律及特征充分的予以掌握,将电气自动化应用技术方法结合社会发展需求进行改进创新,由此来推动电气工程中的电气自动化技术的使用范围不断的扩宽。 作者:淮亮亮 李富敏 单位:成都建筑材料工业设计研究院有限公司 成都合能物业管理有限公司 电气自动化技术论文:建筑电气自动化系统安装技术 【摘要】 本文介绍了电气自动化系统的基本含义和发展状况,并且详细叙述了建筑电气自动化系统基本构成,主要包括中央处理系统和各场所远程处理设备。通过介绍建筑电气自动化系统安装的几个关键操作流程,点明施工过程中的技术细节。通过对案例的阐述,希望可以为我国电气自动化系统安装施工提供借鉴。 【关键词】 建筑;电气自动化系统;安装施工 0引言 自动化系统是现阶段智能建筑的最关键的一个内容,目前,由于社会经济的不断前进,在我们生活生产当中,电气自动化设备及其系统也愈发流行起来。因此,认真改良该方面的安装操作流程及可靠性起着关键性的现实意义,企图最大程度提升建筑的整体用途,保证电气自动化能够真正发挥它的作用,方便人们的生活。可以这样说,现在的住宅离不开监控系统,而监控系统的水平会影响人们对这栋房子的评价,电气自动化的运用水平是影响监控水平的因素。对一栋建筑物内所有电气设备加以集合在一起操纵,既提升了电气设备的性能和使用效率,又使建筑看起来别具一格,品位不凡,居民的满意度也会随之提高,然而这同样也是将来建筑行业发展趋势。 1建筑电气自动化系统基本构成 建筑电气自动化系统主要包括中央处理系统和各场所远程处理设备,往往根据总线实现了相互间的信息共享及很好的反应。在该系统中,中央监控系统包括数据采集设备、中央中枢设备、控制设备及监测部件等等。中央设备是所有系统的管控和指令中心,是许多外围设备、持久电源及中央处理机组成的,不但能很快地收到及解决所有数据采集设备获得的数据,而且拥有按照已经确定程序输出相关命令、显现与打印采集到的有信息的数据、遥控外围设备等性能;也可以把数据资料采集设备看作是电气自动化系统的单独的小的分站点,重点肩负所有程序指令的传送及数据的合理采集,其称为数字控制器,可以有效地实行相适应的监控计算,与中央设备及其余的控制设备实现数据的传送;但是监测部件包括许多种规格及类型不同的流量传感器和温、湿度传感设备等等;每一个监控设备都需要控制设备,比如说常见的有直流继电器和通阀等等,向中央控制设备采集并传递所需要的所有及实时数据。 2主要设备安装的施工技术 2.1管线敷设技术 管线铺设有几个应该注意的地方,这是必须记住的准则。①在铺设过程中,在共同线槽内,一旦产生强电回路的情况,要在第一时间关闭电源;不同相交回路的地方,同时还有分线盒的存在,要记得用金属板把他们分开。②结束铺设任务以后务必要为审查和解决管路铺陈做好打算。同时,对于关键的容易出故障的路线,要做好监控,防止危险。有一些线路会经过关键的地方,施工的时候会特意为他们铺上特有的线路,方便查看。这种特殊装置包括温湿度传感器、通信设备等等。这样的路线是由生产厂家所提供,材料特殊。为了安全着想,工作人员会将设备所有的接地处都按常规处理,有部分工作接地处是连在地干线上的,同时配合弱电工程使用的线。对于另外一些设备,比如说各种功能的电缆和电源线都要时时刻刻受到监督。不可以为了图方便,铺设的时候放在一起,不分线槽。这些电子设备的正常运转离不开计算机、控制器、网关的支持。此外,一些从属不同系统的电子设备被安装在建筑物中,然而它们的运行频率、性能及防干扰性能都是不一样的,务必要根据标准要求对其实施接地。 2.2配电箱安装技术 配电箱的安装虽然复杂,但并不是没有方法。安装时记住以下关键点,用心观察,都会十分顺利。首先保持配电箱的干净,有杂物的话容易遮盖箱上的数据。每个配电箱都要有清楚地代号,方便管理。注意观察电气设备、电源进线以及负荷出线设备的工作状态,发现不稳定,就要及时调整。在连接导线与各种相关设备的端子时,需要保证两者之间没有缝隙,不容易脱落,为了减少磨损对设备使用寿命的影响,在连接处都放置了弹簧垫圈;54线端子板与54线对开关箱在内的金属箱体相连时,使用的材料为软铜线,具体操作是电气相连,设备安装板及其正常中性金属底座及外壳实行电气相连时,也是用的软铜线;一切操作都按标准进行,才能保证将风险降到最低。 2.3远程处理机的安装 空调机组属于远程处理机中的一个例子,而且还相对复杂。本小节就以空调机组为例,说明一下远程处理机安装的注意点。每一个处理单元RPU都会与系统相互传送。如果想提高控制系统的效率,减少操作频率,可以把不同的处理单元RPU装在同一条线上。机房内里可以包含每一个处理单元RPU,虽然有的部分有些分散。最后,是实现精确、周密的远程控制的最后一部分,安排好照明、水位、水流等设备,缺少这些设备的空调机组是难以正常运行的。同时,还必须时刻留意剩余大约25%的处理单元RPU接口,要为将来对系统的建设做好充分的打算。 2.4直接数字式控制器安装 ①注意安装地点的条件限制:一般在光线充裕的地方,容易观察,也不容易坏;通风好的地方不容易凝结杂质和水汽,还要方便检修。②注意安装管线的方式。要充分发挥监控的作用,所以尽可能安装在监控集中的地方,也不能紧紧地铺在一起,这样不利于收集数据资料。想要做到合理布置和铺设,都是从这些看起来细微又不起眼的地方一步一步成功的。在特殊的地点要注意电流的分配。比如说,把它放在电控箱内的时候,如果不隔开强弱电系统,系统可能会出现故障。然后,安装直接数字式控制器的时候不要倾斜,不要松垮,要确保它在一段时间内不会晃动,走位。一般标准可以接受的范围也仅限于3cm。从以上细枝末节可以看出,没有高水平的技术,没有细心是很难把数字控制器安装成功的。如果是Ⅱ类系统,直接数字式控制器还有另外一项功能,它附近要是有动力盘的话,控制器可以提供电源。有的控制器会装有CPU,为了保护在特殊情况下不受损,比如说停电,要给它配备备用电池。综上,值得注意的板块大概是:微处理器、预备电池、自检软件等等。 2.5输入与输出设备的安装 输入和输出设备是系统运转的开始和结束,跟其他的过程一样重要。输入和输出设备对系统的正常运行有着重大意义。输入和输出设备的安装要求是,能够完全展示自己的性能的地方,不要装在一些不方便的地方,出现特殊情况,能够及时查看。 2.5.1输入设备 传感器分类有各种各样的,每一种的规格都不一样。适合安装某类传感器的地点,从它被设计以来就已经决定了。现场建筑内的实际情况也决定了这种类型的传感器是否适用。有很多例子,这里随便举两例。建筑物内很多拐歪的地方都是焊接的。虽然稳定,牢固,但是它的缺点是,容易生锈,被磨损。在这些地方不可以安温度传感器、水流控制开关、水管的流量计等等。这些设备会使水汽凝结,腐蚀焊接口。但是在安装操作流程管道的时候,又必须安装以上设备。有的设备是不可以放在出风口这种变化比较复杂的地方的,比如温度传感器。 2.5.2输出设备 输出设备是生活中人们每一天都要接触的东西,安装原则就两个字“方便”。安装之前的模拟,观察、尝试,计算等等,都是为了以后使用方便。观察风阀的箭头是不是和风地方向一致,观察流水控制器是不是与水流的方向一致等等。回水管上一定要有电动调节阀和电磁。如果发现不匹配的地方,千万不可以蛮干,随便糊弄。应该反复尝试,计算符合规定才能正式安装。 3安装施工中的质量监控 3.1加强对施工技术及质量的监管 建筑电气自动化系统安装的质量也是非常关键的,相关监管部门必须加强对施工过程的监督和管理。施工工作人员的质量决定了工程的质量,完工的速度等等,所以有必要的话,除了监督,还要提供技术培训。对于不容易出问题的地方我们可以适当减少注意。对箱、盒以及管套这些地方,发现问题,马上处理。还要重视员工的思想素质培训。 3.2进行严格的设备调试 建筑工程电气设备的调试与安装是一项施工工作量大、专业性强和关联复杂的工程,文章中所提到的这些安装步骤,调试细节难度越来越多。所以,既没有经验也没有相关知识的人,是不放心他们担任这样的岗位的。为了顺应科技的进步,更新技术水平,要定期的进行培训。电气调试工程是保证自动化工程顺利完工的主要步骤。在这一步,我们可以确定线路的安装正确与否,和了解设备的具体用途。所以要求相关单位和相关人员足够重视,根据说明书,踏踏实实地完成任务。电气设备在实际工作之前,必须要多次对其实行调试运行,保证其能正常进行工作。 4结束语 建筑智能化与建筑电气自动化的系统作为支柱是分不开的,自动化系统的安装是建筑工程非常关键的用途与中枢部门,电气自动化的安装过程并不是一个静态的、反复循环的过程。我们认为这样的过程其实是有灵性的。它不断地朝着智能化,规模化发展。未来的建筑能够智能到怎样的一个程度,受到电气自动化系统影响。本文有详有略地分析了建筑电气自动化的几个关键方面,希望对读者有一点帮助。也希望有更多的从事这方面的人,看到此文后,努力探索,大胆创新,细心实践。 作者:管立东 单位:广西建工集团第五建筑工程有限责任公司 电气自动化技术论文:电气自动化控制技术在电力系统中的应用 【摘要】在电力系统中,应用电气自动化控制技术,可以提升系统本身的自我调控能力,减少人工劳动量,充分保障电力系统的稳定、可靠、高效运行。本文对电气自动化控制技术的发展以及优势进行了分析,并对其在电力系统中的应用实践进行了探讨。 【关键词】电气自动化控制技术;电力系统;应用 最近几年,工业化进程的加快带动了计算机技术、网络通信技术、现代信息技术等的发展,也使得电力系统的控制和管理呈现出数字化、自动化、智能化的特征。电气自动化控制技术集成了计算机网络技术以及微机控制技术等,将其应用到电力系统中,能够提升系统运行的稳定性和高效性,也因此受到了电力技术人员的重视。 1电气自动化控制技术的发展 电气自动化控制技术最早产生于上世纪五十年代,在发展初期,主要是以机械控制为主,并没有能够实现电气自动化控制,不过也为后续研究工作提供了一种正确的思路和方向。上世纪八十年代,计算机网络技术呈现出了飞速发展的趋势,在极短的时间内,计算机网络的覆盖范围呈现出了令人惊叹的增长,也因此形成了以计算机管理为主的局部电气自动化控制,虽然这种控制方式在实际应用中有着较为严格的局限性,要求系统本身具备一定的条件,而且应用范围小,系统的复杂性导致了故障率的增大,但是无论如何必须承认,电气自动化控制技术的基础机构和基本体系正是在这个阶段形成的。进入21世纪后,计算机系统的处理能力以及网络的传输效率持续提升,人工智能等高端技术也开始趋于成熟,电气自动化控制技术真正成熟,形成了以集成控制、远程监控以及远程遥感等为主的技术基础,并且在技术发展的带动下,使得电力系统逐渐呈现出了智能化、网络化、自动化的发展趋势。 2电气自动化控制技术的优势 电气自动化控制技术具有几个非常显著的优势,一是信息技术先进,在现代电力系统中运行维护中,对于信息技术的依赖性较高,因此需要对电力系统进行信息化处理,结合电气自动化控制技术,提升系统的运行效率,有助于电力企业的可持续发展;二是可控性高,电气自动化控制技术以集成控制远程监控以及远程遥感等为核心,具备较高的可控性,能够实现对于电力系统休息的统一收集和集中处理,形成完善的信息管理系统,从而强化对于电力系统的管理和控制能力;三是维护方便,良好的维护工作是确保电力系统稳定可靠运行的关键,结合电气自动化控制技术,搭配网络信息技术,可以进一步加强对电力系统的信息处理,为系统维护检修工作提供必要的数据支持,结合远程监控,更能够保证电力系统维护的灵活性和可靠性。近年来,随着我国经济的高速发展,社会对于电力的需求也在持续增加,电网规模的扩大不仅使得电力设备的数量迅速增长,也使得电网结构变得越发复杂,给电力系统的运行管理提供了许多新的要求。在这种情况下,应用电气自动化控制技术可以是从电网本身的复杂性、功能性和广泛性出发,利用技术自身的功能性和系统性,保障电力系统的可靠运行。不仅如此,在电力系统中应用电气自动化控制技术,能够对电力企业的职能进行强化,有助于电力企业经营管理目标的实现。 3电气自动化控制技术在电力系统中的应用 3.1变电站自动化 变电站自动化的基本原理,是结合计算机技术、电力电子技术、现代通信技术以及信息处理技术等,实现对于变电站设备、系统以及配套设施的全方位全过程管控,同时还可以结合电气自动化控制技术,实现对变电站运行过程中各类数据信息的集中处理,实现对变电站设备的远程监测和控制,及时发现变电站运行过程中存在的故障和隐患,实现自动报警以及故障的自动切除。通过这样的方式,变电站运行的可靠性和稳定性得到了保证,故障检修时间大大缩短,传统的人工操作和监管也被系统自动监管所取代,对于实现变电站无人值守的目标有着良好的推动作用。变电站自动化完成了常规电磁式设备向全微机化装置的转变,电力电缆被光线取代,二次设备也完成了数字化、网络化和集成化的目标,在提升整个电力系统运行水平方面发挥着积极作用。可以预见,伴随着电气自动化控制技术的发展,变电站自动化的程度将会越来越高,并且逐渐向着标准化、数字化和智能化的方向持续迈。 3.2电网调度自动化 调度自动化实现的基础是计算机技术和通信技术,能够完成信息采集、命令、命令执行以及调度控制等功能。在电气自动化控制技术的支持下,电网调度自动化系统越发完善,包括了计算机网络系统、服务器、工作站、显示器等。就目前来看,我国的电网调度被划分为五个不同的层级,依次为国家调度控制中心、大区电网调度控制中心、省电网调度控制中心、地市电网调度控制中心以及县级电网调度控制中心。电网调度的自动化可以完成对电力生产及传输过程的数据实时采集,也可以对电网的实际运行状态进行在线监控,更能够对配网电力负荷的变化情况、系统状态波动等进行预测和评估,能够为电力调度人员的调度工作提供充足的数据参考,使得其可以更加及时的发现电力系统运行中存在的隐患和问题,避免配网事故的发生,保障电网的稳定运行。 3.3DCS系统 DCS系统即发电厂分散测控系统,属于多级计算机系统,可以通过电气自动化控制技术、计算机通讯技术等,实现对于发电厂的分级管理、集中操作以及分散测控。在电力产业飞速发展的背景下,DCS系统在电力系统中得到了越发广泛的应用,在完善发电厂自动化管理方面发挥着较大的推动作用。通常来讲,DCS系统采用的是分层分布式结构,包括了四个主要部分,分别是过程控制单元PCU、运行员工作站OS、工程师工作站ES以及以太网。其中,PCU可以分为主控模件MCU以及智能I/O模件,直接面向生产过程进行数据信号的接收和处理,然后对设备的运行状态、运行参数等进行实时显示,完成对于电力生产过程的监测与控制,以保证生产的顺利进行,减少安全问题。OS和ES的主要作用,相当于“人机接口”,OS可以对PCU发送的信息进行接收和分析,并且结合实际情况向PCU发送控制指令,实现对于发电机组的远程监测和控制;ES可以对DCS系统应用软件组态、系统维护、系统监视等设备进行控制,结合相应的数据信息,方便维护工程师对系统运行情况进行分析,做好系统的管理和维护工作。 3.4电力一次设备智能化 根据以往的标准,在对一次以及二次设备进行安装时,必须要有足够的距离,并且它们都是通过大电流以及电力电缆来进行控制。但电力一次设备智能化的实现,则在设计一次设备结构时就将二次设备的部分功能或是全部功能都考虑进去,这样一次设备就自带测量和保护功能,有效的降低了电缆的成本. 4结语 总而言之,在现代社会,电力产业发挥着至关重要的作用,对于人们的日常生活以及社会经济的发展有着不容忽视的深远影响,因此,必须保障电力系统的稳定可靠运行,减少其在运行过程中存在的各种问题和隐患。将电气自动化控制技术应用到电力系统中,能够有效提升电力系统的自动化和智能化水平,推动电力产业的长远稳定发展。对此,相关技术人员应该加强研究工作,促进电气自动化控制技术的全面应用,提升电力系统的运行效率,继而为我国国民经济的可持续发展提供良好保障。 作者:蔡世腾 单位:国网随州供电公司 电气自动化技术论文:电气自动化技术专业高技能人才培养探析 摘要:电气自动化技术专业人才培养应着力以社会发展和企业需求为出发点,以学生的职业技能和职业能力发展为主线,推进教育教学改革,探索建立工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式,着力提高人才培养质量,为社会发展输送高质量的电气自动化高技能人才。 关键词:电气自动化技术专业;人才培养 积极转变人才培养理念,创新人才培养模式,提高人才培养质量是我国高等教育发展的中心任务。为此,高校电气自动化技术专业要从社会发展和学生职业能力发展的前提出发,遵循电气自动化人才培养和发展规律,不断加强教育教学改革力度,创新电气自动化技术专业人才培养模式,不断提高人才培养质量。 一、电气自动化技术专业人才培养方案的分析 准确分析电气自动化技术专业人才培养方案,是创新和落实电气自动化技术专业人才培养方案的前提和基础,为此,应着重从以下几个方面来分析其人才培养方案: (一)培养方案的指导思想 电气自动化技术专业的人才培养的指导思想应切实遵循社会发展对电气自动化技术专业人才的需要和人才成长的规律,以培养学生掌握系统扎实的电气自动化职业技能为主线,以培养学生的基本的专业素养和创新能力为重点,以能够胜任本专业岗位的职业能力为目标,这是完善电气自动化技术专业人才培养方案,提高人才培养质量所应遵循的指导思想。 (二)培养目标 制定培养目标是电气自动化技术专业所依据教育目的而制定的本专业的人才培养的规格。随着社会经济的不断发展和行业细分,电气自动化技术专业的就业面已经越来越广,这就需要学校在制定人才培养目标时,应根据学生今后潜在的就业岗位的具体要求来因地制宜制定出不同侧重点的培养目标,从而加强人才的特色培养。 (三)课程体系 构建课程体系在学生的培养过程中发挥着核心作用,新时期电气自动化控制技术专业人才培养质量的提高,有赖于新的、符合当下电气自动化技术市场需要的课程体系的构建。在课程体系的构建过程中,高校应紧紧围绕市场需要和学生职业能力的发展这一主线,平衡构建专业必修课、专业选修课、公共必修课和公共选修课、理论课程和实践课程等课程之间的关系,在提高学生职业技能的同时兼顾学生的综合素养的提高,从而不断提高人才培养质量。 (四)教学方法的选择 教学方法选取是否科学合理,直接关系到教师的教和学生的学的有效性,关系到人才的培养质量的提高,因此教师在授课过程中应根据不同课程的特点,因地制宜地灵活采用多样化的教学方法,引进新的符合电气自动化技术专业特点的卓有成效的新的教学方法例如项目教学法等,不断提高教学方法选择的科学性,提高人才培养质量。 二、电气自动化技术专业高技能人才培养方案的实施 人才培养质量的真正提高有赖于培养方案的有效落实,因而在电气自动化技术人才培养质量的过程中,应着力通过各种有力措施落实人才培养方案,保证人才培养质量真正得到提高。 (一)加强教师队伍建设,引入“双师型”教师人才 教师队伍的建设是电气自动化技术专业人才培养质量提高的必要条件,只有有高素质的教师才能培养出高素质的学生,因此高校在电气自动化技术专业高技能人才培养的过程中,应着力加强该专业教师队伍建设力度,着力打造一支高素质高水平的专业教师队伍。在加强教师队伍建设的过程中,高校应以加强电气自动化教师结构优化为重点,大力培养和引进“双师型”教师,高校可以和其他高校以及相关企业进行积极的接洽和交流,共建“双师型”教师培养培训基地,同时鼓励相关教师定期到企业进行实习和实践,提高教师知识结构,掌握电气自动化最新技术,从而更好地指导和教育学生。 (二)建立高效的电气自动化专业校企合作机制 校企合作是提高电气自动化技术专业人才培养质量的有效途径之一,虽然目前不少学校已经进行了多年的校企合作机制的建设,但是效果依然不理想,主要在于校企合作模式陈旧、校企合作缺乏长效机制,缺乏校企合作的专业机构等等,因此相关高校在建立电气自动化专业校企合作基地和机制的过程中,应着力以互利共赢为原则,以合作互惠为指导,激发企业参与校企合作机制建设的积极性,建立电气自动化专业校企合作的长期有效的合作机制,在此过程中,政府部门及行业组织也应积极发挥第三方作用,为校企合作长效机制的建立和完善提供政策支持等,不断促进校企合作向着健康、良性和可持续发展的路子前进。 (三)完善电气自动化技术专业师生教学评价制度 师生评价制度的完善可以更加科学地体现人才培养质量的高低,倒逼人才培养模式各个方面的改革步伐,因而重视完善电气自动化技术专业师生教学评价制度是提高人才培养质量中的关键一环,学校应着力改变当前以终结性评价为主的师生评价制度,增加过程性评价以及师生交互评价等相关内容,及时发现教学过程中存在的各种问题并给予及时解决,从而有效提高人才培养质量。 三、总结 总之,着力改善电气自动化技术专业人才培养方案,培养出更多的高技术高素质的专业人才,这是我国经济社会发展和企业发展的现实需要,也是高校电气自动化技术专业改革发展的内在要求。高校应努力从加强教师队伍建设,完善校企合作机制,完善人才评价模式等各方面综合着手,不断提高人才培养的质量,努力形成我国电气自动化专业高技能人才辈出、拔尖创新人才不断涌现的可喜局面。 作者:安伦 单位:张家口职业技术学院教务处 电气自动化技术论文:计算机技术电气自动化控制系统设计 摘要:如今社会对电力的需求量越来越高,电力也已经成为了许多生产活动必备的元素。对于电气设计系统而言,为人民供应安全可靠的电力是当前的首要任务。专业人员应当利用计算机技术,对落后的电气系统进行淘汰或升级,以便更好地满足人们对电力日益增长的需求。文章主要分析了计算机技术的电气自动化控制系统设计。 关键词:计算机技术;电气自动化控制;系统设计 1计算机技术的电气自动化控制系统设计 1.1线路设计系统 电气设计系统的相关线路较为复杂,必须由专业人员进行操作。线路设计的质量会直接影响到整个供电系统的功能,且线路设计也是电气设计的重点环节之一。设计人员应当引起对线路设计的高度重视,因为这一环节如果没有很好地完成,电气设计系统的相关工作就难以得到正常开展。若要确保电气设计系统能够顺利运作,就必须充分考虑到线路设计系统各个方面的因素,要克服重重困难,争取设计出最为合理的线路。设计人员可利用线路设计系统制作出信息较为完善的图纸,这一步骤需要设计人员将有关信息录入线路设计系统之中,例如设计所要耗费的工程材料、工程的实际路况等等,这一系列工作都是线路设计必不可少的环节。当设计人员做出图纸之后,就可以让系统自主生成数据,这些数据会跟随线路设计的因素变化而变化。线路设计系统能够替设计人员提供线路的实况,便于工作人员适时调节并修改计划方案。 1.2继电保护设计系统 继电保护设计系统中计算机技术的运用主要体现在原理图的绘制方面。在设计原理图以前,工作人员可不必按照原有的点和线进行描绘,而是可以选出贴合自己设计需求的部件,进行自主绘图。在工作人员进行设计时,计算机系统还可以自主把选出的部件插到图纸中,再按照设计人员的动作将画线连接起来。设计工作结束后,系统不但能够自主运算有关数据,设计人员还能依据现实需求利用双向链表对自己的设计图实行改良。继电保护设计系统中保存了各类部件的相关数据,这些部件是系统运作必需的硬件设备。当前市场中的部件信息逐渐更新,因此专业人员也需要对现有的部件实行升级,再将其中储存的信息记录到计算机中。 1.3计算机辅助在绘图中的应用 计算机辅助软件可大致划分为两种,即专门用于电气系统设计的软件与辅助性软件。这两类软件对于电气系统设计而言,都起着极为重要的作用。从近年来电气系统设计软件的进化趋势看,专门用于电气系统设计的软件包括CAD、ABD、FFS等,其中,FFS这一软件操作较为简便,初学者也容易上手,且具有便于动态运算和管理等优势,能够确保图像和型号的统一性,不让其产生误差。当然常用的辅助软件中,最具有代表性的就是Telec软件,该软件大多用在建筑工程领域内的电气设计,和别的软件有着一定差异。这种软件能够进行避雷针的相关运算,还能做出配电绘图,从而充分保障了电气系统设计的完善性。CAD制图软件非常容易操作,且具有很高的开放性,能够支持多种图像格式的转换以及各类硬件设施、操作平台等,因此已经广泛运用于电气系统的相关设计。CAD绘图软件在电气系统设计工作中,起着其他软件难以替代的作用。这种绘图软件可以经由接口连接到计算机上,将平面的物体在计算机中以立体的心态展现出来,从而给系统设计的解析问题提出了有效的处理方法,使得程序运作的构造能以直观的形态展示出来,方便工作人员检查系统设计的成果,并且减少了设计人员的实际工作量,降低了人力工作的强度。CAD绘图软件包括了硬件与软件这两个构成元素,其中,硬件系统又包括了图像保存、图像显示、输入设备、输出设备、信息传输平台等。而软件系统则包括了系统软件与应用软件这两种。目前科学技术飞速发展,无论是CAD、ABD或是FFS软件,都会得到进一步的优化,各类制图功能都会变得越来越成熟,为将来电气系统设计工作的开展提供更多的可能性,并使得电气系统设计工作的效率和质量大幅度提升,协助电气设计系统发展得越来越完善。 2自动化设计发展方向 上世纪50年代,计算机设计自动化概念正式提出,发展至今,已有几十年的历史。其中,计算机设计自动化发展的高潮处于60年代左右。到70年代,诸多大学开始设置自动化课程,并且诸多文献资料得到出版。目前,自动化已成为专家与学者研究的重点课题,是为设计人员带去便利的重要举措,达到缓解设计人员工作任务的目的,将复杂的问题简单化,提高设计质量。针对该领域,诸多数学方面的问题未得到有效解决,为相关人员提供新的研究课题。针对设计人员而言,复杂的技巧、产品设计质量以及丰富的经验是其需要考虑和涉及的内容。近几年,自动化设计获得较大程度上的发展,包括语言描述、布线以及逻辑模拟等方面,迫使自动化设计水平有所提升,致使统一数据库成为其发展方向。与此同时,较为完善的设计系统已在诸多自动化设计单位中得到建立。基于自动化设计作用下,计算机规模有所增加,进而对自动化设计系统提出更高的要求。相对应而言,在增加自动化边设计系统数据基础上,对计算机存储能力、读写能力以及运算方式等的要求均有所改变。因此,自动化设计人员应从自身为出发点,提升工作能力,确保计算机运算方法的准确性,促使其更好地开展自动化设计工作,达到提高设计质量的目的。 3结束语 综上所述,随着我国社会现代化发展目标的逐步实现,电力系统对引入自动化技术产生强烈发展需求。为了满足我国居民在生产生活过程中所产生的用电需求,电力系统应当采取有效措施,逐步完善电气化功能设计,为实现智能化、多元化发展目标做好基础准备,同时维持电力行业稳步发展状态 作者:王辉 张喜峰 曾建强 孔亮 单位:陕西长岭电子科技有限责任公司
应用电子技术论文:应用电子技术教学模式的探索与实践 1.目前工作室教学模式存在的问题 (1)工作室教学项目选择存在的困难目前电子专业工作室教学一般在本科教学的高年级阶段或者研究生教学阶段,对高职高专学生,由于专业学习的难度性,再加上学生在校学习阶段为2-2.5年,工作室教学的特殊性给课程开发和项目教学带来了不少困难。(2)师资力量不足工作室教学模式要求能根据社会的实际需要,以案例、项目为中心组织教学,课程具有一定的实用性和前沿性[2],但目前负责工作室的指导教师离上述水平还有很大的差距,工作经历和实践能力比较缺乏,按照企业的商业化运营模式存在一定的困难,还难以按照市场化的模式运作。。(3)教学管理存在的不足工作室教学能够顺利实施,强有力的组织机构是关键,目前各工作室已经制定了实施细则,但具体实施过程不一定切实可行。学校在工作室的前期建设中投入了大量的人力物力,后期工作室教学环境的完善所需要的经费等遇到比较大的困难,而这也是教学质量得到保证的重要因素。 2.工作室教学的具体实施 以工作小组为团队开展活动:每个工作室配备2名专职教师和1名校外指导教师进行教学活动的开展,根据学生的知识结构的不同和兴趣的差别,将学生分成若干小组,尽量做到学生总数在30人左右,每一小组由大二和大一学生共同组成,学生以小组形式完成项目。学生在工作室的学习时间由固定教学时间和课外时间两部分构成,完成项目后经过考核学生可获得专业选修课2个学分,同时工作室面向学生课外时间开放,学生可以在工作室完成课程以外的学习任务,增强师生之间的良性互动。充分发挥学生参与管理工作室:利用电子信息工程系学生科技协会平台,定期组织学生开始小型技能项目比赛,以新能源工作室为例,学生在结束一个学期的项目任务后,举办便携式小型光伏发电系统组装比赛。同时定期开展各工作室之间的沙龙活动,每期由一个工作室交流一个主题,各工作室之间相互交流活动的开展方式和进度安排等,以此来锻炼学生的沟通、活动组织、以及项目运作能力,促进学生综合素质的提高。组织参加各类专业比赛:针对当前工作室指导教师在选择真实项目进行教学过程有一定的难度情况下,通过定期组织学生参加各级各类专业比赛作为教学活动开展的一个有力补充,通过比赛来培养学生的创新思维、技能水平和团队合作意识等。应用电子专业学生组织他们参加学院科技文化节、大学生职业技能大赛和大学生电子设计大赛等。 3.实施后的效果 工作室教学模式较好地体现了陶行知先生所提倡导的“在学中做,在做中学”的教育理念[3],学生进入工作室后,由于企业项目的真实引入和各项专业比赛活动的开展,需要学生的专业知识更加系统性,突破了单一课程的内容,教学内容不能完全依附于教学大纲和教科书,客观上加强了了学生学习的主动性,拓宽了学生的视野,相互交叉和相互渗透的教学内容锻炼了学生对专业知识的综合应用能力。工作室教学活动开展以来,指导教师对教学的热情比过去有较大提高,每个专业方向的工作室与相应的企业建立了合作关系,拓宽了学生的就业渠道和专业对口率。教师充分利用该平台明确个人专业方向,提升科研能力。通过工作室的建设,学生接触到了更多本专业领域发展的最新技术,比如物联网工作室教学的开展,学生体验到未来智能家居的最新发展技术。工作室建设两年多来,应用电子技术专业学生参与各级各类专业技能比赛的规模和成绩比以往都由了显著的提高,先后获得国家级奖项5项,省级10余项,部分教师与企业签订合作项目,加快了学生个性化培养的步伐。 4.结语 在当前社会发展迅速,竞争日趋激烈的情况下,如何培养出能够使用社会需求的人才,有效解决学生就业和社会适应力的衔接,是应用电子专业教学改革的最终目标。工作室建设的教学方式具有融合性、开放性、互动性和可选择[4]等优势。是提升电子专业学生职业素养的主要手段和有效途径。 本文作者:胡国伟李伟曾佳工作单位:宁波职业技术学院 应用电子技术论文:略谈应用电子技术的创新路径 一、应用电子技术在中专教学中的改革。 1.使学生熟悉常用仪器的使用,了解电子元件的基础知识第一,在教学的内容方面开展多方位的教学方式,使学生多接触一些常用仪器,尤其注意学生对于仪表仪器的接触程度,在让学生全方位接触到常用仪器后,还要注意进行启发式的教学措施,使学生能自己动脑思考,以此来加深他们对于常用仪器的印象,然后通过全方位的考试方式来督促顺便检验学生的实际动手操作能力。第二,在进行动手能力培养时,理论知识的教授也是不可或缺的。以前的经验使我们知道,很多学生尽管动手操作能力比较强,但是对于一些基本的理论知识却是相对贫乏的,比如有的学生在就业岗位上甚至不知道怎样来进行有关元件的识别,对于基本的检测也是一无所知。因此,我们在中专教学中,必须加强对学生电子元件基础知识的普及与教授力度,使学生了解电子元件的种类、材料等基本知识,能够对于电子元件进行普通的识别与检测。过去,学生由于基础知识的缺乏,在实践中往往会出现无法识别是元件质量问题还是设计问题的笑话,从而导致其在实际的组装生产过程中,出现由于元件质量问题导致整体的工作效率偏低的现象。为此,我们在实践教学过程中要特别重视对于元件基础知识的练习,使学生不仅不会只停留在外观的识别程度上,而且还能熟练地使用电子元件的仪器设备进行相关的检验与检测,从而能够更好地适应社会的需求。 2.在教学过程中加强对于电子技能的训练。在教学过程中加强对于电子技能的培训,可以使学生熟悉掌握大量的元器件,使学生掌握焊接、插装等等的各项基本的技能,同时能够看懂各类电子产品的电路原理图,并能够对各类的电路进行不同的调试。在对电路进行调试及安装过程中,学生不仅能够熟练掌握各类基本理论知识,而且还会培养自己的动手操作能力,同时,还能够激发他们的创新思维水平,可谓是一举多得。此外,在对电子技能的训练过程中,学生还会培养起直观检查并且排除故障的能力,这对于电子应用技术专业的学生来说是有重要意义的,可以使他们更好地适应社会的需求,缩短他们对于社会的适应期。 3.加大综合性的实验的比例。第一,在传统的教学过程中,学生通常只能在指定的时间进入实验室来进行实验操作,但是各个学生的能力毕竟是不同的,这样就会出现部分学生在规定时间完不成试验任务的现象。同时,出于对学生自主开展电子电路设计与制作的鼓励,激发他们动手操作及创新思维能力的培养,我们可以在明确了实验室责任管理制度的前提下,对实验室进行适度地开放。同时,对学生提供器件或者专业技能的指导。第二,进行综合性的试验。因为,不管是提高创新能力的训练还是一个产品的最终完成,只靠理论知识是远远不够的,上述两个过程都必须是理论知识与动手实践操作的有机统一,更有甚者更多关注的是学生的动手操作能力。因此,在教学过程中,我们要加大综合性试验的比例,使学生不仅可以很好地巩固理论基础知识,而且还可以很好地培养动手操作能力,从而成为综合性的专门技术人才。 二、研究教材,合理安排教学内容在教材的处理上,以必须够用为原则。 1.把握教学目标,化解数学的难度。在教学的过程中应强调其知识的应用性,提高学生的分析问题和解决问题的能力,没有必要过分强调逻辑的严密性及思维的严谨性,对于某些定理可以只讲它们的应用方法,范围和实例。并且,在教学过程中,比如涉及比较抽象的概念时,可以先给出学生在中学学过的、易于理解的,并且与教学相关的引例,化解概念的抽象程度,使学生更容易接受。 2.根据不同的教学内容和目的,采取不同的教学方法。在教学过程中,一直采用讲授的方法,会使学生感觉单调、枯燥无味,可以根据不同的教学内容和目的,采用不同的教学方法和手段。 作者:马兵单位:河南省登封市第二职业高级中学 应用电子技术论文:略谈应用电子技术专业的革新 众所周知,应用电子技术专业是一门实践性很强的学科。俗话说:巧妇难为无米之炊。光有理论远不能培养对学生综合素质培养的需要。因此在专业设置上应当进行创新,改变单一科目如计算机课程、C语言,而加入电子设计、电子开发与应用等课程。在教学内容上的改变能够均衡学生的理论和实践知识。同时还应当把创新的思维提高到教学方法上。在电子技术专业的教学过程中,教师可以采用调查法、探究法和讨论法等方法教导学生探索知识的能力,提高学生的自主学习能力、独立思考的能力以及从不同角度找答案的能力。改变传统的教学模式不仅能够改变电子技术专业课堂的气氛,以独具专业特色的风格对学生进行教育,同时也能使学生的各项能力得到充分地发展。 一、电子技术专业各阶段创新的应用 1.基础操作阶段 这个阶段主要以打好学生的基础知识,训练学生的专业技能为主。在基础操作阶段主要是带引学生入门,认识和掌握专业常用的仪表、仪器的使用以及一些基本实验手段。相关的实验环境包括安排学生自主设计电路,计算机实验操作以及实习。从上课伊始,就不断地要求学生掌握与专业有关的常用软件,像基本的office软件,keill软件以及PROTEL、VB等等。通过实践性的环节,让学生初步掌握好本专业相关仪器的常用方法,例如万用表、示波器以及各种电源电表等等。需要说明的是,实验课并不是理论课的一个附加,而是与理论课平起平坐的课程,它在培养学生的能力上功不可没,不可缺少。对学习能力强,悟性高的同学鼓励他们更上一层楼,考取有关电子的证书,以为将来的就业铺金。 2.专业课实践阶段 专业课实践阶段主要结合本专业教学而进行的课程设计和课程实习或偶的那个。这个阶段的目标是使学生在掌握专业知识之后能够进行系统训练。这个阶段主要的课程有模电路、数、电力拖动、单片机以及电子设计等等。这些课程以设计和实习为主,结合课程教学活动,学习的内容可以综合理论与实践经验,结合实用性与趣味性技巧,要求学生根据所学的知识,设计出具有独创性的实习计划和设计图。实习的产品,是学生自身知识能力程度的体现,学生可以把自己的劳动成果保存起来,作为下一次设计成果的借鉴。经过此阶段的学习,学生的学习态度将会有大的改变,他们自觉得由要我学过渡到我要学,同时此阶段也是学生运用自己的目前知识处理面临困难的能力,学生的综合能力得到提高。 3.毕业设计阶段 在毕业设计阶段,学生的创新能力仍然不可或缺。因为在此阶段,学生面临着更大的挑战。他们需要运用自己所掌握的所有知识技能来寻找课题,来选择指导老师,来自主选择合作者,并制定大方案,方案设计业务交流、采购选择设备以及协作。不仅锻炼了学生的专业能力,同时提高了处理人际关系的能力。学生在毕业设计阶段的思考与操作能否符合实际情况,符合当前电子科技产业的要求,在毕业答辩中能够得到验证。毕业答辩小组也可以一改以教师为主的风格,可以选择具有实践经验的企业工程师与技术人员参与评价。在切实的交流中,学生也对自己的专业知识有一个良好的呈现与系统的认识。 二、结语 综上所述,电子技术专业是适应时展的需要而产生的。创新作为一个民族发展壮大的灵魂,在电子技术专业中也占据了一席之地。特别是当前的信息技术产业步伐不断前进的情况下,如何将创新应用于电子技术专业成为当前学校教育的主流话题。鼓励创新不仅要有扎实的基础知识,还要有丰富的实验室经验;不仅要求领导者加强重视,同时也鼓励学生自主创新。 作者:李杰单位:江苏省丰县中等专业学校 应用电子技术论文:刍议应用电子技术专业改革路径 一、参与工作任务分析会,与企业专家零距离接触 高校“应用电子技术”专业课程改革探析胡茗南昌工学院江西南昌330108由行业专家组织的“大学应用电子技术专业”的使命“,头脑风暴”的工作,项目,任务和职业能力是卓有成效的。通过“任务型会议的分析,建立了“装配“,组装”到“,“检测”,“调试”“,检查”五,类型,明确的元件形成,查排名,15个任务,并列举了具体的职业能力。专业核心能力和核心课程的教学项目的开发,是一家专业的培训是重要保障“适销对路”,以满足工业的重要专业绩效与企业需求。专业结构和电子技术越来越复杂,制造,电子产品,电子产品,专业的应用,修复和电子等行业的销售,尤其是专业能力是一个复杂的。专业的发展,我们必须确定核心技能,是基本的核心专业技能的延伸,并不是所有的地区都普遍发展或盲目自由发展。因此,专业核心技能课程的核心是非常迫切的。在调查分析的基础上,在电子技术应用的核心技术是:检测技术组成,电路图的阅读技巧,电子产品的调试技术,仪器技术。专业核心技能,专业发展应用电子技术的发展趋势,必须把握电子制造业及相关行业,不仅提高专业建设水平,调整专业设置,专业和步骤的优化,布局和结构,拓展专业方向 二、参与核心课程体系的建构和课程标准的编写 1.依据核心技能,确定核心课程。 核心课程是为了完成共同的任务,不同专业的职业能力,在一般课程的专业方向(或核心技能)为设计基础。虽然核心能力和应用电子技术专业理论,但真正形成一个核心课程,理解和爱有多年的教学经验和专业的教师是一个挑战。会遇到一些棘手的问题,在这里和你讨论。 (1):理论与实践脱节。专业理论课,和专业的培训课程,纯粹实践问题。解决方案:围绕核心能力,优化设计。在传统的教学中“,电子技术”课程,随着新课程改革的理念,是学生最感兴趣。一些学校已经开始尝试项目教学,教学计划,教学的发展任务,培养学生的职业能力。正是这些珍贵的先行者,集团决定“电子产品装配和调试的核心课程。核心课程是以培养学生的能力和实践能力,简化了传统教学的范畴,改变职业教育课程为中心的传统方法,基于学科专业核心课程体系的构建。 (2):忽视专业发展问题。本课程是一个综合性产业发展滞后,如何更好的?解决方案:关注的发展趋势,综合课程开发。在这一领域的新知识,突出的新技术,新技术和新方法,以满足电子技术专业的工作要求的应用现状,促进学生就业和职业生涯发展。对核心技能训练和学生群体的认知特点设计,应用“适用于课堂教学”和ProtelPCB生产,“电子技术”课程相结合的课程,两个,两个软件和硬件,尤其在电子技术生产的“合成中的应用”的核心技能,是一个管道的综合反映,的学生更多的发展潜力。在行业,企业,大学教师和课程专家,许多头脑风暴和可行性研究,达成共识,在电子专业核心课程的应用:元件和电路,组装和调试电路,电子产品装配和调试,Protel应用和PCB板的制作,电子技术及应用。如果核心课程是必要的,那么,专业课是可选的。根据市场的需求,学校和专业,根据经济和社会发展的实际在各个地区,特殊的课程,反映了当地经济的特点。 2.团队分工协作,编写课程标准。 (1)经验,写作思路清晰。目的建立核心技能训练课程,开发和建设的核心课程,对课程教学改革方案的主要思想。根据研究成果和实践经验的电子技术专业人员的应用特点,课程改革的经验,与写作课程标准。 (2)资源的整合,团队合作。建议的核心技术,行业专家,目前的教学,基于尊重认知规律,根据行业专家,应用电子技术专业工作任务分析表,构建新的教学体系,教学内容的确定,课程标准。经过反复研究,学校队五分,选择专业的特点,在各个学校的骨干教师,制定完备的课程标准。虽然我们有自己的任务,过程和方向,但思想内容,完整的格式,每个都有自己的风格。当然,有一些分歧和争论,最后作出调整。 3.专家指导,完善课程标准和教学指导方案。 应用电子技术专业,课程专家,行业专家的第一稿,一个完整的解决方案,他们提出的修正案,该小组进行了认真的修改完成。在课程改革的过程中,该研究项目,开发过程是一个专业,专业发展,专业教学指导。课程改革,需要尝试和探索,不断的改进和完善。 作者:胡茗单位:南昌工学院 应用电子技术论文:漫谈应用电子技术专业实训基地的构建 一、现代电子产品制造与设计综合技术应用中心的建设目标 中心建设的主要目标是:根据电子信息领域的国内外电子产品生产与制造发展状况和趋势,以服务电子信息工程技术、应用电子技术等专业学生的专业技能培养为核心,兼顾教师开展科研工作的需要,完成电子产品生产、电子产品设计、电子产品性能检测、电子新技术工程应用等实践教学条件的建设。满足电子信息工程技术、应用电子技术等专业学生的专业课程实验、课程设计、毕业设计等环节实践教学,并为学生创新型、创业型的实践活动提供支持。 二、现代电子产品制造与设计综合技术应用中心的建设内容 中心完全按电子企业真实产品设计、生产、检测流程与行业技术规范要求,整合已有的实训室优势,改扩建不能满足实践能力教学的实训室,将建成拥有一个电子技术理论与实践平台、三个创新实训室的新产品研发中心、五个技术应用中心的科技公司、三条生产线的生产车间和两个产品检测室的生产研发基地(如图一所示),使之具有“三个层次、四大功能、五化特色”。完成学生一线操作、技术应用与服务、产品设计开发与检测三个层次训练;达到学生实践教学、员工培训、职业技能鉴定、产品研发与生产四种功能;实现环境真实化、功能系列化、管理企业化、设备生产化和人员职业化五化特色。让学生在三年的学习过程中,按照图一所示①②③④⑤的训练顺序,完成产品设计、生产、测试一条龙的真实企业环境下的实训,职业规范、职业态度和职业习惯贯穿始终。形成既满足学生学习规律又直接对接岗位的实践教学体系。建成后的中心将形成如下特色: 1.对接产业中心以轨道装备制造业为立足点,对接湖南经济支柱的电子信息产业,服务区域经济和行业经济发展需要,为企业培养满足产业发展需要的创新型高素质技能型人才。 2.工学结合深化工学结合,促进专业深度融入产业链,有效服务区域经济和社会发展。中心构建了电子产品设计、试制、生产、测试一条龙的真实企业环境,让学生在“学中做,做中学”,提高学生的技能水平,训练学生的职业规范、职业态度和职业习惯,真正实现“零距离”上岗。 3.突出创新在已有实验设备条件的基础上,构建“基础创新实训室、微控制创新实训室、机器人实训室和嵌入式技术应用实训室”三个层级的综合创新实训室,满足三个年级不同基础学生科技创新活动的需求,着实提高学生的创新能力和应用实践能力,达到培养创新型高素质技能型人才培养的目的。 4.开放共赢中心实行开放式的实训室管理体制,倡导以学习者为中心,营造开放共享的教学环境,搭建“工作与学习结合、课内与课外相结合、专业学习与创新相结合”的个性化发展平台,实现“学生、企业、学校”三方共赢的模式。 三、现代电子产品制造与设计综合技术应用中心建设的预期成效分析 1.实践教学,校内教育教学成效分析中心建成后,可为学院电子信息工程技术、应用电子技术专业及其他电类专业师生的服务;每年可承担约1300名学生的电子电路的分析与应用、电子设计自动化等专业课程的教学与实践,年承担的时间教学任务约120000人·时;每年可承担电气与信息类专业综合实习、毕业实习及相关课题的毕业设计约1500人·周;承担电气与信息类专业学生的机器人竞赛培训。 2.社会培训,资源共享,示范辐射作用分析学院实训中心是中南五省唯一的国家级实训基地、中国南车集团“高技能人才”培训基地,应用电子技术专业是教育部“中德师资”培训基地、湖南省中职专业教师培训基地。现代电子产品制造与设计综合技术应用中心建成后,面向企业技术工人的技能培训容量在原有基础上将增加30%,面向中高职专业教师的专业实践能力培训容量在原有基础上将增加50%。同时,电子产品生产线以及各创新实验室等优势资源,可为株洲地区的三所其他高职院校及其他中职学校学生提供生产性实训与创新服务,实现资源共享。 3.技术服务,项目开发成效分析依托铁道供电与电气学院318自动化研究所这一校企合作平台,可充分利用中心的电子产品生产与制造车间、电子技术应用开发与技术创新综合实训室等,对外承接企业产品代工生产与产品检测实验,进行新产品研发与课题研究。 4.科技创新、学生创新能力和教师科研水平成效分析中心的电子技术应用开发和技术创新实训室,开设了“三个层次”的创新实训室,为学生创新和实践能力的培养提供一个循序渐进的过程。同时,教师也可以借助这一创新平台和先进的实验设备进行横向课题和纵向课题的研究,提高教师的科研水平。 四、结束语 “公司型”电子综合实训基地建设是校内生产性实训基地建设的一种模式。本文分析了现代电子产品制造与设计综合技术应用中心建设的意义,建设目标与建设内容已经达到预期成效,为“公司型”电子综合实训基地建设提供参考。 作者:谢永超单位:湖南铁道职业技术学院 应用电子技术论文:应用电子技术专业论文 摘要:文章从目前高职院校电子专业培养弊端、企业需求现状调查等谈专业教学改革,提出了在课程设置、教学方式等方面的改革措施,建立以学生为中心、能力为核心,满足市场需求的高素质技能型人才培养模式。 关键词:电子专业改革培养模式 中国高等教育经多年发展,现已成为在校生人数最多的国家,而高职发展更迅猛,几乎与普通本科平分半壁江山,但办学条件和质量实在令人担忧,提高教学质量,改革培养模式已成为各高职学院面临的一重要课题。 一、目前培养模式的一些弊端 1、课程设置和教学内容与专业需求不相适应 传统教学体系的课程设置(老三段的教学模式)是按照基础课、专业基础课和专业课的模式进行设置的。 (1)出现了课程设置比重不符合高职要求的状况。 (2)出现了课程设置比重不符合学科要求的状况。 (3)没有考虑职业院校专业的学科特点。 2、课程的设置与职业技能鉴定相互矛盾。 目前的课程体系并没有考虑国家的职业技能鉴定的内容,因此,出现授课内容与技能鉴定内容不符的问题,技能鉴定时临时抱佛脚,甚至停课集中复习考试,学得不扎实,企业不认可。 在对企业的调研过程中,我们发现:企业对学校的技能等级证的认可程度仅为20%。要想扭转这种局面,开发新的课程体系,必须充分考虑职业技能鉴定标准,让学生掌握真实的技能水平,使学生满意,企业认可。 3、实践教学课时的不足导致学生的技能水平不达标 4、单学科的授课方式导致缺乏综合知识的应用能力 传统的课程体系采用的是并联的学科体系,教师在授课的过程中,只注重本学科知识的逻辑性与系统性,并没有考虑本学科对专业的实际意义,而应用电子专业各学科间联系和运用很紧密。 授课方式单一,一些教师缺乏跨学科知识的应用能力,出现教师一辈子只教一本书,对外面的世界不闻不问,这样的教学方式如何能使学生学以致用,更谈不上满足企业对技能型人才的需求。 二、目前市场、企业对职业院校人才需求现状 对职业的认知程度是做好本课程体系开发的基础,因此,我们对重庆及沿海就业需求量较大的部分企业进行了调研,以问卷的形式了解在企业对电子专业学生岗位的分布情况和对课程、知识、技能需求程度,调研结果主要特点: 在技术难易度中,最简单为使用电子基本工具(15.7﹪);最困难为程序设计(40.3﹪);在重要等级中,最高为使用电子仪表(35.1﹪);最低为辨识及选用电子元器件(8.9﹪);在未来需求中,最高为组装微处理器电路(32.6﹪);最低为使用电子基本工具(15.2﹪)。 三、教学改革措施 由上述分析调查,我们主要作出如下改革: (一)课程设置模式改革 树立综合职业能力课程观,课程目标由“知识客体”转向“学生主体”;教育导向由“教育专家导向”转向“企业专家导向”;教育模式由传统的“教程”向“学程”转化;课程内容改革注重综合化、实用化、精简化;课程的结构注重有阶梯化、模块化、弹性化。 1、课程设置打破传统的三段式设置,增强课程的适应性,避免课程之间内容的简单重复,实现模块式设置。 摆脱“学科本位”课程设置思想的束缚,建立以电子“职业能力本位”的专业课程体系,根据职业实际工作岗位,构建若干个技术模块,将结构、原理、故障诊断、维修等融为一体。 2、实施替代学分制,加大限选课和任选课比重,突出学生个性发展。 3、充实完善专业课的一体化教学改革,将工作重点转移到对职业基础课的教学改革上。 4、开设综合实训课程,实施项目教学。 (二)教学方式的改革 1、理论教学体系的改革,从三个方面进行,一是大胆改革传统教学方法,克服教师一支粉笔、一本书满堂灌的方式,本着“必需、够用”原则,减少理论课的课时数,由过去的2000多学时减为1500多学时。 2、及时融入新知识、新技术,在课程安排上强化现代电子科学方面的较新技术,如开设“电子设计自动化(EDA)”、“单片机技术应用”等课程。 3、现代教育技术应用与教学改革 4、教学模式多样化 由于高职学生普遍存在基础差、偏科多,因此,基础课尽量采取分层次教学;为增强教学内容的针对性,专业课采取模块式教学;为充分发挥学生主观能动性,增强教师之间、学科之间的横向联系,鼓励教师采用行动导向的项目教学方法。公务员之家 (三)实践教学的改革 调查中,不少学生认为:“在学校的学习缺乏目的性,对为什么学认识不足”。这说明,老师在教学中只注重了理论知识的讲解,对知识的如何运用、实践教学不到位。 1、认真研究国家职业标准 课程体系应以职业能力为主体,充分考虑企业对电子技能型人才的需求,同时注重国家职业标准,使教师的教学有目的,学生的学习有目标。 2、改革实践教学体系,加强实训基地建设 实践课教学改革主要强化学生的基本操作、技术技能、职业综合素质三级能力平台的设计,电子应用能力的培养力求贯穿教学全程。 3、“双证融通、工学交替”的人才培养模式 在现有“分层次、模块化、项目化”的人才培养模式的基础上,实施“双证书、工学交替”,加强与企业的合作,实现工学结合(见下图)。 按照企业实际工作的要求,进行职业技能课程的教学改革,将国家电子行业技能认证标准与教学融合,建立模块化的课程体系;积极完善与工作相结合的“分散实训、顶岗实习”的工学交替模式。 四、专业教学改革的保障措施 1、成立电子工程专业指导委员会,对教学改革过程中出现的情况进行研究,提出指导性意见。“专业指导委员会”定期对课程的设置、实验、实训内容和计划及课程体系的改革广泛征求专家们的意见。 2、教学方式、教学内容的改革由专业负责人、学科带头人落实,电子教研室、系部定期检查和考核。 3、学院教务处、督导处及系(教研室)对教学纪律、教师工作实施督导。 应用电子技术论文:应用电子技术研究论文 1.熟悉常用仪器使用 模拟、数字电子技术实训是一门独立设置的专业技术基础课。为了强化实践动手环节、培养独立创新能力、提高实验课效果,首先在教学内容上开展多方位的教学环节,主要有注重工具和仪器仪表的使用,进行启发式教学,开放教学,工厂实践教学,电化教学,最后通过面试来考查每个学生理论和动手的实际水平。 首先了解仪器工作原理,其次掌握测量方法。例如示波器在电子实践中是常规的测试仪器,作为电子专业的学生,可以将示波器的原理和使用专门列为两个独立的实践课题,而且特别规定示波器的使用是“动手题”重点之一,要求学生在实验中进行多次重复的操作,最终达到像使用万用表一样的熟练程度。要求学生不但会“定性”观察波形,而且能“定量”测量信号的幅度、频率、周期等。在单管放大实践中,当输入为正弦波时,利用示波器不但可以看到放大后波形以及和输入信号进行相位比较,而且还可以通过对输入信号的增大或减小,对负反馈的增加或减少,对上偏置电位器调整等多种内容来实现晶体管三种状态的相互转换来观察波形的变化情况,这样学生不仅看到放大后的正弦波形,也观察到饱和失真、截止失真及双向失真的形波。从而更深刻理解在模拟电路中,条件的变化决定着晶体管状态的变化,这样全方位的训练,不但能把理论课中难以理解的复杂思维变得生动有趣、明白易学,也通过学生对示波器的反复操作加强了应用动手的训练,对于稳压电源、信号发生器、频率计、交流毫伏表等仪器,也在各个实践教学中熟练掌握及合理应用。 2.掌握电子元器件的基础知识 电子元件知识是电子产品应用的基础,以前有的学生就业时甚至还不能识别有关元件,不会进行基本的检测。因此首先必须加强大学生电子元件基础知识的传授,让学生了解电子元件的封装形式、种类、材料、标称值,尤其是使学生掌握电子元件测量方法及其使用注意事项,如何进行选择。 过去学生对各种电路的分析研究大多只注重理论上的设计和分析,与实际严重脱节。学生拿了设计图稿,进行实物安装调试时,由于没有元器件特性参数的概念,无法做到根据实际要求对元器件进行对比和选择,调试成功率往往较低,甚至做不出来,在产品设计调试过程中,无法辨别是设计问题还是元器件质量问题,使问题复杂化。甚至将本来是由于元器件的质量引起的问题,却往往错误地认为是设计问题,因此而把产品设计引入误区。在实际组装生产时,尤其要注意各种电子元器件的质量问题,因为它将会引起整机质量严重下降。 目前有些大学的专业测试实验课开得较少,导致学生对元器件参数的技术指标、测试条件、特性好坏、灵活运用等知之甚少,因此必须加强对学生元器件测试实验的教学。只有我们在实践教学中都重视了基础元器件的练习,才能使学生不再只停留在对电子元器件的外观识别上,而是能熟练地用仪器设备对其进行各种性能的检测,深刻掌握元器件的综合知识。 3.加强电子技能训练 在训练中熟悉各种元器件,掌握插装、焊接、导线加工、元器件引脚成型等各项基本技能,看懂各类电子产品电路原理图和印刷电路图,掌握各类电路不同的调试方法。在对各个电路的安装、调试过程中,不光要锻炼电子技能工艺水平,而且应注意对电路进行深入地分析,理解各类典型产品电路的工作原理,了解各元器件参数变化或线路局部改变等诸多方面因素对电路工作状态造成的影响等,并且利用技能训练中焊接、调试的机会,反复思索、检测、调试,让学生将专业课程中学到的理论知识及时消化吸收成为能够灵活运用的实践知识,并初步具备设计简单电路的能力。电路技能训练还有利于培养学生直观检测与排除故障的能力,这对应用电子技术专业的学生具有更加重要的意义。 许多电子产品的故障都是由于各种因素引起元器件损坏而造成的,可以凭借经验直观判断出故障元器件,从而分析出故障原因,省去许多繁琐的检测调试过程。因为许多常用元器件,由于电路的原因,损坏时都伴随有颜色、声音或者气味上的异常情况,而这些实际经验对在校学生而言尤为缺乏。电子技能训练可以较好地加强学生对这方面内容的学习。在插装、焊接和调试某个电路时,在实验教师指导下,学生可以对电路的运行做人为的“破坏”,使电路出现故障而造成元器件损坏,通过观察各种元器件的损坏现象,积累实际经验,并从本质上了解到造成各元器件损坏的原因。电子技能训练一方面能提高学生专业技能工艺水平,另一方面有助于实际能力的锻炼和培养,是实践教学中比较重要的一个环节。 4.逐渐加大综合性实验、研究性实验的比例,提高创新能力 一个产品的最终完成,光靠理论上的分析和研究是远远不够的,它必须是理论与实践的有机统一,要求学生有较强的动手能力,能熟练地掌握和使用各种相关的仪器,对元器件进行全面的测试,掌握各种元器件的技术参数,计算出各种元器件在电路应用上的数值,最终才能完成自己设计的电路图稿。通过认真地设计、制作、安装、调试,不但可以让学生全面了解和掌握整个课程设计的全过程及产品制作过程的具体环节,真正使学生从原有的感性认识逐步过渡到理性认识,再融合到实践操作中去,做到理论和实践的有机统一,从而达到质的飞跃;而且可以充分调动学生的主观能动性,最大限度地发挥各位学生的聪明才智,有利于加强学生的设计能力、动手能力和解决问题能力的培养,同时也是考核学生是否具有创新意识和能力的重要手段。在安排上,可以这样做: (1)在基础课程实习中加强综合性训练,综合性实践锻炼主要目标是深化所学知识,拓宽知识面,承前启后。例如我们自己设计制作的《模拟电路实验箱》就能实现一些综合性实践。如果只让学生遵循常规实验方法,他们则只是按照实验教材或教师的要求,按部就班地完成所要求的内容,对于观察到的现象和记录的数据,一般不能进行更深入的思考,或多问几个为什么。而综合性实践过程中常有故障出现,为了排除,他们就会积极地去思考,去探索和研究问题,并逐步掌握了一些排除故障的实用技术,不断提高实验技能。 (2)在专业课程实习中可以加强研究性实践、设计性实践。教师只提供若干有明确技术要求的实验题目,不把实验电路方案明朗化,让学生通过收集所需资料、优化拟定方案、组织实施、处理数据、对结果分析讨论、写出设计报告(根据学生的学习进度选择不同的实施层次)。尽管开始的效果肯定不理想,但是我们训练的目的是“过程”指导。使学生在逐步掌握了实践技巧,开阔了知识面的同时,激发了学生的思维,使学生学会从实践中发现问题、解决问题,并能将已有知识运用到实际中去,锻炼他们的探索热情和创新精神。 总之,只有通过不断加强学生的技能培养,让学生既掌握了一定的理论基础又具备较强的实践操作技能,他们将来才可能在竞争越来越激烈的现代社会中占有一席之地。 应用电子技术论文:应用电子技术专业学生职业能力培养论文 1课题背景 教高[2006]16号文件中提到“要积极推行与生产劳动和社会实践相结合的学习模式,把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,带动专业调整与建设,引导课程设置、教学内容和教学方法改革。人才培养模式改革的重点是教学过程的实践性、开放性和职业性,实验、实训、实习是三个关键环节。要重视学生校内学习与实际工作的一致性,校内成绩考核与企业实践考核相结合,探索课堂与实习地点的一体化”,“要积极探索校内生产性实训基地建设的校企组合新模式,由学校提供场地和管理,企业提供设备、技术和师资支持,以企业为主组织实训;加强和推进校外顶岗实习力度,使校内生产性实训、校外顶岗实习比例逐步加大,提高学生的实际动手能力。要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验。” 我院较早进行了“工学结合、顶岗实习”的实践,应用电子技术专业也在不断探索中,人才培养质量逐年提高,学生的职业能力素质受到用人单位的充分肯定,但随着现代化生产模式的不断改进和新技术新工艺的不断涌现,市场对高素质技能型专门人才的要求也随之提高,促使我们要进一步充分利用校内和校外资源,提高学生的职业能力。 2目前现状 根据教学计划,应电专业的校内总课时约1600,其中包括通识课近800(这也是系科要求改革的原因之一),进行职业基础课和职业技术课课时就十分宝贵了,而一年级在马山校区进行职业能力训练的条件受到一定程度的限制,训练量非常有限,二年级是训练的重点,基本上要完成电子装配中级工的考核,三年级则进入顶岗实习,因此,我们认为,学生职业能力的培养的着重点是校内的二年级及校外的三年级,抓住了这两个不同的阶段,进行科学有效的规划,按照“进入、融入、深入”的认知规律,是能够取得明显效果的。 3具体实践 ①校内基地建设引入企业管理模式——培养学生岗位认知能力。我们的培养目标是要为生产、建设、管理、服务第一线的职业岗位培养高素质技能型专门人才,实际上就是操作能力强的技能型人才,这一般需要较长时间的训练才能培养出来,训练放在实验室与放在真实或相似的环境中效果肯定是不同的,因此,我们不能仅仅满足于有了实验室,更应该尽力营造相似的职业环境,引入企业普遍采用的“5S管理”,即整理(SEIRI)、整顿(SEITON)、清扫(SEISO)、清洁(SEIKETSU)、修养(SHITSUKE),因为5S管理始终着眼于提高人的素质,始于素质,也终于素质,在开展5S活动中,要实质性地贯彻自我管理的原则,“规范现场、挑战自我、提升素养、塑造形象”的方针要贯穿始终,尤其在我们规划新校区的校内基地建设时,必须将此模式引进。表1是电子实训基地5S规范示例。 ②从战略高度培养“双师型”教师——培养高素质人才的基本保证。 学生职业能力的培养在校期间主要取决于教师的实践能力,根据专业实际情况,2008年10月我们通过公开招聘方式,引进了原海鹰电子集团高级工程师黄交宏老师充实到专业教师队伍,随着专业的发展,今后还要继续加大引进力度; 原有教师以年轻教师为主,基本上是近一两年刚踏出校门的研究生,我们实施“青蓝工程”,由老教师进行传帮带,同时要求他们暑期自己联系或系里落实下企业不少于20天,以青年教师柳亚平为例,去无锡捷普电子生产线上和实习学生一起工作,既了解了生产实际,又理解了学生实习的甘苦,感觉收获很大; 锡的电子信息产业发达,高职院众多,我们经常采取走出去和请进来的方法与同行交流。08年我系先后邀请了无锡职业技术学院电子信息学院郭再泉副教授,无锡机电高等职业技术学校电子系杨海祥副教授,无锡居里中央空调总经理李学树先生来校讲学,同时系领导带队去无锡职业技术学院、无锡科技职业技术学院实验室学习,通过交流,明确了思路,确定了方向。 ③认真抓好校外专业顶岗实习——职业能力培养的关键。 首先要建立健全相关制度。这方面,我院教务部门已有原则性的指导意见,将整个第三年分为岗位认知实习、专业顶岗实习、就业顶岗实习和在岗毕业设计四个阶段。我系对每个阶段又有明确要求,如我们对第一阶段岗位认知实习(3周)的具体要求是:联系实习单位(可学校推荐或自主选择),提供实习单位的常规信息;进行实习动员、实习分组,指定校内实习指导教师;办理相关审批手续;领取实习指导书和实习手册,初选综合能力训练项目;认真填写实习周记,结束时由实习单位鉴定盖章。 通过以上要求,在管理制度上形成统一规范,有效进行管理。 严格进行过程控制。有了制度关键还是执行情况,为此,我们进行过程的全程监控,对学生我们原则上要求一个月回校一次,由指导教师和班主任检查实习进展和状态,对指导教师我们要求每周与学生的联系不少于一次,联系的电子记录或文字稿由教研室每周进行检查,形成实习学生——指导教师——班主任——年级辅导员——学生的信息闭环系统,整个环节中的核心是实习学生,这样一来,该学生实习怎样?处于怎样的状态?进展到什么情况,可以说系里是非常清楚的,也只有在学生离开学校后还能够与之保持密切的联系,各项工作的实施才能有保证。 想方设法进行职业能力培养。实施“2+1”的培养模式不是简单让学生在第三年找到一个实习单位,关键是在学校所学的知识与企业的需求有多少适应?我们专业的生命力一是看对专业岗位的适应能力,二是看在专业岗位上的可发展能力,尤其是第一条。为了解决好这个问题,我们的实践是:尽量要求学生的实习岗位与专业一致,学校推荐的岗位自不必说,对学生自主选择单位的我们也希望与专业一致,根据我们对学生实习岗位的调查,专业对口率在90%以上;提供根据专业特点进行设计的课题4个,每个专业学生根据自己所在岗位选择2个利用业余时间完成;每个学生配备一名专业教师担任实习指导教师,实习指导教师主要针对学生在完成课题时遇到问题给予及时指导,可以通过邮件、电话等方式,同时系里基本上每一个月要求学生回校一次,由指导教师给予当面指导;更为主要的是让学生在校期间打下良好专业基础,系里大力推进教学改革,同时在业余时间安排了一些适应社会需求的专业选修课,如PHOTOSHOP、3DMAX、AUTOCAD等,使学生的可持续发展能力得到显著增强;不仅安排学生回校,同时组织学校老师进行校外实习单位走访,以我系06级学生为例,我系老师走访了从上海到苏州到南京及本市的学生实习单位近20家。 ④加强学生非认知技能的培养——培养学生的可持续发展能力。 专业基本技能是高职学生在市场上获取工作岗位的基本生存能力,这一能力强调专业的应用性和针对性,是属于第一层次的能力,只有具备了这种能力,才能够真正地在企业“留得下”。社会适应能力是指高职学生与他人交往、合作、共同生活和工作中的人际交流、劳动组织能力、群体意识和社会责任心等,强调积极的人生态度、对社会的适应性和行为的规范性,它应包括积极的工作态度、思想道德水平、团队合作精神、人际交往能力、心理素质等,社会适应能力是企业考察高职毕业生是否“用得上”的重要指标。新的就业形势要求高职学生在多样性、多变性的职业生涯中具备专业发展能力,它包括学习能力、创新能力及分析和解决问题的能力。具备专业发展能力的学生,在进入用人单位后将逐渐表现出优越性。 调查显示,越来越多的用人单位认为,高职学生正确积极的工作态度和道德修养水平比专业技能更重要,特别是有较多的外企在招聘学生时把正确积极的工作态度作为最重要的因素进行考虑,道德修养水平也被用人单位认为是第二重要的因素。用人单位认为目前大部分学生在言行上存在较大差距,企业往往在培训方面花费大量的人力物力,学生在追求较高报酬的同时,往往忽略了对等付出和多一点奉献的思考,不安心工作,跳槽频繁,不辞而别的现象越来越多。而实习单位是学校的宝贵财富,虽然我们学生也为企业创造财富,但由于总体上的人才过剩,加之高职院校众多,用哪一个学校的学生就由多种因素决定。以我系应电专业学生在无锡华润安盛公司实习为例,该公司同时录用了我院、江苏信息职院、南京信息职院三所学校的各20多名学生,一年以后,公司领导明确表态,以后只用我院学生,原因何在呢?我们认为: ①我们将职业指导贯穿整个教学过程,学生从入学起就不断进行入职教育,努力让学生尽快实现由学生到学员到员工的转变; ②学生的基础及职业能力及岗位适应性与兄弟院校学生不相上下,但关键在于他们心态平和,有从基层干起的心理准备,这和系里平时的教育是分不开的,我常跟学生讲: 原来我最担心的是我们学生没有单位要,但接触企业后得知,企业最担心的是留不住合适的人才,因此,只要你踏踏实实地干下去,一定会得到企业重用。正是学生有了平时的教育,才使得学生在经历了基层的磨练后能够脱颖而出; ③我们经常利用讲座引导学生准确定位,正确认识当前的就业形势,适应我国高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变的要求,提高把握就业机会的能力,避免盲目追求就业中的高层次、高薪酬,同时鼓励学生积极主动寻求就业。 ④主动加强和企业的交流与沟通,我们通过带学生篮球队与企业进行友谊比赛,带学生文艺积极分子与企业搞联欢活动,有效的缩短了与企业的距离,由于相互熟悉,感情日益加深。 4结语 通过几年的实践,我院应用电子技术专业学生的培养规格、职业素质及可持续发展能力已得到越来越多的企业认同,以2009届学生为例,共有5个班级188名学生,除去40多名同学继续就读扬州大学电子信息工程专业“专接本”外,08年5月份,我系首次开考的电子装配高级工考核51人参加,通过44人,合格率86.3%,在无锡市名列前茅。学生实习主要分布在无锡捷普电子63人,无锡强茂电子10人,无锡华润晶芯半导体公司10人,苏州大智集团41人,上海响亿电子14人等单位。实习单位给予我系学生高度评价,充分说明了我们人才培养的质量和水平。下一步我们要进一步加强教学改革和校企合作,努力将应用电子技术专业办成无锡市级示范性专业。 应用电子技术论文:以电子产品设计全过程统领分析应用电子技术专业课程 摘要:应用电子技术专业的专业课程很多,在教学的过程中有很多学生对于所学习的各门专业课程的体系不了解。基于目前高等职业教育基于工作过程系统化教学的改革的思路,结合对于电子专业课程教学的分析以及作为访问工程师在企业的实际工作经历,以实际电子产品生产的全过程为基础对应用电子专业的专业课程进行统领分析。 关键词:专业课程;专业技能;电子产品设计;电子技术专业;课程分析 一、综述 应用电子技术专业的专业课程很多,在教学过程中有很多学生对于所学习的各门专业课程的体系不了解。基于目前高等职业教育基于工作过程系统化教学的改革的思路,结合对于电子专业课程教学的分析以及作为访问工程师在企业的实际工作经历,以实际电子产品生产的全过程为基础对应用电子专业的专业课程进行统领分析。主要分析在电子产品的实际生产过程中所需要的各项专业技能以及各个专业技能与所对应的专业课程之间的关系。 二、电子产品的设计过程 结合多年的应用电子技术专业课程的教学经历以及在相关企业对于电子产品的实际过程的了解,本文用图1来阐述电子产品的生产过程中各个环节与电子专业的各种理论课程之间的联系。 要设计一个实用的电子产品,首先需要做的事情就是根据功能需求设计相应的功能电路,在这个过程中需要设计者有很强的电路理论知识以及相关的设计经验,同时设计出的产品要符合工艺的要求。作者认为在这个工作阶段的工作难度很大,需要先进行简单电路原理的设计逐步积累。设计出原理图一定要经过软件的测试,测试所设计的电路能不能与功能需求对应,各项参数能不能满足功能需求。在这个过程中要求设计者掌握测试软件,目前业内广泛使用的是multism仿真软件。 如果设计的原理图成功,说明我们离成功迈出了很大的一步,但是一个电子产品最终表现是一个PCB板。作者认为PCB有两个作用:一是承载电子元器件;二是要用铜膜线将电子元器件按照原理图连接起来。要将原理图做成与之对应的PCB,就需要应用protel软件来进行设计,在设计的过程中除了熟悉使用protel软件的操作以外,同时还需要掌握电子工艺的标准,这样才能设计出完善的PCB。 PCB设计成功以后就是元器件的安装与调试,当调试成功以后安装上外壳。这样一个电子产品就设计成功了。 三、电子专业课程与电子产品设计过程之间的联系 在电子产品的设计过程与电子专业的专业课程之间,作者认为联系二者的就是专业技能。在整个电子产品设计的过程之中需要相关的专业技能,而专业课程的开设就是围绕专业技能而进行的。 在电子产品设计的第一个阶段也就是原理图设计阶段,所需要的专业技能就是电路理论知识以及仿真软件的使用。围绕这个技能所以开设了《电路分析》、《模拟电路》、《数字电路》、《单片机原理与应用》、《高频电路》、《信号与线性系统》、《通信原理》、《移动通信技术》等专业课程。学生在系统地掌握了各种电路的基本理论、本电路的结构、常见的设计思维方法才有可能根据功能需求设计出相对应的电路。同时在设计的过程之中需要掌握电路仿真软件来仿真所设计的电路能否满足功能分析所需要的要求。 设计的第二阶段就是如何将设计成功的电路原理图转化成与原理图相对应的符合电子工艺标准的印制板。这个阶段所需要掌握的专业技能就是印制板文件(PCB)的制作。在这个阶段需要掌握设计软件Protel,以及设计过程中的工艺标准。所以所开设的课程《电子CAD》、《电子工艺标准》等就是为本阶段的专业技能服务的。 设计的第三阶段就是元器件的安装,这个构成中需要掌握的专业技能就是常见元器件的识别以及安装方法。围绕本阶段的技能,开设了《常见电子元器件》等课程。主要就是要了解常见器件的识别方法,安装的注意事项。同是本阶段也需要充分考虑电子产品的工艺标准。 设计的第四阶段就是产品的调试,本阶段所需要的专业技能就是产品调试的一般思路以及一般步骤,常见的测量仪器的使用方法以及操作规范。所以围绕这个专业技能开设了《电子测量技术》、《电工测量技术》等课程。 四、电子各专业课程之间的联系 电子专业的各个专业课程的开设都是围绕整个电子产品的设计过称中所需要的各种专业技能而展开的。各门课程之间也有一定的联系。在这里作者做简单的分析,希望能够是专业课程的体系更加清晰。 《电路分析》是电子专业最基本的课程,本门课程主要是用线性的方法对电路的基本原理以及基本结构做了详细的分析,以线性元件以及线性的分析方法为主。为电子专业的学生提供了基本的电路理论以及电路分析中的基本定理与分析方法。《模拟电子技术》主要讨论的是电子理论中的一个基本问题,就是如何不失真地放大小信号。主要就是围绕如何消除或者减小失真来放大信号。分析的基本方法是对于非线性的放大器件三极管进行线性的近似处理。《数字电子技术》分析的电路中另外一个基本问题,也就是如何采用合适的电路实现特定的逻辑功能,在本门课程之中主要是了解对于逻辑的建立化简以及电路实现逻辑的基本方法。同时提供了实现逻辑的常用的数字电路的集成芯片。《单片机原理与应用》主要是适应了现在电路的设计思路,用软件的控制功能来实现对于硬件电路的控制。《高频电子线路》主要解决了电路中的三个基本的问题,电路中电源的设计方案、电路中小功率信号的放大、振荡信号的形成。分析的方法主要建立在非线性的分析方法上。《信号与线性系统》、《通信原理》等主要是提供了对与实际的电子产品的功能需求的分析方法,对于各种设计方案的简化、对电子产品的分析以及评估。以上作者认为可以归结为电路理论课程。 应用课程中有《电子CAD》、《电路设计与仿真》、《电子工艺标准》、《电子测量技术》、《常用电子元器件》等。《电子CAD》主要讨论的就是印制板设计软件Protel软件的使用。《电路设计与仿真》主要讨论电路仿真软件multism的应用,分析所设计的电路是否满足设计的要求。《电子工艺标准》主要讨论分析了在电子设计的过程之中所需要考虑的工艺标准。在电路的设计中要充分考虑电路的功耗、电磁场效应等情况。《电子测量技术》主要是在电子产品的调试阶段对于常用的电子测量仪器的使用方法的讲解。 五、结语 总体来说,应用电子技术专业的专业课程都是依照电子产品设计的过程而开设的,也是为了学生需要掌握各专业技能而开设的,以电子产品的设计过程来统领分析电子专业课程易于让学生掌握整个电子专业课程的体系内部联系。能更进一步做到学以致用,为将来的就业打好基础。对于高等职业院校的课程改革以及实现高等职业院校的产学研的结合也具有一定的指导意义。 应用电子技术论文:高职院校应用电子技术专业人才培养方案研究 摘要:人才培养方案的设计和制定是整个人才培养过程的基础保障,只有建立了科学合理的人才派样方案,才能确保各种培养措施的正确实施,培养目标的真正实现。以技术应用能力和基本素质培养为主线,建立专业人才的知识、能力和素质结构;依据对毕业生知识、能力、素质结构的要求,构建新的课程体系,科学制定人才培养方案。 关键词:应用电子技术;高职高专;人才培养方案 近年来,我国高等职I教育规模迅速扩大,已经占据了高等教育的“半壁江山”,电子信息工业是当今世界经济社会发展的重要驱动力,电子信息产业的迅猛发展使其成为了我国国民经济的主要来源和国家非常重要的支柱性、引导性及基础性产业。人才培养方案是以教学计划为载体的人才培养规格和目标的总体设计,是安排、执行教学任务的依据,是监控和评价教学质量的准则。科学制定人才培养方案对于学校适应教学改革,保证教学质量有着重要意义。本文针对应用电子技术专业人才培养方案的制定和实施,从以下几个方面进行研究。 一、专业人才定位 电子行业的迅猛发展,涉及家电、家电控制部件、计算机组装、通信设备、仪器仪表、视听设备等领域。传统生产正被自动插件、自动焊接等新技术、新工艺所取代。生产人员的结构也相应地发生了变化,出现了诸如品质控制、工艺控制、现代化生产设备的操作与维护等技术含量较高的工作岗位。高职教育专业只有紧跟电子行业公司企业的工种岗位,分析岗位要求的知识、能力和素质,才能使人才培养与就业需求相适应。因此,必须以人才市场需求变化为导向,解决人才培养的定位问题。 二、专业人才培养目标 本专业培养德、智、体全面发展,适应现代化企业发展和地方经济建设需要,具有系统电子技术理论和实践操作能力,具有良好的人文素质与职业道德和创新精神,能从事电子类产品和设备的安装、调试、检验、运行、维修;具有单片机系统开发与设计能力,具有对常规电子产品进行分析、开发设计和生产管理能力的高等技术应用型专门人才。重点培养企业急需的具备生产一线精密工艺设备操作维护、工艺设计、生产管理及具备对新产品和新技术进行消化、吸收和利用能力的高技能专门人才。 以真实的电子产品作为学生学习、实训的载体,采用边学边练、学做合一的教学手段,将电子产品装、调、修的全过程融合到人才培养的各个环节,构建“产品导向、项目递进”工学结合人才培养模式,全面提高学生的基本职业素养、基本技能与专业综合能力。 三、课程体系构建 在制定专业建设目标时,我们打破传统的学科课程模式,立足电子技术职业岗位群按照实际工作任务、工作过程和工作实境组织课程,构建与人才培养方案相适应的人才培养模式;开发以行动为导向的教学设计方案,建设突出职业岗位能力的专业课程标准;打破学科界限,实训“一体化”优质教材;建设专业结构合理的“双师型”师资队伍,建设集生产、教学、职业培训多位一体的校内生产性实训基地。 构建与人才培养方案相适应的人才培养模式,是全面落实人才培养方案的重要保证。我院应用电子专业采用“岗、课、证相通融,教、学、做一体化”的工学结合、校企合作的人才派样模式。“岗、课、证相通融”就是按照岗位技能需求设置专业核心技能课程和专业拓展课程,参照职业资格标准设计教学内容,课程的考核评价要求学生去的职业资格证书。“教、学、做一体化”,就是在专业课程教学中,讲课堂设在实训室,以实际工作岗位的典型项目为载体,按照项目的实施过程开展教学,通过边教边学,边学边练,学做合一的“教、学、练、做”一体化教学方式对学生进行职业技能训练。我院人才培养模式充分体现产业、行业、企业、职业和时间五个要素相结合。 应用电子技术专业是一个宽口径的专业,分支比较多,不同的学校定位,必须结合服务相关行业与地方经济,以专业复合方向为突破口,以工学结合、模块化进行课程体系整合。构建专业基础课模块、专业模块和专业方向模块三个课程体系。 教学设计上采取“2+3+1”的组织形式,前2个学期主要安排通识教育平台和专业基础平台课程,为形成学生的可持续学习和发展能力奠定基础;第3、4、5学期安排专业平台课程,主要培养学生的岗位职业技能,获取相关的职业资格证书或技术等级证书;第6学期安排学生定岗实习,是学生在职业环境中深化专业知识、训练职业技能、养成职业素质。 通识教育平台课程主要是公共必修课程,包括:高等数学,工程数学,公共英语,思想道德修养与法律基础,思想和中国特色社会理论体系概论,计算机文化基础,心理健康教育等课程,必修28个学分。专业平台课程包括专业必修课程和专业选修课程,其中有电路基础,模拟电子技术,数字电子技术,PLC技术,工程制图与AUTOCAD,电子线路板设计与制作,电子工艺实训,等专业必修课77学分;专业英语,多媒体技术,小型电子产品外形设计,计算机网络技术等16个学分。 高职院校应用电子技术专业人才培养的目标时掌握应用电子技术专业技术知识,局用熟练的专业技能,精益求精的工作态度和可。 四、结语 高职应用电子技术专业人才培养模式改个的探索与实践,更好地实现了从学生到企业职员的完美衔接,同事也提高了高职应用电子技术专业人才培养的质量,培养出了高素质技能高职应用电子技术专业人才,壮大了企业的人才规模,为社会创造非凡的价值。 应用电子技术论文:“虚实结合、系列化功能”的应用电子技术性专业实训基地建设成效分析 【摘 要】按照电子产品设计开发、生产、技术服务流程,采用企业当前主流生产性设备和自主开发的先进虚拟仿真软件,虚拟现实与真实产品生产结合,开发基于真实产品的实训项目教学资源,建成了“虚实结合、系列化功能”的共享型实训基地,满足教学、培训、职业技能鉴定、产品研发与生产四大功能需求。 【关键词】“虚实结合、系列化功能”;共享型实训基地 电子信息产业结构从“生产制造”到“制造、研发、服务”、发展方式从规模型到创新效益型的转型升级,嵌入式技术、传感器技术等新技术的飞速发展与应用,需要大批与之相适应的高素质技术技能人才。基于上述背景,按照电子产品设计开发、生产、技术服务流程,采用企业当前主流生产性设备和自主开发的先进虚拟仿真软件,虚拟现实与真实产品生产结合,开发基于真实产品的实训项目教学资源,满足教学、培训、职业技能鉴定、产品研发与生产四大功能需求的共享型实训基地[1-4]。 1 形成了“公司+车间”的实训基地模式 按照电子产品设计开发、生产、技术服务流程,建成电工电子基础实训中心、电子产品生产实训中心、电子产品研发与技术应用中心、轨道交通装备综合实训中心、虚拟仿真实训中心等“五大中心”,形成“公司+车间”的实训基地模式。 2 校企共建了“虚实结合、系列化功能”共享型实训基地 与上海ABB、苏州博众合作,新建了国内一流的自动化综合与工业机器人实训室;与南海益晶合作在校内新建了能进行工业级半导体芯片精密测试、电子产品批量生产的电子产品检测与组装车间(校中厂);与珠海伟创力科技公司合作建设了国内一流的能进行电子产品手工焊接与调试的SMT焊接实训室;与广东嘉腾机器人自动化有限公司合作新建了 “AGV机器人应用中心”实训室;新建了机车车辆电气装置检测实训室和3D虚拟仿真实训中心。与INTEL公司合作改扩建了能进行CPLD/FPGA电子自动化设计的Altera联合实验室(EDA技术应用中心);与TI公司合作改扩建单片机联合实验室;与长沙科瑞特电子有限公司及苏州瑞苏电子有限公司合作;改扩建PCB制图制版实训室;改扩建ST联合实验室(嵌入式技术应用中心)。 3 实施了“电子信息技术专业群+基于项目、产品、服务综合性生产性实习实训基地”运行模式, 实现“管理企业化、人员职业化” 把企业 “精益生产”的先进管理理念、和“6S”等现场管理方法与“博采众长、赢向未来”等职业文化引入到基地。在学校的统一管理下,实施以“装备制造业专业(群)+基于项目、产品、服务综合性生产性实习实训基地”运作模式,协调做好教学、生产、培训、鉴定和技术服务工作。在真实的车间和技术中心中以乒羽比赛计分器等实际产品的设计开发为载体,学生在“车间、中心”中做产品、搞项目,实施生产性的项目化教学,实行“管理企业化、人员职业化”;按照企业、行业标准,结合教学要求,形成生产性实习、实训项目化、模块化教学、培训标准,规范实习实训教学实施过程与考核评价。近三年来,开展中高职院校的骨干师资培训、教学技能培训、新技术培训、企业培训等各类培训班22个, 达3981人次。校企共同完成等《可调30V、5A直流稳压电源实训装置》等技术服务22项,各类经费到账198万元,获得专利22项,其中发明专利3项。 4 体会与思考 建立良性循环体系是校企合作持续发展与深化的关键:学校和企业通过共同制定培养方案、共建实训室、共享教学资源等方式,实现“双主w育人”,为企业提供高素质技术技能型人才,企业通过提供“顶岗实习”与“就业”机会的方式,检验评价学校的人才培养质量,只有学校的培养质量获得企业的认可,企业就会更加积极主动地参与人才培养的各方面,真正实现“双主体育人”,最终形成良性循环体系。而保障良性循环体系运行的关键是建立完善的校企合作机制和制度。 应用电子技术论文:应用电子技术专业工作过程系统化课程研究 【摘要】课程基本思路的建设是,经过岗位调研、典型工作案例的分析、行动范围的规划、实际课程的转换这几点实际工作完成的。电子技术专业课程建设的研究是本文主要想过的探讨方向,是极富职业特色的课程建设研究,以工作任务分析为基础的课程开发技术,按照工作体系而不是知识体系来开发课程,即进行学科体系的解构与行动体系的重构,同时将国家职业标准和职业资格鉴定规范进行集成,从而让电力技术专业的课程体系得以建立。 【关键词】应用电子技术;工作过程系统;课程研究 一、前言 目前,当代企业和社会已经从传统的运转模式走向以过程为向导的新运转模式,在工作时除专业技能以外,关键能力、性格特征、心理素质也是劳动者应该具备的工作条件。现代的教育方式应该围绕解决综合问题进行教学,教师的教育理念也应该针对“解决社会工作综合型问题”进行转变,这种复杂的教学模式,会涉及到多方面的问题,其中的社会的因素也不能小视。所以说,教育的模式应该尽快打破传统模式的种种束缚,科学的把学习过程、工作过程和学生能力进行联系,所以在开发方法方面应该注意实现后面三点:一是从主观意义看来,我们应该把工作当中过程进行整体化分析,而不是对那笑细小的工作点进行专研;二是重点培养创造能力,而不是一味的强调适应能力的好处;三是构建学习过程时,应该看重“工作过程完整”而不是“学习过程完整”。只有这样,职业教育才可能让学生获得综合的职业能力,并保证这些与职业相关的经验知识和技能在结构上的系统化。抽象发展过程不是一个人能力发展该有的过程形式,其学习过程是要具备情景化和具体化的,因此,职业学习中必须包含两个方面的因素分别是“工作过程学习”和“课堂学习”,这两个方面可以在学生的学习历程当中化为一个整体。课程开发必须将资格研究(包括职业分析、工作分析、企业生产过程分析),个人发展目标分析与教学分析和教学设计结合在一起,其基础是整体化的职业分析。 作者有幸到德国进行电子技术专业课程的学习和考察,让我深刻的感受到德国这个工业强国先进的职业教学理念,基于工作过程的课程开发方法和基于行动过程方面的课程开发方法作者都可以熟练的运用,并且让开始计划好的任务圆满完成――用电子技术专业基于工作过程的学习领域课程开发和《电子产品生产工艺与管理》学习领域行动导向的教学设计,作者在北京的回国学术报告会上进行发言,德方和我国教育部门的专家团队都对作者所表意见深深赞同。 二、总体设计思路 (一)教学目标确定 要确定实际的教学目标,需要考虑的方面有两个: 1、企业对于人才的需求:国家的产业结构与国家的教育结构息息相关。国家的产业结构和政治要进行科学的分析,选择符合条件规定的企业(规模中等偏上的企业、企业集团中技术一般的企业)进行调研;根据所选企业中岗位的相应要求,分析岗位上的典型任务模式,结合企业员工的各种要求进行课堂设置。 2、学生个人的需求:从学生的角度来看,应该了解学生需要什么和学生的学习目标在哪里,从而制定教师的教学目标。 (二)学习领域确定 当学习目标确定之后,就要进行教学课程的研究和开发了。其课程要极富职业工作方面的特色,在以后的工作基础上,对学生的学习领域进行确定。简单来说就是解构整个学科的传统体系,重新构建新的行动体系,同时对国家的职业资格鉴定和规范进行科学集成。 1、工作过程分析:根据相关的工作岗位,进行典型工作的分析,从而了解工作的基本流程。 2、行动领域归纳:岗位典型工作与学校领域的结合,成为实用的综合领域。 3、学习领域转换:根据认知及职业成长规律递进,重构行动领域,并转换为学习领域课程。 (三)学习情境设计 学习情境是组成学习领域课程的结构要素,是课程方案在学习过程中的具体化。换句话说,学习情境是在职业的工作任务和行动过程背景下,将学习领域的目标描述和学习内容,进行教学论和方法论的转化,构成在学习领域框架内的“小型”主题学习单元。 实际上,学习领域是课程标准,而学习情境则是实现学习领域能力目标的具体的课程方案。学习情境的载体可以是产品、现象、工艺等等,学习情境因学校 因教师而异,具有范例性、可替代性和迁移性的特征。 (四)教学的实施 教学实施主要强调行动导向的教学及其实施方法,以及教学评价。行动导向教学实施的前提是实践条件的准备师资的配置以及教学方法选择。 1、实践条件:包括校内生产性实训条件和校外实习基地。校内生产性实训条件主要的体现是专业“一体化教室”装备的使用和管理;校外实习基地主要是满足在企业的教学和顶岗实习的需要。 2、师资配备:实现行动导向的教学,必须处理好校内教师与企业培训师的分工、协作问题,并需及时进行适应交流。只有这样才能实现教学目标的要求。职教教师主要承担“教学做一体”的教学任务,而企业兼职教师重点在实践教学方面发挥优势,特别是来自企业的订单项目以及顶岗实习环节的实施等。 3、教学方法:行动导向教学的基本意义是:学生是学习过程的中心,教师是学习过程的组织者与协调人,遵循“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”这一完整的行动过程,在教学中教师与学生互动,让学生通过“独立地获取信息、独立地制定计划、独立地实施计划、独立地评估计划”,在自己“动手”的实践中,掌握职业技能 习得专业知识从而构建属于自己的经验和知识体系。 行动导向的教学强调:学生作为学习的行动主体,要以职业情境中的行动能力为目标,以基于职业情境的学习情境中的行动过程为途径,以独立地计划、独立地实施与独立地评估即自我调节的行动为方法,以师生之间互动的合作行动为方式,以强调学习中自我构建的行动过程为学习过程,以专业能力、方法能力、社会能力整合后形成的行动能力为评价标准 (五)教学设计的优化 学生就业后,通过毕业生反馈、专家论证和企业调研等,进行下一轮的学习领域、学习情境修改和改进,进一步优化教学实施方案。 三、基于工作过程的课程开发 (一)经济社会背景 1、产业构架和产业规格。应用电子技术是国家重点看重的教育专业之一。我国的应用电子技术发展规划是受到国家各部门的重点关注,国家鼓励全面开发大中小型元件和新式集成电路,从更快的推动信息化技术的发展。 山东省把电子信息产业作为重点发展的支柱产业。山东省“十一五”发展纲要明确了着力建设制造业强省的战略目标,并把电子信息及家电产业作为优先发展的支柱产业,放在第一位。这就为本专业培养的高素质技能人才提供了广阔的发展空间。 山东电子产业区域优势明显。山东是电子信息产业大省,也是电子电器产品强省,有海尔、海信、浪潮、鸿富泰等全国知名的大型企业。同时山东也是电子电器产品的销售一级市场,世界及国产品牌都在抢占山东市场,纷纷在山东开店、设厂,形成了明显的电子行业区域优势 从全国范围看,已经形成广东、山东、江浙、京津唐四大电子产业区域。 2、人才需求。多数企业都需要应用电子技术的人才。从国家产业部和中国家用电器协会给出的数据看到,我国的电子信息技术人才并没有多少,全国从事相关专业的学生只有四十多万人,但是每年毕业人数只有不到十万;从山东这个电器大省每年给出的数据来看,全省每年都需要一万五名应用电子技术的人才,来填充各行业岗位的需求。 就业岗位发生变化。作者在经过了海尔、海信等三百余家大中小型电子企业用人情况调查之后发现,伴随着时代的发展,企业产品的技术不断的升级,新型科技的不断采用,其毕业生进入企业之后的岗位也随着变化。电子电器技术与销售岗位、技术服务岗位、产品管理岗位,是企业给应用电子技术毕业生所提供的工作岗位,这些也是比较常见的岗位。电子电器技术销售及服务岗位:电子产品的市场销售、维护、电子维护网络的开发和管理,其中的技术元素特别的多。在这些岗位当中人才更为紧缺的是,高端电子产品的销售和技术维修岗位,在这个岗位中急缺高素质人才。电子电器产品管理岗位:主要有电子电器生产出来之后的管理工作,其中包括装配、调试、检验、设备维护和生产管理,以及电子电器新产品的开发计划。最后说到电子电器工艺岗位,这个岗位关系到电子电器生产时的工艺是否到位,所以说高素质的人才在这个岗位当中也是屈指可数。 企业对于人才素质提出了新的要求。新时代背景下大多数企业选择人员,都要求,人员不仅要具备强大的职业能力,例如,职业知识、职业技能等,还要具备较高的情商,如团结精神、人员交际、敬业精神、行业洞察力等,即员工的能力是要多面化、全面化的。 (二)工作任务分析 对于企业来说,企业的整体工作过程是由数个小型工作进程所组成的。企业的这种理念也可以使用到职业教学当中,可以把其转化为教学式的工作任务,从而在教学中培养岗位人才。从电子技术方面看来,相对于的职业标准国家是有所制定的,所以我们应该把国家所制度的职业资格标准与鉴定指标进行融合理解。 (三)行动领域确定 行动领域的具体解释是工作生活当中的情景构架,与原本职业紧密相关的职业、生活和社会动态等一些情景结构所合成的任务总和。另外从企业方面看行动领域,是按照企业所指定的计划进行活动的领域,以达到完成企业工作的目的。 (四)学习领域确定 行动利于教学归纳中包含了学习领域,这种规划是按照教学流程进行的,对教育领域进行规划后,用于以后的教学行动领域当中。职业教育当中的职业行动领域存在每一个专业的学习领域当中。能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和目标给定的学习时间这三个基础因素,是学习领域构件的重要零件。想要表明学习领域的特性就需要目标的具体描述,而任务的学习则让学习领域更具专业化、精确化。当学生在进行该领域的学习时那么学习目标的描述就是得到的完整学习效果,可以使用职业行动能力进行描述;而任务陈述具有细化课程教学内容的功能;总量给定的学习时间作为基准学时,可灵活安排。 四、结束语 新时代的教育模式,在应用电子技术专业的教学中起到了很大的帮助,让学生的社会适应能力大大的提升,保证学生在以后的社会工作中能得心应手,从而让电子技术专业的学生为社会和国家更好的服务。 应用电子技术论文:多能力结构的应用电子技术人才的培养 【摘要】随着当今社会的飞速发展,应用电子技术逐渐成为时代的主流。目前最重要的就是加强对应用电子技术人才的培养。与此同时各个高等学校也加紧了对这类人才培养的速度。由于当今电子技术人才缺失严重,在保证这类人才人数的充足之外,就更应该重视其是否具备卓越的才干。在当今社会,具备多种能力的电子技术人才少之又少。怎样能够寻找到或培养出真正拥有多种能力结构的应用电子技术人才,本文针对这一问题进行了详细的阐述。 【关键词】多能力结构 应用电子技术 人才培养 应用电子技术在当今社会中发挥着举足轻重的作用,同时应用电子行业在社会的行业结构中不可取代。在飞速发展的产品结构下,高新科技也在不断的竞争,一种新的生活方式和经济秩序即将被创造出来。由于电子行业的不断发展,传统的产业发生了深刻的变化。许多的应用电子的专业人才转为了炫赫一时的职员。并且随着电子产业的发展,技术人才的需求量也在越来越大。这就需要那些开设电子技术产业的高校对自己的目标进行新的改动。怎样才能满足当今市场需求,培养出高质量多能力结构的人才,怎样才能让自己的电子专业学生在毕业之后成为社会的佼佼者,这些都是需要深思的。因为这一行业关系着社会的发展,关乎着我国高新技术的研究与创新。而在我国,这种应用电子技术专业的开设大部分都在一些高职院校中。这种高职院校对这一专业人才的培养难免会与社会中对高质量人才的需求产生矛盾。作为高职院校,就应该积极的去找到应对方式,恰当的处理这种矛盾,培养多能力结构的学生,帮助学生更好的适应社会。 一、多能力结构是社会、学校、学生三方面的共同要求 在以知识为主要生产力的21 世纪中,知识引领市场。根据一些材料指出,由于我国的企业职工文化低,技能差造成产品的通过率下滑,生产总值损失惨重。通过这一资料可以看出,我国之所以在生产力上落后于西方国家,是因为企业的劳动者技能太差。所以,其创造的生产价值也就微乎其微。这种现象既导致中国的生产力不足,又对自己本身的能源造成严重损失。随着社会的发展和时代的更新,企业若要取得成绩就应该着眼于劳动者的身上。提升所有劳动者的素质。包括从事于产品生产或推广等多个行业中的研发人员,只有提高每个参与者的素质,才能提升企业的综合水平。而作为培养电子技术人才的主干力量DD高职院校,更要投入于对多能力结构人才的塑造之上。高职院校与本科院校不同,其更注重实用性。所以高职院校的目标就应该立足于技术教育中。可是当今的一些学校却远远脱离了这一目标。其主要原因是由于高职院校的办学理念传统封建,没有特色,忽略了学生动手操作能力的培养,从而使教学没有取到很好的效果。 二、培养多能力结构人才的主要措施 (一)对教学模式、教学手段进行改革。 学生是学习的主体,教师在授课时要以学生为中心,打破过去传统的教学模式,紧跟时代的潮流,突出社会发展的特征。比如教师在上课中就不能单方面的只讲书本上的知识,更要学会融入社会电子发展的特点,通过这种方式让学生学到更多与社会相结合的知识,不至于在未来与社会脱离。 (二)对学生的创新能力进行培养。 在教学的过程中,教师为提高学生学习的积极性就可以采取一些奖励的措施,让学生乐于自己去动脑思考动手操作,有效的提高学生的想象力和创造力。比如教师可以利用一些课余时间创设类似电子创新的游戏,引导学生参与。在游戏中可以制定一些奖惩机制,充分调动学生学习的乐趣。教师在游戏中可以对学生的选题进行深入的指导,给学生明确思路。其中教师可以将出色的学生作品交给学校审查,通过之后对其作品进行推广,这种方式既提高了学生的创新能力又帮助学生找回自信,何乐而不为。 (三)对学生的动手操作能力进行培养。 在教学过程中,若要能够确保W生会运用软件,就必须将电子信息技术中的理论与实践合理划分。比如教师在授课中,就要合理分配课堂的时间,一半教理论,一半教实践。理论与实践俩不误,在这一过程中,教师能够及时的发现学生操作中的不足,并给予正确的指导。通过理论与实践的完美配合中提高学生的操作能力。同时教师还应该适时的组织一些上机操作课。将企业的一些新项目融于操作课中,让学生自己根据所掌握的知识对其设计。对于其中出现的问题学生自己去解决,然后老师对这一项目做出总结,给学生做一个正确的指导。通过这一方式提高学生的操作水平,在操作的过程中提升自己的专业技能。 (四)加快师资队伍建设步伐。 优秀的师资队伍,是培养多能力结构人才的关键。想要规划出良好的教学目标,就需要有一支结构严谨并且技能卓越的师资队伍。根据当今高职院校内的教师能力来分析,不少学校还依然出现学历不够职称太低的状况。对于学校和学生来说,这种情况十分影响其发展。所以本文倡议,高职院校为建设一支能力强水平高经验足的教师队伍,就应该设立职称考试,并对老师的专业水平定期进行指导。 (五)加强关于教材的相应改革。 随着时代的更新,许多高职院校的教学材料已经远离了社会的发展,不能很好的适用于学生的学习当中,所以,对教材的改革大势所趋。问题在于如何进行改革。教育部就当前社会发展趋势把一些新技术编到了书本当中。并且也要建立新的教材模式。根据当今社会的需要,教材的模式主要是以操作为主要内容,培养动手能力强的人才。其外一些院校还可以自己制定有特色的教材,将本校的专业全部融于教材内,提高学校的专业特色与办学水平。 (六)提高课程安排的合理性。 想要培养出优秀的人才,其最主要应该落脚于课程的安排上。因为当今的许多学校都是根据公共基础和专业基础与方向等平台来安排课程。由于电子专业课程中,知识面多,包含的内容也较广,所以对于电子专业的课程,首先要面对的问题就是如何能够帮助学生学到实用的知识。举个例子,对于电子设计自动化的课程中,首要目的就是提高学生的自主设计技能。教师在安排课程的过程中要学会按照单品机的特性来提升课程的内容,但在这过程中运用热点技术要适当。 三、结语 针对当今社会对这类高质量多能力结构的应用电子技术人才的需要,本文进行了阐述。并指出作为高职院校,应该如何对当今的教育模式进行改善。根据本文的陈述,不难发现改革教育是适应当今社会需求的必然选择。通过实施这些应对措施来帮助学生提高专业水平和创新能力。但是根据当今社会的需要来说,只做这些努力还不够。所以国家要加大对教育的改革措施,为社会培养出更加优秀的人才。 应用电子技术论文:“3+2”模式应用电子技术专业课程有机衔接分析 【摘要】相当多的中职生是通过“3+2”升学模式进入高职,但出现了中高职课程体系衔接问题,以应用电子技术专业为例,充分考虑中高职两个阶段课程不同的要求、层次和特点,要体现中职和高职之间是交互的递进关系,发挥高等职业教育引领职业教育作用,实现中高职 “3+2”模式课程有机衔接。 【关键词】“3+2”模式 课程衔接 中高职教育 应用电子技术 为了贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,目前高职院校逐年加大对中职学生的对口单独招生规模,这是中等和高等职业教育协调发展的展的必然要求,以构建新型的现代职业教育体系。但体系内中职教育和高职教育在教育对象、学历层次、培养目标、课程体系、行业指导等方面都存在着差别,需要中高职教育有机衔接,完善现代国民教育体系。 中高职教育有机衔接,就是统筹协调中等、高等职业教育发展,发挥中等职业学校的基础作用,重点培养技能型人才;发挥高等职业学校的引领作用,重点培养高端技能型人才,本文以应用电子技术专业为例, 对“3+2”模式中高职课程衔接做分析。 一、“3+2”模式的生源状况 中考取得成绩较好的学生一般都直接进普通高中,而“3+2”模式的生源就是完成九年义务教育后初中毕业生,从初中升到中职的学生,显然“3+2”模式升学的学生一般文化基础较差、中考分数较低。 三年中职学习后,然后可免试直接进入高职院校。由于文化基础差,底子薄,在中职学习中,教学成果难以见效。再有中职教学中专业技能课时在总课时中比重过大,没有高考压力,减少了必要的文化基础课程的教学,在职业教育体系中中职教育没有起到培养高职教育人才的基础作用。 二、中高职应用电子技术专业课程衔接问题 (一)课程设置不衔接。 目前没有统一的中高职“3+2”模式职业教育课程标准。中职学校和高职院校各自构建自己的专业课程体系,确定课程教学内容时缺少沟通,造成一些专业课程重复学习。通过调查、对比大多数院校的中职应用电子专业和高职应用电子专业的教学计划,可以发现两者其中很多课程的内容是重叠的,如《电工基础》、《电子技术》、《计算机基础》等及技能训练内容。也有不少中职升入高职院校的学生反映,高职的课程又把中职课程重来一遍。造成教学资源、人力资源、学生学习时间浪费,学习内容丧失了新鲜感,从而影响学生的学习积极性。中高职各自课程设置重点不突出,高职院校的老师对教学内容没有充分组织和深入研究。 (二)文化基础课程薄弱。 不少中职学校“重操作,轻文化”,中职的专业课程体系强化了技能训练,因此影响了文化基础课程的教学内容,从而导致中职学生文化基础的薄弱,自学能力不强,学习习惯较差,中职生直升高职院校后,普遍感觉文化课的学习比较困难,比较典型的课程如《高等数学》、《英语》等,学习起来较为吃力,出现大面积挂科现象。显然,在思想上和原则上中高职课程体系构建存在一定的差异。 (三)技能训练设置脱离行业需求。 从职教育的特色而言,无论中职还是高职,都应该注重实践技能的训练,实践课与理论课的学时占比例都要1:1或1:1以上。但是,在专业技能培养方面,高职与中职理应体现出层次内涵上的差异。然而不少高职院校技能训练定位低,有些实践训练项目内容与中职相差不多,存在重复训练的现象;而且高职电子技能训练设置脱离行业需求,没有体现出电子信息行业发展趋势的生产大型化、集中化、规模化的特点,也没有体现出产品一体化、智能化的特点,应该整合的技能训练的技术含量,才能培养出适应相关岗位的工作需求的毕业生。 (四)中高职两个阶段职业资格证考证不衔接。 应用电子技术专业的学生在中职学校考计算机应用能力证、电工上岗证、中级电工证,高职学校学生也考这三证,为考证所安排的技能培训内容中高职两阶段有重复。职业资格证书不衔接,造成教学资源、时间和经济上的浪费,影响了学生的考证的积极性。 三、应用电子技术专业课程有机衔接 中职和高职之间是交互的递进关系,因此在建设课程体系时,要充分考量中高职两个阶段不同的要求、层次和特点。中职阶段应为高职阶段的学习打基础,中职学校的人才培养目标基本定位为操作型人才的培养,高职教育培养面向生产、建设、管理和服务一线的高端技能型人才,发挥引领作用。兼顾这两个层次之间的关系,科学地划分了各自课程,避免了内容重复,突出了中职课程的基础性、实用性和操作性,体现了高职课程的技术性、创新性和拓展性,中高职课程有机衔接主要课程设置。 (一)公共基础模块课程的设置。 中职公共基础课模块课程包括语文、数学、英语、计算机基础等公共课程,达到中职学生应达到中职学校的学历教育要求、素质教育以及相关专业教学基本要求;还应学会有关电子、电磁相关的教学内容,为学习专业技能课程和继续升学打好基础;以及选学语文、数学和英语课程教学要求达到高职相关公共基础要求,能够与高职公共基础模块中的《高等数学》、《大学英语》等课程衔接。高职公共基础模块中《高等数学》以“必需、够用”为原则,提高应用高等数学知识解决工程技术方面的问题能力,高职开设的英语课程是为将来学习专业方面的英语资料、达到全国普通高校英语的应用能力 B 级考证要求,英语基础好的学生可参加全国四级或六级考试。 (二)岗位职业技能基础模块。 中职开设《电工基础》、《电子技术基础》课程等,与高职开设的《电子电路分析与应用》等课程与中职课程衔接。《电子技术基础》重点加强电路知识的基础,使学生掌握基本器件和基本放大电路的结构和特点,《电子电路分析与应用》研究主要是电子电路的各类功能电路如功放、信号发生、电源、滤波、编码、译码、计数、脉冲信号处理等特性及应用;高职《单片机小型应用系统设计与制作》在中职学习51系列单片机的基础上提升到单片机通信技术及接口技术、I/O口扩展技术、AVR 单片机的综合应用;高职《传感器应用与信号检测》课程在学生掌握常用传感器的结构原理的基础上,学习传感器的新器件及新技术,培养学生信号检测能力和将新型传感器应用到实际工程中的能力;《高频电子技术》是低频电子技术内容的延伸,学习高频小信号放大、功放、调幅检波混频、调制与解调等知识,掌握通信电子技术的知识与应用。 (三)岗位职业综合能力形成模块。 紧跟电子信息产业转型升级需求,高职开设的《表面组装生产工艺与过程控制》课程,是在学生掌握了基本的电子元器件相关知识和电子装配焊接技能的基本操作上,让学生进一步深入学习电子产品相关的工艺技术、安全生产和管理知识;体现电子行业技术发展要求,高职开设《ARM嵌入式技术与应用》、《FPGA/CPLD设计》、《通信终端设备》等课程。 (四)职业技能模块。 中职开设的《电工实训》、《电子技术实训》、《电子焊接和装配实践》等综合实训课程,培养学生综合应用知识的能力。高职设置《电子电路分析与应用实训》、《电子线路板设计与制作实训》、《单片机小型应用系统设计与制作实训》、《FBGA/CPLD课程设计》、以及顶岗实习等,逐步递进的训练层次,提高技能训练的技术含量,才能满足电子行业岗位的工作需求。 (五)不同阶段获取职业资格证书。 通过各个阶段的实训课程训练,以及职业资格考证强化训练,达到国家职业资格技能要求。在中职阶段学生可以考取电工上岗证和计算机应用能力证书,高职阶段学生可以考国家电工中级证书、电工高级证书。 四、结束语 中高职对口学校的交流与研讨非常重要,有效地沟通协调,不断总结课程衔接经验,克服了原有教育课程体系中高职之间课程体系脱节、重复断档。鉴于目前对口招生以及单独招生在高职招生总量所占比例有逐年上升的趋势,认真研究中高职课程衔接问题,探索解决这些问题的措施,还应建立起高职与中职对口的学校协作机构,加强沟通与合作,发挥高等职业教育引领职业教育作用,同时要紧跟行业发展,要在与企业技术人员和管理专家合作的基础上,优化整个课程结构,实现中高职课程的有机衔接。 应用电子技术论文:汽车应用电子技术 摘要:经济的迅速发展,科学技术水平的不断提高,电子技术在各行各业得到了广泛的应用,并且发挥了重要的作用,故在本文中主要对汽车电子技术进行了详细的分析与探讨,以供参考。 关键字:汽车;电子技术;应用 一、汽车电子技术的发展阶段 现代汽车电子技术顾名思义是现代汽车技术与电子技术的结合,涉及两个技术领域。汽车电子技术的出现是汽车发展过程中一次重要革命性事件,并且成为衡量现代汽车发展水平的一个重要技术标志。纵观汽车技术发展史,汽车电子技术的发展主要有四个阶段,具体分析分别如下。 (一)20 世纪 50 年代初期到 1974 年为汽车电子技术发展的第一阶段,在这一阶段,致力于用现代的电子装置代替传统的机械部件,开发重点在于单一的电子零部件,改善汽车内部某些机械部件的性能。主要产品有电子点火控制器、交流发电机、电子式电压调节器,数字钟、电子式闪光器等。这是汽车技术开始与电子技术出现结合的第一步,上述电子产品在汽车中的广泛应用开启了汽车电子技术时代的大门,为未来汽车电子技术发展奠定了基础。 (二)1974-1982 年是汽车电子技术发展进程的第二个阶段。在这个阶段,汽车电子的发展更有目标性和方向,汽车工业开始为了实现某种特定功能而采用特定的电子技术和理论,这一时期较为典型的电子化设备就是集成电路和 16 位以下的微处理器。在汽车电子技术发展的这一阶段,集成电路和微处理器在汽车上得到大范围的使用,为了实现特定目的,技术人员基于电子技术理论研制出各种电子技术系统,比如汽车内部的安全气囊系统、刹车的防抱死制动系统以及用于控制汽油喷射的电子控制汽车喷射系统等。 (三)1982-1995 年是汽车电子技术发展进程的第三个阶段。这一阶段汽车电子技术得到了巨大发展,电子技术开始由普通控制向现代化电子控制系统过度,为现代智能化电子控制系统出现奠定了技术基础。这一阶段汽车电子技术发展的明显特征就是开始出现具有多种控制功能的计算机集中管理系统,这个管理系统以微型计算机作为控制核心,逐渐取代了传统电子技术的独立控制系统,应用范围不断扩大。这一时期出现的典型电子技术产品有发动机集中管理系统、车辆舒适性电子控制系统、传统电子控制系统等。 (四)1995 年至今是汽车电子技术发展进程的第四个阶段。这个时期最典型的汽车电子技术就是智能化电子控制系统,并且已经在汽车上得到大范围的使用。主要技术产品有汽车导航系统、电子地图以及自动无人驾驶系统等。 二、汽车电子技术应用现状 (一)发动机控制技术 1、点火提前的电子控制 该系统在 20 世纪初就被应用于汽车发动机上,由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。其中微机会根据曲轴和凸轮轴处传感器采集的各种信号,做出相应的处理并输出相应的控制信号,控制最佳点火时刻 。再根据冷却液温度传感器采集的信号和进气温度传感器采集的信号来对点火时刻进行调整,根据爆震传感器采集的信号对其修正,从而使发动机接近最佳理想状态,达到节约燃料、减少空气污染的目的。 2、电子控制喷油装置 随着科技的进步,传统的机电混合式燃油喷射系统已经逐步被淘汰,随之被广泛应用的是电控燃油喷射装置。在此装置系统中,由传感器检测进气量、曲轴转速和转角,转变为电信号传送到装置中的电控单元,电控单元根据需要的信号计算出油量。再根据得到的信号对最初的喷油量进行修正进而确定实际喷油量。 (二)车身电子控制 车身电子装置是在汽车环境下能够单独使用的电子装置,和汽车的自身装置没直接联系。常见的有空调装置、信息显示系统等等。 1、汽车空调控制 汽车的空调控制是微机根据车内外的各种温度传感器输出的信号,计算出车内应该达到的出风温度。从而对调节器开度、风扇电机转、冷却器风门(或者是加热器风门)等进行控制,使车内温度始终保持在设定的温度范围内,进而使车中的温湿度始终位于最佳状态,为车内人员提供最为舒适的环境。 2、信息显示系统 此技术正处于不断的发展与完善阶段,由车况监测、车载计算机、电子仪表组成。车况监测是通过液压温光等传感器监测汽车的故障。而由车载计算机提供来的不同信息,则能提高行车安全、燃油经济、乘坐舒适等性能。电子仪表则为驾驶员提供了行驶过程中需要的最基本的操作信息。 三、汽车电子技术发展趋势 如今,由于人们对汽车的安全环保、以及舒适度等要求的不断地提高 , 这就要求汽车电子技术在各方面取得更大的突破,例如环保、安全等和人们息息相关的方面,以及微处理程度和对高新技术的运用。 (一)环保化 众所周知,汽车每年造成的空气污染占据污染物中的一大部分,这就要求人类研制出性能更加完善的发动机装置和电子控制系统,使汽车电子系统更加电子化、环保化。 (二)安全化 在被动的安全技术上,我们已经取得了重大的进步,如在汽车碰撞时为车内人员提供保护,如气囊、安全带等。然而在主动安全性上,还有待开发。通过采用雷达、摄像、光学和超声波传感器等技术,开发不同的避撞系统与安全系统,甚至是自适应自驾驶系统以及对车的动态控制等等。 (三)微处理化 微处理的出现使得汽车越来越精细化,带给了汽车革命性的变化。微处理控制已经是汽车电子控制系统中的最为核心的部件。当前汽车所用的微处理机,其速度和精度要求还不如计算所用的微机高。但是未来随着汽车电子控制系统的不断扩增,伴随着其微处理器数量的剧增,其计算的精度和速度也将越来越高,性能也会越来越好,功能也必将越来越强大。 (四)软件新技术化 由于汽车电子技术的普遍应用,对相关的软件需求也将会增加,计算机联网更是大势所趋。这种情况下,采用多种软件,开发出高水平语言,便称为当下之需,以满足多种硬件的要求。汽车上的大部分部件将依据于软件,软件的多元化及其功能的提高,必将使得计算机越来越好地完成更加复杂的任务。 (五)传感器技术 未来汽车电子技术对传感器技术的要求更高,为了满足客户需求与汽车需要,智能化传感器应该拥有智能化、多功能化、集成化以及微型化等特点。具体来讲,未来的汽车传感器应具有模拟和处理信号的功能、对信号放大和处理的功能、较强的抵抗外部电磁干扰的能力、自动进行时漂、温漂和非线性的自校正功能等。 (六)多媒体娱乐与智能通讯系统 现阶段,汽车在移动通讯技术和计算机网络技术发展的支持下已经可以向司机和乘客提供各种丰富的多媒体设施环境(利用GPS、GSM 网络实现导航、行车指南、无线因特网以及汽车与家庭等外部环境的互动)和远程汽车诊断(紧急时能够引导救援服务机构赶到故障或事故地点)等功能,把汽车变为移动办公室和移动的家庭影院,并且能够把汽车道路和其他远程服务信息结合起来,构建出未来的智能交通系统(ITS)。 总之,随着科学技术水平的提高,汽车行业面临着巨大的挑战,汽车电子化程度的高低成为衡量汽车先进水平的重要标志,而汽车电子技术的发展以及广泛应用,对提高汽车水平有着重要的作用,对汽车行业的健康发展意义非凡,故正确把握汽车电子技术未来的发展方向,加快电子技术的研发是我们的当务之急。发展汽车电子技术,从而实现民族汽车产业的迅速崛起最终占据未来竞争中的优势位置。
电子设计大赛论文:关于提高电子设计大赛指导实效性的思考 【摘 要】分析学生在电子设计大赛过程中存在的问题,阐述提高电子设计大赛指导实效性的做法。 【关键词】电子设计大赛 指导 实效性 电子设计大赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,为在校大学生提供一个相互学习、相互促进和检验自身能力的大平台。近年来,电子设计大赛开展得红红火火,参赛规模和人数逐年增大,成为各高校和全社会广泛关注的一件大事。基于此,本文对如何提高电子设计大赛指导实效性进行思考。 一、学生在电子设计大赛过程中存在的问题 笔者发现学生在电子设计大赛过程中存在以下问题。一是基础知识不扎实,知识面不够宽。电子设计大赛涉及的知识面包括模拟电子、数字电子、单片机等方面的知识。学生在确定选题后,提出的设计方案不尽理想,方案的论证不充分,导致完成得不太理想。很多的方案也是课本固定的、死板的,没有创新性,缺乏综合性、设计性。二是对新技术的掌握不到位。学生对新器件、新技术的应用能力比较差,比如FPGA技术应用、模拟电路芯片应用、新的开发工具、典型的专用的集成电路等。三是对计算机和仪器的使用不熟练。每年的比赛都要求学生通过计算机完成原理图的绘制,并使用打印机打印相关的文档。笔者在指导过程中发现,学生都具备计算机、EWB、PROTEL的使用能力,但是都不够熟练,导致浪费太多的时间,影响了比赛的进度。还有部分学生对比较先进的子仪器,比如新示波器的使用,明显存在不足。四是主动学习意识不强。在培训或指导的过程中,如果指导教师不在场,学生经常会分散精力。此外,学生自主学习能力不足,在设计方案、程序的实现上都存在依靠教师的现象。学生没有认真思考、没有主动学习,处于被动状态,应付培训。五是动手能力欠缺。大部分学生在培训或比赛中都过多地倾向软件仿真。因此,每次比赛,都会遇到仿真都实现了,但产品实现不了的现象。这是因为仿真和实际的产品制作存在很大的区别。六是应变能力不足。很多学生在接到项目题目时,就埋头去实施,完全按照比赛的要求逐一去实现,当故障或意外出现时,不知所措。七是团队意识不强。同组中的两个同学,有时各自设计各自的,不交流也不讨论;或者一个同学独自忙,另外一个同学不参与进来,两个人未能一起总结经验。八是技术文档质量不高。从设计内容到格式都存在不足,电路设计缺少理论支撑,缺少必要的公式推导,甚至存在逻辑问题。学生对数据的记录、分析、总结、归纳不够重视。 二、提高电子设计大赛指导实效性的做法 为了提高电子设计大赛指导的实效性,笔者结合自身的实际情况,总结出一些做法。 (一)赛前“三备”。一是“备”学生和教师。先讨论“备”学生。开展一系列的学院技能节,主要针对大一的学生,比赛题目由相关专业的任课教师统一讨论确定,然后下发给学生,学生根据选题任务进行选题,或者根据自己的兴趣爱好自拟题目,报给教师备案,每组学生配有1~2名指导教师,比赛时间为2~3个月。在这段时间内,教师指导学生完成作品设计与制作。比赛结束后,聘请相关专业的教师、专家对作品进行验收。选拔出一批初步具备电路设计能力、编程能力的学生,为后续的比赛提供保障。接着,对这部分学生进行强化训练,并明确各自的分工。接下来讨论“备”教师。比赛是一件又累又苦的差事,选出甘为比赛奉献的教师很重要,这样才能保证比赛的顺利进行。可针对往年的赛题,借鉴他人的经验,有批判地采用成熟设计,从自动控制、智能仪器、数据采集、通信装置、常用典型电子线路五个方向有针对性地选拔教师,明确分工,制订预案。 二是“备”仪器设备和元器件。仪器设备和元器件的准备是否充分关系到比赛能否成功。在比赛前,根据往年的比赛购置一部分仪器和元器件,在平时就加强对这些仪器和元器件的使用。尤其在比赛前几天,根据组委会在网上公布的所需仪器、电子元件清单和参考的选题,准备好相关材料,对公布的仪器设备进行操作和培训、使用;查找相关资料熟悉所需元器件技术参数、引脚、结构、使用注意事项等。参赛队员应知道元器件库中已有的元器件。这一部分应“早”字当头,力争主动。在前期准备工作中,早研究、早动手。 三是“备”场地和后勤。学校应将参赛学生相对集中在一个或者几个实验室内进行竞赛,便于组织人员巡查。此外,还要保证竞赛场地有足够的测试空间。竞赛期间需保证水电的供应,注意防暑降温的条件,同时要求在竞赛场地附近有临时休息的场所等。同时,还需要拨相应的比赛经费,用于比赛过程中的开支。 (二)赛前“四培”。根据电子设计大赛的内容和特点,需要对学生进行强化训练。在训练过程中,可实施“四培”培训方案,即培训基础知识、培训模块、培训综合设计、培训心理素质和应变能力。 一是培训基础知识。竞赛对学生最基础的知识要求包括:电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与接口技术、C语言编程(面向硬件)。基础知识训练的目标是达到基本知识牢固,会看电路原理图,会设计PCB板,会焊接安装,会测试,会查找资料,会撰写文档。加强和巩固竞赛涉及的一些课程如模拟电子技术、数字电路、单片机、可编程逻辑器件、传感器与检测技术等,尤其是模拟电子技术,同时注意与应用密切相关的基础知识,如各种放大器的工作原理及计算、应用,运放工作原理及计算、比较器的原理及应用,各种振荡器的应用,电源等;此外,还有基本组合逻辑电路、时序逻辑电路的设计思想和应用。 此外,还应加强对学生进行焊接水平的培训,加强学生对常见的各测量仪器的使用,培养学生使用互联网查阅资料的能力,以及培训学生对技术报告的撰写等。技术报告是竞赛作品不可缺少的部分,其撰写的水平直接反映参赛学生的能力,也关系作品成功与否,同时,更体现参赛学生的设计思想、实现手段以及测试结果等方面。 这一部分主要培养学生的13项技能,主要包括:资料收集整理和英语资料阅读的能力;自学能力;文档组织与撰写能力;PCB制版能力;焊接与装配能力;电子仪器的使用能力;系统调试与故障排除能力;基本模拟单元电路的设计能力;电子系统设计与集成能力;处理器设计与应用能力(51单片机、TI的DSP、ARM);EDA开发与应用能力(FPGA、CPLD、PAC、SOPC);编程能力(C语言、VHDL、汇编);新器件学习与使用能力。 二是培训模块。培训模块是赛前训练的主要内容,也是为比赛所做的直接物质准备。在训练中要求学生分组设计接口规范、功能独立、资源共享、易于组合的模块。硬件模块主要有:单片机最小系统、可编程逻辑器件最小系统、A/D与D/A电路、信号放大电路、信号发生和处理电路、声音报警电路、压力、光电等传感器应用电路、功率驱动电路、显示电路、键盘电路以及多路电源。软件模块应包含如下部分:键盘和显示处理、数据采集与处理、控制算法、通信、定时、波形产生及脉冲宽度调制、输入输出控制等。 模块训练的内容和目标是由浅入深,循序渐进,有计划地进行培训,独立完成电子电路模块设计与制作,组织各种形式的学习讨论会,促进信息交流,及时整理归档,建立相关硬件、软件、资料的“共享资源库”。模块训练分几个阶段进行,每个阶段都要举行学生作品展示,以参赛小组为单位让学生讲解作品的实现原理、方法和手段,以及在调试过程中遇到的问题等,学校组织专家进行点评,学生对点评后的作品进行性能改进。 三是培训综合设计。综合设计体现学生的综合能力,可以检验学生对所学知识掌握的程度,是培养学生设计综合能力的重要手段。这一项目的培训主要采用模拟比赛或实战的方式进行,严格按照比赛的要求进行。采用模拟比赛的方式与正式比赛的环境大致相同,可以真实地反映学生的能力和水平,体现学生解决实际问题的能力。根据比赛的评分材料,并结合实际工作的要求,查阅资料,方案设计及论证,电路图绘制、PCB板设计、产品制作和调试,最后得出实物。建议在综合设计培训时,同一个制作题目让两组或两组以上参赛队员采用不同的设计方案实现,然后比较制作实物的性能参数,加深学生对不同器件、不同模块特性的认识。尤其是在比赛过程中,一个学校所选的题目不要过多,否则会分心。通过实战训练,可以找出学生实际制作过程中出现的问题,这样可以避免在实际比赛中出现问题后无法解决的困境,让比赛更顺利。培训完成后应立即分析和总结,对出现的问题在下一次要注意,不要重复发生。 四是培训心理素质和应变能力。学生的心理素质和应变能力直接影响比赛的质量,因此,应对学生进行心理素质和应变能力的培训。学生在比赛过程中,遇到问题要沉着冷静、不慌张、不自乱阵脚,能分析问题所在,并迅速采取相应的措施加以解决。此外,遇到问题时要相互鼓励。另外,为了比赛成绩,应明智地做出取舍,能争取一分是一分,以确保比赛的最好成绩。 电子设计大赛论文:电子设计大赛指导中的精益思想研究 摘要:提出了基于精益思想的电子设计大赛的培训与指导。首先从精益思想入手,探讨了精益思想的内涵及其在电子设计大赛培训与指导中的应用;其次,提出了精益电子设计大赛指导,给出了其精益的观念、对象及过程;再次,提出了电子设计大赛精益指导中的层次;最后,给出了实施精益电子设计大赛指导的具体方法。 关键词:电子设计大赛;培训;指导;精益思想 全国大学生电子设计大赛是提高大学生和研究生的综合素质、培养创新意识和合作精神、促进学校教学建设和教学改革的重要平台,也是当代大学生素质教育的具体形式之一,涉及到参赛者的德、智、体等各方面的水平。[1-3]电子设计大赛内容与电子类专业基础课程及专业课程紧密相连,包括模拟电路、数字电路、单片机原理与接口技术、传感器技术和测量仪器仪表、电力电子等,不仅可以巩固和扩大学生在课内所学的知识,拓宽思路,而且能充分考验大学生的洞察能力、综合应用分析能力、联想能力、创造能力、使用当代科技最新成果的能力,而且可以培养其团队精神和协调组织能力。如何科学地培训和指导大学生参与电子设计大赛是一个很值得研究的课题。笔者结合近年来对电子设计大赛培训及指导的体会,探寻将“精益”思想融入电子设计大赛的培训及指导中,以期对其培训及指导提供参考。 一、精益思想概述 精益思想(Lean Thinking)来源于日本丰田的精益生产(Lean production)方式。20世纪80年代,为了应对市场竞争,出现了丰田的精益生产,它以整体优化的观点合理地配置和利用生产要素,消除生产全过程一切不产生附加价值的劳动和资源,追求“尽善尽美”,达到增强企业适应市场多元需求的应变能力,获得更高的经济效益。[4,5]从生产角度来看,“精”体现在质量上,追求“尽善尽美”、“精益求精”;“益”体现在成本上,只有低成本的企业才能获得竞争优势。进入21世纪,“精益思想”跨越了制造业,在各个行业得以应用,例如精益物流等,成为新一轮的管理思想。电子设计大赛的培训及参赛的指导也是管理思想应用的过程,因此笔者结合自己近年来电子设计大赛的培训及指导的实践,将精益思想应用于电子设计的大赛的培训及指导实践中,提出基于精益思想的电子设计大赛培训及指导方法,即电子设计大赛的精益培训及指导。 二、电子设计大赛培训及指导中精益思想的运用 大学生电子设计大赛的培训和指导是一个系统工程,其中包括学生、教师及组织者等多个参与主体,而且包括多个学科及课程的教学及培训,同时又是提高大学生动手能力及综合创新能力的重要手段。因此,笔者认为,电子设计大赛中精益思想的运用不仅仅要关注竞赛指导环节的精益化,还必须注重竞赛培训的改善,必须注重其中的管理环节、组织环节和执行环节的精益化,以确保电子设计大赛培训及指导的永续经营,从而获得竞赛的良好成绩及创新能力的培养。因此,充分理解精益思想的哲学方法,移植和引入管理科学的理论和方法就显得非常重要。下面针对电子设计竞赛中的精益培训及指导,从精益的观念、对象及过程几个方面进行探讨。 1.精益的观念 在电子设计大赛的培训和指导中运用精益思想,首先应该树立精益的观念,把追求持续改善、追求尽善尽美和追求零失误作为电子设计大赛培训和指导中的基本理念和价值观。为此,可以从以下方面进行加强。 首先,必须认识到,电子设计随着时代的发展而发展,在时间和空间上具有动态性,没有任何一种培训方法和指导策略是一成不变的,能够适应所有的设计和竞赛过程,因此,任何的培训模式和指导策略只能是一种参考,需要随着电子设计的发展而不断改进。只有这样电子设计的水平才能不断提高,大学生的动手能力、创新能力和综合素质才能不断提高。 其次,电子设计培训和指导的改进也是一个渐进的过程,不能一味地追求革命性的创新,而出现混乱和失误。 最后,在电子设计的培训和指导中要坚持尽善尽美的价值观,探究现有的培训方法和指导中的点滴不足,并通过持续改善以确保电子设计大赛中的“零失误”。只有在观念上树立了精益培训和精益指导,才能确保在方法和策略上的精益。 2.精益的对象 在电子设计大赛的培训和指导中运用精益思想,还需要所涉及的人员追求精益,其中不仅包括培训教师的精益授课、学生的精益学习,还包括指导教师的精益指导,以及参赛学生的精益求精。 首先,电子设计不是无源之水,电子设计能力的提升不是一蹴而就的,需要在课程讲授及培训中不断深化和提高。因此,需要基础课程教师及培训教师的精益授课。授课的内容除了为学生奠定电子设计的基础知识,还需要联系电子设计的发展而不断改进,与实际问题相结合,与科技和社会发展相结合。只有这样,我们的电子设计培训水平才能不断提高。 其次,电子设计的培训需要学生的积极参与,需要学生在学习过程中精益求精。电子设计培训的对象是学生,他们也是电子设计的参与主体,学生只有能够精益求精地学习好电子设计中的基本原理和基本工具,才能根据实际问题完成相应的电子设计。例如,在模拟电子这些基础课程的学习中,学生在学习时不仅应该知道模拟电子电路的原理和设计方法,更应该了解这些电路具体的应用环境,懂得相关芯片的性能参数以及使用,这样,在面对竞赛问题(例如电子设计大赛测试类问题)时,才能够应用好模拟电子电路,解决实际问题。精益的学习是电子设计水平提升和良好成绩获得的基础。 再次,在电子设计大赛中,指导教师的精益指导对于竞赛的结果也具有重要的影响。在为期四天的竞赛中,参赛学生不仅需要耗费大量的脑力,而且还需要消耗大量的体力,很多学生为了争取时间,经常通宵熬夜。在这种情况下,许多培训中的准备工作也许都被忽略,这时需要指导教师不断的精益指导。例如,大学生电子设计大赛测试题中,基本要求一般容易实现,很多问题在发挥、提升部分就会随之而来,如果我们不精益求精,很多问题就无法实现。如果我们采取精益的思路,自然会考虑到更多更仔细的问题,那么电路的稳定性以及可扩展性自然不在话下,也不会出现有时候测试可以、有时候不能实现的问题了,对问题的解答就越来越精确,当然,参赛的成绩也就更好了。 最后,在电子设计大赛中,需要参赛学生的精益求精。虽然电子设计大赛是耗时耗力的事,但参赛的学生应该精益求精对待每一个问题,这样才能获得良好的成绩。如果只是为了解决问题或者完成任务,那么必然忽略了熟悉电子设计中的细节问题,从而影响了竞赛的成绩,这也是“细节决定成败”的道理。 3.精益的过程 全国大学生电子设计大赛是一个培养大学生创新能力的极好载体,它可以巩固和扩大学生在课内所学的知识,拓宽解题思路,而且能充分考验洞察能力、创造能力、数学语言翻译能力、文字表达能力、综合应用分析能力、联想能力、使用当代科技最新成果的能力,可以培养大学生同舟共济的团队精神和协调组织能力。笔者一直认为,竞赛的结果只是一个方面,对于学生来说,更重要的是获得一种动手能力,在今后的学习和工作中,电子设计的方法还会直接或者间接地发挥着重要的作用。因此,我们追求电子设计大赛成绩的同时,不应该忽略电子设计培训中的精益问题。 首先,从电子设计相关的基础课程开始,从一些基础课程(例如“电路”、“模拟电子”、“数字电子”等)入手,精益求精,打好电子设计的基础。其次,当进入培训阶段时,则应该从实际问题的分析入手,多问几个为什么,逐步培养起学生分析问题及解决问题的能力,注重问题的细节,获得全面的分析问题,解决问题的能力。再次,为学生提供实践平台,在通过了基础课程和培训课程的授课后,学生已经掌握了基本的设计方法,但缺乏实际的应用,因此,需要为学生提供实践的平台,可以通过往年题目训练,也可以自拟题目,锻炼学生的动手能力,以深化知识的学习和应用。最后,在电子设计竞赛中进行实战。在电子设计的培训和竞赛过程中,需要教师和学生在各个阶段的密切配合和精益求精,才能最终提高学生的创新能力和知识的应用能力,提升综合能力。 三、精益培训及指导的层次 笔者认为电子设计大赛的精益培训及指导应该包括精益管理基础、精益职能、精益方法、精益目标[6]等四个层次,其层次结构如图1所示。 1.精益基础 精益基础是电子设计中精益实施首先必须具备的前提,包括精益思想和精益意识两个方面,没有正确的精益思想和良好的精益意识作支撑,电子设计的培训及指导中就无法实现最终的目标,也会丧失了前进的动力。 电子设计培训和指导中的精益思想是把追求持续改善、追求尽善尽美和追求零失误作为基本理念和价值观。在电子设计培训和指导中不断运用精益的思想来改进其流程,反对一切形式的浪费、波动与僵化,持续追求高效,这也是电子设计大赛取得良好效果的保证。 所谓的精益意识,是指培训及指导的组织者、参与教师以及参赛学生运用精益思想思考、观察的各项管理、教学过程以及参赛过程,将实际结果或可能结果与目标反复对照,从而优化管理和实际操作的思维过程或思维状态。精益意识也是精益管理的重要基础,没有精益意识,在实践中往往缺乏持久的动力。 2.精益职能 电子设计大赛的培训及指导过程涉及到多个职能部门,也是一个多部门、多职能协作的过程。没有职能部门间的密切协作,也就不可能有良好的培训效果和竞赛成绩。在此过程中,涉及到了电子设计大赛培训及竞赛的组织、培训、选拔、指导以及对结果的控制。在整个过程中,需要各个部门及参与人都树立精益求精的思想和意识,减少不必要的流程和冗余的信息交互,时刻以精益目标为导向,完成各自的任务,奠定电子设计培训与指导中精益方法的应用以及效果保证的基础。 3.精益方法 精益方法是指为使精益职能达到精益目标的实践途径。在电子设计大赛的培训及指导中,精益方法包括PDCA、TQC以及流程精益等。这些方法是精益电子设计大赛培训与指导的技术支持,而且精益方法层出不穷。例如PDCA法来源于质量管理,是英语单词Plan(计划)、Do(执行)、Check(检查)和Action(行动)的第一个字母,在精益电子设计大赛的培训和指导中同样可以采用该方法,不断优化培训和指导的流程,改进教学质量。 4.精益目标 精益目标处在精益管理层次结构的顶端。精益的目标包括创新能力培养、团队精神培养、动手能力的培养以及良好的竞赛成绩等等。除此之外,学校可树立良好的学习和创新氛围。 在电子设计大赛的培训及指导中,精益基础、精益职能、精益方法、精益目标之间有密切关系。以精益思想、精益意识构成精益的基础,是开展精益职能优化的前提,是有效选择精益方法的基础,是确立、取得精益目标的思想先导。精益方法是精益思想的现实体现,连接精益职能优化实践与精益目标之间的途径与桥梁。精益目标是精益管理直接、具体的导向。 四、精益培训及指导的实施 在电子设计大赛的精益培训及指导的实施中,笔者认为应该加强下面几点的建设: 1.转变原有的思维模式,树立精益思想和意识 电子设计大赛的培训和指导是一个系统工程,需要从根本上树立精益的思想和意识,才能在实践中不断地精益求精,才能避免培训和指导中的失误,这也是精益培训及指导实施的关键因素,需要多方参与者的共同关注,改变思维模式,树立新的精益思想。 2.职能部门之间密切协作 在电子设计大赛的培训和指导中,多个职能部门密切协作,才能把实践中的问题及时解决,才能调动起参与者的积极性,才能保证良好的氛围及效果。职能之间的密切协作是电子设计培训及指导中的基础保障。 3.杜绝一切耗损培养质量的行为 在整个电子设计大赛的培训和指导过程中,由于涉及到不同的部门和人员,就会存在许多冗余的流程,这对于最终的精益目标而言,无疑是一种浪费。因此,需要优化过程中的流程,减少不必要的行政干预,把精益的目标放在首位,杜绝一切有损质量的行为。 4.注重过程 没有充分的准备,就不会有好的竞赛成绩。因此,应该注重竞赛前的培训以及每一个动手实践的机会,只有在学习的过程中不断地精益求精,才可能在最后的比赛中求精,才能取得良好的成绩。 5.以追求尽善尽美为目标,不断改进 任何过程都不会是完美的,都可以不断改进。因此,在电子设计大赛结束后,不管成绩如何,都应该对其进行经验总结,总结经验、汲取教训,在以后的培训和竞赛中不断完善,取得越来越好的成绩。 五、结束语 通过多年教学和实践,结合精益的思想,郑州航空工业管理学院电子设计大赛的教学水平和实践效果都有了明显的提高。新的思想和方法为学校大学生电子设计大赛培训及指导不断注入新的活力。在改革探索的过程中还存在很多问题和缺陷,这就需要我们继续努力,不断进取,勇于创新,使学生勇于挑战新高度,继续提高电子设计的教学及实践水平。 电子设计大赛论文:高职学生电子设计大赛平台构建研究 【摘要】本文提出提高大学生电子设计大赛能力需要构建良好的竞赛平台。利用改良的课程体系进行理论知识和写作能力的培养,用成熟的电路单元模块和案例进行竞赛技能的培养,从而提高学生的创新能力和竞赛水平。 【关键词】电子设计大赛;大赛平台;模拟竞赛 一、引言 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革。竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。但是在竞赛的过程中总是发现很多高职院校的学生基本功较差,准备不充分,短时间难以发挥出最佳潜能,设计的作品缺乏创新性,设计考虑不全面或未完成作品要求而错失获奖的机会。文章提出通过构建一个平台实现高职类学生能力提升,该平台主要包括课程体系的建设,电子电路模块和案例的建设。在平台的引导下巩固所学知识、提高创新能力、增强竞赛水平、发挥出较高的竞技能力、获得奖项和荣誉。 二、现状 大学生电子设计大赛主要考察学生理论联系实际和创新能力,需要学生合理综合应用所学的课程知识,合作协作能力及资料收集能力等。从94年至今大学生电子设计大赛已经成功举行11界,从第8界开始区分高职组和本科组,从历年的题目看,高职组题目主要包括即控制类、电源与信号源类、仪器仪表及放大器类、数据采集与处理类。所涉及的电子信息类专业的课程有:模拟电子技术、数字电子技术、单片机、电子CAD等。而高职的教育特色主要集中在职业技能的教育,更注重如何培养学生的动手实践能力,设计能力的培养的缺失导致学生的竞赛技能的匮乏。集中表现为学生更多在于实践上,电子电路的原理和设计思想的理解不透彻,只能阅读电路而无法举一反三,利用已知的知识去创造性的发展和设计。 三、对策 1.因材施教,鼓励创新,强化课程体系 由于高职院校的学生水平参差不齐,有高考生和单招生,理论基础差别较大,在教育资源日益丰富的今天,我们提倡差异化教育,对于在电子技术方面兴趣浓厚,表现突出的学生可以给与更高的要求并着重培养学生的设计动手能力。在数字电子技术、模拟电子技术、电子CAD、单片机等实践教学环节中对有创新设计思想、能力较强的优秀学生可以免做普通实验的内容,安排难度较大的实验课题或学生自定课题,要求他们自拟设计方案,实验室提供所需的特殊器件。对实验课题完成较好的学生可以免考,并给予较好的成绩进行鼓励。 与此同时,课程体系、教学内容的改革方面进行加强。与电子设计紧密相关的几门基础课程是模拟电路,数字电路,单片机,电子CAD等。这些课程的学习效果直接关系参加电子设计大赛的学生的理论基础和实践功底。这些课程的任课老师除了应该在理论课上采取一些特殊手段让理论的分析和讲解详细而透彻,还应该在实验教学和对应的课程设计做到严格把关,使学生在每门课程设计之后实践操作能力都有进一步提高。同时在任课中任课老师有意识的把几门课程综合联系起来加强课程的联系纽带,让学生的综合应用能力得到加强。 2.鼓励个性化发展的同时培养团队协作能力 现代社会知识的更新日新月异,高新技术的发展突飞猛进。任何一个个人都不可能拥有足够的知识、时间和精力去完成一项复杂的系统性工作。 大学生电子设计大赛要求在四天三夜的时间内完成参赛作品的设计、制作、调试。如果大家都去做同一件任务是根本不可能完成作品的,这要求学生之间有明确的分工与合作。硬件设计,软件设计,印制板设计,文档撰写都要有明确的分工合作。这样学生的团队分工与协作能力自然得以提高,学生个性得到了充分的发展。 3.建立开放的现代电子创新设计实验室 为了培养学生的创新设计能力,给优秀学生提供良好的学习与研究的环境,展现新思维、新设计的舞台,为了提高学生对电子设计的兴趣,方便进行各门与电子设计相关课程的实践学习及课外电子设计活动的开展,成立开放性实验室是必要的。在开放性实验室中,应配备万用表,信号源,示波器,烙铁焊台,常规元器件,单片机开发板,EDA开发装置,计算机等工具和设备,这样学生可以方便地到开放性实验室进行自己的实践学习和兴趣小设计,不仅会对课堂的理论学习有一个很强的巩固作用,还能为正式的电子设计大赛做一些铺垫作用。 4.以电路单元模块和历年的案例培训 由于电子设计大赛时间的短暂性,赛前的模块准备就显得更加重要。如果把元器件比做细胞,那么单元模块就是器官,任何复杂的电子线路,都是由一些基本单元模块组成的,单元模块是最基本的具有完整功能的电路[2]。如果通过有效的准备好单元模块,并在电子竞赛中用到,无疑会节省更多时间来提高系统性能指标,为获得更好的成绩提供保证。首先是根据前面各阶段的积累,准备一些常用的模块,如单片机最小系统,可编程器件最小系统板,A/D及D/A模块,电源模块,功放模块,电机驱动模块,信号发生模块,程控衰减及放大模块,传感器检测电路等。其次,根据邻近比赛时,公布的元器件清单有针对性准备一些模块。 单元模块的培训可以采用模块化的方式进行。通过对这些典型单元电路模块的逐一分析、设计、制作,使学生形成相对固定的规范;其次,将一些完整的实物作品进行分析,拆分成已知的模块,提高学生对整机剖析能力;最后,让学生利用前面介绍过的单元电路模块进行有机的组合,设计并制作成具有一定功能的作品。这种方式的培训使学生掌握了大量的典型单元电路,并能够灵活应用,保证了比赛中设计作品的质量和制作效率的提高。 历年的参赛题目,现在可以很容易在网络上寻找到,并有很多成功的案例。这些案例都是在高强度的竞赛中智慧火花的结晶。搜集到这些对应的资料,并以这些成功案例进行模拟竞赛进行优秀学生的选拔。指导教师可以完成对应的题目以鼓励和提高学生的积极性,降低对试题难度的恐惧感。 大学生电子大赛的培训是一项特别能引起学生兴趣的好活动。在赛前的培训中,学生常常在老师的启发、引导和帮助下,通过一系列的理论培训和实践活动,围绕预定设计目标,通过电子元器件选择、设计电路图、制作电路板、调试与检测等一系列的工作制作成电子产品。经过多次训练,学生们会觉得电子产品设计与制作是他们通过努力能够完成的事情。原本感觉有点枯燥无味的专业的课业负担变成生动有趣、自觉主动的、积极高效的探究式的学习行为。参加大学生电子设计大赛的学生会将自己的学习经历与同学分享,也起来了良好的辐射作用[3]。 四、结论 电子设计大赛不仅提高了学生的实践动手能力、收集资料分析资料的能力、团队合作能力,从另一个方面看也是学校教学水平,教学综合能力的一个体现。只有建立一个良好的针对性的电子竞技大赛平台,才有助于获得更多的奖项。当然,获奖不是最终目的,通过平台的建设,持续提高学生创新能力,不断合理改善课程体系,让竞赛带动课程建设,以课程建设促进竞赛发展,这才是最终的目的,也是电子设计大赛的最终目的。 电子设计大赛论文:以电子设计大赛为依托的大学生科技创新基地建设的探索与实践 摘 要:本文结合学院多年来电子设计竞赛管理经验,探索建设以学生创新基地为中心,以大学生电子设计竞赛为依托的各类创新活动为主题的大学生创新能力培养模式,重点着眼于激发电子信息类本科生的创新思维、创新精神和创新创业能力,使之能创造性地运用所学的知识,分析问题、解决问题,并最终建立起培养厚基础、强能力、高素质创新人才的平台。 关键词:电子设计大赛;大学生;科技创新基地 “大学生电子设计竞赛”作为面向大学生的群众性科技创新活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力;有助于吸引、鼓励广大青年学生踊跃参加课外科技活动,为优秀人才的脱颖而出创造条件。随着我国教育科学“十二五”规划的实施,拔尖创新型人才的培养已经成为高校必须面临的重大课题。为适应社会发展形势的需要,越来越多的高校开始着眼于培养大学生的创新能力。目前,华中科技大学、电子科技大学等重点高校已着手大学生科技创新基地的建设并取得了良好的效果,但这些科技创新基地的建设大多依托于重点学科或综合实验室的建设,很少有以电子设计竞赛为依托而开展的建设实践。同时目前这类大赛的参赛培训体系往往重视的只是竞赛的本身,它的主要工作是为参加竞赛而进行的学员选拔、培训以及组织参赛等环节,所有的工作都是以竞赛成绩为目标的,忽略了对学生创新能力的后期培养,缺乏层次递进型的培养大学生科技创新基地的教学实践与经验。 将具有一定的创新能力和科研素质的电子设计竞赛参赛队员有效的组织起来,进一步结合专业进行科研能力的训练.积极开展包括参与指导教师科研项目在内的科研创新活动,是高校探索拔尖创新人才培养的一种新模式和新视角,科技创新基地是大学生开展科技创新活动的有力依托和平台,认真总结大学生科技创新基地建设的有益经验、挖掘不足和分析存在的问题,有针对性地研究基地建设新模式,采取有效措施推动大学生科技创新活动,对提升人才培养质量,增强高等教育的自主创新能力具有重要意义。 一、依托电子设计竞赛建设创新基地的目标 经过“大学生电子设计竞赛”脱颖而出的高年级学生在经过系统的培训和比赛后,已经具备了一定的创新思维、科研能力和协作精神。建设系统全面的大学生创新基地,充分发挥竞赛能够持续提供优秀参赛队员的优势,建立科学系统的竞赛后期管理模式,有利于对大学生创新能力培养的持续性和实效性。 1.结合电子设计竞赛的参赛准备工作,研究构思大学生创新活动基地运作程式。学院的科技创新活动开展以基地建设为依托,以学年为周期,于每年九月召开动员大会的形式启动,组织和动员学生参与科技创新,以指导教师课题立项、学生自由搭配小组进行双项选择的方式展开,即教师选学生,学生选教师和课题项目。初期对立项课题进行审查,对通过者立项并给予资金支持;中期对科技创新活动进行跟踪检查,进行中期汇报;后期一般为每学年的六、七月份对相关立项课题进行成果验收,鉴定评价。 2.在充分调研的基础上,研究制定合理的相应的配套政策,给予配套硬件,支持基地的建设和发展。以电子设计竞赛为依托的大学生科技创新基地可以由学院与学校共建,以学院建设为主,面向全校学生组织、开展自然科学类和科技制作类科技创新活动。围绕基地建设搭建基地管理委员会,全面负责科技创新基地的管理、组织和协调工作;由各相关学科专家组成专家委员会,负责对创新课题进行综合评价、评审、指导和验收;由学院团委为主的竞赛办公室,负责科技创新活动日常管理和运作。对科技创新活动进行全程监控,做到立项有评审,过程有监督,活动有记录,成果有汇报。 3.建立科学的量化考核管理机制。学院(下转第105页)(上接第103页)将学生科技创新成果进行量化,纳入教师年终聘期考核,以及学生综合素质测评中,进一步提高学生和教师参与课外科技活动的积极性。形成以科技创新基地建设为依托,以科研立项和开放性实验室建设为基础,以科技人文讲座活动为补充,以社会实践活动为强化手段的大学生创新实践模式。 二、大学生科技创新基地建设面临的困境 1.基地的建设和发展受到诸多限制。目前大学生科技创新活动主要以第二课堂身份开展,这本身就使基地建设在资金、设备、场地和受众层面上受到一定的限制,影响了设发展的规模和综合效应。例如没有专门配套的经费投入、没有专门的配套设施和专门的实验室和场地,中青年教师在大赛指导方面存在经验不足、工程实践能力薄弱的状况等。 2.大学生科技创新团队建设缺乏梯度。由于缺乏长期稳定的基地环境以及受教学条件、学生自身情况以及学分制等诸多客观因素的限制,大学生参与科研活动的热情不同程度受到影响,学生参与科技创新活动的时间无法保证、局限性大。低年级学生虽有热情,但面对铺天盖地的社团招新难以抉择,高年级学生忙于考研和就业,难有大量精力从事科技创新活动;科技活动指导教师也没有稳定的团队和系统。这些因素造成学生科技创新活动出现断层,传帮带稳定的学生团队和教师团队少,参与大型竞赛利用业余时间突击的多,长期稳定研究的少,出大成果的少。 依托大学生电子设计竞赛建设大学生创新基地,有助于充分挖掘高效的竞赛培训机制与参赛队员的潜力,与单纯为比赛而比赛的培训模式相比,大学生创新基地意在持续培养大学生创新能力与合作精神,为培养创新型拔尖人才提供新的视角。 电子设计大赛论文:依托电子设计大赛促进师范院校电子专业的发展 【摘要】全国电子设计大赛对高校在教学改革中注重培养学生实践能力和创新设计能力方面提出了更高的要求。本文通过分析师范院校工科专业普遍存在的主要问题,依托电子设计大赛有效推动我校电子专业的课程体系和课程内容的改革,以及师资队伍建设和实践教学条件的改善。 【关键词】电子设计大赛 师范院校 电子专业 创新能力 1.引言 在20世纪末至本世纪初,由于国家教育政策的调整和高等教育大众化发展的需要,为了加快学校的发展速度和提高学校参与市场竞争的能力,许多师范院校在专业结构上进行了重大调整,由过去的学科门类单一、专业范围较窄逐步向多学科门类和多专业的方向快速推进,其中工科专业得到了长足的发展。高等师范院校培养工科人才是为了学校长远发展的需要,同时也是为了多形式办学,拓展新专业的需要,更是为了服务地方经济建设的需要,但全国师范类高校在工学学科上的实力总体处于较弱的地位[1,2]。大学生电子设计大赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于推动高等学校促进信息与电子类学科课程体系和课程内容的改革,有助于高等学校实施素质教育,培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作的人文精神和理论联系实际的学风;有助于学生工程实践素质的培养、提高学生针对实际问题进行电子设计制作的能力[3]。自1993年全国大学生电子设计大赛开赛以来,两年一次,到现在已成功举办了十届,各个高校的参赛人数也在逐年增加,从第一届参赛的11个队到2011年全国共有1062所高校11002支队伍,33006名学生报名参加,共有10175支参赛队,30525名大学生最终完成并提交了作品。与上一届竞赛相比较,实际参赛的人数增加了16.07%,参赛的学校增加了13.22%,在规模上达历届之最,这足以表明每个高校对电子设计大赛赛事的重视程度。电子设计大赛既在一定程度上反映了当前电子技术发展水平,又在一定程度上反映了高校教学的实际效果和高校电类学生的实际专业技术能力。我校电子信息专业于2005年开始首次参加全国大学生电子设计竞赛,经过2007、2011共三届的竞赛,累计获得了1项新疆赛区一等奖、6项二等奖和三等奖的好成绩。这不仅让学生收获了荣誉,为学校增添了风采,更重要的是通过不断参与大学生电子设计大赛,大大地促进了我校电子信息专业的发展。下面谈谈我校如何借助大赛在课程改革、师资队伍建设和实践教学条件改善等方面促进电子专业的发展。 2.学生参加电子设计大赛的意义和出现的问题 2.1 意义 电子设计大赛是以解决问题为载体的综合性实践活动,在参赛过程中,学生将所学的理论知识快速、集中地运用到实践当中,要自己在探索问题、解决问题、自主学习的情况下去体会和掌握电子技术中重要的内容及解决实际问题的思路和方法。学生要自己面对赛题的提出和解决,提高实践动手能力,勇敢的去做自己没有做过的事情,解决自己从未碰到过的问题,促进思想成熟,增强学生的自信心和成就感是具有重要意义的。对于学生来说,参加电子设计大赛增强了自身的整体素质,同时为毕业后适应工作岗位奠定了基础。 2.2 出现的问题 我们师范院校电子专业的学生参加电子设计大赛出现的问题主要有:①理论知识应用于实际能力较差。不能运用所学的理论知识对系统电路及其仿真过程进行细致周密的分析,在设计的作品调试中出现问题很难迅速准确地判断故障,独立处理和解决问题的能力较差;②动手能力、实践技能不扎实,考虑问题不全面;③综合能力较差;表现在不会写设计报告,对单元电路论证缺少一致性分析,对系统电路论证缺乏逻辑性,答辩能力较差等。 上述出现的诸多问题正暴露出我们师范院校传统的教学模式是影响学生创新动手能力的最大障碍。为数较多的师范院校名义上开设了工科专业,但实际办学模式却依然按照师范传统来规划设计工科专业的建设发展,传统的理论授课模式依然是工科专业教学的主要形式。无论从培养方案、课程体系、教学方式、实践教学环节等都没有遵循工科专业的特性和规律,这说明现有的教学内容和课程体系急需进一步建设和发展。工科专业的学生除了掌握必备的专业基础理论知识之外,更重要的是通过实践教学培养动手操作能力,而实践教学需要同时具备两个条件:一是懂得熟练实践操作的教师;二是实验实训的设备、基地。真正同时具备这两个条件的师范院校还是少数,一是实验室、专业实训实习基地严重缺乏,教学计划规定的实验课和课程设计开设存在困难,学生的实践技能训练受场地和条件的限制难以保证;二是专业实习还是沿用师范院校的教育实习规律,实习时间过短;在我校非师范类专业的见习费用是由学院自行承担,且实习经费也存在不足,而师范专业则由学校统一来支付,且存在实习基地建设严重滞后等问题。 3.电子设计大赛对教学改革和师资队伍建设的推动作用 在目前师范院校工科专业争相课程改革和建设的大好形势下,如何以电子设计大赛为契机,针对竞赛中暴露的课程设置、培养计划、实践内容、综合能力等方面的问题,对电子类专业的培养方案、课程体系、教学内容与教学模式进行改革与探索,做好电子专业课程的设置工作,有针对性地培养学生的理论联系实际、创新意识与专业实践能力以及团队协作的人文精神等,是摆在我们面前亟待解决的问题。从2006年开始我系就及时发现学生专业知识方面的不足,并总结历届我校电子设计大赛成功和失败的经验和教训,有针对性地对教学模式、教学内容、教学方法进行了一些改革和建设性的尝试,做到及时调整和优化。 3.1 教学与课程建设,增强实践性教学环节 如何依托电子设计大赛,针对师范院校工科专业的课程设置、实践内容、实践环节课程设置缺乏科学性、实习单位落实困难以及学生综合能力等方面暴露出的问题,对电子类实践课程体系、教学内容与教学模式进行改革与探索,做好专业课程的建设工作,有针对性地培养学生的创新意识与实践能力,探索培养符合时展需要的工程专业人才是我们目前要迫切解决的问题。①我院的电子信息专业设置物理、电子类基础性课程及相关实验,使学生掌握扎实的学科基础理论的同时得到实践技能训练,注重多层次的实践教学体系建设。我系实践教学体系分为三个层次:基础实践、专业实践、专业综合实践,对C语言程序设计和高频电路等一些学科基础课程,通过设置专题研究和与电子设计大赛试题相似的大作业等实践环节,加强工程基础的实践环节培养。由于各类工程应用与实践课程是以工程科学研究训练为载体的工程专题课程和工程实践训练,因此在专业实践教学环节中我系重点设置了专业核心理论课程、与理论相结合的实习实践、专业技术课程以及课程设计,开放性实验的开设也纳入了实践教学中; ②我系积极整合校内资源建立校内实习平台,加快工程训练中心的建设,利用学校的现有条件充分发挥校内现有工程实训基地的作用,促进专业的建设和发展。为了给优秀学生提供良好的学习与研究的环境,培养学生的创新设计能力,展现新思维、新设计的舞台,我们在2005年建立了大学生素质拓展中心——电子创新设计实验室,实验室的设备先进,配置比较齐全:提供万用表、数字存储示波器、频谱分析仪以及电源,嵌入式和FPGA开发版及各种单片机开发系统。创新设计实验室面向参加电子设计大赛学生以及电子设计兴趣小组等优秀本科生和研究生开放。③我系强化基于企业结合的实习基地建设,先后与乌鲁木齐电信分公司、新疆新能通信公司和乌鲁木齐铁通分公司建立了实习基地,其中两个实习基地被评为校级优秀实习基地。我院加强产学研合作教育和培养,与特变电工新疆新能源股份有限公司签订了产学研合作协议,充分发挥企业在工程人才培养和科学研究过程中不可替代的支撑作用,以期从根本上解决培养工程型人才中校企脱节的局面。 3.2 师资队伍建设 由于竞赛命题范围广,涉及多门专业课程,并有新技术、新设计理念的应用,指导教师要有宽泛的知识面和较强的工程实践能力。“双师”型人才,不仅要具备扎实系统的理论知识、较好的教学能力,教师自身要有一定的科研、创新能力,还要有指导学生实践、动手操作的能力。然而对于师范院校来说,师资的不足直接影响到人才培养和工科学生的专业技能的质量和水平,这是我们师范院校工科专业迫切要解决的师资问题。 我校电子类专业在学科和专业建设上没有硕士点,师资队伍中缺乏高学历、高职称的教师,尤其缺乏有影响力的工科带头人。工科学科梯队尚未形成,教师纵横向课题较少,产学研正处于起步发展阶段,科研综合实力较弱。因此,教师对学生专业技能的培养缺乏较高的实践技能方面的指导,在学生相关专业技能的培养上起点不高,不能给学生提供更好的锻炼机会等等。由于我校位于少数民族地区,其地理位置、经济条件、教师的工作和生活环境等存在的差距,引进工科专业高层次的人才困难很大,师资在短期内难以得到较大的改观。我校电子系解决“双师”型师资队伍建设的主要做法是把没有工程能力或工程能力不强的教师推向企业实践环境,进行实地培训。一方面当前我系教师整体理论水平较强,只是缺乏现场工程实践的锻炼,让他们在企业真正工作1~2年,他们的工程意识与工程能力势必会得到显著提高。另一方面他们还可能从现实工程问题中提炼出一些科研选题,通过研究也可以大力提升产业水平甚至促进产品的研发等。 4.总结 师范院校电子专业的教学改革是一个系统、艰巨、长期的工程,利用师范院校优势,依托电子设计大赛对现行的电子类专业的教学体系和师资队伍建设进行改革和探索,充分利用现有条件,增加新型有效的课程体系和教学方法,修订教学与培养计划,以实践教学为指导优化课程体系,培养有丰富工程经验的教师,积极推进与企业合作等方式增强实践环节,培养具有创新意识和从事科学研究、科技开发能力的高素质工程技术型的师范院校电子专业的人才和师资队伍,并从中探索出一条适合师范院校电子专业发展的改革之路。 电子设计大赛论文:电子设计大赛促进教学改革 编者按:华中科技大学在今年的全国大学生电子设计竞赛中取得不俗的战绩,这个成绩的取得与他们平时扎实的基础实验是分不开的,本刊“校园电子”栏目特邀请华中科技大学电子与信息工程系的教师谈谈他们的经验,以期使“校园电子”栏目成为电子设计大赛促进教学改革的窗口,成为电子设计大赛一个交流窗口,同时,在本刊的论坛上专门开辟了“校园电子”专栏,欢迎各位老师、同学到那里去交流。 全国大学生电子设计竞赛参赛学生的人数从1994年第一届600余名增加到今年第六届9 600余名。获全国一等奖的学生队从1994年的11个队,增加到今年的119个队。人数翻了16倍,获奖的队数也翻了10余倍。我们学校参赛的情况也是如此。1995年的第二届我校首次参加,获全国一等奖1个队,今年获全国一等奖7个队,并且喜捧SONY杯。我们为学生高兴,我们再次祝贺全国大学生电子设计竞赛的圆满成功!大赛之所以受到越来越多的学校重视,吸引越来越多的学生参加,规模越来越大,关键在于:大赛开创了一个让全国大学生都能参加的“展示电子设计能力”的巨大舞台。也为高校提供了一个交流“教学改革研究与实践”经验的平台。因此,大赛促进了高校的教学改革,调动了学生自主学习的积极性,让一批优秀人才脱颖而出。 仔细分析大赛试题不难发现,每一届试题的知识面在拓宽,难度在提高,而从学生完成的情况来看越来越好。例如:今年大赛的低频数字相位测量仪(C题)和简易逻辑分析仪(D题),如果作为上几届的试题,采用中规模数字逻辑器件实现,其难度是相当大的。而现在随着教学改革的深入,EDA工具、数字可编程逻辑器件已经普遍地引入到教学中,学生实现这2道题,比以前要容易多了。再如宽带放大器(B题)这道题的难度是比较大的,要求不仅熟练掌握电子电路的基本理论、基本方法、基本技术指标而且还要具有综合设计能力。但是,学生选用了一个带宽为90MHz具有AGC控制的集成电路芯片,使得前端电路实现起来就容易多了。而在宽带放大器(B题)的输出部分,学生巧妙地运用晶体管组成互补对称功率放大器电路实现高频功率放大。他们将所学的知识进行灵活应用,正是大赛所强调的创新设计能力。 由此可见,学生参加电子设计大赛,既要熟练地掌握电子电路的基本理论和方法,还要具有选用新器件的能力。在电子设计大赛的促进下,课内教学与课外活动应进行有机的结合。我们在这方面做了一些探索性的工作。 实验课教学模式的改革 我们将低频、高频、数字逻辑电路等实验课的内容进行整合和优化,成为“电子线路设计与测试”课程,面向信息学院开课。该课程分为三个层次:基础性实验-综合设计性实验-设计研究性实验”。各个层次的教学内容和教学方法是:(1)基础性实验:开设一定数量的验证性实验,包括模拟电路、数字电路以及高频电路三门课程的基础实验。运用EDA进行仿真、比较实验与仿真的结果。(2)综合设计性实验:以集成电路和可编程器件为主,由学生自行设计、装调电子电路,培养学生工程设计能力,启发学生创新设计思维。(3)设计研究性实验:打破多门课程界线,进行综合性、研究性课题设计,如电子系统的设计,CPLD/FPGA的数字应用系统设计,嵌入式系统设计,电子系统自动化设计与仿真。 采用“三开放”的教学方法,即(1)时间开放:学生可以通过上网预约实验时间和实验室,实验仪器1人1组。(2)内容开放:学生完成基本的实验后,可以扩展实验内容。(3)元器件开放:与实验相关的所有元器件发给学生,由学生保管。学生每做完一个实验课题,教师收集学生实验中的问题,组织同学课堂讨论,还可以在课堂上提问,师生共同讨论。理论与实践相结合,学生以自学为主,实验为主,教师现场指导的方法进行教学,同时还用多媒体课件给学生讲授20学时的理论课,介绍电子线路的设计方案、设计思路,新器件和EDA技术的应用以及实验测试方法等问题。 课外科技活动模式的改革 成立电子课外科技活动中心,探索开展科技创新活动的模式,为学有余力的学生提供创新设计的舞台,培养和提高学生的创新实践能力,课外活动的成绩计入学分。我们的做法是: 1.全校招聘、择优录取 活动中心学生应是学校的精英,接受培训的学生必须是品德好、实践动手能力强、学有余力、具有团队意识的优秀学生。培训过程中严格实行淘汰制,并随时吸收优秀的学生加入培训。 2.培养电子设计综合能力 培养检索资料的能力、电子系统设计能力、实际动手能力、分析排除故障能力、表达能力等。由浅入深,循序渐进,有计划地进行培训,独立完成电子电路模块设计与制作。 3.资源共享 优秀作品及时整理归档,举行优秀作品展示会,组织专家进行点评。组织各种形式的学习讨论会,促进信息交流。建立网站,开展网上答疑,网上交流,实现资源共享。 4.培养团队精神 电子设计竞赛要求三人组成一个队,互相配合、分工合作、需要团队精神。在顺境时要相互提醒保持冷静,逆境时要相互鼓励共度难关,出现问题时不能相互埋怨,这与课堂教学强调独立性是有明显区别的。 5.锻炼心理素质、提高应变能力 电子设计竞赛的结果会有很大的不确定性,一个偶然的失误都会导致最终失败,因此需要参赛者具备良好的心理素质,全心全意投入紧张激烈的比赛。遇到挫折不要放弃,坚持下去。 综上所述:课内教学是通识教育,是面向每一个大学生的,课外活动也是一种教育,是精英教育。二者具有相互补充和促进的作用。在全国电子设计大赛的促进下,我们应该重视课内课外的教学,并且将二者进行有机结合。 电子设计大赛论文:探讨电子设计大赛对大学生创新能力的培养 摘要:对大学生实践创新能力培养的研究已经成为各高校管理部门及教师的一项重要研究课题。以往届的电子设计大赛和研究性创新性项目的实际数据和情况为基础,通过大学生电子设计大赛的组织培训和对大学生研究性创新性项目指导的实践经验,探讨了全国大学生电子设计竞赛对实验教学改革和课程建设的促进作用以及通过组织学生参加全国大学生电子设计竞赛激发学生的创新意识以及动手能力和协作精神。 关键词:电子设计大赛;课程体系;教学内容;创新能力 面对科学技术的迅猛发展,摆在每一位教育工作者面前的任务不仅是传授系统的知识,另一个更为深远的任务是要培养学生能适应今后就业所需要的各种能力,包括阅读自学能力、探索发现能力、实际操作能力、逻辑推理能力、独立工作能力和创新开拓能力。[1-5]由国家教委高教司倡导并组织的全国大学生电子设计竞赛从1994年的首届试点到2010年已经成功地举办了9届。[2-3]大学生电子设计大赛是高校高层次学科竞赛之一,它对培养大学生的实践创新意识与基本能力有着十分重要的作用。但从每年参赛的情况来看,学生在比赛当中出现了诸多问题,针对出现的种种问题,如何对学生进行专业能力和创新能力的培养,是在高校当中日益突出并亟待解决的问题。[3-6] 本文以本校往届电子设计大赛和研究性创新性项目的实际数据和情况为基础,通过大学生电子设计大赛的组织培训和对大学生研究性创新性项目指导的实践经验,探讨如何通过大学生设计大赛这种新的思路来培养大学生的实践创新能力。 一、大学生电子设计大赛的组织与策略 依托大学生电子设计大赛系统地培养学生理论联系实际的能力,培训学生的创新能力,需要对大学生电子设计大赛进行系统的组织。 首先,成立大学生电子设计与制作兴趣小组。成立大学生电子设计与制作兴趣小组有三个最主要的目的,一是提高大学生的实践动手能力与创新能力的兴趣;二是为大学生实践动手能力和创新能力提供基础的平台;三是为将来大学生电子设计大赛提供必要的人才储备。 其次是选拔大学生电子设计大赛的参与人员。选拔大学生电子设计大赛的参与人员可以在大学生电子设计与制作兴趣小组基础上,以校级或是电子信息等相关专业所在的院系为单位,举办比较基础的电子设计与制作大赛,从中选出成绩优异或动手能力较强的学生作为参加电子设计大赛的人员。在选拔过程中,可以采取动态的方式:一方面,对成功入选者中积极性高、动手能力强的学生予以保留,不理想的劝其退出团队;另一方面,从大学生电子设计与制作兴趣小组中选出冒尖的学生重新入选电子设计大赛团队。然后是为大学生电子设计大赛的参与人员提供足够的软硬件平台,为其提供系统的全面培训。 其后,引导与指导学生开展创新性与研究性项目的设计与研究。这里也可以从两个方面开展,一是积极支持与指导学生申报大学生研究性学习和创新性项目,以项目为依托着重培养学生的实践动手能力与创新意识。二是以社会实践需求为依托,开展创新性产品的开发和专利的申报。 二、电子设计竞赛对课程体系与教学内容改革的促进作用 从前几届电子设计竞赛的试题来看,可以归纳成5类,即电源类、信号源类、无线电类、简易无线电遥控系统仪器类、数据采集与控制类。所涉及的电子信息类专业的课程有:低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、单片机、FPGA和嵌入式等。[2]课程体系和教学内容的改革思路也应反映这些特点,使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平。为此,我们在课程体系、教学内容的改革方面进行了一些实践。 1.以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合与优化 将电子信息工程教研室、电子科学与技术教研室、通信工程以及电子信息实验室等合并,成立电子教学基地。基地开出的课程有:电子技术、低频、高频、脉冲数字电路、微机原理、单片机、嵌入式原理等。 2.建立四个层次的实验教学模式 基础实验:教学内容为基本电子器件的应用性实验。电路由学生自行安装与测试,目的是加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。 设计性实验:教学内容为低频、高频、数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。采用积木式、模块化结构,将设计的单元电路组合成小系统电路,完成应用电路系统的设计。目的是培养学生进行低频、高频、数字电路中各种电子电路设计、装调与测试的能力,培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实验报告的能力。 综合设计性实验:教学内容包括电子信息类专业的信号检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实验。目的是培养学生进行低频、高频和数字电路综合设计、装调与测试的能力,强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破。要求书写综合性实验报告。 设计研究性实验:教学内容包括与电子信息学科相关的科研课题或学生自拟的课题(向学校申请的创新设计基金课题);要求学生自拟设计方案并自行设计电路,应用新技术、新器件;培养学生创新设计能力及科学研究能力与新技术、新器件应用的能力;要求学生发表研究论文。[2] 三、大学生电子设计大赛对创新能力的提高及成功案例 1.大学生电子设计大赛为创新能力提供了必要的基础 大学生电子设计大赛的培训提高了学生元器件的识别、电子焊接这些基本技能,提高了学生对电子产品的设计软硬件使用能力。这些实践经验和技能是创新能力的必要基础。[7] 2.大学生电子设计大赛提高了实践操作能力 电子设计大赛既不是单纯的理论设计竞赛,也不仅仅是实验竞赛,而是一个需要参赛选手综合几方面的能力来设计、制作完成、有特定功能的电路竞赛。它既强调理论设计更强调系统实现。它考查了学生综合运用基础知识的能力,更注重考查学生的实践动手能力。电子设计大赛的竞赛题目一般都是模拟现实社会电子技术应用领域中的许多实际问题,具有很强的现实性、针对性和应用性。 3.重视学生个性发展,培养学生的团队协作能力 现代社会知识的更新日新月异,高新技术的发展突飞猛进。任何一个个人都不可能拥有足够的知识、时间和精力去完成一项复杂的系统性工作。[3]大学生电子设计大赛要求在较短的时间内完成产品的设计、制作、调试,这要求学生之间有明确的分工与合作,一个从事硬件的设计,一个从事软件的设计,一个要制作PCB版与文档的整理。这样学生的团队分工与协作能力自然得以提高,学生个性得到了充分的发展。 4.成功案例 湖南城市学院2008级学生参与2011年大学生电子设计与制作兴趣小组的人数为85人,从中动态选拔参与大学生电子设计大赛训练的人数为30人,最终定下21人组成7个队伍参加全国大学生电子设计大赛。最终7支队伍有2支队伍获得2011年全国大学生大赛全国二等奖,1支队伍获得2011年全国大学生大赛湖南赛区三等奖,4支队伍获得2011年全国大学生大赛湖南赛区优胜奖。 除此之外,参加大学生电子设计培训的学生参加第九届“挑战杯”湖南省大课外学术科技作品竞赛并获得科技发明制作B类三等奖1项,主持湖南城市学院大学生科技创新项目4项、大学生研究性学习和创新性实验校级项目3项、大学生研究性学习和创新性实验省级项目1项。大学生研究性学习和创新性实验省级项目做出了具体的产品并顺利结题,达到了同类产品的先进水平,撰写的论文被科技核心刊物录用,该项目成功结题为省级优秀。[8] 从2008级参加大学生电子设计大赛的学生的就业情况来看,提前签约的学生达45%,且签约单位好。这说明参加大学生电子设计大赛的训练能提高学生的就业率和就业质量。同时也表明经过大学生电子设计大赛的锻练,学生的实践动手能力与创新能力得到了明显的提高。 四、改进与思考 1.建立现代电子创新设计实验室 为了培养学生的创新设计能力,给优秀学生提供良好的学习与研究的环境,展现新思维、新设计的舞台,我们建立了现代电子创新设计实验室,下学期可以正式投入使用。实验室的设备先进,配置比较齐全:提供各种单片机开发系统、嵌入式和FPGA开发版、万用表、数字存储示波器、频谱分析仪以及电源。创新设计实验室面向提高班学生、兴趣小组、参加电子设计竞赛学生等优秀本科生和研究生开放。 2.因材施教,鼓励创新 在电子技术、单片机、嵌入式等实践教学环节中对有创新设计思想、能力较强的优秀学生可以免做普通实验的内容,安排难度较大的实验课题或学生自定课题,要求他们自拟设计方案,实验室提供所需的特殊器件。对实验课题完成较好的学生可以免考,并给予较好的成绩。 3.以省级和校级研究性与创新性项目为依托提高学生的创新能力 湖南城市学院的领导十分重视和鼓励学生创新能力的培养,设立了校创新项目,提供一些必要的资金资助。省级或校级项目能够让学生切切实实地参与到项目中来,这些既能提高了学生分析问题和解决问题的能力,也提高了学生的创新能力。项目的结题还给学生必要的压力与动力,从而既快又好地提升学生的创新意识和创新能力。 五、结论 综上所述,全国电子设计竞赛对推动湖南城市学院的教学改革起到了促进作用。在广泛吸引学生参加、发现优秀人才方面起到了独特作用。通过电子设计竞赛,将有一批优秀人才脱颖而出,学生的实践动手能力与创新能力得到了明显提高,并能取得不错的成绩。当然,获奖不是最终目的,深入持久地进行教学改革,培养学生的实践能力,培养创造性的人才,全方位调动学生学习的积极性,吸引更多的学生参加,这才是参加全国电子设计竞赛的最终目的。 电子设计大赛论文:大学生电子设计大赛赛前培训的研究与探索 摘要:大学生电子设计大赛是目前大学生关注的比赛之一,如何提高学生比赛成绩,是每个指导教师、参赛学生一直共同关注的重点。本文根据电子大赛期间,学生在完成电路时候经常出现的问题,指出赛前培训的重要性,提出赛前需要通过对学生进行理论培训,电路设计、电子器件认识、电路焊接工艺,来提高学生设计电路、实现电路的能力,以使学生在比赛中获得更好的成绩。 关键词:电子大赛;理论培养;焊接工艺 一、导论 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”最高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。 二、理论培养 良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。 三、电路设计训练 普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。 四、电子元器件的认识与焊接工艺 电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。 五、赛前模拟练习 实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。 六、结论 本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。 电子设计大赛论文:电子设计大赛促进新建本科院校实践教学改革的探究 摘 要:本文对照电子设计大赛的要求,查找新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 关键词:电子设计大赛 新建本科院校 实践教学改革 随着大众化教育的普及新建应用型本科院校应运而生,实践教学成为应用型本科教育的重要组成部分。新建本科院校都非常重视实践教学在应用型高级专门人才培养中的重要作用,大力加强开展实践教学工作,但从近几年参加全国大学生电子设计大赛的情况来看,新建本科院校实践教学存在着诸多的问题,这些问题严重制约着实践教学功能的发挥,影响着人才培养质量。本文对照电子设计大赛的要求,查找出新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 1 全国大学生电子设计竞赛的目的和特点 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于促进高等学校对实践教学课程体系和课程内容的改革。其特点是与高等学校相关专业的实践教学密切结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,可以全面检验参赛学生的理论与实践相结合的综合能力。 2 新建本科院校实践教学存在的问题 2.1 实践教学理念存在误区 很多新建本科院校前身是师范专科学校,重理论课轻实践课。近几年,随着学校升本和社会对人才规格需求的变化,人才培养目标才转向以培养应用型人才为主。由于受传统办学模式的影响,部分主管领导和一线教师的教学观念仍未转变,即使是新办的应用型专业,也反映出重理论课轻实践课的教学观念。课堂教学很规范,有严格的制度保障体系、质量监督体系和考核程序,而对实践课的教学就很不规范,缺乏制度保障体系、质量监督体系和考核程序;在排课时依然依据理论课为主实践课为辅的模式,把综合素质高的教师安排上理论课,把综合素质相对较差的老师安排带实践课,这些认识的错位在很大程度上限制了实践教学的顺利开展。 2.2 实践教学体系设计不合理 对照电子设计竞赛的要求,新建本科院校的实践教学课程体系设计不够合理,主要表现在实践教学内容不能相互衔接、相互配套,相对比较杂乱;实验教学与理论教学不能有机的结合,没有形成系统地对学生实践能力培养的课程体系,不能成为各门课程的有机联系体,制约了学生创新精神的培育和实践能力的提升。 2.3 实践师资力量不足 新建本科院校目前的师资从整体上看缺乏实践经验,因为目前新建本科院校几乎所有的实践教学环节都是由一线任课教师兼任,理论课教师一般很少具有实践经验,因为很多老师基本上都是在学科型人才培养模式下造就出来的,从学校到学校,一毕业就从事教学工作,理论知识渊博,但实践经验缺乏,指导学生进行实践的能力欠缺。 2.4 实践基地建设不到位 新建本科院校由于经费不足,对实践教学基地的建设不到位,数量严重不足,不能满足本科教学的需要。原有的实践教学基地主要是初级中学,只能满足教育类专业专科学生的教育实习。学校升格为本科的院校后,新建的非师范类的工科专业实践教学基地严重缺乏,根本不能满足教学的需要,有的院校为了减轻负担,让学生自主实习,影响了学生实践能力、创新能力的培养。 2.5 实验课教学内容和方法陈旧 以电子技术实验课为例,传统的电子技术实验教学一般是根据理论课的课程进度,分为模电和数电技术基础实验、电工基础实验、电子电工综合实验三个层次。各层次的实验内容和实验方法陈旧、呆板、单一,所有实验都是统一模式:实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验结果、注意事项等。实验内容严格按照理论教材设计,都是验证性实验,主要研究由分立元件组成的各种电路,学生对此类固定模式的实验不感兴趣,对实验课程产生了厌烦情绪,经常应付了事,达不到提升实践能力的目的。 3 电子设计大赛促进新建本科院校实践教学改革的对策 3.1 树立正确的实践教学理念 作为新建本科院校,必须明确自身发展定位和人才培养目标及服务面向,必须转变思想观念,要充分认识到实践教学是实现应用型人才培养目标的重要途径。新建本科院校要符合大众化教育的要求,不搞精英式教育,而搞大众化教育,为社会培养适应生产、建设、管理、服务一线或岗位群的高级应用型专门人才。将实践教学纳入人才培养方案,使实践教学与理论教学并重,加强理论教学与实践教学的有机融合,真正发挥实践教学环节的实践育人作用。 3.2 加强实验室的建设 大多新建本科院校实验教学条件较差,部分专业实验设备过少,尤其有的新建工科专业根本没有实验设备,严重缺乏实践性教学环境。全国大学生电子设计竞赛的实验室是由参赛学校自己提供的,竞赛实验室如果具有应变能力和综合适应能力的功能,才能满足电子设计竞赛各种题目的要求。建议通过电子设计竞赛的培训以及参赛,查找出已有实验室的建设差距,学校要加大实验室投入,根据专业需要购买先进的仪器设备,充实与电子专业相关实验室,建设满足电子竞赛需要和满足学生进行课外科技活动的创新实验室。 3.3 科学设计实践教学体系 电子设计竞赛内容不同于一般的实践教学,它强调理论与实践的有机结合,竞赛内容既包括系统的设计和实际制作,又包括报告的撰写,特别注重学生综合能力的培养。由于学生在竞赛前所学的各门课程知识比较分立,设计制作中学生们普遍缺乏各学科之间的综合应用能力。这就要求改革原有的课程体系,科学设计实践教学体系,加大实践教学的力度,增加实验课程比例。 3.4 更新教学内容、改革教学方法 教学中不仅要考虑到大多数同学的需求,还要满足参加电子设计竞赛学生的愿望,使电子设计竞赛的内容成为课堂教学的案例,及早传授给学生,提高学生对竞赛的兴趣。要更新教学内容,舍弃过时陈旧的知识,比如数字电子技术实验中过多的小规模集成电路实验就可以舍弃;引入CPLD、FPGA以及SOC芯片的应用等新的内容。 电子设计大赛要求给学生更多独立学习、独立思考的空间,传统的“满堂灌”式的教学方法必须改革。留给学生更多时间和自主学习的空间,可以将传统的集中实验教学改为开放式实验教学,学生可以根据自己的专业和爱好,选择课程规定以外的实验内容,使学生在时间上和空间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性和自主性。对那些积极参与竞赛的同学采取因材施教的方法,鼓励学生参与教师的科研课题研究,根据学生的实际情况指派指导教师专人指导,这样有助于培养学生的创新能力,提高实践能力,使他们能在竞赛中脱颖而出。 3.5 加强实践指导教师队伍建设 打造一批具有扎实的理论知识和动手操作技能的实践教师队伍,应该成为新建本科院校提高实践教学质量的重中之重。由于电子设计竞赛命题范围广,涉及的课程多、主要体现新技术的应用,要求指导教师要有很宽的知识面和丰富的实践经验。新建本科院校的教师层次不同,年轻教师熟悉新技术,但缺乏实践经验;老教师有丰富的经验,但对新技术和计算机应用又不熟悉。建议赛前成立教师指导小组,将不同学科、不同年龄、不同特长的教师进行组合,指导教师在指导学生竞赛的过程中相互学习,共同提高。 学校可以分批次选派教师到一些企事业单位短期实践学习,激励教师考取相关专业的职业资格证书。积极引进有丰富实践教学经验的工程师、技师,改善实践教学师资结构,这样才能加速新建本科院校应用型专业的实践教学的师资队伍建设,会尽快改变应用型专业的实践教学师资匮乏的困境。 3.6 建立校内外实践基地群 培养应用型人才必须有足够的实践教学基地,因为实践教学基地是实现应用型人才培养目标的基本保证,只有在实践基地中才能完成对大学生的技能训练,培养实践动手能力。新建本科院校要充分利用和有效融合社会资源,积极加强实习基地建设工作,克服地域、经济上的重重困难,投入资金全面保障实践教学条件,逐步形成校内外相互结合、相互补充、分布合理的实践教学基地群。 总之,全国大学生电子设计大赛是对高校实践教学的一种有效检验手段,竞赛的成功举办推动和深化了高校实践教学的发展。同时,高校实践教学的发展,也有力促进了全国大学生电子设计大赛的成功举办。新建本科院校应当以电子设计竞赛为契机,不断总结、改进和推广这些经验,从而使实践教学更上一个台阶,为社会培养更多的应用型人才。 电子设计大赛论文:以电子设计大赛促进多层次MCU为核心的系列课程教学改革 【摘要】本文章以大学生各类学科竞赛活动为契机,论述了以多层次MCU为核心的系列课程教学改革的探索与实践,着重从课程体系、教育内容、实践能力等方面进行了改革和探索,从而进行具有创新意识、适应性强、综合素质高的应用型专业人才的培养。 【关键词】学科竞赛;MCU;教学改革 引言 一直以来我院电子信息系提倡培养应用型人才,以学生为主体,以教师为主导,把促进学生健康成长作为学校一切工作的出发点和落脚点,为每个学生提供适合的教育,提高学生用于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力,提高学生服务国家,服务社会的责任感。因此在重视学科建设的基础上,不断改革实践教学内容,改进实践教学方法,通过吸引更多的高水平教师从事实践教学工作,但又不能仅仅按照传统意义上的实验教学来开展,而是通过鼓励和引导学生通过开展产品的制作、参加各类学科竞赛等新型形式走出校园与全国重点院校同台竞技的同时,获得交流与学习的机会,并能快速捕捉社会的实际需求,提高就业竞争能力,真正做到以赛促教,以赛促建。 1.以竞赛活动为契机,深化课程体系改革,培养学生创新意识 当前,面向大学生的科技竞赛种类繁多,规模越来越大,内容越来越丰富多彩,受到了各大高校师生的广泛关注。近年来,我院高度重视大学生竞赛活动,通过构建大学生竞赛平台,举办和参加多层次,多形式的大学生科技竞赛活动,不断推动学校进一步加强专业建设,推动校内外实习实训基地建设,深化教学内容和课程体系改革,以竞赛促教学,以教学带竞赛,不断探索有益于学生发挥潜能和成长的创新人才培养模式。 我院电子信息系从2007年以来已经成功地组织学生参加了多次全国大学生电子设计竞赛,广东省大学生电子设计竞赛,“博创杯”全国大学生嵌入式物联网设计大赛,“毕杯”全国电子创新设计竞赛以及“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛等等,并在比赛中取得了优异的成绩――获得全国大赛总决赛特等奖三项,一等奖两项,广东省一等奖七项,二等奖三等奖若干项,有近百名学生参与到各类大学生电子竞赛活动中去。回顾近几年的历程,我们深有感触:是竞赛大大提高了学生的实践动手能力,培养了学生的创新意识,增强了学生的团队合作意识,提高了实践教学质量。 2.建立以多层次MCU为核心的系列课程平台,加强实践教学内容的改革 根据我院参加以上不同的学科竞赛活动的特点,建立以多层次MCU为核心的系列课程平台,有针对性地进行实验实践教学。以多层次MCU为核心的系列课程分为四个方向:电路设计类课程、仿真设计类课程、软件设计类课程及应用设计类课程,各个方向又细化为基础课、专业基础课和专业课。如图所示。以单片机技术、EDA技术和嵌入式技术的应用开发为核心的课程平台建设,有机融合了电子电路系列课程,仿真分析系列课程以及软件设计系列课程,强化了学生的电路设计、软硬件相结合、综合运用先进技术的能力,进一步通过各类MCU设计项目提高学生系统分析、设计、开发的能力,为激发学生的实践创新意识、实践创新思维、实践创新能力提供了知识平台。 图一 MCU系列课程体系 加大各门课程之间的相互联系和承前启后性,加大各课程知识点的相互促进作用,进一步优化课程体系,将更多应用型,设计型课程引入到培养方案中。在51单片机、电路CAD、ARM处理器原理课程的教学中,更多将MCU的应用和实际结相合,结合企业应用的最新技术和发展方向把握教学的内容,在学生完成一门课程后则具备使用该专业知识进行相关电子制作的能力。 联合电子信息系实验室动态合理配置系内实验资源,以实验楼328嵌入式实验室为学生科技活动中心,全日制面向电子信息系学生开放,电子信息系教师与实验中心实验员共同对参与科技实践活动的学生进行指导与培训,支持和鼓励学生进行各类电子设计、电子制作、软件设计、各种创新科技实践活动。成立各类兴趣小组,引导学生在电子信息技术应用的各种领域进行创新型产品的研发和制作,通过参加全国大学生电子设计竞赛、博创杯嵌入式竞赛、毕杯创新电子竞赛,挑战杯课外科技竞赛等全国性竞赛活动,重点培养学生的实践动手能力和创新能力,提高学生自信心。 图二 单片机课程实验内容创新与完善 打破传统的验证性实验教学模式,根据实验教学的内容不同,将实验课程划分为验证性、应用型、设计型、创新型实验,注重理论与实际紧密联系,题目由简单到复杂、难度从小到大,以单片机课程为例,如下图所示,将实验教学内容进行创新和完善,将51单片机在各类电子产品的应用引入实验课程,学生围绕单片机进行各种电子制作,例如:交通灯的设计,电子时钟的设计,立体停车库控制器的设计,自动行走小车,太阳能发电照明控制系统,基于单片机的智能家居系统等一系列设计型创新型实验(见图二)。 增设电子系统综合设计。电子系统综合设计涉及电子,通信,自动化,嵌入式等多个学科领域,是从模拟电子、数字电子到单片机,传感器原理与应用,嵌入式linux,物联网技术等多个相关专业课程的综合设计课程,着力于培养学生开发创新的综合应用的实践操作能力,为参加各类全国大学生电子竞赛取得优异成绩起到促进作用。参赛获奖作品有“基于LINUX系统和ARM11处理器的智能家居系统”,“基于WINCE系统和GRPS的远程校园智能监控系统”,“基于ARM7的风光互补发电照明控制系统”,“基于ARM6410及Android系统的六足机器人”,“基于ARM6410的六轴航拍飞行器的控制”,“基于第六感的探险救援爬墙机器人”,“基于物联网的智能安防兼排爆机器人”等。 3.总结 大学生电子设计竞赛检验了电路设计类的教学内容与教学质量;博创杯嵌入式大赛反映了我们本科生很好的将嵌入式、物联网应用系统与现实需求紧密结合,学生将所学的技术知识得以转化,并充分利用大赛平台相互学习、交流,为未来快速适应工作环境打好基础;毕杯创新设计大赛通过我们的学生在达盛科技的开发板上进行不拘泥于各种技术形势的创新设计,培养学生的动手能力以及学习能力,弘扬了民族创新精神。由此可见,以多层次MCU为核心的系列课程改革的全面实施取得了丰硕的成果,改革是成功的。今后,我们将进一步扩大竞赛的参与面,促进校际交流,为优秀的创新人才的脱颖而出提供舞台。 电子设计大赛论文:电子设计大赛促进新建本院校实践教学改革的探究 摘要:本文对照电子设计大赛的要求,查找新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 关键词:电子设计大赛;新建本科院校;实践教学改革 随着大众化教育的普及新建应用型本科院校应运而生,实践教学成为应用型本科教育的重要组成部分。新建本科院校都非常重视实践教学在应用型高级专门人才培养中的重要作用,大力加强开展实践教学工作,但从近几年参加全国大学生电子设计大赛的情况来看, 新建本科院校实践教学存在着诸多的问题,这些问题严重制约着实践教学功能的发挥,影响着人才培养质量。本文对照电子设计大赛的要求,查找出新建本科院校实践教学中存在的问题,针对实践教学理念、实践教学课程体系、实践教学师资队伍、实践教学实验室建设、校外实践教学基地群的建立等方面提出实践教学改革的措施,以供参考。 1 全国大学生电子设计竞赛的目的和特点 全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是面向大学生的群众性科技活动,目的在于促进高等学校对实践教学课程体系和课程内容的改革。其特点是与高等学校相关专业的实践教学密切结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,可以全面检验参赛学生的理论与实践相结合的综合能力。 2 新建本科院校实践教学存在的问题 2.1 实践教学理念存在误区 很多新建本科院校前身是师范专科学校,重理论课轻实践课。近几年,随着学校升本和社会对人才规格需求的变化,人才培养目标才转向以培养应用型人才为主。由于受传统办学模式的影响,部分主管领导和一线教师的教学观念仍未转变,即使是新办的应用型专业,也反映出重理论课轻实践课的教学观念。课堂教学很规范,有严格的制度保障体系、质量监督体系和考核程序,而对实践课的教学就很不规范,缺乏制度保障体系、质量监督体系和考核程序;在排课时依然依据理论课为主实践课为辅的模式,把综合素质高的教师安排上理论课,把综合素质相对较差的老师安排带实践课,这些认识的错位在很大程度上限制了实践教学的顺利开展。 2.2 实践教学体系设计不合理 对照电子设计竞赛的要求,新建本科院校的实践教学课程体系设计不够合理,主要表现在实践教学内容不能相互衔接、相互配套,相对比较杂乱;实验教学与理论教学不能有机的结合, 没有形成系统地对学生实践能力培养的课程体系,不能成为各门课程的有机联系体,制约了学生创新精神的培育和实践能力的提升。 2.3 实践师资力量不足 新建本科院校目前的师资从整体上看缺乏实践经验,因为目前新建本科院校几乎所有的实践教学环节都是由一线任课教师兼任,理论课教师一般很少具有实践经验,因为很多老师基本上都是在学科型人才培养模式下造就出来的,从学校到学校,一毕业就从事教学工作,理论知识渊博,但实践经验缺乏,指导学生进行实践的能力欠缺。 2.4 实践基地建设不到位 新建本科院校由于经费不足,对实践教学基地的建设不到位,数量严重不足,不能满足本科教学的需要。原有的实践教学基地主要是初级中学, 只能满足教育类专业专科学生的教育实习。学校升格为本科的院校后,新建的非师范类的工科专业实践教学基地严重缺乏,根本不能满足教学的需要,有的院校为了减轻负担,让学生自主实习,影响了学生实践能力、创新能力的培养。 2.5 实验课教学内容和方法陈旧 以电子技术实验课为例,传统的电子技术实验教学一般是根据理论课的课程进度,分为模电和数电技术基础实验、电工基础实验、电子电工综合实验三个层次。各层次的实验内容和实验方法陈旧、呆板、单一,所有实验都是统一模式:实验目的、实验原理、实验方法与步骤、实验结果、注意事项等。实验内容严格按照理论教材设计,都是验证性实验,主要研究由分立元件组成的各种电路,学生对此类固定模式的实验不感兴趣,对实验课程产生了厌烦情绪,经常应付了事,达不到提升实践能力的目的。 3 电子设计大赛促进新建本科院校实践教学改革的对策 3.1 树立正确的实践教学理念 作为新建本科院校,必须明确自身发展定位和人才培养目标及服务面向,必须转变思想观念,要充分认识到实践教学是实现应用型人才培养目标的重要途径。新建本科院校要符合大众化教育的要求,不搞精英式教育,而搞大众化教育,为社会培养适应生产、建设、管理、服务一线或岗位群的高级应用型专门人才。将实践教学纳入人才培养方案,使实践教学与理论教学并重,加强理论教学与实践教学的有机融合,真正发挥实践教学环节的实践育人作用。 3.2 加强实验室的建设 大多新建本科院校实验教学条件较差,部分专业实验设备过少,尤其有的新建工科专业根本没有实验设备,严重缺乏实践性教学环境。全国大学生电子设计竞赛的实验室是由参赛学校自己提供的,竞赛实验室如果具有应变能力和综合适应能力的功能,才能满足电子设计竞赛各种题目的要求。建议通过电子设计竞赛的培训以及参赛,查找出已有实验室的建设差距,学校要加大实验室投入,根据专业需要购买先进的仪器设备,充实与电子专业相关实验室,建设满足电子竞赛需要和满足学生进行课外科技活动的创新实验室。 3.3 科学设计实践教学体系 电子设计竞赛内容不同于一般的实践教学,它强调理论与实践的有机结合,竞赛内容既包括系统的设计和实际制作,又包括报告的撰写,特别注重学生综合能力的培养。由于学生在竞赛前所学的各门课程知识比较分立,设计制作中学生们普遍缺乏各学科之间的综合应用能力。这就要求改革原有的课程体系,科学设计实践教学体系,加大实践教学的力度,增加实验课程比例。 3.4 更新教学内容、改革教学方法 教学中不仅要考虑到大多数同学的需求,还要满足参加电子设计竞赛学生的愿望,使电子设计竞赛的内容成为课堂教学的案例,及早传授给学生,提高学生对竞赛的兴趣。要更新教学内容,舍弃过时陈旧的知识,比如数字电子技术实验中过多的小规模集成电路实验就可以舍弃;引入CPLD、FPGA以及SOC芯片的应用等新的内容。 电子设计大赛要求给学生更多独立学习、独立思考的空间,传统的“满堂灌”式的教学方法必须改革。留给学生更多时间和自主学习的空间,可以将传统的集中实验教学改为开放式实验教学,学生可以根据自己的专业和爱好,选择课程规定以外的实验内容,使学生在时间上和空间上有较大的灵活性,提高学生学习的主动性和自主性。对那些积极参与竞赛的同学采取因材施教的方法,鼓励学生参与教师的科研课题研究,根据学生的实际情况指派指导教师专人指导,这样有助于培养学生的创新能力,提高实践能力,使他们能在竞赛中脱颖而出。 3.5 加强实践指导教师队伍建设 打造一批具有扎实的理论知识和动手操作技能的实践教师队伍,应该成为新建本科院校提高实践教学质量的重中之重。由于电子设计竞赛命题范围广,涉及的课程多、主要体现新技术的应用,要求指导教师要有很宽的知识面和丰富的实践经验。新建本科院校的教师层次不同,年轻教师熟悉新技术,但缺乏实践经验;老教师有丰富的经验,但对新技术和计算机应用又不熟悉。建议赛前成立教师指导小组,将不同学科、不同年龄、不同特长的教师进行组合,指导教师在指导学生竞赛的过程中相互学习,共同提高。 学校可以分批次选派教师到一些企事业单位短期实践学习,激励教师考取相关专业的职业资格证书。积极引进有丰富实践教学经验的工程师、技师,改善实践教学师资结构,这样才能加速新建本科院校应用型专业的实践教学的师资队伍建设,会尽快改变应用型专业的实践教学师资匮乏的困境。 3.6 建立校内外实践基地群 培养应用型人才必须有足够的实践教学基地,因为实践教学基地是实现应用型人才培养目标的基本保证,只有在实践基地中才能完成对大学生的技能训练,培养实践动手能力。新建本科院校要充分利用和有效融合社会资源,积极加强实习基地建设工作,克服地域、经济上的重重困难,投入资金全面保障实践教学条件,逐步形成校内外相互结合、相互补充、分布合理的实践教学基地群。 总之,全国大学生电子设计大赛是对高校实践教学的一种有效检验手段,竞赛的成功举办推动和深化了高校实践教学的发展。同时,高校实践教学的发展,也有力促进了全国大学生电子设计大赛的成功举办。新建本科院校应当以电子设计竞赛为契机,不断总结、改进和推广这些经验,从而使实践教学更上一个台阶,为社会培养更多的应用型人才。 电子设计大赛论文:依托电子设计大赛培养大学生创新能力的研究 【摘要】从多方面入手,阐述电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养的课题研究。 【关键词】电子设计大赛 大学生创新能力 培养 知识经济需要素质教育,实施素质教育的重点是培养学生的创新意识和创新能力。本文研究如何依托电子设计大赛培养大学生的创新能力。 一、电子设计大赛的开展与大学生创新能力培养研究课题的预期目标 一是以电子信息学科为依托,进行机构调整与课程的整合、优化。二是调整实训教学模式,创建一流的电子实训课程体系。三是建立四个层次的实训教学模式:基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练。四是组织课题成员和系部教师参加全国、全区大学生电子设计大赛,力争获得一等奖以检验课题的实战效果。 二、本研究课题主要解决的教学问题 我们走访了多家兄弟院校,听取了一些电子企业对大学毕业生的能力要求,查阅了大量的资料,并和广西电力职业技术学院教授、毕业生讨论与座谈,对当前教学中存在的问题进行深入分析。通过广泛调查研究,大家一致认为目前的教学模式和实训室管理模式已不适应培养21世纪所需的电子类具备创新能力人才的需要,主要表现在:一是教学模式过时。实训以验证性实验为主,缺乏创新能力培养的有效机制。教学中只考虑完成一种实训项目,没有按照学生的特点进行个性化、分层次教学。二是实训课效率低。实训内容陈旧,实训设备落后,尤其缺乏现代现代化水平的教材、仪器和相应软硬件设备。三是管理封闭。课程之间的联系、资源共享等方面存在障碍,设备利用率不高。四是陈旧的考核手段不利于大学生创造力的培养,不利于发掘学生的创造性。五是理论教学脱离实际。针对上述问题,我们提出以下解决方法: 第一,成立电子设计竞赛领导小组,从组织上、制度上保证这项工作的顺利进行。领导小组成员从组长到指导教师分工职责明确,管理规范。 第二,针对当前高职电子技术教育存在的问题,建立基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,并由此形成一整套基于问题驱动的电子技能训练的方法与课程体系;建立现代电子创新设计实训室,模拟企业工作环境,配备现代化的电子仪器设备,制定开放的管理制度,提供自主命题、自主研究、自主讨论的空间;利用电子协会和电子课外科技活动中心,设立创新设计奖,吸引大批学生参加业余电子产品制作活动,形成广泛的群体基础,通过层层选拔,层层培训,培养拔尖人才;不定期邀请校内外电子专家、教授为大学生作专题报告,拓展学生视野;组织有经验的教师编写《电子实训》培训教材,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。 三、实施过程 (一)现代电子技术实训教学模式改革思路。在分析电子技术实训教学存在的主要问题后,大家明确了项目的目标:通过改革,探索和建立适合现代电子技术实训的教学模式、管理模式;注重应用型人才的培养,强化实践环节的训练,使实训室成为学生动手能力和技术创新的主要基地之一,培养具有创新能力的学生;通过改革,编写与完善一些实训教学的新教材;培养和锻炼一支高素质的师资队伍。在此基础上,确定本项目对现代电子技术实训教学模式进行研究的思路: 1 全面修订本学科教学计划和实训教学大纲。根据教育部对电子信息科学技术专业教学的基本要求和广西电力职业技术学院电子与信息工程系对课程改革的思路,应对本学科教学计划和实训教学大纲进行全面修订。教学内容的更新也是一个与时俱进的过程,改革的基本目标是减轻学生负担;压缩必修课学时,增加选修课门数,给学生较大的自主选择空间。加强实践教学环节,突出综合应用能力的训练,培养学生的创新能力。 2 提出实训教学改革的整体思路。按基础、综合应用、提高创新三个层次的培养目标组织实训教学,将实训课分为基础实训、综合应用实训和创新实训三种类型。压缩原有大量验证性的基础实训的比例,增加以设计性、系统性为主的实训内容,将反映电子科学技术发展趋势的内容充实到实训教材和教学环节中。强化对学生创新能力的训练功能,提高他们应用新技术、新器件解决系统问题的能力。根据学生的不同类型,贯彻“基本要求、需求选择”两种不同的教学要求,即对大部分学生的教学执行基本教学大纲的要求,对部分学有余力、有进一步需求的学生,创造各种条件进行培养,以满足他们的创新要求。 3 改进教学模式。改革传统教学模式,分层次教学:基础实训以教为主导,强调学生掌握扎实的基础;综合应用实训教师与学生并重,教师着重指导;创新实训以学生为主。 4 改革实训考核体制。将实训从封闭模式向开放模式过渡,在项目实施期间将电子系现有十几个验室改建成实训中心,资源共享,并向全校相关院系师生开放。 (二)参赛队员选拔方式。我们面向全院学生发动宣传,正确引导学生根据自身条件自由报名。由于场地可容纳人数有限,一般参加培训的竞赛学生组数计划为32组,每组3人,同时为了保证参赛选手的可持续性,我们规定每年都有部分一年级的新生加入,采用“以老带新”的方式持续培养。参赛队员一般有如下选拔方式: 1 在学院统一报名,经过笔试、面试两个环节选拔。 2 任课教师、辅导员推荐部分优秀的学生,工作小组三名以上成员考核通过。 3 学生提交个人作品自荐,工作小组三名以上成员考核通过。 通过以上方式的筛选,学生中的优秀创新型人才有了展现的机会。 (三)阶段性的电子设计大赛培训内容与课时实施计划。根据大赛的要求、学生的学习特点、创新能力培养的规律要求,培训内容采用基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的实训教学模式,以训练学生的电子设计与制作能力和创新能力、产品开发能力。 第一阶段是基础性学习。由全体指导教师在课余时间对选拔的参赛队员进行集中辅导授课,强化智能电子产品设计相关的基础知识和技能。 第二阶段是设计性实训。由全体指导教师在课余时间对参赛学生进行分方向类别的专项训练,大致分为电源电路类、功放类、可控放大与滤波器类、仪器类、智能小车和其他运动控制类,使每组学生初步掌握两个方向类别的电子设计与制作的知识和技能。 第三阶段是综合性实训。主要是用历年的竞赛真题来训练参赛学生,并按照相同的要求在三夜四天的时间内完成,以此来激发学生的潜力和检验训练的成果,并找出进一步努力的方向。 第四阶段是产品开发训练。主要是让学生设计和制作一个在现实生活中具有一定实用价值的产品,以此检验学生的技术思维路线、创新思维方法、专利策略意识等在新产品开发中的应用能力。培训的项目安排和课时安排见表1。 经过以上训练,学生的个人能力有了长足的进步,参加大赛时能够从容面对并且取得非常好的成绩。 (四)制定考核评价方法与奖励方法。考核评价方法分为训练过程的考核评价和竞赛过程的考核评价两部分。训练过程的考核评价由广西电力职业技术学院大学生电子竞赛组委会的工作小组制定标准和执行,包括日常工作考核、理论知识考核和项目作品考核三部分内容,其考核结果相当于一门专业课程的成绩,有相应的学分,具体见相关专业的人才培养方案。竞赛过程的考核评价按大学生电子设计竞赛组委会规定的办法和标准执行。奖励方法按广西电力职业技术学院对学生学科竞赛获奖奖励的相关文件执行。 四、电子设计大赛开展以来取得的成果 第一,开展大学生电子设计大赛促进了电子专业教学模式的改革和课程体系的整合与优化,推动了以项目为载体、以任务为驱动的教学方式的改革,培养了学生科学创新、理论联系实际、团队合作、吃苦耐劳的精神,极大地提高了广西电力职业技术学院电子类专业学生解决实际问题的能力。 第二,电子设计大赛所采用的基础性学习、设计性实训、综合性实训、产品开发训练四个梯度层次的基于任务驱动的电子技能训练的方法,已经推广应用到广西电力职业技术学院电子与信息工程系计算机控制技术、计算机应用等专业,收到了良好的效果。 第三,为了更好地适应课程体系改革的需要,课题组组织编写了《电子技术基础》、《电子技术基础实训教程》、《电子工艺实训教程》、《汽车车身电子控制维修技术》、《自动检测技术》电子类系列规划教材,由北京理工大学出版社出版发行。课题组努力将电子教学做一体化的思想融入教材中,使学生在学习中获得职业过程的训练。该系列教材在国内高职院校使用了三年,发行量超过3万套,使用效果明显,学生受益匪浅。 第四,课题的研究成果带动了广西电力职业技术学院电子与信息工程系专业建设、精品课程建设和教学团队建设。2010年,应用电子技术专业团队被确定为自治区教学团队;智能电子产品设计与制作被评为学院精品课程;2011年,应用电子技术专业被评为自治区优势专业。 第五,课题的研究成果对学生参加学科技能竞赛起到了巨大的推动作用。广西电力职业技术学院电子与信息工程系参加的六届电子设计大赛中,有3人获得国家级一等奖,24人获得省级一等奖,获二等奖24人次、三等奖达198人次,这些学生正在国民经济建设中发挥重要作用。项目成员发表相关论文6篇,出版相关教材6部,获自治区电子大赛优秀指导教师2人。获自治区级优秀组织奖2次,取得了非常好的成绩。 大学生电子设计大赛的实践证明:在全国大学生中开展的电子设计大赛对提高教育质量、培养学生团结协作意识和创新能力、创新意识及综合素质方面有举足轻重的作用。大学生电子设计大赛实质上是一种特殊形式的教学改革实践载体,其目的在于推动实践教学改革,有助于逐步改革实践教学中存在的弊病。大赛使大学生得以自主地学习,其锻炼的广度和强度是任何教学环节都无法比拟的。因此,本研究从某些侧面触动原有的课程教学体系,尤其促进了实践教学体系、内容、方式改革以及实训室建设工作。 电子设计大赛论文:以大学生电子设计大赛为导向的高职单片机实践教学改革 【摘要】分析大学生电子设计大赛对高职单片机实践教学改革的推动作用,阐述高职单片机实践教学存在的问题,以及大学生电子设计大赛导向下的高职单片机实践教学改革。 【关键词】大学生电子设计大赛单片机实践教学改革 由教育部高等教育司和信息产业部人事司共同举办的全国大学生电子设计大赛,其参赛的规模和对社会的影响力不断扩大,现在发展为每两年一次,逢单数年举行。由此可看出大学生电子设计大赛越来越得到重视,并且社会的认可度越来越高。大赛的目的是为了促进高校相关课程体系以及授课内容的改革,提高高校的素质教育质量,培养大学生的创新意识与动手能力、团队合作精神。所以大学生电子设计大赛不仅有利于锻炼学生对具体方案进行电子设计制作的能力和创新能力,同时也有利于促进实践教学的教学内容、教学模式、考核机制等方面的改革,使实践教学更加符合社会科学发展的需要。 一、大学生电子设计大赛对高职单片机实践教学改革的推动作用 以往的单片机综合应用课程都在大三才开展,而参加电子设计大赛的选手大多是刚升人大三的学生,他们刚学习单片机原理、数字电路和模拟电路等相关课程,但是所学的各门课程相对独立,并没有综合在一起。这样学生往往缺乏相应的大规模应用电路设计经验,难以在大赛中取得好成绩。对此,可以在大二第二学期开设单片机综合应用选修课,给学生提供更多的锻炼机会。在这门课中,根据比赛的流程,按照电路设计制作、调试、撰写实验报告步骤对学生进行训练。可见,大学生电子设计大赛贵单片机实践教学改革能够起到积极的作用。此外,大学生电子设计大赛对教师实践教学中教学方法的改善以及教学水平的提高都有很大的促进作用,因为几乎所有学校的电类专业学生都会参加这项比赛,比赛的成绩在一定程度上反映了学校的教学水平,这就大大调动了参赛学校及教师改善实践教学的积极性。 二、高职单片机实践教学存在的问题 大学生电子设计大赛采用“半封闭、相对集中”的组织方式,统一命题,时间为4天3夜。每队参赛选手下载大赛试题后,在规定时间可以通过网络查阅相关资料,制订设计方案,设计并制作相应作品。最后需要提交作品实物、设计报告、测试报告等相关材料。大学生电子设计大赛检验了学生的综合素质,同时也暴露了高职单片机实践教学中存在的问题。 (一)学生获取信息的能力不高。在大学生电子设计比赛开始时,学生面对设计题目,需要先审题,从题目要求中获取信息,结合自己的知识面,选择适合自己的题目。但是学生往往理解题意不够深切,不能从题目中获取有效信息,不能理解出题者的意图。确定题目后,就开始进入比赛的设计阶段,参赛选手可以通过网络查找需要的资料,但是很多参赛学生不清楚从何处查资料,不懂得下载芯片使用说明书,缺乏获取对比赛有用信息的能力。这是因为平时的实践教学没有加强这方面的训练。 (二)学生的知识不够全面。大学生电子设计大赛是一项综合性的比赛,对学生各方面的要求比较高。但是学生在基础知识方面得分不高,对知识掌握不够全面。这与平时的实践教学有一定的关系,很多教师在实验课中,没有做到理论与实践有机结合,致使学生只是机械地完成实验,对实验知识目标、能力目标以及素质目标不清楚;也没有实现举一反三,让学生达到以点到面的学习效果。 (三)学生设计的报告质量较低。在大学生电子设计比赛结束后,每队参赛成员需要提交设计报告。从多次比赛结果来看,学生设计的报告质量比较低,格式不规范,语句不通顺,电路设计没有理论分析以及相应公式推导。这体现了平时实践教学中对学生的实验报告要求不严,没有按照一定要求规范编写。 (四)学生的创新能力不强。学生除完成比赛试题的基本要求外,很少有创新。究其原因,是因为平时的实践教学内容陈旧、形式比较呆板、方法单一,没有从培养创新精神和实践能力的角度出发,培养基本功扎实、知识面广、富有竞争意识的高技能型专门人才;在实验教学中过多强调共性训练,没有根据单个学生的特征,有针对性地开展个性训练。在训练学生的理性思维的同时,应加强学生非理性思维方面的训练,因为加强学生的非理性思维对创新能力的培养是非常重要的。 三、大学生电子设计大赛导向下的高职单片机实践教学改革 在大学生电子设计大赛的导向下,高职单片机实践教学应加强以下方面的改革: (一)加强单片机实验室的建设。大学生电子设计大赛是对学生综合能力和创新意识的检验,但目前的实验室在很大程度上制约了学生的发展。大学生电子设计大赛比赛的时间长,学生需要在竞赛场地内完成全部工作,而高职院校目前的实验室大多是“封闭式”的,所以建设开放性的实验室显得尤为重要。由于近几年的比赛试题跟社会科技发展主题密切相关,比如增加了环保、节能等方面内容。这些试题融合了当前的前沿知识和先进的芯片技术,这需要及时更新实验室设备,使学生在平时的实验、实训中有更多机会接触这方面的知识。 (二)加强教学内容和教学方法的改革。根据社会和企业发展需要,应优化单片机实践教学内容。把现有的教材中一些过时的、过于理论化的内容删掉,增加一些跟生活密切相关的以及与当前先进技术相关的实验。多增设一些综合性的实验项目,减少一些验证性实验。采用循序渐进的步骤,实验由易到难。每次实验内容分基本部分、发挥部分,重点指导学生完成发挥部分,并引导学生采用多种方法完成实验。 在单片机实践教学中,采用任务驱动、项目导向的实践教学模式。在单一的实验课教学中,以学生为中心,按照学生接受任务、学生自学、学生提问、学生观摩、学生训练、学生评价这六个步骤完成教学项目,如图1所示。最开始由教师根据教学内容和培养目标,设计实践教学项目,向学生布置教学项目后,学生通过课外自学,查找相关资料。这一环节可以培养学生的信息获取能力。学生在经过课外自学后,会有很多疑惑,在提问阶段进行师生互答,回答完学生的疑问后,学生观摩教师的演示,理解项目的实施过程。然后让学生分组训练,根据完成情况学生互相评价,最后教师对本次任务进行总结,布置新的任务。 对于综合性的实验、实训,按照电子设计大赛的竞赛流程,教师布置综合实验项目后,学生分成3人一组,采用信息、计划、确定、实施、检验、评估六步法进行项目的实施,如图2所示。在这类综合实验中,学生的自我发挥空间更大。在接到教师的任务后,学生自己独立收集制订项目计划以及项目实施所需要的资料,然后根据项目要求制订切实可行的计划。为了提高项目的成功率,教师对该计划进行总体把关,分析其是否可行,并分析项目的关键点以及难点。接着学生按照项目计划独立完成项目,再按要求独立检验项目完成情况,进行自我评价。最后教师同学生对每组的结果进行评估,并对项目进行总结。 (三)提高教师的专业水平。大学生电子设计大赛试题知识面越来越宽,难度也越来越大。大赛不仅检验了学生的水平,同时也反映了教师的教学水平以及专业水平。如果指导教师没有扎实的基本功,过硬的专业水平,则很难指导学生获得优异成绩。这就要求教师不仅要提高自己的教学能力,更要提高自己的专业技能。在途径上可以采用多种方式,比如现在流行的导师制,由经验丰富、技术过硬的老教师带领年轻教师,在业务上、专业上对其进行指导,指导年轻教师申请科研课题,通过课题来提高他们的专业水平。同时,年轻教师自己也可以多关注电子行业的新技术,多使用新的芯片。 (四)引导学生参加第二课堂活动。“社会是一所最好的大学”,因此应鼓励学生多开展第二课堂的学习活动。每门课程的课时有限,可以把一些教学环节放到课外完成。让学生加入电子协会以及提前进入创新实验室,使他们有更大的空间和更多的时间去挖掘自己的潜力。同时,电子协会中大多是有共同爱好的同龄人,便于交流沟通,这样也能更好地培养学生的团队协作能力。此外,应鼓励学生多参加社会实践,在实践中获得更多实战经验。
电力系统自动化论文:也谈电力系统中电气自动化技术的应用 1计算机技术在电力系统自动化应用 计算机控制技术在电力系统中起到了至关重要的作用。这是由于随着计算机技术的飞速发展,电力系统中用电等重要环节以及输电、发电、配电、变电环节都需要计算机技术的支撑,这样就会使得电力系统自动化技术同时得到了快速地发展。 智能电网技术的应用 信息管理系统作为计算机技术中应用最为广泛的技术之一,电力系统自动化技术与计算机技术结合所形成针对整个全局进行智能控制的技术,也就是智能电网技术,是一个最具典型性的技术,涵盖了配电、输变电和用户以及调度、发电的各个环节。其中变电站自动化系统、稳定控制系统等被广泛应用到计算机技术的系统中,同时一样的还有诸如调度柔性交流输电以及自动化系统等。目前这种数字化电网建设,一定程度上可以说是智能电网的雏形,实际上也为我国建设智能电网做着准备工作。智能电网中较为典型的有智能电网的通信技术,同时在建设的过程中需要很多依托计算机的技术,需要具备实时性、双向性、可靠性的特征,需要先进的现代网络通信技术的应用,而且该系统也是完全依托计算机技术而存在的,同时具有信息管理系统。 变电站自动化技术的应用 可以说,变电站的自动化的实现又是依托计算机技术的发展实现的,要实现电力生产的现代化,一个不可缺少的、重要的环节就是实现变电站的自动化。变电站依赖计算机技术实现自动化,在实现的过程中计算机也得到了充分利用,二次设备也随之实现集成化、网络化、数字化,完全是采用计算机电缆或光纤代替电力信号电缆。变电站实现自动化,实现计算机屏幕化以及运行管理和记录统计实现自动化,另外两个组成部分是操纵以及监视,变电站的整体自动化才得以实现,正是如此多的组成部分实现了计算机的自动化管理。为了联系发电厂与电力用户,变电站以及与之相关的输配电线路必不可少。变电站自动化的实现,不仅组成电网调度自动化的一个重要组成部分,更是为了满足变电站的运行操作任务。 电网调度自动化的应用 电网调度自动化是电力系统自动化中最主要的组成部分,目前我国将电网调度自动化分为五级,其中各级电网的自动化调度都是与计算机技术的应用分不开的,从高到低分别是:国家电网、大区、省级、地区以及县级调度。其中最重要的组成部分就是电网调度控制中心的计算机网络系统,这些装置在计算机系统的连结下形成一个自动化的电网调度系统,将整个的结合起来。其他的主要组成部分有工作站、服务器、变电站终端设备、调度范围内的发电场、大屏蔽显示器、打印设备。计算机在电网调度自动化的作用不仅要实现对电网运行安全分析的监控,还要实现实时数据的采集,更要实现电力系统的电力负荷预测以及状态估计等功能。因此种种这些,都是通过电力系统专用广域网连结的测量控制以及下级电网调度控制中心等装置。 2电力系统自动化中plc技术的应用 plc是计算机技术与继电接触控制技术相互结合的产物,其存储器采用了可编程序以实现在其内部存储进行控制、运算、记录等操作指令。该技术是为了在工业环境下使用而设计的一种可编程逻辑控制器系统。该技术近年来被广泛应用于电力系统自动化中,解决了传统控制系统内可靠性低、接线复杂、灵活性较差以及耗能高等缺点。 plc技术的数据处理 plc可以完成数据的采集、分析及处理,具有排序、查表、数学运算、数据转换、数据传送以及位操作等功能。这些数据可以利用通信功能传送到别的智能装置,可以完成一定的控制操作,与存储在存储器中的参考值比较,也或将它们打印制表。数据可用于过程控制系统,也可以处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统。 plc技术的闭环过程控制 并过程控制是指对压力、温度、流量等连续变化的模拟量的闭环控制,plc通过模拟量i/o模块对模拟量进行闭环pid控制,并且实现数字量与模拟量之间的d/a、a/d转换。可使用专用的pid模块,也可用pid子程序来实现。 plc技术的开关量控制 火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。用许多行业也应用到plc进行开关量控制,如机床电气控制、电机控制以及电梯运行控制、汽车装配线和啤酒灌装生产线等。plc技术的输出和输入信号都是通/断的开关信号。工业控制中应用最多的控制是开关量的逻辑控制。控制的输出、输入点数均可通过扩展实现,从十几个到成千上万个点,不受限制。 plc技术的顺序控制 随着国家对节能减排要求的逐步提高以及改革的深入,近年来大型火电企业的辅助系统均已由原来的继电控制器升级成plc控制系统,该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益,已成为各企业的管理最终目标。因此随着科技的进步,各电厂对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求,而采用plc控制系统不仅可以通过信息模块单独控制某个工艺流程,并且可以与通信总线连接来协调全厂生产工作。 电力系统自动化论文:电力系统中的电气自动化技术 前言 电气自动化专业在我国最早开设于5o年代,名称为工业企业电气自动化。虽经历了几次重大的专业调整,但由于其专业面宽,适用性厂,一直到现在仍然焕发着勃勃生机。据教育部最新公布的本科专业设置目录,它属于工科电气信息类。新名称为电气二程及其自动化或自动化。 随着电力电子技术、微电子技术沟迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,下面仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 1、全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 5o年代末出现的晶闸管标志着运动控制的新纪元。它是第一代电子电力器件,在我国至今仍广泛用于直流和交流传动控制系统。随着交流变频技术的兴起,相继出现了全控式器件—— gtr、gto、p—moseft等。这是第二代电力电子器件。由于目前所能生产的电流/电压定额和开关时间的不同,各种器件各有其应用范围。 gtr的二次击穿现象以及其安全工作区受各项参数影响而变化和热容量小、过流能力低等问题,使得人们把主要精力放在根据不同的特性设计出合适的保护电路和驱动电路上,这也使得电路比较复杂,难以掌握。 gt0是一种用门极可关断的高压器件, 它的主要缺点是关断增益低,一般为4~5,这就需要一个十分庞大的关断驱动电路,且它的通态压降比普通晶闸管高,约为2~4.5v,开通di/dt和关断dv/dt也是限制gto推广运用的另一原因,前者约为500a/u s,后者约为500v/u s,这就需要一个庞大的吸收电路。 由于gtr、gt0 等双极性全控性器件必须要有较大的控制电流,因而使门极控制电路非常庞大,从而促进厂新一代具有高输入阻抗的m0s结构电力半导体器件的一切。功率mosfet是一种电压驱动器件,基本上不要求稳定的驱动电流,驱动电路只需要在器件开通时提供容性充电电流,而关断时提供放电电流即可,因此驱动电路很简单。它的开关时间很快,安全工作区十分稳定,但是p—mosfet的通态电压降随着额定电压的增加而成倍增大,这就给制造高压p—mosfet造成了很大困难。 igbt是p—mosfet工艺技术基础上的产物, 它兼有mosfet高输入阻抗、高速特性和gtr大电流密度特性的混合器件。其开关速度比p—mosfet低,但比gtr快 其通态电压降与gtr相拟约为1.5~3.5v,比p—mosfet小得多,其关断存储时间和电流i、降时间为别为o.2~o.4 u s和o.2~1.5 s,因而有较高的工作频率,它具有宽而稳定的安个工作区,较高的效率,驱动电路简单等优点。 m0s控制晶闸管(mct)是一种在它的单胞内集成了mosfet的品闸管,利用m0s门来控制品闸管的开通和关断,具有晶闸管的低通态电压降,但其工作电流密度远高igbt和gtr,在理论上可制成几千伏的阻断电压和几十千赫的开关频率,且其关断增益极高。 lgbt和mgt这一类复合型电力电子器件可以称为第三代器件。在器件的复合化的同时,模块即把变换器的双臂、半桥乃至全桥组合在一起大规模生产的器件也已进入实用。在模块化和复合化思路的基础上,其发展便是功率集成电路pic(power, integrated circute),在pic中,不仅主回路的器件,而月驱动电路、过压过流保护、电流检测甚至温度自动控制等作用都集成到一起,形成一个整体,这可以算作第四代电力电子器件。 2、变换器电路从低频向高频方向发展 随着电力电子器件的更新,由它组成的变换器电路也必然要换代。应用普通晶闸管时,直流传功的变换器主要是相控整流,而交流变频动则是交一直一交变频器。当电力电子器件人第二代后,更多早采用pw m 变换器了、采用pw m 方式后,提高了功率因数,减少了高次谐波对电网的影响,解决了电动机在低频区的转矩脉动问题。 但是pw m 逆变器中的电压、电流的谐波分量产生的转矩脉动作用在定转子上,使电机绕组产生振动而发出噪声。为了解决这个问题,一种方法是提高开关频率,使之超过人耳能感受的范围,但是电力电子器件在高电压大电流的情况下导通或关断,开关损耗很大。开关损耗的存在限制了逆变器工作频率的提高。 3、交流调速控制理论日渐成熟 矢量控制的基本思想是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解祸开来,分别加以控制。这种解藕,实际上是把异步电动机的物理模型设法等效地变换成类似于直流电动机的模式,这种等效变换是借助于坐标变换完成的。它需要检测转子磁链的方向,且其性能易受转子参数,特别是转子回路时间常数的影响。加上矢量旋转变换的复杂性,使得实际的控制效果难于达到分析的结果。 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(band—band控制)产生pwm 信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。 4、通用变频器开始大量投入实用 一般把系列化、批员化、占市场量最大的中小功率如400kva以下的变频器称为通用变频器。从产品来看,第一代是普通功能型u/f控制型,多彩用16位cpu,第二代为高功能型u/f型,采用32位dsp,或双16位cpu进行控制,采用了磁通补偿器、转差补偿器和电流限制拄制器. 具有挖上机和“无跳闸”能力,也称为“无跳闸变频器”。这类变频器目前占市场份额最大、第三代为高动态性能矢量控制型。 5、单片机、集成电路及工业控制计算机的发展 以mcs一51代表的8位机虽然仍占主导地位 但功能简单,指令集短小,可靠性高,保密性高,适于大批量生产的pic系列单片机及gm$97c(二系列单片机等正在推广,而且单片机的应用范围已开始扩展至智能仪器仪表或不太复杂的工业控制场合以充分发挥单片机的优势另外,单片机的开发手段也更加丰富,除用汇编语言外,更多地是采用模块化的c语言、pl/m 语言。 6、结束语 随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展,原有的电力传动(电子拖动)控制的概念已经不能充分概抓现代生产自动化系流中承担第一线任务的全部控制设备。而且,电力拖动控制已经走出工厂,在交通、农场、办公室以及家用电器等领域获得了广泛运用。它的研究对象已经发展为运动控制系统,仅对有关电气自动化技术的新发展作一些介绍。 电力系统自动化论文:对于电力系统中配网自动化技术探讨 论文摘要:配电网自动化是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段,对配电网进行离线与在线的智能化监控管理,使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态。配网自动化是提高供电可靠性和供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效经济运行的重要手段,也是实现智能电网的重要基础之一。通过对配网自动化技术现状的分析,找出目前电网中配网自动化技术存在的问题,最后研究了未来配网自动化技术的发展趋势。 论文关键词:电力系统;配网自动化;通信技术 一、配网自动化的发展历程 我国配电自动化的发展大致经历了三个阶段,第一个阶段是自动化阶段,它的主要原理是不同的自动化开关设备相互支持;第二个阶段是计算机阶段,它主要基于计算机大规模云计算处理相关的配网问题;第三个阶段是使用现代控制理论支持的现代自动化阶段。 在配网自动化的第一个阶段里,主要的思路是当系统发生故障时,通过断路器等二次继保设备之间的相互配合,快速切除故障,不需要计算机介入进行实时控制,在这一阶段里使用的设备主要是二次物理设备。但是,在这一阶段里,受电源和继保装置的影响,自动化程度非常低。在这一阶段,当在系统正常运行时,不能实时侦测系统的运行状态,仅当系统发生故障时,二次设备才能发挥作用;当系统的运行方式发生变化后,需要工作人员重新到现场进行整定计算;恢复事故区域供电时,不能自动采取最优化措施;在事故恢复阶段,需采用多次重合闸,以保证系统的正常运行,但是,这种方法对系统设备的损伤很大。目前,这些设备在我国大部分地区仍在使用。 基于大规模计算机云计算的配网自动化技术是发展的第二阶段,在这一阶段里,对电力通信的要求较高,主要运用了现代通信技术、计算机技术和电力电子技术,在配电网正常运行时也能监视电网运行状况,真正意义上实现了遥信、遥测、遥控、遥调功能。在故障时,能够通过监控设备及时发现非正常状态,并由调度员通过遥控远方设备,隔离故障区域和恢复健全区域供电。 具有自动控制功能的现代配电自动化阶段,是进入配电自动化发展的第三阶段,计算机技术得到更好的应用,实现了配电网自动控制功能。集成了配电网scada系统、配电地理信息系统、馈线自动化、变电站自动化、需求侧管理、调度员仿真调度、故障呼叫服务系统和工作管理等一体化的综合自动化系统,初步实现了馈线分段开关遥控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远方自动抄表等功能。 面对世界电力积极开展智能电网研究的新动向,借鉴欧美等国家和地区的先进经验和技术理论,国家电网公司结合我国国情和能源供应,用电服务的新需求,于特高压输电国际会议上正式提出了立足自主创新,建设以特高压为骨干网架,各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强配电网的发展目标,从而拉开了我国配电网研究和建设实施的序幕。 二、配网自动化技术存在的问题 1.功能设计单一 提高供电可靠率,是配电网自动化功能设计的传统思路。但电力可靠性中心简报数据表明,现阶段影响供电可靠性的主要是例行检测时配电网停电,这一阶段停电时间远大于由于配电网故障导致的停电。不断提高配网管理水平,大大减少例行检测的停电时间和次数,是发展配电网自动化技术的一个重要方面。 2.出现在配电网里的孤岛情况 在现阶段,不同的电力企业里,资源的种类多,各种资源难以整合到一起。部门内部信息共享能力差,企业部门之间的信息更是难以交流,这进一步导致了配电网管理出现紊乱,分析数据局部冗余。这种现象的出现,使得系统难以经济、安全运行。 3.新设备的出现对系统影响较大 在设备资产管理中缺乏整体考虑和长远考虑,盲目追求最新的设备,不注重系统整体运行情况,造成新老设备难以整合到一起,从而无法达到整体最优的效果。 4.在结构设计里不能统一设计 在配电系统实际运行时,往往出现主控方与受控方的信息不相关,网络传输能力不够,一次设备过老,导致新老设备不匹配。特别是将先进的二次设备和老旧的一次设备整合到一起,造成系统无法正常运行,严重影响配网自动化功能的实现和管理的优化。 5.管理体制中出现的弊端 配电自动化技术主要覆盖生产、营销两大专业,传统管理方式单纯强调垂直专业管理,而没有条块结合分工协作的保证措施。同时,在功能设计过程中,还存在重系统、轻客户管理,重形式轻实效的思维定式,导致技术缺失和管理漏洞,使得配电自动化技术无法满足现代电力系统的要求。 6.当前与长远的衔接问题 配电自动化技术涉及面广,投资额大,既要考虑企业未来发展需要,又要着眼于现有系统的充分利用,因此,电力企业应从技术,管理上采取措施,为配电自动化系统扩容及其功能完善做好准备。在实际生产中,应该开发和利用可扩展的管理系统模块和功能扩展性强的先进设备;而在管理过程中,更要摈弃传统的只注重当前利益而忽视长远利益的做法,应提倡资产全寿命周期管理的理念,解决当前和长远利益权衡问题。 三、配网自动化技术未来的发展趋势 随着科技的发展,配电网自动化展现出配电系统的智能化、自动化,信息化和互动化的新特征。配电自动化技术的未来发展趋势体现在以下七个方面。 1.配网自动化的综合型受控端 新型综合受控端基于高速scada系统,可以实现电网信息的快速采集和信号的综合处理,并且大大减少了受控端的数量,从而使系统的规模得到简化。这种受控端不仅具有以往终端所具有的功能,还可以实时监测系统的潮流分布、电压情况、系统是否产生震荡、频率是否满足要求等,将这些信息传递给主控方,供进一步分析使用。同时,这些受控端之间还可以进行相互通信,进一步提高数据的精确程度。 2.配电线路载波通信技术和基于因特网的ip通信技术 通信系统一直是配电网自动化的难点之一。在10kv及以下的配电系统里,由于受控端数目多,对通信的要求也显著提高。因此,如果要实现系统潮流实时监测、频率控制等需求,稳定的大容量的高速载波通信系统是必备的。该系统不仅可以满足上述需求,还可以为客户提供更多的生活服务,如电力线上网等。另外,光纤通信具有容量大、可靠性高、传输速率高等优点,已成为主流通信系统的首选。随着成本的降低,采用光纤通信作为配电系统自动化的主干通信网已得到普遍共识。随着通信技术的进步,基于城市光纤网的ip通信技术充分利用了光纤通信技术抗干扰能力强、误码率低、传递快速和ip通信方式的通用兼容性接口等优越性,可望成为智能配电网自动化系统的前沿通信技术。 3.定制电力技术 定制电力技术是柔性配电系统的实际应用,它将智能电网技术、柔性送电技术、云计算技术等高科技技术用于中低压配电网,用以消除谐波,防止电压闪变,保证各相对称,提高供电可靠性和经济性。主要由电压稳定器、快速无功补偿器、频率检测器、高速断路器等设备组成。当系统出现突然增大负荷或者瞬间丢失大负荷时,该技术可以瞬间发现系统的变化,并满足极限情况下系统的稳定,该技术应用于配网自动化中,可以实现系统实时优化,满足高层次用户的需求。 4.新型fa系统 新型的fa系统主要的思路是实现分布式电源,即根据不同的负荷就地提供合适的电源,减小线路传输的损耗,提高能量利用率。根据国家电网制订的未来发展方案,未来我国将把输配电系统分离,并在用户端设立电网提供者的信息,用户可以根据实时电价选择供电方。新型fa系统应用于配网自动化中也存在许多困难,主要有:分布式电源位置不确定,配网的运行方式多变,从而导致二次设备难以满足要求。 5.配电系统的集中化管理 在以往的配网系统中,用户是分散的,系统被迫分离为多岛,多岛之间功能相似,但系统难以交流,通道不可共享。集中化管理的配电系统,可以利用先进的通信网络将配电网控制中心与系统多岛连接在一起。比如,将scada系统与配网控制中心通过接口连接起来,形成一个多级系统。实现该系统的应用,最好的方法是最大限度利用用户原有的软硬件资源,保护用户的投资,实现实用化管理和多厂家产品共享的原则。 6.优化的系统配电网运行 随着社会的发展和电力企业体制改革的推进,国家电网也逐渐以经济效益作为一个阶段性目标。这要求供电企业要不断分析电网的运行状态,提出最优潮流的方案,即按照状态估计、潮流计算、最优潮流控制来对系统进行优化,在保证可靠性的同时提高系统的经济性。配网要在运行中提高经济效益,还应当优化系统的网络结构,尽量保证二次设备“不误动,不据动”,防止因系统突发事件导致巨大的经济损失。 7.信息一体化的配电网络 信息一体化是未来社会的发展趋势,配电网不是一个单独的部分,而是电力系统的一个重要的组成部分。在未来的发展中,配电网络要更多的考虑电力系统这个整体的重要信息,而不是单单关注配电网区域的信息。信息一体化的配电网系统需要满足信息实时搜索机制,支持公共信息模型等国际电工信息传输标准,实现智能化的配电系统,满足电力设备的二次网络安全方案。 电力系统综合自动化阐述 【摘要】电力系统综合自动化是上世纪中后期提出的一个概念,它包含的内容比较广泛,其主要目标就是要实现电力从生产到供应的时效最短化、安全最大化和运行成本最小化,本文就电力系统综合自动化的一些基础性知问题予以阐述。 【关键词】电力系统 综合自动化 控制系统 一、引言 2008年春节来临之时,我国南方遇到了半世纪未遇的特大雨雪冰冻天气,南方电网设施遭受到了毁灭性打击,一时间造成列车停运和较大部地区供电中断,使南方电网遭受了前所未有的重大考验。这次灾害留给我们的教训是深重的。电力系统自动化和 现代 化 发展 的水平,一定程度上影响着电力设施的稳定和安全。本文意在电力系统综合自动化发展状况和未来发展趋势作简要阐述。 二、电力系统综合自动化相关方面的解析 电力系统综合自动化是基于科技发展和 计算 机 网络 技术的出现而逐步形成的一个概念,是一个综合发电厂、变电站、输配网络和用户的集成概念,其概念研究和实现的主要目的就是如何更好地掌控和监视电力从出厂到供应的全过程,使输配过程更有效和通畅。电力系统综合自动化主要包括电网调度自动化、发电厂自动化(包火力和水力发电厂)、电力系统信息自动 传输、电力系统反事故自动化、供电系统自动化以及电力 工业 管理系统的自动化。其实质就是如何使电力在生产—传输—用户过程中实行有效自动化控制,从而实现电力供应的迅捷、损耗的最小和安全可靠。 图1三层控制系统模型电力系统综合自动化基本工作流程是,在相对的中心地带的调控中心装置现代化的计算机,以此向四周辐射网络系统,围绕这一中心的发电厂、变电站之间则设置信息服务和反馈的远方监视控制装置,并时时进行监控,从而形成了一个立体化的网络覆盖面,形成全面的畅通的信息传达和指令传输。中心计算机负责总体调控,而相关的监控设备则主要负责诸如设备操作和事故内容的记录、编制各种报表的记录处理、系统异常事故的自动恢复操作和常规操作的自动化等。在此基础上,形成以控制部件为中心,通过计算机和计算机的结合,以及终端硬件装置与控制计算机的结合,运用各种软件实现控制范围的扩大和自动化程度的深化。电力系统综合自动化采用的是分层控制的操作的方式,即在调度所、控制所和发电厂、变电站的各组织分层间,按所管辖功能范围分担和综合协调控制功能,以达到系统合理 经济 可靠运行目的的控制系统。当前,分层控制依据电力系统的大小一般分为二层和三层控制。具体情况如下图1和图2。 图2二层控制系统模型中央控制所相当于一个中枢神经,负责总体性的控制。主要是负荷-频率控制,主干系统的电压控制,发电厂、变电站的监视系统,系统安全监视控制,调度记录统计,发电计划系统构成。配有cpu(控制用计算机)、cdt(循环数字遥测)、tc(远方监视控制装置)、ssc(系统稳定控制装置)、vqc(电压-无功率控制装置)。中央控制所得主要功能就是维持整个系统的有效运行和设备的完整性。而中央控制所的下行任务则需要由地方控制所来完成,从而形成一个上下联动的完整系统。地方控制所主要功能是对发电厂、变电所进行有效监控。对地方系统的电压控制、安全监视、水工调度、运行记录、报告和通报发电计划与系统构成计划等等,除发电厂无功功率控制装置不配备外,其他设备功能基本与中央控制所相同,在此不一一赘述。 中央和地方控制所实际上是调度自动化的主要内容,其主要作用就是对电网安全运行进行时时监控、对电网实行有效的 经济 调度以及对电网运行安全分析和事故处理。这些功能的实现必须有 计算 机系统和数据信息传输 网络 为基础的数据采集与监控(scada),配以自动发电控制(agc),经济调度控制(edc),安全分析(sa)等等软件来实施。 图3配电所数字型保护控制装置电力系统综合自动化对变电站保护和控制也提出了更高的要求,它必须要具有集中控制功能和有先进的继电保护和控制,并能远距离控制、抗电磁干扰;有事件记录;可无人值班;能适应全系统统一控制的需要;满足分期建设的要求。配置的基本原则体现在:分层;数据分快、中、慢速传递;保护系统通信高度优先,但不经常占用;保护具有独立工作能力;功能处理器配置成群;数据采集装置设在开关站内;数据采集装置的数量和地点应具有灵活性;备用方式的选择具有灵活性。配电变电所数字型保护控制装置构成如上图3。 城乡配电网的实现较为复杂。在实现主网、发电厂、变电所自动化的同时,国外先进的电力部门已开始用先进的配电设备装备配电系统,组成配电scada系统,通过光纤等通信手段控制监测城乡的配电,例如配电系统的电压电流监测、控制自动重合器、启动分路开关等。电力系统综合自动化实施的一个至关重要的手段是:数据性信息的传输必须有一个可靠的调度通信网,传输电力生产过程中的安全监测数据,生产调度数据、远动数据及行政、财务、供应及计划管理数据等。电力系统综合自动化中的信息传递主要分为从上至下和从下至上两种方式。从上至下的信息传递一般称为下行信息传递,主要是从各级控制所下达到发电厂、变电站的指令和操作信息,从下至上的信息传递一般称为上行信息传递,就是传达判断、处理所需信息。 三、我国电力系统综合自动化的 发展 方向 我国电力系统综合自动化的发展方向就是全面建立dms系统,通过dms系统,一,可以提高电气综合管理水平,适应 现代 电力系统技术发展的需要;二,使电气设备保护控制得到优化,消除大面积停电故障,提高供电系统的可靠性;三,能够建立快速电气事故处理机制,使故障停电时间减到最短,对生产装置的影响也可以大大降低;管理人员可以随时掌握整个电力系统运行情况以及电流。电压、电量、功率等各种运行参数,实现电力平衡、负荷监控、精确计量和节约用电等多种功能;四,改变了现行的运行操作及变电值班模式,实现了真正意义的无人值守变电站管理方式,达到大幅度减员增效的目的。 四、对电力系统综合自动化的几点思考 电力系统综合自动化是一个集传统技术改造与现代技术进步于一体的技术总体推进过程。虽然,当前电力系统的综合自动化已经进入以计算机技术和监控技术开发为主要标志内的阶段,但对于我国这样一个电力需求大、电网建设复杂而电力系统综合自动化改革开始较晚的国家来说,在追赶先进技术的同时,还必须要注重对传统技术和设备的改进,只有这样才能保证电力系统综合自动化的早日全面实现。 电力系统自动化论文:电力系统自动化发展趋势及新技术的应用 [摘要] 现代 社会对电能供应的“安全、可靠、 经济 、优质”等各项指标的要求越来越高,相应地,电力系统也不断地向自动化提出更高的要求。电力系统自动化技术不断地由低到高、由局部到整体 发展 ,本文对此进行了详细的阐述。 [关键词]电力系统自动化 发展 应用 一、电力系统自动化总的发展趋势 1.当今电力系统的自动控制技术正趋向于: (1)在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。 (2)在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。 (3)在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。 (4)在控制手段上日益增多了微机、电力 电子 器件和远程通信的应用。 (5)在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。 2.整个电力系统自动化的发展则趋向于: (1)由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到agc(自动发电控制)。 (2)由高电压等级向低电压扩展,例如从ems(能量管理系统)到dms(配电管理系统)。 (3)由单个元件向部分区域及全系统发展,例如scada(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展。 (4)由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。 (5)装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。 (6)追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。 (7)由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展,例如mis(管理信息系统)在电力系统中的应用。 近20年来,随着 计算 机技术、通信技术、控制技术的发展,现代电力系统已成为一个计算机(computer)、控制(control)、通信(communication)和电力装备及电力电子(power system equiqments and power electronics)的统一体,简称为“cccp”。其内涵不断深入,外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大,考虑的因素越来越多,直接可观可测的范围越来越广,能够闭环控制的对象越来越丰富。 二、具有变革性重要影响的三项新技术 1.电力系统的智能控制 电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有: (1)电力系统是一个具有强非线性的、变参数(包含多种随机和不确定因素的、多种运行方式和故障方式并存)的动态大系统。 (2)具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。 (3)不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。 智能控制是当今控制理论发展的新的阶段,主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题;特别适于那些具有模型不确定性、具有强非线性、要求高度适应性的复杂系统。 智能控制在电力系统工程应用方面具有非常广阔的前景,其具体应用有快关汽门的人工神经 网络 适应控制,基于人工神经网络的励磁、电掣动、快关综合控制系统结构,多机系统中的asvg(新型静止无功发生器)的自学习功能等。 2.facts和dfacts (1)facts概念的提出 在电力系统的 发展 迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术——柔性交流输电系统(facts)技术悄然兴起。 所谓“柔性交流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术简称facts,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力 电子 装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。 (2)facts的核心装置之一——asvc的研究现状 各种facts装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。asvc是包含了facts装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。 asvc由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,asvc的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为asvc是一种固态装置,所以能响应 网络 中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。 (3)dfacts的研究态势 随着高科技产业和信息化的发展,电力用户对供电质量和可靠性越来越敏感,电器设备的正常运行甚至使用寿命也与之越来越息息相关。可以说,信息时代对电能质量提出了越来越高的要求。 dfacts是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。 3.基于gps统一时钟的新一代ems和动态安全监控系统 (1)基于gps统一时钟的新一代ems 目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(scada)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。 (2)基于gps的新一代动态安全监控系统 基于gps的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有scada的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用gps实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。gps技术与相量测量技术结合的产物——pmu(相量测量单元)设备,正逐步取代rtu设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。 电力系统调度监测从稳态/准稳态监测向动态监测发展是必然趋势。gps技术和相量测量技术的结合标志着电力系统动态安全监测和实时控制时代的来临。 随着 计算 机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、智能控制将迅速进入电力系统自动化领域,而信息技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展,也会推动电力系统控制向更高水平发展。 电力系统自动化论文:浅论电力系统配电网自动化的应用 论文关键词:电力系统;配电网;自动化;应用 论文摘要:本文分析了电力系统配电网自动化的实施目的、实施原则及自动化模式方案,以加快配电网自动化的发展,提高配电网供电的可靠性。 我国电力系统自动化在发电厂、变电站、高压网络、电力调度等方面都有较好的发展和应用,但是在配电网络方面还较为滞后,这是由于我国电力建设资金短缺,长期以来侧重电源和大电网建设的缘故,使配电网络技术发展受到严重的影响。设备落后、不安全的因素较多等状况,造成了配电网用电质量及供电可靠性方面较难满足要求。近几年来,随着电力事业的发展,各种新电器广泛应用于生活、生产,给人类带来了巨大的便利,但同时,也使人类社会对电的依赖日益加深。电力作为一种商品进入市场,配电网供电可靠性已是电力经营者必须考虑的主要问题。国家电力公司为规范电力公司的运作,真正体现服务人民的企业宗旨,对电能质量提出了较高的要求,尤其对供电可靠性制定了明文规定:一般城市地区为99.96%,使每户年平均停电时间不大于3.5h;重要城市中心区应达99.99%,每户年平均停电时间不大于53min。对照这一标准,我们还有很大差距。因此加快配电网自动化的建设与应用,是提高配电网供电可靠性的一个关键环节,也是实现上述目标的重要内容。 城市配电自动化的内容是对城域所辖的全部柱上开关、开闭所、配电变压器进行监控和协调,既要有实现ftu的三遥功能,又要具备对故障的识别和控制功能,从而配合配电自动化主站实现城区配电网运行中的工况监测、网络重构、优化运行。由此,配电自动化的系统结构应当是一个分层、分级、分布式的监控管理系统,应遵循开放系统的原则,按全分布式概念设计。按照一个城区全部实施设计,系统必须将变电站级作为一个完整的通信、控制分层;系统整体设计可分为配调中心层、变电站层、中压网层、低压网层。 一、配电自动化实施目的 配电自动化在我国的兴起主要是缘于城网改造工程。长期以来配电网建设不受重视,结构薄弱,供配电能力低。国家出台的城网改造政策,提出要积极稳步推进配电自动化。配电自动化实现的目标可以归结为:提高电网供电可靠性,切实提高电能质量,确保向用户不间断优质供电;提高城乡电力网整体供电能力;实现配电管理自动化,对多项管理过程提供信息支持,改善服务;提高管理水平和劳动生产率;减少运行维护费用和各种损耗,实现配电网经济运行;提高劳动生产率及服务质量,为电力市场改革打下良好的技术基础。 二、配电自动化的实施原则 配电自动化是整个电力系统与分散的用户直接相连的部分,电力作为商品的属性也集中体现在配电网这一层上,配点网自动化应面向用户并适应经济发展水平。日本在20世纪80年代,已完成了计算机系统与配电设备结合的配电自动化系统,主要城市的配电网络上投入运行,使得电网供电可靠性得到显著的提高,日本1996~1997年度平均每户停电0.1次,每次平均8 min,可靠性居全球之首。 1998年我国投巨资进行城乡电网改造。由于我国对电力是国家垄断经营,尚未真正实现电力市场化,各地发展很不平衡,因此配电自动化系统实施的目的必须适应终端用户的需求,而这种需求会因不同用户、因地、因行业而异随时变化。如果全面的实施配电自动化,应综合考虑,对于提高供电可靠性,应将它看作一个长期的市场行为。供电可靠性的提高是一个受多种因素制约、用多种手段有效协作后的结果,尤其依赖于系统管理水平的提高。故应将改造的重点转为采用各种综合手段提高供电质量,如采用不停电施工减少计划停电;开发应用配电自动化设备,实现远方监视、控制、协调,消除操作中人为因素可能导致的错误。供电企业在实施配电自动化时,也应首先研究客户长期的、变化的、潜在的需求,按现代的营销模式做市场调查、顾客群细分等,将配电自动化的实施同时作为整个电力营销策略中的环节之一;其次,量力而行,综合企业内已有的线路网络水平、调度自动化和变电站(开闭所)自动化水平、人员素质,制定实施的进度和规模。 三、配电网自动化模式方案 (一)变电站主断路器与馈线断路器配合方案 由变电站出线保护开关和馈线开关相配合,并由两个电源形成环网供电方案。也就是说优化配网结构,推行配电网“手拉手”,变电站出线保护开关具有多次重合功能,重合命令由微机控制,线路开关具有自动操作和遥控操作功能,通信及开关具有自动操作和遥控操作功能,通信及远动装置,事故信息、监控系统由微机一次完成。设备与线路故障由主站系统判断,确认故障范围后,发令使故障段开关断开。 (二)自动重合器方案 此方案是将两电源连接的环网分成有限段数,每段线路由相邻的两侧重合器作保护。故障时,由上一级重合器开断故障,尽可能避免由变电站断路器行分合。当任一段故障时,应使故障段两端重合器分断,对故障进行隔离,线路分支线故障由重合器与分断器动作次数相配合来切除。 (三)自动重合分段器方案 每段事故由自动重合分段器根据关合故障时间来判断。此方案在时间设置上,应保证变电站内断路器跳开后,线路断路器再延时断开。然后站内断路器进行重合,保证从电源侧向负荷侧送电,当再次合上故障点时,站内断路器再次跳开,同时故障点两侧线路断路器将故障段锁定断开,确保再次送电成功。 (四)馈线自动化模式 1、就地控制模式,即利用重合器加分断器的方式实现。 2、计算机集中监控模式,即设立控制中心,馈线上各个自动终端采集的信息通过一定的通信通道远传回主站。在有故障的情况下,由主站根据采集的故障信息进行分析判断,切除故障段并实施恢复供电的方案。 3、就地与远方监控混合模式,采用断路器(重合器),智能型负荷开关,并且各自动化开关具有远方通信能力。这种方案可以及时、准确地切除故障,恢复非故障段供电,同时还可以接受远方监控,配电网高度可以积极参与网络优化调整和非正常方式下的集中控制。 电力系统自动化论文:浅论电力系统自动化中智能技术的应用 [论文关键词]电力系统自动化 智能技术 [论文摘要]简单回顾模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等典型智能技术在电力系统自动化中的运用。 电力系统是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变性且参数不确切可知,并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制,以及电力网的不断增大,使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征,一些先进的控制手段不断地引入电力系统。本文回顾了模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等五种典型智能技术在电力系统中的运用。 一、模糊控制 模糊方法使控制十分简单而易于掌握,所以在家用电器中也显示出优越性。建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,但建立常规的数学模型,有时十分困难,而建立模糊关系模型十分简易,实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍斯洛文尼亚学者用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器(thermostat)来保持几挡温度,以供烹饪者选用,如60,80,100,140℃。斯洛文尼亚现有的恒温器在100℃以下的灵敏度为±7℃,即控制器对±7℃以内的温度变化不反应;在100℃以上,灵敏度为±15℃。因此在实际应用中,有两个问题:①冷态启动时有一个越过恒温值的跃升现象;②在恒温应用中有围绕恒温摆动振荡的问题。改用模糊控制器后,这些现象基本上都没有了。模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量。每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。因此输出量可以用一张二维的查询表来表示,即5×5=25条规则,每条规则为一个输出量,即控制量。应用这样一个简单的模糊控制器后,冷态加热时跃升超过恒温值的现象消失了,热态中围绕恒温值的摆动也没有了,还得到了节电的效果。在热态控制保持100℃的情况下,33min内,若用恒温器则耗电0.1530kw·h,若用模糊逻辑控制,则耗电0.1285kw·h,节电约16.3%,是一个不小的数目。在冷态加热情况下,若用恒温器加热,则能很快到达100℃,只耗电0.2144kw·h,若用模糊逻辑控制,达到100℃时需耗电0.2425kw·h。但恒温器振荡稳定到100℃的过程,耗电0.1719kw·h,而模糊逻辑控制略有微小的摆动,达到稳定值只耗电0.083kw·h。总计达100℃恒温的耗电量,恒温器需用0.3863kw·h,模糊逻辑控制需用0.3555kw·h,节电约15.7%。 二、神经网络控制 人工神经网络从1943年出现,经历了六、七十年代的研究低潮发展到现在,在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注,是由于它具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。 三、专家系统控制 专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性;只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应;缺乏有效的学习机构,对付新情况的能力有限;知识库的验证困难;对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此,在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题,专家系统软件的有效性和试验问题,知识获取问题,专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。 四、线性最优控制 最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题,取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。目前最优励磁控制的控制效果。另外,最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用,发挥着重要的作用。但应当指出,由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的,在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。 五、综合智能系统 综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合, 如模糊变结构控制,自适应或自组织模糊控制,自适应神经网络控制,神经网络变结构控制等。另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉结合,对电力系统这样一个复杂的大系统来讲,综合智能控制更有巨大的应用潜力。现在,在电力系统中研究得较多的有神经网络与专家系统的结合,专家系统与模糊控制的结合,神经网络与模糊控制的结合,神经网络、模糊控制与自适应控制的结合等方面。神经网络适合于处理非结构化信息,而模糊系统对处理结构化的知识更有效。因此,模糊逻辑和人工神经网络的结合有良好的技术基础。这两种技术从不同角度服务于智能系统,人工神经网络主要应用在低层的计算方法上,模糊逻辑则用以处理非统计性的不确定性问题,是高层次(语义层或语言层)的推理,这两种技术正好起互补作用。神经网络把感知器送来的大量数据进行安排和解释,而模糊逻辑则提供应用和挖掘潜力的框架。因此将二者结合起来的研究成果较多。 除了上述方法,在电力系统中还应用了自适应控制、变结构控制、h∞鲁棒控制、微分几何控制等其它方法。总之,智能技术的广泛运用推动了电力系统的自动化进程。我们相信随着人们对各种智能控制理论研究的进一步深入,它们之间的联系也会更加紧密,相信利用各自优势而组成的综合智能控制系统会对电力系统起到更加重要的作用。 电力系统自动化论文:浅析电力系统信息管理自动化实现的途径与策略 论文关键词:电力系统 信息管理 自动化 实现 途径 策略 论文摘要:实践证明,在电力行业中实施信息化管理是其在市场经济条件下生存余发展的必由之路。随着我国电力体制改革不断的深入和电力市场逐渐形成,供电企业已经由原先让上级满意变成了让用户满意上来。本文,通过对电力系统管理现状的分析对其实现的途径和策略进行了探究,研究结果认为实现的途径和策略可以从政策和资金的投入、全员对其认识上提高和系统运用所需的知识学习三个方面上加以突破。 电力系统作为国家基础经济重要的一个环节,随着国内外环境的变化迅速发展,运用信息管理自动化建设对电力企业解决信息资源短缺与资源浪费之间的矛盾将成为必然。换句话讲,建立并拥有一整套先进的适合于电力系统自身需要的信息管理系统,已成为电力企业增强其市场竞争能力,实现信息化工作必然发展趋势。因此,对电力系统信息自动化实现的途径与策略探讨是一件非常有意义的事情。 一、电力系统管理的现状分析 电力行业是应用信息技术较早的行业之一,但限于当时的客观条件和人员素质,直至90年代初,仍处于一般应用水平,其信息化程度与客观需求和电子技术的迅猛发展,还存在着相当大的差距。但随着国家对其重视程度的提高,时至今日全国大部分省市级电力公司的信息管理系统已实用化,可以说信息化的管理模式已经基本形成。信息管理系统的运用虽然取得了一定的成效,但在应用效果上仍然感觉不是很理想,在不同地域、不同单位之间发展伤存在着不平衡性。尤其是一些县级电力企业的信息管理系统在开发和应用上处于相对滞后的位置。主要的问题体现在已经建立了信息管理系统在投入的资金所得到的回报并不明显。特别突出的问题就是管理规范上比较差,不能适应信息化建设的需求以及领导对信息化工作的不重视、管理方法不合理等。 另一方面,在信息化系统的运用过程中其系统本身也存在着一些问题。目前,较多的电力企业运用的信息管理系统(mis,manage—ment information system)是一个由人、计算机组成的能进行管理信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用的系统管理管理模式。其主要作用就是将企业相对孤立、零碎的信息转变并形成成一个相对比较完整、有组织的信息系统,这样一来就彻底解决了信息存放的“冗余”问题,大大提高了信息的利用效率。可以说这个系统在一定的程度可以最大限度地利用现代计算机及网络通讯技术从而实现企业的信息管理。但是由于msi技术本身固有的缺陷,使得msi无法适应多变的管理环境。基于mis无法满足人们对于管理信息系统需求的情况下,统(dss,decisions support system)便随之研发出来。二者的区别主要是msi是实现对信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用,而dss更主要的是针对某一类型的半结构化和非结构化决策问题,通过对数据的分析、建立模型、挖掘规则等方式,为管理者提供决策支持信息。随着系统的不断运用和相关漏洞的修复,数据仓库的综合决策支持系统最终形成。以至于后期的数据仓库、olap、数据挖掘灯相结合起来所形成的综合决策支持系统(远程自动抄表系统、基于抄表数据的综合决策支持)。 总之,随着科技的不断进步以及管理者理念和对系统的把握,电力系统的信息管理自动化呈现出良好的发展势头。但是,我们看到硬件的不断发展也要看到软件发展的不足,即管理自动化系统的实现途径和策略。 二、实现的途径与策略 网络技术的迅猛发展 ,给信息管理电自动化硬件的集成提供了技术支持和保障 ,提高了系统的可靠性与实用性我们知道,在进行的信息管理目的就是要将各种信息收集过来 ,然后进行分类、整理、抽取和融合 ,获取有用的信息 ,最终为应用服务。所以,对供电企业而言 ,信息融合的主要目标是从企业的实际需要出发 ,融入先进的系统思想 ,深入配电网管理各个环节 ,构建一体化解决方案 ,实现配电网的数字化运营 ,并将以更加先进、实用、成熟的服务回报广大用户。为此,有效的运用信息管理系统是实现最优化服务的主要手段。那么,如何才能更有效的在电力系统管理中实施信息管理自动化呢,笔者对其途径与策略有如下几点思考。 首先,政策和资金的投入是管理自动化实现的保障。随着技术不断的发展,管理自动化系统也越趋于庞大、复杂,要想能有效的运用必须根据电力企业的特点进行修正。这其中就需要投入大量的人力、财力。不仅如此,一套管理自动化系统的投入使用同样要付出高额的费用。这些都需要得到国家政策上支持和资金上的大力投入。因此,国家支持是保障电力系统管理自动化实现的首要成功要素。 其次,通过全员对其认识上提高以确保实施的有效性。笔者认为,好的管理系统需要管理者的接纳,如果管理者对其有抵触情绪,那么你再好的系统也只是一个摆设。所以,加强对其系统的充分认识,了解其对于提升我们工作效率的好处,从认识上使系统工作人员产生重视的态度。这里面尤其要值得一提的就是相关主管部门领导的重视,对系统的实施是非常重要的。 最后,提高全员系统运用知识学习以确保实施的能力。实践证明,在信息管理自动化系统的运用过程中需要我们管理者掌握一定的知识和技能,因此对系统的全员进行相关培训是非常必要的,也是促进系统有效运行的有效途径和手段。事实已经告诉我们,新时期的电力系统发展更需要对知识的储备和技能的掌握。 电力系统自动化论文:试析电力系统调度自动化 论文摘要:阐述了我国电网的现状、电力系统调度运营所包含的内容、所要实现的目标以及电力系统自动化的组成和目前所存在问题的解决方案,并对电力系统调度自动化的未来进行了展望。 论文关键词:电力系统;调度自动化;信息 一、我国电网现状简介 电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电设备以及控制、保护和通信设备组成的一个整体。目前我国电网进入了大电网、大电厂、大机组、超高压输电、高度自动控制的新时代 。电力系统规模逐渐扩大,各电网中500kv(包括330kv)主网架逐步形成和壮大,220kv电网不断完善和扩充,750kv输电工程(青海官亭—甘肃兰州东)已投入试运行,晋东南—南阳—荆门1000kv交流特高压试验示范工程已启动。现代电网的主要特征:坚强的超高压等级系统构成主网架的大系统;各个电网之间具有较强的联系;具有足够的调峰容量,能够实现agc;具有较高的供电可靠性;具有高度自动化的控制系统;具有高度自动化的管理系统;具有高素质的职工队伍。现代电网实行统一调度、分级管理、分层控制。 二、电力系统调度与运营包含的内容和要实现的目标 1.电力系统调度的任务 电力系统的调度就是对电力系统中所有的设备及其运行状态进行监控和调节,是一个指挥者。目前电力调度涵盖的范围较大,有自动化系统、继电保护等等。电力系统调度的任务主要是:尽设备最大能力满足负荷需要,使整个电网安全可靠连续供电,保证电能质量,经济合理利用能源,保证发电、供电、用电各方合法利益。 2.调度自动化的必要 电力系统是一个庞大而且复杂的系统,有几十个到几百个发电厂、变电所和成千上万个电力用户,通过多种电压等级的电力线路,互相连接成网进行生产运行。电能的生产输送过程是瞬间完成的,而且要满足发电量和用户用电量的平衡。[3]现在电力系统的发展趋势是电网日益庞大,运行操作日益复杂,所以当电网发生故障后其影响也越来越大。另一方面,用户对供电可靠性和供电质量的要求日趋严格,这就对电力系统运行调度人员和电力系统调度的自动化水平提出了更高的要求。电网调度自动化具有较大的经济效益,可以提高电网的安全运行水平。当发生事故时调度员能及时掌握情况,迅速进行处置,防止事故扩大,减少停电损失。地调采用自动化调度系统能减少停电率。当装备有直接监护用户的自动装置以后,可压低尖峰负荷。若采用分时和交换电价自动计量等经济办法管理电网,经济效益更大。因此,电网调度自动化是一项促进电力生产技术进步和有显著经济效益的重要工作,是电力系统不可缺少的组成部分。 3.电网调度自动化的组成部分及其功能 电网调度自动化系统,其基本结构包括控制中心主站系统、厂站端(rtu)和信息通道三大部分。根据功能的不同,可以将此系统划分为信息采集和执行子系统、信息传输子系统、信息处理子系统和人机联系子系统。[4]信息采集和执行子系统的基本功能是在各发电厂、变电所采集各种表征电力系统运行状态的实时信息,此外还负责接收和执行上级调度控制中心发出的操作、调度或控制命令。信息传输子系统为信息采集和执行子系统与调度控制中心提供了信息交换的桥梁,其核心是数据通道,它经调制解调器与rtu及主站前置机相连。信息处理子系统是整个调度自动化系统的核心,以计算机为主要组成部分。该子系统包含大量直接面向电网调度、运行人员的计算机应用软件,完成从采集到信息的各种处理及分析计算,乃至实现对电力设备的自动控制与操作。人机联系子系统将传输到调度控制中心的各类信息进行加工处理,通过各种显示设备、打印设备和其他输出设备,为调度人员提供完整实用的电力系统实时信息。调度人员发出的遥控、遥调指令也通过此系统输入,传送给执行机构。 4.电力系统调度自动化的应用现状 目前我国投运的系统主要有cc-2000、sd-6000、open-2000。这些系统都采用risc工作站和国际公认的标准:操作系统接口用posix,数据库接口用sql结构化访问语言,人机界面用osf/moyif、x-windows,网络通信用tcp/ip、x.25。实践应用表明这些系统基本功能均达到国内外同类系统的水平,且各有特点。 (1)cc-2000系统。采用开放式系统结构设计及面向对象的技术,利用事件驱动和封装的思想为应用软件提供透明的接口。采用面向对象技术,并引进了一个大对象的概念,以适应封装性、继承性以及事件驱动的要求。支撑系统专用性和通用性的有机结合,既适应电力系统的需要,又兼顾其他行业实时应用的要求。按照软件工程的规律进行开发,实现软件工程产品化。技术鉴定认为,按照开放式系统设计和采用面向对象等技术,都属于国际先进或领先范畴。现结合东北电网,由电科院、电自院、清华大学、东北电力集团公司、北京科东公司在统一协调下,共同在cc-2000支持系统平台上开发电网应用软件,从而实现完整的ems系统。 (2)sd-6000系统。由电自院南瑞系统控制公司和淄博电业局联合开发具有统一平台的开放式分布式能量管理系统。1994年投运,1996年通过测试和鉴定。该系统集成了超大规模的调度投影屏、调度电话自动拨号、气象卫星云图等新技术。该系统特点是:具有开放式和分布式的支撑系统平台。具有面向对象的人机界面管理系统。其中较突出的是厂站单线图、电网元件模型、电网拓扑结构、数据库同期生成技术。ems支撑软件与管理系统的商用数据库采用sql标准接口,便于用户自行开发和由第三方开发应用软件。sd-6000系统有较高的稳定性和可靠性,前置机应用软件设计合理、实用。 (3)open-2000系统。open-2000系统是江苏省立项的重大科技项目,是由南瑞电网控制公司开发的新一代ems系统。open-2000系统是南瑞电网控制公司于1998年开发成功的一套集scada、agc、pas、dts、dms、dmis于一体,适用于网、省调和大中型地调的新一代能量管理系统,是国内外发展速度快、适用面广、性能完善、成熟性好、可靠性高的能量管理系统,是国内首套将iec870-6系列tase.2协议集成于软件平台的系统。open-2000系统采用100m平衡负荷的双网机制,流量更大,可靠性更高。完全基于商用数据库开发的、具有客户/服务器模式的全新能量管理系统。 我国调度自动化水平与世界上先进的国家相比,还有一些差距。尽管在近几年新投入运行的变电所采取了比较新的技术,但是总体而言,电网调度系统还存在一些需要解决问题。例如:系统计算机cpu负载率问题,即便是目前计算机容量和运算速度成倍或成几十倍提高的情况下,其负载率仍很高;cdt和polling远动规约的选用问题,cdt和polling两类规约在我国得到了广泛应用,并且这两类规约远动装置并存使用的现状将持续下去,选用哪一类规约的远动装置,原则上应视通道的质量与数量及本电网的调度自动化系统现状来决定,不宜盲目追求采用polling远动;系统的开放性问题,系统应该是开放的,能够支持不同的硬件平台,支持平台采用国际标准开发,所有功能模块之间的接口标准应统一,支持能过户应用软件程序开发,保证能和其他系统互联和集成一体或者方便实现与其他系统间的接口,系统应能提供开放式环境。此外,现在的电力系统由于还依赖高压机械开关(油断路器、六氟化硫断路器、真空开关等)实现线路、设备、负荷的投切,尚不能做到完全可控。这是因为机械的慢过程不可能控制电的快过程引起的。“电网控制”目前只能做到部分控制,本质上仍然是一个调度员的决策支持系统。如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实。电力系统运行实行统一调度、分级管理。统一调度以分级管理为基础,分级管理是为了有效地实施统一调度。加强电力系统调度管理,提高调度人员的素质水平,杜绝误调度、误操作事故的发生是保证人身、电力系统与设备安全运行的关键。电力调度自动化系统在系统运行维护方面还存在如下问题:缺乏相应的技术人员,运行维护水平有待提高,系统运行的安全性和稳定性不能保证,大大影响了系统的效率,影响了系统功能的发挥;缺乏相应的管理制度,系统的运行维护工作无制度可依;重使用、轻管理,不重视专业技术人员的配置和学习培训,出现问题后过分依赖厂家,影响系统的连续、安全、稳定运行。 三、电力系统调度自动化存在问题的解决方法 1.管理方面 统一思想,加强调度管理,提高认识。必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令擅自投停运设备。抓好防治误操作的思想教育工作,增强广大调度人员的安全意识、责任心和技术素质,最大限度避免误操作事故的发生。加大奖惩力度,严格考核,加强安全监督检查。认真落实各级安全生产责任制;严格执行“两票三制”制度,严把安全关。加强调度专业培训,提高调度员业务水平。 2.技术方面 积极开发更高级实用的装置和软件,努力提高自动化水平和保证通信的清晰畅通,避免工作中出现因电话不清楚、自动化画面显示不正确而造成的错误。 四、对电力系统调度自动化未来发展的展望 随着计算机技术、通信技术的发展以及电力系统控制技术的不断进步,在不远的将来,电力系统调度自动化将会取得飞速的发展。以这些科学技术的进步为依托,能更好地维持供需平衡,保证良好的电能质量。 电力系统自动化论文:电气自动化的发展趋势以及在电力系统中的应用 1 电气自动化的发展趋势 在我国的高校课堂中,电气自动化专业最早开设于20世纪50年代,在此期间虽然经过多次的调整,但是因为其适用性强以及应用面广的特点,所以一直备受欢迎,本文特将电气自动化的发展趋势简单归结如下。 1.1 半控型晶闸管被全控型电力电子开关取代 从最开始出现的晶闸管作为第一代电子电力器件,至今在我国仍然广泛应用在直流与交流传动的控制系统,一直到后来出现的二代全控式器件、三代复合型器件直到最后出现的第四代电力电子器件,将主回路的器件、而且包括驱动电力、过压过流保护、电流检测甚至温度的自动控制等都集合为一体。 1.2 变频器电路由低频发展为高频 高频变频器电路在不阻碍逆变器工作频率提高的同时能将开关损耗降到最低,从而使逆变器尺寸减少、有效地降低了成本而且还可以使逆变器在较高的功率下集成化,由此可见直流逆变器电路的发展前途是极为可观的。 1.3 通用变频器大量的投入到使用中 通用变频器一般指批量化、系列化、在市场需求量较大的中小功率统称为通用变频器。从变频器产品来分析,u/f控制器由最初的普通功能型转变成为高功能型,一直到后来的高动态性能矢量控制型,现以电力半导体器件igbt为主,其独具的可靠性、操作性以及维修方便等特点使单片控制技术也得到相应的提高。 1.4 电力系统自动化的进步受计算机、电子技术的推动 20世纪80年代,单片机技术的广泛发展和应用使我国电力系统自动化设备实现了全面的更新换代。国产工业计算机以及引进的pc机技术在电厂的监控系统、电力系统的调度自动化、变电站的综合自动化中起到了至关重要的作用。在此基础上开发出的应用软件能完全的实现电力系统对于实时数据的采集、汇总、分类、分析、显示、打印、完成等操作。但是在这期间电气自动化还存在一定的问题,比如:不同厂家的设备不能进行互联;因为设备与计算机通信之间一般是采用点对点的星形连接,导致了系统的实时性不好,直接导致了设备配置的灵活性很差;整个系统在功能、系统的结构、通信协议等方面都缺乏相应的工业标准。 电厂监控、电网调度自动化系统、配电自动化、变电站自动化技术水平的飞速发展是出现在20世纪90年代,其发展最根本的原因是网络技术的发展。新产品与之前的产品相比较大幅度的减少了通信电缆与电力电缆的使用量,在降低设备体积的同时也降低了占地面积,从而节省了建设的成本。计算机技术以及电子技术不仅大幅度提升系统的技术性能而且使设备配置的灵活性、互换性和可维护性得到了明显的提高。 2 电气自动化在电力系统中的应用 电气自动化技术作为当今世界最活跃、开发前景最为乐观的一种集合了多种高新技术的合成体,其在电力系统中的作用也是不容忽视的,现将电气自动化在电力系统中的应用做如下阐述。 2.1 自动化控制技术在电力系统中的应用 2.1.1 变电站自动化 对变电站内运用的电气设备进行有效的控制以及全方位的监视,其特点在于运用全电脑化的装置将以往常规性的电磁式设备替换下,变电站自动化除了能满足变电站的运行操作之外还作为电网调度自动化中不可或缺的重要组成部分,是电力生产现代化中非常重要的一个环节。 2.1.2 电网自动化调度 主要由电力系统的专用广域网连结,服务范围囊括其调度范围内的发电厂、下级电网的调度控制中心以及变电站的终端设备等,其功能主要是电力生产过程中实时数据的采集、分析监控电网的运行是否安全、及时预测电力的负荷、正确估计电力系统的运行状态等。 2.2 电气自动化的研究方向 2.2.1 变电站的智能保护 在国外将综合的自动控制理论、网络通信、人工智能等一系列的新技术应用在新型的继电保护装置中,这样使继电保护装置有了智能控制的特点,而且能全面的提升了电力系统的整体安全水平。 2.2.2 我国电力部门的实施策略 从我国整个电力市场以及经济发展的整体情况来分析,我国电力部门需要对整体的电力市场运营模式做一个详细的调研,在明确了电力运营的具体流程之后提出符合我国实际的电力市场运营的模式,可以根据日常发现的实际问题提出具有针对性的解决策略。 2.2.3 电力系统的整体分析与具体控制 对在线测量技术研究电力系统稳定控制理论与技术、实施相角测量、探讨电力系统的振荡机理和抑制方法、选线方法采用小电流接地法、电网调度的自动化仿真、研究发电机调速控制和跟踪同期技术、研究基于柔性数据收集和监控的电网故障诊断及恢复控制策略、电力负荷预测方法、电网故障诊断理论及技术等。在非线性理论以及小波理论等在电力系统中的应用方面,以及电力系统在电力市场条件下进行的控制与分析的新模型、新理论、新的算法以及全新实现手段等进行了明确的研究。 2.2.4 配电网的自动化 在地理信息以及配网一体化、高级软件的应用等方面中低压网络数字电子载波取得了重大的突破,dsp数字信号处理技术使载波接收的灵敏度得到了大大的提高,从而真正解决了载波在配电网应用的衰耗、干扰等难题。高级应用软件以及高级应用软件配网的模型将输电网配网实际运行。 3 结语 综上所述,电气自动化已经是当今世界上最为活跃、最具生机一个综合性的学科而且在电力系统中占据重要的地位,因此工作人员在工作中应对其进行深入的研究与探索,同时还应在工作中结合自己丰富的工作经验,这样能在极大程度上提高电力安全。从而在最大程度上保证电力系统的工作安全。 电力系统自动化论文:电力系统自动化智能技术管理应用 摘要:目前我国经济发展迅速,也就带动了社会中的各行各业,生产、生活用电的需求量日益增加也就给电力系统运行的稳定与安全提出了更高的要求。因此为了适应发展需要,电力系统的自动化水平也正在不断的提高。在这其中智能技术的应用是非常重要的环节。本文对电力系统自动化中智能技术的应用管理进行进简要分析,希望能够为此项工作提供一些帮助。 关键词:电力自动化;智能技术;管理;应用 我国的电力系统运行已经初步实现了自动化,在这其中的一个重要环节就是智能技术的运用。充分发挥智能技术的作用,注重管理质量,可以帮助电力系统推动其自动化进程,因此研究电力系统自动化中智能技术的应用是十分必要的。 一、电力系统自动化和智能技术 电力系统自动化是通过一定的技术手段帮助电力系统实现其自动化发展,提高自动化水平,电力系统中包含了发电、调度和配电三个部分,这三部分是一个整体,因此电力系统的自动化也是将这三个部分作为基础进行的[1]。可以提高电力系统自动化水平的技术手段是多种多样的,有计算机技术、网络技术等,这些技术手段中最主要的就是智能技术,这项技术在电力系统中的价值也有着明显的体现。智能技术,就是人工智能技术,它指的是通过利用合理有效的技术手段仿照人工操作的形式进行优化和控制,这样能够促进控制水平更加高效,简单的说智能技术是能够实现对于人力的替代作用,甚至在个别问题上面的实际效果还会优于人工水平。在电力系统自动化中使用智能技术可以不断的推动电力系统自动化的发展,为电力系统运行的安全与稳定提供有力保障。 二、电力系统自动化中智能技术管理应用的现状 现阶段,我国的电力系统自动化智能技术已经有了初步的发展,但是在应用以及管理过程中还存在有很多问题制约着该项技术的发展。首先,现阶段的实际工作中,大多数的单位都缺乏团队协作的精神,在进行研究实验工作时,往往都不愿意将资源和技术分享给同行,这样是不利于智能技术的研究进展。其次没有实践经验。因为我国的电力系统自动化智能技术起步比较晚,而且现在的研究速度也比较缓慢,所以基本没有什么实际应用的机会,实践经验匮乏,在管理过程中,也无法借鉴较为成熟的先例,这也阻碍了电力系统自动化的发展[2]。最后政府相关部门对这项技术的研发重视程度不足,所以这项工作也就得不到政府的支持和成本的投资。 三、电力系统自动化中智能技术的管理应用 电力系统自动化中智能技术目前有很多种,综合来讲,实际应用效果突出的主要有以下几种: 1.专家控制系统的应用 一直以来,电力系统的整个操作和监控系统都是由人工进行的,但是人工操作存在有很多弊端,还会造成资源的极大浪费,而且电力企业在运营过程中就需要投入很多的人力、财力,这样不仅加大了电力运营的成本消耗,在具体操作时还会出现误差。使用专家系统可以有效的化解这一问题。专家控制系统是在个别领域当中使用专家知识有效的解决突发状况的智能化计算机系统。而且电力系统自动化还需要依靠专家系统实现监控的作用。这样一旦电力系统在运行过程当中出现任何紧急状况,专家控制系统就可以发出相应的指令,帮助相关的工作人员快速的解除故障,保障电力系统的正常与稳定运行,这一系统已经被广泛的应用到了多个领域当中[3]。 2.线性最优控制的应用 线缆是输送电力的重要媒介,它与电力系统的正常运转有直接关系。电能在传输的过程中需要考虑很多因素的问题,为了能够解决这些问题,提高电力系统自动化水平,就研发了线性最优控制技术,并且取得了良好的成效。 3.模糊控制的应用 模糊控制是结合了模糊数学的思想和理论研发的最新的电力系统自动化技术,这项技术能够良好的掌控那些动态的系统并且精准度非常高,电力系统本身带有很强的变化性,这个变化是不可控的,但是这些问题都可以通过模糊控制技术来解决[4]。与此同时为了检验一个新的自动化程序是否具备实用性,就可以通过模糊控制系统进行模拟实验,测试出其可行性。模糊控制系统中有一个完整的智能推理技术,将完整的数据信息和控制规划输入进系统当中后,模糊控制系统就能主动的对这些数据根据固定逻辑规定进行推理分析,直至推断出模糊控制输出结果。 4.神经网络系统的应用 神经网络系统是通过结合人工神经理论和控制理论形成的一种新的系统,通过字面就可以看出来这个系统具备了类似于人体神经一样的反应,这个反应速度是非常快的,他能够对发生的问题作出及时有效的反应,完全实现了电力操作系统的智能化,他具备有良好的处理复杂数据的能力。神经网络系统和线性最优控制系统是有一些不同的,神经网络系统的控制处理能力非常好、它有着非线性特征,它能够有效的运用到电力系统当中,比如说人工智能系统、自动控制系统、数序系统、计算机科学理论等的运用。 5.综合智能系统 目前,发电系统都是相对大型的电力系统,这些大型的系统结构非常复杂,容易出现失误,所以为了减少电力系统的管理和营运难度,提高工作效率,综合性职能系统也就此产生了,这个系统是通过智能技术来达到它的最终目的的。智能系统的作用非常强,这是智能控制与现代化控制相结合形成的。智能系统通过各种智能技术的使用简化了那些复杂、庞大的环节。目前有很多综合智能系统已经被广泛的应用,还有一些企业将多个智能控制系统融合在一起使用,这样能够使运营和管理工作更加流畅和方便。 四、结束语 综上所述,我国的电力系统发展已经初步实现了自动化,想要使其发挥最大优势,不仅要对专业技术进行深入研究,还应完善管理应用措施,智能技术,作为电力系统自动化中的重要组成部分,提高智能技术的管理应用水平可以推进电力系统的自动化进程,确保电力系统安全、稳定的运行。 作者:尹平 单位:湖北省电力公司蕲春县供电公司 电力系统自动化论文:电力系统电气工程自动化技术发展 摘要:电力系统电气工程智能化是发展的产物,智能化的实现可有效提升电力系统工作效率,使系统运行更加稳定,对电力行业的快速发展有着推动作用。本文首先阐述了电气工程自动化智能化控制的发展价值,分析了电力系统中电气工程自动化技术的智能化优势和智能化应用,指出了电气工程自动化技术的智能化应用前景。 关键词:电气;自动化;智能化;设备;电网 一、电气工程自动化智能化控制的发展价值 智能化使电气工程自动化技术得到较好的控制效果,有利于自动化的发展,智能化技术可提高电力系统的工作性能并实现调节控制。电气工程自动化控制主要工作内容是收集并处理信息,智能化技术主要目的是提高对它的控制效率。智能化控制器与传统控制器相比有着较大的优势,更适合实际的电气工程工作。仅通过调整相关参数即可实现电力系统的自动调节控制,避免了必须由专业技术人员在场的问题,同时减少了操作电气工程人员的相关操作,使电气工程的工作效率和运行质量得到提高。 二、电力系统电气工程自动化技术的智能化优势和应用 (一)智能化优势 (1)在电力系统中智能化技术可实现数据信息的采集与处理,对各个开关量与模拟量进行实时采集,并可根据要求对所采集的数据信息进行处理与存储。(2)智能化优势体现在画面显示上,通过模拟画面将系统和设备的运行真实的反应出来,还能显示出电压、电流,并根据模拟量、计算量、隔离开关及断路器等自动生成趋势图。(3)智能化优势还体现在运行管理方面,专家系统的应用便可快速生成日志、报表,并实时对数据、运行曲线进行储存等。(4)智能化实现了模拟量的故障录波、顺序记录、波形捕捉及开关量变位等。(5)智能化实现了停机操作,通过键盘、鼠标对断路器、隔离开关控制,通过系统设置限制操作人员权限,加强值班管理。(6)智能化实现了参数的在线修改和设定,还可对不对称的运行在线分析并计算负序量。(7)智能化主要体现在对电力系统的运行监控,可实时监控模拟量数值及开关量状态,并通过声光、语音等形式进行自动报警同时记录事件顺序。 (二)智能化应用 1、电气高压设备的智能化 在实际需求基础上为电气高压设备配置适合的智能组件,该智能组件在相应指令下对电气高压设备进行智能自动化控制。高压开关设备的智能化属于多项电子和计算机技术精密结合的综合智能科技,是根据开关设备的需求属性和高压开关的技术标准和实际运行中的需求进行研发的智能化设备。高压开关智能化主要体现在对运行状态的检测,通过对多项技术指标进行评估实现模块化、一体化的效果,大大提升了高压开关设备的智能化水平。 2、电力系统电网的智能化 基于电力系统的智能化需求电网智能化继而产生,智能化电网设备与传统电网设备相比对电网的优化和改革有着重要作用。智能化电网设备雨现代计算机技术、电子技术等相结合可实现电力系统电网的自动化和智能化。电力系统电网的智能化不仅确保了电力网络的稳定运行还大大增加了电力调度的实用功能。智能化的电力系统网络推动了低碳环保和能源再生的发展,诸如智能变电站的出现便是基于智能化电力网路概念所衍生出来的,智能变电站与电气工程自动化中的六个环节的中转站相衔接,使电压的变换和对电流方向的控制变得更加容易操作,这是电力系统中电网整体智能化建设必然的发展方向。 3、电力系统电气工程自动化的管理 基于智能电网不同阶段发展过程中对电力通讯和网络技术的需求,电力系统电气工程需建立适合自身特点的全面、高效、个性强的通信网络,该网络需支持多项业务、设备的使用,实现信息通信的灵活运用和所有的接入方式。我国电网铺盖面广、电源输出与用电需求距离远的问题,这也就导致了我国电网及结构模式的复杂性。那么在基于我国电网实际情况和现实中存在的问题,建立“即插即用”的通信设备网络才是具有我国特色的电网智能化系统。而对所建立起的智能化系统进行管理是建立在强大数据和理论基础之上的,需要对地区内的能源竞争格局进行分析,并按照增强电力企业竞争力的思路的管理思路,对能源发展进行更加深入的分析和研究。智能化市场的计划的管理可提高终端能源消费也有着推动作用。 三、电气工程自动化技术的智能化应用前景 (一)电气工程设计应用前景 电气设备设计复杂,往往需要人、财、物三方面的支持。电气设备雨电气自动化中的电路和电机、变压器以及电磁场等之间有着密切联系。智能化技术的应用使电气工程设计难以计算的难题有效解决,会大大提高设计效率和精准度。 (二)电气工程控制应用前景 电气工程中的智能化有效完成生产和流通、交换以及分配的操作,对电气自动化的控制降低人、财、物三方面的浪费。智能化技术的应用主要体现在模糊控制和专家系统控制,其中模糊控制比较简单且紧密联系实际,应用范围较为广泛。 (三)电力系统应用前景 专家系统、神经网络是电力智能化的主要体现,基于专家系统的复杂性,它将大量的规则、专业知识和经验进行结合,通过判断和分析有效解决难题。电力系统中智能化技术应用需根据实际具体情况,及时更新系统规则和知识库,逐步适应国家发展需求。 (四)电气故障应用前景 智能化技术在电气故障中的应用主要表现在神经网络和专家系统、模糊理论三个方面。其中在电气设备故障诊断中应用最为广泛,主要体现在电动机、发电机和变压器的应用中,其中变压器的故障诊断需结合实际情况,快速确定故障范围,通过逐步排查不断缩小故障范围,以此提高故障诊断效率。 四、结语 综上所述,电气工程自动化技术的智能化不仅是时展的需求,更是市场不断进化的要求。电力系统电气工程自动化技术的智能化应用主要体现在系统和设备的监控和控制两方面,还需不断深化研究扩大智能化应用范围,为电气工程设计提供便利,加快电气工程控制效率,使电力系统的控制和管理变得容易,提高电气故障诊断和监测效率。 作者:李超 单位:山东中实易通集团有限公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理浅析 摘要: 当前的电力系统自动化技术正在日益完善,但由于各类因素造成的安全管理问题也在逐步突出,并影响了整体的自动化技术应用效果。因此,结合当前的实际发展情况,对电力系统的自动化安全管理应进行充分重视。本文主要是对电力系统自动化技术中的安全管理现状以及优化策略进行研究,论述其中存在的主要问题和改善方法,在促进电力系统整体安全管理水平的提升,强化电力系统自动化技术的安全管理策略。 关键词: 电力系统自动化技术;安全管理现状;优化策略 在电力系统自动化技术的推广应用中,电力系统自动化有效的提升了国家电网的工作水平,但电力系统自动化技术并不只是为国家经济发展水平的提升,更是要为整体的电网运行提供前提保障。随着国家用电量的增多,电力系统的自动化技术也有了一定影响,若是没有对自动化技术进行正确的管理应用,则会终止电网运行工作,最终干扰人们的正常生活进行。因此在电网运行管理工作中,应及时总结电力系统的工作问题,进行及时优化和调整,推动整体安全管理水平的提升。 1目前电力系统自动化技术的安全管理现状及存在问题 1.1电力系统自动化技术的设计水平有待提升 电力系统自动化的安全管理工作中,各种设备的发展具有重要价值,但是电力设备水平依旧给电力系统自动化的安全管理带来了工作难度,并在用电量增大时加大设备的运转符合[1]。若是没有对电力设备进行及时的更新以及必要维护,造成设备由于老化无法承担大负荷的输出电量,从而引发电力系统的故障。此外,电力系统自动化技术的安全管理中对设备的要求也较高,若是设备无法负荷整体的技术要求,就会在实际运行中达不到安全工作标准,从而产生相应的安全事故隐患,甚至引发电力系统故障。 1.2电力系统自动化技术水平有待提升 在国家电网部门的电力系统自动化应用中,通电量的增加会加大不合理的电力系统负荷,并会对电力系统的安全运行产生干扰。此外,在一些较为偏远的工作区域,电力系统自动化会受到经济条件和环境条件的限制作用,电网建设水平也较为落后,最终无法有效进行电力系统自动化技术之间的衔接,进而影响正常的电能输送。目前国家的电网发展建设工作中,还应持续完善电力系统自动化技术,进而解决电力系统运行中的安全问题。 1.3电力系统自动化技术管理有待规范 在目前的电力系统自动化技术研发工作中,对安全管理的技术还应继续进行落实,减少自动化技术的故障原因,在电力系统自动化技术管理的规范工作中,首先是对电力自动化技术的安全管理规范,另外是对专业维修人员的培养[2]。并在工作中对工作人员的维修水平进行提升,避免由于技术难题的延误导致严重电力事故的发生。 2电力系统自动化技术中安全管理的优化策略 2.1增进电力系统自动化技术的合理性设计 由于我国的电力系统自动化技术发展较晚,因此同西方国家之间的技术设计有较大差距,为对这一差距进行弥补,应在借鉴发达国家电力系统自动化技术的经验基础上,与当前的国家发展情况相结合,最终进行电力系统的合理科学设计。此外,在设计电力系统自动化技术的基础上,应对其应用故障深入分析,并对造成故障的原因有针对性的提出改善策略,从而强化电力系统自动化的设计水平。 2.2增进电力系统自动化的工作管理水平 对电力系统自动化管理水平的强化包含对管理制度的建设以及工作人员的职业技能提升。电力系统自动化技术的安全管理,必须要有专业的工作人员从事管理工作。对技术人员工作水平的提升,要与电网的实际运行状况相结合,进一步确定企业发展的责任与义务,进而拥有更加合适的学习发展空间。依照不同岗位职责,进行专业人员的知识、技能培养,使其对先进的技术知识有更好掌握,提升自身的实践操作能力;并加强专业人员素质培养,在工作中更加认真处理各项工作,进行安全管理的各类培训;最终具备基本的安全操作要领,并能够保障自身在工作运行中的人身安全与技术安全。在对电力系统自动化的实际应用进行分析后,可以得出具体的安全管理措施,从而有效提升自动化的管理水平。通过分析电力系统自动化的安全因素,能够了解其中的主要影响因素是管理与维修[3]。可通过增进实际应用状况的了解,对各级管理工作及时落实到个人,促进每一位工作人员都能够更好发挥自身工作职责,建立规范性的电力系统工作。在实际的设备维护中,可增强对电力系统自动化技术的投资,使设备研发作用得到更好发挥,能够进行自动化的电力系统调节和检测,进而保障电力系统的高效稳定运行。 2.3增进电力系统自动化技术的维护水平 在科学技术的发展过程中,信息技术的应用越来越重要,将其在应用在电力系统自动化技术中,能够使电网工作运行更加安全、有效[4]。同时,要想充分发挥电力系统自动化的技术,就可利用信息技术进行科学的维护管理,如利用信息技术进行电力系统自动化中的数据优化和采集,促使其能够对通信信息和综合信息进行高效管理,提升电力系统自动化技术的智能化、信息化水平。 3结语 若是在电力系统自动化技术的安全管理中,没有对电力系统自动化的技术管理进行规范,或是对没有电力系统的设备缺陷充分考虑,就会使电力系统自动化技术的安全管理效果得到减弱。针对这种情况,更应加强电力系统自动化的技术管理水平,更加合理利用电力系统自动化的技术作用。通过技术人员水平的培训发挥自动化技术的安全管理价值,使电力系统的工作运行更加安全高效,系统更加稳定。 作者:林伟 单位:国网福建闽清县供电有限公司 电力系统自动化论文:电力系统自动化技术安全管理 摘要: 现在,随着社会经济的不断发展,国家电网得到了高度的应用,其应用的领域越来越广泛,而且,运行的效率得到了很大的提升。科学技术的发展,能够促进电力系统自动化的发展,然而,带那里系统自动化技术还是存在一定的局限性,电力系统的故障会导致大范围的停电,影响了人们的生活和工厂的生产。本文通过对电力系统现在运行的现状进行分析,并针对问题,提出可行的建议,促进电力系统自动化的发展。 关键词: 电力系统;自动化技术;国家电网 现在,我国经济发展迅速,为了能够促进电力系统平稳的运行,就必须实现电力系统自动化技术的发展,减少电力系统自动化技术在使用中出现的故障,提高其可靠性。科技的发展促进了电力系统自动化的发展,电力系统也朝着更加高级的方向发展,能够实现整体的发展。为了能够实现对电力系统的安全管理,要进行合理的安排,对管理方针进行优化,协调各项管理内容,完善相关的水平,促进综合电网的发展。 1电力系统自动化技术的现状和问题 1.1电力系统自动化技术设计存在问题 我国的电力事业发展起步比较晚,与一些发达国家相比还是比较落后的,我国也进行了几次大规模的电力系统的改造,电力系统自动化技术还不够成熟,导致了现在电力系统自动化在设计中还没有形成标准化的范本,现在,我国在进行国家电网建设的过程中,由于电力系统自动化技术的局限性,导致了其不能提高效率,在电网的建设中还出现很多的事故。我国的电网建设还不成熟,虽然经过几次大规模的改造,但是还是不能解决城乡电网统一的问题。所以,在对电力系统自动化技术使用的过程中,电力系统自动化技术不能实现兼容性,在不同的设备上不能同时使用,其接口是不一样的,而且出现了设备之间不能连接的问题。现在,国家电网的覆盖范围比较大,各个地区在进行电网建设的过程中使用的技术是不统一的,使用的电力设备也是不同的,在对电力系统自动化技术设计的过程中,在管理上就应该采取不同的方法,这也给管理带来很大的难题。所以,在电力系统自动化技术设计的过程中,应该分析不同地区使用的电力设备的共同点,能够使自动化系统具有兼容性,可以在不同的设备上使用。 1.2电力系统自动化技术中的设备存在问题 在使用电力系统自动化技术中,设备很容易出现故障,导致安全事故的发生。电力设备和电力系统自动化技术的各项指标和不合格,在选择电力设备中,为了能够减少经济成本,他们就会忽视电力设备的性能,导致了一些实用性不强的电力设备也投入到使用中。在使用电力系统自动化技术的过程中,对技术的成分要求比较高,在工作的运行过程中没有制定安全标准。尤其是工作人员在管理中缺乏责任感,他们的专业知识也不够扎实,这就导致了他们在对自动化技术的操作上会存在失误,在电力系统自动化设备运行中会出现这样或那样的故障,在对电力系统自动化技术的管理上存在着经验不足的问题,对国家电网构成威胁。电力系统自动化技术在实际的使用中,会出现各类干扰问题,不能使系统稳定的运行,对电力系统产生很大的隐患。 1.3电力系统自动化技术在管理上存在问题 电力系统自动化技术在管理中需要高素质的人才,但是,在实际的管理中,这些管理人员的素质并没有达到要求,当电力系统自动化技术出现故障的时候,都依靠厂家来维修。电力系统自动化技术的维护人员匮乏,导致我国国家电网的安全受到威胁。所以,要解决这个问题,就要注重对电力系统自动化技术维护人员的培养,促进安全的宣传和教育,防止在使用中安全事故的发生。电力系统自动化技术的管理方案也不理想,这就导致了管理人员不负责任,相互推诿的现象发生。 2电力系统自动化技术的安全管理措施 2.1完善电力系统自动化技术的维护水平 在电力系统自动化技术维护方面,应该建立一支高素质的管理队伍,定期对管理人员进行培训,提高他们的综合素质,使他们扎实的专业知识和良好的修养,在维护设备中要富有责任心,从而能够从根本上解决电力系统自动化技术没有人管理的问题。现在,随着科学技术的进步,信息技术在各行各业得到了广泛的应用,所以,在电力系统的应用中,应该结合信息技术共同使用,建立数字化的电网,完善数字化变电站的建设,促进我国电网的发展。电力系统自动化技术可以借助信息技术进行管理,实现了全面的管理,能够进行数据的收集,防止数据在收集的过程中发生遗漏的问题,运用信息化技术实现电力系统自动化技术的综合管理,提高管理的智能化和可视化的水平,使我国的电网在运行中减少故障的发生,使运行的经济效益提高。 2.2强化电力系统自动化技术的管理 现在,随着科学技术的发展,电力系统自动化技术的使用越来越普及,所以,在管理工作中一定要实现全面的管理,掌握电力系统自动化技术的发展方向。应该科学的对电力系统自动化技术的模式进行分析,在电力系统自动化技术中,应该结合我国的经验,在规模建设上进行各种考虑,应该对电力系统自动化技术进行分布式的结构设计,能够将电力系统的各个设备分别进行管理和控制,电力系统的各个单元应该是相互独立的,防止各个单元的相互影响。在强化电力系统的可靠性时,应该实现系统使用的兼容性,在此基础上,实现电网功能的扩充。运用简化电力系统结构的方法,从而能够方便管理,在电力系统的设计中,可以简化二次接线,从而能够进行分布式的设计。 3结语 现在,我国的电力事业在不断的发展,但是,我国的电网建设还是存在一定的问题,容易导致停电问题,使人们的生活和生产受到影响,原因在于我国的电力系统自动化技术还存在一定的局限性,所以,应该强化对电力系统自动化技术的管理。 作者:朱坤双 单位:国网山东省电力公司应急管理中心 电力系统自动化论文:电力系统自动化安全管理 一、电力系统自动化技术安全管理策略 (一)提高电力系统自动化技术维护水平 加强电力系统自动化技术安全管理,提高电力系统自动化技术维护水平至关重要。自动化技术维护离不开人才。人才才是自动化技术维护的关键与核心,只有具备高素质的自动化技术维护人才,才可以全面提高电力系统自动化水平。电力企业需要加强对于高素质、高能力人才的招聘,为电力企业电力系统自动化注入新鲜的血液,同时加强对于自动化技术维护人员的专业化培训,提高自动化技术维护人员的专业水平以及技术能力,杜绝电力系统自动化技术的“三不管”现象,从而使得电力系统自动化技术维护水平得到迅速提升。另外,近几年来,科学技术发展速度越来越快,尤其是信息技术的进步,直接改变了人们的学习生活和工作,对于电力企业来讲亦是如此,电力系统自动化的深入发展,便是建立在信息技术等高科技技术的基础上的。数字化电网以及数字化变电站的广泛推广,直接提高了电力系统自动化运行效率,提好了电力系统自动化运行的安全性。电力系统自动化技术通过对于互联网以及信息技术的应用,可以做到对于电力数据的采集与储存,从而使得电力系统做到规范化以及有效化。另一方面,数字化电网以及数字化变电站的广泛推广,还使得电网以及电力系统自动化技术向着智能化、可视化以及信息化的方向发展,使得我国的电网以及电力系统可以更好的面对激烈的市场竞争环境,在电力市场中取得一席之地。 (二)加强电力系统自动化技术管理水平 1、电力系统自动化技术模式设计 目前来看,我国在电力系统自动化技术方面还不是很纯熟,缺少关于电力系统自动化技术管理方面的经验,在实际的电力系统自动化技术管理过程中,存在着很多技术上以及管理上的问题,影响到电力系统自动化的顺利开展。因此,电力企业在实际的电力系统自动化技术实施过程中,需要严格做好电网自动化的规划设计,充分的考虑到各种因素,从而最大限度的提高电力系统自动化设计水平与质量。从专业化的角度来讲,电力企业要想提高电网的安全性以及稳定性,需要从以下三个方面入手,提高电力系统自动化技术应用水平。第一,电力企业需要做好分布式结构设计。对于电力系统中的警报、测量、保护以及控制等信号设备,设计人员需要将其进行相互独立,避免彼此单元之间出现相互影响的问题。第二,做好电力系统的兼容性以及扩展性。兼容性以及扩展性是电力系统极为关键的两方面,电力系统是由各种软件以及硬件组成的,电力系统对于不同的软件和硬件,都有着各自的通讯接口,从而使得电网环境可以做到灵活化,从而通过扩大兼容性以及扩展性,提高电力系统的运行效率。第三,简化电力系统。简化电力系统的根本目的在于确保电力系统的安全性,尤其是对于二次接线的简化,可以极大的提高电力系统的运行效率,科学合理配置电力系统软硬件,从而达到电网安全运行的效果。 2、电力系统自动化技术应用标准化 建立完善的电力系统自动化技术应用标准化体系,这是提高电力系统自动化技术管理水平的关键性举措。只有实现电力系统自动化技术应用的标准化,才可以保证电力系统的安全性管理。但是,在实际的电力系统自动化技术应用过程中,我国在自动化应用标准化建设方面,缺乏必要的建设规范以及标准,使得电力系统自动化技术应用没有达到统一,从而在实际的电力系统自动化技术实施过程中,出现各种各样的问题。因此,电力企业需要认识到技术应用的标准化才是电力系统自动化发展的前提,通过标准化的规范,使得电力系统可以达到最佳运行效果。对于电力系统自动化技术所需的故障录波、通讯控制器、无功装置与通讯控制器、保护与通讯控制器、RTU与通信控制器、通讯控制器与主站、小电流接地装置与通讯控制器、通讯控制器与模拟盘等设备都必须要做到与自动化技术接轨的统一标准,从而避免因为标准化缺失而带来的各种电网安全事故和问题。总结 二、结语 综上所述,为确保电力系统自动化技术的安全管理水平,就应该及时采取有效的管理对策,使电力系统自动化技术朝着标准化、智能化、规范化的方向快速发展。重点强调对自动化技术应用的管理,既要提高技术管理水平,又要优化电力系统设计,为电网运行安全、可靠的运行打下坚实基础。电力企业在电力系统自动化技术创新方面做出了重大的努力,也取得了重大进展,但是在实际的电力系统自动化技术过程中,还是存在着很多的问题。深入研究现阶段电力系统自动化技术应用现状,创新电力系统自动化技术策略,是今后电力企业在电力系统自动化技术创新方面的重大课题。 作者:王平荔 单位:国网江西省电力公司萍乡供电分公司
电子仪器设备维护技术探析:实验室电子仪器设备维修的常用方法 摘 要:实验室电子仪器设备的维修是实验室工作的重要组成部分,本文就电子仪器设备维修的常用方法进行阐述。 关键词:实验室 电子仪器设备 维修方法 实验室电子仪器设备在使用过程中,难免会因人为和客观因素产生各种故障,为确保教学、科研工作顺利进行,提高实验室仪器设备完好率,现就电子仪器设备维修的常用方法进行一些探讨。 一、非电量维修法 1、直观检查法 直观检查法是指断电后且不用仪器仪表,凭直观的感觉,调动视觉、听觉、嗅觉、触觉4种感觉特性,进行判断。这种检查方法虽然准确性较差些,但速度快,尤其对电源故障检查较为有效。 看,主要是指观察仪器面板及内部元器件等。看按键、开关、接口、指示灯有无松动,元器件有无变形、脱焊、互碰、漏液、胀裂,印刷电路板铜箔有无断裂、短路、断路、虚焊、打火痕迹等现象,保险丝有无熔断或松动等问题,用眼睛直接识别和判断。 听,主要是指是否有异常的声音存在。可轻轻摇摆仪器,听听有无器件散落或螺丝钉脱落情况,是否有碰击声;还可作连续翻转,听有无不正常的“吱吱”声或“啪啪”的打火声(通电时)。如果有这些现象,故障可能出现在这些地方。 闻,主要是指是否有闻到烧焦等异常气味,找到气味来源,故障可能出在异味之处。 摸,主要是通过对具体部位用手摸,感觉是否有异常的发热或其他物理现象。如断电后摸变压器外壳,感觉是否超过正常温度、发烫,但注意不要触及接线端子,因有时充电电容存在,电压甚高,危及安全;摸功率管有无过热或冰凉现象;摸调整管有无过热或冰凉不热现象等等。如果有这些现象,问题可能出现在这些地方。 2、加热冷却法 此法对软故障更有效。这是因为一些软故障大多出自器件内部或引脚接触不良,通过加热(如用电烙铁烘烤集成电路)冷却(如用酒精棉球擦拭集成电路外壳)使之产生热胀冷缩,从而将故障表现出来,然后排除。 3、等效替换法 在大致判断了故障部位后还不能确定造成故障的原因时,对某些不易判断的元器件(如电感局部短路、集成电路性能变差等),用同型号或能互换的其他型号的元器件代换。在现场缺少测量仪器时,往往用替换法排除故障,尤其是插入式安装的元器件更是简单可行。 在运用该法时要注意替换的元器件应确认是好的,否则将会造成误判而走弯路;对于因过载而产生的故障,不宜用替换法,只有在确信不会再次损坏新元器件或已采取保护措施的前提下才能替换。 二、电量维修法 1、电阻检测法 电阻检测法就是利用万用表的电阻档测量电路中的一些可疑元件、可疑点以及集成电路各引脚对地的电阻。对所测的数值与正常值作比较,可迅速断定元件是否损坏、变质,是否存在开路和短路,是否有晶体管被击穿等。该方法对检修开路或短路性故障和确定故障元件最有实效。 为了确保检修的安全可靠性,测量前应对被测电路中的大电容进行放电,防止其储电烧坏万用表。 在维修过程中还经常会用到在线电阻测量法和脱焊电阻测量法。在线电阻测量法,就是在电路板上测量元件的阻值,由于被测元件接在电路板上,所测的数值是受到其它串、并联支路的影响,因此测量结果应予分析考虑。脱焊电阻测量法在维修过程中经常用到,其方法简单、快捷。就是将元件的一端或整个元件脱焊下来,再进行电阻测量的一种方法。两种方法宜配合使用,相辅相成,才能发挥电阻检测法的优点,获得正确的结果。 2、电压检测法 电压检测法是用万用表通过测电路或电路中元器件的工作电压并与正常值进行比较来判断故障部位或故障元件的一种方法。一般来说电压相差明显或电压波动较大的部位,就是故障所在部位。 电压测量法,一般有两种。一种是静态电压检测法,是显示器不输入信号的情况下测得的结果。另一种是动态电压测量法,是显示器接入信号时所测得的电压值。 电压检测法一般是检测关键点的电压值。根据关键点的电压情况,来缩小故障范围,快速找出故障元件。 3、电流测量法 电流测量法主要测量电子设备整机工作电流或某一电路中的工作电流。电流检查往往比电阻检查更能反映出各电路静态工作是否正常。测量整机工作电流时,须将电路断开(或取下直流保险丝),将万用表电流挡(选择最大量程)串入电路中(应将万用表接好后再通电);另外,还可以测量电子设备插孔电流、晶体管和集成电路的工作电流、电源负载电流、电容器漏电电流、空载变压器电流、过荷继电器动作电流等。家电测量时必须预先选好量程,防止量程过小而损坏电表。 4、波形测量法 用示波器测量波形,可比较直观地检查电路动态及工作状况,这是其他方法无法比拟的。 测量时应注意选择公共点作为示波器地线,地线必须接触良好,否则波形不稳或看不到波形;应注意被测设备的地线必须是“冷”地(即与电网是隔离的);应注意示波器探头输入阻抗要高,否则对被测电路有影响;应注意示波器输入信号应在量程范围内,否则易损坏示波器。 5、干扰法 主要检查电子设备在输入适当的信号时才表现出来的故障。方法是用镊子、螺丝刀、表笔等简单工具碰触某部分电路的输入端,利用人体感应或碰触中的杂波作为干扰信号,输入到各级电路;或用短路法使晶体管基极对地连续或瞬间短路,在给电路输入端加入这些干扰信号的同时,可用万用表或示波器在电路的输出端进行测量;注意荧光屏上是否有噪波干扰、喇叭中是否有噪声干扰,以判断被检查部位能否传输信号来判断故障部位。最好从最后一级逐渐向前检查。 6、比较法 维修有故障的电子设备时,若有两台电子设备,可以用另一台好的电子设备作比较。分别测量出两台电子设备同一部位的电压、工作波形、对地电阻、元器件参数等来相互比较,可方便地判断故障部位。另外,平时多收集一些电子设备的各种数据,以便检修时作比较。 7、隔离法 适用于各部分既能独立工作,又可能相互影响的电路(如多负载并联排列电路、分叉电路)。这时可将某电路各个部分一个一个地断开,一步一步地去缩小故障范围。如当测量到某点对地短路时,首先看看是由哪几个支路交汇于这一点,然后逐一或有选择地分别将各支路断开,当断开某一支路时短路现象消失,则说明短路元件就在此条支路上。然后再沿这一支路,继续用上述方法查找,直到查到短路元件为止。当然,在查找的过程中,串接有较大阻值电阻的支路可不用考虑。 8、信号追踪法 用示波器、逻辑探头或万用表,按信号流程选择正确的检测点,检测电阻、电压、电流、信号波形、逻辑电平等是否正常。 测试时应由不正常的检测点开始沿信号通路往回测试;应先大范围寻找故障源,再小范围仔细测试(对于串联电路,可以从中间插入进行检测)。 以上所述是电子仪器设备维修的常用方法,在实际维修中到底采用哪一种方法更有效,应根据实际情况灵活运用,有时可几种方法同时使用而快速准确地排除故障,达到事半功倍的效果。 电子仪器设备维护技术探析:分析电子仪器设备的维护技术 摘 要 本文详细介绍了电子仪器设备在日常的正确使用和维护工作,针对如何维护设备以增加其使用寿命做出了科学的论述。 【关键词】电子仪器 电子设备 正确使用 维护 电子设备的使用期一般会很长,这就需要做认真好日常的维护工作,这样不仅可以加长电器的使用寿命,减少设备的维修次数,保证设备的精密运行,还能避免安全事故的发生。针对电子仪器的维护一般需要做到以下几个方面: 1 防尘与防灰 外表的整洁不仅可以保持电子仪器的美观,使其使用时更加方便,还能避免仪器内部的细小部件因灰尘的影响而不能正常工作。因此,必须做好基本的防尘与防灰维护。 灰尘对仪器内部的破坏主要是由于灰尘的吸湿性,这种性质主要会毁坏设备的绝缘性能,会增加活动、接插部件的磨损,在雷雨天气时,会增加设备被电击穿的概率,严重缩短电子仪器的使用寿命。 使用防尘罩是避免设备沾染灰尘的最好方法,电子仪器一般自带大小适宜的防尘罩,没有的话可以自行购买,也可以直接将仪器放进柜厨内。防尘罩不仅防尘还需要具有透气性,市面上主要有玻璃纤维和编制塑料的罩布,但玻璃纤维会影响使用者的身体健康,容易进入仪器且进入后不易清洗,会引发接触不良、干涩等问题,因此最好采用质地细密的编织塑料罩。仪器使用完后一般会有发热的现象,在使用防尘罩过程中应注意,要等温度下降后再加罩,因为挥发不出的水汽会腐蚀设备内部的金属元件,进而降低其绝缘度,另外,不能将电子仪器无遮盖地长期搁置在水泥地或靠墙的地板上。 以上措施并不能完全避免灰尘进入仪器内部,但由于在系统的检修仪器时,会将仪器拆卸开来,所以我们可以很好的利用这个机会,用毛刷将细小仪器里的灰尘吹刷干净。但在吹刷过程中,一定要保持电路元器件、接线位置、电子管、石英晶体等位置不变,如果必须变动,则要用记号笔做好标注,以免复位时插错位置。 2 防潮与驱潮 湿度对元器件的性能的影响,比温度有过之而物不及,湿度主要影响电子仪器的绝缘性能和介电参数。这就需要我们采取切实可行的防潮措施,以隔离潮湿的环境,主要的防潮措施有:密封、涂覆或浸渍防潮涂料、灌封等。 首先,电子设备最好选择干燥的房间存放,最好有充足的阳光照射、四面通风,从根源上避免受潮的可能。为保险起见,在仪器内部或存放仪器的柜厨里,还需要放置“硅胶袋”以吸收空气中的水分,在新买的仪器里一般都会附带。同时应定期检查硅胶是否干燥( 正常应呈白色半透明颗粒状),根据硅胶的化学性质,若出现结块变黄的现象,表明它的吸水功能已经下降,应马上更换新的硅胶袋或把结块的硅胶加热烘干,使它恢复颗粒状继续使用,但最好选用新的硅胶,以保证更好的吸水效果。还可以选用光热除潮的方法,一般可在仪器橱内,安装100w 左右的灯泡或25 w 左右的红外线灯泡,定期通电驱潮。长期搁置不用的电子仪器,即使放置时已做好十足的除潮工作,在使用之前也应检查受潮情况,并进行排潮烘干工作。排潮烘干工作的具体步骤为:把仪器放置在大容积的恒温箱内,用 60 左右温度加热 2-4h。大容积恒温箱可用适当功率的调压自耦变压器来代替,具体操作步骤为:先将市电交流电源的电压降低到 190 v 左右,使仪器在较低的电源电压下,通电 1-2 h,然后再将交流电源电压升高至 220 v 额定值,继续通电 1-2 h,这样同样可以收到排潮烘干的效果。若不进行排潮烘干工作,在用正常家用电源供电时,往往会发生内部电源变压器或整流排潮烘干工作电路跳火、击穿或局部短路等故障现象。尤其需要注意的是,对电压有特殊要求的仪器设备,一定要在其规定的电压下工作,以免损坏仪器设备。另外,仪器设备在未经绝缘试验的情况下,切忌通电驱潮。对于功率较大的电子设备,长期闲置不用时,应按说明书要求或在每年霉雨季节过后定期通电驱潮。 避免温度的剧变,温度的巨变会使仪器表面带有潮气,仪器的金属部件可能会因此生锈,尤其在我国东北地区,冬季室内外温差可达30~40 ,室外用完的仪器移至室内时,一定要把表面的潮气擦拭干净。 3 防热与排热 绝缘材料和电路元器件的参数受温度的影响很大,主要影响方面有:介电性能、抗电强度、碳质电阻、电解电容器、半导体器件等,其中半导体器件的特性受温度的影响最大。例如,晶体管的电流放大系数 集电极穿透电流,都会随着温度的上升而增大。这些情况将导致电子仪器工作的不稳定,甚至发生各种故障。因此,电子仪器的温度变化范围一般设定在40 左右,一般最高工作温度应低于65,即不烫手的温度。电子仪器设备说明书中会对使用环境温度作出规定,一般温度在 20 ~ 25 ℃是电子设备的最佳工作温度。不能在烈日下工作,阳光暴晒会使温度迅速增高,对仪器造成损伤,如果室温超过 35,也应采取相应降温措施,如:通风排热、缩短工作时间等,必要时,应取下机壳盖板,以利散热。但决不能用洒水或放置冰块方式来降温,水汽会严重侵蚀设备使其生锈。 4 防腐蚀 酸性或碱性物质都会腐蚀电子仪器,而近半数的电子仪器一般都会使用电池工作,这就要求我们定期检查电池的使用情况,避免其发生漏液或腐烂,对于长期不使用的电子设备,最好在放置电子仪器时将电池取出。对于附有标准电池的电子仪器( 如数字式直流电压表、补偿式电压表等) ,应特别注意保护其标准电池,必要时可以将其带有的标准电池取出来另行运送,尤其是装箱搬运时,以给予其应有保护。电子仪器如果需要较长时间的包装存放,应使用凡士林或黄油涂擦仪器面板的镀层部件( 如钮子开关、面板螺钉、把手、插口、接线柱等) 和金属的附配件等,并用油纸或蜡纸包封,以免受到腐蚀,使用时,可用干布把涂料抹擦干净。在沿海地区,其气候条件更加复杂,尤其要注意盐雾气体对仪器设备的侵蚀。 本文通过对电子仪器维护的具体阐述,详细说明了电子设备在日常使用中所需的重要保养,不仅保证了电子设备的安全使用,延长了其使用寿命,还为工厂的电子设备维护提供了借鉴,通过设备的维护,可以大大减少成本支出,增加企业效率。 作者单位 广西南宁联洋机电设备有限公司 广西壮族自治区南宁市 530000 电子仪器设备维护技术探析:医学实验室电子仪器设备管理初探 1高校电子仪器设备管理存在的问题 1.1不健全的仪器设备管理制度 目前,在我国部分高等院校中,对实验室仪器设备的有效管理工作普遍是各学校管理工作中相对薄弱的一个环节,在管理机制和运行机制方面都缺乏统一的管理制度。在多数的高等医学院中,其对医学实验室中仪器设备的管理主要实行的是二级管理体制,实质上就是将仪器设备交由设备处或资产处进行宏观管理,而各院系和相应的使用部门就负责其设备的日常管理。这种管理方式,在各部门各司其职的管理基础上进行总部门的宏观管理,本来是一种比较具有实用性的管理模式。但是在实际的仪器设备管理中,其宏观管理与各院系之间的日常管理往往会存在不连贯或者是脱节的情况,最终导致了在设备处或资产处的宏观管理中得到的有关设备的数据不准确,从而对设备的保有情况和使用情况不能进行有效的动态化管理,如对设备进行交接、调配、报废与维修方面的有效管理。 1.2传统基础医学实验室管理模式落后 高校基础医学部的实验室都是按照学科的分属以教研室为单位进行相关的教学与科研活动的,并且各实验室职位本学科服务,而这就直接导致各实验室虽小但全的同时,造成相关有联系的学科的实验设备的重复购置,大大的降低了仪器设备的使用率,并造成设备经费的浪费,致使部分的陈旧落后的仪器设备得不到及时的更新,从而影响实验的进度与效果。 2高校医学实验室仪器设备的有效管理措施 2.1医学实验室体制的改革 随着时代的发展,学科间的相互融合发展是目前现代医学发展的主要特征,它将与自然科学、社会科学、工程技术和信息技术之间有机的结合在一起,相互交叉渗透,逐渐呈现出一片高度综合的局面。而且,要想使未来医学的发展取得重大的突破,就必须逐渐加强其与生物学、物理学、化学、计算机科学等理工学科和生命伦理学等众多学科之间的交叉与综合,并且将医学科学基础研究与相关的医疗技术进行有机的融合,促使高等医学教育逐渐朝着整体化和综合化的方向发展。因此,为适应时代的发展需求,就必将建立以功能相同、学科相关的综合性的实验室。如在实际的医学实验室的建设中,就可以将外科学、内科学和临床检验学等实验室进行交叉与渗透以形成综合的临床技能实验室,综合培养学生的临床技能的学习,对其临床操作能力进行系统、综合的培养。而这就将有效的改变传统高等医学院校单一性功能的实验室,使那些结构相似、功能雷同的教学实验室能够进行有机的融合,提高各医学电子仪器设备的利用率,实验设备资源的充分共享。 2.2有效提高实验技术人员的综合素质 对医学实验室的仪器设备,特别是电子仪器设备的管理是一项经济性、政策性和业务性很强的管理工作,在实际的管理中,对相关管理人员的政策水平、分析、解决问题的能力、组织和协调的能力都有较高的要求。因此,各院校的领导要不断的加强对医学实验室仪器设备的管理队伍的建设,并进一步完善对队伍中人员的岗位培训制度和技术考评制度,将不断提高实验室仪器设备管理人员的综合素质纳入到日常的管理工作中,使其得到进一步的落实。长期以来,部分医学实验室技术人员的地位和作用都得不到重视,影响了实验室技术人员的培养。随着我国高等医学教育的不断发展,医学实验室中大量的新技术的开发、新设备的引进,和实验教学中设计性实验的有效开展,致使实验室技术人员的工作性质发生了变化:要求实验室技术人员能够掌握新技术、新设备的有效运用,掌握各学科专业基础知识和人文社会科学等知识,并有效应用计算机对各医学实验室进行现代化的管理和相关仪器,特别是电子仪器设备的规范化管理。而这种变化就要求各实验室的技术人员能充分树立自身的荣誉感和责任感,有效的实现个人的价值。因此,在实际的实验室设备的管理中,要加强实验室技术人员的个人价值的发挥,鼓励其与有实践经验的教师共同对相关的教学内容进行改革,并在结合社会对实用性人才和创新性人才的需求,不断的开发出有利于学生操作能力和创新性思维能力培养的综合性实验。同时,还可定期的对实验室的技术人员进行业务学习,向他们讲授相关的理论知识和医学实验操作技能,以不断的强化他们对实验室仪器设备的管理能力和使用能力。 2.3做好实验室中仪器设备的维护工作 在实际教学中,为了保证各医学实验能够正常的进行,实验室中仪器设备的管理人员要定期对仪器设备,特备是电子仪器设备进行维护管理工作,从而保证各仪器设备能够正常的运行,提高其有效利用率。因此,在实际的工作中,为了有效的开展对电子仪器设备的维修工作,并避免在维修中造成不必要的损失和时间的浪费,首先,在维修中因具备一定的条件:相关硬件的准备,如万用表、拆装工具、元件参数手册、信号发生器等;相关软件准备,如维修人员要熟悉相关电子仪器设备的基本工作原理,并掌握一定的维修技巧,仔细了解、分析仪器设备发生故障时的现象和使用情况;然后,进行了一定的准备工作后,维修人员就要确定维修的思路,并采用与故障相适应的维修方法,如非电量检修法、电量检测法等,其中在非电量维修法中,可具体运用直观检测法、加热冷却法、等效替换法等,而在电量检测法中,就可有效运用电阻、电压、电流测量法、比较法、隔离法等;最后,在电子仪器设备维修完成后,必须进行必要的校正工作,以保证设备在维护后的质量,从而使电子仪器设备能够保持原有的指标。此外,工作人员在对医学实验室的电子仪器设备进行维修的过程中,要保证电子仪器设备和人身的安全,避免因不当操作造成电子仪器设备故障的扩大。如在维修中,工作人员要时刻注意电子仪器设备工作的电压值,对电子仪器设备进行拆装时,要慎重,不可轻易拆装,在对元件进行更换时,也要尽量满足原参数的要求和性能指标等。 3结束语 综上所述,不断加强和完善各医学实验室仪器设备,特别是电子仪器设备的管理,可以有效的提高其设备的利用率,并最大化的优化实验设备,从而使实验室的仪器设备能够更好的为教育教学和科研工作服务,以提高其教学实验的质量,并且将其实验设备的使用效率全面的发挥出来,有效的俄促进高校实验课程的协调、可持续发展。 作者:潘颖 单位:内蒙古锡林郭勒职业学院
电力电气论文:电气自动化技术在电力工程中的运用 摘要:伴随着我国科学技术水平和经济实力的不断提升,电力工程也迎来了它们发展的黄金时期。电气自动化技术在电力工程中得到普遍使用,从而使得电力工程不断的发展进步。基于此,对电气自动化技术在电力工程中应用的相关问题进行了深入探讨。 关键词:电气自动化;电力工程;应用 伴随着国家社会经济的飞速发展,电力企业中新技术也得到了广泛使用,使电力工程的自动化水平得到了不断提高,从而使电气自动化呈现出迅猛发展的态势。电气自动化技术使用了良好的自动控制功能和自动检测功能,对于电力系统可以实现实时监控、远程调节和远程控制。随着信息化技术的不断发展进步,借助信息监测技术可以实现对电力工程的远程管理和操控。电气自动化技术在工作的时候,需要有配电网技术和自动化电网配置来进行辅助作业。在电气工程中使用电气自动化技术需要满足的原则包括简便经济的设计方案、满足生产的最大限度需求以及处理好电气与机械之间的关系等,进而使电力系统的安全运行得以保障。 1电气自动化技术 伴随着社会经济的飞速发展,电力企业中的新技术层出不穷,使电力工程的自动化水平得到不断提高,从而使电气自动化也快速发展起来。电气自动化技术的主要电气装置功能包括自动控制功能和自动检测功能,能够实现对电力系统的远程控制、远程调节和远程监控。随着信息化技术的大力推进,电力工程在实现远程管理和远程控制的时候,可以通过信息监测技术来完成。电气自动化技术里,可以使用网络将电力工程的有关信息进行分析、搜集和整理,使电力系统的稳定运行得到较好的保障。使用电气自动化设备可以使电力工作人员的工作量得到一定程度的降低,遇到紧急情况的时候,电气自动化装备可以及时采取有效措施进行处理,从而确保电力工程平稳运行。要想改善城乡配电网水平,可以将配电技术和电气自动化技术进行有机的融合,使城乡电力网络运行能力得到不断提高,使电气自动化技术在城乡电网中得到普遍使用。电气自动化技术的使用范围比较广,小到电气开关,大到电力工程中都包含电气自动化技术在其中,电力工程的不断发展进步直接受电气自动化技术的影响。 2电气自动化技术在电力工程中的使用 2.1电网调度中使用电气自动化技术 电力工程在运行的时候,以计算机和显示器等设备为基础开展了电网调度工作,为今后电网调度工作研究提供了重要的根据。在电气自动化技术作用的影响下,工作人员可以对电网的运行情况进行实时监控,同时也可以传输信息数据,从而使电网调度工作得到了较好的开展。电力运行过程中,电网调度起着至关重要的促进作用,电力运行的积极作用要想得到较好的发挥,就要高效的开展与电网调度有关的工作。在传统电网调度工作中,工作人员对于电力故障的反应情况不能及时的了解,这就会导致安全事故发生,给电力企业造成了很大的经济损失。通过电气自动化技术的使用,工作人员可以借助大屏幕将电网的运行情况进行及时的监控,可以及时发现故障,并找到解决问题的办法,从而使电力运行的风险得到有效降低。 2.2变电站中使用电气自动化技术 首先,电气自动化技术是建立在计算机和现代通信技术等电子技术基础上的,使电力企业实现了对变电站设备的整合和优化,使人力资源的利用率得到了提升,使电力工作者的工作压力降低了,促使电力企业朝着更快、更好的方向健康发展。其次,在变电站中使用电气自动化技术,使工作人员可以更好地检测变电站设备的运行情况,从而使电气设备的性能得到较好的发挥,使电力运行的可靠性和安全性得到较好的保障。再次,通过使用电气自动化技术,将传统的设备淘汰了,使变电站的电力运行情况得到了较好的控制,从而使电气设备实现了可视化和智能化。最后,变电站运行中的大多数任务都可以通过电气自动化技术实现,为电力现代化发展打下了良好的基础。总之,在电力工程变电站中使用电气自动化技术可以促使电气设备得到不断更新,实现了对电气设备的监管,使变电站的运行成本得到有效控制。 2.3分散测控系统自动化的使用 电力工程发电厂分散测控系统中,通过使用高速数据通讯网、工程师工作站以及过程控制单元可以对其生产情况进行有效的监控和测试。借助过程控制单元,在生产运行的过程中通过接收电气量、热电偶、热电阻等信息,可以对运算的参数和结果进行处理,从而实现对电网的监控,使电气自动化的控制、保护和检测等性能得到不断提高。 2.4计算机操作系统中使用电气自动化技术 首先,在电力工程中,电气自动化技术已经得到普遍使用,同时计算机操作系统的引入,可以实现及时记录电力信息,还可以对电气设施的运行情况进行及时反馈。其次,将电气自动化技术广泛使用到计算机操作系统中,可以高效确认工作人员反馈的信息,使信息误差得到有效控制。再次,可以实现对电力工程的高效管理。通过使用计算机操作系统,可以严密监控电力运行情况,对有关信息进行认真分析,促使工作人员更好的开展工作。最后,只有合理选择计算机操作的监控模式,才能确保电力系统的运行更加的可靠、安全,使计算机操作系统的工作效率得到不断提高。 3电气自动化技术在电力系统中的发展 3.1实时仿真系统 如今,在电力系统中负荷动态监测和仿真建模已经得到了普遍使用,电力系统中已经将实时数字模拟仿真系统引入其中。仿真实验室的环境特征主要表现为实时性和混合性,这样就可以给电力系统的稳态实验和暂态实验提供更加可靠、更加真实的实验信息,给多种电力控制装备提供了比较封闭的闭环系统,为科研人员提供了良好的新装备实验检测空间。 3.2实现人工智能化 伴随着电气自动化技术的飞速发展,在电力系统以及元件当中进化理论、模糊逻辑以及专家系统已经得到广泛使用。比如,设计与规划电力系统整体性能、电力系统元件的故障清查以及分析电力系统的运营情况等。伴随着电力行业的发展和进步,电力系统中有关智能控制的理论研究越来越普遍,这就使得现代电力系统的智能化水平得到了不断的提高,电力系统运营的稳定性、可靠性和安全性都得到了不断的提升。 3.3智能保护与综合自动化 伴随着电力系统中自动化保护理论的飞速发展,电气自动化保护设备在许多领域都得到了普遍使用,比如网络通信技术、微机技术、综合自动控制技术、人工智能技术以及保护装置适应技术等,这就使得电气自动化保护设备的智能控制功能得到不断强化,提高了电力系统运行的安全性。对分层式综合自动化装备的研究和使用,使电力系统电气自动化的使用范围变得越来越广泛,在不同电压等级的电站中都可以使用。如今,电力系统中对智能自动化保护技术和综合自动化控制技术进行了深入的分析和探究,使其技术含量在国际上已经遥遥领先。 4结束语 伴随着国家经济的飞速发展,电气自动化技术水平也得到了不断的提高。如今,电气自动化在电力工程中已经得到了普遍使用,促使电力系统稳步发展。随着人类社会的不断进步,对于电力的需求量在不断的增加,电力自动化水平的不断提高,给电力系统的安全运行提供了较好的基础保障,从而使电力工程的发展水平得到了不断的提高。 作者:温馨 单位:广州市南电电力工程有限公司 电力电气论文:电力电气工程监理要点与施工质量控制 【内容摘要】电气工程是一项比较复杂的系统工程,它需要方方面面的科学来对其进行支持。对于一项电气工程,首先应该做到对这个工程进行科学的规划,了解工程的投资效益及工期。本文将从电气工程的重要性、电气工程监理的原则、电气工程监理的要点以及电气工程监理的措施等对电力电气工程施工质量的监理进行探索。 【关键词】电力工程;电气工程;监理要点;施工管理 一、引言 电力给人们的生活水平和日常生产提供了最基本的保障,电力是人们生活不可或缺的重要部分。随着社会的发展与科技的进步,人们对电力的需求越来越大,并且电力在各领域的发展也在不断深化。从另一方面来说,能够影响工程质量好坏的因素有很多,这些因素会贯穿于工程的始终。故而,只有在施工的过程中更好地控制施工因素,严格依据施工要求及程序做事,严格规范工程质量,才能使得项目得到更好的质量保障。此外,随着社会以及科技的不断进步与发展,电气工程的作用范围也越来越广泛,其要求也越来越繁琐,但工程建筑里的电力系统却很难维持。故而,在建筑施工中的监理工作是控制质量的重要环节,它直接影响到建筑工程是否能够正常稳定地使用。关于建筑电气工程的监理现已成为目前监理工作中相当重要的一个环节,这就需要监理工作的相关人员必须在掌握应用技术的同时提高自身的职业技能,为做好建筑工程的监理工作打下良好的基础。本文将会对电气工程中的安装以及系统的调试中常遇的一些问题进行总结,并提出合理的解决方案。 二、电气工程施工质量监理的原则 由于电气工程在设计许多方面的工程问题,例如土建和给排水等。这都是需要设计方、施工方以及监理方来共同协作完成的,所以,在电气工程质量的监理过程中必须要遵守其基本的原则,主要原则有下列几个方面。第一,应当严格按照相关部门所下发的监管工作的规章及制度进行施工,接受公司的合理委托,按要求做好电气工程施工过程中的监理工作。第二,设计方的责任是掌握工程设计的所有权以及修改权,而监理公司应当依据具体的情况及需求,去决定是否参与设计方的监管及协调,督促设计方在预期的时间内做好工程设计,还应当保证严格符合设计要求以及相关的规定。监理公司还应当监管设计方对设计中一些比较复杂的部分进行讲解,帮助及时发现问题并解决问题。第三,在施工过程中,由于其中一方出现的问题而导致整个工程的质量受到一定的影响时,监理方就可以向设计方寻求整改意见,若是设计方并没有及时给出相应的整改意见,监理方就可以依照实际的情况提出合理的技术改进要求,但是需要对改进的要求进行详细的记录,并及时通知设计方,得到设计方的认可。第四,监理公司的职责还需要监督施工方对设计文件进行详细的阅读,对设计方案有一定程度的了解。假如在施工过程中发现设计方面存在着问题,不能独自对设计进行修改,必须通过设计方的认可,通过双方的共同协商来进行决策。必须在接到正式的通知之后,才可以对设计内容进行修改。监理公司是代表业主对施工过程进行监察的。故而,如果施工方在现实的施工过程中发现任何的错误及问题都可以向监理方和设计方反映。第五,依据业主提出的设计要求进行变更,或是因为其他任何方面的原因从而对原设计进行变更,电气部门不应当完全依照自己的想法去进行修改,应当在业主方以及设计方作出设计修改后,把修改后的文件提交给监理方,通过监理方才可以对修改后的文件实施监理工作。 三、监理过程中的要点 (一)施工前的监理。 在项目开始成立之际以及合同开始签订之时,监理公司就应当去选派符合施工监理专业要求的监理师去进行工作,对施工过程的详细状况以及业主自身的想法进行了解及沟通,例如在电气工程的施工中,监理方就应当选派出专业的电气监理工程师对相关的电气专业施工设计进行详尽的了解,并且能够快速熟悉电气专业的设计内容,做到对将要施工的设计内容了如指掌,例如,主要的电器设备配置以及施工项目的配电系统等方面的内容。在施工之前,监理方就一定要做好准备工作,并能够依据实际的情况来适当分配不同的工作,从而全面做好施工前的技术以及材料准备等工作。 (二)施工中的监理。 在施工的过程之中,电气施工在开展之前的一段时间,经常是先进行土地的基础建设,监理工程师应当督促施工单位去严格禁止不符合施工设计的施工工作和质量验收等状况的产生。这就要求施工单位要对自身进行检查,合格后填写检查的检验单,在监理工程师进行审查之后,应与施工单位的有关人员共同到施工的现场进行现场勘察。一是严格检验所采用的材料,除了材料的种类以及规格必须符合设计的要求之外,还应当确保在施工中所采用的所有相关材料的质量都合格。二是进行基础的施工时,必须第一时间配合土建等方面做好强弱电进入业主家穿墙管和水管的装配准备工作,处理好相关问题。三是在主体进行施工时,最重要的是对所使用材料的质量进行严格的把关,如电气管材以及线盒等重要零件,在检测到不合格材料时,必须坚持不能采用。详细填写每一批材料审批表,只有在检测合格以后才可以进行采用。考虑到施工结构以及电线保护层厚度的原因,预埋的电线不能留在钢筋的外侧,在同一点处也不能有三条及以上的管路的交叉,不能将线管并排进行捆绑。另外,一些捆绑在一起的零件如管与盒,管与管之类都应当对其牢固性进行检测,保证其捆绑牢固。 (三)施工后的监理。 当施工单位的工程达到竣工的条件时,施工单位应当进行自查及自纠,随后根据结果认真填写竣工检查单,竣工检查单主要是对工程的检验审批、工序合格签证、原材料合格签证、其他合格测试等材料进行分析,并把竣工的所有材料全部报给监理机构,提出竣工申请验收。 四、加强电气工程施工质量控制的对策措施 (一)在施工前对设计图纸进行认真的会审。 自项目立项时开始,相关的施工人员就应当尽快投入到工程的施工状态,施工方应该积极主动和设计方对施工过程进行交流及协商,了解客户公司的具体情况,了解所施工工程的具体用途等,认真详尽地了解及分析设计图纸,同时还应当督促设计方尽快交出图纸的会审意见,从而能够快速顺利地进行下一阶段的工作。 (二)加强施工过程中的质量监理与控制。 施工的监理单位在控制施工质量时,所应当依据的是经过上级审批的设计图纸以及厂家的要求或者相关制度的施工文件等。所以,施工单位应当严格按照设计图纸来进行施工,监理人员应当严格监督施工方,不能令其随意修改原本的设计图纸。并且,监理方还应当向施工单位进行施工技术的交流以及设计图纸的会审工作,使施工方能够更加了解图纸,掌握图纸的图意。另外,监理人员在会审设计图纸时,还应该与排水,安装空调的相关专业技术人员进行及时的沟通与交流,通过协商去完成设计图纸的会审工作,从而及时发现并解决设计图纸中所存在的各类问题。在施工的过程中,监理人员还应当监督施工单位遵循相关的施工制度严格进行施工,加强对内部进行管理,保证每一个工序都可以顺利认真地完成。完成一定的工作后,施工方还应当进行自我检验,对施工中的每一个细节都进行严格细致的审查,尤其是一些隐蔽的工程。而这些都需要监理人员对设计图纸和施工中存在的隐蔽工程非常了解和熟悉。一个施工项目从最开始的立项到施工的设计再到施工的进行最后到竣工验收,这是一个复杂且相当漫长的过程,在这期间需要各个相关单位进行组织、参与及协商来共同完成,虽然每个单位和组织的立场一定是有所不同的,但他们有一个共同的目的,就是使这个工程可以很好地完成,所以,在施工过程中的协调工作是整个建筑工程管理中相当重要的一环。 五、结语 在电力电气施工过程中所出现的问题可能是施工过程中任何一个方面的,故而对监理工程师的要求就是不仅仅要具备良好的职业素质及职业修养,还应当去掌握相关的专业技术知识及资料,了解所处行业中高新技术的发展趋势及动态,严格遵循相关施工规定。与此同时还要求监理工程师具有一定的实践工作经验,娴熟的专业知识,能够做到防患于未然,从而就可以更好地保证电力电气施工工程的质量。 电力电气论文:电力电气自动化系统及元件技术的运用 摘要:在信息化以及网络化逐渐发展的进程中,我国的电力事业也经历了巨大的转变,实现了电力电气的自动化。而在电力电气实现自动化后,相关的电力系统以及元件也开始向着自动化的方向发展,这样才能够满足如今电力系统自动化发展的需求。本文主要就针对电力电气自动化的点开系统及元件技术的运用进行了简要的探究,仅供同行交流和参考。 关键词:电力电气自动化;电力系统;元件技术;运用 随着电力市场竞争的加剧,电力企业要想能够实现长远的发展,就必须针对自身的技术水平进行有效的提升,使得电力电气逐渐向着自动化的方向发展,从而最大限度的满足电力市场发展的需求,保障电力供应的充足性和电力应用质量。而要想使得电力电气可以有效的实现自动化,就需要从电力系统以及元件技术的运用两个方面入手,这样才能够使得电力系统实现自动化的升级,从而更好的实现电力电气自动化的转变。下面本文就针对电力电气自动化的电力系统及元件技术的运用进行深入的探究。 1电力电气自动化技术的发展 1.1电子开关 控制电力电气设备运行的主要构件就是开关,开关是一个基础性元件。电子开关的运行主要基于交流变频技术的应用原理之上的,最早出现的电子开关就是交流变频电子开关,然后在自动化技术逐渐发展的过程中,又衍生出全控制式的电子开关,现阶段,相关的人员又研究出一种新型的电子开关,该开关就是复合型电子开关,在这种开关的基础上,相关的人员成功的研制出了功率集成电路电子开展,这一电力开关在目前的电力电气设备中得到了广泛的应用。 1.2电路的发展 电力电气自动化的电力系统在实际的应用中,电路也逐渐实现了自动化,并且电路的发展从开始的低频逐渐向着高频转换。在利用普通晶闸管的过程中,主要是利用整流来实现对直流传动变换器的控制,使得交流变频传动能够与直流传送变换器之间实现交叉作业,从而构成交-直-交变频器,有效的保障了电路的应用合理性。在电力电子器件不断发展的进程中,其逐渐由一代转变为二代,PWM变换器也开始进一步的得到应用。在该变换器加大了利用率后,使得电力系统运行的功效得到了明显的提升,同时也使得电网受到的高次谐波的影响降低,保障了电网运行的安全,使得电动机在低频区域运行过程中存在的相关问题得到了良好解决,而在对PWM变换器进行深入利用的过程中,其所具有的一些弊端也逐渐暴露出来,这时候就需要针对其进行改进,这就衍生出了谐振式直流逆变器电路。 1.3其他自动化技术的发展 我国电力电气自动化系统中,除了电子开关、电路得到了有效的发展之外,其他的自动化技术也得到了有效的发展,其中就包括调速器以及变频器等。这些自动化技术的发展,是建立在科学技术发展的基础之上的,在科学技术发展的进程中,调速器以及变频器也不断的进行更替,使得电力电气自动化水平得以提高。 2电力电气自动化系统的功能作用 电力电气自动化系统所具有的功能较为全面,相对来说,电力电气自动化系统的应用保障了电力系统在运行上的安全,实现了电力事业可以实现长远的发展。应用电力电气自动化系统,能够及时的发现电力系统中出现的各种故障问题,并积极的采取相关的措施进行解决。除此之外,如果以单元机所具有的运行特征以及电气在控制上所具有的特点来进行分析,就可以得出电力电气自动化系统在实际的应用中,所具有功能主要体现在如下几点:首先,能够实现对变组的保护,使得厂高变也能够实现良好的保障,并进一步的保障励磁变压器的运行安全。其次,可以有效的实现26kV高压厂能够针对电源实现有效的监控功能,保障厂用电压能够实现轻松的切换,保障相关装置可以有效的进行状态的监控,并能够手动来对系统进行启动。再次,可以使得高压变压器得以良好的操控,而且能够使得2台机可以进行联用。然后,220kV开关以及500kV能够在联网上实现自动化以及手动化的联合应用。最后,就是能够使得变组断路器以及隔离开关能够得到有效的操作以及控制,使得低压厂能够用相关的低压装置进行监控。 3主要的电力电气自动化元件技术 3.1全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管 现阶段,我国在对电流以及电压定额进行研制的过程中,需要对开关的时间进行分阶段的控制,使得不同的元件都可以发挥出其应有的作用。在相关技术发展的进程中,交流变频技术逐渐得到了应用,这一技术在广泛应用的前提下,各种不同的全控式器件也逐渐开始产生,而其中最为常见的就是GTR全控式器件,但是这种器件在实际的应用中,很容易受到各种因素的影响,而使得器件出现各种不同的问题,这在一定程度上就使得相关人员在对器件进行个性化设计的过程中,只专注于进行保护线路的设计,而忽视了对线路的优化设计,从而使得线路组成过于繁杂,无法使得相关的人员清楚掌握线路的走向。 3.2交流调速控制理论日渐成熟 大致来说,直接转矩控制,用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下分析计算与控制电流电动机的转矩。采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节产生PWM信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。其控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处理物理概念明确,转矩响应迅速,限制在一拍之内,且无超调,是一种具有高静动态性能的新型交流调速方法。 结语 综上所述,电力电气设备融合了先进的网络技术以及信息化技术,逐渐实现了自动化。在这些先进技术的应用下,电力电气设备的发展与原件技术之间的关系更加的密切,电力电气设备的发展推动了原件技术运用效率的提升,使得电力电气自动化的电力系统实现了整体质量的提高。然而,即使是这样,我国的电力电气自动化发展水平依然无法与西方发达国家相比,我国的电力电气自动化还有着较深的发展潜力,还需要相关的研究人员能够更为深入的进行研究,从而使得我国的电力电气自动化水平能够赶上世界水平。 作者:齐秀锋 单位:海伦电业局 电力电气论文:电力工程中电气自动化的作用 0前言 电气自动化技术是电力工程的基础。通过电气自动化技术可实现满足自动检测、自动计量、自动调适和供电、配电、发电无缝连接的传输平台。随着我国智能电网以及超高压、特高压电网的不断推进和大量采用,无论是大专院校,还是科研机构、厂矿企业都看到了这一巨大的市场潜力,不断地把研发重心和投资主体向电力工程的智能化方向转移,其中作为电力工程最基本、最重要的技术—电力电气自动化技术来说,就成为现代信息化条件下电力技术革新的突破口。 1电力电气自动化介绍 本文讨论的电力工程电气自动化技术,摒弃了传统的以强电为主的电磁式继电器控制模式,主要突出的是以现代的互联网技术、微机技术为基础的电子信息控制技术,它包括信号检测、传输、计算、执行、反馈几个部分,对现场的信息采集,把模拟量转化为数字量,通过逻辑运算进而控制在线设备、设施运行。实现了自动诊断、自动检测、自动控制功能。达到快速、高效、精确、安全、经济的控制运行目的。 2电力电气自动化对电力工程的影响 2.1提高测量精度 我国电力工程已经规划在建设坚强智能电网的过程中,必须确保自动化、数字化的要求。我国地域广阔,环境复杂,对于坚强智能电网中的智能配电网来说,同样需要高度的自治性,特别要求电气测量精度比传统测量技术更快更准确,这样才能确保电网数字化继电保护、故障测距、电网暂态稳定性监控、输电走廊的分相技术、电网实时PMU、WAMS的监控和测量高精度运行。传统的电力工程计量系统整体误差达到0.7级。假设CT、VT误差都是0.2级,信号在电缆输送过程中受到电磁干扰又会带来0.1级的信号误差。进入到A/D转换环节后,电能表自带的VT和CT同样会引入额外的0.2级信号误差。和传统电气测量方式相比,采用EIT作为基础原件的电气自动化技术系统误差可以降低45%。主要原因在于采集的模拟信号在一次转换成为数字信号,通过全光纤系统传输,不需要二次转换就直接投送到合并单元。同样假设ECT、EVT误差等级为0.2级,由于传输信号为数字式,在全光纤传输过程中不会受到电磁干扰,免去了二次转换环节。因此以EIT为基础的电气自动化测量系统误差仅为0.4级。 2.2提高对配电网保护性能 经过大量实际运营数据分析和动模实验表明,传统电气技术在智能配电网保护过程中,当故障发生在设定区间外,一旦传统电磁式原件出现饱和现象,就可能会导致继电差动保护误动作;而当故障发生在设定区间内时,传统电磁式原件差动电流中出现的谐波就可能会导致继电差动保护动作时间被延长甚至出现拒动。在电网长输距离保护中采用电气自动化技术后,由于电子式电流互感器不存在磁饱和,二次侧电压响应波形可以更好地反应一次侧的电压暂态过程,降低电压基波幅值误差,使得保护范围扩大,有利于继电保护的迅速、灵敏、可靠,大大提高了电网系统的保护性能。 2.3满足暂态保护的要求 目前我国有关实验室进行过针对EIT暂态仿真实验。从实验图形和数据分析,总的来说EIT具有较宽的带宽和较小的相位延迟,动态和线性特性都很好,可以迅速测量出高频信号的幅值和相位,为暂态响应提供可靠的数据,满足智能配电网灵敏、安全、高效的暂态保护要求。同时,我国的电力系统正向高压、特高压方向发展。大容量、远距离的输送要求需要选择高度自动化的、精细测量、全数字化的智能手段来保证安全、经济运行。传统的电力设备局限于自身的结构和技术特点,只能对工频参数进行测量,在系统运行中很容易受到电路振荡、电阻阻尼、磁饱和影响而失真,因此,在智能配电网中基于暂态保护原理的电子信息技术会逐渐取代传统测量技术。 2.4可以准确测量畸变波形 大电网、智能化的时代来临,造成即插即用的电力电子设备越来越多,许多不确定因素也随之出现,如电网安装了更多的智能断路器、闭合开关,增加了通断开合的几率,以及大量的电子设备,都会造成电网波形畸变,对电网的运行参数产生干扰,使其分布的频率复杂。传统的电磁式设备动态范围窄、频率特性差,无法实现在复杂频率条件下的测量和保护工作。电子式电气控制技术解决通过记录暂态和稳定条件下的工作状态,分析一次大电流的值,确保了在频率复杂条件下的测量和保护工作。 2.5增加对智能配电网维保的安全度 以微机为代表的电气自动化技术从结构上来说,与传统电气技术相比,省去了复杂的绝缘结构,不需要使用绝缘油品,避免了高温失效、燃烧爆炸的发生,减少了大量的不必要的危险性检查工作和定期更换绝缘油的繁琐;同时,由于集成电路大量使用和光纤信号传输方式,小电流信号改善了对传输通道的冲击和材料质化,不需要高频度的检查和检测,极大地缩减了工作量,现有的检测模式也可以得到优化。通过在线监测、后台报警即可排查隐患,既安全又高效。 3结束语 综上所述,以电子信息技术为基础,以及大规模集成电路的开发,都为电力工程电气自动化技术提供了广阔的天地。随着我国高压、特高压电网的开发,以现代电力电气自动化技术为代表的智能电网一定会成为电力工程发展的趋势。这也是解决电力工程技术落后的最好选择。 作者:苏琦 单位:郑州煤炭工业技师学院 电力电气论文:电力电气工程施工质量监理分析 1背景概述 经济的不断发展,促进了社会文明的进步,电力在人们的正常生活中扮演日渐重要的角色,应用范围也越来越广泛。人们对于电力的需求也在逐渐增加,电力电气的工程建设要求更为迫切,然而电力工程的特殊性决定了它的质量要求必须更加严格。所以,对于电力电气工程项目的建设来说,提高质量是必然要求,有效途径就是质量监理。质量监理是一个十分重要的环节,贯穿项目的全程,不仅影响工程施工效率,对于施工效率和工程质量的提高也有着十分重要的现实意义。电力电气工程项目属于比较特殊的工程,有很多因素都会影响到工程质量,所以在施工前期、过程中、以及后期加强监理力度都是十分必要的。工程监理通过对各方影响因素进行控制,协调各方利益,才能保证电力工程项目的建设目标如期实现。然而,在目前的工程监理工作中还存在不少的问题,监理工作并没有发挥出应有的作用,施工监理力度还有待于进一步加强,监理工作也需要进一步改进。 2电力电气施工中经常出现的问题 2.1图纸的设计问题 以前的电力工程设计的时间一般有3个月,但是对于现在来说,由于工期不同程度的缩短,留给图纸设计的时间大概只有1个月,设计时间比较紧张,这也就意味着设计工作的效率必须提高。在具体的电力电气工程建设过程中,图纸审核尚未完成,但是工程建设却已经开始进行的现象并不少见,这样做很有可能会给施工方带来不可预知的麻烦,比如标准层的施工时间平均下来每一层只有4~5d,有时候会出现索赔、变更问题,增加不必要的成本。 2.2工程施工过程中的问题 2.2.1安装开关和插座盒或接线时的问题 安装开关和插座盒,或者接线时,有可能出现以下问题:线盒预埋时,普遍存在过深现象;标高不符合要求;有时候由于施工技术原因,面板和墙体之间会出现巨大的缝隙,施工质量不达标。 2.2.2进户管预埋的问题 进户管的预埋和线盒预埋一样,也会出现预埋过深的情况,并且有时候本来需要的是厚壁钢管,最后却用了薄壁铜管,部分施工材料并不符合施工要求。但是,当进户管预埋的深度没有达到要求的时候,就会造成巨大的位置偏差,转弯处需要作烧弯处理,上墙管和电焊驳出现直角。 2.2.3灯具和吊扇的安装问题 灯具和吊扇的安装也会出现一定的问题:灯位位置偏移、没有处于中心;每排灯具的水平度和直线度缺乏准确性;选择不当的材料造成质量问题,影响美观程度,比如天花吊顶,如果简灯开孔太大,看起来就会很不美观。 2.2.4导线接线问题 在导线接线时会出现多股导线没有使用铜接头而是仅做成半成品,并且没有扩锡;开关和插座的连接时,接线端连接的导线数量过多并且没有按照顺序排列,线头直接裸露在外面;导线的色标不统一,很容易使后续工作人员分不清楚。 3电力工程监理对策分析 3.1规范图纸审核过程 首先,必须对建筑结构比较了解和熟悉,通过审核结构图纸,看平面布置和标高情况,及时发现问题,确保图纸的有效性和科学性;其次,对于消防和给排水与桥架的并列间距,看设计图纸是否给符合规定要求,对于一些比较复杂的情况,设计方面要拿出更加具体和详细的施工图解,仔细审核;考虑到火灾问题,图纸审核中要注意确认预留管线和模块的位置与数量是否同施工要求相一致。 3.2施工时的监理措施 3.2.1施工质量的监理工作 施工质量的监理工作,开展依据是上级批准的图纸和技术相关说明书,这就要求施工方必须严格遵守图纸要求,严格按图施工,保证工程质量。监理者必须督促施工方的行为,使他们的施工过程严格遵守设计图纸的要求;除此之外,还要注意保证设计方与施工方要及时进行技术交底和图纸会审,注意这两项,才能对图纸细节和设计意图更加了解。 3.2.2施工过程中应注意细节问题 对于施工过程的监理工作应注意细节问题,工作人员必须要具备一定的专业知识,对于工人的施工操作有一个基本的判断能力,清楚相关的规定和标准,做出科学的督促,及时纠正出现的不良施工现象,杜绝违规操作行为;基础施工应配合土建,做好预留、预埋工作;主体施工对材料要保证质量,坚决拒绝不合格产品,材料审核工作必须要严格;充分考虑保护层的厚度等因素,保障施工的科学性。 3.2.3监理人员应与设计者及时沟通 工程监理人员还必须与设计者进行及时有效的沟通,做好督促工作,会审图纸时,要与空调和排水等方面的施工者和设计者进行有效沟通,找出不足和需要改进的地方,并且及时纠正错误。施工时,监理人员应该对于施工方的质量管理工作予以督促,规范施工操作;每一道工序都要认真对待,完成之后施工方要自己先检查,确保没问题之后就可以填写单据,之后再由监理人员进行检验。监理人员在进行检验工作时,必须严肃对待,加大检查工作的力度,确保合格之后才能允许进行下一步骤。为了尽量避免某些将来可能会出现施工问题比如错位和碰撞等,监理人员还要注意互相之间的配合工作。 3.2.4注意协调各方利益 电力工程项目十分复杂,一般需要多方努力才能完成,主要包括三方,即设计方、施工方、监理方,在项目实施过程中各方的利益协调非常关键,利益冲突对于施工质量的提高十分不利。有效的监管和督促措施,可以保障施工的有序进行,具体来讲可以通过对施工材料和工艺的监督,保证承包方能够按照合同规定进行;对于承包方在施工中遇到的困难或者问题,监理方都应该尽力协助解决,保障各方的切身利益。 3.3细化监理实施细则 制定更为详细的工作规范和实施细则,确定合理的监理工作目标。电力工程的施工质量监理工作必须有一套严格的执行规范,严格要求工作人员的行为。对于质量检查标准和评定验收工作必须有明文规定,确保监理工作遵守一定的章程进行,使施工单位和操作人员对于自身的职责有一个明确的认识和了解,清楚自己的任务以及应当发挥的实际作用,每种工作和工序之间要进行科学的衔接;建立完善的质保体系,明确质检人员的职责和权限,落实工作内容。电力工程与其他项目不同,它有很多独特之处,因此,工程的质量监理工作量很大,监理工作人员要注意对影响施工质量的因素进行有效控制,落实管理工作,加大工程监理实施力度,为电力电气工程的施工质量的提高提供可靠的保障。 4结语 电力电气工程项目主要包括工程立项、图纸设计、工程施工、验收等几个重要步骤和程序,在这个过程中涉及到许多单位,必须由多方共同参与,为一个工程目标而努力。虽然工作重点各不相同,但是彼此之间有着共同的利益和目标,施工的顺利进行,要求各方必须要加强配合,做好协调和控制,保证施工目标能够实现。 作者:林烽 单位:福建闽能咨询有限公司 电力电气论文:电力企业电气工程项目管理研究 工业和民用建筑都会使用到电气工程,所以电气工程项目管理非常重要,设计工程的质量、工期、投入等多方面内容,质量关系建筑整体的设备安全以及能源消耗,对建筑使用功能有直接影响,所以电气工程项目管理必不可少。 1电气工程项目管理 1.1电气工程项目管理的定义 对电力企业而言,在市场经济环境下,随着电力供求关系由卖方市场转向买方市场,逐渐向法人企业转变,电力市场竞争日益激烈,提高服务质量和开拓市场就成了电力企业(供用电施工企业)搞好经营管理的主题。但电力企业的管理,关键在于项目管理,项目管理的好坏直接影响到企业的信誉、效益,能否在电力市场占有一席之地。与一般项目管理一样,电气工程项目管理就是由一支项目团队执行一定的规程、运用一定的工具和技术、做出一定的经济分析、按照一定的流程来满足或超越客户的需求和期望,完成既定的电力供应与安装任务的全过程。成功的电气工程项目管理,对项目团队、所执行的规程、所做的经济活动分析、所使用的工具和技术以及工作流程(程序文件)等方面都有着严格的要求。 1.2电力企业电气工程项目管理的现状 现在我国的电力企业在电气工程项目管理上属于粗放管理,将管理的工作下放到部门和工作人员,寄希望于他们能够自己完成,得到好的效果,可是导致了项目的延期;也有一些是有计划和目标的,但是却缺乏执行。有些电力企业的项目管理杂乱无序,企业软硬件管理不科学、不规范,设备器械随意摆放,没有使用计算机进行全程管理。有些企业的规划部署并不合理,进度要求不统一,相互的配合不和谐,延误了进程。一个项目进度要有科学的管理,如果放任其发展就会导致其工期延长,人力和物力有所浪费,当纯的对工期进行追求,就会降低质量,留下安全隐患。 2电力企业电气工程项目管理内容 时间、成本和质量是电气工程项目所需要管理的三个主要内容,任何项目对这几个要素都有一定的侧重,保持这三个要素的平衡才能够保障项目的顺利完成,所以应该要做好这些要素的平衡和管理工作。 2.1项目进度管理 项目进度管理是对项目进展的不同阶段以及最终完成期限的管理。主要是为了让项目可以在计划时间内完成目标,该项管理有计划的制定以及进度的控制。电气工程项目的进度管理对动能转供间歇应该要最大限度的降低。 2.2电气工程项目质量管理 项目质量管理是为了让项目的结果能够满足质量标准,而质量是企业生存之本,电力企业中一个线路故障就会导致大范围的停电,造成巨大的社会损失,对电网的经济损失严重,所以电气工程项目质量管理应该要高标准,严要求,施工企业应该要把好管理关,能够让施工质量得到保障。建立项目质量保证体系。为了让项目不同阶段的结果都能够达到质量要求,项目小组在开始项目前应该要进行质量标准制定,建立相应的规章制度以及责任制度,这样才可以让质量按照既定的方向完成,也可以超标完成。工程施工质量管理。施工之前,对会造成电气安装工程质量的隐患进行排除,对不同环节都进行有效的管理和控制,让工程的整体质量有保障,施工的时候,采取现场技术管理工作责任制,以科学务实的要求来敦促自己。各项技术政策要落实到位,让工程技术有序完成,集中注意力放在技术管理上,让工程质量获得提升,减少工期,提升经济效益。施工质量管理要以图纸、施工、验收作为管理的重点内容,对质量的标准严格制定,完善管理制度。对会造成工程质量的要点和部位、因素给予关注,安排专员来管理负责。建立质量信息反馈系统,对质量信息进行收集和传递,及时的上报项目经理,以便根据获得的信息来调整施工,对偏差进行纠正。 2.3电气工程项目成本管理 成本管理是对项目成本进行控制,对成本的使用和执行进行了解,及时调整偏差,寻找原因,用技术和方法来让项目满足客户的要求,完成目标成本。企业的经济效益增长都是以利润最大和成本最小化作为基础的。项目成本控制的优劣对项目管理水平可以直接体现出来,企业管理中项目成本管理是必不可少也是非常重要的,在电气工程项目整个过程都有所体现。电器项目成本管理的要点有以下一些。提升企业员工成本控制的意识。电力企业的生产人员以及外包单位都是成本控制的主体,材料费、人工费、机械费都得到了控制才能够提升整个项目的经济收益。所以,提升一线人员的成本意识,做好自我管理,让职工能够意识到成本控制的重要性才能够让企业效益提升得到满足。项目工程成本管理基本数据有总目标成本、人力资源、材料、实际成本等,这些数据都是进行成本管理,成本预测和控制的依据。 2.4电气工程项目安全管理 贯彻“安全第一、预防为主”的安全生产方针。安全工作是企业的生命,也是最终完成项目目标的保证。电气工程项目的安全管理离不开加强检查监督、强化基础工作、落实安全责任三个环节。就电气工程项目的安全管理,它贯穿在从签订施工合同、进行施工组织设计、现场平面设置等施工准备工作阶段,直至工程竣工验收活动全过程。所以,电气施工企业要以安全管理为先导,确保员工的生产安全,对设备和物资进行保护,提高员工积极性,安全的生产条件才能够有高效的生产效率。 3结论 当前时代是机遇和挑战并存的时代,电力企业的发展要以管理为依托,提升自身的竞争实力,做好项目管理才能够获得前进的动力,保持持续发展,所以电力企业工程项目管理对企业来说是非常重要的事情。 作者:于鹏 单位:唐山三友氯碱有限责任公司 电力电气论文:电力线路及电气设备安全检查分析 1电力线路的安全检查 1.1架空线路的安全检查 ①电线杆有无出现倾覆、腐朽或基础下沉等问题。②在架空线路下方有无堆放强腐蚀性、易爆性或易燃性物体。③在架空线路铺设的周围有无危险建筑物或构筑物。④架空线路上有无杂物悬挂。⑤板桩与拉线的固定情况是否牢固可靠。⑥架空线路接头部位有无腐蚀、老化、过热或断掉等现象出现。⑦避雷装置的安装情况是否良好,有无绣断情况发生等。这些看似不起眼的检查工作,一定要从细节处入手,不能有丝毫的麻痹大意,以保证检工作的全面性。 1.2电缆线路的安全检查 电缆线路通常需要布置在地面以下,这就决定了要想做好电缆线路的安全检查工作,就必须要对地下线缆的敷设方式、走线方向、结构布置和电缆头布置等情况进行详细的调查和了解。所以每个季度要对地下电缆进行一次安全检查,遇到特殊情况如洪水、特大暴雨等还要增加检查的次数。检查的主要内容如下:①电缆终端和瓷套管有无放电痕迹或破损情况,对于填充有电缆油或电缆胶的电缆终端头等,还需要检查其有无漏油或漏胶情况。②对于裸露在地表之上的电缆线,在检查有无损伤、锈蚀或支架脱落等问题的同时,还要检查电缆线路附近有无强腐蚀性或易燃易爆性物体堆放。③对于地下敷设类型的线缆,检查线缆的敷设保护物和盖板的情况是否良好,线路的标桩是否完整。④电缆沟内是否有渗水或积水情况、是否有易燃易爆或腐蚀性物体堆放。⑤线缆线路上各种接地情况是否良好,有无锈蚀、断股或松动问题等。由于电缆线路通常深埋于地下,所以检查周期会长一些,检查工作的难度、强度也更大一些。 1.3车间配电线路的安全检查 同线缆的安全检查类似,要想做好车间配电线路的安全检查工作,就需要对车间配电线路的辐射情况、结构形式和配电箱位置等情况先进行详细的调查和了解。通常需要一周一检,而具体的检查内容主要包括以下几个方面:①车间配电线路的导线有无发热问题。②线路有无负荷问题。③检查配电箱、开关、分线盒、母线槽和熔断器等的实际运行情况,尤其是对线路母线接头的腐蚀、损害情况和接线情况进行详细的检查。④对线路上及其周边的情况进行检查,确保不存在影响线路运行的情况,如导线上有悬挂物等。⑤对于那些敷设在腐蚀性或者潮湿环境中的线路,要定期进行绝缘性检查。这项检查工作比上面提到的两种都要复杂琐碎,却又无时无刻不伴随在生产和生活的周围,发生事故的几率也比较高,因此要格外重视,务必保证这项工作的常态化。 2电气设备的安全检查 完好的电气设备是确保各类机械设备正常运行的基础和前提,而电气设备的安全检查则是确保电力设备正常运行的有效手段和措施,所以对电气设备的安全检查进行探讨是十分必要的。下面以电动机、发电机和高、低压柜等电气设备的安全检查为例,对检查工作中的一些要领和注意事项进行阐述。 2.1电动机的安全检查 电动机的安全检查内容主要有:①电动机的电流和电压是否稳定,有无超标问题。②电动机的运转是否正常,有无卡壳问题。③电动机的风扇罩、外壳有无破损问题。④电动机风扇罩内部有无杂物。⑤电动机螺栓的固定是否牢固。⑥电动机在实际运行的过程中有无杂音或异味。 2.2发电机的安全检查 发电机的安全检查内容主要有:①发电机的线圈和铁芯运转是否稳定,进出口的风温是否有超标问题。②发电机内部有无火花或放电问题。③发电机的电压和励磁电流与其一次电流和电压是否保持一致,有无超标问题。 2.3高、低压柜的安全检查 高、低压柜的安全检查内容主要有:①油断路器的油位是否过低或过高。②互感器、绝缘子和断路器的包面是否清洁、干燥,有无破损或放电现象。③高、低压柜的柜顶有无杂物。④断路器、指示灯和转换开关的状态是否保持一致等。 3结语 电力线路和电气设备的安全检查工作是企业生产和居民生活的重要保障,检查工作不但要细致入微,而且还要常态化。发现问题在妥善处理的同时还要及时上报给有关单位和领导,为以后的检查工作提供可以借鉴的经验。 作者:孙绚 单位:南阳市中心医院 电力电气论文:电气设备安全检查电力线路论文 1电力线路的安全检查 1.1架空线路的安全检查 通常情况下,一般每隔一个月就要对相关的架空线路进行一次彻底的安全检查。但是如果在此期间发生特殊情况,如大风、大雨等,必须增加检查次数。架空线路安全检查的主要内容包括以下几个方面:①电线杆有无出现倾覆、腐朽或基础下沉等问题。②在架空线路下方有无堆放强腐蚀性、易爆性或易燃性物体。③在架空线路铺设的周围有无危险建筑物或构筑物。④架空线路上有无杂物悬挂。⑤板桩与拉线的固定情况是否牢固可靠。⑥架空线路接头部位有无腐蚀、老化、过热或断掉等现象出现。⑦避雷装置的安装情况是否良好,有无绣断情况发生等。这些看似不起眼的检查工作,一定要从细节处入手,不能有丝毫的麻痹大意,以保证检工作的全面性。 1.2电缆线路的安全检查 电缆线路通常需要布置在地面以下,这就决定了要想做好电缆线路的安全检查工作,就必须要对地下线缆的敷设方式、走线方向、结构布置和电缆头布置等情况进行详细的调查和了解。所以每个季度要对地下电缆进行一次安全检查,遇到特殊情况如洪水、特大暴雨等还要增加检查的次数。检查的主要内容如下:①电缆终端和瓷套管有无放电痕迹或破损情况,对于填充有电缆油或电缆胶的电缆终端头等,还需要检查其有无漏油或漏胶情况。②对于裸露在地表之上的电缆线,在检查有无损伤、锈蚀或支架脱落等问题的同时,还要检查电缆线路附近有无强腐蚀性或易燃易爆性物体堆放。③对于地下敷设类型的线缆,检查线缆的敷设保护物和盖板的情况是否良好,线路的标桩是否完整。④电缆沟内是否有渗水或积水情况、是否有易燃易爆或腐蚀性物体堆放。⑤线缆线路上各种接地情况是否良好,有无锈蚀、断股或松动问题等。由于电缆线路通常深埋于地下,所以检查周期会长一些,检查工作的难度、强度也更大一些。 1.3车间配电线路的安全检查 同线缆的安全检查类似,要想做好车间配电线路的安全检查工作,就需要对车间配电线路的辐射情况、结构形式和配电箱位置等情况先进行详细的调查和了解。通常需要一周一检,而具体的检查内容主要包括以下几个方面:①车间配电线路的导线有无发热问题。②线路有无负荷问题。③检查配电箱、开关、分线盒、母线槽和熔断器等的实际运行情况,尤其是对线路母线接头的腐蚀、损害情况和接线情况进行详细的检查。④对线路上及其周边的情况进行检查,确保不存在影响线路运行的情况,如导线上有悬挂物等。⑤对于那些敷设在腐蚀性或者潮湿环境中的线路,要定期进行绝缘性检查。这项检查工作比上面提到的两种都要复杂琐碎,却又无时无刻不伴随在生产和生活的周围,发生事故的几率也比较高,因此要格外重视,务必保证这项工作的常态化。 2电气设备的安全检查 完好的电气设备是确保各类机械设备正常运行的基础和前提,而电气设备的安全检查则是确保电力设备正常运行的有效手段和措施,所以对电气设备的安全检查进行探讨是十分必要的。下面以电动机、发电机和高、低压柜等电气设备的安全检查为例,对检查工作中的一些要领和注意事项进行阐述。 2.1电动机的安全检查电动机的安全检查内容主要有 ①电动机的电流和电压是否稳定,有无超标问题。②电动机的运转是否正常,有无卡壳问题。③电动机的风扇罩、外壳有无破损问题。④电动机风扇罩内部有无杂物。⑤电动机螺栓的固定是否牢固。⑥电动机在实际运行的过程中有无杂音或异味。 2.2发电机的安全检查发电机的安全检查内容主要有 ①发电机的线圈和铁芯运转是否稳定,进出口的风温是否有超标问题。②发电机内部有无火花或放电问题。③发电机的电压和励磁电流与其一次电流和电压是否保持一致,有无超标问题。 2.3高、低压柜的安全检查高、低压柜的安全检查内容主要有 ①油断路器的油位是否过低或过高。②互感器、绝缘子和断路器的包面是否清洁、干燥,有无破损或放电现象。③高、低压柜的柜顶有无杂物。④断路器、指示灯和转换开关的状态是否保持一致等。 3结语 电力线路和电气设备的安全检查工作是企业生产和居民生活的重要保障,检查工作不但要细致入微,而且还要常态化。发现问题在妥善处理的同时还要及时上报给有关单位和领导,为以后的检查工作提供可以借鉴的经验。 作者:孙绚单位:南阳市中心医院 电力电气论文:电气设备电力工程论文 1.控制配线、配管工程质量 配线是电气设备安装用到的最为重要的耗材,导线与电缆数量和质量事关工程安装进度和质量。建筑物所用的导线和电缆必须由阻燃材料制成,结合图纸要求,选用既符合国家质量标准又合乎图纸要求的导线与电缆。导线穿管是不允许有接头的,而且严格控制线管中的导线数量,以10根为最多上限。同一线管中的导线要求同样的电压,如果导线电压差距较大,需要分别选用线管,如果导线连接的是不同的电表量程,也应分别穿管,接地线和支流回路才可以在同一跟线管中同行。连接导线也要严格按照相关工艺要求,接头需要一般都要采用压接工艺,确保导线界都没有加渣、裂缝问题出现,制作线头一定要规范,密实包扎。配管是电气设备必不可少的材料,所有的配管必须符合国家标准,PVC管是用的最多的材料,一定要确保PVC是阻燃材料制造,而且严格根据图纸和设备要求选用型号。如果需要用到钢管,一定要确保未经腐蚀,不能有任何锈迹,截取钢管时需要用钢锉处理管口,不能存在毛刺,防止割裂或者刺破导线绝缘层。施工时选用配管的管径一定要和图纸要求相一致。需要用弯管设备进行煨弯,煨弯半径必须符合要求。对于薄壁钢管需要借助丝扣来连接,并且整齐排列丝扣,薄壁钢管不能采用焊接方式处理。严格根据相关要求来埋砼,必须达到深度要求,如果配线管需要暗敷就要随墙埋入。 2.控制配电箱安装质量 首先需要根据工程施工实际定植配电箱,确定好是用明箱还是暗箱。如果是暗箱需要认真研究预留洞大小,找平、竖直、确定标高,并将箱体的周边用砂浆填实。如果是明箱,在确定好尺寸的前提下选用合适的膨胀螺栓来固定牢固,确保箱体不能倾斜,箱体的油漆不能蹭破。订货之前认真研究图纸中三相负荷是否平衡,如果不平衡则要及时调整。最后根据调整的具体情况来区分导向的色别,并把具体的参数以书面形式提交供货商家。其次,在安装箱体过程中,第一步要检查箱体的尺寸规格,根据电气施工预埋管的管径和数量开启敲落孔。如果商家已经根据常规需要设计了预留孔,直接打开就行;如果商家没有预设,则要选用专业开孔器根据配管数量和口径来开孔,电气焊开启很容易对箱体造成破坏,同时需要做好开孔处的防腐蚀处理。再根据箱体的形状、大小和图纸及施工环境选择合适的位置。安装牢固以后用水泥灌注,等箱体足够牢固以后再进行箱内走线和设备安装,用专用PE保护线汇流排引连接接地螺栓,不仅能够解决箱体的接地问题,而且能够有效解决钢管进箱焊接灼伤箱体的问题,防止箱体受热变形。安装固定好配电箱以后,需要实施穿线,仔细研究图纸设计,根据要求选好导线规格型号,并且保障导线都要整齐顺直穿入,折弯也应整齐划一,不能高低起伏,更不能出现交叉交合问题。同时,考虑以后维修和优化等后续工作,需要预留一定的导线,根据箱体半周长截取预留导线长度。每一个接线柱上只能接入一根导线,不得已也最多只能接入两根导线。依照图纸对应回路做好编号,并标注控制回路名称。 3.整理好相关资料和竣工图 在施工过程综合考虑安装的特殊环境和业主的临时要求,需要对相关内容作出一定的变更,施工完成以后必须对整个施工做好整理,尤其是对施工过程中的变更一定要在施工图中作出相应的标注,并做好有关资料的记录,最后绘制出完成的竣工图。施工单位与监管人员同时到场开箱检测合格证及相关资料,交工时需要把与之相关的资料和图纸一并教给监管人员审核,确认无误后装入竣工资料档案保管。总之,电力工程相关电气设备安装工艺是一项综合性系统工程,需要安装好电气设备,还需要做好合作单位、各个工种间的相互关系,确保工程顺利施工,保障工程质量和安全。 作者:罗玉苹赵华平单位:国网江西新建县供电有限责任公司 电力电气论文:电气自动化电力论文 一电力自动化发展历程及应用现状 1.1配电自动化配电自动化 就是借助网络,通过计算机系统可以实时了解电力的相关参数,并在此基础上进行配电的设置。自动化技术的应用,一方面有利于降低劳动强度与投入资金,提高工作效率。配电自动化系统可以按照配电容量与规模分为三种:大型、中型以及小型配电自动化系统。通常说来,在进行智能配电自动化系统类型的选择时,必须要与工程建设目标、要求以及未来的发展规模相结合,以确保其可扩展性、经济性以及安全稳定性。配电自动化系统最为突出的优点表现在:具有非常好的灵活性,并且在建设初期,可选择中型配电自动化系统建设类型,装设主站、子站和终端。在今后的发展中,如果需要扩建配电系统,就需要对主站系统的数量有所增加,并且将其中一个主站当作中心站。在智能配电网自动化系统建设过程中,自动化系统的作用是非常大的,但也有很高的要求,如开关设备符合标准要求,又满足管理操作系统,配电自动化系统建设过程中的相关技术指标,可参见标准文件。 1.2电网调度自动化电网调度自动化 就是利用计算机和网络等一系列现代化高科技技术对电网进行自动的调控,所有操作通过软件进行分析和决策,能够做到比人工更加精准,同时也能避免一些意外事故的发生。我国的电网不仅能够供应大量的电力,还要保障供电系统的稳定性和监管系统地安全性,因此电力自动化变逐渐扮演更重要的角色。 (1)SCADA应用系统SCADA系统即为数据采集和监视控制系统。在电力系统中,可以运行的SCADA系统的现场监控设备,实现数据采集、设备控制、测量、参数调整和各种报警信号等功能,即我们所说的“四遥”功能。远程终端单元和馈线终端单元是SCADA系统的重要组成部分,在目前的变电站综合自动化建设中起到了相当重要的作用。 ()AGC应用系统应用AGC系统自动发电控制系统,能量管理系统是一个重要的功能。应用变频调速系统AGC输出模块以满足用户不断变化的需求,使电力系统经济运行情况。AGC应用系统的基本功能有:负荷频率控制、经济调度控制和备用容量监视。AGC应用系统通过对电力系统安全运行的管控,可以对运行中的故障及时报警,然后运用数据采集与监视控制系统对电力的运行质量把关,以提高电力系统的运行质量和运行效果。 (3)仿真应用系统仿真应用系统,根据系统分析各要素之间的关系的基础上,建立系统的体系结构可以描述的行为或过程的仿真模型。在计算机中,运用系统仿真技术创建模拟电网模型,提供仿真环境,可供电力调度工作人员使用。此外,利用仿真应用系统有利于工作人员积累实际经验,提高操作技术。 (4)PAS软件的应用PAS软件主要是通过电网各种实时信息,分析电网运行状态,从而为调度员提供科学的据侧依据,使其制定出最优的电网运行方案,有利于进一步提高电网运行的经济、可靠性。其中,电网各种实时信息主要包括了实时测量值、断路器隔离开关的实时状态等。 二电气自动化的发展趋势 1.平台开放式的发展 电气自动化发展的需要一个通用的平台,先进的技术才可以发挥作用。电气自动化的发展趋势表明,使用标准化接口程序,按目前国家标准,规范使用IEC接口所有电气设备和管理更加简单方便,而且使设备运行编程过程缩短。标准化是电气自动化具有统一接口和编程语法,以及利用互联网技术在设备允许信息交流更容易。实际的操作方式为利用一个和外界相通的接口,实现对电力系统各个部件和相应系统的监视调节,实现有效的管理控制,是电力系统运动技术、信息管理方面的技术核心。 2.操作系统通用化发展 Windows操作系统是目前最为通用的操作平台,其具有操作简单、维护便捷的优点。通常,电力系统的正常运行需要多个系统进行协调,通过内部网络结构实现各个设备系统的有效控制。因此,系统结构的通用化是一大重要发展趋势,其有利于实现电力系统内部的协调一致性,以最大化地发挥电气自动化控制系统的作用。 作者:张举刚单位:万山供电局 电力电气论文:电力电子技术教学电气专业论文 一、“电力电子技术”课程教学改革具体内容 1修改人才培养方案人才培养方案制定得是否合理,关系到本专业的生存和发展。随着现代科学技术的迅猛发展,电类的各专业的界线越来越模糊,各学科相互交叉、相互渗透,电气专业传统的“发电、输电、用电”知识结构已经不能满足当今人才培养要求。因此,对人才培养方案和教学计划要进行适当的修改和调整。由于电气工程及其自动化专业是一个强电和弱电相结合的宽口径专业,而电力电子技术是诸多学科相互交集的学科,是由基础课到专业课过渡的桥梁和纽带,是强电和弱电的有机结合。因此,在修改和调整人才培养方案和教学计划时,要体现出电气专业的“以强电为主、弱电为辅、强弱协调”的主导思想,加大教学力度,要意识到“电力电子技术”课程在电气工程及其自动化专业教学中重要性和必要性,以拓宽学生的知识面,提高学生的工程实践能力和创新能力以及扩大学生毕业后的就业面。 2教材内容的合理取舍任课教师要选择一本合适的电力电子技术课程教材作为主教材,再参考其他的辅助教材,取长补短,主讲教师应具有宽阔的知识面及丰富的电力电子工程实践经验,注重应用型人才培养目标。教材的内容既有丰富的理论知识,还要注重工程实际的应用,要体现电力电子技术发展的新技术,也要体现出“电力电子技术”课程是基础课到专业课平稳过渡的桥梁,使教材内容更符合二本院校电气工程及其自动化专业的人才培养的要求。主教材中除重点讲授交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流四大类基本变流电路及它们的组合之外,还要联系当今电力电子技术的发展趋势及应用情况,注重电力电子技术在电力系统及其他工程领域中的应用,注重主电路设计、驱动电路设计、保护电路设计、参数计算及元器件选择,还应该适当介绍SVC、SVG、高压直流输电、开关电源、UPS电源、感应加热电源、光伏逆变器等装置的工作原理和实际应用情况,以适应电气工程及其自动化专业宽口径就业要求。 3课堂教学方式改革教学过程中应以学生为主,教师为辅,避免一人堂和填鸭式教学方法,针对教学内容和学生的具体情况组织安排教学内容。由于“电力电子技术”课程的教学内容繁多,课堂教学中需要绘制大量的电路图和波形图,以及诸多公式推导及各种参数计算等。由于课程学时少而教学内容又多,仅仅依靠传统的黑板加粉笔的教学方式显然是达不到教学效果的,所以多媒体技术逐渐走进了“电力电子技术”的课堂教学,大大地提高了课堂教学效果。这里需要强调的是,多媒体教学的引进并非完全取消黑板加粉笔的课堂教学方式,二者应该相互协调、相辅相成,各有各的长处。对于复杂的电路及波形的绘制和分析,可以充分利用多媒体的音容并茂的特点,使学生更容易理解和掌握电路的基本原理和工作过程,如以flash动画的方式显示电力电子器件的开通和关断过程、过电流和过电压的产生过程、电路的输入输出电压和电流波形等,使学生感到生动而有趣,使学生的课堂学习不再枯燥无味;而对于简单电路的分析以及例题习题的讲解,还是黑板加粉笔的方式显得更简单便捷,更具亲和力,加强了教师与学生间的互动和情感交流。总之,课堂教学十分重要,教师要根据自身的特点、教学内容、学生的素质,充分利用现代化教学手段及互联网资源,在有限的课堂教学时间内,最大程度地使学生理解和吸收所学的知识。 4改革实验教学环节为了提高学生的工程实践能力,对原有的电力电子实验室设备进行了更新和改造,引进近几年内较为先进的电力电子实验设备,对原有的验内容和实验计划进行了修改和调整,尽量减少简单的验证性实验,增大设计性和综合性实验的比例,根据专业的特点和理论教学情况组织实验教学。我院现有的电力电子综合实验室可开出多种实验,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大电力变换所需的实验,如整流及有源逆变实验、交流调压及交流调功实验、直流斩波实验、无源逆变变实验等。为了培养学生的科技创新意识,还增设了开放性实验和创新性实验,加强了教师与学生间的知识交流,也使电力电子课程的实验教学延伸到课外,对教学时间的不足起了一定程度的弥补作用;同时,在我院的大学生电子挑战杯大赛中,部分学生的竞赛题目与电力电子技术有关,提高了学生的电力电子技能。另外,我院每个学期举行教师实践技能大赛,有相当一部分竞赛题目与电力电子技术有关,大大提高了教师的电力电子技术实践能力和实验教学水平。 5将Matlab仿真软件引进课堂教学和实验教学Matlab仿真软件是各院校普遍开出的课程,将Matlab仿真软件与电力电子技术课程相结合,在课堂上,利用Matlab仿真软丰富友好的图形界面,使学生更直观地掌握所学的知识,也避免了教师画电路图、波形图的繁琐及时间的浪费;将Matlab仿真软件与电力电子技术课程实验相结合,是原有的实验操作的有益补充,同时又具备原有实验装置不具备的优点,如解决设备费用高、实验所花时间长、危险性大的缺点。而利用仿真教学工具代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件损坏,也没有任何危险,学生完全可以在无人指导的情况下,在任何地点的计算机上自行完成电力电子电路的仿真实验,在此基础上再进行适当的真实性实验,这样不仅激发了学生的学习兴趣,更重要的是提高了学生发现问题、解决问题和实际动手的能力,会收到事半功倍的实训效果。 6课程设计环节的改革“电力电子技术”课程教学改革后,在课程教学的后期,增加了课程设计环节,由主讲教师布置该课程的设计任务,为避免雷同,每人一题,主要以电力电子技术的四大电力变换为核心,结合工程实际,根据给出的技术参数和技术指标,要求学生综合运用所学的相关知识,设计出总体方案、主电路图、驱动电路、保护电路等,并进行相关参数计算及元器件选择。较简单的题目,要求制作电路板和元器件焊接,并使用实验室的仪器和工具进行调试;较复杂的题目要求用实验室的实验设备验证或进行matlab仿真,最终以论文的形式完成课程设计,并进行课程设计答辩。课程设计环节的增加,拓宽了学生的知识面,提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,是理论与实践相结合的有益补充,同时为后期的毕业设计、就业及将来打下基础。 7毕业设计环节的改革为了提高电气专业学生的电力电子技术理论知识和工程实践能力,近几年来,在电气工程及其自动化专业毕业实习过程中,除了到发电厂、变电所参观实习外,有相当一部分学生到电力电子装置的厂家实习;有时也请电力电子产品的专家学者做专题报告。在毕业设计选题方面,除了发电厂、变电所、继电保护、电气照明等传统设计题目外,许多教师在本科毕业设计中也增加了许多有关电力电子技术方面的设计课目,如感应加热电源、大功率开关电源、UPS电源、光伏逆变并网系统、SVC、SVG、高压直流输电等方面的题目。有些设计题目还获得了省级或校级优秀学士学位论文。 二、结束语 二本院校的电气工程及其自动化专主要是为社会培养业急需的本科层次的应用型人才,既有相应的理论知识,又有较强的工程实际能力,既不同于重点本科院校的研发型人才培养模式,又不同于高职高专的纯技能型人才培养模式,而是二者兼而有之。几年来,通过我们对电力电子技术课程各教学环节的改革探索,取得了一定的教学效果,调动了学生学习电力电子技术的积极性,提高了学生的实践动手能力和科研创新意识,为应用型人才的培养打下了一定的基础,同时也为其他课程的教学改革提供了一定的经验。当然,“电力电子技术”课程教学改革是一项长期而艰巨的任务,需要我们师生和学校乃至整个社会的共同努力,积极探索电力电子技术教学改革的经验和方法,培养出更多的符合社会要求的本科层次应用型人才,为社会做出我们二本院校应有的贡献。 作者:巴金祥原琳单位:辽宁工业大学电气工程学院 电力电气论文:电力拖动控制线路设计电气专业论文 一、掌握典型控制线路的原理图及安装调试 1.能够画出典型控制线路的原理图如三相异步电动机的单向运行控制;正反转控制(含接触器联锁的正反转控制、按钮联锁的正反转控制、双重联锁的正反转控制);星三角降压起动控制(含手动控制的星三角降压起动控制、自动控制的星三角降压起动控制);双速电动机控制(含手动控制的双速电动机控制、自动控制的双速电动机控制)等。学生通过理论学习以后,应具有相应的画图能力;然后通过到实训室学习,不仅可以强化学生的画图及动手安装接线的能力,还可以为后面的课程设计打下基础。 2.正确安装典型控制线路通过分析电气原理图后,进行安装接线;学生要能够把原理图中电气元件符号,与实物上的各对应部分联系起来,正确接线;先接主电路,在接主电路时,要注意电源的进线是上进下出;接控制电路时,根据编号,依次完成接线;在接按钮盒时,要注意,进盒的线要通过接线端子引入。对每个元件在所接线路中的作用,学生一定要清楚。 3.调试学生安装接线完成后,先通过静态检测,对所接线路有一个初步的判断,即是否存在短路或断路情况,静态值是否合理;然后是进行通电测试,通过通电试验,可以直观看到各元器件的动作,及电动机运行情况是否正常。这一过程,让学生看到每个元件的动作情况,以及所接线路完成的控制功能。 二、学习简单控制线路的设计 1.首先根据所设计控制线路的要求,对所需要用到的电气元器件写出材料清单(元器件的名称、数量、型号)。 2.根据所设计线路的要求,通过自己在理论学习和实习学习中掌握的知识,考虑如何设计。 3.通过分组完成或自己完成,画出能够实现设计要求的电气原理图,分析工作原理,请带实习的教师审核图纸,提出建议,方可照图安装接线。 4.在我们设计线路时,还要考虑一个重要的因素,就是要根据现有的元器件条件,完成我们的设计课题。因为,每个设计线路的功能,可以通过很多种控制方式来完成。 三、设计实例(三相异步电动机单向运行控制,扩展为两地控制的两台电动机手动顺起,手动逆停控制线路,具有短路、过载、欠压及失压保护) 1.元件清单三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个。 2.设计思路 (1)由于要完成两地控制,必须考虑甲、乙两地均有起动按钮和停止按钮;根据现有的条件,我们只能提供两组三联按钮,所以,在设计线路时,学生必须考虑其中两个按钮,即要做起动按钮使用,又要做停止按钮使用。学生还需要掌握一个要点,就是只要是多地控制,每台电动机的控制电路,起动按钮要并联、停止按钮要串联。 (2)两台或多台电动机要求顺序起动时,控制第一台电动机的交流接触器常开辅助触头,必须串联在第二台电动机的控制电路里,以此类推。 (3)两台或多台电动机的逆序停止时,控制第二台电动机的交流接触器常开辅助触头,必须并联在第一台电动机的停止按钮上。 3.画出设计电路根据设计思路,画出能够实现控制要求的电路图,(主电路省略)。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的停止按钮,SB21、SB22的常开触头是第一台电动机的起动按钮,SB21、SB22的常闭触头是第二台电动机的停止按钮,SB31、SB32是第二台电动机的起动按钮。通过这六个按钮,我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机,KM2控制第二台电动机。 四、我们在设计了手动控制基础上,进一步学习自动控制的设计(两地控制的两台电动机自动顺起,自动逆停控制电路) 1.元件清单三相空气开关1个、主熔断器3个、控熔断器2个、交流接触器2个、热继电器2个、三联按钮2个、增加一个时间继电器、一个中间继电器,减少两个按钮。 2.设计思路 (1)起动时,第一台电动机起动一定时间后,第二台电动机自行起动。根据要求,我们可以采用通电延时型时间继电器或断电延时型继电器完成顺序控制的要求;通常情况下,首选通电延时型时间继电器,利用它的延时闭合常开触头串接在第二台电动机的控制电路中,实现按时间顺序起动的控制要求;相当于利用时间继电器的延时闭合常开触头,代替第二台电动机的起动按钮,当延时触头自动闭合时,第二台电动机就自行起动。由于是两地控制,所以,两个起动按钮需要并联完成两地控制要求,如图二所示。同学们也可以在此电路的设计思路上,考虑如何采用断电延时型时间继电器完成顺起逆停的控制电路的设计。 (2)停止时,第二台电动机停止一定时间后,第一台电动机才能自行停止。根据要求,我们在设计上可以采用两个时间继电器完成顺起逆停控制,但是,由于实际现场情况,只有一个时间继电器可用,在设计上,就必须考虑同一个时间继电器需要完成两个功能,起动时经过延时,使第二台电动机自行起动。当第二电动机起动后,KM2的常闭触头分断,时间继电器线圈断电,时间继电器暂时停止工作。当需要停止时,按下停止按钮,第二台电动机停止的同时,时间继电器重新工作,通过延时分断的常闭触头延时分断,切断第一台电动机控制电路,第一台电动机就可以自行停止了。 (3)为了能够正常顺序起动逆序停止,电路中需要采用一个中间继电器,通过中间继电器的常闭触头可以保证起动正常完成,在时间继电器暂时断电时,第一台电动机不会停止工作;在完成自动逆停时,由于中间继电器工作,常闭触头分断,使第二台电动机不会重新起动。3.画出设计电路根据设计思路,画出能够实现控制要求的电路图,如图二所示(主电路省略)。控制电路中SB11、SB12是第一台电动机的起动按钮,SB21、SB22是第二台电动机的停止按钮,通过这四个按钮,我们就能够实现在甲乙两地控制两台电动机的运行。KM1控制第一台电动机,KM2控制第二台电动机。KT、KA、KM1、KM2、共同完成自动顺起、自动逆停的控制。通过设计手动控制的两台电动机顺起逆停,到自动控制两台电动机顺起逆停的设计,学生对设计线路有了一定的认识;感兴趣的学生对以上两个线路还可以设计出不同的电路来。随着PLC技术的迅速发展,接触器控制的顺序控制已经被取代,学生可以在PLC实验室将自己设计的顺序控制电路,改为由PLC控制实现。学生通过学习简单的课题设计,对今后在学习PLC课程设计时,有积极的帮助作用。 作者:丁晓松单位:云南机电职业技术学院电气工程系 电力电气论文:电气自动化电力工程论文 1电力系统自动化技术 ⑴变电站自动化。运用全微机化的装置替代电流信号电缆式设备,采用数字化技术、网络化技术,以计算机电缆或者光线替代电流信号电缆,实现自动化的监控和操作,从而减少人力资源的浪费,提高工作效率和运行水平,保障变电站运行的安全性和稳定性。 ⑵电网调度自动化。通过电网调度加强对计算机网络系统的控制,使电力在生产的过程中能够获取实时数据,能够对电网运行情况进行实时监控和分析、评估和电力负荷的预测等操作,提高电网运行的质量,适应电力市场运营的需求。 ⑶发电厂分散测控系统(DCS)。能够有效的对运行参数和设备状态进行实时显示和打印,促进整个系统生产过程的检测、控制盒联锁保护等功能,保障系统运行的安全。 2电力工程中电气自动化技术 ⑴全控型电力电子开关逐步取代半控型晶闸管。晶闸管作为第一代电子电力器件,在我国电力工程发展中起着十分重要的作用,伴随着电力技术的发展和提高,交流变频技术的兴起,第一代半控型晶闸管已经不能适应现代化电力系统发展的要求,以CTR/GTO/P-MOSEFT为代表的第二代全控式电力电子开关逐步的被广泛的研制和应用。根据各种器件的性能适应于各个电流、电压额等电力系统范围中。而由于第二代全控型器件必须要有较大的控制电流,使电流在控制方面难度增加。而MOSFET作为一种电压驱动器件,其对驱动电力要求简单,开关时间快,并且安全工作区十分稳定,但是其通态电压额会随着额定电压的增加而倍增加,从而不利于P-MOSFET的推广和应用。在这种背景下,作为新一代的复合型电力电子器件IGBT/MGT应运而生,IGBT拥有和MOSFET一样的高输入阻抗、高速特性和GTR大电流面密度特性的混合器件。开关速度快,通态电压低,工作频率高,并且具有宽而稳定的安全工作区,工作效率高,驱动电路简单,更符合现代化对电力器件的需求。新一代的复合型电力电器件,随机复合化技术的不断提高,电器件生产范围不断扩大,应用也不断的深入,在电器复合化的同时,加强对电器向模块化的发展,使电力电器件向更高要求发展。 ⑵变频器电路从低频向高频方向发展。在电力电子器件不断更新的过程中,为了能够适应电力电子器件的需求,由它组成的变换器电路也在不断的更新换代中,以往的变频器电力已经不能满足新一代电力电子器件的需求。采用谐夺式直流环逆变器能够有效的降低开关损耗,保障开关在频率上的提高,把逆变器挂在高频振荡过零的谐振路上,使电力电子器件在零电压或零电流下转换。加强变频器电力从低频向高频方向的发展不仅能够有效的降低开关损耗,并且节约成本,提高逆变器集成化,在电气自动化技术中具有广阔的发展前途。 ⑶交流调速控制理论的日趋成熟。随着对交流调速控制理论的深入研究,将复杂的矢量变化与电动数学模型进行简化处理,在对交流调速控制理论研究过程中,其控制思想独特,具有创造性,控制结构简单,控制手法直接,对信号处物理概念明确,转矩响应迅速,大大的提高了调速效率,形成一种高静动态性能的新型交流调速方法。适应现代化的电气自动化技术发展的需求。 ⑷通用变频器开始大量投入使用。随着变频器技术的成熟发展,高动态性能矢量控制性开始大量投入生产和实用中,它主要采用全数字控制,通过相关的软件能够对系统进行自动化的设定和操作,提高变频器的变结构控制盒自适应控制。伴随着技术的不断提高,变频器的可靠性、可维修性、可操作性等相关的功能在单片机控制动技术的支持下不断的提高。 3结束语 随着电力系统的深入发展和应用,电气自动化技术在电力工程中所起到的作用也越来越突出,电气自动化技术作为当前最具有发展前景,最活跃,最具研究价值的综合性学科之一,在电力工程发展和应用中电气自动化技术起着十分重要的作用。而电气自动化技术本身应用范围广泛,几乎是渗透到国民经济的各个部门,是推动社会进步的重要技术依据,因此,在我国科技技术不断发展的过程中,加强电气自动化技术的提高成为了电力系统发展的必然选择。 作者:马沙萍单位:内蒙古阿拉善右旗电力公司 电力电气论文:电力工程的电气设备安装技艺 1电力工程中相关电气设备的安装工艺 1.1配管及配线的工程质量的控制 首先配管材质的选择一定要符合国家的标准,还有钢管一定要没有经过腐蚀的,而且不能带有锈迹。对于PVC管材不但要有阻燃的性能,还要满足技术方面的要求。施工时用的管径必须符合设计图的要求。还有对于接地的部分,一定要严格按照规定的要求进行安装。弯管一定要用弯管设备进行煨弯,一定要保证煨弯的半径不能小于规定的半径,该偏差一定要在允许的范围内,还有一定不要有清晰的折皱。薄壁的钢管应该用丝扣连接,而目丝扣排列要整齐,薄壁的钢管禁止用熔焊焊接。在施工过程中,金属管和装线盒要匹配适当,金属管里穿线前一定要给金属管戴好护口,还要把管口的毛刺去掉,这样才能保证整体平整光滑。埋入砼的深度一定要符合有关部门的要求,对于砖墙暗敷的配线管,一定都要随墙埋入。建筑物中照明等生活中用的导线和电缆几乎都是用阻燃材料制造的,安装时用的导线和电缆一定要在符合国家标准要求的材料的基础上,再符合图纸上的要求。通常管内的导线是禁止有接头的,而且对管内的导线数量也是有要求的,至少一根以上,最多不能超过10根。还有不同电压等级的导线以及不同电表量程的导线是不能连接在一个管内的,只有支流的回路和接地线才可以在一个管内。导线的接头要用压接工艺进行连接,同时要保证接头处不能有裂缝、加渣等问题存在。电缆线头的制作一定要严格按照规范要求进行,包扎一定要密实。 1.2配电箱的安装 首先,配电箱要根据设计的要求进行加工定货。工程配电箱有暗箱和明箱两种,如果是暗箱,要根据预留洞的尺寸,找好标高、水平、竖直的尺寸,并且还要用砂浆填实将箱体的周边;如果是明箱,要量好尺寸,用膨胀螺栓固定,保证箱体水平端正不歪斜,而且不要破坏箱面的油漆。但在订货前,一定要认真仔细的检查设计图纸上三相负荷是否平衡,如果设计图纸上三相负荷不平衡,要对其进行调整。最后根据调整的结果,区分箱内导线的色别,把调整的结果作为技术的参数,进行书面整理后提交给供货的厂家。同时还要根据设计图的要求,绘制箱壳的预留孔洞的大体图。这样厂家可以根据大体图预留孔洞,这就可以避免了在安装过程中开孔处易生锈或开孔不适宜等麻烦。其次就是箱体的安装过程。一般在安装箱体前,要先检查箱体是否符合要求的规格和尺寸,然后根据现场预埋管的数量和管径尺寸的要求,再进行打开敲落孔。如果厂家没有留预留敲落孔,那么就得用专用的开孔器来开孔,孔径大小要适宜,这就要选取合适的钻头,钻头大小要根据管的外径尺寸来选取,为了防止开孔是对箱体造成破坏,一定不要用电气焊进行割孔,同时为了防止箱体防腐,还要对于开孔处进行补漆处理。在安装箱壳时,要先把箱壳稳固在墙上,这样才能根据箱盖的大小、形状去考虑箱壳凸出墙面的尺寸。在箱壳安装后要用水泥砂浆对箱壳的周边进行灌注,等水泥砂浆凝固后,再进行箱内管道的连接。对进箱管和出箱管选取跨接线时,要根据管径尺寸的大小来选择,然后再进行接地。进线的电源专用PE保护线经过汇流排引与接地的螺栓连接在一起,这就可以作为箱壳的专用接地线了。箱体的外壳使用这种接地方法不但可以使其有可靠的接地,同时也避免了对钢管进箱交接处进行焊接时烧伤箱体的问题,保证了箱体不会出现受热变形的现象。最后在箱体安装完成后,进行穿线工作。但在穿线前要认真仔细的核对安装图,然后严格根据规则进行导线的选取。穿线时,为了便于以后的维修使用,要考虑预留导线。而预留导线长度的选取,要根据箱体的半周长进行选取。配线一定要沿着箱体底部进行安装,在导线的弯曲处要留有一定的弧度,同时也要预留适当的长度。还有每一个接线柱最好只接一根导线,但最多也就只能接两根导线。而且对于箱内的出线,要根据系统图对应各回路进行对应的编号,在箱盖的正面一定要有各控制回路的名称。 1.3竣工图及相关资料的整理 由于在施工的过程中,为了更好的设备安装,为了更好的满足业主的需求,所以可以根据施工的具体地理位置环境,对施工的内容进行适当的变更,但这要求施工单位和监理工程师等相关负责人要及时的在施工图中做出标记,还要在相关资料上做上记录,并及时的要求施工单位,制定出变更后的完整的竣工图。在设备开箱时,监管人员和施工单位要一起到场,对相关资料和合格证进行检查审核,而且监管人员和施工单位还要列出相关资料及图纸清单的会签。一些有关的图纸和资料也可由施工的单位代管,在交工时,由施工的单位一起将所有的资料交给监管人员进行检查审核,如果监管人员检查无误后,可以将所有的资料装入竣工资料档案中。 2结束语 综上所述,我们了解到,对于电力工程中相关电气设备的安装工艺不仅仅只是电气设备的安装,还要有组织有准备的协调各合作单位、各工种之间关系,这样才能保证安装工作安全顺利地进行。 作者:刘海军单位:广东可信电力建设有限公司 电力电气论文:管窥电力电气工程施工质量监管 1电气工程质量监理的原则 电气工程涉及到土建、给排水等诸多方面的工程问题,并且设计施工方、设计方以及监理方等多方共同作业,因此,在电气工程质量监理过程中,应遵循一些基本的原则,主要原则如下: (1)设计方应该掌握有对设计的所有权和进行修改的责任,而监理公司则是根据具体情况,如有需要,才参与与设计方的协调和监督,督促设计方要在规定的时间内完成设计,并保证符合相关规定。监理公司还应监督设计方对图纸中较为复杂的问题进行相关讲解,以便问题的及时发现和解决。 (2)严格遵照有关部门下发的有关监理工作的规定和章程,接受公司的委托,实施电气工程施工的监理工作。 (3)当施工过程中出现由于一方的临时问题而导致工程质量受到影响的情况,监理方可事先寻求设计方意见,若设计方没有做出及时的相应,则监理方可以按照实际情况和相关规定提出相应的技术变更要求。时候要对变更内容进行详细的记载,并及时报知设计方,寻求认可。 (4)针对业主提出的设计变更,或出于其他考虑提出的对原设计图更改,电气部门不能盲目的对自己的设计进行相应的修改,应该先由业主方设计方对该设计做出了相关的变更后,由文件形式报知监理方,此时监理方才应按照更改后的文件内容进行施工监理。 (5)督促施工方对设计文件进行详细的阅读,具有一定程度的了解,也是监理公司的职责之一。如果工作期间发现图纸有问题,不能随意对图纸进行变更,应先征求设计方同意,双方协商解决。等到有正式的书面通知下发之后,方可对设计内容进行正式的变更。监理公司在施工过程中是代表业主方对工程进行监督的,因此,施工方在具体工作中如发现任何问题,都应及时向监理方和设计方提出。 2监理要点 2.1事前的监理 在项目立项之初,合同签订之时,监理公司就应当选派符合专业要求的监理工程师对施工的具体情况和业主意图进行了解,如电气工程中,监理方就应当选派专业的电气监理工程师对电气专业的施工设计图纸进行一定的了解,尽快熟知电气专业的设计内容,做到对施工设计内容了然于胸。如:项目的供配电系统;主要的电器设备配置等等。在施工开始之前,就必须要做好预埋件工作,根据实际情况安排不同程度的仿佛工作,充分做好施工前的技术与材料准备。 2.2事中的监理 在具体的施工过程中,往往要在土建基础施工开展一段时间之后,才逐步开展电气施工,监理工程师应督促施工单位严格控制不符合设计图纸及质量验收要求的问题和现象。首先由施工单位自检,合格后填写报验单报监理,监理工程师审查后,会同施工单位等相关人员一起现场检查。 2.2.1严把材料进场检验关:除了材料品种、规格必须合格且符合设计要求外,还要保证在工程施工中所使用的材料符合要求。 2.2.2在进行基础施工时,应该及时的配合土建等方面做好强、弱电专业的进户电缆的穿墙管以及止水当班的预埋和预留等相关工作,并做好预埋件。 2.2.3主体施工时,主要要对材料质量进行严格的把关,如电气管材、线盒等,遇到不合格的材料,要坚决弃之不用。对于每批材料的报审表都应该详细填写,经由审理合格之后方可投入使用。另外出于对结构和保护层厚度的考虑,预埋的电线不得敷设在钢筋的外侧,管路也不能在同一处有超过三条的交叉,线管不得并排绑扎,另外该绑扎在一起的东西诸如管和管、管与盒则要确认绑缚的牢固。 2.3事后的监理 当单位工程达到竣工验收条件后,施工单位在自查自评后,填写工程竣工报验单,主要包括该分析工程的检验审批,相关工序的合格签证,原材料合格签证及其他测试合格的资料等,并将全部竣工资料报监理机构申请竣工验收。 (1)审查施工单位报审的电气分部工程的各项质量控制资料。 (2)电气工程实物质量的主要抽验部位。 (3)外观质量检查。 3电气工程施工质量控制的措施 3.1施工前对图纸进行认真的会审 项目立项开始,施工人员就应当尽早进入施工状态,积极主动的与设计单位交流协商,了解公司的情况,以及工程的概况及施工的具体意图等,对图纸进行认真的了解和分析,并督促设计方尽快交出规范的会审意见,以方便下一阶段的工作。 3.2施工过程中的质量监理与控制 监理单位在进行质量控制时,其依据主要是上级审批的设计图纸和厂家出具的说明书及相关制度文件等。因此,施工单位首要注意的就是严格按照图纸进行施工,监理人员要严格监督施工方,绝不能有随意更改设计的行为。监理方同时还需要向施工单位进行必要的技术交底和图纸会审工作,方便施工方对图纸进行更详尽的了解,最大程度的掌握设计意图,提高质量意识。另外,监理人员在设计图纸会审的时候,还应与给排水、空调等专业的施工人员进行及时的沟通,共同协商完成图纸的会审工作,对图纸中存在的问题进行及时的发现和改正。施工过程中,监理人员还应督促施工单位严格按照相关制度进行施工,加强内部管理,确保每一道工序都认真进行。完成一定的工序后,施工方要先进行自检,确认无误后填写验收通知单,再由监理人员进行检验。必须对每一个细节,尤其是隐蔽工程的细节进行严格的审查,这就要求监理人员要对图纸及施工中的隐蔽工程都十分熟悉,另外也需要一定的发散思维和其他专业知识的融合。一个项目从立项、设计、施工到竣工验收,这是一个及其庞杂而漫长的工作程序,其间需要许多单位共同参与组织和完成,虽然每个单位的立场和利益倾向有错不同,但是其共同的目的,都是使得工程得意又好又快的完成,因此,做好施工工程中的协调工作就成为了建筑工程管理的重中之重。 4结束语 电力电气施工工程中的问题可能来自于施工过程的方方面面,因此要求监理工程师不仅要具备良好的职业素质,对专业技术的资料掌握透彻,及时把握行业新技术的发展趋势和发展动态,严格按照相关规定,而且还要求其在具体的实践工作当中,要积累相关经验,深化所具备的专业知识,始终做到防患于未然,从而保障电力电气施工工程的施工质量。 作者:巨提国单位:陕西乾县供电分公司
电子设计论文:EDA技术对电子设计的应用 摘要:随着当今经济和科学技术的不断发展,一种电子设计自动化的技术又称为EDA技术被广泛应用于电子设计中并得到了全面的认可。EDA技术成为了传统的电子设计发展上的新机遇,为电子设计带来了新的技术理念,对电子设计行业的影响是巨大的。EDA技术在电子设计的发展中凭借着独特的灵活性和便利性占据着举足轻重的地位,引领着电子技术发展的潮流。本文将针对以EDA技术的研究应用工作,对EDA技术的概念进行了简单的阐述,并根据技术的优势对设计流程进行了步骤和环节的分析,在EDA技术的应用中分析了它需要注意的问题,希望可以对电子行业中更深层次的利用提供帮助,为之后的电子设计系统化和现代化的工作提供技术方面的启示。 关键词:电子设计;EDA技术;应用;注意事项 引言 EDA技术在电子设计中是基于网络、计算机和众多科技中的一种新型技术。目前,在很多西方发达国家中已经将EDA这种先进的技术广泛的应用于电子设计中,从在效率、速度和质量上都取得了明显的成效。EDA技术已经全面的引领了电子设计发展的方向,所以,想要有效的利用EDA技术发展电子设计就要全面的去认识它,正确的以EDA技术的含义为基础了解它的优势,并熟练的掌握EDA技术的设计应用流程。注意EDA技术在电子设计中实际操作中会出现的问题从而更好的实现它的技术价值,这样才能在电子设计的发展中追赶发达国家的脚步,才能全面的提升我国电子设计行业的发展水平。 1.EDA技术概述 EDA(ElectricDesignAutomation)又被称为电子设计自动化[1],EDA技术作为电子技术和仿真模拟工作的技术基础引领着电子技术发展的潮流。EDA技术在电子行业中的应用为电子设计的工作提供了很大的技术依靠。当前,EDA技术的应用领域正不断地得到扩展,许多电子设计行业发达的国家对EDA技术的应用越来越广泛,我国也应该在电子行业中以EDA技术为发展的突破口提高电子设计的质量和水平,可以让电子设计工作在更加系统和科学技术的支撑下实现更深层次和更广泛的发展应用。EDA技术在电子设计中是通过可编程逻辑器件PLD(ProgrammableLogicDevice)技术在数字系统上的应用发展而来的。EDA技术通过计算机在PLD技术的基础上利用硬件描述语言HDL(HardwareDescripitionLanguage)来实现目标逻辑[2]。设计者可以在EDA技术的支持下完成软件描述硬件的功能,然后通过现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammableGateArray)或者是复杂可编程逻辑器件CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)来完成所要设计得结果。这个技术的应用为电子设计工作带来了极大的灵活性和便利性。 2.EDA技术的基本特征及优势 2.1EDA技术的基本特征 EDA技术的设计流程与传统的电子设计流程恰好相反,它是自上而下的设计流程[3]。在传统的电子设计中,它是先确定了集成电路的芯片后再根据各个模块的功能进行局部的设计,然后再完成整个的系统设计。这种电子设计的方法存在着很多的问题和缺陷,需要的器件太多,容易出现故障,对元件的消耗很大,设计的效率很低。而EDA技术在电子设计中采用相反的电子设计流程可以有效的克服传统的电子设计中存在的问题和缺陷。它在设计之前就从电子设计的整体角度考虑将系统中的各部分结构规划好,在对方的框图进行划分时对相关的工作进行仿真和纠错,利用HDL进行描述高层次逻辑并结合综合优化的方法来完成所有的工作,在EDA技术的帮助下实现对任意一项硬件功能进行系统描述。最后通过FPGA和CPLD来实现电子设计的结果。这样的电子技术的应用有效的避免了传统电子设计中会出现的问题,降低了实际操作中可能出现的故障几率,极大的提高了设计的效率。 2.2EDA技术的优势 1)应用广泛EDA技术具有应用广泛的优点。现阶段,在电子设计中比较常用的编程方式酒红色无线编程和在线编程,而EDA技术在电子设计中可以很好的适应并实现无障碍编程,同时让编程更加具有保密性的特征引领着电子设计的发展潮流。2)可靠性高EDA技术具有可靠性高的优点。传统的电子设计中具有复位障碍和跑飞缺陷,EDA技术不仅可以很好的克服这个缺陷还可以将电子产品中的各系统通过集成和压缩在一个芯片中,在电子设计中便于被管理并有效的控制了风险,提高了电子设计的可靠性。3)普适性好EDA技术具有普适性好的优点。在电子设计的升级和创新环节中,EDA技术可以凭借其容量大、速度快和效率高的特征被得到有效的应用[4],这对于通信类的电子设计具有很大的优势。4)效率高EDA技术具有效率高的优点。EDA技术在多种模块的功能化下可以实现多任务的并行,大大的提高了电子设计中的速度和效率。超越了传统的电子设计,满足了电子设计对信息化和市场化适应的需求。 3.EDA技术在电子设计中的流程 EDA技术在电子设计中的流程(如图1EDA电子设计流程图)首先是将设计的意图通过EDA工具的文本或图形编辑器用文本方式或图形方式表达出来。在通过设计意图完成设计的描述之后就可以进行编译,编译主要是转换格式和对一般性的语法及电路进行排错。为接下来的逻辑综合和优化做准备。逻辑综合是综合器针对于FPGA/CPLD供应商的具体产品对源文件进行综合,综合后得结果具有硬件可实现性,这也是硬件电路从软件转化过来的关键一步。综合的同时,还将设计中冗余逻辑进行去除优化,从而节省了资源,提高了效率。一般是对资源优先或是速度优先两种方式进行优化。综合优化就是对软件的设计和硬件的可实现性进行结合,也就是对具体型号的芯片进行布局、布线和适配。之后进行功能的仿真和时序的仿真,在这个阶段如果仿真没有发现问题就可以通过编程器或者是下载电缆将适配器产生的配置文件下载到目标芯片中。然后针对FPGA/CPLD直接应用于系统中通过硬件测试进行检测[5]。4.EDA技术在电子设计中的应用在电力的系统设计中,电力线主要是通过采用滤波器的低通功能进行载波通讯,它是通过滤波器将高频的信息过滤掉,使得工频电流可以接地,阻抗可以变换。由于常见的数字滤波器在实际操作中有着计算速度低等缺陷常常使用模拟滤波器来满足实际的操作需求,但是模拟的滤波器在应用中还是有着很多的问题。比如。在实际的操作中,模拟的滤波器很难调试、系统的级数低、参数漂移等。所以为了解决这些问题,就会在电子设计中采用EDA技术。在EDA技术中的A/D转换和滤波器可以很好的解决传统的滤波器存在的问题。如图2所示就是在电子设计中应用EDA技术进行设计的被递归型滤波器的模拟图[6]。在现场可编程门列阵的内容主要由六个部分组成,是以时序控制器为核心的非递归型滤波器的设计,在具体的工作过程中是由时序控制器为其余的五个模块进行控制信号的输送。具体工作流程如下:1)A/D转换器将转换结束的信号EOC上升沿发送给时在这个阶段如果仿真没有发现问题就可以通过编程器或者是下载电缆将适配器产生的配置文件下载到目标芯片中。然后针对FPGA/CPLD直接应用于系统中通过硬件测试进行检测[5]。 4.EDA技术在电子设计中的应用 在电力的系统设计中,电力线主要是通过采用滤波器的低通功能进行载波通讯,它是通过滤波器将高频的信息过滤掉,使得工频电流可以接地,阻抗可以变换。由于常见的数字滤波器在实际操作中有着计算速度低等缺陷常常使用模拟滤波器来满足实际的操作需求,但是模拟的滤波器在应用中还是有着很多的问题。比如。在实际的操作中,模拟的滤波器很难调试、系统的级数低、参数漂移等。所以为了解决这些问题,就会在电子设计中采用EDA技术。在EDA技术中的A/D转换和滤波器可以很好的解决传统的滤波器存在的问题。如图2所示就是在电子设计中应用EDA技术进行设计的被递归型滤波器的模拟图[6]。在现场可编程门列阵的内容主要由六个部分组成,是以时序控制器为核心的非递归型滤波器的设计,在具体的工作过程中是由时序控制器为其余的五个模块进行控制信号的输送。具体工作流程如下:1)A/D转换器将转换结束的信号EOC上升沿发送给时序控制器,然后时序控制器接收到信号之后向并串转换、串行延时、系数查表、位移相加、锁存输出五个模块发送并串转换信号、串行延时信号、系数查表信号、位移相加信号、锁存输出信号。2)并串转换模块、串行延时模块、系数查表模块、位移相加模块、锁存输出模块这五个模块在按照到时序控制器发送来的信号依次进行运行[7]。对各个模块的描述语言采用的是VHDL语言,系数查表模块在设计时元件使用的是ROM元件,把查找的内容写入MIF文件中,采样的频率要比截止的频率小一级,芯片结构在通过对算法的改进过程中得到最佳的匹配[8]。从而运算的效率被提高,5.结论在我国的经济飞速发展的带动下我国的科学技术也在不断的进步,在科学技术的支持下电子产品的设计水平也得到了大幅度的提升。现如今EDA技术凭借着自身的优势俨然已经成为电子设计过程中的核心技术,成为电子产品研发应用的源动力。随着科学技术的不断变革,EDA技术也将电子设计的水平推向新的高度。电子设计的工程师要熟练的运用和掌握EDA技术,将EDA技术在电子设计中的应用优势得以凸显出来,通过实际的实践操作中不断的完善和创新,有效的解决传统电子设计中的弊端,减少实际中的故障几率,使得设计效率大幅度的提高,让EDA技术得到更好的推广前景,提高电子产品的核心竞争力,进一步促进电子产业的发展。 作者:陈卫东 单位:广东省新兴中药学校 电子设计论文:电子设计竞赛的模拟电子技术教学改革 摘要:全国大学生电子设计竞赛是大学生参与的重要科技活动之一。安徽工程大学电气工程学院在总结学生参加电子设计竞赛经验的基础上,完善了以项目化为核心的模拟电子技术课程教学体系,革新了以仿真计算和自制教学设备相融合的教学手段。实践表明,教学改革显著提升了教学质量、教学效果以及学生的工程实践能力,同时提高了学生在电子设计大赛中的成绩。 关键词:电子设计竞赛;项目化;电子技术;仿真 电子设计竞赛是非常重要的大学生学科竞赛活动,推动了高等学校电子信息类专业课程体系和课程内容的改革,不仅培养了大学生的实践创新能力和团队协作精神,而且提高了学生的工程实践素质。另外,大赛组委会还增加了全国大学生电子设计竞赛模拟电子系统专题邀请赛,命题以模拟电子系统设计为主题,内容涉及模拟信号获取、处理、转换、产生以及变换技术等方面。由此可以看出模拟电子技术在电子信息类专业课程体系中的重要地位。模拟电子技术是电子信息类专业非常重要的专业基础课,对学生后续课程的学习有着举足轻重的作用。随着电子技术的发展,数字电路的应用越来越普遍,使得部分学生产生了模拟电子电路不再重要的错误认识。由于传统的教学模式存在着过分重视理论知识考核成绩,重分析轻设计,验证性实验多综合性实验少等问题,加上课程学时数的不断减少,使得模拟电子技术课程的学习效果不尽理想。综上所述,进行模拟电子技术课程教学改革已势在必行。安徽工程大学电气工程学院在总结学生多年参加电子设计竞赛经验的基础上,利用仿真计算和自制教学设备相结合的教学手段,建立了以项目化为核心的模拟电子技术课程教学体系,并取得了显著的教学效果。 1以电子竞赛题目为依托,设计项目化教学任务 全国大学生电子设计竞赛的题目是在广泛开展赛区征题的基础上由专家统一进行命题,具有较高的前瞻性。通过分析大赛命题所包含的知识点,结合模拟电子技术教学大纲中的内容,建立项目化教学任务,实现该课程由重理论到重实践的转变[1~3]。电气工程学院师生经过多年的探索,结合电子竞赛中用到的知识点,建立了若干个综合性的实验项目,实现模块化教学[4~6]。通过这些项目,学生可以很轻松得将理论和实践联系起来,加深对所学知识的理解。这里以其中的一个实验项目“差动变压器式位移传感器的调理电路设计和制作”为例进行说明。图1所示的是差动变压器式位移传感器调理电路原理框图。图中正弦波或方波产生电路的功能是产生一定频率的正弦波或方波,用来激励传感器的初级线圈;检波电路的功能是将差动变压器次级线圈输出的电压转换成一个既能反映位移大小,又能反映位移方向的电压信号;放大电路的功能是将检波电路得到的小信号放大成合适的大信号;滤波电路的功能是将放大信号的高频分量滤掉,获得一个纯净的直流电压信号;转换电路的功能是将电压信号转换成电流信号,以便适应信号的远距离传输;直流电源电路的功能是对整个电路进行供电,一般情况下供电电压为24VDC。该电路通常用来检测物件移动的位移量,在电子设计竞赛中的应用非常普遍,同时整个调理电路基本上包含了模拟电子技术课程的所有知识点。表1为调理电路包含的单元电路和教学大纲的对应关系。 2仿真计算和自制教学设备相互融合 随着计算机技术的发展,仿真计算在学习和研究工作中的地位日益提高[7~8]。仿真计算已经与理论分析、科学实验成为当代科学研究的三大支柱。在电路板制作之前未能发现设计缺陷可能延迟计划,从而显著增加成本,仿真则有助于这类问题的及时发现。在模拟电子技术教学过程中,支持“理论分析仿真计算实验验证”的完整流程。目前,在计算机上搭建仿真计算的平台非常容易,这就为课程教学实现理论和实践结合提供了极大的便利。全国大学生电子设计竞赛考查参赛者的一项重要能力就是设计并制作电路板。我校电气工程学院师生结合历年电子设计竞赛的题目,先用PSpice软件进行仿真,然后自行设计制作了多套实验装置,并用于实验教学。其中,2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题要求利用综合测试板上的555芯片和四运放324芯片,设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波I、正弦波II的波形产生电路。图2是其中一个单元电路即方波和锯齿波产生电路的仿真计算,(a)图为方波和锯齿波产生的电路原理图,(b)图为uo1端输出的方波波形,(c)图为uo2端输出为锯齿波波形。同样,可以利用PSpice软件对其它单元电路进行仿真计算。图3为自制的2013年全国大学生电子设计竞赛综合测评题的PCB图和实物图。 3教学改革的效果 以项目化教学任务为载体,结合大学生电子设计竞赛,优化了模拟电子电路课程的教学内容,并采用最新的教学手段,培养了学生的动手能力、创新能力和团队协作精神。 3.1学生理论基础明显扎实 以前学生在学习模拟电子电路时,很多概念学得不是很扎实,自从课堂教学中使用了仿真计算后,特别是我校电子电气类专业开设了仿真软件学习课程,学生的学习兴趣明显提高。学生可以利用仿真软件对学习的每一个电路都进行仿真计算,这样可以很好地检验理论学习的效果。 3.2学生竞赛成绩显著提高 自从教学改革以来,参加电子设计大赛的人数大幅度提高,同时取得了很好的成绩。截止到2017年,我校电气工程学院学生参加大学生电子设计竞赛,共获得国家级一等奖3个,国家级二等奖2个,2014年和2015年蝉联安徽省TI杯,成绩喜人。 4结语 在总结电子竞赛经验的基础上,运用仿真软件进行项目化教学,对模拟电子技术课程教学进行了全方位的改革,优化教学内容,革新教学手段,形成了完善的课程体系。通过多年的教学实践,该体系能够有效地调动学生的主动性,在最近几年模拟电子技术课程考试中,学生的不及格率明显下降。同时,教学改革的各项措施,提高了学生的实践创新能力,教学效果显著。 作者:王冠凌 柏受军 王正刚 单位:安徽工程大学 电气工程学院 电子设计论文:电子设计竞赛与实践教学改革分析 【摘要】电子设计竞赛是培养学生创新能力和实践能力的重要方法。本文以新时期下电子设计竞赛与实践教学改革作为此次讨论的重点。 【关键词】电子设计竞赛;新时期;实践教学;创新 1前言 电子设计竞赛是有教育部和信息产业部组织的学科型竞赛,它是一项面向学生开展的科技型活动,主要目的是通过对高校的电子信息学科课程的内容进行改革,从而提高学生的综合素质和实践的能力,最终解决实际问题,同时它还对学生协作能力、创新能力的培养起到积极的推动作用。 2新时期下组织电子设计竞赛的意义 由于当今建筑行业的不断发展,促使协作型人才和创新型人才受到人们越来越多的青睐,也正是因为传统的教育方式使得学生不能掌握最新的技术,即使做实验也是仅对一些理论知识进行简单的验证,从而不能有效的培养学生的协作能力和创造能力。因此为了培养全方位的社会型人才,进行电子设计竞赛是很有必要的。电子设计大赛是国家相关协会和一些知名企业联合组织起来的学科型竞赛,它不仅对协作能力、操作能力和创新能力的综合检验提出了要求,还要求参赛的学生能熟练完成搜集相关资料、分析论证、选择器件、设备调试、撰写报告等具体过程,而且竞赛的题目涉及到的内容还多、专业性强、理论技术新,这就促进了电子技术课程的实践教学改革。参赛的学生还要进行竞赛前的专业培训,通过相关培训不仅巩固了基础理论知识,而且还对学生的动手能力提到了提升的作用,从而促进了创新能力的进一步提高。不管能否在设计大赛中取得名次,只要是参加过专业培训和电子设计大赛的学生,都能在系统设计、合作精神、创新能力等方面有不同程度的提升,在设计大赛中表现突出的学生能表现出较好的协作能力、竞争意识与创新精神,从而得到用人单位的一致好评,有效提升了就业能力。 3举例说明新时期下电子设计竞赛的收获 在国家相关部门的大力支持下,电子技术学校将电子设计竞赛当做重点任务来抓,在老师的及时指导和学生的不断努力下,电子设计竞赛在近几年取得了非常好的成绩。比如说陕西省的一所电子技术学校曾多次获得“优秀组织先进单位”的光荣称号,在2012年,在全国举办的技能大赛中,获得陕西省一等奖的学生就有8名,二等奖的有15名,三等奖的21名;国家级二等奖的有3名,在2014年的专业人才技能大赛中,这所电子技术学校获得陕西省比赛一等奖的有4名,二等奖的有8名,三等奖的15名;获得国家一等奖的有2名,二等奖的有5名。这些成绩为该校的师生提供了一定的精神动力。 4电子设计竞赛对实践教学改革起到推动的作用 电子设计大赛的特点是努力让课程内容和电子技术课程体系相结合,并与学生综合素养的提高结合起来。在电子设计竞赛中,不仅要求参赛的学生有较扎实的基本功,还要具有较强的实践能力和创新能力。它是以电子技术的设计为主,同时还涉及到可编程器件、微机等专业,尤其要注意关于新技术、新仪器等应用方面的导向作用。因此将电子设计竞赛中的新知识、新技术积极渗透到实践教学中,通过采用灵活的教学方法实现电子设计竞赛和实践教学的有机结合。 5实践教学改革的内容以及方法 通过将电子设计竞赛培训阶段的整合,对应到相关的实践教学中。即:基础阶段对应感性的认知、验证原理阶段、专题训练阶段、测试阶段对应电子设计、创新研究阶段。 5.1基础训练阶段 首先要求熟悉掌握电子设计课程内容的常用仪器,使用的方法以及测试的方法,接下来进行专业的配套电子系统训练,即设计实验、验证实验、系统实验、创新实验等主要训练环节。紧接着进行电子设计实践环节训练,即电子知识相关复习、电子设计课程从而进一步完善数字电路、电子线路、通信系统、单片机数据搜集系统等相关内容的制作与设计。在此过程中增加了高频线路、EDA技术等方面的内容。采用这种基础训练法,需要采购统一的器件、集体训练,从而进行相关的设计与制作,师生间加强交流来一起解决遇到的难题。 5.2专题训练阶段 通过对以往的电子设计竞赛题目的了解和深层次的研究,及时掌握同行业之间电子技术发展情况的动态信息,也可以通过互联网来关注各种有关的信息,并将电子设计竞赛的范围总结归纳为信号源、放大器、先进仪器、数据信息采集、接受系统和控制系统等六大类型;此项竞赛涉及到的课程有通信电路原理、电子技术、单片机的理论原理和实际应用、逻辑器件、辅助设计工具、电子测量等;涉及到的内容包括电路设计与应用、最新电路的设计方法、电子仿真电路、以及灵活应用设计工具。并由电子行业专家和相关老师进行讨论和深层次的研究、探讨,结合每期情况从而设计出与之相关的训练题目。但是这些题目不仅要有理论计算,关键是还要有实际操作的环节,例如对电子仪器的调试、测试等;涉及的知识面要广,不仅有基础知识,还应该有专业知识,同样要有新技术、新仪器的应用。 5.3对实践教学改革测试与考核的分析 根据电子设计体系中不同阶段的不同特点,参考电子设计竞赛评分的标准和流程,并按照竞赛题目基本功能指标进行必要的测试和考核。在此过程中要求学生结合实际题目从相关工艺、制作水平、功能价格等方面写出电子技术实践教学的总结报告并进行答辩。并由教师组对学生的总结报告、制作的水平、学生演讲、应变的能力等作出客观的评定并打分。在这个过程中是培养学生自我管理能力、逻辑思维能力、决策能力和控制能力的好机会,同时对学生综合素质和整体教学水平的提升都有积极的促进作用。 6结语 综上所述,电子设计竞赛为电子信息技术相关知识的广泛应用提供了一个很好的机会,通过开展电子设计竞赛活动、实践交流不仅提高了学生的学习兴趣,还提高了学生的实践能力、综合能力,通过在实践中增加系统设计和制作的环节,有效提升了学生的合作能力和创新能力。 作者:李耐根 单位:新余学院 电子设计论文:电子设计大赛应用型人才培养方案 摘要:本文以电子设计大赛下的高校应用型人才培养为切入点,从教师辅导与学生教育两个方面,细致探讨具体的应用型人才培养思路与方案,期望以电子设计大赛为契机,推动各高校人才培养工作的优化发展,实现教育处创新与实践能力更为出色的高素质应用型人才的培养目标,提供有益的参考。 关键词:电子设计大赛;应用型人才;培养方案;教师辅导 高校的主要教育任务在于为社会培养、提供具备创新意识与实践能力的专业、应用型人才,为社会经济、技术以及文化的发展带来相应的人才资源与作用。近年来国家为培养具备相应高素质应用型人才组织、创办了多项工作活动。这其中全国的大学生电子设计大赛,就是专门面向高校学生所举办的科技活动,为促进高等院校电子信息相应课程的改革发展,并推动大学生创新意识、实践能力以及团队精神的提升锻炼。有助于高校进一步教育培养出社会所需的高素质应用型人才,实现社会的高效发展建设。 一发挥教师的辅导作用,做好学生参赛的准备工作 要提升高校学生参与电子设计大赛热情与力度,不仅需对其做教育引导,还应积极调动教师的力量,发挥出各个教师的专业特长与表率、辅导作用,将电子设计的参赛题目划分为多项专题,由不同专业的教师做专题教育与辅导。通过开设专题辅导课程等方式,令学生能接受系统的电子设计赛前辅导与各专题的讲解教育。以便充分发挥高校教师的力量,在提升学生参赛水平的同时,促进其创新思维与实践能力的发展进步。赛前的辅导、指引工作是高校学生参与电子设计大赛极为关键的阶段。绝大部分参与竞赛的大学生只有两到三年的高校学习经验,对于电子设计大赛的相应题目进行理解与探究,还存在一定的困难。这一方面是因为电子设计大赛的题目本身就是对专业知识的系统总结与囊括,相应会检验大学生在校期间的学习情况与成果。另一方面理论知识学习与实践运作也是存在差异的,许多学生基础知识掌握较为牢固熟练,但对于电子设计大赛的实践题目就会显得无所适从,不知从何下手。对此就需要高校教师在赛前为学生做系统、具体的专业辅导工作,经由各专题环节的讲解教育,帮助学生有效理清题目的考查思路与范围,明确自身工作重点,在教师的指引下正确进行相关实验操作与研究,以尽可能降低学生出现思维误区与“走弯路”等情况的概率。并且也能在赛前辅导进程中,相应培养强化高校学生的实践创造能力,能基于自身所学知识,在题目的要求与引导之下,懂得从哪方面入手,怎样操作实践。以此发展学生将自身思维、学习内容转化为学习成果的能力。此外高校也应高度重视电子设计大赛的赛前辅导工作,制定每一年度的赛前辅导、培训规划与具体工作安排,确保大学生能在参与竞赛之前得到各专业教师具体、系统的知识辅导与实践教育。以此在保证高校学生参赛成绩的同时,高效推动发展学生创新意识与实践能力的培养发展。 二以培养应用型人才为目标实施学生素质能力发展方案 (一)对学生创新意识的培养发展方案 电子设计大赛相比其他的大学生专业竞赛活动,在注重考查学生知识基础的同时也更为强调其创新意识的运用。创新本身是高校学生教育培养的能力之一,而电子设计大赛的每一道题目都含有基本题与发挥题两部分,以此即完成对高校学生基础专业知识的检验工作过,又能相应考查评估学生的创新思维能力。学生在参与电子设计大赛的培训以及实践训练过程中,也能相应锻炼自身的创新思维。电子设计大赛题目不是传统的验证性实验,本身具备多种实现手段,以此指引学生从题目不同角度、方向与思路上寻求更为全面与多样的实现方法,进而带动高校学生思维的开拓延伸,并进而培养其主动进行创新探究的思维习惯,在促进学生创新能力与意识发展的同时,为其今后步入社会工作打下坚实的能力基础。对此高校在电子设计大赛的赛前辅导以及平时训练进程中,也应重视相应的创新意识培养目标,注意在训练试题上给予学生更多的思维自由与实施空间。令其脱离固有思维模式的限制,充分展现、发挥出学生自身的思维创造力与想象力,以此提出、实践不同角度与层次的题目实现手段,带动学生创新思维能力的进步发展。 (二)对学生实践能力水平的培养锻炼方案 理论与实践是相互存在差异又互为结合的关系,高校学生的理论知识所学,并需经由相应的实践操作才能转化为学习成果,其实践能力也是高素质应用型人才的基本要求之一。而电子设计大赛作为注重实践运用的大学生竞赛活动,就是专门考查学生将题目理论转化为实际实验、设计成果的能力水平。整个竞赛活动从赛前训练到最终参赛,都需要学生全程进行动手实践,以此验证、检查自身实验设计的进度、成果以及测试情况,可以说电子设计大赛中学生就是在进行一场没有停歇的“实践竞赛”。在整个参与动手进程中,学生需要基于大赛题目的要求,将自身要实现什么以及怎样实现作为研究操作的核心目标。以此进行实物的设计制作,并在整个操作进程中相应逐步锻炼学生的自主实践水平,其也会在不断的研究、操作中逐渐掌握到发现问题本质,以及如何解决问题的技巧能力。学生将从一开始参加竞赛时满腹经纶,但是理论与实践却相脱离窘境,到最后发展为参赛阶段高效进行动手操作的状态,以此推动高校学生实践运用水平的不断发展提高。学生也能在自主动手实践中培养建立起良好的自信心与对实践工作的参与热情,在优化高校应用型人才培养成效的同时,也能相应为其今后参与社会岗位的实践运用工作奠定坚实的经验基础。 (三)对学生团队精神的培养创建方案 人类社会自古以来就是合作发展的社会,人在社会中进行工作都离不开与集体和团队成员的协作活动。团队精神也是当今社会与企业对人才的重要能力要求之一,也是高校进行应用型人才培养的重点。电子设计大赛的参赛设置,是以三人为一组组队参赛,进行小组间的对抗竞赛,同时其大赛还规定了时间限制,这就要求同一小组内的学生必须具备团队合作精神与能力,进行电子设计的合作分工,并能默契配合。否则不但难以与其他小组做竞争,本小组的设计任务也较难完成。因此电子设计大赛的竞赛重点,就在于小组团队的合作效率高低,具备竞争力的小组团队一定是团队精神优异,并且善于配合分工的队伍,以此才能有效克服电子设计中的各类问题困难以及时间限制。可以说电子设计大赛的成绩,取决于小组团队中三个人之间的团队协作与分工情况,小组的设计成果也是三人集体合作的体现。因此高校在进行学生教育与赛前训练进程中,就应针对性注重对学生团队精神、协作能力的培养发展,在保证学生个性发挥的同时,令组内成员之间做充分的沟通交流,并彼此建立互信关系。以此强化组内学生间的合作意识与协作水平,在电子设计大赛的参赛进程中,推动高校学生自身团队协作水平的发展提高。 (四)对学生求真务实作风的培养引导 在电子设计大赛的参与、训练进程中,高校学生也能在不断的探究、学习与实践中,了解到务实作风的重要性。如果学生缺乏务实精神,凡事眼高手低、不踏实努力,所设计的作品不但难以符合大赛题目要求,更难以解决实践运用中的各类突发问题与困境。由于电子设计大赛的题目囊括了多方面的专业学识与技能,具备较强的实践性与专业性。学生对此进行学习、参赛,若缺乏相应严谨务实的作风精神,不能扎实一步一个脚印的打下知识基础,就无法设计出合格的产品成果,同时电子设计大赛仅有四天的竞争期限,也必须要求学生放弃投机取巧的侥幸心理,必须具备扎实的专业知识基础与能力,才能在如此短的时间内设计出高质量的成果。因此也需要高校教师在平时的教育与训练工作中,强化对学生求真务实作风的培养力度,令其及时认知到,只有平时的努力积累与严谨学习,所打下的能力基础才能帮助学生取得好的竞赛成绩。任何投机、浮躁的心理与想法都不能帮助学生提高竞赛成绩,反而会对其设计水平与应用型能力发展造成不利影响。 三结语 让高校学生参与电子设计大赛这类竞赛活动,能在高效培养其创新意识与实践能力的同时,极大促进学生团队精神、综合素质的成长发展。各高校的应用型人才培养规划,也应结合电子设计大赛做专门的培养方案设计,以促进参赛学生在学习、培训进程中,获得各方面能力素质的高效发展培养。以此带动整个院校学风的转变优化,推动高校高素质应用型人才培养成效的提升。 作者:朱洪杰 单位:广州工商学院 电子设计论文:电子设计自动化课程改革研究 【摘要】作为高职院校中的一门重要课程,电子设计自动化教学质量的高低严重影响着高职院校的进一步发展,所以,根据教学模式,不断提高教学的质量,逐渐受到高职院校的重视。本文通过简要分析高职院校电子设计自动化教学中存在的问题,指出高职院校电子设计自动化课程改革的合理策略。 【关键词】高职院校;电子设计;自动化;问题;策略 近年来,随着经济的不断增长,电子设计自动化教学逐渐受到社会的普遍关注和重视,但是,由于教育理念、教学模式以及评价方式的不合理,电子设计自动化教学的效果较差,所以,了解电子设计自动化教学的现状,合理开展电子设计自动化教学活动,成为高职院校教育教学工作中的重点问题。 1高职院校电子设计自动化教学中存在的问题 1.1电子设计自动化教学的内容安排不合理 传统的高职院校电子设计自动化课程设置以及教学主要以学科本位为指导,按照教材的章节结构,依次介绍可编程逻辑器件、EDA开发工具和硬件描述语言等内容,系统性和整体性比较强,能够帮助学生建立扎实的理论基础,但是,忽视了学生实际操作能力的培养,导致电子设计自动化教学的质量很低[1]。在学习过程中,由于没有有效整合教学内容,学生只是单独地学习工具、器件和语言等理论知识,没有通过实践活动,验证和检测理论知识,导致学生的实践能力不强。 1.2学生缺乏学习的积极性和主动性 电子设计自动化教学不仅仅需要扎实的理论知识,而且需要一定的实际操作能力,但是,在实际的教学过程中,很多教师主要通过语言,讲解硬件的特点和用途,没有根据学生的学习能力,适当展示相关的器件或者让学生亲自动手操作,未能让学生充分理解和掌握理论知识,导致学生的学习积极性不高。另外,在教学过程中,一些教师一直采用统一的教学模式,讲解教材内容,没有充分考虑不同学生的学习能力和理解能力,未能充分调动学生的学习热情,使得学生的学习效率低下、学习兴趣不足。 1.3没有有效融合理论与实践 虽然在传统的教学中,一些高职院校会开展实践教学活动,但是,在实践教学中,一些教师把大部分时间放在理论知识的分析和讲解上,没有给学生留够实践的机会,难以让学生有效做到理论与实践相结合,从而导致电子设计自动化教学的质量不高[2]。另外,电子设计自动化的实践性较强,需要一定的教学设备和实践场地,然而,一些高职院校的教学条件有限,不能为师生提供合适的教学条件,使得电子设计自动化教学难以有效开展。 1.4教学模式和评价方式不科学 在电子设计自动化教学中,一些教师经常采用灌输式的教学模式,讲解理论知识,忽视了学生学习兴趣的培养,没有给学生提供合适的学习机会,使得学生的学习效果不明显。另外,进行评价时,很多高职院校主要通过理论考试的方式,检测学生的学习情况,没有适当考察学生的实践能力,导致学生重视理论知识的学习,忽视实践能力的锻炼,进而制约了学生综合能力的提高。 2高职院校电子设计自动化课程改革的合理策略 2.1根据自身情况,合理制定教学大纲 高职院校主要以学生的实践能力作为培养目标,所以,在实际的教育教学工作中,高职院校需要根据教育部的要求,合理制定教学大纲,把电子设计自动化作为电子信息类专业的核心课程,并且把使用设计软件设计电路作为主要的教学内容,要求学生熟练掌握应用软件工具,以巩固学生的理论知识[3]。同时,在教学过程中,高职院校可以加强专业课程之间的联系,不断拓宽学生的专业知识,要求学生掌握设计知识和技能,加强学生对电路的理解,以提高学生的学习效率。另外,高职院校应该充分重视电子设计自动化教学的技能性和应用性,以提高学生的综合能力,实现学生的进一步发展。 2.2合理选择教材,增强学生的学习热情 目前,在科学技术水平不断提高的情况下,现有的教材已经不能适应电子设计自动化教学的需求,所以,在具体的教学过程中,高职院校应该根据电子设计自动化专业的实际情况,合理选择教材,不断增强电子设计自动化教学的科学性和时代性,以激发学生的学习兴趣,提高教学的效果[4]。高职院校可以适当省略一些理论知识,详细讲解PCB知识、封装知识、原理图元器件知识和制版知识,促使学生具有扎实的理论基础。同时,高职院校可以适当引入典型性的项目,让学生通过亲自操作,掌握电路的设计流程,引导学生做到理论与实践相结合,以提高学生的专业水平。另外,高职院校应该重视实践制作,让学生通过实践制作,掌握电路设计的技能,了解工作流程,实现理论与实践的有效融合。 2.3有效融合理论教学与实践教学,提高学生的专业能力 理论与实践相结合是高职院校教学中的重点,所以,在平时的教学过程中,高职院校应该根据自身的教学特色,合理安排电子设计自动化教学课程,不断增强学生的学习热情,以实现电子设计自动化教学的目标。高职院校可以把电子设计自动化课程与综合实训、模拟、数字、毕业设计等活动有效结合起来,让学生根据教学内容,学习理论知识,掌握实际操作技巧,以培养学生的专业能力。同时,在实践教学活动中,高职院校可以适当增加教学内容,让学生自己动手制作实物,以增强电子设计自动化教学的趣味性,提高学生的学习效率。例如,在教学过程中,高职院校的教师可以根据学生的实际情况,采用任务驱动法,让学生按照设计主题,自行设计电路,以强化学生对理论知识的记忆,培养学生的实践能力。另外,在平时的教学过程中,高职院校的教师应该重视学生的学习情绪,根据具体的教学内容,适当安排学习任务,以充分调动学生的学习积极性,提高电子设计自动化教学的有效性。 2.4积极改进教学模式,合理制定评价方式 在以往的教学中,高职院校通常采用考试的方式,了解学生的学习情况,然而,虽然书面考试成绩能够反映出学生的理论知识掌握情况,但忽视了学生实际操作能力的考察,导致学生的专业能力不高,所以,在新课改的背景下,高职院校应该根据电子设计自动化专业的实际情况,合理制定评价方式,不断提高电子设计自动化教学的质量,以提升学生的专业水平,促进学生的全面发展。在教学过程中,高职院校的教师应该重视学生实践操作能力的培养,尽可能多地为学生提供实践的机会,要求学生结合理论知识,设计、制作电路,以培养学生的学习兴趣,提高电子设计自动化教学的效果。同时,在考试过程中,高职院校可以采用书面考试与和实际操作相结合的方式,让学生根据考试要求进行设计和制作,并且根据学生的具体情况,合理进行评价,以增强学生的学习热情,提高学生的专业水平。 3总结 总而言之,电子设计自动化教学是理论性和实践性较强的学科,对学生的专业要求较高,所以,在教育教学过程中,高职院校应该根据学生的发展需求,合理安排电子设计自动化教学课程,积极改进教学模式和评价方式,努力创造良好的学习环境,不断增强电子设计自动化教学的吸引力,以激发学生的学习积极性,提高学生的综合能力。 作者:刘薇 单位:永州职业技术学院 电子设计论文:电子设计模型套装设计分析 摘要:模型套装主要以单片机等智能芯片的学习和应用为基础,可以实现使用者搭建外围框架结构。模型套装所使用的模块可以根据使用者的需要自由组合,构造出不同结构,并配以专用模块连接固定大小的元器件,完成整体设计,具有结构简单、安装方便、可设计性强等优点,非常适合电学的初学者学习和使用。 关键词:模型套装;单片机;结构模块 现在许多电子设计爱好者和单片机初学者,在学习的初期都需要购买单片机类开发板。对于这种类型的开发板仅仅适合前期的学习,而不适合后期的进阶学习及做实际的工程项目,当学有所成后真正需要制作一个属于自己的作品时,又会对外围的结构框架不知所措。目前市面上大多数模型都适合小学生和DIY爱好者,为了解决这种中后期的学习和设计的难题,特此设计了万用模型套装,此套装不仅可以搭建几十种模型,还可以根据自己的实际项目需要任意搭建自己的模型,对后期学习和项目的制作有重要的意义。 1总体的设计方案 此设计主要是将现有的大部分模型模块化,通过改变其外形,使其能更好的和其他模块以及主控搭配,完成整体的设计。系统主要分为三部分。第一部分为主控模块。主控模块采用的主控芯片是15单片机和stm32芯片。针对两种芯片设计对应的基本电路,将电路最小化,引出IO口,并将外形设计成适合拼接的形状。第二部分为专用模块。专用模块主要用于固定直流电机、舵机、各种传感器等固定大小和形状的器件。第三部分为连接板。连接板主要用于搭建主框架和分支结构等起到支撑作用的部分。连接板同时还包括一些特殊形状版,例如:六边形板、机械手等,用于一些特殊结构的构造。 2模块设计 2.1主控模块。主控模块将主控芯片设计在固定的PCB板上,PCB板集成主控工作时需要的最小系统器件。同时将主控制芯片的所有IO口全部引出,方便设计者使用,再用模型将主控制芯片固定,方便和外围器件进行连接,主控的固定板如图1所示。主控固定板尺寸:宽40mm,小孔孔径3mm,打孔孔径5mm,厚度2mm。2.2专用模块2.2.1舵机模块。根据舵机的大小确定舵机模块尺寸,使其能牢牢固定舵机,同时可以和不同的零件从上下侧面都能和其他零件的拼接,并进行传动,舵机模块分为凹槽和直角两种结构,分别如图2和图3所示。凹槽模块具体尺寸:孔直径3mm,长32mm,宽14.5mm,高23mm,厚度2mm。直角模块尺寸:宽23mm,高20.5mm,宽18mm,厚度2mm,大孔径3mm,小孔径1mm。2.2.2直流电机模块。由于直流电机的使用没有舵机灵活,所有直流电机的连接板只设计了与舵机模块同尺寸的直角模块,如图4所示,效果图如图5所示。直角连接板具体尺寸:宽度20mm,长度24.5mm,高度19.5mm,厚度2mm。2.3连接板模块2.3.1雪糕板模块。雪糕板的主要功能就是搭建模型需要的主体框架,需要能方便固定,能随意连接。雪糕板有两种尺寸,使用者可以根据设计的需要自由选择合适的尺寸。雪糕板模块如图6所示。雪糕板的两边采用三孔一组的设计,主要功能是连接其它功能模块,中间采用多个五孔的组合设计,这样的设计是为了保证在多个雪糕板连的接稳定。连接板模块具体尺寸:长250mm,宽18mm,小孔孔径3mm,大孔孔径5mm。2.3.2特殊用板。在设计模型时,大多数都是根据自己的需要去设计模型,在设计一些常用但是特殊的器件时,需要一些特殊的模型,比如一个简单的机械手、蜘蛛六角模型等一些基本的但特殊的模型,如图7和图8所示。2.4设计展示。模块与模块之间通过Φ5mm的螺丝相互连接,连接位置可以根据设计者的需要而改变,操作简单,安装方便。套装的设计非常有创意,比如仿生六脚蜘蛛、两足机器人、四轮小车等模型,如图9、图10、图11所示。结束语万用模型套装可以让使用者拼凑出自己想要的各种结构模型,为初学者在学习单片机和STM32智能芯片时提供极大的便利。同时此套装系统还具有成本低、结构简单、安装方便等优点,具有启发使用者想象力的作用,充分突出了其实用性,有较好的推广前景。 作者:陈浩 张劲松 王艳春 张婷 单位:齐齐哈尔大学通信与电子工程学院 电子设计论文:电子设计竞赛与学生实践应用能力探索 摘要:电子设计竞赛有助于优化信息与电子类专业的课程结构,及时更新课程的理论内容;提升教师的专业水平;挖掘学生的创造力,使学生养成科学、严谨的学习和工作态度,提高实践动手能力,培养团队协作意识,在实践中做到理论和应用的有机结合;有助于高校培养出能力型、创新型的优秀人才。因此,本文主要从高校现状分析、电子设计竞赛的重要性,提出培养学生相应实践应用能力的措施。 关键词:电子设计竞赛;学生;实践应用能力 一、引言 电子设计竞赛是面向广大高等学校在校生举办的具有群众性质的科技活动,是教育部、信息产业部组织的学科竞赛。其目的从学校层面上讲,有利于高等学校信息与电子类专业课程结构的优化及其内容的丰富,树立理论和实际相结合的学风,加快在大学开展素质教育的步伐;从学生的角度出发,有助于开发学生的创新和实际操作能力,提升他们的团队意识,提高学生发现和解决实际问题的能力;支持广大学生积极参加课外科技活动,为有知识、有能力的优秀学生提供一个展现自己的舞台。竞赛往往围绕相关领域的研究热点和前沿技术,通过全国或者指定区域内的高校相互竞争比赛,大学生在综合应用所学理论知识的基础上,解决相关领域的应用问题或者完成主办方设定的比赛项目。电子设计竞赛对提高大学生实践能力并激发创新精神,尤其对参赛者运用所学知识分析问题和解决问题的综合能力的提高具有重要意义。 二、高校培养学生实践应用能力现状 1.基础实验为主的实践教学不能满足学生发展。目前,我国大多数高校的实践教学仍采用基础实验教学的方法,以讲授为主,辅助简单的验证性实验,加深学生对理论知识的理解程度。科学技术日新月异、快速发展的今天,社会不断对学生提出新的要求,他们在以后的工作和发展中需要具备良好的独立思考能力和独立实践能力,简单的验证性实验教学已经不能满足学生的发展和社会需求。因此,如何有效地培养和锻炼学生独立思考和独立实践的能力是我们急需解决的问题。2.对学生综合能力的培养重视不够。部分高校忽视对学生综合能力的培养,特别是学生设计能力和实践能力的培养,使学生将理论知识应用于实际的能力较差,主要表现在:不会写设计报告,报告格式不规范,计算机应用不熟练,对系统电路缺乏逻辑性,不能对系统电路进行周密分析,调试中很难准确判断故障点并独立解决问题,仪器使用、焊接等操作不熟练,缺乏将所学理论知识运用到分析和解决问题中去的能力。3.校内课外实践活动和校外实践基地建设相对滞后。校内课外实践活动不够成熟完善,校外实践基地建设滞后,学生综合开发能力和创新能力的培养缺乏相应的环境和条件。很多高校缺乏引导学生利用这些第二课堂提高专业能力的有效方法和手段。4.实验条件和师资力量有限。对于很多普通高校来讲,开放创新性实验室的建设和管理模式不够完善,指导教师队伍有待扩大,水平有待提高。创新实验和普通实验室在建设和管理方面都有很大区别,学生在创新实验室花费大量的时间和精力学习和研究,这需要实验室具备良好的实验条件以及宽松的研究环境。因此,高校应不断完善开放性创新实验室建设,加强对指导教师的培养。 三、电子设计竞赛在培养学生实践应用能力中的重要性 1.电子设计竞赛能深入改革课程结构、教学方法。电子设计竞赛能深入优化信息与电子类专业课程的基本结构、及时更新调整课程内容、深层次地改革教学的基本方法。电子设计竞赛的举行为优化课程结构,及时更新课程内容提供机会。很多参赛高校在总结分析了相关的参赛经验后都不同程度地优化了自己的课程结构,在日常的教学过程中,将计算机原理等基本理论课程,提前安排学习;将以往单纯地验证性实验逐渐转换成分析、系统验证等综合性实验,在整合以往实验课程的基础上,相继开设电子设计相关的选修课、专门的综合实验课。电子设计竞赛的任务所涉及技术的深度和知识面的广度,不仅检验参赛选手的理论知识和创新综合能力,同时对参赛队伍的指导教师,更是提出高层次的要求。2.电子设计竞赛激发学生的创新能力,培养学生的团队精神。大学生电子设计竞赛是面向全国的信息与电子类专业在校大学生的群众性竞赛活动,能激发学生的创新能力,培养学生的团队合作意识。其积极作用是传统课堂的理论教学模式无法相提并论的。电子设计大赛不仅是一项简单的实验考核,它更要求参赛选手们能综合、灵活运用所学理论知识,并把这些知识和实践操作有机结合,无论是专业知识的深奥程度、涉及学科的广泛程度、各学科知识的综合运用能力、实践动手操作能力,电子设计竞赛对参赛学生都提出了很高要求。大学生是朝气蓬勃、思想灵活、独具创造能力的,电子设计竞赛这一途径可以有效地激发他们的潜力,提高他们分析问题、解决问题、实践动手等能力,使他们养成更科学、更严谨的工作态度,培养他们理论和实践有机结合的学习习惯,让他们的团队协作意识更强,为日后步入社会打下坚实基础。实践证明,参加竞赛并且获得奖项的选手,因为他们自身的创造意识、动手能力有着较为显著的优势,他们被很多用人单位看好,在激烈的就业形势下,他们能更早地得到用人单位和社会的认可。 四、培养学生相应实践应用能力的措施 电子设计竞赛不仅能反映学生综合能力,还能反映学校的教学水平,特别是实践教学水平。针对目前高校在学生实践能力培养中存在的问题,我们对信息与电子类学生相应实践能力的培养进行探索。1.切实加强指导教师队伍建设。电子设计竞赛对指导教师队伍的素质有着很高要求。在当今信息、知识、技术不断更新的时代,高校的师资建设要与时俱进,教师的知识面要不断扩展、不断更新,在指导学生进行实践活动的过程中,不断提升自己的专业知识水平和综合业务素质,才能更好地指引学生完成实践课程、参加电子设计竞赛之类的课外活动。因此,学校要求指导教师阅读大量文献,拥有清晰的思路,能为学生指明方向,帮助学生解决实验中的各种困难;拥有奉献精神,在学生遇到失败时给予心理上的支持和鼓励。学校应合理安排指导教师进修,全方位提高教师的教学能力、心理素质和职业道德。2.建立开放性创新实验室,举办校内电子设计竞赛。开放性创新实验室为学生提供了电子设计辅导和电子设计竞赛培训的场地,是学生激发学习兴趣,提高动手能力,培养创新精神和实践能力的平台,同时为信息与电子类专业学生开展课外实践活动提供了条件。随着开放性创新实验室的完善,学校可以依托实验室举办校内电子设计竞赛等信息与电子类专业学生的课外实践活动。学生可以自发组织成创新小组、发明小组等,让学生们有更多的时间走进实验室,展现自己的才能。校内电子设计竞赛等课外实践活动可以激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,培养学生的创新精神和团队协作精神,为国家级、省级竞赛提供技术支持,人才选拔。3.鼓励学生参加电子类学科竞赛。学科竞赛是检验学生用所学基本理论知识解决实际问题能力的有效途径,能激发学生的兴趣和潜能,培养创新精神和团队合作精神。指导教师通过设计基本技能训练与单元电路、EDA软件系统训练、综合系统训练与检验几个层次的对学生进行指导,以提高学生的实践应用能力。鼓励学生参加学科竞赛,为参赛学生提供实验条件和专业指导是学校义不容辞的责任和义务。通过组织和指导学生比赛,学校能发现课程与实践之间的差距,及时对学校进行课程结构、课程具体内容的调整与改革。4.重视校企合作实习基地的建设。实习基地是实践教学的载体,加强实习基地建设,既能培养学生的实践动手能力,弥补教学实验设备的严重不足,又可以加强与企业、科研院所的联系,扩大学院的知名度,为毕业生就业增加新的渠道,同时对于了解社会对人才素质的要求,制定学科专业发展规划,培养学生的实际工作能力等都具有重要的现实意义。 五、结束语 综上所述,电子设计竞赛无论是对高校,还是对在校教师和学生产生的影响是积极而长远的,是非常符合我国关于培养实用型人才的总目标的。竞赛可以让教学更有实效,教学的实效性又使竞赛层次更深入,涉及学科更广泛,这一良性互动的方法值得我们长久地发展下去。 作者:严茜 孙丽娜 单位:河南大学民生学院 电子设计论文:电子设计自动化技术研究 【文章摘要】电子设计自动化技术,是以强大的计算机功能为基础,通过与相应的计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试与计算机辅助工程结合而研究发展过来的,主要是采取计算机工具将计算机信息技术、电路理论、信息分析与信号处理结合而形成的,在一定程度上,可以大大提高电子设计的性能与效率。因此,本文将从电子设计自动化技术的概念出发,浅谈了电子设计自动化技术的发展过程,有针对性地概括了电子设计自动化技术的发展前景。 【关键词】电子设计;自动化技术;电子工程 引言 随着现代科学技术高速发展,电子工程新来了发展的新时代,通过合理应用网络技术与计算机技术,电子设计开始向自动化与智能化方向发展,极大程度促进了电子设计系统自动化的发展。因此,关于电子设计自动化技术的研究,必须了解电子设计自动化技术的基本概念,与电子设计系统中存在的问题,切实根据实际情况完善电子的自动化设计,让电子设计自动化技术在现代工程科学技术中发挥着作用,切实促进电子设计向现代化和科技化方向发展。当然,电子设计自动化技术,主要是指以计算机强大的功能系统为工作平台,在一定程度上,加强了电子技术、计算机技术与智能化技术等的有机结合,通过充分发挥各技术的优势资源作用,形成了电子设计的自动化技术。一般来说,电子设计自动化技术,主要是采取和利用电子设计自动化工具,通过电子工程师的构图与设计,将电子产品设计纳入电子设计自动化技术的战略性任务研究中,从而通过合理的电路设计,合理分析电子各性能,从而借助计算机系统自动处理和完成电子工程工作各方面的需求。 1.电子设计自动化技术的概念 电子设计自动化技术,简称EDA技术,是由“ElectronicDesignAutomation”简化而来的,一般来说,主要是将计算机科学与微电子技术有机结合,以现代科学技术为发展先导,在一定程度上,融合了电子设计与计算机图形学、拓扑逻辑学、微电子结构学等,通过充分发挥和利用计算机强大的功能,提高计算机应用领域所取得的最新成果,切实提高电子设计过程中的自动化,以引进和创新电子设计过程中的先进技术,以计算机工作平台为基础,专门用于电子工程而开发出的电子系统软件设计工具,极大范围内融入了强大的计算机功能。 2.电子设计自动化技术的发展过程 2.1初期阶段 根据相关资料显示,电子设计自动化技术的初期阶段大约在20世纪70年代,人们改变了传统的手工操作与绘图设计,逐渐开始利用计算机辅助系统,对电子设计的IC图进行相关的编辑和PCB布局布线。这个阶段,计算机科学技术发展还在探索阶段,初步形成了中小规模的集成电路,传统的手工设计方法已经不能满足人们生产工艺的需求,因此,必须加强电子制图的设计与印刷,充分发挥计算机辅助功能与电路板和集成电路的方法,不断增大电子设计自动化技术的效率,切实降低整个设计过程中的花费成本,适当减少整个设计与制造周期,这样利用二维平面图形,通过计算机加强电子设计的编辑与分析,形成电子版图设计、布局布线等一系列基础的自动化技术。 2.2发展阶段 电子设计自动化技术的发展阶段开始于20世纪80年代,此时也是在纯粹的图形绘制以外,加强了计算机功能中电路功能设计和结构设计,从而加强计算机原理图输入、逻辑仿真、电路分析等一系列的功能发挥,从实际情况出发加强电子设计自动化技术的发展和完善,通过逐渐扩大集成电路规模,坚持以电子系统为背景、以生产工艺为要求开发和设计各类软件,促使电子设计工具形成巨大的电路功能和结构设计,以编程半导体芯片提高电子设计的自动化。 2.3成熟阶段 电子设计自动化技术的成熟阶段始于20世纪90年代,随着微电子技术迅速发展,极大程度上促进了电子设计自动化技术的发展,主要是加强了电子设计过程中的高级语言描述,切实进行电子系统级仿真,综合作用各种现代化技术,力争把人们从繁重的设计工作中解放出来,但是这个阶段电子设计的自动化和智能化程度还有待加强,缺乏统一的电子设计自动化软件界面,由于系统的复杂性大大增加了其技术的学习与使用的难度,甚至严重影响到电子设计环节间各项工作的衔接,因此,必须加强电子设计自动化技术的研究,促进其向智能化方向发展。 3.电子设计自动化技术的发展前景 加强电子设计自动化技术的发展与应用,一方面为电子设计方案提供了明确的方向,增大了计算机等先进科学技术的语言描述范围,切实促进电子设计与生产工艺要求结合,整体性、系统性地进行编程,从而在电子设计过程中促进了自动化技术语言的交流、保存与修改;另一方面,大大提高了电子设计的自动化程度,通过各级的仿真、纠错和调试,切实避免设计者及时发现并改正在电子结构设计过程中的错误,为电子设计的具体细节问题提供了良好的保证,从而充分发挥电子设计自动化技术的功能,提高设计效率的同时降低了设计过程中所花费的成本,合理加强了电子设计自动化技术的应用,通过现代EDA技术自身为当代社会、经济、政治发展创造了良好的框架工作环境,通过不断发展,切实应用到人们生活与工作的方方面面中,为人们生活与工作质量的提高提供了良好的基础。 4.结论 总而言之,从基本概念、发展历程与发展前景三个方面切实加强电子设计自动化技术的研究,有利于充分利用电子设计自动化技术,为人们生活与工作需求创造良好的条件。 作者:颜海燕 单位:湖南永州职业技术学院 电子设计论文:电子设计在虚拟角色动画的应用 【文章摘要】虚拟场景中角色的三维模型,是用来描模型内部的几何性质的抽象模型,这些模型被计算机以特定的信息格式将模型存储起来,这种存储过程被称为三维建模。三维建模主要处理角色的三维信息和拓扑结构。三维信息是指角色在三维空间中的形体、方位和尺寸,拓扑结构是物体各分量方向的数值及其相互之间的关联关系。当今,常用的三维建模系统一般常用三种建模方式,即线框建模,表皮建模和实物建模。 【关键词】三维建模;骨骼动画;人物模型 1引言 三维建模的过程涉及到表示三维信息的数据结构以及操纵该数据结构。三模型的建模,需要从描述角色的形状和外观两方面开始入手。角色的形状由构造角色的N边形、圆和顶点等来确定,角色的外观由角色表面纹理、色彩、照明等因素来确定。同时,还要满足建模技术的三个指标:即交互显示能力、交互操做能力、容易建构的能力对虚拟角色模型的需要。通过对平台的环境以及虚拟人物进行归类,把平台中的模型归为两类:静态对象和虚拟人物。静态对象是指三维模型中不随着时间改变而改变的不动的对象,平台中主要指没有运动的实体,例如模型中的大楼、矿井、树木等;动态对象是虚拟人物通过行走模拟真实矿工的动作,是虚拟矿井通风环境构建的基础,也是虚拟矿井创建的一项重要步骤。 2人物建模 虚拟人物的构建,第一步,要作的是对骨骼系统模型的三维建模。三维人物建模工作是整个平台的基础工作,制作的人物模型不但要真实逼真,还要满足平台浏览即时性的特点。下面是整个平台设计中虚拟人物建模的实现过程。在3D中,人物模型的建模是很困难的,要求用户熟练掌握常用的建模方法和步骤,为了省去复杂的建模过程,也可通过其他人物模型来建模,随后再将改建好的人物模型导入到3D场景中,例如提供角色建模软件Poser,如下图1所示。图2是POSER软件的起始界面截图。它是弗朗科公司出品的一个三维人物生成模型工具,可辅助设计者生成各类角色的图像、视频和角色模型。该软件提供了各类男模类型、女模类型和小孩模型和木偶形状的骨骼。如对自有的骨骼特征不满足,还可利用工具栏中的修改工具进行重组。(1)在POSER软件中建立人物模型人物模型的创建是本平台的重要技术,人物模型可以表现整个人物的形象程度及特色。笔者采用POSER5.0版本对人物进行模型的创建。在人物模型库中找到适合本平台的人物身体模型,再找到恰当的脸部和毛发模型,将每个模型进行整体的拼接。利用缩放,拼接,删除等工具改变模型的原始状态。因为POSER人物模型库三维资源有限,需要通过适当调整才能获得合适的模型。在该软件中调整比在3D中调整要简单一些,也为后面的蒙皮操作提供了方便。将调好的人物模型导出为3DMAX格式,导入到3D软件中进行调节,为了适用于特定的场合,从蒙皮插件中建好的人物模型需要在3D软件中进行模型单位的调节。本模型不必做单位缩放,随后要用在VT软件中可直接进行模型的缩放操作。从蒙皮插件中导出的人物模型是以材质而不是贴图的格式进行导出的。因此从蒙皮插件中导出的模型在3D软件中不能进行贴图展开,因此本设计用到了两个模型,如图3所示:一个是脸部比较清晰的人脸模型,第二个是衣服毛发完整的人物模型。在3D中将一个人物模型的下半身删除,只留下头部模型,与第二个模型进行附加,就可以拼合形成了一个完整的人物模型。如图4所示。需要特别指出的是由于在VIRTOOLS中不能导入高级模型,即模型面数多的模型。因此要减少模型面数,笔者在这里用到两类方法。一类是利用3D自带的编辑器进行自动面数修改,该功能可减少的面数百分比为:40%。参数设置下图5所示。另一类减少面数的途径就是手动调节,对模型的顶点与线条的删除合并操作。(2)在3D中建立人物骨骼人物的骨骼是利用3D的插件CAT建立的。该插件比3D自带的骨骼系统相比,能更好的模仿人体的行动。 只要直接拖动就可建立人体骨骼。若想要增减人物骨骼的数量,可直接删除或复制原有的骨骼部分,改变其数量即可,骨骼建模如图6所示。为设计人物骨骼动作与人物蒙皮,要将人物骨骼与已建好的模型进行匹配调整,为以后的蒙皮操作做好准备。主要步骤是将人物骨骼大小调整,使其与人物模型对齐。(3)对人物骨骼进行蒙皮对人物骨骼蒙皮用到的是3D的编辑器。选择工具面板上的图标,选择人物骨骼的根节点。对人物骨骼上的封套进行调节。封套调整是人物骨骼蒙皮过程中经常出现差错的环节,调节时要把整个封套包裹到自身骨骼而又不涉及其他骨骼,否则人物模型在行走过程中就会发生破面或粘连现象。在调整好之后,给骨骼设置一个大幅度的动作,看模型能否露骨,系统平台中的骨骼蒙皮出现错误的机率多。在使用3D中自带的修改器后,找出发生错误的骨骼,进行细心调整,终因为露骨点过多调整频繁而放弃使用。经多次试验,选用了3D技术的另一蒙皮插件进行蒙皮。见图7。打开此蒙皮插件,在修改器菜单中出现此修改器。选择面板上的将人物骨骼全部选中,细心调整。(4)骨骼动画在三维建模的基础上引入人物的运动建模,可以增加虚拟场景中三维模型动作表现的多样性。笔者平常立足于通过控制人物模型来完成虚拟教学的任务,因此骨骼动作是核心技术。在人物模型动画中,三维模型的动作路径由运动计算模型来控制。在平台中运用关键帧手段来生成人物的动画。第一步,确定人物角色的动作,第二步,根据需求确定关键帧数,第三步,调节关键帧的每一帧姿势,动画模块根据关键帧,生成动画图像序列。人是一个错综复杂的实体。用生理解剖的医学角度来分类:人体可以分为骨骼、肌肉和皮肤三部分。人体骨骼是由关节链联接而成,骨骼相对动作来说,变形小。人体骨骼的运动主要是由人的肌肉收缩并拉动附骨骼产生的。骨骼决定了角色的姿态。这里面只需要对人体骨骼制作关键帧动画即可。见图8。 由于人体运动复杂且虚拟角色是较常见的二足动物,笔者运用3D插件CAT进行骨骼的建构。直接通过参数的调节来确定人体骨骼的基本形状。动作生成运用“关键帧”技术。打开人体骨骼模型的时间轴,调节每一帧骨骼的关键动作。通过此方法建立虚拟角色的动作是比较耗费时间的,需要逐帧来调节人体骨骼模型的每一个动作,需要认真细致的观察人体模型的运动过程。这样才能使虚拟人物的骨骼模型动画在场景中始终保持一致,看起来更加真实美观。为了让人体骨骼模型的动作看起来更加的稳定和流畅,笔者利用了3D中提供的拷贝工具对对称的动作进行拷贝。此方式减少了人体骨骼模型动画的制作工作量。笔者用到手动设置关键帧的行为,逐帧动画的制作是本平台里面最耗时最难控制的模块。具体步骤,就是在时间轴关键帧打开的前提下,调整骨骼关键帧的位置,此步骤全凭个人经验来做。技巧是在还没完成帧数时,建立一层保存帧,保证层与层的动作不冲突,相互独立。动画中具体动作效果如图9所示。 作者:吕闯 单位:重庆工商大学派斯学院 电子设计论文:电子设计俱乐部建设研究 为让学员更好的学好《电子技术》课程,夯实学员的实践能力基础。我们利用课余时间设置了“第二课堂”———“电工电子俱乐部”。经过两期活动的开展,我们总结了经验,也引发了对俱乐部建设的进一步思考。 1电子设计俱乐部的实施与收益 1.1俱乐部活动分两个阶段 第一阶段:学员培训阶段。学员队抽选电工电子技术实践基础较好的学员(约20%),参加由学院统一计划安排的培训课程(设mutilsim10和protel99软件以及电子装配设计课程)。培训场地为电工电子实验室与学院机房,时间三个月。第二阶段:学院组织竞赛阶段。对所有经过培训的学员进行测试,测试题目由教员参考全国电子技术竞赛与山东电工技能考试试题进行出题,在电工电子实验室与学院机房进行考试。根据成绩推荐进入参加全国电子技术竞赛的名单。 1.2俱乐部活动收益 课题组成员积极地将本成果推广应用到实际教学中,归纳起来取得了以下几方面的效果:1.2.1充分调动了学员主动性,促进其实践能力素养的提高俱乐部的实训项目要求三人一组、合作完成,注重培养学员善于观察、勤于思考、严谨细致、沉着有序的工作作风及团队协作精神。在实验操作过程中,学员从每个实验项目的细小处做起,认真对待每个问题,记录每个实验数据或指标改进的方法,养成了良好的实验习惯,使得学员的认真、细致和耐心都有了很大提高。通过俱乐部培训活动,给学员带来了较大的自由空间,激发了学员的学习热情与自信,使其能够更加积极主动地去学习理论知识,促进了学员自主分析问题、解决问题能力的形成。对科研意识和工程能力的培养起到了一定的促进作用,有效的促进了学员的成才。1.2.2充分提升教员的业务水平,促进了双师型人才队伍建设一方面,任课教员通过与俱乐部教学活动的设计、组织、实践,促进了电工电子课堂教学方法手段的创新。任课教员在俱乐部创新实训的基础上,注重突出了职业教育特色,借助实验创新、虚拟仿真探究等手段促进了一系列的教学实践研究,于2014至2015年度,俱乐部相关教员分别取得了教学竞赛的一、二、三等奖。另一方面,俱乐部电子竞赛活动的开展,对教员的实践能力提出了更高的要求。一句话,教员是精英,学员才能成才。俱乐部活动的开展,使教员能够自觉加强业务学习,学习电子产品的新工艺、新技能、新技术,包括仿真、电子设计等软件的运用,从而加强了教员实践能力提升。另外,根据学院要求,课题组有计划的组织调研及培训活动,并对教员的专业技术能力进行定期组织考核,从而有效的促进了教员人才队伍建设。 2俱乐部建设思考 2.1应重点加强实验室的硬件建设 在俱乐部活动中,我们发现俱乐部的高效运行必然离不开有力的实训保障条件与科学的管理模式,所以也必须在实验室建设方面加大投入力度。2014年10月建成的电工电子实验室现拥有4个实验室,占地320平方米。实验室共配备了新研制的一体化实验台80台。实验台装有LDS21010数字存储示波器、YB32020任意波形发生器、YB1732A直流稳压电源、UT803数字万用表以及晶体管特性测试仪等设备。经过近一年时间的适用,广大教员反映实验教学设备功能强大,数据精确,能够提高电子技术教学的有效性。 2.2实验应科学管理 一方面,将学员的实验完成情况、实训报告提交及教员评阅情况以及进入实训室的时间等分类归档管理,既方便教员检查学员的学习情况,又方便学员掌握自己的学习进度。另一方面,在网上建立试题库,供学员对照实训内容进行检查并调整学习进度。教员也可定期在网上测试题,及时发现学员学习中的问题,适时举办讲座答疑。 2.3鼓励探究实验与俱乐部活动相结合 俱乐部活动虽然规定的项目和培训、竞赛进程,但只有将探究实训活动和俱乐部的相关培训活动有机融合才能更好的发挥人才培养的效益。学员可根据自己的俱乐部讲授内容或理论课的学习情况、以及感兴趣的领域选择合适的时间从事创新探索和设计。也就是学员可以根据自身实验内容的预习情况和准备情况,自主选择实验场地和实验器材。在实施过程中,实训室只是提供必要的实验条件,安排实验教员以提供必要的指导和管理。总之,俱乐部建设应在人力、物力以及科学的管理运行模式上加大投入,是一个长期教学实践的过程,需要师生的不断探索和创新,才能使学员在“宽松、和谐、给力”的学习氛围中自觉自愿的提高自己,从而收到较为满意的教学效果,有效的促进教学相长。 作者:高明 单位:火箭军工程大学士官学院 电子设计论文:电子设计竞赛学生队伍培养模式 摘要:该文以笔者多年参与大学生电子设计竞赛赛前培训和竞赛指导工作为背景,根据每年大学生电子设计竞赛的总结经验,从学生选拔、赛前培训、平台建设等多个方面对学生竞赛队伍培养模式进行探索,总结出一系列的培养模式。 关键词:电子设计竞赛;培训;选拔;创新性 实验项目全国大学生电子设计竞赛是国家教育部、信息产业部组织的四大学科竞赛之一,目前已经成为高校电子、电气等专业必参加的学生专业竞赛。大赛从1994年开始每两年举办一次,参与学校和人数逐年增加,规模不断扩大,逐渐演变出其他省市级、地区级以及企业赞助等形式的电子设计竞赛。此类电子设计竞赛涉及到的专业知识面广泛,电子、电气、机械、计算机等多个学科之间的交叉,要求学生即要掌握硬件电路的设计与分析又要具备程序的编写能力。通过电子设计竞赛最终实现培养学生的协助能力、创新能力,提高大学生针对实际问题进行电子设计的能力。笔者作为学生参加了2005年的全国大学生电子设计竞赛,同时作为指导教师参与了2009年以后的各类电子设计竞赛,现结合该院电子设计竞赛情况谈谈学生队伍培养方面的几点改革。 1该院电子设计竞赛学生队伍现状 目前该院参加的市级以上电子竞赛主要有全国大学生电子设计竞赛和重庆市“合泰”杯单片机应用设计大赛,从历年参赛情况来看,主要存在以下几个问题。(1)学生对电子设计竞赛的认识不够,积极性不高,来参与培训和竞赛的学员不多,造成这种局面主要存在两个误区:一个是部分学习成绩好的同学认为考研更重要,参加培训和比赛会占用大部分时间;还有一个是学习成绩中等以下的同学认为自己理论知识没有学好,电子竞赛相关的知识也学不好。(2)学生储备竞赛相关知识不够。目前该院参与培训的学生主要来自二年级和三年级,对模拟电路、数字电路、单片机原理、DSP、自动控制原理等理论知识掌握不够熟练,且二年级同学还有部分课程没有开设,常用仪器仪表操作不熟悉,电路焊接基本功不扎实,没有亲自制作过PCB电路板,更缺少相应的工程实践环节。(3)赛前集中培训时间过短。电子设计竞赛是在8月中旬开始,该院对选拔出来的二、三年级的学员一般是从7月放假开始,只有短短的一个月时间,学员要在这么短的时间内把电子设计竞赛的电源类、仪表类、控制类、飞行类题目都进行练习,掌握各类题目的硬件设计和软件设计方法,无论对于老师还是学生老师都不容易做到。(4)学生队伍没有延续性。由于学校目前对于参加电子设计竞赛学生,只在创新学分上给与了一定学分的认定,导致部分同学参加完比赛拿到创新学分后就不再参与相关电子设计竞赛,从而导致部分优秀的参赛队员流失。 2多渠道、多元化培养电子设计人才 电子设计竞赛不仅能够体现一个参赛学员应用知识的能力,更能体现参赛学员的工程实践能力,同时也能培养学员的创新精神,协助能力,提高学员电子设计的综合能力,一个优秀的学员需要经过长时间的系统的培训才能具备电子设计所需的相关知识和能力。针对该院学员队伍的实际情况,进行了一系列的实践探索。 2.1以学院电子科协为载体,广泛宣传 学院电子科技协会每年9月新学期开学都会招收一年级新生为会员,然后开展一系列的科普活动。协会采用作品展示的方式进行宣传,将高年级学长制作的一些电子作品,如:光立方、遥控小车、智能台灯、无线话筒等有一定科学趣味的作品进行逐一展示,并对其相关功能进行讲解,现场解答疑问。通过这样的方式,发现很多新同学对电子专业产生了极大兴趣,并且愿意加入到电子科协这个团体中,学习更多的知识。 2.2合理选拔,分散基础培训 学生作为比赛的主体,那么他的专业知识、素质以及学习态度就成为了比赛成绩的关键因素。如何才能选拔出优秀的学员参与比赛环节呢。可以通过先培训再考核,分阶段逐步挑选。在这一阶段,由于全是一年级新生,在培训的时候应该注重基础知识、基本技能方面的培训。可以将培训集中在常用电子元件认知和电路板焊接基本功上,学生通过焊接实验,学习和了解常用电阻,电容,二极管,集成电路正确使用方法,以及使用万用表检测电路的一般方法,逐步掌握焊接技能。同时,还应该注重培训学生艰苦奋斗的精神。由于很多同学在刚开始的时候兴趣浓厚、满腔热情,但是随着培训的强调和难道增加,部分学生开始失去心情,严重影响整个培训队伍的稳定。因此,选拔队员时除了要考虑学员专业知识外还应该要充分考虑学生的毅力和精神。 2.3分年级,开展暑假集中培训 通过前期选拔,将集训队伍分为二、三年级正式参赛组,以及一年级预备组。针对不同组别,合理安排,统筹计划,开展相应的培训工作。一年级作为下一届比赛的预备队,主要进行以下内容的培训:电路原理图与PCB电路板制作设计;常用电子电路设计;单片机编程设计;通过这一阶段的集中培训,学员能掌握用Altiumde-signer进行原理图和PCB图的设计;掌握用分立元件设计基本的模拟电路和数字电路;熟悉常用传感器的应用以及单片机内部资源,掌握单片机开发技术,能应用单片机解决工程实践问题,具备一定的电子产品开发设计能力。二、三年级作为参赛队伍,培训前期先进行PID编程技术、EDA技术、DSP技术相关知识培训。然后按照大赛统一模式,三人为一小组,针对大赛题目命题规则,按照电源类、信号类、仪器仪表类、控制类进行分组,以4天3晚为时间段做针对性的模拟实战。并要求在规定时间内完成从电路设计、程序编写、电路搭建、系统调试、指标测试以及报告撰写全部任务。通过这样的模拟练习,能够很快地提升学生的协作能力,掌握每个学生的长处,为正式比赛打下坚实基础。 2.4依托校级比赛和创新性实验项目开展培训 为了拓展学生的专业技能,学院从2012年开始举办校级单片机设计竞赛,采用与“合泰”杯单片机设计大赛相同的模式。即首先要求参赛学生提交作品创意书;其次专业教师根据作品创意书确定公布参赛名单,并要求学生在两个月内完成作品设计和报告撰写;最后采用现场答辩的方式评审出奖项。通过这个比赛可以很好的激发学生的创新实践能力,提升学生的电子产品设计能力,单片机编程能力,同时也可以通过比赛发现优秀学生,达到以赛促赛的目的。创新性实验计划项目是以3~5名本科生团队,在导师的指导下,自主选题设计、独立组织实施并进行信息分析处理和撰写总结报等工作,以培养学生提出问题、分析和解决问题的兴趣和能力的项目。要求申请项目的学生具有一定的电子设计基础。学院要求参加过电子设计竞赛的同学必须申请,从近几年的统计情况来看,申请创新性实验项目达到了50多项。通过创新性实验项目的实施,充分调动了学生的主动性、积极性和创造性,促进了学生的创新能力和团队协作能力的培养,同时为电子设计竞赛积累的大量的知识。 2.5建设创学生科技新实验室,营造自主学习氛围 为了培养学生的创新实践能力,方便优秀学生开展实践技能训练和科研活动,学院建设了学生科技创新实验室。整个实验室包括一个元器件室、一个电子设计室以及一个实训室,并购置了常用的电子元器件,并为实验室配置了示波器、电源、信号源、频谱分析仪等常用仪器设备以及计算机。创新实验室以学生自我管理为主,教师指导为辅,主要成员是参加过电子设计竞赛的高年级学生。整个创新实验室制定了详细的开放计划和开放项目,低年级同学只需要申请相应的开放实验项目,填写元器件申请表,便可以在开发时间进行项目实验。在实验过程中会有高年级的学长进行指导,极大地提高了学生自主学习的积极性。 3结语 电子设计竞赛的最终目的是以竞赛为平台,培养学生的工程实践能力、创新精神、团队协作能力。如何才能培养出具备参与电子设计竞赛的优秀人才,通过近几年的实践探索,在学员选拔、培训、自主学习以及平台建设方面取得了一些成绩。同时也发现了自身的问题和不足之处,将继续努力、不断探索和改进。 作者:邱刚 单位:重庆三峡学院信号与信息处理重点实验室 电子设计论文:大学生电子设计能力培养探索 [摘要]学生电子设计制作能力是在大学阶段对理论知识学习的实践与提升,较强的动手能力会使学生在就业与考研升学过程中占有较大优势。为此,希望建立一种比较完备的零起点电子动手能力的实训过程,时间上力求调动学生的课外时间,形式上似于一种电子手作虚拟工作室的形式。基于若干难度阶梯式过渡训练项目,使得工科学生在大一期间就培养出电子手作热情,并随着专业课与理论课的不断丰富,循序渐进地提高。 [关键词]电子手作;虚拟工作室;阶梯式训练 理工类学生应该掌握一些常用的电子类手工制作的能力,通过亲力亲为的实际制作可以辅助学生加深对课堂理论知识的理解。同时电子类手工制作还会涉及许多课堂上理论知识学习不到的实际问题,这对学生日后无论是工作还是考研都有很大的帮助。在实际的工作中,越来越多的学生渴望加入到电子类手作中来。 一、学生在学习电子设计制作方面遇到的问题 首先,多数喜欢电子制作的初学者,没有一个快速高效的学习渠道,学生们彼此没有交流沟通的平台,导致初学者无法很快的入门学习。其次,电子手作中使用的工具元件类繁多,初学者不清楚应该买什么、用什么,一个人也无法购买齐全,这也限制了学生们在电子手作方面的学习热情。最后,在组织学生参加比赛时,往往是比赛前临时组队,这导致参赛队伍水平参差不齐,队友配合不够默契,选题方向不明确,对学校整体参赛水平有很大影响。因此,现阶段急需一套完备的学生电子设计能力培养实训方案,以提高学生的整体水平与应赛能力。 二、培养方案拟解决的主要问题与意义 拟解决的主要问题:1.给喜爱电子设计的学生提供一个广阔完善的交流平台;2.初学者如何快速入门;3.如何引导更多的学生加入到电子手作中来。本文详细阐述了阶梯式的大学生电子设计能力培养方案的具体内容与实施注意事项,并在实际教学与课外活动中积极实践。这样做的目的是给喜爱电子设计的学生一个更广阔更完善的交流平台,对喜欢电子手作的学生在学习方向、学习方法、学习技巧上给予指导,引导更多的学生加入到电子手作中来,达到从快速入门到自我提高再到互动交流的步步提升。同时,也为各类电子设计类比赛提供后备人才,让整个专业的参赛水平得到广泛的提高。 三、具体实施过程 (一)具体实施步骤 1.建立移动互联交流平台通过组建虚拟工作室的形式为广大学生提供在线实时交流平台。主要是基于微信、微信订阅号、QQ群等网络社交平台,使学生能不受时间和地域的限制进行技术交流、资源共享等,方便定期的集体活动召集、日常比赛章程等工作的进行。2.零起点实训项目方案通过多年的教学与竞赛经验总结,学生应具备的基本电子设计动手能力是需要一个循序渐进的阶梯式的训练过程培养出来的,没有办法一步到位,需要一个系统体系的培养过程。为此我们提出一种基于项目驱动的零起点学生电子手作能力培养流程,具体方案见表1.3.定期展开活动围绕着以下三个方面展开活动:(1)开展团做活动,让学生们以小组为单位制作电子手作作品,并一起演示讲解,以达到培养团队合作,加强学习热情,分享经验的目的;(2)定期进行分享,通过PPT等方式讲解自己擅长的某方面,以达到取长补短,互相学习的目的;(3)制作PPT,flash等作品需要演示自己的手作作品过程,在实物演示中发现自己作品需要改进的地方。4.培养电子设计大赛预备团队对学生进行团队配合训练,定期布置制作内容,学生们自行组织制作,在日常的制作中找到适合自己的团队伙伴,并在一次次的合作中增强默契程度,形成优势互补,有理性、有知识、有竞争力的参赛团队。电子大赛预备团队也是在日常生活中需要重视的问题。如果日常没有预备团队的赛前准备,遇到比赛就临时突击组队参赛的话,有可能遇到以下问题:第一就是团队成员之间合作度不好,第二是团队成员的水平参差不齐,第三是团队成员对大赛过程不了解。这一系列问题会导致团员参赛过程盲目而没有效果,这样不利于学生整体能力的提升与培养,也失去了利用比赛促进学生能力培养的初衷。5.依据学生的学习程度与水平,不定期地请专业教师进行指导从多年来组织学生比赛的经验来看,学生能否顺利参加省级以及全国大学生电子设计大赛,需要具有一定指导比赛经验的教师给予足够的赛前指导。专业知识是参赛之前必须打好的基础,除了这一块内容外,参赛的流程、制作作品的时间安排、参赛过程的心理调适、参赛学生的整体协作分工也是需要教师给予指导的。有了专业指导教师的帮助,学生才有可能在4到5天的时间内发挥出自己的水平,顺利完成比赛。为此,我们会依据不同类型比赛的时间节点,分批次、分重点的对学生进行指导。 (二)实践过程需要注意的关键问题 1.如何利用并扩大网络沟通平台应充分利用现代网络社交平台的实时性、便捷性,给电子爱好者们提供一个更好的交流学习平台,力争带动更多学生加入电子设计学习的团队。在实际操作中,我们主要的网络平台有QQ群、微信群、微信订阅号等。新兴的订阅号的好处主要是让对电子手作、电子竞赛感兴趣的学生主动关注订阅号。订阅号就可以依据各类比赛的比赛时间节点统一关于比赛的相关内容。QQ群的应用主要是便于集中的对参赛学生的管理,方便传达比赛的相关信息。同时QQ群强大的文件上传功能可以为学生提供大量的学习资源与资料,对于新加入的学生,可以由群成员以老带新引领其学习,这样学生可以更好地互动交流。2.如何合理构建训练项目通过对已经掌握电子手作技能学生的学习过程的分析,形成一套健全科学、有效的电子手作学习步骤,帮助学生们更快地掌握知识技能,打破以往参赛的匆忙,在课余学习中形成参赛团队,提高团队整体竞赛水平。多年的实践经验告诉我们,需要形成一套完善的训练体系来帮助学生完成从零基础到基本运用再到实际项目提高这样一个训练过程。合理的训练项目可以使学生快速入门与提高,实战可以让学生检验自己的能力水平,同时也可以提高教师带队参赛的工作效率。 四、结束语 通过多年来的实际实践积累,本专业已经建立了一个具有不同年龄梯度的学生参与的学习小组,定期不定期的组织各种形式的宣讲与讲座,团队学生也已经参加过若干不同类型的电子类设计比赛,并取得了一些不错的成绩。团队中的学生在参与大学生创新创业项目方面也比较积极,获得过多个省级及校级大创项目。以后还要继续完善团队成员招新、日常活动、电子手作学习的系统规程,形成一套规范体系,使每年新生入学后都有比较顺畅的参与流程,并且让学生通过我们制订的能力训练流程高效率的参与学习,快速提升能力,以应对各种大赛的考验以及社会企业的需求。 作者:杨慧英 高宏伟 于洋 赵亚威 宋建辉 单位:沈阳理工大学自动化与电气工程学院 电子设计论文:电子设计应用软件训练平台研究 【摘要】针对电子信息与通信类专业培养目标,电子设计应用软件训练是保证实践教学质量的重要一环,以培养学生的专业技能,提高学生实践能力为目的,软件训练平台的建设对锻炼学生动手能力,启发创新思维具有重要意义。从软件训练平台的设计组织,实施到考核机制的安排都做了较为深入地探讨,在实践教学改革中是一项有益的尝试,对于积累教学经验,探索培养人才模式乃至教育创新具有一定的现实意义。 【关键词】电子设计应用软件训练平台;实践能力;教学改革 一、引言 高等教育是培养创新精神和创新人才的摇篮。因此如何培养大学生的创新能力是建设创新型国家对我国高等教育提出的新要求。电子设计应用软件训练是电类专业学生不可或缺的实践教学环节,要求学生不仅具备基础理论知识,还需要培养学生实践能力、动手能力、独立分析解决问题的能力。往届学生开展软件训练过程中存在的一些现象:(1)照猫画虎、不求甚解大多指导老师仍沿用传统的课程设计的指导方法,即以教师为主导,学生被动地按教师的演示方法或相关步骤进行电路设计,学生的学习积极性、主观能动性、实际动手能力以及独立分析问题、处理问题等综合素质必然会受到扼制和打击。(2)固步自封,缺乏创新从过往题目设置来看,缺乏与实际应用的结合,譬如:学生在电路设计中,依据任务书绘制电路图,对元器件的相关原理不求甚解,在实施软件设计时,大部分内容借鉴了网上查阅的资料,并未深入理解。单纯为了完成软件训练而敷衍应付。电子设计应用软件训练实践平台的设计相信会有效克服这些困难,为我院学生提供创新能力培养和锻炼的机会。“软件训练实践平台”将有效整合软件训练实践内容、软件训练电子资源以及训练考核模式。 二、电子设计软件训练平台实施方案 开展“电子设计应用软件训练“平台设计要经历以下几个阶段,主要任务描述如下:(1)软件训练环境及开放的教学资源开放性综合实验室为电子设计应用软件训练提供必要的教学场地。培养学生的创造性思维需要现代化的教学手段。而基于校园网的“电子设计软件训练”教学资源将通过大量多媒体资源的呈现为学生更直观、生动地反映软件训练的各个环节,提高学生对软件训练项目的兴趣。(2)电子设计软件训练指导教师队伍配备软件训练的主导是教师,成立教师指导小组,在师资队伍中,年轻教师和老教师各有长处,这无疑要求教师对本学科的技术及交叉学科的理论和实践方法有较为广泛的涉猎。(3)电子设计应用软件训练的题目甄选软件训练题目既要体现电子信息及通信技术的特点,又能反映目前这一领域前沿发展方向,并具备一定的实际价值。题目范围广,涉及多门课程,包括数字信号处理、模拟电子线路、单片机、微机原理等,涉及的仿真设计工具不仅局限于Protel,Proteus,DXP等,这就要求指导教师要有更宽的知识面和更丰富的实践经验。(4)网络成为辅助软件训练的主要利器鼓励他们在相关网络资源中找到灵感,浏览电子网站及相关的学习论坛,如21IC网、电子工程师网等。通过这些网络资源,学生不仅能够学会查阅芯片资料,而且能找到解决问题的思路。(5)资源整合的“流程化”实施体系以基本素质培养为根本,创新研究能力拓展为外延,有层次的设置软件训练题目,并力求使题目覆盖主要知识点,并与实际需求衔接。 三、考核体系的设计 随着软件训练平台的不断完善,基于软件训练平台的考评与以往的考核标准相比更为高效、科学。学生根据所选题目的层次,提交不同形式的训练报告。以综合设计性题目为例,设计完成后,各组除应提交分析报告、可运行的源程序或电路原理图还要有完备的仿真结果,都可以在训练平台上通过不同的ID,上传到相应入口,由指导老师进行审阅。此外,考核机制还需逐步修正,并在一定程度上侧重学生科技论文写作能力。其中,软件训练报告的格式要求思路清晰,内容上针对项目的核心原理及实现步骤作简要说明,包括硬件及软件部分的结构图、流程图、电路原理,各电路元器件的参数设置等,突出创新发挥及收获体会等部分,为学术论文的撰写打下基础。 四、结语 电子设计软件训练在提高学生综合素质方面发挥了重要作用。它不仅改变以往学生被动参与软件训练的模式,完成学生的角色转换,而且促进了学生软件技能方面的发展。目前,我院与中兴通讯在产学研合作方面保持了良好的互动,建立与企业的紧密交流,对实现我院课程、实训内容和教学平台紧跟行业应用技术发展都大有裨益。从学科的教学改革及发展上着手,建立新的人才培养模式,从能力、素质等方面对学生进行“工程化”、“应用化”教育,把创新教育渗透在软件训练中,贯穿于整个实践教育环节的方方面面。 作者:赵晨光 张丽丽 白玉 单位:沈阳航空航天大学电子信息工程学院 电子设计论文:航天电子设计课堂及翻转教学设计 摘要:SPOC将优质MOOCs资源与传统课堂面对面教学的优势有机融合,具有小规模、私有定制、线上MOOC、线下课堂上接受导师辅导的特点。针对当前航天电子设计课程教学存在的问题,阐明建设该门课程SPOC课堂的必要性,逐步建设基于SPOC的航天电子设计MOOC课程,提出实现课堂翻转的具体措施,努力提高航天电子设计课程的教学质量。借鉴SPOC,能够实现航天电子设计课程教学流程的重构与创新,赋予学生完整、深度和有效地学习体验,全面提升学生的设计能力和创新能力。 关键词:翻转课堂;SPOC;MOOC;航天电子设计;教学模式 航天电子设计课程是为我校空间工程专业专门设立的、基于小班教学(人数在30人左右)的本科专业选修课程,理论与实践结合较强。随着学校新的本科生培养方案和教学大纲的颁布,该课程的学时进一步压缩。为了保证学生在更短的学时内更好地掌握航天电子设计的技能,解决现有教学模式和手段的不足,考虑将SPOC教学理念引入课堂,实现航天电子设计课程翻转,提高教师讲授和学员听课的效果[1]。 一、航天电子设计课程性质与特点 (一)课程性质地位 航天电子设计课程安排在大四上学期。课程的任务是培养空间工程专业学员航天电子系统设计的基本技能,使学员熟悉航天器电子系统的组成、常用单元设计、电路开发流程,初步具备开展航天电子设计的实践能力,为从事航天工程实践打下基础。课程以航天电子系统为主线,系统地阐述航天电子设计的关键技术和开发流程,包括电路原理图设计、印刷电路板绘制、电路板焊接调试、星载计算机、航天电源系统等内容。 (二)课程基本理念 课程采用以实践引导课程教学,讲授与实践相结合的指导思想。随课堂安排作业和专题实验模块,利用实验加深课程理解,并衔接后续课程设计,让学员在基于理论和动手实验的转换中体会航天电子设计的乐趣,充分调动其学习和实践的积极性。课程内容安排上,突出重点的同时兼顾内容的完整性,在有限课时内使学员对航天电子设计既有全面认识,又熟练掌握实践必需的基础知识和必备技能。 (三)课程设计思路 课程设计为理论讲授、现场实验、课程设计三个环节。三个环节同步穿插进行。理论讲授环节包括电子设计基础、PCB设计制作技术和航天电子系统等基本内容;现场实验环节以课堂讲授内容为依托,主要完成电路原理图设计、印刷电路板绘制、电路板焊接调试等应用实验;课程设计环节需要完成航天器电子系统的几个专题实验任务,拓展学员航天电子设计的实践能力。 二、当前航天电子设计课程教学中存在的主要问题 该课程设立已有三年,教材为授课组集中编写,内容根据授课效果在逐年更新。在课程教学上,目前还存在一些问题。 (一)教学主体“以教为主”,不能激发学生的学习积极性、主动性和创造性 当前教学过程中,主体为老师,这种方式节省时间,效率高,可以满足多数学生的需求。从教学实践上看,理论教学环节,老师讲授时间超过15分钟,部分学生注意力就会发散,影响授课效果;实践教学环节,一般采用老师示范,学生重复操作的模式,许多学生为追求快速完成实验,死记硬背,缺乏思考,不求甚解,一段时间不用,就忘得一干二净。因此,这种单一的“以教为主”、单向广播的教学模式,学生的学习积极性、主动性和创造性不高,效果不佳。 (二)实践教学环节薄弱,不利于培养学生的综合实践能力 经过连续几年的航天电子设计课程教学,学生们普遍反映该门课程实践性很强。往往是学生们兴趣高、意犹未尽,但是实验时间已经用完,经常是老师联系学生补课,因此实践环节仍然显得薄弱。现有教学模式中,理论授课占据了60%的时间,主要采用先理论后实验的教学方式,实践教学仅限于几次课内实验,并且也多为验证性实验,只能起到使学生了解基本实验操作过程的作用。这种实验仅能使学生掌握比较简单的实验操作技能,难以形成航天电子应用系统的开发与设计的能力。 (三)完全依赖课堂教学,课前预习和课后练习得不到保障 目前的实践教学主要采用课内实验的方式,利用实验开发板和系统开发软件进行。课堂时间有限,实验过程中,学生只需按老师的操作规范要求来接线,再在软件中输入既定程序,然后下载到实验板就可以从中观察到实验结果。课堂上如果部分操作不熟悉,课后没有条件来补课。部分学生希望完成复杂的实验项目开发与设计的愿望也不能实现。因此,完全依赖课堂的实验教学教学效果就不能得到保障。 (四)以考代评,缺乏对实践教学真实考核与评价的环节 目前,对航天电子设计课程教学效果的考核方式以笔试为主,采用“4+6”的模式,即平时的课程实验成绩是40分,期末考试的成绩占60分。实验成绩多是以学生完成实验报告的情况来进行评定的,而老师不能一一具体了解每个学生的工作量和实践水平。可以看出,此种考核与评价方式,体现不出实践教学的重要性,不能较客观公正地考查学生的实践能力。 三、建立航天电子设计课程SPOC课堂的必要性 只有便捷、舒适、高效、满足学生需求的课程教学才具备强大的生命力。现代先进教育技术大量涌现、实际课堂教学的不足、学生们求知的渴望,促使我们积极寻求有效提升实际航天电子设计课程教学效果的授课模式。当今MOOC的兴起,给大学教育带来了新机遇、新挑战[2]。然而,伴随着MOOC平台、上线课程和学生注册数的巨量增长,数量的急剧加速引发了质量危机。近几年的研究与实践表明,由于不设先修条件,学生知识基础参差不齐,缺乏面授,互动性差,教学过程缺乏监督和教学模式不具普遍性等,不仅损害了学生学习的自信心,也影响了教师教学的积极性,成为MOOC注册率高、完成率低的重要原因[3]。MOOC的发展是大势所趋,我们借助MOOC实现航天电子设计课程教学效果提升的重要出路就是:转变为课堂教学工具,进入SPOC时代,将传统的“堂上听课堂下答疑”翻转为“堂上讨论线上学习”。SPOC是英文SmallPrivateonlineCourse的简称,顾名思义为“小众私密在线课程”[4-5]。SPOC的核心理念是实行私有的、定制的、高质量导师制教学,其基本形式是线上MOOC、线下享受教师的导师制单独指导,在传统校园课堂上则可引导学生讨论和解决问题[6-7]。航天电子设计课程SPOC建设有一定基础,其必要性在于:1.人数规模合适:学生规模一般在30人左右,符合小班制教学,即Small的标准;2.学生层次差异不大:作为校内同专业学生,他们的学科基础、知识结构、上课时间等基本相同,符合限制性、私有的和定制的教学模式,即Private的标准;3.授课时间安排合理:每周一次课,每次3个学时,充分保证了理论教学、分组实验的开展;4.课程专题性强,知识点突出:前期课件基础积累丰富,知识点容易索引,章节高度有序,适合MOOC课程专题建设;5.学校教学网平台可以利用:现有教学网较为成熟,适合在线课程资料(电子书、短视频、练习题等)的上传和下载,论坛维护便利;6.教师团队实践经验丰富,容易实现课堂翻转:先后有多名骨干教员参与课程建设、理论授课和实验辅助教学,对课程流程熟悉,同时亲身承担了大量科研任务,特别是对卫星电子系统研制经验丰富,具备翻转课堂的能力。 四、基于SPOC的航天电子设计MOOC课程建设内容 航天电子设计课程是实践性要求很高的一门专业课。现有的教学模式虽有SPOC教育模式的理念,却离SPOC之实相距甚远。因此,如何应用MOOC的成果和SPOC的先进教学管理模式,逐步改革航天电子设计课程教学,是当前本课程教学改革的关键。借助MOOC,实现航天电子设计课程SPOC建设,需要完成以下工作[8]:1.制作高度有序的PPT课件,按照章、节、点、条,精确编号。2.录制讲解精炼、透彻的视频,建立与知识点同名的视频文件,能够围绕知识点索引。3.提供与知识点同名的电子文档,能够围绕知识点索引。4.编写典型的练习题,客观性要强,题目与知识点同名,能够围绕知识点索引。5.完成课程设计题目、典型实验代码编写,对初学者在关键代码段预留中文注释,学生进行补充和调试。6.借助教学网等网站,完成上述资料的上传。7.积极进行网站建设,及时回答线上学生提问,能够随时观察学生学情。这样,围绕一个知识单元,就囊括了短视频、电子书、练习题和讨论题等重要元素,为实现课堂翻转提供了条件。图1为航天电子设计MOOC课程建设示例。 五、基于SPOC的航天电子设计课程课堂翻转步骤 航天电子设计课程翻转课堂的目的在于,使学生成为课堂学习的积极主动参与者。对于航天电子设计这门实践性要求较高的课程,翻转课堂应强调学生动手能力。例如,在程序代码编写环节,利用电子教室软件,老师可在屏幕上实时掌控每位学员的调试过程,随时让某位学员进行屏幕共享、课堂示范讲解,老师及时引导并解答学生存在的共性问题,效果非常好。课堂翻转的步骤分为以下几个方面:1.提前陆续释放相关知识点的课程讲解和阅读资料,让学生有的放矢的,提前自由自主的完成高效的预习。例如:授课视频和参考资料课前全部放在网上,24小时随时可以在线读取;精确到知识点的视频和电子书;教师根据计划设定阶段性学习内容和期限;学生自主决定在这个期限内如何自由完成。2.课前学生学习高度清醒,知己知彼。学习时,可浏览个人进度、作业完成情况、学习时间;掌握每天进度排名和耗时排名;了解论坛热点信息;自建同步笔记和讨论等。3.课堂上实行小班化教学,任务驱动,分组讲解,学生与老师的角色互换。具体操作时,把班级分成几个小组,每组布置不同的教学任务,完成翻转任务书;课堂上各组担任教师角色,向其他组教授相应内容;教师点评、提问、参与讨论;其他组同学一并参与即时讨论。4.后台大数据让教师全程对课程知识点,对学生个体情况了如指掌。教师可以定时布置阶段性学习任务;看到各章节任务总体完成情况,个人完成情况;看到各个知识点完成情况,耗时情况;看到学生总耗时,视频耗时;看到学生个人各个知识点耗时等;看到个人学习日志;把握课程重点和改进难点讲授方式等。图2为航天电子设计课程课堂翻转过程示意图。SPOC的基本流程是:教师把MOOC的丰富视频材料当作家庭作业布置给学生预习和自学,然后在实际的课堂教学中回答学生问题,了解学生已经吸收的知识、存在的问题,在课上与学生一起处理作业或其他任务。总之,教师可以根据自己的偏好和学生的需求,自由设置和调控课程的进度、节奏和评分系统[9]。 六、基于SPOC实现航天电子设计课程课堂翻转的案例实践 按照上述理念,选择航天电子设计课程的部分专题进行课堂翻转的实践。这里,以《星载计算机串行通信》专题进行示例,这节课的特点是素材准备比较充分、知识点突出、实践性要求比较高。下面按照时间顺序进行介绍。课前两周:通过校内局域网邮箱、教学网向学生投送视频、设计实例、虚拟开发软件。包括串行通信基本概念、星载计算机通信接口等。视频8分钟左右,实例演示7分钟,可重复播放。课前:要求学生自主观看视频、观摩实例;安装虚拟开发软件,参考设计实例完成模拟环境下的开发;在教学网或邮箱提出遇到的问题,等待课堂解决。老师在课前一天关注学生在概念理解、程序开发等方面提出的问题,重点做好备课。课堂翻转时间:课堂上,设置不同的翻转任务,包括基本概念讲解、常用通信接口介绍、实例演示等。随机抽取不同小组进行课堂翻转,由学生讲解,老师或学生随时发问。讲解完毕,老师进行点评,学生一起讨论问题。该环节学生主导,教师引导。课堂练习时间:布置随堂实验任务,进行单机串行通信接口实验。这不同于课前模拟环境下的开发,而是基于星载计算机的程序开发。为突出知识点,提高学生成就感,提供特定波特率下的串行通信参考程序,而对要完成的程序段进行留白,学生课堂完成编写、调试。该环节教师布置任务,学生随堂完成。课堂验收时间:验收的整个过程可通过专用电子课堂软件,对待验收的学生屏幕同步投影到教室大屏幕,使得每个学生都能看到待验收同学的演示过程。首先,待验收同学通过单机和模拟通讯软件进行自发自收,对程序质量进行演示;然后,通过第一步演示的两个同学进行双机通讯,确保互联互通;最后,大家对每个学生遇到的共性问题一起解决,共同做出评价。该环节前两步学生主导,最后一步教师主持。课后:根据课堂授课效果,进一步把握课程重点,改进难点讲授方式。整理教学素材,使得知识点讲解更简明扼要,演示更清晰到位,预留问题更有启发性。 七、基于SPOC的航天电子设计课 程课堂翻转效果问卷调查本文采用问卷调查的研究方法,利用校园教学网,对来自四个专业三个班,学习航天电子设计课程的76名学员进行了在线邮件问卷调查。调查执行时间是2015年9月至10月。共收回有效样本75个,回收率为98.68%。调查结果显示,学生们积极评价了基于SPOC的课程课堂翻转效果。“相对传统教学方式,采用SPOC方式学习效果更好”(88%)、“知识点集中,重点突出”(92%)、“师生互动增强,学生参与程度加强”(76%)、“可以自由安排时间预习,可反复学习,效率提高”(96%)、“学生自控能力、表达能力、思辨能力、合作能力等得到全面锻炼,综合能力得到提升”(92%)、“习题与测验量少、精确、高效”(80%)。影响课程的原因主要表现在以下几个方面:“平时可以投入的时间有限”(61%)、“缺乏自控力和毅力”(43%)、“课程内容与预期不符”(19%)、“很难找到学习伙伴交流”(21%)、“课前视频或电子书选用不好用或网络不畅”(24%)、“课程难度太高”(16%)、“课程内容没有吸引力”(13%)、“老师教学方式没有吸引力”(11%)、“不习惯考试方式”(8%)、“不喜欢在线学习的方式”(3%)。因此,基于SPOC的课程课堂翻转模式仍然有许多问题值得探讨。从教师角度而言,教师自己建设课程,管理课程,需要耗费大量精力;课堂研讨的工作量加大,指导学生的力度增强,对教师的学术能力和知识面有了更高要求;定期布置阶段性面授任务,使得学生全程保持紧密学习状态。简而言之,教师少讲、精讲,努力节约讲授的时间,重点放在引导和启发学生思路,重点解决共性难题方面。八、结束语SPOC的核心理念是实行私有的、定制的、高质量导师制教学,实现这一理念的有效方法是线上MOOC(对应传统的课堂下)、线下享受教师的导师制单独指导(对应传统的课堂上)。要保证SPOC有效实施,不仅要完成MOOC所需要的优质视频、知识单元化、学习管理规范化等条件,还要有知识面广、教学经验丰富、计算机水平相当的教学团队,即:既要有内容可翻转,还要有能力翻得动。因此,从理论上说SPOC可有效解决航天电子设计课程现有的所有问题,但实际中还需要做大量的准备工作并加快改革步伐。前期积累越充分,后续全面实现航天电子设计课程“翻转课堂”的效果越好。 作者:张志洲 刘昆 肖凯 谢燕 单位:国防科学技术大学 航天科学与工程学院 电子设计论文:电子设计竞赛赛前培训的思考 1培训中存在的问题及原因分析 1.1认识不到位 随着社会的发展和科技的进步,对高等教育提出了更高的要求.而培养具有工程实践和应用能力的学生已成为高校、企业以及社会都关注的重点[9].因此我国各部门,社团、企业每年都举办大量的比赛,以此锻炼、培养和选拔人才.各种比赛层次参差不平,而独立学院对各类比赛没有具体规划,没有针对性的培养目标和计划,导致了电子设计大赛不被学生和教师重视.往往都是在接到比赛报名通知后,才开始组织部分尖子生进行集训,而电子设计大赛是一项对学生专业基础知识和动手能力要求较高的赛事,临时的集训,往往效果非常差,也不符合通过电子设计竞赛让尽可能多的学生从中获益的目的[8]. 1.2师资力量,实验设备不足 独立学院是近十几年来才发展起来的一种新兴的教育模式[9],其师资力量、教学资源、实验设备很大程度上任然依赖大校,没有一只属于本院的的高水平,教学实践丰富的师资队伍.本校的年轻专业教师,实战经验不足缺乏工程意识,对电子类学科的知识掌握任停留在传统的数字和模拟电路教学水平[10],导致的电赛集训期间教师还需要和参赛学生一起学习和练习,没办法针对性的指导学生.实验设备更是严重不足,很多学校所有的实验设备任然是“老三样”,示波器,万用表和信号源,而这些传统设备已远远不能满足电子设计竞赛的对电路系统的设计要求. 1.3激励不到位 电子设计大赛通常在每年的9月举行,其培训主要在课余时间以及寒暑假进行,需要占用教师和学生大量的业余时间,同时电子设计竞赛是以电子技术的应用设计为主的比赛,要求学生具有一定的专业知识和技能,因此每年参赛的学生大部分都是大三的学生,而大三的学生往课业压力比较大,寒暑假期间又面临考研复习的问题,无法做到学业,考研,比赛三种兼顾,导致很多优秀的学生因为考研和学业压力往往放弃比赛.另外担任电子设计竞赛培训课程的指导教师,因为科研压力,往往需要在寒暑假期间从事手头的科研项目,更何况完成电赛的培训和指导工作所花的精力远比普通教学和科研工作要大得多,但得到的认可和激励往往还不如日常教学和科研工作,导致了很多教师不愿意从事比赛的培训和指导工作,即使参加了竞赛指导工作也存在不好好干以及干不好的问题. 2赛前培训的思路与举措 2.1整合人才资源 打破身份限制,吸引已毕业并从事相关电子类产品研发的学生参与到电赛的培训中来,这些学生对培训工作有兴趣,具备较强的实践能力和工程意识,同时更了解参赛学生的情况;打破学科限制,吸引不同专业领域的教师参与培训,电子类专业的教师往往仅掌握自己专业学科的系统知识,因此吸引不同专业领域有意愿有能力的教师参与竞赛的培训,接受来自不同领域的实践挑战,可以进一步推进培训工作的开展;还可以组织往届参加电赛并获奖的学生,利于课余时间和参赛学生一起分析历年电赛题目,分享心得经验,帮助参赛学生. 2.2项目带动培训 项目可以是教师已完成的科研项目,也可以是已毕业学生承接的特定的工业产品.教师首先将项目细分成许多的具体任务,参加电赛培训的学生可以从中任意的选择一两项自己感兴趣的任务,同一个任务可以由多个学生选择,学生可利用所掌握的知识提出不同的解决方案,并通过讨论确定最合理的方案,在规定的时间内加以实现,通过做中学,学中做,商量的做,可以大大提高学生的实践动手和创新能力,培养团队精神和团队意识. 2.3配套政策和激励机制 对参加电赛并顺利提交作品的学生,学校可以通过对培训期间的表现和竞赛的获奖情况加以评定,作为素质教育学分,代替实践环节的一些课程,像电子工艺实训和数字系统课程设计等;若参加电赛并获省级以上项目奖项的学生,除了可以申请学校的学术科技奖之外,还可以申请用其参赛作品按照毕业论文的格式和要求加以修改作为毕业设计进行评定.这样可以减轻学生的学业压力,从而吸引更多的学生参加比赛,让更多的学生从竞赛中获益,带动电类学科教学内容和方法的改革.设立专项奖励机制制度或在现有奖项中单设名额,对于参加电赛培训的教师,可以按照竞赛的层次奖励相应的科研工作量;对于参加电赛培训,其指导的参赛队若获得省级以上项目奖励,另外奖励相应的工作量,同时在当年岗位评级时进行适当的倾斜,使得竞赛指导教师所做的工作能得到认可,以更大的热情投入竞赛的工作,并将竞赛中所取得的成果引入教学,进一步提高电类学科的教学水平和质量. 3结束语 通过几年的探索和实践,我校在电子设计竞赛的培训工作上,取得了一定成绩.但电子设计竞赛的目的是培养尽可能多的大学生的创新意识和综合素质[11],进而促进高校的实践教学改革,提高电子类实践教学水平,是一项长期而艰巨的任务,还有许多工作需要做.我们将继续逐步探索适合自身发展的道路. 作者:方淼 李双东 单位:安徽大学江淮学院 计算机科学与电子技术系
电子技术教学论文:提高电工电子技术课程教学效率的有效策略 电工电子技术是电类专业教学中的一门重要的专业基础课程,在专业教育教学和人才培养的过程中占有十分重要的地位。该课程的特点是概念多而抽象,实践性强。通过本课程的学习,学生应在电路、电工技术及电子技术方面获得知识、素质、技能方面的培养,并为以后学习各专业知识和技能打下良好的基础。 1 电工电子技术课程的特点 电工电子技术课程是中职电类专业中的一门技术基础课程,在工科教学体系中占有十分重要的地位,它为学生学习后续课程以及毕业后从事工程技术等工作打下一定基础。随着电子工业的飞速发展和计算机技术的迅速普及,它已成为中职电类专业的必修课程和部分工科类其他专业的选修课程。 2 电工电子技术教学存在的问题 2.1 考核方式简单化,不利于学生综合素质的提高 电工电子技术课程是一门实践性较强的课程,通过本课程的学习,学生不仅要掌握电工电子的基础理论知识,更要掌握电工电子技术技能。现行的考核方式是:百分制,其中笔试成绩占70%,平时成绩占30%。显然,笔试成绩所占的比例过大,使得学生过分关注书本知识,死记硬背,不能体现学生的动手能力和综合素质。 2.2 教学方法、手段落后,不利于调动学生学习的积极主动性 通过调查发现,中职学生的基础普遍较差,自主学习能力欠缺,学习兴趣不高,这就容易使学生产生厌学情绪。而现在不少学校的教学主要仍沿用传统的“粉笔+黑板”或者简单的演示,教师讲,学生听,学生的主体地位没有被发挥,教学内容的生动性得不到体现,学生不能积极参与到学习过程中,严重影响教学效果。 2.3 教材内容理论性强,不利于学生职业技能的培养 职业教育强调理论知识以“必需、够用”为原则,注重操作技能的培养,而现有教材内容仍包含有一些复杂的理论推导、应用较少的难记的公式,注重知识的系统性。同时,缺乏本学科新理念、新技术、新成果及应用实例的引入,使学生视野得不到开阔,不利于学生职业技能的培养。 3 电工电子技术教学改革的有效措施 3.1 培养学生的创新精神和创新能力 创新教育是以培养人的创新精神和创造能力为根本价值取向的教育。在教学中,如何培养学生的创新精神,提高学生的创新能力,是广大教育工作者正在努力探究的课题。电工电子是和人们的生活联系非常紧密的一门学科,电工电子知识和规律涉及生活中的许多方面。因此,电工电子教学不能仅局限于课堂,要引导学生利用电工电子知识分析和解决日常生活中碰到的一些实际问题。 如在课堂教学中要求学生设计一个楼梯照明电路,要使用方便和节约电能。这是一个非常实际的问题,学生非常感兴趣,积极讨论,主动思考。有的采用双触开关,有的采用闸刀双掷双控,都能很好地满足布置的设计要求。开关的设计固然重要,但课堂中要结合现实生活中的节能理念,思考对照明灯具的选择,实现光照亮度和节能、使用方便的最佳组合。通过这种教学方法,学生体会到电工电子知识在生活、生产中的重要应用。通过这种教学方法激发学习的动机,启发学生从不同的角度思考和创新的动机,从而实施创新教育,培养学生的创新精神和创新能力。 3.2 优化调整教学内容 1)结合电工电子技术课程目标,选用具有职业教育特色的教材。现在市场上围绕电工电子方面的教材很多,但大多数均未能突出职业能力的培养以及及时反映新理论、新技术、新工艺、新装备、新材料,从而成为制约新型技能型人才培养的瓶颈。 2)根据实际情况调整教学内容。电工电子技术课程知识面广、信息量巨大,而课时非常有限,必须根据职业能力培养的目标,有所侧重地选择、调整教学内容,使培养应用型技能人才落到实处。例如,在讲授计算机科学与技术、电子信息工程专业的电工电子技术课程时,要充分考虑在现代仪器仪表上电工电子技术的应用。 3.3 教学方法的改革 灵活运用多种教学方法,其中案例教学法不失为一种行之有效的教学方法。案例教学法贯穿全课程的教学方法:精心选用典型的、有实用价值的、学生感兴趣的实例,以该案例的设计和改进中的问题为切入点,步步深入,将实践技能的培养贯穿于教学的始终,从而克服传统教学方法中理论与实践严重脱节造成的弊端。学习本课程后,学生分析电路虽然头头是道,但若要设计制作一个电路系统往往不会查手册、不会选器件、不会连电路、不会调试系统。可见,案例教学法从真正意义上实现以学生为主体,以培养学生的自主学习能力、实践能力和创新能力为基本价值取向。案例教学法若运用得法,将会最大限度地调动学生的主观能动性和学习兴趣。 采用案例教学法一定要注意:1)案例要有典型性和实用性,才能激发学生的学习热情和学习兴趣;2)案例要有综合性和启发性,应将课程内容与案例有机结合、融会贯通;3)案例应体现本学科的前沿知识、技能,这样才能提高学生的实践能力、应用能力和创新能力。 3.4 教学手段的改革 有了好的教学理念、教材、教学方法,要取得好的教学效果,还要有好的教学手段,要善于根据课程不同内容、不同知识点的特点选用不同的教学手段,才能推动教学内容和课程体系改革取得实质性进展。在教学过程中可大量使用多媒体课件、eda仿真软件、网络教学等多种教学手段。 1)在讲到三相异步电动机结构、工作原理及常用控制电器结构、动作原理时,若用传统的黑板加粉笔的方法,在课堂上把电动机的结构和常用控制电器的结构画出来是不可思议的,即使画得出来,也很难将此部分的内容讲清楚,课堂效率低是可想而知的。但采用powerpoint和flash做成的多媒体课件,节省了在课堂上画电动机、常用控制电器的时间,还可以通过flash生动地表现电动机的内部结构、工作原理和常用控制电器的动作过程,非常的直观而富感性,有利于学生准确、全面、深刻地接受知识,大大降低理论学习的难度。 2)在讲单管的共射极放大电路,工作点设置对放大电路的非线性失真的影响(工作点设置得太高,容易导致饱和失真;设置得太低,容易导致截至失真),负反馈对放大电路性能的影响,放大电路的幅频特性和相频特性时,虽然可以借助powerpoint、flash、vb等制作包含文字、图片、动画的课件进行讲解,降低学生对这些知识点理解方面的难度,但学生还是觉得缺少感性的认识。这时可以利用multisim对单管放论文联盟//大电路进行仿真,学生好像置身于实验室,体验到设置适当的工作点的重要性,负反馈的作用,放大电路的频率响应,等等。这样,学生对所学知识豁然开朗,实现理论教学由难化易,由繁化简。 4 总结 总而言之,电工电子技术课程是中职电类专业开设的一门实践性很强的专业基础课,教与学都存在一定的难度,通过对教学模式、教学方法等教学要素进行改革,最大限度地优化教与学的过程,使课程的教学质量更上一级台阶,为后续课程的学习及继续深造与就业打下坚实的基础。 电子技术教学论文:电力电子技术教学体会思考 摘要:本文从电力电子技术这一课程的内容出发,结合教学要求,分别从理论教学和实验教学两个角度阐述了关于教学方法的一些体会和感悟。 关键词:电力电子技术;控制电路;控制理论 1引言 电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科,是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程,在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换,是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛,从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用,甚至已经渗透到我们的生活中,比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。 2教学体系结构及要求 电力电子技术的教学内容主要分成三部分:元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时,如果这三个部分都要详细介绍的话,时间上是不够的,所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础,包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路:整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别,其次要求能理解各自的工作原理,最后要求能够按照电路要求自主选择元件;控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程,能够分析并画出电路的输出波形图,能计算电路的一些参数来选择元器件;最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。 3理论教学 (1)兴趣的培养 电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程,但也的确是一门比较枯燥的学科,要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力,让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频,让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边,来培养他们的学习兴趣[1];同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。 (2)教学思路的把握 教学的顺序是先介绍元器件,然后介绍各种转换电路,最后介绍控制技术。在介绍元器件时,要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的,输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2];在介绍各种转换电路时,首先要介绍各种电路实现的功能,然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化,最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础,以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点,特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛,所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。 (3)教学方法的改变 近年来,多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制,采用多媒体教学能提前将这些波形准备好,节约了大量教师课上板书的时间,同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球,能更直观的仿真出电路通断的过程,更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外,我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真,通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形,要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻,也更让他们信服。 4实验教学 实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位,通过实验可以加深对已学知识的理解,验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程,新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法,都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的,比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验,那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容,那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路,然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载,通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握;在讲直流斩波电路时,可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试,深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中,由于学校设备有限不能做到每人一台设备,一般都是几人一台,这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中,可以将一组学生进行任务的分工,分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的,这样每个人都分配有任务,就不会出现上述的情况了。 5小结 本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式,不同的教师有不同的方式,但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。 作者:单玉燕 丁伟 单位:南通开放大学 电子技术教学论文:模拟电子技术课程教学改革分析 摘要:在传统的模拟电子技术课程教学中,由于忽视了学生主体作用的发挥,因此难以激发学生的学习兴趣,甚至导致一些学生产生厌学情绪,整体教学效果差强人意。摒弃满堂灌的‚填鸭式‛教学方式,将理论教学与实践教学有机结合起来,以研究型教学为手段、以培养学生创新创业思维为目标开展任务驱动式教学,有助于学生掌握理论知识,提高动手实践能力,更有助于学生增强创新意识和创新能力。 关键词:模拟电子技术;教学方法;教学设计;创业教育;创业思维 一、模拟电子技术课程教学改革的必要性 模拟电子技术是工科电类各专业的一门专业基础课,其教学效果不但直接影响学生的专业能力,而且还会影响学生对后续专业课的学习。模拟电子技术课程及其教学内容的特点主要反映在以下几个方面:(1)抽象性。模拟电子电路的设计与分析,是围绕三极管、场效应管等核心半导体器件展开的,必须根据半导体的特性、半导体器件的结构与工作原理建立半导体器件的等效电路,进而利用电路分析的方法针对所建立的电路模型进行计算。其中,半导体的特性、半导体器件的等效电路等都是比较抽象的概念。此外,放大器失真的产生原因及其抑制措施、负反馈放大器的原理与作用、振荡器的稳幅原理、各类振荡器的稳频特性等内容,也相当抽象。(2)实用性。电子技术的发展可按核心器件的种类分为电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和超大规模集成电路时代等,每个时代的电子产品又可分为数字类和模拟类两种。在电子管和晶体管时代,电子产品几乎都采用模拟电路,即使到了集成电路和超大规模集成电路时代,数字技术迅猛发展,但几乎所有的数字电子产品都离不开模拟电路单元,例如供电模块、射频输入/输出模块等。(3)实践性。其一,晶体管的参数具有较大的离散性,因此即使对于成熟的应用电路,往往也有必要进行一定的调试,例如三极管静态工作点的调试、选频电路中心频率的调试等。其二,功能电路单元的设计,通常要根据存在的问题与不足对其进行优化和改进,或根据具体应用需求有针对性地对其进行改造,例如,从考毕兹电路到克拉泼电路和西勒电路,就是为了兼顾频率稳定性和频率覆盖范围而对电容三点式振荡器所做的有针对性的改进。模拟电子技术课程教学内容的抽象性,会使很多学生对此课程的学习产生畏难情绪,也导致不少教师为了让学生理解基本理论而采用以讲解为主的教学方式,甚至不惜“满堂灌”,但往往欲速则不达。这种教学方式过分强调学生计算、推理能力的提高,相应地忽视了学生理解应用能力、创新思维能力的培养。由于忽视了学生主体作用的发挥,因此难以激发学生的学习兴趣,甚至导致一些学生产生厌学情绪,整体教学效果难免差强人意。此外,在模拟电子技术课程教学中,传统的“先理论后实验”的教学模式以及通过大量理论计算类习题巩固知识的做法,都不能使学生有效地掌握理论,提高能力,更谈不上提升学生的创新意识和创新能力。然而,全面地考虑模拟电子技术课程的抽象性、实用性和实践性,如果教师摒弃“满堂灌”的教学方式,将该课程的理论教学与实践教学有机结合起来,让学生在实践中自觉地学习理论、运用理论、验证理论,不但有助于学生掌握理论知识,提高动手实践能力,更有助于学生不断地通过问题的解决增强创新意识和创新能力。从1998年世界联合国教科文组织第一次提出“创业教育”的概念,到2014年总理发出“大众创业,万众创新”的号召,人们对创新创业教育的本质和内涵的认识不断增强。“创新创业教育的目的不是单纯地获得新思维和新方法,而是培养学生运用新思维、新方法将学到的知识付诸实践的勇气和能力。”[1]因此,我们可以把创业思维看作是一种解决问题的思维方式和行动模式,而创业教育本质上是一种更高层次的素质教育。从“大众创业,万众创新”的形势要求来看,模拟电子技术课程的教学模式,也应从过去的以讲解为主、理论教学与实验教学相脱节,改变为以研究型教学为手段、以培养学生创新创业思维为目标。 二、基于创业思维培养的模拟电子技术课程教学模式探索 随着对创新创业教育本质和内涵的认识不断增强,人们已经把创业思维看作是一种解决问题的思维方式和行动模式[1]。具有创业思维的人,做事情的时候往往会先从自己所拥有的资源开始,由远及近、有小及大地积极行动起来,在行动中不断地学习和反思,一边行动一边反思,并实时进行调整,逐步达到目标[2]。根据“大众创业,万众创新”的形势要求,笔者针对模拟电子技术课程教学中存在的问题,尝试提出基于创业思维培养的模拟电子技术教学模式改革方案。改革后的方案摒弃单纯的灌输式教学,采用基于创业思维的“实践+学习”研究型教学方式方法。在教学安排上,研究型教学主要体现在“教师首先要为学生创设一个自主学习的环境,然后在教师指导下将启发、阅读、探究、点评、总结有机结合,从而让学生像科学家那样经历一个提出问题(研究专题)—探索研讨—总结提高过程”[3]。基于此,改革后的方案按教学大纲将教学内容分解为若干个教学单元,每个教学单元均按知识链接、呈现、练习、反思、应用的步骤展开。具体说明如下:1.知识链接。现代教学理念强调突出学生学习的主体地位,强调让学生在生动具体的情境中体验、理解并学习知识。根据现代教学理念,“教师不再只是过去传统意义上的知识传递者,还是情景活动的引领者和合作者,学生也不再只是知识的接受者,还是情景活动的参与者和亲历者。”[4]因此,在课堂理论教学的基础上,教师应注意建立适宜学生领悟的情景链接,借助情景的直观性、形象性在学生情感上留下强烈的印象,进而激发学生的求知欲望,让学生自觉地进入角色,真正理解掌握模拟电子技术的基本知识、基本分析方法及问题解决方法。情景链接可以采用实物演示、多媒体模拟等方式。需要说明的是,虽然改革后的方案摒弃了单纯的灌输式教学,但绝不是要放弃讲解式理论教学。模拟电子技术课程教学内容的抽象性特点,决定了很多学生难以通过自主式学习了解掌握理论知识,因此重点突出、详略得当、有针对性的讲解式理论教学是十分必要的,但教师决不能不分主次地照本宣科。2.呈现。当把学生“浸入”教师创设的情景之后,接下来是呈现环节,即以任务驱动的方式把下一环节的目标和任务呈现给学生。教师应在明确教学目标的前提下,根据实验室现有的资源,结合学生的现有知识水平和能力水平,设计并提出一个作为学生进行研究性学习载体的工作项目。目标和任务呈现给学生后,教师应把学生分成若干小组(每小组3~4人),让学生以小组为单位共同探讨完成此任务需要补充哪些知识、需要用到哪些硬件资源(包括三极管、电源、相关仪器仪表等),并拟定下一环节的方案。小组讨论的结果要以清单形式提交给教师,以便教师及时指导各小组对方案进行优化。3.练习。这一教学环节主要以教师“指导”学生“做”的方式引导学生自主完成电路的设计、制作和调试,即教师应扮演的是教练员角色而不是运动员角色。在学生练习的过程中,教师要注意发现并及时纠正学生的不规范操作,避免出现安全事故;要通过提问等方式了解学生的思路,并引导学生修正错误,逐步提高发现问题、解决问题的能力。4.反思。反思是对学习过程、学习效果的总结与反馈。这一教学环节离不开教师主导作用的发挥,更离不开学生学习主体作用的体现,因此,教师有效把控课堂显得至关重要。反思环节的具体实施步骤如下:(1)所有学生分别反思完成项目需要的知识、方法和技能,并在小组内进行交流;(2)各小组整合小组成员的反思意见,并对项目完成情况进行自评;(3)小组之间开展互评,每个小组至少要对三个小组进行评价;(4)各小组总结自评与互评结果,并归纳总结小组成员在项目完成过程中学习了哪些理论知识,掌握了哪些方法技能,在哪些方面存在欠缺;(5)每个小组选派一个代表在课堂上陈述自己小组的项目完成情况;(6)教师做总结性评价,重点是解答学生的疑问,指出学生存在的共性问题和下一步努力的方向,结合小组自评与互评意见对各小组及其成员在项目完成过程中的表现进行综合评价。5.应用。人类学习的终极目的是为了解决问题,也就是说人们通过学习获得的知识、方法、技能最终都是为解决生活、生产中的问题而服务的。基于创业思维模式的学习,最终的落脚点也必然是应用。在模拟电子技术教学中,一个教学项目(模块)的最后一个环节,应是教师指导学生应用学习到的知识、方法和技能解决实际问题,以促使学生巩固学习成果,提高应用能力。综上所述,基于创业思维培养、以行动引领知识获得的模拟电子技术课程教学模式,教学过程中的所有环节都是以学生为学习的主体,重在激发学生学习的内在动力,促进学生掌握知识,提升能力,启迪智慧,教师只有精心设计教学情景和教学内容,有效把握教学进程,才能收到预期的效果。 作者:陈淑静 张昉 单位:黄淮学院 郑州科技学院 电子技术教学论文:高职电子技术课程教学中微课的应用 摘要:随着信息技术的发展和手持移动终端设备的普及,“微课”这一教学模式已迅速兴起并广泛使用,高职专业课程的教学方式也将随之发生改变。实践表明,在高职《电子技术》课程中引入“微课”,能较好地解决教学中存在的问题,对提高课程的教学效果有积极作用,是传统教学的有益补充。 关键词:微课;高职院校;《电子技术》课程教学;应用 当前,随着信息技术的发展,人与人之间的交流和学习变得越来越高效便捷,“微理念”已深入人心。[1]在这样的时代背景下,一种新的教学模式“微课”应运而生并迅速兴起。 一、微课的概念及特点 在国内,“微课”最早由佛山教育局胡铁生提出。胡铁生认为“微课”是以教学视频为主要载体、反映教师在课堂教学过程中针对某个知识点或教学环节而开展教与学活动的各种教学资源的有机组合。各种教学资源以一定的结构关系和呈现方式共同营造了一个半结构化、主题突出的资源单元应用“生态环境”。[2]本研究认为:“微课”是一种学习资源,它以微视频为核心,讲解或分析某一单个知识点或技能点,可以是知识介绍或习题讲解,也可以是技能操作等。“微课”是针对传统单一资源类型的局限性而发展起来的一种新的教学资源建设和应用模式,它的主要特点有:主题突出,针对性强;资源丰富,情境真实;短小精悍,使用便捷;半结构化,扩充容易。[3] 二、高职《电子技术》课程教学中采用微课的必要性和可行性 《电子技术》作为高职院校电类专业的一门重要专业基础课,知识面广,实践性强,地位重要。《电子技术》课程中学到的很多基本能力也被越来越多的用人单位和企业列为招聘人才的重要指标,比如电子线路的识图能力、电子电路的故障检修等。由此可见,高职《电子技术》课程教学同时肩负着“为学习专业课打基础,为今后就业作保障”的双重任务。但目前,一些院校《电子技术》课程的教学存在问题,教学效果不佳。很多院校还是采用知识本位的以讲授为主的教学方法,实践课的设置还多以验证性实验为主、综合应用性实验较少,缺乏以任务为驱动的引导,学生被动地听课、参与度不高,学生的实际需求容易被忽视,学习主动性差,这样不能很好地培养学生的综合应用能力和创新能力。因此,如何结合高职《电子技术》课程特点,并针对当前教学中出现的问题进行教学改革,显得十分紧迫。“微课”具有学习时间短、授课内容灵活、主题性针对性强、课程资源构成多样、情景真实等特点,[4]将“微课”运用到高职高专《电子技术》课程教学中,将很好地解决传统授课方式中存在的问题。“微课”还可以满足不同学生的个性化需求,学生可以根据自己在本课程中知识和技能的掌握情况,利用“微课”多遍着重学习个人掌握的薄弱环节。并且,在《电子技术》课程中引入“微课”,使学生处于主动探究问题、解决问题的情境中,还有助于锻炼学生的高阶思维能力。[5] 三、高职《电子技术》微课设计开发与应用 (一)《电子技术》微课内容设计与开发 1.素材的选择与分析 本研究“微课”设计主要依据教材是《电子技术项目教程》(北京大学出版社,2014年7月第2版,徐超明、李珍主编),该教材是“十二五职业教育国家规划教材”。该教材的特点是“以项目为载体,将知识融入工作任务;做中带学,实现职业能力培养;结合实验与仿真,提高教学质量”,这和本文的微课研究思想不谋而合。全书共7个项目,分别是:直流稳压电源的设计与制作、扩音机的制作与调试、信号产生电路的设计与制作、加法器的测试与设计、抢答器的设计与制作、数字钟的设计与制作、电子电路综合训练,每一个项目中又有多个任务。其中,项目1—项目3属于模拟电子技术部分,是对二极管和三极管常用电路、集成运放等知识的运用;项目4—项目6是对组合逻辑电路和时序逻辑电路知识的应用,属于数字电子技术部分;项目7选取最基本、最普及的通信终端设备之一电话机作为综合实训内容。本研究选定《电子技术项目教程》教材中的重点知识点和技能点作为微课开发素材,最终确定了6个有代表性的重点任务来作为“微课”设计的案例。包括:“二极管应用电路制作”“基本放大电路分析测试”“比例运算放大电路制作”“三人表决电路设计制作”“数据选择器应用电路设计”和“计数器的设计”。 2.微课开发的工具与环境 CamtasiaStudio是本文开发“微课”主要用到的软件工具,辅助工具软件是MicrosoftOfficePow⁃erPoint2007(该软件我们都很熟悉,这里不再赘述)。下面介绍制作微课视频非常好用的Camta⁃siaStudio软件。CamtasiaStudio软件是TechSmith公司研发的、集屏幕录影和视频编辑于一体的软件套餐。该软件功能非常强大,除了能进行屏幕录影外,还能进行视频的剪辑、编辑、个性化制作,还具有视频播放与视频剧场功能。在此软件环境下,用户能非常方便地进行屏幕录像的配声,还可以添加字幕、剪辑视频,还有动画转场等功能。CamtasiaStudio软件的运行主界面见图1。 3.微视频案例 如前所述,本研究选取《电子技术》课程中具有代表性的6个重要任务(其中模拟电子技术部分3个,数字电子技术部分3个)进行“微课”设计开发。以《三人表决电路设计制作》的微课视频制作为例来说明微视频设计制作的过程。《三人表决电路设计制作》是《电子技术》课程数字电子技术部分的一个设计性案例,属于组合逻辑电路设计的典型案例。该案例涉及的知识点和技能点包括:基本逻辑门电路逻辑功能、常用中规模集成芯片管脚图的识图方法、组合逻辑电路的设计方法、会根据逻辑电路图正确地搭建电路等。在对该案例微视频的制作进行了设计、规划后,录制了该案例的微视频。该案例是借助Cam⁃tasiaStudio软件制作完成的,它在CamtasiaStudio环境中的界面如图2所示。做好PPT课件后,打开PPT课件,在MicrosoftOfficePowerPoint2007下录制完成,经过降噪等一系列后期处理后,最终生成了格式为MP4的播放视频。该案例的微课视频播放截图如图3所示。 (二)《电子技术》微课的教学过程设计与应用 本研究在制作完成6段微视频后,进入了“微课”的教学应用阶段。6段微课均在本校15电气自动化专业1班使用。本研究进行“微课”设计开发时,学生们已基本学完课程知识,即将进入复习阶段,所以,本研究选定该教材中的重点知识点和技能点作为微课开发素材,提供给正处于复习阶段的15级电气自动化专业学生,帮助学生有针对性地复习重点,提高学习效率。15电气自动化专业1班共51人,均有智能手机,任课教师在课前把本节课要复习内容对应的微视频通过QQ群或微信提前发送到每个学生的智能手机和电脑上,方便学生上课时在老师的指导下通过微视频来复习本节重点。 1.基本教学流程设计 《电子技术》课程的“微课”应用流程如图4所示。图5为本研究的“微课”应用教学模式。首先,在教师的深入引导下,学生使用智能手机等移动设备通过“微课”进行自主学习,当然也可以是小组形式的自主学习,这也是学生建构知识的过程。同时,学生会在具体的情境下提出问题,再通过小组分工协作探究来实现其知识能力的构建。然后是评价总结,教师检查学生任务的完成情况或者通过学生小组自检或互检,对学生的学习成果进行点评,这期间,教师要注意引导学生进行反思并给出优化建议。整个过程完成后,学生增加了知识、锻炼了技能,也提高了发现、探究、解决问题的能力和学习能力;另一方面,教师通过思考、构思、搜集资料设计与制作“微课”并组织课堂学习活动,指导学生进行“微课”学习后,自身专业素养和教学能力也得到了提升。 2.具体教学流程设计 本文研究的基于“微课”的具体教学流程设计如图6所示。 (三)《电子技术》“微课”应用效果与评价 1.考核成绩分析 考核成绩分析是基于“微课”应用前和“微课”应用后两次考核的结果对比来进行的。第一次考核是在课程内容学完之后还未进行“微课”应用时进行。第二次考核是在将“微课”应用到15电气自动化专业的复习课中辅助教学,在“微课”应用结束后进行的。两次考核项目都是在题库中随机抽取1个综合应用项目,类型相同,分值相同,时间相同(都是满分100分、时间100分钟)。考核完成后对15级电气自动化1班51名学生的考核结果进行统计。忽略试题细微的难度差别和学生知识掌握熟练程度的差别,15电气自动化1班的平均成绩为79.6分,比前一次考核(在“微课”应用之前)的平均分72.8分提升了大约9.3%。其中,最高分提升约9.0%,最低分提升约7.2%。由此可见,在复习课中应用“微课”能明显提升学生知识和技能的掌握程度。 2.对学习者的问卷调查分析 在“微课”应用结束后,对51名学生进行了调查,问卷调查主要包括以下3个方面:是否喜欢利用微课学习;使用微课后的效果感受;对微课设计和微视频制作的满意程度。问卷调查的目的是为了了解《电子技术》“微课”的应用效果,及时发现其中的不足,以便总结经验教训。调查问卷共发出51份,回收有效问卷48份,有效回收率为94.1%。调查结果显示,80%以上的学生喜欢利用微课进行学习;77.1%的学生认为微课能提高自己对该课程的学习兴趣;81.1%的学生认同微课提高了自己的自学能力;85.5%的学生认为微课能帮助自己更好地掌握知识点和技能点;77.8%的学生认为微视频内容简洁、针对性强;76.1%的学生认为微视频中的知识点、技能点划分合理;81.3%的学生认为微视频中关于知识点和技能点的讲解清晰、全面;95%以上的学生认为微视频的画面质量好、声音清晰。通过考核成绩分析和调查问卷分析结果可见,微课在提高学生学习兴趣、学习效果以及提升学生自学能力等方面都有显著效果。 四、总结 高职《电子技术》“微课”开发不仅是教育教学理念的革新,也是学习方式的变革。“微课”以一个个小的知识点、技能点为单位,和传统的以课时或单元章节为单位的教学资源相比,更容易被学生吸收、消化,更能适应学生个性化的学习需求和当今时代教育信息化的要求,并能切实提高学生学习的有效性。“微课”在高职《电子技术》课程教学中的实践探索研究对促进该课程的教学改革、促进教学有效性的实现有着重要意义。本研究的建设成果也能为其它专业、其它课程的“微课”应用提供有价值的参考。目前本研究中“微课”使用是将微视频和其它“微课”资源通过QQ、微信的方式共享给学生,还缺乏“微课”学习网站等“微课”平台建设,下一步要加快“微课”学习网站建设,不断完善《电子技术》“微课”研究设计和开发。 作者:潘晓贝 单位:三门峡职业技术学院 电子技术教学论文:中职学校电子技术专业课教学探析 摘要:电子技术应用专业培养目标是面向社会、服务社会、以就业为导向、适应社会对电子专业人才的需求。电子技术应用专业大部分课程以实际操作为主,使用电子测量仪器正确测量电子元器件是一项操作性很强的技能,所以本文以万用表测量电子元器件为例,来探讨怎样上好专业课,从而掌握实践课的操作技巧。 关键词:中职学校;实践操作;创造价值 中职学校培养目标是面向社会、服务社会、以就业为导向。在教学中要以实践为主,让学生不断总结操作经验,从而掌握实践操作技巧。 一、掌握基本专业理论来指导实践 专业课教学离不开实践,而实践要靠专业基础理论来支撑,教师在进行专业课教学时要注重理论和实践相结合。教师要有较新的教学理念、扎实的理论基础,过硬的教学基本功以及掌握国内外最新的电子技术内容。在平时的备课时要把先进教学理论、实用的技能及采用适合中职学生学习特点的教学方法和自己学科的特点结合起来,把握住理论是用来指导实践的,而不是长篇大论,做到精讲精练。中职学校要加强基础课的教学,课程教学必须服从市场需求,以培养学生适应社会、企业对人才规格的需求为依据。改变教学方式,以恰当的教学方法,针对学生的具体情况来教授学生知识,使他们的基础知识和实践技能能够适应社会及企业对人才的需求。比如:在电子技术学科当中有用仪表测量电子元器件的内容,在讲解该内容时,教师要把电子元件的一些基本理论知识讲精、讲透。同时,有必要讲解一些仪表使用的相关理论知识,如电压表、晶体管测试仪等仪器的正确使用,然后指导学生可以自己先寻找一些有关电子元件测试及相关仪器使用的资料。这样学生就有了充足的、扎实的理论知识。教师此时再向学生授课并进行实践操作,学生接受知识的速度会比较快,而且其掌握的知识也比较牢固。同时要求学生在学习知识过程中要专心、细心、耐心,不要急于求成,坚持刻苦练习,掌握电子技术的基本技能,培养自己动手创造能力,将会取得很好的效果。“系统学习”是掌握技能的重要环节,在老师的指导下运用自己掌握的理论知识去指导实践操作,通过实践操作积累了一定的经验,使学生对学习产生了比较浓厚了兴趣,激发他们的求知欲,从而使学生更加爱好这门学科。当然,理论的讲解要由浅入深,知识要一点一点地积累,因为他们毕竟是职业学校的学生,基础比较薄弱。比如:在三极管基本放大电路时,可以先把构成放大电路的基本元件,电阻、电容、三极管等元件的作用向学生讲解清楚,再向学生讲解放大电路的基本原理。这样学生就能很好地理解该知识点。比较系统地学习一些电子技术的理论知识,运用理论来指导实践,才能在专业理论的认识上产生一个飞跃。有了一定的、扎实的专业理论基础知识,才能不断提高学生分析问题与解决问题的能力,在专业理论的指导下,往往会举一反三,发挥他们的自身特点及创造能力。在学校如果学生的理论基本功掌握扎实,那么他的实践能力就会非常强,他们能根据自己所掌握的理论知识,去解决在学习中以及在实践中的一些实际问题,从而提高他们的理论知识及求知的欲望,激发他们去探索新知识,在实践中不断创新。 二、根据中职学生的学习特点进行教学 中职学生虽然基础知识比较薄弱,但是他们的动手能力比较强,而电子专业课特点是操作动手能力要强,所以正符合中职生的学习特点,我们就以这个作为切入点,多多以实践为主。一方面中职生往往不重视对理论学习,教师可以把相关操作所要用到的理论知识,做成动画形式或一种游戏形式进行直观教学。比如:在讲解基本放大电路时,可以把输入的交流信号和输出的被放大的交流信号以动画的形式,通过PPT演示出来。测量电子元件时,可以把测量的步骤以动画的形式展示给学生,这种动画资源在网络上可以找到,教师也自己动手亲自做,教学效果更突出、更直观。电子元件的好坏直接影响着电器设备性能的好坏,对其进行检测是不可缺少的环节,在测量时要经过几次循环的重复操作才能正确判断出元器件的好坏。这就需要学生要有较强的操作意识和意志,经过反复磨炼才能在操作中摸索出事物的规律,从而找出测量的技巧,为下一步的学习奠定基础。学生实践操作时必须遵守操作规范,培养其养成勤劳、认真、一丝不苟的操作精神,实践来不得半点虚假,而且必须有耐心。中职学校电子专业课教学注重的是实践教学,学生的学习也是以实践为主,所以,教师在教学中要把更多的时间留给学生,充分发挥学生的主体作用,让学生在实践中检验所学理论的正确性,也只有经过反复的实践操作,才能抓住操作的关键,总结经验从而掌握实践操作技巧。 三、加大专业课在实训室操作强度 电子技术这门学科在不断发展,其技术也在不断更新,我们国家也越来越重视其发展。我们中职学校在这门学科上的教师要时时关注其发展水平,并跟上其发展速度,在教学内容安排上要穿插一些最新的电子技术知识,使学生在学校学到的知识和技能不至于一走出校门就是落后的技术。所以学校的实训设施要基本保证与企业零距离对接,因为企业是生产的前沿,其技术水平也是最前沿的技术。同时,教师的教学理念、教学内容、教学方式也必须与社会发展相适应。加强学生在实训基地的操作力度,使其掌握相应操作技巧,才能适应社会快速发展的需要,适应企业的需要。教师教学的一切出发点是为企业输送合格的掌握一定技能的一线劳动者。这就要求教师也应该具有较强的操作能力,比如笔者学校在讲解电子技术课时,基本都是在实训室进行,尽量模拟企业真实的环境,所有的实训项目都与企业的真实产品相对接,使学生在实训时就有如在企业现场操作一样的感觉。为加强技能学习,激发学生学习兴趣,进一步培养学生的创新意识、创新能力和综合职业能力,教师还可以让学生制作一些和理论知识有关的小制作,如:手机电源充电器,小电风扇、小扩音机等。这样可以使学生学习到的基本放大电路的工作原理和实际的电路相结合,从而更深刻理解理论知识。当然技能的形成离不开理论的支撑,教材的选用也非常关键,在选用专业教材时,教师尽量选用最新、实用的教材。在实训方面争取做到教师和企业技术人员共同编写适合本学校本专业的校本教材及编写实训指导书,这样才能保证教学内容更符合企业的要求,更具有实用性,学生才能真正学到有用的知识和技能。比如:电子技术基础这门学科,教师可以和企业技术人员把它编写成项目式教学内容,把全书的知识点分成几个项目,每个项目要尽量和企业相关的产品相对接,使学生既学到相关理论知识,又掌握了该知识在实际当中的具体应用。这样,既充实了理论知识又掌握了相关技能。 四、通过企业实践增强技能 中职学生面对的主要是一线岗位,而电子技术专业从事的是电子电器类工作,其相关的技能熟练程度,对自身的发展有着极其重要的作用,因此,过硬的技能是将来为社会创造财富实现自身价值必备的“能量”。而电子技术专业特点需要的就是深入社会、深入企业去实际操作,那么,在电子行业都离不开电子元件,通过企业实践掌握其应用及具体的操作过程。同时为了上好专业课,教师可以聘请一些专家、企业技术人员为专业课的顾问,通过他们来拓宽教师和学生的视野,指导学生来如何掌握测量电子元件的技术,从而增强学生的操作技能。这样可以使教学内容更能接近企业的需求,更能掌握最新的专业发展及电子测量技术。比如:最新SMT技术、最新电子元件、最新焊接技术等等,都需要我们教师和学生要掌握新知识。教师与专家、技术人员要根据学校的情况及专业的具体特点,不断研究实践,及时增减教学内容,删减过时的教学内容,把最新的教学内容尤其实践操作技巧补充进来,并及时开发出适合本专业的校本教材。在课程设置中,要增加实训课的课时,增加学生在企业实践的机会,每个学校可以结合本校专业特点,增加专业选修内容。比如笔者学校把电器维修、机床电气维修等教学内容作为选修内容,拓宽中职学校专业方向和学生就业方向。专业课教学尤其电子技术专业课教学,要从课堂讲授型向实验实训型转变、向企业实践转变,使学生在学习专业课时从被动接受理论方式向项目型和任务型转变,带着任务带着问题深入企业。比如:学生到电子企业去实践时,亲自感受企业是怎样用仪器去检测电子元器件,工人师傅有什么样的技巧,有什么快捷简便的方法,提高学生对电子专业的学习兴趣。而随着科学技术的发展,电子技术也飞速发展,以前老式的电子制作工艺已经不能满足现代企业不断发展的需要,所以,教师及学生要定时深入企业,了解最先进的专业测量与制造技术。通过在企业的实践既可以使教师的实际操作技能水平有更大的提高,也可以使学生的操作技能有所提高,同时也使企业充分认识到中职学校是为他们输送合格的操作劳动者。中职教育的发展有利于企业的发展,校企两者的利益是共同的,这样,企业会积极主动地配合教师完成企业实践。教师通过与企业接触,知晓了哪些教学内容是教师必须交给学生的,哪些是最新的电子制作工艺,哪些技能是学生必须掌握的,增强了教学的实用性及学生培养的针对性。总之,中职学校专业课教学,要做到理论联系实践,充分发挥学生主体作用,激发他们的学习兴趣,激发学生的求知欲,加强实践教学,注重学生技能的培养,培养其专业特长。教学过程中多种教学方法,多种教学手段要相互配合,提高学生学习专业兴趣,激发他们的求知欲,学到一技之长以适应社会发展的需求。 作者:孙广江 单位:辽宁辽阳市第一职业技术专业学校 电子技术教学论文:模拟电子技术课程教学方法 【摘要】近几年来,随着市场逐渐增多对技术人员的需求,社会上高职生的规模越来越大,一个新的课题需要高职院校面临那就是如何培养适应新时展所需要的复合应用型人才。在我国将来市场所需人才要能尽快地适应社会的发展,应该具备多种能力,比如:学习新知识的能力,发现、分析、解决问题的能力,而且还要有创新意识。这就对我们专业教师提出了要求:要求教师在在专业课教学中及时让教学观念得到更新;要求教师及时让课堂教学方式得到改革;要求教师努力让学生对专业课程的兴趣得到提高,确保学生完成好在校学习任务,为适应将来的人才市场需求打下坚实的基础。 【关键词】模拟电子技术;教学方法;探索 《模拟电子技术》是一门为应用电子技术专业学生开设的专业基础课。这是一门理论性和可操作性都比较强的专业基础课,涉及的基础理论知识较多,要求学生比较深入的学习先修课程,因此教学难度较大。在平时的日常教学中,我注意学生主体意识的培养,学生学习积极性和兴趣得到了提高,并积极地改进我的教学方法,我在教学过程中略有收获,在此和大家共同学习探讨一下我的一些教学方法。 一、通过制订科学的教学计划,来提高学生的学习质量 本课程选用的教材是机械工业出版社《模拟电子技术》共十大章内容,教学内容分为“基础篇”和“选用篇”两部分,这门课在教学大纲中总共84学时的教学时数,而实际教学中教学时间却只有60学时。我针对所教学生的不同层次,结合我系现有的实验实训设备,对教材的内容进行一些删减,由此制订的教学计划科学可行。我发现学生通过对调整后《模拟电子技术》课程内容的学习,大大降低了在实验过程中的难度,显著提高了合格率。 二、通过使用多种教学方法和教学手段,让学生学习积极性得到提高 我在授课过程中,针对章节不同、内容不同,采用了以下几种教学方法:1.情景任务驱动法,情景任务驱动法是基于本堂课的教学任务和学生已有的知识、实践经验,巧妙地创设情景任务。有些作为引入新课的悬念,有些则要求学生独立或及时讨论完成,,从而激发学生在课堂学习中的求知欲望。如在讲授三极管及其基本放大电路时,我通过设计不同内容的情景呈现出整个教学过程,学生的学习兴趣与动力从而激发出来、学生的注意力也集中了。2.实验式教学法,我坚持“以学生为中心”,引导学生采用观察、实验、归纳和合作学习等多种学习方法,让学生在协作讨论中进行学习,在探究中完成任务,从而让学生完成从“学会”到“会学”的转变。学生通过实验教学获得了合理的实践知识,让他们巩固理解理论知识,使,分析和比较查询的结果数据,得出结论以验证猜想和假设的正确性,对结论反思和扩展。这种科学教学方法主要是教学生如何学习,让学生体验如何获取知识的过程。此方法要求学生能积极主动学习,并主动地与他人合作来完成学习任务。如在教授桥式整流电路的教学中,整节课被我分为四个小内容,各个击破完成每个任务。从一个总的内容开始,情境由老师创造,让学生自我探索;同时在老师的指导下,学生利用小组内的相互合作和协助的形式,完成每项任务。3.充分利用多媒体教学。如今的学生思维活跃,爱新事物,但专注力短,不喜欢理论课程。我充分利用显示图片,视频多媒体素材,观察电路组件和组件等教学方法,尽可能使抽象的知识直观和可视化。因此,多媒体教学的使用不仅丰富了课堂教学方法,而且使学生能够更多地了解感性知识,从而激发学生对学习的兴趣。4.善于总结,拓展,巩固学习。每章结束后,对这一章节的内容应该做一个总结。总结可以由教师或学生完成。通过总结,既能巩固新知识,又能培养学生创新的思维。 三、要传授学生正确的学习方法,培养学生良好的学习习惯 我们为了使学生能尽快地适应模拟电子技术这门课程的学习,让学生能牢固地掌握理论基础,同时也学会分析、应用电子电路的能力。,我们不仅要传授学生课堂知识,也应该教会他们养成正确的学习方法,从而让他们努力提高自身自学能力,养成良好的学习习惯。首先,我们让学生养成预习的习惯,在课前,他们通过自学把教材的重难点找出来。然后,上课时我们要求学生养成随堂做笔记的习惯,要求学生做好课堂笔记,从而让学生顺利掌握新知识。最后,我们要求学生课后养成及时尽早地复习的习惯,防止遗忘。 四、要注重实践,加强实验教学实践活动,培养学生创新能力 目前高职学生的现状是:理论水平不强,不喜欢复杂的理论推导和难以记住的公式。我们在教学过程中要能激发学生的学习积极性,就应该采用重实践,轻理论策略,通过实践来掌握理论知识,从而让学生更好地掌握理论知识、更好地提高学生的实践能力。我在讲授功率放大电路时,通过设置一个功率放大器实验这样的方式来辅助学习,这个实验中含有变压、整流、滤波、稳压电路、功率放大电路等部分,我通过在电路中设置一些测试点来得到现象。通过实验应该可达到以下几个学习目的:观察全波桥式整流电路,输出电压理论值是否相符于实际值;观察稳压电路的电压,在负载电流改变或电流波动时稳定状态如何;学习如何使用万用表。通过对课程内容进行这样的设计,学生的学习兴趣浓了,学习积极性也高了,学习效果也好了。简而言之,要让学生能将《模拟电子技术》这门课程学好,既要求我们有适宜、科学的教学方法,同时又要求我们培养学生良好的学习方法和正确的学习习惯,紧扣学生的学习兴趣,把知识的形成过程转化成为学生探究、发现和运用知识的过程,让学生在情境任务中探索,在探索中领悟,在领悟中理解、应用。 作者:钟卫连 胡炜 电子技术教学论文:模拟电子技术实验教学改革分析 摘要: 模拟电子技术这门课程对于工科学生并不陌生,而谈起模电,很多学生就很头疼,认为这门课太难。为了让大家更好的去学习、掌握模电知识,本文将从模拟电子技术实验教学入手,通过对实验教学方法、内容以及考核制度的优化,达到提高学生自主思考、动手的能力,从而让大家对模电不再恐惧并且从此热爱模电。 关键词: 模拟电子技术;实验教学;创新意识 模拟电子技术是相关专业的核心基础课,并且对学生动手能力要求较高,想要很好的掌握理论知识,实验环节则显得尤为重要,实验与理论二者密不可分,理论都是通过大量的实验得出的结论,所以,从实验入手,深刻领会实验原理,实验目的,进而对理论知识加以理解。如何通过实验,让学生更好的去掌握理论知识,俨然成了实验教学过程中的重中之重,对于目前模拟电子技术实验教学来说,仍然存在些许问题,需要不断的改革不断的优化。改善模电实验教学,提高学生动手能力,让学生不再对模拟电子技术这门课程感到恐惧,根据多年从事实验教学,不断学习与研究,有如下经验与大家分享。 一实验内容改革 实验是为理论服务的,实验的首要目的就是让学生对理论知识有深刻的理解,实验教材需要改革。现有实验项目比较单一,学生照葫芦画瓢式的实验,做完后也不知道自己做的什么,所以应该加入多元化的实验项目,扩展实验内容。基础实验与理论教学结合紧密,例如晶体管单管放大实验,同学可根据所学知识,对照电路图自行接线,通过仪表来测量数据,并确定放大的倍数,目前只是通过对正弦波形的放大来予以验证,扩音器也是一个很好的例子,我们可以通过搭建扩音器来对单管放大原理进行理解,通过对生活中的小实例进行讲解,同学们也会感兴趣,从而对理论知识的记忆也会更加深刻。从而就对综合设计性实验提出了更高的要求。以所学课程知识为基础,提高综合设计性实验比例,让学生被动变主动,自主的去想、去设计实验,提高学生动手能力,在实验项目设计的过程中,培养他们发现问题,分析问题与解决问题的能力。 二实验教学方法改革 (一)“变被为主”的教学理念 首先抛出问题,引导学生去思考,引导学生主动去学习并且激发他们的兴趣,把所学知识隐含在问题中,学生通过对问题的思考,大致对问题中所涉及到的知识有所了解,并且找到一些新的知识,那么在老师的指导和帮助之下,挖出解决问题的方法,这样学生带着问题去学习,有效的帮助学生分析和处理问题的能力。 (二)“变被为主”教学方法的有效性 模电是一个实践性很强的课程,对学生动手和思考能力要求较高,在学习过程中不能脱离实践,而目前绝大部分学生都存在重理论轻实验的现象,从而对实验感到比较困难,觉得实验课程没意义。目前模电实验包含的内容,晶体管单管放大,负反馈,集成运放,电压比较器和振荡电路,知识点相对来说比较杂,学生学起来也会比较吃力。那么采用“变被为主”的教学方法,把重要内容所包含的知识点融入到各个问题当中,让学生带着问题去学,去思考,这样他们的目标就很明确,各个知识点就经过串联,形成一个知识体系,这样学生对概念的掌握就很清晰,学生学起来也会感到有趣,学习效率也会有显著的提升。 (三)“变被为主”教学方法的实施 运用此方法,首先就是要对设置问题的科学性,知识点涵盖情况,学生能力的评估,问题的难易程度进行全面的衡量与考虑。其次对所出问题中涵盖的知识点要对学生自身知识架构得以巩固和加深,能够充分调动学生利用所学知识去分析、解决问题的能力。最后,多出一些典型的,设计性的问题,真真切切让学生达到敢想敢做的目的。 三实验教学手段改革 为了让学生对实验感兴趣,让学生通过实验进一步对模电知识有一个深刻的理解,更好的提高学生思考和动手能力,把多媒体技术引入到实验教学中,教学效果显著提升。 (一)实验预习很重要 目前有种现象,学生来到实验室不知道今天要做什么,缺少对实验的预习,从而导致实验效果不佳。不是学生不想预习,只是现有实验教材中的预习题目过于单一枯燥,提不起学生的兴趣,那么利用多媒体技术,把每一次实验都做成动画、图片等,提前发给学生,通过动画的形式,把复杂问题简易化,把复杂的原理直观化,使学生更好的去理解,去接受。 (二)实验讲解要生动 传统的板书不变,给实验教学中加入视频,动画,图片和声音,把实验原理生动的展现给学生,让学生有个直观的感受,调动学生的兴趣,给学生一个足够大的想象空间,通过视频,让学生知道什么样的实验操作才算规范,使他们在比较短的时间内,捕捉到更多的与实验相关的信息。 四实验考核机制改革与完善 目前的实验考核过于容易,是学生对实验放松的主要原因。对于实验的考核来说,主要是看学生连接电路,仪器仪表的使用,分析问题和解决问题的能力,我们主要采取实验操作和实验报告两块内容来对学生进行考核,操作主要看动手和仪表使用的能力,实验报告则侧重对学生分析和处理能力的考核。 (一)添加实验考试环节 增加实验考试环节,可以有效的起到对学生的督促作用,主要针对模拟电子技术的原理,对所用仪器仪表的熟练程度,处理问题解决问题的能力。可以设置理论计算,实验操作,分析处理数据和一些问答题目来进行考核。 (二)实验成绩的评定 卷面成绩结合平时成绩的评定方法,平时主要包括日常实验课的到课率,动手情况,卷面主要是根据学生对理论知识的掌握,对实验操作的熟练程度,分析和处理问题的能力几方面综合评定。重在让学生熟练掌握操作技能,让学生深刻理解理论知识。 五结语 经过对模拟电子技术实验教学的改革,很明显的能感觉到学生对模电实验产生了浓厚兴趣,对模电这门课程也不再恐惧。通过实验,学生知道了如何去思考,如何去分析、解决问题,不仅提高了学生自主动手的能力,还增强了学生自主思考问题,自主分析解决问题的能力,达到了事半功倍的效果。模电实验教学的变革,也使学生对模电理论知识有了更深层次的理解,使得实验教学目的更加明确,使得学生更加有目的地去学习。作为一名教师,同样也要与时俱进,不断的去优化教学方法,不断的去研究,不断的找寻更适合学生理解与掌握的教学方案。作为一名教师,我要时刻铭记教书育人的使命,甘当人梯,以自身学术造诣开启学生的智慧之门。 作者:郭鹏 单位:上海海洋大学 电子技术教学论文:模拟电子技术教学改革研究 摘要: 模拟电子技术是高校中的基础学科之一,目前经济需求导致社会需要技术类的人才,而如今科技不断进步对于高职院校的教学效率以及学生的综合素质提出越来越高的要求,因此虽然一直在尝试着教学的改革与实践,但依旧面临着许多的困境,这就是本文将要讨论的主题,结合项目研发的过程,研究教学的改革方向。 关键词: 项目研发;模拟电子技术;教学改革 前言 由于这些年来社会竞争压力与社会生产力的需求,导致了技术性人才比较有市场,而高职类的院校便以此为背景展开了对毕业生就业偏重的教学改革,迎合市场的需求,也是为了让毕业生有更好的出路,就业成为了教学的真正目标,而模拟电子技术就是进行尝试的重点。我国高校向社会输出的技术人才已经是在数量上领先于世界各国,但在实际的就业中可以真正走向高端领域的并不多,因此在教学上还是有着很长的一段路要走。 一、近年来高职院校教学改革上的尝试 目前高职类的院校已经是经历了多次的不同改革,主要是在课程上的改变突出了职业化的培养,加强了对实际工作能力的锻炼。加强了实践内容的比重[1]。彻底执行了一切以就业为前提的教学理念,就成果来看有着很多的问题存在,例如在课程设置上,并没有考虑到科学性,内容虽有实践操作却并不能满足现实的需求,而企业对技术人员的能力要求并没有得到良好的改善。 二、模拟电子技术教学面临的局面 电子类专业的特点就是理论难而对于实践又有着比较严格的要求,教学中设计到的基础知识繁多。其中各种知识点都需要记忆[2]。而学生为了加强对这些知识的记忆就忽略了对于实践与应用的培养,这是这类专业的特点也是目前遭遇到的困境,因此目前急需一种教学方法上的创新。 三、基于项目研发过程的模拟电子技术教学改革的内容 (一)主要教学内容。教学的主要内容就是通过让学生自己进行一套电子系统的设计,这样可以让学生对电子设计的应用以及实践能够具备一定的能力,同时对于现代科技中的电子设计涉及到的一些特点与差别有基本的掌握,这样的教学可以让学生逐渐提升对创新能力的培养,同时实践能力也能在研发的过程中有所提升,而这一过程往往都是通过小组合作的模式来实现的,对于学生的团队精神可以有不小的提高,教师在实际教学中会将设计任务进行分配,并对任务的各方面限制进行说明,例如完成的时间限制等。同时以小组的形式进行[3]。这一点也是为了贴近实际企业中的团队研发模式,而具体的研发过程例如电路、方案等等便有学生自行安排,而最关键的地方在于这种模式的设计成果不是以成品为标准,而是以产品为标准,以往学生往往研究出来的东西只是能工作,但这并不意味着可以投入使用,一件合格的产品是能够投入到生活使用中的,这其中要涉及到与其他的设备配套的问题,例如外壳等,最终要完成一套研发流程并推广出去,让产品可以获得客户认同。(二)教学特点。首先就是在形式上是一种革新,这种教学改革是一切以实际为标准,包括人员配置都是按照如今企业正规模式来进行,有着严格等级制度与分工,另外就是这种活动对于学生的课堂的自主性有着明显的提高,研发过程的主导始终都是学生自己,其团队组建开始就是按照自身意愿来完成,没有教师的干预对于团队配合也会增加相关的经验,而产品推广这一过程是学生们绝对缺少的经验,这一经历将会然他们在步入社会之前感受到社会生产的严格需求,同时对于营销能力上也会起到良好的锻炼作用,对于学生来说也是一种以往短板的弥补,并且这种从研发到推广一系列程序是按照企业运转来进行模拟的,这种方式是以往教学中绝无仅有的,也是更加贴近了以就业为前提的教学理念,让学生在社会实践方面获得更加全面的提升。 四、结论 经过实践的证明,充分调动学生自主性的教学方式是最具有效率的,而实际设计开发的情景对于学生来说既是一种新鲜的尝试,也是提高自我能力的一种途径,教师从这样的过程中可以更加容易地投入到教学的节奏中,而学生也更加容易体会到知识的实用性,在接近现实的教学模式中学生也更加容易掌握知识与技能,对于学生的未来发展是有着显著影响的。 作者:肖虹 单位:湖北省武汉市武昌职业学院电信学院 电子技术教学论文:模拟电子技术课程细节教学研究 摘要: 本文提出了基于问题库建设的“模拟电子技术”课程的细节教学方法。设计了问题库构建的方法和内容,通过典型问题介绍了问题库中答案的构建思路和细节。实践表明,该方法能够帮助教师讲透原理和关系,帮助学生深刻掌握理论知识,降低学习难度,建立完整的知识体系,收到良好的教学效果,也为“模拟电子技术”的微课程建设提供素材。 关键词: 模拟电子技术;问题库;细节教学 “模拟电子技术”课程是电类相关专业一门重要的专业基础课,然而其知识抽象、理论性强、内容多,存在难懂、难教、难学的问题[1,2]。如何将模拟电子技术各个知识点深入浅出地、融会贯通地教给学生,逐步构建出学生的知识体系,是教师在教学过程中面临的重要挑战,而教学的细节决定着教学的效率和质量[3,4]。在长期的教学过程中,笔者深刻体会到基于问题库建设的“模拟电子技术”课程的细节教学是解决以上问题的有效方法之一。 一“模拟电子技术”问题库的问题构建 根据该课程的特点和教学要求,设计的问题库内容包括三个方面:一是理论知识问题,如本课程中重点、难点及各模块之间联系的问题等,基础理论知识是课堂教学的主要内容,因此并不是问题库建设的难点;二是关联性问题,如本课程与半导体物理、电路、自动控制原理等其他课程相联系的问题;三是扩展性问题,比如课本上没有详细介绍的或器件实践应用的内容等。这些问题按照模块和内容进行分类,表1中列举了部分模块的三个不同内容的问题。问题库构建方法主要有两个,一是教师总结备课及教学经验,提炼出来预设性问题;二是搜集学生的提问,产生生成性问题。“模拟电子技术”的问题往往带有辩证思想,学生提的有些问题提法本身不一定是正确的,但恰恰是学生没有完全弄懂的真实状况表现,这类问题也不能忽略。问题库的建立是个长期的、不断充实和维护的过程,在教学中要注意不断的搜集、记录和更新。 二“模拟电子技术”问题库的答案构建 教师要有针对性地搜集资料,根据专业特点和教材内容,进行整理、归类。答案库建设要全面和完整,回答要简单易懂,理论层层深入,做到对问题讲解的深浅有度、精炼得体。下面通过一个具体问题详细说明答案库的解答思路。为什么由集成运算放大器构成的基本运算电路既可以放大交流信号又可以放大直流信号,而共射极放大电路只能放大交流信号?这个问题比较综合,涉及到从三极管放大电路到集成放大电路课程内容的发展和联系,问题提法并不准确,可见学生对放大器的放大机理掌握的不够全面,讲解这一问题就要层层深入、条理清楚。①首先直接给出问题的答案,但要指出模拟电路的辩证思维,即下结论是有前提的。集成运放和共射极放大电路都既能放大交流信号,也能放大直流信号,但是有条件限制。然后逐一解释这些限制条件。②影响放大效果的重要因素之一:放大器的带宽与输入信号的频谱之间的关系。放大电路并不是对任意频率的正弦波信号的增益都是相同的,有带宽的限制,电容耦合的共射极放大电路和集成运放的频率特性如图1(a)和(b)所示。要得到不失真的放大,应使放大电路的通频带涵盖响应信号的频率范围。可以看出直流信号的频带在频率为零处无限窄,如图1(c)所示。因此如果放大电路的通频带包含频率为0的信号,该电路就能放大直流信号,否则直流信号就被衰减。③解释放大器在低频区频率特性不同的原因:耦合方式的影响。如果输入信号与放大电路之间是电容耦合结构,在低频区,耦合电容不能被视为交流信号短路,此时增益随信号频率的降低而减小,因此表现为电容的“隔直流”作用,因而采用电容耦合方式的共射极放大电路就不能放大直流信号;而现代模拟集成电路中大多采用直接耦合的结构,其信号的通频带一直延伸到直流,因此可以放大直流信号。④进一步解释为什么教学中电路的输入信号大都为正弦波信号。实际应用中信号源一般都是时变的非周期信号,而这样的信号可通过傅里叶变换转换为不同频率的正弦信号的叠加,即可得到信号的频谱。因此在共射极放大电路的性能研究中采用正弦波作为测试信号。⑤影响放大效果的另一重要因素:输入信号的幅度与放大器的线性区之间的关系。三极管放大电路中,BJT的小信号模型是根据小增益法线性化后建立的,放大状态适用于信号在静态工作点附近的小范围变化情况。因此输入的交流信号有幅度的限制,否则失真。放大直流信号时,信号的幅度也应该有限制,可以认为电路的工作状态由静态工作点转移到附近另外一个工作点,二者的差与输入直流信号的比值就是放大倍数。如果输入信号的幅度超过放大区,达到饱和区,对于交流输入信号来说,输出表现为失真的波形;对于直流信号的放大来说,输出信号就为正负饱和极限值。⑥扩展说明:集成运放在大信号输入下仍能工作在线性区。因集成运算放大器由差分式输入级、中间放大级和互补输出功率放大级组成,使得运放的输入电阻无穷大,输出电阻为0,放大倍数无穷大。开环时,集成运放工作在非线性区,输出只有两种数值;而构成负反馈的闭环电路后,集成运放能工作在线性区,可由负反馈形式和外电路器件参数确定放大倍数大小,而实现各种运算关系。由集成运放构成的电路共模抑制比高,性能更好。以上信息,无论对于直流输入还是交流输入都成立。 三结束语 笔者多年讲授“模拟电子技术”,期望与同行共同继续完善该课程的问题库。实践证明,这种细节教学方法能够帮助教师理清授课思路,彻底备好每一节课,建立完整的知识体系,减小教师的答疑时间;也能帮助学生理解本课程的理论和实践知识,并建立与其他课程的联系,提高了教学效果和学生的学习效率。 作者:王庆凤 李传南 杨罕 单位:吉林大学 电子技术教学论文:中职电子技术应用教学研究 摘要: 移动互联网的普及使手机变成个人的数字信息终端,移动互联网与教学内容正在重新有机结合。本文研究中职电子技术应用教学通过微信平台,创新中职专业教学模式。教师基于微信公众号设计线上线下结合的专业教学平台,学生关注公众号将课堂教学与移动学习有机结合,教学在时间和空间上得以有效拓展。 关键词: 微信公众平台;教学模式;创新 在移动互联网大潮下,手机连接着世界,相比电脑和PAD,更多的人在大部分时间里选择用手机与外界互动。在此背景下,中职学生的阅读和学习方式无形中发生改变。他们习惯于使用手机阅读和学习各种渠道的图文信息和多媒体信息等。移动互联网与教学内容正在重新有机结合,引导中职生使用手机APP进行专业学习变为可能。如何有效引导和培养学生将手机应用到学习上顺应了技术发展与教学的融合趋势。本文对中职学生使用微信公众号进行专业学习开展研究。 一、微信公众平台申请 通过在微信公众号官网注册,个人和企业可以打造一个自己的订阅号或服务号。本研究是教师个人申请的微信公众号“玩转电子”。成功申请后,可以生成二维码。学生通过扫描二维码或者在微信APP中查找公众号名称的方式可以关注“玩转电子”微信公众号。教师通过公众号后台可以向关注的学生推送教学资料。公众号提供了一整套的后台内容管理应用,可以群发文字、图片、语音三个类别的内容(每天限一条)。 二、创新教学模式,提升教学成效 1.模式的创建。下图是基于微信公众号的中职电子技术教学模式。它是在泛在学习和混合学习理念指导下的一种教学策略体系和结构框架的设计。泛在学习要求学生能够随时随地的学习。混合学习要求传统教学和移动学习进行整合。微信公众平台的功能设计必须既要满足泛在学习的特征,也要符合混合学习的要求。尤其是混合学习作为首要的考虑点,因为平台设计的最原始目标是提高中职在校学生的学习成效。本模式具有4个功能,分别是辅助课堂教学、拓展延伸、泛在学习、教师交流。辅助课堂教学作为第一目标排在首位,要求平台能够实现将课前预习、课堂教学和课后反馈进行线上和线下的整合。辅助课堂教学可以实现翻转课堂。拓展延伸部分是相对于课堂教学来设计的,一堂课时间有限,教学内容必须考虑整体学生的层次进行设计。能力强的学生存在“吃不饱”问题,有一些课程新的技术发展方向内容不适合在课堂上展开。针对这个情况可以在平台上设计这样一个功能。第三个功能是泛在学习,学生在闲暇时间进入平台学习课程内容,能够自主有效的推进学习进度,是设计上的主要考虑点。因此,整个课程内容编排和呈现上需要充分考虑。第四个功能是教师交流,所有关注平台的教师可以观看课程内容,从教师教学的角度解析教学设计、内容设计甚至是平台,提出改善的途径。2.模式的运用。微信公众号的主要关注者从多到少依次是学生、教师、社会人员。所有的关注者构成了四种功能总和。学生同时要满足前三个功能。首先在微信公众平台将学生按照班级和所学课程分组,在备注中标识每个学生的真实姓名。利用微信公众平台提供的群发功能基于学生分组可以投放图文消息、语音、视频等内容,保证前两个功能的实现。投送图文消息给学生是实现辅助教学和拓展延伸的一种主要方式。图文消息的编排需要一定的结构设计。以某一周推送给学生的学习内容结构为例。推送的内容总的主题是《印刷机基础知识》,结构上总共分为5节。第1~3节内容用于课前的预习和课后的复习,第4节内容是反馈评价。教学上教师可提前推送消息,布置预习任务给学生。课堂上,教师可采用翻转课堂的方式进行教学。课后根据第4节评价反馈内容,了解学生掌握情况。第5节内容用于课后学生自我提升学习深度和广度。图文消息包含丰富的内容形式,每一节的内容都设有留言功能,学生在阅读后可将体会写在留言处。教师可以布置单节的讨论任务,要求学生在留言中讨论。微信公众平台允许学生随时发送文字、语音、视频等内容,教师在后台可以看到学生发送的消息,逐一回复。总利用微信公共平台的图文消息推送、留言和其他的互动功能,既可以辅助课堂教学,又可以让学生在任何地点学习,与教师互动。图文消息的推送不能够将整个课程内容和结构进行完整一次性呈现。学生一次只能接收到一节课或者一个章节的内容。图文消息的推送进度与课堂教学进度基本一致。因此,有可能出现同一章的内容在几周时间内才推送结束。这些内容没有整理在一起,不便于学生泛在学习的效果和教师交流。微信公众平台提供的自定义菜单和页面模板的功能可以很好地解决这个问题。本研究设计的一个页面模板包含3门课程的内容:SMT、电子、单片机。以SMT标签项为例,在这个标签下按照章节编排顺序包含所有的教学内容。教师可以将推送给学生的图文消息整理后,有序地安排在此。同一课程的教师通过点击相应的菜单可以浏览课程所有的内容,以此实现教师间的业务交流。学生可以点击相应的菜单学习任意章节的内容,满足了泛在学习的要求。3.模式运用的价值。微信公众平台既能服务于课前又能服务于课后,课堂教学在时间和空间上得以延伸。学生使用移动终端可以方便地进行课前的预习和与教师互动。在微信公众号的协助下,课堂教学重难点的针对性,教学快慢的把握,教师可自如应对。教学在原有的课后纸质作业反馈的基础上,学生利用微信公众平台的互动功能能够有效地知晓学习掌握知识与技能的情况。现在学校的班额较大,无法实现一对一的交流辅导,通过微信公众平台,学生有些问题可以随时和老师交流,实现了因材施教的目的。教师之间坐在一起研究课程教学内容的时间有限。在课程教学没有集体备课的情况下,课堂教学难免出现进度不一、内容深度、重难点把握不同等问题。微信公众号允许教师随时随地查看并交流教学内容设计,还可以共同建设课程资源。微信公众号为教师之间的研讨提供了条件和空间,能够有效提高教研质量。中职电子技术专业教材具有明显的局限性,教学案例和配套实验实训项目很难配合区域的企业对学生技术能力的需求。专业中一些课程没有可用适用的现成教材。在微信公众平台辅助下,教师可以将来源于教材、教师经验、网络文献、多媒体课件整合在微信平台中。经过整合的数字化资源具有明显的校本特色,能够更好地服务于课堂教学。 三、总结 将微信公众平台运用到中职的电子技术教学中,创新了传统的教学模式,学习不再限于书本和PC端,接受教育可以不限场景。教学时间与空间得以有效延伸,丰富了课堂教学和学生学习方式。微信公众号能增强学生的学习积极性。作为课堂教学的有益补充,在条件具备的学校可以有选择地运用。 作者:李刘求 单位:东莞市电子科技学校 电子技术教学论文:多媒体在电子技术基础教学中的运用 摘要: 《电子技术基础》是中职学校的一门专业基础课程,它是理论性、实践性都很强的课程,且内容多,课时紧。而就目前的中职生来说,普遍存在基础差、学习动力不足的现象。采用多媒体教学,从教师角度来说,使教师教得更省力更轻松;从学生角度来说,多媒体教学变静态的挂图为可操作的动态的画面,变抽象复杂的问题为简单具体化的问题,变教师的单一说教为形象的视听剌激,使学生的学习更主动,还可使学生在最短时间内学到更多的东西。 关键词: 多媒体技术;中职教育;电子技术 0引言 中职生一般都是初三未毕业及中考落榜后的学生,学习基础比较薄弱,学习态度不够端正,在心理上也都较自卑,认为自己各个方面都较差,到学校有种破罐子破摔的自暴自弃心理,对学习不感兴趣,有抵触的情绪。部分学生还认为,只要教师讲课不动听就可以不去上课。因此,教师要扭转学生这种思想就应在教学中运用多媒体技术多设计一些简单生动有趣的演示实验,使学生能够一看就懂、一想就通、一做就会,教师应根据他们的身心特点运用多媒体技术恰到好处地把电子技术基础知识介绍给他们,把他们引到一个具有强烈吸引力的新的学习领域。使他们能在电子专业,自身前途及浓厚的兴趣三者统一的基础上,建立相对稳定的学习动机,使学习有个良好的开端和长远的保障。 1采用多媒体技术在教学中应用的优势 多媒体技术利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用,根据教学内容的不同,突出重点,化解难点,生动形象,图文并茂,且具有可持续性和教育互动性。与传统教学方式相比较,多媒体教学显现出更强大的生命力。 1.1采用多媒体技术教学可以激发学生的学习兴趣 《电子技术基础》这门课程的内容比较抽象,理论性较强,难以理解,中职生刚从初中升上来,没有接触过半导体器件方面的知识,一时不知该如何学习,也没有什么学习兴趣和学习动机。应用多媒体技术将一些抽象枯燥的内容模拟出来,让学生上课尤如身临其境,比如,在讲解半导体的PN结内载流子的运动时,其空穴和电子的漂移和复合过程,是十分令人费解的运动过程,而采用多媒体教学,将其用动画演示出来,则运动过程一目了然,学生茅塞顿开,使教学由繁化简,由难化易,从而激发学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。 1.2应用多媒体技术可以使学生时刻了解电子专业的新知识和新发展 当今世界,科学技术发展很快,电子产品不断更新,现代社会对职业学校学生的要求也越来越高。应用多媒体教学,及时开发制作出相关内容的教学课件,使学生及时了解掌握现代电子专业的新动向、新发展和新知识。比如,最新型的单片机、无线通信中的蓝牙技术,各种新型的大功率的晶闸管、已广泛应用于VCD、DVD中的激光二极管,其工作原理和主要参数至今在教材中未见,这些新知识都可以通过多媒体教学得以实现。这样可以解决教材的滞后性和教师个人水平的局限性,使中职教育始终紧跟与当代科技的发展。这是中职教育必须要考虑的问题。 1.3应用多媒体教学可以获取大量信息,打破教学空间和时间的限制,实现教学资源的充分利用,提高教学效率 现在校园网已经很普及,充分利用网络资源,可以使教学过程的进行不仅仅局限于课堂这一空间,也不仅仅局限于上课40分钟的时间内。采用多媒体教学,教师的智慧和经验都将在其制作的课件上得到充分的体现,制作出的课件不但可以永久保存,重复使用,还可以因材施教,因人施教。学生可以根据自己的学习水平选择学习内容,可以在最短的时间内学到更多的东西,学生还可以学到许多课本上学不到的东西,拓展了学生的知识。 2应用多媒体教学需要注意的问题 在应用多媒体教学时,需要处理好以下几个问题,才能更好地发挥多媒体技术在教学中作用。 2.1多媒体课件是多媒体教学的核心,高质量的多 媒体课件是充分发挥多媒体教学效果的前提在制作多媒体课件时,内容要有针对性,选材要合理,要避免书本知识的照搬,对教材内容要进行适当的增删,要突出重点,突破难点。多媒体课件内容要科学准确,内容的组织要巧妙,教学的意境设置要新颖,教学的进度要符合学生的认知过程。高质量的多媒体课件,必须具有科学性、针对性、直观性、趣味性、新颖性、启发性、创新性、技术性、艺术性及完整性。 2.2多媒体教学的设计既要利于“教”,更要利于“学” 在多媒体教学中,不可缺乏必要的教师板书,师生互动,课堂提问和启发式教学;不可忽略了教师的主导性,不可过分依赖、滥用多媒体课件。多媒体只是一种教学手段和辅助工具,它不是老师,不是教学的全部。如果过分依赖多媒体,就会思想越来越懒惰,越来越不会教学了。我们运用多媒体教学的目的是有利于学生的学习而不是有利于教师教学的方便。例如:对于稳压二极管的测试和辨别,现在的许多教科书上都讲做一个测试电路进行测试,但对于低稳压值的管子其实不用这么复杂只需用指针式万用表Rx10k档就可以进行简单测试。对于一个问题教师要提倡学生积极思索采取尽可能多的方法进行解决。在教学实践中注重培养他们的思维分析能力,即能根据不同场合、不同条件对同一问题应有相应较优的解决问题方案,这样有利于培养学生的自学能力。仅仅简单的计算机投影放映并不能完全代表多媒体教学的内涵。 2.3在采用多媒体教学中要防止重制作轻改进的倾向 多媒体课件是应用于教学的软件,受开发工具的优劣、开发人员知识水平的高低及制作时间的长短的限制,不可能制作出来就尽善尽美,它的开发和应用也有生命周期。要使多媒体课件在教学中更好的发挥作用,就要不断地修改课件,使课件处于动态的完善和改进之中。制作人员要及时了解学生的反馈意见和建议并结合教师的教学体会,不断地对课件加以修改和完善,是其永葆生命活力。 3结束语 应用多媒体技术教学,使《电子技术基础》教学更趋生动、形象。多媒体教学进入课堂,开辟了趣味教学的新天地,它以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式,以跨越时空的非凡表现力,将教学中所涉及的难以实现或表达的理论、现象、过程不再出现于课堂教学中,加大了课堂教学的容量,大大增强了学生对抽象事物与过程的理解与感受,教师与学生处于互动的学习状态,容易吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使学生的认知过程更为生动和深刻,并拓宽了学生的认知、想象和思维空间,营造了和谐的学习氛围,增强了课堂教学的凝聚力,提高了教学效果,达到预期的教学目标,才能使电子技术专业课堂教学的质量和效益不断跃上一个新的台阶。 作者:倪巧云 单位:广东乳源中等职业技术学校 电子技术教学论文:电工与电子技术课程教学改革分析 摘要: “电工与电子技术”课程是高职非电类专业基础课,是融实践性、技术性、基础性为一体的课程,理论性强,较抽象,学生学习有难度,运用了“成果导向教育理念+行动学习”教学模式,从教学思想、教学方法、教学手段、评量等方面进行教学改革,通过实践研究,取得了良好的教学效果,提高了本门课程的教学质量,调动和激发学生学习的创造性和主动性,提升了学生综合职业能力。 关键词: 成果导向教育理念;行动学习;多元化评量 0引言 在高职《电工与电子技术》课程教学中,用“成果导向+行动学习”教育理论作为教学指导思想,主要从课程大纲开发、单元教学设计开发、教学评量及能力指标的建置,任务单、试题库、课业单等学习资料的建置,建设课程资源库,为课程教学提供充足的教学资源。在实践研究中,采用CBE能力培养的课程模式和引导文教学方法,以达成预期学习成果为学习目标,实施开放式“教学做”一体化,充分调动学生学习的主动性与积极性,提升学生的自主学习能力。 1成果导向教育理念 成果导向教育Outcomebasededucation,简称OBE,亦称能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育。在课程实践活动中,以教学内容生活化,教学过程情境化,教学手段情景化为原则,按照“能力递进”的思路设计教学。以职业岗位需求,设定学习情境,以项目问题为导向,以典型工作任务为驱动,以制作作品为载体,实现理-实一体化学习模式。通过发放学习任务单、资讯单、讲义、电子教材、学习PPT、评量单、课业单、作品展示、仿真电路案例等学习资料,学生先熟悉工作过程,课上以引导文、项目式、实验探究、启发式等教学方法为主,引领学生结合学习引导文、任务单等,设计小组工作方案(学习方案),用实验操作,问题讨论,评量等环节开展合作探究式学习,学生体验工作过程;课后通过小组反馈,及时改进与提高,拓展知识与能力,提升了自主学习能力。 2引导文教学法 引导文教学法为主要教学法,信息直观、形象,学生能轻松地接收信息,是学生眼中的“教材”,能指导学生有步骤的学习,其工作程序为:资讯、计划、决策、实施、检验、评估,围绕“六步”进行学习活动。资讯:学生查阅制作直流稳压电源的相关知识,识读直流稳压电源电路图,讨论整流、滤波与稳压工作原理;教师提出问题:交流电、变压器、二极管特性;引导学生设计完成任务的流程图。计划:学生分组讨论,确定性价比高的操作方案,选择实验器材、方案、电路图;教师指导整流、滤波与稳压方案确定的方法,提供不同方案电路图。决策:学生确定最终实验方案,画出实操电路图,确定使用的器材;教师引导学生用Multisim仿真电路功能,做好实作前准备工作,强调安全用电。实施:学生分组连接制作稳压电源,用示波器、交流毫伏表测试电参数记录波形图;验证电路的稳压性能;教师演示,巡回指导,解疑,发现问题组织讨论。检验:学生自检、小组相互检查,按评量表的要求进行自检,打分;教师组织学生互相检查、点评并总结,按评量表的要求检验,给分。评价:各小组作品展示,相互指导,总结整个工作过程,小组自评和互评,给出成绩;教师对各小组进行评价并提出改进意见,从学习、协作、操作能力等给出成绩。 3情景化的教学手段 采用“仿真+实作+实验”手段情景化,将知识的传递过程生活化、内化,使学生的主体意识、问题意识及探究能力得到发展。情景化的教学手段,以现场教学、案例、“实作”或仿真实验为载体,使教学与工作实践融为一体,激发学习兴趣,提高学生分析和解决实际问题的能力。以仿真实验为载体,运用Multisim、Kelaier仿真学习软件,先照葫芦画瓢,用仿真软件画图读图,如:对分压式偏置放大电路的学习,画出电路图,识读电路图,先建立直观表象,先认识电路“长啥样”,各元件“叫什么名字”,再知道各元件“有什么特点”,在电路中“起什么作用”,然后再用仿真实验测试电路参数,分析电路功能。由直观感知,认识电路特点,从中认知基极、集电极、发射极电阻,耦合电容、旁路电容的大小,到定性记忆各元件在电路中所起的作用,再理解分压式偏置放大电路能稳定静态工作点的原因,最后到应用,通过仿真实验熟悉非线性失真、产生原因及调试电路参数减少失真的方法,再测试静态工作点、通过输入、输出波形估算电压增益。 4多元化的评量 制定多元化的评量方式,以过程(平时)评量为主,占40分,包括作业、出勤、口语、实操,每项评量标准都分为五个等级,分别为优秀、良好、中等、及格、不及格。期中评量以“实作“为主,交可视化的作品与分析报告占20分;期末评量为闭卷笔试40分。通过学生互评、组长评价与教师评价,公平、公正给出学生的学习成绩。在教学实践中建立学生的评量档案,学生自行管理,积累阶段性的学习成果,体验成功的收获和喜悦。 5结语 在《电工与电子技术》课程教学改革中,运用“成果导向教育理念+行动学习”教学模式,采用项目教学、任务驱动、行动学习法,借助仿真软件、“实作”、实验,使教学手段情景化,增强动态教学效果,学生能主动、积极参与学习活动,提高了学习效率,优化课堂教学效果。 作者:李广志 张明芹 单位:黑龙江职业学院 电子技术教学论文:导向教学法在电工与电子技术中的应用 摘要: 针对导向教学法在《电工与电子技术》教学的应用进行了论述。 关键词: 行为导向教学法;工作过程;《电工电子技术》 随着电子技术的飞速发展,人类社会进入前所未有的数字化、信息化的时代,社会对人才的要求越来越高,不仅要有较高的知识水平,而且要有适应社会发展的能力。也就是说,教育不再是单纯的教师教授知识,更重要的是培养学生的自我学习能力,使学生能够在变化的社会环境中拥有不断持续学习的能力,达到终身学习的目的。电工电子技术是一门相对复杂抽象的课程,课堂上,老师以讲授为主,课堂气氛沉闷,学习效果较差,学生逐渐失去了学习的兴趣和信心,进而产生厌学的情绪。因此,要提高学生学习的积极性和主动性,就只有对现有的教学模式、教学方法以及考核评价等内容进行改革,而“导向教学法”正是符合了教育方向和宗旨的教学方法。“导向教学法”源于德国,是20世纪80年代以来世界教育教学理论中出现的一种新的思潮,由于导向教学法是以活动为导向、以能力为本位的教学方法,对培养人的全面素质和综合能力起着十分重要和有效的作用,所以日益被世界各国教育界的专家所推崇。 1行为导向教学法 行为导向,又称为实践导向,或者行动导向。对于培养人的全面素质和综合能力起着十分重要和有效的作用,所以日益被世界各国教育界与劳动界的专家所推崇。迄今为止,行为导向教学法已经提出几种较为经典的方法,如:项目教学法;案例教学法;角色扮演法;模拟教学法;卡片展示法等。行为导向教学法是要求学生脑、心、手、口共同参与学习活动,能激发学生的好奇心,为学生提供自主学习的空间,共同参加讨论解决问题,承担不同的角色,要求学生根据学习目标,以团队的形式进行合作学习,并对学习内容进行归纳、概括、总结和演示。因此能增强学生的体验感,极大地提高学生自我学习和合作学习的能力,逐渐养成了良好的学习习惯,为学生今后不断地适应环境而继续学习创造了条件,培养了学生实现终身学习的理念。《电工电子技术》这门专业基础课对后续专业课的理论学习和技能操作有着重要的影响,但这门课内容复杂、实践性强,对于一部分学生而言对其不感兴趣,存在着较大的学习困难。在教学中应用行为导向教学法,是教学生学会学习为目标,使教学从注重教法转变到注重学法,教学不仅仅是要学生学会知识,还要学会做人、做事,将学生的学习与学生的发展密切结合起来,突出能力本位,强化学生专业能力、学习能力、社会能力、个性能力的培养,使学生在学会学习的同时不仅掌握知识,而且培养了综合能力,提高了综合素质,最大程度适应了社会发展的需求。 2工作过程导向教学法 工作过程是指为了实现确定的目标而采取相关的生产或服务活动的顺序,根据德国不莱梅大学技术与教育研究所创始人、著名职业教育专家劳耐尔教授等学者的研究,所谓工作过程就是“一个综合的、时刻处于运动状态但结构相对固定的系统”。工作过程的意义在于,“一个职业之所以能够成为一个职业,是因为它具有特殊的工作过程,即在工作的方式、内容、方法、组织以及工具的历史发展方面有它自身的独到之处”。工作过程导向的目的在于克服学科体系结构化内容的学习,而有利于与工作过程相关内容的学习。工作过程导向来自职业行动领域里的工作过程,即从职业典型工作过程确定职业实际工作任务,归并成教学工作任务,最终转化为教育教学任务。它是一个从行动领域到学习领域,最终到学习情境的过程。传统教育模式使教学与生产实际相脱离,而学校的教学内容转向专业理论层面,企业的教学内容转为技能实践方面,这种相互分离的局面,造成教学内容、教学方式完全与企业工作实际脱节,造成学生对职业工作任务的不了解,鉴于此,应摒弃传统教学模式,采用这种新型的课程模式,从教学指导思想、课程开发、教学内容、学习形式、课程构建模式五个方面向工作过程导向的学习领域课程转换。怎样做到将工作过程导向理论与《电工电子技术》教学过程高度融合,成为现代教育教学模式研究和探索的重要内容之一,要对现有的课堂教学模式进行改革,把以工作过程为导向的理论引入到教育教学中,以专业理论为基础,以能力培养为主线,培养社会急需的知识技能型人才。 3专业导向教学法 以专业为导向教学法是指以专业培养目标为目的,完成后续专业课程所需的基础知识,以及学生就业后所需的必要理论基础知识,是教育的本质特征在《电工电子技术》专业基础课程教学中的体现,是教育必需够用原则在《电工电子技术》课程中的体现,同时也大大提高了《电工电子技术》课程的学习效果和效率。很多学生对学习基础课程没有什么兴趣,就是因为有的老师在授课过程中忽略了基础课程在后续专业课程及未来的应用,没有真正体现以专业为导向进行教学。由于专业的多样性,专业课程所需要的专业基础课程不同,所以要采用专业导向教学法,根据专业课程的需要选择教学内容,以满足不同专业学生的不同需求。 4结束语 新时代对人的素质要求不断提高,不仅是知识技能水平的提高,更是能应变、生存和发展能力的提高。因此,现代教育不再是单纯的知识学习,而是能力的培养,使学生能够获取跨专业、不受时间限制和不断继续学习的能力,这种能力能够在变化的环境中重新获得职业技能和知识。因此,世界各国教育界专家将能力的培养作为教育的最高目标,能力为本已成为教育的指导思想,以教师为中心的传承式教学模式不但使课程的教学目标难以实现,更难以提高学生的综合能力和素质,实施导向教学法是符合教育的方向和宗旨,导向教学法势在必行。 作者:刘睿 郭靖华 单位:黑龙江科技大学 电子技术教学论文:项目教学法在数字电子技术中的作用 摘要: 随着社会对人才需求不断转型,高等教育培养人才模式必须改革。而数字电子技术一直都是学生比较头疼的课程,因此将项目教学法应用到数字电子技术教学中,明确该课程项目化教学的思路,提高教学质量和学生学习能力,是新课改的基本要求。本文是笔者对教学工作进行总结,对数字电子技术教学应用项目教学进行探究。 关键词: 项目教学法;数字电子技术;应用 引言 数字电子技术设计内容广而且极难掌握,学生大多摸不着头脑,如果采用传统教学无法调动学生学习的主动性、积极性和创造性。在这种形势下,探究项目教学法的应用具有实用价值。 1.项目化教学的准备工作 1.1项目的选取工作 在项目教学法中,项目的选取是格外重要的,所选取的项目要典型且在实际中有较强的可操作性,这是成功运用项目教学法的关键。(1)通过对大学生的就业情况做调研与分析,由老师带领学生归纳出专业岗位所要求的职业基本素养和职业能力,同时,根据当今高等学校的教学趋势,将根据调研得到的数据重新整合,而后将典型的电子产品引入日常教学中,以此来提升学生独立分析和解决问题的能力。(2)项目的选取要有层次,由简单到复杂。数字电子技术中的集成电路有很多种,按功能可以将其分为数字集成电路和模拟集成电路,与项目相关的产品有小中大等规模的集成电路。项目的难易程度要符合与学生所掌握的技能和知识,学生的实际学习基础也需重视。学生在设计项目时,可以将项目涉及到的知识分散开来,让它们在不同的环节中体现。从易到难,从测试单个集成芯片功能到设计、制作完整的电路。(3)项目要具有代表性和可实施性,让学生大胆创新,突破传统思维的束缚。例如,在典型项目“三人表决器的设计与制作项目”中,老师可以先说出自己设计理念,然后让学生通过查找资料、小组讨论,制定出几个不同的设计方案;在设计与制作项目数字钟的拓展方面,可以将可编程逻辑器运用到数字钟的制作中。 1.2项目的准备工作 确立项目之后,教师要先开发出产品的完整电路,以此证明该项目的可实施性,也为学生创造了良好的实践环境。然后让学生五至六人一组,每组选出一个小组长。小组长带领本组成员制定本组项目开发计划,给每个组员分配明确多的任务,监督组员的进度情况。 2.项目化教学的实施 2.1提出项目任务,收集资讯 在进行该项目之前,教师对学生提出基本的设计要求,给学生下达任务,指导学生在互联网、图书馆收集资料。学生为了激发自己对项目开发的兴趣,需要自己在课下查询资料、掌握相关知识。同时学生要整理、记忆相关资料,以此来提高自身获取信息的能力和自学能力。例如,项目“三人表决器的设计与制作”中,首先,教师要大致讲解逻辑代数的相关知识,再以案例为载体,讲解组合逻辑电路的一些设计方法,最后对学生提出项目任务。学生接受任务后,首先通过各种渠道收集相关资料,再根据所学知识将收集到的资料进行分类整理。 2.2项目计划讨论 每个小组根据任务要求和整理的资料,初步制定项目计划书,计划书应大致包括电路的设计步骤、电路的调试步骤以及计划实施的相关步骤等,还有项目任务进度和组员分工。各小组成员进行分工合作,积极讨论设计方案,最终确定出项目计划书,教师也应深入各组进行指导。这个过程中,学生既掌握了相关的知识和技能,也更能理解合作共赢的含义,此时,学生在教学活动中处于主体地位,老师起到指导作用。这种小组成员共同合作,讨论并制定出项目计划的方法,不仅提升了学生的组织能力和管理能力,也增强了学生的团队合作精神,同时调动了学生多的积极性。 2.3项目方案决策 各小组经过讨论制定出计划书后,每组选一名成员对本组计划进行讲解,本组其他成员可适时地进行补充,而教师及其他组的成员可对设计方案提出相应的问题,由讲解者回答,教师点评并说明该方案的可行性,最后指导学生进一步优化或者再重新制定方案。例如,在“集成电路的设计与制作”项目中,学生收集资料、讨论交流后,提出几个不同的设计方案,教师根据几个设计方案成本、可操作性、典型性,最后选出最合理的设计方案并指出各个方案的优缺点,让学生进一步优化各自的方案。 2.4项目方案实施 项目的实施阶段是项目教学法的最为关键的一个环节,每组成员之间需要相互合作,共同完成电路的调试、芯片的安装和仪器仪表的使用等工作。每个小组可选取不同的设计方案进行实验,根据实验结果和实验数据分析,对比各个方案的实施情况,发现问题,从而优化自己的方案,最终找到理想的电路。例如,在“三人表决器的设计与制作”项目中,学生通过实施不同的设计方案,将亲身实践与理论知识相结合,得出最终结论,这比传统教学中学生被动的接受知识的教学方法更为有效。若在电路开发中学生遇到比较棘手的问题,教师可恰当地对学生进行指导,带领学生走出困境,并督促学生认真完成项目计划书中的各个开发环节,以保证项目的开发顺利完成。 2.5项目检查与成果展示 学生自己进行项目检查,不仅可以提让学生学会独立分析评价问题的能力,也可以判断出电路是否正确。在实施项目计划的过程中,让学生对所制作的电路反复检查,及时纠正电路中的错误,然后可以让教师或其他组成员检查,相互之间交换检查结果。确保电路无误后,各组展示制作的电路,学生自主发言,与大家交流自己的体会和经验。 3.结语 项目的评价可作为评判学生成绩的依据。主要是考评组学生在实践过程中的专业能力、组织能力和合作能力。最后由教师总结各组出现的问题、相应的解决的办法和大家的经验。项目的开发让学生综合运用所学知识,同时提升了学生的综合实践能力。在项目完成后,学生要独立撰写项目总结报告,这不仅可以让学生养成勤于思索、善于总结的好习惯,而且可以提高学生独立思考、总结经验的能力,同时可以帮助学生理清思路,加深对相关知识的理解。 作者:党小娟 甘霖 单位:陕西服装工程学院 电子技术教学论文:模拟电子技术闯关式教学实践研究 摘要: 模拟电子技术是专业性和实践性很强的一门基础课程,为了提高教学质量,激发学生的学习积极性,培养学生的实践创新能力,课程教学必须要克服现存的问题,从课程内容、教学模式、考核方式等各方面着手创新。闯关式教学模式从课程内容模块化、理论———仿真———实践三位一体的项目教学方式、闯关式考核方式等方面着手,经过一段时间的实践后,很大程度上提高了教学质量。 关键词: 模拟电子技术;仿真实践;闯关式教学 模拟电子技术课程是电子专业实践性较强的基础课程之一,在学习的过程中,学生普遍反映知识点多、理论性强、计算复杂、实践动手困难等问题,严重打击学生学习的积极性。为了提高学生学习兴趣,学校和教师也一直致力于课程的教学改革,改善教学效果,为培养应用型本科人才不断努力。其中,模拟电子技术课程的闯关式教学就是教师提出的教学改革方案之一,经过几个学期的实践,现对改革效果以及存在的问题做如下总结。 1课程内容模块化 模拟电子技术课程是电类专业必学的一门专业基础课,它在学院专业培养计划中的地位举足轻重,所以在教学过程中教师非常注重教材的选择,特别是模电课程知识点非常繁杂,如果处理不好,学生基本上失去学习的兴趣。这就要求教材既要精选内容,又要注重知识结构的梳理归纳,既要尊重历史沉淀又要重视设计创新,既要服务学生又要便于教学。而闯关式教学打破传统教学的模式,从教材为主转化为项目知识点为主,从教师教学为主转换为学生自学为主,这种模式要求教师首先要做的是要根据模拟电子技术课程知识点的内在联系以及闯关教学要求,去繁求简,整合优化课程内容,采取了模块化方案,即根据培养计划结合课程课时和内容把授课知识点划分为三大模块,每个模块下又划分三个子模块,每个子模块在学习完成后需要及时考核,即要求通过闯关考核。具体划分如表1所示。特点包括:在划分过程中,考虑到本科应用型人才的培养方案,在每个模块中加入了仿真或实践教学环节,旨在提高学生综合实践能力,把《电子技术课程设计》等相关课程的部分内容与《模拟电子技术》进行了衔接,对课程结构实现了一定的优化。 2方法和手段 教学手段方面,教师在教学过程和学生实践中引入EDA仿真技术即multisim电子设计仿真软件,主要体现在课程内容中整合的仿真子模块,旨在通过仿真演示和上机操作,紧密联系课程的理论知识和实践认知,让学生形成“理论———仿真———实践”三位一体的项目教学模式,培养学生分析问题和解决问题的能力。主要措施包括:教学过程中演示典型电路的仿真;给学生推荐EDA技术自学教材;教师录制EDA技术自学视频;仿真子模块考核;结合仿真项目,配备实验器件,完成部分典型电路的制作。 3闯关式考核方式 根据课程内容的模块划分特点,共设三级,每级设三关,每级设置理论关、仿真关和实践关,要求每关都要合格(≥60分)。通关考核规则如下:(1)时间安排视具体情况和学生约定。每一关最多闯三次,最后一次闯关通不过的同学视为重修,转入下一级教学班学习,并再次进行闯关。(2)闯关考核方式包括理论、仿真、实践关。其中理论关要求学生从试题库随机抽取试卷参加笔试,考试时间是10分钟/人,答题完毕后,现场批卷、答辩,答辩时间为3分钟/人。仿真和实践试题提前发放给学生,利用课后时间设计完成,并在规定时间地点参加测试答辩。具体要求如下:完成具体电路的仿真设计,收集仿真数据,撰写仿真报告;完成具体电路的制作和测试;完成相关文件的最后编写(说明书、小论文、心得体会等,此项可结合课程设计进行);现场答辩。(3)成绩评定即课程总成绩包括闯关成绩、期末考试成绩两部分。其中闯关成绩占课程总成绩的60%,期末考试占40%,每个环节都必须合格。其中理论关包括理论考试和答辩环节,卷面成绩占80%,答辩占20%,卷面和答辩成绩任何一项不合格(≤60),则该关成绩为不合格。仿真和实践闯关成绩评定包括设计环节(仿真电路设计和具体电阻制作)、实际操作环节和答辩环节。其中设计(仿真、制作)占30%,实际操作50%,答辩20%,答辩不通过则该关成绩为不合格。 4结语 通过两个学期的教学实践,闯关式教学方式与传统的教学方式相比,表现出很大的区别。由于闯关测试的密度加大,学生自学的积极性和主动性大大提高。据调查,大部分学生需要花费大量的课外时间(2倍于课内时间)去巩固和加深对知识点的理解,大大提高了对课程知识点的掌握程度。闯关的内容设置中包含了仿真和实践环节,形成一条“理论———仿真———实践”三位一体的项目学习模式,学生的设计能力、创新能力和综合素质都有了一定地提高。理论试题库试题数量多,知识面广,难易程度适中,测试和答辩结果能正常体现学生对知识点的掌握程度。但是,也存在一些不足需要改进,比如学生学习压力较大,一个专业不建议一学期同时进行多门课程的闯关式教学方案,教师需要花费大量的课外时间和精力对学生进行考核,仿真和实践试题库也需要不断完善。 作者:朱秋琴 刘苗苗 叶文通 单位:衢州学院
随着现代化互联网信息技术不断深入研究,计算机不再是一种高端技术机器,其被广泛应用在各个行业领域、家庭生活中。为了城市运行和居民生活带来众多便利同时,长时间、高负荷的运作会造成各种计算机故障问题,浪费了大量社会人力、物力资料,甚至危及计算机使用者的人身安全,则计算机维修技术逐渐成为社会广泛关注的内容,也成为计算机行业发展的重要内容之一。 1计算机维修技术及故障种类 1.1计算机维修技术 1)无息维修技术。计算机突然发生故障后,在系统显示空白或无任何提示信息的情况下,一般采用无息维修技术,先对支持计算机供电系统进行检查,然后检查计算机的核心系统和结构,检查的顺序依照不同计算机运作而不同,由于花费时间过长,则在维修过程可根据计算机警报对故障位置大体判定[1]。2)信息维修技术。这种维修技术是针对虽然出现故障位置,但是故障问题并不严重,计算机依旧可以使用,并通过自身系统能将相关运行信息展现出现的情况。维修人员能够通过这些信息判定计算机在故障原因,进而对计算机进行资源修改、重新安装驱动等操作。3)检查运行环境。有的计算机故障并不是来自计算机运行内部,而是来计算机的外部结构、连接电线等等。因此,在对计算机内部进行维修之前,可以先对计算机运行环境进行检查,确保没有问题,再进行下一步维修。 1.2计算机故障种类 计算机故障种类可以分为四种:器件故障、介质故障、机械故障和人为故障。器件故障的主要表现为计算机无法开机,原因主要来自于计算机内部电压、功率不足或系统主线、处理器破损,进而造成电源和总线位置出现故障;介质故障主要是指计算机的硬盘、软盘在各种因素影响下,出现残缺和破损,造成所存储信息数据丢失;机械故障主要是指计算机外部个别结构在长时间使用情况下所出现故障问题;最后人为故障,一则是计算机运行参数调整错误,系统无法正常运行而造成故障,二则是人为操作不当造成的计算机故障问题。 2计算机故障诊断方法 通过以上的分析,了解到计算机故障以及几种维修技术,从大量实践研究中发现,目前计算机故障诊断的方法,主要都是以计算机运行过程中存在的一些特点为原理,辅助相关检测机器所得到的判定结果。在计算机具体的故障诊断中,应根据计算机故障的实际情况实施有效的诊断方法,才能将故障诊断方法的作用充分发挥出来,及时发现计算机故障及隐患,具体方法为以下几种[2]。 2.1电压测量法 电力能源是计算机运作的基础能源,计算机内部运作复杂,不同功能区线路不同、芯片不同,进而造成电力能源在经过这些功能区时,线路中电压会出现不同程度的变化,一旦电压变化过大会造成计算机芯片运作不稳定。因此,一般计算机运行时功能区的电压会有固定的变化范围,电压测量法就是利用电压检测工具,对计算机内容不同功能区域之间电压变化进行测量,再对比计算机在正常运行情况下的电压变化,一旦发现数据变化差异大,就可以一区域一区域缩小检测范围,最终精准找到故障位置。 2.2观察法 观察法判断计算机故障,主要是依赖计算机维修人员长时间维修所累积的经验,由于不论是那种故障问题造成的计算机运行问题,维修人员都需要从主机电源开始检查,其是计算机运行的主机和重要位置,一旦运行过程中出现故障问题,主机电源位置的金属膜电阻就会因为短时间内接触过大电流,而造成电阻变为黑色,甚至出现损坏[3]。这种故障判定方法能够大致判定计算机故障可能出现的位置和造成问题的原因,故障判定过程简单、快速,但是存在一定判断错误的可能性。 2.3分割法 若是计算机维修人员在初步判定计算机故障大体位置后,想要进一步确认和证实计算机故障位置,就可以利用分割法进行,将计算机几大局部拆开,注意不要影响计算机其它部分的运作,局部细分功能区、元件,然后将所初步判定故障区域位置更进一步细化,利用插件运行的诊断来判定故障的具体位置,准确性高。但是该方法对于维修人员的操作水平要求严格,且这种故障判定方法时间花费过长,不适合在短时间急需计算机维护的情况。 2.4冷热稳定性检测法 这既是一种计算机故障判定方法,也是一种检测计算机内部元件性能的方法,因为其检测的原理是在计算机元件散热的基础上实行的,计算机在运作过程中,各个元件是会散发出大量热量的,然而并不是所有元件都能够正常散热,就会造成计算机内部出现温度不同情况,从而引发故障问题,则可设置冷热两种温度环境,检测和记录计算机不同功能区在温度中的变化情况,进而判定计算机故障的范围,也能判定不同元件的耐高温性能。 2.5替换原件法 计算机的外设数据,是计算机自身运行系统所带有的一种能够监控计算机各个元件运行情况的数据显示,计算机使用者能够通过数据的变化,了解和掌握计算机各个重要构件和元件的运行情况。而替换元件法就是利用了这一运作原理,先是大致判定出现故障元件,并同时记录此时计算机运行情况下外设数据的信息,再将怀疑造成故障的元件和其他元件之间进行位置交换,使得计算机正常运行,对比前后两种情况下,计算机外设数据的变化,来判定计算机出现故障的位置。 2.6元件敲打法 元件敲打法主要是针对于计算机的硬件问题,一般计算机组成层较多、元件零件也较多,则计算机建设时为了保障计算机使用和运行的安全性和稳定性,会牢牢进行组合和连接。但是长时间、高负荷的使用情况下,其会受到来自人为因素、运行温度和自然因素原因,造成计算机结构之间出现松散、脱落,且在短时间内不会对计算机正常使用造成一定影响,而通过敲打初步判定的怀疑元件位置,既能查询计算机硬件问题,同时也能发现计算机内部的隐藏问题。 3结语 随着计算机种类和数量的增加,相应的计算机故障种类也在不断的增加,这些故障不仅仅影响居民正常通讯往来、城市基础设施运行,还影响着电子商务、智能化系统等一系列依赖计算机的技术发展和研究。因此,计算机企业应当重视计算机维修所在的必要性,针对不同故障情况拓展更多、更好的维修技术,并优化各种维修技术和措施,不断总结计算机种类、技术和系统开发中存在的不足,提升自身计算机结构和使用的质量水平,为推进我国计算机行业发展提供坚实的支撑力量和发展动力。 参考文献 [1]侯杰,董宁,顾天一.计算机检测维修与数据恢复技术及应用[J].信息与电脑(理论版),2019(10):145-146;151. [2]张运浩.浅谈电子应用技术在计算机硬件维修中的作用[J].计算机产品与流通,2019(6):73-74. [3]金鑫.针对计算机故障诊断及维修技术的分析[J].电子制作,2014(12):71-72. 作者:申桐 单位:贵州省电子信息技师学院
浅谈电子信息工程专业建设:面向工程教育的电子信息工程专业建设 [摘要]介绍了基于三面向三融合(Three Orientation,Three Fusion,TOTF)人才培养模式的电子信息工程专业建设。简单介绍了TOTF人才培养模式的基本概念以及基于TOTF人才培养模式的专业建设目标,详细论述了专业建设内容,包括人才培养模式、课程体系、教学基地、师资队伍和质量保障体系等内容。五邑大学电子信息工程专业被评为国家特色专业建设点,对同类高校相关专业建设具有示范辐射作用。 [关键词]TOTF;专业建设;人才培养模式 0 引言 广东省教育发展“十二五”规划提出,要加大扶持与广东省支柱产业相关的学科专业建设,大力提高工科类专业比例,积极发展地方经济建设急需专业,而电子信息产业是广东的龙头产业之一。作为我国电子信息产业强聚集态势的三大产业基地之一的广东珠三角洲,电子信息产业发达、名牌家电企业众多,为电子信息行业创造了良好的区域发展空间和就业环境。 高等工程教育包含三个要素:产、学、研,主要强调通过企业参与、产学研合作方式培养学生工程应用能力。近几年来,我国政府部门及各个高校提出了一系列基于工程教育的人才培养模式改革思路,提出了卓越工程师理念,引进国外的CDIO工程教育理念等思路,并提出与国外工程教育接轨。工程教育的教学改革实践正在各个学校如火如荼地进行。 五邑大学结合学校十余年产学合作办学经验,在工程教育实践基础上,针对电子信息工程专业提出并建立了基于TOTF(Three Orientation,Three Fusion,TOTF)工程教育的全新人才培养模式。TOTF代表“三面向,三融合”。三面向指面向企业、面向工程、面向珠三角洲;三融合指教学内容与企业项目相融合、教师科研与企业研发相融合、教学评价与企业评价相融合。基于TOTF工程教育人才培养模式的专业建设,五邑大学电子信息工程专业被教育部批准为第六批高等学校特色专业建设点。 TOTF工程教育人才培养模式的具体内涵为:与企业深度产学合作,在人才培养计划、教学大纲中充分体现企业对工程意识、工程素质和工程实践能力培养的要求,使之落实到每一门课、每一个模块、每一个教学环节中;聘请企业家担任专业课程教学;实时将企业需求、技术前瞻、用人标准以及企业管理等信息融入本科教学中,以满足企业对工程人才质量的需求。同时,教师作为科技特派员,服务于企业,指导学生在课内实践环节或课外科技活动中完成企业的实际项目,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。对教学质量和人才质量的评价不仅来自教师和学生群体等校内考核,更要来自企业对学生的评价,尤其是对学生工程实践能力和产业经验的评价,为珠三角洲乃至整个广东省的电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师。 1 基于TOTF工程教育的专业建设目标 依照《珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020)》的精神,五邑大学电子信息工程专业经过2年的专业建设,人才培养方案和课程体系更加科学完善,专业课程与教材建设以及实践教学特色鲜明,探索出一套基于TOTF工程教育、具有地方高校特色的电子信息工程专业高素质应用型工程人才培养新模式,形成一套基于TOTF工程教育的专业建设模式。电子信息工程专业建设在2年中将得到快速发展,教育教学思想、人才培养方案符合珠三角经济发展对高素质应用型技术人才的要求,所培养的人才下得去、留得住、用得上、干得好、能创业,具有行业技术应用的时代特色和专业特色,为珠三角洲乃至整个广东省的电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师,使五邑大学电子信息工程专业人才培养质量及其专业建设、管理水平在同类高校中起到示范和带头作用。 2 基于TOTF工程教育的专业建设内容 2.1 建立基于TOTF工程教育的人才培养模式 五邑大学电子信息工程专业工程教育人才培养模式,是基于TOTF工程教育的运行机制,以本地区电子信息产业人才需求为背景,以校企联合培养有较高工程素质的应用型人才培养理念为主线,以掌握理论知识为基础,以培养工程实践能力和提高工程素质为重点,将教学内容与企业项目相融合、教师科研与企业研发相融合、教学评价与企业评价相融合;理论教学、实践教学与企业应用紧密衔接,工程素质教育和科研能力培养相互补充,集理论知识、实验与实践能力和素质教育于一体的人才培养模式。图1为基于TOTF工程教育人才培养的任务和目标。基于TOTF工程教育的人才培养方案按四大模块设计实施,即基本数理基础模块、人文教育及工程设计模块、专业基础课程模块、专业高技术课程模块。 大学一年级强调学生打好两项基础:一是数理基础;二是基本功训练,包括电子焊接技术、基本仪器仪表使用技能等。基本功训练主要由专业导师对学生进行专业思想教育和技能引导。 人文教育及工程设计模块新增以电子信息工程设计为背景的“电子信息工程导论”课程,将原有“电子实习”等课程进行整合,内容涵盖电子设计工程、电子焊接工艺、生产安装工艺等企业生产过程中的技术和理论问题,并纳入“工程经济”课程,培养学生的产品设计、生产成本的评估能力。同时,结合企业提供的项目实施,锻炼学生技术文档写作能力、口头表达能力、查找资料能力以及提高工程实践能力,培养团队合作精神等。 基于TOTF工程教育的专业基础课程模块将原来独立设课的基础课实验分别整合到相应的理论课教学中,将理论课与实验课相结合,要求理论课教师参与实验教学,有利于在实验室中完成理论课程中部分内容的教学,提高教学效率和质量。同时,将企业提出的技术课题,纳入到课堂教学之中。在专业基础课程的基础上按计划进行各级项目的实施,对不同基础、不同兴趣的学生结合实际完成二级项目;通过质量评价体系客观考核学生的能力提高状况,由此适时调整教学方式方法,加强对学生的辅导与交流。同时,利用教师与企业建立的网络,帮助学生到企业进行社会实践或寒暑期实习,并对参加实习实践的学生给予相应学分。 基于TOTF工程教育的专业高级课程模块引入“嵌入式系统原理与设计”和“DSP技术及其应用”课程,使学生结合单片机、ARM以及DSP等技术,进行语音数据采集与处理、图像数据采集与处理、传感器网络数据采集与处理。在本科四年级期间,结合学生深入企业实习和毕业设计的人数,将四年级第一学期的一些专业课程搬到企业去上课,涉及到具体系统、设备、电路等工程问题,请企业工程师授课,在企业完成部分实验。鼓励学生将在校学习期间所学技术结合企业提供的研发性课题进行实际的工程设计,结合企业的实际项目完成毕业设计,并由企业技术人员与学校教师共同参与相应的毕业设计答辩。 2.2 建立适应TOTF工程教育的课程体系 电子信息工程专业按照TOTF工程教育人才培养模式,研究适应TOTF工程教育的人才培养方案,对该专业方向和课程体系进行改革和调整。同时,以现代教育教学理论为指导,坚持科学发展观,以当前大学教学实践为基石,重点突出工程教育中的“大工程”概念;在现有应用电子技术、信号处理两个方向的基础上培育建成第三个方向——微电子技术方向。通过宽口径、厚基础、强技能、重实践的新培养方案,加大邀请企业工程师来校讲课的比重;结合企业对电子信息工程本科生的基本要求,注重培养学生的自我学习能力、解决问题能力、工程设计能力、团队合作能力以及终身学习能力,为珠三角洲乃至整个广东省的电子信息行业培养造就一批创新精神与实践能力强、适应企业发展需要的优秀工程师。新的课程体系以培养学生工程能力为核心,以企业项目和工程训练为手段,以创新应用为目标。 2.3 建立满足TOTF工程教育的人才培养实践教学基地 基于TOTF工程教育的人才培养实践教学基地集校外产学合作教育基地、校内实践教学基地为一体,是具有创新意识、工程素质和行业竞争力的电子信息类人才培养基地。该实践教学基地包括与国内外知名企业联合共建的实验室。其建设目标为:依照TOTF工程教育的人才培养模式,面向广东省珠三角电子信息行业,不断向外拓展产学合作教育基地;加强校内实验室建设;强化实践教学环节;构建与国际工程教育接轨、覆盖当前、适应未来的电子信息工程类课程体系;建立一支教育理念新、教学效果好、学术水平高、创新精神强的师资队伍;在全国同类高校中形成具有推广作用的教学改革成果,并成为具有示范作用的电子信息类专业人才培养实践教学基地。 2.4 建立一支适应TOTF工程教育的师资队伍 适应TOTF工程教育的师资力量是实施工程教育的重要因素,要真正落实学校基于TOTF工程教育的高素质应用型人才培养目标,提高教师的工程素质十分重要。基于TOTF工程教育的教师既有深厚的理论教学和科研能力,又具有一定的工程设计应用能力,对培养高素质应用型人才非常有利。青年教师是教师队伍的一个重要组成部分,是事业发展的希望,是保障改革顺利进行的生力军。提高青年教师的思想政治和业务素质,是教师队伍建设中一项重要而又紧迫的任务。因此,该专业为青年教师提供宽松的成长环境,对新走上工作岗位的青年教师实行工作量减免;同时,加强对青年教师的督促与管理,促进其快速成长。要求每个青年教师指导学生的实践教学环节;作为科技特派员,服务于企业,提高工程素质。 提高教师工程素质的主要途径有:(1)派教师深入企业实践,与企业建立良好合作机制;创造条件鼓励教师积极与企业进行新产品研发或新技术市场开发等,了解新技术在工厂中的应用,获得第一手工程背景材料和经验等,提高教师的工程应用能力。(2)充分利用现有校外产学合作教育基地,与企业建立持久而有效的合作机制;聘请企业兼职教授担任专业课教学、进行新技术应用讲座等;将企业需求、技术前瞻、用人标准以及企业管理等信息融入本科教育中。(3)将科研课题工程化实现,学生的科研课题与企业的工程项目密切结合,将企业的实际项目引到学生课内实践教学环节或课外科技活动中。 2.5 建立适应TOTF工程教育人才培养模式的质量保障体系 建立与TOTF工程教育模式相适应的人才评价和质量监控体系,以此评估学生的综合素质和能力。TOTF工程教育人才培养模式的教学质量和人才质量评价方式不可单一,要多样化;对学生能力的评价不仅要来自学校教师和学生群体等校内考核方式,更要通过TOTF工程教育方式获得来自企业对学生的质量评价,尤其是对学生工程实践能力和产业经验的评价。 结合五邑大学的办学方针,电子信息工程专业研究基于TOTF工程教育、适应地方高校电气信息类本科应用型人才培养模式,贯彻“原理、工程、工艺和管理”四位一体及“教学、研发、产业”统一的教学理念。以“低频电子线路”为试点,提出并实施以“课程+课题+实验+成果+报告”方式进行课程考核,其中的课题来源于企业提出的基本要求。因此,理论教学、实践教学和企业项目融为一体,提高了该专业的工程教育质量,在培养电气信息类工程应用型人才方面形成了特色。 3 结束语 五邑大学电子信息工程专业是国家特色专业。近年来,该专业经过长期的积累和特色学科专业的强化建设,在多年产学合作教育实践的基础上,借助先进的工程教育理念,提出并建立了基于TOTF工程教育的人才培养模式,并应用于电子信息工程专业的实践;在基于TOTF工程教育的人才培养方案优化、课程体系、实践教学体系、师资队伍、质量保障体系等方面的建设以及教学内容与方法的改革方面做了大量的工作,取得了显著的成效。该专业培养的人才下得去、留得住、用得上、干得好、能创业,深受用人单位的好评,为珠江三角洲乃至整个广东省电子信息行业的发展做出了重要贡献。TOTF工程教育是一种全新的人才培养模式,更是一种全新的教育教学理念,必将在我国工程教育中发挥十分重要的作用,具有广泛的推广价值。 浅谈电子信息工程专业建设:电子信息工程名牌专业建设探索与实践 [摘要] 以广东省高等学校电子信息工程名牌专业为例,介绍了提高办学质量的一些方法和措施,包括师资队伍建设、人才培养计划制订、课程建设、加强实践教学环节、倡导课外创新活动以及进行专业文化建设等方面。 [关键词] 电子信息工程;教学质量;专业建设 1 引言 “十五”以来,我国高等教育的改革与发展取得重大进展,本科教育的规模迅速扩大。截至2007年,全国共有30省市自治区321所高等院校开办电子信息工程专业(含香港)。为了全面贯彻落实科学发展观,切实把高等教育重点放在提高质量上,教育部、财政部于今年1月开始实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”。华南农业大学电子信息工程专业开办于1999年,2004年被评为广东省高等院校名牌专业,2005年广东省高等院校学科建设专项资金对本专业进行立项建设。 2 进行专业定位,确立专业建设目标和特色 华南农业大学地处广州,逐渐形成了“以农业科学为优势、生命科学为特色”的多学科协调发展大学。为了满足广东省经济发展的需求,并结合我校在农业和生物方面的学科优势,电子信息工程专业的定位是:立足广东,面向全国,为电子信息产业培养基础厚、口径宽、素质高、能力强的复合型人才。专业的建设目标是为农业现代化和农村信息化服务,力求在数字农业、精细农业方面凸现出专业特色。 3 教学团队与教师队伍建设 要建设好一个专业,首先要有一支教学质量高、结构合理的教学团队。随着近年了办学规模不断扩大,师资队伍也在不断壮大。在引进高学历、高职称教师的同时,从中山大学、武汉大学、华中科技大学、华南理工大学等全国著名的综合性大学调入了部分年轻教师。教师队伍平均年龄41.7岁,师资队伍的职称、年龄、学历和学缘结构基本合理。 教师爱岗敬业,治学严谨,积极进行教学内容和方法改革和研究,认真开展教学研讨和教学经验交流。注重推进教学工作的老中青相结合,既鼓励、要求教授担任专业授课,同时利用“1+1”等方式进行传、帮、带,加强对青年教师的培养。鼓励青年教师提高学历、学位层次,计划在三年内,获得博士学位或正在攻读博士学位的教师达到90%以上。 采用参观调研、提高进修、新技术培训等“走出去”的方式,鼓励教师参加行业交流;鼓励和吸引国内外著名专家学者和优秀企业人才开设技术型、管理型讲座,为师生接触学科前沿、了解行业发展态势创造机会。 3 完善人才培养计划,抓好课程建设 3.1 动态修订人才培养计划。人才培养是高校的根本任务,人才培养计划是人才培养目标、基本规格以及培养过程和方式的总体设计,是保证教学质量的基本教学文件,是组织教学过程、安排教学任务、确定教学编制的基本依据。 ①适应社会需求。组织本专业在企业工作的毕业生、用人单位代表、学校教师和管理千部一起组成专业指导委员会,每四年对人才培养计划进行一次大范围的修订,结合学校的实际,确定人才培养目标和学生知识、能力、素质结构,努力体现专业特色。 ②建立培养平台。围绕培养基础厚、专业宽、素质高、能力强的合格人才,结合组织学生参加全国大学生电子设计竞赛的经验体会,进行了系列课程改革和动态调整,整个培养方案不断得到优化,目前已形成了本专业的培养平台:一级平台由学校工科公共基础课组成,二级平台由电类专业的主要专业核心课组成,三级平台由主要专业课和选修课组成。 ③发挥名牌专业示范作用。依据广东省名牌专业建设目标,探讨名牌专业的办学思路和人才培养模式,实现教学资源共享,扩大受益面,发挥对相关专业的示范带动作用。 3.2 课程体系建设。质量是高校的生命线,课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分,也是人才培养的重要基础。 ①课程体系改革。适应时代要求,密切关注有影响力的高新技术的发展,并及时将其加入培养计划,让学生掌握几门新技术、新方法,使学生走出校门后,能马上投入到社会实践当中去。近年来陆续开设了“全球定位系统”、“DSP技术及应用”、“可编程逻辑器件”、“嵌入式系统”等选修课程。对由于新增课程造成教学内容有部分重复,部分内容陈旧过时的情况,在修订培养计划进行了合并和删除。 ②双语课程建设。双语教学是本专业课程建设的一个重要组成部分。积极鼓励学科带头人、留学回国人员、具有博士学位的教师和部分优秀青年教师开设双语课程,并在工作量计算方法上给予倾斜。按照专业建设规划,“电子线路CAD”、“可编程逻辑器件”、“单片机原理及接口技术”、“移动通信”和“DSP技术与应用”5门课程列为双语教学课程,双语课程开出率占全部专业课程的比例为17%。截至2006年,本专业讲师队伍中有4人获得学校的双语讲师资格认证。 ③精品课程建设。精品课程是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程,名牌专业的建设离不开精品课程建设。目前,本专业开出的“微机原理及应用”被评为校级精品课程。按照专业建设目标,“模拟电子技术”、“单片机原理与接口技术”、“可编程逻辑器件”、“自动控制原理”争取获得学校精品课程。 3.3 教学方法改革。①改进教学方法。充分发挥多媒体教学手段的作用,在经费上给予支持,鼓励全体教师在广泛获取资料的同时,结合自己的教学经验,制作多媒体教学网络课件,使本专业主干课程全部具备电子课件。开办电子信息工程名牌专业课程网站,使本专业课程的多媒体课件全部上网,既方便教师授课,也有利于学生课后上网浏览、自学,同时,便于师生交流、互动。鼓励教师教学方法灵活多样,黑(白)板板书与电子课件相结合,使教学方式、教学手段、教学效果更上一个台阶。 ②组建课程队伍。每一门课程最少配备2名教师,其中1名为主讲教师。主讲教师具备博士学位或讲师以上职称,负责本门课程的教学研讨、教学计划及课程建设,做好对青年教师的传、帮、带;鼓励教师攻读博士学位,提高教学、科研水平;组织讲师到周边高校或省外著名高校进行课程进修,吸收其他学校的教学方法精髓和教师的教学、科研精华。按照有关文件精神,本专业3名教授全部承担本科生授课任务。 4 实践教学环节 电子信息工程是一门实践性要求很强的专业,实践教学环节是培养高质量创新性电子信息工程专业人才的重要环节。 4.1 实验室建设。2002年,建设广东省高等学校电子信息工程教学重点实验室。2006年,中央与地方共建基础实验室――电子信息工程基础实验室立项建设。实验室建设为开展电子信息工程及其他相关专业提供了良好基础和可靠保障。 4.2 加强实践教学。①采用开放式实验教学模式,加强学 生实践能力培养。实验课给学生留有自主思考的余地,提高学生自我获得知识、更新知识和扩展知识的能力。实验指导书并没有将全部实验程序给学生,要求学生自己根据“任务书”的要求,了解并掌握实验内容,补充填写所缺的一些关键语句,才能完成实验任务。在完成阶段性实验内容后,采用学生提问、师生讨论、关键实验演示、学生自行总结等多种形式,定期举行课程实验讨论会。 实验室实行开放式管理,推行网上预约实验的方法,有效解决了学生人数多、实验室安排时间过分集中的问题。 ②设计性、综合性实验是一种能够培养学生综合应用知识和创新能力的很好方法和途径。本专业以设计性、综合性实验建设来推动专业实验教学的整体改革和创新。首先是对实验教学内容的改革,以课程主要内容为基础,注重实验内容的整合规范,达到综合设计的要求。其次在实验过程中,减少验证与观察环节,增强实验的综合设计环节,提高学生综合运用知识的能力和水平。电子信息工程专业课程教学改革立足于培养和训练学生的智能与开拓创新能力。专业课程实验基本形成了基本实验一综合设计性实验一研究型实验(部分课程)的教学模式。通过课程实验教学实践,证明了这种教学模式能够达到培养电子信息工程专业本科生的实验技能和创新能力的目的。 5 课外创新活动与专业文化建设 积极组织学生参加多种课外科技创新活动,如全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”竞赛、嵌入式系统设计竞赛等活动。在2001年以后的各届全国大学生电子设计竞赛中,本专业都取得了好成绩,获得全国一等奖、全国二等奖和广东赛区一等奖、二等奖等。学生还多次自行组织竞赛活动,邀请老师作评委并进行颁奖。鼓励和支持学生参加其他类的竞赛活动,如全国大学生数学建模竞赛、全国大学生英语竞赛以及全国大学生物理竞赛等,以增加学生的技能训练,营造浓郁的学习氛围,树立良好的学习风气,全面提高学生的自身素质。 专业开办之初,以99级为首的学生创办了我校唯一的专业刊:电子信息工程专业刊――《星韵》。刊物的征稿、打字、编辑、排版、印刷等全部由专业学生自己完成,印刷经费主要由各班级勤工俭学解决,专业也资助部分。自1001年以来,每届学生自动向后传接,每年出版1期,目前已经刊印7期。《星韵》刊物的出版发行,激发了学生的学习热情,加强了整个专业的凝聚力,特别是增加了新生对专业的认同,为师生之间进行沟通提供一个有效渠道。通过专业文化建设,在学生中形成“笃学、求知、活跃、创新”的学风。 6 结束语 提高教学质量,培养社会主义经济建设需求人才是电子信息工程专业的根本任务。本文结合广东省高等学校名牌专业建设,介绍了我校电子信息工程本科专业在专业定位、师资队伍、培养计划、课程建设、实践教学和学生参加课外创新活动等方面采取的措施和经验,通过名牌专业建设,带动辐射其他相关专业建设,达到资源共享、提高办学绩效的目的。 浅谈电子信息工程专业建设:电子信息工程专业建设对策分析 摘要:电子信息工程专业是飞速发展的专业,结合电子信息工程专业的学科特点和实际情况,指出学科实践教学中所存在的问题,并从理论和实际的角度提出了完善电子信息工程专业教学的相关对策。 关键词:电子信息工程;专业教学;教学实践 1 完善电子信息工程专业教学的措施 1.1 加强基础课程的教学改革 以电子信息类专业学科主干课为核心,进一步优化课程体系,整合和更新内容。在对电路系列课程和计算机系列课程实施改革时,要求既要与应用型本科教育教学相适应,又要与现阶段学生的实际水平相适应,深入企业进行调查研究,广泛听取生产第一线专家对课程内容设计的建议,同时考察兄弟院校,参考往届毕业生的意见,最后组织任课教师认真分析、讨论,明确课程的地位、作用和教学内容,改善课程体系结构。 1.1.1 建立基础课程体系和专业课程体系 基础课程体系的教学目的在于让从未接触过电子技术的学生学习、了解电子元器件基本知识、基本单元电路工作原理和电子电路分析方法,掌握电路计算机仿真程序的应用方法,熟悉以简单单元电路为核心组成的实用电路工作原理,接触电子技术应用的系统概念,为学生进一步学习打下基础。重要的专业基础课程设置包括模拟电子线路、数字电子线路、通信电子电路、信号与系统等。专业课程体系的教学目的在于让具有一定基础的学生能够学习、掌握一些实用性、先进性较强的电子领域新技术与实验手段,逐渐建立电子系统的概念,并能够利用所学知识,借助计算机和实验设备,进行具有一定实用性的电子系统设计与实现。这部分课程的内容包括:单片机原理与应用、数字信号处理、传感器与检测技术、PLC可编程器件、DSP技术应用、嵌入式系统与应用、综合电子系统设计等。 1.1.2 重点培养学生的动手和工程实践能力 整个课程体系中,所有课程均强调理论联系实际,安排大量的实验和课程设计,重点在于培养学生的动手能力和工程实践能力。PLC可编程器件、单片机原理与应用、DSP技术应用、嵌入式系统与应用、综合电子系统设计等课程的理论课学时和实验学时可以按1.5∶1的比例来配置。除了以某个具体计算机作为背景机的教学方法,并应该加强综合性实践环节,即一门计算机课程除有适当的实验教学外,还加强了EDA实验,进行系统性实验,并要积极创造条件从而能进行集成电路设计的实验。 1.2 加强计算机技术和电子信息工程专业基础知识的融合 计算机技术的发展已使得计算机技术成为各学科专业不可缺少的工具和重要组成部分,其中电子信息工程专业与计算机技术联系最为紧密。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成,对学生使用计算机的能力、利用软件和硬件技术开发应用计算机技术的综合能力要求很高,其本科教育中计算机基础教育的基本任务就是培养学生操作使用计算机的能力和开发应用计算机的软件设计能力。因此,学生应具备较强计算机应用方面的理论知识和实践能力,除了会使用已开发的软件包外,还应对已有的软件包进行二次开发或直接利用某种高级语言进行设计开发,也能从事控制电路、接口电路等方面的设计与调试工作。因此,电子信息工程专业计算机基础尤为重要,学生的计算机能力关系到能否达到培养目标、能否适应电子信息产业对人才的需求。 1.3 建立实验教学质量的监控和评估机制 建立实验教学质量的监控和评估机制,强化开放实验教学的组织与管理,确保开放实验教学质量。开放实验教学管理的好坏直接影响最终的教学效果。在开放实验教学过程,既坚持“以学生为本,自主学习”,满足学生课内外的要求,又及时给学生提供正确的引导。对于课程内规定完成的实验,要采用提前集中授课的方式,让学生完成预习后,在网上预约实验时间。计算机管理系统及时为学生排位,根据学生的实验记录各种相关信息,供教师和学生查询。针对开放实验后可能会存在学生抄袭实验数据、实验报告等问题,要建立实验教学质量的监控和评估机制。