電子電路識圖能力培養(yǎng)與實踐研究

孟祥斌　黨元一

摘要：看懂電路圖是電子專業(yè)一項重要的技能，是進行電子制作和維護電器設備的前提。采取分層次、分階段培養(yǎng)和綜合訓練結合方式可以有效地提升學生的識圖能力，對學生整體的電路設計水平有很好的效果。

關鍵詞：電路識圖；階段教學法；技能訓練；項目教學法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）36-8746-02

目前，國家教育部的改革方向已經(jīng)明確：國家普通高等院校1200所學校中，將有600多所轉向職業(yè)教育，轉型的大學本科院校正好占高?？倲?shù)的50%。轉型的關鍵是課改問題，課改的方向是應用類專業(yè)，即動手能力、實訓上更加傾向。在課程體系中，把職業(yè)技能培養(yǎng)放在首位。最終目標是培養(yǎng)更多工程和技能型人才。而對于電子專業(yè)，以電路識圖能力的培養(yǎng)作為學生實踐應用能力提升的前提。

1 電路識圖能力培養(yǎng)

目前各類高校在電子信息工程專業(yè)中都已經(jīng)開設了數(shù)字電路、模擬電路及高頻電路等專業(yè)電路課程，這些基礎課程的理解和掌握，對于學生在后續(xù)的課程學習至關重要。但是，我們發(fā)現(xiàn)各門課程由于開設時間設置，以及一線有經(jīng)驗教師人數(shù)的緊缺和教師整體隊伍水平參差不齊使學生在學習過程中著力點不清，整體電路識圖中能力提升不足。

對電路圖的分析理解和深入研究是學習、工作必須的掌握的基本技能，通過教師詳盡講述電路分析方法、思路，列舉大量電子電路的工作原理，成系統(tǒng)和分層次教授和引領學生學習。通過學習理論和實踐應用，使學生在掌握元器件主要特性的基本上，對基本單元電路能夠熟識，對電路圖理解能夠融會貫通，由淺入深，由點到面、由表及里的層層推進。通過該圖我們可以進一步明確培養(yǎng)學生電路識圖能力的提升和遞進層次[1-3]。

1.1 基本元器件培養(yǎng)方法

基本元器件包括各類型電阻、電容、電感、變壓器、二極管、三極管特性、基本原理和電路識圖信息，以及其元器件的等效理解方法。由于各類元器件的類型復雜，功能特性多樣，適用場合多變，學生掌握理解費心費力，很容易弄混。很多同學選擇背，然而死記硬背電路符號是沒有任何意義的，而且是經(jīng)不起時間考驗的，多半是學生離開學校，也把知識留給了學校?？偨Y歷屆有利于學生學習和掌握元器件特性的方法，我們發(fā)現(xiàn)有幾個方法是非常有益的。

1） 興趣引導法。我們注意到學生在學習過程中，把實物圖與電路符號，基本特性對應上效果要更好，非常有利于學生獲得很好的記憶效果。實物圖和實際元件尋找，性能指標，功能填圖是非常吸引學生興趣的小游戲，同學們在游戲過程中就把知識學到了手。

2） 口訣法。在給歷屆學生在講述三極管時，我們都會發(fā)現(xiàn)學生對NPN和PNP三極管的總有部分同學會弄混，我們給出口訣三二一：三個引腳：基極（B），集電極（C），發(fā)射極（E），三個工作區(qū)：飽和區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)；二個結：2個PN結；一個流向：電流方向（依據(jù)箭頭指向判定）。這種口訣式學習方法特別易于學生理解記憶。

3） 對比分析方法。面對復雜的元器件，把一些器件進行對比有利于學生記憶。舉例來說，電阻串聯(lián)阻值變大，電阻并聯(lián)阻值變小，而電容正好與電阻相反。此外，我們可以根據(jù)一些圖示，進行對比記憶。以三極管兩個類型NPN型和PNP型為例，這里以NPN三極管為例]，我們可以發(fā)現(xiàn)箭頭的方向代表了電流的流向，NPN的發(fā)射極電流是由集電極和基極電流匯聚而成，而PNP型發(fā)射極電流流入管內，分為集電極和基極電流兩路電流。對比分析非常對于元器件的強化記憶是非常有幫助的。有些動態(tài)的視頻對比更為形象生動。

1.2 基本單元電路難點分析

要達到看懂電路圖，其中熟練掌握基本單元電路是關鍵環(huán)節(jié)，是分析明確實物電路的基礎。我們知道電路圖構成要素、電路圖符號、電路圖畫法規(guī)則、各類元器件的特點和作用都是單元電路的前期鋪墊，養(yǎng)成良好的看圖方法和分析步驟才能最終達到系統(tǒng)理解電路圖整體設計功能。單元電路是由若干元器件構成的，具備某一特定功能的基本電路，是最終組成電路圖的“器官”。理解并掌握各種基本單元電路的結構、基本原理和分析方法是學習電子設計技術，看懂電路圖的基石。

基本單元電路包括電壓放大電路、功率放大電路、正弦波振蕩器、整流濾波電路、穩(wěn)壓電路等。基本單元電路融合各種元器件的變形和多種連接方式，最終導致實現(xiàn)的功能完全不同。由于元器件多，實現(xiàn)功能多樣，復雜度高，非常容易弄混淆，導致很多同學望而卻步。如何梳理復雜的功能關系是解決復雜問題的關鍵。在電路分析中突破口是抓住電路中起主要作用的元器件。例如圖4所示電源電路圖中，抓住了電源變壓器，二極管，電容幾個關鍵元器件，基本就解決了這個電源單元電路的主要功能。除此之外，合理分別處理交流和直流的工作電壓、電流有利深入理解放大電路工作的直流工作點，放大倍數(shù)，增益，正負反饋等。當然，除了實物搭接訓練理解外，利用軟件可以進行計算機仿真訓練，這都是深入掌握單元電路的好方法。

1.3 讀懂實用電路圖技能訓練

在深入學習單元電路圖基礎上，必然要進入學習看懂實用電路圖階段。從現(xiàn)實角度出發(fā)，實際電路搭接或電路圖閱讀越多，越有利于電路分析能力的培養(yǎng)和提升。值得一提的是自動選臺立體聲調頻收音機由于涉及的知識點全面和制作相對容易，特別適合學生電路實訓階段的第一個項目設計。我們主要是分以下幾個層次完成該實用電路設計的。首先，給出設計任務書，明確設計目標和設計的基本原理和功能；其次，同學收集相關資料，并分小組進行闡述設計的思路（教師詳細記錄各小組能力和尚不明確的共性），這里要求學生吃透原理基礎上，必須針對自己的方案畫出實現(xiàn)詳細設計的電路方框圖；再次，教師有針對各小組實現(xiàn)方案的方框圖進行剖析，與學生探討如何將每個方框圖對應用單元電路的實現(xiàn)，然后，指導學生進入實際電路訓練設計；最好，進行檢查和答辯，這一環(huán)節(jié)必不可少，最好能夠讓學生親自演示自己的成果給其他同學看，教師最終針對各個實現(xiàn)方案進行總結，使學生清楚自己和其他同學的設計優(yōu)點和實現(xiàn)過程中所遇到問題，以及是如何解決的。此外，我們在實訓階段引入項目教學法，鼓勵有能力的學生參與更多項目設計[5-6]。

2 電子設計競賽對學生識圖能力作用

全國電子設計競賽從1994年開始，題目涉及電源類、信號源類、高頻無線電類、放大器類、儀器儀表類、控制類等多類，試題綜合性強，技術發(fā)揮余地很大，基本涵蓋電子信息工程專業(yè)的低頻電路、高頻電路、通信原理、電子測量、單片機、EDA設計和各類型實踐環(huán)節(jié)。鼓勵支持有經(jīng)歷和能力的學生參與電子設計競賽，由于競賽要求時間短，設計指標要求高，對于學生電路識圖能力的培養(yǎng)和實踐水平提高有巨大幫助的。

3 結束語

電子電路識圖能力培養(yǎng)與實踐能力提升不是朝夕努力就能成功的，通過三個階段培訓，幫助學生綜合運用基礎知識的能力提高，注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，最終使學生能夠達到電子設計工程師的電路識圖、分析、綜合能力的要求。

參考文獻：

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