通用电工电子实验台模块扩充及功能开发

2010-01-23 08:41李晓虹

武汉工程职业技术学院学报 2010年1期

李晓虹

(武汉工程职业技术学院湖北武汉:430080)

高等职业教育中的实践教学是教学中的一个重要组成部分,通过实践教学不仅要向学生传授知识、验证理论、培养实际操作技能,更重要的是教师要引导学生掌握科学的思维方式,系统地提高他们综合分析问题和解决问题的能力,使其养成优良的科学作风和协作精神,自觉地探索真理。这就要求我们开发一些综合性的实验实训课题并用于教学,从而培养学生的创新精神和发散思维,提高学生的自学能力、分析解决问题的能力和实践能力,使学生的个性和才能得到全面发展。其中电类课程的实验教学的重要性体现尤为突出,而良好的实验设备却是必不可少的。

1 通用电工电子实验台的现状

通用电工电子实验台由于使用方便,简单直观,是学院信息工程系电工电子实验室的主要实验设备之一,承担了繁重的实验实训教学任务。

然而通用电工电子实验台是十年前定型的教学实验设备,因其所配实验模块的种类有限且已有所损耗,市场上也无满足需要的实验模块,从而限制了有些电类课程的实验课题深层次的开发,不能满足现在所授课程的需要,如不及时解决,势必影响今后的实验实训教学。针对这一情况,我们对通用电工电子实验台设备进行实验模块的扩充,进而研发新型的电子电路设计等课程的实验实训项目,以适应当前电子电路设计等课程的实验实训教学目标。

2 设备改造与功能开发

通用电工电子实验台所配实验模块的种类有限,且模块上的接线是固定的,而市场上的其他实验设备如各种实验箱所能开出的实验课题也基本上是固定的,不易开发新的实验课题,更无法进行综合性的设计实训。因此,我们根据需要设计了三种实验模块来满足相关实验课题。

2.1 设计制作实验模块

(1)双列直插DIP8集成电路底座实验模块

可插的常用元件类型有封装为DIP8的各种集成电路、三端集成电路、晶闸管、三变色发光二极管、整流桥、电位器、三极管、二极管、电阻、电容、发光二极管等多种细引脚的实验元件。

图1 双列直插DIP8集成电路底座实验模块

(2)双列直插DIP16集成电路底座实验模块

可插的常用元件类型主要是封装为DIP14和 DIP16的各种集成电路。

图2 双列直插DIP16集成电路底座实验模块

(3)双列直插DIP24集成电路底座和小电磁继电器底座实验模块

可插的常用元件类型主要是数码管、光电耦合器、小电磁继电器等实验元件。

图3 双列直插DIP24集成电路底座与电磁继电器底座实验模块

(4)实验连接导线

为了能与原实验设备配合使用,制作了能连接所制模块与原实验设备的专用实验导线,以满足实验的需要。

图4 连接导线

2.2 综合性实验实训项目的开发

我们利用所做实验模块与原电工电子实验台或其它实验箱等,开展了一系列数电、模电、电子工艺、电子电路综合创新设计等实验实训课题的研究,并将研究的成果用于部分学生的实验实训课程之中,取得了良好的效果。

在众多实验实训课题中,所研制的实验模块的典型应用如下:

(1)数电实验课题“三人表决器”

数电实验课题“三人表决器”,主要运用了两个双列直插DIP16集成电路底座的实验模块,插入两片封装为DIP14的集成电路74LS00,连接电路如图5所示。

图5 三人表决器

(2)模电实验课题“可调式直流稳压电源”

模电实验课题“可调式直流稳压电源”,运用了一个双列直插DIP8集成电路底座的实验模块,插入一个三端可调集成稳压器LM317,和原实验台一些实验元件模块共同使用完成实验课题,连接电路如图6所示。

图6 可调式直流稳压电源

(3)电子电路设计实验课题“报警器”

电子电路设计实验课题“报警器”,运用了三个双列直插DIP8集成电路底座的实验模块,插入三个集成电路芯片,和原实验台一些实验元件模块共同使用完成实验课题,连接电路如图7所示。

图7 报警器

(4)电子工艺实验课题“电磁继电器”

电子工艺实验课题“电磁继电器”,运用了有电磁继电器底座的实验模块,插入一个小电磁继电器,和原实验台一些实验元件模块共同使用完成实验课题,连接电路如图8所示。

(5)电子工艺实验课题“光电耦合器”

电子工艺实验课题“光电耦合器”,运用了有双列直插DIP24集成电路底座的实验模块,插入一对光电耦合器,和原实验台一些实验元件模块共同使用完成实验课题,连接电路如图9所示。

(6)电子电路设计实验课题“100进制计数器”

电子电路设计实验课题“100进制计数器”,运用了三种实验模块,插入两个数码管、四个集成电路芯片,和原实验台一些实验元件模块共同使用完成实验课题,连接电路如图10所示。

图10 100进制计数器

3 结论

研制的实验模块及所选元件在与原实验台及其它实验设备共同使用时的灵活性、多样性和综合性是市面上其它实验设备所不具备的,具有一定的创新性。该项目的开发,打破了原有电工电子实验台模块特别是集成电路模块种类单一的局限性,为学生提供了电子电路创新硬件设计平台。实验中,学生根据自己设计的电路原理图任意搭接实验电路然后调试至最佳效果,通过实验,学生掌握了电子电路识图、设计、分析、调试及故障处理等方法;通过实验,使学生深刻地认识到理论联系实际的重要性,鼓励学生将自己所学的知识应用于实践,从而激发了学生学习的兴趣,调动了学生学习的积极性,使学生变被动学习为主动学习。该项目实验模块的研制不仅扩展了通用电工电子实验台的实验功能,还节约了实验设备的购置成本,经实际教学证明对于提高实验课的效果有着显著作用。