电子电路识图能力培养与实践研究

孟祥斌　党元一

摘要：看懂电路图是电子专业一项重要的技能，是进行电子制作和维护电器设备的前提。采取分层次、分阶段培养和综合训练结合方式可以有效地提升学生的识图能力，对学生整体的电路设计水平有很好的效果。

关键词：电路识图；阶段教学法；技能训练；项目教学法

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）36-8746-02

目前，国家教育部的改革方向已经明确：国家普通高等院校1200所学校中，将有600多所转向职业教育，转型的大学本科院校正好占高校总数的50%。转型的关键是课改问题，课改的方向是应用类专业，即动手能力、实训上更加倾向。在课程体系中，把职业技能培养放在首位。最终目标是培养更多工程和技能型人才。而对于电子专业，以电路识图能力的培养作为学生实践应用能力提升的前提。

1 电路识图能力培养

目前各类高校在电子信息工程专业中都已经开设了数字电路、模拟电路及高频电路等专业电路课程，这些基础课程的理解和掌握，对于学生在后续的课程学习至关重要。但是，我们发现各门课程由于开设时间设置，以及一线有经验教师人数的紧缺和教师整体队伍水平参差不齐使学生在学习过程中着力点不清，整体电路识图中能力提升不足。

对电路图的分析理解和深入研究是学习、工作必须的掌握的基本技能，通过教师详尽讲述电路分析方法、思路，列举大量电子电路的工作原理，成系统和分层次教授和引领学生学习。通过学习理论和实践应用，使学生在掌握元器件主要特性的基本上，对基本单元电路能够熟识，对电路图理解能够融会贯通，由浅入深，由点到面、由表及里的层层推进。通过该图我们可以进一步明确培养学生电路识图能力的提升和递进层次[1-3]。

1.1 基本元器件培养方法

基本元器件包括各类型电阻、电容、电感、变压器、二极管、三极管特性、基本原理和电路识图信息，以及其元器件的等效理解方法。由于各类元器件的类型复杂，功能特性多样，适用场合多变，学生掌握理解费心费力，很容易弄混。很多同学选择背，然而死记硬背电路符号是没有任何意义的，而且是经不起时间考验的，多半是学生离开学校，也把知识留给了学校。总结历届有利于学生学习和掌握元器件特性的方法，我们发现有几个方法是非常有益的。

1） 兴趣引导法。我们注意到学生在学习过程中，把实物图与电路符号，基本特性对应上效果要更好，非常有利于学生获得很好的记忆效果。实物图和实际元件寻找，性能指标，功能填图是非常吸引学生兴趣的小游戏，同学们在游戏过程中就把知识学到了手。

2） 口诀法。在给历届学生在讲述三极管时，我们都会发现学生对NPN和PNP三极管的总有部分同学会弄混，我们给出口诀三二一：三个引脚：基极（B），集电极（C），发射极（E），三个工作区：饱和区、放大区、截止区；二个结：2个PN结；一个流向：电流方向（依据箭头指向判定）。这种口诀式学习方法特别易于学生理解记忆。

3） 对比分析方法。面对复杂的元器件，把一些器件进行对比有利于学生记忆。举例来说，电阻串联阻值变大，电阻并联阻值变小，而电容正好与电阻相反。此外，我们可以根据一些图示，进行对比记忆。以三极管两个类型NPN型和PNP型为例，这里以NPN三极管为例]，我们可以发现箭头的方向代表了电流的流向，NPN的发射极电流是由集电极和基极电流汇聚而成，而PNP型发射极电流流入管内，分为集电极和基极电流两路电流。对比分析非常对于元器件的强化记忆是非常有帮助的。有些动态的视频对比更为形象生动。

1.2 基本单元电路难点分析

要达到看懂电路图，其中熟练掌握基本单元电路是关键环节，是分析明确实物电路的基础。我们知道电路图构成要素、电路图符号、电路图画法规则、各类元器件的特点和作用都是单元电路的前期铺垫，养成良好的看图方法和分析步骤才能最终达到系统理解电路图整体设计功能。单元电路是由若干元器件构成的，具备某一特定功能的基本电路，是最终组成电路图的“器官”。理解并掌握各种基本单元电路的结构、基本原理和分析方法是学习电子设计技术，看懂电路图的基石。

基本单元电路包括电压放大电路、功率放大电路、正弦波振荡器、整流滤波电路、稳压电路等。基本单元电路融合各种元器件的变形和多种连接方式，最终导致实现的功能完全不同。由于元器件多，实现功能多样，复杂度高，非常容易弄混淆，导致很多同学望而却步。如何梳理复杂的功能关系是解决复杂问题的关键。在电路分析中突破口是抓住电路中起主要作用的元器件。例如图4所示电源电路图中，抓住了电源变压器，二极管，电容几个关键元器件，基本就解决了这个电源单元电路的主要功能。除此之外，合理分别处理交流和直流的工作电压、电流有利深入理解放大电路工作的直流工作点，放大倍数，增益，正负反馈等。当然，除了实物搭接训练理解外，利用软件可以进行计算机仿真训练，这都是深入掌握单元电路的好方法。

1.3 读懂实用电路图技能训练

在深入学习单元电路图基础上，必然要进入学习看懂实用电路图阶段。从现实角度出发，实际电路搭接或电路图阅读越多，越有利于电路分析能力的培养和提升。值得一提的是自动选台立体声调频收音机由于涉及的知识点全面和制作相对容易，特别适合学生电路实训阶段的第一个项目设计。我们主要是分以下几个层次完成该实用电路设计的。首先，给出设计任务书，明确设计目标和设计的基本原理和功能；其次，同学收集相关资料，并分小组进行阐述设计的思路（教师详细记录各小组能力和尚不明确的共性），这里要求学生吃透原理基础上，必须针对自己的方案画出实现详细设计的电路方框图；再次，教师有针对各小组实现方案的方框图进行剖析，与学生探讨如何将每个方框图对应用单元电路的实现，然后，指导学生进入实际电路训练设计；最好，进行检查和答辩，这一环节必不可少，最好能够让学生亲自演示自己的成果给其他同学看，教师最终针对各个实现方案进行总结，使学生清楚自己和其他同学的设计优点和实现过程中所遇到问题，以及是如何解决的。此外，我们在实训阶段引入项目教学法，鼓励有能力的学生参与更多项目设计[5-6]。

2 电子设计竞赛对学生识图能力作用

全国电子设计竞赛从1994年开始，题目涉及电源类、信号源类、高频无线电类、放大器类、仪器仪表类、控制类等多类，试题综合性强，技术发挥余地很大，基本涵盖电子信息工程专业的低频电路、高频电路、通信原理、电子测量、单片机、EDA设计和各类型实践环节。鼓励支持有经历和能力的学生参与电子设计竞赛，由于竞赛要求时间短，设计指标要求高，对于学生电路识图能力的培养和实践水平提高有巨大帮助的。

3 结束语

电子电路识图能力培养与实践能力提升不是朝夕努力就能成功的，通过三个阶段培训，帮助学生综合运用基础知识的能力提高，注重学生创新能力的培养，最终使学生能够达到电子设计工程师的电路识图、分析、综合能力的要求。

参考文献：

[1] 郭爱莲，李桂梅.电工电子技术实践教程[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2] 张晓林.嵌入式系统技术[M].北京：高等教育出版社，2008.

[3] 李耀波，杜丽敬.高校嵌入式系统课程群规划的探讨[J].科技信息，2007（8）.

[4] 胡斌，胡松，王桂荣.图表细说电子工程师识图速成手册[M].2版.电子工业出版社，2013.

[5] 孟祥斌，尹常永.EDA课程项目教学法的应用研究与实践[M].沈阳工程学院学报，2013（1）.

[6] 聂晓文，肖堃，陆庆.嵌入式课程实验体系教学改革探讨[J].实验科学与技术，2010（4）.endprint