PDF《课程教学设计》

1 课程教学设计 (2014/2015 学年 第2学期) 课程名称 《电路与模电基础》 授课对象 计算机应用技术专业,嵌入式技术与应用专业 课程学分

6 总学时

80 课程特性 项目教学 所属系部 软件学院 设计人(团队) 翟文正 吕勇朱越奇 审核人 批准人

2 《电路与模电基础》课程整体教学设计

一、课程基本信息 1.

课程名称: 《电路与模电基础》 2.授课对象: 《计算机应用技术》 、 《嵌入式技术与应用》专业二年级学生 3.授课时数:80 学时 4.课程类型:专业基础课 5.先修课程:高等数学、大学物理、数字电路 6.后续课程:印制电路板设计与制作、智能电子产品设计、可编程逻辑器件开发应用 和嵌入式系统开发等课程.

二、教学设计思路 本课程的教学设计紧扣 《电路与模电基础》 课程标准提出的能力、 知识、 素质目标要求, 本着 理论够用,重在实用 的原则,以迷你音响项目为载体,融能力训练、知识传授和素 质教育于一体;

以项目为导向,重构以项目实施需求为主线的教学过程;

以电子信息行业一 线岗位基本技能训练、基本知识传授为主要教学内容,突出实用性、常识性;

以 车间式 管理代替传统的课堂管理,在教学过程中逐步形成职业素质;

以良好的多媒体教学、生产性 实践环境为依托,实现仿真教学、仿真实践与实际操作相溶合;

以过程性考核+终结性考核 代替传统的一张试卷考核方法,全面考核学生的学习态度、团队意识、操作规范、作品质量 及各类报告、总结、作业等.

三、项目选择依据 本课程选择迷你音响作为载体是基于以下几点理由: 1.迷你音响是一种小巧灵便、广泛应用的电子产品,可支持电脑、手机等各种音源设 备的播放,本质上应用了电子技术实现音频功率放大. 2.迷你音响实现方法众多,可采用分立元件实现,也可用集成电路实现,甚至用智能 化单片机控制系统来实现,利用不同的技术实现相同的产品设计,更利于课程间的衔接,更 利于教师的教学,也更利于学生的学习.不论何种实现方式,均可选用不同的电路和元器件 灵活实现,便于培养学生分析问题的能力.如:电源电路可采用 USB 供电、干电池供电方 式,也可用外接市电变压-整流等方式,功放电路也可有晶体管放大,OCL、OTL 和集成功 率放大电路等多种方式. 考虑到本门课程的教学目标,选择非智能的模拟电路实现迷你音响作为载体,电源电路 采用外接市电变压整流的直流稳压电源电路,功放电路采用双声道音频集成功率放大电路. 3.迷你音响涉及知识点多,易成知识体系.非智能的迷你音响从电气原理上讲是一种 典型的模拟电路,其中包括了电源电路和功放电路,涵盖了本课程主要知识培养目标. 图1所示迷你音响电源电路大致有四部分组成:交流电压经变压器→降压(得到符合电 路需要的电压)→二极管整流(变成单相脉动的直流电压)→滤波(滤去脉动的交量,形成 平滑的直流电源)→提供负载使用,是电路与模电基础课程重要的教学知识点.

3 图1迷你音响电源框图 4.迷你音响功能模块简单,但趣味性强,比较能调动学生的参与及学生自主学习的积 极性.如图

2 所示各功能模块,共有输入偏置电路、音量调节电路、集成功率放大电路、滤 波电路和输出电路模块,集成电路内含双声道放大器,以运算放大器为技术基础,是模拟电 路中最常用到的电路功能模块. 图2迷你音响功能模块图 5.教学可用仿真软件多.本课程可选择仿真软件 Multisim、PSpice A/D、Proteus 等, 考虑到学生在前导课的学习已掌握 Proteus,且在后续嵌入式教学中需与开发软件 Keil 联调 仿真,本课程选用 Proteus 仿真软件开展教学.在教学中充分利用仿真软件实现 迷你音响 的多种方案,既可拓展学生的思路,又能培养学生应用知识的能力. 6.迷你音响的生产过程可训练技能多,综合性强.既可训练学生常用工具、仪器、仿 真软件应用能力,也可训练学生电子产品安装、焊接、调试、维修能力,并可提高学生的职 业素质、自我学习能力. 总之,选择以迷你音响的设计、安装及调试作为《电路与模电基础》课程项目教学的载 体, 既可以达到对模拟电路理论知识的较全面的运用, 也能掌握模拟电路的实际安装调试技 术,具有很好的实用价值.

四、课程内容设计 按照本课程的教学目标, 选择迷你音响作为本课程的载体, 所有教学活动均围绕迷你音 音频信号输入 音量调节电路 输入偏置电路 功率 放大器 滤波电路 输出电路

4 响的制作和调试来设计, 以实现通过迷你音响的生产过程来达到既培养学生职业专项技能也 培养学生职业核心技能的目标. 本课程的教学内容分为

9 个基本任务和

1 个拓展任务, 任务

5 和任务

9 为迷你音响制作 过程,其他

7 个任务为完成迷你音响制作所需的支撑知识及模拟电路必须掌握的基础知识;

拓展任务提供学有余力的学生课后训练或作为课程设计课题. 详见表 1.

五、能力训练设计 本课程的能力训练分

2 个部分,一部分为专项技能训练(6 个训练内容) ,另一部分为 职业核心能力训练(3 个训练内容) . 本课程能力训练设计的主要特点是: ①职业专项能力训练贯穿教学始终. 如安装、 焊接、 调试技能不是通过集中实训来培养, 而是在每次实践教学时都设计有相关内容. ②职业核心能力培养溶入日常教学、管理中.如劳动纪律、行为规范、团队合作不是简 单的说教,而是在每次课、每次作业、每个报告中都进行严格要求、适当指导. 详见表 2.

六、进程表设计 任务按照 仿真环境下的老师教→仿真环境下的学生学→真实环境下的动手做 这一过 程展开教学. 详见表 3.

5 表一 教学内容设计 序号 任务名称 主要内容 能力目标 知识目标 学时

1 任务 1: 认识电路 导入:本课程的教学设计 任务 1-1:识别、应用与检测常用电子元器件 任务 1-2:认知 WD-5 稳压电源 任务 1-3:搭建与测试简易电位器调光电路 任务 1-4:探究电路欧姆定律 学会分辨、测量常用电子元器件;

学会使用万用表分析与测量电流 电压等物理量;

学会使用 Proteus 仿真软件分析与 求解纯电阻电路;

学会欧姆定律分析与求解电路. 认识常用电子元器件;

理解电路模型及电路三要素;

掌握电流、电压、电位、电功等物理量的含义;

理解电流、电压参考方向和实际方向;

理解闭合回路、 开路、 短路和断路状态的含义;

掌握电阻串、并联及分压、分流原理;

理解欧姆定律.

10 2 任务 2: 探究基尔 霍夫定律 任务 2-1:探究 KCL 定律 任务 2-2:探究 KVL 定律 任务 2-3:应用基尔霍夫定律分析与求解电路 灵活应用基尔霍夫定律;

学会应用基尔霍夫定律分析与求 解电路. 掌握 KCL、KVL 定律;

掌握网孔方程列写法;

掌握节点方程列写法.

8 3 任务 3: 探究叠加 定律 任务 3-1:探究叠加定律 任务 3-2:戴维南等效电路化简 学会叠加定律分析与求解电路. 掌握叠加定律;

掌握戴维南定理;

掌握电压源、电流源及相互等效互换.

6 4 任务 4: 认识分析 动态电路 任务 4-1:用示波器观测正弦交流电 任务 4-2:电容充、放电实验 任务 4-3:三要素法确定阶跃信号响应 学会使用示波器分析与测量电信 号;

学会使用 Proteus 仿真软件分析与 求解非线性电路. 掌握正弦交流电的三要素;

掌握电路的过渡过程及换路定则;

掌握时间常数的计算及含义;

理解容抗、感抗含义并会计算.

6 5 任务 5: 迷你音响 电源电路 设计、制 作与调试 任务 5-1:直流稳压电源原理及仿真分析 任务 5-2:电源指示电路的制作 任务 5-3:桥式整流电路的制作、调试与分析 任务 5-4:电容滤波电路的制作、调试与分析 任务 5-5:集成稳压电路的制作、调试与分析 能分析桥式全波整流电路的工作 原理;

能正确选择整流二极管及滤波电 容. 通过实用电路安装, 提高学生的实 践操作技能. 了解半导体的基础知识;

掌握二极管的单向导电性、伏安特性及主要参 数;

掌握常见特殊二极管的性质及用法;

掌握直流稳压电源整流、滤波、稳压电路的组 成及电压、电流计算;

理解桥式整流电路和滤波电路的工作原理;

掌握三端集成稳压器特性及用法.

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6 任务 6: 集成运放 应用及反 馈 任务 6-1:函数信号发生器使用 任务 6-2:Op07 集成运放线性应用电路的测试与分析 任务 6-3:电压比较电路的制作与调试 任务 6-4:有源滤波器的制作与测试 任务 6-5:复合仪表放大电路的制作与调试 学会使用函数信号发生器;

能分析电压比较器的工作原理;

能分析集成运算放大器各线性应 用电路及相关计算;

能分析判别负反馈过程. 理解放大电路的基本概念;

理解基本放大电路的工作原理;

理解放大电路动态参数的含义. 了解反馈的分类,掌握反馈的概念及对放大电 路性能的影响;

了解集成运算放大器的组成;

理解集成运算放大器的指标特性和传输特性;

掌握集成运算放大器符号画法和线性应用;

理解电压比较器的工作原理;

12 7 任务7: 三 极管的应 用 任务 7-1:三极管的特性分析与检测 任务 7-2:三极管的开关应用 任务 7-3:共射放大器的制作与测试 能正确判别三极管的电极及特性;

通过实用电路安装, 提高学生的实 践操作技能. 了解三极管的结构、类型和型号;

理解三极管的开关特性、放大原理及三极管的 特性曲线.

6 8 任务 8: 信号发生 器制作与 测试 任务 8-1:正弦波振荡电路的测试与分析 任务 8-2:RC 正弦波振荡电路的制作与调试 任务 8-3:石英晶体振荡电路的构成与特点 能分析振荡电路的组成及特点. 掌握振荡电路的构成、指标、分类;

掌握振荡电路的组成、谐振放大器的分析、起 振条件.

6 9 任务 9: 迷你音响 功放电路 设计、制 作与调试 任务 9-1:TDA2822 功放电路搭建 任务 9-2:迷你音响整机联调测试 能分析所装配实用功率放大电路 的工作过程;

能对实用功率放大电 路进行装配、调试和检测. 了解集成功率放大器的特点;

理解功率放大器的作用,了解其特点及分类;

掌握功放电路的组成、工作原理及计算;

理解放大电路动态参数的含义.

10 10 拓展任务 任务 a:迷你低音炮音响设计、制作与调试(带音调控制) 任务 b:无线迷你音响设计、制作与调试 任务 c:无线扩音机设计、制作与调试 任务 d:LED 数码迷你音响设计、制作与调试 任务 e:智能插卡迷你音响设计、制作与调试 保留学时(用于考核和教学进度调节)

6 学时合计

80 7 表2能力训练设计 序号 训练内容 拟实现的能力目标 训练办法 可展示成果

1 常用工具、 仪器 的使用 1.1 学会使用函数信号发生器、 示波器等常用仪器、 仪表. 任务均有万用表、电源、示波器和信号仪等测量工具的使用训练. 独立完成的迷你音响产 品.

2 用仿真软件辅 助电路设计 学会 Proteu 软件的基本操作;

学会用 Proteu 软件绘制原理图;

学会用 Proteu 仿真调试电路. 任务均有 Proteus 软件使用训练.

3 电路分析、 设计 学会简单模拟电路分析、设计. 任务均有电路分析、设计训练.

4 电路安装 学会在电路板上进行元件布局、布线设计;

学会在电路板上安装各类器件;

学会用电烙铁、松香、焊药等焊接各类器件. 任务均有........