电子专业大学生电路图识读能力的培养_大学生职业规划1000字
时间：2019-01-26 03:38:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：电子专业是一个理论与工程实际并重的专业，识读电路图能力是电子专业学生必须具备的基本专业技能。目前，电子专业在学生识读图能力培养方面意识较为淡漠，集中体现为学生识读电路图能力的欠缺和能力发展的不均衡。提高学生的识读图能力需要在课堂教育中加强识读图训练。不同的学习阶段对学生要进行不同层面的识读图技能培养，并在实践和综合运用中提升学生的识读图能力。
关键词：电路图 识图能力 培养模式
1 电子识图能力是电子专业学生必须具备的基本专业素养。电子科学与技术是一门与生产实践关系密切、适应面广、发展迅速的学科。电子专业主要培养具有电子技术系统基础知识，能从事各类电子设备和信息系统的研究、设计、制造、应用和开发的高级工程技术人才。电子专业是一个理论与工程实际并重的专业，电子工程专业对学生的培养应立足于国家及电子建设的需要，把电子技术、现代通信技术和电子信息工程结合，培养既懂理论知识又具有最新电子信息技术的高级复合型人才。从知识结构上看，电子专业学生既要有较深的专业理论造诣又要有较宽的学术视野；从能力素养来看，电子专业的学生要有较强的综合开发创业和实践动手能力。毋容置疑，电子识图能力即看懂电路图的能力是电子专业学生的必须具备的专业技能之一，也是最基本的要求和基本素养。作为电子专业的学生如果不能够正确读懂电路图，从某种意义上说，根本谈不上综合开发能力和实践动手能力。
电子识图能力应该包括以下几个方面的内容：①掌握电子元器件的作用特点、性能和识别方法，了解最新电子元器件材料的性能、用途。电子元器件是电子电路的细胞，复杂的电子电路总是由简单电子元器件构成的，了解并掌握电子元器件的作用特点是电子识图能力的基础。②正确阅读相关技术资料或数据表单(dala sheet)的能力。国内外著名公司的电子产品都有比较详尽的技术资料，如TI公司会在其官方网站上提供其公司生产的芯片和开发板的全套技术资料；在Xilinx公司网站我们可以查到FPGA及其开发板的技术资料。这些技术资料包括功能框图、电路原理图、芯片各个管脚的功能、工作电平、电子参数、电路内部各个模块之间的逻辑控制等等，实际上，即使是一个相对简单的电子系统同样需要一定的专业素养和实践经验，只有在读懂这些技术资料的前提下我们才可以根据生产实践的需要选择合适的芯片并在此基础上进行电路设计。因此，技术资料阅读为电子识图能力的一个不可或缺的重要内容。③能够根据电路图确定电路各模块功能以及每个模块中各个元件作用的能力。
但是，根据笔者多年从教经验，电子专业学生面对略微复杂的电路图普遍感到困惑和不得要领。识图能力成为电子专业学生发展综合能力和创新能力的障碍和瓶颈。学生识图能力不强的原因在于：①在日常学习过程中把注意力重点放在专业理论知识的汲取上，忽视了识图能力和技能的培养，识图意识淡漠；②学生独立读图、设计制作电路并用于科研及生产实践的机会有限；③考核问题。如何通过教学内容和教学模式的改革，使电子专业本科学生提高识图能力具有创新教育的内涵和功能，是刻不容缓的命题。本文将就电子专业识读电路图的能力培养问题展开讨论。
2 识读电路图必须具备的基本知识素养。
2.1 打好基础，积累素材，循序渐进。识读电路图，首先得要有一定基础。电路结构是分层次的，低层次电路构成高层次的电路。通常我们可以把电路结构分为三层：数字电路和模拟电路处于电路结构的底层，底层结构中基本电子元器件二极管、三极管、场效应管以及由它们组成的简单放大电路和集成运放、集成功放等构成了模拟电路的要件，而基本门电路、以加法器为代表的组合逻辑电路、触发器和以计数器为代表的时序逻辑等构成数字电路的基本构件；第二层电路结构是以底层电路为要件构成的相对复杂的电路系统，如DSP、单片机、FPGA等功能强大的实现特定功能的并可以灵活设计成各种实用电路的模块结构。最上层的电路结构应该为广泛应用于工农业生产和日常生活的电子产品的电路图。电子技术开发就是在结构较为复杂的电路模块基础上构成各种各样的使用电子产品。如通信系统、移动终端、各种电子仪器仪表等。这些电子产品大多由功能强大的第二层电路结构(集成芯片)加一定数量的基本电子元件构成。
识读电路图要从基础学起，只有在弄懂底层电路功能的基础上才能够识读上层电路的结构并分析其功能。如模拟电路中要能够把握元件的符号与代号、参数与特性，然后把握基本电路的特征及功能，逐步积累，打好基础；数字电路要掌握门电路、触发器和计数器，在此基础上才能对DSP、FPGA、CPLD单片机等建立在底层基础上的第二层电路结构进行正确的识图，弄懂高一层电路的逻辑功能、时序关系以及芯片之间的互联。而对于整体电路的识读更是建立在各个模块识读的基础之上。因此掌握扎实的电路基础知识是正确识读电路图的前提和基础。
2.2 识读电子图需要掌握一定的技巧。一个完整的电路图往往有多个功能模块组成，识读一个结构复杂的完整电路图需要掌握一定的读图技巧，如功能模块划分技巧，化整为零法等等。初学者如果不能很好的掌握运用这些识图技巧，看到图纸后往往会不知所措，不得要领，久而久之对结构复杂的电路图产生畏惧心理。因此有意识的对电子专业大学本科学生进行识读电路图能力培养不仅是可行的而且是必要的。
3 识读图能力培养的基本途径和措施。
3.1 课堂教学中识读图意识的培养。学生不愿看图的原因是不会看图，因此应该把掌握基本的看图方法作为培养学生看图能力的第一步。课堂教学是学生获取知识的主要渠道之一，对于培养学生的识读图能力具有不可替代的作用。在教学中常常发现，学生在读书时大多更重视工作原理、公式推导等理论性较强的内容，总是跳过电路图，根本没有或只有很弱的看图意识。针对这种现象，电子类课程在教学过程中要有意强调看图，要求学生通过看图来学习知识，通过看图来解决问题，使学生在实践中体会到看图是电子专业学生的基本功，从识读图入手可以达到事半功倍的效果；使学生从漠视看图、畏惧看图到主动分析电路图，形成积极主动的识读图意识，增强学生的感性认识。
3.2 识读图技巧的培养。如前所述，电路图可以分为三个层次，在进行识读图技巧培养过程中也可以按照三个层次从低到高循序渐进。不同的层次有不同的识图技巧，但无论哪个层次的识图技巧培养都不能仅仅局限于课本基本原理的分析和讲解，而应该在基本知识讲解的基础上尽量多的插入实际电子产品的识读练习，做到理论联系实际。如讲解二极管时，可以要求学生查阅电子元件制造厂商的二极管资料。实际教学中我们布置学生查阅了PHILS公司贴片二极管，要求学生熟悉所查阅的二极管的各种性能指标。这种二极管在我们的实验过程中主要作为微波波段的变容二极管。学生通过查阅会发现，即使简单常用的二极管除了电性能指 标外还有几十项其它技术指标：学生还会知道不同的频段需要使用不同型号的二极管：同时由于我们在实验中二极管不是做为电子开关而是做为可调电容使用；开阔了学生的眼界，使得学生认识到电子元件在不同电路中的需要抽象为不同电路模型。在分析其它电路时有过这种体验的同学在分析电路时自然而然会想到电子元件在电路中的工作频率为哪个频段、起什么作用、元件的电路模型是什么等等一系列基本的电路问题。经过这种训练，电子元器件的特性和使用规则在学生脑子里进一步深化，为以后电子电路设计中元件的选用打下良好的基础。
第二层次为电路结构相对复杂、功能比较强大的电路模块。在完成底层电路识图的基础上，可以进行第二层电路识图训练。这种模块电路识图能力的培养需要经历一个艰苦的学习过程，并要求学生掌握比较深入的专业理论知识。如数字信号处理模块DSP的识图能力培养，可以从指导学生识读DSP外部引脚和外部功能做起，从外到内，层层深入。比如可以让学生识读TI公司的典型产品TMS320系列中的C5000、C6000系列DSP。学生可以从外部功能读起，然后了解芯片的各个管脚功能，包括如何加芯片电压，哪些管脚是串口，哪些是并口，DSP通过哪些管脚与FLASH、USB交换数据等等，在此基础上进一步了解DSP芯片的内部资源，如片上DARAM和SAPAM的大小、有无高速缓存以及DMA通道等等。如果把各个管脚的功能和使用均有一个比较明确的认识，各个管脚与外部其它部件的连接也就水到渠成。
第三个层次为整体识图。整体识图训练是在前两个层面的基础上进行，也是对电子专业学生识图能力培养的目的之所在。下面从几个方面讨论整体电路的识图技能。
①明确目标，对电路整体有一个基本定位。在识读电路图之前先要明确电路图的功能目标，即所读电路图的用途，是无线接收设备、信号处理设备还是控制电路。只有在明确整体功能的基础上才能把握电路各部分之间的逻辑关系，做到“先见森林，后见树木”。如学生拿到收音机电路图后首先要考虑电路接收(输入)信号为一个，频率范围为在兆赫量级{输出信号一个，其功能为推动扬声器发声，频率范围应为音频信号。在这种整体功能分析的基础上，可以引导学生考虑实现上述功能接收机应该有几个模块组成：调频或调频电磁信号经过电路的放大、混频、解调后推动扬声器发声。要求学生能够画出其功能框图。再如手持移动终端的功能是实现双向通信，因此既要有接收部分又要有发射部分：其工作频率也与收音机不同，工作在GHz数量级的频率范围；其接收发送信号通常为数字信号，因此电路模块要复杂的多，既要有信号处理模块又要有控制部分。学生读图只有在明确研究对象整体功能的基础上才能给模块分析做一个合理的定位，把握大局。对复杂电路的整体认识要切忌认不清主要矛盾，在细节末节问题上纠缠不清。
②化整为零，分模块。在第一步读图的基础上，可以把一个结构复杂功能强大的电路图分成若干模块，分别对每一模块的进行功能分析，然后弄清电路各模块间的联系，最后把它们组合还原成整个电路，这样，整个电路的结构功能就清晰了。
③抓主要矛盾，排除辅助电路部分，找核心元器件。一个完整的电路图中，往往会有一些具有典型特征的关键元件，如集成块、三极管等。在分析电路工作原理时，首先要找出核心元件，诸如简单分立电路中的三极管，它是什么类型的管子，各个三极管之间的连接方式、作用是什么?在工作过程中处于何种工作状态等。然后再分析与核心元件相连的其它附属元件。如电阻、电容、二极管等。再如对于移动终端电路就要抓住控制CPU之类的控制电路，找出CPU与外围芯片如DSP、FPGA以及FLASH之间的控制逻辑，以点带面，辐射开去。这样抓住主要矛盾，问题就会迎刃而解。
4 在实践和综合运用中提升学生的识读图能力。为了适应社会的需要，高校学生越来越注重在接受知识的同时，积极参与到实践活动之中，通过亲身体验来获取直观的认识，并培养专业情感，同时更好地理解和掌握理论知识，达到提高实践能力和综合素质的目的。电子专业也是如此，电子实验教学在调动已有知识经验、综合运用所学理论方面具有非常重要的作用：只有能够正确的识读电子图才能做好每一个实验；同时实验过程的进行迫使同学按照电路图去思考出现的问题，进一步提升了识读电路图能力。
提升学生的电路识读能力，实验教学必须打破以往传统的教学模式，变学生“要我做实验”为“我要做实验”的良好学风。具体做法是：实验内容不再是一成不变的，而是由学生根据所学课程内容设计一个自己喜欢做的实验，可以是一个简单的电路理论的实验验证，也可以是学生感兴趣的小电子产品如稳压电源、电子钟等等，把学生由被动的接受者变为主动的探索者。由于学生在设计实验的过程中即使很小的实验也需要方方面面的知识，学生就会在不知不觉中扩大了知识的外延，同时加强了所学内容之间的相互联系。由于整个实验是由学生自己提出的，学生对这个电路图的各个部分功能及其相互联系心中有数，目的性强，实验中出现问题学生不再依赖老师帮助解决，而是积极寻找解决的办法，这样不仅锻炼了学生的识读图能力，更有利于学生克服惧怕复杂电路图的心理障碍。
除了实验这种辅助手段之外，提高电子专业学生的识读图能力还可以通过鼓励学生积极参加专业实习。通过电子实习，可以使学生接触生产实际，了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法，并从中学到有关新技术、新工艺方面的知识，以培养学生分析电路、解决问题的能力。通过电子实习还可以使学生掌握电子元器件的作用特点、性能和识别方法，了解最新电子元器件材料的性能、用途并熟悉简单电子产品整机装配的一般工艺知识并掌握其操作技能。这些综合性的专业训练对于提高学生的识读图能力的作用是不言而喻的。另外，参与学校的各种科研项目开发等同样对学生综合运用所学电路知识、提升学生识读图能力大有益处，有关这些方词已有许多成功的经验，这里不再赘述。
5 结束语。现今用人单位更注重大学生实践与创新能力、掌握与运用知识能力。培养电子专业的合格人才，必须密切关注市场需求，以能力培养为突破口，按照知识经济发展趋势和电子专业教育的发展规律，进行改革与创新。电子识读图能力作为学生的一项基本功是电子专业学生能力培养的重要内容。在教学过程中研究如何培养电子专业学生的识读图意识，不断提高电子专业学生的识读图能力是知识经济发展对大学教师提出的一项基本任务。然而很多电子专业学生感觉电子识读图学习难度大，尤其在识读功能强大、模块众多且各模块之间控制关系复杂的电路时尤其如此。而在日常的学习中，学生普遍把学习重点放在对理论的理解和把握，对电子识读图能力的培养关注不足。本文强调培养学生的识读图意识，并提出把电子识读图培养划分为三个层面，在不同的阶段对学生进行不同层面的识读图能力训练。同时本文重点讨论了课堂教学中电子识读图能力培养的方法和途径，提出在分层面培养识读图能力的基础上，建立以学生为主导的电子实验课程，积极鼓励学生参加专业实践活动，提高学生的综合读图能力。
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