論文關(guān)鍵字：RC電路充放電聲卡coolEdiMATLAB

論文摘要：在RC電路中，當(dāng)電容兩端有電壓時，關(guān)閉開關(guān)，通過計算機(jī)觀察電流通過電阻，在RC電路中電壓隨時間的變化規(guī)律與理論情況比較。實(shí)驗(yàn)以RC電路為基礎(chǔ)，通過聲卡使計算機(jī)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，用CoolEdit軟件進(jìn)行錄音，最后通過數(shù)學(xué)軟件MATLAB對圖形進(jìn)行分析，將理論計算值與實(shí)際測量值進(jìn)行比較，結(jié)果證實(shí)了RC放電的電壓隨時間的變化趨勢。

1引言

本論文主要證明在RC電路放電時電壓隨時間的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn).

在RC電路中，當(dāng)電容兩端有電壓時，關(guān)閉開關(guān)，電流通過電阻，此時電路中電壓隨時間的變化成何種規(guī)律。作者在一本教科書中發(fā)現(xiàn)前人已經(jīng)得出結(jié)論，電壓與時間的關(guān)系式是.作者通過實(shí)驗(yàn)測量出5個時間點(diǎn)的電壓值與在相同時間點(diǎn)的理論值相比較，看兩者是否接近或相等。

2設(shè)計原理及方法：

論文關(guān)健詞:電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程武警院校

論文摘要:在武警初級指揮院校《電子技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)中引入網(wǎng)絡(luò)課程，并利用網(wǎng)絡(luò)課程的資源及技術(shù)優(yōu)勢提高該課程的教學(xué)質(zhì)量。

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》是武警初級指揮院校武警指揮本科專業(yè)開設(shè)的一門重要必修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)員較系統(tǒng)地掌握電路和電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論、主要電路和電子器件的技術(shù)特性與應(yīng)用，具有對一般電路進(jìn)行分析和應(yīng)用的能力，具有嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的思維方式和分析方法，為相關(guān)課程的學(xué)習(xí)以及新裝備的正確使用與維護(hù)奠定必要的技術(shù)基礎(chǔ)。我院于2003年在本科學(xué)員隊首次開設(shè)《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程，并于2007年完成了《電子技術(shù)基礎(chǔ)》網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)。該網(wǎng)絡(luò)課程主要由網(wǎng)絡(luò)教材、仿真實(shí)驗(yàn)、在線測驗(yàn)三部分組成。通過近年來在教學(xué)中引入網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出一些運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)課程提高《電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)質(zhì)量的做法。

一、發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程資源優(yōu)勢，促進(jìn)相關(guān)課程知識前后連接

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》在武警指揮專業(yè)的教學(xué)體系中并不是一門孤立的課程，它需要《高等數(shù)學(xué)》和《大學(xué)物理》的相關(guān)內(nèi)容作為預(yù)備知識，并為《軍事高科技》和《武警基層常用技術(shù)裝備器材》等后續(xù)課程提供理論支持。為了提高《電子技術(shù)基礎(chǔ)》及其后續(xù)課程的教學(xué)質(zhì)量，可利用網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源共享方便、配置靈活的優(yōu)勢，加強(qiáng)前后相關(guān)課程的知識連接。

二、利用網(wǎng)絡(luò)課程加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際的結(jié)合，調(diào)動學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣

綜合一般控制系統(tǒng)，基本上都是由檢測環(huán)節(jié)檢測信號，控制環(huán)節(jié)進(jìn)行程序的運(yùn)行和控制算法的計算，然后由執(zhí)行環(huán)節(jié)去控制被控對象，達(dá)到控制目的。如我院電氣自動化2008級的一名學(xué)生，經(jīng)過兩周的慎重選擇后，畢業(yè)設(shè)計題目選擇了“材料自動分揀系統(tǒng)”。該課題涉及到的知識包括傳感器技術(shù)、PLC、氣壓傳動、基礎(chǔ)電路等，對一名在校學(xué)生來說，想做出這樣一個畢業(yè)設(shè)計是一個不小的挑戰(zhàn)，但若成功，收獲也必然是巨大的。

教師指導(dǎo)和學(xué)生設(shè)計制作

每一屆的畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中，指導(dǎo)教師和學(xué)生之間的搭配都是一個雙向選擇的過程。一個優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計成果是需要師生通力合作的，而其中的重點(diǎn)仍然是以學(xué)生為主。畢竟畢業(yè)設(shè)計的最終目的是讓學(xué)生學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知識，提升職業(yè)素質(zhì)，達(dá)到學(xué)生能夠適應(yīng)社會工作的競爭環(huán)境的目的?！安牧献詣臃謷到y(tǒng)”的指導(dǎo)過程大概分為三部分：一是硬件設(shè)備的選擇；二是簡單控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試，三是整個系統(tǒng)的綜合調(diào)試。

1．硬件設(shè)備的選擇

在選擇硬件設(shè)備時，往往要面臨的問題是，系統(tǒng)中哪些功能是可以設(shè)計的，哪些功能是可以直接應(yīng)用成品的。筆者指導(dǎo)學(xué)生選擇硬件的原則是優(yōu)先選擇工程中實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備或元器件，如果我們能夠選擇到合適的成品元器件，就可以節(jié)省一部分時間。以電源設(shè)計為例，電源設(shè)計是一個復(fù)雜而又簡單的問題，如果學(xué)生畢業(yè)以后想從事微電子行業(yè)，設(shè)計一個電源是很好的選擇。一個好的電源設(shè)計是很復(fù)雜的問題，主電路設(shè)計并不難，難點(diǎn)是相關(guān)保護(hù)電路、穩(wěn)壓電路的設(shè)計。本設(shè)計中直接采用了模塊化電源。再如傳感器，現(xiàn)代工業(yè)中成型的傳感器產(chǎn)品很多，應(yīng)用也很廣泛，本設(shè)計中部分傳感器采用了歐姆龍產(chǎn)品。在這個選擇的過程中，學(xué)生需要對整個系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真甄別，想辦法利用現(xiàn)有的一些資源，如實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，選擇最合適的一些元器件。對于實(shí)驗(yàn)室沒有的，就需要查找相關(guān)資料，這個過程也是學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，尤其是學(xué)生進(jìn)入各種專業(yè)網(wǎng)站和論壇，對學(xué)生的知識面的擴(kuò)展和專業(yè)知識的自主更新有很大的促進(jìn)作用。

2．簡單控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

如何更大程度地提高實(shí)踐教學(xué)水平，成為從事電力電子技術(shù)教學(xué)人員教研的重點(diǎn)，很多教育工作者都在電力電子的教學(xué)實(shí)踐上提出了建設(shè)性的意見，并取得了較好的效果［4－6］。

1仿真教學(xué)引入與創(chuàng)新思維拓展

1．1引入仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性

電力電子技術(shù)課程理論教學(xué)中，十分注重對電路的波形與相位分析，電力電子系統(tǒng)中出現(xiàn)的電壓、電流等波形分析，以方便理解電力電子器件在電路中導(dǎo)通與截止的開關(guān)過程，從而加深對整流、逆變、交流變換、PWM控制技術(shù)等知識的理解。大量的波形分析內(nèi)容，如果在黑板上手工畫，是一個比較困難的事情，并且學(xué)生不易理解。通過在仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中完成，同時回饋到多媒體教學(xué)，會取得更好的教學(xué)效果，所以，引入仿真教學(xué)是對理論課教學(xué)的必要補(bǔ)充［7］。另外，一些較為復(fù)雜的電力電子電路創(chuàng)新和綜合性實(shí)驗(yàn)，無法通過模擬實(shí)驗(yàn)完成實(shí)踐課教學(xué)，通過引入仿真教學(xué)，擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的維度，擴(kuò)大了實(shí)踐教學(xué)的可操作性。電力電子技術(shù)是電力技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)交叉學(xué)科，學(xué)生僅通過理論教學(xué)很難理解學(xué)科交叉性，對電力電子技術(shù)的認(rèn)識也不夠全面，通過引入仿真教學(xué)，既能加強(qiáng)學(xué)生對主電路的認(rèn)識，也能加強(qiáng)學(xué)生對控制電路的認(rèn)識，為后續(xù)課程，如“現(xiàn)代電力電子技術(shù)”、“電力拖動自動控制系統(tǒng)”等課程打下堅實(shí)的基礎(chǔ)［8］。在結(jié)合當(dāng)今產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，如新能源發(fā)電、電動汽車、變頻調(diào)速、柔性交流輸電、高壓直流輸電等，具有一定的前瞻性和創(chuàng)新性，然而受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的局限性無法完成，引入仿真教學(xué)，可以進(jìn)行對新技術(shù)的研究，拓展學(xué)生的工程意識［9］。仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引入，很好地解決了上述問題，同時提高了調(diào)試和設(shè)計的靈活性，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的發(fā)揮，開闊學(xué)生視野。

1．2創(chuàng)新思維培養(yǎng)與拓展

創(chuàng)新思維就是帶有創(chuàng)見性的思維，更具體地說，是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中善于獨(dú)立思索和分析，不因循守舊，能主動探索、積極創(chuàng)新的思維因素［10］。從創(chuàng)新思維的角度來看，創(chuàng)新教育就是要培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力、隱喻聯(lián)想思維能力、發(fā)散思維能力以及有助于創(chuàng)新思維的非智力因素。對知識的“開墾性”越高，知識的系統(tǒng)性越強(qiáng)，減縮性越大，遷移性越靈活，則創(chuàng)造性就越突出［11］。創(chuàng)新人才培養(yǎng)是教育者及全社會共同關(guān)注的熱點(diǎn)話題，更是推動我國盡快走上創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展軌道的現(xiàn)實(shí)的迫切需要。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力的創(chuàng)新型人才，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為培養(yǎng)大學(xué)生基本技能、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識的關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)該把培養(yǎng)人才的綜合素質(zhì)和能力作為出發(fā)點(diǎn)和歸宿，學(xué)生在校期間創(chuàng)新思維的培養(yǎng)顯得尤為重要［12］。電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中，雖然有一些產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和科技創(chuàng)新方面的課題，學(xué)生也有參與熱情，但對于這種創(chuàng)新的課題，學(xué)生感覺高不可攀，遙不可及，然而，軟件仿真實(shí)驗(yàn)調(diào)試和設(shè)計靈活，可最大限度地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新思維的發(fā)揮，同時也能解決人才缺乏和行業(yè)需求的矛盾，開闊學(xué)生視野，增強(qiáng)就業(yè)競爭力［13］。

一、“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革具體內(nèi)容

1修改人才培養(yǎng)方案人才培養(yǎng)方案制定得是否合理，關(guān)系到本專業(yè)的生存和發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電類的各專業(yè)的界線越來越模糊，各學(xué)科相互交叉、相互滲透，電氣專業(yè)傳統(tǒng)的“發(fā)電、輸電、用電”知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今人才培養(yǎng)要求。因此，對人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷暮驼{(diào)整。由于電氣工程及其自動化專業(yè)是一個強(qiáng)電和弱電相結(jié)合的寬口徑專業(yè)，而電力電子技術(shù)是諸多學(xué)科相互交集的學(xué)科，是由基礎(chǔ)課到專業(yè)課過渡的橋梁和紐帶，是強(qiáng)電和弱電的有機(jī)結(jié)合。因此，在修改和調(diào)整人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃時，要體現(xiàn)出電氣專業(yè)的“以強(qiáng)電為主、弱電為輔、強(qiáng)弱協(xié)調(diào)”的主導(dǎo)思想，加大教學(xué)力度，要意識到“電力電子技術(shù)”課程在電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)中重要性和必要性，以拓寬學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力以及擴(kuò)大學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)面。

2教材內(nèi)容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術(shù)課程教材作為主教材，再參考其他的輔助教材，取長補(bǔ)短，主講教師應(yīng)具有寬闊的知識面及豐富的電力電子工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。教材的內(nèi)容既有豐富的理論知識，還要注重工程實(shí)際的應(yīng)用，要體現(xiàn)電力電子技術(shù)發(fā)展的新技術(shù)，也要體現(xiàn)出“電力電子技術(shù)”課程是基礎(chǔ)課到專業(yè)課平穩(wěn)過渡的橋梁，使教材內(nèi)容更符合二本院校電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)的要求。主教材中除重點(diǎn)講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外，還要聯(lián)系當(dāng)今電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用情況，注重電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)及其他工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，注重主電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、保護(hù)電路設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇，還應(yīng)該適當(dāng)介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關(guān)電源、UPS電源、感應(yīng)加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實(shí)際應(yīng)用情況，以適應(yīng)電氣工程及其自動化專業(yè)寬口徑就業(yè)要求。

3課堂教學(xué)方式改革教學(xué)過程中應(yīng)以學(xué)生為主，教師為輔，避免一人堂和填鴨式教學(xué)方法，針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況組織安排教學(xué)內(nèi)容。由于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容繁多，課堂教學(xué)中需要繪制大量的電路圖和波形圖，以及諸多公式推導(dǎo)及各種參數(shù)計算等。由于課程學(xué)時少而教學(xué)內(nèi)容又多,僅僅依靠傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式顯然是達(dá)不到教學(xué)效果的，所以多媒體技術(shù)逐漸走進(jìn)了“電力電子技術(shù)”的課堂教學(xué)，大大地提高了課堂教學(xué)效果。這里需要強(qiáng)調(diào)的是，多媒體教學(xué)的引進(jìn)并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學(xué)方式，二者應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、相輔相成，各有各的長處。對于復(fù)雜的電路及波形的繪制和分析，可以充分利用多媒體的音容并茂的特點(diǎn)，使學(xué)生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過程，如以flash動畫的方式顯示電力電子器件的開通和關(guān)斷過程、過電流和過電壓的產(chǎn)生過程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等，使學(xué)生感到生動而有趣，使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)不再枯燥無味；而對于簡單電路的分析以及例題習(xí)題的講解，還是黑板加粉筆的方式顯得更簡單便捷，更具親和力，加強(qiáng)了教師與學(xué)生間的互動和情感交流?？傊?，課堂教學(xué)十分重要，教師要根據(jù)自身的特點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的素質(zhì)，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段及互聯(lián)網(wǎng)資源，在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)，最大程度地使學(xué)生理解和吸收所學(xué)的知識。

4改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)為了提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，對原有的電力電子實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行了更新和改造，引進(jìn)近幾年內(nèi)較為先進(jìn)的電力電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對原有的驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)計劃進(jìn)行了修改和調(diào)整，盡量減少簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增大設(shè)計性和綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，根據(jù)專業(yè)的特點(diǎn)和理論教學(xué)情況組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。我院現(xiàn)有的電力電子綜合實(shí)驗(yàn)室可開出多種實(shí)驗(yàn)，囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實(shí)驗(yàn)，如整流及有源逆變實(shí)驗(yàn)、交流調(diào)壓及交流調(diào)功實(shí)驗(yàn)、直流斬波實(shí)驗(yàn)、無源逆變變實(shí)驗(yàn)等。為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識，還增設(shè)了開放性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了教師與學(xué)生間的知識交流，也使電力電子課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課外，對教學(xué)時間的不足起了一定程度的彌補(bǔ)作用；同時，在我院的大學(xué)生電子挑戰(zhàn)杯大賽中，部分學(xué)生的競賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān)，提高了學(xué)生的電力電子技能。另外，我院每個學(xué)期舉行教師實(shí)踐技能大賽，有相當(dāng)一部分競賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān)，大大提高了教師的電力電子技術(shù)實(shí)踐能力和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

5將Matlab仿真軟件引進(jìn)課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)Matlab仿真軟件是各院校普遍開出的課程，將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程相結(jié)合，在課堂上，利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面，使學(xué)生更直觀地掌握所學(xué)的知識，也避免了教師畫電路圖、波形圖的繁瑣及時間的浪費(fèi)；將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，是原有的實(shí)驗(yàn)操作的有益補(bǔ)充，同時又具備原有實(shí)驗(yàn)裝置不具備的優(yōu)點(diǎn)，如解決設(shè)備費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)所花時間長、危險性大的缺點(diǎn)。而利用仿真教學(xué)工具代替實(shí)際元件在計算機(jī)上進(jìn)行仿真，既不擔(dān)心元器件損壞，也沒有任何危險，學(xué)生完全可以在無人指導(dǎo)的情況下，在任何地點(diǎn)的計算機(jī)上自行完成電力電子電路的仿真實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼鎸?shí)性實(shí)驗(yàn)，這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和實(shí)際動手的能力，會收到事半功倍的實(shí)訓(xùn)效果。