模块教学法_模块式电子电路实验板教学法论文

模块式电子电路实验板教学法论文

１现状与问题 根据调查了解，几乎所有的各类高等院校和中职学校都 使用厂家生产的实验箱进行电子电路实验。虽然使用这种实 验箱有其优点，如灵活性较强，理论上讲可以做很多种实验， 但实际上大多数学校按照教学大纲的要求，通常只做几种至 十几种实验，实验箱的灵活性体现并不明显，而其弊端却是 十分明显的，最突出的问题是每个元件都要通过连接导线和 接插件进行连接，如果电路比较复杂，连线必定很多，要花 费很多时间，还很容易接错，造成元件损坏；
或者由于实验 箱使用日久，接插口氧化接触不良，连接线内部断线，导致 电路不工作，无法进行实验，修复实验箱也花费不少时间。

老师指导实验也很辛苦，检查学生的实验电路很费事，因为学生往往把线接得很乱，特别是当实验电路比较复杂的时候， 更是纷纭繁复，老师有时甚至宁愿重新接线．事实上，根据 我们的观察，学生经常是把主要的时间都花在接线和排查上， 接完电路，检查接线，排除故障，确认无误，准备开始实验 时，时间已所剩无几，只好匆匆进行测试，有些学生测不完 就凑数据、抄结论，从根本上来说这是本末倒置的．实验的 目的，本应是测试电路的主要性能、指标、参数等，例如， 基本放大电路实验，主要要求学生测试基本放大电路的静态 工作点、增益、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等，至于接 线实际上基本是无用功，因为在实际工作中都不需要用人工 将导线连接，而是通过印刷电路板已经连接好了的，将大量 时间花费在接线上，是完全没有必要的。以上弊端的存在， 大大影响了实验教学的效果更达不到实验教学的目的，必须 进行改革．把实验箱由分散的元器件用导线和接插件连接起 来改为模块式电子电路实验板，即把每个实验电路用印刷电 路制作成模块式电子电路实验板（制作实验板本身对学生就 是一种实践机会），可以做到在设计电路板时尽量与电路图 的元件布置和走线相同，让学生直观地看出电路的结构，有 助于学生对实验电路的认识和理解，这是原来所用的实验箱 不可比拟的。实验时，只须接通模块式电子电路实验板的电 源，接入信号源和测试仪器，即可进行实验，将时间和精力 主要用于测试电路的性能、指标、参数等，大大提高了实验 的效率和实验的可靠性，更使学生有时间用于对实验的分析和研究上，甚至可以做到只给出实验的目标，而实验的方法 和步骤由学生设计，从而提高学生的综合分析能力和自主创 新能力。

２模块式电子电路实验板 首先，按照实验要求，设计出合理的电路图，然后设计 相应的印刷板图，应尽量与原理图相同，以便学生直观了解。

２．１实验电路与模块电路板 下面以模拟电路中最基本的和最重要的基本放大电路 为例，其基本电路如图１所示。Ｒ２用于调整静态工作点；

设置两个输入点１和２（一个直接输入，一个经电阻Ｒ２） 目的是测试放大电路的输入电阻；
设置Ｊ２是用于测试输出 阻抗；
Ｊ１用于观察旁路电容的作用，或者说观察负反馈对 放大电路的影响。设计的印刷电路板如图２所示。元件就直 接焊在印刷板敷铜线一面上，可见其与电路原理图基本是一 模一样的，学生可以一目了然地直观地看出电路的结构。

２．２实验方法与步骤 开始实验，先调整Ｒ２，选择合适的工作点，一般选Ｉ Ｃ＝１～２ｍＡ，按图中的参数，测得ＶＥ＝１～２Ｖ即可， 然后将信号源直接接入１点，调整信号源至幅度２０ｍＶ左 右，频率１０００Ｈｚ，将Ｊ１闭合，Ｊ２断开，用示波器 测出输出电压ＶＯ，将它与输入电压Ｖｉ相比，即可求出放 大倍数Ａ＝ＶＯ／Ｖｉ。合上Ｊ２测出输出电压ＶＯ′，根 据公式ＶＯ／（ＲＯ＋ＲＬ）＝ＶＯ′／ＲＬ即可求得输出阻抗ＲＯ＝ＲＬ（ＶＯ－ＶＯ′）／ＶＯ′，然后将信号源 改接２点，用示波器分别测得２点对地电压Ｖｉ和１点对地 电压Ｖｉ′，根据公式Ｖｉ／（Ｒ１＋Ｒｉ）＝Ｖｉ′／Ｒ ｉ即可求得输入阻抗Ｒｉ＝Ｒ１Ｖｉ′／（Ｖｉ－Ｖｉ′）， 还可测量频率响应，以及通过调整Ｒ２观察静态工作点对放 大倍数、失真的影响；
通过断开Ｊ１，按以上方法重新测试 放大电路的放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、频率响应等， 观察旁路电容的作用，或者说观察负反馈对放大电路的影响。

３结论 统计发现，使用模块式电子电路实验板，学生完成以上 实验通常平均只需４５ｍｉｎ，而使用实验箱，接线、检查、 排除故障等平均约需７０ｍｉｎ，测试约５０ｍｉｎ（这是 因为接线很乱，寻找接入点和变换接入点较费时），总计约 １２０ｍｉｎ（详见表１）。可见，使用模块式电子电路实 验板可以节省一半以上的时间，甚至可以只给出实验的目标， 而实验的方法和步骤由学生设计，学生也能在１２０ｍｉｎ 内完成．这充分说明，使用模块式电子电路实验板进行实验， 不但可以大大提高实验的效率，更重要的是使学生有时间用 于对实验的分析和研究上，对于培养学生的分析能力和创新 能力起到十分重要的作用。