电子技术教学如何设计

发布时间：2022-10-05 21:43 热度：

　　“电子技术”是医学院校生物医学工程，临床工程技术和成像设备技术的重要专业基础课程。它包括模拟电子技术，数字电子技术和单片机等，它是一个电子课程。 综合应用，实用性和实用性非常强。接下来小编简单介绍一篇优秀电子技术论文。

　　一、教学存在的问题

　　(一)教学内容选取不合理

　　课程教学内容设置不合理，多数直接照搬工科类的电子课程设计，教学内容大多相同，一方面导致内容难度大，概念抽象，难于理解;另一方面未能融入医疗仪器的设计理念，缺乏趣味性，学生容易失去学习动力。

　　(二)课程教案存在的问题

　　由于教材内容相对稳定，教师按照教学大纲执行统一的教学计划，按部就班地讲授知识点。程序化的教案毫无创新性和实践性，忽视了学生的专业背景。设计的教案与专业完全脱节，课后没有记录教学效果，缺乏教学反思。单方面向学生灌输知识，教学过于古板，缺少灵活性。

　　二、教学设计要点

　　(一)内容选取符合专业背景

　　电子技术课程是一门专业基础课，它直接影响能否理解甚至掌握各种医疗仪器结构与工作原理。因此，电子技术课程内容的选取不用完全照搬工科类的电子技术的课程内容。结合医学院学生有一定的医学背景，需要对医疗仪器种类及各自结构有一定掌握和理解的情况，教学内容的设计尽量与医学信号或医疗仪器有关，如心电、脑电、脉搏及呼吸等心电图机，人体替代装置，影像设备等。

　　(二)内容组织模块化、情境化

　　在教学过程中，笔者结合学生的认知特点和教学规律，将课程分成各种学习情境组织实施教学，而每个学习情境的构建以完成一个完整的工作任务来实现教学目标。根据学生专业将系统的理论知识拆解并融合到具体项目实施的过程中。这样理实一体化的教学，可以使学生理论知识更加扎实，实践能力得以提高。比如设计模拟心电信号发生器教学模块涉及分频电路、信号产生电路、加法电路及滤波电路等知识点，以此提高学生的兴趣，达到医学院医疗仪器专业学生的培养目标，即医工结合，健行康民。

　　(三)教学方法

　　采用教师用实际案例分析和学生讨论相结合的教学方法，既保证学生学习兴趣的提高又能更好地培养学生自主学习能力。教师首先给出某医疗仪器的部分电路，分析电路，给出故障现象，组织学生讨论故障原因及解决方案，讨论方案的可行性。然后根据案例，归纳学习知识点，完善相关知识点，使学生达到举一反三的效果。最后，根据学生掌握情况，进行教学总结。

　　三、X线机开机瞬间曝光故障分析案例

　　(一)教学目的

　　通过对X线机提前曝光故障的分析，掌握组合逻辑电路，掌握光电耦合的开关特性，理解软启动与硬件启动的区别。

　　(二)课题导入

　　根据笔者产学研期间研发的课题，播放X线机开机瞬间非正常曝光以及按手闸正常曝光的视频，对比正常曝光与非正常曝光的不同现象;引导学生增强对专业学习的兴趣;讲述非正常曝光对人体及设备带来的危害，增强学生的专业常识;展示曝光控制板的实物图，使学生对电路板制作工艺，元器件排放、安装、焊接有些了解。

　　(三)电路分析

　　图1为高频高压X线机曝光控制板的部分电路。各个输入端功能如下：HKV为管电压过高检测端，HKV=1表示管电压正常，HKV=0表示管电压过高;KVEN为主逆变故障检测端，HVEN=1表示主逆变电路正常，HVEN=0表示主逆变电路有故障;HAND为手闸，HAND=1表示手闸按下准备曝光，HAND=0表示没有按下手闸;这三个端都为硬件检测端，不受单片机控制。KVC为主逆变控制端，受单片机控制，KVC=1表示开主逆变，出射线，KVC=0表示关主逆变，灯丝熄灭。U3光电耦合器导通，球管的灯丝便出射线，即F为低电平时，X线机便曝光。由图1易知U2A门电路输出F=HKV•KVEN•HAND•KVC，即X线机曝光的条件是没有检测到管电压过高，主逆变电路异常等故障，手闸按下且KVC为高电平。理论上，X线机一上电，手闸不按下，便不会曝光。当单片机检测手闸按下时便执行SETBKVC，置KVC端，球管出射线，但在实际调试中，每次开机总是有非常短暂的曝光，对球管有很大损坏。通过示波器检测，可知上电瞬间KVC端和N端有非常短暂尖峰脉冲干扰信号，此时单片机初始化还未运行，导致开机瞬间F出现低电平，从而出现开机曝光现象。上电瞬间后，单片机执行初始化，执行CLRKVC，使F由低电平变为高电平，从而曝光结束。因此，开机瞬间出现非正常曝光现象。

　　(四)故障讨论

　　组织学生分析故障原因，讨论解决故障的方案。学生讨论出的方案大都是更换X线机的开关电源，避免出现上电时的干扰信号。笔者与学生讨论了此方案的可行性，给出另一个已验证成功的方案。改变硬件电路的逻辑性，再改变软件代码里KVC控制端的逻辑性。图2所示为X线机曝光控制板的改进电路。在KVC端接入一个迟滞反相器，使得上电瞬间M端为低电平，从而F端为高电平。上电瞬间后，单片机初始化，执行SETBKVC，使得F端继续保持高电平，避免了上电瞬间曝光的现象。当手闸按下，单片机执行CLRKVC，复位KVC端，F=0，球管便出射线。由此可知，增加一个迟滞反相器以及改变程序的逻辑关系，将KVC=1变为KVC=0，便可消除这个故障。

　　(五)知识点归纳

　　根据电路的分析和故障现象的讨论，总结案例中出现的知识点。比如：组合逻辑电路的分析，光电耦合的运用，单片机汇编语言置位与复位的编写等。引导学生完善组合逻辑电路对应的知识点，查阅常用的光电耦合器的运用，理解汇编语言的特点。

　　(六)教学反思

　　简要总结本次课内容，强调逻辑电路功能的分析并巧妙设置问题考查学生的分析能力，为进入组合逻辑电路的设计学习做好铺垫，鼓励学生主动使用示波器观察上电的尖峰脉冲信号。主动查阅资料，开展研究性学习。根据观察学生课堂听课的状态，参与讨论的积极性，笔者发现很少有学生能够将硬件电路与软件代码综合性地考虑，对电子技术的软硬结合缺少理解。笔者应该将电路的逻辑功能的分析作为教学的重点。

　　(七)案例特点

　　本教案结合笔者研发X线机控制系统上电曝光故障与电子技术课程组合逻辑电路单元，做到理论联系实际的整合，教案的设计紧扣学生的专业背景，启发了学生学习的积极性和主动性。运用实物电路板演示，将枯燥、抽象的理论形象化。通过X线机故障解决的案例，引导学生学习逻辑电路的特点，了解电子技术理论与实践的差异性，学会融合模拟电子技术、数字电子技术及单片机知识来解决实际工程中遇到的问题。

　　参考文献：

　　[1]钟丽莎，李佳凌，黄志伟，等.生物医学工程专业“电子技术课程设计”教学改革初探[J].福建电脑，2013(1).

　　[2]周晓华，王应吉.“模拟电子技术”课程教案设计的探索[J].电气电子教学学报，2011(4).

　　[3]童诗白，成华英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2015.

　　阅读期刊：

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