《汽車電工電子技術(shù)》實驗項目的改革研究

王錦華

(南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通 226010)

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《汽車電工電子技術(shù)》實驗項目的改革研究

王錦華

(南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南通 226010)

針對目前我院《汽車電工電子技術(shù)》實驗項目普適性強(qiáng)與汽車專業(yè)的專業(yè)需求不相適應(yīng)的現(xiàn)狀,提出十五個適合汽車專業(yè)的實驗項目初步設(shè)想，以期滿足汽車專業(yè)的專業(yè)需求，為后續(xù)專業(yè)課的順利開展打下更為堅實的基礎(chǔ)。

電工電子技術(shù)；實驗項目；汽車專業(yè)；高職

1 引言

《汽車電工電子技術(shù)》是高職汽車類專業(yè)學(xué)生必修的一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，2008年9月，我院汽車專業(yè)《汽車電工電子技術(shù)》課程的教材由原來的通用教材，更改為適用于汽車專業(yè)的《汽車電工電子技術(shù)》。與老教材相比，新教材增加了許多電工電子技術(shù)應(yīng)用于汽車電氣電控技術(shù)的實例。教材的改革對學(xué)生的思想認(rèn)識產(chǎn)生了不小的影響和作用，這些具體的應(yīng)用實例，使學(xué)生深刻地認(rèn)識到電工電子技術(shù)在今后專業(yè)課的學(xué)習(xí)中所起到的重要作用，激發(fā)了他們“要好好學(xué)，要學(xué)好”的學(xué)習(xí)熱情；另外，這些應(yīng)用實例也讓學(xué)生切切實實地感受到，電工電子技術(shù)是如何具體應(yīng)用到汽車專業(yè)的，找到了學(xué)有所用的感覺。教材的改革也在一定程度上幫助了那些對汽車不甚了解的非汽車專業(yè)的任課教師，讓他們更清楚地認(rèn)識到汽車專業(yè)的學(xué)生，需要哪些電工電子技術(shù)方面的知識，從而能夠更合理地安排教學(xué)重點(diǎn)，把握教學(xué)難點(diǎn)，刪除理論過深而又不實用的內(nèi)容。

然而，教材的改革只是跨出了第一步，作為一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，理論知識的儲備是基礎(chǔ)，關(guān)鍵還是要培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，為將來從事汽車機(jī)電維修工作做準(zhǔn)備。因此，如何通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力，為今后進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)，已成為深化電工電子技術(shù)實驗教學(xué)變革、提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)與難點(diǎn)問題，是每一位從事電工電子技術(shù)實驗教學(xué)的教師所面臨的新挑戰(zhàn)[1]。長期以來，我院汽車專業(yè)學(xué)生都是在公共的電工電子技術(shù)實驗室完成實驗項目的，由于考慮到全院多個專業(yè)對電工電子技術(shù)實驗室的需求，所以所能完成的實驗項目普適性較強(qiáng)，但與汽車專業(yè)培養(yǎng)復(fù)合型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)不相適應(yīng)，不能為后續(xù)專業(yè)課的順利開展打下堅實的基礎(chǔ)。

近些年發(fā)表的關(guān)于電工電子技術(shù)實踐教學(xué)改革研究的文獻(xiàn)較多，但多是關(guān)于教學(xué)觀念、教學(xué)體系、教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式、考核方式、教學(xué)設(shè)備改進(jìn)等方面的一些探索和討論[2,3]，當(dāng)然也有一些文獻(xiàn)涉及到了實驗內(nèi)容的改革，但多是提出了改革的大方向[1,4-7]，并未給出具體應(yīng)該選取哪些實驗內(nèi)容，至于汽車專業(yè)電工電子技術(shù)實驗方面的改革探究則更是少有文獻(xiàn)提及[8,9]。基于以上情況，本文提出了十五個適用于汽車專業(yè)的電工電子技術(shù)實驗項目初步設(shè)想，以期滿足汽車專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為將來學(xué)習(xí)專業(yè)課以及從事汽車機(jī)電維修工作打下更為堅實的基礎(chǔ)。下面就分別介紹一下這十五個實驗項目的初步設(shè)想。

2 實驗項目初步設(shè)想

2.1 萬用表的使用

無論是后續(xù)專業(yè)課的實訓(xùn)，還是將來從事汽車機(jī)電維修工作，萬用表都是必不可少的常用儀表之一，設(shè)置本實驗項目的主要目的是讓學(xué)生掌握數(shù)字式萬用表的使用方法，包括測電流、測電壓、測電阻等。在汽車機(jī)電維修過程中最常用到的是測電壓和測電阻，因此可設(shè)計具體實驗電路讓學(xué)生練習(xí)這方面的技能。

2.2 特殊電阻性能測試

在汽車電子電路中常用到光敏電阻和熱敏電阻這兩類特殊電阻，其中熱敏電阻又包括常用于做溫度傳感器的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻和具有一定自限流作用的正溫度系數(shù)熱敏電阻，雖然從理論上講學(xué)生是能夠理解這些特殊電阻的性能的，但是還缺乏比較直觀的了解，設(shè)計特殊電阻性能的測試電路，可以讓學(xué)生更直觀地感受這些特殊電阻阻值隨著外界條件變化而變化的規(guī)律。

2.3 常用電路元器件或零部件檢測

在汽車電器及電子電路的檢修過程中會涉及到通過測電阻來檢測一些元器件或零部件性能的好壞，在此可以安排學(xué)生做二極管(用于汽車發(fā)電機(jī)整流器)、三極管(特別是大功率開關(guān)管)以及線圈(各種繼電器的線圈，起動機(jī)電磁開關(guān)中的吸引線圈和保持線圈，點(diǎn)火線圈等)或稱作繞組(發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子繞組，起動機(jī)勵磁繞組、電樞繞組，各種永磁電機(jī)的電樞繞組)的檢測，讓學(xué)生熟練掌握通過測電阻判定這些元器件或零部件性能的好壞或故障原因。

2.4 可變電阻及串聯(lián)分壓電路

在汽車傳感器中，有這樣一類傳感器，它們將被檢測的物理量轉(zhuǎn)換為電阻的變化，進(jìn)而通過分壓電路再轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?，如?jié)氣門位置傳感器，葉片式空氣流量傳感器，溫度傳感器等，另外汽車儀表燈光亮度調(diào)節(jié)也正是利用了可變電阻，因此可設(shè)計簡單實驗電路，讓學(xué)生感受串聯(lián)分壓電路中可變電阻阻值的變化對輸出電壓或其他用電設(shè)備的影響。

2.5 電容器充放電電路

在汽車電氣及電子電路中經(jīng)常要用到電容器的充放電特性，例如電容器構(gòu)成的延時電路可以用于前照燈延時熄滅而定時電路則可以用于防止中控門鎖的執(zhí)行機(jī)構(gòu)通電時間過長而過熱損壞，此外電容器還用于濾波電路或和其他元器件組合構(gòu)成振蕩電路，大容量的電容器還可以用作后備電源，這些都是利用電容器的充放電特性完成的?？梢赃x擇有代表性的延時電路和振蕩電路來讓學(xué)生認(rèn)識電容器的充放電特性。

2.6 惠斯通電橋?qū)嶒炿娐?/p>

惠斯通電橋電路是一個很實用的電路，例如在壓敏電阻式進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器以及熱線式空氣流量傳感器中就用到了惠斯通電橋，所以非常有必要讓學(xué)生通過實驗進(jìn)一步理解惠斯通電橋電路的工作原理。

2.7 直流繼電器控制實驗電路

汽車電氣電控技術(shù)中直流繼電器隨處可見，例如起動繼電器，喇叭繼電器、前照燈或霧燈繼電器等，可以選取電喇叭電路，讓學(xué)生自己連接線路，并通過測量電流來體會小電流是如何控制大電流的。

2.8 變壓器實驗電路

在汽車點(diǎn)火系中點(diǎn)火線圈的本質(zhì)正是一個變壓器，但需要強(qiáng)調(diào)的是點(diǎn)火線圈是利用初級繞組通電到斷電瞬間在次級產(chǎn)生高壓電從而點(diǎn)火的，因此本實驗電路的設(shè)計要能夠讓學(xué)生測量初級繞組通或斷電瞬間初次級繞組產(chǎn)生的瞬間電壓，并對比通電瞬間和斷電瞬間初次級感應(yīng)電壓進(jìn)行對比，包括大小以及方向，得出通電到斷電瞬間才能點(diǎn)火的結(jié)論。

2.9 直流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)及調(diào)速實驗電路

直流電動機(jī)在汽車上的應(yīng)用相當(dāng)多，有代表性的當(dāng)屬起動機(jī)用串勵直流電動機(jī)，電動門窗(或電動后視鏡，電動座椅等)用直流電動機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)(或冷卻風(fēng)扇)電動機(jī)，本實驗中可設(shè)計安排三個分項目，一是串勵直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)實驗電路，二是永磁直流電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)實驗電路，三是永磁直流電機(jī)串電阻調(diào)速電路，來讓學(xué)生體會直流電動機(jī)在汽車中的應(yīng)用。

2.10 步進(jìn)電動機(jī)實驗電路

本實驗旨在讓學(xué)生進(jìn)一步理解步進(jìn)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度及步進(jìn)角度的控制是如何實現(xiàn)的。為將來專業(yè)課中涉及到的節(jié)氣門步進(jìn)電動機(jī)，門鎖步進(jìn)電動機(jī)等步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用做鋪墊。

2.11 示波器的使用

示波器在汽車故障診斷與維修中起著非常重要的作用，因此熟練掌握示波器的使用方法對于將來從事汽車機(jī)電維修工作具有十分重要的意義，可通過讓學(xué)生檢測不同的信號，學(xué)會如何通過波形獲得有用的數(shù)據(jù)。

2.12 三相橋式整流電路

在汽車發(fā)電機(jī)中用到了三相橋式整流電路，設(shè)計一個三相電壓的頻率和幅值同時可調(diào)的三相橋式整流電路，讓學(xué)生用示波器觀測輸入輸出電壓頻率和幅值的關(guān)系，并可設(shè)計某個或某幾個整流二極管斷路或短路故障，讓學(xué)生觀測輸入輸出電壓的關(guān)系，建立故障和現(xiàn)象的對應(yīng)關(guān)系。

2.13 集成運(yùn)放運(yùn)算電路

此實驗項目中可以安排反相比例放大，同相比例放大，減法運(yùn)算、電壓跟隨器等電路，讓學(xué)生通過利用示波器和萬用表進(jìn)行測量來認(rèn)識各種集成運(yùn)放運(yùn)算電路輸入輸出電壓的幅值和相位關(guān)系。

2.14 電壓比較器電路

氧傳感器檢測到的與混合氣濃稀相關(guān)的電壓信號，需要在輸入回路中利用電壓比較器轉(zhuǎn)變?yōu)楦叩碗娖叫盘?，這樣 ECU才能判斷混合氣濃稀，進(jìn)行下一刻噴油量的控制，此外電壓比較器還可構(gòu)成窗口電壓比較器用于水溫或蓄電池電壓的監(jiān)測。本實驗可設(shè)計兩個模塊，來完成上述兩種實際電路的模擬實驗。

2.15 555時基電路的應(yīng)用

本實驗?zāi)K可安排555時基電路在汽車電子電路中的三個典型應(yīng)用實例，一是多諧振蕩器用于雨刮間歇控制或轉(zhuǎn)向燈閃光器，二是施密特觸發(fā)器用于前照燈自動變光控制，三是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成的電子式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表電路。

3 結(jié)束語

以上結(jié)合汽車專業(yè)對電工電子技術(shù)的需要，提出了十五個實驗項目的初步設(shè)想，這些實驗項目涉及到了常用儀器儀表的使用、常用電路元器件或零部件的檢測、基本應(yīng)用電路的驗證、典型電氣設(shè)備工作原理的驗證以及汽車典型應(yīng)用電路模擬實驗等多個方面，本文僅僅是提出了初步設(shè)想，接下來還需要設(shè)計具體的實驗電路，并制成成品，當(dāng)然還需要編寫相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書，才能真正投入到汽車專業(yè)電工電子技術(shù)實驗的實踐教學(xué)中。

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Study on the Reform of Electrical and Electronic Technology Experimental Projects for Automobile Specialty

WANG Jin-hua

(Nantong Shipping College, Nantong, Jiangsu 226010)

In view of the present situation in our college that the Electrical and Electronic Technology experimental projects are too universal to adapt the professional demand of Automobile Specialty，this paper puts forward the preliminary ideas of fifteen experimental projects，in order to meet the professional needs of Automobile Specialty and lay a ore solid foundation for the follow-up courses.

Electrical and Electronic Technology；experimental projects；automobile specialty；vocational colleges

2015-09-21

王錦華(1980-)，女，河北張家口人，南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通工程系講師，碩士。研究方向：汽車電工電子技術(shù)、汽車電氣與電控技術(shù)的教學(xué)與研究。

G712

A

1008-8156(2015)04-0064-03

修回日期：2015-11-05