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汽车电子电路课程教学策略分析和

［摘要］以高职院校汽车类专业学生的电路课程教学目标为依托,从串联电路、并联电路和混联电路等三部分电路基础来详细阐述汽车电路系统的基本组成部分,并在此基础上,完成汽车前大灯电路的分析,这样教学内容的设计可以帮助高职类院校学生掌握相关专业技能,提升自己的动手能力,为以后的职业发展奠定坚实的基础.

［关键词］电路基础；汽车电路；教学内容

［中图分类号］G712［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2017）15-0120-02

随着科学技术的飞速发展,在传统的汽车基本功能的基础上,越来越多的信息化设备被应用于汽车中,例如,车内听歌、看电影,坐椅加热等功能,这就导致汽车电路的复杂性被不断提高.对于高职类院校的学生而言,由于其物理和数学的基础知识掌握较为薄弱,复杂的电路系统更加大了学生的学习难度.因此,本文讨论了一种易于学生接受的课堂教学模式,以最基础的串、并联电路为依托,在此基础上,帮助学生掌握混联电路的基本分析方法.最后,以汽车的前大灯电路为例,检验学生对汽车电路分析能力掌握的课堂效果.

一、汽车电路中的串联形式

串联电路形式是学习电路知识的基础之一,串联是指将需要用到的电路元器件,例如电阻、电容、开关、用电器等依次首尾连接在电路中,形成通路.在串联电路中,电流只有一条通路,所有流入串联元件的电流相等；电路总电阻等于各元器件的电阻之和；电路总电压等于各元器件的电压之和,如图1所示.

而对于汽车系统的电路而言,由于电路的复杂程度比较高,一般都是以电气图的形式出现.学生在课堂上学习图1所示的普通电路图以后,应该去尝试分析电气图类型的串联电路.例如,在图2所示的电气图中,熔断丝、电灯泡L1、热电堆组成了一个串联通路,而熔断丝、电灯泡L2、扬声器组成另一个串联通路.这种形式的电路在轿车的电气系统中是最基本的形式,在课堂上,老师除了需要向学生展示电气图中各种元器件的画法,同时还需要让学生理解这种电气电路图的形式,便于今后对更加复杂的电路图进行分析.

串联电路是电学的基础,学生在中学阶段已经掌握,所以老师需要帮助学生了解电气图中串联电路的形式,为复杂电路的分析做好基础,也为学生利用拆分法分析汽车系统电路作铺垫.

二、汽车电路中的并联形式

电路中的另一种基础形式便是并联的形式,它的特点是不同的元器件首首连接、同时尾尾亦连接的形式,如图3所示.在并联电路中,电流有很多条通路,这每一条通路称之为一条支路,总支路成为干路；并且,在各条支路两端的电压相等；干路上的总电流等于支路的电流之和；电路的总电阻等于各支路电阻的倒数和.

和串联电路是同样的道理,在汽车电路系统中,同样也需要在电气图中对汽车的某部分电路进行分析.这时,就需要老师在课下准备丰富的教学实例,在课堂上为学生呈现完美的内容实例,帮助学生去理解电气图中的并联形式.例如图4中,这是一个并联的电气图,老师在课堂上鼓励学生自己去发现这个电路图中的并联形式,经过老师的提醒,学生可以很快地发现这个电路中电阻R、电容C和电感L之间的关系就是并联的形式,三个元器件之间的电压、电流和电阻形式也满足一点的并联电路的关系.

并联电路也是电路中非常常见的形式,老师在课堂上一定要带领学生去多多练习并联电路的计算,包括其电压、电流和电阻之间的计算关系.针对高职类学生的计算能力较差的现状,老师的多加练习便可以弥补学生基础知识的不足,帮助学生认识汽车电路的基础.

三、汽车电路中的混联形式

当学生掌握了串联电路、并联电路的基本形式、基本特点、电学参数的特点之后,接下来需要理解并掌握的便是汽车电路中的混联形式.所有的电路形式都是在串联和并联的基础上形成的.那么,混联电路的特点便是串联电路和并联电路的集合,包括电压、电流、电阻之间的关系等等这些物理量的表述.

如图5所示的声控电路,包括电阻、电容、三极管、话筒和LED发光管等元器件,直流24V电源为这个电路进行供电.在课堂上,老师首先让学生分析这个电路图的支路数.根据并联电路的特点,学生可以很容易地观察到这个电路一共包括五条并联支路,这五条支路之间满足“各条支路两端的电压相等；干路上的总电流等于支路的电流之和；电路的总电阻等于各支路电阻的倒数和”的特点.下图中同样可以观察到LED1和三极管8050是串联的形式,这两个元器件之间满足“流入串联元件的电流相等；电路总电阻等于各元器件的电阻之和；电路总电压等于各元器件的电压之和”的特点.在这样的前提下,学生可以快速理解该电路的意义,这也为分析汽车电路系统打下非常坚实的基础.

串联电路和并联电路相融合的混联电路一直以来是每位汽车类专业学生电路课程中必须要掌握的知识点,老师在课堂上为学生提供一些典型的混联电路的形式,例如桥式电路、Y型电路、星形电路等,这些电路的学习都是学生专业技能提升的必经之路.

四、汽车前大灯电路分析

汽车系统中的电路系统相对而言是比较复杂的,其中包括电源电路、起动电路、点火电路、仪表和报警电路、照明和辅助电路以及电子控制装置.这么多的电路如果集合在一起让学生学习,学生肯定无法接受如此庞大的电路系统.所以,老师应该利用拆分的方法来循序渐进地让学生接受该电路的学习.本文中,我们以汽车前大灯电路为例,分析串联和并联在汽车电路系统中的应用.

图6为汽车的前大灯电路图.其中开关K是该电路图的总开关.在课堂上,老师可以首先帮助学生去分析其中的一条支路,例如,在+12V直流电压的供电下,右前大灯H2与场效应管VT2的门级串联,在门级电压的影响下控制右前灯的开与灭.那么,接下来,左前大灯的开与灭应该是怎样的原理呢？老师可以鼓励学生自主去分析.这时学生可以很容易地观察到左前大灯和右前大灯的电路关系是一样的,也是与一个场效应管VT1的门级相串联.这时,左右前灯两者之间是典型的并联的关系.接下来分析这个电路中的其他部分,老师在课堂上已经为学生做了分析电路的示范,接下来,老师要把课堂还给学生,老师做一个学生课堂上的引导者.第三步,学生自主分析光敏电阻RG和滑动变阻器RP之间的电路关系,同时思考光敏电阻在这个电路中的作用.之前的分析打开了学生的思路,大家都积极地面对课堂.RG和RP之间是串联的关系,这个分析起来十分容易.那么,光敏电阻的作用呢？课堂上老师提出了“汽车由户外进入隧道的过程中”这样的一个假设环境,学生马上茅塞顿开,即光敏电阻可以起到感应外部环境自动打开车灯的作用,这样便大大降低了车祸的发生率.在相同的分析方法的作用下,学生也可以自行将ICSG1555芯片和其他电阻之间的关系进行分析,最终可以理解,在行驶的过程中,驾驶员是如何操作前灯的亮与灭的.

通过对串联/并联/混联以及汽车前大灯电路的分析,学生已经掌握了汽车电路分析的基本分析方法.这样下来,不仅是汽车系统中的前大灯电路,包括起动电路/仪表和报警电路/照明和辅助电路等,学生都可以自主进行分析.高职院校的学生,动手能力的提升是非常重要的,但是基础理论知识的铺垫同样十分重要,就像一座高的建筑物,打好地基才是屹立不倒的大前提.所以,高职院校的课堂中,老师也应该培养学生基础知识的掌握能力,让学生可以通过理论知识的学习,获得实际动手能力的提升.为我国汽车行业的长足发展作出每个技能人才最大的贡献.

参考文献：

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