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電子技術課程設計論文優選九篇

時間:2022-08-15 08:49:21

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電子技術課程設計論文

第1篇

(1)使課程設計的手段和實驗教學的內容變得多樣化、徹底有效地貫通課程設計和實習教學。豐富課程的設計手段和實驗教學內容,是構建多樣化、立體全方位教學體系的核心基礎,因此,我們應該從加強基礎的能力入手,是創新的教學體系以整體的形式覆蓋模擬、數字化電子技術的教學內容,同時綜合電路設計的專業訓練,此外還包含了編程邏輯的器件、CAD設計、EWB方針、單片機等創新技術的實驗教學,通過這些來促動電子技術課程設計教學內容的特點開展,如在點在的元器件教學的內容上采取利用多媒體文檔的形式和教師的實驗課程內容相結合起來的教學方式;電子課程的設計環節采用上機的實際操作的教學和教師課前準備的教學材料相結合的方式;在電子產品的實踐制作的環節上以學生的實際操作為主,以教師的教學材料為輔的方式來達到預期的效果;同時學生自主探索式教學和問題的情境教學的方法相結合,可以有效激發學生的自主學習、開拓創新以及動手實踐的積極性,要注重課程設計與電工電子實習教學的方法相整合優化、有次序的關聯起來,通過這些方法為學生構建出集電子技術設計,電路器件的測試、計算機的輔助的應用和設計、制版焊接的技術應用、系統的調試技術等綜合技能于一身的教學體系。

(2)科學的編制電子課程設計和教學內容,大力推舉開放性實驗室的管理模式的完善建立,在編制課程設計的大綱環節上,我們應該充分了解電子技術課程設定的教學目標的定位,以新一輪的教學改革為指導方向,要充分注重教學的實踐性、素質教育、自主創新,要突出對學生的自主創新的能力和實際操作能力的雙方面能力培養,為學生制定出一系列的、分為不同層次的、不同渠道的實踐訓練課程,推動課程結構和其他科目的貫通,從而使電子技術課程設計教學能跟上時展的腳步,能滿足社會主義市場經濟對這樣的人才需求。當今社會信息化發展突飛猛進,我們必須要用現代化的信息武器來武裝自己,充分利用現代化信息技術的設備、教學材料和各種教學媒體進行模擬演練、虛擬實驗練習并構建完善的電子技術課程設計教學題庫,使這一教學具有科學、綜合、實踐、新穎、包含的知識量多、內容完善的特點,從而可以推動學生對研究電子科學的積極性。我們在編寫課程設計指導書的時候,要對學生參與實踐操作的環節加以充分的重視,讓學生通過查詢各種不同的資料,為他們提供自主創新、通過計算機軟件進行模擬、接通電力原件、測試調試環節的依據,從而使學生在科學有效的指導下實現自主的實踐的充分鍛煉。

2結語

第2篇

關鍵詞:電子技術;課程設計;教學改革

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)51-0075-03

電子技術課程設計是一門集基本理論、工程設計于一體的專業基礎課程,是電子、信息類本科專業的基礎必修課程。該課程是對電路分析基礎、模擬電子技術、數字電子技術等前期課程所學內容的消化、鞏固、總結和提高。該課程的教學不僅要求學生掌握扎實的相關課程基本理論知識,更在于通過對學生進行綜合訓練,培養和提高學生在電子系統方面的工程設計能力、元器件裝配能力、綜合調試能力。同時,也為后續課程,如單片機系統課程設計、嵌入式系統課程設計及電子系統課程設計等實踐課程的開展打下良好的基礎,為學生今后從事相關專業技術工作提供了必要、專業的實踐技能。

一、電子技術課程設計教學的不足

根據過去幾年對電子技術課程教學情況的分析,結合相關企業對電子類人才的要求,我們認為該課程在教學設計上應從下面幾個問題上重點改革。

(一)課程內容與社會需求差距較大,設計題目偏少

電子技術課程主要由理論和實踐兩部分構成,其中實踐又分為實驗和課程設計。理論是基礎、實驗是深入、課程設計是提高,它們相輔相成構成這門課程完整的教學體系。針對課程設計,一般本科院校的教學方式較為保守,沿用傳統模式,忽視了相關行業、企業所采用的新技術、新軟件,不能與社會同步,學生走出校門口不能立即勝任崗位工作,而是需要通過進一步的崗前培訓才能滿足崗位對人才的需求。同時,設計題目和類型偏少,內容相對陳舊,學生可選擇的范圍也不大,導致部分學生對本門課程學習的積極性不高,也影響了本課程的教學效果。

(二)教學方法較為單一落后

本門課程的教學時間為32學時(合計不到一周的教學時間),時間較短,為了在較短的時間讓學生完成設計任務,教師總是詳細講解并指定相應的資料,將學生限制在指定的范圍和實驗元件內,不利于培養出具有競爭意識和創新能力。且在實驗講義中,編寫教師對設計題目的電路實現方案編寫得較細,學生可發揮的空間較小,導致部分學生不會自己獨立思考,直接采用設計提示電路,或者直接抄襲其他學生的設計方案,不能更好地調動學生獨立設計的積極性。

當前我們大部分老師都采用了多媒體授課,在教學過程中,教師過分地依賴電子課件,而忽略了其他的教學方法,如課堂演示、學生上臺實操等。在涉及電子設計軟件的操作時,學生需要實際動手訓練,邊聽邊做效果會更好。而用電子課件進行授課時,加快了課堂授課的節奏,學生對某些知識點來不及消化,教與學缺少良好互動,學生很難與老師保持同步,使得授課效果大打折扣。

(三)實踐缺乏工程化思想

在電子信息和儀器儀表領域從事電路設計基本上是以工程化的方式進行的,將一個工程分成若干個模塊,再由不同的項目團隊分頭完成。將現代電子領域里設計公司的理念融入課堂,讓學生以設計團隊為單位開展實訓,能夠使學生走出校門后更快地適應自己的崗位,但從目前大多數學校開設的課程來看,除了畢業設計會有幾個學生一起合作完成外,實驗、課程設計等幾乎都是學生獨立完成的,很多學生抱著應付的心態隨大流,沒有主動思考的意識,缺乏創新思維。大多數學生只是按照老師所給電路圖像搭積木一樣連線,不能真正弄懂電路的意圖,因此在未提供電路圖時往往束手無策。嚴重缺乏創新思維,使得學生在走出校門后不能從事完整的工程設計,面對很多簡單的項目也會缺乏信心,無法在已有的崗位基礎上實現更高的突破。

(四)成績評定體系不夠完善

目前的考核制度,雖然提升了平時成績所占比例,但仍然是應試教育模式。在成績評定時,往往根據調試結果以及撰寫的設計報告給出成績,學生在設計、制作、調試過程中遇到的問題以及解決方案等具體實施過程沒有體現出來,評定的標準不能具體量化,不能很好地反應學生在本門課程中的收獲和真實水平。

二、電子技術課程設計教學的改革

(一)結合專業的社會行業需求,豐富設計題目

設置合適的設計題目是提高電子技術課程設計教學效果的關鍵。隨著電子技術的迅速發展,新器件不斷涌現,將其與課程教學緊緊結合,才能跟上時代的步伐。因此,課程設計教學改革的第一步就是結合專業的社會行業需求,根據學生的實際情況,提供足夠的課程設計選題,同時保證設計課題的內容具有綜合性、實用性、先進性。

首先,本設計課程為學生提供了72個設計題目(課題內容統計情況見表1),保證學生具有較大的選擇空間;每一個題目具有基本功能和擴展功能,從而滿足具有不同實踐能力的同學的要求。其次,大部分課題的設計要求盡量使用現有的能夠實現該設計的新器件,設計并完成的小電子系統實用性較強,具有相當的使用價值,可以作為電子系統課程設計和儀器儀表課程設計的基本模塊,也可以作為電子競賽和創新項目的單元電路。再次,設計題目新穎,能激發學生的設計調試興趣;大部分課題的設計內容與專業密切結合,從而增強學生的學習積極性。最后,每個設計題目都能夠盡量訓練前期課程中的相關知識點,比如:鞏固電路分析基礎中的分壓電路、電容元件特性、變壓器工作原理等;模擬電子技術課程中的基本共射、共基放大電路、功率放大器、比較器電路、波形發生電路等;數字電路中各種邏輯門電路、顯示譯碼器、數據選擇/分配器、觸發器、寄存器、計數器、555電路和蜂鳴報警電路的應用等。教師在布置設計任務時,針對每個設計題目,以系統框圖形式給出2~3個總體設計參考方案,以高集成芯片為核心,由中規模集成電路構成各單元電路,然后組合出系統的設計方案。

課程設計除了提供5個類型72項常用的備選設計題目之外,還引入了與學科相關的科研項目的子課題作為課程設計題目,選拔一些優秀學生參與這部分課題的設計。同時結合每年的本科生創新項目,每年更新一些設計課題。以教學、科研及競賽項目為電子技術課程設計題目,為學生創造了研究性學習的機會,提高了其實踐技能。通過項目開發過程的工程磨煉,提高了學生的實踐技能,激發了學生的自主創新意識,對于學生工程素質的培養發揮了較大的作用。同時,學生參與教學科研活動,可以解決創新實踐活動開展中的一系列問題,促進了創新實踐活動的開展。

(二)豐富課題設計內容,合理安排教學進度

電子技術課程設計一般安排在大三上下學期進行分散教學。教學學時共32學時,每周3學時,共11周。教學進度和時間安排統計情況見表2。

本著培養學生獨立設計、創新實踐的理念,我們改變了傳統的“老師講,學生做”的方式,少講甚至不講理論知識,僅是提綱挈領地給學生指引一下他們設計所要查找資料的方向,在設計的過程中,學生遇到了實際問題再進行單獨答疑。

在組織方式上,參照電子競賽的方式進行,2名學生一組。每組學生可在指定的選題中任選一個設計題目,在11周內協力完成課程設計任務。學生在課程設計期間,不僅要共同討論設計課題和選擇設計方案,還必須落實自己具體的設計任務,以達到了解和熟悉整個設計課題全過程的目的。同時由于引入了競賽機制,不但可以增強學生的團隊精神,還能發掘他們創新的潛能。

在課程設計前期,課程設計的任課教師可提前兩周布置課程設計的教學任務,在這期間,完成學生的分組,兩人一組自愿組合,提供課程設計題目供學生自行選擇。學生選定題目后根據課題的設計要求和參數獨立查閱相關資料,完成電路的初步設計。

課程設計第一階段,完成方案設計。方案設計包括電路方框圖、詳細的電路原理圖、電路工作原理的說明和元器件清單。完成電路設計后,學生還要使用Multisim軟件完成對設計的電路進行仿真。通過軟件仿真可以發現設計中存在一些的問題,進一步改善設計方案。學生掌握了電子仿真軟件的使用方法,也為以后的課程學習打下基礎。實驗室將元件清單匯總,盡快完成元器件的準備工作。

課程設計第二階段,完成電路原理圖和PCB板繪制,并且完成PCB的制作。學生通過學習使用Protel軟件,熟悉了電路布局、布線、電路板的制作過程,增強了對電子系統工程設計過程的認識。

課程設計第三階段,完成元器件的焊接及整個系統的聯調,測試技術指標。學生在教師指導下較好地完成元器件的焊接。焊接過程由低到高,分模塊完成。確認安裝無誤后進行通電調試。在調試階段,采用由前至后的順序,從輸入端開始逐模塊調試。若存在故障,應該分模塊檢查,按照從大到小的范圍進行排查,最終找到故障的確切地點并加以解決。學生通過對電路的調試可加深對電路工作原理的認識,學會調試、檢查電路的方法。調試過程中教師要注重啟發學生,自己分析查找故障位置和原因,并獨立找到解決的方法。要求學生在測量完成技術指標后與理論結果進行分析比較,進一步了解電子電路學習過程中理論與實踐的區別。通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺,提高了學生的理論與實踐能力。

課程設計第四階段,完成并提交設計報告。設計報告包括以下部分:①系統方案論證;②各單元電路詳細設計;③電路的仿真及仿真結果;④調試中出現的問題及解決方法;⑤系統測試結果;⑥心得體會。設計報告是對課程設計全過程的總結,學生要嚴格按規定的格式進行書寫。設計報告的撰寫可提高學生的表達、論證能力、科技寫作能力等基本素質,為后續課程設計報告及畢業論文的撰寫打下基礎。

(三)改進教學方法,提高課程教學效果

在電子技術課程設計中,利用視頻、圖片等多媒體手段展示相關內容,可以激發學生對所選課題的興趣。利用教學網站,提供一些跟學生課程設計題目相關的資料,學生可以隨時進行查閱。同時加大實驗室開放力度,課程設計的時間不局限于課堂。實行開放式管理模式,時間開放和資源開放。學生可以根據需要通過網上自由預約的形式,課余時間自行到實驗室進行課程設計,實驗室提供自主學習環境。由于帶著任務,學生雖然沒有教師時刻管理也會很自覺地進行學習。同時由于帶著問題去學習,學習的效率也更高,而且這樣也可以更節省實驗室的教學資源。采用這種形式,增加了學生的實驗時間,增強了學生進度安排的靈活性,有助于學生自主設計能力、工程能力、創新能力的培養。

(四)完善成績評定體系

驗收考核環節采取硬件實現情況、軟件調試情況及考核答辯的方式。相同題目之間的小組,根據所完成項目的性能、指標及完成速度進行評定。

從電子技術課程設計這門課程的設置目的出發建立成績評定體系(見表3):①方案設計的合理性、科學性,電路設計的正確性;②對Multisim、Protel等電路設計、仿真軟件的熟練掌握程度、制作效果;③元件安裝、焊接的工藝質量;④電路調試、故障排除、結果分析及回答問題的情況;⑤課程設計報告撰寫。

在進行成績評定時,注重調試效果正確的同時,應強調整個設計實施的整體情況,若部分同學的設計電路調試結果不盡如人意,只要學生能找出其中的原因,并提出相應的方法進行改進,仍可獲得不錯的成績。另外,注重學生是否已掌握設計方法、制作工藝、儀器使用、調試方法、論文撰寫等不同的環節,即使同組同學根據不同的表現也可給出不同的成績。

三、結束語

電子技術課程設計是學生進行的第一個專業基礎課程的課程設計。在課程改革中突出了學生創新意識及工程素質的養成,體現了“內容綜合、面向工程”的特征,促進了電子技術創新教育體系的不斷完善和可持續發展。通過本門課程的教學改革,豐富設計題目,且與實際聯系,調動了學生的學習熱情,培養了學生對設計性實驗的興趣。由于合理安排教學環節,學生經過自主查找資料和小組討論,完成電路方框圖、電路原理圖、電路布線圖的設計;完成對電路系統進行安裝、焊接、調試、檢查解除故障、測試參數;掌握了相關軟件的應用。充分發揮了學生的主動性和創造性,提高了分析和解決電子電路中各種問題的能力。較為完善的課程成績評價體系也較好地保證了課程設計的教學質量。通過后續的課程學習,學生的綜合設計能力不斷提高。

參考文獻:

[1]賈俊榮.電子技術課程設計教學改革與實踐[J].福建電腦,2013,(11):69-70

[2]佘新平.電子技術課程設計的實踐教學模式探討[J].長江大學學報(自然科學版),2010,7(1)347-348.

[3]趙宏音,肖明,張亞琴,等.“電子技術課程設計”的改革探索[J].沈陽師范大學學報(自然科學版),2004,22(3):198-201.

第3篇

1電子技術課程設計計劃的制定

為進一步深化“3CE”應用型創新人才培養模式和課程體系的教學改革,期間教研室課題組老師對在電子信息工程專業開設電子技術課程設計的目的意義和任務要求以及教學內容和教學方式進行了深入研討,制定了課程設計的實施細則:①將課程設計放在短學期的18至21這4周來集中實施;②制定課程設計報告規范性材料包括存檔封面、課程設計過程表格、課程設計技術報告封面、課程設計技術報告目錄、課程設計技術報告正文格式、課程設計技術報告打印設置);③建立了課程設計的課題庫和元器件庫,以及元器件的購置領用制度;④制定了樂山師范學院“2+1”學期制短學期電子技術課程設計課程教學工作計劃。為保證課程設計正規化和規范化的實施作了扎實的基礎性工作。

2電子技術課程設計具體方案的落實與實施

課程設計就是按設計題目任務要求,運用課程所學知識和客觀條件,完成和實現課題目標的全過程。電子技術課程設計就是在開設了模擬電路和數字電路以及實驗課程之后,運用所學模電和數電知識,完成特定功能電子電路的設計、安裝和調試等。這要求學生在老師的指導下獨立進行查閱資料、設計方案與組織實驗等工作,并寫出總結報告。我們根據課程設計的特點和所要達到的目標要求,采用了開放式的教學模式,真正把課程教學轉換到以學生為主體的知識運用能力、創新能力和綜合素質的培養上來。課程設計教學環節及主要設計流程如下:課題選題電路設計提交元器件清單電路安裝、調試撰寫設計報告驗收、答辯成績評定。

2.1課題與選題

電子技術課程設計的選題是課程設計首要的第一環節,既要符合電信專業的綜合培養目標,覆蓋所學主干課程知識,又要體現電子技術的先進性和應用性,拓展學生的知識面,以達到學生綜合運用專業技術基礎知識和工程設計實踐能力的培養。所以我們課題組的指導老師精心設計了20個課程設計題目,并制定了每個題目的具體設計任務和要求,以任務書的書面表格形式,供各組(每組不大于2人)學生進行選題。剛開始同學們選題只想挑選簡單易做的題目,這個過程老師要悉心講解每個課題的具體任務、要求和所要達到的目的,使學生明確自己的任務,鼓勵并對選擇任務多、難度較大、完成得好的課題要酌情加分。

2.2電路設計

電路設計是整個課程設計中花費時間最多的環節之一,老師首先系統講解課程設計的設計方法,設計步驟,設計要點,并以成功的設計案例進行分析、講授;對每一個設計題目,要求學生必須明確系統的設計任務,根據任務進行方案的選擇,然后對方案中的各部分進行單元的設計、參數的計算和器件的選擇,最后將各部分連在一起,畫出一個符合設計要求的完整的系統電路圖;指導學生要求利用EDA(電子設計自動化)技術來完成整個電路的設計與仿真。這個電路設計期間是一個仔細認真反復糾錯的過程,只有電路設計通過了軟件仿真各項設計指標以后,才能進行硬件電路板的設計與安裝。

2.3電子電路的安裝

電子電路的安裝與調試在電子設計技術中占有重要位置。它是對理論設計進行檢驗、修改和完善的過程,任何一個新產品往往都是在安裝、調試并反復改多次方能最終完成。在電路安裝、調試之前,要求電路設計正確,軟件仿真也通過后,提交元器件清單。雖然學生已經在大一就進行了電子安裝及工藝訓練課的實踐,但時隔一年多,許多同學的安裝焊接技術已退化,所以我們對學生進行了手把手的“師傅帶徒弟”的方法來強化訓練學生,嚴格要求學生在自己設計的PCB板或萬通板上焊接時遵循以下安裝原則。

(1)所有元器件在安裝前應盡可能全部測試一遍,以保證所用元器件均合格。

(2)所有集成電路的安裝方向要保持一致,以便于正確布線和查線。

(3)安裝分立元件時應使其標志朝上或朝向易于觀察的方向,以便于查找和更換。對于有極性的元件,例如電解電容器、晶體二極管等,組裝時一定要特別注意,切匆搞錯。

(4)為了便于查線,可根據連接線的不同作用選擇不同顏色的導線。一般習慣是正電源用紅色線、負電源用藍色線、地線用黑色線、信號線用黃色線等。

(5)連線盡量做到橫平豎直。連線不允許跨接在集成電路上,必須從其周圍通過。同時,應盡可能做到連線不互相重疊、不從元器件上方通過。

(6)為使電路能夠正常工作與調測,所有地線必須連接在一起,形成一個公共參考點。正確的安裝方法和合理的布局,不僅可使電路整齊美觀、工作可靠,而且便于檢查、調試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖,則可獲得事半功倍之效果,使安裝既快又好。

2.4電子電路的調試

電路的調試對于電子裝置的最終形成和達到預定的技術指標是至關重要的環節。老師詳細講解電子電路的調試步驟,指導學生在調試前要對電路進行檢查,包括連線是否正確;元、器件的安裝是否良好,有無短路和連接錯誤的地方;電源供電(包括極性)、信號源連接是否正確;電源端對地(┴)是否存在短路的情況等;通過了上述的直觀檢查無誤后,就可轉入調試。調試包括測試和調整兩個方面,它是為達到電路設計指標而進行的一系列的“測量判斷調整再測量”的反復過程。調試的方法通常采用先分調后聯調(總調)的原則,它包括通電觀察、靜態調試和動態調試的過程。在調試過程中電路會不可避免出現異常工作狀況,學生要學會去查找、分析故障的原因和排除故障的方法,并把它看成一次良好的學習機會。

2.5撰寫設計技術報告

撰寫課程設計的技術報告是對學生寫科技論文和科研總結報告的能力訓練。通過寫報告,不僅把設計、組裝、調試的內容進行全面的總結,而且把實踐內容上升到理論的高度。我們對學生的設計技術報告進行了規范化的要求,技術報告應包括以下幾點。

(1)課題名稱。

(2)內容摘要。

(3)設計內容及要求。

(4)比較和選寫設計的系統方案,畫出系統框圖。

(5)單元電路的設計、參數計算和器件選擇。

(6)畫出完整的電路圖和PCB設計圖,并說明電路的工作原理,截下仿真圖并說明仿真數據和波形是否達到設計要求。

(7)組裝調試的內容(包括使用的主要儀器儀表、電路調試的方法和技巧、測試的數據和波形與計算結果的比較、調試中出現故障的原因和排除方法等)。

(8)總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,提出改進意見和展望。列出系統所需元件清單。

(9)收獲、體會。

(10)列出參考文獻。

2.6驗收與答辯

經過小學期的4周集中訓練和實踐,將自主設計的成果和作品以答辯的形式進行匯報和總結,答辯是有技巧的,答辯本身也是對學生進行綜合素質、能力展示的訓練,所以我們在課程設計的教學過程中也設計了這一環節,訓練他們沉著冷靜、自信應對在答辯過程中所遇到的所有問題。我們安排每組10分鐘的答辯時間,要求先播放、闡述自己的設計幻燈(文檔),然后演示自己的硬件作品,最后回答老師提出的2~3個問題。答辯過程中要求學生回答問題應該實事求是,不宜虛張聲勢,不懂裝懂,回答問題要簡明扼要;對確定自己無法回答的問題時,要態度平靜地說明為什么未曾涉及這個問題的研究,不宜不著邊際強行回答;有沒有科學的求學態度,也是答辯的考核目的之一,千萬不能給老師留下虛假狡辯的學術態度。遇到程度性問題,不能把話說得太死,恰當運用模糊詞語,為自己留有余地。設計者對不同的意見要保持謙虛接納的態度,同時要為自己的觀點辯護。辯論中要客觀、公正,言之有理、持之有據,語氣平和,語言委婉,不能武斷和傷人自尊,即使發問者有錯誤,也要舉止文明,保持學者風度,不必將自己的觀點強加于人,把自己的觀點亮出來,供對方參考就可以。答辯完畢,無論氣氛如何,應該有禮貌地向在場師友致謝。

3嚴格進行課程設計的成績評定

教師主要根據學生課題完成質量情況即平時成績20%+答辯及作品質量50%+技術報告30%,三個部分進行綜合評定學生的課程成績。平時成績:主要考察學生在規定時間內是否在場并認真完成自己的設計,我們制定了工作指導、檢查登記表,規定了9次師生見面輔導時間,并做好每次的指導記載。答辯及作品質量:主要驗收學生的硬件作品的完成質量,采用作品演示加答辯方式來綜合評定學生的答辯及作品質量成績。技術報告:學生科技論文和科研總結報告的寫作能力,我們同樣制定了技術報告評分細則,主要包括:調查論證(資料的查閱與收集情況),方案設計與技能(方案的設計與選擇,圖形繪制與EDA軟件仿真工具的掌握程度),分析與解決問題的能力(運用所學理論知識和技能去分析發現與解決實際問題),工作量工作能力與工作態度(按期圓滿完成規定的任務,工作量飽滿,難度較大;工作努力,遵守紀律;工作作風嚴謹務實),報告質量(綜述簡練完整,有見解;立論正確,論述充分,結論嚴謹合理;方案正確,分析處理科學;文字通順,技術用語準確,符號統一,編號齊全,書寫工整規范,圖表完備、整潔、正確;設計有應用價值),創新(工作中有創新意識;對前人工作有改進或突破,或有獨特見解)。

第4篇

關鍵詞:課程設計;實踐;教學研究

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

0引 言

隨著科學技術的飛速發展,實踐動手能力對高校的學生越來越重要。為了提高學生的動手能力,加強對科學知識及操作技能的培養,很多高校都開設了重要課程的課程設計教學環節,例如:模擬電子技術課程設計和數字電子技術課程設計等。其目的是使學生通過課程設計的學習,為以后的課程、實驗、畢業設計以及從事相關工作奠定堅實的基礎,提高學生的動手能力、創新能力和工程素質。對大學教師而言,指導好課程設計對于教學具有重要的意義。

1大學教師指導好數字電子技術課程設計教學環節的重要意義

1.1加深學生對重點課程的理解。

在教學中,不是每門課程都進行課程設計,只有重要的課程才能安排課程設計的教學環節,所以通過課程設計能使學生對重點課程有更深入的了解和掌握。

1.2提高學生的動手能力、實踐能力。

現在的大學教育已經由學歷教育向素質教育轉變,對于學工科的大學生而言其動手能力、實踐能力是學生應該具有的重要素質之一。而課程設計不同于理論課教學,它需要學生親自動手操作和實踐,這樣才能夠培養學生的動手能力和實踐能力,同時也提高了他們學習的興趣。

1.3提高學生的創新能力。

通過課程設計的教學環節, 更要培養學生的創新精神和創新過程、創新方法及團隊合作的意識和能力。

2指導學生進行數字電子技術課程設計的方式和方法探討

大學教師在課程設計中是教學的主導者,學生是課程設計的主體,所以大學教師在指導學生課程設計的過程中一定要注意引導性,要特別注意課程設計內容的選擇、指導學生課程設計的方式和方法、學生課程設計的評分等。

2.1首先是課程設計的內容。

在進行課程設計之前,教師一定要進行內容的選擇。課程設計的內容選擇很重要,一定要體現出以下幾個方面:

(1)注重實用性。大學教師選擇課程設計的內容一定要把理論課程的理論和現實的應用結合起來,注重本門課程在工程當中的實用性,讓學生感覺到我們的理論和實際結合得很緊密。

(2)注重創造性。大學教師選擇課程設計的內容一定要給學有余力的學生發揮、自己創造的空間,讓學有余力的學生在課程設計中自己發揮創造。

(3)注重新穎性。大學教師選擇課程設計的內容要不斷更新,緊跟時代步伐,具有新穎性,不要一個內容一做好幾屆,一定要推陳出新。

(4)注重趣味性。大學教師選擇課程設計的內容還要有趣味性,俗話說:“興趣是最好的老師”,設計的內容有趣味,自然就吸引學生更好的去學習和制作。

2.2其次是大學教師在指導學生數字電子技術課程設計的方式和方法。

(1)要充分利用多媒體資源。在對課程設計進行之前,教師一定要進行相關知識的講授,要讓學生先看一些錄像資料,使學生對先進的相關知識有一些感性的認識,能夠調動起學生在課程設計的積極性和主動性。同時教師也要根據相關的內容,利用國際互聯網參考大量的國內外教學資源,選其精華用于我們的教學,則教學效果會好很多。通過多媒體介紹大量的事物,這樣的感性認識一定能激發學生的理性思考,因此在課程設計中應注意把學生的觀察能力的培養貫穿其中。

(2)課程設計中要體現創新性。一定要在課程設計中講授創新思路、方法步驟、使學生了解: 什么是創新,創新的一般工作程序和步驟, 如何評估產品的新穎性、創造性,實用性。培養學生在課程設計中的創新意識。

(3)課程設計的組織。學生可以根據興趣創新原則自由組合, 分組團隊作業, 提出課程設計的具體技術方案。教師必須首先向學生介紹團隊合作的一些基本的思想、原則、技巧和方法, 并在設計時對合作中出現的問題進行正確的分析和指導。

(4)綜合點評, 根據設計內容確定課程設計的方案。選取學生提交的優秀的課程設計方案若干, 并根據課程要求和教學目的,指導學生選擇創新課程設計的題目, 完成教師指定的具體設計工作, 例如: 電子產品參數的確定、設計說明書、產品使用說明書等。同時課程設計教學注重的是學生動手操作、學生實踐技能的培養,教師講解、點評的時間應該有限, 如何在有限的時間里讓學生掌握課程設計中的內容,關鍵在于教師的詳細講解和點評,教師在進行講解時,應配以生動的解說,熟練而規范的操作,讓學生們看得清楚,聽得明白,想的深刻,記得牢固。同時在點評中用啟發性,指導性詞句, 將學生的思維引導到關鍵部位和主要問題上來,創設問題情景,激起學生的求知欲望,激活學生的思維,要解放學生的口、腦,鼓勵學生勇于對課程設計提出問題,敢于標新立異,使學生在討論、解決問題的過程中,掌握知識、獲得方法、形成能力。

(5)課程設計產品的實現。利用學校各種實訓中心和實驗室的資源, 實施課程設計產品的制造, 學生動手自己操作完成,熟悉工作程序。

(6)在課程設計的產品制作過程中,師生之間、學生之間應進行平等交流。教師要鼓勵學生充分自由地發表自己的見解或提出質疑, 并通過實驗大膽地進行各種探索, 不斷激發學生的創新意識和創造潛能。教師應盡量培養學生敢于質疑、善于探索、大膽實踐的精神, 將課程設計由被動的設計轉變為主動的創新型課程設計。教師要經常鼓勵學生不要因一兩次錯誤而氣餒, 更不要因一兩次失敗而放棄, 要耐心啟發學生認真分析課程設計中的錯誤或失敗的成因, 使之逐漸形成百折不撓的科學探索精神。課程設計中產品的制作過程中出現的問題一般由學生獨立解決,以鍛煉學生獨立思考和解決問題的能力。對于學生普遍存在的共性問題,教師要進行集中指導、講授。

(7)總結答辯。學生以分組團隊的形式參與答辯, 共同探討設計過程中碰到的問題, 總結工作程序和團隊合作中存在的問題, 明確是如何合作完成一個設計題目的。

2.3大學教師在指導學生課程設計中一定要建立一個好的評分標準,這樣可以提高學生學習的興趣,激發學生的學習熱情。評分標準中一定要注意以下幾個方面的考查:

(1)出勤率的考查。

(2)課程設計產品實用性、功能性的考查。課程設計的產品一定要可以使用, 并且能夠產生積極效果, 此項可以作為主要評分依據之一。

(3) 創造性考查。在課程設計中采用的元件及組合比現有技術是否有實質性的進步, 這可以作為參考評分依據。

(4) 新穎性考查。學生通過專利檢索、查閱學校圖書館現有的資源, 了解查閱相關設計產品的參數、性能。

(5)課程設計論文的考查。論文的撰寫格式要正確,方案設計的思路要清晰、明確。此項可以作為主要評分依據之一。

3綜述

改革傳統教學, 探索創新型的教學方法是目前大多數學校教學改革中的重中之重。對數字電子技術課程設計的教學效果, 其成效取決于師生雙方的共同努力, 而對其重要意義、可行性的認識, 具體的教學方法和方式至關重要。大學教師只有在實踐中不斷探索, 認真研究和總結經驗, 才能使課程設計的教學效果達到預期的目標,才能不斷提高我們的教學質量。

參考文獻:

[1]元澤懷,李廷洪 .《電子工藝實習》課程教學改革實踐[J]恩施職業技術學院學報,2007,(01).

第5篇

關鍵詞:數字電子技術;產學研用;創新能力;工程實踐能力

作者簡介:周來秀(1969-),女,湖南益陽人,湖南城市學院通信與電子工程學院,副教授;蔣練軍(1966-),男,湖南安化人,湖南城市學院通信與電子工程學院,教授。(湖南 益陽 413000)

基金項目:本文系2011年湖南城市學院教學改革研究項目的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)30-0132-02

數字電子技術是電類工科的專業基礎課程,對學生后續專業課程的學習有直接的決定性作用,在歷屆電子競賽中也少不了數字電子技術的基礎知識。該課程不僅具有自身的理論知識體系,同時也是一門實踐性很強的課程。[1]

根據湖南城市學院“立足行業,面向基層,強化實踐,突出城市主題,‘產學研用’結合,培養為城市和區域經濟社會發展服務的應用型高級專門人才”的辦學特色,學院壓縮了該課程的理論課時。但考慮到該課程的重要性,有必要探索新的教學方法,使學生能在較少的課時里大幅度提高學習效率。要達到這一目標,最有效的方法是提高學生學習該課程的興趣,變被動學習為主動學習。為此,教學組必須對傳統教學模式進行必要的改革,將數字電子技術課程的理論教學、實驗教學和課程設計統籌安排,在理論教學過程中穿插實驗教學、理論指導實驗,實驗鞏固理論,進而在課程設計階段實現創新性設計。

一、面向“產學研用”,改革理論教學

1.明確知識目標,學習價值清晰

教師在理論授課時主要運用項目教學法[2]和Multisim結合的教學模式,[1]且明確每堂課的知識點中哪些內容在設計實用電路時將要運用,在具體電子系統中又將完成何種功能等,讓學生認識到本課程確實學有所用。譬如計數器是用得最多的一種時序邏輯器件,主要功能有計數、分頻、定時控制、產生節拍脈沖和脈沖序列、數字運算等。在講授計數器內容時,其功能的應用可以舉大家熟悉的產品,如交通燈控制器的綠燈時間、紅燈時間及黃燈時間的控制就用到了計數器的定時控制功能。又如數字鐘的核心器件是計數器,其時、分、秒的累加及轉換就用到了計數器的計數功能;其秒脈沖是石英晶體振蕩器產生的高頻脈沖經計數器分頻后得到的,這里又用到了計數器的分頻功能。

2.激發學生熱情,學習高效可期

為了充分發揮學生的主觀能動性,在教學設計中必須安排一兩次讓學生上臺講授的機會,講授內容應是學生通過自學能夠講好的內容。如加法器內容可安排學生講授,因為加法運算在學計算機基礎時已學過,學生對這部分內容較為熟悉,只是沒有接觸具體電路。在具體操作之前可以先安排自學,然后請學生上講臺把加法器的特點、邏輯功能等講述清楚。嘗試這種方法布置任務后,學生課前課后都在討論自學內容,并且越主動的學生,其學習效果也越好。

另外,安排兩至三次以學生為主導的習題課。先布置幾個具有代表性和綜合性的作業,要求課后完成,課堂上請幾位學生上臺把解題思路告訴大家,這樣能檢驗作業是否真正經過自己的思考完成,也能發現完成過程中的知識缺陷。通過這種方式,學生學習的積極性大大提高了,多數學生希望能上臺講述解題思路。經過自學和習題研討,師生之間、生生之間必然形成積極互動的局面,學生的學習主動性得到極大提高,學習興趣得以充分激發,同時表達等方面的能力也提高了。

二、落實“產學研用”,強化實驗教學

1.針對實際運用,優化實驗內容

針對現有的實踐技能培養側重于理論驗證性實驗問題,在設計數字電子技術課程實驗時采用硬件和軟件結合的實驗模式,對于驗證性實驗選擇在Multisim平臺上完成原理電路及實驗內容的仿真。而對于較復雜的設計性、綜合性實驗,則要求學生利用Multisim設計出原理電路,仿真結果正確后再進行實驗。

2.設計實驗陷井,體會活學活用

在設計實驗項目時,有必要設計一些具有陷井特征的綜合性實驗,即根據設計原理設計出來的電路,在實驗時其功能卻實現不了的實驗。如在學完計數器內容后要求學生用雙時鐘十進制可逆計數器通過反饋清0的方法構造一個四進制加法計數器。因該計數器的清0端CR為高電平有效,且為異步清0,故要構造四進制加法計數,理論上在Q2端用一根導線與CR直接相聯就可以了。實驗時用芯片74LS192的學生實驗成功,而用芯片CC40192的學生實驗失敗。原因是反饋清0信號停留的時間太短,芯片中的觸發器在動作時間上存在微小差別,使得動作慢的還沒來得及清0,CR端上的清0信號就消失了。學生首先懷疑任意進制計數器構造方法的可行性,根本沒聯想到上理論課時提到的異步清0信號為什么要鎖存,經過提示后,利用與非門二次取非來延長清0信號停留時間,最終解決了問題。又如同樣用雙時鐘十進制可逆計數器,通過反饋置數的方法構造一個初態為8的五進制減法計數器。學生設計的電路如圖1所示,從圖中可看出,計數器減到7(0111)時,在置數端會馬上得到一個置數信號0,由于CC40192是異步置數,因此不會顯示7,學生觀察到的實驗現象是輸出一直顯示8。為什么減不下去了呢?筆者要求學生畫出狀態轉換圖,并觀察譯碼狀態3(0011)的特點及8以后的數的特點,發現7(0111)和譯碼狀態0011后兩位相同,而學生在設計電路時只注意了譯碼狀態,通過提示,學生修改后的電路如圖2所示,最后成功實現了初態為8的五進制減法計數器功能。通過計數器這個實驗,學生更加深刻地體會到:在利用所學知識指導實踐時,應根據具體問題具體分析,活學活用,不能生搬硬套。

另外,在數電技術實驗教學中,排除故障是提高學生分析、解決實際問題能力的最有效途徑。[3]在學生實驗過程中,可能會出現這樣或那樣的故障,有些是設備或元器件的問題,有些是人為因素。當學生實驗出現故障時,指導老師應啟發學生思維,讓學生自己發現故障原因并排除故障。

三、貫徹“產學研用”,創新課程設計

經過系統的理論學習和實驗之后,學生的理論水平和動手能力提高了,為進一步培養綜合能力和創新能力打下了基礎。于是,在結課之后再集中兩周時間進行數字電子技術課程設計,以“產學研用”結合的形式完成該課程最后的學習環節。具體流程:第一周在學校完成,主要是確定設計方案和Multisim仿真,要求仿真結果符合設計要求。第二周在產學研實習基地制作實物。課程設計時將學生按20人一組分組,每組指派一個老師全程指導,指導老師為負責組的學生每人提供一個設計項目,每個項目都有設計要求和指標。項目一般來自生產實際和生活,是大家熟悉的產品。學生選題后,可拓展設計內容,也可以選自己更有興趣的題目,但一般必須每人一個題目,或者相同題目有不同實現方法。另外,課程設計期間,要求不同組的學生在不同實驗室上機查資料及仿真,指導老師則跟蹤在相應實驗室。

1.基于Multsim的電路設計過程

學生選題后,老師要引導學生查閱文獻資料,并要求學生在四天之內確定設計方案。在設計過程中遇到問題時可與同學和老師討論。在課程設計過程中,學生由于設計經驗不足,一次性成功概率不高,因而可能經歷反復修改電路的情況。如果按照傳統的電路設計方法,項目原理電路一畫出來就進行實物的制作,可能出現這種情況:做好實物后驗證時卻發現電路有錯,最后只得修改設計,然后又重新制作。這樣不僅容易損壞元器件,浪費資源,還會耽誤許多時間。且課程設計時學生多,會用到很多芯片,讓學生都在實驗室完成電路的設計制作與驗證不現實,因學院一般可做實物的實驗室有限,而能上機的實驗室較多。如果借助Multisim軟件(因EDA課程是下學期開課,此次課程設計不用EDA輔助設計)對設計電路先仿真,發現有錯時可輕而易舉地修改電路,也不需用實物,因而可節約硬件資源,縮短設計時間,提高效率。因此,課程設計過程中,方案初步確定后先用Multisim軟件搭建電路,然后針對每一條設計要求和指標進行仿真,如仿真結果不正確,就在Multisim平臺上修改電路。

2.制作實物及上交材料

設計電路經Multisim仿真無誤后,組織學生去實習基地制作實物。在實習基地主要學習制板、練習焊接以及調試,直到實驗結果正確。實物做好后,緊接著寫課程設計報告,并于第二周星期五時學生上交課程設計材料:實物及課程設計報告。實物驗收時,學生應根據設計任務要求和指標進行實驗。課程設計報告則按照工科論文格式書寫,要求有電路原理框圖、單元電路設計及工作原理介紹、總電路及工作原理介紹、仿真(或實驗)結果與分析、總結及參考文獻等。

四、結論

在數字電子技術課程教學過程中,為找到一種適合培養為城市和區域經濟社會發展服務的應用型高級專門人才的教學方法,以“產學研用”為指導,以提高學生學習興趣、激發學生主動學習的欲望、提高學生工程實踐和創新能力為目標,最終達到提高教學質量和應用水平的目的,對該課程理論、實驗、課程設計等環節進行教學改革,取得了良好的教學效果,并為后續專業課程的學習、畢業論文的撰寫和科研開發奠定了基礎。

參考文獻:

[1]周來秀,蔣練軍.項目與Multisim結合,探索數字電子教學新模式[J].電腦知識與技術,2011,7(25):6288-6289.

第6篇

關鍵詞:模擬電子技術;教學改革;創新設計

作者簡介:郭華(1977-),女,山西忻州人,西安交通大學城市學院電氣與信息工程系,講師;申忠如(1946-),男,陜西米脂人,西安交通大學城市學院電氣與信息工程系,教授。(陜西 西安 710018)

基金項目:本文系2011年西安交通大學城市學院第四批教改基金項目(項目編號:110022)的研究成果。

中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)35-0147-02

模擬電子技術是電子類專業中一門重要的專業基礎課,它課程內容多,理論性和實踐性都較強,學習存在一定難度。這就要求教師在講授知識的過程中結合實踐教學方法,深化理論知識、進行科學訓練、培養學生創新精神和實踐能力。[1-5]

西安交通大學城市學院依據高素質應用型人才的基本培養目標構建了實踐教學體系,針對模擬電子技術課程的實踐教學可分為如下幾個層次:基礎實驗、課程設計、綜合實訓。在這種訓練下,從主動學習、自主測試到自主設計和創新設計逐步激發學生的求知欲望、創新欲望,取得良好的教學效果。

一、突出“應用型”特色是模擬電子技術實踐教學改革的關鍵

根據獨立學院的培養目標和學生的特點,在專業教育上不能過分強調“寬口徑”,否則會造成學生“什么都學過,什么都不懂”;應突出獨立學院“應用型”特色,重點在實踐能力的提高。針對模擬電子技術實踐教學環節,通過基礎實驗、課程設計和綜合實訓三個層次的培養模式,加強對模擬電子技術課程的掌握,使學生具備獲取知識的能力,學習必要的基礎理論知識,能夠解釋現象、分析問題,掌握學習方法,在需要進一步深造時具備再學習的能力;具有較強的實踐動手能力、應用系統設計能力、發現問題和解決問題的能力,從而更好地完成后續課程。[6]

1.基礎實驗:驗證課本知識

基礎實驗包括與課本章節相關的8個驗證性實驗:雙蹤示波器使用、共射極放大電路性能測試等,旨在加強學生對模擬電子技術基本知識的掌握,訓練學生分析、設計與調試電路的基本方法。

教師結束課堂教學之后,根據理論內容給出實驗題目要求,提出預習問題,要求學生通過查閱資料寫出預習報告,熟悉實驗內容;然后按照實驗教材給出基本電路及其工作原理,學生自己搭建電路、測試其性能指標,驗證理論知識的正確性;熟悉儀器設備的使用,學會利用儀器設備發現并找出電路的故障。

2.課程設計:培養動手能力

課程設計是課堂教學和課程實驗結束后的綜合應用實踐環節。本項教學改革將模電課程設計分為兩部分,一是為彌補實驗設備不足而進行的仿真設計。仿真設計包括三個環節,首先進行常用單元模塊電路仿真;然后結合課本知識,給定電路參數和設計要求,進行仿真電路設計;最后拓展內容,對一些實際應用廣泛的應用電路仿真進行學習。三個環節對學生的要求層層遞進,前兩個環節為“必做”,第三個環節為“選做”。

二是從設計、制版、焊接直至調試全過程的綜合設計制作選題。有兩個題目供學生選擇:MAX038函數發生器的設計和音頻功率放大器的設計與調試。題目要求盡可能實用有趣。

3.綜合實訓:提升綜合素質

模擬電子技術實踐教學改革的最后一個環節是綜合實訓。這其中已經不只是模擬電子技術一門課程,它將與數字電子技術、單片機技術應用等課程綜合開發設計題目,訓練學生的系統設計的能力。在訓練方法上通過主動學習、自主設計和創新設計三個步驟激發學生的求知欲望和創新意識。

(1)主動學習:根據實驗系統需要實現的基本功能和達到的指標要求,學生通過查閱文獻,確定自己的設計方案;利用軟件仿真電路,并通過調試確定適合的參數;寫出預習報告。

(2)自主設計:根據軟件仿真電路搭建實際系統的硬件組件;完成系統程序設計;進行軟硬件調試,通過查找錯誤、解決問題,達到鍛煉提高的作用;測試系統的基本參數和功能。

(3)創新設計:完成實驗系統的進階指標:如增加功能或提高指標;對系統進行最終測試,給出誤差分析;寫出實驗報告,提交實驗作品。

綜合實訓使學生較系統地掌握電子系統設計過程的選題、立項、方案論證、電路設計、裝配調試、系統測試、總結報告、文檔整理等全過程,培養學生理論知識的綜合運用能力。

二、進一步完善實踐教學體系

1.嚴格考核制度

要想使模擬電子技術實踐教學順利地進行下去,必須進行嚴格的考核制度,以保證實踐教學的良好效果。

(1)基礎實驗。根據學生每次做實驗前的預習報告和實驗中的操作表現、實驗后的結果分析,給出實驗成績,占模擬電子技術課程總成績的20%。模擬電子技術課程總成績 = 70%的期末考試卷面成績 + 20%的實驗成績 + 10%的平時成績。

(2)課程設計。完成課程設計中常用單元模塊電路仿真,成績為“及格”;完成課程設計中常用單元模塊電路和規定電路的仿真設計,成績為“中等”;完成課程設計中全部軟件仿真設計,成績為“良好”;完成課程設計中全部軟件仿真設計和一個綜合設計制作選題,成績為“優秀”。

2.完善實踐教學體系的配套工作

除上述改革措施外,為進一步完善實踐教學體系,實驗室硬件設備和運行經費的投入是必要條件;編寫相應教材,加強較適合學生之間的交流也十分重要。已經完成或正在進行的工作如下:

(1)吸取經典教材的寶貴經驗和新的教學理念,結合獨立學院的人才培養目標以及本院課程設置和課程大綱的要求,編寫適用于應用型本科的教材——《模擬電子技術基礎》[7]以及配套的實驗及課程設計指導書。

(2)開設電子設計工程師認證考試(EDP),為學生就業增加砝碼;指導優秀學生參加全國大學生電子競賽、全國大學生專業競賽等,促進“因材施教的個性化培養”。

(3)建立了模擬電子技術課程與實驗的網站,實現了指導教師與學生、學生與學生之間的互動,拓寬了主動學習的空間。

三、結論

經過3年的試點,模擬電子技術實踐教學的改革、探索和實施取得良好的效果。課程基礎知識與實踐教學環節進行了有效融合,學生的學習興趣提高了,動手能力增強了;科學的實驗思維、實驗方法、實驗步驟得到了訓練;分析數據、討論誤差、撰寫報告的能力得到提高;符合因材施教培養應用型人才的要求。實踐證明:通過良好的訓練,學生畢業設計及論文寫作的完成質量明顯提高;我院自2009年第一次參加全國大學生電子競賽以來,除2011年獲得1個三等獎外,每年都有1項一等獎。教學改革需要長期、系統地工作,還要繼續努力,培養更加優秀的專業人才。

參考文獻:

[1]何新華,陳志武.面向創新型人才培養的專業實驗教學體系研究與實踐[J].實驗技術與管理,2009,26(10):24-26.

[2]劉芬.對“模擬電子技術”課程中教學方法的探討[J].電氣電子教學學報,2008,30(2):112-115.

[3]劉艷,朱昌平,宋鳳琴,等.模擬電子技術實驗教學中的學生實踐能力培養[J].實驗室技術與管理,2010,27(2):110-112.

[4]張新安,熊文元,包本剛.電子技術專業實踐教學改革的研究與實踐[J].實驗技術與管理,2011,28(7):24-27.

[5]晏湧,藍波.“任務驅動”教學法在模擬電子技術實驗中的應用[J].實驗技術與管理,2010,27(11):253-254.

第7篇

1采用模塊化合理設計現代電子技術課程體系

設計的模塊化現代電子技術課程體系框圖如圖1所示。該課程體系大致分為三大類模塊:基礎電子技術模塊、專業電子技術模塊和實踐模塊。其中基礎電子技術模塊包括:電路原理、模擬電子技術、數字電子技術。現代電子技術模塊包括:微機原理/單片機、EDA技術。實踐模塊包括:電工電子技術實驗、基礎課程設計、專業課程設計、開放創新實驗室、學生科研與競賽和畢業設計。該課程體系的特色在于:強化實踐模塊,通過多種途徑,為學生創造電子技術實踐和提高的條件,強調培養學生工程實踐能力、創新意識和創新能力,建立學生從基礎課學習到社會就業的直接通道。

2完善現代電子技術精品課程建設

按照精品課程評估體系扎實推進課程體系建設,具體包括:

2.1推進課程教學基礎建設和教學實踐平臺建設

完成課程教學大綱、教案、多媒體課件、教學參考書、網絡教學資源、課程建設與管理規劃、實踐教學設計、教學質量控制控制等基礎性工作;并按照有關要求,建設了課程網站,優化資源配置的教學模式。建成省級電子信息實驗教學示范中心1個、省級機電工程實驗教學中心1個、省級電工電子基礎實驗平臺1個,校級開放創新實驗室1個,建成6個校企聯合實驗室和多家校企合作實習基地,拓展了學生進行電子技術設計實踐平臺。

2.2推進課程教學內容建設 突出知識的應用性

按照“分立元件起步,集成電路落腳,突出技術應用”來組織教學,努力提高學生的綜合素質和創新能力。根據電子技術的飛速發展的客觀實際,教學內容以集成電路為重點,重外部特性,輕內部結構;重實用電路,輕基本電路;重技術應用,輕理論分析;把電子技術的新概念、新器件、新設備溶入課堂教學中去;突出技術性、應用性,引入新技術、新器件,正確、妥善處理傳統內容與新知識、新技術之間關系,對教材內容的精選要遵循“少而精”的原則,教材水平應保持與本學科發展相適應的科學水平。

2.3形成“一體化,多層次”的教學體系

通過對傳統的電子技術實驗課進行優化、整合,分階段開設基礎板塊、提供板塊、拓展板塊3組系列,并增加“創新實驗”和“開放實驗”,既體現不同層次的差異,又形成一個有機整體,突出了“基礎、提高、綜合、創新”的特點。將原有以電子技術理論課程教學為主體,變為理論教學與實驗教學并舉,驗證性、應用性訓練與創新性訓練并舉,從原來被細化的按專業方向培養學生,變為按一級學科特點培養人才。

3創新教學方法 更新教學手段

利用現代化教育手段,設計多媒體課件,開展課堂演示實驗教學,創新教學方式。通過應用EWB,MATLAB和Multism軟件,制作了電路原理、模擬電子技術和數字電子技術演示實驗軟件,并課程教學中新增了演示實驗環節,使抽象的理論變得形象,加深了學生對知識點的理解,增強學生對實際應用知識點的感知力。通過引人電子設計自動化工具軟件,形成“電子仿真工作平臺”,對現成的組合邏輯器件及時序邏輯電路進行功能驗證,提供簡便快捷、準確有效的實驗手段,可以豐富教學內容,更新課程的教學思路,提高課程的實踐性與應用性。另一方面,也可以借助計算機網絡環境,將數字電子技術課程教學資料(例如:課件、講義、教案、輔助教學材料、試卷等)上網,使其成為共享的資源,能促進數字電子技術課程的交流和改革。模擬仿真突破了教學難點,具有化繁為簡、化難為易、化抽象為具體的功能。

4以開放創新實驗室為平臺 加強第二課堂實驗基地建設和指導

4.1建立開放創新實驗室和校企聯合實驗室

為學生搭建良好的電子技術實踐和創新平臺學生通過項目申請,進入開放創新實驗室;實驗室則為學生提供電子技術實踐場所、儀器設備、元件耗材,并由相關的老師負責指導。具體做法是:首先,每學期開學初,學生向實驗室提出申請;其次,經指導老師審核、實驗室管理老師批準,申請獲得通過后的學生將進入創新室,借用儀器設備(如:計算機、示波器、直流電源、信號發生器)搭建自己的實驗平臺;學生可以根據自己電子系統設計的需要,使用實驗室中的電子設計設備,如打印機、轉印機、銅板腐蝕劑、鉆臺等公共設備,并申請常用的電子元器件。同時,常年有課題組教師負責創新實驗室學生的輔導。在學生座位的安排上,將高年級的學生和低年級的學生進行穿插安排,充分調動學生自主學習的主動性,讓高年級的學生起到良好的傳幫帶的作用。創新實驗室為學生提供了一個良好的實踐平臺,極大地提高了學生實踐與創新能力。

4.2利用每年暑假時間 進行大學生電子設計競賽培訓

以全國大學生電子設計競賽為切入點,舉辦電子設計培訓。培訓的重點放在實踐能力提高上,注重實踐訓練,彌補理論教學上的不足。根據競賽征題要求及歷年競賽試題,培訓內容采用基礎平臺+模塊化訓練。其中基礎平臺主要內容包括:傳感器、放大器、振蕩器、運算放大器、調制與解調、數字電路、單片機小系統。模塊化訓練主要內容是歷屆競賽試題和本年度的模擬試題,具體類型有電源、信號源、無線電、儀器、數據采集與控制類。實踐證明,這種培訓模式是行之有效的,能迅速提高大學生的動手能力,培養其創新意識和協作精神。

5加強學生科研引導和畢業設計建設 提高創新能力

5.1引導學生申報各類科研項目

鼓勵學生申報校團委科研項目、省級和校級大學生創新實驗項目,并為學生項目立項和項目實施提供指導。

5.2加強學生科研引導和畢業設計指導

以畢業設計形式或課程設計形式,引導高年級學生參與電子技術類產學研項目,鍛煉學生解決實際問題的能力和創新能力。學生通過獨立完成課題的設計、制作、調試和實驗分析,鍛煉分析問題和解決實際問題的能力,促進創新意識、創新能力和工程實踐能力的培養調,提升適應未來工作的自信心。近年來,有多名大學生通過參與教師與企業間的項目合作,得到了良好的鍛煉,畢業后直接到企業就業,成為技術骨干。

6改革成效

6.1電子技術類課程教學質量顯著提高

改革后的電子技術課程在授課內容、教學方法上都有了明顯的進步,課堂互動性增加,學生的學習興趣提高了。項目實施以來,電子技術相關的課程授課效果良好,在期末測評中獲得同學們的好評,有多位教師獲得省級、校級教學名師稱號。

6.2學生電子技術實踐和創新能力顯著提高

各類科技創新活動取得佳績項目組依托開放創新實驗室,通過暑期的大學生電子設計競賽培訓,每年完成約100人次的電子技術設計培訓;每學期指導進入開放創新實驗室和校企聯合實驗室的學生約60人,四年來累計指導學生約400人次;指導的大學省級創新創業實驗項目、校級創新實驗項和團委科研立項目60多項;四年來,本項目組成員指導大學參加了全國、全省大學生電子設計競賽,獲得各類獎項32項,其中一等獎6項、二等獎11項、三等獎15項;指導的學生分別獲得2009、2011和2013年福建省大學生課外學術科技作品競賽二、三等獎。

6.3學生畢業設計課題完成質量顯著提高

通過現代電子技術課程體系改革,學生對新技術的掌握和實踐動手能力都應該比以前有所提高,這部分學生在畢業設計中就可以做一些難度較大、有實用意義的課題。四年來,指導約200名大學生開展與電子技術相關的畢業設計,取得良好成績,近30位同學獲得校級優秀畢業論文。

6.4獲得社會的廣泛關注和用人單位的好評

幾年來,以開放創新實驗室和校企聯合實驗室為平臺的現代電子技術課程體系,培養了一大批實踐能力強、創新意識強、具有團結協作精神的大學生,這些學生畢業后能勝任與電子技術相關的技術工作,成為公司的技術骨干,獲得用人單位的好評。

7結束語

第8篇

【關鍵詞】Proteus 電子 虛擬實驗 EDA

一、引言

在電子技術理論和實驗教學中,經常需要設計出電路,并連接實物進行原理分析和驗證,在電子線路設計過程中,不僅需要考慮各種元器件的參數、性能、功耗、封裝等多種因素,而且在電路的實現過程中還需要經過大量多次的電路焊接、調試和實驗,費時費力,這種傳統的設計方法很難適應現代電子電路設計的規模化、低成本、短周期的設計要求,當然,也不能很好的適應現代化電子技術的教學。隨著EDA(電子設計自動化)技術的發展,電子線路設計過程可以通過計算機軟件,搭建仿真實驗電路,靈活調整元件參數進行動態仿真,進而能顯著提高設計效率,降低成本,縮短設計周期。

Proteus是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件,它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機及器件。可以從原理圖布圖、代碼調試到單片機與電路協同仿真,一鍵切換到PCB設計,真正實現了從概念到產品的完整設計。不僅對科研開發,而且對于電子技術課程教學、學生實驗、課程設計、畢業論文設計、電子技能競賽等都提供便捷的輔助功能,對培養電子技術創新型復合人才提供了最便捷的實驗條件。

二、Proteus在電子技術虛擬實驗教學中的優勢

(一)Proteus軟件的資源豐富

1.Proteus可提供的仿真元器件資源:仿真數字和模擬、交流和直流等數千種元器件,有30多個元件庫。

2.Proteus可提供的仿真儀表資源 :示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調試器、I2C調試器、信號發生器、模式發生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調用。

3.除了現實存在的儀器外,Proteus還提供了一個圖形顯示功能,可以將線路上變化的信號,以圖形的方式實時地顯示出來,其作用與示波器相似,但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數指標,例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結果的影響。

4.Proteus可提供的調試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數字信號。

(二)Proteus支持電路仿真

1.Proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化,也可將許多單片機實例運行過程通過多媒體展示,這在相當程度上替代了傳統的單片機實驗教學的功能。

2.Proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫,提供了修改電路設計的靈活性、提供了實驗室在數量、質量上難以相比的虛擬儀器、儀表,因而也提供了培養學生實踐精神、創造精神的平臺。

(三)Proteus應用領域廣泛

Proteus軟件是一個巨大的教學、仿真、開發資源庫,不僅可以用于:模擬電路與數字電路、單片機、嵌入系統、微控制器系統的教學、實驗與考評,也可以用于真實的項目設計與產品開發過程。

三、Proteus在電子技術虛擬實驗教學中的應用案例分析

(一)Proteus在電路分析課程中應用案例

應用Proteus進行電路分析時,通過如下設置:點擊system――set Animation options――在對話框的Animation options 區域選擇show wire current with Arrows,即可以箭頭的方向表示電流的流向,幫助學生理解。同時,可以將電流表、電壓表、功率表等連接到電路中,對電路參數進行測試,快速得到仿真結果。

(二)Proteus在數字、模擬電子技術課程中應用案例

應用Proteus還可以進行數字、模擬電路的仿真分析,例如用譯碼器74LS138搭建的仿真電路,當控制信號E1接電源,E2、E3接地時,通過單刀雙擲開關選擇ABC三個輸入端子的不同組合,即可在八路輸出端子產生相對應的譯碼輸出,控制相應的發光二極管點亮。將抽象的高低電平用發光二極管和單刀雙擲開關形象的表示出來,從而更好地幫助學生理解數字邏輯器件74LS138的譯碼功能,同時也使枯燥的理論內容變得生動形象。

(三)Proteus在單片機技術課程中應用案例

單片機技術作為電子專業課程,一直以來都是學生們反映較難理解的課程,因為其內容綜合性強、實踐性強、且比較抽象。單片機課程的實踐教學以往多采用驗證性實驗,學生按照實驗指導書,將所需的器件在單片機實驗箱上進行連線,下載程序并調試。但是這種方法必須在實驗室內依托硬件完成,對實驗室的設備數量要求較高,且對于一些綜合性實驗,需要較多的元器件支撐。為了提高實踐教學效率、改善教學效果、降低教學成本,在單片機理論、實踐教學過程中引入Proteus軟件。例如在矩陣按鍵控制實驗中,就只需將元器件從元器件庫中拖放到圖紙上,按照電路圖將元件連接,再將keil編譯好的程序下載到單片機中,按下play鍵即可進行仿真。需要修改電路只需在圖紙上進行,快捷方便。

四、結語

在電子技術課程教學中,利用仿真軟件將理論教學、實驗和課程設計有機結合,提高了電子技術課程的教學效果,開發了學生自主學習的潛在能力,激發了學生的學習興趣和創新意識,開拓了學生的視野,增強了學生綜合運用知識的能力和實際動手能力,為后續高頻電路、單片機等專業課程的學習以及參加電子設計競賽等奠定了夯實的基礎。

參考文獻:

[1]朱清慧,張鳳蕊,翟天嵩,等.proteus教程――電子線路設計、制版與仿真(第2版)[m].北京:清華大學出版社,2011.

[2]周潤景,張麗娜.基于proteus的電路及單片機系統設計與仿真[m].北京:北京航空航天大學出版社,2006.

[3]周靈彬.單片機系統的proteus設計與仿真[m].北京:電子工業出版社,2007.

第9篇

“模擬電子技術基礎”課程需要在有限的學時內(理論教學64學時,實驗20學時)使學生獲得電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能。新修訂的課程內容體系更加注重理論教學與實踐教學的銜接,在保證經典理論的基礎上重點講授集成運放組成的各種信號運算、信號處理和信號產生電路,并延伸到模擬集成電路和模數混合系統等內容,培養學生系統級的分析與設計能力。理論教學應簡化器件內部機理的介紹,弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶,強化器件的組合應用與接口擴展機制,加強主流新技術的探討;實踐教學應重點引入研究型和設計型實踐教學環節,為此出版了課程配套的“十一五”規劃實驗教材《電子技術實驗與模擬電子技術課程設計》。目前,多媒體教學和電子設計自動化(EDA)的發展使得教學輔助軟件能夠融入課堂,為學生豐富的探索和實踐提供了現代化手段。適用于該課程的研究型教學輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計算軟件Matlab、MathCAD。在此基礎上,筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學生進行硬件實驗的前提,建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學模式,以保證研究型教學落到實處。

教學方法與教學手段的改進

1.通過網絡輔助教學平善課程體系

隨著信息技術的發展,世界各國高校都在大力開展網絡化教學應用,然而海量的數字化資源會使學生感到無所適從。為此,筆者通過網絡輔助教學平臺給學生提供少而精的數字化資源,與課堂教學相輔相成。除了教學大綱、教學日歷和教學課件,網絡輔助教學平臺提供的數字化教學資源還包括教學輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術精品課程和國際一流大學電子技術課程的網址,方便學生進行自主學習。網絡輔助教學平臺還提供與課程相關的在線輔導答疑,并通過微博、QQ群、飛信群等網絡互動方式開展憶阻器、在系統可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術的專題討論,并讓學生通過網絡調查模擬電子技術的相關專利與應用,撰寫調研報告,促進學生開展研究性學習。

2.將EDA仿真演示融入理論教學

EDA技術是電子設計領域的一場革命,改變了以變量估算和硬件實驗為基礎的電路設計方法。在理論教學中引入重點內容的EDA仿真演示,有利于快捷地將理論性和應用性融于一體,實現理論教學的拓展,并為實踐教學打下基礎。由于學時與場所限制,教師需要在備課時充分考慮課堂投影演示與本機顯示的不同,精心設計演示范例與互動環節,引導學生思考,由學生得出結論,并事先做好演示范例的中間版本以便重點演示關鍵步驟。例如,筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負反饋前后各種參數、輸入輸出信號波形、頻率響應特性的異同,學生通過直觀的比較加深了對負反饋作用的理解。此外,筆者在布置書面作業時還鼓勵學生對作業中的疑難問題進行仿真,并在作業本上寫出心得體會。

3.強化“系統化模擬電路”的定性思維

現行的理論教學往往只講器件和基礎電路,很少涉及如何由各種元器件通過某種聯結組成一個實用系統。筆者在緒論課中就結合實際闡明電路系統的組成及各部分的作用,并給出簡圖;之后課程中每一個新內容都會回到系統簡圖上來,逐漸深化、細化,并引導學生尋找反例,這樣不但使學生建立了系統的概念,而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下,學生對各種電路無須精確的理論計算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚電路系統的設計思路及其局限性、性能指標的折衷考慮。要注意各章節之間的相互配合和銜接,堅持培養學生“系統化模擬電路”的定性思維,強化以集成運放為基礎的知識體系,使學生建立系統觀念、工程觀念,學會定性分析與辯證的思維方法。

多層次的實踐教學

1.利用Multisim軟件開展虛擬實驗

研究型教學是理論和實踐有機結合的一種教學方式。然而由于學時、實驗條件的限制,課內實驗的教學效果難以達到預期目標,利用EDA軟件開展虛擬實驗能夠彌補當前課內實驗的不足。目前EDA軟件的種類很多,其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件,特別適合于模擬電路系統的虛擬實驗。

學生可以通過這些儀器觀察電路的運行狀態,查看電路的仿真結果,許多設置、使用和讀數與實際的測量儀器類似。因此,課內實驗是首先在EDA實驗室安排了一節課的Multisim認識實習,隨后按教學日歷分為基礎實驗、綜合實驗、課程設計三個階段。各階段都增加了相應的仿真設計內容。在課內實驗之前,筆者要求學生預習實驗內容并進行Multisim仿真及課外研究,再進入實驗室通過儀器設備進行實際的硬件操作。虛擬實驗和硬件實驗不可重此輕彼,而應軟硬結合。筆者通過實驗課件的演示減少講解時間,讓學生有更多的時間用于實際操作與硬件調試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學模式將仿真考核和課外研究作為實驗成績的重要部分,增強了學生對理論知識的理解與掌握,提高了學生的仿真能力、設計能力和系統調試能力。

2.重視綜合實驗和課程設計

研究型教學需要一種類似科學研究的氛圍以及一對一的師生互動。綜合實驗和課程設計能夠較好地彌補理論教學大班授課的不足。有限的學時在一定程度上制約了實踐教學的深入開展,為此筆者壓縮了前期驗證型基礎實驗的次數,在實驗課程的后期安排了三次融合整學期知識點的綜合實驗,幫助學生強化“系統化模擬電路”的定性思維。期末的課程設計則由指導教師布置若干難度適中的研究課題,要求學生從查閱資料開始自主進行電路設計,對設計的電路進行仿真分析,經教師審查后方可選購器件,安裝調試電路,測量各種參數,進行實驗分析,提出改進意見,并根據規范格式書寫課程設計報告,完成一次較完整的工程研究訓練。鼓勵學生進一步拓展課程設計內容并發表科技小論文,在課程設計中表現突出的學生將被選拔參加各種課外科技活動和競賽。

結束語

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