電子設計課程范文

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導語:如何才能寫好一篇電子設計課程,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

電子設計課程

篇1

關鍵詞:演示實驗;虛擬實驗;Multisim;自制套件;面試考核

中圖分類號:G424 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)13-0131-02

全國大學生電子設計競賽是具有22年歷史的科技活動,從1994年第一屆開始至今已經舉行了12屆。教育部和工信部共同發起的這項活動極大的促進了普通高等院校信息與電子類學科課程體系的改革。推動了課程建設和實驗室建設工作。參與的學生在實踐方面獲得了很大的鍛煉,將來在工作中的競爭力也得到了提高。指導教師的付出也得到了教育部和高校的認可,承認并計算其工作量。電工電子設計是面向高校理工科專業的學生開設的實訓課。主要面向大一大二新生,介紹常用電子元器件的封裝結構,不同元器件的選用及常見故障的識別;熟悉常用電子儀器儀表的使用;掌握電子元器件的焊接技術。著重訓練學生的實踐動手能力,作為電子設計競賽的前期基礎教學環節,承擔發現選拔人才的任務。

1 目前教學中存在的問題

學生學習積極性不高。通過對學生上課精神狀態的掌握和課下與老師同學之間的交流可以發現一個普遍共識,隨著時間的增長,大學生的學習積極性逐年下降。主要表現在實踐能力不足,眼高手低的問題比較突出。大一新生對大學充滿好奇,相對來說情況還算較好,但是也存在上課玩手機,實訓不按照操作規程執行,組織性差紀律散漫的問題。這一方面是現在社會知識爆炸以及知識碎片化造成的,另一方面也反映新時代下教學的改革迫在眉睫。

學校對實踐教學重視度不夠,課時較少。隨著學校實踐教學課程數量的增加,而總學時并沒有增加多少,這就造成留給每一個課程的實踐教學課時非常有限。電工電子設計的實訓教學是非常花時間的,一次教學單元應該在4個課時左右,否則很難有效展開教學工作。因為教學課時受到壓縮,原來的教學內容就需要進行改進,以適應新形勢的要求。目前存在實踐教學和理論教學方面的銜接沒有處理好的問題。

2 教學內容的改革

目前高等院校學生普遍反映課程設置負擔過重,而教學效果并不明顯。造成的原因是多方面的,其中之一是課程內容陳舊,已不適應新形勢的需要。針對電工電子設計實訓課程的特點,需要增加實訓套件的選擇性和趣味性。傳統的實訓套件主要是六管收音機,盡管成本低廉但是教學效果并不好。應該允許學生根據自己的專業特點和興趣愛好自由選擇實訓套件內容,這就要求實訓套件的研制要與時俱進,每年都需要增加一些創新性的實訓套件,并將其引入實訓教學中。這對實訓指導教師和實驗室元器件庫的建設都提出了新的要求。

重視演示實驗,增加虛擬仿真實驗。有些實驗趣味性很強,但是成本較高不適合作為電工電子基礎實訓內容。可以將這類實驗制作成演示性的,如四旋翼飛行器和腦波控制軌道車等等。這些演示性的實驗可以增加學生的學習樂趣,開闊專業知識的視野。在教學開始的時候進行演示,可以吸引學生的注意力,在接下來的學習中更加積極主動。同時在教學過程中將虛擬仿真實驗引入電工電子設計實訓教學中,采用Multisim仿真軟件,增加學生對電路的直觀認識,為后續專業課程的學習奠定很好的基礎。這很好地解決了課時少和課程綜合性、實踐性強的矛盾,同時也降低了材料的耗損,減少了經費的支出。采用虛實結合的方式,彌補了現場實驗中的不足。

以濾波器實訓為例,最簡單的形式是一階無源低通濾波器。對于沒有學習過專業課的學生來說一階無源濾波器截止頻率的概念,顯得很難理解。可以通過仿真讓學生理解頻域、波特圖的概念,學會使用示波器和信號源等儀器。通過虛擬儀器的使用學生可以掌握常用儀器儀表的使用,并進行電路的直流工作點分析、交流分析、瞬態分析等常用分析方法。在對無源濾波器理解的基礎上,再進行二階有源帶通濾波器的實訓。通過采用仿真軟件,在教學過程中隨時提供演示電路和定性定量分析。教師可以在多媒體教學的過程中分析電路的特性,靈活的更改電路參數,進行接近于實際電路的調試分析,有利于對電路進行故障識別,并加深對理論的理解。

3 考核方式的改革

實踐教學的考核一直是個難題,實踐教學質量監控一直沒有較好的量化標準。電工電子設計實訓課程的考核不僅作為評價學生學習質量和教師教學效果的手段,同時也肩負為電子競賽選拔人才的任務。通過近十年的實踐摸索,采用面試的方式進行考核,收到了良好的效果。學生在課程結束時不僅掌握了基礎知識而且語言表達能力得到了有效提高。可以在公共場合,自信地描述自己的實訓作品。在面試的過程中教師需要根據學生的專業和興趣愛好來提問,學生的回答反映其思維方式、應變能力和對專業知識的掌握程度。最終課程的成績是根據面試成績和實訓套件制作效果綜合打分。通過這種考核方式可以更加真實地反映學生的專業素養。這種考核方式增加了指導教師的工作強度,但是提高了學生的語言表達能力并且鍛煉了其面試技巧和應變能力。

4 結論

以全國大學生電子設計大賽為契機,進行了電工電子設計課程的實訓教學改革。不僅給學生以有用的專業知識,更重要的是通過這些教學環節和知識載體,使學生了解電工電子設計的思想、方法和精神,學會使用這種方式理性的觀察和分析生活中的電子產品。為后續專業課程的學習和工作中的實踐打下了堅實的基礎。

參考文獻:

[1] 黃用勤, 陳B, 王書純,等. 電工電子實驗教學示范中心持續性建設的探索[J]. 實驗技術與管理, 2016(2).

[2] 劉美華, 屈喜龍, 劉偉成. 依托電工電子實訓開展大學生創新性實驗計劃[J]. 實驗室研究與探索, 2016(1).

[3] 陳建新. 基于MOOC的《大學計算機基礎》翻轉課堂教學改革[J]. 電腦知識與技術:學術交流, 2015(11).

篇2

關鍵詞: 電子設計競賽 電力電子技術 教學改革

教育部、信息產業部等聯合組織的全國大學生電子設計競賽自1994年以來已經成功舉辦了11屆,從歷屆競賽題目來看,主要有以下幾種方向題目:電源設計、信號源、處理類和控制類等。其中和“電力電子技術”課程最密切的是電源設計類題目,幾乎每一屆都會出現電源設計方向的題目,因此全國大學生電子設計競賽題目應結合“電力電子技術”課程教學目標,不但可以豐富教學內容,明確教學任務,而且可以提高學生實踐能力。

電氣工程及其自動化專業為廣東石油化工學院(以下簡稱我校)卓越工程試點專業,可以為教學研究提供優秀的平臺。通過全國大學生電子設計競賽把對人才素質的檢驗反饋到教學改革中,調整和改革電氣類專業人才培養機制,體現大學生創新精神和實踐能力。結合我校“卓越工程師”培養目標,探索建立具有地方性普通高校特色的電氣類專業人才培養機制。針對不同層次學生教學目標和教學要求,設計更好的教學方法,注重理論知識與實踐教學相結合,讓學生在做中學,以電子設計競賽題目和任務導學和驅動教學。

1.教學改革目標

電力電子技術課程的任務是使學生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法;掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能;熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標,提高學生專業素質。專業素質主要體現為運用所學專業知識、理論和技能進行專業實踐,解決社會實踐問題(如技術創新、技術改造、產品開發、設備維護、生產管理等)的能力。構建符合應用型人才成長的課程體系,厚基礎、重實踐、結合單片機應用系統設計方面形成突破,使學生有豐富的系統設計經驗。注重培養學生專業意識,激發專業興趣。結合單片機C語言等課程,課內教學以理論為主,課外教學以實踐為主,使學生得以全面發展。確定課程教學目標,結合全國大學生電子設計競賽歷屆題目,分階段構建課程知識培養架構;以學生為主體,以能力培養為核心,引入多種教學方法和教學手段,改變課程考核方式,全面對課程教學進行改革,爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。

2.教學方法改革

為了完成以上教學任務,對課程教學方法進行改革,在不同階段的教學過程中采用不同的教學方法,激發學生學習熱情,培養學生相應能力,同時鼓勵學生參加各種電子設計競賽。

2.1學科基本內容教學改革

首先利用多媒體教學環境進行課堂教學,充分利用多媒體教學,進行電子課件、電路仿真、教學素材資源庫及視頻展示等,將抽象問題形象化,這樣教學更生動具體,提高學生的學習興趣,更好地掌握教學內容,同時提高教學效率和教學質量,獲得較好的教學改革效果。

其次,根據教學內容安排一定課堂時間給學生自學和實踐,有利于鞏固和深化教學內容,提高學生實踐能力。自學指導法的關鍵在于學生課外自學過程中,教師必須布置學習要點讓學生自學,要求學生組成興趣小組,利用網絡或圖書館查閱資料,結合課堂所學知識開展專題自主學習,然后由小組負責人在課堂上進行匯報,不同小組學生先互評,然后老師進行適當點評。引入自學指導法有助于提高學生學習主動性,給學生課外自學提供適當引導,提高學習效率,對提高學生自學能力和分析問題、解決問題的能力等有很大幫助,使學生感受到團隊的重要性和自主學習的樂趣。

2.2實驗教學改革

在理論教學和實踐教學過程中引入電子設計競賽題目與設計要求,采用任務驅動教學,使理論和實踐結合起來。一個電力電子項目應用項目需要很多電路,如PWM電路、測量放大、輸出控制等,涉及電路分析、模擬電路、數字電路、C語言、單片機、等方面知識,以電力電子技術課程開發帶動其他課程學習,起到以點帶面的作用。教師給出設計方案,讓學生分析方案,或設計滿足性能指標的電力電子系統,最后指導老師對每個小組設計的方案進行講評,分析設計方案的優缺點,并提出改進意見。使學生理論聯系實際,加深對電力電子技術課程課堂教學內容的理解,培養學生靈活運用所學知識的能力。在實驗室完成課程教學過程,邊講邊練,講練結合,分組實踐,共同討論。教學過程中,堅持學生電子設計競賽相關設計能力培養原則,打破班級整體概念,以電氣工程及自動化專業實驗室的目前的教學條件,一般將學生分為4~6人的學習小組,以單片機開發板、驅動電路、電力電子變流電路等硬件,配合從低到高的不同性能要求的電子設計競賽題目,從獨立分項的拓撲電路技術實踐向綜合性工程實踐逐步完成教學任務。

2.3電子設計競賽培訓與選拔

以全國大學生電子設計競賽為目標,鼓勵學生參加各種電子設計競賽,選拔優秀學生進行專門培訓,提出相應的學習目標和要求,促進優秀創新人才成長。目標是拔高創新人才培養帶動整體水平提高。教學過程中引入“因材施教”教學策略,針對不同層次、不同興趣的學生提出不同要求,以滿足不同需求,在滿足基本教學要求的前提下,提出和達到更高的教學目的。一方面,對于經典理論和基本知識點,必須讓學生掌握。另一方面,讓學生不斷吸收新知識。電力電子技術發展速度相對較快,為了使培養的學生適應市場需求,教學過程中必須時刻把握和跟蹤新技術和方向。

3.教學手段改革

理論必須聯系實際,電力電子技術有很強的實踐性,實驗是培養動手能力、嚴謹科學態度和科學研究方法的重要手段,是必不可少的一個教學環節。電力電子技術實驗環節學時一般為8學時,課內安排3個基礎性實驗和1個綜合實驗設計,課外安排1個創新性選修課題設計。為了彌補實驗課時較少及實驗室在硬件建設上的不足,充分利用現有電路仿真軟件建立虛擬實驗室,軟硬結合,提高實驗教學質量。此外,還可以利用Flash等多媒體軟件、制作波形分析等動畫教學課件,通過這種互動式直觀教學,解決電力電子電路中電壓、電流波形分析難的問題,形象生動地完成課程教學內容,加深對教學重點和難點的理解,增強教學效果。

4.結語

結合全國大學生電子設計競賽教學改革,學生對本課程學習基礎扎實,思維和視野擴大,除掌握課程知識本身外,還掌握獲得知識的方法,自學能力得到增強,培養創新意識,以點帶面,對其他課程和專業知識學習有顯著的幫助和促進作用,使學生真正掌握由元件到系統、由強電到弱電、由硬件到軟件等多方面系統化專業知識,實踐能力得到訓練和提高,爭取在全國大學生電子設計競賽中取得更好的成績。

參考文獻:

[1]李建坡.依托電子設計競賽培養信息類專業學生創新與實踐能力[J].東北電力大學學報,2010(10).

[2]王立華.大學生電子設計競賽電源類賽題分析[J].實驗科學與技術,2013(2).

[3]王福興.從大學生電子設計競賽看專業基礎實驗課改革[J].中國科教創新導刊,2011(16).

篇3

[關鍵詞]高職;電子設計自動化;微課;改革

高等職業院校設立的目的就是為了培養技術型人才。隨著時代的發展,多媒體技術越來越發達,各大職業技術院校也為了適應時代的發展不斷進行教學改革。在這其中,“互聯網+”對教學的影響越來越大,因此不少教師嘗試將兩者進行有效的整合,在此基礎上誕生了“微課”這一教學模式,而這一模式的誕生有效推動了課改的進程,對提升高職電子設計自動化課程的發展是非常理想。那么如何在教學中加以利用這一新穎的教學模式呢?筆者結合教學實踐進行了初步探索。

一、為何選用微課

電子設計自動化是一門理論與實踐并重的綜合性課程,在教學的過程中其更加重視對動手能力的培養。從其教學大綱來看,其最終希望通過教學達到這樣的教學效果:掌握用如何用計算機和EDA工具來進行電路的仿真和設計;掌握VHDL語言的基本語法結構并學會如何利用其進行簡單的編程;學會如何使用開發系統設PLD器件并熟練掌握整個流程等。而微課是指通過錄制視頻讓學生進行自學以及復習。這一教學模式內容較為精煉,在施行的過程中能夠突出教學的重難點;其課堂展現的形式從總體而言更加的多樣化,更為符合學生認知的特點;微課打破了傳統課堂的束縛能夠讓學生進行自主的學習。面對教育改革的趨勢,將電子設計自動化課程同微課有機地整合起來,能夠達成以上教學目標,并且讓學生學習起來更加輕松,從而高效地完成教學目標,因此在教學中應用這一教學模式是非常的有必要的。

二、如何利用微課

(一)明確教學目標。利用微課在電子設計自動化教學中組織教學,教師還是應該將教學目標作為教學的根本,從教學目標出發去設計課程,從而使微課的教學與教學目標相匹配,從而保證教學能夠達成預期的教學目的。需要注意的是微課的教學內容應該精煉,因此一節微課中不要設計過多目標,要將教學的內容落到實處,讓學生能夠抓住重難點,從而更高效的學習。例如,在學習如何使用muiltism電路仿真軟件這一部分知識點的過程中,將這一部分內容劃分為五個知識點:muiltism的入門認識、muiltism的電路仿真與以及如何分析、在模擬電路中muiltism的應用、在數字電路中muiltism的應用、在綜合電路中muiltism的應用以及最后的電路圖仿真分析。在提煉了教學的重難點以后,筆者將每一部分的知識錄制成一個視頻,然后在此基礎上還安排了一定的學習實踐活動,這樣學生在進行實踐操作的時候就能明白這樣做的原因,從而將理論與實踐相結合,這樣就能將所要學習的內容內化,從而獲得更加長足的進步。(二)完善教學內容。電子設計自動化教學在教學中主要包含理論與實踐知識的學習兩大部分,教師在教學的過程中必須認識清楚這兩點,然后在此基礎上去進行課程的設計以及完善。在明確教學目標的基礎上,教師就應該通過微課去完善教學內容。在滿足教學主線的基礎上,教師應該結合教學設計的內容融入微課這一模式中,對教學內容進行重新規劃,從而增強學習內容的連續性,從而開發出模塊化教學的方式,并且作為教師在此基礎上還應該善于利用各種媒體工具幫助學生在課下學習。這樣,學生就能擁有更多自主選擇的機會,逐步掌握學習上的主動權。此外,教師在上課之前可以利用QQ等社交軟件,將微課視頻下發到學生手中去,并在此基礎上讓學生從自身的需要出發去建立學習小組,教師在此過程中要加以正確引導,從而幫助學生更好地學習。(三)制定健全的微課教學評價體系。電子設計自動化教學在教學任務完成以后,希望對學生能夠進行一定的評價,從而為接下來學習任務的規劃打下良好的基礎并為教師教學計劃的制訂提供依據。在高職電子設計自動化教學中開展微課教學,教師也要隨之轉變評價體系,在評價的過程中以學生作為主體,讓學生對自身學習成果進行展示,讓學生之間相互評價,從而在輕松的氛圍中提升學生的綜合實力。

三、結語

綜上所述,在電子設計自動化教學中應用微課對于提升教學的效率以及學生學習的積極性都是非常有利的,在教學改革的過程中作為教師應該以教學大綱為本,以學生的需求為出發點,結合微課的特性,從而使得這一課程能夠煥發出最大的活力,從而全面提升高職人才培養的質量,在電子設計自動化教學中發揮出微課的最大化作用。

作者:何宏潛 單位:梧州職業學院

參考文獻:

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關鍵詞:EDA;工作過程;行動導向;能力評價

中圖分類號:G71 文獻標識碼:A

收錄日期:2014年3月28日

高職教育作為技術應用型職業技能培養教育,一系列課程改革在人才培養中日益凸顯重要性。在實際工作與探索中,從課程地位與作用、教學改革與建設、教材選用與處理、教學方法與手段、教學過程與評價等五個方面,對《電子設計自動化(EDA)》進行了課程優化,初步建立了基于工作過程的課程優化體系。

一、課程地位與作用

《電子設計自動化(EDA)》是應用電子技術、汽車電子技術等專業的專業核心能力課程,也是電氣自動化技術等專業的專業拓展能力課程,在通信工程、自動控制系統和機電一體化等領域占有舉足輕重的地位。課程內容分為三個模塊,即:電子CAD技術(Protel電子電路原理圖與PCB設計)、電子電路仿真技術(EWB、Multisim仿真調試與分析)和EDA綜合應用開發技術。課程本身既是一門綜合應用專業課程,對前面所學的電子電路進行電路繪圖、制版、測試、仿真等綜合內容,同時又學習電子電路的設計、仿真及開發方法,跟蹤現代電子技術的發展、應用潮流與趨勢,為后續課程的學習及畢業后能迅速適應專業工作需要打下堅實的技術基礎,起著承前啟后的重要樞紐作用。

課程的學習,選擇恰當的軟件系統至關重要。一般要求所選擇的軟件系統是國際主流應用系列,具有強大的功能與兼容性,還應該較為簡單易學,操作簡便,符合高職高專人才培養目標的要求。本著“必需、夠用”的原則,選擇了澳大利亞Altium公司的Protel DXP和美國NI公司的Multisim12這兩款業界公認的優秀的EDA軟件,內容難易適度,符合人才培養目標,對學生學習、掌握電子設計自動化相關技能是切合實際和行之有效的。

二、教學改革與建設

在課程教學改革與建設中,深刻領會教育部[2012]4號、教職成[2011]12號等文件精神,借鑒吸收兄弟院校的優秀成果和寶貴經驗,引入校企合作的開發機制,著力構建基于工作過程的課程改革模式。

(一)基于企業應用需要,架構課程核心。通過企業調研、掛職頂崗等形式,針對電子類專業畢業生從事的崗位群(包括電子產品裝接技師、調試維修技師、檢驗服務技師和電子設計工程師等)進行深層調研分析,確定了崗位群對職業能力的要求。同時,以山東半島制造業基地為背景,以黃河三角洲地區引進發展急需人才項目為載體,大力加強與山東五洲電氣有限公司、濰坊華彤電氣有限責任公司等校外實訓基地的交流與合作,校企雙方共同探討以職業能力培養為導向開展課程改革的新模式,架構了《電子設計自動化(EDA)》的課程核心。

(二)基于典型工作過程,設計課程結構。近年來,德國基于工作過程的職業教育課程開發方法代表著世界職業教育課程發展的方向,比較成功地解決了職業教育課程改革中的難題。其參照系是工作過程,但并非所有的、原生態的工作過程,而是從職業群中歸納整合出的典型的職業工作過程。根據工作崗位與工作任務的調研結果,進行歸納匯總,得到了電子電路原理圖設計、電子電路PCB設計、電子電路仿真調試、EDA綜合應用等分解工作任務,將相互關聯的任務歸類,得到了《電子設計自動化(EDA)》的具體行動領域。實際教學過程中采取由易而難、循序漸進的方式,將單管放大電路、射極跟隨器等基本電路,單片機最小系統等中等集成電路,智能手機拆解電路等實際復雜電路逐層展開,層層融入課程結構,收到了非常好的效果。

(三)基于企業發展前沿,提升教學標準。鼓勵學生考取職業資格證書,以便有能力在激烈的市場競爭中搏風擊浪。在繼續開展維修電工職業技能鑒定的同時,也在嘗試將電子制圖員、助理電子設計師等職業標準和電子設計自動化新器件、新技術、新工藝等融入課程內容,全面提升教學標準,以滿足企業需要,實現與崗位零距離對接。將PCB設計軟件由舊的Protel 99SE升級為更為完備的Protel DXP,將電子仿真軟件由舊的EWB5.12升級為功能更強的Multisim12。在教學過程中,將深圳華為技術有限公司等知名電信電子公司的設計規范標準介紹給學生,既開闊了學生的眼界,同時又激發了學生的學習興趣和熱情。

三、教材選用與處理

根據最新的教學大綱,選用教育部高職高專規劃教材,以提高學生的動手及工程實踐能力為目標,以電子技術基礎為背景,以計算機為工具,全面培養學生的工作和實踐能力。根據需要,把教材內容分為兩大部分:第一部分是電子電路原理圖與PCB設計,包括設計的一般方法、元件庫與封裝庫的編輯、手工布局與手工布線、自動布局與布線等內容;第二部分是電子電路仿真,包括仿真軟件的基本操作、分析方法及實際應用等內容。在此基礎上,又將兩者有機融合,單獨開辟了EDA綜合應用這一環節作為第三部分。另外,結合現代信息技術,突出實用性、時代性,以自主、設計和創新為重點,強調學生的綜合素質教育,培養學生初步的科研和產品開發能力,選拔優秀學生參加全國大學生電子設計競賽、山東省職業院校技能競賽及機電產品創新設計競賽等活動,“走出去――以賽帶練”不失為一條培養高素質人才的好路子。

四、教學方法與手段

借鑒行動導向教學法的先進理念,注重實踐活動,充分調動學生學習的主動性、積極性。在教學方法上,不拘泥形式,而是根據學生的個性特征及教學的實際需要,綜合設計,推陳出新,以達到教學的目的。如在電子電路分析方法的選擇上,采用頭腦風暴法,讓學生各抒己見,充分調動其學習興趣;在PCB板的設計中,采用角色扮演法,根據設計流程讓學生在規范確定、PCB規劃、封裝選擇、布局布線、DRC檢測等環節擔任不同角色,合理分工,提高其工作責任心和學習效率,讓學生在學習過程發現問題、思考問題、解決問題,變被動學習為主動學習。

在教學手段上,綜合應用現代教學技術,充分利用電子課件等多種電子資源進行多媒體教學。課件內容形式多樣,充分發揮多媒體的特點,把文字、圖像、聲音、動畫及視頻等信息進行有機結合,使得講授更加生動,演示更加直觀,上機練習更加充分,輔導答疑更加全面。

五、教學過程與評價

在教學過程中,努力營造活躍開放的課堂氛圍,引導學生積極主動思考。鼓勵學生提問,因為每一個疑問都是智慧火花的碰撞,每一個疑問的解決都是能力升華的結晶。以積極心態去引導,對提出問題的學生加以表揚,給予平日成績加分的獎勵。在“傳道、授業、解惑”的過程中,老師起了一個傳幫帶的作用,與學生拉近了距離,是學生學習上的良師,更是生活中的益友。謙遜的態度使人受用終生,在老師的平易近人面前,學生也學會了彬彬有禮,這便是一個和諧的教學氛圍。在授課過程中,還堅持一個理念,即高職教育培養出來的學生不是只會干活的流水線機器,而是有思想、有內涵的高素質人才。教師要教給學生的,理論知識固然重要,做人的道理亦不可或缺。

《電子設計自動化(EDA)》作為一門發展潛力巨大的優秀課程,教學考核與評價體系也應該先進實用,首先要與我國高等職業教育要求的通用能力相關聯;其次要與對應職業領域的國家職業標準相關聯。為此,初步探索了基于能力評價的學生考評系統,使之與基于工作過程的課程內容改革相配套,具體包括作業完成情況、基本能力展示、實踐操作技能、工作與職業操守、學習態度、團隊合作精神等考核內容。

作為一門實踐性很強的專業課,在大力強化技能訓練的同時,并不忽略理論的重要性。重理論、輕實踐只是紙上談兵;而重實踐、輕理論則是匹夫之勇;只有理論與實踐相統一,那才是王者之道。現代教育培養的學生不是一個個操作工人,而是具有深厚理論功底的能工巧匠。

六、結語

實踐證明,基于工作過程的《電子設計自動化(EDA)》課程優化符合高職高專人才培養目標的要求,值得進一步推廣。教育教學改革是一項復雜的系統工程,很多想法和思路還不是很完善,權作拋磚引玉,歡迎讀者百家爭鳴,建言獻策。

主要參考文獻:

[1]楊春玲,朱敏,楊榮峰.EDA技術實踐課程建設及實訓基地建設[J].電氣電子教學學報,2012.8.

[2]首珩,周虹.基于工作過程的課程體系開發與實施[J].職教論壇,2008.18.

[3]陳宇,劉博盛.基于工作過程導向的高職課程開發[J].機械職業教育,2009.1.

[4]蔣冬初,何飛.基于EDA技術的電子信息課程整合教學研究[J].高教論壇,2009.2.

篇5

【關鍵詞】電子設計競賽;課程改革;創新能力

一、電子設計競賽內容與意義

教育部倡導的大學生學科競賽之一―全國大學生電子設計競賽是面向大學生的群眾性的科技活動,該項競賽與高等學校相關專業的課程內容和課程體系改革密切結合,以推動信息、電子類學科課程教學改革及創新能力培養。競賽的特色是培養當代大學生的實踐創新意識能力、團隊協作的人文精神和理論聯系實際的學風,競賽內容中既有對理論知識的要求,又有培養動手能力的實際制作,可以全面檢驗、加強參賽隊伍的理論基礎和實踐創新能力。

近年來,我校代表隊在電子設計競賽中取得了驕人戰績。帶隊老師和參賽學生提高了動手實踐能力并收獲了參賽經驗,與此同時也暴露出傳統教學模式的不足。因此借助電子設計競賽的平臺,進一步改革教學和實驗手段,對于學生實踐能力和創新能力的培養具有重要的現實意義和深遠影響。

二、傳統電子信息課程體系的不足

目前,傳統電子類專業理論和實踐教學模式存在的主要問題如下:

1.教學內容相對比較陳舊、與當代科學前沿的知識和市場需求或是相脫離,或是距離不斷拉大;電子技術是發展最快、應用最廣的一門技術,而我們目前的教學內容的更新速度慢,導致老師在課堂上所講授的內容,與當今迅速發展的電子技術的實際有較大差距;

2.過多的強調專業教育,學科分得過窄過細,忽視了學科之間的交叉和專業知識之間的相互融合,造成了學生知識面相對狹窄,所學的知識可能用不上,著急用的知識還沒來得急學。在人才需求上暴露出這種教育的缺陷。

3.專業課教師相對缺乏,缺少經驗豐富的實驗教師,專業知識和專業實踐教學經驗不足,急需補充和知識更新。現在需要有一支年齡結構合理、高中初級水平層次布局全面的專業課教師隊伍。

4.驗證性的實驗內容多,開放性、設計性和創新型的實驗內容少,不利于學生實踐創新能力的發展;單科性實驗內容較多而綜合性實驗內容相對較少,實驗課程中,缺少與實際問題相結合的綜合性實驗內容,學生綜合能力培養有待提高。

三、電子信息類課程體系改革

根據我國的實際國情,在全國各地存在大量中、小國企、三資企業、民辦企業,中國的經濟發展將來最終要依靠這些企業的發展,這些企業每年對電子信息工程方面的人才有著大量的需求,而國內很多重點院校的畢業生還只是著眼大企業和從事研發工作,為此,我們十分重視對人才培養目標、培養規格、培養方案、課程體系及教學過程等高校教育人才培養模式的重要要素進行優化改革,明確了人才培養目標,探索實踐型、應用型高等學校教育人才培養模式,努力實踐“三個零距離”,即:學科專業設置與行業的發展和社會經濟的零距離貼近,專業教學內容與社會需求零距離配合,實踐教學內容與職業崗位要求零距離接觸,為社會的需要和經濟的發展培養實用性人才。

在人才培養方案的制訂上,我們將創特色作為立足點,強調以崗位所要求的基礎知識、專業知識、職業技能的培養為主線,圍繞知識、能力、素質和個性的協調發展,培養電子信息工程專業高級應用型人才。教學計劃體現能力和素質培養為中心,把培養計劃規劃成如下幾個功能模塊:公共課功能模塊、專業基礎課程功能模塊、專業課程功能模塊、實踐性(就業)課程專用模塊。

在這幾個大的模塊當中,專業基礎功能課程模塊、專業課程功能模塊是用于完成本專業最基本的課程要求,通過這些課程的學習,使學生系統的掌握電子信息工程專業的基礎知識,掌握基本技能,了解學科發展前沿;就業課程模塊是結合專業和社會需求完成在學生就業之前,為適應社會需求進行的基本訓練,如《過程檢測與儀表技術》、《EDA技術與應用》和《單片機原理與應用》等課程。

四、創新能力的培養

在教學方法和手段方面,從培養學生創新能力和實踐能力入手,調動學生學習的積極性和主動性,有針對性地更新教學方法,積極實踐啟發式、探究式、研究式等教學模式。同時,在教學實踐中根據市場需求和學生個性特征,重視學生自主學習、獨立進行科研等能力的培養和提高,給學生自主的學習時間和空間,以利于其個性和才能的全面發展。如2012級部分同學通過老師啟發,自學單片機課程,在全國大學生電子大賽中,通過自己努力,取得較好成績。現在,2013級很多學生開始先修單片機技術,準備參加2015年的全國大學生電子大賽和飛思卡爾智能車比賽。在鼓勵學生參加各種國家競賽的同時,針對部分學生感興趣的單片機技術,成立了單片機開發與應用課外活動小組,為將來工作打好基礎。

五、總結

我系以參加競賽為切入點,以提高實踐動手能力為最終目標,建立了創新平臺,組建了高水平的競賽隊伍,實行了“實驗人員輔助、指導教師負責、學生自主創新”的競賽模式,在競賽具體實施過程中,從團隊成員之間的設計思想交流與工作協調,到作品調試及最后的競賽答辯,學生們創新所需的實踐能力得到了全方位的訓練,是一種寶貴的創新實踐體驗。

參考文獻

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[4]陳永芳,姜大維.電子技術任務導向的“先導性”實驗教學法探討[J].職教論壇,2003(4).

篇6

基于課程特點以及電子技術的發展,傳統的授課方式已不能適應日益發展的技術要求。在多年的教學實踐與改革中,本教學中心不斷探索,逐漸將現代電子設計自動化技術的新方法、新工具和新手段應用于教學環節。本文以“頻率補償電路”為例,講述multisim仿真工具、filterlab濾波器設計軟件、protel DXP電路設計軟件等新工具在電子線路設計課程中的應用。

1 頻率補償電路設計

頻率補償電路是對某傳感器電路模塊(如圖1所示)的高頻特性進行補償,使其-3dB截止頻率為50KHz。

圖1 傳感器電路

經理論分析,該模塊的傳遞函數為:

(1式)

由傳遞函數可得該系統的零點為(13.2kHz),二重極點為(6.6kHz)。采用零、極對消方式,對該模擬模塊的高頻特性進行頻率補償,則頻率補償電路的傳遞函數為:

(2式)

其中f1為頻率補償后系統的-3dB截止頻率。

當S=0時,系統傳遞的為直流量,此時H0(s)=1,可求得K約為18.07

故 (3式)

由3式可知該頻率補償電路可由兩個低通濾波電路和一個全通濾波電路并聯而成。傳遞函數分別為為1、、 。由于常數A、B(正或負)的存在,低通濾波和帶通濾波電路后還應加入放大或衰減電路(同相或反相)環節。

2 《電子技術課程設計》課程安排及要求

第一階段:教師講解整個設計系統要求、各項技術指標的含義,使學生對整個設計有初步了解和認識。同時完成學生的分組,兩人一組自愿組合,做好前期準備。

第二階段:教師系統地講解整個設計中所需要用到的新技術和新工具,采用專題的方式講解multisim仿真工具、filterlab濾波器設計軟件、protel DXP電路設計軟件,并安排學生輔以簡單的練習,以達到初步掌握的目的。

第三階段:學生根據設計內容,查找相關資料,對方案進行具體論證。用filterlab濾波器設計軟件按要求設計兩個低通濾波器,確定濾波器的電路形式及參數;用multisim仿真工具對各單元電路進行仿真,最終完成整體電路仿真,實現截止頻率為50KHz。

第四階段:學生完成電路板的制作,利用protel DXP電路設計軟件完成原理圖及PCB板繪制,并且完成PCB的制作及元器件的焊接、調試。

第五階段:學生完成整個設計系統的整機聯調,測試技術指標,完成設計報告。設計報告包括:系統方案論證;各單元電路參數的選擇與計算;各單元仿真電路及仿真結果;各單元電路的調試及實際改進的電路圖;系統測試結果;全文總結。

通過對“頻率補償電路的設計”這一電子線路設計課題,學生學會了multisim仿真工具、filterlab濾波器設計軟件、protel DXP電路設計軟件等新工具在電子線路設計中的應用。圖3是學生利用multisim仿真工具得到的50KHz截止頻率的波特圖,圖4是利用protel DXP電路設計軟件完成了頻率補償電路的PCB板繪制。

由此可見,采用此種教學方法,學生不僅能夠很好的使用新工具、新技術,而且清楚的掌握電子線路綜合設計的一般方法和設計流程。通過具體設計的實現,能調動學生學習的積極性,加深對理論知識的理解,提高實際解決能力,有利于系統地、科學地培養學生的實際動手能力、工程設計能力及創新設計能力。

圖3 multisim仿真50KHz截止頻率的波特圖

圖4 頻率補償電路的PCB板

參考文獻:

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作者簡介:

[1]汪文蝶,女,出生年月:1985年9月,碩士,初級實驗室,四川師范大學 物理與電子工程學院,主要從事單片機、電子線路設計等研究工作。

篇7

電氣與電子課程設計內容,應該從簡至難,由淺入深慢慢推進,訓練的內容可按照以下三個階段進行。

1)基本技能。基本知識和基本技能是課程設計的基礎部分,學生在這個階段可以了解并掌握多種元件的工作原理和使用方法,這些都是學生后期進行設計、調試和測量電路的基礎知識。因此,課程設計必須要涵蓋一些基礎性的題目。在基本技能訓練階段,可以安排組合邏輯、時序邏輯電路的實驗,學生在設計過程中,可以增加對理論知識的理解,了解各芯片的工作原理以及信號間的時序關系,還能夠掌握測試儀的使用方法。

2)綜合技能。不同的專業對電子設計的需求各不相同,致使傳統的電子設計不具備較高的針對性。對于電子與電氣綜合設計,可以開設在三年級。因為在這個階段,學生的主要課程已經結課,最需要的是如果將所學知識融會貫通、綜合運用,使自己所學知識形成一個完整的體系。此外,學生在三年期間已經具備了實踐操作的基本能力,比如一些數字電子技術實驗、模擬電子等等,已經能夠將基礎的理論知識與實踐相結合,在搭建電路、排除故障等方面已經能夠獨立完成。電子與電氣設計還能夠幫助學生確定工作方向,讓學生根據自身的特長與優勢進行選擇崗,同時在課程設計過程中,學生對于自己所設計的方案有充分的理解,在此基礎上對相關問題予以延伸,展開更深入的思考,為走上崗位打好夯實的基礎。

3)專業技能。強電是電氣工程的專業特征,強化弱電是電氣專業的發展方向。電氣與電子綜合課程設計要將強電與弱電相結合,因此在這個設計階段,要開設具有專業特色的內容。為了能夠避免與前兩個階段的內容有重復,可以選擇大規模集成器件,形成不同的功能模塊,通過積木式、模塊化結構,讓學生進一步提升操作能力,所設計的內容涵蓋多個方面,如參數檢測、傳輸處理、計算機控制等等。

二、課程設計方法

實踐教學讓學生從課堂所學到的理論知識得到實際的應用,展示學生的操作能力。在整個課題設計中,方案選擇、電路分析、參數計算等方面必須要以理論設計為基礎,之后選擇正確的的測試方法,元件采用以及搭建電路。根據這個原則,可以選擇多種實現方法。在電子技術快速發展的環境下,各種電子產品陸續推陳出新,縮短了電子產品更新換代的周期,隨之增長的是新元件、器件的出現,它們也不斷帶來新的技術。這就要求學生能夠與時俱進,及時掌握這些新知識,新技術。在電子與電氣綜合課程設計中,要摒棄落后的知識和技術,圍繞教學目標制定成套的開發裝置。實驗在保留必要傳統模式的基礎上,做到與實際發展趨勢相適應,結合先進電子技術的開發和應用,開設具有靈活性的設計實驗,不僅能夠激發學生的學習興趣和學習主動性,還能夠讓引導學生的個性化發展。

三、結語

篇8

【關鍵詞】生物醫學工程;生物醫學電子學;生物電位放大器;電子設計自動化

【Abstract】In order to strengthen the electronic engineering technology training for Biomedical Engineering students, the Biomedical Electronics experiment course was designed for the students. The biological potential amplifier was selected as the experiment subject; In the experiment, student will be required to combine the simulation based on the electronic design automation software and practical operation to complete the design work of the biological potential amplifier, verify its function, and measure its important performance; the experiment was arranged in the early stage of the theoretical courses. Practice shows that the students have a more depth understanding of the characteristics of different methods in electronic engineering technology through the training of biomedical electronics experiments. Therefore, the curriculum design of the experiment is successful.

【Key words】Biomedical Engineering; Biomedical Electronics; Biological potential amplifier;Design automation

0 引言

生物醫學工程專業涉及多種學科和技術,具有很強的綜合性[1];但與此同時,該專業的本科生培養工作也具有很高的難度,原因就在于學生學習的內容多而不精,在擇業時常常無法體現出能力優勢。因此,從培養生物醫學工程專業本科生的角度而言,應該在對學生進行綜合素質培養的同時、加強特定專業技能的訓練,為學生的就業和繼續深造打下良好的專業基礎[2]。

醫學電子儀器方式是上海理工大學生物醫學工程專業的一個重要方向,在課程設置上,專注于培養學生的電子工程技術[3]。這其中,生物醫學電子學[4]是生物醫學工程專業的重要專業課程之一,其教學目的是讓學生掌握醫學電子儀器中帶有共性的電子器件、電子線路及電子學設計方法,因此是引導學生學習將電子工程技術應用于生物醫學工程專業的重要環節。生物醫學電子學實驗是該課程的配套實驗,目的是在于通過有代表性的實驗課題,引導學生學以致用、將課堂內容融會貫通于實踐之中。因此,生物醫學電子學實驗是生物醫學工程專業的一門重要實驗,需要進行慎重的實驗選題、認真的實驗設計和細致的實驗安排。為此,進行了相關的課程設計和實踐工作,詳述如下。

1 課程設計思想

上海理工大學生物醫學工程專業的生物醫學電子學實驗被安排于第五學期,和生物醫學電子學理論課平行設置。此前,學生已經通過電路原理、模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎和電子技術技能訓練等課程的培養,具備了一定的電子工程技術基礎。生物醫學電子學實驗的總課時為16學時,在有限的課時內,讓學生得到最大程度的專業訓練,具有一定難度。在此背景下,展開生物醫學電子學實驗的課程設計工作。

首先要解決的問題是實驗選題。生物醫學電子學實驗的選題,應該能夠突出生物醫學電子學的特色,具有代表性。經過研究,多個生物醫學電子學的相關教材中,都將生物電位放大器(Biopotential Amplifier),即儀表放大器(instrumentation amplifier),放在了相當重要的位置上[5]。生物電位放大器,是用于放大心電、肌電和腦電等信號的專用放大器;這些信號具有的特點包括:由生物體內的電活動產生、屬于微弱的差分信號、非常容易被更加強烈的共模噪聲淹沒;而生物電位放大器具有很好的共模抑止特性,最適于放大這些存在于強烈共模噪聲背景下的微弱差分信號[6];因此,生物電位放大器在生物醫學電子學中占有重要地位,以生物電位放大器為主題開展生物醫學電子學實驗,不僅具有代表性,而且能夠引導學生在前期的課程基礎上有所提高。

其次要解決的問題是實驗設計。圍繞生物電位放大器這個主題開展實驗設計工作,需要使實驗具有一定深度,但同時又要保證大部分同學有能力在限定的課時內完成任務。經過反復論證設計,最終決定生物電位放大器相關實驗由兩部分組成:基于電子設計自動化(Electronic design automation, EDA)軟件的設計仿真實驗和動手實踐實驗。在第一部分實驗中:學生基于LM324[7]完成生物電位放大器的設計工作;仿真驗證設計結果;仿真測試其差模增益幅頻響應曲線[8]。在第二部分實驗中:學生在面包板上動手搭建生物電位放大器;并在實驗室中,使用各種設備測試差模增益幅頻響應曲線。上述實驗設計的優點在于:通過設計仿真工作,讓同學們盡快掌握生物電位放大器的原理,同時,基于EDA軟件開展電路工作,符合發展趨勢[9];通過設計仿真和動手實踐相結合,互為驗證,比較差異,容易引發思考,更加深刻的體會電子工程技術中不同手段的特點;對生物電位放大器的重要參數進行仿真、測量和總結,有利于學生們在更深地程度上掌握生物電位放大器。

最后要解決的問題是實驗安排。由于生物醫學電子學實驗是生物醫學電子學理論課程的配套實驗,因此在進度安排上必須要統籌考慮;此外,實驗設計決定了生物醫學電子學實驗適宜集中精力完成,而不是分散到每周進行,集中完成實驗能夠取得更好的效果。為此,在生物醫學電子學理論課程中,生物電位放大器相關內容被安排在課程的早期進行講解;緊隨其后,利用課余和周末時間,在一周內完成生物醫學電子學實驗。這樣安排的好處是:學生能夠在課程的開始階段,就體會到了如何將理論應用于實際,引發學習興趣。

2 實驗內容展示

下面以一位學生的實驗情況為例,說明課程設計效果。

1)生物電位放大器的設計和仿真

a)生物電位放大器的設計:

基于lm324設計一個基于三運放的儀表放大器,用于生物電位測量,仿真電路原理圖如圖1所示。增益公式如公式(1)所示,其中:R1、R2、R5和R6都選用10KΩ的電阻;R3和R4都選用24KΩ的電阻;Rg為增益電阻,當Rg為無窮大時,(這里選用600MΩ),增益約為1倍,當Rg為5.6kΩ時,增益約為10倍,當Rg為470時,增益約為100倍,當Rg為47時,增益約為1000倍。

A=(2*R3/Rg+1)*R2/R1(1)

b)對所設計的生物電位放大器進行仿真,驗證其功能

如圖1所示:使用+Vdm/2和-Vdm/2兩個信號源組合成模擬心電信號的差模輸入信號Vdm,峰值為10mV,頻率為18Hz;使用Vcm仿真工頻干擾產生的共模信號,峰值為500mV,頻率為50Hz。取Rg為5.6kΩ,輸入、輸出信號對比圖如圖2所示。由圖可見,差模輸入信號被放大約10倍,但50Hz共模輸入信號在輸出信號中全無蹤跡,因此該生物電位放大器正確的實現了預期目的:放大差模信號、抑制共模信號。

c)對所設計的生物電位放大器進行仿真,測量其性能,頻率范圍設定在0.1Hz-5MHz之間:

對圖1的生物電位放大器進行仿真,測量其差模增益頻率響應,如圖3所示。圖中從上到下的短劃線、虛線、點劃線和實線分別代表差模增益約為1000倍、100倍、10倍和1倍時的幅頻響應。由圖3可見,放大倍數越小時的幅頻響應截止頻率約高:差模增益約1000倍時,幅頻響應在1kHz左右就開始截止;差模增益約100倍時,幅頻響應在10kHz左右開始截止;差模增益約10倍時,幅頻響應在100kHz左右開始截止;差模增益約1倍時,幅頻響應在1MHz左右開始截止。

2)生物電位放大器的實踐實驗

動手實現所設計的生物電位放大器。使用的器材包括:面包板、lm324、10KΩ電阻、24KΩ電阻、5.6KΩ電阻、470Ω電阻、47Ω電阻和導線等,電阻均為5%精度;使用的儀器包括SPF05數字合成函數信號發生器、DS1000數字示波器和電源。測試所得到差模增益頻響曲線如圖4所示。其中,差模增益隨頻率變化的趨勢與仿真所得的結果基本類似,除了差模增益為1時的截止頻率出現在了100kHz左右。

3)實驗分析

相比于實際實現的生物電位放大器,仿真實驗而得的結果具有更好、更理想的特點。其原因在于:仿真時避免了器件差異造成的影響,需要匹配的電阻和運放可以做到完全匹配,同時也避免了人為測量失誤造成的影響,因此可以排除隨機誤差。仿真實驗更容易實施,對于理解理論課內容大有裨益;但動手實驗更加真實,且可以提高動手能力、積累實驗經驗,對于理解真實情況、解決實際問題非常有好處;兩者可以互為補充。

3 結論

為了避免生物醫學工程專業本科生培養博而不精的問題,在對學生進行綜合素質培養的同時,應該加強特定專業技能的訓練;上海理工大學生物醫學工程專業醫學電子儀器方向在課程設置上專注于培養學生的電子工程技術;生物醫學電子學實驗作為該專業的重要課程生物醫學電子學的配套實驗,在引導學生“入門”、引發專業興趣等方面,具有重要作用;為此,對該實驗進行了相關的課程設計工作。實踐表明,通過生物醫學電子學實驗的訓練,學生對專業的認知程度、對技術的理解程度和對知識的掌握程度,都得到了提升,這些能力的加強有助于學生對其它專業課程的學習和掌握。因此,該實驗的課程設計是成功的,今后將沿此方向繼續推進。

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[7]Instruments. T. LM324 Quadruple Operational Amplifier. Available from: http:///product/lm324.

篇9

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:

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篇10

關鍵詞:模擬電子技術;教學資源庫;課程教學

一、建設意義

教學資源庫是各類教學資源的優化和集成,涵蓋了不同深度和廣度的知識點,適合教師因材施教,與學生交流互動,為教師有效開展教學、實現教學目標提供了有效保障。資源庫豐富的教學資源和方便的網絡平臺,適合學生隨時隨地自主學習,提高了學習水平和學習效率。

二、建設目標與思路

1.建設目標

面向自動化專業,通過系統設計、先進技術支撐、開放式管理、網絡運行、持續更新的方式把模擬電子技術教學資源庫建設成為匯集教育教學改革最新成果的、開放共享型教學資源庫,并在全校同類專業中推廣,實現資源共享。

2.建設思路

①制訂資源建設標準。根據學校專家制訂的應用基礎型自動化專業人才培養方案及該專業的基本要求,規定好課程的性質、教學目標、教學內容、評價標準,總結并創新建設該課程的教學文件,包括教學大綱的修正、教學模式改革、教學方法及手段創新總結、教學論文的發表、教材選擇或修訂等。

②核心資源建設。模擬電子技術基礎教學資源庫的核心資源是教師課堂教學、學生學習過程中直接應用的資料。核心資源包括電子課件、電子教案、教學視頻、試題庫、習題庫、實驗教學視頻等。核心資源的建設應緊扣課程大綱要求,契合專業建設思路,保證資源建設的準確性和先進性。

③輔助資源建設。學生普遍反映模擬電子技術課程較難學,它的基本概念多而雜,基本原理抽象不好理解,基本分析計算方法需注重“工程性”和“系統性”。為了使教師課堂教學更加生動形象,提高學生學習興趣,需要建立模擬電子技術基礎課程輔助學習資源,其內容包括重點知識點的動畫演示、重點電路的虛擬仿真、電子技術應用案例、元器件資料庫等。

④特色資源建設。結合數字電子技術、單片機應用技術、電子EDA技術等相關課程及其實訓課程,項目組可開發虛擬電子產品生產車間、電子電路分析制作調試虛擬實訓室等實驗系統。可通過組織電子技術實驗競賽、電子設計大賽、電子愛好者協會等活動,讓學生利用課程教學資源提高學習效果。

三、建設內容與成果

1.建設內容

首先確立教學資源庫的建設標準,然后再確定模擬電子技術課程各章節的重點知識點,最后確定各個知識點的素材應采用的媒體表現形式,包括動畫、網頁、錄像、文字、圖形圖像、仿真文件等。對于模擬電子技術課程各章節知識點分析如下:

①半導體分立元器件包括:半導體基礎、半導體二極管、半導體三極管、場效應三極管。

②基本放大電路包括:基本放大電路的組成、靜態分析、動態分析、射極輸出器、負反饋、多級放大器、功率放大器。

③集成運算放大器包括:集成運算放大器的特點、線性應用、非線性應用。

④正弦波振蕩電路包括:自激振蕩、RC振蕩、LC振蕩、晶體振蕩器。

⑤直流穩壓電源包括:整流、濾波、穩壓。

2.建設成果

①教學文件庫包括:模擬電子技術基礎教學大綱、電子教案設計、教學方法及教學手段、實踐教學指導書、教學評價體系、教學論文、教材等。

②教學素材庫包括:動態抽象的知識點做出的動畫素材、重點且典型的知識點做出的微課視頻素材、課程相關圖像圖形素材、案例素材及課程相關材料。

③試題習題庫:結合歷年來教學經驗,參考各種教學資料,首先編寫不同題目類型的習題庫,按照章節將習題分開,再按題目類型(選擇、填空、計算)分類輸入網站數據庫。學生可從網上做題并提交,老師批閱回復。

④教學課件庫:根據不同專業、不同學時、不同層次的模擬電子技術課程,開發不同深度的教學課件,組成教學課件庫,供教師教學使用,學生也可參考自學。

⑤實踐教學資料庫:注重實踐與理論并重的原則,建設實踐教學庫,包括模擬電子技術應用案例、實驗儀器介紹、實驗電路仿真、實驗教學課件等。

⑥制作網站,并建立師生交流平臺。在網站上開發各種虛擬電子實驗室,利于學生自主做實驗。組織各種電子技術相關活動和比賽,提高資源庫的利用率。

四、推廣與更新

在資源庫的集中建設完成后,立即開展資源庫的應用推廣。推廣范圍可從大學到社會,推廣對象可從學校一線教師到廣大學生,利用經驗交流、成果展示等方式,逐步擴大影響,提高利用率。為保證專業教學資源庫的可持續發展,按照共建共享、邊建邊用的原則,教師和學生開發的課程新資源可隨時加入資源庫。

五、規劃與建議