電子課程設計范文
時間:2023-03-24 04:08:56
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篇1
課題內容設計合理與否,將直接影響到課程設計的綜合訓練效果。在具體課題內容設計時,應注意以下幾點:
選擇具有實用性和趣味性的課題從學生的實際水平出發,幫助學生選擇適合自己的題目,使題目與理論知識密切相關,又具有較強的趣味性和實用性,與生產實際相結合。例如,要求學生組裝一整的收音機、家居生活中能用到的聲光控開關、門窗防盜報警器等。又如我們選用的《音樂彩燈控制器設計》、《多功能數字鐘的電路設計》、《交通燈控制邏輯電路設計》等課題,學生做起來積極性很高。更重要的是通過這一過程,學生運用專業技能解決實際問題的綜合能力得到了提高。
選擇能綜合應用理論知識的課題要求學生綜合運用本課程的基本理論和知識,獨立完成一項實際課題。通過查閱資料、線路設計、選擇元器件、電路安裝調試,使學生所學的基本理論和知識充分運用于解決實際問題。例如電子脈搏計這一課題,要應用到傳感器、放大電路、有源濾波電路、整形電路以及數字電路中的各種門電路、觸發器、計數器及譯碼、驅動顯示電路。又如數字鐘電路設計這一課題,數字鐘是一個典型的數字電路系統,選此作為設計題目,可使學生將學過的比較零散的數字電路知識有機地、系統地聯系起來用于實際,培養綜合分析、設計電路的能力。還可選用有源濾波器的設計題目,使學生進一步加深領會運算放大器在信號處理電路中的應用,選用交流寬帶放大器的設計,使學生對放大電路的三種不同組態的特點、應用場合以及電路的設計方法得到練習,并通過這個對基本放大電路的放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、頻帶寬度以及引入負反饋對放大器性能的改善得到進一步的理解,同時提高學生理論聯系實際的能力。
課題內容要注重集成電路和新技術、新產品的應用當今時代電子技術飛躍發展,新技術、新產品層出不窮,課程設計可以彌補教材的滯后性。在電路設計中,應盡量采用集成電路,特別是集成運算放大器和某些專用芯片(如模擬乘法器、鎖相環)作為電路的重要構件,體現出現代電子電路的設計是各種集成電路構件的組合的先進設計理念,尤其是將模擬電路、數字電路與微處理器相結合,以數字電路為主,軟硬件結合,以硬件電路設計為主,符合現代電子電路結構的發展方向。例如我們原來經常選定分立元件OTL和OCL功放電路設計課題,隨著目前大量的集成功放芯片的上市,我們就把這些課題內容并入《集成電路音響放大器》、《音頻信號發生器》等課題中。又如在數字脈搏計課題中,介紹了鎖相倍頻的新概念,同時介紹了集成電路CC4046和C14526構成的鎖相倍頻電路。通過這些課題設計將一些集成電路的工作原理以及使用方法介紹給學生,并在實踐中得到練習,使所學的理論知識更加豐富。
選擇適應專業需要,結合專業特點的課題為了拓寬學生的知識領域,使學生對專業有所認識和了解,提高學生對專業的興趣和學習的積極性,在課程設計中引入了一些結合專業特點的課題。例如數字轉速測試系統與頻率計設計,由于轉速測量在工業控制領域和人們的日常生活中經常遇到,在工廠里測電機每分鐘的轉速,自行車里程測速計,心率計以及汽車時速的測量等都屬于這一范疇。又如PWM(電動機調速系統),由于該系統在工業控制的調速系統中得到廣泛地應用,同時,又由于該系統由脈寬調制器和脈沖放大器兩大部分組成,而脈寬調制器又包括鋸齒波發生器和電壓比較器,密切地聯系了電子技術課程的基本內容。這些課題對掌握基礎知識,開闊學生的視野,增強對專業課的認識,提高學習的積極性都能起到較大的作用。
注意選擇和后續專業課有關的課題為對電子技術課程的進一步提高和為后續課程打下一定基礎,可考慮選擇一些模擬電路和數字電路綜合性的課題,以使學生對電子技術有一個全面的、綜合的認識,對后續專業課有一定了解,為后面的學習打好基礎。例如《調速系統的給定積分器》課題。
課程設計的組織實施
以人為本,因材施教教師只在大思路上作一定的引導,對具體方案不做過多干預,只起組織、引導、檢查、把關和解決一些疑難問題的作用,放手讓學生大膽實踐,以充分發揮學生的主動性和創造性。我們的改進做法是:在注重結論正確的同時,強調整個設計方案實施的全過程,即使得出的結論不盡如人意,甚至是錯的,只要學生能找出其中的原因并提出相應的改進措施,仍然可獲得較好的成績;相反,如果結論是抄襲得來的,即便是正確的,設計成績也按不及格處理。如電子脈搏計的設計課題,只給出設計方案的原理框圖,講明基本原理、總體構思和適當的設計提要,在設計任務書中給出原始數據及主要技術要求,而具體的原理圖及元件的參數,集成電路的選擇,電路的安裝調試等工作則要求學生獨立完成,這樣做可培養學生的自學和獨立解決問題的能力,學生的收獲更大。
虛實結合,重在“真品”(1)采用機輔分析。電子設計自動化(EDA)技術是以計算機為工作平臺,對電子電路或系統進行自動分析和設計的計算機輔助技術,它的應用使得電路功能、參數的分析和設計都可以脫離具體對象,在構筑于計算機平臺上的虛擬環境中通過仿真處理而自動實現。EDA技術已成為現代電子工程開發與應用領域的支撐技術,在電子行業,Miltisim、Protel等電子仿真軟件,已成為電子工程設計的必備工具。學習和掌握應用計算機對電子電路的分析是目前和今后發展的必然趨勢,將其應用到課程設計領域也是教學改革的方向。一是應用Miltisim設計電路仿真。在學生根據設計課題擬定初步方案后,要求他們先在電路仿真與分析軟件Milltisim平臺上對于所設計的電路進行仿真,觀察電路功能是否滿足設計要求,分析主要元器件參數對電路指標的影響,初步了解電路靜態和動態的工作情況,在Milltisim平臺上調試電路使之達到技術指標,為電路的實調做準備。二是應用ProtelForWindows設計印刷電路板。在Milltisim仿真后,給學生介紹印刷電路板的自動化設計軟件ProtelForWindows和設計印刷電路板的基本工程知識,要求學生應用ProtelForWindows設計軟件繪制本組設計的電路原理圖并設計出印刷電路板圖。通過幾年課程設計的實踐,對有源濾波器、交流寬帶放大器、數字溫度計、數字鐘、交通燈控制器等設計課題采用MilltisimEDA軟件與虛擬樣機,指導學生進行電子技術課程設計,取得了較好的教學效果。(2)結合傳統設計。近年來,全國各高校都開設了EDA技術的教學和實踐課程。對機電類專業的學生而言,電子技術課程設計是學生在學完電子技術理論課程后進行的一次綜合性訓練,其目的是培養學生綜合運用所學理論知識的能力、獨立設計電子產品的能力和對電子產品實際安裝、調試的能力。如果學生沒有從原理圖設計開始一直做到樣機調試成功,經歷整個電子產品的設計、開發過程,又如何能提高電子技術課程設計的作用?所以要將傳統課程設計與EDA技術的訓練相結合,比較電路實測的性能和計算機的仿真結果,以認識計算機仿真在電路設計中所起的作用,使學生對EDA技術的了解不只是停留在軟件系統的操作上,而是對該技術在電子設計中所起的作用有一個整體的認識,能對學生綜合能力的培養有所幫助。
形成組合,團結協作在組隊方面,采取電子設計競賽的組織方式,2~3人為一組,要求學生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,如計算機輔助分析、硬件電路的制作、調試、資料的查閱、整理和總結等,有分工有合作,以培養學生的團隊精神。
篇2
2.課程設計理念
以企業真實項目為依托,從企業的真實項目中提煉出與本課程相關的一些項目,如八路搶答器,直流數字電壓表等項目,以培養學生職業能力和職業素養為目標,以企業實際生產工作過程為主線,企業參與的多方評價機制。
3.學生基礎和智能特點分析
本課程的授課對象為電子信息工程技術專業的大一學生,該學生來源復雜,有理科生、文科生及對口生,該學生的特點是基礎和動手能力參差不齊,但有很高的學習熱情。基于以上學生基本特點,我們采取的措施主要是:在教學過程中,將學生分成若干個學習小組,每個小組兼有理科生、文科生及對口生,充分發揮理科生邏輯思維較強,文科生語言表達清晰,對口生計算機應用能力較好的優勢。以取長補短,實現優勢互補。
4.課程內容的選取和教學組織安排
本課程安排了5個綜合性的實訓項目,聲光控制燈電路的制作、八路搶答器電路的制作、電子生日蠟燭電路的制作、流水彩燈電路的制作及直流數字電壓表的制作。以上5個實訓項目在知識目標和能力目標上都是逐級遞深的,這一點也符合我們的認知規律。教學組織安排:對于每個實訓項目,都包含知識目標、能力目標以及子任務,在這里,我就不再一一贅述了。
5.教學模式及教學方法手段
在教學實施過程中,綜合采用了多種教學方法:項目教學法、演示法、小組討論法、角色扮演法、實踐教學法及匯報展示法。下面我以項目教學法為例,具體介紹一下該教學法在教學實施過程中的應用。本課程安排了5個綜合性的實訓項目,每個項目都以企業真實項目為依托,通過項目教學法,可以使學生對知識的理解實現從量的變化到質的飛躍,還可以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。在教學過程中,我們根據內容的不同,靈活采用不同的教學方法,以滿足教學。教學手段包括:多媒體教學與傳統板書教學有機結合,可以提高師生之間的互動;利用實訓室進行實踐教學,提高學生的動手能力;利用仿真軟件進行教學,提高教學的直觀性。
6.課程對教學條件的要求
師資方面:本課程專任教師共5名,均有豐富的信息類行業企業生產一線的工作閱歷,且都具有高級無線電調試師職業資格和電子產品生產調試能力;兼職教師共3名,均有三年以上電子信息類的行業企業生產一線的工作閱歷和熟練的電子產品生產調試能力,具有教師基本素質。實訓條件方面:我們有數字電子技術實訓室,可供學生進行電路搭建,還有EDA實訓室,學生可以進行電路仿真,電子工藝實訓室可以給學生提供電路焊接及調試的場所;校外實訓基地有河北先控電源設備有限公司、河北鼎尚電子設備有限公司、河北方圓測控有限公司以及京華電子實業有限公司,為學生提供了崗位認知及頂剛實習的校外場所。學習資源方面:我們選用的教材為高職高專教材,是由本課程專任教師與企業合作開發的校企合作課程,另外還提供了三本參考教材,給教師教學和學生學習提供了很好的輔助作用,網絡資源方面,首先包括《數字電子產品設計與制作》精品課建設,已經通過了學院的遴選,現在正在建設期,目前可提供的資料有課程標準、授課計劃、項目評分標準、教學課件、習題及參考答案及數字集成電路資料等。
二、教學單元設計
下面我以項目二“八路搶答器電路的制作”這一項目為例,介紹一下教學單元設計。知識目標:
1.能了解數制與數碼的種類及運算;
2.能對較復雜的組合邏輯電路進行分析;
3.會用門電路進行電路設計,實現相應的邏輯功能;
4.了解常用的組合邏輯電路的功能;
5.能分析8路搶答器電路的工作原理。能力目標:
1.按要求用常用的集成門電路實現較復雜的邏輯功能;
2.能對常用組合邏輯集成電路進行測試;
3.用組合邏輯集成電路設計制作8路搶答器。子任務:
1.用門電路制作簡單邏輯電路;
2.編碼器的邏輯功能測試;
3.譯碼器的邏輯功能的測試;
4.八路搶答器的制作與調試。教學組織實施過程包括五個環節:資訊、計劃、準備、實施及評價環節。在資訊環節,首先明確學習目標要求,教師對項目所能實現的功能進行演示,學生通過觀摩學習,閱讀并分析參考資料、工藝文件等相關資料,討論其功能,激發興趣,明確項目任務,用時1課時。在資訊環節主要采用了演示教學法。在計劃環節,班組長先組織小組討論,然后交流對工作任務的認識及相關知識的分析,將工作任務進行分解,初步制訂工作計劃,用時1課時。在計劃環節主要采用了小組討論教學法。在準備環節,主要是知識的準備:采用講授法、演示法、分組討論等教學方法,使得學生獲得相關知識,用時4課時。在實施環節,首先對電路進行設計,利用仿真軟件對電路進行仿真調試,觀察和測量電路的性能指標,并調整部分元器件參數,從而達到各項指標的要求,用時4課時。然后是材料、工具準備:工具人手一套,芯片等元器件利用課余時間分組去市場購買。接著進行搭建電路、焊接、調試、檢查,用時10課時。在評價環節,主要包括四方面的評價:
1.項目積分50%
芯片的使用和檢測;電路制作;匯報演講。
2.課堂表現10%
課堂紀律;學習態度10%。
3.能力表現10%
動手實踐;電路分析及調試。
4.企業評價30%
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關鍵詞: 電子技術課程設計 教學設計 教學過程
電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練,是電子技術課程的實踐性教學環節,是對電子類和其他相近專業學生進行綜合能力培養的實踐課程,對于全面、系統、深入地理解與掌握電子系統的知識、設計方法具有重要的教學意義。
1.電子技術課程設計的重點與要求
本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。
電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。
具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
2.電子技術課程設計的教學過程
電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。
教學環節可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。
在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。
2.2設計與調試環節。
2.2.1前期準備、方案及電路設計。
前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。
學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。
在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。
預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。
2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。
撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。
總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。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,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。
3.電子技術課程設計的步驟
在“電子技術基礎”理論課程教學中,通常只介紹單元電路的設計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計,還包括總體電路的系統設計(總體電路由哪些單元電路構成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術的發展,各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現,電子系統的設計除了單元電路的設計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要,不過從教學訓練角度出發,課程設計仍應保留一定的單元電路內容。
電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。
雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同(尤其單元電路的設計),但總體電路的設計步驟是基本相同的。
電子電路的一般設計方法與步驟包括:總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
4.電子技術課程設計的效果
學生經過這樣系統訓練后,各方面技能都通過考核,為后續課程的學習打下了扎實的基礎。
參考文獻:
[1]高吉祥,易凡,丁文霞等.電子技術基礎實驗與課程設計(第二版)[M].北京:電子工業出版社,2006.
[2]楊志忠,華沙,康廣荃.電子技術課程設計[M].北京:機械工業出版社,2008.
篇4
西方發達國家從中小學教育開始就注重培養學生們的學習興趣和動手能力。在美國,家庭常備有用做實驗室的房間,父母從小就注重培養孩子的實踐能力和興趣愛好,在這方面有投資預算,給孩子們一個認識自我、發現自己興趣所在的平臺。在英國,課堂的教學內容經常延伸到教室外,比如上植物學課程就帶領學生們去觀察各種植物;上歷史課,就幾個學生組成一個組演繹歷史劇情,每次課的內容是充滿實踐的,學生們也并不感到疲憊,教師在必要的講解后主要是學生在完成實驗或者項目,讓學生用所學知識解決實際問題,在用中學習。這些先進的教學理念值得中國教育工作者們借鑒。
二、基于專題作業和課程設計的實踐性教學
在模電課程中,除了布置與理論教學同步的習題作業外,根據教學進度擬定若干專題作業和課程設計題目,專題作業和課程設計與理論教學同步,并注意這兩方面在教學進度上的配合。本文以2013學年模電課程的實踐教學環節設計為例,介紹該實踐教學方法的基本內容和教學體會。
1.電路仿真專題作業模電課程的第一次課用1學時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器,有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等,此外還提供一些虛擬儀器,如波特儀等,學生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解,擴展了知識面。教師可以現場演示,完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結果輸出。模電課程有較多結論可由仿真實驗驗證,如放大電路靜態工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期,講解了二極管應用電路之后,布置一個電路仿真專題作業,將書內的內容用軟件進行驗證。要求學生上交電路原理圖,以及電路仿真輸出和結果分析。經過這個專題作業的訓練,學生們基本掌握了仿真軟件的使用,并可以用于之后的課程學習中。
2.單元電路分析與設計在期中階段,學生已經掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識,但書本知識限于篇幅,主要講解直流分析、交流分析及各種參數,以分析為主,這時布置一個單元電路分析與設計的課程設計題目,如設計一個多級電壓放大器,滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標,要求學生提交設計報告。學生們先進行電腦仿真設計,然后在模電實驗箱上搭建電路,確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板,然后進行調試和修改,撰寫設計報告。這個課程設計可由幾名學生組成小組合作完成,在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。
3.功能電路設計及制作在模電課程的后半期,布置一個綜合性的功能電路設計與制作題目,包含模電課程的重要知識點(放大器、濾波器、信號發生和處理電路、穩壓電源),給出一些題目供學生選擇,如變調門鈴、直流穩壓電源、函數發生器、數字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術”課程實踐性教學改革探索控制器,要求學生組成項目團隊,將該設計與制作作為一個項目進行。該項目完成后,安排時間讓各位同學以小組為單位上臺展示自己的設計和實物作品,總結在設計制作過程中遇到的問題以及解決辦法,鼓勵同學對演講的同學進行提問,教師負責掌控課堂秩序和提出問題,把學生解決問題的思路和方法進行歸納總結,把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設計中,學生完成了電路仿真設計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內容。
三、需要注意的問題
1.學時安排問題在總學時不變的情況下,增加實踐性教學內容必然會占用理論教學學時,如果處理不好會顧此失彼。在理論教學中,應以理論夠用為度。對于一門課程,總是可以分出主干部分和細枝末節部分。對主干部分應詳細講解,對枝節部分則引導學生自學,在實踐中鞏固理論,用理論指導實踐,使學生掌握理論知識的同時,提高實踐能力和創新能力。
2.傳統教學手段與多媒體設備的合理運用對于理論難度大而需要詳細講解的部分,應采用傳統的板書方式,教師和學生一起努力,完成數學公式的推導、難點的理解,使學生聽后印象深刻,思維節奏也容易跟上老師的節奏;而對于難度較小的內容,可以充分利用多媒體課件講授,使用課件可以使講課內容形象生動,并且可以提高授課的效率。傳統教學手段與多媒體課件各有所長,二者合理搭配可以解決教學信息量大、課時有限的矛盾,并可以收到良好的教學效果。
3.專題作業和課程設計的選題由于教學時間有限,在專題作業和課程設計的選題方面應緊貼理論教學內容,注意控制題目的難度。由于學生處于大二階段,學生的專業知識較少,選題除了要緊密結合理論教學內容外,還要注意趣味性,難度以學生們適當擴展知識就可以實現為度。否則不僅難以調動學生的學習興趣和積極性,反而會起到相反的作用。
四、總結
篇5
[關鍵詞]課程內容 教學方法 理實一體化 教學模式
[作者簡介]高銳(1975- ),女,吉林長春人,長春職業技術學院工程技術分院,副教授,研究方向為電子電路自動化設計;高芳(1972- ),女,吉林長春人,長春職業技術學院工程技術分院,副教授,研究方向為電子技術應用;呂國策(1984- ),男,吉林長春人,長春職業技術學院工程技術分院,助理講師,研究方向為電子電路自動化設計。(吉林 長春 130033)
[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)06-0129-02
“電子CAD”課程是我院應用電子技術專業的一門專業核心課程,原有的課程內容偏向于工具軟件操作和電路板設計。學生只學會了工具軟件操作,而沒有掌握實際電路板設計和制作工藝,從而只能停留在電路板理論設計層面,與企業就業崗位需求有較大差距。為了改變這種現狀并提高學生的專業技能,本文在原有課程內容中融入了與電路板設計相關的職業資格標準和電路板制作工藝,構建了體現具體課程特點的高職“電子CAD”課程內容,并創新了“理實一體化”教學模式的內容與構成。同時,積累了一些課程設計與開發的實踐經驗和研究成果,擴展了學生就業領域。
一、課程設計思路
“電子CAD”課程是高職院校電類專業的專業核心課程,也是一門電路板設計制作與計算機技術綜合應用的理實一體化課程,課程內容涵蓋了電子產品工藝、電子技術和電子產品設計等幾個學科的一些知識。筆者根據職業資格標準和課程地位確定課程內容,將傳統教學方法和手段與行動導向的教學方法和手段的結合使用,通過完成基于工作過程的實際電路板設計項目,逐步使學生具備進行現代電子產品設計必備的專業技能和從事本專業職業崗位中的電子產品輔助設計工作所必需的專業核心能力,為學生的綜合性實踐課程提供基本能力支撐,進而提高學生能力,并構建基于工作過程的與具體課程特點相結合的“理實一體化”教學模式。
二、構建課程內容
1.根據職業資格標準和課程地位確定課程內容。電路板設計與制作是現代電子產品設計必備的專業技能,對專業培養目標起著重要的支撐作用。為了使課程內容既符合企業需求從而體現職業資格標準,又能夠體現對本專業相關課程的支撐作用,筆者在深入的企業調研和本專業課程體系分析的基礎上,確定了四部分課程內容,即工具軟件操作、電路板設計、電子元件布局布線工藝應用、電路板制作。該內容是在原有的電路原理圖繪制與仿真操作、電路原理圖信號完整性分析操作、電路板設計操作內容的基礎上,增加了單層和雙層電路板制作、原理圖與電路板修改、信號完整性分析、電子產品工藝應用等內容與技能點,更側重培養學生根據實際情況修改電路板的專業技能和制作電路板的專業擴展能力。重新選擇的課程內容,使課程培養目標實現了從軟件操作技能的訓練過渡到電路板設計和制作能力的技能培養,使學生具備電路板設計與制作的專業能力和從事本專業工作所需的方法能力與社會能力。
2.以真實電子產品為載體確定教學項目。筆者通過著重深入地分析電路板設計與制作所需專業技能的層次關系,選擇了三個既能夠涵蓋課程內容又能體現實際電路板設計與制作工藝要求的真實電子產品為教學項目載體,即功率放大器電路板設計與制作、數字鐘電路板設計與制作、數控直流穩壓電源電路板設計與制作。其中,前兩個項目分別是模擬電子產品和數字電子產品,第三個項目是模數混合電路的電子產品。在功率放大器電路板設計項目中,實現的是簡單原理圖設計、單層板設計與制作、常用模擬元件和工藝應用;在數字鐘電路板設計與制作項目中,實現的是層次原理圖設計、雙層板設計與制作、常用數字元件和工藝應用;在數字直流穩壓電源電路板設計與制作項目中,實現的是復雜原理圖設計、較復雜雙層板設計與制作、模擬和數字元件與工藝的綜合應用。
這樣進行載體選擇和教學項目設計,將課程內容按照簡單設計應用簡單工藝簡單制作復雜設計應用復雜工藝復雜制作的順序進行了組織序化,實現了電路板設計與制作的從簡單到復雜、工藝從到核心的完整工作過程。如此,既使學生掌握了電路板設計與制作的關鍵技能,又使學生在將電路板設計文件轉化為實物時遇到的問題能及時反饋回電路板設計階段,從而改善了學生的學習方法并提高了主動學習的熱情。例如,學生在制作電路板過程中發現,如果在電路板設計文件中的絲印層上的字符覆蓋到了焊盤,則在制作絲印層時這些字符就會被去掉,影響了整個電路板的焊接和整體效果;又如,在制作完成的電路板的線寬不合適,會直接影響電子產品的質量等。學生會根據出現的實際情況,重新修改電路板設計文件,真正制作出符合用戶需求的電路板。
三、構建課程教學模式
為了能夠體現電路板設計與制作的實際工作過程,我們將教學模式由過去的“講授+驗證”模式發展為現在的“理實一體化”課程教學模式,其內容主要包括以下五方面。
1.邊學邊做邊實踐的課堂活動模式。在課堂教學活動中,學生先跟著教師進行操作練習,完成教師預先布置學習任務,接著再制作自己設計的電路板。在制作過程中,學生會發現自己設計中存在的問題,再通過解決設計中的問題,學習修改電路板設計的操作方法、設計工藝和技巧。最后,在完成一個項目后再通過逐步復雜的練習任務來進一步鞏固知識和提高技能。這樣邊做邊學的課堂活動,使學生既掌握了專業知識與技能,又鍛煉了學生解決實際問題的能力。
2.互助合作的學生活動模式。在課堂活動中,將學生分成任務小組,小組成員共同完成工作任務,分工各有側重。每個組內成員在完成任務過程中,互相幫助,共同解決問題,培養了學生的集體榮譽感和互助合作精神。
3.體現企業真實環境的實踐教學模式。與本課程配套的電子產品工藝實訓室的場地布置貼近企業真實的生產廠景,分為電路板設計區和生產區;按照企業生產工藝過程布置電路板制作設備,使學生在學習知識的同時也受到了企業文化的熏陶。
4.構建任務分層驅動與多樣考核方法結合的課程評價方法。在新的教學模式下,學生在“練”的過程中遇到問題、提出質疑、尋求支持、相互幫助與總結規律。不同的學生,在練習中遇到的問題可能不一樣,學習的進度也會不一樣。所以課堂教學中學生的“學”就像萬馬奔騰,學習內容在不斷地自覺地進行著任務分層,由于練習題多,任務分層得到了自然驅動。任務分層是通過學生自選考試題目來自覺實現的,對不同的題目有相應不同的選題難度,最終得分是將學生選擇的題目實際得分與題目難度按比例計算所得。這種評價方法將結果評價與過程評價相結合,實現從知識、技能到行為、習慣、情感和價值觀的綜合評價,并且充分考慮到學生考試心理、自我認知能力。
5.綜合運用傳統教學法和行為引導型教學法。在新的教學模式下,教學過程與真實電子產品輔助設計崗位的工作過程相一致,每一個項目都以工作過程導向為原則組織教學,分為項目描述、項目分析、項目實施、學習指導、項目檢查與評價和項目練習六個不同的學習階段。在完成項目的不同階段,可以分別采用不同的教學方法。在項目操作中需要注意的問題和重難點問題的解決,通常使用傳統的講授法、演示法等教學方法。例如,在數控直流穩壓電源的電路板設計教學中,由原理圖向電路板導入過程中最常見的錯誤,如果只是一筆帶過,學生在以后的操作中還容易犯同樣或近似的錯誤,而且修改仍然存在困難。因此,筆者采用講授和演示法,將每組學生在實際操作遇到的問題進行總結分類并講解,能夠使學生從總體上把握常見的錯誤位置并學會修改。
項目教學法、任務驅動、引導文教學法等行動導向教學方法則常應用于整個項目的教學過程,引領學生主動學習。又如,項目二數字鐘電路板設計與制作的教學中,采用任務驅動和引導文教學法引領學生完成項目設計與操作,學生根據項目任務單和引導文來主動完成項目操作,充分發揮老師主導作用、學生主體作用。
四、課程設計中的反思
1.課程內容需要根據企業需求進行定期調整。隨著電路板設計工具軟件的不斷更新、新型電子元件的出現、電路板工藝的提高,定期對課程內容進行調整,使課程內容始終體現企業需求。
2.提高授課教師的綜合專業水平。在實際授課過程中發現,授課教師不僅應該能夠掌握電路板設計與制作的專業技能,還應該具備一些應用電子技術專業其他核心課程的專業知識,這樣會為專業人才培養提供更強有力的支撐,為學生學習后續課程打牢根基。
[參考文獻]
篇6
電子技術的發展,推動各行各業的發展,應用廣泛———廣播通信、網絡、航空航天、工業、交通、醫學、消費類電子領域都離不開電子技術。眾所周知的北京2008年奧運會的水立方建筑運用50萬顆LED燈構成世界上最大的半導體照明工程。學習電子技術基礎是適應時展之必須。高職教育不同于普通高等教育,它的專業設置和課程設置指導思想都是以服務為宗旨,以就業為導向。針對區域經濟發展的要求,我們進行了廣泛的市場調研,重點調研了長三角地區高職畢業生的主要就業崗位,需要具備的職業能力及從業資格證書等問題,應用電子專業的就業崗位主要有:電子產品維修工,電子產品裝配工,電子產品調試員,電子產品工藝員。通過崗位的典型工作任務,職業能力分析,歸納出職業行動領域,然后根據我系的實際教學條件,實訓條件,將職業行動領域轉化為學習領域,構建了《電路與模擬電子技術》這門課程。同時,我們制定了課程標準。
2電路與模擬電子技術課程目標
本課程的總體目標是:通過對電路原理、常用電子元器件、模擬電路及其系統的分析和設計的學習,使學生獲得電路與模擬電子技術方面的基礎知識、基礎理論和基本技能,為深入學習電子技術及其在專業中的應用打下基礎。其中包括:(1)知識目標:掌握電路基本概念、基本分析和計算方法;會計算電路主要參數;掌握電路波形圖畫法、建立電路模型的方法;會判斷器件類型、電路工作狀態;(2)能力目標:培養學生正確使用常用儀表的能力;培養學生正確選擇元器件的能力;培養學生檢索與閱讀各種電子手冊及資料的能力;培養學生識讀與分析電路的能力;培養學生安裝和焊接電路的能力;培養學生電路測試方案的設計能力和對測試數據的分析能力;培養學生排除電路故障的能力;培養學生進行簡單電路設計的能力;(3)情感目標:通過趣味案例激發學生好奇心和學習興趣;通過學習情境挖掘學生的求知欲和創造欲,樹立學生自信心。
3電路與模擬電子技術課程設計
本門課程設計的理念是:以學生職業能力的培養為最根本的出發點,理論學習以必須,夠用為度,同時進行課證融合。在課程的教學過程中采用多種教學方法和手段:傳統的教學法、直觀教學法、探究法、啟發式教學和多媒體教學手段。
4電路與模擬電子技術課程實施
在課程的實施過程中教師首先進行了學情分析:高職院校的學生學習基礎普遍較差,學習能力欠缺,急于求成,缺乏持久性。雖然學生對電類專業課入門的學習具有一定的興趣,但這種興趣不夠穩定,需要教師創設適度的情境,適時地激發。所以在教學過程中,教師要力求做到將深奧的知識淺顯化,抽象的知識形象化。課程的重點難點是半導體器件,放大電路,負反饋。教師對重點、難點的處理方法有:(1)傳統的講解法;(2)直觀式教學;(3)配合flas演示;(4)通過萬用表測試加深理解;(5)創建學習情境。例如:在半導體器件的講解部分,可采用直觀式的教學法,帶領學生認識各種不同的二極管,三極管。對于三極管的講解,配合萬用表測試加深理解。下面以一次課實驗課———三極管電流放大特性為例,來說明課堂的教學組織。三極管的電流放大特性這節內容是深入模擬電子技術部分的第一道難關。學生只有深入到心里層面去理解了這節內容,才可以舉一反三去理解后續學習的電子元器件。教師采用基于工作過程“教、學、做”一體化的教學設計,把啟發式教學貫穿整個教學過程,通過探究實驗操作和多媒體仿真,把抽象的理論知識難度降低,達到突破難點,幫助學生化難為易,讓學生輕松愉快充滿信心地完成學習。
5考核方案
課程的考核方案根據學院教務處的要求,期中成績占30%,平時成績占30%,期末成績占40%。平時成績包括:課堂考核,課后作業,單元測驗。在學期結束前另有為期一周的教學實習,教師根據維修電工的考試內容結合實際情況申報,并由系部統一采購實習耗材。實習的考核分為:優———電路功能完全實現,性能優良,工藝精美。良———電路功能基本實現,性能優良。中———電路功能基本實現,性能不夠穩定。及格———在教師輔助制作下,電路功能基本實現。不及格———電路功能未實現且學習態度有問題。
6教學評價
課程的教學評價包括:校內督導評價,同行專家評價,教師自我評價,學生評價。
7課程特色及展望
篇7
1.電子技術基礎課程設計的傳統教學模式
我校以往電子技術基礎課程設計是由2名指導教師負責一個班級,時間為2周,主要是講解一些基礎知識、焊接和調試技巧。課程設計的具體題目是由知道教師具體給定,一個班級共基本上給定1~2個題目,結果造成了設計方案雷同想象,無法充分發揮學生的主動性和創新性,不利于培養學生的工程實踐能力和創新意識。另外,受硬件條件的限制,有些課程設計題目全部利用仿真軟件完成,學生的工程實踐能力不能得到充分的鍛煉,更不用說創新了。
2.基于CDIO理念的電子技術基礎課程設計教學改革的措施
“卓越工程師教育培養計劃”是我國高等工程教育的重大教學改革項目,旨在培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。為此,我院進行相應的改革,把CDIO工程教育思想融入到電子技術基礎課程設計中。以電子技術基礎課程設計項目為載體,課題設計分為構思、設計、實施和運行四個階段。(1)構思。學生根據電子技術基礎課程設計任務及要求進行分組,每組3~4人,成員以優勢互補的方式組成。每一組學生根據項目要求,分析課程設計任務,分解設計任務,每一名同學都有自己的設計任務。學生可以通過網絡或者到圖書館查閱資料,初步確定電路設計方案、設計內容以及能達到的性能指標要求;然后小組內學生進行討論、匯總,確定一個認為合理的方案,再提交給指導教師。指導教師根據每組學生提交的資料進行審核、論證、確定設計題目是否合理以及設計內容能否實現;同時檢查是否每名學生都真正參與課題的構思。(2)設計。每組學生根據完善后的電路設計方案,自行查閱相關參考資料,確定單元電路設計、參數計算與器件選擇、繪制電路圖等;然后運用EDA技術進行仿真,驗證設計方案的可行性和正確性;待仿真電路經修改完善之后,繪制出正確的設計電路交指導教師審核。在此階段主要培養學生綜合運用知識和技能解決實際問題的能力。(3)實施。當學生完成了電路設計,并做了相應的論證后送至指導教師進行審核,指導教師列出實現電路設計所需元件清單,到我院電工電子教學與實驗中心元器件管理處領取元器件,在多功能的PCB電路板上進行焊接、組裝、調試等步驟。在此階段主要培養學生的工程實踐能力和創新能力。(4)運行。學生對完成好的作品按照電子技術基礎課程設計的要求進行系統測試,以驗證作品是否滿足設計要求;指導教師驗收作品時,檢查電路設計的工藝并給出指導意見,以便學生下一次設計電路時改進。在此階段主要培養學生可持續發展的能力。總之,電子技術基礎課程設計在實施中始終注重將知識、能力、素質的培養緊密結合,將理論、實踐、創新合為一體,為卓越工程師技術人才的培養奠定了基礎。
3.電子技術基礎課程設計教學改革的效果
通過對電子技術基礎課程設計進行教學改革,使學生對電子電路的設計過程更加清楚了,充分調動了學生學習積極性、主動性、能動性,同時可以很大程度上提高學生的的工程實踐能力、團隊協作能力。通過這種模式的培養,我院學生在參加大學生電子設計競賽和創新創業訓練計劃項目中取得了較好的成績。近三年在全國(吉林省)大學生電子設計競賽中,我院學生獲一等獎15項,二等獎34項,三等獎41項;在2016年的吉林省大學生創新創業訓練計劃項目中我院學生共計申報19項。
4.結束語
實踐證明,在電子技術基礎課程設計教學中采用的CDIO工程教育模式極大地激發了學生的學習興趣,提高了學習效率。CDIO工程教育模式有利于培養學生個人專業能力和素質、實踐能力和創新能力、團隊精神和溝通能力,為學生今后開展工作打下良好基礎,將成為培養卓越工程師人才的有效途徑。
作者:孫立輝 單位:吉林化工學院信息與控制工程學院
參考文獻:
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關鍵詞:電子技術;課程設計;教學改革
作者簡介:金丹(1978-),女,遼寧建平人,上海電力學院電氣工程學院,講師;王魯楊(1963-),女,天津人,上海電力學院電氣工程學院,副教授。(上海 200093)
基金項目:本文系上海電力學院“085智能電網技術本科教改研究”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)02-0098-02
“電子技術課程設計”是電氣與控制類工科專業本科生的必修課程,該課程的基本任務一方面是鞏固和加深模擬“電子技術”、“數字電子技術”課程的學習成果和“電子技術基礎實驗課”中所掌握的實驗技能,另一方面是培養和訓練學生的科研作風及在電子技術方面的實踐技能,提高學生綜合運用電子技術知識解決實際問題的能力和創新能力。[1]
學生通過熟悉設計任務、查找資料、設計電路、計算機仿真、安裝調試、整理總結等環節,初步掌握電子工程設計思路,了解開展科學實踐的程序和步驟。學習電子產品工藝的基本知識和操作技能,培養專業學習的熱情,養成良好的專業素質,為較好完成后續課程的學習和設計做準備,為將來能在工作崗位上繼續學習接受新知識,進而發明創新打下良好基礎。因此綜合性強,實踐性突出的“電子技術課程設計”對學生的訓練和鍛煉是其他教學環節所不能替代的,是專業建設中值得重點建設的重要環節。
一、課程設計改革目的
近年來,電子技術課程實驗條件不斷改善,能夠適應“電子技術課程設計”對硬件設施所提出的更加靈活、更加高端的要求,為“電子技術課程設計”改革提供了硬件基礎。同時,隨著學生人數不斷增加,電子技術課程的師資隊伍也不斷壯大,為豐富課程設計內容、提高課程設計水平提供了人員保證。
在這樣的情況下,提出并實施“電子技術課程設計”改革,突出學生在課程設計過程中的主體地位,培養學生實踐動手能力與創新能力。結合本校實際,充分利用學校現有的教學資源,提高課程設計的教學效果和水平。
二、課程設計改革中的幾個措施
1.優化設計題目
好的設計題目可以激發學生的興趣,提高學生的積極性,這種內在的學習動力不僅能夠提升教學效果,而且真正寓教于樂。
題目的選擇原則是內容的豐富性、實用性、趣味性、先進性、創新性。題目的難易程度要適中,能體現出對基本理論、基本概念、基本技能的綜合應用。因此,選題時宜選擇與生活實際相關的題目;采用的芯片為目前主流的中等規模、大規模芯片;設計成品應該是一個包含信號源、信號處理、輸出顯示在內的完整的小系統。例如《洗衣機控制器》題目將課堂教學與生活實際密切聯系,讓學生切身體會到所學課程如何在工作中應用。再例如《乒乓球游戲機》題目,將課程與游戲相聯系,活潑新穎,獲得了學生的喜愛。
2.采用導師制
通常的課程都是以班級為單位,每個班級配置一名教師,以往的“電子技術課程設計”也采用這種方式。由于課程設計的題目靈活度較大,也具有一定深度,所以一般每個教師只會精通兩到三個設計題目,而學生就只能在這幾個題目中選擇。隨著師資隊伍地壯大,每個教師掌握兩個題目,那么所有教師加在一起就一共有三十幾個題目。本校希望這么多的教學資源能夠為所有學生所用。因此在本次教學改革中打破班級的概念,采用導師制。所有教師的所有題目均面向全體學生開放,學生可自由選擇,選擇題目的同時也就選擇了導師。對某個題目特別感興趣,可以直接選擇該題目。或者特別喜歡某個教師,也可以為了追隨那個教師而選擇他的題目。此外,每四個學生為一組,結組時也打破班級的概念,學生可自由選擇合作伙伴。所以學生不僅可以選擇題目、教師,也可以選擇同伴,自足選擇性很強。
3.采用項目教學法
以往教學模式中,教師把課程設計的電路、具體步驟都傳授給學生,學生很少思考,很少質疑,更沒有探索。本次改革中采用項目教學法,由教師引導,學生自主完成一個個具體的工程案例,按行動路線設計教學思路,培養學生的探索精神,提高其實踐能力。
設計過程模擬實際的項目開發過程,包含項目任務下達、方案設定、軟件仿真、硬件調試等各環節。體現為課程設計中的如下環節:學生選定設計題目與導師、下達任務書、確定設計方案、電路連線圖仿真、電子元器件的安裝與對所設計電子系統的調試、撰寫課程設計報告。
為了提高學生的創新能力,強調學生自主設計,重視啟發式教學。教師只在大思路上加以引導,對具體方案和設計細節不做過多干預,只起組織、引導、檢查、把關和解決一些疑難問題的作用,放手讓學生大膽實踐,充分發揮學生的主動性和創造性。同時,為了配合廣大學生大膽的發散的設計,提供了門類齊全、種類豐富的元器件供學生選擇。[2]
4.提高工程意識
“電子技術課程設計”本身就是一個工程設計的縮影,具有很強的工程特性,以其為載體,培養學生的工程意識具有天然的優勢。
對于一個工程的實施,所設計產品的性能并不是唯一的評價指標。設計周期、設計成本、團隊配合也同樣重要。為此,在課程改革中相應地采取了一些措施。首先,為了提高對設計周期地重視,在課程考核中加入了時間概念。在完成設計要求的情況下,時間使用最少的組成績最高。另外,為了提高對設計成本的重視,在設計中引入性價比概念,對高價格器件的領用進行登記、統計與限制,推薦學生采用低價格的元器件完成相同的功能。在幫助學生提高成本概念的同時,也為學校節省資金投入。最后,為了加強團隊配合,在每個組的四個人中推舉一名組長,負責整個設計過程的協調。由組員共同討論完成對項目的理解并做出具體的設計方案,然后統一調配每個成員所負責的設計任務。每個成員必須在規定的時間完成自己所負責的部分。在項目調試過程中必定會出現一些問題,而解決這些問題需要各部分的密切配合。因此要求每個人除了了解自己的設計部分以外,還必須了解其他人的設計思路。因此為了考核團隊配合,在答辯中除了檢驗每人分管的部分外,也會檢驗對整個方案和設計思路的理解。
5.引入模塊化設計理念
隨著電子電路產業的發展,所設計的產品在功能、線路等各方面都越來越復雜。在實際的電子電路開發中,教師一般將電路劃分為多個模塊,每個人負責一個模塊。先設計單獨模塊并獨立調試,然后再把幾個模塊聯調,最終將整個系統聯調。盡管在課程設計中所設計的電路功能較為簡單,但是為了模擬電子電路的實際開發過程,仍然希望在設計中能夠引入模塊化設計理念。因此,每個教師開發自己的題目時,都有意識的使所設計的電路功能齊全,保證整個系統結構完整。所以在每個題目中都包含了信號源、輸入、輸出、控制等多個部分,可以很方便地劃分為幾個模塊。每組中的四個成員可自行選擇設計模塊。既讓學生學習了電子電路的設計理念,又保證了每個學生的工作量,做到人人動手。
6.軟件仿真與實物調試相結合
由于計算機軟件和硬件技術的飛速發展,在電子應用領域產生了很多成熟的開發與仿真軟件,為實際電子電路的開發提供了準確的保證,同時節約了大量人力物力。EWB、Protel、ORCAD、PSPIC、Multisim等都是目前較為流行的電子電路仿真軟件,在實際的電子電路開發中也得到了廣泛的應用。因此,在本次教學改革中,模擬實際的電子電路的開發過程共十天的課程,其設計分成五天軟件仿真和五天硬件調試。前面五天學生采用自己喜歡的仿真軟件設計并調試電路。調試成功后根據所設計的電路制定元器件清單,并進行第一次答辯。答辯通過后根據清單領取元器件以及面包板、導線等硬件設備。后面五天進行實物連線與調試工作,調試成功后進行第二次答辯。然后撰寫課程設計總結報告并提交,完成整個課程設計過程。在此過程中,每個學生都能體會到軟件仿真與實物連線各自的特點。比如軟件仿真在原理性錯誤的排查方面具有強大的功能,而實物連線除了讓學生更熟悉元器件管腳排列以外,更加讓學生對元器件的時間延遲以及因此可能引起的誤動作產生更深的體會,這些都是在課本以及“電子技術實驗”課程中不能收獲的。通過課程設計,讓學生在軟件設計與元器件接線調試中均得到了鍛煉。
三、結束語
通過實踐,筆者發現這項教學改革效果十分明顯。教師們精心準備的題目引起了學生的極大興趣;采用導師制給了學生更多的自主選擇性;采用項目教學法激發了學生的自主性學習,也培養了學生的創新性思維;加入工程意識、模塊化設計理念以及軟硬件結合的設計方式等改革措施在不同方面讓學生體會了實際電子電路的開發過程,真正將理論與實踐相結合。
參考文獻:
篇9
所以,引進現代的教育手段,提高現有的教學質量對于計算機教學質量的提高是很重要的。市場的變化要求學校對課時的安排也要做出合理的調整,對教師做好思想工作的安排。教師上課也要講究從一而終,這樣對學生的理解,對老師的整體教學都可以從一個系統性的角度來看待。這是很重要的一點,教學手段的先進與否是學生學習水平高低的一個重要中間點。
實驗課程的設定及其特征。因為實驗性教學的迫切和開閘,需要將電子信息的教學與操作系統上的教學相結合。編寫專門的教材,其中需要包含與實驗、理論都相關聯的原理、實驗指導,以及實驗的參考或者解答之類的。
這些實驗性的教材除了要具有傳統教材的基本特征以外,還有專業性要求也很高,覆蓋面積要比以前廣泛,內容也需要相對豐富,除了最基本的要求以外,還要加上存儲,進程上的管理和文件系統的設計之類的實驗。
相關課程的試驗方法。對于這個環節,課程組經過長時間的整理,戰勝了以前的重教輕用,加強了實踐性的教學,不管是講課還是實踐的方法都設計了30個以上的實驗,讓理論和實踐能力得以和諧發展,增強了學生的設計能力,使他們能夠掌握技術的開發的實驗相關過程,將學生可以做什么作為主要的教學目標。
這是新的教學方法,它注重培養了學生探索、獨立動手的各種能力,以及設計開發的能力,并且注重創新,讓之在實驗教學中得到深入淺出的貫徹。通過實踐性的教學,學生能夠把所學的東西從腦袋里轉移運用到社會上。
篇10
關鍵詞:Multisim仿真 課程設計 創新能力
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)09-0106-02
電子技術課程設計是電類專業一門實踐性很強的必修課程。隨著電子技術的快速發展,新器件、新電路不斷涌現,現有實驗室的條件已無法滿足各種電路的設計和調試要求,在一定程度上影響了電子技術課程設計的教學效果,也影響了學生的創新能力[1][2]。在電子技術課程設計中引入Multisim仿真軟件可以很好的解決這一問題。
1 Multisim仿真軟件的功能及特點
Multisim仿真軟件是加拿大圖像交互技術公司(Interactive Image Technoligics)推出的電子線路仿真工具,適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的繪制和仿真,具有很強的仿真分析能力。
利用Multisim仿真軟件可以對二極管、三極管、功率管等模擬器件進行仿真、也可以對74系列、COMS系列、PLD、CPLD等數字器件進行仿真[3]。Multisim適用于模擬電子技術、數字電子技術、電力電子技術、單片機技術、PLC等電類課程。
2 Multisim在電子技術課程設計中的作用
在理論課的教學中為了讓學生便于理解,一般多采用工程近似的方法對電路進行分析、計算,但對于較復雜的電路,學生很難在短時間內根據元件參數的變化計算出電路的各種性能指標。如果利用,在教學過程中我們能夠隨時進行實驗演示和電路分析。也可以在利用Multisim仿真軟件分析各種電路的特性,在講解各種原件參數改變對電路的影響時,可將各種數據和波形在虛擬儀表上直觀的顯示出來,并且接近實際效果。通過Multisim仿真軟件進行計算機模擬仿真,把電子技術的理論教學和實驗教學有機地結合了起來,為課程設計中實物的制作打下一個良好的基礎[4]。
3 Multisim在電子技術課程設計中的仿真應用實例
下面以數字搶答器電路為例闡述采用Multisim仿真軟件進行課程設計的過程。設計要求如下:
(1)設計一個搶答器,可同時供8名選手參加比賽,他們的編號分別是1、2、3、4、5、6、7、8,各用一個搶答按鈕,按鈕的編號與選手的編號相對應,分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。
(2)給節目主持人設置一個控制開關,用來控制系統的清零和搶答的開始。
(3)搶答器具有數據鎖存和顯示的功能。搶答開始后,若有選手按動搶答按鈕,編號立即鎖存,相應選手的燈亮。封鎖輸入電路,禁止其他選手搶答。優先搶答選手的信號燈一直亮到主持人將系統清零為止。
(4)搶答器具有定時搶答的功能,且一次搶答的時間可以由主持人設定。當節目主持人啟動“開始”鍵后,要求定時器立即減計時,并用顯示器顯示。
(5)參賽選手在設定的時間內搶答,搶答有效,定時器停止工作,相應選手的燈亮,顯示器上顯示搶答時刻的時間,并保持到主持人將系統清零為止。
(6)如果定時搶答的時間已到,沒有選手搶答時,本次搶答無效,系統短暫報警,并封鎖輸入電路,禁止選手超時后搶答。
3.1 實驗方案的確立
搶答器系統原理框圖如圖1所示。它由主電路和擴展電路兩部分組成。主電路完成基本的搶答功能,開始搶答后,當選手按動搶答鍵時,代表這一組的燈亮,同時別組成員按下按鈕時不會使自己這一組的燈亮[5][6]。這一功能可以用鎖存器或者觸發器來實現。主持人按下開始鍵時,才會使搶答器正常工作;當這個鍵彈起時,無論8個選手如何按按鈕,他們各自所對的指示燈都不會亮。這一功能可以將開始鍵接到芯片上的清零端或者使能端來實現。
設計電路時可分模塊進行,將每一個模塊設計仿真成功后,再進行模塊間的連接,從而實現整個搶答器系統。
3.2 電路設計與仿真
搶答器包括搶答電路、指示燈電路、主持人開關電路、控制電路、報警電路、脈沖電路、定時電路、顯示電路。電路圖如圖2所示。
3.2.1 搶答電路
搶答電路的功能有兩個:(1)能分辨出選手按按鈕的先后,并鎖存優先搶答者的編號,供顯示電路使用;(2)使其他選手的按鈕操作無效。搶答電路包括集成D觸發器74LS374和8個開關。74LS374為具有三態輸出的八D邊沿觸發器,且是上跳沿觸發的。當一個脈沖的上升沿到來時,輸出Q端的值為相應D端的值。OC端為使能端,低電平有效,當OC接高電平時,處于高阻狀態,OC端接低電平時,芯片能夠正常工作。8個D端接8個開關,開關另一端接高電平[7]。
3.2.2 指示燈電路
由于在仿真時要觀察燈的亮與熄滅,8個燈的一端分別接在74LS374的8個Q端,另一端分別接地。當Q端輸出為高電平時,燈就會被點亮,否則就會熄滅。
3.2.3 主持人開關電路
主持人開關有很多作用,當這個開關彈起時,74LS374將不工作,并且可以控制譯碼顯示電路的清零和置數功能[8]。計數器74LS192的CR端為清零端,當CR端為高電平時,輸出為低電平;CR端為低電平時,芯片可以進行別的功能。在CR端為低電平的情況下,LD端為低電平時,輸出為4個D端上的值,這就是我們所說的置數功能。在CR為低電平,LD為高電平的情況下,CPU接脈沖信號,CPD接高電平,此時芯片處于加計數狀態;CPU接高電平,CPD接脈沖信號,此時芯片處于減計數狀態;CPU和CPD均接高電平,芯片處于保持的狀態。因此可以將清零端和置數端作為主持人控制開關電路的一部分,將CR端和LD端分別接兩個單刀雙擲開關,開關一端接高電平,一端接低電平。
3.2.4 控制電路、報警電路、脈沖電路
控制電路是由8個或門組成的。74LS374的8個輸出端分別接在4個兩輸入或門的輸入端上,每兩組的輸出有分別接在另一個或門的輸出端,最后輸出端和脈沖信號接在一個或門的輸入端,輸出端接在74LS374的脈沖輸入端和74LS192的CPD端。當有一人按下了搶答開關后,所對應的Q端輸出為高電平,經過幾個或門后,最后輸入74LS374和74LS192的脈沖輸入端的信號固定為高電平,則我們將脈沖信號鎖住了,無論別的搶答開關按下與否,都不會影響結果。這就起到了控制電路的作用。報警電路中,使用燈來表示,當無人搶答時,指示燈亮。本設計中,秒脈沖電路用信號源模擬產生,在制作實物時也可以用555芯片產生。
3.2.5 定時、顯示電路
定時、譯碼、顯示電路是由74LS48譯碼器,74LS192計數器和七段數碼管構成的。將74LS192的四個輸入端DCBA端分別接上高電平,低電平,低電平,高電平,則通過譯碼器在七段數碼管上顯示9,然后通過減計數,依次減一,當搶答按鈕按下時,控制電路將會鎖住脈沖信號,因此數碼管應該顯示當前數字不變。直至下一次搶答時,主持人通過置數重新將其置為9。
4 結語
利用可以Multisim軟件可以方便地進行各種電路的搭建,并對電路進行仿真與調試,彌補了傳統實驗教學中存在的設備老化、元器件損耗等不足,激發了學生的學習興趣。如學生在進行復雜電路設計時,可以先采用Multisim軟件進行設計,驗證設計方案的可行性,再搭建硬件電路進行調試,可達到事半功倍的效果。實踐證明Multisim仿真軟件在電子技術課程教學和實驗教學中發揮著重要的作用,對于提高實驗教學質量、培養學生創新能力和動手能力等方面發揮著非常重要的作用。
參考文獻
[1]肖君,樊利民,廖中熙.NIELVIS在數字電子技術實驗中的應用[J].國外電子測量技術,2009(11).
[2]習友寶,王厚軍,古天祥.工科電子實踐教學的改革[J].實驗室研究與探索,2005(08).
[3]邢江勇.“電工電子技術”課程教改實踐與探索[J].電氣電子教學學報,2009(05).
[4]李林,丁軼成,戴永壽,馬西庚.虛擬儀器在電子專業創新能力培養中的應用[J].自動化技術與應用,2006(12).
[5]于海濤,王玉松.電子技術課程設計中引入EDA技術探討[J].實驗科學與技術,2008(04).
[6]石廣龍.數字顯示倒計時搶答器電路的設計[J].牡丹江師范學院學報(自然科學版),2009(02).