電子技術教學EDA的價值
時間:2022-04-18 05:09:01
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1PCB設計軟件Protel
Protel是PROTEL公司在20世紀80年代末推出的PCB設計軟件。該軟件的最大特點是:功能強大、界面友好、使用方便,是目前國內應用最廣泛的PCB設計軟件[2]。
根據我校生物醫學工程專業定位于培養醫工結合技術人才的要求以及未來任職崗位的需要,在多年的教學實踐中,我們將MultiSIM和Protel99SE兩個eda軟件科學、合理地融入理論和實踐教學中去,按照理論授課-仿真實驗-電路實驗的先后順序,貫穿于授課內容、課時安排、理論課和實踐課的比例等教學環節。電子技術課程以電路原理為開始,教會學生使用仿真軟件MultiSIM的基本操作,能夠分析簡單電路的性能參數,從而驗證電路定理;在模擬電子技術和數字電子技術部分,加強學生使用MultiSIM軟件的高級操作,讓學生掌握模擬和數字電路的參數分析、器件選擇等,讓學生具備自主設計模擬或數字電路的能力;到電路安裝實現部分,教會學生使用PCB設計軟件protel99SE的基本操作,并利用MultiSIM軟件設計調幅收音機電路并進行仿真,然后由protel99SE生成PCB,最后由學生自行焊接電路、完成收音機的調試安裝與調試。如圖1所示的占空比可調的矩形波發生電路,在模擬電子技術課程教學中,這部分內容相對抽象,學生不太理解。我們采用MultiSIM軟件完成電路設計,并通過調整電位器的值,同時監測示波器的波形,可以充分調動學生學習的興趣和積極性。
除過電子技術課程4個模塊的教學之外,我們還開設電子技術綜合設計課程,注重培養學生的創新能力。我們參照全國大學生電子設計競賽的方法,3~5個學生自由組成一組,在三周內完成一個簡單的工程設計,包括選題、方案設計、MultiSIM電路仿真、ProtelPCB設計、元器件購買、電路裝配、調試、設計說明書撰寫、答辯等過程;在設計題目設計上,體現綜合性、工程性、實用性、趣味性,而且每組題目不重復,保證學生能夠獨立完成設計任務。在上述教學過程中,EDA軟件自始至終都發揮了非常重要的作用,既能提高學生的實際動手能力,又能彌補實驗室因設備等條件限制而無法開設部分實驗的缺陷。
3教學效果分析
六年來,我們將MultiSIM和Protel軟件實際應用到電子技術的教學中,通過問卷調查、考試成績分析等環節對取得教學效果進行分析,分析結果如下:
3.1理論授課效果良好
對2004年級至2008年級共112名學生在結束電子技術相關課程學習后,進行問卷調查。統計數據顯示隨著教學內容的優化與更新的逐步深入,學生對電子技術系統性認識(圖2)、課堂教學滿意度(圖3)逐年提高。問卷調查結果表示,94.3%的學生認為將MultiSIM和Protel兩個EDA軟件引入電子技術的教學活動并與之緊密結合,能夠提高學習興趣,對理論學習有極大地幫助。對2004年級至2008年級學生模擬電子技術課程考試平均成績(圖4)分析,結果顯示平均成績的提升與在此期間應用EDA軟件輔助教學技術的使用等有緊密的關系。
3.2實踐教學效果良好
對2004年級至2008年級112名學生在結束電子技術相關課程學習后進行的問卷調查數據顯示,將兩個EDA軟件應用于基礎實驗、電子系統制作和綜合設計三個層次的實踐教學活動中,對提升學生電子設計能力有積極作用(圖5)。
4結語
盡管我們近年來,我們將EDA軟件應用到電子技術的理論教學和實踐教學方面進行了研究和探索,也做了不少的實踐性工作,尋找出了一些可行而有效的方法,探索出了一條路子,并且將這些舉措用于教學實踐,在實踐中不斷總結,不斷完善,不斷提高,取得了良好的成績,提高了學生的電子設計能力,也積累了一定的經驗;但是我們還需要進一步研究EDA軟件輔助教學的最佳學時數以及與其他現代教學手段的融合方式等,從而提高EDA技術在電子技術課程實際教學中的效果。
作者:路國華單位:第四軍醫大學電子學教研室
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