電子電路教學設計范文

時間:2023-10-10 17:26:08

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篇1

顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業學校 214153

【文章摘要】

計算機技術的迅速發展,為軟件

的開發與應用創造了廣闊的發展空

間。在電子線路設計領域中,軟件應

用作為其重要組成部分,能夠為電路

設計提供更為高效的參數優選方案,

其在當下社會應用和教學中所占比

重也日漸增加。在電路研究與設計過

程中,已有越來越多的設計者利用電

腦仿真技術對電路設計進行分析與

調試,計算機軟件的應用逐漸成為當

電子電路設計中的重要工具。本文

從電子電路設計過程中的設計質量,

設計周期及成本計算角度出發,對電

子電路設計教學中的軟件應用進行

分析,并通過探討不同類軟件在電子

電路設計教學中的應用特點,為電子

電路教學提供有效的教學依據。

【關鍵詞】

軟件應用;電子電路設計;設計教學

1 電子電路設計教學發展概況

隨著計算機技術的飛速進步,軟件的

開發與利用日漸成為當下社會各領域發

展的重要構成部分,在現階段的電子電路

設計中,各類軟件的應用在為電路設計提

供極大便利的同時,也為電子線路連接及

功能的驗證提供了有效途徑。各類軟件在

日漸普及和廣泛應用中得以不斷完善,這

也極大的促進了計算機軟件在電子電路

設計中的應用。在電子電路的實際設計應

用中,由于電子電路結構設計和線路搭建

涉及到了多個電子領域,如電路圖繪制,

電路設計,元件設計及結構調動等,都需

要不同類型的軟件進行應用設計。在當下

我國電子電路的設計與教學中,理論課程

與課程實驗的有機結合為學生的電路學

習設計提供了良好的發展空間。計算機軟

件的應用教學,使得學生在掌握了軟件應

用的基礎上,能夠以軟件工具開展電子電

阻的設計,搭建和線路調試。在計算機軟

件的電子電路教學設計與應用中,模擬電

子技術實驗教學是一個極具代表性的實

例,學生在模擬電子電路設計的課程中,

能夠在課程內容中學習到電路技術和計

算機技術的基礎知識,并通過課堂練習和

課程實踐不斷加深對計算機軟件應用和

電子電路設計的認知,在課程教學后期的

課程實踐中,教師通過帶領學生開展電路

設計實踐,以進一步促進學生軟件知識和

電子電路知識的有機融合。電子電路教學

的開展,為計算機軟件和電路設計應用的

結合提供了發展前提,這也為我國電子電

路技術的發展奠定了基礎。

各類軟件在電子電路

設計教學中的運用

顧玲芙 江蘇省無錫汽車工程中等專業學校 214153

2 電子電路設計教學中軟件應用意

義探討

在電子電路的實際設計與開發中,

電路結構的軟件設計仿真測試已成為當

下最具有效性的技術,加之越來越多的電

子電路設計者選擇運用計算機軟件對電

子電路設計進行研究,這就使計算機軟件

應用在電子電路的設計中具有十分重要

的意義。計算機軟件提供的軟件仿真功能

為電子電路的方案設計提供了有力的參

考,學生能夠利用軟件進行對預先設計好

的電路方案進行仿真,并通過對比方案設

計與當真結果對具體內容進行改進,這在

幫助學生完善仿真方案的同時,也進一步

鞏固了其對知識的掌握,提升了電路設計

中發現問題和處理問題的能力。與傳統形

式的電路測量檢驗方式不同,計算機軟件

的應用僅需要將電路接口連接到實驗箱,

通過程序調試模擬實際應用環境,以更為

高效率的檢測出電路系統的設計錯誤。軟

件應用在為電子電路設計提供仿真環境

的同時,也能夠在學生的電子理論學習中

起到極大的輔助作用。在電子電路教學開

展過程中,課程理論和實驗設計的有機結

合能夠進一步加深學生對電路知識的理

性認知,而在電路的設計和應用檢測過程

中,由于校園客觀環境的限制,電路的檢

驗與應用通常無法得到充分開展,而利用

計算機軟件設計則能夠有效實現對電路

設計的檢驗和校正,使得學生能夠在真正

意義上掌握電子電路設計課程中的研究

方法。

3 各類軟件在電子電路教學中的具

體運用

3.1 CAD 軟件在電子電路教學中的

應用

CAD 軟件系統是當下電路設計軟件

中圖形設計功能作為全面的應用軟件,其

在電子電路設計教學中的應用也十分廣

泛。在電路設計教學的開展中,CAD 軟

件為課程開展提供了繪圖,幾何造型以及

特征計算等功能,在進行電路設計過程

中,教師能夠通過帶領學生進行元件設

計,是學生進一步掌握不同電路元件的功

能,并以此為基礎,使學生利用不同元件

的特性進行電路的功能設計。CAD 軟件

在為電路教學設置元件設計功能的同時,

也自帶有元件庫,電路的實際設計可以直

接對元件進行調用,這也能夠有效節約電

路原理圖設計時間。在利用該軟件開展教

學時,教師還要強調實際元件和虛擬元件

的區別,并通過在教學過程中著重強調,

以保證學生實際電路連接的準確性和安

全性。

3.2 EWB 軟件在教學中的具體應用

分析

EWB 計算機軟件是一種用于電路設

計與仿真的EDA 工具軟件,與CAD 軟件

不同,EWB 軟件中包含更多的高品質模

擬電路元件和組件模型。教師在開展電子

電路設計教學時能夠在元件調用的基礎

上,引導學生利用軟件進行多種功能仿

真,如對以連接的電路結構進行交流頻

率特性分析,靜態分析和參數掃描分析

等。EWB 軟件主要結構包括函數信號發

生器和仿真電路模板等,學生能夠在課程

設計中通過元件調用和參數整合,完成電

路設計,并通過將電路系統調用與仿真模

板中,對其進行功能測試。在電路仿真教

學過程中,教師應首先開展信號發生器教

學,使得學生能夠依據實際電路結構設計

選定對應的激勵信號,以此保證電子電路

結構仿真結構的準確性和有效性。

3.3 PSPICE 仿真軟件在電路設計教

學中的應用

作為現階段不同類型電路分析與設

計仿真軟件之一,PSPICE 軟件具有十分

優越的實用性能。該軟件主要包括電子線

路仿真,圖形方式輸出,模擬計算電路功

能和網表生成等功能,不僅能夠對模擬電

子線路進行仿真與模式實驗,也能夠與實

體電路結構進行連接并開展模擬仿真。在

電子電路的設計教學中,教師要將課程演

示重點放在利用 PSPICE 軟件模擬連接

電路上,使學生能夠在掌握元件參數的基

礎上,更為全面的掌握電路波形和電壓電

流值的檢測方法。PSPICE 仿真軟件的應

用,也為電路設計教學中元件參數的優化

提供了科學有效的途經,教師通過對比軟

件中不同模擬元件的功能,以選擇靈敏度

高和容差關系穩定的軟件開展教學,這能

夠極大的優化電路設計中的元件參數,并

使得電子電路設計的教學質量得到有效

提升。

4 結束語

不同類型計算機軟件在電子電路教

學中的應用,為電路設計與功能檢測提供

了有效的教學方式。教師在備課過程中通

過對比不同電路軟件的應用特點,并選取

更具教學價值的應用軟件開展電子電路

教學,能夠更為全面的對電路參數進行講

解,進而培養學生電路工程設計的眼光,

為學生今后的就業與發展打下堅實的基

礎。

【參考文獻】

[1] 周長森. 電子電路計算機仿真技

術的實際應用探究[J]. 山東科學

技術出版社.2011(6):6-14.

[2] 胡曉云,鄧肖月.EDA 技術在電

子電路教學中的應用. 實驗與探

索.2012

[3] 胡衛平.CAISD 軟件包的研制及其

在逆變器優化設計中的應用. 北

京電子教育出版社.2009,9-15

[4] 周淑芳. 柔性電路板在電子電路

篇2

“電子技術基礎”包括模擬電子技術和數字電子技術兩門主要課程,是理工科相關專業的技術基礎課程,也是生物醫學工程專業的重要專業基礎課和技術基礎課。生物醫學工程專業開設“電子電路課程設計”課程,對提高學生的電路設計能力、硬件制作能力和系統調試能力,以及培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力具有非常重要的意義。如何利用科學的選題在較短的時間內訓練和提高學生的這些能力,并有意識地培養學生的創新意識和科研能力,是該課程在教學過程中重要的教學研究課題。[4-6]

一、生物醫學工程專業“電子電路課程設計”教學中存在的問題

由于生物醫學工程專業的特殊性,目前在生物醫學工程專業的“電子電路課程設計”教學過程中,普遍存在以下幾個問題:

1.課程設計的選題沒有考慮專業特點,實施的目的性不強,與專業的整體發展建設結合較差,達不到課程設計要求

一個突出的問題是,課程設計的選題大部分是沿用電子信息類專業的傳統選題,如多級低頻阻容耦合放大器、功率放大器、語音放大器、函數發生器、交直流放大器、數字電子鐘、定時器、智力競賽搶答器、簡易數字電容測試儀等選題,這些題目與生物醫學工程專業的聯系較少。這樣既不能體現專業特點,也不能提高學生的興趣,從而使得學生對所學理論知識不能很好地運用于實際,造成與實踐的脫節。

2.課程設計內容不完善,所設計的內容不能充分體現課程設計的目標

“電子技術課程設計”課程應該是由許多關鍵環節構成的一個整體,從多個方面訓練和提高學生的能力和素質。但原有的教學過程中,往往會忽略其中的一些重要環節。這些問題表現在:只要求學生完成電路制作,對于任務分析、方案選擇、分析計算要求較少,把課程設計簡化成操作實訓;不重視測試和數據分析,不能充分鍛煉學生分析問題和解決問題的能力;不注重使用設計軟件和選擇流行器件,只使用過時的器件,甚至老舊的分立元件,制作的電路達不到任務要求。這些對于提高課程設計的效果都有不利的影響,導致學生實際動手能力練習不夠、電路設計能力偏低、綜合調試能力不高。

3.評價方法和標準簡單,隨意性大

教學過程中沒有嚴格的評價標準,課程成績評定基本上流于形式,從而造成課程設計質量下降。

在這種情況下,培養出來的學生普遍存在電路設計能力和系統調試能力不足,發現問題、分析問題、解決問題的能力偏低,這樣培養出來的學生難以在工程設計領域中發揮獨當一面的作用,不能快速適應社會要求。

二、“電子電路課程設計”的改革思路和實踐

幾年來,在“電子電路課程設計”教學過程中進行了幾點改革嘗試,取得了較好的教學效果。

1.明確專業培養目標,構建課程設計選題庫

“電子電路課程設計”是電子信息類專業的傳統課程,有大量的課程設計選題,但這些選題中,大部分與生物醫學工程專業和生物醫學電子技術課程的教學內容和要求有較大的區別。為此,學院組織教師從眾多的課程設計選題中,選出若干與專業相關的訓練內容,進行加工改造,并對每一個設計選題提出具體的訓練要求和目標,構成課程設計選題庫。題庫中題目所涉及到的課程內容和設計內容的統計分析見表1。從表中可以看出,與生物醫學工程專業的教學內容密切相關的選題占總選題的72%,這樣就形成了有專業特色的電子電路課程設計內容和要求。

另外還結合專業的特色,對與醫療儀器密切相關的設計,如測量心電、腦電、心音、血氧飽和度、脈搏波等信號的電子系統的采集電路部分,要求學生做成完整的模塊,作為以后系統課程設計的子模塊。

2.以學生為主體,改革傳統課程設計指導方式

改變過去教師全程指導,有問必答,甚至直接給出參考電路的指導方式。教師在給出選題和要求后,將學生分成若干小組,每個小組在選題范圍內選定設計題目。學生自己查閱資料,提出方案,獨立設計,最終完成設計并進行完整的調試和測試。在整個課程設計過程中,教師每周留出固定或靈活的課堂答疑時間,回答學生提出的問題或啟發學生提出問題,直至課程設計結束。

3.充分發揮學生潛能,加深加寬課程設計的訓練內容并提高要求

在課程設計過程中,教師提出設計的目的和要求后,實驗室只負責提供材料及儀器,其他工作全部由學生自己完成。為了更多地訓練學生的綜合素質,學生需要獨立完成實踐步驟確定、任務分析、方案選擇、電路設計、元件選擇、電路布線、印刷板設計及制造、元件測試、電路焊接、系統調試、測試方案設計、電路測試等訓練步驟,并將這些步驟作為課程考核的訓練點(見表2)。通過這種完整的訓練過程,學生不僅能夠初步掌握電子產品的設計開發流程,還能較好地鍛煉自己的專業素養。

4.重視現代電子技術的發展和應用,鼓勵學生掌握和使用工具軟件和最新芯片

做到軟件和硬件結合,學生除了完成電路設計以及硬件的焊接、安裝、調試外,還需要至少掌握一種印刷電路板設計軟件和一種電路仿真軟件,有條件的學生還應掌握一種數字電路設計軟件(如EDA軟件)。學生既要熟練掌握電阻、電容、電感、二極管、三極管等分立元件的選擇和使用外,還應盡量掌握和使用最新的集成芯片,以進一步訓練工程設計能力。這樣,電子電路課程設計可以達到更好的教學效果。

5.培養學生興趣,將課程設計與創新課題訓練相結合

鼓勵教師將本科創新課題、教師科研課題等進行簡化、分割,形成適合課程設計的課題,供學生選擇。鼓勵學生進行電子產品整機設計、開發、組裝、調試,并且組織學生共同交流,互相學習,不斷提高。

三、結束語

“電子技術”課程的理論性和實踐性都很強,而“電子電路課程設計”作為教學過程中的重要一環,體現出了越來越重要的作用。對該課程進行的一系列教學改革實踐,取得了良好的效果。按照改革后的教學模式,“電子電路課程設計”不斷能夠鞏固課堂上所學的理論知識,加深學生對課堂抽象概念的理解,提高了學生的設計能力和創新能力,還能使學生對生物醫學工程專業的認識更加明確具體,這些都有利于培養出理論基礎扎實、實際工作能力強的高素質生物醫學工程專業人才。

參考文獻:

[1]John D.Enderle.生物醫學工程學概論[M].封洲燕,譯.北京:機械工業出版社,2010.

[2]李剛,張旭.生物醫學電子學[M].北京:電子工業出版社,2008.

[3]余學飛.現代醫學電子儀器原理與設計[M].第二版.華南理工大學出版社,2007.

[4]劉劍,楊立才,劉常春.“生物醫學傳感器與測量”課程教學改革探索[J].電氣電子教學學報,2011,(1):15-17.

篇3

關鍵詞:電路;教學設計;教學實踐;數字化教學

作者簡介:喻學鋒(1977-),男,湖北黃石人,武漢大學物理科學與技術學院,副教授;李茜(1990-),女,青海民和人,武漢大學物理科學與技術學院碩士研究生。(湖北?武漢?430070)

基金項目:本文系2012年武漢大學教學研究項目的研究成果。

中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)28-0051-02

二十一世紀是數字化的時代。數字技術,是指借助一定的設備將各種信息,包括圖、文、聲、像等,轉化為電子計算機能識別的二進制數字后進行運算、加工、存儲、傳送、傳播、還原的技術。[1]數字技術改變了人們的生活,也正沖擊著教育。近年來,一些教育工作者提出了數字化教學理念,相應的教學研究和實踐也逐步展開。如何發揮數字技術的優勢,開展教學活動,實現課程的數字化教學,成了當今教育工作者所廣泛關注的問題。[1]

一、什么是數字化的電路教學

對于一門課程來說,所謂數字化教學,主要包括教學內容的數字化和教學手段的數字化。教學內容的數字化,主要指利用數字技術把電路課程中所具有的電、磁等信號轉換成數字信號,或把語音、文字、圖像等轉變為數字編碼,用于傳輸、處理與分析。教學手段的數字化,主要指利用數字化工具教學,如利用計算機和投影等設備授課,利用計算機網絡教學,利用電路仿真軟件改造電路實驗等。綜上所述,數字化電路教學的實施過程就是信息技術全面改造電路課程的教學過程,是數字化技術在電路教學中整合和靈活運用的過程,也是教學改革中技術路線改革的實踐過程。[2]

二、數字化電路教學的必要性

如同黑板、粉筆等出現后,班級教學代替了私塾式教學,數字化技術的發展也必然引起新的教學革命。而對于“電路”課程,數字化教學顯得更為必要:

1.數字化教學可以極大地增加“電路”課堂教學的信息量

“電路”課程中包含了大量的文字信息和圖像信息。傳統教學手段以板書為主,過多板書和手工畫圖會影響學生聽課效果,使得學生對老師傳授內容缺乏積極思考的過程。利用數字化形式,以其大容量、多樣性、高效率等優勢,可極大地增加課堂教學的信息量。筆者在教學實踐中發現,應用數字技術進行電路課堂教學,其展現的信息量是傳統教學模式的1.5~2倍。并且,數字化教學可以將教師從板書中解放出來,節約出的課堂時間可用來補充講解教學中的重點、難點,從而擴大授課的范圍,增加學生的知識面,提高電路教學的效果。

2.數字化技術可以使枯燥的電學知識形象化

“電路”這門課名詞術語、概念、特征數值均多且描述繁雜,學習記憶起來比較枯燥。而數字化技術的多樣性表現手段可以將教學需要的文字、圖像、聲音等多媒體素材與應用程序集于一體,使抽象的名詞能直接與相應的圖像結合,形象生動,讓學生在學習過程中通過多種媒體信息源的刺激,使本來單調煩瑣的內容變得易于理解和記憶。并且,由于電路器件屬于微觀形態,往往難以用語言表述清楚其形態、位置、結構,而通過數字技術形象化的展示,會有百聞不如一見之效。

3.培養學科興趣和開拓專業視野的需要

“電路”是電子科學與技術、電氣工程和電子信息類專業的一門重要的技術基礎課,也是學生接觸的第一門電學課程。因此,使學生在高效率掌握知識的同時,培養學生對電學這個學科知識的興趣非常重要。而數字化技術可利用多方位的數字化元素,如視頻、圖像等,給“電路”課程教學帶來的趣味性,可大大增強學生對電學相關知識的興趣和求知欲。并且,通過建設“電路”課程網站,可共享相關多媒體課件,并進行網上答疑,這無疑又能擴大學生的眼界,增強學生的辨識能力,同時也會密切師生關系,產生親和力,進一步增強學生學習電路課程的熱情。

三、數字化“電路”教學的設計

利用數字技術設計“電路”課程的數字化教學模式,是一項十分艱苦而有意義的工作,下面就課堂內外的教學活動討論數字化“電路”教學的設計方式。

1.設計數字化的課堂講述模式

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一、在《電子線路板設計與制作》課程教學中引入項目教學的必要性

《電子線路板設計與制作》是應用電子技術專業的一門核心課程,是專業技能培養與職業素質拓展的重要環節。本課程主要以企業真實電子產品的設計與制作任務為載體,面向應用電子技術專業的電子線路板生產、電子生產工藝管理、產品研發助理等崗位設置的課程。本課程重視學生在校學習與實際工作的一致性,根據學生特點、課程目標和校內外教學條件,在教學實施過程中為了更好地提高本課程的教學效果,有針對性地采取集中教學、分組實施、工學交替、任務驅動以及項目教學的組織形式。通過不斷加強學生實踐技能訓練,實現高職教育高端技能型專門人才的培養目的。

項目教學法起源于美國,盛行于德國,適合于高職教育。所謂項目教學法是指將傳統的學科體系中的知識內容轉化為若干個教學項目,圍繞著項目組織和展開教學,使學生直接參與項目全過程的一種教學方法[1]。學生在完成指定學習項目的同時,應用相關知識,在實踐的第一線培養解決問題的綜合能力。在項目教學中,學習過程成為人人參與的實踐活動,注重的不僅是最終結果,而是整個項目的學習和完成過程。學生在項目實踐過程中,理解和把握課程所要求的專業知識和技能,體驗創新的艱辛與樂趣,培養分析問題、解決問題的能力及協作能力和團隊精神等。針對高職學生的職業要求,《電子線路板設計與制作》課程的項目教學,主要以培養學生的創新能力和創新精神、良好的職業發展能力為主旨,以行業科技和社會發展的先進水平為標準,充分體現項目教學的規范性、先進性和實效性。

二、基于項目教學的《電子線路板設計與制作》課程設計的理念

(一)開發校企合作的項目化課程

高職院校的社會功能是服務社會地方經濟的發展,其主要方式是進行校企合作培養行業以及社會經濟發展所需要的高端技能型專門人才。因此,在學生的專業核心能力的培養方面一定要能夠堅持基于行業企業的典型工作任務來實施教學。本課程通過對行業企業的典型工作崗位的調研,整合了電子行業對于人才專業技能以及綜合職業能力的各項要求,通過學校教師、企業專家等進行深入研究與探討,共同開發了適合學生學習,滿足企業職業技能需求的六個學習情境,形成了完整的項目化課程。

(二)構建工作過程行動導向教學模式

在《電子線路板設計與制作》課程的教學模式中,采用了基于工作過程行動導向的教學模式。課程設計的學習情境內容都是來源于企業的實際產品的開發與制作過程。在教學過程中,首先應用項目設計任務書的形式對學生進行項目任務的布置以及任務分解。按照資訊、計劃、實施、檢查、評價的步驟進行電子產品的設計。然后通過對產品的功能需求分析,對設計的任務進行直觀的理解,根據設計產品的特征進行產品設計的計劃,并根據計劃進行任務實施,在規定時間內設計完成的產品通過自查、互查以及教師查閱的方式進行產品功能的檢查與分析,最后進行項目實施結果的評價分析,總結本次項目設計的得失以及完成情況等。實踐證明,其構建了完整的工作過程行動導向教學模式,教學效果顯著提升。

(三)推進學生為主、教師為輔的教學過程

在《電子線路板設計與制作》課程教學過程中,堅持教師主導、學生主體的教學理念。在電子產品的設計與制作過程中,教師主要是引導學生進行項目任務的分析,進行設計流程以及設計工藝的指導。對學生設計過程中的重點難點進行剖析,對設計中的相關注意事項進行總結歸納等。

(四)工學結合提高學生的綜合職業素養

在《電子線路板設計與制作》課程實施項目教學過程中,引入了企業的實際產品,如通過脈沖點火器的設計與開發,培養學生進行單面板繪制的專業能力,通過歐式電烤箱的線路板設計,培養學生進行雙面線路板設計所需要具備的工藝理念,而相對比較復雜電子產品單片機最小系統的電路設計,培養學生解決實際工業產品設計的綜合職業能力。

三、基于項目教學的《電子線路板設計與制作》課程設計的內容

為了保證學生今后就業時能夠很快勝任應用電子專業技術崗位的需求,在教學實施過程中以教學效果最優化為目的,以產品的設計與制作過程為導向,緊密結合應用電子專業人才培養方案,在與校企合作的技術專家經過反復研討后,選擇了貼近合作企業實際的6個典型項目作為教學內容,項目教學規劃如表1所示。設計6個學習項目的最終目的是為了實現學生職業能力的可持續發展,如表2所示。四、基于項目教學的《電子線路板設計與制作》課程設計的效果通過項目教學法在《電子線路板設計與制作》課程中的實施,教學效果顯著提高,一方面由于教學情境內容都是采用企業的實際產品,充分調動了學生學習的積極性和激情,學生電子產品的設計與制作能力得到明顯增強。另一方面由于采用企業典型的工作任務,學生在學習過程中能夠掌握實際的電子產品的開發流程、生產工藝以及設計技巧等,對于學生綜合職業能力的培養具有一定的現實意義。

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關鍵詞:項目教學;數字電路;課程設置;教學實例

項目教學是將某門專業課程按類別分為若干知識和技能單元,每個知識和技能單元作為一個教學項目,每個教學項目都以應用該項知識和技能完成一個具體的項目任務作為目標,所以,項目教學是將理論與實踐融于一體的教學模式。把理論知識和實踐知識較好的融于到具體項目是搞好項目教學的關鍵,所以,數字電路課程結構必須按照項目教學模式來重新設置,本文結合作者項目教學實踐經驗和研究工作對基于項目教學模式的數字電路課程設置進行淺顯探討。

一、課程的性質與作用

《數字電路》是高等職業院校電子信息專業、通信專業等電類專業的一門核心職業技術基礎課,是實踐性較強的課程。

本課程主要針對企業生產第一線產品裝配、調試、檢驗、維修、生產管理等崗位。通過基于工作任務的項目式教學,培養學生的邏輯電路分析能力、邏輯電路設計能力(即用中小規模集成電路設計具有一定功能的邏輯電路,而不是設計一個編碼器、譯碼器、計數器等)、常用儀器儀表使用能力(如雙蹤示波器、穩壓電源、信號源、計數器、頻率計、萬用表等儀器儀表使用能力)、邏輯電路制作能力、故障排除能力、仿真工具使用能力、自學能力、設計報告編寫能力及職業素質養成,本課程培養的核心能力是邏輯電路分析能力、邏輯電路設計能力。

二、課程結構整體設計

課程教學設計的理念:以項目教學開展課程教學;實現理論實踐一體化教學;以職業能力培養為主線,以應用為目的。依據此理念設計出的課程教學內容體系如圖1所示。

項目實驗包括單元實驗、仿真實驗、設計實驗3個方面。“單元實驗”訓練常用電子儀器的使用方法和數字電路的基本測試方法,它所涉及的內容與課堂教學內容緊密相關,充分體現課程的實踐性。“仿真實驗”主要利用EWB平臺進行實驗,使學生掌握仿真工具的使用方法,并能利用仿真工具對一些設計實驗、項目實訓內容進行仿真。“設計實驗”是通過常用的數字集成電路實現簡單功能的邏輯電路。

項目實訓采用EWB仿真設計+實物制作相結合的手段,項目實訓內容主要利用中小規模集成電路實現具有一定功能的數字系統。在項目實訓中鼓勵學生將課外科技活動、數字電路制作大賽納入教學活動中來,課內外學習相互結合,使學生視野開闊、能力增強。

理論教學與實踐教學時間比例為1∶1;并安排2周課程設計進行綜合實踐訓練。

(一)項目設計的思路

項目設計的思路:設計的項目應覆蓋整個工作領域和承載這個工作領域所需要的知識和技能;項目結構劃分應體現工作體系的特征;在以項目劃分為線索進行工作分析的基礎上,合理設計項目結構。

項目內容設計具體原則:項目應覆蓋知識點和技能要求;知識點的內容應最大限度地融于項目教學之中;項目大小要根據學習內容進度和要求來確定;項目內容設計要考慮教學組織的可行性和合理性。

(二)課程教學實施思路

課程教學實施思路:理論教學主要結合在項目實驗、項目實訓中進行教學。

課程的教學以項目作為核心實例帶動知識點講授,以工作任務完成過程為主線選擇和組織課程內容,以完成工作任務為主要學習方式,每一個項目分解為若干個工作任務,通過每一個工作任務使學生掌握必要的理論知識和技能。大部分內容教學實施在實驗室中進行理論實踐一體化教學,可先分析再實踐,或先實踐再分析理論知識,或隨講隨練,講練結合,工學交替,理論教學與實踐教學同步進行。教學實施過程中突出“以職業能力培養為主線,以應用為目的”原則,重點加強對學生實踐能力的培養,通過對項目設計制作訓練,培養學生綜合應用知識的能力。

(三)實踐教學的4個層面

本課程教學模式是基于工作過程的項目式教學,借助這種教學模式和項目實驗、項目實訓、課程設計3個實踐平臺,構建了由基礎訓練、應用訓練、創新訓練和綜合訓練組成的“四個層面”的實踐教學體系,為學生實踐能力培養提供強有力保障,能使學習者在實踐活動中主動學習和有效應用知識,極大提高教學效果和學生職業能力培養的效率。

三、教學內容的選取與規劃

(一)教學內容選取依據

教學內容要集中體現課程教學目標,內容的選取應該以企業對崗位知識能力要求和學生適應崗位變化的可持續發展能力要求為依據。這就要求數字電路課程組的教師經常到企業進行知識和能力要求的調研,對企業所要求的知識點和能力進行分析,根據調研結果及時調整教學內容,使數字電路的內容符合行業企業發展的需要。另外,教學內容的選取還要考慮能較好地解決“基礎知識、技能與學生適應崗位變化的可持續發展能力”的關系,“基礎知識與應用能力”的關系,“理論與實踐”的融合關系、比例關系等關系,使《數字電路》課程內容體系具有高等職業教育的針對性,適應電子信息職業崗位能力的培養。

(二)教學內容具體規劃

1、理論教學內容。必修模塊:數字電路基礎,邏輯門電路,組合邏輯電路,觸發器,時序邏輯電路,脈沖電路;選修模塊:半導體存儲器與可編程器件,數/模轉換與模/數轉換;拓展模塊:MAX+PLUSII軟件操作訓練,用VHDL語言設計功能模塊(拓展模塊不納入正常教學,利用課余時間結合數字電路設計制作競賽開展教學,滿足部分學生需求)。

2、項目實訓內容。項目實訓內容體系如圖2所示,具體實訓內容:加法計算器的設計與制作包括邏輯門電路功能的測試和加法計算器的設計兩個項目。涉及相關知識:與、或、非邏輯運算,復合邏輯運算,TTL門電路,OC門,三態門,TTL門電路、CMOS門電路的分類及其比較,TTL與CMOS數字集成電路的使用規則,邏輯代數的基本定律及規則,組合邏輯電路的描述,組合邏輯電路的分析,最小項與最大項,常用數制與BCD碼;邏輯函數的化簡,組合電路設計方法,數字信號與模擬信號,組合邏輯電路中的競爭-冒險現象。搶答器的設計與制作包括譯碼器功能的測試、編碼器功能的測試、鎖存器功能的測試和搶答器電路設計等4個項目。涉及相關知識:LED顯示器,顯示譯碼器,譯碼器,使用變量譯碼器實現組合邏輯函數;編碼器,二進制優先編碼器功能擴展;D 鎖存器;搶答器的組成框圖(包括編碼器、譯碼器、鎖存器)。計數器的設計與制作包括觸發器邏輯功能測試、簡單計數器邏輯功能測試、集成計數器功能測試和計數器的設計與調試等4個項目。涉及相關知識:基本RS觸發器,同步觸發器,邊沿D觸發器,邊沿JK觸發器;時序邏輯電路的組成,計數器的類型,計數器的分頻功能,同步時序電路分析;集成四位二進制加法計數器 74LS161,集成四位二進制同步加法計數器 74LS163,集成異步十進制計數器74LS290,可逆計數器74193;計數器模數的變化,振蕩器。數字鐘的設計與制作完成有一定功能數字鐘(能顯示小時分鐘基本功能)設計制作,這一個項目是對前面所有相關知識的綜合運用和檢驗。

四、教學組織與實施

教學組織與實施的思路:教學內容結構以項目和案例作為單元展開教學內容,教學組織形式采取實際操作與講解相結合,單元學習時間為4課時;教學過程中正確處理知識學習與工作任務的關系,做到知識學習為完成任務服務,知識學習為技能形成服務;最后,學生通過學習獲得報告、圖紙、工藝文件、作品等學習成果。

項目的具體組織實施過程中,重點考慮如何通過設計恰當的工作任務引入相關理論知識。例如通過“三人表決電路設計”、“簡單加法計算電路設計”兩項工作任務,引入組合電路設計方法、邏輯函數化簡方法等知識點;通過這兩個任務,學生容易理解化簡后結果盡可能用相同芯片去實現它,因此“與或式”結果不如“與非與非式”,“與或式”就意味著要用與門和或門,再簡單的邏輯函數至少要兩個芯片,“與非與非式”只用與非門,如果邏輯函數不復雜,一個芯片可解決問題。又如通過“用74160及簡單門電路構成八進制計數器(0-7)”和“數字鐘中分鐘指示電路設計與調試”兩個工作任務,引入N進制計數器的構成方法:串接法(即級聯法)、復 位法、置數法。

五、教材編寫與選擇

項目式教學教材選用應該是以主、輔兩本教材結合使用的選用原則。為了保證項目教學的順利實施,應該以自編校本教材為主教材,選擇理論知識順序與校本教材基本一致的規劃教材為輔助教材。校本教材在章節順序上,以項目和工作任務為主線來編排內容順序,兼顧學生的認知規律,并將知識和能力有機地融入到完成工作任務的具體過程中;在內容編排上,按先基本邏輯電路后邏輯部件、先單元電路后系統電路、先數字電路后脈沖電路的原則編排,實踐與理論在內容上相互充實、相互補充,邊學邊做。

采用兩本教材的目的是滿足部分自學能力較強學生擴展知識的需要,對一些內部電路的分析、原理的分析,自學能力較強學生可通過自學獲得知識,培養學生的自學能力。

六、項目教學實例

以“智力競賽搶答器的設計”這一項目為例說明項目教學的具體實施過程。這個項目的實施過程包括4個階段:

第一階段:任務布置。第一步是教師布置工作任務,講解必要的相關知識,如原理框圖;第二步是分小組討論,按強弱搭配原則分小組討論,教師參與學生的討論,提出要解決的關鍵問題,即如何實現數碼管顯示與按鍵數字相對應的數碼,如何實現閉鎖功能,學生展開對這兩個問題的討論,教師逐步啟發學生,得到解決問題的基本方法。

第二階段:仿真設計。第一步是利用仿真平臺在仿真實驗室中進行仿真設計,搭接電路并激活仿真軟件,查看所設計的電路能否實現工作任務所要求的技術指標;第二步是教師對學生仿真設計結果進行考核。

第三階段:電路制作。第一步是學生在面包板上搭接電路,自行排除故障;第二步是分小組進行答辯并考核。

第四階段:教師總結。可挑選1-2個電路進行演示,并講解工作原理。

通過本項目的學習,學生不僅掌握了鎖存器、編碼器、顯示譯碼器的原理,動手能力得到了很大提高,電路制作的速度、排除故障能力明顯提高。整個項目教學體現了課程整體設計的理念,應用了計算機仿真、實驗室制作教學手段,采用了項目教學式、小組討論式、啟發式等教學方法。

隨著數字技術的不斷發展,數字電路的教學內容和模式應不斷的改革,這就要求數字電路課程組老師在總結經驗的基礎上大膽創新,做到與時俱進,并在今后的教學過程中還要不斷深入研究和探索。

參考文獻:

1、李珈.數字電路課程教學改革的實踐[J].職業教育研究,2008(6).

2、侯國相.項目教學法在數字電路課程教學中的實踐[J].遼寧教育行政學院學報,2008(8).

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關鍵詞:Protel 99se;Cadence;ADS;工具欄按鈕功能;軟件間的配合使用

二、多種EDA軟件簡介及其對照

1、Protel

目前主要EDA軟件有Protel 、Cadence、ADS、EWB、PSpice等電路設計軟件,其中以Protel 、PSpice和EW較為簡單基礎、容易上手,而以Cadence、ADS更適用于從事大規模、高精度的電路系統設計。在中國最為常用的軟件是Protel,這當然也是中國大陸的電子工程師們已經形成了一種習慣所決定的,而在國外就不一定了。Protel系列軟件的最大特點是簡單、適合教學的,其系統性能也很穩定。

2、Cadence

Cadence 在仿真、電路圖設計、自動布局布線、版圖設計及驗證等方面有著絕對的優勢。Cadence 包含的工具較多幾乎包括了EDA 設計的方方面面。Cadence軟件在中國應用比較晚;

3、ADS

ADS軟件在射頻電路設計、通信系統中的高頻電路設計和電磁輻射和電磁屏蔽等方面有很多的應用。在新版的ADS2008軟件中還具有增強的圖形化使用者操作界面的功能,可以使得系統的設計速度加快。另外。ADS2008軟件還將3D技術應用到電磁分析等方面,使得ADS2008軟件功能愈顯強大。

三、Protel 99se軟件的相關配置及其特點

1、Protel 99se 軟件的基本配置及其功能

a、SCH5.0 的特點:主要用于原理圖的設計,其具有集成性高、支持層次化自動設計、元件庫強大擴充功能、任意的繪圖頁尺寸、兼容性高、提供基本的設計驗證工具、為印制電路板設計提供網絡表等特點。還具有分層組織設計功能、設計同步器等功能。

b、PCB5.0的特點:自動化布線功能、智能化的覆銅技術、與電氣原理設計系統的動態連接、面向生產工藝的設計功能。可以進行多達32層信號層、16層內部電源/接地層的布線設計,交互式的元件布置工具極大地減少了印制板設計的時間。

2、Protel 99se 軟件的完整配置

Protel 99se 軟件的完整配置包括SCH5.0、PCB5.0、ROUTE5.0、PLD5.0、SIM5.0;其中ROUTE5.0是一個集成的無網格自動布線系統,布線效率高;在該完整配置中集成了PLD開發環境,可使用原理圖或CUPL硬件描述語言作為設計前端,能提供工業標準JEDEC輸出;該配置還包含一個基于最新Spice3.5標準的仿真器,可為用戶設計前端提供了完整、直觀的解決方案;

四、對Protel 99se的文件分類、字體設置

1、Protel 99SE可以的文件類型

Protel 99SE可以建立十種文件類型。我們在講課的時候需要指出:Schmatic Docment文件對應的庫函數是Schmatic Library;而PCB Docment文件對應的庫函數是PCB Library。

2、字體設置

第一步:選擇Preferences命令后,在圖1對話框所示的自動備份參數設置;

第二步:單擊Protel 99SE 中的Change System Font按鈕,屏幕彈出圖2所示的字體設置對話框,可以進行字體、字體式樣、字號大小、字體顏色等設置;

圖1  自動備份參數設置                    圖2  字體參數設置

五、工具欄按鈕功能以及常見封裝形式的記憶

1、形象直觀工具欄按鈕的講解與記憶

Protel99SE提供形象直觀的工具欄,可以通過對工具按鈕中常用的命令進行形象、聯想等方式進行記憶,這在開始學習Protel的過程中必須的過程:

2、常見的封裝形式記憶

參考文獻:

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關鍵詞:項目教學;創新思維;設計思路

新課程改革下的電子專業課程的課堂教學,主要采用以項目教學、任務驅動為主的課堂教學模式,這就要求教師首先要切實結合新課改“教學大綱”中對學生能力培養提出的要求,把培養學生的創新思維的意識滲透進我們的課堂教學過程中,精心設計有利于培養學生創新思維能力,引導和激發學生的創新意識。

由于目前職業學校學生創造性思維不強的緣故,我們對目前職業學校學生課堂中所表現出來的創造性思維深表憂慮。這引起了我們對專業課課堂教學實際操作過程的反思,那么,如何在課堂教學中培養學生具有創意設計思路呢?筆者認為:

1.教師要轉變教育觀念,注重學生創意設計思路的培養

現代教育呈現出大發展的趨勢,新的教育理念不斷引入教育教學實踐中,這就要求教師積極更新教育觀念。教育的職能是通過教師的具體教學實現的。教師要建立符合教育發展的新教育觀,才能更好地切入教學實際。教師通過營造輕松有效的課堂氛圍,增強對課程的駕馭能力,從而調動學生對學習電子專業課程的積極性,與此同時,對教師自身專業知識的更新、綜合素質的提高具有促進作用。教師在教學過程中還應注重自身創造性思維的發揮,以自我的創新思維帶動學生發散思維的培養,順利實現教學目標,完成教學任務。

2.善于創設教學情境,激發學生的創意設計思路的興趣

情境學習在目前的教育界好評不斷,倡導在電子專業課堂教學中要盡量采用項目式教學,并且在教學中創設學習情境,提高學生學習效率。職校學生好奇心強,如果能夠在實際教學中創設生動有趣、豐富多彩的教學情境,通過接近生活的畫面引導學生學習,不僅能夠激發學生的求知欲,而且能夠讓學生在主動參與的過程中積極地去思考,增強學生的自信心。專業課教學通過使用項目教學法、案例教學法、任務驅動法等新的教學方法,與情境教學相結合,為培養學生的自主創新思維與能力創造了良好的條件。

3.課堂教學中注重學生的實踐訓練,提高創新能力

實踐是檢驗學習效果的最佳途徑。電子專業課程不同其他文化課程,它更注重實踐的應用效果。因此,在電子專業課教學中,學生需要親自參加技能訓練。在這個環節中,教師不做過多的硬性要求,學生可以根據自己的興趣、愛好選擇技能實踐內容,讓學生在寬松的環境中活躍思維,施展才華,提高創新能力。

例如,我們要求同學們設計一個樓梯的照明電路,要求是使用方便和節約電能。這是一個非常實際的問題,學生對這個非常感興趣,他們積極討論,主動思考。有的采用雙觸開關,有的采用閘刀雙擲雙控,這都能很好地滿足布置的設計要求。開關的設計固然重要,但課堂中要結合現實生活中的節能理念,思考對照明燈具的選擇,實現光照亮度和節能、使用方便的最佳組合。通過這種教學方法,學生體會到電工電子知識在生活、生產中的重要作用。通過這種教學方法激發了學習的動機,激發了學生從不同的角度思考和創新的動機。

4.要建立一個鼓勵創造性學習的評價機制

因為創意設計思路的培養、創造性學習必然導致學習結果的多樣化,因此在評價學生時必須是多角度的。不僅要評價思維學習的結果,而且還應注意評價創意設計思路的過程和方法。俄國作家托爾斯泰說過:“知識,只有當它靠積極思維得來而不是憑記憶得來的時候,才是真正的知識。”這些年通過對電子專業課的教學,筆者加強了對學生的收斂思維和發散思維的訓練,從而很好地增強了他們創意設計思路的形成和個性特長的發展,提高了學生在課堂上的學習效率,并且從廣度和深度方面提高了學生對于實際應用知識的能力。同時,也使學生的其他素質(興趣、意志、情感等)也得到相應的提高。實踐證明,結合專業課教學,培養學生創意設計思路的培養,對全面提高職業學校學生的素質是大有裨益的。

參考文獻:

[1] 葉 瀾,白益民,王 ,等.教師角色與教師發展新探[M].北京:教育科學出版社,2001.

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關鍵詞:PCB;PADS;電子線路CAD;項目式教學

隨著電子技術和電子產品井噴式的快速發展,印刷電路板設計與制造的需求量也急劇增加。在這種背景下,PCB設計與制造形成了新的具有巨大潛力的產業。為此,電子類專業學生能力培養也應該緊跟時代的潮流,將PCB設計與制造的人才培養作為該課程的教學目標,故對電子線路CAD課程的教學改革也勢在必行。

1 教學背景

電子線路CAD課程作為本校電子信息工程、通信工程、電氣及其自動化等專業的專業課程,其教學的主要目的是讓學生可借助計算機輔助設計軟件(Altium Designer或Protel99SE),進行印刷電路板的原理圖繪制和PCB設計,培養學生的獨立動手能力和創新能力,為以后就業提供必要的專業職業技能。本院開設此課程已有多年,并配套有相應的電子技術基礎、電子工藝等實習實訓環節和上機實驗的實驗室,達到了電子線路CAD課程的教學條件。

電子線路CAD課程的主要內容為:(1)原理圖繪制。包括原理圖設計、原理圖元件設計等。(2)PCB設計。包括PCB元件庫封裝文件、元件封裝設計、PCB設計基礎和PCB自動設計與手動設計等。

2 存在的問題

電子線路CAD課程的教學方式通常是以教師講授為主,教師通過系統細致的理論知識講解,讓學生對此課程在知識結構上有了一定程度的了解,再以實驗結果是否為實驗要求為準,以此檢查學生對此課程的掌握程度。在此模式下,學生對PCB設計的整個系統流程沒有直觀理解。如果讓學生單獨設計印刷電路板,即使所涉及的元器件不是很多,大部分學生依舊有種無從下手的茫然。正是這種茫然,直接導致學生對PCB設計的興趣缺失,無法激發其對電子線路CAD課程學習的熱情和自我學習的主觀能動性。

隨著PCB技術的不斷發展,目前世界上許多大型PCB設計與制造企業用諸如Pads,Cadence等計算機輔助PCB設計軟件,可以設計多層、高速PCB電路板,滿足現今中高端印刷電路板設計的需求,從而實現了印刷電路板設計與制造的軟件升級。而目前,電子線路CAD課程在教學上主要講授Protel99SE,Altium Designer等計算機輔助PCB設計軟件,進行單面板或雙面低速PCB設計,這些教學內容不足以讓學生在進入相關企業后直接進入到PCB設計與制造的第一線。學生在進入PCB設計與制造第一線前,要重新培訓和學習相應的計算機輔助PCB設計軟件,如Pads,Cadence等,無疑增加了學生的就業成本。

為此,需要對電子線路CAD課程的教學內容進行調整和改革,提高電子類專業學生的職業技能,提升其就業競爭力。

3 采取的措施

針對電子線路CAD課程教學問題,筆者在課程教學方法和教學內容上進行了改進,具體如下。

3.1 教學方法的改進

電子線路CAD課程原本是以教師為中心、以講授為主的傳統教學方法,現調整為以學生為中心的項目式教學方法。項目式教學法是在教師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己處理,信息的收集、方案的設計、項目實施及最終評價都由學生自己負責,學生通過該項目的進行,了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。這種以學生為主體、教師為引導、注重理論與實踐相結合的教學方法,讓師生共同完成項目,共同進步,讓學生對電子線路CAD課程要求掌握的知識點有了深刻的理解,極大地提高了學生學習PCB設計的興趣,加強學生自我提高職業技能的意識,豐富了學生的就業準備。

3.2 教學內容的改進

對于電子線路CAD課程而言,理論是基礎,實踐才是根本。為此,改進課程的教學內容也是大勢所趨。在此,筆者將該課程教學內容的理論教學和實踐教學的權重進行調整,同時改進實踐教學,由原本的驗證性實踐改為驗證性實踐和綜合性實踐,加強學生實踐環節。在實踐教學環節里,驗證性實驗主要加強學生對本課程基本知識的掌握,綜合性實驗則提高知識綜合處理能力和開發學生發散思維。其課程教學內容改革具體權重分配變化如圖1所示。

PADS軟件是Mentor Graphics公司的電路原理圖和PCB設計工具軟件,作為業界主流的PCB設計平臺,以其強大的交互式布局布線功能和易學易用等特點,在消費電子、半導體、通信、醫療電子等當前最活躍的工業領域得到廣泛的應用。為此,為迎合PCB設計與制造的發展趨勢,筆者將PADS9.5引入到電子線路CAD中,取代以前的AltiumDesigner軟件。

4 教學成果

通過對電子線路CAD課程教學方法和教學內容的改進,開展以學生為中心的項目式教學,大部分學生基本掌握了用PADS軟件來繪制原理圖和PCB設計,并能簡單設計印刷電路板,熟悉了印刷電路板的整個工藝流程。在此學習過程中,學生動手能力有了明顯的增強,自我學習的主觀能動性得到激發,學習興趣大幅度提高,甚至有部分學生在畢業前就選擇PCB設計作為將來從事的行業,更有甚者,為進一步加強自己的PCB設計的職業技能,專門去參加校外硬件工程師的培訓。

總之,通過電子線路CAD課程教學的改進,學生在該課程學習結束后,基本能夠直接進入PCB設計與制造的第一線,將學校所學知識直接與企業需求掛鉤,在如今的就業大潮中具有就業競爭力,達到了PCB人才培養的目標,這也是目前學校培養應用型技術人才值得借鑒的方向。

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論文關鍵詞:項目實訓,電子電路,實踐課程,改革

1 電子電路實踐課程改革的內容

1.1 電子技術實踐課程體系的改革

為了體現電子技術實踐課程的自主學習、知識綜合、創新設計、工程實現、研究探索、項目規劃、交流溝通、團隊合作的宗旨,擬把電子電路實踐課程體系劃分為5個模塊20多個實驗項目構成,如圖1所示,每個實驗明確局部目標,每個模塊完成階段目標,可配合理論教學,在二年級分階段性實施教學。實現課程內多知識點融合、跨課程知識體系融合、已學與拓展知識融合與課外研學融合的實踐。使學生盡早綜合運用知識,盡早接觸工程實際,盡早開展探索研究,向前覆蓋已學知識,向后拓展未學知識。

1.2 進行實驗項目內容的改革

項目內容要突出工程背景、方法多樣、綜合應用及研究探索。對學有余力的學生引導其嘗試運用電子新技術。

選擇具有生活和工程背景的內容,讓學生在體驗“學有所用”的樂趣中,激發興趣這一原始動力。著重選擇實現方法具有多樣性,實驗結果具有變化和不確定性,展示科學研究的研究和探索性,盡量設計少有現成方案借鑒的項目。

課程內開展設計性實驗項目的研究,盡量做到從點到面,分層次地擴大知識面覆蓋率。課程之間開展綜合性實驗項目的研究,在模擬電路、數字電路課程都學完后進行綜合電路設計,可以融合模擬電路、數字電路、FPGA、多門課程的知識與技術方法,實現跨課程知識融合,最后完成從單元到系統的綜合。

研究項目既然融合了已學的模擬電路或數字電路等知識,則更需要自學FPGA、PSOC、單片機等拓展技術,實現已有知識與拓展知識融合。電子電路可在咫尺之間產生千變萬化,鼓勵學生學習電子的新器件、新技術與新方法,借助于日臻完善的電子電路及系統設計與實現的軟硬件結合的平臺,激發學生的想象力和創造力,保持課程內容體系的先進性。

課程團隊可以組織指導創新大賽、飛思卡爾大賽、電子設計競賽等課外研學活動,完成理論到工程認知的轉變和創新。

1.3 實驗項目考核要求的竌母?通過綜合設計性、工程實踐性、研究探索性實驗項目的實踐過程,考察學生在觀察分析、設計構思、項目計劃、組織管理、工程實現、總結表達等方面的綜合能力,激勵實踐過程中表現出的思維、應變、研究探索、團隊合作等綜合素質。

考核學生運用基本理論進行項目需求分析的能力,如電路方案的合理性;理論計算和仿真結果是否合理;實驗表格是否完整等。

督促學生建立實踐的觀念,電子電路與系統設計不能紙上談兵,解決好原理—仿真—硬件實現的關系,即考核學生的動手能力,如硬件電路布局是否清晰,連線是否整齊,是否預留測試接口;儀器使用是否熟練、操作是否規范,功能與性能指標的完成程度、完成時長等。

考核學生對項目各功能構思的技巧性、自主思考與獨立解決問題的能力。中學語文論文

考核參數測試方案的合理性(包括各關鍵點的波形及實測數據)。完成設計的基本要求或提高要求程度如何,實驗原始數據必須當堂找老師進行現場驗收并登記,以保證考核的公正和嚴謹性。

通過驗收作品,演講答辯、交流總結等,考核學生實驗總結表達、應變、研究探索及團隊合作等方面的綜合能力。

1.4 實踐模式的改革

教師可以采用多樣化教學形式、層次化任務驅動、過程化考核激勵,引導學生關注實踐過程,做精做透每一個實驗。如專題講座、技術展示、案例分析、主題討論、方案論證、質疑講評等方法教學,鼓勵學生自主選擇任務要求、自主設計方案進程、自主構建實驗平臺、自主展示實踐成果,實現學生自主研學、創新實踐過程。

1.5 綜合優化實踐環境的建設

統籌布局,集成打造建成多學科交融、軟硬件一體、資源豐富、配置合理、充分開放的先進實驗教學環境,滿足學生學習、研究、設計、分析、仿真、實驗、制作、焊接、測試等不同環節的軟硬件需求。

2 課題研究需解決的關鍵問題

課題研究需解決的關鍵問題是精心設計一整套實驗內容、教學模式與考核方式。最重要的是,它應滲透著實驗教學改革的理念,相對做到科學性、基礎性與先進性的有機融合,具有較好的實用性和適用性,對綜合培養學生知識、能力和素質有較顯著效果,有示范性。其中設計的案例應具備的教學思想如下。

2.1 科學性

(1)案例要體現實驗的科學研究目的與實際應用背景。(2)案例是精心設計的。(3)教學內容與要求的定位切合學生實際,服務于培養目標。(4)案例經過教學檢驗證明可行。

2.2 基礎性

(1)突出經典的基本概念、基本方法和基本電路。(2)應始于基礎,循序漸進地提升要求。不能講創新就忽視經典基礎內容,創新始于基礎。(3)要掌握好涉及基本概念、理論和方法的基礎單元電路實驗,應有指標性要求,訓練測量操作與結果分析的規范方法。(4)能激勵學生對經典實驗對象進行適度的探究。

2.3 先進性

(1)反映新技術和教學改革的可行成果。這是開展人才培養模式改革的具體成果。(2)合理地運用了新技術手段。實驗內容反映并運用新技術,實驗手段與時俱進,實驗教學以多種方式輔助開展。(3)強調實驗方法。強化實驗過程中的方案比較、定性與定量分析。(4)采用多元考核。注重實驗過程與效果,有不同于傳統方式的、客觀量化的多元考核方式。

2.4 實用性

(1)應該配合學校辦學定位和人才培養目標。(2)在綜合培養學生的知識、能力和素質上具有可操作性,能體現學科專業培養特色。(3)實驗系統與裝置應實用、完整、正確,是優質實驗教學資源的具體展現。

2.5 互動性

(1)強調師生之間的互動性、交流的生動性,以拓展知識、引發思考。(2)促使學生之間開展探討、合作,在智力與非智力素質培養上能取得一定育人效果。

2.6 適用性

(1)具備分等級的評價系統,能夠提供不同定位的需求。(2)采用模塊分層結構,適于不同專業、不同層次要求的實驗教學需求。(3)具有相應的分級評價標準,考核適用性較強。

2.7 強調特色

(1)案例是精心設計的,培養目標是明確的,能夠實現具體教學目的之達成。(2)案例設計應服務于該校人才培養目標的定位,照搬未必適合該校實際,要有所創新。(3)案例應反映專業培養側重,有自身特色。

3 結語

對電子技術實踐課程的實訓項目內容進行改革和探索,是針對新世紀能力型人才培養的需要, 著力提升學生的工程素養,著力培養學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力,引導學生了解電路系統在生活和工程實際中的應用,體驗電路功能實現方法的多樣性及根據工程需求進行技術方案選擇的過程。使學生盡早綜合運用知識、盡早接觸工程實際,熟悉工程實踐中應用必要的技術和現代化工具的方法。鼓勵學生站在基礎、面向未來,關注電子新技術發展,盡早開展探索研究。

參考文獻

[1] 候艷紅.電路分析課程教學設計的研究與實踐[J].考試周刊,2015(81):104,170.

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1.1教學內容以具體項目為依托

從選用項目化教學的教材到課堂轉移到理實一體化的實驗實訓室,以期最大程度地將傳統的理論知識融入到每個項目中的簡易電子產品設計,項目設計內容跟隨理論知識由淺入深、由簡到難,將模擬電子技術中的理論知識分層次、分章節地融入每個電子產品制作,實現真正意義上的項目化的理實一體化教學。

1.2教學過程以學生為主體

項目化的知識體系,理實一體化的實驗實訓教學環境,可以實現學生為主體的教學過程,教師起著引導作用,整個項目過程完全由學生自主完成,學生可以進行分組討論,查漏補缺,最終實現個人掌握理論知識并轉化為實際項目的制作與功能實現。這種教學方式有益于學生發揮自己的主動性和特長,在此過程中也培養了學生的責任感和協作精神,體驗到個人與集體共同學習和收獲的成就感。在理實一體化的環境中進行的項目化教學很好地實現了教學過程中老師引導,學生成為課堂主體地位的教和學的效果,激發了學生學習理論知識的動力,提高了學生動手能力,讓學生在課程學習中對本專業的專業知識和職業能力素質要求有了真切的感悟和體驗。

2理實一體化環境中項目化教學設計

模擬電子技術課程的項目化教學設計,即在理實一體化實驗實訓環境下將課程進行項目化。現以項目二簡易擴音器的認識與檢測為例,結合模擬電子技術課程的實質內容,對課程進行以下設計,為理實一體化環境下模擬電子的項目化教學研究作以參考。

2.1簡易擴音器的制作項目簡介

簡易擴音器的主要功能是將聲音信號轉換成電信號,簡易擴音器內部電路將小信號放大后通過揚聲器播放出來,主要有以下幾部分組成:話筒、內部放大電路、揚聲器。簡易擴音器的核心部分是內部放大電路,作為放大電路的核心器件三極管,三極管的特性分析與管腳檢測方法是學生必須掌握的基礎知識,放大電路包含基本共發射極放大電路,功率放大電路,電路的構建與電路中電子元件參數的選擇,電路信號的傳遞與檢測是項目中要掌握的重中之重。

2.2簡易擴音器的制作項目任務分解

將基本理論知識融入一個具體項目,意味著一個完整的項目要進行不同階段的任務分解,通過任務分解,將理論知識融入到每個階段的小任務中去,每個任務都是在理實一體化的實驗環境下進行,理論知識貫穿在學生從簡單電子元件的認識和特性的檢測,到簡單電子電路的組建,電路的分析,電路功能的實現,學生掌握知識的同時能夠熟練掌握各類儀器儀表的操作和使用方法。通過教師引導模塊、技能訓練(學生操作)模塊、技能思考(學生總結)模塊,在具體的項目實施的過程中,項目化的教學的實施,使得模擬電子技術課程不再只是純知識的教授,其課程核心被放到了學生對于基礎專業知識的應用上,實現了技能型人才基本素質的培養和提高。

3結語