數字電路基本原理范文

導語：如何才能寫好一篇數字電路基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】數字電路課程；實踐平臺；工程設計；實驗

1概述

在教學過程中，具備數字系統設計實踐工程能力，涉及相關數字系統課程體系教學與實踐，在各高校的電氣、電子信息類專業中，數字電路是一門專業基礎課程，隨著數字技術應用領域的不斷擴大，在后續專業課程中，顯而易見，隨著電子產品數字化部分比重增大，它在數字系統設計中基礎性地位越來越突出。

因此，培養適合現代電氣、電子、信息技術發展的卓越人才，創新數字電路的課程幾次理論與工程實踐教學迫在眉睫。

根據我校近幾年電氣、電子課堂教學的實踐情況，數字電路課程應該以面向應用的數字電路設計為核心，在熟練掌握基本電路教學內容的基礎上引入先進的數字系統設計方法的課程教學和實踐內容。

工程實踐過程中，逐步從自底向上的設計方法逐步轉變到自頂向下的設計方法中來，以教師科研應用來拓展，以全面培養優秀數字設計卓越技術人才[1]。

2探索構建數字電路教學中的多層次的創新實踐平臺

2.1多層次的數字電路創新實驗平臺構思。

面向卓越人才培養的數字電路課程創新實踐教學，可以分層次進行在各個教學階段逐步推進，包括：面向基礎的數字設計的基本原理與工程創新實驗教學模塊、面向應用的數字電路課程設計教學和結合科研項目的創新實踐平臺[2][6]。

多層次的數字電路創新實驗平臺架構如圖1所示。

2.2數字設計的基礎原理與實驗教學。

數字電路基礎原理和實驗教學是數字系統設計的課程體系的基礎入門階段，是培養數字邏輯代數與邏輯電路的重要過程，大類可分為時序邏輯電路和組合邏輯電路，其中時序邏輯電路主要包括：鎖存器、觸發器和計數器，組合邏輯電路包括，編譯碼器、多路復用器、比較器、加（減）法器、數值比較器和算術邏輯單元等。教學的目的是訓練學生掌握組合和時序邏輯電路堅實理論基礎，使學生掌握數字電路的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能，不但要注重基本數字電路與系統設計理論的理解，同時讓學生在學習中逐步了解面向應用和現代科技進步數字電路新的設計理念[2][3]。

2.3面向應用的數字電路課程設計實踐教學。

隨著電子設計自動化技術（EDA）和可編程器件（CPLD）的不斷發展和應用，以EDA技術為主導的數字系統理念已經成為企業工程技術的核心。數字電路課程設計主要培養學生利用中小規模數字集成電路器件和大規模可編程器件進行數字電路設計和開發能力。在卓越工程師培養背景下，結合前階段數字電路課程理論教學和實驗教學的實際情況及EDA技術的發展狀況，適時進行數字電路課程設計和EDA技術課程的綜合銜接，以及課程深度融合[4]。主要內容包括：

2.3.1基于Multisim等相關軟件的數字系統仿真實驗。可以構建虛擬數字實驗系統，不但較好地模擬實物外觀外，還可以利用系統提供的實驗平臺開展實驗的設計、仿真，進行實驗內容的邏輯驗證。

2.3.2基于通用和專用數字芯片的數字系統設計。其主要特點是有很好的直觀性和具體性。

2.3.3基于硬件描述語言（HDL）的數學系統硬件描述。采用硬件描述語言實現數字邏輯設計，基于EDA環境仿真和驗證。可以結合上述（1）和（2）的優點，采用硬件設計軟件化技術應用于數字電路課程設計的實驗教學中，通過綜合性實驗的自行設計和實驗，對實驗內容、實驗規模、實驗方法進行了綜合創新設計[5]。

2.4結合科研項目的數字設計實驗創新平臺。

在高等院校，教師即承擔教學任務，同時有各自的科學研究方向，同學們可以根據自己的研究興趣，加入教師的科研團隊，形成教學與科研互利的良性循環。面向卓越工程師培養的數字系統設計，可以借助橫向或縱向科研項目形成綜合教學體系。比如：搭建在線可編程門陣列（FPGA）創新實驗平臺，形成數字電路、電路線路課程設計、可編程邏輯器件以及集成芯片系統設計，形成面向數字系統設計的課程體系[3]。同時，應用高校與知名企業建立的校企合作平臺，把企業界的研究信息和研發需求引入到教學平臺，開拓了學生的研究思路和視野，提升了學生設計復雜數字系統的能力；目前，我校正在與國際知名的半導體公司Xilinx、Altera和Cypress陸續建立卓越人才大學培養計劃，利用大學設置小學期，在FPGA和PSoC開發平臺上進行了面向實際應用的數字系統設計，在實踐平臺上不僅有學校的任課教師，還有知名企業派來的一線工程師指導同學們的實踐，相比改革前，取得很好的實踐效果，同學們的數字系統設計水平得到了提高，同時在編程、接口、通信協議等方面也有了深刻的認識。

對于優秀的學生，借助全國各種形式的大學生電子（信息）設計競賽這個創新平臺，組織他們積極參與，激發他們的學習研究興趣和創新意識，綜合所應用的數字系統設計知識，發揮競賽團隊的協作精神。每年，我們都有部分優秀學生通過努力，創新設計的作品獲得專業認可，并取得了良好的參賽成績，也使得數字設計課程體系的建設上了一個新的臺階。

3基于創新平臺的課程體系優化與實踐

卓越工程師培養要求的數字電路系統設計課程體系協調好相關電氣、電子類專業上下游相關理論課程、實驗綜合性設計同時得到協調發展。如何實踐論文所提到的創新實驗平臺，應該引進現代數字設計理念，重點把EDA軟件、設計工具、開發平臺與傳統的數字電路基礎理論教學相銜接。我們在這幾年對數字系統設計課程體系、創新實踐教學內容等方面的進行了改革與探索，取得了一定的成效。經過這幾年的實踐，我們逐步構建了面向應用的數字系統設計課程優化體系[5]，如圖2所示。

4不斷探索數字電路理論教學內容的改革與實踐

4.1以數字電路設計為目的強化基本邏輯電路理論教學。

在進行復雜數字系統設計之前應該熟練掌握這些常用基本組合和時序邏輯電路，包括電路的功能、電路的描述以及電路的應用場合等。

樹立電路設計思想首先需要熟練掌握一些基本的邏輯功能電路。其次，樹立電路設計思想需要理論講解與實踐相結合，逐步熟悉硬件描述語言的描述方式。數字系統設計強調采用硬件描述語言來對電路與系統進行描述、建模、仿真等[2][3]。

4.2掌握面向應用的數字系統工程設計方法。

學生在掌握數字電路基本概念和一般電路的基礎上，進一步掌握數字系統設計的方法、途徑和手段。其主要內容包括：數字系統與EDA的相關概念、可編程邏輯器件、硬件描述語言、電路元件的描述、數字系統的設計方法、開發環境與實驗開發平臺以及應用實例的介紹等。這些課程內容涉及面較廣，為了提高教與學的效果，探索總結了以下的教學重點內容，并作為教學實踐中的教學切入點[1]。

隨著電子技術不斷發展與進步，現代數字系統設計在方法、對象、規模等方面已經完全不同于傳統的基于固定功能的集成電路設計[1][2]。現代數字系統設計采用硬件描述語言（HDL）描述電路，用可編程邏輯器件（PLD）來實現高達千萬門的目標系統。這一過程需要也應該有先進的設計方法。根據硬件描述語言的特性和可編程邏輯器件的結構特點以及應用的需要，在教學過程中闡述了先進設計方法。例如：采用基于狀態機的設計方法設計復雜的控制器（時序電路），應用或設計鎖相環或延時鎖相環來處理時鐘信號，應用自行設計（IPcore）軟核來提高數據吞吐量[1][2][3]。

4.3深化數字電路實驗教學改革。

實驗實踐教學過程中，注重基礎訓練與實踐創新相結合的實驗教學改革思路，加強學生工程思維訓練、新平臺工具的使用、遇到邏輯問題的綜合分析能力，理論與實踐相結合的分析能力。在實踐過程中的提高創新性和綜合性能力，面向應用的數字電路創新平臺建設，需要不斷提高課程試驗、實驗和實踐過程在教學中的比例，在符合認知規律的同時，逐步加強來源與實際需要的綜合性數字設計實驗。

5結語

數字電路是電氣、電子信息類專業的一門重要的專業基礎課程，論文針對當今卓越工程師培養的要求，以及在教學過程中遇到的主要問題，探討了面向應用的數字電路課程創新實踐平臺。提出了多層次的數字電路創新實驗平臺結構和面向應用的數字系統設計課程優化體系。目的在于，通過課程及相關課程體系改革與創新，使得學生更快、更好的適應現代數字技術發展的需求。

參考文獻

[1]孔德明.《數字系統設計》課程教學重點的探討，科技創新導報，2012.1，173-174.

[2]任愛鋒，孫萬蓉，石光明.EDA實驗與數字電路相結合的教學模式的實踐，實驗技術與管理，2009.4，200-202.

[3]葉波，趙謙，林麗萍.FPGA課程教學改革探索，中國電力教育，2010，24，130-131.

[4]秦進平，劉海成，張凌志等.電類專業數字系統綜合實驗平臺研制，實驗技術與管理，2012.6，75-78.

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論文關鍵詞：課程改革；工作任務；課程項目；技術情境；教學導航

隨著我國科技和經濟的迅猛發展，社會對人才的需求正在發生著深刻的變化，教育行業受到各方面的重視。在教育部和財政部實施的國家示范性院校建設政策鼓舞下，高等職業技術學院以服務為宗旨，以就業為導向，以培養高級應用型、技藝型人才為目標。這類人才主要是在不同行業、企業的工作和生產過程中負責管理、監督、檢測、分析、技術服務等幾項工作。因此，高等職業技術學院正進行較大規模的專業建設和課程改革，要求高職專業的學生除了具備必要的基礎理論、專業技術知識外，還必須具有解決工作生產中實際問題的能力，以適應今后的工作。

“電子技術”分為模擬電子和數字電子兩大部分，在教學中從職業崗位工作任務分析著手以掌握知識和技能為根本、以工作方向為培養目標、以工作過程為導向，強調把完整的工作過程及其操作要求作為課程內容。當工作過程導向課程運用項目載體設計學習情境時，這一工作過程實際上就成了完成具體項目的自始至終的步驟。通過課程分析和知識、能力、素質分析，打破傳統的教學模式，構建了“以工作任務為中心、以課程項目為主體的教學方法”。在教學中掌握課程技術原理及應用方面知識體系的完整性是非常重要的，使學生在完整的工作過程中培養應對復雜技術情境的能力。在教學中以典型電子電路制作的工作任務為中心，以多模塊應用為切入點，引入對學生創新能力的培養，讓學生在具體應用電路的制作過程中開發創新思維，完成相應工作任務，并構建相關的理論知識，發展職業能力。

一、模擬電子技術教學導航

模擬電子技術是研究對仿真信號進行處理的模擬電路的學科。它以半導體二極管、半導體三極管和場效應管為關鍵電子器件，包括功率放大電路、運算放大電路、反饋放大電路、信號運算與處理電路、信號產生電路、電源穩壓電路等研究方向。

理論知識：基本半導體知識、放大電路、集成運算放大電路、直流穩壓電源。

技能訓練：常用元件的識別與測量、放大電路性能分析、集成運算放大電路基本應用。

1.模塊1：半導體器件

（1）知識重點：半導體基礎知識；半導體二極管外部特性；晶體三極管外部特性。（2）知識難點：半導體PN結。（3）教學方式：從半導體PN結入手，簡單介紹半導體的基本結構與工作原理。結合實踐教學，重點掌握半導體的外部特性。（4）技能要求：二極管與三極管的簡易測試。

2.模塊2：放大電路

（1）知識重點：放大電路的基本組成；放大電路的分析；多級放大電路的極間耦合；負反饋對放大電路的性能的影響。（2）知識難點：放大電路的分析；放大電路的負反饋。（3）教學方式：從基本放大電路入手，介紹放大電路的靜態與動態分析、多級放大、電路反饋；結合實踐教學，重點掌握放大器的外部特性。（4）技能要求：放大電路靜態工作點的調整與動態參數測試。

3.模塊3：集成運算放大器

（1）知識重點：集成運放的結構和特點；基本運算電路；集成運放的線性應用電路。（2）知識難點：集成運放的線性應用電路。（3）教學方式：從理論集成運放條件入手，掌握各基本運算電路和電壓比較器的功能；結合實踐教學，重點掌握集成運放的外部特性。（4）技能要求：電路的調整與測試。

4.模塊4：直流穩壓電源

（1）知識重點：整流與濾波電路；穩壓電路；開關電源。（2）知識難點：開關電源。（3）教學方式：從二極管整流特性、電容器充放電入手，講解整流、濾波電路；穩壓電源重點講授集成穩壓電路和開關電源。（4）技能要求：電路的調整與測試。

二、數字電子技術教學導航

數字電子技術主要研究各種邏輯門電路、集成器件的功能及其應用，邏輯門電路組合和時序電路的分析和設計、集成芯片各腳功能。隨著計算機科學與技術突飛猛進地發展，用數字電路進行信號處理的優勢也更加突出。為了充分發揮和利用數字電路在信號處理上的強大功能，可以先將模擬信號按比例轉換成數字信號，然后送到數字電路進行處理，最后再將處理結果根據需要轉換為相應的模擬信號輸出。

理論知識：集成門電路與組合邏輯電路、時序邏輯電路、波形產生與整形電路、中規模集成電路應用。

技能訓練：組合邏輯電路應用、時序邏輯電路應用、邏輯電路限定符號識圖。

1.模塊1：數字電路基礎

（1）知識重點：數字脈沖信號；二進制與8421BCD碼；基本函數與邏輯運算；邏輯函數的化簡和變換。（2）知識難點：邏輯函數的化簡和變換。（3）教學方式：從二進制與邏輯函數基本規則入手，學習邏輯運算規則、邏輯函數化簡與變換。（4）技能要求：邏輯函數的化簡和變換。

2.模塊2：組合邏輯電路

（1）知識重點：基本邏輯符號及意義；門電路的邏輯功能和基本特性；組合邏輯電路的分析常用組合邏輯電路的邏輯功能。（2）知識難點：基本邏輯符號及意義；組合邏輯電路。（3）教學方式：從基本原理與邏輯符號讀解入手，重點介紹電路的邏輯功能與外部特性。（4）技能要求：基本邏輯符號讀圖；門電路和組合邏輯電路。

3.模塊3：觸發器

（1）知識重點：各類觸發器的邏輯功能；觸發器限定符號及其意義。（2）知識難點：觸發器之間的轉換關系。（3）教學方式：借助限定符號意義讀解，幫助理解各種觸發器的邏輯功能與控制方式；結合實踐教學，重點掌握電路的外特性。（4）技能要求：觸發器的邏輯功能測試。

4.模塊4：時序邏輯電路

（1）知識重點：時序邏輯電路的特點；時序邏輯電路的限定符號及其意義；寄存器；集成計數器應用。（2）知識難點：集成計數器應用；限定符號及其意義。（3）教學方式：從觸發器入手，由D觸發器構成寄存器；由T和Tˊ觸發器分別構成同步和異步二進制計數器。借助限定符號的意義來理解時序邏輯電路的邏輯功能。結合實踐教學，重點掌握電路的外特性。（4）技能要求：常用的相關集成電路的應用。

5.模塊5：波形產生與整形電路

（1）知識重點：555定時器；多諧振蕩器與單穩態電路；施密特觸發器；石英晶體振蕩器。（2）知識難點：555定時器；多諧振蕩器。（3）教學方式：以555定時器為重點，介紹多諧振蕩器、單穩態電路和施密特觸發器的功能。重點掌握電路的外特性。石英晶體振蕩器從阻抗頻率特性入手。（4）技能要求：常用的相關電路的應用入手。

三、電路組裝、測量與調試教學導航

電子電路組裝、測量與調試在電子工程技術中占有重要的地位，任何一個電子產品都是由設計焊接組裝調試形成的，焊接是保證電子產品質量和可靠性最基本環節，調試是保證電子產品正常工作的最關鍵環節。

理論知識：常用電子儀表、電路的裝配、調試與測量知識。

技能訓練：常用電子測量儀表的使用、常用電路元件與數字集成電路測量、電路的裝配與調試。

1.模塊1：常用電子儀器知識重點

（1）知識重點：雙蹤示波器；半導體管特性圖示儀；毫伏表；信號發生器；集成電路測試儀。（2）知識難點：雙蹤示波器；半導體管特性圖示儀。（3）教學方式：重點講授電子儀器的操作和使用方法。（4）技能要求：儀器的基本操作方法；半導體特性測量。

2.模塊2：電子元器件的識別與簡易測量

（1）知識重點：電子無源元器件；電子有源元器件；表面安裝元器件。（2）知識難點：表面安裝元器件。（3）教學方式：重點講授各種電子元器件的識別與選用方法。（4）技能要求：元器件的識別與選用方法、常用數字集成電路測試。

3.模塊3：電路的裝配、調試與測量

（1）知識重點：裝配、焊接工藝；電路測試與測量。（2）知識難點：電路測試。（3）教學方式：介紹電路裝配工藝，分析電路測試與測量基本方法，結合實訓進行教學。（4）技能要求：電路裝配、測試與測量。

四、電子電路仿真教學導航

電路仿真技術是近十年來在電子技術研究領域的一場革命。設計人員利用計算機及其軟件的強大功能，在電路模型上進行電路的性能分析和模擬實驗，從而得到準確的結果，然后再付諸生產，極大地減少了實驗周期和試制成本，提高了生產效率和經濟效益，受到了電子生產廠家的一致歡迎。現在，電子仿真技術已成為電子工業領域不可缺少的先進技術，因此為了確保電路設計的成功，消除代價昂貴并且存在潛在危險的設計缺陷，就必須在設計流程的每個階段進行周密地計劃與評價。電路仿真給出了一個成本低、效率高的方法，能夠在進入更為昂貴費時的原型開發階段之前，找出問題所在。

理論知識：EWB與Multisim平臺基本知識，Multisim在電子仿真實驗中的應用。

技能訓練：模擬電路電子仿真和數字電路電子仿真。

模塊：電子電路仿真。

（1）知識重點：Multisim平臺的使用；Multisim在電子仿真實驗中的應用。（2）知識難點：Multisim軟件的使用。（3）教學方式：從電子實驗實例入手，學習Multisim軟件的使用，在學會使用的基礎上，結合電子知識，完成電子實驗的仿真。（4）技能要求：用Multisim進行電子仿真的方法。

五、綜合實訓項目——有源多媒體音箱的設計與制作

1.知識要求

掌握模擬電子技術和數字電子技術的綜合應用思路；掌握電子產品綜合設計的基本思路。

2.技能要求

能進行電子電路的綜合制作調試；能有條理地撰寫設計說明書；能對設計項目進行總結展示。

3.教學任務

通過有源多媒體音箱的設計、制作及測試，掌握電子產品的設計流程及注意事項，學會元器件的特性測試和電路組裝、測試，熟悉電子產品組裝的工藝要求及生產過程。

4.教學活動設計

（1）通過讓學生利用圖書館、上網等手段查閱相關資料，在教師指導下對有源多媒體音箱進行設計，掌握電子產品的設計流程及注意事項。

（2）在校內生產線的工作崗位上，根據所設計電路選擇元器件，進行元器件的性能、參數測試。規劃電路板，進行元器件的布局和印制電路板的制作。完成各部分電路的焊接、組裝，對已經組裝的電子產品進行參數測試及調試，使其達到設計要求。

（3）要求學生撰寫實踐報告及產品說明書。

5.相關知識

（1）理論知識。元器件的識別、測試方法；印制電路板的制作，元器件的布局；焊接工藝、電路調試方法；產品說明書的撰寫。

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【關鍵詞】非電類；電工電子技術；教學改革

《電工電子技術》課程是各大院校非電類專業的一門必修專業基礎課。在教學中，筆者發現大多數非電類的學生不太明白該課程在非電類專業的開設目的，認為自己的專業與電路無關，以后也不會用到這些知識，這就導致他們對這門課程的重視程度不夠高，不愿意認真學習《電工電子技術》課程。同時，這門課程的總學時不多，但內容卻涵蓋電路基礎、模擬電路、數字電路三個部分，這對教師授課和非電類的學生學習都有一定的難度。本文就針對目前《電工電子技術》課程教學所面臨的困境，對該課程的教材、教學內容、教學手段和方法以及實驗教學方面分別進行研究探討。

1 選擇合適的教材

市面上《電工電子技術》課程的教材很多，從目錄上看幾乎所有的教材都一樣，但是仔細翻看在內容的編排和對知識點介紹的深度上還是有很大的差別的。非電類專業的學時不多，一般總學時為72學時，理論課學時為56學時，實驗課學時為16學時。由于《電工電子技術》課程的內容較多，所以在教學過程中面面俱到是不可能的，因此必須突出教學的重點。所以挑選一本合適的、滿足課程體系要求的教材非常的重要。筆者嘗試用過幾本不同的教材在非電類專業中教學，最后發現學生使用秦曾煌編寫的《電工學簡明教程》得到的教學效果較好。

2 根據非電類專業學生的實際情況調整課程體系，并合理安排教學內容

目前，我校每年都有幾千名學生學習《電工電子技術》課程。由于不同學科學生（比如工商管理專業與應用物理學專業學生）的基礎不同，這就要求教師在講課過程中對不同專業學生講授的課程內容和深淺度要有所區別。教師可以將《電工電子技術》課程中的電路基礎、模擬電路、數字電路知識按內容相關性劃分為基礎理論、實踐教學、創新知識三個知識層面，每個知識層面又由多個在課時和內容上要求不同的模塊組成以滿足不同專業的課程需求。教師需要針對不同專業編寫出不同的教學方案，突出課程重難點。

同時，由于《電工電子技術》課程的內容涵蓋面廣，定理和公式多且不易于記憶，不記住定理和公式又無法解題，所以教師在教學過程中就是講清概念和原理，對于教學中的基本公式、基本原理的復雜推導要學生理解透徹，讓學生在課堂上真正的理解知識點、記住知識點。教師最好在每一章結束時把重點掌握的定理和公式歸納成容易記憶的表格，要求學生記住。同時，教師應該加強課堂上的例題講解，有意識地強調相關定理和公式的重要性，并布置一些習題留給學生課后完成。總之，在《電工電子技術》課程的講授中教師必須把握好講與練的尺度，避免灌輸式學習。

3 采用靈活多樣的教學手段和方法，提高教學效果

教師的授課形式應多樣化。教師應該靈活運板書和多媒體的各自優點，并結合自己的肢體和語言來表達，達到提高學生學習興趣這一目的。在授課過程中，教師還可以引入matlab/simulink仿真系統對部分教學內容進行仿真計算，分析仿真結果，幫助學生進一步理解所學內容，提高學習效率。

由于《電工電子技術》課程內容抽象枯燥且比較難學，學生對學好這門課程缺乏一定的信心，教師可以在上課過程中將教學內容與日常生活相聯系，引導學生運用課本上的知識來解決日常生活中的問題，要讓學生主動思考，從而激發學生的學習興趣。

4 采用開放實驗教學系統，增加選做實驗項目

實驗課對培養學生的動手能力和創新能力起著極其重要的作用，教師應該重視實驗教學。目前，開放式實驗教學模式得到各大高校的推廣，《電工電子技術》課程也需要建立一個與其相應的開放式實驗制度。在開放式實驗模式下，實驗內容必須改變過去驗證性實驗占絕大多數的慣例，綜合型、設計性、以及創新性的實驗必須占一定比例。這就需要教師精心設計一些具有應用性、研究性和創新性的實驗項目。利用開放式實驗教學系統，學生可以根據自己的興趣和能力在校園網上預約實驗時間、實驗項目，改變了過去教師統一安排實驗的固定模式，激發了學生的學習主動性，并給予了學生較為廣闊的思維和個性發展空間。

總的來說，《電工電子技術》課程所面對的種種問題并非一朝一夕就能解決的，教學改革是一個長期且復雜的過程。教學改革的重點是培養學生的實踐創新能力，把學生培養成為高素質應用型人才。教師要根據不同專業學生的實際，不斷探索新的教學方法和手段，讓非電類專業《電工電子技術》課程取得更好的教學效果。

【參考文獻】

[1]秦曾煌.電工學簡明教程.2版[M].北京：高等教育出版社，2007.

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關鍵詞： 計算機專業 《電子技術基礎》 數字電子技術

1.《電子技術基礎》課程的特點

1.1《電子技術基礎》課程的地位

《電子技術基礎》是計算機科學與技術專業的專業基礎課程，能使學生獲得電子技術方面的基本理論、基本分析方法和基本技能，對后續的課程包括《計算機組成原理》、《接口技術》、《計算機通信原理》和《計算機硬件維護》等都有很好的奠基作用。

1.2課程教學中遇到的問題

1.2.1學生對課程的認知問題

現在很多學生存在很大的誤區，認為計算機專業就是學習編程的，重語言輕硬件，認為這門課程與計算機專業毫無關系。其次該門課程前導課程應該有高等數學、大學物理中的原子核結構及電路原理。本課程應在電路原理學過一學期后開設，要求學生在網絡定理（如戴維南定理、疊加定理和諾頓定理等）、線流電路和暫態分析等方面具有一定的基礎。但是由于我院從新的人才培養方案的角度出發，直接開設《電子技術基礎》這門課程，因此學生前期相關知識的儲備不夠，造成學生對課程的學習感到力不從心，從內心里排斥該課程，降低學生對這門課程的認可度。

1.2.2教師對課程的設置目標不明確

幾乎所有的理工類課程都會開設《電子技術基礎》這門課程，擔任這門課程的老師都是一個教研組的，由于教學大綱和教學計劃是一起制訂的，會出現不管是課程內容還是教學方法都是雷同的，更有甚者連課程習題都一樣，完全沒有考慮課程開設專業的不同。造成的后果是所有的學生貌似都是電類專業的，老師認為自己的知識點講得很全很細，學生學得很累，但是又沒學到什么。因為老師沒有結合計算機專業的特征提取內容，學生認為學了和沒學一樣，對自己的專業沒什么幫助。

2.解決上述問題的舉措

首先為了體現課程與計算機專業之間的相關性，老師必須先找出課程與計算機專業的相關內容，主要是從構成計算機系統的部件和連接這些部件的總線結構分析。

計算機的硬件組成的核心部件有CPU，相當于人的大腦。它由運算器、控制器和寄存器組成。計算機處理的數據和程序都儲存在存儲器當中。因此講清楚運算器、控制器和存儲器的內部結構和工作原理，就能對計算機的硬件組成有很具體的理解。而運算器由半加器、全加器、移位寄存器等構成，這部分內容在數字電路部分都會做詳細的介紹，而CPU接收的高低電平脈沖是由觸發器構成的雙穩態觸發電路提供的。

而存儲器的類型有隨機存儲器和只讀存儲器。而隨機存儲器又可分為靜態隨機存取存儲器（SRAM）和動態隨機存取存儲器（DRAM）。SRAM就是作為計算機的主存，與CPU之間做數據交換，它是由六個MOS管組成的基本單元。只讀存儲器按半導體材料分為MOS型和TTL型兩種。這些內容在數字電子技術中門電路和組合邏輯電路的時候都有說明。

計算機在信號處理和傳輸的過程中，涉及調制和解調技術。計算機處理的是數字的基帶信號，而進行遠距離傳輸時，基帶信號必須搭載高頻的振蕩信號，這就涉及模數和數模轉換的接口技術。與總線有關的電路一般有三態門、OC門、奇偶校驗電路數據鎖存器等，這些內容都分布模電和數電的內容里面。

還有涉及計算機的電源部分和時序系統部分，很多設備的電源都包含變壓、整流、濾波穩壓等電路，而時序系統包括主振蕩器、時鐘發生器、周期觸發器等。

教師通過這些內容的梳理，可以很好地把課程和專業相結合，合理地安排教學內容。并且在講到相關內容的時候，可以和學生舉例，讓學生知道這些知識點與自己的專業相關，從而增強學習動力。

其次，關于學生前期知識儲備薄弱的問題，老師可在課程開始的時候安排一些自學內容，讓學生課后補充知識。老師在上課的過程中盡量講授基本理論、基本原理、方法和技術，力求敘述詳細、具體，深入淺出，通俗易懂。

3.課程內容的選擇

本課程分為模擬電子技術和數字電子技術兩部分內容。總學時只安排54個學時，所以在內容上既要考慮計算機的相關內容，又要考慮學時的緊迫性，必須緊湊地安排教學內容。

3.1《模擬電子技術》的教學內容

《模擬電子技術》是數電的基礎，也是整個電路學習的基礎。特別對于計算機專業，包括計算機通信技術，多媒體技術等，如果學生對于濾波電路、采樣電路、比較電路和各種信號發生電路的原理不清楚的話，就沒辦法真正理解后續課程的精髓。因此，在內容選擇上，安排如表1所示。

對于半導體三極管及放大電路基礎那部分內容，考慮到讓學生能很好地了解放大電路的結構，給學生分發元器件，讓學生搭建共射極放大電路，并自己調節可調變阻器的阻值，觀察輸出波形，由此了解三極管處于放大電路的條件。通過反饋回路的搭建，可以預先讓學生觀察反饋的結果，并對反饋的概念有所了解。

對于集成運算放大器部分內容，考慮到課時的問題，直接在實驗室開展。給學生分發元器件，讓他們搭建運算電路，通過對波形的分析，掌握各種不同運算電路的特征。

3.2數字電子技術的教學內容

對于計算機專業來說，數字電子技術課程是學習計算機組成原理和微機原理等課程的基礎。考慮到計算機專業學生的學習，適當減少原理性知識內容，強調對器件功能的熟悉和應用，補充與計算機專業相關的知識點，為后續課程打好基礎。比如在門電路和組合邏輯電路這一章中，由于目前CMOS門電路應用比較廣泛，因此先講CMOS門電路，再講解TTL門電路。略去動態特性的分析，對輸入輸出特性做相應介紹。在組合邏輯電路的設計中，加法器和半加器的介紹可以幫助學生了解CPU運算電路的工作原理。在時序邏輯電路中，計數器、寄存器都是與計算機專業相關的主要電子部件。因此，在內容的安排上，如表2所示。

對于組合邏輯電路的設計，這部分內容安排在實驗室，直接讓學生設計半加器和全加器，可以添加反碼和補碼的內容，幫助學生了解運算器的工作原理。

對于時序邏輯電路的設計，可以安排學生直接設計計數器和寄存器，了解這些部件的工作原理。

4.結語

電子技術基礎這門課程的內容廣度和深度都比較高，對于學生來說，學習起來是不容易的。但是通過對課程內容的重新整合，列出與計算機專業相關的知識點，穿插在每次的教學過程中，可以提高學生的學習積極性。此外，考慮到學生自我學習能力比較強，部分內容可安排自學或者在實驗室自主開展，對學生能力的提高有很大的幫助。

參考文獻：

[1]秦曾煌，姜三勇.電工學（第七版）（下冊）[M].北京：高等教育出版社.

[2]唐朔飛.計算機組成原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社.

篇5

論文摘要：本文從高職教育的特點出發，闡述了傳統的電子專業基礎課教學和EDA技術教學存在的缺陷，引出如何讓高職院校的學生能夠通過實踐的方法掌握電子專業基礎課中必備的一些抽象的理論知識的問題。列舉了幾種常用的EDA軟件（protel、NI Multisim 10、MAX plusII等）的功能、特點、適用范圍，最后，通過具體的應用實例提出高職教育中EDA教學與電子專業基礎課的相互滲透的方法，使得二者有機結合，達到更好的教學效果。

引言

職業技術學院以培養適應社會各層面需求的、與時代相適應的、具有綜合能力和全面素質的、直接在生產第一線服務的應用型人才為根本任務。一貫以來培養目標是以專業技術知識為基礎，以實踐為核心，注重理論聯系實際，培養學生創新能力。讓學生掌握一門扎實的專業基礎知識和技能，使學生有較強的知識轉化能力。

1.傳統的專業基礎課教學存在的主要問題

電子類職業學校的專業課都開設了專業基礎課，這些專業基礎課涉及的知識面廣，基本概念、基本原理、分析方法多，因此學生在學習中，總是覺得很吃力，學完之后，又不知道如何運用知識。問題的癥結是學生剛剛接觸專業的知識，沒有基礎，而且傳統的教學用單一的方法從理論上闡述，學生學起來感到抽象，難以理解和掌握，所以學生難以學好專業課。但專業基礎課學好后，對學生的后續專業課的學習起著至關重要的作用。高等職業院校的電子專業基礎理論課具有入門難、邏輯思維能力要求高的特點，比如《電工技術基礎》的公式多、定理多、計算量大，《電子技術基礎》概念多，單元電路分析計算難，電子專業基礎課理論性，實踐性強，與學生在高中學習的基礎知識聯系不多，每次課的新知識多，信息量大，抽象且枯燥無味，往往學生進入專業基礎課的學習都會感到難以適應，久而久之導致惡性循環，以至于失去學習專業課的興趣和信心。

2.傳統的EDA課程教學存在的主要問題

隨著EDA技術的普及，職業技術學院也相繼開設了相關的課程比如《EDA電子設計自動化》，《Protel電路設計》，《可編程控制技術》等，涉及的主要軟件有NI Multisim 10、protel99se、MAX plusII等等。NI Multisim 10用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實現了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。

NI Multisim 10的元器件庫提供數千種電路元器件供實驗選用，同時也可以新建或擴充已有的元器件庫，而且建庫所需的元器件參數可以從生產廠商的產品使用手冊中查到，因此也很方便的在工程設計中使用。PROTEL是PORTEL公司（后更名為Altium）推出的EDA軟件，是電子設計者的首選軟件，在電子行業的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是個完整的板級全方位電子設計系統，它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數字電路混合信號仿真、多層印制電路板設計（包含印制電路板自動布線）、可編程邏輯器件設計、圖表生成、電子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客戶/服務器）體系結構，同時還兼容一些其它設計軟件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動布線可實現高密度PCB的100%布通率，它較早就在國內開始使用，在國內的普及率也最高，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。轉貼于 Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發集成環境，Max+plusⅡ界面友好，使用便捷，在Max+plusⅡ上可以完成設計輸入、元件適配、時序仿真和功能仿真、編程下載整個流程，它提供了一種與結構無關的設計環境，是設計者能方便地進行設計輸入、快速處理和器件編程。但是，一般這些課程會被安排在專業基礎課學習完畢以后，在第三或第四學期，學生在學習到這些仿真軟件時往往已經忘卻了許多重要的基本知識。除此以外，傳統的教學方法在EDA應用軟件的教學中只注重命令的介紹，或者說強調命令的操作步驟，而不重視命令以外的東西。由于教師本身的學業水平及其素質問題，功能性教學方法被廣泛采用。采用這種方法學生不可能在教學規定的時間內宏觀地、整體地去把握事物的內涵，所學的知識缺乏連貫性，獨立操作軟件的水平不高，只能簡單模仿和死記硬背。同時該方法往往是以教師為中心，課堂上教師講得多，學生參與少，不能適應培養高技能人才的需要。

3.改革的主要思路

傳統的電子專業基礎課教學和EDA技術教學存在明顯的缺陷。在具體實施過程中教師應積極參加教研教改項目，以教改促進課程教學整體質量的提高。比如，在專業基礎課的教學中不能照搬傳統的一套教學方法，從數學推導或理論分析來得到相關的結論。一方面，應該借助電子仿真軟件EDA開展教學，直觀的形象顯示有助于培養學生的觀察能力和分析問題的能力，有助于教學重點和難點的講解，可培養學生的學習興趣，激發學習動機。另一方面結合其它課程設計的方法來提高EDA軟件的使用，如《電路基礎》、《數字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設計以前都是手工完成設計部分的工作，現在都安排在EDA技術中心利用EDA軟件來完成。通過大量實際訓練，使學生掌握EDA在本專業各項設計與電路制作中的應用。在接觸各種實際的和模擬的設計電路課題的過程中，提高分析、解決問題的能力。最后，推廣職業認證考試高職教育應該依照國家職業分類標準及對學生就業有實際幫助的相關職業證書的要求，

調整教學內容和課程體系，把職業資格證書涉及的相關課程納入教學計劃之中，將證書考試大綱與專業教學大綱相銜接，創新人才培養模式，強化學生技能訓練，使學生在獲得學歷證書的同時，順利獲得相應的職業資格證書，增強學生就業競爭能力。通過比賽提高學生的學習積極性，促進課程改革建設的深入。

結束語

實踐證明，職業技術學院的專業基礎課程和EDA教學方式的改革是勢在必行的，只有通過改革才能把這兩門課程教學實施得更好，才能達到高職高專院校培養適應社會各層面需求的、與時代相適應的、具有綜合能力和全面素質的、直接在生產第一線服務的應用型人才的目標。當然，筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執行的教學方式還不夠細致和完善，這當中還存在很多方面的問題需要在以后的教學環節去檢驗和解決。

參考文獻

[1]俞文英.關于電子專業基礎課的教學探討[J].洛陽師范學院學報，2003(5).

[2]李曙峰，冀云.EDA課程教學改革實踐探索[J].科技致富向導，2011(23).

[3]孫懷東.EDA技術在電子技術課程教學中的應用[J].三明學院學報，2007(04).

篇6

關鍵詞:就業;崗位能力;課程設置;實訓基地;師資隊伍

上世紀末,計算機技術在各應用領域飛速發展,計算機專業十分火爆,畢業生非常搶手,這大大地推動了我國計算機專業的教育事業。幾乎所有的大中專、高職院校都開設了計算機專業,為社會培養了大批的計算機人才,為我國信息化社會的發展作出了一定的貢獻。但近年來,畢業生就業壓力相對較大,且就業率呈逐年下滑之勢[1]。

由麥可思(MyCOS)――中國大學生就業研究課題組撰寫《中國大學畢業生就業報告(2009)》顯示,盡管2008年全國對信息類人才需求的絕對量還是很大,但全國失業最多的8個專業中就有“計算機科學與技術”。究其原因有二,一是部分高校為了吸引生源,社會上什么專業熱就一窩蜂地開設什么專業,導致高校電子信息大類畢業生數量猛增。據統計,電子信息大類在校生已達110萬人左右,總人數排在財經大類、文化教育大類之后,列第三位,熱門專業很快就呈現出供過于求的態勢。二是高校的專業設置與社會需求之間不盡合拍,近幾年隨著市場競爭加劇,市場分工日益細化,對人才需要也趨于專業和精細,而各高校專業趨同導致高校無特點、人才無特色、培養出的畢業生無明顯優勢,走向社會后所學知識與社會需求間存在較大差距,致使許多畢業生就業競爭力不強,根本無法運用本專業知識就業。

1嵌入式系統人才市場需求分析

在早期計算機專業的人才培養方案中,偏硬件的課程一般有數字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算接口技術和單片機等,但學生在學完這些課程后,只是留下一點理論的記憶,動起手來還是什么都不會。這一方面與課程設置和教學模式有關,另一方面近幾年市場發生了很大的變化,經過調查,我們發現,國內8位單片機設計工程師已經是供過于求,但是32位ARM工程師卻存在嚴重的缺口,而且ARM工程師和8位單片機工程師之間的待遇也在逐漸拉大。根據智聯招聘網2009年統計,嵌入式軟件人才職位一直穩居職業需求前10名。根據ARM公司統計,嵌入式人才需求在以每年38%的速度增長,在這個增長里面,8位,16位的人才需求有所回落,32位高端嵌入式人才的需求增長非常突出。

盡管近幾年一些高校根據人才市場需求變化,適當調整了教學計劃,增加類似于“嵌入式系統”等課程,但僅僅是幾門課程的改變難以扭轉學生知識結構和操作技能與市場需求脫節現象,因為市場需求的是專業化和技能化人才,而不是以前“什么都會一點,什么都不精”的人才,所以必須從根本上對專業進行徹底改革,改變以前的教學模式。

通常認為掌握嵌入式技術“門檻” 較高,需要學生有著良好的基礎和基本素質,但是高職院校可將嵌入式技術辦成專業,通過對專業知識進行細分,重點突出操作技能,通過長達幾年教學實踐,完全可以做到把復雜的知識簡單化,提高學生學習興趣。目前國內有些高職院校已進行了探索,取得了一些成果。

2職業崗位和職業能力分析

一個專業設置存在必要性首先是依據市場上有無相對應的職業崗位,而不能走為招攬生源而閉門造車的路子。目前中國號稱“世界工廠”,制造業發達,電子產品制造、玩具等工業全世界赫赫有名,客觀上能為學生就業提供廣闊的舞臺。

設置“嵌入式系統”專業的職業主要是面向信息、電子電器類行業,如在計算機、通信、家電、汽車電子、玩具、醫療器械等行業從事嵌入式產品軟硬件開發、系統調試、輔助設計等工作。同時可從事嵌入式產品應用軟件升級工作;在電子產品廠家從事相關電子產品的生產、測試、輔助設計等工作;還可從事印制電路板(PCB)設計,微控制器應用開發、電子設備維護維修等工作。具體說就是[2]:

(1) 產品研發。智能化產品研發中嵌入式計算機設計工作。

(2) 與嵌入式產品相關的生產、制造部門從事生產管理、測試、檢驗工作。

(3) 嵌入式產品的銷售、產品升級、維護、售后服務等工作。

(4) 可從事微控制器應用開發、電子設備維護維修、印制電路板(PCB)設計、通用計算機維修、計算機板卡維修等工作。

職業能力與職業崗位是相輔相成的,一定的職業崗位需要相應的職業能力,而具有一定職業能力的人才能勝任相應的職業崗位。作為未來的職業人,具有良好的專業技能是必不可少的,如嵌入式軟件設計流程、PCB板制作、8位和32位系統基本原理等;還應具有良好的綜合素質,如良好的溝通表達能力、職業道德、抗壓能力和積極樂觀的人生態度等。這些需要通過制定詳細周全的人才培養方案及整個校園文化共同打造形成。

3課程設置分析

目前我國職業院校在進行學科建設、制定人才培養方案、設計課程體系時,往往不是從市場需求出發,而是先有結果再來拼湊過程,或者直接沿用普通高等教育的以“學科系統化”為設計思想的課程體系。這種操作模式很難適應高職教育發展和社會對人才需求的需要,北大青鳥推薦的一種專業建設思路,很有借鑒作用,如圖1所示。

課程體系是制定人才培養方案中最重要、關鍵的一環,直接關系到學生培養質量,以及相關的師資隊伍、實訓室的建設等,根據目前市場上職業崗位和職業技能的需求,構建如下課程體系,如表1所示。

4實訓基地建設[3]

高等職業教育主要是培養高素質應用技能型人才,在人才的培養過程中,技能的培養具有重要的地位。技術、技能的培養需要環境,需要系列實踐教學環節來保障。在高職教育中,實踐教學環節的設計與實施、實驗實訓基地的設計與建設,是高職教育教學改革的一項重要任務。我們一直堅持校內實訓基地和校外實訓基地同步建設,以校內實訓基地為主的思想。校外實訓基地主要結合公司具體產品綜合訓練,而校內實訓基地側重于各方面技能訓練,具體說,建議設立如下校內實訓基地。

(1) 計算機組裝與外設維修實訓室。

設立50個左右的工位,滿足一個教學班(50人)的實訓需要,設備配置:1/3采用市場銷售的新型號計算機,用于學生識別最新的硬件系統和硬件安裝演示、系統軟件安裝訓練;1/3為市場在用的流行計算機,用于硬件系統的安裝訓練和軟件系統安裝與測試;1/3為市場接近淘汰的機型,用于拆裝機訓練和維修訓練。

(2) 電工電子實訓室。

用于進行電路基礎、模擬電路、數字電路實訓。

(3) 單片機及PCB板制作實訓室。

用于輔助單片機課程和PCB課程學習,作為完成各種綜合實訓場所。在通用機房安裝protel或其他電子設計軟件,用于電路原理圖繪制和PCB設計。該實訓室配備電烙鐵、萬用板,以及“PCB雕刻機”、“PCB孔化設備”,既可完成手工制作PCB實訓,又可了解設備制作PCB過程。

(4)ARM嵌入式技術實訓室。

配置基于ARM9以上序列的嵌入式實驗教學設備25臺左右,滿足一個教學班(50人)需要。主要是實訓ARM基本應用。

(5) 嵌入式操作系統軟件實訓室。

該實訓室可結合ARM嵌入式技術實訓室共同組織實施,主要完成操作系統(Linux和Windows)裁剪、移植實訓工作,以及應用軟件開發實訓工作。

5師資隊伍建設

根據人才培養方案,我院組建以專業帶頭人為核心、骨干教師為依托,包括專任教師和企業兼職教師等專業教師隊伍。專業帶頭人要能夠站在專業領域發展前沿,熟悉行業企業最新技術和市場動態,把握專業技術改革方向;骨干教師能夠精通本專業的相關技術,教學經驗豐富,科研能力強,有較強的學習能力,年富力強。教師隊伍應保持相應的穩定,在年齡結構、職稱結構上保持恰到的比例,不要太集中于畢業于某一院校,避免產生近親繁殖。

目前根據我們招聘教師的經驗,從高校應屆畢業生中很難找到合適的人選,因為按照現在中國研究生培養學科方向,軟硬件皆精通且動手能力較強的人才實在不多。因此,師資隊伍建設應立足于從企業引進高層次人才為主,培養本校在職教師及聘用兼職教師為輔的方法。

6結語

近幾年許多高校都面臨了這樣一個事實:報讀計算機類的學生越來越少了。這一方面與學生就業難有直接關系,另一方面也反映了整個社會在發生變化,市場對人才的需求也在發生變化,而高校對此缺乏足夠的敏銳。筆者所在的學校正在進行大規模的專業調整,“以改革求生存,以創新求發展”已成為大家的共識,計算機類專業也不例外,唯有不斷改革適應市場需求、挖掘新的專業方向,才能保持專業可持續發展。

參考文獻:

[1] 郭琦. 高職院校計算機專業設置與就業形勢分析[J]. 職業教育研究,2008(4):41-42.

[2] 中國高等職業院校計算機教育改革課題研究組. 中國高職院校計算機教育課程體系[M]. 北京:中國鐵道出版社,2007.

[3] 全國高等院校計算機基礎教育研究會. 高職院校計算機教育經驗匯編(第一集)[M]. 北京:中國鐵道出版社,2007.

Construct Vocational Specialty System of Embedded System Oriented to Employment

LIU Yi-jun1 , XIONG Jian-ling2

(1. Guangzhou Vocational College of Technology and Business, Guangzhou511442, China;

2. Guangzhou Thinker Science and Technology Limited company, Guangzhou510630, China )