時間:2023-02-28 15:33:03
導(dǎo)語:在電子設(shè)計自動化論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
鋼鐵冶煉系統(tǒng)中,節(jié)能技術(shù)的問題,主要表現(xiàn)在方法單一上。我國鋼鐵冶煉行業(yè)運營中,節(jié)能一直是社會關(guān)注的問題,雖然鋼鐵冶煉行業(yè)積極提倡節(jié)能,但是其在實際節(jié)能中,仍舊采用的是單一的節(jié)能技術(shù),無法在根本上降低鋼鐵冶煉的能源消耗,很難提高鋼鐵冶煉生產(chǎn)的效率。鋼鐵冶煉系統(tǒng)中,如果要引入先進的節(jié)能途徑,就要以冶煉系統(tǒng)的整體為主,需要消耗大量的資金,如果缺乏資金支持,鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù),就無法落實到位。鋼鐵冶煉行業(yè),綜合考慮到鋼鐵利用率、節(jié)能減排指標(biāo)等,已經(jīng)注意到成本投入在冶煉系統(tǒng)節(jié)能中的重要性,關(guān)鍵問題是,社會對鋼鐵的利用率,不能為鋼鐵冶煉行業(yè)帶去足夠的資金效益,進而阻礙了節(jié)能新技術(shù)的發(fā)展,增加了鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能壓力。
2電氣工程及其自動化中存在的問題
2.1能耗大。雖然電氣工程自動化技術(shù)的出現(xiàn)為人類的發(fā)展進步做出了巨大貢獻,但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,擺在當(dāng)前最為棘手的問題就是對于能源的消耗過大。在電氣工程自動的發(fā)展系統(tǒng)本身帶有復(fù)雜性,被應(yīng)用的范圍逐步擴大,對于能源的需求量也與日俱增。電氣自動化是以消耗電能為主,作為當(dāng)下最為先進的技術(shù)之一,對其本身最為基礎(chǔ)的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小,并且準(zhǔn)確有效,所以,就需要大批量的電氣設(shè)備共同運作,如此,對于電能的消耗可謂是不計其數(shù),與我們國家提出的走綠色節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路存在差距。2.2質(zhì)量水平較低。就現(xiàn)階段的發(fā)展而言,電氣工程自動化技術(shù)已經(jīng)得到的飛速的提升,但縱觀整體發(fā)展情況而言,其質(zhì)量水平還處在發(fā)展低端。尤其是最近幾年,人們對于生活追求的品質(zhì)不斷攀升,相應(yīng)地也加大了對電氣自動化水平的要求,但是我國對這一領(lǐng)域研究的時間還不是很長,對于相應(yīng)的管理流程和先進的發(fā)展模式還不能很好的予以把控,特別是在自動化工廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié),相關(guān)人員只關(guān)心結(jié)果而忽略過程中的質(zhì)量問題。但是,眾所周知的是,如果電氣的生產(chǎn)質(zhì)量得不到有效的保證,就會發(fā)生一系列的用電事故,嚴(yán)重的會造成爆炸、火災(zāi)等重大安全事故出現(xiàn),需要引起人們的深思。2.3集成化程度低。 顧名思義,集成化的主要運作原理就是把所有需要的東西做還集合工作,上文已經(jīng)提到過,雖然電氣工程自動化近年來的發(fā)展勢頭迅猛,但由于起步過晚, 雖然在努力的向集成化方面靠攏,確切的來說,現(xiàn)在還處于自動化階段,技術(shù)水平發(fā)展有限,集成化技術(shù)還不成熟,各個體系和功能之間還無法做到有效的集成連接。所以,還達不到及時實現(xiàn)資源的有效共享,在一定程度上影響了電氣自動化功能的發(fā)揮,使電氣自動化工程技術(shù)滯后。
3對電氣自動化工程中節(jié)能設(shè)計技術(shù)
3.1減少線路傳輸產(chǎn)生的耗損。由于無法對線路上的電流做出改變,所以也只能通過減少電阻來有效降低電能在傳輸中產(chǎn)生的耗損。所以,可以從這幾方面做起,減少導(dǎo)線電阻:(1)使用功率較小導(dǎo)線;(2)使用相對較短的導(dǎo)線。這樣做可以避免在布線過程中少走彎路,減少人員的工作量,有效減少電能耗損,同時在安裝變壓器時候與負(fù)荷中心保持較短的距離,也是減少供電的距離;(3)使用截面積大較大的導(dǎo)線,如果條件允許,可以選用較大截面積的導(dǎo)線,有效減少電阻產(chǎn)生的耗損。3.2無功補償。電力系統(tǒng)在運行的過程中,配電設(shè)備中的無功功率占有較大的容量,所以存在較為嚴(yán)重的電能耗損的情況,不僅影響到電壓,還對整個電能的質(zhì)量造成不良的影響。對使用者來說,無功功率主要表現(xiàn)在功率低,尤其是當(dāng)功率過低的時候,用戶需要向相關(guān)部門繳納一定的罰款,因此如果說能夠使用合適的無功補償設(shè)備,就可以保證功率的平衡,有效提高供電質(zhì)量。工作人員在操作中要盡量減少對電能不必要的耗損,從而確保電氣工程的安全運行。如果導(dǎo)線受到電阻的影響,那么由電機產(chǎn)生的電能就不能被變壓器更好的吸收,同時沒被吸收的那些電能在電流傳輸?shù)倪^程中會被釋放出來。同時由于無功功率產(chǎn)生了一定的作用,因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關(guān)設(shè)備在進行無功補償時候,有幾處要格外注意:(1)利用電容器在進行無功補償?shù)臅r候,一定要根據(jù)電壓容量,電壓負(fù)荷,自然功率,目標(biāo)功率等參數(shù)來確定電容器的容量,同時如果在無功補償?shù)沫h(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了諧波,需要通過串聯(lián)定量電抗器來消除諧波;(2)以參數(shù)的物理量來確定無功的電流,功率的參數(shù),從而有效避免投切振蕩現(xiàn)象。
4結(jié)束語
綜上所述,電氣自動化對于節(jié)能設(shè)計的要求是為了響應(yīng)綠色生產(chǎn)的理念,也是為了響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需求,同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現(xiàn)階段在電氣自動化的節(jié)能設(shè)計中取得了顯著的進步,但是隨著社會的發(fā)展,電氣自動化節(jié)能技術(shù)仍然需要進行不斷完善和發(fā)展,不斷優(yōu)化配電設(shè)計,在科學(xué)利用電力資源的同時,還需要不斷提高電力系統(tǒng)的運行效率,并最終達到節(jié)能的目的。
作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團日照有限公司
參考文獻
[1]陸偉.電氣自動化的節(jié)能設(shè)計技術(shù)研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2015(07).
1培養(yǎng)了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力
中國研究生電子設(shè)計競賽從預(yù)備通知到正式比賽有一年時間的跨度,學(xué)生在此期間通過自命題或?qū)熋}查閱文獻并收集資料,采用最新技術(shù)至最終完成設(shè)計。競賽中三名學(xué)生組成一隊。中國研究生電子設(shè)計競賽命題分筆試和實踐環(huán)節(jié)命題兩部分。筆試采取統(tǒng)一命題,實踐環(huán)節(jié)學(xué)生自命題。學(xué)生的一些參賽作品命題具有獨特的創(chuàng)意,如清華大學(xué)的“可穿戴多媒體無線體域網(wǎng)”;北方工業(yè)大學(xué)的“基于NiosⅡ的商品防偽系統(tǒng)”;華南理工大學(xué)的“視覺跟蹤人機交互SOC設(shè)計”;臺灣亞東技術(shù)學(xué)院的“公車動態(tài)資訊系統(tǒng)”;復(fù)旦大學(xué)的“超聲血流分析平臺”;東南大學(xué)的“基于微電子神經(jīng)橋的癱瘓病人肢體康復(fù)系統(tǒng)設(shè)計”等作品都具有非常高的科技含量。成都電子科技大學(xué)的作品“新型無創(chuàng)傷式顱內(nèi)壓檢測系統(tǒng)”項目以其極高的商業(yè)應(yīng)用前景,獲得了眾多企業(yè)的青睞。
2推動了教學(xué)工作的開展
十幾年來,許多高校在競賽的推動下開設(shè)了“電子設(shè)計自動化”課程。一些教師將電子設(shè)計自動化最新技術(shù)融入研究生教學(xué)。每年的研究生電子設(shè)計競賽,帶隊教師通過學(xué)生的設(shè)計作品了解到其他院校最新教學(xué)及科研現(xiàn)狀,通過互相交流,然后融入各自的教學(xué)中。中國研究生電子設(shè)計競賽從第六屆開始作品設(shè)計題目采用自由命題方式,從而使高校學(xué)生的設(shè)計作品和畢業(yè)設(shè)計及研究生所從事的科研課題緊密結(jié)合。學(xué)生在有限的競賽時間內(nèi)完成設(shè)計,可以說通過比賽進一步提高畢業(yè)設(shè)計論文的質(zhì)量。
二、研究生電子設(shè)計競賽模式的探索
1與企業(yè)深層次的合作
中國研究生電子競賽從誕生之日起,就確立了“以企業(yè)為主要推動力“”的發(fā)展思路。企業(yè)提供資金支持、參與題目設(shè)計與評審,為優(yōu)秀參賽者提供創(chuàng)業(yè)就業(yè)機會等。前期參與的企業(yè)有中國華大集成電路設(shè)計中心、深圳華為技術(shù)有限公司、清華同方股份有限公司、Synopsys公司、Cadence公司、MenterGraphics公司、IEEE-SSCS北京分會、深港產(chǎn)學(xué)研基地、深圳市國微電子股份有限公司、深圳市亞科希資訊有限公司、中興通訊股份有限公司、ALTERA公司等。
2嚴(yán)格科學(xué)可行的競賽規(guī)則
中國研究生電子設(shè)計競賽建立了一只由國內(nèi)知名高校教授及研究所專家組成的組委會和命題委員會。委員會制定了嚴(yán)格科學(xué)可行的競賽規(guī)則。包括報名和資格確認(rèn)、競賽程序、競賽要求、報獎比例和評獎比例、評審制度、公示以及相關(guān)的時間節(jié)點等內(nèi)容。競賽程序包括競賽的類型、筆試、預(yù)賽和決賽答辯等;競賽要求包括報告的格式、主要內(nèi)容、視頻制作的格式和密封方法等;評審制度包括論文評審的要求、復(fù)審、答辯評審、評分標(biāo)準(zhǔn)和計分規(guī)則等;公示包括公示日期、投訴和對投訴的應(yīng)答等。
關(guān)鍵詞:EDA;實踐教學(xué)改革;應(yīng)用型人才培養(yǎng);創(chuàng)新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)28-0052-03
一、引言
進入20世紀(jì)90年代以后,電子設(shè)計自動化(EDA,Electronic Design Automation)技術(shù)得到了飛速發(fā)展,電子系統(tǒng)的設(shè)計觀念、設(shè)計方法發(fā)生了革命性的變化,傳統(tǒng)的設(shè)計方法正逐步退出歷史舞臺,而基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計的主流[1]。國內(nèi)EDA技術(shù)的應(yīng)用和教學(xué)工作起步較晚,近年部分大專院校才開始著手有關(guān)EDA的教學(xué)工作,因此我國在這方面的設(shè)計、研發(fā)人才十分匱乏。擺在我們面前亟待解決的任務(wù)是,在深入進行高等院校教育改革的大好形勢下,應(yīng)抓住良好的發(fā)展機遇,使學(xué)生掌握現(xiàn)代電子設(shè)計方法,培養(yǎng)適應(yīng)電子信息技術(shù)快速發(fā)展的專業(yè)技術(shù)人才[2]。EDA是一門實用性很強的課程,學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計和調(diào)試的能力,因此在教學(xué)中需要不斷地用實踐訓(xùn)練來強化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識,并使他們達到能夠獨立設(shè)計較復(fù)雜硬件電路的能力[3]。EDA技術(shù)自身的特點也決定了它的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式相比于其他課程具有自身的規(guī)律和獨特性,在教學(xué)中合理把握其特點、加強實踐教學(xué)改革,有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。實踐的主體是學(xué)生,實踐的手段和方法是利用EDA技術(shù),與具體項目相結(jié)合是實踐性要求的另一個方向[4]。應(yīng)按照“加強基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)、突出創(chuàng)新”的原則,加強實踐性體系結(jié)構(gòu)的建設(shè),增加綜合性、設(shè)計性強的內(nèi)容,鼓勵學(xué)生積極參與到產(chǎn)踐中去,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實踐能力和創(chuàng)新思維能力[5,6]。
二、EDA傳統(tǒng)實驗教學(xué)存在的問題
EDA是一種新興的設(shè)計技術(shù),教學(xué)觀念不能單停留于教會學(xué)生使用軟件工具上,更主要的是對個人或小組的設(shè)計能力的培養(yǎng)與加強。在EDA傳統(tǒng)實驗教學(xué)中,教師先講解實驗原理和要求,給出示例程序,學(xué)生參照程序在QuartusⅡ軟件平臺上完成編譯、仿真,然后下載到EDA/SOPC實驗箱上進行硬件測試。這種實驗教學(xué)方法存在很多的不足。
1.實驗靈活性不夠,忽視了學(xué)生的作用。傳統(tǒng)實驗教學(xué)中,教師給出相應(yīng)的參考程序,讓學(xué)生驗證。每個實驗操作過程都一樣,實驗方法單一,實驗內(nèi)容比較固定,不能完全滿足實驗設(shè)計的要求,不能突出實驗中EDA技術(shù)的實用性。導(dǎo)致學(xué)生興趣降低,被動應(yīng)付實驗,影響了實驗效果。另外,學(xué)生在做完實驗后只是掌握了軟件設(shè)計和調(diào)試的技巧,對FPGA電路部分的設(shè)計和調(diào)試方法卻一無所知,缺少了硬件實現(xiàn)方面的鍛煉,阻礙了實踐創(chuàng)新能力的提高。達不到面向工程實際的電子設(shè)計的自主創(chuàng)新性;達不到學(xué)生設(shè)計能力、自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和與工程實際相結(jié)合的動手能力的培養(yǎng);達不到培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。不能發(fā)揮學(xué)生的能動性,學(xué)習(xí)的積極性和實踐能力得不到提高。
2.綜合設(shè)計性實驗難開展,阻礙了實踐創(chuàng)新能力的提高。傳統(tǒng)的EDA實驗教學(xué)主要是利用系統(tǒng)軟件QuartusⅡ和EDA/SOPC實驗箱進行模擬仿真,學(xué)生做的只是按照給定程序進行編譯、仿真、引腳鎖定和下載測試,這種實驗方法不能很好地將硬件電路和軟件編程有機結(jié)合起來,導(dǎo)致實驗教學(xué)效果不理想,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。同時,采用實驗箱進行的實驗多為驗證性實驗,綜合設(shè)計性實驗較少,即使是綜合設(shè)計性實驗,它與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)所要求的硬件實現(xiàn)、軟件編程過程也相差甚遠。課程結(jié)束后,學(xué)生雖然對EDA的原理、概念有所了解,但對EDA技術(shù)還是缺乏整體的掌握,與社會需求的差距較大。
三、EDA實踐教學(xué)改革
1.更新EDA設(shè)計理念,倡導(dǎo)啟發(fā)性實踐教學(xué)。引導(dǎo)學(xué)生建立自頂向下的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計理念,從傳統(tǒng)搭積木式的自底向上設(shè)計轉(zhuǎn)向基于可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的調(diào)研分析、創(chuàng)新能力、系統(tǒng)設(shè)計、工程實現(xiàn)方面的能力與素質(zhì)。對實踐教學(xué)中的疑難點,加大教師在實踐教學(xué)中的指導(dǎo)、監(jiān)督、啟發(fā)的作用。這樣充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性,避免學(xué)生在實驗中“照葫蘆畫瓢”、“囫圇吞棗”。
2.改革實驗教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力。傳統(tǒng)的EDA實驗教學(xué)以驗證性實驗為主,能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力的綜合性設(shè)計性實驗開設(shè)較少,因此應(yīng)在EDA實驗教學(xué)中增加綜合性設(shè)計性實驗的比重。在保證學(xué)生能起步操作軟件的基礎(chǔ)上,給學(xué)生更多的自主學(xué)習(xí)和研究的機會,來完成不同的實驗。綜合設(shè)計性實驗選題采取廣泛選題方式,對來自教師課題、創(chuàng)新項目、競賽項目、企業(yè)開發(fā)項目等途徑來的題目,在提交明確的設(shè)計背景、目標(biāo)、任務(wù)和方法,經(jīng)教師審核后可以作為課程綜合設(shè)計性實驗題目。這些實驗項目與學(xué)生日常生活聯(lián)系比較緊密,使學(xué)生可以接受更為實際、更加系統(tǒng)的訓(xùn)練。綜合設(shè)計性實驗最大的特點是沒有現(xiàn)成的模式可循,學(xué)生需獨立完成軟硬件設(shè)計和調(diào)試。在調(diào)試過程中,學(xué)生要自己分析解決實驗中出現(xiàn)的問題,在解決問題的過程中進一步加深對EDA系統(tǒng)軟硬件設(shè)計的理解。綜合設(shè)計性實驗項目的開設(shè)雖然對學(xué)生來講有一定難度,但因與現(xiàn)實生活聯(lián)系比較緊密,學(xué)生的興趣比較高,能使學(xué)生從被動應(yīng)付實驗變成主動實驗,更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主能力和創(chuàng)造能力。
3.改革實驗教學(xué)方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主實驗的能力。為了達到學(xué)生設(shè)計能力和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng),在實驗教學(xué)改革中采用“工程導(dǎo)向”的教學(xué)模式。首先,教師給出設(shè)計任務(wù),讓學(xué)生明白設(shè)計要求。其次,學(xué)生自己分析設(shè)計要求,寫出設(shè)計方案。在這個過程中小組成員之間、教師都可以對方案的可行性提出質(zhì)疑,并加以指導(dǎo)解決,實現(xiàn)了“教”與“做”的結(jié)合,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和團隊合作精神。再次,學(xué)生根據(jù)方案自己編譯程序,仿真下載測試。在這個過程中學(xué)生可以充分發(fā)揮電路設(shè)計能力和自主創(chuàng)新能力。可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。最后,教師驗收。檢查該設(shè)計是否達到設(shè)計要求,并與學(xué)生討論該設(shè)計是否有優(yōu)化的可能,是否有其他的設(shè)計方案等,加深對知識的理解并且可以鍛煉學(xué)生的思維廣闊性和創(chuàng)新性。
4.課外EDA實踐訓(xùn)煉,提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。(1)學(xué)生成立EDA創(chuàng)新學(xué)習(xí)小組,利用實驗室的資源,開展EDA軟件編程和硬件設(shè)計實踐訓(xùn)練。給學(xué)生提供一個完善自我、表達自我的空間和舞臺,能使學(xué)生的想法在實驗室變成產(chǎn)品、變成論文,有利于學(xué)生的個性發(fā)展和特長發(fā)揮,培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力和分析問題、解決問題的能力。(2)鼓勵學(xué)生參與教師的科研項目,引導(dǎo)學(xué)生將FPGA/CPLD的新技術(shù)應(yīng)用到科研項目的設(shè)計中去。讓學(xué)生輔助教師進行設(shè)計、分析、實現(xiàn),并制定測試方案,在實踐中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性、想象力和主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、信息獲取和選擇能力、創(chuàng)新能力、實踐能力。按照“興趣感知學(xué)習(xí)探索創(chuàng)新設(shè)計研究開發(fā)”這樣一個循序漸進的過程來培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新素質(zhì)和研究能力。(3)在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)中給學(xué)生推出數(shù)量較多的EDA應(yīng)用題目,從而讓學(xué)生利用已有知識對EDA技術(shù)進行更深層次的設(shè)計,啟發(fā)學(xué)生思維,開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識,從而將實驗教學(xué)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等多個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密連接起來,形成一種從單元到模塊、從模塊到系統(tǒng),從仿真到實驗、從實驗到設(shè)計,從簡單到復(fù)雜的層層推進、環(huán)環(huán)相扣的實踐教學(xué)模式。這種多層次的實踐教學(xué),充分調(diào)動了學(xué)生自主實踐的積極性,并且培養(yǎng)了學(xué)生解決問題的能力,從而切實提高學(xué)生實踐活動的效果。(4)組織學(xué)生參與各種形式的學(xué)科專業(yè)競賽,大大提高學(xué)生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。如2009年“NEC杯”全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中,獲省級一等獎3項,二等獎4項,三等獎2項,2010年“高教社&XILINX杯”山東省大學(xué)生電子設(shè)計競賽中,獲山東省一等獎7項,二等獎3項,三等獎3項;2011年“瑞薩”杯全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中,獲全國二等獎3項,省級一等獎5項,二等獎5項,獲獎層次和數(shù)量居省內(nèi)高校前列。
四、結(jié)束語
實踐教學(xué)在EDA課程教學(xué)中占有非常重要的地位,應(yīng)結(jié)合學(xué)校和學(xué)生的實際情況,進行EDA實踐教學(xué)改革。通過改革,學(xué)生在動手和實踐應(yīng)用方面的能力大大提高了,也給學(xué)生提供了極大的創(chuàng)造空間,強化了學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位,有利于學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),有利于學(xué)生個性和才能的全面發(fā)展,為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
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[6]包明,彭東林,錢微.開展EDA教學(xué)培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才[J].重慶工學(xué)院學(xué)報,2004,18(5):179-180.
關(guān)鍵詞:模擬電子技術(shù),多媒體課件,EDA,教學(xué)網(wǎng)站
《電子技術(shù)》是我院機電與電子專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課,也是較能整合新科學(xué)、新技術(shù)、新知識的一門重要的技術(shù)性綜合課程, 是與實踐聯(lián)系緊密, 培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實施創(chuàng)新教育的重要課程。在課程教學(xué)中發(fā)現(xiàn), 學(xué)員往往陷入繁雜而較抽象的理論中不能自拔, 在課程學(xué)習(xí)的理解上存在較大的偏差, 即不知道學(xué)什么, 怎么學(xué), 如何做到理論應(yīng)用于實踐,更談不上理論與實踐的有機結(jié)合。隨著電子時代的快速發(fā)展, 以多媒體計算機輔助教學(xué)、EDA 技術(shù)為主的現(xiàn)代教學(xué)方法應(yīng)運而生, 正如火如荼地應(yīng)用于教育教學(xué)之中,《電子技術(shù)》的教學(xué)也不例外。這些教學(xué)形式的應(yīng)用是對傳統(tǒng)教學(xué)的挑戰(zhàn), 也是對傳統(tǒng)教學(xué)的革新, 更是對傳統(tǒng)教學(xué)的繼承和發(fā)展。
1 多媒體課件在教學(xué)中的應(yīng)用多媒體課件是計算機輔助教學(xué)應(yīng)用最廣泛的形式之一。教學(xué)中遇到學(xué)員難以理解的概念、規(guī)律等重點知識或不便攻克的難點,利用多媒體技術(shù)的優(yōu)勢,通過圖形、動畫、視頻、文本、聲音等方式加以表現(xiàn)。教師邊演示邊講解,將抽象問題形象化,復(fù)雜問題簡單化,既縮短了教學(xué)時間,又使得教學(xué)過程生動有趣、易于理解,這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法所無法比擬的。論文參考。論文參考。例如講PN 結(jié)的形成過程和三極管電流分配和放大規(guī)律時, 都用到載流子的定向移動, 學(xué)員對載流子沒有感性認(rèn)識。若利用動畫課件, 自由電子用黑色, 空穴用紅色, 像小蝌蚪游動, 相遇時消失表示復(fù)合運動等, 這樣既能把枯燥無味、難以理解的規(guī)律形象化, 也培養(yǎng)了學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣, 提高了課堂教學(xué)效果。再如放大電路的圖解分析,一直是學(xué)員學(xué)習(xí)中的難點,教員費很大勁講解,學(xué)員還是感覺抽象,難以理解。通過動畫方式加以表現(xiàn),使學(xué)員對放大電路中工作點的變化及輸入對輸出的控制過程都有了清楚的認(rèn)識,花費較少的時間即可將此難點問題學(xué)懂。
2 EDA技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用近年來,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)計自動化( EDA) 技術(shù)越來越成為電子業(yè)的重要開發(fā)工具,使得電子線路的設(shè)計、開發(fā)、制造過程更快更好。論文參考。EWB是90年代初推出的專用于電子線路仿真的虛擬“電子工作臺”。 它可以對模擬、數(shù)字和混合電路進行電路的性能仿真和分析。它采用圖形界面,創(chuàng)建電路、選用元器件和測試儀器均可直接從屏幕圖形中選取,且測試儀器的圖形與實物外型基本相似,與其它電路仿真軟件相比較,具有界面直觀,操作方便等優(yōu)點。利用EWB作為電子技術(shù)課程的輔助教學(xué)手段,不僅解決了場地、設(shè)備、經(jīng)費等因素的限制,避免了因誤操作而對儀器造成的損壞,而且對于某些實驗中不易觀察到的現(xiàn)象,也可以仿真得出。另外,通過仿真,還能加深學(xué)員對課程內(nèi)容的理解,幫助他們掌握常用儀器的使用方法和測量方法,提高學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。
實例 工作點穩(wěn)定問題
在講解工作點穩(wěn)定問題時,我們只能通過原理分析溫度變化對工作點產(chǎn)生的影響,要從實驗中觀察此現(xiàn)象,就比較困難了。而在EWB中,則非常容易辦到。方法如下:
(1)輸入固定偏置電路,調(diào)節(jié)RB的參數(shù),使Ic=1mA。方法為:
在Analysis欄中選擇Parameter Sweep(參數(shù)掃描)選項,輸入各參數(shù)如下:
元件:R1起始值:100KΩ終止值:2000KΩ
掃描類型:線性步長:10KΩ輸出節(jié)點:3
并選擇對 DC Operating Point 進行掃描 。
按下Simulate按鈕,得到集電極電壓與基極電阻之間的關(guān)系曲線。見圖1。分析可知,Ic=1mA時,Vc=9V。選取Toggle Cursors 按鈕,彈出電壓窗口,用鼠標(biāo)拖動曲線上的豎條光標(biāo),并調(diào)整光標(biāo)位置使Y1=9V,則對應(yīng)的X1值就是Ic=1mA時的RB值,RB=1.14×103 KΩ。
論文摘要中職電子技術(shù)專業(yè)教師不僅要掌握本學(xué)科的專業(yè)知識,還應(yīng)該掌握現(xiàn)代教育技術(shù)的知識,文章以O(shè)ffice、Flash、EDA等軟件為例,分析了計算機輔助教學(xué)軟件在電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的作用。
0 前言
目前,我們正處在瞬息萬變的信息時代,信息時代對教育教學(xué)方法提出了挑戰(zhàn)。教師要清醒地認(rèn)識到除了掌握本學(xué)科的專業(yè)知識外,還必須學(xué)習(xí)現(xiàn)代教育技術(shù)的知識。現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂上的運用能實現(xiàn)教學(xué)方式的變革,增強教學(xué)的直觀性,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,從而提高教育教學(xué)質(zhì)量和效率,作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)課教師,應(yīng)該學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)哪些教育技術(shù)能力,掌握何種適合電子技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的教學(xué)軟件,是我們應(yīng)當(dāng)研討的課題。下面介紹一些常用的計算機軟件,說明其在電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)中的簡單應(yīng)用。
1 Microsoft Office辦公套裝軟件
Microsoft Office是微軟公司開發(fā)的辦公軟件。Microsoft Office擁有許多組件,如Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等,在教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛和有效的是Word、PowerPoint和Excel。
Word是一個文字處理軟件,不僅能夠進行文本處理,還能夠?qū)⑽淖?、圖形、圖像、表格混合編排,制作成版面整齊美觀、視覺效果強化、主題鮮明突出的圖文并茂的電子文本。教師主要用來編寫電子教案、論文、總結(jié)、試卷等。
Excel是電子表格制作軟件,利用該軟件,不僅可以制作各類精美的電子表格,還可以用來組織、計算和分析各種類型的數(shù)據(jù),方便地制作復(fù)雜的圖表和統(tǒng)計表。教師用來制作學(xué)生成績表、并且可以分析統(tǒng)計學(xué)生總分、平均分、排名等,再者可以根據(jù)實驗數(shù)據(jù)制作分析圖表和趨勢曲線等。
PowerPoint主要用于制作演示文稿。它雖然不是專業(yè)的多媒體課件制作軟件,但是它具有多媒體課件制作軟件的大部分功能。與其他多媒體課件制作軟件相比,它簡單易學(xué)、高效便捷,是零基礎(chǔ)的教師學(xué)習(xí)課件制作的首選軟件。它能夠?qū)⑽淖帧D形、圖像、影片和聲音等媒體組合在一起,制作成課件,很好地表達特定的教學(xué)內(nèi)容。利用多媒體課件輔助教學(xué),以快捷、簡便、明了的特點替代一些耗時的板書和作圖,在完成每課時的教學(xué)任務(wù)外,還可以擴充一些現(xiàn)代的科學(xué)知識,這對于培養(yǎng)學(xué)生的能力和提高綜合素質(zhì),發(fā)揮著積極作用。
2 Flash動畫制作軟件
Flash是有美國的Macromedia公司推出的優(yōu)秀網(wǎng)頁動畫設(shè)計軟件,目前的最高版本為Flash CS3。它是一種交互式動畫設(shè)計工具,用它可以將音樂、聲效、動畫以及富有新意的畫面融合在一起,以制作出高品質(zhì)的動畫。Flash與其他動畫工具相比,具有矢量描述、播放流暢、數(shù)據(jù)量小、色彩鮮明等特點。Flash可以把圖像、動畫、聲音、文字及交互按鈕融合在一起,制作出界面美觀且交互功能強大的多媒體教學(xué)課件。作為教師,掌握了Flash的基礎(chǔ)后,只要發(fā)揮自己的想象力,一定能夠按照自己的構(gòu)思,制作出滿意的動畫效果。電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容,有微觀的、漸變的、動態(tài)的等抽象過程,用傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難講授,若通過動畫來形象地模擬出這些過程,則能夠激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,達到理解這些知識的目的。例如,在講解三極管放大電路的工作原理時,僅僅用教學(xué)掛圖來說明就顯得蒼白無力,如果用動畫來模擬三極管內(nèi)部電子的流向和分配關(guān)系,就能夠幫助學(xué)生更好的理解三極管的電流放大作用。
3 EDA軟件
EDA是電子設(shè)計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫。EDA技術(shù)就是以計算機作為工具,在EDA軟件平臺上,用硬件描述語言完成設(shè)計文件,然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。
3.1 MultiSim——虛擬電子實驗臺
Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的電路仿真模擬軟件,被稱為“虛擬電子實驗臺”,早期版本為Electronics Workbench,這是一種新型的虛擬電子實驗技術(shù),在創(chuàng)建實驗電路時,元器件和測量儀器直接從屏幕圖形中選取,且軟件提供的測量儀器的圖形界面和實際測量儀器非常相似。利用MultiSim來進行電子技術(shù)實驗課程的仿真教學(xué),不僅可以彌補實驗室儀器不足、元器件短缺或不合規(guī)格等因素,還能利用軟件提供的不同分析方法,輔助學(xué)生又快又好地理解教學(xué)內(nèi)容,加深對原理和概念的深入理解,并且能夠使學(xué)生學(xué)習(xí)常用儀器如函數(shù)信號發(fā)生器、示波器的使用方法,進而激發(fā)學(xué)生的探索欲望,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
3.2 Protel DXP 2004軟件
Protel是Aitium公司在上世紀(jì)80年代末推出的一款功能強大的電路CAD軟件,是目前國內(nèi)電子行業(yè)使用最廣泛的電子電路設(shè)計軟件。有多種版本,現(xiàn)在教育行業(yè)普遍使用的版本是Protel DXP 2004,主要用于繪制電路原理圖、電路仿真、PCB板設(shè)計等。電子技術(shù)專業(yè)課教師運用Protel軟件可以快速繪制規(guī)范的電路圖,在小制作中可以制作成規(guī)范的PCB板,恰當(dāng)利用Protel的仿真功能,既可以使學(xué)生較好地掌握理論知識,提高實驗教學(xué)的效率,而且為學(xué)生的以后的設(shè)計開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
電子技術(shù)專業(yè)課教師要正確認(rèn)識電路仿真軟件的作用,充分利用這種現(xiàn)代化教育手段來輔助實驗教學(xué),與學(xué)科教學(xué)相結(jié)合,而不是片面夸大這種輔助手段的作用、功效。用軟件進行教學(xué)、實驗,固然有很多優(yōu)點,但不能完全替代實際操作,因為那樣無助于提高學(xué)生的思考能力和實際動手能力。
4 結(jié)束語
作為中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)專業(yè)的教師,必須提高自身現(xiàn)代化教育技術(shù)水平,學(xué)習(xí)一些教學(xué)輔助軟件,努力根據(jù)講授內(nèi)容和學(xué)生的實際探索新的、易于被學(xué)生接受的教學(xué)方法,提高課堂教學(xué)效果,達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),只有這樣,才能使中職電子技術(shù)專業(yè)課堂教學(xué)的質(zhì)量和效益不斷躍上一個新的臺階。
參考文獻
論文關(guān)鍵詞:電子系統(tǒng);設(shè)計方法;設(shè)計能力
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、知識經(jīng)濟時代的到來,社會對大學(xué)生提出了許多新的要求。大學(xué)生應(yīng)該具有扎實的基礎(chǔ)理論知識、較強的實踐能力、創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)精神和協(xié)調(diào)能力、強烈的責(zé)任感和服務(wù)意識等。
當(dāng)今世界,電子產(chǎn)品不斷更新發(fā)展,并且向智能化方向發(fā)展,日益突出單片機和FPGA等可編程器件在電子產(chǎn)品設(shè)計和創(chuàng)新中的重要性。新產(chǎn)品的更新?lián)Q代促使用人單位對電子信息專業(yè)的學(xué)生有更高的要求:第一,要有扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識,例如學(xué)習(xí)和掌握“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“高頻電子技術(shù)”、“單片機原理”和“微機原理”等主要課程;第二,動手能力要強;第三,要能緊跟電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,要有較強的適應(yīng)工作的能力,使用先進應(yīng)用軟件的能力,例如會利用諸如Protel、MaxplusII、Multisim、Matlab等工具軟件進行電路設(shè)計和仿真調(diào)試。用人單位對畢業(yè)生的要求除了能夠掌握一定的基礎(chǔ)理論和工具之外,還要求畢業(yè)生具有基于單片機系統(tǒng)的電子產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗。
電子設(shè)計競賽正是對人才全面培養(yǎng)、更新教育理念、改革教學(xué)方法和內(nèi)容等起到了促進作用,具有極其重要的現(xiàn)實意義。電子設(shè)計競賽的選題引進了新的理論與技術(shù),是跨學(xué)科的、系統(tǒng)的和綜合的。為了有效指導(dǎo)學(xué)生參加各類電子競賽,特對綜合電子系統(tǒng)設(shè)計的教學(xué)模式、課程內(nèi)容、教學(xué)方法及考評進行改革。
一、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計課程的性質(zhì)
電子系統(tǒng)設(shè)計主要是指基于單片機控制的完整應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計,包括系統(tǒng)軟硬件設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)試等多方面的知識。電子系統(tǒng)設(shè)計課程體系是以“單片機原理及應(yīng)用”課程為核心,由“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“傳感器技術(shù)”、“電子設(shè)計自動化”、“可編程邏輯器件及應(yīng)用”、“C語言程序設(shè)計”等相關(guān)課程組成。它是一門綜合性較強的專業(yè)課程,通過本課程的理論學(xué)習(xí)和動手實驗,培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識綜合運用能力、系統(tǒng)分析能力和電子產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新能力。
學(xué)生經(jīng)過前期基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí),通過隨課的驗證性實驗,對于電子信息領(lǐng)域的相關(guān)理論知識有了了解和掌握,在老師的指導(dǎo)下基本能夠進行單元電路的設(shè)計和調(diào)試,通過課程設(shè)計也能完成本課程簡單的綜合性實驗。但一些驗證性實驗多數(shù)是教材內(nèi)容原理的演示和再現(xiàn),實驗內(nèi)容和方法都是老師指定,學(xué)生基本沒有進行系統(tǒng)級的設(shè)計和實訓(xùn),綜合實踐能力有待提高,學(xué)生沒有發(fā)揮自己的主觀能動性,積極性不高,不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。
鑒于上述情況,對綜合電子系統(tǒng)設(shè)計的理論內(nèi)容和實踐方法進行改革創(chuàng)新。
二、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計理論課內(nèi)容
根據(jù)本課程的實際情況和學(xué)生所具備基礎(chǔ)知識,安排如下幾個環(huán)節(jié):模擬電路單元設(shè)計,數(shù)字系統(tǒng)單元的設(shè)計,微處理器單元電路的設(shè)計以及電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)等環(huán)節(jié)。
結(jié)合全國電子大賽,模擬單元電路主要講述運算放大器的設(shè)計以及正確使用、有源濾波器的設(shè)計方法、外圍電子元器件(電子、電容)的計算和選擇;直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計方法以及參數(shù)元器件的選擇;各種信號產(chǎn)生的方法,重點講述數(shù)字頻率合成DDS的原理和實現(xiàn)技術(shù)。以上這些單元內(nèi)容的安排是結(jié)合歷年來全國電子設(shè)計大賽有關(guān)模擬電路環(huán)節(jié)而選擇的,通過這些內(nèi)容的講解有利于提高學(xué)生模擬電子技術(shù)的設(shè)計方法。
數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計單元主要講解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法,突出現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計——EDA設(shè)計方法;可編程邏輯器件的特點及選擇;數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計舉例,比如AD、DA控制器的實現(xiàn)、交通燈控制器的實現(xiàn)、電子密碼鎖的設(shè)計等。通過大量實例的講解使學(xué)生能初步掌握用大規(guī)??删幊踢壿媽崿F(xiàn)中等難度的數(shù)字邏輯系統(tǒng)。
微處理器單元主要講述目前流行的各種處理器,例如51內(nèi)核單片機、MSP430單片機、AVR單片機、PIC單片機等型號,介紹它們的特點、應(yīng)用范圍、怎樣根據(jù)項目需求來選擇合適的微處理器;根據(jù)學(xué)生目前對微處理器的掌握和學(xué)習(xí)情況,重點講述基于單片機串行通信的設(shè)計,包括幾種流行的串行通信協(xié)議:SPI協(xié)議、IIC協(xié)議、UART協(xié)議以及one—wire協(xié)議,分析它們的特點,在不具有SPI總線、IIC總線的微處理器中怎樣通過IO口模擬它們的總線協(xié)議;以具有這些總線協(xié)議的集成電路芯片的利用提高學(xué)生的C語言編程能力。
在微處理器單元里,另外的重點內(nèi)容多基于單片機的并行通信設(shè)計,包括常用的人機接口電路(鍵盤、LCD、LED顯示),這是在大多數(shù)的電子系統(tǒng)設(shè)備中都具有的,學(xué)生有必要掌握它們的設(shè)計方法以及編程技術(shù)。
電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)也是綜合電子系統(tǒng)設(shè)計中非常重要的內(nèi)容。當(dāng)系統(tǒng)處在比較惡劣的環(huán)境下,抗干擾設(shè)計的好與壞直接決定了系統(tǒng)能否正常工作。微處理器雖然本身的抗干擾能力較強,但是用微處理器構(gòu)造的控制系統(tǒng)仍存在著抗干擾的問題。為防止外界對系統(tǒng)的干擾,并確保電子系統(tǒng)安全可靠運行,必須采取相應(yīng)的抗干擾措施。電子系統(tǒng)的干擾主要來自于供電系統(tǒng)、過程通道及空間電磁波。電子應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計應(yīng)針對不同的干擾源采取必要的抗干擾措施。具體方法有硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)。
在這一章節(jié)里主要講解電磁兼容設(shè)計、器件選型、降熱散熱計算、電路板和電子系統(tǒng)可靠性測試等綜合知識。通過對本小節(jié)的學(xué)習(xí),使學(xué)生應(yīng)達到以下目標(biāo):熟悉系統(tǒng)的各種干擾來源及形式;學(xué)會供電系統(tǒng)及過程通道的抗干擾措施;能說出在印制電路板設(shè)計中體現(xiàn)的抗干擾措施;學(xué)習(xí)設(shè)計軟件陷阱及看門狗電路,從而為綜合電子設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。
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三、精心設(shè)計安排實驗
這門課實踐性很強,除了教師講述的理論內(nèi)容和方法外,安排大量的實驗以及鼓勵學(xué)生去參加科技創(chuàng)新和各種電子設(shè)計的比賽,提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力,從而提高他們的實際動手能力。根據(jù)課程的內(nèi)容合理安排一些設(shè)計性的實驗題目。安排的實驗不同于在學(xué)習(xí)相應(yīng)的基礎(chǔ)時所做的實驗,要體現(xiàn)獨立思考的能力。
教師布置實驗題目、講述方法,學(xué)生以實驗項目為中心,整合理論知識,查閱相關(guān)資料,具體的實驗方案和電路要學(xué)生自己去網(wǎng)上或圖書館查閱資料獨立完成。在做實驗前,電路圖以及程序代碼要在課下完成,實驗室只是調(diào)試電路和程序以及老師考核實驗成績。這樣做可以更好地將理論與實踐結(jié)合到實驗項目中去,使學(xué)生在動手實踐能力和分析解決問題的能力上有一定的提升;也可以鍛煉學(xué)生學(xué)會搜集資料、整理資料,提高他們獨立自主的學(xué)習(xí)能力。同時,教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中也在不斷地提升自己,積累經(jīng)驗。
結(jié)合電子設(shè)計競賽,安排各章節(jié)相應(yīng)的實驗項目:模擬電路單元主要是運算放大器和二階有源濾波器的設(shè)計;重點是直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計;數(shù)字系統(tǒng)單元設(shè)計安排了數(shù)字頻率計、交通燈控制器,重點是DDS數(shù)字頻率的合成實驗。微處理器單元安排了基于單片機SPI總線時鐘顯示器和基于單片機并行通信的LCD顯示系統(tǒng)。鑒于目前的實驗條件,這些實驗主要是通過仿真軟件來完成。模擬單元電路里,利用Multisim電子電路仿真軟件來完成運算放大器和有源濾波器以及直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計;在數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計中,利用MAX+PLUS II軟件完成DDS數(shù)字頻率合成的實驗;微處理器單元,利用PROTEUS軟件完成單片機的并行和串行通信實驗。這樣在不需要任何實驗儀器和元器件的情況下,為學(xué)生提供了一個展示才華的平臺,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力。
四、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計的考核標(biāo)準(zhǔn)
目前我國教育領(lǐng)域使用的最普遍的考核方式仍是閉卷考試。閉卷考試對于考核學(xué)生的知識掌握情況是非常重要的,但對于綜合電子系統(tǒng)設(shè)計這門技術(shù)性實踐性和綜合性非常強的課程,不適合采用閉卷考試對學(xué)生能力進行考查。
為了真正鍛煉學(xué)生的實際動手能力,對這門課的考核采取如下方式:平時上課出勤、答疑以及學(xué)習(xí)的主動性占20%;實驗占30%(其中課前預(yù)習(xí)的情況比重占80%);最后50%的成績是學(xué)生的作品。學(xué)生可以完成一個老師指定的題目,在確定最佳設(shè)計方案后,到實驗室完成了系統(tǒng)單元電路的仿真,進行安裝、測量和調(diào)試,把實際的設(shè)計作品做出來。也可以根據(jù)學(xué)科專業(yè)方向并結(jié)合自身興趣,自主選擇一個課題作為課程的設(shè)計項目,經(jīng)過系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、電路實現(xiàn)、系統(tǒng)調(diào)試完成一個完整的電子作品;最后通過驗收、答辯、總結(jié)、演講結(jié)束課程的學(xué)習(xí)。在系統(tǒng)的制作和調(diào)試過程中,讓學(xué)生想方設(shè)法采取各種措施解決所遇到的實際問題,不斷調(diào)整參數(shù),修改和完善設(shè)計方案,得到真正的訓(xùn)練。
教育
論文摘要:本文從高職教育的特點出發(fā),闡述了傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在的缺陷,引出如何讓高職院校的學(xué)生能夠通過實踐的方法掌握電子專業(yè)基礎(chǔ)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(yīng)用實例提出高職教育中EDA教學(xué)與電子專業(yè)基礎(chǔ)課的相互滲透的方法,使得二者有機結(jié)合,達到更好的教學(xué)效果。
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引言
職業(yè)技術(shù)學(xué)院以培養(yǎng)適應(yīng)社會各層面需求的、與時代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才為根本任務(wù)。一貫以來培養(yǎng)目標(biāo)是以專業(yè)技術(shù)知識為基礎(chǔ),以實踐為核心,注重理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。讓學(xué)生掌握一門扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識和技能,使學(xué)生有較強的知識轉(zhuǎn)化能力。
教育
1.傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)存在的主要問題
電子類職業(yè)學(xué)校的專業(yè)課都開設(shè)了專業(yè)基礎(chǔ)課,這些專業(yè)基礎(chǔ)課涉及的知識面廣,基本概念、基本原理、分析方法多,因此學(xué)生在學(xué)習(xí)中,總是覺得很吃力,學(xué)完之后,又不知道如何運用知識。問題的癥結(jié)是學(xué)生剛剛接觸專業(yè)的知識,沒有基礎(chǔ),而且傳統(tǒng)的教學(xué)用單一的方法從理論上闡述,學(xué)生學(xué)起來感到抽象,難以理解和掌握,所以學(xué)生難以學(xué)好專業(yè)課。但專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)好后,對學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。高等職業(yè)院校的電子專業(yè)基礎(chǔ)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(shù)基礎(chǔ)》的公式多、定理多、計算量大,《電子技術(shù)基礎(chǔ)》概念多,單元電路分析計算難,電子專業(yè)基礎(chǔ)課理論性,實踐性強,與學(xué)生在高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識聯(lián)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(xué)生進入專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)都會感到難以適應(yīng),久而久之導(dǎo)致惡性循環(huán),以至于失去學(xué)習(xí)專業(yè)課的興趣和信心。
2.傳統(tǒng)的EDA課程教學(xué)存在的主要問題
隨著EDA技術(shù)的普及,職業(yè)技術(shù)學(xué)院也相繼開設(shè)了相關(guān)的課程比如《EDA電子設(shè)計自動化》,《Protel電路設(shè)計》,《可編程控制技術(shù)》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(xiàn)了“軟件即元器件”、“軟件即儀器”。NI Multisim 10是一個原理電路設(shè)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(shù)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(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊中查到,因此也很方便的在工程設(shè)計中使用。PROTEL是PORTEL公司(后更名為Altium)推出的EDA軟件,是電子設(shè)計者的首選軟件,在電子行業(yè)的CAD軟件中,它當(dāng)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(shè)計系統(tǒng),它包含了電路原理圖繪制、模擬電路與數(shù)字電路混合信號仿真、多層印制電路板設(shè)計(包含印制電路板自動布線)、可編程邏輯器件設(shè)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(wù)器)體系結(jié)構(gòu),同時還兼容一些其它設(shè)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(xiàn)高密度PCB的100%布通率,它較早就在國內(nèi)開始使用,在國內(nèi)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(shè)計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL。Max+plusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD開發(fā)集成環(huán)境,Max+plusⅡ界面友好,使用便捷,在Max+plusⅡ上可以完成設(shè)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(jié)構(gòu)無關(guān)的設(shè)計環(huán)境,是設(shè)計者能方便地進行設(shè)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(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)完畢以后,在第三或第四學(xué)期,學(xué)生在學(xué)習(xí)到這些仿真軟件時往往已經(jīng)忘卻了許多重要的基本知識。除此以外,傳統(tǒng)的教學(xué)方法在EDA應(yīng)用軟件的教學(xué)中只注重命令的介紹,或者說強調(diào)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(xué)業(yè)水平及其素質(zhì)問題,功能性教學(xué)方法被廣泛采用。采用這種方法學(xué)生不可能在教學(xué)規(guī)定的時間內(nèi)宏觀地、整體地去把握事物的內(nèi)涵,所學(xué)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(xué)生參與少,不能適應(yīng)培養(yǎng)高技能人才的需要。
3.改革的主要思路
傳統(tǒng)的電子專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)和EDA技術(shù)教學(xué)存在明顯的缺陷。在具體實施過程中教師應(yīng)積極參加教研教改項目,以教改促進課程教學(xué)整體質(zhì)量的提高。比如,在專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)中不能照搬傳統(tǒng)的一套教學(xué)方法,從數(shù)學(xué)推導(dǎo)或理論分析來得到相關(guān)的結(jié)論。一方面,應(yīng)該借助電子仿真軟件EDA開展教學(xué),直觀的形象顯示有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析問題的能力,有助于教學(xué)重點和難點的講解,可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)動機。另一方面結(jié)合其它課程設(shè)計的方法來提高EDA軟件的使用,如《電路基礎(chǔ)》、《數(shù)字電路》、《模擬電路》、《高頻電子線路》等課程的設(shè)計以前都是手工完成設(shè)計部分的工作,現(xiàn)在都安排在EDA技術(shù)中心利用EDA軟件來完成。通過大量實際訓(xùn)練,使學(xué)生掌握EDA在本專業(yè)各項設(shè)計與電路制作中的應(yīng)用。在接觸各種實際的和模擬的設(shè)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(yè)認(rèn)證考試高職教育應(yīng)該依照國家職業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)及對學(xué)生就業(yè)有實際幫助的相關(guān)職業(yè)證書的要求,
調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程體系,把職業(yè)資格證書涉及的相關(guān)課程納入教學(xué)計劃之中,將證書考試大綱與專業(yè)教學(xué)大綱相銜接,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,強化學(xué)生技能訓(xùn)練,使學(xué)生在獲得學(xué)歷證書的同時,順利獲得相應(yīng)的職業(yè)資格證書,增強學(xué)生就業(yè)競爭能力。通過比賽提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,促進課程改革建設(shè)的深入。
結(jié)束語
實踐證明,職業(yè)技術(shù)學(xué)院的專業(yè)基礎(chǔ)課程和EDA教學(xué)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(xué)實施得更好,才能達到高職高專院校培養(yǎng)適應(yīng)社會各層面需求的、與時代相適應(yīng)的、具有綜合能力和全面素質(zhì)的、直接在生產(chǎn)第一線服務(wù)的應(yīng)用型人才的目標(biāo)。當(dāng)然,筆者提出的把兩種課程糅合在一起貫穿執(zhí)行的教學(xué)方式還不夠細(xì)致和完善,這當(dāng)中還存在很多方面的問題需要在以后的教學(xué)環(huán)節(jié)去檢驗和解決。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞: EDA 精品課程 課程改革 人才培養(yǎng)
教育部在精品課程建設(shè)的文件中強調(diào)要切實加強教師隊伍建設(shè),重視教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革,注重實用先進的教學(xué)方法和手段,重視教材建設(shè),理論教學(xué)和實踐教學(xué)并重,建立切實有效的激勵和評價機制,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享,提高學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)水平。
EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計自動化)技術(shù)是現(xiàn)代集成電路及電子整機系統(tǒng)設(shè)計中科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前集成電路技術(shù)已進入超深亞微米工藝和片上系統(tǒng)(SoC)階段,集成化、微型化和系統(tǒng)化的趨勢使得集成電路設(shè)計及以集成電路為核心的電子系統(tǒng)設(shè)計成為一個龐大的系統(tǒng)工程,離開EDA技術(shù)集成電路及電子系統(tǒng)設(shè)計將寸步難行。
EDA技術(shù)教學(xué)是培養(yǎng)高素質(zhì)電子設(shè)計人才,尤其是IC設(shè)計人才的重要途徑。EDA技術(shù)的迅速發(fā)展,使我國高校電子技術(shù)的教學(xué)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),它對教學(xué)思路、內(nèi)容、方法和實驗手段等都提出了新的要求。近幾年,許多高校正在探索新的面向21世紀(jì)的教學(xué)方法,引進電子技術(shù)的新發(fā)展成果,開設(shè)EDA課程,改進EDA實驗手段,少數(shù)重點高校還獲得了教育部試點投資,建立起了EDA實驗室和重點教學(xué)基地。概括起來,國內(nèi)高等院校開展的EDA教學(xué)內(nèi)容主要是在電子、通信類等課程中借助一些EDA工具軟件進行演示或要求學(xué)生利用工具軟件達到設(shè)計或分析等要求。例如,在電路分析、數(shù)字電路和模擬電路等課程中使用EWB電路輔助設(shè)計和分析軟件、Matlab專用分析軟件和Pspice通用電路分析設(shè)計軟件等進行電路的交直流分析、頻率響應(yīng)分析、容差分析及電路與電子線路分析設(shè)計;在通信電路、通信原理等專業(yè)課程,使用SystemView軟件進行通信系統(tǒng)動態(tài)仿真分析。
1.改革課程體系
在課程體系的改革中,我們以適應(yīng)社會需求為出發(fā)點,修訂課程教學(xué)大綱,規(guī)劃和確立該課程的教學(xué)內(nèi)容和培養(yǎng)目標(biāo),以培養(yǎng)具有實踐能力的創(chuàng)新型人才為宗旨,課程體系具有合理的知識結(jié)構(gòu)。通過對學(xué)生就業(yè)單位和畢業(yè)生的調(diào)研,分析企業(yè)反饋的信息,可知企業(yè)期望學(xué)生提高實際動手能力和產(chǎn)品開發(fā)能力等,不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,增加實踐課程比例,并注重課程內(nèi)涵建設(shè),做到與時俱進,提高學(xué)生的知識綜合應(yīng)用能力和實踐動手能力,同時提高學(xué)生的工藝設(shè)計能力、學(xué)習(xí)的積極性和主動性,強化生產(chǎn)質(zhì)量控制和新產(chǎn)品開發(fā)的創(chuàng)新能力[1]。
在總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,我們修訂了教學(xué)計劃,確立了“在夯實EDA課程的理論基礎(chǔ)上,注重實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)”的教學(xué)思路和方法。在硬件上,不僅搭建了較高水平的實踐教學(xué)平臺:EDA原理的實驗平臺,主要完成驗證性實驗和綜合性實驗(EDA原理及應(yīng)用實驗室),還建立了應(yīng)用創(chuàng)新實踐平臺:完成設(shè)計性和開發(fā)性實驗(電子信息綜合實驗和綜合開放實驗室)。
在軟件上,制定了與實踐教學(xué)體系相適應(yīng)的實驗教學(xué)大綱,編寫了實驗教材,開發(fā)了網(wǎng)上實驗教學(xué)系統(tǒng)。
為強化實驗效果,除傳統(tǒng)的實驗形式外,還要增加電路仿真實驗。利用計算機對EDA原理及應(yīng)用中的接口過程進行模擬,這樣既直觀,又能在計算機上實現(xiàn)、顯示許多實際中不允許或無法實現(xiàn)的特殊情況,開拓了一條強化教學(xué)效果的新路子。
為提高學(xué)生對實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重視度,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實驗?zāi)芰?,保證預(yù)期效果,將EDA原理及應(yīng)用實驗教學(xué)部分分為上機模擬實踐、下載實踐、課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計,各類競賽的開展也為學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)提供了一個好的平臺;通過制度和措施保證實驗室全天對學(xué)生開放;開發(fā)網(wǎng)上實驗教學(xué)管理系統(tǒng)。
2.改進教學(xué)方法與手段
(1)多樣化教學(xué)方法及其實施目的、過程、效果及學(xué)生規(guī)模
EDA技術(shù)發(fā)展快,涉及面廣、實踐性強,對教師和學(xué)生的要求較高。掌握EDA技術(shù),提高解決實際工程問題的能力需要一個不斷積累、不斷探索的過程。在EDA技術(shù)教學(xué)方法上,我們進行了革新,改變了過去以教師為中心、以課堂講授為主、以傳授知識為基本目的的傳統(tǒng)教學(xué)模式,而采用教師講授與學(xué)生實踐相結(jié)合,理論知識與現(xiàn)實工程問題相結(jié)合的靈活的教學(xué)方式,留給學(xué)生充分的思考和實踐時間,鼓勵學(xué)生勤于思考,善于把握問題實質(zhì),不斷提高解決實際問題的能力。
講課時突出重點、難點,注重知識點重組。既注重理論基礎(chǔ),又強調(diào)實踐實用,既保持學(xué)術(shù)前沿性,又兼顧趣味性,師生互動。教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生運用知識、解決實際問題的能力,課程中引入大量EDA實際例題,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。采用多樣化的教學(xué)方法,學(xué)生規(guī)模為300人/學(xué)期,多元化教學(xué)方法包括:
①交互討論式教學(xué)法:為調(diào)動學(xué)生獨立思考的積極性,理論課教學(xué)中教師或?qū)W生提出問題,師生之間、學(xué)生之間互動討論,調(diào)動學(xué)生的積極參與性;在設(shè)計與綜合實驗中,教師引導(dǎo)學(xué)生討論方案、方法等。
②目標(biāo)驅(qū)動教學(xué)法:教師給出課外作業(yè)、實驗項目及目標(biāo),學(xué)生根據(jù)任務(wù)目標(biāo)完成實驗的各個環(huán)節(jié),如資料查找、實驗方案設(shè)計、儀器調(diào)試、實驗結(jié)果測量與處理等。這種方法使學(xué)生任務(wù)目標(biāo)明確,充分發(fā)揮學(xué)生的自主性,有利于培養(yǎng)其獨立工作能力。
③研究式教學(xué)法:采用研究的觀點、研究的思路、研究的方法講授課程內(nèi)容,設(shè)置研究性的作業(yè)和實驗項目。
④現(xiàn)場不講授只指導(dǎo)的方法:對于學(xué)生能夠獨立完成的實驗項目,指導(dǎo)教師不統(tǒng)一講授,只對學(xué)生提出的問題進行答疑指導(dǎo)。這種方法有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生獨立思考,自主學(xué)習(xí)。
⑤開放式自主實踐教學(xué)法:開放實驗室,學(xué)生自主實驗,達到自主學(xué)習(xí)的目的。
⑥課外科技活動指導(dǎo)方法:分小組進行實踐活動,開展合作、研究性學(xué)習(xí)。
⑦學(xué)生參與教師科研項目方法:學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可參與教師的科研,教師指導(dǎo)其學(xué)習(xí)與研究。
⑧網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)方法:學(xué)生可通過網(wǎng)站的方式訪問本課程的情況,通過鏈接EDA原理及應(yīng)用課程,可以看到EDA課程組在該網(wǎng)站上所存放的各種資料,包含課程大綱、上課課件、網(wǎng)絡(luò)視頻、習(xí)題分析、難點分析等。
多樣化實驗教學(xué)方法主要體現(xiàn)為不同內(nèi)容、不同對象、不同背景、不同項目情況下多種形式和多種方法的結(jié)合,其主要目的是以學(xué)生為中心,因材施教,因內(nèi)容施教,充分調(diào)動學(xué)生的實踐創(chuàng)新積極性,達到提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。例如,在基礎(chǔ)實驗階段,主要采取現(xiàn)場授課與指導(dǎo)方法;在學(xué)生掌握了基本技術(shù)與方法之后,在設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗中采用只指導(dǎo)不講授或開放式自主實踐方法;在理論課和綜合實驗中采用互動討論的方法;安排課外作業(yè)或科技活動,則采用課外指導(dǎo)方法;目標(biāo)驅(qū)動法則可應(yīng)用于各環(huán)節(jié)之中。各種方法綜合運用的目的是,培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力,讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造性。多元化教學(xué)方法尊重學(xué)生的個性和創(chuàng)造性,極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,達到了良好的效果。
(2)教學(xué)手段――多媒體優(yōu)化教學(xué)
教師和學(xué)生可利用網(wǎng)站上已有的EDA教學(xué)大綱、EDA課程課件、教師講課錄像等各種學(xué)習(xí)資源,學(xué)生可進行遠程學(xué)習(xí)與接受輔導(dǎo);建有多媒體教室,實驗室配備投影、實時攝像投影等多媒體教學(xué)設(shè)備,理論和實驗教學(xué)均采用多媒體輔助教學(xué),全面實現(xiàn)CAI課件與網(wǎng)絡(luò)課件的結(jié)合,計算機仿真實驗與實際實驗的結(jié)合,課堂教學(xué)與遠程網(wǎng)上輔助教學(xué)的結(jié)合,現(xiàn)場實時攝像投影與教師演示的結(jié)合。
根據(jù)教學(xué)的不同階段、不同內(nèi)容和課內(nèi)外情況,采用了上述多媒體優(yōu)化實驗教學(xué)。例如,課前學(xué)生進行網(wǎng)上預(yù)習(xí),課外可通過網(wǎng)絡(luò)進行同學(xué)間、師生間的交流與輔導(dǎo);實驗課上講授基本內(nèi)容時采用CAI課件,演示儀器使用時采用實時攝像投影,學(xué)生在實驗階段采用計算機和網(wǎng)絡(luò)輔助,遇到困難,除向教師詢問外,還可自主到網(wǎng)上資源庫查詢。多種媒體優(yōu)化使用,達到最佳效果。
3.加強實踐(驗)課教學(xué)
為了使EDA原理及應(yīng)用的實踐教學(xué)體系能適應(yīng)新的要求,從有利于培養(yǎng)學(xué)生自覺應(yīng)用理論知識指導(dǎo)實踐,強化基本技能訓(xùn)練,為培養(yǎng)高素質(zhì)人才打下良好的基礎(chǔ)角度考慮,課程組經(jīng)過教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系研究和實踐,結(jié)合理論課模塊化教學(xué)模式及專業(yè)素質(zhì)教育要求,執(zhí)行以下實驗課程的改革方案,將整個實驗分為課內(nèi)實驗和課程設(shè)計“兩個階段”。
第一階段:課內(nèi)實驗
在整個課程的教授過程中,結(jié)合授課內(nèi)容的具體安排和需要,單獨設(shè)置了對應(yīng)的實驗課程。EDA原理及應(yīng)用上機10學(xué)時,實驗10學(xué)時,與理論教學(xué)同步進行,包括驗證性實驗與綜合設(shè)計型實驗。在實驗中要求學(xué)生獨立完成所有實驗項目,培養(yǎng)學(xué)生的基本實驗技能;加深對EDA原理理論的理解;學(xué)會使用實驗儀器;掌握常用EDA程序的設(shè)計和分析。
第二階段:課程設(shè)計
為了培養(yǎng)學(xué)生熟練使用現(xiàn)代化設(shè)計工具的能力,增強學(xué)生的工程實踐能力,把培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力放在核心位置,EDA原理及應(yīng)用課程在課內(nèi)實驗之外,增設(shè)課程設(shè)計環(huán)節(jié)。
課程由教師輔導(dǎo)、學(xué)生課外自學(xué)、設(shè)計制作、論文寫作,答辯等環(huán)節(jié)組成。通過程序設(shè)計、程序仿真及程序下載的設(shè)計過程,使學(xué)生能夠充分理解理論教學(xué)的內(nèi)容,并通過實踐教學(xué)熟悉電子線路設(shè)計和開發(fā)的相關(guān)工具,為學(xué)生今后的科研工作打下堅實的理論及實踐基礎(chǔ)。
根據(jù)“EDA原理及應(yīng)用”課程建設(shè)的需要,設(shè)計出一套可以用于課程開發(fā)使用的實驗板,并便于學(xué)生進行二次開發(fā),可以強化授課效果,同時提高學(xué)生的實踐動手能力,培養(yǎng)學(xué)生動手能力和分析問題的能力,進行創(chuàng)造性的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造精神,并給學(xué)生提供進行創(chuàng)造的環(huán)境[2]。實驗儀器如下圖所示:
結(jié)語
通過實施“EDA原理及應(yīng)用”課程改革,使該課程在我院專業(yè)建設(shè)中發(fā)揮了作用。教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生運用知識、解決實際問題的能力,課程中引入大量EDA實際例題,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。近年來,學(xué)生在全國電子設(shè)計大賽、全國“達盛杯”創(chuàng)新電子設(shè)計競賽中取得了國家級和市級的優(yōu)異成績。
參考文獻:
高職《電子技術(shù)》選用的教材大多是本科教材的簡化版,如《模擬電子技術(shù)》內(nèi)容主要包括,二極管及其應(yīng)用電路、晶體管及其放大電路、場效應(yīng)晶體管及其放大電路、多級放大電路、放大電路的頻率響應(yīng)、集成運算放大器、放大電路中的負(fù)反饋、波形發(fā)生和變換電路、功率放大電路以及直流穩(wěn)壓電源等?!稊?shù)字電子技術(shù)》內(nèi)容主要包括:數(shù)制與碼制、邏輯代數(shù)、門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、觸發(fā)器、脈沖波形的產(chǎn)生與變換,數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換。同樣的教學(xué)內(nèi)容、同樣的老師,考題越來越簡單,不及格率卻越來越高。原因在于近年來參加高考的考生逐年減少,各高等學(xué)校招生比例卻不斷增加,導(dǎo)致最后招生的高職院校生源質(zhì)量不斷下降,以西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院為例,近10年來考生的入學(xué)分?jǐn)?shù)從2006年、2007年的400多分降低為2014年的260多分。電子技術(shù)日新月異,中大規(guī)模集成電路、數(shù)字信號處理技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、EDA技術(shù)在飛速發(fā)展,但部分教師對高職教育的認(rèn)識還有些模糊,教學(xué)的理念相對保守。部分課程教學(xué)仍采用傳統(tǒng)模式,教學(xué)方式為“一支粉筆、一塊黑板、三尺講臺”,講授的內(nèi)容也十年如一日,不能與時俱進。教師一味地按照教學(xué)進度教學(xué),學(xué)生只是普通的聽眾、觀眾,老師受累、學(xué)生也難受,難以真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性主動性,更談不上對學(xué)生創(chuàng)造能力和實踐能力的培養(yǎng)。學(xué)生對知識的實用性和實踐性不夠重視,聽不懂課、看不懂電路圖無法將學(xué)到的理論知識應(yīng)用于實際電路的分析以解決實際的問題,導(dǎo)致學(xué)與用脫節(jié),對講的和做的興趣不大或者基本上是應(yīng)付了事。對學(xué)生的考核方式也大多是參加期末考試的筆試,只注重了結(jié)果沒有注重學(xué)習(xí)的操作過程和實踐的掌握程度。
2改進的措施
針對學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀,首先強調(diào)《電子技術(shù)》課程的重要性,不必拘泥于教材的知識,以及電路內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu),多強調(diào)元件、電路的功能和作用,以及在實踐調(diào)試中的注意事項。有條件的可以進行一體化教學(xué),兩小節(jié)課程,第一小節(jié)理論講解,第二小節(jié)學(xué)生操作訓(xùn)練,增強了學(xué)生對電子元件和電路的感性認(rèn)識,還可以熟練掌握萬用表、示波器、直流穩(wěn)壓電源、信號源等儀器儀表的操作,通過一體化教學(xué)使得教學(xué)目標(biāo)明確,提高了教學(xué)效果。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的狀況,訓(xùn)練其創(chuàng)造性思維能力,根據(jù)電子技術(shù)的發(fā)展方向和學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)進行科學(xué)合理的安排內(nèi)容。如適當(dāng)引入數(shù)字信號處理技術(shù)(DSP)、嵌入式技術(shù)(ARM)、電子設(shè)計自動化技術(shù)(EDA)技術(shù),以及未來電子技術(shù)的發(fā)展方向微電子技術(shù)、納米電子技術(shù)。在當(dāng)今日新月異的世界里,《電子技術(shù)》講授的內(nèi)容也應(yīng)該與時俱進,因此教師應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)新理論、新技術(shù)、新方法,使培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后盡快與社會同步接軌。還可以考慮引入PPT、視頻、動畫等教學(xué)方法及手段,突出重點、突出難點,提高教學(xué)效果。在實驗教學(xué)方面,在保證基本的實驗技能和操作能力培養(yǎng)的前提下,適當(dāng)減少基礎(chǔ)性驗證實驗,增加設(shè)計性實驗內(nèi)容。如數(shù)字電路實驗中的智力競賽搶答裝置,它具有公共置0端和公共CP端;F2為雙4輸入與非門74LS20;F3是由74LS00組成的多諧振蕩器;F4是由74LS74組成的四分頻電路,F(xiàn)3、F4組成搶答電路中的CP時鐘脈沖源,搶答開始時,由主持人清除信號,按下復(fù)位開關(guān)S,74LS175的輸出Q1~Q4全為0,所有發(fā)光二極管LED均熄滅,當(dāng)主持人宣布“搶答開始”后,首先作出判斷的參賽者立即按下開關(guān),對應(yīng)的發(fā)光二極管點亮,同時,通過與非門F2送出信號鎖住其余三個搶答者的電路,不再接受其它信號,直到主持人再次清除信號為止。若學(xué)生掌握的操作技能,則學(xué)生就掌握了觸發(fā)器電路、邏輯門電路、振蕩器電路、分頻電路、時鐘電路、發(fā)光二極管電路等多個電路知識。做好《電子技術(shù)》教學(xué)還要重視師資隊伍建設(shè),有了好的老師、好的教學(xué)方法、好的教學(xué)理念才能教出好的學(xué)生。應(yīng)該打破傳統(tǒng)的理論教學(xué)教師與實驗教學(xué)隊伍的界限,理論任課教師也應(yīng)該積極參與實驗教學(xué)、實驗項目的改造和實驗室建設(shè),將理論教學(xué)與實踐教學(xué)有力地結(jié)合在一起,積極參與科研課題的申報與實施,使理論與實踐教學(xué)與時俱進。鼓勵教師參加一些權(quán)威部門組織的教學(xué)改革研討會,利用好假期時間參加一些國培項目,鼓勵教師深造學(xué)習(xí),深入生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)第一線,及時了解行業(yè)發(fā)展的動態(tài),結(jié)合實踐教學(xué)開展科研活動,撰寫科研論文,不斷提高教學(xué)水平。教師的教學(xué)效果與考核相掛鉤,可以提高教師學(xué)習(xí)的積極性。近期,西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院組織教師積極參與微課的制作與教學(xué),取得了較好的教學(xué)效果。利用仿真軟件教學(xué)可以補充硬件教學(xué)資源的不足,節(jié)約教學(xué)經(jīng)費,使學(xué)生較容易的掌握各種儀器的基本使用方法、電路參數(shù)的測試方法,使每個人都能親自動手接觸電路,進行元件接線、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)測量并與理論計算結(jié)果進行對照,增強對電子線路的感性認(rèn)識,提高教學(xué)效果?!峨娮泳€路》常用的教學(xué)仿真軟件有EWB、Protrus、Multisim、虛擬儀器等,為Protrus軟件連接的八路彩燈仿真效果圖。Protrus軟件連接的八路彩燈仿真效果圖重視學(xué)生社團的建設(shè)與發(fā)展。學(xué)生社團的成員們具有相同的興趣和愛好,他們來自不同的專業(yè)、不同的年級,知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)具有交叉性和互補性,可以按照自己的意圖和方案進行設(shè)計創(chuàng)新。此外,學(xué)生社團活動方式的實踐性與靈活性、自由寬松的氛圍、平等的師生關(guān)系都為實踐創(chuàng)新訓(xùn)練提供了有利的條件。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院電子俱樂部2003年5月成立,是在原來便民服務(wù)小組基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,本著“服務(wù)大家,提高自己”為宗旨,以鍛煉為主導(dǎo)、以求知為目標(biāo)、發(fā)揚雷鋒精神、充實自己、服務(wù)于人的思想,適時開展義務(wù)維修活動,普及電子科普知識。社團經(jīng)過12多年的發(fā)展,現(xiàn)擁有創(chuàng)作部、維修部、電腦部、宣傳部、技術(shù)團等5個部門,300多名社員。電子俱樂部自成立以來,在學(xué)院、團委、電子工程學(xué)院等部門的領(lǐng)導(dǎo)及指導(dǎo)教師的關(guān)懷下,以及全體社員的共同努力下,多次在校園、社區(qū)開展便民電器義務(wù)維修活動,多次進行三下鄉(xiāng)電器義務(wù)維修、支教活動;以電子俱樂部成員們多次參見校園、省級、國家級電子技術(shù)類競賽,取得了驕人的成績。2006年電子俱樂部獲得了“省級優(yōu)秀社團”的光榮稱號,2007年、2010年電子俱樂部獲得“院級優(yōu)秀社團”的光榮稱號。對于課程的考核不應(yīng)該僅僅局限于期末考試筆試的成績,應(yīng)該增加平時成績的比例,老師可以參考學(xué)生平時的作業(yè)、實驗實訓(xùn)操作的情況,電子技術(shù)類競賽獲獎的學(xué)生成績可以適當(dāng)加分,對現(xiàn)在的考核方式進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。
3總結(jié)