時間:2023-02-28 15:33:03
導語:在電子設計自動化論文的撰寫旅程中,學習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秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

鋼鐵冶煉系統中,節能技術的問題,主要表現在方法單一上。我國鋼鐵冶煉行業運營中,節能一直是社會關注的問題,雖然鋼鐵冶煉行業積極提倡節能,但是其在實際節能中,仍舊采用的是單一的節能技術,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的效率。鋼鐵冶煉系統中,如果要引入先進的節能途徑,就要以冶煉系統的整體為主,需要消耗大量的資金,如果缺乏資金支持,鋼鐵冶煉系統的節能技術,就無法落實到位。鋼鐵冶煉行業,綜合考慮到鋼鐵利用率、節能減排指標等,已經注意到成本投入在冶煉系統節能中的重要性,關鍵問題是,社會對鋼鐵的利用率,不能為鋼鐵冶煉行業帶去足夠的資金效益,進而阻礙了節能新技術的發展,增加了鋼鐵冶煉系統的節能壓力。
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的出現為人類的發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展系統本身帶有復雜性,被應用的范圍逐步擴大,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,作為當下最為先進的技術之一,對其本身最為基礎的要求就是要做到在運作過程中保證誤差小,并且準確有效,所以,就需要大批量的電氣設備共同運作,如此,對于電能的消耗可謂是不計其數,與我們國家提出的走綠色節能的可持續發展道路存在差距。2.2質量水平較低。就現階段的發展而言,電氣工程自動化技術已經得到的飛速的提升,但縱觀整體發展情況而言,其質量水平還處在發展低端。尤其是最近幾年,人們對于生活追求的品質不斷攀升,相應地也加大了對電氣自動化水平的要求,但是我國對這一領域研究的時間還不是很長,對于相應的管理流程和先進的發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環節,相關人員只關心結果而忽略過程中的質量問題。但是,眾所周知的是,如果電氣的生產質量得不到有效的保證,就會發生一系列的用電事故,嚴重的會造成爆炸、火災等重大安全事故出現,需要引起人們的深思。2.3集成化程度低?!☆櫭剂x,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,上文已經提到過,雖然電氣工程自動化近年來的發展勢頭迅猛,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,現在還處于自動化階段,技術水平發展有限,集成化技術還不成熟,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揮,使電氣自動化工程技術滯后。
3對電氣自動化工程中節能設計技術
3.1減少線路傳輸產生的耗損。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生的耗損。所以,可以從這幾方面做起,減少導線電阻:(1)使用功率較小導線;(2)使用相對較短的導線。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線,如果條件允許,可以選用較大截面積的導線,有效減少電阻產生的耗損。3.2無功補償。電力系統在運行的過程中,配電設備中的無功功率占有較大的容量,所以存在較為嚴重的電能耗損的情況,不僅影響到電壓,還對整個電能的質量造成不良的影響。對使用者來說,無功功率主要表現在功率低,尤其是當功率過低的時候,用戶需要向相關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備,就可以保證功率的平衡,有效提高供電質量。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。如果導線受到電阻的影響,那么由電機產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的過程中會被釋放出來。同時由于無功功率產生了一定的作用,因此可以讓電容器和無功功率進行抵消。利用電氣相關設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的時候,一定要根據電壓容量,電壓負荷,自然功率,目標功率等參數來確定電容器的容量,同時如果在無功補償的環節中發現產生了諧波,需要通過串聯定量電抗器來消除諧波;(2)以參數的物理量來確定無功的電流,功率的參數,從而有效避免投切振蕩現象。
4結束語
綜上所述,電氣自動化對于節能設計的要求是為了響應綠色生產的理念,也是為了響應可持續發展的需求,同時也是時展的必然趨勢。雖然我國現階段在電氣自動化的節能設計中取得了顯著的進步,但是隨著社會的發展,電氣自動化節能技術仍然需要進行不斷完善和發展,不斷優化配電設計,在科學利用電力資源的同時,還需要不斷提高電力系統的運行效率,并最終達到節能的目的。
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.電氣自動化的節能設計技術研究[J].中國高新技術企業,2015(07).
1培養了學生的實踐創新能力
中國研究生電子設計競賽從預備通知到正式比賽有一年時間的跨度,學生在此期間通過自命題或導師命題查閱文獻并收集資料,采用最新技術至最終完成設計。競賽中三名學生組成一隊。中國研究生電子設計競賽命題分筆試和實踐環節命題兩部分。筆試采取統一命題,實踐環節學生自命題。學生的一些參賽作品命題具有獨特的創意,如清華大學的“可穿戴多媒體無線體域網”;北方工業大學的“基于NiosⅡ的商品防偽系統”;華南理工大學的“視覺跟蹤人機交互SOC設計”;臺灣亞東技術學院的“公車動態資訊系統”;復旦大學的“超聲血流分析平臺”;東南大學的“基于微電子神經橋的癱瘓病人肢體康復系統設計”等作品都具有非常高的科技含量。成都電子科技大學的作品“新型無創傷式顱內壓檢測系統”項目以其極高的商業應用前景,獲得了眾多企業的青睞。
2推動了教學工作的開展
十幾年來,許多高校在競賽的推動下開設了“電子設計自動化”課程。一些教師將電子設計自動化最新技術融入研究生教學。每年的研究生電子設計競賽,帶隊教師通過學生的設計作品了解到其他院校最新教學及科研現狀,通過互相交流,然后融入各自的教學中。中國研究生電子設計競賽從第六屆開始作品設計題目采用自由命題方式,從而使高校學生的設計作品和畢業設計及研究生所從事的科研課題緊密結合。學生在有限的競賽時間內完成設計,可以說通過比賽進一步提高畢業設計論文的質量。
二、研究生電子設計競賽模式的探索
1與企業深層次的合作
中國研究生電子競賽從誕生之日起,就確立了“以企業為主要推動力“”的發展思路。企業提供資金支持、參與題目設計與評審,為優秀參賽者提供創業就業機會等。前期參與的企業有中國華大集成電路設計中心、深圳華為技術有限公司、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、深港產學研基地、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嚴格科學可行的競賽規則
中國研究生電子設計競賽建立了一只由國內知名高校教授及研究所專家組成的組委會和命題委員會。委員會制定了嚴格科學可行的競賽規則。包括報名和資格確認、競賽程序、競賽要求、報獎比例和評獎比例、評審制度、公示以及相關的時間節點等內容。競賽程序包括競賽的類型、筆試、預賽和決賽答辯等;競賽要求包括報告的格式、主要內容、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、復審、答辯評審、評分標準和計分規則等;公示包括公示日期、投訴和對投訴的應答等。
關鍵詞:EDA;實踐教學改革;應用型人才培養;創新能力
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)28-0052-03
一、引言
進入20世紀90年代以后,電子設計自動化(EDA,Electronic Design Automation)技術得到了飛速發展,電子系統的設計觀念、設計方法發生了革命性的變化,傳統的設計方法正逐步退出歷史舞臺,而基于EDA技術的芯片設計正在成為電子系統設計的主流[1]。國內EDA技術的應用和教學工作起步較晚,近年部分大專院校才開始著手有關EDA的教學工作,因此我國在這方面的設計、研發人才十分匱乏。擺在我們面前亟待解決的任務是,在深入進行高等院校教育改革的大好形勢下,應抓住良好的發展機遇,使學生掌握現代電子設計方法,培養適應電子信息技術快速發展的專業技術人才[2]。EDA是一門實用性很強的課程,學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調試的能力,因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識,并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力[3]。EDA技術自身的特點也決定了它的學習內容和方式相比于其他課程具有自身的規律和獨特性,在教學中合理把握其特點、加強實踐教學改革,有助于培養學生的綜合實踐能力和創新能力。實踐的主體是學生,實踐的手段和方法是利用EDA技術,與具體項目相結合是實踐性要求的另一個方向[4]。應按照“加強基礎、培養能力、提高素質、突出創新”的原則,加強實踐性體系結構的建設,增加綜合性、設計性強的內容,鼓勵學生積極參與到產踐中去,培養學生的科學實踐能力和創新思維能力[5,6]。
二、EDA傳統實驗教學存在的問題
EDA是一種新興的設計技術,教學觀念不能單停留于教會學生使用軟件工具上,更主要的是對個人或小組的設計能力的培養與加強。在EDA傳統實驗教學中,教師先講解實驗原理和要求,給出示例程序,學生參照程序在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。這種實驗教學方法存在很多的不足。
1.實驗靈活性不夠,忽視了學生的作用。傳統實驗教學中,教師給出相應的參考程序,讓學生驗證。每個實驗操作過程都一樣,實驗方法單一,實驗內容比較固定,不能完全滿足實驗設計的要求,不能突出實驗中EDA技術的實用性。導致學生興趣降低,被動應付實驗,影響了實驗效果。另外,學生在做完實驗后只是掌握了軟件設計和調試的技巧,對FPGA電路部分的設計和調試方法卻一無所知,缺少了硬件實現方面的鍛煉,阻礙了實踐創新能力的提高。達不到面向工程實際的電子設計的自主創新性;達不到學生設計能力、自主創新能力的培養和與工程實際相結合的動手能力的培養;達不到培養學生獨立分析問題、解決問題的能力。不能發揮學生的能動性,學習的積極性和實踐能力得不到提高。
2.綜合設計性實驗難開展,阻礙了實踐創新能力的提高。傳統的EDA實驗教學主要是利用系統軟件QuartusⅡ和EDA/SOPC實驗箱進行模擬仿真,學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合起來,導致實驗教學效果不理想,學生學習積極性不高。同時,采用實驗箱進行的實驗多為驗證性實驗,綜合設計性實驗較少,即使是綜合設計性實驗,它與應用型人才培養的目標所要求的硬件實現、軟件編程過程也相差甚遠。課程結束后,學生雖然對EDA的原理、概念有所了解,但對EDA技術還是缺乏整體的掌握,與社會需求的差距較大。
三、EDA實踐教學改革
1.更新EDA設計理念,倡導啟發性實踐教學。引導學生建立自頂向下的現代數字系統設計理念,從傳統搭積木式的自底向上設計轉向基于可編程邏輯器件的數字系統設計,培養學生的調研分析、創新能力、系統設計、工程實現方面的能力與素質。對實踐教學中的疑難點,加大教師在實踐教學中的指導、監督、啟發的作用。這樣充分發揮學生的主觀能動性和創造性,避免學生在實驗中“照葫蘆畫瓢”、“囫圇吞棗”。
2.改革實驗教學內容,提高學生的綜合設計能力。傳統的EDA實驗教學以驗證性實驗為主,能夠培養學生綜合能力和創新能力的綜合性設計性實驗開設較少,因此應在EDA實驗教學中增加綜合性設計性實驗的比重。在保證學生能起步操作軟件的基礎上,給學生更多的自主學習和研究的機會,來完成不同的實驗。綜合設計性實驗選題采取廣泛選題方式,對來自教師課題、創新項目、競賽項目、企業開發項目等途徑來的題目,在提交明確的設計背景、目標、任務和方法,經教師審核后可以作為課程綜合設計性實驗題目。這些實驗項目與學生日常生活聯系比較緊密,使學生可以接受更為實際、更加系統的訓練。綜合設計性實驗最大的特點是沒有現成的模式可循,學生需獨立完成軟硬件設計和調試。在調試過程中,學生要自己分析解決實驗中出現的問題,在解決問題的過程中進一步加深對EDA系統軟硬件設計的理解。綜合設計性實驗項目的開設雖然對學生來講有一定難度,但因與現實生活聯系比較緊密,學生的興趣比較高,能使學生從被動應付實驗變成主動實驗,更好地培養學生學習的自主能力和創造能力。
3.改革實驗教學方法,提高學生的學習興趣和自主實驗的能力。為了達到學生設計能力和自主創新能力的培養,在實驗教學改革中采用“工程導向”的教學模式。首先,教師給出設計任務,讓學生明白設計要求。其次,學生自己分析設計要求,寫出設計方案。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疑,并加以指導解決,實現了“教”與“做”的結合,充分發揮學生的主觀能動性和團隊合作精神。再次,學生根據方案自己編譯程序,仿真下載測試。在這個過程中學生可以充分發揮電路設計能力和自主創新能力。可以培養學生分析問題和解決問題的能力。最后,教師驗收。檢查該設計是否達到設計要求,并與學生討論該設計是否有優化的可能,是否有其他的設計方案等,加深對知識的理解并且可以鍛煉學生的思維廣闊性和創新性。
4.課外EDA實踐訓煉,提高學生的創新實踐能力。(1)學生成立EDA創新學習小組,利用實驗室的資源,開展EDA軟件編程和硬件設計實踐訓練。給學生提供一個完善自我、表達自我的空間和舞臺,能使學生的想法在實驗室變成產品、變成論文,有利于學生的個性發展和特長發揮,培養學生的實踐創新能力和分析問題、解決問題的能力。(2)鼓勵學生參與教師的科研項目,引導學生將FPGA/CPLD的新技術應用到科研項目的設計中去。讓學生輔助教師進行設計、分析、實現,并制定測試方案,在實踐中充分發揮學生的創造性、想象力和主觀能動性,培養學生的知識應用能力、信息獲取和選擇能力、創新能力、實踐能力。按照“興趣感知學習探索創新設計研究開發”這樣一個循序漸進的過程來培養學生的綜合創新素質和研究能力。(3)在課程設計、畢業設計等環節中給學生推出數量較多的EDA應用題目,從而讓學生利用已有知識對EDA技術進行更深層次的設計,啟發學生思維,開發學生創新意識,從而將實驗教學、課程設計、畢業設計等多個實踐教學環節緊密連接起來,形成一種從單元到模塊、從模塊到系統,從仿真到實驗、從實驗到設計,從簡單到復雜的層層推進、環環相扣的實踐教學模式。這種多層次的實踐教學,充分調動了學生自主實踐的積極性,并且培養了學生解決問題的能力,從而切實提高學生實踐活動的效果。(4)組織學生參與各種形式的學科專業競賽,大大提高學生的綜合設計能力和創新能力。如2009年“NEC杯”全國大學生電子設計競賽中,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”山東省大學生電子設計競賽中,獲山東省一等獎7項,二等獎3項,三等獎3項;2011年“瑞薩”杯全國大學生電子設計競賽中,獲全國二等獎3項,省級一等獎5項,二等獎5項,獲獎層次和數量居省內高校前列。
四、結束語
實踐教學在EDA課程教學中占有非常重要的地位,應結合學校和學生的實際情況,進行EDA實踐教學改革。通過改革,學生在動手和實踐應用方面的能力大大提高了,也給學生提供了極大的創造空間,強化了學生在教學活動中的主體地位,有利于學生創新思維和創新能力的培養,有利于學生個性和才能的全面發展,為社會主義現代化建設培養應用型人才。
參考文獻:
[1]胡桂,張艷.EDA技術對實驗教學的影響[J].高等教育研究,2006,(9):38-39.
[2]井新宇.電子設計自動化技術教學改革的研究與實踐――“七階段”教學法的應用與推廣[J].實驗室研究與探索,2010,29(12):202-205.
[3]柳秀山.EDA教學與現代化電子設計能力的培養[J].廣東技術師范學院學報,2004,4(4):92-94.
[4]譚雪霏,趙春波,陳鞏.EDA實驗教學改革的探索與實踐[J].計算機與信息技術,2010,5(8):72-76.
[5]薛鵬騫.EDA教學與創新能力培養[J].華北科技學院學報,2002,5(1):103-105.
[6]包明,彭東林,錢微.開展EDA教學培養高素質創新人才[J].重慶工學院學報,2004,18(5):179-180.
關鍵詞:模擬電子技術,多媒體課件,EDA,教學網站
《電子技術》是我院機電與電子專業的一門重要的專業基礎必修課,也是較能整合新科學、新技術、新知識的一門重要的技術性綜合課程, 是與實踐聯系緊密, 培養創新能力和實施創新教育的重要課程。在課程教學中發現, 學員往往陷入繁雜而較抽象的理論中不能自拔, 在課程學習的理解上存在較大的偏差, 即不知道學什么, 怎么學, 如何做到理論應用于實踐,更談不上理論與實踐的有機結合。隨著電子時代的快速發展, 以多媒體計算機輔助教學、EDA 技術為主的現代教學方法應運而生, 正如火如荼地應用于教育教學之中,《電子技術》的教學也不例外。這些教學形式的應用是對傳統教學的挑戰, 也是對傳統教學的革新, 更是對傳統教學的繼承和發展。
1 多媒體課件在教學中的應用多媒體課件是計算機輔助教學應用最廣泛的形式之一。教學中遇到學員難以理解的概念、規律等重點知識或不便攻克的難點,利用多媒體技術的優勢,通過圖形、動畫、視頻、文本、聲音等方式加以表現。教師邊演示邊講解,將抽象問題形象化,復雜問題簡單化,既縮短了教學時間,又使得教學過程生動有趣、易于理解,這是傳統的教學方法所無法比擬的。論文參考。論文參考。例如講PN 結的形成過程和三極管電流分配和放大規律時, 都用到載流子的定向移動, 學員對載流子沒有感性認識。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, 相遇時消失表示復合運動等, 這樣既能把枯燥無味、難以理解的規律形象化, 也培養了學員的學習興趣, 提高了課堂教學效果。再如放大電路的圖解分析,一直是學員學習中的難點,教員費很大勁講解,學員還是感覺抽象,難以理解。通過動畫方式加以表現,使學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識,花費較少的時間即可將此難點問題學懂。
2 EDA技術在教學中的應用近年來,隨著計算機技術的發展,電子設計自動化( EDA) 技術越來越成為電子業的重要開發工具,使得電子線路的設計、開發、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,操作方便等優點。利用EWB作為電子技術課程的輔助教學手段,不僅解決了場地、設備、經費等因素的限制,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象,也可以仿真得出。另外,通過仿真,還能加深學員對課程內容的理解,幫助他們掌握常用儀器的使用方法和測量方法,提高學習興趣,培養分析問題、解決問題的能力。
實例 工作點穩定問題
在講解工作點穩定問題時,我們只能通過原理分析溫度變化對工作點產生的影響,要從實驗中觀察此現象,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,調節RB的參數,使Ic=1mA。方法為:
在Analysis欄中選擇Parameter Sweep(參數掃描)選項,輸入各參數如下:
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,用鼠標拖動曲線上的豎條光標,并調整光標位置使Y1=9V,則對應的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專業教師不僅要掌握本學科的專業知識,還應該掌握現代教育技術的知識,文章以Office、Flash、EDA等軟件為例,分析了計算機輔助教學軟件在電子技術專業教學中的作用。
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方法提出了挑戰。教師要清醒地認識到除了掌握本學科的專業知識外,還必須學習現代教育技術的知識?,F代教育技術在課堂上的運用能實現教學方式的變革,增強教學的直觀性,充分發揮學生的想象力,調動學生學習的積極性,從而提高教育教學質量和效率,作為中等職業學校電子技術專業課教師,應該學習學習哪些教育技術能力,掌握何種適合電子技術專業課程教學的教學軟件,是我們應當研討的課題。下面介紹一些常用的計算機軟件,說明其在電子技術專業教學中的簡單應用。
1 Microsoft Office辦公套裝軟件
Microsoft Office是微軟公司開發的辦公軟件。Microsoft Office擁有許多組件,如Word、Excel、PowerPoint、Access、FrontPage等,在教學中應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,還能夠將文字、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、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據,方便地制作復雜的圖表和統計表。教師用來制作學生成績表、并且可以分析統計學生總分、平均分、排名等,再者可以根據實驗數據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、高效便捷,是零基礎的教師學習課件制作的首選軟件。它能夠將文字、圖形、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內容。利用多媒體課件輔助教學,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任務外,還可以擴充一些現代的科學知識,這對于培養學生的能力和提高綜合素質,發揮著積極作用。
2 Flash動畫制作軟件
Flash是有美國的Macromedia公司推出的優秀網頁動畫設計軟件,目前的最高版本為Flash CS3。它是一種交互式動畫設計工具,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,以制作出高品質的動畫。Flash與其他動畫工具相比,具有矢量描述、播放流暢、數據量小、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課件。作為教師,掌握了Flash的基礎后,只要發揮自己的想象力,一定能夠按照自己的構思,制作出滿意的動畫效果。電子技術課程教學的內容,有微觀的、漸變的、動態的等抽象過程,用傳統的教學方法很難講授,若通過動畫來形象地模擬出這些過程,則能夠激起學生學習興趣,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,僅僅用教學掛圖來說明就顯得蒼白無力,如果用動畫來模擬三極管內部電子的流向和分配關系,就能夠幫助學生更好的理解三極管的電流放大作用。
3 EDA軟件
EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的縮寫。EDA技術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、優化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標芯片的適配編譯、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,在創建實驗電路時,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來進行電子技術實驗課程的仿真教學,不僅可以彌補實驗室儀器不足、元器件短缺或不合規格等因素,還能利用軟件提供的不同分析方法,輔助學生又快又好地理解教學內容,加深對原理和概念的深入理解,并且能夠使學生學習常用儀器如函數信號發生器、示波器的使用方法,進而激發學生的探索欲望,有利于培養學生的創新能力。
3.2 Protel DXP 2004軟件
Protel是Aitium公司在上世紀80年代末推出的一款功能強大的電路CAD軟件,是目前國內電子行業使用最廣泛的電子電路設計軟件。有多種版本,現在教育行業普遍使用的版本是Protel DXP 2004,主要用于繪制電路原理圖、電路仿真、PCB板設計等。電子技術專業課教師運用Protel軟件可以快速繪制規范的電路圖,在小制作中可以制作成規范的PCB板,恰當利用Protel的仿真功能,既可以使學生較好地掌握理論知識,提高實驗教學的效率,而且為學生的以后的設計開發奠定基礎。
電子技術專業課教師要正確認識電路仿真軟件的作用,充分利用這種現代化教育手段來輔助實驗教學,與學科教學相結合,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、實驗,固然有很多優點,但不能完全替代實際操作,因為那樣無助于提高學生的思考能力和實際動手能力。
4 結束語
作為中等職業學校電子技術專業的教師,必須提高自身現代化教育技術水平,學習一些教學輔助軟件,努力根據講授內容和學生的實際探索新的、易于被學生接受的教學方法,提高課堂教學效果,達到預期的教學目標,只有這樣,才能使中職電子技術專業課堂教學的質量和效益不斷躍上一個新的臺階。
參考文獻
論文關鍵詞:電子系統;設計方法;設計能力
隨著科學技術的發展、知識經濟時代的到來,社會對大學生提出了許多新的要求。大學生應該具有扎實的基礎理論知識、較強的實踐能力、創新意識、創業精神和協調能力、強烈的責任感和服務意識等。
當今世界,電子產品不斷更新發展,并且向智能化方向發展,日益突出單片機和FPGA等可編程器件在電子產品設計和創新中的重要性。新產品的更新換代促使用人單位對電子信息專業的學生有更高的要求:第一,要有扎實的專業基礎知識,例如學習和掌握“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“高頻電子技術”、“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業的迅速發展,要有較強的適應工作的能力,使用先進應用軟件的能力,例如會利用諸如Protel、MaxplusII、Multisim、Matlab等工具軟件進行電路設計和仿真調試。用人單位對畢業生的要求除了能夠掌握一定的基礎理論和工具之外,還要求畢業生具有基于單片機系統的電子產品的設計經驗。
電子設計競賽正是對人才全面培養、更新教育理念、改革教學方法和內容等起到了促進作用,具有極其重要的現實意義。電子設計競賽的選題引進了新的理論與技術,是跨學科的、系統的和綜合的。為了有效指導學生參加各類電子競賽,特對綜合電子系統設計的教學模式、課程內容、教學方法及考評進行改革。
一、綜合電子系統設計課程的性質
電子系統設計主要是指基于單片機控制的完整應用系統的設計,包括系統軟硬件設計及系統調試等多方面的知識。電子系統設計課程體系是以“單片機原理及應用”課程為核心,由“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“傳感器技術”、“電子設計自動化”、“可編程邏輯器件及應用”、“C語言程序設計”等相關課程組成。它是一門綜合性較強的專業課程,通過本課程的理論學習和動手實驗,培養學生的專業知識綜合運用能力、系統分析能力和電子產品開發創新能力。
學生經過前期基礎課的學習,通過隨課的驗證性實驗,對于電子信息領域的相關理論知識有了了解和掌握,在老師的指導下基本能夠進行單元電路的設計和調試,通過課程設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是教材內容原理的演示和再現,實驗內容和方法都是老師指定,學生基本沒有進行系統級的設計和實訓,綜合實踐能力有待提高,學生沒有發揮自己的主觀能動性,積極性不高,不利于創新性人才的培養。
鑒于上述情況,對綜合電子系統設計的理論內容和實踐方法進行改革創新。
二、綜合電子系統設計理論課內容
根據本課程的實際情況和學生所具備基礎知識,安排如下幾個環節:模擬電路單元設計,數字系統單元的設計,微處理器單元電路的設計以及電子系統抗干擾技術等環節。
結合全國電子大賽,模擬單元電路主要講述運算放大器的設計以及正確使用、有源濾波器的設計方法、外圍電子元器件(電子、電容)的計算和選擇;直流穩壓電源的設計方法以及參數元器件的選擇;各種信號產生的方法,重點講述數字頻率合成DDS的原理和實現技術。以上這些單元內容的安排是結合歷年來全國電子設計大賽有關模擬電路環節而選擇的,通過這些內容的講解有利于提高學生模擬電子技術的設計方法。
數字系統設計單元主要講解數字系統設計方法,突出現代數字系統設計——EDA設計方法;可編程邏輯器件的特點及選擇;數字系統設計舉例,比如AD、DA控制器的實現、交通燈控制器的實現、電子密碼鎖的設計等。通過大量實例的講解使學生能初步掌握用大規??删幊踢壿媽崿F中等難度的數字邏輯系統。
微處理器單元主要講述目前流行的各種處理器,例如51內核單片機、MSP430單片機、AVR單片機、PIC單片機等型號,介紹它們的特點、應用范圍、怎樣根據項目需求來選擇合適的微處理器;根據學生目前對微處理器的掌握和學習情況,重點講述基于單片機串行通信的設計,包括幾種流行的串行通信協議:SPI協議、IIC協議、UART協議以及one—wire協議,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議;以具有這些總線協議的集成電路芯片的利用提高學生的C語言編程能力。
在微處理器單元里,另外的重點內容多基于單片機的并行通信設計,包括常用的人機接口電路(鍵盤、LCD、LED顯示),這是在大多數的電子系統設備中都具有的,學生有必要掌握它們的設計方法以及編程技術。
電子系統抗干擾技術也是綜合電子系統設計中非常重要的內容。當系統處在比較惡劣的環境下,抗干擾設計的好與壞直接決定了系統能否正常工作。微處理器雖然本身的抗干擾能力較強,但是用微處理器構造的控制系統仍存在著抗干擾的問題。為防止外界對系統的干擾,并確保電子系統安全可靠運行,必須采取相應的抗干擾措施。電子系統的干擾主要來自于供電系統、過程通道及空間電磁波。電子應用系統的抗干擾設計應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和軟件抗干擾技術。
在這一章節里主要講解電磁兼容設計、器件選型、降熱散熱計算、電路板和電子系統可靠性測試等綜合知識。通過對本小節的學習,使學生應達到以下目標:熟悉系統的各種干擾來源及形式;學會供電系統及過程通道的抗干擾措施;能說出在印制電路板設計中體現的抗干擾措施;學習設計軟件陷阱及看門狗電路,從而為綜合電子設計系統設計打下良好的基礎。
轉貼于
三、精心設計安排實驗
這門課實踐性很強,除了教師講述的理論內容和方法外,安排大量的實驗以及鼓勵學生去參加科技創新和各種電子設計的比賽,提升學生分析問題、解決問題的能力,從而提高他們的實際動手能力。根據課程的內容合理安排一些設計性的實驗題目。安排的實驗不同于在學習相應的基礎時所做的實驗,要體現獨立思考的能力。
教師布置實驗題目、講述方法,學生以實驗項目為中心,整合理論知識,查閱相關資料,具體的實驗方案和電路要學生自己去網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合到實驗項目中去,使學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;也可以鍛煉學生學會搜集資料、整理資料,提高他們獨立自主的學習能力。同時,教師在帶領學生學習的過程中也在不斷地提升自己,積累經驗。
結合電子設計競賽,安排各章節相應的實驗項目:模擬電路單元主要是運算放大器和二階有源濾波器的設計;重點是直流穩壓電源的設計;數字系統單元設計安排了數字頻率計、交通燈控制器,重點是DDS數字頻率的合成實驗。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。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壓電源的設計;在數字電路系統設計中,利用MAX+PLUS II軟件完成DDS數字頻率合成的實驗;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,為學生提供了一個展示才華的平臺,充分發揮學生的想象力和創造力。
四、綜合電子系統設計的考核標準
目前我國教育領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生的知識掌握情況是非常重要的,但對于綜合電子系統設計這門技術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生能力進行考查。
為了真正鍛煉學生的實際動手能力,對這門課的考核采取如下方式:平時上課出勤、答疑以及學習的主動性占20%;實驗占30%(其中課前預習的情況比重占80%);最后50%的成績是學生的作品。學生可以完成一個老師指定的題目,在確定最佳設計方案后,到實驗室完成了系統單元電路的仿真,進行安裝、測量和調試,把實際的設計作品做出來。也可以根據學科專業方向并結合自身興趣,自主選擇一個課題作為課程的設計項目,經過系統規劃、設計、電路實現、系統調試完成一個完整的電子作品;最后通過驗收、答辯、總結、演講結束課程的學習。在系統的制作和調試過程中,讓學生想方設法采取各種措施解決所遇到的實際問題,不斷調整參數,修改和完善設計方案,得到真正的訓練。
教育
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。
教育
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。
教育
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。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).
關鍵詞: EDA 精品課程 課程改革 人才培養
教育部在精品課程建設的文件中強調要切實加強教師隊伍建設,重視教學內容和課程體系的改革,注重實用先進的教學方法和手段,重視教材建設,理論教學和實踐教學并重,建立切實有效的激勵和評價機制,實現優質教學資源共享,提高學校教學質量和人才培養水平。
EDA(Electronic Design Automation,電子設計自動化)技術是現代集成電路及電子整機系統設計中科技創新和產業發展的關鍵技術。當前集成電路技術已進入超深亞微米工藝和片上系統(SoC)階段,集成化、微型化和系統化的趨勢使得集成電路設計及以集成電路為核心的電子系統設計成為一個龐大的系統工程,離開EDA技術集成電路及電子系統設計將寸步難行。
EDA技術教學是培養高素質電子設計人才,尤其是IC設計人才的重要途徑。EDA技術的迅速發展,使我國高校電子技術的教學面臨嚴峻挑戰,它對教學思路、內容、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世紀的教學方法,引進電子技術的新發展成果,開設EDA課程,改進EDA實驗手段,少數重點高校還獲得了教育部試點投資,建立起了EDA實驗室和重點教學基地。概括起來,國內高等院校開展的EDA教學內容主要是在電子、通信類等課程中借助一些EDA工具軟件進行演示或要求學生利用工具軟件達到設計或分析等要求。例如,在電路分析、數字電路和模擬電路等課程中使用EWB電路輔助設計和分析軟件、Matlab專用分析軟件和Pspice通用電路分析設計軟件等進行電路的交直流分析、頻率響應分析、容差分析及電路與電子線路分析設計;在通信電路、通信原理等專業課程,使用SystemView軟件進行通信系統動態仿真分析。
1.改革課程體系
在課程體系的改革中,我們以適應社會需求為出發點,修訂課程教學大綱,規劃和確立該課程的教學內容和培養目標,以培養具有實踐能力的創新型人才為宗旨,課程體系具有合理的知識結構。通過對學生就業單位和畢業生的調研,分析企業反饋的信息,可知企業期望學生提高實際動手能力和產品開發能力等,不斷調整教學內容,增加實踐課程比例,并注重課程內涵建設,做到與時俱進,提高學生的知識綜合應用能力和實踐動手能力,同時提高學生的工藝設計能力、學習的積極性和主動性,強化生產質量控制和新產品開發的創新能力[1]。
在總結教學經驗的基礎上,我們修訂了教學計劃,確立了“在夯實EDA課程的理論基礎上,注重實際動手能力和創新能力的培養”的教學思路和方法。在硬件上,不僅搭建了較高水平的實踐教學平臺:EDA原理的實驗平臺,主要完成驗證性實驗和綜合性實驗(EDA原理及應用實驗室),還建立了應用創新實踐平臺:完成設計性和開發性實驗(電子信息綜合實驗和綜合開放實驗室)。
在軟件上,制定了與實踐教學體系相適應的實驗教學大綱,編寫了實驗教材,開發了網上實驗教學系統。
為強化實驗效果,除傳統的實驗形式外,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、顯示許多實際中不允許或無法實現的特殊情況,開拓了一條強化教學效果的新路子。
為提高學生對實踐教學環節的重視度,培養學生的創新能力和實驗能力,保證預期效果,將EDA原理及應用實驗教學部分分為上機模擬實踐、下載實踐、課程設計、畢業實習、畢業設計,各類競賽的開展也為學生實踐能力的培養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生開放;開發網上實驗教學管理系統。
2.改進教學方法與手段
(1)多樣化教學方法及其實施目的、過程、效果及學生規模
EDA技術發展快,涉及面廣、實踐性強,對教師和學生的要求較高。掌握EDA技術,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技術教學方法上,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教學模式,而采用教師講授與學生實踐相結合,理論知識與現實工程問題相結合的靈活的教學方式,留給學生充分的思考和實踐時間,鼓勵學生勤于思考,善于把握問題實質,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,又強調實踐實用,既保持學術前沿性,又兼顧趣味性,師生互動。教學中重視培養學生運用知識、解決實際問題的能力,課程中引入大量EDA實際例題,充分調動學生的學習積極性。采用多樣化的教學方法,學生規模為300人/學期,多元化教學方法包括:
①交互討論式教學法:為調動學生獨立思考的積極性,理論課教學中教師或學生提出問題,師生之間、學生之間互動討論,調動學生的積極參與性;在設計與綜合實驗中,教師引導學生討論方案、方法等。
②目標驅動教學法:教師給出課外作業、實驗項目及目標,學生根據任務目標完成實驗的各個環節,如資料查找、實驗方案設計、儀器調試、實驗結果測量與處理等。這種方法使學生任務目標明確,充分發揮學生的自主性,有利于培養其獨立工作能力。
③研究式教學法:采用研究的觀點、研究的思路、研究的方法講授課程內容,設置研究性的作業和實驗項目。
④現場不講授只指導的方法:對于學生能夠獨立完成的實驗項目,指導教師不統一講授,只對學生提出的問題進行答疑指導。這種方法有利于學生自主學習,讓學生獨立思考,自主學習。
⑤開放式自主實踐教學法:開放實驗室,學生自主實驗,達到自主學習的目的。
⑥課外科技活動指導方法:分小組進行實踐活動,開展合作、研究性學習。
⑦學生參與教師科研項目方法:學生在學習過程中可參與教師的科研,教師指導其學習與研究。
⑧網絡輔導方法:學生可通過網站的方式訪問本課程的情況,通過鏈接EDA原理及應用課程,可以看到EDA課程組在該網站上所存放的各種資料,包含課程大綱、上課課件、網絡視頻、習題分析、難點分析等。
多樣化實驗教學方法主要體現為不同內容、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合,其主要目的是以學生為中心,因材施教,因內容施教,充分調動學生的實踐創新積極性,達到提高教學質量、培養創新能力的目的。例如,在基礎實驗階段,主要采取現場授課與指導方法;在學生掌握了基本技術與方法之后,在設計性、綜合性、創新性實驗中采用只指導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;安排課外作業或科技活動,則采用課外指導方法;目標驅動法則可應用于各環節之中。各種方法綜合運用的目的是,培養學生自主獲取知識的能力,讓學生充分發揮主觀能動性和創造性。多元化教學方法尊重學生的個性和創造性,極大地調動了學生的學習積極性,達到了良好的效果。
(2)教學手段――多媒體優化教學
教師和學生可利用網站上已有的EDA教學大綱、EDA課程課件、教師講課錄像等各種學習資源,學生可進行遠程學習與接受輔導;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設備,理論和實驗教學均采用多媒體輔助教學,全面實現CAI課件與網絡課件的結合,計算機仿真實驗與實際實驗的結合,課堂教學與遠程網上輔助教學的結合,現場實時攝像投影與教師演示的結合。
根據教學的不同階段、不同內容和課內外情況,采用了上述多媒體優化實驗教學。例如,課前學生進行網上預習,課外可通過網絡進行同學間、師生間的交流與輔導;實驗課上講授基本內容時采用CAI課件,演示儀器使用時采用實時攝像投影,學生在實驗階段采用計算機和網絡輔助,遇到困難,除向教師詢問外,還可自主到網上資源庫查詢。多種媒體優化使用,達到最佳效果。
3.加強實踐(驗)課教學
為了使EDA原理及應用的實踐教學體系能適應新的要求,從有利于培養學生自覺應用理論知識指導實踐,強化基本技能訓練,為培養高素質人才打下良好的基礎角度考慮,課程組經過教學內容和教學體系研究和實踐,結合理論課模塊化教學模式及專業素質教育要求,執行以下實驗課程的改革方案,將整個實驗分為課內實驗和課程設計“兩個階段”。
第一階段:課內實驗
在整個課程的教授過程中,結合授課內容的具體安排和需要,單獨設置了對應的實驗課程。EDA原理及應用上機10學時,實驗10學時,與理論教學同步進行,包括驗證性實驗與綜合設計型實驗。在實驗中要求學生獨立完成所有實驗項目,培養學生的基本實驗技能;加深對EDA原理理論的理解;學會使用實驗儀器;掌握常用EDA程序的設計和分析。
第二階段:課程設計
為了培養學生熟練使用現代化設計工具的能力,增強學生的工程實踐能力,把培養創新意識和創新能力放在核心位置,EDA原理及應用課程在課內實驗之外,增設課程設計環節。
課程由教師輔導、學生課外自學、設計制作、論文寫作,答辯等環節組成。通過程序設計、程序仿真及程序下載的設計過程,使學生能夠充分理解理論教學的內容,并通過實踐教學熟悉電子線路設計和開發的相關工具,為學生今后的科研工作打下堅實的理論及實踐基礎。
根據“EDA原理及應用”課程建設的需要,設計出一套可以用于課程開發使用的實驗板,并便于學生進行二次開發,可以強化授課效果,同時提高學生的實踐動手能力,培養學生動手能力和分析問題的能力,進行創造性的學習,培養學生的創造精神,并給學生提供進行創造的環境[2]。實驗儀器如下圖所示:
結語
通過實施“EDA原理及應用”課程改革,使該課程在我院專業建設中發揮了作用。教學中重視培養學生運用知識、解決實際問題的能力,課程中引入大量EDA實際例題,充分調動學生的學習積極性。近年來,學生在全國電子設計大賽、全國“達盛杯”創新電子設計競賽中取得了國家級和市級的優異成績。
參考文獻:
高職《電子技術》選用的教材大多是本科教材的簡化版,如《模擬電子技術》內容主要包括,二極管及其應用電路、晶體管及其放大電路、場效應晶體管及其放大電路、多級放大電路、放大電路的頻率響應、集成運算放大器、放大電路中的負反饋、波形發生和變換電路、功率放大電路以及直流穩壓電源等?!稊底蛛娮蛹夹g》內容主要包括:數制與碼制、邏輯代數、門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、觸發器、脈沖波形的產生與變換,數模和模數轉換。同樣的教學內容、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,各高等學校招生比例卻不斷增加,導致最后招生的高職院校生源質量不斷下降,以西安航空職業技術學院電子工程學院為例,近10年來考生的入學分數從2006年、2007年的400多分降低為2014年的260多分。電子技術日新月異,中大規模集成電路、數字信號處理技術、嵌入式系統、EDA技術在飛速發展,但部分教師對高職教育的認識還有些模糊,教學的理念相對保守。部分課程教學仍采用傳統模式,教學方式為“一支粉筆、一塊黑板、三尺講臺”,講授的內容也十年如一日,不能與時俱進。教師一味地按照教學進度教學,學生只是普通的聽眾、觀眾,老師受累、學生也難受,難以真正激發學生學習的積極性主動性,更談不上對學生創造能力和實踐能力的培養。學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到的理論知識應用于實際電路的分析以解決實際的問題,導致學與用脫節,對講的和做的興趣不大或者基本上是應付了事。對學生的考核方式也大多是參加期末考試的筆試,只注重了結果沒有注重學習的操作過程和實踐的掌握程度。
2改進的措施
針對學生學習的現狀,首先強調《電子技術》課程的重要性,不必拘泥于教材的知識,以及電路內部復雜的結構,多強調元件、電路的功能和作用,以及在實踐調試中的注意事項。有條件的可以進行一體化教學,兩小節課程,第一小節理論講解,第二小節學生操作訓練,增強了學生對電子元件和電路的感性認識,還可以熟練掌握萬用表、示波器、直流穩壓電源、信號源等儀器儀表的操作,通過一體化教學使得教學目標明確,提高了教學效果。根據學生學習掌握的狀況,訓練其創造性思維能力,根據電子技術的發展方向和學生的知識結構進行科學合理的安排內容。如適當引入數字信號處理技術(DSP)、嵌入式技術(ARM)、電子設計自動化技術(EDA)技術,以及未來電子技術的發展方向微電子技術、納米電子技術。在當今日新月異的世界里,《電子技術》講授的內容也應該與時俱進,因此教師應該不斷的學習新理論、新技術、新方法,使培養的學生畢業后盡快與社會同步接軌。還可以考慮引入PPT、視頻、動畫等教學方法及手段,突出重點、突出難點,提高教學效果。在實驗教學方面,在保證基本的實驗技能和操作能力培養的前提下,適當減少基礎性驗證實驗,增加設計性實驗內容。如數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,F3、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,按下復位開關S,74LS175的輸出Q1~Q4全為0,所有發光二極管LED均熄滅,當主持人宣布“搶答開始”后,首先作出判斷的參賽者立即按下開關,對應的發光二極管點亮,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。若學生掌握的操作技能,則學生就掌握了觸發器電路、邏輯門電路、振蕩器電路、分頻電路、時鐘電路、發光二極管電路等多個電路知識。做好《電子技術》教學還要重視師資隊伍建設,有了好的老師、好的教學方法、好的教學理念才能教出好的學生。應該打破傳統的理論教學教師與實驗教學隊伍的界限,理論任課教師也應該積極參與實驗教學、實驗項目的改造和實驗室建設,將理論教學與實踐教學有力地結合在一起,積極參與科研課題的申報與實施,使理論與實踐教學與時俱進。鼓勵教師參加一些權威部門組織的教學改革研討會,利用好假期時間參加一些國培項目,鼓勵教師深造學習,深入生產、建設、服務第一線,及時了解行業發展的動態,結合實踐教學開展科研活動,撰寫科研論文,不斷提高教學水平。教師的教學效果與考核相掛鉤,可以提高教師學習的積極性。近期,西安航空職業技術學院電子工程學院組織教師積極參與微課的制作與教學,取得了較好的教學效果。利用仿真軟件教學可以補充硬件教學資源的不足,節約教學經費,使學生較容易的掌握各種儀器的基本使用方法、電路參數的測試方法,使每個人都能親自動手接觸電路,進行元件接線、參數設定、數據測量并與理論計算結果進行對照,增強對電子線路的感性認識,提高教學效果。《電子線路》常用的教學仿真軟件有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生社團的建設與發展。學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、不同的年級,知識結構、能力結構具有交叉性和互補性,可以按照自己的意圖和方案進行設計創新。此外,學生社團活動方式的實踐性與靈活性、自由寬松的氛圍、平等的師生關系都為實踐創新訓練提供了有利的條件。西安航空職業技術學院電子工程學院電子俱樂部2003年5月成立,是在原來便民服務小組基礎上發展起來的,本著“服務大家,提高自己”為宗旨,以鍛煉為主導、以求知為目標、發揚雷鋒精神、充實自己、服務于人的思想,適時開展義務維修活動,普及電子科普知識。社團經過12多年的發展,現擁有創作部、維修部、電腦部、宣傳部、技術團等5個部門,300多名社員。電子俱樂部自成立以來,在學院、團委、電子工程學院等部門的領導及指導教師的關懷下,以及全體社員的共同努力下,多次在校園、社區開展便民電器義務維修活動,多次進行三下鄉電器義務維修、支教活動;以電子俱樂部成員們多次參見校園、省級、國家級電子技術類競賽,取得了驕人的成績。2006年電子俱樂部獲得了“省級優秀社團”的光榮稱號,2007年、2010年電子俱樂部獲得“院級優秀社團”的光榮稱號。對于課程的考核不應該僅僅局限于期末考試筆試的成績,應該增加平時成績的比例,老師可以參考學生平時的作業、實驗實訓操作的情況,電子技術類競賽獲獎的學生成績可以適當加分,對現在的考核方式進行適當的調整,可以激發學生學習的積極性與主動性。
3總結