時間：2023-10-10 16:08:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電路設計案例，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1項目設計案例化
培訓內容的確定，結合職業崗位定位，選擇與實際電路產品相關的案例，面向應用，因用而學，學以致用。以丙級為例，其具體案例如：（1）時序邏輯電路設計與制作：設計制作一個數位電子鐘。（2）組合邏輯電路設計與操作：①半加減法器；②具有智能控制的2to4譯碼器；③具有優先權的4to2編碼器；④4to1多任務數據選擇器；⑤1to4多任務數據分配器。（3）CPLD設計與應用：①電子骰子控制；②二位數計時器；③紅綠燈控制。
2培訓的組織實施
培訓的實施采用面向職業崗位，以工作任務為引領，教學做一體的項目教學法進行培訓授課。如表2，即為實用丙級的實施方案示例。
3培訓的鑒定認證
培訓的鑒定認證，是參照臺灣嵌入式系統發展協會的職業能力認證考核標準，制定出包括PLD電子設計專業知識和職業技能兼具的鑒定認證系統，從專業知識和工程實踐技能兩大模塊分別進行考核鑒定。在實用丙級中，專業知識模塊由100道選擇題組成，由在線測試系統（OSTS）從題庫中以隨機方式產生，以考核學員對專業知識的掌握。而實踐技能的考評，主要包括組合邏輯電路的設計與操作、時序邏輯電路的設計與制作、綜合邏輯電路的設計與應用以及數位邏輯功能的模擬與紀錄等四個項目，規劃為二個階段來進行：第一階段主要考量學員對于傳統數位邏輯電路的設計及制作能力，其中包含邏輯化簡、電路設計、電路板規劃、組件辨識及焊接等能力；第二階段則考量有關CPLD的設計與應用能力，包含功能分析、工具使用、電路設計、程序撰寫以及功能模擬紀錄等能力。
4結束語
隨著超大規模集成芯片的發展，PLD電子設計自動化應用越來越廣泛，在減少電路板的體積，產品的更新速度方面顯示出極大的優越性。目前將其運用于設計電路產品已經成為一個主流，掌握PLD技術也成為電子設計人員的迫切需要。我們研究的培訓鑒定認證方案，其創新之處在于：（1）系統方案是以行業協會的職業能力認證為標準，銜接行業最新技術，直接面向企業的需求，凸顯了面向職業培訓的所學即所需的特色。（2）臺灣的電子產業在業界比較領先，在長三角地區也有大量的投資。基于臺灣行業協會的培訓認證，在外資企業，尤其是臺資企業有較高的認可度。（3）數位邏輯設計能力認證按照實用級、專業級、專家級逐次遞進，可分別面向不同的需求開展培訓。
作者：湯朝霞單位：蘇州工業職業技術學院
關鍵詞 DOS數字合成頻率技術；步進電機控制電路設計；EDA；VHDL邏輯語言應用
步進電機控制電路是機電一體化產品的核心零部件和不可缺少的重要組成部分，因此被普遍適用于機械精密加工與制造、電機自動化控制等產業領域中。當國際信息傳播技術、計算機軟件應用技術不斷突破創新，各國對步進電機控制電路的使用需求日益強烈，當前普遍使用的步進電機類型繁多，例如單相式步進電機、混合式步進電機、永磁式步進電機和反應式步進電機等等。其中，最后一種類型的步進電機多使用軟磁原材料制成，并使用了勵磁繞組，被廣泛使用于各生產領域中。
1.步進電機控制電路的減速、增速設計要點
與普通電機控制電路相區別，步進電機控制電路使用脈沖作為電路控制信號，并將數字控制技術與電路設計方案結合起來，摒棄了以往步進電機多選擇了專業接口芯片、多用單片機的設計方法。采用脈沖作為控制信號的步進電機電路系統能夠在極短時間內，提升電路的運行效率，但同時存在應變能力薄弱、容易遭受外界環境干擾等問題。下文中，筆者將闡述應用了EDA技術后的步進電機控制電路設計策略，分析其中的優勢與設計要點。
現階段，我國步進電機控制電路的設計方案類型眾多，包括拋物線法、指數法、梯形圖法等等。本次設計案例選擇了梯形設計思路（具體參考圖1）。從梯形設計分析圖例中，我們可以看到電路脈沖信號的線性增速、線性減速、勻速不變等3個過程階段，通過不同階段中脈沖信號的不同傳播特點，能夠實現步進電機傳播頻率的勻速減速、勻速增速，確保慣性轉矩數值和負載轉矩數值的總和，始終低于電磁轉矩，防止步進電機發生跨步、失步等運轉失誤。從圖1中，我們可以看出步進電機控制電路的設計重點在于線性增速、線性減速這2個階段，為了有效控制脈沖信號變化頻率，最有效、簡便的設計策略是使用分頻手段，為了保證脈沖信號和頻率，二者同時實現線性變化，我們應當從中引入DDS數字合成變頻技術。
2.步進電機控制電路的DDS設計要點
所謂的DDS數字合成變頻技術可以理解為，采用數字化的頻率合成手段，使脈沖頻率、脈沖信號、相位能夠被有效控制。DDS數字合成變頻技術的運作原理為：利用相位增量累加的設計思路：在時鐘信號clk作用下，對相位增量寄存器輸出的相位增量作累加后寄存，相位累加寄存器取二進制n位，當累加值大等于2n時產生溢出，累加計算繼續運行，相位累加寄存器數值漸次排列，直到再次溢出。分析得出，數值溢出速度的塊面和相位增量構成正比關系，即：相位增量數值越高，溢出速度也相應越快。如果相位累加寄存器每溢出一次，讓溢出信號co求反一次，則可輸出脈沖，這個脈沖信號的頻率代表了溢出率，只要給相位增量寄存器不同的頻率控制字（相位增量），就可以在co獲得對應的不同頻率的脈沖信號，參考圖2。
3.步進電機控制電路的方向控制模塊設計要點
方向模塊設計的實現與仿真設計可以理解為，方向模塊具有兩個脈沖控制電路，分貝輸入PWIVI信號和變頻脈沖信號，前者將根據輸入PWM信號數值的不同，而改變脈沖分配器的四相輸出時間順序，從而帶動步進電機運作；后者根據輸入脈沖信號方向的不同，使得脈沖分配器產生的時序脈沖方向也有所不同，從而_定步進電機的運作方向。
根據四相八拍的控制方式，定子通電順序為（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A），因此本系統中采用了Mealy型狀態機描述方法，狀態取值依次是：SO=0001，S1=0011，S2=0010，S3=0110，S4=0100，S5=1100，S6=1000，S7=1001。-DAB-AB……。按控制時序的要求，用“1”表示該繞組加電，“0”表示該繞組斷電，參考圖3。
圖4為步進電機控制電路的方向控制模塊的仿真波形運作規律，當信號u和D分別為高電平時，狀態流程為相反方向，代表步進電機向著相反的方向運作。
行動導向教學法Protel DXP教學方法教學模式《Protel DXP與計算機輔助設計》是借助于計算機完成電子線路的設計與制作，是電氣自動化技術、電力工程、城市軌道交通控制等專業的必修專業課，具有很強的技術性、專業性、實踐性和綜合性。該課程以電路的分析、應用為基礎，遵循國際和行業規范，培養學生電路原理圖的繪制和PCB板設計能力，以及利用電路設計軟件產生、輸出技術資料的能力。課程不僅為學生學習相關理論知識和技能訓練起到承前啟后的作用，而且為今后從事印制電路板工作起到增強適應能力和開發創新能力的作用。
一、課程教學目標
知識目標：軟件的安裝與卸載；電路原理圖的繪制、原理圖元件的創建和原理圖庫的建立；PCB板的布局/布線；元件封裝庫的創建；設計文件的輸出；PCB板的制作。
能力目標：獨立完成Protel DXP 2004安裝和配置；能夠熟練繪制簡單原理圖、復雜原理圖和層次原理圖；能夠將電路原理圖轉化成PCB板，合理布局并布線；能夠制作元器件原理圖庫及PCB封裝庫；能夠完成PCB板裝配圖的輸出、打印；能夠根據輸出的裝配圖制作PCB板；通過學習Protel DXP 2004，提高軟件應用能力及學習能力。
素質目標：培養學生愛崗敬業、愛護設備、具有高度的責任心、團結合作的職業操守；培養學生的標準意識、規范意識、成本意識、環保意識、質量意識。在教學中融入企業的6S管理及行業規范，6S就是整理、整頓、清掃、清潔、素養、安全。
二、課程設計理念與思路
課程的建設、改革遵循 “任務驅動、項目導向”的設計理念。
以自動化制造類職業崗位需求為導向，以職業能力培養為核心，以“能力遞進和適度循環反復”為原理，校企共同參與課程建設，融入行業標準和規范，用三個項目8個真實工作任務為載體。將知識和技能融入各個任務中，學生通過完成任務探索吸收知識、練好技能，同時培養自主學習能力，強化團隊精神，為后續課程學習和適應工作崗位奠定良好基礎。
三、教學內容分析
本課程針對電子設計及安裝員、印刷線路板制作工藝員崗位要求，將教學內容進行序化、整合，設置了三個項目，8個核心任務。
在項目一基本放大器PCB板的制作中設計了Protel DXP 2004軟件的安裝與卸載、基本放大器原理圖的繪制、基本放大器PCB板的制作3個工作任務，通過設計實物激發學生學習興趣，使掌握PCB板設計的基礎知識及基本操作，培養學生對電路設計步驟及工藝流程的初步認識。
項目二中信號發生器PCB板的制作設計了數據采集電路原理圖的繪制、信號發生器電路原理圖繪制、信號發生器PCB板的制作3個工作任務，使學生掌握大中規模電路系統涉及的復雜電路原理圖、層次電路原理圖及PCB板布線的處理方法及技巧，掌握DXP庫中未收錄元件的原理圖元件和PCB封裝的制作，培養學生團隊合作完成中等復雜程度電路板設計與制作的能力。
項目三以完成 “單片機開發系統的印制電路板”這個具有實用價值的產品為目標成果進行訓練，使學生在完成電路板設計、裝配過程中，綜合應用原理圖制作、PCB板制作、綜合布局布線、焊接調試等完整工藝流程，以訓練學生職業態度、操作規范及工藝要求為主，注重職業素養的養成。
通過完成任務，使學生掌握典型電路板繪制、設計原理與方法，并且能夠拓展到其它電路板的設計與制作。課程強調基本技能、操作規范與工藝，為學生的可持續發展奠定良好的基礎。
四、能力遞進的三階段教學模式
緊密依托企業，選取三個典型項目作為案例，項目按照從簡單到復雜，從相對單一到綜合應用的遞進關系排序。教學模式注重能力遞進，適度循環往復，逐漸培養學生對Protel DXP這一電路設計工具運用熟練程度，熟練電路設計流程。
項目一是簡單入門級項目，學生初步掌握工藝流程，初步培養起標準意識、規范意識、質量意識。
項目二是技能訓練型項目。學生通過小組合作的方式，在教師引導下，完成中等復雜程度電路板的設計與制作。對工藝方法、工藝標準的理解更加深刻，職業素養進一步養成。
項目三是綜合提高實訓項目。小組獨立完成整個項目的分析、實施，成品的檢測工作。整個過程完全以學生為主體，在學生遇到難以解決的問題時，教師給予恰當提示。
五、靈活、多樣的教學方法
根據三個項目不同的教學內容及每個階段學生認知的不同特點，采用了靈活、形式多樣的教學方法。
案例教學法：例如項目一中以Protel DXP為例介紹Protel系列軟件的安裝與卸載方法，以基本放大器PCB板的制作為例，介紹原理圖設計基本基礎， PCB板設計基礎等知識。
“行動導向教學法”：學生以小組的形式，分工合作，按照咨詢、計劃、決策、實施、檢查、評價六個步驟完成任務。項目二和項目三的任務均采用行動導向教學法。
在每個項目中根據具體內容、步驟不同又融入多種教學方法，例如在任務開始采用引導文法。小組制定計劃時可用頭腦風暴法；檢查任務完成情況時采用演示法。
六、多種教學手段
綜合運用多種教學手段優化教學過程，提高教學質量和效率。
多媒體教學：將抽象的教學內容，采用圖片、錄像、動畫等方式形象的演示。
實物教學：以真實的元器件和電路板為載體進行教學
網絡教學：推薦相關網站和設計案例。
現場教學：讓學生經歷項目全過程，親自操作、設計與加工制作電路板。
七、教學過程
根據教學內容的不同，三個項目采用不同的教學方法和教學過程。項目一以教師講解、演示為主，教學環節分為引入、講授、練習、小結、作業。項目二和項目三中的任務，學生均以小組形式，按照六步法完成任務。
資訊：教師通過視頻資料、課件或引導文，進行問題引領，導入任務，下達任務書，學生查找搜集資料，學習相關知識，教師給予輔導答疑。
計劃：在教師指導下，學生分組討論，并制定計劃。
決策：通過黑板或張貼版討論方案合理性、可行性，進行決策并確定實施方案，分配好每個人的任務。
實施：在實施過程中，學生進一步掌握并學會運用相關知識解決問題。
檢查：小組自檢，互檢、教師檢查。
評價：各小組自評、互評，教師評價任務完成情況并總結任務中的知識能力要點。
通過實施行動導向教學法，在教學中重視“案例”教學，重視“解決實際問題”及“自我管理式的學習”，使學生在學習過程中，不僅掌握相應的知識和技能，而且各種行為能力亦可以得到充分提高。
參考文獻：
[1]馬福軍.行動導向教學法在職業教育中的應用.職業技術教育，2007 ，（23）.
關鍵詞: 高職高專類應用電子技術專業 項目教學法 有效銜接
1.傳統教學的弊端
根據電子產品的生產過程,我們可以將各環節分為電子產品設計要求、電路原理圖設計、印制電路板(PCB)設計與制作、元器件采購與測試、電路安裝、調試與維修、產品整機裝配、產品銷售、產品售后服務。
根據電子產品的生產過程,高職高專類應用電子技術專業畢業生可從事的崗位大體可分為電子產品設計人員、電子產品生產工藝管理人員、電子產品生產調試與測試人員、電子產品生產維修及售后服務人員、電子產品生產營銷人員。
根據面向崗位的課程體系開發,我們可將專業類課程分為專業基礎課程、專業基礎技能訓練課程、專業核心課程。
大家公認,專業基礎課程內容單調,雖然涵蓋了所有的專業必需的知識點,但是缺乏實際運用的案例,導致學生考試以后便很快忘記了;在后續的設計類課程中,需要靈活運用專業基礎知識的時候,卻不知道如何入手,翻開專業基礎課程的教材,卻一片茫然,原因在于后續設計類課程突然將專業要求提得比較高,能力要求出現了一段間隙,沒有很好地與專業基礎課程銜接,這樣的情況容易導致學生在課程開始階段的迷失,甚至會導致學生逐漸地排斥本門課程,并最終放棄學習過程而只求考試及格。如此的現象在各大高校中都有存在。如何實現專業課程之間的有效銜接,激發學生的學習興趣,樹立學生學習的信心是眾多教育教學工作者應當深入思考的問題。
2.項目內容連貫性的啟發
專業課程教學內容之間的有效銜接,可以與現階段正在逐步推廣的項目教學法相結合,選用適當的項目,在專業基礎課程、專業技能訓練課程、專業核心課程之間建立起良好的橋梁紐帶,引導學生以此類項目為主線,逐漸建立學生的信心和興趣,舉一反三地進行自我學習。
為了能比較具體地說明問題,本文以一例作為實例。如圖1是增益數控電路。其工作原理是用芯片NE555構成一個多諧波發生器其頻率f=1/0.7(R1+2R2)C提供脈沖波,用RS觸發器、十進制計數器和與非門能夠達到每按一下按鍵就能通過十個脈沖,平時該輸出口處于高電平。用一個按鍵與一個上拉電阻構成一個開關,平時處于高電平,每按一次形成一個脈沖。將這兩個脈沖輸出連接到與非門的輸入端,再將與非的結果輸入到X9C102P的INC端調節輸出電壓。
為了達到一個項目同時滿足專業基礎課程、專業基礎技能訓練課程、專業核心課程教育教學訓練的需求,其應滿足以下條件。
(1)知識點在專業基礎課程中具有代表性。
應用電子技術專業基礎類課程在各大高校中開設的情況大同小異,數字電子技術基礎和模擬電子技術基礎兩門課程是必需的。一般所選用的項目中數字電子技術或者是模擬電子技術基礎的知識點應該體現得比較清晰,容易分離出知識點進行實際應用講解,這樣該項目可以作為專業基礎課程的應用實例。
本案例中(如圖1)的集成計數器芯片應用、集成門電路應用、集成數字電位器應用、上拉/下拉電阻應用、RS觸發器應用、555定時器應用、三極管的開關作用等,都是非常典型的知識點,在了解電路作用的前提下,進行局部電路分析可以幫助學生進行知識點鞏固學習和靈活運用。
(2)復雜度適中,作為專業技能訓練類課程的入門項目。
應用電子技術專業技能訓練類課程在各大高校中開設的情況也是大同小異,電子設計自動化(簡稱EDA)課程是必需的,EDA課程有課分為板級設計類的印制電路板(PCB)設計和芯片級設計類的可編程邏輯門陣列(FPGA)兩門課程。
對于這兩門課程,如果是單講軟件的使用操作,那就失去了其本身的意義,在這兩門課程中,學會使用計算機輔助設計軟件是一定的,并且要體會板級電路設計和芯片級電路設計的區別和實際應用價值,更重要的是要能夠自己設計相應的電路,完成設計要求。
要利用計算機輔助設計進行板級或者芯片級的電路設計,熟悉電路原理,掌握設計關鍵是至關重要的,對于初學者而言,如果課程開始便選用未見過的電路,則很難理解,更加談不上進一步的設計。但是,如果教學所使用的項目中各單元電路部分是在先修的專業基礎類課程中作為實際案例,在不同的場合和章節中已經分析過的,那么在進一步的設計課程中,學生將會很好地銜接和過渡。例如電路圖的模塊化設計,數字功能模塊的設計都需要對單元電路原理非常熟悉才能進行電路的合理劃分和硬件描述語言程序的設計。
在先修專業基礎類課程中所選用的項目的復雜度應該適中,在計算機輔助設計課程中,作為入門項目,甚至是提高項目。
本案例作為印制電路板設計入門項目,屬于典型的數字電路印制電路設計,可以將設計的一般要求融入其中,在原理已經基本明了的情況下,引導學生進行電路的進一步設計將會事半功倍,而且比較容易建立學生學習的信心。比如,布局設計中輸入/輸出接口、按鍵、信號產生電路等關鍵部件的設計技巧;布線設計中電源線、接地線、時鐘脈沖信號線、被控制信號線等的參數設計和走線技巧。
隨后在專業技能訓練類課程的提高項目和綜合項目中逐漸地增加訓練強度和設計難度,達到更高的水平。
(3)可移植性好作為核心類課程的設計原型。
應用電子技術專業核心類課程一般都包括單片機設計、綜合電路設計等設計類課程。運用數字控制類芯片可以使電路智能化,功能更加強大,而且電路卻非常簡單。例如在本案例中的按鍵消抖動是采用門電路構成的RS觸發器實現,其可以在單片機中軟件消抖動;本案例中的步進控制需要為數字電位器輸入單脈沖或者是連續的十個脈沖,使用單片機程序可以非常容易地實現而擺脫復雜的硬件電路。
類比設計可以將抽象的枯燥單片機功能講解用實際效果來體現,直觀的學習比抽象的學習更受學生歡迎,而且學習的效果會更好。
(4)易調試,觀察現象明顯。
在高職類院校的應用電子技術專業中,經常會包括一些安裝調試類課程。同樣,在入門項目中,教師采用先修課程中已經出現過的項目原理,可以在課程開始時,借助項目原理已經比較清晰的前提,將教學重點放在調試技巧、儀器使用技巧、數據記錄分析技巧方面,在后續的提高項目和綜合項目中再逐漸地增加電路的復雜程度和調試難度,達到更高的水平。
3.結語
采用銜接式的項目內容引導教學,在專業課程體系中,構建一個甚至是多個產品的設計生產全過程,有助于形成真正的以產品為對象的教學體系;對于接受引導學習的學生而言,可有效地實現課程間的平滑過渡,每次新階段的學習都能很快上手,并逐漸學習和掌握新的知識和技能,最終形成完整的知識體系。對于校企合作而言,訂單式培養是校企合作的一項重要內容,企業可以提供自身的比較有代表性的產品作為教學的對象,在分析、設計和調試中實現針對性的培養,實現企業實踐與學校教育的良好對接。
參考文獻:
[1]林漢.應用電子專業課程體系改革初探[J].湛江師范學院學報,2001,(03).
[2]張源峰.高職應用電子專業模塊化課程體系設計與教學實施[J].閩西職業技術學院學報,2006.6.
[3]李宗寶.關于應用電子技術專業課程體系改革的實踐[J].職業教育研究,2007,(3).
[4]姜大源,吳全全.當代德國職業教育主流教學思想研究――理論、實踐與創新[M].北京:清華大學出版社,2007,(4).
關鍵詞：交流電動機；動作時間；釋放時間；元器件節能
1問題的提出
2013年，江西某水泥公司二號窯200kW鼓風機，2年內已燒毀3次，造成直接經濟損失200多萬元。同時，由于停產檢修，造成的間接損失難以估算。針對上述問題，該公司邀請了一個專業團隊到公司協助解決該問題。
2原因分析
2.1生產現狀
2013年3月，專業團隊來到該公司，與該公司的工程技術人員一起進行了現場考察和技術資料研究。其中，該電動機的主電路圖和控制電路如圖1—2所示。
2.2原因分析
針對上述情況和相關參考文獻[1—5]，筆者認為造成該事故的原因如下。（1）主要原因是前面設計者沒有考慮交流接觸器線包動作時間和其釋放時間；（2）在啟動電動機運行前幾十ms內，由于KM2未動作，導致KM2，KM3同時得電，則電源相序間短路，輕則燒斷熔斷絲和KM3主觸頭被燒壞可能，從而導致電動機缺相運行，電動機轉速減慢，電流急增，隨后，電動機可能被燒毀。由于以上第（2）點，造成KM3觸頭接觸不良，造成電源三相不平衡，電動機轉速減慢，溫度升高，不及時關機，則有可能燒壞電動機；由于KM2釋放時間問題，造成電動機瞬間失電，從而電動機又重新啟動，電流加大，溫度急劇上升，繞組磁路飽和，繞組發熱，最后，電動機可能被燒壞。
3電路設計
針對以上原因，文章總結了以下幾點設計改進：（1）充分考慮KM2的動作時間，利用KM2-4和KM1-4動作時間才能使KM3得電，避免了KM2和KM3在電動機啟動前幾十毫秒內同時得電；（2）在KM2線包控制電路中又串聯KM3觸點進行互鎖，又避免了KM2釋放時間問題即電動機重新啟動；（3）同時使KT并聯在KM3線包中，使KM3動作時KT不得電，從而更加節能，延長電路元器件的壽命。改進設計后的電路控制如圖3所示。
4實施效果
改造后，該電動機在3年內未出現電動機燒毀現象，由此，可確定本次分析和解決措施是完全正確的。同時，直接為公司節約成本200多萬元。
5結語
綜上所述，不難得出如下結論：在交流電動機的控制電路設計過程中，必須要對繼電器的動作時間和釋放時間有充分的考慮；本次排障的過程中，文章提出了一套既滿足控制要求，又能實現元器件節能的新型電路。
[參考文獻]
[1]齊亞琳，柳新軍，劉艷麗，等.提高繼電器觸點抗浪涌能力的一種新穎旁路保護電路[J].電子元器件應用，2012（5）：5-7.
[2]李述香，邱召運.繼電器觸點的保護技術[J].電工技術，2004（8）：60-61.
[3]鹿澤倫，李巖.中間繼電器構成的斷相保護電路[J].自動化技術與應用，2008（12）：110-111.
[4]黃三偉，高峰，周熠.三相異步電動機的斷相保護[J].廣西物理，2006（2）：43-45.
[5]周云旭，鐘水蓉.繼電器觸點保護電路設計[J].電子技術與軟件工程，2013（16）：118.
關鍵詞 工程教育專業認證；射頻微電子；卓越工程師
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2015）11-0007-02
1 引言
工程教育專業認證對保證和提高工程教育質量、推動我國卓越工程師教育培養計劃具有重要作用。我國工程教育于2013年6月在韓國首爾召開的國際工程聯盟會議上成功加入《華盛頓協議》，成為預備會員，這標志著我國工程教育邁出重大步伐，為工程類學生今后走向世界提供了具有國際互認質量標準的“通行證”。工程教育專業認證作為國家工程師制度改革的基礎和前提，也將為廣大工科學生未來的工程執業提供便利[1-2]。
隨著國內半導體制造現代化工藝線的不斷建設和擴展，以及微電子技術的飛速發展，IC產業對微電子人才需求日益增加。目前我國正面臨微電子技術人才奇缺的局面，對培養人才的要求也日益提高。射頻微電子學課程作為電磁場與微波技術方向的專業核心課程，是數字通信、射頻系統以及射頻集成電路設計的基礎。建立能適應新形勢下滿足工程教育認證標準要求的射頻微電子學課程教學體系，提高射頻微電子學課程教學水平，是電類專業順利通過工程教育專業認證的重要環節之一。
為實施教育部“卓越工程師教育培養計劃”，切實增強學生的工程實踐能力、工程設計能力和工程創新能力，本文結合客觀實際，從教學方式方法改革、學生工程實踐能力培養、側重學生對所學知識的應用和創新能力的教學評價方法的研究和實踐等方面著手，建設面向工程教育專業認證的射頻微電子學課程教學體系[3]。
2 改進教學方式方法，提高學生學習的積極性
采用先進現代教學手段是提高學生學習興趣和積極性的重要方法之一。
1）在保證知識結構的系統性和知識點布局的全面性基礎上，采用啟發式互動教學法，充分調動學生學習微電子課程的積極主動性，引導學生主動分析工程實際問題，有效提高課程的教學質量。
2）改進多媒體課件，使教學更貼近工程實踐。使用視頻剪輯、動畫、實物照片等教學手段，向學生展現該課程的核心內容以及所學理論的工程實踐應用，增加學生對射頻和微電子的感性認識。例如：在介紹S參數時，可以通過視頻錄像介紹工程實踐中利用矢量網絡分析儀測試射頻無源器件及有源器件S參數的方法；在介紹微波傳輸線時，可以向學生展示由微帶構成的射頻前端系統中的饋電網絡的實物照片和調試過程的視頻錄像；通過收集并展示各種射頻無源（濾波器、功分器等）、有源器件（低噪聲放大器、混頻器等）的照片和實物，使學生更形象地認識射頻器件，提高學生的學習興趣。
3）推進課程網站的建設，以網絡教學作為教學輔助手段。在教學網站上提供國外著名科教網絡頻道有關射頻技術和微電子學的課程課件和相關教學資源，課堂教學課件、射頻微電子技術常用的網絡資源和網址，建立討論區供學生相互討論和教師答疑，建立專門的網頁介紹射頻微電子技術的前沿和發展方向，鼓勵學生跟蹤前沿技術自主創新。
4）在教學評價方面，側重學生對所學知識的應用和創新能力的考查，將小組自主學習、研究性學習的情況納入對學生成績的評價，引導學生重視課程的實踐環節，改變單一的考試成績評價方式，重視學生在學習過程中的自我評價和自我改進。
3 注重學生面向工程實際的能力培養，改革射頻微電子學實踐教學內容
微電子學課程體系主要包括微電子器件和工藝、集成電路設計與應用兩大類，應用性極強，學生需經過實際器件工藝的操作和具體集成電路的設計，才能深刻理解器件工作原理、掌握集成電路仿真和版圖繪制方法，全面了解集成電路設計的全過程，達到很好的教學效果。
作為該課程體系中重要的一門課程，射頻微電子學是一門理論性與工程性都很強的課程。如圖1所示，射頻微電子學涉及許多學科交叉領域，因此，學生不僅需要學習數字集成電路設計、模擬集成電路設計等理論課程，掌握集成電路原理，還要能利用各代工廠提供的工藝庫和器件模型進行各種集成電路原理設計和版圖繪制。現代射頻集成電路的開發流程，由仿真域（設計、仿真、驗證）實體域（電路實現）測試域（測試驗證）三個環節構成。工業界需要的合格的射頻微電子工程師必須具備在上述三個領域的全面知識和技能。目前培養的學生比較注重基礎理論的學習，僅對仿真域中的設計環節比較熟悉，而仿真、電路實現、測試等方面的能力比較欠缺。
因此，在教學過程中，為了培養學生的工程實踐能力，除了基礎理論知識的教授外，還需教授學生掌握電路CAD軟件、電磁場仿真設計工具（HFSS、IE3D或CST）、各種集成電路測試設備（矢量網絡分析儀、示波器、信號源、頻譜儀和噪聲儀），并要求學生利用電磁仿真軟件對所學的射頻無源及有源器件（如濾波器、功分器，低噪聲放大器、混頻器、振蕩器等）進行分析和設計，使學生不僅能更深刻地理解所學習的射頻器件的工作原理及射頻集成電路設計方法，也能熟悉和掌握仿真軟件。學生在教師或助教的指導下，自主設計、仿真驗證射頻無源器件（如濾波器、功分器、工分器等）及其有源器件（如低噪聲放大器、混頻器等），在此基礎上進行射頻系統前端的集成電路設計，然后通過評估篩選出性能較好的設計，制作實物并進行工程測試。這樣就實現了對學生在射頻集成電路工程設計重要環節由仿真域（設計、仿真、驗證）實體域（電路實現）測試域（測試驗證）能力的培養。
在理論教學的基礎上，通過小組學習討論的方式，鼓勵學生按課題小組設計多種射頻元器件。但由于射頻器件及射頻系統前端的集成電路的制作和工程測試的成本較高，無法滿足所有學生的需求，對器件的制作和測試必須擇優進行。在實際的實踐教學中，只進行某種器件設計的小組為參照組，評估完成整個設計、仿真、制作、測試流程的小組對該器件掌握的改善情況。
4 進行校企合作的卓越工程人才聯合培養
射頻微電子學教學可在校企聯合培養機制下，建立必要的激勵政策，充分發揮企業的行業優勢，引導教學從注重學生“考試結果”向注重學生“學習過程”的轉變。這反映到本課程的教學內容上，要強調理論性與本課程的有機結合，突出案例分析和實踐研究；反映到教學過程中，要重視運用團隊學習、案例分析、實踐研究和模擬訓練等方法的運用。在考核時，對校外課外的實踐內容實行嚴格的考核，比如邀請校外射頻微電子工程技術人員與校內專業教師組成考核小組，考核學生在企業實習的具體表現。根據實際條件，增加工廠生產實習環節，使學生能在綜合運用所學知識的基礎上，加強對企業崗位操作規程及相關管理規程等的詳細了解。
5 結束語
本文在工程教育專業認證背景下并結合本校的本科卓越工程師教育培養和專業建設，基于筆者近兩年來在微波技術與天線、射頻微電子學課程授課過程中的總結，探討建立新形勢下能滿足工程教育認證標準要求的射頻微電子學課程教學體系，從而適應國際化、社會化、高素質、創新型人才的培養需求。需要指出的是，由于受到教學經驗和客觀實際的限制，筆者只是簡要地討論了在工程教育背景下本課程教學的轉變，在未來的教學過程中會進一步進行思考和總結。
參考文獻
[1]修開喜.中美工程教育專業認證體系的比較研究[D].遼寧：大連理工大學，2013.
[2]劉昭亞.本科院校工程教育專業認證制度研究[D].安徽：淮北師范大學，2014.
[3]林健.“卓越工程師教育培養計劃”質量要求與工程教育認證[J].高等工程教育研究，2013（6）：49-61.
關鍵詞 電阻測量 電路設計 器材選擇
高中電學實驗既需要有扎實的電學理論知識，又需要許多的實踐經驗。筆者以為，電學實驗的教學應分兩步進行：一是解決供電電路的設計和器材選擇問題；二是解決測量電路的設計和器材選擇問題。分別設計好供電和測量電路后，再組合起來就得到完整的實驗電路。
一、供電電路的設計思路與器材選擇
電學實驗必然涉及到如何進行供電的問題。在高中物理實驗中，采用的供電電路無外乎“限流接法”和“分壓接法”兩種，而適用于高內阻電源的“分流接法”供電在高中階段不作為要求。對于這不同接法的命名，只是為了區別，不要去追究“分壓不也改變了電流”等跟命名相關的問題。下面就如何認識這兩種接法的電路特點和選用依據進行深入分析。
1.“限流接法”供電的特點與選擇依據
限流接法的供電電路如圖1所示。當供電電路的輸出端a、b接上負載電阻Rx后，在不計電池內電阻情況下，就只是滑動變阻器R與負載電阻Rx的串聯分壓。負載電阻Rx兩端的電壓可調范圍為：
U0=E～E
顯然，這種供電電路加在負載電阻Rx兩端的電壓不能從零起調。因此，對某些需要電壓從零起調的實驗（如描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗）來說，就不能采用該電路供電。不過，由于限流接法的供電具有電路結構簡單、操作簡便、耗電量少等特點，在實驗中還是經常被采用。
那么，在什么情況下選用限流接法供電呢？或者說，采用限流接法供電時，滑動變阻器和負載電阻的阻值有何搭配的要求？
從上述的電壓可調范圍可知，只有滑動變阻器的全電阻R越大，調壓的范圍才越寬。
如果電源電壓恒為E=10V，負載Rx=5Ω，從表中數據可知，當選用阻值很大的滑動變阻器時，電壓也幾乎可以從零起調，是不是選擇滑動變阻器越大就越好呢？
事實上，如果真是選用1000Ω的滑動變阻器與5Ω的負載搭配，根本就談不上好不好的問題，而是根本無法進行實驗。因為，所需要的某一電壓值根本就調不出來。假設1000Ω的滑動變阻器調節范圍的總長度為10cm，也就是說，當滑過9cm，只剩1cm時（接入電阻值為100Ω），負載電壓只是從0.05V增大到0.48V；當滑過9.9cm，只剩1mm時（接入電阻值為10Ω），負載電壓才能達到3.33V；問題是只在1毫米的范圍內，怎么可能精確調出4V、5V、6V……呢？根本就做不到！
因此，滑動變阻器的電阻值選大一些，可以增大電壓的調節范圍，但絕非越大越好！
根據實踐經驗，以滑動變阻器的電阻值R=（2～5）Rx為最佳搭配。
2.“分壓接法”供電的特點與選擇依據
分壓接法的電路如圖2所示。當供電電路的輸出端a、b接上負載電阻Rx后，在不計電池內電阻情況下，就是滑動變阻器左端阻值R左與負載電阻Rx并聯后，再與滑動變阻器右端阻值R右串聯分壓。
顯然，當滑動片P位于最左端時，輸出電壓為零；滑動片P位于最右端時，輸出電壓為E。因此，在滑動片P由左滑向右的過程中，負載電阻Rx兩端的電壓可調范圍為：U0=0～E。
這種供電電路的突出特點，就是加在負載電阻Rx兩端的電壓可以從零起調。因此，對那些需要電壓從零起調的實驗（如描繪小燈泡的伏安特性曲線實驗），就只能采用該電路供電。
那么，是否因滑動片P由左滑向右的過程中，輸出電壓范圍總是U0=0～E，就可以隨便選擇滑動變阻器的電阻值呢？在選用分壓接法供電時，滑動變阻器和負載電阻也有搭配的要求嗎？
為了充分認識這些問題，掌握這里有關器材選用的判定方法，我們通過如下的假設展開分析。
仍假設電源電壓恒為E=10V，負載Rx=5Ω，當選用阻值R=1000Ω的滑動變阻器時，該供電電路會怎樣對負載供電呢？
為便于認識電路結構，我們把供電電路旋轉90度，該畫為如圖3所示的電路。
當滑動變阻器的滑片P滑至中央時，滑動變阻器的上端電阻R1和下端電阻R2相等。此時如果開關S1斷開，即在供電電路空載情況下，輸出電壓5.0V；倘若將開關S1閉合，把負載Rx接上后，只能從10V的電源電壓中分得約0.10V。也就是說，這個供電電路在負載斷開時，供電電壓為5.0V，在負載接上時供電電壓突然就下降為0.10V。這說明什么？只能說明這個供電電路的供電能力太差！這是我們設計供電電路所不希望出現的現象。另外，如果真是這樣把1000Ω的滑動變阻器與5Ω的負載搭配，也是無法進行實驗的。因此，從上述兩方面都否定了這樣的阻值搭配。
假如，把滑動變阻器的阻值與負載的阻值對調，即滑動變阻器的阻值為5.0Ω，而負載的阻值1000Ω，供電的情況又將如何呢？
同理得出，該供電電路的輸出電壓與負載無關，幾乎完全由滑動片P的位置決定。只要滑動片P的位置保持不動，其輸出的電壓即恒定不變。這樣的供電特點就如同電力公司給我們住宅區的供電，家里不會因為多用一個電器、多開一臺空調，電壓就從220V降低為100V，而是保持220V幾乎不變。這樣的供電特性，是一個供電系統能力強的直接表現。這也是我們設計供電電路所希望實現的。
當然，在分壓接法的供電電路中所用的滑動變阻器，也并非選阻值越小越好。從上述分析來看，滑動變阻器的阻值越小，其供電能力是越強，但又產生另一個問題，就是電路的工作效率問題：負載消耗的電能是有用功，而滑動變阻器消耗的電能是無用功。前面例舉的案例中，電源輸出的電流達到安培級（I干路=2.0A），但流過負載的電流只是毫安級（I負載==0.005A），換句話說，就是這樣的阻值搭配將造成電能過多的浪費，供電效率極低，其設計是不合理的。
綜上所述，在分壓接法的供電電路中，滑動變阻器的電阻值選小一些，可以增強供電能力，也便于精細調節電壓，但絕非越小越好。
根據實踐經驗，以滑動變阻器的電阻值R=（）Rx為最佳搭配。
3.供電電路設計的案例分析
在描繪標有“2.5V 0.3A”字樣小燈泡的伏安特性曲線實驗中，使用3V干電池和滑動變阻器進行供電。該實驗本就要求小燈泡兩端的電壓從零起調，所以也只能是選用分壓接法進行供電。只是在滑動變阻器的阻值選擇上，考慮到燈泡正常發光時的電阻為12.5Ω，因此最好是選用實驗室配備的5Ω或10Ω的滑動變阻器。
二、測量電路的設計思路與器材選擇
根據電阻的定義式R=可知，只要測出待測電阻兩端的電壓U和通過待測電阻R的電流I，就可以得到待測電阻R的阻值大小。
這里就出現一個問題，電流表串接在電路中有兩種接法：一種是將電流表串接在電壓表測量范圍之內；另一種是將電流表串接在電壓表測量范圍之外。人們將前者稱為“內接法”，后者稱為“外接法”。
那么究竟選擇哪一種接法測量誤差會更小呢？這就得深入分析兩種測量方法的特點。
1.“內接法”測量的特點與選擇依據
內接法的電路如圖4所示。從該電路可知，電流表的示數IA就是流過待測電阻的電流值Ix，也就是說電流的測量沒有引入系統誤差，電流的測量是準確的；而電壓表的示數UV并不是待測電阻兩端的電壓值Ux，也就是說電壓的測量引入了系統誤差，UV比Ux多出電流表的分壓UA。因此，由該電路測得的待測電阻的測量值Rx測=，比待測電阻的真實阻值Rx真=要大些，即測量結果偏大。
那么，應該在什么情況下才能選擇內接法進行測量呢？或者說滿足什么條件下采用這種測量方法其誤差才能忽略不計呢？
上述的分析可知，系統誤差來源是電流表的分壓UA。因此，只有當電阻兩端的電壓Ux遠大于電流表的分壓UA，亦即當Rx遠大于RA時才適合選用內接法進行測量。換一種說法就是“內接法適合測量大電阻”。
為便于記憶，內接法可歸納為三個字“內、大、大”――即“內”接法適合測量“大”電阻，測量結果比真實值“大”。
2.“外接法”測量的特點與選擇依據
外接法的電路如圖5所示。從該電路可知，電壓表的示數UV就是待測電阻兩端的電壓值Ux，也就是說電壓的測量沒有引入系統誤差，電壓的測量是準確的；而電流表的示數IA并不是流過待測電阻的電流值Ix，也就是說電流的測量引入了系統誤差，IA比Ix多出電壓表的分流IV。因此，由該電路測得的待測電阻的測量值Rx測=，比待測電阻的真實阻值Rx真=要小些，即測量結果偏小。
那么，外接法適用于什么情況呢？應滿足什么條件該測量方法引起的誤差才能忽略不計？
由于這種測量方法引入的系統誤差是電壓表的分流IV。因此，只有當流過待測電阻的電流值Ix遠大于電壓表的分流IV，亦即當Rx遠小于RV時才適合選用外接法進行測量。換一種說法就是“外接法適合測量小電阻”。
為便于記憶，外接法也可歸納為三個字“外、小、小”――即“外”接法適合測量“小”電阻，測量結果比真實值“小”。
細心的讀者已經發現，上述對待測電阻是“大”電阻還是“小”電阻的兩次比較，其比較的標準不同。當遇到一個待測電阻的阻值似乎比電流表的內電阻RA大許多，同時也比電壓表的內電阻RV小許多時，就會給準確的判斷帶來困難。為此，又給出以下可以進行準確判定的方法。
即令內接法和外接法產生的系統誤差相等，可以反推得到：Rx≈
也就是說，如果待測電阻的阻值Rx跟差不多大，那么采用上述兩種測量方法引起的系統誤差相等。有了這個關系就很容易作出判斷了：
只要滿足Rx>，待測電阻就算是“大”電阻，應該采用內接法進行測量；
如果滿足Rx
3.測量電路設計的案例分析
中學實驗室配備的學生用電壓表3V量程相應的內阻約3kΩ（即每伏量程的內阻約為1kΩ），學生用電流表0.6A量程相應的內阻約0.14Ω。
關鍵詞 電子科學與技術專業；實習基地；定向培養
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）02-0102-02
Exploration of School Enterprise Cooperation Mode of Electronic Science and Technology Specialty//Shi Jianxing， Xu Yanbin
Abstract Starting from the characteristics of Electronic Science and technology specialty， the training mode of school enterprise cooperation as a breakthrough point， to improve the students’ practical ability and training directly working talents as the goal， two aspects were summarized from the practice base construction and targeted training， explore the new road of school enterprise cooperation.
Key words electronic science and technology specialty； practice base； targeted training
2000年6月，國務院印發《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》（國發2000〔18號〕），明確提出軟件產業和集成電路產業是國家戰略性新興產業，是國民經濟和社會信息化的重要基礎[1]。大力發展我國集成電路產業和軟件產業，是克服我國集成電路人才短缺，抓緊培養集成電路專業人才方面的重大舉措。隨著集成電路產業的飛速發展，國家和企業對集成電路各類人才的需求越來越多，對人才的要求也越來越高，這些都對電子科學與技術專業的本科教學提出了新的挑戰。高等學校在人才培養的模式上必須進行有效的改革，校企合作體制的實施和更深層次的建設是高校人才培養模式改革的重要方面之一。通過校企合作體制的開展和教學質量的不斷提高，使畢業生在準備就業的時候不僅具有深厚的理論功底，而且能夠學習和掌握相關的設計軟件，具有相關工作經驗和解決實際問題的能力，了解行業背景和企業需求，為培養直接上崗型人才打下了良好的基礎。
1 學校目前存在的問題
電子科學與技術專業是為國家和社會培養集成電路產業人才的重要專業分類。河北大學電子科學與技術專業的學生主要學習集成電路工藝和集成電路設計兩大類課程，其中集成電路設計又包括電路設計和版圖設計。通過兩年的專業基礎課和專業課的講授，學生可以了解和掌握集成電路制造過程中的各種工藝加工工序（如硅片的清洗、氧化、光刻和擴散等）、集成電路中常用的設計方法（如全定制、半定制、CPLD和FPGA等）和集成電路基本單元的版圖結構（如電阻、電容、BJT管和MOS管等）。雖然在理論授課的基礎上也開設了相應的實驗課程，但是實驗軟件落后，以及與社會生產實際相脫節的狀態十分嚴重。這里以集成電路版圖實驗為例來加以說明。
在集成電路版圖實驗教學過程中，由于經費的限制，只能通過免費或者低級的版圖繪制軟件來完成實驗教學工作。由于使用軟件功能上的落后，沒有辦法讓學生更好地了解如何對版圖進行設計規則檢查和電學規則檢查，不能清楚地知道設計規程檢查文件，不明白版圖后仿真和電路圖與版圖的比較過程中需要注意哪些事項，不知道實際生產中相關元件的版圖繪制方法，只能簡單地繪制出某個元器件的版圖，造成學生只是學習到了版圖設計中的一點兒皮毛，相關知識匱乏，不能很好地滿足企業的需求。
2 校企合作方案探索
實習基地的建立 2003年7月，教育部下發《教育部、科技部關于批準有關高等學校建設國家集成電路人才培養基地的通知》，通知中要求高校要大力推進“國家集成電路人才培養基地”的教學改革[1]。為了培養應用型的集成電路設計人才，了解企業需求，河北大學跟北京芯愿景軟件有限公司保定分公司簽訂了校企合作協議。這既能讓學生接觸到先進的設計軟件，增長自身技能，又能為企業培養所需的人才。
在簽訂了校企合作協議之后，雙方又制定了詳細的實習基地實施方案，主要從以下幾個方面入手。
首先，暑期畢業實習。學校的畢業生需要在大三之后大四之前的暑期進入實習單位完成畢業實習的工作。實習基地建立之后，企業可以接納電子科學與技術專業的學生進入單位實習并對學生提供培訓。學生要嚴格按照企業的上下班制度等要求自己。在為期一個月的實習過程中，學生開闊了眼界，增長了見識，掌握了實際生產中相關元件的版圖實現方法，明白了集成電路產業中各個環節的作用和實現方法，為就業奠定了良好的基礎。
其次，雙向選擇，深入了解。在暑假畢業實習完成之后，企業對實習的學生進行了綜合評定，學生也對企業和集成電路產業有了進一步的認識。通過雙向選擇的方式，學生可以在大四下學期畢業設計階段進入實習基地進行更深層次的學習。畢業設計實行雙導師制，由學校的指導教師和企業的指導教師共同指導學生完成畢業設計和畢業論文，保障學生能夠順利畢業。這既能增加學生的工作經驗，又能為企業本身培養所需的人才。
最后，除本科生的實習以外，還對集成電路工程的碩士生制定了實習計劃，并聘請了北京芯愿景軟件有限公司的兩名高級工程師擔任學校的兼職碩士生導師，對集成電路工程專業的碩士生進行聯合培養。企業根據不同層次的學生提供不同的培訓方案，以滿足各自的需要。
定向培養方案 校企合作的目的不僅僅是為了提高學生的能力，為就業打好基礎，也是為了為合作企業培養合格的人才，實現雙贏。因此，在專業課程教學過程中，根據校企合作協議以及市場對人才培養的需要，高校應該適時地調整教學方案。結合學校的實際情況，在本科教學過程中，從專業課開始到專業選修課，都融入了實際生產中會用到的相關內容。
如在數字集成電路原理與設計以及模擬集成電路原理與設計兩個專業課的講授過程中，凡是涉及集成電路設計方法和版圖設計部分的內容時，都融入了芯愿景有限公司的相關書籍或資料作為補充內容，讓學生更加直觀地了解企業在進行集成電路設計時是如何進行綜合考慮的。在數字集成電路綜合實驗和集成電路CAD課程設計這兩門實驗課中，采用芯愿景公司的軟件和素材進行案例教學，讓學生直觀地感受到芯片制作過程中模塊安排、虛擬結構單元、數字單元、模擬單元、有源器件、無源器件以及布局布線的相關知識，加深對集成電路芯片設計的認識。在集成電路版圖設計和集成電路版圖設計實驗兩門課程的開始過程中，從企業聘請了經驗豐富的工程師進入課堂幫助任課教師進行理論教學和實驗教學。
以上一系列的培養方案，使學生對集成電路設計流程有了更清楚的認識，讓學生了解到了企業對畢業生的需求，為合作企業培養了所需的人才，使企業減少了招聘風險，降低了成本。
3 結束語
校企合作的實踐教學模式，帶給學生的不僅是對書本知識的深化和技能技巧的訓練，更是一次記憶深刻的體驗，是一次寫在記憶中的成長經歷[2]。校企合作協議簽訂半年多來，經過2009級電子科學與技術專業學生在畢業設計環節中的檢驗，學生深刻地感受到在理論知識與實際應用相結合的過程中自己還存在哪些方面的欠缺，校園里所學習的理論知識在實際工作中發揮了哪些作用。實習經歷雖然短暫，但是學生收獲頗豐，最終都找到了理想的工作。
筆者深信，隨著校企合作的進一步開展和合作的進一步深入，致力于把合作真真正正地落到實處，帶給學生的將是更加豐富的工作經驗和待遇優越的就業崗位，帶給企業的將是源源不斷的就業生力軍和企業品牌的進一步推廣。
參考文獻
【關鍵詞】下坡道電路；問題；中岔結合電路；處理策略
從電氣集中設計所出現的問題來看，設計過程中人們經常會遇到進站信號機外方超過6‰制動距離的6502下坡道，如果辦理正線通過進路的時候，簡單的按照常規電路進行設計，會導致正線的出站信號不能夠開放、亦或是進行了錯誤的辦理使得進路無法進行解鎖。在實際的設計當中，還會遇到中岔結合和下坡道同時出現的情況，這無疑加大了設計的難度，而這種電路也需要進行特殊處理，才能夠保證電路安全。
1、什么是下坡道電路
通常人們所說的下坡道是指進站信號機外面的制動距離內的進站方向稱為下坡道，在下坡道上面的平均換算坡度在6‰以上（或包括6‰），按照電路設計規則，通常處在下坡道的電路應該設計為延續進路[1]。
2、下坡道電路現存問題以及解決對策
從6502下坡道電路的應用來看，6‰下坡道的接車延續進路在實際運用和最初設計的標準圖之間還存在著一定的問題，主要表現在以下四個方面：（1）由于正線是有下坡道的，當在辦理通過進路的時候，只能開放進站的信號，出戰的信號是不能夠被開放的，原因是由于正線KXJ不能夠被吸起。經過商討之后，決定再增設一個TKXJ來用于開放信號，并且還可以用正線出站信號機XI-IFKJ的第五組接點，來溝通TKXJ電路。所以在XIIFKJ的帶動電路中可以將其的第五組接點向前移動，通過將TKYJ的接點接入到KXJ電路當中，就可以實現順利開放通過信號，從而解決只能開放進站信號不能開放出戰信號的弊端[2]，如圖1所示。（2）在延續進路的電路中，當由兩個出發的信號機來共用一個共同的XPSHJ的時候，也會存在一定問題。例如，區間兩個列車跟的比較緊的時候，前面的列車在進站的時候會壓進股道，隨后PJJ會被吸起來，XPSHJ便出現了時延，列車又就開放了通向其他股道的延續口的進路通道，這時后面的車就會壓入股道中去，后續的股道的PJJ如同之前一樣被吸起來，直到前面的車在進行3min的時延之后，兩條延續的進路會被同時解鎖，從而會對后面的列車造成威脅。為了解決這一個問題，在設計的時候應該注意多設計一些PSHJ，從而會使所有的延續進路保持暢通，互不影響，提高效率，保證安全[3]。（3）6502下坡道電路還存在著延時繼電器發生誤動的問題，例如，當進站信號機X開放并且進入IIG延續進路的時候，此時的XII信號還沒有開放，這個時候列車會壓入IIG，在壓入持續50s的時候，車站的工作人員會按下XIILA，使XII的信號開放，但是其開放后往往又會突然關閉，此時的原因是由于列車壓入了股道，而其中的SIIPJJ又被吸起來，XPSHJ出現時延，當這個時延持續到兩分五十秒的時候，XII信號又會被開放，使得SIIPJJ落下去，但是XPSHJ型號為JSBXC-850型，是一種電子緩吸時間繼電器，這個繼電器充電到兩分五十秒的時候，會自動斷開，這時候，它的內部就會進行充電，它的電容會放電，從而使雙基極二極管發生擊穿，繼電器會錯誤的被吸起來，致使出發信號被開放又被關閉。為了解決這一問題，應再增設一個復示的PSHJ繼電器，并將這個繼電器的時延設計成3s，用這個復示的繼電器來進行解鎖電路的工作，這樣也會避免錯誤，提高電路工作效率[4]。（4）在6502下坡道電路中出現的問題還包括：如果一條進路是向出站口方向延續的時候，延續進路的誤辦提示取消。這種延續進路的誤辦取消會造成QJ持續的處在被吸起來的狀態，而這種情況會導致出站信號的關閉，延續進路也不能夠取消等等一系列后果嚴重的問題。只有在接車的進路被解鎖了以后，才可以取消延續進路。基于這個問題，相關的專家對QJ電路進行了修改，并且豐富了延續進路的條件，這條件就是在自己閉合的電路當中再加進去SIIPZCJ吸起以及SIIPZCJ落下，如此，便可以解決在下坡道電路出現的誤辦取消的問題[8]。
3、6502下坡道和中岔結合電路設計處理策略
6502下坡道和中岔結合電路處理策略的研究可以以南昆線龍廣站作為案例，其主要的結構如圖2所示。當從南寧向昆明進行通過進路的辦理的時候，進站信號機S和出站信號機SII都會被開放，但是現在會因為延續電路本身的缺陷致使出站信號機SII不能被開放，而只有進站信號機S被開放，究其原因是由SIIKXJ不能被吸起所致，因此，要對電路進行改進，最直接最有效的方式就是增加設計一個信號開放按鈕，稱之為SIITAJF。借助SIITAJF的吸起點給之前不能被吸起的繼電器輸送KF電源[5]。如果辦理從S到IIG的通過進路，之前被關閉的進站和出戰信號都會被開放，在開放的同時也會建立通向出站口的延續進路，而在此時，由于故障會誤辦進路的信號取消工作，進站信號被關閉。SIIQJ會一直保持在吸起的狀態中，這樣會致使一段時間以內進路信號即SII都不能被重新開放，只有在接車進路的信號被解鎖以后，才可以將延續進路取消。為了處理這個問題，要在SIIQJ1-2線圈的自保電路中串聯接入一個后接點（XIIPZJ，存在于延續電路中）[7]。如果要辦理一個進路來實現由S接車進入4G延續發車口，在4G里面存在著11號中間出岔，因此，中間岔道必須和下坡道結合在一起綜合考慮。在這個過程中需要對中岔道路11線的第三組后接點以及第四組的前接點進行檢查，此時，因為中岔的定型電路第四組接點是KF類型的電源，所以要首先對KF電源進行拆除工作，把其中一端組合到側面05-1上，再將05-1接入到X4PZCJ的第四組接點05-11中，此刻通過X4PZCJ第四組的后接點和其前接點共同接入到S4信號中位于LXZ組合的S4KJ第四組接點端子當中去，此接點的標注為01-11，最后再將上行的股道4的接車進路一直延續到發車口的位置，從而使S進入LXJ，使得勵磁能夠吸起來，最終開放上行信號機[6]，其主要內容如圖3所示。
4、結語
中圖分類號：G642
0 引 言
微機接口技術是一門以硬件知識為主，軟硬件結合的課程，它的原理性、實踐性、綜合性都很強。課程內容涉及I/O端口地址譯碼技術、中斷系統、存儲器接口以及常用I/O接口硬件（并行接口、串行接口、定時器/計數器、數/模轉換和模/數轉換等）的功能、內部結構、外部信號、工作原理及編程應用。由于課程內容繁雜、概念抽象、知識點分散卻又緊密聯系和相互交叉，既需要從系統的角度理解各個部分的邏輯關系，又要理論聯系實際，因此，對于一貫“欺軟怕硬”的學生來說，該課程是一根難啃的骨頭。在傳統的“重理論、輕應用”的教學模式下，不少學生更是感覺該課程枯燥難懂，思路不清晰，實際應用能力差，工程化能力不足。因此，有必要將新的教學模式引入到微機接口技術的教學過程中。
1 基于“問題驅動、實例貫穿”的教學模式
近年來，國內外一些學者先后提出將“實例化”教學法、“問題驅動”教學法等應用于微機原理與接口技術課程教學中[1-4]。“實例化”教學法是指教師選擇實用而不復雜的產品作為實例，引出相關理論知識，引導學生理解、模仿，將零散知識點串聯起來，從而達到活學活用的教學目的。“問題驅動”教學法是教師以設計的問題為基礎，以學生為中心， 以引導為手段，采取互動協作和自主探索等方式開展學習、解決實際問題的教學方法。然而，在教學實踐中發現，單純使用“實例化”教學法從實際應用出發，能激發學生學習興趣，讓學生了解解決問題大概的方法，但由于理論基礎不足，學生對實例的具體理解與模仿比較困難；而單一運用“問題驅動”教學法時，雖然能夠使學生在解決一個個分解的問題過程中掌握理論知識，但是學生的綜合應用能力還是不足。因此，我們嘗試將“實例化”和“問題驅動”教學法相結合，采用“問題驅動、實例貫穿”的教學模式，以實例開發過程為框架，以問題驅動為線索，達到優勢互補，教學相長，提高教學質量的目的。
在“問題驅動、實例貫穿”教學模式下，教師要選取既典型又不復雜的案例，貫穿課堂教學的每一個環節，通過案例引入新知識，作為學習模板，融會貫通知識點；圍繞實例的開發過程作為框架，以“問題驅動”為線索，將大問題劃分為具體的、細化的小問題，引導學生按照提出問題―分析問題―解決問題的方法進行主動學習。
2 課堂教學改革
2.1 以實例開發過程為框架
“問題驅動、實例貫穿”教學法是以實例的開發過程作為框架，比如學習接口芯片應用，首先通過實例功能分析引入相關接口芯片的用途、性能等；接著按照芯片選用、接口電路設計、軟件設計3個開發步驟，分?e引入芯片的相關原理與應用。接口芯片應用學習框架如圖1所示。
實例的選取很關鍵，要既典型又不過于復雜，如果實例太復雜，教師難以展開教學，學生難以入門；如果實例太簡單，就起不到融會貫通知識點、提高學生綜合應用能力的效果。那些既可以簡化又能延伸的實例比較合適，比如在學習定時計數芯片8254時，使用一組燈光控制的實例，燈光可以設置為亮1秒鐘再暗1秒鐘，閃爍10次后熄滅，由此引出計數和定時的概念；然后講解簡化了的實例“實現亮1秒鐘再暗1秒鐘” 的開發過程，再進一步研究整個實例；最后擴展為“設置8個燈光不同的亮滅規則，比如流水燈”等綜合實例。這樣由一個實例把一類問題由淺入深地搞透。有些實例之間還可以聯系起來，比如，8255芯片學習中，使用8255的輸出功能和軟件延時的方法實現定時計數章節中的燈光閃爍的實例，引導學生比較不同方法的區別，進一步結合兩種方法，用第三種方法實現實例。
除了整塊章節知識點可以使用一個貫穿的、靈活的實例，也可以在一個小的知識點使用多個實例。比如，學習CPU與接換數據的方式，提出控制交通燈、打印文件、報警系統、批量傳送數據等4個實例，讓學生匹配合適的交換方式。通過實例開發過程的比較，引導學生從應用的角度對接口理論有清晰的感性認識。
2.2 以問題驅動為線索
“問題驅動”是指教學過程是在實例框架下，以問題為線索來展開。實例的開發過程實際上是解決問題的過程，問題要一步步解決，需把大問題劃分為小問題。教師在進行問題劃分時，既要注重課程知識點的涵蓋，也要注重問題之間的關聯性，使學生能循序漸進、環環相扣地消化吸收課程的基礎理論和方法。因此，老師事前要充分準備，適時提出問題，引導學生通過思考、模仿、討論等方式來理解和分析問題；最后老師根據課堂情況，進行反饋強化，針對性地進行講解，最終引導學生解決問題。
課堂上，常常通過問題引入知識點。比如：“打上課鈴后定時45分鐘，就打下課鈴，這是定時。數數上課時有幾個同學在低頭玩手機，這是計數。那么請同學們舉例說說計算機應用、工業控制領域有哪些定時和計數的應用呢？”“你們的主機或筆記本有并行接口嗎？通常什么外設是通過并口和計算機連接的？”，通過問題的討論，老師了解了學生對相關知識的認識程度，引導學生分類歸納整理。
當進一步理解概念時，通過問題來啟發同學們觀察、對比從而進行更深入的理解。比如，理解定時與計數的關系，“拍照時候我們數1、2、3，假設每1秒鐘數一下，數到幾秒就拍呢？”“請大家觀察并口示意圖、串口示意圖，找找串并口的區別在哪里？”
隨著課程內容的推進，圍繞預設的各種問題進行啟發、展開討論和總結。比如從“串口并口速度誰更快”延伸出“串久必并、并久必串”的演變過程，從“8254芯片使用哪幾種工作方式可以作為分頻器使用”引出8254芯片6種工作方式的歸納比較。
3 “問題驅動、實例貫穿”教學模式在課堂教學中的綜合應用
以模數轉換器章節為例，討論“問題驅動、實例貫穿”模式在課堂教學中的實施過程。
模數轉換器是模擬信號源與計算機系統之間的橋梁，無論在生活還是生產中都有廣泛的應用。在簡單介紹模數轉換器的多種實際應用后，選取一個和生活息息相關的實例“健康監控系統”作為貫穿課堂的實例：假設需要監控人體的體溫、血氧飽和度、血壓、脈搏、體表濕度、心率、心電圖、腦電圖等8個健康參數，要求設計硬件系統以及使用軟件實現實時監控，如圖2所示。
圍繞這個“健康監控系統”的功能，我們引入模數轉換的概念、主要參數指標。接著，圍繞實例的開發過程，以選用芯片、硬件電路設計、軟件編程的開發步驟為框架，將模數轉換器芯片ADC0809的內部結構、外部引腳、工作原理等基本知識點串聯起來。整個學習過程中，以問題驅動為線索，引導學生結合實例，從實際出發，考慮在每個開發步驟中，要解決哪些問題，將問題分解成容易解決的小問題，解決這些問題要用到什么知識，使用怎樣的方法去解決等。
實例開發第一步是選用芯片。設問，首先要考慮什么問題呢？引導學生理清輸入輸出是選擇芯片的重要依據。進一步考慮細節，實例當中需要監控8路模擬量，是否需要8個模數轉換芯片呢？為了提示引導學生思考，采用類比教學法：學生寢室有8個同學，是否需要8個衛生間呢？由此強調“復用”這一系統設計常用思想，引出ADC0809基本知識。ADC0809基本知識包括內部結構、外部引腳以及分解為7個步驟的工作原理等知識點，它們之間是緊密聯系的。于是，在一張幻燈片上，以內部結構圖為背景，結合引腳信號，順著ADC0809工作的7個步驟，進行動態演示，一步步有重點地講解，在此過程中，又不斷設問或引導學生。比如，怎樣讓ADC0809知道，用戶當前選擇的是IN3第3路模擬量而不是IN1、IN2的模?M量呢？我們選擇IN3第3路模擬量，地址就應該是多少？ADC0809已經明確要做什么了，但怎樣知道什么時候可以開始工作？尤其是講解幾個關鍵的控制信號，可以用比喻教學法。比如，CPU去鎖存器里面取數據，就像你去同學寢室拿東西，要先敲門一樣，CPU要給鎖存器一個打開鎖存的OE信號。在講解EOC信號時，設問“CPU是如何確認A/D轉換的完成”引出ADC0809輸出數據的3種傳送方式。這3個方法有什么區別呢？大家可以想象這樣一個場景，你去甜品店買冰激凌，一個冰激凌的制作時間是3分鐘，那么你打算采取什么方式去取冰激凌呢？這里再次用到類比教學法進一步促使學生討論，歸納出3種數據傳送方法的特點及適用場景。
實例開發第二步是設計硬件電路。這里以實例作為模板。首先強調，ADC0809作為接口在系統當中的地位，一邊接入多路模擬量，一邊連接到CPU。緊接著設問“不同的數據傳送方法對電路設計有什么影響嗎？”明確上述問題的基礎上，先以最簡單的延時等待法為例，沿著ADC0809的7個工作步驟，引導同學們理清信號之間的關系，討論相關信號應該如何連接，最終得到電路設計圖。這個步驟是開發中的難點，分析要清晰、細致。期間不斷設問、讓學生設問：如EOC信號用上了嗎？模擬通道地址選擇信號是來自于地址線還是數據線？啟動信號和讀寫信號是什么關系？搞清楚延時等待法的解決方法后，設問“采用其他數據傳送方法時，電路設計有哪些不同呢？”要求學生根據之前的原理等基礎知識，自己完成電路設計圖并進行比較。
實例開發第三步，在硬件電路設計基礎上進行軟件編程。秉著先易后難的原則，可以先簡化問題，把實例進行簡化、拆分。在掌握基本方法后再將實例延伸，引導學生進一步思考。因此，首先討論只輸入一路模擬量的情況。將實例簡化為“假設健康監控系統需要監測老人的血氧信息，已知ADC0809芯片的端口地址為84H，轉換時間為100μS，要從輸入通道IN3讀入血氧信息。采用延時等待法，請畫出硬件連接圖，并寫出相應程序”。這里要學生將之前學習的ADC0809工作原理進行應用，設問：根據工作原理，哪些信號需要進行控制？站在CPU的角度，哪些操作是輸入操作？哪些是輸出操作？請同學們依據工作步驟的先后關系，繪制程序流程圖，選擇相應的命令，分析軟件編程的過程。再修改例題，將延時等待法改為中斷法，程序該如何改寫呢？最后，再從簡化的例題回到原來的實例，如果要循環監控8路模擬信息，硬件電路需要改嗎？程序需要怎么修改？這些問題作為作業布置給同學們。
在整個課堂教學過程中，以“健康監控系統”實例開發過程為框架，以問題為索引，輔以類比法、比喻法等多樣的教學方法，抓住學生的注意力和主動性，極大地提升了教學效果和學生的學習能力。
關鍵詞 測控系統；項目式教學；實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2015）12-0145-03
Exploration and Practice of Teaching Reform in Design of Mea-surement & Control System//ZHANG Yan， WANG Heng， WANG Zhiling
Abstract According to the feature of the courses of the measure-ment and control， the teaching contents， teaching patterns and experimental modes of Measurement and Control Technology and Instrumentation Specialty are optimized. Teaching mode of projects is explored. Strengthen the practice teaching， pay attention to the thought and the capacity of innovation of the students culturing， and it gets manifest achievement.
Key words measurement &control system； teaching mode of pro-jects； practice teaching
1 引言
對于工科大學生，具備良好的工程素質，掌握一定的工程實踐能力，在課程教學中加強工程實踐環節訓練和創新設計能力的培養，有利于提高學生的工程設計能力和綜合素質。在這種前提下，對傳統的理論和實驗課程內容及教學方式進行優化改革勢在必行。
計算機測控系統是測控技術與儀器專業的一門必修技術課程，屬學科主干課。它有效結合了計算機技術、自動控制技術和通信技術等，具有多學科交叉、專業覆蓋面廣等特點。同時，這門課程具有很強的實踐性，廣泛應用于工業、農業、國防和科研等領域。計算機測控系統課程的理論和實踐教學改革，有利于促進學生思維能力和想象能力的發展，更好地發展學生的思維，培養學生的創新能力。
2 課程授課模式
計算機測控系統教學的最終目的不是為了驗證某測量控制原理的正確，也不僅僅是學會使用工具軟件，而是通過測量控制案例，培養學生分析和解決具體問題的能力，培養一種實事求是的科學態度和勇于創新的探索精神，實驗教學要將學生從依賴者轉變為獨立的操作者和學習者。
在教學過程中，首先要及時更新理論教學內容，既有經典理論，又要緊跟時展步伐，增加主流芯片的應用；其次，動手實踐也是提高工程設計能力的必要步驟。采用分階段教學的方法，在課程前期采用多媒體教學和課題研究模式，從實驗項目出發，引導學生查閱資料分析測控原理和設計方法；隨著知識的積累，在課程的后半階段指導學生嘗試設計測控系統方案。
功能模塊設計 借助實驗室的計算機和Proteus軟件強大的仿真功能，先將測控系統分成多個功能模塊進行理論性仿真測試，設計實現測控系統中常見的功能模塊，如信號調理模塊、數據采集模塊、模擬輸出通道和人機接口等，指導學生獨立設計電路、編寫程序，讓學生從實驗的觀察者轉變成實驗的主體，從而讓學生更加熟練地掌握測控系統的主要功能模塊設計過程。
項目綜合實訓 選取合適的綜合實訓項目，如“洗衣機控制器”和“家用電冰箱的控制系統”，指導學生進行硬件電路設計、軟件編程并聯合調試性能，體驗計算機測控系統設計的全部過程，使學生動手和動腦有機結合起來，加強學生的工程設計能力培養。
3 實踐內容
實踐教學是教學過程的重要環節，它不僅對學生鞏固理論知識、提高綜合運用所學知識的能力具有重要作用， 而且是培養學生實踐能力與創新意識的重要環節，是落實創新人才培養模式，實現創新人才培養目標的必要手段。
在實踐教學環節，首先借助Proteus平臺進行仿真設計，以微弱信號調理為例，主要的設計模塊包含以下幾個部分。
前置放大器 對于測控系統而言，被測對象的電信號特征提取是分析和處理的前提和關鍵。前置放大電路是信號調理系統中必不可少的環節，為了能在噪聲環境下將需要的微弱信號放大，對放大器的要求是：共模和差模輸入阻抗要很高；輸出阻抗需要很低；準確和穩定的增益；高共模抑制比。基于上述分析，放大器應選用低功耗、高精度AD620為前置放大器件。圖1是基于AD620設計的前置放大器，放大倍數約15倍。
濾波器 我國的工業用電采用50 Hz交流電，因此在信號采集中經常受到50 Hz的工頻干擾，消除或減少工頻干擾在調理電路中尤其重要。工頻陷波器在測控系統應用極為廣泛，圖2是雙T型50 Hz陷波器的電路圖。
濾波電路是信號波形電路類似的過濾處理電路，具體來說，它是讓某些頻率的信號不能傳遞從而獲得一定頻率范圍內的信號，對某些頻率的信號波形具有抑制功能。圖3是一個頻率范圍在0.3～45 Hz的帶通濾波電路。
二級放大器 前置放大部分由于噪聲信號的限制，放大倍數不能太大，而且前置放大器的放大倍數太高會使波形失真，所以在電路設計中常采用二級放大器的設計方法，目的是把信號放大到適合A/D轉換器能夠接收的范圍內，電路如圖4所示。
學生自行設計微弱信號的調理電路，從而鞏固了理論知識，加深了對相關芯片和器件的了解，對于硬件電路設計有了系統的認識。
4 測控系統展示
隨著教學內容的深入，指導學生根據設計目標制作實際測控系統。在實驗中，從元器件的選型到系統的構建，以及微弱信號調理電路的設計、數據采集的設置及調試、接口程序的編制等，全部由學生自己去思考、去發揮，而教師只起引導作用。這樣，學生在完成實驗后，不僅在系統設計、硬件和芯片選擇、軟件編程和系統構建等方面的能力獲得大大增強和提高外，自信心和成就感也得到極大加強。
圖5是一個由學生開發的全自動洗衣機的控制系統實物圖，可以模仿洗衣機包括浸泡、洗滌和脫水等一系列動作，真實再現了洗衣機控制系統的工作過程。
5 結束語
上述理論和實踐教學內容及方式，經過教學實踐，取得了良好的效果，學生的實踐動手能力和創新能力得到明顯提高，學生對于學習的興趣也大大增加，更積極地參與到各種電子設計競賽中，并取得優異成績。通過近幾年來的實踐，參加校內外課外科技創新活動和各類電子大賽的學生逐年增加，并且取得良好的成績。
參考文獻
[1]孫傳友，孫曉斌.測控系統原理與設計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.
[2]李林功.單片機原理與應用[M].北京：科學出版社，
2011.
[3]龐春穎.智能儀器設計與應用[M].北京：電子工業出版社，2012.
[4]宋愛國，吳涓，崔建偉.測控技術與儀器專業學生工程意識培養與創新教育的探索[J].中國大學教學，2012（1）：
41-43.
[5]楊俊，王光明，葉湘濱.測控技術與儀器專業創新人才培養探索與實踐[J].高等教育研究學報，2010（33）：14-16.
[6]曹建安，楊爽.測控技術與儀器專業教學改革思考[J].電氣電子教學學報，2011（4）：4-7.
[7]李湘閔，羅小燕，蔡改貧，等.測控技術與儀器專業創新人才培養模式的研究[J].江西理工大學學報，2006（27）：
一、仿真法在《模擬電子技術》教學中應用的必要性
《模擬電子技術》作為電子、電氣、通信等專業的重點課程，其中包括多種形式的放大電路、集成運算放大器、振蕩電路等難點內容，還涉及到二極管、三極管、電源、電容、電感等很多電子元件，過多分散的知識點給學生帶來了很大的記憶壓力，再加上電路原理枯燥難懂，傳統的教學方式讓學生的學習變得很被動，學生沒有實際的操作經驗，根本達不到理想的教學效果。
二、仿真法在《模擬電子技術》課程教學中的應用
（一）仿真法教學法的分類
一是實驗性仿真教學，理論講解加實驗課學，在理論知識講解之后，進行實驗操作，加深學生對內容的理解，同時提高學生的實際操作能力，加強了理論與實踐的結合教育；二是設計性仿真教學，對單元課程的教學任務完成之后，制定一個小型的設計任務，讓學生結合單元內容自主完成設計，加強對整個單元知識的融會貫通，并為以后的項目設計打下堅實的基礎；三是綜合性仿真教學，設計整體項目，并在實際中應用，鍛煉學生的綜合技能，讓理論與實踐相結合，鍛煉學生的項目創作能力與設計制作能力，達到教育的最終目標。
（二）仿真法應用在《模擬電子技術》課程教學中案例
1、電壓比較器的制作
電壓比較器是應用比較廣泛的常用集成電路，在實際的報警電路、自動控制電路中很常見，而且也可以用于A/D變換、過零檢測等常用電路中，也是《模擬電子技術》的一個重點教學內容，在教學過程中首先要講解一下電壓比較器在實際生活中應用，讓學生對此有一個比較直觀的了解，在教學過程中結合實際案例，對學生進行細致的內容講解。
圖1 為電壓比較器的電路原理圖，UR為參考電壓，加在運放的同相輸入端，Ui加在運放的反相輸入端，當UiUR時，運放輸出低電平，穩壓管正向導通。了解電路原理之后，對學生對電路進行高低壓測試，根據電壓由低到高的變化，觀察二極管的亮燈數量，根據二極管的明暗變化，觀察電壓的變化情況。
打開仿真開關，調節電位器就可看到發光二極管指示燈依次點亮。為了驗證當前輸入電壓與閾值電壓比較結果的正確性，在每一路都接上電壓表，進行仿真，我們就能觀測到隨著輸入電壓的降低，指示紅燈依次亮起，相當于對電壓過低的警報。這個實例邊講解邊搭建，留給學生分析、思考的時間，允許中間出錯，允許更改電路設計，在試錯、仿真、再改進、再仿真的過程中，逐漸得出最佳解決方案。對電壓比較器的理論知識與實際應用都有了全面的了解，而且提高了學生的動手能力，使《模擬電子技術》在教學過程中更實際化，讓學生更容易接受。
2、放大器靜態工作點的設置
在三極管放大電路中，靜態工作點是指在零信號輸入狀態下，電路處于直流工作狀態，電流與電壓的數值在BJT特性曲線上可以用一個確定的點表示，該點通常被稱為靜態工作點Q，如果Q點設置不合理，會導致輸出放大波形將嚴重失真。因此，在《模擬電子技術》教學過程中，首先要對三極管放大電路的工作原理進行詳細講解，利用仿真軟件，讓難懂的電路工作原理變得更加生動形象，學生可以利用仿真軟件，對偏置電阻的阻值進行調整，觀察在阻值變化狀態下，放大器的波形輸出情況，進而了解靜態工作點對電路的影響。
利用仿真系統對三極管放大信號的輸出波形進行分析比較，根據正常波形與失真波形的差異分析，在實際教學過程中，讓學生自己動手操作，觀察兩種波形狀態下靜態工作點的狀態，然后連接實際電路，接入輸入信號，根據示波器的波形變化，對電路進行調整，完成電路連接與調試。
