時間：2022-08-07 03:49:14
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篇數字電路分析論文，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。
論文關鍵詞：數字電路與邏輯設計,教學模式,教學方法,實踐教學
一、三本院校課程教學現狀
三本學生中多才多藝的較多，平時開展各種社團活動比較頻繁，學生自主創新思維活躍，但能夠有條不紊自主學習的學生可能只有一少部分，許多學生對學習沒有興趣，課余時間幾乎不學習。在教學過程中，剛開始學生還可以接受一些新知識，但隨著教學的深入，學習難度的增大，學生感到了困難，隨之學習的興趣也越來越低，主動學習便是一句空話，學生也就是為了應付考試，甚至不少學生都是考前突擊。這一特點在《數字電路與邏輯設計》課程的教學中也同樣存在。要提高本課程的教學質量，我們在定位教學目標，設置教學內容，采用教學手段和方法的時候都必須以這一實際情況為前提。
二、教學理念，教育目標
三本教學有別于一本和二本，教學注重于學生應用能力和綜合素質的培養，教學過程中突出培養學生應用知識，分析解決實際問題的能力，以學生為主體，以教師為主導，以教學為主線，樹立能力培養目標為重中之重的思想，實現人才培養模式多元化，努力培養“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”，適應國際競爭和社會需求的應用型人才。三本教育要加強通識教育，注重文理滲透理工結合，體現本科教育的基礎性和可發展性。努力探索人才培養新舉措，深入推進人才培養模式改革，實現多元化人才培養新格局，大力實施“育人為本，全面發展”的人才培養戰略，拓寬基礎學科的范圍和基礎教學的內涵。
三、教材選取
考慮到三本學生理論基礎較差，教材選取不應選擇理論研究或理論推導比較復雜的教
材，否則會讓學生還未涉及到重要的知識點就已經因為難度過大而喪失信心。教材選取要以應用為宗旨，強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，重點和難點采取闡述與比喻相結合，例題與習題相結合，實例與實驗相結合，針對數字電路課程實踐性強的特點，增加了與教材相應的實踐環節教學內容。
四、教學內容
在三本的《數字電路與邏輯設計》教學中，應該注重基礎教學，要求學生熟悉布爾代數的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡法；掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用；掌握常用的中小規模組合邏輯電路和集成電路功能和設計方法。具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等，使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片[11]。
對于三本學生而言，在電路設計中要求學生掌握基本的設計方法，但可以適當降低對電路設計的要求，增強電路分析方法的教學。學生可以分析較復雜的電路，并且能夠利用已有的電路進行修改，使電路滿足自己設計的需要。
五、教學手段與教學方法
（一）采用現代化教學
《數字電路與邏輯設計》課程的特點就是電路圖、邏輯圖特別多，如果采用板書形式教學，既浪費課堂時間也達不到好的教學效果。教學過程中采用多媒體教學，可以使一些抽象的、難以解決的概念變得形象，易于學生接受。對于集成電路的分析和設計，為了增強演示效果，除了在PPT中添加更多的動畫效果外，還可以采用Flash或Authorware軟件制作動畫效果，使電路的變化過程一目了然。
（二）結合實際教學
在授課過程中，針對三本學生可以結合生活中的應用舉例，如目前LCD顯示、數字溫度計、十字路通燈控制、數字頻率計、多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數/模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放、制造業中的數控機床等都應用了數電技術。通過這些實例的介紹，可以使學生真正了解數字電路課程的重要性，從而提高對數字電路學習的興趣和學習積極性。
（三）網絡教學
網絡教學可有兩種方式，一是上傳教師課堂教學過程的視頻到校園網；二是教師制作圖文并茂的課件，以及與該課程有緊密關系的資料一起上傳到網上。目前大部分三本學生宿舍都可以登錄校園網，學生可以在任何時間進行網絡教學。網絡教學的方式解決了學生傳統的看書自學枯燥無味的問題。
六、實踐教學
實踐教學一般分為基礎實驗和課程設計兩大部分。基礎實驗教學從屬于理論教學，實驗內容均為驗證性實驗。教師給出實驗步驟、電路圖，學生按部就班、驗證結果，通過基礎實驗，使得學生對于課堂所學基本概念和方法的理解和掌握更加透徹，同時培養學生科學實驗的精神和方法，訓練嚴格嚴謹的工作作風。基礎實驗是理論和實際相互聯系的一個重要教學環節，但是僅僅是這種以教師為主導的實驗模式，不能激發起學生學習興趣和積極性，學生仍然不善于綜合運用所學知識分析和解決問題。課程設計的目標就是為了加強基礎、拓寬知識面、增強學生的自主學習和工程實驗能力、發展個性、啟發創新、加強理論與實驗。學生根據實驗任務，自行設計電路和測試方案，增強學生自主學習能力，學生既動腦又動手，解決問題的能力大大提高[12]。
除此之外，還可以設置一些電子設計大賽，成立電子設計興趣小組，在教師的指導下開展設計性和專題研究性實驗，為希望進一步發展的學生提供良好的學習環境和創新研究場所，培養學生的團隊協作精神，發揮學生學習的自主性和創造性，極大地提高學生的學習興趣和動手能力。
七、結束語
隨著高等教育的普及，三本學生的數量和質量也在日益增高，同時隨著數字技術的廣泛
普及，數字化社會已經到來，大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點， 應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使三本的學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能，培養分析問題、解決問題的能力，是教師在教學過程中需要認真思考的問題。使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想，掌握現代電子技術的新技術和新器件，為走向實際工作崗位打下堅實的基礎。
參考文獻
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關鍵詞：教學改革；實踐環節；電子信息工程.
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
l 引言
集成電路的飛速發展使電子科學技術的面貌日新月異。電子產品在50年代以前是以電子管為核心器件，60-70年代逐步由晶體管代替，80-90年代則是以集成電路為主，并由全模擬電路轉為兼有模擬、數字信號電路且以數字信號電路為主的信號系統。計算機科學的興起及其廣泛應用深人到國民經濟的各個領域。計算機技術已成為實現現代化必不可少的手段，沒有哪個行業有電子工業這么快速的驚人變化。為適應科技高速發展的形勢，適應社會主義市場經濟的需要，必須轉變我們過去在計劃經濟休制下形成的教育思想，使教育真正面向社會主義市場經濟，面向世界，面向21世紀。
2 電子信息工程類大學本科生培養目標及必備的知識結構和基本素質
2.1 專業教育培養目標
面對當前這一新的形勢，新的教學改革大潮，世界上一些發達國家普遍認為大學生的工程教育不可能什么都學，也不可能學得太專，工程教育只能是基礎性教育，培養通用的適應能力強的人才。
國家教委結合我國實際情況，提出了高等教育要進一步拓寬專業面，加強基礎教育，加強計算機教學，加強實踐性環節教學的教學目標。我們認為電子信息工程類核心技術基礎課程的設置可以分為3大模塊，即：①電路理論、電磁場理論、信號與系統；②線性電子線路、非線性電子線路、數字邏輯電路；③計算機科學與工程。所涉及的內容是電工學、電子學技術中已經成熟的并帶有普遍意義的基本理論、基本分析方法和基本技能。它提供了電子信息工程類專業人員所必備的知識結構和基本素質，這些課程的內容是今后學習專業課的基本知識。
2.2.1 電路、電磁場與電磁波、信號與系統模塊
① 電路分析、信號與系統課程是電工類各專業的重要技術基礎課，它是核心技術的基礎與核心。電路分析基本內容是：電路與磁路、交流電路、動態電路的分析等。參考學時為90-100學時。
信號與系統基本內容是線性連續時間系統、線性離散時間系統分析、線性系統的狀態變量分析、隨機過程和信號處理等。參考學時為80-90學時。
② 電磁場與電磁波課程是核心技術課的組成部分，同時是一些新興邊緣學科的理論基礎，基本內容是：電磁場、電磁波、傳輸線和天線等。參考學時為80-100學時。
2.2.2 線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊
線性、非線性電子電路、數字邏輯電路課程是電子信息工程教育中重要基礎課，是一門應用性很強的技術學科。線性、非線性電子電路課程的主要內容是：半導體器件、放大器、信號波形變換、功率電路、頻率變換等。參考學時為150-160學時。
數字邏輯電路課程的基本內容是：邏輯門電路、數字電子學理論基礎、組合邏輯與時序邏輯電路、大規模集成電路、模一數接口電路等。參考學時為70-80學時。
2.2.3 計算機科學與工程模塊
由于計算機科學的蓬勃發展及其廣泛應用，計算機系列課程是電子信息工程技術教育中的核心課程。根據中國計算機學會“93大綱”的規定，它包括9個領域、3個進程、12個基本概念，按照循序漸進的原則，我們認為包含以下基本內容：計算機數據錄入技術、編程語言和基本算法、數據結構與程序設計方法、計算機原理與體系結構、操作系統與軟件工程、人工智能、計算機網絡等。
2.3 實踐環節的改革在培養學生能力中的作用
實踐環節的重要性不僅在于加強對理論的理解，而且在學生的工程能力訓練和科研能力的培養方面有特別重要意義。實踐環節包括實驗課、綜合專題實習和畢業設計等。
實驗是實踐的主要環節之一，實驗課是綜合理論和實驗技術應用的聯合體，它為學生掌握知識和發展能力的統一提供了最佳條件，是全面培養學生的實踐能力（如動手能力、思維創造能力、自學能力、分析問題和解決問題的能力等）的基本環節。對培養學生的基本技能、探索精神、堅強毅力和求實作風等方面都有積極作用。綜合專題實習的主要任務是培養學生的工程設計能力，建立正確的工程設計觀點和經濟觀點。
畢業設計是對學生專業知識和能力的綜合實踐和考查，是學生在校期間受到的工程師素養和科學方法訓練的最重要的環節，根據我們的經驗，這一環節應當加強而不是削弱。
3 改革實踐環節的方案
3.1 基礎實驗教學應突出能力培養使學生達到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各種常用電子儀器的使用及各種測試方法。
③ 能設計、組裝和調試常用電子電路, 檢查和排除常見故障。
④ 具有一定的工程設計能力, 建立正確的工程觀點和經濟觀點。
⑤ 能正確處理實驗數據, 進行誤差分析和撰寫科學實驗報告。
⑥ 能應用計算機進行工程設計和數據處理, 能利用計算機進行產品的輔助設計、分析等。
3.2 關于實驗教學課程體系的初步設想
3.2.1 體系結構框圖
根據原來按技術基礎課分別開設實驗課所存在的問題，為優化能力結構，設想將電路分析、信號與系統、電子線路、數字電路等課程的基礎實驗部分合并開設一門“基礎電工實驗”，內容安排由易到難，由簡單到綜合，覆蓋整個電子技術基礎學科的前兩個模塊。再開設一門課程設計性質的綜合實驗與綜合實習，突出培養工程設計能力。將計算機能力的訓練貫穿整個大學學習過程中，并與有關學科的教學環節相結合。考慮到計算機學科能為其它學科提供非常先進的工具，計算機學科的成果能為其它學科的發展創造前所未有的條件，因此在綜合實習階段和畢業設計階段要盡可能地運用計算機學科的成果。
3.2.2 關于各實驗模塊的說明
(1) 課程設計性質的電路綜合實驗
電路綜合實驗要求設計、安裝和調試一個電子電路或一個簡單裝置，檢查并排除實驗過程中出現的故障。設計題目有：多級放大器、OTL功放、直流穩壓電源、調制器、解調器、計數器、分頻器及數字鐘等。本實驗安排在3年級分段進行。參考學時為60-70學時。
(2) 綜合專題實習
綜合專題實習使學生得到工程設計中的方案論證、工程計算、安裝調試及撰寫論文等方面的基本訓練。綜合專題實習應是電子信息工程系統的一個分機，或一個較小的設備，在技術上已較成熟，在設計與調試方面有典型性與先進性。例如：電視機安裝與調試、音響系統安裝與調試、數字調諧器、各類報警系統、電子裁判系統、家用電器的電腦控制等。本實驗可安排在第7學期進行，可在校內進行，也可在工廠進行，可與生產實習、勤工儉學結合起來，實習期約為3-4周。
(3) 計算機能力訓練
計算機能力訓練包括計算機操作訓練、編程訓練、計算機輔助分析與設計、計算機接口實驗等。根據由淺入深的原則，全面貫徹中國計算機學會“93大綱”的要求，根據目前大多數高中畢業生的現狀，可在第一學期安排計算機操作訓練，然后是計算機編程訓練；在此基礎上可在數學、物理、電路與信號、電子線路等課程中應用計算機進行輔助分析和設計。另一方面，在電子電路、數字邏輯電路課程的基礎上可以進行計算機接口實驗，從而為利用計算機開發產品,進行綜合專題實習作好準備。
圍繞計算機學科的發展而進行的綜合專題實習應在計算機應用的典型系統選題，如數據庫管理系統、多路自動監測系統、綜合業務數字網（ISDN）通信系統、人工智能系統等。上機時數為150-200小時。
4 結束語
本文在東南大學教改的基礎上，根據學校的實際情況提出了實踐環節教改的實施方案它將國內外教改指導思想的先進性與國內的實際情況的可行性結合起來，可以為絕大多數院校所接受。寫作本文目的也在于拋磚引玉，以求加快教改的步伐。
參考文獻
【關鍵詞】高頻 虛擬仿真 教學改革
【基金項目】該篇論文是基于徐州工業職業技術學院院級課題《高頻電子技術課程項目化教學改革研究與探索》課題編號：XGY201015。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0043-02
1.引言
高頻電子技術課程是電子信息類與通信類專業的一門重要的專業基礎核心課程，在整個學科體系中具有承上啟下的重要作用，在專業基礎知識體系中有著不可替代的重要地位。該課程的特點是專業性、綜合性強，涵蓋了高等數學、信號與系統、電路分析、數字電子與模擬電子等知識的應用，對學生基礎知識結構要求高。通過本課程的學習，學生不僅可掌握高頻電子線路的基本理論、基本概念和基本分析方法，而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。但在課程實際教學過程中，學生普遍反應該課程抽象、難懂，難以掌握，存在排斥情緒。此外該課程實驗復雜，且由于高頻電路的特點，在實驗過程中，輸出波形與數據易受干擾致使波形失真，實驗數據與理論數據出入較大，實驗教學效果也不理想。基于上述情況，為提高教學效果，在高頻電子技術課程的教學過程中可積極引入虛擬仿真技術。通過仿真，可以讓抽象的理論通過仿真得到驗證，學生易于接受。同時利用仿真軟件還可以進行一些實際操作受外界干擾大的且不容易調試的實驗，如混頻，調幅與解調等等，既解決了實際高頻實驗中存在的實驗復雜，實驗效果不理想等問題，同時也節省了實驗耗材的經費投入。
2.軟件介紹
目前電路仿真軟件有很多，每種仿真軟件都帶有了出版公司自己的特點。根據軟件的應用領域和模型以及推廣程度，電路仿真軟件大致有以下幾種：
（1）PSPICE[1]： SPICE是由美國加州大學伯克利（Berkeley）分校電工和計算機科學系分校開發，1972年首次推出。PSPICE是由SPICE發展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。目前微機上廣泛使用的PSPICE是由美國Microsim公司開發，并于1984年首次推出。能進行模擬電路分析、數字電路分析和模擬數字混合電路分析，該軟件現已成為微機級電路模擬標準軟件。
（2）Multisim[2]：該仿真軟件的前身是EWB（Electronics Workb
？鄄ench）， 是加拿大IIT公司在20世紀80年代后期推出的用于電子電路設計與仿真的EDA軟件，一經推出就受到各界好評，尤其在教育領域取得了巨大成功。與其他電子電路設汁軟件相比具有界面直觀、操作方便等優點。創建電路、選用元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上元件庫和儀器庫中直接選取。電子電路的分析、設計與仿真工作都可通過點擊鼠標實現，不僅為電子電路設計者帶來了無盡的樂趣，而且大大提高了電路設計工作的質量和效率。
（3）Saber：和PSpice和multisim類似的軟件，可以用于系統仿真和電源仿真，在電源仿真方面很有優勢，比如大電流，該軟件主要用于理論仿真和驗證。
（4）ADS：安捷倫公司的頂級理論驗證軟件，主要用于高頻仿真，功能強大，可以用于pcb的驗證設計，IC驗證設計，系統驗證設計（CDMA，DVBT等），是理論仿真的頂級軟件，但是讓學生在短時間內熟練應用很不容易。
以上介紹的軟件都可以應用在高頻電路仿真中，但是通過比較，Multisim軟件更適合在教學過程中使用，該軟件支持直觀的示波器圖形，帶有3D元件庫，器件參數修改簡單，最重要的是該軟件的使用易于掌握，所以在高頻課程教學改革實踐中采用了multisim軟件作為仿真軟件。
3.基于虛擬仿真技術的高頻電子技術課程教學改革思路
近年來，隨著我國高等職業教育改革的不斷深入，以“能力本位”為出發點，進行項目化教學改革，是目前高職教學改革的方向之一。高頻電子技術課程要進行項目化教學改革必須根據課程特點，找到能夠提高學生學習興趣且與實際生活相關的教學項目，并把課程中所有必需的知識按照知識結構分解到教學項目中去，因此我們把該課程的學習內容按照知識結構分解為兩大項目的學習，每個項目學習中又含有若干個教學任務，學生在不斷完成任務的過程中掌握知識并增長實踐技能，最終完成項目，所以該課程實行理實一體化教學[3]。
課程項目的選取根據高頻課程的特點，采用了兩個生活中常見的并能典型代表高頻知識結構的兩個電子產品收音機和無線話筒來承載本課程的所有知識點。為了涵蓋所有的知識點并滿足課時要求，所以教學項目中兩個電子產品所采用的調制方式與作用也不一樣。AM收音機主要涵蓋信號的接收與AM調制的所有知識。無線調頻話筒主要涵蓋信號的發射與FM/PM調制的所有知識。
4.虛擬仿真技術在高頻課程教學改革中的應用
課程主要采用以實際項目為載體的任務驅動型教學方法，把原本相對獨立的一些課程內容，設計成兩個大的項目，按照知識相關性把學生的理論知識學習與技能訓練在這兩個項目中進行細化，分解成獨立任務。每個任務的完成步驟如下：
所以該課程必須要在理實一體化教室完成。任何一子項目或任務的完成都必須先經過虛擬仿真驗證才能進行實物的裝配與調試。
下面以調幅電路與檢波電路為例，這兩種實際電路原理較復雜，而且電路中器件參數變化都會對電路波形輸出有影響，該電路在理論分析時較抽象，學生接受起來比較困難，教學效果較差。引入仿真后，可在講解調幅與檢波電路時，根據理論知識，進行電路的仿真驗證。如圖1所示，分析調幅電路的工作原理，并用仿真軟件仿真出輸出波形，如圖2所示，這樣結果直觀，避免了只有單純的公式推導結果，學生理解與接受起來也比較容易，同時也提高了學生的學習興趣[4]。
在圖1中，改變直流電壓U1參數為6V和0V，就可以觀察到過調幅現象如圖3所示和雙邊帶調幅現象如圖4所示，可讓學生根據理論知識分析其產生的原因，進一步提高學生學習理論知識的興趣。
根據檢波電路的工作原理，可在multisim軟件中搭建二極管包絡檢波電路，在軟件中可以很方便的找到調幅信號源，同時還可根據電路的需要，改變調幅系數，觀察調幅系數對檢波電路的影響。在二極管包絡檢波中，根據理論與公式推導得到的二極管包絡檢波的特有失真現象：惰性失真與負峰切割失真都可以通過改變相應器件的參數，很直觀地在仿真電路中模擬，增強了學生對理論知識的理解。同時，利用multisim軟件很簡單的就可以驗證同步檢波電路的波形輸出，解決了實際電路實驗中，同步信號難以與被解調信號同頻同相的難題，使復雜的理論與實驗簡單化，方便了教學，深化了學生的理解。
5.總結
multisim軟件在高頻教學中的使用，對于老師和學生來說，為我們提供了一個很好的實用工具，使我們能夠在高頻電子技術課程的教學過程中隨時通過仿真進行實驗，演示電路的工作狀態與輸出波形，教師可在多媒體教師中深入淺出地分析各種電路的特性，以及參數變化帶給電路的影響，用最直觀的輸出波形進行講解，更有說服力。學生結合學習內容在課外進行接近實際電路的裝配、調試、分析，有利于加深對理論知識的理解。總之，通過基于虛擬仿真技術的高頻電子課程改革實踐，大大提高了學生的學習興趣與學習效果，虛擬仿真軟件的應用值得大力推廣[5]。
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EDA(實驗)中心的建設起始于1998年初,學校先后投入資金近百萬元,第一期工程建立起配備有40臺Pentium166MMX微機的多媒體實驗室和硬件實驗室各一個;1999年進行了第二期工程,又建起了一個包含40臺PentiumⅡ400微機和兩臺專用服務器的網絡實驗室和一個管理辦公室。并進行了軟件建設和有關實驗項目的開發。到目前為止已建立起的軟硬件環境如表1。
在EDA中心的建設中,我們遵循以下原則:
(1)創建一流具有EDA特色的實驗環境。EDA的實驗環境的好壞在某種程度上直接影響電類學生對現代化技術的掌握,同時EDA的實驗環境也是一個窗口,代表了一個學校現代化教學的形象。EDA中心的建設不應等同于一般的計算中心或機房的建設,應該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導開發力量。為了建設好一流的EDA實驗環境,我們成立了專家指導小組指導環境的建設,并多次派人到EDA教學較好的學校去參觀學習。為了體現時代的特點,我們將中心80臺機器內部互連,整個內部網絡完全按照Internet技術規范設計,能提供全套Internet服務。中心內部網絡還通過Linux網關與校園網相連。服務器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統。
(2)嚴把質量關,高質量完成建設。EDA所有軟硬件設備的引進都經過認真市場調查研究,并嚴格的檢測,對不合格的產品堅決清除。如曾進一批微機,檢測后發現配置與樣機不符,立刻退貨,重新購置。軟件的建設對EDA來說是體現特色的關鍵性建設,盡管EDA軟件投資較大,為保證實驗質量,劃出專項資金,引進許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強外聯,尋求多方支持。EDA教學的開展需要許多方面的技術支持,為了做好這方面的工作,我們加強了校際之間的技術交流以及與EDA軟硬件開發商家的聯系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學贈送給我們不少非常有用的EDA軟件和設備,美國Altera公司通過其大學項目贈送給我們專業版和網絡版的Max+PlasⅡ軟件開發工具等。
(4)鼓勵師生開發EDA教學項目。我校EDA教學項目的開發進行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強了這方面工作的開展,目前已自行開發并用于教學有ISP和FPGA等實驗裝置,全定制的A-SIC實驗環境也正在緊鑼密鼓地準備中。
(5)勤儉節約,變廢為寶。EDA的某些硬件實驗對微機要求并不高并且有可能對微機產生傷害,為此我們從校計算中心等地方找來約20臺淘汰了的386和486微機,建成了硬件機房,很好地解決了這類問題并節約了不少資金。
2EDA實驗環境的管理
我校的EDA實驗環境主要面向電子工程系和自動控制系學生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協調管理,兩系分別任命了兼職正副主任負責中心的建設和日常管理。
在EDA(實驗)中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學服務。EDA(實驗)中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學實驗提供方便。為了做好服務工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網絡授課,我們引進了Lanstar網絡教學系統軟件。有教師需要提供語音教學服務,我們購買了無線話筒。有一些國外引進的EDA軟件需要用英文操作系統,中心工作人員經過多次試驗,使中英文操作系統能夠方便地切換。中心的Internet網及打印機等設備也均向師生開發。
(2)開放式的實驗環境。中心除正常設備維護日外,保持全日制開放。開放時除了安排一般值班人員外,還經常安排對EDA技術熟悉的教師或研究生進行現場指導,學生可以自由地上機實習。
(3)不斷推廣EDA新技術。EDA技術的發展速度非常快,我們利用中心與外界聯系較多的優勢,不斷向師生推薦EDA新技術和新方法。如我們曾請經銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點和使用方法,與東南大學EDA實驗中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來,已為電類專業的學生開設了“電路”、“電子線路”、“數字電路”、“信號與系統”等十多門課程的上百個實驗,部分實驗還延伸到非電類專業的“電工學”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進行畢業設計和課題上機。總上機時數已達4萬機時。
(2)EDA中心的構建,推動了我校多門類課程的教學內容、教學方法的改革。就數字電子課程而言,迫切需要充實現代化的設計思想和設計方法,EDA中心的服務為此創造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時間與學生一起共同體驗前人創造知識的途徑與方法,而把一些繁瑣的計算交給EDA工具,學生通過EDA工具的使用去實踐他們在課堂上學到的方法和思路。對電路分析、模擬電子線路、數字系統設計等課也起到了同樣的作用。
(3)開放式的管理,方便了學生,激發了學生的學習熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發現,原擬定通過Lanstar授課系統對學生講授EWB的使用方法,結果在現場卻發現,不少學生已初步學會了EWB的使用,其原因是他們已主動地到EDA中心,通過自學,進入了EDA環境。這是一個學生主動學習的例子。通過這樣的學習客觀上提高了學生的自學能力,反映了他們高度的學習熱情和求知欲,這也為他們將來自行掌握更現代化、更復雜的EDA工具打下了基礎。
(4)EDA中心成為學生第二課堂的場地,培養學生從事科學研究的能力。如數字系統設計的老師利用EDA中心進行電子設計競賽,取得很好的效果,受到了學生的歡迎。
參考文獻:
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[2]趙云娣等.電子技術教學基地的實驗室建設[J].高等工程教育研究,1999增刊(77)
【關鍵詞】單片機；計數器；敏感性能；采集系統；二級控制系統；
【中圖分類號】TP339【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0356-02
1.單片機的介紹
單片機是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個不是很復雜的功能要是用美國50年代開發的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現高智能，高效率。
由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統治地位的軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。一個可視化高級語言編寫的小程序里面即使只有一個按鈕，也會達到幾十K的尺寸！對于家用PC的硬盤來講沒什么，可是對于單片機來講是不能接受的。 單片機在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統和應用軟件拿到家用PC上來運行，家用PC的也是承受不了的。
目前最常用的單片機為MCS-51，是由美國INTEL公司（生產CPU的英特爾）生產的，89C51是這幾年在我國非常流行的單片機，它是由美國ATMEL公司開發生產的，其內核兼容MCS-51單片機。
單片機的應用領域：單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：.在智能儀器儀表上的應用，單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。采用單片機控制使得儀器儀表數字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數字電路更加強大。例如精密的測量設備。
在家用電器中的應用，可以這樣說，現在的家用電器基本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調機、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備，五花八門，無所不在。在計算機網絡和通信領域中的應用，現代的單片機普遍具備通信接口，可以很方便地與計算機進行數據通信，為在計算機網絡和通信設備間的應用提供了極好的物質條件，現在的通信設備基本上都實現了單片機智能控制，從手機，電話機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動電話，集群移動通信，無線電對講機等。
2.計數器總體思路與結構框圖
系統上電復位，計數器自動復位清零。當無物體遮擋時計數器不被觸發計數，使之保持原態，計數器顯示數值不會變化。當有物體遮擋時使計數器可靠觸發，計數器被觸發翻轉計數。當物體下次到來時，計數器將自動加一，直到加至計數值為999。繼續加一，使計數器進入下次從099的循環計數。通過以上分析，數字式光電計數器電路主要由直流穩壓電源、光電變換電路（信號采樣電路）、信號觸發電路和兩位數電子計數器電路及譯碼顯示電路等組成。
電路分析。電路中對于第一比較器IC2B，當紅外傳感器輸出的脈沖信號電壓小于參考電壓時，輸出端輸出高電平；當輸入電壓大于參考電壓時，輸出低電平。對于IC2A，當IC2B輸出高電平時，它輸出低電平。這時，光耦合器中的發光二極管、光敏三極管導通，使VT導通輸出低電平，這是紅外傳感器在無物體遮擋時脈沖輸出端的輸出狀態。當IC2B輸出低電平時，IC2A輸出高電平，光耦合器中的發光二極管截止，光電管及VT截止，輸出高電平，這是紅外傳感器被遮擋后脈沖輸出端的輸出狀態。這樣，每當傳感器被遮擋一次，脈沖形成電路便輸出一個計數脈沖。從而觸發譯碼器在數碼管上顯示計數值。一只計數器上加上兩個譯碼器和兩個數碼管組成一個兩位的電子計數器。它的計數范圍為0～999，采用同樣的計數器和譯碼器進行級聯便可組成多位計數器。電路中，C4與R12組成開機復位電路，接通電源后由RC電路產生一個復位脈沖加至計數器的復位端R，計數器自動清零。本電路采用脈沖下降沿觸發方式，計數脈沖由EN端輸入，這時應將CP端接地。
電路的優缺點及改進方法：一是電路的優點，易于實現自動化控制、計數精確、直觀性比較好、具有一定的抗干擾能力且比較容易實現級聯，以達到擴大計數范圍的作用，同時電路具有很強的實用性。二是電路的不足，由紅外發射管IRED和接收管VTP組成的信號采樣電路靈敏度稍差，以及電路焊接工藝和線路排布個人覺得并不十分完美。三是電路改進措施，在調試之前我把發光管與接收管正對，同時為避免自然光線干擾引起誤計數，我在接收管上套一段黑色圓管作遮光筒，將兩管之間調整好距離，以有效實現物體運動。在電路板焊接工藝這一塊，有待于在今后的技能實習中進一步加強和訓練。四是電路調試過程中兩種出現的情況 ①電壓比較器LM393的第一級比較器的參考電壓端（五號端）的上電電壓很高，接近于電源電壓，使輸入端（六號端）與之比較時沒有反應，LM393不能正常工作，從而不能產生脈沖信號。②某些時候數碼顯示器計數不準確，產生這種現象的原因是由于脈沖發生電路所產生的脈沖信號頻率不正常。
解決方法：一是電壓比較器LM393集成塊的四號端和八號端對調，使四腳接地，八腳接正極，這樣就將參考電壓端（五號端）的電壓拉低，使之為VDD/2，即4.5V，使電路正常工作。二是既然脈沖信號頻率不正常，那么我就查脈沖發生電路，由發射接收管到電壓比較器再到光耦合器再到三極管最后到充放電電容。最終確定充放電電容不匹配，由容量為10的4次方皮法改為了10的2次方皮法，電路能準確計數，正常工作。
電源電路。220V交流市電經變壓器T降壓，橋式整流器D1整流，電解電容C7濾波，三端穩壓器78L05穩壓，最后得到整機要求的+5V穩定直流電源。單片機系統。U1為AT89S52單片機。C1，R0，R1和復位按鈕RESET組成手動電平復位和上電自動復位電路；C2，C3以及晶振JT1組成時鐘電路；C4，C5為+5V電源濾波電容。U2為CMOS6反相器CC4069，起驅動作用。VD1～VD6為紅外發射管，其負極端接與P1口，P1口設置為輸出狀態，當P1口為“0”時，VD1～VD6發紅外光。VD7～VD12為紅外接收管，當接收到紅外光時導通，+5V電源通過VD7～VD12加到反相器CC4069的輸入端，經反相為低電平，這時P3.0～P3.5為低電平。
參考文獻
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關鍵詞：實驗教學體系；教學改革；創新教育
中圖分類號：G424 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 22-0042-03
我校在計算機實驗教學改革過程中，參照國際通用的工程與技術評估條列(Accreditation Board for Engineering and Technology，ABET)列出的工科大學生必須具備的11項能力要求，把國際國內一流大學(如斯坦福、卡耐基?梅隆、伯克利以及清華大學等)的教學理念和成功經驗融合到實驗教學體系之中，形成了有鮮明特色的多層次、立體化的創新人才培養體系。
1實驗教學存在的問題[1][2]
1) 實驗課依附理論課
這種實驗課的實驗大多為基礎型和簡單應用型實驗，為了驗證理論教學的內容而設置，內容相對單一且更新慢，學生僅僅為學分而學習，缺乏積極主動參與。
2) 實驗專業課程設置時間滯后
課程設置一般采用“階梯式”結構，即基礎課技術基礎課專業課專業方向課，致使學生學習專業課時間滯后。例如要學好計算機軟件，一種典型的課程設置觀點認為必須按微積分物理學電路理論模擬電路數字電路計算機硬件的順序設置課程。這樣幾乎所有的計算機軟件課程只能安排在三年級以后學習，使高年級階段很難有足夠的時間對學生實施工程項目式的創新教學活動。
3) 缺乏科研與工程實踐訓練
學生一般到最后一學期才有論文導師，本科學生直接參與科研項目的機會較少，難有足夠的時間對學生實施科研與工程實踐訓練，很難使學生形成良好的知識結構，更談不上激發學生的積極思維和創造力。
4) 層次性與體系性不足
實驗課程的設置缺乏層次性和體系性。實驗內容完全一致、難度上沒有層次的實驗課對學習能力強的學生沒有激勵，潛能得不到挖掘，對較慢或散漫的學生沒有鞭策，他們的動手能力難得到提高。另外，實驗課程的設置缺乏體系，對學生綜合能力的提高缺乏系統訓練。
2實驗教學體系建設[3][4][5][6]
針對以上問題，我們認為實驗課程應以創新意識培養為先導、以學生能力培養為主線；以加強學生工程訓練能力和設計能力培養為核心，以多層次、結構化和開放式的實驗教學體系代替傳統的平面化、教條化的實驗教學體系。形成了“實驗與理論結合、軟硬件并重、課內外齊抓、涵蓋基礎型、應用型、綜合型、設計型、創新型”的實驗內容。規劃設計了一個涵蓋計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、數字媒體和大型機五個方向并滿足基礎性、探索性和研究性實驗需求的實驗體系，實現了學生四年本科實驗不斷線的培養模式。在實驗內容中，融入了計算機學科前沿技術以及教師的教學和科研的最新成果，注重與科研、工程、社會應用實踐密切聯系。實驗體系結構分為基礎教育實驗、學科基礎實驗和專業技能實驗三個層次。
(1) 基礎教育實驗平臺
面向低年級本科生，以本學科應掌握的物理和數學的公共基礎知識、基本原理的理解、驗證和基本實驗技能的訓練為主要實驗內容，旨在培養學生的科學思維和創新意識，使學生掌握實驗研究的基本方法，提高學生的分析能力和創新能力。基礎教育實驗主要包括物理實驗、數學實驗和數學建模。
(2) 學科基礎實驗平臺
面向高年級本科生，由本學科各個專業方向共性的、具有明顯學科特點的專業實驗內容構成，基本反映了本學科一個合格的本科畢業生應具備的專業基礎性實踐能力和理論知識需求。學科基礎實驗主要包括電子基礎實驗(涵蓋電路分析基礎實驗、模擬電路基礎實驗、數字邏輯實驗、微機原理與接口實驗以及現代電子技術綜合實驗等)、離散數學實驗、程序設計基礎實驗、數據結構實驗、計算機操作系統實驗、計算機組成原理實驗、數據庫原理實驗、編譯原理實驗、計算機網絡基礎實驗、軟件工程實驗等。
(3) 專業技能實驗平臺
面向高年級本科生，具有明顯的專業方向特征，滿足本學科專業課程教學的實驗需要，同時重點培養本學科高年級本科生的專業實踐能力、綜合能力和研究創新能力。包括五個研究方向：計算機科學與技術、軟件工程、信息安全、數字媒體和大型機。
計算機科學與技術實驗平臺：主要包括計算機系統結構實驗、形式語言與自動機實驗、軟件開發環境實驗、嵌入式系統開發及應用實驗和單片機及應用等實驗。
軟件工程實驗平臺：主要包括UML統一建模實驗、軟件測試技術實驗、軟件過程模型實驗、軟件體系架構實驗和現代軟件技術綜合設計等實驗。
信息安全實驗平臺：主要包括計算機系統與網絡安全實驗、網絡與系統攻擊實驗、網絡與系統防御實驗、網絡安全協議實驗和PKI技術等實驗。
數字媒體實驗平臺：主要包括計算機圖形學實驗、計算機動畫實驗、三維渲染技術實驗、多媒體技術實驗和數字媒體綜合設計等實驗。
大型機實驗平臺：主要包括大型機操作系統概論實驗、大型機體系結構實驗、COBOL程序設計實驗、交易中間件技術實驗和大型機系統綜合設計等實驗。
實驗教學分級分層、循序漸進，從基礎到綜合，再到設計與創新，要求學生完成一定的選修學分和創新學分。其中，基礎型實驗主要為應知應會等原理性實驗；應用型實驗主要介紹現代主流操作系統和流行的應用軟件，訓練學生在主流軟件平臺下的動手能力。同時，配合IBM公司大型主機操作系統認證培訓和考試，鼓勵學生參加專業認證培訓，并取得專業認證證書；綜合型實驗要求學生結合一門課程的多個知識點，甚至綜合多門相關課程，完成一個較為復雜的實驗任務，綜合型實驗是難度較大的實踐環節，通過案例復現和模塊替換實驗等，掌握技術實現和模塊設計的方法與技巧；設計型實驗與實際工程應用相結合，或者完成科研項目的某個模塊，這類實驗由指導教師給定設計目標和設計思路，由學生獨立完成；創新型則完全為開放式教學方式，由學生獨立或者與指導教師共同擬定設計題目和設計目標，并獨立完成。創新型實驗還包括由學生自由組隊參加國際國內各級計算機硬件和軟件大賽。
3實驗教學內容改革
計算機實驗教學的內容要體現厚基礎，寬口徑，軟硬件并重，注重綜合技能訓練，以培養學生的設計和創新能力為核心的實驗教學指導思想。在實驗教學體系改革的基礎上，對實驗內容和實驗項目進行調整和更新，主要調整的重點如下。
(1) 將開設的所有實驗分為三大類：課程實驗、專項實驗、創新實驗。除創新實驗外，每一類實驗又設計了從基礎型到綜合型再到創新型的不同層次的實驗項目。將課程實驗教學與理論課程教學有機結合，幫助學生掌握課程教學中需要實驗驗證和應用實踐的知識點，對輔助和強化課程教學起到了不可替代的效果。所有包含實驗學時的理論課程均有相應的課程實驗，如計算機操作系統、匯編語言程序設計、數字信號處理、數據結構等。專項實驗以學科建設和專項實驗室建設為平臺，將實際的工程項目、科研項目和科研成果中的關鍵技術抽取出來作為實驗項目，以達到培養學生科研、工程和應用實踐能力的目的。如網絡工程系列實驗、網絡安全綜合實驗、安全實驗室專項建設等。創新實驗以培養學生探索精神、科學思維、實踐能力、創新能力為核心，推進學生自主學習、合作學習、研究性學習。創新實驗主要包括大型課程設計、各級各類競賽項目以及由學生自擬的科研項目組成。
(2) 在確保基礎型、應用型實驗教學質量的同
時，增加綜合型、設計型、創新型實驗的比例。除創新型實驗外，每個實驗項目都要求有詳細的實驗大綱和實驗指導書，大部分實驗項目還要求提供標準實驗報告、成果考核與驗收形式等。創新實驗則完全實行開放式管理(實驗項目開放、設備和環境開放，時間開放等)， 既可以由學生自發組隊，自主完成，也可以為學生指定指導老師，由學生和老師共同擬定題目，學生獨立完成。創新實驗的完成質量可以通過鼓勵學生參加各級各類比賽或者要求提交實驗報告和實驗成果兩種形式得以保障。
(3) 壓縮陳舊的、重復的驗證性實驗，增加反映學科發展方向的新實驗和一些融研究、創新、實踐于一體的實驗項目。大部分實驗課程都設有必修實驗項目和選修實驗項目，學生可以根據自己的興趣和愛好自主選擇。
我校計算機實驗目前共開設本科實驗課程共60余門(含創新實驗類)，實驗項目共計290余項。按照“基礎型、應用型、綜合型、設計型、創新型”的層次化實驗教學體系設置，各層次實驗項目統計如表1所示，各種類型實驗項目所占比例如圖1所示,其中綜合型、設計型和創新型實驗占所有實驗項目的81％。
4結束語
實驗教學是高等學校創新教育的一個重要環節，按照創新人才體系的標準，構筑新型的實驗教學體系，對實驗教學綜合考慮、合理安排，形成適應學科特點及自身系統性和科學性的、完整的體系，全面培養學生的發現和解決問題的能力，使學生具有創新精神和實踐能力，達到培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才的目的[7]。
參考文獻
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作者簡介
侯孟書，博士，副教授，電子科技大學計算機實驗教學中心常務副主任，工程系主任。研究方向包括分布式存儲、P2P計算等。
傅彥，教授/博導，電子科技大學計算機科學與工程學院副院長，計算機實驗教學中心主任。研究方向包括數據挖掘、神經網絡等。
聯系方式：侯孟書，四川成都電子科技大學計算機學院，610054
phone：13981900119
關鍵詞：CDIO理念；“電工學”課程；教學研究
作者簡介：何莉（1971-），女，四川達州人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，副教授；徐勤（1981-），女，重慶人，重慶理工大學電子信息與自動化學院，講師。（重慶 400054）
基金項目：本文系2011年重慶市高等教育教學改革研究項目（項目編號：113031）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）02-0067-02
“電工學”課程是高等工科本科教育非電專業的一門重要電子電氣基礎課程，涵蓋了電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、電機及傳動控制、電工測量、安全用電、EDA技術等七個部分，在高等學校工科教育中具有非常重要的地位和作用。該課程的作用與任務是：使學生通過本課程的學習，獲得電工電子技術必要的基本概念、基本知識和基本技能，了解電工電子技術應用和我國電工電子事業發展的概況，為今后學習和從事與電工電子技術有關的工作打下一定的基礎。據了解，“電工學”課程目前大多分了三個層次教學，一是多學時（80學時），主要是針對機械、汽車類等工科學科；二是中學時（64學時），主要針對是材料類等專業；三是少學時（40學時），主要針對生物化工類等專業。所用教材以高教出版社秦曾煌主編的《電工學》（上下冊）為主。隨著高校擴招和本科教學學時調整，“電工學”教學中普遍存在的教學學時少與教學內容多之間的矛盾、高等教育的生源大眾化與創新型實踐型應用型工程教育人才培養之間的矛盾一直是普通高校電工學教學研究和思考的重要問題。在少學時“電工學”課程教學中，這種矛盾尤其突出。面向普通高校的大眾化生源，在少學時“電工學”課程教學中如何有效地完成教學任務，以及保障并提高教學質量，CDIO工程教育理念提供了新的思路。
一、CDIO工程教育理念
CDIO工程教育是本世紀初國際工程教育改革的最新成果。它是從2000年起，由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學經過四年的探索研究，提出的一種全新工程教育理念和實施體系。CDIO是英文單詞“構思”（Conceive）、“設計”（Design）、“實施”（Implement）、“運行”（Operate）的縮寫。這種工程教育理念是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概況和抽象表達。CDIO工程教育理念以產品從研發到運行的生命周期為載體，讓學生以自主的、實踐的、各課程之間有機聯系的方式學習工程，培養學生各方面的能力。CDIO工程教育理念倡導問題驅動，注重學生自主學習，能有效地激發和引導學生學習興趣、轉變學習態度、提高專業基礎知識和工程實踐能力綜合素質，使高校培養的大學生更能符合社會、企業需求。當然，這也將明顯增加教師工作量，提高教師工作強度以及任教水平。CDIO工程教育模式多被用于指導高校各學科的專業人才培養上，但是在基礎教學中尤其是工科基礎教學中借鑒CDIO工程教育理念，有效地組織教學內容，改變教學方法和手段，對于增加學生的基礎知識，培養學生的工程應用實踐意識，提高學生的實踐動手能力和自主的、實踐的求取理論知識的綜合能力，是一件非常有意義的事情。
二、應用CDIO調整教學內容
傳統的“電工學”教學內容一直是按照電類基礎課程電路分析、電機及控制、模擬電子技術、數字電子技術四門課程的順序安排的，一個教學單元相當于電專業一門基礎課的濃縮版，從電專業的教學學時分配能很好地循序漸進完成教學任務，實現夯實基礎的教學目的。但是在“電工學”教學中，非電類專業學生明顯感覺學習內容太多，跳躍太大，學習困難，學生學習興趣和主動性明顯不足。這在少學時“電工學”課程教學中尤其突出，按照上述教學內容循序漸進教學，在40學時內完成所有教學內容，并保證教學效果是有很大難度的。
按照CDIO教育理念，筆者把少學時“電工學”課程的作用和教學任務重點放在引導學生學習興趣和學習方法上，改變面面俱到的教學模式，加強對學生工程實踐意識地培養。在此基礎上，選用高教出版社秦曾煌主編的《電工學簡明教材》作為參考教材，甚至不限制任何教材，重新組織教學內容，自編教學講義，突破固定的教材教學模式，打破電類基礎課程的單元教學模塊，以器件特性和應用為主線設置教學問題和應用實例，引發學生思考和學習，結合EDA仿真軟件加強工程實踐意識培養，以此解決學時與教學要求、教學內容與學生能力培養之間的矛盾，完成教學任務并保證教學質量和教學效果。
1.以器件應用為主線編寫講義內容
針對少學時的“電工學”教學任務和要求，改變原來《電工學》教材編寫的固有模式，以器件介紹為主線，以引導學生學習興趣為目的，重新編寫了教學講義大綱如表1所示。講義與大綱要完成的教學要求變化不大，主要做了兩點調整：由于授課學時限制和學生對象以生物化工為主，因此省略了電機及控制部分的教學；講義內容安排不再是以理論知識為主線，而以器件應用為主線貫穿教學內容，強調工程測量和工程實際應用，因此在教學中可以靈活掌控器件及電路內部原理性的知識講解和學時分配，以此激發學生的學習興趣，帶動他們主動學習。
2.以興趣引導為主線組織教學內
在教學內容組織安排上，不再拘泥于以往的理論知識，以器件及應用劃分單元教學，在每個單元教學內容組織安排上，也不再以理論知識講解和分析為主線，而以元器件介紹為切入點，以元器件的特性及應用為主線講解，精心選擇應用實例，引發學生思考和學習，從繁到簡分析講解，同時結合工程應用實例及EDA仿真實例，以此激發學生學習興趣，引導學生的學習方向和方法，培養學生的工程實驗實踐意識。
三、應用CDIO改變教學方法
CDIO這種工程教育理念是一種新的教育理念和系統的人才培養模式，它使得知識、素質、能力培養緊密結合，理論、實踐、創新相互結合，在培養學生自主學習、人員溝通合作能力上效果顯著。這在基礎教學中可以體現在引導學生自主學習能力和工程實踐意識培養上。
1.精心設計教學實例，貫穿整個教學內容
CDIO工程教育理念是以項目設計為載體，將學習、實踐、能力培養等各個環節有機結合起來，促使學生自主的、實踐的進行學習工程。在“電工學”教學中精心選擇實際生活或工程電路，以此引入教學內容，提高學生學習興趣，引導學生主動分析和學習。比如第一單元電路元件，直接以手電筒日光燈這些大家司空見慣的器件入手，導出電路模型和電路元件，再結合工程實際應用說明元件標稱值和更多的應用特性，這就首先調動學生學習的興趣和積極性，在后續教學中能起到事半功倍的作用。
2.結合EDA仿真軟件，加強實踐意識培養
“電工學”是一門實踐性很強的電子電氣基礎課程，實踐環節是非常重要的環節。在教學中結合仿真軟件教學，不僅能克服教學中的抽象性，同時還能增加教學實踐環節，培養實踐意識。比如在講解門電路及應用時，選用大家常見的各種搶答器電路為實例，導出數字電路的教學講解，同時以仿真軟件展現不同搶答器的應用效果，增強學習興趣和主動性，同時也調動學生自行仿真分析和設計的學習興趣，教學效果明顯。
3.多種考核方式結合，重在學習過程
教學的最終目的是在引導學生學習知識技能的同時讓其掌握學習方法。“電工學”課程作為非電類本科專業教學的一門電子電氣基礎課程，要防止陷入習題作業教學的誤區。在少學時“電工學”教學中，把平時作業分成兩種，一種是自己鞏固練習，學生自查；一種是課堂隨機練習或提問，教師考核。在最后的考核中，可以采用常規試卷考試方式，也可以采用小課題或論文考核方式，但是在學生的期末成績評定中比例不高于70%。教師在學生平時學習過程的監控可以采用多種方式，靈活掌控，讓學生沒有壓力地輕松入門“電工學”。
四、結束語
在基礎教學中應用CDIO工程教育模式是有一定的難度，但是CDIO這種工程教育理念對于工科基礎教學是非常有借鑒意義的。筆者在少學時“電工學”課程（考查）教學中結合了CDIO教育理念進行了這種教學改革嘗試，從器件特性和應用入手，在教學中采用基于實例展開教學的模式，結合仿真軟件，引導學生自主地“做中學”，培養學生工程應用實踐意識，這不僅僅提高了學生的學習興趣和學習主動性，在非電類“電工學”教學中也取得了較好的教學效果。
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論文關鍵詞：獨立學院；課程設置；目標；原則
獨立學院發展迅速，截至2010年12月30日，據教育部網站的統計，全國各地共有獨立學院322所，獨立學院本科生在校人數達到216.1267萬人，占全國本科院校在校生總數的18.5%。獨立學院迅速發展的同時問題也逐漸彰顯，如性質定位欠明確、教育質量偏低、校園文化建設之后、教育結構失衡，等等。本文主要對目前獨立學院課程設置存在的問題做出分析和研究。
一、獨立學院課程設置存在的主要問題
獨立學院課程設置是課程設置的子概念，是獨立學院培養復合型應用型人才的總體規劃。本文所表達的獨立學院課程設置指：為了達到獨立學院培養目標所要求的教學科目及其目的、任務、內容、進度和活動方式，以及各種課程和教學形式的配合和銜接。影響獨立學院課程設置的因素有很多，本文主要從獨立學院的培養目標、課程內容、課程結構、課程設置的評價幾個方面論述獨立學院課程設置存在的主要問題。
1.培養目標方面
表述為“高級技術人才”，與母體高校幾乎一致：把獨立學院人才培養目標定為“高級技術人才”，沒有和高職院校形成層次，其實是降低了人才培養質量的要求；部分獨立學院與其母體高校的培養目標幾乎一致，這在一定程度上說明了有些獨立學院在人才培養過程中有拔高培養標準的趨勢。
2.課程內容方面
（1）課程內容照搬母體高校，這是不符合獨立學院復合應用型人才的培養目標的，這樣培養出來的獨立學院學生也是毫無優勢的。
（2）課程內容與企業實踐內容缺乏聯系。學生缺乏目前企業需要的技能和專業知識，在上崗之前還需要培訓，所學和所用不能很好地聯系在一起。
（3）課程過于專業化，人文課程設置單一、自然科學類課程缺乏。人文社會類課程較多，但是課程門類隨意性強，不成體系；自然科學類課程幾乎沒有。
（4）缺少對學生需求的調研。沒有讓學生群體參與到課程設置的環節當中，學生的需求事實上與已有課程產生了脫節。
3.課程組織結構方面
（1）實踐教學環節問題多。學生實踐的機會較少，實踐時間通常短暫，內容過于簡單。
（2）選修課流于形式。選修課所占比例普遍偏低，主要局限于專業選修課，公共選修課相對較少。
（3）教材選用缺乏科學性，自編教材問題多，教材質量評價體系缺乏。
4.課程設置評價方面
（1）重結果輕過程的課程評價。在我國相當一部分人仍然把教育評價與考試和測驗劃等號，人們對評價的理解仍是教育過程結束后對教育結果的分析。
（2）課程評價主體單一化。目前我國的課程評價權利仍掌握在各級教育行政部門手中，由行政部門組織專家進行評價，學生作為課程實施中不可或缺的群體基本沒有參與評價的可能，而家長、社會各階層評價參與度更弱。
（3）考評方式單一。學校的考評重點是學生掌握知識的多少，這在一定程度上將教師教學重點導向書本知識傳授而忽略能力培養，同時由于許多學校采用這種單一的考評方式，衡量學生職業道德水平和培養職業行為規范的課程就變得形同虛設。
二、獨立學院課程設置的原則
課程設置歷來是一項十分復雜的系統工程，是實施人才培養目標的重要環節，是培養學生的載體，直接影響學生的專業素質和能力，是學生能否勝任今后工作的關鍵因素。獨立學院課程的設置應至少遵循以下幾點原則。
1.依據市場需要
課程設置是一個動態發展的過程，整個過程都與外界發生聯系，要與社會需求的變化保持同步。在選擇課程時盡可能反映人類最新、最有價值的成果，讓學生了解和思考，應不斷引入動態的、具有較高價值的新成果。同時教育目的是受社會需求制約的，經濟建設、社會發展會對人才培養目標產生深刻的影響。為了取得良性發展，獨立學院就必須根據人才市場的需求找準自己的定位。設置必須與社會需求相吻合。評價課程設置是否滿足市場的需求，主要依據畢業生的就業情況、行業從業人員的工作情況以及用人單位對專業人才的需求情況。通過社會調查，掌握獨立學院學生所需要的職業能力以及關鍵能力，面向企業，向相關領域的企業專家和教育專家進行咨詢，了解企業對人才最現實的需求，了解企業認為獨立學院畢業生應具備的能力。
2.依據培養目標
培養目標是指把受教育者培養成為一定社會需要的人的基本要求，它規定了所培養的基本規格、質量標準。高等教育的培養目標按照性質和特點大致可劃分為二個層次，即國家高等教育培養目標、高校培養目標，專業培養目標。第一層次的培養目標，表示高等教育應培養什么樣的“人”，它是某一專業課程設置的總綱，是課程設置的大類依據，是高校辦學特色的體現；第二層次的培養目標，明確了應培養什么樣的“專門人才”，是課程設置的直接依據和專業的個性所在。培養目標改變了，課程設置也要隨之作相應的調整。獨立學院的培養目標不能搞“壓縮版”和“翻版型”，獨立學院不能把本部母體的辦學定位作為自身定位的依據，必須從自身擁有的教育資源和實踐生源出發。獨立學院人才培養目標反映了國家、社會對獨立學院所培養人才的總期望和總要求，集中體現了獨立學院的辦學思想和培養特色，彰顯了獨立學院的辦學能力和教育水平，因而既是衡量獨立學院社會地位與聲譽的首要標志，也是影響獨立學院畢業生發展前途的重要因素；另一方面，在整個學校工作中，培養目標起到了綱領的作用，既是教育工作的出發點，也是教育工作的歸宿，全部的學校工作都要圍繞著實現培養目標而展開。
3.注重能力培養
各行各業對人才需求的多樣性和個性化特點日益迫切，這就要求改變過去單一智能型的人才模式，而轉變為培養社會所需要的復合技能型人才。課程設置應以學生的發展為本，以學生主動參與為手段，以培養學生的應用能力為目的，著眼于學生綜合素質的提高。依據理論聯系實際的原則加強實踐性教學環節：加強基礎性課程和工具課程的相關性，提高實踐性環節的教學質量，注重學生能力的培養。
三、獨立學院課程設置的目標
在對獨立學院科學合理定位之后，要轉變觀念、解放思想，從實際出發，充分認識到課程設置的改革在高等教育中的重要作用。獨立學院是由普通本科高校按新機制、新模式舉辦的本科層次的二級學院，其課程體系與其他性質的高校就應有所區別，應著重體現應用型人才培養目標和獨立學院自身特點的相統一。這就要求我們深刻分析獨立學院與普通院校以及高職院校在課程設置上的區別與聯系，找出獨立學院課程設置的自身特色。
1.課程設置特色化
和普通高校一樣，獨立學院如果沒有特色就難以發展，缺乏競爭力。為了培養當地經濟發展所需要的應用型人才，完成其在區域經濟發展中的歷史使命，獨立學院要立足本地，根據本地市場需求，調整課程的設置時要與本地經濟結構的調整相吻合，設置更具特色的課程。根據獨立學院學生與其他院校學生的差異性以及獨立學院不同專業學生自身的個體差異性，有針對性地進行課程設置。
美國應用型院校在培養方案中就推出了證書計劃，開設職業證書課程，學生可以選擇不同的學術教育，同時選擇不同的資格證書教育，畢業時就可以拿到相應的職業資格證書。獨立學院可以借鑒此經驗，在選修課程中加入職業證書課程，這樣不僅有助于提高學生的就業率，而且有助于形成獨立學院的特色。
2.課程設置最優化
所謂課程設置最優化是指從實際出發，探求課程的最大價值，取得課程設置的最佳效果。從實際出發是指根據地區、學校的實際情況，經濟、科技、文化發展的基本情況及趨勢，以及學生身心發展的現狀及特點進行課程設置。為了探索課程的最大化價值，應當按照社會發展的需要和人才培養規律，探索如何傳授給學生最有價值的知識，使學生獲得最必要的技術和能力，同時具有良好的思想品德和身體素質。為了達到獨立學院課程設置的最優化，應當結合本地經濟發展狀況、市場需求，學校的師資狀況、辦學條件及水平，從實際出發，對原有的課程內容和結構進行重新篩選、整合、再組織。
以獨立學院電氣專業現行課程設置為例：電路分析、數字電路、模擬電路等主干技術基礎課程之間的界限分得很清楚，自成完備的體系，不適應現在數字電路與模擬電路的發展趨勢，不利于課時的壓縮，也不利于學生綜合能力的培養。因此獨立學院可以本著“夠用”原則，對這一類課程進行整合。再例如，可以利用MATLAB軟件輔助“信號與系統”課程的數值計算、可視化建模及仿真調試，而不是單純將MATLAB語言開設成一門獨立的課程。
3.實踐課程體系的建構
獨立學院以培養復合型應用人才為主要目的，培養學生的實踐能力就成了獨立學院教學的主要任務，因此在課程的設置中應當加大實踐課程的比例，讓課堂上的理論和實踐相統一。通過增加各種實踐課程，注重培養學生的創新意識和創新能力，讓學生通過實踐性課程自主學習、自主解決問題。只有理論課程和實踐課程相結合的教學體系，才是培養高素質應用型人才的基礎。當前，如何構建與應用型人才培養目標想適應的實踐課程體系，是獨立學院實現人才培養目標急需解決的一個課題。
培養的網絡工程專業學生應具有較好的獲取知識和綜合應用知識的能力，具有在大、中、小企業網絡與骨干網絡等方面從事網絡系統的規劃、設計、實施、管理與維護等的能力，同時具備網絡應用軟件的開發能力，以滿足國家與社會經濟發展的需求。
改革人才培養方案與課程體系
本著基本知識、基本技術和基本技能培養的要求，將知識點和實訓能力的訓練模塊化、目標任務化、項目工程化，課程體系更加優化。教學內容要保持先進，要及時反映本學科領域的最新科技成果。要不斷改革教學內容和體系，注意隨時更新知識內容。將培養標準進一步細化為知識能力大綱，針對大綱中的各要素設計所需要開設的相關課程和教學環節，形成適合《卓越工程師培養計劃》的教學大綱、培養方案、課程體系、教學環節。網絡工程專業課程體系設計了八個課程模塊，分別是：素質教育模塊、基礎模塊、網絡與計算機基礎模塊、路由交換模塊、網絡應用軟件模塊、網絡安全與視頻監控模塊、數據中心與存儲模塊、工程實訓模塊，如圖1所示。素質教育模塊包含思想道德與法律基礎、中國近現代史綱要、職業規劃、形勢與政策、創業教育、創新教育等；基礎模塊包含高等數學、工程數學、大學物理、電路分析、模擬電子技術、數字電路與邏輯設計、大學英語等課程；網絡與計算機基礎模塊包含計算機基礎、C程序設計、計算機網絡、構建中小企業網絡等；路由交換模塊包含高性能園區網絡、大規模網絡路由技術、構建廣域網等課程；網絡應用軟件模塊包含JAVA語言程序設計、WEB技術開發、數據庫系統、軟件工程等課程；網絡安全與視頻監控模塊包含安全防火墻系統、構建安全VPN網絡、入侵防御系統與安全審計、IP視頻監控系統等課程；數據中心與存儲模塊包含數據中心網絡、存儲基本原理、Neocean網絡存儲技術等課程；工程實訓模塊是強化學生工程能力的模塊，緊密結合企業現場的研究與應用環境，進行網絡工程認識實習、構建中小型企業網與高性能園區網絡實訓、網絡安全技術實訓、數據中心實訓、數據庫開發實訓、Java方向（或DotNet方向）軟件開發實訓等。
改革教學模式與教學方法
在理論課程的教學中，采用啟發式教學方法，增加課堂習題課，留給學生自主學習時間，引導學生自主學習；促進學生的自學能力與創新能力的提高。例如，在數據庫系統、網絡規劃與設計與綜合布線系統等課程中，增加課堂習題課，布置大作業。鼓勵學生參加IT認證考試、參加全國網絡技術大賽，以培養學生的實踐能力、創新能力，培養學生的團隊精神、求真務實的作風和良好的意志品質。鼓勵學生參與教師的科研課題，讓學生邊學習、邊應用，極大地激發他們的求知欲望和創新精神。用科研中的實際問題引導學生綜合運用所學的知識，主動探索、尋求新的知識和解決問題的思路，養成良好的科研素養。實踐教學是培養具有創新意識的卓越工程師的重要環節，是理論聯系實際、培養學生掌握科學方法和提高實踐動手能力的重要平臺。在實驗課程體系中增加設計性、綜合性的實驗，對培養學生實踐能力和創新能力有重要作用。改革實踐教學和學生考核評價機制，改革單一的考核方式。傳統的考核方法是批改學生提交的實驗報告或課程設計報告。而學生提交的報告百人一樣，抄襲嚴重。很多學生沒有認真做實驗，動手能力較弱。為了改變這種狀態，考核不僅是看實驗報告，更重要的是要進行實驗的考核。這樣，學生做實驗的積極性大增，還可申請課外時間繼續做實驗，否則，有的學生就無法通過實驗考核。實驗教學的改革使學生的實踐能手能力與創新能力明顯提高。
加強教師隊伍建設，培養“雙師型”教師
目前，教師隊伍非工程化趨勢嚴重。一方面，高校教師的來源主要是高校畢業生，缺乏在企業工作的經歷；另一方面，我國高校教師的教學評價體系、職稱晉升、工資待遇等的主要考核指標是科研項目、公開發表的論文數。這種導向使教師不注重工程實踐能力的提高，導致教師缺乏工程實踐能力與創新能力，高校嚴重缺乏“雙師型”教師。為了培養網絡卓越工程師，學校一方面必須引進具有工程實踐背景的網絡工程技術人才充實到教師隊伍中；另一方面還必須改革對教師的考核評價體系，教師的工程實踐能力必須作為考核評價體系中的主要指標之一。網絡工程專業的教師要求參加網絡工程師或高級網絡工程師認證考試，有利于教師不斷更新所學的專業技術知識，掌握網絡技術最新的發展動態。建立教師接受工程實踐鍛煉的長效機制，為青年教師參與工程實踐創造條件，打造一支素質、能力優良的“雙師型”教師隊伍。
建立學校與企業聯合培養人才的機制
網絡工程專業“卓越工程師培養計劃”采用“3+1”的培養方式，前3年在校期間以學習基礎科學知識、專業知識為主，并以實驗室實驗為輔，提高學生綜合素質并鍛煉學生工程技術能力。最后一年在企業實習，并完成畢業設計，重點培養、鍛煉學生解決問題能力、協作能力和在企業與社會環境下的綜合工程能力。因此，必須建立學校與企業聯合培養人才的機制。學校與企業共同研究、制訂培養方案；與企業合作培養“雙師型”教師；與企業聯合開發專業教材；教學計劃中嵌入企業已用的新技術課程；共建產學研實訓基地，學生到企業頂崗實習；建立人才聯盟等。大學四年級的學習在企業完成。網絡工程專業人才培養有兩個側重方向，一是系統集成方向，另一個是網絡軟件方向。對于系統集成方向，第7學期主要進行構建中小型企業網與高性能園區網絡實訓、網絡安全技術實訓、數據中心實訓等。鼓勵學生參加網絡工程師、高級網絡工程師等認證考試。通過這些專業實訓與認證考試，使學生掌握最新的網絡技術知識，提高學生的實踐動手能力與創新能力。對于網絡軟件方向，第7學期主要進行數據庫開發實訓、Java方向（或DotNet方向）軟件開發實訓等。第8學期學生到企業做畢業設計，頂崗實習。江西理工大學與華三通信技術有限公司（簡稱“H3C公司”）建立了合作伙伴關系，加入了H3C人才聯盟。在網絡工程教學計劃中引入了H3C公司已使用的最新網絡技術課程，學生都參加了構建中小型企業網與高性能園區網絡實訓，大多數學生參加了H3CNE、H3CSE認證考試。H3C公司為學校培養了一批具有工程實踐能力的教師，教師獲得了H3C認證網絡工程師、H3C認證WLAN技術專家等證書。通過與H3C企業的合作，提高了學生的實踐動手能力、創新能力，為企業培養了卓越網絡工程師。
