時(shí)間：2022-09-12 21:46:39
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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篇電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；綜合素質(zhì)
一、引言
現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)是我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（以下簡(jiǎn)稱為“電子”專業(yè)）的一門選修課程。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，目的是使學(xué)生對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及原理有一個(gè)較為完整和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并具有一定工藝分析、解決工藝問(wèn)題和提高產(chǎn)品質(zhì)量的能力，可以掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要過(guò)程，從專業(yè)的角度對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，并且掌握ARM處理器的體系結(jié)構(gòu)。從課程的教學(xué)目的可知，本課程要求培養(yǎng)學(xué)生在知識(shí)綜合應(yīng)用和動(dòng)手實(shí)踐方面的能力，不僅要求學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用思維，還需要學(xué)生具有很強(qiáng)的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力。
近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和手段也在不斷更新和進(jìn)步。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在快速發(fā)展的電子技術(shù)應(yīng)用中不斷受到挑戰(zhàn)。從傳統(tǒng)手工設(shè)計(jì)方法到EDA設(shè)計(jì)方法，從分立元件系統(tǒng)到集成電路設(shè)計(jì)，從PCB集成系統(tǒng)到芯片集成系統(tǒng)（SoC），從純硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)到硬件與軟件結(jié)合的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，新型電子系統(tǒng)層出不窮，其設(shè)計(jì)理念也發(fā)生著革命性的變化。這使得企業(yè)不僅需要畢業(yè)生在進(jìn)入該領(lǐng)域時(shí)具備良好的專業(yè)能力和素質(zhì)，更需要他們了解和形成現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)思維方式和綜合設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，學(xué)校要促進(jìn)教學(xué)知識(shí)與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)符合社會(huì)需要的實(shí)用型工程技術(shù)人才，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力；也要對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)方法和教學(xué)模式進(jìn)行深刻的思考和改進(jìn)。
二、存在的問(wèn)題
現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式主要包括理論授課和實(shí)踐實(shí)驗(yàn)兩個(gè)部分。理論授課主要包括對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、思維、工具、應(yīng)用基礎(chǔ)的介紹與強(qiáng)化，常用處理器及其體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、設(shè)計(jì)、改進(jìn)知識(shí)和FPGA重構(gòu)思維、Altium Designer電路原理圖及PCB繪制軟件的使用，在本課程的教學(xué)授課過(guò)程中需要貫穿系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)思想。實(shí)踐實(shí)驗(yàn)則以上機(jī)實(shí)驗(yàn)為主，進(jìn)行規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的驗(yàn)證、觀察和簡(jiǎn)單電路的原理設(shè)計(jì)。電子系統(tǒng)課程所存在的問(wèn)題主要在教學(xué)方法和人才培養(yǎng)方面。
1.教學(xué)方法問(wèn)題
在幾年的教學(xué)過(guò)程中，筆者通過(guò)思考和分析課程教學(xué)中的問(wèn)題以及學(xué)生的反饋意見(jiàn)，總結(jié)了以下幾點(diǎn)問(wèn)題：
（1）基礎(chǔ)知識(shí)不牢。教師在課堂授課、實(shí)踐過(guò)程中不能很好地將各門課程綜合應(yīng)用，各門課程間缺乏溝通，學(xué)生無(wú)法將所學(xué)知識(shí)串連起來(lái)，進(jìn)行綜合應(yīng)用。
（2）教學(xué)內(nèi)容有所欠缺。學(xué)生對(duì)處理器知識(shí)的理解和實(shí)際軟件編程思維不夠深刻，習(xí)慣于有實(shí)驗(yàn)手冊(cè)指導(dǎo)條件下的慣性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑坏┙處熥屗麄冞M(jìn)行開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)來(lái)完成設(shè)計(jì)時(shí)，就無(wú)法形成系統(tǒng)性思維，各自為戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)不強(qiáng)。
（3）考核方法陳舊。課程的考核方式主要采用大眾式的“本門課程成績(jī)=平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)”的計(jì)算方式，學(xué)生疲于應(yīng)付考試，應(yīng)試態(tài)度明顯，不去思考本門課程所學(xué)內(nèi)容與先修課程和本學(xué)期其他課程的關(guān)聯(lián)，只去死記硬背些條條框框，對(duì)于思考題和實(shí)際現(xiàn)象無(wú)法進(jìn)行有效分析，形成了固化思維。
2.人才培養(yǎng)問(wèn)題
除此之外，電子專業(yè)在人才培養(yǎng)方面也存在一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及創(chuàng)新活動(dòng)的參與度上：
（1）2013年前，電子專業(yè)在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、遼寧省機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽、飛思卡爾杯智能汽車大賽（現(xiàn)更名為“恩智浦”杯智能汽車大賽）、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等體現(xiàn)和鍛煉綜合素質(zhì)的活動(dòng)中的參與度非常低，僅有3人次參與，這些都側(cè)面反映出學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、模擬電子、數(shù)字電子、單片機(jī)原理、EDA與VHDL語(yǔ)言等課程的綜合應(yīng)用能力較差，學(xué)習(xí)和參與的主動(dòng)性和積極性不高，綜合設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)。
（2）根據(jù)對(duì)學(xué)生就業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在畢業(yè)后兩年內(nèi)從事與本專業(yè)相關(guān)的研發(fā)、技術(shù)設(shè)計(jì)、理論研究工作的人數(shù)不到業(yè)人數(shù)的20%，其他學(xué)生多選擇改行。在校學(xué)生對(duì)本專業(yè)的認(rèn)可度也普遍偏低，選擇考研的學(xué)生中有90%選擇了外校。
三、課程改進(jìn)的方法
為使學(xué)生能夠更好地掌握現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，并真正提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維和教學(xué)效果，我系針對(duì)上面出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行思考，對(duì)所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)環(huán)節(jié)的切實(shí)改進(jìn)。
1.加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練和實(shí)際電路設(shè)計(jì)
實(shí)際的動(dòng)手訓(xùn)練和電路設(shè)計(jì)，需要具體分析常用電路原理和具體電路常見(jiàn)故障問(wèn)題，并加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)際設(shè)備操作和實(shí)用能力的培養(yǎng)。采用理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)結(jié)合的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式，由教師結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)需要，對(duì)學(xué)生下發(fā)開(kāi)發(fā)板、相關(guān)元器件，改變傳統(tǒng)僅使用多媒體課件觀看圖片和以教師理論說(shuō)教方式完成對(duì)電子系統(tǒng)各組成元器件的認(rèn)知，以硬件電路的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目為引導(dǎo)，使學(xué)生全程接觸實(shí)際電路和處理器，以實(shí)際項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程、方法、步驟的掌握和訓(xùn)練。教師將STC單片機(jī)公司和德州儀器公司贈(zèng)送的開(kāi)發(fā)板下發(fā)給學(xué)生，學(xué)生2～3人一組進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)和學(xué)習(xí)，由淺入深，從STC89C52、MSP430單片機(jī)開(kāi)始，逐步接觸ARM處理器，完成電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，為后續(xù)FPGA處理器設(shè)計(jì)打下良好的應(yīng)用思維基礎(chǔ)。
2.以科技學(xué)術(shù)活動(dòng)為激勵(lì)
學(xué)校以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、遼寧省機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽、飛思卡爾杯智能汽車大賽（現(xiàn)更名為“恩智浦”杯智能汽車大賽）、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃等科技學(xué)術(shù)活動(dòng)為激勵(lì)，通過(guò)相關(guān)大賽培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性和自主性。通過(guò)這幾年的積極引導(dǎo)，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在以上競(jìng)賽和活動(dòng)的參與率上得到了明顯提升，共獲得全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽省級(jí)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)各2項(xiàng)，參與3人次；獲批大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃國(guó)家級(jí)立項(xiàng)2項(xiàng)，省級(jí)立項(xiàng)3項(xiàng)，參與14人次；獲智能汽車大賽賽區(qū)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，參與2人次；獲遼寧省機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，參與12人次；參與校級(jí)及其他各類科技學(xué)術(shù)活動(dòng)50余人次。這些大賽不但提高了學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)，還提高了學(xué)生的總結(jié)能力、文檔設(shè)計(jì)能力、電路設(shè)計(jì)和軟件編程能力。
3.教學(xué)團(tuán)隊(duì)形式優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容
本專業(yè)教師聯(lián)合為同一教學(xué)團(tuán)隊(duì)，在提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生動(dòng)手能力的目標(biāo)下，盡量為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一的綜合性題目，增強(qiáng)學(xué)生的能力，同時(shí)，使各門課程的知識(shí)點(diǎn)相輔相成、互相印證，使學(xué)生更容易將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合和理解。
4.考核辦法改進(jìn)
考核辦法從六個(gè)方面考核綜合訓(xùn)練完成的成績(jī)，即報(bào)告、設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、功能完成情況、課堂研討回答所提出問(wèn)題的程度以及綜合訓(xùn)練過(guò)程中的工作態(tài)度等。其中，報(bào)告占14%、設(shè)計(jì)和實(shí)踐能力占10%、功能完成情況占8%、訓(xùn)練設(shè)計(jì)掌握程度占6%、課堂研討回答出的問(wèn)題占7%、綜合訓(xùn)練過(guò)程中的工作態(tài)度（考勤）占5%。在期末考試的試題中，要增加創(chuàng)見(jiàn)性題目。同時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文，以學(xué)術(shù)論文替代期末考試。
增加小組設(shè)計(jì)和小組討論環(huán)節(jié)，教師團(tuán)隊(duì)設(shè)定十組中等難度的綜合應(yīng)用設(shè)計(jì)題目，將學(xué)生按2～3人一組進(jìn)行實(shí)踐項(xiàng)目分組，完成設(shè)計(jì)白皮書（包括系統(tǒng)需求描述、功能概述、擬采取的解決方法），完成系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，繪制電路圖、PCB文件，完成硬件焊接、軟件編程并進(jìn)行答辯。組員各負(fù)其責(zé)，完成各自項(xiàng)目中的任務(wù)，教師和學(xué)生一起進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的需求分析、設(shè)計(jì)步驟安排、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。這樣，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)之余提高團(tuán)隊(duì)合作能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。經(jīng)實(shí)際操作此過(guò)程，學(xué)生反應(yīng)強(qiáng)烈，討論和學(xué)習(xí)動(dòng)力增加，分組實(shí)踐情況如圖所示。
分組實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)
四、結(jié)束語(yǔ)
本文在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)和本專業(yè)教學(xué)的基礎(chǔ)上，對(duì)本課程的教、學(xué)、練等三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，發(fā)揮和突出本專業(yè)應(yīng)用特色，并且從幾年來(lái)的實(shí)踐效果看，新的改進(jìn)方法增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和教學(xué)過(guò)程中的靈活性，提高了學(xué)生綜合能力素質(zhì)和成果比例。
參考文獻(xiàn)：
[1]宋曉梅.現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011.
【關(guān)鍵詞】實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革;電工電子
【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)04―0132―03
引言
高等教育提出朝著“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力”的方向發(fā)展,培養(yǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ蟮膹?fù)合型人才是高等教育追求的目標(biāo)。電子信息類專業(yè)主要培養(yǎng)具有寬厚電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、較強(qiáng)的電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐能力、科學(xué)的思維方法、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、能從事各類電子設(shè)備和智能儀器的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。
當(dāng)今世界,電子產(chǎn)品層出不窮,并且向智能化方向發(fā)展,這樣日益凸現(xiàn)出單片機(jī)和FPGA等可編程器件在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和創(chuàng)新中的重要性,用人單位普遍要求求職的畢業(yè)生能夠掌握單片機(jī)的基本原理和設(shè)計(jì)方法,有的單位甚至要求畢業(yè)生具有基于單片機(jī)系統(tǒng)的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)[1]。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是指基于單片機(jī)控制的完整應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試等多方面的知識(shí)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系是以《單片機(jī)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)》、《感測(cè)技術(shù)》、《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》、《可編程邏輯器件及應(yīng)用》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》等相關(guān)課程組成。
一 設(shè)課背景
學(xué)生經(jīng)過(guò)《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《感測(cè)技術(shù)》、《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》、《可編程邏輯器件及應(yīng)用》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》等課程的學(xué)習(xí),通過(guò)教師教學(xué)和隨課的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),對(duì)于電子信息領(lǐng)域的相關(guān)理論知識(shí)有了了解和掌握,基本能夠進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試,但驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多數(shù)是教材內(nèi)容的演示和再現(xiàn),學(xué)生基本沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn),綜合實(shí)踐能力有待提高,學(xué)生沒(méi)有發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。
通過(guò)分析學(xué)生參加多屆電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的情況,我們發(fā)現(xiàn),按傳統(tǒng)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)方法培養(yǎng)的學(xué)生,在參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽時(shí),會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題,達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。比如:對(duì)某一功能電路進(jìn)行設(shè)計(jì),理論上設(shè)計(jì)正確但在工程上卻無(wú)法實(shí)現(xiàn);單元電路正確卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)調(diào);各模塊功能實(shí)現(xiàn)卻無(wú)法完成一個(gè)系統(tǒng)等等。這是因?yàn)殡娮釉O(shè)計(jì)競(jìng)賽既不是單純的理論設(shè)計(jì)競(jìng)賽,也不僅僅是實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽,而是由一個(gè)參賽隊(duì)共同設(shè)計(jì)、制作完成一個(gè)有特定工程背景的題目的競(jìng)賽。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽不僅要在單元電路上實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能,更要考慮模塊間的接口關(guān)系;它既強(qiáng)調(diào)理論設(shè)計(jì),更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn);它考核了學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力,更注重考察學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),在2009年的全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中又增加了性能價(jià)格比和節(jié)能減排方面的考核內(nèi)容,更加貼近工程實(shí)際和產(chǎn)品設(shè)計(jì)。從所涉及的課程內(nèi)容上看,已經(jīng)不是競(jìng)賽題目一門或者幾門課程所能解決的,而是一個(gè)由相關(guān)課程組成的課程群。再?gòu)母?jìng)賽使用的器件上看,有很大一部分是理論教學(xué)中沒(méi)有講授和更新的,因?yàn)殡娮有畔⒓夹g(shù)的發(fā)展太快,新技術(shù)、新器件層出不窮,傳統(tǒng)的教學(xué)方法和體系面臨了嚴(yán)重的挑戰(zhàn),如果不進(jìn)行改革,建立一個(gè)新的理論課和實(shí)踐課教學(xué)課程體系,就無(wú)法適應(yīng)培養(yǎng)現(xiàn)代化人才和發(fā)展高等教育的需要。
高等學(xué)校培養(yǎng)的人才最終是為社會(huì)和國(guó)家服務(wù)的,學(xué)生經(jīng)過(guò)四年的本科學(xué)習(xí),最終要走向社會(huì),從畢業(yè)生的就業(yè)情況看,絕大多數(shù)畢業(yè)生從事電子信息相關(guān)的工作[2]。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),到企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)的學(xué)生通常是電子競(jìng)賽獲獎(jiǎng)或參加了電子競(jìng)賽培訓(xùn)的學(xué)生,動(dòng)手能力較強(qiáng),而從事銷售、服務(wù)等工作的畢業(yè)生很大比例是不能夠進(jìn)行研發(fā),不得已才去做銷售、服務(wù)的。為了使學(xué)生掌握電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),在相關(guān)理論課教學(xué)完成后我們開(kāi)設(shè)了一系列的獨(dú)立的綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐課,對(duì)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以集中時(shí)間完成一系列的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,鞏固理論教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)水平,為參加各級(jí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和以后就業(yè)打好基礎(chǔ),一舉兩得,事半功倍[3]。
二 實(shí)踐課設(shè)置情況
系列實(shí)踐課的設(shè)置遵循認(rèn)知規(guī)律,是在隨課實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和深入,經(jīng)過(guò)調(diào)研和討論,聽(tīng)取兄弟院校、相關(guān)企業(yè)和畢業(yè)生的意見(jiàn)和建議,在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力方面除了專業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)外,設(shè)置了一系列的獨(dú)立實(shí)踐課,分布于各個(gè)學(xué)期的教學(xué)中。以電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案為例,實(shí)踐課設(shè)置情況如表1所示:
實(shí)踐課的教學(xué)基本上在相關(guān)的理論課程教學(xué)完成后進(jìn)行,保證學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐課時(shí)已經(jīng)完成先導(dǎo)課程的學(xué)習(xí)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),除《電子技術(shù)綜合實(shí)踐》,其它多數(shù)實(shí)踐課是對(duì)某一課程的強(qiáng)化和拓展。
三 《電子技術(shù)綜合實(shí)踐》教學(xué)過(guò)程
在系列獨(dú)立實(shí)踐課中,《電子技術(shù)綜合實(shí)踐》是關(guān)鍵性的教學(xué)環(huán)節(jié),是最貼近電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和實(shí)際工作應(yīng)用的課程,要求綜合模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、傳感器、單片機(jī)、FPGA等多方面的知識(shí)。該課程強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體,允許學(xué)生自由選題,題目的難度一般介于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)之間。
本課程使學(xué)生能夠較系統(tǒng)地掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程,包選題、文獻(xiàn)查閱、方案論證、器件選擇、電路設(shè)計(jì)、電路實(shí)現(xiàn)、軟件編程、裝配調(diào)試、系統(tǒng)測(cè)試、總結(jié)報(bào)告、文檔整理等。學(xué)生完成由單元設(shè)計(jì)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)渡,掌握現(xiàn)代化儀器設(shè)備在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)踐中的應(yīng)用。課程充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力以及協(xié)作精神,并通過(guò)該課程選拔參加各類設(shè)計(jì)競(jìng)賽的參賽選手。
1 題目設(shè)置
在該實(shí)踐課的教學(xué)上我們選擇了多個(gè)有代表性的、難易不同的實(shí)踐題目供學(xué)生選擇。具體題目有:液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置、電子秤的設(shè)計(jì)與制作、智能電梯控制系統(tǒng)、水溫控制系統(tǒng)、脈搏測(cè)量?jī)x的制作、直流數(shù)控穩(wěn)壓源、數(shù)字式液量測(cè)量系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制測(cè)量?jī)x、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)發(fā)生器、智能小車等等。這些題目基本上都是綜合性、設(shè)計(jì)性的,有的題目是歷年電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目的簡(jiǎn)化或分解。以液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置為例,該設(shè)計(jì)要求制作一個(gè)液體點(diǎn)滴速度監(jiān)測(cè)與控制裝置,如圖1所示,實(shí)現(xiàn)的功能有:
(1)在滴斗處檢測(cè)點(diǎn)滴速度,并制作一個(gè)顯示裝置,能動(dòng)態(tài)顯示點(diǎn)滴速度(滴/分)。
(2)通過(guò)改變h2控制點(diǎn)滴速度,也可以通過(guò)控制輸液軟管夾頭的松緊等其它方式來(lái)控制點(diǎn)滴速度。點(diǎn)滴速度可用鍵盤設(shè)定并顯示,設(shè)定范圍為20-150滴/分,控制誤差范圍為設(shè)定值 10% 。
(3)調(diào)整時(shí)間≤2分鐘(從改變?cè)O(shè)定值起到點(diǎn)滴速度基本穩(wěn)定,能人工讀出數(shù)據(jù)為止)。
(4)當(dāng)h1降到警戒值(2~3cm)時(shí),能發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
這個(gè)題目中對(duì)點(diǎn)滴速度和液面位置的檢測(cè)要用到傳感器,要有聲光報(bào)警電路,需要電機(jī)改變h2高度來(lái)控制點(diǎn)滴速度,整個(gè)系統(tǒng)由單片機(jī)進(jìn)行控制,通常選擇PID算法來(lái)調(diào)整點(diǎn)滴速度。從實(shí)用和智能化角度出發(fā),可以擴(kuò)展成網(wǎng)絡(luò),采用簡(jiǎn)單的RS-232通訊實(shí)現(xiàn)從站和主站之間的通信,實(shí)現(xiàn)智能化管理。
學(xué)生在選題過(guò)程中進(jìn)行引導(dǎo),避免多組學(xué)生選擇同一題目,學(xué)生也可以自主擬定題目,經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師審核即可。學(xué)生3人為1個(gè)小組,成員有所分工。
2 教學(xué)要求
(1)綜合運(yùn)用EDA軟件
學(xué)生根據(jù)所選題目進(jìn)行方案設(shè)計(jì),對(duì)方案中的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,包括元器件的選擇和電路參數(shù)的計(jì)算。要求學(xué)生通過(guò)各種EDA軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證,選擇Multisim7、Proteus、ISE等軟件進(jìn)行相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)。
(2)硬件電路制作
設(shè)計(jì)方案經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過(guò)后,學(xué)生領(lǐng)取所需元器件等材料,設(shè)計(jì)PCB電路板并且自己加工,最后焊接制作電路并調(diào)試。
本課程教學(xué)采用了“模板化”設(shè)計(jì)方法,將學(xué)生設(shè)計(jì)調(diào)試好的A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、鍵盤、顯示電路“模板化”,使系統(tǒng)設(shè)計(jì)的局部和整體有機(jī)結(jié)合,提高了實(shí)驗(yàn)資源的利用率和實(shí)踐效率,“模板化”后的單元電路在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中也可使用。
(3)軟件的編制與仿真。根據(jù)已設(shè)計(jì)出的軟件系統(tǒng)流程圖,編制出各功能模塊的子程序及整機(jī)軟件系統(tǒng)的主程序,程序設(shè)計(jì)時(shí),要充分考慮與所設(shè)計(jì)硬件電路的連接及有關(guān)指標(biāo)要求。向?qū)W生推薦使用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)的編程與開(kāi)發(fā),用C語(yǔ)言進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)更方便移植,貼近實(shí)際工程背景,適合開(kāi)發(fā)大型的工程應(yīng)用程序。
(4)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。學(xué)生集中在1周內(nèi)完成所選題目,3個(gè)學(xué)生為1組,按照模塊化設(shè)計(jì)方式有所分工,當(dāng)每個(gè)同學(xué)所負(fù)責(zé)的模塊調(diào)試成功后進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào),要求學(xué)生之間相互配合,遇到問(wèn)題一起找原因、想辦法,而不是相互埋怨、推脫責(zé)任,培養(yǎng)學(xué)生的合作精神,積累系統(tǒng)調(diào)試的經(jīng)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
(5)撰寫實(shí)踐總結(jié)報(bào)告。
書寫高質(zhì)量的工作總結(jié)是反映工作實(shí)踐素質(zhì)高低的一個(gè)重要方面,工程技術(shù)人員應(yīng)能用書面形式系統(tǒng)、完整、清晰地表達(dá)自己的研究成果,其目的是讓人很容易地看懂所研究課題的內(nèi)容、方案、原理、實(shí)現(xiàn)方法等。因此,書寫實(shí)踐總結(jié)報(bào)告也是實(shí)踐課考核的主要內(nèi)容之一。
3 考核方法
(1)設(shè)計(jì)方案正確性與合理性,綜合考慮性能價(jià)格比和系統(tǒng)功耗。
(2)實(shí)踐動(dòng)手能力,包括PCB設(shè)計(jì)水平、安裝工藝水平、焊接工藝水平。
(3)設(shè)計(jì)成果,達(dá)到的指標(biāo)。
(4)調(diào)試中分析和解決問(wèn)題的能力,創(chuàng)新精神。
(5)題目的難易程度。
(6)獨(dú)立工作能力,實(shí)踐工作態(tài)度。
(7)總結(jié)報(bào)告完成的質(zhì)量。
四 教學(xué)效果
經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)和改革,對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)取得了較好的效果。2005年以來(lái),學(xué)生參加了全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和浙江省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,共獲3個(gè)全國(guó)一等獎(jiǎng),2個(gè)全國(guó)二等獎(jiǎng),4個(gè)省一等獎(jiǎng),6個(gè)省二等獎(jiǎng)。近5年,本科生一次就業(yè)率年均在90%以上,多數(shù)畢業(yè)生到企業(yè)從事研發(fā)工作,少數(shù)畢業(yè)生獨(dú)立創(chuàng)業(yè)、注冊(cè)公司進(jìn)行電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。
此外,學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目、獨(dú)立申報(bào)承擔(dān)浙江省新苗計(jì)劃項(xiàng)目、浙江省大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目、校級(jí)學(xué)生科研項(xiàng)目的數(shù)量都顯著提高。
五 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐課主要體現(xiàn)在對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用系統(tǒng)或產(chǎn)品的研制,使學(xué)生經(jīng)歷從課題任務(wù)的提出到方案的論證、設(shè)計(jì),軟件及硬件的開(kāi)發(fā)、聯(lián)機(jī)調(diào)試等若干步驟。學(xué)生通過(guò)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法等,綜合應(yīng)用電子技術(shù)的能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力得到了很大的提高,促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮。這些實(shí)踐課是在理論課教學(xué)和相應(yīng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的深入和提高,是對(duì)學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合性訓(xùn)練,這種訓(xùn)練培養(yǎng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力、獨(dú)立工作能力及創(chuàng)新能力。
參考文獻(xiàn)
[1] 王劍.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系改革的探討[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,6(2):377-378.
關(guān)鍵詞：研究性教學(xué)；EDA技術(shù)；研究性教學(xué)平臺(tái)；研究性教學(xué)模式；研究性教學(xué)成效
作者簡(jiǎn)介：譚會(huì)生（1966-），男，湖南茶陵人，湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，副教授。（湖南株洲412008）
基金項(xiàng)目：本文系湖南工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革教學(xué)之星專項(xiàng)（2011C03）、湖南省教育廳大學(xué)生研究型學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（2009-225）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）17-0035-02
一、開(kāi)展本科生研究性教學(xué)的必要性和條件
研究性教學(xué)[1-4]是一種新的教育理念，是一種新的現(xiàn)代學(xué)習(xí)觀，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的自主性和開(kāi)放性，在教師的研究性教學(xué)理念的引導(dǎo)下，在教學(xué)設(shè)計(jì)上將教學(xué)看成是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從研究思想、研究手段、研究策略等各方面進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的全新設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的研究及探索科學(xué)問(wèn)題的興趣。通過(guò)讓學(xué)生運(yùn)用探索的方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究，最終獲得知識(shí)。研究性教學(xué)理念要求教師通過(guò)自己的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生做事和做人的能力和素質(zhì)。
開(kāi)展本科生研究性教學(xué)，綜合文獻(xiàn)[1-6]有關(guān)觀點(diǎn)并結(jié)合多年實(shí)際開(kāi)展研究性教學(xué)的實(shí)踐，其必要性如下：大眾化高等教育的差異化教育的需要；提高大學(xué)生綜合應(yīng)用能力的需要；提高大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的需要；提高大學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力的需要；提高大學(xué)生專業(yè)綜合素養(yǎng)的需要；改變大學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)風(fēng)的需要。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和高等教育的大力發(fā)展，我國(guó)高等教育已由精英化教育轉(zhuǎn)向大眾化教育，學(xué)生群體出現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)需求的差異性日顯突出。為了提高大眾化高等教育的質(zhì)量，更好地滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)人才的高要求，按人才培養(yǎng)方案組織大學(xué)基本教育的同時(shí)，對(duì)一些優(yōu)秀和比較優(yōu)秀的學(xué)生應(yīng)根據(jù)社會(huì)發(fā)展的需求、學(xué)生的興趣愛(ài)好、學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃等進(jìn)行加深與擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)優(yōu)才優(yōu)教。
開(kāi)展本科生研究性教學(xué)，綜合文獻(xiàn)[3，7]有關(guān)觀點(diǎn)并結(jié)合多年實(shí)際開(kāi)展研究性教學(xué)的實(shí)踐，其主要條件如下：提高教師研究性教學(xué)的能力；激發(fā)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的積極性；提供研究性教學(xué)資源與教學(xué)場(chǎng)地；選擇合適的有效平臺(tái)；構(gòu)建有效的研究性教學(xué)評(píng)價(jià)與評(píng)估體系。其中選擇合適的有效平臺(tái)是研究性教學(xué)持續(xù)而有效開(kāi)展的一個(gè)關(guān)鍵性因素。作為電類專業(yè)研究性教學(xué)的有效平臺(tái)，應(yīng)該能方便學(xué)生進(jìn)行軟件仿真和硬件設(shè)計(jì)與制作，并具有綜合性強(qiáng)、創(chuàng)新性強(qiáng)、成本低廉、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
二、基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的主要優(yōu)勢(shì)
EDA技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代，在20世紀(jì)90年代才真正形成一門新技術(shù)。在我國(guó)EDA技術(shù)的研究和教育只有10年左右的歷史。所謂EDA技術(shù)，就是指以大規(guī)模可編程邏輯器件為設(shè)計(jì)載體，以硬件描述語(yǔ)言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以計(jì)算機(jī)、大規(guī)模可編程邏輯器件的開(kāi)發(fā)軟件及實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過(guò)有關(guān)的開(kāi)發(fā)軟件，自動(dòng)完成用軟件方式設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的各種轉(zhuǎn)化，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚酒囊婚T新技術(shù)。
利用EDA技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)，它具有傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)無(wú)法比擬的許多優(yōu)點(diǎn)，綜合起來(lái)它有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：[8]用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件，設(shè)計(jì)成本低，設(shè)計(jì)周期短，修改移植方便；系統(tǒng)具有重配置性，可現(xiàn)場(chǎng)編程，在線升級(jí)，設(shè)計(jì)調(diào)試非常方便，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本；并行執(zhí)行，速度快，實(shí)時(shí)性好；集成度高，體積小，可靠性好，功耗低。
EDA技術(shù)作為研究性教學(xué)的平臺(tái)具有以下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)，社會(huì)急需，綜合性強(qiáng)，創(chuàng)新性強(qiáng)，靈活性好，可重配置，成本低廉。
三、基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的研究模型
為了描述基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的研究背景、主要研究目標(biāo)、主要研究?jī)?nèi)容以及主要研究期望，圖1給出了基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)模型。現(xiàn)將主要內(nèi)容具體闡述如下：
1.利用EDA技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究目標(biāo)
利用EDA技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究目標(biāo)，主要包括三個(gè)方面：基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練；基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)研究；基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課題研究。
2.利用EDA技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究?jī)?nèi)容
利用EDA技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究?jī)?nèi)容，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：[8-11]
（1）基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練：包括大規(guī)模可編程邏輯器件FPGA/CPLD；硬件描述語(yǔ)言VHDL/Verilog HDL；EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)軟件；EDA實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本工具的學(xué)習(xí)與使用；流水線、并行處理、重定時(shí)、展開(kāi)、折疊、脈動(dòng)結(jié)構(gòu)等各種VLSI結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)的基本理論、分析比較和實(shí)際應(yīng)用；強(qiáng)度消減、超前或馳豫超前等FPGA系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù)。
（2）基于EDA技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)研究：主要是與課題設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)有關(guān)的數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理、工業(yè)智能控制、網(wǎng)絡(luò)通信控制、數(shù)字家電控制等基礎(chǔ)理論、實(shí)現(xiàn)算法和系統(tǒng)仿真等研究，重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)算法的設(shè)計(jì)、選擇和仿真。
（3）基于FPGA實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與課題實(shí)現(xiàn)研究：包括系統(tǒng)控制算法的選擇；系統(tǒng)控制模型的確定；FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；FPGA系統(tǒng)性能的優(yōu)化；FPGA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試等。
3.利用EDA技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的主要形式
利用EDA技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的主要形式，包括組建EDA技術(shù)學(xué)習(xí)興趣小組、課題系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究小組和選撥教師科研項(xiàng)目助理等，通過(guò)專題訓(xùn)練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結(jié)匯報(bào)等形式開(kāi)展研究活動(dòng)。
四、基于EDA技術(shù)的研究性教學(xué)的主要成效
1.熟練掌握EDA技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧、調(diào)試方法和調(diào)試技巧
通過(guò)研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的質(zhì)量可以看出，熟練掌握ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧、調(diào)試方法和調(diào)試技巧，能夠盡快適應(yīng)從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。
2.熟練掌握基于EDA技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧
通過(guò)研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生，與課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧，無(wú)論是以前學(xué)習(xí)過(guò)并且掌握的，還是以前學(xué)過(guò)但似是而非的，或是以前根本沒(méi)接觸過(guò)需重新學(xué)習(xí)的，熟練掌握與EDA系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧。
3.全面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和就業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力
通過(guò)研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生不但具有良好的參考文獻(xiàn)查找能力、分析利用和文檔處理能力，同時(shí)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力大為提高，就業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力顯著提高，80%的學(xué)生畢業(yè)時(shí)均能找到從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的工作，并且工資待遇也相當(dāng)不錯(cuò)。
五、結(jié)論
實(shí)踐結(jié)果表明，以課題為中心，以興趣為紐帶，以現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)核心技術(shù)——EDA技術(shù)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用為目標(biāo)，采用EDA技術(shù)學(xué)習(xí)興趣小組、課題設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究小組、參加教師科研項(xiàng)目等形式，通過(guò)具體的專題訓(xùn)練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結(jié)匯報(bào)等活動(dòng)開(kāi)展基于EDA技術(shù)的電類專業(yè)本科研究性教學(xué)，對(duì)于提高大學(xué)生綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，提高大學(xué)生的專業(yè)核心能力，提高大學(xué)生就業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)從事EDA技術(shù)研究、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的高級(jí)人才，具有非常明顯的成效。
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本課題旨在使電子設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，貫穿于本科二年級(jí)到四年級(jí)，即從二年級(jí)開(kāi)始開(kāi)設(shè)的設(shè)計(jì)類課程到大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)，有效地提升電子信息工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的專業(yè)水平。
一 電子設(shè)計(jì)類課程的教學(xué)模式
以單片機(jī)課程的教學(xué)為例。
1 在實(shí)例中傳授理論知識(shí)
打破傳統(tǒng)上以“講概念說(shuō)原理”為主的教學(xué)模式，消除電子設(shè)計(jì)類課程的神秘感及學(xué)生的懼怕心理，提高和改進(jìn)學(xué)習(xí)效果，使此類課程被更多學(xué)生所接受[2]。設(shè)計(jì)幾個(gè)較基礎(chǔ)的實(shí)例，將理論知識(shí)融合其中，使學(xué)生對(duì)課程有著最直接的深刻認(rèn)識(shí)，可收到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。例如：在講授單片機(jī)的I/O口資源時(shí)，直接給學(xué)生演示鍵盤控制LED的效果，這樣有利于強(qiáng)化學(xué)生對(duì)I/O口作用的理解，同時(shí)也熟知某引腳具備輸入或輸出功能時(shí)的應(yīng)用。
2 課程實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
“會(huì)考試，不會(huì)做”是目前電子信息工程專業(yè)學(xué)生普遍存在的問(wèn)題。以實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程和方法為主線，采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、案例導(dǎo)向”模式進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，將“邊做邊學(xué)、以做促學(xué)”的教學(xué)思想貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中。這樣，學(xué)生不僅加深了對(duì)原來(lái)只停留在書本上的專業(yè)概念和原理的理解，而且每個(gè)學(xué)生或項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)都能完成一個(gè)完整的、甚至有創(chuàng)造性的作品。充分激發(fā)了學(xué)生的成就感和自主學(xué)習(xí)的積極性，有利于顯著提高課程教學(xué)效果[3-4]。
本課題通過(guò)建立“三層次實(shí)踐項(xiàng)目”（基本型項(xiàng)目、提高型項(xiàng)目、研究創(chuàng)新型項(xiàng)目）教學(xué)模式和與該模式配套的實(shí)踐教學(xué)管理體系[5]，在每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目中，提出了“基本”與“擴(kuò)展”內(nèi)容的不同要求，保證了實(shí)踐教學(xué)的系統(tǒng)性和實(shí)踐環(huán)節(jié)的完整性，形成了“基礎(chǔ)―提高―創(chuàng)新”的研究型實(shí)踐教學(xué)新體系，從而兼顧了不同層次的學(xué)生[6]，使所有學(xué)生都能根據(jù)自己的知識(shí)水平選擇適合自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從根本上解決了“單片機(jī)只是為少數(shù)學(xué)生開(kāi)設(shè)的課程”這一問(wèn)題。單片機(jī)實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)如表1所示。
3 課程考核方式
以項(xiàng)目考核代替筆試。以表1中的實(shí)踐項(xiàng)目完成情況及期末作品（期末作品完全由學(xué)生自由選擇，可以參考“研究創(chuàng)新型”項(xiàng)目）進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。為了防止學(xué)生拿他人成果作為作品，按畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求來(lái)驗(yàn)收作品項(xiàng)目――提交完整的設(shè)計(jì)報(bào)告、設(shè)計(jì)源代碼、分組進(jìn)行答辯，其中設(shè)計(jì)報(bào)告需包括目錄、設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路（原理組成框圖、資源分配）、硬件電原理圖和連接圖、程序流程圖、設(shè)計(jì)心得和參考資料;設(shè)計(jì)源代碼要有較為詳細(xì)的注釋。這樣的做法將是學(xué)生對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程的一次預(yù)練，也有利于督促學(xué)生在項(xiàng)目上多花時(shí)間和精力，真正掌握單片機(jī)的知識(shí)及其設(shè)計(jì)方法。
4 項(xiàng)目在課程結(jié)束后的延續(xù)
在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在課程結(jié)束后都會(huì)存在項(xiàng)目（特別是提高型項(xiàng)目和研究創(chuàng)新型項(xiàng)目）的部分功能未完成或想進(jìn)一步完善的情況。這時(shí)如果繼續(xù)給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)和相關(guān)資源，將會(huì)使學(xué)生更進(jìn)一步。可以按本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的難易程度對(duì)項(xiàng)目在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的添加，修改成畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)的延續(xù)，也為畢業(yè)設(shè)計(jì)提前做了準(zhǔn)備。
二 基于提升畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的應(yīng)用實(shí)踐
學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在兩大問(wèn)題：一是從畢業(yè)設(shè)計(jì)題目下達(dá)到畢業(yè)答辯不到一年的時(shí)間里，部分學(xué)生考研或找工作占用了大四的絕大部分時(shí)間，真正進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間不夠;二是學(xué)生對(duì)所選題目不了解或不感興趣使得很難進(jìn)入設(shè)計(jì)工作狀態(tài)。這兩方面因素最終導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量不高，部分學(xué)生到了答辯時(shí)還不清楚自己的設(shè)計(jì)方向，甚至為了應(yīng)付完成任務(wù)，少數(shù)人去抄襲或購(gòu)買畢業(yè)設(shè)計(jì)作品或論文。
為了提升畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，很多人提出了各種辦法和建議，如：適當(dāng)延長(zhǎng)畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間，讓學(xué)生有充分的時(shí)間來(lái)深入研究一個(gè)課題[7]。增設(shè)命題介紹環(huán)節(jié)，提供選題依據(jù)，允許自選題目;采用信息化管理手段，提高管理效率和畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量[8]。增強(qiáng)指導(dǎo)教師責(zé)任心，嚴(yán)格畢業(yè)答辯[9]。不可否認(rèn)，這些方法都能從一定程度上提升畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，但不能從根本上解決問(wèn)題。我們認(rèn)為，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量能否提升，真正的決定性因素在于學(xué)生，而不在于教師或管理手段。必須讓學(xué)生先對(duì)題目有深入了解，根據(jù)自身的專業(yè)水平選題，進(jìn)而產(chǎn)生興趣，才有可能真正投入到設(shè)計(jì)工作中[10]。
將設(shè)計(jì)類課程的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)延續(xù)到畢業(yè)設(shè)計(jì)中（在原有項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的提前準(zhǔn)備），學(xué)生有了更充裕的時(shí)間和更明確的設(shè)計(jì)任務(wù)，可以和指導(dǎo)教師協(xié)商選擇自己感興趣的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，從而充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
實(shí)踐表明，平時(shí)在課堂上按教師的指導(dǎo)完成課程任務(wù)的學(xué)生對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有較為深入的認(rèn)知。以課堂上完成的項(xiàng)目為基礎(chǔ)，提前進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，普遍使畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成質(zhì)量有了明顯的提高。由學(xué)生自由組隊(duì)進(jìn)行實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力;鼓勵(lì)學(xué)生自選題目，充分發(fā)揮學(xué)生的自主想象力和創(chuàng)造力。文中的教學(xué)過(guò)程主要以單片機(jī)為例，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)稍加修改可以推及到嵌入式系統(tǒng)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程，具有一定的參考價(jià)值和推廣意義。
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論文關(guān)鍵詞：核
1引言
EDA是（ElectronicDesignAutomation）的縮寫即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一就是IP核（IntellectualProperty)。IP核是一段具有特定電路功能的硬件描述語(yǔ)言程序，具有可移植性，并具有很高的通用性和靈活性，可以通過(guò)軟件編程完成用戶需要的，不同的，特定的功能，可以任意使用在各種嵌入式微控制系統(tǒng)中。嵌入式IP核的應(yīng)用，大幅降低了設(shè)計(jì)成本，縮短了設(shè)計(jì)周期，成為當(dāng)今SOC的重要設(shè)計(jì)手段。在EDA技術(shù)和開(kāi)發(fā)中占有重要的地位。
2系統(tǒng)介紹
本文的設(shè)計(jì)工具是Altera公司的QuartusII，用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行描述，采用自頂向下的設(shè)計(jì)原則。MC8051IPCore頂層結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，圖1中指示了mc8051_core的頂層結(jié)構(gòu)以及與三個(gè)存儲(chǔ)模塊的連接關(guān)系，同時(shí)顯示了頂層的輸入輸出I/O口。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行接口單元對(duì)應(yīng)于圖1中的mc8051_tmrctr和mc8051_siu模塊，數(shù)量是可選擇的，在圖中用虛線表示。MC8051IPCore核心由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊不包括于核心內(nèi)，處于設(shè)計(jì)的頂層，方便于不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)及仿真。
圖1MC8051IPCore頂層結(jié)構(gòu)圖
3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1可編程時(shí)間間隔定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254的設(shè)計(jì)
任何微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中都存在定時(shí)控制問(wèn)題，可編程時(shí)間間隔定時(shí)/計(jì)數(shù)器8254的設(shè)計(jì)是在使用軟件控制下的精確時(shí)間延遲，這樣可以解決定時(shí)控制問(wèn)題。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖28254內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
3.28259的設(shè)計(jì)
分析8259A的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，本單元應(yīng)分成五個(gè)部分三個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，模塊層次關(guān)系如圖3所示：
圖38259層次關(guān)系圖
各模塊的主要功能如下：
數(shù)據(jù)緩沖模塊：對(duì)8259A數(shù)據(jù)緩沖和暫存。
讀寫控制模塊：負(fù)責(zé)8259A的所有初始化工作及讀寫操作。
中斷請(qǐng)求模塊：負(fù)責(zé)中斷詢求、中斷信號(hào)的產(chǎn)生及判優(yōu)。
中斷控制模塊：完成中斷應(yīng)答功能，中斷向量的生成，級(jí)聯(lián)選通，主從功能設(shè)置等這一系列功能。
優(yōu)先級(jí)控制模塊：設(shè)定實(shí)現(xiàn)不同的優(yōu)先級(jí)判別方式。
3.3MCS-51IP核的設(shè)計(jì)
按照自頂向下的設(shè)計(jì)原則，整個(gè)系統(tǒng)分為：控制模塊、定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊、算術(shù)邏輯模塊ALU、串行通信模塊四個(gè)功能模塊，而RAM和ROM在使用時(shí)，只根據(jù)需要進(jìn)行定制。系統(tǒng)核心由定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ALU、串行接口和控制單元各模塊組成。ROM和RAM模塊為方便各種應(yīng)用設(shè)計(jì)和仿真，處于設(shè)計(jì)的頂層。在本設(shè)計(jì)中控制單元主要完成操作指令譯碼、時(shí)序邏輯控制、中斷響應(yīng)優(yōu)先順序處理和微操作控制等功能。它分為中斷的響應(yīng)及指令的譯碼子模塊和微操作控制模塊兩個(gè)子模塊。其中，ontrol_fsm模塊產(chǎn)生各指令的控制信號(hào)并主要實(shí)現(xiàn)MCS-51中斷的響應(yīng)，ontrol_fsm模塊產(chǎn)生微操作信號(hào)的具體操作過(guò)程，控制RAM存儲(chǔ)器的讀寫地址及數(shù)據(jù)傳輸、PC寄存器的賦值、串口與定時(shí)器的中斷信號(hào)處理、中斷的查詢、SFR的讀寫等功能。在定時(shí)/計(jì)數(shù)器單元，本設(shè)計(jì)能保證計(jì)數(shù)速率為1/12個(gè)振蕩器頻率。計(jì)數(shù)脈沖在選擇計(jì)數(shù)器工作模式時(shí)在來(lái)自相應(yīng)的外部輸入引腳T0或Tl。對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比這一電平至少要保持一個(gè)機(jī)器周期，因?yàn)楸仨毚_保某一給定的電平在變化之前至少被采樣一次。算術(shù)邏輯運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)調(diào)試以優(yōu)化后綜合后產(chǎn)生的模塊符號(hào)圖如圖4所示，該工程項(xiàng)目文件可在其它邏輯電路設(shè)計(jì)中直接調(diào)用。
圖4ALU模塊符號(hào)圖
通過(guò)前面的模塊設(shè)計(jì)和綜合后生成MSC-51單片機(jī)系統(tǒng)，如圖5所示：
圖5mc8051最終圖形
4．結(jié)束語(yǔ)
EDA技術(shù)近年來(lái)發(fā)展速度令人驚奇，它作為當(dāng)下電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心，被廣泛的應(yīng)用在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。
本文創(chuàng)新點(diǎn)：1.采用完全同步設(shè)計(jì)，即整個(gè)SOC系統(tǒng)都是在統(tǒng)一工作時(shí)鐘的協(xié)調(diào)下工作的。內(nèi)部采用鎖相環(huán)進(jìn)行分頻得到其它工作頻率。2.指令集和標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器完全兼容。3.優(yōu)化的CPU時(shí)序使得完成一條指令最多只需1~4個(gè)時(shí)鐘周期，執(zhí)行性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器8倍左右，提高其運(yùn)算速度。4.用戶可選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口單元的數(shù)量。5.新增了特殊功能寄存器用于選擇不同的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口單元。6.可選擇是否使用乘法器（乘法指令MUL）。7.可選擇是否使用除法器（除法指令DIV）。8.可選擇是否使用十進(jìn)制調(diào)整功能（十進(jìn)制調(diào)整指令DA）。9.I/O口不復(fù)用。10.內(nèi)部帶256BytesRAM。11.最多可擴(kuò)展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。12.最多可擴(kuò)展至64Kbytes的ROM和64Kbytes的RAM。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：EDA；實(shí)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(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）28-0052-03
一、引言
進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)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(jì)觀念、設(shè)計(jì)方法發(fā)生了革命性的變化，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法正逐步退出歷史舞臺(tái)，而基于EDA技術(shù)的芯片設(shè)計(jì)正在成為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流[1]。國(guó)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(kāi)始著手有關(guān)EDA的教學(xué)工作，因此我國(guó)在這方面的設(shè)計(jì)、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(jìn)行高等院校教育改革的大好形勢(shì)下，應(yīng)抓住良好的發(fā)展機(jī)遇，使學(xué)生掌握現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)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(shí)用性很強(qiáng)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(jì)和調(diào)試的能力，因此在教學(xué)中需要不斷地用實(shí)踐訓(xùn)練來(lái)強(qiáng)化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，并使他們達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)較復(fù)雜硬件電路的能力[3]。EDA技術(shù)自身的特點(diǎn)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(dú)特性，在教學(xué)中合理把握其特點(diǎn)、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。實(shí)踐的主體是學(xué)生，實(shí)踐的手段和方法是利用EDA技術(shù)，與具體項(xiàng)目相結(jié)合是實(shí)踐性要求的另一個(gè)方向[4]。應(yīng)按照“加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)、突出創(chuàng)新”的原則，加強(qiáng)實(shí)踐性體系結(jié)構(gòu)的建設(shè)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性強(qiáng)的內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到產(chǎn)踐中去，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力[5，6]。
二、EDA傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
EDA是一種新興的設(shè)計(jì)技術(shù)，教學(xué)觀念不能單停留于教會(huì)學(xué)生使用軟件工具上，更主要的是對(duì)個(gè)人或小組的設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)與加強(qiáng)。在EDA傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師先講解實(shí)驗(yàn)原理和要求，給出示例程序，學(xué)生參照程序在QuartusⅡ軟件平臺(tái)上完成編譯、仿真，然后下載到EDA/SOPC實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行硬件測(cè)試。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法存在很多的不足。
1.實(shí)驗(yàn)靈活性不夠，忽視了學(xué)生的作用。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師給出相應(yīng)的參考程序，讓學(xué)生驗(yàn)證。每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程都一樣，實(shí)驗(yàn)方法單一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較固定，不能完全滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求，不能突出實(shí)驗(yàn)中EDA技術(shù)的實(shí)用性。導(dǎo)致學(xué)生興趣降低，被動(dòng)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)，影響了實(shí)驗(yàn)效果。另外，學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)后只是掌握了軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試的技巧，對(duì)FPGA電路部分的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法卻一無(wú)所知，缺少了硬件實(shí)現(xiàn)方面的鍛煉，阻礙了實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。達(dá)不到面向工程實(shí)際的電子設(shè)計(jì)的自主創(chuàng)新性；達(dá)不到學(xué)生設(shè)計(jì)能力、自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和與工程實(shí)際相結(jié)合的動(dòng)手能力的培養(yǎng)；達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。不能發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，學(xué)習(xí)的積極性和實(shí)踐能力得不到提高。
2.綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)難開(kāi)展，阻礙了實(shí)踐創(chuàng)新能力的提高。傳統(tǒng)的EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是利用系統(tǒng)軟件QuartusⅡ和EDA/SOPC實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行模擬仿真，學(xué)生做的只是按照給定程序進(jìn)行編譯、仿真、引腳鎖定和下載測(cè)試，這種實(shí)驗(yàn)方法不能很好地將硬件電路和軟件編程有機(jī)結(jié)合起來(lái)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。同時(shí)，采用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，即使是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，它與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)所要求的硬件實(shí)現(xiàn)、軟件編程過(guò)程也相差甚遠(yuǎn)。課程結(jié)束后，學(xué)生雖然對(duì)EDA的原理、概念有所了解，但對(duì)EDA技術(shù)還是缺乏整體的掌握，與社會(huì)需求的差距較大。
三、EDA實(shí)踐教學(xué)改革
1.更新EDA設(shè)計(jì)理念，倡導(dǎo)啟發(fā)性實(shí)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(jì)理念，從傳統(tǒng)搭積木式的自底向上設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向基于可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的調(diào)研分析、創(chuàng)新能力、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程實(shí)現(xiàn)方面的能力與素質(zhì)。對(duì)實(shí)踐教學(xué)中的疑難點(diǎn)，加大教師在實(shí)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(dòng)性和創(chuàng)造性，避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中“照葫蘆畫瓢”、“囫圇吞棗”。
2.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。傳統(tǒng)的EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)較少，因此應(yīng)在EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)中增加綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)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(jī)會(huì)，來(lái)完成不同的實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)選題采取廣泛選題方式，對(duì)來(lái)自教師課題、創(chuàng)新項(xiàng)目、競(jìng)賽項(xiàng)目、企業(yè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目等途徑來(lái)的題目，在提交明確的設(shè)計(jì)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(jì)性實(shí)驗(yàn)題目。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)際、更加系統(tǒng)的訓(xùn)練。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)最大的特點(diǎn)是沒(méi)有現(xiàn)成的模式可循，學(xué)生需獨(dú)立完成軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。在調(diào)試過(guò)程中，學(xué)生要自己分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)EDA系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的理解。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)雖然對(duì)學(xué)生來(lái)講有一定難度，但因與現(xiàn)實(shí)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(dòng)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)變成主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主實(shí)驗(yàn)的能力。為了達(dá)到學(xué)生設(shè)計(jì)能力和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，在實(shí)驗(yàn)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(jì)任務(wù)，讓學(xué)生明白設(shè)計(jì)要求。其次，學(xué)生自己分析設(shè)計(jì)要求，寫出設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過(guò)程中小組成員之間、教師都可以對(duì)方案的可行性提出質(zhì)疑，并加以指導(dǎo)解決，實(shí)現(xiàn)了“教”與“做”的結(jié)合，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性和團(tuán)隊(duì)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(cè)試。在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生可以充分發(fā)揮電路設(shè)計(jì)能力和自主創(chuàng)新能力。可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。最后，教師驗(yàn)收。檢查該設(shè)計(jì)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并與學(xué)生討論該設(shè)計(jì)是否有優(yōu)化的可能，是否有其他的設(shè)計(jì)方案等，加深對(duì)知識(shí)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(shí)踐訓(xùn)煉，提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。（1）學(xué)生成立EDA創(chuàng)新學(xué)習(xí)小組，利用實(shí)驗(yàn)室的資源，開(kāi)展EDA軟件編程和硬件設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練。給學(xué)生提供一個(gè)完善自我、表達(dá)自我的空間和舞臺(tái)，能使學(xué)生的想法在實(shí)驗(yàn)室變成產(chǎn)品、變成論文，有利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和特長(zhǎng)發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（2）鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生將FPGA/CPLD的新技術(shù)應(yīng)用到科研項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中去。讓學(xué)生輔助教師進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、實(shí)現(xiàn)，并制定測(cè)試方案，在實(shí)踐中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性、想象力和主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、信息獲取和選擇能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力。按照“興趣感知學(xué)習(xí)探索創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究開(kāi)發(fā)”這樣一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程來(lái)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(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)對(duì)EDA技術(shù)進(jìn)行更深層次的設(shè)計(jì)，啟發(fā)學(xué)生思維，開(kāi)發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，從而將實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)緊密連接起來(lái)，形成一種從單元到模塊、從模塊到系統(tǒng)，從仿真到實(shí)驗(yàn)、從實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的層層推進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣的實(shí)踐教學(xué)模式。這種多層次的實(shí)踐教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主實(shí)踐的積極性，并且培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力，從而切實(shí)提高學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)的效果。（4）組織學(xué)生參與各種形式的學(xué)科專業(yè)競(jìng)賽，大大提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。如2009年“NEC杯”全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲省級(jí)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，2010年“高教社&XILINX杯”山東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲山東省一等獎(jiǎng)7項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)；2011年“瑞薩”杯全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，獲全國(guó)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)，二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，獲獎(jiǎng)層次和數(shù)量居省內(nèi)高校前列。
四、結(jié)束語(yǔ)
實(shí)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(shí)際情況，進(jìn)行EDA實(shí)踐教學(xué)改革。通過(guò)改革，學(xué)生在動(dòng)手和實(shí)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(qiáng)化了學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)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(gè)性和才能的全面發(fā)展，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
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高校電類本科專業(yè)指通信工程專業(yè)、電子與信息工程專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)、電氣工程和自動(dòng)化專業(yè)等.這些電類專業(yè)在專業(yè)基礎(chǔ)理論課、實(shí)踐教學(xué)體系方面有許多共同之處，是參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的主力軍.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一，是面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)，目的在于推動(dòng)高等學(xué)校促進(jìn)信息與電子類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革，有助于高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新意識(shí)與基本能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)；有助于學(xué)生工程實(shí)踐素質(zhì)的培養(yǎng)、提高學(xué)生針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)制作的能力；有助于吸引、鼓勵(lì)廣大青年學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件.
2高校電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的組織
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽由教育部高等教育司和信息產(chǎn)業(yè)部人事司共同主辦，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)全國(guó)范圍內(nèi)的競(jìng)賽工作.各地競(jìng)賽事宜由地方教委（廳、局）統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo).為保證競(jìng)賽順利開(kāi)展，組建全國(guó)及各賽區(qū)競(jìng)賽組織委員會(huì)和專家組.以高等學(xué)校為基本參賽單位，參賽學(xué)校應(yīng)成立電子競(jìng)賽工作領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)本校學(xué)生的參賽事宜，包括組隊(duì)、報(bào)名、賽前準(zhǔn)備、賽期管理和賽后總結(jié)等.高校在組建成立電子競(jìng)賽工作領(lǐng)導(dǎo)小組時(shí)，如果學(xué)校電類專業(yè)單一，可設(shè)常設(shè)機(jī)構(gòu)，由具體電類專業(yè)所在院系負(fù)責(zé)、教務(wù)處、學(xué)生處、團(tuán)委、后勤集團(tuán)等單位參與；若學(xué)校電類專業(yè)較多，可由電類專業(yè)相關(guān)院系輪流擔(dān)任理事，按屆組織，其它院系積極參與，教務(wù)處、學(xué)生處、團(tuán)委、后勤集團(tuán)等單位參加，適當(dāng)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制.在參賽小組的選拔中，首先由學(xué)生自由組隊(duì)報(bào)名，要求組隊(duì)后的3個(gè)隊(duì)員各自具有較強(qiáng)的能力且隊(duì)員之間能配合默契，在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用，模擬和數(shù)字電路的應(yīng)用，硬件焊接與調(diào)試，計(jì)算機(jī)編程以及撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告論文等方面要有所分工；然后組織報(bào)名參賽隊(duì)進(jìn)行選拔考試，內(nèi)容包括模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)、傳感器等方面的基本知識(shí)及應(yīng)用，典型測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)電子競(jìng)賽的了解，參加競(jìng)賽的優(yōu)勢(shì)自述等；最后指導(dǎo)教師根據(jù)各參賽隊(duì)成員選拔考試的結(jié)果、面試表現(xiàn)以及綜合考慮各參賽隊(duì)在團(tuán)隊(duì)合作、硬件制作、軟件編程、報(bào)告撰寫能力等方面的實(shí)力，確定參加競(jìng)賽的組數(shù)和各組成員.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的命題范圍廣,涉及到電子技術(shù)(模擬電路、數(shù)字電路)、高頻電子線路、通信原理、單片機(jī)技術(shù)、可編程器件等多門課程,并鼓勵(lì)新技術(shù)的應(yīng)用.這就要求賽前指導(dǎo)老師要有更寬的知識(shí)面和更豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn).年青教師對(duì)新技術(shù)、新軟件上手快,但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏,老教師經(jīng)驗(yàn)豐富但計(jì)算機(jī)應(yīng)用和新技術(shù)的掌握上又有不足.為了發(fā)揮特長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)互補(bǔ),在賽前指導(dǎo)上成立賽前指導(dǎo)小組,在小組中注意年齡和特長(zhǎng)的結(jié)合,注意學(xué)科的結(jié)合.教師在指導(dǎo)學(xué)生的過(guò)程中相互學(xué)習(xí),共同提高.知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的相互滲透和補(bǔ)充促進(jìn)指導(dǎo)老師的業(yè)務(wù)素質(zhì)的提高,這使教師能夠在日常的教學(xué)和科研中發(fā)揮更大的作用,推動(dòng)師資隊(duì)伍建設(shè).
3參賽學(xué)生的培訓(xùn)
3.1參賽學(xué)生的現(xiàn)狀
參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生一般是大學(xué)二、三年級(jí)的學(xué)生，已學(xué)習(xí)了很多相關(guān)課程的理論知識(shí)，也具有一定的實(shí)踐能力，特別是在外語(yǔ)能力、計(jì)算機(jī)能力、單片機(jī)編程能力、查閱文獻(xiàn)能力方面.但是在模擬電路，單片機(jī)硬件，電路安裝工藝，如何根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)電路方案和確定單元電路的性能指標(biāo)，單元電路調(diào)試排錯(cuò)能力，系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)方面卻存在著一定的不足.學(xué)生在此前的課程中，雖然學(xué)習(xí)過(guò)一些電子設(shè)計(jì)制作中常用的軟件，如Protel電子原理圖的設(shè)計(jì)，印刷電路板設(shè)計(jì)繪制，以及電子邏輯分析仿真等，但是缺乏一定的深度，其熟練程度需加強(qiáng).常規(guī)電子儀器（如示波器、信號(hào)發(fā)生器、仿真器、掃頻儀、萬(wàn)用表等）的使用不夠熟練.雖然學(xué)生在電工電子、電子線路等實(shí)驗(yàn)課中使用過(guò)常規(guī)電子儀器，但是往往更換型號(hào)后就不能很快地熟練使用，影響電路的調(diào)試速度.另外學(xué)生的“單片機(jī)原理與技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)通常采用普通的51單片機(jī)，而電子競(jìng)賽往往會(huì)使用一些功能強(qiáng)大的單片機(jī)，因此在開(kāi)發(fā)工具和仿真器方面存在差異.學(xué)生在培訓(xùn)期間，要加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，使學(xué)生在電子競(jìng)賽中涉及的知識(shí)點(diǎn)的深度和實(shí)踐動(dòng)手能力方面能得到很快的提升，這樣才能確保在電子競(jìng)賽期間順利完成競(jìng)賽的設(shè)計(jì)任務(wù).為了鼓勵(lì)電類大學(xué)生積極參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)全部過(guò)程（包括前期課程與后期競(jìng)賽培訓(xùn)），可在完成競(jìng)賽訓(xùn)練作品設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)報(bào)告后，由指導(dǎo)教師給出相應(yīng)成績(jī)，可替代相應(yīng)一門課程或?qū)嵺`環(huán)節(jié)的成績(jī)，如“電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)”、“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”等.
3.2培訓(xùn)內(nèi)容選擇、方案討論及實(shí)際制作
如何在一個(gè)相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)盡快地提高參賽學(xué)生的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和實(shí)踐動(dòng)手能力是培訓(xùn)階段要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，在輔導(dǎo)中采用實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的方法，即模擬進(jìn)行一次次的競(jìng)賽過(guò)程.包括給各組布置不同的設(shè)計(jì)題目、限時(shí)提交設(shè)計(jì)方案、全體隊(duì)員集中由各組分別介紹設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行交流討論、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)、各組分別實(shí)際制作、撰寫設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，最后進(jìn)行實(shí)物演示和總結(jié)答辯，這樣盡管每個(gè)組只具體設(shè)計(jì)制作了一個(gè)系統(tǒng)，但是通過(guò)互相交流，對(duì)其它組所涉及的技術(shù)也有較系統(tǒng)的了解，在以后類似技術(shù)的實(shí)際設(shè)計(jì)制作過(guò)程中能起到事半功倍的效果.在培訓(xùn)開(kāi)始時(shí)，向參賽學(xué)生詳細(xì)介紹大學(xué)生電子競(jìng)賽的競(jìng)賽規(guī)則、競(jìng)賽命題、評(píng)審和評(píng)獎(jiǎng)等方面的情況，邀請(qǐng)已參加過(guò)電子競(jìng)賽的高年級(jí)學(xué)生介紹參賽期間的注意事項(xiàng)及參賽體會(huì)；對(duì)歷年的大學(xué)生電子競(jìng)賽題目、實(shí)現(xiàn)的方案、獲獎(jiǎng)小組的總結(jié)報(bào)告等進(jìn)行深入的破析和討論；讓參賽學(xué)生對(duì)競(jìng)賽及要求有一個(gè)全面的了解.引導(dǎo)學(xué)生既要重視困難又不能畏懼困難，在充分認(rèn)識(shí)本小組的優(yōu)勢(shì)與弱勢(shì)的情況下，心理上充分地做好艱苦訓(xùn)練的準(zhǔn)備.組織責(zé)任心強(qiáng)、具有相當(dāng)專業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)豐富的老師，針對(duì)電子競(jìng)賽的特點(diǎn)，在模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面進(jìn)行講解，講解中對(duì)基本電路的原理，實(shí)現(xiàn)的方法，相關(guān)電路的主要性能指標(biāo)及測(cè)試方法、設(shè)計(jì)及調(diào)試中需要注意的事項(xiàng)作簡(jiǎn)明的介紹，對(duì)涉及的電子元件進(jìn)行實(shí)物展示，對(duì)一些輔助設(shè)計(jì)軟件、查閱科技論文的方法及常用的電子元器件及應(yīng)用的網(wǎng)站作一些推薦性的介紹.
從歷年的競(jìng)賽題目中確定各參賽小組的第一次訓(xùn)練題目，盡量做到各參賽小組選擇不同的訓(xùn)練題目，按照電子競(jìng)賽的要求，規(guī)定在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)完成實(shí)物的制作、性能指標(biāo)的測(cè)試、總結(jié)報(bào)告的撰寫.然后由各小組對(duì)訓(xùn)練情況進(jìn)行詳細(xì)的介紹，各小組之間展開(kāi)廣泛的討論，商討是否有更好的實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)的電路及測(cè)試的結(jié)果是否合理，撰寫的報(bào)告是否嚴(yán)謹(jǐn)，盡可能地發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練中的不足之處，輔導(dǎo)老師根據(jù)各組的完成情況進(jìn)行講評(píng).要求各小組根據(jù)討論情況在1～2天時(shí)間內(nèi)完善制作的實(shí)物及報(bào)告，同時(shí)要求各小組對(duì)另外小組的實(shí)物進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)相互交流在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)能掌握更多的知識(shí).在第一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，協(xié)商電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽第二次訓(xùn)練題目，要求盡可能多地涉及未曾接觸的知識(shí)點(diǎn)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，然后各小組演示實(shí)物的功能，測(cè)試電子系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)，注重測(cè)試方法是否正確，測(cè)試性能指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)于差異較大的需要認(rèn)真分析其原因，找出合理的解決方案并實(shí)施.最后，要求各參賽小組認(rèn)真整理前一階段培訓(xùn)完成的實(shí)物，單元電路要求注明電源要求、詳細(xì)且清楚的輸入輸出接口信息，達(dá)到的性能指標(biāo)并形成文字，軟件要求有整體的說(shuō)明，需要占用的資源說(shuō)明、語(yǔ)句有詳細(xì)的注釋.輔導(dǎo)老師對(duì)培訓(xùn)中出現(xiàn)的問(wèn)題向?qū)W生做詳細(xì)的介紹，對(duì)競(jìng)賽中容易出現(xiàn)的問(wèn)題也需要提醒學(xué)生.在參賽的前一天不安排具體的工作，保證學(xué)生能休息好，以極佳的狀態(tài)參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽.
4競(jìng)賽過(guò)程中的注意事項(xiàng)
4.1注意競(jìng)賽紀(jì)律
全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽采用全國(guó)統(tǒng)一命題、分賽區(qū)，“半封閉、相對(duì)集中”的組織方式.競(jìng)賽題目在競(jìng)賽開(kāi)始時(shí)打開(kāi)（如2009年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是9月2日8:00正式開(kāi)始）.每支參賽隊(duì)限定在提供的A、B、C、D、E、F等題中任選一題；要求認(rèn)真填寫《登記表》內(nèi)容，填寫好的《登記表》由賽場(chǎng)巡視員暫時(shí)保存.參賽者必須是有正式學(xué)籍的全日制在校大學(xué)生，應(yīng)出示能夠證明參賽者學(xué)生身份的有效證件（如學(xué)生證）供隨時(shí)備查.每隊(duì)嚴(yán)格限制3人，開(kāi)賽后不得中途更換隊(duì)員.競(jìng)賽期間，可使用各種圖書資料和網(wǎng)絡(luò)資源，但不得在學(xué)校指定競(jìng)賽場(chǎng)地以外進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內(nèi)的非參賽隊(duì)員必須回避，對(duì)違紀(jì)參賽隊(duì)取消評(píng)審資格.競(jìng)賽開(kāi)始后，為保證競(jìng)賽工作順利進(jìn)行，參賽學(xué)校應(yīng)組織專人負(fù)責(zé)提供競(jìng)賽所需設(shè)備、元器件、后勤保障等工作.競(jìng)賽結(jié)束后（如2009年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是9月5日20:00競(jìng)賽結(jié)束），上交設(shè)計(jì)報(bào)告、制作實(shí)物及《登記表》，由專人封存，并在指定時(shí)間前送到指定地點(diǎn).
4.2競(jìng)賽題目分析及方案設(shè)計(jì)
參賽隊(duì)員應(yīng)仔細(xì)閱讀所有競(jìng)賽題目，根據(jù)自己組3個(gè)隊(duì)員的訓(xùn)練情況，選擇相應(yīng)的題目進(jìn)行參賽制作.選擇題目應(yīng)注意題目中不應(yīng)該有知識(shí)盲點(diǎn)，即要能夠看懂題目要求.如果不能看懂題目要求，原則上該題目是不可選擇的.設(shè)計(jì)制作分基本要求和發(fā)揮部分，一般各占50分，設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告30-50分（2009年30分，以前50分）.應(yīng)注意的是基本要求的各項(xiàng)分值題目中沒(méi)有給出，但在發(fā)揮部分給出了各小項(xiàng)的分值，選擇題目時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析各項(xiàng)要求.確定競(jìng)賽題目的時(shí)間原則上不要超過(guò)兩小時(shí)，題目一旦選定，中途不要隨意更改.確定競(jìng)賽題目后，參賽小組的3個(gè)隊(duì)員應(yīng)認(rèn)真討論設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)方案應(yīng)考慮制作的可行性，包括元器件是否能夠采購(gòu)到都必須考慮.設(shè)計(jì)方案可以提出一到兩個(gè)，或者確定一個(gè)方案，對(duì)有些部分作出兩個(gè)或者兩個(gè)以上方案.同時(shí)應(yīng)盡快提出元器件清單，確定元器件庫(kù)中沒(méi)有的元器件，提出采購(gòu)清單.元器件采購(gòu)清單應(yīng)提供元器件名稱、型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、替代型號(hào)及規(guī)格.確定方案的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)6小時(shí).
4.3元器件的采購(gòu)和設(shè)計(jì)裝配制作
元器件采購(gòu)是保證競(jìng)賽順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，沒(méi)有元器件，作品是不可能制作成功的.因?yàn)楦?jìng)賽題目事先不知道，學(xué)生作出的設(shè)計(jì)方案也是各不相同，需要的元器件也是多種多樣的，可以事先準(zhǔn)備一些元器件，但不可能完全備齊.競(jìng)賽中采購(gòu)是必須的.不同的院校在不同的城市，要保證能夠采購(gòu)到競(jìng)賽所需要的元器件，應(yīng)在競(jìng)賽開(kāi)始前兩天，派1-2名老師到比較大的電子市場(chǎng)去采購(gòu)，找好元器件供應(yīng)商.競(jìng)賽開(kāi)始后，競(jìng)賽學(xué)生不斷的提出需要的元器件清單，由教師去購(gòu)買，并以最快的速度運(yùn)送給競(jìng)賽學(xué)生.在競(jìng)賽中，各隊(duì)學(xué)生可以按照在訓(xùn)練中的分工，按照軟件編程、硬件制作、設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告寫作三部分分頭進(jìn)行，每個(gè)隊(duì)員各有側(cè)重，注意分工合作.設(shè)計(jì)制作過(guò)程中，可以分模塊設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試，一步一步進(jìn)行.3人之間要注意多溝通，多交流.遇到問(wèn)題，要冷靜處理，不要慌張.在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的每一步，都需要兩人以上進(jìn)行核對(duì)和檢查.特別是到總調(diào)試階段，一定要格外小心，通電前一定要兩人以上進(jìn)行核對(duì)和檢查，不要急于通電，否則通電燒掉作品而前功盡棄.作品應(yīng)該在第四天的下午全部完成，到第四天下午沒(méi)有完成的功能和指標(biāo)，也就不要再做了.很有可能的是，為了追求更好的指標(biāo)和功能，結(jié)果將已完成的部分弄壞了.負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告寫作的隊(duì)員，要根據(jù)軟件和硬件設(shè)計(jì)隊(duì)員提供的電路圖紙、程序清單等設(shè)計(jì)資料，按照設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告寫作要求進(jìn)行整理.到第四天上午，除測(cè)試數(shù)據(jù)外，應(yīng)全部完成.測(cè)試數(shù)據(jù)可以在作品調(diào)試完畢，競(jìng)賽結(jié)束前補(bǔ)充到設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告中去.競(jìng)賽一般在第四天下午8點(diǎn)結(jié)束，上交設(shè)計(jì)報(bào)告、制作實(shí)物及《登記表》，由賽場(chǎng)巡視員封存.封存時(shí)應(yīng)注意文件完整，符合競(jìng)賽要求.作品要妥善包裝，要能防止運(yùn)輸和搬運(yùn)過(guò)程中的沖擊和振動(dòng).整個(gè)競(jìng)賽時(shí)間是四天三夜，要注意競(jìng)賽時(shí)間的合理安排，注意休息和飲食，參賽學(xué)校應(yīng)組織專人負(fù)責(zé)提供飲食后勤保障，使參賽學(xué)生保持充沛的精力，圓滿完成競(jìng)賽.
二十世紀(jì)九十年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展引發(fā)了各個(gè)領(lǐng)域的革命性變革。航運(yùn)界也受其影響，使得現(xiàn)代航運(yùn)對(duì)船舶自動(dòng)化程度和信息集成程度的要求也越來(lái)越高。為了適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)艙的要求，PLC控制逐漸取代繼電接觸器控制成為船舶機(jī)艙控制的主要環(huán)節(jié)，使控制系統(tǒng)更加安全、迅速、可靠。 船舶在正常航行過(guò)程中，機(jī)艙出現(xiàn)故障經(jīng)常需要輪機(jī)員下去對(duì)主機(jī)，輔機(jī)等設(shè)備進(jìn)行維修和保養(yǎng)，由于現(xiàn)在大多數(shù)船舶采用的是無(wú)人機(jī)艙的模式，所以在機(jī)艙工作的數(shù)量就很少。故而當(dāng)輪機(jī)員進(jìn)入機(jī)艙工作就需要有可靠的監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，傳統(tǒng)的繼電器控制的輪機(jī)員安全報(bào)警器，雖說(shuō)能夠提供報(bào)警但是其容易發(fā)生故障且不易被察覺(jué)。然而采用PLC控制這能使輪機(jī)員報(bào)警系統(tǒng)的安全系數(shù)大大的提高，從而使輪機(jī)員的工作更加安全可靠。上述設(shè)計(jì)滿足了《2006鋼質(zhì)海船建造入級(jí)規(guī)范》的迅速、實(shí)時(shí)、可靠、直觀等要求。所以用PLC控制輪機(jī)員報(bào)警器就能夠使輪機(jī)員在機(jī)艙工作地安全系數(shù)得到大大的提高
關(guān)鍵詞 ：船舶輪機(jī)員安全 監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng) PLC 繼電器控制
Abstract
Keywords Engineers to monitor the ship security alarm system control PLC relay
目 錄
1 引言 1
2 工作原理 2
2.1系統(tǒng)的基本組成 2
2.2工作原理及過(guò)程 2
3 PLC簡(jiǎn)介及程序設(shè)計(jì) 3
3.1 PLC簡(jiǎn)介： 3
3.2 PLC控制的船舶輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3
3.3 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)程序 5
3.4 PLC接線圖 6
3.5 I/O接線列表 7
4、 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)與繼電器控制的輪機(jī)員報(bào)警系統(tǒng)的比較 7
4.1 繼電器接觸器控制的缺點(diǎn) 7
4.2 PLC控制的的優(yōu)點(diǎn) 8
結(jié) 論 9
致 謝 10
1 引言
隨著船舶建造水平的發(fā)展，大量高科技設(shè)備得到應(yīng)用，使得很多設(shè)備的運(yùn)行已不再需要人工看護(hù)和操作，出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)艙或一人機(jī)艙，人們只需要在必要的時(shí)候?qū)C(jī)艙設(shè)備進(jìn)行巡檢就可以了。
因此，為了保證輪機(jī)員的安全，產(chǎn)生了輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)。當(dāng)輪機(jī)員下機(jī)艙工作前，開(kāi)通此系統(tǒng)就可以保證輪機(jī)員安全地工作。如果在工作期間出現(xiàn)了人身傷害，不能在固定時(shí)間內(nèi)將本系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，本系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，報(bào)警信號(hào)送至機(jī)艙延伸報(bào)警燈柱和機(jī)艙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)。
機(jī)艙報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)又會(huì)將此報(bào)警送至延伸報(bào)警系統(tǒng)，再送至駕駛室及相關(guān)船員房間以及公共場(chǎng)所，提醒大家進(jìn)入機(jī)艙救人。
值班輪機(jī)員能夠在固定的時(shí)間內(nèi)復(fù)位本系統(tǒng)，則本系統(tǒng)將重新報(bào)警計(jì)時(shí)，直至輪機(jī)員安全離開(kāi)機(jī)艙關(guān)閉本系統(tǒng)時(shí)，本系統(tǒng)才不再進(jìn)行報(bào)警計(jì)時(shí)。該系統(tǒng)的采用大大的提高了輪機(jī)員的人身安全系數(shù)，有的船廠將其稱為死人報(bào)警。
圖1傳統(tǒng)輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)（繼電器接觸器控制）
2 工作原理
由于每個(gè)廠家的原理圖有所不同，但都是大同小異，在這里我只以上面的一種電路圖為例進(jìn)行討論。
2.1系統(tǒng)的基本組成
該系統(tǒng)主要由控制回路（都安置在集控臺(tái)內(nèi)），啟動(dòng)／停止按鈕箱（每個(gè)機(jī)艙的入口位置）和復(fù)位按鈕箱（在機(jī)艙的報(bào)警燈柱還機(jī)艙報(bào)警檢測(cè)的樓梯口）等。
2.2工作原理及過(guò)程 3 PLC簡(jiǎn)介及程序設(shè)計(jì)
3.1 PLC簡(jiǎn)介：
PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。
“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”
3.2 PLC控制的船舶輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)由輪機(jī)員安全主控模塊、輪機(jī)員安全復(fù)位模塊、輪機(jī)員安全起/停模塊三部分構(gòu)成。
其中，一個(gè)輪機(jī)員安全主控模塊可配置4個(gè)區(qū)域的輪機(jī)員安全子系統(tǒng)，每個(gè)輪機(jī)員安全子系統(tǒng)可配置多個(gè)輪機(jī)員安全復(fù)位模塊和一個(gè)輪機(jī)員安全子系統(tǒng)起/停模塊。
本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、復(fù)位和求救信號(hào)的采集、報(bào)警定時(shí)、預(yù)報(bào)警和報(bào)警輸出等，輪機(jī)員安全主控模塊安裝在各機(jī)艙艙室內(nèi)，輪機(jī)員安全復(fù)位模塊上含有報(bào)警燈、復(fù)位按鈕、求救按鈕、喇叭等，它被安裝在一個(gè)區(qū)域的多個(gè)部位，實(shí)現(xiàn)輪機(jī)員安全監(jiān)控和求救的功能。輪機(jī)員安全子系統(tǒng)起/停模塊上含有電源指示燈、起/停按鈕、聲光報(bào)警等，它被安裝在一個(gè)區(qū)域的入口處，實(shí)現(xiàn)輪機(jī)員安全監(jiān)控子系統(tǒng)的運(yùn)行和停止運(yùn)行等功能。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。當(dāng)船員進(jìn)入機(jī)艙內(nèi)開(kāi)啟起停模塊上的起停開(kāi)關(guān)后，系統(tǒng)初始化后進(jìn)入正常工作狀態(tài)，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，到達(dá)預(yù)報(bào)警指定時(shí)間時(shí)開(kāi)啟預(yù)報(bào)警，復(fù)位模塊聲光報(bào)警啟動(dòng)，此時(shí)計(jì)時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)。若船員按下復(fù)位鍵，報(bào)警取消，計(jì)時(shí)器重新計(jì)時(shí)；如果復(fù)位沒(méi)有按下且已經(jīng)到達(dá)事故報(bào)警指定時(shí)間則開(kāi)啟事故報(bào)警，起停模塊聲光報(bào)警啟動(dòng)。
圖1
3.3 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)程序
圖2系統(tǒng)程序圖
3.4 PLC接線圖
圖3 PLC接線圖
3.5 I/O接線列表
I0.0 SB1復(fù)位按鈕 I0.3 啟動(dòng)按鈕
I0.1
I0.2 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K2 I0.4 停止按鈕
Q0.0 KM1 Q0.7 機(jī)艙報(bào)警燈柱 Q0.2 H1 Q1.1 KM3 Q0.6 KM8
4、 PLC控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)與繼電器控制的輪機(jī)員報(bào)警系統(tǒng)的比較
4.1 繼電器接觸器控制的缺點(diǎn)
對(duì)于傳統(tǒng)繼電控制的機(jī)艙輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)，由于采用的是機(jī)械式的控制元件，所以存在許多的缺點(diǎn)。
而對(duì)于現(xiàn)在的船舶其自動(dòng)化程度越來(lái)越高對(duì)控制系統(tǒng)的精確度和安全系數(shù)的要求就要更高。
（1）傳統(tǒng)的繼電控制的輪機(jī)員安全報(bào)警系統(tǒng)，電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大，系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能較為困難。
（2）繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量有限，所以電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)，當(dāng)電源接通時(shí)，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時(shí)吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。
（3）繼電器控制系統(tǒng)依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。電器控制系統(tǒng)采用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，時(shí)間繼電器的延時(shí)時(shí)間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時(shí)精度不高。由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其存在機(jī)械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護(hù)性較差。
4.2 PLC控制的的優(yōu)點(diǎn)
（1）采用PLC控制則PLC采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲(chǔ)器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是存儲(chǔ)器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點(diǎn)數(shù)量是無(wú)限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性好LC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作。
（2）PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個(gè)繼電器的動(dòng)作次序決定于程序掃描順序。PLC通過(guò)程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)問(wèn)題。
（3）PLC采用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時(shí)范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計(jì)數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計(jì)數(shù)功能。PLC大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，其壽命長(zhǎng)、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時(shí)顯示給操作人員，并能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。
結(jié) 論
本系統(tǒng)主控制器采用了西門子S7-200 PLC，其緊湊的結(jié)構(gòu)，良好的擴(kuò)展性能，強(qiáng)大的指令功能，利用485標(biāo)準(zhǔn)的通信口進(jìn)行信息傳送, 并自行設(shè)計(jì)相應(yīng)接口而組成的船舶機(jī)艙巡回監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)充分應(yīng)用了該微型PLC的硬件資源，發(fā)揮了其軟件優(yōu)勢(shì)。輸入輸出采用差動(dòng)方式，提高了抗干擾能力，同時(shí)，主機(jī)和多臺(tái)終端可以全部并聯(lián)在一對(duì)雙絞線上進(jìn)行多機(jī)通訊，節(jié)省了傳輸線，所以本系統(tǒng)小但功能齊全，穩(wěn)定性好。為用戶帶來(lái)極大的方便;在近兩年的實(shí)際運(yùn)行中未出現(xiàn)故障，為船舶的安全、可靠的航運(yùn)起到了非常重要的作用，同時(shí)也為航運(yùn)公司帶來(lái)了巨大經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)PLC程序的控制使得輪機(jī)員安全報(bào)警器的工作過(guò)程更加的安全可靠，使得無(wú)人機(jī)艙技術(shù)應(yīng)用得到更好推廣和發(fā)展。同時(shí)利用PLC程序的控制能夠大大的節(jié)約機(jī)械繼電裝置的應(yīng)用，從而使的輪機(jī)員報(bào)警器的形狀更加小繼而節(jié)約船舶的空間。
致 謝
這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導(dǎo)過(guò)我的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)和一直關(guān)心支持著我的家人對(duì)我的教誨、幫助和鼓勵(lì)的結(jié)果。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！ 感謝我的指導(dǎo)老師——老師，沒(méi)有您的悉心指導(dǎo)就沒(méi)有這篇論文的順利完成。 感謝班主任周靜，王麗，趙玥老師三年的生活相處不久，卻從您身上學(xué)到了太多，必將終身受益。感謝所有教授過(guò)我課程的暨海事學(xué)院的老師們，是你們誨人不倦才有了現(xiàn)在的我。感謝我的父母，沒(méi)有你們，就沒(méi)有我的今天，你們的支持與鼓勵(lì)，永遠(yuǎn)是支撐我前進(jìn)的最大動(dòng)力。 感謝身邊所有的朋友與同學(xué)，謝謝你們?nèi)陙?lái)的關(guān)照與寬容，與你們一起走過(guò)的繽紛時(shí)代，將會(huì)是我一生最珍貴的回憶。
[2]田瑞庭.可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1994年
[3]常斗南.可變程序控制器原理應(yīng)用及通訊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1997年
[4]閆世杰.船舶信號(hào).北京：人民交通出版社 2006年
[5]陳弘揚(yáng).船舶信號(hào)[M].北京：人民交通出版社 1991年
關(guān)鍵詞：研究性教學(xué)；ARM嵌入式系統(tǒng)；研究性教學(xué)平臺(tái)；研究性教學(xué)模式；研究性教學(xué)成效
作者簡(jiǎn)介：譚會(huì)生（1966-），男，湖南茶陵人，湖南工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，副教授。（湖南株洲412008）
基金項(xiàng)目：本文系湖南工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革教學(xué)之星專項(xiàng)（項(xiàng)目編號(hào)：2011C03）、湖南省教育廳大學(xué)生研究型學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2009-225）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）10-0070-02
一、開(kāi)展本科生研究性教學(xué)的必要性和條件
研究性教學(xué)是一種新的教育理念，是一種新的現(xiàn)代學(xué)習(xí)觀，它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的自主性和開(kāi)放性。在教師的研究性教學(xué)理念的引導(dǎo)下，教學(xué)設(shè)計(jì)被看成是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從研究思想、研究手段、研究策略等各方面進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的全新設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的研究及探索科學(xué)問(wèn)題的興趣。學(xué)生運(yùn)用探索的方法，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究，最終獲得知識(shí)。研究性教學(xué)理念要求教師通過(guò)自己的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生做事和做人的能力和素質(zhì)。
綜合現(xiàn)有觀點(diǎn)并結(jié)合作者多年實(shí)際開(kāi)展研究性教學(xué)的實(shí)踐，作者認(rèn)為開(kāi)展本科生研究性教學(xué)必要性如下：大眾化高等教育的差異化教育的需要；提高大學(xué)生綜合應(yīng)用能力的需要；提高大學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的需要；提高大學(xué)生專業(yè)創(chuàng)新能力的需要；提高大學(xué)生專業(yè)綜合素養(yǎng)的需要；改變大學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)風(fēng)的需要。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和高等教育的大力發(fā)展，我國(guó)高等教育已由精英化教育轉(zhuǎn)向大眾化教育，學(xué)生群體出現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)需求的差異性日顯突出。為了提高大眾化高等教育的質(zhì)量，更好地滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下對(duì)人才的高要求，筆者按人才培養(yǎng)方案組織教育的同時(shí)，對(duì)一些優(yōu)秀和比較優(yōu)秀的學(xué)生，根據(jù)社會(huì)發(fā)展的需求、學(xué)生的興趣愛(ài)好、學(xué)生的職業(yè)規(guī)劃等，進(jìn)行加深與擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)優(yōu)才優(yōu)教。
開(kāi)展本科生研究性教學(xué)的主要條件如下：提高教師研究性教學(xué)的能力；激發(fā)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)的積極性；提供研究性教學(xué)資源與教學(xué)場(chǎng)地；選擇一個(gè)合適的有效平臺(tái)；構(gòu)建有效的研究性教學(xué)評(píng)價(jià)與評(píng)估體系。其中選擇一個(gè)合適的有效平臺(tái)，是研究性教學(xué)持續(xù)而有效開(kāi)展的一個(gè)關(guān)鍵性因素。作為電類專業(yè)研究性教學(xué)的有效平臺(tái)，應(yīng)該方便學(xué)生進(jìn)行軟件仿真和硬件設(shè)計(jì)與制作，并具有綜合性強(qiáng)、創(chuàng)新性強(qiáng)、成本低廉、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
二、基于ARM嵌入式系統(tǒng)的研究性教學(xué)的主要優(yōu)勢(shì)
嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁減，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)融合了計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、通信技術(shù)和微電子技術(shù)，是集成電路發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)標(biāo)志性成果。可以預(yù)言，嵌入式系統(tǒng)將成為后PC 時(shí)代的主宰。
嵌入式系統(tǒng)具有非常廣泛的應(yīng)用，包括智能產(chǎn)品、工業(yè)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)、石油化工、商業(yè)應(yīng)用、安全防范、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子與航空航天以及軍事等各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、提升多領(lǐng)域技術(shù)水平的有力工具。
按照體系結(jié)構(gòu)分類，目前世界上有四大流派的嵌入式處理器內(nèi)核，即MIPS處理器內(nèi)核、ARM處理器內(nèi)核、PowerPC和68K/COLDFIRE。其中ARM架構(gòu)處理器已在高性能、低功耗、低成本應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)領(lǐng)先地位，它在當(dāng)今最活躍的無(wú)線局域網(wǎng)、3G、手機(jī)終端、手持設(shè)備、有線網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備中得以廣泛應(yīng)用。
利用ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：芯片內(nèi)外資源豐富，硬件系統(tǒng)簡(jiǎn)單；可運(yùn)行各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，降低了復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的難度；可運(yùn)行多種操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)難度降低，系統(tǒng)人機(jī)界面友好；系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，控制精度高；有成熟的開(kāi)發(fā)工具，豐富的開(kāi)發(fā)資源和資料；目前ARM具有眾多的開(kāi)發(fā)人群，有助于降低企業(yè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本、保持開(kāi)發(fā)的連續(xù)性。
使用ARM嵌入式系統(tǒng)作為研究性教學(xué)的平臺(tái)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)、社會(huì)急需、綜合性強(qiáng)、創(chuàng)新性強(qiáng)、成本低廉。
三、基于ARM嵌入式系統(tǒng)的研究性教學(xué)的研究模型
為了描述基于ARM嵌入式系統(tǒng)的研究性教學(xué)的研究背景、主要研究目標(biāo)、主要研究?jī)?nèi)容以及主要研究期望，圖1給出了基于ARM嵌入式系統(tǒng)的研究性教學(xué)模型。現(xiàn)將主要內(nèi)容具體闡述如下：
1.利用ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究目標(biāo)
利用ARM技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究目標(biāo)，主要包括三個(gè)方面：基于ARM嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)訓(xùn)練；基于ARM嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)研究；基于ARM嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課題研究。
2.利用ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究?jī)?nèi)容
利用ARM技術(shù)開(kāi)展研究性教學(xué)的研究?jī)?nèi)容，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：
（1）ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)研究：主要包括ARM器件結(jié)構(gòu)、ARM匯編語(yǔ)言、C/C++語(yǔ)言、操作系統(tǒng)移植、應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)、驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)等嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本工具的學(xué)習(xí)與使用。
（2）ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)相關(guān)研究：主要是與課題設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)有關(guān)的數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理、工業(yè)智能控制、網(wǎng)絡(luò)通信控制、數(shù)字家電控制等基礎(chǔ)理論、實(shí)現(xiàn)算法和系統(tǒng)仿真等研究，重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)算法的設(shè)計(jì)、選擇和仿真。
（3）基于ARM的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：主要包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求分析、ARM實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)、ARM操作系統(tǒng)移植、ARM應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、ARM驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、ARM系統(tǒng)組裝與調(diào)試。
3.基于ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)展研究性教學(xué)的主要形式
基于ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)展研究性教學(xué)的主要形式，包括組建ARM嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)興趣小組、課題系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究小組和選拔教師科研項(xiàng)目助理等，通過(guò)專題訓(xùn)練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結(jié)匯報(bào)等形式開(kāi)展研究活動(dòng)。
四、基于ARM嵌入式系統(tǒng)的研究性教學(xué)的主要成效
1.熟練掌握ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧、調(diào)試方法和調(diào)試技巧
從研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的質(zhì)量可以看出，他們熟練掌握ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧、調(diào)試方法和調(diào)試技巧，能夠盡快地適應(yīng)從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。
2.熟練掌握與ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧
經(jīng)過(guò)研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生，無(wú)論是以前學(xué)習(xí)過(guò)并且掌握的、還是以前學(xué)過(guò)但似是而非的、或是以前根本沒(méi)接觸過(guò)需重新學(xué)習(xí)的，現(xiàn)在已熟練掌握與ARM嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)課題相關(guān)的基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技巧。
3.全面提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和就業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力
通過(guò)研究性學(xué)習(xí)訓(xùn)練的學(xué)生，不但具有良好的參考文獻(xiàn)查找能力、分析利用和文檔處理能力，同時(shí)他們的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力大為提高，就業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力顯著提高，80%的學(xué)生畢業(yè)時(shí)均能找到從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的工作，并且工資待遇也相當(dāng)不錯(cuò)。
五、結(jié)論
實(shí)踐結(jié)果表明，以課題為中心，以興趣為紐帶，以新興的、有著廣泛發(fā)展前途的ARM嵌入式系統(tǒng)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用為目標(biāo)；采用ARM嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)興趣小組、課題設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究小組、參加教師科研項(xiàng)目等形式；通過(guò)具體的專題訓(xùn)練、分散研究、定期討論、按需答疑、總結(jié)匯報(bào)等活動(dòng)；開(kāi)展基于ARM嵌入式系統(tǒng)的電類專業(yè)本科研究性教學(xué)，對(duì)提高大學(xué)生綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；提高大學(xué)生的專業(yè)核心能力，就業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)從事嵌入式系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的高級(jí)人才，具有非常明顯的成效。
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關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革
中圖分類號(hào)：TP368.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1672-5913（2007）08-0028-03
The Teaching Reform and Exploration of Single Chip Computer Experiment
ZHANG Xin, ZHANG Yan, YANG Li, GAO Qun
(School of Information and Electronics Engineering, Shandong Institute of Business and Technology, Shandong, Yantai, 264005, China)
Abstract: The necessity of experiment teaching reform of " Single chip computer Principle and Application" curriculum has been analyzed in the paper. the new experiment educational reform plan has be proposed, which’s goal lies in to stimulate the enthusiasm which the student studies, to train the project consciousness and the ability to analysis question and solves question and to enhance student's innovation ability and comprehensive quality.
Keywords: single chip computer experiment; experimental teaching;teaching reform
1 引言
作為典型代表，單片機(jī)推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的智能化工具。無(wú)論是尖端科技，如軍事、通信、能源、機(jī)器人、交通、IT，還是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、家用電器、玩具及個(gè)人信息終端等諸多領(lǐng)域，都離不開(kāi)單片機(jī)，其使用率和普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他類型的計(jì)算機(jī)。因此“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程也在高校的計(jì)算機(jī)類、電子類、電氣類、機(jī)械類等專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中有著特殊的地位。這些專業(yè)除了單獨(dú)設(shè)課程外，在涉及的許多實(shí)踐環(huán)節(jié)，如課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至研究生論文課題中，單片機(jī)系統(tǒng)都是應(yīng)用最廣泛的手段之一。近年來(lái)，在高校中大力推行的各種電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，單片機(jī)已成為主要方法。
2 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)改革的必要性
“單片機(jī)原理及應(yīng)用”是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，在重視理論教學(xué)的同時(shí)，必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)硬件電路、編制軟件程序、仿真調(diào)試等實(shí)驗(yàn)過(guò)程，才能更好地掌握單片機(jī)的理論知識(shí)和應(yīng)用技能。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式單一、方法呆板，實(shí)驗(yàn)課一直以教師為中心，學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，用統(tǒng)一的模式，按照指導(dǎo)書上規(guī)定的步驟做相同的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)技術(shù)、手段相對(duì)較落后，效率不高。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，也不能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)單片機(jī)行業(yè)人才的需求，必須對(duì)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。
3 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索
要使學(xué)生真正掌握知識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)，必須通過(guò)學(xué)生的親身實(shí)踐。如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化課堂上所學(xué)知識(shí)，掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，同時(shí)又培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，造就綜合型、創(chuàng)新型、復(fù)合型人才，具有重要的意義。
3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革
根據(jù)單片機(jī)課程的特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本接口實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)三個(gè)部分。
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要有硬件的認(rèn)知、指令系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。考慮到學(xué)生已學(xué)習(xí)了一些相關(guān)的課程，掌握了一定的硬件知識(shí)、軟件知識(shí)以及編程方法，基于學(xué)時(shí)的限制，這部分的內(nèi)容可讓學(xué)生利用課外時(shí)間自行完成。
基本接口實(shí)驗(yàn)安排在課堂進(jìn)行，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。它包括硬件接線與軟件編程兩部分。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)完成硬件設(shè)計(jì)、搭建主體電路，然后編寫程序，最后調(diào)試。
實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。傳統(tǒng)的單片機(jī)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常是理論知識(shí)的驗(yàn)證，很少有應(yīng)用理論知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)旨在幫助學(xué)生全面掌握所學(xué)內(nèi)容，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。安排的內(nèi)容主要是簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，指導(dǎo)書只給出了任務(wù)、要求和原理性說(shuō)明，學(xué)生必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，獨(dú)立完成軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。學(xué)生要自己分析解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步加深對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的理解。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
正確處理好三類實(shí)驗(yàn)關(guān)系。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本接口實(shí)驗(yàn)是綜合型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。必要的基本實(shí)驗(yàn)是不可缺少的，學(xué)生可以通過(guò)基本實(shí)驗(yàn)掌握單片機(jī)的基本原理。綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。基本實(shí)驗(yàn)可安排在教學(xué)環(huán)節(jié)的前期，其目的在于在教學(xué)開(kāi)始之初幫助學(xué)生熟悉單片機(jī)軟硬件環(huán)境。而綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，使學(xué)生受到更為實(shí)際、更加全面的科學(xué)研究訓(xùn)練，沒(méi)有現(xiàn)成的模式可循，主要利用實(shí)驗(yàn)后期、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室結(jié)合課程設(shè)計(jì)、課外興趣小組、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)雖然有一定難度和深度，但對(duì)學(xué)生很有吸引力，能使學(xué)生從被動(dòng)應(yīng)付實(shí)驗(yàn)變成主動(dòng)實(shí)驗(yàn)，不僅提高了基本操作技能，也發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和創(chuàng)造性。
3.2 精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選取要做到典型的芯片都安排有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要，將單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步向綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)類型發(fā)展，增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，增加以設(shè)計(jì)性、系統(tǒng)性為主的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
單片機(jī)實(shí)驗(yàn)既要進(jìn)行硬件接線，又要編寫程序，且程序的準(zhǔn)確編寫是實(shí)驗(yàn)成功的前提條件；有些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要在有限的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)是不容易的。因此，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書時(shí)，要精心設(shè)計(jì)，對(duì)程序比較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，給出部分的程序，并將其中的關(guān)鍵語(yǔ)句刪去或是用錯(cuò)誤的語(yǔ)句來(lái)取代，由學(xué)生去完善。這樣可以縮短學(xué)生編寫程序的時(shí)間，又能使學(xué)生掌握其中的關(guān)鍵。重視思考分析題的設(shè)計(jì)，使學(xué)生通過(guò)完成思考分析題，拓寬知識(shí)面、提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
3.3.1 要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí).
實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是提高實(shí)驗(yàn)效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在每次實(shí)驗(yàn)完成后，就布置下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，并在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)通過(guò)提問(wèn)、檢查預(yù)習(xí)報(bào)告等形式進(jìn)行檢查。學(xué)生通過(guò)預(yù)習(xí)并聽(tīng)了教師的講授之后，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)就能做到心中有數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程也比較容易實(shí)現(xiàn)，還能提出一些問(wèn)題與指導(dǎo)教師探討，效果較好。
3.3.2 啟發(fā)式教學(xué)
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，積極對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，最大限度地調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體作用。對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提出的問(wèn)題，不做正面的回答，而是圍繞問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生積極地對(duì)待實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并自己動(dòng)手獨(dú)立解決問(wèn)題。將傳統(tǒng)的以教師和課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式，逐步演變成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以教師為主導(dǎo)，綜合實(shí)驗(yàn)教師與學(xué)生并重，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主的多種形式。鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)際自己立項(xiàng)，獨(dú)立完成項(xiàng)目。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中啟發(fā)學(xué)生尋找解決方法，就能訓(xùn)練學(xué)生遇到問(wèn)題（提出問(wèn)題）─尋找方法（分析問(wèn)題）─解決問(wèn)題的方法和技巧，培養(yǎng)獨(dú)立工作能力，使實(shí)驗(yàn)更具有實(shí)踐性和實(shí)用性。
3.3.3 通過(guò)多種渠道實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)
教學(xué)過(guò)程中要與學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)緊密結(jié)合；通過(guò)課堂實(shí)踐教學(xué)、課外科研訓(xùn)練實(shí)踐、大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等多種渠道實(shí)現(xiàn)真正的創(chuàng)新型實(shí)踐教學(xué)。利用課程設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)級(jí)綜合實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生將各章學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行綜合歸納，提高學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用水平。以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、山東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為契機(jī)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3.3.4 鼓勵(lì)學(xué)生利用課外時(shí)間到開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室是由教師組織學(xué)生利用課余時(shí)間開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)，它是對(duì)課堂教學(xué)的補(bǔ)充和完善，是學(xué)生獨(dú)立思考、親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，也是解決學(xué)時(shí)少與內(nèi)容多這一矛盾的重要手段。指導(dǎo)教師可以結(jié)合課堂上的內(nèi)容，提出一些設(shè)計(jì)性題目或?qū)W生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目與方案，由學(xué)生獨(dú)立操作調(diào)試，最后寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告及收獲。基礎(chǔ)好的同學(xué)得到了施展才能的機(jī)會(huì)，可以設(shè)計(jì)出頗有特色的實(shí)驗(yàn)方案，寫出很好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，一般同學(xué)也會(huì)感到有壓力，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的自覺(jué)性。
3.3.5 充分利用多媒體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，建立網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)室
充分運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容和教學(xué)大綱的要求，將相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器、實(shí)驗(yàn)所用到的芯片工作原理和外形通過(guò)多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)制作出將文字、圖形、圖像、聲音、視頻、動(dòng)畫等集于一體的多媒體虛擬實(shí)驗(yàn)軟件。形象逼真地將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前，產(chǎn)生動(dòng)靜結(jié)合的畫面和智能性啟發(fā)誘導(dǎo)功能，使學(xué)生身臨其境，直接去感受、體驗(yàn)，便于學(xué)生進(jìn)一步鞏固課堂上所學(xué)的基礎(chǔ)理論，同時(shí)了解實(shí)驗(yàn)基本技能，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較多的信息量，為教學(xué)提供高效、交互、實(shí)時(shí)的操作環(huán)境和良好的服務(wù)。大大提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，保證了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
3.4 在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中融入單片機(jī)內(nèi)容
為了進(jìn)一步加強(qiáng)單片機(jī)的應(yīng)用，在專業(yè)課程設(shè)計(jì)中融入單片機(jī)應(yīng)用內(nèi)容，使之成為專業(yè)課程設(shè)計(jì)的重要組成部分，從而使學(xué)生通過(guò)專業(yè)課程設(shè)計(jì)獲得綜合培養(yǎng)和鍛煉，具備單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)能力。
3.5 規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告，改革考核模式
實(shí)驗(yàn)完成后，要求學(xué)生按規(guī)范寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范完成，是實(shí)驗(yàn)效果的綜合反映。
改革考核模式，從理論和實(shí)踐兩方面進(jìn)行，重點(diǎn)考核和評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用和創(chuàng)新能力。考試成績(jī)采用百分制：期末考試占60%、平時(shí)成績(jī)（作業(yè)、答疑、課堂提問(wèn)）占10%、實(shí)驗(yàn)占30%，加大實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)谡麄€(gè)課程成績(jī)的比重，以促進(jìn)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高。若實(shí)驗(yàn)成績(jī)不合格，則取消其筆試資格。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定方法為：預(yù)習(xí)報(bào)告占10%，硬件電路連接占25%，軟件設(shè)計(jì)占25%，系統(tǒng)調(diào)試占25%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占15%。另外，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，根據(jù)解決的情況可獎(jiǎng)勵(lì)0～50分（百分制）。
為了充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性，全天開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。保證學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)順利完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)面考核。
3.6 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的培養(yǎng)，提高教師素質(zhì)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教師，由于加強(qiáng)了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使得學(xué)生進(jìn)行同一項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)程序和實(shí)驗(yàn)電路有所不同，這就對(duì)實(shí)驗(yàn)教師提出了更高的要求。必須加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的培訓(xùn)，造就一支穩(wěn)定的、高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍。
4 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性；使學(xué)生能夠?qū)W到更多的知識(shí)，實(shí)際操作能力也得到了一定程度的提高。同時(shí)也更新了教師知識(shí)，提高了教師的綜合能力。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的任務(wù)。我們只有立足單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際，逐步深入，取長(zhǎng)補(bǔ)短，推陳出新，才能建立起一套完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，新的教學(xué)方法才能日趨完善，也才能更好地適應(yīng)時(shí)展的需要。
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作者簡(jiǎn)介：
張?chǎng)危?965.5-），女，黑龍江省慶安縣人，山東工商學(xué)院信電學(xué)院教師，副教授，系副主任。主要從事單片機(jī)原理及應(yīng)用、微機(jī)原理及應(yīng)用教學(xué)，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和智能控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工作。
通信方式：山東煙臺(tái)山東工商學(xué)院信電學(xué)院，264005
全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是信息產(chǎn)業(yè)部人事司和教育部高等教育司主辦的四大學(xué)科競(jìng)賽之一，是具有權(quán)威性和很大影響力的全國(guó)性電子類專業(yè)大學(xué)生課外科技競(jìng)賽活動(dòng)。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的開(kāi)展，不僅提高了大學(xué)生的電子設(shè)計(jì)制作能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作精神，同時(shí)也促進(jìn)了電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量的提高。我校自2005年開(kāi)始已連續(xù)參加了三屆，本文依據(jù)我校參賽和培訓(xùn)的情況，淺談我校以全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽促進(jìn)電子技術(shù)類課程實(shí)踐教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的體會(huì)。
1.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的意義
1.1有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)踐課的興趣
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的輔助，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多數(shù)是驗(yàn)證理論知識(shí)，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的方法和步驟就可完成實(shí)驗(yàn)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生完全是被動(dòng)的[1]。這樣的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，難以激發(fā)學(xué)生的對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽要求參賽學(xué)生在四天內(nèi)完成從選題、搜集資料、設(shè)計(jì)方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試、測(cè)試、排除故障、做出成品和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告的全過(guò)程，并且要求三人組隊(duì)參賽，是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的全面考核，具有極大的挑戰(zhàn)性[2]。比賽中既要?jiǎng)邮植偈崭迦掌冢?011－4－16基金項(xiàng)目：湖南省教育廳教學(xué)改革資助項(xiàng)目“應(yīng)用型本科電子技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系改革的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：湘教通[2009]321號(hào)）。作者簡(jiǎn)介：張新安（1957－），男，湖南永州人，本科，副教授，研究方向?yàn)閿?shù)字信號(hào)處理及實(shí)踐教學(xué)改革。作，又要理論分析。經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和參加競(jìng)賽的學(xué)生，其實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力都得到很大的提高，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)踐教學(xué)的興趣。
1.2有利于增強(qiáng)學(xué)生的競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和就業(yè)能力
在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中能脫穎而出的都是理論知識(shí)扎實(shí)，動(dòng)手能力強(qiáng)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練，具有創(chuàng)新意識(shí)和協(xié)作精神的優(yōu)秀學(xué)生。無(wú)論獲獎(jiǎng)與否，參加過(guò)培訓(xùn)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、方案論證、合作精神與創(chuàng)新能力等方面都有很大的提高，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中受到老師的青睞，在實(shí)際工作中，表現(xiàn)出較好的獨(dú)立性，創(chuàng)新精神、協(xié)作能力與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，得到社會(huì)及用人單位一致的肯定和好評(píng)，增強(qiáng)了就業(yè)能力[3]。
1.3有利于推動(dòng)電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革
電子競(jìng)賽題目是一批高水平的教授、專家根據(jù)電子技術(shù)發(fā)展的最新信息擬出的。選題涵蓋了模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、單片機(jī)應(yīng)用、可編程器件、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和EDA等課程的內(nèi)容[4]，競(jìng)賽中既要考察學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，又要考察學(xué)生的理論知識(shí)和創(chuàng)新能力；既有涉及知識(shí)面廣、功能多的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，又有單一功能的電路設(shè)計(jì)；既有以指標(biāo)性設(shè)計(jì)為目的的題目，又有以功能性設(shè)計(jì)為目的的題目；既有基本要求，又有發(fā)揮部分，同時(shí)在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中又鼓勵(lì)學(xué)生使用新技術(shù)、新器件和新電路，以滿足先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)。所以，對(duì)電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革具有指導(dǎo)和推動(dòng)作用。
2.對(duì)參賽學(xué)生的能力要求
參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的學(xué)生應(yīng)具備的實(shí)踐能力包括[5]：電子元器件的識(shí)別及使用方法、印制電路板設(shè)計(jì)與制作等電子設(shè)計(jì)制作基礎(chǔ)；集成直流穩(wěn)壓電源、運(yùn)算放大器電路、信號(hào)產(chǎn)生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉(zhuǎn)換器等單元電路設(shè)計(jì)；通用鍵盤及顯示電路、單片機(jī)與液晶顯示接口電路、單片機(jī)與D/A和A/D轉(zhuǎn)換電路等單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)；FPGA最小系統(tǒng)和配置電路的設(shè)計(jì)及FPGA的最小系統(tǒng)板下載等可編程邏輯器件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及資料查閱、綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告等。
3.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中反映的問(wèn)題我校歷屆培訓(xùn)及競(jìng)賽現(xiàn)場(chǎng)，主要表現(xiàn)出以下一些問(wèn)題[6]。
（1）查閱參考資料的能力差。在拿到競(jìng)賽題目后，學(xué)生都是先翻教科書，不去查找具有最新技術(shù)的期刊文獻(xiàn)，特別是上網(wǎng)搜集資料的能力差。
（2）對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力不強(qiáng)。對(duì)一個(gè)制作項(xiàng)目能夠提出的設(shè)計(jì)方案很少，不能對(duì)方案進(jìn)行充分的論證和比較，生搬硬套參考電路，不能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單先進(jìn)的電路，綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問(wèn)題的能力較差。反映我們的實(shí)踐教學(xué)缺少綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練。
（3）新技術(shù)、新器件的應(yīng)用能力差。有的制作項(xiàng)目如能采用新技術(shù)、新器件，如FPGA、CPLD等實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅性能指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)電路，而且電路簡(jiǎn)單。反映我們的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊，不能緊跟電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
（4）不適應(yīng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。競(jìng)賽中學(xué)生對(duì)競(jìng)賽題目的各類技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和改善上感到無(wú)從下手。
（5）實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力不強(qiáng)。競(jìng)賽過(guò)程中，一部分同學(xué)在安裝、焊接、電路調(diào)試、故障查找和排除等過(guò)程中操作不熟練，不能適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，不能通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納、總結(jié)去分析、解決問(wèn)題。反映我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多，綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)少，學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用能力沒(méi)有得到應(yīng)有的訓(xùn)練。
（6）單片機(jī)知識(shí)的應(yīng)用能力有限。很多競(jìng)賽題要用到單片機(jī)的知識(shí)去完成設(shè)計(jì)，部分參賽同學(xué)因單片機(jī)知識(shí)與應(yīng)用能力不夠，未能取得較好的競(jìng)賽成績(jī)。
（7）設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫的質(zhì)量不高。設(shè)計(jì)報(bào)告的格式與內(nèi)容存在很多缺陷，方案論證不夠充分，理論分析不夠嚴(yán)謹(jǐn)。反映我們的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)忽視了實(shí)驗(yàn)報(bào)告這個(gè)重要環(huán)節(jié)。
4.電子技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)改革
根據(jù)全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的內(nèi)容及要求，針對(duì)學(xué)生在培訓(xùn)和競(jìng)賽過(guò)程中暴露的問(wèn)題，我們對(duì)電子技術(shù)類課程的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了如下改革。
4.1改革實(shí)踐教學(xué)體系
依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，結(jié)合我校實(shí)際，將實(shí)踐教學(xué)從理論教學(xué)中分離出來(lái)，單獨(dú)設(shè)課、單獨(dú)考核，構(gòu)建起一個(gè)與理論教學(xué)體系相互匹配，相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充，相對(duì)獨(dú)立、科學(xué)優(yōu)化的實(shí)踐教學(xué)體系。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為三個(gè)層次[7]。
（1）基本技能訓(xùn)練層：以電子工藝實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)為教學(xué)內(nèi)容，掌握萬(wàn)用表的使用，電子元器件識(shí)別、檢測(cè)，印制板制作、焊接，直流穩(wěn)壓電源組裝，收音機(jī)安裝調(diào)試等基本操作技能。以電路分析、電子測(cè)量、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)內(nèi)容，掌握信號(hào)發(fā)生器和示波器等常用儀器的使用方法，培養(yǎng)正確記錄、處理數(shù)據(jù)及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。
（2）課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)層：以電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)為教學(xué)的主要內(nèi)容。通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì)，熟悉常用電子元器件，學(xué)會(huì)查閱元器件手冊(cè)及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)尋找所需資料的方法，讓學(xué)生通過(guò)安裝調(diào)試，學(xué)會(huì)通過(guò)調(diào)整元件參數(shù)，滿足實(shí)驗(yàn)指標(biāo)要求。
（3）綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐層：以傳感器技術(shù)及應(yīng)用、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)、電子系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等課程實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外活動(dòng)為實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，掌握用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)平臺(tái)和最新的工具進(jìn)行高效的綜合設(shè)計(jì)，用組裝的系統(tǒng)電路板，用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化仿真軟件Matlab、Muhisim等工具，進(jìn)行“虛、實(shí)、軟、硬”相結(jié)合的現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。要求學(xué)生能獨(dú)立完成從設(shè)計(jì)到制作的全過(guò)程，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行電路級(jí)的綜合設(shè)計(jì)能力以及系統(tǒng)級(jí)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用和創(chuàng)新能力。
4.2更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
實(shí)踐教學(xué)改革的關(guān)鍵是教學(xué)內(nèi)容的改革，要根據(jù)認(rèn)知規(guī)律、學(xué)科特點(diǎn)、實(shí)踐教學(xué)自身的規(guī)律和學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求，更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
（1）減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加應(yīng)用性、設(shè)計(jì)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統(tǒng)和虛擬儀器等先進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容[8]。增加單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，加強(qiáng)其實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)應(yīng)用，增加EDA技術(shù)和Protel課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，加強(qiáng)Protel電路設(shè)計(jì)軟件和EDA電路設(shè)計(jì)仿真軟件的實(shí)踐應(yīng)用；增加電子實(shí)習(xí)課時(shí)，增加和競(jìng)賽有關(guān)電路的制作內(nèi)容。實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)最新的科技成果，反映運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和新的實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。
（2）增加能培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力的工藝性操作實(shí)踐。注重電子元器件特別是新型元器件的使用[9]。元器件選擇方面，除個(gè)別驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍保留部分分立器件外，其余均采用集成化，數(shù)字化，模塊化的器件，如集成穩(wěn)壓電源、集成運(yùn)放、集成功放、集成A/D，D/A等器件，RAM、EPROM集成電路，以及ASIC可編程控制器。對(duì)于綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生選擇最新器件來(lái)完成設(shè)計(jì)。
（3）對(duì)整個(gè)課程體系的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行整體優(yōu)化組合，將同類課程體系或同類學(xué)科的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合并，創(chuàng)建新的綜合實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)學(xué)科之間實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的互相交叉滲透。修改綜合設(shè)計(jì)內(nèi)容，把本專業(yè)的理論知識(shí)同單片機(jī)技術(shù)和PLC技術(shù)更多地結(jié)合應(yīng)用，并把電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽知識(shí)結(jié)合其中。
（4）設(shè)立學(xué)生科研基金，資助運(yùn)用新技術(shù)、新器件、新思想的電子設(shè)計(jì)與制作的學(xué)生課題[10]。把科研引進(jìn)教學(xué)過(guò)程，鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的科研工作和生產(chǎn)中急需解決或探索的實(shí)際問(wèn)題的研究，培養(yǎng)學(xué)生的方案論證、裝配、調(diào)整、檢測(cè)，數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)歸納，撰寫科研論文等能力。
4.3改革實(shí)踐教學(xué)方法
（1）實(shí)施開(kāi)放式實(shí)踐教學(xué)在實(shí)踐內(nèi)容、實(shí)踐時(shí)間、實(shí)踐方法、組織形式等方面實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)，打破時(shí)間、空間的限制，提供給學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造的環(huán)境，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體[11]。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，設(shè)定必做實(shí)驗(yàn)、選做實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)的比例，前者保證教學(xué)基本要求和基本技能訓(xùn)練，后者則由學(xué)生根據(jù)自身的條件與興趣，在眾多的實(shí)驗(yàn)課題中選擇，以達(dá)到因材施教的目的。課程設(shè)計(jì)、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教師只提出設(shè)計(jì)的總體要求和要達(dá)到的效果，不制定統(tǒng)一的參數(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)步驟，給學(xué)生一個(gè)較大的創(chuàng)造空間。提倡方案的多樣性，給學(xué)生充分的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。由學(xué)生完成從方案制定、電路設(shè)計(jì)、元件篩選、焊接組裝、程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試到設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫、答辯等全部過(guò)程，教師變指導(dǎo)為引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。
（2）增大實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的力度在安排好課內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，制訂實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放項(xiàng)目、開(kāi)放計(jì)劃。在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間里，為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的同時(shí)，還為學(xué)生提供萬(wàn)用表、信號(hào)源、示波器、電類實(shí)驗(yàn)箱、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱等設(shè)備，還安排教師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。建立現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)約與管理系統(tǒng)，在開(kāi)放的平臺(tái)上，選做實(shí)驗(yàn)和自主實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以個(gè)人預(yù)約，預(yù)約的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)時(shí)間、場(chǎng)地、內(nèi)容、指導(dǎo)教師等，這種“集中”和“自由”相結(jié)合的開(kāi)放管理方式，提高了實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備的利用率。
（3）開(kāi)設(shè)電子技術(shù)實(shí)踐選修課根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的情況，我們?yōu)殡婎悓I(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了如“電子制作”、“電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)”等選修實(shí)踐課，內(nèi)容包括簡(jiǎn)單電路、系統(tǒng)電路和有創(chuàng)新特色的電子電路等的設(shè)計(jì)與制作等，為愛(ài)好電子設(shè)計(jì)的學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。
（4）舉辦校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣我校每年舉行的全校大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，按照全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的方式進(jìn)行，在為電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者提供施展才能機(jī)會(huì)的同時(shí)，也為參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽選拔了隊(duì)員。在校領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門的支持及全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的影響下，參賽人數(shù)逐年增多，大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽已成為我校學(xué)生最喜愛(ài)的科技活動(dòng)。
（5）認(rèn)真組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽我校是專升本不久的本科院校，電子類專業(yè)的辦學(xué)時(shí)間不長(zhǎng)，基礎(chǔ)薄弱，參加全國(guó)性的電子設(shè)計(jì)大賽的經(jīng)驗(yàn)更少，我們把參賽作為學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、取經(jīng)、提高的過(guò)程，參賽成績(jī)逐年提高。
關(guān)鍵詞：電子信息；創(chuàng)新型；人才培養(yǎng)；校企合作
中圖分類號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）02-0087-02
一、背景
電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)的是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理方面的高級(jí)技術(shù)人才，結(jié)合本人在教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐培養(yǎng)過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，就高校電子信息工程專業(yè)大學(xué)生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面提出自己的幾點(diǎn)看法。電子信息工程是一個(gè)理論與實(shí)際動(dòng)手能力緊密結(jié)合的專業(yè)，提高實(shí)際動(dòng)手能力的最好途徑就是參與具體的課題研究。目前存在的普遍問(wèn)題是：學(xué)生大學(xué)四年所學(xué)的書本知識(shí)不少，參與實(shí)際項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)研究機(jī)會(huì)較少，動(dòng)手能力亟待提高。根據(jù)《教育部 財(cái)政部關(guān)于“十二五”期間實(shí)施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”的意見(jiàn)》的精神，結(jié)合我校“十二五”的發(fā)展綱要及電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方向的要求，探討提高電子信息工程專業(yè)大學(xué)生動(dòng)手能力、培養(yǎng)適合社會(huì)急需的創(chuàng)新型人才的方法是本課題研究的重點(diǎn)。
二、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)
創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是一個(gè)系統(tǒng)工程，貫穿于學(xué)生四年的大學(xué)生活。經(jīng)過(guò)四年的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和參加具體項(xiàng)目實(shí)際訓(xùn)練，學(xué)生要掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、具有熟練通讀外文技術(shù)資料的水平、很強(qiáng)的動(dòng)手和創(chuàng)新能力，畢業(yè)時(shí)能設(shè)計(jì)一個(gè)具有行業(yè)領(lǐng)先水平的產(chǎn)品，能承擔(dān)信號(hào)處理方面的科研工作。
三、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的意義
創(chuàng)新型人才培養(yǎng)對(duì)促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的意義在于以下幾個(gè)方面：
1.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式我們采用擇優(yōu)錄取，優(yōu)勝劣汰的原則，形成特定的文化氛圍，以加速學(xué)生個(gè)體心理的健康成長(zhǎng)與精英專業(yè)思維的形成。
2.我們對(duì)常規(guī)課程體系進(jìn)行改革，除建立在數(shù)理基礎(chǔ)上的科學(xué)性系列課程以外，還提前側(cè)重工程實(shí)踐的工程性系列課程的講授時(shí)間。依據(jù)教育心理學(xué)中的目標(biāo)定向理論與自我效能感理論，通過(guò)課內(nèi)外貫通式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，形成持續(xù)的學(xué)習(xí)自我效能感，通過(guò)貫通式課程，形成階段性的知識(shí)融合，以改變學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、精力投入不足、學(xué)習(xí)效果差的問(wèn)題。
3.通過(guò)搭建引導(dǎo)、激勵(lì)、環(huán)境三方面結(jié)合的全方位創(chuàng)新實(shí)踐支撐平臺(tái)，實(shí)施課內(nèi)外結(jié)合的貫通式創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，以構(gòu)建立體化創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)本科全過(guò)程創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。
四、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)計(jì)劃
根據(jù)最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、社會(huì)需求和創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)老師的知識(shí)結(jié)構(gòu)，經(jīng)多次討論，多媒體創(chuàng)新中心培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的方向分為嵌入式和DSP兩個(gè)方面。學(xué)生經(jīng)過(guò)四年培訓(xùn)，在嵌入式或DSP平臺(tái)上具有較強(qiáng)的動(dòng)手、科研能力，能承擔(dān)各企業(yè)、科研院所在DSP、嵌入式方面的科研工作。創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)遵循“分階段、分步驟、適當(dāng)超前”的原則。“分階段、分步驟”的方法將大學(xué)四年分為基礎(chǔ)訓(xùn)練階段（大一、大二、大三）和綜合訓(xùn)練階段（大四）；“適當(dāng)超前”就是在培養(yǎng)的各個(gè)階段，通過(guò)講座、自學(xué)，將課堂教學(xué)的內(nèi)容提前掌握，盡早進(jìn)入實(shí)際課題的研究工作。針對(duì)每個(gè)不同的培養(yǎng)階段，制定不同的培養(yǎng)目標(biāo)。每個(gè)階段以學(xué)生制作的作品為考核內(nèi)容。為此，創(chuàng)新中心設(shè)計(jì)了四組作品，每個(gè)作品由中心老師、學(xué)生制作完整的技術(shù)方案、元器件的選型、技術(shù)指標(biāo)以及考核方法，由學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)或個(gè)人完成。
1.基礎(chǔ)訓(xùn)練階段。經(jīng)過(guò)大一到大三三年基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的培養(yǎng)，重點(diǎn)掌握扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)，提高實(shí)際動(dòng)手能力。根據(jù)基礎(chǔ)訓(xùn)練階段的特點(diǎn)，將三年分為三個(gè)階段，每個(gè)階段制定不同的要求、任務(wù)，在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)新的知識(shí)，參與一些課題的訓(xùn)練。（1）大一階段。大一是學(xué)生從高中階段到大學(xué)階段轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，學(xué)生的自學(xué)及科研的習(xí)慣、初步動(dòng)手能力及興趣的培養(yǎng)是重點(diǎn)。C語(yǔ)言是嵌入式和DSP兩個(gè)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，是信號(hào)處理的基礎(chǔ)。通過(guò)課堂教學(xué)和強(qiáng)化訓(xùn)練，使學(xué)生熟練掌握C語(yǔ)言。單片機(jī)的開(kāi)發(fā)相對(duì)嵌入式和DSP兩個(gè)平臺(tái)入門簡(jiǎn)單，從單片機(jī)的小產(chǎn)品入手，培養(yǎng)大一學(xué)生的動(dòng)手能力與興趣，學(xué)會(huì)Proteus、Keil仿真平臺(tái)的使用，養(yǎng)成在開(kāi)發(fā)前期使用仿真平臺(tái)的習(xí)慣。大一的目標(biāo)：在掌握以上基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，大一期間完成會(huì)議電子名片或自行車碼表的制作，具有一定的動(dòng)手能力。（2）大二階段。經(jīng)過(guò)一年的培養(yǎng)，學(xué)生具有一定的動(dòng)手能力，了解了電子信息工程專業(yè)的發(fā)展方向，明確了電子信息工程專業(yè)學(xué)習(xí)目的。在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)Matlab軟件（重點(diǎn)Simulink在信號(hào)處理中的應(yīng)用），通過(guò)課堂學(xué)習(xí)、內(nèi)部培訓(xùn)及視頻教材，熟練掌握信號(hào)與系統(tǒng)、濾波器設(shè)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理等理論知識(shí)。大二的目標(biāo)：在掌握以上基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，完成基于51單片機(jī)的DTMF信號(hào)生成及檢測(cè)、語(yǔ)音信號(hào)的A/D、D/A系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（3）大三階段。按照學(xué)生的選擇，培養(yǎng)方向分為嵌入式及DSP平臺(tái)兩個(gè)平臺(tái)進(jìn)行專業(yè)訓(xùn)練。嵌入式方向的同學(xué)學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)，掌握ARM系列芯片的硬件原理，針對(duì)具體應(yīng)用，掌握3～4個(gè)協(xié)議棧的使用，學(xué)會(huì)裁剪操作系統(tǒng)。DSP方向重點(diǎn)以TI公司DSP芯片為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，熟練掌握CCS軟件的使用和定時(shí)器、串口、存儲(chǔ)器的擴(kuò)展、HPI接口的基本知識(shí)。結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理、高頻電子線路、通信原理、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用、DSP原理及應(yīng)用的課堂學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)，學(xué)生掌握了電子信息工程專業(yè)大部分知識(shí)，大三的目標(biāo)：在掌握以上知識(shí)的前提下，完成基于嵌入式（ARM）/DSP的DTMF信號(hào)生成與檢測(cè)、新型電視傳輸系統(tǒng)兩個(gè)研究課題。
2.綜合訓(xùn)練階段。學(xué)生經(jīng)過(guò)前三年的訓(xùn)練，具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。大四階段是出成果的關(guān)鍵一年，創(chuàng)新中心的領(lǐng)域是多媒體通信的研究，結(jié)合中心的研究領(lǐng)域及市場(chǎng)的需求，重點(diǎn)研究語(yǔ)音編解碼、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、語(yǔ)音增強(qiáng)方面的課題。根據(jù)課題的具體要求，學(xué)生可以選擇性地在自適應(yīng)濾波器、現(xiàn)代信號(hào)處理等理論方面進(jìn)一步學(xué)習(xí)，以更好地完成綜合訓(xùn)練階段的訓(xùn)練。綜合訓(xùn)練階段的目標(biāo)根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)訓(xùn)練階段所學(xué)知識(shí)和動(dòng)手能力的情況，設(shè)計(jì)了以下課題：強(qiáng)噪聲環(huán)境下的通信系統(tǒng)、麥克風(fēng)陣列語(yǔ)音增強(qiáng)系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)等，這些課題在ARM、DSP平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)。
五、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)
以上各階段目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)具有很強(qiáng)戰(zhàn)斗力、責(zé)任心和愛(ài)心的團(tuán)隊(duì)來(lái)執(zhí)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行多媒體通信創(chuàng)新中心通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)：
1.每周四下午例行的技術(shù)講座，主講人以本中心的老師、學(xué)生為主，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候請(qǐng)一些專家來(lái)進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)講座，擴(kuò)大老師、學(xué)生的知識(shí)面。
2.“以老帶新、以點(diǎn)帶面”，部分同學(xué)經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)，具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，由他們指導(dǎo)剛進(jìn)入中心的新生，培養(yǎng)了大家的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。
3.針對(duì)不同階段、不同基礎(chǔ)的學(xué)生，中心制訂了電子信息工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃。講座、自學(xué)、課堂學(xué)習(xí)幾個(gè)方面來(lái)擴(kuò)大大家的知識(shí)面，不同階段不同的課題培養(yǎng)大家的動(dòng)手能力和專業(yè)技能，通過(guò)大四的綜合訓(xùn)練階段提升大家的全面能力，達(dá)到創(chuàng)新人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)。
4.創(chuàng)新中心的運(yùn)行需要一定的運(yùn)行費(fèi)用，需要對(duì)市場(chǎng)和技術(shù)具有敏銳的洞察力，通過(guò)校企合作的方式，將學(xué)校的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與公司的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合，是一種切實(shí)可行的途徑。
六、成果
在指導(dǎo)老師及廣大同學(xué)共同努力下，在語(yǔ)音信號(hào)處理、圖像信號(hào)處理等方面能夠取得一定的成績(jī)。產(chǎn)品能應(yīng)用于市場(chǎng)；在學(xué)生中的影響面能借由創(chuàng)新中心的學(xué)生帶入各個(gè)班級(jí)。
1.系列拾音器的開(kāi)發(fā)：正在開(kāi)發(fā)的兩款數(shù)字拾音器，原理樣機(jī)已經(jīng)研制完畢。此數(shù)字拾音器采用了麥克風(fēng)陣列、盲源分離、回聲抵消等多種語(yǔ)言增強(qiáng)技術(shù)，實(shí)際效果比較理想。利用這些技術(shù)，還準(zhǔn)備研制多媒體教室的話筒，取代目前的模擬話筒。
2.會(huì)議電子名片：正在開(kāi)發(fā)會(huì)議電子名片，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)向會(huì)議電子名片系統(tǒng)發(fā)送需要顯示的名字等內(nèi)容，具有較好的市場(chǎng)前景。
3.全網(wǎng)絡(luò)樓宇對(duì)講系統(tǒng)：正在開(kāi)發(fā)的基于CORTEX M4的全網(wǎng)絡(luò)樓宇對(duì)講系統(tǒng)中使用了拾音器方面的關(guān)鍵技術(shù)，單元機(jī)及戶內(nèi)機(jī)之間語(yǔ)音、圖像信號(hào)的傳輸全部通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)這方面的產(chǎn)品較少，市場(chǎng)前景廣闊。
4.學(xué)生中的正面影響：值得一提的是電院大二、理學(xué)院大二兩位同學(xué)，自進(jìn)入大學(xué)開(kāi)始，一直在創(chuàng)新中心老師指導(dǎo)下學(xué)習(xí)，和其他同學(xué)相比，他們的動(dòng)手能力強(qiáng)、知識(shí)面寬，專業(yè)知識(shí)基本上學(xué)到了大三下學(xué)期的課程。在他們的帶領(lǐng)下，各個(gè)班級(jí)的電子產(chǎn)品小制作活動(dòng)廣泛開(kāi)展起來(lái)了。
七、后語(yǔ)
我們通過(guò)建設(shè)貫通式課程體系、搭建立體化創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，從個(gè)性、知識(shí)、能力三方面進(jìn)行針對(duì)性培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生明確目標(biāo)，不斷獲得克服困難、解決問(wèn)題的成功體驗(yàn)，形成目標(biāo)+持續(xù)成就感的正向反饋與良性循環(huán)，最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)。
我們嘗試最大限度拓展學(xué)生實(shí)踐投入時(shí)間、鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力。科研創(chuàng)新效果明顯，科研項(xiàng)目數(shù)及參與人次逐年遞增。學(xué)生參與發(fā)表科研論文、申請(qǐng)專利。畢業(yè)生知識(shí)面廣，知識(shí)掌握深，動(dòng)手能力強(qiáng)，綜合能力高，進(jìn)入社會(huì)發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>
在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過(guò)程中，深感責(zé)任重大，“沒(méi)有教不好的學(xué)生”是我們最大的感受，看到同學(xué)們一天一天地成長(zhǎng)，我們備感欣慰。創(chuàng)新中心通過(guò)企業(yè)出項(xiàng)目、教師重引導(dǎo)的方式，激發(fā)、培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研互相轉(zhuǎn)化。這些活動(dòng)的開(kāi)展，拓展了老師的視野，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，推動(dòng)了企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)；同時(shí)，有利于探討校企合作下的大學(xué)生創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，為實(shí)現(xiàn)從大學(xué)生到工程師快捷培養(yǎng)提供了一條有效途徑。
參考文獻(xiàn)：
[1]王定華.走進(jìn)美國(guó)教育[M].北京：人民教育出版社，2004.
