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電路設計實訓總結

時間:2023-02-17 07:07:19

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電路設計實訓總結,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。

電路設計實訓總結

第1篇

關鍵詞:中職教育 一體化教學 能力培養 電路設計 PCB制作

一、一體化教學的意義

通過一體化教學,可以達到以下幾個轉變:教學從“知識的傳遞”向“知識的處理和轉換”轉變;教師從“單一型”向“行為引導型”轉變;學生由“被動接受的模仿型”向“主動實踐、手腦并用的創新型”轉變;教學組織形式由“固定教室、集體授課”向“室內外專業教室、實習車間”轉變;教學手段由“口授、黑板”向“多媒體、網絡化、現代化教育技術”轉變,從而以“一體化”的教學模式體現職業教育的實踐性、開放性、實用性。教學的目標在于培養懂理論、會操作的技術工人,這就要求學生既要有扎實的理論基礎,又要具備熟練的操作技能,而且二者在實際工作中能有機結合,迅速適應崗位工作并跟上行業發展步伐。

二、一體化教學在《電路設計》中手工制作PCB的教學設計與實施

根據該Protel課程的教學內容和中職學生的特點,下面是自己在protel教學過程中運用一體化進行手工制作的PCB教學過程實例。

1.實訓目的:通過手工制作PCB,了解PCB制作的工藝原理,體驗PCB制作工藝過程,掌握熱轉印法手工制作PCB的操作方法。

2.實訓的器材及場地要求:(1)激光打印機(全班共用); (2)熱轉印機(小組或全班共用);(3)小型腐蝕機或腐蝕槽(小組或全班共用);(4)小型視頻臺鉆或手電鉆及鉆頭(小組或全班共用);(5)裁板機(小組或全班共用);(6)覆銅板、熱轉印紙、細砂紙1套/人;(7)元件盤、鑷子、油性記號筆1套/人;(8)場地應設有上、下水及清洗水槽。

3.實訓內容及步驟:實訓內容及步驟按圖所示的工藝流程進行。

任務1:設計PCB

用protel DXP 2004或其他制圖軟件設計繪制PCB圖形,也可以直接使用如圖所示的圖形。圖形應滿足以下要求并檢查:

(1)焊盤尺寸應大于75×75mil,線寬不小于15mil,線距定在10mil以上;如果有貼片元件,建議阻容件封裝采用0805,二極管類型為3216,三極管為SOT-32,集成芯片類封裝為SOT-14。

(2)檢查焊盤尺寸是否正確。

(3)檢查圖形是否完整,有無短、斷缺陷。

任務2:打印及熱轉印圖形

(1)用激光打印機打印設計圖形。將設計好的PCB圖用激光打印機打印到熱轉印紙上,打印前確認熱轉印紙的正反面,打印時用純色,色調深一些,注意打印比例一定要1∶1。如果是利用Protel布線設計的雙層板,那么層次一定要鏡像打印,否則轉印出來就反了。

(2)裁板與處理。①用裁板機剪裁大小合適的覆銅板,尺寸最好比圖紙大一些。如果沒有載板機也可以用鋼鋸根據PCB規劃設計尺寸對覆銅板進行下料。②用銼刀將四周邊緣毛刺去掉。③用細砂紙將敷銅面打磨光滑,再用洗衣粉或洗滌靈溶液洗凈并清水漂洗后晾干。清洗后的覆銅板銅面要保持清潔,不要直接用手拿也不要接觸其他物品。注意:此道工序關系到轉印效果,一定不能省略或馬虎從事。

(3)用熱轉機轉印圖形。①將熱轉印紙平鋪于桌面,有圖案的一面朝上。②將單面板置于熱轉印紙上,有覆銅的一面朝下。③將覆銅板的邊緣與熱轉印紙上印制圖的邊緣對齊。④將熱轉印紙按左右和上下彎折180度,然后在交接處用透明膠帶粘接。

(4)PCB圖的轉印。①將熱轉印機放置平穩,接通電源,輕觸電源啟動鍵兩秒,電機和加熱器將同時進入工作狀態。②按下“溫度”鍵,同時再按下“上”或“下”鍵,將溫度設定在150~180度之間。③按下“轉速”鍵,同時再按下“上”或“下”鍵,設定電動機轉速比,可采用默認值。④當顯示器上的溫度顯示在接近設定溫度時,將貼有熱轉印紙的覆銅板放進熱轉印機中進行熱轉印。⑤轉印完畢,按下“加熱”鍵,工作狀態顯示為閃動的“C”,待膠輥溫度降至100度以下時,機器將自動關閉電源;膠輥溫度顯示在100度以內時,按下[加熱]鍵,電源將立即關閉。

(5)轉印PCB圖的處理。轉印后,待其冷卻后將轉印紙輕輕掀起一角進行觀察,此時轉印紙上的圖形應完全被轉印在覆銅板上。如果有較大缺陷,可以用油性記號筆進行修補。轉印后的效果如圖所示:

注意:如果用熨斗熨燙,熨斗的溫度不要過高。過高的溫度可能會燙壞覆銅板。用熨斗的時間大約1min左右,用力壓并向不同方向移動。揭下熱轉印紙時,手法一定要輕,不要在溫度沒有降下來之前揭開熱轉印紙,以免將熱轉印紙上面的膠留在覆銅板上,影響腐蝕。

任務3:蝕刻

(1)三氯化鐵(FeCl3)溶液的配制。

①戴好乳膠手套,按3∶5的比例混合好三氯化鐵溶液。

②將配制的溶液進行過濾。

③將過濾后的腐蝕液倒入快速腐蝕機中,以不超過腐蝕平臺為宜。

④準備一塊抹布,以防三氯化鐵溶液溢出。

(2)PCB的腐蝕。

①將裝有三氯化鐵溶液的腐蝕機放置平穩。

②帶好乳膠手套,以防腐蝕液侵蝕皮膚。

③將“橡膠吸盤”吸在工作臺上,再將經轉印得到的線路板卡在橡膠吸盤上,使線路板與工作臺成一夾角。

④接通電源,觀察水流是否覆蓋整個電路板。如不能覆蓋整個電路板,在切斷電源后,調整橡膠吸盤在工作臺上的位置,以求水流覆蓋整個電路板。

⑤蓋上腐蝕機的蓋子,接通電源進行腐蝕,待線路板上銅箔被完全腐蝕掉后,斷開電源。如果沒有腐蝕機,可以用其他大小合適的器皿盛裝腐蝕液,將轉印有印刷圖形的覆銅板放入器皿中,用鑷子夾住覆銅板輕輕晃動,待銅板上銅箔被完全腐蝕掉后撈出。注意:此過程中不要離開,以免腐蝕過度,導致走線變細或斷裂。

⑥取出被腐蝕的電路板,用清水反復清洗后擦干。

⑦用洗板水洗掉墨粉,或用細砂紙輕輕打磨掉。

任務4:PCB鉆孔

(1)將帶有定位錐的專用鉆頭裝在視頻鉆床(或微型電鉆)上,一般使用0.8mm鉆頭。

(2)對準電路板上的焊盤中心進行鉆孔。如果墨粉沒有洗掉,定位錐可以磨掉孔附近的墨粉。

任務5:實訓報告

總結熱轉印、蝕刻、鉆孔過程,并將實訓步驟及出現的問題填入實訓報告,撰寫實訓心得,不少于300字。實訓報告還應包括以下內容:

(1)實訓名稱、內容、時間、地點、同組學員名單、指導教師。

(2)考核評價結果:自評、小組評價、指導教師的評語及量化評分。

相信以這樣的方式所開展的教學工作對學生的知識積累會更有幫助,同時課堂教學與實驗教學的效率與效果會得到同步的提高。

第2篇

關鍵詞:直流穩壓電源;電路設計;工作原理

1 電路設計背景和目的

通過多年的教學經驗和對中職院校的學生進行的調研情況來看,中職院校的學生普遍文化基礎薄弱,對文化課、理論課不感興趣,但是大部分中職學生對實訓課程感興趣,喜歡動手操作,能夠嘗試動手去做一些實驗,有的甚至能獨立完成一些電子產品的安裝與調試。例如,簡單的門鈴電路,流水燈電路等。因此,針對中職院校學生的實際情況,結合我學院電氣工程系的學生學習情況,今年,我系領導決定對學生的課程安排進行了大膽改革,去掉純粹的理論課,所有專業課程都變為一體化課程,讓學生通過動手操作掌握理論知識,真正做到在做中學,在學中做,在這樣的背景下,我嘗試了將所擔任學科《電子技術基礎》這門理論課程融入到《電子電路的安裝與調試》這門實訓課程中去,變理論課實訓課程為一體化課程。依托這樣的改革前提,我嘗試對直流穩壓電源的電路進行了以下設計,目的就是為了更好的適應電氣工程系的改革實踐,同時也能夠使學生在實際動手操作過程中深刻理解相應的電子專業理論知識,能夠培養學生掌握理論知識的能力,激發學生熱愛電子專業的熱情,提高了學生學習的積極性,最重要的是讓學生學會了技能,一技在手,更好地走上工作崗位,盡快地適應社會。

2 電路設計實驗設備及器件

所謂巧婦難為無米之炊,電路設計同樣需要必要的實驗設施和工具,而實驗條件的好壞和選擇工具的正確與否是設計的關鍵和前提。下面我來具體闡釋我的設計思路中所需要的實驗條件、實驗工具和必要的原材料:

2.1 電路所需實驗設施和工具

本次設計的完成需要在專業的電子試驗臺上進行,需要的工具如下:示波器、萬用表、變壓器(12v)、電烙鐵、鉗子和鑷子等,另外需要必要的焊錫和連接線。

2.2 電路所需元器件清單

元器件清單如下:

1A二極管IN4007,V1、V2、V3、V4,4只;發光二極管V5,1只;熔斷絲FU 參數為1A1只;100uF 50 V電容C1,1只;10uF25V電容C2,1只;500uF 16V電容C3,1只;2200uF電容C4,1只;開關SW,1只;2.7KΩ電阻R1,1只;190Ω電阻R2,1只;280Ω電阻R3,1只;1KΩ電位器R4,1只;三端集成穩器CW7812 U(可調范圍1.25V~12V),一只;可調電阻RW,1只。

3 電路設計思路

直流穩壓電源又稱為直流穩壓器,其作用就是將交流電轉化成相應用電器所需要的穩定電壓的直流電。其關鍵是輸出直流電壓的穩定性,所以我們設計電路的著眼點就是電路轉化的穩定性。

3.1 直流穩壓電源的工作原理

直流穩壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩壓電路組成,其組成框圖如圖1:

直流穩壓電源各部分的作用

(1)電源變壓器:主要是降壓器,用于把220V的交流電轉換成整流電路所需要的交流電壓Ui。(2)整流電路:利用整流二極管單向導電性,把交流電U2轉變為脈動的直流電。(3)濾波電路:利用濾波電容將脈動直流電中的交流電壓成分過濾掉,濾波電路主要有橋式整流電容濾波電路和全波整流濾波電感濾波電路。(4)穩壓電路:利用穩壓管兩端的電壓稍有變化,會引起其電流有較大變化這一特點,通過調節與穩壓管串聯的限流電阻上的壓降來達到穩定輸出電壓的目的,用于將不穩定的直流電壓轉換成較穩定的直流電壓。

3.2 直流穩壓電源的設計方法

直流穩壓電源的設計,是根據其輸出電壓UO、輸出電流IO等性能指標的要求,確定出變壓器、集成穩壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的相關性能參數,選擇出這些元器件。

具體設計方法分為三個步驟:第一步:根據直流穩壓電源的輸出電壓UO、最大輸出電流IOMAX,確定出穩壓器的型號及電路形式。第二步:根據穩壓器的輸入電壓Ui,確定出電源變壓器二次側電壓U2;根據穩壓電源的最大輸出電流IOMAX,確定出流過電源變壓器二次線圈的電流I2和電源變壓器二次線圈的功率P2;再根據P2,確定出電源變壓器一次線圈的功率P1。然后根據所確定的參數,選擇合適的電源變壓器,一般為12v。第三步:確定整流二極管的正向平均電流ID、整流二極管的最大反向電壓URM和濾波電容的容量值以及耐壓值。根據所確定的參數,選擇合適的整流二極管和濾波電容。

4 電路設計步驟

電路設計思路想出后,考慮實際電路具體設計步驟,完整的設計步驟是整個電路的核心部分,因此在設計過程中實際設計步驟顯得尤為重要,具體步驟為以下幾步:

4.1 電路圖設計方法

電路圖設計使用PCB制圖軟件制作

4.2 電路原理圖的設計

電路原理設計使用Protel2000制圖軟件設計電路原理圖如圖2。

4.3 直流穩壓電源實物設計

如圖3所示安裝直流穩壓電源電路的前半部分整流濾波電路,然后從穩壓器的輸入端加入直流電壓UI?燮12V,調節RW,如果輸出電壓也跟著發生變化,說明穩壓電路工作正常。用萬用表測量整流二極管的正、反向電阻,正確判斷出二極管的極性后,先在變壓器的二次測線圈接上額定電流為1A的保險絲,然后安裝整流濾波電路。安裝時要注意,二極管和電解電容的極性不能接反。經檢查無誤后,才將電源變壓器與整流濾波電路連接,通電后,用示波器或萬用表檢查整流后輸出電壓UI的極性,若UI的極性為正,則說明整流電路連接正確,然后斷開電源,將整流濾波電路與穩壓電路連接起來。然后接通電源,調節RW的值,如果輸出電壓滿足設計指標,說明穩壓電源中各級電路都能正常工作。

5 電路設計總結

通過論述直流穩壓電源電路的設計過程,強化了本人所教學科《電子技術基礎》中模擬電路部分知識和《電子電路的安裝與調試》實驗部分知識。所設計的直流穩壓電源電路,廣泛運用于生活中,例如手機的充電電源、冰箱的穩壓電源等。同時,也通過查閱參考書,網上資料等拓寬了自己專業方面的知識面。論述過程中,通過邊教學邊調研邊實踐的方式使本人對直流穩壓電源電路設計過程有了一些新的認識,特別是強化了自己的教學能力,增強了所教專業學生掌握理論知識的能力,提高了其動手操作的能力。通過一段時間的教學效果來看,我所教授專業的學生對學院的此種教學改革適應快,容易接受,對教師所設計的教學模塊感興趣,并且激發了繼續探究這一教學模塊的動力,這也充分證明了學院提出的此種教學改革是可行的。

參考文獻

[1]郭S.電子技術基礎(第四版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社.

[2]王建.維修電工技能訓練(第四版)[M].北京:中國勞動社會保障出版社.

第3篇

關鍵詞:電子工程訓練;專業特點;Arduino

教育部啟動的“卓越工程師教育培養計劃”,要求持續深化工程教育改革,加快培養適應和引領新一輪科技革命和產業變革的卓越工程科技人才。順應社會的發展趨勢,計算機專業也增設了電子工程訓練課程,旨在培養學生的工程意識、實踐能力和創新精神。因此,針對桂林電子科技大學計算機專業的特點和學科優勢,通過完善、豐富教學內容,優化課程安排,建設一種以教師為主導、學生為主體的創新實訓模式,對培養具有較強的創新能力、能夠適應市場要求和社會發展需要的卓越工程師具有重要的意義。

1教學現狀

目前,我校電子工程訓練中心開設的《電子工程訓練》課程是一門綜合性較強的實踐課程,是專門面向計算機科學與工程學院的計算機科學與技術專業大三的學生而開設的,實訓的主要內容為:51單片機電路設計、電路板制作和調試;手工焊接練習;收音機的焊接、裝配與調試。通過此次實習,學生能掌握基本的電子技術知識,了解電子產品的制作流程,實踐動手能力得到進一步提高。《電子工程訓練》課程在前期教改的基礎上,雖然取得一定的效果,但是還是存在一系列問題:第一、實訓內容陳舊。首先,收音機的焊接、裝配、調試和檢測等內容已延續很多年,學生機械式的進行實驗,對產品的原理、設計無法理解。學生的思維活動完全限制在教師預先安排好的軌道上運行,缺乏獨立思考的機會,創新精神和獨立獲取知識的能力得不到培養,不能激發學生的積極性和創新性,學生難以形成工程設計的整體概念。其次,51單片機電路設計、電路板制作和調試等內容在一定程度上可以激發學生的學習興趣并發揮其創新能力,但是,51單片機功能單一,可擴展性差,開展實驗有限,學生的創新力得不到充分展現,而且,使用51單片機還需要了解單片機內部硬件結構和寄存器的設置,這對于計算機專業的學生來說,在短短幾天的時間里掌握并應用是有一定難度的;第二、實訓各項目間聯系不大,收音機和單片機是兩個完全不一樣的產品,除去焊接練習、考核驗收的時間外,剩下的7天里要完成這兩個聯系不大的項目,時間有點緊張,只能完成基本的內容,導致學生自己發揮的機會較少,學生得不到創新訓練的體驗;第三、實習方式不夠靈活,學生人數較多。基于此,對現有的《電子工程訓練》教學內容和模式進行改革,構建培養工程科技人才的教學模式勢在必行。

2教學改革與實施

2.1根據專業特點,為學生量身打造教學內容

桂林電子科技大學《電子工程訓練》課程是一門綜合性較強的實踐課程,是專門面向計算機科學與工程學院的計算機科學與技術專業(含卓越班)大三的學生而開設的,學生已先學習了電工電子類課程,特長是編程,只是還未形成工程理念,把它們聯系起來進行設計應用。因此,針對計算機專業的特殊性和學生個人能力的高低,為學生量身打造與專業緊密相關的綜合性實習內容,把軟硬件結合起來,在硬件平臺上,學習能力強的學生可設計出較復雜的項目,創新能力和個人水平可得到充分發揮。傳統的51單片機功能單一,擴展性差,開展實驗有限,與之相比,開源硬件Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺,軟硬件完全開放,從Arduino相關網站、博客、論壇里可獲得大量的共享資源,學生可以不需要了解其內部硬件結構和寄存器設置,就可發揮自己的編程特長快速應用。因此,可以把Arduino的設計開發引入《電子工程訓練》,老師在Arduino網站上為學生挑選某個電路圖,學生用DXP軟件進行PCB設計,隨后制板、焊接、裝配、調試,最后編寫程序下載到自己調試好的Arduino電路板上,水平層次不同的學生可實現不同難度的項目。學生從硬件設計到軟件調試,獨立完成了一個電子產品的設計、制作、調試、開發,既培養了學生的工程意識,又使學生的創新能力、實踐能力、自己解決問題的能力得到進一步提高,而且,還讓學生接觸到了科技的前沿。

2.2建立基于Arduino開發平臺的實驗室

在強化課堂教學的同時,面向學生建立基于Arduino開發平臺的實驗室。實習課程結束后,學生自己完成的Arduino電路板會讓學生帶走,為了能讓學生在課程結束后還能學以致用,甚至強化,工程訓練中心可以開設一個實驗室,給學生提供Arduino實驗開發板、面包板、面包板連接線和電子元器件,并配備穩壓電源。學生可以利用面包板搭建外設電路,與學生自己的Arduino主控板進行連接,實現各種各樣的功能,進一步強化學生的實踐和創新能力,為學生參加科技競賽打下堅實的基礎。

2.3完善教學方法,引導學生向創新能力方向發展

不同的教學內容應用不同的教學方法,例如,在硬件電路設計環節,可采用統一授課的方式,對于制板環節,可通過學生組隊的方式來完成,焊接裝配則以視頻和演示為主,軟件編程環節,實施案例教學、項目式教學方法,注重綜合性項目訓練,老師以引導為主,鼓勵學生獨立完成創意,預留一定空間讓學生自由發揮,引導學生向創新能力方向發展,強化學生工程意識。

2.4構建公平合理的多元化全面考核評價體系

評價教學效果很難采用統一的評價標準,對于實踐性教學而言,更應側重實習過程而不是結果,構建“過程體驗、平時表現、創新意識、個性發展、團隊合作、個人貢獻”的多元化評價理念。基礎階段注重學生對工程概念和實踐技能的掌握程度;綜合應用階段突顯知識綜合運用和創新意識的考核;創新實踐環節偏重于創新能力、團隊協作能力及個人貢獻程度的綜合考核;對自主設計實踐項目、重點突出、思路清晰、方案合理、創新意識強團隊給予適當加分獎勵。

3總結

第4篇

【關鍵詞】模擬電路;數字電路;區別辨析

Abstract:With the rapid development of science and technology,electronic circuit’s function is more comprehensive and system scale becomes larger and larger,so it can be applied in wider fields and closer to human production and life.Electronic circuit can be divided into two major categories,digital circuit and analog circuit,according to their function.There are many notable differences between the two kinds of circuits.It is of extremely vital significance to distinguish the two clearly,so as to improve the design and optimization of electronic circuit.

Key words:analog circuit;digital circuit;difference

隨著科學技術的突飛猛進,電子電路的自身功能不斷增強,晶體管的尺寸不斷減小,系統規模不斷擴大,應用領域不斷拓展,與人類生產、生活的密切度不斷提升。電子電路按照功能可以分為數字電路和模擬電路兩大類。模擬電路是處理連續函數形式的模擬信號的電子電路。數字電路是用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路,又稱數字邏輯電路(以“開”、“關”兩種狀態或者以高、低電平來對應“1”和“0”二進制數字量)。模擬電路和數字電路有著顯著的區別。

1.信號變化的特點不同

模擬信號的大小是隨著時間連續變化的,即模擬信號在時間和數值上是連續的,幅值可由無限個數值表示。而數字信號在時間和數值上是離散的,幅值表示被限制在有限個數值之內。因此,模擬電路更加關注電壓、電流的具體值,而數字電路則更加關注電平的高低。

2.處理信號的手段不同

模擬電路和數字電路都是信號變化的載體,對模擬信號能夠執行的操作,如濾波、放大、限幅等都可以對數字信號進行操作。

模擬電路對信號的處理主要是通過場效應管的放大特性來實現的,當然還包括電阻、電容、二極管、雙極型晶體管等元器件的特性,最終利用一定的數學模型所組成的運算網絡來實現。處理方式有測量電橋、信號放大、信號濾波、調制解調、信號變換和AD變換。而數字電路對信號的傳輸主要是通過場效應管的開關特性來實現操作的,并由場效應管構成與或非等基本門電路、觸發器、寄存器、編碼/譯碼器、算術邏輯單元等完成復雜的算術與邏輯操作。

盡管模擬電路和數字電路對信號的處理方式不同,但其實從根本上來說,所有的數字電路都是模擬電路,其基本的電學規律、電學原理,都與模擬電路一致。例如,用PMOS管和NMOS管可以構成互補式CMOS電路,其對稱且互補的結構,恰好使其能處理高低數字邏輯電平。

3.信號抗擾動能力的強弱不同

通常把由于材料或器件的物理原因產生的擾動稱為噪聲,把來自外部原因的擾動稱為干擾,干擾有一定的規律性,可以減少或消除。

在模擬電路中,由于信號幾乎完全將真實信號按比例表現為電壓或電流的形式,造成模擬電路對于噪聲的影響比數字電路更加敏感,模擬電路系統中各個不同部分的偏差積累起來,使得偏差量的負面影響變得較為顯著。模擬信號在多次處理和長距離傳輸的過程中,波形會發生改變,若處理不當,將造成信息損失,具體表現為圖像、聲音失真,嚴重時甚至會出現信號中斷現象。通過使用屏蔽導線,或者在電路中引入低噪聲運算放大器,可以盡量緩解噪聲的負面影響。而數字電路是由許多的邏輯門組成的電路,信息只取決于高低電平,只要信號的偏差在一定范圍內,就不會造成誤碼。

因此,從信號處理的角度看,對信息進行量化的數字電路系統比模擬電路系統抵御噪聲的能力、信號抗干擾能力更強,信號的精度更高。

4.電路設計的難易程度不同

模擬電路的設計常常需要更多的手工運算,其設計過程的自動化程度低于數字電路,因此模擬電路的設計通常比數字電路的設計更難,對設計人員的水平和能力要求更高。這也是數字電路系統比模擬電路系統更加普及的原因之一。但是因為自然界的大多數實際信號是模擬的,所以數字式電子設備、電子產品要在真實的物理世界中得到應用,就離不開一個模擬的接口。例如,數字電視機的基本原理就是將電視臺送出的圖像及聲音信號數字化后調制發送,由數字電視接收后,解調還原出原來的圖像及聲音。因為全程均采用數字技術處理,因此,信號損失小,接收效果好。

目前電路設計自動化程度日益上升,常用的電子電路設計和分析軟件主要有:EWB、PSPICE、Protel、Mentor、Graphics、Synopsys、Cadence等等。我們根據軟件功能分為以下幾類:

(1)電子電路設計與仿真工具

包括SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView等。它們可以進行各類電路仿真、激勵建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數據輸出,并在同一窗口內同時顯示模擬與數字的仿真結果。

(2)PCB設計軟件

包括Protel、Autium Designer等。這兩者功能類似,都包含了原理圖繪制、印刷電路板設計、模擬電路與數字電路混合信號仿真、可編程邏輯器件設計等功能,界面友好、使用方便,目前主要用于電路設計和PCB設計。

(3)IC設計軟件

Cadence、Mentor Graphics和Synopsys是ASIC設計領域相當有名的軟件供應商,提供的軟件都非常適用于深亞微米的IC設計。對于模擬電路而言,普遍使用HSPICE,是因為它的模型最多,仿真的精度也最高,可以滿足大多數設計者的需要。

(4)PLD設計工具

PLD是一種由用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。目前主要有兩大類型:CPLD和FPGA。由于PLD的在線編程能力和強大開發軟件(如Xilinx公司的ISE、Altera公司的Quartus)的存在,工程師可將數百萬門的復雜設計集成在一顆芯片內,大大縮小了電路的尺寸以及開發周期。

5.總結

模擬電路和數字電路有著諸多顯著的區別,辨析清楚兩者的區別對電子電路的改進、設計和研發有著十分重要的意義。

人類電子學發展史上第一個被發明出來并得到大規模生產的器件是模擬的。后來隨著微電子學的發展,數字技術的成本大大降低,加之計算機對于數字信號的要求,使得數字式的方法在人機交互等領域具有可行性和較高的性價比。當然,尺有所長,寸有所短,模擬電路和數字電路有著各自的優缺點,適用的方向也不同。電子電路的發展,經歷了從模擬到數字的進步,但不等于數字電路可以完全取代模擬電路,也不能簡單地說哪一個更實用、更有效。我們設計電路時,應該揚二者之長,避二者之短,使兩者融為一體、交相輝映(如數模混合電路、數字模擬電路、模擬數字電路),從而達到電路體積更小、功能更強、功耗更低、成本更低、集成度更高、穩定性更好、可靠性更高的理想效果。

參考文獻

[1]逄亞清.模擬電路與數字電路區分及實用知識的探討[J].山東工業技術,2013,12:155.

[2]蘇成富.模擬電路與數字電路[J].電子制作,1998,02:17.

第5篇

[關鍵詞]教研統一 人才培養 方法與機制

[中圖分類號] C961 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2015)07-0114-03

一、引言

關于大學高水平本科人才的培養,其影響因素很多,而圍繞教學與科研相互關系的討論或說爭論長期以來一直是高等教育研究領域備受關注的重要課題。[1]大學最核心的任務是確保本科教育質量,如果科研除了有利于人才培養之外,不能很好地服務本科教育,將喪失可持續發展的潛力;而將知識創新與教授有機結合起來,有效發揮科研的人才培養功能,對高校教學水平提高、教師教研水平提升、學生學習效果改善具有積極甚至無可替代的作用。

綜觀世界一流大學,無不要求其教師教學科研水平。我校從頂層設計角度制訂了“教研統一”的辦學理念。[2]筆者長期從事集成電路設計領域的科研與教學工作,結合專業特點,將多年來在教學與科研相互促進融合方面的探索進行梳理,并對其中面臨的困難與挑戰進行了思考。

二、教研統一的探索

目前國內不少大學存在不同程度的“科研先行”發展理念,造成了教學的“短板”。為促進集成電路設計與集成系統專業工程應用型人才的培養,本專業一線教師長期積極探索科研促進和服務教學的方式方法,將先后承擔的國家自然科學基金重點項目、國家“863”重大專項、國家自然科學基金項目、國家科技攻關項目,以及省部級、廳局級、橫向項目等數十項科研項目及成果以多種方式融入本科教學,努力使科研引領教學水平的提升,整個教學科研團隊先后于2010年和2012年被評為“陜西省省級教學團隊”――通信專用集成電路設計核心課程教學團隊和“陜西省首批重點科技創新團隊”――西安郵電大學通信專用集成電路與集成系統重點科技創新團隊,探索形成了“科研嵌入”理論教學內容、“科研反哺”實踐教學環境、“科研提高”師資隊伍建設和“科研啟發”應用型人才培養的教研統一方案,努力提高科研對教學的貢獻率。

(一)“科研嵌入”理論教學內容

為了踐行“教研統一”,在理論教學方面,貫徹科研項目分模塊進課堂、進實驗、進畢業設計,落實前沿技術進講義、進習題、進考試環節,同時根據科研項目開發實際,總結工程經驗,凝練科研案例,編寫系列教材。通過將科研子模塊“嵌入”教學、“嵌入”教材,豐富了教學內容,拓寬了學生視野,提高了學生實踐能力,實現了科研成果進課堂、教學水平上臺階的目標。近年來承擔并以多種形式融入教學的主要科研項目有:

項目1:國家自然科學基金面上項目“三維視頻處理系統芯片動態可重構可編程體系結構研究”,經費160萬元;

項目2:陜西省科技統籌項目“北斗二號 / GPS雙模接收機芯片組”,經費150萬元;

項目3:陜西省重大創新專項“雙網數字傳真機開發”,經費75萬元;

項目4:陜西省重大創新專項“SDH片上系統設計與實現”,經費50萬元;

項目5:國家自然科學基金重點項目“新一代圖形處理系統芯片體系結構及關鍵技術研究”,經費440萬元;

項目6:某國防項目“圖形處理器IP研發”,經費99萬元;

項目7:陜西省“13115”創新專項“高速數據網絡包交換芯片研制與開發”,經費135萬元;

項目8:國家“863”重大專項“基于NOC的多處理器系統片上高性能互連技術研發”,經費200萬元;

項目9:國家“863”項目“寬帶交換高速交換芯片的研究開發”,經費360萬元;

項目10:國家自然科學基金“無線通信自重構容錯NOC研究”,經費60萬元。

上述項目與理論教學、實踐教學以及集中實踐環節相結合的具體操作如下:

1.集成電路專業導論:將項目1“APU體系結構、計算模式統一等”作為內容;將項目2“北斗、GPS以及伽利略等”的對比研究作為內容;將項目8“片上網絡NOC的項目”引入教學;將項目9“電路交換、分組交換的發展及研發現狀”引入課堂。

2.數字集成電路設計:將項目1、5中“涉及的長線、功耗、缺陷問題引入教學”作為內容;將項目6、7中的模塊作為案例用于新編教材;將項目9“PLL、CDR單元、全定制振蕩器”作為教學案例。

3.集成電路工藝原理:將項目1、5中“紅墻問題、三維工藝”引入教學;項目7、9、10成果引起企業關注,與航天某所建立工藝聯合實驗室;將項目9開發過程中針對工藝的比較引入教學。

4.EDA技術實驗:以項目1“4×4可重構陣列”,項目3“將圖像CIS掃描、熱敏打印頭以及步進電機控制電路”,項目4“字符重排、幀定位等單元設計”,項目5和6“命令處理器”作為教學案例;將項目7、8、9、10前端設計中積累的代碼編寫經驗、綜合腳本撰寫方法引入教學,將設計后端的STA用于新編教材中。

5.SoC設計方法學:以項目7、8、9的研發流程作為典型的SoC設計流程進行對比講解。

6.計算機組成與設計:將項目1、5“ILP、OLP、DLP的統一”作為課程的主題研討內容。

7.Verilog HDL數字系統設計:將項目1、5“反饋環、命令處理器、存儲管理器等”作為大型實驗案例;將項目4、7、9“PRBS序列產生、字符重排、幀定位單元”作為實驗內容;將項目8、9、10“將分配管理單元、虛通道路由器”作為案例,并將驗證平臺的搭建作為大型案例引入教學。

8.通信原理:依據項目3建議授課教師將傳統傳真協議T.30、網絡傳真協議等引入課程;依據項目4建議授課教師將SDH內容講解與項目開發結合起來;依據項目4、9建議授課教師將世界上第一套符合ITU-T標準STM-256幀結構的40G SDH設備等引入課程。

9.基于FPGA的嵌入式系統設計:將項目1、5“如何在Micro Blazer上移植操作系統、如何與底層電路交互”作為案例;將項目3雙網傳真機作為典型的嵌入式系統引入教學。

10.FPGA課程設計:將項目1和5“反饋環、Cache開發、命令處理器”,項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配”等簡化后作為題目。

11.集成電路設計課程設計:將項目1和5“幾何變換、三維剪裁、圖元裝配”,項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配”等作為題目。

12.SoPC課程設計:將項目3、5、6、7電路驗證轉化為SoPC方式進行以作為課程設計題目,項目7、8“PRBS序列產生、字符重排、幀定位等單元的開發”作為題目。

13.畢業設計:將項目1、5、6“基于可重構陣列的DCT變換、2D加速器、命令處理器、像素染色器等”,項目3“傳真機方案設計、模塊電路設計、軟件方案、通信協議等”,項目4、7、9“PRBS序列產生、字符重排、幀定位等單元增加基于C的驗證”,項目9、10“隊列管理、VC分配、交換分配、torus結構等”,項目8“驗證涉及的基于SV的驗證平臺、PLI平臺等”作為畢業設計題目。

(二)“科研反哺”實踐教學環境

集成電路設計是一個工程實踐性很強的領域,所需的儀器設備、工具軟件、工作條件成本高昂,建立完善的設計實踐環境常令學科建設經費捉襟見肘。而在承擔各級各類科研項目的過程中,逐步建立起了較高水平的科研平臺,如部級重點實驗室、省級工程中心、校企聯合實驗室等,在這些科研平臺上積累了豐富的硬件資源、空間資源和人才資源。通過探索“科研反哺”,對實踐教學環境的建設和提升起到了積極的促進作用。具體措施包括:

1.共享科研平臺的硬件資源,提升學生實踐環節的物質基礎:在高水平科研帶動下,先后投入數千萬元建立了集成電路設計環境、工藝生產線,并與Altera、Xilinx、Intel、TI、廣州周立功、772所等建立了聯合實驗室,相關的儀器、設備、開發工具等通過合理共享逐步向本科生開放,向實踐教學資源轉化,提升了實踐環境的物質基礎。

2.利用科研平臺的空間資源,為學生提供校外實習實訓的機遇與環境:通過科研合作,先后與烽火、中興、華為、兗礦、煤炭科學院、深亞等相關設計企業、終端用戶等建立了校外實習基地,豐富了學生的實習實訓環境。

3.發揮科研平臺的人才優勢,轉化為第一、第二課堂的教學優勢:主持和參與科研項目的高水平教授、中青年教師、碩士研究生等是科研平臺的人才優勢,強調實施教授年授課學時數不低于120學時、項目負責人至少承擔一門本科生專業課、青年教師指導學生參加興趣小組和學科競賽、碩士研究生承擔助教等一系列措施,對學生創新能力的培養起到了積極作用。

通過上述舉措,先后建設了陜西省實驗教學示范中心――“計算機與微電子學實驗教學中心”和“電工電子實驗教學中心”、陜西省人才培養模式創新實驗區――“電子信息工程應用型人才培養模式創新實驗區”和“集成電路設計與集成系統工程應用型人才培養模式創新實驗區”。

(三)“科研提高”師資隊伍水平

集成電路設計的工程性要求教師必須具備豐富的實踐經驗,而科研正是彌補經驗“短板”的有效途徑。在具體實踐中采取的“科研提高”師資水平的措施主要有:

1.劃撥科研經費資助青年教師攻讀碩士、博士:為了培養青年教師,形成人才梯隊,一線青年教師先后有6人都是在科研項目專門審批劃撥的經費資助下攻讀博士、碩士,畢業后先后承擔了陜西省自然科學基金項目、教育部重點項目、陜西省教育廳專項項目等10余項;多名青年教師指導本科生、研究生參加學科競賽,先后獲得大學生電子設計競賽陜西省一等獎第一名和全國二等獎多次、研究生電子設計競賽西北賽區特等獎兩次、全國二等獎和三等獎各一次以及全國優秀指導教師獎。

2.人才引進注重科研方向、優勢互補:在師資隊伍建設中,注重科研經歷、工程能力、國際背景,如引進的美籍全職教授有Nvidia、貝爾實驗室、猶他大學等國際知名企業、科研院所長達29年的開發經歷,并被聘為陜西省“百人計劃”特聘專家。

(四)“科研啟發”應用型人才培養

通過科研融入教學,對啟發學生潛力、培養學生工程應用能力起到了積極作用;同時選拔興趣濃厚者作為科研助手參與項目研發,由高水平教授直接指導,這些學生有多名進入Intel、MTK、華為、中興等知名企業,擔任開發經理、技術骨干等關鍵崗位,或考取知名高校的研究生,并迅速成長為導師科研團隊中的骨干成員。

總之,科研成果分模塊進課堂,豐富了教學內容;前沿技術進教案,拓寬了學生視野;科研設備向教學資源轉化,改善了教學條件;堅持高水平教授為本科生授課,保障了教學中心地位;總結科研和工程經驗,更新了教學內容,出版了系列教材,提高了學生工程實踐能力,形成了科研促進教學的良好局面。

三、教研統一的思考

盡管在多年的教學科研實踐中摸索了一些“教研統一”的方式方法,但終究不是機制,無法形成長效。而“教師的薪水、晉升,最終是依據其科研成果,而不是其教學績效,大學制訂的教師學術獎勵體系中幾乎看不到教學的影子”[3],“教學和科研的統一正在隨著科研的興盛及二者之間激勵機制的不平衡而受到破壞,科研正在越來越遠離教學,甚至是毫不相干”。[4]那么,如何讓教師發揮主觀能動性,積極投身教研統一的探索?又如何讓學生積極投身運用專業知識解決實際問題的實踐,為學生實踐能力培養與提高形成合力呢?

(一)倡導研究性教學

大學師資管理模式、績效考核方式決定著大學教師的工作方式、工作效率和工作效果[5],畢竟對多數人而言,指揮棒在哪里,工作的方向就在哪里。因此對工程實踐性強的專業,可從教學的要求上倡導研究性教學,從績效考核上拉近、拉平教學與科研獎勵,不僅讓只灌輸書本知識的現象得到改觀,也讓學術水平高的教師有意愿對學生傾囊相授。

同時,一個高效的科研團隊必然也是一個優勢互補的水平梯隊,而一個專業的教學也是理論與實踐、抽象與具體、構想與實現的結合。因此,可從校級層面上制訂科研團隊對專業教學的工作目標,再由科研團隊細分任務與計劃,并分解科研項目,組織教學活動,做到教師人盡其才,學生人盡其用,這樣既可以調動教師積極性,又可以發揮學生能動性。

(二)強調教學中心地位

從教師角度看,教學過程中應著重關注學生的學習過程,以教學為中心,以學生為主體,以教師為主導,以學習為主線。在基礎課、專業基礎課的支持下,專業課教學可以按“問題驅動、案例驅動、項目驅動、前沿驅動”的節奏循序漸進,逐步提升。教學方式方法的改革將在一定程度上促進“教研統一”的踐行。

(三)發揮學生科研潛力

從學生角度看,專業知識的掌握程度,除了卷面成績外,還可以有多種表現形式,如:1.參加教師科研項目,獨立運用專業知識或在教師指導下多方查閱、調研,完成相關模塊的設計,并撰寫小論文或申請國家發明專利,或錄用或發表,或實審或授權;2.參加學科競賽,競賽題目可以從日常應用角度激發學生的靈感,也可是教師科研項目轉化,通過自由組隊,在省級及以上政府機構組織的裝試性競賽、國家級行業協會組織的裝試性競賽上獲獎等。對諸如此類情形,從學校學院角度給以獎勵、鼓勵,也將在一定程度上促進“教研統一”的踐行。

四、總結

本文結合集成電路設計專業工程實踐性強的特點,在長期的教學科研實踐中,探索出了一套“科研嵌入”理論教學內容、“科研反哺”實踐教學環境、“科研提高”師資隊伍建設和“科研啟發”應用型人才培養的教研統一方案;同時為了實現科研促進教學、提高人才培養的效果,從學校角度、教師角度和學生角度思考了倡導研究性教學、強調教學中心地位、發揮學生科研潛力的“教研統一”長效機制。

[ 注 釋 ]

[1] 梁林梅.國外關于本科教學與科研關系的探析[J].江蘇高教,2010(3):67-60.

[2] 盧建軍.深化高教改革要抓好頂層設計[N].光明日報,2014-06-17.

[3] Serow R C.Research and teaching at a research university[J].Higher Education,2000(4):449-463.

第6篇

關鍵詞:電子技術綜合設計;實踐能力;創新思維

1引言

隨著石河子大學人才培養模式的不斷改革,以及社會對高等教育培養具備實踐能力、創新思維人才目標要求的提出,實踐教學環節作為工科專業人才培養體系中的重要組成部分[1],成為當下大學生創新思維和創新能力培養的重要環節。電子技術綜合設計是一門實踐性非常強的實訓類課程,是電子技術人才培養成長的必由之路。由學生自行設計、自行制作和自行調試電子電路,旨在培養學生掌握綜合模擬、數字、高頻電路知識,解決電子信息方面常見實際問題的能力,培養學生電子電路設計與EDA(ElectronicDesignAutomation)調試工具的使用方法,以及開展項目管理的基本方法。

2現狀

以往的教學安排中主要側重電子電路的設計和仿真,留給學生自己用于思考和設計的時間有限,設計基本停留在紙上和計算機上。因此,教學效果很難達到預期的教學目的。雖然學生在參加接下來的相關課程的課程設計、大學生訓練計劃、全國大學生電子設計大賽、畢業設計時理論分析能力得到提高,但實際設計和調試時卻出現大量問題很難得到快速解決的現象。所以,這種教學模式不再適應目前新的人才培養方案對于電子信息工程專業提出的要求以及創新人才的培養。

3課程改革探索與實踐

電子技術綜合設計課程的改革與探索主要從課程教學目標、課程教學內容、課程教學實施、教學方法、考核方法和教學效果等幾個方面進行。課程目標電子技術綜合設計將學生已學過的電路基礎、模擬電路、數字電路以及高頻電路等課程的知識綜合運用在該課程中[2],從而培養學生具備電子元器件的識別和選擇,電子電路仿真和電路設計軟件的使用,電子電路的分析和設計以及實際應用電路項目的開發、管理等綜合能力,使學生切實經歷從原來課本上的電路到EDA軟件的仿真電路再到實際看得到、摸得著的電路的實現過程。該課程是對現有課程體系的完善和補充[3],幫助學生拓展視野,提升學生參加課外科技活動、校級SRP(StudentResearchProject)活動、國家大學生創新計劃以及全國電子設計競賽等專業競賽的興趣和畢業設計的質量與水平。教學內容課程的主要內容按照基本知識驗證、專業知識綜合、創新設計能力培養的原則進行安排,主要包括:常用電子元器件基礎知識;常用電子測量儀表的使用;電路仿真軟件的使用;印刷電路板的設計與實現;電子電路系統設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統調試;撰寫總結報告、答辯等。1)常用電子元器件基礎知識:主要講解電阻、電容、電感、電位器、變壓器等常用元件的區分,還包括一些電子常用術語,比如單面板、雙面板、焊盤、焊接面、虛焊、橋接等。2)常用電子測量儀表的使用:包括萬用表、示波器、函數發生器、直流穩壓電源的基本使用方法。3)電路仿真軟件的使用:主要講解電路仿真軟件Multisim的使用。4)印刷電路板的設計與實現:AltiumDesigner軟件中電路原理圖的繪制和PCB圖的繪制方法。5)電子電路系統設計方案提出、論證、設計、元件焊接、系統調試:對全班學生進行分組,四個人一組,每組一個設計題目,每組經過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設計出電路仿真圖,仿真沒有問題后設計PCB圖,然后制成單面板進行元件焊接、調試。6)撰寫總結報告、答辯:系統設計完成后,每組撰寫總結報告,提出系統的優點和設計不足,以及設計過程中自己的心得體會,最后制作幻燈片進行課程匯報答辯。教學實施在完成各個教學內容時,課程采用項目驅動的方式使學生在掌握理論知識的同時,實踐能力也得到不同程度的提高。整個教學過程分為4個項目進行,通過項目的完成,學生逐步完成課程的學習,綜合能力也在不知不覺中得到鍛煉。1)基本元件及電路測試項目。教學內容的前兩部分講解完成后,要求每個學生進行基本元件參數的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目,學生掌握電子元件與電路測試的基本方法和常用測量儀器的使用方法。2)電子電路設計和仿真項目。在該項目中,教師首先講解電路仿真軟件Multisim的使用方法,然后以實例設計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中,教師從元件參數的選取、放大倍數的計算、系統測試和修改等方面給學生進行講解。講解完成后,學生參考實例設計一個放大倍數不同的晶體管放大電路作為練習。練習完成后,全體學生設計一個波形發生電路用來產生方波、三角波信號。學生設計過程中可相互交流,碰到問題可詢問教師,最終完成項目預期目標。該項目完成后,學生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設計的基本原則。3)電子電路制板與焊接調試項目。前兩階段的項目完成后,教師講解電路制板軟件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蝕法制作單面電路的流程,講解和制作過程以上一個項目中的兩級晶體管放大電路為例,講解的過程中學生如果有問題可隨時提出,教師進行解答。最終要求學生自己實現一個兩級晶體管放大電路的印刷電路板的繪制,以及電路的腐蝕、焊接、通電調試。通過該項目,學生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現的過程。4)綜合設計與總結項目。學生按學號進行隨機選題,題目內容涵蓋模擬電路(如連續可調直流穩壓電源)、數字電路(如循環彩燈控制器)、高頻電路(如小信號阻容耦合放大電路設計)。題目選定后,題目相同的學生分成一組,組建項目小組。項目組成員提出設計方案,經過理論論證,設計完成仿真電路和PCB電路,然后采用手工腐蝕法實現電路系統的板面布線,最后進行元件焊接和調試。系統完成后,整個課程基本接近尾聲,每組學生要對自己的設計方案進行匯報答辯。通過該項目,學生掌握了復雜電路的設計與實現,以及團隊合作完成項目設計、管理、總結的過程。教學方法課程的教學方法,打破傳統理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學生動手為主的模式,采用教師講授、項目訓練、學生參與設計和討論、分析講解和答辯的形式。學生有機會表達自己的觀點和設計思路,充分調動積極參與的興趣。考核方法課程的總評成績由5個部分組成:考勤10%+課程表現10%+項目完成情況30%+課程答辯情況20%+課程報告30%。新的考核標準打破原來課程總評成績主要由平時成績、設計成績兩部分組成的模式,主要以學生在教學實踐活動中的參與度和完成度作為考量,注重學生實踐能力和綜合能力的培養。教學效果經過兩周的項目驅動訓練和實踐環節的總結,學生對于測量儀器的使用更加熟練,對常用電子元器件的選用和封裝了解得更為清楚,對電子電路的設計和實現更加有信心,分析問題、解決問題的能力得到了很大的提高。

4結論

課程改革和實踐在石河子大學電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術綜合設計課程中進行,學生對于課程內容安排和各個環節的設計比較歡迎,加大了學生創新思維和創新能力的培養。課程實施的整個過程側重基礎能力培養,將項目管理理念貫穿整個課程的始終,加大創新能力的培養。學生在后續的畢業設計和課外科技活動中凸顯了較強的實踐和創新能力。

作者:周濤 張銳敏 劉巧 李栓明 鐘福如 單位:石河子大學信息科學與技術學院

參考文獻

[1]吳大鵬,黃沛昱.“電子系統綜合設計”課程建設探索[J].電氣電子教學學報,2014,36(6):41-43.

第7篇

關鍵詞: 電子專業 單片機產品設計 教學改革

電子專業學生主要從事以下三類崗位工作:核心崗位(電子產品裝配工、電子產品調試工)、從屬崗位(電子產品檢修員、電子技術員)、拓展崗位(電子技術工程師、產品生產管理員)。對于核心崗位的需求量最大,但相對比例會有所下降,對知識與能力的要求會有所提高;從屬崗位和拓展崗位的人才需求量呈上升趨勢,需求緊迫。單片機技術及應用系統設計這門課程的主要任務是培養學生成為在智能控制系統檢測維修與設計方面的專門人才,直接反映從屬崗位和拓展崗位的工作要求,具有鮮明的職業性與實踐性。通過本課程的學習,培養學生典型的智能控制系統調試與設計的能力。

傳統教學以教師講授為主,學生只能被動接受。在實訓課中傳統教學方法已不能充分激發學生的學習興趣,無法使學生更好地提高操作技能,使實訓課逐漸變得枯燥無味。參照單片機產品設計工作過程和工作情境,進行課程教學改革。

1.課程改革思路

根據高職教育數控技術專業人才的培養目標,遵循以“就業為導向,能力為本位”的職教理念設計。本課程從職業成長過程,按照從易到難、由淺入深的認知規律,確定合適的載體,運用教學論、方法論方式分析處理后,參照企業中單片機產品系統設計工作過程和工作情境,進行選材。

2.學習情境創設

通過調研,針對智能控制系統檢測維修與設計行動領域下的單片機技術及應用系統設計學習領域需要具備以下能力:

(1)專業能力

①讀懂單片機電路圖紙的能力;②掌握單片機工作原理及內部結構的能力;③具備相應的單片機硬件線路的調試能力;④具備能看懂單片機程序流程圖的能力;⑤具有基本的單片機編程的能力;⑥具備單片機軟硬件安裝和聯調的能力;⑦具備單片機產品開發的基本流程和工藝的能力。

(2)方法能力

①資料收集整理能力;②制訂、實施工作計劃的能力;③單片機應用系統綜合應用設計能力;④單片機應用系統故障的檢查分析能力;⑤理論知識的綜合運用能力。

(3)社會能力

①語言表達能力、溝通協調能力;②團隊組織能力;③班組管理能力、責任心與職業道德;④安全與自我保護能力。

為了實現上述能力,在此將課程劃分為:循環彩燈的設計制作(22課時)、交通控制燈的設計制作(30課時)、數字電子鐘的設計制作(40課時)、溫度控制系統的設計制作(40課時)四個學習情境。其中,此四個學習情境的創設是根據單片機應用電子產品的設計由簡到難的過程確定的。

3.學習情境教學實施

以子情境循環彩燈的設計制作為例,進行教學實施。

(1)教學背景

教學目標:能夠讀懂單片機I/O口控制電路原理圖,能夠掌握單片機I/O口的內部結構和工作原理,能夠選用單片機I/O口作外部硬件電路的設計,能夠編制簡單的程序實現單片機I/O口對外部電路的控制,能夠熟悉單片機系統硬件電路的組成及控制原理,能夠掌握基本的單片機軟硬件調試能力,能夠正確使用測量相關的儀器儀表,具備勞動組織能力、具備團隊協作能力、具備安全操作規范的意識。

學生應具備的知識:單片機的整體認識、基本電子電路圖整體認識、I/O的整體認識、計算機使用能力、簡單硬件電路調試能力、電子儀器設備檢測及規范操作能力。

具體任務:使用相關電子儀器儀表對電路參量進行測量、掌握電路故障排除方法及處理思路、掌握應用環節、確定方案、制定實施步驟、開發工具的使用。

準備文件:任務書、引導文、指導作業文件、演示視頻文件、單片機I/O口作外部控制電路相關文件、檢查單、評價表。

本任務旨在在該學習領域培養學生團隊合作能力、溝通能力、檢修組織實施能力等;教師需合理引導學生完成小組討論,確定單片機I/O口控制硬件電路的設計及軟件編程的方案。

(2)教學組織形式

①針對循環彩燈的控制功能要求,學生設計相應的功能接口電路,編制出程序及完成產品的調試。

②學生獨立工作和合作學習相結合,通過小組討論、和教師談話培養交流能力。

(3)具體實施

①資訊:(2學時)

下發任務書,描述項目學習目標,交代項目任務,發放相關學習資料,最后回答學生的提問。

②計劃(4學時)

學生自愿組織工作小組,推選班組長,以小組為單位,確認工作任務,分解任務,制訂工作計劃,教師對學生方案進行檢查、指導。

③決策(2學時)

確定掌握單片機I/O口基礎知識需要的資源及學習步驟,確定控制電路的設計與編程的學習步驟,確定任務完成的展示方式。

④實施(10學時)

第一,單片機I/O口的控制電路設計。小組成員分工收集資料,掌握單片機I/O口的結構及工作原理,最后進行資料匯總,小組討論、教師指導下確定方案,完成I/O電路設計。

第二,程序的編制。根據所設計的I/O接口電路及控制要求,在小組討論、教師指導下確定方案,畫出程序流程圖,最后學生自己完成具體程序。

第三,軟硬件的調試。燒入程序,對設計的系統進行軟硬件調試,在調試過程中,記錄好調試出現的問題,并歸納總結經驗。

教師應合理安排時間,即使有個別小組在規定時間中沒有完成任務也必須停止,并要求該小組對未完成任務的原因進行詳細分析。教師應安排課余時間讓未完成的小組完成項目的制作。如果大多數小組均未完成,教師應根據實際情況查找原因,是否項目設置過難、是否學生還沒有掌握本次課的內容,在以后的課程中做出相應的調整。

⑤檢查及實施(4學時)

根據設計產品的功能及具體過程,教師及小組互檢評分。同時每人撰寫產品說明書,根據個人在小組活動中的表現進行小組互評。

選小組代表按照任務書的要求,在全班介紹工作過程,改進提高并總結系統設計及調試經驗,結合班級所有方案,優化小組方案。

4.結語

采用工作過程系統化的《單片機技術及應用系統設計》課程,大大提高了學生的學習興趣和參與主動性、積極性,收到了良好的教學效果。通過對企業的用人調查,學生產品的調試與系統設計能力很強,不需再進行專業培訓。今后還將對工作過程系統化的課程改革進行進一步完善,提高教學水平和教學質量,提高學生的工程實踐能力。

參考文獻:

[1]王斌.《電子設計自動化》課程工作過程系統化方案的開發[J].化工職業技術教育,2010(01).

第8篇

關鍵詞:電工實訓課教學;創新能力

中圖分類號:G6332 文獻標識碼:A 文章編號:1003-2851(2011)09-0-01

實訓課是以基本技能現代和科學基礎知識相結合的課型,以培養學生創新精神和獨立操作能力為目標。而為這一目標的實現,重要的是要優化實訓課的教學過程,變學生的模仿學習為認知學習,發揮學生的主體作用,使學生獨立獲取知識、應用知識,并轉化為能力。

一、運用“探究式實訓教學”方法

從深度上看,知識不僅僅是書本知識,更是應變能力和創新能力。事實證明,在學校教育中教會學生學會學習將是學校最根本的任務。中職生在學校除了學習各專業的專業知識學習,還要掌握專業技能。怎樣融創新能力要素的培養于專業實訓課的教學中。筆者在電工專業的實訓教學過程中運用“探究式實訓教學”從以下幾方面進行探索。

(一)堅持思維開放性。探究式學習是通過發現問題,研究探索,從而獲取知識和技能的一種學習形式。探究式學習關注的不僅僅是問題的結果,更重要的是關注學生主動探索問題的過程,關注培養學生的思維能力,特別是創造性思維的方法和途徑。因此,實施探究式課堂教學,必須具有思維開放特征,所有問題應啟迪學生充分思考,必須給予學生廣闊的思維空間。從而最終學會“遷移”知識。如何教會學生“遷移”知識呢?。筆者在探究式實訓教學中讓學生明白在今后工作崗位上有許多問題在教科書中是找不到答案的,因此,學會知識的“遷移”本領對今后的發展有重要的作用。在電工探究式實訓教學過程中筆者有意識地教授一些分析和維修設備控制電路的方法,通過對十幾種典型電路的分析,領會其電路原理就可以做到舉一反三、聞一知十了。又如“正、反轉雙重互鎖控制電路”是較難以理解的內容,但只要抓住了其本質就可以了解到以上電路是已學過的“連續控制電路”的變形、拓展,通過知識的“遷移“,促進了學生對新知識的理解和掌握。我們培養學生具有優秀的綜合思維能力,通過已有的知識、技能去學會和吸收一切新知識、技能為我所用。

(二)樹立問題意識。問題與疑問是探究式學習的起點,也是探究式學習的一個基本特征。探究式實訓教學,必須努力創設問題情境,讓學生在電工實訓課程問題情境中不斷地發現問題,提出問題。例如筆者采用“發現法”進行電工實訓教學,讓學生根據實訓教材和教師的要求所提供的材料,自己去發現問題,嘗試分析和解決問題。“發現法”實訓教學的步驟為:首先向學生提出需要探究的問題,進行簡單的講解,指出思考方向,然后指導學生閱讀引導性資料,明確學習目標,清楚自己應完成什么工作,學會什么知識,掌握什么技能動作。在教師引導下,學生主動查閱資料,獲取有效信息、思維指向,制定操作計劃,實施操作計劃,評估操作計劃,激發了學生的學習興趣。學生一旦掌握了這種方法,就可內化為自己的思維和行為方式,從而提高了認知能力,為自我發展奠定了良好的基礎。“發現法”實訓教學方法主要是培養學生的好奇心,發現問題往往是解決問題的開始。好奇心越強的人探索未知世界的內在驅動力越大,往往也更容易獲得創造發明的機遇。所以,可以利用實訓教法激發學生的好奇心,使之成為創新能力的要素之一。

二、在實訓教學中建立良好的師生關系

托蘭斯指出,創新精神的培養和創造力的開發必須在自由而安全的氣氛中才能進行。所謂“自由”就是盡量減少對學生的思維和行為的無謂限制,給其表現的機會;所謂“安全”,就是不對學生的獨特想法進行批評和挑剔,使其消除對批評的顧慮,獲得創新的安全感,敢于表達自己的見解。由此可見,對學生來說,寬松的師生關系不僅有利于其良好個性的形成和發展,而且有利于創造思維的培養,只有融洽的師生關系,學生才敢于提問,才敢于陳述觀點,而老師的鼓勵和贊揚往往又可以成為學生提出問題、激發學習興趣和增加自信心的動力。相反,不民主、不平等的師生關系只能壓抑學生的個性發展,使學生厭學、棄學。作為老師,應充分認識到師生關系的學生創造思維發展之間的聯系,為學生營造發展創造力的寬松環境。

筆者認為在實訓教學中建立良好的師生關系應涵蓋以下兩方面的內容。(1)對學生信任。教師應該認識到:學生都具有創造性的。例如筆者在教授電工實訓課程“控制電路設計”時,以賞識的態度看待學生的一些異乎尋常的觀念和設計方法,尊重學生思路,珍惜他們思維中的積極因素,對于學生實訓中的過失給予諒解,必要時可贊賞其勇敢精神。通過實訓教學實踐,筆者認為,教師要在實訓教學中以信任和積極期待的教學態度去欣賞的激發學生的創造潛能者;(2)師生平等,生生平等。在實訓教學中始終要堅持在共同教學活動中師生都有一種主人翁的地位和意識,做到使學生不僅是“教育的主體”,也是“積極和創造性”的權利主體,要允許學生提出一些有創造性的問題,不能因教學進度而一概地冷淡壓制他們的提問與行為。如在教授“電源電路”時,針對控制電路中出現故障較多這一現象,我讓學生根據電路原理,自己總結故障出現的現象和對策,我再根據回答的情況進行鼓勵、糾正、表揚,使課堂氣氛活躍起來,學生圍繞電路原理思考,從外電路的影響、負載的影響等方面總結出多種故障出現的情況和修復方法,學生在這種課堂氛圍中思維活躍,不但很好地接受了基本知識,而且有所創新。筆者教學中體會:實訓教學的目的就是為了使學生有所進步有所創新。為了這一目的,我們應盡可能在學生腦海中保持一塊相對輕松自在的空間,營造一種熱烈的實訓課堂氛圍和學習環境,在自然地教與學的活動中培養學生創新意識和能力。

總之,學生創新能力的培養,教師要更新教學觀念,改革實訓教學方法,不僅要培養出大量有文化、有技能的合格勞動者,更應該培養出具有創新素質的人才。

參考文獻:

第9篇

關鍵詞:工作過程 典型工作任務 教學設計 職業能力

近年來,中職院校都在積極進行課程開發的探索改革,基于工作過程的課程開發方法已逐步被接受。同時,基于工作過程的課程設計方案的實施需要結合具體的內外條件,如實訓場地配置、師資條件等,因此在實施過程中,需結合校情進行課程開發,探索出適合本校的基于工作過程的課程設計方法。近幾年來,筆者學校對電工專業的課程進行了基于工作過程的課程開發與實施,以電工與電子技術及應用課程基于工作過程的教學設計方案為例,試圖探索基于工作過程的教學實施在中職院校課程開發中的可操作性。

一、基于工作過程的課程開發思路

基于工作過程的課程體系內涵為“學習的內容是工作(過程),通過工作(過程)實現學習”。這里的“工作”是通過具體的工作任務體現的工作對象、內容及要求;“學習”的課程內容是該專業典型崗位對應的重要“典型工作任務”的綜合性職業能力要求。主要設計思路如下。

1.提煉典型工作任務

在大量調研的基礎上,企業實踐專家及專業學科專家共同提煉專業的核心崗位及對應的典型工作任務。

2.確定學習課程領域

整合典型工作任務中的職業能力要求,將職業能力目標轉換成學習課程領域。

3.構建課程體系,開發專業課程

開發并編制課程標準、教學指導書、工作手冊及教材。

4.課程實施及驗證

按照工作和教學規律進行相應的課程實施,并針對實施效果進行評價,進一步完善課程體系。

二、課程教學設計

電工與電子技術及應用是電工(電氣)類專業的核心專業課程。傳統的教學方法是在教室講授知識點,再到實訓室做實操訓練,因電類理論知識點抽象,學習效果較差。筆者學校電工專業一體化教學改革將專業課程轉變到實訓室來講授,老師講完知識點,學生即操作,學習效果有了改善。但試行后發現,仍有部分學生實操技能掌握不好。通過深入研究,采用“基于工作過程”的項目化教學模式,學生的積極性及教學效率有了顯著提高。

1.整合教學內容

在課程開發改革過程中,關鍵環節是調整教學內容。順序化的傳統教學內容便于開展系統性的課程式教學,但對于開展基于工作過程的一體化教學并無優勢。針對這一情況,對電工與電子技術及應用課程內容進行優化,重組為:安全用電、認識電路、照明電路、電動機及其控制線路、穩壓電源、放大電路和數字電子技術。

2.學習任務的設計

(1)任務編寫。編寫的任務要經過精心設計,要包含具體的內容、明確的目標和完備的知識鏈接;同時,應根據學生的具體情況設計任務的難度,做到層層遞進,培養學生對新知識的濃厚興趣。

(2)工作頁編寫。工作頁是源于典型工作任務的學習任務,通過系統化的引導問題,指導學生在完整的行動中進行理實一體化學習,在培養專業能力的同時學習工作過程知識,提升關鍵能力及綜合素質。

3.教學方法的應用

授課中應采用教師引導下的合作學習模式,交叉使用多媒體演示法、實物投影法、閱讀法、討論法、講授法、動手實踐等多種教學方法。

4.教W設計

為突出職業教育“實踐性”特點,本著“以學生為主體,以工作過程為導向,以能力培養為本位”的原則,基于工作過程的項目化教學過程設計包含七個環節:教學組織(工作準備);情境設計(做什么?);方案制定(怎么做?);方案驗證(試一試,效果怎么樣?);效果評價(方案能否再完善?完成如何?);拓展學習(能力再提高);結束總結(工位整理)。

以安裝白熾燈照明電路為例,建議5學時。

(1)教學準備。包括:元器件準備、儀器儀表檢查;學生分組;復習回顧,復習相關電路圖及控制電路。

(2)情境設計,任務驅動。首先,情境創設。播放一段家居照明的視頻,要求仔細觀察其運行控制情況。提出任務:家用電器接在哪里?如何設計帶有插座的“一開關控制一盞燈電路”的電路原理圖?其次,任務分析。利用課件,講解家居照明電路的控制原理、電路圖設計的規范、電路安裝步驟。

(3)制定方案,實施方案。首先,制定方案。小組討論學習,以工作頁為指導方向,初步制訂實施方案。其次,方案檢查修改。各組確定方案后,交由教師檢查,根據反饋的建議及意見,修改完善方案。

(4)方案實施驗證。首先,電路的安裝。依據實施方案,結合實際安裝工藝及步驟,進行照明電路的安裝。其次,檢測電路,通電試驗。如電路不能實現任務所提出的功能,小組組織討論,修改方案,再次實施,同時完成工作頁的填寫。再次,教師巡回指導,指導學生掌握照明電路安裝及故障的排除方法,提高專業能力。

(5)任務完成,效果評價。包括以下方面:教師對各組的電路通電試驗,并給予評價;各組展示本組的最佳方案,其他組提出點評意見;由師生共同評出本次任務實施較好的幾個小組,給予表揚鼓勵;教師提出優化方案供學生參考,指出小組方案及實施過程中存在的主要問題,引導學生注意照明電路典型控制方法及安裝工藝規范,同時引申出多控制電路的家居照明電路設計;各組對方案進行再完善,填寫考核評價表。

(6)拓展學習及作業布置。包括:其他家居照明控制電路的設計思路及方法;照明電路安裝的行業規范及要求;作業布置,布置任務4“安裝熒光燈照明電路”的相關準備工作。

(7)結束總結。組織學生整理工位、清掃教學場地。

5。實施效果分析

實施發現,基于工作過程的一體化教學能更有效地培養學生的專業能力、方法能力及社會能力,使學生通過職業教育獲得終身學習的能力,并快速適應企業崗位的核心職業能力要求。

第10篇

一、引言

《傳感器技術》課程涉及機械、物理、化學,光學、材料、電子、生物、半導體、信息處理等眾多學科領域,屬于交叉學科,是一門理論性強、與工程實踐緊密結合的課程。它在本專業的職業能力培養中起著承前啟后的重要作用。在教學過程中,一方面要求學生具有扎實的基礎理論和專業知識,另一方面也要求教師引導學生從各種繁多的被測量和測量儀器中歸納出檢測技術的一些基本原理和特性,以便舉一反三、靈活應用,培養學生的綜合運用能力。目前傳感器技術課程的教學主要有兩種方式:一為傳統的按測量原理分類介紹傳感器知識并基于理論假設項目教學,這種分類方法側重于傳感器的原理性知識掌握和傳感器改革,這跟學生走上工作崗位后對傳感器技術的應用需求不一致,且跟當前傳感器的集成化、智能化等發展趨勢相矛盾;二為以項目為載體進行教學,但是傳感器本身種類繁多,單純的以項目為載體進行教學涉及到的傳感器太少,不足以涵蓋傳感器的整體狀況,缺乏知識的系統性,不利于學生從整體上理解和掌握傳感器技術知識。因此,結合職業院校以行業為先導、以能力為本位以及工學結合等特點,本課程改革結合以上兩種方式的優點和當前傳感器技術發展趨勢來調整課程體系架構和教學方式。

二、課程改革理念

以教育部2006年16號文件精神為基準,根據我院自動化系電氣自動化專業職業崗位的能力要求來改革課程,突出電氣自動化專業學生的傳感器選型與應用的職業能力培養。本課程的課程目標為培養學生傳感器選型能力、典型測量轉換電路設計制作能力、常見傳感器安裝、檢測和維護能力;根據傳感器技術的特點和發展趨勢調整課程知識體系架構;根據該專業職業崗位的工作內容改革課程內容和能力達成項目;根據該專業職業崗位的典型工作項目來改革課程教學方法和手段。

三、課程改革思路

根據我院自動化系《電氣自動化專業人才培養方案》確定的職業崗位群,面向西部電氣電子電器產業,本課程改革采用工學結合的方式,注重學生素質培養,主要作了以下幾方面的思考與改變:

(一)課程目標的改變。從傳統的著重講解傳感器結構、原理與應用向培養選型、改革和制作具體傳感檢測電路的能力上轉變。

(二)課程體系的改變。從傳統的通過按測量原理分類介紹傳感器以及前些年的純粹以項目為導向學習傳感器轉變為按被測量(即功能)來實施傳感器的教學,以使學生在了解傳感器工作原理、特性的基礎上,容易根據測量對象來選擇傳感器;引入典型的實際工程應用項目,指導學生應用選擇的傳感器進行信號處理電路改革和應用。

四、教學模式的設計

采用系統性知識教學與模塊化教學相結合的方式,真實產品作引導、任務驅動組織教學工作,以學生為中心,小組合作為基礎,在真實的環境下完成傳感器技術的學習性工作任務,培養學生適應職業崗位的工作能力,實現與工作崗位零距離接觸。

五、多種教學方法的運用

在典型傳感器工程應用學習項目中,每個都是一個完整的工作過程,學生都會經歷“資訊(信息收集)決策(擬定方案)計劃(制定實施細則)實施檢查評估總結分析提高)”六個階段,老師帶著學生完成六個階段的工作任務,手把手教學生怎樣做,讓學生體會每一階段具體工作任務,為走向工作崗位、參加工作積累經驗。在具體的理論、實訓教學中,引入多媒體教學手段,討論法、演講法和反思法等微觀教學法的交替使用,使教學過程豐富多彩,并且充分運用引導文等行動導向教學法,使得學生學習主動性、進取心大大增強。

第11篇

關鍵詞:LED電子顯示屏;教學設計;創業

一、教學分析

(一)課程介紹

為了提高高職學生的實際動手能力,提高實訓室的利用率。我校開展LED電子屏的安裝實訓室開放項目教學。課程有利于電子技術知識技能拓展和大學生畢業后的創業。

(二)教學內容

參考高職高十二五規劃教材,依據人才培養方案。立足地區強勁的人才需求,結合學校現有設備優勢情況。將教學內容設定為:戶外LED彩燈安裝、LED照明燈安裝、LED電子顯示屏制作。其中主要以LED電子顯示屏制作為主。我們將學習目標設定為:

1.知識目標:掌握LED的結構和工作原理,掌握譯碼器、整流器、顯示器的工作原理,熟悉電路的故障與排除方法。

2.能力目標:具備器件靈活安裝的能力,具備對電路設計合理的能力,能夠排除電路故障的能力。

3.素質目標:培養學生愛護工具、愛崗敬業、吃苦耐勞的精神,培養學生團隊協作能力和創業能力。

(三)學情分析

高職的學生具有以下特點:

1.學生未來職業不確定,基礎知識薄弱。

2.不喜歡傳統教學模式,喜歡自主學習,學習途徑多樣化。

3.喜歡實際動手操作。

4.動手能力相對較強,理論學習有一定困難。

(四)教學方法

依據以上的學情我們將教學方法設計為,任務驅動法和小組合作探究法。

任務驅動教學法:教師布置任務,師生研討、練習、實習作業等方式完成電路安裝與調試任務。

小組合作探究法:以小組為單位實施任務, 通過制定計劃、討論研究、分組實施等學習活動中,獲得知識技能及豐富的情感體驗。組內取長補短、共同學習、共同進步。

(五)教學設計

依據職業教育教學改革要求,基于翻轉課堂教學理念,采用任務驅動教學法,。以戶外LED彩燈、照明燈、電子顯示屏制作為載體進行教學設計,完成從電子件的焊接到產品的調試使用整個過程。

二、教學策略

(一)教學方法

在教學過程中我們始終以“做中教,做中學”為理念,以仿真軟件為依托,項目教學。

(二)教學手段

在教學過程中我們不僅有和課程內容相關的FLASH動畫,還有在網絡中下載的大量視頻資料。通過微信和QQ等溝通方式,學生在課后可以及時和教師進行互動。同時我們將課程內容的視頻、仿真軟件都傳到網絡上,通過網絡很多學生也可以學習到相關知識。課程教學過程全方位信息化,開放教學資源,寓教于樂。

(三)課程平臺

網絡資源的共享,使我們的學習時空具有開放性,提高教學效果。

三、教學過程

課前導學分析任務新知講解模擬仿真實際訓練評價總結

(一)課前導學

在課前教師通過QQ群將提前下發學習任務,要求學生按照要求提前進行實景體驗。在實景體驗后學生可以通過網絡平臺和仿真軟件進行自主學習。

(二)分析任務

進入課堂學生把前期學習過程中發現的問題提出來,學生一起討論最后教師歸納總結得出答案。

(三)新知講解

在新知講解階段,我會利用FLASH動畫幫助學生理解各種芯片和電路圖。這樣就把復雜問題簡單化,抽象問題形象化,幫助學生突破重點難點。

(四)模擬仿真

我們利用電子仿真軟件把電路板的制造過程全部進行仿真。從器件的選用電路的原理電路板的布局成品電路板的測試電路板的故障檢測,電路板制造的每一個過程我們都可以進行仿真。仿真軟件的使用降低了實訓的成本,使復雜的問題簡單化,反復練習提高了學習效率和效果。

(五)實際訓練

以各小組為單位,在真實的設備上進行操作。小組內部分工明確,協同工作,學生的學習興趣高,獲得更好的學習效果。不論學生的專業在經過以上方式訓練后完全可以實現獨自連接線路,排除電路故障。

(六)評價總結

依據教學任務書我們制定了評分標準。學生成績中自評占20%,教師評價僅占20%,小組互評占60%。這種評價方式,不僅激發了學生學習的興趣,而且在這項活動中學生可以發現自己的不足之處。有利于學生之間互相學習和交流。

四、教學反思

(一)教學效果

通過學習,學生在學習能力、專業能力和社會能力等方面都有很大的提高。為他們拓寬了就業渠道,為走上未來工作崗位奠定了扎實的基礎。

(二)教學過程總結

1.優化了教學過程,過程考核。

2.引入仿真軟件,反復練習,安全,快捷,提高了學習效率和效果。

3.在線進行交流,網絡平臺進行課外學習,學生知識鞏固加強。

4.實際動手操作,學生動手能力和排除線路故障能力增強,有利于學生創業。

(三)教學特色分析

在整個教學過程中這門創業課程,我們的學生完全可以動手連接實際線路,在畢業后可以完成從事相關行業。我們的創業課程得到了學生和家長的歡迎。總結我們課程的特色。具有以下五項特色:

1.學習資源的開放

2.學習過程的開放

3.學習伙伴的開放

4.學習時空的開放

5.問題解決辦法的開放

參考文獻:

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[2]顧小清,許哲. 電子課本何以支持教學方式變革[J]. 現代遠距離教育. 2013(02)

[3]徐顯龍,蘇小兵,吳永和,王新華. 面向電子書包應用的課堂教學行為模式分析[J]. 現代遠程教育研究. 2013(02)

[4]龔朝花. 基于iPad的電子教材特征與課堂應用實踐[J]. 中國信息技術教育. 2013(01) [5] [5]林邦國,齊貴超. 電子課本教學資源的設計和開發[J]. 南昌教育學院學報. 2012(05)

作者簡介:

第12篇

關鍵詞:Multisim;仿真;搶答器

近年來,湖南省職教界在全國范圍內率先建立了高職學生專業技能抽查制度,以促進職業院校全面提升人才培養水平,提高學生的專業技能。這使得職業院校不得不強化專業實踐教學,加大教育教學投入,特別是對于一些實驗實訓設備需求較大的專業,相對來說就要投入更多的人力、物力和財力,從而加大了職業院校的辦學壓力。本文將以湖南省職業院校電子信息與工程技術專業為例,引入虛擬電子實驗室仿真軟件Multisim,介紹如何以仿真加實踐的模式來提升學生的理論知識水平和實踐動手能力,在取得好的教學效果的同時節省經費投入。

1.電子信息與工程技術專業技能抽查相關內容

湖南商務職業技術學院電子信息與工程技術專業被湖南省教育廳確定為省級重點專業,學院特色專業。近年來,在學院領導和各專業老師的努力下,大力加強實踐性教學力度,采取邊學邊做的教學模式,從而提高學生的專業興趣及認知能力。

電子信息與工程技術專業在技能抽查中與應用電子技術專業一并歸口于應用電子技術大類,采用同一套技能抽查標準。目前,該標準已出臺,并由湖南大學出版社出版。該標準主要由電子產品組裝與調試、PCB版圖繪制、小型電子產品開發和小型電子產品維修四個模塊組成。模塊一電子產品組裝與調試與模塊四小型電子產品維修主要考查學生對電子元器件的檢測及對電路原理的認知能力,其中每一個模塊又包含有30個左右的小項目即小型電子產品。筆者認為,在實際的教學過程中,可以采取仿真加實踐的教學模式,引入Multisim仿真軟件,對每一個小項目先在軟件中對電路的相關功能加以調試與演示,然后在實驗室進行安裝、調試與維修,達到良好的教學效果。

本文將以技能抽查題庫中的簡易搶答器的組裝與調試為例,簡述Multisim仿真軟件在實際教學中的應用,電路原理圖如圖一所示:

圖一簡易搶答器電路原理圖

Multisim仿真軟件介紹

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司推出的電路設計和仿真分析軟件,它將電路原理圖、電路仿真和PLD設計三者合一,于2005年被美國國家儀器公司(National Instrument,簡稱NI公司)所收購。該軟件是一個直觀的原理圖捕獲和交互式仿真平臺,提供了一個龐大的元件數據庫,可以實現電路分析、電路仿真、仿真儀器測試、射頻分析等高級應用,是功能強大的虛擬電子實驗室。其特點是:簡單易學,實用性強,界面簡潔,元件庫齊全,仿真功能強大。

學生普遍反映電子類課程難學,主要問題是概念抽象、課程教學的直觀性差。隨著多媒體教學的普及,如果在教學中引入電路設計和仿真軟件Multisim在課堂進行演示,可以解決電子技術課程概念抽象、課程教學的直觀性差的問題,達到增強學生的感性認識,提高教學效率的效果。

Multisim到現今已發展到Multisim13.0版本,筆者以各高校普遍使用的Multisim11.0為例介紹其在電信專業技能抽查中的應用。Multisim11.0用戶界面如圖二所示:

圖二Multisim軟件用戶界面

2.簡易搶答器的教學與仿真

該簡易搶答器主要是利用74LS373地址鎖存器實現四路搶答功能,并分別用七段數碼管顯示選手號碼1、2、3、4。仿真電路圖如圖三所示:

繪制完電路圖后按“運行”按鈕,調試過程如下:

>主持人合上K1復位開關space鍵,七段數碼管清零,不顯示,選手按鍵無效;

>主持人打開復位開關space鍵,選手按相應的搶答鍵(如1號選手按“A”鍵,依此類推)開始搶答,數碼管顯示最先按下搶答鍵選手的號碼;

>開始下一輪搶答前,主持人再次合上K1復位開關space鍵,等待進入下一輪搶答。

通過上述調試過程可知,運用Mutisim軟件進行電路調試具有以下優點:

*形象直觀,加深學生印象,避免學生覺得電子線路復雜而產生厭學情緒;

*布線方便,布線錯誤還可以再次更改;

*元件參數可以根據需要隨時更改,以達到電路性能最優;

*Mutisim還提供了多種電路測試工具,如萬用表、電壓表、電流表、函數信號發生器、雙蹤與四蹤示波器等,有助于學生理解電路的工作原理。

3.總結

上述是筆者以簡易搶答器為例介紹Multisim仿真軟件在高職電信專業教學及技能抽查中的應用,技能抽查中的其它小型項目如廣告跑燈、定時器、秒表、邏輯筆、三角波發生器、A/D轉換器等都可以通過該軟件實現,這樣就更直觀的展現了電路的相關功能,提升了學生學習興趣,夯實了學生的專業技能,有助于學生在專業技能抽查中取得好的成績。(作者單位:1.中南大學信息科學與工程學院;2.湖南商務職業技術學院)

參考文獻:

[1]楊利軍,李移倫,張文初編.應用電子技術[M].長沙:湖南大學出版社,2011.10.

[2]華滿香,劉小春,唐亞平編.電氣自動化技術[M].長沙:湖南大學出版社,2012.6.

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