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CDIO工程教育模式由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工程學(xué)院2004年提出,CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate),是一整套國際工程教育理念和實施體系,是近年來國際工程教育改革的最新成果,是在產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的全生命周期基礎(chǔ)上產(chǎn)生的工程教育新方法,目前是國際流行的工程人才培養(yǎng)理念。CDIO強(qiáng)調(diào)知識、能力及工程素養(yǎng)并重,強(qiáng)調(diào)學(xué)生個人發(fā)展,真正體現(xiàn)了以人為本的教育理念,CDIO的人才培養(yǎng)模式,已被世界上多所大學(xué)的工程院系采用。CDIO理念,近年來由教育部組織,在我國部分高校的工科類專業(yè)試點推廣。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》將2010年6月啟動的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”作為我國工程教育改革的目標(biāo),進(jìn)一步加快我國工程教育改革與國際工程教育接軌的步伐,更新工程教育改革的理念,拓寬工程教育師生的國際視野,使我國的工程教育改革根據(jù)不同的社會文化、根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點、根據(jù)每個學(xué)校自身的特色、根據(jù)學(xué)生的不同情況,在理論和實踐兩個方面深入探索,構(gòu)建富有中國特色的工程教育新模式。
2電子設(shè)計與制作教學(xué)改革的總體思
路電子設(shè)計與制作課程的教學(xué)改革思路要以行業(yè)需求和實踐能力為導(dǎo)向,努力培養(yǎng)與該行業(yè)需求“無縫隙”、與市場“零距離”的高質(zhì)量、應(yīng)用型人才。電子設(shè)計與制作課程教學(xué)實施行業(yè)從業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)相銜接的人才培養(yǎng)模式,其最終目標(biāo)是為社會培養(yǎng)實用型人才。CDIO教育模式的基本原理是基于實際行業(yè)需求,以“在現(xiàn)代團(tuán)隊協(xié)作環(huán)境中,教育學(xué)生理解如何對復(fù)雜的增值工程產(chǎn)品、流程和系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計、實施和操作”為基本教學(xué)訴求,進(jìn)行有效的工程教學(xué)活動。培養(yǎng)社會所需要的實踐能力強(qiáng)、真正具有工程意識和一定創(chuàng)造性的應(yīng)用性人才已成為現(xiàn)展的趨勢?;贑DIO理念下的電子設(shè)計與制作教學(xué)思路是立足社會需求,把創(chuàng)新、實踐性教育作為該課程教育的重要內(nèi)容,著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐精神。加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,加快科技成果轉(zhuǎn)化,把創(chuàng)新型教育改革與服務(wù)行業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合起來。
3構(gòu)建電子設(shè)計與制作一體化實訓(xùn)教學(xué)體系
3.1構(gòu)建完善的實訓(xùn)課程體系。電子設(shè)計與制作以學(xué)生綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo),本文以CDIO工程教育理念為指導(dǎo),注重學(xué)生的實踐教學(xué),“重實踐、求創(chuàng)新”,特別注重新技術(shù)的應(yīng)用,形成了有自己特色的多層次、立體化的“三維一體”實訓(xùn)教學(xué)培養(yǎng)體系,分階段單獨設(shè)立課程設(shè)計實踐。基礎(chǔ)型實訓(xùn)重在基本技能的培養(yǎng),使學(xué)生掌握基本實驗理論及實驗操作流程;設(shè)計型實訓(xùn)重在自主實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生由被動接受實驗到自主完成簡單電路設(shè)計實驗的基本能力,使學(xué)生初步掌握基本電路設(shè)計方法、設(shè)計流程;綜合設(shè)計型實訓(xùn)重在實際應(yīng)用能力培養(yǎng),學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊實踐,獨立完成實驗方案擬定,優(yōu)化,仿真,調(diào)試到最后形成作品,使學(xué)生運(yùn)用已有的知識提高其獨立分析問題、解決問題的能力;創(chuàng)新提高型實驗重在科研素養(yǎng)的提升,以講座或討論的方式介紹課題產(chǎn)生的背景,研究的基本方法,使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法,為將來從事科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。
3.2積極開展校企合作。校企雙方在設(shè)備、技術(shù)支持、專業(yè)教師成長、培訓(xùn)模式及課程建設(shè)、實訓(xùn)基地建設(shè)等方面實現(xiàn)深度合作及資源共享;并引進(jìn)國際化的培訓(xùn)模式和理念,為學(xué)生培養(yǎng)帶來了全新的思維和操作過程,真正實現(xiàn)工學(xué)結(jié)合;還能為該電子設(shè)計與制作教學(xué)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,為學(xué)生融入企業(yè)提供了基礎(chǔ)。
3.3堅持“工學(xué)結(jié)合”的教學(xué)理念,重視培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能,以學(xué)生為中心的教學(xué)思想,始終貫徹于電子設(shè)計與制作專業(yè)規(guī)劃、課程設(shè)置和“教與學(xué)”的每個過程。教學(xué)過程可以在真實的生產(chǎn)線上完成,實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容按照實際生產(chǎn)流程組織。甚至可以對外接受訂單,以訂單的物料作為學(xué)生的實習(xí)物料,為學(xué)校節(jié)約實訓(xùn)費用,更可以讓學(xué)生在實訓(xùn)室中貼近生產(chǎn)、貼近工藝、貼近技術(shù),真正掌握實用技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)教一體,服務(wù)社會。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:電子電路設(shè)計教學(xué);軟件實際應(yīng)用
隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步,計算機(jī)軟件的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展空間也越來越廣闊。計算機(jī)軟件對于電子線路設(shè)計而言,其重要性不言而喻,可提供給電路設(shè)計更合理的參數(shù)方案,無論是教學(xué)應(yīng)用中亦或社會應(yīng)用中,均占有極高的比重和地位。目前,已有諸多設(shè)計者在設(shè)計和研究電路的過程中,利用電腦仿真技術(shù)來分析調(diào)試電路設(shè)計,充分證實計算機(jī)軟件是實現(xiàn)電子電路設(shè)計的關(guān)鍵工具。
一、電子電路設(shè)計教學(xué)和計算機(jī)軟件的發(fā)展現(xiàn)狀
在計算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展的當(dāng)前,幾乎任何行業(yè)的發(fā)展都離不開計算機(jī)軟件的開發(fā)利用,特別是電子電路設(shè)計領(lǐng)域,應(yīng)用各類計算機(jī)軟件進(jìn)行電路設(shè)計既快捷便利,又能有效驗證電子線路的功能及連接。而隨著計算機(jī)軟件的普及應(yīng)用,其類型功能等越來越完善,也得到了廣泛的認(rèn)可。在實際的電路設(shè)計中,無論設(shè)計亦或搭建線路,都需要電路圖繪制、結(jié)構(gòu)調(diào)動、電路及元件設(shè)計等電子領(lǐng)域共同參與,這就表明需要用到的計算機(jī)類型也不盡相同,也是促進(jìn)計算機(jī)軟件完善發(fā)展的內(nèi)在動力。
目前,我國大多數(shù)高校開設(shè)的電子電路設(shè)計課程主要以“理論+實踐”為主,這種課程模式提供給學(xué)生學(xué)習(xí)電路設(shè)計更廣闊的發(fā)展空間。而使用計算機(jī)軟件輔助教學(xué),讓學(xué)生掌握軟件使用方法,可利于學(xué)生通過軟件工具設(shè)計電子電阻,搭建和調(diào)試其線路。在電路設(shè)計教學(xué)中應(yīng)用輔助軟件,最具有代表性的實例即模擬電子技術(shù)實驗教學(xué),其不但能使學(xué)生獲得基礎(chǔ)性知識,通過課堂的實踐練習(xí)更加深入認(rèn)知電路設(shè)計和仿真軟件應(yīng)用,也可在課程后期實踐中,更進(jìn)一步融合電子電路知識與軟件知識。從這個角度來看,進(jìn)行電子電路教學(xué),對電路設(shè)計結(jié)合計算機(jī)軟件意義非凡,也是我國電子電路技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)前提。
二、電子電路設(shè)計教學(xué)中輔助軟件的應(yīng)用
(一)Portues軟件的應(yīng)用
目前,在電子電路設(shè)計的教學(xué)中,Portues軟件的應(yīng)用較為普遍,此軟件具有強(qiáng)大的輔助設(shè)計功能,作為仿真教學(xué)軟件之一,在科技水平大幅度提高的今天,逐漸受到電子電路專業(yè)師生的青睞。Portues軟件的應(yīng)用需通過在界定頁面演示后,根據(jù)仿真實驗結(jié)果所得結(jié)論制定或優(yōu)化相關(guān)解決方案。這種仿真模式能提高軟件利用效率,得出一系列仿真波形和圖像,實現(xiàn)更深入的修改。通常來說,在傳統(tǒng)的設(shè)計過程中,設(shè)計者需要將初始的原理圖做成實際測試版進(jìn)行調(diào)試,發(fā)現(xiàn)問題后,需要進(jìn)行電路板的修改和完善。使用該軟件則可避免這一環(huán)節(jié),只要通過該軟件就能分析原始電子電路設(shè)計,并自動生成其研究結(jié)果。從這個角度來說,該軟件具有操作便利、功能全面的優(yōu)勢,并及時調(diào)整電子電路設(shè)計過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),在學(xué)生實訓(xùn)實驗的過程中,也有利于解決電子電路設(shè)計教學(xué)中的問題。同時,該軟件的檢測手段更科學(xué),可完全取代傳統(tǒng)落后檢測模式,且能夠大大降低實驗成本,對提高教學(xué)效率減少設(shè)計時間作用巨大。
(二)CAD軟件的應(yīng)用
CAD軟件在電子電路設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用,與其他軟件相比具有研究不同圖像的特點,在教學(xué)中應(yīng)用相對廣泛。而在電子電路教學(xué)不斷發(fā)展的今天,該軟件不但有利于電路制圖,也有益于核算相關(guān)數(shù)據(jù)和繪制幾何圖形。教師在利用該軟件進(jìn)行電子電路設(shè)計教學(xué)時,可根據(jù)電子電路設(shè)計類型的不同,展示不同設(shè)計的方案及措施。而且,學(xué)生利用該軟件進(jìn)行實踐,可了解到電子電路設(shè)計中的各種問題,并更便捷快速地解決面臨的問題,使學(xué)生在實踐中不斷累積經(jīng)驗,提高自身動手能力及解決問題的能力,進(jìn)而避免這些問題對教學(xué)的干擾。另外,CAD軟件本身擁有元件整理庫,故能在教學(xué)中設(shè)置電子電路設(shè)計的相關(guān)元件,還能直接及時地給出解決電路設(shè)計中所存問題的方案。在教學(xué)中利用該軟件輔助,可有效減少制作原理圖像的時間,使學(xué)生深刻記憶制作設(shè)計的圖像。但需要注意一點,即教師要詳細(xì)說明模擬元件與真實元件的區(qū)別,以免學(xué)生在實踐操作中受到不安全因素的威脅。
(三)EWB軟件的應(yīng)用
EWB軟件是技術(shù)型仿真軟件,其中涉及大量高科技元件與電路模型。從仿真軟件角度來說,EWB軟件的使用功能十分強(qiáng)大,能夠進(jìn)行整體的電子電路分析,并可提出相關(guān)問題。該軟件與其他軟件相比,更具適用性,可以實現(xiàn)不同的電子電路設(shè)計。因此,當(dāng)教師利用該軟件輔助教學(xué)時,應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)其不同所在,既要讓學(xué)生充分利用軟件主要功能,也要了解相關(guān)拓展功能。例如,系統(tǒng)的掃描分析電子電路形式時,該軟件在仿真各種函數(shù)的同時,也可模擬電路生成。另外,在學(xué)生利用軟件中涉及的高科技元件和功能完善原始電子電路設(shè)計的過程中,教師應(yīng)詳細(xì)地向?qū)W生介紹并解釋相關(guān)軟件的生成,以確保學(xué)生能夠全面掌握軟件使用方法,進(jìn)而開展高效的學(xué)習(xí)。在電子電路設(shè)計中只有不斷了解EWB軟件,將其全面融入其中才能展現(xiàn)其精準(zhǔn)程度與時效性。
三、結(jié)束語
通過上文分析可知,輔助軟件應(yīng)用于電子電路設(shè)計教學(xué)中,無疑是對電路設(shè)計和功能檢測教學(xué)方法的最佳補(bǔ)充。教師在備課期間,應(yīng)對各種輔助軟件運(yùn)用特點進(jìn)行合理比較,以便擇取更具備教學(xué)價值的軟件進(jìn)行教學(xué),實現(xiàn)對電路參數(shù)的全面講解,培養(yǎng)學(xué)生獨到電力工程設(shè)計見地,進(jìn)而為其將來就業(yè)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]李葉明.淺析Multisim仿真軟件在電子電路實驗教學(xué)中的運(yùn)用[J].都市家教(上半月),2015,(4):268-268.
[2]顧玲芙.各類軟件在電子電路設(shè)計教學(xué)中的運(yùn)用[J].電子制作,2013,(20):132-132.
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關(guān)鍵詞:數(shù)字電子電路,EDA技術(shù),應(yīng)用探究
在數(shù)字電子電路這門課程學(xué)習(xí)的過程中,理論知識的學(xué)習(xí)固然重要,但是相應(yīng)的實驗技能也是必備的。在學(xué)好理論知識的基礎(chǔ)上,可以從實驗方面出發(fā),更透徹的學(xué)習(xí)這門課程。在實驗的過程中,傳統(tǒng)的實驗就是通過導(dǎo)線把各種實際的實驗器材連接在一起,主要在實驗的過程中,通過實驗的結(jié)果,更好的理解實驗原理,從而有助于理論知識的學(xué)習(xí)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,有了EDA這項技術(shù)。EDA技術(shù)就以計算機(jī)為載體,承載著各種模擬的軟件,然后通過在相應(yīng)軟件的操作界面上進(jìn)行軟件的連接以及操作,這樣大大方便了學(xué)生的實驗,而且還能從一定程度上節(jié)省實驗器材的經(jīng)費,總之,這樣的做法有很多的好處。本文將重點討論關(guān)于數(shù)字電子電路設(shè)計之中EDA技術(shù)的應(yīng)用探究。
1關(guān)于數(shù)字電子電路設(shè)計之中EDA技術(shù)的應(yīng)用探究
1.1數(shù)字電子電路的概述
在我國職業(yè)教育體系中,與電子技術(shù)相關(guān)的專業(yè)中都設(shè)置到相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,比如說模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)等課程,其中數(shù)學(xué)電子基礎(chǔ)這門課程還是比較重要的。在數(shù)字電子技術(shù)這門課程中,主要講述一些邏輯關(guān)系,以及以邏輯關(guān)系為基礎(chǔ)的各種門電路,除此之外就是各種組合而成的邏輯電路,其中包括TTL邏輯門電路,CMOS邏輯門電路等等,這些邏輯電路都是與生活息息相關(guān)的。在平時的生活中也會用到很多,比如說家里的開關(guān),現(xiàn)在很多家中都會安裝兩個開關(guān),當(dāng)進(jìn)門的時候在門口開燈,睡覺時在臥室關(guān)燈,這個就是是使用了最簡單的邏輯電路。邏輯電路的使用方便了人們的生活。
1.2數(shù)字電子電路與EDA技術(shù)
數(shù)字電子電路技術(shù)這門課程在學(xué)習(xí)的過程中,除了要學(xué)好基礎(chǔ)的理論知識,更重要的是在學(xué)好理論知識的基礎(chǔ)上,要提高動手實驗的能力,因為現(xiàn)在社會需要的是實踐性的人才,正如在教育大會中指出,要平衡教育人才的培養(yǎng),并且要重視實踐性人才的培養(yǎng)。要培養(yǎng)實踐性的人才,首先要做的就是對他們基礎(chǔ)的動手能力進(jìn)行培養(yǎng),要如何培養(yǎng)才是要思考的問題。那就是從實驗做起,實驗技術(shù)隨著科學(xué)的不斷發(fā)展也在不斷進(jìn)步,如今已經(jīng)有了比較成熟的EDA實驗技術(shù),這項技術(shù)就是讓學(xué)生在虛擬的軟件中模仿實物進(jìn)行一定的實驗訓(xùn)練。在數(shù)字電子技術(shù)中使用EDA這一項技術(shù)大大方便了教學(xué),而且同時也能有效的提高學(xué)生對理論知識的理解。
1.3數(shù)字電子技術(shù)未來發(fā)展前景
目前我國的電子技術(shù)方面還是有一定的欠缺的,而且我國的市場這么大,所以要努力發(fā)展屬于我國自己的電子信息技術(shù)。而且電子信息技術(shù)是一個非常核心的力量,只有掌握了這樣的核心力量,才能讓我國的電子技術(shù)發(fā)展的更好。通過電子信息技術(shù),可以成為擊垮一個國家的秘密武器,所以努力發(fā)展自己國家的核心技術(shù)力量,并且還要不斷的更新,這樣才能在未來的世界中變得強(qiáng)大。所以,電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢良好,而且發(fā)展空間也足夠大。
2數(shù)字電子電路設(shè)計之中EDA技術(shù)應(yīng)用的作用
2.1有助于更好的學(xué)習(xí)理論知識
在數(shù)字電子電路這門課程的學(xué)習(xí)過程中,都是一些枯燥無味的理論知識,這樣容易造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疲勞,而且會造成課堂效率大大降低的不良影響。數(shù)字電子技術(shù)是一門純粹的理論知識,而且都是一些我們不熟悉的電路方面的內(nèi)容,所以在單單的講解理論知識的時候,學(xué)生們不容易想象到他的具體的實物,這樣就對學(xué)習(xí)造成了很大的困擾。但是通過借助EDA技術(shù)在數(shù)字電子信息技術(shù)的學(xué)習(xí)過程中,會對學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大的幫助。在學(xué)習(xí)了抽象的理論知識之后,通過在EDA技術(shù)上進(jìn)行模擬,這樣就比較容易理解理論知識。這樣的做法對學(xué)習(xí)理論知識都很大的幫助,不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,而且還能培養(yǎng)實踐性的人才。
2.2通過學(xué)習(xí)EDA技術(shù),不斷創(chuàng)新
在數(shù)字電子信息技術(shù)的學(xué)習(xí)過程中,通過借助EDA技術(shù),可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。在實驗的時候,學(xué)生一般都是通過對課本上已有的知識進(jìn)行模擬,學(xué)習(xí)。但是實驗就是創(chuàng)造的過程,有很多偉大的發(fā)明就是在實驗的過程中發(fā)現(xiàn)的。在學(xué)生進(jìn)行實驗的過程中,不斷對實驗結(jié)果進(jìn)行調(diào)試的過程中,有可能就會發(fā)現(xiàn)新的成果。所以可以通過借助EDA技術(shù)在數(shù)字電子信息技術(shù)中,讓學(xué)生在不斷實驗的過程中,碰撞出科學(xué)的火花,不斷的創(chuàng)新,壯大我國的電子科學(xué)技術(shù)。所以說要大量的運(yùn)用EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路的學(xué)習(xí)中,這樣可能某個時刻就會對我國的科學(xué)作出貢獻(xiàn)。
2.3更好的適應(yīng)于未來的社會
現(xiàn)階段我國的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,日新月異,盡管如此我國的科學(xué)技術(shù)與世界還有一段差距,所以說還是要不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù),尤其是電子科學(xué)技術(shù),因為現(xiàn)在的社會已經(jīng)是非?,F(xiàn)代化的電子信息社會了,未來的社會更是電子信息的社會,任何事情都離不開電子技術(shù)。所以在目前這個階段要大力發(fā)展電子信息技術(shù)并且掌握基本的電子信息技術(shù)的使用方法,這樣才能在將來的社會中立足。所以在目前的學(xué)習(xí)中不斷使用實用性的EDA軟件的過程也是在不斷適應(yīng)現(xiàn)代社會的過程。
3結(jié)束語
本文中,通過講述數(shù)字電子電路,數(shù)字電子電路與EDA技術(shù)以及數(shù)字電子技術(shù)在未來的發(fā)展前景這三點來闡述了關(guān)于數(shù)字電子電路設(shè)計之中EDA技術(shù)的應(yīng)用探究。數(shù)字電路是一門貼近生活的比較基礎(chǔ)的課程理論,它的成果運(yùn)用于人們的生活中大大方便了人們的生活。相信通過使用EDA技術(shù)在數(shù)字電子電路設(shè)計之中,一定會使數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的更好,同時也會促進(jìn)EDA技術(shù)不斷成熟。
參考文獻(xiàn)
[1]關(guān)于數(shù)字電子電路設(shè)計之中EDA技術(shù)的應(yīng)用探究;陳惠娟;《電子制作》;2015年23期
[2]CGP函數(shù)建模在天線設(shè)計中的應(yīng)用;于章意曾三友;中國地質(zhì)大學(xué);2013年
【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路 模擬電路 發(fā)展
1 前言
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長,科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,電子信息產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展,逐漸滲透到國民經(jīng)濟(jì)生活的各個領(lǐng)域,使人們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。電子信息產(chǎn)業(yè)對軍事領(lǐng)域也有著深遠(yuǎn)的影響,改變了傳統(tǒng)戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)模式,在現(xiàn)代國防中發(fā)揮著越來越重要的作用,其在其在國防領(lǐng)域的應(yīng)用也彰顯了一個國家的綜合國防水平。
作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),知識、技術(shù)和資本是電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展的三個重要因素,它彰顯了一個國家或地區(qū)制造業(yè)的整體水平,也是一個國家或地區(qū)科學(xué)技術(shù)和制造業(yè)綜合實力的重要標(biāo)志。就我國目前的社會經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀而言,我國正處于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時期。如何平衡新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),達(dá)到經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定快速發(fā)展,解決目前政府資本過剩、內(nèi)需不足、市場疲軟等宏觀經(jīng)濟(jì)問題是我國目前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨的一個重要挑戰(zhàn)。而加速電子信息產(chǎn)業(yè)的建設(shè)與發(fā)展,對于促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)變革、改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增加就業(yè)率、提升就業(yè)水平具有重要作用是應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的最好辦法。
電子電路是電子信息產(chǎn)業(yè)的技術(shù)支撐。是電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重要限制因素。電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展離不開電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。生產(chǎn)技術(shù)的提高及加工工藝的改進(jìn)加快了集成電路的更新速度,也為電子信息產(chǎn)業(yè)注入了蓬勃的朝氣以及更加旺盛的生命力,使其得以快速發(fā)展。根據(jù)其結(jié)構(gòu)、功能的不同,電子電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。
2 模擬電路
模擬電路是一種針對模擬信號(幅值隨時間連續(xù)變化的信號)行傳輸或處理的電子電路。它主要是利用電流或電壓對真實信號進(jìn)行模擬,使其等比例的再現(xiàn)。如調(diào)幅/調(diào)頻的收音機(jī),接收處理無線電廣播信號,然后經(jīng)過一系列的混頻、放大、解調(diào)等過程,最終完成音樂的播放和新聞等的報道。模擬電路在生活中的應(yīng)用非常廣泛,如晶體管小信號放大器,低頻功率放大器,負(fù)反饋放大器,MOS 集成運(yùn)放,諧振放大器,直流穩(wěn)壓電源等。都是用模擬電路制作的。
模擬電路的設(shè)計過程比較復(fù)雜,其設(shè)計的重點在于電路參數(shù)的實現(xiàn)。其設(shè)計的基本流程主要包括以下幾個方面:
2.1 系統(tǒng)定義
系統(tǒng)定義是模擬電路設(shè)計的基本前提。根據(jù)設(shè)計要求,模擬電路設(shè)計工程師需要對電路系統(tǒng)及子系統(tǒng)做出相應(yīng)的功能定義,并確定面積、功耗等相關(guān)性能的參數(shù)范圍。
2.2 電路設(shè)計
電路結(jié)構(gòu)的選擇是電路設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。模擬電路設(shè)計工程師需要根據(jù)模擬電路需要實現(xiàn)的功能要求、設(shè)計規(guī)范及相應(yīng)的參數(shù)指標(biāo)選擇合適的電路結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上確定元器件的組合方式等。針對模擬電路的設(shè)計,目前暫時沒有可以利用的比較成熟的設(shè)計軟件,因此,只能是有工程師根據(jù)自己的經(jīng)驗手工完成。這在一定程度上增加了模擬電路設(shè)計的難度,限制了模擬電路的發(fā)展速度。
2.3 電路仿真
電路仿真是模擬電路的設(shè)計過程中必不可少的一個環(huán)節(jié),是模擬工程師判斷模擬電路是否可以達(dá)到設(shè)計要求的一個重要依據(jù)。工程師根據(jù)仿真結(jié)果,不斷對電路進(jìn)行修改和調(diào)整,直到模擬電路的仿真結(jié)果可以達(dá)到設(shè)定的指標(biāo)及相應(yīng)的功能要求。常用方法主要有參數(shù)掃描法,直流和交流分析法、蒙特卡羅分析等
2.4 版圖實現(xiàn)
版圖將電路設(shè)計轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的重要橋梁。在由前面的設(shè)計及仿真結(jié)果確定了模擬電路的結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)后,設(shè)計工程師對設(shè)計的模擬電路進(jìn)行物理幾何性的描述,將其轉(zhuǎn)換成圖形格式,以便于模擬電路后續(xù)的加工與制作。
2.5 物理驗證
在物理驗證階段,需要對設(shè)計的模擬電路進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)。設(shè)計規(guī)則檢查是在給定的設(shè)計規(guī)則的基礎(chǔ)上對其最小線寬、孔尺寸、最小圖形間距等限制工藝進(jìn)行檢查,衡量版圖工藝實現(xiàn)上的可行性。此外,還要對版圖與電路圖的一致性進(jìn)行檢查(LVS)??梢岳肔VS工具提取版圖的參數(shù),將得到的電路圖與原電路設(shè)計圖進(jìn)行比較,保證版圖與原電路設(shè)計的一致性。
2.6 寄生參數(shù)提取后仿真
在版圖之前進(jìn)行的電路設(shè)計的仿真稱之為“前仿真”,“前仿真”都是比較理想的仿真,沒有考慮到連線的電阻、電容等寄生參數(shù)。將寄生參數(shù)加入版圖后進(jìn)行的電路仿真稱之為“后仿真”,只有當(dāng)后仿真的仿真結(jié)果達(dá)到設(shè)計指標(biāo)及系統(tǒng)功能要求,電路的設(shè)計工作才算完成。寄生參數(shù)對模擬電路的影響較大,前仿真的仿真結(jié)果滿足的情況下,后仿真結(jié)果卻無法滿足要求。因此,設(shè)計工程師需要根據(jù)后仿真結(jié)果不斷進(jìn)行晶體管參數(shù)的修改,有時甚至要進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)的調(diào)整,直至后仿真結(jié)果達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計要求。
目前,模擬電路設(shè)計難度高且比較復(fù)雜,使用的EDA工具的功能和系統(tǒng)配套性又相對落后,且在設(shè)計過程中需要進(jìn)行頻繁的人工干預(yù),對寄生參數(shù)等比較敏感等,這些都在一定程度上限制了模擬電路的發(fā)展,導(dǎo)致模擬電路發(fā)展速度相對緩慢。
3 數(shù)字電路
1通信電子電路教學(xué)改革的必要性
通信電子電路是通信、電子、測控等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它的主要內(nèi)容包括:小信號調(diào)諧放大器,高頻調(diào)諧功率放大器,正弦波振蕩器,振幅調(diào)制及其解調(diào),振幅調(diào)制及其解調(diào),角度調(diào)制及其解調(diào),混頻器,變頻器,鎖相環(huán)路等。課程涉及的知識面廣,與許多課程聯(lián)系緊密,理論性強(qiáng),內(nèi)容較為抽象,實驗難度大,授課時間少;它不僅要求學(xué)習(xí)者掌握好低頻電子線路理論和電子器特性的相關(guān)知識,而且要求學(xué)習(xí)者具有較好的非線性數(shù)學(xué)分析能力[2~3]。本文結(jié)合學(xué)校自身的情況和要求,對通信電子電路實踐教學(xué)遇到的部分問題提出改革的建議。
2加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和其它相關(guān)課程的聯(lián)系,提高教師教學(xué)水平
首先,通信電子電路作為高校中講授通信電路基本組成和工作原理的課程,與高等數(shù)學(xué)、低頻電子線路、信號與系統(tǒng)、通信原理等多門課程的知識體系都存在一定的交叉。在理論教學(xué)中兼顧必要的理論知識講解,重視實際應(yīng)用的同時不拘泥教材內(nèi)容,適當(dāng)引入新知識,摒棄目前不常用的知識,授課過程中避免進(jìn)行繁瑣數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),重點突出對通信電子電路概念的物理含義的理解和電路工作基本原理的理解以及通信電路實際應(yīng)用的學(xué)習(xí),從而達(dá)到授課事半功倍的良好效果。對于通信電子電路課程存在:課時少、課程涉及內(nèi)容廣、理論較復(fù)雜、概念抽象、內(nèi)容理解困難等問題,教師不僅需要對通信電子電路的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的更新和優(yōu)化,而且需要提高教師的教學(xué)理論水平和加強(qiáng)教師實踐環(huán)節(jié)教學(xué)能力。本著“理論和實踐相結(jié)合”的理念,強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)的同時注重教學(xué)過程中的實踐環(huán)節(jié),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且能促進(jìn)和強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的掌握。
3重視電子輔助設(shè)計的創(chuàng)新教學(xué),提高學(xué)生動手能力
通常在實驗教學(xué)過程中,驗證型實驗為主,缺少創(chuàng)新實驗。通常學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康?實驗電路,儀器設(shè)備和較詳細(xì)的實驗步驟,通過實驗來驗證通信電子電路的有關(guān)理論知識,最終達(dá)到鞏固基本知識和基本理論目的。由于實驗通常在實驗箱中完成,受到元件和實驗箱電路的限制,一般給學(xué)生提供的創(chuàng)新實驗空間很小,通常學(xué)生實驗的積極性不是很高。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗和目前通信的快速發(fā)展趨勢,我們編寫了實用的通信電路仿真軟件實驗教材。通過EDA軟件工具,學(xué)生可以在計算機(jī)上搭建實驗平臺,對通信電路進(jìn)行設(shè)計、仿真、調(diào)試和性能評估,實驗內(nèi)容形象、生動、易懂,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高,學(xué)生的思維得到開拓。通過軟件的使用,學(xué)生不僅在有限的時間內(nèi)輕松鞏固通信電子電路的理論知識,而且培養(yǎng)了實際的動手能力。同時我們可以將仿真實驗與傳統(tǒng)實驗結(jié)合起來,在傳統(tǒng)實驗前,讓學(xué)生根據(jù)傳統(tǒng)實驗的具體要求,先使用軟件工具對實驗電路進(jìn)行仿真,初步了解本次實驗的原理和基本內(nèi)容,然后在本次實驗做的過程中,比較仿真與本次實驗中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的差別,積極分析產(chǎn)生差別的原因,通過傳統(tǒng)實驗與仿真實驗相結(jié)合,充分利用各自的優(yōu)勢,相互彌補(bǔ)各自的不足,學(xué)生解決通信電路問題的能力和實際制作通信電路的能力得到了提高,同時理論知識得到了鞏固和升華。
4側(cè)重教學(xué)和實訓(xùn)緊密結(jié)合,加強(qiáng)教學(xué)相長
學(xué)生完成了整個課程理論課程和實驗課程后,我們安排了通信電子電路課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行的綜合性實踐訓(xùn)練,目的是為了提高學(xué)生實踐能力。在為期兩周的綜合性實踐訓(xùn)練的課程中,我們要求學(xué)生在所學(xué)的通信電路的基本原理和基本單元電路基礎(chǔ)上,緊密聯(lián)系實際,自己動手搭建通信電路系統(tǒng)。在課程設(shè)計過程中,我們堅持以學(xué)生為本,主張學(xué)生自擬題目,指導(dǎo)老師審核,或者指導(dǎo)老師提供一些難度適中的參考題目由學(xué)生選擇。在整個課程中,學(xué)生首先通過系統(tǒng)的功能框圖畫出相應(yīng)的電路原理圖,其次運(yùn)用EDA仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計和電路性能的分析與仿真,最后使用元器件搭建相應(yīng)的硬件電路,實現(xiàn)系統(tǒng)功能。通過通信電子電路課程設(shè)計,學(xué)生能夠掌握所學(xué)各環(huán)節(jié)知識,同時具備了對通信電路的較高的分析能力、設(shè)計能力和評估能力。同時學(xué)生的分析問題、解決問題、設(shè)計電路的能力有質(zhì)的飛躍,從由元件到電路,最終達(dá)到了系統(tǒng)級的認(rèn)識。通過對通信電路的設(shè)計、搭建和調(diào)試,學(xué)生會遇到理論教學(xué)中,甚至實驗環(huán)節(jié)中一些意想不到的許多實際問題,通過和教師共同積極的解決這些實際問題,不僅提高學(xué)生的電路設(shè)計能力及工程應(yīng)用能力,而且加強(qiáng)了教師的指導(dǎo)能力,實現(xiàn)了教學(xué)相長。
5參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合,推動其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實驗室建設(shè)工作。競賽的特色是與理論聯(lián)系實際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合,競賽內(nèi)容既有理論設(shè)計,又有實際制作,以全面檢驗和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實踐創(chuàng)新能力。我校通過參加了4屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽,取得了傲人的成績,培養(yǎng)了一大批既有扎實的理論知識,又有較高實踐創(chuàng)新能力的大學(xué)生,同時促進(jìn)了學(xué)校的教學(xué)改革和實驗室建設(shè)工作。
“印刷電路設(shè)計”傳統(tǒng)教學(xué)一般是講授原理圖的繪制(包括原理圖庫元件的制作)、PCB圖的制作(包括元件封裝的制作)、層次電路圖,然后多加練習(xí)以應(yīng)對考試。學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中很少接觸到企業(yè)的工作項目,很少親自去制作PCB板,因此到了相關(guān)企業(yè)工作崗位時,一般都需要一段時間的培訓(xùn)才能上手工作。這很不符合高等職業(yè)教育對學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)要求,因此需要對傳統(tǒng)的課程教學(xué)進(jìn)行改革。
二、基于工作任務(wù)的課程改革
1.改革目的
“印刷電路設(shè)計”是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一個重要實踐課程。在課程教學(xué)過程中,學(xué)生通過一個較為完整的工作任務(wù),可以加深對本門課程所學(xué)理論知識的理解與應(yīng)用,提高學(xué)生對所學(xué)理論知識的綜合運(yùn)用能力,使學(xué)生對Protel電子線路設(shè)計、Protues、KeilC等電子設(shè)計軟件有較深的掌握。同時,通過工作任務(wù)鍛煉還可以培養(yǎng)學(xué)生獨立工作的能力,為將來從事電子電路設(shè)計打好基礎(chǔ)。
2.改革內(nèi)容
(1)課程整體設(shè)計。根據(jù)企業(yè)電路設(shè)計助理工程師職業(yè)崗位技能要求,以訓(xùn)練學(xué)生的電路圖繪制、電路板設(shè)計與制作的綜合職業(yè)能力為課程目標(biāo),選擇了企業(yè)典型工作任務(wù)項目“開關(guān)穩(wěn)壓電源電路板設(shè)計與制作”作為課程內(nèi)容的主要載體,并對“印刷電路設(shè)計與制作”課程進(jìn)行整體設(shè)計。
(2)以崗位工作任務(wù)貫穿整個教學(xué)內(nèi)容?!坝∷㈦娐吩O(shè)計與制作”課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備電路圖繪制仿真、PCB設(shè)計、電路板制作的能力,達(dá)到企業(yè)助理工程師的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這一目標(biāo)的實現(xiàn)需要通過相應(yīng)的工作任務(wù)來完成。因此,必須對課程進(jìn)行深入的項目化開發(fā),同時將電路板設(shè)計工程師職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)、電子工藝相關(guān)內(nèi)容也引入到課程中,借鑒企業(yè)培訓(xùn)員工的工作流程和工作標(biāo)準(zhǔn),使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)不斷熟悉今后崗位工作的標(biāo)準(zhǔn)和典型工作任務(wù),在課程項目實踐中鍛煉動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和實踐精神,以及牢固的專業(yè)技能,使學(xué)生在今后就業(yè)時能迅速適應(yīng)工作環(huán)境并進(jìn)入工作狀態(tài),從而符合高職教育對人才培養(yǎng)的需求。
(3)考核評價方法的改革。由于本課程以企業(yè)工作任務(wù)作為學(xué)習(xí)的主線,因此考核應(yīng)以學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)為依據(jù)??己说膬?nèi)容包括:學(xué)生所做開關(guān)穩(wěn)壓電源的質(zhì)量、原理圖與PCB設(shè)計、同學(xué)之間相互的評價、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、課程總結(jié)報告等等。在工作任務(wù)的各個階段及時給予評價,注重過程考核,讓學(xué)生在各個階段都有收獲。
三、結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】合一教學(xué);CAD;三本院校;創(chuàng)新能力
引言
《電子線路CAD及仿真》課程是電子信息技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是一門直接面向應(yīng)用的基礎(chǔ)課程?,F(xiàn)代電子電路設(shè)計就是使用計算機(jī)輔助電路設(shè)計,利用計算機(jī)繪制電路圖,制作印刷電路板,在計算機(jī)的輔助下完成電路設(shè)計,利用計算機(jī)進(jìn)行電路優(yōu)化、數(shù)字或模擬電路的仿真。
電子CAD(Protel)已成為當(dāng)今電子線路設(shè)計人員必備的工具。本課程的任務(wù),旨在使學(xué)生學(xué)會利用Protel進(jìn)行電路設(shè)計的一般方法,為學(xué)生將電路理論知識應(yīng)用于實踐建立一座橋梁。
1.《電子線路CAD及仿真》課程現(xiàn)狀
每個電子類專業(yè)都開設(shè)《電子線路CAD及仿真》這門課程,但是普遍存在以下幾方面問題:
(1)開課時間太晚
很多學(xué)校CAD課程都是在大二上學(xué)期才開課,這樣就嚴(yán)重影響學(xué)生們實際動手能力。電子線路CAD這門課程學(xué)習(xí)的是一個制圖軟件protel,如果這個制圖軟件沒學(xué),學(xué)生自己想動手做一塊板,是非常困難的。很多高校在學(xué)生大一的時候就開設(shè)了模擬電子線路和數(shù)字邏輯電路課程,學(xué)習(xí)完這兩門電子類專業(yè)基礎(chǔ)課程要參加實訓(xùn)制作電路板,可是由于沒有上電子線路CAD這門課程,導(dǎo)致不會制作電路板。從而影響學(xué)生實訓(xùn)在制作以及參加一些課外電子制作比賽。所以,我們建議電子線路CAD這門課程越早開設(shè)越好,不需要專業(yè)課程的知識,只要求掌握protel這個軟件的使用,等后續(xù)學(xué)到了專業(yè)課再自己設(shè)計電路。
(2)實驗教學(xué)課時不足
電子線路CAD這門課程是一門實踐操作能力很強(qiáng)的軟件課程,如果老師只是照本宣科的把知識點從頭到尾講一遍,學(xué)生沒能夠自己及時的動手操作實踐一下,理論課程上講的內(nèi)容很快就會忘記,等到有機(jī)會上機(jī)操作的時候,就感覺很難入手。所以,建議在硬件資源條件允許的情況下,把理論課程和實驗課程合二為一,統(tǒng)一在機(jī)房上課,教師講完一個知識點,就讓學(xué)生在電腦上操作,有問題當(dāng)場解決。授課內(nèi)容從簡單到復(fù)雜,從一個個小任務(wù)到最后的完整項目。讓學(xué)生很好的體會一個項目的進(jìn)行過程。
(3)考核體系不完善
由于是一門軟件課程,很多學(xué)校在考核上沒有制定一個嚴(yán)格的方法,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有壓力,總感覺自己會了,實際動手制板的時候PCB布局布線問題多多。要求加大考核力度,掌握不好的同學(xué)不給及格。提高他們的動手實踐能力,更早得接觸用人單位的人才需求。
2.《電子線路CAD及仿真》課程改革方法
貫徹應(yīng)用型本科“理論教學(xué)與工程實踐訓(xùn)練有機(jī)融合”的教育教學(xué)模式的原則,在具體內(nèi)容講述中突出重點和難點,使學(xué)生全面了解電子電路設(shè)計軟件Protel的應(yīng)用,熟練應(yīng)用該軟件繪制電路圖,制作電路印刷板。學(xué)習(xí)該課程使學(xué)生具有電路設(shè)計軟件的應(yīng)用能力,掌握電子電路設(shè)計軟件的一般方法,為學(xué)習(xí)不斷升級的軟件和其他電路設(shè)計軟件打下基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時,應(yīng)以實操為主。教學(xué)方法:課堂理論與實踐相結(jié)合。
講授方法以實例貫穿始終。學(xué)生要在理解課堂內(nèi)容的基礎(chǔ)上,重在應(yīng)用,多練多應(yīng)用。在實際操作過程中理解和掌握Protel99基本原理、操作技能。加大考核要求和難度,平時成績和期末考試相結(jié)合的方式,其中平時成績占課程成績40%;期末考試占課程成績60%。平時考核的內(nèi)容包括課堂回答問題、上機(jī)實驗完成情況以及考勤情況等,重在平時課堂教學(xué)。強(qiáng)化學(xué)生更加熟練掌握電子設(shè)計軟件的使用以及專業(yè)技能的培養(yǎng)和整體素質(zhì)的培養(yǎng)。增加仿真軟件的學(xué)習(xí)內(nèi)容,讓學(xué)生們能夠自己獨立設(shè)計電路,并且掌握如何利用仿真軟件進(jìn)行調(diào)試電路和分析電路,從而大大提高學(xué)生們獨立思考能力和創(chuàng)新能力。掌握了仿真軟件的使用,學(xué)生們就可以離開實驗室,在宿舍調(diào)試電路,包括編寫程序等。
3.《電子線路CAD及仿真》課程改革目標(biāo)
爭取把全院的電子線路CAD課程全部軟件升級,把電子線路CAD課程軟件由原來的protel升級為Altium Designer。讓學(xué)生們更早的接觸企業(yè)里面使用的軟件。提高電子線路CAD課程的教學(xué)效果,又能提高學(xué)生電子設(shè)計的能力,更好的滿足用人單位的需求。
電子線路CAD課程我院已經(jīng)開展了10年了,同時我院計算機(jī)輔助設(shè)計(電子CAD)認(rèn)證考試工作也已經(jīng)開展6年,據(jù)統(tǒng)計拿到電子設(shè)計初級工程師的學(xué)生有800多名,拿到電子設(shè)計高級工程師的學(xué)生有300多名;拿到證書的畢業(yè)生就業(yè)前景也比較樂觀。對他們的工作也有很大的幫助。
改革目標(biāo):
(1)爭取調(diào)動多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)電子類課程的積極性,重視平時課堂的學(xué)習(xí)過程,避免平時松散,考前搞突擊的現(xiàn)象,平時課堂練習(xí)質(zhì)量較改革前有明顯提高;
(2)希望能夠提高學(xué)生們綜合運(yùn)用能力,由于學(xué)生通過自己參加實際項目的設(shè)計,使學(xué)生較早接觸一些綜合應(yīng)用性強(qiáng)的專業(yè)知識,學(xué)生在實際動手設(shè)計上多下功夫,從而提高他們的綜合運(yùn)用能力和表達(dá)能力,增加了學(xué)生互相交流學(xué)習(xí)的機(jī)會;
(3)培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生對知識的理解和分析能力、應(yīng)用能力,有利于解決問題能力、社會調(diào)查、交往能力等綜合素質(zhì)的提高。由單純考核課程的知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹R、能力和綜合素質(zhì)的考核。
4.結(jié)束語
我院的《電子線路CAD及仿真》課程采用了此教學(xué)模式進(jìn)行課程教學(xué),從這幾年的教學(xué)總結(jié)情況來看,這種教學(xué)方法很受學(xué)生歡迎,極大的提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)興趣且提高學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力,就業(yè)情況也非常不錯。課程打破了傳統(tǒng)的學(xué)科型教學(xué)體系,按項目重新序化了教學(xué)內(nèi)容,涵蓋了常用的兩大類PCB(單面板、雙面板)的設(shè)計技能。通過項目化教學(xué)改革,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)了實踐能力,培養(yǎng)了電子產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計能力,提高了整體素質(zhì)。以項目為載體的教學(xué)模式取得了顯著的教學(xué)效果。
通過項目化教學(xué)改革,學(xué)校學(xué)生就業(yè)率達(dá)到了94%,專業(yè)對口率也有較大提高;學(xué)生職業(yè)能力強(qiáng),受到用人單位的好評;電子線路CAD初級認(rèn)證、高級認(rèn)證工程師通過率均在90%以上;學(xué)生參加省級以上競賽多次獲獎。教學(xué)改革效果證明項目化教學(xué)改革模式是科學(xué)的、有效的,符合高職高專學(xué)生知識需求和認(rèn)知規(guī)律,符合企業(yè)的崗位人才需求。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù);CDIO;教學(xué)改革;差動變壓器
0 引言
模擬電子技術(shù)是電類專業(yè)重要的具有入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課,扎實的理論基礎(chǔ)和過硬的實踐能力對于電類學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)有著重要的作用。但是隨著電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字電子電路大行其道,使一部分學(xué)生產(chǎn)生了模擬電子電路不再重要的錯誤認(rèn)識。加上課程的學(xué)時數(shù)越來越少,傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在著如教材重分析輕設(shè)計,驗證性實驗多綜合性實驗少,單一強(qiáng)調(diào)理論知識的考核方式等,嚴(yán)重影響了模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)效果。本文以我校自動化專業(yè)進(jìn)行的卓越工程師計劃為契機(jī),以CDIO教育理念為指導(dǎo),全面改革模擬電子技術(shù)課程教學(xué),并在各種學(xué)生參加的電子大賽中得到了檢驗,取得了優(yōu)異的成績,教學(xué)效果顯著。
1 以CDIO教育理念優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
模擬電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容繁多,模擬電子電路經(jīng)典教材篇幅都很大,特別是在教學(xué)學(xué)時數(shù)大量壓縮的情況,如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容是教學(xué)改革首要任務(wù)。同時模擬電子技術(shù)課程與數(shù)學(xué)、物理、甚至電路課程的學(xué)習(xí)都有著明顯的區(qū)別,即它的工程性和實踐性,因此如何將模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)有機(jī)地融合到工程背景中,是教學(xué)改革的關(guān)鍵問題。為此我們以CDIO教育理念為指導(dǎo),對模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化做了積極的探索。
1.1 CDIO教育理念
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的重要成果。CDIO教育模式是90年代末由美國麻省理工學(xué)院航空航天系首先創(chuàng)立的,在2000 年聯(lián)合3 家瑞典大學(xué)完善了這一模式,并建立了12 條標(biāo)準(zhǔn),于2004 年正式成立了國際組織。CDIO 是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)和運(yùn)行(Operate)四個英文單詞的首字母,它涵蓋了產(chǎn)品開發(fā)的完整過程[1-4]。
CDIO教育模式以產(chǎn)品開發(fā)的全過程為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的方式進(jìn)行工程開發(fā)學(xué)習(xí),建立起完整的課程體系,并培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識、終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊交流協(xié)作能力和工程系統(tǒng)能力。CDIO教育模式的關(guān)健是如何根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容確定一個實際的開發(fā)案例,通過這個案例的開發(fā)逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程能力以及其他能力。
1.2 確定工程開發(fā)實例
如何把模擬電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容完美地融合到一個工程開發(fā)實例中,是個不小的挑戰(zhàn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,模擬電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域絕大多數(shù)都集中在傳感器信號調(diào)整電路中。通過對大量傳感器調(diào)理電路的研究,發(fā)現(xiàn)用傳感器調(diào)理電路作為開發(fā)實例可以很好包含模擬電子電路絕大部分核心教學(xué)內(nèi)容。實際教學(xué)過程中,選擇差動變壓器式位移傳感器(螺管式)的調(diào)理電路設(shè)計和制作作為模擬電子電路學(xué)習(xí)的工程案例,通過多年的教學(xué)實踐,效果顯著。
差動變壓器式位移傳感器是用來檢測物件移動的位移量,在工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。其調(diào)理電路原理框圖可以用圖1表示。其中正弦波或方波產(chǎn)生電路的功能是產(chǎn)生一定頻率的正弦波或方波激勵傳感器的初級線圈;檢波電路的功能是將差動變壓器次級線圈輸出的電壓,轉(zhuǎn)換成一個既能反映位移的大小,又能反映位移的方向的電壓信號;放大電路的功能是將檢波電路得到的小信號放大成合適的大信號;濾波電路的功能是將放大信號的高頻分量濾掉,獲得一個純凈的直流電壓信號;轉(zhuǎn)換電路的功能是將電壓信號轉(zhuǎn)換成電流信號,以便適應(yīng)信號的遠(yuǎn)距離傳輸;直流電源電路的功能是對整個電路進(jìn)行供電,一般情況下供電電壓為24VDC。
整個調(diào)理電路基本上包括了模擬電子電路課程教學(xué)的所有內(nèi)容。下面以我校選用的童詩白主編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》[5]教材為例,將調(diào)理電路的各組成電路對應(yīng)教材相應(yīng)章節(jié)整理成圖2。需要說明的是,設(shè)計調(diào)理電路必須有兩個重要的基礎(chǔ),即熟悉運(yùn)算放大器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部特性,以及反饋的概念。從圖中可以看出,調(diào)理電路中的各組成電路基本上包含《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》教材的所有章節(jié),也就是說選擇差動變壓器式位移傳感器(螺管式)的調(diào)理電路研發(fā)作為工程案例是恰當(dāng)?shù)摹?/p>
1.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
圖2已經(jīng)非常清楚地概括了模擬電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容,其大致可以歸納為三個方面:一個器件,即集成運(yùn)算放大器;一個概念,即反饋;六種電路,即信號產(chǎn)生、檢波、放大、濾波、轉(zhuǎn)換和直流電源電路。
1.3.1 一個器件――集成運(yùn)算放大器
調(diào)理電路中的核心器件是集成運(yùn)算放大器,學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的第一個任務(wù)就是如何認(rèn)識和正確使用集成運(yùn)算放大器。為此可以將教材的前5章整合成一個模塊,即集成運(yùn)算放大器模塊。集成運(yùn)算放大器的學(xué)習(xí)可以再細(xì)化為以下三個方面。
第一是學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器的外部電壓傳輸特性。運(yùn)放作為調(diào)理電路中的核心器件,必須要掌握它的作用和功能,即放大作用。
第二是學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器內(nèi)部組成電路。首先要弄清楚二極管和三極管的特性;其次以單管共射放大電路為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)運(yùn)放的中間級;再次差分放大電路為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)運(yùn)放的輸入級;最后以單管共集放大電路為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)運(yùn)放的輸出級。
第三是學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器性能參數(shù)。不同的運(yùn)放其性能指標(biāo)差異較大,在理解這些參數(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)需要合理地選擇運(yùn)放。
1.3.2 一個概念――反饋
\算放大器在電路中一般有三種狀態(tài),即開環(huán)、正反饋和負(fù)反饋,根據(jù)需要正確選擇不同的反饋類型。學(xué)習(xí)反饋概念時要注意以下幾點。
第一,根據(jù)集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性,理解開環(huán)、正反饋和負(fù)反饋的作用。
第二,理解負(fù)反饋的四種組態(tài),以及引入負(fù)反饋后對電路性能的影響。
第三,根據(jù)電路需要,要能夠正確選擇合適的負(fù)反饋組態(tài),以滿足電路設(shè)計要求。
1.3.3 六種基本單元電路
學(xué)習(xí)了集成運(yùn)算放大器和反饋這兩個重要內(nèi)容以后,就可以分析和制作實際電路了。但是實際電路多如牛毛,功能和電路結(jié)構(gòu)各不相同,那又如何學(xué)習(xí)呢?分析傳感器調(diào)理電路的組成,可以歸納為六種基本的單元電路,即信號的產(chǎn)生電路、信號的檢波電路、信號的放大電路、信號的濾波電路、信號轉(zhuǎn)換電路和直流電源電路。
熟悉了這六種基本單元電路后,就可以根據(jù)需要設(shè)計具體的電路了。
2 更新教學(xué)手段
在確定了學(xué)習(xí)的工程案例和相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容以后,接下來的任務(wù)就尋找更好的教學(xué)手段,提高學(xué)習(xí)效率。
2.1 善于吸收最新研究成果
在模擬電子電路的教學(xué)過程中,前人做了大量的探索,也取得了很多研究成果。在教學(xué)過程中要善于吸收最新的研究成果,提高教學(xué)效果,下面以實用的三極管共射放大電路為例加以說明,圖3(a)為該電路的原理圖。
國內(nèi)教材在分析這個電路時,都是首先把三極管用微變等效模型替代,然后求解放大電路的各項指標(biāo)。這種方式應(yīng)該說是比較繁瑣的,學(xué)生對三極管的微變等效模型也不易掌握,求解電路的性能指標(biāo)時費時費力。日本作者鈴木雅臣的《晶體管電路設(shè)計》[6]一書中已經(jīng)提出了另外一種分析方法,這種分析方法簡單明了,易于掌握。這種分析方法是將三極管的發(fā)射結(jié)等效成二極管的交流小信號模型,該部分內(nèi)容在康華光主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)?模擬部分》[7]一書中已經(jīng)作了詳細(xì)的分析。再利用圖3(b)中的交流通路分析放大電路的放大倍數(shù)。
由于發(fā)射結(jié)可以等效為一個小的動態(tài)電阻,所以輸入電壓能夠順利達(dá)到三極管的發(fā)射極上,所以,而,則輸出電壓,因此放大倍數(shù)。相比傳統(tǒng)的微變等效法,該方法概念清晰,直觀明了,因此善于利用最新的研究成果,可以提高教學(xué)效果。
2.2 采用軟件仿真計算手段
仿真計算已經(jīng)與理論分析和科學(xué)實驗一道,成為當(dāng)代科學(xué)研究的三大支柱。目前,學(xué)生基本上人手一臺筆記本電腦,因此仿真計算也為教學(xué)提供了理論和實踐結(jié)合的完美平臺。在模擬電子技術(shù)教學(xué)過程中,應(yīng)當(dāng)把仿真計算提到突出的地位上,必須在教學(xué)過程中形成“理論分析仿真計算實驗驗證”的完整流程。仿真計算可以不受實驗室條件的影響,對電路的分析更加的直觀、形象,同時也可以節(jié)省大量的實驗經(jīng)費。利用Cadence軟件的PSpice A/D組件對上述實用三極管共射放大電路進(jìn)行時域和頻域仿真計算,仿真結(jié)果如圖4所示。
從圖4(a)中可以計算出(時域分析時輸入激勵信號源振幅為0.5V)。從圖5(b)中可以計算出(頻域分析時輸入激勵信號源幅值為1V)。
仿真計算可以非常直觀地看到結(jié)果,可以幫助學(xué)生提高系統(tǒng)的分析和設(shè)計能力,以及故障診斷和排除能力。
2.3 拓寬課外學(xué)習(xí)渠道
電子技術(shù)是一門實踐科學(xué),要想真正對所學(xué)電路融會貫通,必須動手制作電路,如制作差動變壓器調(diào)理電路。這就要求學(xué)校必須提供開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境,以滿足部分學(xué)有余力的學(xué)生得到個性發(fā)展。我校自動化專業(yè)為實施卓越工程師計劃專門創(chuàng)建了創(chuàng)新實驗室,并整合學(xué)校原有的電子協(xié)會資源,為我校自動化專業(yè)的學(xué)生提供了良好的實踐環(huán)境,拓寬了學(xué)生的課外學(xué)習(xí)渠道。
3 教學(xué)效果
以CDIO教育理念為指導(dǎo),優(yōu)化了模擬電子電路課程的教學(xué)內(nèi)容,并采用最新的教學(xué)手段,培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和創(chuàng)新精神,取得了較為顯著的效果。
3.1 學(xué)生理論基礎(chǔ)明顯扎實
以前學(xué)生在學(xué)習(xí)模擬電子電路時,很多概念學(xué)的不是很扎實,自從課堂教學(xué)中使用了仿真計算后,特別是我校自動化專門開設(shè)Cadence軟件的PSpice A/D組件的學(xué)習(xí)課程,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。利用仿真軟件可以對學(xué)習(xí)的每一個電路都進(jìn)行仿真計算,這樣可以很好地檢驗理論學(xué)習(xí)效果。
3.2 學(xué)生的創(chuàng)新能力得到明顯提高
自從教學(xué)改革以來,學(xué)生參加各類電子設(shè)計大賽的人數(shù)大幅度提高,也取得了很好的成績。截止2016年4月,我校電氣學(xué)院學(xué)生參加的各類電子設(shè)計大賽中獲得國家級特等將1個,國家級一等級3個,國家級二等獎18個,國家級三等獎3個,省級將項100多項的好成績。特別是在2015年全國電子大賽,一舉獲得2個全國二等獎,3個全國三等獎。
4 結(jié)論
以CDIO教育理念為指導(dǎo),對模擬電子技術(shù)教學(xué)進(jìn)行了全方位的改革,結(jié)合實際的開發(fā)項目,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,革新教學(xué)手段,形成了完善的課程體系。通過多年的教學(xué)實踐,該體系能夠有效地調(diào)動學(xué)生的主動性和興趣,提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力,教學(xué)效果顯著,發(fā)揮了良好的示范和輻射作用。
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[5]童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù);先行組織者;教學(xué)改革;應(yīng)用型本科
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)16-0075-02
一、引言
《數(shù)字電子技術(shù)》是我校應(yīng)用型電子信息類本科專業(yè)的一門專業(yè)平臺課程,該課程對學(xué)生掌握電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論、分析方法與設(shè)計方法以及培養(yǎng)專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力具有重要意義,在專業(yè)培養(yǎng)計劃中具有十分重要的地位。由于該課程的理論性與實踐性都比較強(qiáng),如何在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)更好完成課程教學(xué)工作,提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和實踐創(chuàng)新能力是一個需要我們認(rèn)真探索的課題。近年來,我們在教學(xué)中始終遵循以培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和綜合應(yīng)用能力為宗旨,圍繞如何將教學(xué)理念切實地轉(zhuǎn)化為教學(xué)行為,滲透到教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等實際教學(xué)工作中,不懈改革與探索我校應(yīng)用型本科專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的教學(xué)方法。針對《數(shù)字電子技術(shù)》課程理論性、實踐性與應(yīng)用性都比較強(qiáng)的特點,為了引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)以達(dá)到理想的教學(xué)效果,我們把整個課程教學(xué)為三個階段:第一階段為課堂理論教學(xué)階段,強(qiáng)調(diào)對電子技術(shù)基本理論知識的理解;第二階段為實驗教學(xué)階段,通過實驗強(qiáng)化對相關(guān)電子器件與相關(guān)知識的掌握;第三階段為電子電路設(shè)計階段,強(qiáng)調(diào)利用所學(xué)知識解決工程實際問題能力的鍛煉。同時將美國著名教育心理學(xué)家奧蘇泊爾(David?Ausubel)“先行組織者”學(xué)習(xí)理論應(yīng)用到《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)的每一個教學(xué)階段,教學(xué)實踐表明這對提高學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化基礎(chǔ)知識、基本技能的掌握以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有較好的促進(jìn)作用。
二、奧蘇泊爾“先行組織者”理論
“先行組織者”是奧蘇泊爾提出的一種新型學(xué)習(xí)理論。奧蘇泊爾認(rèn)為,當(dāng)學(xué)生面對一個新的學(xué)習(xí)任務(wù)時,如果學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中缺少同化新知識適當(dāng)?shù)纳衔挥^念或原有的觀念不夠清晰,則有必要設(shè)計一個先于學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)之前呈現(xiàn)一個引導(dǎo)性的材料。這個引導(dǎo)性的材料可以是一個概念、一條定律、一段說明文字,也可以是通俗易懂的語言或直觀形象的具體模型,在概括包容的水平上必須要高于要學(xué)習(xí)的知識或材料,一個與新舊知識發(fā)生聯(lián)系的橋梁,這種引導(dǎo)性的材料稱為“先行組織者”。“先行組織者”在學(xué)生學(xué)習(xí)較陌生的新知識,缺少必要的背景知識準(zhǔn)備時,對學(xué)生的學(xué)習(xí)可以起到明顯的促進(jìn)作用,有助于學(xué)生理解與掌握不熟悉的教學(xué)內(nèi)容。
三、“先行組織者”理論在《數(shù)字電子技術(shù)》課堂教學(xué)中的應(yīng)用
《數(shù)字電子技術(shù)》課程的理論性比較強(qiáng),課堂教學(xué)階段的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握大量系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識,達(dá)到這一目的最有效的方法是接受式學(xué)習(xí)。這是因為采用接受式學(xué)習(xí)不僅可以使學(xué)生在短時間內(nèi)學(xué)到大量的知識,而且可以充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用。為避免傳統(tǒng)的“師講生聽”的滿堂灌的被動式和機(jī)械式的接受學(xué)習(xí),我們在這一教學(xué)階段采用了奧蘇泊爾有意義的接受式學(xué)習(xí)方法。為了實現(xiàn)有意義的接受式學(xué)習(xí),我們在選擇和安排教學(xué)材料時,充分考慮學(xué)習(xí)材料的邏輯意義及聯(lián)系,并盡可能與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)知識相聯(lián)系。在講授新知識前,先給學(xué)生提供包含范圍較廣,概括水平高的引導(dǎo)性材料,即“先行組織者”。由于先行組織者在學(xué)生已掌握的知識和需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容之間建立了聯(lián)系,從而使學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)新的知識。例如,在講授含約束條件的邏輯函數(shù)化簡時,我們通過向?qū)W生講述他們熟悉的生活中具有約束條件的例子作為先行組織者進(jìn)行類比說明,使學(xué)生不僅能夠深入了解非常難以理解的邏輯函數(shù)約束項的概念,明確了邏輯函數(shù)化簡的本質(zhì),而且使學(xué)生已有知識向?qū)W習(xí)目標(biāo)有關(guān)知識的遷移,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,同時也對新的學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生極大的期待,有效地提高了效果。
四、“先行組織者”理論在《數(shù)字電子技術(shù)》實驗教學(xué)中的應(yīng)用
《數(shù)字電子技術(shù)》課程實踐性比較強(qiáng),傳統(tǒng)的依附于課堂理論教學(xué)的實驗課程基本采用缺乏彈性的實驗教學(xué)模式,內(nèi)容更新緩慢且主要以電子器件功能驗證性實驗為主。實驗過程中,學(xué)生只要按照實驗指導(dǎo)書操作,并不需要較深入地思考就可以完成實驗任務(wù)。這種實驗教學(xué)模式使得作為教學(xué)主體的學(xué)生對實驗課程的興趣大大降低,缺乏對學(xué)生主動探索精神與獨立動手能力的培養(yǎng),也不能滿足對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求。為了提高教學(xué)效果,根據(jù)奧蘇泊爾的“先行組織者”理論,我們在《數(shù)字電子技術(shù)》實驗課程教學(xué)過程中,首先講述一些實際工程應(yīng)用中的典型實例,并以此為背景從復(fù)雜的工程應(yīng)用系統(tǒng)中提練一個相對簡單的數(shù)字電路實驗,并給學(xué)生創(chuàng)造基本的實驗環(huán)境,使學(xué)生在實驗室能夠在規(guī)定的時間內(nèi)完成該實驗。例如,我們在數(shù)字鐘實驗課中首先講解定時器/計數(shù)器在計算機(jī)系統(tǒng)及電子系統(tǒng)中的重要作用和功能,然后從中提練一個較為簡單的數(shù)字鐘,由學(xué)生根據(jù)自己不同的生活體驗,設(shè)計一個應(yīng)用于不同場合及不同功能的數(shù)字鐘,并由學(xué)生自己提出不同的實驗?zāi)康呐c實驗要求,在此基礎(chǔ)上選擇相關(guān)的器件自主設(shè)計,最后在實驗室中完成器件測試、電路搭建以及功能測試等任務(wù)。教學(xué)實踐表明,這有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生主動獲取相關(guān)電子器件與應(yīng)用相關(guān)知識的積極性明顯高漲,教學(xué)效果良好。
五、“先行組織者”理論在電子電路設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用
為了全面培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用與創(chuàng)新能力以及與后續(xù)的各類大學(xué)生電子設(shè)計競賽相銜接,我們在《數(shù)字電子技術(shù)》課堂教學(xué)結(jié)束后,要求學(xué)生設(shè)計一個綜合性并具有實際應(yīng)用功能的電子電路,完成電子電路系統(tǒng)的設(shè)計、裝配、調(diào)試、測試以及設(shè)計報告的撰寫等全部工作。針對目前電子電路設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容陳舊、缺乏新意,與實際工程需求脫節(jié),學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力差以及學(xué)生過分依賴?yán)蠋煹葐栴},我們把“先行組織者”理論也引入這一教學(xué)階段。鑒于各類大學(xué)生電子設(shè)計競賽具有理論與實際緊密結(jié)合,競賽內(nèi)容中既有理論設(shè)計又有實際制作,是全面檢驗和加強(qiáng)學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實踐創(chuàng)新能力有效的引導(dǎo)性材料,我們以歷年各類的競賽題目為原型,將比賽的真題作為“先行組織者”,由學(xué)生自行獨立地進(jìn)行電路原理設(shè)計、硬件制作與調(diào)試、設(shè)計報告撰寫、現(xiàn)場調(diào)試與答辯并撰寫設(shè)計報告。這不僅有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和創(chuàng)新思維能力;也變過去傳統(tǒng)的以“老師當(dāng)演員,學(xué)生當(dāng)觀眾”的教學(xué)模式為“學(xué)生當(dāng)演員,老師當(dāng)導(dǎo)演”的強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的新型教學(xué)模式,極大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望;同時也為學(xué)生參加全國和省電子設(shè)計競賽、畢業(yè)設(shè)計以及參加教師的科研活動奠定了堅實的基礎(chǔ)。教學(xué)實踐表明,這是應(yīng)用型本科高校強(qiáng)化電子信息類學(xué)生的工程實踐能力培養(yǎng)和應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一種有效手段。
根據(jù)我校應(yīng)用型本科專業(yè)學(xué)生的實際情況、《數(shù)字電子技術(shù)》課程的特點以及創(chuàng)新型應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),把美國著名教育心理學(xué)家奧蘇泊爾的“先行組織者”學(xué)習(xí)理論應(yīng)用到《數(shù)字電子技術(shù)》課程的課堂教學(xué)、實驗教學(xué)及電子電路設(shè)計的每一個階段,極大地提高了學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)化了基礎(chǔ)知識、基本技能以及工程應(yīng)用能力的培養(yǎng),達(dá)到了較好的教學(xué)效果,近年來我校在全國及江蘇省大學(xué)生電子設(shè)計競賽、“飛思卡爾”杯大學(xué)生智能車比賽以及工信部全國電子專業(yè)人才設(shè)計與技能大賽中都取得了較好的成績。
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