時間:2023-03-22 17:42:13
序論:在您撰寫電子技術(shù)課程設(shè)計論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
電子技術(shù)的發(fā)展,推動各行各業(yè)的發(fā)展,應(yīng)用廣泛———廣播通信、網(wǎng)絡(luò)、航空航天、工業(yè)、交通、醫(yī)學(xué)、消費類電子領(lǐng)域都離不開電子技術(shù)。眾所周知的北京2008年奧運會的水立方建筑運用50萬顆LED燈構(gòu)成世界上最大的半導(dǎo)體照明工程。學(xué)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)是適應(yīng)時展之必須。高職教育不同于普通高等教育,它的專業(yè)設(shè)置和課程設(shè)置指導(dǎo)思想都是以服務(wù)為宗旨,以就業(yè)為導(dǎo)向。針對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的要求,我們進行了廣泛的市場調(diào)研,重點調(diào)研了長三角地區(qū)高職畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位,需要具備的職業(yè)能力及從業(yè)資格證書等問題,應(yīng)用電子專業(yè)的就業(yè)崗位主要有:電子產(chǎn)品維修工,電子產(chǎn)品裝配工,電子產(chǎn)品調(diào)試員,電子產(chǎn)品工藝員。通過崗位的典型工作任務(wù),職業(yè)能力分析,歸納出職業(yè)行動領(lǐng)域,然后根據(jù)我系的實際教學(xué)條件,實訓(xùn)條件,將職業(yè)行動領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)領(lǐng)域,構(gòu)建了《電路與模擬電子技術(shù)》這門課程。同時,我們制定了課程標(biāo)準(zhǔn)。
2電路與模擬電子技術(shù)課程目標(biāo)
本課程的總體目標(biāo)是:通過對電路原理、常用電子元器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設(shè)計的學(xué)習(xí),使學(xué)生獲得電路與模擬電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)理論和基本技能,為深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)及其在專業(yè)中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。其中包括:(1)知識目標(biāo):掌握電路基本概念、基本分析和計算方法;會計算電路主要參數(shù);掌握電路波形圖畫法、建立電路模型的方法;會判斷器件類型、電路工作狀態(tài);(2)能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生正確使用常用儀表的能力;培養(yǎng)學(xué)生正確選擇元器件的能力;培養(yǎng)學(xué)生檢索與閱讀各種電子手冊及資料的能力;培養(yǎng)學(xué)生識讀與分析電路的能力;培養(yǎng)學(xué)生安裝和焊接電路的能力;培養(yǎng)學(xué)生電路測試方案的設(shè)計能力和對測試數(shù)據(jù)的分析能力;培養(yǎng)學(xué)生排除電路故障的能力;培養(yǎng)學(xué)生進行簡單電路設(shè)計的能力;(3)情感目標(biāo):通過趣味案例激發(fā)學(xué)生好奇心和學(xué)習(xí)興趣;通過學(xué)習(xí)情境挖掘?qū)W生的求知欲和創(chuàng)造欲,樹立學(xué)生自信心。
3電路與模擬電子技術(shù)課程設(shè)計
本門課程設(shè)計的理念是:以學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)為最根本的出發(fā)點,理論學(xué)習(xí)以必須,夠用為度,同時進行課證融合。在課程的教學(xué)過程中采用多種教學(xué)方法和手段:傳統(tǒng)的教學(xué)法、直觀教學(xué)法、探究法、啟發(fā)式教學(xué)和多媒體教學(xué)手段。
4電路與模擬電子技術(shù)課程實施
在課程的實施過程中教師首先進行了學(xué)情分析:高職院校的學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較差,學(xué)習(xí)能力欠缺,急于求成,缺乏持久性。雖然學(xué)生對電類專業(yè)課入門的學(xué)習(xí)具有一定的興趣,但這種興趣不夠穩(wěn)定,需要教師創(chuàng)設(shè)適度的情境,適時地激發(fā)。所以在教學(xué)過程中,教師要力求做到將深奧的知識淺顯化,抽象的知識形象化。課程的重點難點是半導(dǎo)體器件,放大電路,負(fù)反饋。教師對重點、難點的處理方法有:(1)傳統(tǒng)的講解法;(2)直觀式教學(xué);(3)配合flas演示;(4)通過萬用表測試加深理解;(5)創(chuàng)建學(xué)習(xí)情境。例如:在半導(dǎo)體器件的講解部分,可采用直觀式的教學(xué)法,帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識各種不同的二極管,三極管。對于三極管的講解,配合萬用表測試加深理解。下面以一次課實驗課———三極管電流放大特性為例,來說明課堂的教學(xué)組織。三極管的電流放大特性這節(jié)內(nèi)容是深入模擬電子技術(shù)部分的第一道難關(guān)。學(xué)生只有深入到心里層面去理解了這節(jié)內(nèi)容,才可以舉一反三去理解后續(xù)學(xué)習(xí)的電子元器件。教師采用基于工作過程“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)設(shè)計,把啟發(fā)式教學(xué)貫穿整個教學(xué)過程,通過探究實驗操作和多媒體仿真,把抽象的理論知識難度降低,達(dá)到突破難點,幫助學(xué)生化難為易,讓學(xué)生輕松愉快充滿信心地完成學(xué)習(xí)。
5考核方案
課程的考核方案根據(jù)學(xué)院教務(wù)處的要求,期中成績占30%,平時成績占30%,期末成績占40%。平時成績包括:課堂考核,課后作業(yè),單元測驗。在學(xué)期結(jié)束前另有為期一周的教學(xué)實習(xí),教師根據(jù)維修電工的考試內(nèi)容結(jié)合實際情況申報,并由系部統(tǒng)一采購實習(xí)耗材。實習(xí)的考核分為:優(yōu)———電路功能完全實現(xiàn),性能優(yōu)良,工藝精美。良———電路功能基本實現(xiàn),性能優(yōu)良。中———電路功能基本實現(xiàn),性能不夠穩(wěn)定。及格———在教師輔助制作下,電路功能基本實現(xiàn)。不及格———電路功能未實現(xiàn)且學(xué)習(xí)態(tài)度有問題。
6教學(xué)評價
課程的教學(xué)評價包括:校內(nèi)督導(dǎo)評價,同行專家評價,教師自我評價,學(xué)生評價。
7課程特色及展望
(1)使課程設(shè)計的手段和實驗教學(xué)的內(nèi)容變得多樣化、徹底有效地貫通課程設(shè)計和實習(xí)教學(xué)。豐富課程的設(shè)計手段和實驗教學(xué)內(nèi)容,是構(gòu)建多樣化、立體全方位教學(xué)體系的核心基礎(chǔ),因此,我們應(yīng)該從加強基礎(chǔ)的能力入手,是創(chuàng)新的教學(xué)體系以整體的形式覆蓋模擬、數(shù)字化電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容,同時綜合電路設(shè)計的專業(yè)訓(xùn)練,此外還包含了編程邏輯的器件、CAD設(shè)計、EWB方針、單片機等創(chuàng)新技術(shù)的實驗教學(xué),通過這些來促動電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的特點開展,如在點在的元器件教學(xué)的內(nèi)容上采取利用多媒體文檔的形式和教師的實驗課程內(nèi)容相結(jié)合起來的教學(xué)方式;電子課程的設(shè)計環(huán)節(jié)采用上機的實際操作的教學(xué)和教師課前準(zhǔn)備的教學(xué)材料相結(jié)合的方式;在電子產(chǎn)品的實踐制作的環(huán)節(jié)上以學(xué)生的實際操作為主,以教師的教學(xué)材料為輔的方式來達(dá)到預(yù)期的效果;同時學(xué)生自主探索式教學(xué)和問題的情境教學(xué)的方法相結(jié)合,可以有效激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、開拓創(chuàng)新以及動手實踐的積極性,要注重課程設(shè)計與電工電子實習(xí)教學(xué)的方法相整合優(yōu)化、有次序的關(guān)聯(lián)起來,通過這些方法為學(xué)生構(gòu)建出集電子技術(shù)設(shè)計,電路器件的測試、計算機的輔助的應(yīng)用和設(shè)計、制版焊接的技術(shù)應(yīng)用、系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)等綜合技能于一身的教學(xué)體系。
(2)科學(xué)的編制電子課程設(shè)計和教學(xué)內(nèi)容,大力推舉開放性實驗室的管理模式的完善建立,在編制課程設(shè)計的大綱環(huán)節(jié)上,我們應(yīng)該充分了解電子技術(shù)課程設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)的定位,以新一輪的教學(xué)改革為指導(dǎo)方向,要充分注重教學(xué)的實踐性、素質(zhì)教育、自主創(chuàng)新,要突出對學(xué)生的自主創(chuàng)新的能力和實際操作能力的雙方面能力培養(yǎng),為學(xué)生制定出一系列的、分為不同層次的、不同渠道的實踐訓(xùn)練課程,推動課程結(jié)構(gòu)和其他科目的貫通,從而使電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)能跟上時展的腳步,能滿足社會主義市場經(jīng)濟對這樣的人才需求。當(dāng)今社會信息化發(fā)展突飛猛進,我們必須要用現(xiàn)代化的信息武器來武裝自己,充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)的設(shè)備、教學(xué)材料和各種教學(xué)媒體進行模擬演練、虛擬實驗練習(xí)并構(gòu)建完善的電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)題庫,使這一教學(xué)具有科學(xué)、綜合、實踐、新穎、包含的知識量多、內(nèi)容完善的特點,從而可以推動學(xué)生對研究電子科學(xué)的積極性。我們在編寫課程設(shè)計指導(dǎo)書的時候,要對學(xué)生參與實踐操作的環(huán)節(jié)加以充分的重視,讓學(xué)生通過查詢各種不同的資料,為他們提供自主創(chuàng)新、通過計算機軟件進行模擬、接通電力原件、測試調(diào)試環(huán)節(jié)的依據(jù),從而使學(xué)生在科學(xué)有效的指導(dǎo)下實現(xiàn)自主的實踐的充分鍛煉。
2結(jié)語
關(guān)鍵詞:電子技術(shù)綜合設(shè)計;實踐能力;創(chuàng)新思維
1引言
隨著石河子大學(xué)人才培養(yǎng)模式的不斷改革,以及社會對高等教育培養(yǎng)具備實踐能力、創(chuàng)新思維人才目標(biāo)要求的提出,實踐教學(xué)環(huán)節(jié)作為工科專業(yè)人才培養(yǎng)體系中的重要組成部分[1],成為當(dāng)下大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。電子技術(shù)綜合設(shè)計是一門實踐性非常強的實訓(xùn)類課程,是電子技術(shù)人才培養(yǎng)成長的必由之路。由學(xué)生自行設(shè)計、自行制作和自行調(diào)試電子電路,旨在培養(yǎng)學(xué)生掌握綜合模擬、數(shù)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(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計與EDA(ElectronicDesignAutomation)調(diào)試工具的使用方法,以及開展項目管理的基本方法。
2現(xiàn)狀
以往的教學(xué)安排中主要側(cè)重電子電路的設(shè)計和仿真,留給學(xué)生自己用于思考和設(shè)計的時間有限,設(shè)計基本停留在紙上和計算機上。因此,教學(xué)效果很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。雖然學(xué)生在參加接下來的相關(guān)課程的課程設(shè)計、大學(xué)生訓(xùn)練計劃、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽、畢業(yè)設(shè)計時理論分析能力得到提高,但實際設(shè)計和調(diào)試時卻出現(xiàn)大量問題很難得到快速解決的現(xiàn)象。所以,這種教學(xué)模式不再適應(yīng)目前新的人才培養(yǎng)方案對于電子信息工程專業(yè)提出的要求以及創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
3課程改革探索與實踐
電子技術(shù)綜合設(shè)計課程的改革與探索主要從課程教學(xué)目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容、課程教學(xué)實施、教學(xué)方法、考核方法和教學(xué)效果等幾個方面進行。課程目標(biāo)電子技術(shù)綜合設(shè)計將學(xué)生已學(xué)過的電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)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(yǎng)學(xué)生具備電子元器件的識別和選擇,電子電路仿真和電路設(shè)計軟件的使用,電子電路的分析和設(shè)計以及實際應(yīng)用電路項目的開發(fā)、管理等綜合能力,使學(xué)生切實經(jīng)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(xiàn)過程。該課程是對現(xiàn)有課程體系的完善和補充[3],幫助學(xué)生拓展視野,提升學(xué)生參加課外科技活動、校級SRP(StudentResearchProject)活動、國家大學(xué)生創(chuàng)新計劃以及全國電子設(shè)計競賽等專業(yè)競賽的興趣和畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量與水平。教學(xué)內(nèi)容課程的主要內(nèi)容按照基本知識驗證、專業(yè)知識綜合、創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的原則進行安排,主要包括:常用電子元器件基礎(chǔ)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(shè)計與實現(xiàn);電子電路系統(tǒng)設(shè)計方案提出、論證、設(shè)計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試;撰寫總結(jié)報告、答辯等。1)常用電子元器件基礎(chǔ)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(qū)分,還包括一些電子常用術(shù)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(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)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(shè)計與實現(xiàn):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(tǒng)設(shè)計方案提出、論證、設(shè)計、元件焊接、系統(tǒng)調(diào)試:對全班學(xué)生進行分組,四個人一組,每組一個設(shè)計題目,每組經(jīng)過方案的提出、討論、修改、教師審核、論證后設(shè)計出電路仿真圖,仿真沒有問題后設(shè)計PCB圖,然后制成單面板進行元件焊接、調(diào)試。6)撰寫總結(jié)報告、答辯:系統(tǒng)設(shè)計完成后,每組撰寫總結(jié)報告,提出系統(tǒng)的優(yōu)點和設(shè)計不足,以及設(shè)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(xué)實施在完成各個教學(xué)內(nèi)容時,課程采用項目驅(qū)動的方式使學(xué)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(xué)過程分為4個項目進行,通過項目的完成,學(xué)生逐步完成課程的學(xué)習(xí),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(xué)內(nèi)容的前兩部分講解完成后,要求每個學(xué)生進行基本元件參數(shù)的測試、電路虛焊、雙面板線路測試等。通過該項目,學(xué)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(shè)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(shè)計一個兩級晶體管放大電路。在此過程中,教師從元件參數(shù)的選取、放大倍數(shù)的計算、系統(tǒng)測試和修改等方面給學(xué)生進行講解。講解完成后,學(xué)生參考實例設(shè)計一個放大倍數(shù)不同的晶體管放大電路作為練習(xí)。練習(xí)完成后,全體學(xué)生設(shè)計一個波形發(fā)生電路用來產(chǎn)生方波、三角波信號。學(xué)生設(shè)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(yù)期目標(biāo)。該項目完成后,學(xué)生可以掌握電路仿真軟件的使用方法和電路設(shè)計的基本原則。3)電子電路制板與焊接調(diào)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(xué)生如果有問題可隨時提出,教師進行解答。最終要求學(xué)生自己實現(xiàn)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(diào)試。通過該項目,學(xué)生掌握了電子電路從書本的理論知識到實物實現(xiàn)的過程。4)綜合設(shè)計與總結(jié)項目。學(xué)生按學(xué)號進行隨機選題,題目內(nèi)容涵蓋模擬電路(如連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源)、數(shù)字電路(如循環(huán)彩燈控制器)、高頻電路(如小信號阻容耦合放大電路設(shè)計)。題目選定后,題目相同的學(xué)生分成一組,組建項目小組。項目組成員提出設(shè)計方案,經(jīng)過理論論證,設(shè)計完成仿真電路和PCB電路,然后采用手工腐蝕法實現(xiàn)電路系統(tǒng)的板面布線,最后進行元件焊接和調(diào)試。系統(tǒng)完成后,整個課程基本接近尾聲,每組學(xué)生要對自己的設(shè)計方案進行匯報答辯。通過該項目,學(xué)生掌握了復(fù)雜電路的設(shè)計與實現(xiàn),以及團隊合作完成項目設(shè)計、管理、總結(jié)的過程。教學(xué)方法課程的教學(xué)方法,打破傳統(tǒng)理論課程完全靠教師講授以及實驗課程以學(xué)生動手為主的模式,采用教師講授、項目訓(xùn)練、學(xué)生參與設(shè)計和討論、分析講解和答辯的形式。學(xué)生有機會表達(dá)自己的觀點和設(shè)計思路,充分調(diào)動積極參與的興趣??己朔椒ㄕn程的總評成績由5個部分組成:考勤10%+課程表現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)打破原來課程總評成績主要由平時成績、設(shè)計成績兩部分組成的模式,主要以學(xué)生在教學(xué)實踐活動中的參與度和完成度作為考量,注重學(xué)生實踐能力和綜合能力的培養(yǎng)。教學(xué)效果經(jīng)過兩周的項目驅(qū)動訓(xùn)練和實踐環(huán)節(jié)的總結(jié),學(xué)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(shè)計和實現(xiàn)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(jié)論
課程改革和實踐在石河子大學(xué)電子信息工程2012級、2013級和2014級為期兩周的電子技術(shù)綜合設(shè)計課程中進行,學(xué)生對于課程內(nèi)容安排和各個環(huán)節(jié)的設(shè)計比較歡迎,加大了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。課程實施的整個過程側(cè)重基礎(chǔ)能力培養(yǎng),將項目管理理念貫穿整個課程的始終,加大創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生在后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和課外科技活動中凸顯了較強的實踐和創(chuàng)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(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院
參考文獻
[1]吳大鵬,黃沛昱.“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程建設(shè)探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2014,36(6):41-43.
西方發(fā)達(dá)國家從中小學(xué)教育開始就注重培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。在美國,家庭常備有用做實驗室的房間,父母從小就注重培養(yǎng)孩子的實踐能力和興趣愛好,在這方面有投資預(yù)算,給孩子們一個認(rèn)識自我、發(fā)現(xiàn)自己興趣所在的平臺。在英國,課堂的教學(xué)內(nèi)容經(jīng)常延伸到教室外,比如上植物學(xué)課程就帶領(lǐng)學(xué)生們?nèi)ビ^察各種植物;上歷史課,就幾個學(xué)生組成一個組演繹歷史劇情,每次課的內(nèi)容是充滿實踐的,學(xué)生們也并不感到疲憊,教師在必要的講解后主要是學(xué)生在完成實驗或者項目,讓學(xué)生用所學(xué)知識解決實際問題,在用中學(xué)習(xí)。這些先進的教學(xué)理念值得中國教育工作者們借鑒。
二、基于專題作業(yè)和課程設(shè)計的實踐性教學(xué)
在模電課程中,除了布置與理論教學(xué)同步的習(xí)題作業(yè)外,根據(jù)教學(xué)進度擬定若干專題作業(yè)和課程設(shè)計題目,專題作業(yè)和課程設(shè)計與理論教學(xué)同步,并注意這兩方面在教學(xué)進度上的配合。本文以2013學(xué)年模電課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計為例,介紹該實踐教學(xué)方法的基本內(nèi)容和教學(xué)體會。
1.電路仿真專題作業(yè)模電課程的第一次課用1學(xué)時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器,有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等,此外還提供一些虛擬儀器,如波特儀等,學(xué)生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解,擴展了知識面。教師可以現(xiàn)場演示,完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結(jié)果輸出。模電課程有較多結(jié)論可由仿真實驗驗證,如放大電路靜態(tài)工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期,講解了二極管應(yīng)用電路之后,布置一個電路仿真專題作業(yè),將書內(nèi)的內(nèi)容用軟件進行驗證。要求學(xué)生上交電路原理圖,以及電路仿真輸出和結(jié)果分析。經(jīng)過這個專題作業(yè)的訓(xùn)練,學(xué)生們基本掌握了仿真軟件的使用,并可以用于之后的課程學(xué)習(xí)中。
2.單元電路分析與設(shè)計在期中階段,學(xué)生已經(jīng)掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識,但書本知識限于篇幅,主要講解直流分析、交流分析及各種參數(shù),以分析為主,這時布置一個單元電路分析與設(shè)計的課程設(shè)計題目,如設(shè)計一個多級電壓放大器,滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標(biāo),要求學(xué)生提交設(shè)計報告。學(xué)生們先進行電腦仿真設(shè)計,然后在模電實驗箱上搭建電路,確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板,然后進行調(diào)試和修改,撰寫設(shè)計報告。這個課程設(shè)計可由幾名學(xué)生組成小組合作完成,在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。
3.功能電路設(shè)計及制作在模電課程的后半期,布置一個綜合性的功能電路設(shè)計與制作題目,包含模電課程的重要知識點(放大器、濾波器、信號發(fā)生和處理電路、穩(wěn)壓電源),給出一些題目供學(xué)生選擇,如變調(diào)門鈴、直流穩(wěn)壓電源、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字萬用電表、音樂彩燈“模擬電子技術(shù)”課程實踐性教學(xué)改革探索控制器,要求學(xué)生組成項目團隊,將該設(shè)計與制作作為一個項目進行。該項目完成后,安排時間讓各位同學(xué)以小組為單位上臺展示自己的設(shè)計和實物作品,總結(jié)在設(shè)計制作過程中遇到的問題以及解決辦法,鼓勵同學(xué)對演講的同學(xué)進行提問,教師負(fù)責(zé)掌控課堂秩序和提出問題,把學(xué)生解決問題的思路和方法進行歸納總結(jié),把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設(shè)計中,學(xué)生完成了電路仿真設(shè)計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內(nèi)容。
三、需要注意的問題
1.學(xué)時安排問題在總學(xué)時不變的情況下,增加實踐性教學(xué)內(nèi)容必然會占用理論教學(xué)學(xué)時,如果處理不好會顧此失彼。在理論教學(xué)中,應(yīng)以理論夠用為度。對于一門課程,總是可以分出主干部分和細(xì)枝末節(jié)部分。對主干部分應(yīng)詳細(xì)講解,對枝節(jié)部分則引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),在實踐中鞏固理論,用理論指導(dǎo)實踐,使學(xué)生掌握理論知識的同時,提高實踐能力和創(chuàng)新能力。
2.傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體設(shè)備的合理運用對于理論難度大而需要詳細(xì)講解的部分,應(yīng)采用傳統(tǒng)的板書方式,教師和學(xué)生一起努力,完成數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)、難點的理解,使學(xué)生聽后印象深刻,思維節(jié)奏也容易跟上老師的節(jié)奏;而對于難度較小的內(nèi)容,可以充分利用多媒體課件講授,使用課件可以使講課內(nèi)容形象生動,并且可以提高授課的效率。傳統(tǒng)教學(xué)手段與多媒體課件各有所長,二者合理搭配可以解決教學(xué)信息量大、課時有限的矛盾,并可以收到良好的教學(xué)效果。
3.專題作業(yè)和課程設(shè)計的選題由于教學(xué)時間有限,在專題作業(yè)和課程設(shè)計的選題方面應(yīng)緊貼理論教學(xué)內(nèi)容,注意控制題目的難度。由于學(xué)生處于大二階段,學(xué)生的專業(yè)知識較少,選題除了要緊密結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容外,還要注意趣味性,難度以學(xué)生們適當(dāng)擴展知識就可以實現(xiàn)為度。否則不僅難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,反而會起到相反的作用。
四、總結(jié)
【關(guān)鍵詞】 模擬電子技術(shù) 課程設(shè)計 雙語教學(xué) 教學(xué)改革
【中圖分類號】 G424 【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2013)01(a)-0044-02
1 引言
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是電類專業(yè)的一門重要實踐環(huán)節(jié)的必修課,其教學(xué)質(zhì)量對學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)有著舉足輕重的關(guān)系。雙語教學(xué)是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一,我們已經(jīng)在09電子信息工程專業(yè)開設(shè)了模擬電子技術(shù)理論課的雙語教學(xué),效果很好。而模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是為能夠應(yīng)用所學(xué)理論知識和技能解決生產(chǎn)實際問題而設(shè)置的,因此學(xué)生必須經(jīng)過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的嚴(yán)格訓(xùn)練才有可能牢固掌握課程的基本內(nèi)容。電子技術(shù)起源于西方,西方電子技術(shù)的發(fā)展要早于我國。為達(dá)到模擬電子技術(shù)課程設(shè)計的目的和要求,我們一直在探索一種更加適合自己特點并且又能夠與國際接軌的教學(xué)方式,通過實踐教學(xué)改革不斷提高實踐教學(xué)的質(zhì)量。
2 對傳統(tǒng)課程設(shè)計教學(xué)模式的反思
模擬電子技術(shù)課程設(shè)計是一門實踐性很強的技術(shù)實踐課程,該課程設(shè)計是針對《模擬電子技術(shù)》課程對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求進行綜合訓(xùn)練性質(zhì)的課程,其目的是讓學(xué)生通過有關(guān)課題的設(shè)計和線路搭試調(diào)試,進一步加深對所學(xué)基礎(chǔ)知識的理解,培養(yǎng)和提高學(xué)生實踐動手能力和分析解決實際問題的能力。在傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)工作中課程設(shè)計總是被看作理論教學(xué)的輔環(huán)節(jié),例行的設(shè)計程序是學(xué)生根據(jù)教師已編好的課程設(shè)計指導(dǎo)書在面包板上搭試實驗線路,機械地測試一些數(shù)據(jù)來驗證所講理論的正確性。在此過程中由于面包板被使用多次,難免有些插孔會變松,一旦導(dǎo)線去后會有接觸不良的現(xiàn)象,以至?xí)斐呻娐氛{(diào)試?yán)щy。對于許多異?,F(xiàn)象絕大多數(shù)學(xué)生除了對預(yù)先設(shè)計好的電路反復(fù)檢查實物電路有無錯誤外[1],就根本不知道問題出在哪兒了,即使有的學(xué)生很幸運的做出來了,也是知其然而不知其所以然。另外我們實踐環(huán)節(jié)所用的很多芯片資料都是英文的,需要有一定的英文專業(yè)述語。因此我們教師的責(zé)任就是必須要在教學(xué)中不斷地探索教學(xué)方法;要考慮如何發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立工作的能力;如何提高學(xué)生應(yīng)用理論解決實際問題的能力和動手制作能力。
3 構(gòu)建新的課程設(shè)計教學(xué)模式的指導(dǎo)思想及其探索
3.1 教學(xué)模式改革
為了改變傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式所造成的被動局面,須建構(gòu)一種既發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用又能充分體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知主體作用的新型教學(xué)模式[2]。適量的引入雙語教學(xué),對用到的專業(yè)述語用英文表達(dá),并告訴學(xué)生上網(wǎng)查閱AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片,讓學(xué)生了解如何與國際接軌。我們必須要求課程設(shè)計的主體-學(xué)生明白課程設(shè)計是單獨開設(shè)的一門課程,必須要上好。其次給學(xué)生提供三個以上的不同課題,課題的選擇上既要結(jié)合學(xué)生目前學(xué)到的知識(因為他們才上了電路分析、模擬電子技術(shù)雙語教學(xué)2門專業(yè)基礎(chǔ)課),又要具有趣味性。讓學(xué)生選擇自己感興趣的課題去做,其目的是讓學(xué)生能夠根據(jù)自己的興趣自主學(xué)習(xí),并同時要求學(xué)生仔細(xì)閱讀課程設(shè)計的任務(wù)書和指導(dǎo)書,明確要做什么、需要用到哪些英文專業(yè)述語、如何去網(wǎng)上檢索可能需要用到的相關(guān)芯片、將如何使用該芯片以及對芯片的器件的要求等等。再將電子工藝融進課程設(shè)計之中,即在課程設(shè)計中除了印制線路板不需要做(由于課時與硬件條件的原因,我選用了焊接板)外,要求學(xué)生了解設(shè)計中所用元器件及材料的類別、型號、規(guī)格、參數(shù)和符號;主要性能和一般的選用原則以及所用元器件的測量方法;熟悉電子裝接工藝的基本知識和要求;掌握電子產(chǎn)品的手工焊接、裝配、調(diào)試技術(shù)。提高了對常用儀器儀表及元器件的選用和使用能力,掌握了焊接的技能。在滿足了電子工藝要求的同時還要求學(xué)生具有一定的藝術(shù)審美眼光,即出來的產(chǎn)品具有藝術(shù)欣賞性。
3.2 教學(xué)實施
我在帶09電子信息工程專業(yè)學(xué)生模擬電子技術(shù)課程設(shè)計時已經(jīng)嘗試了上述的教學(xué)方法,結(jié)果另人滿意。例如課程設(shè)計的其中一個課題要求學(xué)生設(shè)計一個簡易的電子琴電路,能發(fā)出八個基本音階。該課程設(shè)計要涉及到模擬電子技術(shù)理論中運算放大器的原理、振蕩電路的原理,功放電路的原理。那么在其中學(xué)生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的專業(yè)述語。使得學(xué)生很方便的閱讀英文相關(guān)資料,同時又進一步加深了對于模擬電子技術(shù)雙語理論課程概念的理解。
該課程設(shè)計另外一個關(guān)鍵知識點是如何選頻,RC橋式振蕩電路是由RC選頻網(wǎng)絡(luò)和同相比例運算電路組成,對不同頻率的輸入信號產(chǎn)生不同的響應(yīng)[3]。通過對RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻及相頻特性的分析找出選頻點。起振時>1,=3時,振幅達(dá)到穩(wěn)定且可以自動穩(wěn)幅;按下不同琴鍵即改變RC值;八個基本音階電路的構(gòu)建基于此原理。在輸出級功放選取時,學(xué)生又能夠進一步加深對功放知識點的理解,學(xué)生經(jīng)過查閱相關(guān)資料,選擇了低頻集成功率放大電路芯片及其所需的電路,設(shè)計出一個合理的綜合電路圖。在安裝、調(diào)試、測試的過程中,遇到能否通過喇叭發(fā)出八個基本音階問題。聲音是否好聽即悅耳;若發(fā)不出聲音,需要找出問題所在,改進電路。這期間學(xué)生必須經(jīng)過反復(fù)的獨立思考、獨立分析問題與解決問題的過程,同時還要有細(xì)心、耐心、恒心,從中培養(yǎng)了他們的動手能力與創(chuàng)新能力。在成功調(diào)試出電路后,有音樂細(xì)胞的學(xué)生還激動地當(dāng)場彈奏了“歡樂頌”,班里其他的學(xué)生也都被這個曲子感染得歡呼了起來。雖然感到模擬電子技術(shù)這門課程非常抽象、難學(xué);課程設(shè)計的過程也是艱苦的,但與有趣的作品結(jié)合起來,結(jié)果是另人欣慰的。
3.3 課程設(shè)計報告撰寫
在課程設(shè)計教學(xué)改革中,對于課程設(shè)計報告撰寫,我又提出了新的要求,即不能像寫模擬電子技術(shù)實驗報告那樣寫得簡單化、模版化。而是要寫成小論文的形式,不需要像寫畢業(yè)設(shè)計論文那樣多的字?jǐn)?shù),大約3000-4000字左右。我告訴學(xué)生論文正文應(yīng)該圍繞主題有其整篇論文的結(jié)構(gòu),即節(jié)、段的層次及其劃分。正文應(yīng)充分闡明對課題的觀點、原理、方法及具體達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的整個過程。內(nèi)容務(wù)求客觀、科學(xué)、完備,要盡量讓事實和數(shù)據(jù)說話。物理量和單位應(yīng)采用法定計量單位等,完全屬于科技論文的寫作,雖然有一定的難度,但這樣為他們今后畢業(yè)設(shè)計論文的寫作起了一個引子和鋪墊作用,讓學(xué)生腦海里有這么一個意識存在。在我的鼓勵下,結(jié)果也是非常令人滿意。
4 結(jié)束語
根據(jù)我校以高級應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式,本次課程設(shè)計對原有的教學(xué)方法與教學(xué)手段進行了改革,并且適當(dāng)融入了雙語教學(xué),跟蹤世界的電子技術(shù)發(fā)展,注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng),創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。通過課程設(shè)計,學(xué)生不僅掌握了一個小產(chǎn)品的制作過程,而且掌握了相應(yīng)的專業(yè)英文述語;更加理解和掌握了模擬電子技術(shù)課程的精髓。使學(xué)生將理論知識點運用到實踐中,并通過實踐將理論知識點有機的融合起來。使學(xué)生從興趣中感知了理論知識,又從抽象的理論知識中獲取興趣,經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)生已經(jīng)在參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中發(fā)揮了重要作用。改革也為學(xué)生今后的主動學(xué)習(xí)以及以后的畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻
[1] 劉長國.模擬電子技術(shù)課程設(shè)計的探討[J].電子制作,2006.12,55-56.
關(guān)鍵詞:電子技術(shù);課程設(shè)計;教學(xué)改革
中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)51-0075-03
電子技術(shù)課程設(shè)計是一門集基本理論、工程設(shè)計于一體的專業(yè)基礎(chǔ)課程,是電子、信息類本科專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程。該課程是對電路分析基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等前期課程所學(xué)內(nèi)容的消化、鞏固、總結(jié)和提高。該課程的教學(xué)不僅要求學(xué)生掌握扎實的相關(guān)課程基本理論知識,更在于通過對學(xué)生進行綜合訓(xùn)練,培養(yǎng)和提高學(xué)生在電子系統(tǒng)方面的工程設(shè)計能力、元器件裝配能力、綜合調(diào)試能力。同時,也為后續(xù)課程,如單片機系統(tǒng)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計及電子系統(tǒng)課程設(shè)計等實踐課程的開展打下良好的基礎(chǔ),為學(xué)生今后從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作提供了必要、專業(yè)的實踐技能。
一、電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)的不足
根據(jù)過去幾年對電子技術(shù)課程教學(xué)情況的分析,結(jié)合相關(guān)企業(yè)對電子類人才的要求,我們認(rèn)為該課程在教學(xué)設(shè)計上應(yīng)從下面幾個問題上重點改革。
(一)課程內(nèi)容與社會需求差距較大,設(shè)計題目偏少
電子技術(shù)課程主要由理論和實踐兩部分構(gòu)成,其中實踐又分為實驗和課程設(shè)計。理論是基礎(chǔ)、實驗是深入、課程設(shè)計是提高,它們相輔相成構(gòu)成這門課程完整的教學(xué)體系。針對課程設(shè)計,一般本科院校的教學(xué)方式較為保守,沿用傳統(tǒng)模式,忽視了相關(guān)行業(yè)、企業(yè)所采用的新技術(shù)、新軟件,不能與社會同步,學(xué)生走出校門口不能立即勝任崗位工作,而是需要通過進一步的崗前培訓(xùn)才能滿足崗位對人才的需求。同時,設(shè)計題目和類型偏少,內(nèi)容相對陳舊,學(xué)生可選擇的范圍也不大,導(dǎo)致部分學(xué)生對本門課程學(xué)習(xí)的積極性不高,也影響了本課程的教學(xué)效果。
(二)教學(xué)方法較為單一落后
本門課程的教學(xué)時間為32學(xué)時(合計不到一周的教學(xué)時間),時間較短,為了在較短的時間讓學(xué)生完成設(shè)計任務(wù),教師總是詳細(xì)講解并指定相應(yīng)的資料,將學(xué)生限制在指定的范圍和實驗元件內(nèi),不利于培養(yǎng)出具有競爭意識和創(chuàng)新能力。且在實驗講義中,編寫教師對設(shè)計題目的電路實現(xiàn)方案編寫得較細(xì),學(xué)生可發(fā)揮的空間較小,導(dǎo)致部分學(xué)生不會自己獨立思考,直接采用設(shè)計提示電路,或者直接抄襲其他學(xué)生的設(shè)計方案,不能更好地調(diào)動學(xué)生獨立設(shè)計的積極性。
當(dāng)前我們大部分老師都采用了多媒體授課,在教學(xué)過程中,教師過分地依賴電子課件,而忽略了其他的教學(xué)方法,如課堂演示、學(xué)生上臺實操等。在涉及電子設(shè)計軟件的操作時,學(xué)生需要實際動手訓(xùn)練,邊聽邊做效果會更好。而用電子課件進行授課時,加快了課堂授課的節(jié)奏,學(xué)生對某些知識點來不及消化,教與學(xué)缺少良好互動,學(xué)生很難與老師保持同步,使得授課效果大打折扣。
(三)實踐缺乏工程化思想
在電子信息和儀器儀表領(lǐng)域從事電路設(shè)計基本上是以工程化的方式進行的,將一個工程分成若干個模塊,再由不同的項目團隊分頭完成。將現(xiàn)代電子領(lǐng)域里設(shè)計公司的理念融入課堂,讓學(xué)生以設(shè)計團隊為單位開展實訓(xùn),能夠使學(xué)生走出校門后更快地適應(yīng)自己的崗位,但從目前大多數(shù)學(xué)校開設(shè)的課程來看,除了畢業(yè)設(shè)計會有幾個學(xué)生一起合作完成外,實驗、課程設(shè)計等幾乎都是學(xué)生獨立完成的,很多學(xué)生抱著應(yīng)付的心態(tài)隨大流,沒有主動思考的意識,缺乏創(chuàng)新思維。大多數(shù)學(xué)生只是按照老師所給電路圖像搭積木一樣連線,不能真正弄懂電路的意圖,因此在未提供電路圖時往往束手無策。嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新思維,使得學(xué)生在走出校門后不能從事完整的工程設(shè)計,面對很多簡單的項目也會缺乏信心,無法在已有的崗位基礎(chǔ)上實現(xiàn)更高的突破。
(四)成績評定體系不夠完善
目前的考核制度,雖然提升了平時成績所占比例,但仍然是應(yīng)試教育模式。在成績評定時,往往根據(jù)調(diào)試結(jié)果以及撰寫的設(shè)計報告給出成績,學(xué)生在設(shè)計、制作、調(diào)試過程中遇到的問題以及解決方案等具體實施過程沒有體現(xiàn)出來,評定的標(biāo)準(zhǔn)不能具體量化,不能很好地反應(yīng)學(xué)生在本門課程中的收獲和真實水平。
二、電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)的改革
(一)結(jié)合專業(yè)的社會行業(yè)需求,豐富設(shè)計題目
設(shè)置合適的設(shè)計題目是提高電子技術(shù)課程設(shè)計教學(xué)效果的關(guān)鍵。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,新器件不斷涌現(xiàn),將其與課程教學(xué)緊緊結(jié)合,才能跟上時代的步伐。因此,課程設(shè)計教學(xué)改革的第一步就是結(jié)合專業(yè)的社會行業(yè)需求,根據(jù)學(xué)生的實際情況,提供足夠的課程設(shè)計選題,同時保證設(shè)計課題的內(nèi)容具有綜合性、實用性、先進性。
首先,本設(shè)計課程為學(xué)生提供了72個設(shè)計題目(課題內(nèi)容統(tǒng)計情況見表1),保證學(xué)生具有較大的選擇空間;每一個題目具有基本功能和擴展功能,從而滿足具有不同實踐能力的同學(xué)的要求。其次,大部分課題的設(shè)計要求盡量使用現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)該設(shè)計的新器件,設(shè)計并完成的小電子系統(tǒng)實用性較強,具有相當(dāng)?shù)氖褂脙r值,可以作為電子系統(tǒng)課程設(shè)計和儀器儀表課程設(shè)計的基本模塊,也可以作為電子競賽和創(chuàng)新項目的單元電路。再次,設(shè)計題目新穎,能激發(fā)學(xué)生的設(shè)計調(diào)試興趣;大部分課題的設(shè)計內(nèi)容與專業(yè)密切結(jié)合,從而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。最后,每個設(shè)計題目都能夠盡量訓(xùn)練前期課程中的相關(guān)知識點,比如:鞏固電路分析基礎(chǔ)中的分壓電路、電容元件特性、變壓器工作原理等;模擬電子技術(shù)課程中的基本共射、共基放大電路、功率放大器、比較器電路、波形發(fā)生電路等;數(shù)字電路中各種邏輯門電路、顯示譯碼器、數(shù)據(jù)選擇/分配器、觸發(fā)器、寄存器、計數(shù)器、555電路和蜂鳴報警電路的應(yīng)用等。教師在布置設(shè)計任務(wù)時,針對每個設(shè)計題目,以系統(tǒng)框圖形式給出2~3個總體設(shè)計參考方案,以高集成芯片為核心,由中規(guī)模集成電路構(gòu)成各單元電路,然后組合出系統(tǒng)的設(shè)計方案。
課程設(shè)計除了提供5個類型72項常用的備選設(shè)計題目之外,還引入了與學(xué)科相關(guān)的科研項目的子課題作為課程設(shè)計題目,選拔一些優(yōu)秀學(xué)生參與這部分課題的設(shè)計。同時結(jié)合每年的本科生創(chuàng)新項目,每年更新一些設(shè)計課題。以教學(xué)、科研及競賽項目為電子技術(shù)課程設(shè)計題目,為學(xué)生創(chuàng)造了研究性學(xué)習(xí)的機會,提高了其實踐技能。通過項目開發(fā)過程的工程磨煉,提高了學(xué)生的實踐技能,激發(fā)了學(xué)生的自主創(chuàng)新意識,對于學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)發(fā)揮了較大的作用。同時,學(xué)生參與教學(xué)科研活動,可以解決創(chuàng)新實踐活動開展中的一系列問題,促進了創(chuàng)新實踐活動的開展。
(二)豐富課題設(shè)計內(nèi)容,合理安排教學(xué)進度
電子技術(shù)課程設(shè)計一般安排在大三上下學(xué)期進行分散教學(xué)。教學(xué)學(xué)時共32學(xué)時,每周3學(xué)時,共11周。教學(xué)進度和時間安排統(tǒng)計情況見表2。
本著培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計、創(chuàng)新實踐的理念,我們改變了傳統(tǒng)的“老師講,學(xué)生做”的方式,少講甚至不講理論知識,僅是提綱挈領(lǐng)地給學(xué)生指引一下他們設(shè)計所要查找資料的方向,在設(shè)計的過程中,學(xué)生遇到了實際問題再進行單獨答疑。
在組織方式上,參照電子競賽的方式進行,2名學(xué)生一組。每組學(xué)生可在指定的選題中任選一個設(shè)計題目,在11周內(nèi)協(xié)力完成課程設(shè)計任務(wù)。學(xué)生在課程設(shè)計期間,不僅要共同討論設(shè)計課題和選擇設(shè)計方案,還必須落實自己具體的設(shè)計任務(wù),以達(dá)到了解和熟悉整個設(shè)計課題全過程的目的。同時由于引入了競賽機制,不但可以增強學(xué)生的團隊精神,還能發(fā)掘他們創(chuàng)新的潛能。
在課程設(shè)計前期,課程設(shè)計的任課教師可提前兩周布置課程設(shè)計的教學(xué)任務(wù),在這期間,完成學(xué)生的分組,兩人一組自愿組合,提供課程設(shè)計題目供學(xué)生自行選擇。學(xué)生選定題目后根據(jù)課題的設(shè)計要求和參數(shù)獨立查閱相關(guān)資料,完成電路的初步設(shè)計。
課程設(shè)計第一階段,完成方案設(shè)計。方案設(shè)計包括電路方框圖、詳細(xì)的電路原理圖、電路工作原理的說明和元器件清單。完成電路設(shè)計后,學(xué)生還要使用Multisim軟件完成對設(shè)計的電路進行仿真。通過軟件仿真可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在一些的問題,進一步改善設(shè)計方案。學(xué)生掌握了電子仿真軟件的使用方法,也為以后的課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。實驗室將元件清單匯總,盡快完成元器件的準(zhǔn)備工作。
課程設(shè)計第二階段,完成電路原理圖和PCB板繪制,并且完成PCB的制作。學(xué)生通過學(xué)習(xí)使用Protel軟件,熟悉了電路布局、布線、電路板的制作過程,增強了對電子系統(tǒng)工程設(shè)計過程的認(rèn)識。
課程設(shè)計第三階段,完成元器件的焊接及整個系統(tǒng)的聯(lián)調(diào),測試技術(shù)指標(biāo)。學(xué)生在教師指導(dǎo)下較好地完成元器件的焊接。焊接過程由低到高,分模塊完成。確認(rèn)安裝無誤后進行通電調(diào)試。在調(diào)試階段,采用由前至后的順序,從輸入端開始逐模塊調(diào)試。若存在故障,應(yīng)該分模塊檢查,按照從大到小的范圍進行排查,最終找到故障的確切地點并加以解決。學(xué)生通過對電路的調(diào)試可加深對電路工作原理的認(rèn)識,學(xué)會調(diào)試、檢查電路的方法。調(diào)試過程中教師要注重啟發(fā)學(xué)生,自己分析查找故障位置和原因,并獨立找到解決的方法。要求學(xué)生在測量完成技術(shù)指標(biāo)后與理論結(jié)果進行分析比較,進一步了解電子電路學(xué)習(xí)過程中理論與實踐的區(qū)別。通過課程設(shè)計為學(xué)生提供鍛煉的平臺,提高了學(xué)生的理論與實踐能力。
課程設(shè)計第四階段,完成并提交設(shè)計報告。設(shè)計報告包括以下部分:①系統(tǒng)方案論證;②各單元電路詳細(xì)設(shè)計;③電路的仿真及仿真結(jié)果;④調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法;⑤系統(tǒng)測試結(jié)果;⑥心得體會。設(shè)計報告是對課程設(shè)計全過程的總結(jié),學(xué)生要嚴(yán)格按規(guī)定的格式進行書寫。設(shè)計報告的撰寫可提高學(xué)生的表達(dá)、論證能力、科技寫作能力等基本素質(zhì),為后續(xù)課程設(shè)計報告及畢業(yè)論文的撰寫打下基礎(chǔ)。
(三)改進教學(xué)方法,提高課程教學(xué)效果
在電子技術(shù)課程設(shè)計中,利用視頻、圖片等多媒體手段展示相關(guān)內(nèi)容,可以激發(fā)學(xué)生對所選課題的興趣。利用教學(xué)網(wǎng)站,提供一些跟學(xué)生課程設(shè)計題目相關(guān)的資料,學(xué)生可以隨時進行查閱。同時加大實驗室開放力度,課程設(shè)計的時間不局限于課堂。實行開放式管理模式,時間開放和資源開放。學(xué)生可以根據(jù)需要通過網(wǎng)上自由預(yù)約的形式,課余時間自行到實驗室進行課程設(shè)計,實驗室提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境。由于帶著任務(wù),學(xué)生雖然沒有教師時刻管理也會很自覺地進行學(xué)習(xí)。同時由于帶著問題去學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)的效率也更高,而且這樣也可以更節(jié)省實驗室的教學(xué)資源。采用這種形式,增加了學(xué)生的實驗時間,增強了學(xué)生進度安排的靈活性,有助于學(xué)生自主設(shè)計能力、工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(四)完善成績評定體系
驗收考核環(huán)節(jié)采取硬件實現(xiàn)情況、軟件調(diào)試情況及考核答辯的方式。相同題目之間的小組,根據(jù)所完成項目的性能、指標(biāo)及完成速度進行評定。
從電子技術(shù)課程設(shè)計這門課程的設(shè)置目的出發(fā)建立成績評定體系(見表3):①方案設(shè)計的合理性、科學(xué)性,電路設(shè)計的正確性;②對Multisim、Protel等電路設(shè)計、仿真軟件的熟練掌握程度、制作效果;③元件安裝、焊接的工藝質(zhì)量;④電路調(diào)試、故障排除、結(jié)果分析及回答問題的情況;⑤課程設(shè)計報告撰寫。
在進行成績評定時,注重調(diào)試效果正確的同時,應(yīng)強調(diào)整個設(shè)計實施的整體情況,若部分同學(xué)的設(shè)計電路調(diào)試結(jié)果不盡如人意,只要學(xué)生能找出其中的原因,并提出相應(yīng)的方法進行改進,仍可獲得不錯的成績。另外,注重學(xué)生是否已掌握設(shè)計方法、制作工藝、儀器使用、調(diào)試方法、論文撰寫等不同的環(huán)節(jié),即使同組同學(xué)根據(jù)不同的表現(xiàn)也可給出不同的成績。
三、結(jié)束語
電子技術(shù)課程設(shè)計是學(xué)生進行的第一個專業(yè)基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計。在課程改革中突出了學(xué)生創(chuàng)新意識及工程素質(zhì)的養(yǎng)成,體現(xiàn)了“內(nèi)容綜合、面向工程”的特征,促進了電子技術(shù)創(chuàng)新教育體系的不斷完善和可持續(xù)發(fā)展。通過本門課程的教學(xué)改革,豐富設(shè)計題目,且與實際聯(lián)系,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)了學(xué)生對設(shè)計性實驗的興趣。由于合理安排教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生經(jīng)過自主查找資料和小組討論,完成電路方框圖、電路原理圖、電路布線圖的設(shè)計;完成對電路系統(tǒng)進行安裝、焊接、調(diào)試、檢查解除故障、測試參數(shù);掌握了相關(guān)軟件的應(yīng)用。充分發(fā)揮了學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,提高了分析和解決電子電路中各種問題的能力。較為完善的課程成績評價體系也較好地保證了課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量。通過后續(xù)的課程學(xué)習(xí),學(xué)生的綜合設(shè)計能力不斷提高。
參考文獻:
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1.電子技術(shù)課程設(shè)計的重點與要求
本課程的重點是電路設(shè)計,內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識,設(shè)計制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實驗任務(wù)和設(shè)計要求,通過電路方案設(shè)計、電路設(shè)計、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測試、撰寫實驗報告等過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力,提高電路設(shè)計水平和實驗技能。在實踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐的能力。電子技術(shù)課程設(shè)計一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求,通過查閱資料、調(diào)查研究等,獨立完成方案設(shè)計、元器件選擇、電路設(shè)計、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測試,并獨立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⑽睦硗樀膶嶒瀳蟾妗?/p>
具體地說,學(xué)生通過課程設(shè)計教學(xué)實踐,應(yīng)達(dá)到以下基本要求:建立電子系統(tǒng)的概念,綜合運用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識完成一個電子系統(tǒng)的設(shè)計;掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的基本方法,了解電子系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù);進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設(shè)計自動化軟件設(shè)計與仿真電路系統(tǒng)的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學(xué)會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告;培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2.電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程
電子技術(shù)課程設(shè)計是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生獨立完成課題,達(dá)到對學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練,要求本課程設(shè)計涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識,因此課程設(shè)計的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設(shè)計開始前,需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時的教學(xué),明確課程設(shè)計的要求,主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績評定方法等。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求,要求學(xué)生從多個課題中選擇一個。
2.2設(shè)計與調(diào)試環(huán)節(jié)。
2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計。
前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計、電路仿真等。在確定方案時要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材,根據(jù)技術(shù)指標(biāo),進行方案分析、論證和計算,獨立完成設(shè)計。設(shè)計工作內(nèi)容如下:題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、具體電路設(shè)計。學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進行總體方案的設(shè)計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設(shè)計計算,稱為預(yù)設(shè)計階段,包括元器件的選用和電路參數(shù)的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設(shè)計總學(xué)時的30%。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調(diào)試,指標(biāo)測試等。
在安裝與調(diào)試這個階段,要求學(xué)生運用所學(xué)的知識進行安裝和調(diào)試,達(dá)到任務(wù)書的各項技術(shù)指標(biāo)。預(yù)設(shè)計經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后,學(xué)生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路(并制作相應(yīng)電路板),使之達(dá)到設(shè)計指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計的重點與難點,所需時間約占總學(xué)時的50%。
2.3撰寫總結(jié)報告,總結(jié)交流與討論。
撰寫課程設(shè)計的總結(jié)報告是對學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報告,不僅要對設(shè)計、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進行全面總結(jié),而且要把實踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報告應(yīng)包括以下方面:系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應(yīng)對以下幾部分進行說明:設(shè)計進程記錄,設(shè)計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標(biāo)測試結(jié)果,存在的問題及改進意見,等等。總結(jié)報告具體內(nèi)容如下:課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容,包括使用的主要儀器和儀表;調(diào)試電路的方法和技巧;測試的數(shù)據(jù)和波形并與計算結(jié)果比較分析;調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法??偨Y(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統(tǒng)需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設(shè)計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現(xiàn)實際操作能力,而且體現(xiàn)獨立完成設(shè)計和分析的能力。因此,課程設(shè)計的考核分為以下部分:設(shè)計方案的正確性與合理性。設(shè)計成品:觀察實驗現(xiàn)象,是否達(dá)到技術(shù)要求。(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應(yīng)具有設(shè)計題目、技術(shù)指標(biāo)、實現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設(shè)計答辯:考查學(xué)生實際掌握的能力和表達(dá)能力,設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神,等等。
3.電子技術(shù)課程設(shè)計的步驟
在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中,通常只介紹單元電路的設(shè)計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統(tǒng)的設(shè)計不僅包括單元電路的設(shè)計,還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(總體電路由哪些單元電路構(gòu)成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn),電子系統(tǒng)的設(shè)計除了單元電路的設(shè)計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計越來越重要,不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā),課程設(shè)計仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計的方法有所不同(尤其單元電路的設(shè)計),但總體電路的設(shè)計步驟是基本相同的。電子電路的一般設(shè)計方法與步驟包括:總體方案的設(shè)計與方案論證、單元電路的設(shè)計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。