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【關(guān)鍵詞】汽車電子排擋 開發(fā)與設(shè)計思路 相關(guān)探究

隨著信息技術(shù)以及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，汽車電子排擋技術(shù)越來越受到青睞與關(guān)注。但我國汽車電子工業(yè)起步相對較晚，電子排擋的生產(chǎn)線及其相關(guān)主要零部件對于進口的依賴度相對較高。為此，加強對汽車電子排擋的開發(fā)與設(shè)計對進一步提高我國汽車生產(chǎn)競爭力有著至關(guān)重要的影響與意義。

1 擋位要求

集手動擋與自動擋為一體的電子排擋主要包含六個擋位，這六個擋位具體為空擋（N）、手動與自動切換擋（A/M）、升擋（+）、降擋（-）、倒車擋（R）以及前進擋（G）。這其中，空擋、前進擋以及倒車擋處于穩(wěn)態(tài)的位置，而其余擋位處于非穩(wěn)態(tài)位置。

A/M是手動與自動模式的選擇擋，當駕駛員想要切換至手動模式進行駕駛時，只需將換擋桿向左打到這一選擇擋位置就好，同樣的由自動擋切換到手動擋也是如此。在空擋的情況下，變速箱與發(fā)動機處于相脫離的狀態(tài)，此擋位的使用與傳統(tǒng)的手動變速器使用類似，例如司機在遇到紅燈時就需將汽車擋位掛到空擋位置處，此外，由于這種擋位的設(shè)計沒有停車擋，為此司機在準備停車以及拔出車鑰匙之前一定要將擋位掛到空擋上，否則汽車會自動發(fā)出警報聲對司機加以提醒。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

電子排擋的機械結(jié)構(gòu)主要有手柄、外殼、磁鐵以及電路板等幾部分組成。開關(guān)對應(yīng)面上是自動模式下的選項開關(guān)；滑動片安裝在手柄下面，主要用于駕駛員換擋時的移動擋桿。固定栓主要用于將底座、電路板以及上面的外殼固定，以防止在撥動擋桿時因電路板位置不穩(wěn)定而造成的信號采集失誤。

3 電路設(shè)計

硬件電路設(shè)計是整個電子排擋系統(tǒng)的一個重要部分，它首先對駕駛員所選擇的不同擋位進行識別，再通過微控制單元MCU的處理后對讀到的傳感器信號進行編碼，之后編碼信號傳送到TCM端面，來以此實現(xiàn)換擋的功能。在進行硬件電路設(shè)計時，應(yīng)遵循資源節(jié)約、高性價比以及持續(xù)發(fā)展的原則。

就MCU控制模塊來說，各擋位和傳感器觸發(fā)具備一定的對應(yīng)關(guān)系。電子排擋硬件電路的主要作用有：

（1）通過傳感器對駕駛員的操作意圖進行采集，并對干擾信號進行過濾。

（2）將采集到的相關(guān)信號輸送到MCU，并依照相關(guān)協(xié)議進行相應(yīng)的處理。

（3）之后，將處理的結(jié)果信息準確實時地傳輸給變速器的控制機構(gòu)。

4 主控制器（MCU）模塊

電子控制單元作為整個電子排擋系統(tǒng)的核心與關(guān)鍵，其設(shè)計的好壞直接影響著整個系統(tǒng)運行的品質(zhì)。電子排擋系統(tǒng)作為比較典型的實時控制系統(tǒng)，其控制的實時性特征明顯。而由于汽車工作的環(huán)境相對較為惡劣，汽車內(nèi)部元件所處的環(huán)境溫度變化區(qū)間較大，這也就在一定程度上對電子控制單元的設(shè)計提出了相應(yīng)的要求。為此，在考慮到設(shè)計成本問題的同時，一款芯片若能夠在滿足系統(tǒng)所需功能的同時也盡可能節(jié)省成本，這便是最佳的選擇。本文所設(shè)計的電子排擋系統(tǒng)是以低功耗型單片機為核心控制單元的，該芯片是主要采用了8位CMOS閃存單片機，其不僅僅有著較為精確的內(nèi)部振蕩器以及遇起始位時的自動喚醒功能，同時其工作時電壓的轉(zhuǎn)換范圍相對較寬泛。此外，該芯片的使用與操作也較為便捷，同時其運算能力也比較優(yōu)越，可承受的工作溫度也較為寬泛。一芯片總共有三組I/O口，本文所述的系統(tǒng)主要將RC的8個I/O口以及RA的一個I/O口作輸入使用，以此接收相應(yīng)的傳感器輸出，而RB其中的4個I/O口主要用作MCU的輸出。最后，九個上拉電阻作用主要是提高輸出電平與芯片輸入信號的噪聲容限，通過對抗干擾能力的增強以進一步防止系統(tǒng)復(fù)位時引起的不穩(wěn)定狀況。

5 電源相關(guān)設(shè)計

電源模塊設(shè)計主要需要解決兩個電源之間轉(zhuǎn)換功能的實現(xiàn)問題。電源模塊主要有供電和穩(wěn)壓兩個重要功能。在汽車電子排擋整個控制系統(tǒng)中，需要進行供電的器件的主要有兩部分，其中一部分是用于傳感器等功率性器件的供電，另一部分是用于相關(guān)數(shù)字器件的供電。一般的車載系統(tǒng)都是12V的直流電源，而絕大多數(shù)單片機系統(tǒng)芯片都要求5V的直流電，這就需要將車載電源轉(zhuǎn)換為能夠滿足單片機系統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源。本文設(shè)計主要運用大功率型三極管和穩(wěn)壓管來實現(xiàn)將12V的直流電源將為5V的直流電源的工作。這其中，兩個三極管組成的共射，使得電路進一步放大，進而對信號也起到了雙倍放大的作用。而電容起到一定的濾波作用，以用來消除車載電源抖動的相關(guān)干擾，同時，電阻連接在三極管的基極和發(fā)射極之間，起到了一定的穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用，而二極管在防止電源反接，避免燒壞電路板等方面起到保護電源的作用。

參考文獻

[1]周曉翠.汽車電子排擋電路設(shè)計及電磁分析[D].控制科學(xué)與工程，湖南大學(xué)，2012.

[2]周曉翠，孫煒，陳彩霞.采用圓柱形永磁體的汽車電子排擋的開發(fā)[M].汽車工程，2012.

作者簡介

陳建（1981-），男，河南省中牟縣人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向為車輛工程。

高云（1980-），男，安徽省淮北市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向為車輛工程。

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關(guān)鍵詞：數(shù)字電路 EDA 設(shè)計系統(tǒng) 仿真

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0102-01

數(shù)字電路的發(fā)展經(jīng)過了電子管、半導(dǎo)體分立器件以及集成電等幾個階段，與模擬電路發(fā)展類似，到上世紀六十年代，數(shù)字電路逐漸發(fā)展成為了由雙極型工藝制成的小規(guī)模、中規(guī)模的邏輯器件。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，微處理器的出現(xiàn)，到七十年代末，數(shù)字電路在性能上又發(fā)生了飛躍性的變化。

1 數(shù)字電路與EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)

1.1 數(shù)字電路

數(shù)字電路即是以數(shù)字信號來對數(shù)字量進行運算的電路，包括算術(shù)運算與邏輯運算。由于數(shù)字電路同時具有邏輯運算與處理的功能，因此也被稱為邏輯電路，是由若干數(shù)字集成器件所構(gòu)成的。隨著數(shù)字電路中可編程邏輯器件PLD的出現(xiàn)，以及現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)規(guī)模不斷擴大，而在結(jié)合相應(yīng)軟件后器件功能更加完善，使用更加靈活。

1.2 EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)

EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)即電子設(shè)計自動化，是一種用軟件設(shè)計方式對電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)進行設(shè)計的新的實驗設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計載體為大規(guī)模可編程邏輯器件，設(shè)計工具包括計算機、大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)設(shè)計與試驗系統(tǒng)開發(fā)軟件等。EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用實現(xiàn)了邏輯編譯、邏輯分割，以及邏輯綜合、化簡與優(yōu)化，同時也實現(xiàn)了邏輯布局與仿真，進而對特定的目標芯片進行適配編譯、邏輯映射、編程下載，最終形成集成電子系統(tǒng)。

2 數(shù)字電路及EDA的應(yīng)用及意義

2.1 數(shù)字電路及EDA的應(yīng)用

隨著數(shù)字電路的迅速發(fā)展，EDA在科研、教學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用逐漸擴大，尤其是在教育領(lǐng)域，電子科技類高校幾乎都上設(shè)置了EDA 課程，包括EDA概念、原理的學(xué)習(xí)，以及VHDL 描述系統(tǒng)邏輯方法和EDA電子電路模擬仿真實驗的學(xué)習(xí)等等。高校教學(xué)中，可借助CPLD/ FPGA 器件進行課程設(shè)計、實驗教學(xué)、設(shè)計競賽與畢業(yè)設(shè)計等，進而提升實驗設(shè)備與設(shè)計電子系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性、快速性，使之容易實現(xiàn)，方便修改，更多的提供學(xué)生踐動手的機會，達到提高學(xué)生分析能力、思維能力、創(chuàng)新能力、動手能力以及設(shè)計開發(fā)能力。

通過電路模擬工具來完成對電路的設(shè)計、仿真與調(diào)試等應(yīng)用，CPLD/ FPGA 器件的開發(fā)可直接應(yīng)用到少量產(chǎn)品的芯片中，也能夠在具體的儀器設(shè)備中使用，同時也可以應(yīng)用到大批量產(chǎn)品的芯片前期開發(fā)中，尤其是機電產(chǎn)品的改造與升級，能夠大幅度的提升產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、技術(shù)含量等。

2.2 應(yīng)用意義

首先，EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)是現(xiàn)代電子設(shè)計的原動力。數(shù)字電路與EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)技術(shù)的掌握，對廣大的高職學(xué)生、等學(xué)歷的電子工程師來說意義重大，并且勢在必行，只有與時俱進掌握EDA 技術(shù)，才能夠有效地提升設(shè)計效率，參與到世界電子工業(yè)市場競爭中來，得以長遠的發(fā)展。EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)的發(fā)展是電子設(shè)計、電子產(chǎn)品發(fā)展，以及電子產(chǎn)業(yè)的一項技術(shù)革命，這對電子類課程教學(xué)也提出了更高的要求。理工科的高校都開設(shè)了此類課程，特別是對電子信息類專業(yè)的學(xué)生而言，在日常的教學(xué)過程、畢業(yè)設(shè)計等都可以借助CPLD/FPGA器件，使試驗設(shè)備具有高可靠性，設(shè)計出的電子系統(tǒng)經(jīng)濟快速。通過以上方面的訓(xùn)練，學(xué)生的實踐動手能力乃至創(chuàng)新能力大大提升。

其次，EDA實驗設(shè)計系統(tǒng)能夠增加電子設(shè)計的核心競爭力。電子技術(shù)發(fā)展迅速，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代時間很短，而EDA作為電子產(chǎn)品開發(fā)的原動力，掌握好該技術(shù)能夠增加電子設(shè)計的核心競爭力。EDA技術(shù)在科研、產(chǎn)品設(shè)計以及教學(xué)等方面都發(fā)揮著很大的作用。在產(chǎn)品設(shè)計方面，無論從微處理器到彩電音響等，EDA技術(shù)不單在前期的工作中如計算機模擬仿真等，也在電子設(shè)備研制與電路板制作等過程中有很大的作用。在科研方面，其目的是利用有效電路工具進行電路設(shè)計仿真，將某些元器件應(yīng)用開發(fā)到儀器設(shè)備中，利用虛擬的儀器進行產(chǎn)品調(diào)試。在傳統(tǒng)的機電產(chǎn)品開發(fā)升級過程中，CPLD/FPGA的應(yīng)用可提高傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能，提高產(chǎn)品的市場競爭力。對于電子產(chǎn)品的研發(fā)而言，EDA技術(shù)是賦予產(chǎn)品的源源不斷的生命力，是現(xiàn)代電子設(shè)計核心所在。

3 結(jié)語

隨著電子技術(shù)全面的納入了EDA的范疇，而各學(xué)科也因電子自動界限變得更加模糊與相互包容，尤其體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）ASIC作為基于EDA實驗系統(tǒng)設(shè)計工具的設(shè)計標準單元，已經(jīng)在IP核模塊以及大規(guī)模的電子系統(tǒng)中得以運用；（2）硬件與軟件IP核在電子自動化行業(yè)不斷發(fā)展；（3）電子設(shè)計成果可能以自主知識產(chǎn)權(quán)的模式予以明確的表達和確認。

參考文獻

[1]謝良友.SZX數(shù)字電路實驗箱.湖南師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報.第18卷第2期.1995.6.

[2]周仲.國產(chǎn)集成電路應(yīng)用500例北京：電子工業(yè)出版社出版，1988.

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一、傳統(tǒng)電子產(chǎn)品設(shè)計中遇到的問題

1、傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品，從設(shè)計、調(diào)試到驗證完成，一般采用面包板或?qū)ｉT的焊機板，通過手工裝配，再進行電路的反復(fù)測量、評估電路性能。當電路設(shè)計非常復(fù)雜時，采用這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法，極易產(chǎn)生連線錯誤、器件損壞等人為錯誤，常會造成人力、財力、時間的浪費。尤其是設(shè)計集成電路時，傳統(tǒng)的設(shè)計方法無法模擬集成電路的真實特性。

2、電子產(chǎn)品的各項性能的分析，特別是消耗和破壞性的分析與測試。

3、設(shè)計過程中的大量的復(fù)雜的計算。

二、電子設(shè)計自動化的發(fā)展過程及解決的問題

在20世紀70年代到80年代中期，計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展促進了計算機雇主設(shè)計(CAD)理論的研究和應(yīng)用，是CAD技術(shù)成為電子設(shè)計領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀80年代中期開始，隨著高性能計算機技術(shù)的發(fā)展，尤其是微型計算機技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)邁向了其高級階段，出現(xiàn)了電子設(shè)計自動化(EDA)。電子設(shè)計自動化技術(shù)(EDA)是指以計算機為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、及智能化技術(shù)，進行鏈子線路與系統(tǒng)的功能設(shè)計、邏輯設(shè)計、性能分析、系統(tǒng)優(yōu)化直至印制電路板的自動設(shè)計，它可以完成電子工程設(shè)計的全過程。利用EDA工具，電子設(shè)計工程師可以從概念、算法等開始設(shè)計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計、性能分析到設(shè)計出IC版圖或PCB版圖的整個過程在計算機上自動處理完成。其基本特征是以計算機硬件和相關(guān)軟件為工作平臺、最大限度地提高電子線路或系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量和效率，從而節(jié)省人力、物力和開發(fā)城本，縮短開發(fā)周期。

三、電子設(shè)計自動化的主要特點

1、設(shè)計過程自動化

在EDA的應(yīng)用中，可以利用EDA應(yīng)用軟件，實現(xiàn)由系統(tǒng)層到電路層再到物理層的整個設(shè)計過程的自動化。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以按照電子線路或系統(tǒng)的指標要求，采用完全獨立于芯片廠商及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的描述語言，在功能級對設(shè)計產(chǎn)品進行定義，并利用應(yīng)用軟件提供的仿真技術(shù)驗證設(shè)計結(jié)果。具體地講，設(shè)計人員可以從概念、算法、協(xié)議等開始設(shè)計電子系統(tǒng)通過計算機機上自動完成。2、高度開發(fā)的集成環(huán)境利用計算機技術(shù)的支持，在計算機平臺上安裝功能不同的軟件，形成一個功能強大的EDA設(shè)計環(huán)境。在這個環(huán)境中，可以控制和管理設(shè)計方案、設(shè)計過程和設(shè)計數(shù)據(jù)，甚至可以讓這些軟件共享設(shè)計資源。這種高度開放的集成環(huán)境，包含了電路設(shè)計開發(fā)過程，而且其文件類型在不同的EDA軟件中是可以共享的。

3、高度智能化的操作

在EDA技術(shù)中，由于應(yīng)用軟件的智能化設(shè)計，各種設(shè)計向?qū)Ш吞崾臼滞陚?，使電子設(shè)計人員不必學(xué)習(xí)更高深的專業(yè)理論知識，更不必進行手工運算，在應(yīng)用軟件環(huán)境中，就可以完成線路或系統(tǒng)的設(shè)計，并得到精確的仿真結(jié)果。

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摘要：全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽作為全國范圍的面向大學(xué)生的群眾性科技活動，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)方面發(fā)揮了極為重要的作用。文章通過對往屆全國大學(xué)生電子設(shè)計賽題分析、歸類，闡述了傳統(tǒng)高職實踐教學(xué)普遍存在內(nèi)容陳舊，形式呆板，方法單一；共性訓(xùn)練及個性培養(yǎng)的突出問題；針對上述問題，文章提出了建立分層次實訓(xùn)教學(xué)模式、重視學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的高職電子類專業(yè)實踐教學(xué)改革具體措施。

關(guān)鍵詞：電子賽；高職；實踐教學(xué)；改革

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽作為全國范圍的面向大學(xué)生的群眾性科技活動，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和綜合素質(zhì)方面發(fā)揮了極為重要的作用。我院分別于05年、07年、09年和11年連續(xù)四屆參加了全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，并于09年獲得了全國專科組二等獎、11年江西賽區(qū)三等獎的較好成績。通過競賽，培養(yǎng)了學(xué)生查閱資料能力、自學(xué)能力、分析問題與解決問題的能力、綜合設(shè)計與調(diào)試能力、科技論文寫作能力；培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實際的工作作風(fēng)、團結(jié)協(xié)作的精神和創(chuàng)新意識。同時，競賽也對高職電子類專業(yè)實踐教學(xué)也提出了更高的要求。

一、歷屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽賽題分析

綜觀前幾屆全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的賽題，大致可以歸納為以下5大類：

（一）電源類：簡易數(shù)控直流電源（第一屆），直流穩(wěn)壓電源（第三屆），數(shù)控恒流源（第七屆），三相正弦波變頻電源（第七屆），開關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)（11年）；

（二）信號源類：實用信號源的設(shè)計和制作（第二屆），波形發(fā)生器（第五屆），電壓控制LC振蕩器（第六屆），正弦信號發(fā)生器（第七屆），諧振放大器（11年）；

（三）無線通信類：實用低頻功率放大器（第二屆），簡易無線電遙控系統(tǒng)（第二屆），調(diào)幅廣播收音機（第三屆），短波調(diào)頻接收機（第四屆），寬帶放大器（第六屆），單工無線呼叫系統(tǒng)（第七屆）；

（四）儀器儀表類：簡易電阻、電容和電感測試儀（第二屆），簡易數(shù)字頻率計（第三屆），頻率特性測試儀（第四屆），數(shù)字式工頻有效值多用表（第四屆），簡易數(shù)字存儲示波器（第五屆），低頻數(shù)字式相位測量儀（第六屆），集成運放測試儀（第七屆），簡易頻譜分析儀（第七屆），簡易自動電阻測試儀（11年）；

（五）數(shù)據(jù)采集與控制類：多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（第一屆），水溫控制系統(tǒng)（第三屆），數(shù)字化語音存儲與回放系統(tǒng)（第四屆），自動往返電動小汽車（第五屆），懸掛運動控制系統(tǒng)（第七屆），帆板控制系統(tǒng)（11年），波形采集存儲與回放系統(tǒng)（11年）。

試題的特點是：實用性強、綜合性強、技術(shù)水平含量較高、發(fā)揮空間較大。

所涉及的電子類專業(yè)的課程有：低頻電路、高頻電路、數(shù)字電路、微機原理、電子測量、單片機、傳感技術(shù)等。

實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)有：電子線路實訓(xùn)、微機原理實訓(xùn)、單片機實訓(xùn)、綜合實訓(xùn)、生產(chǎn)實習(xí)等。

可選用的器件有：晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、可編程邏輯器件等。

可以采用的設(shè)計手段：傳統(tǒng)的，也可以采用現(xiàn)代電子設(shè)計工具，如Pspice輔助分析、ISP在系統(tǒng)可編程和EDA技術(shù)等。

不難看出，電子設(shè)計競賽的試題既反映了電子技術(shù)的先進水平，又引導(dǎo)高校在教學(xué)改革中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新設(shè)計能力。

二、傳統(tǒng)的實訓(xùn)教學(xué)普遍存在的突出問題

目前，大多數(shù)高職院校仍然采用或部分采用傳統(tǒng)的大學(xué)實訓(xùn)教學(xué)模式，該模式已無法適應(yīng)競賽和社會發(fā)展的需求，主要存在以下兩方面的突出問題。

（一）內(nèi)容陳舊，形式呆板，方法單一。

在傳統(tǒng)的電子類專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)[1]中，一般是根據(jù)基礎(chǔ)理論的進程分電路基礎(chǔ)實訓(xùn)、電子技術(shù)實訓(xùn)和專業(yè)課程實訓(xùn)等幾個層次進行的，這種層次符合人的認知過程。但在每個層次的實驗內(nèi)容及實訓(xùn)方法上所存在的內(nèi)容陳舊、形式呆板、方法單一的問題與當今對人才培養(yǎng)的要求卻極不適應(yīng)，尤其在知識更新愈來愈快的今天，培養(yǎng)學(xué)生獵取知識的能力，顯得更加重要。因此，如何在實訓(xùn)課學(xué)習(xí)中處理好理論課與實訓(xùn)課的關(guān)系是需要進一步研究解決的問題。

（二）共性訓(xùn)練及個性培養(yǎng)。

在傳統(tǒng)的實訓(xùn)中由于內(nèi)容陳舊和方法的單一，在教學(xué)中，著重的是達到某一實訓(xùn)目的的共性訓(xùn)練，而沒有時間、空間和條件加強對學(xué)生的個性培養(yǎng)。創(chuàng)新需要個性，在實訓(xùn)教學(xué)中在共性訓(xùn)練的同時，加強個性培養(yǎng)，就需要在實訓(xùn)的內(nèi)容，方法和形式上進行改革，提供的實訓(xùn)平臺就要具備分層次可操作的特點，在空間和時間上就不能是封閉的，而應(yīng)是開放的。

三、高職電子類專業(yè)實踐教學(xué)改革具體措施

綜上所述可以看出，高職電子類專業(yè)實踐教學(xué)在課程體系和教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)破陳出新，應(yīng)突出學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的特點，使學(xué)生的知識和能力達到電子設(shè)計競賽的水平和現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。

近三年，我院電子系在專業(yè)實踐教學(xué)課程體系、教學(xué)內(nèi)容等方面進行了以下改革，并取得了良好效果。

（一）建立分層次實訓(xùn)教學(xué)模式[3]。

建立分層次的現(xiàn)代實訓(xùn)教學(xué)模式，即：基礎(chǔ)實訓(xùn)，創(chuàng)新實訓(xùn)，綜合實訓(xùn)。

1.基礎(chǔ)實訓(xùn)：實訓(xùn)內(nèi)容依據(jù)教學(xué)大綱要求預(yù)先設(shè)計好，只要求學(xué)生按照已知的方法和步驟進行操作即可，這種實訓(xùn)方式在基礎(chǔ)訓(xùn)練階段是必不可少的。目的是加深學(xué)生對電子技術(shù)基本理論的理解，提高學(xué)生對基礎(chǔ)實驗的興趣。

2.創(chuàng)新實訓(xùn)：實訓(xùn)內(nèi)容為基礎(chǔ)課、專業(yè)課中各單元電路的設(shè)計及小系統(tǒng)設(shè)計，電路由學(xué)生自行安裝與測試。采用積木式、模塊化結(jié)構(gòu)，將設(shè)計的單元電路組合成小系統(tǒng)電路，完成應(yīng)用電路系統(tǒng)的設(shè)計。旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生電子器件基本應(yīng)用電路的安裝與測試及各種電子電路設(shè)計、裝調(diào)與測試的能力，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力與書寫設(shè)計性實訓(xùn)報告的能力。

3.綜合實訓(xùn)：實訓(xùn)內(nèi)容包括電子類專業(yè)的信號獲取、檢測、控制、傳輸與處理等應(yīng)用性較強的綜合設(shè)計性實訓(xùn)。采用中大規(guī)模集成電路、專用集成電路與可編程邏輯器件。目的是培養(yǎng)學(xué)生進行高頻、低頻、數(shù)字電路、傳感器和單片機等進行綜合設(shè)計、裝調(diào)與測試的能力，強調(diào)各種設(shè)計方案的實現(xiàn)與創(chuàng)造性思維能力的發(fā)揮，鼓勵創(chuàng)新與突破，要求學(xué)生自擬設(shè)計方案并自行設(shè)計電路，應(yīng)用新技術(shù)、新器件，書寫綜合性實訓(xùn)報告，可2-3人1組。目的是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力、團結(jié)協(xié)作精神及新技術(shù)、新器件應(yīng)用的能力。

（二）重視學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[5]。

1.因材施教，鼓勵創(chuàng)新，培養(yǎng)拔尖人才。

在創(chuàng)新實訓(xùn)和綜合實訓(xùn)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，對有創(chuàng)新設(shè)計思想，能力較強的優(yōu)秀學(xué)生，可以免做普通實訓(xùn)的內(nèi)容，安排難度較大的實訓(xùn)課題或?qū)W生自定課題，要求他們自擬設(shè)計方案，實訓(xùn)室提供所需的特殊器件。對實訓(xùn)課題完成較好的學(xué)生可以免考，并給予較高的成績。

2.建立有效的激勵機制。

學(xué)校設(shè)立“學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計基金”，制定獎勵政策?！皠?chuàng)新設(shè)計基金”主要資助運用新思想，新技術(shù)，新器件的電子設(shè)計與制作的課題，學(xué)生每年可以申請；鼓勵學(xué)生進行課外科技活動，將課外科技活動取得的成果與綜合測評掛鉤。

3.成立電子科技活動小組。

電子科技活動小組主要由課外科技活動積極分子和優(yōu)秀學(xué)生干部組成?；顒有〗M所需的儀器設(shè)備由系實訓(xùn)室資助，由學(xué)生管理。他們利用課余、節(jié)假日時間到社區(qū)、學(xué)校和“三下鄉(xiāng)”到農(nóng)村義務(wù)為群眾、師生和農(nóng)民修理家電，充分運用自己所學(xué)的知識為社會服務(wù)，在能力得到進一步提高的同時，也得到了社會的高度評價。

四、結(jié)束語

高職教育在我國起步較晚，經(jīng)過了近幾年的快速發(fā)展，取得了一些成果，但在實踐教學(xué)方面還有很多課題要做，如何將全國電子設(shè)計競賽給予我們的啟示，帶到實踐教學(xué)改革中去，使高職教育在體系、方法和手段上進一步完善和提高，做到質(zhì)和量的和諧統(tǒng)一，是一件長期而艱巨的系統(tǒng)性任務(wù)。

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篇5

關(guān)鍵詞：通信電子線路；仿真實驗；電子設(shè)計

通信電子線路課程是通信類、電子信息類等專業(yè)必修的一門重要課程。它具有理論性、實踐性及工程性強的特點。該課程的重要內(nèi)容是模擬無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備，重點研究它們的組成原理、基本電路和分析方法，并且應(yīng)用模型化的思想來描述電路結(jié)構(gòu)和單元電路。本文根據(jù)應(yīng)用型本科院校電子信息工程專業(yè)對通信電子線路課程的設(shè)置要求，對該課程的教學(xué)現(xiàn)狀和教學(xué)改革方法予以探究。

一、通信電子線路課程教學(xué)現(xiàn)狀

通信電子線路課程具有基本概念抽象、基本單元電路多、分析方法多等特點。在理論教學(xué)中，由于該門課程概念過于抽象，導(dǎo)致學(xué)生對該門課程掌握起來比較困難，進而削弱了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，教師首先應(yīng)對其中的問題予以分析。（一）課程銜接問題通信電子線路課程在電子信息工程中與先修課程、后續(xù)課程聯(lián)系密切，根據(jù)我校電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)方案可知通信電子電路的先修課程有：數(shù)學(xué)、物理及信號與系統(tǒng)等課程，后續(xù)課程有數(shù)字通信、通信技術(shù)等課程，而在實際的教學(xué)中，教師往往會忽略課程銜接這一問題，導(dǎo)致學(xué)生很難理解其中的概念，使得學(xué)習(xí)效率得不到有效提高。因此教師一定要對課程的銜接問題予以高度重視。（二）理論與實踐脫節(jié)問題在課堂理論教學(xué)中，講授的電路大多是分立元件組成的電路，并沒考慮實際電路的高頻效應(yīng)，學(xué)生在課堂上接觸不到實際電子產(chǎn)品及實際應(yīng)用電路，在實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容通常又是以驗證性為主，綜合實驗和創(chuàng)新實驗偏少，自主性設(shè)計實驗幾乎不涉及，使得理論與實踐往往是脫節(jié)的。因此，理論聯(lián)系實踐是通信電子線路課程教學(xué)改革的重點內(nèi)容。

二、通信電子線路課程教學(xué)改革的方法

（一）重視課程的系統(tǒng)性

圍繞模擬發(fā)射機與模擬接收機這“兩條主線”展開教學(xué)，對于超外差式接收機中，高頻放大模塊、中頻放大模塊放在高頻小信號放大器這一章節(jié)中講授，而對于混頻檢波則應(yīng)在頻譜搬移電路中講授，本地振蕩模塊則課在正弦波振蕩器中講授。通信電子線路的每一章節(jié)介紹最終都要回歸到模擬發(fā)射機和模擬接收機這兩條主線當中，在教學(xué)中使學(xué)生形成系統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀點。

（二）重視課程的聯(lián)系性

聯(lián)系是客觀的，事物之間是有普遍聯(lián)系的，而對于通信電子線路這門課程來說，教師應(yīng)考慮其與前后續(xù)課程之間的聯(lián)系，在電子信息工程專業(yè)中，通信電子線路的教學(xué)應(yīng)通過前續(xù)課程引出后續(xù)課程，如在講解基礎(chǔ)知識這一章中的選頻網(wǎng)絡(luò)、串聯(lián)諧振回路、并聯(lián)諧振回路、耦合回路等知識點時應(yīng)與“電路分析”中的頻率響應(yīng)、互感耦合磁路結(jié)合進行教學(xué)；在講解諧振功率放大器時，要注意分析高頻小信號放大電路與低頻功率放大器的異同；講解頻譜搬移技術(shù)和數(shù)字調(diào)制概念，要先引入頻譜概念，這樣才能使學(xué)生將前后的知識聯(lián)系起來進行綜合學(xué)習(xí)。

（三）電路仿真演示與實驗操作相結(jié)合

通信電子線路課程具有原理復(fù)雜、概念抽象等特點。實驗環(huán)節(jié)作為教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是學(xué)生理解概念、掌握學(xué)習(xí)方法的重要手段，因此教師要重視將課堂上典型電路的仿真演示與實驗室的實驗教學(xué)相結(jié)合。在教學(xué)過程中充分運用多媒體對電路進行仿真演示，使復(fù)雜、抽象的理論形象生動，便于學(xué)生理解和接受。在實驗教學(xué)中，要選取比較有代表性的實驗，如選頻小信號放大實驗、諧振功率放大實驗、集成調(diào)頻發(fā)射、接收系統(tǒng)實驗等。使學(xué)生在實驗操作中加深對知識的理解，逐步培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

（四）結(jié)合電子設(shè)計競賽，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力

通過大學(xué)生電子設(shè)計競賽來培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。大學(xué)生電子競賽需要綜合運用所學(xué)的電路相關(guān)方面的知識。因此，在教學(xué)過程中可以將大學(xué)生電子設(shè)計競賽和本課程教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，增強學(xué)生綜合運用知識的能力，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程的主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、結(jié)語

本文對通信電子電路課程教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)問題及教學(xué)策略的分析，目的在于探索出適合通信電子電路課程的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，進而提升教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

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篇6

《電子設(shè)計初步》是計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)面向職業(yè)崗位所設(shè)置的行業(yè)通用能力培養(yǎng)課程，是校企合作開發(fā)的基于電子產(chǎn)品設(shè)計與調(diào)試典型工作過程的課程，對學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。課程定位為專業(yè)基礎(chǔ)課，在新生入學(xué)的第一學(xué)期開設(shè)。通過本課程的學(xué)習(xí)可使學(xué)生具備電子電路分析、設(shè)計和制作的基礎(chǔ)知識和相關(guān)的基本職業(yè)技能，為學(xué)生就業(yè)打下堅實基礎(chǔ)；激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，明確專業(yè)發(fā)展的方向；提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)作好前期準備。

二、課程設(shè)計實施

（一）課程的培養(yǎng)目標

通過本門課程的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生具備以下四種類型的能力：1、專業(yè)核心能力：綜合利用電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識進行理論設(shè)計的能力；具備一定的生產(chǎn)、生活中的電子電路的制作及維修能力。2、社會適應(yīng)能力：自學(xué)創(chuàng)新能力；團隊合作能力；獨立解決問題的能力。3、行業(yè)通用能力：熟練應(yīng)用Multisim仿真軟件。4、崗位專用能力：元器件識別檢測，儀器的使用及保養(yǎng)。知識目標的培養(yǎng)具體包括以下5個方面：1、認識各種電子元器件，掌握電子元器件的特性、參數(shù)選擇以及檢測方法。學(xué)會常用電子儀器的使用及器件手冊的查閱。2、通過搭建各種典型電子電路，了解元器件在電路中的作用，掌握典型電路的工作原理。3、通過焊接技術(shù)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握焊接技術(shù)機理，掌握合格焊點的質(zhì)量標準。了解生產(chǎn)企業(yè)中電子產(chǎn)品的制造過程。4、熟練掌握Multisim仿真軟件的使用。5、能夠進行一個簡單電路或一個簡單電子產(chǎn)品的設(shè)計、焊接、制作與調(diào)試。

（二）教學(xué)項目的選取

充分利用校內(nèi)外教學(xué)資源，以項目作為教學(xué)的載體，采納企業(yè)人員的建議，基于工作過程選取典型功能電路作為教學(xué)項目。教學(xué)項目實施進程表設(shè)計如下：企業(yè)常用到的一些大型的焊接設(shè)備，例如：波峰焊和貼片焊，在校內(nèi)無法讓學(xué)生親身體驗，因此可采取帶領(lǐng)學(xué)生去校外的企業(yè)參觀學(xué)習(xí)的形式作為教學(xué)的補充。項目一至五為模擬電路，項目六和七為數(shù)字電路，模擬電路是數(shù)字電路的基礎(chǔ)。電路結(jié)構(gòu)的選取由簡單到復(fù)雜，呈遞進關(guān)系。教學(xué)中以學(xué)生為主體，體現(xiàn)了“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式。

（三）教學(xué)項目的具體實施

1、教師給出具體項目后，學(xué)生根據(jù)電路圖選取并檢測所需的元器件。2、運用Multisim仿真軟件進行電路的仿真實驗，學(xué)習(xí)掌握電路的工作原路。3、利用面包板搭建實際電路，進行電路的參數(shù)調(diào)整并調(diào)試電路使其符合性能要求。4、將實際搭建電路與仿真電路對比，進行誤差分析。5、通過舉一反三，對所學(xué)電路進行拓展。6、運用Multisim仿真軟件仿真拓展電路培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力。

（四）課程教學(xué)方法及手段

本門課程教學(xué)方法的使用大體歸納為三點：1、基于企業(yè)實際開發(fā)電子產(chǎn)品的設(shè)計流程，采用仿真與實踐相結(jié)合的項目導(dǎo)向教學(xué)方法。根據(jù)實際教學(xué)需要，將案例教學(xué)法、問題教學(xué)法、擂臺競賽法等多種教學(xué)方法靈活應(yīng)用。同時，注重人文與專業(yè)的結(jié)合，重視做人做事的教育，將職業(yè)道德、職業(yè)規(guī)范、職業(yè)技能的培養(yǎng)有機結(jié)合。2、教育技術(shù)的應(yīng)用：借助現(xiàn)代教育手段，可以使學(xué)生了解行業(yè)最新的技術(shù)信息，開闊學(xué)生的眼界，并促進教學(xué)內(nèi)容更新完善。3、體驗性學(xué)習(xí)的廣泛開展：通過校內(nèi)實訓(xùn)室的實際動手操作，校內(nèi)外企業(yè)的參觀學(xué)習(xí)，使學(xué)生親身體驗，產(chǎn)生直觀的感受，通過體味領(lǐng)悟，使學(xué)生真正弄懂知識，從而收到良好的教學(xué)效果。所使用到的教學(xué)手段主要有：1、采用多媒體教學(xué)影片。2、準備電子教案，并且采用多媒體課件輔助教學(xué)。3、充分利用校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)：學(xué)生可以根據(jù)自己掌握知識的程度有選擇的進行學(xué)習(xí)，通過校園網(wǎng)隨時進入仿真實驗室進行操作。通過大量互聯(lián)網(wǎng)的使用使學(xué)生了解最新的行業(yè)資訊。教師也會給學(xué)生提供一些電子行業(yè)相關(guān)的網(wǎng)站供學(xué)生參考。4、利用真實的實踐教學(xué)環(huán)境。例如：項目八電子產(chǎn)品的制造過程這一知識目標的學(xué)習(xí)，通過帶領(lǐng)學(xué)生進入校外企業(yè)參觀學(xué)習(xí)以及安排學(xué)生觀看多媒體教學(xué)影片的形式來實現(xiàn)。在參觀的過程中，由我們頂崗實習(xí)的學(xué)生給新生做詳細的介紹。一方面，學(xué)生直觀了解電子產(chǎn)品制造的全過程，另一方面，親身感受企業(yè)真實的工作環(huán)境，提前做好心理準備，明確發(fā)展的方向。

（五）課程的評價體系

《電子設(shè)計初步》課程采用項目實施過程的考核機制，企業(yè)參與、教師評定與學(xué)生互評相結(jié)合。總評成績由實踐表現(xiàn)和項目累積成績兩部分組成。其中，實踐表現(xiàn)部分結(jié)合企業(yè)用人標準給個人打分，包括出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度、查閱資料質(zhì)量、電路所測參數(shù)、校內(nèi)、外企業(yè)參觀實習(xí)表現(xiàn)等。實踐表現(xiàn)占個人總評成績的30%。項目累積成績部分給出的是團隊成績，學(xué)生互評推選出優(yōu)秀作品參加小組間的評比，校內(nèi)實訓(xùn)室完成的項目由教師打分給出小組的項目實踐成績；校內(nèi)企業(yè)完成的項目請企業(yè)人員參與評分，項目累積成績占個人總評成績的70%。

三、課程設(shè)計成果及思考

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1．1隊伍建設(shè)充分調(diào)研成績好的兄弟院校的實際做法，結(jié)合我校實際，成立了校競賽組委會和校教練組，并由主管教學(xué)副校長給校聘教練頒發(fā)教練證書。組委會主任由主管教學(xué)副校長擔任，副主任由教務(wù)處處長和實驗中心副主任擔任，教練組組長由熱衷實踐教學(xué)、長期擔任競賽教練的教師擔任，組織歷屆電子設(shè)計校聘教練及各學(xué)院教練以及有關(guān)實驗課程老師，成立研究小組。研究教練隊伍建設(shè)的可行性、可操作性方案，使教練隊伍可持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，使學(xué)科競賽良性運行。

1．2成立校學(xué)科競賽實訓(xùn)基地為進一步推動學(xué)?？萍紝嵺`創(chuàng)新活動的有效開展，本著解放思想、敢于創(chuàng)新的精神，加大研討，深入研究，探索加強學(xué)科競賽等實踐教學(xué)相關(guān)工作的新思路、新舉措和新制度，切實落實本科人才培養(yǎng)根本任務(wù)，成立了校學(xué)科競賽實訓(xùn)基地，設(shè)立研究基金及改革研究項目，以全校本科教學(xué)大討論為契機，以項目研究為驅(qū)動，將學(xué)生的科技實踐創(chuàng)新活動納入日常教學(xué)工作中，與課堂教學(xué)有機融合，與實驗內(nèi)容緊密結(jié)合，創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，形成學(xué)生創(chuàng)新活動的長效機制，保障學(xué)生大面積受益。

1．3自主創(chuàng)新實驗室及題庫建設(shè)依托與國際知名公司聯(lián)合的實驗室成立了3個大學(xué)生自主創(chuàng)新實驗室，成立了13個俱樂部，5～8組/個俱樂部，3人/組。針對歷屆電子設(shè)計競賽題目以及我校培訓(xùn)題目、內(nèi)容等，與時俱進，緊跟各類題目技術(shù)發(fā)展方向，建設(shè)各類題目題庫及設(shè)計方案指南，并將題目題庫及設(shè)計方案指南在學(xué)生科技創(chuàng)新活動中應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，擴大受益面，做到電子設(shè)計競賽活動不斷線。學(xué)生在競賽基地及自主創(chuàng)新實驗室活動的部分場面如圖1所示。

1．4參賽學(xué)生選拔機制改革歷屆參賽學(xué)生選拔是通過理論考試與面試相結(jié)合的方式，這種方法帶來的弊端很多，主要表現(xiàn)在選人不準、意志力看不清、半途逃避等，給競賽培訓(xùn)帶來了困難，浪費了其他同學(xué)鍛煉的機會。在總結(jié)歷屆電子設(shè)計競賽組織過程中出現(xiàn)的這些關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上，對組織、選拔、組隊培訓(xùn)、參賽等過程與管理體制進行了完善，要求各實驗室結(jié)合課改、課外興趣小組等形式對有興趣的學(xué)生進行課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練，記2學(xué)分，形成長效機制，對創(chuàng)新能力強、能吃苦耐勞且意志力堅強的學(xué)生推薦到校競賽實訓(xùn)基地進行強化訓(xùn)練，取得了明顯的效果，其具體選撥參賽學(xué)生機制如圖2所示。

1．5培訓(xùn)指導(dǎo)思想與方法教練隊伍、競賽基地、題目題庫等健全后，重點應(yīng)落在學(xué)生課外的培訓(xùn)中，其培訓(xùn)指導(dǎo)思想為積極認真參與，豐富學(xué)生科技活動，推動教學(xué)改革與課程建設(shè)。建立科學(xué)有效的培訓(xùn)體系，培養(yǎng)學(xué)生提高專業(yè)理論水平、工程素質(zhì)及創(chuàng)新能力，鍛煉學(xué)生意志品德，樹立協(xié)作精神。方法路線為:(1)培訓(xùn)內(nèi)容有針對性、繼承性和前瞻性。(2)培訓(xùn)分階段進行，兼顧知識梯度與受眾面。(3)注重基礎(chǔ)知識與基本技能的培養(yǎng)。(4)強化綜合技能培養(yǎng)，激發(fā)創(chuàng)新能力。(5)注意培養(yǎng)協(xié)作精神與競爭意識。

2實踐教學(xué)內(nèi)容與競賽知識點融合，建設(shè)實踐教學(xué)體系

針對學(xué)科競賽特點及知識點，在學(xué)校實踐教學(xué)體系總框架下，對實踐教學(xué)內(nèi)容進行了改革，研究、探索實踐教學(xué)內(nèi)容與電子設(shè)計競賽有機結(jié)合的新的實踐教學(xué)體系。其中面向本科生開設(shè)了電源設(shè)計、功率電子設(shè)計、自主創(chuàng)新實驗等選修課程，在電路實驗中增加了電阻、電容、電感元件的簡單測量，模擬電子線路實驗中增加了程控增益放大器的設(shè)計，射頻電子線路實驗中增加諧振放大器的設(shè)計，數(shù)字電路實驗中增加FPGA設(shè)計，微機原理實驗要與單片機有機結(jié)合，增加DDS信號產(chǎn)生設(shè)計、輸入輸出控制設(shè)計等內(nèi)容。實踐教學(xué)內(nèi)容與電子設(shè)計競賽有機結(jié)合實踐教學(xué)體系初探如圖3所示。

3結(jié)合改革內(nèi)容具體培訓(xùn)及發(fā)現(xiàn)的問題

經(jīng)有關(guān)實驗課程內(nèi)容改革實施，加之各實驗室教師選拔，推薦到競賽實訓(xùn)基地進行培訓(xùn)的學(xué)生，經(jīng)一個月單人單組基本知識點強化培訓(xùn)與實踐，結(jié)合每個學(xué)生硬件、軟件設(shè)計能力特長，3人一組組隊，每隊再根據(jù)3人綜合特長，選擇1－2個競賽題目方向，進行系統(tǒng)訓(xùn)練，訓(xùn)練題目難度、技術(shù)要求、設(shè)計步驟與方法等嚴格按照國家競賽要求進行。訓(xùn)練作品之一如圖4所示;組隊培訓(xùn)的具體內(nèi)容與培訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)的問題如表2所示。

4成效

4．1實驗課受益面學(xué)生從認知到研究、從單元到系統(tǒng)，對實驗內(nèi)容和模式給予高度評價，認為在電工電子實驗中心真能學(xué)到很多知識，知識和能力得到全面提升。全校80%以上專業(yè)和90%的近萬名/年學(xué)生四年中均受益。實現(xiàn)了“大面積成才，強化優(yōu)秀生培養(yǎng)，促進拔尖生脫穎而出”分類培養(yǎng)目標。

4．2競賽實訓(xùn)基地受益面在實訓(xùn)基地，學(xué)生自由組成科技興趣俱樂部更加活躍了創(chuàng)新氛圍，常年在俱樂部參加課外自主創(chuàng)新實踐活動達500余人，出現(xiàn)了課外實驗室的場地難求局面，寒暑假“俱樂部”也是燈火通明。涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的本科生及其科技作品，低年級學(xué)生被高年級的創(chuàng)新作品深深吸引，90%學(xué)生參加各類競賽和科技活動，把競賽實訓(xùn)基地、俱樂部及自主創(chuàng)新實驗室作為第二課堂。

4．3參賽成績我校選拔了25支隊伍參加了2013年的全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，其中獲全國一等獎7個，二等獎3個，獲陜西省一等獎14個，二等獎7個，三等獎3個。全國一等獎成績名列第四，其中一人獲瑞薩特別獎。2013年競賽成績與2011年相比有了明顯的提高，如表3所示。

5結(jié)語

篇8

關(guān)鍵詞：課程網(wǎng)站；電路分析基礎(chǔ)；精品課程

在精品課程建設(shè)的整體工程中，課程網(wǎng)站的建設(shè)至關(guān)重要。它可以有效地改善教學(xué)環(huán)境，豐富課程教學(xué)資源，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，增強師生交流互動，提高課程教學(xué)效率，從而提高課程教學(xué)質(zhì)量。因此，我們利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段開發(fā)建設(shè)了電路分析基礎(chǔ)課程網(wǎng)站，該課程網(wǎng)站界面友好、使用方便、資源豐富、貼近教學(xué)[1]。經(jīng)過課程組的共同努力，我校電路分析基礎(chǔ)課于2010年被評為浙江省精品課程。電路分析基礎(chǔ)課程網(wǎng)站也于2011年榮獲第十一屆全國多媒體課件大賽三等獎。筆者結(jié)合該課程網(wǎng)站的建設(shè)實踐，介紹電路課程網(wǎng)站的設(shè)計、特色及其在教學(xué)中的應(yīng)用。

1 課程網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計

在電路課程網(wǎng)站的構(gòu)建過程中，我們始終堅持以改善教學(xué)環(huán)境、豐富課程教學(xué)資源、提高課程教學(xué)效率、提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、增強師生交流互動為目的，合理規(guī)劃網(wǎng)站結(jié)構(gòu)。電路課程網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)如圖1所示[2]。電路課程網(wǎng)站采用左側(cè)一級菜單，右側(cè)具體內(nèi)容的固定布局。網(wǎng)站的主頁面如圖2所示。

2 網(wǎng)站特色及其在教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 資源豐富，內(nèi)容完整，實現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)的全程指導(dǎo)

電路課程網(wǎng)站一共開設(shè)了19個欄目，包括各種教學(xué)資料（課程介紹、教案、授課課件、授課錄像）、學(xué)習(xí)輔助材料（在線自我測試、典型習(xí)題與解答、考研輔導(dǎo)）和網(wǎng)絡(luò)資源鏈接等，內(nèi)容完整，資源豐富。課程網(wǎng)站還設(shè)有自學(xué)指導(dǎo)專欄，提供每一章的預(yù)習(xí)提示、新概念、需重點掌握的內(nèi)容和問題，要求學(xué)生帶著這些問題，去教材、課程網(wǎng)站上尋找答案，便于學(xué)生自學(xué)[2]。同時還開設(shè)了優(yōu)秀作業(yè)欣賞欄目，對每次作業(yè)進行網(wǎng)上點評，并且將完成較好的作業(yè)拍成照片掛在網(wǎng)上，以便其他學(xué)生借鑒學(xué)習(xí)。這樣既有課前自學(xué)指導(dǎo)，又有課堂全程教學(xué)錄像，還有課后優(yōu)秀作業(yè)欣賞，對學(xué)生在課前、課內(nèi)及課后整個學(xué)習(xí)過程中都有很大的幫助，引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中循序漸進地學(xué)習(xí)。

2.2 習(xí)題、測試分層設(shè)計，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求

針對學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力以及興趣的不同，電路課程網(wǎng)站上所有的習(xí)題、測試都分層設(shè)計。網(wǎng)站上的習(xí)題分為簡單、中等、較難等多個層次，學(xué)生可以自由選擇習(xí)題的難度，符合因材施教的原則。每一章的在線自我測試欄目有對基本內(nèi)容的測試和對綜合能力的測試。對學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的學(xué)生只要求完成基本內(nèi)容測試，對中上水平的學(xué)生建議完成綜合能力測試。在線自我測試的題目是隨機組題，從而避免了學(xué)生之間的相互抄襲。每次測試完畢，學(xué)生馬上可以看到自己的成績及正確答案，便于學(xué)生自我檢測。為滿足優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，還開設(shè)考研輔導(dǎo)專欄，其中包括難點解析、經(jīng)典習(xí)題和考研參考文獻等。因此，課程網(wǎng)站可以滿足各個層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

2.3 重視實踐，將理論和實踐緊密結(jié)合，提高學(xué)生的實踐能力

在電路課程網(wǎng)站中，除設(shè)置理論教學(xué)模塊之外，還開設(shè)了電路知識應(yīng)用實例欄目，用于介紹電路理論在實際生活中的各種應(yīng)用實例（如圖3所示）。這樣既可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使電路的學(xué)習(xí)不僅僅只停留在解題層面上。同時我們還開設(shè)了實驗教學(xué)和課外科技欄目。在實驗教學(xué)欄目中有實驗項目、實驗預(yù)習(xí)提示、實驗課件、實驗課堂錄像、實驗報告反饋、常用儀器介紹等內(nèi)容。在課外科技欄目中有我校歷屆學(xué)生作品介紹，近幾年我校學(xué)生電子設(shè)計競賽獲獎情況和全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽官方網(wǎng)站鏈接。通過這些欄目，把理論教學(xué)與實踐教學(xué)緊密結(jié)合，重視在實踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。

2.4 充分發(fā)揮教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的作用，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

在電路課程網(wǎng)站中，每個學(xué)生都有自己獨立的賬號和密碼，便于學(xué)生實現(xiàn)自我管理，滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。教師則具有評價、管理功能，教師可以在網(wǎng)上查看所有學(xué)生的測試成績。教師根據(jù)學(xué)生的測試情況，了解學(xué)生對課程相關(guān)內(nèi)容的掌握程度，并在教學(xué)中及時進行調(diào)整，如教師對學(xué)生測試成績普遍較差的章節(jié)進行重點補習(xí)。教師還可以查看每位學(xué)生對課程網(wǎng)站各部分內(nèi)容的訪問量，具體訪問時間及整個班級所有學(xué)生對網(wǎng)站各部分內(nèi)容的總體訪問情況，根據(jù)這些反饋信息及時對課程網(wǎng)站的相應(yīng)內(nèi)容作出調(diào)整，從而真正發(fā)揮教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的作用。圖4為本學(xué)期機電111班學(xué)生測試成績匯總表。圖5為本學(xué)期以來課程網(wǎng)站各部分內(nèi)容的總體訪問情況。

2.5 互動性強，師生網(wǎng)上交流活躍

為了彌補課堂教學(xué)師生交流不足的缺陷，課程網(wǎng)站開設(shè)了主題討論區(qū)、答疑區(qū)和自由討論區(qū)。主題討論區(qū)主要是教師針對所學(xué)知識點組織大家一起探討，請學(xué)生積極參與回答。答疑區(qū)主要是學(xué)生提出疑問，教師來回答，學(xué)生可在該欄目上對自己關(guān)心的問題與教師進行單獨交流與討論，教師針對每個學(xué)生的特殊情況，為學(xué)生在學(xué)習(xí)上排憂解難、指點迷津，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。自由討論區(qū)是學(xué)生對自己感興趣的話題進行探討。課程組教師輪流負責網(wǎng)站的維護，保障網(wǎng)上答疑、專題討論等實時性強的欄目的建設(shè)。本學(xué)期以來各種帖子的數(shù)量計1 200多個（如圖6所示），參與的學(xué)生在90%以上，這些都說明學(xué)生的參與積極性非常高，師生網(wǎng)上交流活躍。

3 結(jié)束語

電路分析基礎(chǔ)課程網(wǎng)站目前已經(jīng)為我校2008～2012級共5屆學(xué)生所使用。自從該網(wǎng)站使用以來，實現(xiàn)了教學(xué)資源的最大限度共享，學(xué)生學(xué)習(xí)電路課程的積極性大大提高，自主學(xué)習(xí)的能力也得到了加強，課程的不及格率明顯下降。表明該課程網(wǎng)站對電路教學(xué)起到了很好的輔助作用，為我們的教學(xué)改革帶來更大的便利和發(fā)展空間。基于該課程網(wǎng)站電路分析基礎(chǔ)省精品課程的建設(shè)也取得了一定的成績。

參考文獻

[1] 劉慶偉，刁文廣，舒云星.模擬電子技術(shù)精品課程網(wǎng)站的開發(fā)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2008（4）：93-95.

篇9

關(guān)鍵詞：EDA；Multisim；虛擬實驗；仿真

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：B

引言

現(xiàn)代社會是電子科技高速發(fā)展的時代，各種新元件、新方法、新技術(shù)層出不窮，工程師們開發(fā)的電子系統(tǒng)也越來越復(fù)雜、越來越龐大、要求也隨之越來越高，要分析、設(shè)計復(fù)雜的電子系統(tǒng)，原始的人工方法已不能滿足要求，為適應(yīng)這種情況，日趨完善的EDA技術(shù)正在逐步取代傳統(tǒng)的電子設(shè)計方法。目前最新最全面的電子設(shè)計技術(shù)還是EDA技術(shù)，它的出現(xiàn)為電子設(shè)計工程師提供了一種全新的設(shè)計理念和方法，因此，掌握好EDA技術(shù)是適應(yīng)新時代電子設(shè)計方面工作的基本技能，當下為了能滿足社會對高新技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，靠傳統(tǒng)的實驗教學(xué)已遠遠不夠，必須把EDA技術(shù)融入實驗教學(xué)中，使學(xué)生能掌握EDA技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)信息社會對設(shè)計人員的要求。

EDA技術(shù)是一門融合了現(xiàn)代電子與計算機技術(shù)，以計算機為平臺對電子電路、系統(tǒng)或芯片進行設(shè)計、仿真開發(fā)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)，Multisim軟件的出現(xiàn)讓實驗室進入課堂成為可能。教師可以根據(jù)講課需求，通過操作計算機運行軟件，模擬各種類型實驗，并根據(jù)需要復(fù)制，使“實驗結(jié)果”可以重現(xiàn)，達到實驗演示與教師講解“同步”進行；通過顯示器屏幕的直觀化展示，使一些抽象的概念形象化，將一些方式、方法以動態(tài)方式圖解；也可以由學(xué)生實際操作，運用Multisim軟件進行仿真實驗，得到“實驗結(jié)果”。在整個過程中，學(xué)生自始至終都能保持極高的學(xué)習(xí)積極性。這樣的教學(xué)方式活潑生動，極大調(diào)動了學(xué)生的積極性，鞏固了學(xué)生的理解和記憶，大大提高了課堂教學(xué)效率。

1電類傳統(tǒng)實驗教學(xué)中的問題

當前所采用的傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式在實驗設(shè)施、實驗方式、實驗課時和實驗教師等方面存在著不少困難和問題。

第一，現(xiàn)在高校的招生規(guī)模每年不斷擴大，存在現(xiàn)有實驗室的設(shè)備型號陳舊，經(jīng)費缺乏、實驗場地緊張等困難，這些問題直接影響到電類實驗的正常運行，如果得不到及時的解決就不能滿足學(xué)生人數(shù)的增長對實驗教學(xué)提出的要求。如果要滿足每人一組的要求幾乎更是不可能的。兩人一組或多人一組的實驗效果必然會大幅下降。

第二，從目前采用實驗方式看，我們采用了一定比例驗證性的實驗形式。由實驗指導(dǎo)書講解某個儀器儀表的原理，或某個電路定理；接著詳細闡述該實驗的詳細操作步驟和方法。學(xué)生只需要依據(jù)實驗指導(dǎo)教材連接實驗箱或者實驗板，最后對測試點加以測量就可以了。采用實驗方式，學(xué)生基本不回去主動思考，所以不利于培養(yǎng)他們獨立思維和創(chuàng)新的能力。而且由于形式陳舊，也影響了學(xué)生對實驗的興趣。

第三，目前每個電類實驗的時間只分配了2個課時。在這樣的時間里學(xué)生完成電路連接，參數(shù)測試和計算，以及結(jié)論的分析是非常緊張的。學(xué)生必須課前進行充分、細致的準備，不然很可能出現(xiàn)的情況是當實驗電路調(diào)試不成功、時間又所剩無幾的時候，學(xué)生干脆放棄實驗，而去直接抄襲或者編造實驗數(shù)據(jù)。這樣的實驗效果是非常不理想的。

第四，學(xué)生人數(shù)的增長，直接導(dǎo)致實驗老師的工作量大幅增加，使得擔負實驗教學(xué)的老師疲于應(yīng)付，沒有更多的時間、精力投入科研和創(chuàng)新工作當中。并且重復(fù)性工作太多，也會直接影響到教學(xué)的質(zhì)量和效果。

2 Multisim軟件的功能及基本特點

Multisim是加拿大IIT公司出品的板級電路仿真軟件，適用于模擬和數(shù)字電路的設(shè)計。該工具包含了電路圖輸入Spice仿真、HDL設(shè)計輸入和仿真、可編程邏輯綜合及其他設(shè)計能力。增加了大量的VHDL元件模型，可以仿真更復(fù)雜的數(shù)字元件，在保留了EWB形象直觀等優(yōu)點的基礎(chǔ)上，大大增強了軟件的仿真測試和分析功能，大大擴充了元件庫中的元件的數(shù)目，特別是增加了大量與實際元件對應(yīng)的元件模型，使得仿真設(shè)計的結(jié)果更精確、更可靠、更具有實用性。

它的主要特點有：

（1）采用直觀的電路圖輸入方式。繪制電路圖需要的元件、電路仿真需要的虛擬儀器都可以直接從圖形界面的工作平臺上選取。

（2）具有豐富的元件庫。按照邏輯關(guān)系分為14個元件箱，而每個元件箱內(nèi)又包含大量元件模型。用戶還可以自行編輯或者創(chuàng)建新的元件。

（3）充足的虛擬儀器。Multisim不但提供11種常用測試儀表，并且所有儀器都與實物相似，所有儀器都可以多臺同時調(diào)用

（4）完整的分析方法。Multisim提供了15種常用的電路仿真分析方法。這些分析方法基本能滿足一般電路分析設(shè)計的要求

（5）操作方便，易學(xué)易用。Multisim與時間元件對應(yīng)的元件模型非常豐富，增強了仿真的實用性。并且給用戶提供了自行創(chuàng)建和修改元件的工具。

3 Multisim軟件用于教學(xué)的優(yōu)點

3.1多用途，節(jié)省資金及空間

傳統(tǒng)的電類實驗要用到很多儀器設(shè)備，而且各種實驗所用的儀器也不盡相同，開設(shè)綜合性實驗用到儀器更多，過多的儀器設(shè)備不僅成本高，體積大，所需空間大，而且連接也十分繁瑣。為了很好地解決這個問題可以使用虛擬儀器系統(tǒng)。不僅虛擬儀器工作平臺的電腦變成多用途，而且實驗室也可以多用途，節(jié)約了設(shè)備成本，還可解決高校實驗室空間不足的問題。

3.2 實驗速度快，效率高

Multisim軟件具有快速、高效的特點，用它可以使學(xué)生的實驗電路只需虛擬調(diào)試成功即可組裝電路，節(jié)約了實驗時間，可以更好的開展各種設(shè)計型性實驗，而且打印機可直接打印出電路原理圖、實驗結(jié)果據(jù)和測試曲線，可以很好地對測試結(jié)果進行各種分析。

3.3 測量精度高，避免產(chǎn)生各種機械故障

傳統(tǒng)儀器是物理實體，儀器長時間使用以后，操作面板上的各種開關(guān)、旋鈕、按鈕會出現(xiàn)接觸不良等機械故障。而虛擬儀器的各種功能是由軟件實現(xiàn)的，用鼠標、鍵盤對其進行操作，避免了出現(xiàn)類似于傳統(tǒng)儀器的各種機械故障。另外，一般傳統(tǒng)儀器的指針式儀表測量誤差較大，而虛擬儀器的測量精度很高。

4 Multisim軟件在電類實驗教學(xué)中的應(yīng)用

利用Multisim仿真軟件，可以進行各種實驗電路的設(shè)計、調(diào)試，如：單管放大電路、穩(wěn)壓電路、多諧振蕩電路等。Multisim仿真軟件在電類實驗中的應(yīng)用可分為以下幾個方面：

4.1 電類虛擬實驗

利用Multisim仿真軟件，可以進行各種實驗相關(guān)電路的設(shè)計與測試，例如：要做虛擬的單管放大電路實驗時，只要在電腦上將用到的“虛擬元件”和測試用的“虛擬儀器儀表”，“擺放”到實驗平臺的仿真區(qū)域，再根據(jù)原理圖，用鼠標操作連接好電路。然后用開啟仿真開關(guān)，進行虛擬測試。實驗中對電路元器件的各種參數(shù)修改很方便，用鼠標左鍵雙擊元件圖標，即可彈出元件參數(shù)修改窗口。如晶體管的型號參數(shù)、電阻的阻值、電容的容值、二極管的型號等均可根據(jù)所需重新設(shè)置，因此，大大提高了實驗效率。

4.2 實驗演示及考核

使用Multisim仿真軟件對電路進行設(shè)計和測試時不但可以使實驗效率大大提高，而且在實驗課中，可以很直觀、便捷地進行虛擬實驗和演示各種設(shè)計電路的工作原理。這樣理論課中學(xué)生難于理解吃透的重點和難點問題，可以通過虛擬實驗的演示來幫助理解。另外使用仿真軟件可以很方便的對學(xué)生實驗?zāi)芰M行考察，如利用仿真軟件的電路故障設(shè)置功能，在電路中設(shè)置一些故障，用以考核學(xué)生對故障的排除能力。故障排除可以幫助學(xué)生加深對理電路原理的理解，高效地培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

4.3 網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗

如果將虛擬實驗室聯(lián)網(wǎng)，則可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗。例如脈沖產(chǎn)生、整形電路，老師利用網(wǎng)絡(luò)對實驗室外的學(xué)生進行講解，然后學(xué)生通過連接學(xué)校的虛擬實驗室系統(tǒng)，運行仿真應(yīng)用程序，就可以進行虛擬實驗，通過調(diào)用器件庫畫出電路原理圖，更換元件，更改信號參數(shù)，觀察、分析仿真的測試結(jié)果，將結(jié)果存盤，在電腦上與理論值進行比較，分析各種結(jié)論，寫出實驗報告。老師可以通過網(wǎng)絡(luò)收集和批改學(xué)生的報告，再向?qū)W生發(fā)送實驗成績。這有助于解決遠程教學(xué)中實驗難的問題。

4.4 進行電路設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

虛擬電類實驗室更好的為學(xué)生營造了良好的實驗環(huán)境，對構(gòu)建以學(xué)生為主體的教學(xué)模式非常有利，更好的培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。如果將虛擬電類實驗室建設(shè)成開放性實驗室，學(xué)生就可以自由上機進行電路設(shè)計和虛擬實驗，除了課程中必須完成的驗證性實驗和綜合性實驗以外，學(xué)生還可以自己設(shè)計電路和選做一些感興趣的實驗。例如在“數(shù)電實驗”中，學(xué)生不僅可以完成規(guī)定的“譯碼器及應(yīng)用”、“定時器及應(yīng)用”等實驗，還可以自行設(shè)計一些趣味性的電路，如交通燈控制、彩燈控制等控制電路以及各種報警電路等，這樣既增強了學(xué)習(xí)氣味性，又可提高學(xué)生的主動設(shè)計能力，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。利用虛擬電類實驗室還能完成較大難度的綜合性或設(shè)計性實驗，如數(shù)字鐘實驗，這是數(shù)電實驗中計數(shù)、分頻、譯碼、顯示及時鐘脈沖振蕩器等組合邏輯電路與時序邏輯電路的綜合應(yīng)用，通過綜合性或設(shè)計性實驗，進一步提高了學(xué)生研究和動手能力。

結(jié)語

用Multisim仿真軟件進行電類實驗教學(xué)非常方便，結(jié)果精確、圖像清晰、現(xiàn)象直觀，對電類實驗教學(xué)是非常好的輔助手段。并且，還為學(xué)生進行綜合性、創(chuàng)造性實驗提供了一個平臺，隨著Multisim仿真軟件的推廣和深入，其必將在電子工程、信息工程、電氣工程、自動控制等領(lǐng)域的輔助教學(xué)中發(fā)揮重要作用。

參考文獻：

[1] 林正盛. 虛擬儀器技術(shù)及其應(yīng)用. 電子技術(shù)應(yīng)用，1997.

篇10

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路課程；實踐平臺；工程設(shè)計；實驗

1概述

在教學(xué)過程中，具備數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計實踐工程能力，涉及相關(guān)數(shù)字系統(tǒng)課程體系教學(xué)與實踐，在各高校的電氣、電子信息類專業(yè)中，數(shù)字電路是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，在后續(xù)專業(yè)課程中，顯而易見，隨著電子產(chǎn)品數(shù)字化部分比重增大，它在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中基礎(chǔ)性地位越來越突出。

因此，培養(yǎng)適合現(xiàn)代電氣、電子、信息技術(shù)發(fā)展的卓越人才，創(chuàng)新數(shù)字電路的課程幾次理論與工程實踐教學(xué)迫在眉睫。

根據(jù)我校近幾年電氣、電子課堂教學(xué)的實踐情況，數(shù)字電路課程應(yīng)該以面向應(yīng)用的數(shù)字電路設(shè)計為核心，在熟練掌握基本電路教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上引入先進的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法的課程教學(xué)和實踐內(nèi)容。

工程實踐過程中，逐步從自底向上的設(shè)計方法逐步轉(zhuǎn)變到自頂向下的設(shè)計方法中來，以教師科研應(yīng)用來拓展，以全面培養(yǎng)優(yōu)秀數(shù)字設(shè)計卓越技術(shù)人才[1]。

2探索構(gòu)建數(shù)字電路教學(xué)中的多層次的創(chuàng)新實踐平臺

2.1多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實驗平臺構(gòu)思。

面向卓越人才培養(yǎng)的數(shù)字電路課程創(chuàng)新實踐教學(xué)，可以分層次進行在各個教學(xué)階段逐步推進，包括：面向基礎(chǔ)的數(shù)字設(shè)計的基本原理與工程創(chuàng)新實驗教學(xué)模塊、面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程設(shè)計教學(xué)和結(jié)合科研項目的創(chuàng)新實踐平臺[2][6]。

多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實驗平臺架構(gòu)如圖1所示。

2.2數(shù)字設(shè)計的基礎(chǔ)原理與實驗教學(xué)。

數(shù)字電路基礎(chǔ)原理和實驗教學(xué)是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的課程體系的基礎(chǔ)入門階段，是培養(yǎng)數(shù)字邏輯代數(shù)與邏輯電路的重要過程，大類可分為時序邏輯電路和組合邏輯電路，其中時序邏輯電路主要包括：鎖存器、觸發(fā)器和計數(shù)器，組合邏輯電路包括，編譯碼器、多路復(fù)用器、比較器、加（減）法器、數(shù)值比較器和算術(shù)邏輯單元等。教學(xué)的目的是訓(xùn)練學(xué)生掌握組合和時序邏輯電路堅實理論基礎(chǔ)，使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能，不但要注重基本數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計理論的理解，同時讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐步了解面向應(yīng)用和現(xiàn)代科技進步數(shù)字電路新的設(shè)計理念[2][3]。

2.3面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程設(shè)計實踐教學(xué)。

隨著電子設(shè)計自動化技術(shù)（EDA）和可編程器件（CPLD）的不斷發(fā)展和應(yīng)用，以EDA技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)字系統(tǒng)理念已經(jīng)成為企業(yè)工程技術(shù)的核心。數(shù)字電路課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生利用中小規(guī)模數(shù)字集成電路器件和大規(guī)?？删幊唐骷M行數(shù)字電路設(shè)計和開發(fā)能力。在卓越工程師培養(yǎng)背景下，結(jié)合前階段數(shù)字電路課程理論教學(xué)和實驗教學(xué)的實際情況及EDA技術(shù)的發(fā)展狀況，適時進行數(shù)字電路課程設(shè)計和EDA技術(shù)課程的綜合銜接，以及課程深度融合[4]。主要內(nèi)容包括：

2.3.1基于Multisim等相關(guān)軟件的數(shù)字系統(tǒng)仿真實驗?？梢詷?gòu)建虛擬數(shù)字實驗系統(tǒng)，不但較好地模擬實物外觀外，還可以利用系統(tǒng)提供的實驗平臺開展實驗的設(shè)計、仿真，進行實驗內(nèi)容的邏輯驗證。

2.3.2基于通用和專用數(shù)字芯片的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計。其主要特點是有很好的直觀性和具體性。

2.3.3基于硬件描述語言（HDL）的數(shù)學(xué)系統(tǒng)硬件描述。采用硬件描述語言實現(xiàn)數(shù)字邏輯設(shè)計，基于EDA環(huán)境仿真和驗證?？梢越Y(jié)合上述（1）和（2）的優(yōu)點，采用硬件設(shè)計軟件化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路課程設(shè)計的實驗教學(xué)中，通過綜合性實驗的自行設(shè)計和實驗，對實驗內(nèi)容、實驗規(guī)模、實驗方法進行了綜合創(chuàng)新設(shè)計[5]。

2.4結(jié)合科研項目的數(shù)字設(shè)計實驗創(chuàng)新平臺。

在高等院校，教師即承擔教學(xué)任務(wù)，同時有各自的科學(xué)研究方向，同學(xué)們可以根據(jù)自己的研究興趣，加入教師的科研團隊，形成教學(xué)與科研互利的良性循環(huán)。面向卓越工程師培養(yǎng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計，可以借助橫向或縱向科研項目形成綜合教學(xué)體系。比如：搭建在線可編程門陣列（FPGA）創(chuàng)新實驗平臺，形成數(shù)字電路、電路線路課程設(shè)計、可編程邏輯器件以及集成芯片系統(tǒng)設(shè)計，形成面向數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的課程體系[3]。同時，應(yīng)用高校與知名企業(yè)建立的校企合作平臺，把企業(yè)界的研究信息和研發(fā)需求引入到教學(xué)平臺，開拓了學(xué)生的研究思路和視野，提升了學(xué)生設(shè)計復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的能力；目前，我校正在與國際知名的半導(dǎo)體公司Xilinx、Altera和Cypress陸續(xù)建立卓越人才大學(xué)培養(yǎng)計劃，利用大學(xué)設(shè)置小學(xué)期，在FPGA和PSoC開發(fā)平臺上進行了面向?qū)嶋H應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計，在實踐平臺上不僅有學(xué)校的任課教師，還有知名企業(yè)派來的一線工程師指導(dǎo)同學(xué)們的實踐，相比改革前，取得很好的實踐效果，同學(xué)們的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計水平得到了提高，同時在編程、接口、通信協(xié)議等方面也有了深刻的認識。

對于優(yōu)秀的學(xué)生，借助全國各種形式的大學(xué)生電子（信息）設(shè)計競賽這個創(chuàng)新平臺，組織他們積極參與，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)研究興趣和創(chuàng)新意識，綜合所應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計知識，發(fā)揮競賽團隊的協(xié)作精神。每年，我們都有部分優(yōu)秀學(xué)生通過努力，創(chuàng)新設(shè)計的作品獲得專業(yè)認可，并取得了良好的參賽成績，也使得數(shù)字設(shè)計課程體系的建設(shè)上了一個新的臺階。

3基于創(chuàng)新平臺的課程體系優(yōu)化與實踐

卓越工程師培養(yǎng)要求的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計課程體系協(xié)調(diào)好相關(guān)電氣、電子類專業(yè)上下游相關(guān)理論課程、實驗綜合性設(shè)計同時得到協(xié)調(diào)發(fā)展。如何實踐論文所提到的創(chuàng)新實驗平臺，應(yīng)該引進現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計理念，重點把EDA軟件、設(shè)計工具、開發(fā)平臺與傳統(tǒng)的數(shù)字電路基礎(chǔ)理論教學(xué)相銜接。我們在這幾年對數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程體系、創(chuàng)新實踐教學(xué)內(nèi)容等方面的進行了改革與探索，取得了一定的成效。經(jīng)過這幾年的實踐，我們逐步構(gòu)建了面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程優(yōu)化體系[5]，如圖2所示。

4不斷探索數(shù)字電路理論教學(xué)內(nèi)容的改革與實踐

4.1以數(shù)字電路設(shè)計為目的強化基本邏輯電路理論教學(xué)。

在進行復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計之前應(yīng)該熟練掌握這些常用基本組合和時序邏輯電路，包括電路的功能、電路的描述以及電路的應(yīng)用場合等。

樹立電路設(shè)計思想首先需要熟練掌握一些基本的邏輯功能電路。其次，樹立電路設(shè)計思想需要理論講解與實踐相結(jié)合，逐步熟悉硬件描述語言的描述方式。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計強調(diào)采用硬件描述語言來對電路與系統(tǒng)進行描述、建模、仿真等[2][3]。

4.2掌握面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)工程設(shè)計方法。

學(xué)生在掌握數(shù)字電路基本概念和一般電路的基礎(chǔ)上，進一步掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的方法、途徑和手段。其主要內(nèi)容包括：數(shù)字系統(tǒng)與EDA的相關(guān)概念、可編程邏輯器件、硬件描述語言、電路元件的描述、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法、開發(fā)環(huán)境與實驗開發(fā)平臺以及應(yīng)用實例的介紹等。這些課程內(nèi)容涉及面較廣，為了提高教與學(xué)的效果，探索總結(jié)了以下的教學(xué)重點內(nèi)容，并作為教學(xué)實踐中的教學(xué)切入點[1]。

隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展與進步，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計在方法、對象、規(guī)模等方面已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的基于固定功能的集成電路設(shè)計[1][2]。現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計采用硬件描述語言（HDL）描述電路，用可編程邏輯器件（PLD）來實現(xiàn)高達千萬門的目標系統(tǒng)。這一過程需要也應(yīng)該有先進的設(shè)計方法。根據(jù)硬件描述語言的特性和可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)特點以及應(yīng)用的需要，在教學(xué)過程中闡述了先進設(shè)計方法。例如：采用基于狀態(tài)機的設(shè)計方法設(shè)計復(fù)雜的控制器（時序電路），應(yīng)用或設(shè)計鎖相環(huán)或延時鎖相環(huán)來處理時鐘信號，應(yīng)用自行設(shè)計（IPcore）軟核來提高數(shù)據(jù)吞吐量[1][2][3]。

4.3深化數(shù)字電路實驗教學(xué)改革。

實驗實踐教學(xué)過程中，注重基礎(chǔ)訓(xùn)練與實踐創(chuàng)新相結(jié)合的實驗教學(xué)改革思路，加強學(xué)生工程思維訓(xùn)練、新平臺工具的使用、遇到邏輯問題的綜合分析能力，理論與實踐相結(jié)合的分析能力。在實踐過程中的提高創(chuàng)新性和綜合性能力，面向應(yīng)用的數(shù)字電路創(chuàng)新平臺建設(shè)，需要不斷提高課程試驗、實驗和實踐過程在教學(xué)中的比例，在符合認知規(guī)律的同時，逐步加強來源與實際需要的綜合性數(shù)字設(shè)計實驗。

5結(jié)語

數(shù)字電路是電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，論文針對當今卓越工程師培養(yǎng)的要求，以及在教學(xué)過程中遇到的主要問題，探討了面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程創(chuàng)新實踐平臺。提出了多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實驗平臺結(jié)構(gòu)和面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計課程優(yōu)化體系。目的在于，通過課程及相關(guān)課程體系改革與創(chuàng)新，使得學(xué)生更快、更好的適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)發(fā)展的需求。

參考文獻

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