電子線路范文
時間:2023-04-09 09:30:47
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篇1
EDA技術即電子設計自動化的英文簡寫,其發展趨勢極其迅猛,應用范圍也不斷地在擴展。該項技術以規模巨大的可編程邏輯器件(PLD)作為進行電子設計的載體,硬件描述語言(HDL)作為系統邏輯描述的一種主要表達方式,通過它來完成對系統邏輯的描述,再依托具有強大功能的計算機,通過運用與EDA技術相應的工具軟件,完成電子系統的自動化設計。這種技術的應用使設計人員得以高效快速地完成設計任務,使設計所用周期時間得以縮短,減少了設計所需的投入成本。20世紀70年代由于計算機及集成電路的急劇發展,使電子技術受到劇烈的沖擊,其更新換代的周期不斷縮減,而專用的集成電路卻不斷提升其設計難度,致使兩者之間的矛盾逐漸擴大,這就使得電子技術要不斷地更新,從而滿足電子產品生產的需要,經過近幾十年的發展,電子設計技術大致經歷了三個主要的發展階段,從初期的CAD階段到CAE階段再到現在的EDA階段,電子設計技術取得了飛躍性的發展。EDA技術最特別之處在于它的設計流程,與傳統自下而上的電子設計流程恰恰相反,EDA技術選擇使用自上而下的設計流程,它從電子系統設計的整體出發,在進行設計之前就將系統中各部分之間的結構規劃好,在對方框圖進行劃分時完成相關的仿真和糾錯工作,使用HDL對高層次邏輯進行描述,并運用綜合優化方法完成所有有關工作,然后通過使用EDA技術,可以幫助用戶實現對系統中任意一項硬件功能進行系統描述,最后再利用現場可編程門陣列(FPGA)或復雜可編程邏輯器件(CPLD)來實現電子系統設計的結果。這種先進的電子技術有效地解決了傳統電子設計技術的弊端,減少了實際應用中出現故障的幾率,從而使設計效率得以大幅度提升。
2EDA技術在電子線路設計中的應用
2.1分頻器的設計要求
分頻器作為最基本的電子線路之一,采用哪種類型的分頻器應根據設計具體的要求進行選擇,通常在設計中下會遇到是選用半整數分頻還是整數分頻等的情況,有時設計也會對是使用等占空比還是非等占空比提出要求,并且在一種設計中也存在同時使用多種形式分頻的情況,這要按照設計要求來決定。結合EDA技術在具體設計中的運用情況,本文以實現基準信號整數分頻作為設計目標。
2.2分頻器的設計思路
將電子系統的輸入信號假定為時鐘信號,再分別對其頻率及周期進行設定,并將占空比設為60兆赫、20微妙和30%,然后把輸入信號當做敏感信號進行4分頻處理,這樣就可以獲得與輸入信號相應的輸出信號。與此同時,還應在另外一個系統中設置一個相關的復位信號,并設置與之相配的記數器,然后使之進入運行過程之中就可以達到實現設計的目的。
2.3分頻器的設計實現
將分頻器分成六個步驟可以使設計順利實現,首先,找到允許程序通過的QuartusII標志,點擊標志從而打開并進入程序;然后創建新的工程項目,基于現有的已完成工程項目,可以執行單擊“OpenExistingProject”的操作,并選擇項目所要保存的路徑,這時可以使用已有的文件夾,也可以根據實際需要另建新的文件夾,之后將與項目相應的名稱輸入進去,這樣就可以對已完成的文件在項目中進行加載,這一系列操作完成后根據試驗箱芯片的型號選擇需要用到的FPGA芯片,并對其進行從芯片封裝到引腳數到速度的自上而下選擇,對芯片的選取范圍作進一步的縮小。完成對芯片的選擇之后,選擇需要對其進行調用的EDA工具,然后點擊出現的工程對話框即完成這一步的具體操作;第三步硬件描述語言文件的建立,通過單擊工具欄中File菜單欄正下方的New圖標,將已編寫好的語言程序輸入到框內,完成后對其進行保存并確定相應的文件名,單擊工具欄中的編譯圖標出現確定并單擊即可,如果出現錯誤警告,則檢查警告信息中的設計問題;第四步是仿真波形圖的建立,可參考上一步進行操作,在對New中的波形文件進行選擇時則有所不同,這時鼠標移至其下面的空白處并進行雙擊,由此進入到時序仿真的端口中,然后單擊OK完成對仿真端口的選擇;第五步仿真設置,在菜單欄中設置仿真的截止時間,一般設為20微妙即可,然后在時鐘對話框中設置其起始時間、運行周期及結束時間,完成輸入設置,最后選擇低或者高電平的數據范圍,完成選擇后進行保存并注意文件與名稱的一致性;最后一步是完成編譯設置,編譯仿真波形圖并使其按照每隔四個時鐘的周期,從輸出端口獲得等占空比的四分頻波形,然后對占空比或者記數器的技術狀態值進行更改,從而實現多種形式的分頻。
3結語
篇2
仿真技術的發展和仿真軟件的廣泛使用,使電子設計自動化程度有了很大程度的提高。使電路設計過程由用實物組建實驗電路進行測試為主的方式,變換為以計算機進行模擬仿真分析設計的電路設計方式。因此仿真軟件的應用使電子線路的設計方法比以往的設計方法優越的多。(1)仿真軟件的使用使電子線路設計的自動化、智能化程度更高,功能更豐富完善,使人類有充足的時間,精力發揮創造方面的才能。(2)仿真軟件的使用節約了原材料和減少儀器儀表等,從而降低了成本。而且可以模擬仿真各個極限情況,如超低頻、大功率、高溫、低溫等。(3)仿真軟件的使用使所設計的電子產品質量和產品的合格率有了很大程度的提高。
2仿真軟件在電子線路設計中的應用
隨著電子設計自動化的發展,仿真技術也得到了很大程度的提高,仿真技術的發展促進了仿真軟件的開發,目前國內出現了多種仿真軟件,但是在電子設計自動化領域用的較多的是EWB和Protel。它們的出現對電子線路的設計起了革命性的變化。下面分別介紹這兩種仿真軟件在電子線路設計中所起的作用。首先,EWB這種仿真軟件和其它的仿真軟件比起來,其界面比較直觀、操作起來也比較方便,它相當于一個虛擬的電子工作平臺,具有豐富的元器件庫,在對電路進行仿真的同時,還可以存儲實驗數據、波形、元器件清單、工作狀態等,可以人為的設置短路、開路、漏電等故障。也可以對各種有源和無源電路,模擬和數字電路進行有效的仿真分析,在EWB7.0(Multisim2001)以上版本特別增加VHDL和VerilogHDL模塊,另外還有射頻電路仿真功能,這是目前眾多通用電路仿真軟件所不具備的。此外,從另一角度來看,隨著計算機技術和集成電路技術的發展,現代電子與電工設計,已經步入了電子設計自動化(EDA)的時代,采用虛擬仿真的手段對電子產品進行前期工作的調試,已成為一種發展的必然趨勢。Protel是一種功能強大的軟件,其內部集成有模數混合仿真器,所以具有仿真分析功能。但它的特點是和原理圖編輯融為一體,只要所有元器件取自仿真測試元件庫,在完成原理圖編輯后就可以啟動仿真操作,不用再次輸入仿真電路,節省了時間;而仿真元件庫提供了數十種仿真激勵振,多種標準的仿真元件,可以對模擬電路,數字電路及數字模擬混合電路進行模擬仿真分折;提供多種仿真分析方式,不僅可以進行一種仿真分析,而且可以同時進行多種仿真分析;以圖形方式輸出仿真結果,直觀性強,并能以多種方式從不同角度觀察分析結果。由于EWB和PROTEL兩款軟件具有很多優點,并且都可以進行仿真實驗,對電路進行仿真分析。所以被廣泛應用于教學和電子產品的開發中。它們可以提供多種分析手段;例如:直流工作點分析,交流頻率分析,瞬態分析,傅立葉分析,噪聲分析,失真分析,參數掃描分析,溫度掃描分析等。它們在電子線路設計中都起著很重要的作用。因為一個電子產品的開發,一個實驗電路的建立是需要滿足很多條件的,電路結構的構建,元器件的選取,元件參數的設定都是有根據的。下面我們以一個5V的穩壓電源為例來分析一下此電路的帶負載能力。此時就要用到仿真軟件。使用仿真軟件對電路進行參數掃描分析。實際上也是通過仿真分析來研究電路參數的變化對電路特性的影響,在實驗過程中我們只需要按照仿真分析步驟畫好電路圖,打開分析窗口設定R的起始值為1Ω,終止值為30Ω,增量步長設為1Ω,掃描形式為線性,選定與R相連的連接點為輸出節點,選中直流工作點進行仿真分析,觀察此時的分析圖看一下電阻取值多大時,電壓不會偏離5V。不僅電阻,也可以改變其他元器件的參數對電路任意節點進行觀看測量。這樣不僅加深對電路原理的理解,還為電路調試和設計提供了很大的方便。通過實例,可以看出運用EWB和Protel能將實驗過程中難以實現的一些實驗現象很直觀的反映出來。這樣有助于學生對難點的理解。除了這個實驗,其它的幾個實驗也能夠利用這些仿真軟件很方便的做出來。仿真實驗的完成對電子線路的設計有著直接的影響,對電子線路設計的幫助是很大的。
3結束語
篇3
一、當前電子線路教學存在的問題
1.教學內容局限于教材。部分教師在電子線路教學中墨守陳規,就教材講教材,不僅教學內容一成不變,就連教學的順序也是嚴格按照教材編排的順序,沒有能夠緊密結合電子線路行業發展實際以及學生認知特點,導致教學呈現出高投入低效益的狀況。
2.教學方式呈現單一化。許多教師在電子線路教學中,采取單向灌輸的教學模式,不僅在教學中忽略學生的學習參與性,沒有能夠將學生充分吸納到教學活動之中,并且在教學中人為地將各個部分的內容割裂開來,如從電路基礎到低頻電路,再到數字電路、高頻電路,每一個部分都形成獨立的體系,相互之間的聯系與銜接出現問題,學生全面理解和掌握較為困難。
3.實驗教學缺乏自主性。在電子線路教學中,教學實驗多為認識性實驗和驗證性實驗,許多學生在實驗過程中完全是對照指導書摘錄試驗數據,然后進行實驗總結,在實驗操作中動手能力與實踐創新能力不足。
4.教學實踐操作性不足。電子線路教學是一門實踐性較強的學科,單純地進行理論教學,難以有效提升學生的綜合素質,對于學生技能水平提高產生了影響。部分教師偏重于理論教學,沒有能夠為學生搭建實踐操作的有效平臺,導致學生理論水平與實踐操作能力發展不均衡。
二、突破當前教學困境的主要途徑
1.整合教學內容,提高教學實效性。針對當前職校電子線路教學中存在的教學內容方面問題,教師應當從兩個方面入手進行整合,首先要結合實際教學需要以及學生認知特點進行教學內容的整合,要敢于打破原有教材的編排順序,可以從電子線路的幾大模塊入手,按照理論到實踐的順序進行教學設計,從基礎知識、單元電路設計一直到仿真實踐,將每一個系統模塊的重點突出來,適應學生的認知特點,在整體教學設計中是吸納小電爐、大電路和集成電路的循序漸進目標。另外,教師在教學中還要保證教學內容的與時俱進,尤其是要緊密結合當前電子線路行業與領域的最新發展成果,將其作為教學補充內容,使電子線路教學工作緊貼行業與科技發展脈搏,提高教學實效性,為培養高素質的實用型人才奠定堅持基礎。
2.優化教學方式,提高教學生動性。在電子線路教學中,教師一定要摒棄單向灌輸的陳舊教學模式,體現學生的主體地位,并充分發揮信息化教學手段的作用。首先要給予學生更多的參與機會,在重難點方面對學生進行點撥之后,將更多的空間交給學生進行研究分析,發揮學生思維的積極性,提高教學成效。例如在教學高頻小信號選頻放大器這一章節的內容時,教師可以設計一組探究題,結合這一章節內容的要點,并與低頻放大器進行對比分析,引導學生在學習中加深對兩者的掌握效果,實現融會貫通的目標。另外,教師在教學活動中還要充分發揮信息化手段模擬演示的作用,如運用Multisim教學演示軟件,能夠清楚地進行模擬電路、數字電路以及混合電路等模擬演示活動,能夠提高學生對理論知識的掌握效果,加深了教學形象性。
3.給予自主空間,提高學生創造力。職校教學工作目的是為了培養創新能力強、操作能力強的綜合性實用人才,因此教師在教學中要給予學生充分的自主空間,提高學生的創造力。教師一方面要在實驗教學中進行教學改革,讓學生更多地參與其中。教師可以引導學生從單純驗證性試驗轉變為探究性試驗,確定實驗需要完成的目標,自主設計實驗計劃,準備實驗器材,并在實驗過程中自己發現問題、解決問題和提煉實驗現象。同時,教師要積極創造機會讓學生參加各類設計與創新競賽活動,以及參與教師牽頭的電子線路類型的科研項目研究活動,提高學生的科研能力。另外,教師還要結合教學內容與進度安排,對學生安排拓展性練習內容,如自主設計電子線路、查找線路故障問題等,在模擬實際條件的情況下提高學生實踐運用能力。
4.理論聯系實際,提高人才實用性。電子線路教學中,教師一定要理論聯系實際,改變單純理論教學為主的模式,將實踐操作融入其中,并將教學從課堂向課外延伸,綜合著力提升學生能力。首先,教師在電子線路教學中要強化實踐操作內容的穿插,課堂上可以通過多媒體模擬演示或者實際操作的方式,配合理論講解活動,提高教學活動的形象性,便于學生把握和鞏固。其次,教師要注重課外實踐與創新平臺作用的發揮,可以與企業、科研單位建立正常性的聯系制度,引導學生共同參與電子線路產品的研發設計,以及改進與生產等環節的工作,能夠讓學生在這樣的實踐環境中提升能力,鞏固課堂所學內容,實現知識與能力的同步發展,在學校與未來就業崗位之間實現無縫對接。另外,教師還可以通過各種課外興趣組織活動這樣的途徑,滿足學生對電子線路研究方面的興趣愛好,促進學生在這一方面的研究水平。
綜上所述,在職校電子線路教學中,教師一定要注重創新,針對教學中存在的不足進行改進,才能夠有效提升教學成效,培養高素質的技術性人才。
【參考文獻】
[1]師亞莉.電子線路課程的工程教學構思[J].西安郵電學院學報.2011(S1)
[2]周圍,韓建,全星慧.仿真演示在高頻電子線路中的應用[J].現代電子技術.2011(07)
篇4
關鍵詞:電子線路 故障診斷 故障處理
中圖分類號:TN710 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)03-0256-01
1 故障原因
對于電子線路來說,工作中故障產生的原因主要有以下一些:
(1)元器件、電路板損壞。在電子線路中,元器件只要有一個損壞都會造成電路故障而無法正常工作。而對于電路板,電路板的連線有一條斷裂或者內部存在短路、開路等現象,都將造成電路故障。
(2)安裝和布線錯誤。安裝時出現斷路或元器件方向顛倒,線路設計不合理,閑置端未作正確處理等,都將造成電路的故障。
(3)連接線故障。比如連接線錯接、漏接、多接等。有的連接線使用時間久了,外部塑封看似完整,實則內部已經斷裂,接觸不良等這都是常見的故障。
(4)人為錯誤。如測試者測試儀器使用不當,測試點位置接錯,測試線斷開或接觸不良等。此外,測試設備本身故障或人為使用方法不當等都會造成故障。
(5)工作環境惡劣。電子線路在高溫、低溫和強干擾環境中工作,將會受到極大影響,嚴重時電路無法正常工作。
2 故障的診斷
電子線路中出現故障是在所難免的,查找故障時,要耐心和細心,認真分析和判斷,一定能找出故障所在,常用的診斷電子線路故障的方法有以下幾種:
2.1 目測感官法
目測法是用眼睛,按照從左到右,從上到下的習慣,對照、檢查電路原理圖和裝配圖,檢查每個器件和集成電路的型號是否正確,極性有無接反,管腳有無損壞,連線有無錯誤(包括漏、錯線、短路和接觸不良等)、元器件有無冒煙等異常情況。此外,還要調動感官,注意電路是否有燒焦味道。
2.2 信號逐級檢查法
先熟練掌握電路各部分的工作原理、工作波形、性能指標等,按照信號的流向逐級尋找故障。一般在電路的輸入端增加一個幅值和頻率都合適的輸入信號,然后用示波器或電壓表逐級檢查信號在電路內部的傳輸情況,觀察、判斷其功能是否正常,如有異常,故障就在此級,發現故障應及時處理。
信號逐級檢查法也可以從輸出級向輸入級倒退進行,即先從最后一級的輸入端加合適信號,觀察輸出端是否正常。若正常,再將信號加到前一級的輸入端,繼續進行檢查,直至各電路都正常為止。
2.3 替代法
用經過測試且工作正常的單元電路,代替相同的但存在故障或有疑問的相應電路,以便很快判斷故障的部位。有些元器件的故障往往不很明顯,如電容器的漏電,電阻的變質,晶體管和集成電路的性能下降等,可以用相同規格的優質元器件逐一替代,從而可很快地確定有故障的元器件。
2.4 估算對比法
對電路進行估算,把正常工作下的參數和電路實際進行對比,找出異常,也可診斷出故障。
2.5 分割測試法
對于一些有反饋回路的故障判斷是比較困難的,如振蕩器、帶有各種類型反饋的放大器,因為它們各級的工作情況互相有牽連,查找故障時需把反饋環路斷開,使之成為開環系統,然后接入一個合適的信號,再逐級查找發生故障的位置。
2.6 對半分割法
當電路由若干串聯模塊組成時,可將其分割成兩個相等的部分(對半分割),通過測試的方法先判斷這兩部分中究竟哪一部分有故障,然后把有故障的再分成兩半來進行檢查,直到找出故障的位置。顯然,采用半分割法可以減少測試的工作量。
應當指出,為了迅速查找電路的故障,可以根據具體情況靈活運用上述一種或幾種方法,切不可盲目檢測,否則不但不能找出故障,反而可能引出新的故障。
3 故障處理
找出故障之后就要及時處理故障,主要有以下方法:(1)若是元器件、電路板損壞,更換性能良好地元器件,檢查電路板,通過補焊、接線或者更換新的電路板。(2)合理安裝和布線。(3)提供良好的工作環境。(4)預先檢測連接線、電源和設備,保證能正常工作,減少故障發生概率,測試過程中做到認真、準確。
4 結語
隨著電子技術的迅速發展,電子線路已深入生產、生活的各領域,品種多、數量大、功能復雜,電子線路中的故障診斷也會隨之變得困難和繁瑣,故障的診斷和處理也需要繼續完善和提高。
參考文獻
[1]陳立新.基于電流電壓檢測法的電子線路故障診斷[J].儀表技術,2009,05.
篇5
關鍵詞:EDA技術;通信電子線路;構成;應用
1EDA技術概述
1.1EDA技術內涵
EDA技術是電子設計自動化技術的簡稱,是計算機輔助技術、計算機輔助制造技術、計算機輔助測試技術以及計算機輔助工程等項目的融合。在EDA技術應用過程中,將計算機作為基礎,借助硬件描述語言完成設計文件,能結合設計需求對設計文件進行集中的編輯和處理,運行邏輯編譯單元、化簡單元、分割單元、綜合單元和估化單元等,確保布局布線效果的最優化,也能有效建立仿真模型。在EDA技術中,要對特定的目標芯片進行適當的適配編譯,保證編程下載效果的最優化[1]。
1.2EDA技術構成
在EDA技術組成結構中,主要分為兩個非常重要的軟件包。第一個軟件包主要是適配器,基本作用就是將綜合器產生的表文件配置在對應的目標器中,產生最終下載文件。需要注意的是,適配器的選定目標期間范圍要結合實際情況進行確定,不能超過綜合器中制定的目標器件。第二個軟件包是綜合器,設計人員在EDA技術應用過程中要集中完成固定系統項目,針對原理圖和狀態圖形進行綜合性描述,發揮綜合器對硬件系統進行編譯和轉化的優勢,生成描述功能性的文件,落實相關需求。另外,在硬件結構參數給定的基礎上,能實現綜合器的全面工作,并且有效建立硬件和軟件的連接,能將電路中的高級語言直接轉化為低級語言描述。EDA技術能在提高電路設計工作實際效率和應用效果的同時,確保電路設計可操作性的完整性,也能促進電子工程技術的全面發展[2]。
2通信電子線路中EDA技術的應用分析
將EDA技術應用在通信電子線路中,不僅僅是為了提高工作的實效性,也是為了進一步升級其實際質量,踐行智能化發展要求和運行目標,積極創設系統化的管控和技術應用措施,也為管理效果的全面優化奠定堅實基礎。
2.1射頻電子線路應用EDA技術
在EDA技術的工具包中,主要涉及的模塊分為以下三種,分別為芯片輔助設計軟件、系統設計軟件和可編程芯片設計軟件。其中,射頻電子線路就是通信電子線路設計中的關鍵模塊,需要設計人員給予高度關注,并且對技術應用類型以及應用機制展開深度挖掘和研究。在射頻電子線路中,要借助軟件結構對編制相關設計文件,借助計算機的相關工具對其進行編輯,踐行自動邏輯編譯的具體操作,應用分割操作對數據和信息進行整合,并且將復雜的程序結構化簡,有效綜合數據模塊和信息單元,建立健全有效的仿真模型和計算體系,從而有效設計布線方案[3]。只有保證每一個工序的完整性,才能有效升級設計流程的完整程度。從而對目標芯片的邏輯映射以及適配編譯等項目進行集中整合,確保編程下載效果的完整性,升級設計效果和設計要求。在實際設計項目中,要利用專業化仿真設計軟件對不同單元的電路進行整合,升級設計效果、仿真實效性以及驗證完整性。需要注意的是,在建立電子仿真元件模型的過程中,由于模型具有典型性,且內部元件參數存在離散特征,因此,會受到電子裝配工藝以及電路連線分布參數的影響。設計人員要對線路進行安裝、測試以及系統化調整,保證整個流程符合實際需求的基礎上,最終投入生產。另外,在實際從設計項目中,也要對電路原理圖和硬件電路制作圖進行整合,將設計元素都在板圖中表現出來,借助設計對電路的性能和正確性展開全面檢查,從而完成設計圖,發揮仿真軟件檢測電路連接效果的優勢,修正基本問題,優化運行效率[4]。除此之外,設計人員也要對設計過程中的EDA技術功能性進行集中整合,若是板的實際尺寸不足,就會增加不同器件的密充效果,對布線規則也提出了更高的要求,使得設計難度增大,需要設計人員結合實際問題進行集中整合。
2.2分頻器線路系統應用EDA技術
在電子線路中,分頻器是基礎項目,需要通信電子線路結合實際情況對分頻器類型進行集中處理,設計線路也要結合半整數分頻和整數分頻進行集中整合,亦或是在同一個電子線路中使用多種分頻形式,從根本上提高整體設計結構的完整性和有效性,利用更加系統化的管理機制和控制措施,升級管理效果[5]。在應用EDA技術的過程中,要對分頻器設計結構進行整合,優化分頻器設計方式的完整性。EDA技術也能將電子系統接收的信號設定為時鐘信號,對敏感信號建立四分頻處理,最終輸出常規性信號,確保復位信號的完整性,配置對應的計數器后,能對信號轉化項目進行整合,落實設計目標。需要注意的是,在實際設計過程中,要對系統中的允許程序進行標注處理。
3結語
總而言之,EDA技術是電子設計技術中的核心項目,是融合了智能技術和計算機技術的項目,在電子線路設計機制和板管理體系中的重點,相關設計人員要升級技術結構和管控措施,優化工作效率的同時,建立健全完整的處理效果,實現技術結構的全面升級,也能為通信電子線路的可持續發展奠定堅實基礎。
參考文獻
[1]黃小英.探析通信電子線路中EDA技術的應用[J].信息通信,2014,44(10):214-214,215.
[2]楊樹紅.通信電子線路中EDA技術的實踐運用淺析[J].山東工業技術,2015,34(23):123-124.
[3]劉南.電子線路實驗教學探索與研究[C].2015年全國高等學校電子信息科學與工程類專業教學協作會議論文集.2015:172-176.
[4]苗澎,唐路,田玲,等.“通信電子線路”課程實驗教學方法探討[J].電氣電子教學學報,2016,38(03):110-112.
[5]李燕龍,陳曉,黃坤,等.創新驅動下實驗方法研究--以OFDM通信系統設計實現為例[J].大眾科技,2016,18(08):18-22.
篇6
關鍵詞 “模擬電子線路” 課程安排 課程設計
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
Analog Electronic Circuits Curriculum Reform
ZENG Heqiong[1], HU Jun[2], XIONG Qiong[1]
([1] Institute of Technology, Wuhan Yangtze Business University, Wuhan, Hubei 430065;
[2] Department of Computer Science, Hubei Vocational College of Bio-Technology, Wuhan, Hubei 430074)
Abstract Analog Electronic Circuits is a required course in college electricity professional, its status is essential in the whole curriculum system. In the analog electronic circuits teaching implementation process, there are some problems such as unreasonable curriculum, teaching materials cannot be adapted to students' cognitive level, the theory of touch with reality, and many other issues. This paper are more than a few issues to discuss and give solutions. After the actual teaching certificate, after teaching reform of Analog Electronic Circuits, can straighten out the students' knowledge architecture and achieve better teaching results.
Key words "Analog Electronic Circuits"; curriculum; course design
1 現有人才培養方案課程體系中“模擬電子線路”課程的安排問題
自長江工商學院電子信息工程專業創建以來,人才培養方案每年都會做相應的修訂。其中的專業理論課的課程安排采用一種“自下而上”的方式,即:首先在大二上學期安排電路理論課程,然后在大二下學期學習模擬電子線路、數字邏輯電路等專業基礎課程,如表1所示。
表1 電子信息工程專業理論課程開課時間表
事實上大多數學校開設的電子信息工程專業的專業課程的開課順序也是如此。這樣開課的好處是:在經過大一整個學期以及大二上學期部分課程(高等數學、線性代數、概率與數理統計、復變函數與積分變換、矢量分析與數理方程)訓練以后,根據現實電路設計過程中抽象出來的電路理論課程需要用到的數學工具,學生比較熟悉,容易接受。第四學期開出的數字邏輯電路、模擬電子線路解決學生在設計電路的時候遇到的實際問題。最后在第四、第五學期開出的信號與系統、數字信號處理兩門課程是解決由實際問題抽象到具體數學模型的問題。
這樣的開課順序固然有其優點,但其缺點也十分突出。因為實際中工程師在設計電路的時候是按照表2所示的過程開展的。而目前采用的開課順序是不符合人的認知規律的。
表2 工程師設計電路的工作步驟
通過觀察設計電路步驟表,可以發現電子信息工程的各個專業課程是解決在設計電路過程中不同階段遇到的不同問題。這種自上而下解決問題的方式的特點是:先提出整體方案,再關注細節的實現。信號與系統課程解決的是整個過程中的第一到第四階段所遇到的問題。數字信號處理課程解決第五到第六階段的問題,電路理論解決第七階段的問題。數字邏輯電路、模擬電子線路解決第八到第十階段的問題。①②
表3 調整后的電子信息工程專業課程開課時間表
從人認知的角度來講,以設計電路過程中這十個基本步驟為主線的開課方式肯定要比打亂認知順序的開課方式更容易讓學生接受。所以筆者提出以信號與系統、數字信號處理為電子信息工程專業的導入課程。具體調整課程順序如表3。
這樣調整的優點是:(1)依據先定義再實現的認知規律,有益于學生理解整個設計電路的過程,明晰信號與系統、數字信號處理兩門課程在整個設計電路過程中的作用,利用模擬電子線路、數字邏輯電路完成電路設計、模擬仿真和具體電路實現功能。(2)掌握相關計算機軟件,在計算機上可以輕易地實現課程中的知識點,使學生從直觀上看到信號與系統、數字信號處理、模擬電子線路等課程的具體作用,能提高學生興趣,為后續課程的學習打下良好的基礎,促使他們對書上的內容產生更深刻的理解。(3)電路理論能使得在設計過程中得到的關于系統的數學表達式轉換為關于電阻、電容、電感的電路方程,這樣電路理論課程本身的作用得以最佳體現。
2 “模擬電子線路”課程教學的新思路
針對人才培養方案中的問題,為了適應電子科學技術的快速發展和獨立學院培養高素質應用型人才的需要,我們從優化課程結構的總體要求出發,整合教學內容,進行模塊化設計,較好地解決基礎與應用、理論與實踐、目前與發展、點線面之間的矛盾,使電子技術課程內容體系具有系統性、科學性、實用性。我們將該課程體系劃分為:理論課程、實驗課程、技能培訓三部分,其中理論課程是模擬電子線路,實驗課程是模擬電路實驗,技能培訓包括專業實訓實驗、電子工藝實訓和模擬電路課程設計。具體提出如下的解決方案:
2.1 積極引進經典教材或者由教師自編教材
由于獨立學院學生相對于一本、二本的學生,在學習能力、自我約束、邏輯分析問題能力、學習主動性等方面有所欠缺,因而面對模擬電路課程更加容易產生厭學情緒。如何提升他們學習模擬電子線路的效率,提高其分析問題、解決問題、以及動手的能力,是擺在教師面前的一個難題。目前很多教材都不太適合獨立學院的學生使用。所以應該結合獨立學院的特點,教師自編教材,可以綜合經典教材優點和自身學生的特點,除了要符合人類思維習慣以外,還要穿插具體實例,先定義再實現,利于學生理解與學習。
2.2 實踐教學改革②③
(1)目前模擬電子線路的實驗環境多數是使用實驗箱,如果安排過多的驗證性實驗,單純的插拔導線,機械的連接器件,使得實驗課程枯燥乏味,難以提起學生興趣。結果是學生匆匆忙忙完成實驗下課,實驗背后的意義卻不能完全理解。所以適當增加技能培訓課程是十分必要的。
(2)考慮到大多數學生零基礎的客觀情況,開設專業實訓和電子工藝課程,利用實驗室提供的電路圖、PCB板以及裝配器件、電烙鐵、示波器等工具,制作一個收音機或者萬用表,專門用來訓練學生的基本功。具體目標是使學生從“冰冷”的書本知識回歸工作實際,讓他們對電路有感性認識,并在此基礎上培養他們識圖、識器件的基本能力以及焊接技術。與此同時在裝配過程中教師可以講解PCB板的相關知識,拓寬學生的視野。
(3)完成了基礎模擬電路實驗、專業實訓和電子工藝課程之后,開設1~2周的課程設計是非常必要的。課程設計的目的是讓學生通過動腦動手解決一兩個實際問題, 鞏固和應用在本課程中所學的理論知識和實驗技能。課程設計不僅能給學生提供一個理論聯系實際、提高動手能力的機會, 還可以讓學生利用這較短的時間,對所學的理論知識有一個充分、系統、全面的消化和吸收的過程。
課程設計過程安排如下:①教師結合工程實際應用,擬定綜合性的課程設計題目,給出設計任務書。②學生根據所擬課題查閱有關書籍、手冊,組織討論系統的總體規范和具體功能,并提出“粗”的系統框圖。其后,對于“細”的電路,通過教師引導和分析、比較設計電路方案,計算參數,選取元件,確保學生知道框圖中模塊使用什么電路適合。這樣做的好處就是能夠讓學生看到電路設計在實際當中的應用,進一步激發他們的求知欲,這也符合“以問題為向導”、“以任務為導向”的教學思想。在這里以一個心電采集系統為例來進行說明,具體框圖如圖1。這個采集系統前端經過6個模塊之后,輸出的地方接入示波器可以看到漂亮的心電信號。在討論這幾個模塊電路的時候,教師應該讓學生在書中找到相應的章節:放大電路和濾波電路。有了理論支持,再對具體電路進行討論,如何對書中電路圖進行修改才能滿足系統需要。為了盡可能囊括模擬電路的知識點,所以添加模塊7到模塊10,作用是在無心電信號輸入時報警。③學生完成理論設計后,學生通過EWB、EDA、PROTEL等計算機輔助工作平臺仿真,極大地提高了學生的學習興趣和教學質量,進一步利用PROTEL制作電子線路板。④根據仿真結果進一步修改、完善電路,購置相關器件,首先學生通過面包板搭建電路,設計方案最終實現。最好一個模塊一個面包板,這樣不但可擴展性好,還可以有效地檢錯。⑤整體電路焊接,并對電路進行調試、分析、性能測試和故障排除等,完成設計,得到標準信號。⑥學生撰寫課程設計報告,必須參加答辯,對于分組中的同學,教師要分別就設計細節提問,確保無“寄生蟲”現象的發生,根據學生回答問題的情況和課程設計完成情況,指導教師給出最后的成績。
圖1 心電信號采集系統框圖
(4)建立“電子開放實驗室”,讓學生自主地利用業余時間在實驗室設計、調試自己的作品,為學生提供一個自主學習、創新制作的平臺,為提高學生學習的積極性提供了條件保證。
3 結束語
在幾年的教學工作中,常常發現非常多的學生對學習產生迷茫,覺得學習的課程并不具有實用價值。面對這種困惑,本文梳理整個人才培養方案中專業課程之間的關系,指出從工作出發或者以實際問題出發的教學安排,更能激發學生的學習興趣,學習效率得以提高。
注釋
① 康華光.電子技術基礎-模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2006.
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關鍵詞: 《電子線路》 教學 策略
《電子線路》是電子電工專業中理論性、實踐性都很強的主干專業理論課程,其涉及的基本理論和分析方法對學生專業能力的培養起著相當重要的作用。但由于該課程知識容量大、涉及面廣,其理論頗具抽象性,學生又缺乏實踐經驗,因此,學習過程中學生容易產生畏難心理。長期以來,以教師為中心的傳統教學模式難以實現課程的教學目標。如何有效開展《電子線路》教學,不僅影響其他專業課的學習,也會影響學生專業能力的形成和綜合素質的提高。筆者在多年的《電子線路》教學中進行了教學策略的探索與實踐,獲得了不少體會,在此作一闡述,以求拋磚引玉。
一、創設情境策略
創設情景策略就是在教學中教師不斷地創設問題情景,引發學生的認知沖突,從而達到新知識意義建構的過程。它是以現實生活中遇到的問題為目標,讓學生在類似現實的情境中學習的教學策略。
《電子線路》課中有豐富的資源可創設學習情境,例如:在“組合邏輯電路的設計”這一節的教學中,課前,我自制了簡易的“舉重比賽成績判定”器,上課時先演示給學生看,然后提出問題,讓學生根據這個電路的功能自己設計出電路。同時還提出了三人表決電路、交通燈控制電路和雙聯開關控制電路等與現實生活有關的三個課
題,學生可根據自己的興趣選擇課題進行電路設計,很多學生都會積極地完成。
二、化整為零策略
化整為零策略就是由教師根據教學內容先提出整體性的學習任務,讓學生自己嘗試將整體任務分解為各個局部的子任務,然后自主地發現完成各子任務所需的相應知識技能,并通過自主思考或小組探究,使問題得以解決、整體任務得以完成的過程。在教學實踐中,由于職高學生理解問題的局限性和背景知識的不完全性,學習任務分解困難,教師應成為學生的協作者和指導者,且隨時、隨機進行引導,為學生的學習成功提供強有力的支撐。
例如:在“帶有放大環節的串聯型穩壓電路”的教學中,我把這節內容的教學分解成以下幾個子任務:①電路的組成,包括各元器件的連接和作用。②電路的工作原理。要求學生能利用前面學過的知識,如靜態工作點的穩定過程,也就是用舊知識去“同化”新知識,又加上第一子任務的結果,從電網電壓變化和負載變化這兩方面分析,絕大部分學生都能分析其穩定過程。③輸出電壓可調范圍的計算。可以根據分壓原理來推導,在完成這個計算時有了前面靜態工作點的近似計算的基礎,學生完成就相對輕松多了。④故障分析與檢修。這一任務必須在完成以上幾個子任務后才能完成,以上幾個子任務完成好,這一任務就很好地完成。因為知道元件的作用,會分析電路的工作原理,那么,哪個元件出現問題,會出現什么現象,應怎么處理,這些問題就會迎刃而解。在整個學習過程中,學生是以不斷完成子任務的學習來完成全部的學習任務,而子任務的學習難度相對小一些,這樣就可以化解學習困難的矛盾。
三、梯度深入策略
梯度深入策略就是在學習中通過教師的幫助使知識的重點、難點逐漸地自然地深入并成功過渡、遷移給學生的過程。在實踐中教師逐步引導,使學生掌握和內化那些讓其從事更高認知活動的技能。這種技能一旦獲得,便可以在更多的學習中進行自我調節。當然,教師必須在“導”字上下功夫,重在引導,而不是包辦代替。
例如:在由集成運算放大器構成的“反相輸入比例運算電路”這節內容的教學中,我設計了這樣三個問題:①集成運算放大器的兩個重要推論“虛短”、“虛斷”在這里是怎樣體現的?使學生很自然地得到了“虛地”和I1=If這兩個結論。②電路的Vi和Vo分別等于多少?(分別是該點與參考點之間的電壓),再根據放大倍數的定義,閉環電壓放大倍數Avf就可以推導出來了。③公式中的“―”表示什么意思?輸出信號的極性與輸入信號的極性相反。這樣,學生能沿著這三個階梯很方便地完成這部分內容的學習。其實《電子線路》這門學科中有很多內容都可以用這種教學方法,且效果很好。特別在復習課中教師更應創設問題的情境,讓學生在問題解決中探索,通過知識的應用,收到鞏固知識、訓練思維的雙重功效。只要階梯設計得好,可以大大地降低學習難度,同時還能充分發揮學生自主學習的積極性。
學生綜合素質能力的培養應該是當今教學的主要內容,教師應有以學生為主體的教學意識。學生不再是知識的被動接受者,而是知識意義的主動建構者。使學生在課堂上始終積極參與、相互交流合作,讓他們真正成為知識意義的建構者,使他們的思維、表達、實踐和合作能力都能得到充分發揮,這對培養學生的創新意識和實踐能力都有很大的好處。
參考文獻:
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1.中職電子線路課程理論與實踐結合教學策略
1.1提高學習興趣策略學習興趣是能力培養的前提。因為學生的自我監控是學生自主地、獨立地、自覺地從事和管理自己的學習活動,而不是在外界壓力和要求下被動地從事和管理自己的學習活動。中職學校學生僅憑他們的初中的文化基礎,要學好《電子線路》的系統理論,恐怕不現實。如何調動積極性,使學生主動積極學習是元認知能力培養的首要任務。教師可采用多種教學手段調動學生的學習興趣。如利用多媒體教學手段,把抽象的內容具體化,復雜的過程簡單化,枯燥的內容形象化,從而獲得優異的成果。例PN節的形成,在教學中的難度較大,若利用多媒體技術,形象地演示載流子的擴散運動和漂移運動,起到了化難為易的作用,且提高課堂效率,學生也會被多彩的電子世界所吸引。教師也可以根據中職學校學生理論接受差,但喜歡動手的特點,擴大他們學習的興趣,引導他們學習專業理論。在《電子線路》教學中,給學生電阻,三極管,二極管,電容等元件,讓他們打開整流電路,收音機等查找元件,加深認識,用萬用表測量各元器件,并進行一些小小的制作:電子門鈴,收音機等,學生的學習積極性很高,在制作過程中遇到困難就會請教老師,教師再指導學生學習系統理論知識,學生就更容易理解。從而將學生的被動學習轉化為主動學習。
1.2設置自我學習目標,明確學習目的的計劃策略。中職生本身學習自控調節能力差,那么在教學中,教師就要有較好的控制能力,有意識地讓學生按自己的計劃主動來完成。如布置預習任務,檢查學習結果,讓學生自己制訂學習目標,并將大目標轉化成一個個的小目標,逐步完成小目標。如;計數器,譯碼器,顯示器等電路是一個個小單元,講完后,將一個個單元串接起來,形成計數顯示器,這樣學生就有清晰的概念,清晰的思路,較好完成學習任務。若讓學生自己動手將獲得更好的學習效果。
1.3啟發自我提問、誘發學生產生元認知體驗的策略。愛因斯坦曾經說過:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要”。在中職學校,學生提問的現象較少,大多數學生只要問題的答案,對其解決問題的過程漠不關心。自我提問,就要在教學中不時提供一系列啟發式問題,讓學生在解題過程中,依據這些問題進行自我提問,啟發自己的思路,并對思維進行自我監控,自我調節。
1.4構建新型師生關系,強化元認知訓練《電子線路》在教學中教師必經摒棄“教師講,學生聽”這種壓抑呆板的單向交往的形式,采用多種途徑啟發學生用眼觀察,動手操作,動腦思維,語言表達,教師扮演的角色既是組織者又是積極的參與者,還是學生的朋友,實行教學民主,師生之間,關系融洽,讓學生敢于提問,敢于討論,甚至爭辯,使教學更有生氣。
1.5教學內容上要實現結構更新,現用的職高教材是不適用我校的職高生的,我校電子專業的學生,由于其文化課基礎本身就比較差,對于專業課的學習更是難上加難。因此對于教材必須做出適當的處理。一方面針對現在的中職學生文化素質低,理解能力弱,以及中職學生畢業后主要從事操作性工作的客觀實際,在組織教學時,理論要求應適當降低,要避繁就簡。例如,在進行二極管的教學時,應以講清二極管的特點、功能、應用及注意事項為主,對其內部PN結的形成過程,載流子的運動規律等微觀內容要略講,甚至不講。另一方面要注意在教學中應以分立電路為基礎,以集成電路為重點。分立電路是電子線路發展的基礎,因此,在學習電子線路時必須從分立電路開始,建立電子線路的基本概念,掌握基本的理論和基礎的分析方法。但也要看到,隨著電子技術的發展,集成電路在實際應用中已日趨廣泛。
2.實施先分散后集中式電子線路實訓法
在筆者多年電工電子教學實踐中,就常采用以下的一種教學方法――先分散后集中式電子線路實訓法,深受學生們的喜愛。一實訓內容的選取考慮到學生的工作興趣和實訓的難易程度,最終確定,收音機線路的安裝為實訓的主要內容,收音機的組裝為輔。二實訓前的各種準備和實施在平時實驗課的時候,通過布置如基本放大電路的安裝,使同學們鍛煉讀圖能力,安裝調試的各種技能,正確的使用萬用表。
2.1進行“煽動性”的思想動員。早在學期初時,就指出期末將進行一周的電子線路實訓,課題是收音機。從實訓的內容和所需理論知識兩方面引起學生上課的興趣。在實訓開始時又進行動員,著重從能力的培養來強調實訓的重要性,理由如下:1)通過收音機制作,能把電路原理圖上的電子元器件符號與元器件事物聯系起來;2)通過收音機制作,能學會焊接工具的使用,操作方法;3)通過收音機制作,能熟練使用萬用表,并利用萬用表排除電路故障。4)通過收音機制作,能對各種元器件特性進行測量,并判斷二極管的極性,三極管的管腳,并能根據色環判別電阻。
2.2選擇適當的時機進行實施。通過多年的教學實踐,筆者認為在學習完《電工基礎》,《電子技術》上完晶體管,基本放大電路和集成運算放大器后比較合適。學生這時已具備一定的電工理論知識。
2.3安裝工藝評分和實訓報告。
2.3.1工藝評分。沒有評分,有些學生就會偷懶,做得認真的學生就會缺少一點成就感,因此從以下幾個方面來評定學生成果的等級:電路板元件排列是否合理,安裝是否符合要求,底板焊點是否良好,焊接連線布線是否良好。收音機能正常工作的另外進行加分。比如焊點好壞的判別:一個合格的焊點表面光潔度好,呈半球面,沒有氣孔,各焊點大小均勻;不合格的焊點表面有毛刺,各焊點大小不一致,焊點附近斑斑點點,焊點表面有氣孔,甚至元件引腳能動,撥動元器件引腳時引腳與焊點脫離,這樣的焊點不合格,就是虛焊,假焊,在電路中會出現接觸不良故障。
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關鍵詞:中職 電子線路 教學模式
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2013)10-0073-01
中等職業學校人才培養目標是培養在生產第一線從事技術、管理和直接操作的勞動者,教學過程首先要激活學生的學習興趣和求知欲,然后通過直觀的感性認識逐步上升為理性認識,最后對理論知識進行探究、理解和掌握,進而培養對具體問題的分析和解決的能力。下面就教學過程中采用的幾種教學模式提出來供同行商榷。
一、接受學習與發現學習相結合的模式
1.實施模式流程。首先,教師將定性知識以接受學習模式呈現給學生,學生以發現學習的模式通過對書本內容探索理解以及對實物或教具演示的觀察比較分析,從直觀思維上升到分析思維,最后將理性與感性有機結合,達到對知識的升華頓悟。
2.教學例證。教師給出定性知識,例如:橋式整流將交流電轉變成脈動的直流電,再經過電容濾波后,脈動直流電將變得平滑,且輸出電壓平均值將增大。
學生通過發現比較轉化知識;教師實驗演示讓學生觀察各級波形,學生對各種波形及變化有一形象的認識后,再改變濾波電解電容的大小,觀察此時波形平滑度和幅值有何變化,讓學生思考或討論,應用所學知識去解釋現象,最后教師再作歸納和總結。
二、提問問題和解決問題的模式
1.模式的三個階段。問題表征階段是學生對要解決的問題進行表征和理解;策略選擇階段是在充分分析問題的各個方面后,提出可以用于解決問題的途徑,并進行假設驗證,最后形成自己解決問題的理念和策略,提出具體方案;問題解決階段是將學生提出的種種方案歸納總結,以教師為主導,以學生為主體對各種思維過程的正確性和策略選擇的合理性進行檢查和評價。此模式能培養學生發散思維能力,采用此模式時,第二階段教師要給予學生一段時間思考。第三階段教師應注意向全體學生巧妙設疑并善于評價,達到教學互動目的。
2.教學例證。在學習完RC積分電路的結構原理后,提出如何改變輸出三角波的幅值,學生從波形變化的過程及條件分析,得出可以改變電阻R、電容C或矩形脈沖的tp這幾個參數,而每個參數的增大或減小又如何影響輸出三角波的幅度,通過學生的分析,讓他們自己搞清楚其中的因果關系,繼而明白利用積分電路可以從寬窄不同的脈沖串中,把寬脈沖選出來。這一過程使學生領悟了具體問題如何全面、靈活地分析,掌握我們一些常用的分析電路的方法。
三、獲取知識與應用知識的模式
對知識的學習有知識輸入、轉化、輸出三個階段。知識的輸出即是知識的應用,例如在書本對共發射極放大器、共集電極放大器和共基極放大器的特點列表比較后,提出在多級放大器中為何共發射極接法用在中間級,而共集電極接法則常用來作為輸入、輸出級,同學們經過思考議論后得出結論,因為共發射極接法電壓放大倍數和電流放大倍數都較大,功率增益高,多級放大器采用這一形式作為中間級主要目的是提高增益;而共集電極接法功率增益低,但輸入電阻大,輸出電阻小,正好符合信號源及帶負載的要求,所以常作輸入、輸出級。接著教師再找出一些實例電路讓學生分析,總結規律。
四、知識遷移和知識類比的模式
教學過程中很好地運用知識的遷移和類比模式可使學生化難為易,去繁為簡,思維清晰,迅速掌握新知識。通過對不同學科知識比較和歸納,從而對學科知識進行整合,達到了舉一反三,觸類旁通的效果。例如將數學中十進制的進位規則遷移到二進制中,學生就很容易理解二進制轉化為十進制時的“乘權相加法”。再如將邏輯代數與代數類比。
五、感性知識上升為理性知識的模式
人的認識過程是從感性知識上升為理性知識的過程。因此,正確的教學方法是先從多途徑建立起感性認識,然后運用歸納類比和演繹推理的邏輯手段實現認識的飛躍。這樣的理性認識才能成為有源之水,有本之木。感性認識可以通過下面幾種方法獲得。
1.實物:實物的直觀性使學生一目了然,如二極管、三極管、可控硅,集成穩壓器等等,應注意盡量使實物型號齊全,讓學生比較分析。
2.演示實驗:很多電路的原理、元器件的特性、信號的變化過程可通過示波器、萬用表等顯示測量出來,應盡可能地在課堂演示給學生看,既可提高學生的學習興趣,又可靈活地設疑讓學生討論分析。
3.參觀:適時按排到工廠參觀,使學生對電子產品的生產過程有一初步了解,對生產操作工藝有一初步印象,更能激發他們為未來走上工作崗位而學習的熱情。
參考文獻
[1]譚鐵龍. 中職電子線路教學模式的創新研究[J]. 中國科教創新導刊,2012,35:45.
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【關鍵詞】 電子線路CAD Protel 模擬生產 CBE
近年來,隨著電子技術的發展,在電路設計中,根據設計的復雜程度大多數工作都可以交給計算機完成,因此減少了設計中繁瑣的手工勞動,從而保證了設計的規范化。因此,電路設計自動化EDA已成為當今時代電子設計的潮流。
Protel 設計系統是一套建立在IBM兼容PC環境下的電子設計自動化軟件系統,由于其具有高度的集成化與可擴展性,受到廣大用戶的喜愛并很快接受,迅速成為世界計算機平臺上最流行的電子設計軟件,并且作為新一代電氣原理圖工業標準。利用Protel進行電路設計已作為大專院校電子及計算機控制專業畢業生必須掌握的技能之一,很多學校開設了《電子線路CAD》這門課程。并以Protel軟件為主要講授內容。并將該課程定為電子工程專業的主干核心課程,其培養目的是:通過《電子線路CAD》這門課程的學習,掌握用Protel計算機輔助設計軟件按照電路設計的一般流程繪制電路原理圖、印刷電路板的方法,從而具備設計印刷電路板的能力。那么本課程的課程建設體系就顯得十分重要。
1. 課程建設改革的特色
1.1以軟件應用、設計工藝及規范、電路仿真、布局布線技術、印制電路制板技術為教學基本內容,并將教學從軟件的使用拓展到實際電路仿真和PCB印制電路板的設計與制板能力的培養,教學過程與電子產品設計與開發流程的緊密結合,教學的內容與職業崗位的能力高度吻合,以便取得很好的實際教學效果,從而提高了學生的實踐應用能力。
1.2以“任務驅動”為理論導向,以完成“實際項目”為目標,以“模擬生產”、“實戰實訓”為手段來培養技能。整個課程學習過程中,要重新調整實踐課和理論課程課時的分配,增強學生動手能力和創新能力。以“學工結合”為指導,并與相關企業進行課程開發、產品開發、教材建設和實踐場所建設。將“任務驅動導向”和“實踐工作過程導向”作以有機結合,并加強引入案例系統地設計學習單元,利用實踐過程加強理論學習過程,實現了課程設計的“系統化”和課程內容的“項目化”。
1.3改革考核評價體系,強化課程總體與過程監控學習評價。按照每個理論學習單元評估表的有關評價指標評估學生的不同階段學習能力,在課程結束后進行綜合應用能力考核,并以PCB的制板能力評估學生對所學知識的實踐綜合應用能力。要求課程的考核評價體系更加全面,并具有實際的借鑒意義。
1.4根據實際教學內容,教學實施過程中將電子課件(PPT)、制板設備操作視頻以及教師現場操作演示緊密結合,教學內容的展示更加生動和形象,并為學生課后自主學習提供了有效的保障。
2. 課程建設的教學方法與手段
2.1教學方法
2.1.1將傳統的教學方法和項目教學法相結合。在對課程的每個學習單元進行學習時都采用準備、演練、和最后設計三個階段。在前兩個階段我們首先給學生一個感性認識,通過講解、演示、仿真等方法教授學生正確的設計方法,并能夠較快的掌握所學知識,并通過此方法讓學生完成實際項目的同時培養其獨立工作能力和團隊合作意識。
2.1.2啟發與互動結合的教學法。通過對預設問題,講解過程中采用引導學生思考和討論結合,提高學生的學習興趣。要求學生在課前精心準備項目的內容,在做必要的提示外,一切都需學生自己準備資料,以縮短講解時間,提高講課的效率,留出更多的時間讓學生進行思考與實踐。同時能夠巧妙的設計器課堂的教學環節,帶著問題結束課堂教學,將學習任務延伸到課外。
2.1.3邊學邊做與層層遞進結合的教學方法。本課程采用學、教、做層層遞進,課堂講解與實踐演示結合,在學生掌握后,需要學生自己動手做并將其做出總結。在此基礎上提出進一步的要求,并讓其根據所掌握的知識和技能完成后續任務,老師給予提煉總結反復重復循環,層層遞進,從而調動學生自主學習的積極性。
2.2教學手段
2.2.1多種媒體教學。課堂教學以多媒體教室和網絡化輔助教學手段相結合,采用多媒體教案、程序案例和網上教學資源。多媒體教學的充分使用,可以加大課堂教學的信息量,并實現了資源共享,大大提高教學效率,能夠調動學生學習的積極性,并提高學生的自學能力。
2.2.2利用網絡資源開展自主學習。開發和應用網絡化輔助教學平臺,包括該課程學習平臺、作業平臺和輔以配套的教學資源,為學生營造了一個良好的自主學習氛圍。學生在任何時候可以通過網絡來尋找自己需要的知識和方法。
2.2.3借助校內及校外生產線實施模擬訓練。結合課程的理論教學,在不同階段,引入實賤項目來模擬整個產品開發及生產的過程,邊學邊干,邊干邊學,提高學生的動手能力??梢缘叫M鈱嵱柣仨攳弻嵙暋T谛M饣赝瓿僧a品生產過程,把所學知識應用到實際工作中,又在實際工作中不斷地學習和積累經驗,提高學生實戰經驗。
2.2.4聘請相關專業工程技術人員參與教學。通過教學可以將他們豐富的經驗傳授給學生,將先進的技術介紹給學生,以提高教學的有效性。
2.2.5根據相應崗位的需要來不斷調整教學大綱。隨著EDA技術的不斷發展,其應用也在發生不斷的變革,滿足市場的要求,也是我們培養學生的目標,而市場的要求就是企業的要求,為此我們要根據這些變化的需求來調整教學大綱,培養適應企業需求的技能型人才,提高學生的就業技能。
2.2.6改革課后作業的形式
進一步改進課后作業的布置內容,將原先的抄書式作業改為大型綜合式、項目式及課題式,讓學生主動到機房、圖書館收集相關資料,最終完成作業。學生完成作業的過程中要收集大量的資料,這樣既達到了復習本課程的目的,還能夠使學生了解到很多書本以外的知識,大大提高了學生的專業素質。
2.2.7采用 CBE 的教學模式
大膽的采用CBE(CBE是英文Competency Based Education的縮寫)的教學模式,以能力培養為基礎,將課堂理論教學轉移到實驗室機房進行。將更多形象、直觀的電路圖設計展現在學生的面前,同時根據教學內容的不同和學生基礎水平,采取啟發性講授、引導學生質疑問難、動手實踐、調查探究、交流辯論等多種方式,培養學生自主學習的能力。
3. 課程建設的創新
相對于其他本科院校,在電子線路CAD課程建設過程中,課程組首先明確了課程定位,能夠很好地協調應用能力培養與理論教學的關系,課內教學與企業教學活動的關系。在課程設計、課程體系開發和學生實際應用能力的培養方面形成獨特的體系和隊伍。在多年的教學過程中完善了教學實驗、實訓設計的硬件資源環境。在一些實訓設計過程中與電子設計大賽過程中學生能夠應用所學知識解決一些實際的工程問題,學生的創新意識大大提高了。
參考文獻:
[1] 王衛兵.Protel 99se基礎教程.北京郵電大學出版社,2011.9.