數字電路論文范文

導語：如何才能寫好一篇數字電路論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：數字電路教學方法教學目標教學要求

“數字電子技術”是高職高專電類專業的一門專業基礎課程,是一門理論性和實踐性都較強的課程。它的任務是通過學習數字電路的基本概念、基本原理和基本技能使學生在數字電路方面具有一定的理論水平和實踐技能,它是《微機原理與應用》、《單片機原理與應用》和《PLC原理與應用》等主要專業課程必不可少的基礎知識。該課程對于學好后繼專業課程以及提高學生的工程實踐能力都有著極其重要的作用。

1立足于教學目標，展開教學

1.1知識目標

熟悉布爾代數的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡法；掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用；掌握常用的中小規模集成電路功能。

1.2能力目標

具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等，使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片。

具有識讀和分析一般典型應用電路的能力。增強電路分析的內容，弱化電路設計。傳統數字電路教學往往注重電路設計內容的教學，好像只有電路設計的能力，才能代表水平，而電路分析代表技能，是低技術的。不過技能卻正符合了高職高專的教學目標，所以在教學過程中，應注重電路分析方法的教學，讓學生學會分析較復雜電路，能修改已有電路服務于自己的設計目標。

具有邏輯分析問題與解決問題的方法。隨著數字技術的廣泛普及,數字化社會已經到來,大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點,應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能,培養分析問題、解決問題的能力,是教師在教學過程中需要認真思考的問題。并使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想，掌握現代電子技術的新技術和新器件，在專業學習中適應當代硬件技術與信息技術的發展，為走向實際工作崗位打下堅實的基礎，為拓寬就業市場尋求一條全新之路。

1.3思想教育目標

（1）樹立熱愛科學、實事求是的學風和創新精神、創新意識。（2）具有一定的自學能力和獲取新知識、新技術的基本素質。（3）提高邏輯思維能力、養成認真細致的工作作風。

總之，專科教學不同于本科教學,?？平虒W注重于學生能力和綜合素質的培養，教學過程中突出培養學生應用知識,分析解決實際問題的能力,以學生為主體,以教師為主導,以教學為主線，樹立能力培養目標為重中之重的思想。

2選擇合適的教材，以教學要求分層、考核形式分類的方式評價教學

2.1教材的選擇

目前我校選擇的教材充分體現了高職高專教育的特點，以應用為宗旨，強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，便于自學，力爭做到“講，學，做”統一協調，重點和難點采取闡述與比喻相結合，例題與習題相結合，實例與實驗相結合，針對數字電路課程實踐性強的特點，增加了與教材相應的實踐環節教學內容。

針對數字電路教學過程中存在教學內容與學時數的矛盾，根據國家教委課程指導委員會的提議:EDA技術是電子技術類課程教學改革的重要方向。我校及時修訂課程大綱、調整教學內容。把EDA技術和PLD器件納入教學計劃。將教學內容分為數字邏輯基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、可編程邏輯器件和脈沖信號的產生與整形五大模塊。

2.2教學要求分層

教學要求分為五個層次A．知道、了解。學生對教學內容有感性的、初步的認識或只要能識別它B．領會、理解。學生對概念、規律、基本操作等有理性的認識，即能自述、解釋和舉例說明，并在教師的指導下能順利地完成基本操作C．掌握、運用。學生在理解教學內容后，通過練習，形成技能；運用概念、方法、規則進行常規運算求解、論述和簡單運用、自主操作等D．熟練掌握、靈活運用。學生能綜合運用某個知識解決問題，綜合運用某項技能進行熟練操作或小規模技術設計等，從而形成某種能力E．思想素質的提高。如態度、意識、精神、毅力等的培養。

同時，采取了以創新能力的培養為核心的“四位一體”教學法,即旨在通過學生自學、討論、答辯、考查四個階段,培養學生的自學能力以及分析問題和解決問題的能力,徹底解決傳統教法中“滿堂灌”的現象。

2.3考核形式分類

考核形式分為五種：筆試：傳統的擬卷考試；操作：通過學生動手操作來考核；答辯：教師出題或學生自擬題，經一段時間的實踐，學生以報告形式完成答卷并根據需要答辯；社會化考核：參加由國家有權部門認定的考試考核機構或組織進行的考試考核；社會評判：由社會評定結果如實習鑒定等。

通過多種考核形式達到綜合評價學生的效果。

3采取傳統和現代化教學手段結合方式，運用實例靈活教學

3.1傳統和現代化教學手段相結合

教學課件是教材內容的提升和精煉,是將教材中的概念、定律及應用內容轉化為形象逼真的映像展示給學生。多媒體教學進入課堂是對傳統教學方法的改革,它是教學過程的一個有力工具,但決不能成為課堂教學的主宰,過于詳細的課件使學生上課注意力不集中,一些學生覺得課程內容包含在課件中,便在課堂上不記筆記、注意力分散、交頭接耳、甚至逃課?？梢韵胂?教學中教師盯著顯示器,學生盯著大屏幕,這樣的教學情景很難調動教學氣氛、影響教師配以肢體語言等的熱情發揮,更談不上師生間的互動。只有將多媒體教學方法和傳統教學方法有機的結合起來,相互補充,并在教學實踐中不斷完善,才能取得完美的效果。

EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的英文縮寫,將EDA技術引入數字電路課程教學,可以使教師在講述理論的同時,利用EDA技術軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習的興趣。使課堂教學更生動、直觀,使數字電路課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。

3.2運用實例靈活教學

數字電路的授課可以結合生活中的應用舉例,如目前多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數——模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放的;制造業中的數控機床,交通信號燈的轉向時間顯示,家電產品中的CD、VCD、DVD等也都應用了數電技術。通過這些實例的介紹,可以使學生真正了解數字電路課程的重要性,從而能更加主動的去掌握所學知識。

培養創新型人才,就要實施創新教育,重視實驗教學,改變以教師為主導的教育模式,充分發揮實驗教學的作用,使之成為引導學生從實踐來獲取和應用理論知識的主要渠道,在完成驗證性實驗的基礎上，實驗大綱中安排智力競賽搶答器和電子秒表等一系列的綜合性實驗，使學生在由簡到繁的設計過程中了解設計工作的思路、方法，通過讓學生實際制作，使學生懂得如何進行理論和實踐相結合，加深對知識點的理解。

4結語

總之，我們只有立足于教學目標，選擇合適的教材，采取傳統和現代化教學手段結合方式，運用實例靈活教學，培養學生的創新能力，才能搞好教學，才能為學生走向實際工作崗位打下堅實的基礎。

參考文獻：

篇2

電子束爐按正常程序操作熔煉鉭金屬時，40KV高壓電源突然斷電，操作面板上出現報警顯示：“HvTransformerBUCHHOLZ”（高壓變壓器瓦斯繼電保護動作）。打開變壓器的放氣閥放氣，報警消失，此時變壓器能產生40kv直流電壓，但高壓既不能保持又不能帶負載，2到3分鐘后，同樣的報警信號再次出現，變壓器主回路電源斷開，停止工作。

2故障檢查

2.1變壓器的外部檢查

（1）檢查油枕內和充油套管內油面的高度，發現油位正常，封閉處無滲漏油現象；

（2）檢查變壓器的響聲，發現噪音稍大，但未有異常聲音出現；

（3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發現有破損裂紋及放電燒傷痕跡；

（4）檢查一、二次母線，接頭接觸良好，不過熱，外殼接地良好；

（5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達到飽和。

2.2變壓器負荷檢查

（1）用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。

（2）故障發生時，用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區域的溫度，溫度為55℃左右，一分鐘溫升超過5℃。

2.3氣相色譜分析檢查

采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查，結果見表1。

本體油瓦斯油瓦斯氣

氫11091710373350

氧211652119021345

一氧化碳21016528235

二氧化碳53011458570

甲烷309.53284.512659

乙烷38.5947.56592

乙烯535.511309.514516

乙炔380.339860.020725.0

總烴1264.019528.054492.0

表1油樣氣相色譜分析表

3故障現象及分析

變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮，材料質量及制造工藝不良，二次系統短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。

3.1三相電流不平衡

當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關系可表示為：

i0％＝（I0/IN）*100＝1－3％

該變壓器的額定電流為577A，空載電流I0應在5.77A到17.3A之間，而實測的一次繞組三相空載電流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相電流極大的不平衡，初步推斷為變壓器繞組局部發生匝間和層間短路，產生很大的短路電流。

3.2變壓器油溫不斷升高

油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起：

（1）渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高；

（2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過，使螺絲發熱，油溫升高；

（3）繞組局部發生匝間和層間短路，二次線路上有大電阻短路等，也會使油溫升高。

3.3瓦斯繼電保護動作

瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監視變壓器內部發生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面：

（1）濾油、加油和冷卻系統不嚴密，致使空氣進入變壓器；

（2）變壓器內部故障、短路，產生少量的氣體；

（3）保護裝置二次回路故障。

外部檢查未發現變壓器有異?，F象，應查明瓦斯繼電器中氣體的性質。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃氣體含量劇增，說明變壓器內部有故障。氣體顏色為灰色和黑色，有焦油味，則說明油因過熱分解或油內層發生過閃絡故障。

上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確的判斷，還需要結合氣相色譜法判斷：

從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物（木質、紙、紙板）的過熱性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯氣體有所增加，而乙炔含量很高，這表明變壓器內出現過電弧放電，使油分解而產生乙烷、乙烯和乙炔，可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導致。為更加明確故障點，需要對變壓器進行吊芯檢查。

4吊芯檢查與維修

拆開變壓器，用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查：

（1）用萬用表依次測量一、二次繞組每個線圈對地的絕緣情況，發現一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通，其他線圈絕緣良好。

（2）用萬用表測量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好，鐵芯接地良好。

（3）檢查保護裝置二次回路，將保護開關、保護線路及整流阻容作檢查，全部良好。

通過檢查與分析，斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷，匝間短路放電、油過熱分解使瓦斯繼電保護動作，斷開變壓器主回路電源。聯系變壓器生產廠家德國MUNK公司，定購兩組線圈，各種費用總計25萬元人民幣。更換兩組線圈后，由國內變壓器生產廠家對油進行過濾、干燥處理，對變壓器芯部作24小時的烘干處理。安裝調試后，變壓器恢復正常工作。

5結束語

通過上述分析，可以發現變壓器油樣氣相色譜分析報告中的氫、烴類含量急劇增加，乙炔含量很高，一次繞組空載電流不平衡，油溫不斷升高等現象。所有這些都說明變壓器內部出現了繞組匝間和層間短路的放電性故障。本文介紹的故障檢查與分析方法簡單、實用、成本低廉，為單位節約資金約20萬元，值得同行業用戶借鑒。

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關鍵元器件失效機理分析

電解電容和功率開關管作為電力電子電路的關鍵元器件,其失效概率之和高達91%[7]。因此,本文僅研究電力電子電路中由于電解電容和功率MOSFET性能退化導致電路發生故障的情況,將其他元器件視為理想器件。電解電容的失效機理分析電解電容是電力電子系統中最易發生故障的器件,隨著使用時間的增加,電解液逐漸蒸發,引起電容值C減小、等效串聯電阻ESR增大,最終導致電容失效。因此,可將電容值C和等效串聯電阻ESR作為電解電容的故障特征參數[810]。一般,以ESR超過初始值的3倍或以電容值減少20%作為電解電容的失效判據,即：ESR/ESR>2或C/C>20%(ESR與C分別為ESR與C的變化量)。功率MOSFET的失效機理分析功率MOSFET在電力電子電路中起到開關的作用,電壓應力、電流應力、熱應力和開關內部非線性效應等原因將引起開關導通電阻Rds增大、閾值電壓Vth增大或跨導gm減小,從而影響開關特性。本文將閾值電壓（式略）

電路的故障特征參數選取

輸出電壓基準變化率定義為：（式略）在電路元器件參數(電容C、電感L等)及電路工作參數(輸入電壓Uin、負載電阻R、開關的占空比D等)均為初始值的條件下,電路的輸出平均電壓。Uout表示電路輸入電壓同為Uin時,在元器件參數退化和電路工作參數改變的情況下,電路的輸出平均電壓。由電路原理及的定義可知,為Uin、C、L、D、R、ESR、Vth的函數,且能夠反映電路輸出電壓的變化。因此,本文將輸出電壓基準變化率作為表征電路退化情況的故障特征參數,并將>2%作為電路的故障判據。

基于BPNN的故障診斷方法

理論證明,含有一個隱層的BPNN可以逼近任意非線性函數,其結構如（圖略）,圖中i為輸入層神經元,j為隱層神經元,k為輸出層神經元。利用BPNN進行在線參數辨識的步驟為：1)離線訓練。通過直接學習系統的輸入輸出數據,使得所要求的誤差準則函數達到最小,從而辨識出隱含在系統輸入輸出之間的關系,離線建立BPNN。離線建立BPNN的流程。2)在線辨識。利用數據采集系統,實時采集電路的狀態信號,并進行數據處理,得到電路的狀態參數。以電路的狀態參數作為BPNN的輸入信號,待辨識參數值作為BPNN的輸出信號。電路在線故障診斷根據BPNN實時辨識出元器件故障特征參數及電路的工作參數,進而得到電路故障特征參數。將元器件及電路的故障特征參數分別與規定的閾值比較,即可確定相應元器件或電路是否發生故障。

篇4

關鍵詞：EDA VHDL 自動化 數字電路

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0033-02

數字電路EDA也是電子信息工程學院各個專業的一門必修課，它是一門實踐性很強的課程，是實踐教學中不可缺少的重要教學環節，EDA實驗使學生了解通過軟件仿真的方法可以高效的完成硬件電路設計的計算機技術，初步掌握自頂向下的設計方法、EDA設計流程等，會用原理圖輸入和硬件描述語言VHDL設計邏輯電路。

數字電路EDA課程是高等院校電氣、電子信息類專業的一門重要的實踐課程，具有理論性與實踐性強的特點，優化該課程的實踐教學，對提高課程教學質量至關重要，由注重傳授知識向注重培養學生綜合素質方向轉變，隨著大規模集成電路的飛速發展，電子類高新技術的開發也更加依賴于EDA技術的應用，通過實踐課程，學生掌握使用EDA工具設計數字電路的方法，包括設計輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程。

1 優化課程的實踐教學

數字電路課程引入EDA技術，不僅極大地豐富課程選題，而且同一課題出現多種實現方案，提高了學生的創新思維能力，對后續專業基礎課程學習、電子設計競賽、撰寫論文等起到了啟蒙和引導的作用。

2 綜合運用基礎知識，解決工程實際應用能力

EDA（Electronic Design Automation）是以計算機為平臺，原理圖輸入法、硬件描述語言（VHDL）為設計語言，可編程邏輯器件為實驗載體。

自頂向下的模塊設計方法就是從系統的總體要求出發，自上而下地逐步將設計內容細化，最后完成系統硬件的總體設計。設計的三個層次如下。

第一層次是行為描述。實質上就是對整個系統的數學模型的描述（抽象程度高）。

第二層次是RTL方式描述，又稱寄存器傳輸描述（數據流描述），以實現邏輯綜合。

第三層次是邏輯綜合，就是利用邏輯綜合工具，將RTL方式描述的程序轉換成用基本邏輯元件表示的文件（門級網絡表）。在門電路級上再進行仿真，并檢查定時關系。

完成硬件設計的兩種選擇，由自動布線程序將網絡表轉換成相應的ASIC芯片制造工藝，做出ASIC芯片。將網絡表轉換成FPGA編程代碼，利用FPGA器件完成硬件電路設計。

3 應用實例

首先建立一個新的工程，然后建立新文件并輸入如下的代碼：

module sled（seg，dig，clock，rst_n，）；

input clock；

input rst_n；

output [7：0] seg；

output [3：0] dig；

reg [7：0] seg_reg；

reg [3：0] dig_reg；

reg [3：0] disp_dat；

reg [36：0] count；

always @ （posedge clock ）

begin

if（！rst_n）

count = 37'b0；

else

count = count + 1'b1；

dig_reg= 4'b0000；//

end

always @ （count[3]）

begin

disp_dat = {count[7：4]}；

end

always @ （disp_dat）

begin

case （disp_dat）

4'h0 ： seg_reg = 8'hc0；

4'h1 ： seg_reg = 8'hf9；

4'h2 ： seg_reg = 8'ha4；

4'h3 ： seg_reg = 8'hb0；

4'h4 ： seg_reg = 8'h99；

4'h5 ： seg_reg = 8'h92；

4'h6 ： seg_reg = 8'h82；

4'h7 ： seg_reg = 8'hf8；

4'h8 ： seg_reg = 8'h80；

4'h9 ： seg_reg = 8'h90；

4'ha ： seg_reg = 8'h88；

4'hb ： seg_reg = 8'h83；

4'hc ： seg_reg = 8'hc6；

4'hd ： seg_reg = 8'ha1；

4'he ： seg_reg = 8'h86；

4'hf ： seg_reg = 8'h8e；

endcase

end

assign seg=seg_reg；

assign dig=dig_reg；

endmodule

保存后，再編譯，之后選Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation進行仿真。最后配置引腳，下載并運行。

4 營造良好的實踐教學環境并建立科學的評價方法

基于EDA技術的數字電路實踐教學主要由計算機，EDA軟件開發工具，可編程芯片及實驗硬件開發系統組成，該院已建有EDA 實驗室，配有多臺安裝Quartus開發軟件的PC機，為每人或者小組完成課題提供良好的實驗條件。

如何評價設計成果，客觀，合理的給出成績，既能反映出真實水平又能激發學生的學習積極性和創新意識，不以最終結果正確性作為評價的唯一標準，而對設計過程的每個環節都給出量化的評分標準。

5 結語

數字電路實驗中引入EDA技術，蘊含著數字系統設計的新思路、新方法，代表了現代數字系統設計的方向，EDA技術采用“自上向下”設計數字系統的方法，通過設計邏輯功能模塊來實現數字系統功能，不僅大大提高了工作效率，而且提高了系統的可靠性，使設計更加靈活，學生在大二期間，就能夠通過數字電路EDA實驗，掌握EDA技術，對將來后續課程的學習，以及對學生提高創新能力，工程設計能力都是十分有利，數字電路EDA實驗中應用EDA技術可使學生突破硬件資源，制作耗時的限制，充分發揮想象力和創造性，設計出別具特色的作品來，使課程設計的效果大大提高，應用EDA技術設計數字電路，可為實驗的選題拓寬范圍，增加了課程的趣味性、綜合性、創造性，以不同類型，不同難度的設計任務供學生選擇。

參考文獻

[1] 鄒虹.數字電路與邏輯設計[M].北京：人民郵電出版社，2008.

篇5

論文關鍵詞：EDA，實驗系統，模塊

 

1 引言

隨著電子技術的發展及電子系統設計周期縮短的要求，EDA技術得到迅猛發展。

EDA是ElectronicDesign Automation(電子設計自動化)的縮寫。EDA技術，就是以大規?？删幊踢壿嬈骷樵O計載體，以硬件描述語言為系統邏輯描述的主要表達方式，以計算機、大規?？删幊踢壿嬈骷拈_發軟件及實驗開發系統為設計開發工具，通過使用有關的開發軟件，自動完成電子系統設計的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作，最終形成集成電子系統或專用集成芯片的一門新技術[1]。

目前，幾乎所有高校的電類專業都開設了EDA課程，為加強教學效果，通常都使用專門的EDA實驗箱來輔助教學，但是實驗箱采用了一體化結構，所有的電路和器件都在一塊電路板上，在功能上難以根據需要進行擴展，不利于學生的創新設計，復雜系統難以實現；實驗箱體積較大，不便攜帶；EDA 實驗箱、單片機實驗箱、DSP實驗箱、ARM實驗箱中很多功能模塊的硬件電路是相同的，但不同實驗箱上相同模塊不能共享，存在資源浪費。由于實驗箱的上述缺點，很多高校都紛紛開始設計開發自己的實驗系統模塊，提高實驗箱的利用率，提高學生的工程創新能力[2][3]。

2 EDA實驗系統開發的特點

EDA實驗系統的開發具有以下特點：

（1）實驗內容由單一性向綜合性發展

早期開發的EDA實驗系統主要是學生用來學習EDA課程、下載程序、進行仿真的工具；使用實驗系統是老師用來培養學生設計數字電路的能力、幫助學生學習和掌握開發語言的手段。因此EDA實驗系統僅在電子類專業的EDA課程中使用，系統所提供的實驗內容僅限于簡單的數字電路設計，包括計數器、編碼譯碼器的設計、數碼管的顯示等。隨著EDA技術的發展，電信、通信等專業紛紛引入EDA實驗系統，在“通信原理”等課程的實驗教學中被廣泛應用于實踐[4]，實驗內容也從單一的基本數字電路的設計發展到集EDA技術實驗、單片機實驗、DSP實驗等為一體的綜合性的實驗平臺[5]。因此，EDA實驗平臺逐漸面向電子信息類相關專業的學生進行課程的學習，課外競技活動，電子類設計比賽，并逐漸用于教師進行科研。

（2）系統結構從一體化向模塊化發展

早起開發的EDA實驗系統在結構上采用一體化的實驗箱設計，所有的電路和器件都在一塊電路板上[6]。這樣，系統的使用雖然可以幫助學生掌握軟件的應用，但也使學生對硬件電路不了解；另外，系統在功能上難以根據需要進行擴展，不利于學生進行創新設計，復雜的系統則難以實現。因此在后來的EDA實驗系統的開發上，大都都采用了模塊化的結構[7][8]，即FPGA、單片機等做在一塊核心板上，其IO口以插針形式引出，以方便和外圍電路的連接；外圍電路則以模塊的形式單獨做在不同的電路板上，比如數碼管顯示模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊等；根據不同的實驗摘要的模塊搭建自己設計的電路，從而提高學習興趣，增強實驗教學的效果；此外，模塊化的設計還方便老師對學生設計的重復實現，有利于教學水平的提高雜志鋪。

（3）核心芯片由單一化向豐富化發展

早期開發的EDA實驗系統由于僅用于EDA課程的學習，其核心芯片大都為Altera公司的FPGA等可編程邏輯器件，開發語言環境主要為界面友好、操作簡便的Maxplus Ⅱ和Quartus Ⅱ。隨著EDA技術向不同學科不同專業的滲透，核心芯片逐漸發展為FPGA、單片機和DSP器件的綜合使用，開發語言也逐漸開始使用C語言或匯編語言等。這樣，實驗系統能提供的實驗內容和規模均有所增加，除了基本的數字電路設計實驗模塊以外，還可以增設調制解調模塊、幀同步模塊、信號波形產生模塊等，擴大了實驗系統的使用率，使實驗設備向大型化、先進化發展。

（4）使學生的學習由被動向主動發展

電子技術的發展日新月異，早期的實驗平臺由于其電路設計的封閉性，實驗內容只停留在驗證實驗上，很難加入自己設計的外圍電路。而模塊化數字電路開放實驗平臺由于其接口電路的開放性，有能力的學生可以自行設計外圍電路達到提高的目的，對于成功的設計還可以加到以后的實驗教學中，成為具有自主知識產權的模塊。

另外，由于整合了單片機、DSP等芯片的功能模塊，實驗內容得到很大擴展，學生在實驗過程中可以拓寬知識面，主動去學習了解實驗所需要的知識，學習的主動性得到很大的提高，并且，由于實驗由簡單的驗證實驗向綜合的大型設計過渡，學生在實驗過程中更容易理解數字電路設計中硬件的概念以及工程的概念。

學生在設計實驗時，可能會用到一些實驗系統沒有開發出的模塊，這時，學生需要自己設計該電路模塊的電路圖以及制作PCB板，直至實際制作出該功能模塊。這樣，學生除了掌握編程、還需要去學習怎樣設計并制作電路板、學習該模塊與核心板的接口電路設計等相關知識，因此，在實驗過程中，學生的積極性和主動性得到提高。同時，由于實驗的規模逐漸增加，同學之間需要團結合作才能共同完成一個實驗，因此也鍛煉了同學之間的團結合作精神。

3 結論

一個好的EDA實驗平臺，能培養學生開拓創新精神和團結協作精神、很強的實踐操作能力、工程設計能力、綜合應用能力、科學研究能力以及獨立分析問題和解決問題的能力。我國高校現階段所研制開發的EDA綜合實驗平臺，能有效整合和優化多個電子類實驗課程的功能，為單片機和 EDA技術等課程提供了綜合實驗平臺，為高校培養創新性人才提供良好的實驗條件和氛圍。隨著電子技術的發展以及EDA技術的不斷深入發展，EDA實驗平臺的開發也將會日益完善：大規?？删幊唐骷⒈皇褂?；實驗系統將向體積小、功耗小的便攜式嵌入式系統發展。

參考文獻：

[1]廖超平,等著.EDA技術與VHDL實用教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007:1

[2]劉延飛,等著.開發EDA綜合實驗平臺，提高學生工程創新能力[J]. 實驗室研究與探索, 2009,26(8):63-64.

[3]范勝利.一種基于模塊的EDA教學實驗系統[J]. 讀與寫雜志, 2009,6(11):102

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篇6

關鍵詞：MAX＋plusⅡ；數字電子技術；課堂教學

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2007)17-31462-01

Using MAX+plusⅡ Software to Enhance the Teaching Efficiency of Digital Electronic Technology

Hong Hai-li

(Academy of Equipment Command & TechnologyDepartment of Photoelectricity Equipment,Beijing 101416,China)

Abstract:Along with the higher education reform further deepening, many curricula theoretical teaching hours are compressed. How to help the student to grasp the knowledge in the limited hours is a new question which each teacher faces. This paper has introduced the using of MAX+plusⅡ software in the classroom teaching of digital electronic technology course mainly, and how to help students using its convenient, powerful simulation function to understand the key points and the difficulties in the course. This aim is for enhancing the efficiency of classroom teaching.

Key words:MAX+plusⅡ; Digital Electronic Technology; classroom teaching

1 引言

數字電子技術課程是電子信息、自動化控制和計算機等專業學生的一門具有很強的工程性和實踐性的專業基礎課。該課程以數字電子技術的基本概念、基本理論、基本分析方法和設計方法為主要教學內容，教學中結合數字電路具有高集成度、產品種類豐富、設計靈活、應用廣泛的特點，突出數字邏輯電路的分析、設計及運用，培養學生分析、解決問題以及探索、創新的能力。數字電子技術是當前迅速發展的學科之一，在這一領域內知識更新的速度遠遠高于整個科技領域發展的平均速度。數字電子技術課程在教學內容、教學方法以及實驗手段方面必須不斷更新，使學生在有限的學習時間內，更好更快地掌握所學內容，提高分析和設計數字電路的能力。

2 MAX＋plusⅡ軟件簡介

MAX＋plusⅡ（Multiple Array and Programming Logic User System）軟件是美國Altera公司推出的一種EDA（Electronic Design Automation）工具，主要用于可編程邏輯器件（PLD）的設計與開發。它可以在Altera的網站上免費下載。該軟件可運行在Unix, WindowsNT、Window95/98 、Windows2000、WindowsXP等幾乎所有目前流行的操作系統下。用戶可以在其友好的界面下簡便快捷地設計各種數字電路。它支持原理圖輸入、硬件描述語言輸入和波形輸入，具有豐富的庫單元供設計者調用，其中包含74系列的全部器件，非常方便數字電子技術初學者進行數字電路的原理圖設計。MAX＋plusⅡ還具有強大的仿真與分析功能，可以方便的對所設計電路進行邏輯功能仿真和時序分析。在波形仿真文件中加載不同的輸入波形，可以觀察到電路中各點的輸出波形。配合下載線和PLD開發板，還可將所設計的電路下載到PLD開發板上進行實際測試和驗證。

MAX＋plusⅡ是一個易學易用的軟件，其中重要的原因是它能夠提供快捷、及時、完全和細致的幫助信息。最直接的幫助來自于它的Help菜單，其工具欄中的快速幫助按鈕使用起來更是方便快捷。利用它可以迅速的找到所選器件的功能表和使用方法。

使用MAX＋plusⅡ軟件進行數字電路設計主要有4個階段，即設計輸入、編譯、仿真和下載。設計輸入就是利用MAX＋plusⅡ軟件的圖形編輯器或文本編輯器將所設計的電路輸入到計算器中，編譯是由MAX＋plusⅡ軟件的編譯器(Compiler）完成，主要是對設計輸人文件進行邏輯化簡、綜合、優化和適配，最后生成編程用的編程文件；同時它還可以檢查出設計時的一些錯誤（如：輸出短路等）。只有當編譯通過后，才能進行電路仿真。仿真是利用它的仿真器（Simulator）來檢驗電路的邏輯功能是否正確，還可以檢驗組合邏輯電路的競爭冒險現象以及檢查時序邏輯電路的時序、延時等。下載即是利用編程器（Programmer）將設計的電路下載到實際可編程器件中。對于數字電子技術的初學者而言，只要掌握前3個階段的用法就行了。下載階段需要用到下載線和開發板。前3個階段只需要1臺計算機和MAX＋plusⅡ軟件就夠了。

3利用MAX＋plusⅡ軟件，提高課堂教學效率

當前教學改革的一大特點是壓縮學時，我們學校的數字電子技術課，從70學時壓縮到50時學時。雖然利用先進的多媒體教學手段，教師可以在課前制作好CAI課件，大大節省了在課堂上板書和畫圖的時間。但是，數字電路中器件種類繁多、應用靈活，電路的分析方法、設計方法也多種多樣，如果教師只是對著電路圖分析邏輯功能，有些邏輯功能和邏輯現象，學生在短時間內很難理解和掌握。例如，在時序邏輯電路一章中，任意進制計數器的構成方法就非常靈活。有置數法和置零法，置數法還有不同的置法，不同型號計數器的置零與置數的方式還有所不同。當需要多片計數器構成時，不僅片與片之間的進位方式可以不同，置數和置零的方式也可以有多種。這么多不同的方法，僅靠教師對著電路圖講解，學生很難搞明白。如果利用MAX＋plusⅡ軟件的仿真功能，就可以讓學生清楚地看到各種不同方法構成的計數器的狀態轉換過程，使電路圖變成了真實的電路，非常生動和形象，可以幫助學生更好地理解和掌握任意計數器的構成方法。

我們以一個簡單的用74161計數器構成五進制計數器為例，介紹如何利用MAX＋plusⅡ軟件幫助學生快速理解置數法和置零法的異同，以及異步控制和同步控制的區別。74161是同步二進制計數器，它的置數端LD是同步置數，而置零端RD是異步置零。假設我們要構成的五進制計數器的狀態是從000到100，狀態輸出取q2、q1和q0。那么，用置位法實現時，我們用100狀態譯碼產生LD=0信號，下一個CP到來時計數器置入000。原理電路如圖1所示。用置零法實現時，我們要用101狀態譯碼產生RD=0信號，由于電路進入101狀態后立即被置成000狀態，所以101狀態僅在極短的瞬間出現，在穩定狀態中不包括101狀態。原理電路如圖2 所示。

分別編譯兩個電路，再進行波形仿真，學生從仿真波形上可以很直觀地看出兩個電路的工作狀態變化過程的不同之處。圖3是置數法的仿真波形，當計數器計到100時，產生置數信號LD=0，此時計數器并沒有被置零，而是等到在下一個時鐘到來后才被置零。這是同步置數的工作過程。圖4是置零法的仿真波形，從圖中可以清楚的看到，當計數器計到101時，產生置零信號RD=0，這時計數器被立即置零，置零信號隨即消失。101狀態和RD=0都是在極短的瞬間出現。101狀態不能作為計數器的有效狀態。這是異步置零信號的工作過程。在置零法中，置零信號持續的時間極短，這種接法的電路可靠性不高。

圖1 置數法實現的五進制計數器

圖2 置零法實現的五進制計數器

圖3 置數法仿真波形

圖4 置零法仿真波形

如果將q2、q1和q0作為一組以十進制方式顯示，可以更直觀地觀察計數器的計數規律。圖5是以十進制數來顯示置零法計數輸出的結果。通過這樣的電路仿真，可以使學生對同步控制信號和異步控制信號的工作時序留下了深刻的印象，比空洞的理論講解更容易讓學生理解。

圖5 置零法五進制計數器的輸出

4 結束語

將MAX＋plusⅡ軟件應用到課堂教學中，能為學生營造出具有豐富參與感和真實感的虛擬學習環境，在課堂教學過程中把具有理論指導意義的各類電路進行仿真，使學生不僅加深對電路的感性認識，而且對電路的理論知識、電路的結構以及信號在電路中的處理都產生新的認識。

利用MAX＋plusⅡ軟件將教學過程中許多抽象和難理解的內容具體化、直觀化，便于理解，突出了重點和難點，加大了教學信息量，提高了教學效率，有利于學生能力的提高。通過MAX＋plusⅡ軟件在課堂上對電路的仿真，解決了傳統教學中課堂教學與實驗教學嚴重脫節的問題。

利用MAX＋plusⅡ軟件，還可以將一些基礎知識部分的練習、例題和習題在課堂上講解，通過計算機仿真，學生不僅能觀察到一些在理論學習中可能忽略的現象，還能積累許多實用的知識和經驗，加深對基礎知識的理解，同時也能激發學生的學習興趣和進一步探索的欲望。

參考文獻：

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[2]閻石. 數字電子技術基礎(第4版)[M].北京：高等教育出版社，1998.

篇7

【關鍵詞】電類專業；數字電子技術；改革

Abstract：“Digital Electronic Technology”is a basic course for electricity speciality and is the foundations of relevant course for students to study other knowledge. This paper gives a number of course practice of teaching methods to stimulate student interest， and investigates to train students' innovative thinking， independent ability， engineering practical ability and other capacity. The above researches hope to able to exchange and share with us.

Key words：Electricity Speciality； Digital Electronic Technology； Teaching Reform

《數字電子技術》是高等院校電子信息、通信工程、計算機應用、工業自動化等電類專業的一門重要的專業基礎課，是為了培養未來的電子電氣、通信、自動化等專業高級人才的最重要的一門基礎課[1]，隨著電子技術和電子設計自動化（EDA）技術的發展，《數字電子技術》課程的教學也將順應日新月異的電子技術的發展而改革[2]，教學中必須根據學科的特點、遵循學生的心理特征，培養學生的創造性思維能力。通過我們對我校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術等專業的長期教學實踐，談一談這方面的探索和做法。

1.通俗介紹數字電子技術的最新發展和成果，激發學生的學習興趣

在《數字電子技術》第一節課上，我們首先向學生介紹數字電子技術的最新成果，使學生了解到數字化已進入了我們的生活，告訴學生電子計算機正是基于數字電子技術的成果而迅速發展起來的，并簡要介紹數字電視、智能手機等現代家用電器和通信工具的數字化進程。這種方法貫穿于整個教學活動中，極大地激發了學生的學習興趣。

2.通過組織課堂討論，訓練學生的創造性思維能力

《數字電子技術基礎》的研究方法不同于《電路分析》，初步接觸數字電路，對邏輯代數的一些公式、定理不易理解，我們采用討論的方法進行教學，發揮學生在學習中的主體作用，以訓練學生的創造性思維。例如：在講授基本邏輯關系的時候，我們向學生提出一個問題：1+1=？，學生覺得這個問題很可笑，這時我們緊接著講：1+1=1，這是邏輯代數的加法，它反映了一種邏輯關系，即或邏輯關系，等號左邊表示事件發生的條件，右邊表示事件的結果?；蜻壿嬍侵赣绊懯录乃袟l件中，只要有一個條件具備，事件就會發生。我們進一步激發學生自己思考，向某一學生提問：你們宿舍有幾把鎖？學生答：一把。教師再問：宿舍有多少鑰匙？學生答：七把。教師再問所有學生：這是一個什么邏輯問題？學生答：或邏輯問題。接下去的與邏輯和非邏輯的討論便進入一種良好的課堂情境中。最后組織學生討論邏輯代數中的各個公式，讓學生指出那些與普通代數公式一致，那些不一致。由于教師所提問題與學生的舊知識發生了沖突，這便激發了學生強烈的求知欲，從而觸及學生的精神需要。這種討論式的教學方法縮短了教師與學生的距離，使學生易于掌握基本知識，思維敏捷，創造性能力增強。

3.加強開發性實驗的教學，培養學生的獨立動手能力

數字電路實驗一般采用綜合實驗線路板，或者面包板或者綜合實驗箱，它們的優點是開發性強。實驗中一般不給學生固定的實驗步驟，只作一個大的要求。例如，我們安排的第一個實驗為：邏輯筆與秒脈沖發生器電路設計，要求學生在實驗前就自行設計好電路，進入實驗室后首先向教師提供其實驗設計方案，經教師檢查同意后由實驗員向其提供元器件。實驗結束后對設計的電路和實驗結果進行評比，并作成績記錄。此后每個實驗都要如此進行。又如實驗四為用MSI設計某一組合邏輯電路，教師給出學生實驗室現有MSI芯片清單，鼓勵學生采用不同的芯片實現同一邏輯功能，并分析各個電路的優缺點。這種方法不但鞏固了學生的基礎知識，又使學生熟悉了常用集成電路，為以后的應用打下堅實的基礎。通過這樣的訓練，提高了學生的獨立思維能力和動手能力。

4.加強工程實訓鍛煉，培養學生工程實踐能力

這一環節的教學主要針對應用電子技術或者電子信息工程專業的學生。我們在學生中成立了學習興趣小組，建立工程訓練開放實驗室，購買了常用的電測儀器設備和各種電路開發設計所需元器件以及電路開發軟件，購置PCB制版系統以及金工與電裝實驗設備。組織學生從制作玩具、報警器、音樂門鈴、搶答器等出發，逐步學會電路系統的設計與電路板的制作。我們以參加全國大學生電子設計競賽為目標，連續多年組織學生培訓并參賽，取得了優異的成績。

5.組織學生撰寫小論文，進一步提高學生的理論水平

在學生自主開發、設計電路的基礎上，積極引導成績優秀的學生撰寫這方面的小論文，提高了學生的理論水平，初步培養了學生的科研能力，為以后成材打下結實的基礎。

參考文獻

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[2]程.數字電子技術課程教學改革的探索與實踐[J].浙江樹人大學學報，2002，2（3）.

篇8

1建設電子設計培訓中心，搭建電子信息活動平臺

作為近年來組織與引導學生開展自主學習、科學研究與設計創新的第二課堂，大學生實踐培訓基地已逐漸引起國內各高校的關注，對于形成“課內外結合、全方位、立體化”的科技活動平臺，提升學生工程實踐能力起到了重要作用。近年來，桂林電子科技大學投資過百萬創建了電子設計培訓中心，該中心既是電子設計競賽的學生培訓基地，也是廣西區電子設計競賽的測評場所，更是桂林電子科技大學的電子信息科技活動平臺。其建設思路定義為：以全國大學生電子設計競賽為主線，整合電子信息類教學資源，以學生為中心，以創新思維和實踐動手能力的訓練為核心，以培養創新務實高素質的應用型人才為宗旨，以創新思維、基本科研技能及知識綜合應用能力等多層次訓練為目標的電子信息科技文化活動平臺。中心根據學生科技活動特點及學科發展要求，除購置了電腦、示波器、信號發生器、穩壓電源等常用儀器設備以外，還配置了EDA開發系統、DSP開發系統、單片機開發系統、德國“樂普科”自動制版系統等設備。中心網站定期公布一些題目，全校學生均可自愿參加制作，經培訓中心指導教師驗收合格后，即可進入中心學習。中心在時間、空間、資源、指導等方面對學生進行開放式管理，培養學生的自覺研究習慣。培訓中心的主要功能包括：

1.1開展一系列分項目、分層次的講座，包括有關電源、DDS信號源、掃頻儀的原理，設計思路，高頻電路，FPGA，單片機，控制理論，論文寫作等專題以及電路調試中的實用方法和技巧。近三年來，電子設計培訓中心在區內開出公開講座2次，校內講座10余次。

1.2編寫《Protel設計與提高》、《FPGA實踐與應用》等培訓教材，面向電子設計愛好者組織經常性的培訓，通過訓練考核促進學生設計與制作能力的提高。同時，利用與電子行業相關企業建立的合作機制，由企業主動提供新產品、新設備，對師生開展進校集中培訓，介紹行業的新知識、新理論、新技術。

1.3為有較強創新意識和實踐動手能力的學生參與創新性實驗項目、教師科研、畢業設計、課程設計等提供技術指導及設備支持。“小功率數控交直流電流源”、“基于FPGA的RFID實訓平臺”、“智能無線搜救系統”、“基于軟件無線電的數字SSB無線收發機”等一批學生項目相繼完成并通過測試。

1.4作為大學生電子設計競賽廣西賽區的測評基地，為整個廣西賽區作品的測評提供全套設備和良好的測試環境。培訓中心的管理采用教學改革項目模式，學校每年驗收一次，根據中心當年的培訓規模、參賽成果等劃撥下一年度經費。電子信息類專業學生通過中心的活動擴大了知識面，同時學校也遴選出了一批參加區級和國家級競賽的種子選手。

2注重興趣培養，夯實入門基礎

在學生入校之初，就宣傳“先實踐、后理論、再實踐”的學習方式，鼓勵學生及早參與競賽培訓、體驗實踐創新。通過獲獎學生經驗介紹會等形式，使新生深刻意識到:具有大賽經歷的學生，會帶著大賽中的許多實踐問題學習理論課，迅速渡過認知階段，加深對理論知識的理解。因此，并非要課程都學完才能參加大賽，要提前介入，介入得越早越好［4］20-22。參與培訓的學生以自愿為基礎，采用三人組隊形式。組隊時，提倡專業搭配、學科交叉，具有電路制作、軟件仿真、單片機編程、機械設計等專長的學生合理分工，優劣互補。組隊形式從一開始便基本固定下來，經過長期的磨合、磋商后，一旦有了賽事，小組成員之間即可默契配合、各司其職，為獲取佳績奠定了基礎。對于剛接觸競賽培訓的學生，組織參觀演示性強的往屆學生獲獎作品，提高學生的參與興趣。分別從數字電路、模擬電路、單片機、DSP及EDA等幾個方面介紹基礎理論知識，然后開設一些簡單的單元制作項目，具體內容包括：信源電路、搶答器、計時器、放大器、傳感器、濾波器等。這些單元電路既是各種通用電路的基礎，又都具有趣味性和可欣賞性，可以作為獨立的成果進行展示，從而激發學生學習電子信息類知識的熱情和自信心，初步體驗電子設計制作的基本流程，邁出實踐創新的第一步。

3研究競賽選題，推行層次化訓練

全國大學生電子設計競賽的選題范圍“以電子技術（包括模擬電路和數字電路）的應用設計為主，可以涉及單片機、可編程器件及微機（微機主要作開發用）。題目盡可能考慮到教學的基本要求，并兼顧新技術的發展。”歷年競賽題目主要分為：（1）無線收/發信機；（2）數據采集、測量、傳輸與控制系統；（3）高、低頻信號源；（4）交、直流放大器。細化到實際課程中，則涵蓋模擬電子電路、數字電子電路、高頻電路、傳感器技術及應用、微機原理、單片機接口技術、PLD可編程技術、自動控制原理等多門課程［5-7］131-148，415-420，130-132。根據大學生電子設計競賽的題型和內容傾向，針對需要掌握的基本知識、技術及技能，結合電子信息類應用型人才培養方案要求，開展層次化訓練。

3.1分項訓練對于具備一定設計制作基礎的學生，根據模擬電路、數字電路和單片機電路模塊分別進行分項專題訓練。模擬電路部分主要訓練項目為：音頻功放（包括音調、功率放大）、電源（穩壓、穩流）、程控放大器；數字電路部分包括：常規器件實現數字鐘、方波的展寬與變窄、常規器件實現的頻率計；單片機電路部分包括：單片機配合A/D轉換器實現數字電壓表、單片機與D/A轉換器實現的波形發生器、單片機對電機的控制。

3.2綜合訓練融合基礎層次的多個模塊給出設計題目和參數要求，啟發性地講解設計要點，使學生建立起系統的概念并自主設計、制作作品。

3.3跨學科集成訓練集中進行涉及自動化、機械、光學等多方面、跨學科的綜合訓練，包括：直流穩壓源、信號發生器、無線收/發信機、信號檢測與控制系統、數據采集與控制等。指導教師給出參數要求和大致參考方案，具體的設計和實施則通過學生查閱資料、教師答疑和學生自己的實踐來完成［8］154-156。

3.4賽前沖刺在開賽前期，參照電子設計競賽模式，采用模擬試題，要求學生以2-3人組隊的形式，在設定的時間限度內完成資料查閱、方案選擇、電路制作、程序調試、問題排查、論文寫作等一系列工作，體驗競賽氛圍和工作模式。同時，邀請有豐富競賽經驗的指導教師或企業工程師開設專題講座，講評電子制作作品，補充競賽方法和技巧，開拓學生的知識結構，使學生的實戰能力得到快速提高［9］120-123。為了能更真實地反映出學生電子設計制作的實際水平，當前在區級賽和國家級賽中，逐漸加設了全封閉式的制作類專項競賽。由組委會提供儀器設備、電路元件、萬能板等硬件設備，各參賽隊只能攜帶參考書籍和未寫入程序的單片機小系統板入場。參賽隊員需自行查閱資料、設計電路方案、列出元件清單并領用元件、在萬能板上布設元件、焊接電路、調試并測量數據。針對這一競賽形式，反饋到賽前培訓中，則更需要加強對學生基礎知識、獨立工作能力和拼搏精神的培養和鍛煉。#p#分頁標題#e#

4開展校級競賽，提供練兵舞臺

學科競賽是考查學生基本理論知識和提高解決實際問題能力的重要途徑，同時也是培養學生實戰經驗和良好心理素質，從而在電子設計競賽中獲取佳績的重要保障。參照電子競賽的題型設置和考核方式，結合學校電子信息類專業培養目標，定期舉辦多項校級競賽。競賽依托豐富的校企合作資源，多采用企業提供競賽經費或器件設備的形式，在題目中引入企業生產的實際問題，使競賽來源于實踐、服務于實踐。“TI杯”模擬電子設計賽、“柯藍杯”電子設計競賽、ARM嵌入式系統設計競賽等各類賽事為學生提供了真刀真槍比能力的練兵平臺，同時極大地豐富了校園科技文化的內容，營造出濃厚的創新實踐學習氛圍。在競賽種類的安排上，貫徹“高低年級并行、基礎與提高并重”的方針，注意涵蓋各年級學生的需求。針對低年級學生，定期舉辦實驗儀器操作技能大賽，鼓勵學生熟練掌握儀器設備使用、數據讀取及常見故障處理技能，為之后的電子設計制作訓練奠定堅實的基礎。

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關鍵詞：項目驅動；習情境；工學結合

作者簡介：趙俊英（1981-），女，滿族，河北保定人，天津電子信息職業技術學院電子技術系，講師。（天津　300350）

中圖分類號：G712?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）34-0095-02

在高職高專電子、通信類教學中，“數字電路分析與實踐”課程作為專業基礎課，是后繼專業骨干課程的基礎，其教學的效果直接關系到學生對后繼課程的學習興趣及學習能力。[1]建設該課程的精品課程，是推進高職電子技術及通信類人才培養的重要手段和必要環節。

一、課程設計思路

在課程建設中，將理論和實踐相融合，將學生所學知識轉化為技能，將技能用于實踐，注重培養學生把技能應用于實踐的能力。本課程的設計思路如下：

1.以培養學生職業能力和職業素養為原則構建教學內容

本課程融“教、學、做”三者于一體，采用“項目驅動”教學方法，構建模塊化、組合型、進階式訓練體系。將綜合能力分解成若干項小的基本能力，選擇能涵蓋基本能力要素的訓練項目實施基本能力訓練。通過模塊項目訓練，建立對電子電路的整體概念，從而全面掌握電子電路的分析能力，以此提高電子電路應用能力和創新能力。

2.產品調研，選取學習情境載體，設計工作任務

該課程共設計了5個學習情境，每個學習情境都圍繞著真實的實際產品展開，每個情境由若干個任務組成，每個任務都按資訊—決策—計劃—實施—檢查—評估六大步驟實施教學。體現了課程的教學目標與社會需求相一致，教學情境與企業工作相一致，教學內容與企業工作任務相一致。學習內容從“單個到系統”，從“典型到一般”，從“簡單到復雜”。技術復雜程度和學習難度逐漸增加，學生自主完成工作的程度逐漸增加，符合學習和技能的培養規律。

3.課程總體框架

“教學相長”是我們長期以來追求的目標，課程要有可持續發展性也是我們追尋的原則，所有這一切都需要學生有學習興趣、積極性做前提。同樣的設計題目可能有不同的實現方案，使用不同的數字電路芯片，設計不同的電路參數，但最終都會實現同樣的功能。這樣不僅充分發揮了學生學習的積極性、主動性，同時也加深了學生對基礎知識的理解，為后繼的專業課程學習打好堅實基礎。

二、教學內容

1.根據項目和企業需要，分析工作任務，制定課程內容

“電子電路分析與實踐”課程是一門理論性、實踐性、基礎性和應用性都很強的學科，根據市場對人才的專業需求和征求企業對課程內容、課程目標的意見分析，通過與企業專家研討，并結合工業與信息化部和人力資源與社會保障部無線電調試技師職業資格的取證，以電子電路分析與設計流程為主線，提煉出了典型的工作任務。

2.以項目為載體實現課程內容綜合化，具有很強的針對性和適用性

教學內容選擇真實產品作為學習載體，這些產品必須包含職業崗位能力培養所需的全部知識，按照學生的認知規律、職業能力培養規律和產品的選擇，從簡單到復雜、從單一到綜合，逐步培養學生的職業能力和自主學習能力。[2]本課程設置的教學情境如圖1所示。

3.實踐教學貫穿于整個教學活動中

本課程的實踐性教學主要分為以下幾個層次：任務模塊實訓、情境教學實踐、開放性課題、學期項目、專業實習和頂崗實習。教學內容上包括了學習基礎（驗證）—提高（綜合、設計）—創新研究（研究、應用開發）各個階段，體現了循序漸進的教學過程。其中，既有課內內容，也有課外內容；既有指定性實訓項目，也有學生自選的實訓項目。同時結合學生專業社團活動，引導和指導部分學生進行項目的研發和研究，使得實踐貫穿于整個教學過程，也貫穿于學生在校學習的整個過程。具體的實踐環節如下：

（1）實訓課。實訓課是指隨課堂教學的實踐課程，包括任務模塊實訓和情境教學實踐。每個實訓模塊均設有項目參考程序、必須完成的內容和選做的內容，選做部分是為學有余力和感興趣的學生設計的，這樣設計的目的是對具有不同能力的學生提出不同的要求，使每個學生都能學有收獲，學有所長。

（2）學期項目。學期項目是指學生每學期依據所學知識，在教師指導下，以小組團隊為單位，做一相關課題，課題可以是論文，也可以是具體項目，隨著學生知識的增長，項目要求和難度不斷增加，最終要完成完整的電子電路。

在“數字電路分析與實踐”課程開設時，學生已經具備了一定的分析能力和設計能力，同時，學期項目的實施也鞏固了該課程所要求的模電、電路基礎知識。教師也可以提供給學生參考項目，由學生選題，學有余力的學生可以利用VHDL編程語言在PFGA或CPLD上實現電路設計。

（3）專業實習。為了提高學生的動手能力和鞏固教學成果，在無線電裝接和無線電調試實習中，分別安排了電子電路的裝接和模塊擴展的實習內容。通過課程實習，使學生初步建立正確的設計思想，學會獲取信息的方法，并培養分析問題和解決實際問題的能力。在無線電調試實習中擴展模塊的題目由教師指定或學生自主選題，題目要兼顧基礎性、知識性、前沿性、實用性、可操作性等。并將該部分內容納入無線電調試中級職業資格證書的考核內容。

（4）頂崗實習。頂崗實習的主要目的是培養學生吃苦耐勞、團結協作的精神，培養學生理論結合實踐的能力，進一步增強學生的學習能力、分析解決問題的能力和應用能力，為學生以后更好的走向社會奠定堅實的基礎。許多校內外頂崗實習課題是關于電子產品分析與開發的，這也更加突出了該課程在整個教學中的重要地位。

三、教學方法與手段

本課程的教學模式為“教、學、做、練、鑒”立體化教學模式。教學過程中，堅持“教、學、做一體化”，教師是工作過程的主導，學生是工作過程的主體。因此，學是首要因素。以項目為載體的情境化教學設計引導學生以做中學、學中做的方式在完成典型工作任務的過程中自主地完成學習過程。

考慮高職教育本身的教育規律以及學生的學習基礎，任何單一的教學方法都難以達到好的教學效果，為此，本課程以工學結合為切入點，在教學過程中采取了以工作過程為導向的學習過程，綜合運用基于工作過程的項目引導教學法、任務驅動法、案例分析法、分組討論法、角色扮演法等教學方法開展教學。各種教學方法交錯使用，互相融合。

1.啟發式教學法

教學中注意啟發式，[3]杜絕注入式。授課時應注意與學生進行交流：學生跟著教師的思路走（循序漸進，接受知識），教師跟著學生的表情走（察言觀色，掌握學生聽懂、接受的程度）。啟發引導以教師為導向，鍛煉學生獨立思考問題、解決問題的能力。這是一種較高級的學習方法，能夠讓學生擺脫被動式學習，啟發學生自主創新的精神，這也正是教育改革所要達到的真正目的。

2.項目驅動教學法

以工作任務單和計劃、實施、評價工作單為引導，通過學習完成工作所需的知識，來完成工作任務，教學任務由師生共同完成。教學地點由傳統的先課堂后實驗室的模式改為課堂、實驗、實訓室一體化模式，學習過程在仿真的工廠實訓環境中進行，學生可以在學習、實驗、實訓中將知識轉化為技能，實現與企業崗位的零過渡。

3.項目小組教學法

將學生4～5人分為一組，部分教學內容采用學生分組討論、互相評判，以小組為單位進行課程的講授，其他學生進行補充的教學方式。引導學生積極思考、樂于實踐。在課外開放實訓室，小組共同討論、解決問題，提出方案并共同完成項目。要求學生不斷學習、自我完善，構建學習型項目小組團隊。

4.學生自主學習

課堂上，在保證基本教學內容完成的基礎上，鼓勵學生自己擬訂方案、方法，自創項目，經指導教師認可后獨立完成，培養學生獨立的工作能力和創新意識。

5.師生互動

課堂教學、課堂討論、課后練習、開放性課題、實驗、實訓教學有機結合，互為補充。對帶有普遍性的難題及時設立適當的習題課予以講解，不積累問題。并采用課堂交流（提問、討論）、課間交流、答疑、質疑、作業、輔導學生進行電子制作、電子郵件網上交流、QQ流、電話交流等多種方式與學生交流。

四、師資隊伍建設

在本課程建設中，打造一支老中青結合、理論與實踐結合的教師隊伍是必要的、關鍵的。對教師的要求要滿足以下幾個方面：

（1）主講教師師德好，學術造詣高，教學能力強，教學經驗豐富，教學特色鮮明。

（2）所有理論教師均同時兼任理論課程和實踐課程的教學工作。

（3）課題組一半以上教師都有過企業工作經歷。

（4）課題組教師均要達到本科學歷，其中，研究生學歷要達到50%以上。

在實際的課程建設中，師資隊伍要不斷完善，教師應具有緊迫感，不斷更新知識，不斷探索行之有效的教學方法。

五、總結

本文對高職高?！皵底蛛娐贩治雠c實踐”課程設置、教學內容、教學方法與手段以及師資隊伍建設等方面進行了探討。結合實際項目，加強實踐環節，寓教于樂，提高學生的學習興趣，是本課程改革值得探索的方向。

參考文獻：

[1]曹雙蘭，吳翠娟.高職高?！皵底蛛娮蛹夹g”課程教學改革初探[J].中國電力教育，2011，（13）：60.

篇10

關鍵詞：數字電子技術；課堂教學；項目教學；

數字電子技術是我校電子專業的基礎課程，在整個教學過程中，由于學生基礎較差，傳統的教學方法難以激發學生的學習興趣，更別提如何提高學生的動手能力、創新能力，以及綜合職業能力。在課堂教學實踐中，如何培養學生的創新精神和實踐能力，如何提高學生的綜合職業能力呢？本人將從以下幾個方面淺述自己在數字電子技術教學中的幾點認識。

首先，我覺得要上好一堂課應先營造良好的課堂情境，如有趣的設問、合理的設疑等。

愛因斯坦曾說過：“興趣是最好的老師?！备挥星槿さ奶釂枙箤W生對學習數字電子技術產生興趣，并產生強烈的求知欲，從而進一步調動學生學習的積極性和自覺性。

另外在采用情境教學法時，教師應在重視學生的基礎上，注意循循誘導，層層深入，靈活地創設問題情境和活動情境，激發學生積極思考。在整個授課過程中從思維層次上感受，實現由具體向抽象的提升。如《三人表決器》一節，教師可先采用情景導入，并用設疑的方式把實際任務轉換為邏輯變量（真值表），接著進行情景演示，引導學生觀看。筆者在整個教學設計中，是從以下幾個“問題”出發，層層深入的：

問題1：視頻中幾名評委亮燈，選手過關？

問題2：如果評委的燈亮表示1，不亮表示0，那么3名評委實現少數服從多數的功能，真值表應為多少？

問題3：請根據真值表寫出邏輯函數表達式并進行簡化？

問題4：你會設計電路圖，并用一些常用的元器件來實現嗎？

授課時可以采用把整體性較強的內容分割成幾個并列的或遞進的小問題來提問的方法。如果一個問題提出來，范圍太大，學生不容易回答完整，教師可以采用化整為零，各個擊破的分割式提問，把一個個小問題解決了，整個問題自然也就解決了。

其次，還要在課堂教學中注重啟發式引導以及設計有利于培養學生創新意識的實驗教學。

在啟發式引導課堂教學中：

1.加強師生間的雙向交流，既要向學生多提問，又要讓學生多提問。引導學生在學習過程中發現問題、提出問題，以利于開動學生思維并激發其創造性，使其能靈活應用所學專業知識提高其處理實際問題的能力。

2.創新能力的形成一定程度上依賴于對基礎知識、原知識的掌握。但不可忽視的是在學生掌握基礎知識的前提下，提高他們的綜合運用能力更為重要。因此，設計有利于培養學生創新意識的實驗教學是電子基礎課程教育創新的重要環節，方法如下：

（1）加強項目內容的基礎性和綜合性。在教學過程中理論結合實際，采用理論實踐一體化的教學方式，采用項目教學法，緊抓重點突破難點。高職生具有程度參差不齊，理論基礎水平相對薄弱但喜歡理論實踐一體化的教學模式的特點，面對復雜且枯燥的理論推導及復雜的實驗原理，學生往往缺乏學習熱情。所以，在教學過程中應使用項目教學法，將若干個問題融入某一個項目中，以便解決問題，提高學生的學習熱情。

（2）重視任務內容的趣味性和實用性。瑞士著名心理學家皮亞杰曾指出：“教師不應企圖將知識硬塞給學生，而應該找出能引起學生興趣、刺激學生的材料，然后讓學生自己解決問題?！苯處熞脑O計每一個小任務，有目的地引入或創設一定的情境，使之具有一定的趣味和實用意義，讓學生產生新鮮感，從而激起他們的興趣。

最后，要對學生整個實踐進行合理的教學評價。目前新課改理念已有所更新，由原來傳統的單一評價轉變為多元化的評價模式，如自評、互評、教師評價相結合等。另外在教學過程中應鼓勵學生的好奇心和探究，多一些鼓勵，少一些批評，特別是對制作過程中學生的積極參與、發揮主觀能動性以及表現出的良好個性品質應及時給予鼓勵性評價。

總之，教學有法，教無定法。只要我們在教學過程中注意優化教學活動的策略，把握好活動過程中的操作環節，就能提高學生的學習興趣，從而提高數字電子技術這門課的教學質量。同時，筆者認為創新教育要與時俱進，只有在不斷的教學實踐中，努力適應新形勢的不斷發展，大膽地嘗試，不斷地完善，才能培養出適應社會需要的有用人才。

參考文獻：

[1]張志良.數字電子技術[M].電子工業出版社，2009.

[2]楊長亮.職業教育項目課程實施研究[J].職教通訊，2006.

[3]李俊梅，夏耀.項目教學法在電路分析與應用課程中的實踐與思考[J].中國職業技術教育，2008.