电子设计课程(精选5篇)

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所属分类:文学
摘要

1.制定符合高职特点的教学大纲。在制定课程教学大纲时主要考虑解决以下几个问题:一是专业群的适用性。根据教育部《普通高等学校高职高专教育指导性专业介绍》要求,电子信息类专业群把电子设计自动化(EDA)作为专业核心课程,因此大纲所指向的内容必须为…

电子设计课程(精选5篇)

电子设计课程范文第1篇

1.教学目标要具有明确的导向性。高职院校作为教育体系中的一个类型,与其他高校不同的是在人才培养目标的具体规格和标准上,是为生产、建设、管理、服务第一线培养高端技能型专门人才。这就要求教学必须有明确的导向性。2.教学要求必须具有够用性。要求教学应“必须够用”,我认为“必须够用”体现在四个方面:一是专业知识必须够用;二是专业技能和操作能力必须掌握;三是基本职业素质和职业道德必需具备;四是创新精神、开拓意识和创业能力必须强化。本课程必须根据电子类专业群的需要,以必需够用为原则制定合理的大纲,编写适用性强的教材。3.教学内容要具有实用性和针对性。4.教学方法要具有实践性。高职教育的教学方法更加强调实践性,这既是高职教育的教学特色所在,也是培养技术技能性人才的基本保证。5.教学考评要具有技能性。注重考评学生的技能水平及实践能力主要体现以下几个方面:一是注重专业技术水平和职业能力的考评;二是整个教学过程注意恰当渗透职业技能考核教育,努力使学生取得“职业技能证书”,具有“双成果”。

二、课程教学改革的实施

1.制定符合高职特点的教学大纲。在制定课程教学大纲时主要考虑解决以下几个问题:一是专业群的适用性。根据教育部《普通高等学校高职高专教育指导性专业介绍》要求,电子信息类专业群把电子设计自动化(EDA)作为专业核心课程,因此大纲所指向的内容必须为电子类各专业所适用;二是工具应用性的掌握。本课程是以使用设计软件进行电路设计为主要内容,熟练应用软件工具进行各种电路设计是重点内容;三是要与电子技术等专业课程进行关联。使学生既掌握了设计知识和技能,又进一步增进了对专业课程电路的理解,具有整体专业观念;四是充分体现以应用性、技能性为核心的考核方案。2.进行教材的改革与建设。现有的教材不能满足高职院校教学的实际需要的,一定要改,系成立了《电子设计自动化》教材编写小组,着力注意解决以下几个问题:一是应体现出最基本的足够的理论与操作知识,面面俱到的软件操作知识要省略,但原理图元器件知识、PCB知识、封装知识、制板知识等理论要详细突出;二是如何应用到实际电路的设计,将电子技术课程的具有典型性的项目作为教学的一部分编入教材和讲义,让学生掌握实际电路的设计流程,将理论和实践有机结合起来,使学生学用结合;三是如何成为产品化的PCB,这也是进行教材建设的重点,增加实物制作内容,其目的是让学生通过实际实物制作,既掌握电路设计技能,又熟悉了工作流程,形成了产品化的印刷板,实现了在课程中的工学结合。3.实操内容与相关课程的结合与应用。工学结合、解决实际工程问题是高职院校教学切入点,而实训是最好的载体,为此笔者在教学中根据总体改革方案的要求,对实验实训教学也进行了相应的改革。一是将本课程的训练与相关课程连接、沟通。如与模拟、数字、综合实训、毕业设计相互衔接,将相关课程的电路作为基础,由于学生比较熟悉,进行设计时得心应手。二是除了正常的实操训练外,进一步增加了课程设计内容,让学生动手制作实物,通过实物制作这个工程实践环节,真正掌握书本知识在实际中的应用。在训练掌握基本操作方面,将训练课改为任务驱动方式。根据教学内容,将教学任务分为六大块(即模板制作、原理图库元件制作、PCB库封装制作、层次原理图设计、PCB设计、课程设计),十小块(增加原理图检查、设计规则设置、原理图综合训练、PCB综合训练),每一块独立为一个任务,所有任务完成了,教学总体任务也相应完成。具体执行如下:①制订实训任务书。将每一个任务以《XXX实训指导报告》形式出现,提出本次实训的工作题目和实现目标,给出主要实现的主要步骤,学生当堂工作,得到结果,完成任务,同时让学生回答问题找到解决问题的方法。②教师指导。在实训中教师主要负责两方面指导:一是解决学生遇到的问题,如在绘制原理图元器件时,有的学生将管脚方向放置反了,教师要纠正而且进行强调其方向的重要性;二是介绍相应的技能技巧,提高学生掌握的熟练性及工作效率,笔者通过教学实践和网上交流,编写了教材上没有的应用技巧15例,在训练中不断让学生掌握,提高了学生设计速度和质量。③单元任务与综合任务相结合。在设计教学任务时,做到两个结合:一是单元任务与技能考核相结合,争取让学生获得技能鉴定证书,具备国家认可的电路设计绘图员资格;二是单元任务与实践结合,通过课程设计,让学生掌握实际设计与制作电路印刷板的方法,通过参与工程实践,全面掌握课程知识与技能。在训练成为产品化PCB板方面,增加课程设计部分,采取实物制作训练方式,课时约为6~10学时,该训练要求采取“电子技术(模拟、数字电路)”课程提供电路,为了搞好训练,笔者与数字电子技术等相关课程教师组成了项目开发小组,研究如何有效地进行课程设计有关实训环节,我们制订了“先易后难,稳步提高”的训练计划,为此我们为学生准备了两个训练项目,一是在数字电路中已经用万能板做过的“三人表决电路”,由于学生掌握了其工作原理,并有制作经验,因此在设计PCB设计中能有效结合,提高了工作效率;二是选用较为复杂一点的“循环彩灯电路”,这是选做训练,该电路既可以作为复杂的单面板电路训练,又可以作为双面板电路制作,有很强的课程代表性。4.考核系统的建设。①实用性。传统的考试方式是以试卷定成绩,虽然卷面能反映一定的实践知识,但缺乏对应用能力,尤其是实际的操作能力的考查。新的考核要求的设计都是可以成为现实的产品,这样学生在考试过程中既有设计的兴趣,又可以得到技能的提高。②与相关的课程的结合性。采取相关课程电路为基础进行设计,既可以较好地进行课程之间的沟通、复习,又可以增加设计的准确性和规范性。③与技能证书考核相结合。由于学生要参加广东省技能鉴定中心“计算机辅助绘图员(电子CAD)”职业技能考核,考试形式与之接轨,要使学生适应技能考核的环境和题型,提高考证的通过率。考试改革主要体现以下方面。改形式,期末考试全部上机实践考核,通过实际操作切实掌握知识和技能;改内容,试题与省高级技能考核形式相同,虽然难度有所降低,但考试的知识点和技能掌握的重点部分,在试卷上充分体现;改评卷,制定与行业标准相一致的评分标准,进行电子文档的教师评卷;改构成,平时占20%,主要是课程设计和平时实验报告得分,期末考试为大型综合实践技能考核,分数占80%。学期考核方式的改变,促使学生不断强化操作技能,才能在上机考试中得以应用,从另一方面激发学生的学习动机,也提高了学生设计应用能力。

三、教学改革的成效

1.教师技能水平不断提高。由于本课程设计是我们自己开发的项目,这就要求教师在备课中既要考虑学生的特点和训练的适用性,还要充分进行实验,在亲自设计并成功达到理想的效果以后才能给学生使用,在此过程中教师的技能水平得到长足提高。如在PCB板的制版方面,我们通过网上查询和自我反复实验,开发出背胶纸制版法和热转印制版法,尤其是热转印制版法的开发使用,提高了PCB板制作的效果,使学生作品更美观,更漂亮。2010年学院购置了两台PCB刻板机,使得优秀设计包括学生毕业设计得到了精密工具,教师的技能水平也得到长足的进步。

电子设计课程范文第2篇

关键词:电子技术;课程设计;内容设计;实施

电子技术课程设计是继《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程之后的重要实践性环节,在自动化、机电一体化等专业培养目标的实现中有着无可替代的作用。通过课程设计的实施,可使学生加深对基础理论知识的理解,掌握技术的关键点,培养动手能力、设计思维能力和创新能力。因此提高电子技术课程设计的教学质量势在必行。

电子技术课程设计的内容设计

课题内容设计合理与否,将直接影响到课程设计的综合训练效果。在具体课题内容设计时,应注意以下几点:

选择具有实用性和趣味性的课题从学生的实际水平出发,帮助学生选择适合自己的题目,使题目与理论知识密切相关,又具有较强的趣味性和实用性,与生产实际相结合。例如,要求学生组装一台完整的收音机、家居生活中能用到的声光控开关、门窗防盗报警器等。又如我们选用的《音乐彩灯控制器设计》、《多功能数字钟的电路设计》、《交通灯控制逻辑电路设计》等课题,学生做起来积极性很高。更重要的是通过这一过程,学生运用专业技能解决实际问题的综合能力得到了提高。

选择能综合应用理论知识的课题要求学生综合运用本课程的基本理论和知识,独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试,使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。例如电子脉搏计这一课题,要应用到传感器、放大电路、有源滤波电路、整形电路以及数字电路中的各种门电路、触发器、计数器及译码、驱动显示电路。又如数字钟电路设计这一课题,数字钟是一个典型的数字电路系统,选此作为设计题目,可使学生将学过的比较零散的数字电路知识有机地、系统地联系起来用于实际,培养综合分析、设计电路的能力。还可选用有源滤波器的设计题目,使学生进一步加深领会运算放大器在信号处理电路中的应用,选用交流宽带放大器的设计,使学生对放大电路的三种不同组态的特点、应用场合以及电路的设计方法得到练习,并通过这个对基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度以及引入负反馈对放大器性能的改善得到进一步的理解,同时提高学生理论联系实际的能力。

课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用当今时代电子技术飞跃发展,新技术、新产品层出不穷,课程设计可以弥补教材的滞后性。在电路设计中,应尽量采用集成电路, 特别是集成运算放大器和某些专用芯片(如模拟乘法器、锁相环)作为电路的重要构件,体现出现代电子电路的设计是各种集成电路构件的组合的先进设计理念,尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合,以数字电路为主,软硬件结合,以硬件电路设计为主,符合现代电子电路结构的发展方向。例如我们原来经常选定分立元件OTL和OCL功放电路设计课题,随着目前大量的集成功放芯片的上市,我们就把这些课题内容并入《集成电路音响放大器》、《音频信号发生器》等课题中。又如在数字脉搏计课题中,介绍了锁相倍频的新概念,同时介绍了集成电路CC4046和C14526构成的锁相倍频电路。通过这些课题设计将一些集成电路的工作原理以及使用方法介绍给学生,并在实践中得到练习,使所学的理论知识更加丰富。

选择适应专业需要,结合专业特点的课题为了拓宽学生的知识领域,使学生对专业有所认识和了解,提高学生对专业的兴趣和学习的积极性,在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。例如数字转速测试系统与频率计设计,由于转速测量在工业控制领域和人们的日常生活中经常遇到,在工厂里测电机每分钟的转速,自行车里程测速计,心率计以及汽车时速的测量等都属于这一范畴。又如PWM(电动机调速系统),由于该系统在工业控制的调速系统中得到广泛地应用,同时,又由于该系统由脉宽调制器和脉冲放大器两大部分组成,而脉宽调制器又包括锯齿波发生器和电压比较器,密切地联系了电子技术课程的基本内容。这些课题对掌握基础知识,开阔学生的视野,增强对专业课的认识,提高学习的积极性都能起到较大的作用。

注意选择和后续专业课有关的课题为对电子技术课程的进一步提高和为后续课程打下一定基础,可考虑选择一些模拟电路和数字电路综合性的课题,以使学生对电子技术有一个全面的、综合的认识,对后续专业课有一定了解,为后面的学习打好基础。例如《调速系统的给定积分器》课题。

课程设计的组织实施

以人为本,因材施教教师只在大思路上作一定的引导,对具体方案不做过多干预,只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用,放手让学生大胆实践,以充分发挥学生的主动性和创造性。我们的改进做法是:在注重结论正确的同时,强调整个设计方案实施的全过程,即使得出的结论不尽如人意,甚至是错的,只要学生能找出其中的原因并提出相应的改进措施,仍然可获得较好的成绩;相反,如果结论是抄袭得来的,即便是正确的,设计成绩也按不及格处理。如电子脉搏计的设计课题,只给出设计方案的原理框图,讲明基本原理、总体构思和适当的设计提要,在设计任务书中给出原始数据及主要技术要求,而具体的原理图及元件的参数,集成电路的选择,电路的安装调试等工作则要求学生独立完成,这样做可培养学生的自学和独立解决问题的能力,学生的收获更大。

虚实结合,重在“真品”(1)采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台,对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术,它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象,在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术,在电子行业,Miltisim、Protel等电子仿真软件,已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势,将其应用到课程设计领域也是教学改革的方向。一是应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据设计课题拟定初步方案后,要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对于所设计的电路进行仿真,观察电路功能是否满足设计要求,分析主要元器件参数对电路指标的影响,初步了解电路静态和动态的工作情况,在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标,为电路的实调做准备。二是应用Protel For Windows设计印刷电路板。在Milltisim仿真后,给学生介绍印刷电路板的自动化设计软件Protel For Windows和设计印刷电路板的基本工程知识,要求学生应用Protel For Windows设计软件绘制本组设计的电路原理图并设计出印刷电路板图。通过几年课程设计的实践,对有源滤波器、交流宽带放大器、数字温度计、数字钟、交通灯控制器等设计课题采用Milltisim EDA软件与虚拟样机,指导学生进行电子技术课程设计,取得了较好的教学效果。(2)结合传统设计。近年来,全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对机电类专业的学生而言,电子技术课程设计是学生在学完电子技术理论课程后进行的一次综合性训练,其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力和对电子产品实际安装、调试的能力。如果学生没有从原理图设计开始一直做到样机调试成功,经历整个电子产品的设计、开发过程,又如何能提高电子技术课程设计的作用?所以要将传统课程设计与EDA技术的训练相结合,比较电路实测的性能和计算机的仿真结果,以认识计算机仿真在电路设计中所起的作用,使学生对EDA技术的了解不只是停留在软件系统的操作上,而是对该技术在电子设计中所起的作用有一个整体的认识,能对学生综合能力的培养有所帮助。

形成组合,团结协作在组队方面,采取电子设计竞赛的组织方式,2~3人为一组,要求学生不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,如计算机辅助分析、硬件电路的制作、调试、资料的查阅、整理和总结等,有分工有合作,以培养学生的团队精神。

强化考核,提升品质建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键。学生课程设计完成后,教师可根据学生设计方案的正确性和合理性、安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力、创新精神、设计报告质量、答辩情况以及设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神等方面综合评定学生的课程设计成绩,要特别强调答辩的重要性。答辩时,每个学生都要先概述自己的设计过程,重点讲述设计过程中遇到的问题以及分析和解决问题的方法,然后教师提问,学生回答,最后教师点评、讲解,同时每个学生都参与分析和讨论。通过答辩、讲评,学生可以体会别人的设计思路,开阔眼界,也能从别人的设计中吸取经验教训。这样,答辩过程就成了再学习、再提高的过程。

电子技术课程设计为学生具体接触和了解实际电子电路的设计方法提供了一个综合性工程训练的机会,在内容上、方法上、手段上进行创造性的改革已取得初步成果,激发了学生的学习热情、创作思路,让他们开阔了眼界,初步掌握了电子电路的设计方法,提高了电子电路的设计能力,为今后的毕业设计和从事电子技术方面的开发工作打下了基础。

参考文献

[1]陈梓城.电子技术实训[M].北京:机械工业出版社,2002.

电子设计课程范文第3篇

电气与电子课程设计内容,应该从简至难,由浅入深慢慢推进,训练的内容可按照以下三个阶段进行。1)基本技能。基本知识和基本技能是课程设计的基础部分,学生在这个阶段可以了解并掌握多种元件的工作原理和使用方法,这些都是学生后期进行设计、调试和测量电路的基础知识。因此,课程设计必须要涵盖一些基础性的题目。在基本技能训练阶段,可以安排组合逻辑、时序逻辑电路的实验,学生在设计过程中,可以增加对理论知识的理解,了解各芯片的工作原理以及信号间的时序关系,还能够掌握测试仪的使用方法。2)综合技能。不同的专业对电子设计的需求各不相同,致使传统的电子设计不具备较高的针对性。对于电子与电气综合设计,可以开设在三年级。因为在这个阶段,学生的主要课程已经结课,最需要的是如果将所学知识融会贯通、综合运用,使自己所学知识形成一个完整的体系。此外,学生在三年期间已经具备了实践操作的基本能力,比如一些数字电子技术实验、模拟电子等等,已经能够将基础的理论知识与实践相结合,在搭建电路、排除故障等方面已经能够独立完成。电子与电气设计还能够帮助学生确定工作方向,让学生根据自身的特长与优势进行选择岗,同时在课程设计过程中,学生对于自己所设计的方案有充分的理解,在此基础上对相关问题予以延伸,展开更深入的思考,为走上岗位打好夯实的基础。3)专业技能。强电是电气工程的专业特征,强化弱电是电气专业的发展方向。电气与电子综合课程设计要将强电与弱电相结合,因此在这个设计阶段,要开设具有专业特色的内容。为了能够避免与前两个阶段的内容有重复,可以选择大规模集成器件,形成不同的功能模块,通过积木式、模块化结构,让学生进一步提升操作能力,所设计的内容涵盖多个方面,如参数检测、传输处理、计算机控制等等。

二、课程设计方法

实践教学让学生从课堂所学到的理论知识得到实际的应用,展示学生的操作能力。在整个课题设计中,方案选择、电路分析、参数计算等方面必须要以理论设计为基础,之后选择正确的的测试方法,元件采用以及搭建电路。根据这个原则,可以选择多种实现方法。在电子技术快速发展的环境下,各种电子产品陆续推陈出新,缩短了电子产品更新换代的周期,随之增长的是新元件、器件的出现,它们也不断带来新的技术。这就要求学生能够与时俱进,及时掌握这些新知识,新技术。在电子与电气综合课程设计中,要摒弃落后的知识和技术,围绕教学目标制定成套的开发装置。实验在保留必要传统模式的基础上,做到与实际发展趋势相适应,结合先进电子技术的开发和应用,开设具有灵活性的设计实验,不仅能够激发学生的学习兴趣和学习主动性,还能够让引导学生的个性化发展。

三、结语

电子设计课程范文第4篇

电子信息专业的课程体系建设,关系着学生在校期间的所有学习内容。让课程体系包含电子信息工程技术专业的所有重要内容,更加贴近企业的工作需要,适合学生循序渐进的学习,是一项重要的工作。要做好电子信息工程技术专业的课程体系设置也是一项细节繁杂、工作量巨大的工作。本文就电子信息工程技术专业的课程体系设置中关键点进行了介绍,并且介绍了在课程体系具体实施时的注意事项。

关键字:

电子信息;前导;校企合作;课程改革;实践性

1电子信息工程技术专业的课程体系设计要考虑课程的衔接关系

课程体系不是若干门课程的堆积。课程之间是有逻辑性的关联关系的。最为直接的关系,也是最不应该出错的关系,就是时间先后的关系。打基础的内容为后续课程服务的内容应该在前导课程中出现,在课程结构的前期出现。如果出现课程的颠倒,后续课程先出现,但是学习后续课程的基础却没有学习,那只好简单的把前面的基础知识再概要的介绍一遍。但是这就消耗了很多课程。并且后期再去学习基础学科,显得重复而且失去意义。当然还有其它的各种衔接关系。例如理论与实践的衔接。一些强化技能的实训,在理论课程的下一学期出现,往往会有较好的效果。一方面时间间隔不大,学生对知识点有较深的印象。另一方面,学生再实训过程中,会不断的反映出上学期所学知识点的内容,与具体应用相互印证,会有更深刻的体会。从课程体系结构本身来说,建立有机的衔接关系,可以让课程体系更加合理,关联性更强。

2电子信息工程技术专业的课程体系设计要考虑时间比

学生学习的课时应该是合理的、有限的。不能过多。而课程体系又应该包含学生理论课程的学习时间和实验实践类课程的学习时间,学生在校学习的时间和在校外实习培训的时间。这是职业院校的特色决定的。职业院校就业定位明确,更加关注学生技能的提高。所以不能让学生局限在校内学习,也要在企业中进行实习实践。建立合理的时间比,目前比较合理的是,学生的理论课程和实验实践类课时比为1:1左右,换而言之,实验实践类课程至少占一半的比例。而在校学习期间为三到五学期,这要视具体情况而定。学生至少应该有一学期的定岗实习经历。对于一些与企业对接程度高的职业院校,学生对企业的就业率高,可以让学生更早的进入到企业,在实际的工作环境中进行锻炼,给企业留下更深的印象。

3电子信息工程技术专业的课程体系设计要精选课程内容

课程内容课程的根本。设置课程内容亦易亦难。简单的是:每门课程都已经经历了多年的考验,已经有成形的内容结构。这些资源并不稀缺,从不同的资料不同的院校都可以找到相关资源。难的是课程内容的精选,课程内容不可以生搬硬套,尤其是高职院校电子信息技术专业,要突出高职院校的特色,要突出专业的特色,突出地方企业的特色。内容的设置要有删减、新增、调整的过程。删减一些过于复杂的理论研究部分,以够用为主以实用为优。增加新技术新发展的内容,与时代同步。新形成的课程内容也要注意顺序和课程安排的调整。

4电子信息工程技术专业课程体系实践的注意事项

4.1在实践中搜集各个方面的意见和反馈实践是设计的最好验证方法。在课程体系设计完成,投入教学使用后,也要时刻关注,从学生角度,搜集学生观点,采纳反馈信息。在教学过程中,关注教师的反馈。判断是否在教学中存在障碍,应及时记录,研究解决。

4.2在实践中注重实践课程内容的体现从培养学生职业能力的宗旨出发,还应重视专业思维能力的培养,因此实践教学有显性和隐性之分。显性实践教学在整体教学计划中能充分体现,目前许多高职学院基本能按理论教学与实践教学1∶1的比例进行,实验室、实训室、企业操作间的实验验证教学和实践技能训练教学能按计划进行,但隐性实践教学则往往被忽略。高职教学中的隐性教学其实是实验验证和技能训练的延伸和拓展,课堂教学中隐藏着许多实践教学的成分,如:专业思维的培养、职业素养的提升等。这种隐性实践能力的培养,往往比显性实践能力的培养要求更高。因此科学设计实践教学体系,就是要达到显性实践与隐性实践的有机结合,使两者相辅相成、相得盖彰,从而达到真正提高学生实践应用能力和综合素质的目的。

4.3与传统的课程体系进行对比,衡量优劣,灵活调整验证也是一个长期的过程。一届学生的学习时间,可以才是一个完整的验证周期。这时候更要做好总结,与往届教育成果对比。是否取得了明显的进步。如果还存在不足,那么不足的具体体现在哪些方面,要及时记录。在下一次课程体系改革中杜绝类似错误的发生。在实践过程中,如果发现一些课程的设置,出现了明显的问题。影响到了教学的正常进行。那么要及时的进行调整。针对这些细节,不能拖沓。及时发现及时解决,避免因问题给学生带来学习的困难。

参考文献

[1]蒋满英.基于多元智能理论的高职课程设计研究[D].河北师范大学2008

电子设计课程范文第5篇

关键词:电子技术;课程设计;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)51-0075-03

电子技术课程设计是一门集基本理论、工程设计于一体的专业基础课程,是电子、信息类本科专业的基础必修课程。该课程是对电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术等前期课程所学内容的消化、巩固、总结和提高。该课程的教学不仅要求学生掌握扎实的相关课程基本理论知识,更在于通过对学生进行综合训练,培养和提高学生在电子系统方面的工程设计能力、元器件装配能力、综合调试能力。同时,也为后续课程,如单片机系统课程设计、嵌入式系统课程设计及电子系统课程设计等实践课程的开展打下良好的基础,为学生今后从事相关专业技术工作提供了必要、专业的实践技能。

一、电子技术课程设计教学的不足

根据过去几年对电子技术课程教学情况的分析,结合相关企业对电子类人才的要求,我们认为该课程在教学设计上应从下面几个问题上重点改革。

(一)课程内容与社会需求差距较大,设计题目偏少

电子技术课程主要由理论和实践两部分构成,其中实践又分为实验和课程设计。理论是基础、实验是深入、课程设计是提高,它们相辅相成构成这门课程完整的教学体系。针对课程设计,一般本科院校的教学方式较为保守,沿用传统模式,忽视了相关行业、企业所采用的新技术、新软件,不能与社会同步,学生走出校门口不能立即胜任岗位工作,而是需要通过进一步的岗前培训才能满足岗位对人才的需求。同时,设计题目和类型偏少,内容相对陈旧,学生可选择的范围也不大,导致部分学生对本门课程学习的积极性不高,也影响了本课程的教学效果。

(二)教学方法较为单一落后

本门课程的教学时间为32学时(合计不到一周的教学时间),时间较短,为了在较短的时间让学生完成设计任务,教师总是详细讲解并指定相应的资料,将学生限制在指定的范围和实验元件内,不利于培养出具有竞争意识和创新能力。且在实验讲义中,编写教师对设计题目的电路实现方案编写得较细,学生可发挥的空间较小,导致部分学生不会自己独立思考,直接采用设计提示电路,或者直接抄袭其他学生的设计方案,不能更好地调动学生独立设计的积极性。

当前我们大部分老师都采用了多媒体授课,在教学过程中,教师过分地依赖电子课件,而忽略了其他的教学方法,如课堂演示、学生上台实操等。在涉及电子设计软件的操作时,学生需要实际动手训练,边听边做效果会更好。而用电子课件进行授课时,加快了课堂授课的节奏,学生对某些知识点来不及消化,教与学缺少良好互动,学生很难与老师保持同步,使得授课效果大打折扣。

(三)实践缺乏工程化思想

在电子信息和仪器仪表领域从事电路设计基本上是以工程化的方式进行的,将一个工程分成若干个模块,再由不同的项目团队分头完成。将现代电子领域里设计公司的理念融入课堂,让学生以设计团队为单位开展实训,能够使学生走出校门后更快地适应自己的岗位,但从目前大多数学校开设的课程来看,除了毕业设计会有几个学生一起合作完成外,实验、课程设计等几乎都是学生独立完成的,很多学生抱着应付的心态随大流,没有主动思考的意识,缺乏创新思维。大多数学生只是按照老师所给电路图像搭积木一样连线,不能真正弄懂电路的意图,因此在未提供电路图时往往束手无策。严重缺乏创新思维,使得学生在走出校门后不能从事完整的工程设计,面对很多简单的项目也会缺乏信心,无法在已有的岗位基础上实现更高的突破。

(四)成绩评定体系不够完善

目前的考核制度,虽然提升了平时成绩所占比例,但仍然是应试教育模式。在成绩评定时,往往根据调试结果以及撰写的设计报告给出成绩,学生在设计、制作、调试过程中遇到的问题以及解决方案等具体实施过程没有体现出来,评定的标准不能具体量化,不能很好地反应学生在本门课程中的收获和真实水平。

二、电子技术课程设计教学的改革

(一)结合专业的社会行业需求,丰富设计题目

设置合适的设计题目是提高电子技术课程设计教学效果的关键。随着电子技术的迅速发展,新器件不断涌现,将其与课程教学紧紧结合,才能跟上时代的步伐。因此,课程设计教学改革的第一步就是结合专业的社会行业需求,根据学生的实际情况,提供足够的课程设计选题,同时保证设计课题的内容具有综合性、实用性、先进性。

首先,本设计课程为学生提供了72个设计题目(课题内容统计情况见表1),保证学生具有较大的选择空间;每一个题目具有基本功能和扩展功能,从而满足具有不同实践能力的同学的要求。其次,大部分课题的设计要求尽量使用现有的能够实现该设计的新器件,设计并完成的小电子系统实用性较强,具有相当的使用价值,可以作为电子系统课程设计和仪器仪表课程设计的基本模块,也可以作为电子竞赛和创新项目的单元电路。再次,设计题目新颖,能激发学生的设计调试兴趣;大部分课题的设计内容与专业密切结合,从而增强学生的学习积极性。最后,每个设计题目都能够尽量训练前期课程中的相关知识点,比如:巩固电路分析基础中的分压电路、电容元件特性、变压器工作原理等;模拟电子技术课程中的基本共射、共基放大电路、功率放大器、比较器电路、波形发生电路等;数字电路中各种逻辑门电路、显示译码器、数据选择/分配器、触发器、寄存器、计数器、555电路和蜂鸣报警电路的应用等。教师在布置设计任务时,针对每个设计题目,以系统框图形式给出2~3个总体设计参考方案,以高集成芯片为核心,由中规模集成电路构成各单元电路,然后组合出系统的设计方案。

课程设计除了提供5个类型72项常用的备选设计题目之外,还引入了与学科相关的科研项目的子课题作为课程设计题目,选拔一些优秀学生参与这部分课题的设计。同时结合每年的本科生创新项目,每年更新一些设计课题。以教学、科研及竞赛项目为电子技术课程设计题目,为学生创造了研究性学习的机会,提高了其实践技能。通过项目开发过程的工程磨炼,提高了学生的实践技能,激发了学生的自主创新意识,对于学生工程素质的培养发挥了较大的作用。同时,学生参与教学科研活动,可以解决创新实践活动开展中的一系列问题,促进了创新实践活动的开展。

(二)丰富课题设计内容,合理安排教学进度

电子技术课程设计一般安排在大三上下学期进行分散教学。教学学时共32学时,每周3学时,共11周。教学进度和时间安排统计情况见表2。

本着培养学生独立设计、创新实践的理念,我们改变了传统的“老师讲,学生做”的方式,少讲甚至不讲理论知识,仅是提纲挈领地给学生指引一下他们设计所要查找资料的方向,在设计的过程中,学生遇到了实际问题再进行单独答疑。

在组织方式上,参照电子竞赛的方式进行,2名学生一组。每组学生可在指定的选题中任选一个设计题目,在11周内协力完成课程设计任务。学生在课程设计期间,不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,以达到了解和熟悉整个设计课题全过程的目的。同时由于引入了竞赛机制,不但可以增强学生的团队精神,还能发掘他们创新的潜能。

在课程设计前期,课程设计的任课教师可提前两周布置课程设计的教学任务,在这期间,完成学生的分组,两人一组自愿组合,提供课程设计题目供学生自行选择。学生选定题目后根据课题的设计要求和参数独立查阅相关资料,完成电路的初步设计。

课程设计第一阶段,完成方案设计。方案设计包括电路方框图、详细的电路原理图、电路工作原理的说明和元器件清单。完成电路设计后,学生还要使用Multisim软件完成对设计的电路进行仿真。通过软件仿真可以发现设计中存在一些的问题,进一步改善设计方案。学生掌握了电子仿真软件的使用方法,也为以后的课程学习打下基础。实验室将元件清单汇总,尽快完成元器件的准备工作。

课程设计第二阶段,完成电路原理图和PCB板绘制,并且完成PCB的制作。学生通过学习使用Protel软件,熟悉了电路布局、布线、电路板的制作过程,增强了对电子系统工程设计过程的认识。

课程设计第三阶段,完成元器件的焊接及整个系统的联调,测试技术指标。学生在教师指导下较好地完成元器件的焊接。焊接过程由低到高,分模块完成。确认安装无误后进行通电调试。在调试阶段,采用由前至后的顺序,从输入端开始逐模块调试。若存在故障,应该分模块检查,按照从大到小的范围进行排查,最终找到故障的确切地点并加以解决。学生通过对电路的调试可加深对电路工作原理的认识,学会调试、检查电路的方法。调试过程中教师要注重启发学生,自己分析查找故障位置和原因,并独立找到解决的方法。要求学生在测量完成技术指标后与理论结果进行分析比较,进一步了解电子电路学习过程中理论与实践的区别。通过课程设计为学生提供锻炼的平台,提高了学生的理论与实践能力。

课程设计第四阶段,完成并提交设计报告。设计报告包括以下部分:①系统方案论证;②各单元电路详细设计;③电路的仿真及仿真结果;④调试中出现的问题及解决方法;⑤系统测试结果;⑥心得体会。设计报告是对课程设计全过程的总结,学生要严格按规定的格式进行书写。设计报告的撰写可提高学生的表达、论证能力、科技写作能力等基本素质,为后续课程设计报告及毕业论文的撰写打下基础。

(三)改进教学方法,提高课程教学效果

在电子技术课程设计中,利用视频、图片等多媒体手段展示相关内容,可以激发学生对所选课题的兴趣。利用教学网站,提供一些跟学生课程设计题目相关的资料,学生可以随时进行查阅。同时加大实验室开放力度,课程设计的时间不局限于课堂。实行开放式管理模式,时间开放和资源开放。学生可以根据需要通过网上自由预约的形式,课余时间自行到实验室进行课程设计,实验室提供自主学习环境。由于带着任务,学生虽然没有教师时刻管理也会很自觉地进行学习。同时由于带着问题去学习,学习的效率也更高,而且这样也可以更节省实验室的教学资源。采用这种形式,增加了学生的实验时间,增强了学生进度安排的灵活性,有助于学生自主设计能力、工程能力、创新能力的培养。

(四)完善成绩评定体系

验收考核环节采取硬件实现情况、软件调试情况及考核答辩的方式。相同题目之间的小组,根据所完成项目的性能、指标及完成速度进行评定。

从电子技术课程设计这门课程的设置目的出发建立成绩评定体系(见表3):①方案设计的合理性、科学性,电路设计的正确性;②对Multisim、Protel等电路设计、仿真软件的熟练掌握程度、制作效果;③元件安装、焊接的工艺质量;④电路调试、故障排除、结果分析及回答问题的情况;⑤课程设计报告撰写。

在进行成绩评定时,注重调试效果正确的同时,应强调整个设计实施的整体情况,若部分同学的设计电路调试结果不尽如人意,只要学生能找出其中的原因,并提出相应的方法进行改进,仍可获得不错的成绩。另外,注重学生是否已掌握设计方法、制作工艺、仪器使用、调试方法、论文撰写等不同的环节,即使同组同学根据不同的表现也可给出不同的成绩。

三、结束语

电子技术课程设计是学生进行的第一个专业基础课程的课程设计。在课程改革中突出了学生创新意识及工程素质的养成,体现了“内容综合、面向工程”的特征,促进了电子技术创新教育体系的不断完善和可持续发展。通过本门课程的教学改革,丰富设计题目,且与实际联系,调动了学生的学习热情,培养了学生对设计性实验的兴趣。由于合理安排教学环节,学生经过自主查找资料和小组讨论,完成电路方框图、电路原理图、电路布线图的设计;完成对电路系统进行安装、焊接、调试、检查解除故障、测试参数;掌握了相关软件的应用。充分发挥了学生的主动性和创造性,提高了分析和解决电子电路中各种问题的能力。较为完善的课程成绩评价体系也较好地保证了课程设计的教学质量。通过后续的课程学习,学生的综合设计能力不断提高。

参考文献:

[1]贾俊荣.电子技术课程设计教学改革与实践[J].福建电脑,2013,(11):69-70

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