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    電子電路設計論文精選(九篇)

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    電子電路設計論文

    第1篇:電子電路設計論文范文

    1.1ARM處理部分

    針對ARM內核的高速可順序執行特性,更適合處理復雜協議信息。ARM處理部分在設計中主要負責協議層處理工作,包括通信信息、人機交互設定、系統工作參數監測、報警數據設定、監測以及系統數據分析處理等多方面的工作,整體采用搶占式進行多任務分配,提高CPU利用率以及系統魯棒性。

    1.2FPGA控制部分

    總體來看,FPGA主要負責硬件設備底層驅動的讀寫,作為ARM的一個外部擴展RAM進行外設數據交換,所有FPGA采集、輸出的數據均可通過ARM的可變靜態存儲控制器(FlexibleStaticMemoryController,FSMC)總線讀寫。在設計中運用FPGA獨特的可多任務并行執行的特性,FPGA控制部分主要負責外部通信模式的選擇;外部模擬信號的采集、輸出溫度的控制、時鐘同步、時鐘移相、數碼管計數顯示等多項功能的處理。在外部模擬量、氫原子鐘內爐溫度采集部分,由FPGA內部硬件采用狀態機形式通過兩片AD7490D對外部32路模擬量采集,并直接用模數轉換器進行控制處理;另一個狀態機通過熱敏電阻對內爐頂,上,底等三部分溫度進行采集;在溫度輸出控制部分,通過三路PWM控制方式,以外部溫控器作為驅動信號,調節加熱功率。在模數轉換部分由專用基準電壓芯片REF192產生參考電壓,溫度轉換經過帶有前置運算放大器(Operationalamplifier,OP)的模數轉換器進行采樣,并同時具有抑制50Hz抑制功能,以抵消測量中所產生的工頻干擾。在通信電路的設計部分由FPGA來選擇所采用的通信方式,其中串口通信采用隔離式電平變換芯片,避免電平不兼容或是不同設備間的靜電釋放(Electro-Staticdischarge,ESD)所帶來的放電損壞;以太網部分采用專用以太網接口模塊,可同時兼容TCP/IPv4、用戶數據報協議(UserDatagramProtocol,UDP)等。

    1.串口通信接口的電路設計

    原本的串口通信設計為了滿足兩路串口通信的技術指標,采用AT89C52結合通用同步異步接收發送器8251A實現雙串口的擴展。本文采用ADM3251E[3]來解決多路串口的通信功能。ADM3251E是一款高速、2.5kV完全隔離、單通道RS-232/V.28收發器、具有isoPower隔離電源的雙通道數字隔離器,設計中無需使用單獨的隔離DC-DC轉換器。由于RIN和TOUT引腳提供高壓ESD保護,因此該器件非常適合在惡劣的電氣環境中工作,或頻繁插拔RS-232電纜的場合。ADM3251E采用ADI公司的芯片級變壓器iCoupler技術,能夠同時用于隔離邏輯信號和集成式DC-DC轉換器,因此該器件可提供整體隔離解決方案。

    2.ADC模擬量采樣電路設計改進

    原本的ADC采樣電路使用兩片ADC0816。ADC0816是逐次比較式16路8位A/D轉換器,其內部包含有一個8位A/D轉換器和16路的單端模擬信號多路轉換開關,轉換精度為1/2LSB,轉換時間為100us(時鐘頻率為640KHz)。改進設計中采用AD7490,它是一款12位高速、低功耗逐次逼近型ADC。同時AD7490采用單電源工作,電源電壓為2.7V至5.25V,最高吞吐量可達1MSPS;其內置一個低噪聲、寬帶寬采樣/保持放大器,可處理1MHz以上的輸入頻率;轉換過程和數據采集過程通過CS和串行時鐘進行控制,從而為器件與微處理器接口創造了條件。

    3.溫度控制部分的設計改進

    溫度對于氫原子鐘來說是個很重要的因素,溫度控制不好會引起氫原子鐘穩定度變差;溫度失控會直接導致氫原子鐘沒有中頻信號輸出。因此在溫度控制的設計中首先要做到可靠、穩定。原先的溫度控制系統采用模擬控制多塊電路板各溫度區域獨立控制模式,其缺點是變容二極管參數數值不在正常工作范圍內之后,需要人為調整電路板的電位器,即通過人為改變電阻的模式來達到調整溫度的目的。在數字化智能溫控設計中采用AD7792[4],AD7792具有兩個高精度的可編程恒流激勵源,內置有可編程的儀表放大器,可以對不同的輸入信號選擇相對應的放大倍數,實現信號的匹配。它內置16位ADC,采用SPI串行接口,容易實現光耦隔離,有三路差分模擬輸入,可以滿足設計中分別對內爐頂,上,底三部分溫度進行采集的設計要求。AD7792為適應高精度測量應用的低功耗、低噪聲、完整模擬前端,內置一個低噪聲、帶有三個差分模擬輸入的16位Σ-Δ型ADC。它還集成了片內低噪聲儀表放大器,因而可直接輸入小信號;內置一個精密低噪聲、低漂移內部帶隙基準電壓源,而且也可采用一個外部差分基準電壓。圖2中所示CHAN表示溫度區域,其中CH1代表內爐頂,CH2代表內爐上,CH3代表內爐底;ACTU代表采樣溫度數值,SET代表設定溫度數值,OUT代表了輸出功率的大小。

    4.移相同步精度設計改進

    傳統控制板同步精度為100ns±邏輯門延時(約幾個ns),移相分辨率為0.1us。經過設計改進后,采用獨特的先倍頻后同步技術,可大大提高移相同步分辨率。在本次應用中,先對外部輸入的10MHz方波信號,經過FPGA內部的鎖相環(PhaseLockedLoop,PLL)的配置進行零度移相五倍頻,得到和輸入信號零相位差的50MHz信號。上一幅為10MHz信號波形,下一幅為倍頻后的50MHz方波信號波形。

    5.DDS電路設計部分

    之前控制板在綜合器設計輸出時,采用AT89C52驅動三片74LS595串入并出輸出6位8421碼共24位數據信息經25芯彎角插座(DR-25)將數據傳輸至接收機控制板,再由CPLD處理后輸出所需的頻率信號。而目前設計中選取AD9956[5],使用直接數字式頻率合成器(DirectDigitalSynthesizer,DDS)技術直接從監控板輸出所需的頻率信號,AD9956是由美國AnalogDevice公司推出的高性能的DDS芯片,提供速度高達400MHz的內部時鐘,可合成頻率高達160MHz,支持2.7GHz的時鐘輸入(可選2,4或8分頻)、內部集成14位的D/A轉換器,具備快速頻率轉換、精細頻率分辨率和低相位噪聲輸出的性能,適用于快速跳頻頻率合成器的設計,本設計DDS輸出頻率信號可以根據鍵盤鍵入的頻率值不同而輸出不同的頻率值。

    6.存儲器設計改進

    氫原子鐘必需具有對時間以及對所監測數據實時保存的功能。然而外部存儲器的選擇也是多種多樣的,目前應用最多的仍是SRAM、EEPROM及NVRAM這三種方案。我們目前使用的存儲器就是采用SRAM加后備電池的模式,型號62256,它是組織結構為32K*8位字長的高性能CMOS靜態RAM。在設備掉電的情況下,存儲數據易丟失。同時SRAM加后備電池的方法增加了硬件設計的復雜性,降低了系統的可靠性;EEPROM方式可擦寫次數較少(約10萬次),且寫操作時間較長(約10ms);而NVRAM的價格問題又限制了它的普遍應用。因此越來越多的設計者將目光投向了新型的非易失性鐵電存儲器(FRAM)。鐵電存儲器具有以下幾個優點:可以總線速度寫入數據,而且在寫入后不需要任何延時等待;有近乎無限次擦寫壽命;數據保持45年不丟失;具有較低的功耗。設計中采用的FM25L16是串行FRAM。其內部存儲結構形式為2k×8位,地址范圍為0000H~07FFH,FM25L16支持SPI方式0和方式3。具有先進的寫保護設計,包括硬件保護和軟件保護雙重保護功能。FM25L16的數據讀寫速度能達到18MHz,可與當前高速的RAM相媲美。結束語從設計的測試結果來看,全新的設計模式對電路的性能,可靠性,穩定性等多方面都有很大的提高,具體表現如下所示:

    (1)設計中采用AD7490替代ADC0816,從而使得ADC精度提高8bit升級到12bit,精度提高了16倍,并且無需經過外接模擬開關,減少了信號經過多個模擬芯片引起誤差。

    (2)溫度控制系統采用全數字化設計模式,提高測量精度,降低干擾,可避免處理運放電路所造成的對溫度飄移的影響以及多級模擬帶來的累計誤差,最重要的一點就是不用再人為的通過改變電阻模式來達到調整溫度的目的。

    (3)綜合器設計部分采用DDS處理技術,直接從監控板輸出所需頻率信號,從而大大減少設計中潛在的故障點,大大提高了設計的可靠性,穩定性。

    第2篇:電子電路設計論文范文

    【關鍵詞】電子設備 電子電路 接地技術 抗干擾能力 干擾抑制

    中圖分類號:V443 文獻標識碼:A文章編號:

    一.引言

    我們知道在電子電路設計中的接地技術直接關系到了電器的使用壽命以及安全程度。在我國當前,各種各樣的電子產品相繼誕生,電子產品的應用也日益的廣泛,可以說電子產品已經成為了人們生活工作的一個重要的組成部分。我們知道電子干擾是有很大的危害性的,它不僅僅嚴重的降低了電子系統的可靠性,還能夠對人體的健康產生很大的負面作用。例如一些電子產品以及儀器就對電子電路的干擾十分的敏感,最常見的有家用電器比如收音機,電視機等等,還有一些醫用設備,比如心臟起搏器等等。這些對電子電路的干擾電磁波都十分的敏感,干擾嚴重影響了這些設備的正常工作,嚴重的甚至使這些設備無法工作。為此,我們必須重視電子電路抗干擾能力的設計,可以說電子電路的抗干擾能力已經成了當前電子電路設計的一個非常重要的一方面,這是因為如此接地技術才顯得如此重要,可以說接地技術的高低已經直接影響到了電子電路的抗干能力了。

    二.接地技術的種類和目的

    我們知道電磁干擾對電器具有很大的影響,嚴重的降低了其穩定性,也不利于工作人員的身體健康。為了保證用戶用電的安全可靠,必須注意電子電路設計中接地技術的科學合理性。我們知道安全保護接地是接地技術中比較常見的一種,采用這種接方式地主要是為了保護用戶的安全,在實際的生活中有的電器年記哦久了,則其絕緣性能下降,這樣就給用戶帶來了很大的安全隱患,采用這種保護性的接地就是為了消除這種安全隱患而采取的措施。再者一些電器設備在運行的過程中會產生積累靜電,這樣就及其容易引起接觸性的觸電,甚至引起電器的爆炸,其危害極大,為了防止類似情況的發生,一般采用的接地方法是屏蔽接地法,能夠有效的防止靜電積累造成的損失。最后我們知道電磁干擾對電器設備是有很大的影響的,為了避免電器設備受到太多的電磁干擾,采取接地的方法可以有效的配出干擾,保證電器正常運行。

    三.接地技術中的接地方式

    電子電路設計中接地方式是比較多的,其接地方式不同那么它產生的效果也會不同,所以對于比較常見的幾種接地方式我們要充分的了解,只有這樣才能在具體的電子電路設計時運用自如。以下介紹兩種最為普片使用的接地方式。

    保護接零

    一般用于三相四線制供電系統中的中性線,是電路環路的重要組成部分,在零線直接接地的一相四線制電網中,設計中一定要注意將電子電器設備征程運行時小帶電的金屬外殼于電剛的零線連接起來,這樣一旦當電器設備中的某一項發乍漏電或者是碰殼時,由于事先金屬外殼與零線相連,形成的單向短路,電流非常大,使電路保護裝置迅速動的切斷電源,從而保護了操作人員的人身安全和電網其他部分的正常運行,同時也可以避免一些重大安全事故的發生。

    保護接地

    接地保護的主要目的是為了防止用戶觸電,為了保護用戶的安全而采取的措施,保護接地可以說是電子電路設計中最為常見的接地方式,一般來說對于那些中性點不接地的電網都采用保護性的接地方式,采用這種方式則電器設備的支架以及外殼均要接地,這樣能夠取得比較好的效果,有效的保護的電器安全一用戶的安全。

    四.電子電路設計中系統接地

    通過接地技術的研究我們知道電子電路儀器中的電子儀器設備控制系統中遇到經常需要解決的就是系統接地問題,這也是設計中的一大難點。系統接地線是各種電路中的靜態,動態電流的通道,同時又是各級電路通過共同的接地電阻相互耦合的途徑,這樣就形成了電路之間相互干擾的薄弱環節,所以電子電路設備中的切抗干擾技術,都和接地有很直接的關系。設計合理的接地足抑制噪音和防止干擾的主要途徑,不儀能保證電子電器設備的正常,穩定和可靠性工作。

    五.電子電路設計中系統接地的原則

    根據不同的干擾源要設計不同的接地技術和工藝,不能存在僥幸認為電路中只要有一點接地就能消除干擾,要尋求綜合性質的接地方式,才是最為安拿有效的,接地點的選擇要恰當,避免設計不當引起的新的干擾。接地點的選擇除了安全性外、還要一并考慮屏蔽效果的兼容性,就是要通過接地屏屏蔽技術達到消除多種干擾的綜臺目的。一般來說.電子電路設計如何和大地接觸,與系統的工作穩定性能有著極為密切的關系,設計中常用以下三種方式。

    1.浮地方式.不接觸大地的懸浮方式。是將電路設備與公共地可能引起環流的公共導線隔離開來,從而抑制來自接地線的干擾。這種接地方式的缺點是設備不與大地直接相連.容易出現靜電積累現象,這樣積累起來的電荷達到·定程度后,在設備和大地之間會產生具有強人放電電流的靜電擊穿現象。

    2.單點接地方式,我們知道采取兩點接地扥方式很容易形成接地環路,一點接地的主要功能就是消除接地環路的形成。

    3.多點接地方式,對于工作頻率較高的高頻電路,由于各元器件的引線和電路本身布局的電感都將增加接地線的阻抗,一點接地方式已不再適用

    五.結束語

    當前我國的經濟快速發展帶動了我國電子行業的迅速發展,各種電子產品相繼誕生,并且應用日益廣泛。在當前,我們已經進入了信息時代,各種各樣的電子產品已經成為了人們生活的一部分,和人們的生活緊密相連,所以電子產品已經成為了當今不可或缺的一部分。但是我們知道,電子產品都存在電磁干擾,這不僅僅嚴重影響了電子系統的可靠性而且也嚴重危害到了工作人員以及用戶的健康狀態。所以,正是因為這個原因在進行電子電路設計時,我們要充分考慮其接地技術,這樣可以有效的抗干擾能力。提高電子設備的抗干擾能力不僅僅可以提高經濟利益還可以提高社會效益。可以說科學的接地技術已經成為了電子電路設計的一個重要的方面,是在電子電力設計工作中必須認真考慮的問題,其重要性不言而喻。所以本文就這個問題作了簡單的探討。

    參考文獻:

    [1]呂俊霞Lv Junxia 電子電路的抗干擾方法與技術[期刊論文] 《印制電路信息》 -2006年8期

    [2]李曉海 電子電路的抗干擾技術探析 [期刊論文] 《城市建設理論研究(電子版)》 -2012年9期

    [3]蔣偉麗Jiang Weili 淺談電子抗干擾技術 期淺談電子電路的抗干擾技術 [期刊論文] 《麗水學院學報》 -2007年2期

    [4]郭寶山周勤榮 淺談電子電路的抗干擾設計 [期刊論文] 《山西電子技術》 -2011年5期

    [5]淺析電子電路的抗干擾措施 [期刊論文] 《南北橋》 -2008年7期高玉榮管志剛

    [6]許蓓蓓 對電子電路抗干擾措施的探討 [期刊論文] 《建材發展導向》 -2011年11期

    第3篇:電子電路設計論文范文

    關鍵詞: 電子技術課程設計 教學設計 教學過程

    電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練,是電子技術課程的實踐性教學環節,是對電子類和其他相近專業學生進行綜合能力培養的實踐課程,對于全面、系統、深入地理解與掌握電子系統的知識、設計方法具有重要的教學意義。

    1.電子技術課程設計的重點與要求

    本課程的重點是電路設計,內容側重綜合應用所學知識,設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求,通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力,提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養學生創新實踐的能力。

    電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求,通過查閱資料、調查研究等,獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試,并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。

    具體地說,學生通過課程設計教學實踐,應達到以下基本要求:建立電子系統的概念,綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計;掌握電子系統設計的基本方法,了解電子系統設計中的關鍵技術;進一步熟悉常用電子器件的類型和特性,掌握合理選用器件的原則;掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學會撰寫課程設計總結報告;培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。

    2.電子技術課程設計的教學過程

    電子技術課程設計是在教師指導下,學生獨立完成課題,達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練,要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識,因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。

    教學環節可以分為以下四個部分。

    2.1課堂講授。

    課程設計開始前,需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學,明確課程設計的要求,主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。

    在課堂教學環節中,指導老師介紹課題的基本情況與要求,要求學生從多個課題中選擇一個。

    2.2設計與調試環節。

    2.2.1前期準備、方案及電路設計。

    前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材,根據技術指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設計。設計工作內容如下:題目分析、系統結構設計、具體電路設計。

    學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計,通過論證與選擇,確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算,稱為預設計階段,包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖(原理圖和布線圖),此階段約占課程設計總學時的30%。

    2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試,指標測試等。

    在安裝與調試這個階段,要求學生運用所學的知識進行安裝和調試,達到任務書的各項技術指標。

    預設計經指導教師審查通過后,學生即可購買所需元器件等材料,并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路(并制作相應電路板),使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點,所需時間約占總學時的50%。

    2.3撰寫總結報告,總結交流與討論。

    撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告,不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結,而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面:系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外,還應對以下幾部分進行說明:設計進程記錄,設計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結果,存在的問題及改進意見,等等。

    總結報告具體內容如下:課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖,并說明電路的工作原理。組裝調試的內容,包括使用的主要儀器和儀表;調試電路的方法和技巧;測試的數據和波形并與計算結果比較分析;調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設計提出建議。

    2.4成績評定。

    課程的實踐性不僅體現實際操作能力,而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此,課程設計的考核分為以下部分:設計方案的正確性與合理性。設計成品:觀察實驗現象,是否達到技術要求。(安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯:考查學生實際掌握的能力和表達能力,設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神,等等。

    3.電子技術課程設計的步驟

    在“電子技術基礎”理論課程教學中,通常只介紹單元電路的設計。然而,一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此,一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計,還包括總體電路的系統設計(總體電路由哪些單元電路構成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術的發展,各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現,電子系統的設計除了單元電路的設計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要,不過從教學訓練角度出發,課程設計仍應保留一定的單元電路內容。

    電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。

    雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同(尤其單元電路的設計),但總體電路的設計步驟是基本相同的。

    電子電路的一般設計方法與步驟包括:總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

    4.電子技術課程設計的效果

    學生經過這樣系統訓練后,各方面技能都通過考核,為后續課程的學習打下了扎實的基礎。

    參考文獻:

    [1]高吉祥,易凡,丁文霞等.電子技術基礎實驗與課程設計(第二版)[M].北京:電子工業出版社,2006.

    [2]楊志忠,華沙,康廣荃.電子技術課程設計[M].北京:機械工業出版社,2008.

    第4篇:電子電路設計論文范文

    【關鍵詞】電子競賽 創新人才培養 探索與實踐

    【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)31-0240-01

    教育部在《高等職業教育創新發展行動計劃(2015-2018年)》中,明確提出“將學生的創新意識培養和創新思維養成融入教育教學全過程”,“探索將學生完成的創新實驗、、專利獲取、自主創業等成果折算為學分,將學生參與課題研究、項目實驗等活動認定為課堂學習;為有意愿有潛質的學生制定創新創業能力培養計劃”[1] 。近年來,我校樹立創新人才培養的指導思想,深入開展高職教育教學改革,打通創新人才培養渠道,在電子信息專業開展了“以電子設計競賽為抓手,提升高職學生實踐創新能力”的教育教學改革[2]-[4],建立了包含項目化課程、研究性課程、學生科技創新社團活動、大學生實踐創新立項課題及大學生電子設計競賽五部分組成的較為完善的學生創新能力培養體系,取得了可喜的實績與顯著的成效。

    一、項目化課程

    電子競賽課題具有很強的綜合性和實用性,其包含的知識點涉及到電子信息專業的所有課程。競賽要求學生具有熟悉應用各種器件,能夠采用各種軟硬件技術綜合設計,具備文獻資料查閱能力、分析解決問題能力、報告梳理寫作能力以及團結協作精神和創新意識等綜合素質和能力。因此,我們以電子設計競賽為抓手,開展了基于“項目引領、任務驅動、過程導向”的項目化課程改革和課程建設,將電子設計競賽內容提煉內化為課程與教材改革項目,形成了有利于電子信息專業學生創新能力培養的項目化、綜合化、設計性、研究性系列課程。通過實施以學生為主體的“項目教學”、“教學做一體化”教學,引導學生主動學習、主動實踐、主動思考、分工協作來完成項目任務。推進了學生主動性的實踐學習、應用性的技能學習、創新型的研究學習,提升了學生創新能力。

    項目課程以電子電路系統或電子產品為載體,將電子設計競賽內容提煉內化為課程與教材改革項目,如:《電工電路設計與制作》、《模擬電路設計與制作》、《數字電路設計與制作》、《電子工程制圖》、《射頻裝置的制作與調試》、《單片機小系統的制作及應用》、《可編程器件原理與項目訓練》、《電子設計與制作》、《電子技術綜合應用》等。通過項目課程教學,學生的創新意識得到大大提升。

    二、研究性選修課程

    開設本學科領域或跨學科領域的具有綜合性、開放性、可研究性的課程,系統訓練學生掌握從事科研工作從理論到實踐的方法。通過幾年的實踐積累,研究性選修課形成了“簡單電路設計應用、處理器應用開發、復雜電子系統設計”三個層次,開發的主要課程有:《實用電子電路設計》、《技術報告和學術論文撰寫》、《基于CPLD的數字系統設計》、《基于單片機的系統設計》、《系統綜合設計應用》等,有效培養了學生的創新實踐能力。

    三、學生科技創新社團活動

    成立學生電子制作興趣小組、家電維修小組、電子設計科技創新社團,每個社團制定具體活動計劃,學校提供一定的資助資金,且配有實踐經驗豐富的指導教師輔導,制定輔導計劃。低年級學生側重于電子小制作活動,高年級學生開展家電維修社區服務、參加電子設計科技創新社團。電子設計科技創新社團主要圍繞電子設計競賽要求開設模塊化課程,進行從總體設計論證到分模塊的軟硬件設計制作、調試、撰寫報告等一系列電子設計制作訓練,保證了學生有理論有實踐地在教師指導下完成電子設計制作項目的研究和學習。

    四、學生科技創新實踐立項課題

    一部分動手能力較強、對項目開發有強烈興趣愛好的學生3~5人組成小組,自主申報院級科技創新課題立項,優秀的課題申報省級大學生實踐創新訓練計劃課題立項,科研骨干參加學校的實驗室改造立項課題研究或教師的科研項目。三個層次的立項課題學校均提供一定的資金資助,學生在教師的指導下,利用課余開展科技創新研究。

    按照電子信息專業高職學生實踐創新能力培養體系開展的一系列實踐活動,全面提高了學生的實踐創新能力。學生在創新實踐課題研究、和電子設計競賽等方面取得豐碩的成果。

    五、校內大學生電子設計競賽

    學校在每年十月舉辦為期1-2個月的科技創新節,本專業組織開展電子知識競賽、電子技能競賽、電子設計競賽、創新成果展示會和新技術專題講座等。常規化院級的電子設計競賽活動為學生提供了較大的施展空間,學生參加的積極性越來越高,參加的人數越來越多,促進了學生實踐創新能力的培養。參加省級、國家級的大學生電子設計競賽,已連續獲得五屆全國一等獎,極大提高了學生的競爭力。

    學校以大學生電子設計競賽為契機,著眼于培養高素質創新人才,先后投數百萬元,高起點規劃和組織建設了學校大學生創新能力培養的硬件環境。通過幾年的研究實踐,課程改革和課程建設均取得了豐碩成果,獲得國家教學成果獎一項,省級教學成果獎一項。

    電子競賽推動學生創新能力的培養,提高了學生學習的積極性,學生主動實踐、主動研究,動手實踐、綜合應用能力和創新能力全面提高,促進了人才培養質量和專業內涵建設。畢業生深受用人單位的歡迎,就業質量逐年提高,企業滿意率達95%以上,有些學生已成為企業的技術骨干。尤其是在大學生電子設計制作競賽中的優勝學生,畢業后深受各用人單位的歡迎、好評與肯定。

    參考文獻:

    [1]教育部關于印發《高等職業教育創新發展行動計劃(2015-2018年)》的通知(教職成[2015]9號),2015年。

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    第5篇:電子電路設計論文范文

    關鍵詞:實踐教學;應用電子技術專業;改革

    作者簡介:梁超(1965-),男,廣西岑溪人,江西信息應用職業技術學院副教授,研究方向為電子電路設計、單片機;廖芳(1962-),女,江西信息應用職業技術學院教授,研究方向為電子工藝與電路設計、科研管理。

    課題項目:本文系江西省高校省級教改立項項目“電子技能競賽對高職實踐性教學改革影響的研究”(編號:JXJG-10-41-2)成果之一。

    中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1001-7518(2012)29-0020-02

    一、高職院校實踐教學的現狀

    (一)內容、模式陳舊

    高職院校的培養方案,是建立在中專學校的基礎上、參照本科院校的培養方案修訂而成的。實踐教學多以驗證性實驗為主,課程設計的項目少、且往往以理論設計為主,畢業實習以畢業設計論文為主、設計制作為輔,應用性不強。

    (二)安排不夠合理、實踐教學手段單一

    高職院校的實踐教學往往編排在某些課程的實驗中,且課時量嚴重不足,實訓場所、師資力量缺乏,一個教師需要同時指導幾十名學生實驗、實訓,教師講解、演示幾乎占用了一半的時間,剩下的時間學生只能模擬教師重新驗證一遍。

    (三)重視程度不夠

    對實踐教學重視程度不夠的具體表現是,實踐教學考核的隨意性。多數實踐項目的考核,都是與相關的課程一起綜合評定完成的,實驗、實訓成績比例通常不足課程成績的一半。因實踐場地受限、師資力量不足,導致教師對實踐課學生的管理難以到位,學生有沒有操作、操作過程和結論有沒有錯誤,教師難以辨別,只要學生上了實驗課,實踐考核就算通過。實踐考核成為學生最容易通過的項目。

    二、我院應用電子技術專業實踐教學的改革探索與實踐

    (一)實踐教學體系的改革

    在專業建設中,注重“以實踐性、技能型為主”的培養目標,確立了“電子產品整機裝配、調試、測試技術,電路設計與PCB技術的制作技術,現代電子設備的維護技術”等三項專業核心技能。

    在課程體系的建設中,以核心技能課程為主線,設置專門的實踐技能課程,設立了電子產品生產工藝與實訓、電子測量與技能訓練、現代電子設備維修、電路設計與制板Protel、AutoCAD、智能儀器儀表的使用與維護等實踐技能課程。

    在實踐技能內容的安排上,將實踐內容分配為基礎技能、專業技能、綜合技能和創新技能等幾個層次,建立一個與專業方向和培養目標緊密相關的、獨立的實踐教學體系,建立從基礎技能訓練到專業技能訓練、綜合技能訓練、創新技能訓練的循序漸進的實踐教學模式。

    (二)實踐教學基地建設的改革

    改善、更新原有的電工基礎、電子技術實驗室,增加電子儀器設備的品種;新建電子工藝設計制作實訓室、電子綜合實訓室、創新實驗室;開發仿真實驗室,優化校內實踐教學的資源配置,為學生提供了更多的動手操作場所。

    注重校外實踐教學基地建設,在步步高、廣州瑞通千里激光設備有限公司、旭璟光電科技有限公司等多個電子類企業建立了校外實訓基地,使學生在畢業前能夠直接參與實踐工程項目,以縮小學校教學和實踐工作的差距,加快學生適應社會、服務社會的進程。

    (三)實踐教學方式及手段的改革

    1.實踐教學內容的轉化。將原有的驗證性實驗向綜合、設計實訓轉化,如將“串并聯電路分流、分壓關系的驗證”改為“串并聯電路的連接及測試”,“日關燈電路的測試”改為“日光燈的安裝與測試”等;大幅度增加實訓項目內容,如“元器件的識別與檢測”、“印制板的設計與制作”、“直流穩壓電路的設計、制作與調試”等等。這些實訓項目的改革,強化的不僅僅是實踐教學的手段,更主要的是將理論知識及時轉化為實際的技能。

    2.改革實訓主導地位。從“教師講解、演示為主,學生動手為輔”的實踐教學方式變革為“學生為主,教師指導為輔”的實踐教學方式。以專業知識的轉化和實踐技能的掌握為目的,鼓勵學生實訓過程的多樣化、實訓結果的規定性和獨創性結合。如:在“穩壓電源電路設計、制作”的實訓中,只給出“將220V/50Hz交流電壓變換為輸出6V穩定直流電壓”要求,由學生自我完成穩壓電源電路的設計制作。學生可以采用分立元件設計、也可以采用集成電路設計;可以是固定的6V直流電壓輸出、也可以是包括了6V的可調直流電壓輸出;可以是先仿真再進行實物制作,也可以直接進行實物制作;可以采用萬能板安裝制作,也可以自制印制電路板后、再進行安裝制作。不拘一格的實訓過程,調動了學生的學習熱情,提高了學習積極性。

    3.仿真實訓與真實實訓的結合。對于較復雜的實訓項目,訓練學生將專業知識與計算機軟件、計算機操作相結合的本領;即復雜的實訓設計制作項目,先運用Protel、AutoCAD、Multisim7等軟件進行設計仿真,得出最佳結果時再進行實際制作。通過“電腦設計-仿真-改進設計-制作-完善-創新”這種仿真實訓與真實實訓相結合的實踐教學方式,可以縮短設計制作的時間,降低設計制作成本,提高電子電路設計制作的成功率,同時有利于學生將多門學科知識進行綜合運用。

    4.課堂教學與課外教學的結合。在課堂實踐教學中,制定好各門課程的實訓大綱,大幅度提高實踐教學課時比例(>40%總課時),加大設立實訓項目,合理安排實驗、實訓項目,使實踐教學內容來自于課程理論,但又有所突破。鼓勵學生自己構思、設計、完成實訓項目,有效培養學生的創新意識,提高學生的操作能力。

    采用開放實訓場所的方式,學生可以在課余時間進入實訓場所,完成自己設想的項目或需要鞏固的技能知識;充分發揮第二課堂的作用, 將專業知識技能與電子競賽相結合,積極組織學生參與各種層次的電子競賽,使學生在競賽前的培訓和競賽過程中,鞏固和升華電子基礎和專業知識,培養、訓練學生的團隊合作精神和創新意識;以學生的社會團體-電子協會為平臺,在業余時間開展電子知識講座、電子作品小制作、電子產品維修、學生優秀電子作品展、獲電子競賽獎勵學生的經驗交流等活動;不定期地聘請行業、企業的工程師、高級工程師進行階段性講課、講座或實訓指導,注重學校教學與實際工作的關聯性和一致性;利用假期讓學生去校外電子實習基地進行頂崗實習,由企業工程技術人員進行實踐輔導,學生在電子企業可以直接參與實踐工程項目,大大縮小了學校教學和實踐工作的差距,真正做到學校教學與實際的銜接、擴展。

    多方位、多渠道的實踐教學,加快了學生適應社會、用專業知識服務社會的進程,有效地提高學生的專業技能和畢業之后的就業率。

    (四)實踐成績評定的改革

    采取實踐教學單獨考核、實踐項目分項考核、競賽成績列入考核(創新考核)、實踐項目和實訓報告綜合考核等手段,加強實踐教學的管理力度,使之對實踐課教師和參加實踐課程的學生都起到促進、提升的作用。

    實踐項目分項考核的具體做法是:根據不同階段和不同實訓項目的內容要求,對學生進行逐個現場操作測試評分。實訓報告考核的主要內容:條理是否清楚,實訓的內容、測試方法、實訓結論、改進創新方法等是否齊全。創新考核是指根據學生參加各種層次電子競賽的情況(完成情況、獲獎名次等),進行不同的加分。

    三、我院應用電子技術專業實踐教學改革成效

    (一)教師開發實訓項目、編寫實踐性課程教材的能力和水平大大提高。近年來,我院教師編寫出版的實踐性教材有:電子產品生產工藝與管理、Multisim7.0仿真設計、電熱電動器具原理與維修、單片機原理及應用、電子技術基礎實驗指導書和實驗報告等;其中,由我院教師主編的實踐性教材《電子產品生產工藝與管理》入選為國家級“十一”規劃教材,并獲江西省高校科技成果獎,獲江西省普通高校優秀教材二等獎,獲全國電子信息類高職高專優秀教材二等獎。

    (二)學生積極參與全國和江西省的各類電子科技競賽活動,并獲得較好的成績。近年來,學生參加江西省及國家級各種電子競賽獲得多項獎勵:其中12人獲得一等獎、25人獲二等獎、29人獲三等獎,2次獲團體三等獎,1次獲團體第3名。

    (三)畢業生的就業率高,受到用人單位的好評。由于畢業生的動手能力強、團隊合作意識好、專業素質高,使畢業生的就業情況良好,近年來就業率均在90%以上,且受到用人單位的好評。

    四、結束語

    高職實踐教學的改革是一項長期而艱巨的任務。隨著我國經濟建設和科學技術的不斷發展、教育改革的不斷深化,高職實踐教學改革的步伐必將更加堅實。

    第6篇:電子電路設計論文范文

    關鍵詞:電子技術;研究型教學模式;教學考核

    作者簡介:丁國強(1974-),男,河南南陽人,鄭州輕工業學院電氣信息工程學院,副教授;郭凌云(1981-),女,河南駐馬店人,鄭州輕工業學院外語系,助教。(河南鄭州450002)

    中圖分類號:G642     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)14-0073-02

    根據電子技術大規模集成技術發展現狀,“電子技術”課程教學中理論性逐漸弱化,實踐性不斷增強,由此對現代電子技術課程教學模式提出了新要求。依據大學本科教育以培養高級工程技術人才的根本培養任務,適應鄭州輕工業學院(以下簡稱“我校”)對于技術基礎課程的基礎理論夠用、強化動手實踐能力、培養具有創新精神的高素質技術應用型人才的培養目標,突出電子技術課程教學兼顧理論性的實用性和實踐性原則來組織課程結構體系,適應現代電子技術發展及時更新教學內容的工科專業教學要求,本文總結了研究性教學模式在“電子技術”課程教學中應用的一些實踐研究成果。

    研究性教學要求教師在教學過程中創設探索研究的教學情境或者途徑,在教師精心組織和指導下,通過學生自主探索、實踐和學習過程,發現規律,總結和掌握基本的科學知識和方法,并能夠應用解決實際問題。在研究性教學模式實施過程中,要求學生能夠學會對課堂信息的收集、分析和判斷,進而在課題研究和項目設計中發現更多的創新機會,在創造中體驗成功和學習樂趣。

    研究性教學模式立足于教材,具有明確的課堂研究目標、精心設計的課堂活動,以教材中蘊含的科學方法和科學思想為核心,注重學生在知識獲取過程中的主動性探索能力和情感體驗,要求學生根據個人實際能力制定研究課題和研究計劃,并且相互配合、共同完成研究過程,進而培養學生間的科研協作精神與能力。這種教學模式在充分發揮學生個性特長、啟發學生創新思維、提高學生素質等方面明顯優于傳統教學方式;研究性教學模式同時對教師教學能力提出了更高素質要求,教師必須能夠根據教學內容、收集大量的資料、提供精心設計的問題與研究課題,能夠幫助學生設計制定研究課題和研究方案,建立科學的研究性學習步驟和方法。

    一、“電子技術”課程研究性教學模式

    實施研究性教學模式的最終目標是培養學生專業基礎及專業知識的實際應用能力,“電子技術”課程作為工科專業必修的技術基礎課程,它必須以學科專業教學為基礎,結合該課程教學專業對象和研究性教學特點,總結電子技術研究性教學模式實施方案。從專業應用角度看電子技術課程研究性教學模式實施大致分為研究與選用教材、專題調研、確立教學內容的研究課題、研究性學習與實踐步驟、課題研究報告與教師的總結評價等幾個階段。首先依據專業培養目標和教學大綱要求,對選用教材進行深層次解讀,充分備課,收集配備能夠反映教學內容的電子電路設計原理圖、電子器材,并盡可能充分地根據學生專業方向以及學生個人發展需要,對教學內容、教學層次分類,選擇具有啟發性、思辨性、趣味性的能夠激發學生研究欲望的方法和問題,引導學生研究學習,課后安排學生利用網絡手段收集閱讀課堂相關的擴展性材料,學習課堂教學內容的具體應用性問題,以及如何對課堂教授的一些概念、觀點等存疑。針對各學生現有的知識、思維等個體差異以及學生學習狀態和進度不同,教師能夠深入學生當中,及時了解其學習情況,有針對性地啟發引導。對于比較復雜、學生感興趣的問題,指導學生進行專門的問題調研,收集相關資料,最后確立一個比較有深度的問題作為研究課題。

    研究性教學實質是學生主體的研究性學習和教師的科學指導。首先擬訂研究性學習方案時,教師指導學生自主制訂學習策略、內容及方法,教師能夠為學生的研究性學習提供一些工具書籍、必備的實驗器材或者提示網絡查找的范圍,為學生創造多種學習環境,如多媒體和網絡化資源環境,指導學生注重電子技術理論與電子電路新技術及應用的緊密結合。學生主體進行自主學習中,要經歷觀察、調查、閱讀、查詢、歸納分析和整理等環節,盡可能多地掌握第一手資料,獲取實驗數據及模型,獲得感性認識。在研究性學習達到一定階段后寫出階段性總結報告,最終形成學習成果,包括課題研究報告、相關電路圖等。課題研究報告以電子電路圖、模型和電子文件為載體,將前面階段學習過程、學習中遇到的困難及其解決方案一一寫出來,并標明相關電路參數的計算過程。這一環節中學生應該及時將研究性學習成果進行交流、分析,實現相互啟發、取長補短,從而形成科學合理的研究成果。這些環節訓練可以強化學生探索科學的欲望、激勵學生再研究,并使其在探索過程中獲得成功的快樂,達到其自我價值發現的目的。

    在總結評價階段,師生共為評價主體,對學生知識、能力等方面進行綜合評價,對本次研究成果給予肯定,將學生個體的成果提高到理性認識,每一個課題學生都會得出多種結果,盡管有些結果不是很完善,但只要有道理,在評價時均應給予熱情的鼓勵和肯定,增強學生的自信心,最后比較哪些方法較完善,哪些方案最優秀,哪些學生設計電子電路參數設置合理,并具有較高應用價值。不完善的設計方案以及不正確的參數設置會帶來什么問題,都在師生共同評價過程中給予合理的解釋和解答,在此過程中要求學生盡可能地進入實驗室進行試驗研究,在實驗過程中學生實踐得出自己的結論,并在實驗中獲得實際動手的機會和能力。

    根據具體教學內容的不同,具體教學實踐中可以不必遵循上述的研究性教學階段,可以在其基礎上進行具體的整合、添加和刪除。

    二、“電子技術”課程研究性教學模式的具體應用

    對于高校教師而言,在正確定位講授內容基礎上才可能獲得比較好的授課效果。“電子技術”作為一門重要的專業技術基礎課,強調電學基本原理和基本分析方法以及實際電子技術應用學習,為后續專業課程應用電子技術打好基礎。我校信息通信類電子技術課程教學要求是啟發和培養學生在信息通信專業領域內設計應用電子技術的能力和素質,使學生獲得電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能,切實提高學生實踐操作能力,學會使用電子儀器,調試、測量電子電路基本方法,培養學生電子技術應用中分析問題和解決問題的能力。

    “電子技術”課程具有較強的理論性,涉及基本電學概念和知識較多且分散,不同于電路等基礎課“電子技術”課程中電子元器件參數分散性較大,分析計算電子電路時常用到近似計算,學生很不容易掌握正確的電子元件分析方法和技術,因此在教學過程中若要取得較好的教學效果,必須抓住重點、舉一反三。模擬電子技術以研究信號放大控制等基本單元電路和多級集成電路應用為主線展開,其中基本放大電路是重點,學生應該掌握三種基本放大電路組態的靜態、動態分析和電路特點及應用場合,在此基礎上逐步深入掌握負反饋放大電路、集成運放電路、正弦振蕩電路、功率放大電路和穩壓電源等內容。數字電子技術部分教學內容包含邏輯數學、邏輯門電路、組合邏輯和時序邏輯電路、存儲器、觸發器、A/D與D/A轉換器電路等內容。在學習放大電路諸如靜態工作點、放大增益等概念之前,可以讓學生直接面對各種不同參數的實際電路,引導學生改變電路元件參數,在電路連接調試出不同的現象,學生在觀察輸入輸出信號波形中會猜測電路功能和作用,進而產生各種思考,如信號為什么會放大、為什么要加直流電源、直流電流改變后會對信號波形產生什么影響、放大增益由什么決定的等等問題,這些問題的產生會引發學生探索知識的興趣,從而達到從實踐中去感性認識的目的。

    在研究型教學模式實施過程中,如學極管和三極管原理及外特性時,課堂上通過日常生活應用實例介紹其基本原理,如光控開關、音頻放大器等,從而學生能夠知道所學內容的實際用途,引導學生如何查閱相關的技術資料,如何設計制作這些電子裝置,如何形成技術實施方案等課題研究環節;課后指導學生完成課題研究,在研究設計制作過程中,學生需要根據電子技術原理計算相關元器件的參數,在實踐中強化其對課堂教授內容的理解和應用能力。其他諸如多波形信號發生器設計制作、立體聲調音控制器設計制作、音頻功放裝置設計制作、直流穩壓電源設計制作等等研究課題,這些研究課題基本上覆蓋了模擬電子技術部分的全部講授內容,具有趣味性、生動性和應用性等特點,能夠激發學生學習的激情,在研究制作中學生能夠體會到研究的樂趣、成功的喜悅;隨著新技術發展數字電子技術部分更強調集成器件應用性學習,在保證基本知識和理論前提下,減少分立元件電路及小規模集成電路內容,淡化中小規模器件的內部具體電路,加重可編程邏輯器件內容部分,并積極引入EDA技術到課程教學中去,如門電路中只介紹晶體管的開關作用而避開其工作機理,重點介紹CMOS門電路的電氣特性、邏輯功能;對于組合邏輯和時序邏輯電路及可編程邏輯器件部分,在強調數字電路的一般分析、設計方法基礎上系統介紹小規模、中規模和大規模集成器件實現方法,突出常用集成組合邏輯電路的外特性,加強PLD器件電路特點、編程技術介紹。在研究性課題設計中,積極引入學生日常生活中常見的數字電子芯片應用例子,指導學生進行數字電子鐘表系統設計、交通燈控制邏輯設計、汽車尾燈控制電路設計、數字溫度計設計、電動車防盜報警器設計、電梯控制邏輯電路設計和出租車計費裝置設計等等課題研究。

    三、“電子技術”課程研究型教學考核

    考核方式作為教學活動的指揮棒,能夠有效地推動研究性教學的順利開展,探索建立科學的電子技術課程研究性教學考核體系是成功實施研究性教學模式的關鍵部分。研究型教學模式考核特點是從記憶型、模仿型學習向思考型、創新型學習轉變,注重定性考核和定量考核的有機結合、教學過程考核與教學結果考核的有機結合、知識掌握程度考核與問題研究能力考核有機結合、理論水平與工程實踐能力考核有機結合等各個方面。

    結合電子技術課程特點,研究性教學考核按照平時研究性學習、基礎知識考核、知識運用能力等三個方面考核,根據具體情況,設置它們在最終考核中所占的權重。在考核形式上,主要有研究性報告、閉卷知識測試和開卷運用知識能力測試等。在每一個學期期中,應該進行常規期中閉卷考試,以檢測研究性學習中學生對基礎知識的掌握程度。對于考試成績突出的學生,可以不參加期末考試,但是需要在完成階段性研究報告基礎上不斷完善課題報告,形成論文,進行答辯。學生最終成績由期中考試成績、實驗成績、論文成績和平時成績四大部分組成。由于每個學生的研究課題都不一樣,其考核的具體內容也應各不相同,這樣可以有效地發揮學生的學習主動性和積極性,在一定程度上還可以控制考試作弊現象;這種考核方式可以增強“電子技術”課程教學的靈活性,對學生的考核也更全面,可以有力地推動學生自主研究性學習。

    表1至表3列出了研究性教學班級(實驗組I)和常規教學班級(對照組II)在知識掌握情況調查、考試成績比對、教學滿意度調查的比較數據。其中實驗組53人,對照組103人。表1是學生對相關知識點掌握情況調查統計數據,可以看出,研究性教學班級對大部分知識點掌握情況要好于對照組;表2是學生對不同教學方式滿意度調查統計數據,滿意程度分為四個檔次,非常滿意、滿意、一般和不滿意等,分別從授課方式、學習方式和考核方式等三個方面進行調查比較,可以看出學生對研究性教學模式的教學情況滿意度要優于對照班級;表3是學生考試成績統計數據,不論是從平均成績、高分還是及格率來看都是研究性教學班級要高。綜合來看,在“電子技術”課程中推廣研究性教學模式,學習效果較好。

    四、結論

    研究性教學模式本質上是一種以科學研究主導教學過程的教學方法,該方法能夠通過科學研究的知識應用過程,讓學生在科學探索中獲得知識、提高專業技能,實現理論教學與實踐檢驗并重的教學理念,達到高校高素質應用型人才培養的目的。“電子技術”課程中研究性教學模式的應用實施,能夠有效提高該課程的教學效果,為電學類應用型人才培養奠定良好的專業基礎。

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    第7篇:電子電路設計論文范文

    關鍵詞:電力電子技術;仿真;教學模式;MATLAB;Simulink

    作者簡介:龔建芳(1970-),女,上海人,上海電機學院電氣學院,副教授。(上海 200240)

    基金項目:本文系2011年上海市重點課程電力電子技術建設項目(課題編號:2012SZDKC-08)的研究成果。

    中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)16-0063-03

    “電力電子技術”是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程,[1]該課程的特點在于既有較強的理論性,又有較廣的工程背景;教學內容既多又比較抽象,并且相對于其他的課程,電力電子技術的內容更新較快。[2]課程的主要內容包括電力電子器件、電力電子電路及控制技術三大部分,學習難度較大,比如電力電子電路部分其變換器的電路拓撲形式多樣,并且在不同負載情況下變換器的工作特性和輸出波形也會發生相應改變。在課程教學過程中碰到學生對學習內容不容易理解、容易被本課程表面的繁雜所迷惑甚至感到無所適、總體感覺比較費力等問題時,采用普通的教學方法,形式單調,學生的學習積極性難以提高,很難達到良好的教學效果。

    因此,在“電力電子技術”課程的教學過程中,將仿真軟件與課堂理論教學和實踐教學相結合,倡導一種基于仿真平臺的,理論與實踐并進,實物實驗與虛擬實驗技術手段相結合,課內和課外實驗并進的“電力電子技術”教學模式。其關鍵在于通過仿真電路和畫面顯示,讓學生能夠把各種電力電子變換器的工作原理、物理波形及數學關系等緊密聯系在一起,有效解決電力電子變換電路波形抽象、電路變換復雜等難點,[3]將電力電子技術教學、實驗及仿真有機結合起來。本文從理論教學和實驗教學兩個方面對此進行了探討。

    一、仿真軟件的選擇

    國內高校電類專業都已引入各種仿真軟件,如MATLAB、EWB、Protel、Saber、PISM及 PSpice等,[4]其中MATLAB、Saber、PISM及PSpice等是在電力電子領域使用較多的仿真軟件,并取得了一定成效。仿真軟件的選擇是根據筆者所在上海電機學院(以下簡稱“我校”)的實際情況來確定的。我校的“電力電子技術”課程是這樣設置的:普通班級共64學時,其中理論58學時、實驗6學時,而人才實驗創新實驗區試點班級設置的“電力電子技術”課程共64學時,其中理論48學時、實驗16學時。人才實驗創新實驗區試點班級的教學模式應以不刪減教學內容、不增加學時以及契合我校學生實際情況為前提,因此,仿真軟件必須具有易學易用、運算快速等特點,同時結合我校學生在學習高等數學時已經接觸到了MATLAB 軟件的情況,因此選用MATLAB軟件。MATLAB/Simulink中提供的SimPowerSystem模型庫,是進行電力電子系統仿真的理想工具,SimPowerSystem模型庫中包含了常用的電源模塊、電力電子器件模塊等。通過使用這些模塊可以搭接各種電路,能方便得到電路中的電流、電壓等各種波形,并能方便改變電路參數而得到不同的波形。

    二、MATLAB/Simulink軟件在理論教學活動中的應用

    利用MATLAB/Simulink軟件能夠非常容易地構建與實際相符合的教學場景。教師在教學中引入仿真軟件,在講授基本變流理論時,利用 MATLAB/ SIMLINK軟件構建電力電子電路進行仿真演示,電力電子變換與控制領域所遇到的多數典型開關電路均可建立仿真模型,通過對模型的仿真,可直觀展示各種參數變化對電路波形圖的影響以及數值計算,以便學生全面準確理解教學內容,可以為教學現場營造一種真實的電力電子電路工作場景,既具體又生動。除此以外,還可以利用軟件提供的參數設置功能,通過改變器件參數值,學生在學習的時候,可以先自己分析某種參數值條件下電路的工作情況和對應的波形圖,然后再在仿真模型中輸入相應的參數值,把自己分析的結果與仿真結果相對比。同時,在電路仿真時,可以模擬各種電力電子器件故障,如開路、短路或脈沖丟失等,能夠清晰地展示各種電力電子電路的工作過程,使學生能夠直觀、全面地掌握課程學習內容,同時將學習活動情境化、趣味化,這大大加深了學生對所學知識的理解,使學生能夠將隱性的理論知識轉化為顯性的技能。

    在教學設計上,教學初期,剛剛講授電路變換時,學生初次接觸,實際的感觀并不多,對電路電壓、電流波形、管子的切換、工作原理等理解有些困難,需要構建一個與實際相符合的情境,并且學生對MATLAB仿真軟件的應用還不熟練,需要在課堂上現場建立仿真模型。以單相半控橋式整流電路為例,把電路圖投影到大屏幕上,教師首先要分析電路的組成和工作原理,然后再一步一步建立MATLAB單相半控橋式整流電路仿真模型,該電路的仿真過程可以分為建立仿真模型、設置模型參數和觀察仿真結果。

    1.建立仿真模型

    (1)建立一個仿真模型的新文件。從MATLAB窗口進入Simulink環境有三種方式,我們選擇其中一種:在MATLAB的菜單欄上點擊File,選擇 New,再在彈出菜單中選擇 Model,這時出現一個空白的仿真平臺,在這個平臺上可以繪制電路的仿真模型。

    (2)提取電路元器件模塊。在仿真模型窗口的菜單上點擊圖標調出模型庫瀏覽器,找到Simulink/PowerSystem的模型窗口,在模型庫中提取所需的模塊放到仿真窗口。組成單相半控橋式整流電路的元器件有交流電源、晶閘管、二極管、脈沖發生器、RLC負載、示波器等。

    (3)將電路元器件模塊按單相半控橋式整流電路原理圖連接起來組成仿真電路,如圖1所示。

    2.設置模型參數

    設置模型參數是保證仿真準確和順利進行的重要一步。有些參數由仿真任務決定,如電壓、電流等,有些參數是需要通過仿真來確定的。設置模型參數可以雙擊模塊圖標彈出參數設置對話框,然后按框中提示輸入,若有不清楚的地方可以借助help幫助。在本例中,參數設置交流電源、晶閘管、二極管、負載、脈沖等。以下以交流電源參數設置為例:雙擊交流電源模塊,彈出對話框,設置電壓為220V,頻率為50Hz,初始相位為0°。

    3.觀察仿真結果

    在模型開始仿真前還必須首先設置仿真參數。在菜單中選擇Simulation,在下拉菜單中選擇Simulation parameters,在彈出的對話框中設置的項目很多,主要有開始時間、終止時間、仿真類型等。

    在參數設置完畢后即可以開始仿真。在菜單Simulation下選擇Start,立即開始仿真,若要中途停止仿真可以選擇Stop。

    在仿真計算完成后即可以通過示波器來觀察仿真的結果。在需要觀察的點上放置示波器,雙擊示波器圖標,即彈出示波器窗口顯示輸出波形,同時在Display模塊可以看到輸出電壓的平均值。以下是不同負載時的仿真波形圖。

    (1)Rd負載時的仿真波形。如圖2所示為控制角α=60°單相半控橋式整流電路電阻負載時二次側電壓、觸發脈沖、負載的電壓和電流及管子VT1兩端的電壓波形。

    (2)Rd+Ld負載時的仿真波形。研究阻感性負載時電路工作情況,只需重新設置負載參數。再次啟動仿真,在單相半控整流電路中,阻感性負載時電路的二次側電壓、觸發脈沖、負載的電壓以及管子二端的電壓波形都同阻性負載時相同,如圖2所示。與阻性負載不同的是負載電流波形不同,阻性負載時負載電流波形為斷續的,而阻感負載時負載電流的波形為連續的。

    (3)失控時的仿真。在研究單相半控橋式整流電路電阻電感負載時,當觸發脈沖丟失會發生失控現象,只需斷開一個觸發脈沖,再次啟動仿真,得到如圖3所示波形。

    通過這樣一個過程,使學生在腦海里深深留下了電路的各點波形形狀,電壓波形為什么會變化,電壓波形變化同哪些參數有關?控制角與輸出電壓波形有著怎樣的對應關系?怎樣的情況下發生失控,失控時電路的工作情況又是如何?引導學生自然地進入單相半控橋式整流電路的知識學習。

    在教學過程的中后期,學生已經熟悉MATLAB/Simulink軟件使用,就不必在課堂上現場建立電路的仿真模型。為了節約時間,把《電力電子技術》教材各個電路的仿真模型都事先建好備用,當講解到哪個電路時就可以運行這個模型,改變參數看電路仿真結果。

    通過這樣一個環節,讓學生能夠把電力電子變換器的工作原理、物理波形及數學關系等緊密聯系在一起,從而全面掌握變換器的工作過程,為學生提供一種直接感性的學習方式,幫助學生更深刻地理解這門課程。

    三、MATLAB/Simulink軟件在實驗教學活動中的應用

    傳統本科電力電子技術實驗大都依托實驗平臺進行,實驗平臺的優點是安全、方便管理。但是依托實驗平臺進行的實驗基本都屬于演示性或驗證性實驗,硬件實驗條件很難覆蓋知識點的各個方面,動手能力提高較慢,同時,學生誤操作多、實驗裝置損壞較嚴重,而且出現問題不知道如何分析解決,只能等老師來解決[4],其主要原因是學生對所學知識掌握不夠以及對實驗臺和操作缺少感性認識,直接導致誤操作,學生應掌握的知識和應具備的能力沒能落到實處。同時實驗基本上局限于對教材中部分理論的驗證,不能很好地與實際應用相聯系,這使得教學工作比工程實際滯后很多,不能充分實現技術應用型本科人才的培養目標,對于學生能力的培養和將來的就業很不利。

    因此,我們在實踐教學中采用實物實驗與虛擬實驗技術手段相結合的模式,即先仿真實驗后實物實驗的雙實驗環節。在實驗教學環節上,依托實驗平臺進行,每章精選出1-2個實驗作為必做實驗教學內容,使學生通過做這些實驗,熟悉并掌握實驗設備及儀器儀表的使用方法,在掌握理論知識的基礎上進行實驗,各種電力電子器件的性能特性、各種應用電路的工作過程及技術指標也通過實驗得以驗證。同時,在現有條件的情況下,針對電力電子技術實驗中存在的問題,采用計算機模擬仿真的手段進行彌補,用MATLAB/ Simlink仿真軟件對電力電子電路進行測試,根據教學內容設計了相關的仿真實驗內容(10個課外實驗),教師在課內布置要完成的項目,每個項目給學生提出一個設計要求(如設計一個三相交流電到直流電的變換電路,給出這個直流電源的具體性能指標,如輸出電壓的變化范圍、電流大小、電壓紋波系數等等,要求自己選擇元器件,設計電路,并最終實現或仿真驗證),要求學生完成簡單的電路設計,實現所要求的電路功能,可以讓學生在課外利用仿真軟件自主完成。教師驗證結果,做到課內和課外實驗相結合,充分發揮學生的主體作用,培養自信,調動了學生學習的主動性、積極性和創造性。同時,通過對實際電路的仿真分析,可進一步提高學生對電路的認識分析和創新能力,彌補實物實驗的不足。

    四、結束語

    本文提出的基于MATLAB仿真平臺的“電力電子技術”教學模式,以MATLAB/Simulink仿真技術為工具,探究教學創新模式為手段,形成理論與實踐并進,實物實驗與虛擬實驗技術手段相結合,課內和課外實驗并進的教學模式,將電力電子技術教學、實驗及仿真有機結合起來,為課程的教與學提供了一種新的思路和模式。

    該教學模式已在我校電氣學院人才培養模式實驗創新實驗區試點班級中應用,取得了較好的教學效果,學生在理論知識和實踐動手能力兩方面都得到很大提高,通過應用仿真軟件,還可以幫助學生學會使用計算機仿真軟件進行電路分析和研究,學生可以自己設計電力電子電路并加以驗證,為下一階段的課程設計和畢業設計打下基礎。也能充分發揮學生的創造性,進一步鍛煉了他們自主分析問題和解決問題的能力,提高了學生的知識轉化能力和實際動手能力。

    參考文獻:

    [1]丘東元,張波.基于仿真平臺的“電力電子技術”教學模式探討[J].電氣電子教學學報,2010,(4):73-76.

    [2]龔建芳.技術應用型本科《電力電子技術》課程教學改革與實踐探討[C].第七屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學教改研討會會議論文集,2010.

    第8篇:電子電路設計論文范文

    1修改人才培養方案人才培養方案制定得是否合理,關系到本專業的生存和發展。隨著現代科學技術的迅猛發展,電類的各專業的界線越來越模糊,各學科相互交叉、相互滲透,電氣專業傳統的“發電、輸電、用電”知識結構已經不能滿足當今人才培養要求。因此,對人才培養方案和教學計劃要進行適當的修改和調整。由于電氣工程及其自動化專業是一個強電和弱電相結合的寬口徑專業,而電力電子技術是諸多學科相互交集的學科,是由基礎課到專業課過渡的橋梁和紐帶,是強電和弱電的有機結合。因此,在修改和調整人才培養方案和教學計劃時,要體現出電氣專業的“以強電為主、弱電為輔、強弱協調”的主導思想,加大教學力度,要意識到“電力電子技術”課程在電氣工程及其自動化專業教學中重要性和必要性,以拓寬學生的知識面,提高學生的工程實踐能力和創新能力以及擴大學生畢業后的就業面。

    2教材內容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術課程教材作為主教材,再參考其他的輔助教材,取長補短,主講教師應具有寬闊的知識面及豐富的電力電子工程實踐經驗,注重應用型人才培養目標。教材的內容既有豐富的理論知識,還要注重工程實際的應用,要體現電力電子技術發展的新技術,也要體現出“電力電子技術”課程是基礎課到專業課平穩過渡的橋梁,使教材內容更符合二本院校電氣工程及其自動化專業的人才培養的要求。主教材中除重點講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外,還要聯系當今電力電子技術的發展趨勢及應用情況,注重電力電子技術在電力系統及其他工程領域中的應用,注重主電路設計、驅動電路設計、保護電路設計、參數計算及元器件選擇,還應該適當介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關電源、UPS電源、感應加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實際應用情況,以適應電氣工程及其自動化專業寬口徑就業要求。

    3課堂教學方式改革教學過程中應以學生為主,教師為輔,避免一人堂和填鴨式教學方法,針對教學內容和學生的具體情況組織安排教學內容。由于“電力電子技術”課程的教學內容繁多,課堂教學中需要繪制大量的電路圖和波形圖,以及諸多公式推導及各種參數計算等。由于課程學時少而教學內容又多,僅僅依靠傳統的黑板加粉筆的教學方式顯然是達不到教學效果的,所以多媒體技術逐漸走進了“電力電子技術”的課堂教學,大大地提高了課堂教學效果。這里需要強調的是,多媒體教學的引進并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學方式,二者應該相互協調、相輔相成,各有各的長處。對于復雜的電路及波形的繪制和分析,可以充分利用多媒體的音容并茂的特點,使學生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過程,如以flas的方式顯示電力電子器件的開通和關斷過程、過電流和過電壓的產生過程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等,使學生感到生動而有趣,使學生的課堂學習不再枯燥無味;而對于簡單電路的分析以及例題習題的講解,還是黑板加粉筆的方式顯得更簡單便捷,更具親和力,加強了教師與學生間的互動和情感交流。總之,課堂教學十分重要,教師要根據自身的特點、教學內容、學生的素質,充分利用現代化教學手段及互聯網資源,在有限的課堂教學時間內,最大程度地使學生理解和吸收所學的知識。

    4改革實驗教學環節為了提高學生的工程實踐能力,對原有的電力電子實驗室設備進行了更新和改造,引進近幾年內較為先進的電力電子實驗設備,對原有的驗內容和實驗計劃進行了修改和調整,盡量減少簡單的驗證性實驗,增大設計性和綜合性實驗的比例,根據專業的特點和理論教學情況組織實驗教學。我院現有的電力電子綜合實驗室可開出多種實驗,囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實驗,如整流及有源逆變實驗、交流調壓及交流調功實驗、直流斬波實驗、無源逆變變實驗等。為了培養學生的科技創新意識,還增設了開放性實驗和創新性實驗,加強了教師與學生間的知識交流,也使電力電子課程的實驗教學延伸到課外,對教學時間的不足起了一定程度的彌補作用;同時,在我院的大學生電子挑戰杯大賽中,部分學生的競賽題目與電力電子技術有關,提高了學生的電力電子技能。另外,我院每個學期舉行教師實踐技能大賽,有相當一部分競賽題目與電力電子技術有關,大大提高了教師的電力電子技術實踐能力和實驗教學水平。

    5將Matlab仿真軟件引進課堂教學和實驗教學Matlab仿真軟件是各院校普遍開出的課程,將Matlab仿真軟件與電力電子技術課程相結合,在課堂上,利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面,使學生更直觀地掌握所學的知識,也避免了教師畫電路圖、波形圖的繁瑣及時間的浪費;將Matlab仿真軟件與電力電子技術課程實驗相結合,是原有的實驗操作的有益補充,同時又具備原有實驗裝置不具備的優點,如解決設備費用高、實驗所花時間長、危險性大的缺點。而利用仿真教學工具代替實際元件在計算機上進行仿真,既不擔心元器件損壞,也沒有任何危險,學生完全可以在無人指導的情況下,在任何地點的計算機上自行完成電力電子電路的仿真實驗,在此基礎上再進行適當的真實性實驗,這樣不僅激發了學生的學習興趣,更重要的是提高了學生發現問題、解決問題和實際動手的能力,會收到事半功倍的實訓效果。

    6課程設計環節的改革“電力電子技術”課程教學改革后,在課程教學的后期,增加了課程設計環節,由主講教師布置該課程的設計任務,為避免雷同,每人一題,主要以電力電子技術的四大電力變換為核心,結合工程實際,根據給出的技術參數和技術指標,要求學生綜合運用所學的相關知識,設計出總體方案、主電路圖、驅動電路、保護電路等,并進行相關參數計算及元器件選擇。較簡單的題目,要求制作電路板和元器件焊接,并使用實驗室的儀器和工具進行調試;較復雜的題目要求用實驗室的實驗設備驗證或進行matlab仿真,最終以論文的形式完成課程設計,并進行課程設計答辯。課程設計環節的增加,拓寬了學生的知識面,提高了學生獨立分析問題、解決問題的能力,是理論與實踐相結合的有益補充,同時為后期的畢業設計、就業及將來打下基礎。

    7畢業設計環節的改革為了提高電氣專業學生的電力電子技術理論知識和工程實踐能力,近幾年來,在電氣工程及其自動化專業畢業實習過程中,除了到發電廠、變電所參觀實習外,有相當一部分學生到電力電子裝置的廠家實習;有時也請電力電子產品的專家學者做專題報告。在畢業設計選題方面,除了發電廠、變電所、繼電保護、電氣照明等傳統設計題目外,許多教師在本科畢業設計中也增加了許多有關電力電子技術方面的設計課目,如感應加熱電源、大功率開關電源、UPS電源、光伏逆變并網系統、SVC、SVG、高壓直流輸電等方面的題目。有些設計題目還獲得了省級或校級優秀學士學位論文。

    二、結束語

    第9篇:電子電路設計論文范文

    全國大學生電子設計競賽是信息產業部人事司和教育部高等教育司主辦的四大學科競賽之一,是具有權威性和很大影響力的全國性電子類專業大學生課外科技競賽活動。全國大學生電子設計競賽的開展,不僅提高了大學生的電子設計制作能力、創新能力和協作精神,同時也促進了電子技術類課程的教學改革和教學質量的提高。我校自2005年開始已連續參加了三屆,本文依據我校參賽和培訓的情況,淺談我校以全國大學生電子設計競賽促進電子技術類課程實踐教學改革,培養學生的實踐能力和創新能力的體會。

    1.全國大學生電子設計競賽的意義

    1.1有利于培養學生的創新能力,激發學生對實踐課的興趣

    傳統的實踐教學是理論教學的輔助,實驗內容多數是驗證理論知識,學生根據實驗指導書上的方法和步驟就可完成實驗,整個實驗過程學生完全是被動的[1]。這樣的驗證實驗不能實現對學生實踐能力和創新能力的培養,難以激發學生的對實踐教學的興趣。全國大學生電子設計競賽要求參賽學生在四天內完成從選題、搜集資料、設計方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設計、組裝、調試、測試、排除故障、做出成品和撰寫設計報告的全過程,并且要求三人組隊參賽,是對學生綜合素質的全面考核,具有極大的挑戰性[2]。比賽中既要動手操收稿日期:2011-4-16基金項目:湖南省教育廳教學改革資助項目“應用型本科電子技術專業實踐教學體系改革的研究與實踐”(項目編號:湘教通[2009]321號)。作者簡介:張新安(1957-),男,湖南永州人,本科,副教授,研究方向為數字信號處理及實踐教學改革。作,又要理論分析。經過培訓和參加競賽的學生,其實踐能力與創新能力都得到很大的提高,同時激發了學生對實踐教學的興趣。

    1.2有利于增強學生的競爭意識和就業能力

    在電子設計競賽中能脫穎而出的都是理論知識扎實,動手能力強,經過嚴格訓練,具有創新意識和協作精神的優秀學生。無論獲獎與否,參加過培訓和電子設計競賽的學生,在系統設計、方案論證、合作精神與創新能力等方面都有很大的提高,在畢業設計中受到老師的青睞,在實際工作中,表現出較好的獨立性,創新精神、協作能力與競爭意識,得到社會及用人單位一致的肯定和好評,增強了就業能力[3]。

    1.3有利于推動電子技術類課程的教學改革

    電子競賽題目是一批高水平的教授、專家根據電子技術發展的最新信息擬出的。選題涵蓋了模擬電路、數字電路、高頻電路、單片機應用、可編程器件、傳感器技術、自動控制技術和EDA等課程的內容[4],競賽中既要考察學生的實際動手能力,又要考察學生的理論知識和創新能力;既有涉及知識面廣、功能多的系統設計,又有單一功能的電路設計;既有以指標性設計為目的的題目,又有以功能性設計為目的的題目;既有基本要求,又有發揮部分,同時在電子設計競賽中又鼓勵學生使用新技術、新器件和新電路,以滿足先進的技術指標。所以,對電子技術類課程的教學改革具有指導和推動作用。

    2.對參賽學生的能力要求

    參加電子設計競賽的學生應具備的實踐能力包括[5]:電子元器件的識別及使用方法、印制電路板設計與制作等電子設計制作基礎;集成直流穩壓電源、運算放大器電路、信號產生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉換器等單元電路設計;通用鍵盤及顯示電路、單片機與液晶顯示接口電路、單片機與D/A和A/D轉換電路等單片機最小系統設計;FPGA最小系統和配置電路的設計及FPGA的最小系統板下載等可編程邏輯器件系統設計,以及資料查閱、綜合系統設計、創新設計和撰寫設計報告等。

    3.電子設計競賽中反映的問題我校歷屆培訓及競賽現場,主要表現出以下一些問題[6]。

    (1)查閱參考資料的能力差。在拿到競賽題目后,學生都是先翻教科書,不去查找具有最新技術的期刊文獻,特別是上網搜集資料的能力差。

    (2)對知識的綜合應用能力不強。對一個制作項目能夠提出的設計方案很少,不能對方案進行充分的論證和比較,生搬硬套參考電路,不能設計出簡單先進的電路,綜合應用所學知識分析和解決問題的能力較差。反映我們的實踐教學缺少綜合性、設計性實驗的訓練。

    (3)新技術、新器件的應用能力差。有的制作項目如能采用新技術、新器件,如FPGA、CPLD等實現系統設計,不僅性能指標優于傳統電路,而且電路簡單。反映我們的實踐教學內容陳舊,不能緊跟電子科學技術的發展。

    (4)不適應工程設計技術指標要求。競賽中學生對競賽題目的各類技術指標的實現和改善上感到無從下手。

    (5)實驗動手能力不強。競賽過程中,一部分同學在安裝、焊接、電路調試、故障查找和排除等過程中操作不熟練,不能適當地設計實驗數據表格,不能通過對實驗數據的歸納、總結去分析、解決問題。反映我們的實驗教學驗證性實驗多,綜合性、設計性的實驗少,學生的動手能力和綜合運用能力沒有得到應有的訓練。

    (6)單片機知識的應用能力有限。很多競賽題要用到單片機的知識去完成設計,部分參賽同學因單片機知識與應用能力不夠,未能取得較好的競賽成績。

    (7)設計報告撰寫的質量不高。設計報告的格式與內容存在很多缺陷,方案論證不夠充分,理論分析不夠嚴謹。反映我們的實驗課教學忽視了實驗報告這個重要環節。

    4.電子技術類課程的實踐教學改革

    根據全國大學生電子設計競賽的內容及要求,針對學生在培訓和競賽過程中暴露的問題,我們對電子技術類課程的實踐教學進行了如下改革。

    4.1改革實踐教學體系

    依據學科專業特點,結合我校實際,將實踐教學從理論教學中分離出來,單獨設課、單獨考核,構建起一個與理論教學體系相互匹配,相互聯系、相互補充,相對獨立、科學優化的實踐教學體系。將實驗教學環節劃分為三個層次[7]。

    (1)基本技能訓練層:以電子工藝實習、實訓為教學內容,掌握萬用表的使用,電子元器件識別、檢測,印制板制作、焊接,直流穩壓電源組裝,收音機安裝調試等基本操作技能。以電路分析、電子測量、模擬電子技術、數字電子技術等專業基礎課的實驗為教學內容,掌握信號發生器和示波器等常用儀器的使用方法,培養正確記錄、處理數據及分析實驗結果的能力。

    (2)課程設計實驗層:以電子技術、單片機技術、EDA技術等課程的實驗為教學的主要內容。通過對簡單電路的設計,熟悉常用電子元器件,學會查閱元器件手冊及通過互聯網尋找所需資料的方法,讓學生通過安裝調試,學會通過調整元件參數,滿足實驗指標要求。

    (3)綜合設計實踐層:以傳感器技術及應用、單片機技術、EDA技術、電子系統綜合設計等課程實驗、電子設計競賽等課外活動為實踐教學環節,掌握用最先進的設計平臺和最新的工具進行高效的綜合設計,用組裝的系統電路板,用電子設計自動化仿真軟件Matlab、Muhisim等工具,進行“虛、實、軟、硬”相結合的現代電子技術設計實踐。要求學生能獨立完成從設計到制作的全過程,提高學生運用所學知識進行電路級的綜合設計能力以及系統級的開發應用和創新能力。

    4.2更新實驗教學內容

    實踐教學改革的關鍵是教學內容的改革,要根據認知規律、學科特點、實踐教學自身的規律和學生實踐能力、創新能力的培養要求,更新實驗內容。

    (1)減少驗證性實驗,增加應用性、設計性、綜合性、創新性實驗。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統和虛擬儀器等先進的實踐教學內容[8]。增加單片機課程設計的實驗課時,加強其實驗和設計應用,增加EDA技術和Protel課程設計的實驗課時,加強Protel電路設計軟件和EDA電路設計仿真軟件的實踐應用;增加電子實習課時,增加和競賽有關電路的制作內容。實踐教學內容要體現最新的科技成果,反映運用現代科學技術成果的新的實驗技術和新的實驗方法,實現實踐教學內容的與時俱進。

    (2)增加能培養學生實際操作能力的工藝性操作實踐。注重電子元器件特別是新型元器件的使用[9]。元器件選擇方面,除個別驗證性實驗仍保留部分分立器件外,其余均采用集成化,數字化,模塊化的器件,如集成穩壓電源、集成運放、集成功放、集成A/D,D/A等器件,RAM、EPROM集成電路,以及ASIC可編程控制器。對于綜合型、設計型實驗,指導學生選擇最新器件來完成設計。

    (3)對整個課程體系的實驗內容進行整體優化組合,將同類課程體系或同類學科的實驗項目合并,創建新的綜合實驗課程,實現學科之間實驗內容的互相交叉滲透。修改綜合設計內容,把本專業的理論知識同單片機技術和PLC技術更多地結合應用,并把電子設計競賽知識結合其中。

    (4)設立學生科研基金,資助運用新技術、新器件、新思想的電子設計與制作的學生課題[10]。把科研引進教學過程,鼓勵學生參與教師的科研工作和生產中急需解決或探索的實際問題的研究,培養學生的方案論證、裝配、調整、檢測,數據處理、數據分析、總結歸納,撰寫科研論文等能力。

    4.3改革實踐教學方法

    (1)實施開放式實踐教學在實踐內容、實踐時間、實踐方法、組織形式等方面實行開放式教學,打破時間、空間的限制,提供給學生進行創造的環境,讓學生真正成為學習的主體[11]。在實驗內容上,設定必做實驗、選做實驗和自主實驗的比例,前者保證教學基本要求和基本技能訓練,后者則由學生根據自身的條件與興趣,在眾多的實驗課題中選擇,以達到因材施教的目的。課程設計、綜合性、設計性實驗,教師只提出設計的總體要求和要達到的效果,不制定統一的參數指標,設計步驟,給學生一個較大的創造空間。提倡方案的多樣性,給學生充分的創新機會。由學生完成從方案制定、電路設計、元件篩選、焊接組裝、程序設計、系統調試到設計報告撰寫、答辯等全部過程,教師變指導為引導,充分發揮學生的主動性。

    (2)增大實驗室開放的力度在安排好課內實驗教學的基礎上,充分利用實驗室資源,制訂實驗室的開放項目、開放計劃。在實驗室開放時間里,為學生提供實驗場地的同時,還為學生提供萬用表、信號源、示波器、電類實驗箱、單片機實驗箱等設備,還安排教師進行現場指導。建立現代化的實驗中心網上實驗預約與管理系統,在開放的平臺上,選做實驗和自主實驗學生可以個人預約,預約的內容包括實驗時間、場地、內容、指導教師等,這種“集中”和“自由”相結合的開放管理方式,提高了實驗室和儀器設備的利用率。

    (3)開設電子技術實踐選修課根據現代電子技術的發展和全國大學生電子設計競賽的情況,我們為電類專業的學生開設了如“電子制作”、“電子創新設計”等選修實踐課,內容包括簡單電路、系統電路和有創新特色的電子電路等的設計與制作等,為愛好電子設計的學生提供更多的學習機會。

    (4)舉辦校內電子設計競賽,激發學生學習興趣我校每年舉行的全校大學生電子設計競賽,按照全國大學生電子設計競賽的方式進行,在為電子設計愛好者提供施展才能機會的同時,也為參加全國大學生電子設計競賽選拔了隊員。在校領導和有關部門的支持及全國大學生電子設計競賽的影響下,參賽人數逐年增多,大學生電子設計競賽已成為我校學生最喜愛的科技活動。

    (5)認真組織學生參加全國大學生電子設計競賽我校是專升本不久的本科院校,電子類專業的辦學時間不長,基礎薄弱,參加全國性的電子設計大賽的經驗更少,我們把參賽作為學習、實訓、取經、提高的過程,參賽成績逐年提高。

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