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電子電路設(shè)計論文精選(九篇)

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電子電路設(shè)計論文

第1篇:電子電路設(shè)計論文范文

1.1ARM處理部分

針對ARM內(nèi)核的高速可順序執(zhí)行特性,更適合處理復(fù)雜協(xié)議信息。ARM處理部分在設(shè)計中主要負責協(xié)議層處理工作,包括通信信息、人機交互設(shè)定、系統(tǒng)工作參數(shù)監(jiān)測、報警數(shù)據(jù)設(shè)定、監(jiān)測以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析處理等多方面的工作,整體采用搶占式進行多任務(wù)分配,提高CPU利用率以及系統(tǒng)魯棒性。

1.2FPGA控制部分

總體來看,F(xiàn)PGA主要負責硬件設(shè)備底層驅(qū)動的讀寫,作為ARM的一個外部擴展RAM進行外設(shè)數(shù)據(jù)交換,所有FPGA采集、輸出的數(shù)據(jù)均可通過ARM的可變靜態(tài)存儲控制器(FlexibleStaticMemoryController,F(xiàn)SMC)總線讀寫。在設(shè)計中運用FPGA獨特的可多任務(wù)并行執(zhí)行的特性,F(xiàn)PGA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(shù)碼管計數(shù)顯示等多項功能的處理。在外部模擬量、氫原子鐘內(nèi)爐溫度采集部分,由FPGA內(nèi)部硬件采用狀態(tài)機形式通過兩片AD7490D對外部32路模擬量采集,并直接用模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行控制處理;另一個狀態(tài)機通過熱敏電阻對內(nèi)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(qū)動信號,調(diào)節(jié)加熱功率。在模數(shù)轉(zhuǎn)換部分由專用基準電壓芯片REF192產(chǎn)生參考電壓,溫度轉(zhuǎn)換經(jīng)過帶有前置運算放大器(Operationalamplifier,OP)的模數(shù)轉(zhuǎn)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(chǎn)生的工頻干擾。在通信電路的設(shè)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(shè)備間的靜電釋放(Electro-Staticdischarge,ESD)所帶來的放電損壞;以太網(wǎng)部分采用專用以太網(wǎng)接口模塊,可同時兼容TCP/IPv4、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UserDatagramProtocol,UDP)等。

1.串口通信接口的電路設(shè)計

原本的串口通信設(shè)計為了滿足兩路串口通信的技術(shù)指標,采用AT89C52結(jié)合通用同步異步接收發(fā)送器8251A實現(xiàn)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(fā)器、具有isoPower隔離電源的雙通道數(shù)字隔離器,設(shè)計中無需使用單獨的隔離DC-DC轉(zhuǎn)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(huán)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(shù),能夠同時用于隔離邏輯信號和集成式DC-DC轉(zhuǎn)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(shè)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(zhuǎn)換器,其內(nèi)部包含有一個8位A/D轉(zhuǎn)換器和16路的單端模擬信號多路轉(zhuǎn)換開關(guān),轉(zhuǎn)換精度為1/2LSB,轉(zhuǎn)換時間為100us(時鐘頻率為640KHz)。改進設(shè)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(nèi)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(zhuǎn)換過程和數(shù)據(jù)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(chuàng)造了條件。

3.溫度控制部分的設(shè)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(wěn)定度變差;溫度失控會直接導(dǎo)致氫原子鐘沒有中頻信號輸出。因此在溫度控制的設(shè)計中首先要做到可靠、穩(wěn)定。原先的溫度控制系統(tǒng)采用模擬控制多塊電路板各溫度區(qū)域獨立控制模式,其缺點是變?nèi)荻O管參數(shù)數(shù)值不在正常工作范圍內(nèi)之后,需要人為調(diào)整電路板的電位器,即通過人為改變電阻的模式來達到調(diào)整溫度的目的。在數(shù)字化智能溫控設(shè)計中采用AD7792[4],AD7792具有兩個高精度的可編程恒流激勵源,內(nèi)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(yīng)的放大倍數(shù),實現(xiàn)信號的匹配。它內(nèi)置16位ADC,采用SPI串行接口,容易實現(xiàn)光耦隔離,有三路差分模擬輸入,可以滿足設(shè)計中分別對內(nèi)爐頂,上,底三部分溫度進行采集的設(shè)計要求。AD7792為適應(yīng)高精度測量應(yīng)用的低功耗、低噪聲、完整模擬前端,內(nèi)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(nèi)低噪聲儀表放大器,因而可直接輸入小信號;內(nèi)置一個精密低噪聲、低漂移內(nèi)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(qū)域,其中CH1代表內(nèi)爐頂,CH2代表內(nèi)爐上,CH3代表內(nèi)爐底;ACTU代表采樣溫度數(shù)值,SET代表設(shè)定溫度數(shù)值,OUT代表了輸出功率的大小。

4.移相同步精度設(shè)計改進

傳統(tǒng)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(jīng)過設(shè)計改進后,采用獨特的先倍頻后同步技術(shù),可大大提高移相同步分辨率。在本次應(yīng)用中,先對外部輸入的10MHz方波信號,經(jīng)過FPGA內(nèi)部的鎖相環(huán)(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(shè)計部分

之前控制板在綜合器設(shè)計輸出時,采用AT89C52驅(qū)動三片74LS595串入并出輸出6位8421碼共24位數(shù)據(jù)信息經(jīng)25芯彎角插座(DR-25)將數(shù)據(jù)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(shè)計中選取AD9956[5],使用直接數(shù)字式頻率合成器(DirectDigitalSynthesizer,DDS)技術(shù)直接從監(jiān)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(nèi)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(nèi)部集成14位的D/A轉(zhuǎn)換器,具備快速頻率轉(zhuǎn)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(shè)計,本設(shè)計DDS輸出頻率信號可以根據(jù)鍵盤鍵入的頻率值不同而輸出不同的頻率值。

6.存儲器設(shè)計改進

氫原子鐘必需具有對時間以及對所監(jiān)測數(shù)據(jù)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(yīng)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(jié)構(gòu)為32K*8位字長的高性能CMOS靜態(tài)RAM。在設(shè)備掉電的情況下,存儲數(shù)據(jù)易丟失。同時SRAM加后備電池的方法增加了硬件設(shè)計的復(fù)雜性,降低了系統(tǒng)的可靠性;EEPROM方式可擦寫次數(shù)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(yīng)用。因此越來越多的設(shè)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(yōu)點:可以總線速度寫入數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)保持45年不丟失;具有較低的功耗。設(shè)計中采用的FM25L16是串行FRAM。其內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)形式為2k×8位,地址范圍為0000H~07FFH,F(xiàn)M25L16支持SPI方式0和方式3。具有先進的寫保護設(shè)計,包括硬件保護和軟件保護雙重保護功能。FM25L16的數(shù)據(jù)讀寫速度能達到18MHz,可與當前高速的RAM相媲美。結(jié)束語從設(shè)計的測試結(jié)果來看,全新的設(shè)計模式對電路的性能,可靠性,穩(wěn)定性等多方面都有很大的提高,具體表現(xiàn)如下所示:

(1)設(shè)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(jīng)過外接模擬開關(guān),減少了信號經(jīng)過多個模擬芯片引起誤差。

(2)溫度控制系統(tǒng)采用全數(shù)字化設(shè)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(diào)整溫度的目的。

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

第2篇:電子電路設(shè)計論文范文

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)備 電子電路 接地技術(shù) 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(shè)計中的接地技術(shù)直接關(guān)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(chǎn)品相繼誕生,電子產(chǎn)品的應(yīng)用也日益的廣泛,可以說電子產(chǎn)品已經(jīng)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(tǒng)的可靠性,還能夠?qū)θ梭w的健康產(chǎn)生很大的負面作用。例如一些電子產(chǎn)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(yī)用設(shè)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(shè)備的正常工作,嚴重的甚至使這些設(shè)備無法工作。為此,我們必須重視電子電路抗干擾能力的設(shè)計,可以說電子電路的抗干擾能力已經(jīng)成了當前電子電路設(shè)計的一個非常重要的一方面,這是因為如此接地技術(shù)才顯得如此重要,可以說接地技術(shù)的高低已經(jīng)直接影響到了電子電路的抗干能力了。

二.接地技術(shù)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(wěn)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(shè)計中接地技術(shù)的科學(xué)合理性。我們知道安全保護接地是接地技術(shù)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(shè)備在運行的過程中會產(chǎn)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(fā)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(shè)備是有很大的影響的,為了避免電器設(shè)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(shù)中的接地方式

電子電路設(shè)計中接地方式是比較多的,其接地方式不同那么它產(chǎn)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(shè)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(tǒng)中的中性線,是電路環(huán)路的重要組成部分,在零線直接接地的一相四線制電網(wǎng)中,設(shè)計中一定要注意將電子電器設(shè)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(shè)備中的某一項發(fā)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(wǎng)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(fā)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(shè)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(wǎng)都采用保護性的接地方式,采用這種方式則電器設(shè)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(shè)計中系統(tǒng)接地

通過接地技術(shù)的研究我們知道電子電路儀器中的電子儀器設(shè)備控制系統(tǒng)中遇到經(jīng)常需要解決的就是系統(tǒng)接地問題,這也是設(shè)計中的一大難點。系統(tǒng)接地線是各種電路中的靜態(tài),動態(tài)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(huán)節(jié),所以電子電路設(shè)備中的切抗干擾技術(shù),都和接地有很直接的關(guān)系。設(shè)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(shè)備的正常,穩(wěn)定和可靠性工作。

五.電子電路設(shè)計中系統(tǒng)接地的原則

根據(jù)不同的干擾源要設(shè)計不同的接地技術(shù)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(zhì)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(shè)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(shù)達到消除多種干擾的綜臺目的。一般來說.電子電路設(shè)計如何和大地接觸,與系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性能有著極為密切的關(guān)系,設(shè)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(shè)備與公共地可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)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(shè)備不與大地直接相連.容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象,這樣積累起來的電荷達到·定程度后,在設(shè)備和大地之間會產(chǎn)生具有強人放電電流的靜電擊穿現(xiàn)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(huán)路,一點接地的主要功能就是消除接地環(huán)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(jié)束語

當前我國的經(jīng)濟快速發(fā)展帶動了我國電子行業(yè)的迅速發(fā)展,各種電子產(chǎn)品相繼誕生,并且應(yīng)用日益廣泛。在當前,我們已經(jīng)進入了信息時代,各種各樣的電子產(chǎn)品已經(jīng)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(chǎn)品已經(jīng)成為了當今不可或缺的一部分。但是我們知道,電子產(chǎn)品都存在電磁干擾,這不僅僅嚴重影響了電子系統(tǒng)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(tài)。所以,正是因為這個原因在進行電子電路設(shè)計時,我們要充分考慮其接地技術(shù),這樣可以有效的抗干擾能力。提高電子設(shè)備的抗干擾能力不僅僅可以提高經(jīng)濟利益還可以提高社會效益。可以說科學(xué)的接地技術(shù)已經(jīng)成為了電子電路設(shè)計的一個重要的方面,是在電子電力設(shè)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:

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第3篇:電子電路設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞: 電子技術(shù)課程設(shè)計 教學(xué)設(shè)計 教學(xué)過程

電子技術(shù)課程設(shè)計是在電子技術(shù)實驗的基礎(chǔ)上進行的綜合性的實驗訓(xùn)練,是電子技術(shù)課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是對電子類和其他相近專業(yè)學(xué)生進行綜合能力培養(yǎng)的實踐課程,對于全面、系統(tǒng)、深入地理解與掌握電子系統(tǒng)的知識、設(shè)計方法具有重要的教學(xué)意義。

1.電子技術(shù)課程設(shè)計的重點與要求

本課程的重點是電路設(shè)計,內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識,設(shè)計制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實驗任務(wù)和設(shè)計要求,通過電路方案設(shè)計、電路設(shè)計、電路安裝調(diào)試和指標測試、撰寫實驗報告等過程,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力,提高電路設(shè)計水平和實驗技能。在實踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計的綜合分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐的能力。

電子技術(shù)課程設(shè)計一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求,通過查閱資料、調(diào)查研究等,獨立完成方案設(shè)計、元器件選擇、電路設(shè)計、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標測試,并獨立寫出嚴謹?shù)?、文理通順的實驗報告?/p>

具體地說,學(xué)生通過課程設(shè)計教學(xué)實踐,應(yīng)達到以下基本要求:建立電子系統(tǒng)的概念,綜合運用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識完成一個電子系統(tǒng)的設(shè)計;掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的基本方法,了解電子系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù);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(guān)資料和使用器件手冊的基本方法;掌握用電子設(shè)計自動化軟件設(shè)計與仿真電路系統(tǒng)的基本方法;進一步熟悉電子儀器的正確使用方法;學(xué)會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告;培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

2.電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)過程

電子技術(shù)課程設(shè)計是在教師指導(dǎo)下,學(xué)生獨立完成課題,達到對學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練,要求本課程設(shè)計涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識,因此課程設(shè)計的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。

教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設(shè)計開始前,需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時的教學(xué),明確課程設(shè)計的要求,主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績評定方法等。

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中,指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求,要求學(xué)生從多個課題中選擇一個。

2.2設(shè)計與調(diào)試環(huán)節(jié)。

2.2.1前期準備、方案及電路設(shè)計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計、電路仿真等。在確定方案時要求學(xué)生認真閱讀教材,根據(jù)技術(shù)指標,進行方案分析、論證和計算,獨立完成設(shè)計。設(shè)計工作內(nèi)容如下:題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、具體電路設(shè)計。

學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進行總體方案的設(shè)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(shè)計計算,稱為預(yù)設(shè)計階段,包括元器件的選用和電路參數(shù)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(shè)計總學(xué)時的30%。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調(diào)試,指標測試等。

在安裝與調(diào)試這個階段,要求學(xué)生運用所學(xué)的知識進行安裝和調(diào)試,達到任務(wù)書的各項技術(shù)指標。

預(yù)設(shè)計經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后,學(xué)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(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路(并制作相應(yīng)電路板),使之達到設(shè)計指標要求。此階段往往是課程設(shè)計的重點與難點,所需時間約占總學(xué)時的50%。

2.3撰寫總結(jié)報告,總結(jié)交流與討論。

撰寫課程設(shè)計的總結(jié)報告是對學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報告,不僅要對設(shè)計、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進行全面總結(jié),而且要把實踐內(nèi)容上升到理論高度。總結(jié)報告應(yīng)包括以下方面:系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計、參數(shù)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(yīng)對以下幾部分進行說明:設(shè)計進程記錄,設(shè)計方案說明、比較,實際電路圖,功能與指標測試結(jié)果,存在的問題及改進意見,等等。

總結(jié)報告具體內(nèi)容如下:課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計、參數(shù)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(diào)試的內(nèi)容,包括使用的主要儀器和儀表;調(diào)試電路的方法和技巧;測試的數(shù)據(jù)和波形并與計算結(jié)果比較分析;調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法??偨Y(jié)設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點,指出課題的核心及實用價值,列出系統(tǒng)需要的元器件清單,列出參考文獻,收獲、體會,并對本次設(shè)計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現(xiàn)實際操作能力,而且體現(xiàn)獨立完成設(shè)計和分析的能力。因此,課程設(shè)計的考核分為以下部分:設(shè)計方案的正確性與合理性。設(shè)計成品:觀察實驗現(xiàn)象,是否達到技術(shù)要求。(安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力)實驗報告:實驗報告應(yīng)具有設(shè)計題目、技術(shù)指標、實現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設(shè)計答辯:考查學(xué)生實際掌握的能力和表達能力,設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神,等等。

3.電子技術(shù)課程設(shè)計的步驟

在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中,通常只介紹單元電路的設(shè)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(guī)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(tǒng)的設(shè)計不僅包括單元電路的設(shè)計,還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(總體電路由哪些單元電路構(gòu)成,以及單元電路之間如何連接,等等)。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn),電子系統(tǒng)的設(shè)計除了單元電路的設(shè)計外,還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計越來越重要,不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā),課程設(shè)計仍應(yīng)保留一定的單元電路內(nèi)容。

電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。

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

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

4.電子技術(shù)課程設(shè)計的效果

學(xué)生經(jīng)過這樣系統(tǒng)訓(xùn)練后,各方面技能都通過考核,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]高吉祥,易凡,丁文霞等.電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計(第二版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.

[2]楊志忠,華沙,康廣荃.電子技術(shù)課程設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

第4篇:電子電路設(shè)計論文范文

【關(guān)鍵詞】電子競賽 創(chuàng)新人才培養(yǎng) 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(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2015-2018年)》中,明確提出“將學(xué)生的創(chuàng)新意識培養(yǎng)和創(chuàng)新思維養(yǎng)成融入教育教學(xué)全過程”,“探索將學(xué)生完成的創(chuàng)新實驗、、專利獲取、自主創(chuàng)業(yè)等成果折算為學(xué)分,將學(xué)生參與課題研究、項目實驗等活動認定為課堂學(xué)習(xí);為有意愿有潛質(zhì)的學(xué)生制定創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)計劃”[1] 。近年來,我校樹立創(chuàng)新人才培養(yǎng)的指導(dǎo)思想,深入開展高職教育教學(xué)改革,打通創(chuàng)新人才培養(yǎng)渠道,在電子信息專業(yè)開展了“以電子設(shè)計競賽為抓手,提升高職學(xué)生實踐創(chuàng)新能力”的教育教學(xué)改革[2]-[4],建立了包含項目化課程、研究性課程、學(xué)生科技創(chuàng)新社團活動、大學(xué)生實踐創(chuàng)新立項課題及大學(xué)生電子設(shè)計競賽五部分組成的較為完善的學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)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(yè)的所有課程。競賽要求學(xué)生具有熟悉應(yīng)用各種器件,能夠采用各種軟硬件技術(shù)綜合設(shè)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(jié)協(xié)作精神和創(chuàng)新意識等綜合素質(zhì)和能力。因此,我們以電子設(shè)計競賽為抓手,開展了基于“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動、過程導(dǎo)向”的項目化課程改革和課程建設(shè),將電子設(shè)計競賽內(nèi)容提煉內(nèi)化為課程與教材改革項目,形成了有利于電子信息專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的項目化、綜合化、設(shè)計性、研究性系列課程。通過實施以學(xué)生為主體的“項目教學(xué)”、“教學(xué)做一體化”教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動實踐、主動思考、分工協(xié)作來完成項目任務(wù)。推進了學(xué)生主動性的實踐學(xué)習(xí)、應(yīng)用性的技能學(xué)習(xí)、創(chuàng)新型的研究學(xué)習(xí),提升了學(xué)生創(chuàng)新能力。

項目課程以電子電路系統(tǒng)或電子產(chǎn)品為載體,將電子設(shè)計競賽內(nèi)容提煉內(nèi)化為課程與教材改革項目,如:《電工電路設(shè)計與制作》、《模擬電路設(shè)計與制作》、《數(shù)字電路設(shè)計與制作》、《電子工程制圖》、《射頻裝置的制作與調(diào)試》、《單片機小系統(tǒng)的制作及應(yīng)用》、《可編程器件原理與項目訓(xùn)練》、《電子設(shè)計與制作》、《電子技術(shù)綜合應(yīng)用》等。通過項目課程教學(xué),學(xué)生的創(chuàng)新意識得到大大提升。

二、研究性選修課程

開設(shè)本學(xué)科領(lǐng)域或跨學(xué)科領(lǐng)域的具有綜合性、開放性、可研究性的課程,系統(tǒng)訓(xùn)練學(xué)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(shè)計應(yīng)用、處理器應(yīng)用開發(fā)、復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計”三個層次,開發(fā)的主要課程有:《實用電子電路設(shè)計》、《技術(shù)報告和學(xué)術(shù)論文撰寫》、《基于CPLD的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計》、《基于單片機的系統(tǒng)設(shè)計》、《系統(tǒng)綜合設(shè)計應(yīng)用》等,有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。

三、學(xué)生科技創(chuàng)新社團活動

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

四、學(xué)生科技創(chuàng)新實踐立項課題

一部分動手能力較強、對項目開發(fā)有強烈興趣愛好的學(xué)生3~5人組成小組,自主申報院級科技創(chuàng)新課題立項,優(yōu)秀的課題申報省級大學(xué)生實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃課題立項,科研骨干參加學(xué)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(xué)校均提供一定的資金資助,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,利用課余開展科技創(chuàng)新研究。

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

五、校內(nèi)大學(xué)生電子設(shè)計競賽

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

學(xué)校以大學(xué)生電子設(shè)計競賽為契機,著眼于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才,先后投數(shù)百萬元,高起點規(guī)劃和組織建設(shè)了學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的硬件環(huán)境。通過幾年的研究實踐,課程改革和課程建設(shè)均取得了豐碩成果,獲得國家教學(xué)成果獎一項,省級教學(xué)成果獎一項。

電子競賽推動學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生主動實踐、主動研究,動手實踐、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力全面提高,促進了人才培養(yǎng)質(zhì)量和專業(yè)內(nèi)涵建設(shè)。畢業(yè)生深受用人單位的歡迎,就業(yè)質(zhì)量逐年提高,企業(yè)滿意率達95%以上,有些學(xué)生已成為企業(yè)的技術(shù)骨干。尤其是在大學(xué)生電子設(shè)計制作競賽中的優(yōu)勝學(xué)生,畢業(yè)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(guān)于印發(fā)《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2015-2018年)》的通知(教職成[2015]9號),2015年。

[2]劉春風.淺析科技創(chuàng)新活動對大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng). 中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2008年29期,97頁。

[3]丁群燕.高職機電專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索與研究. 黑龍江科技信息,2015年18期,143頁。

[4]孫雷,占永寧.電子設(shè)計競賽深化電子信息實驗教學(xué)改革的探索. 科技信息,2013年4期,19頁。

第5篇:電子電路設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞:實踐教學(xué);應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè);改革

作者簡介:梁超(1965-),男,廣西岑溪人,江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,研究方向為電子電路設(shè)計、單片機;廖芳(1962-),女,江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授,研究方向為電子工藝與電路設(shè)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(xué)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(xué)的現(xiàn)狀

(一)內(nèi)容、模式陳舊

高職院校的培養(yǎng)方案,是建立在中專學(xué)校的基礎(chǔ)上、參照本科院校的培養(yǎng)方案修訂而成的。實踐教學(xué)多以驗證性實驗為主,課程設(shè)計的項目少、且往往以理論設(shè)計為主,畢業(yè)實習(xí)以畢業(yè)設(shè)計論文為主、設(shè)計制作為輔,應(yīng)用性不強。

(二)安排不夠合理、實踐教學(xué)手段單一

高職院校的實踐教學(xué)往往編排在某些課程的實驗中,且課時量嚴重不足,實訓(xùn)場所、師資力量缺乏,一個教師需要同時指導(dǎo)幾十名學(xué)生實驗、實訓(xùn),教師講解、演示幾乎占用了一半的時間,剩下的時間學(xué)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(xué)重視程度不夠的具體表現(xiàn)是,實踐教學(xué)考核的隨意性。多數(shù)實踐項目的考核,都是與相關(guān)的課程一起綜合評定完成的,實驗、實訓(xùn)成績比例通常不足課程成績的一半。因?qū)嵺`場地受限、師資力量不足,導(dǎo)致教師對實踐課學(xué)生的管理難以到位,學(xué)生有沒有操作、操作過程和結(jié)論有沒有錯誤,教師難以辨別,只要學(xué)生上了實驗課,實踐考核就算通過。實踐考核成為學(xué)生最容易通過的項目。

二、我院應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)的改革探索與實踐

(一)實踐教學(xué)體系的改革

在專業(yè)建設(shè)中,注重“以實踐性、技能型為主”的培養(yǎng)目標,確立了“電子產(chǎn)品整機裝配、調(diào)試、測試技術(shù),電路設(shè)計與PCB技術(shù)的制作技術(shù),現(xiàn)代電子設(shè)備的維護技術(shù)”等三項專業(yè)核心技能。

在課程體系的建設(shè)中,以核心技能課程為主線,設(shè)置專門的實踐技能課程,設(shè)立了電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與實訓(xùn)、電子測量與技能訓(xùn)練、現(xiàn)代電子設(shè)備維修、電路設(shè)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(nèi)容的安排上,將實踐內(nèi)容分配為基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、綜合技能和創(chuàng)新技能等幾個層次,建立一個與專業(yè)方向和培養(yǎng)目標緊密相關(guān)的、獨立的實踐教學(xué)體系,建立從基礎(chǔ)技能訓(xùn)練到專業(yè)技能訓(xùn)練、綜合技能訓(xùn)練、創(chuàng)新技能訓(xùn)練的循序漸進的實踐教學(xué)模式。

(二)實踐教學(xué)基地建設(shè)的改革

改善、更新原有的電工基礎(chǔ)、電子技術(shù)實驗室,增加電子儀器設(shè)備的品種;新建電子工藝設(shè)計制作實訓(xùn)室、電子綜合實訓(xùn)室、創(chuàng)新實驗室;開發(fā)仿真實驗室,優(yōu)化校內(nèi)實踐教學(xué)的資源配置,為學(xué)生提供了更多的動手操作場所。

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

(三)實踐教學(xué)方式及手段的改革

1.實踐教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)化。將原有的驗證性實驗向綜合、設(shè)計實訓(xùn)轉(zhuǎn)化,如將“串并聯(lián)電路分流、分壓關(guān)系的驗證”改為“串并聯(lián)電路的連接及測試”,“日關(guān)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(xùn)項目內(nèi)容,如“元器件的識別與檢測”、“印制板的設(shè)計與制作”、“直流穩(wěn)壓電路的設(shè)計、制作與調(diào)試”等等。這些實訓(xùn)項目的改革,強化的不僅僅是實踐教學(xué)的手段,更主要的是將理論知識及時轉(zhuǎn)化為實際的技能。

2.改革實訓(xùn)主導(dǎo)地位。從“教師講解、演示為主,學(xué)生動手為輔”的實踐教學(xué)方式變革為“學(xué)生為主,教師指導(dǎo)為輔”的實踐教學(xué)方式。以專業(yè)知識的轉(zhuǎn)化和實踐技能的掌握為目的,鼓勵學(xué)生實訓(xùn)過程的多樣化、實訓(xùn)結(jié)果的規(guī)定性和獨創(chuàng)性結(jié)合。如:在“穩(wěn)壓電源電路設(shè)計、制作”的實訓(xùn)中,只給出“將220V/50Hz交流電壓變換為輸出6V穩(wěn)定直流電壓”要求,由學(xué)生自我完成穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計制作。學(xué)生可以采用分立元件設(shè)計、也可以采用集成電路設(shè)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(diào)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(xùn)過程,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高了學(xué)習(xí)積極性。

3.仿真實訓(xùn)與真實實訓(xùn)的結(jié)合。對于較復(fù)雜的實訓(xùn)項目,訓(xùn)練學(xué)生將專業(yè)知識與計算機軟件、計算機操作相結(jié)合的本領(lǐng);即復(fù)雜的實訓(xùn)設(shè)計制作項目,先運用Protel、AutoCAD、Multisim7等軟件進行設(shè)計仿真,得出最佳結(jié)果時再進行實際制作。通過“電腦設(shè)計-仿真-改進設(shè)計-制作-完善-創(chuàng)新”這種仿真實訓(xùn)與真實實訓(xùn)相結(jié)合的實踐教學(xué)方式,可以縮短設(shè)計制作的時間,降低設(shè)計制作成本,提高電子電路設(shè)計制作的成功率,同時有利于學(xué)生將多門學(xué)科知識進行綜合運用。

4.課堂教學(xué)與課外教學(xué)的結(jié)合。在課堂實踐教學(xué)中,制定好各門課程的實訓(xùn)大綱,大幅度提高實踐教學(xué)課時比例(>40%總課時),加大設(shè)立實訓(xùn)項目,合理安排實驗、實訓(xùn)項目,使實踐教學(xué)內(nèi)容來自于課程理論,但又有所突破。鼓勵學(xué)生自己構(gòu)思、設(shè)計、完成實訓(xùn)項目,有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的操作能力。

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

多方位、多渠道的實踐教學(xué),加快了學(xué)生適應(yīng)社會、用專業(yè)知識服務(wù)社會的進程,有效地提高學(xué)生的專業(yè)技能和畢業(yè)之后的就業(yè)率。

(四)實踐成績評定的改革

采取實踐教學(xué)單獨考核、實踐項目分項考核、競賽成績列入考核(創(chuàng)新考核)、實踐項目和實訓(xùn)報告綜合考核等手段,加強實踐教學(xué)的管理力度,使之對實踐課教師和參加實踐課程的學(xué)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(jù)不同階段和不同實訓(xùn)項目的內(nèi)容要求,對學(xué)生進行逐個現(xiàn)場操作測試評分。實訓(xùn)報告考核的主要內(nèi)容:條理是否清楚,實訓(xùn)的內(nèi)容、測試方法、實訓(xùn)結(jié)論、改進創(chuàng)新方法等是否齊全。創(chuàng)新考核是指根據(jù)學(xué)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(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)改革成效

(一)教師開發(fā)實訓(xùn)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(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理、Multisim7.0仿真設(shè)計、電熱電動器具原理與維修、單片機原理及應(yīng)用、電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)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(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理》入選為國家級“十一”規(guī)劃教材,并獲江西省高??萍汲晒?,獲江西省普通高校優(yōu)秀教材二等獎,獲全國電子信息類高職高專優(yōu)秀教材二等獎。

(二)學(xué)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(xué)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(yè)生的就業(yè)率高,受到用人單位的好評。由于畢業(yè)生的動手能力強、團隊合作意識好、專業(yè)素質(zhì)高,使畢業(yè)生的就業(yè)情況良好,近年來就業(yè)率均在90%以上,且受到用人單位的好評。

四、結(jié)束語

高職實踐教學(xué)的改革是一項長期而艱巨的任務(wù)。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、教育改革的不斷深化,高職實踐教學(xué)改革的步伐必將更加堅實。

第6篇:電子電路設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞:電子技術(shù);研究型教學(xué)模式;教學(xué)考核

作者簡介:丁國強(1974-),男,河南南陽人,鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院,副教授;郭凌云(1981-),女,河南駐馬店人,鄭州輕工業(yè)學(xué)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(jù)電子技術(shù)大規(guī)模集成技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,“電子技術(shù)”課程教學(xué)中理論性逐漸弱化,實踐性不斷增強,由此對現(xiàn)代電子技術(shù)課程教學(xué)模式提出了新要求。依據(jù)大學(xué)本科教育以培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的根本培養(yǎng)任務(wù),適應(yīng)鄭州輕工業(yè)學(xué)院(以下簡稱“我?!保τ诩夹g(shù)基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)理論夠用、強化動手實踐能力、培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標,突出電子技術(shù)課程教學(xué)兼顧理論性的實用性和實踐性原則來組織課程結(jié)構(gòu)體系,適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展及時更新教學(xué)內(nèi)容的工科專業(yè)教學(xué)要求,本文總結(jié)了研究性教學(xué)模式在“電子技術(shù)”課程教學(xué)中應(yīng)用的一些實踐研究成果。

研究性教學(xué)要求教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)探索研究的教學(xué)情境或者途徑,在教師精心組織和指導(dǎo)下,通過學(xué)生自主探索、實踐和學(xué)習(xí)過程,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,總結(jié)和掌握基本的科學(xué)知識和方法,并能夠應(yīng)用解決實際問題。在研究性教學(xué)模式實施過程中,要求學(xué)生能夠?qū)W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(shè)計中發(fā)現(xiàn)更多的創(chuàng)新機會,在創(chuàng)造中體驗成功和學(xué)習(xí)樂趣。

研究性教學(xué)模式立足于教材,具有明確的課堂研究目標、精心設(shè)計的課堂活動,以教材中蘊含的科學(xué)方法和科學(xué)思想為核心,注重學(xué)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(xué)生根據(jù)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(yǎng)學(xué)生間的科研協(xié)作精神與能力。這種教學(xué)模式在充分發(fā)揮學(xué)生個性特長、啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維、提高學(xué)生素質(zhì)等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)方式;研究性教學(xué)模式同時對教師教學(xué)能力提出了更高素質(zhì)要求,教師必須能夠根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、收集大量的資料、提供精心設(shè)計的問題與研究課題,能夠幫助學(xué)生設(shè)計制定研究課題和研究方案,建立科學(xué)的研究性學(xué)習(xí)步驟和方法。

一、“電子技術(shù)”課程研究性教學(xué)模式

實施研究性教學(xué)模式的最終目標是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)知識的實際應(yīng)用能力,“電子技術(shù)”課程作為工科專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程,它必須以學(xué)科專業(yè)教學(xué)為基礎(chǔ),結(jié)合該課程教學(xué)專業(yè)對象和研究性教學(xué)特點,總結(jié)電子技術(shù)研究性教學(xué)模式實施方案。從專業(yè)應(yīng)用角度看電子技術(shù)課程研究性教學(xué)模式實施大致分為研究與選用教材、專題調(diào)研、確立教學(xué)內(nèi)容的研究課題、研究性學(xué)習(xí)與實踐步驟、課題研究報告與教師的總結(jié)評價等幾個階段。首先依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標和教學(xué)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(xué)內(nèi)容的電子電路設(shè)計原理圖、電子器材,并盡可能充分地根據(jù)學(xué)生專業(yè)方向以及學(xué)生個人發(fā)展需要,對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)層次分類,選擇具有啟發(fā)性、思辨性、趣味性的能夠激發(fā)學(xué)生研究欲望的方法和問題,引導(dǎo)學(xué)生研究學(xué)習(xí),課后安排學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)手段收集閱讀課堂相關(guān)的擴展性材料,學(xué)習(xí)課堂教學(xué)內(nèi)容的具體應(yīng)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(xué)生現(xiàn)有的知識、思維等個體差異以及學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和進度不同,教師能夠深入學(xué)生當中,及時了解其學(xué)習(xí)情況,有針對性地啟發(fā)引導(dǎo)。對于比較復(fù)雜、學(xué)生感興趣的問題,指導(dǎo)學(xué)生進行專門的問題調(diào)研,收集相關(guān)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(xué)實質(zhì)是學(xué)生主體的研究性學(xué)習(xí)和教師的科學(xué)指導(dǎo)。首先擬訂研究性學(xué)習(xí)方案時,教師指導(dǎo)學(xué)生自主制訂學(xué)習(xí)策略、內(nèi)容及方法,教師能夠為學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)提供一些工具書籍、必備的實驗器材或者提示網(wǎng)絡(luò)查找的范圍,為學(xué)生創(chuàng)造多種學(xué)習(xí)環(huán)境,如多媒體和網(wǎng)絡(luò)化資源環(huán)境,指導(dǎo)學(xué)生注重電子技術(shù)理論與電子電路新技術(shù)及應(yīng)用的緊密結(jié)合。學(xué)生主體進行自主學(xué)習(xí)中,要經(jīng)歷觀察、調(diào)查、閱讀、查詢、歸納分析和整理等環(huán)節(jié),盡可能多地掌握第一手資料,獲取實驗數(shù)據(jù)及模型,獲得感性認識。在研究性學(xué)習(xí)達到一定階段后寫出階段性總結(jié)報告,最終形成學(xué)習(xí)成果,包括課題研究報告、相關(guān)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(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)中遇到的困難及其解決方案一一寫出來,并標明相關(guān)電路參數(shù)的計算過程。這一環(huán)節(jié)中學(xué)生應(yīng)該及時將研究性學(xué)習(xí)成果進行交流、分析,實現(xiàn)相互啟發(fā)、取長補短,從而形成科學(xué)合理的研究成果。這些環(huán)節(jié)訓(xùn)練可以強化學(xué)生探索科學(xué)的欲望、激勵學(xué)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(fā)現(xiàn)的目的。

在總結(jié)評價階段,師生共為評價主體,對學(xué)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(xué)生個體的成果提高到理性認識,每一個課題學(xué)生都會得出多種結(jié)果,盡管有些結(jié)果不是很完善,但只要有道理,在評價時均應(yīng)給予熱情的鼓勵和肯定,增強學(xué)生的自信心,最后比較哪些方法較完善,哪些方案最優(yōu)秀,哪些學(xué)生設(shè)計電子電路參數(shù)設(shè)置合理,并具有較高應(yīng)用價值。不完善的設(shè)計方案以及不正確的參數(shù)設(shè)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(xué)生盡可能地進入實驗室進行試驗研究,在實驗過程中學(xué)生實踐得出自己的結(jié)論,并在實驗中獲得實際動手的機會和能力。

根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容的不同,具體教學(xué)實踐中可以不必遵循上述的研究性教學(xué)階段,可以在其基礎(chǔ)上進行具體的整合、添加和刪除。

二、“電子技術(shù)”課程研究性教學(xué)模式的具體應(yīng)用

對于高校教師而言,在正確定位講授內(nèi)容基礎(chǔ)上才可能獲得比較好的授課效果?!半娮蛹夹g(shù)”作為一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,強調(diào)電學(xué)基本原理和基本分析方法以及實際電子技術(shù)應(yīng)用學(xué)習(xí),為后續(xù)專業(yè)課程應(yīng)用電子技術(shù)打好基礎(chǔ)。我校信息通信類電子技術(shù)課程教學(xué)要求是啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生在信息通信專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)設(shè)計應(yīng)用電子技術(shù)的能力和素質(zhì),使學(xué)生獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識和基本技能,切實提高學(xué)生實踐操作能力,學(xué)會使用電子儀器,調(diào)試、測量電子電路基本方法,培養(yǎng)學(xué)生電子技術(shù)應(yīng)用中分析問題和解決問題的能力。

“電子技術(shù)”課程具有較強的理論性,涉及基本電學(xué)概念和知識較多且分散,不同于電路等基礎(chǔ)課“電子技術(shù)”課程中電子元器件參數(shù)分散性較大,分析計算電子電路時常用到近似計算,學(xué)生很不容易掌握正確的電子元件分析方法和技術(shù),因此在教學(xué)過程中若要取得較好的教學(xué)效果,必須抓住重點、舉一反三。模擬電子技術(shù)以研究信號放大控制等基本單元電路和多級集成電路應(yīng)用為主線展開,其中基本放大電路是重點,學(xué)生應(yīng)該掌握三種基本放大電路組態(tài)的靜態(tài)、動態(tài)分析和電路特點及應(yīng)用場合,在此基礎(chǔ)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(wěn)壓電源等內(nèi)容。數(shù)字電子技術(shù)部分教學(xué)內(nèi)容包含邏輯數(shù)學(xué)、邏輯門電路、組合邏輯和時序邏輯電路、存儲器、觸發(fā)器、A/D與D/A轉(zhuǎn)換器電路等內(nèi)容。在學(xué)習(xí)放大電路諸如靜態(tài)工作點、放大增益等概念之前,可以讓學(xué)生直接面對各種不同參數(shù)的實際電路,引導(dǎo)學(xué)生改變電路元件參數(shù),在電路連接調(diào)試出不同的現(xiàn)象,學(xué)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生會引發(fā)學(xué)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(xué)模式實施過程中,如學(xué)極管和三極管原理及外特性時,課堂上通過日常生活應(yīng)用實例介紹其基本原理,如光控開關(guān)、音頻放大器等,從而學(xué)生能夠知道所學(xué)內(nèi)容的實際用途,引導(dǎo)學(xué)生如何查閱相關(guān)的技術(shù)資料,如何設(shè)計制作這些電子裝置,如何形成技術(shù)實施方案等課題研究環(huán)節(jié);課后指導(dǎo)學(xué)生完成課題研究,在研究設(shè)計制作過程中,學(xué)生需要根據(jù)電子技術(shù)原理計算相關(guān)元器件的參數(shù),在實踐中強化其對課堂教授內(nèi)容的理解和應(yīng)用能力。其他諸如多波形信號發(fā)生器設(shè)計制作、立體聲調(diào)音控制器設(shè)計制作、音頻功放裝置設(shè)計制作、直流穩(wěn)壓電源設(shè)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(shù)部分的全部講授內(nèi)容,具有趣味性、生動性和應(yīng)用性等特點,能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的激情,在研究制作中學(xué)生能夠體會到研究的樂趣、成功的喜悅;隨著新技術(shù)發(fā)展數(shù)字電子技術(shù)部分更強調(diào)集成器件應(yīng)用性學(xué)習(xí),在保證基本知識和理論前提下,減少分立元件電路及小規(guī)模集成電路內(nèi)容,淡化中小規(guī)模器件的內(nèi)部具體電路,加重可編程邏輯器件內(nèi)容部分,并積極引入EDA技術(shù)到課程教學(xué)中去,如門電路中只介紹晶體管的開關(guān)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(diào)數(shù)字電路的一般分析、設(shè)計方法基礎(chǔ)上系統(tǒng)介紹小規(guī)模、中規(guī)模和大規(guī)模集成器件實現(xiàn)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(shù)介紹。在研究性課題設(shè)計中,積極引入學(xué)生日常生活中常見的數(shù)字電子芯片應(yīng)用例子,指導(dǎo)學(xué)生進行數(shù)字電子鐘表系統(tǒng)設(shè)計、交通燈控制邏輯設(shè)計、汽車尾燈控制電路設(shè)計、數(shù)字溫度計設(shè)計、電動車防盜報警器設(shè)計、電梯控制邏輯電路設(shè)計和出租車計費裝置設(shè)計等等課題研究。

三、“電子技術(shù)”課程研究型教學(xué)考核

考核方式作為教學(xué)活動的指揮棒,能夠有效地推動研究性教學(xué)的順利開展,探索建立科學(xué)的電子技術(shù)課程研究性教學(xué)考核體系是成功實施研究性教學(xué)模式的關(guān)鍵部分。研究型教學(xué)模式考核特點是從記憶型、模仿型學(xué)習(xí)向思考型、創(chuàng)新型學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,注重定性考核和定量考核的有機結(jié)合、教學(xué)過程考核與教學(xué)結(jié)果考核的有機結(jié)合、知識掌握程度考核與問題研究能力考核有機結(jié)合、理論水平與工程實踐能力考核有機結(jié)合等各個方面。

結(jié)合電子技術(shù)課程特點,研究性教學(xué)考核按照平時研究性學(xué)習(xí)、基礎(chǔ)知識考核、知識運用能力等三個方面考核,根據(jù)具體情況,設(shè)置它們在最終考核中所占的權(quán)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(xué)期期中,應(yīng)該進行常規(guī)期中閉卷考試,以檢測研究性學(xué)習(xí)中學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度。對于考試成績突出的學(xué)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(chǔ)上不斷完善課題報告,形成論文,進行答辯。學(xué)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(xué)生的研究課題都不一樣,其考核的具體內(nèi)容也應(yīng)各不相同,這樣可以有效地發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性,在一定程度上還可以控制考試作弊現(xiàn)象;這種考核方式可以增強“電子技術(shù)”課程教學(xué)的靈活性,對學(xué)生的考核也更全面,可以有力地推動學(xué)生自主研究性學(xué)習(xí)。

表1至表3列出了研究性教學(xué)班級(實驗組I)和常規(guī)教學(xué)班級(對照組II)在知識掌握情況調(diào)查、考試成績比對、教學(xué)滿意度調(diào)查的比較數(shù)據(jù)。其中實驗組53人,對照組103人。表1是學(xué)生對相關(guān)知識點掌握情況調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù),可以看出,研究性教學(xué)班級對大部分知識點掌握情況要好于對照組;表2是學(xué)生對不同教學(xué)方式滿意度調(diào)查統(tǒng)計數(shù)據(jù),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(xué)習(xí)方式和考核方式等三個方面進行調(diào)查比較,可以看出學(xué)生對研究性教學(xué)模式的教學(xué)情況滿意度要優(yōu)于對照班級;表3是學(xué)生考試成績統(tǒng)計數(shù)據(jù),不論是從平均成績、高分還是及格率來看都是研究性教學(xué)班級要高。綜合來看,在“電子技術(shù)”課程中推廣研究性教學(xué)模式,學(xué)習(xí)效果較好。

四、結(jié)論

研究性教學(xué)模式本質(zhì)上是一種以科學(xué)研究主導(dǎo)教學(xué)過程的教學(xué)方法,該方法能夠通過科學(xué)研究的知識應(yīng)用過程,讓學(xué)生在科學(xué)探索中獲得知識、提高專業(yè)技能,實現(xiàn)理論教學(xué)與實踐檢驗并重的教學(xué)理念,達到高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。“電子技術(shù)”課程中研究性教學(xué)模式的應(yīng)用實施,能夠有效提高該課程的教學(xué)效果,為電學(xué)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)奠定良好的專業(yè)基礎(chǔ)。

參考文獻:

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第7篇:電子電路設(shè)計論文范文

關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);仿真;教學(xué)模式;MATLAB;Simulink

作者簡介:龔建芳(1970-),女,上海人,上海電機學(xué)院電氣學(xué)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(shù)建設(shè)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(shù)”是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)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(xué)內(nèi)容既多又比較抽象,并且相對于其他的課程,電力電子技術(shù)的內(nèi)容更新較快。[2]課程的主要內(nèi)容包括電力電子器件、電力電子電路及控制技術(shù)三大部分,學(xué)習(xí)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(fā)生相應(yīng)改變。在課程教學(xué)過程中碰到學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)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(xué)方法,形式單調(diào),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性難以提高,很難達到良好的教學(xué)效果。

因此,在“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)過程中,將仿真軟件與課堂理論教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合,倡導(dǎo)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(shù)手段相結(jié)合,課內(nèi)和課外實驗并進的“電力電子技術(shù)”教學(xué)模式。其關(guān)鍵在于通過仿真電路和畫面顯示,讓學(xué)生能夠把各種電力電子變換器的工作原理、物理波形及數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密聯(lián)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(fù)雜等難點,[3]將電力電子技術(shù)教學(xué)、實驗及仿真有機結(jié)合起來。本文從理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個方面對此進行了探討。

一、仿真軟件的選擇

國內(nèi)高校電類專業(yè)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(lǐng)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(jù)筆者所在上海電機學(xué)院(以下簡稱“我?!保┑膶嶋H情況來確定的。我校的“電力電子技術(shù)”課程是這樣設(shè)置的:普通班級共64學(xué)時,其中理論58學(xué)時、實驗6學(xué)時,而人才實驗創(chuàng)新實驗區(qū)試點班級設(shè)置的“電力電子技術(shù)”課程共64學(xué)時,其中理論48學(xué)時、實驗16學(xué)時。人才實驗創(chuàng)新實驗區(qū)試點班級的教學(xué)模式應(yīng)以不刪減教學(xué)內(nèi)容、不增加學(xué)時以及契合我校學(xué)生實際情況為前提,因此,仿真軟件必須具有易學(xué)易用、運算快速等特點,同時結(jié)合我校學(xué)生在學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)時已經(jīng)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(tǒng)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(shù)而得到不同的波形。

二、MATLAB/Simulink軟件在理論教學(xué)活動中的應(yīng)用

利用MATLAB/Simulink軟件能夠非常容易地構(gòu)建與實際相符合的教學(xué)場景。教師在教學(xué)中引入仿真軟件,在講授基本變流理論時,利用 MATLAB/ SIMLINK軟件構(gòu)建電力電子電路進行仿真演示,電力電子變換與控制領(lǐng)域所遇到的多數(shù)典型開關(guān)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(shù)變化對電路波形圖的影響以及數(shù)值計算,以便學(xué)生全面準確理解教學(xué)內(nèi)容,可以為教學(xué)現(xiàn)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(shù)設(shè)置功能,通過改變器件參數(shù)值,學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候,可以先自己分析某種參數(shù)值條件下電路的工作情況和對應(yīng)的波形圖,然后再在仿真模型中輸入相應(yīng)的參數(shù)值,把自己分析的結(jié)果與仿真結(jié)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(xué)生能夠直觀、全面地掌握課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時將學(xué)習(xí)活動情境化、趣味化,這大大加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解,使學(xué)生能夠?qū)㈦[性的理論知識轉(zhuǎn)化為顯性的技能。

在教學(xué)設(shè)計上,教學(xué)初期,剛剛講授電路變換時,學(xué)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(gòu)建一個與實際相符合的情境,并且學(xué)生對MATLAB仿真軟件的應(yīng)用還不熟練,需要在課堂上現(xiàn)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(shè)置模型參數(shù)和觀察仿真結(jié)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(huán)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(xiàn)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(diào)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(fā)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(shè)置模型參數(shù)

設(shè)置模型參數(shù)是保證仿真準確和順利進行的重要一步。有些參數(shù)由仿真任務(wù)決定,如電壓、電流等,有些參數(shù)是需要通過仿真來確定的。設(shè)置模型參數(shù)可以雙擊模塊圖標彈出參數(shù)設(shè)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(shù)設(shè)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(shù)設(shè)置為例:雙擊交流電源模塊,彈出對話框,設(shè)置電壓為220V,頻率為50Hz,初始相位為0°。

3.觀察仿真結(jié)果

在模型開始仿真前還必須首先設(shè)置仿真參數(shù)。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(shè)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(shù)設(shè)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(jié)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(cè)電壓、觸發(fā)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(shè)置負載參數(shù)。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(cè)電壓、觸發(fā)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(xù)的,而阻感負載時負載電流的波形為連續(xù)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(fā)脈沖丟失會發(fā)生失控現(xiàn)象,只需斷開一個觸發(fā)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(xué)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(shù)有關(guān)?控制角與輸出電壓波形有著怎樣的對應(yīng)關(guān)系?怎樣的情況下發(fā)生失控,失控時電路的工作情況又是如何?引導(dǎo)學(xué)生自然地進入單相半控橋式整流電路的知識學(xué)習(xí)。

在教學(xué)過程的中后期,學(xué)生已經(jīng)熟悉MATLAB/Simulink軟件使用,就不必在課堂上現(xiàn)場建立電路的仿真模型。為了節(jié)約時間,把《電力電子技術(shù)》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(shù)看電路仿真結(jié)果。

通過這樣一個環(huán)節(jié),讓學(xué)生能夠把電力電子變換器的工作原理、物理波形及數(shù)學(xué)關(guān)系等緊密聯(lián)系在一起,從而全面掌握變換器的工作過程,為學(xué)生提供一種直接感性的學(xué)習(xí)方式,幫助學(xué)生更深刻地理解這門課程。

三、MATLAB/Simulink軟件在實驗教學(xué)活動中的應(yīng)用

傳統(tǒng)本科電力電子技術(shù)實驗大都依托實驗平臺進行,實驗平臺的優(yōu)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(xué)生誤操作多、實驗裝置損壞較嚴重,而且出現(xiàn)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(xué)生對所學(xué)知識掌握不夠以及對實驗臺和操作缺少感性認識,直接導(dǎo)致誤操作,學(xué)生應(yīng)掌握的知識和應(yīng)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(yīng)用相聯(lián)系,這使得教學(xué)工作比工程實際滯后很多,不能充分實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標,對于學(xué)生能力的培養(yǎng)和將來的就業(yè)很不利。

因此,我們在實踐教學(xué)中采用實物實驗與虛擬實驗技術(shù)手段相結(jié)合的模式,即先仿真實驗后實物實驗的雙實驗環(huán)節(jié)。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)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(xué)內(nèi)容,使學(xué)生通過做這些實驗,熟悉并掌握實驗設(shè)備及儀器儀表的使用方法,在掌握理論知識的基礎(chǔ)上進行實驗,各種電力電子器件的性能特性、各種應(yīng)用電路的工作過程及技術(shù)指標也通過實驗得以驗證。同時,在現(xiàn)有條件的情況下,針對電力電子技術(shù)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(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計了相關(guān)的仿真實驗內(nèi)容(10個課外實驗),教師在課內(nèi)布置要完成的項目,每個項目給學(xué)生提出一個設(shè)計要求(如設(shè)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(shù)等等,要求自己選擇元器件,設(shè)計電路,并最終實現(xiàn)或仿真驗證),要求學(xué)生完成簡單的電路設(shè)計,實現(xiàn)所要求的電路功能,可以讓學(xué)生在課外利用仿真軟件自主完成。教師驗證結(jié)果,做到課內(nèi)和課外實驗相結(jié)合,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,培養(yǎng)自信,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性和創(chuàng)造性。同時,通過對實際電路的仿真分析,可進一步提高學(xué)生對電路的認識分析和創(chuàng)新能力,彌補實物實驗的不足。

四、結(jié)束語

本文提出的基于MATLAB仿真平臺的“電力電子技術(shù)”教學(xué)模式,以MATLAB/Simulink仿真技術(shù)為工具,探究教學(xué)創(chuàng)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(shù)手段相結(jié)合,課內(nèi)和課外實驗并進的教學(xué)模式,將電力電子技術(shù)教學(xué)、實驗及仿真有機結(jié)合起來,為課程的教與學(xué)提供了一種新的思路和模式。

該教學(xué)模式已在我校電氣學(xué)院人才培養(yǎng)模式實驗創(chuàng)新實驗區(qū)試點班級中應(yīng)用,取得了較好的教學(xué)效果,學(xué)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(yīng)用仿真軟件,還可以幫助學(xué)生學(xué)會使用計算機仿真軟件進行電路分析和研究,學(xué)生可以自己設(shè)計電力電子電路并加以驗證,為下一階段的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。也能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)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(xué)生的知識轉(zhuǎn)化能力和實際動手能力。

參考文獻:

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

第8篇:電子電路設(shè)計論文范文

1修改人才培養(yǎng)方案人才培養(yǎng)方案制定得是否合理,關(guān)系到本專業(yè)的生存和發(fā)展。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,電類的各專業(yè)的界線越來越模糊,各學(xué)科相互交叉、相互滲透,電氣專業(yè)傳統(tǒng)的“發(fā)電、輸電、用電”知識結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足當今人才培養(yǎng)要求。因此,對人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃要進行適當?shù)男薷暮驼{(diào)整。由于電氣工程及其自動化專業(yè)是一個強電和弱電相結(jié)合的寬口徑專業(yè),而電力電子技術(shù)是諸多學(xué)科相互交集的學(xué)科,是由基礎(chǔ)課到專業(yè)課過渡的橋梁和紐帶,是強電和弱電的有機結(jié)合。因此,在修改和調(diào)整人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃時,要體現(xiàn)出電氣專業(yè)的“以強電為主、弱電為輔、強弱協(xié)調(diào)”的主導(dǎo)思想,加大教學(xué)力度,要意識到“電力電子技術(shù)”課程在電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)中重要性和必要性,以拓寬學(xué)生的知識面,提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力以及擴大學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)面。

2教材內(nèi)容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術(shù)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(yīng)具有寬闊的知識面及豐富的電力電子工程實踐經(jīng)驗,注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標。教材的內(nèi)容既有豐富的理論知識,還要注重工程實際的應(yīng)用,要體現(xiàn)電力電子技術(shù)發(fā)展的新技術(shù),也要體現(xiàn)出“電力電子技術(shù)”課程是基礎(chǔ)課到專業(yè)課平穩(wěn)過渡的橋梁,使教材內(nèi)容更符合二本院校電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)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(lián)系當今電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用情況,注重電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)及其他工程領(lǐng)域中的應(yīng)用,注重主電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、保護電路設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇,還應(yīng)該適當介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關(guān)電源、UPS電源、感應(yīng)加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實際應(yīng)用情況,以適應(yīng)電氣工程及其自動化專業(yè)寬口徑就業(yè)要求。

3課堂教學(xué)方式改革教學(xué)過程中應(yīng)以學(xué)生為主,教師為輔,避免一人堂和填鴨式教學(xué)方法,針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況組織安排教學(xué)內(nèi)容。由于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容繁多,課堂教學(xué)中需要繪制大量的電路圖和波形圖,以及諸多公式推導(dǎo)及各種參數(shù)計算等。由于課程學(xué)時少而教學(xué)內(nèi)容又多,僅僅依靠傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式顯然是達不到教學(xué)效果的,所以多媒體技術(shù)逐漸走進了“電力電子技術(shù)”的課堂教學(xué),大大地提高了課堂教學(xué)效果。這里需要強調(diào)的是,多媒體教學(xué)的引進并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學(xué)方式,二者應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、相輔相成,各有各的長處。對于復(fù)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(xué)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(guān)斷過程、過電流和過電壓的產(chǎn)生過程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等,使學(xué)生感到生動而有趣,使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)不再枯燥無味;而對于簡單電路的分析以及例題習(xí)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(xué)生間的互動和情感交流??傊n堂教學(xué)十分重要,教師要根據(jù)自身的特點、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的素質(zhì),充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段及互聯(lián)網(wǎng)資源,在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi),最大程度地使學(xué)生理解和吸收所學(xué)的知識。

4改革實驗教學(xué)環(huán)節(jié)為了提高學(xué)生的工程實踐能力,對原有的電力電子實驗室設(shè)備進行了更新和改造,引進近幾年內(nèi)較為先進的電力電子實驗設(shè)備,對原有的驗內(nèi)容和實驗計劃進行了修改和調(diào)整,盡量減少簡單的驗證性實驗,增大設(shè)計性和綜合性實驗的比例,根據(jù)專業(yè)的特點和理論教學(xué)情況組織實驗教學(xué)。我院現(xiàn)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(diào)壓及交流調(diào)功實驗、直流斬波實驗、無源逆變變實驗等。為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識,還增設(shè)了開放性實驗和創(chuàng)新性實驗,加強了教師與學(xué)生間的知識交流,也使電力電子課程的實驗教學(xué)延伸到課外,對教學(xué)時間的不足起了一定程度的彌補作用;同時,在我院的大學(xué)生電子挑戰(zhàn)杯大賽中,部分學(xué)生的競賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān),提高了學(xué)生的電力電子技能。另外,我院每個學(xué)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(shù)有關(guān),大大提高了教師的電力電子技術(shù)實踐能力和實驗教學(xué)水平。

5將Matlab仿真軟件引進課堂教學(xué)和實驗教學(xué)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(shù)課程相結(jié)合,在課堂上,利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面,使學(xué)生更直觀地掌握所學(xué)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(shù)課程實驗相結(jié)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(yōu)點,如解決設(shè)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(xué)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(xué)生完全可以在無人指導(dǎo)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(chǔ)上再進行適當?shù)恼鎸嵭詫嶒?,這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更重要的是提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和實際動手的能力,會收到事半功倍的實訓(xùn)效果。

6課程設(shè)計環(huán)節(jié)的改革“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革后,在課程教學(xué)的后期,增加了課程設(shè)計環(huán)節(jié),由主講教師布置該課程的設(shè)計任務(wù),為避免雷同,每人一題,主要以電力電子技術(shù)的四大電力變換為核心,結(jié)合工程實際,根據(jù)給出的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標,要求學(xué)生綜合運用所學(xué)的相關(guān)知識,設(shè)計出總體方案、主電路圖、驅(qū)動電路、保護電路等,并進行相關(guān)參數(shù)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(diào)試;較復(fù)雜的題目要求用實驗室的實驗設(shè)備驗證或進行matlab仿真,最終以論文的形式完成課程設(shè)計,并進行課程設(shè)計答辯。課程設(shè)計環(huán)節(jié)的增加,拓寬了學(xué)生的知識面,提高了學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力,是理論與實踐相結(jié)合的有益補充,同時為后期的畢業(yè)設(shè)計、就業(yè)及將來打下基礎(chǔ)。

7畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的改革為了提高電氣專業(yè)學(xué)生的電力電子技術(shù)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(yè)畢業(yè)實習(xí)過程中,除了到發(fā)電廠、變電所參觀實習(xí)外,有相當一部分學(xué)生到電力電子裝置的廠家實習(xí);有時也請電力電子產(chǎn)品的專家學(xué)者做專題報告。在畢業(yè)設(shè)計選題方面,除了發(fā)電廠、變電所、繼電保護、電氣照明等傳統(tǒng)設(shè)計題目外,許多教師在本科畢業(yè)設(shè)計中也增加了許多有關(guān)電力電子技術(shù)方面的設(shè)計課目,如感應(yīng)加熱電源、大功率開關(guān)電源、UPS電源、光伏逆變并網(wǎng)系統(tǒng)、SVC、SVG、高壓直流輸電等方面的題目。有些設(shè)計題目還獲得了省級或校級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文。

二、結(jié)束語

第9篇:電子電路設(shè)計論文范文

全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是信息產(chǎn)業(yè)部人事司和教育部高等教育司主辦的四大學(xué)科競賽之一,是具有權(quán)威性和很大影響力的全國性電子類專業(yè)大學(xué)生課外科技競賽活動。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的開展,不僅提高了大學(xué)生的電子設(shè)計制作能力、創(chuàng)新能力和協(xié)作精神,同時也促進了電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量的提高。我校自2005年開始已連續(xù)參加了三屆,本文依據(jù)我校參賽和培訓(xùn)的情況,淺談我校以全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽促進電子技術(shù)類課程實踐教學(xué)改革,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力的體會。

1.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的意義

1.1有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生對實踐課的興趣

傳統(tǒng)的實踐教學(xué)是理論教學(xué)的輔助,實驗內(nèi)容多數(shù)是驗證理論知識,學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書上的方法和步驟就可完成實驗,整個實驗過程學(xué)生完全是被動的[1]。這樣的驗證實驗不能實現(xiàn)對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),難以激發(fā)學(xué)生的對實踐教學(xué)的興趣。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽要求參賽學(xué)生在四天內(nèi)完成從選題、搜集資料、設(shè)計方案、分析論證、元器件選擇、硬軟件設(shè)計、組裝、調(diào)試、測試、排除故障、做出成品和撰寫設(shè)計報告的全過程,并且要求三人組隊參賽,是對學(xué)生綜合素質(zhì)的全面考核,具有極大的挑戰(zhàn)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(xué)改革資助項目“應(yīng)用型本科電子技術(shù)專業(yè)實踐教學(xué)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(shù)字信號處理及實踐教學(xué)改革。作,又要理論分析。經(jīng)過培訓(xùn)和參加競賽的學(xué)生,其實踐能力與創(chuàng)新能力都得到很大的提高,同時激發(fā)了學(xué)生對實踐教學(xué)的興趣。

1.2有利于增強學(xué)生的競爭意識和就業(yè)能力

在電子設(shè)計競賽中能脫穎而出的都是理論知識扎實,動手能力強,經(jīng)過嚴格訓(xùn)練,具有創(chuàng)新意識和協(xié)作精神的優(yōu)秀學(xué)生。無論獲獎與否,參加過培訓(xùn)和電子設(shè)計競賽的學(xué)生,在系統(tǒng)設(shè)計、方案論證、合作精神與創(chuàng)新能力等方面都有很大的提高,在畢業(yè)設(shè)計中受到老師的青睞,在實際工作中,表現(xiàn)出較好的獨立性,創(chuàng)新精神、協(xié)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(yè)能力[3]。

1.3有利于推動電子技術(shù)類課程的教學(xué)改革

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

2.對參賽學(xué)生的能力要求

參加電子設(shè)計競賽的學(xué)生應(yīng)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(shè)計與制作等電子設(shè)計制作基礎(chǔ);集成直流穩(wěn)壓電源、運算放大器電路、信號產(chǎn)生電路和處理電路、顯示電路和A/D轉(zhuǎn)換器等單元電路設(shè)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(zhuǎn)換電路等單片機最小系統(tǒng)設(shè)計;FPGA最小系統(tǒng)和配置電路的設(shè)計及FPGA的最小系統(tǒng)板下載等可編程邏輯器件系統(tǒng)設(shè)計,以及資料查閱、綜合系統(tǒng)設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計和撰寫設(shè)計報告等。

3.電子設(shè)計競賽中反映的問題我校歷屆培訓(xùn)及競賽現(xiàn)場,主要表現(xiàn)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(xué)生都是先翻教科書,不去查找具有最新技術(shù)的期刊文獻,特別是上網(wǎng)搜集資料的能力差。

(2)對知識的綜合應(yīng)用能力不強。對一個制作項目能夠提出的設(shè)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(shè)計出簡單先進的電路,綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力較差。反映我們的實踐教學(xué)缺少綜合性、設(shè)計性實驗的訓(xùn)練。

(3)新技術(shù)、新器件的應(yīng)用能力差。有的制作項目如能采用新技術(shù)、新器件,如FPGA、CPLD等實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計,不僅性能指標優(yōu)于傳統(tǒng)電路,而且電路簡單。反映我們的實踐教學(xué)內(nèi)容陳舊,不能緊跟電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

(4)不適應(yīng)工程設(shè)計技術(shù)指標要求。競賽中學(xué)生對競賽題目的各類技術(shù)指標的實現(xiàn)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(xué)在安裝、焊接、電路調(diào)試、故障查找和排除等過程中操作不熟練,不能適當?shù)卦O(shè)計實驗數(shù)據(jù)表格,不能通過對實驗數(shù)據(jù)的歸納、總結(jié)去分析、解決問題。反映我們的實驗教學(xué)驗證性實驗多,綜合性、設(shè)計性的實驗少,學(xué)生的動手能力和綜合運用能力沒有得到應(yīng)有的訓(xùn)練。

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

(7)設(shè)計報告撰寫的質(zhì)量不高。設(shè)計報告的格式與內(nèi)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(xué)忽視了實驗報告這個重要環(huán)節(jié)。

4.電子技術(shù)類課程的實踐教學(xué)改革

根據(jù)全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的內(nèi)容及要求,針對學(xué)生在培訓(xùn)和競賽過程中暴露的問題,我們對電子技術(shù)類課程的實踐教學(xué)進行了如下改革。

4.1改革實踐教學(xué)體系

依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點,結(jié)合我校實際,將實踐教學(xué)從理論教學(xué)中分離出來,單獨設(shè)課、單獨考核,構(gòu)建起一個與理論教學(xué)體系相互匹配,相互聯(lián)系、相互補充,相對獨立、科學(xué)優(yōu)化的實踐教學(xué)體系。將實驗教學(xué)環(huán)節(jié)劃分為三個層次[7]。

(1)基本技能訓(xùn)練層:以電子工藝實習(xí)、實訓(xùn)為教學(xué)內(nèi)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(wěn)壓電源組裝,收音機安裝調(diào)試等基本操作技能。以電路分析、電子測量、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)課的實驗為教學(xué)內(nèi)容,掌握信號發(fā)生器和示波器等常用儀器的使用方法,培養(yǎng)正確記錄、處理數(shù)據(jù)及分析實驗結(jié)果的能力。

(2)課程設(shè)計實驗層:以電子技術(shù)、單片機技術(shù)、EDA技術(shù)等課程的實驗為教學(xué)的主要內(nèi)容。通過對簡單電路的設(shè)計,熟悉常用電子元器件,學(xué)會查閱元器件手冊及通過互聯(lián)網(wǎng)尋找所需資料的方法,讓學(xué)生通過安裝調(diào)試,學(xué)會通過調(diào)整元件參數(shù),滿足實驗指標要求。

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

4.2更新實驗教學(xué)內(nèi)容

實踐教學(xué)改革的關(guān)鍵是教學(xué)內(nèi)容的改革,要根據(jù)認知規(guī)律、學(xué)科特點、實踐教學(xué)自身的規(guī)律和學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求,更新實驗內(nèi)容。

(1)減少驗證性實驗,增加應(yīng)用性、設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗。增加DSP、PLD、FPGA、嵌入式系統(tǒng)和虛擬儀器等先進的實踐教學(xué)內(nèi)容[8]。增加單片機課程設(shè)計的實驗課時,加強其實驗和設(shè)計應(yīng)用,增加EDA技術(shù)和Protel課程設(shè)計的實驗課時,加強Protel電路設(shè)計軟件和EDA電路設(shè)計仿真軟件的實踐應(yīng)用;增加電子實習(xí)課時,增加和競賽有關(guān)電路的制作內(nèi)容。實踐教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)最新的科技成果,反映運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果的新的實驗技術(shù)和新的實驗方法,實現(xiàn)實踐教學(xué)內(nèi)容的與時俱進。

(2)增加能培養(yǎng)學(xué)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(shù)字化,模塊化的器件,如集成穩(wěn)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(shè)計型實驗,指導(dǎo)學(xué)生選擇最新器件來完成設(shè)計。

(3)對整個課程體系的實驗內(nèi)容進行整體優(yōu)化組合,將同類課程體系或同類學(xué)科的實驗項目合并,創(chuàng)建新的綜合實驗課程,實現(xiàn)學(xué)科之間實驗內(nèi)容的互相交叉滲透。修改綜合設(shè)計內(nèi)容,把本專業(yè)的理論知識同單片機技術(shù)和PLC技術(shù)更多地結(jié)合應(yīng)用,并把電子設(shè)計競賽知識結(jié)合其中。

(4)設(shè)立學(xué)生科研基金,資助運用新技術(shù)、新器件、新思想的電子設(shè)計與制作的學(xué)生課題[10]。把科研引進教學(xué)過程,鼓勵學(xué)生參與教師的科研工作和生產(chǎn)中急需解決或探索的實際問題的研究,培養(yǎng)學(xué)生的方案論證、裝配、調(diào)整、檢測,數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、總結(jié)歸納,撰寫科研論文等能力。

4.3改革實踐教學(xué)方法

(1)實施開放式實踐教學(xué)在實踐內(nèi)容、實踐時間、實踐方法、組織形式等方面實行開放式教學(xué),打破時間、空間的限制,提供給學(xué)生進行創(chuàng)造的環(huán)境,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體[11]。在實驗內(nèi)容上,設(shè)定必做實驗、選做實驗和自主實驗的比例,前者保證教學(xué)基本要求和基本技能訓(xùn)練,后者則由學(xué)生根據(jù)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(shè)計、綜合性、設(shè)計性實驗,教師只提出設(shè)計的總體要求和要達到的效果,不制定統(tǒng)一的參數(shù)指標,設(shè)計步驟,給學(xué)生一個較大的創(chuàng)造空間。提倡方案的多樣性,給學(xué)生充分的創(chuàng)新機會。由學(xué)生完成從方案制定、電路設(shè)計、元件篩選、焊接組裝、程序設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試到設(shè)計報告撰寫、答辯等全部過程,教師變指導(dǎo)為引導(dǎo),充分發(fā)揮學(xué)生的主動性。

(2)增大實驗室開放的力度在安排好課內(nèi)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)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(xué)生提供實驗場地的同時,還為學(xué)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(shè)備,還安排教師進行現(xiàn)場指導(dǎo)。建立現(xiàn)代化的實驗中心網(wǎng)上實驗預(yù)約與管理系統(tǒng),在開放的平臺上,選做實驗和自主實驗學(xué)生可以個人預(yù)約,預(yù)約的內(nèi)容包括實驗時間、場地、內(nèi)容、指導(dǎo)教師等,這種“集中”和“自由”相結(jié)合的開放管理方式,提高了實驗室和儀器設(shè)備的利用率。

(3)開設(shè)電子技術(shù)實踐選修課根據(jù)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的情況,我們?yōu)殡婎悓I(yè)的學(xué)生開設(shè)了如“電子制作”、“電子創(chuàng)新設(shè)計”等選修實踐課,內(nèi)容包括簡單電路、系統(tǒng)電路和有創(chuàng)新特色的電子電路等的設(shè)計與制作等,為愛好電子設(shè)計的學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)機會。

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

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