電子電路教學(xué)設(shè)計精選(九篇)
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第1篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動法；微任務(wù)；電子電路；實訓(xùn)教學(xué)
中圖分類號：G4
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
文章編號：16723198（2015）22018502
1電子電路設(shè)計實訓(xùn)課程教學(xué)現(xiàn)狀
電子電路設(shè)計是電類專業(yè)為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計算機(jī)綜合性設(shè)計課程。然而，隨著課程改革在各高校逐漸開展，一些課程的課時量也相應(yīng)遞減，比如筆者所在學(xué)校電氣自動化專業(yè)的《電子電路設(shè)計》課程已由原36學(xué)時減至24學(xué)時。如何在減少的課時的課程中讓學(xué)生掌握同樣程度的技能水平以適應(yīng)社會的需求，考驗著每一位專業(yè)教師。
以往傳統(tǒng)的電路設(shè)計教學(xué)的方式大多是由教師先講授知識點，然后將知識點所涉及到的圖例向?qū)W生繪制演示，最后讓學(xué)生依樣畫葫蘆。在整個教學(xué)過程中，教師為主導(dǎo)，而學(xué)生僅限于單純的模仿與記憶，并沒有主動學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。因此在教學(xué)中應(yīng)該有意識到加入興趣式教學(xué)，調(diào)動他們的求知欲，激發(fā)學(xué)生更積極主動的思考，學(xué)習(xí)甚至創(chuàng)新，打造優(yōu)質(zhì)課堂，全面提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率。
2任務(wù)驅(qū)動法
2.1任務(wù)驅(qū)動法原理
任務(wù)驅(qū)動法是近年來被廣為應(yīng)用的一種教學(xué)手法，它一改傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，嘗試采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法。需要教師將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為多個特定任務(wù)，每個任務(wù)包含一定知識點，只要學(xué)生完成了課程中設(shè)定的任務(wù)，就可以掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
任務(wù)驅(qū)動法的核心內(nèi)容就是由教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，教學(xué)任務(wù)必須融合學(xué)生所需要掌握的技能點和相關(guān)的知識點，同時又具有一定的生活性、探究性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生帶著解決問題完成任務(wù)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自主或協(xié)作性學(xué)習(xí)，使他們真正了解知識點在實際工程中的應(yīng)用，學(xué)以致用。
2.2任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計實訓(xùn)中的應(yīng)用
電路設(shè)計實訓(xùn)課程的教學(xué)目的為電子電路圖形繪制，電路圖形僅為簡單的二維制版，因此在繪制電路原理圖時較為簡單易學(xué)。但無論多簡單的圖形，在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識點綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡單的按書本章節(jié)順序來講，而是應(yīng)該由教師將所有知識融會貫通后重新組織，將它們?nèi)谌氲揭粋€個工程任務(wù)中再向?qū)W生展示，如向?qū)W生展示電動小車電路設(shè)計圖紙，將其作為一個工程任務(wù)，讓學(xué)生嘗試用學(xué)過的知識來繪制，或讓學(xué)生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和在完成任務(wù)后的成就感，形成良性循環(huán)。因此電路設(shè)計實訓(xùn)課程非常適合采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法。
3微任務(wù)驅(qū)動法
3.1微任務(wù)驅(qū)動法原理
采用任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)所提供的任務(wù)由于綜合性較強(qiáng)所以工程量較大且難度較高，學(xué)生在一節(jié)課中難以完成，即使有些基礎(chǔ)好，動手能力強(qiáng)的學(xué)生完成了任務(wù)，也會因為知識點過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學(xué)生素質(zhì)和能力，將大任務(wù)進(jìn)行科學(xué)性的分解，將之細(xì)化為中任務(wù)，小任務(wù)甚至微任務(wù)。讓具有不同層次知識能力的學(xué)生都能被激發(fā)興趣，在任務(wù)量合適的微任務(wù)環(huán)境中嘗試和實踐。
以上所述即為微任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，它就是以任務(wù)驅(qū)動法為基礎(chǔ)，將總?cè)蝿?wù)依靠知識的內(nèi)在邏輯或采取分類的方式進(jìn)行具體化，以微任務(wù)的形呈現(xiàn)。較之任務(wù)驅(qū)動法，其目標(biāo)更為明確，導(dǎo)向性更強(qiáng)，教師使用這種方法教學(xué)也更容易控制課堂教學(xué)的節(jié)奏，保證能在規(guī)定時間內(nèi)完成教學(xué)進(jìn)度。
3.2微任務(wù)教學(xué)設(shè)計
微任務(wù)驅(qū)動法的實施過程是：教師先依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計一個總?cè)蝿?wù)，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再引導(dǎo)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)的解決方法并將總?cè)蝿?wù)拆分為一個個的微任務(wù)，各微任務(wù)之間可以是從屬或并列關(guān)系。拆分出來的微任務(wù)不能太難或任務(wù)量太大，應(yīng)設(shè)計為學(xué)生較易完成的程度，以便于將學(xué)生的理解逐步引向深入。通過一個個的微任務(wù)引導(dǎo)和推動學(xué)生一步步上升，一層層提高，不斷接近并最終達(dá)到復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)的頂點。
微任務(wù)法的核心是如何科學(xué)合理的設(shè)計微任務(wù)。首先，任務(wù)必須要有明確的目的性，教師提出的每一個微任務(wù)，原則上都是為了完成總?cè)蝿?wù)而設(shè)計的，盡量不設(shè)置多余任務(wù)，不能本末倒置。其次，教師選擇微任務(wù)時應(yīng)考慮到大多數(shù)學(xué)生的水平，注意難易適度。并且在教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)與掌握程度以及課程進(jìn)度隨時調(diào)整微任務(wù)，不能任務(wù)教條化僵化。第三，微任務(wù)還應(yīng)遵循完整性原則。教師所設(shè)計的微任務(wù)必須連貫，不能有斷續(xù)感，讓學(xué)生知道自己要做什么，可以解決什么問題，使他們獲取的知識完整且有條理。最后，微任務(wù)的設(shè)計要適當(dāng)增添趣味性，可以在教學(xué)過程中加上圖片插畫，視頻音頻等數(shù)字教學(xué)資源，讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時體會到學(xué)習(xí)的樂趣。
3.3微任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計實訓(xùn)課程中的應(yīng)用
Altium Designer軟件的工具欄較多，常用工具欄中的各命令參數(shù)也較雜，若逐個講解，則顯得各知識點雜亂無章，學(xué)生記的多忘得快，但在實際繪圖時還是束手無策，不知該用哪個工具來繪制。
例如，在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等，若單純講述這些知識點，難免枯燥乏味，且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容，可設(shè)計對應(yīng)電路制圖微任務(wù)，圍繞一個小目標(biāo)，教師可以設(shè)計多個由簡單到復(fù)雜的小任務(wù)，布置學(xué)生循序漸進(jìn)地完成任務(wù)，在練習(xí)中熟悉各種命令的操作。例如，基本繪圖訓(xùn)練可將學(xué)生已在模擬電路和數(shù)字電路課程中學(xué)過的常用電子元件符號如：變壓器、運算放大器（如圖1（a）、（b）所示）融入其中，將它們設(shè)計為一個個需要完成的微任務(wù)。每個任務(wù)都考慮到學(xué)習(xí)課程的前后連貫和趣味性，讓學(xué)生繪制自己所熟悉的事物。隨著學(xué)習(xí)的深入，可以布置學(xué)生完成如圖1（c）所示的七段數(shù)碼管等稍復(fù)雜的繪制任務(wù)。完成任務(wù)后的喜悅感和成就感會更加強(qiáng)烈，也為以后的學(xué)習(xí)增添了動力。
微任務(wù)驅(qū)動法在教學(xué)過程中將知識點分解到一些小任務(wù)中進(jìn)行，學(xué)生頭腦中的知識是零散的，有時會降低知識的系統(tǒng)性和完整性。因此，這樣的設(shè)計任務(wù)和完成過程是十分必要的，教師可以通過一個較為完整的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將已完成的微任務(wù)中的知識點進(jìn)行歸納總結(jié)，加深對所學(xué)知識和技能的記憶和理解，完成真正意義上的知識建構(gòu)。
例如，上完第三次課后，教師即可布置學(xué)生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務(wù)。從創(chuàng)建元器件、調(diào)用常用元件開始，直至綜合運用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學(xué)生在本次課中復(fù)習(xí)鞏固了前面微任務(wù)中所學(xué)的小知識并將其融合，初步完成了一張簡單的電子電路設(shè)計原理圖樣，并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程，具有綜合應(yīng)用性。
3.4電路設(shè)計課程與其余課程的前后融合
電路設(shè)計課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規(guī)則時，還會涉及到數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程的接續(xù)關(guān)系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎(chǔ)前移到數(shù)字電路和模擬電路等課程中解決，諸如實際譯碼電路、三態(tài)電路與緩沖器芯片等知識點不再占用本課程學(xué)時。本課程把握好銜接關(guān)系，主講等電路板制版規(guī)范、電路設(shè)計的仿真方法等要點主題，把以往重復(fù)性內(nèi)容節(jié)省的學(xué)時用于應(yīng)用層面。
在重點講述電子電路圖繪制方式的時候，還應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生加強(qiáng)常用接口電路的連接方法知識點，并向?qū)W生擴(kuò)展對嵌入式處理器及新技術(shù)的了解，為后續(xù)單片機(jī)原理課以及傳感與檢測技術(shù)中各種傳感器與微處理器的連接使用，智能傳感器、數(shù)字式一體傳感器等內(nèi)容的講授打下基礎(chǔ)。
4總結(jié)
本文提出在電路設(shè)計實訓(xùn)課程中提出微任務(wù)驅(qū)動教學(xué)的思路，該方式以“微任務(wù)為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主題”嶄新教學(xué)模式，改變了往常的以教定學(xué)到被動教學(xué)模式，讓學(xué)生學(xué)會在解決任務(wù)中學(xué)習(xí)知識點與解決問題的方法，通過這種方法，既能激發(fā)學(xué)生勤于思考的熱情，有加深了對知識點理解，提高了創(chuàng)新思維的能力。在教學(xué)中始終貫穿“應(yīng)用入手，學(xué)中建，建中學(xué)；分解項目，逐步深入與完善”的理念，對人才培育重點落在實際操作能力的培養(yǎng)上，提升整體教學(xué)水平。
參考文獻(xiàn)
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第2篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：電子CAD；PCB；教學(xué)方法
作者簡介：袁紅星（1980-），男，安徽安慶人，寧波工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，高級工程師；吳少群（1981-），女，安徽安慶人，寧波工程學(xué)院電子與信息工程學(xué)院，講師。（浙江 寧波 315016）
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0029-02
“電子CAD”課程的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握PCB設(shè)計軟件的基本功能和應(yīng)用，包括原理圖設(shè)計、繪制、PCB板設(shè)計、繪制、集成元件庫制作等內(nèi)容。國內(nèi)大多數(shù)高校都開設(shè)了這門課程，并普遍采用Protel這一軟件工具。勞文薇等人將項目驅(qū)動教學(xué)法引入“電子CAD”課程，探討了項目選擇、情景設(shè)計和教學(xué)過程中項目的實施等問題。[1]王鵬探討了Protel軟件在EDA課程中的整合作用。[2]李珍等人從建立設(shè)計理念、規(guī)范設(shè)計操作、抓好上機(jī)實踐環(huán)節(jié)三個方面探討如何提高Protel軟件的教學(xué)效果。[3]這些教學(xué)方法的探索和實踐有效改善了“電子CAD”的教學(xué)效果。但現(xiàn)有研究主要針對這門課程本身，對于“電子CAD”和其他課程間互動和關(guān)聯(lián)的探討較少?！半娮覥AD”是一門集理論知識與實際技能于一體的實踐課程，讓學(xué)生建立正確的設(shè)計理念，熟練掌握PCB設(shè)計軟件的基本功能，離不開電路設(shè)計理論。因而講授這門課程時和電路設(shè)計剝離開來只就軟件使用本身講這門課將會導(dǎo)致很多學(xué)生不知道學(xué)完這門課可以干什么或應(yīng)該掌握到什么程度。其結(jié)果是大部分同學(xué)學(xué)完這門課之后仍不能獨立進(jìn)行PCB設(shè)計。這門課程是學(xué)生后續(xù)進(jìn)行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和電子競賽的基礎(chǔ)，對于學(xué)生就業(yè)也有很大幫助。如何在短短的一學(xué)期內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握PCB設(shè)計軟件的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計理念和工程素養(yǎng)是“電子CAD”課程需要探討的課題。為了改革目前“電子CAD”課程的教學(xué)方法，下面探索將電路設(shè)計引入PCB設(shè)計軟件進(jìn)行講解和實踐的教學(xué)方法。
一、內(nèi)容選擇
電路設(shè)計內(nèi)容廣泛，需要精心選擇適合電子CAD課程的部分。考慮到這門課程主要面向低年級學(xué)生，教師選擇了以STC單片機(jī)為核心的應(yīng)用系統(tǒng)。這是因為STC單片機(jī)是以51內(nèi)核為主的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，具有ISP在線程序下載功能，便于調(diào)試，而相關(guān)的元器件大多數(shù)學(xué)校實驗室已配備，不需另行購買。另外，51單片機(jī)的設(shè)計資料網(wǎng)絡(luò)上非常豐富，學(xué)習(xí)容易入門，學(xué)生可獲取海量學(xué)習(xí)資源，可在較短時間內(nèi)熟悉和掌握其基本開發(fā)方法。
二、內(nèi)容設(shè)計
原理圖的設(shè)計、繪制、PCB的設(shè)計、繪制以及集成元件庫的制作都緊緊圍繞STC單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)展開。
對于簡單原理圖設(shè)計，下面對STC單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行介紹。該系統(tǒng)只包含了電源、復(fù)位、串口和LED燈驅(qū)動等基本模塊，整個系統(tǒng)便于理解和設(shè)計。課程導(dǎo)論時以該系統(tǒng)為藍(lán)本，講述如何根據(jù)設(shè)計任務(wù)進(jìn)行電路設(shè)計，再到Protel軟件的原理圖繪制、PCB繪制和廠家制板，直到最后電路板焊接，并要求學(xué)生用面包板搭建出該系統(tǒng)，增強(qiáng)學(xué)生對實物的認(rèn)識。在此基礎(chǔ)上要求學(xué)生用Protel軟件繪制出該系統(tǒng)的原理圖，并生成PCB板，使學(xué)生了解Protel軟件設(shè)計電路板的整個流程和基本操作方法。進(jìn)一步為增強(qiáng)學(xué)生將設(shè)計文件轉(zhuǎn)換成實際產(chǎn)品的工程素養(yǎng)，從學(xué)生作品中挑選出最好的作為代表，并用教師個人科研經(jīng)費將該作品送到制板廠進(jìn)行實物制作。電路板返回后，利用周末時間將學(xué)生召集到一起進(jìn)行焊接培訓(xùn)，將元器件焊接到電路板上，形成一個實際可用的STC最小應(yīng)用系統(tǒng)。對51單片機(jī)軟件Keil C51使用方法進(jìn)行簡單介紹，讓學(xué)生了解如何在Keil C51中進(jìn)行程序編寫、編譯、調(diào)試，并下載到單片機(jī)中。最后，用一個簡單的流水燈實驗在制作的電路板上進(jìn)行演示。這一完整流程極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，并使他們真正懂得自己的設(shè)計如何影響到實際產(chǎn)品，如何從工程角度深入學(xué)習(xí)Protel軟件的原理圖繪制和PCB設(shè)計。
后面的課程則逐個向該系統(tǒng)添加功能模塊，如數(shù)碼管、鍵盤、EEPROM、繼電器等，逐步開展復(fù)雜原理圖繪制、層次原理圖繪制、復(fù)雜PCB設(shè)計和元件原理圖庫及PCB封裝庫繪制的課程講授。由于結(jié)合實物進(jìn)行軟件講解激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)這門軟件的熱情，也使得他們認(rèn)識到這門軟件可以用來干什么，自己需要掌握到什么程度。
三、結(jié)合電路板實物進(jìn)行PCB設(shè)計規(guī)則和布局、布線的講解
對PCB設(shè)計規(guī)則的理解以及PCB布局、布線的掌握是學(xué)習(xí)PCB設(shè)計軟件的核心和關(guān)鍵。如果脫離實際電路板進(jìn)行這些內(nèi)容的傳授，則學(xué)生會覺得抽象而難以理解和掌握。為此，下面圍繞前面制作的電路板逐個進(jìn)行講解。
1.PCB布局
首先，以STC單片機(jī)為核心進(jìn)行布局，使學(xué)生掌握“先難后易、先大后小”的布局原則。對于最重要的單元電路和核心元器件要優(yōu)先進(jìn)行放置。
其次，對照電路板說明為什么要參照原理圖的信號流向進(jìn)行主要元器件的布局，使學(xué)生理解布局對電路調(diào)試、測試的影響。
再次，結(jié)合電路板制作成本和可靠性說明布局時要盡量滿足以下原則： 關(guān)鍵信號線最短，總的連線盡可能短，模擬信號與數(shù)字信號分開。并從單片機(jī)工作時序著手，說明在控制器和處理器等數(shù)字器件上加上去耦電容的必要性。
最后，從生產(chǎn)和檢驗的角度說明布局需注意的事項。為便于串口調(diào)試和程序加載，應(yīng)該將串口電路放置在靠近電路板邊緣的位置；而為了便于電源端子的插拔，也需要將電源電路放置在電路板邊緣位置。
2.PCB布線
布線是PCB設(shè)計中最重要的部分，直接決定了電路板性能的好壞。為此，結(jié)合實際電路板，從三個層次上逐步加強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計能力，即：布通、滿足電氣性能和美觀。布通是最基本的要求，這里主要通過Protel軟件的自動布線功能對學(xué)生進(jìn)行實訓(xùn)。為了使自動布線能夠達(dá)到基本要求，結(jié)合實際電路板說明為什么在布線前要設(shè)置布線寬度規(guī)則，對地線和電源線加寬。另外，給學(xué)生講解如何根據(jù)DRC檢查對布線結(jié)果進(jìn)行檢查，看是否達(dá)到預(yù)定要求。掌握布通技巧后結(jié)合電路板電氣性能、可靠性說明如何對布線進(jìn)行優(yōu)化。這部分內(nèi)容對應(yīng)教科書的PCB后期設(shè)計章節(jié)。為保證電氣性能，要求學(xué)生在布線時盡量加寬電源線和地線的寬度，滿足的要求是：地線>電源線>信號線；相鄰電路層布線要相互垂直，避免平行的情況發(fā)生；時鐘線要盡量短，對關(guān)鍵信號點預(yù)留測試點，以便系統(tǒng)不能工作時判斷是否因為時鐘信號未能滿足要求；對未布線區(qū)域進(jìn)行敷銅。在掌握滿足電氣性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步要求學(xué)生布線盡可能美觀。
四、通過大學(xué)生科創(chuàng)項目爭取經(jīng)費支持
由于制作實物涉及到費用問題，雖然51應(yīng)用系統(tǒng)成本很低，但對于學(xué)生而言也是一個負(fù)擔(dān)，完全由授課教師承擔(dān)制作費用也不現(xiàn)實。考慮到這些情況，要積極組織學(xué)生申報省級和校級大學(xué)生科創(chuàng)項目，爭取經(jīng)費的支持。并鼓勵學(xué)生組建項目組，進(jìn)行資源共享，并分?jǐn)偝杀尽?/p>
五、教學(xué)效果
通過這些嘗試后明顯激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高了學(xué)生使用PCB設(shè)計軟件的熟練程度。在所授電子科學(xué)與技術(shù)兩個新生班級76個學(xué)生中產(chǎn)生較大影響，一個項目組申報的省級大學(xué)生科創(chuàng)項目成功立項，獲4000元經(jīng)費資助；一個項目組申報的校級大學(xué)生科創(chuàng)項目獲2000元經(jīng)費資助；兩個班有40%的學(xué)生主動報名參加學(xué)校電子協(xié)會，學(xué)習(xí)焊接工藝。雖然這兩個班是剛?cè)雽W(xué)的新生班，但在這門課的帶動下，他們充分利用課余時間開始自學(xué)單片機(jī)、C語言編程、數(shù)字電路和模擬電路。對于他們后續(xù)學(xué)習(xí)無疑是極大的推動。
六、結(jié)束語
“電子CAD”課程是電子類專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程，其中講授的PCB軟件使用技巧是學(xué)生進(jìn)行后續(xù)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和參與電子競賽所必須掌握的基本技能。圍繞該軟件在電路設(shè)計中的實際應(yīng)用逐步進(jìn)行簡單原理圖、復(fù)雜原理圖、層次原理圖、簡單PCB、復(fù)雜PCB以及元件集成庫繪制方法的授課。經(jīng)過近一學(xué)期的教學(xué)實踐表明，通過這種教學(xué)方法學(xué)生能很快掌握使用PCB軟件進(jìn)行電路板設(shè)計的技能。同時，這一講授方法對于培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)也有較大幫助。由于授課中挑選出部分優(yōu)秀作品進(jìn)行了實物制作，使他們深刻體會到設(shè)計對產(chǎn)品的影響以及如何根據(jù)產(chǎn)品的要求進(jìn)行電路設(shè)計的規(guī)劃和實施。今后，教師們將積極向?qū)W校和上級部門申請教改項目，為這一教學(xué)方法的實施爭取經(jīng)費支持。
參考文獻(xiàn)：
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第3篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
針對硬件課程實踐環(huán)節(jié)在提高學(xué)生解決實際問題能力上效果不理想、課程之間銜接不好等問題，基于CDIO工程教育理念，結(jié)合“try”教學(xué)方法，基于數(shù)字電路設(shè)計課程的實踐環(huán)節(jié)，提出一種新的教學(xué)模式。
關(guān)鍵詞：
CDIO；教學(xué)模式；實踐環(huán)節(jié)；課程銜接
由麻省理工學(xué)院等4所大學(xué)創(chuàng)立的CDIO工程教育理念，是繼承和發(fā)展歐美工程教育改革的一種新的教育理念。該理念包括12條標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評。它以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗[1-2]。數(shù)字電路設(shè)計是計算機(jī)組成原理、接口與通信以及嵌入式類課程的先修課程。如果在數(shù)字電路設(shè)計的教學(xué)中沒有考慮好與后續(xù)課程在理論教學(xué)與實踐教學(xué)內(nèi)容上的銜接，則容易導(dǎo)致學(xué)生在后繼課程的學(xué)習(xí)中遇到困難[3]。
1數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)條件和教學(xué)現(xiàn)狀
（1）社會對軟件人才的需求量遠(yuǎn)大于對硬件人才的需求量，學(xué)生出于就業(yè)考慮，容易形成重軟件輕硬件的觀念。（2）硬件課程入門較難，實踐環(huán)節(jié)大都是驗證性的，缺乏探索性，不利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，從而打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)硬件課程的積極性，導(dǎo)致學(xué)生形成“好軟怕硬”的思想。（3）傳統(tǒng)教學(xué)模式是教師課堂講授，適當(dāng)結(jié)合驗證性實驗，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生學(xué)完理論、做完實驗后，仍然缺乏解決實際問題的綜合能力、工程實踐能力及創(chuàng)新能力[4]。傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端導(dǎo)致在與計算機(jī)組成原理等后繼課程的銜接中，學(xué)生不能從系統(tǒng)的高度認(rèn)識數(shù)字邏輯[3-5]。（4）計算機(jī)學(xué)院開設(shè)的數(shù)字電路設(shè)計和計算機(jī)組成原理等課程，采用同一套實驗設(shè)備，在一定程度上能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)具有連續(xù)性。（5）自創(chuàng)的“try”教學(xué)方法可適用于數(shù)字電路設(shè)計課程及實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)[6-8]，但由于算機(jī)組成原理和數(shù)字電路設(shè)計兩門課程的內(nèi)容和要求不同，“try”教學(xué)方法在應(yīng)用于后者時，應(yīng)有所調(diào)整。
2數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)改革方案
2.1實踐環(huán)節(jié)的層次設(shè)計為了獲得更好的教學(xué)效果，教師探索了各種方法，其中有案例法、項目驅(qū)動法、任務(wù)驅(qū)動法等[9-12]。從實驗室建設(shè)、實驗手法、課程整合等不同角度來提高實踐環(huán)節(jié)質(zhì)量[13-14]也能夠有效提高教學(xué)效果。比較上述方法后，考慮與后續(xù)課程的銜接等因素，根據(jù)CDIO標(biāo)準(zhǔn)3、5、7的要求，結(jié)合自創(chuàng)的“try”教學(xué)方法，我們將數(shù)字電路設(shè)計課程的實踐環(huán)節(jié)分成兩個層次，從最簡單的門級電路編程開始，難度由低到高、循序漸進(jìn)，最終讓學(xué)生完成源于實際案例的綜合實驗，初步具備實際工程能力。表1從實驗項目設(shè)計、教學(xué)方法等7方面對基本實驗和綜合實驗進(jìn)行了對比。在教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的主要障礙不是掌握理論方法，而是缺乏理論知識和實踐問題認(rèn)知的溝通[11]。因此，我們在理論教材中選擇15個知識點，設(shè)計成相關(guān)的任務(wù)和實驗內(nèi)容，如全加器、表決器等，采用“try”教學(xué)方法并結(jié)合任務(wù)驅(qū)動法，鼓勵學(xué)生多動手多嘗試，通過任務(wù)、查資料、仿真、實物驗證、教師驗收、撰寫實驗報告和總結(jié)這7個步驟完成對15個理論知識點的學(xué)習(xí)。為了進(jìn)一步提高學(xué)生的實際工程能力，基于科研項目，貼近實際生活，我們編寫了自動售貨機(jī)、出租車計費器、電梯控制器等6個綜合實驗。實驗采用分組方式，每組學(xué)生自行選擇一個題目，在規(guī)定時間內(nèi)完成該綜合實驗。綜合實驗的教學(xué)過程一般包括：教師項目及要求、學(xué)生分組并認(rèn)領(lǐng)項目、組內(nèi)分工、查資料、設(shè)計方案、論證可行性、學(xué)生在宿舍仿真、學(xué)生在實驗室的硬件開發(fā)板上實物驗證、教師驗收、提交實驗報告、實驗答辯、成績評定等13個環(huán)節(jié)。教師在項目要求的時候，只給出最基本的要求，學(xué)生在設(shè)計的過程中可以自行擴(kuò)充，也就是說，同一個綜合實驗題目，其設(shè)計可繁可簡，不同學(xué)生設(shè)計的電路可能會不一樣。
2.2實踐環(huán)節(jié)評價體系的構(gòu)建根據(jù)CDIO標(biāo)準(zhǔn)11，構(gòu)建了實踐環(huán)節(jié)的評價體系。
2.2.1基本實驗評價方法基本實驗評價指標(biāo)是：①時限；②工作量；③完成質(zhì)量；④驗收程序；⑤實驗報告。其中①、②、④、⑤考核了學(xué)生的個人能力和表達(dá)能力，指標(biāo)③、④、⑤考核了學(xué)生的專業(yè)知識、建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。對這5項指標(biāo)加權(quán)平均得到該基本實驗項目分?jǐn)?shù)，如式1所示，其中Sj表示某個基本實驗的得分，Ki表示某個考查指標(biāo)的系數(shù)，Mi表示在某個考查指標(biāo)上的得分。由15個基本實驗的得分累加后除以15，得到基本實驗項目的總得分，如式2所示，其中BS表示基本實驗的總得分，Sj表示某一個基本實驗的得分。
2.2.2綜合實驗評價方法綜合實驗評價指標(biāo)是：①時限；②查資料的能力；③實驗方案；④創(chuàng)新性；⑤設(shè)計說明書；⑥完成質(zhì)量；⑦團(tuán)隊合作能力；⑧工作量；⑨驗收；⑩實驗報告；實驗答辯。其中①、②、⑤、⑦、⑧、⑨、⑩、項考核了學(xué)生的個人自身能力、探究能力、團(tuán)隊合作能力和表達(dá)能力，指標(biāo)③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了學(xué)生的專業(yè)知識、建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。修改式1可對這11項指標(biāo)的得分加權(quán)平均，從而得到綜合實驗的分?jǐn)?shù)。
2.2.3實踐環(huán)節(jié)最終成績評定辦法及選優(yōu)措施實踐環(huán)節(jié)總評成績由基本實驗成績和綜合實驗成績兩部分加權(quán)平均得到,從工作量及投入時間方面考慮，一般建議兩者各占50%。綜合實驗結(jié)束后，根據(jù)學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況和成績，特別是綜合實驗中的表現(xiàn)，向各相關(guān)學(xué)科實驗室推薦優(yōu)秀本科生，使他們有機(jī)會加入科研項目組，參與教師的科研工作。
3實施效果及分析
為檢驗課改成果，我們設(shè)計了一套課程評價系統(tǒng)，包括一套具有反向題的學(xué)生調(diào)查問卷、學(xué)評教的數(shù)據(jù)、學(xué)生的理論課成績單、實踐環(huán)節(jié)成績單、一套后繼課程教師評價學(xué)生掌握先修課程知識的調(diào)查問卷、一套學(xué)生所在學(xué)科實驗室評價該生的調(diào)查問卷等。評價系統(tǒng)還包括對這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在CDIO模式基本實驗和綜合實驗實驗項目設(shè)計上，學(xué)生滿意度達(dá)到81.6%，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗環(huán)節(jié)考核方法等方面，學(xué)生滿意度達(dá)到97.4%，比傳統(tǒng)模式提高了20幾個百分點。這些數(shù)據(jù)表明，新教學(xué)模式比傳統(tǒng)模式更能激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，促進(jìn)他們較大幅度地提高項目設(shè)計能力、動手編程能力、團(tuán)隊合作能力。我們將2013級計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生分成兩組，采用相同的教學(xué)資源和不同的教學(xué)方式分別授課，一組采用新模式教學(xué)，另一組采用傳統(tǒng)模式教學(xué)。經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，2015年1月數(shù)字電路設(shè)計課程理論考試中，在試卷相同的情況下，新模式組成績優(yōu)良率達(dá)到52.9%，比傳統(tǒng)模式組高24個百分點；新模式組不及格率為15.7%，比傳統(tǒng)模式組低15個百分點；新模式組平均卷面成績?yōu)?8分，比傳統(tǒng)模式組高6.1分。由此可知，基于新標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合“try”方法的新教學(xué)模式能夠提高實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，切實促進(jìn)學(xué)生深入理解理論課的相關(guān)知識點，有助于學(xué)生更好地完成課程銜接，為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。追蹤這些學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)情況，統(tǒng)計2015年6月計算機(jī)組成原理課程設(shè)計期末考試成績后發(fā)現(xiàn)：原新模式組優(yōu)良率達(dá)到80.3%，比傳統(tǒng)模式組高25個百分點；原新模式組不及格率為0，比傳統(tǒng)模式組低21個百分點。計算機(jī)組成原理課程理論考試中，原新模式組平均卷面成績?yōu)?8分，比傳統(tǒng)模式組高5分；原新模式組不及格率為17.4%，比傳統(tǒng)模式組低5個百分點。此數(shù)據(jù)表明，數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)采用新教學(xué)模式教學(xué)有助于學(xué)生對后繼課程的學(xué)習(xí)，特別是實踐環(huán)節(jié)成績有了大幅提升，不及格率也明顯下降。
4結(jié)語
新教學(xué)模式基于CDIO理論，結(jié)合“try”教學(xué)理念，將數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)分為基礎(chǔ)實驗和綜合實驗兩個層次,并包含了配套的成績評定方法和課程評價系統(tǒng)。實踐證明，新教學(xué)模式能夠更好地促進(jìn)課程銜接，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動探索的精神和能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、溝通交流能力及團(tuán)隊協(xié)作能力。改革的下一步，是根據(jù)每一門課的特點，把基于CDIO理念的教學(xué)模式推廣到課程群其他課程的教學(xué)中去，以期從課程層次化、課程間網(wǎng)絡(luò)化等多角度、多層面地把學(xué)生培養(yǎng)成為優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。
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第4篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
論文關(guān)鍵詞：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計,教學(xué)模式,教學(xué)方法,實踐教學(xué)
一、三本院校課程教學(xué)現(xiàn)狀
三本學(xué)生中多才多藝的較多，平時開展各種社團(tuán)活動比較頻繁，學(xué)生自主創(chuàng)新思維活躍，但能夠有條不紊自主學(xué)習(xí)的學(xué)生可能只有一少部分，許多學(xué)生對學(xué)習(xí)沒有興趣，課余時間幾乎不學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，剛開始學(xué)生還可以接受一些新知識，但隨著教學(xué)的深入，學(xué)習(xí)難度的增大，學(xué)生感到了困難，隨之學(xué)習(xí)的興趣也越來越低，主動學(xué)習(xí)便是一句空話，學(xué)生也就是為了應(yīng)付考試，甚至不少學(xué)生都是考前突擊。這一特點在《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程的教學(xué)中也同樣存在。要提高本課程的教學(xué)質(zhì)量，我們在定位教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，采用教學(xué)手段和方法的時候都必須以這一實際情況為前提。
二、教學(xué)理念，教育目標(biāo)
三本教學(xué)有別于一本和二本，教學(xué)注重于學(xué)生應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，教學(xué)過程中突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識，分析解決實際問題的能力，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以教學(xué)為主線，樹立能力培養(yǎng)目標(biāo)為重中之重的思想，實現(xiàn)人才培養(yǎng)模式多元化，努力培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力、高素質(zhì)”，適應(yīng)國際競爭和社會需求的應(yīng)用型人才。三本教育要加強(qiáng)通識教育，注重文理滲透理工結(jié)合，體現(xiàn)本科教育的基礎(chǔ)性和可發(fā)展性。努力探索人才培養(yǎng)新舉措，深入推進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革，實現(xiàn)多元化人才培養(yǎng)新格局，大力實施“育人為本，全面發(fā)展”的人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，拓寬基礎(chǔ)學(xué)科的范圍和基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)涵。
三、教材選取
考慮到三本學(xué)生理論基礎(chǔ)較差，教材選取不應(yīng)選擇理論研究或理論推導(dǎo)比較復(fù)雜的教
材，否則會讓學(xué)生還未涉及到重要的知識點就已經(jīng)因為難度過大而喪失信心。教材選取要以應(yīng)用為宗旨，強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，重點和難點采取闡述與比喻相結(jié)合，例題與習(xí)題相結(jié)合，實例與實驗相結(jié)合，針對數(shù)字電路課程實踐性強(qiáng)的特點，增加了與教材相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容。
四、教學(xué)內(nèi)容
在三本的《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》教學(xué)中，應(yīng)該注重基礎(chǔ)教學(xué)，要求學(xué)生熟悉布爾代數(shù)的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡法；掌握數(shù)字電路中常用的基本單元電路和典型電路構(gòu)成、原理與應(yīng)用；掌握常用的中小規(guī)模組合邏輯電路和集成電路功能和設(shè)計方法。具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等，使學(xué)生學(xué)會在實際應(yīng)用中正確選擇和使用集成芯片[11]。
對于三本學(xué)生而言，在電路設(shè)計中要求學(xué)生掌握基本的設(shè)計方法，但可以適當(dāng)降低對電路設(shè)計的要求，增強(qiáng)電路分析方法的教學(xué)。學(xué)生可以分析較復(fù)雜的電路，并且能夠利用已有的電路進(jìn)行修改，使電路滿足自己設(shè)計的需要。
五、教學(xué)手段與教學(xué)方法
（一）采用現(xiàn)代化教學(xué)
《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程的特點就是電路圖、邏輯圖特別多，如果采用板書形式教學(xué)，既浪費課堂時間也達(dá)不到好的教學(xué)效果。教學(xué)過程中采用多媒體教學(xué)，可以使一些抽象的、難以解決的概念變得形象，易于學(xué)生接受。對于集成電路的分析和設(shè)計，為了增強(qiáng)演示效果，除了在PPT中添加更多的動畫效果外，還可以采用Flash或Authorware軟件制作動畫效果，使電路的變化過程一目了然。
（二）結(jié)合實際教學(xué)
在授課過程中，針對三本學(xué)生可以結(jié)合生活中的應(yīng)用舉例，如目前LCD顯示、數(shù)字溫度計、十字路通燈控制、數(shù)字頻率計、多媒體PC機(jī)里的顯示卡、聲卡是用數(shù)電中的數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)圖像顯示和聲音播放、制造業(yè)中的數(shù)控機(jī)床等都應(yīng)用了數(shù)電技術(shù)。通過這些實例的介紹，可以使學(xué)生真正了解數(shù)字電路課程的重要性，從而提高對數(shù)字電路學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)積極性。
（三）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可有兩種方式，一是上傳教師課堂教學(xué)過程的視頻到校園網(wǎng)；二是教師制作圖文并茂的課件，以及與該課程有緊密關(guān)系的資料一起上傳到網(wǎng)上。目前大部分三本學(xué)生宿舍都可以登錄校園網(wǎng)，學(xué)生可以在任何時間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的方式解決了學(xué)生傳統(tǒng)的看書自學(xué)枯燥無味的問題。
六、實踐教學(xué)
實踐教學(xué)一般分為基礎(chǔ)實驗和課程設(shè)計兩大部分?；A(chǔ)實驗教學(xué)從屬于理論教學(xué)，實驗內(nèi)容均為驗證性實驗。教師給出實驗步驟、電路圖，學(xué)生按部就班、驗證結(jié)果，通過基礎(chǔ)實驗，使得學(xué)生對于課堂所學(xué)基本概念和方法的理解和掌握更加透徹，同時培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的精神和方法，訓(xùn)練嚴(yán)格嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)?；A(chǔ)實驗是理論和實際相互聯(lián)系的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，但是僅僅是這種以教師為主導(dǎo)的實驗?zāi)Ｊ?，不能激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極性，學(xué)生仍然不善于綜合運用所學(xué)知識分析和解決問題。課程設(shè)計的目標(biāo)就是為了加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬知識面、增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實驗?zāi)芰?、發(fā)展個性、啟發(fā)創(chuàng)新、加強(qiáng)理論與實驗。學(xué)生根據(jù)實驗任務(wù)，自行設(shè)計電路和測試方案，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生既動腦又動手，解決問題的能力大大提高[12]。
除此之外，還可以設(shè)置一些電子設(shè)計大賽，成立電子設(shè)計興趣小組，在教師的指導(dǎo)下開展設(shè)計性和專題研究性實驗，為希望進(jìn)一步發(fā)展的學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和創(chuàng)新研究場所，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。
七、結(jié)束語
隨著高等教育的普及，三本學(xué)生的數(shù)量和質(zhì)量也在日益增高，同時隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛
普及，數(shù)字化社會已經(jīng)到來，大規(guī)模、超大規(guī)模數(shù)字集成電路以其低功耗、高速度等特點， 應(yīng)用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內(nèi)使三本的學(xué)生扎實掌握數(shù)字電路基礎(chǔ)知識理論和基本操作技能，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，是教師在教學(xué)過程中需要認(rèn)真思考的問題。使學(xué)生在傳統(tǒng)的數(shù)字電路邏輯分析、邏輯設(shè)計思維訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)一步建立起現(xiàn)代數(shù)字電路的應(yīng)用與設(shè)計思想，掌握現(xiàn)代電子技術(shù)的新技術(shù)和新器件，為走向?qū)嶋H工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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第5篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：課程設(shè)計；實驗教學(xué)；工程應(yīng)用能力
作者簡介：莫琳（1969-），女，廣西玉林人，廣西大學(xué)計算機(jī)與電子信息學(xué)院，實驗師。
基金項目：本文系廣西大學(xué)實驗室建設(shè)與實驗教學(xué)改革項目（項目編號：2100702）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0122-02
EDA（Electronic Design Automation，簡稱“EDA”）是電子設(shè)計的主潮流和方向，它的發(fā)展推動了電子行業(yè)電子技術(shù)的快速發(fā)展，也促使了高校電子技術(shù)課程必須進(jìn)行相關(guān)教改。EDA的引入對數(shù)字電路課程設(shè)計的教學(xué)改革、系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)應(yīng)用、方法、思路具有重要意義；把理論綜合地運用到一些實際的較復(fù)雜的電子電路系統(tǒng)工程中去，鍛煉了學(xué)生的實踐基本技能，培養(yǎng)了學(xué)生的工程應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。本文結(jié)合廣西大學(xué)數(shù)字電路課程設(shè)計實驗教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的問題，重新研制了實驗教學(xué)平臺，探討了數(shù)字電路課程設(shè)計教學(xué)改革的措施及取得的成效。
一、數(shù)字電子技術(shù)實驗室現(xiàn)狀及存在的問題
目前，數(shù)字電子技術(shù)實驗所使用的設(shè)備主要是以裝有74系列芯片為主的實驗設(shè)備，[1]其實驗結(jié)果顯示于實驗箱上的發(fā)光二級管及數(shù)碼管，主要能滿足單純的驗證性實驗，但也存在實驗內(nèi)容受限、擴(kuò)展性不足等諸多問題。
在教學(xué)過程中，首先向?qū)W生布置題目，學(xué)生對題目進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，然后使用Multisim進(jìn)行仿真測試，最后用硬件實現(xiàn)電路。[2]通過仿真檢測學(xué)生的設(shè)計方案是否可行，只是模擬實現(xiàn)，沒有真正實現(xiàn)設(shè)計結(jié)果，要看到結(jié)果只有通過實驗箱連線，用萬能板搭建，或用PCB制板等方式。這些方法存在著諸多弊端：對于學(xué)生設(shè)計出來的復(fù)雜的電路，需要多塊芯片、多條導(dǎo)線才能接出；電路接好后容易出現(xiàn)接錯線、電路接觸不良、損壞芯片、排查電路困難，以及PCB制板過程繁瑣等問題，這些問題花費了學(xué)生大量的時間和精力。
二、實驗平臺的設(shè)計與功能特點
隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場可編程器件（FPGA）的出現(xiàn)，給數(shù)字電路的設(shè)計帶來了很大的便利，設(shè)計更為靈活?？紤]到數(shù)字技術(shù)的發(fā)展、實驗教學(xué)的需求和任務(wù)，決定采用以FPGA芯片為核心的實驗平臺，這樣不僅能夠滿足現(xiàn)今的教學(xué)需求，同時能夠向?qū)W生展示最新技術(shù)的發(fā)展，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字技術(shù)的興趣。[3，4]
實驗平臺采用核心板+功能擴(kuò)展板的方式，系統(tǒng)方框圖見圖1。
1.主要功能
（1）輸入模塊。輸入模塊包括USB供電模塊、下載模塊、獨立按鍵和八位矩陣按鍵。其中供電模塊采用常見的Mini USB接口，可從電腦或者USB充電設(shè)備中獲得+5V的電源。下載模塊提供JTAG和AS兩種下載模式，JTAG模式通常用于程序代碼的測試和驗證部分，AS模式則適用于程序代碼的應(yīng)用環(huán)節(jié)。輸入按鍵是控制設(shè)備必不可少的部分，在核心板上提供了四位獨立按鍵，在功能擴(kuò)展板上提供了八位矩陣按鍵，為滿足教學(xué)和創(chuàng)新實踐應(yīng)用提供了有力保證。
（2）輸出模塊。輸出模塊主要集中在功能擴(kuò)展板上，集合目前教學(xué)任務(wù)的該功能擴(kuò)展板包含了七段數(shù)碼管、路口紅綠燈模塊、蜂鳴器和LED指示燈等。根據(jù)不同的教學(xué)任務(wù)將原理圖或代碼和實驗平臺相結(jié)合，系統(tǒng)就可以根據(jù)不同的實驗操作指令向相應(yīng)設(shè)備傳送信號，并顯示不同的實驗結(jié)果。同時可以根據(jù)不同要求更換和升級功能擴(kuò)展板，達(dá)到充分利用資源的效果。
（3）核心模塊FPGA芯片。選用Altera EP1C6T144C8作為核心單元，實驗平臺的集成開發(fā)環(huán)境為QuartusⅡ，其中設(shè)計輸入主要有原理圖輸入和HDL輸入兩種方式。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了數(shù)字電子技術(shù)的相關(guān)課程，對各種基本的數(shù)字電路單元有了比較深入的了解和認(rèn)識，在進(jìn)行實驗的過程中主要是通過原理圖輸入，經(jīng)過仿真和綜合后配置到FPGA芯片中，然后在實驗平臺上直接觀察實驗結(jié)果。教學(xué)流程如圖2所示。
使用原理圖輸入的方式適合剛學(xué)完數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)生，該方式非常直觀、形象。同時鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)Verilog HDL或VHDL，基于可移植性和規(guī)范化方面的考慮，絕大部分FPGA設(shè)計和ASIC設(shè)計最終都將統(tǒng)一到HDL（硬件描述語言）平臺上，為以后進(jìn)入FPGA的開發(fā)領(lǐng)域打好基礎(chǔ)。
2.實驗平臺的特點
設(shè)計開發(fā)板體積小，便于攜帶。學(xué)生可借出在宿舍或在開放實驗室完成設(shè)計，設(shè)計靈活方便，學(xué)生可隨意安排自己的時間。QuartusⅡ軟件中，提供的元件基本滿足設(shè)計的需求，減少了購買元件的成本。真實性強(qiáng)，學(xué)生在仿真設(shè)計過程中，可直接看到設(shè)計與實際是否相符，對出現(xiàn)的錯誤可隨時修改。將設(shè)計—仿真—實現(xiàn)連成一體，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
三、數(shù)字電路課程設(shè)計實驗平臺在課程設(shè)計中的實施
1.優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容
新的數(shù)字電路課程設(shè)計實驗平臺設(shè)計好后，對課程設(shè)計的實驗內(nèi)容做了調(diào)整。
首先在選題時擴(kuò)大了范圍，其次適當(dāng)增加了難度。對于較復(fù)雜的設(shè)計電路，都可通過軟硬件結(jié)合的實驗平臺實現(xiàn)。允許兩人一組，鼓勵一人一組。讓學(xué)生在做課題時重在設(shè)計。學(xué)生根據(jù)自己的知識水平采取不同的設(shè)計方法實現(xiàn)，選出最佳方案。把設(shè)計好的電路下載到試驗平臺上就可直接看出設(shè)計成功與否。
2.注重實驗過程
（1）理論指導(dǎo)，布置設(shè)計。在理論教學(xué)階段，讓學(xué)生掌握數(shù)字電路系統(tǒng)的一般設(shè)計方法。對于復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)，由整體到局部進(jìn)行組合，再由局部到整體進(jìn)行設(shè)計，要求學(xué)生學(xué)會模塊化的設(shè)計方法；然后布置設(shè)計任務(wù)及題目要實現(xiàn)的具體功能。
（2）學(xué)生查閱資料。學(xué)生根據(jù)題目要求，到圖書管、網(wǎng)絡(luò)、資料室了解相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，參考相關(guān)方案，根據(jù)自己的能力選定題目、制定設(shè)計方案。在這個階段，教師只是起引導(dǎo)作用，要求學(xué)生對設(shè)計的課題要充分理解并掌握其原理，這樣才能為后續(xù)的仿真設(shè)計、電路板調(diào)試打下良好的理論基礎(chǔ)。
（3）系統(tǒng)仿真設(shè)計及軟硬件系統(tǒng)調(diào)試。在數(shù)字電路課程設(shè)計中引入EDA仿真軟件教學(xué)，把EDA技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路課程設(shè)計，讓多數(shù)學(xué)生能在短時間內(nèi)掌握其使用方法，并運用自如。
學(xué)生們在校期間如能熟練掌握EDA技術(shù)，對提高自己的工程應(yīng)用能力，適應(yīng)社會需求，找到合適自己發(fā)展的工作非常有利。
（4）撰寫實驗報告。撰寫課程設(shè)計報告。課程設(shè)計報告是一份嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袌蟾?，要求學(xué)生提交設(shè)計方案、設(shè)計過程、元器件的選擇、邏輯算法、調(diào)試方案、調(diào)試中處理問題與解決問題的方式，以及實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)分析、報告總結(jié)等。[5]嚴(yán)格的要求對培養(yǎng)學(xué)生實事求是的工作作風(fēng)有積極的促進(jìn)作用，為今后撰寫畢業(yè)設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。
3.完善的考核制度
合理給出成績是培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的動力。[6]它不僅反映了學(xué)生的真實水平，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造欲望。
考核方式采用小組答辯的形式，同樣題型的學(xué)生組成同一小組，在小組會上學(xué)生介紹自己的設(shè)計方案、實現(xiàn)方式，并當(dāng)場演示實驗結(jié)果。教師和其他學(xué)生對其設(shè)計進(jìn)行提問和討論，并在同一題型中選出最佳方案，每組最佳方案在全班總結(jié)會上展示，讓學(xué)生了解自己的不足，取長補短。
實踐教學(xué)表明，學(xué)生們通過數(shù)字電路課程設(shè)計這門和實踐緊密聯(lián)系的課程的訓(xùn)練，工程應(yīng)用能力得到了大大提高。
四、結(jié)束語
目前電子行業(yè)人才競爭激烈，不但要求學(xué)生理論基礎(chǔ)扎實，而且要有較強(qiáng)的自學(xué)能力及實踐動手能力。通過使用新的實驗平臺，學(xué)生們了解、接觸了電子行業(yè)最新的技術(shù)方法及制作過程，開闊了設(shè)計思路，擴(kuò)展了學(xué)生實驗設(shè)計的范圍。數(shù)字電路課程設(shè)計的訓(xùn)練為后續(xù)課程中更為復(fù)雜的電路設(shè)計、電子制作打下了良好基礎(chǔ)，每年都有不少大三、大四的學(xué)生，在全國、全區(qū)的大學(xué)生電子設(shè)計競賽中獲獎，這些成就都得益于數(shù)字電路課程設(shè)計的訓(xùn)練。
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第6篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
一、在《電子線路板設(shè)計與制作》課程教學(xué)中引入項目教學(xué)的必要性
《電子線路板設(shè)計與制作》是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門核心課程，是專業(yè)技能培養(yǎng)與職業(yè)素質(zhì)拓展的重要環(huán)節(jié)。本課程主要以企業(yè)真實電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作任務(wù)為載體，面向應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的電子線路板生產(chǎn)、電子生產(chǎn)工藝管理、產(chǎn)品研發(fā)助理等崗位設(shè)置的課程。本課程重視學(xué)生在校學(xué)習(xí)與實際工作的一致性，根據(jù)學(xué)生特點、課程目標(biāo)和校內(nèi)外教學(xué)條件，在教學(xué)實施過程中為了更好地提高本課程的教學(xué)效果，有針對性地采取集中教學(xué)、分組實施、工學(xué)交替、任務(wù)驅(qū)動以及項目教學(xué)的組織形式。通過不斷加強(qiáng)學(xué)生實踐技能訓(xùn)練，實現(xiàn)高職教育高端技能型專門人才的培養(yǎng)目的。
項目教學(xué)法起源于美國，盛行于德國，適合于高職教育。所謂項目教學(xué)法是指將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學(xué)項目，圍繞著項目組織和展開教學(xué)，使學(xué)生直接參與項目全過程的一種教學(xué)方法[1]。學(xué)生在完成指定學(xué)習(xí)項目的同時，應(yīng)用相關(guān)知識，在實踐的第一線培養(yǎng)解決問題的綜合能力。在項目教學(xué)中，學(xué)習(xí)過程成為人人參與的實踐活動，注重的不僅是最終結(jié)果，而是整個項目的學(xué)習(xí)和完成過程。學(xué)生在項目實踐過程中，理解和把握課程所要求的專業(yè)知識和技能，體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及協(xié)作能力和團(tuán)隊精神等。針對高職學(xué)生的職業(yè)要求，《電子線路板設(shè)計與制作》課程的項目教學(xué)，主要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神、良好的職業(yè)發(fā)展能力為主旨，以行業(yè)科技和社會發(fā)展的先進(jìn)水平為標(biāo)準(zhǔn)，充分體現(xiàn)項目教學(xué)的規(guī)范性、先進(jìn)性和實效性。
二、基于項目教學(xué)的《電子線路板設(shè)計與制作》課程設(shè)計的理念
（一）開發(fā)校企合作的項目化課程
高職院校的社會功能是服務(wù)社會地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其主要方式是進(jìn)行校企合作培養(yǎng)行業(yè)以及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要的高端技能型專門人才。因此，在學(xué)生的專業(yè)核心能力的培養(yǎng)方面一定要能夠堅持基于行業(yè)企業(yè)的典型工作任務(wù)來實施教學(xué)。本課程通過對行業(yè)企業(yè)的典型工作崗位的調(diào)研，整合了電子行業(yè)對于人才專業(yè)技能以及綜合職業(yè)能力的各項要求，通過學(xué)校教師、企業(yè)專家等進(jìn)行深入研究與探討，共同開發(fā)了適合學(xué)生學(xué)習(xí)，滿足企業(yè)職業(yè)技能需求的六個學(xué)習(xí)情境，形成了完整的項目化課程。
（二）構(gòu)建工作過程行動導(dǎo)向教學(xué)模式
在《電子線路板設(shè)計與制作》課程的教學(xué)模式中，采用了基于工作過程行動導(dǎo)向的教學(xué)模式。課程設(shè)計的學(xué)習(xí)情境內(nèi)容都是來源于企業(yè)的實際產(chǎn)品的開發(fā)與制作過程。在教學(xué)過程中，首先應(yīng)用項目設(shè)計任務(wù)書的形式對學(xué)生進(jìn)行項目任務(wù)的布置以及任務(wù)分解。按照資訊、計劃、實施、檢查、評價的步驟進(jìn)行電子產(chǎn)品的設(shè)計。然后通過對產(chǎn)品的功能需求分析，對設(shè)計的任務(wù)進(jìn)行直觀的理解，根據(jù)設(shè)計產(chǎn)品的特征進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的計劃，并根據(jù)計劃進(jìn)行任務(wù)實施，在規(guī)定時間內(nèi)設(shè)計完成的產(chǎn)品通過自查、互查以及教師查閱的方式進(jìn)行產(chǎn)品功能的檢查與分析，最后進(jìn)行項目實施結(jié)果的評價分析，總結(jié)本次項目設(shè)計的得失以及完成情況等。實踐證明，其構(gòu)建了完整的工作過程行動導(dǎo)向教學(xué)模式，教學(xué)效果顯著提升。
（三）推進(jìn)學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)過程
在《電子線路板設(shè)計與制作》課程教學(xué)過程中，堅持教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的教學(xué)理念。在電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作過程中，教師主要是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項目任務(wù)的分析，進(jìn)行設(shè)計流程以及設(shè)計工藝的指導(dǎo)。對學(xué)生設(shè)計過程中的重點難點進(jìn)行剖析，對設(shè)計中的相關(guān)注意事項進(jìn)行總結(jié)歸納等。
（四）工學(xué)結(jié)合提高學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)
在《電子線路板設(shè)計與制作》課程實施項目教學(xué)過程中，引入了企業(yè)的實際產(chǎn)品，如通過脈沖點火器的設(shè)計與開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行單面板繪制的專業(yè)能力，通過歐式電烤箱的線路板設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行雙面線路板設(shè)計所需要具備的工藝?yán)砟?，而相對比較復(fù)雜電子產(chǎn)品單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生解決實際工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的綜合職業(yè)能力。
三、基于項目教學(xué)的《電子線路板設(shè)計與制作》課程設(shè)計的內(nèi)容
為了保證學(xué)生今后就業(yè)時能夠很快勝任應(yīng)用電子專業(yè)技術(shù)崗位的需求，在教學(xué)實施過程中以教學(xué)效果最優(yōu)化為目的，以產(chǎn)品的設(shè)計與制作過程為導(dǎo)向，緊密結(jié)合應(yīng)用電子專業(yè)人才培養(yǎng)方案，在與校企合作的技術(shù)專家經(jīng)過反復(fù)研討后，選擇了貼近合作企業(yè)實際的6個典型項目作為教學(xué)內(nèi)容，項目教學(xué)規(guī)劃如表1所示。設(shè)計6個學(xué)習(xí)項目的最終目的是為了實現(xiàn)學(xué)生。
四、基于項目教學(xué)的《電子線路板設(shè)計與制作》課程設(shè)計的效果
通過項目教學(xué)法在《電子線路板設(shè)計與制作》課程中的實施，教學(xué)效果顯著提高，一方面由于教學(xué)情境內(nèi)容都是采用企業(yè)的實際產(chǎn)品，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和激情，學(xué)生電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作能力得到明顯增強(qiáng)。另一方面由于采用企業(yè)典型的工作任務(wù)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能夠掌握實際的電子產(chǎn)品的開發(fā)流程、生產(chǎn)工藝以及設(shè)計技巧等，對于學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)具有一定的現(xiàn)實意義。
第7篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：數(shù)字電路，Matlab/Simulink仿真，同步RS觸發(fā)器
中圖分類號：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
1. 引言
數(shù)字電路與邏輯設(shè)計課程[1]是工科電子信息類與電氣工程類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對學(xué)習(xí)后續(xù)相關(guān)專業(yè)課起著不可替代的作用。該門課程的教學(xué)一般包含理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)。通常情況下，完成一定內(nèi)容的理論教學(xué)后，再安排相關(guān)實驗課程，在實驗板上搭建具體的硬件電路或?qū)Ｓ玫臄?shù)字電路實驗儀器進(jìn)行測試、修改和完善。但是，這些方法往往面臨連線多、易于出現(xiàn)錯誤或需要反復(fù)調(diào)試，難以排查錯誤等問題，這種教學(xué)方式會導(dǎo)致學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的感性認(rèn)知較差，從而較低對課堂理論教學(xué)的積極性。因此，引入虛擬仿真軟件勢在必行。
Matlab[2]集算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括Matlab和Simulink[3]兩大部分，主要應(yīng)用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等諸多領(lǐng)域。
針對目前課堂教學(xué)的問題，采用Matlab/ Simulink仿真工具進(jìn)行數(shù)字電路的調(diào)試、仿真與驗證，可以有效避免傳統(tǒng)方法的容易出現(xiàn)的各種缺點，同時還能在省時、省力的條件下使課堂的講解更加生動，更易被學(xué)生理解。因此，本文通過同步RS觸發(fā)器為例介紹Matlab軟件實現(xiàn)數(shù)字電路仿真的方法。
2. 電路設(shè)計與仿真
數(shù)字電路按照功能劃分，可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。二者之間最重要的區(qū)別是時序電路中通常還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，這一功能通常是由觸發(fā)器來實現(xiàn)的。觸發(fā)器是時序邏輯電路的基本邏輯部件，它有兩個穩(wěn)定的邏輯狀態(tài)，即狀態(tài)0和狀態(tài)1。根據(jù)輸入端信號的不同，觸發(fā)器可具有置0、置1、狀態(tài)保持等功能。當(dāng)輸入信號消失后，觸發(fā)器的狀態(tài)能夠保持不變。因此，觸發(fā)器具有實現(xiàn)1位二值信號的記憶的功能。
觸發(fā)器可以按照邏輯功能的不同，分為同步RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器等。其中同步RS觸發(fā)器是學(xué)習(xí)其它觸發(fā)器的基礎(chǔ)，因此，下面將介紹如何用Matlab/Simulink仿真工具實現(xiàn)同步RS觸發(fā)器的相關(guān)功能。
2.1 基本原理
由與非門組成的同步RS觸發(fā)器的電路圖如圖1所示，其真值表如表1所示。
其中， 是約束條件，表示 和 不能同時為0。
2.2 仿真實現(xiàn)
由于同步RS觸發(fā)器的功能和組合邏輯電路的學(xué)習(xí)相比差異較大，不易于學(xué)生的理解，因此，在課堂學(xué)習(xí)的過程中通過Simulink軟件模擬同步RS觸發(fā)器，從而強(qiáng)化學(xué)生對同步RS觸發(fā)器功能的理解。同步RS觸發(fā)器的仿真步驟如下：
首先，添加模塊。在Matlab軟件中運行Simulink模塊，再打開模塊瀏覽器，再采用Simulink模塊庫中的標(biāo)準(zhǔn)模塊來構(gòu)建同步RS觸發(fā)器模型。鑒于激活模塊需要放到Subsystem中的設(shè)計區(qū)域中，因此先將Connections模塊庫中的Subsystem功能模塊復(fù)制到設(shè)計區(qū)域內(nèi)，再進(jìn)入Subsystem的設(shè)計區(qū)域進(jìn)行設(shè)計。
具體而言，通過4個與非邏輯（NAND模塊）組成。同時，還需要在反饋的位置加上兩個加法器產(chǎn)生初始值。從而避免產(chǎn)生代數(shù)環(huán)的錯誤。另外，還在同步RS觸發(fā)器的前端添加一個功能激活（enable）模塊，使其成為具有時能端的同步RS觸發(fā)器。
選用Simulink中的logical operator模塊和pulse generator模塊，并設(shè)置各個模塊的參數(shù)，再將不同的模塊通過信號線連接起來，建立同步RS觸發(fā)器的Simulink仿真模型，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。
輸入端R和S接Constant模塊，enable接pulse generator，輸出數(shù)據(jù)被導(dǎo)入到Matlab的workspace空間，然后方便調(diào)用Matlab的函數(shù)顯示相應(yīng)的結(jié)果，時序仿真結(jié)果如圖3所示。
在圖3中，其中‘R input’和‘S input’分別表示R和S端的信號輸入?！甧nable’表示時鐘脈沖，‘Q output’和‘Q-inverse output’分別表示輸出信號 和 。
3. 結(jié)束語
綜上所述，隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字電路的形式日趨復(fù)雜化，僅依靠傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已經(jīng)逐漸不能滿足新技術(shù)人才的發(fā)展要求。故應(yīng)利用多種新技術(shù)和傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式相結(jié)合，本文采用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真：一方面可以彌補課堂教學(xué)的不足，加深學(xué)生對課堂所講的概念與工作原理等理論知識的理解；另一方面，也可以克服通過電路元件搭建實驗電路帶來的不便，如實驗室元器件品種、規(guī)模、數(shù)量的不足，儀器的陳舊老化，實驗板電路的單調(diào)等問題，電路出現(xiàn)故障后難以調(diào)試等問題，不利于學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計。因此，利用Matlab/Simulink軟件進(jìn)行仿真在日常數(shù)字電路與邏輯設(shè)計課堂教學(xué)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 王毓銀，沈明山. 數(shù)字電路邏輯設(shè)計[M]. 高等教育出版社， 2006.
[2] 張德豐，丁偉雄，雷曉平. MATLAB 程序設(shè)計與綜合應(yīng)用[M]. 清華大學(xué)出版社， 2012.
第8篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
關(guān)鍵詞：Multisim 2001 仿真 比例運算放大電路
電子技術(shù)課程是高職院系通信類專業(yè)基礎(chǔ)課。由于高職院校的學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，抽象思維較欠缺，所以學(xué)生普遍感覺該課程太抽象、難以理解。鑒于此，筆者嘗試將“電路仿真軟件――Multisim 2001”引入課堂教學(xué)，結(jié)果學(xué)生反映非常好，加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解。Multisim 2001軟件是一種電子電路計算機(jī)仿真設(shè)計軟件，適用于電路分析基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路的設(shè)計及仿真。本文以電子技術(shù)課程中“基本運算電路――比例運算電路”的講解為例來說明如何通過模擬仿真輔助教學(xué)，使教學(xué)內(nèi)容形象、直觀。比例運算電路分為反相比例運算電路和同相比例運算電路，我們一一介紹兩種電路的教學(xué)設(shè)計。
一、反相比例運算電路教學(xué)設(shè)計
首先講解反相比例運算電路，如圖1所示，推導(dǎo)出輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式：u■=-■u■，強(qiáng)調(diào)uO與uI成比例關(guān)系，比例系數(shù)為-Rf/R，負(fù)號表示uO與uI反相。很多學(xué)生不能很好地理解負(fù)號的含義，對于輸出電壓與輸入電壓反相也感覺很抽象，因此引入仿真電路，讓大家直觀地觀察仿真現(xiàn)象，從而可以加深理解。
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圖1 反相比例運算電路
打開Multisim 2001軟件，搭建如圖2所示的反相比例運算放大電路，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器，使輸入信號uI頻率為1kHz，幅值為100mV的正弦波，如圖2（a）所示。由式子u■=-■u■，可以計算出輸出電壓的幅值為-1000mV，即放大倍數(shù)為10。將輸入信號、輸出信號分別連接到示波器，觀察輸入、輸出信號的關(guān)系。
單擊仿真開關(guān)，進(jìn)行仿真分析，示波器面板上VA1、VB1顯示的值為-99.9mV和999.0mV，這兩個值分別對應(yīng)的是輸入電壓幅值和輸出電壓幅值（手動移動數(shù)軸操作，稍微有些誤差存在），如圖2（b）所示，可得放大倍數(shù)為10，與理論計算值相同。同時可以很清晰地看到輸出電壓與輸入電壓波形的相位相差180°，與理論結(jié)果相同。
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（a）仿真電路
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（b）輸入與輸出波形
圖2 反相比例運算電路仿真
二、同相比例運算電路教學(xué)設(shè)計
同相比例運算電路如圖3所示，首先推導(dǎo)出輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式：u■=（1+■）u■，引導(dǎo)學(xué)生說出輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，與反相比例運算電路加以比較。然后進(jìn)行模擬演示，運行仿真軟件，按圖4搭建同相比例運算放大電路，輸入信號ui為頻率1kHz，幅值100mV的正弦波，可以計算出輸出電壓幅值uom=1.1V。單擊仿真開關(guān)，進(jìn)行仿真分析。從圖中可以很清晰地觀察到：輸入電壓峰值uim=100mV、輸出電壓峰值uom=1.1V，輸出電壓與輸入電壓波形之間相位相同，與理論結(jié)果相同。
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圖3 同相比例運算電路
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（a）同相比例運算放大器
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（b）輸入與輸出波形
圖4 同相比例運算電路仿真
教學(xué)實踐證明，Multisim軟件模擬電路非常方便，形象直觀，結(jié)果精確，對電子技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)是一種很好的輔助手段，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足。通過Multisim仿真，可以消除學(xué)生對課程的抽象感，更好地幫助學(xué)生理解、掌握基本知識，對提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)具有重要意義。
參考文獻(xiàn)：
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[2]鐘化蘭. Multisim在模擬電子技術(shù)設(shè)計性實驗中應(yīng)用的研究[J].華東交通大學(xué)學(xué)報，2005 （22）.
[3]魚群，舒華，陳新兵.Multisim進(jìn)行電子電路設(shè)計的教學(xué)研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2007（5）.
第9篇：電子電路教學(xué)設(shè)計范文
電子電路設(shè)計是電類專業(yè)為繪制電子電路圖所必需掌握的一門計算機(jī)綜合性設(shè)計課程。然而，隨著課程改革在各高校逐漸開展，一些課程的課時量也相應(yīng)遞減，比如筆者所在學(xué)校電氣自動化專業(yè)的《電子電路設(shè)計》課程已由原36學(xué)時減至24學(xué)時。如何在減少的課時的課程中讓學(xué)生掌握同樣程度的技能水平以適應(yīng)社會的需求，考驗著每一位專業(yè)教師。以往傳統(tǒng)的電路設(shè)計教學(xué)的方式大多是由教師先講授知識點，然后將知識點所涉及到的圖例向?qū)W生繪制演示，最后讓學(xué)生依樣畫葫蘆。在整個教學(xué)過程中，教師為主導(dǎo)，而學(xué)生僅限于單純的模仿與記憶，并沒有主動學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低下。因此在教學(xué)中應(yīng)該有意識到加入興趣式教學(xué)，調(diào)動他們的求知欲，激發(fā)學(xué)生更積極主動的思考，學(xué)習(xí)甚至創(chuàng)新，打造優(yōu)質(zhì)課堂，全面提高教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效率。
2任務(wù)驅(qū)動法
2．1任務(wù)驅(qū)動法原理
任務(wù)驅(qū)動法是近年來被廣為應(yīng)用的一種教學(xué)手法，它一改傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，嘗試采用任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法。需要教師將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為多個特定任務(wù)，每個任務(wù)包含一定知識點，只要學(xué)生完成了課程中設(shè)定的任務(wù)，就可以掌握課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容。任務(wù)驅(qū)動法的核心內(nèi)容就是由教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)任務(wù)情境，教學(xué)任務(wù)必須融合學(xué)生所需要掌握的技能點和相關(guān)的知識點，同時又具有一定的生活性、探究性和創(chuàng)造性，讓學(xué)生帶著解決問題完成任務(wù)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自主或協(xié)作性學(xué)習(xí)，使他們真正了解知識點在實際工程中的應(yīng)用，學(xué)以致用。
2．2任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計實訓(xùn)中的應(yīng)用
電路設(shè)計實訓(xùn)課程的教學(xué)目的為電子電路圖形繪制，電路圖形僅為簡單的二維制版，因此在繪制電路原理圖時較為簡單易學(xué)。但無論多簡單的圖形，在繪制的過程中都要利用到基本繪圖工具、圖形編輯和圖層管理各知識點綜合才能完成。因而課程教授過程中不能簡單的按書本章節(jié)順序來講，而是應(yīng)該由教師將所有知識融會貫通后重新組織，將它們?nèi)谌氲揭粋€個工程任務(wù)中再向?qū)W生展示，如向?qū)W生展示電動小車電路設(shè)計圖紙，將其作為一個工程任務(wù)，讓學(xué)生嘗試用學(xué)過的知識來繪制，或讓學(xué)生在繪制過程中遇到難題再提出并講解。這樣就更能增添學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和在完成任務(wù)后的成就感，形成良性循環(huán)。因此電路設(shè)計實訓(xùn)課程非常適合采用任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法。
3微任務(wù)驅(qū)動法
3．1微任務(wù)驅(qū)動法原理
采用任務(wù)驅(qū)動法教學(xué)所提供的任務(wù)由于綜合性較強(qiáng)所以工程量較大且難度較高，學(xué)生在一節(jié)課中難以完成，即使有些基礎(chǔ)好，動手能力強(qiáng)的學(xué)生完成了任務(wù)，也會因為知識點過多過雜而難以消化。因此需要由教師把握學(xué)生素質(zhì)和能力，將大任務(wù)進(jìn)行科學(xué)性的分解，將之細(xì)化為中任務(wù)，小任務(wù)甚至微任務(wù)。讓具有不同層次知識能力的學(xué)生都能被激發(fā)興趣，在任務(wù)量合適的微任務(wù)環(huán)境中嘗試和實踐。以上所述即為微任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法，它就是以任務(wù)驅(qū)動法為基礎(chǔ)，將總?cè)蝿?wù)依靠知識的內(nèi)在邏輯或采取分類的方式進(jìn)行具體化，以微任務(wù)的形呈現(xiàn)。較之任務(wù)驅(qū)動法，其目標(biāo)更為明確，導(dǎo)向性更強(qiáng)，教師使用這種方法教學(xué)也更容易控制課堂教學(xué)的節(jié)奏，保證能在規(guī)定時間內(nèi)完成教學(xué)進(jìn)度。
3．2微任務(wù)教學(xué)設(shè)計
微任務(wù)驅(qū)動法的實施過程是：教師先依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計一個總?cè)蝿?wù)，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再引導(dǎo)學(xué)生分析總?cè)蝿?wù)的解決方法并將總?cè)蝿?wù)拆分為一個個的微任務(wù)，各微任務(wù)之間可以是從屬或并列關(guān)系。拆分出來的微任務(wù)不能太難或任務(wù)量太大，應(yīng)設(shè)計為學(xué)生較易完成的程度，以便于將學(xué)生的理解逐步引向深入。通過一個個的微任務(wù)引導(dǎo)和推動學(xué)生一步步上升，一層層提高，不斷接近并最終達(dá)到復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)的頂點。微任務(wù)法的核心是如何科學(xué)合理的設(shè)計微任務(wù)。首先，任務(wù)必須要有明確的目的性，教師提出的每一個微任務(wù)，原則上都是為了完成總?cè)蝿?wù)而設(shè)計的，盡量不設(shè)置多余任務(wù)，不能本末倒置。其次，教師選擇微任務(wù)時應(yīng)考慮到大多數(shù)學(xué)生的水平，注意難易適度。并且在教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)與掌握程度以及課程進(jìn)度隨時調(diào)整微任務(wù)，不能任務(wù)教條化僵化。第三，微任務(wù)還應(yīng)遵循完整性原則。教師所設(shè)計的微任務(wù)必須連貫，不能有斷續(xù)感，讓學(xué)生知道自己要做什么，可以解決什么問題，使他們獲取的知識完整且有條理。最后，微任務(wù)的設(shè)計要適當(dāng)增添趣味性，可以在教學(xué)過程中加上圖片插畫，視頻音頻等數(shù)字教學(xué)資源，讓學(xué)生在完成任務(wù)的同時體會到學(xué)習(xí)的樂趣。
3．3微任務(wù)驅(qū)動法在電路設(shè)計實訓(xùn)課程中的應(yīng)用
AltiumDesigner軟件的工具欄較多，常用工具欄中的各命令參數(shù)也較雜，若逐個講解，則顯得各知識點雜亂無章，學(xué)生記的多忘得快，但在實際繪圖時還是束手無策，不知該用哪個工具來繪制。例如，在介紹AD軟件常用繪圖工具欄中的直線、多邊形、橢圓弧線、文字和文本框等，若單純講述這些知識點，難免枯燥乏味，且容易與布線工具欄的功能弄混。圍繞這些教學(xué)內(nèi)容，可設(shè)計對應(yīng)電路制圖微任務(wù)，圍繞一個小目標(biāo)，教師可以設(shè)計多個由簡單到復(fù)雜的小任務(wù)，布置學(xué)生循序漸進(jìn)地完成任務(wù)，在練習(xí)中熟悉各種命令的操作。例如，基本繪圖訓(xùn)練可將學(xué)生已在模擬電路和數(shù)字電路課程中學(xué)過的常用電子元件符號如：變壓器、運算放大器（如圖1（a）、（b）所示）融入其中，將它們設(shè)計為一個個需要完成的微任務(wù)。每個任務(wù)都考慮到學(xué)習(xí)課程的前后連貫和趣味性，讓學(xué)生繪制自己所熟悉的事物。隨著學(xué)習(xí)的深入，可以布置學(xué)生完成如圖1（c）所示的七段數(shù)碼管等稍復(fù)雜的繪制任務(wù)。完成任務(wù)后的喜悅感和成就感會更加強(qiáng)烈，也為以后的學(xué)習(xí)增添了動力。微任務(wù)驅(qū)動法在教學(xué)過程中將知識點分解到一些小任務(wù)中進(jìn)行，學(xué)生頭腦中的知識是零散的，有時會降低知識的系統(tǒng)性和完整性。因此，這樣的設(shè)計任務(wù)和完成過程是十分必要的，教師可以通過一個較為完整的任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生將已完成的微任務(wù)中的知識點進(jìn)行歸納總結(jié)，加深對所學(xué)知識和技能的記憶和理解，完成真正意義上的知識建構(gòu)。例如，上完第三次課后，教師即可布置學(xué)生完成如圖2所示“八路彩燈控制電路圖”大任務(wù)。從創(chuàng)建元器件、調(diào)用常用元件開始，直至綜合運用各種繪圖指令及編輯工具完成繪圖。讓學(xué)生在本次課中復(fù)習(xí)鞏固了前面微任務(wù)中所學(xué)的小知識并將其融合，初步完成了一張簡單的電子電路設(shè)計原理圖樣，并總體上掌握了一張較完整電子電路工程圖的繪制過程，具有綜合應(yīng)用性。
3．4電路設(shè)計課程與其余課程的前后融合
電路設(shè)計課程在介紹一般電路繪圖技巧與制版規(guī)則時，還會涉及到數(shù)字電路、模擬電路、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用等課程的接續(xù)關(guān)系。將本課程繪制圖中所涉及到的器件類原理基礎(chǔ)前移到數(shù)字電路和模擬電路等課程中解決，諸如實際譯碼電路、三態(tài)電路與緩沖器芯片等知識點不再占用本課程學(xué)時。本課程把握好銜接關(guān)系，主講等電路板制版規(guī)范、電路設(shè)計的仿真方法等要點主題，把以往重復(fù)性內(nèi)容節(jié)省的學(xué)時用于應(yīng)用層面。在重點講述電子電路圖繪制方式的時候，還應(yīng)適當(dāng)向?qū)W生加強(qiáng)常用接口電路的連接方法知識點，并向?qū)W生擴(kuò)展對嵌入式處理器及新技術(shù)的了解，為后續(xù)單片機(jī)原理課以及傳感與檢測技術(shù)中各種傳感器與微處理器的連接使用，智能傳感器、數(shù)字式一體傳感器等內(nèi)容的講授打下基礎(chǔ)。
4總結(jié)
