電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容連貫性探析

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摘要：將民航類學(xué)生在大學(xué)期間所學(xué)相關(guān)聯(lián)知識進(jìn)行連貫性整合，既有利于先前知識的回顧，又有利于對新知識的認(rèn)知，使知識構(gòu)成一個(gè)完整的體系，進(jìn)而使學(xué)生對各課程相關(guān)專業(yè)知識點(diǎn)進(jìn)行連接，連貫性地學(xué)習(xí)掌握相關(guān)專業(yè)課程。本文以民航類電子技術(shù)專業(yè)中的電子線路技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)、電子綜合設(shè)計(jì)四門課程為例，結(jié)合具體課程教學(xué)實(shí)例，探討電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容連貫性的必要性。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)內(nèi)容連貫性知識整合

1引言

電子技術(shù)專業(yè)是以現(xiàn)代電子設(shè)備及通訊信息系統(tǒng)為主要方向，掌握電工電子技術(shù)、信息控制技術(shù)等專業(yè)知識的一門學(xué)科。電子技術(shù)專業(yè)主要涉及的課程包括電工原理、電子線路、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、微機(jī)原理、控制技術(shù)、通信原理等[1-3]。目前的教學(xué)方式基本上采用單課程單教師模式，教師只針對自己負(fù)責(zé)的課程，完成教學(xué)大綱任務(wù)，學(xué)生掌握本門課程的知識點(diǎn)，并進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用。這樣一來往往學(xué)生會把每一門課程當(dāng)作一個(gè)個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，容易犯“學(xué)過就忘”的問題。若將每一門課程串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)完整的體系，將有利于學(xué)生對電子技術(shù)這一專業(yè)的整體認(rèn)知學(xué)習(xí)。本文以電子線路技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)、電子綜合設(shè)計(jì)四門課程為例，結(jié)合教學(xué)實(shí)例，談?wù)勅绾螌?shí)現(xiàn)電子技術(shù)專業(yè)連貫性教學(xué)的問題。

2教學(xué)過程連貫性

2.1電子線路技術(shù)

航空工程類電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生在大一下學(xué)期或大二上學(xué)期便開始接觸電學(xué)類的專業(yè)基礎(chǔ)知識，如電學(xué)基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路。在有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識后，開始接觸電子線路技術(shù)這門課程，電子線路技術(shù)這門課程主要涉及基本電子元器件的特性、用法、性能檢測和電路設(shè)計(jì)方法[4]。學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的根本也是最終目的，因而在掌握課程知識點(diǎn)后會緊跟有實(shí)際操作設(shè)計(jì)電路。根據(jù)課程知識內(nèi)容設(shè)計(jì)了“飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”、“飛機(jī)尾燈顯示控制電路設(shè)計(jì)”、“機(jī)場信號燈循環(huán)控制電路設(shè)計(jì)”等多組題目的電路設(shè)計(jì)，并將學(xué)生分組，協(xié)作探討完成電子線路設(shè)計(jì)任務(wù)。以“飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”為例，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器，具有30秒計(jì)時(shí)功能。設(shè)置外部操作開關(guān)，具有直接清零、啟動和暫停功能。計(jì)時(shí)器為30秒遞減計(jì)時(shí)器，其計(jì)時(shí)間隔為1秒，數(shù)碼顯示器實(shí)時(shí)顯示，計(jì)時(shí)器遞減到零時(shí)，發(fā)出光電報(bào)警信號。要求學(xué)生：1）擬定設(shè)計(jì)方案，畫出原理框圖；2）設(shè)計(jì)單元電路，畫出邏輯電路圖；3）設(shè)計(jì)總電路原理圖；4）撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告?！帮w機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”需要學(xué)生掌握模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，所以設(shè)計(jì)的本身既是對電子線路技術(shù)這門課程知識點(diǎn)的考察，又是對模擬電路、數(shù)字電路這兩門課程的回顧。采用555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生周期1.0秒脈沖，74LS192芯片計(jì)數(shù)，192芯片8421碼計(jì)時(shí)，4511芯片譯碼推動LED顯示。計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)啟動和暫停/連續(xù)計(jì)數(shù)功能，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)為零時(shí)，會發(fā)出光電報(bào)警信號。飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要包括計(jì)時(shí)模塊、控制模塊以及譯碼顯示模塊。在設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)器時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生采用模塊化設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)起來更加簡單、方便、快捷。學(xué)生在熟練掌握電子線路器件知識的同時(shí)，還要會運(yùn)用proteus仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)線路的準(zhǔn)確性，掌握知識，提高技能，又會在仿真過程中排除故障，達(dá)到電子線路技術(shù)這門課程的教與學(xué)的目的。對學(xué)過PCB設(shè)計(jì)與制作技術(shù)這門課程的學(xué)生，設(shè)計(jì)亦要利用protel完成SCH原理圖的設(shè)計(jì)，從而完成課程之間的鏈接，使得電子線路技術(shù)這門課程與之前所學(xué)諸多課程連貫性交叉網(wǎng)狀銜接，達(dá)到學(xué)生連貫性學(xué)習(xí)運(yùn)用知識的目的。

2.2微機(jī)原理與接口技術(shù)

在大二下學(xué)期的時(shí)候，民航類航空工程電子技術(shù)專業(yè)普遍會開設(shè)微機(jī)原理與接口技術(shù)或者單片機(jī)及嵌入式微機(jī)技術(shù)這門課程，主要介紹微機(jī)系統(tǒng)的原理以及語言程序設(shè)計(jì)。學(xué)生在了解了微處理器結(jié)構(gòu)、存儲器、CPU接口、輸入輸出以及常用的微機(jī)接口電路后，最主要的是運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行匯編語言或C語言的程序設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)某種功能[5-6]。為了達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的，在課程的后期添加了實(shí)際操作部分。實(shí)現(xiàn)“飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”、“飛機(jī)溫度儀設(shè)計(jì)”、“機(jī)場流水燈設(shè)計(jì)”、“多功能電壓檢測儀”等設(shè)計(jì)功能。同樣以“飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”為例，此時(shí)無需多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖和74LS192芯片計(jì)數(shù)，只需學(xué)生采用C51單片機(jī)編寫C語言程序，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)器功能。本部分設(shè)計(jì)主要考察學(xué)生對C51編程定時(shí)器、中斷服務(wù)的運(yùn)用，以及數(shù)碼管賦值顯示。數(shù)碼管賦值前需提醒學(xué)生查看原理圖中數(shù)碼管的鏈接方式是共陽極還是共陰極，以及區(qū)分段碼和位碼的賦值，從而正確顯示計(jì)數(shù)數(shù)值。同樣需要設(shè)計(jì)單片機(jī)外圍電路圖，利用protel完成SCH原理圖的設(shè)計(jì)，運(yùn)用proteus仿真軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。有實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)校，還可以下載到單片機(jī)開發(fā)板上進(jìn)行功能驗(yàn)證。同電子線路技術(shù)這門課程相比較，可以發(fā)現(xiàn)，完成同樣的任務(wù)，采用了不同的設(shè)計(jì)方法和思路，但又有相同的部分，如數(shù)碼管顯示部分的設(shè)計(jì)，proteus仿真工具的運(yùn)用等。兩門課程之間很好地做到了連貫性教學(xué)，使學(xué)生既對先前學(xué)到的知識進(jìn)行了回顧，又比較了新的設(shè)計(jì)思路與先前的設(shè)計(jì)思路的不同，連貫性的教與學(xué)得以體現(xiàn)。

2.3電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)

電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)也就是通常所說的EDA技術(shù)，航空工程電子技術(shù)專業(yè)會在大三上學(xué)期開設(shè)這門課程。電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)主要讓學(xué)生了解CPLD／FPGA基于硬件描述語言和原理圖的基本開發(fā)流程，并利用VHDL語言完成小規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)或底層模塊設(shè)計(jì)。同樣，可以采用實(shí)際操作練習(xí)，實(shí)現(xiàn)連貫性教學(xué)，提高學(xué)生的動手操作能力。設(shè)計(jì)了“機(jī)場電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)”、“機(jī)場交通燈控制器的設(shè)計(jì)”、“飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”、“數(shù)控脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器”、“五相十步步進(jìn)電機(jī)脈沖分配器設(shè)計(jì)”等多個(gè)實(shí)際操作題目供學(xué)生練習(xí)。還是以“飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)”為例，同樣還是實(shí)現(xiàn)30秒的計(jì)時(shí)顯示，并附加有清零、裝數(shù)、啟動和暫停/連續(xù)等多種功能。不同的是，在EDA設(shè)計(jì)中，需要學(xué)生選擇適當(dāng)?shù)腃PLD/FPGA芯片并設(shè)計(jì)相關(guān)電路，利用VerilogHDL語言設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器程序，并在QuartusII仿真環(huán)境下驗(yàn)證相應(yīng)設(shè)計(jì)功能。利用protel完成SCH原理圖的設(shè)計(jì)，并完成相關(guān)設(shè)計(jì)報(bào)告。飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)采用HDL語言生成74LS161作為分頻器，然后和74LS192遞減計(jì)數(shù)器，74LS48七段碼顯示器分別組成從30到00的遞減功能并顯示，且在為00的時(shí)候報(bào)警器工作。控制模塊是由防抖動開關(guān)，控制清零、暫停、啟動的按鍵組成。計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)采用自上到下的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)的思路更加清晰，也更加便于功能的仿真。顯然，電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)與先前學(xué)習(xí)的電子線路技術(shù)、微機(jī)原理與接口技術(shù)兩門課程達(dá)到了三門課的連貫性教學(xué)，使得教學(xué)內(nèi)容連續(xù)，知識點(diǎn)連續(xù)，進(jìn)而使得學(xué)生對電子技術(shù)專業(yè)整體知識完成銜接，達(dá)到連貫性教學(xué)目的。

2.4電子綜合設(shè)計(jì)

在學(xué)生掌握一定的電子技術(shù)專業(yè)知識后，在大三下學(xué)期或大四上學(xué)期會開設(shè)一門綜合性電子設(shè)計(jì)相關(guān)課程電子綜合設(shè)計(jì)。該課程是對先前所學(xué)知識的綜合和擴(kuò)展，仍然沿用連貫性的教學(xué)思路?？舍槍γ窈綄W(xué)生設(shè)計(jì)如下實(shí)際操作題目：“可程控飛機(jī)溫度監(jiān)測系統(tǒng)”、“可程控飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器”、“基于LCD液晶顯示的機(jī)場多功能數(shù)字鐘”、“帶溫度顯示的多功能機(jī)場數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)”、“太陽能供電的飛機(jī)測速裝置”等。以“可程控飛機(jī)起飛30秒計(jì)時(shí)器”為例，繼續(xù)沿用之前設(shè)計(jì)思路，以單片機(jī)AT89C52為控制中心，數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)，同時(shí)利用VB或LabVIEW編寫上位機(jī)程序，RS232串口通訊，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)計(jì)時(shí)器的顯示，以及對下位機(jī)單片機(jī)的控制。綜合電子設(shè)計(jì)除了需要考察學(xué)生對下位C語言的編程能力，亦考察了學(xué)生上位機(jī)程控界面的設(shè)計(jì)能力。通常要求學(xué)生采用LabVIEW編寫程序控制界面。虛擬儀器技術(shù)在高校教學(xué)方面發(fā)展迅速，采用可視化圖像編程，可讓學(xué)生快速上手，采用模塊式編程方式，可讓學(xué)生對各部分精確把握，進(jìn)而增強(qiáng)整體編程效果，達(dá)到一定設(shè)計(jì)要求。要求學(xué)生選擇合適的元器件，焊接最小系統(tǒng)開發(fā)板，并調(diào)試設(shè)計(jì)程序，完成設(shè)計(jì)報(bào)告。在微機(jī)原理與接口技術(shù)這門課程的實(shí)操部分已經(jīng)完成部分C語言程序的開發(fā)，學(xué)生只需要添加通訊控制模塊，但又要修改已有程序，使其完成設(shè)計(jì)要求。這更符合工作單位的工作模式，一項(xiàng)程序的開發(fā)都是在已有的工作基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展或更改。同樣，課程智能化設(shè)計(jì)技術(shù)這門課程的設(shè)計(jì)也提高了學(xué)生對于上位機(jī)界面設(shè)計(jì)的能力，學(xué)習(xí)了新的知識點(diǎn)?？梢姡B貫性教學(xué)在電子技術(shù)專業(yè)是可實(shí)現(xiàn)、可操作的。

3結(jié)束語

連貫性教學(xué)方式將獨(dú)立的課程采用某種鏈接方式鏈接，使得學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中思維連貫，學(xué)習(xí)連貫。電子技術(shù)專業(yè)的其他課程，以及其他專業(yè)的課程，只要找到合適的銜接點(diǎn)，連貫性教學(xué)同樣適用。針對具有特色的民航類院校，學(xué)習(xí)模式的建設(shè)亦要根據(jù)其特點(diǎn)展開，要結(jié)合民航實(shí)際運(yùn)用實(shí)例，有針對性地進(jìn)行課程建設(shè)。連貫性教學(xué)是以已學(xué)知識為基礎(chǔ)進(jìn)行新知識點(diǎn)的擴(kuò)展，可以更好地達(dá)到教與學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn)

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作者：劉希軍 單位：中國民航飛行學(xué)院