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电路设计基础知识

时间:2023-10-11 16:33:06

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电路设计基础知识,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

电路设计基础知识

第1篇

关键词:集成电路设计;应用型人才;课程改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)14-0059-02

一、引言

在过去的20多年来,中国教育实现两大历史性跨越。第一是实现了基本普及义务教育,基本扫除青壮年文盲的目标;第二是中国高等教育开始迈入大众化阶段,高教毛入学率达到17%。据《2012年中国大学生就业报告》显示[1],在2011年毕业的大学生中,有近57万人处于失业状态,10多万人选择“啃老”;即使工作一年的人,对工作的满意率也只有47%。2012年,全国普通高校毕业生规模达到680万人,毕业人数再创新高,大学生将面临越来越沉重的就业压力。面对这样的困境,国家相关部分提出了一系列的举措,其中对本科毕业生的培养目标逐渐向应用型人才转变[2-4]。集成电路作为信息产业的基础和核心,是国民经济和社会发展的战略性产业,已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。本文将在对集成电路设计专业特点分析的基础上,以北京信息科技大学集成电路设计专业课程设置为例,介绍面向应用型人才培养目标地集成电路设计本科课程现阶段存在的问题并给出相关可行的改革方案。

二、集成电路设计专业特点

进入本世纪后,我国的集成电路发展迅速,集成电路设计需求剧增。为了适应社会发展的需要,国家开始加大推广集成电路设计相关课程的本科教学工作[5]。经过十年多的发展,集成电路设计专业特色也越来越明显。

首先,集成电路设计专业对学生的专业基础知识要求高。随着工艺的不断进步,集成电路芯片的尺寸不断下降,芯片功能不断增强,功耗越来越低,速度越来越快。但随着器件尺寸的不断下降,组成芯片的最基本单元――“器件”的高阶特性对电路性能的影响越来越大。除了器件基础,电路设计人员同时还需要了解后端电路设计相关的版图、工艺、封装、测试等相关基础知识,而这些流程环环相扣,任何一个环节出现问题,很难想象芯片能正常工作[6]。因此,对于一个合格的电路设计人员,深厚的专业基础知识是必不可少的。

其次,集成电路设计专业需要学生对各种电子设计自动化工具熟悉,实践能力强。随着电子设计自动化工具的不断发展,在电路设计的每一个阶段,电路设计人员可以通过计算机完成电路设计的部分或全部的相关内容。另一方面,电子设计自动化工具的相关比较多,即使是同一家公司的同一种软件的更新速度相当快,集成电路设计工具种类繁多,而且没有统一的标准这对集成电路设计教学增加了很大的难度。

再次,集成电路设计专业的相关教学工作量大。正如前面所介绍,要完成一个电路芯片的设计,需要电路设计人员需要了解从器件基础到电路搭建、电路仿真调试、版图、工艺、封装、测试等相关知识,同时还要通过实验熟悉各种电子设计自动化工具的使用。所有相关内容对集成电路设计专业的教学内容提出了更多的要求,但从现有的情况看,相关专业的课时数目难以改变,所以在有限的课时内如何合理分配教学内容是集成电路设计专业教师重要的工作。

最后,集成电路设计专业对配套的软、硬件平台要求高,投入资金成本高。从现有的情况看,国际上有4大集成电路设计EDA公司,还有很多中、小型EDA公司。每个公司的产品各不相同,即使针对相同的电路芯片,设计自动化工具也各不相同。在硬件方面,软件的安装通常在高性能的服务器上,因此,硬件方面的成本也很高。软硬件方面的成本严重地阻碍了国内很多高等院校的集成电路设计专业发展。

三、集成电路设计专业课程设置及存在的问题

在集成电路设计专业课程设置方面,不同的学校的课程设置各不相同。但总的来说可以分为三类:基础课、专业课和选修课。在三类课程的设置方面,每个学校的定义各不相同,主要是根据本校集成电路设计专业的侧重点不同而有所区别。从国内几大相关院校的课程设置看,基础课主要包括:《固体物理》、《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等;专业课主要包括:《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》、《信号处理》、《高频电路》等;选修课主要包括:《集成电路EDA》、《集成电路芯片测试》、《集成电路版图设计》、《集成电路封装》等。

从现有的课程设置可以看到,针对国家应用型人才培养目标,现有的课程设置还存在很多问题,具体地说:

首先,课程设置偏于理论课程,实践内容缺乏,不符合应用型人才的培养目标要求。从上面的课程设置情况可以看到,各大高校在课程安排方面都侧重于理论教学,缺乏实践内容。比如:《模拟集成电路设计》课程总学时为48,实验学时为8,远远低于实际需求,难以在短短8学时内完成模拟集成电路设计相关实践活动。虽然集成电路设计专业对于专业基础知识要求宽广,但并不深厚,因此,浪费太多时间在每个设计流程相关的理论知识的阐述是不合适的,也不符合我国大学生的现状。

其次,实践活动不能与集成电路设计业界实际需要相结合,实践内容没有可行性。从目前各大高等院校的课程内容方面调研结果表明,对于本科教学情况,90%以上的实践内容都是教师根据理论教学内容设置一些简单可行的小电路,学生按照实验指导书的内容按相关步骤操作即可完成整个实验过程。实验内容简单、重复,与集成电路设计业界实际需要完全不相关,这对学生以后的就业、择业意义不大。

最后,没有突现学校的专业特色,不适于当今社会集成电路设计业界对本科毕业生的要求。但在竞争激烈的电子信息产业界,如果想要毕业生择业或者就业时有更强的竞争力,各大高校需要有自己的专业特色,但现在各个高校的现状仍然是“全面发展,没有特色”。这对于地方高校的集成电路设计专业毕业生是一个劣势。

四、面向应用型人才培养目标的课程改革

针对上面阐述的相关问题,本文给出了面向应用型人才培养目标的集成电路设计专业课程改革的几点方案,具体地说:

首先,削减理论课的课时,加大实验内容比例。理论课时远远高于实践课时是当今大学生教育的一个重要弊端,这也直接导致了大学生动手能力差、实践活动参与度低、分工合作意识薄弱。而在不增加授课学时的前提下要改变这一现象,唯一的方法就是改变授课内容,适当削减理论课的课时,加大实验内容的比例。这样既能满足国家对于本科毕业生应用型人才的培养目标,也符合创新型本科生的特点。

其次,积极推进“校企联合办学”,让学生更早接触业界发展,指导择业、就业。正如前面介绍,现在各大高等院校的教学内容理论性太强,学生在大学四年学习到的相关知识与实际应用相脱离。这也造成很大一部分本科毕业生在入职后的第一年难以进入工作状态,工作效率差,影响后面学生的就业、择业。如果能在学生在校期间,比如大学三年级或更早,推进“校企联合办学”,使学生更早了解到业界真正工作模式以及业界关注的重点,这对于学生后续进入工作非常有利,同时也能推进学校科研工作。

最后,实现优质教学资源的共享。这里的教学资源,除了包括授课笔记、教案、教学讲义外还包括高水平教师。虽然现在高等教育研究相关机构也开设了一些青年教师课程培训相关内容,但真正取得的成效还相对比较小。另外,针对集成电路设计专业来说,跟随业界发展的相关知识更新较快,配套的软硬件代价较高,如果能实现高校软硬件教学资源的共享,尤其是高水平高校扶持低水平高校,这将更有利于提高毕业生的整体水平。

五、结论

本文详细分析面对应用型人才培养目标的集成电路设计专业的特点,并在对国内相关院校集成电路设计专业调研基础上给出集成电路设计专业的基础课、专业课、选修课课程的内容以及教学方式情况,指出面向应用型人才培养目标现在课程设置方面存在的问题。同时,文章给出了在当今大学生招生人数剧增情况下,如何合理安排集成电路设计专业课程的方案从而实现应用型培养目标。

参考文献:

[1]王兴芬.面向应用型人才培养的实践教学内涵建设及其管理机制改革[J].实验技术与管理,2012,(29):117-119.

[2]殷树娟,齐臣杰.集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育,2012,(4):64-66.

[3]侯燕芝,王军,等.实验教学过程规范化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索,2012,(10):124-126.

[4]张宏勋,和荫林,等.高校实验室教学文化变革的阻力及其化解[J].实验室研究与探索,2012,(10):162-165.

第2篇

大学生电子设计大赛是目前大学生关注的比赛之一,如何提高学生比赛成绩,是每个指导教师、参赛学生一直共同关注的重点。本文根据电子大赛期间,学生在完成电路时候经常出现的问题,指出赛前培训的重要性,提出赛前需要通过对学生进行理论培训,电路设计、电子器件认识、电路焊接工艺,来提高学生设计电路、实现电路的能力,以使学生在比赛中获得更好的成绩。

关键词:

电子大赛;理论培养;焊接工艺

一、导论

全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生学科竞赛之一,是主要面向全国电子类学科大学生赛事,目的在于推动教学改革、培养实用型人才,同时也有助于培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作、提高学生电子设计制作的能力,为选拔人才也创造了条件。比赛自从开办以来,一直备受全国高等院校和学生的重视,被认为国内“含金量”最高的比赛之一,比赛成绩在某种程度上已经成为标志着学校教学水平的高低。而参加比赛获奖的学生在求职过程中,也经常受到用人单位的青睐。全国大学生电子大赛是一种半开放的比赛,比赛时间为4天3夜。比赛期间[1],同一个队伍的队员之间可以商讨设计思想,确定设计方案,进行分工协作,以队为基本单位独立完成比赛任务。指导教师不允许对参赛学生进行指导,参赛队员也不可以与其他人员探讨任何问题,队员可以查询相关资料设计电路并完成作品。比赛内容涉及范围比较广,包含高频、低频电子线路设计、单片机等控制电路,几乎包含了电子类专业所有的专业课程,没有深厚的理论基础和对电子元器件扎实的认识,很难在短短的4天中完成比赛,赛前培训则成为完成比赛内容提高比赛成绩的关键。如何进行赛前培训、提高比赛成绩,已经成为指导教师及参赛学生讨论的重点问题。本文根据电子大赛和教学内容,对学生的培训可以从几个方面进行考虑,主要包括是理论培养、电路设计训练、电子元器件认识、焊接工艺练习等。

二、理论培养

良好的比赛成绩与对电路理论知识的掌握情况是分不开[2,3]。首先需要熟练掌握基础知识。电子设计大赛的电路设计与参加考试不同,对知识的认知不能停留在仅仅会做习题的层面上,需要深刻理解教材中每一个电路设计的原理,如三极管、电阻、电容、电感等元器件在电路中发挥的作用,其数值变化对电路的影响等。例如,三极管的三个工作状态饱和、截止、放大,如何设计参数,使其工作在不同的工作状态,实现所需要的功能,这些都需要学生对电路知识有深刻的认识才能够设计出相关的电路。然而,电子大赛比赛时间一般为9月初,大四的学生已经学习了电路与电工基础、模拟电子线路、单片机、高频电子线路等课程等相关的电子技术专业课,从所学习的课程上可以看出,完全具有独立完成电子大赛题目的电路设计的能力。但是由于时间的关系,大四的学生对以前所掌握的部分知识存在遗忘的现象,这些都需要学生利用业余或者假期时间重新复习以前学习过的相关知识,以便在比赛的时候能灵活运用理论去设计电路。由于电子大赛与电子线路等课程相关的内容比较多,单靠学生自己很难在业余时间复习学会相关的知识,并且,学生习惯于考试的方法学习,对于电路的设计,几乎没有任何经验,很难把握住理论学习的重点。为了提高学生的理论水平,学校应该组织在电路设计上有经验的教师,对参赛学生进行辅导,以加深对理论知识的认识与理解。

三、电路设计训练

普通高等学校课程体系建设上[4],受到高等学校师资、投入等各方面的影响,电子类的教学还是以理论授课为主,同时开放对应的实验、课程设计等实践教学环节,学生对电路的认识还停留在实验上,很少能够形成电路设计的概念。面对一个电路设计,不知道如何从何处入,这就需要从简单的电路设计入手,培养学生设计电路的能力。如何贯穿所学电路知识设计电路,是参赛的关键。电子大赛的电路设计是绝对不是靠一门课程可以设计出理想的电路完成比赛任务的,它是需要依靠多门课程知识内容的集中体现。电子大赛的电路设计通常需要由多个小单元电路组成。如遇到显示温度、采集信号等内容则需要使用单片机等器件来实现、如果采集的信号幅度过小则需要对其进行放大达到下一级电路的输入要求。因此将电路知识融合贯穿起来才能完成整个电路的设计。总所周知,无论多么复杂的电路,都是由简单的单元电路组合起来,实现复杂的电路功能,因此,根据学生所掌握的本科知识,先给出若干单元电路题目进行设计,如加法器、振荡器、乘法器等电路设计,让学生自行设计。随着软件技术的发展,已经存在一些电路仿真软件,如EWB、Proteus等,学生可以依据这些软件将自己设计的电路进行仿真实现,验证自己的设想是否正确。采用这些软件实现电路仿真,不仅可以使学生的设计电路时候的一些想法得到实现,也可以降低成本,同时学生也可以很容易修改参数,观察每个单个电子元件在电路中发挥的作用,这在实物电路中是很难实现的。

四、电子元器件的认识与焊接工艺

电路设计采用仿真软件实现,可以对学生起到一个锻炼作用,但是这些仿真电路毕竟与实际电路的设计毕竟存在一定的距离,我们必须把仿真电路转换成实物电路,才能提高学生对真正电路的认识。对于很少接触实际应用的本科生来说,首先培养学生对电子元器件的认识,如电阻、电容、电感等型号、阻值、电容数值等的认识,如何分清三极管、二极管的管脚;认识常用的运放芯片,比如OP07等,对于比较不熟悉的芯片,学会如何查找芯片的参数,芯片输入的电压范围等,以便用于在设计电路的时候可以依据参数,选择性能比较合适的芯片用于电路中。其次,电路焊接问题一直是困扰学生电路成功参赛的主要原因,经过了2~3天的电路设计及仿真实现,学生基本上完成电路设计,在实现作品的时候,学生焊接完的电路板,经常会出现电路不能正常工作、或者输出信号与设计初衷不一样的情况,甚至无任何信号输出,电路的焊接往往是出现问题的主要原因,虚焊、焊点过大、电子元器件被烧坏等问题都严重影响电路正常工作,即使比赛结束前可以正常工作的电路,到了比赛现场测试的时候,也经常会出现电路无法正常工作,或者是电子元器件被烧的情况。当然电路无法正常工作的原因有很多,焊接技术不过关是常见的原因,由此,需要加强对学生平时对焊接工艺的训练,提高作品成功由于焊接问题导致的比赛失败。另外,熟练的掌握示波器、万用表、直流稳压电源、信号源等基本仪器也是需要对学生进行培训的重要环节。比赛赛场通常不是在本校进行,而常用的仪器种类有分为很多种,国内的仪器面板也几乎都是专业英文标识,在紧张的比赛环境中,顺利操作这些仪器仪表进行测量也不是很容易的事情,因此需要训练学生熟练掌握常用仪器的使用方法,掌握仪器面板每一个按钮的英文含义,熟练掌握仪器的操作和按钮含义以后,即使遇到不熟悉的仪器,也可以很快学会使用方法。

五、赛前模拟练习

实战模拟训练是赛前不可缺少的一个重要环节。由于电子大赛需要面向电子、通信、自动化等专业学生参赛,因此,每年电子大赛的题目大致包括几个方面:电源、放大器相关的内容、通信、控制等几个大方面的设计。指导教师可以依据自己所带学生的专业方向设计一些相关题目进行模拟训练。经过理论、电路设计等方面系统的培训,参赛学生已经基本掌握了电路设计的相关知识。在这种情况下,参赛学生也需要参与几次模拟训练以达到组员之间相互配合的目的。每组参赛队员为3人,比赛中也通常涉及基础电路设计、单片机设计、电路焊接、最后完成比赛报告。合理的分工合作能够数顺利完成电路设计,如果在比赛配合出现问题,则有可能导致在规定时间内无法完成比赛,指导教师可依据学生掌握知识的情况,对学生进行分工。如将基础知识掌握比较全面的学生作为组长,负责电路整体设计、单片机编程比较好学生的负责单片机控制、文笔比较好的同学负责论文报告的写作。这种赛前实战模拟训练还有一个重要的目的,学会排查问题电路。在电路的设计和焊接过程中,会出现各种问题,一般来说,即使是指导教师在短时间内发现问题也是很困难的事情,这些问题出现在赛场上,只能依靠学生自己解决问题,对于对电路的初学者来说,这种问题也是经常发生,焊接的电路也很难一次成功,学会排查电路故障时参赛学生必须掌握的基本内容。针对存在问题的电路,当某一部分电路出现问题的时候,首先需要要做的是需要是检查电路设计的是否正确,确信电路设计正确后,再依照电路图检查电路连线问题,如果都没有问题,则需要依照电路从前往后每一个焊点都需要采用万用表或者示波器测量电压或者波形。这也需要对电路的原理极为熟悉,清楚了解电路中每一处的电压的大小、每一处电压波形形状等相关参数,以判断电路出现的问题所在。

六、结论

本文仅仅是从以上几个方面来讨论如何在赛前对学生进行培训,以提高学生参加比赛的成绩。但是,毕竟比赛各种意外都会发生,在短时间内完成电路的设计、购买元器件、完成电路作品,即使参加培训的学生也会由于经验不足,参数设计等问题等会有很多意外发生,影响比赛成绩。加强平时对学生的训练、增加电路设计经验是靠平时一点一滴积累起来的,只有打下深厚扎实的基础,才能在比赛中取得良好的成绩。

参考文献:

[1]汤勇明,堵国樑,贺晋,等.大学生竞赛组织和创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2009,31(4):76-77.

[2]龚仁喜,孟小碧,秦钢年.创新型人才培养与实验教学改革的探索与实践[J].实验技术与管理,2006.

[3]郭亮,姜文聪,任旭虎.大学生电子竞赛培训模式的思索[J].中国教育技术装备,2014,(2):92-93.

第3篇

关键字:数字电路;组合逻辑电路;时序逻辑电路

中图分类号:TN79文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)06A-0042-01

众所周知,近年,科学技术的不断进步带动许多行业发生了翻天覆地的变化,电子信息行业走在了科学发展的前列,表现尤为突出的是数字电子技术,科学进步的浪潮中它迅速前进,已成为当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、LSI)及超大规模集成电路(VLSI)。那么,逻辑器件的变化也会影响整个数字逻辑电路的发展。

一、数字电路的状态

数字电路顾名思义就是对数字信号进行算术运算和逻辑运算的电路,它只有两个状态就是0和1。在数字电路中,低电平用0表示,高电平用1表示,有时低电位也用字母L(Light)表示,而高电位用字母H(High)表示。另外在对0和1理解时,还会有时间限制,因为数字0、1表示电路状态,结合时间看电路时,要明白电路工作时序。

二、数字逻辑电路的基本定律

数字电路的设计在生活中使用非常广泛,但是怎样设计出符合要求的电路,这就是一门技术活了。因此理解数字电路设计,重点在基本概念和基本方法上。数字设计中逻辑代数基本定律、组合逻辑和时序逻辑的概念是分析和设计数字系统的基础,也是设计大规模集成芯片的基础,所以我们在说数字电路设计之前就要先了解逻辑代数的基本知识定律。逻辑代数是英国数学家乔治.布尔(Geroge . Boole)于1847年首先进行系统论述的,也称布尔代数。 所研究的是两值变量的运算规律,即0,1表示两种不同的逻辑状态,称这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系为二值逻辑。在逻辑代数中我们最先了解的就是进制的转换,计算机系统中一般二进制、八进制、十进制、十六进制是了解最多的,转换这些进制也是最容易的,掌握其中的计算方法就能得到。

三、数字电路设计―组合逻辑和时序逻辑

在做数字电路设计时主要就是组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计。从一方面说,这两种电路的设计是数字电路中的一个最基本的也是最重要的部分,只有会做这两种电路的设计才算是对数字电路入门了。所以我们先对这两种设计作下简单的介绍。

如果说逻辑电路设计是数字电路的最基础的组成部分,那么门电路就是带动这些部分运转的重要元素,就像是一部机器,门电路就是机器中的零件,大家都知道零件在机器的运转中起着不容小觑的作用,如果在某个部位因为一个小零件的出错,可能会导致整个机器出故障。逻辑电路中最基本的门电路通常是与门、或门、非门。与门是逻辑与运算的单元电路;或门是逻辑或运算的单元电路;非门,也叫反相器,是实现逻辑非运算的电路。在实际的应用中并不是把它们直接使用,而是将它们组合成复合逻辑运算与非、或非、与或非、异或、同或等常用的门来实现其功能。我们在日常生活中见得最多的就是交通灯的控制,就是用组合逻辑电路设计成的。在组合逻辑电路的设计中,利用门电路的组合完成的很多电路的设计,编码器、译码器就是组合逻辑电路中的器件,组成的液晶显示器LCD,数码显示器LED。

时序逻辑电路中,主要的零件就是集成触发器,在各种复杂的数字电路中不但需要对二值信号进行算术运算和逻辑运算,还经常需要将这些信号和运算结果保存起来,因此需要使用记忆功能的基本逻辑单元,而这种能储存信号的基本单元电路就是触发器。迄今为止,人们已经研制出了很多种触发器电路,根据电路结构形式的不同,可以分为基本RS触发器、同步RS触发器、主从触发器、边沿触发器等。这些触发器的研制都是在前一种触发器的基础上改进而来的,通俗的说是后人在前人的研究发明中不断提炼出的新器件。因此同步触发器是建立在基本RS触发器的基础上的,基本RS触发器输入信号可以直接控制触发器的状态翻转,而在实际应用中往往要求在约定脉冲信号到来时,触发器才能翻转,所以才有同步RS触发器的出现。但是同步RS触发器有空翻现象,不能正常计数,因此人们又研制了主从触发器,同样为了克服主从触发器的一次性变化,就有了边沿触发器的产生。

四、数字集成电路

在很多人看来,数字集成电路是非常空洞的东西,因为只是一块芯片,却能实现如此多的功能。那在数字集成电路中主要有哪些电路呢?常用的数字集成电路一般有CMOS电路和TTL电路两种。CMOS电路有消耗功率低,工作电压范围广和噪声容限大的特点,虽然在CMOS电路的输入端已经设置了保护电路,但由于保护二极管和限流电阻的几何尺寸有限,它们所能承受的静电电压和脉冲功率均有一定限度。CMOS集成电路在储存运输、组装和调试过程中难免会接触到某些带静电高压的物体,所以一般要对输入的静电进行保护,另外CMOS还会出现电路锁定效应,一般为了使用安全和方便,人们一直在研究从CMOS电路本身的设计和制造上克服锁定效应方法。当然,集成电路一般的要求都非常高,它需要预先对芯片进行设计,编制一定的程序,而我们往往使用现成的电路,对它只做了一定的分析。

通过对数字电路的基本知识的解读,当然这只是很浅的一方面。而数字电路涉及到的一些专用的集成电路。由于专用集成电路(ASIC)是近期迅速发展起来的新型逻辑器件,这些器件的灵活性和通用性使它们已成为研制和审计数字系统的最理想器件。因此数字电路的发展在今后还有很大的空间,但是在发展的同时,数字电路的基础的知识是不会改变的,只会在原来的基础上得到更大的改进,这需要新新的电子人来改进数字电路的不足地方,将它所存在的每一个缺点进行弥补,使各个部分它的作用发挥到最大。

数字电路在实际运用中将越来越广泛,现在在要求普及的数字电视已经进入了千家万户,数字化已经成了必然的趋势。但是任何技术知识,基础都是最根本,最主要的,数字电路的组成刚好是是基础。数字化的时代已经到来,打好基础知识是数字电路发展的前提条件。

第4篇

关键词:电子科学与技术;本科培养方案;课程设置;办学特色

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)30-0070-02

21世纪被称为信息时代,电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用,必然导致电子科学与技术产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用,也对人才的培养提出了更高的要求。因此,本文从人才的社会需求出发,结合我校实际情况,进行了本科专业培养方案的改革探索,并详细介绍了培养方案的制定情况。

一、人才的社会需求情况

目前,我校电子科学与技术专业的本科毕业生主要面向长三角地区庞大的微电子、光电子、光伏和新能源行业,市场对专业人才的需求基本上是供不应求的。但是也应该注意到电子科学与技术产业的分布不均,分类较细,且发展变化较快。另外,电子科学与技术产业结构具有多样性,既有劳动密集型的大型企业、大公司,更多的是小公司和小企业;既有国有企业和私营企业,更有合资、独资的外企。因此,社会需求与本专业毕业生的供需矛盾还会继续存在。

二、专业的培养目标和定位

本专业培养具备微电子、光电子领域的宽厚专业基础知识,熟练实验技能,能掌握电子材料、电子器件、微电子和光电子系统的新工艺、新技术研究开发和设计技能,有较强的工程实践能力,能够在该领域从事各种电子材料、元器件、光电材料及器件、集成电路的设计、制造和相应的新产品、新技术、新工艺的研究、开发和管理工作工程技术人才。并且结合我校“大工程观”人才培养特色,依据“卓越工程师”教育理念下工程技术型人才培养的原则,培养适应微电子和新兴光电行业乃至区域社会经济建设需求的工程技术型人才。

三、本科培养方案制定的思路

电子科学与技术专业培养方案参照工程教育认证的要求,以及专业下设微电子、光电子材料与器件两个本科培养方向的思路制定。注重培养学生的专业基础知识和实践工程能力,使毕业生能满足长三角地区微电子、光电子和新能源行业发展的需求。微电子方向的课程设置专注于电子材料与电子器件、集成电路与系统设计方面,光电子材料与器件方向则偏向于光电信息、光电材料与光电器件方面。

四、本科培养方案的改革探索

要实现电子科学与技术专业的培养目标,适应电子信息产业的不断发展,并结合我校学科发展方向和特色,对电子科学与技术专业本科人才培养方案进行了研究,并对省内外几所高校电子科学与技术专业的培养方案进行调研,最终形成了富有特色的电子科学与技术专业人才培养方案,主要内容如下:

1.培养方案的模块化设计。在设计电子科学与技术专业本科培养方案的整体框架时,根据“加强基础、拓宽专业、培养能力”和培养工程技术型人才的办学理念下,专业培养方案分人文与社会科学、专业基础和专业课三个模块,下设微电子和光电子材料与器件两个专业方向。学生在前两年学习相同的课程,到大三时根据自己的兴趣选择专业方向,选修各自方向的专业课。由于两个方向的不同培养要求,因此在专业基础选修课、专业必修课和专业选修课方面设置限选模块,每个专业方向必须修满相应的学分才能毕业。

2.改革专业基础课程。专业基础课程是为专业课程奠定基础,因此,在保留了原有电子信息类专业通常所开设的电子类课程外,增加了与专业相关的课程,如EDA技术、通信原理、数字信号处理、物理光学、应用光学、激光原理与技术等课程,删减了原先与物理类相关的一些课程,如物理学史、原子物理、热力学与统计物理学等,并删减了一些计算机软件类课程,如C++程序设计、计算机在材料科学中的应用等。专业基础选修课程分方向限选模块,两个专业方向对应有不同的专业基础选修课程。

3.优化专业课程。专业课程是整个专业教育中的主干部分,微电子方向的课程设置紧紧围绕半导体和集成电路设计方向,开设有集成电路设计、微电子工艺原理与技术、工艺与器件可靠性分析、半导体测试技术、现代电子材料及元器件、集成电路工艺与器件模拟等课程。光电子材料与器件方向围绕光电材料和光纤通信方向,开设光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤传感原理与技术、光纤通信技术等课程。另外专业课程里面还设置有专业实验,通过加强实验环节,训练学生的动手操作能力,增强学生的理论知识。

五、与省内外专业人才培养的区别

具有电子科学与技术专业的各大高校分布在不同的地区,服务于不同的区域经济,这就要求专业学生的培养具有区域化、差异化。我们分析了杭州电子科技大学、浙江工业大学、苏州大学、南京理工大学和徐州工程学院这五所不同地区、不同层次高校的电子科学与技术专业的培养方案。不仅使我们能学习到其他高校的先进办学理念、合理的课程设置体系,也可以发现与其他高校之间的差异。具体表现为以下几个方面:

1.专业定位。各个学校的电子科学与技术专业依据自身的师资力量、办学条件、区域经济要求确定专业的发展定位。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业依托1个教育部重点实验室、2个国家级实验教学示范中心、3个省部级重点实验室,人才培养定位于能从事电子元器件、电子电路乃至电子集成系统的设计和开发等方面工作的工程技术人才。浙江工业大学的电子科学与技术专业主要培养光通信、电子电路系统、集成电路设计等方面的人才。苏州大学的电子科学与技术专业定位在培养能够在电路与系统、集成电路与系统等领域从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的高级工程技术人才。南京理工大学的电子科学与技术专业主要是突出光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的电子科学与技术专业主要定位在培养能从事光电子材料与器件开发的工程技术人才。而我校的电子科学与技术专业定位于服务长三角地区半导体和新能源行业,培养能从事集成电路设计与开发、光电子材料与器件的研发等工作的工程技术人才。

2.课程体系。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子元器件、电子电路系统、电子集成系统的能力,在课程设置上开设了通信电子电路、EDA技术、薄膜物理与技术、电子材料与电子器件、电子系统设计与实践、集成电路设计、嵌入式系统原理和应用、现代DSP技术及应用等专业课程。浙江工业大学的电子科学与技术专业培养学生设计、开发电子电路系统、集成电路系统的能力,开设了电路原理、模电数电、通信电子线路、集成电路设计、光纤通信原理、光网络技术、数字信号处理等专业课程,以及电子线路CAD实验、单片机综合实验、通信原理实验、通信电子线路大型实验、微电子基础实验、半导体器件仿真大型实验、集成电路设计大型实验等实验类课程。苏州大学的电子科学与技术专业培养学生设计与开发电路与系统、集成电路与系统,从事各类系统级、板级和芯片级研发工作的能力,开设了信号与系统、电磁场与电磁波、高频电路设计与制作、电子线路CAD、CMOS模拟集成电路设计、VLSI设计基础等专业课程,以及电子技术基础实验、信号与电路基础实验、电子线路实验、电子系统综合设计实验等实验类课程。南京理工大学培养学生从事光电子器件、光电系统和集成电路的设计、开发、应用的能力,开设了信号与系统、光学、光电信号处理、光辐射测量、光电子器件、光电成像技术、超大规模集成电路设计、光电子技术、显示技术、光电检测技术、数字图像处理、半导体集成电路、集成电路测试技术、微电子技术、光电子线路、电视原理等专业课程。徐州工程学院的电子科学与技术专业培养学生设计与开发光电子材料与器件的能力,开设有信号与系统、光电子学、光电子技术、激光原理与技术、光伏材料等专业课程,以及模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机原理课程设计等实践性课程。我校的电子科学与技术专业主要培养学生集成电路设计、光电子材料与器件的设计与制备能力,开设有半导体物理学、半导体器件原理、MEMS技术、微电子工艺原理与技术、薄膜材料及制备技术、工艺与器件可靠性分析、集成电路工艺与器件模拟、EDA技术、通信原理、数字信号处理、光电子材料与器件、光电检测原理与技术、太阳能电池原理与技术、光纤通信技术等专业课程,以及近代物理实验、专业实验等实验类课程。

3.人才培养特色。杭州电子科技大学的电子科学与技术专业的人才培养特色是注重集成电路设计、系统集成方面能力的培养。浙江工业大学的人才培养注重光纤通信、集成电路设计方面能力的培养。苏州大学的人才培养注重电路与系统设计、集成电路与系统设计方面能力的培养。南京理工大学的人才培养注重光电技术和微电子与信息处理学科的交叉和融合,以光电成像探测理论与技术及微电子理论与技术为专业特色。徐州工程学院的人才培养注重光电材料与器件方面能力的培养。我校的人才培养注重电子材料与电子器件的设计与开发、集成电路设计方面能力的培养。

参考文献:

[1]陈鹤鸣,范红,施伟华,徐宁.电子科学与技术本科人才培养方案的改革与探索[A]//电子高等教育年会2005年学术年会论文集[C].17-20.

第5篇

【关键词】集成电路 理论教学 改革探索

【基金项目】湖南省自然科学基金项目(14JJ6040);湖南工程学院博士启动基金。

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)08-0255-01

随着科学技术的不断进步,电子产品向着智能化、小型化和低功耗发展。集成电路技术的不断进步,推动着计算机等电子产品的不断更新换代,同时也推动着整个信息产业的发展[1]。因此,对集成电路相关人才的需求也日益增加。目前国内不仅仅985、211等重点院校开设了集成电路相关课程,一些普通本科院校也开设了相关课程。课程的教学内容由单纯的器件物理转变为包含模拟集成电路、数字集成电路、集成电路工艺、集成电路封装与测试等[2]。随着本科毕业生就业压力的不断增加,培养应用型、创新型以及可发展型的本科人才显得日益重要。然而,从目前我国各普通院校对集成电路的课程设置来看,存在着重传统轻前沿、不因校施教、不因材施教等问题,进而导致学生对集成电路敬而远之,退避三舍,学习积极性不高,继而导致学生的可发展性不好,不能适应企业的要求。

本文结合湖南工程学院电气信息学院电子科学与技术专业的实际,详细阐述了本校当前“集成电路原理与应用”课程理论教学中存在的问题,介绍了该课程的教学改革措施,旨在提高本校及各兄弟院校电子科学与技术专业学生的专业兴趣,培养学生的创新意识。

1.“集成电路原理与应用”课程理论教学存在的主要问题

1.1理论性强,课时较少

对于集成电路来说,在讲解之前,学生应该已经学习了以下课程,如:“固体物理”、“半导体物理”、“晶体管原理”等。但是,由于这些课程的理论性较强,公式较多,要求学生的数学功底要好。这对于数学不是很好的学生来说,就直接导致了其学习兴趣降低。由于目前嵌入式就业前景比较好,在我们学校,电子科学与技术专业的学生更喜欢嵌入式方面的相关课程。而集成电路相关企业更喜欢研究生或者实验条件更好的985、211高校的毕业生,使得我校集成电路方向的本科毕业生找到相关的较好工作比较困难。因此,目前我校电子科学与技术专业的发展方向定位为嵌入式,这就导致一些跟集成电路相关的课程,如“微电子工艺”、“晶体管原理”、“半导体物理”等课程都取消掉了,而仅仅保留了“模拟电子技术”和“数字电子技术”这两门基础课程。这对于集成电路课程的讲授更增加了难度。“集成电路原理与应用”课程只有56课时,理论课46课时,实验课10课时。只讲授教材上的内容,没有基础知识的积累,就像空中架房,没有根基。在教材的基础上额外再讲授基础知识的话,课时又远远不够。这就导致老师讲不透,学生听不懂,效果很不好。

1.2重传统知识,轻科技前沿

利用经典案例来进行课程教学是夯实集成电路基础的有效手段。但是对于集成电路来说,由于其更新换代的速度非常快,故在进行教学时,除了采用经典案例来夯实基础外,还需紧扣产业的发展前沿。只有这样才能保证人才培养不过时,学校培养的学生与社会需求不脱节。但目前在授课内容上还只是注重传统知识的讲授,对于集成电路的发展动态和科技前沿则很少涉及。

1.3不因校施教,因材施教

教材作为教师教和学生学的主要凭借,是教师搞好教书育人的具体依据,是学生获得知识的重要工具。然而,我校目前“集成电路原理与应用”课程采用的教材还没有选定。如:2012年采用叶以正、来逢昌编写,清华大学出版社出版的《集成电路设计》;2013年采用毕查德・拉扎维编写,西安交通大学出版社出版的《模拟CMOS集成电路设计》;2014年采用余宁梅、杨媛、潘银松编著,科学出版社出版的《半导体集成电路》。教材一直不固定的原因是还没有找到适合我校电子科学与技术专业学生实际情况的教材,这就导致教师不能因校施教、因材施教。

2.“集成电路原理与应用”课程理论教学改革

2.1选优选新课程内容,夯实基础

由于我校电子科学与技术专业的学生,没有开设“半导体物理”、“晶体管原理”、“微电子工艺”等相关基础课程,因此理想的、适用于我校学生实际的教材应该包括半导体器件原理、模拟集成电路设计、双极型数字集成电路设计、CMOS数字集成电路设计、集成电路的设计方法、集成电路的制作工艺、集成电路的版图设计等内容,如表1所示。因此,在教学实践中,本着“基础、够用”的原则,采取选优选新的思路,尽量选择适合我校专业实际的教材。目前,使用笔者编写的适合于我校学生实际的理论教学讲义,理顺了理论教学,实现了因校施教,因材施教。

表1 “集成电路原理与应用”课程教学内容

2.2提取科技前沿作为教学内容,激发专业兴趣

为了提高学生的专业兴趣,让他们了解“集成电路原理与应用”课程的价值所在,在授课的过程中穿插介绍集成电路设计的前沿动态。如:从IEEE国际固体电路会议的论文集中提取模块、电路、仿真、工艺等最新的内容,并将这些内容按照门类进行分类和总结,穿插至传统的理论知识讲授中,让学生及时了解当前集成电路设计的核心问题。这样不但可以激发学生的好奇心和学习兴趣,还可以提高学生的创新能力。

2.3开展双语教学互动,提高综合能力

目前,我国的集成电路产业相对于国外来说,还存在着相当的差距。要开展双语教学的原因有三:一是集成电路课程的一些基本专业术语都是由英文翻译过来的;二是集成电路的研究前沿都是以英文发表在期刊上的;三是世界上主流的EDA软件供应商都集中在欧美国家,软件的操作语言与使用说明书都是英文的。因此,集成电路课程对学生的英语能力要求很高,在课堂上适当开展双语教学互动,无论是对于学生继续深造,还是就业都是非常必要的。

3.结语

集成电路自二十世纪五十年代被提出以来,经历了小规模、中规模、大规模、超大规模、甚大规模,目前已经进入到了片上系统阶段。虽然集成电路的发展日新月异,但目前集成电路相关人才的学校培养与社会需求存在很大的差距。因此,对集成电路相关课程的教学改革刻不容缓。基于此,本文从“集成电路原理与应用”课程理论教学出发,详细阐述了“集成电路原理与应用”课程教学所存在的主要问题,并有针对性的提出了该课程教学内容和教学方法的改革措施,这对培养应用型、创新型的集成电路相关专业的本科毕业生具有积极的指导意义。

参考文献:

第6篇

【关键词】实践教学;改革措施;高职教育

1 电子类专业实践教学的现状

高职教育提倡“理论够用,注重实践”,培养高端技能型人才,因此实践教学在高职教育中是重中之重。然而现今仍然把实践教学作为理论教学的辅助,或是理论教学的延伸或扩展。在这种观念的引导下,势必是仿照普通高等教育的传统模式将实践教学变为理论知识的一种验证,学生只需按照预先安排的步骤进行简单而又死板的插孔操作即可。这种验证性的实验内容单一、形式单调,使学生变得被动学习,死板地按照老师所给的步骤完成任务,这样的教学不可能让学生留下多少知识记忆,也不可能激发学生兴趣,更不可能提高学生分析问题、解决问题能力以及创新能力。如此趋同于本科院校的实践模式,不能够让高职教育在技能培育方面突显优势。

此外,在实践设备方面仍然使用传统实验台或实验箱做实验。虽各厂家实验台或实验箱结构上不相同,但所配套的指导书实践内容却大致相同,且实践内容多以理论知识验证性操作为主,操作流程为:实验原理剖析,按电路图插孔式接线,简单检测,验证理论结果。

各厂家生产的实验台或实验箱均采用模块化、组装化结构设计,其本身就是一个半成品,再加上电路参数都是一定的,工作环境也是理想的,学生只需简单接线即完成,这种实践模式即不符合实际工作需求,也无法提升学生遇到实际工程问题的解决能力。

2 电子类专业实践教学的改革措施

2.1 打破传统“先讲再做”,提倡“先做再讲”的教学模式

当拿到一部新手机时,我们是直接操作手机呢,还是先看使用手册再操作呢?绝大多数的人是先操作手机,不懂时才翻阅手册。在日常工作中,当我们进行某项工作时遇到不懂的,就会查阅有关资料书籍,学习有关知识,直到解决问题,而知识自然地被牢牢地记忆了。

让学生先动手、先研究,发现问题后老师再讲相关知识点,对于与实训项目无关的理论知识则少讲或不讲,即讲授日常工作中需要的技能或将来可能遇到的实际问题。这不仅贯彻了高职教育“理论够用,注重实践”的原则,也充分落实了理论结合实际,以工作过程为导向的教学理念。[1]

2.2 将多门有关联的实验课整合为一门综合性、系统性、教学成果产品化的实训课

例如:将传感器、单片机、电路设计与制版课程的实验课整合成一门制作智能产品的实训课,假设制作一辆智能灭火消防车,首先检测火源和小车饶障碍物行驶需运用传感器技术,接着传感器将采集信号传送给单片机进行处理,单片机再控制小车做出相应动作,最后该控制电路板需运用电路设计与制版相关知识方可制作。整合后的实训课将多门课程的知识相衔接起来,更能够培养学生解决综合性、系统性的实际问题。

2.3 将实践教学分为基础技能实践和综合性设计技能实践

基础技能实践包含:学生通过实践动手学习,对线路和电子电路基础知识有理论上和感观上的认识;可掌握电工电子基本技能;熟悉电子仪器仪表的使用和操作方法;对电路中的电子元器件有了初步了解和识别能力;掌握焊接技术和常用电器的安装;学会使用电路制图软件和电子仿真软件;了解配电系统原理和安全用电知识和注意事项。[2]

综合性设计技能实践包含:电路的设计、电子仿真和测试、电路的成品制作。其中首先以电路设计为主线,将基础技能实践运用于初步的综合设计技能中,然后通过一定的仿真和测试来验证设计电路的可行性和可靠性,最后焊接和制作出实际的电路。这一环节主要采用仿真与成品制作相结合,硬件和软件相结合的教学模式,全面而系统地提高学生的分析问题、解决问题的能力,以及综合设计、研究创新的能力。

2.4 注重基础技能的培养,形成良好的职业习惯

将基础、常用的仪表仪器的使用方法和对常用元器件的识别作为实践教学的首个训练项目,培养学生掌握常用电子仪器仪表的正确使用、基本运用、注意事项、保护措施,以及常用电子元器件的识别的能力。将实操的重点放在规范各类仪表仪器的使用、操作步骤上,培养日后良好的操作习惯。

2.5 硬件电路设计采用软件虚拟模式

在设计电路的过程中,加入计算机仿真和测试环节。让学生在动手做线路板之前,先进入计算机虚拟实验室,进行仿真,验证设计的可行性和可靠性,避免走弯路和浪费材料,同时也利于修改电路板的设计。而在实际需求中,当缺乏某个电子器件或某种电子仪器仪表时,我们可利用计算机虚拟出该器件或设备,先进行相应的仿真和测试,大大增加了我们实践教学的灵活性和智能性。

2.6 增设具有趣味性、实用性的动手制作产品实践内容

去除掉验证性实验,增设学生自主设计实用电子产品环节,如: 直流稳压电源、信号发生器、功放器、电子节能灯等电子小产品。这不仅能激发学生学习兴趣,还能够培养学生的创新能力、实践能力。采用任务驱动式的教学模式,实施流程为:提出设计要求―查阅资料―方案设计―电子仿真―元器件认定―电路制版―调试电路―外壳制作―形成初级产品。整个过程以学生为主体,老师为指导,将课内实训变为课内外相结合的自主性实训,将面向实训结果变为面向实训过程。[3]这些综合设计制作的电子小产品主要来源日常生活中的案例,其目的是提高学生设计、集成、测试、工艺流程等整套产品制作的综合设计能力、综合操作技能水平,以及系统的开发应用能力,培养学生善于创新的能力,让学生学会科学规范的操作流程。

3 结语

根据目前高职教育实践教学现状,首先要树立起一种通过最有效的方法将知识和能力传授给学生的高职实践教学新观念以及相应的具体措施,才能够彻底脱离出普通高等教育的传统模式,真正意义上实现培养高端技能型人才的目标。此外,地方高职教育离不开区域经济的发展,根据区域经济发展设置专业,整合课程,开发具有典型工作任务的实践教学内容,才能够适应于本地区市场的需求和经济的发展,同时能够提高学生的实践能力和就业能力。

【参考文献】

[1]王贵兰.高职院校电子专业实践教学改革探讨[J].科技信息,2009,29:685.

第7篇

关键词: 微电子学专业微电子技术课程教学改革

在当今的信息时代,微电子学的应用已经深入国民经济的各个领域。微电子技术的发展需要大量的多种多样的人才,既需要设计和制造的人才,又需要科研和教学的人才,也需要管理和市场开发等方面的人才。因此,微电子学专业与其他专业一样要培养高素质的专门人才,在业务素质方面,要培养出既具有扎实的理论基础又具有很强的技术意识和技术能力的人才,培养出具有微电子背景的理工科复合型专业人才,以适应现代化建设和社会发展的需求。

一、课程现状

由于受传统办学模式的影响很深,学生的学习能力、适应环境的能力还不强。

1.课程设置和教学内容在一定程度上脱离实际需要。许多课程的内容和实施计划与其他本科专业有相当的雷同,这对基础相对薄弱的学校学生来说可谓是难上加难,导致掌握的基础知识不坚实。

2.工程教育的非工程化现象严重,学生能力的培养与当前电子技术实际需要的技能结合不紧密;教学内容重复,层次不分明,衔接不科学,注重每门课程理论体系的完整性,但轻视课程之间的横向联系。

3.重视教材的编写,轻视专业建设和课程的开发。

4.授课方式单一,重视教师的主导作用,轻视学生学习的主动性、自主性,实施“以讲为主”的教学方法仍然偏重,不利于学生能力的培养。

5.实践性教学环节薄弱,许多学校对许多课程的教学实施手段与要求相距甚远。

二、教学内容的改革

1.微电子学专业的学生必须掌握电子线路的基本概念理论和方法,必须系统地学习电路分析基础、模拟电子技术基础和数字电子技术基础等电子线路的基础知识。但是这些基础课程与微电子专业课程的内容有许多重复之处,比如:《电子线路》教材中的内容与微电子学专业的《集成电路设计原理》等课程中的内容有许多重复。为了避免重复,需要有合理的开课时间安排,如《电子线路》课程应安排在《集成电路设计原理》之前,这样有利于合并课程中相互重叠的部分,既节约课时,又保证学生的系统学习。随着大规模集成电路和电子计算机的迅速发展,电子电路分析与设计方法发生了重大的变革,以电子计算机辅助分析与设计为基础的电子设计自动化技术已广泛应用于电子电路、集成电路与系统的设计之中,它改变了以定量估算和电路实验为基础的传统设计方法,成为现代电子系统设计中的关键技术之一,是必不可少的工具与手段。因此,微电子技术专业课程内容应该增加计算机辅助分析与设计,可以与集成电路课程紧密结合起来,以适应教学改革的需要。

2.加强计算机的训练与应用,EDA设计技术是微电子技术的重要技术之一,集成电路的整个设计过程都普遍使用计算机辅助或电子自动化设计技术的工具,以计算机为基础,因此培养的学生必须具有很强的计算机应用和电路开发能力。学生在本科四年学习过程中要结合不同时期的学习内容,不断地进行计算机训练。不仅在硬件方面,而且在软件方面,都要进行严格的训练。在学习《计算机基础》、《B语言》、《微机原理及应用》、《算法与数据结构》等计算机基础课程期间,要结合上机训练和编写基本的程序,使学生熟悉计算机的基本原理和基本软件的使用。同时,要不断地更新和补充教学内容,把最新的技术内容引入教学中,对学生进行培养训练。

三、教学方法的改革

工程性、系统性和适用性强是该课程的显著特点。大部分学生在学完这门课程后,只是了解了一些专业术语,掌握了一些基本原理及方法,但理论知识运用不够灵活,稍微复杂的电路图就看不懂了,也不会分析和调试电路,更谈不上设计和制作电路。长期以来,学生对这门课程的学习普遍感到比较吃力,甚至一些学生由于在学习该课程时产生了畏惧感,在以后的学习中凡是遇到跟模拟电路有关联的课程都不自觉地带有畏难情绪,从而影响了后续相关专业课程的学习,许多老师反映难教,教学效果比较差。所以必须对传统的教学手段进行改进。

1.授课。学生注意力的高低,是评判教学成功与否的一个重要指标。微电子技术课程知识点多、内容抽象,学习过程中困难大。传统的教学手段以板书和理论分析讲授为主。这样的教学过程,学生在学习时听起来、看起来枯燥乏味,注意力常常不集中,对于该课程中很多抽象的概念难以理解,讲课效率低下。而多媒体课件融图、文、声为一体,动静结合,把看、听、说、写、想结合在一起,图文并茂、视听结合,富有吸引力,能引起学生的无意注意,使学生的注意力稳定集中,可以更好地增强听课效果。教师交替使用几种授课方法可有效引导学生将注意力集中到教学中来,从而保证教学质量。

2.开展课堂讨论。把时间留给学生,充分调动学生的学习自主性在教学过程中,专门抽出时间留作课堂讨论,以学生独立自主学习为前提,以课外文献阅读为讨论内容,通过科研专题讨论的形式,为学生提供充分自由的表达、质疑、探究、讨论问题的机会,将自己所学知识应用于解决实际问题。这样可调动学生的积极性,促使他们自己去获取知识以及发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,从而开发学生的智力,培养自学能力及创新能力。

3.实验和仿真。在集成电路设计及CAD技术教学内容中加入实践环节,在讲授理论知识的基础上增加VHDL模拟、电路模拟、器件模拟、工艺模拟的实验教学内容,充分利用学校的EDA实验资源,在实验中利用可视化的技术使原本抽象、实验难度大、成本高或无法演示的内容形象化、可视化,使复杂、枯燥的内容变得直观、有趣、容易理解,从而充分调动学生的积极性,增强实验效果,适时进行简练清晰的解说,给学生留下深刻的印象,使学习变得轻松而愉快,提高学生的学习兴趣,深化理论学习,为后续课程的学习和走上工作岗位打下坚实的基础。在集成电路制造工艺讲授过程中,尽可能地组织学生参观各类先进的半导体制作工艺相关实验室,提高学生对制作工艺的感性认识,培养学生以后从事微电子行业的兴趣。

随着计算机硬件的飞速进步和软件技术的迅猛发展,虚拟仿真技术成为当前流行的新型教学手段。传统的实验教学手段,由于实验室购置的设备和仪器,特别是微电子专业的实验设备价格高昂、操作复杂、容易损伤,同学们很难得到上机锻炼的机会。而使用基于虚拟仿真技术的教学方式,过程简单灵活,交互方式多样,结果直观明了,既能培养学生的动手能力和分析、综合能力,又能提高学习兴趣,激发学生的创造性。虚拟仿真技术在微电子专业教学中的应用主要体现在两个方面:一是在电路设计方面,基于电子设计自动化EDA技术实现对电子线路(包括集成电路与版图)的模拟仿真;二是在微电子工艺与器件方面,基于半导体工艺和器件的计算机辅助技术TCAD实现对微电子制造工艺和半导体器件结构及工作过程的仿真与演示。使用仿真软件所提供的强大功能,包括软件所具有的可升级性,在课堂和实验中通过软件设计微电子电路、工艺和器件,在屏幕上模拟其功能,可使教学概念清晰,内容生动,过程可视,还能够大幅节省实验设备的购置和维护费用,经济高效。

4.课程设计。课程设计可以培养学生综合分析、实际动手能力,同时能够培养学生独立解决问题、探索创新能力及组织所学知识的能力,更为重要的是这些设计能增加学生学习的趣味性。教师要组织带有研制产品意义的综合性应用课题,指导学生小组做设计。学生可以事先对自己的设计方案进行仿真研究,然后实施,从而节省设计时间,节约体力和精力。课程设计应激发学生的科研兴趣,活跃学生的思维,开阔学生的知识面,促进学生对所学知识的综合运用,培养学生独研究的能力,提升实验教学的整体质量和水平。例如以研制有新技术指标要求的集成温度传感器为课题,让学生首先利用计算机做电路综合、模拟调整、仿真、版图设计与验证并制备出掩模版,然后投片到芯片测试,根据测试结果分析问题,必要时返回进行第二次、第三次设计和投片。这个阶段要增加工艺制备实践的环节,注意工艺技术的培养。当然,要在毕业设计的有限时间中成功地研制出一个新的微电子产品是不大可能的,但是,把这种有创新意义的课题让学生去实践,对培养学生的创新能力会起很大的作用。

四、结语

目前,我国人才供求结构中存在着严重的“所供非所求,所教非所需”的不对称现象:一方面,我国对集成电路设计师的需求达几十万,人才缺口很大,另一方面,我国每年却有大批的大学生毕业后找不到工作,造成巨大的就业压力。要解决这一问题,高校教育要针对我国集成电路制造和设计人才缺乏的现状探索新型的高水平、复合型的集成电路人才培养模式,面向市场,及时了解微电子产业的人才需求情况,根据市场需要,及时调整教学体系,确定人才培养方向,探索新的教学模式,有效提高教学质量,培养适合时展需要的人才。

参考文献:

[1]倪振文,王俊年等.电子信息专业实践教学体系改革的研究[J].实验室研究与探索,2004.

[2]黄翠柏.计算机仿真技术在电子技术教学中的应用[J].中国科技信息,2011.

[3]张德时.信息技术环境下高校学生多元化学习模式研究[J].中国成人教育,2011.

[4]汪慧兰.微电子技术课程设置与改革初探[J].内蒙古电大学刊,2008.

第8篇

【关键词】高职教育 数字电路与仿真 教学改革 项目化教学法

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)20-0094-01

数字电路与仿真是高职电子类专业一门主要的专业基础必修课程。一直以来,数字电路与仿真都是采用黑板和实验两种教学模式。在进行理论讲授时是以老师为主体,学生总是被动地接受知识;而在实践环节教师仍以传授知识为目的,实践课程被作为课堂理论知识的验证。一般的教学方法造成了在教学过程中教师一手包办、学生动手机会较少的现象。在这样的教学模式下,学生就会缺乏对这门课程的学习兴趣,抑制学生的创造力和主动性,所以必须对数字电路的教学方式进行改革,引入项目化教学法。项目化教学法是将该课程的知识转化为若干个教学项目,然后老师和学生通过共同完成一个完整的项目而进行的教学活动,这就是一种真正的理论与实践相结合。在数字电路与仿真的课程改革中引入项目化教学,不仅打破了理论课、实验课的界限,也将理论教学、实践教学、企业的相关要求融为一体,达到了高职教育与企业生产的零距离,而且实现了以就业为导向、以技能为核心的办学宗旨。

根据高职高专的培养目标,结合高职高专教学改革的要求,本着“工学结合、项目引导、任务驱动、教学做一体化”的原则。全书共有八个项目,包括三人表决器电路、抢答器电路、数码显示电路、计数分频电路、触摸式防盗报警电路、温度检测电路、数字钟电路等的设计与装调以及用FPGA实现计数器等。通过项目任务的完成,提高学生对数字电路的理解,使之能综合运用所学知识完成小型数字系统应用电路的设计制作,包括查阅资料、确定电路设计方案、计算与选择元器件参数、安装与调试电路,能使用相关仪器进行指标测试和编写实训报告。

数字电路主要课程内容为数制与码制、逻辑函数、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、存储器、数/模与模/数转换、脉冲信号产生电路及应用内容。因课程内容不集中,学生学后不加以运用,导致学生学完后容易忘记。所以,在课程改革中要以项目为单元、以应用为主线,将理论知识融入实践项目中。让学生在做中学、在学中做,巩固每个理论知识点,提高自己的动手能力。

一 项目任务的选取

项目化教学法有别于一般的教学方法,课程中理论知识和实践技能的传授是通过完成具体的项目来实施的。因此,在数字电路的项目化教学中,项目任务的选取力求具有典型性和可操作性,数字电路项目化教学的任务为:(1)三人表决器的设计与制作;(2)抢答器电路的设计与制作;(3)数码显示电路设计与制作;(4)触摸式防盗报警电路的设计与制作;(5)数字钟的设计与制作。

二 项目教学的实施过程

项目任务在教学实施的过程中是要让所有学生的参与教学活动,项目化教学注重的不是最终的结果,而是完成每个项目的过程。在数字电路的项目化教学过程中,要以项目为教学单元,采用分组的方法,每组包含4~5名学生,每个项目应根据课程的知识结构分成若干个子任务,在每个子任务里要明确学生应掌握的每个基础知识和操作技能,子任务的实施要以学生为中心,老师充当技术支持的角色,主要由各个小组成员一起探讨问题和解决问题,老师可对学生给予指导和帮助,逐步培养学生养成自己思考的习惯。项目实施的过程为:(1)引入项目;(2)老师和学生共同分析项目,明确电路功能,确定若干个子任务;(3)学生通过查阅资料和所学的知识对每个子任务提出实施方案;(4)学生根据每组讨论结果制定电路方案;(5)学生利用Multisim 10仿真软件检测所设计的电路是否符合要求,来依次完成各子任务;(6)学生把各子任务进行级联,通过综合调试完成整个项目;(7)老师检查设计及调试结果,然后进行教师评价、学生评价、自我评价;(8)书写电路设计报告,分析电路设计的优缺点。

三 项目化课程学习的管理制度

为了使每个项目顺利进行,老师专门制作了项目进度表和子项任务卡。学生根据进度表了解本次任务要求和内容。老师在进行学习管理时,采用学生实践任务进度公示的方法,对那些进度较慢的学生给予辅导和帮助;对动手能力较强、完成项目快的学生给予奖励。同时老师对理论知识的讲授时间和实践技能的演示时间也作了合理安排。这样项目化教学的设计,不仅使学生由被动转变成主动,还减轻了老师的教学负担。

四 考核方式的改革

考核分为两部分:理论考试和实践考试,其中理论考试占30%,实践考试占70%。对学生专业知识能力的考核以笔试的形式进行;对学生实践动手能力的考核,参考制作过程的考查记录和学生作品。这种综合考核方式评价比较全面,更能体现高职教育培养目标。

第9篇

关键词:电子技术综合设计;实践能力;创新思维

1引言

随着石河子大学人才培养模式的不断改革,以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出,实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1],成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程,是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路,旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识,解决电子信息方面常见实际问题的能力,培养学生电子电路设计与EDA(ElectronicDesignAutomation)调试工具的使用方法,以及开展项目管理的基本方法。

2现状

以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真,留给学生自己用于思考和设计的时间有限,设计基本停留在纸上和计算机上。因此,教学效果很难达到预期的教学目的。虽然学生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高,但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以,这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。

3课程改革探索与实践

电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。课程目标电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2],从而培养学生具备电子元器件的识别和选择,电子电路仿真和电路设计软件的使用,电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力,使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3],帮助学生拓展视野,提升学生参加课外科技活动、校级SRP(StudentResearchProject)活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。教学内容课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排,主要包括:常用电子元器件基础知识;常用电子测量仪表的使用;电路仿真软件的使用;印刷电路板的设计与实现;电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;撰写总结报告、答辩等。1)常用电子元器件基础知识:主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分,还包括一些电子常用术语,比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。2)常用电子测量仪表的使用:包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。3)电路仿真软件的使用:主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。4)印刷电路板的设计与实现:AltiumDesigner软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。5)电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试:对全班学生进行分组,四个人一组,每组一个设计题目,每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图,仿真没有问题后设计PCB图,然后制成单面板进行元件焊接、调试。6)撰写总结报告、答辩:系统设计完成后,每组撰写总结报告,提出系统的优点和设计不足,以及设计过程中自己的心得体会,最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。教学实施在完成各个教学内容时,课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时,实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到锻炼。1)基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后,要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。2)电子电路设计和仿真项目。在该项目中,教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法,然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中,教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后,学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后,全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流,碰到问题可询问教师,最终完成项目预期目标。该项目完成后,学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。3)电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后,教师讲解电路制板软件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程,讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例,讲解的过程中学生如果有问题可随时提出,教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制,以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目,学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。4)综合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题,题目内容涵盖模拟电路(如连续可调直流稳压电源)、数字电路(如循环彩灯控制器)、高频电路(如小信号阻容耦合放大电路设计)。题目选定后,题目相同的学生分成一组,组建项目小组。项目组成员提出设计方案,经过理论论证,设计完成仿真电路和PCB电路,然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线,最后进行元件焊接和调试。系统完成后,整个课程基本接近尾声,每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目,学生掌握了复杂电路的设计与实现,以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。教学方法课程的教学方法,打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式,采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路,充分调动积极参与的兴趣。考核方法课程的总评成绩由5个部分组成:考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式,主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量,注重学生实践能力和综合能力的培养。教学效果经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结,学生对于测量仪器的使用更加熟练,对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚,对电子电路的设计和实现更加有信心,分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。

4结论

课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行,学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎,加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养,将项目管理理念贯穿整个课程的始终,加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。

作者:周涛 张锐敏 刘巧 李栓明 钟福如 单位:石河子大学信息科学与技术学院

参考文献

[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.

第10篇

1医疗设备维修发展过程

二十世纪六七十年代,医疗电子设备以电子管为主,模拟电路设计,整机电路简单,生产厂家提供详细的原理说明图,设备一旦发生故障,用户自己可修复;八九十年代,医疗电子设备以晶体管、集成电路为主,数字电路设计,生产厂家提供整机电路图,设备发生故障,医院工程技术人员能及时修复;到了九十年代中期,高档医疗设备都是以电子计算机为平台进行设计,全数字化电路,多层电路板安装,使用大规模和超大规模集成电路,厂家自行设计定制专用模块电路,手册上查不到,市场上也买不到,生产厂家不提供电路图、维修密码等维修技术资料,用户无法自行解决故障;近几年来,生产厂家看到售后维修利润可观,便将维修工程人员划出去单独核算,规定维修收费任务。医院工程技术人员在厂家垄断维修资料和配件形势下,修理工作困难重重,维修费用激增,致使医院对工程人员重视程度大大降低。

2医院医学工程技术人员现状

许多医院对工程技术人员的人才培养重视不够,与设备的发展不成比例;医院工程技术人员少、任务重,无暇进行系统学习其知识储备难以满足维修需要。由于厂家对设备维修技术控制越来越多,技术资料保密以及无处不在的密码都限制医院工程技术人员自己开展业务,很难做到精通。厂家对设备维修的垄断造成配件价格昂贵,严重影响了医院工程技术人员的专业能力和维修速度。第三方维修公司的出现,也使得医院技术工程人员处境被动;现代医疗设备技术含量高,电路高度集成,传统维修手段以不能满足维修工作的需要,价格昂贵的专业维修工具配备不全也制约了维修事业的发展。

3医院工程技术人员的发展

3.1首先,作为医院维修工程人员应该有热爱本职,高度责任心,服务于临床的意识;有自强自信,坚忍不拔,刻苦专研的精神;有善于观察,理论分析,遵守检修规程等严谨的科学态度。有脚踏实地,不计名利的品德。同时,还要不断学习新知识和别人的经验,总结自己的教训,探索医疗设备维修技术的新方法,苦练自身能力。

3.2如何利用医院院方的优势,给设备科工程人员创造利于维修的条件,以增强医院自己维修能力至关重要。呼吁医疗卫生领导部门或医院组织的招标会上,要充分利用消费者地位优势,要求厂家进行维修培训,提供维修密码、原理框图、电路图等维修技术资料。

3.3医院工程技术人员要进一步拓宽知识面,增强基础知识。另外随着进口设备的不断增多,软件技术的广泛应用,设备智能化程度的极大提高,医院工程技术人员要重视英语和计算机技术的学习,这对于提高技术人员的综合素质大有益处。

3.4建立广泛的学习渠道,医院给工程技术人员学习、进修和参加各种专业技术培训机会,以增强工程人员能力。

3.5在购入新设备时,应要求厂方对医院工程师进行设备培训,让医院工程师基本掌握仪器的工作原理,能解决一些常见故障,在厂方安装设备时,医院工程师应全程陪同,详细了解设备的性能指标并能进行简单操作。医院工程人员维修工作中除本人的专业理论水平和经验累积外最大的困难是维修资料和配件。

3.6医院工程技术人员在做好日常维修工作的基础上,要善于总结,对于一些典型经验,修理案例,常用数据进行文字记录,把这些总结材料保存下来,有利于温故而知新,这样能丰富自己的实际知识储备。

第11篇

【关键词】电子技能训练 组装 焊接 电路 电子产品

中职学生的基础知识普遍较差,如何让学生学会学习,特别是在电子技术课程中如何让学生更好地掌握专业知识和基本操作技能,还必须具有一定的分析问题的能力和解决问题的能力?技能训练是培养这些能力的一个必要途径。

一、激发兴趣是学好技能的前提

职业学校学生综合素质和学习基础普遍较差。在“重文轻技”社会环境思想的影响下,学生对专业知识了解甚少,缺乏感性认识,对专业理论、专业技能的学习感到困难重重。常言道:兴趣是最好的老师,只有采用各种有效的方法激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,变被动为主动,方能达到最佳的效果。为此,我采取了以下做法:

1.以生活中的实例激发兴趣,上好理论课。开学初,我将学生带进实训室,让他们参观历届学生电子产品组装成果,其中有声光控开关、音乐门铃、无线防盗报警器、电视机等,这些作品在我们的生活中随处可见,通过这些活动,极大地激发了学生学习电子的兴趣。

2.通过真人真事激发兴趣。我校每年都组织学生参加“陕西省电子产品组装与调试”项目比赛,并取得了很好的成绩。其中2008年有2人参赛,均获得省级一等奖,2009年2人参赛,分别获得省级一、二等奖,2011年2人参赛,分别获得省级二、三等奖,得到社会的高度评价,同时得到县委县政府以及教体局的表彰。2010年陕西省教育厅规定,凡获得省级技能大赛二等奖以上的学生可免试进入高等院校就读,今年全市有4名学生免试就读大专院校,我校就有3名毕业生获此机会。通过这些真实事例,激发了学生学习技能的兴趣。

3.以竞赛激发兴趣。青少年学生好胜心强,渴望成功,利用这一特点,我们学校开设丰富多彩的第二课堂活动,其中就有课外电子小制作项目。每年都有学生凭借自己的作品在青少年科技创新大赛中获得县级以上奖励。同时,学校每年组织4次技能大赛,在大赛中发现人才,锻炼人才。通过这一活动,促进基础理论教学,形成理论教学与实践教学两条腿走路的良好习惯,进一步激发了学生学好技能的积极性,提高了学习效果。实践证明,在技能训练中激发学生的学习兴趣是搞好技能教学的重要前提。

二、注重教法是学好技能的关键

传统的教学都是将理论教学和实践教学分开进行,容易造成脱节。上课老师讲得津津有味,学生听得昏昏欲睡。这样不但浪费了时间,也达不到良好的教学效果。因此,我打破教学常规,利用我校的有利条件,将学生带进实训室,采取理论与实训相结合;单纯操作与图纸练习相结合;电路设计软件与电子产品组装相结合的教学方法。

1.实验、实训与理论相结合。以往的教学都是先理论后实践,这样浪费时间,效果又不好。在实际操作中我将技能教学逐步渗透到理论教学中,把学生带进了轻松、活泼、愉快的学习氛围中。万用表的正确使用是电子技能训练的前提,所以在讲万用表的使用时,我给每位学生准备两块表,机械表和数字表,然后让他们用不同的表来进行测量、比较,通过比较,同学们很快的就容易发现,数字表精确、读数快,使用方便,而机械表使用起来则相对费力,但是也有它的好处,比如检测二极管的好坏、电容的好坏就比数字表有优势,这样比起单纯的理论教学效果要好得多。上好实验课不但可以验证书本知识,更重要的是培养学生的动手操作能力。焊接工艺是电子技能教学重要环节,对于这个环节的教学,我是这样安排的,上课前,让学生自己找一些废旧的电器,然后将电路板拆下来,进行焊接训练。这样做一方面对元器件的用途有更加广泛的认识,另外还可以进行焊接技能的训练,从而达到节约教学成本、废物利用、增强学习兴趣、实现教学目标的多重效果。

2.单纯操作与纸上练习相结合。对一些元件较多、线路较复杂的电路,我采用“纸上练习”法。所谓“纸上练习”法是指学生在理解电路原理和掌握电路接法的基础上,在练习纸上练习布线的做法。通过这种练习,学生进一步消化和理解理论知识,逐步熟悉其原理,对安装工艺做到心中有数。实践证明这样做不仅节约了大量的时间,而且节省了材料,达到事半功倍的效果。

3.电路设计软件与电子产品组装相结合

随着电子技术和计算机技术的发展,电子电路设计成为了现代信息技术的重要支柱,EDA软件得到了广泛的应用。为此,我校在二年级同时开设电子产品组装和Protel 2004电路设计课程,在绘制原理图时,我把电子产品组装的电路图作为案例进行讲解,这样学生可以掌握原理图的绘制,另外对元器件、电路的结构等都有了较全面的认识。同时利用Protel 2004的仿真功能进行电路分析,通过组装电子产品对PCB电路板的布局、布线、以及布线规则设置有了更加深刻的理解。通过这种教学方法,学生熟练地掌握了PCB印刷版的制作及设计。最终达到了自己设计、组装电路的目的,极大地提高了教学效果。

三、通过项目式教学实施教学目标

从学生接受知识的过程来看,知识来源于实践,在实践中得到感性认识,经过反复实践才能上升到理性认识,并回到实践中去。由于学生认识水平的局限,技能教学不可能一步到位,这就要求教师根据学生认知规律,分阶段实施教学目标。从教案的准备,实物准备,示范指导,巡视指导,到结束指导等环节,都坚持高标准、严要求。

1.基本操作练习与反复练习相结合

通过元器件的识别及检测这个项目,让学生掌握常见的元器件的识别及检测方法。在电子技术教学中,比如“单管放大电路”、“整流稳压电源”等环节,在进行试验前,也要求学生对元器件进行检测。在电子产品组装时,又进行这方面的训练。通过这样反复的训练,学生的操作能力得到了很大的提升。

2.专题操作与创造性练习相结合

专题操作练习是把一个项目分解为若干个小任务进行训练,这样便于学生加深对知识的理解和技能的掌握。创造性练习则是学生熟练灵活运用所掌握的知识和技能的练习。这种创造性练习可以培养学生的技能创新意识,这也是培养学生适应各种生产需要的一个重要途径。例如印刷电路板制作,让学生根据给定的电路在铜箔上设计电路布局,要求学生首先要熟悉原理图,分析元件之间的相互关系,使学生对各支路、节点关系做到心中有数,然后再根据电路原理图,确定电路布局。在创造性练习中,我们结合电子基础知识,在学生模拟安装电路时,只给原理图,不搞统一模式,让学生本着经济合理、规范的要求自行设计电路的安装图,这一训练,充分发挥了学生的想象力与技能开发的能力。

3.技能训练与实际生活紧密联系

电子产品组装与学生的生活紧密联系。为此在教学中我选择音乐门铃、声光控电灯、无线报警器、数字钟、收音机、充电器等与学生联系比较密切的产品来进行组装。组装之后能实际的用在日常生活中,学生获得了极大的成就感和满足感,学习兴趣、技能得到进一步的提升。

总之,电子实践技能训练是一门实践性很强的技术,必须通过多方面的实际训练,才能更好地锻炼学生的操作能力,才能使中职毕业生具备“比较熟练的职业技能”和“适应职业变化的能力”。

【参考文献】

[1] 杨元挺. 电子技术技能训练[M]. 高等教育出版社.

[1] 史新人. 电子整机原理[M]. 高等教育出版社.

[1] 石小法. 电子技能与实训[M]. 高等教育出版社.

第12篇

【关键词】课程改革 电子设计 实践教学

【中图分类号】G423.07【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)06-0362-01

随着微电子技术的飞速发展,为适应高校电子类专业的教学目标,许多课程的内容进行了增加。电子类课程具有一定的专业基础性和技术发展性,是高校电子信息及电气类专业的重要基础课程。其教学内容、教学质量和教学效果关系着学生对专业课程的学习,还影响着当今社会对技术型和创新型人才培养的需求。课程教学改革是推动教学不断进步的主题。本文在课堂教学与实践教学等方面进行了相应改革。在保证原有完整的课程体系的前提下,本着"保证基础、减少冗余、回避繁琐、注重实际、力求先进、引导创新"的原则对"数字电子技术"课程内容作了相应的优化整合。

一、课堂理论教学改革

引人多媒体技术,将课堂教学带入一个全新的情境。在感受这种教学效果的过程中,我们发现,这种页面的播放其实并不生动。对于“电子技术”课程的教学,需要理论讲解的连续性和引导性,需要师生之间的思维交流,需要给学生思考和反应的时间和空间。于是我们尝试对课程进行设计,采用有机地结合多种教学手段,服务于课堂教学。基础知识宜采用传统的板书方式,板书教学最能集中学生精力的手段,因此,基础知识采用传统的板书方式。集成器件、电路分析等画图不方便,且画图费时,所以针对这部分内容采用多媒体课件以代替板书。

在课堂教学中,我们还把Multsim 或QuatusII 软件灵活得运用在电路分析和电路设计部分。这样既利用了软件进行仿真和电路设计,加深学生对知识的理解,同时也能让学生跟新技术接轨,提高电气、机电类专业学生的工程素质,有利于培养创新型人才。

二、实践实训教学改革

科学技术的发展越来越需求注重工程技能和创新能力的人才,近几年我们对“电子技术”课程的教学改革也越来越多地强调技术能力和创新能力的培养。因此在实践教学环节上要加大改革力度。

1、继续完善验证性实验和综合性实验项目

在实践性教学内容的选择上,既有一定量的验证性实验,同时也应该有适量的综合性、设计性实验,两者缺一不可。

验证性实验是训练学生基本实验技能的途径,目的是让学生了解基本实验理论,熟悉和了解实验仪器的使用,掌握常用元器件的逻辑功能和使用方法,是理论教学的深化和补充。因此,验证性实验必不可少。

综合性实验的目标是培养学生运用理论知识和工程观念分析问题和解决问题的能力,设计性实验目标是培养学生在工程设计、制作和组织管理等方面的创新能力。

所以,我们在教学中,根据企业需求和学生自身情况,要不断完善实验性实验和综合性、设计性实验的项目内容。

2、完善和改革实验课程结构层次

(1)虽然在电子技术中开设了验证性和综合性、设计性实验,但是由于不同的学生在提高自身动手能力、创新能力方面的方向不同。所以根据循序渐进的原则,首先由实验教师提出基本的设计要求,列出实验室所有的集成块目录,由学生自行确定设计方案,选择电子器件,并结合电子技术实训课程的内容,完成从设计到制作焊接电路的全部过程。这样,既训练了学生用所学电子知识解决实际问题的能力,为学生以后设计电路打下了良好的基础。

(2)开设电子技术课程设计,深化实验教学成果。为了使学生把学到的知识应用到实际,我们在学生学习完电子技术课程后,用两周的时间开展电子技术课程设计。实验室在课程设计期间对学生开放,学生根据设计的基本要求自主选题,课程设计的题目本着"实用、适量、适度"的原则进行选取。然后查阅资料,自己设计、焊接并调试线路。通过对电子电路的设计、焊接与调试,提高了学生的实际动手能力,锻炼了学生将理论知识转化为实际应用的能力,培养学生的创新精神。

(3)结合电子设计大赛,开设实验选修课。实验选修课的教师由科研能力强、工程素质高的教师担任,鼓励和组织感兴趣且在验证性实验和综合、设计性实验中发现的优秀人才参加实验选修课。教师布置的课题任务。学生全程参与从电路的设计、元器件的选购、电路板的制作、电路的调试等整个设计过程。实验选修课的开设培养锻炼学生独立完成系统设计的能力,提高学生的工程实践能力和创新能力。同时我们可以从中挑选优秀的学生参加全国、全省大学生电子设计大赛。

三、结束语

为了培养应用型复合人才的目标,我们对电子技术理论、实践性教学内容与教学环节进行了一系列改革。通过实践证明,改革取得了较好的效果。但是,我们还需要进一步结合电子技术的发展,在开设实验内容的选定以及综合性、设计性实验项目等方面进行思考。此外,还需要继续探讨如何将实验和实训有机结合起来,更充分利用现有的校内外实训基地。

参考文献

[1] 阎石.数字电子技术基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2] 李晓敏,付广春.数字电子技术课程教学改革探索[J]. 高等函授学报,2011,(6).