时间：2024-04-06 10:02:50
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篇电路的创新设计，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。
关键词：DSP；实验平台；实验开发；工程应用；科技创新
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）29-0065-03
研究生教育担负着培养高素质人才和发展科学技术的双重任务，是培养高层次创新人才的主渠道。[1]随着国家新型工业化发展道路、建设创新型国家战略的实施，社会对人力资源要素提出了更高要求，尤其是对现代研究型卓越工程师的需求不断增加，要求越来越高。
数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）具有计算速度快、体积小、功耗低等优点，是实现数字信号处理的强大工具。[2]近30年来，DSP的应用已从军事、航空航天扩大到数字通信、信号处理、工业控制、仪器仪表、家用电器等领域。[3]IT产业及其相关工程领域对熟悉、了解DSP技术人才的需求量越来越大。
目前，国内许多高校相继为研究生开设了DSP技术及应用课程，但大部分以理论教学为主、实验教学为辅，不利于研究生工程应用与科技创新能力的培养。且实验平台多采用市场上现成的开发板或实验箱，虽提供代码和实验指导书，但功能单一、灵活性较差[4]，往往只能根据既定步骤做实验、观察结果或修改参数，进行一些简单的设计性实验；很难根据需要修改接口电路，进行综合实验和创新设计。为此，我们针对DSP在控制领域的应用需求，设计、开发了一种开放式综合创新实验平台。并在此基础上开发了相应的基础实验、综合设计实验，以及创新设计专题，以满足研究生对DSP技术的工程应用与创新设计需求。
一、综合创新实验平台硬件系统设计
本实验平台由主要由两部分构成：一部分是可插拔的DSP控制核心板，另一部分是模块化的外设扩展板，其结构框图如图1所示。其中核心板和扩展板在电路上各自独立，通过标准接插件连接；外设扩展板中各模块内部电路连接也相互独立，以免互相影响。为了实现外设扩展板的一板多用和便于核心板的升级换代，核心板和扩展板连接的接插件中核心板的信号定义固定。核心板和外设扩展板中各关键引脚和信号以均通过测试孔引出，方便连线。
1.核心板设计
目前，在控制领域广泛应用的是美国德州仪器（TI）的C2000系列DSP控制器。该控制器主要包括定点系列、浮点系列和精简版的小封装系列。在设计中分别选择这三个系列中的典型芯片TMS320F2812、F28335和F28027开发了独立的核心控制板，即最小硬件系统。它们均可作为开发板独立使用，也可插入外设扩展板中构成应用系统实验箱。
以TMS320F28335为例，其核心板包括电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG仿真电路、12路LED显示电路。电源电路采用TPS767D301双路低压差电源调节器分别产生3.3V和1.9V的电压。模拟3.3V和1.9V由数字3.3V与1.9V通过加上电感、电容进一步滤波得到，模拟地和数字地通过电感隔离。采用TPS3305芯片作为复位电路，可通过按键手动复位，也可对系统电源电压进行监控。时钟电路采用片内时钟电路外加30M晶体和2个负载电容组成。该核心板原理图和实物图分别如图2（a）、（b）所示。
2.外设扩展板设计
外设扩展板包括各DSP片内外设的扩展接口和其他常用标准外设接口。片内基本外设接口包括用于通用数字量输入输出（GPIO）模块的8×8发光二极管（LED）点阵和8路数字量输入用拨码开关，模拟/数字转换（ADC）输入通道接口和0～3V可调模拟电压输出，增强脉冲宽度调制EPWM输出接口，捕获输入ECAP接口、异步串行通信SCI接口等。通过这些基本外设的扩展接口可以方便研究生对DSP片内各外设模块进行应用开发。为了进一步培养研究生的工程实践和DSP应用系统设计能力，在扩展板上设计了串行和并行数字/模拟转换（DAC）接口、8位数码管显示电路、液晶显示模块、音频输入输出模块、PS2键盘接口、USB模块、SD卡模块、以太网模块等。扩展板实物图如图2（c）所示（其中核心板位置插的是F28335核心板），部分扩展接口原理电路如下：
（1）USB通信接口。USB是由COMPAQ、INTEL、MICROSOFT和NEC等公司共同开发的一种新型快速、双向、同步、可热插拔的通用串行数据传输总线，具有带宽同步、灵活稳定、易于与PC机接口、成本低廉和易于升级等优点。我们采用USB接口芯片CH375设计了USB通信接口，如图3（a）所示。该器件内置USB通信传输协议，可配置为从机和主机工作模式，使用方便，能减少控制器代码量，也免去从0开始实现USB传输协议的烦恼。
（2）AIC23音频解码接口。为方便研究生掌握DSP的多通道缓冲McBSP接口、集成电路总线I2C接口的应用开发方法，以及设计DSP音频解码系统，采用音频芯片AIC23设计了音频解码接口电路，如图3（b）所示。AIC23是TI公司生产的音频Codec芯片，它内置耳机输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式。AIC23芯片内部集成了ADC和DAC，并采用了Sigma-delta过采样技术，可在8K到96K的频率范围内提供16bit、20bit、24bit和32bit的采样，具有高保真音质。它有左判断、右判断、I2S和DSP四种音频接口模式；DSP模式下，能够与DSP实现无缝连接。图3（b）中，DSP通过I2C接口向AIC23发送控制命令，通过McBSP接口与AIC23进行数据通信。
二、综合创新实验平台软件开发
1.开发环境
对实验平台进行软件开发时，使用SEED-XDS510硬件仿真器将DSP控制器通过JTAG标准测试接口与PC机相连，如图4所示。根据实验平台的硬件结构，分别用C、C和汇编混合编程的方法设计了系统的主控制模块和各功能模块的设计范例，可以方便地在CCS集成开发环境下调试，并编写了实验指导书。
2.基础实验项目
在硬件平台的基础上，设计、开发了相应的基础实验项目，包括CCS的使用及C程序设计、GPIO输入输出实验、定时器中断实验、外部中断实验、AD采集及数码管显示实验、PWM输出实验、串行和并行DA实验、通信模块实验（包括SCI串行通信实验、SPI串行外设接口通信实验、CAN总线实验、I2C总线实验）、液晶显示实验等实验。通过这些基础实验能够熟练掌握CCS开发环境的应用、汇编和C语言程序的开发方法以及DSP的编程思想，熟悉DSP的各片内外设模块的工作原理和应用、开发方法，为下一步利用该实验平台进行综合设计实验项目打下基础。
3.综合设计实验项目
综合性实验要求研究生综合应用本学科知识和相应实验条件完成系统级的复杂实验。为了进一步训练和培养研究生的工程实践能力和DSP应用系统设计能力，开发了音频实验、PS2鼠标和键盘实验、USB主机从机实验、SD卡文件系统实验、网卡实验、数字滤波器设计等系统性综合设计实验。综合设计实验提供了标准、规范的代码，通过综合设计实验可以培养研究生进行DSP应用系统软、硬件设计和开发的能力。
4.开放式创新设计专题
为提高研究生的创新素质和工程实践能力，我们支持各位研究生根据自身情况与研究需要选择设计开放式创新设计专题内容。考虑到实验条件、完成设计与验证的时间需要等因素，建议选题方向为数字信号处理系统、数据通信与网络、数字控制系统、自动化仪表、机电测控系统等。设计任务完成并验证后，要求研究生提交完整的设计报同时，内容包括：对象的具体描述或算法分析、系统设计思路与方法、系统组成和硬件电路原理图、DSP源程序、实验或仿真方法与手段（含制作的样机照片）、实验结果及其分析、实验总结或者收获/建议等。
三、结语
该实验平台的DSP核心板可根据需要进行更换，外设扩展板采用工程化观点设计，不仅包含了各种常用接口和外设，而且所有模块的内部电路独立，外部接口以连接孔的方式开放，实验者可根据任务需求自行设计和选择相应模块，通过简单的连线构建所需的DSP应用系统硬件，在此基础上通过软件开发完成完整的DSP应用系统设计。
创新实验平台可完成相关课程基础实验、综合设计实验和各种创新设计专题。在同一平台上，可完成从最基本的GPIO操作到复杂的EPWM波输出等对单个外设模块进行操作的基础实验，到综合应用专业知识和多个外设模块进行的综合设计实验，再到自行选题完成开放性的创新设计专题，独立进行DSP应用系统开发，循序渐进地培养研究生对DSP技术的工程实践能力，并以此为契机，提高其创新意识和创新思维。
该实验平台可直接用于电气工程、电子信息、控制科学与工程、仪器科学与技术、机电自动化工程等相关学科研究生DSP技术与应用课程教学中，也可用于高年级本科生、专科生相关课程的实验教学中，有效提高DSP设计、开发与应用水平，增强创新设计和工程实践能力，解决普遍存在的理论教学与工程实际需求相脱节的矛盾。
参考文献：
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[2]姚睿，王友仁，储剑波，等.DSP―C2000综合实验平台的研制与开发[J].沈阳理工大学学报，2005，（2）：22-25.
[3]何苏勤，单惠瑜.DSP开放式教学实验系统的研究与应用[J].实验技术与管理，2009，26（7）：69-72.
摘要：全国大学生电子设计竞赛作为全国范围的面向大学生的群众性科技活动，在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用。文章通过对往届全国大学生电子设计赛题分析、归类，阐述了传统高职实践教学普遍存在内容陈旧，形式呆板，方法单一；共性训练及个性培养的突出问题；针对上述问题，文章提出了建立分层次实训教学模式、重视学生创新能力培养的高职电子类专业实践教学改革具体措施。
关键词：电子赛；高职；实践教学；改革
全国大学生电子设计竞赛作为全国范围的面向大学生的群众性科技活动，在培养学生动手能力和综合素质方面发挥了极为重要的作用。我院分别于05年、07年、09年和11年连续四届参加了全国大学生电子设计竞赛，并于09年获得了全国专科组二等奖、11年江西赛区三等奖的较好成绩。通过竞赛，培养了学生查阅资料能力、自学能力、分析问题与解决问题的能力、综合设计与调试能力、科技论文写作能力；培养了学生理论联系实际的工作作风、团结协作的精神和创新意识。同时，竞赛也对高职电子类专业实践教学也提出了更高的要求。
一、历届全国大学生电子设计竞赛赛题分析
综观前几届全国大学生电子设计竞赛的赛题，大致可以归纳为以下5大类：
（一）电源类：简易数控直流电源（第一届），直流稳压电源（第三届），数控恒流源（第七届），三相正弦波变频电源（第七届），开关电源模块并联供电系统（11年）；
（二）信号源类：实用信号源的设计和制作（第二届），波形发生器（第五届），电压控制LC振荡器（第六届），正弦信号发生器（第七届），谐振放大器（11年）；
（三）无线通信类：实用低频功率放大器（第二届），简易无线电遥控系统（第二届），调幅广播收音机（第三届），短波调频接收机（第四届），宽带放大器（第六届），单工无线呼叫系统（第七届）；
（四）仪器仪表类：简易电阻、电容和电感测试仪（第二届），简易数字频率计（第三届），频率特性测试仪（第四届），数字式工频有效值多用表（第四届），简易数字存储示波器（第五届），低频数字式相位测量仪（第六届），集成运放测试仪（第七届），简易频谱分析仪（第七届），简易自动电阻测试仪（11年）；
（五）数据采集与控制类：多路数据采集系统（第一届），水温控制系统（第三届），数字化语音存储与回放系统（第四届），自动往返电动小汽车（第五届），悬挂运动控制系统（第七届），帆板控制系统（11年），波形采集存储与回放系统（11年）。
试题的特点是：实用性强、综合性强、技术水平含量较高、发挥空间较大。
所涉及的电子类专业的课程有：低频电路、高频电路、数字电路、微机原理、电子测量、单片机、传感技术等。
实践性教学环节有：电子线路实训、微机原理实训、单片机实训、综合实训、生产实习等。
可选用的器件有：晶体管、集成电路、大规模集成电路、可编程逻辑器件等。
可以采用的设计手段：传统的，也可以采用现代电子设计工具，如Pspice辅助分析、ISP在系统可编程和EDA技术等。
不难看出，电子设计竞赛的试题既反映了电子技术的先进水平，又引导高校在教学改革中，应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力。
二、传统的实训教学普遍存在的突出问题
目前，大多数高职院校仍然采用或部分采用传统的大学实训教学模式，该模式已无法适应竞赛和社会发展的需求，主要存在以下两方面的突出问题。
（一）内容陈旧，形式呆板，方法单一。
在传统的电子类专业实训教学[1]中，一般是根据基础理论的进程分电路基础实训、电子技术实训和专业课程实训等几个层次进行的，这种层次符合人的认知过程。但在每个层次的实验内容及实训方法上所存在的内容陈旧、形式呆板、方法单一的问题与当今对人才培养的要求却极不适应，尤其在知识更新愈来愈快的今天，培养学生猎取知识的能力，显得更加重要。因此，如何在实训课学习中处理好理论课与实训课的关系是需要进一步研究解决的问题。
（二）共性训练及个性培养。
在传统的实训中由于内容陈旧和方法的单一，在教学中，着重的是达到某一实训目的的共性训练，而没有时间、空间和条件加强对学生的个性培养。创新需要个性，在实训教学中在共性训练的同时，加强个性培养，就需要在实训的内容，方法和形式上进行改革，提供的实训平台就要具备分层次可操作的特点，在空间和时间上就不能是封闭的，而应是开放的。
三、高职电子类专业实践教学改革具体措施
综上所述可以看出，高职电子类专业实践教学在课程体系和教学内容上应破陈出新，应突出学生工程实践能力和创新能力的特点，使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平和现代信息产业发展的需要。
近三年，我院电子系在专业实践教学课程体系、教学内容等方面进行了以下改革，并取得了良好效果。
（一）建立分层次实训教学模式[3]。
建立分层次的现代实训教学模式，即：基础实训，创新实训，综合实训。
1.基础实训：实训内容依据教学大纲要求预先设计好，只要求学生按照已知的方法和步骤进行操作即可，这种实训方式在基础训练阶段是必不可少的。目的是加深学生对电子技术基本理论的理解，提高学生对基础实验的兴趣。
2.创新实训：实训内容为基础课、专业课中各单元电路的设计及小系统设计，电路由学生自行安装与测试。采用积木式、模块化结构，将设计的单元电路组合成小系统电路，完成应用电路系统的设计。旨在培养学生学习的主动性和积极性，培养学生电子器件基本应用电路的安装与测试及各种电子电路设计、装调与测试的能力，培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实训报告的能力。
3.综合实训：实训内容包括电子类专业的信号获取、检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实训。采用中大规模集成电路、专用集成电路与可编程逻辑器件。目的是培养学生进行高频、低频、数字电路、传感器和单片机等进行综合设计、装调与测试的能力，强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥，鼓励创新与突破，要求学生自拟设计方案并自行设计电路，应用新技术、新器件，书写综合性实训报告，可2-3人1组。目的是培养学生创新设计能力、团结协作精神及新技术、新器件应用的能力。
（二）重视学生创新能力培养[5]。
1.因材施教，鼓励创新，培养拔尖人才。
在创新实训和综合实训等实践教学环节中，对有创新设计思想，能力较强的优秀学生，可以免做普通实训的内容，安排难度较大的实训课题或学生自定课题，要求他们自拟设计方案，实训室提供所需的特殊器件。对实训课题完成较好的学生可以免考，并给予较高的成绩。
2.建立有效的激励机制。
学校设立“学生创新设计基金”，制定奖励政策。“创新设计基金”主要资助运用新思想，新技术，新器件的电子设计与制作的课题，学生每年可以申请；鼓励学生进行课外科技活动，将课外科技活动取得的成果与综合测评挂钩。
3.成立电子科技活动小组。
电子科技活动小组主要由课外科技活动积极分子和优秀学生干部组成。活动小组所需的仪器设备由系实训室资助，由学生管理。他们利用课余、节假日时间到社区、学校和“三下乡”到农村义务为群众、师生和农民修理家电，充分运用自己所学的知识为社会服务，在能力得到进一步提高的同时，也得到了社会的高度评价。
四、结束语
高职教育在我国起步较晚，经过了近几年的快速发展，取得了一些成果，但在实践教学方面还有很多课题要做，如何将全国电子设计竞赛给予我们的启示，带到实践教学改革中去，使高职教育在体系、方法和手段上进一步完善和提高，做到质和量的和谐统一，是一件长期而艰巨的系统性任务。
参考文献：
[1]，卢崇高，季跃东.高等职业教学理论探索与实践[M].南京：东南大学出版社，2005。
[2]李其龙．德国教育[M]吉林教育出版．2000．12。
[3]亓传伟、任艳斐．高职高专实训教学存在的问题及对策[J]．职教论坛．2004．12。
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[5]教育部高等教育司编．高职高专教育改革与建设（2000年高职高专教育文件资料汇编）[北京]：高等教育出版社.2001。
［关键词］电子电工；教学；创新能力；培养
［中图分类号］G71［文献标识码］A［文章编号］1674－6058（2015）27－0125
各种先进电子技术的发展，给电子电工课程的教学带来了机遇，同时也带来了挑战。为了能够确保电子电工专业的教学质量，确保学生毕业后能够适应就业岗位的需求，必须不断提高电子电工课程的教学质量，即在教学过程中不断培养学生的创新能力，提高其分析问题和解决问题的能力。
一、不断激发学生的创新意识
电子电工课程是机械和电气专业的专业基础课程，主要讲授基础的电子和电工零部件的工作原理，学生在学习过程中容易感到枯燥。所以在讲课过程中，教师要根据当节课所讲内容的不同，不断激发学生的创新意识，将一些枯燥的电子原理变得生动有趣。如在进行三极管讲解时，教师可以设计相应的教学实践，比如，利用三极管的止通功能实现对一些电路的控制，这一方面提高了学生研究的兴趣，另一方面也使学生能更深入地学习知识。
二、不断优化教学方法，启发学生的创新思维
在电子电工课程讲解过程中，教师要不断改善教学方法，克服传统应试教学方法的不足，将学生的被动学习转变成主动学习，实现对学生创新思维能力的培养。如在进行数字电路实验时，学生利用教师事先为其准备的芯片等材料完成实验电路的设计和连接，然后接通电路发现实验不能够正常进行，这时教师可以适当引导学生进行相关线路和芯片的检查，让学生在寻找故障的过程中明白电路和芯片的工作原理。实验进行过程中，学生能够主动去发现问题，并且寻找问题产生的原因，这样的教学方法能够保持学生在学习过程中的积极性和主动性，同时还能够培养学生独立分析问题的能力，提高其创新意识。经过一段时间的实践，采用这种教学方法得到的教学效果远超过了传统灌输式教学。创新式教学方法充分尊重了学生的主体地位，加强了对学生创新能力的培养，使学生能够变被动学习为主动学习，提高了他们的综合素质水平。
三、打破思维定式，诱发创造性思维
在各种实验条件不变的情况下，思维定式能够帮助学生快速找到解决问题的方法，但是当实验条件发生变化时，学生如果不能够发现这些变化，思维定式的存在就会对其判断能力带来较坏的影响，使其得出错误的结论。因此在进行电子电工教学过程中，教师必须要采取各种方法努力打破学生形成的各种思维定式，提高学生的创新能力。如在进行各种实验过程中，传统教学方法是教师为学生设计好连接电路，学生在实验过程中只需将相应的零部件连接在一起观看实验效果即可。在创新性实验教学过程中，教师要让学生自行设计电路，并且独立完成电路的连接，教师在教学过程中只要起到相应的引导作用即可。这样一来，不同的学生得到的实验电路各不相同，通过相互探讨就能够不断提高学生的创新能力。
四、不断提高教师的综合素质水平
教师是整个教学过程的组织者和设计者，也是学生创新能力培养的主要实施人员，因此教师必须具备较高的创新意识。只有这样，教师在教学过程中才能够采取正确的教学方法，对学生的各种创新意识进行有效的引导和保护。因此，学校要不断地对教师进行创新能力的培训，让其能够掌握更加先进的电子电工技术，为教学过程的进行提供必要的基础。
五、组织各种类型的创新设计大赛
学校或者教师可以定期组织学生进行各种创新设计大赛，一方面让学生明白创新的意义，另一方面为学生提供一个展示自我的平台，从而让更多的学生了解创新的作用。如我曾经组织学生开展救火机器人创新设计大赛，参赛选手根据自己所学电子电工知识，实现对机器人火源识别电路、自动勋径算法的设计，学生的创新能力得到了有效的提高。电子电工课程是学生需要学习的基础性课程，其所讲内容在社会生活中得到了广泛的应用，随着素质教育的实施和社会发展的需要，教师在进行电子电工课程教学中必须注重对学生创新能力的培养，为学生未来的工作奠定良好的基础。
［参考文献］
［1］刘国勋．中学生创新能力培养现状及对策研究［J］．湘潭大学，2013（6）．
［2］李彪．电子电工教学中提高学生动手能力和实践能力的举措［J］．神州下旬刊，2012（11）．
论文关键词：EDA，实验系统，模块
1 引言
随着电子技术的发展及电子系统设计周期缩短的要求，EDA技术得到迅猛发展。
EDA是ElectronicDesign Automation(电子设计自动化)的缩写。EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计开发工具，通过使用有关的开发软件，自动完成电子系统设计的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术[1]。
目前，几乎所有高校的电类专业都开设了EDA课程，为加强教学效果，通常都使用专门的EDA实验箱来辅助教学，但是实验箱采用了一体化结构，所有的电路和器件都在一块电路板上，在功能上难以根据需要进行扩展，不利于学生的创新设计，复杂系统难以实现；实验箱体积较大，不便携带；EDA 实验箱、单片机实验箱、DSP实验箱、ARM实验箱中很多功能模块的硬件电路是相同的，但不同实验箱上相同模块不能共享，存在资源浪费。由于实验箱的上述缺点，很多高校都纷纷开始设计开发自己的实验系统模块，提高实验箱的利用率，提高学生的工程创新能力[2][3]。
2 EDA实验系统开发的特点
EDA实验系统的开发具有以下特点：
（1）实验内容由单一性向综合性发展
早期开发的EDA实验系统主要是学生用来学习EDA课程、下载程序、进行仿真的工具；使用实验系统是老师用来培养学生设计数字电路的能力、帮助学生学习和掌握开发语言的手段。因此EDA实验系统仅在电子类专业的EDA课程中使用，系统所提供的实验内容仅限于简单的数字电路设计，包括计数器、编码译码器的设计、数码管的显示等。随着EDA技术的发展，电信、通信等专业纷纷引入EDA实验系统，在“通信原理”等课程的实验教学中被广泛应用于实践[4]，实验内容也从单一的基本数字电路的设计发展到集EDA技术实验、单片机实验、DSP实验等为一体的综合性的实验平台[5]。因此，EDA实验平台逐渐面向电子信息类相关专业的学生进行课程的学习，课外竞技活动，电子类设计比赛，并逐渐用于教师进行科研。
（2）系统结构从一体化向模块化发展
早起开发的EDA实验系统在结构上采用一体化的实验箱设计，所有的电路和器件都在一块电路板上[6]。这样，系统的使用虽然可以帮助学生掌握软件的应用，但也使学生对硬件电路不了解；另外，系统在功能上难以根据需要进行扩展，不利于学生进行创新设计，复杂的系统则难以实现。因此在后来的EDA实验系统的开发上，大都都采用了模块化的结构[7][8]，即FPGA、单片机等做在一块核心板上，其IO口以插针形式引出，以方便和外围电路的连接；外围电路则以模块的形式单独做在不同的电路板上，比如数码管显示模块、按键模块、LED显示模块等；根据不同的实验摘要的模块搭建自己设计的电路，从而提高学习兴趣，增强实验教学的效果；此外，模块化的设计还方便老师对学生设计的重复实现，有利于教学水平的提高杂志铺。
（3）核心芯片由单一化向丰富化发展
早期开发的EDA实验系统由于仅用于EDA课程的学习，其核心芯片大都为Altera公司的FPGA等可编程逻辑器件，开发语言环境主要为界面友好、操作简便的Maxplus Ⅱ和Quartus Ⅱ。随着EDA技术向不同学科不同专业的渗透，核心芯片逐渐发展为FPGA、单片机和DSP器件的综合使用，开发语言也逐渐开始使用C语言或汇编语言等。这样，实验系统能提供的实验内容和规模均有所增加，除了基本的数字电路设计实验模块以外，还可以增设调制解调模块、帧同步模块、信号波形产生模块等，扩大了实验系统的使用率，使实验设备向大型化、先进化发展。
（4）使学生的学习由被动向主动发展
电子技术的发展日新月异，早期的实验平台由于其电路设计的封闭性，实验内容只停留在验证实验上，很难加入自己设计的外围电路。而模块化数字电路开放实验平台由于其接口电路的开放性，有能力的学生可以自行设计外围电路达到提高的目的，对于成功的设计还可以加到以后的实验教学中，成为具有自主知识产权的模块。
另外，由于整合了单片机、DSP等芯片的功能模块，实验内容得到很大扩展，学生在实验过程中可以拓宽知识面，主动去学习了解实验所需要的知识，学习的主动性得到很大的提高，并且，由于实验由简单的验证实验向综合的大型设计过渡，学生在实验过程中更容易理解数字电路设计中硬件的概念以及工程的概念。
学生在设计实验时，可能会用到一些实验系统没有开发出的模块，这时，学生需要自己设计该电路模块的电路图以及制作PCB板，直至实际制作出该功能模块。这样，学生除了掌握编程、还需要去学习怎样设计并制作电路板、学习该模块与核心板的接口电路设计等相关知识，因此，在实验过程中，学生的积极性和主动性得到提高。同时，由于实验的规模逐渐增加，同学之间需要团结合作才能共同完成一个实验，因此也锻炼了同学之间的团结合作精神。
3 结论
一个好的EDA实验平台，能培养学生开拓创新精神和团结协作精神、很强的实践操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力。我国高校现阶段所研制开发的EDA综合实验平台，能有效整合和优化多个电子类实验课程的功能，为单片机和 EDA技术等课程提供了综合实验平台，为高校培养创新性人才提供良好的实验条件和氛围。随着电子技术的发展以及EDA技术的不断深入发展，EDA实验平台的开发也将会日益完善：大规模可编程器件将被使用；实验系统将向体积小、功耗小的便携式嵌入式系统发展。
参考文献：
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关键词：单片机；三段递进式；任务驱动
作者简介：方向红（1969-），女，浙江松阳人，淮南联合大学机电系，高级讲师。（安徽 淮南 232038）
基金项目：本文系2011年淮南联合大学教研项目（项目编号：JYB1104）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0091-02
单片机作为计算机发展的一个重要分支领域，广泛应用于工业控制系统中，单片机课程作为工业电气自动化、应用电子、机电一体化、电子信息及计算机应用等专业的主干课程，在人才培养课程体系中起着重要的地位。[1]单片机课程具有软硬件结合紧密、内部微观结构抽象、实践性强等特点。[2]过去，采用的是理论讲授和实验验证相隔离的传统教学形式，学生感觉理解困难，尤其是单片机的实践应用方面较为薄弱。[3]为改变这一现状，从2010年起，笔者在电类专业中推行三段递进式教学模式改革，即将单片机教学分为模块化教学、工程综合实训及电子创新设计三个阶段，通过确立各阶段教学的具体内容，制订课程教学标准，改革教学方法和考核手段，取得了较好的效果。
一、三段递进式教学模式
单片机课程是在学习了C语言程序设计、电工、电子技术、传感器及检测技术的基础上，使学生掌握单片机应用系统的硬件电路设计与制作技术，能够进行单片机应用系统的程序设计与调试，培养学生的动手能力、工程素质和创新能力。基于这个目的，笔者设计了三段递进式教学模式，用两学期的时间完成，其具体含义如下：
1.第一阶段：模块化教学，围绕基础知识及常见应用开展教学，符合学生的认知规律
笔者通过企业调研、分析单片机应用产品开发的典型工作过程，参考职业技能考核对单片机专项能力的要求，打破原有的教材体系，重新序化了教学内容，将单片机应用系统划分为一个个基础应用模块。例如将并行口的应用划分为发光二极管控制、数码管控制、按键扫描及液晶芯片使用等几个模块。[4]每一模块本着“知识够用、简单实用、有利于提高”原则，分别设计了几个不同的任务，其内容的难易程度和对学生的能力要求呈逐步提高的趋势。每个模块最后都设有“发挥部分”单元，让学生能动脑思考，即学即用，在前面内容的基础上综合提高。例如：第一个应用模块——发光二极管控制，笔者分别设计了几个任务：点亮一个发光二极管发光二极管闪烁10次跑马灯流水灯，发挥部分要求在跑马灯基础上做一改进，即每个发光二极管点亮过程中要闪烁6次。这是发光二极管闪烁10次和跑马灯的综合应用，让学生动手尝试编制其单片机学习的第一个自主程序，难度不大，容易实现，从而体验成就感，激发学习兴趣。各模块之间、电路与电路之间、程序与程序之间，都保持着关联性，使学生在前一个电路或模块基础上，仅做少许改动，就可以开发出另一个电路或程序。
这一阶段借助Proteus仿真软件和实验箱，主要在教室和实验室穿行。首先，理论知识传授和简单入门程序讲解在教室借助多媒体完成；然后，学生在实验室用Proteus Isis软件仿真电路、keil C51软件调试程序；调试成功后，再根据实验箱的原理图，进行接线、修改程序，完成硬件实现。“发挥部分”由学生在课余时间研究、思考，再到实验室验证其正确性。每个模块学习结束，要求学生提交报告，对所做工作做一总结。这一阶段以解决任务为主线，将基础应用分解成一个个案例元，使学生加深单片机基础知识的理解，掌握其硬件连接及编程方法。
第一阶段的考核采用百分制，即平时考勤（20%）、过程化考核（50%）与期末考核（30%）相结合。过程化考核办法如下：学生每学完一个模块，完成各实训项目后，根据表1评定阶段成绩。学生在每个阶段都有自己的成绩，根据每个模块的难易程度，取加权平均值，为过程化考核成绩。期末考核采用机试方式，学生可以查阅相关资料，考查学生根据题目要求绘制仿真电路图、程序的编制及调试能力。机试题目由多题组成，各题根据难度不同，取不同分值。学生可以根据自己的程度，选择其中几道排列组合，根据完成情况现场打分，体现出分层次考核的改革思路。
2.第二阶段：工程综合实训，以典型应用产品作为载体，体验实际产品的制作过程
在学完第一阶段所有内容后，由教师按照兼顾实用性、可操作性、可扩展性的原则，选取几种单片机典型应用产品作为实训题目，如摇摇棒、简易密码锁、数字时钟和电子琴等，这些题目在书本及网络上很容易查到相关资料。它们既是第一阶段各模块内容的综合应用，又加入了新的芯片原理及应用，因而是第一阶段教学内容的补充、综合和深化。如数字时钟电路中既包含了基础应用部分的单片机最小系统、按键扫描、蜂鸣器警示、中断、数码管或液晶显示等，又加入了时钟芯片DS1302的原理及其与单片机的连接等内容。学生在掌握单片机原理和基本应用的基础上，以某个具体产品的制作为载体，经过电路板设计、元器件焊接、程序设计与调试、硬件装配、分析总结等过程，脱离了已固化成功的实验箱及软件仿真，进入到自己亲自动手搭建硬件，程序调试、下载阶段，初步掌握了工程设计方法和组织实践的基本技能。这一阶段考核标准如表2。
3.第三阶段：电子创新设计，综合了传感器及检测技术、电工、电子技术和单片机等相关知识，是能力转化为工程素质的重要阶段
实际的单片机应用系统设计必然包含电子线路设计、传感器使用、单片机控制及检测技术应用等几部分，电子创新设计阶段就是模拟单片机实际应用产品的设计过程，由教师参考大学生电子设计竞赛的形式，事先设计一些题目，提出系统需要完成的任务及其参数、精度要求。学生3～4人组成一个小组，各组选定一个题目，在规定的时间内协作完成。学生经过课题分析研讨、查找资料、电路设计、硬件制作与装配、软件编制、系统联调、编写设计报告等步骤，培养学生的团结协作精神、工程设计能力及科技论文写作能力，是单片机应用开发过程的课堂模拟及创新能力培养的重要阶段。电子创新设计阶段考核采用百分制，具体标准如表3。
二、结语
三年来，笔者通过上述实践和改革，极大地激发了学生学习的积极性，学生感觉易入门，对基础知识的理解也更加深刻了。很多学生在毕业设计中都喜欢选择跟单片机应用相关的课题，毕业生的工作也有不少跟单片机应用开发相关。另外，培养了一大批动手能力强、实践技能高的学生，在安徽省大学生技能大赛和电子设计大赛中屡获佳绩。
单片机三段递进式教学模式，其本质是通过任务驱动，引导学生在解决问题的过程中，理解单片机知识，熟悉单片机开发过程，掌握实践技能，培养工程素质和创新精神，为学生的可持续发展打下基础。课程改革是一项长期的系统工程，笔者只是做了些探索和尝试，今后还需要根据学生的特点、技术的进步不断调整思路，与时俱进，为培养生产实践所需的人才而继续努力。
参考文献：
[1]黄磊，朱群峰，江世明.《单片机原理应用》课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2008，（22）：87-88.
[2]曹娟，赵旭阳，米文鹏，等.基于三段式教学模式的项目教学法在单片机教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2011，（7）：189，240.
中图分类号:TN911-33; TP311 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)16-0074-03
Application of Proteus Software in Theoretical and Practical Teaching about Embedded Syetems
WANG Zhong, QIN Ying-lin
(Department of Computer Science and Technology, Shandong Jianzhu University, Jin’an 250101, China)
Abstract: The introduction of Proteus software into all the teaching steps in the course of the embedded systems is proposed to solve the problems of the teaching difficulties and high cost of teaching for the course of the embedded systems. The method proposed in this article is performed in the classroom teaching. The prupose is to let the students master the design of hardware systems gradually and improve the students' abilities. The model design of dynamic simulation can be applied to the graduation projects and innovative design. The application of Proteus software in embedded system teaching can reduce the teaching cost and improve the teaching effect.
Keywords: computer application; embedded system; Proteus; keil
0 引 言
嵌入式系统是一门涉及计算机体系结构、计算机软件以及其他相关电子技术的综合技术。目前,嵌入式系统技术已经成为最热门的技术之一,各类企业对具备嵌入式系统设计开发能力人才的需求量非常旺盛。在目前各高校开设的嵌入式系统课程中,普遍采用的微处理器是8位的单片机8051,32位ARM7TDMI核的飞利浦NXP LPC系列和三星S3C44B0芯片。首先以单片机作为嵌入式系统设计学习的入门,掌握了基本的概念和设计方法之后,再把ARM7内核CPU作为一种“功能更强大的单片机”,无缝升级到流行的ARM平台。
传统的嵌入式系统教学,课堂环节多是纯理论教学,实践环节一般也是使用传统的实验箱,实验项目较少,内容固定,创新手段不足,很难为学生的创新实践创造良好的实验平台。鉴于传统教学模式中面临的问题,在课堂教学、实验、毕业设计、创新设计中引入Proteus软件,可达到事半功倍的效果。
1 Proteus软件介绍
Proteus是由英国Labcenter公司开发的嵌入式系统仿真及开发平台,该软件具有以下特点[1-3]:
(1) 能进行智能原理布图;进行单片机软件调试和单片机与电路的协同仿真;满足单片机软件仿真系统的标准。
(2) 支持常见的单片机类型和飞利浦公司ARM7(LPC系列)处理器及常见的器件如8255,ADC0809。
(3) 可以与Keil μVersion 3,ADS1两个集成开发环境结合,把用汇编和C语言编写的程序编译后,进行软、硬件结合的系统仿真。
2 Proteus软件在教学中的应用
在教学环节中,教师可以将Proteus和Keil 建立的虚拟实验平台搬到课堂上,将实践教学与理论教学融为一体,从而改进教学效果[4]。下面是一个实际的课堂案例。
在讲述外部中断处理过程时,将Proteus 和Keil 联调,通过仿真步骤,可以将单片机处理中断的软件执行过程和单片机内部资源变化的情况以直观、清晰的画面呈现给学生,从而带来单纯理论分析难以达到的效果。
汇编程序如下:
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP INT0
ORG 0100H
MAIN: MOV IE,#0FFH ;开中断
SETB IT0 ;INT0 为边沿触发方式
SJMP $INT0: CPL P1.0
RETI
END
全速运行Protues,可以看到Proteus 中电路的按键闭合时,P3.2 引脚产生一个下跳沿,PC=0x0003H,指向AJMP INT0 转移指令,堆栈指针SP=0.9H,数据存储器的08H 和09H 单元存放着01H 和05H,即存放了下一条指令的地址。由此学生可以知道,当发生外部中断请求时,程序会自动保存断点的地址,同时程序将会转移到中断服务程序的入口地址。由于是外部中断0产生的中断请求,因此程序会转移到外部中断0 的入口地址0003H 单元。而AJMP INT0 是一转移指令,所以程序会转移到标号INT0 处,即真正的中断服务程序。随着CPL P1.0 指令的执行,Proteus 电路图中的发光二极管会改变当前的状态。当程序执行完RETI后,PC=0x0105H,说明中断程序执行完后,程序又回到断点的位置。RETI 指令能把断点地址取出,送回到程序计数器PC 中去。至此,一个完整的中断处理过程执行完毕。
通过外部中断执行的例子可以看出,在课堂上使用Protues 和Keil 联调建立的实验平台[5],许多抽象概念都可以以直观的方式介绍给学生,使得学生不仅能够观察到软件执行时单片机内部的I/O 口和存储器的变化,还能够观察到软件程序和电路互动的过程。
3 Proteus软件在实验和课程设计中的应用
现有的单片机实验教学环节通常包括2个部分:课内实验和课程设计。所有这些实验都是在实验箱上完成的。由于硬件实验箱的结构固定,资源有限,学生在做实验时无法将所学的知识融会贯通。所以到课程设计阶段,很多学生无法完成综合性实验。采用Proteus 软件仿真可以弥补硬件实验的不足。基于Proteus的实验可以分为以下3个阶段逐步完成[6]。
(1) 验证阶段。主要让学生熟悉Proteus与Keil软件环境,使学生对单片机虚拟系统仿真有感性认识。实验指导书给出实验任务与要求、Proteus实验原理图、实验操作步骤、多媒体课件、程序流程图及程序源代码等。学生根据实验步骤或实验操作录像进行实验操作、实验调试,并观察程序运行结果。
(2) 设计阶段。主要培养学生用Proteus绘制系统原理图,以及用Keil进行源程序设计的能力。实验指导书给出实验任务与要求、实验原理图。学生根据实验原理图用Proteus绘制硬件电路图,按照实验要求设计程序,在Keil环境编写源代码,调试成功,加载程序到Proteus硬件图仿真。仿真成功后按照实验原理图在实验箱上搭建硬件电路,加载程序,观察实验现象,并与仿真结果相比较。
(3) 综合阶段。主要激发学生学习兴趣及主观能动性,提高学生创新能力。学生根据实验任务及要求设计硬件电路(包括CPU选型、元器件选型及参数设置、电路连接等)并绘制Proteus硬件原理图;根据硬件功能模块进行软件设计(包括系统原理框图、程序流程图及源代码编写等)。软硬件设计完成后,进行两者间联调,充分利用Proteus与Keil的联合仿真功能,及时发现并改正硬件电路或程序源码的错误。系统仿真成功后,再制作实物。
在课程设计环节中,要求学生在Proteus 中绘制硬件电路图,在Keil 中编写程序,同时在设计硬件电路时尽可能考虑实验箱的资源,以便在Keil 中编写的程序能够很好移植到实验箱上。这样学生可以随时进行课程设计和课题研究,在联合仿真验证成功后,再进入实验室使用实验箱做进一步验证。
学生可以针对不同的应用,选择最适宜的单片机,而不用局限于课堂上常讲解的51系列单片机。学生可以在联合仿真成功之后,再进行电路焊接、系统调试和程序固化,避免因设计方案不正确所造成的浪费。同时也可以使学生了解与本课程相关的科技发展最新动态和成果,掌握自己不熟悉的单片机,提高实验能力和开发能力[7-8]。
4 Proteus软件在毕业设计和创新设计中的应用
在毕业设计中,单片机控制类的设计由于时间短,人数多及实验设备缺乏,给毕业设计带来了一定的困难。采用Proteus仿真软件后,只需要一台电脑就可以开展工作。学生前期的仿真工作可以利用Proteus仿真软件在电脑上完成,再进入实验室进行现场调试,┮环矫妾可缓解设备不足的问题,也可不影响正常的教学。
在项目研究和创新设计中,利用Proteus软件进行辅助设计,可以做到缩短研发周期,减小硬件成本的投入。动态元器件仿真模型是Proteus 的特色动态模型,具有动画效果[9],如LED发光管、按键开关等。这是Proteus 的特色。但有些动态模型在库中没有,Proteus在创建动态模型方面给予用户广阔的创作与发挥空间,可以设计自己的动态模型,展现出Proteus 在动态仿真方面的无限魅力。它不但使人机交互式仿真得以实现,而且使仿真形象、生动,创造出极为接近现实的课程教学与产品研发的情境。
5 结 语
采用Proteus仿真软件作为单片机和ARM的教学平台[10],可充分利用机房的现有设备,减少实验设备的硬件维护、实验环境,又与实际工程系统非常接近,拉近了学习与就业的距离。
近年来,将Proteus 仿真软件应用在教学、课程设计、毕业设计、山东省大学生电子设计大赛中,使用该开发环境对学生进行培训,在不需要硬件投入的情况下,学生普遍反映比以往单纯学习书本知识更易于接受,更易于提高,增加很多实践经验。实践证明,这种教学方法不但可以降低成本,经济优势明显,且具有较高的推广价值。
参考文献
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[6]伍冯洁,谢斌.基于Proteus与Keil的单片机实验教学改革[J].实验室研究与探索,2009,28(7):35-37.
[7]王玮,曹会宁.Proteus仿真软件在单片机一体化教学中的应用[J].机电产品开发与创新,2009,22(5):12-15.
[8]冯友谊.Proteus软件仿真技术在单片机教学中的应用[J].武汉职业技术学院学报,2008,7(2):5-7.
关键词：MSP430单片机；案例模型；任务驱动；工程素养
中图分类号：G642.0；TP368.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）11-0219-02
引言
“单片机”是电子信息类专业的重要专业基础课程，直接涉及学生的创新能力和就业能力。我校单片机教学主要包括课堂教学、课内实验教学、基于单片机的电子信息系统创新设计三个部分，课程教学和课内实验总课时48学时，其中课堂理论教学36学时，实验教学12学时；电子信息工程专业创新设计4周、通信工程专业创新设计3周。从2014年开始我校的电子信息类专业单片机课程从MCS-51单片机过渡到MSP430单片机，课内教学依据教材，按照MSP430单片机体系结构简介、指令系统、MSP430单片机内部资源（时钟晶振、低功耗模式、PIO、定时器、AD和DA接口、UART等）、单片机应用举例的顺序讲解相关的概念、知识与应用方法。课内实验是为配合课堂理论教学而设置，目的是通过实验促进对课堂知识的理解，使用TI公司的MSP430F6638单片机实验箱，以及实验箱所提供的实验项目均具有实验程序源代码，教师容易进行指导，学生容易完成实验。这些实验设备和实验项目初步满足了我们从MCS-51单片机过渡到MSP430单片机的教学需要，也为进一步改进单片机教学方法提升教学效果积累的经验。
一、传统教学方法及存在的不足
从2015年新生开始，我校实行大类招生，电子信息工程和通信工程统一基础课，从大学第四-第五学期开始选修专业方向特色课程。大类招生及培养要求厚基础，单片机及嵌入式技术是当今电子信息的重要基础技术之一，也是培养创新与创业能力、提高就业能力的重要技术基础课程，是学生参加进行竞赛的重要技术基础。随着当今全民创新与创业等社会发展对学生能力要求的不断提高，以及我校大类招生需要的提高，这对单片机教学提出的新的更高的要求，主要体现在对实验和创新设计实习要求的提高，除了基础性的教学实验和实习外，还要求面向工程应用能力培养的需要，针对大类招生后学生不同专业方向，抽象出典型的工程应用案例，按照工程设计的要求，设置由简单到综合、由模仿实验系统硬件软件到改进或扩展硬软件设计、最终逐步过渡到自主设计的教学体系。随着教学要求的提高，现有的教学方法与资源、实验设备和项目、硬件软件资源均不能完全满足要求。
二、课程教学改革
本文主要针对新的教学要求，结合教学和科研团队近10年单片机教学和相关工程技术研究方面的经验，探索一种适合大类招生与教学环境下能够激发学生兴趣和潜能，增强单片机教学效果的教学方法，课程系统结构图如图1所示。在课程内实验环节，根据任务教学和案例教学需要，设置与课堂教学内容配套、由浅入深的单元性且分组可选的趣味性实验项目，通过实验进一步明确课程目的，提高学生兴趣。
理论课堂教学选取工程案例以任务驱动方法，讲述MSP430单片机知识点，让学生建立单片机工程应用系统概念，掌握单片机体系结构和指令系统、熟知MSP430单片机内部资源，掌握单片机应用同的设计。实验设置拟在案例模型上模仿工程设计应用系统方法进行，实验项目选择案例功能中比较典型的、难度适中的设计任务，分为基础实验和提高性实验等不同层次，基础实验必须完成，提高性实验由学生按兴趣自由选择。第一阶段为系统认识实验，信号灯控制和按键检测功能程序（包括设计思路、程序流程图、示例代码，进行演示与详细讲解），以此学习编译及下载运行方法、获得对硬件软件的初步认识；第二阶段实验完成模拟信号检测及显示实验，指导书给出硬件图、程序设计思路和流程图，学生模仿着进行硬件和程序设计，完成调试与下载运行；其后从模仿逐步过渡到独立完成设计与调试。第三阶段，由指导教师提供除要求学生完成的功能之外的其他功能程序，指导学生装配成一个完整的应用程序，并指导学生进行系统软硬件整体测试。学生实验考核以学生为主，讲述自己应用系统构成、测试、总结与改进，是否完成应用系统功能和指标。在4周的创新设计阶段，通过设置10-20个单片机典型的应用课题，在导师指导下，利用一些基本的单元电路和学生自主设计的功能电路相配合，完成工程应用样机硬件的设计、制作与调试；完成单片机应用软件的设计与调试，最终完成系统的软硬件联合调试、系统功能与性能指标的测试。为完成此任务，需要研究并抽象出10-20个能激发学生兴趣的典型工程应用案例，给出这些案例的相关功能与技术指标要求，特色单元电路功能要求及参考设计，对信号特点与处理方法、程序设计思想进行适当的说明，指导学生完成一个从硬件设计（或硬件集成）、到程序设计调试、整机测试、撰写设计报告、撰写使用说明书和维修说明书、生产工艺说明、性能检测规范的整个工程设计过程。
课外创新实践活动。组建单片机创新小组，建立学习兴趣小组和QQ讨论群，便于相互交流在实际设计过程中遇到的问题以及分析经验。同时以竞赛促M教学，鼓励学生参加电子竞赛如：“全国大学生电子设计大赛”、“飞思卡尔智能汽车大赛”、“互联网+大赛”，有兴趣的学生还可以参与到老师的项目中。
三、结语
不脱离工程背景直接使用工程案例，教学活动特别是实验实践教学具有典型性和灵活性，能兼顾不同专业特点，激发学生的兴趣，培养学生工程素养。但也存在一定问题，学生在工程文件管理和C语言编程方面存在不足，同时也在考虑是否直接教授STM32单片机，但STM32资源丰富复杂，对单片机入门还需进一步探索教学方法让学生容易理解单片机微控制器。
⒖嘉南祝
[1]刘开绪，杨桂花，马骏驰.基于单片机课程应用能力培养的实践教学体系构建[J].大庆师范学院学报，2014，34（3）：143-145.
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Engineering Ability Oriented Single Chip Computer Teaching Exploration
JIN Hong
（School of Information Science & Engineering，Guilin University of Technology，Guilin，Guangxi 541004，China）
全国大学生电子设计竞赛的特点是与高等学校相关专业的课程体系和课程内容改革密切结合,以推动其课程教学、教学改革和实验室建设工作。竞赛的特色是与理论联系实际学风建设紧密结合,竞赛内容既有理论设计,又有实际制作,以全面检验和加强参赛学生的理论基础和实践创新能力。大学生电子设计竞赛,其意义不仅仅是比赛本身,其对参赛学生的意义是不可小觑的,同时比赛更是带动了电子信息类专业教学体系的改革,促进了电子信息类创新型人才的产生。
1大学生电子设计竞赛是对学生所学
知识的检验及进一步升华,学有所用,相得益彰该竞赛主要针对的是电子信息类的在校学生,在本科期间,会学习电路、数字电子基础、模拟电子基础等基础课程,以及相应的实验,这些是专业基础,是必不可少的。通过对竞赛的准备阶段,会不断地学习充实自己,在深入学习的思考中,对专业基础的认识已远非书本上死板的知识点,而是从中窥出的更有价值的东西。学生通过自己的感悟和学习,会对基础知识有更深刻的认识,有助于其他知识的学习,同时也是对所学基础知识的灵活利用及升华。
2大学生电子设计竞赛促进了相关教学体系的改革,使电子信息类专业蓬勃发展
电子设计竞赛促进传统的教学内容和教学方法的改革,促进适应现代高等教育需要的一个新的教学课程体系的形成。大学生电子设计竞赛已越来越成为推进高校教学改革的有利措施,并使电子信息类专业的教学内容按着理论和实践并重、分析和综合并重的道路发展。[1]
我国现有的教育体制,存在重知识轻能力,重理论轻实践,重分析轻综合,重个体轻协作,重继承轻创新等现象。按传统方法培养的学生,在参加电子设计竞赛时,就会发生诸多的问题。如:理论设计正确却无法在工程上实现,单元电路正确却无法实现系统联调,个人能力很强却各自为政等。原因则在于,电子设计竞赛既强调理论设计,更强调系统实现;既考核学生综合运用基础知识的能力,更注重考察学生的创新意识;试题实用性强、综合性强,涉及的内容是一个课程群而非单一的一门课程。电子设计竞赛反映了电子技术的先进水平,又引导高校在教学改革中,应注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力,形式与内容基本符合面向21世纪人才培养的目标和需求,是对传统教学方法的一个挑战,对我们的教学提出了新的要求。课程体系和教学内容的改革思路,必须适应现代高等教育的需要,不断改进教学内容,丰富实验手段,开阔学生视野,强化工程概念,以锻炼学生思维的广阔性,培养其创新能力,使学生的知识和能力达到电子设计竞赛的水平,随着集成技术的飞速发展,集成器件的广泛应用,传统的《模拟电子线路》、《脉冲数字电路》等基础课程的深度和广度已远不能满足电子竞赛和电子信息时代的要求.注重电子新技术的应用,加强大学生基础教育的内涵更新和外延拓展势在必行。
实验教学对于大学生,特别是工科大学生培养实际动手能力至关重要。但是,现行的实验教学内容较陈旧,方法较单一,实验安排过多过细,演示性、验证性实验太多,而综合性、设计性、创新性实验却偏少。这样的实验教学模式,会误导学生学习的目的性,削弱学生学习的主动性,阻碍学生创新思维的发挥和实践能力的提高。而大学生电子设计竞赛的举办,则为课程体系改革和教学内容更新提供了契机。许多院校总结参加竞赛的经验后,纷纷对课程体系进行了调整,在教学计划中将电路类、单片机、计算机原理等课程提前安排;将单一验证性实验逐步转向科学验证、分析设计、系统综合相结合;对传统的实验课进行整合,开设了《电子设计》选修课程和独立的《电子设计综合实验课程》。由于竞赛的需要,也促使实验教学内容不断更新,许多院校已经将一些新器件(如CPLD/FPGA等)和新技术(如EDA、电子电路软件仿真、虚拟仪器技术等)引入实验教学中,从而丰富了实验内容和手段,提高了实验课的技术含量。不少院校还投入巨资建立专门的电子创新设计实验室(基地),为参赛队员提供训练、提高的场地,也面向全校学生,创造自主学习、独立思考的环境,提供发挥创新思维、展示聪明才智的舞台。[2]
3大学生电子设计竞赛通过竞赛的形式,培养大学生创新思维,促进电子信息类创新型人才的产生
大学生电子设计竞赛设计多门学科,多个专业。该项竞赛是对学生设计能力、实践能力、心理素质、团队精神以及体力的一个大挑战,它检验学生的综合运用知识能力和综合实验能力。[3]实践证明,学科竞赛使得优秀学生脱颖而出,其个性与共性都得到了培养和加强。通过多学科知识和实际动手能力的综合运用,学生的主动性得到充分发挥,创新思维得到激发,工程实践的训练得到加强,培养了他们严谨的科学工作态度、理论联系实际的学风、利用信息资源的能力和团队协作精神。此外,参赛学生在信心、勇气以及克服困难的毅力等非理性思维及素质方面也有不同的表现。这些都为学生今后的发展、贡献社会、回报学校打下坚实的基础。[4]
［关键词］开放式创新实践课程设计教学改革
［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）02-0078-02
一、引言
当今社会对人才的素质，特别是实践能力和创新能力的要求越来越高，如何培养高素质且具有创新能力的人才成为检验教育成功与否的重要标志。因此，教师在教学过程中应善于引导学生从事实践活动，培养其勤于实践、勇于创新的意识和习惯。
为实现教学过程的开放性、实践性和创新性，在“传感器与自动检测”和“电子技术”课程设计环节里进行了开放式创新实践的教学改革，以期探索出更积极有效的教学方法，取得良好的教学效果。
二、开放式创新实践的构建
（一）对课程设计的改进思路
1.题目选择。课程设计由教师指定题目，学生按照教师指导思路就可以完成电路设计，学生的兴趣爱好不能得到充分的发挥，缺乏学习自主性。改革后采用自主选题方式，实践课题具有一定的探索性，给学生更多的主动性和创新机会。
2.模式转变。课程设计以理论设计为主，重知识、轻能力，其实践环节仍显薄弱。改革后不但让学生设计电路，而且结合计算机进行电路仿真，并最终动手制作电路板，使学生熟悉了科研的基本程序，提高学生科研和实际动手等综合能力。
3.时间安排。课程设计放在理论课程学习之后，为期1～2周，要完成设计并焊接调试电路板，工作量大、时间仓促，学生根本难以完成任务。改革后在理论学习过程中同步进行，合理安排各环节工作时间节点，保证整个实践过程顺利完成。
（二）开放式创新实践的实施过程
开放式创新实践由学生自主选题，主要以小组合作的形式进行，由小组长负责，小组成员在性别、兴趣、能力等方面合理搭配。指导教师在理论授课当中下发任务，在实践项目开始前1～2周要完成对题目和方案的审核，并购买元器件。
整个过程按照“选题、方案设计、元器件购买、方案调整、电路搭建、电路板焊接”六个工作环节逐步进行，如图1所示。
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图1开放式创新实践的实施过程
1.选题。教师下发任务要求，由学生根据课程性质自行选择设计题目，教师协助学生完成题目的审核、可行性分析，最终确定题目以及要求。
2.方案设计。由学生完成电路的设计，并且对电路进行软件仿真。
3.元器件购买。学生根据电路上报元器件清单，包括元器件的型号、数量，由教师负责购买元器件，教师可以根据实际情况调整选用其它类型的替代型号。
4.调整方案。根据实际买到的器件再次重新调整设计电路，设计过程中在题目方向不变的情况下，学生可以根据实际情况发挥创新思维，对电路功能进一步改进和扩展。
5.电路搭建。为了防止直接焊电路造成元器件的浪费，先让学生在面包板上搭建电路并进行调试。
6.电路板焊接。对电路进行布线、焊接并测试完成最终功能。
三、开放式创新实践的教学成效
图2、图3、 图4和图5是学生的个别作品。
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图2家用防盗报警器
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图3交通红绿灯电路
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图460秒秒表电路
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图5光控小夜灯
（一）巩固理论知识，提高了教学质量
学生在参与实践的过程中理解和把握课程要求的知识和技能，加深了对理论课程的掌握。
（二）使学生实际动手能力和科研能力等综合能力得到了提高
不仅让学生参与实践，还重视培养学生的设计能力，从设计题目到元器件的选择、测量方法的确定，乃至电路的设计仿真，让学生进行了全过程的训练，使学生在自学能力、应变能力、动手能力等方面得到了提高，为将来独立设计打下了基础。
（三）增强创新意识，培养创新精神
通过这种开放式实践活动，学生在设计过程中可以根据实际情况调整设计功能及方案，发掘学生的潜力，启迪学生的创新思维，培养了学生的创新精神。
（四）培养学生沟通、表达能力和团队合作精神
组建学习小组的方式，增进了学生之间的交流与合作，使他们感受到共同完成任务的喜悦，培养了学生的团队精神与合作意识。
（五）提高了学生学习兴趣，培养了学习主动性
在指导教师的引导下，学生选择与自己兴趣相同的课题并组成团队，进行自主的探索和发现，对自己的知识、能力和素质进行主动构建，成为学习的主体。
四、困难及建议
开放式创新实践内容是丰富的，实践的方式也是多样的，让学生在实践中综合运用所学知识，提高解决实际问题的能力。但是操作过程中仍然存在着一些困难：
（一）资金限制
教学资金不足致使题目数量有限，小组成员人数仍然偏多，不能兼顾到每一位学生都能上手操作，而且设计选题上都主要集中在小的报警电路上。
（二）元器件购买不便
由于所需元器件种类繁多，数量又不多，商家不愿去配货，很多元器件难以买到，即使买到，无形之间也提高了价格。
（三）缺乏辅助搭建平台
学生在电路连接调试时不方便，操作费时费力。
笔者个人对今后的改革有一点建议，就是考虑将多门课程结合起来，例如：利用现有的电子实训室、自动控制实训室、无损检测实训基地等教学资源，设计虚拟超声探伤仪、涡流检测仪等，尝试将传感器、虚拟仪器等专业基础课程与本专业无损检测的核心课程相融合，这样不但可以加深学生对相关课程知识点的理解，又可以促进核心知识的掌握，同时提高其创新设计与实践能力。
［参考文献］
［1］徐小明，张湘伟，吴福根，等.综合型、开放型实验教学体系的构建与运作机制的探索［J］.实验技术与管理,2007，（7）.
［2］徐晶,胡宾.开放式创新型实验教学改革初探［J］.实验室研究与探索,2002,（5）.
在实验教学内容上,从专业培养目标出发,全面修订了实验教学大纲,优化实验知识结构,形成梯次的教学内容体系,即基础性实验、综合性实验和创新设计性实验。在实验总学时保持不变的前提下,减少验证性实验项目,增加了综合性、设计性实验项目,并且注重实验项目课程内综合更新、课程间重组以及跨学科交叉融合,尤其重视医学和生物医学工程专业知识综合运用能力和研究创新能力的培养。近两年,面向本院生物医学工程专业本科生所开设的数字电子技术实验项目及学时分配如表1所示。从表1可知:实验项目从12个减少到9个,但是总学时保持未变;从实验内容设置来看,实验难度成梯度;实验类型分为基础验证性、设计性和综合创新设计性三种。纯粹的验证性实验只有2个,分别为实验一逻辑门测试和实验四触发器功能测试。实验一为第一次实验课,先要教会学生使用实验箱和认识芯片实物,向学生传授实验技巧,所需时间较多,因此设置的内容稍简单,让学生的实验过程既顺利又充实而有成就感,从而激起学生的实验兴趣。实验五分为两个部分:先验证计数器及寄存器逻辑功能,随后重点完成常用计数器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的扩展应用设计,如果只是单纯的芯片功能测试,就缺乏应用训练,不利于后面相关设计性实验的开展。实验二和实验三为组合逻辑电路设计,分为小规模和中规模,内容上不重复,电路的实现从采用逻辑门升级到采用中规模集成芯片。实验六为经典的时序逻辑电路设计,考虑到难度稍难及根据往届实验情况,将其学时调为3学时,通过该实验项目,学生对时序逻辑电路的设计流程、动作特点及测试方式有了更深刻的理解。实验七为综合性实验,主要进行综合实践训练,培养学生综合运用知识的能力。时钟脉冲信号在数字电路的工作中起控制作用,因此,特设置了一个采用经典的模数综合器件555定时器来构建简易时钟脉冲信号源的实验项目。前八个实验基本涵盖了数字电路理论内容,且按照理论课章节顺序来设置。在实验课程的最后,为了综合考查学生知识运用、创新、动手操作及团队合作能力,特设置了一个系统设计性实验项目,如《交通灯控制电路设计》。该设计任务涉及到多个功能模块,由于电路较复杂,设定学时为6学时,需要学生综合运用所学知识来实现,作为实验课程考核部分之一。综上,整个实验教学分为四个阶段:基础训练实验阶段、基础设计实验阶段、综合应用训练阶段和系统设计实验阶段。使学生从基本的实验设备和器件的使用、实验数据的处理、知识的综合运用、电路设计调试到实践创新能力都得到了训练。
2实验方式方法改革
在学生掌握了常用的实验仪器如数字电路实验箱、万用表、信号发生器等的使用方法,熟识了常用的集成电路芯片的基础上,结合各实验项目的要求及特点,采用多种实验方式来完成实验。验证性实验可只用数字电路实验箱来实现,多个芯片同时在实验箱上连接,连线方便,费时较短,一次实验课中可以完成多个任务。较简单设计性实验采用分立元件连接来构建电路,既可以锻炼学生动手能力,又可以在规定时间内完成实验。综合设计性实验由于难度最高,可让学生用软件仿真出电路原理图,然后制作PCB板,实现电路实物。课程开始时教师讲授的时间不易超过15min,主要帮助学生完成对实验的理解,思路的建立。实验方案的设计、实验电路的搭建及问题的排解,要有学生自主完成。在实验进行中,教师和学生各自的定位要准确,教师主指导,注重培养学生的实验兴趣。在整堂实验课中,要让学生体现主动性,感受到“做中学”的乐趣。由于实验内容大部分为设计性实验,如果纯粹依赖实验指导书进行教学,较难达到培养学生电路设计能力的目的。因此在现阶段,采用项目驱动法来开展实验教学,具体做法为:开学初把数字电子技术实验的所有实验项目以电子文档的形式发送给学生,每个设计性实验只提供设计任务、设计要求和可供参考使用的芯片种类,设计方案和电路原理图由学生自主完成。这样既可以改善学生的懒惰思想,又可以实现课前预习、培养学生查阅参考文献的和初步设计的能力。对于学时较长和难度较大的实验项目,2～3名学生可组成小团队,团队成员在参阅大量参考文献后进行小组讨论,多次讨论后确定设计方案。在电路构建及测试过程中,每个成员都必须积极参与,教师也给予一些必要性的指导。经过两年的实践发现,该实验教学方法有效增强了学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力、自我管理能力、团队合作能力和创新实践能力。每次实验完成之后,学生不仅对相关知识有了更深刻的理解,也获得了满足感,极大提高了学生参与实验的兴趣。
3实验室教学管理改革
对于任何一个实验项目,都允许并鼓励学生之间相互交流,教师作为引导者虽不过多干预学生的实验过程,但是也积极关注他们的实验进度,认真聆听他们的实验想法,适时给出建议,甚至和学生进行热烈讨论,帮助他们构建更正确的实验方案。当学生搭建的电路不能正常工作时,不过多责备,反而是启发他们自己寻找问题的所在,鼓励学生多思路分析问题。因此,实验室的氛围既严谨又活跃,绝大部分学生都非常专注的投入到实验中,实验效果理想率可达到95%以上,实验数据抄袭的现象非常少。
4实验考核方式改革
很多学生不重视数字电子技术实验教学的原因之一就是其考核方式不太合理,实验成绩要么只占数字电路课程成绩的百分之二十,要么只由实验报告的成绩和平时考勤成绩组成,导致有些学生认为只要期末考试卷面成绩高就行,实验做不做问题不大,有些学生虽然每次实验都出勤,但是在实验室并不认真做实验,实验报告抄袭他人。基于这些现象,近两年本院生物医学工程专业开展的数字电子技术实验考核方式做了如下改革。
(1)电子技术实验单独为一门课程。该课程成绩中模拟电子技术实验成绩占50%,数字电子技术实验成绩占50%。就数字电子技术实验成绩而言,平时出勤率仅占10%,实验过程中的表现占40%,系统设计实验考核成绩占30%,实验报告成绩占20%。因此,学生的实验态度与实验能力最大程度上决定了其课程成绩。这就使得绝大部分学生能以正确、积极的态度来对待实验课程,并尽量通过自主努力完成实验。
(2)系统设计实验项目考核时,分模块考核。比如在《交通灯控制电路设计》实验项目中,总分100分,完成时钟信号源电路模块,得10分;完成定时器模块,得25分;完成控制器模块,得40分;完成译码驱动器模块,得15分;设计方案阐述和回答教师提问部分完成,得10分。这样不仅避免由于电路硬件原因导致电路系统最终实验效果不理想而得零分,打击学生信心的情况出现,又可以让学生在实验过程中能逐级测试电路,保证最后的电路系统效果理想,且对学生的团队合作能力和答辩能力进行了培养。
5结语
关键词：电工电子技术 实践教学 生产实践
1 引言
电气工程训练是我院面向工科非电专业及大文科专业开设的一门公共实践课程,学习的主要内容就是安全用电常识和基本的电工电子技术知识及实践操作技能。
2 实践教学的现状和改进措施
(1)实践课程简介
根据专业的不同,电气工程训练有两个教学模式。对于工科非电专业,开设电气工程训练a,共40学时;围绕三相笼型异步电动机的控制,训练工科学生一些简单的电气控制方法、控制手段,使之理解电气控制方面的基本知识和操作技能,了解电气控制在工程中的应用。对于大文科专业,开设电气工程训练b,共40学时;通过室内照明电路的设计、安装、调试与检修实践,让学生懂得安全用电,学习常用电工工具和仪表的使用,掌握最基本的电工技能。
(2)实践教学存在的不足之处
从近三年的教学实践过程看,存在的不足之处有两点:
第一,教学内容不够充实,学生做起来前紧后松。为期一周的电工训练,前三天的实践内容是理论教学和基础实践;后两天的内容是创新设计,占用时间偏长。
第二,教学实践内容和现代生产实践结合度不够,电工电子技术含量偏低。电气工程训练a的实践内容是交流电动机的交流接触器控制线路;电气工程训练b的实践内容是照明电路的安装实践,在电路中用的是电感式镇流器。在科技发展日新月异的今天,这些电路已不是最常用的电路了。
(3)实践教学改进措施
针对在电气工程训练中存在的现状,对原有的实践教学内容进行提炼和整合,在电气工程训练中增加电子产品制作的内容。对于非电专业的学生,可以选择制作一些和已有的实践项目相关且简单实用的电气产品。参加电气工程训练a的学生,可以选作plc控制器;参加电气工程训练b的同学,可以选作电子镇流器。学生在电工实践过程中,通过对电气产品的研制、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用,探知最前沿的科学技术,推进实践教学和现代生产实践的紧密结合。
3 实践教学改进后的实施方案
(1)实践教学内容
电气工程训练实践经过改进后的教学内容可概括为四个教学环节、六大教学模块。四个教学环节包括理论教学、基础实践、创新设计和产品制作;六大教学模块包括元器件认识、工具仪表使用、电路原理和电路设计、线路板制作、组装和配线、调试和检修。
在教学实践过程中,六大教学模块的实施是渗透在四个教学环节中完成的。可以看出,和电气工程训练b相比,电气工程训练a的电工电子技术信息含量大、实践操作难度高。
(2)教学实施方案
教学内容的难易程度以及时间安排不是一成不变的,在教学过程中需要把握三点:
第一,理论与实践相结合。理论教师在理论教学环节主要讲解安全用电常识、元器件认识与检测、电气原理图识图、实践操作技能四方面知识。脱离实践操作的理论知识不用讲,和实践操作联系不大的理论知识要少讲。通过理论教学,学生可以运用掌握的理论知识指导自己的电气工程实践,这才是理论教学的真正目的。
第二,因材施教。专业不同,采用的教学方法和教学手段就不同,讲授的教学内容也不同;专业相同基础不同,教学内容的侧重点就不同,对三表学生要突出应用能力和实践技能的[培养,对素质高、学习能力强的学生要进行精英培养。
第三,课内教学与课外活动相结合。对于参加电气工程训练兴趣高、产品制作有独到见解的学生,教师要积极引导,把课内教学内容和学生课外科研活动、素质教育活动有机结合起来,并给予必要的指导。
(3)激发学生兴趣的方法
为了更好地完成教学任务,实现预期的教学目标,要充分调动学生参与实践的主观能动性,激发学生的兴趣和培养创新意识。
第一,确定灵活、直观的教学方法。在理论和实践教学过程中,结合板书、多媒体课件及实物展示等教学手段,采用演示教学和渐进式启发教学相结合的教学方式,在激发学生兴趣、培养自学和独立思考能力等方面下功夫,使教学效果不断提升。对于基础实践项目,主要以演示教学为主,通过演示教学,学生把容易理解和接受的感性知识上升为可以指导自己实践操作的理性知识。对于创新实践项目,主要以渐进式启发教学为主。通过启发教学,开阔学生的思路,培养同学们独立完成实践项目的能力。
第二,采用不同的考核标准。在教学过程中,要根据不同专业、不同基础的学生,调整实践项目在量和质上的要求,制定相应的考核标准,让每个学生都能体验到完成实践项目的成就感,激发学生的学习兴趣。学生有了兴趣,教学目的就容易达到了。
第三,实行多方位的奖励制度。在基础实践环节,可以把一个班级分成几组,组和组之间比赛,哪个组完成的又快又好,哪个组就有额外加分,并把名次写在黑板上。这样就能激发学生之间团结合作、协同作战的意识和动力。在产品制作实践环节,可以把课内教学和课外的素质教育活动相结合,给成绩优异者颁发获奖证书和奖金,鼓励学生参加科研活动。
4 结语
在电气工程训练的教学实践中,我们本着与时俱进、勇于创新的精神,不断提炼和整合实践教学内容,着重培养学生的团队精神、工程实践能力和创新意识。学生在实践过程中,通过对电工电子线路和电气产品的设计、组装和调试的亲身体验,了解电工电子技术的应用;探知最前沿的科学技术,增强求知欲望,培养自我发展的能力。
参考文献
[1] 董启广,电工电子实训教学模式的研究与实践,北京工业职业技术学院学报,2006(10).
论文关键词：项目实训,电子电路,实践课程,改革
1 电子电路实践课程改革的内容
1.1 电子技术实践课程体系的改革
为了体现电子技术实践课程的自主学习、知识综合、创新设计、工程实现、研究探索、项目规划、交流沟通、团队合作的宗旨，拟把电子电路实践课程体系划分为5个模块20多个实验项目构成，如图1所示，每个实验明确局部目标，每个模块完成阶段目标，可配合理论教学，在二年级分阶段性实施教学。实现课程内多知识点融合、跨课程知识体系融合、已学与拓展知识融合与课外研学融合的实践。使学生尽早综合运用知识，尽早接触工程实际，尽早开展探索研究，向前覆盖已学知识，向后拓展未学知识。
1.2 进行实验项目内容的改革
项目内容要突出工程背景、方法多样、综合应用及研究探索。对学有余力的学生引导其尝试运用电子新技术。
选择具有生活和工程背景的内容，让学生在体验“学有所用”的乐趣中，激发兴趣这一原始动力。着重选择实现方法具有多样性，实验结果具有变化和不确定性，展示科学研究的研究和探索性，尽量设计少有现成方案借鉴的项目。
课程内开展设计性实验项目的研究，尽量做到从点到面，分层次地扩大知识面覆盖率。课程之间开展综合性实验项目的研究，在模拟电路、数字电路课程都学完后进行综合电路设计，可以融合模拟电路、数字电路、FPGA、多门课程的知识与技术方法，实现跨课程知识融合，最后完成从单元到系统的综合。
研究项目既然融合了已学的模拟电路或数字电路等知识，则更需要自学FPGA、PSOC、单片机等拓展技术，实现已有知识与拓展知识融合。电子电路可在咫尺之间产生千变万化，鼓励学生学习电子的新器件、新技术与新方法，借助于日臻完善的电子电路及系统设计与实现的软硬件结合的平台，激发学生的想象力和创造力，保持课程内容体系的先进性。
课程团队可以组织指导创新大赛、飞思卡尔大赛、电子设计竞赛等课外研学活动，完成理论到工程认知的转变和创新。
1.3 实验项目考核要求的竌母？通过综合设计性、工程实践性、研究探索性实验项目的实践过程，考察学生在观察分析、设计构思、项目计划、组织管理、工程实现、总结表达等方面的综合能力，激励实践过程中表现出的思维、应变、研究探索、团队合作等综合素质。
考核学生运用基本理论进行项目需求分析的能力，如电路方案的合理性；理论计算和仿真结果是否合理；实验表格是否完整等。
督促学生建立实践的观念，电子电路与系统设计不能纸上谈兵，解决好原理—仿真—硬件实现的关系，即考核学生的动手能力，如硬件电路布局是否清晰，连线是否整齐，是否预留测试接口；仪器使用是否熟练、操作是否规范，功能与性能指标的完成程度、完成时长等。
考核学生对项目各功能构思的技巧性、自主思考与独立解决问题的能力。中学语文论文
考核参数测试方案的合理性（包括各关键点的波形及实测数据）。完成设计的基本要求或提高要求程度如何，实验原始数据必须当堂找老师进行现场验收并登记，以保证考核的公正和严谨性。
通过验收作品，演讲答辩、交流总结等，考核学生实验总结表达、应变、研究探索及团队合作等方面的综合能力。
1.4 实践模式的改革
教师可以采用多样化教学形式、层次化任务驱动、过程化考核激励，引导学生关注实践过程，做精做透每一个实验。如专题讲座、技术展示、案例分析、主题讨论、方案论证、质疑讲评等方法教学，鼓励学生自主选择任务要求、自主设计方案进程、自主构建实验平台、自主展示实践成果，实现学生自主研学、创新实践过程。
1.5 综合优化实践环境的建设
统筹布局，集成打造建成多学科交融、软硬件一体、资源丰富、配置合理、充分开放的先进实验教学环境，满足学生学习、研究、设计、分析、仿真、实验、制作、焊接、测试等不同环节的软硬件需求。
2 课题研究需解决的关键问题
课题研究需解决的关键问题是精心设计一整套实验内容、教学模式与考核方式。最重要的是，它应渗透着实验教学改革的理念，相对做到科学性、基础性与先进性的有机融合，具有较好的实用性和适用性，对综合培养学生知识、能力和素质有较显著效果，有示范性。其中设计的案例应具备的教学思想如下。
2.1 科学性
（1）案例要体现实验的科学研究目的与实际应用背景。（2）案例是精心设计的。（3）教学内容与要求的定位切合学生实际，服务于培养目标。（4）案例经过教学检验证明可行。
2.2 基础性
（1）突出经典的基本概念、基本方法和基本电路。（2）应始于基础，循序渐进地提升要求。不能讲创新就忽视经典基础内容，创新始于基础。（3）要掌握好涉及基本概念、理论和方法的基础单元电路实验，应有指标性要求，训练测量操作与结果分析的规范方法。（4）能激励学生对经典实验对象进行适度的探究。
2.3 先进性
（1）反映新技术和教学改革的可行成果。这是开展人才培养模式改革的具体成果。（2）合理地运用了新技术手段。实验内容反映并运用新技术，实验手段与时俱进，实验教学以多种方式辅助开展。（3）强调实验方法。强化实验过程中的方案比较、定性与定量分析。（4）采用多元考核。注重实验过程与效果，有不同于传统方式的、客观量化的多元考核方式。
2.4 实用性
（1）应该配合学校办学定位和人才培养目标。（2）在综合培养学生的知识、能力和素质上具有可操作性，能体现学科专业培养特色。（3）实验系统与装置应实用、完整、正确，是优质实验教学资源的具体展现。
2.5 互动性
（1）强调师生之间的互动性、交流的生动性，以拓展知识、引发思考。（2）促使学生之间开展探讨、合作，在智力与非智力素质培养上能取得一定育人效果。
2.6 适用性
（1）具备分等级的评价系统，能够提供不同定位的需求。（2）采用模块分层结构，适于不同专业、不同层次要求的实验教学需求。（3）具有相应的分级评价标准，考核适用性较强。
2.7 强调特色
（1）案例是精心设计的，培养目标是明确的，能够实现具体教学目的之达成。（2）案例设计应服务于该校人才培养目标的定位，照搬未必适合该校实际，要有所创新。（3）案例应反映专业培养侧重，有自身特色。
3 结语
对电子技术实践课程的实训项目内容进行改革和探索，是针对新世纪能力型人才培养的需要， 着力提升学生的工程素养，着力培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，引导学生了解电路系统在生活和工程实际中的应用，体验电路功能实现方法的多样性及根据工程需求进行技术方案选择的过程。使学生尽早综合运用知识、尽早接触工程实际，熟悉工程实践中应用必要的技术和现代化工具的方法。鼓励学生站在基础、面向未来，关注电子新技术发展，尽早开展探索研究。
参考文献
[1] 候艳红.电路分析课程教学设计的研究与实践[J].考试周刊，2015（81）：104，170.
