时间：2022-02-17 13:18:29
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篇电子密码锁毕业设计，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。
哈尔滨工业大学物理系教授、博士生导师，主要从事新能源材料物理与器件，氧化物功能材料及应用光谱技术方面的研究。在承担教学、科研任务和指导研究生工作之余，还多次指导学生科技创新活动，指导的大学生科创项目5次获得校级一等奖。
当我还是个大学生的时候，我是课外科技创新活动的积极参与者;过了20年，作为一名大学教授，我又有幸成了科创课题的指导教师。我个人变换角色，由参赛学生变成课题导师，是从2007年开始的。那一年，教育部开始实施“大学生创新实验计划”，资助在校大学生开展科技创新研究。遥想当年我们上学时颇为拮据的科创经费情况，我感觉这一代学生开始享受到国家经济增长和社会发展带来的红利了。也是从那年开始，我先后指导了十多组学生开展科创研究工作。这一路走来，既有成功的喜悦，也有过辛苦付出后收获不多的痛楚，更少不得一些感悟。
急学先用与学以致用
因为有了早年亲身从事科技创新活动的阅历和经验，所以这些年我拟定的大学生科技创新项目选题，基本都兼顾到了学生的兴趣、个人爱好和当前的知识技术水平，同时还要让项目适合学生由于不可随便翘课而不得不“三天打鱼两天晒网”的时间安排。基于上述考虑，我给这些大二甚至大一学生开出的题目很多是关于电子电路或单片机的（对时间连贯性要求较低）。
2011年秋，我曾指导以刘力同学为首的小组做了一个题为“涂鸦密码锁”的科创项目。这个题目其实源自多年前我在上自习时的一次突发奇想：“在一个卡片上随意涂鸦作为密码，通过程序控制，实现上锁和解锁，也可实现多卡开一锁或一卡开多锁。”当我把这想法介绍给学生们的时候，他们感觉特别神奇，虽然还似懂非懂，但觉得“这玩意要是能做出来应该很好玩，听起来很酷”，所以他们当即决定做这个项目。
然而，对于刚上大二的物理系学生来说，这项目需要用到的知识还都没开课呢，况且很多知识也不像教材中所说的那样简单。刘力同学后来说起，那看起来很简单的二极管，到真正用的时候才发现有那么多型号和各不相同的技术指标，都需要查资料搞清楚。在他第一次接触单片机时，觉得很多书对单片机的功能都有详细介绍，原理部分内容过多，看着看着就失去了兴趣。发现这样的学习方式不合适后，他开始尝试另一种方式，直接查阅到自己需要用的部分，暂时跳过大段的原理讲解，先试着焊单片机电路，然后学着通过编程用单片机实现简单的跑马灯控制。
在第一次看到在单片机控制下闪烁的灯光时，他兴奋了一个晚上，感觉这玩意还挺好玩的，被原理吓退的兴趣一下重新高涨起来。随后，他慢慢发现，学习是一个需要反馈的过程，将自己学到的东西立即运用起来，反馈就来得快，兴趣就浓，干得就起劲。从最初的一点都不懂，到能够用程序控制单片机实现对灯的控制，再到对输入信号进行判断，做出反应，刘力一边学，一边用，有反馈地学习，兴趣不退，动力不减。就这样，靠着这种“急学先用”的学习方式，他的单片机电路和编程初步入门了，从此项目的工作顺利展开，同时他也体会到了“学以致用”的成就感。至今刘力仍记得在项目结题之前，每天课后他都会到实验室进行样机调试，经常不知不觉中就干到晚上11点多，做了一周多高强度的工作，也没有感觉疲惫，只感觉到很兴奋。他们的这个项目后来获得了学校科技创新项目一等奖，还在学校的“祖光杯”竞赛中进行了展示。
“急学先用”是可以见到立竿见影的实效的。不过，我还得再说明一下，在“急学先用”过后，可不能因为会用学到的一点儿还不太成体系的知识能解决实际问题了就飘飘然，而应该充分利用在此过程中培养起来的兴趣和对应用背景的了解，回过头去把跳过去的知识点重新补齐，这样才能形成完整的知识体系，更好地运用知识，并让自己的能力变得更强大。
从功亏一篑到坚持到底就是胜利
在我指导科创项目的八年中，并非所有项目都做到了完美收官，2009年曾经有两个项目功亏一篑。这两个项目在当年的11月份立项，我和所带的两组学生按照之前的经验判断项目结题时间应该是来年9月中旬，所以学生们按照这个时间节点不紧不慢地做着研究。后来忽然接到学校通知说这批项目结题时间提前，此时他们只能仓促应对，拿着前期的实验数据、设计图纸、加工完的印刷电路板（来不及焊接元件和调试）和零部件以及编了一部分的程序就写报告草草结题了事。最终这两个很有创新性和实用性的项目，因为没有完成样机而失去了获奖的可能性。
有了这次的受挫，以后每次再指导学生科技创新项目时，我都会反复注意时间节点，按期完成既定工作。即便如此，也无法完全避免学生们基于各种原因的拖延。2010年，我指导的以高宁飞为首的小组做了一个题为“低温电实验箱”的项目。这项目进展得其实远不如前面提到的几个项目那么顺利，还一度陷入停滞不前的状态。临近结题的时候，又由于学生疏忽焊错了元件导致电路板烧坏，错过了正常的结题时间，他们只得写报告申请延期了。
随后，由于课题组长和一个组员从大三春季学期要开始准备复习考研，所以不得不放弃了项目工作。好在剩下的一个组员冯其成绩不错，已经获得了本校保研的资格，并打算跟我读研究生。几乎与此同时，他却又拿来了一个申请撤销项目的表格想让我签字。对此，我的答复是，你要跟我读研究生，就请先把这个科创项目完成，哪怕只有你一个人在战斗（事实上最后是我陪着他战斗）。因为我要教会他一个道理：做一件事一定要善始善终，不能半途而废，如果你现在就选择放弃，那么你今后遇到困难时还是会选择逃避。
就这样，冯其只能一个人开始从头开始。好在当时课不多，他有很多时间泡在实验室，心平气和地做科创，而不再有以前的浮躁，一点一点地完成了这个项目，拿出了一个实实在在的样机，不但顺利结题，甚至“因祸得福”，躲开了同一批立项在春季学期结题、实力极其强劲的小组，在同期结题项目中拔得头筹。冯其同学后来说，本科这段科创经历给了他很大的信心，除了学到很多实用的技能外，更明白了“遇到困难不要选择逃避，必须要咬牙坚持，坚持了就能看到胜利的曙光”的道理。
科创的好处
回顾了几段往事之后，我不妨再说说课外科研活动的好处。它不仅有助于学生科技素养的启蒙、养成和提高，有助于培养团队协作精神，还可以让学生对自己的能力和知识更有信心。更关键的是，科创还能给学生带来若干现实的利益，这绝非忽悠学生而是客观存在的。
如今，当下许多大学要求学生要有创新学分，而“大学生创新实验计划”等课外科研创新活动的参与和课题的完成，可以直接带来创新学分，这就免除了去“秒杀”创新研修课的那种紧张。而且，一次成功的课外科研活动，可以为大学生在就业和求学中增加一个有分量的砝码。
这些年在我指导下做科创的学生毕业了读研的居多，但其中有一位于登峰同学（他参与的项目“直接火焰型燃料电池/热电堆复合发电系统”曾获得了校一等奖）选择了大学毕业后先出去工作。在大四四处找工作的过程中他发现，不少公司的要求里面都有一条，就是要求填写在学校期间的科研经历和成果。作为本科生，很少有人能有什么大的科研成果，即使有科研经历也只有毕业设计（论文），而在大学刚开始找工作的时候毕业设计根本没有开始。相比之下，于登峰的科创经历就帮了很大的忙，不仅简历里面有得写，而且在专业面试的时候还很有得说。通常的面试一般都有技术面试，因为他有了项目经历，技术面试就变得很简单，聊聊项目就顺利过关，找到了不错的工作。据他讲，如果没有这段科创项目经历，技术面试无疑是一个坎，面试官会问很多专业问题，万一没答好还会被低看一等。
关键词：CDIO；电子技术；教学改革
作者简介：牛小玲（1976-），女，江苏徐州人，中国矿业大学信息与电气工程学院，讲师；王军（1981-），男，山东曲阜人，中国矿业大学信息与电气工程学院，讲师。（江苏 徐州 221116）
基金项目：本文系2013年中国矿业大学教育教学改革与建设基金项目（项目編号：2013G15）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）05-0074-02
CDIO理念是美国工程院院士、麻省理工学院教授Edward Crawley提出的，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。[1]
目前国内许多高校都根据各自的实际情况在探索基于CDIO模式的教学改革之路。[2，4]“电子技术”课程是电类专业重要的技术基础课，其特点是课程内容知识面广，信息量大，实践性、应用性非常强。近几年来，针对传统教学模式中存在的不足，笔者采用CDIO的工程教育理念，提出了一套包括教学内容、教学方式、实验项目和考核方式的“电子技术”教学改革方案，并已经付诸实施，达到了良好的教学效果。
一、传统理念下“电子技术”教学存在的不足
“电子技术”课程包括模拟电子技术和数字电子技术两大部分内容，中国矿业大学（以下简称“我校”）的模拟电子技术教学学时为56学时，数字电子技术教学学时为48学时。在教学中发现，随着电子技术的迅速发展，新技术层出不穷，而教学课时却非常有限，传统理念下的教学模式存在着很大的不足，主要表现在：
1.系统性问题
传统教学模式中，两门课程相互独立，教学内容缺少系统关联，学生掌握的只是一些孤立的知识点，而不是对电子技术系统应用的掌握，学生不容易真正形成综合系统的概念。
2.目标性问题
教师按照课程大纲进行教学，只重视到了知识的传授，忽略了工程技术能力的培养。
3.兴趣性问题
每门课程内容多、课时少，如果课堂上处理不好就会使学生缺乏学习热情，失去学习信心，很难达到预期的教学效果。
4.应用性问题
我校的实验课和理论课配套安排，先理论，后实验，模拟电子技术实验和数字电子技术实验分设24学时。由于实验设备和实验学时的局限，学生的实践时间有限，甚至有的知识点没有开设相关实验，学生的实践能力较差，很难将理论知识应用于工程实际。
二、“电子技术”课程改革实践
1.以项目为主导，重组教学内容
传统的“电子技术”授课内容都是按照教学大纲的要求，一个章节一个章节地进行详细讲解，学生只是被动接受这些孤立分散的知识点，在学过之后往往都不清楚自己所学的知识在实际中如何运用，即应用知识动手能力很差，这体现在做毕业设计拿到一个设计选题时，都不知道如何着手去做。为培养学生应用知识、分析解决问题及动手的能力，在“电子技术”教学中，笔者以一个具体的项目为主导，对“电子技术”的教学内容进行了重组。
在CDIO工程教育的实施过程中，选择一个好的项目是整个工程教学的关键，所选项目要能涵盖“电子技术”的基本教学内容，紧扣课程的重点、难点和关键点。模拟电子技术所涉及的主要内容有二极管及其基本电路、三极管及其电路、场效应管及其电路、运算放大器及其应用、反馈放大电路、功率放大电路、信号处理与信号产生电路、直流稳压电源等；数字电子技术所涉及的主要内容有组合电路、时序电路、脉冲产生电路、模数转换等。针对上述主要教学内容，笔者以“太阳能水温水位控制系统”为应用背景，按项目所涉及的知识，将课程内容划分成若干模块，每个模块又设计了若干个探索性实践课题。开展的实践课题及对应的知识点如下表1所示。表中模块1是构思（conceive）过程；模块2是设计（design）过程；实施（implement）过程均安排在各模块实践活动及实训周中完成；模块3和4是运作（operate）过程，这样，整个CDIO的工程项目教学模式构造完成。对本项目课题中没有涉及到的教学内容和知识点，笔者选择了相应的案例进行教学，比如时序电路这部分内容，笔者选择“数字钟设计”这个案例来进行相关知识点讲解。
在教学中，先给学生介绍项目要完成的功能及硬件结构构思，即模块1的内容，然后再进行模块2，对每个课题及相关知识点进行讲解，讲解完后，学生可以对各个课题进行仿真研究，同时在“开放式电子技术实训平台”上进行与理论教学相互配合的、逐步提升的应用性实验和探索性实验。
2.教学方式的改革
传统的“电子技术”授课过程，采用的教学方法都是老师在讲台上从头到尾讲解，对重要的知识点反复强调，这样很容易造成学生强烈的依赖心理，使学生失去好奇心和学习主动性。为激发学生的主观能动性，笔者根据 CDIO理念研究了案例教学法和任务驱动教学法，以案例的介绍和分析为主线，将知识的重点和难点融入到案例中来讲解。这种教学方法将课堂教学、查阅资料与分组讨论、完成任务相结合，使学生在完成项目任务过程中自发地寻求知识和资源支持，这既锻炼了学生自主学习的能力，又能使学生掌握开发工程系统的理论知识和技术。具体实施细则如下：
（1）案例和任务教学法。在教学过程中，笔者根据案例所涉及到的知识点提出问题，引导学生参与讨论和思考，激发学生的好奇心和挑战欲。比如，在讲解时序电路这个内容时，笔者以“数字钟设计”这个案例来进行讲解，数字钟的分和秒都是60进制，小时采用12归1，如何设计一个60进制计数器和12归1计数器呢？在激发起学生的兴趣后开始介绍N进制计数器设计方法，讲解完后，让学生自己去设计。在此过程中，引导、指导、监督学生进行设计实践，并进行成果展示和总结。
（2）将EWB仿真软件引入课堂教学。在“电子技术”教学中，笔者增加了学习过程的开放性，将EWB仿真软件引入课堂，学生可自行选择对其设计的电路进行仿真，来了解设计正确与否。另外，在介绍一些集成器件的功能及应用时，也可采用EWB进行仿真演示，让学生更直观地了解其功能及使用方法。
3.优化实验项目，突出实际应用
传统的电子技术实验项目多是一些验证性实验，如单管放大电路、反馈放大电路、运放构成的线性电路等，都是理论知识的简单验证。即使是设计性实验，也是一些孤立的实验项目，如数字密码锁设计、全加器设计等，这些实验都有固定的步骤和设计方法，学生做完实验后觉得索然无味。为此，笔者对实验内容进行优化，实验项目直接面向工程设计，培养学生的硬件电路系统设计能力。以“太阳能水温水位控制系统”为背景，将模块2中的每个课题的设计电路都融合在电子技术实验项目中，学生设计完电路后可以在实验时间去实验室搭建电路，利用实验室提供的仪器仪表调试电路，有问题可以和实验指导老师交流解决。在课程和实验结束后，提交“太阳能水温水位控制系统”完整的硬件电路和仿真图。
4.考核方式的改革
传统的理论课考试往往主要以期末一张试卷决定课程的成绩，学生只要对照课程大纲完成相应知识点的复习，就能够获得好的成绩，无从考核学生的动手能力、解决实际问题的能力，导致知识与能力极不协调。[5]而CDIO工程教育模式强调的是学生在工作进程中的能力和素质培养，它关注的是“工作进程”而不是“课程”，因此，以笔试成绩为主的评价标准已不合时宜。为此，笔者尝试了分阶段按项目任务、进度的评价方式进行，在每一个阶段都按照小组完成的任务给出一个合理评价，并指出其不足之处，帮助制订改进方案，课程结束时进行小组答辩，最终成绩按“阶段评价+理论笔试+小组答辩”等来进行评定。
三、结语
CDIO是一种系统的先进的教育理念和人才培养模式，使知识、能力、素质的培养紧密结合，理论、实践、创新合为一体。[6]课程改革实践显示，基于CDIO模式的教学从过去的“以教师为中心，课堂为中心，传授知识为目的”传统教育观念，转变成“以学生为中心，学生学了要会用”的新观念，使学生基于一个真实的项目背景产生学习需要，在循序渐进的认识和提高中使学生的设计性探究性活动具有可操作性，亲身体验到了“做中学”的快乐，激发了学生的学习热情，而整个工程项目学习过程以小组方式进行锻炼了他们的团队合作精神，教学质量显著提高。
参考文献：
[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，（3）：1-6.
[2]徐吉峰.基于 CDIO 理念的 EDA课程教学模式改革与实践[J].中国电力教育，2010，（34）：125-126.
[3]徐存东，余丽红.基于 CDIO 理念的嵌入式系统课程教学改革的研究[J].长春理工大学学报，2011，（7）：178-180.
[4]陆继庆，徐庆.基于 CDIO 模式的“电子技术综合设计”课程改革[J].电气电子教学学报，2011，33（5）：22-23.
