电子课程设计
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电子课程设计范文第1篇
电子课程设计是在先修理论课：电路理论、模拟电子、数字电子，以及与其相对应的实验课：电路理论实验、模拟电子实验、数字电子实验的基础上开设的一门以培养学生的设计能力、综合应用能力和工程实践能力为目标的必修课。
我国经济、科技的发展和国际范围内电子技术的发展、电子新产品的涌现，对电子类人才的培养提出了一个更高的标准和要求。而我国传统的教育思想和教学方法中重知识、轻能力，重理论、轻实践的教育思想已经不能适应现阶段人才培养的需要。实践教学对于提高学生的综合素质，培养学生的创新精神和实践能力具有特殊的作用。
1. 改革的理念
（1）以“走出去，用得上”为目标，顺应现代科技的发展态势出发，采取工程集成的教学观点，加强课程设计的数字化、综合化、系统化实验。
（2）重视设计方法学的变革，逐步培养学生熟练应用现代互设计工具，增强学生应用大规模复杂系统的能力。
（3）在理论课教学和基础实验教学中，注重加强基础拓展知识面，增强学生的工程实践能力。
（4）以人为本，把情感因素考虑进去，充分发展个性，因材施教。把培养创新意识和创新能力放在核心地位。
（5）打破院系甚至学校的壁垒，充分利用现有资源，本着“宁可用坏，不许放坏”的原则，为学生提供尽量多的
实践环境和实践仪器设备。
2. 实验教学新方法
（1）分层次。把理论教学、基础实验教学和课程设计融为一体，做到一条龙、不断线、重基础、分层次。在新的教学模式中，电子技术分为三个层次：基础理论教学，基础实验教学，综合应用实验教学和科技创新实验教学。其中电子设计课程属于第三层即综合应用层。
教学内容有着必然的连续性，“我要的是葫芦”使不得，既不能像传统的教学体制中重理论、轻实践，但也不能“改革过度”，片面强调实验的重要性。学理论是为了应用，实验也是为了应用，仅仅是在实践中所起的作用不尽相同而已。
基础实验教学又分为两个小的层次：基础实验和设计型实验。基础实验是为了验证理论，使学生对理论有更深的理解，并加固记忆；提高型实验运用某一或某几个理论，设计小型的电子产品，或电子产品的一个模块，对近期学的知识点加以综合应用。
综合应用层实验是在学完电路理论、模拟电子和数字电子及电路理论实验、模拟电子实验、数字电子实验后开设的一门必修课。通过分层次的实验，使学生综合利用所学的知识，学会电子系统设计的基本步骤、硬件安装方法、软件调试方法，学会应用新型的设计工具和仿真工具。使学生的知识结构和设计素质方面大幅度地提高，将比较分散的知识点能综合运用到实际中去。
科技活动层主要包括各类赛事。例如全国大学生电子设计大赛、全国大学生挑战杯科技竞赛以及众多公司举办的电子设计大赛。
（2）充分利用网络资源，在时间和空间上予以开放，改变传统课程设计运作模式。以往进行电子课程设计，具有时间和空间上的局限性。教师和学生任何一个环节出现问题，就不能达到交流的目的，且时间规定得较为严格，从教师给出题目到交实验报告为两周的时间。新的模式是一个学期：实验题目在学期初就到网上，学生根据自己的喜好进行在线选择，实验室提供通用的、常规的元器件，其它的器件鼓励学生自己到电子市场去选购器件，让他们熟悉电子器件市场，学会成本核算，为工作后的工程设计做一个“小热身”。学生根据自己的时间到实验室调试，到期末完成即可。
(3)将电子设计新技术、新方法融入到设计中。要求学生对自己的设计先进行软件仿真，根据仿真给出相关器件的参数，以及输入输出数据和波形图。做到虚拟仿真和硬件实验相结合――先虚拟后硬件，淡化软件和硬件设计界限，使学生体会和掌握设计方法学革命所带来的科学化和高效率。要求或建议学生掌握EDA方法，以及常用的Mutisim、Protel等仿真软件使用。
（4）本着“多样化、综合性、研究型、趣味性”的原则，精心设计实验题目和内容。设计多个题目，学生选做的实验空间加大。每一个题目都和当前新技术、新产品甚至生活中常用品有联系，有的是学院正在进行的项目的一个子模块。难度和工作量适中，设计的内容和所学的理论知识紧密联系，又有一定的提高，这样既激发了学生的学习兴趣，又不使他们在中途望而却步。通过这些待探索性和研究型的设计题目的锻炼，学生将学过的知识串联起来，加以综合和应用，以理论指导实验，理论得到了运用、加深和升华。
（5）改变考核制度。考核的公正性是教育的公平性一个重要体现。由于目前我国的教育现状，分数对学生来说很是重要，所以考核公正有利用提高学生学习的积极性。根据课程设计的特点以及不同的侧重点，对环节进行细分，分为设计、仿真、参数的设定、安装、调试，对遇到问题的解决能力、实现的功能、性能指标测试和试验报告、总结答辩等内容，借鉴“以考促教，以考促学”的思想，每一个环节有不同的分值。
3. 结束语
实践证明，新模式的建立和实施，改变了学生的知识结构，培养了学生的创新意识，提高了学生的综合设计和工程实践能力，为后续层次的学习例如科技创新实验和走向工作岗位打下了坚实的基础。实施新模式后学生在各类竞赛获得的奖项和用人单位的好评是最好的见证。
参考文献：
［1］卢家楣.情感教学心理学.上海：上教育出版社.
［2］陈谋.高校本科实验室建设的新思路探讨.电气电子教学学报，2004，4.
［3］王友仁等.探索研究型课程教学模式，培养学生工程实践与科技创新能力.南京航空航天大学学报(社会科学版)，2004，2.
电子课程设计范文第2篇
关键词：珠三角企业；跨境电子商务；课程设计
一引言
近年来，我国传统外贸增长疲弱，作为外贸新业态的跨境电子商务却持续高速增长。根据中国电子商务研究中心的数据，2015年、2016年以及2017年上半年，中国出口跨境电商交易规模同比增长分别为26%，22.2%和31.5%。然而，企业普遍认为跨境电商相关专业毕业生的能力达不到要求，这成了行业发展的一大障碍。为了解决人才培养的问题，我国颁布了多个跨境电商发展的支持性文件，如《国务院办公厅关于促进跨境电子商务健康快速发展的指导意见》《国务院关于大力发展电子商务加快培育经济新动力的意见》《国务院关于加快培育外贸竞争新优势的若干意见》等，均强调要加大人才培养力度,并鼓励高校和职业教育机构共同开展跨境电子商务人才培养培训的工作。珠三角作为我国重要的外贸基地，是全国跨境电商发展最快的区域之一。该地区跨境电商人才的成功培养，不仅有助于促进地区经济的发展，还有助于促进我国对外贸易的发展，有助于“一带一路”战略的实施。针对当前毕业生能力不足等的情况，高校跨境电子商务课程的教学改革应该以企业的要求为依据，通过创新教学设计，为企业培养具备良好跨境电商职业素养和丰富实践经验的优秀人才。
二、跨境电商企业对人才的职业能力要求
德国职业能力理论把人才的职业能力分为专业能力、方法能力和社会能力。根据对珠三角32家企业的调研发现，跨境电商人才应该具备的专业能力包括较强的跨境店铺运营能力；应具备的方法能力包括独立解决问题、主动学习新知识，以及计划协调等能力；应具备的社会能力包括客户交流和团队合作等。
1、专业能力
当前跨境电商企业要求人才具备较强跨境店铺运营的能力，这包括熟练的网络营销、平台操作和售后服务知识和技巧。只有人才具备准确的市场调研，正确的关键词选择，高效的网站促销，良好跨文化交际，以及灵活的社交网络运用等网络营销能力，企业才能更好地掌握客户需求，增加互动，从而提高产品曝光率和销量。在平台操作方面，熟练的产品与平台促销技巧直接关系到产品的销量与企业的生存，因此企业普遍要求人才掌握上述知识与技巧，希望他们避免因能力问题而影响产品的推广。在售后服务方面，由于跨境销售较为复杂，涉及到不同国家的海关、银行、物流企业，甚至是法律机构等，因此企业要求从业人员必须具备丰富的经验以及良好的应变能力，以便更好地解决售后纠纷，为客户提供满意的服务，吸引客户进行二次购买。
2、方法能力
跨境电商出口企业对人才的方法能力要求主要包括解决问题、自主学习、计划协调和时间管理的能力。这是因为跨境电商人员在工作中，会遇到非常多难以预料的问题，如售后纠纷等，不可能全部都靠经验去解决，只有具备独立解决问题的能力、主动学习行业知识的精神，才能更好地完成各项业务。同时，鉴于跨境电商企业的工作量普遍较大，因此从业人员需要合理调配时间，提高效率，才能做到事半功倍。
3、社会能力
当前跨境电商企业对人才的社会能力要求主要包括良好的交流能力和团队合作能力。这反映出企业为了适应发展，需要不同岗位的人员紧密合作，分享经验，也需要他们与客户能进行深入的交流，更好地洞悉客户的需求。因此，高校应该在教学中应重视培养学生的团队合作精神与跨文化交际能力，以便毕业生能更快适应岗位工作。
三、当前跨境电子商务课程教学存在的主要问题
1、教学环节与企业需求脱节
虽然高校为了适应地区跨境电商行业的发展，解决人才能力不足的问题，不断地进行课程改革。然而，由于跨境电商行业发展较快，跨境电商平台规则变化频繁，学校教师缺乏实践经验，教材陈旧，课程内容跟不上时代的变化，实训场地不足、缺乏真实的平台锻炼等原因，导致教学环节与企业需求脱节，毕业生的综合能力没有达到企业的要求。
2、毕业生能力与企业要求脱节
当前，跨境电子商务相关专业毕业生普遍存在数据分析能力不强、网络营销能力不高和海外客户喜好与行为不了解等问题。这些问题导致毕业生在工作中无法准确把握海外消费者，无法进行精准的网络推广，最终影响产品的销售和企业的发展。因此，高校应该在课程教学中重视数据分析、网络营销、海外市场分析等能力的培养，以便学生能更好地满足企业的要求。
四、跨境电子商务课程的创新教学设计
鉴于上述提到的珠三角企业对人才的综合能力要求，以及当前高校教学存在的问题，高校跨境电子商务课程的教学应该以企业要求为导向，更新课程内容，开展校企合作教学，加大实训力度，重视跨文化交际能力的培养，从而为企业输出更多高素质的应用型人才。
1、根据企业需求，更新教学内容
针对当前教材内容与实际工作脱节、教学内容跟不上时展的情况，跨境电子商务教学团队可以选用最新开发的校企合作教材，把企业一线所需要的理论知识更好地传授给学生。同时，高校还要结合企业对人才的各项要求，把学生必须掌握的数据分析、关键词选择、产品上传与优化、店铺与产品推广、客户交流、售后管理等内容作为教学重点，在教学中突出上述内容的讲解与实训。例如，在数据分析的教学中，教师可以借助速卖通平台后台的“行业情报”、“搜索词分析”、“选品专家”等功能，以案例分析的方法更好地展示如何通过数据分析国外消费者的购买行为，然后再布置实训任务，让学生通过实践真正学会如何进行数据分析。在产品的教学中，教师可以通过分析平台的例子来归纳该方面的技巧，然后通过实训任务，提高学生的实践能力，增加学生之间的互动。此外，教师还可以通过视屏教学来进一步传授企业所需的技能，活跃课堂气氛，让学生对所学知识有更多感性的认识，从而更好地巩固学生的所学知识。
2、校企共同指导实训，实现“教”、“学”、“做”相融合
针对当前高校师资不足，学生实践能力欠缺的情况，高校可以引入企业教师共同指导学生，加大实训力度，循序渐进地提高学生的实际操作水平。教学团队在教学中，可以根据学生的学习特点，把实践分为三个不同的阶段。在第一阶段实训中，教师根据教学重点，采用任务教学法，布置学生在真实的平台上完成单项技能的操作，让学生在实训中，独立思考，并在教师的反馈中不断提高。在第二阶段实训中，校内教师与企业人员一起进行实训教学。通过共同指导跨境店铺运营的综合实训任务，包括店铺注册、产品上传、旺铺搭建、P4P直通车营销等，让学生在教师的指导下，开展团队合作，集思广益，在平台上完成从店铺建立到售后服务的整个过程，边学边做，边做边学，巩固与更新所学知识，进一步培养岗位所需的专业能力、方法能力和社会能力。在第三阶段的实训中，学生到企业实习，在企业资深人员的带领下，与同事一起完成真实的跨境店铺运营任务，积累实践经验，培养团队合作精神，提高了人际交往能力，实现在做中学、在学中做，真正做到教、学、做的高度融合。
3、创新跨文化交际的教学手段，提高学生的交流水平
跨文化交际能力指在理解、掌握外国文化知识与交际技能的基础上,灵活处理跨文化交际中出现的实际问题的能力。它也指在心理上不惧怕，能主动、积极、愉快地接受跨文化交际的挑战，对不同文化表现出包容和欣赏的一种态度。对于跨境电商从业人员来说，丰富的外国文化知识以及熟练跨文化交际技巧，不仅可以更好与客户深入交流、洞悉客户的需求，宣传品牌与产品，还能更自信从容地解决各种交易问题，给客户留下良好的印象。为了更好地教授跨文化技能，适应企业的需求，教师可采取多元化的教学手段。除了要求学生查询书籍和网络资料来分析不同国家消费者特点等传统教学手段外，教学团队还可让学生分析跨境交易平台网站的布局、视觉特点、销售热点、后台数据等来进一步了解消费者的购买习惯、欣赏特点与商品喜好。同时，教学中还应该增加海外社交网站的阅读与分析环节。让学生通过分析主流的海外社交网站，深入了解海外消费者的日常生活、价值取向、关注热点和兴趣爱好等，为社交网络营销、营销文章的攥写做好充实的准备。此外，学生还可以通过企业人员的经验分享，不断提高自身的跨文化交际水平，更好地满足客户需要。
电子课程设计范文第3篇
关键词：电子技术；课程设计；职业技能；创新能力
1.引言
模拟电子技术课程设计（模电设计）是电子类专业学生的第一门课程设计，它是模拟电子技术课程的重要和必要的补充。模拟电子技术课程设计的有效开展对加深模拟电子技术基本理论的理解，提高学生的设计能力、动手能力、软件仿真能力、总结报告能力及学生之间的协作协调人际交往能力都有一定的作用。总之，通过模拟电子技术课程设计课可以提高学生的综合能力。反之，模电课程设计流于形式，学生找一个简单电路焊接上应付了事，甚至电路都是别的学生代劳的。这不仅浪费时间，而且为以后的设计课程产生消极的影响，学生认为凡是设计类课程都可以混过去。并且课程设计导致消极学风，对学生专业课程的学习、职业技能的培养及未来的职业生涯都非常不利［1］-［3］。所以，研究如何搞好模电的课程设计是非常必要和重要的。根据我院多年的课程设计经验和自己的教学实践，我从思想上重视、加强过程管理、贯穿职业技能培养这三方面加强模电课程设计的教学。
2.思想上重视
课程设计是工程实践课，其目的不仅仅是巩固、深化补充和扩展理论课的教学效果，课程设计在提高学生的职业技能、工程素质和创新能力上起到关键的作用［4］。工程课程设计人数多上课分散，真正负责的教师的实际工作量比较大，如果教师责任感不强，学生不认真对待，课程设计就比较容易流于形式。首先教学管理部门应给予特殊的重视。教务处实践管理科应该亲自过问督促，亲自检查抽查学生的上课情况，并把意见和建议及时反馈给学院，以便及时纠正。建议督学对设计课程给予关注，及时提出宝贵意见。教学院长或系主任应全程跟踪管理。其次，课程设计之前要给学生开一次动员会，让学生明确课程设计的目的和意义，提出相应的要求。让学生在思想深处真正认识到课程设计的重要性和必要性，让学生积极主动地以极大的热情投入模电课程设计学习中。给学生开动员会，要求指导教师必须参加，让教师对课程设计给予足够的重视。
3.加强过程管理
（1）把好用人关（选择好指导教师）教师的良好的工作态度和工作作风具有很大的表率作用，这对学生的素质有正面的影响，教师应该表现出认真、负责、严谨、周密的态度，在指导课程设计时在设计前的准备、设计中的管理及设计后的总结中都进行精心的准备、组织和安排。选择好指导教师是非常重要的，它直接决定模电课程设计的成效。应选择对模电理论比较熟悉、实践技能比较好、责任心比较强的教师参加，不能因为要平衡工作量，而选用一些对模电理论不太熟悉、实践技能比较差的教师，这样做对学校、学生和教师都是不负责任的。这样的指导教师往往处于很尴尬的状态，学生也很茫然。学生作品出现实际问题教师不知怎么调，学生问的理论问题教师解决不了，只好硬挺或躲着学生。但这并不是说，年轻没经验的老师就不能上设计课。他们可以把模电理论好好复习，然后选择一些设计题目反复做一下，积累一些经验，经考核达到要求后再参加课程设计的指导。（2）把好选题关首先是审查指导教师所出的选题报告，选题报告应有明确的设计要求、设计目的和注意事项及所需的基本理论和主要参考书。题目应该是学生综合利用所学的模电知识，再利用参考资料能设计出来的，最好是有声光指示，可以提高学生的兴趣。但要力戒花哨，禁止超范围的设计题目，如利用数字电路做出的或者在网上等查处的高难度的电路。这样的电路学生只是照图焊接并未得到实益，教师和学生都不要有电路越复杂越好的攀比心理，要看学生是否得到实际利益，即要以有利于培养学生的职业技能和创新能能力为宗旨。选题的难度要有ABC等级，以适合不同水平的学生选做。选题也不宜过于简单，比如有的题目是设计输出电压为12伏的集成稳压电源，这样的题目仿真、焊接及报告两三个学时就完事，其他时间学生就浪费掉，学生在课程设计中也没学到什么东西，最多就相当于一次模拟电路实验。题目最好能综合放大、振荡、滤波、电源等模拟电子技术的基本内容，让学生有抓手，即所谓“跳一跳够得着”的内容，严禁过难和过于简单的题目。一个指导教师（或两位），所带的学生是一大组，一大组中的所有题目尽量涉及模电所有内容，以便学生互相交流，全面复习和提升对模电知识的理解。其次是学生选题，原则上学生要在教师出的题目中根据自己的学习状况选择适和自己的题目，但学生可根据自己的能力和爱好自选题目，自选题目的难度要适中，经过指导教师的允许。同时也要注意的是以往课程设计只允许每个同学选一个题目即“单选”，但对于能力较强的学生应支持和鼓励他“多选”。同时要求一般学生不单单熟悉自己题目的设计方法，更要在课程设计期间熟悉其他学生的设计方法（至少熟悉同组的其他题目），可以不焊接电路只做软件仿真。总之，选题要切合实际、分量适当、理论性要求高、技术性要求适当。（3）把好时间关课程设计时间选择很重要，它关系到课程设计的质量。摸电课程设计可以选择集中时间停课进行，也可以选择不停课分散进行。集中停课进行可以安排在学期初，前三周进行。这样在上学期的期末就应该把题目布置下去，学生在假期可以对模拟电子技术进行复习、查资料、简单的设计等准备工作，开学就可直接进入正题。分散时间进行效果相对较好，缺点是战线拉得较长，教师投入的工作量较大。但如果真正把课程设计搞好，还是应该选择分散时间进行，如每周两个晚上连续12周。学生可以有充足的时间对自己的设计进行完善。（4）把好验收关和成绩评定关建立三级验收制度，即组内验收，年级统一验收，学院对各组抽查验收。验收时先由各组教师组织学生进行组内验收，然后由基础电子教研室组织年级验收，最后由学院组织抽查验收。这样可引起学生和教师的充分重视，使应付了事的学生大大减少。验收时可从选题的难度、设计的情况、焊接的质量、布局的好坏及原理的叙述和回答问题等方面进行。实行两级成绩评定，即教师打分和学生打分。成绩评定工作很重要，它不仅能反映出学生设计的好坏，而且影响学生的积极性，对以后的设计课程会产生积极或消极的影响。要让设计好的学生得到好成绩，让不认真的学生不能蒙混下去。为此学生成绩可以由教师打分学生打分两部分组成，教师打分可占70%，主要有出勤成绩、报告成绩、作品质量成绩和学生对设计原理的叙述及回答教师提的问题。学生打分占30%，主要反映作品是否是自己做的及该学生在组内协作的能力。
4.贯穿职业技能培养
在模拟电路课程设计中要始终强调培养学生的基本技能的训练，如：原件识别与测试、常用仪器的使用、资料的查询和电路的仿真、焊接技术、基本设计能力、设计报告基本写作的训练及设计可行性论证的语言表达能力等。（1）设计能力培养选完题目后，学生可以根据题目的要求，选择合理的设计方案。方案确立后分组对方案进行讨论，每位学生都要对自己的设计方案进行论证，这样也锻炼学生的逻辑思维和语言表达能力，同时也可以是学生之间互相借鉴，取长补短，也对其他学生的题目的设计有所了解。教师要对学生的设计方案细致的研究，提出改进措施。（2）创新能力培养模拟电子技术课程设计要有真正的设计内容，哪管是其中的一部分，绝不能变成电路组装。如果学生只是按照教师给的电路或在网上找的电路进行组装，调试成功后上交一个作品，那就意义不大。作品必须是学生自己利用模拟电路的相关知识设计出来的，当然教师要给予相应的指导，而不能布置完题目就撒手不管。退一步说，即使个别学生按照现成的电路组装的，其中一定要再加一些自己设计的附加功能。否则就不能称得上设计，也不能培养学生的职业技能和创新能力。（3）动手能力培养焊接技术是实践技能的一项重要指标，指导教师首先要指导学生进行拆件练习，可用利用以往课程设计的废板。拆集成电路元件时可首先让学生练习使用传统的吸锡线，熟练后再练习使用吸锡烙铁进行拆卸。在正式焊接作品前，先指导学生利用旧板和拆下的旧件进行焊接练习，焊接出两个作品后再进行正式作品的焊接。焊接前应该指导学生如何进行元件布局。（4）解决问题能力的培养设计好电路，经仿真成功后就可以焊接调试。学生在焊接时往往有虚焊、漏焊、错焊等现象。学生没有经验，只能逐个元件地找，实在找不出来就只有重焊。重新焊接再不好使，学生就没有办法了，只有求助指导教师，这时指导教师往往代劳，帮助学生查出故障。这种做法是错误的，正确的方法是调试前就教会学生调试方法，教会学生如何诊断判断故障和排除故障，让学生自己调试，出现问题时教师给予及时的指导，这样可以使学生少走弯路，并且锻炼学生分析和解决实际问题的能力。调试完成之后，学生要及时总结分析问题的经验，提高对模拟电子技术课程设计的认识，为解决其他设计课中出现的问题奠定基础。
5.结语
课程设计是学生完成学习—构思—设计—实现的工程训练过，是培养工程师的最初步的训练内容。要做好模拟电路课程设计，需要先做好思想工作，让教师和学生充分重视，要制定一套严格的管理运行程序，选好教师选好题目，选择好时间，抓好三级验收、两极成绩评定和总结工作，这样才能保证模拟电路课程设计的质量，为学生后学设计课程起个好头，为学生创新能力和职业技能的培养奠定基础。
参考文献：
［1］孙晓云，张刚，杜云，刘东辉，梁国壮，韩建兵.电气信息类专业创新人才实验区建设的探索［J］.电气电子教学学报，2010，32：46-47.
［2］李祖林，易杰，姚胜兴.电气信息类专业实习教学模式研究［J］.电气电子教学学报，2008，4：69-70.
［3］唐朝京，涂瑞斌，库锡树，李贵林，关永峰.电子信息类大学生创新能力培养体系建设研究［J］.高等教育研究学报，2009，32：88-90.
［4］蔡方凯.电子信息类实践教学模式改革的探索［J］.实验科学与技术，2009，7：95-98.
电子课程设计范文第4篇
【关键词】生物医学工程；生物医学电子学；生物电位放大器；电子设计自动化
【Abstract】In order to strengthen the electronic engineering technology training for Biomedical Engineering students， the Biomedical Electronics experiment course was designed for the students. The biological potential amplifier was selected as the experiment subject； In the experiment， student will be required to combine the simulation based on the electronic design automation software and practical operation to complete the design work of the biological potential amplifier， verify its function， and measure its important performance； the experiment was arranged in the early stage of the theoretical courses. Practice shows that the students have a more depth understanding of the characteristics of different methods in electronic engineering technology through the training of biomedical electronics experiments. Therefore， the curriculum design of the experiment is successful.
【Key words】Biomedical Engineering； Biomedical Electronics； Biological potential amplifier；Design automation
0 引言
生物医学工程专业涉及多种学科和技术，具有很强的综合性[1]；但与此同时，该专业的本科生培养工作也具有很高的难度，原因就在于学生学习的内容多而不精，在择业时常常无法体现出能力优势。因此，从培养生物医学工程专业本科生的角度而言，应该在对学生进行综合素质培养的同时、加强特定专业技能的训练，为学生的就业和继续深造打下良好的专业基础[2]。
医学电子仪器方式是上海理工大学生物医学工程专业的一个重要方向，在课程设置上，专注于培养学生的电子工程技术[3]。这其中，生物医学电子学[4]是生物医学工程专业的重要专业课程之一，其教学目的是让学生掌握医学电子仪器中带有共性的电子器件、电子线路及电子学设计方法，因此是引导学生学习将电子工程技术应用于生物医学工程专业的重要环节。生物医学电子学实验是该课程的配套实验，目的是在于通过有代表性的实验课题，引导学生学以致用、将课堂内容融会贯通于实践之中。因此，生物医学电子学实验是生物医学工程专业的一门重要实验，需要进行慎重的实验选题、认真的实验设计和细致的实验安排。为此，进行了相关的课程设计和实践工作，详述如下。
1 课程设计思想
上海理工大学生物医学工程专业的生物医学电子学实验被安排于第五学期，和生物医学电子学理论课平行设置。此前，学生已经通过电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础和电子技术技能训练等课程的培养，具备了一定的电子工程技术基础。生物医学电子学实验的总课时为16学时，在有限的课时内，让学生得到最大程度的专业训练，具有一定难度。在此背景下，展开生物医学电子学实验的课程设计工作。
首先要解决的问题是实验选题。生物医学电子学实验的选题，应该能够突出生物医学电子学的特色，具有代表性。经过研究，多个生物医学电子学的相关教材中，都将生物电位放大器（Biopotential Amplifier），即仪表放大器（instrumentation amplifier），放在了相当重要的位置上[5]。生物电位放大器，是用于放大心电、肌电和脑电等信号的专用放大器；这些信号具有的特点包括：由生物体内的电活动产生、属于微弱的差分信号、非常容易被更加强烈的共模噪声淹没；而生物电位放大器具有很好的共模抑止特性，最适于放大这些存在于强烈共模噪声背景下的微弱差分信号[6]；因此，生物电位放大器在生物医学电子学中占有重要地位，以生物电位放大器为主题开展生物医学电子学实验，不仅具有代表性，而且能够引导学生在前期的课程基础上有所提高。
其次要解决的问题是实验设计。围绕生物电位放大器这个主题开展实验设计工作，需要使实验具有一定深度，但同时又要保证大部分同学有能力在限定的课时内完成任务。经过反复论证设计，最终决定生物电位放大器相关实验由两部分组成：基于电子设计自动化（Electronic design automation， EDA）软件的设计仿真实验和动手实践实验。在第一部分实验中：学生基于LM324[7]完成生物电位放大器的设计工作；仿真验证设计结果；仿真测试其差模增益幅频响应曲线[8]。在第二部分实验中：学生在面包板上动手搭建生物电位放大器；并在实验室中，使用各种设备测试差模增益幅频响应曲线。上述实验设计的优点在于：通过设计仿真工作，让同学们尽快掌握生物电位放大器的原理，同时，基于EDA软件开展电路工作，符合发展趋势[9]；通过设计仿真和动手实践相结合，互为验证，比较差异，容易引发思考，更加深刻的体会电子工程技术中不同手段的特点；对生物电位放大器的重要参数进行仿真、测量和总结，有利于学生们在更深地程度上掌握生物电位放大器。
最后要解决的问题是实验安排。由于生物医学电子学实验是生物医学电子学理论课程的配套实验，因此在进度安排上必须要统筹考虑；此外，实验设计决定了生物医学电子学实验适宜集中精力完成，而不是分散到每周进行，集中完成实验能够取得更好的效果。为此，在生物医学电子学理论课程中，生物电位放大器相关内容被安排在课程的早期进行讲解；紧随其后，利用课余和周末时间，在一周内完成生物医学电子学实验。这样安排的好处是：学生能够在课程的开始阶段，就体会到了如何将理论应用于实际，引发学习兴趣。
2 实验内容展示
下面以一位学生的实验情况为例，说明课程设计效果。
1）生物电位放大器的设计和仿真
a）生物电位放大器的设计：
基于lm324设计一个基于三运放的仪表放大器，用于生物电位测量，仿真电路原理图如图1所示。增益公式如公式（1）所示，其中：R1、R2、R5和R6都选用10KΩ的电阻；R3和R4都选用24KΩ的电阻；Rg为增益电阻，当Rg为无穷大时，（这里选用600MΩ），增益约为1倍，当Rg为5.6kΩ时，增益约为10倍，当Rg为470时，增益约为100倍，当Rg为47时，增益约为1000倍。
A=（2*R3/Rg+1）*R2/R1（1）
b）对所设计的生物电位放大器进行仿真，验证其功能
如图1所示：使用+Vdm/2和-Vdm/2两个信号源组合成模拟心电信号的差模输入信号Vdm，峰值为10mV，频率为18Hz；使用Vcm仿真工频干扰产生的共模信号，峰值为500mV，频率为50Hz。取Rg为5.6kΩ，输入、输出信号对比图如图2所示。由图可见，差模输入信号被放大约10倍，但50Hz共模输入信号在输出信号中全无踪迹，因此该生物电位放大器正确的实现了预期目的：放大差模信号、抑制共模信号。
c）对所设计的生物电位放大器进行仿真，测量其性能，频率范围设定在0.1Hz-5MHz之间：
对图1的生物电位放大器进行仿真，测量其差模增益频率响应，如图3所示。图中从上到下的短划线、虚线、点划线和实线分别代表差模增益约为1000倍、100倍、10倍和1倍时的幅频响应。由图3可见，放大倍数越小时的幅频响应截止频率约高：差模增益约1000倍时，幅频响应在1kHz左右就开始截止；差模增益约100倍时，幅频响应在10kHz左右开始截止；差模增益约10倍时，幅频响应在100kHz左右开始截止；差模增益约1倍时，幅频响应在1MHz左右开始截止。
2）生物电位放大器的实践实验
动手实现所设计的生物电位放大器。使用的器材包括：面包板、lm324、10KΩ电阻、24KΩ电阻、5.6KΩ电阻、470Ω电阻、47Ω电阻和导线等，电阻均为5%精度；使用的仪器包括SPF05数字合成函数信号发生器、DS1000数字示波器和电源。测试所得到差模增益频响曲线如图4所示。其中，差模增益随频率变化的趋势与仿真所得的结果基本类似，除了差模增益为1时的截止频率出现在了100kHz左右。
3）实验分析
相比于实际实现的生物电位放大器，仿真实验而得的结果具有更好、更理想的特点。其原因在于：仿真时避免了器件差异造成的影响，需要匹配的电阻和运放可以做到完全匹配，同时也避免了人为测量失误造成的影响，因此可以排除随机误差。仿真实验更容易实施，对于理解理论课内容大有裨益；但动手实验更加真实，且可以提高动手能力、积累实验经验，对于理解真实情况、解决实际问题非常有好处；两者可以互为补充。
3 结论
为了避免生物医学工程专业本科生培养博而不精的问题，在对学生进行综合素质培养的同时，应该加强特定专业技能的训练；上海理工大学生物医学工程专业医学电子仪器方向在课程设置上专注于培养学生的电子工程技术；生物医学电子学实验作为该专业的重要课程生物医学电子学的配套实验，在引导学生“入门”、引发专业兴趣等方面，具有重要作用；为此，对该实验进行了相关的课程设计工作。实践表明，通过生物医学电子学实验的训练，学生对专业的认知程度、对技术的理解程度和对知识的掌握程度，都得到了提升，这些能力的加强有助于学生对其它专业课程的学习和掌握。因此，该实验的课程设计是成功的，今后将沿此方向继续推进。
【参考文献】
[1]尤富生.麻省理工学院教育理念及对生物医学工程专业的启示[J].医疗卫生装备，2016，37（1）.
[2]赵晓明.生物医学电子综合实验系统设计[J].实验技术与管理，2013，30（7）.
[3]周宇.医学仪器设计原理课程构建的心电检测系统[J].实验室研究与探索，2012（2）.
[4]马长升.生物医学电子学的回顾与展望[J].中国医疗设备，2008，23（3）.
[5]Webster， J.G.Medical Instrumentation： Application and Design[M]. 3rd ed. John Wiley & Sons，2009.
[6]Franco， S.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].2ed.西安交通大学出版社，2009.
[7]Instruments. T. LM324 Quadruple Operational Amplifier. Available from： http：///product/lm324.
电子课程设计范文第5篇
关键词：复杂可编程逻辑器件（CPLD）；电子技术；课程设计
中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0200-02
一、引言
数字电路已广泛的应用于工业和生活中，数字电路的设计方法也发生了改变。因此对数字电路课程的基本要求、教学的组织方式等有必要进行研究与探讨。基于复杂可编程逻辑器件（CPLD）的设计已经成为现代数字电子系统设计的主流。复杂可编程逻辑器件数字系统的设计是一种以计算机为工作平台，在EDA软件开发环境下，用硬件描述语言和数字电路图形对系统功能进行编程设计、仿真分析并下载到可编程逻辑器件中的高效电子设计方法。该方法实现的数字系统具有高集成度、高速度、高可靠性、设计周期短、成本低、容易升级和移植等显著优点，从而在工程中得到广泛应用。对电气信息类本科生，有的学校开设了有关CPLD设计方法的选修课程，有些学校还没有在本科阶段开设相关课程，对于没有开设这门课程的学生，如果在数字电路课程设计中给学生简单介绍相关EDA软件的使用方法，并指导学生查阅资料完成基于CPLD的课程设计任务，将是对培养学生自学能力、实践能力和创新能力的有力探索。因此本文通过将CPLD应用于学生的电子技术课程设计，在指导学生掌握MAX+PLUS II基本设计方法的基础上，要求学生查阅资料并应用数字电子技术基本理论完成了简易电子琴设计和仿真。
二、CPLD在本科课程设计中的应用
在数字电子技术课程设计中，选择难度适中的设计任务——简易电子琴的设计，要求学生在对音阶发生的原理、音调及节拍控制方法等研究的基础上，完成了基于CPLD的简易电子琴设计，达到本科毕业设计的目的。课程设计开始时，由于学生不了解CPLD的设计方法，先给学生讲解MAX+PLUS II的安装及使用方法，然后如何应用MAX+PLUS II来进行简单的数字电路设计、仿真分析。基于CPLD数字系统的设计实质是编写一系列描述系统行为或结构的设计文件。设计文件常用两种格式：图形（xxx.gdf）和文本（xxx.vhd）格式。特殊单元功能模块一般用文本描述（VHDL语言）。单元模块设计并调试后可打包生成图形模块供系统设计调用。而系统总体电路设计采用图形描述，向下调用生成特殊图形模块或设计库中图形模块，这样电路结构清晰直观，利于仿真调试。在整个课程设计的过程中要求学生以自学为主，通过查阅资料熟练掌握CPLD的设计方法并完成课程设计任务。设计原理图如图1所显示，即通过键盘的弹奏，将输入键盘信号转换成含有音符信号的代码以及产生分频预置数，采用数控分频的方法输出不同音符的频率，最后通过扬声器发出声音，同时用LED显示正在演奏的音符。原理图中的各功能模块均采用文本输入方式，CLK-GEN，KEYSCN，KEYDECODER-DEB三个功能模块采用VHDL语言设计，分别对这三个功能模块编辑、仿真后生成特殊的功能模块，三个功能模块一起实现按键扫描电路功能，体现CPLD中自底向上的设计思想。TONE_ROM为音符查表以及对应简谱频率产生电路，完成音符查表和简谱码产生，SPEAKER为扬声器驱动电路，DISPLAY显示控制及驱动电路，这三个模块也采用文本输入方式进行设计、编辑并进行仿真。而在整体电路设计中采用图形描述，向下调用生成的功能模块，体现了自顶向下的设计思想。
三、经验与体会
通过一个具体的设计课题，指导学生在学习的过程中掌握了CPLD的设计方法以及进行课题研究的一般方法，调动学生的积极主动性，加深了学生对设计方法的理解。有以下几点体会：（1）通过结合实际设计任务的学习方式有利于学生对知识的理解和掌握，比如自底向上和自顶向下的设计方法，如果采用课堂授课方式，学生一般很难理解，即使理解了也不会有太深的印象，而通过这样一个简单的例子，指导学生在设计的过程中分别应用这两种设计方法来完成任务，学生接受起来不仅自然而且有体会，这是课堂教学无法收到的效果。（2）通过查阅手册和参考书籍、文献等资料，培养了学生自学能力独立分析和解决实际问题的能力。（3）在指导学生撰写规范设计报告过程中，培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。（4）整个设计课题虽然简单，但设计过程涉及到了工程课题研究的各个方面，通过完成设计任务为今后毕业设计和从事产品的开发研制奠定了基础。
CPLD是一门实践性很强的课程，已经应用到各种电类产品中，电气信息类学生应通过不同的渠道掌握这门技术。而高校要培养出高素质的工程应用型人才，应在学生课程设计、工程实践等方面进行改革与尝试。采用灵活多变的教学方式，培养学生的学习兴趣、激发学生的求知欲，从而达到启迪思维、拓展视野的目的，培养学生自学能力、独立解决问题的能力、严肃认真的工作作风和严谨的科学态度，为社会培养出具有工程创新能力的卓越工程师。
参考文献：
[1]康雪梅.《数字电路》改革初探[J].电子技术，2009，46（5）.
[2]王彩君，黄智进，周开邻.基于CPLD的毕业设计指导方法研究[J].2009，7（2）：21-22.
