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电子设计应用

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电子设计应用

电子设计应用范文第1篇

【关键词】电子设计;EDA技术;应用

前 言:EDA又称电子设计自动化,它是电子技术的发展潮流,是电子技术及仿真模拟工作的基础技术,因此,在电子设计中,EDA得到了广泛的应用。

1.EDA技术概述

在电子设计技术中以可编程逻辑器件在数字系统中的应用为电子设计工作带来了极大的灵活性,可编程逻辑器件在软件编程时重构器件的结构及工作方式,从而大大的提高了设计硬件的效率。PLD应用的结构原理、下载方式及集成规模等方面的具体的进步都在一定程度上推动了现代电子技术的革命的发展,它使得传统的数字系统设计方法、设计理念及设计过程等都发生了改变。随着PLD技术的不断完善及计算机技术的快速发展,EDA技术开始在电子设计领域中发光发热。EDA技术在计算机上的EDA工具软件平成设计文件时利用硬件描述语言来进行系统逻辑描述。EDA技术实现了设计者利用硬件描述语言及电子设计自动化软件等完成对系统硬件功能的设计工作,EDA技术可以自动的完成逻辑编译、逻辑分割及布局布线等功能从而使电子线路系统功能全部实现。

2.EDA技术的现状及发展

随着半导体工艺技术的不断发展,EDA技术也不断地推动着电子设计技术的发展。IC设计产业在不断高度发展的同时也面临着巨大的挑战,产品上市周期越来越短、成本越来越低等要求都迫使设计者在进行电子设计时选用更高效的EDA技术。设计者在设计的过程中必须全面的考虑问题,不仅要考虑硬件的物理特性对设计时序及功能可靠性等的影响,同时也要选用合适的设计术语及抽象形式等数据来描述设计。EDA技术不仅需要测试深验证亚微米技术的物理效应的能力同时也需要提供抽象设计的能力。EDA技术的发展离不开计算机、电子系统设计及集成电路等,EDA技术的发展大致上可以分为计算机辅助阶段、计算机辅助工程设计阶段及电子设计自动化阶段这三个阶段。电子辅助阶段主要是在计算机辅助的前提下进行的电路原理图编辑,用PCB进行布线布局,从而使得设计师从传统的绘图工作中解放出来。计算机辅助工程设计阶段主要是解决电路设计中的电路检测等问题,CAE以逻辑模拟、故障仿真及定时分析等为核心,从而使得设计可以提前预知产品的相关性能及功能。电子设计自动化阶段主要是通过高级描述语言、综合技术及系统仿真等“自上而下”的完成设计前期的高层次设计。

3.EDA技术的要点分析

3.1硬件描述语言

硬件描述语言是一种进行电子系统硬件设计的计算机语言,它通过软件编程来具体的描述电子系统中的电路结合、连接形式及逻辑功能等,硬件描述语言适应于设计大规模的电子系统。高速集成电路(VHDL)硬件描述语言于1985年美国国防部推出的目的是为了克服EDA产品不兼容问题,同时也可以进行多层次设计。IEEE以VHDL为硬件描述语言柄滩以覆盖之前的硬件描述语言的各种功能。IEEE是一种全方位的硬件描述语言,包括系统行为级、逻辑门级及寄存器传输等多个设计层次,同时也支持数据流、结构及行为等三种形式进行混合描述整个项目。VHDL硬件描述语言不仅移植性好,同时它的设计也方便了工艺间的转换,而且VHDL使得设计人员的主要工作是进行实现与调试系统功能。

3.2ASIC设计

在集成电路的设计中加入ASIC芯片可以解决电子系统集成电路存在的功耗的、可靠性差及体积大等主要问题。随着现代电子产品市场的门槛不断提高,ASIC芯片分为全定制或半定制ASIC及可编程,因此在设计ASIC芯片时应该尽可能的是芯片获得最优的性能,从而达到高利用率、高速度及低耗能的目标。

4.EDA技术在电子设计流程

EDA技术是系统级的设计方法,是一种层次相对较高的电子设计方式,EDA技术以概念为驱动从而使电子设计工作者在设计时无需利用门级原理图,电子设计工作者在确定设计目标之后就可以用EDA技术来表述电路,这样不仅可以减少电路细节的约束及限制,同时也可以使设计者的设计更具创造性。EDA系统在电子设计人员将概念构思及高层次的描述输入计算机之后在系统规则下完成对电子产品的设计。EDA技术的电子设计工作流程大致包括系统划分、代码级功能仿真、VHDL代码或图形的输入、送配前时序仿真及ASIC实现部分。首先,电子设计借助文本或者图形编辑器呈现出设计描述,也就是实现设计表述。其次,电子设计借助编译器对设计进行错排编译,即输入HDL程序。然后,设计人员需要沟通软件和硬件设计,以便实施功能仿真,即综合。最后,在确认仿真设计无误时,通过FPGA或CPLD完成逻辑映射操作,即编程下载,系统级设计完成。

5.EDA技术的应用

EDA技术在电子工程设计中扮演着非常重要的角色,它的作用体现在不同的方面。首先,电子自动化技术可以验证电路设计方案的正确性,在进行电子设计时,待设计方案确定之后,会利用结构模拟或者系统仿真等方式来验证设计方案的正确性,在验证过程中系统中的各个环节的传递函数确定之后设计方案便可以实现。这种系统仿真技术推广到非电子专业的系统设计也会得到充分的发展。EDA技术在系统进行仿真之后的电路结构进行模拟分析,从而使得电路设计方案的可行性及正确性得到充分的保障。其次,电子自动化字数也可以对电路特性进行优化设计。电路的稳定性能受到元器件容差及工作环境温度等的影响。在传统设计过程中难以对电路的整体进行优化设计,也无法全面的分析电路稳定性的影响因素。EDA技术中的温度分析及统计分析等功能的应用则可以全面的分析电路特性影响因素,从而对电路特性进行整体的优化设计。最后,电子自动化技术也可以实现电路特性的全功能模拟测试。

6.以EDA技术为基础电子设计的注意事项

在利用EDA技术进行电子设计时,首先应充分的考虑电子电路延时的不确定性,以及在系统进行自动编译时会被冗余的电路简化,因此,在应用EDA技术时,应注意采用的反向器个数避为偶数,同时以并联的方式将反向器连接成延时电路。其次,在设计过程中输入的引脚不能处于置空状态,要保证有信号源来驱动引脚,及保持部分不用的引脚保持接地,同时,器件的电源应始终与地线引脚保持相连,彼此之间可以进行滤波及去耦。最后,在设计中药避免器件过于发热。

结束语:

我国经济的进步带动着我国科学技术的不断发展,从而也使得了电子产品得到了飞速的发展。在现阶段的电子设计中,EDA技术是电子设计过程中的核心技术,是电子产品研制开发的源动力。随着EDA技术的不断深入发展,EDA技术将引发电子产业界及电子设计领域的技术革命变革,EDA技术的不断完善使得电子设计的水平在不断的提升。为了使电子系统朝着集成化及规模化等方向的发展,电子设计工程师应该充分的掌握EDA技术,以便开发出更多的高性能电子产品。

参考文献

[1]潘松.电子设计自动化(EDA)技术及其应用(一)[J].电子与自动化,2000,01:51-54.

[2]魏娜,王慧莹.EDA技术在电子设计中的应用[J].黑龙江科学,2014,03:267.

[3]朱金明,黄理瑞.浅析电子设计中EDA技术的应用[J].数字技术与应用,2014,07:106.

电子设计应用范文第2篇

全国大学生电子设计竞赛是教育部举办的大学生学科竞赛之一,目的在于推动高校课程内容和课程体系的改革,培养大学生的工程实践能力和科学创新精神。广西大学参加电子设计竞赛的学院有计算机与电子信息学院、电气学院和物理学院。由于这三个学院学科体系、课程设置和人才培养方向均有差异,没能形成统一的培训计划,因此各学院独立负责本院参赛学生的培训工作。这样各学院参与竞赛培训的师资力量、实验设备和训练场地没能充分利用,学生不能得到高效教学资源,限制了学生学习的积极性。由此可见,探索MOOC平台下,挖掘、利用优质教学资源为电子设计竞赛服务,提高学生实践创新能力具有重要意义。

(一)MOOC可以实现优秀教师资源的共享广西大学实践教学一直存在优秀实验教师缺乏,教师精力投入不足的问题。这直接限制了电子32设计竞赛培训工作的开展。MOOC可以利用最优秀的教师资源,对竞赛涉及的知识点进行局部拆分,然后将教学课件、电子黑板、软件仿真等教学手段进行融合,将知识和能力培养蕴含在一个个十多分钟的教学视频中。学生在宿舍就可以接受电子竞赛的实践培训,学生可以根据需要反复观看教学视频来掌握相关知识点。这样,一方面可以使得广大学生获得优质教学资源;另一方面教师也可以从单调的重复性工作中解放出来,将更多的精力放在学生的答疑与学习引导上。

(二)MOOC可以促进虚拟实验技术的发展国家教育部在2012年发出了《国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作的通知》。通知指出,虚拟仿真实验教学已经成为各高校信息化建设的重要内容,各高校可根据学校学科专业优势,积极与企业合作,整合学校信息化实验教学资源,推动实验教学改革。近年来MOOC与虚拟仿真实验技术结合的课题得到了广泛的关注。MOOC利用虚拟仿真实验可以更好地展示知识点的内在物理意义,使得学生对知识的理解和掌握变得更生动和易于理解。例如在智能小车的设计中,可以采用澳大利亚西澳大学电子与计算机工程学院开发的EyeSim虚拟仿真平台。学生可以根据实验项目要求在该平台自行搭建实验环境,选择相应库函数,设计相关程序。学生可以在近乎真实的环境中测试程序算法的有效性。具体如图1所示:在MOOC中非常适合采用这种仿真实验的方式对特定知识点进行讲解,学习过程变得轻松愉快。

(三)MOOC可以提高学生的学习热情MOOC适合现代大学生的学习特点,精短的授课视频让学生刚好掌握知识而又不对学习产生厌倦。强大的社交网络形成教师和学生互动的平台,学生的学习兴趣有所提高。

二、探索MOOC在电子竞赛中的应用

大学生电子设计竞赛来源于基础实践教学,又高于基础实践教学,通过理论知识和实践能力的紧密结合,电子竞赛成为全面检验学生理论基础和实践创新能力的试金石。MOOC平台除了提供课件和授课视频外,还能通过互联网实现作业的布置与批改,学生相互讨论,教师答疑等交互环节。这为电子竞赛的开展与培训提高了便利的条件。首先,广西大学计算机学院作为学校电子竞赛的项目实施单位,联合了其他两个学院的竞赛指导教师,形成竞赛MOOC团队。团队中分工合作,规划授课视频的内容、制作课件,视频后期编辑与美工均有专人负责。将各学院中的电子协会、创新协会等优秀学生纳入论坛的讨论区,和教师一起形成答疑团队。然后就要争取学校政策上的支持。计算机学院设立三门实训课程来完成电子竞赛的培训工作,实训1对学生基础知识进行讲解,并引导学的第二课堂活动;实训2对单元电路和编程方法进行巩固;实训3进行项目训练。这三门实训课程可以纳入MOOC平台,学生采用MOOC方式获取学分。力争做到三学院相互承认学分,具体流程如图2所示:最后,根据师生反馈的信息对相关教学资源进行改进与维护,使得教学资源更为完善。

三、结语

电子设计应用范文第3篇

竞赛的特点在于努力与课程体系和课程内容改革密切结合,与培养应用型本科人才紧密结合。全国电子设计竞赛要求选手们有扎实的基础知识,较强的实践动手能力,同时还要积极创新。竞赛题目要求既涉及理论设计、实际操作,又着重考核学生综合运用基础知识进行理论计算和实际涉及制作的能力。因此电子设计竞赛对促进教育思想的转变和电子类专业课程体系以及教学改革,特别是对完善与强化实践性教学环节,培养工程能力起到了独特的推动作用。我校近几年在该项赛事成绩非常突出,连续第五年荣获“优秀组织学校”的荣誉。在2013年的大学生电子设计竞赛中我校学生在竞赛中表现出色,获得全国一等奖2项、二等奖3项,北京赛区一等奖5项、二等奖15项、三等奖10项,在参赛的31所北京高校中,我校获奖总数名列第二。取得如此好的成绩,和我们学校重视实践环节,以培养应用型本科人才为目标是分不开的。

2培养应用型本科人才所采取的措施

我校作为一所非“211”高校之所以能取得如此优异的的成绩,和以下几个方面是分不开的。

2.1制定政策,促进竞赛

近年来,我校先后制定了《本科生素质拓展学分实施办法》《本科生学科竞赛管理办法》等政策性文件,对在竞赛活动中取得优秀成绩的学生和指导教师进行表彰和奖励。学生参加竞赛获奖可以获得素质拓展学分,该学分是本科生获得毕业资格的必要条件。同时所得学分可以替代公共选修课程、专业选修课程或集中实践环节部分的学分。教师指导学生获奖后也可以得到表彰和奖励,并且将其作为教师聘任、职称晋升等方面的考核指标。这些政策的实施,充分调动了学生参加各类竞赛活动的积极性,激发了教师指导学生的热情,推动了我校大学生各类竞赛活动的蓬勃发展。因此我们学校在大学生电子设计竞赛中取得优异的成绩是水到渠成的。

2.2积极开放实验室,提高学生实践动手能力

为了提高学生的实践动手能力,学生有更多的时间待在实验室,教务处制定实施了《教学实验室开放管理办法》,该办法的实施为培养学生的实践能力,提高实验室的设备、场地等资源的利用率,规范有序地做好教学实验室开放提供了强有力的支持。学生通过参加实验室开放项目可以获得素质拓展学分,通过学分的激励,促使更多的学生走进实验室。激发学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,为学生创新精神和实践能力的培养提供宽广的平台。开放实验室使电子设计竞赛与学生科研训练融为一体,使学生的实践与创新能力得到锻炼的同时,也为参加电子设计竞赛提前做好准备。

2.3积极组织素质拓展活动,造就实践创新沃土

学校制定了《本科生素质拓展学分实施办法》(主要途径:学科竞赛、学术论文、专利或软件著作权、各类认证资格考试、实验室开放项目、科研训练等),并在教学计划中列出每位学生在校期间都要完成4个学分。素质拓展学分是必修学分,学生未能完成,不能毕业。在“办法”中将大学生参加各级各类竞赛列为学生获得素质拓展学分的重要途径。每年学校都要组织学生竞赛,如2013年我们就组织学生参加了80项竞赛,取得了优异的成绩。其中获奖人数。由于学校积极组织课外创新实践活动,营造了大学生创新实践氛围,每届全国大学生电子设计大赛学生都能够积极参加。

2.4修订本科生培养方案,突出实践教学环节

具有工程实践能力、创新设计能力的应用型本科人才的培养模式核心是要培养学生的工程实践能力、创新设计能力和工程素养。要达到这个目标,就必须大力加强实践教学环节,建立与课程体系相配套的实践教学体系。为了增强学生的实践能力,学校不断修改教学大纲,修订本科生培养方案,改进实践教学体系,将课堂教学与实践课程合理搭配,将综合实践课程、实践能力培养和素质拓展相结合,按层次、分阶段实施实践教学改革。目前,在工科专业中,实践教学的比例已占到1/3。我们还建立了以学生为主体,以教师为主导的实践教学理念,确立了以培养能力,提高素质的实践教学观念。

3结语

电子设计应用范文第4篇

关键词:电子设计大赛;应用型人才;培养方案;教师辅导

高校的主要教育任务在于为社会培养、提供具备创新意识与实践能力的专业、应用型人才,为社会经济、技术以及文化的发展带来相应的人才资源与作用。近年来国家为培养具备相应高素质应用型人才组织、创办了多项工作活动。这其中全国的大学生电子设计大赛,就是专门面向高校学生所举办的科技活动,为促进高等院校电子信息相应课程的改革发展,并推动大学生创新意识、实践能力以及团队精神的提升锻炼。有助于高校进一步教育培养出社会所需的高素质应用型人才,实现社会的高效发展建设。

一发挥教师的辅导作用,做好学生参赛的准备工作

要提升高校学生参与电子设计大赛热情与力度,不仅需对其做教育引导,还应积极调动教师的力量,发挥出各个教师的专业特长与表率、辅导作用,将电子设计的参赛题目划分为多项专题,由不同专业的教师做专题教育与辅导。通过开设专题辅导课程等方式,令学生能接受系统的电子设计赛前辅导与各专题的讲解教育。以便充分发挥高校教师的力量,在提升学生参赛水平的同时,促进其创新思维与实践能力的发展进步。赛前的辅导、指引工作是高校学生参与电子设计大赛极为关键的阶段。绝大部分参与竞赛的大学生只有两到三年的高校学习经验,对于电子设计大赛的相应题目进行理解与探究,还存在一定的困难。这一方面是因为电子设计大赛的题目本身就是对专业知识的系统总结与囊括,相应会检验大学生在校期间的学习情况与成果。另一方面理论知识学习与实践运作也是存在差异的,许多学生基础知识掌握较为牢固熟练,但对于电子设计大赛的实践题目就会显得无所适从,不知从何下手。对此就需要高校教师在赛前为学生做系统、具体的专业辅导工作,经由各专题环节的讲解教育,帮助学生有效理清题目的考查思路与范围,明确自身工作重点,在教师的指引下正确进行相关实验操作与研究,以尽可能降低学生出现思维误区与“走弯路”等情况的概率。并且也能在赛前辅导进程中,相应培养强化高校学生的实践创造能力,能基于自身所学知识,在题目的要求与引导之下,懂得从哪方面入手,怎样操作实践。以此发展学生将自身思维、学习内容转化为学习成果的能力。此外高校也应高度重视电子设计大赛的赛前辅导工作,制定每一年度的赛前辅导、培训规划与具体工作安排,确保大学生能在参与竞赛之前得到各专业教师具体、系统的知识辅导与实践教育。以此在保证高校学生参赛成绩的同时,高效推动发展学生创新意识与实践能力的培养发展。

二以培养应用型人才为目标实施学生素质能力发展方案

(一)对学生创新意识的培养发展方案

电子设计大赛相比其他的大学生专业竞赛活动,在注重考查学生知识基础的同时也更为强调其创新意识的运用。创新本身是高校学生教育培养的能力之一,而电子设计大赛的每一道题目都含有基本题与发挥题两部分,以此即完成对高校学生基础专业知识的检验工作过,又能相应考查评估学生的创新思维能力。学生在参与电子设计大赛的培训以及实践训练过程中,也能相应锻炼自身的创新思维。电子设计大赛题目不是传统的验证性实验,本身具备多种实现手段,以此指引学生从题目不同角度、方向与思路上寻求更为全面与多样的实现方法,进而带动高校学生思维的开拓延伸,并进而培养其主动进行创新探究的思维习惯,在促进学生创新能力与意识发展的同时,为其今后步入社会工作打下坚实的能力基础。对此高校在电子设计大赛的赛前辅导以及平时训练进程中,也应重视相应的创新意识培养目标,注意在训练试题上给予学生更多的思维自由与实施空间。令其脱离固有思维模式的限制,充分展现、发挥出学生自身的思维创造力与想象力,以此提出、实践不同角度与层次的题目实现手段,带动学生创新思维能力的进步发展。

(二)对学生实践能力水平的培养锻炼方案

理论与实践是相互存在差异又互为结合的关系,高校学生的理论知识所学,并需经由相应的实践操作才能转化为学习成果,其实践能力也是高素质应用型人才的基本要求之一。而电子设计大赛作为注重实践运用的大学生竞赛活动,就是专门考查学生将题目理论转化为实际实验、设计成果的能力水平。整个竞赛活动从赛前训练到最终参赛,都需要学生全程进行动手实践,以此验证、检查自身实验设计的进度、成果以及测试情况,可以说电子设计大赛中学生就是在进行一场没有停歇的“实践竞赛”。在整个参与动手进程中,学生需要基于大赛题目的要求,将自身要实现什么以及怎样实现作为研究操作的核心目标。以此进行实物的设计制作,并在整个操作进程中相应逐步锻炼学生的自主实践水平,其也会在不断的研究、操作中逐渐掌握到发现问题本质,以及如何解决问题的技巧能力。学生将从一开始参加竞赛时满腹经纶,但是理论与实践却相脱离窘境,到最后发展为参赛阶段高效进行动手操作的状态,以此推动高校学生实践运用水平的不断发展提高。学生也能在自主动手实践中培养建立起良好的自信心与对实践工作的参与热情,在优化高校应用型人才培养成效的同时,也能相应为其今后参与社会岗位的实践运用工作奠定坚实的经验基础。

(三)对学生团队精神的培养创建方案

人类社会自古以来就是合作发展的社会,人在社会中进行工作都离不开与集体和团队成员的协作活动。团队精神也是当今社会与企业对人才的重要能力要求之一,也是高校进行应用型人才培养的重点。电子设计大赛的参赛设置,是以三人为一组组队参赛,进行小组间的对抗竞赛,同时其大赛还规定了时间限制,这就要求同一小组内的学生必须具备团队合作精神与能力,进行电子设计的合作分工,并能默契配合。否则不但难以与其他小组做竞争,本小组的设计任务也较难完成。因此电子设计大赛的竞赛重点,就在于小组团队的合作效率高低,具备竞争力的小组团队一定是团队精神优异,并且善于配合分工的队伍,以此才能有效克服电子设计中的各类问题困难以及时间限制。可以说电子设计大赛的成绩,取决于小组团队中三个人之间的团队协作与分工情况,小组的设计成果也是三人集体合作的体现。因此高校在进行学生教育与赛前训练进程中,就应针对性注重对学生团队精神、协作能力的培养发展,在保证学生个性发挥的同时,令组内成员之间做充分的沟通交流,并彼此建立互信关系。以此强化组内学生间的合作意识与协作水平,在电子设计大赛的参赛进程中,推动高校学生自身团队协作水平的发展提高。

(四)对学生求真务实作风的培养引导

在电子设计大赛的参与、训练进程中,高校学生也能在不断的探究、学习与实践中,了解到务实作风的重要性。如果学生缺乏务实精神,凡事眼高手低、不踏实努力,所设计的作品不但难以符合大赛题目要求,更难以解决实践运用中的各类突发问题与困境。由于电子设计大赛的题目囊括了多方面的专业学识与技能,具备较强的实践性与专业性。学生对此进行学习、参赛,若缺乏相应严谨务实的作风精神,不能扎实一步一个脚印的打下知识基础,就无法设计出合格的产品成果,同时电子设计大赛仅有四天的竞争期限,也必须要求学生放弃投机取巧的侥幸心理,必须具备扎实的专业知识基础与能力,才能在如此短的时间内设计出高质量的成果。因此也需要高校教师在平时的教育与训练工作中,强化对学生求真务实作风的培养力度,令其及时认知到,只有平时的努力积累与严谨学习,所打下的能力基础才能帮助学生取得好的竞赛成绩。任何投机、浮躁的心理与想法都不能帮助学生提高竞赛成绩,反而会对其设计水平与应用型能力发展造成不利影响。

三结语

让高校学生参与电子设计大赛这类竞赛活动,能在高效培养其创新意识与实践能力的同时,极大促进学生团队精神、综合素质的成长发展。各高校的应用型人才培养规划,也应结合电子设计大赛做专门的培养方案设计,以促进参赛学生在学习、培训进程中,获得各方面能力素质的高效发展培养。以此带动整个院校学风的转变优化,推动高校高素质应用型人才培养成效的提升。

参考文献

[1]李莎,汤峥,李琳娜.基于应用型人才培养的研讨式课程教学研究[J].教育观察(上半月),2016(11):80-81.

[2]单继芳.全国电子大赛的应用人才培养初探[J].大家,2012(07):154.

[3]王亚飞,杨曙辉,李学华.以电子设计竞赛为契机培养应用型人才[J].实验科学与技术,2009(01):128-130.

电子设计应用范文第5篇

提出了电工电子技术实践课程的一体化教学模式,即把实验、实习、课程设计融为一体,提高学生的工程实践能力和创新能力.为避免实验室、硬件设备的重复设置造成资源浪费,提出自制实验设备.教学实践表明,该一体化教学模式能够有效提高电工电子技术各实践教学环节的教学质量,提高学生的创新意识和实践技能,同时验证了自主研发的实验装置完全可以满足实践教学的需求.

关键词:

自制实验设备;电工电子技术;实践教学

电工电子技术是电类及部分非电专业的必修课程[1-2],该课程实践性及实用性强,其实践教学环节包括课程内实验(有的专业独立设课)、实习及课外的开放、创新实验,课程结束常有1~2周的课程设计,学有余力的学生还可以参加各类电子大赛培训等.这些课程既相对独立,又密不可分.如何合理安排教学环节,决定了课程教学的成功与否.为了培养学生运用电子技术理论知识分析设计电路,提高学生解决实际问题的能力、实践动手能力和创造性思维能力,在教学中实施一体化教学模式.理论课教师同时承担授课班级的实验、实习和课程设计等实践课程,教师对授课班级的情况熟悉,可以做到更好地因材施教.在此基础上,研制了电工电子技术综合实验台.该实验台可以完成电工电子技术的课程内基础实验、课外开放实验、创新实验、电子实习以及课程设计等教学任务,满足了各实践教学环节的需求.各理论、实践教学环节相互渗透、有机结合,形成了完整的教学体系,从而培养学生的创新精神和实践能力[3].

1构建一体化教学模式

1.1深化实践教学改革

实践教学改革,对加强学生工程实践能力,提高学生创新能力至关重要.作为地方工科学院,本着从人才培养体系整体出发,以能力培养为主线,构建分层次、多模块的实践教学体系.把本课程新技术和器件及时引入实践教学中,使学生在学校就能接触到电子技术的最新知识,学生的实践课内容与教师的科研、工程项目及企业技术需求紧密联系在一起,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合.充分利用现代信息技术更新传统的实践教学内容和技术方法,从多方面、多渠道加强基础实验、开放实验、创新实验、课程设计和电子实习等实践课程,以各类竞赛及学校推出的多种学生科技项目强化学生的工程实践能力.建立新型的适应学生能力培养,鼓励探索和创新多元化实践教学模式及考核方法,促进学生自主学习、合作学习和研究性学习能力的提高[4-5].

1.2培养学生自主创新意识与实践能力

在校大学生存在人生目标不明确、学习动力不足等现象.对此,从学生入学开始给各班级配备了班主任辅导员.由于专任学生辅导员编制少,通常是一个辅导员负责十几个班级的日常工作,所以学生有问题不能及时和辅导员沟通,有了班主任后学生的思想动态能在第一时间反馈给班主任,当然大学班主任不同于中学,他们研究如何帮助学生树立人生目标,激发他们的学习兴趣,引导学生从步入大学前的被动学习模式转变到大学生活中的自主创新学习模式.班主任由专业教师兼任,他们都有自己的实验室,学生自发加入到教师的实验室中,从而大大提高了学生的实践能力.

1.3建立实践教学质量保障机制

为保障实践教学质量,除常规制度外,还出台各种竞赛章程及科技项目鼓励政策等,鼓励学生参加科研和创新创业活动,鼓励教师积极投入到学生的能力培养中.教师参与学生实践项目指导的,在评职、评聘和评优中给予政策倾斜,同时在工作量上也给予适当补贴,激发了教师的指导积极性.学校专门设置了创业实践基金,学生科技创新基金,从激励机制和经费保障方面促进创新创业教育.

2一体化教学模式的具体实施

以国家级、省级实验教学示范中心为依托,建设创新实践基地,教师自发投入到指导学生中,从而极大地增强了学生自主实验、自主创新的兴趣,为一体化教学模式的顺利实施提供了保障,具体措施有:

2.1开设与实践相关的选修和必修课

为提高学生的实践能力和创新创业意识,主要通过开设创新创业类必修课和选修课,举办创新创业类讲座,专业教育中渗透创新创业教育等途径,给学生传授创新创业基本理论和基本方法.组建学生科技与创业社团,并鼓励其开展虚拟创业活动.定期举办或组织学生参加创新创业竞赛,开展各级各类学科竞赛活动,举办各类技能培训,提高学生的综合实践能力.现在的本科教育是大众化教育,学校的大量扩招,使教师很难兼顾到所有学生.因此,通过组建电子协会等形式,培训少数对实践能力感兴趣并具有一定自学能力的学生,实验室由高年级学生定期组织培训和讨论并向这部分学生开放,培养精英学苗.进入实验室的学生在实验、课程设计和电子实习等教学过程中又会带动其他学生,辅助教师进行指导,将积累的实践知识传授给其他学生.教师指导各年级不同专业的学生组队申请并完成校级、省级开放实验、创新创业实践项目及参加各类竞赛等.能力强的学生直接吸收进入教师的研究室,融入到教师的科研项目中,撰写论文,申请专利,进一步提高了学生的科研及创新能力.通过这种反应堆式的互帮互助,将知识传授给每个学生.

2.2教学环节紧密衔接,形成一个完整的实践教学体系

电工电子技术课程教学包括理论教学、基础实验、课程设计和电工电子实习,课外有学生自发申请参加的创新创业训练项目、开放实验和各种电子设计类竞赛.该课程实践性实用性强,因此在理论教学中结合实验,在实验教学中完成对理论的应用.为更好地做到理论与实践的结合,教师同时承担理论课授课班级的所有实践课程,做到知己知彼,效果更好.教师把课程设计及电子实习的内容提前布置给学生,让学生根据布置的任务查阅资料,了解有关后续实践课程.学生在学习中目的明确,更加清楚学到的实验电路用到哪里,如何设计各模块电路,同时把设计好的单元模块电路利用手中的电脑或教师提供的EDA实验室进行仿真,验证设计电路的技术指标及可行性.理论教学与和基础实验为课程设计做前导,课程设计为电子实习做铺垫,电子实习又为创新创业训练项目及电子竞赛打下了坚实的基础.通过一系列教学过程,不仅提高了学生的实践能力,还巩固了对理论知识的理解与掌握.这样环环相扣,使各教学环节自成体系,达到了事半功倍的效果[6].

2.3鼓励学生参加电子竞赛、申报创新创业训练项目

学校、教师组织学生参加各级电子类竞赛项目,参赛学生在省级、国家级大学生电子设计竞赛、飞思卡尔智能车竞赛以及互联网+大赛中取得好成绩,极大地激发了学生的自主学习积极性.越来越多的学生积极申请进入实验室、电子协会学习,学生自己知道该学什么,如何学会,如何把学到的知识应用的实践中,学生的实践能力和创新意识得到了极大提高[7].在课程设计和电子实习中引入电子竞赛题目,将课程设计和电子实习作为一个整体环节,允许学生自由组队采用项目申报的形式完成某个竞赛题目作为课程设计和实习成绩.经过实验室培训的优秀学生在班级里起到了很好的辐射作用,激发广大学生对电子技术课程的学习兴趣,从而形成良性循环.

3电工电子技术综合实验台的研制

电工电子技术实践教学的改革及一体化教学模式的建立与实施需要有一个功能先进的实验平台做支撑,因此研制了电工电子技术综合实验平台,目前实验台基本完成,在调试运行阶段.经验证本实验台性能、功能完全满足电工电子技术相关实践课程的要求,是一个性价比很高的实验装置,有推广价值.

3.1综合实验台的整体结构设计

综合实验台整体采用对称式正反背靠背四工位结构设计.实验台把实验、实习和课程设计所需的常规仪器设备、仪表和电脑等统一盘装到封闭实验台内,外部只露出操作面板.实验电路采取标准模块化设计,每个模块的外形尺寸采取统一封装,多个模块可以组合到实验底板上,实验底板采取翻板式结构.模块内只给出实验必须的器件,所有需要搭接的电路均由学生连线完成.学生根据实验的复杂程度自行组合模块,此种结构既可以保证基础实验的开出,又可以完成复杂性、综合性强的开放实验与课程设计.

3.2综合实验台的功能及特点

综合实验台的电路模块分为模拟电路模块、数字电路模块、电路基础模块和EDA模块,可以同时开出多门课程.综合实验台既可以完成硬件实验,又可以完成仿真实验;既可以承担基础实验,又可以完成课程设计、创新实验及开放实验.实验台采取的翻板式结构,实验时放下翻板,实验结束合上翻板,在宽敞的台面上可以完成电子实习等焊接安装的任务.因此,本实验台的综合性强,所有实验室配备此种实验台可以同时开出多门实践课程.避免了不同学科的实验使用的实验设备种类繁多,导致实验室的重复建设,有效的节省了实验空间,提高了实验设备的利用率.实验台上配备有计算机,既可以完成仿真实验,还可以实现实验室的网络化管理.学生可以提前在网上预约实验,实验前熟知实验内容,做好预习报告,实验中记录数据波形结果,进行实验分析总结.实验教学中指导教师可以实时监控学生上课情况,观察学生实验表现并给出过程性学习成绩.本实验台的设计注重综合性、先进性、开放性、实用性和便利性.通过科学地设置实验项目及实践环节,课程达到了全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、提出问题和解决问题的能力,增强了学生创新创业的意识.

作者:倪奇 张凯利 胡高杰 单位:哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院

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