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现代电子技术课程设计

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现代电子技术课程设计

现代电子技术课程设计范文第1篇

关键词:实验教学;课程设计;示范中心;电工电子

一、引言

现代电子技术发展日新月异的今天,电工电子相关课程的教学模式受到了很大的冲击。随着大规模集成电路、计算机技术、信息处理技术的迅猛发展,电子系统的设计手段和方法也在不断更新。在实践教学过程中如何提高学生的实践能力,培养满足社会发展需要的优秀人才是高校工作者在教学工作中需要不断思考和探索的问题。

按照知识传授、能力培养、素质提高、协调发展的教育理念,以学生能力培养为核心,建立有利于培养学生实践能力和创新能力的实验教学体系,是北京交通大学国家级电工电子实验教学示范中心建设的目标之一。为此,示范中心设计了一系列基础性、设计性、综合性、创新性和研究性的实验内容。

为了强化电子类专业学生的综合设计能力,示范中心进行了电子类系列课程设计的教学设计。系列课程设计的教学目的是巩固加深相关电子技术课程的理论知识和综合使用技能。通过对一个具体实际应用系统的设计过程,让学生掌握系统设计的一般方法和设计流程,熟悉现代电子产品设计过程中常用的计算机辅助设计工具及其使用方法。

通过系列课程设计,加强实践环节,提高学生的实践技能,为学生在本科学习期间工程设计能力的培养打下坚实的基础。而这种工程实践能力无论是对于一名工程师还是一名研究人员都是非常重要的基本素质。

二、建设基础和建设理念

为加强实践教学,近年来示范中心开设了四门课程设计:电子技术课程设计、DSP技术课程设计、EDA技术课程设计、单片机技术课程设计。四门课程设计均单独授课、单独考核。2001年“电子电路实验系列课程改革”教学研究项目获得国家教学成果二等奖,2004年“数字电子技术课程建设的研究与实践”教学研究项目获得北京市教学成果一等奖。示范中心奠定的良好基础和全体教师的不懈努力,为课程设计的课程建设奠定了可持续发展的基础。目前电子技术课程设计的课程建设已经被列入学校精品课程建设的行列。

在课程设计的建设过程中,示范中心一贯强调具有鲜明时代特征的“一个优先、两个结合、三种意识”的教学思想。即强调师资队伍建设优先,建立一支教学水平与科研能力兼备、教育思想和知识结构先进、年龄结构合理的从事电子技术基础教学的师资队伍;强调课程建设和当前教学改革、人才培养目标相结合,课程建设和科研相结合;强调领先意识、精品意识和特色意识。按照我校“国内一流、国际知名”的发展定位来建设课程设计,使课程设计的教材、网络课程、电子教案、实验教学等内容形成立体化规模,适应时展需求。

三、课程建设与实践

先进的教学理念需要切实有效的教学方法与手段来实现,这些手段和方法需要符合学生的认知水平和教育规律。在近几年的实践教学工作中,示范中心针对课程设计的教学内容、实验教学方法、实验组织方式、考核方式等进行了研究、探索与实践。课程建设与实践工作主要表现在以下几个方面。

1.以学生为本,尊重学生的学习兴趣

“兴趣”是最好的老师,一旦学生对学习的内容产生了兴趣,那么学生的学习积极性将会得到极大的提高,学生的潜能也会得到最大的挖掘。

考虑到电子技术、单片机技术、DSP技术、EDA技术应用的广泛性和学生兴趣的迥异,目前每门课程设计均提供多个设计性题目。

在课程设计过程中,学生根据自己的兴趣自主选择设计题目。题目的难易程度有一定的差别,每个题目均有基本功能和扩展功能两个部分,基本功能是要求学生必须完成的设计工作,是对学生实践能力培养的最基本的要求;扩展功能有一定的难度,属于选做的设计工作,这部分设计工作给优秀学生提供了发展的空间。这种教学设计兼顾了不同层次学生的水平,满足分层教学的需求。课程设计中的设计题目是在充分考虑通信工程、自动化、电子科学与技术不同专业的特点,考虑了设计内容的实用性和先进性以及学生的实际情况确定的,设计题目基本符合学生的认知规律。

在进行设计选题过程中,学生不仅可以选择课程设计讲义中提供的设计题目,还可以选择讲义以外自拟的设计题目,但是需要指导教师的审核,以确定学生自拟的题目能够达到教学计划的要求,把好教学质量关。这样做不仅提高了学生的学习兴趣,同时不同题目的设计工作同时在开放的实验室进行,学生们可以互相交流,扩展了视野。

2.实验室开放,提供自主学习环境

课程设计的教学内容强调学生的学习自主性,强调学生的发展是在学生自主学习与外部条件的相互作用中完成的。

为了达到强化实践教学环节的效果,课程设计基本是集中在小学期进行。为了能够让学生自主地安排学习、设计时间,有更多的时间自主选择设计题目、优化设计方案,示范中心在开放实验室的前提下,提前一个月的时间安排设计工作,明确设计要求。通过课程设计指导教师对不同题目的设计思想、设计方案、设计流程、设计方法和调试注意事项等相关内容的介绍,让学生自主选择题目,进行方案论证,最终确定设计方案。自主性学习尊重了人的发展规律和学习规律的客观需求,是学生创新意识和创新能力形成的基本要素。

3.发挥网络教学优势,提高教学效率

由于课程设计题目多、方案多,在课程设计教学指导工作中,为了保证教学质量,提高教学效率,每位指导教师仅针对一两个设计题目精心准备教学,进行课程设计题目和内容的介绍。同时授课电子教案在示范中心的网站,方便了学生自主学习。

4.重视启发式教学

在教学中重视启发式教学,将传统的在实验室手把手的指导方式转变为启发式的引导。

在课程设计教学过程中,理论课中注重总体方案设计思想的介绍、设计步骤的讲解,注重技术课程设计过程中设计错误典型案例的介绍,以及减少设计错误的措施、调试方法和一些经验。理论教学仅介绍部分设计方案中核心芯片的功能,不提倡给学生提供具体的设计电路,注重启发式教学,鼓励学生的创新精神。

针对学生设计中出现的问题,帮助学生分析问题出现的原因,探讨解决问题的有效方法。鼓励学生自主学习,并注重学生创新能力的培养。

5.重视实践过程和学生综合素质的培养

在教学工作中,我们不仅注重学生课程设计的结果,更加重视学生的实践过程,重视学生在设计过程中的每个细节。示范中心希望通过四门独立设课的课程设计,加强学生查阅资料的能力、工艺素质、市场素质、团队精神以

及综合设计和实践能力的培养,从而达到强化学生综合实践能力目的。

课程设计的最终目标是设计完成一个功能系统的物理实现,因此购买材料、器件成为设计过程不可缺少的一个环节。在设计过程中要求学生在设计方案确定之前,进行市场调查,自己到电子市场购买元器件。这样做锻炼了学生查阅芯片资料、确定参数、寻求各器件替代品、灵活修改电路的能力。不仅培养了学生进行工程设计的成本意识,而且让学生熟悉了市场。

由于设计工作涉及面广,任务繁重,因此课程设计要求以3人小组的形式完成。学生自由组合,自己选出组长,组长根据小组选择的题目进行分工。这种方式锻炼了学生与他人之间的沟通能力和团结协作能力。在设计方案论证、资料检索、器件购买、问题分析等过程中,培养了学生的团队精神和合作意识,提高了学生的综合素质。

6.完善科学的考核制度

考核的目的是检验教与学的效果、促进教学内容的完善和教学方法的改进。目前课程设计的考核包括三个方面:设计结果、设计报告和答辩结果。设计报告有初期的总体方案设计报告和最终的设计报告。考核过程中不仅注重设计结果,更加重视设计过程,重视学生设计报告中的问题分析及解决方法,重视学生答辩过程中分析问题的能力。突出考查创新能力,多方位、多角度地考察和评价学生的能力。

四、教学方法比较

近几年示范中心尝试了三种课程设计教学方式。一是全部工作由实验室教师完成,根据自然班安排指导教师,实验室开放,学生任选设计题目。二是由实验教师和理论课教师共同承担设计指导工作,根据自然班安排指导教师,实验室开放,学生任选题目。三是实验教师和理论课教师共同指导,实验室开放,任选题目,但教师的安排不再是以班级为单位,而是以设计题目为单位,每位老师仅负责一到两个设计题目。

实验教学结果说明第三种教学方式教学效果较好,不仅指导教师人员充足,而且便于工作细化,保证了教学质量。另外,由于每个教师仅指导一至两个题目,不再是十几个题目、近百种设计方案,这样教师有更充沛的精力研究分析设计题目的教学方法和设计方案,便于精品课程的建设。

五、存在的问题和改进思想

目前存在的问题主要有两个。

一是课程的时间安排问题。课程设计的最佳教学时间应该是学生完成相关技术理论课程之后。目前由于学分制、选课制等一些客观因素的限制,课程设计进行时,部分学生尚未完成相关课程的理论学习,这样在一定程度上影响了课程设计的质量,同时在一定程度上限制了学生设计题目的选择范围。

现代电子技术课程设计范文第2篇

关键词:电子技术;网络教学

中图分类号:TN0-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 10-0237-01

一、引言

随着网络技术和现代教育技术的发展,网络教学己经成为远程教学资源的重要组成部分。网络教学具有共享、交互、便捷、信息丰富、学习自主等传统教学不可比拟的优越性。《电子技术》是通信技术、计算机技术和机电一体化等专业一门重要的专业基础课,也是一门理论性和实践性都很强的课程。学生对其掌握的程度将直接影响后续专业课程的学习,在整个课程设置中起着承上启下的作用。在教学过程中我们发现,大部分学生感到入门很难,学习积极性不高,考试通过率偏低。为提高电子技术课程的教学质量,本文从电子技术课程网络教学的5个模块进行探讨。

二、电子技术网络教学的体系结构

电子技术网络课程适用于电子技术课程的教学和自学,它集教学指导、答疑于一体,通过对难以理解的概念、定理进行图示化展示,给学生提供一个自由操作的平台,使其更透彻地理解课程的基本概念和原理。

电子技术网络教学由网络课程教学模块、实践教学模块、在线问答与互动模块、在线考试模块和资源下载5个模块组成,各模块之间相互依托、相辅相成、密不可分。我们对电子技术网络课程的5个模块进行具体的分析与设计。

(一)课程教学模块。课程教学模块是学习的重点内容,也是网络课程设计的重点。这一模块包括了7个方面,其中课程教学计划、教学大纲、授课计划和课程教学规范这几个部分可以让学生在学习本课程的同时,明确课程性质、教学大纲、授课计划、考核方式、参考资料等课程的相关内容,可以很好对课程进行总体把握。动画演示部分可以帮助学生解决一些难以理解的抽象概念和复杂的电路分析过程,使学生一目了然。课程教案和课程课件是教师讲授的课程内容,便于学生进行下载,在学习过程中对章节内容预习和复习。课程内容包括模拟电子技术和数字电子技术两部分,模拟电子技术共分九章,包括常用半导体器件、基本放大电路、多级放大电路、集成运算放大电路、放大电路中的反馈、信号的运算和处理等内容;数字电子技术共分七章,包括逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器与触发器、时序逻辑电路、A/D与D/A转换等内容。网络课程教学模块使学生更准确地把握这门课程的侧重点,提高学习的质量和效率。(二)实践教学模块。电子技术是一门实践性很强的专业基础课,其中实践教学是引导学生把理论知识应用于实践中的教学方式,是培养学生创新能力的重要环节。这一模块包括10个方面:实践教学项目和实验实训讲义属于基础实验模块,此模块包括模拟电子技术实验项目和数字电子技术实验项目,模电实验包括单管交流放大电路、负反馈放大电路、积分运算电路等7个实验;数电实验包括全加器设计及应用、HDB3码型变换、数字式竞赛抢答器设计等6个实验。此模块着重训练学生正确使用常规仪器和测试电子元器件的基本技能,培养严肃认真的工作态度。实验实训演示帮助学生更加深刻理解某些结论的验证过程,提高自主动手能力。课程设计与实验有机结合起来,进一步培养学生用软硬件解决电子技术实践问题的能力,真正把理论应用于实践,如智能抢险小车,可以让学生了解智能机器人的相关知识,此外还有小车避障、烟雾报警等相关设计。习题强化学生实验设计能力。课外动画演示可让学生了解国内外先进的电子技术产品,提高学生的学习兴趣。此模块使学生具备设计操作实验的能力以及观察分析问题、通过现象找本质的能力。(三)在线问答与互动模块。在线问答与互动模块是交互式教学部分,主要是建立一个教师与学生及学生与学生之间交流的通道,使得学生可以通过网络向教师提出问题并得到解答。该模块支持学习者讨论学习模式,具有用户管理、讨论管理、文章讨论、用户留言、电子邮件等诸多功能。这种讨论学习模式是主讲教师在讨论区建立相应主题的讨论小组并负责监控。学生通过浏览器进行讨论,在页面的表单中输入讨论信息。每个人的发言都即时地被所有参与讨论的学习者看到。学习者通过课程讨论区中的邮件系统可以与主讲教师及其他学习者进行非实时地信息通讯,从而建立一个积极向上的学术交流平台。这一模块可以提高学生发现问题和解决问题的能力,增强学生学习的主观能动性。(四)在线考试模块。在线考试模块用于学生复习各章节的知识点和自我测试,提高对本课程的掌握程度。这一部分是根据课程内容按知识点、难度等分类输入的,学生可以按照章节内容进行单元测试,也可以进行电子技术课程的综合测试。在测试内容上,我们根据学习者的所学内容,提出启发性的问题,激发学习者在学习过程中的自我思考。在线考试模块包含了试题的选择,测评结果以及试卷答案几个部分。学生在测试完成后根据测评结果分析不足,得到进一步提高。(五)资源下载模块。资源下载模块是网络教学的一个主要内容,课程教学不能仅仅局限于一本或几本课本,那样会使学生的知识面受限,而且枯燥的课本知识,会减弱学生的求知欲,使其丧失学习的积极性。该课程的资源下载模块内容丰富,涉及到课程课件的下载、电子技术基本知识的下载、动画演示的下载、电子设计大赛项目的下载、典型电子产品的下载以及一些趣味小设计的视频下载,满足了学生的课余爱好。另外该模块还设置了一个用户上传部分,学生可以将自己的一些设计或发明进行展示,便于他人下载交流。

三、结束语

21世纪将是一个电子科学技术飞速发展的新时代,对人类社会、经济发展有重大影响的科技成果将层出不穷, 因此21世纪所需要的技术人才应该具有一定的实践和创新能力。电子技术网络教学能帮助学生更好的学习专业基础知识,为后续课程和毕业后从事的相关工作提供必要的理论知识和实践技能。

参考文献:

[1]俞梁英.多媒体技术在模拟电子技术课程中的整合[J]高职论丛,2007,2:60-62

现代电子技术课程设计范文第3篇

“电子技术基础”包括模拟电子技术和数字电子技术两门主要课程,是理工科相关专业的技术基础课程,也是生物医学工程专业的重要专业基础课和技术基础课。生物医学工程专业开设“电子电路课程设计”课程,对提高学生的电路设计能力、硬件制作能力和系统调试能力,以及培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力具有非常重要的意义。如何利用科学的选题在较短的时间内训练和提高学生的这些能力,并有意识地培养学生的创新意识和科研能力,是该课程在教学过程中重要的教学研究课题。[4-6]

一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题

由于生物医学工程专业的特殊性,目前在生物医学工程专业的“电子电路课程设计”教学过程中,普遍存在以下几个问题:

1.课程设计的选题没有考虑专业特点,实施的目的性不强,与专业的整体发展建设结合较差,达不到课程设计要求

一个突出的问题是,课程设计的选题大部分是沿用电子信息类专业的传统选题,如多级低频阻容耦合放大器、功率放大器、语音放大器、函数发生器、交直流放大器、数字电子钟、定时器、智力竞赛抢答器、简易数字电容测试仪等选题,这些题目与生物医学工程专业的联系较少。这样既不能体现专业特点,也不能提高学生的兴趣,从而使得学生对所学理论知识不能很好地运用于实际,造成与实践的脱节。

2.课程设计内容不完善,所设计的内容不能充分体现课程设计的目标

“电子技术课程设计”课程应该是由许多关键环节构成的一个整体,从多个方面训练和提高学生的能力和素质。但原有的教学过程中,往往会忽略其中的一些重要环节。这些问题表现在:只要求学生完成电路制作,对于任务分析、方案选择、分析计算要求较少,把课程设计简化成操作实训;不重视测试和数据分析,不能充分锻炼学生分析问题和解决问题的能力;不注重使用设计软件和选择流行器件,只使用过时的器件,甚至老旧的分立元件,制作的电路达不到任务要求。这些对于提高课程设计的效果都有不利的影响,导致学生实际动手能力练习不够、电路设计能力偏低、综合调试能力不高。

3.评价方法和标准简单,随意性大

教学过程中没有严格的评价标准,课程成绩评定基本上流于形式,从而造成课程设计质量下降。

在这种情况下,培养出来的学生普遍存在电路设计能力和系统调试能力不足,发现问题、分析问题、解决问题的能力偏低,这样培养出来的学生难以在工程设计领域中发挥独当一面的作用,不能快速适应社会要求。

二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践

几年来,在“电子电路课程设计”教学过程中进行了几点改革尝试,取得了较好的教学效果。

1.明确专业培养目标,构建课程设计选题库

“电子电路课程设计”是电子信息类专业的传统课程,有大量的课程设计选题,但这些选题中,大部分与生物医学工程专业和生物医学电子技术课程的教学内容和要求有较大的区别。为此,学院组织教师从众多的课程设计选题中,选出若干与专业相关的训练内容,进行加工改造,并对每一个设计选题提出具体的训练要求和目标,构成课程设计选题库。题库中题目所涉及到的课程内容和设计内容的统计分析见表1。从表中可以看出,与生物医学工程专业的教学内容密切相关的选题占总选题的72%,这样就形成了有专业特色的电子电路课程设计内容和要求。

另外还结合专业的特色,对与医疗仪器密切相关的设计,如测量心电、脑电、心音、血氧饱和度、脉搏波等信号的电子系统的采集电路部分,要求学生做成完整的模块,作为以后系统课程设计的子模块。

2.以学生为主体,改革传统课程设计指导方式

改变过去教师全程指导,有问必答,甚至直接给出参考电路的指导方式。教师在给出选题和要求后,将学生分成若干小组,每个小组在选题范围内选定设计题目。学生自己查阅资料,提出方案,独立设计,最终完成设计并进行完整的调试和测试。在整个课程设计过程中,教师每周留出固定或灵活的课堂答疑时间,回答学生提出的问题或启发学生提出问题,直至课程设计结束。

3.充分发挥学生潜能,加深加宽课程设计的训练内容并提高要求

在课程设计过程中,教师提出设计的目的和要求后,实验室只负责提供材料及仪器,其他工作全部由学生自己完成。为了更多地训练学生的综合素质,学生需要独立完成实践步骤确定、任务分析、方案选择、电路设计、元件选择、电路布线、印刷板设计及制造、元件测试、电路焊接、系统调试、测试方案设计、电路测试等训练步骤,并将这些步骤作为课程考核的训练点(见表2)。通过这种完整的训练过程,学生不仅能够初步掌握电子产品的设计开发流程,还能较好地锻炼自己的专业素养。

4.重视现代电子技术的发展和应用,鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片

做到软件和硬件结合,学生除了完成电路设计以及硬件的焊接、安装、调试外,还需要至少掌握一种印刷电路板设计软件和一种电路仿真软件,有条件的学生还应掌握一种数字电路设计软件(如EDA软件)。学生既要熟练掌握电阻、电容、电感、二极管、三极管等分立元件的选择和使用外,还应尽量掌握和使用最新的集成芯片,以进一步训练工程设计能力。这样,电子电路课程设计可以达到更好的教学效果。

5.培养学生兴趣,将课程设计与创新课题训练相结合

鼓励教师将本科创新课题、教师科研课题等进行简化、分割,形成适合课程设计的课题,供学生选择。鼓励学生进行电子产品整机设计、开发、组装、调试,并且组织学生共同交流,互相学习,不断提高。

三、结束语

“电子技术”课程的理论性和实践性都很强,而“电子电路课程设计”作为教学过程中的重要一环,体现出了越来越重要的作用。对该课程进行的一系列教学改革实践,取得了良好的效果。按照改革后的教学模式,“电子电路课程设计”不断能够巩固课堂上所学的理论知识,加深学生对课堂抽象概念的理解,提高了学生的设计能力和创新能力,还能使学生对生物医学工程专业的认识更加明确具体,这些都有利于培养出理论基础扎实、实际工作能力强的高素质生物医学工程专业人才。

参考文献:

[1]John D.Enderle.生物医学工程学概论[M].封洲燕,译.北京:机械工业出版社,2010.

[2]李刚,张旭.生物医学电子学[M].北京:电子工业出版社,2008.

[3]余学飞.现代医学电子仪器原理与设计[M].第二版.华南理工大学出版社,2007.

[4]刘剑,杨立才,刘常春.“生物医学传感器与测量”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报,2011,(1):15-17.

现代电子技术课程设计范文第4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.

现代电子技术课程设计范文第5篇

EDA(ElectronicDesignAutomation)是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作,既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的(CAD)阶段和80年代的(CAE)阶段,到90年代的电子系统设计自动化(EDA)阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念,同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件,进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新,也是提高教学质量的优选方法。

1.电子类课程引入EDA技术的必要性

电子线路课程是电子类专业的支柱性课程,它要求学生熟悉各种电子器件,掌握电路图的识读、绘制以及电路工作原理,还要学会掌握和合理运用分析方法。EDA软件正是提供了各种支持,恰到好处地符合这样的教学要求。同样,电子线路课程又是一个紧密联系实践的课程,EDA软件的强大的仿真功能更是能把实践带入课堂,带入教学的每一个环节中去。

2.EDA人才的需要使EDA的应用逐步走向实用化

EDA技术已成为现代电子系统设计和电子产品研制开发的最有效的工具,是电子工程师们使用的一种基本工具。市场对EDA人才有着迫切的需求,熟悉EDA技术的学生将受到用人单位的欢迎。因此,将EDA技术引入高校电子类专业的课程中,是培养创新和实用人才的需要。

3.教学方式改革的需要

在电子类课程的教学中,将一些内容较难、图形较多、用语言和文字难以表达或不易理解的抽象、复杂的变化过程,通过EDA的仿真,以波形或曲线的形式生动直观地演示出来,不仅可以提高学生的学习兴趣,有利于学生对所授内容的理解,提高教学质量,还可以节省课堂板书时间,扩展讲授内容,获得事半功倍的效果。此外由于EDA软件向用户提供了各种电子测试仪器和分析工具,应用EDA进行实验教学可以节省实验经费,缩短实验时间,提高实验的效率和效果。因此,在教学中引入EDA也是教学内容与手段改革的必然趋势。

二、EDA技术在教学中的作用

1.EDA技术在电子技术课程实验教学中的作用

实验教学是电子线路教学的重要环节,通过实验能够巩固电子线路基础知识,培养学生的实践技能、动手能力和分析问题及解决问题的能力,启发学生的创新意识和创新思维潜力。TinaPro这款优秀的EDA软件提供了上千种电子元器件和十数种仪器仪表,完全能够虚拟各种电子实验,区别于应用实体的实际硬件实验,它叫虚拟实验。虚拟实验在实验教学中的应用主要表现在以下三个方面:

(1)学校缺少某项实验的实验设备时,虚拟实验可以代替硬件实验有些学校由于缺少实验设备,部分硬件实验无法展开,就完全可以用虚拟实验代替。虚拟实验的一大特点就是不受实验设备、场地的条件限制,只要有计算机,有EDA软件(如TinaPro),几乎所有的实验都难不住它。(它的元器件库无所不包,而且具有网上更新的功能,它的虚拟仪器也是应有尽有,而且直观性强)。

(2)同一实验课题,在开展硬件实验的同时,可以辅以虚拟实验硬件实验和虚拟实验在教学效果上各有所长,硬件实验的主导地位是勿庸置疑的,它使学生直接面对真实对象,进行真实操作,获得直接经验,这是虚拟实验所无法作到的。而虚拟实验有更为优秀的分析技术,例如在很多仪器仪表中引入指针,使实验数据更易获得,实验现象更为明显,EDA软件中又具有经典的仿真分析方法,能轻而易举地实现瞬时现象的捕捉,也能把很长时间的现象展现于一秒,这也是实际仪器不能敌的。所以,同一个课题,开展实际硬件实验可使学生锻炼动手能力,获得直接经验。开展虚拟实验,有助于对实验现象的观察和实验数据的获得,最终有利于分析和实验结论的获得。

(3)开展具有创造性的开放式实验以前在作实验前,教师处于对实验器材和学生安全的保护必先嘱咐学生不准动这,不准动那,使学生做起实验来束手束脚,学生的想象力和创造力得不到发挥。其实很多时候,学生对实验内容是有自己的独到的想法的。如果能够利用虚拟实验技术,拿出有意义的课题,进行开放式的实验,学生在实验中,可以发挥自己的创造力,对电路进行别出心裁的修改,对电路的分析和测试做不同的尝试,使学生完全成为实验电路的剖析者和探索者,又不必担心会损坏任何器件或仪器。这样既拓展了实验范围,又培养了学生的创新意识。

2.EDA在课程设计和毕业设计中的应用

课程设计和毕业设计是高等职业教学的一个非常重要的环节。目前课程设计和毕业设计工程应用类题目不少,但是由于毕业设计经费较少、器件、仪器设备不足及其它原因,毕业设计结果往往是原理性讨论和分析。不能进行实际的调试和验证,学生仍停留在原理分析上,而不能经历实际研究设计的实践过程。毕业设计的效果大打折扣。我院电子系在毕业设计过程中引入EDA技术,对所设计的电路进行模拟仿真,在答辩时进行演示,并要求学生制作样机,样机的印刷电路板必须用Protel软件进行绘制,这样既保证毕业设计质量,又能提高学生的实践动手能力和开发能力,不失是克服现在毕业设计存在的问题的一种途径。

另外从几届毕业生就业的情况分析,掌握了CAD技术和EDA技术,在就业时就表现出较强的竞争力。我院在三年多的EDA教学实践中取得了一些效果和体会,通过一段时间EDA教学实践,使学生了解和初步掌握了最先进的电子系统设计技术,学习了电子设计自动化方法和设计思想,并培养了他们的抽象思维能力,提高了学生学习应用电子技术课程知识解决实际问题的能力,锻炼了学生应用EDA技术解决小型电子电路系统设计的能力,对毕业设计及将来在工作中应用EDA技术打下初步的基础。学生通过学习,普遍认识到EDA技术在当今社会的重要性,认为EDA技术是一门十分有用的学科,它必将取代传统设计方法而成为主要的设计手段。