導語：如何才能寫好一篇電子設計自動化課程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】電子設計教學；課改背景；課改思路；課改方法

電子設計自動化是現(xiàn)代電子設計技術(shù)的核心，是現(xiàn)代微電子技術(shù)和現(xiàn)代電子設計技術(shù)的有機結(jié)合，為現(xiàn)代電子理論和設計的表達與實現(xiàn)提供了可能性，對于現(xiàn)代電子科技的發(fā)展有著重要的意義。在電子設計自動化的人才培養(yǎng)過程中，應當明確電子設計自動化的重要性以及其對專業(yè)人才的需求方向，傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)不適用現(xiàn)代電子科技課程的教學，必須要對電子設計自動化課程進行教學改革。

一、課程改革的背景

改革開放以來，我國電子信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展，特別是進入21世紀以來，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平得到大幅提升。近年來，隨著電子設計自動化開發(fā)工具功能的不斷完善，使得現(xiàn)場可編程門陣列技術(shù)以空前的規(guī)模和速度滲透到各行各業(yè)，并成為當今電子設計領(lǐng)域中應用最為廣泛的可編程邏輯器件之一，同時使得社會對電子設計自動化的人才需求量也越來越大。

然而在經(jīng)過企業(yè)的專家調(diào)研、訪談，畢業(yè)生的回訪等信息反饋后，發(fā)現(xiàn)大家對現(xiàn)在學生的電子設計自動化技術(shù)的應用能力表示遺憾。在實際的電子設計工作中，大部分學生都不能將學習到的知識運用到實際工作中去，等學生在工作中才明白電子設計自動化技術(shù)對以后的發(fā)展和復雜數(shù)字系統(tǒng)的設計、產(chǎn)品的升級更新的重要性時已經(jīng)為時已晚。因此，現(xiàn)代的電子設計自動化教學的主要任務是要建立一個健全的電子設計教學體系，以解決學生只是學習零碎的知識而用不出來的矛盾與尷尬。為了使我院電子信息工程專業(yè)的電子設計自動化教育緊跟社會的發(fā)展，改變現(xiàn)今高職與社會脫節(jié)的現(xiàn)狀，必須要對現(xiàn)有的電子設計自動化專業(yè)教學課程進行改革。

二、課程改革的思路

進行電子設計自動化教學課改，必須要明確課程改革的思路。在課程教學改革中，應當貫徹以學生為主體的指導思想，引入校企合作、任務領(lǐng)域的開發(fā)機制。課程標準修訂和課程設計過程中要與企業(yè)緊密合作，以企業(yè)對新型電子產(chǎn)品設計研發(fā)能力的要求為課程核心。電子設計自動化課程改革的思路需要考慮到以下幾點：

1、對專業(yè)崗位群進行企業(yè)調(diào)研。在進行課程調(diào)研時，要與專業(yè)調(diào)研相結(jié)合，在選取調(diào)研對象時應廣泛選取不同性質(zhì)、不同類型、不同規(guī)模的企業(yè)的工程技術(shù)人員進行調(diào)研。調(diào)研的方法可以采用問卷調(diào)查法，通過調(diào)研及座談根據(jù)電子信息工程技術(shù)、應用電子技術(shù)專業(yè)人才素質(zhì)的要求，把所涉及到的職業(yè)活動分解為項目，再對工作項目進行分析，獲得每個項目的具體工作任務，并對完成此項任務所需要的職業(yè)能力作出詳細的描述。

2、以工作過程為導向，設計學習情境實施的教學資料、教學方法與組織。在教學方法上，不拘泥于某幾種教學方法，而是根據(jù)學生的個性特征及教師的教學特點，運用各種各樣的教學方法達到教學的目的。在教學組織上，采用模擬項目開發(fā)的方式，按照企業(yè)管理方式進行項目管理，讓學生身為“準員工”體會工作環(huán)境和工作過程，強化學生的自我管理能力和組織能力、鍛煉學生的合作、溝通能力和責任心。

3、根據(jù)行動領(lǐng)域設計學習領(lǐng)域及學習情境。結(jié)合電子設備裝接工的國家職業(yè)標準，確定了“電子設計自動化” 這一行動領(lǐng)域?qū)膶W習領(lǐng)域?qū)W習目標與學習內(nèi)容，再按照學生學習規(guī)律與職業(yè)成長規(guī)律將學習領(lǐng)域劃分為5個學習情境，構(gòu)成5個學習情境組成的學習情境庫，方便對不同基礎(chǔ)的學生組織教學。

4、融入電子制圖員、助理電子設計師職業(yè)標準、企業(yè)標準、電子設計的主流器件、新技術(shù)、新工具等“六新”，結(jié)合企業(yè)操作技能要求和工藝標準，確定課程標準。然后，根據(jù)典型工作任務的特點，將各教學內(nèi)容進行知識的解構(gòu)。按照職業(yè)成長規(guī)律與認知學習規(guī)律，以項目的形式，將課程分解為若干學習情景，將之前解構(gòu)的各知識點重構(gòu)到相應的學習情景中，真正實現(xiàn)“用什么，學什么”。

三、改革的方法

明確了電子設計自動化課程改革的思路后，就需要采取相應的措施方法來實施改革。筆者提出以下幾點改革方法建議，以供參考。

1、調(diào)查研究法?？梢猿闪ｉT的課程改革團隊，深入行業(yè)企業(yè)一線進行人才需求調(diào)研、崗位工作知識能力素質(zhì)要求調(diào)研、學生崗位工作適應性調(diào)研、專家訪談、畢業(yè)生訪談等，收集課程改革第一手材料，然后進行數(shù)據(jù)匯總、處理和分析，把用人單位對學生的要求與課程改革有機地結(jié)合起來，使課程改革與建設方案更加符合社會需要，更具有針對性和可操作性。

2、探索實踐法。探索實踐法主要是指在實際的教學組織過程中，按照課程改革方案不斷優(yōu)化教學方法，提高學生學習效率和教學效果，特別是提高教學質(zhì)量的自我監(jiān)控能力，以實踐的方式探索適合高職信息工程類專業(yè)學生電子設計自動化課程的教學方式及方法。

3、試點對比分析法。通過試點班級、試點教師實施課改教學，記錄課程教學的過程以及出現(xiàn)的問題，主要包括學生的主動學習意識和課程的參與度，學生的學習態(tài)度和學習效果，教師的教學組織是否合理，講義的內(nèi)容組織是否合理，教學資料是否充分等；然后進行縱向的歷史對比分析和橫向的試點與非試點對比分析，找出課程實施中的問題，并研究提出解決問題的方法和措施。

四、課程改革的特色

針對我院的實際教學情況以及設施條件，結(jié)合當前社會對電子設計自動化人才的需求，在實行電子設計自動化課程改革時，應當建立起具有本院特色的課程改革體系，因材施教，以使本院學生更好的融合所學電子設計自動化知識在實際工作中的應用。

1、工學結(jié)合，“教、學、做”合一。以職業(yè)能力為核心、融入職業(yè)標準，以真實工作任務為載體，創(chuàng)設“教學做”一體化的教學情境，實行行動導向的教學模式。

2、提出虛實結(jié)合、軟硬結(jié)合、實驗室與網(wǎng)上虛擬實驗實訓結(jié)合的新的實踐教學體系。充分利用網(wǎng)絡的虛擬實驗實訓室，開展虛擬平臺的仿真教學。實現(xiàn)教學資源的校內(nèi)、校外共享。

3、學習與工作接軌，能力培養(yǎng)貫穿始終。體現(xiàn)課程設計與教學活動的“漸進性、真實性、實用性、先進性”，學生學習的過程就是實際的工作過程，實現(xiàn)了與實際工作的零距離接軌。

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關(guān)鍵詞：電子設計自動化；課程特點；教學方法

作者簡介：董素鴿（1983-），女，河南葉縣人，鄭州大學西亞斯國際學院電子信息工程學院，助教；李華（1972-），男，河南鄭州人，鄭州大學西亞斯國際學院電子信息工程學院，助教。（河南鄭州451150）

中圖分類號：G642.41     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）11-0046-02

電子設計自動化（EDA：Electronic Design automation）是將計算機技術(shù)應用于電子設計過程中而形成的一門新技術(shù)，[1]它已經(jīng)被廣泛應用于電子電路的設計和仿真、集成電路的版圖設計、印刷電路板（PCB）的設計和可編程器件的編程等各項工作中。

隨著半導體技術(shù)及電子信息工業(yè)的不斷發(fā)展，電子設計自動化技術(shù)在信息行業(yè)中的應用范圍越來越廣泛，應用領(lǐng)域也涉及產(chǎn)業(yè)鏈中的幾乎任何一個環(huán)節(jié)。一方面是社會上對電子設計自動化人才的急需，另一方面是我國高校中電子設計自動化人才培養(yǎng)的落后，兩者之間的矛盾也促使眾多的高校開始在電子信息、微電子技術(shù)等專業(yè)中開設“電子設計自動化”課程。如今，該課程已成為眾多信息類學科的專業(yè)必修課，這為我國電子設計自動化人才的培養(yǎng)和充實做出了巨大的貢獻。

“電子設計自動化”課程教學效果直接影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量，因此，優(yōu)秀的教學方法和教學質(zhì)量是教學過程中必須重視的。筆者根據(jù)近幾年的教學經(jīng)歷，總結(jié)經(jīng)驗，開拓創(chuàng)新，形成了一套特有的教學方法，旨在培養(yǎng)出基礎(chǔ)牢、思路清、知識廣、能力強的電子設計自動化人才。

一、“電子設計自動化”課程教學的特點

電子設計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設計、電路測試與驗證、版圖設計、PCB板開發(fā)等各個不同的應用范圍。而當前“電子設計自動化”課程設置多數(shù)側(cè)重電路設計部分，即采用硬件描述語言設計數(shù)字電路。因此，該課程的教學具非常突出的特點。

1.既要有廣度，又要有深度

有廣度即在教學過程中需要把電子設計自動化所包含的各個不同的應用環(huán)節(jié)都要讓學生了解，從而使學生從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，把握電子設計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學過程中緊抓電路設計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設計硬件電路，使學生具備電路設計的具體技能，并能夠應用于實踐和工作當中。

2.突出硬件電路設計的概念

在眾多高校開設的“電子設計自動化”課程中，多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學習重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學過程中首先要讓學生明白這門語言與前期所學的其他語言的區(qū)別，并通過實例，如CPU的設計及制造過程，讓學生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設計的概念貫穿整個教學過程。

3.理論與實踐并重

“電子設計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學效果。在理論學習中要突顯語法要點和電路設計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學生的創(chuàng)新能力。

二、“電子設計自動化”課程教學方法總結(jié)

良好的教學方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設計自動化”課程的教學特點，筆者根據(jù)近幾年的教學經(jīng)驗總結(jié)了一些行之有效的教學方法。

1.以生動的形式帶領(lǐng)學生進入電子設計自動化的世界

電子設計自動化對學生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù)，讓學生更直觀地了解電子設計自動化。由于電子設計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內(nèi)容來讓學生了解這個領(lǐng)域。從學生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設計到制造過程”的視頻，讓學生了解集成電路設計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。

通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻。在教學過程中，通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實現(xiàn)的當前比較主流的產(chǎn)品及其應用，提高學生對EDA的具體認識。這些方法不僅使學生對EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應的了解，更激發(fā)了學生的學習興趣，使學生能夠踴躍地投入到“電子設計自動化”的學習中。

2.以實例展開理論教學

“電子設計自動化”的學習內(nèi)容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學習對象）、開發(fā)軟件（以QUARTUS II為學習對象）和實驗用開發(fā)板（以FPGA開發(fā)板為學習對象）。

硬件描述語言的學習屬于理論學習部分，是重中之重。對于一門編程語言的學習來說，語法和編程思想是學習要點。在傳統(tǒng)的編程語言學習的過程中，通常都是將語法作為主線，結(jié)合語法實例逐漸形成編程思想。這種學習方法會使學生陷入到學編程語言就是學習語法的誤區(qū)中，不僅不能學到精髓，還會因為枯燥乏味而產(chǎn)生厭倦感。

如何能使學生既能掌握電路設計的方法，又輕松掌握語法規(guī)則是一個教學難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念，將編程思想的學習作為教學主線，在理論學習過程中，以具體電路實例為基礎(chǔ)，引導學生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個過程中學生的思考重點都放在電路功能的實現(xiàn)上，而語法的學習就顯得不那么突兀，也不會產(chǎn)生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學過的語法現(xiàn)象，以避免學生遺忘，以此讓學生明白，學習編程語言的真正目的是為了應用于電路設計。通過一些實踐，學生體會到語言學習的成就感，進一步提高了學習興趣，此方法收到了良好的教學效果。

3.將硬件電路設計的概念貫穿始終

硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學生由于不了解硬件描述語言的特點，在學習過程中很容易將之前所學的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應用于VHDL語言的學習過程中，這對于掌握硬件電路設計的實質(zhì)有非常大的阻礙。因此，在教學過程中，從最初引入到最后設計電路，都要始終將硬件電路設計的概念和思維方式貫穿其中。

在講述應用實例時，需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系，并強調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路，不完整的if語句將產(chǎn)生時序電路，如果應用不當，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學生更深刻地理解不同的if語句對應的硬件電路結(jié)構(gòu)特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)圖來說明。

如以下兩個程序：

（1）entity muxab is

port（a，b：in bit；

y：out bit）；

end；

architecture behave of muxab is

begin

process（a，b）

begin

if a>b then y

elsif a

end if；

end process；

end；

（2）entity muxab is

port（a，b：in bit；

y：out bit）；

end；

architecture behave of muxab is

begin

process（a，b）

begin

if a>b then y

else y

end if；

end process；

end；

（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。（1）綜合的結(jié)果是一個時序電路，電路結(jié)構(gòu)復雜，如圖1所示。而（2）綜合的結(jié)果是一個純組合電路，電路結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。

強化硬件電路設計的思想，可以促使學生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設計風格，培養(yǎng)一個優(yōu)秀的硬件電路設計工程師。

4.通過實踐拓展強化學生動手能力

“電子設計自動化”是一門實用性很強的課程，學生在學完該課程后必須具備一定的硬件電路設計和調(diào)試的能力，因此在教學中需要不斷地用實踐訓練來強化學生在課堂所學習的理論知識，并使他們達到能夠獨立設計較復雜硬件電路的能力。

筆者在教學過程中鼓勵學生將課程實踐和畢業(yè)設計內(nèi)容相結(jié)合的方法，讓學生強化實踐能力，收到了良好的效果。學習“電子設計自動化”課程的學生基本上都是即將進入大四，此時他們的畢業(yè)設計已經(jīng)開始進入選題，開始了初步設計的過程。筆者先在實驗課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學生體會電子設計自動化課程的實用性，激發(fā)他們的思考和學習興趣。在此基礎(chǔ)上分組組建實踐小團隊，讓每組學生共同完成一個較復雜的電路系統(tǒng)，比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等，鼓勵他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設計對接。其中大部分同學通過這些訓練都可以掌握硬件電路設計的基本方法和流程，有一部分同學還能設計出比較出色的作品。此過程不僅讓學生體會到了學習知識的快樂，也培養(yǎng)了他們的團隊協(xié)作精神，為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。

三、結(jié)束語

掌握“電子設計自動化”課程的特點，有針對性地改善教學方法，充分調(diào)動學生的學習積極性，強化理論和實踐教學相結(jié)合，一方面使學生把握課程的全局性，了解和熟悉電子設計自動化行業(yè)的狀況和最新動態(tài)；另一方面培養(yǎng)學生具有扎實的理論基礎(chǔ)和良好的動手能力，培養(yǎng)出厚基礎(chǔ)、重實踐、有創(chuàng)新的高素質(zhì)人才，具有重要的社會意義。

參考文獻：

[1]潘松,黃繼業(yè).EDA技術(shù)與VHDL(第二版)[M].北京:清華大學出版社,2007.

[2]Roth,C.H.數(shù)字系統(tǒng)設計與VHDL[M].金明錄,劉倩,譯.北京:電子工業(yè)出版社,2008.

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因為電子設計自動化的實踐性與技能性，使得電子設計自動化需要人們真正去動手完成，而不是單純的只靠理論就能學好的，它不像文學，管理等的學科只要將課本上和老師講的知識掌握了就算是學會了這門學科[2]。電子設計自動化是一門純理科性質(zhì)的學科，它需要在實踐中發(fā)現(xiàn)問題和學習知識。所以，許多高校專門為這門學科設立了實驗課程,在實驗課上學生可以使用實驗中的程序和軟件自己設計電路，自己完善設計作品。電子設計自動化需要用到計算機和許多高科技的東西，這些東西的價格十分昂貴，一些儀器也需要很多的錢才能購買得起。所以在建立電子自動化實驗系統(tǒng)后，要對其進行充分的開發(fā)和利用，設計一些快捷有效的途徑，來減少在使用過程中對材料的使用次數(shù)，這樣就能節(jié)省一些資金。電子設計自動化實驗系統(tǒng)發(fā)揮的作用是非常強大的，它不僅讓人民在其中學到該有的知識，還可以對一些電路進行檢驗，檢驗其是否合格與有效，正是因為該系統(tǒng)所含有的高技能和高有用性，讓電子設計自動化實驗系統(tǒng)的建立充滿難題，只有真正有技術(shù)的才能將該系統(tǒng)進行開發(fā)和建立。許多高校在該課程上的教學能力以及電子工程師本人的能力，最重要的一個衡量標準就是是否對電子設計自動化實驗系統(tǒng)進行了開發(fā)和利用，其使用系統(tǒng)是否有先進的設備和軟件，包括其系統(tǒng)的硬件和軟件等[3]。電子設計自動化在很多領(lǐng)域都有其運用，因為它可是實現(xiàn)自動化，并且含有高的穩(wěn)定性，甚至可以完成人類親手無法完成的工作，這樣就節(jié)約很多的勞動力，也降低了作業(yè)的危險性。對該系統(tǒng)進行開發(fā)，就可以更多的完成一些其他高危險率和高勞動量的工作。在這個以科技進步為主的世界，更多的對相關(guān)項目進行創(chuàng)新和開發(fā)，才能讓國家的實力有明顯的提升。

2電子設計自動化實驗系統(tǒng)的主要內(nèi)容和開發(fā)

2.1電子設計自動化技術(shù)內(nèi)容

電子設計自動化實驗系統(tǒng)在電子設計上的作用是無可比擬的，它的用途體現(xiàn)在多個方面。該系統(tǒng)的開發(fā)是讓其往更加全面具體，高效快速的方面發(fā)展。電子設計自動化實驗系統(tǒng)可以運用于電子設計自動化教學及一些科學實驗的項目開發(fā)。電子設計自動化通過從計算機內(nèi)部進行設計，從界面上進行表現(xiàn)的一種工具，糅合了計算機編程，計算機圖形學，數(shù)學物理，以及人工智能等各種基礎(chǔ)計算機知識和高科技技術(shù)等的精華，將這些結(jié)合在一起形成了一個新興的高智能的軟件工具。它已經(jīng)被廣泛應用電子的各個方面，如于通信系統(tǒng)的開發(fā)，集成電路的版圖設計，電子電路的設計，印刷電路板的設計和可編程器件的編程等。所以，不難看出，電子設計自動化技術(shù)一般包括軟件設計工具，硬件描述語言，實驗開發(fā)系統(tǒng)和可編程邏輯器件。

2.2電子設計自動化實驗系統(tǒng)環(huán)境的建立和開發(fā)原則

對于高校來說，電子設計自動化實驗系統(tǒng)的建立與開發(fā)，需要遵循一些原則和注意事項，才能讓該系統(tǒng)發(fā)揮其所有作用。首先，需要建設一個一流的系統(tǒng)環(huán)境，要有可以過關(guān)的硬件和軟件設置，擁有最先進的計算機技術(shù)和有能力的指導，才能滿足學生的所有需求。有的電子設計自動化實驗系統(tǒng)的建立沒有先進的技術(shù)，也沒有正確的指導，使得使用的人們無法正常完成自己的實驗，白白浪費了很多的資源和材料。其次，對于建設和開發(fā)需要使用到的設備和儀器必須有嚴格的質(zhì)量把關(guān)，那些由質(zhì)量問題的儀器要堅決更換和不使用，這樣才能保證在以后的使用中不會因為儀器和設備的問題使項目和實驗功虧一簣，或是讓實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差及延誤。同時，還要借鑒先進的經(jīng)驗，去那些建立得好的高校和試驗站取經(jīng)，交流經(jīng)驗，或是去國外引進新的技術(shù)和開發(fā)軟件，這樣會使該系統(tǒng)在建立中少走一些彎路。最后，最重要的是要進行自我開發(fā)和創(chuàng)新，鼓勵學生和老師對該系統(tǒng)的開發(fā)，設計出更好的技術(shù)和軟件，才能促進科技的發(fā)展。在進行試驗和項目時，要注意勤儉節(jié)約，不要浪費，對于那些不用的可以試著去改裝，讓其變得有用。在電子設計自動化實驗系統(tǒng)建好后，可以開放給所有感興趣的學生進行實驗，老師在一旁進行指導，好的環(huán)境氛圍對于學生的學習起著至關(guān)重要的作用。這些原則的遵守可以讓電子設計自動化實驗系統(tǒng)的建立更加順利。

2.3電子設計自動化實驗系統(tǒng)的硬件開發(fā)設計舉例

電子設計自動化實驗開發(fā)系統(tǒng)硬件開發(fā)也是一個炙手可熱的科技上的創(chuàng)新，一個好的的硬件對于該實驗系統(tǒng)的安全性和運行性有著不可替代的作用，硬件系統(tǒng)包括基本的計算機和其他器件等。例如現(xiàn)在較為運用廣泛的器件是FPGA/CPLD器件，它可以提供計算機在進行電路設計時有一個具體的編程環(huán)境，F(xiàn)PGA/CPLD器件的組成較為復雜，包括很多不同功能的模塊和電路。對于該系統(tǒng)的硬件在引進其他先進的設備的同時，也可以借鑒他人的先進技術(shù)，改革創(chuàng)新，研究屬于自己硬件。

2.4電子設計自動化實驗系統(tǒng)的軟件開發(fā)

該系統(tǒng)的軟件主要是指可編程邏輯器件，用于對電路的編程和自動化的實現(xiàn)，對于該軟件的開發(fā)有很多的技術(shù)軟件可以使用。如現(xiàn)在比較流行的是FPGAAExpressh等用于開發(fā)芯片的軟件，這種軟件可以實現(xiàn)多種功能，它的邏輯綜合與布線能力很強，在電路設計時，電路線路在計算機上的圖線非常清晰和顏色鮮明，同時它可以自動儲存及方便邏輯仿真功能。一些公司根據(jù)該系統(tǒng)原則與使用條件，發(fā)明了更加先進的開發(fā)軟件，為開發(fā)提供的無限的可能和便利。

3結(jié)語

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關(guān)鍵詞：電氣工程；自動化；人才培養(yǎng)

0 引言

電氣工程及其自動化專業(yè)自1998年教育部進行專業(yè)調(diào)整，第一次出現(xiàn)在普通高等學校本科專業(yè)目錄中。它是建立在電機電器及其控制、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電氣技術(shù)、工業(yè)自動化五個專業(yè)基礎(chǔ)之上的新增專業(yè)，2001年開始招生。從它的構(gòu)成上看，今天的電氣工程及其自動化更偏向于人們常說的“強電”專業(yè)。然而，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和無人操作智能化電氣控制設備的發(fā)展，現(xiàn)在的電氣又離不開所謂的電子信息類專業(yè)，偏“弱電”的支持?，F(xiàn)今的電氣專業(yè)該走向何方，它的專業(yè)課程設置又該做哪些調(diào)整，值得我們深思。

1 電氣工程專業(yè)的內(nèi)涵

電氣工程及其自動化的理論基礎(chǔ)是電氣科學，電氣科學的理論基礎(chǔ)又來自普通物理學中的電學和磁學。因而電氣工程的發(fā)展始終離不開電磁學這一根基。電學是世界現(xiàn)有能源中應用最為廣泛的，而人類在任何的歷史時期都離不開能源。作為電氣工程主要研究對象的電能，還是信息的一種載體。磁學作為基礎(chǔ)物理學的分支，在電氣工程中僅僅扮演發(fā)電原理、電磁干擾的角色，漸漸淡出電氣工程的研究領(lǐng)域。

早在1878年，英國的帝國理工學院率先設立電氣工程專業(yè)，主要側(cè)重于發(fā)電、輸電、用電的研究。隨著工業(yè)的發(fā)展，國外的電氣工程專業(yè)幾近成熟后，發(fā)展速度漸漸放緩。結(jié)合信息、電子、通訊時代的到來，逐漸從“強電”轉(zhuǎn)向了“弱電”的領(lǐng)域。國內(nèi)傳統(tǒng)上把電氣工程歸為“強電”，而把信息、電子和通訊歸為“弱電”。在整個國際環(huán)境的影響下，立足國內(nèi)電氣行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，目前，電氣工程還主要側(cè)重于電能的開發(fā)、傳輸和應用上。但是一些院校已經(jīng)開始著手以“弱電”控制“強電”，電氣專業(yè)中加大自動化、智能化比重。

2 電氣工程專業(yè)的相關(guān)性

電氣工程專業(yè)由其內(nèi)涵可以看到它的學科淵源，主要以能源和信息科學為支撐，再配以電力系統(tǒng)和電氣設備。能源中主要是電能，電氣工程不僅生產(chǎn)電還要控制電能的運輸和使用。隨著國家電力和國家電網(wǎng)的分家，電氣工程專業(yè)在不同的學校又有了發(fā)電和輸變電不同的方向。這里的信息指的是廣義上的信息技術(shù)，包含了通信、電子、計算機控制等一系列技術(shù)，主要用于對發(fā)電、輸變電設備的設計、控制和檢修。

此外，由于現(xiàn)代化的機械設備幾乎都離不開電氣控制或者電力驅(qū)動，電氣工程又和機械、自動控制等專業(yè)有著千絲萬縷的聯(lián)系。非電類專業(yè)的學生要學習電工電子課程，而電氣工程專業(yè)的學生也要參加金工實習，實現(xiàn)專業(yè)之間的了解。

3 人才培養(yǎng)模式的探討

應用型本科人才培養(yǎng)目標要求學生不僅有扎實的專業(yè)理論和基礎(chǔ)知識，寬闊的知識視野，更要有過硬的實踐能力、工程能力和創(chuàng)新能力。畢業(yè)之后，能夠較快地適應并勝任工作，可以靈活地運用基礎(chǔ)理論和創(chuàng)新思維，解決工作中的實際問題。這就要求電氣工程專業(yè)的學生在夯實基礎(chǔ)知識之上，還要掌握時下電氣領(lǐng)域的新技術(shù)和新知識。人才培養(yǎng)應處于動態(tài)變化中，保留經(jīng)典基礎(chǔ)理論課程，每年根據(jù)社會電氣崗位技能需求調(diào)查，調(diào)整專業(yè)課程，特別是高年級的專業(yè)選修課程。增大實驗實習課程比例，將理論課堂搬到實驗室。人才培養(yǎng)重心轉(zhuǎn)移才能帶動實踐類課程升級，從而鍛煉和影響學生的實際動手能力。

面對現(xiàn)在就業(yè)市場競爭激烈的實際情況，僅僅具有單一的專業(yè)知識已經(jīng)不能滿足社會對應用型人才的要求。因而在本科培養(yǎng)當中，還要有通識課、語言類課程、應用寫作類課程的設置，努力培養(yǎng)出“靜則能文，動則能武”，德智體全面發(fā)展的完整的人。

4 課程體系的建設

課程體系的建立基礎(chǔ)是人才培養(yǎng)目標和方案，它應當符合國家高教司對本科人才培養(yǎng)的要求，并結(jié)合各自專業(yè)發(fā)展的方向和特色，結(jié)合不同學校對電氣專業(yè)的定位而設立。電氣工程專業(yè)在經(jīng)過整合與調(diào)整之后，可以有高電壓、發(fā)電、輸變電、配電等眾多方向。在今天進行應用型本科人才培養(yǎng)的大環(huán)境下，課程體系的建設被賦予了新的意義。也就是要立足專業(yè)，走向應用。這就要求加大實驗、實踐課程的比例，著重實操課程的教學。以“電力電子技術(shù)”這門課為例，大多數(shù)院校采用48～56課時的教學量，其中實驗部分應至少安排16～32學時。把課程三分之一的時間放在實驗室，通過實驗驗證理論，通過實驗提升學生的理解能力和思考能力，更著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

在專業(yè)課設置方面，要加大選修課的選擇范圍，以供不同方向和就業(yè)需求的學生選擇。隨著電力行業(yè)改革的不斷推進，發(fā)電廠與電力運行單位的分離，使得學生在就業(yè)選擇時要面臨不同方向知識的考核。這也對課程體系提出新的挑戰(zhàn)。要求學生全盤掌握顯然不切實際，那么如何進行課程分類，在夯實基礎(chǔ)的前提下，給學生提出備選預案，不失為一種教育導向。

參考文獻

[1] 唐志平，過軍，田鴻發(fā)，史建平. 電氣工程及其自動化專業(yè)應用型本科人才培養(yǎng)的探索與實踐. [J] 常州工學院學報.第18卷第3期. 2005.6

[2] 張紅霞，王雷.高校創(chuàng)品牌特色專業(yè)探悉[J].吉林省教育學院學報，2006（10）.

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1.1實驗系統(tǒng)的內(nèi)容

該電子設計自動化實驗系統(tǒng)，不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)基本數(shù)字電路功能，而且還要能夠?qū)崿F(xiàn)部分中規(guī)模和大規(guī)模的數(shù)字電路功能。具體設計內(nèi)容包括以下這些：（1）數(shù)字時鐘的設計。（2）LED16×16點陣控制器的設計。（3）數(shù)字頻率計的設計。（4）實現(xiàn)搶答器數(shù)字系統(tǒng)。（5）實現(xiàn)電子密碼鎖數(shù)字系統(tǒng)。（6）實現(xiàn)三色交通指揮燈控制器的數(shù)字系統(tǒng)。（7）實現(xiàn)簡易電子琴的數(shù)字系統(tǒng)。（8）實現(xiàn)三層電梯控制器的數(shù)字系統(tǒng)。

1.2實驗系統(tǒng)的設計方案

該電子設計自動化實驗開發(fā)系統(tǒng)是基于FPGA/CPLD器件,主要包括四部分，即信號發(fā)生模塊、輸出信息的顯示模塊、擴展模塊、FPGA/CPLD芯片通用適配座及芯片編程下載電路。該實驗系統(tǒng)設計，采用了通用適配板與系統(tǒng)功能板分離的結(jié)構(gòu)方式。通用適配板具有完整的下載電路,既可插在系統(tǒng)功能底板上使用,也可單獨工作。

1.3實驗系統(tǒng)的電路設計

根據(jù)電路功能，將其劃分為兩部分，即通用適配板電路和系統(tǒng)功能板電路。這兩部分通過芯片適配接口進行連接。1.3.1系統(tǒng)功能板電路設計系統(tǒng)功能板電路設計如圖1，下面是各個模塊的介紹：（1）7段數(shù)碼管模塊,用于實現(xiàn)各種數(shù)字顯示，例如計數(shù)器計數(shù)結(jié)果的顯示、頻率計的頻率顯示、數(shù)字鐘表的時問顯示及搶答器的倒計時顯示等。（2）紅綠燈電路模塊,用于紅綠燈的電路實驗。（3）LED指示電路模塊,用來顯示組合邏輯電路實驗的輸出電平的高低。（4）點陣模塊,用來顯示點陣輸出。（5）時鐘電路,提供時序邏輯電路的CLK。（6）狀態(tài)機電路,由FPGA相應的I/O口和狀態(tài)指示電路組成，用于序列信號發(fā)生器、告警器等的設計。（7）蜂鳴器模塊。一部分是音樂片電路,當有人搶答時該電路可以放一小段音樂來告知有人搶答；第二部分是電子琴電路,由FPGA送出一定的樂譜頻率，在揚聲器上發(fā)出相應的譜音。音樂片和電子琴電路通過一個DIP2的撥動開關(guān)來選擇。（8）鍵盤電路模塊，該模塊用于選擇電子琴的數(shù)字系統(tǒng)實驗、搶答器數(shù)字系統(tǒng)實驗、電子密碼鎖數(shù)字系統(tǒng)實驗等實驗項目。（9）DIP開關(guān)電路,提供輸入端的高、低電平。（10）液晶顯示電路。2.3.2通用適配板的電路設計通用適配板由CPLD芯片、下載電路、擴展接口電路等部分組成。通用適配板結(jié)構(gòu)框圖見圖2。

2結(jié)束語

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關(guān)鍵詞：程序設計；電氣工程及其自動化；教改

作者簡介：李佩杰（1984-），男，山東諸城人，廣西大學電氣工程學院，講師；李濱（1975-），女，廣西南寧人，廣西大學電氣工程學院，副教授。（廣西 南寧 530004）

基金項目：本文系電氣工程及其自動化專業(yè)綜合改革試點項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）02-0085-02

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，運行狀態(tài)的獲取、各期規(guī)劃的制訂和研究成果的驗證等工作一般需借助于計算機仿真或現(xiàn)場實驗。盡管現(xiàn)場實驗的結(jié)果更加真實、可靠，但是在這個世界上最大的人工系統(tǒng)上進行大量的現(xiàn)場實驗往往是不被允許的，也是不切實際的。出于安全、方便及經(jīng)濟性等考慮，以上所提到的絕大部分工作都是通過計算機仿真來實現(xiàn)的。因此，在電氣工程及其自動化專業(yè)的教學中，培養(yǎng)學生的程序設計能力是重要的教學目標之一。計算機程序設計類課程盡管不是專業(yè)課，但是它是一門聯(lián)系專業(yè)理論課、課程設計和畢業(yè)設計等教學環(huán)節(jié)的仿真基礎(chǔ)類課程，是后續(xù)專業(yè)課程中一些重要理論知識的實現(xiàn)手段，在整個課程體系中占有重要的地位。[1]

目前，很多高校對這一課程不夠重視，開設的內(nèi)容缺少規(guī)劃，層次不夠清晰，內(nèi)容缺少銜接，任課的老師多來自于其他專業(yè)，造成授課內(nèi)容與專業(yè)知識脫節(jié)，使得學生在進入畢業(yè)設計或課程設計環(huán)節(jié)后，感覺無從下手。更糟糕的是，學生在學完程序設計類課程后，還可能對編寫程序產(chǎn)生了極大的恐懼和厭惡感，編程的興趣被抹殺殆盡。為了在有限的學時中盡快引導學生入門，培養(yǎng)學生對編程的興趣，提高專業(yè)程序設計的能力，筆者從教學計劃、課程內(nèi)容和教學方法等方面進行了系列的探索研究和實踐。

一、 課程教學內(nèi)容體系的改革

1.任課教師的選拔

大多數(shù)高校非計算機類專業(yè)的程序設計課程都是由計算機專業(yè)的教師來承擔主講工作的，其優(yōu)勢在于：計算機專業(yè)的教師對各種計算機的程序設計語言都比較熟悉，可以充分利用學校的教師資源。但是，這種師資配置方式也有其明顯的弊端：由于主講教師缺乏相應的專業(yè)背景，授課內(nèi)容與專業(yè)脫節(jié)，對將來的專業(yè)課程設計、畢業(yè)設計甚至實際工程應用的作用很小，影響了學生學習的積極性。因此，本課程的任課老師指定從相關(guān)專業(yè)的老師中挑選，并且要求老師具備一定的編程經(jīng)驗和工程背景。這樣才能保證講授的知識足夠生動，學生有興趣聽。雖然專業(yè)老師的工作量增加了，但是從畢業(yè)設計和課程設計上考慮，老師的付出反而減少了，因此是值得的。

2.教學計劃的制訂

在筆者所在學校，以前開設了幾門程序設計類選修課，如VB、VC、C語言、Matlab程序設計等，學生在選課時缺少指導，選課缺少連貫性。另外，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，曾經(jīng)擁有程序員最多的VB語言已逐漸淘汰，繼續(xù)開設VB課程已與現(xiàn)實脫節(jié)。而VC語言課程教授了很多微軟公司特有的語言標志和界面設計方式，不利于程序的跨平臺部署。電力系統(tǒng)高級應用軟件，多部署于Linux或Unix等高可靠的操作系統(tǒng)上，它們對計算速度和跨平臺性要著極高的要求。[2]ANSI C和C++語言構(gòu)成了各操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)，完全可以滿足上述要求，且用戶群龐大，是一門不易在短時間內(nèi)淘汰的經(jīng)典計算機語言。ANSI C 和C++語言有很多共性，可以在一起講授，將其作為一門必修課程來講授，旨在培養(yǎng)學生的編程興趣，掌握編程的一些基本方法。另外，Matlab語言編寫比較簡單，非常適合科學計算，是進行科研仿真的優(yōu)秀工具。于是，Matlab被作為一門選修課來開設，為將來繼續(xù)深造的學生開啟一扇門。最后，筆者還開設了一門電力系統(tǒng)程序設計的選修課，將計算機的程序設計與電力系統(tǒng)理論知識結(jié)合起來，針對電力系統(tǒng)這一對象編寫程序，如電力系統(tǒng)潮流計算程序、短路計算程序等，使學生的理論知識和實踐能力得到升華。

3.授課內(nèi)容的安排

本課程主要講授編程的基本方法和技巧，計劃安排30學時講授和20學時實驗，強調(diào)在實驗中掌握和鞏固知識。考慮到這是本科生在大學階段遇到的第一門計算機程序設計課，開始講述的內(nèi)容以入門引導為主，安排1～2學時講述一些操作系統(tǒng)和計算機原理的基本常識和歷史發(fā)展，以及一些發(fā)展過程中的名人軼事。

二、實踐環(huán)節(jié)的改革

本課程的實驗學時約占總學時的30%，實驗內(nèi)容不再簡單地圍繞課本的習題，學生必須充分發(fā)揮主觀能動性，自主選擇“制作一個360安全衛(wèi)士的主界面”、“制作一個簡單的計算器”或“制作一個查找文件的小工具”等實驗項目。在實驗課上，先讓學生熟悉IDE編譯的環(huán)境，再由學生自己完成自選題目的設計和實現(xiàn)?？紤]實驗課的根本目的還是使學生真正掌握程序設計能力，學生也可以不參與自選課題，直接利用實驗課時間來做大作業(yè)，時間上得到保障，作業(yè)質(zhì)量也會提高。實驗過程中，學生可以采用小組討論、上網(wǎng)查找資料和查閱參考書等方式進行自主學習。整個實踐環(huán)節(jié)均強調(diào)“自己動手、自我感知”，這為其將來繼續(xù)深入學習程序設計語言奠定扎實的基礎(chǔ)。

三、考核方式和評價的改革

以前，程序設計類的課程筆者多采用閉卷考試的形式，發(fā)現(xiàn)效果非常不理想。有些學生考試成績非常好，但是動手能力非常差，寫不出幾句像樣的程序。改革后，考核確定為大作業(yè)的方式。大作業(yè)的題目是編寫一個某病毒的專殺工具，這一作業(yè)涉及文件的操作、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、語言的控制語句、輸入輸出和界面設計等程序設計的諸多方面，可以充分考查學生的算法設計和界面設計能力。作業(yè)分組完成，將整個班按5人一組，分組提交，提高他們團結(jié)協(xié)作的能力。評分的標準包括界面是否美觀，功能是否齊全，殺毒時間的長短，代碼注釋是否完備，變量命名是否規(guī)范，設計文檔、幫助文檔是否完整，是否有額外的想法。

四、教學方法的改革

雖然開設的ANSI C/ C++課程總共有50多個學時，但是課程包含內(nèi)容非常多，應用也非常靈活，期望學生利用這么短的時間把這門語言學精、學通是完全不可能的。因此，在上課時只能學習一些基本的語法和編程的過程，形成一個感性的認識，讓學生知道編程的目的，知道將來編程遇到問題，應如何解決，更重要的是促使他們在課外去更加深入地學習。

上課教學，以往多通過老師講授和學生聽講的角度，老師和學生之間缺少很好的互動。筆者實行新的教學方式，老師通過PPT講授占80%時間，20%課時由推選出的學生上臺來講，講授的內(nèi)容包括“我所知道的IT人的故事”。通過這一話題的討論，增加了學生的興趣。課堂同時增加討論環(huán)節(jié)，多安排課堂提問，啟發(fā)他們自己思維，如：編程帶來哪些好處？編寫的程序有哪些用處？通過這些問題，啟迪學生思考編程的目的和意義。教師在教授過程中，多聯(lián)系電力系統(tǒng)的一些專業(yè)問題，使學生了解計算機專業(yè)的編程與電氣工程及其自動化專業(yè)將來利用編程的不同之處，最終編程能夠服務于電力系統(tǒng)的專業(yè)知識培養(yǎng)。

此外，還要增加學習過程的開放性。在布置作業(yè)之后給學生較為寬松的時間，學生可根據(jù)個人的學習和進度予以完成；這樣學習效果的評價是以自我評價為主，教師的評價為輔，有助于發(fā)展學生的獨立性、創(chuàng)造性和自主性。在期末考評的大作業(yè)環(huán)節(jié)中，注重不同學生掌握本門課程的不同情況。鼓勵學生發(fā)揮自己的專長，查閱文獻，自選有關(guān)的命題。評分標準既有一定的基本要求，也體現(xiàn)尊重學生的原則，這樣，在達到課程基本要求的同時有助于發(fā)揮學生的特點。

五、教學效果

1.課堂和實驗課教學效果

通過教學設計和教學實踐，學生在課堂上積極主動地進行思考和回答問題，對學習充滿了興趣，能夠在教師的引導下主動思考問題，主動上網(wǎng)查閱資料。在實驗課上，多數(shù)同學選做布置的實驗項目，有些同學則更為深入，利用這一時間做大作業(yè)，過程中充分地與小組成員和老師探討存在的問題，事實也證明，這些小組最后的大作業(yè)完成得非常出色。

2.大作業(yè)反饋教學效果

從交上來的30份大作業(yè)看，學生在設計上充分發(fā)揮了主觀能動性，界面及算法設計多樣化，如有的利用界面控件設計的界面非常漂亮，有的采用編程設計模式編寫的程序簡單可靠。學生在查閱資料完成大作業(yè)的過程中，不僅鞏固了課堂和教材上的內(nèi)容，還自發(fā)加入了網(wǎng)絡中新流行的界面設計思想或一些高級的算法設計方法。

總之，學生在學習過程中發(fā)揮了主體作用，提高了自身程序設計能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻：

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論文關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)自動化　網(wǎng)絡學堂　課程建設

論文摘要：近年來，配電網(wǎng)綜合自動化技術(shù)發(fā)展非常迅猛，很多高校相繼開設了與之對應的課程，然而由于該課程為新開設的前沿課程，很多教學內(nèi)容值得探討。針對該課程綜合性強、覆蓋面廣的特點，建設網(wǎng)絡學堂，從課程建設計劃的制定、課程建設的過程和具體內(nèi)容、課程特色創(chuàng)新及評價等諸多方面進行了詳細介紹，給出了大量實際案例分析，為培養(yǎng)更多高尖端人才提供了重要依據(jù)。

“配電網(wǎng)綜合自動化技術(shù)”是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要必修、專業(yè)技術(shù)課程，是一門實踐性、應用性、綜合性都很強的前沿課程。其知識點多、覆蓋面廣，網(wǎng)絡學堂為此提供了一個非常好的學習平臺。本文就該課程網(wǎng)絡學堂建設中的一些經(jīng)驗與大家分享，為進一步的教學改革提供重要依據(jù)。

一、制定網(wǎng)絡課程建設計劃

網(wǎng)絡課程建設內(nèi)容主要有：明確課程定位、課程教學目的、教學任務；明確教學內(nèi)容和要求，按照 “了解”、“掌握”、“重點”三個層次完成課程教學內(nèi)容和要求；授課前廣泛收集資料，仔細備課，充分組織教案，以保證信息量，電子教案內(nèi)容豐富生動，給出動畫說明、視頻、音頻等信息，例如對于饋線自動化的發(fā)展情況，以手拉手環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例給出動畫說明，在SCADA、GIS等內(nèi)容介紹上給出視音頻等信息，同時可以充分利用網(wǎng)絡的優(yōu)勢，給出豐富的相關(guān)資源，如圖書期刊、學科網(wǎng)站等。由于課程綜合性實踐性很強，教學內(nèi)容與實際結(jié)合，及時將技術(shù)的新進展引入課堂，[1]注意培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。

開展的網(wǎng)絡教學活動有：做一次問卷調(diào)查；布置3次網(wǎng)上作業(yè)、4次在線測試，建立完善試題庫工作；積極開展答疑討論，發(fā)起多于2次網(wǎng)上專題討論，專題討論的內(nèi)容可以是工程實際問題，也可以是本課程相關(guān)前沿有爭議的問題，鼓勵學生積極發(fā)言，并主動回復他人的疑問，充分發(fā)揮學生的自主學習能力，獨立思考能力；豐富教學博客，根據(jù)情況開展“主題教學”，充分發(fā)揮網(wǎng)絡優(yōu)勢。

二、課程建設過程和內(nèi)容

1.課程定位

本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門主干專業(yè)課程，開設在第7學期。先修課程主要為電力系統(tǒng)分析、微機原理與接口技術(shù)等，并修課程主要為建筑供配電、電力拖動控制系統(tǒng)等。

2.支持教學的資源

（1）網(wǎng)上提供了全部的教學課件。

（2）課程面向大四學生，結(jié)合畢生生就業(yè)的特點，網(wǎng)上為大家提供了與課程有關(guān)的公司、科研結(jié)構(gòu)的網(wǎng)站信息等。

（3）課程實踐性很強，網(wǎng)上提供了相關(guān)的一些實例照片。

（4）課程講授中提供了動畫演示。例如介紹饋線自動化的發(fā)展歷程及饋線自動化故障處理的過程等等。

（5）課程講授中提供了視頻、音頻信息。例如在介紹GIS系統(tǒng)時，負荷密度分析、設備管理、用戶報裝參考等等均提供了視音頻信息，利于學生理解。

（6）購買了國家電網(wǎng)公司電化教育中心制作的農(nóng)電大課堂光盤。例如在介紹斷路器的知識時，為使學生更直觀了解其原理、結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，廣泛搜集信息，購買了介紹真空斷路器、斷路器操動機構(gòu)的光盤。

3.學習動機激勵

（1）參與學生人數(shù)。課程內(nèi)“學生數(shù)量”大于等于實際授課的學生數(shù)量，學生進入課程的數(shù)量大于等于實際授課學生數(shù)量的5倍。每一位學生都多次參與到了網(wǎng)絡學堂的建設中，特別包括一些留降級、跟班試讀的學生都補辦了相關(guān)手續(xù)，參與進來，并積極發(fā)言，另外，從課程日訪問排行記錄看，也常常居于學校前三的位置。

（2）學生經(jīng)常在討論區(qū)發(fā)言，能主動回復其他人提出的疑問。

例1：學生主動提問，并且同學能積極回復。例如高峰同學發(fā)表的《一道面試題，關(guān)于開閉所》，將課程內(nèi)容與畢業(yè)面試內(nèi)容結(jié)合起來，同學能積極回復探討，達到了課程教學的目的。再如孫宇同學發(fā)表的《提問！一個身邊的實例》，還配有圖片，張博超、孫宇、程旭、朱月征等積極回復，大家一起探討。

例2：學生主動查閱資料，將課程的相關(guān)知識上傳，實現(xiàn)大家共享。例如魏堯同學上傳的《配電網(wǎng)知識共享》、楊宇同學上傳的《配電網(wǎng)綜合自動化及其發(fā)展》等等。

4.教學評價

（1）問卷調(diào)查：在課程結(jié)束時，做了一次問卷調(diào)查，主要是希望同學提出他們的一些想法、建議。實際發(fā)放33份，實際收回33份，均為有效問卷。

（2）網(wǎng)上作業(yè)：除作業(yè)本作業(yè)外，網(wǎng)上還布置了3次作業(yè)，3次作業(yè)上交人數(shù)分別是77、56、76，3次作業(yè)均全部批改。

（3）在線測試：共了4次在線測試。4次學生提交人數(shù)分別為75、75、76、76，4次在線測試均全部批改且公布成績。

5.教學交互

（1）教師會經(jīng)常在答疑討論區(qū)中提出問題，引發(fā)學生對學習內(nèi)容的深入思考，例如筆者發(fā)表的《PQ進一步》等，很多同學跟貼；針對學生提出的問題筆者提供了及時、具體、有啟發(fā)意義的反饋。

（2）專題討論：筆者發(fā)起了2次大型的專題討論，2次專題討論學生參與的人數(shù)均遠超過了1/2，學生自主也發(fā)起了幾次討論。

三、課程的主要特色和創(chuàng)新

1.支持教學的資源豐富

課件、網(wǎng)站、照片、動畫、視音頻、教學光盤。例如不同配網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式FA的故障定位、隔離、恢復供電過程的動畫演示等；GIS的視音頻信息；斷路器教學光盤的應用等等。 轉(zhuǎn)貼于

2.學習動機激勵

學生能夠經(jīng)常在討論區(qū)發(fā)言。這體現(xiàn)在兩個方面，一是學生能結(jié)合討論專題、結(jié)合課程內(nèi)容、結(jié)合實際、結(jié)合就業(yè)面試等主動提問，同學們積極回復探討；二是能主動上傳與課程相關(guān)的資料共享使用。

四、自我評價及后續(xù)建設

1.自我評價

在這次“配電網(wǎng)綜合自動化技術(shù)”課程的網(wǎng)絡學堂建設中，筆者按照《網(wǎng)絡學堂課程建設驗收指標》一項一項具體實施，對于指標要求的基本項均達到要求，同時，對于指標要求的4個達優(yōu)選項，也完成了其中的兩個，即指標“支持教學的資源”和指標“學生經(jīng)常在討論區(qū)發(fā)言，能主動回復其他人提出的疑問”。

2.學生評價

摘自《學生調(diào)查問卷》：配電網(wǎng)這門課與我們的專業(yè)結(jié)合很緊密，對我們在知識儲備上和找工作時都有很大的幫助，老師也體諒了我們的難處，充分的利用了網(wǎng)絡學堂這個平臺，幫助同學答疑解惑，給我們提供了便利。

摘自《學生調(diào)查問卷》：尤其是課上的PPT做的非常不錯，動態(tài)效果及其視圖效果都非常好，讓人很直觀的可以理解到在配電網(wǎng)上的知識。而且有很多知識在供配電中出現(xiàn)，比如開始斷路器的一個幻燈片模型，直接可以看到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，可以很好的理解配電網(wǎng)的這方面知識，而且也是進一步的復習理解了供配電知識。

3.后續(xù)建設

（1）教材建設：由于課程內(nèi)容很新，目前市場上沒有一本較好的經(jīng)典配套教材，針對此問題，筆者已經(jīng)于2008年主編教材《配電網(wǎng)綜合自動化技術(shù)》，并由機械工業(yè)出版社出版。

（2）實驗室建設：[2]課程工程實踐性很強，很有必要對學生開設實驗，2007年成功申報了北京市的實驗專項資金90萬并獲得批準，已經(jīng)開設出配套實驗三個：網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化電網(wǎng)監(jiān)控設計實驗、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變化電網(wǎng)監(jiān)控設計實驗、配電自動化四遙實驗。

（3）實踐建設：本課程應用性很強，安排一些實地參觀，校企聯(lián)合，建設實習基地。

五、結(jié)束語

配電網(wǎng)綜合自動化技術(shù)是近年來隨著通信、計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的一門新型學科，它對于提高供電可靠性、擴大供電能力、降低線路損耗和減輕勞動強度具有重要意義。[3]為適應新形勢的發(fā)展，本文詳細分析了該門課程網(wǎng)絡學堂建設中的諸多關(guān)鍵問題，給出了大量具體的第一手數(shù)據(jù)資料，具有重要的實用價值和借鑒意義，為進一步提高教學質(zhì)量提供了重要依據(jù)。

參考文獻：

[1]范明天，張祖平.中國配電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略相關(guān)問題研究[M].北京:中國電力出版社，2008.

篇8

關(guān)鍵詞:Multisim仿真;計算機電子電路技術(shù);教學模式

中圖分類號:TP319文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)31-0ppp-0c

The Application of Simulative Software Multisim to the Teaching of Computer Circuit of Electronic Technology

WU De-lin

(Department of Computer Science, SCNU Zengcheng College, Guangzhou 511363, China)

Abstract: In the teaching of Computer Circuit of Electronic Technology the traditional teaching mode and means cannot meet the requirement of modern education. The rapid development of computer and EDA technology is helpful for us to overcome the deficiencies of traditional teaching mode. Making an analysis of using multisim simulation software in teaching, can be fast and accurate in simulation analysis of circuit on computer.

Key words: multisim simulation; computer circuit of electronic technology; teaching mode

電子設計自動化EDA(Electronic DesignAutomation)的出現(xiàn),真正為師生搭建了一個開放性的“所想即所得”的高效交流平臺。用 Multisim 創(chuàng)建的電路為課堂教學創(chuàng)設了教學情境,把電子元器件、儀器儀表、仿真分析方法同等地提供給教師和學生,使學生產(chǎn)生親臨電子電路的實際環(huán)境中的感覺。

1 《計算機電子電路技術(shù)》課程內(nèi)容介紹

《計算機電子電路技術(shù)》是一門理論和實踐相結(jié)合的課程。主要內(nèi)容包括電路的基本概念、基本定律和基本分析方法,電阻電路、動態(tài)電路和正弦穩(wěn)態(tài)交流電路的分析,放大器分析基礎(chǔ),負反饋放大器,集成運算放大器原理及其應用,波形放大電路和功率放大器等。

2 在教學中的應用研究

由于《計算機電子電路技術(shù)》這門學科的復雜性,涉及到很多的數(shù)學分析和物理分析,教學內(nèi)容對學生來說抽象難懂,很多基本電路都要進行靜態(tài)和動態(tài)分析,如靜態(tài)工作點分析、交流分析、失真分析等等。利用計算機的電子設計自動化 EDA(Electronic DesignAutomation)軟件輔助教學,很好地解決了這個問題,用計算機仿真模擬演示,創(chuàng)設電路情景,有助于學生對基本電路工作原理和概念的理解,加強理論聯(lián)系實際。用 Multisim 軟件來提高教學質(zhì)量和教學效率,作為教學工具已成為必然。傳統(tǒng)的一本書、一支粉筆教師講到底的課堂教學模式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代化教學的需要,在《計算機電子電路技術(shù)》教學中利用計算機的電子設計自動化 EDA 軟件教學,已成為一種必然的趨勢。

2.1 用軟件教學創(chuàng)設教學情景,引導學生自主學習

由于《計算機電子電路技術(shù)》是一門理論和實踐相結(jié)合的課程,傳統(tǒng)的理論課教學中,教學內(nèi)容(如實際的電路,電路的輸入、輸出電壓波形等)難以直觀形象地表述,所以教學過程中對于教學情景的創(chuàng)設是十分困難的。

用 Multisim 軟件仿真實際電路解決了上述問題,它就像一個真正的實驗工作室臺,把一些語言文字難以表述或難以理解的變化過程,隨時以圖形、表格及曲線顯示出來,而且還可以根據(jù)教學需要隨時修改電路和參數(shù),讓學生即時觀察輸出效果,從而使學生加深對電路工作原理的理解。

例1放大器靜態(tài)工作點的設置

放大器靜態(tài)工作點設置不合理將影響放大器的正常工作,如果設置不合適會使波形出現(xiàn)嚴重失真。在電路分析中,靜態(tài)工作點的分析是其它分析的基礎(chǔ),靜態(tài)工作點的分析非常重要。但在以往的教學中教師采用傳統(tǒng)的授課方式,教師在黑板上講,學生被動地接受,由于知識抽象,學生對靜態(tài)工作點的理解始終是不得要領(lǐng),認識模糊,沒有認識到設置靜態(tài)工作點的重要性。教學中運用Multisim創(chuàng)建電路,通過改變基極偏置電阻的大小,讓學生親眼見識,設置不同的偏置電阻,放大器輸出波形的情況,從而加深放大器偏置電阻設置合理性的理解。

為了直觀說明靜態(tài)工作點對放大電路的工作影響,創(chuàng)建如圖1的仿真電路,共發(fā)射極放大電路。

通過改變 Rb電阻的大小,對比觀察輸入、輸出波形,很容易得出偏置電阻的大小對輸出波形的影響。當Rb值為680kΩ時,輸出波形如圖2所示,輸出波形正常;當Rb過小,Rb=300kΩ時,輸出波形如圖3所示,出現(xiàn)飽和失真;當Rb過大,Rb=100MΩ時,輸出波形如圖4所示,出現(xiàn)截止失真。通過演示,加深了對基極偏置電阻設置不合理的印象。

學生通過輸出波形的比較,得出結(jié)論靜態(tài)工作點設置非常重要,進而會進一步探討,那么怎樣設置靜態(tài)工作點呢?通過對放大電路靜態(tài)工作點的估算,得出公式:wdl05tif,所以影響靜態(tài)工作點的主要因素有VCC、β、Rb 、RC,在這四個因素中,一般直流電源、三極管確定后VCC、β不易改變,Rb是這四個因素中最主要因素,一般可認為IBQ與Rb成反比。若Rb過小,則IBQ、ICQ過大,靜態(tài)工作點過高,該工作點將出現(xiàn)在晶體管輸出特性曲線飽和區(qū),容易造成飽和失真,如圖3所示;Rb過大,則IBQ、ICQ過小,靜態(tài)工作點過低, 該工作點將出現(xiàn)在在輸出特性曲線截止區(qū),容易造成截止失真,如圖4所示;Rb合適大小,則IBQ、ICQ合適,靜態(tài)工作點設置合適,該工作點將出現(xiàn)在輸出特性曲線的放大區(qū),輸出波形正常,如圖2所示。

應用軟件進行教學,呈現(xiàn)出一種全新的教學方式,能將抽象枯燥的知識變得生動形象,使課堂上很難完成的演示實驗進入了課堂教學,快速準確地仿真演示靜態(tài)工作點設置不合理的各種情況,不失真、截止失真和飽和失真波形生動形象,創(chuàng)設的豐富教學情景調(diào)動了學生各種感觀,引導學生主動探討問題,學生學習興趣也調(diào)動了起來,有利于學生對知識的意義構(gòu)建。學生自己通過給偏置電阻Rb賦不同值來觀看放大電路的輸入、輸出波形并分析原因,學生很容易理解靜態(tài)工作點合理設置的重要性,同時對放大電路工作原理也加深了理解。

2.2 利用軟件加強演示實驗教學效果,引導學生進入探究式學習

傳統(tǒng)的課堂教學模式是黑板加粉筆,由老師書寫、畫圖、講解,學生聽講、想象、理解。在教學中經(jīng)常要對電路的特性曲線、輸入、輸出波形等進行分析,通常這些分析要通過教師手工畫圖來完成,不僅效率低,而且精確度也差。碰到電路較復雜時,學生難免會失去耐心,分散注意力,影響聽課效果?，F(xiàn)在利用 Multisim 軟件,先在計算機上做仿真實驗,可以清晰快捷地再現(xiàn)實驗的現(xiàn)象、參數(shù)、波形和曲線,觀察“實驗結(jié)果”,同時教師指導學生積極思考為什么會有這樣的結(jié)果,然后帶著問題聽老師講解電路原理。這樣,學生由被動接受知識轉(zhuǎn)為主動探求,教學效果有著明顯的不同。由于 Multisim 是在計算機屏幕上模擬真實實驗室的工作臺,把實驗室與課堂有機地融為一體,不僅能夠直觀、快捷地展示教學內(nèi)容,而且還可以減輕教師教學的負擔,提高教學的效率。

例2 反相器電路

如圖5所示,這是使用運放uA741構(gòu)建的一個反相器,要求分析其幅頻特性和相頻特性。

利用軟件自動生成曲線,省去了傳統(tǒng)教學中繪圖的煩瑣,而且手工繪圖也達不到這樣的精度。單擊Simulate菜單中的Analysis命令下AC Analysis命令,在交流分析對話框中設置掃描起始頻率為1Hz,終止頻率10MHz,節(jié)點5為輸出節(jié)點,分析結(jié)果如圖6所示,由圖知:電路的截止頻率約為690KHz。

通過仿真實驗得出的結(jié)論,比以往教學中教師在黑板上講課的效果好得多,畫電路、波形圖、特性曲線省時省力,學生直觀感受了“真實”實驗環(huán)境,在上課的同時見識了實踐模型,有助于對知識的理解。

3 結(jié)論

Multisim是 EDA 技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。利用 Multisim 軟件來輔助教學,是《計算機電子電路技術(shù)》教學的必然趨勢。學習和研究它將有利于我們在實踐工作中不斷總結(jié)探索,解決傳統(tǒng)教學中存在的弊病,彌補實驗器材的不足,提高教學效率和質(zhì)量,減輕教師負擔,提高學生對電子技術(shù)的興趣,拓寬學生的視野,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

利用軟件教學,可以促進教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,為學生創(chuàng)造多樣化的學習環(huán)境。同時借助多媒體獲取學習的資源,能使學生逐步形成獨立思考、主動探索的思維習慣,使學生在學習理論的同時,又能見習實踐的模型,增強學生對電路的感性認識,培養(yǎng)了學生學習的能力。

參考文獻:

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[5] 沙春芳.Multisim2001在電路仿真中的應用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2001,(11):77-78.

篇9

關(guān)鍵詞： 數(shù)字系統(tǒng)設計課程群 教學改革 教學成效

現(xiàn)今的時代是信息化的時代，信息化的特征就是對所有信息進行數(shù)字化的處理，并由此構(gòu)成數(shù)字系統(tǒng)。所謂數(shù)字系統(tǒng)，即對數(shù)字信息進行傳送、加工、處理的電子設備。一個數(shù)字系統(tǒng)既可能是一個小而簡單的，又可能是一個龐大而復雜的系統(tǒng)，如：數(shù)字鐘是一個數(shù)字系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡系統(tǒng)也是一個數(shù)字系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，采用傳統(tǒng)設計手段完成復雜數(shù)字系統(tǒng)設計越來越力不從心。以FPGA/CPLD為代表的大規(guī)模集成可編程邏輯器件（PLD）和電子設計自動化（EDA Electronic Design Automation）設計方法，代表著現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設計的發(fā)展方向。

重慶郵電大學數(shù)字系統(tǒng)設計課程群教學團隊從培養(yǎng)能在通信與信息領(lǐng)域從事科學研究、工程設計、設備制造等高級工程技術(shù)人才的目的出發(fā)，經(jīng)過多年的實踐和總結(jié)，提出了層次型的數(shù)字系統(tǒng)設計課程體系，完善了數(shù)字系統(tǒng)系列課程內(nèi)容，理順了課程之間的銜接，提出了數(shù)字系統(tǒng)設計系列課程的建設要體現(xiàn)三個特性：理論體系的系統(tǒng)性、學科知識的前沿性和工程實踐的應用性，并已將課程改革寫入專業(yè)的培養(yǎng)方案，在2011年9月獲得重慶市優(yōu)秀教學團隊的稱號。

1.構(gòu)建系統(tǒng)的課程體系。

教學團隊以現(xiàn)代設計手段和方法為主線，重塑了教學課程體系，構(gòu)建了以經(jīng)典數(shù)字電路課程教學為基礎(chǔ)，以現(xiàn)代電子技術(shù)應用和設計課程教學為提升的理論和實踐教學課程相融合的體系結(jié)構(gòu)，在經(jīng)典數(shù)字電路教學中注重理論體系的邏輯性，在電子技術(shù)應用和數(shù)字系統(tǒng)設計中強調(diào)學科知識的前沿性和工程實踐的應用性。具體層次見圖1。

圖1 數(shù)字系統(tǒng)設計課程體系圖

1.1注重數(shù)字電路基礎(chǔ)教學，培養(yǎng)學生專業(yè)課程素養(yǎng)。

“數(shù)字電路與邏輯設計”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是關(guān)于數(shù)字系統(tǒng)經(jīng)典電路的分析設計方法的課程，因此，課程的教學以構(gòu)筑學生的知識結(jié)構(gòu)為主線、訓練邏輯思維能力為主體。

針對不同專業(yè)培養(yǎng)要求，數(shù)電課程在理論和實驗教學上采取了不同教學方法和手段，如：通信與信息類專業(yè)側(cè)重系統(tǒng)級應用，實驗以綜合設計為主；計算機類側(cè)重外部邏輯關(guān)系和可編程PLD、淡化內(nèi)部電路原理，實驗以應用為主；自動化類側(cè)重控制觀念和電氣特性，重視A/D、D/A內(nèi)容，實驗以應用控制型為主。

針對我校通信學院和光電學院強化班學生的特點和教學要求，教學團隊開展了數(shù)電課程的雙語教學，旨在讓學生提前掌握專業(yè)詞匯，提高閱讀外文文獻和自學現(xiàn)代電子技術(shù)的能力。自2005年在光電學院強化班進行試點開始，至今已送出6屆1000多名學生。

1.2強化現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設計教學，培養(yǎng)學生工程實踐能力。

由“可編程邏輯器件與應用”、“單片機原理與應用”、“電子設計自動化”、“DSP原理與應用”、“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與設計”、“電子系統(tǒng)綜合設計與仿真”6門課程構(gòu)成現(xiàn)代設計方法和理論層次。該層次以培養(yǎng)學生的工程實踐能力為目標，在課程內(nèi)容的具體設置中，教學團隊提出開放的思路、打破單一課程限制。如：在數(shù)字電路實驗教學時間內(nèi)，有步驟地推進FPGA初級應用訓練（原理圖的設計訓練）；在FPGA教學時間內(nèi)，有目的地聯(lián)系數(shù)字信號處理、通信原理等專業(yè)背景課程，強化FPGA在數(shù)字系統(tǒng)、通信領(lǐng)域等各方面的應用能力。

其中，“電子系統(tǒng)綜合設計與仿真”為重點建設課程，課程涵蓋知識面廣泛，強調(diào)系統(tǒng)綜合性設計。特別根據(jù)電子競賽相關(guān)內(nèi)容模塊，添加了電源設計、信號源設計等內(nèi)容，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識進行實用數(shù)字系統(tǒng)設計的能力。

2.采取多樣化的教學方法和手段，增強教學效果。

2.1形象、生動的理論教學方法。

通過長期的教學研討，團隊形成了案例教學法、比喻教學法、啟發(fā)教學法、思維訓練法等多種方法綜合使用的教學方法，極大地調(diào)動了學生的積極性和興趣。以“數(shù)字電路與邏輯設計”課程為例，談談各種教學方法。

2.1.1案例教學法。如數(shù)字電路課程教學中，學完組合邏輯與觸發(fā)器后，以三人搶答器為例，先從組合邏輯電路的設計入手，分析其功能，找出其缺陷，再添加觸發(fā)器，改進其功能，增強學生的學習興趣，引發(fā)學生設計電路和改進電路的意識和愿望；在講了組合邏輯電路的競爭冒險之后，以MULTISM為仿真軟件，演示組合邏輯電路競爭冒險的險象及消除方法，要求學生課后查找資料，提交仿真作業(yè)；在講完計數(shù)器后，以電子鐘設計為例，串講前面所講的譯碼器、計數(shù)器、數(shù)碼管，極大地調(diào)動了學生的興趣。

2.1.2比喻教學法。在講卡諾圖化簡時以“擒賊先擒王”來說明圈圈得越大越好；“不打落水狗”來說明保證每個圈中至少有一個小方格不被重復圈過。

2.1.3啟發(fā)教學法。觸發(fā)器的講解過程中，從RS觸發(fā)器入手，講其特點、優(yōu)點，引導學生發(fā)現(xiàn)其電路的缺點，從而提出改進電路鐘控RS觸發(fā)器，再進一步分析其電路優(yōu)點和缺點，進一步啟發(fā)學生提出改進電路，引出鐘控JK觸發(fā)器、鐘控D觸發(fā)器，進一步引出主從觸發(fā)器。隨著電路一步一步地改進，又會帶來新的問題，引發(fā)學生思考，提高學生的學習興趣。此時，再以人生哲理為例，引發(fā)學生從電子技術(shù)的改進過程中思考人生。

2.1.4思維訓練法。在講中規(guī)模計數(shù)器設計任意模值的計數(shù)器過程中，以畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖為工具，引導學生從復位法、置位法及進位輸出置最小數(shù)、級聯(lián)等多種方法設計電路，實現(xiàn)學生設計電路的思維訓練，從而完成數(shù)字電路時序邏輯電路設計教學任務——任意模制的計數(shù)器均可實現(xiàn)。

2.2以自學為主的實驗教學方法。

為了加強學生系統(tǒng)設計能力以及工程實踐能力，團隊經(jīng)過多年的摸索，對數(shù)字系統(tǒng)設計系列課程實驗教學進行了大力度的改革。

2.2.1加大實驗課時，調(diào)整理論、實驗課時所占比例。如數(shù)字電路與邏輯設計（56學時理論+24學時實驗）、可編程邏輯器件與應用（16學時理論+16學時實驗）、嵌入式系統(tǒng)（16學時理論+16學時實驗）、DSP原理與應用（20學時理論+20學時實驗）、電子系統(tǒng)綜合設計與仿真（30學時理論+26學時實驗）。

2.2.2從2006年開始我們通過中央與地方共建資金、學校撥款、企業(yè)捐助的方式，建立了基礎(chǔ)教學平臺和開放實驗教學基地兩級實驗教學平臺。實驗教學上采取傳統(tǒng)實驗與開放實驗相結(jié)合的形式。教師講授基礎(chǔ)入門知識，除必須完成的實驗項目外，學生可以根據(jù)自身學習情況自行安排實驗時間、實驗內(nèi)容。

以“可編程邏輯器件與應用”課程為例，必做實驗包括：QUARTUSⅡ簡介與應用、帶使能端的計數(shù)器的設計、數(shù)控分頻器的設計等，采用傳統(tǒng)實驗方式，由教師講授基本原理和設計思路，學生按部就班完成。該部分實驗要求學生主動性較少，主要目的在于設計流程、軟件開發(fā)、硬件平臺的掌握。選作實驗包括：基于LPM-ROM的四位乘法器設計、序列檢測器的設計、數(shù)碼管掃描顯示電路、硬件電子琴設計、數(shù)字頻率計的設計等。學生還可以自行擬定題目，與教師商量后進行。該部分實驗采用開放實驗教學，以學生自主學習為主，強調(diào)學生的實踐精神和動手設計能力。

3.日常教學與科技活動有機融合

教學團隊把相關(guān)課程與各類課外創(chuàng)新活動結(jié)合起來，多渠道促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

首先，我們從課程學習中選擇優(yōu)秀的學生進行進一步的培訓。建立系統(tǒng)化的現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設計課程教學體系和開放實驗教學，能夠提升多數(shù)學生創(chuàng)新能力和一定的電子設計和應用能力，具有參加各類科技活動最基本的素質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，選拔條件更加出眾的學生進行后續(xù)的集中培訓。

其次，根據(jù)各屆競賽的題目和要求修改課程教學內(nèi)容。例如：在“EDA”、“可編程邏輯器件與應用”等課程會根據(jù)的新技術(shù)的發(fā)展增加相應的技術(shù)講座?！半娮酉到y(tǒng)綜合設計與仿真”為新開設課程，重點在于系統(tǒng)性應用綜合知識，在基本模塊講完后，進行綜合性實際項目的設計，其中就包括精心選擇的各類電子競賽試題。各類科技活動對推動課程教學的各項改革起到了促進作用。

最后，我們與中國電子協(xié)會合作，進行全國電子設計工程師認證培訓。多渠道提升學習動力，營造科技氛圍。

4.建設高水平師資隊伍

我校通過引進、國內(nèi)外進修培訓，以及采用“以科研促教學”、“以科技競賽促師資隊伍”、“理論實踐教學雙肩挑”的模式，加快教師隊伍的成長，形成了一支以中青年為主，職稱、學歷和知識結(jié)構(gòu)合理的教師隊伍。教學團隊在特色專業(yè)建設，教學方法與手段改革，精品課程建設，教材建設（自編教材12本），自制實驗設備（自行研發(fā)設備6項），尤其是指導學生課外科技活動、組織和參加各種科技競賽等方面取得了很大的成績，具有較強的示范作用。

5.結(jié)語

數(shù)字系統(tǒng)設計系列課程的教學改革獲得了較大的成功，課堂教學成效得到了顯著的提升，尤其在課外科技競賽方面取得了豐碩的成果。2005年以來，教學團隊教師指導參加全國大學生電子設計競賽，獲得全國一等獎2項、二等獎2項，重慶市一等獎6項、二等獎5項。2008年以來，參加重慶市盛群單片機電子設計大賽，獲得創(chuàng)意獎1項、一等獎3項、二等獎7項、三等獎5項。2010年，參加“高教社&XILINX杯”重慶市大學生電子設計競賽本科組7人獲得二等獎、2人獲得三等獎；參加“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽，獲得全國二等獎2項、三等獎1項，重慶賽區(qū)一等獎2項。人才的培養(yǎng)是一項系統(tǒng)而艱巨的工程，我們?nèi)孕枰粩嗟靥剿?，尋求如何不斷提升學生的綜合設計能力與實踐能力。

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篇10

關(guān)鍵詞：工程應用能力；電子系統(tǒng)設計；教學改革

作者簡介：吳平（1970-），男，遼寧鐵嶺人，溫州大學物理與電子信息工程學院，副教授；

楊衛(wèi)波（1977-），男，湖北天門人，溫州大學物理與電子信息工程學院，講師。

基金項目：本文系溫州大學2012年系列教改項目（項目編號：12jg04A）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0069-02

高等教育提出朝著“寬口徑、厚基礎(chǔ)、重能力”的方向發(fā)展，培養(yǎng)適應能力強、發(fā)展?jié)摿Υ蟮膹秃闲腿瞬攀歉叩冉逃非蟮哪繕?。電子信息類專業(yè)主要培養(yǎng)具有寬厚電子技術(shù)和信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、較強的電子信息系統(tǒng)設計實踐能力、科學的思維方法、獨立分析問題和解決問題的能力，能從事各類電子設備和智能儀器的研究、設計、制造、應用和開發(fā)的應用型工程技術(shù)人才。

電子系統(tǒng)設計主要是指基于微處理器控制的完整應用系統(tǒng)的設計，為使學生掌握基本的電子系統(tǒng)設計技術(shù)和方法，在學生已經(jīng)學習了電子信息學科專業(yè)基礎(chǔ)課的前提下，開設了“電子設計自動化”、“單片機原理與應用”、“電子系統(tǒng)設計”、“電力電子技術(shù)”、“電子設計綜合實踐”等課程，目的是使學生能夠綜合運用學過的專業(yè)理論知識，提高電子系統(tǒng)硬件電路設計和軟件編程的能力，并通過綜合性設計實驗使學生的實際動手能力和調(diào)試手段得到提高。[1，2]

一、改革前教學存在的主要問題

第一，課程之間相對孤立，各門課的知識未能進行有機結(jié)合和相互貫通。

第二，教學內(nèi)容比較陳舊，與工廠實際應用相脫節(jié)，比如單片機是重要的教學內(nèi)容，可是學生到企業(yè)工作后，幾乎不會用8051進行電子系統(tǒng)設計。

第三，開設的實踐教學項目缺少工程應用背景，不能激發(fā)學生的學習興趣，學校不具備充分的電子系統(tǒng)綜合設計實驗條件和實踐環(huán)境。

第四，學生的專業(yè)學習興趣和自主學習能力、學習的主動性不夠，畢業(yè)生的綜合電子系統(tǒng)設計水平不能滿足企業(yè)要求，影響了學生的就業(yè)和專業(yè)認可度，主要反映在以下幾個方面：

（1）大學生電子競賽。大學生電子設計競賽作為國家教育部倡導的四項學科競賽之一，可以綜合考查學生的動手能力和綜合素質(zhì)，對學生的就業(yè)、考研復試都很有幫助。從溫州大學（以下簡稱“我?！保┑臍v屆參賽成績上看，取得高級別獎項的都是電源設計類題目，這得益于物理與電子信息工程學院部分教師的指導和個人專長，競賽中的其他方向題目如儀器儀表、智能控制、通信類等題目均未獲得過國家級獎項，反映出學生以控制器為核心的綜合電子系統(tǒng)設計能力非常薄弱。

（2）學生就業(yè)情況。從電子信息類歷屆畢業(yè)生的就業(yè)情況看，達到專業(yè)培養(yǎng)要求、具備電子產(chǎn)品研發(fā)和工程應用能力水平的學生比例為班級人數(shù)的1/4～1/3，這部分學生或者去讀研究生，或者到企業(yè)從事研發(fā)工作，待遇都比較高。其余的畢業(yè)生多數(shù)從事售后、銷售或者改行到其它行業(yè)。

（3）專業(yè)認可度。由于專業(yè)特點和就業(yè)情況等諸多方面的影響，學生轉(zhuǎn)專業(yè)到學校其他學院的比較多，反映出學生對電子信息類專業(yè)的認可度不夠，實際上已經(jīng)形成了惡性循環(huán)。

針對以上問題，學院相關(guān)領(lǐng)導、專業(yè)負責人和教師對存在的問題進行了深入的分析，查找原因，研究了相關(guān)課程教學改革的方向和方案，并于2010年9月開始實施，取得了明顯的教學改革效果。

二、改革理念和教學內(nèi)容

1.改革理念

圍繞工程應用型人才培養(yǎng)目標，加強電子系統(tǒng)設計相關(guān)課程理論教學和實踐教學內(nèi)容的改革，圖1為教學改革的理念和目標效果示意圖。

學生經(jīng)過“單片機原理及應用”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“感測技術(shù)”、“電子設計自動化”、“C語言程序設計”等課程的學習，通過教師教學和隨課的驗證性實驗，對電子信息領(lǐng)域的相關(guān)理論知識有了了解和掌握，基本能夠進行單元電路的設計和調(diào)試，但驗證性實驗多數(shù)是教材內(nèi)容的演示和再現(xiàn)，學生基本沒有進行系統(tǒng)級的設計和實訓，綜合實踐能力有待提高，學生沒有發(fā)揮自己的主觀能動性，不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。

“電子系統(tǒng)設計”和“電子設計綜合實踐”是培養(yǎng)學生工程應用能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過理論教學和系統(tǒng)設計實踐使學生能夠較系統(tǒng)地掌握電子系統(tǒng)設計的全過程，從選題、文獻查閱、方案論證、器件選擇、電路設計、電路實現(xiàn)、軟件編程到裝配調(diào)試、系統(tǒng)測試、總結(jié)報告、文檔整理，學生完成由單元設計向系統(tǒng)設計的過渡，充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學生的獨立工作能力以及協(xié)作精神。

2.教學改革內(nèi)容

二年來主要進行了以下改革：

（1）研究、總結(jié)以往課程教學效果，廣泛聽取教師、學生意見，了解企業(yè)對畢業(yè)生能力和知識的需求，對電子系統(tǒng)設計相關(guān)課程更新理論課教學內(nèi)容，如“單片機原理與應用”，根據(jù)課程特點和企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)實際需求，對教學內(nèi)容及方式進行改革，將以前的8051單片機更新為C8051F410進行教學，并更新對應的實驗、實踐教學內(nèi)容。在教學實施中，采用以任務為驅(qū)動的教學方式，先確定一個總?cè)蝿?，然后將總?cè)蝿辗纸獬梢粋€個具體的子任務，子任務包括單片機的各功能模塊、基本接口電路和編程訓練，分散重點和難點，循序漸進地完成各個子任務，從而完成對于單片機知識及各功能模塊的學習。

（2）在“電子系統(tǒng)設計”理論課程教學中，將主流的運算放大器、AD轉(zhuǎn)換器、串行通信技術(shù)和協(xié)議、電子設計競賽的題目和企業(yè)實際產(chǎn)品案例介紹給學生，提高學生的學習興趣，并可以通過競賽檢驗教學效果。

（3）充分采用EDA軟件進行電路分析和輔助電子系統(tǒng)設計，通過軟件仿真和調(diào)試，為真正的硬件系統(tǒng)設計服務。在“電子設計自動化”的實驗安排上，充分對“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“電力電子”、“單片機原理與應用”等課程的教學內(nèi)容進行復習和鞏固，通過EDA軟件進行電路分析、演示器件的使用和程序控制方法，改善教學效果。[3]

（4）加強與地方產(chǎn)業(yè)、實習基地的聯(lián)系，尋求更多的貼近企業(yè)實際需要的學生科研項目和實踐教學項目，使項目從教師的科研項目中來、從實習基地和公司的產(chǎn)品開發(fā)中來，鼓勵學生自主設計實踐項目，充分發(fā)揮學生學習的主動性。如2010年和2012年分別立項的浙江省大學生科技創(chuàng)新項目“配電電路功率因數(shù)測量方法與現(xiàn)場總線通信技術(shù)研究”、“基于Modbus/TCP通信協(xié)議的上位機軟件設計”就來自于教師與企業(yè)合作的科研項目。通過該項目的研究既可以解決企業(yè)的技術(shù)難題，又為學生就業(yè)提供機會，學生畢業(yè)后可以直接融入企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)。再如2012年立項的浙江省大學生科技創(chuàng)新項目“珍珠計件工資結(jié)算智能管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)”是學生根據(jù)自己家鄉(xiāng)（諸暨）企業(yè)的需求自行選題申報的，該項目設計的“珍珠計件工資結(jié)算系統(tǒng)”既可以將養(yǎng)殖戶的工作量保存在養(yǎng)殖戶自己的智能卡中，又同時存儲在企業(yè)的計算機數(shù)據(jù)庫中，在進行工資結(jié)算時可以進行數(shù)據(jù)比對，避免出現(xiàn)差錯，體現(xiàn)公正、公平、公開的原則。智能卡還包括加密和驗證技術(shù)，提高安全性，節(jié)省了人力開支，提高了效率，增加了透明度。

（5）提高綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗所占比例，將學生科研成果作為教學實例和實踐題目，充分挖掘歷屆浙江省大學生科技創(chuàng)新項目、溫州大學學生科研項目、三科基金項目的成果，鼓勵學生將自己的項目作為實踐教學內(nèi)容進行演示和介紹。

（6）加強與企業(yè)的聯(lián)系和交流，聘任企業(yè)優(yōu)秀工程師作兼職指導教師，對學生的畢業(yè)設計和學生科研項目進行指導，使學生的學習內(nèi)容和實踐項目與企業(yè)的需求相一致，既可提高學生對專業(yè)知識學習的興趣，又有利于學生就業(yè)，改變學校教學與企業(yè)實際需求相脫節(jié)的局面。

（7）改革教學評價方式。改變以往的簡單理論課書面考試加實驗成績的方式，取而代之的是針對學生實際能力的考核，體現(xiàn)素質(zhì)教育的內(nèi)涵。如對實踐項目進行作品考核，增加報告與答辯環(huán)節(jié)，學生介紹自己設計的方案、調(diào)試結(jié)果和數(shù)據(jù)分析，接受教師和同學的提問，進行答辯，這能夠反映學生的真實能力和水平。[4]

三、教學效果

教學改革從2010年9月開始，主要在我校物理與電子信息工程學院09、10兩個年級電子信息科學與技術(shù)和電子信息工程專業(yè)進行了教學實踐，學生總數(shù)為221人。具體教學效果如下：

第一，形成科學的理論與實踐相結(jié)合的課程體系結(jié)構(gòu)和實踐方案，理論課內(nèi)容安排合理，實踐項目設置有利于提高學生動手能力。

第二，指導學生參加2010年浙江省電子設計競賽，獲一等獎二個隊，二等獎和三等獎各一個隊。2010年獲浙江省“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)大賽特等獎，全國“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)大賽金獎。參加2011年全國大學生電子設計競賽獲國家二等獎、省級一等獎、省級二等獎（二支隊伍）、省級三等獎（二支隊伍）。

第三，進行產(chǎn)學研結(jié)合，將企業(yè)技術(shù)難題轉(zhuǎn)化為合作科研項目，將區(qū)域特色產(chǎn)業(yè)的相關(guān)技術(shù)與技能融入專業(yè)培養(yǎng)方案、課程設置和實際教學中，開設相應的實踐教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學與區(qū)域經(jīng)濟的緊密結(jié)合。

第四，通過本教改項目，切實提高學生的實際動手能力，提高學生的就業(yè)水平和待遇情況，本科生一次就業(yè)率年均在90%以上，多數(shù)畢業(yè)生到企業(yè)從事研發(fā)工作，少數(shù)畢業(yè)生獨立創(chuàng)業(yè)進行電子產(chǎn)品的設計與開發(fā)。

四、 結(jié)束語

通過對電子系統(tǒng)設計相關(guān)課程的教學改革，取得了明顯教學效果，建立了科學合理的課程教學體系、理論教學實際案例和實踐教學項目，發(fā)揮了實習基地的主導作用，加強了與溫州地方企業(yè)的聯(lián)系，學生在各方面都有受益和收獲。

參考文獻：

[1]成軍.高職教育工學結(jié)合人才培養(yǎng)模式的價值判斷、困境及對策[J].中國高教研究，2012，（2）：89-92.

[2]張學洪.地方性理工類院校本科人才培養(yǎng)體系探析[J].中國高教研究，2012，（8）：71-74.