導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇數(shù)字集成電路分析與設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：數(shù)字集成電路；PSPICE；反相器

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）38-0033-02

引言：

偽邏輯數(shù)字電路是數(shù)字集成電路課程教學(xué)中的重要部分[1-4]。由于偽PMOS邏輯電路的分析極為復(fù)雜，其涉及到反饋電路、有比電路以及各個(gè)元件之間的相互影響，在教學(xué)的時(shí)候不易掌握。老師找不到很好的方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生聽(tīng)起來(lái)也是摸不著頭腦。PSPICE軟件的引入為偽邏輯數(shù)字電路的講解提供了一個(gè)極為有效的輔助手段，其能夠給出清晰的物理圖像，讓學(xué)生對(duì)電路各個(gè)部分的瞬態(tài)特性、中間態(tài)等特性有清楚的了解，從而幫助學(xué)生高效地進(jìn)行電路的學(xué)習(xí)。

一、數(shù)字集成電路的PSPICE模擬實(shí)例

本文以數(shù)字集成電路課程中的偽PMOS邏輯電路為例，介紹如何利用PSPICE軟件建立相應(yīng)的仿真電路，并進(jìn)行靜態(tài)和瞬態(tài)仿真，查看仿真波形，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

1.偽PMOS邏輯電路原理。偽PMOS技術(shù)構(gòu)建的反相器邏輯電路如下圖1（a）所示：

當(dāng)輸入信號(hào)Vin為高電平并且等于Vdd時(shí)，PMOS關(guān)斷，NMOS管導(dǎo)通。此時(shí)在Vx和接地點(diǎn)之間存在一個(gè)直接通路，形成一個(gè)穩(wěn)定的低電平輸出。相反，當(dāng)輸入電壓為低電平（0V）的時(shí)候，NMOS和PMOS導(dǎo)通都導(dǎo)通。在Vdd和Vx之間存在一個(gè)電壓分壓，產(chǎn)生了一個(gè)高電平的輸出電壓。這個(gè)電路具有反向邏輯的功能。和CMOS邏輯不同，偽PMOS邏輯只有上拉網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有下拉網(wǎng)絡(luò)。這樣可以減少使用晶體管的數(shù)量。

2.電路原理圖繪制。PSPICE軟件使用Capture CIS進(jìn)行電路原理圖的繪制。Capture CIS窗口截圖如圖2所示。

在Capture CIS的窗口自上而下分別為菜單欄、仿真欄和原理圖編輯窗口，窗口的右側(cè)是電路元件選擇欄；其中各個(gè)元器件調(diào)用時(shí)通過(guò)點(diǎn)擊電路元件選擇欄里的Place Part按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)。在Place Part打開(kāi)元器件庫(kù)以后，可以手動(dòng)添加各種不同的電子元件。各大電子元器件公司都提供了支持PSPICE的元件庫(kù)，可以到各大電子元器件公司的主頁(yè)上下載。

二、數(shù)字集成電路的PSPICE模擬實(shí)例

1.偽PMOS邏輯的電壓傳輸特性。本文采用0.25微米工藝參數(shù)進(jìn)行器件模擬。根據(jù)工藝參數(shù)的要求，在普通數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)中，NMOS一般做最小尺寸設(shè)計(jì)，也就是NMOS溝道長(zhǎng)度Ln=0.25微米，最小溝道寬度Wn一般為最小溝道長(zhǎng)度的1.5倍，所以最小溝道寬度Wn=0.375微米。PMOS溝道長(zhǎng)度一般也為工藝最小值Lp=0.25微米，這樣進(jìn)行偽PMOS反相器設(shè)計(jì)的時(shí)候，只需要調(diào)整PMOS溝道的寬度Wp的大小，這樣設(shè)計(jì)變量大大減小，降低了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

圖3是對(duì)偽PMOS邏輯反相器的電壓傳輸特性仿真。圖3中標(biāo)記a、b、c分別對(duì)應(yīng)于PMOS溝道寬度Wp為1.125微米、2.5微米、3.625微米。從圖中可以看到：當(dāng)PMOS溝道寬度Wp小于2.5微米時(shí)，輸出高電平迅速下降。

可以看到一個(gè)偽PMOS邏輯電路存在高電平達(dá)不到Vdd的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多級(jí)邏輯的串聯(lián)，輸出高電平信號(hào)將逐漸降低。這會(huì)導(dǎo)致芯片內(nèi)部邏輯錯(cuò)誤的出現(xiàn)，是不允許出現(xiàn)的。因而必須在兩個(gè)偽PMOS邏輯電路之間插入一個(gè)CMOS反相器來(lái)進(jìn)行電平信號(hào)再生。但是也引入了靜態(tài)功耗和噪聲容限降低的問(wèn)題。

2.偽PMOS反相器的瞬態(tài)仿真。圖4的瞬態(tài)響應(yīng)表示一個(gè)PMOS正在對(duì)輸出電容充電。假設(shè)節(jié)點(diǎn)X開(kāi)始為0V。我們觀察到輸出開(kāi)始時(shí)充電很快，但在瞬態(tài)過(guò)程快結(jié)束時(shí)卻很慢。圖4中標(biāo)記a、b、c的曲線分別對(duì)應(yīng)于PMOS溝道寬度Wp為0.75微米、1.125微米、1.875微米。從圖中可以看到，隨著晶體管尺寸的減少，晶體管等效電阻增加，從而導(dǎo)致X節(jié)點(diǎn)的輸出高電平迅速降低，這容易導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

3.偽PMOS反相器的電平拉升。解決電壓下降的方法是使用電平拉升電路（圖1b部分電路），這是把一個(gè)PMOS（Mr）連入反饋電路中。PMOS器件的柵極連接到反相器的輸出端，他的漏極連接反相器的輸入端，而源極和電源Vdd相連接。假設(shè)節(jié)點(diǎn)X為0V。如果輸入Vin從Vdd翻轉(zhuǎn)到0，Mp只將節(jié)點(diǎn)X充電到比閾值電壓Vm高的電壓水平。然而這足以把反相器的輸出切換到低電平，使得反饋器件Mr導(dǎo)通，從而使得節(jié)點(diǎn)X和電源Vdd連接。這就大大降低了反相器中的靜態(tài)功耗。

這在圖5中得到證實(shí)，圖中顯示了Mn尺寸固定瞬態(tài)響應(yīng)隨著Mr尺寸變化的情況。上半部分是輸入梯形信號(hào)Vin的波形圖，下半部分是輸出信號(hào)Vx的波形圖。圖5中標(biāo)記a、b、c的曲線分別對(duì)應(yīng)于Mr溝道寬度Wp為0.75微米、1.125微米、1.875微米。通過(guò)對(duì)不同Mr溝道寬度的偽PMOS反相器瞬態(tài)特性分析，可以找到最合適的工藝尺寸。從圖中可以看到，當(dāng)Mr的寬度大于1.125微米的時(shí)候，下拉Mn無(wú)法有效地將電平拉下來(lái)，從而節(jié)點(diǎn)X的電平被鎖定在一個(gè)中間電平值，從而導(dǎo)致邏輯錯(cuò)誤。

三、結(jié)語(yǔ)

本文介紹了PSPICE軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用。在Capture CIS中建立了偽邏輯反相器電路，并利用PSPICE軟件分析了PMOS溝道寬度對(duì)電壓傳輸特性和延遲特性的影響，展示了PSPICE軟件的強(qiáng)大功能。

本人在數(shù)字集成電路的教學(xué)中引入了PSPICE軟件以后，效果非常顯著。學(xué)生上課的積極性高漲，教學(xué)效果大大提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]JanM Rabaey，等.數(shù)字集成電路[M].第二版.周潤(rùn)德，等，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[2]Sung-Mo Kang，等.CMOS數(shù)字集成電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2015.

篇2

關(guān)鍵詞：集成電路設(shè)計(jì)；本科教學(xué)；改革探索

作者簡(jiǎn)介：殷樹(shù)娟（1981-），女，江蘇宿遷人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，講師；齊臣杰（1958-），男，河南扶溝人，北京信息科技大學(xué)物理與電子科學(xué)系，教授。（北京 100192）

基金項(xiàng)目：本文系北京市教委科技發(fā)展計(jì)劃面上項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：KM201110772018）、北京信息科技大學(xué)教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2010JG40）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）04-0064-02

1958年，美國(guó)德州儀器公司展示了全球第一塊集成電路板，這標(biāo)志著世界從此進(jìn)入到了集成電路的時(shí)代。在近50年的時(shí)間里，集成電路已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、通訊和遙控等各個(gè)領(lǐng)域。集成電路具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)成本也相對(duì)低廉，便于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)集成電路發(fā)展迅猛，21世紀(jì)第1個(gè)10年，我國(guó)集成電路產(chǎn)量的年均增長(zhǎng)率超過(guò)25%，集成電路銷售額的年均增長(zhǎng)率則達(dá)到23%。我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模已經(jīng)由2001年不足世界集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的2%提高到2010年的近9%。我國(guó)成為過(guò)去10年世界集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)之一。伴隨著國(guó)內(nèi)集成電路的發(fā)展，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)人員的需求也日益增加，正是在這種壓力驅(qū)動(dòng)下，政府從“十五”計(jì)劃開(kāi)始大力發(fā)展我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)。

在20世紀(jì)末21世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程都是在研究生階段開(kāi)設(shè)，本科階段很少涉及。不僅是因?yàn)槠潆y度相對(duì)本科生較難接受，而且集成電路設(shè)計(jì)人員的需求在我國(guó)還未進(jìn)入爆發(fā)期。我國(guó)的集成電路發(fā)展總體滯后國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)的集成電路發(fā)展迅速，集成電路設(shè)計(jì)需求劇增。[1]為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，同時(shí)也為更好地推進(jìn)我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)的發(fā)展，國(guó)家開(kāi)始加大力度推廣集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)課程的本科教學(xué)工作。經(jīng)過(guò)十年多的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)取得了較大的成果，較好地推進(jìn)了集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，但凸顯出的問(wèn)題也日益明顯。本文將以已有的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合對(duì)相關(guān)院校集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的調(diào)研，詳細(xì)分析集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)現(xiàn)狀，并以此為基礎(chǔ)探索集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)的改革。

一、集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)存在的主要問(wèn)題

在政府的大力扶持下，自“十五”計(jì)劃開(kāi)始，國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)開(kāi)始走向正軌。從最初的少數(shù)幾個(gè)重點(diǎn)高校到后來(lái)眾多相關(guān)院校紛紛設(shè)置了集成電路設(shè)計(jì)本科專業(yè)并開(kāi)設(shè)了相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。近幾年本科學(xué)歷的集成電路設(shè)計(jì)人員數(shù)量逐漸增加，經(jīng)歷本科教學(xué)后的本科生無(wú)論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，都對(duì)國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)人員緊缺的現(xiàn)狀起到了一定的緩解作用。但從企業(yè)和相關(guān)院校的反饋來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)仍然存在很多問(wèn)題，教學(xué)質(zhì)量有待進(jìn)一步提高，教學(xué)手段需做相應(yīng)調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)更多地適應(yīng)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)界發(fā)展需求。其主要存在以下幾方面問(wèn)題。

首先，課程設(shè)置及課程內(nèi)容不合理，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)熱情降低?，F(xiàn)階段，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)的多數(shù)院校在本科階段主要開(kāi)設(shè)有如下課程：“固體物理”、“晶體管理”、“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”（各校命名方式可能有所不同）等。固體物理和晶體管原理是方向基礎(chǔ)課程，理論性較強(qiáng)，公式推導(dǎo)較多，同時(shí)對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。一方面，復(fù)雜的理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo)嚴(yán)重降低了本科生的學(xué)習(xí)興趣，尤其是對(duì)于很多總體水平相對(duì)較差的學(xué)生。而另外一方面，較強(qiáng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求又進(jìn)一步打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。另外，還有一些高等院校在設(shè)置課程教學(xué)時(shí)間上也存在很多問(wèn)題。例如：有些高等院校將“固體物理”課程和“半導(dǎo)體器件物理”課程放在同一個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué)，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，沒(méi)有固體物理的基礎(chǔ)就直接進(jìn)入“晶體管原理”課程的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生很長(zhǎng)一段時(shí)間都難以進(jìn)入狀態(tài)，將極大打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而直接導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)甚至放棄相關(guān)方向的學(xué)習(xí)。而這兩門課是集成電路設(shè)計(jì)的專業(yè)基礎(chǔ)課，集成電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)課程“模擬集成電路設(shè)計(jì)”和“數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)”課程的學(xué)習(xí)需要這兩門課的相關(guān)知識(shí)作為基礎(chǔ)，如果前面的基礎(chǔ)沒(méi)有打好，很難想象學(xué)生如何進(jìn)行后續(xù)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的的學(xué)習(xí)，從而直接導(dǎo)致學(xué)業(yè)的荒廢。

其次，學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)量較少，學(xué)生動(dòng)手能力差。隨著IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)中電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic design automatic，EDA）無(wú)論是在工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界都已經(jīng)成為必備的基礎(chǔ)手段，一系列的設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究成果在其中得以體現(xiàn)并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮作用。因此，作為集成電路設(shè)計(jì)方向的本科生，無(wú)論是選擇就業(yè)還是選擇繼續(xù)深造，熟悉并掌握一些常用的集成電路設(shè)計(jì)EDA工具是必備的本領(lǐng)，也是促進(jìn)工作和學(xué)習(xí)的重要方式。為了推進(jìn)EDA工具的使用，很多EDA公司有專門的大學(xué)計(jì)劃，高校購(gòu)買相關(guān)軟件的價(jià)格相對(duì)便宜得多。國(guó)家在推進(jìn)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也投入了大量的資金，現(xiàn)在也有很多高等院校已經(jīng)具備購(gòu)買相關(guān)集成電路設(shè)計(jì)軟件的條件，但學(xué)生的實(shí)際使用情況卻喜憂參半。有些高校在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力方面確實(shí)下足功夫，學(xué)生有公用機(jī)房可以自由上機(jī)，只要有興趣學(xué)生可以利用課余時(shí)間摸索各種EDA軟件的使用，這對(duì)他們以后的工作和學(xué)習(xí)奠定了很好的基礎(chǔ)。但仍然還有很多高校難以實(shí)現(xiàn)軟件使用的最大化，購(gòu)買的軟件主要供學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上使用，平時(shí)學(xué)生很少使用，實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的一點(diǎn)知識(shí)大都是教師填鴨式灌輸進(jìn)去的，學(xué)生沒(méi)有經(jīng)過(guò)自己的摸索，畢業(yè)后實(shí)驗(yàn)課上學(xué)到的知識(shí)已經(jīng)忘得差不多了，在后續(xù)的工作或?qū)W習(xí)中再用到相關(guān)工具時(shí)還得從頭再來(lái)學(xué)習(xí)。動(dòng)手能力差在學(xué)生擇業(yè)時(shí)成為一個(gè)很大的不足。[2]

再者，理工分科紊亂，屬性不一致。集成電路設(shè)計(jì)方向從專業(yè)內(nèi)容及專業(yè)性質(zhì)上分應(yīng)該屬于工科性質(zhì)，但很多高校在專業(yè)劃分時(shí)卻將該專業(yè)劃歸理科專業(yè)。這就使得很多學(xué)生在就業(yè)時(shí)遇到問(wèn)題。很多招聘單位一看是理科就片面認(rèn)為是偏理論的內(nèi)容，從而讓很多學(xué)生錯(cuò)失了進(jìn)一步就業(yè)的好機(jī)會(huì)。而這樣的結(jié)果直接導(dǎo)致后面報(bào)考該專業(yè)的學(xué)生越來(lái)越少，最后只能靠調(diào)劑維持正常教學(xué)。其實(shí)，很多高校即使是理科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向?qū)W習(xí)的課程和內(nèi)容，與工科性質(zhì)的集成電路設(shè)計(jì)方向是基本一致的，只是定位屬性不一致，結(jié)果卻大相徑庭。

二、改革措施

鑒于目前國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)方向的本科教學(xué)現(xiàn)狀，可以從以下幾個(gè)方面改進(jìn)，從而更好地推進(jìn)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)。

1.增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)量

現(xiàn)階段的集成電路本科教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)量太少，以“模擬集成電路設(shè)計(jì)”課程為例，多媒體教學(xué)量40個(gè)學(xué)時(shí)但實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅8個(gè)學(xué)時(shí)。相對(duì)于40個(gè)學(xué)時(shí)的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容，8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生學(xué)以致用或?qū)⒗碚撊谌雽?shí)踐的需求。40個(gè)學(xué)時(shí)的理論課囊括了單級(jí)預(yù)算放大器、全差分運(yùn)算放大器、多級(jí)級(jí)聯(lián)運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電壓源電流源電路、開(kāi)關(guān)電路等多種電路結(jié)構(gòu)，而8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課除去1至2學(xué)時(shí)的工具學(xué)習(xí)，留給學(xué)生電路設(shè)計(jì)的課時(shí)量太少。

在本科階段就教會(huì)學(xué)生使用各種常用EDA軟件，對(duì)于增加學(xué)生的就業(yè)及繼續(xù)深造機(jī)會(huì)是非常必要的。一方面，現(xiàn)在社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)是非常激烈的，很少有單位愿意招收入職后還要花比較長(zhǎng)的時(shí)間專門充電的新員工，能夠一入職就工作那是最好不過(guò)的。另一方面，實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)比純理論的學(xué)習(xí)更容易接受，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程除了可以增加學(xué)生的動(dòng)手操作能力，同樣會(huì)深化學(xué)生對(duì)已有理論知識(shí)的理解。因此，在實(shí)踐教學(xué)工作中，增加本科教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)量可以有效促進(jìn)教學(xué)和增進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.降低理論課難度尤其是復(fù)雜的公式推導(dǎo)

“教師的任務(wù)是授之以漁，而不是授之以魚(yú)”，這句話對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)老師來(lái)說(shuō)恰如其分。對(duì)于相同的電路結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)電路參數(shù)的變化都可能會(huì)導(dǎo)致電路性能發(fā)生翻天覆地的變化。在國(guó)際國(guó)內(nèi)，每年都會(huì)有數(shù)百個(gè)新電路結(jié)構(gòu)專利產(chǎn)生，而這些電路的設(shè)計(jì)人員多是研究生或以上學(xué)歷人員，幾乎沒(méi)有一個(gè)新的電路結(jié)構(gòu)是由本科生提出的。

對(duì)于本科生來(lái)說(shuō)，他們只是剛剛涉足集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容是最基礎(chǔ)的集成電路相關(guān)理論知識(shí)、電路結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。在創(chuàng)新方面對(duì)他們沒(méi)有過(guò)多的要求，因此他們不需要非常深刻地理解電路的各種公式尤其是復(fù)雜的公式及公式推導(dǎo)，其學(xué)習(xí)重點(diǎn)應(yīng)該是掌握基礎(chǔ)的電路結(jié)構(gòu)、電路分析基本方法等，而不是糾結(jié)于電路各性能參數(shù)的推導(dǎo)。例如，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科必修課程――“固體物理”和“晶體管原理”，冗長(zhǎng)的公式及繁瑣的推導(dǎo)極大地削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解也沒(méi)有太多的益處。[3]另外，從專業(yè)需要方面出發(fā)，對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)更多的是需要學(xué)生掌握各種半導(dǎo)體器件的基本工作原理及特性，而并非是具體的公式。因此，減少理論教學(xué)中繁瑣的公式推導(dǎo)，轉(zhuǎn)而側(cè)重于基本原理及特性的物理意義的介紹，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)更加容易接受，也有益于之后“模擬集成電路”、“數(shù)字集成電路”的教學(xué)。

3.增加就業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)含量

從集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)入本科教學(xué)后的近十年間本科生就業(yè)情況看，集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)的本科生畢業(yè)后直接從事集成電路設(shè)計(jì)方向相關(guān)工作的非常少，多數(shù)選擇繼續(xù)深造或改行另謀生路。這方面的原因除了因?yàn)楸究粕诨局R(shí)儲(chǔ)備方面還不能達(dá)到集成電路設(shè)計(jì)人員的要求外，更主要的原因是隨著國(guó)家對(duì)集成電路的大力扶持，現(xiàn)在開(kāi)設(shè)集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)的高等院校越來(lái)越多，很多都是具有研究生辦學(xué)能力的高校，也就是說(shuō)有更多的更高層次的集成電路設(shè)計(jì)人才在競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)原本就不是很多的集成電路設(shè)計(jì)崗位。

另外一方面，集成電路的版圖、集成電路的工藝以及集成電路的測(cè)試等方面也都是與集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的工作，而且這些崗位相對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)崗位來(lái)說(shuō)對(duì)電路設(shè)計(jì)知識(shí)的要求要低很多。而從事集成電路版圖、集成電路工藝或集成電路測(cè)試相關(guān)工作若干年的知識(shí)積累將極大地有利于其由相關(guān)崗位跳槽至集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)崗位。因此，從長(zhǎng)期的發(fā)展目標(biāo)考慮，集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科畢業(yè)生從事版圖、工藝、測(cè)試相關(guān)方向的工作可能更有競(jìng)爭(zhēng)力，也更為符合本科生知識(shí)儲(chǔ)備及長(zhǎng)期發(fā)展的需求。這就對(duì)集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容提出了更多的要求。為了能更好地貼近學(xué)生就業(yè)，在集成電路設(shè)計(jì)的本科教學(xué)內(nèi)容方面，教師應(yīng)該更多地側(cè)重于基本的電路版圖知識(shí)、硅片工藝流程、芯片測(cè)試等相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)。

三、結(jié)論

集成電路產(chǎn)業(yè)是我國(guó)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化的重要基礎(chǔ)。大力推進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須強(qiáng)化集成電路設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)的本科教學(xué)質(zhì)量和水平，而國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)還處在孕育發(fā)展的嶄新階段，它是適應(yīng)現(xiàn)代IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展及本科就業(yè)形勢(shì)的，但目前還存在很多問(wèn)題亟待解決。本文從已有的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及調(diào)研情況做了一些分析，但這遠(yuǎn)沒(méi)有涉及集成電路設(shè)計(jì)專業(yè)本科教學(xué)的方方面面。不過(guò)，可以預(yù)測(cè)，在國(guó)家大力扶持下，在相關(guān)教師及學(xué)生的共同努力下，我國(guó)的集成電路設(shè)計(jì)本科教學(xué)定會(huì)逐步走向成熟，更加完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]王為慶.高職高?！禤rotel電路設(shè)計(jì)》教學(xué)改革思路探索[J].考試周刊,2011,(23).

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關(guān)鍵詞：EWB；電子電路仿真設(shè)計(jì)

1 軟件的性能和特點(diǎn)

(1)采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路：在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從屏幕上選取。

(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。

(3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫(kù)，提供多種電路分析方法。

(4)作為設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。

(5)EWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器測(cè)量方法。

2 軟件的操作說(shuō)明

2.1 元件與信號(hào)源

EWB軟件的工作界面具備美觀大方、簡(jiǎn)捷明了的特點(diǎn)。在基本工作區(qū)上方有菜單欄、工具欄、元件庫(kù)欄。從菜單欄可以選擇所需的各種命令，從元件庫(kù)欄中根據(jù)圖標(biāo)選擇所需要的的元件或儀表，使用鼠標(biāo)拖放操作安放元器件到工作平臺(tái)，完成實(shí)驗(yàn)電路連接。選中虛擬儀器圖標(biāo)，通過(guò)使用鼠標(biāo)拖放操作，可以安放儀器儀表，設(shè)置好儀器儀表的參數(shù)后，按下仿真開(kāi)關(guān)控制電路的運(yùn)行與停止，即可觀察測(cè)試結(jié)果，在基本工作區(qū)下方是電路描述窗口，可根據(jù)需要輸入有關(guān)電路的介紹或說(shuō)明。

EWB提供了豐富的元器件庫(kù)，根據(jù)不同類型可分成：信號(hào)源和電源庫(kù)，基本元件庫(kù)、二極管庫(kù)、三極管庫(kù)、模擬集成電路庫(kù)、數(shù)字集成電路庫(kù)、邏輯門電路庫(kù)、數(shù)字觸發(fā)器庫(kù)、指示器件庫(kù)、控制器件庫(kù)、雜元件庫(kù)和自定義庫(kù)。

在設(shè)計(jì)電路時(shí)，設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要從該庫(kù)中進(jìn)行查找與選取元器件，對(duì)選中的元件用鼠標(biāo)左鍵將其拖放到電子平臺(tái)工作區(qū)，同時(shí)可利用旋轉(zhuǎn)、平翻、直翻調(diào)整元件方向。為了使電路便于連線，圖形整齊，還可以通過(guò)鼠標(biāo)操作對(duì)元件進(jìn)行移動(dòng)、復(fù)制與刪除。為了使電路連接簡(jiǎn)單明了，還可以將一些常用電路定為子電路，子電路相當(dāng)于用戶自己定義的小型模塊電路，存放在自己定義的元件圖標(biāo)庫(kù)里，供以后反復(fù)調(diào)用。

2.2 虛擬儀器儀表的使用

EWB提供七種虛擬儀器，每種只有一臺(tái)，在電路設(shè)計(jì)中，每種儀器只可使用一次，這是其軟件設(shè)計(jì)的局限性，而目前其升級(jí)版本Multisim已將虛擬儀器增加到11個(gè)，而且同一種儀器可以多次取用。

模擬儀器儀表主要包括萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器、波特圖儀(掃頻儀)以及電壓表、電流表，數(shù)字儀器儀表包括數(shù)字發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器。這些儀器儀表(除波特圖儀)，在接入電路后，開(kāi)啟仿真開(kāi)關(guān)，若改變電路的測(cè)試點(diǎn)，則顯示的數(shù)據(jù)和波形也會(huì)相應(yīng)變化，而不用重新啟動(dòng)電路。EWB的虛擬測(cè)試設(shè)備能提供快捷簡(jiǎn)單的分析，主要包括直接工作點(diǎn)，瞬態(tài)，交流頻率掃描，付立葉、噪聲、失真度、參數(shù)掃描、零極點(diǎn)、傳遞函數(shù)、直流靈敏度、交流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等14種分析工具，可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。

3 軟件在廣播電視技術(shù)工作中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在廣播電視技術(shù)培訓(xùn)工作中的應(yīng)用

EWB軟件是一款優(yōu)秀的EAD軟件，推出后得到了社會(huì)各界的好評(píng)。尤其是在教育領(lǐng)域取得了巨大的成功，許多院校把EWB作為電子類專業(yè)課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的各種輔助手段，最大限度的滿足了廣大學(xué)生和工程技術(shù)人員的迫切需求。針對(duì)軟件的這種特殊效能，近年來(lái)在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域中，EWB也同樣得到了普遍應(yīng)用，尤其是許多單位把EWB 軟件應(yīng)用在了技術(shù)隊(duì)伍培訓(xùn)工作中收效顯著。廣播電視高新技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)廣播電視技術(shù)從業(yè)人員的整體素質(zhì)提出了更高要求，需要廣泛開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)工作，但是在職教育和在校學(xué)習(xí)有著很大的差別，資金、場(chǎng)地、設(shè)備、設(shè)施等諸多因素制約了技術(shù)培訓(xùn)工作的良性發(fā)展，EWB軟件的應(yīng)用不僅較好的解決了這一問(wèn)題，而且體現(xiàn)了三個(gè)優(yōu)越特點(diǎn)：(1)節(jié)約資金、高質(zhì)高效；(2)功能強(qiáng)大、直觀形象；(3)操作簡(jiǎn)便、方便普及。許多單位還把EWB軟件應(yīng)用在了廣播電視技術(shù)能手競(jìng)賽中，更是得到了意想不到的效果。通過(guò)對(duì)軟件的應(yīng)用不僅克服了客觀條件給技術(shù)競(jìng)賽多形式、多層面開(kāi)展帶來(lái)的制約，同時(shí)也可以全面的考查參賽選手的實(shí)踐技能，為展示技術(shù)人員的綜合技術(shù)水平搭建了最佳平臺(tái)。

3.2 利用EWB軟件進(jìn)行電子電路仿真設(shè)計(jì)

EWB的優(yōu)越性能為激發(fā)廣大技術(shù)人員的潛在智能提供了廣闊空間。利用EWB可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、復(fù)雜、模擬、數(shù)字等各式電路。這為廣大技術(shù)人員開(kāi)展技術(shù)改造、技術(shù)革新工作提供了非常實(shí)用的工具。尤其是廣播電視發(fā)射設(shè)備的固態(tài)化、數(shù)字化、自動(dòng)化的發(fā)展方向，使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、測(cè)量、維護(hù)等在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，EWB軟件的出色性能表現(xiàn)，也得到了廣大技術(shù)人員的青睞。下面僅以雙音報(bào)警器電路的仿真實(shí)驗(yàn)為例，向大家簡(jiǎn)單介紹其電路設(shè)計(jì)與分析。首先設(shè)計(jì)電路原理圖(見(jiàn)圖1)并根據(jù)電路需要選擇所需元件參數(shù)。

圖1

用鼠標(biāo)將元件、儀器拖到電子工作平臺(tái)，根據(jù)電路原理圖調(diào)整元件，儀器布局，并設(shè)定元件標(biāo)值，調(diào)整儀器設(shè)置的選項(xiàng)，按通仿真開(kāi)關(guān)，即可進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，如果電路設(shè)計(jì)、連接正確，此時(shí)揚(yáng)聲器應(yīng)該發(fā)出“滴、嘟、滴、嘟”…..的雙聲音，用示波器觀察IC1、IC2的輸出波形，應(yīng)該是頻率不同的兩個(gè)方波(見(jiàn)圖2)，可通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)，進(jìn)行實(shí)際電路的組裝。

圖2

此電路原理主要是應(yīng)用555時(shí)基電路組成兩個(gè)多諧振蕩器，用IC1輸出的方波信號(hào)通過(guò)R5去控制IC2的5腳電平，當(dāng)IC1輸出高電平時(shí)，IC2的振蕩頻率低，當(dāng)IC1輸出低電平時(shí)，IC2的振蕩頻率高，因此IC2的振蕩頻率被IC1的輸出電壓調(diào)制為兩種音頻頻率，所以揚(yáng)聲器發(fā)出雙音聲響。此電路可應(yīng)用在發(fā)射臺(tái)鐵塔匹配間防盜報(bào)警，也可在改進(jìn)后應(yīng)用于水箱上水報(bào)警等其他方面。

參考文獻(xiàn)

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1、兩個(gè)重點(diǎn)

任何一種邏輯功能都可以設(shè)計(jì)出一種相應(yīng)的邏輯電路，從這個(gè)意義上講，數(shù)字電路是不可勝數(shù)的。教學(xué)的重點(diǎn)是教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，而不是死記硬背書本內(nèi)容。就本課程而言，只要能夠根據(jù)需要設(shè)計(jì)出符合要求的邏輯電路，也能分析出任何一種給定邏輯電路所具有的邏輯功能即可。因此，組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析方法和設(shè)計(jì)方法是本課程的核心內(nèi)容。

2、三個(gè)基礎(chǔ)

為更好地學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和從事工程技術(shù)工作，數(shù)字電子技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐中必須強(qiáng)化理解和掌握數(shù)制和碼制、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、半導(dǎo)體數(shù)字集成電路的工作原理和特性、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路分析方法和設(shè)計(jì)方法等基本原理、基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)。

二、教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)“三個(gè)基于”

2.1基于問(wèn)題的教學(xué)

美國(guó)教育家蘇娜丹戴克曾說(shuō)過(guò)：“告訴我，我會(huì)忘記，做給我看，我會(huì)記住，讓我參加，我就會(huì)完全理解?！痹诮虒W(xué)實(shí)踐中，就要打破“以知識(shí)為本位，以灌輸為特征”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，采取以學(xué)生為中心的問(wèn)題導(dǎo)向型教學(xué)方法。教師通過(guò)實(shí)例、設(shè)疑、示錯(cuò)等方法導(dǎo)入需要講解的問(wèn)題，而分析問(wèn)題和解決問(wèn)題兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)則由教師引導(dǎo)學(xué)生來(lái)完成。學(xué)生通過(guò)思考、查閱資料、討論等方式尋求解決問(wèn)題的方案，教師最后結(jié)合問(wèn)題系統(tǒng)講授知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有更加深入地理解。同時(shí)，學(xué)生的成就感、自信心倍增，學(xué)習(xí)主動(dòng)性更強(qiáng)，從而達(dá)到良性循環(huán)的效果。通過(guò)引導(dǎo)、啟發(fā)，學(xué)生自己搭建出具有記憶功能的電路—觸發(fā)器。

2.2基于項(xiàng)目的教學(xué)

基于項(xiàng)目的教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是以學(xué)生為中心,強(qiáng)調(diào)小組合作學(xué)習(xí),教師引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)。實(shí)施步驟分為選定項(xiàng)目、制定計(jì)劃、活動(dòng)探究、作品制作、成果交流和活動(dòng)評(píng)價(jià)等六個(gè)基本步驟。結(jié)合本課程，就是在課程開(kāi)始階段,以任務(wù)書的形式給學(xué)生下發(fā)一些與課程內(nèi)容結(jié)合緊密的、適合學(xué)生研究的課題，如電子搶答器、數(shù)字電子鐘、交通燈控制器、出組車計(jì)價(jià)器等，學(xué)生自由選題、自主組合，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)、查閱相關(guān)資料以及與教師的交流討論，利用軟件仿真或硬件焊接制作出課題作品，期末提交研究成果和設(shè)計(jì)報(bào)告，并進(jìn)行專題匯報(bào)，研究成果作為評(píng)定平時(shí)成績(jī)的重要依據(jù)。

2.3基于資源的教學(xué)

基于資源的教學(xué)是以學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動(dòng)為中心的教育教學(xué)模式，其主要特征是靈活性和自主性。此模式的教學(xué)目標(biāo)是以教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)為主，而不是以傳授知識(shí)為主。也就是說(shuō)，通過(guò)基于資源的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會(huì)確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)會(huì)查找的資源的手段和方法，學(xué)會(huì)如何做讀書筆記，學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)信息，學(xué)會(huì)與他人合作交流，學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)展，學(xué)會(huì)反映學(xué)習(xí)過(guò)程和成果。目前，校園網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)上數(shù)字電子技術(shù)課程資源較多。通過(guò)基于資源的教學(xué)，學(xué)會(huì)查找資源、利用資源，不僅可以克服課堂教學(xué)的時(shí)空限制，更為開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)提供了廣闊的平臺(tái)。

三、結(jié)束語(yǔ)

篇5

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；電子技術(shù)；Multisim

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

電子技術(shù)是工科電子類專業(yè)和計(jì)算機(jī)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到該專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。該課程分為模擬與數(shù)字兩部分，在教學(xué)中有相當(dāng)難度。一方面由于這門課的內(nèi)容廣泛，涉及了眾多的原理電路和應(yīng)用電路，學(xué)生在學(xué)習(xí)中需要很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)消化；另一方面由于電子技術(shù)的實(shí)踐性較強(qiáng)，必須用大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)輔助和加深理論學(xué)習(xí)。

為解決第一方面的問(wèn)題，近年來(lái)許多高校在電子課程的教學(xué)中應(yīng)用了多媒體技術(shù)，并且形成一種趨勢(shì)，各校多媒體教學(xué)課件的水平也在不斷提高。使用多媒體課件不僅可以節(jié)省大量板書電路圖的時(shí)間，而且動(dòng)畫的適當(dāng)應(yīng)用也使得教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)形象，這對(duì)于學(xué)生理解理論知識(shí)有很大的幫助，課堂教學(xué)取得了不錯(cuò)的效果。但對(duì)于第二方面，限于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的分配與實(shí)驗(yàn)室硬件資源的配置，一直沒(méi)有很好的解決辦法。

以往的電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是在課堂教學(xué)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室對(duì)若干個(gè)電路進(jìn)行驗(yàn)證，由于實(shí)驗(yàn)室不可能同時(shí)容納所有學(xué)生，大部分學(xué)生要等待較長(zhǎng)的時(shí)間才能對(duì)所學(xué)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在等待的過(guò)程中容易產(chǎn)生理論與實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的現(xiàn)象。即使有少數(shù)學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)之后馬上進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，剛剛從課堂聽(tīng)來(lái)的知識(shí)也還沒(méi)能全面系統(tǒng)地吸收消化，仍然處于一種似懂非懂的狀態(tài)中，面對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)從下手，實(shí)驗(yàn)的效果并不好。

其次，大多數(shù)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室都存在嚴(yán)重的元器件品種和數(shù)量不足，以及實(shí)驗(yàn)儀器、電路板陳舊老化的問(wèn)題。受到這些硬件條件的影響，電子實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)的學(xué)時(shí)較少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容局限在一定范圍內(nèi)并且多屬驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。而電子技術(shù)這門課的要求是學(xué)生能夠熟悉大量的原理電路并對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用電路具有分析和設(shè)計(jì)能力，教學(xué)資源與教學(xué)目標(biāo)兩者之間形成巨大的落差。學(xué)生只能在有限的條件下進(jìn)行指定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不能充分展開(kāi)設(shè)計(jì)思想，大量的電路也不可能在有限的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)中一一進(jìn)行驗(yàn)證，這在很大程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)熱情。許多教師曾經(jīng)抱怨學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不夠重視，我認(rèn)為這種現(xiàn)象實(shí)在不能歸咎于學(xué)生。

在這種情況下，教師可以盡量開(kāi)辟渠道，使學(xué)生接觸更新穎的實(shí)驗(yàn)方法，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)提高實(shí)驗(yàn)的效率，同時(shí)提高學(xué)生的分析與設(shè)計(jì)能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用電子線路設(shè)計(jì)和仿真軟件Multisim就是一種很好的嘗試。

2仿真軟件Multisim

EWB(Electronics Workbench)是加拿大Interactive Image Technologies公司(簡(jiǎn)稱IIT公司)推出的專門用于電子線路設(shè)計(jì)和仿真的工具軟件。20世紀(jì)80年代推出的EWB 5.0版本，以界面形象直觀、操作方便、分析功能強(qiáng)大、易學(xué)易用等突出優(yōu)點(diǎn)，于20世紀(jì)90年代在我國(guó)得到迅速推廣，受到電子行業(yè)技術(shù)人員的青睞?？缛?1世紀(jì)初，IIT公司在保留原版本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，增加了更多功能，特別是改進(jìn)了EWB 5.0軟件虛擬儀器調(diào)用有數(shù)量限制的缺陷，推出了EWB 6.0版本，并取名Multisim，意為多重仿真或萬(wàn)能仿真，也就是Multisim 2001版本，2003年又升級(jí)為Multisim 7.0版本。Multisim 7.0功能相當(dāng)強(qiáng)大，它有十分豐富的電子元器件庫(kù)，可供用戶調(diào)用組建仿真電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；它提供18種基本分析方法，可供用戶對(duì)電子電路進(jìn)行各種性能分析；它還有多達(dá)17臺(tái)虛擬儀器儀表和一個(gè)實(shí)時(shí)測(cè)量探針，能勝任各種電子電路的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。Multisim 7.0已經(jīng)相當(dāng)成熟和穩(wěn)定，是IIT公司在電子仿真軟件領(lǐng)域中的一個(gè)里程碑。以后IIT公司又相繼推出Multisim 8.0、8.3.30等版本，2005年以后，加拿大IIT公司已經(jīng)隸屬于美國(guó)國(guó)家儀器公司(National Instrument，簡(jiǎn)稱NI公司)。美國(guó)NI公司于2006年初首次推出Multisim 9.0版本，該版本的界面、元件調(diào)用方式、搭建電路、虛擬仿真、電路基本分析方法等還是沿襲了之前各版本的優(yōu)良傳統(tǒng)，軟件的內(nèi)容和功能又取得很大進(jìn)步。比如元件工具條中增加了單片機(jī)和先進(jìn)的三維設(shè)備。另外，Multisim 9.0基本界面右邊的虛擬儀器工具條下方增加了4臺(tái)LabVIEW采樣儀器，分別是麥克風(fēng)、播放器、信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)分析儀。2007年初，NI公司又推出最新的NI Multisim 10版本。

Multisim操作界面如下圖所示，面對(duì)顯示器如同在實(shí)驗(yàn)室面對(duì)著一個(gè)左面放著器件、右面放著儀表、中間放著實(shí)驗(yàn)面包板的工作臺(tái)，常用元器件庫(kù)有信號(hào)源庫(kù)、基本元件庫(kù)、二極管庫(kù)、晶體管庫(kù)、模擬器件庫(kù)、TTL數(shù)字集成電路庫(kù)、CMOS數(shù)字集成電路庫(kù)、其他數(shù)字器件庫(kù)、混合器件庫(kù)、指示器件庫(kù)、其他器件庫(kù)、射頻器件庫(kù)、機(jī)電器件庫(kù)等，可供用戶調(diào)用組建電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；儀器儀表欄依次為數(shù)字萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、瓦特表、雙通道示波器、四通道示波器、波特圖儀、頻率計(jì)、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器、IV分析儀、失真分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、Agilent信號(hào)發(fā)生器、Agilent萬(wàn)用表、Agilent示波器等，能勝任各種電子電路的分析和仿真實(shí)驗(yàn)。在仿真―分析菜單下，Multisim提供的基本分析功能如直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅立葉分析、失真分析、噪聲分析、直流掃描分析、參數(shù)掃描分析等等，可供用戶對(duì)電子電路進(jìn)行各種性能分析；不僅如此，Multisim的交互式仿真功能，可以在仿真的同時(shí)通過(guò)鍵盤簡(jiǎn)單地改變交互式元件的參數(shù)，立即就可以得到相應(yīng)的仿真結(jié)果?？梢哉f(shuō)，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行Multisim，就如同走進(jìn)一個(gè)設(shè)備先進(jìn)功能完善的電子實(shí)驗(yàn)室。

3在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用Multisim 仿真技術(shù)的方法和優(yōu)勢(shì)

Multisim可以實(shí)現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入Multisim等仿真技術(shù)既是教學(xué)內(nèi)容與手段改革的必然趨勢(shì)，也是學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的迫切需要，但決不能忽視了硬件實(shí)驗(yàn)的重要性。只有在教學(xué)中將現(xiàn)代化手段與傳統(tǒng)模式相結(jié)合，才可以幫助學(xué)生更快更好地掌握知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新的能力。在電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用Multisim仿真技術(shù)的方法是讓學(xué)生在正式實(shí)驗(yàn)之前，先在Multisim上模擬實(shí)驗(yàn)，然后再在真實(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行。這樣既可以彌補(bǔ)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的不足，又可以提高實(shí)驗(yàn)效果，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力也是非常有益的。與傳統(tǒng)的電子實(shí)驗(yàn)相比，這種方法具有如下優(yōu)勢(shì)。

(1) 經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

有些實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴，特別是較為先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，需

要很大的資金投入，而且平時(shí)維護(hù)的工作量也比較大。Multisim仿真軟件功能強(qiáng)大、動(dòng)態(tài)逼真，它提供的最壞情況分析、溫度掃描分析、噪聲分析等功能是一般電子實(shí)驗(yàn)所不具備的。同時(shí)，使用Multisim在計(jì)算機(jī)上建立虛擬電子電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)中不會(huì)消耗元器件，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)元器件損耗大的缺陷，并省去大量的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間，降低了實(shí)驗(yàn)成本。更為重要的是仿真實(shí)驗(yàn)的引入突破了時(shí)間和空間的限制，使實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地不再局限于傳統(tǒng)意義的實(shí)驗(yàn)室，所有配備電腦的教室甚至學(xué)生寢室都可以用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，一室多用，大大提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)施的利用率。

(2) 提高實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率

利用Multisim軟件進(jìn)行電子技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程非常接近實(shí)際操作的效果。學(xué)生在這個(gè)虛擬的電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上練習(xí)之后，一些注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)原理、儀器使用方法等已經(jīng)基本掌握，再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)就可以很好地避免盲目操作，實(shí)驗(yàn)效率大大提高。使用Multisim仿真軟件可以方便地建立各種所需電路，快速準(zhǔn)確地對(duì)電路進(jìn)行仿真分析。與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程相比較，節(jié)省了實(shí)際元器件安裝調(diào)測(cè)的過(guò)程。而且Multisim能夠進(jìn)行交互式仿真，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以不斷修改電路，同時(shí)觀察仿真結(jié)果，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤可以立即更正，調(diào)試方便，不必重新搭建電路。

(3) 有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在Multisim這個(gè)虛擬的電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，學(xué)生可以根據(jù)興趣自己選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主地進(jìn)行電路分析和設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不再局限于實(shí)驗(yàn)教材，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例提高了，綜合性、研究型實(shí)驗(yàn)逐漸進(jìn)入學(xué)習(xí)范圍。這種方式激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，拓展了學(xué)生的思維發(fā)展空間，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。學(xué)生在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中會(huì)遇到問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，最終積累經(jīng)驗(yàn)，這就是一個(gè)自我學(xué)習(xí)的過(guò)程。學(xué)生有獨(dú)立思考、自主探索的時(shí)間和空間，可以使學(xué)生深刻地掌握原理運(yùn)用知識(shí)，還可以幫助他們把各個(gè)分離的知識(shí)點(diǎn)組合為一個(gè)整體。學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手操作能力、分析問(wèn)題能力、解決問(wèn)題能力、創(chuàng)新能力也都會(huì)得到提高。

4結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用電子線路設(shè)計(jì)和仿真軟件Multisim，解決了學(xué)生理論學(xué)習(xí)與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)這兩個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接問(wèn)題；增加了實(shí)驗(yàn)的數(shù)量、擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)的范圍、加大了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，能夠引起學(xué)生的興趣；同時(shí)可以在不增加硬件投入的情況下有效地緩解實(shí)驗(yàn)室資源的緊張?，F(xiàn)今的工程設(shè)計(jì)人員在做設(shè)計(jì)時(shí)都是先用仿真軟件模擬，然后再實(shí)踐。因此以學(xué)生為起點(diǎn)，利用Multisim仿真軟件做虛擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生既掌握了一種新的電子電路設(shè)計(jì)軟件，又掌握了一門新型的實(shí)驗(yàn)分析方法，在將來(lái)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。

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Applied Multisim On Electronic Technology Experimental Teaching

篇6

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù) 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)系統(tǒng) 探討

教學(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)教學(xué)對(duì)象和教學(xué)目標(biāo)，確定合適的教學(xué)起點(diǎn)與終點(diǎn)，將教學(xué)諸要素有序、優(yōu)化地安排，形成教學(xué)方案的過(guò)程。它是一門運(yùn)用系統(tǒng)方法科學(xué)解決教學(xué)問(wèn)題的學(xué)問(wèn)，它以教學(xué)效果最優(yōu)化為目的，以解決教學(xué)問(wèn)題為宗旨。

“教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化（systematic）規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過(guò)程。教學(xué)系統(tǒng)本身是對(duì)資源和程序作出有利于學(xué)習(xí)的安排。任何組織機(jī)構(gòu)，如果其目的旨在開(kāi)發(fā)人的才能均可以被包括在教學(xué)系統(tǒng)中?！苯虒W(xué)系統(tǒng)是由教師、學(xué)生、教學(xué)條件三個(gè)基本要素構(gòu)成的，因此教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)化的過(guò)程，包括如何定位教學(xué)目標(biāo)、如何進(jìn)行任務(wù)分析、如何制定教學(xué)策略和正確選擇教學(xué)媒體、如何編制教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。具體來(lái)講它主要包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)策略、教學(xué)模式、教學(xué)媒體、教學(xué)評(píng)價(jià)等內(nèi)容。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì)通常注重于教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)，具體體現(xiàn)為以教師為中心的教育模式，知識(shí)的傳輸方式是“教師學(xué)生”的單向傳遞方式，學(xué)生是被動(dòng)的知識(shí)接受者，稱為“以教學(xué)過(guò)程為中心的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。”而現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)吸收了先進(jìn)的教育教學(xué)理念，教學(xué)過(guò)程圍繞各個(gè)實(shí)際問(wèn)題展開(kāi)，這些問(wèn)題可以由教師提出，也可以由學(xué)生提出，學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)為既發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又充分體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知主體作用的“主導(dǎo)—主體”教育模式，既注意教又注重學(xué)，稱為“以教學(xué)問(wèn)題為中心的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。如何把現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)的思想應(yīng)用到《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中，本人在具體的教學(xué)過(guò)程中做了一些初步的探索和嘗試。

1.教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要突出高職教育特點(diǎn)，注重學(xué)生能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

高職高專教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)擁護(hù)黨和國(guó)家的路線、方針、政策，適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，德、智、體、美全面發(fā)展，適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需求的高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才，它要求受教育者最終應(yīng)“具備較快適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線崗位需要的實(shí)際工作能力?！备呗毥逃虒W(xué)基本原則要求：“基本理論教學(xué)要以應(yīng)用為目的，以必需、夠用為度?！币凹訌?qiáng)實(shí)踐能力培養(yǎng)?！比绾握_把握培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)培養(yǎng)需要從“廣而博”的知識(shí)中選擇、重構(gòu)“少而精”的教學(xué)內(nèi)容，是教學(xué)設(shè)計(jì)中首先要解決的問(wèn)題。在新的教學(xué)模式下，學(xué)生的自學(xué)能力和應(yīng)用知識(shí)能力的培養(yǎng)是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。因此教學(xué)內(nèi)容要圍繞技術(shù)應(yīng)用能力與素質(zhì)培養(yǎng)這條主線來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力與操作技能、綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。改革過(guò)去單純的只注重理論知識(shí)上的完整性、系統(tǒng)性和嚴(yán)密性，忽視理論知識(shí)的實(shí)用性和實(shí)踐性的弊端，從應(yīng)用的角度選擇教學(xué)內(nèi)容。強(qiáng)調(diào)針對(duì)性、實(shí)用性、和先進(jìn)性，刪除陳舊過(guò)時(shí)、偏多偏深而又不實(shí)用的內(nèi)容。

1.1從課程的教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，選擇教學(xué)內(nèi)容，把握理論上的度。

《數(shù)字電子技術(shù)》是應(yīng)用電子技術(shù)、電子設(shè)備運(yùn)行與管理等電子類專業(yè)的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本分析和設(shè)計(jì)方法，訓(xùn)練學(xué)生數(shù)字應(yīng)用電路制作與調(diào)試的基本技能；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)思維方式以及創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。為學(xué)習(xí)后續(xù)課程提供必要的理論基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐技能，為今后可能從事的職業(yè)打好基礎(chǔ)。因此，基于本課程的教學(xué)目標(biāo)和高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)，我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容的選擇上突出了基本理論，基本分析方法和知識(shí)的應(yīng)用，回避了繁鎖的集成電路內(nèi)部分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。著重外部邏輯功能的描述、分析和應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)外特性和主要參數(shù)。如在邏輯門電路一章中，改變了以74標(biāo)準(zhǔn)系列門作為典型電路分析邏輯功能和電氣特性的傳統(tǒng)，改用實(shí)際工作中運(yùn)用的較多的CT74S系列門和MOS系列門作為典型電路進(jìn)行分析，進(jìn)而介紹了CT74LS系列及CC4000系列，還對(duì)TTL集成門電路各系列的主要電氣參數(shù)進(jìn)行了比較，使學(xué)生對(duì)各系列TTL集成門電路的特性都有一定了解。同時(shí)，還將TTL系列和CC4000系列門電路的主要電氣參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，使學(xué)生能根據(jù)實(shí)際工作要求正確選用數(shù)字集成電路。在時(shí)序邏輯電路一章中，在介紹計(jì)數(shù)器、寄存器和移位寄存器基本電路工作原理的基礎(chǔ)上，直接介紹中規(guī)模集成計(jì)數(shù)器、移位寄存器功能表和使用。而沒(méi)有討論它們的內(nèi)部邏輯電路。對(duì)于組合邏輯電路等中規(guī)模集成電路也采用了類似的處理方法。這不斷突出了中規(guī)模集成電路的應(yīng)用，同時(shí)也為增加技能訓(xùn)練時(shí)間創(chuàng)造了有利條件。

1.2從培養(yǎng)能力出發(fā)，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體。

由于《數(shù)字電子技術(shù)》是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，其基本理論與實(shí)踐技能是許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)，理論與實(shí)踐的密切結(jié)合，在本門課程中顯得尤為重要。因此，我們?cè)诟髡露荚O(shè)置了相應(yīng)的實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)——技能訓(xùn)練。它包括基本性技能訓(xùn)練和設(shè)計(jì)性技能訓(xùn)練兩部分?！盎拘约寄苡?xùn)練”所涉及的內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，充分體現(xiàn)課程的實(shí)踐性?！霸O(shè)計(jì)性技能訓(xùn)練”是根據(jù)給出的實(shí)際問(wèn)題，由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)邏輯功能的電路、選用芯片、進(jìn)行安裝調(diào)試、排除故障。同時(shí)還設(shè)置了理論與實(shí)踐綜合課程——課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合。通過(guò)理論課程的學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)踐，使學(xué)生基本掌握電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，再通過(guò)相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)將理論用于實(shí)踐，將設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)融為一體，使學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中即能提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，又能在這一過(guò)程中體會(huì)到理論設(shè)計(jì)與實(shí)際實(shí)現(xiàn)中的距離。從工程角度出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維方法、工作方法和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。使能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過(guò)程。

為了培養(yǎng)學(xué)生分析和排除故障的能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行過(guò)程中，教師主動(dòng)與學(xué)生一起對(duì)實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題進(jìn)行分析，引導(dǎo)學(xué)生排除故障，使學(xué)生得到較為系統(tǒng)的故障診斷與排除的訓(xùn)練，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

通過(guò)以上幾種形式對(duì)教學(xué)內(nèi)容的組合整編，使學(xué)生易學(xué)易懂，教師便于組織教學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念，訓(xùn)練學(xué)生工程實(shí)用技能。

2.教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

教學(xué)方法的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)高職高專學(xué)生的特點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性。

現(xiàn)代教學(xué)設(shè)計(jì)中，教學(xué)過(guò)程圍繞學(xué)生的需求（問(wèn)題）進(jìn)行，學(xué)生從被動(dòng)接受地位變?yōu)檎J(rèn)識(shí)主體，成為知識(shí)的探索者?！敖饣蟆背蔀榻處煹氖滓氊?zé)，“傳道、授業(yè)”是第二位的，教師從知識(shí)傳授者、講解員轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者、學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)者。要實(shí)現(xiàn)教師角色的根本轉(zhuǎn)變，教師首先必須克服傳統(tǒng)教育的思維定勢(shì)和習(xí)慣心理的影響，改變過(guò)去教學(xué)過(guò)程習(xí)慣“三中心論”——即“以教師為中心，以教材為中心，以課堂為中心”的思想。根據(jù)學(xué)生多樣化的需求開(kāi)展教學(xué)，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，重在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的廣泛興趣，激發(fā)他們的創(chuàng)造性。

教學(xué)改革的核心是教學(xué)方法的改革，教學(xué)方法要體現(xiàn)在整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程中。傳統(tǒng)的教學(xué)模式過(guò)于強(qiáng)調(diào)教師的講授，在一定程度上忽視了學(xué)生的積極參與，把學(xué)生頭腦當(dāng)成被動(dòng)地接受知識(shí)的容器，嚴(yán)重的束縛了學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)造能力的發(fā)展，不利于培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力，難以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的需要，為了改變這種狀況，形成“以學(xué)生為主體，以教師為指導(dǎo)，以教學(xué)為主線”的新的教學(xué)模式，在教學(xué)方法上，基于高職高專學(xué)生底子薄、基礎(chǔ)差、學(xué)習(xí)水平參差不齊的現(xiàn)狀，我們力求避免單純的注入式，改用啟發(fā)式、討論式、答辯式的教學(xué)方法。將課堂講授、課內(nèi)討論、課外自學(xué)、技能訓(xùn)練等合理結(jié)合，把教學(xué)過(guò)程分為課題引入、設(shè)疑激學(xué)、講練結(jié)合、精選例題、總結(jié)鞏固等環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。

2.1由設(shè)計(jì)實(shí)例引入課題。

《數(shù)字電子技術(shù)》本身具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，因此在介紹一些重要章節(jié)前，列舉一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例，通過(guò)分析、設(shè)計(jì)、引入相關(guān)知識(shí)和理論。例如：在學(xué)習(xí)中規(guī)模集成組合邏輯電路一節(jié)時(shí)，先讓學(xué)生用已學(xué)過(guò)的SSI組合電路的設(shè)計(jì)方法“設(shè)計(jì)一個(gè)三變量表決器，要求用與非門實(shí)現(xiàn)?！比缓筇岢鰡?wèn)題，“用SSI組合電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，是以門作為電路的基本單元，我們能否用其它邏輯部件來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)電路的設(shè)計(jì)呢？”在給予學(xué)生一定的思考時(shí)間后，教師可以直接給出肯定的答案：“本節(jié)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容中，譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器這兩種中規(guī)模邏輯器件都可以完成上述電路的邏輯功能。如CT74ls138?！薄Ｍ瑫r(shí)畫出相應(yīng)的設(shè)計(jì)電路。這樣學(xué)生的興趣馬上被調(diào)動(dòng)起來(lái)，并產(chǎn)生疑問(wèn)：什么是譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器？為什么它們也能實(shí)現(xiàn)上述電路設(shè)計(jì)？等等。在學(xué)習(xí)了譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器的原理及邏輯功能和用它們實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路的方法后，學(xué)生的疑問(wèn)終于得到解決。同時(shí)也使學(xué)生學(xué)會(huì)了采用多種方案實(shí)現(xiàn)同一邏輯要求的方法。提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

2.2采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，這種教學(xué)方法主張教師將教學(xué)內(nèi)容隱含在一個(gè)或幾個(gè)任務(wù)中，以完成任務(wù)的過(guò)程作為教學(xué)活動(dòng)的中心，在教師的指導(dǎo)下“引導(dǎo)學(xué)生由簡(jiǎn)到繁、由易到難、循序漸進(jìn)地完成一系列‘任務(wù)’，從而得到清晰的思路、方法和知識(shí)的脈絡(luò)，在完成‘任務(wù)’的過(guò)程中，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。例如，在講到編碼譯碼電路時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)可供8名選手進(jìn)行搶答的搶答器，該搶答器具有顯示功能，即用數(shù)碼管顯示。并在教學(xué)前利用上界學(xué)生制作的搶答器進(jìn)行課前演示，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，帶著任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.3精選例題，注重引導(dǎo)

在《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中，主張“精講多練”的原則，“精講”是指對(duì)重要的概念和原理及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)要講深、講透?！岸嗑殹笔侵冈诮忸}思路和設(shè)計(jì)方法上要勤于練習(xí)，要學(xué)會(huì)創(chuàng)造性作業(yè)，學(xué)會(huì)一題多解。例如，在求出表達(dá)式時(shí)，可以有多種形式，可用多種電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，教師必須精選具有代表性并聯(lián)系工程實(shí)際的綜合性和設(shè)計(jì)性例題，在課堂上多講設(shè)計(jì)思路和方法，少講具體知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生由求同思維“為什么這樣？”轉(zhuǎn)向求異思維“不這樣行嗎？”、“還有沒(méi)有更好方法？”。著重于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)造能力。同時(shí)，在具體集成電路芯片的選擇上，積極引導(dǎo)學(xué)生盡量利用身邊現(xiàn)有芯片，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)集成電路的應(yīng)用能力。

2.4現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，講練結(jié)合

將課堂講授與技能訓(xùn)練合理結(jié)合，有些教學(xué)內(nèi)容可以安排在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中進(jìn)行。邊講邊練，講練結(jié)合。邊講邊練，一方面，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師把問(wèn)題提出后，由學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證；另一方面，在介紹集成電路工作原理后，由學(xué)生對(duì)電路的功能及外部特性進(jìn)行測(cè)試。練講結(jié)合則是由學(xué)生根據(jù)集成電路的功能表對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試。而后由老師和學(xué)生對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行討論，歸納總結(jié)，以加深對(duì)理論的理解。這樣，將教學(xué)過(guò)程放在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)中，有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)由感性到理性的自然過(guò)渡。在邊學(xué)邊練中更深刻地領(lǐng)會(huì)所學(xué)知識(shí)，在頭腦中建立起理論與實(shí)際的聯(lián)系，使學(xué)生逐步提高學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐技能。引導(dǎo)學(xué)生將基本理論、基本分析方法應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題。

3.教學(xué)媒體的設(shè)計(jì)及新技術(shù)手段的應(yīng)用

教學(xué)媒體的設(shè)計(jì)及新技術(shù)手段的應(yīng)用要注重現(xiàn)代與傳統(tǒng)媒體的有機(jī)結(jié)合，提高課堂教學(xué)效果。

不同的教學(xué)媒體在傳遞教學(xué)信息時(shí)，其功能和作用是不同的，各種教學(xué)媒體都有其優(yōu)勢(shì)和不足，同一教學(xué)媒體在不同的教學(xué)環(huán)節(jié)中使用其效果也是不同的。研究表明，合理運(yùn)用各種教學(xué)媒體，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生多種感官對(duì)知識(shí)的感知，實(shí)現(xiàn)信息傳遞的多渠道化，從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的感知度，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收率。促進(jìn)由知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)化。要取長(zhǎng)補(bǔ)短，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)科學(xué)選擇和組合教學(xué)媒體，找準(zhǔn)教學(xué)的最佳結(jié)合點(diǎn)，達(dá)到事辦功倍的教學(xué)效果。

在教學(xué)中，利用先進(jìn)的多媒體軟件技術(shù)，精選適合于課堂教學(xué)的多媒體軟件，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)要求，制作了該課程的多媒體教學(xué)課件（即CAI），開(kāi)展以CAI輔助教學(xué)。與傳統(tǒng)板書教學(xué)相比，CAI教學(xué)無(wú)疑存在很多優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，把仿真軟件及演示動(dòng)畫也應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)中，使得教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)。

通過(guò)CAI和仿真演示及演示動(dòng)畫，可將一些晦澀難懂，抽象枯燥，在傳統(tǒng)教學(xué)中難以用語(yǔ)言表達(dá)，常規(guī)方法無(wú)法演示或不易演示、演示觀察不清的現(xiàn)象模擬出來(lái)；能將現(xiàn)實(shí)中原本以動(dòng)態(tài)，而在教材中只能靜態(tài)描述的內(nèi)容重新以動(dòng)態(tài)的方式顯現(xiàn)出來(lái)；能直觀地觀察電路的動(dòng)作過(guò)程和元件狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，精確做圖，進(jìn)行圖解分析。并能方便地多次重復(fù)再現(xiàn)整個(gè)分析過(guò)程；能將大量的電路、圖形、表格預(yù)先儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中，可以大大降低老師在課堂上的簡(jiǎn)單勞動(dòng)時(shí)間?？梢匀谝?、聽(tīng)、說(shuō)于一體。把聲、形、光、色、情等安排在不同界面上進(jìn)行組合流通，達(dá)到了抽象概念具體化。微觀概念宏觀化的良好效果。可以幫助教師在課堂上根據(jù)學(xué)生的反饋信息，快捷調(diào)出各類信息資料，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析和答疑，以人機(jī)對(duì)話方式，靈活方便地進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。

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篇7

關(guān)鍵詞 教學(xué)方法 項(xiàng)目教學(xué) 數(shù)字電路

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Digital Circuit Project-based Teaching Methods and Practice

WANG Feng， LIU Meiquan， XU Zhangsui

（Department of Vehicles and Electrical Engineering， Ordnance Engineering College， Shijiazhuang， Hebei 050003）

Abstract By allowing students to participate in scientific research project， Make students truly participate in the whole process of project design， implementation and evaluation. Organize the theory of digital circuit and practice experience as an integration. Practice and prove the classroom knowledge. Mobilize students' enthusiasm for learning and cultivate the ability to analyze problems and to solve the problem.

Key words teaching method； teaching based on project； digital circuit

數(shù)字電路是機(jī)、電類專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的理論性、邏輯性和綜合性。對(duì)打牢學(xué)生的理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維，鍛煉分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力都具有很重要現(xiàn)實(shí)意義。

時(shí)代的發(fā)展對(duì)人才提出了新的更高的要求。老師臺(tái)上講、學(xué)生座下聽(tīng)、課上練習(xí)、課下作業(yè)，這種以單純的知識(shí)傳遞為主要特征的傳統(tǒng)教學(xué)模式早已不適應(yīng)時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的需求。

目前主要采用的模式是在這個(gè)框架上豐富各個(gè)環(huán)節(jié)，仍以課堂講授為主，加入了多媒體、仿真演示等輔助教學(xué)手段。相比傳統(tǒng)的“灌輸式”，通過(guò)輔助手段的應(yīng)用增加了學(xué)生對(duì)數(shù)字電路的感性認(rèn)識(shí)，可以在一定程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和進(jìn)行實(shí)踐的愿望。但如果到此為止了，學(xué)生就只有望梅止渴了。如何讓學(xué)生的求知熱情持續(xù)下去，就需要一個(gè)平臺(tái)，讓學(xué)生體會(huì)到理論知識(shí)的用處，體驗(yàn)知識(shí)的運(yùn)用方法，科研項(xiàng)目就是一個(gè)最容易找到的實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)生通過(guò)參與科研活動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)從聽(tīng)講到動(dòng)手，從被動(dòng)的灌輸?shù)街鲃?dòng)的吸取，從理論到實(shí)踐，從分析問(wèn)題到解決問(wèn)題的跨越，把這種求知的熱情在實(shí)踐中升華，最終轉(zhuǎn)化為對(duì)知識(shí)的駕馭能力。

1 項(xiàng)目教學(xué)法的理論基礎(chǔ)

項(xiàng)目教學(xué)就是把科研活動(dòng)引入教學(xué)，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生參與到科研項(xiàng)目實(shí)施工作，結(jié)合課堂知識(shí)，構(gòu)成閉環(huán)教學(xué)。在理工科院校中，專業(yè)系、教研室都承擔(dān)了許多的科研任務(wù)，對(duì)于機(jī)、電類的課題，其中的電路部分幾乎是必不可少的。這些電路都具有實(shí)際的功能，從各個(gè)分立元件到小規(guī)模的單元電路，再到大規(guī)模的模塊電路，都是把學(xué)生從課本的理論知識(shí)帶到一個(gè)個(gè)實(shí)實(shí)在在的具體電路中。

項(xiàng)目教學(xué)法是以典型項(xiàng)目為平臺(tái)，圍繞課程體系和學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，將項(xiàng)目分解成不同的階段、不同的模塊和不同的任務(wù)，從對(duì)元件的認(rèn)識(shí)到基本電路的設(shè)計(jì)，從單一功能電路的調(diào)試到實(shí)用電路的制作，讓學(xué)生在循序漸進(jìn)的過(guò)程中加深對(duì)課堂知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)探索性地解決實(shí)際問(wèn)題。

項(xiàng)目教學(xué)法的目的是把課程學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，把練習(xí)作業(yè)和完成電路結(jié)合起來(lái)，由理性到感性，由被動(dòng)到主動(dòng)的一種閉環(huán)培養(yǎng)模式。課堂授課對(duì)學(xué)生是理論學(xué)習(xí)，知識(shí)積累，有所儲(chǔ)備才能有所發(fā)揮。理論知識(shí)學(xué)得牢不牢，有什么用，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐就能得到驗(yàn)證和檢驗(yàn)。一方面，如果掌握的知識(shí)得到很好的驗(yàn)證，會(huì)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)的認(rèn)同感，另一方面，如果實(shí)踐檢驗(yàn)中遇到了難題，需要向書本、向老師求教，說(shuō)明老師講的是有用的，這會(huì)增加學(xué)生對(duì)課堂的向往感。通過(guò)自己動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，系統(tǒng)統(tǒng)籌能力，如何分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的獨(dú)立思考能力。由被告訴該怎么辦到我知道還可以這么辦，被動(dòng)變主動(dòng)，舉一反三。課堂指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐推動(dòng)課堂，課堂與實(shí)踐形成一個(gè)閉環(huán)的教學(xué)模式，通過(guò)理論結(jié)合實(shí)踐的教學(xué)，學(xué)生不僅培養(yǎng)了扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且靈活掌握了知識(shí)的運(yùn)用技巧，積累了處理實(shí)際問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，通過(guò)協(xié)作。培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，有利于畢業(yè)后勝任工作崗位。

在具體實(shí)施環(huán)節(jié)，對(duì)項(xiàng)目的選擇、任務(wù)的分割、成果的要求和展示以及教學(xué)效果的評(píng)估等需要合理的規(guī)劃和資源配置，全過(guò)程的培養(yǎng)是搞好項(xiàng)目教學(xué)的關(guān)鍵。

2 項(xiàng)目教學(xué)的開(kāi)展模式

2.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

項(xiàng)目教學(xué)把以教為中心變?yōu)橐詫W(xué)為中心，以課堂為中心變?yōu)橐皂?xiàng)目實(shí)踐為中心。學(xué)生是教學(xué)的主體，培養(yǎng)能力是最終的目的。學(xué)生在數(shù)字電路課之前學(xué)習(xí)過(guò)電路基礎(chǔ)、模擬電路等電路課程，具備一定的電路基礎(chǔ)知識(shí)，但實(shí)際動(dòng)手的經(jīng)歷還很少，在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的時(shí)候，教師需要參照課程的知識(shí)要點(diǎn)、可能拓展的內(nèi)容以及階段的劃分，對(duì)項(xiàng)目研究需要完成和解決的問(wèn)題進(jìn)行分類、分層、分割，使科研項(xiàng)目的研究需求與學(xué)生的實(shí)踐需求相互融合。使學(xué)生在項(xiàng)目發(fā)展的帶動(dòng)下開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)，根據(jù)課程的進(jìn)度，由易到難，由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)地參與項(xiàng)目。

項(xiàng)目任務(wù)的選定是開(kāi)展項(xiàng)目教學(xué)法的關(guān)鍵。首先，項(xiàng)目涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，要以教學(xué)大綱的內(nèi)容為基本依據(jù)，以拓展能力為基本目的，在項(xiàng)目眾多的內(nèi)容中選取相關(guān)的部分和題材。選擇的項(xiàng)目?jī)?nèi)容既要涉及基礎(chǔ)理論，又有動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。讓學(xué)生通過(guò)獨(dú)立設(shè)計(jì)、制作一些項(xiàng)目中用到的典型、實(shí)用的數(shù)字電路，掌握數(shù)字電路的設(shè)計(jì)、仿真、制作、調(diào)試的一般方法，學(xué)會(huì)用電路手冊(cè)查詢芯片的方法，瞄準(zhǔn)未來(lái)工作的需求，不斷提高學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

2.2 項(xiàng)目教學(xué)的組織實(shí)施

數(shù)字電路課程，包含了數(shù)字電路的基礎(chǔ)理論、典型電路等諸多的知識(shí)點(diǎn)。例如，在某項(xiàng)目的研究任務(wù)中涉及到聲光控制燈的電路。從電路的功能分析，這是一個(gè)組合邏輯電路的問(wèn)題，跟隨這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行這一課堂的研究開(kāi)發(fā)，就給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)整合所學(xué)電路知識(shí)、實(shí)際動(dòng)手制作電路的機(jī)會(huì)。組合邏輯電路是數(shù)字電路中的一種基本類型，沒(méi)有存儲(chǔ)單元，邏輯上相對(duì)簡(jiǎn)單。學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)了組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)，都有正想小試牛刀的熱情，這時(shí)候安排這樣一個(gè)任務(wù)，對(duì)于他們，正是施展的好機(jī)會(huì)。

對(duì)于聲光燈控制電路的制作，課題涉及的知識(shí)點(diǎn)不多，都是課堂上講授過(guò)的知識(shí)，難度適當(dāng)，學(xué)生容易接收。但是，學(xué)生畢竟是第一次自己動(dòng)手完成電路，教師需要對(duì)實(shí)施的步驟進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，雖然是一個(gè)簡(jiǎn)單的課題，還是要在教師的引導(dǎo)下逐步開(kāi)展，由淺入深，由易到難。

首先，從概念上明確要完成的是一個(gè)數(shù)字電路，從感性的層面找出與模擬電路的區(qū)別，了解數(shù)字電路的基本原理、基本類型，能夠識(shí)別、掌握常見(jiàn)數(shù)字集成電路的正確用法。其次，要再次溫習(xí)基本邏輯門電路的原理和功能，掌握TTL門電路和CMOS門電路的區(qū)別和測(cè)試，設(shè)計(jì)并搭建由基本門店里構(gòu)成的簡(jiǎn)單功能電路，熟悉電路設(shè)計(jì)的方法和過(guò)程。完成了從書本到制作的過(guò)渡，開(kāi)始進(jìn)入正式的項(xiàng)目任務(wù)。第三步，根據(jù)任務(wù)的目的，設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)的方案，計(jì)算電路參數(shù)并確定元器件的類型和指標(biāo)。第四步，進(jìn)行電路仿真和原理驗(yàn)證，修訂后作出最終方案，設(shè)計(jì)、完成印刷電路板。第五步，收集電路所需的所有元件并檢測(cè)元件是否完好，根據(jù)電路圖完成電路各個(gè)元件的組裝、焊接。第六步，對(duì)組裝完成的電路板進(jìn)行檢查，利用所學(xué)組合邏輯電路分析的方法對(duì)各部的功能一一驗(yàn)證，根據(jù)任務(wù)的要求實(shí)施調(diào)試。第七步，撰寫研究報(bào)告，全面回顧、總結(jié)完成任務(wù)過(guò)程中設(shè)計(jì)、制作的各個(gè)環(huán)節(jié)的思路、方案和過(guò)程，找出問(wèn)題，明確收獲。第八步，教師給出客觀的評(píng)價(jià)，肯定成績(jī)的同時(shí)指出存在的問(wèn)題和解決的建議。

這樣就完成了一次項(xiàng)目式教學(xué)。在這個(gè)過(guò)程中，教師的適當(dāng)引導(dǎo)是非常必要的，由書本到電路板的跨越很重要。通過(guò)引導(dǎo)、過(guò)渡，對(duì)照實(shí)際的元件、電路，把課堂知識(shí)的重點(diǎn)加以鞏固，并提綱挈領(lǐng)對(duì)各種知識(shí)的綜合運(yùn)用方法加以解釋，使學(xué)生在“溫故”之后更愿意“知新”。

在安排學(xué)生進(jìn)入項(xiàng)目的時(shí)候，教師要介紹項(xiàng)目的總體情況、目的、意義，這些看似空洞的概述對(duì)學(xué)生卻是極大的激勵(lì)，當(dāng)他知道自己所做的電路是整個(gè)系統(tǒng)不可缺少的環(huán)節(jié)，而整個(gè)系統(tǒng)又具有如此重大意義時(shí)，他的熱情和嚴(yán)謹(jǐn)程度自然不言而喻了，帶著這種使命感和成就感投入到項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)中，那么學(xué)習(xí)的效果一定不會(huì)差。

通過(guò)參與項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)由面到點(diǎn)，再由點(diǎn)到面的過(guò)程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際具體問(wèn)題的能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性得到充分發(fā)揮。

3 項(xiàng)目教學(xué)法的教學(xué)評(píng)估

項(xiàng)目教學(xué)效果評(píng)估是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，在整個(gè)過(guò)程中，各個(gè)階段都要進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，隨時(shí)對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析和排除。每一步任務(wù)完成后，都要及時(shí)開(kāi)展學(xué)生自我評(píng)估和教師評(píng)價(jià)，階段評(píng)估和整體評(píng)估相結(jié)合，讓學(xué)生明確在各個(gè)環(huán)節(jié)的得失，便于學(xué)生及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

學(xué)生完成項(xiàng)目的情況是考核其學(xué)習(xí)效果的重要指標(biāo)，通過(guò)評(píng)價(jià)學(xué)生在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中的綜合表現(xiàn)，全面評(píng)估學(xué)生對(duì)數(shù)字電路課程知識(shí)要點(diǎn)的掌握和運(yùn)用情況。評(píng)價(jià)應(yīng)該包含多個(gè)層次、多個(gè)方面，從理論基礎(chǔ)、基本概念、方案設(shè)計(jì)、動(dòng)手制作，到工作態(tài)度，遇到問(wèn)題的承壓能力，再到過(guò)程中的交流能力、協(xié)作能力、團(tuán)隊(duì)精神和創(chuàng)新精神，都要作為評(píng)價(jià)的指標(biāo)。

通過(guò)對(duì)過(guò)程和效果的評(píng)估，學(xué)生全面地總結(jié)在項(xiàng)目任務(wù)完成過(guò)程中的收獲，對(duì)于學(xué)生，評(píng)價(jià)不僅是在課程的成績(jī)，更是在項(xiàng)目層面的一種對(duì)其綜合能力的認(rèn)可。這種認(rèn)可給了學(xué)生繼續(xù)提高的渴望，使其對(duì)存在的不足加以認(rèn)真思考、努力克服，對(duì)成功的經(jīng)驗(yàn)加以認(rèn)真總結(jié)。以更高的積極性進(jìn)入下一階段的項(xiàng)目教學(xué)。

4 總結(jié)

在數(shù)字電路教學(xué)中，項(xiàng)目教學(xué)是一種行之有效的方法。在學(xué)生參與項(xiàng)目研究的過(guò)程中，學(xué)生是處于一個(gè)系統(tǒng)的集成的綜合知識(shí)體系中，站在這樣一個(gè)全局的高度，對(duì)數(shù)字電路課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容體系及其重要性有了更直接更深入的認(rèn)識(shí)。完成的雖然只是一個(gè)小的任務(wù)，但與之關(guān)聯(lián)的不僅是本學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，還會(huì)涉及到相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)技能。這也對(duì)教師的知識(shí)水平、結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，對(duì)于教師，“教”也是在“學(xué)”，教師的參與使教—學(xué)之間由上下關(guān)系變?yōu)槠叫嘘P(guān)系，學(xué)生在和老師一起工作，大大提高了學(xué)生參與的積極性。

通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)，課堂和實(shí)際聯(lián)系在一起，理論和實(shí)踐縮短了距離，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及知識(shí)綜合運(yùn)用的能力，鍛煉了心理素質(zhì)，考驗(yàn)了耐心和細(xì)致，樹(shù)立了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2001.

篇8

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；電工電子類課程；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：王業(yè)琴（1980-），女，黑龍江肇東人，淮陰工學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院，講師；陳亞娟（1967-），女，江蘇泗陽(yáng)人，淮陰工學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院，副教授。（江蘇 淮安 223003）

基金項(xiàng)目：本文系淮陰工學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目“基于實(shí)施卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的電工電子類課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：JYC201106）的階段性研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）02-0063-02

2010年6月，教育部出臺(tái)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，為我國(guó)高等工科院校教育教學(xué)改革指明了方向。[1，2]國(guó)內(nèi)高校針對(duì)卓越計(jì)劃制定了人才培養(yǎng)方案，進(jìn)行了相關(guān)教學(xué)改革與研究。天津大學(xué)孟昭鵬教授指導(dǎo)學(xué)生在對(duì)國(guó)外成功案例分析基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于卓越工程師培養(yǎng)的產(chǎn)學(xué)研合作教育的新模式。寧波工程學(xué)院，傅越千副教授對(duì)電類應(yīng)用型卓越工程師培養(yǎng)途徑進(jìn)行了研究。[3]山東大學(xué)王勇教師發(fā)表文章對(duì)培養(yǎng)機(jī)械專業(yè)卓越工程師進(jìn)行探討。[4]重慶交通大學(xué)林軍志老師，對(duì)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”下的工程地質(zhì)課程教學(xué)改革進(jìn)行了研究。[5]湖南工程學(xué)院康穎安對(duì)“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)下的理論力學(xué)教學(xué)改革進(jìn)行了研究。[6]

作為地方應(yīng)用型高校應(yīng)緊抓機(jī)遇，積極籌備卓越計(jì)劃人才培養(yǎng)工作，淮陰工學(xué)院機(jī)械學(xué)院和生化學(xué)院順利獲批教育部第二批卓越計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)，電工電子類課程作為機(jī)械、生化、交通等工科專業(yè)基礎(chǔ)課程，包括“電工基礎(chǔ)”、“電工電子技術(shù)”、“電工電子實(shí)習(xí)”、“電工實(shí)習(xí)”課程，是高等院校工科非電類專業(yè)必修課程和部分文科專業(yè)的選修課程，在教學(xué)培養(yǎng)體系中占有重要地位，卓越計(jì)劃強(qiáng)調(diào)按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，因此基于卓越計(jì)劃的專業(yè)基礎(chǔ)課程改革具有重要的實(shí)踐價(jià)值。[7]

一、明確培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

本校基于卓越計(jì)劃人才培養(yǎng)要求，成立電工電子課程組，組織授課教師、專業(yè)教師、聘請(qǐng)企業(yè)工程師，根據(jù)課程特點(diǎn)、專業(yè)特色，以企業(yè)需求為導(dǎo)向，制定課程教學(xué)大綱，根據(jù)學(xué)?？傮w人才培養(yǎng)方案要求，組織教師主編或參編卓越計(jì)劃電工電子學(xué)教材，在授課內(nèi)容上體現(xiàn)專業(yè)特色，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)要求分配學(xué)時(shí)學(xué)分。

化學(xué)工程與工藝，食品科學(xué)與工程、交通工程、物流工程、交通運(yùn)輸、車輛工程、汽車服務(wù)工程、環(huán)境工程、制藥工程、生物工程、金屬材料工程專業(yè)，開(kāi)設(shè)“電工電子技術(shù)2”，48學(xué)時(shí)，包含8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。使用高等教育出版社秀主編《電工電子學(xué)》教材，授課內(nèi)容為教材前五章內(nèi)容，主要包括電路和電路元件、電路分析基礎(chǔ)、分立元件基本電路、數(shù)字集成電路、集成運(yùn)算放大器。信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)、信息技術(shù)方向開(kāi)設(shè)“電子技術(shù)基礎(chǔ)”，56學(xué)時(shí)，包括8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，采用秦曾煌主編的《電工學(xué)》（下冊(cè)）為教材。

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，包括軟件工程方向、網(wǎng)絡(luò)工程方向，分為上下兩個(gè)學(xué)期授課，第一學(xué)期開(kāi)設(shè)電工部分，命名為“電工基礎(chǔ)”，40學(xué)時(shí)，其中含有8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，第二學(xué)期開(kāi)設(shè)電子部分，命名為“電子技術(shù)基礎(chǔ)”，56學(xué)時(shí)，包含16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。車輛工程、材料成型及控制工程，分為兩個(gè)學(xué)期授課，第一學(xué)期開(kāi)設(shè)電工部分，命名為“電工電子技術(shù)1”（上），40學(xué)時(shí)，6學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，第二學(xué)期開(kāi)設(shè)電子部分，命名為“電工電子技術(shù)1（下）”，40學(xué)時(shí)，4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，分為兩個(gè)學(xué)期授課，第一學(xué)期開(kāi)設(shè)電工部分，命名為“電工基礎(chǔ)”，40學(xué)時(shí)，8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，第二學(xué)期開(kāi)設(shè)電子部分，命名“電子技術(shù)基礎(chǔ)”，80學(xué)時(shí)，12學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)，采用秦曾煌主編的《電工學(xué)》（上下冊(cè)）為教材。

二、成立課程組，創(chuàng)新教學(xué)方法

高水平師資隊(duì)伍建設(shè)是培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的根本，學(xué)院非常重視電工電子技術(shù)課程教師隊(duì)伍的建設(shè)，成立課程組，創(chuàng)造條件豐富校內(nèi)專任教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。構(gòu)建了相對(duì)穩(wěn)定的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，職稱結(jié)構(gòu)合理，教師通過(guò)互相聽(tīng)課，取長(zhǎng)補(bǔ)短。在教學(xué)考核中總體成績(jī)優(yōu)秀，教學(xué)方法得當(dāng)，教學(xué)手段先進(jìn)，在校青年教師教學(xué)大獎(jiǎng)賽中，多位教師獲獎(jiǎng)。

1.教學(xué)中引入多媒體、仿真軟件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

課程組組織教師完成多媒體課件制作，在教學(xué)中引入MATLAB、MULTISIM等仿真軟件，以虛擬+實(shí)物的方式提高教學(xué)效果，利用多媒體技術(shù)，借助生動(dòng)的圖像、形象的動(dòng)畫，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本原理、基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)的理解。

2.采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)和案例教學(xué)方法

教師采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”教學(xué)方式，創(chuàng)新教學(xué)方法，以“項(xiàng)目”為形式，“成果”為目標(biāo)，采取團(tuán)隊(duì)合作的方式，指導(dǎo)學(xué)生完成與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的大作業(yè)。項(xiàng)目的創(chuàng)意、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的實(shí)施及最終的評(píng)價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，教師只起咨詢、指導(dǎo)與解答疑難問(wèn)題的作用。學(xué)生通過(guò)該項(xiàng)目的進(jìn)行，學(xué)習(xí)和掌握每一環(huán)節(jié)的基本知識(shí)和了解所需的必備能力。案例教學(xué)可以為學(xué)生提供一個(gè)逼真的具體實(shí)例，使學(xué)生有了理論結(jié)合實(shí)際、鍛煉和提高自己獨(dú)立思考能力的機(jī)會(huì)，團(tuán)隊(duì)式討論所特有的課堂氣氛能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。選擇和設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)墓こ贪咐潜ＷC案例教學(xué)成功的前提和基礎(chǔ)，要求教師結(jié)合專業(yè)背景選擇合適的工程案例，例如機(jī)械專業(yè)選擇數(shù)控機(jī)床電機(jī)控制案例；交通工程可以引入交通信號(hào)燈設(shè)計(jì)案例；車輛工程專業(yè)可以引入簡(jiǎn)單的汽車電子電路設(shè)計(jì)、故障診斷案例。通過(guò)案例分析和研究，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)其工程應(yīng)用能力。

三、實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革

1.采用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，增加選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

教師登陸實(shí)驗(yàn)中心，利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，學(xué)生登陸系統(tǒng)，根據(jù)課程總體安排情況、專業(yè)背景、興趣，網(wǎng)上預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間、選做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、選擇指導(dǎo)教師，打破了傳統(tǒng)的整班預(yù)約模式，克服了教師統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間從而出現(xiàn)課程沖突等問(wèn)題，最大限度地提高了實(shí)驗(yàn)資源的利用率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.發(fā)揮仿真軟件作用，做到虛實(shí)結(jié)合

學(xué)生登陸遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，瀏覽虛擬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，據(jù)此完成電工電子課程的實(shí)驗(yàn)線路的搭建、儀器儀表的選擇，得出仿真結(jié)果，網(wǎng)上提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，也可以與教師在線交流，設(shè)置留言板塊，教師及時(shí)解答學(xué)生提出的問(wèn)題，通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，完成實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)與動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，做到虛實(shí)結(jié)合、虛實(shí)互動(dòng)。既提高了學(xué)習(xí)興趣，又可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，提高了學(xué)生的自學(xué)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、獨(dú)立思考能力、實(shí)踐動(dòng)手能力。有利于順利地完成實(shí)際實(shí)驗(yàn)，解決實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)短與實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多的矛盾，促進(jìn)電工電子實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的全面提高。

3.優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，完善考核方式

課程組按照卓越計(jì)劃培養(yǎng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，制定了符合各專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，編制相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，在確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，增加提高型（綜合性、設(shè)計(jì)性、應(yīng)用性等）、研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的比例。請(qǐng)企業(yè)工程師參與指導(dǎo)電工電子類實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)內(nèi)容與企業(yè)緊密相關(guān)，例如車輛專業(yè)電工電子課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以考慮汽車電子電路設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)考核既是檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況的有效工具，又是評(píng)估教師教學(xué)水平的重要手段。教師把抽查課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為對(duì)學(xué)生的考核內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、數(shù)據(jù)分析幾個(gè)方面，綜合給出考核成績(jī)，納入學(xué)生平時(shí)成績(jī)，計(jì)入期末考試總分。

四、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控措施

教學(xué)質(zhì)量是高校教育教學(xué)能力和教學(xué)水平的根本標(biāo)志，加強(qiáng)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控，是推動(dòng)電工電子課程的建設(shè)和改革，保證教學(xué)質(zhì)量的有力措施。

1.教學(xué)檢查制度

該制度覆蓋教學(xué)材料、課堂講授、作業(yè)批改、實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、輔導(dǎo)答疑、考試、閱卷、試卷分析、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文等教學(xué)全過(guò)程。學(xué)校應(yīng)建立教學(xué)質(zhì)量檢查制度，定期公布教學(xué)檢查結(jié)果。

2.評(píng)教評(píng)學(xué)制度

學(xué)校應(yīng)建立學(xué)生、教師、同行教學(xué)評(píng)教評(píng)學(xué)體系，通過(guò)學(xué)生評(píng)教、教師評(píng)學(xué)、督導(dǎo)同行評(píng)教及專業(yè)教學(xué)委員會(huì)考核，對(duì)教學(xué)、課程建設(shè)和教研工作做出合理的評(píng)價(jià)。

3.學(xué)生跟蹤調(diào)查制度

由學(xué)工辦向往屆畢業(yè)生、高年級(jí)在校生了解教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求及后續(xù)課程的緊密程度，學(xué)校根據(jù)反饋的信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容并進(jìn)行教學(xué)改革。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法和實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革，最大限度調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生的實(shí)踐能力、工程應(yīng)用能力得到很大提高，通過(guò)一系列監(jiān)控措施，保證教學(xué)質(zhì)量，推動(dòng)教學(xué)改革順利進(jìn)行。

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