電子技術(shù)教學(xué)EDA的價(jià)值
時(shí)間:2022-04-18 05:09:01
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1PCB設(shè)計(jì)軟件Protel
Protel是PROTEL公司在20世紀(jì)80年代末推出的PCB設(shè)計(jì)軟件。該軟件的最大特點(diǎn)是:功能強(qiáng)大、界面友好、使用方便,是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的PCB設(shè)計(jì)軟件[2]。
2EDA軟件在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用
根據(jù)我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)定位于培養(yǎng)醫(yī)工結(jié)合技術(shù)人才的要求以及未來任職崗位的需要,在多年的教學(xué)實(shí)踐中,我們將MultiSIM和Protel99SE兩個(gè)eda軟件科學(xué)、合理地融入理論和實(shí)踐教學(xué)中去,按照理論授課-仿真實(shí)驗(yàn)-電路實(shí)驗(yàn)的先后順序,貫穿于授課內(nèi)容、課時(shí)安排、理論課和實(shí)踐課的比例等教學(xué)環(huán)節(jié)。電子技術(shù)課程以電路原理為開始,教會(huì)學(xué)生使用仿真軟件MultiSIM的基本操作,能夠分析簡單電路的性能參數(shù),從而驗(yàn)證電路定理;在模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)部分,加強(qiáng)學(xué)生使用MultiSIM軟件的高級操作,讓學(xué)生掌握模擬和數(shù)字電路的參數(shù)分析、器件選擇等,讓學(xué)生具備自主設(shè)計(jì)模擬或數(shù)字電路的能力;到電路安裝實(shí)現(xiàn)部分,教會(huì)學(xué)生使用PCB設(shè)計(jì)軟件protel99SE的基本操作,并利用MultiSIM軟件設(shè)計(jì)調(diào)幅收音機(jī)電路并進(jìn)行仿真,然后由protel99SE生成PCB,最后由學(xué)生自行焊接電路、完成收音機(jī)的調(diào)試安裝與調(diào)試。如圖1所示的占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路,在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中,這部分內(nèi)容相對抽象,學(xué)生不太理解。我們采用MultiSIM軟件完成電路設(shè)計(jì),并通過調(diào)整電位器的值,同時(shí)監(jiān)測示波器的波形,可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。
除過電子技術(shù)課程4個(gè)模塊的教學(xué)之外,我們還開設(shè)電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì)課程,注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。我們參照全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽的方法,3~5個(gè)學(xué)生自由組成一組,在三周內(nèi)完成一個(gè)簡單的工程設(shè)計(jì),包括選題、方案設(shè)計(jì)、MultiSIM電路仿真、ProtelPCB設(shè)計(jì)、元器件購買、電路裝配、調(diào)試、設(shè)計(jì)說明書撰寫、答辯等過程;在設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)上,體現(xiàn)綜合性、工程性、實(shí)用性、趣味性,而且每組題目不重復(fù),保證學(xué)生能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在上述教學(xué)過程中,EDA軟件自始至終都發(fā)揮了非常重要的作用,既能提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,又能彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室因設(shè)備等條件限制而無法開設(shè)部分實(shí)驗(yàn)的缺陷。
3教學(xué)效果分析
六年來,我們將MultiSIM和Protel軟件實(shí)際應(yīng)用到電子技術(shù)的教學(xué)中,通過問卷調(diào)查、考試成績分析等環(huán)節(jié)對取得教學(xué)效果進(jìn)行分析,分析結(jié)果如下:
3.1理論授課效果良好
對2004年級至2008年級共112名學(xué)生在結(jié)束電子技術(shù)相關(guān)課程學(xué)習(xí)后,進(jìn)行問卷調(diào)查。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示隨著教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與更新的逐步深入,學(xué)生對電子技術(shù)系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)(圖2)、課堂教學(xué)滿意度(圖3)逐年提高。問卷調(diào)查結(jié)果表示,94.3%的學(xué)生認(rèn)為將MultiSIM和Protel兩個(gè)EDA軟件引入電子技術(shù)的教學(xué)活動(dòng)并與之緊密結(jié)合,能夠提高學(xué)習(xí)興趣,對理論學(xué)習(xí)有極大地幫助。對2004年級至2008年級學(xué)生模擬電子技術(shù)課程考試平均成績(圖4)分析,結(jié)果顯示平均成績的提升與在此期間應(yīng)用EDA軟件輔助教學(xué)技術(shù)的使用等有緊密的關(guān)系。
3.2實(shí)踐教學(xué)效果良好
對2004年級至2008年級112名學(xué)生在結(jié)束電子技術(shù)相關(guān)課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,將兩個(gè)EDA軟件應(yīng)用于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、電子系統(tǒng)制作和綜合設(shè)計(jì)三個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中,對提升學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力有積極作用(圖5)。
4結(jié)語
盡管我們近年來,我們將EDA軟件應(yīng)用到電子技術(shù)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行了研究和探索,也做了不少的實(shí)踐性工作,尋找出了一些可行而有效的方法,探索出了一條路子,并且將這些舉措用于教學(xué)實(shí)踐,在實(shí)踐中不斷總結(jié),不斷完善,不斷提高,取得了良好的成績,提高了學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力,也積累了一定的經(jīng)驗(yàn);但是我們還需要進(jìn)一步研究EDA軟件輔助教學(xué)的最佳學(xué)時(shí)數(shù)以及與其他現(xiàn)代教學(xué)手段的融合方式等,從而提高EDA技術(shù)在電子技術(shù)課程實(shí)際教學(xué)中的效果。
作者:路國華單位:第四軍醫(yī)大學(xué)電子學(xué)教研室