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数字电子技术基础论文精选(九篇)

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数字电子技术基础论文

第1篇:数字电子技术基础论文范文

1.1研究背景

习题训练是有效提升学生数学学习能力以及提高成绩的一种有效方式,通过习题训练能够有效的对于学生当前学习情况进行反馈,进而为今后的强化方向提供了有效的依据。在实际的数学学习过程中,错题不可避免,同时也能够有效的反映出学生当前的数学学习情况;在对于错题的认识上,随着现代教学观念的完善,无论是教师还是学生对于错题都有着一定的重视度。对于初中数学教学而言,教师往往通过大量的习题训练推进学科教育活动的开展,同时引导学生重点温习、攻克以往的错题,但随着学生错题量的庞大之后,学生便不能有效的对于庞大数量的错题信息整理,进而错题对于学生的实际成绩以及学习能力推动作用出现明显弱化。

错题对于初中数学教学活动而言,无论是对教师还是学生都是一种极其宝贵的资源,同时强化对于错题资源的科学利用也是强化数学学科教育的最佳措施。在教学中,不少教师都有这样的烦恼:对反复练习的习题,学生仍会犯错,而且栽倒在同一个错误上,不少学生都有这样的怨言:题目做了这么多,做错的题目也及时订正了,但稍有变化还是不会做稍稍关注一下中考状元的学习经验,发现电子错题本是常用法宝为此,笔者所在学校为每位学生准备了各学科的错题积累本,错题积累成为学生学习的基本作业教师会进行定期批阅,藉此促进学生养成良好的错题积累和反思习惯,提高学生的学习成效教师自己则借助软件,将平时教学和学生的各种作业练习及考试中等遇到的典型错题,按初中数学教材知识单元分别整理,按时间顺序积累,形成不同专题的错题集与学生普遍采用的手抄错题集相比,教师电子错题集。具有应用更便捷、易保存、易修改更系统等优点。

1.2研究问题

就本文的研究而言,本文以初中数学教学过程中的“错题”为研究对象,通过对“错题”类型的总结、原因的探究,可给教师如何规避出现类似错误提供帮助,提高教师专业能力和数学素养,发展教师的命题能力,提高教师评价素养,也有利于严肃数学学科的科学性。同时还可以变废为宝,可以帮助学生重构知识体系,可以培养学生反思的习惯和思维的批判性。其中初中数学电子错题集的应用实验为本文拟解决的关键问题。通过研究初中数学测试题中“错题”及归因分析、错题订正的检测评价等等实验来对初中数学教学中电子错题集的应用加以诠释。

第二章 结论与启示

第2篇:数字电子技术基础论文范文

关键词: 《数字电子技术基础》 教学方法 改革 项目教学法

一、《数字电子技术基础》教学改革的原因

随着我国科学技术的不断发展,我国的电子信息类企业实现了前所未有的持续快速发展,企业对员工素质提出了更高的要求。面对企业对一线技术性工人需求量的不断增大和人员素质要求的不断提高,教育工作者要思考如何培养适应企业一线生产需要的技能型人才。面对这个现实的问题,传统的教学方法已不适用,常听到师生抱怨:“教师教得累,学生学得烦。练习做了不少,学习效果不好。”现代教育要注重培养学生的实践操作技能和解决实际问题的能力,正逐渐淡化学科课程的界限,教师要让学生在掌握知识和技能的同时学会解决问题。《数字电子技术基础》实际上是非常有趣的课程,很多理论知识都可以通过单元电路、综合的设计性电路来验证或体现,同时配上声、光等直观现象,学生在学习的过程中将会更有兴趣和激情。在教学中我们设计了很多有趣的单位电路、综合电路,在电路中囊括了教材中的知识点,让学生设计预定的电路,并把设计好的电路进行仿真或制作成电路板。学生在设计过程中主要是自己找资料,老师辅导,从而从被动学习转为主动学习。这样的教学方法我们称之为项目教学法,通过在学校教学中的应用,教学效果不错,具体做法阐述如下。

二、《数字电子技术基础》项目的设计

预设项目的好坏是项目教学法成功与否的先决条件,因此设定项目就显得十分重要,同时要求老师具有相当的电路设计能力。我认为一个好的教学项目应是教学重点突出,能涵盖大部分知识点,项目注意趣味性,不枯燥。要得到一个好的教学项目,老师应该做以下工作。

1.将《数字电子技术基础》按类别分为若干知识和技能单元,每个知识和技能单元作为一个教学项目,每个教学项目都以应用该项知识和技能完成一个具体的项目任务作为目标,是将理论与实践融于一体的教学模式。此项工作看似简单,但很能考验老师的教学水平,看老师能否将课程的重点难点都准确地列出,并将其分类。

2.项目设计的思路:设计的项目应覆盖整个工作领域和承载这个工作领域所需要的知识和技能;项目结构划分应体现工作体系的特征;在以项目划分为线索进行工作分析的基础上,合理设计项目结构。项目内容设计具体原则:项目应覆盖知识点和技能要求;知识点的内容应最大限度地融于项目教学之中;项目大小要根据学习内容进度和要求来确定;项目内容设计要考虑教学组织的可行性和合理性。

3.在第二点的基础上一定要考虑项目的趣味性,因为通过实验我们发现趣味性不强的项目很难调动学生的积极性,项目的趣味性体现在:首先是预定的项目有一个好听的名字,名字最好能结合实际的生活;其次是在电路中合理地加入发光二极管、数码管、喇叭、各类传感器等,让学生能在项目中直接感受项目的效果。

三、《数字电子技术基础》项目的教学实施

由于受到很多因素的影响,比如教学课时、教学资源不足等,我们将全班分成两个人一组的小个体,后将准备好的项目拿出来,对项目要求进行陈述,并将涉及的知识点告诉学生。学生拿到项目后,每个个体的两个成员就共同开始找资料、设计,这样他们可以互相讨论,取长补短,同时也有了竞争意识,学生们的学习也就会从被动变主动。在教学中一个班至少需要两位教师进行辅导,辅导不是直接给出电路,而是引导学生学习,否则达不到效果。一般一次课要求六节课连上,这样学生学习就有连续性。在教学过程中还有个问题需要注意:在规定的时间内(一般为上午的四节课),小组之间是不能交流的,否则将出现大范围的抄袭现象,上午下课之前要对设计的进度进行有效的统计,作为评分的依据。下午两节属于仿真和制作的时间,将学生带至电子制作实验室完成。最终本次课堂的作业就是设计的仿真效果或实物作品,同时也要求每个小组交上一份该项目的小论文。

四、《数字电子技术基础》项目教学的考核

对于学生来说课程的考核永远是他们最关心的事,也是他们觉得最重要的事,因此课程的考核制度将影响项目教学的效果。关于考核制度,我们的做法包括三方面:第一,学生的考勤,学生旷课课时达1/3以上即取消考试资格,旷课一节课程总评分扣1分,迟到或早退一次程总评分扣0.5分,老师每次上课必须点到;第二,每个项目的仿真效果或实物作品占该项目总分的70%,在评分时实物作品比仿真分要高一点,鼓励学生制作实物作品,那样能更好地锻炼学生的能力;第三,项目的设计小论文占该项目的30%,在平时引导学生写论文,为学生以后的发展打下基础。该课程的总评分是各个项目总评分的平均值。有了一个严格的考核制度,学生的态度就端正了,为后续的学习打下了基础。

五、《数字电子技术基础》项目教学的效果

《数字电子技术基础》实施项目教学法后,课堂发生了变化,再也不是单纯的“我讲你听,我要求你练习”,而是变得活跃,学生真正成为了课堂的主角,学生改变了过去对学习不感兴趣的现象,在课堂中能积极参与讨论和实践,提高了听课率和参与度;学生的实践技能有明显提高,学生综合素质提高幅度大,多种教学法充分调动了学生学习的主动性、积极性,学生从被动变为主动,学习能力、合作能力、表达能力、沟通能力都有很大的提高。此外,教师与学生的距离拉近了,师生关系更密切了。

六、《数字电子技术基础》项目教学存在的问题

在很多高等院校《数字电子技术基础》的项目教学法实施还存在很多的问题,有些院校领导对项目教学法这种教学模式还不是很了解,或者说是对改革的教学方法没有底,怕犯错误,还是选择延用传统的教学模式。因为虽然传统的教学模式存在不足但不至于犯错误,不会影响学校的教学次序;《数字电子技术基础》的项目教学法实施需要对教学计划进行修改,有些学校是严格按教学计划来的,不会因为一门课程来进修修改;《数字电子技术基础》的项目教学法实施需要学校有相当的硬件设备配套,而现在很多普通高校缺的就是教学设备的投入,学校当然也不会因为一门课程的需要一次性投入大量资重;《数字电子技术基础》的项目教学法实施需要较多的电子耗材费用,对这笔费用一些以营利为目的的学校肯定是不会掏的,他们用传统的教学模式就可以省下这笔费用,没有理由进行这项改革,如果说这些电子耗材费用采取收取学生钱的方式,学生又有意见,有些学生会向上级部门举报,学校不愿冒险,所以就只能用仿真的形式,但是效果有没有实物制作的好;《数字电子技术基础》的项目教学法也存在本身的弊端,例如没有现成的教材,不利于教学的开展,对教师的电路设计能力和动手能力有相当高的要求,教学工作量很大,老师很吃力。

七、结语

在教学方法改革的过程中,新教学方法能否被成功地推广与应用,在很大程度上,取决于教师知识水平和教学才能的高低,教学方法改革的一个关键是提高教师的素质水平。教学方法的研究与实践任重道远,需要长期、广泛、深入开展。以上是我对《数字电子技术基础》教学的认识,希望广大同仁能够找到最有效的教学方法,让学生能更快更好地学习知识、掌握知识,为学生的就业打下坚实的的基础。

参考文献:

第3篇:数字电子技术基础论文范文

关键词:数字电子技术,EDA技术

 

1.引言

在信息社会中,数字化是电子产业发展的必然趋势,因此在电子信息及相关专业的教学中也越来越看重数字技术,《数字电子技术》是电子信息及相关信息类专业的一门重要基础课程,其基本理论及实践技能也是许多后续课程的基础。EDA(Electronic DesignAutomation)技术作为数字电子技术的延伸,已经引入到电子信息类教学中,不仅可以丰富教学摘要的意义。

2.《数字电子技术》课程教学的主要问题

教学手段单一,实验内容枯燥,学生缺乏学习兴趣。,EDA技术。在教学中仍采用理论教学与实验课分离的教学模式,在理论教学中,《数字电子技术》内容大多抽象难懂,教师采用“黑板+粉笔”的传统模式授课,不仅学生觉得枯燥乏味,而且教学效果不理想。而实验课的实验内容多为验证性实验,学生仅仅只需按照实验步骤连接电路甚至不需要了解原理也可以完成实验,设计性、综合性实验较少。数字电路的设计仅是“纸上谈兵”的设计,学生自然对这门课的实验毫无兴趣。

3. EDA技术及其功能

3.1 EDA技术的含义

EDA即电子系统设计自动化技术是由计算机辅助设计和计算机辅助工程发展而来的,它以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统设计的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件的方式设计电子系统的一门新技术。它可以实现逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合与优化以及逻辑布局布线、逻辑仿真,完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射,编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯.它不仅为电子技术设计人员提供了新的设计理念,同时也为教学提供了科学而便捷的平台。

3.2 EDA技术的功能

EDA技术的开发平台QUARTUS Ⅱ是Altera公司推出的新一代FPGA/CPLD开发软件,适合于大规模复杂的逻辑电路设计。它是Altera公司的第4代可编程逻辑器件的集成开发环境,提供了从输入设计到器件编程的全部功能。“自顶向下”设计方法从系统设计人手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错,并用硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述。在功能一级进行验证,然后用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的,其对应的物理实验级可以是印刷电路板或专用集成电路。

1)EDA软件平台中具有各类元件设计数据库,同时EDA能够进行元器件的创建和编辑。为学生掌握各类电子元器件提供了坚实的基础。

2)EDA软件平台中可以完成电路原理图的设计,通过这一功能可以完成各类元器件构成的电路原理图。

3)EDA软件平台中具有综合仿真模块,可以进行多种类型的仿真分析。分析结果波形图显示出来,直观、清晰。

4 应用EDA技术授课的好处

4.1 提高授课质量

有些内容选用EDA技术授课,传授方式更直观,教师感到得心应手,学生也容易接受。例如,组合逻辑电路中的竞争与冒险这部分内容一直是学生学习的一个难点。,EDA技术。,EDA技术。在组合电路中,当输入信号改变状态时,输出端可能出现虚假信号---过渡脉冲的现象称为竞争冒险。在传统的教学中,对信号的延时只能采用一些形象的比喻,但初学者对这一概念比较模糊。现在,我们只需用QUARTUS Ⅱ模拟功能进行仿真,就可以很轻松地让学生理解这一知识点,分析结果以波形图显示出来,丰富直观的数据不但为学生提供方便,而且其得出的结论接近实践性,同时节约了时间。,EDA技术。显然,对某些章节中存在的教师难讲、学生难懂的内容,这种授课方式可以起到事半功倍的作用。由于教授方式符合客观认知规律,教学质量得以提高。

4.2 激发学生学习热情,增强学习动力

EDA软件的实验环境是一个虚拟环境,可以避免使用种类繁多的专用集成芯片,简化实验电路。学生用硬件描述语言编写程序,可以在同一可编程逻辑器件上完成各种不同的数字电路实验,避免了连线的繁琐,丰富实验内容。同时,可在实验设计构想的指导下开发一个通用的基于EDA的硬件平台,来实现所有的实验内容,缩短实验时间,提高实验效率。符合学生接受知识的客观规律,有助于调动学习的积极性,提高他们掌握所学知识的能力。课堂上师生互动、生动活泼,气氛非常活跃。学生的学习兴趣及学习动力大为增加。

4.3 以实验教学为载体。构造创新人才培养平台

采用EDA技术,那么学生必须自己在充分掌握实验理论的基础上自己编写程序,这有别于传统实验,学生仅仅只需按照实验步骤连接电路甚至不需要了解原理也可以完成实验。这将大大调动学生的主观能动性,提高知识应用能力。同时EDA工具能给学生创造优良的环境,强化了学生在教学活动中的主体地位,学生做实验时可以有针对性的选做,使学生具有更大的自由度。也可以在计算机上主动、反复设疑和实验,由不同实验结果,选择最佳设计或实验方案。通过验证、测试、设计、纠错和创新等方面进行不同形式的训练,使学生的动手实践能力得到较好的锻炼,逐步培养学生的综合设计能力、创新能力,有利于学生个性和才能的全面发展。,EDA技术。在此基础上还可以开设设计性实验,进行电子实习、电子竞赛、职业技能取证培训等。

5 结论

在《数字电子技术》的教学过程引入EDA技术,不仅可以使学生形象、直观地理解电路的相关原理和工作过程,还可以通过修改电路的形式或参数,与学生一起讨论电路中出现的各种现象,找出解决问题的方法,这样不仅可以活跃课堂气氛,提高学生的学习兴趣,学生反应易学、新颖、有趣。,EDA技术。同时理论和实验结合紧密,充分发挥了学生的积极性和创造性,达到了较好的教学效果。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1998.

[2]赵刚,张志亮,张菁等.EDA技术简明教程[M].成都:四川I大学出版社,2004.

[3]刘爱荣,王振成.EDA技术与CPI.D/FPGA开发应用简明教程[M].北京:清华大学出版社,2007.

[4]贾海瀛.《数字电子技术》课应用EDA技术的研究与实践[J],高等职业教育一天津职业大学学报,第14卷第3期.

第4篇:数字电子技术基础论文范文

【关键词】电工电子;层次化;E-Learning

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)01―0082―02

一 引言

现代信息技术悄悄地影响着我们的观念,改变着我们的生活,也正在影响并逐渐改变着我们的教育理念与教育方式,网络课程成为各大高校教学改革的热点方向之一[1]。

虽然在网络教育的初期,技术方面的要求需要大量的启动资金,但网络学习具有个别化、协作化等特点,基于网络课程的远程教育有可能成为未来教育的主流,较为适合我国教育基础薄弱的国情。

电工电子系列课程是信息类工科的重要基础课程,各大高校均对该系列课程建设高度重视,在教学体系、教学方法和手段及教学内容等方面进行了一系列改革[2],如构建电工电子学模块化课程体系,分层次设置技能训练内容等[3]。

基于资源的学习是一种具有悠久历史的学习模式[4],基于资源的网络学习模式逐渐受到广大学生的喜爱,构建一个基于电工电子的具有丰富网络资源的e-Learning系统对电工电子系列课程建设具有十分重要的意义。

二 电工电子系列课程的特点

电工电子系列课程的最大特点是:教学内容广,包括电工、模拟电子技术、数字电子技术、控制等诸多内容;各知识点相互联系紧密,学生专业要求区别很大,教学学时数安排差别大,教学内容广与学时数相对不足的矛盾突出。

如机械、航海、航空航天等类型本科专业,要求对常见器件及其应用有较多的认识,一般安排100左右(或以上)的学时用于课程理论教学,单独安排30左右学时用于实践环节教学。力学、化工、环境、生物、制药等类型本科专业,要求能熟练利用电工电子设备解决一些常见应用问题,一般安排70左右(或以上)的学时用于课程理论及实验教学。对工商管理等准工科专业,要求具有一定的电工电子方面的头脑,能读懂专业技术人员的总结性报告,一般安排50左右(或以上)的学时用于课程教学。

对于高职高专类机械、计算机等专业,虽然学生理论基础知识相对薄弱,但对电子器件的应用技术却有较高的要求,一般安排60-80学时用于课程理论教学,单独安排20左右学时用于实践环节教学。

三 电工电子层次化e-Learning的提出

基于电工电子系列课程的重要地位,各大高校均对课程建设提供了大力支持,出现了许多优秀的教学成果。如高教社推出的针对机械、航海、航空航天等类型本科专业电工电子技术(多学时)课程的电工学(第5版)立体化包,西安交通大学的电工电子技术精品课程等。

目前这方面的教学成果一般均是单一层次的成果(如只面向高职高专或本科多学时),这些单一层次成果来自不同的项目组,使用不同的教材,具有不同的特色,将这些单一层次成果组合,难以适应不同层次电工电子技术课程的教学需求,不利于基于资源的网络学习模式的开展。

如学习电工电子技术(本科多学时)课程的部分学生在学习过程中往往需要一定的与他们使用的教学资源相吻合的面向电类的电路和电子技术方面的网络资源支撑,目前虽然存在着很多相关的面向电类的电路和电子技术方面的网络资源,但绝大多数学生不具备筛选的能力,这些网络资源事实上起不到对该课程的拓展支撑作用。

基于上述分析,电工电子层次化E-Learning应围绕电工电子技术本科多学时、本科少学时、高职高专3个层次展开,多学时版为少学时、高职高专版提供拓展支撑,建立或链接相关的电类资源库,以适应不同层次电工电子技术课程的教学需求。

四 EEDLW电工电子技术(本科多学时版)技术路线

EEDLW电工电子技术(本科多学时版)初期版本2001年底开通,2004年全部建设完成,技术路线如下:

1 以页为单位按照超文本组织各教学单元知识点,利用网页制作工具制作为Web页面,实现各知识点的顺序教学。

2 以多媒体数据库为基础结合SQL语言实现各知识点的查询教学,采用了基于Web的多媒体数据库智能语义检索(ISBR)方法。

EEDLW的ISBR搜索方法实例如图1(经过处理,完整页面可通过启动IE,进入EEDLW首页并登陆,在查询文本框中输入图2-3-2后回车进入)

图1中,查询源关键词为“图2-3-2”,经ISBR算法查询,所得目标关键词为“结点电压法”[5]。查参考文献5,该知识点的插图编号为图2-3-2,具有关联,故得查询结果如图。

EEDLW智能语义检索方法较好地适应了基于Web的学习型多媒体数据库的检索要求,大大拓宽了电工电子技术多媒体数据库的检索范围。

3 采用ASP结合多媒体数据库实现阶段复习、课余练习、网络自测等。

EEDLW的阶段复习数据库支持图文混排,参考实例如图2(经过处理,完整页面可通过启动IE,进入EEDLW首页并登陆,选择“本章小结”,在随后出现的界面中选择“本章理论”,在右下角文本框输入4后回车进入)。

由图2可看出,阶段复习数据库的图文混排不是一种排版技巧,是综合了多媒体数据库、Web技术、ASP技术且具有交互性的一种教学方式。它利用超链接将一个相对复杂的知识网络自动图文混排地组织起来,是面向电工电子技术电子教材的一种灵活的教学手段,较好地适应了不同层次、不同要求读者的复习要求。

4 采用C++ Builder开发教师端、学生端两个Web专用浏览器。教师端浏览器将产生的超链接改变信息广播,学生端浏览器接收到广播信息后自动链接到目标页面,把这种方式称为远程同步教学。

远程同步教学系统弥补了远程教育学生与老师准分离特性所带来的不足,老师可围绕Web页内容进一步补充讲解,从而改善非实时教学中存在的一些缺陷,限于篇幅,其具体实现原理此处不再做展开描述。

5 采用C++ Builder开发一个具有Web页面浏览功能的专用浏览器,并将登陆信息及其相关处理程序集成到这个专用浏览器中,将这个专用浏览器和被删除了登陆界面及其相关处理程序的网络课程共同包装成一个产品,构成EEDLW的个人版本。

EEDLW个人版专用浏览器支持网络课程版本自动检测、自动升级等许多功能,较好地实现了EEDLW与读者的充分交流及相关服务。

五 电工电子层次化e-Learning的初步实现

EEDLW源自2001年初启动的重庆大学电路及电子技术网络课程建设项目,2001年12月正式对外开放式教学。2003年9月,为配合与进一步支持国家工科电工电子基础课程教学基地的建设与验收工作,为电工电子技术网络课程(本科多学时版)提供拓展支撑,面向电类的数字电子技术网络课程上网教学。

2004年,电工电子技术网络课程(本科多学时版)建设完成,配套教材出版,电工电子技术(本科少学时版)开始建设。2006年,电工电子技术网络课程(本科少学时版)建设完成,配套教材出版,电工电子技术(高职高专版)开始建设。2008年4月,电工电子技术(高职高专版)建设完成,配套教材出版。

经过近十年的建设,EETDLW建成了面向非电类的电工电子技术本科多学时、本科少学时、高职高专及面向电类的数字电子技术、信息类的多媒体技术与网页设计5门网络课程,教学内容涉及电路、模拟电子技术、数字电子技术、电动机、计算机仿真、PLD、PLC、单片机控制、数字图像、音频、视频、Flas制作、网页制作与设计等内容,能按照非电类电工电子技术课程本科多学时、本科少学时、高职高专3个层次进行教学,电工电子层次化e-Learning初步实现。

六 小结

EETDLW获第六届全国多媒体教育软件大奖赛二等奖等全国性的奖3项,出版电工电子技术(本科多学时版)、电工电子技术(本科少学时版)、电工电子技术(高职高专版)教材3套4本,其中普通高等教育“十五”、“十一五”国家级教材规划各1套,支持基于Web的网络教学交互模式[6,支持智能教学[7]、远程同步教学、顺序教学、查询教学、阶段复习、课余练习、网络自测等多种教学手段并提供自学、授课、阳关走廊等多种学习风格,是国内电工电子领域有较大影响的教学网络,在应用实践中得到广大读者的好评。今后的主要工作是进一步整合该网络教学资源,加强宣传与交流,更好地推动该网络的深入应用。

参考文献

[1] Wang Ying-Hong Lin Chih-Hao. A multimedia database supports English distance learning [J].Information Sciences, 2004, 158(7), 189-208.

[2] 金波.电工电子基础平台课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2008,(5):98-100.

[3] 李高建,曾照香.电工电子技术教学改革的研究与实践[J].中国成人教育, 2007,20:147-148.

[4] J anette Hill1 Michael Hannafin 钟志贤.基于资源的学习环境设计[J].远程教育杂志,2009,(1): 46-50.

[5] 陈新龙,胡国庆,张玲.电工电子技术(上) [M].北京:电子工业出版社,2004.

第5篇:数字电子技术基础论文范文

关键词 电工电子实验;教学探索;课程建设;教学模式

中图分类号 G712 文献标识码 A 文章编号 1008-3219(2015)35-0047-04

应用型本科院校电子信息类专业学生就业趋势对相关专业学生提出了两个要求:一方面要求学生具有扎实的理论基础,能够熟练运用所学的相关知识分析、设计和仿真各种电路应用形式,从而满足用人单位需求;另一方面要求学生能够系统地运用所学理论知识解决实际工程问题。在电子信息类专业课程建设及教学过程中,对于应用型本科院校来说,电工电子技术实验课程是学生掌握基本电工电子实践技巧和理论联系实际的重要手段。电工电子技术实验课程教学不能仅满足于原理的验证和基本综合实验的实训,更要立足于拓展学生思路、激发学生兴趣以及增强学生创新意识。

一、教学现状

目前,电子信息类专业重要的基础课程包括电路原理、模拟电子技术、数字电子技术和电子综合课程设计。如何最大程度地培养学生在电工电子技术实验课程中的应用实践能力,是目前电工电子类实验教学的关键任务。对于模拟电子技术实验而言,学生难于理解抽象的理论知识,不能掌握实验的目的和精髓。对基本的实验知识点只是机械地按照教师的要求去完成,并不能有效地启发学生的创造性思维。对于数字电路逻辑设计实验而言,建立逻辑模型,逻辑代数基本定律、组合逻辑和时序逻辑的实验分析和设计是学生学习数字系统的基础。而学生在学习模拟电路后,面对离散的逻辑分析,与模拟电路存在较大差异,容易使学生的学习能动性降低。所以,只有在做大量的综合型验证实验的基础上,才能让学生在抽象的理论知识和实践动手能力上得到双重提升。

然而,在电工电子技术实验教学过程中,教师遇到的难题在一定程度上直接或间接地影响着教学质量[1]。首先,教学资源的限制使得教师在课程的开展过程中力不从心。就大多数国内普通高等院校而言,实验采用的硬件平台数量有限,性价比较高的硬件元器件不多,使得模拟电路、数字电路的综合设计实验完成情况不够理想。其次,授课课时数量的减少对于系统完成实验教学内容带来较大影响。课时减少意味着课程进度的加快,而课程进度的加快使得实验操作步骤进一步简化,学生对于实验的理解弱化。基于上述分析,由于教学过程中存在的种种问题,学生学习兴趣大打折扣,而且他们对于模拟和数字电路的基础掌握不够扎实,几乎无法进行独立的中小规模电子线路系统的设计。对于课程本身而言,电工电子技术实验教学并没有带来显著的教学效果,从系统上实现综合课程设计更是纸上谈兵。

二、教学创新探索

面对电工电子技术实验课程教学过程中存在的问题,结合长春理工大学国家级电工电子实验中心(以下简称中心)的实践教学经验,本文对电工电子技术实验课程创新性教学进行了深入研究:以实验教学改革为核心,以实验资源开放共享为基础,以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障,创新管理机制,全面提高实验教学水平和实验室使用效率。通过教学模式改革培养学生实践能力、创新能力以及提高教学质量。

(一)实验教学体系构建

中心从人才培养体系整体出发,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的科学系统的实验教学体系,与理论教学既有机结合又相对独立。实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。引入、集成信息技术等现代技术,改造传统的实验教学内容和实验技术方法,加强综合性、设计性、创新性实验。基于此,中心提出“面向四个专业类,进行三个层次教学,达到培养学生三种能力,构建四个知识系统”的“四三三四”实验教学体系,其中面向四个专业类包括电子信息类、物理化学类、电子信息关联类(如光电、机电和计算机等)和经济管理类;三个层次教学即基础类实验教学、提高类实验教学及科技创新实践教学;培养学生三种创新能力涵盖基本实验能力、综合实验能力、创新精神和工程实践能力;四个知识体系体现在场与波、信号、微电子技术和电路系统[2]。

(二)内容及方法改革

首先,当今国内外实验教学技术发展迅速,嵌入式处理器的应用达到前所未有的高度。随着市场成本的降低以及嵌入式处理器的处理和控制能力的提升,使得这项技术发展的速度越来越快,因此,片上可编程系统(Programmable System-on-Chip, PSoC)应运而生。PSoC技术的实质就是将CPU、模拟和数字子系统集成在单芯片上。以PSoC芯片和相关软件开发工具为代表的硬件设计平台和软件设计工具引领着未来的设计方向。因此PSoC技术既可以满足模拟电子技术的设计需求[3],也可以满足数字电子技术的设计需求,同时还可以进行混合设计,使学生可以从根本上了解自己的实验内容,其为电工电子技术实验带来了翻天覆地的变化。基于此,使用PSoC技术进行嵌入式系统设计具有以下优点[4]:定制,基于PSoC嵌入式系统的设计人员可以很灵活地选择所要连接的外设和控制器,因此设计人员可以设计出一个独一无二的外设,这个外设可以直接和总线连接;降低元件成本,由于基于PSoC平台的嵌入式系统的功能多样性,以前需要用很多元件才能实现的系统,现在可以使用一个PSoC芯片实现;硬件加速,选择PSoC技术的一个重要的原因就是,PSoC能在硬件和软件之间进行权衡,使嵌入式系统达到最大的效率和性能。针对该技术的实践创新特点,中心在未来的实验内容及方法中,通过该技术搭建芯片级的电子技术实验内容,将有效提高学生的工程应用能力和实践经验。

其次,实践性强是电工电子技术实验课程的最重要特点。实验内容的科学化能够提高学生的主动创新意识,是提高实验教学环节的基石。理论教学和实验教学具有彼此依存的紧密关系,一般来说,将电学理论和实践经验相互统一,才能较全面的认识和理解本门学科的本质。相对而言,对于应用型本科院校的学生来说,能够解决实际的工程问题在就业时往往起到更关键作用。所以,实验环节和理论学习在教学过程中具有同样重要的意义。

中心根据实验性质,将电工电子技术实验分为电工技术实验、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电子电路计算机辅助分析与设计实验四大类。这四大类实验涵盖了电工电子基础教学的各个方面。单一的从实验性质方面分类只能从实验内容上实现全覆盖,而如何科学的划分实验难度和提高学生实验兴趣则不能得到很好的说明和分析。基于此,中心从实验教学目的出发,将电工电子技术实验重新分验证型实验、综合型实验、设计型实验和创新性实验四大类。这四类实验各有不同的侧重点[5]。

验证型实验。首先要求学生加深和巩固对本学科基本理论的理解;其次要求学生掌握基本实验方法,学会观察和分析实验现象和数据,熟悉基本实验技能。此类实验题目相对简单,隶属于某一类实验性质,实验内容为基础性实验,该部分实验可以为后续复杂实验题目积累经验。

综合型实验。在验证型实验的基础上完成一定强度的综合实验训练,就这方面而言,综合型实验仍然局限在某一实验性质当中,但是其电路原理和连接方式都有了一定的难度和复杂性。因此这类实验题目不应过多,在整个实验体系中起到承上启下的作用。

设计型实验。在4类不同实验性质的综合型实验基础之上开展设计型实验,其重点是综合运用不同实验性质的实验方法和技巧完成电路设计和实现。此类实验主要配合模拟电子技术和数字电子技术两门课程进行,通过数模混合电路提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。

创新型实验。该实验类别是具有研究性、探索性和创造性的大型实验项目。通过综合运用各种实验设备、仪器或模块完成实验题目。创新型实验的题目通常来自科研项目或生产实践遇到的具体问题,所涉及的知识点涵盖多门课程甚至多个交叉学科。学生通过查阅文献、提出方案、电路设计、实验联调、撰写报告和答辩讨论等步骤体会电工电子技术实验的价值和意义,积累实践经验,获得全面锻炼。

通过上述分析,验证型实验和综合型实验属于某一类实验性质框架下的实验项目,而设计型实验和创新型实验则需要综合运用所学知识解决实际工程问题。根据长春理工大学国家级电工电子实验教学中心的授课情况和中心教师教学经验,现将实验类型与所需学时比重进行总结,见表1。

表1 实验类型与所需学时比重关系

实验类型 学时比重(%)

电工技术验证型实验 5

模拟电子技术验证型实验 5

数字电子技术验证型实验 5

电工技术综合型实验 5

模拟电子技术综合型实验 5

数字电子技术综合型实验 5

电子电路计算机辅助分析与设计实验 10

电工电子技术设计型实验 20

电工电子技术创新型实验 40

三、教学探索保障

(一)实验教学队伍建设

中心重视实验教学队伍建设,在学校政策的前提下,采取有效的措施,鼓励高水平教师投入实验教学工作。建设实验教学与理论教学队伍互通,教学、科研、技术兼容,核心骨干相对稳定,结构合理的实验教学团队。中心形成一支由学术带头人或高水平教授负责,热爱实验教学,教育理念先进,学术水平高,教学科研能力强,实践经验丰富,熟悉实验技术,勇于创新的实验教学队伍。

中心现有教师66人。专职教师55人,其中:正高级19人,副高级19人;博士27人,硕士16人;45岁以上教师21人,45~35岁教师18人,35岁以下教师16人;近五年,增加教师7人;35岁以下青年教师博士学历由1人增加到9人。教师队伍职称、年龄和学历等结构更趋合理,梯队建设效果显著;中心团队被多次被评为吉林省优秀教学团队。近五年,中心教师承担70余项教改和科研项目,其中省级以上项目达到80%;发表教改论文69篇,学术论文189篇。涌现了吉林省科技咨询专家3人,吉林省第三届“创业先锋”1人,吉林省第三批高级专家1人,吉林省第十一届青年科技奖获得者1人,吉林省高层次创新创业人才1人,在2012年09月“首届全国高校青年教师教学竞赛”获全国二等奖1项。

中心构建了6个课程梯队和4个科研梯队,课程与科研梯队互通。教师既承担理论教学,也承担实验、实践教学工作,提高了实验队伍的稳定性。拥有电路与系统、信号与信息处理2个学科,设置博导和硕导岗位,提高兼职教师工作积极性。中心教师数量稳中有升,青年教师业务水平迅速提升,兼职教师工作积极。

(二)运行机制和管理方式

中心于2004年开始采用信息化管理手段,此后不断改革与完善。2008年进一步完善了网站,2010年进一步完善了实验预约管理系统和虚拟实验室系统,2011年新建了视频监控、网络化实验室信息反馈等平台。

中心网站共分16个一级栏目,实验预约管理系统与中心网站结合,很好地解决了学生数量大、公共时间少、排课困难、实验室资源利用率低、实验效果评价不客观等难题。实验预约登记管理系统相关成果获得吉林省教育技术成果三等奖。虚拟实验室建设有“仪器设备认识”“网络教学”“视频点播”等项目,解决了资源相互需求、相互依赖的矛盾,为学生创新思想交流提供了平台。网络化实验信息反馈系统能够使教师和学生随时查询实验室开放情况。视频监控系统设置了32个终端,实现全校所有联网终端对实验室的实时监控,既确保了实验室安全,也有利于提高开放实验教学和管理高质量运行。通过上述网络化、智能化、数字化手段管理实验室,有利于开放式实验教学和人性化管理。

中心网络化电子教案、课件、录像等实验资源丰富,涉及电子电路课程群、电磁场课程群、信号处理课程群相关课程的理论、实验和实践等各个方面,总资源达2.6GB,三年访问量达到12000人次。

通过结合长期积累形成的优质教学资源和成果,建设并搭建了信息化辅助教学平台,通过平台服务学生和教师信息交流,实现了课内、课外统一,并且为实验室开放运行和网络辅助实验教学奠定了基础。平台的相关模式为学校开发教学管理系统提供了支撑,同时,相关软件及信息化资源获得2项吉林省教育技术成果奖。

(三)强化校企合作

中心先后与飞思卡尔半导体公司、上海未来伙伴机器人公司以及美国安捷伦公司等十多家企业,创办和协办了“飞思卡尔智能汽车大赛”“机器人控制大赛”“无线电发射比赛”等多项比赛,并提供培训、训练和实践支持,每年受益学生达500多人。近五年,中心组织竞赛10项,共计48次,学生获得省级以上竞赛奖达118项,在吉林省名列前茅。此外依托中心建立的“吉林省大学生创新实践基地”,极大地丰富和活跃了实验室开放的内容和形式,在指导学生开展课外学术科技活动、培养具有较强科技创新能力的特色人才等方面,发挥了积极作用,形成了学生培训、创新、实践基地和科技骨干人才培养基地。

参 考 文 献

[1]杨双.本科院校电子信息工程专业教学改革探讨[J].教育探索, 2013(4): 20-21.

[2]王博钰,詹伟达.以国家级实验教学示范中心建设为契机, 促进实验教学改革与发展[J].长春理工大学学报:社会科学版, 2014(12): 171-173.

[3]华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京: 清华大学出版社, 2006.

第6篇:数字电子技术基础论文范文

论文关键词:电子系统;设计方法;设计能力

随着科学技术的发展、知识经济时代的到来,社会对大学生提出了许多新的要求。大学生应该具有扎实的基础理论知识、较强的实践能力、创新意识、创业精神和协调能力、强烈的责任感和服务意识等。

当今世界,电子产品不断更新发展,并且向智能化方向发展,日益突出单片机和FPGA等可编程器件在电子产品设计和创新中的重要性。新产品的更新换代促使用人单位对电子信息专业的学生有更高的要求:第一,要有扎实的专业基础知识,例如学习和掌握“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“高频电子技术”、“单片机原理”和“微机原理”等主要课程;第二,动手能力要强;第三,要能紧跟电子信息产业的迅速发展,要有较强的适应工作的能力,使用先进应用软件的能力,例如会利用诸如Protel、MaxplusII、Multisim、Matlab等工具软件进行电路设计和仿真调试。用人单位对毕业生的要求除了能够掌握一定的基础理论和工具之外,还要求毕业生具有基于单片机系统的电子产品的设计经验。

电子设计竞赛正是对人才全面培养、更新教育理念、改革教学方法和内容等起到了促进作用,具有极其重要的现实意义。电子设计竞赛的选题引进了新的理论与技术,是跨学科的、系统的和综合的。为了有效指导学生参加各类电子竞赛,特对综合电子系统设计的教学模式、课程内容、教学方法及考评进行改革。

一、综合电子系统设计课程的性质

电子系统设计主要是指基于单片机控制的完整应用系统的设计,包括系统软硬件设计及系统调试等多方面的知识。电子系统设计课程体系是以“单片机原理及应用”课程为核心,由“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“传感器技术”、“电子设计自动化”、“可编程逻辑器件及应用”、“C语言程序设计”等相关课程组成。它是一门综合性较强的专业课程,通过本课程的理论学习和动手实验,培养学生的专业知识综合运用能力、系统分析能力和电子产品开发创新能力。

学生经过前期基础课的学习,通过随课的验证性实验,对于电子信息领域的相关理论知识有了了解和掌握,在老师的指导下基本能够进行单元电路的设计和调试,通过课程设计也能完成本课程简单的综合性实验。但一些验证性实验多数是教材内容原理的演示和再现,实验内容和方法都是老师指定,学生基本没有进行系统级的设计和实训,综合实践能力有待提高,学生没有发挥自己的主观能动性,积极性不高,不利于创新性人才的培养。

鉴于上述情况,对综合电子系统设计的理论内容和实践方法进行改革创新。

二、综合电子系统设计理论课内容

根据本课程的实际情况和学生所具备基础知识,安排如下几个环节:模拟电路单元设计,数字系统单元的设计,微处理器单元电路的设计以及电子系统抗干扰技术等环节。

结合全国电子大赛,模拟单元电路主要讲述运算放大器的设计以及正确使用、有源滤波器的设计方法、外围电子元器件(电子、电容)的计算和选择;直流稳压电源的设计方法以及参数元器件的选择;各种信号产生的方法,重点讲述数字频率合成DDS的原理和实现技术。以上这些单元内容的安排是结合历年来全国电子设计大赛有关模拟电路环节而选择的,通过这些内容的讲解有利于提高学生模拟电子技术的设计方法。

数字系统设计单元主要讲解数字系统设计方法,突出现代数字系统设计——EDA设计方法;可编程逻辑器件的特点及选择;数字系统设计举例,比如AD、DA控制器的实现、交通灯控制器的实现、电子密码锁的设计等。通过大量实例的讲解使学生能初步掌握用大规模可编程逻辑实现中等难度的数字逻辑系统。

微处理器单元主要讲述目前流行的各种处理器,例如51内核单片机、MSP430单片机、AVR单片机、PIC单片机等型号,介绍它们的特点、应用范围、怎样根据项目需求来选择合适的微处理器;根据学生目前对微处理器的掌握和学习情况,重点讲述基于单片机串行通信的设计,包括几种流行的串行通信协议:SPI协议、IIC协议、UART协议以及one—wire协议,分析它们的特点,在不具有SPI总线、IIC总线的微处理器中怎样通过IO口模拟它们的总线协议;以具有这些总线协议的集成电路芯片的利用提高学生的C语言编程能力。

在微处理器单元里,另外的重点内容多基于单片机的并行通信设计,包括常用的人机接口电路(键盘、LCD、LED显示),这是在大多数的电子系统设备中都具有的,学生有必要掌握它们的设计方法以及编程技术。

电子系统抗干扰技术也是综合电子系统设计中非常重要的内容。当系统处在比较恶劣的环境下,抗干扰设计的好与坏直接决定了系统能否正常工作。微处理器虽然本身的抗干扰能力较强,但是用微处理器构造的控制系统仍存在着抗干扰的问题。为防止外界对系统的干扰,并确保电子系统安全可靠运行,必须采取相应的抗干扰措施。电子系统的干扰主要来自于供电系统、过程通道及空间电磁波。电子应用系统的抗干扰设计应针对不同的干扰源采取必要的抗干扰措施。具体方法有硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。

在这一章节里主要讲解电磁兼容设计、器件选型、降热散热计算、电路板和电子系统可靠性测试等综合知识。通过对本小节的学习,使学生应达到以下目标:熟悉系统的各种干扰来源及形式;学会供电系统及过程通道的抗干扰措施;能说出在印制电路板设计中体现的抗干扰措施;学习设计软件陷阱及看门狗电路,从而为综合电子设计系统设计打下良好的基础。

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三、精心设计安排实验

这门课实践性很强,除了教师讲述的理论内容和方法外,安排大量的实验以及鼓励学生去参加科技创新和各种电子设计的比赛,提升学生分析问题、解决问题的能力,从而提高他们的实际动手能力。根据课程的内容合理安排一些设计性的实验题目。安排的实验不同于在学习相应的基础时所做的实验,要体现独立思考的能力。

教师布置实验题目、讲述方法,学生以实验项目为中心,整合理论知识,查阅相关资料,具体的实验方案和电路要学生自己去网上或图书馆查阅资料独立完成。在做实验前,电路图以及程序代码要在课下完成,实验室只是调试电路和程序以及老师考核实验成绩。这样做可以更好地将理论与实践结合到实验项目中去,使学生在动手实践能力和分析解决问题的能力上有一定的提升;也可以锻炼学生学会搜集资料、整理资料,提高他们独立自主的学习能力。同时,教师在带领学生学习的过程中也在不断地提升自己,积累经验。

结合电子设计竞赛,安排各章节相应的实验项目:模拟电路单元主要是运算放大器和二阶有源滤波器的设计;重点是直流稳压电源的设计;数字系统单元设计安排了数字频率计、交通灯控制器,重点是DDS数字频率的合成实验。微处理器单元安排了基于单片机SPI总线时钟显示器和基于单片机并行通信的LCD显示系统。鉴于目前的实验条件,这些实验主要是通过仿真软件来完成。模拟单元电路里,利用Multisim电子电路仿真软件来完成运算放大器和有源滤波器以及直流稳压电源的设计;在数字电路系统设计中,利用MAX+PLUS II软件完成DDS数字频率合成的实验;微处理器单元,利用PROTEUS软件完成单片机的并行和串行通信实验。这样在不需要任何实验仪器和元器件的情况下,为学生提供了一个展示才华的平台,充分发挥学生的想象力和创造力。

四、综合电子系统设计的考核标准

目前我国教育领域使用的最普遍的考核方式仍是闭卷考试。闭卷考试对于考核学生的知识掌握情况是非常重要的,但对于综合电子系统设计这门技术性实践性和综合性非常强的课程,不适合采用闭卷考试对学生能力进行考查。

为了真正锻炼学生的实际动手能力,对这门课的考核采取如下方式:平时上课出勤、答疑以及学习的主动性占20%;实验占30%(其中课前预习的情况比重占80%);最后50%的成绩是学生的作品。学生可以完成一个老师指定的题目,在确定最佳设计方案后,到实验室完成了系统单元电路的仿真,进行安装、测量和调试,把实际的设计作品做出来。也可以根据学科专业方向并结合自身兴趣,自主选择一个课题作为课程的设计项目,经过系统规划、设计、电路实现、系统调试完成一个完整的电子作品;最后通过验收、答辩、总结、演讲结束课程的学习。在系统的制作和调试过程中,让学生想方设法采取各种措施解决所遇到的实际问题,不断调整参数,修改和完善设计方案,得到真正的训练。

第7篇:数字电子技术基础论文范文

[关键词]电子技术;实践教学;创新;改革

数字电子技术课程是信息类、计算机类、电气类等专业的基础课程,通过对数字电子技术课程的学习,让学生掌握这门课程的基本知识、基本理论及基本技能,清楚电子技术的发展进程,为以后的专业知识学习做好铺垫和基础。数字电子技术课程一般被分为理论和实践两个部分,实践部分作为理论教学的补充,有着非常重要的作用。实践教学不但能激发学生的学习积极性,提高学生运用理论知识进行设计及分析的能力,还能提高学生主动发现问题、解决问题的能力,促进学生的全面发展。如今,随着新课程改革的进程不断深入,数字电子技术课程的教学时间被一再压缩,这就对这门课程的教学提出了新的挑战:要让学生在有限的学时里领会数字电子技术的理论知识,并通过理论进一步掌握数字电子技术的实践方法,进而提高学生的实践技能和动手能力。同时,通过学生的实践活动,让其更加深入地了解电子技术理论知识的内涵。因此,应该重视实践教学的作用及地位,更加科学合理地安排学生的实践活动,并提高实践教学的要求。

一、完善实践教学方式

首先,建设多媒体实验教学系统。通过先进的计算机多媒体技术,把教学所需的实验步骤、理论示意图、注意事项等制成精美的实验教学课件,对图像、声音、文本、视频等多媒体元素进行加工处理,加强教学效果,优化课堂教学,提高学习效率。这种方式避免了传统电子技术实践教学中枯燥、刻板的缺点,激发了学生的学习积极性。其次,建设虚拟实验教学平台。虚拟实验教学平台能够增强学生对电路的认知,掌握各种电子仪器的使用方法及测试方法,让每个学生都可以动手实践,进行电子元件接线及设定仪器参数,一边连线测试,一边修改分析,还可以对比理论计算的结果。通过虚拟实验教学平台提供的能够随时修改和调整的仪器参数,分析其对电路的影响,在使用和测试过程中,将理论与实践结合起来,增强学生的实践能力及对理论的理解。再次,不断完善网络实践教学平台。将多媒体网络课件、实践教育资源、网络教育平台等有机结合起来,组成立体化的网络教学资源,学生通过网络自行决定实验内容、实验时间,鼓励学生自由发挥,培养学生的自主实验能力和创新实践能力。

二、改进实践教学环境

一般来说,电子技术实践的教学环境要满足从课题设计到课程实践各个方面实践教学的需求,它包括软件建设和硬件建设两个部分。软件建设以提高实践教学的创新和管理为主,包含资源共享、管理规范、操作要求等;硬件建设以完善实验室建设为主,包含实验设备、实验场地、实验配套软件等。首先,要充分利用现有的实验设备。现阶段,实验室一般都由各个教研组管理,大部分实验设备都是用作理论课程的实验,各个教研组之间各行其是,实验设备利用率不高。面对这样的问题,应该把实验室从教研组分离出来,建设统一的实验中心,把实验设备统一管理,提高利用率。其次,要及时更新实验设备。随着时代的发展,一些陈旧落后的实验设备已经无法满足实践教学的要求,因此,要及时购买先进的实验设备,使实践教学跟上电子技术发展的脚步,让学生了解最先进的电子技术与产品。再次,引入虚拟实验平台。ElectronicsWorkbenchEda(EWB)是一款小巧但仿真功能十分强大的计算机软件,它被称为虚拟电子实验室。虚拟实验是指借助多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上构造一个可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关实验环境,通过仿真调试、电路设计及对数据和参数的分析,达到实验效果的一种新型的实验方法。将其作为传统实验的补充,能够使学生熟悉仿真软件技术,同时把理论知识和实验内容紧密联系起来,可以较全面地反映和概括所学的知识。这样一来,不仅利用了实验教学参与性强、操作性强的特点,还发挥了计算机资金投入少、直观、迅速的优势。除此之外,要创设开放式的实践教学环境。开放式实践教学是为了给学生创设一个轻松的学习及实践环境,给学生创造自主学习和探索的时间和空间。由于新入学的学生对电子工艺的知识和技术还不够熟练,应该安排教师辅导学生,实验室也应对学生全天开放。学生在实验室中能够熟悉电子仪器的原理和使用方法、焊接技术、小型电子产品的制作、印刷线路板的制作、电子线路的检测等,为以后的电子技术实验打下坚实的基础。同时,开放式的实践教学还可以把科研活动与实践教学结合起来,让学生积极参与教师的科研活动,培养学生的科研能力、操作能力和创新能力。

三、建设实践教学师资队伍

要想培养出高素质的实践型人才,必须有一支高水平的实践教学师资队伍,教师队伍水平的高低关系着实践教学质量的好坏。首先,要采用激励考核机制。学校应采用教学岗位聘任制,设置主讲教师、主讲教授。对主讲教师、教授给予高薪酬的激励制度,充分调动教师进行实践教学的积极性。其次,重视教师培训,构建合理的教师队伍。鼓励教师参加继续教育,深入产业第一线,了解行业的发展前景,丰富自身的实践经验,结合实践开展教研活动。鼓励教师参与教学改革、发表学术论文、定期参与教学研讨会,提高教学水平。再次,改革教育教学体制,改善管理方式。为了满足当今实践教学的需求,应深化体制改革,建立健全人事聘任制度、教学激励制度、工作考评制度,提高实践教学的水平和质量。电子技术实践教学的改革和创新,能够为学生发展个性、自主学习提供所需的空间和时间,有利于提高学生的创新能力和创新意识,进而全面提高实践教学质量。

四、优化实践教学内容

根据当今电子技术的发展进程及学生的实际情况,合理选择实践教学内容。应该给学生设置丰富且层次多样的实验项目,通过设计层次多样的实验项目,既可以促进学生的全面发展,又有益于教师专业水平的提高。首先,运用基础实验来巩固学生的理论知识。实践教学的第一层次是进行验证方法性或原理性为主的课程实验。通过一些验证性、演示性的实验,使学生加深对所学原理或理论的理解,培养学生的基础实践技能。在教学过程中,应尽量避免课程实验,真要做时,教师应指导学生熟悉电子电路的测试方法,引导学生注意实际操作中的突发状况等问题。其次,运用课程设计来培养学生的实际应用能力。实践教学的第二层次是以理论和原理为主的课程设计。一般来说,课程设计需要应用不同课程的知识来解决一个实际问题,进而培养学生的理论知识运用能力。再次,运用综合应用实践,培训学生的创新能力。实践教学的第三层次是综合应用实践,它需要综合应用不同课程的知识,设计出具有一定应用价值的项目,以达到综合应用的需求。这样就能够培养学生自主制定实验方式、实验过程及独立实验的能力,为培养学生的创新能力打下了坚实的基础。除此之外,可以运用专题设计来提升学生的工程素质。实践教学的第四层次是专题设计实践,专题设计大部分以真实的工程为背景,让学生自行探索、自主进行实验研究,不仅可以培养学生发现问题、解决问题的能力,还能提高学生的工程素质。综上所述,电子技术的实践教学是一种极其重要的教学方式,如今已被广泛运用于电子技术教学中,但是其课时短、任务重的特点又对实践教学提出了不小的挑战。因此,教师应不断革新实践教学方法,激发学生的学习热情和积极性,培养学生发现问题、解决问题的能力,锻炼学生的实践能力,促进学生综合素质的提高。

参考文献:

[1]王波,张岩,王美玲.电子技术实践教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2011(6).

[2]蔡立娟.电子技术课程实验教学改革的探索与实践[J].教育与职业,2011(3).

[3]熊春宇,齐风河,高玉凯.电子技术实践教学模式探索[J].中国电力教育,2013(19).

[4]翟洪波.电子技术课程实验教学改革的探索[J].中国电力教育,2008(9).

[5]张晓清,袁小燕.电子技术实验改革初探[J].山西医科大学学报:基础医学教育版,2003(3).

第8篇:数字电子技术基础论文范文

关键词:电子类课程;数学与信号类课程 ;计算机类课程;教学方法

本论文受成都理工大学2007年教学改革研究基金《电子信息类专业课程教学方法的创新与实践》项目(项目编号:200719)和四川省2008年精品课程《数字通信原理》项目资助。

中图分类号:G642 423 文献标识码:A

由电子与通信和计算机科学交叉而形成的电子信息科学, 是目前乃至今后一段时间最具生命力的技术领域之一。而电子信息技术是一个复杂的多层次、多专业的技术体系, 信息技术革命推动了它的更新换代, 该技术领域的知识更新速度是其他领域的4 倍。因此电子、信息类专业知识的学习任务相对较重,课堂教学的信息量较大。

为了让学生能尽快地接收更多的知识,我们电子信息类专业教师需要长期研究如何把电子课件等新型教学方法更好地应用于电子类专业课程课堂教学中,如何将单一的教学方式丰富起来,从而提高教学效果,改善教学质量。我们课题组老师长期致力于此方面研究与实践,并于2007年申报了成都理工大学校级教改项目《电子信息类专业课程教学方法的探讨与实践》。首先研究了电子信息类专业课程的特点,然后根据不同的课程特点研究出相应的教学方法。下面做一些简单介绍。

一、电子信息类专业课程的特点

近些年来,由于电子信息技术的快速发展,电子信息类专业课程在教学内容上有了相当大的调整,但仍可以将课程大致划分为三大类,即:

(一)电子类课程:包括电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电子系统设计等;

(二)数学与信号类课程:包括信号与系统、数字信号与处理、自动控制原理、通信原理等;

(三)计算机类课程:包括计算机引论、C++程序设计、数据库原理及应用、计算机网络、微机原理及接口技术等;

电子类课程的主要专业基础课程是《电路分析》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》三部分,数学与信号类课程的主要专业基础课程是《信号与系统》、《数字信号与处理》,计算机类课程的主要专业基础课程包括《计算机引论》、《C++程序设计》、《数据库原理及应用》。

这三类课程对学生的功底要求各不相同。电子类课程要求学生具有一定的数学功底,相当的物理知识;同时,对学生在实践方面也有较强的要求;数学与信号类课程要求学生具有相当的数学功底;计算机类课程要求学生有较强的逻辑分析能力,对学生的实践能力要求较强。

在这里,值得一提的是:有些课程的类别难于划分。如《DSP技术及应用》这门课程既需要信号类课程的基础,又离不开在实际电路方面的编程。在考虑这类课程的教学方法时,我们应根据不同的教学内容做相应的考虑。

二、针不同类课程的不同内容,调整相应的教学方法和教学手段

(一)在课堂教学中,过去一般采用传统教学方式,学生都是被动接收知识。随着教育现代化进程的不断推进和素质教育的深入, 大多数的课程教授已经采用了多媒体辅助教学,使得课堂教学手段有了更多灵活和直观的方式。

在具体的课程中,我们应根据情况来制作相应的课件。针对不同课程的不同知识点,选择相应的教学方法。如对电子类及数字与信号类课程的基础理论,考虑到它是整个课程的基础, 我们要进行详细的、系统的介绍,在教学上要注意加强例题及定理的讲解,尽量板书书写推导步骤或将其动态地在课件中播放出来。例如在电路类的基础课程《电路分析中》,戴维南等基本定理的讲解就需要反复讲解,占用较长的时间。而对计算机类的基础课程,课件内容则要丰富得多。

对于基于原理的应用等内容,我们则更强调其应用。如对电路的器件,则重点讲解其外部特性、作用、主要参数等,而简化其内部结构介绍。

对于基本方法,我们更注重加强引导学生分析解决实际问题的能力,淡化纯粹的解题技巧的训练。如在《通信原理》的课程中,多次讲到信号的频谱成分的分析,我们则重点强调分析方法的使用,忽略推导过程,注重其计算结果。

在具体教学过程中,我们以培养学生综合应用能力和创新能力为导向,课堂综合运用音频、视频等多媒体案例进行互动教学,拓展了教学途径。首先,我们将大量的教学信息预先放置在课件当中,延长了课堂的有效讲解时间。这在各种课程中都有体现,其中电路类中的复杂电路图的讲解往往都将电路图预先画在课件中,节省了教师画电路的大量时间。其次,为了避免课件中信息量过多,对重点和难点,我们还注重使用Flash 等工具将静止的内容进行动态表现,吸引学生的注意力,并激发学生去思考。如我们讲解通信系统中信号的传输时,就采用Flash将信号的传递过程动态地表现传来,让学生对信号在传输过程中变换和处理过程有了非常深刻的理解。最后,由于课件不能回答问题,我们在教学中还要注意加强师生交流,设置必要的提问等交流过程。如计算机编程类的课程中,程序的设计就应当通过必要的提问激发学生积极参与,将程序流程图逐步引出,逐渐让学生进一步思考解答整个问题。

(二)随着电子信息技术的飞速发展,仿真技术在实验过程中得到了广泛的应用,我们也在尝试建立一种基于模拟仿真实验的新的教学模式,如将EDA、Matlab等运用到教学过程中,利用仿真工具制作出的电子课件具有更多的功能。例如我们在信号类课程中利用Matlab制作出的系统框图具有信号的仿真功能,教学效果较好。还有我们课题组中的教师开设了《计算机辅助电路分析》的公选课,加强学生分析问题的能力。

三、完善实践教学环节, 加强培养学生创新精神和实践能力

由于电子信息技术实践性很强,其中电子类课程强调学生的硬件动手能力,计算机类课程和信号类课程强调学生的软件动手能力,因此我们通过合理安排实验、实践及实习整个课程体系来加强学生实践能力和创新能力的培养。

(一)对一些对动手能力要求高的课程,我们将课堂教学直接引进到实验室。例如,原来的《电子CAD》课程是把讲课和实验分开,上完一次课程,然后在实验室上一次机,这样学生不能马上自己动手实践老师上课讲过的东西,教学效率不高。我们后来将该课程改为全部引入实验室,教学效果明显增强。

(二)在课堂实验方式中加强了学生综合性和设计性实验的比例,制定了支持综合性、设计性实验的鼓励政策,对综合性、设计性实验项目进行认定,保证了综合性、设计性实验的教学质量。综合性、设计性实验对学生开展思维活动,提高学生学习兴趣,激发学生创新精神,促进学生学习的主动性是非常重要的。学生和教师普遍反映,综合性、设计性实验有知识、有深度、有难度,有利于学生创新精神和实践能力的培养,促进了学生综合运用所学知识解决实际问题能力的提高。在实际课程中,我们通过个人实验和小组实验来加强学生创新能力的培养,如《计算机网络》课程中,我们设了个人制作网线,小组组网等内容,在《通信原理》课程试验中,我们就增加了设计完整的通信系统的任务。实践证明,综合性、设计性实验激发了学生的学习兴趣,提高了他们分析问题和解决问题的能力,使其对相应的理论知识有了更深刻的认识。

(三)通过实验室对外开放,大力发展第二课堂。学生可以根据自己的兴趣进行各种实验项目的开放实验。我校电子类实验室根据学生预约,及时安排学生进行自主实验,计算机类实验室在无课时基本全天开放。通过开放实验室,发挥实验室资源优势,实现了资源共享,调动了学生的学习主动性,学生的动手能力、实践能力、创新精神不断得到提高。充分保证了应用型人才培养的需要,实现了理论教学和实践教学的有效融合,保证了学生毕业论文(设计)的质量。以我校电子信息科学技术专业为例,五年内,学生在全国电子设计大赛等各类国家及省市赛事中获得各类奖项12项,效果较好。

(四)安排合理的实习课程,制定了一系列的实习措施,使学生能够了解生产组织与管理过程、工艺流程和主要设备情况、质量检验和控制程序,锻炼和提高了动手能力和解决问题的能力,达到了较好的实习效果,确保了人才培养目标的实现。

四、提倡使用网络化教学方法,提高学生学习的主动性和积极性

由于信息技术的高速发展,校园网的资源非常丰富,因此我们通过机房开放给学生提供更多的上机实践机会。除此之外,我们还充分现有的网络平台搭建教与学的平台,将教师的课件等资料上传的网络上,有条件的课程还建立网站,鼓励学生自主学习和网络学习。同时还使用BBS或电子邮件等方式作为辅导答疑的手段,增加了教师和学生交流的机会。其中四川省精品课程《数字通信原理》就在逐渐完善自己的网站,争取给学生提供更多的自主提升的机会。

通过以上一些有针对性的改进教学方法的措施,我们课题组教师在教学方法的创新与实践中,激发了学生的学习兴趣、扩大了学生的感知,使学生形成鲜明的表象,提高了教学质量,达到了我们力求达到的效果。

参考文献:

[1]管旗,《以正确的心态面对电子类专业课程的多媒体课件教学》[J],扬州:扬州大学税务学院学报,2002.4,P60

[2]王秋华,章坚武,骆毅,《我校电子信息类专业理论与实践教学体系改革的探讨》[J],哈尔滨:中国科技信息,2006.17,P193

第9篇:数字电子技术基础论文范文

课程内容体系的更新

“模拟电子技术基础”课程需要在有限的学时内(理论教学64学时,实验20学时)使学生获得电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能。新修订的课程内容体系更加注重理论教学与实践教学的衔接,在保证经典理论的基础上重点讲授集成运放组成的各种信号运算、信号处理和信号产生电路,并延伸到模拟集成电路和模数混合系统等内容,培养学生系统级的分析与设计能力。理论教学应简化器件内部机理的介绍,弱化缺乏工程背景的解题技巧及公式记忆,强化器件的组合应用与接口扩展机制,加强主流新技术的探讨;实践教学应重点引入研究型和设计型实践教学环节,为此出版了课程配套的“十一五”规划实验教材《电子技术实验与模拟电子技术课程设计》。目前,多媒体教学和电子设计自动化(EDA)的发展使得教学辅助软件能够融入课堂,为学生丰富的探索和实践提供了现代化手段。适用于该课程的研究型教学辅助软件包括EDA仿真软件Multisim、Proteus和工程计算软件Matlab、MathCAD。[4]在此基础上,笔者将EDA仿真作为理论课的工具及学生进行硬件实验的前提,建立了“理论•仿真•硬件”相互融合的教学模式,以保证研究型教学落到实处。

教学方法与教学手段的改进

随着信息技术的发展,世界各国高校都在大力开展网络化教学应用,然而海量的数字化资源会使学生感到无所适从。为此,笔者通过网络辅助教学平台给学生提供少而精的数字化资源,与课堂教学相辅相成。除了教学大纲、教学日历和教学课件,网络辅助教学平台提供的数字化教学资源还包括教学辅助软件、往届试卷及答案详解、国家级电子技术精品课程和国际一流大学电子技术课程的网址,方便学生进行自主学习。网络辅助教学平台还提供与课程相关的在线辅导答疑,并通过微博、QQ群、飞信群等网络互动方式开展忆阻器、在系统可编程模拟器件、新型传感器等前沿技术的专题讨论,并让学生通过网络调查模拟电子技术的相关专利与应用,撰写调研报告,促进学生开展研究性学习。EDA技术是电子设计领域的一场革命,改变了以变量估算和硬件实验为基础的电路设计方法。在理论教学中引入重点内容的EDA仿真演示,有利于快捷地将理论性和应用性融于一体,实现理论教学的拓展,并为实践教学打下基础。由于学时与场所限制,教师需要在备课时充分考虑课堂投影演示与本机显示的不同,精心设计演示范例与互动环节,引导学生思考,由学生得出结论,并事先做好演示范例的中间版本以便重点演示关键步骤。

例如,笔者在课堂上利用EDA仿真软件边演示边讲解电路引入负反馈前后各种参数、输入输出信号波形、频率响应特性的异同,学生通过直观的比较加深了对负反馈作用的理解。此外,笔者在布置书面作业时还鼓励学生对作业中的疑难问题进行仿真,并在作业本上写出心得体会。现行的理论教学往往只讲器件和基础电路,很少涉及如何由各种元器件通过某种联结组成一个实用系统。笔者在绪论课中就结合实际阐明电路系统的组成及各部分的作用,并给出简图;之后课程中每一个新内容都会回到系统简图上来,逐渐深化、细化,并引导学生寻找反例,这样不但使学生建立了系统的概念,而且能够举一反三。在EDA的辅助下,学生对各种电路无须精确的理论计算,但要掌握近似估算的方法,弄清楚电路系统的设计思路及其局限性、性能指标的折衷考虑。要注意各章节之间的相互配合和衔接,坚持培养学生“系统化模拟电路”的定性思维,强化以集成运放为基础的知识体系,使学生建立系统观念、工程观念,学会定性分析与辩证的思维方法。

多层次的实践教学

研究型教学是理论和实践有机结合的一种教学方式。然而由于学时、实验条件的限制,课内实验的教学效果难以达到预期目标,利用EDA软件开展虚拟实验能够弥补当前课内实验的不足。目前EDA软件的种类很多,其中Multisim软件提供了多种常用的虚拟电子仪器与元器件,特别适合于模拟电路系统的虚拟实验。[5]学生可以通过这些仪器观察电路的运行状态,查看电路的仿真结果,许多设置、使用和读数与实际的测量仪器类似。因此,课内实验是首先在EDA实验室安排了一节课的Multisim认识实习,随后按教学日历分为基础实验、综合实验、课程设计三个阶段。各阶段都增加了相应的仿真设计内容。在课内实验之前,笔者要求学生预习实验内容并进行Multisim仿真及课外研究,再进入实验室通过仪器设备进行实际的硬件操作。虚拟实验和硬件实验不可重此轻彼,而应软硬结合。笔者通过实验课件的演示减少讲解时间,让学生有更多的时间用于实际操作与硬件调试。这种“理论•仿真•硬件”相互融合的教学模式将仿真考核和课外研究作为实验成绩的重要部分,增强了学生对理论知识的理解与掌握,提高了学生的仿真能力、设计能力和系统调试能力。

研究型教学需要一种类似科学研究的氛围以及一对一的师生互动。综合实验和课程设计能够较好地弥补理论教学大班授课的不足。有限的学时在一定程度上制约了实践教学的深入开展,为此笔者压缩了前期验证型基础实验的次数,在实验课程的后期安排了三次融合整学期知识点的综合实验,帮助学生强化“系统化模拟电路”的定性思维。期末的课程设计则由指导教师布置若干难度适中的研究课题,要求学生从查阅资料开始自主进行电路设计,对设计的电路进行仿真分析,经教师审查后方可选购器件,安装调试电路,测量各种参数,进行实验分析,提出改进意见,并根据规范格式书写课程设计报告,完成一次较完整的工程研究训练。鼓励学生进一步拓展课程设计内容并发表科技小论文,在课程设计中表现突出的学生将被选拔参加各种课外科技活动和竞赛。