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集成电路设计教程精选(九篇)

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集成电路设计教程

第1篇:集成电路设计教程范文

引言

随着城市化的逐步发展,城市交通也发生了巨大的变化,虽然新修建数条高速公路及普通道路,但随着汽车的日益增长,市区交通仍然变得十分拥挤,而这些因素对人们的安全出行也带来很大隐患。各交通路口的信号灯作为交管部门管理交通的重要工具之一,其合理使用可以为人们的安全出行提供保障。交通信号灯主要由城市交通控制系统控制。现代城市交通监控指挥系统中的城市交通控制系统一个综合化的计算机道路交通管理系统,其主要功能包括城市交通数据监测、交通信号灯控制以及交通疏导。在以计算机为主体的信息化交通管理系统中,如何运用科学的控制方法对已建的城市道路结构进行优化调度,缓解道路的交通拥堵状况,越来越成为交通运输管理和城市规划系统亟待研究的课题。数字电路具有逻辑性强和灵活性强的特点,数字电路芯片只要在一定范围内输入,都能得到稳定的输出,调试起来比较容易,电路工作也比较稳定,所以被广泛用于各种领域。本文着重介绍运用数字集成电路进行控制的交通灯的设计思路。

1交通灯的设计要求及总体方案

1.1设计要求主干道和支干道十字路口设置交通灯,控制两条交叉道路上的车辆通行。①每条道路设1组由黄、红、绿灯组成的信号灯,绿灯表示允许通行,红灯表示禁止通行,黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行,而未过停车线的车辆停止。②当主干道绿灯亮时,支干道红灯亮,且主干道绿灯亮的时间不少于60s。③当主干道红灯亮时,支干道绿灯亮,且支干道绿灯亮的时间不超过30s。④每次变换通行车道前,要求黄灯先亮5s。1.2总体方案根据设计要求,交通灯控制系统的组成框图如图1所示:十字路通灯工作状态数据由状态控制器进行监测记录,通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯,秒脉冲发生器产生整个定时系统时基脉冲,通过减数计数器对脉冲减计数,达到控制每一种工作状态的持续时间,减数计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换,同时译码器根据系统的下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值,减计数器的状态由BCD译码器、数码管显示。

2设计的主体内容

2.1状态控制器的设计①S0状态表示主干道绿灯亮,支干道红灯亮,60s定时开始计时,且通车时间未超过60s。②S1状态表示主干道通车时间已达到30s,此时主干道黄灯亮,支干道红灯亮,5s定时器开始计时。③S2状态表示主干道黄灯时间已超过5s,此时,主干道红灯亮,支干道绿灯亮,30s定时器开始计时。④S3状态表示支干道通车时间已超过30s,此时,主干道红灯亮,支干道黄灯亮,5s定时器开始计时,以后当支干道黄灯计时超过5s时,接S0状态。这四个状态可以用二进制编码表示,S0用00表示,S1用01表示,S2用10表示,S3用11表示,其状态转换图2所示。这是一个二位二进制计数器,可采用中规模集成计数器CD4029构成状态控制器。CD4029是一种CMOS电路二进制/十进制可异步置数的可逆计数器,若要实现多级级联,只需将前级计数器的进/借位信号CO连到下级计数器控制端C1即可,CD4029可实现二进制/十进制的可进位,可预置的加/减数。状态器的脉冲可以用来自减法计数器的借位输出,根据译码显示器的借位变化来改变状态器的输入,控制状态器的输出。由CD4029所组成的状态控制器如图3所示。2.2译码电路的设计主干道上红、绿、黄信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态,它们之间的关系见真值表,如表1。对于信号灯状态,“1”表示灯亮,“0”表示灯灭,两个方向的信号灯有4种输出状态。由真值表分析可以求出各信号灯的逻辑关系。选用半导体发光二极管来模拟交通灯,由于门电路的带灌电流的能力比一般带拉电流的能力强,要求门电路输出低电平时,点亮相应的发光二极管,所以在状态输出端设置了与非门和非门,以满足低电平的要求。状态译码电路如图4所示。2.3定时电路的设计定时要求主干道绿灯显示60s,支干道绿灯显示30s,黄灯显示5s,故需要一个能实现自动调节不同时间的定时器74LS245,通过使能端和控制端可以控制不同数字的输出。预置到减数计数器的时间可以通过3片74LS245来实现,3片74LS245的输入数据分别接入60、30、5这3个不同的数字,74LS245的输出数据和减法计数器相连,实现设计要求的计时时间。三片74LS245的输出与否由状态控制器来实现,当状态控制器在S0(Q2Q1=01)状态S4(Q2Q1=11)状态时要求黄灯亮,要求减法计数器从初始值5开始计时,可以看出黄灯亮时Q1必须为1,所以可以用Q1来控制接数字5的74LS245。当主干道绿灯亮时,60s计数器开始计时,由于74LS245的EN端接入低电平有效,而信号灯也是接人低电平有效,所以可以把74LS245的EN端与主干道的绿灯连接,同理,输入数据20的74LS245可以与支干道的绿灯信号相连,74LS245的管脚图如图5所示。它主要实现的是三态门的功能,输出端除了有高电平和低电平两种状态外,还有第三种状态高阻状态。其逻辑功能是:当使能控制信号EN=0时,若DIR=1,则数据传输通路为A到B,若DIR=0,则数据传输通路为B到A;而EN=1时,无论DIR为何值,A、B之间均呈高阻状态。定时器的减数器主要是由异步可逆二/十进制计数器来实现,译码和显示电路主要是由74LS47和数码管来产生,74LS47管脚图如图6所示。2.4脉冲产生电路的设计脉冲的产生电路主要是由555定时器产生的。555定时器是一种中规模集成电路,只要在外部配上适当的几个元件,就可以构成施密特触发器,单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲与变换电路,该器件的电源电压为4.5~16V,驱动电流可达到200mA左右,并且可以与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。多谐振荡器是一种无稳态电路。对该电路通电后,电路状态可以自动变换并且产生矩形波的输出。555定时器组成的的脉冲发生器如图7所示。将以上各模块进行逻辑连接,得到系统的电路原理图,如图8所示。将各单元部分按照电路图连接后,进行各单元电路调试及整体调试,并通过软件仿真验证,完全达到设计要求数字集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产,由数字集成电路控制的交通信号灯也会越来越广泛地使用。

参考文献:

[1]李中发.数字电子技术[M].北京:水利水电出版社,2001.

[2]时万春.现代集成电路测试技术[M].化学工业出版社,2006.

[3]杨兆生.新一代智能化交通控制系统关键技术及其应用[M].北京:中国铁道出版社,2008.

第2篇:集成电路设计教程范文

关键词 模拟集成电路设计;理论与实践相结合;仿真实验

中图分类号:G642.4 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2013)30-0095-02

集成电路设计相关课程体系是各高等院校电子科学与技术、电子信息科学与技术等工科专业核心专业课程设置的重要组成部分,为大学生深入学习掌握集成电路设计的基本原理、分析方法、仿真方式等打下基础。大多数理工科高校对电子类专业开设模拟集成电路设计和数字集成电路设计的课程,对学生进行综合培养。对于模拟和数字集成电路设计,如果要深入到晶体管级进行分析和设计,那都必须进行原理的深入学习。而在现实工作中,数字集成电路设计主要是通过运用高级硬件电路描述语言基于门级对电路进行设计,晶体管级的原理分析只是理论基础。模拟集成电路设计则必须完全深入晶体管级进行分析和设计,所以模拟集成电路设计更加繁琐和复杂,对理论分析的要求也更高。

本文通过笔者多年来在模拟集成电路设计理论和实践教学中积累的经验和教学心得,对如何在繁琐和复杂的教学中使学生更好地掌握知识体系进行探讨。

1 教材的选择

1.1 国外经典教材的参考

集成电路的设计国外特别是美国要领先中国几十年的技术水平,如绝大多数高精尖端的芯片都是被INTEL、AMD、TI、ADI这样的跨国巨头所垄断,在教学知识体系方面自然是美国的高校如斯坦福、加州大学等要比国内高校更加系统和完善。美国出版的多本教材更是被奉为集成电路设计的圣经,如拉扎维编著的《模拟CMOS集成电路设计》、艾伦编著的《CMOS模拟集成电路设计》等。但是即使是被奉为圣经的教材,虽然经典,也有其局限性。如拉扎维编著的《模拟CMOS集成电路设计》对电路的理论分析非常透彻且深入浅出,却缺乏相应的仿真实验来验证其理论分析;而艾伦编著的《CMOS模拟集成电路设计》虽有部分仿真实验来验证其理论分析,但其理论分析又不如拉扎维的教材那么透彻和深入浅出。

1.2 国内教材的选择

国内的高校虽然较国外高校而言在集成电路设计领域起步要晚,差距也很大,但是在近些年国家政策的大力扶持下,已经有了突飞猛进的发展。国内也有了几本模拟集成电路设计知识讲解得比较透彻的教材,比如:清华大学王自强编著的《CMOS集成放大器设计》就从简单知识入手,讲解浅显易懂;东南大学吴建辉编著的《CMOS模拟集成电路分析与设计》分析比较透彻,讲解自成体系。但是国内出版的教材也都缺乏相应的仿真实验来验证其理论分析。

针对国内学生在集成电路设计知识领域基础比较差的现状,可以选择国内讲解得比较简单浅显的教材为主线,并以国外经典教材为参考。

2 教学方法的改进

模拟集成电路设计作为电子科学与技术专业的一门专业核心课程,比某些专业基础课程如电路原理、数字电子技术、模拟电子技术等要难度更大,也更为繁琐和复杂。如果按照传统方式进行讲解,或者说仅仅是按照教材进行理论分析和推导,那么学生很难对这门知识深入理解和掌握。因此,在教学理论知识的过程中,穿教材中没有的、可以验证其相应理论的仿真实验,这样能够更好地使学生理解和掌握理论知识。

2.1 以HSPICE仿真实验为辅助

SPICE是一种可以用于电路仿真的工具,大家所熟知的有PSPICE,它是一种可以适用于分立原件的电路仿真工具,而HSPICE是在集成电路设计领域专业使用的高精度的仿真工具。专业的集成电路设计公司和研究所都是使用UNIX或LINUX环境下的大型专业工具软件进行集成电路设计仿真,而笔者所在高校因为在此领域起步较晚,专业开设也较晚,专业实验室也并不具备,所以并不具备很好的实验条件来进行实验辅助教学。因为HSPICE具有可以在Windows环境下方便使用的小型版本的软件,所以可以很方便地用在课堂教学中。

2.2 理论与实践相结合教学

在繁琐复杂理论分析和推导的过程中,不断地穿HSPICE仿真,来验证理论分析和推导的结果,可以让学生显著加深对理论的理解和掌握。HSPICE仿真部分的内容是清华、复旦、东南大学等高校教师出版的教材里面都没有详细讲解的内容,也是他们课堂理论讲解过程中不会涉及到的知识。而在笔者所在高校以HSPICE仿真实验为辅助,结合理论教学后,取得了积极显著的教学效果,学生对理论知识的理解和课程考试成绩都得到了大幅度的提升。以2008级到2010级电子类专业的学生为例,模拟集成电路设计课程考试得优率从22%提升到了43%以上,学生对此教学方法也是高度认同。

3 结束语

在我国大力实行人才战略,强调人才培养的大环境下,笔者所在高校也响应国家号召,加强本科生培养,实施卓越工程教育,取得积极可喜的成绩。国家在近些年大力支持集成电路设计的产业发展,国内在此领域也有了长足进步,但也更加需要更多的专业人才来满足市场需求。在此背景下,本文积极探索和提高模拟集成电路设计的教学方法,取得长足的进步和发展,也得到学生的高度认同。笔者希望自己的经验和方法可以为兄弟院校相关专业的教学提供参考和借鉴。

参考文献

[1]Lazavi.模拟CMOS集成电路设计[M].西安:西安交通大学出版社,2003.

[2]Allen P E.CMOS模拟集成电路设计[M].2版.北京:电子工业出版社,2011.

[3]王自强.CMOS集成放大器设计[M].北京:国防工业出版社,2007.

第3篇:集成电路设计教程范文

关键词:生物医学工程;电子电路;课程设计;教学改革

作者简介:谢勤岚(1968-),男,湖北武汉人,中南民族大学生物医学工程学院,教授;曹汇敏(1972-),男,湖北鄂州人,中南民族大学生物医学工程学院,副教授。(湖北 武汉 430074)

基金项目:本文系湖北省教学研究项目(项目编号:JYS11003)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0094-02

生物医学工程是利用生命科学、电子信息科学、材料科学及机电控制技术的原理和方法,对与疾病的预防、诊断、治疗、康复以及相关产业等方面有关的问题进行应用基础理论和方法的研究,并进行产品开发与应用的一门工程技术学科。[1-3]在该学科的人才培养中,实践教学有着重要的地位,是培养创新型人才的关键环节。电子电路在生物医学工程研究和医疗仪器开发中有着重要作用,任何一台现代医学仪器或设备中都需要电子电路完成信息检测与处理、系统控制等核心功能。[2-4]

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

一、生物医学工程专业“电子电路课程设计”教学中存在的问题

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

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

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

2.课程设计内容不完善,所设计的内容不能充分体现课程设计的目标

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

3.评价方法和标准简单,随意性大

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

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

二、“电子电路课程设计”的改革思路和实践

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

1.明确专业培养目标,构建课程设计选题库

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

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

2.以学生为主体,改革传统课程设计指导方式

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

3.充分发挥学生潜能,加深加宽课程设计的训练内容并提高要求

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

4.重视现代电子技术的发展和应用,鼓励学生掌握和使用工具软件和最新芯片

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

5.培养学生兴趣,将课程设计与创新课题训练相结合

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

三、结束语

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

参考文献:

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

[2]李刚,张旭.生物医学电子学[M].北京:电子工业出版社,2008.

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

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

第4篇:集成电路设计教程范文

【摘 要】 本文在分析《士官大专数字电路》学员具体情况、教学内容和课程目标的基础上,论述了该课程的教学目标设计、教学策略设计等问题,主张整合教学内容,增大课堂信息量,改革教学方法,注重素质教育,以期全面提高教学质量。

【关键词】 士官大专;数字电路;课程目标;教学目标;教学设计

《数字电子技术》课程是电类的专业基础课,具有很强的理论性和实践性,传统的教学方式重视理论而忽略实践,因此在教学设计中应突出实验在学习过程中的作用;使学员形成一定的分析和解决简单实际问题的能力。为专业知识的学习和岗位任职的需要打下一定的基础。

一、教学起点分析

1、学员情况

该教学班是有线通信技术、视讯通信专业,士官大专层次,总体基础比较差,少数学员初中毕业,大部分学员高中毕业,学习态度和成绩都较差。依据人才培养目标的要求,数字电子技术是一门必修的专业基础课,是基础课程和专业课程之间的桥梁。通过本课程的学习建立认识和分析一般电子电路的能力,养成自主学习和勤于动手的良好习惯,为专业课程的学习打下良好的基础。

2、教学内容及教学目标

《数字电子技术》是士官大专学员一门必修的专业基础课程,是学员知识体系的重要组成部分。学习本课程的目的是培养学员的逻辑思维方式,养成学员自主学习、独立思考和实际动手的能力,为后继专业课程的学习打下相应的基础。

(1)教学内容及教学目标。 教学内容主要包括七部分:数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、小规模时序电路及其应用、中规模集成(MSI)时序模块及其应用、数模和模数转换器原理与应用以及存储器与可编程逻辑器件。

教学目标:通过本课程的学习,学会数字电路的基本原理和基本分析方法;感受实验在学习过程中的作用;形成分析和解决实际问题的能力;为专业知识的学习和适应岗位任职的实际需要打下基础。养成独立思考、刻苦钻研、善于质疑等良好习惯,形成严谨求实、一丝不苟的优良作风。

(2)对教学内容的理解。 数字电子技术在数字集成电路集成度越来越高的情况下,开发数字系统的实用方法和用来实现这些方法的工具已经发生了变化。但是,在数字电子技术中作为理论基础的基本原理并没有改变,理解大规模集成电路中的基本模块结构仍然需要基本单元电路的有关概念。因此,作为数字电子技术基础课程,介绍数字系统中常用的基本单元电路、基本功能模块及基本的分析方法仍然是其基本内容。

本课程的重点为:组合逻辑电路和时序逻辑电路。对于重点内容,要以板书讲解为主,尽可能结合工程实际多举例题,讲习题课,以达到强化基本概念、基本原理的目的。难点为:小、中规模时序电路及其应用。对于难点内容,要以板书和多媒体相结合来讲解,便于学员理解,同时要通过多举例题,讲习题课、适当增加学生习题量等来巩固。

3、经验提醒

(1)为了增加学员的学习兴趣,教学中内容应减少理论部分增加应用实例。在教学方法的处理上精讲多练,运用仿真工具演示电路的工作过程提高学习的趣味性、可视性和效能性;加强课堂练习提高课堂的利用率。学员在学习过程中应注意学习方法,提高自信心、主动性,多看书,多做练习、多做实验。(2)数字电路是一门实践性很强的课程,应重点强调理论与实验相结合。特别是本课程的重点内容及难点内容。通过实验学员不仅可以加深理论知识的理解.而且还能锻炼学生的动手能力。(3)总结归纳,在教学中要善于归纳,每次上完课应对所讲内容进行归纳总结,使学员更加明确本次课的重点及难点内容。(4)利用现代多媒体手段将一些不好理解的内容形象地显示出来。(5)要求学员通过做大量习题,掌握理论知识。

二、课程目标设计

1、总体目标

通过本课程的学习,熟悉数字电路的基本知识和基本分析方法;感受实验在学习过程中的作用;形成一定的分析和解决简单实际问题的能力。为专业知识的学习和岗位任职的需要打下一定的基础。

2、课程目标

依据课程标准并结合本教学班的情况,确定各单元(章节)教学目标如下:

(1)知识与技能。①说出逻辑代数的基本公式。②知道常用组合逻辑电路的特点,归纳分析方法。③描述时序逻辑电路的工作原理和功能,归纳常用时序电路的分析方法。 ④说出PLD的工作原理和功能。

(2)过程与方法。①学会简单逻辑函数的化简方法。②学会常用的组合电路的分析方法。③学会同步时序电路的分析方法。④感受PLD器件的发展动态,了解科学前沿。⑤通过查找和阅读数字集成电路芯片的资料,学会资料的查找和阅读方法。⑥通过课堂演示Multisim2001软件仿真数字逻辑电路工作过程,感受仿真软件的基本使用方法。

(3)情感态度价值观。养成独立思考、刻苦钻研、不断学习、善于质疑等良好习惯;形成严谨求实、一丝不苟的优良作风。

三、教学策略设计

1、整合教学内容,增大课堂信息量

随着科学技术突飞猛进的发展,新理论、新技术、新成果的不断涌现,教学内容在不断增加,使原教学课时数相对减少,要保证有线通信、视讯通信专业对《电子技术基础Ⅲ》课程的教学要求,就必须在课程体系、教学内容和教学方法上加以改进,提高教学起点,增大课堂信息量,不断提高课堂教学质量,在有限的学时内实现加强基础、强化应用、拓宽专业知识面的目标。

(1)根据课程标准精选教学内容。根据《数字电子技术》课程的课程标准要求和学时,精选教材中的教学内容,其中的组合逻辑电路、小规模时序电路及其应用、中规模时序模块及其应用应作为主要讲授内容,同时适当介绍扩大知识面的内容和学科前沿发展的趋势,并融入一些具有工程实践应用的实例。

(2)根据学员的实际情况及课程标准,确定每节课的内容。主要讲述基本概念、基本原理及基本的分析方法等,同时适当扩大知识面并融入一些具有工程实践应用的实例;并通过课堂练习、课后作业加深对所学知识的理解。

(3)理论与实验相结合,通过实验使学生加深理论知识的理解同时锻炼学生的动手能力。

(4)组织课堂讨论,激发学员的学习兴趣;了解学员学习过程中的疑难问题并及时讲解,促进教学互动。

(5)板书与现代化教学手段相结合。根据教学内容采用板书与多媒体技术相结合的教学方法。对于重难点知识可以采用板书具体讲解,再结合多媒体技术讲解,使用现代化教学手段能够将抽象的内容形象化、直观化,提高学生的学习兴趣和效率,便于学员理解。

(6) 鼓励学员树立自信心。士官学员,部分学员基础差,胆子小,不善于参与课堂交际。教员应对这类学员暗含期望,多给他们一次表现的机会,及时表扬、肯定与鼓励,来激发他们学习的兴趣。

(7)帮助学员学习,充分利用课余时间进行辅导。及时了解学员在学习本课程时遇到的问题,利用课余时间加强对辅导。鼓励学员互相帮助,通过“小老师”推动学员进步。

2、改革教学方法,注重素质教育

目前在高等教育中还存在着偏重理论学习忽视实践能力培养的现象。不少学生处于被动学习的状态,缺乏主动性和创新精神,教员教得很辛苦,但教学效果却不理想。原因是课堂教学中强调了教员的主导作用,而学生的主体作用却未能体现。因此要把学生培养成具有创新精神和较强实践能力的高素质人才,必须改革教学方法,注重素质教育和学习能力的培养。

(1)探索课堂教学方法。课堂教学方法应贯彻由简到繁、循序渐进、深入浅出的原则,并给学生留下思考的空间。在应用知识解题方面,一般是学生最薄弱的环节,如组合逻辑电路的分析和时序逻辑电路的分析,学生普遍感到不易掌握,教学时应通过典型例题着重讲清分析思路,让学生学会举一反三,能够触类旁通。引导学员开展积极的发散思维活动,师生之间应不断进行情感交流,保持心灵上的沟通,营造平等、宽松的课堂氛围,使学生处于心情舒畅、思维活跃的心理状态,从而获得较好的教学效果。

(2)采用启发式教学,启迪学生思维。人的思维活动常常是由提出问题开始的,因此,在教学过程中,教员要善于提出问题,引导和鼓励学生去发现疑难,提出问题,启迪学生去积极思考,寻求答案。教员要善于启发引导,调动学员的学习主动性,重视培养学员的参与意识。在讲课中应注意体现本课程的工程性和实践性,结合教学内容介绍一些生活中的典型应用实例,从而激发学生对本课程产生浓厚的学习兴趣。

(3)运用讨论式教学,培养分析能力。在教学进行了几个单元后,可以组织学员开展课堂讨论,以提高学员学习的主动性。由教员和学生共同分析作业中出现的概念问题,鼓励学员积极参与,充分发表自己的观点,大胆地提出疑问。并通过精选的典型例题,引导学员积极思维,引导学员寻求解题思路,最后由教员讲评。通过课堂讨论既可启迪学生的智慧,又能提高学员的分析问题的能力。

第5篇:集成电路设计教程范文

1、教学时间短。

实验发现青少年注意力集中的有限时间在10min左右,成年人注意力集中的有限时间虽然比青少年长,但依然不超过20min。所以一段长达45min或者更长的教学视频,肯定会造成学习者认知负荷过重,精神疲劳、学习效果不甚理想。而微课的时间一般都限制在了3-10min,在这段时间里学习的学习者可以保持高度注意力,学习效率自然会事半功倍。

2、教学内容短小而精悍。

微课内容单一,目标明确。微课主要是为了讲解课程中的某个知识点,把课程出现的重点和难点变成若干个片段化视频,分别标明知识点内容,并配以辅教学资源,便于学生有选择地进行个性化学习,也就是我们现在常说的碎片化学习,只学主要的,一次学一点,有针对性的学,不懂的地方反复观看,避免了满堂灌式面面俱到的学习,也弥补了课堂当中无法针对知识点或技能进行深化讲解的缺陷,使学习者无论何时、何地,都能以任何方式学习任何内容。

3、资源文件小。

微视频及配套的辅助资源容量小,资源总体容量一般在几十兆左右,便于教师在线观看和研究。也有利于学习者灵活方便地将其下载保存到终端设备上进行移动学习。

二、微课在《电子线路课程设计》课程教学中的应用

为了能更好地利用微课,高郊完成《电子线路课程设计》课堂教学,微课视频及学生参与微课的时间尽量不要超过10min,基于微课的课堂内教学活动设计过程如下。

1、微课的制作。

(1)微课的时间最好不要超过3min,使学生可以利用课后的少量时间进行学习,从而有郊克服长时学习给学生带来的疲惫感。(2)微课内容要与所讲的知识点紧密结合,不同的知识点应分布在不同微课中,且越细越好,这样学生可以根据自身对知识点的掌握程度,有选择性地学习自己想学的知识。(3)微课的难度要适中,应充分考虑学生的兴趣,针对不同层次的学生制作相应的微课视频。微课最后要说明的问题,不要太多,可以围绕一个问题展开,但解决方案要有多种;难度要适中,不要太难也不能太简单,要有一定的前瞻性,因为太简单的问题不能引起学生讨论的兴趣,太难的问题会使大部分同学产生畏惧感,进而影晌同学们的参与程度。

2、围绕微课进行课堂教学活动设计。

微课课堂教学活动的设计应从微课实施的环节来设计,包括分组、讨论、汇报等阶段,微课教学课堂活动各阶段设计的基本原则是让尽量多的学生参与到微课学习过程中。在设计分组时,可以采取就近分组方法,即相邻的3到6个人组成一组,并尽量考虑层次均匀搭配。对微课教学中小组讨论的设计要点是:就微课中提出的观点进行探讨时,讨论的时间要合适,小组讨论的时间一般为3到6min,因为有些小组会迅速得出讨论结果,而有些小组则很长时间得不出结果,这会使他们失去耐心、产生挫败感;且讨论时间过长,会浪费宝贵的课堂时间,影响教学任务的完成。在汇报阶段,可以采取辩论的形式汇报讨论结果,也可教师指定小组进行汇报,具体要教师根据学生课堂讨论情况,决定汇报形式。若是争议很大的问题,可以采取辩论的形式进行汇报;容易的问题,则可由教师指定汇报的小组。但千万不要总是采取辩论的形式汇报,这可能使参与意愿不高的同学永远置于学习之外。感觉讨论与自己无关,而不参与讨论过程。

3、坚持在每周利用微课针对某一知识点进行一次教学活动。

刚开始,可能有部分同学参与意愿不强,这时一定要多鼓励。实验表明,比起仅仅通过讲、听和看,通过课堂讨论获取知识会更容易、信息量也更大。加入课堂讨论设计的课堂,将更有活力和激情,学习的效率也更高,坚持一段时间定会有意外收获。

三、结束语

第6篇:集成电路设计教程范文

关键词:电路分析基础;课程教学设计;思维导引

中图分类号:TM133 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 02-0000-02

《电路分析基础》是电气和电子信息专业的一个基础课程,学生在学习电气专业知识时,《电路分析基础》是其第一个课程。这个课程主要是基于电路,以器件和电路拓扑为约束为关键的,旨在使学生能够了解和掌握电路理论中的基本知识和基本的计算方法,以为学生以后的学习奠定基础[1]。在对《电路分析基础》进行教学的过程中发现,很多学生对于课程中各种相关的概念容易混淆,对于一些综合性很强的题目,学生无法解答。出现这些现象主要是因为学生还没有对学习的内容进行综合性的理解,对分析方法的由来还不够了解,对于课程上学习的理论还比较孤立,在综合性题目面前也就无法综合各种理论进行解答。从教师方面来看,如何把知识间的联系好思维的过程以最佳的效果展现给学生,又如何在教学中引导和启发学生自主的思考,最终促进教学质量的提高,这是当前教师面临的一个重要课题,是教师在设计教学中研究的重点。

一、《电路分析基础》课程特点

《电路分析基础》课程的主要内容是对电气电路各种分析方法、基本概念等及进行介绍。分析方法介绍:如果总假设的条件可以得到满足以及简化电路的模型,那么对线性变电路可以通过使用线性方程等分析工具,在电路模型的基础上进行分析,由此可以推出多种分析的方法。概念:《电路分析基础》对课程概念介绍上主要针对数学分析和推理,对于工程的概念介绍并不深入,和模拟电路课程相对比而言,《电路分析基础》课程中展开课程设计项目的深度还不够。因此,很多学校在这门课程中没有安排设计教学内容。因为在该课程中会出现工程性的问题,而且电子科学和技术之间存在很强的工程应用,如果在课程中涉及到这些问题,对刚刚学习这个课程的学生来说就会产生困惑。例如,在这个教材中把一些的输入电压称之为输入信号,但是很多学生对于信号和电压之间的联系还不理解。因此。在学习的过程中就会产生很多的不理解。《电路分析基础》作为学生学习电子信息技术的基础课程,其中的理论知识和工程型知识是较多的,由于在接触这门课程时几乎无法涉及到工程问题,因此在教学时就要转换学习方式和思维模式,让学生能适应这门课程的学习,通过不断的实践加强学生对知识的理解[2]。基于《电路分析基础》课程的这些特点,采用思维导引模式进行课程教学设计是一个新的方式,这里将通过案例进行探讨。

二、《电路分析基础》课程设计中思维导引的案例分析

在本章中对课程设计中思维导引应用主要从案例的基础上加以分析的。

(一)课程内容

教师在进行第一课的讲授中可以通过使用思维大导图展现一个完成的体系,这样学生就可以直观的对课程有一个总体的认识,在今后的学习中就可以根据这个体系不断的细化内容,而且在复习的过程中也可以回归到这个体系中。例如,使用MindManager8设计的思维导图。图中对课程的整体进行了映射,学生通过思维的导图可以获得这些概念,电路模型的构成、基本定理、分析方法等等,在不同阶段中的课程,通过导图学生可以建立自己的导图,独立思考,更好的理解知识。

(二)网孔电流法与节点电压法

网孔电流法的变量是网孔电流,这是一种列写电压方程的方式[3]。如果只是具有电压源和电阻的电路内容,学生是比较容易总结出通用的方程的,但是如果电路中有电流源或者是受控的电流源,那么在列方程式时就要加以调整。关于节点电压法也有同样的问题,因为电路构件不同,列写的方程也就有所不同,如果学生无法掌握好这些方法,就容易混淆。对于这个问题,可以通过思维导图引导学生总结各种方法,学生在复习的过程中也就更加容易理解。例如,设计网孔电流法与节点电压法导图时,教师在设计中还留可一部分节点电压法的导图内容让学生自己总结完成,学生在自己绘制中不但可以增强对知识的理解,而且还能培养自己思考的能力,提高学生独立分析问题和总结的能力。

三、结束语

总而言之,在《电路分析基础》课程的设计中,教师要重视学生的思维发展,以及学生掌握知识点联系能力的发展,引导学生发散思维,促进学生学习热情和水平的提高。通过思维导引设计思维导图不仅能更好的组织教学内容而且还有利于设计课程教学过程。在教学课堂上,教师把一个问题的关联元素以清晰的层析,进行展现,学生才能更好的理解和记忆。同时,通过思维导图够帮助学生构建问题情境,使得知识形成更加的生动,学生探索的热情也得到了提高。诸如文章中提高学生自己完善节点电压的思维导图,使得课程上学生被动的学习转换为主动的思考,学生思维能力才得以发展。因此,通过使用思维导引进行课程教学设计,有利于教学活动效率的提高,加强学生对课程知识的理解,值得教师在教学中使用。

参考文献:

[1]钟洪声.电子信息专业创新人才培养的探索与建设[J].云南大学学报:自然科学版,2011(01):355-357.

[2]钟洪声.电子类专业创新人才培养体系的建设[C].2009 年全国高等学校电子信息科学与工程类专业教学协作会议论文集.北京:邮电大学出版社.2009(02):64.

第7篇:集成电路设计教程范文

Abstract: city road landscape has a double attribute of engineering and ecology, is to improve the city traffic environment, an important carrier of city culture. With the rapid development of China's social and economic development, city construction continues to accelerate, the ecological environment " harmonious, friendly " for the design of city road landscape plants purpose has become an inevitable trend. The designer should adhere to the concept of ecology, appropriate selection of plants to be green, landscaping and ecological treatment on the road, the road transportation in the city to play the basic function at the same time, become a beautiful and be lively and vivid, full of change and unique visual art space, and make positive contributions to the improvement of city environment, improve the quality of life of the residents.

关键词:生态理念;城市道路;植物造景设计

Keywords: ecological idea; city road; plant landscape design

S731.8

植物景观作为人化自然中进行绿化的主要材料,是生态环境良好的重要基础。城市道路是整个城市的基础设施与重要构成,通过种植植物并进行造景设计对道路加以绿化、美化及生态化处理,使城市道路在发挥交通运载这一基础功能的同时,也为改善城市环境、提高居民生活质量作出积极的贡献。从现实情况来看,当前受到人们普遍认可的城市道路植物造景设计往往都是在生态和谐理念下的艺术产品,包含着人类对自然的无限渴望以及对城市工业化的抵触反抗。以生态思想指导城市道路植物造景设计,已经成为在城市道路植物造景设计的重要趋势。

一、园林生态学的内涵及在城市道路植物造景设计中

园林生态学,即以人工种植的园林植物与周围环境所共同构成的园林生物系统的内外部之间关系的学科。园林生态学所强调的是由生态系统内部各要素及与外部环境之间的协调、和谐与共生,要求通过积极地人为干预,使整个园林生态更为合理、有序和完善。当前,随着我国经济社会的不断进步,城市建设步伐明显加快,人们对所生活城市的周边环境有了更高的要求,道路空间作为人们生活中不可或缺的空间,城市道路植物造景设计也有了突破性的进展。植物造景是指利用多种类型植物的形体、线条、色彩等特质来设计、创造景观,配置成供人们欣赏的美丽图画。随着园林建设的深入,植物造景设计不仅仅要满足人们的视觉欣赏需求,还应当具有维护生态功能。在城市道路之物造景设计中,设计师应坚持生态视角,将整个城市道路、人工种植的植物及其周边环境看成一个完整的生态系统,分析城市道路的现有情况和实际条件,对比不同道路植物造景的景观效果差异,并采取有效策略使之更为协调和谐,以进一步改善城市环境。

二、生态视角下城市道路植物造景设计的要点

运用生态学相关的思想指导城市道路植物造景设计,既符合当前城市建设和发展的实际情况,又能满足广大居民群众的生态化需求,对于城市当前及未来发展的有着重要的意义。设计师在运用生态化理念进行造景设计时,应坚持以下几方面要点:

1.发挥城市道路的双重功能

城市道路景观具有工程和生态的双重属性。因此,城市道路植物造景设计首先要确保道路的工程属性,使之发挥交通运输承载体的作用;同时,也要积极发挥生态属性,维持城市道路空间的生态有序性,并对其加以美化和绿化。设计师在进行设计时应始终坚持这一原则,将城市道路根据交通承载量分为主干路段、支干路段和道路节点等类别,要在确保道路交通需要的前提下开展景观设计,实现道路植物景观的观赏性和和实用性的完美统一。

2.适应城市道路的实际环境

在进行城市道路植物造景设计之前,城市道路空间本身就已经形成了一个生态系统。而通过城市道路植物造景设计,人们种植绿化植物,将会改变和完善这一生态系统。这种改变和完善,应当建立在对原生态系统尊重基础之上,充分借助原生态系统的优势,营造一个更为协调、和谐、共生的生态系统。因此,设计师在开展设计之前要对整个城市道路空间、周围外部环境因素进行全面综合的考量,绝对不可纸上谈兵、空中画楼。

3.符合城市建设的人文理念

每一座城市都有其自身的人文气质,这种人文气质是在多年城市发展历程中所积累和沉淀起来的,也是城市所具备的基本特质,对于城市今后的建设也有着积极的指导意义的重要理念。城市道路植物造景设计,是城市建设的重要组成部分,设计师要读懂这座城市、读透城市的历史,使自己的植物造景设计与城市文化、地域文化相互契合、相互促进,为创建文明城市、生态城市、和谐城市作出自己的贡献。

三、生态视角下城市道路植物造景设计的相关策略

强调城市道路植物造景设计要坚持生态化指导思想,使城市道路空间具备和谐友好的生态特征,为改善城市道路环境、美化城市景观做出积极努力,是园林景观设计师的重要责任。在城市道路植物造景设计中,设计师要遵循园林生态学的相关规律、把握道路植物造景设计的若干要点,有针对性地采取相关策略设计城市道路植物造景方案。

1.充分的现场调研考察

设计师要亲临现场,对所设计的城市道路及其周边环境进行全面调研,还要考虑城市的地理环境、生态环境、文化传统和交通需求等因素,并预留出相应的发展空间,便于今后对该区域的景观设计进行升级改造。设计师将所搜集和整理之后的数据、资料进行汇总,提出多种设计方案,再经反复论证、比对后,最终确定城市道路植物造景设计方案。

2.顺应城市文化理念

从整体来看,道路是城市交通的重要载体和组织观看城市景观的基本骨架,也是城市文化宣传的标志性景观;从局部来说,城市道路景观又是城市景观的重要组成部分,它应该成为体现城市景观、历史文脉的宜人公共空间环境。设计师要加深对城市文化的解读与理解,通过整体设计、局部造景对城市道路进行科学合理的规划,使城市道路与整座城市形成整体一致的文化品格。城市居民和外来游客可以通过对城市道路景观的欣赏,感受到城市由优美的自然环境、深沉的历史内涵和现代生活气息所形成的整体形象。

3.正确选取植物种类

选取植物种类是城市道路植物造景设计成功的关键点。一般来说,设计师要根据生态原则、经济原则和美学原则选取适应道路环境条件、生长稳定、观赏价值高和环境效益好物种类。同时,设计师应当积极提升自身的职业素养,更多地了解城市道路人工种植植物的品种、掌握植物的种植要点、栽培技术,并充分发挥这些植物的生物特性,使之成为城市道路植物景观的关键素材。

城市道路植物造景设计,其目的是城市道路空间内的人工植物、土木工程构筑和周边的自然环境、文化环境形成一个完整和谐的生态系统,满足行人或附近居民的生活需求和审美需求。城市道路景观不仅具有交通性、生态型,而且具有服务性和观赏性,是城市这一大生态系统的重要构成。随着我国城市建设步伐的加快,城市建设坚持“见缝插绿”原则,环境质量日趋改善。设计师应充分发挥自己的艺术创造力,使城市道路系统在满足城市交通运输功能要求的同时,也为城市居民创造出符合生态系统标准的视觉艺术空间。

参考文献:

[1]杨芸,祝龙彪.城市生态支持系统指标体系研究――以上海为例[J].城市发展研究,2001,8(1)

第8篇:集成电路设计教程范文

关键词:商务英语函电 项目教学 工作过程 职业能力

商务英语函电是笔者学校外贸专业的重点课程。商务英语函电是在对外贸易活动中以英语为载体而相互进行的商务函电往来,是公司与公司之间用以联系顾客的工具,在对外贸易中发挥着沟通买卖双方的媒介作用。它涉及外贸业务中的各个环节,包括建立业务关系、询盘、发盘、还盘、接受、执行订单、装运、保险、付款、索赔等。本文在分析商务英语函电项目课程特征的基础上,对技工院校商务英语函电项目课程开发进行了探讨。

一、项目课程的特征

理解项目课程的关键是理解“项目”。职业教育中的项目课程是一种基于工作任务的项目课程,这是其本质所在。同时,还有必要继续从以下几方面认清这一概念:是否一定要建立在学生自愿基础上并以问题解决为核心?项目是否必须是制作完整的产品?项目是否必须真实来源于企业?项目课程中是否必须有引导性问题?是否所有科目都必须项目化?

与传统的学科型课程模式相比,项目课程有下列主要特征。

1.学习内容的典型性和综合性

项目课程是在深入分析岗位群职能和工作流程的基础上构建的,符合认知规律和知识结构建构的工作任务模块, 它以工作任务为载体,实现学习内容和工作内容的统一,按照相关职业知识和职业能力横向建构“职场课+行业课+专业课+素质课”课程体系,提升各门学科知识的关联度和吻合度,全面培养学生综合运用职业知识的能力。

2.理论知识和实践知识一体化和统一化

项目课程的每一个项目就是具体的行动化学习任务,课程体系设置和教学内容编排都围绕具体学习任务展开。学生在教中学、学中做、做中学,使教、学、做融为一体,在行动化的学习过程中将实践知识积累、理论知识获得和能力目标实现有机地统一起来,全面培养学生的综合职业能力。

3.协作学习和独立工作的主体性、个体性

项目教学的教学理念是以学生为中心,学生独立或以小组合作形式自主完成从信息收集、计划制订、任务实施到成果评价的完整工作过程,这既有助于学生团结协作精神的培养,又有利于良好职业态度的树立。

二、商务英语函电项目课程教学设计与思路

商务英语函电项目课程设计要直接面向企业的外贸业务人员工作岗位,遵循以职业能力培养为重点、行业专家共同参与的原则,由工作任务确定教学项目,在教学项目中创设学习情境,“教”“学”“做”相结合,以实践操作过程引领理论知识学习。

1.基于工作过程,构建项目化课程结构

外贸业务人员工作岗位涉及外贸业务的各个环节,包括建立业务关系、询盘、发盘、还盘、接受、执行订单、装运、保险、付款、索赔等。商务英语函电作为外贸专业的一门核心课程,必须围绕国际贸易典型环节,着重于职业能力培养,重构专业知识,确定教学内容,建立基于外贸业务人员岗位工作过程、理论知识与实践技能相结合的、以“工作任务”为载体的“项目化”课程结构。

2.吸收行业专家参与,坚持项目来源于企业的原则

开发工学结合的课程,必须改革以往单一的以教师为主体的设计理念,充分吸收行业专家参与,坚持项目来源于企业原则。以笔者学校为例,商务英语函电教师大多是英语专业出身,在教普通英语后改教商务英语函电,并不十分了解外贸业务,往往将函电课上成普通的英语课,仅介绍英语的字、词、句,而不涉及专业知识。行业专家处于实际工作的第一线,吸收行业企业专家参与课程设计,能够将外贸实务操作层面的知识以及对外贸业务人才的能力素质需求等融入课程中。

3.采用任务驱动模式,以外贸业务人员职业能力培养为重点

外贸人员应具备市场营销能力、商务谈判能力、函电处理能力、业务操作能力、综合管理能力、信息处理能力、人际沟通能力、持续学习能力等职业能力。其中,函电处理能力是能用外语准确地撰写建立业务关系、询盘、发盘、还盘、接受、催证、改证等业务处理函电。基于工作过程系统化的课程设计,需要解决技能和知识整合的问题。外贸函电课程在设计上要坚持以外贸人员的职业能力培养为课程的教学重点和中心环节。采用任务驱动教学模式,通过对外贸业务人员岗位和具体外贸业务工作过程的分析,重构专业知识,确定教学内容,注重对学生职业能力、职业道德和可持续发展能力的培养。

4.坚持以行动为导向,以学生为主体

商务英语函电课程在开发设计阶段应该扬弃“知识导向”原则,坚持“行动导向”,以学生为中心。在课堂上,教师的“教”实际上是指导,真正完成相应外贸业务人员工作任务的主体是学生。在完成工作任务的过程中,学生不断需要新的知识和技能来完成下一阶段的任务,无形中产生了“学”的欲望,而且在这一过程中,学生不断地储备知识和技能来完成“学”的过程,从而实现了“教”“学”“做”三者的有机结合。

5.建立过程化、标准化、开放式的教学评价

课程的改革与发展,取决于对教学活动的评价和反馈。课程评价直接影响着教师的教学方式与学生的学习方式。通过教学评价为教学活动提供有效的诊断和反馈,强化和改进教学活动,可促进学生全面发展,激励教师上进,推动课程不断完善,使学生实现知识与技能、过程与方法、情感态度价值观的和谐发展。

6.建设一支观念新、专业化水平高、乐于创新的教师队伍

商务英语函电项目课程要求任课教师既要具备普通英语写作能力,又要通晓外贸业务,具有丰富的外贸实践经验。项目教学是以典型的职业工作任务来组织教学内容的,教师只有具备职业经验,了解外贸工作过程,才能从整体的视角科学合理地选择教学项目。因此我们必须鼓励、支持教师到外贸企业实习锻炼和参加培训深造。其次,教师观念要更新。教师要从学生的实际出发,以学生为主体,兼顾学生的学习兴趣,创设良好的学习情境,使学生积极参与知识的探索过程,主动地完成项目,从中掌握操作方法和技能。

在商务英语函电教学中实施项目教学法,突破了传统的教学模式, 更充分地展示了以职业能力为核心、以岗位需求为依据、以工作过程为导向的技工院校价值取向,使课堂教学的质量和效率得到大幅度提高,从而培养出更多符合社会需求的人才。

参考文献:

[1]蒋庆斌,徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育,2005(22).

第9篇:集成电路设计教程范文

关键词:课程设计;实验教学;工程应用能力

作者简介:莫琳(1969-),女,广西玉林人,广西大学计算机与电子信息学院,实验师。

基金项目:本文系广西大学实验室建设与实验教学改革项目(项目编号:2100702)的研究成果。

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)14-0122-02

EDA(Electronic Design Automation,简称“EDA”)是电子设计的主潮流和方向,它的发展推动了电子行业电子技术的快速发展,也促使了高校电子技术课程必须进行相关教改。EDA的引入对数字电路课程设计的教学改革、系统设计、技术应用、方法、思路具有重要意义;把理论综合地运用到一些实际的较复杂的电子电路系统工程中去,锻炼了学生的实践基本技能,培养了学生的工程应用能力及创新能力。本文结合广西大学数字电路课程设计实验教学的现状、存在的问题,重新研制了实验教学平台,探讨了数字电路课程设计教学改革的措施及取得的成效。

一、数字电子技术实验室现状及存在的问题

目前,数字电子技术实验所使用的设备主要是以装有74系列芯片为主的实验设备,[1]其实验结果显示于实验箱上的发光二级管及数码管,主要能满足单纯的验证性实验,但也存在实验内容受限、扩展性不足等诸多问题。

在教学过程中,首先向学生布置题目,学生对题目进行系统设计,然后使用Multisim进行仿真测试,最后用硬件实现电路。[2]通过仿真检测学生的设计方案是否可行,只是模拟实现,没有真正实现设计结果,要看到结果只有通过实验箱连线,用万能板搭建,或用PCB制板等方式。这些方法存在着诸多弊端:对于学生设计出来的复杂的电路,需要多块芯片、多条导线才能接出;电路接好后容易出现接错线、电路接触不良、损坏芯片、排查电路困难,以及PCB制板过程繁琐等问题,这些问题花费了学生大量的时间和精力。

二、实验平台的设计与功能特点

随着数字电子技术的发展,现场可编程器件(FPGA)的出现,给数字电路的设计带来了很大的便利,设计更为灵活。考虑到数字技术的发展、实验教学的需求和任务,决定采用以FPGA芯片为核心的实验平台,这样不仅能够满足现今的教学需求,同时能够向学生展示最新技术的发展,激发学生学习数字技术的兴趣。[3,4]

实验平台采用核心板+功能扩展板的方式,系统方框图见图1。

1.主要功能

(1)输入模块。输入模块包括USB供电模块、下载模块、独立按键和八位矩阵按键。其中供电模块采用常见的Mini USB接口,可从电脑或者USB充电设备中获得+5V的电源。下载模块提供JTAG和AS两种下载模式,JTAG模式通常用于程序代码的测试和验证部分,AS模式则适用于程序代码的应用环节。输入按键是控制设备必不可少的部分,在核心板上提供了四位独立按键,在功能扩展板上提供了八位矩阵按键,为满足教学和创新实践应用提供了有力保证。

(2)输出模块。输出模块主要集中在功能扩展板上,集合目前教学任务的该功能扩展板包含了七段数码管、路口红绿灯模块、蜂鸣器和LED指示灯等。根据不同的教学任务将原理图或代码和实验平台相结合,系统就可以根据不同的实验操作指令向相应设备传送信号,并显示不同的实验结果。同时可以根据不同要求更换和升级功能扩展板,达到充分利用资源的效果。

(3)核心模块FPGA芯片。选用Altera EP1C6T144C8作为核心单元,实验平台的集成开发环境为QuartusⅡ,其中设计输入主要有原理图输入和HDL输入两种方式。学生已经学习了数字电子技术的相关课程,对各种基本的数字电路单元有了比较深入的了解和认识,在进行实验的过程中主要是通过原理图输入,经过仿真和综合后配置到FPGA芯片中,然后在实验平台上直接观察实验结果。教学流程如图2所示。

使用原理图输入的方式适合刚学完数字电子技术的学生,该方式非常直观、形象。同时鼓励学生学习Verilog HDL或VHDL,基于可移植性和规范化方面的考虑,绝大部分FPGA设计和ASIC设计最终都将统一到HDL(硬件描述语言)平台上,为以后进入FPGA的开发领域打好基础。

2.实验平台的特点

设计开发板体积小,便于携带。学生可借出在宿舍或在开放实验室完成设计,设计灵活方便,学生可随意安排自己的时间。QuartusⅡ软件中,提供的元件基本满足设计的需求,减少了购买元件的成本。真实性强,学生在仿真设计过程中,可直接看到设计与实际是否相符,对出现的错误可随时修改。将设计—仿真—实现连成一体,提高了学生的学习热情。

三、数字电路课程设计实验平台在课程设计中的实施

1.优化设计内容

新的数字电路课程设计实验平台设计好后,对课程设计的实验内容做了调整。

首先在选题时扩大了范围,其次适当增加了难度。对于较复杂的设计电路,都可通过软硬件结合的实验平台实现。允许两人一组,鼓励一人一组。让学生在做课题时重在设计。学生根据自己的知识水平采取不同的设计方法实现,选出最佳方案。把设计好的电路下载到试验平台上就可直接看出设计成功与否。

2.注重实验过程

(1)理论指导,布置设计。在理论教学阶段,让学生掌握数字电路系统的一般设计方法。对于复杂的数字电路系统,由整体到局部进行组合,再由局部到整体进行设计,要求学生学会模块化的设计方法;然后布置设计任务及题目要实现的具体功能。

(2)学生查阅资料。学生根据题目要求,到图书管、网络、资料室了解相关技术应用,参考相关方案,根据自己的能力选定题目、制定设计方案。在这个阶段,教师只是起引导作用,要求学生对设计的课题要充分理解并掌握其原理,这样才能为后续的仿真设计、电路板调试打下良好的理论基础。

(3)系统仿真设计及软硬件系统调试。在数字电路课程设计中引入EDA仿真软件教学,把EDA技术应用于数字电路课程设计,让多数学生能在短时间内掌握其使用方法,并运用自如。

学生们在校期间如能熟练掌握EDA技术,对提高自己的工程应用能力,适应社会需求,找到合适自己发展的工作非常有利。

(4)撰写实验报告。撰写课程设计报告。课程设计报告是一份严谨的科研报告,要求学生提交设计方案、设计过程、元器件的选择、逻辑算法、调试方案、调试中处理问题与解决问题的方式,以及实验结果、数据分析、报告总结等。[5]严格的要求对培养学生实事求是的工作作风有积极的促进作用,为今后撰写毕业设计打下了坚实的基础。

3.完善的考核制度

合理给出成绩是培养学生工程应用能力的动力。[6]它不仅反映了学生的真实水平,还能激发学生的学习热情和创造欲望。

考核方式采用小组答辩的形式,同样题型的学生组成同一小组,在小组会上学生介绍自己的设计方案、实现方式,并当场演示实验结果。教师和其他学生对其设计进行提问和讨论,并在同一题型中选出最佳方案,每组最佳方案在全班总结会上展示,让学生了解自己的不足,取长补短。

实践教学表明,学生们通过数字电路课程设计这门和实践紧密联系的课程的训练,工程应用能力得到了大大提高。

四、结束语

目前电子行业人才竞争激烈,不但要求学生理论基础扎实,而且要有较强的自学能力及实践动手能力。通过使用新的实验平台,学生们了解、接触了电子行业最新的技术方法及制作过程,开阔了设计思路,扩展了学生实验设计的范围。数字电路课程设计的训练为后续课程中更为复杂的电路设计、电子制作打下了良好基础,每年都有不少大三、大四的学生,在全国、全区的大学生电子设计竞赛中获奖,这些成就都得益于数字电路课程设计的训练。

参考文献:

[1]周建国,王小兰.虚拟实验系统在“数字逻辑”实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2011,(10):78-80.

[2]高辉.多功能综合性实验方法研究[J].计算机教育,2010,(2):154-140.

[3]刘英,李佳,徐兆君,等.工程素质与创新精神的培养与实践[J].化工高等教育,2011,(2):25-27.

[4]温显斌,王法玉.构筑实践教学体系,强化应用能力培养[J].计算机教育,2010,(10):126-128.