模擬電路課程設計
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模擬電路課程設計范文第1篇
【中圖分類號】O156 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-9646(2008)08-0243-02
1 引言
為了促進高等學校實驗教學改革,教育部頒布了多個文件,突出了實踐教學在本科教學中的重要性。為了提高實踐教學質量,我校從2001年開始,成立了教學實踐部,把一些基礎實驗作為一門獨立的課程,單獨設課。模擬電子電路實驗課程就是一門獨立的基礎實驗課程,并且是一門電子類專業(yè)的基礎必修實驗性課程。作為一門實踐性課程,它有別于一般理論性課程,故應具有一套完善的學生實驗成績考核指標體系,但目前存在的考核指標體系不利于激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),學生的成績無法得到客觀、公正的評價。因此,必須建立一套適合于模擬電子[1]電路實驗課程特色的實驗教學的考核指標體系,從而加強學生實驗能力的培養(yǎng),提升實驗教學質量,提高學生學習實驗教學課程的積極性[1]。
2 模擬電子電路實驗中存在的問題
模擬電子電路實驗是高等工科院校實踐教學環(huán)節(jié)的一個重要組成部分。通過這門課程的學習,學生可將電子技術基礎理論與實際操作有機地聯系起來,加深對所學理論課程的理解,逐步培養(yǎng)和提高自身的實驗能力、實際操作能力、獨立分析問題的能力和解決問題的能力,以及創(chuàng)新思維能力和理論聯系實際的能力[2]。目前發(fā)現模擬電子電路實驗普遍存在以下幾個方面的問題:
(1)學生學習的主觀能動性不高,主要表現為:實驗前不認真預習、實驗后不深入分析所獲實驗結果,甚至出現抄襲他人實驗報告的情況;
(2)目前采用的實驗考核指標體系不能很客觀真實地反映學生的實際動手能力:學生的實驗成績通常采用“平時成績+總評”這種方式來體現,由于考核指標體系缺乏具體定量指標,實驗成績評定仍有較大主觀誤差,從而導致學生的實踐能力得不到客觀反映;
(3)當前的學生實驗成績考核指標體系,不利于激發(fā)學生學習興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng):目前所使用的實驗成績考核指標體系不夠細化具體,學生無法根據該指標體系來判斷自己所獲成績是否公正、合理。
因此現有的模擬電子電路學生實驗成績考核指標體系和考核方式與教育部培養(yǎng)高校學生實踐能力的目標還有較大距離,急需改革。為此需要制定一套規(guī)范合理的模擬電子電路學生實驗成績考核指標體系已迫在眉睫,使之既能客觀評價學生實驗成績,又能提高學生實踐動手能力和學習興趣,進而提高實驗教學質量。
3 模擬電子電路實驗課程成績考核指標體系設計
根據本校近幾年模擬電子電路實驗課程教學實際情況,結合該課程的特點,提出了一套具有很強可操作性的定量考核指標體系,其具體指標構成詳見圖1。
(1)出勤率:出勤率是實踐教學學生成績考核體系中最基本的內容之一,它是衡量一個學生對實踐教學的認識態(tài)度與重視程度[2]。我們對每次實驗教學學生的出勤都要進行考核,出勤成績占此次實驗成績的10%,且分為5個等級,每個等級對應于相應的分值見表1。
(2)實驗預習報告:我們要求每位學生參加實驗之前,必須預習,完整的預習報告應具有實驗名稱、原理摘要、儀器描述、實驗步驟(可以自己設計)、實驗數據表格,另外還有一些思考題,要求在預習報告中答出,這些思考題讓學生真正弄清要做什么實驗、實驗的目的、實驗原理以及用什么實驗儀器。指導教師在課前要檢查學生的預習情況,以了解學生對整個實驗預習的程度。形成嚴格的預習制度,通過規(guī)范的課前預習檢查,使學生對預習的重要性有了充分的認識。課前要熟悉與該實驗相關的理論知識并積極思考。這樣可以使學生在實驗時充滿信心[3]。比較順利地完成實驗任務。學生的預習成績也分5個等級,每個等級對應于相應的分值與出勤率量化表類似。
(3)實驗操作:學生做實驗的操作過程非常重要,該項占每次實驗成績的50%,這部分主要是考核學生在做實驗項目過程中的主動參與性、探究性、動手性、獨立性,以及團隊合作精神。實驗操作一般包括:連線、儀器使用熟練程度、數據處理、學習態(tài)度、分析解決問題的能力等五個方面完成的情況來給成績,這部分也分5個等級,在做實驗教學項目過程中,如果某一學生實驗操作等級Ci=5,則成績?yōu)?Ci×50%=5×50%=2.5,對應的百分制分數為50。
實驗課上,教師首先進行10到15分鐘的實驗講解后,然后放手讓學生自主實驗。教師在旁邊提供有針對性的輔導,同時,教師認真觀察學生是否按照正確的操作步驟、是否自已動手操作,觀察學生在實驗中遇到困難時的應變能力、實驗過程是否正確,觀察學生在實驗中是否具有動手能力和創(chuàng)新能力,如實驗需要團體來完成,則觀察學生在遵守實驗室紀律的同時,是否具有團隊精神,這5個方面可以各占10%的比例。
(4)實驗報告處理:實驗報告要求結構完整、數據合理?？梢砸髮W生按自己設計的步驟來編寫實驗報告,鼓勵學生在實驗報告中總結自己在做實驗中遇到的問題,并對這些問題進行深入分析和思考。
(5)實驗數據分析:學生應對實驗中記錄的數據進行分析處理,并將數據分析結果與理論相聯系,這也是學生在認識自然規(guī)律方面深化的過程,這個過程很重要,但往往被學生忽視了,以為有數據就行,不太注重數據是否合理有效。
(6)實驗儀器整理:完成實驗后要求學生整理實驗儀器,以此培養(yǎng)學生的道德素質和學習態(tài)度,養(yǎng)成良好的學習習慣,整理好了才有成績。
(7)實驗考核:實驗考核是通過考試來檢驗學生對本門實驗課程所學知識掌握程度,它不僅是評價學生學習成績的一種客觀指標,也是對教師教學效果的一種檢驗手段。該環(huán)節(jié)占學生實驗本門課程總評成績的60％。該部分也分5個等級,滿分等級為5,對應的百分制成績?yōu)?00。
(8)總評:總評是實驗教學學生成績考核體系中最后一個環(huán)節(jié),也是最關鍵的一個階段。它是將每位學生本門課程的所有實驗項目的成績之和的平均值乘以40％,再加上考核成績T的60％?？傇u成績Z分為5個等級級,它的計算公式如下:
Z＝*40%+T*60% (1)
其中Pi是每個實驗項目的成績。如果本門課程累計達到或超過三分之一缺席,則其本門課程總評成績?yōu)椴患案瘛?/p>
4 結語
模擬電子電路實驗課程學生成績考核體系是實驗教學管理規(guī)范化的組成部分,它保證了單獨設課的模擬電子電路實驗課程的正常進行,有利于優(yōu)秀人才的培養(yǎng),學生自主學習空間更加廣闊,有利于全面提高學生的素質,有利于學生理論與實際相結合,有利于學生主動研究與探索精神的發(fā)揚[3]。
總之,只有教師和學生都從思想上重視實驗課的重要性,大膽改革實驗教學方法和考核方法,才能充分調動學生的自學意識、轉變學生學風,從而為社會培養(yǎng)出具有扎實理論功底與豐富實踐技能的全面發(fā)展復合型人才[4]。
參考文獻
[1] 陸申龍.開放教學實驗室、提高學生創(chuàng)造能力[J].上海:實驗室研究與探索,1999,12.
[2] 奚鷹,浦海英等.機械基礎實驗課程學生成績考核體系的設計計[J] .實驗室研究與探索,2005,24(2):71～73.
[3] 段智英,韓學孟.提高物理實驗教學效果方法初探[J].山西農業(yè)大學學報,2006,26(6):226～227.
[4] 王水蓮,孫志良,劉進輝,劉自過.淺談家畜組織胚胎學實驗教學的改革[J].實驗室研究與探索,2005,24(2):67～69.
模擬電路課程設計范文第2篇
關鍵詞 “模擬電子線路” 課程安排 課程設計
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
Analog Electronic Circuits Curriculum Reform
ZENG Heqiong[1]， HU Jun[2]， XIONG Qiong[1]
（[1] Institute of Technology， Wuhan Yangtze Business University， Wuhan， Hubei 430065；
[2] Department of Computer Science， Hubei Vocational College of Bio-Technology， Wuhan， Hubei 430074）
Abstract Analog Electronic Circuits is a required course in college electricity professional， its status is essential in the whole curriculum system. In the analog electronic circuits teaching implementation process， there are some problems such as unreasonable curriculum， teaching materials cannot be adapted to students' cognitive level， the theory of touch with reality， and many other issues. This paper are more than a few issues to discuss and give solutions. After the actual teaching certificate， after teaching reform of Analog Electronic Circuits， can straighten out the students' knowledge architecture and achieve better teaching results.
Key words "Analog Electronic Circuits"； curriculum； course design
1 現有人才培養(yǎng)方案課程體系中“模擬電子線路”課程的安排問題
自長江工商學院電子信息工程專業(yè)創(chuàng)建以來，人才培養(yǎng)方案每年都會做相應的修訂。其中的專業(yè)理論課的課程安排采用一種“自下而上”的方式，即：首先在大二上學期安排電路理論課程，然后在大二下學期學習模擬電子線路、數字邏輯電路等專業(yè)基礎課程，如表1所示。
表1 電子信息工程專業(yè)理論課程開課時間表
事實上大多數學校開設的電子信息工程專業(yè)的專業(yè)課程的開課順序也是如此。這樣開課的好處是：在經過大一整個學期以及大二上學期部分課程（高等數學、線性代數、概率與數理統(tǒng)計、復變函數與積分變換、矢量分析與數理方程）訓練以后，根據現實電路設計過程中抽象出來的電路理論課程需要用到的數學工具，學生比較熟悉，容易接受。第四學期開出的數字邏輯電路、模擬電子線路解決學生在設計電路的時候遇到的實際問題。最后在第四、第五學期開出的信號與系統(tǒng)、數字信號處理兩門課程是解決由實際問題抽象到具體數學模型的問題。
這樣的開課順序固然有其優(yōu)點，但其缺點也十分突出。因為實際中工程師在設計電路的時候是按照表2所示的過程開展的。而目前采用的開課順序是不符合人的認知規(guī)律的。
表2 工程師設計電路的工作步驟
通過觀察設計電路步驟表，可以發(fā)現電子信息工程的各個專業(yè)課程是解決在設計電路過程中不同階段遇到的不同問題。這種自上而下解決問題的方式的特點是：先提出整體方案，再關注細節(jié)的實現。信號與系統(tǒng)課程解決的是整個過程中的第一到第四階段所遇到的問題。數字信號處理課程解決第五到第六階段的問題，電路理論解決第七階段的問題。數字邏輯電路、模擬電子線路解決第八到第十階段的問題。①②
表3 調整后的電子信息工程專業(yè)課程開課時間表
從人認知的角度來講，以設計電路過程中這十個基本步驟為主線的開課方式肯定要比打亂認知順序的開課方式更容易讓學生接受。所以筆者提出以信號與系統(tǒng)、數字信號處理為電子信息工程專業(yè)的導入課程。具體調整課程順序如表3。
這樣調整的優(yōu)點是：（1）依據先定義再實現的認知規(guī)律，有益于學生理解整個設計電路的過程，明晰信號與系統(tǒng)、數字信號處理兩門課程在整個設計電路過程中的作用，利用模擬電子線路、數字邏輯電路完成電路設計、模擬仿真和具體電路實現功能。（2）掌握相關計算機軟件，在計算機上可以輕易地實現課程中的知識點，使學生從直觀上看到信號與系統(tǒng)、數字信號處理、模擬電子線路等課程的具體作用，能提高學生興趣，為后續(xù)課程的學習打下良好的基礎，促使他們對書上的內容產生更深刻的理解。（3）電路理論能使得在設計過程中得到的關于系統(tǒng)的數學表達式轉換為關于電阻、電容、電感的電路方程，這樣電路理論課程本身的作用得以最佳體現。
2 “模擬電子線路”課程教學的新思路
針對人才培養(yǎng)方案中的問題，為了適應電子科學技術的快速發(fā)展和獨立學院培養(yǎng)高素質應用型人才的需要，我們從優(yōu)化課程結構的總體要求出發(fā)，整合教學內容，進行模塊化設計，較好地解決基礎與應用、理論與實踐、目前與發(fā)展、點線面之間的矛盾，使電子技術課程內容體系具有系統(tǒng)性、科學性、實用性。我們將該課程體系劃分為：理論課程、實驗課程、技能培訓三部分，其中理論課程是模擬電子線路，實驗課程是模擬電路實驗，技能培訓包括專業(yè)實訓實驗、電子工藝實訓和模擬電路課程設計。具體提出如下的解決方案：
2.1 積極引進經典教材或者由教師自編教材
由于獨立學院學生相對于一本、二本的學生，在學習能力、自我約束、邏輯分析問題能力、學習主動性等方面有所欠缺，因而面對模擬電路課程更加容易產生厭學情緒。如何提升他們學習模擬電子線路的效率，提高其分析問題、解決問題、以及動手的能力，是擺在教師面前的一個難題。目前很多教材都不太適合獨立學院的學生使用。所以應該結合獨立學院的特點，教師自編教材，可以綜合經典教材優(yōu)點和自身學生的特點，除了要符合人類思維習慣以外，還要穿插具體實例，先定義再實現，利于學生理解與學習。
2.2 實踐教學改革②③
（1）目前模擬電子線路的實驗環(huán)境多數是使用實驗箱，如果安排過多的驗證性實驗，單純的插拔導線，機械的連接器件，使得實驗課程枯燥乏味，難以提起學生興趣。結果是學生匆匆忙忙完成實驗下課，實驗背后的意義卻不能完全理解。所以適當增加技能培訓課程是十分必要的。
（2）考慮到大多數學生零基礎的客觀情況，開設專業(yè)實訓和電子工藝課程，利用實驗室提供的電路圖、PCB板以及裝配器件、電烙鐵、示波器等工具，制作一個收音機或者萬用表，專門用來訓練學生的基本功。具體目標是使學生從“冰冷”的書本知識回歸工作實際，讓他們對電路有感性認識，并在此基礎上培養(yǎng)他們識圖、識器件的基本能力以及焊接技術。與此同時在裝配過程中教師可以講解PCB板的相關知識，拓寬學生的視野。
（3）完成了基礎模擬電路實驗、專業(yè)實訓和電子工藝課程之后，開設1～2周的課程設計是非常必要的。課程設計的目的是讓學生通過動腦動手解決一兩個實際問題， 鞏固和應用在本課程中所學的理論知識和實驗技能。課程設計不僅能給學生提供一個理論聯系實際、提高動手能力的機會， 還可以讓學生利用這較短的時間，對所學的理論知識有一個充分、系統(tǒng)、全面的消化和吸收的過程。
課程設計過程安排如下：①教師結合工程實際應用，擬定綜合性的課程設計題目，給出設計任務書。②學生根據所擬課題查閱有關書籍、手冊，組織討論系統(tǒng)的總體規(guī)范和具體功能，并提出“粗”的系統(tǒng)框圖。其后，對于“細”的電路，通過教師引導和分析、比較設計電路方案，計算參數，選取元件，確保學生知道框圖中模塊使用什么電路適合。這樣做的好處就是能夠讓學生看到電路設計在實際當中的應用，進一步激發(fā)他們的求知欲，這也符合“以問題為向導”、“以任務為導向”的教學思想。在這里以一個心電采集系統(tǒng)為例來進行說明，具體框圖如圖1。這個采集系統(tǒng)前端經過6個模塊之后，輸出的地方接入示波器可以看到漂亮的心電信號。在討論這幾個模塊電路的時候，教師應該讓學生在書中找到相應的章節(jié)：放大電路和濾波電路。有了理論支持，再對具體電路進行討論，如何對書中電路圖進行修改才能滿足系統(tǒng)需要。為了盡可能囊括模擬電路的知識點，所以添加模塊7到模塊10，作用是在無心電信號輸入時報警。③學生完成理論設計后，學生通過EWB、EDA、PROTEL等計算機輔助工作平臺仿真，極大地提高了學生的學習興趣和教學質量，進一步利用PROTEL制作電子線路板。④根據仿真結果進一步修改、完善電路，購置相關器件，首先學生通過面包板搭建電路，設計方案最終實現。最好一個模塊一個面包板，這樣不但可擴展性好，還可以有效地檢錯。⑤整體電路焊接，并對電路進行調試、分析、性能測試和故障排除等，完成設計，得到標準信號。⑥學生撰寫課程設計報告，必須參加答辯，對于分組中的同學，教師要分別就設計細節(jié)提問，確保無“寄生蟲”現象的發(fā)生，根據學生回答問題的情況和課程設計完成情況，指導教師給出最后的成績。
圖1 心電信號采集系統(tǒng)框圖
（4）建立“電子開放實驗室”，讓學生自主地利用業(yè)余時間在實驗室設計、調試自己的作品，為學生提供一個自主學習、創(chuàng)新制作的平臺，為提高學生學習的積極性提供了條件保證。
3 結束語
在幾年的教學工作中，常常發(fā)現非常多的學生對學習產生迷茫，覺得學習的課程并不具有實用價值。面對這種困惑，本文梳理整個人才培養(yǎng)方案中專業(yè)課程之間的關系，指出從工作出發(fā)或者以實際問題出發(fā)的教學安排，更能激發(fā)學生的學習興趣，學習效率得以提高。
注釋
① 康華光.電子技術基礎-模擬部分[M].北京：高等教育出版社，2006.
模擬電路課程設計范文第3篇
關鍵詞：仿真軟件 模擬電子技術 虛擬實驗平臺 應用
電子課程教學是以理論課教學、課程實驗和課程設計等教學環(huán)節(jié)構成。我們在教學實踐過程中，如果結合理論教學的進程，利用仿真軟件在計算機上進行模擬電子電路實驗和電路設計的仿真，作為教學的補充，既幫助學生更好地理解電子技術的理論知識，又能確保課程實驗電路參數的正確性，還為設計者免去了重復“制作―修改―再制作―再修改”的重復勞動，可以取得良好的教學效果。實踐證明，這種教學、設計手段的運用，有助于增強學生感性認識，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、計算機應用能力和實際動手能力。我現介紹我院將仿真軟件應用于模擬電子技術課程教學中的實際做法。
1.將虛擬仿真引入課堂，進行演示實驗，提高課堂教學效率
過去主要是理論課教學，過于注重原理分析、公式推導，學生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學效率，需要配合演示實驗。但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會占用過多時間，影響教學進度。
現在我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應用仿真軟件來仿真的兩個實例。
在模擬電路中講授三極管共發(fā)射極放大電路時，三極管具有放大和反相的作用，學生理解起來非常困難。我們利用EWB仿真軟件來仿真電路的實際效果。學生先有了感性認識后，理論的講解聽起來就更輕松了，其仿真圖形如圖1所示。從圖形中可以看出，輸入信號的正半周，在輸出端放大的同時，還存在著失真。
在模擬電路中講授振蕩電路的起振時，通過電路的正反饋作用，輸出信號就會逐漸由小變大，當振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩(wěn)定。學生很難理解，用現有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現在利用Protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩(wěn)定。如果對波形失真要求較高，則需要采用改進型號振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學模式生動活潑，學生自始至終保持著極高的學習興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學效率。
2.開設仿真實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質量
電子技術課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結合起來。以往，實踐環(huán)節(jié)主要是上實驗課，實驗內容多為驗證性實驗，設計性、綜合性實驗較少。
我們的做法:在學習模擬電子技術的過程中，抽幾節(jié)課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術實驗課之前，學生必須先將電路進行仿真，得到實驗結果以后，再進行實際的安裝、焊接、調試。學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質量大大提高，特別是在設計性實驗中，可以隨時修改元件參數，并能馬上獲得仿真結果，直到滿足電路設計要求。學生可提出各種設計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新意識，也大大提高了學生電子電路的設計水平。這樣很好地解決了原來設計電路的缺陷：先設計出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調試，需要連接很多的電位器，當調試好以后，必須重新買元件，重新安裝調試，將損耗浪費大量的電子元器件。
3.虛擬仿真在課程設計實踐環(huán)節(jié)中的應用
對于課程設計，我們的做法:將模擬電子技術的內容分成幾個單元，每一個單元搞一個課程設計。第一次在老師的帶領下，講電路設計的步驟，完成課程設計。上完下一個單元電路以后，老師布置一個課程設計題目，學生自己查找資料，自己設計好電路以后，交給老師檢查，在檢查學生設計方案時，要求學生陳述自己的設計思路，學生在講述的過程中就會進行再次思維。這種虛實結合的方法，既發(fā)揮了虛擬實驗高效、經濟的長處，又培養(yǎng)了學生電子制作的能力、分析問題和解決問題的能力。
4.虛擬實驗應注意的問題
雖然采用虛擬仿真輔助教學，改善了教學手段，豐富了教學內容，也能更形象生動地將難于理解的知識用仿真的形式表現出來，也更能激發(fā)出學生設計電路的創(chuàng)新意識。但如果完全用虛擬實驗取代實物實驗，就只會在電腦上仿真，學生對真實元器件的封裝、檢測等認知程度大大降低，對使用儀器的操作能力大大削弱，缺少對實際電子產品設計的布局能力、布線能力、安裝調試能力。為了避免其弊端，使之與傳統(tǒng)的教學相得益彰，融于一體，更好地為現代教學服務，我們采用虛實結合的方式，一方面強調仿真實驗對教學的輔助作用，另一方面認識到實際動手能力的重要性，兩者相輔相成，有機結合。既合理安排仿真實驗課時，主要以學生課后自己上機實驗為主，課堂上進行實際電路的安裝調試工作；又精心選擇仿真實驗課題，為學生提供科學、合理的仿真實驗題目，讓學生通過實驗，掌握知識，提高興趣。還讓學生做一些設計性的實驗，自己設計、制作安裝調試，使虛擬仿真實驗變成看得見摸得著的電子產品。
總之，將仿真技術應用于教學中，不僅可以把許多抽象和難以理解的內容變得生動有趣，動態(tài)地演示一些現象，化難為易，而且能模擬一些用語言難以清楚表述的，以及現實實驗不易進行的內容。它不僅提高了教學質量，改善了教學手段，豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，而且對于培養(yǎng)學生的自主能力、創(chuàng)新能力、分析和解決問題的能力都起到了潛移默化的作用。當然，也要注意仿真教學的輔助作用和實際工程能力的重要性，兩者必須相輔相成，相互結合，而不能以仿真來完全代替實際操作訓練。
參考文獻：
［1］王正謀主編.Protel99se電路設計與仿真技術［M］.福建科學技術出版社，2005-1.
模擬電路課程設計范文第4篇
關鍵詞：電子技術課程；教學改革；教學模式
1課程改革歷程
作為一門歷史悠久的專業(yè)基礎課程，武漢工程大學的電子技術課程設計經歷了多次改革的探索和實踐。在教學時間上，課程計劃時間起初為兩周；之后為強化模擬電路部分，分為模擬電子技術課程設計和數字電子技術課程設計兩門課程，各一周時間，分兩學期開設；經歷幾年的實踐，再次合并為電子技術課程設計一門課程，教學時間恢復為兩周。在選題上，最初僅有少量以數字電子技術為主的項目；在分成兩門單獨的課程時，單個課題系統(tǒng)規(guī)模減小，分別對模擬電路和數字電路進行設計，同時增加選題數量；再次合并為兩周的課程后，教學組重新論證、選擇、組織、設計了一批模擬和數字電路綜合的題目，并改革了教學模式和考核方法。經過兩年多的實踐驗證，取得了良好的效果。
2教學內容改革
2．1設計題目改革的必要性
由于課程開設多年，連續(xù)使用相同的題目逐漸顯現出明顯的弊端［1］。重復的選題不容易引起學生的興趣和積極性，而且往屆設計課題的資料積累較多，容易出現抄襲現象，影響課程效果。此外，傳統(tǒng)項目選題數量偏少，且往往一個題目僅偏重模電或者數電一門課程的知識，難以使學生從中得到更全面的訓練。
2．2設計題目改革的基本原則和目標
（1）應保證設計題目的綜合性，擴展知識覆蓋面。由于課程設計是項目驅動，小組合作模式進行，每組學生只能選擇一個課題來完成所有設計任務。因此，單個項目應具有一定的綜合性，最好應包含數字電路部分和模擬電路部分，有利于學生通過一個課題鍛煉兩個領域的綜合知識。經電子學教學組討論，建議選題時主要強調電子技術基本知識和技能的訓練，增加電子設計自動化（EDA）軟件的要求，可以適當引入傳感器等擴展內容，但不建議引入后續(xù)課程知識，如單片機、FPGA、虛擬儀器等獨立完成項目的設計［2］。
（2）題目需難度適當，在設計任務書中既有功能要求，也有具體的技術指標要求，同時設計要求有一定的靈活性和擴展性。既可保證普通水平的學生可以在既定時間內通過努力達到基本要求，也能鼓勵并給有余力的學生有發(fā)揮的空間。并鼓勵學生充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)新思維。
（3）應保證設計題目的多樣性，并應緊密聯系工程實踐應用。如果學生可以有更豐富的可選題目，題目的趣味性和實用性更強，就更有利于激起學生的學習興趣，積極投入設計工作。而且選擇不同課題的同學在設計過程中通過相互交流，也可以學到更多知識。
2．3選題設計
在具體確定選題時，一方面增加新的課題，或者改編一DOI:10.16735/ki.jet.2016.07.004些典型應用項目，另一方面，不需要舍棄有價值、有特色的傳統(tǒng)題目，但是可以改編功能要求，增加新的模塊或性能指標要求，以滿足綜合訓練的需要或使實驗項目更接近工程實際。例如，在傳統(tǒng)選題中，對數字鐘的功能要求明確，但對計時精度沒有要求，很多設計資料中數字鐘時基信號往往采用RC振蕩電路或者555定時器構成的多諧振蕩器來產生，其精度和穩(wěn)定度是無法滿足實際應用要求的。在新的課題任務書中，要求數字鐘的計時誤差必須小于每日1s，因此學生在考察設計方案時就必須主動思考，仔細辨別，分析確定如何選擇更合適的電路單元來輸出標準時基信號。在頻率計課題中，除了傳統(tǒng)的振蕩、分頻、計數、鎖存模塊設計，還提出對輸入被測信號進行放大整形、自動轉換量程和顯示控制等功能要求［3］。在新增選題多位數碼管動態(tài)掃描譯碼驅動電路中，在實現基本的掃描、譯碼、驅動等基本功能之外，要求學生給出設計方案，將控制模塊中振蕩電路部分為采用模擬電路模塊來實現。此外還增加或改編設計了電子密碼鎖、電子拔河游戲機、可編程運算放大器、簡易交通燈控制器、聲光報警定時搶答器、雙聲道功率放大器、籃球競賽24秒計時器等綜合性選題。對某些規(guī)模較小的數字電路，將直流穩(wěn)壓電源作為一個輔助模塊，加入到電路系統(tǒng)中。基本上每一個課題學生都必須結合數字和模擬電路知識，以實現一個完整系統(tǒng)的功能和技術指標。
3教學模式改革
3．1實施導師制和小組合作模式
傳統(tǒng)的教學模式是每個班級的學生分成2－3人的小組，每組合作完成一個選題，每個班3－5個選題，指導老師按班級指導課程設計。改革后，在一個指導周期內每位指導老師僅負責2－3個項目，每位導師將不同班級的學生按照選題組織在一起。雖然項目仍以小組為單位完成，但可以統(tǒng)一安排設計進度，組織教學活動。對學生來說，這種模式可創(chuàng)造班級間和專業(yè)間的交流機會，碰撞出更多的思想火花，有利于推進設計進度，改善設計方案。對老師來說，無需提前準備和熟悉每個指導課題的所有材料，也不用在一個指導周期內經常在各個課題之間切換，既提高了教學率，也減輕了工作負擔，使教師可能有精力對課題的設計方案做更全面的研究，與學生進行更深入探討。
3．2 “粗化”指導方式，給學生更多自主性和鍛煉機會
教師在介紹、布置設計任務時，僅說明功能、指標，以電路框圖或模塊結構介紹電路組成，提示可能的設計方案，規(guī)定時間進度，但不再給出具體參考電路，也不指定器件，由學生自主查閱相關資料，分析討論設計方案，經指導老師審查后，再領取元件和器材，連接調試電路。如遇缺少的元器件，經老師同意后，學生可以自行到電子市場購買補充。
3．3借助網絡，構建多方位、多層次課內外交流模式
在指導過程中，每位導師開設專用QQ群，將同課題大組同學組織在一個群中，形成一個幾十人的學習小組。一方面方便導師把教學資料共享，在課外開展指導和答疑工作，一方面方便選擇同一課題的同學，一起交流心得體會，構造互相幫助的平臺。實踐證明，這是一種非常積極有效的教學方式。既營造了積極向上的學習氣氛，也使教學的時間、地點更加靈活，受到學生的一致歡迎。
3．4開放實驗室資源，提供靈活自主學習環(huán)境
在特定時間段開放實驗室資源，期間學生可以隨時來實驗室調試電路，并能得到實驗室老師的指導。
3．5引入EDA輔助方法
在進行電路設計時，要求學生在EDA仿真軟件中進行多組方案的性能比較，分析論證最佳及最可行方案。在電路檢查調試時，建議學生比較仿真結果與實物電路測試數據，排查錯誤，改進設計。對軟件類型給出建議，但不予限制，學生可自由選擇Multisim、OrCAD、Proteus等常用EDA軟件。
3．6融入信息素養(yǎng)培養(yǎng)
信息素養(yǎng)是信息意識、信息能力和信息道德的綜合，反映了一個人的終身學習能力［4］。在電子技術課程設計的教學中，我們有意識地引導學生培養(yǎng)信息觀念，在文獻檢索、方案論證、解決問題、撰寫報告等工作中，注意提升自己搜尋、鑒別、利用、組織和有效創(chuàng)造、交流信息的能力。
3．7加強過程考查，考核方式多樣化
為了在共用課題和小組合作模式下實施科學的、反映個體差異的評價，指導教師在考核時需要跟蹤方案設計、電路仿真、連線和調試過程，了解小組成員的分工合作情況。在電路驗收時進行一對一答辯，要求學生演示操作電路，回答課題相關問題。在課程設計報告撰寫時要求必須獨立完成，如果出現明顯雷同則需退回重寫，或者直接評定為不合格?？傇u成績由6個部分構成：調查證、實踐能力、分析解決問題能力、工作量和工作態(tài)度、質量、創(chuàng)新。
4結語
在教學改革的實踐中，新的課題和新的教學模式提高了學生的積極性和學習深度，不少學生反映電子技術課程設計是進入大學以來最有意思、得到最多鍛煉的一門課，教學效果得到明顯提升。指導教師們也從課題的深入研究和交流中獲益，對課程的進一步改革和發(fā)展有了更多的思路。
作者:陳柳 劉海英 鄭寬磊 戴璐平 戴麗萍 單位:武漢工程大學 電氣信息學院
參考文獻：
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模擬電路課程設計范文第5篇
關鍵詞：單片機綜合設計；系統(tǒng)仿真；實踐創(chuàng)新
一、前言
《單片機綜合課程設計》是面向測控及電子通信專業(yè)綜合性主干課程，是在學習完成電路原理、模擬電子線路和數字電子技術、單片機原理及應用及微機原理等電子專業(yè)課后，進行的一次綜合性、系統(tǒng)性的設計實踐。設計題目包括對信號的采集、濾波、放大，以及應用各種不同類型智能微處理器顯示、控制等。通過本次的動手實踐，鞏固提高學生應用單片機、電子技術進行地震勘探儀器系統(tǒng)綜合設計的水平，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力，為將來的工作實踐打下一個較好的基礎。
二、教學目標
學生通過對本課程環(huán)節(jié)的訓練，使學生掌握數字及模擬電子技術基本原理，深入了解單片機及其他微處理器系統(tǒng)組成原理及設計技術，并將所學的電子技術理論與項目實踐相結合，完成課程設計內容要求，掌握智能電子系統(tǒng)電路設計及程序設計的一般方法，進而提升解決特定工程問題能力；通過動手實踐，提高學生獨立地分析問題、解決問題的能力。
三、教學內容
在教學實踐中，為達到較好的教學效果，單片機課程設計內容上采用仿真教學與實踐動手相結合的教學模式。1.通過仿真調試階段，提升綜合設計能力。課程設計分為兩個階段，第一階段，為仿真調試階段。通過這一過程階段，意在促進學生綜合運用所學理論知識，提升綜合運用和系統(tǒng)設計能力。針對課程設計題目進行仿真調試，采用PROTEUS專業(yè)軟件，設計題目以單片機綜合設計題目為主，通過三個步驟進行設計。系統(tǒng)設計階段：學生根據設計題目，進行系統(tǒng)架構設計，包括選擇應用芯片類型，電路分類及程序流程等；硬件電路設計階段：結合所選擇芯片，完成電路設計，并在PROTEUS環(huán)境下完成電路圖繪制。軟件設計：在硬件電路完成后，根據題目要求，編寫硬件程序。在日常單片機及數字模擬電路教學中，學生往往針對一種電路及模塊進行設計，系統(tǒng)設計概念比較欠缺，通過完成綜合仿真設計，真正將電路設計與C語言編程緊密結合，將知識融會貫通，達到學以致用的效果。以“多通道模擬量信號的采集與動態(tài)顯示設計”題目為例，題目要求包括：①從多個通道輸入可調模擬量電壓信號，分時采集各通道輸入信號；②將多通道采集數據連續(xù)存儲到單片機片內數據存儲器；③設置獨立式按鍵，確定顯示的通道，在數碼塊上顯示相應通道采集的模擬量數據，顯示控制方式為動態(tài)掃描方式實現。題目分析：設計題目包括信號處理、數據采集、數據存儲、動態(tài)顯示四個方面功能，題目設計的知識點包括模擬電路中信號濾波放大的知識，包括數字電路中4—7段數碼塊譯碼顯示的內容，同時包括單片機中數據存儲及與功能芯片接口設計的技術，在功能的實現上，還需要根據不同功能，編寫C語言驅動程序，并將程序與電路聯通調試，實現對應功能。題目綜合多門課程涉及內容，同時需要軟硬件配合調試。學生在設計中，既復習運用所學各門課程的知識，又需將各個知識點加以綜合靈活運用，達到復習鞏固所學知識，掌握電子系統(tǒng)電路設計及程序設計的一般方法，進而提升解決特定工程問題能力的教學目的。2.通過動手實踐環(huán)節(jié)，提升實踐創(chuàng)新能力。在仿真設計完成基礎上，指導學生進行實際電路的制作和調試。學生采用2—3人為一個小組，首先運用所學電子技術基礎知識，查閱相關文獻資料、電子線路參考設計手冊、電子元器件手冊，進行電路設計、程序編制，在設計過程中，鍛煉自己熟練掌握和使用先進的計算機電路仿真軟件工具，提高設計效率。其次進行電子市場調研、購買相應元器件，完成電路設計制作、功能調試、參數測定，通過這一過程，學生與實際電子元器件緊密接觸，從書本的知識物化為實際電子器件，并通過繪制電子線路版圖，焊接電子元件，進一步增加實踐技能，將書本上的理論與實踐結合，達到學以致用、學為所用的實際教學效果。最后由教師組織全班進行設計交流、現場功能演示和提問答辯，同時教師完成每組的成績評定和設計總結，為下次的課程設計提出合理化建議。從教學角度，在課程設計的內容選擇上，更突出設計內容的綜合性，并適當增加設計應用技術的難度，并與現代電子新技術緊密結合，激發(fā)學生學習的積極性。除此而外，增加設計內容的工程性，增加電子線路板設計及繪制環(huán)節(jié)，為學生講解PCB電路板的設計方法及技巧，多層電路板的設計技術及高速電路板的設計等，進一步提高學生應用所學知識進行工程綜合設計的水平。目前，開設的新增加的課程設計題目包括：基于CAN局域網絡的遠程數據采集板卡設計實現；基于凌陽單片機的音樂播放器設計開發(fā)實例；基于I2C總線的公交語音報站播放器設計；基于ZIGBEE無線通信系統(tǒng)設計；基于GPRS無線數據采集系統(tǒng)等。通過大量新穎的具有高技術含量的綜合設計，充分調動學生的熱情，讓學生從實驗中掌握知識，提升技能。3.以課程設計為基礎，積極參與各類科技創(chuàng)新活動，提升科技創(chuàng)新水平。深入貫徹學以致用、理論聯系實際的教學理念，在單片機課程設計基礎上，鼓勵學生應用課堂設計中獲得的實踐技能解決實際問題，積極參與大學生科技創(chuàng)新活動以及各類電子競賽等活動，將知識活學活用。在大學生科技創(chuàng)新活動中，在指導教師引導下，結合科研項目，應用單片機及電子技術解決問題，自身綜合設計能力和創(chuàng)新能力獲得提高。以大學生科技創(chuàng)新題目“抽油機皮帶輪自動檢測裝置”為例：油田現場抽油機皮帶輪脫落會影響生產，原始的皮帶輪脫落檢測采用施工圖數據進行分析，經常出現誤報錯報事故的現象。根據工程需求，學生們大膽設想，通過霍爾傳感器檢測抽油機工作速度，再通過速度大小判別皮帶輪工作狀態(tài)。以單片機為核心，控制霍爾傳感器采集速度信息，并將顯示結果通過RS485上傳到計算機顯示結果。設計思路新穎獨特，較好解決了工程實踐中的難題，自身的設計水平也達到大幅度提高。開展以科技創(chuàng)新為核心的課外科技創(chuàng)新活動，最終是以培養(yǎng)學生實踐能力，創(chuàng)新能力和提高教學質量為宗旨，通過科技創(chuàng)新活動，讓學生通過課外的電子科技活動，切實感受到自己所學知識的應用價值，將理論教學與研究實踐相結合，激發(fā)學生對電子專業(yè)課程的學習興趣，使學生由被動學習狀態(tài)轉入主動學習狀態(tài)，并以此鼓勵學生開拓進取。
四、、結束語
理論教學與實踐教學是高校教育的兩個重要組成部分，單片機綜合課程設計是一門將理論與實踐緊密聯系的綜合性實踐課程，通過綜合設計實驗教學，對于鞏固課本上學習的理論知識，培養(yǎng)引導學生掌握科學的思維方法，培養(yǎng)綜合分析問題和解決問題的能力，嚴謹求實的工作作風和協(xié)同工作的團隊精神等方面具有獨特的，不可替代的作用。
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