王成群

【摘 要】電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是繼“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程之后的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。本文分析了該階段學(xué)生的特點(diǎn)及存在的問題，以三位半數(shù)字萬用表的電路設(shè)計(jì)、調(diào)試、制作、測(cè)試及性能分析等步驟作為切入點(diǎn)，從課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，教學(xué)方法和教學(xué)手段的改進(jìn)，及激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的興趣與能力等方面進(jìn)行探索、改革。實(shí)踐表明，該方法對(duì)激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主解決實(shí)際問題的能力具有良好的效果。

【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 教學(xué)改革

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是繼“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程之后的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)電子信息類學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力有著重要的作用。該課程的基本任務(wù)之一是鞏固和加深學(xué)生對(duì)“電路原理”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課”中所掌握的實(shí)驗(yàn)技能，另一方面是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的科研作風(fēng)及在電子技術(shù)方面的實(shí)踐技能，提高學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。

學(xué)生針對(duì)三位半數(shù)字萬用表，通過熟悉查找資料、設(shè)計(jì)電路、計(jì)算機(jī)仿真、安裝調(diào)試、性能分析與改進(jìn)等環(huán)節(jié)，初步掌握常用電子產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，體會(huì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和調(diào)試過程，為以后的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)、綜合實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的專業(yè)基礎(chǔ)。

一、課程設(shè)計(jì)改革的目的

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般安排在大二下學(xué)期進(jìn)行，考慮到該階段的學(xué)生已經(jīng)具備一定的數(shù)字電路和模擬電路的基本知識(shí)，因此該課程要求學(xué)生設(shè)計(jì)并制作一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的電路[3]。這個(gè)階段的學(xué)生對(duì)于電路設(shè)計(jì)一般只有一個(gè)模糊的認(rèn)識(shí)，工程意識(shí)淡薄，對(duì)電子元器件的實(shí)際功能和電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)步驟沒有清晰的認(rèn)識(shí)，工程實(shí)踐能力不強(qiáng)，缺乏開發(fā)、設(shè)計(jì)的創(chuàng)新能力與意識(shí)。在前期的電子類相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)中，大部分實(shí)驗(yàn)的電路功能單一，只能夠簡(jiǎn)單的、被動(dòng)重復(fù)教師講授或者書本上面的理論，電路功能和生活中使用的實(shí)際電子產(chǎn)品的電路有一定的距離，學(xué)生的興趣得不到足夠的激發(fā)。在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程中，我們通過引入實(shí)際實(shí)用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)與制作，可使學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，掌握技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，培養(yǎng)動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)思維能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生綜合素質(zhì)，尤其是對(duì)于提高大學(xué)生的工程素養(yǎng)具有重要的作用。因此該課程的改革對(duì)提高電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量，充實(shí)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、課程設(shè)計(jì)改革的方法

在“電子線路課程設(shè)計(jì)”的具體實(shí)施過程中以實(shí)際實(shí)用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表為核心，通過三位半數(shù)字萬用表各部分功能電路理論的講授，使學(xué)生對(duì)基于模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的三位半數(shù)字萬用表的工作原理有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)，自主設(shè)計(jì)并制作一塊三位半數(shù)字萬用表，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)字模擬電路設(shè)計(jì)應(yīng)用的興趣。具體的教學(xué)改革方法包括以下四個(gè)方面：

1. 充實(shí)“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容

近年來，隨著各專業(yè)課程體系改革的推進(jìn)，專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃以及相應(yīng)教學(xué)大綱的調(diào)整與修改，同時(shí)考慮到學(xué)生進(jìn)行電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)時(shí)的理論水平的局限性和后續(xù)單片機(jī)技術(shù)、DSP技術(shù)、EDA技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等其他電子技術(shù)課程的教學(xué)安排，我們?cè)陔娮蛹夹g(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該改變以往單一功能電路的設(shè)計(jì)，引入和現(xiàn)階段大學(xué)生水平相適應(yīng)的實(shí)際電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力。

本實(shí)施過程中，我們通過引入實(shí)際實(shí)用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表作為課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，并編寫相應(yīng)的配套“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書”。主要內(nèi)容涉及電壓（交直流）、電流（交直流）、電阻、電容、三極管、二極管等的測(cè)量電路的原理，雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，線性運(yùn)放的應(yīng)用，正弦波的生成電路，自動(dòng)關(guān)機(jī)電路，LCD的驅(qū)動(dòng)等。充分考慮到學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，讓他們通過該課程的學(xué)習(xí)，加深數(shù)電、模電等基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解與應(yīng)用。

2. 改革“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的教學(xué)方法與教學(xué)手段，注重理論結(jié)合實(shí)際

在以往的課程設(shè)計(jì)中，部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，存在混學(xué)分，完成任務(wù)的心態(tài)，對(duì)于實(shí)踐過程中涉及的電路原理，存在知其然，不知其所以然的問題。為了改變這種情況，在本次改革的實(shí)施中，我們制作了很多配套的多媒體教學(xué)課件，加強(qiáng)理論知識(shí)的講授，使學(xué)生在明白三位半數(shù)字萬用表各部分電路原理的基礎(chǔ)上，對(duì)各部分電路進(jìn)行獨(dú)立焊接調(diào)試，并對(duì)調(diào)試好的電路進(jìn)行測(cè)試，注重電路重點(diǎn)部分的輸出，并教會(huì)學(xué)生調(diào)試數(shù)字、模擬電路的基本方法；同時(shí)，通過改變部分電子元器件的參數(shù)，觀察該參數(shù)對(duì)數(shù)字萬用表精度的影響，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)電路原理的理解。另外，指導(dǎo)教師還應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生利用EDA電路設(shè)計(jì)仿真軟件，例如，Protel電路設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，來拓展學(xué)生的知識(shí)面和電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)教學(xué)的靈活性，使學(xué)生的工程素養(yǎng)得到提高。

3. 增加教學(xué)互動(dòng)，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生解決實(shí)際問題的興趣與能力

在“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”的進(jìn)行中，學(xué)生不可避免地會(huì)遇到各種實(shí)際問題，指導(dǎo)教師應(yīng)該針對(duì)問題的難易程度，有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生課外去查閱相關(guān)資料，并積極地參與到學(xué)生解決問題的過程中去，及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的解決問題的思路與方法。嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真對(duì)設(shè)計(jì)過程中遇到的問題進(jìn)行分析、反思和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)并反思自己設(shè)計(jì)過程中的不足，找出努力的方向。另外，指導(dǎo)教師還應(yīng)該組織對(duì)學(xué)生遇到的問題定期的進(jìn)行總結(jié)與歸納，并整理成相應(yīng)的“Q&A”文檔，通過課程電子郵件或課程主頁發(fā)布在網(wǎng)上，供學(xué)生學(xué)習(xí)與參考。

4. 注重軟件仿真與實(shí)際電路調(diào)試相結(jié)合

由于計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，在電子應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)生了很多成熟的開發(fā)與仿真軟件，例如EWB、ORCAD、PSPIC、Muhisim等。在本課程的理論講解階段，引入電路仿真，讓學(xué)生對(duì)電路的輸入輸出，以及電路參數(shù)對(duì)整個(gè)電路結(jié)構(gòu)性能的影響有一個(gè)大體的了解，等學(xué)生焊接完成該部分電路后，實(shí)際測(cè)試電路的輸出，進(jìn)而比較軟件仿真的輸出和實(shí)際測(cè)量之間的差距，分析其原因，并通過多次改變電路的參數(shù)和輸入的方式進(jìn)行綜合分析，加深學(xué)生對(duì)電路的理解。尤其適當(dāng)仿真軟件輸出和實(shí)際測(cè)試輸出出現(xiàn)較大的差距時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生去查詢相關(guān)資料，分析該現(xiàn)象的原因，并形成相應(yīng)的文檔，共享給所有的學(xué)生。在本課程改革選用的三位半數(shù)字萬用表的模擬電路部分尤其需要如此，特別是其中的電容測(cè)量電路，涉及正弦波的發(fā)送、放大、濾波等電路，這部分電路軟件仿真和實(shí)際輸出存在一定的差距，要著重引導(dǎo)學(xué)生去分析每一小塊電路出現(xiàn)誤差的原因，以及如何改進(jìn)，還要讓學(xué)生學(xué)會(huì)判斷仿真輸出和實(shí)際輸出在什么樣的范圍內(nèi)是合理的。

仿真軟件在理論分析方面具有強(qiáng)大的功能，而實(shí)物連線除了讓學(xué)生更熟悉元器件及其性能之外，更加讓學(xué)生對(duì)元器件的誤差以及因此可能引起的誤差或錯(cuò)誤的原因產(chǎn)生更深的體會(huì)，這些都是在課本以及“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”等課程中不能收獲的。

結(jié)束語

通過實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)教學(xué)改革效果十分明顯。教師們精心準(zhǔn)備的題目引起了學(xué)生的極大興趣，可以將學(xué)生前期學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐，加深數(shù)字電路和模擬電路知識(shí)的理解，尤其是通過實(shí)際電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)與制作，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)際遇到的問題的思考，提高學(xué)生的觀察能力和實(shí)際動(dòng)手能力，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過理論結(jié)合實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的開拓性思維和創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]粟田禾. 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐. 高職教育研究，2006（2）.

[2]姚青梅等. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革與實(shí)踐. 天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（4）.

[3]威開友.“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革與實(shí)踐.課程教材改革，2013（8）.

[4]金丹，王魯楊.“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革分析與思考.中國(guó)電力教育，2013（2）.endprint