謝良波

【摘 要】 《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真》是電子信息工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，可培養(yǎng)學生對多門先修課程知識的綜合應(yīng)用能力及對電子系統(tǒng)的分析設(shè)計能力?；诖?，本文對《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真》課程的教學方法進行探索。

【關(guān)鍵詞】 電子系統(tǒng)綜合設(shè)計；課程探索；綜合應(yīng)用能力

【中圖分類號】 G64.26 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2017）17-000-01

《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真》是電子信息工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，其綜合性強，對學生動手能力要求高，其課程設(shè)置通常包括理論教學和實踐教學兩部分。“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”不僅要求學生掌握模擬電路技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、可編程邏輯器件、單片機原理、信號與系統(tǒng)、通信原理及電路分析等課程的基本理論，同時要求學生對這些課程的知識能夠綜合運用[1]。通過此課程的學習及相應(yīng)項目的訓練，增強學生對電子系統(tǒng)的認識，提高學生的硬件電路設(shè)計能力及軟件編程能力，培養(yǎng)學生養(yǎng)成科學的思維方法，具備獨立發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。但“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真”這門課程內(nèi)容繁多，各知識點相對獨立，其教學難度較大[2-3]。在此背景下，我們對《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真》課程進行教學探索。

一、教學內(nèi)容設(shè)置

以庹先國等人編著的《電子系統(tǒng)設(shè)計——基礎(chǔ)篇（第3版）》為例，其第1章為電子系統(tǒng)設(shè)計導論，主要包括電子系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計方法和原則及電子系統(tǒng)設(shè)計的步驟，讓學生對于電子系統(tǒng)設(shè)計有一個宏觀的了解；第2章為常用電子元器件的應(yīng)用，包括基本的電阻、電容、電感、晶體管、表面貼裝元器件、光電耦合器、繼電器、功率驅(qū)動及顯示器件等內(nèi)容；第3章為模擬電路設(shè)計，包括放大器、濾波器及電源電路等基本模擬電路的設(shè)計；第4章為數(shù)字電路設(shè)計，主要包括常用數(shù)字邏輯電路、鎖相環(huán)及頻率合成器等內(nèi)容；第5章為D/A與A/D轉(zhuǎn)換，這兩種功能電路是模擬和數(shù)字的重要橋梁；第6章為單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計；第7章主要講述FPGA及相應(yīng)開發(fā)軟件的使用；第8章主要是EDA工具的使用；第9章為電子系統(tǒng)設(shè)計實例。

二、教學中存在的問題

1.從教學內(nèi)容設(shè)置中可以看出，該課程內(nèi)容繁多，各知識點相對獨立，教學難度大，學生接受程度不高。該課程涉及知識面廣，不僅需要前面先修課程的相關(guān)知識，同時要求學生要有系統(tǒng)的觀念，能對整個系統(tǒng)各關(guān)鍵點進行分析，才能合理進行設(shè)計。這些特點對于課程教學提出了更高的要求。如何深入淺出講授課程內(nèi)容，充分調(diào)動學生學習的主動性和積極性是教學過程中的難點。

2.“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程實踐性強，一般均會安排實驗環(huán)節(jié)，確保學生能動手自己設(shè)計電子系統(tǒng)。實驗題目的選取是實驗環(huán)節(jié)的重點和難點，目前一般存在以下問題：（1）題目難度或工作量選取不恰當；（2）覆蓋面偏??；（3）側(cè)重于軟件設(shè)計或硬件電路設(shè)計。

三、教學方法改革

針對上述教學中存在的問題，必須對傳統(tǒng)的理論實驗教學手段和教學方法進行改進。

1.合理安排教學內(nèi)容，做到目標明確，指導性強。以典型的電子系統(tǒng)設(shè)計為例，從系統(tǒng)設(shè)計層面著手，重點講解現(xiàn)代電子系統(tǒng)的基本構(gòu)成、設(shè)計的基本方法和基本原則；在保證系統(tǒng)性能和功能的前提下，如何利用基本電子元器件、集成電路等基本模塊電路搭建高性價比的電子系統(tǒng)；電子系統(tǒng)中的子模塊電路設(shè)計利用先修課程的知識和教師對關(guān)鍵點及注意事項的講解完成。通常，電子系統(tǒng)設(shè)計包括需求分析、系統(tǒng)方案設(shè)計與論證、軟硬件模塊劃分、子模塊電路性能指標分配及電路設(shè)計與仿真、系統(tǒng)仿真、硬件電路制作及系統(tǒng)整體調(diào)試等；模擬數(shù)字混合系統(tǒng)設(shè)計的重點及難點內(nèi)容講解；基本EDA設(shè)計軟件的使用。在課程講授過程中，選取典型的最新的電子系統(tǒng)設(shè)計案例進行講解，做到電子系統(tǒng)授課與時俱進。首先從系統(tǒng)角度該電子系統(tǒng)的基本組成、功能，并按功能對該電子系統(tǒng)逐層分解講授，給學生一種“先見森林，再見樹木”的認知。然后，結(jié)合該電子系統(tǒng)的功能對各子模塊電路進行講解，包括根據(jù)系統(tǒng)的需求為各子模塊分配性能指標、如何完成子模塊電子的方案設(shè)計、如何完成器件芯片選型等內(nèi)容。將教材中的授課內(nèi)容有機結(jié)合進行講授，讓學生可以將各章節(jié)內(nèi)容有機結(jié)合，靈活運用，掌握各章節(jié)內(nèi)容的精華。

2.在實驗內(nèi)容安排上，設(shè)計科學、合理的實驗項目，提高學生的創(chuàng)新實踐能力。綜合考慮難度、工作量、成本、內(nèi)容覆蓋面等因素，設(shè)計30套左右科學、合理的電子系統(tǒng)設(shè)計題目，供學生選擇。學生在教師的指導下進行合理組隊，選擇適合自己團隊的實驗項目。組內(nèi)各學生都應(yīng)對該電子系統(tǒng)充分調(diào)研，對系統(tǒng)進行合理劃分，在教師的指導下，對方案進行論證，完成器件選型，選擇性價比高、實現(xiàn)難度適中的方案。然后根據(jù)組內(nèi)各學生的特長，進行合理分工，保證每個組員工作量分配合理；并進行硬件電路設(shè)計與仿真，軟件代碼編寫與調(diào)試，系統(tǒng)聯(lián)合仿真，電路制作，系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試，以及最終設(shè)計報告撰寫等設(shè)計工作，讓各學生掌握電子系統(tǒng)設(shè)計的基本流程，達到課程訓練的目的。對于能力突出的學生，可以安排開放性題目選擇，教師為其指出典型應(yīng)用場景，學生根據(jù)需求進行方案設(shè)計、電路設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試等電子系統(tǒng)設(shè)計流程。課程完成后，教師可根據(jù)學生完成情況，鼓勵學有余力的同學參加各種科技競賽、各類科技創(chuàng)新活動，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

四、結(jié)語

《電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與仿真》是一門實踐性很強的課程，同時也是銜接各門先修課程與工程應(yīng)用的橋梁。該課程綜合性強，在講授過程中通過實際電子系統(tǒng)進行講授，從系統(tǒng)到局部，將各知識點內(nèi)容進行有機整合，提高學生對電子系統(tǒng)設(shè)計的認知能力。同時，通過合理安排實驗項目，達到知識學以致用、靈活運用、綜合應(yīng)用的目的。

參考文獻：

[1]江朝暉.“電子系統(tǒng)設(shè)計”教學的問題分析與方法探討[J].教育教學論壇，2013，（3）.

[2]譚雪霏，趙春波，陳鞏.基于案例的電子設(shè)計課程教學方法[J].濱州學院學報，2014（6）：113-115.

[3]劉明，周俊.“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”教學改革與實踐[J].實驗科學與技術(shù)，2016，14（6）：173-176.endprint