孫加存

(蘇州市職業(yè)大學 電子信息工程系，江蘇 蘇州 215104)

起步于20世紀80年代的我國高職教育[1]，近年來，已占據(jù)高等教育的半壁江山[2].高職教育以培養(yǎng)實用型、技術(shù)型、高級技能型專門人才為目的，是職業(yè)教育的高等階段[3].

高職院校的辦學以就業(yè)為“導(dǎo)向”.對于電類專業(yè)的學生來說，其培養(yǎng)的技能應(yīng)緊緊與市場掛鉤.隨著電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品的設(shè)計正悄然發(fā)生著變化，以單片機、電子設(shè)計自動化(electronic design automation，EDA)、ARM(Advanced RISC Machines)、數(shù)字信號處理(digital signal processing，DSP)等現(xiàn)代電子設(shè)計的方法正大量使用到電子產(chǎn)品的設(shè)計中，許多高職院校注意到了這種現(xiàn)象.為了更好地培養(yǎng)學生適應(yīng)社會的能力，增強其動手能力，在高職院校進行相關(guān)的現(xiàn)代電子設(shè)計技能的培養(yǎng)就很有必要了.

1 相關(guān)課程的開設(shè)

目前，現(xiàn)代電子設(shè)計方法一般常指運用EDA的設(shè)計方法，使用硬件描述語言進行電路設(shè)計.雖然運用EDA的設(shè)計方法進行信號處理、通訊技術(shù)及數(shù)字電路的設(shè)計很方便，但對于小規(guī)模的流程控制，使用單片機設(shè)計就顯得更為方便與經(jīng)濟了，同樣，對數(shù)字信號處理，使用DSP則顯得得心應(yīng)手.因此，要形成一個完整的現(xiàn)代電子設(shè)計技能的培訓(xùn)，一般認為在高校中至少要培養(yǎng)單片機、EDA、DSP及ARM設(shè)計技術(shù)方面的能力.為了提高學生的市場就業(yè)能力，高職院校電子信息類專業(yè)中應(yīng)該開設(shè)這些課程.

單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng).盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件:CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，甚至外存，同時集成諸如通訊接口、定時器、實時時鐘等外圍設(shè)備.現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)都集成在了一塊芯片上.目前單片機滲透到了人們生活的各個領(lǐng)域:導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機.更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了.因此，單片機的學習、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學家、工程師.

EDA是20世紀90年代初從計算機輔助設(shè)計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助工程(CAE)的概念發(fā)展而來的.EDA以計算機為工具，設(shè)計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設(shè)計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作.EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計的效率和可操作性，減輕了設(shè)計者的勞動強度.

DSP是一門涉及許多學科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學科，是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示.在過去的20多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用.

ARM公司1991年成立于英國劍橋，主要出售芯片設(shè)計技術(shù)的授權(quán).目前，采用ARM技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)(IP)核的微處理器，即通常所說的ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，基于ARM技術(shù)的微處理器應(yīng)用約占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場份額，ARM技術(shù)正在逐步滲入到人們生活的各個方面.目前，全世界有幾十家大的半導(dǎo)體公司都使用ARM公司的授權(quán)，因此使ARM技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品更容易進入市場被消費者所接受，更具有競爭力.

除了以上單片機、EDA、DSP及ARM設(shè)計技術(shù)外，電子信息類專業(yè)涉及的電子類課程還有很多，比如PLC課程、高頻課程等.為了適應(yīng)市場需要，增強就業(yè)能力，學生應(yīng)該掌握現(xiàn)代電子設(shè)計技能的課程[4].

2 培養(yǎng)方式的探討

2.1 課程開設(shè)模式

以往高職院校中現(xiàn)代電子設(shè)計技能課程往往只開設(shè)單片機課程，至于其他方面的電子設(shè)計課程只開設(shè)一至兩門，而且學時往往不夠[5].為了解決這些問題，各高職院校針對不同的專業(yè)性質(zhì)采取了靈活多變的培養(yǎng)模式.

模式一，各門課程獨立開設(shè)，先開設(shè)單片機課程，然后是EDA課程，接下來是DSP課程、ARM課程.比如蘇州市職業(yè)大學的通訊專業(yè)就采用了這種模式.

模式二，結(jié)合課程的特點組合開設(shè)，把EDA與DSP組合作為一門課程，或者把單片機與EDA進行組合開設(shè)，如安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學院自動化信息工程系把單片機與EDA課程合成一門課程進行開設(shè)，稱為“EDA與單片機應(yīng)用技術(shù)”.

模式三，以開課與講座形式或選修課程組合的方式進行培養(yǎng).單獨開設(shè)一門或兩門課程，其余的以講座或選修課形式開設(shè).一般自動化、機電類專業(yè)常采用這種方式.

目前，各高職院校都或多或少地開設(shè)了現(xiàn)代電子設(shè)計技能的課程，很多學校采用結(jié)合電子設(shè)計競賽、課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計的綜合方法對學生進行電子設(shè)計技能的培養(yǎng).如蘇州市職業(yè)大學成立電子協(xié)會，系部提供教室與訓(xùn)練測試儀器，結(jié)合開設(shè)的課程每年舉行校內(nèi)電子設(shè)計競賽，選出一些能力強、對電子設(shè)計感興趣的學生，再進行加強培訓(xùn)，然后參加市、省、國家的電子競賽，經(jīng)過若干年的實踐，取得了良好的效果，在2009年的全國電子競賽中，學校派出了10個代表隊參賽，有7個代表隊獲獎;2010年的江蘇省電子競賽中，學校參賽的8個隊中有7個隊獲獎.

2.2 實訓(xùn)教學模式

高職實踐教學是為了熟練掌握某種技術(shù)或技能而在真實或仿真的環(huán)境中進行反復(fù)訓(xùn)練的活動.主要包括對學生進行單項能力和綜合技術(shù)應(yīng)用能力的訓(xùn)練，也包括職業(yè)崗位實踐訓(xùn)練，其目的是使學生熟練掌握職業(yè)技能，并培養(yǎng)學生的職業(yè)素質(zhì)[1，6].實訓(xùn)是高職實踐教學中的一個重要項目，占有很大的比重，是實踐教學的主要形式，包括基本技能訓(xùn)練、項目設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié).而實驗教學在整個高職階段的實踐教學中所占的學時又是最多的.

對于技能性很高的現(xiàn)代電子技能課程的實訓(xùn)，實際動手設(shè)計電路能力的培養(yǎng)很重要，要提高實驗教學的質(zhì)量應(yīng)該調(diào)動學生的積極性，同時還要使學生有壓力，而目前大多數(shù)高職院校的實驗是沒有單獨考核成績的，這種狀況下學生做實驗時就沒有壓力，隨意性很大.為了更有效地開展實驗教學，對實驗教學進行改革就顯得尤為重要.本文針對現(xiàn)代電子設(shè)計技能培養(yǎng)的課程的特點設(shè)計了一種開放式的實驗教學系統(tǒng)，其流程如圖1所示，但一些需要合作及強電壓的實驗，則不宜采用該方案.在實際使用時可以適當增加設(shè)計性的實驗與綜合性的實驗，學生可以自主設(shè)計實驗，經(jīng)過教師考核后可以作為課程實驗的適當替代，鼓勵學生的積極性，教師也可以從這些實驗中選出實際動手能力強的學生，作為參加各類競賽的儲備人才.

圖1 開放式實訓(xùn)教學系統(tǒng)

3 結(jié) 語

現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)在電子產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛了，高職院校應(yīng)培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的人才.本文就現(xiàn)代電子技能的課程開設(shè)的內(nèi)容與模式進行簡單的探討，并提出一種開放式的實驗教學系統(tǒng)，其目的就是培養(yǎng)學生具有實際的產(chǎn)品設(shè)計能力，從而滿足市場的需要.

[1] 俞仲文，劉寧義，朱方來，等. 高等職業(yè)技術(shù)教育實踐教學研究[M]. 北京:清華大學出版社，2004.

[2] 劉浩紅. 當前高職教育若干問題冷思考[J]. 經(jīng)濟研究導(dǎo)刊，2010(15):254-255.

[3] 侯俊梅. 淺析高職教育現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展[J]. 華章，2011(4):146-147.

[4] 何佳寶. 淺談高職教育發(fā)展方向[J]. 新課程研究:中旬刊，2011(4):150-151.

[5] 張剛毅. 高職教育實踐教學改革的研究[J]. 長春理工大學學報，2011(4):179-180.

[6] 宋欣穎. 高職教育教學模式改革的實踐與探索[J]. 遼寧廣播電視大學學報，2011(1):14-15.