王成群

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

電子技術(shù)課程設(shè)計是繼“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程之后的重要實踐性環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)電子信息類學(xué)生的實際動手能力和創(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“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)實驗課”中所掌握的實驗技能，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)方面的實踐技能，提高學(xué)生綜合運用電子技術(shù)知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。

學(xué)生針對三位半數(shù)字萬用表，通過熟悉查找資料、設(shè)計電路、計算機仿真、安裝調(diào)試、性能分析與改進等環(huán)節(jié)，初步掌握常用電子產(chǎn)品的一般設(shè)計方法和步驟，體會電子產(chǎn)品的設(shè)計和調(diào)試過程，為以后的專業(yè)知識學(xué)習(xí)、綜合實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、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)計改革的目的

電子技術(shù)課程設(shè)計一般安排在大二下學(xué)期進行，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，因此該課程要求學(xué)生設(shè)計并制作一個具有實用價值的電路[3]。這個階段的學(xué)生對于電路設(shè)計一般只有一個模糊的認(rèn)識，工程意識淡薄，對電子元器件的實際功能和電子產(chǎn)品設(shè)計步驟沒有清晰的認(rèn)識，工程實踐能力不強，缺乏開發(fā)、設(shè)計的創(chuàng)新能力與意識。在前期的電子類相關(guān)課程實驗中，大部分實驗的電路功能單一，只能夠簡單的、被動重復(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)計的教學(xué)過程中，我們通過引入實際實用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計與制作，可使學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論知識的理解，掌握技術(shù)的關(guān)鍵點，培養(yǎng)動手能力、設(shè)計思維能力和創(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提高電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，充實電子技術(shù)課程設(shè)計的教學(xué)實踐內(nèi)容具有十分重要的現(xiàn)實意義。

二、課程設(shè)計改革的方法

在“電子線路課程設(shè)計”的具體實施過程中以實際實用電子產(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清晰的認(rèn)識，同時，自主設(shè)計并制作一塊三位半數(shù)字萬用表，進而達到增強學(xué)生實踐能力、培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)生對數(shù)字模擬電路設(shè)計應(yīng)用的興趣。具體的教學(xué)改革方法包括以下四個方面：

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

近年來，隨著各專業(yè)課程體系改革的推進，專業(yè)培養(yǎng)計劃以及相應(yīng)教學(xué)大綱的調(diào)整與修改，同時考慮到學(xué)生進行電子技術(shù)課程設(shè)計時的理論水平的局限性和后續(xù)單片機技術(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，我們在電子技術(shù)課程設(shè)計實踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計中，應(yīng)該改變以往單一功能電路的設(shè)計，引入和現(xiàn)階段大學(xué)生水平相適應(yīng)的實際電子產(chǎn)品的設(shè)計與制作，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生動手解決實際問題的能力。

本實施過程中，我們通過引入實際實用電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表作為課程設(shè)計的主要內(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、二極管等的測量電路的原理，雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用，線性運放的應(yīng)用，正弦波的生成電路，自動關(guān)機電路，LCD的驅(qū)動等。充分考慮到學(xué)生的知識結(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)理論知識的理解與應(yīng)用。

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

在以往的課程設(shè)計中，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)，對于實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，在本次改革的實施中，我們制作了很多配套的多媒體教學(xué)課件，加強理論知識的講授，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，對各部分電路進行獨立焊接調(diào)試，并對調(diào)試好的電路進行測試，注重電路重點部分的輸出，并教會學(xué)生調(diào)試數(shù)字、模擬電路的基本方法；同時，通過改變部分電子元器件的參數(shù)，觀察該參數(shù)對數(shù)字萬用表精度的影響，進而加深學(xué)生對電路原理的理解。另外，指導(dǎo)教師還應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生利用EDA電路設(shè)計仿真軟件，例如，Protel電路設(shè)計軟件，結(jié)合課程設(shè)計的內(nèi)容，來拓展學(xué)生的知識面和電子產(chǎn)品設(shè)計能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強教學(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，引導(dǎo)并激發(fā)學(xué)生解決實際問題的興趣與能力

在“電子技術(shù)課程設(shè)計”的進行中，學(xué)生不可避免地會遇到各種實際問題，指導(dǎo)教師應(yīng)該針對問題的難易程度，有針對性地指導(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，及時糾正學(xué)生錯誤的解決問題的思路與方法。嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真對設(shè)計過程中遇到的問題進行分析、反思和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)并反思自己設(shè)計過程中的不足，找出努力的方向。另外，指導(dǎo)教師還應(yīng)該組織對學(xué)生遇到的問題定期的進行總結(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. 注重軟件仿真與實際電路調(diào)試相結(jié)合

由于計算機軟件和硬件技術(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)生對電路的輸入輸出，以及電路參數(shù)對整個電路結(jié)構(gòu)性能的影響有一個大體的了解，等學(xué)生焊接完成該部分電路后，實際測試電路的輸出，進而比較軟件仿真的輸出和實際測量之間的差距，分析其原因，并通過多次改變電路的參數(shù)和輸入的方式進行綜合分析，加深學(xué)生對電路的理解。尤其適當(dāng)仿真軟件輸出和實際測試輸出出現(xiàn)較大的差距時，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，還要讓學(xué)生學(xué)會判斷仿真輸出和實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大的功能，而實物連線除了讓學(xué)生更熟悉元器件及其性能之外，更加讓學(xué)生對元器件的誤差以及因此可能引起的誤差或錯誤的原因產(chǎn)生更深的體會，這些都是在課本以及“電子技術(shù)實驗”等課程中不能收獲的。

結(jié)束語

通過實踐，我們發(fā)現(xiàn)這項教學(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)到的理論知識進行實踐，加深數(shù)字電路和模擬電路知識的理解，尤其是通過實際電子產(chǎn)品三位半數(shù)字萬用表的設(shè)計與制作，可以激發(fā)學(xué)生對實際遇到的問題的思考，提高學(xué)生的觀察能力和實際動手能力，進而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過理論結(jié)合實際，培養(yǎng)學(xué)生的開拓性思維和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【參考文獻】

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

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