摘 要:本文根據(jù)電子信息工程專業(yè)的實驗教學(xué)體系構(gòu)建要求,結(jié)合筆者多年指導(dǎo)實驗教學(xué)的經(jīng)驗,以此提出《電子電路測試與仿真》實驗教學(xué)的研究與實踐的項目研究,進(jìn)行了實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、考核等方面的改革,對實驗教學(xué)實施的特點進(jìn)行總結(jié),突出了“虛”“實”結(jié)合的特色化教學(xué)實踐。
關(guān)鍵詞:電子電路測試與仿真 實驗教學(xué) 仿真軟件
中圖分類號:G71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2018)08(b)-0143-02
邵陽學(xué)院信息工程學(xué)院的電子信息工程教研室一直以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo),大力倡導(dǎo)加強(qiáng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在制定電子信息工程專業(yè)(以下簡稱電信專業(yè))2017年本科生教學(xué)計劃時,特別開設(shè)一門獨立實驗課《電子電路測試與仿真》,將電路和模擬電子技術(shù)實驗內(nèi)容從理論教學(xué)中獨立出來,合并為一門綜合實驗課程。教研室老師進(jìn)行了“《電子電路測試與仿真》實驗教學(xué)的研究與實踐”的項目研究,對該課程進(jìn)行了實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、考核、教材等方面的改革和研究,突出了“虛”“實”結(jié)合的特色化教學(xué)實踐。
本文以邵陽學(xué)院電子信息工程專業(yè)為例,分析了《電子電路測試與仿真》課程的實驗教學(xué)內(nèi)容、方法、考核等方面的改革研究,總結(jié)了實驗教學(xué)實施的特點教學(xué)方法。
1 電子電路測試與仿真
《電子電路測試與仿真》是電信專業(yè)的一門重要的實踐課程。它是對“電路”和“模擬電子技術(shù)”兩門專業(yè)基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用。該課程的教學(xué)內(nèi)容包括:(1)電子電路測試與仿真基本方法;(2)典型電子電路的結(jié)構(gòu)原理、功能特點、測試方法和設(shè)計指標(biāo);(3)使用信號發(fā)生器、示波器及萬用表等儀器儀表進(jìn)行電路的調(diào)試和檢測;(4)使用EDA軟件繪制電子電路原理圖和PCB圖,并對電子電路進(jìn)行指標(biāo)測量和功能測試;(5)正確記錄原始數(shù)據(jù),科學(xué)完成指標(biāo)數(shù)值計算,規(guī)范繪制各類圖形,如波形圖、特性曲線圖等。
《電子電路測試與仿真》的教學(xué)項目具體如表1所示[1]。
2 《電子電路測試與仿真》教學(xué)研究
《電子電路測試與仿真》的教學(xué)改革體現(xiàn)了電信專業(yè)重應(yīng)用重實踐的特點,改變了傳統(tǒng)電信專業(yè)電路實驗和模擬電子技術(shù)實驗的教學(xué)模式,提出“電子電路測試與仿真實驗教學(xué)體系”的研究和實踐,具體包括實驗教學(xué)內(nèi)容、實驗教學(xué)大綱、實驗?zāi)J健嶒灲虒W(xué)方法和手段以及實驗考核體系等方面,進(jìn)而構(gòu)建以開放式教學(xué)為主線,以項目開發(fā)為目標(biāo)的電子電路測試與仿真課程的實驗教學(xué)體系。
該課程的教學(xué)研究主要包括以下4個方面。
(1)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)大綱的制定:將原來的電路實驗和模擬電子技術(shù)實驗整合,形成獨立的實驗課程電子電路測試與仿真,確定實驗內(nèi)容、實驗?zāi)繕?biāo),制定實驗大綱。改革教學(xué)方法和手段。
(2)虛擬仿真實驗項目的開發(fā):為實現(xiàn)先“虛”后“實”的特色化教學(xué)實踐,開發(fā)一定比例的虛擬仿真實驗,學(xué)生在完成仿真實驗、運行驗證后,再進(jìn)行實際的實驗?zāi)K的操作。促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)特別是實踐能力和創(chuàng)新能力的提高。
(3)電子設(shè)計競賽培訓(xùn):為配合學(xué)生參加全國和省電子設(shè)計競賽,將競賽培訓(xùn)內(nèi)容融入到課程教學(xué)過程中。學(xué)習(xí)電子技術(shù)的電路設(shè)計和電子產(chǎn)品的調(diào)試與測試方法,如放大電路、濾波電路和直流電源的設(shè)計和測試等,在基本實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,增加設(shè)計性和綜合性的提升內(nèi)容,供學(xué)生自選完成。
(4)微課、慕課視頻:錄制一套微課視頻或慕課文件,上傳網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間,供學(xué)生課外自行學(xué)習(xí),熟悉實驗內(nèi)容和操作要點,以便實驗時能正確操作和測試。
3 《電子電路測試與仿真》教學(xué)實施
《電子電路測試與仿真》課程的具體實施過程中,教師需要完成幾個基本環(huán)節(jié),即:實驗準(zhǔn)備→指導(dǎo)實驗→實驗考核 →成績評定。
(1)實驗準(zhǔn)備:課程實施前,教師需完成實驗大綱、實驗講義,確定基本實驗項目和擴(kuò)展實驗項目,選定仿真軟件和硬件模塊,錄制微課視頻或慕課文件。在實驗開始前將所有相關(guān)資料下發(fā)給學(xué)生,以供學(xué)生預(yù)習(xí)使用。
(2)指導(dǎo)實驗:由于實驗前學(xué)生已完成實驗預(yù)習(xí)和視頻自學(xué),教師指導(dǎo)學(xué)生實驗時,僅簡單說明本實驗的目的、內(nèi)容、原理及注意事項,然后由學(xué)生自主操作,教師隨堂答疑。而對于功能電路設(shè)計項目及對指標(biāo)和性能提出較高要求的項目,學(xué)生進(jìn)行開放性實驗訓(xùn)練,教師不隨堂指導(dǎo),改為進(jìn)行課后答疑。
(3)實驗考核:考核包括實驗過程、操作能力和實驗報告三個方面,既重過程又重結(jié)果。遏制學(xué)生應(yīng)付實驗抄襲報告的情況出現(xiàn)。
(4)成績評定:改變以往單憑實驗報告評定實驗成績的方法,而是以過程、能力、報告、答辯等多方面綜合評定學(xué)生的實驗成績。
學(xué)生完成該課程的學(xué)習(xí),需要完成以下基本環(huán)節(jié),即:實驗預(yù)習(xí)→視頻自學(xué)→仿真運行→硬件模塊操作→開發(fā)設(shè)計(能力提升)。
完成基本實驗項目,所有學(xué)生都須完成前四個環(huán)節(jié),當(dāng)然除第一環(huán)節(jié)需最先進(jìn)行外,后三個環(huán)節(jié)進(jìn)行的次序?qū)W生可根據(jù)個人情況靈活調(diào)整,甚至可重復(fù)循環(huán)進(jìn)行。
最后一個環(huán)節(jié)是為擴(kuò)展實驗項目而設(shè)置,并非所有學(xué)生都必須完成,是針對那些基礎(chǔ)扎實、動手能力強(qiáng)、學(xué)習(xí)效果好、興趣愛好濃的學(xué)有余力的學(xué)生開設(shè)的,是為配合學(xué)生參加全國和省電子設(shè)計競賽,將競賽培訓(xùn)內(nèi)容融入到課程教學(xué)過程中,學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的電路設(shè)計、仿真和電子產(chǎn)品的調(diào)試與測試方法。
4 仿真軟件在電子電路測試與仿真中的應(yīng)用
《電子電路測試與仿真》課程需使用軟件進(jìn)行電路仿真,常用的電子電路仿真軟件有如下幾種:Multisim[2]、EWB(Electronic Workbench)[3]、Proteus[4]、PSpice等。不同的軟件有不同特色和操作特點,教師在實驗準(zhǔn)備環(huán)節(jié)中會確定具體使用哪個軟件,并將相關(guān)資料下發(fā)給學(xué)生,學(xué)生在實驗前進(jìn)行預(yù)習(xí),并掌握軟件的基本操作方法。仿真軟件的使用在于熟能生巧,學(xué)生要多用、常用,才能更有利于電路的設(shè)計和仿真。
5 結(jié)語
為推進(jìn)電信專業(yè)的實踐教學(xué)改革和研究,教研室老師進(jìn)行了“《電子電路測試與仿真》實驗教學(xué)的研究與實踐”的項目研究,本文總結(jié)了研究的一些經(jīng)驗,分析了《電子電路測試與仿真》課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法研究,總結(jié)了實驗教學(xué)實施的特點,突出了“虛”“實”結(jié)合的特色化教學(xué)實踐。
參考文獻(xiàn)
[1] 胡湘娟,楊毅.Protues在電子電路測試與仿真中的應(yīng)用[J].電子世界,2014(8):34.
[2] 張子硯.Multisim在電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊,2018(7):126-128.
[3] 李玲,周波,趙冬梅,等.EWB仿真軟件在電類基礎(chǔ)課程中的教學(xué)研究與實踐[J].電子世界,2018(13):33-34.
[4] 劉建海,方曉群.Protues仿真軟件在電子實訓(xùn)課程中的應(yīng)用[J].電子制作,2014(6):115.