電子技術課程設計的內容設計與實施

摘要：電子技術課程設計是一個重要的實踐環節，該文闡述了電子技術課程的內容設計與實施辦法。

關鍵詞：電子技術；課程設計；內容設計；實施

電子技術課程設計是繼《模擬電子技術》和《數字電子技術》課程之后的重要實踐性環節，在自動化、機電一體化等專業培養目標的實現中有著無可替代的作用。通過課程設計的實施，可使學生加深對基礎理論知識的理解，掌握技術的關鍵點，培養動手能力、設計思維能力和創新能力。因此提高電子技術課程設計的教學質量勢在必行。

電子技術課程設計的內容設計

課題內容設計合理與否，將直接影響到課程設計的綜合訓練效果。在具體課題內容設計時，應注意以下幾點：

選擇具有實用性和趣味性的課題從學生的實際水平出發，幫助學生選擇適合自己的題目，使題目與理論知識密切相關，又具有較強的趣味性和實用性，與生產實際相結合。例如，要求學生組裝一臺完整的收音機、家居生活中能用到的聲光控開關、門窗防盜報警器等。又如我們選用的《音樂彩燈控制器設計》、《多功能數字鐘的電路設計》、《交通燈控制邏輯電路設計》等課題，學生做起來積極性很高。更重要的是通過這一過程，學生運用專業技能解決實際問題的綜合能力得到了提高。

選擇能綜合應用理論知識的課題要求學生綜合運用本課程的基本理論和知識，獨立完成一項實際課題。通過查閱資料、線路設計、選擇元器件、電路安裝調試，使學生所學的基本理論和知識充分運用于解決實際問題。例如電子脈搏計這一課題，要應用到傳感器、放大電路、有源濾波電路、整形電路以及數字電路中的各種門電路、觸發器、計數器及譯碼、驅動顯示電路。又如數字鐘電路設計這一課題，數字鐘是一個典型的數字電路系統，選此作為設計題目，可使學生將學過的比較零散的數字電路知識有機地、系統地聯系起來用于實際，培養綜合分析、設計電路的能力。還可選用有源濾波器的設計題目，使學生進一步加深領會運算放大器在信號處理電路中的應用，選用交流寬帶放大器的設計，使學生對放大電路的三種不同組態的特點、應用場合以及電路的設計方法得到練習，并通過這個對基本放大電路的放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、頻帶寬度以及引入負反饋對放大器性能的改善得到進一步的理解，同時提高學生理論聯系實際的能力。

課題內容要注重集成電路和新技術、新產品的應用當今時代電子技術飛躍發展，新技術、新產品層出不窮，課程設計可以彌補教材的滯后性。在電路設計中，應盡量采用集成電路， 特別是集成運算放大器和某些專用芯片（如模擬乘法器、鎖相環）作為電路的重要構件，體現出現代電子電路的設計是各種集成電路構件的組合的先進設計理念，尤其是將模擬電路、數字電路與微處理器相結合，以數字電路為主，軟硬件結合，以硬件電路設計為主，符合現代電子電路結構的發展方向。例如我們原來經常選定分立元件OTL和OCL功放電路設計課題，隨著目前大量的集成功放芯片的上市，我們就把這些課題內容并入《集成電路音響放大器》、《音頻信號發生器》等課題中。又如在數字脈搏計課題中，介紹了鎖相倍頻的新概念，同時介紹了集成電路CC4046和C14526構成的鎖相倍頻電路。通過這些課題設計將一些集成電路的工作原理以及使用方法介紹給學生，并在實踐中得到練習，使所學的理論知識更加豐富。

選擇適應專業需要，結合專業特點的課題為了拓寬學生的知識領域，使學生對專業有所認識和了解，提高學生對專業的興趣和學習的積極性，在課程設計中引入了一些結合專業特點的課題。例如數字轉速測試系統與頻率計設計，由于轉速測量在工業控制領域和人們的日常生活中經常遇到，在工廠里測電機每分鐘的轉速，自行車里程測速計，心率計以及汽車時速的測量等都屬于這一范疇。又如PWM（電動機調速系統），由于該系統在工業控制的調速系統中得到廣泛地應用，同時，又由于該系統由脈寬調制器和脈沖放大器兩大部分組成，而脈寬調制器又包括鋸齒波發生器和電壓比較器，密切地聯系了電子技術課程的基本內容。這些課題對掌握基礎知識，開闊學生的視野，增強對專業課的認識，提高學習的積極性都能起到較大的作用。

注意選擇和后續專業課有關的課題為對電子技術課程的進一步提高和為后續課程打下一定基礎，可考慮選擇一些模擬電路和數字電路綜合性的課題，以使學生對電子技術有一個全面的、綜合的認識，對后續專業課有一定了解，為后面的學習打好基礎。例如《調速系統的給定積分器》課題。

課程設計的組織實施

以人為本，因材施教教師只在大思路上作一定的引導，對具體方案不做過多干預，只起組織、引導、檢查、把關和解決一些疑難問題的作用，放手讓學生大膽實踐，以充分發揮學生的主動性和創造性。我們的改進做法是:在注重結論正確的同時，強調整個設計方案實施的全過程，即使得出的結論不盡如人意，甚至是錯的，只要學生能找出其中的原因并提出相應的改進措施，仍然可獲得較好的成績;相反，如果結論是抄襲得來的，即便是正確的，設計成績也按不及格處理。如電子脈搏計的設計課題，只給出設計方案的原理框圖，講明基本原理、總體構思和適當的設計提要，在設計任務書中給出原始數據及主要技術要求，而具體的原理圖及元件的參數，集成電路的選擇，電路的安裝調試等工作則要求學生獨立完成，這樣做可培養學生的自學和獨立解決問題的能力，學生的收獲更大。

虛實結合，重在“真品”（1）采用機輔分析。電子設計自動化(EDA)技術是以計算機為工作平臺，對電子電路或系統進行自動分析和設計的計算機輔助技術，它的應用使得電路功能、參數的分析和設計都可以脫離具體對象，在構筑于計算機平臺上的虛擬環境中通過仿真處理而自動實現。EDA技術已成為現代電子工程開發與應用領域的支撐技術，在電子行業，Miltisim、Protel等電子仿真軟件，已成為電子工程設計的必備工具。學習和掌握應用計算機對電子電路的分析是目前和今后發展的必然趨勢，將其應用到課程設計領域也是教學改革的方向。一是應用Miltisim設計電路仿真。在學生根據設計課題擬定初步方案后，要求他們先在電路仿真與分析軟件Milltisim平臺上對于所設計的電路進行仿真，觀察電路功能是否滿足設計要求，分析主要元器件參數對電路指標的影響，初步了解電路靜態和動態的工作情況，在Milltisim平臺上調試電路使之達到技術指標，為電路的實調做準備。二是應用Protel For Windows設計印刷電路板。在Milltisim仿真后，給學生介紹印刷電路板的自動化設計軟件Protel For Windows和設計印刷電路板的基本工程知識，要求學生應用Protel For Windows設計軟件繪制本組設計的電路原理圖并設計出印刷電路板圖。通過幾年課程設計的實踐，對有源濾波器、交流寬帶放大器、數字溫度計、數字鐘、交通燈控制器等設計課題采用Milltisim EDA軟件與虛擬樣機，指導學生進行電子技術課程設計，取得了較好的教學效果。（2）結合傳統設計。近年來，全國各高校都開設了EDA技術的教學和實踐課程。對機電類專業的學生而言，電子技術課程設計是學生在學完電子技術理論課程后進行的一次綜合性訓練，其目的是培養學生綜合運用所學理論知識的能力、獨立設計電子產品的能力和對電子產品實際安裝、調試的能力。如果學生沒有從原理圖設計開始一直做到樣機調試成功，經歷整個電子產品的設計、開發過程，又如何能提高電子技術課程設計的作用?所以要將傳統課程設計與EDA技術的訓練相結合，比較電路實測的性能和計算機的仿真結果，以認識計算機仿真在電路設計中所起的作用，使學生對EDA技術的了解不只是停留在軟件系統的操作上，而是對該技術在電子設計中所起的作用有一個整體的認識，能對學生綜合能力的培養有所幫助。

形成組合，團結協作在組隊方面，采取電子設計競賽的組織方式，2～3人為一組，要求學生不僅要共同討論設計課題和選擇設計方案，還必須落實自己具體的設計任務，如計算機輔助分析、硬件電路的制作、調試、資料的查閱、整理和總結等，有分工有合作，以培養學生的團隊精神。

強化考核，提升品質建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵。學生課程設計完成后，教師可根據學生設計方案的正確性和合理性、安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力、創新精神、設計報告質量、答辯情況以及設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神等方面綜合評定學生的課程設計成績，要特別強調答辯的重要性。答辯時，每個學生都要先概述自己的設計過程，重點講述設計過程中遇到的問題以及分析和解決問題的方法，然后教師提問，學生回答，最后教師點評、講解，同時每個學生都參與分析和討論。通過答辯、講評，學生可以體會別人的設計思路，開闊眼界，也能從別人的設計中吸取經驗教訓。這樣，答辯過程就成了再學習、再提高的過程。

電子技術課程設計為學生具體接觸和了解實際電子電路的設計方法提供了一個綜合性工程訓練的機會，在內容上、方法上、手段上進行創造性的改革已取得初步成果，激發了學生的學習熱情、創作思路，讓他們開闊了眼界，初步掌握了電子電路的設計方法，提高了電子電路的設計能力，為今后的畢業設計和從事電子技術方面的開發工作打下了基礎。

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作者簡介：

郭紅（1972—），女，江陰職業技術學院機電系講師，研究方向為機電控制。