關(guān)于電子技術(shù)課程體系融合的研究

　　摘 要： 電子技術(shù)課程體系包括：模擬電子、數(shù)字電子、電子系統(tǒng)仿真、CAD、硬件描述語言，以及實驗和課程設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)，在以上課程的教學(xué)過程中，往往是各自獨立，致使教學(xué)內(nèi)容相互脫節(jié)與不連貫。作者在多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，提出在電子課程教學(xué)過程中，把整個電子技術(shù)課程作為一個體系進(jìn)行教學(xué)，讓各部分靈活穿插利用，充分融合，起到了較好的教學(xué)效果，對推動電子技術(shù)教學(xué)改革有一定的借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞： 電子技術(shù) 課程體系 融合
　　
　　電子技術(shù)課程體系中包括了模擬電子、數(shù)字電子、電子系統(tǒng)仿真、CAD、硬件描述語言、課程設(shè)計、實驗等課程，其中模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)為專業(yè)基礎(chǔ)課，側(cè)重知識的系統(tǒng)性和理論分析，而電子系統(tǒng)仿真、CAD、硬件描述語言等課程為專業(yè)應(yīng)用工具課程，是將理論轉(zhuǎn)化為實踐的橋梁，側(cè)重于實際操作和應(yīng)用，其中的EDA技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的必備技術(shù)，也是當(dāng)今技術(shù)領(lǐng)域的前沿技術(shù)［１］。所以整個電子技術(shù)課程體系是相互融合和促進(jìn)的，課程和課程之間有著非常密切的聯(lián)系，但在教學(xué)實踐中，還不能有效地將其很好地融合在一起，傳統(tǒng)的模擬電子和數(shù)字電子教學(xué)實踐只注重理論教學(xué)，課堂內(nèi)容單調(diào)，學(xué)生學(xué)完之后并沒有掌握解決實際問題所需的方法和能力。而在學(xué)習(xí)電子系統(tǒng)仿真、CAD、硬件描述語言等課程時，需要用到先前學(xué)過的數(shù)字電子和模擬電子的知識時，學(xué)生往往又倍感生疏，致使教學(xué)效果不好。這種割裂式的教學(xué)模式極大地浪費了教學(xué)資源，致使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中思維連貫性差，不能建立電子技術(shù)知識體系，思路狹窄。
　　我在多年的教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)實際，提出一種全新的教學(xué)模式，即把電子技術(shù)的理論教學(xué)、實驗、課程設(shè)計、仿真、CAD、EDA、硬件描述語言等充分融合，課程的學(xué)習(xí)互相穿插和滲透，從而把孤立的課程形成一個教學(xué)體系，在教學(xué)實踐中充分實現(xiàn)。同時在電子技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)今技術(shù)領(lǐng)域先進(jìn)的知識和發(fā)展趨勢，對學(xué)生進(jìn)行新技術(shù)的引導(dǎo)，使學(xué)生在掌握好基礎(chǔ)的同時，以最快的方式跟蹤時代發(fā)展。
　　一、學(xué)科融合的基本思路
　　1.在模擬電子技術(shù)的教學(xué)過程中融合CAD和系統(tǒng)仿真技術(shù)。
　　在模擬電子的教學(xué)中，充分利用仿真軟件能直觀得到結(jié)果的優(yōu)勢，把理論教學(xué)與仿真有效結(jié)合，利用波形分析講解電路功能是經(jīng)常使用的一種方法。但是，傳統(tǒng)的講解只是在黑板上或者在投影屏幕上進(jìn)行理論分析，學(xué)生看不到更直觀的圖像和結(jié)論，如果在課堂上結(jié)合Protel或EWB中的仿真功能，在課堂上講解波形分析的同時，又給學(xué)生介紹仿真的概念和仿真工具的應(yīng)用。這樣一方面可以使學(xué)生掌握理論知識，另一方面可以使學(xué)生掌握一種仿真工具，在以后的課程設(shè)計或者是課外電子制作中加以應(yīng)用，能大大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和分析問題的能力。
　　2.在數(shù)字電子技術(shù)中融合EDA技術(shù)。
　　數(shù)字電子相對于模擬電子發(fā)展的空間較大，速度也很快，在教學(xué)中應(yīng)大膽拋棄過時的技術(shù)和知識，采用“案例法”進(jìn)行教學(xué)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)最大限度地在課堂上結(jié)合相關(guān)課程的新知識和新技術(shù)。特別是在有關(guān)數(shù)字電路的設(shè)計章節(jié)，我們可以在課堂講解中結(jié)合利用最新的EDA技術(shù)、硬件描述語言，以MAX+PlusⅡ或Quartus［１］軟件為載體進(jìn)行數(shù)字電路的設(shè)計、仿真。
　　3.以上提到的在教學(xué)課堂中的應(yīng)用的各種技術(shù)，并不需要我們占用大量的課時對其進(jìn)行講解，它們是為模擬電子和數(shù)字電子課程服務(wù)的。我們利用它們來獲得我們需要的波形或者結(jié)論，在這個過程中潛移默化地使學(xué)生了解這些技術(shù)，拓寬視野。
　　4.鼓勵學(xué)生自學(xué)相關(guān)軟件，也可以通過作業(yè)由在作業(yè)本上做題逐漸向完成一個整體實物設(shè)計傾斜，工程可以是很簡單的命題，但要求其有一套完整的材料：VHDL程序［2］、圖紙、仿真結(jié)果等來加強(qiáng)引導(dǎo)這方面能力的培養(yǎng)。
　　5.經(jīng)過前期模擬電子和數(shù)字電子課程中對CAD、EDA、系統(tǒng)仿真的應(yīng)用和介紹，學(xué)生已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)知識，則在具體講解這些課程時，就可以提高難度，加快進(jìn)度，盡快地與社會工程實踐接軌。
　　6.以課程設(shè)計和實驗為載體檢驗課程體系融合教學(xué)效果。課程設(shè)計和設(shè)計性實驗是綜合性很強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，能直接地體現(xiàn)電子技術(shù)課程體系融合的教學(xué)效果。
　　二、電子技術(shù)課程中多課程融合實例
　　我以用74161設(shè)計9進(jìn)制計數(shù)器為例介紹在數(shù)字電路教學(xué)中的一個過程。
　　第一步，進(jìn)行理論分析和設(shè)計，設(shè)計出9進(jìn)制原理圖，如圖1。
　　圖1 9進(jìn)制計數(shù)器原理圖
　　第二步，為了更直觀地表現(xiàn)9進(jìn)制計時器的計數(shù)效果，在課堂上我們用MAX+PlusⅡ軟件進(jìn)行仿真，教師對軟件MAX+PlusⅡ簡單介紹和演示，在仿真軟件中畫出相應(yīng)的9進(jìn)制原理圖，如圖2；
　　圖2 74161組成的9進(jìn)制計數(shù)器
　　第三步，進(jìn)行波形仿真［4］，如圖3。
　　圖3 9進(jìn)制計數(shù)器波形圖
　　第四步，布置課外作業(yè)，采用反饋置位法［3］完成9進(jìn)制計數(shù)器功能，給出電路原理圖和仿真結(jié)果。
　　通過該實例，使學(xué)生初步接觸到數(shù)字仿真軟件MAX+PlusⅡ，并通過波形圖直觀地看出9進(jìn)制的結(jié)果，加深了學(xué)生對計數(shù)器的理解，并為以后設(shè)計仿真同類電路提供了有效的方法。
　　我們按照這一思路，在自動化專業(yè)班級進(jìn)行了對比實驗，結(jié)果表明在課程設(shè)計，實驗等教學(xué)環(huán)節(jié)上，采用課程體系融合的班級動手能力，分析和解決問題能力明顯好于采用傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生。大多數(shù)學(xué)生能獨立地完成理論設(shè)計，模擬仿真，實物制作等環(huán)節(jié)。
　　三、結(jié)語
　　實踐證明，將軟件應(yīng)用等技術(shù)類的課程融合到模擬電子和數(shù)字電子等理論類課程中去，既使理論課程變得生動直觀，幫助學(xué)生更好地理解所學(xué)的理論知識，又給學(xué)生介紹了電路分析和設(shè)計的工具，使電子技術(shù)教學(xué)系統(tǒng)性更強(qiáng)，理論與實踐之間的結(jié)合更緊密、更自然，也使后續(xù)的技術(shù)類的課程結(jié)合了應(yīng)用，有的放矢。教學(xué)實驗結(jié)果表明體系融合式教學(xué)方法在學(xué)生基礎(chǔ)理論和實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)中均有較好的效果。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)與VHDL［M］.清華大學(xué)出版社，2007.1.
　　［2］曾繁泰，陳美金.VHDL程序設(shè)計［M］.清華大學(xué)出版社，2001.1.
　　［3］康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）［M］.高等教育出版社，2004.4.
　　［4］盧毅.VHDL與數(shù)字電路設(shè)計［M］.科學(xué)出版社，2001.4.