“電子技術課程設計”教學改革探討

王成群

【摘 要】電子技術課程設計是繼“模擬電子技術”和“數(shù)字電子技術”課程之后的重要實踐環(huán)節(jié)。本文分析了該階段學生的特點及存在的問題，以三位半數(shù)字萬用表的電路設計、調試、制作、測試及性能分析等步驟作為切入點，從課程內容的設計，教學方法和教學手段的改進，及激發(fā)學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)學生的興趣，培養(yǎng)學生自主解決實際問題的能力具有良好的效果。

【關鍵詞】電子技術 課程設計 教學改革

電子技術課程設計是繼“模擬電子技術”和“數(shù)字電子技術”課程之后的重要實踐性環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)電子信息類學生的實際動手能力和創(chuàng)新能力有著重要的作用。該課程的基本任務之一是鞏固和加深學生對“電路原理”“模擬電子技術”“數(shù)字電子技術”和“電子技術基礎實驗課”中所掌握的實驗技能，另一方面是培養(yǎng)和訓練學生的科研作風及在電子技術方面的實踐技能，提高學生綜合運用電子技術知識解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力。

學生針對三位半數(shù)字萬用表，通過熟悉查找資料、設計電路、計算機仿真、安裝調試、性能分析與改進等環(huán)節(jié)，初步掌握常用電子產品的一般設計方法和步驟，體會電子產品的設計和調試過程，為以后的專業(yè)知識學習、綜合實習、畢業(yè)設計、從事生產和科研工作打下一定的專業(yè)基礎。

一、課程設計改革的目的

電子技術課程設計一般安排在大二下學期進行，考慮到該階段的學生已經具備一定的數(shù)字電路和模擬電路的基本知識，因此該課程要求學生設計并制作一個具有實用價值的電路[3]。這個階段的學生對于電路設計一般只有一個模糊的認識，工程意識淡薄，對電子元器件的實際功能和電子產品設計步驟沒有清晰的認識，工程實踐能力不強，缺乏開發(fā)、設計的創(chuàng)新能力與意識。在前期的電子類相關課程實驗中，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品的電路有一定的距離，學生的興趣得不到足夠的激發(fā)。在電子技術課程設計的教學過程中，我們通過引入實際實用電子產品三位半數(shù)字萬用表的設計與制作，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(yǎng)動手能力、設計思維能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生綜合素質，尤其是對于提高大學生的工程素養(yǎng)具有重要的作用。因此該課程的改革對提高電子技術課程設計的教學質量，充實電子技術課程設計的教學實踐內容具有十分重要的現(xiàn)實意義。

二、課程設計改革的方法

在“電子線路課程設計”的具體實施過程中以實際實用電子產品三位半數(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，使學生對基于模數(shù)轉換芯片的三位半數(shù)字萬用表的工作原理有一個清晰的認識，同時，自主設計并制作一塊三位半數(shù)字萬用表，進而達到增強學生實踐能力、培養(yǎng)學生工程素養(yǎng)、激發(fā)學生對數(shù)字模擬電路設計應用的興趣。具體的教學改革方法包括以下四個方面：

1. 充實“電子技術課程設計”的實踐教學內容

近年來，隨著各專業(yè)課程體系改革的推進，專業(yè)培養(yǎng)計劃以及相應教學大綱的調整與修改，同時考慮到學生進行電子技術課程設計時的理論水平的局限性和后續(xù)單片機技術、DSP技術、EDA技術、嵌入式系統(tǒng)等其他電子技術課程的教學安排，我們在電子技術課程設計實踐教學內容的設計中，應該改變以往單一功能電路的設計，引入和現(xiàn)階段大學生水平相適應的實際電子產品的設計與制作，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學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品三位半數(shù)字萬用表作為課程設計的主要內容，并編寫相應的配套“電子技術課程設計指導書”。主要內容涉及電壓（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轉換器的應用，線性運放的應用，正弦波的生成電路，自動關機電路，LCD的驅動等。充分考慮到學生的知識結構，讓他們通過該課程的學習，加深數(shù)電、模電等基礎理論知識的理解與應用。

2. 改革“電子技術課程設計”的教學方法與教學手段，注重理論結合實際

在以往的課程設計中，部分學生學習興趣不高，存在混學分，完成任務的心態(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課件，加強理論知識的講授，使學生在明白三位半數(shù)字萬用表各部分電路原理的基礎上，對各部分電路進行獨立焊接調試，并對調試好的電路進行測試，注重電路重點部分的輸出，并教會學生調試數(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，進而加深學生對電路原理的理解。另外，指導教師還應該指導學生利用EDA電路設計仿真軟件，例如，Protel電路設計軟件，結合課程設計的內容，來拓展學生的知識面和電子產品設計能力，激發(fā)學生的學習興趣，增強教學的靈活性，使學生的工程素養(yǎng)得到提高。

3. 增加教學互動，引導并激發(fā)學生解決實際問題的興趣與能力

在“電子技術課程設計”的進行中，學生不可避免地會遇到各種實際問題，指導教師應該針對問題的難易程度，有針對性地指導學生課外去查閱相關資料，并積極地參與到學生解決問題的過程中去，及時糾正學生錯誤的解決問題的思路與方法。嚴格要求學生認真對設計過程中遇到的問題進行分析、反思和總結，發(fā)現(xiàn)并反思自己設計過程中的不足，找出努力的方向。另外，指導教師還應該組織對學生遇到的問題定期的進行總結與歸納，并整理成相應的“Q&A”文檔，通過課程電子郵件或課程主頁發(fā)布在網上，供學生學習與參考。

4. 注重軟件仿真與實際電路調試相結合

由于計算機軟件和硬件技術的飛速發(fā)展，在電子應用領域產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，讓學生對電路的輸入輸出，以及電路參數(shù)對整個電路結構性能的影響有一個大體的了解，等學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，加深學生對電路的理解。尤其適當仿真軟件輸出和實際測試輸出出現(xiàn)較大的差距時，引導學生去查詢相關資料，分析該現(xiàn)象的原因，并形成相應的文檔，共享給所有的學生。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，要著重引導學生去分析每一小塊電路出現(xiàn)誤差的原因，以及如何改進，還要讓學生學會判斷仿真輸出和實際輸出在什么樣的范圍內是合理的。

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生更熟悉元器件及其性能之外，更加讓學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生更深的體會，這些都是在課本以及“電子技術實驗”等課程中不能收獲的。

結束語

通過實踐，我們發(fā)現(xiàn)這項教學改革效果十分明顯。教師們精心準備的題目引起了學生的極大興趣，可以將學生前期學習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品三位半數(shù)字萬用表的設計與制作，可以激發(fā)學生對實際遇到的問題的思考，提高學生的觀察能力和實際動手能力，進而增強學生的學習興趣；通過理論結合實際，培養(yǎng)學生的開拓性思維和創(chuàng)新意識，提高學生的綜合素質。

【參考文獻】

[1]粟田禾. 電子技術基礎課程設計的教學改革與實踐. 高職教育研究，2006（2）.

[2]姚青梅等. 電子技術課程設計的教學改革與實踐. 天津工程師范學院學報，2006（4）.

[3]威開友.“電子技術課程設計”教學改革與實踐.課程教材改革，2013（8）.

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