電子技術課程設計教學探索

謝印忠

摘 ?要 從電子技術課程設計的重要性入手，說明該課程是電子技術基礎理論課與工程實踐之間的橋梁，是培養工程型、應用型大學生人才的基礎。詳述課題設計要求、內容、方法，提出設計的模塊化，指出指導教師在課程運行中的作用和課程對指導教師的要求。實踐表明，電子技術課程設計起到引導大學生從理論轉向工程實踐的作用，提高了學生的實踐和學習積極性。

關鍵詞 電子技術課程設計;數字鐘;模塊化設計

中圖分類號：G642.0 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）14-0070-03

Abstract The importance of the design of electronic technology is?presented. The course is the bridge between fundamental of elec-tronics technology and engineering practice. It is the foundation to foster an engineering and application undergraduate. The attempt of?the course including design content， design scheme， installation， debugging， design report and score assessment is made. The modu-larized design is putted forward. The teachers function and request for capability is presented. The practice proves that the course has a?significant effect on improving teaching quality. Undergraduates have enthusiasm to learn and design.

Key words electronic technology; system design; engineering practice; circuit; experiment

1 引言

電子技術基礎理論課通常是在介紹一些常用的半導體器件的基礎上，著重研究電子線路的基本概念、原理和一些基本電路的分析方法[1]，內容多，大部分學生在學完這門課程后只是了解了一些專業術語，掌握了一些基本電路的原理以及計算公式，而對理論知識運用不靈活，稍微復雜的電路圖就看不懂，也不會分析和調試電路，更談不上設計和制作電路，實驗部分也只是對理論教學的簡單驗證，導致理論和實踐脫節[2-3]。

一般來說，學生對實踐性強的課程會很感興趣，但是長期以來，學生對這門課程的學習普遍感到比較吃力，甚至一些學生由于在學習該課程時產生畏懼感，導致在以后的學習中凡是遇到分析模擬電路和門運算及觸發器參數時都不自覺地帶有畏難情緒，從而影響了后續相關專業課程的學習。對于教師來說，也有許多教師反映難教，教學效果比較差。實際上，看似枯燥的課程在理論的運用上有很強的靈活性，電子技術課程設計課程就是為較好解決理論和應用問題而設立的。

電子技術課程設計課是一門研究電子技術應用的實踐課程，是大學二年級學生在學習電子技術課程后的重要實踐性教學環節，是實現基本理論知識到實際工程設計的橋梁。通過電子技術課程設計，對鞏固和加深學生對基本理論知識的理解，提高學生實踐動手能力，都具有重要作用，是教學做一體化的體現，為工程實踐能力和創新能力的培養打下基礎[4]。臨沂大學自動化與電氣工程學院各專業都開設了電子技術課程設計實踐課，集中兩周進行，共24學時。對該課從設立到實施都進行了有效探索，取得良好的教學效果。

2 課程內容設計

由于該課是在電子技術基礎理論和實驗課之后開設，學生已具備一定的理論基礎和實踐能力，課程以學生設計為主、教師輔導為輔進行[5-7]。整個過程為教師公布設計題目后，學生根據興趣自選，然后查資料、確定方案、仿真、到創新實驗室實驗、利用萬能實驗板焊接元器件、測試性能，最后書寫設計報告，答辯、演示，充分發揮主觀能動性。

題目的選擇 ?合適題目的選取是課程設計的第一步[8]，所選題目盡可能多地覆蓋電子技術的主要知識點，內容新穎，具有趣味性和實用性。在設計中注重系統概念，側重模塊化的分析和加強新技術的學習，學會對新器件利用參數手冊完成應用和綜合能力的培養。為此，實際運作時選取可調直流穩壓電源、音頻低頻功率放大器、NPN型晶體管電流放大倍數測試、彩燈控制器、多波段脈沖發生器、555定時器報警電路、16路定時搶答器、數字鐘等課題，兩個學年的試運行表明，這些設計題目確實引起學生的極大興趣。

課程設計流程 ?課程設計是一個循序漸進的過程，在課程正式開始前一到兩周，教師將題目和參數設計要求（包括基本要求和發揮部分）以電子稿的形式提供;學生選擇題目，通過圖書館或上網查閱相關資料，待對自己的課題有一定理解后集中;教師講解電子系統設計的基本流程和主要環節注意事項;最后進入以學生為主體、教師為輔助的設計過程。流程圖如圖1所示。

模塊化設計的引入 ?所謂模塊化設計，就是將某些要素組合在一起，構成一個具有特定功能的子系統，將這個子系統作為通用性的模塊與其他要素進行組合，構成新的系統，產生多種不同功能或相同功能、不同性能的系列產品。模塊化設計是現代設計中較為成熟的方法之一，可以縮短產品研發與制造周期，增加產品系列，提高產品質量，快速應對市場變化;并且方便重用、升級、維修和產品廢棄后的回收和處理。以數字鐘為例，說明模塊化設計在電子技術課程設計中的應用。

首先對系統進模塊分解，如圖2所示。數字鐘系統可以分成電源模塊、振蕩及多級分頻器模塊、計數模塊、顯示模塊等。每一模塊的設計和實驗測定都可以獨立完成，留出下一模塊所需要的信號輸出端即可。通過模塊化分解，使設計的每一部分都可以在教材或參考書中找到設計理論原型，通過運算或查資料便可完成對應功能的設計。模塊化設計的引入恰當地解決了學生拿到題目后的茫然，為學生在學習理論和工程設計間搭起橋梁。

教師的輔助作用 ?整個設計過程都是以學生為主體、教師為輔助。教師在提供課題后主要的工作就是引導和答疑，引導就是引導學生的設計思路，答疑是幫助學生分析其方案的可行性和各種方案的綜合比較，解答設計實驗中的意外現象（和學生想象或運算不一致的地方）。

學生設計進入模塊綜合焊接調試時，教師強調用電安全和焊接常識，引導學生注意整體布局的美觀、規范，如電源線和底線要各成一列，用不同顏色的導線連接不同信號以便于區分等。

在確定連接無誤后進行通電調試，引導學生從信號輸入的一端開始逐個模塊進行調試，出現故障要先分析是那個模塊出現問題，用排除法逐漸縮小范圍，最終找到故障的確切位置。啟發學生自己查找故障、分析原因并找到解決問題的方法，加深學生對電路工作原理的理解，學會利用調試方法查找故障。

設計報告、答辯 ?設計完成后，要求學生按規定的格式撰寫設計報告[9-10]，內容包括：封皮和目錄;設計任務和技術指標;方案的選擇，原理圖、各模塊的設計方案，元器件選擇、列表;電路調試結果及結果分析;收獲和體會及對設計過程出現的問題提出改進意見;參考文獻。規范的報告可以提高學生的方案表達能力、工程制圖能力和論文寫作能力等綜合素質。

答辯過程首先是設計最終實物的演示，之后為簡述和對通過兩周的設計過程的理解表述，回答指導教師和同學的提問，上交設計報告。

成績評定 ?成績是對學生學業的肯定，也是保證教學質量的關鍵，應該注重設計結論正確的同時強調整個設計方案實施的全過程[11]。評定實行過程評價法，因為設計過程就是學習和解決問題的過程，該過程直接反映出學生對課程的興趣和學習能力。采用過程評價法，也是對教師工作的考驗[12-13]。教師必須了解每位學生在整個設計階段的表現，及時發現學生的每一處閃光點，適時鼓勵并做好記錄;而不是僅僅由最終的實物和課程設計報告的質量來評定，避免抄襲者得高分。成績由五部分組成：預設方案的正確性，占總成績的20%;仿真及各組成模塊的實驗結果，占總成績的20%;設計課題的最終調試結果，占總成績的30%;答辯及答辯時問題的回答情況，占總成績的15%;設計報告中各個環節的表述及方案的論證、調試過程中問題及解決方法、數據處理及結果分析和收獲等，占總成績的15%。

3 課程效果及教學體會

電子技術課程設計的完成對促進學生從理論學習轉向工程實踐作用十分顯著。通過課程設計，為學生提供鍛煉的平臺，提高學生的實踐和學習積極性。由于設計題目與實際應用緊密相連，充分調動了學生的熱情和自覺性，很多學生獨立完成設計任務后興奮不已，對自己設計和調試完成的電路愛不釋手。課程設計提高了學生多方面的能力，學生在實踐過程中相互討論、相互配合，最終完成實驗設計，每一步都發揮了主動性和創造性，提高了分析和解決問題及相互合作的能力。

課程結束后，很多學生以很大的熱情報名參加了暑期全國大學生電子競賽實訓，2017年、2018年，學校參加全國大學生電子設計競賽校級選拔賽的超過200人，最終派出60多人參加山東賽區競賽，山東省賽區二等獎以上獲獎率超80%。

通過對電子技術課程設計課程的教學實踐，深深體會到對輔導教師的高要求，要求教師具備扎實的專業知識、豐富的實踐經驗，對所教的專業知識、專業的最新發展有較深的了解，并且有跟蹤新知識的能力。教師在深入鉆研專業的同時，還要深入了解學生，根據學生的具體情況去備課，探索新的教學方法，循序漸進地實現理論到實踐的轉化，突出實用效能，強化對實踐性環節的教學和訓練，引導學生主動獲取知識，不斷完善和提高教育教學水平。

參考文獻

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