电子技术综合实验教学探索
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数字电子技术实验课程的改革与探索数字电子技术课程是一门集合了电子信息类技术、自动化类技术、以及计算机类技术在内的重要的专业基础课程。
随着我国乃至世界的数字化电子技术的发展,数字系统已经大规模向集成电路进军,所以,对数字电子技术的实验内容、实验方法、实验手段也就有了新的、更高的要求。
而在有限的时间内高效能、高水平的完成课堂的数字电子技术的实验就显得很必要,为此,我们的教师就要对数字电子技术的实验教学做新的探索和改革,以提高实验教学的质量,充分利用实验教学资源。
一、数字电子技术实验内容和实验项目的改革数字电子技术的实验教学内容是研究数字电子技术的重中之重。
在实验教学内容的选择上,我们的教师既要保证有数字电子技术验证性的实验在其中,又要保证有适量的综合性、设计性的数字电子技术试验,二者不可荒废。
教师可以根据学生对知识的理解,学生自身的能力、素质等并依据教学大纲制定适合学生发展和创新精神的实验教学内容。
(一)验证性实验。
什么是验证性实验呢?验证性实验就是对学生的基本实验技能进行训练的一种比较基础性的实验操作。
验证性实验的目的就是让学生在了解基本的实验理论、实验仪器等基本知识的同时巩固、深化常用集成元件的逻辑功能和使用方法。
要想提高学习的效率和学生的自主创新能力,就需要我们对传统的实验项目进行更新,例如,我们可以在验证性实验中开设“基本门电路逻辑功能的测试”,以促进学生对基本实验仪器和常用电路逻辑功能、方法的掌握,使得学生有更多的时间开设综合性实验和设计性实验,激发学生的创新潜质和全面发展的能力。
(二)综合性实验和设计性实验。
和之前的验证性实验相顺接的是综合性实验和设计性实验,综合性实验和设计性实验是通过学生对基础知识和工程观念的掌握的基础上,培养学生的分析问题、解决问题的能力,培养学生设计工程、制作工程、管理工程的能力。
例如我们教师可以开展学生自主设计“乘法器”、“抢答器”等活动,既适应了数字电子技术实验教学改革的目标,又对学生的综合分析能力有很大的提高,可谓是一箭双雕,一举两得。
《数字电子技术》课程内容和教学方法的探究与改革随着信息技术的快速发展,数字电子技术已经成为了现代社会不可或缺的重要技术之一。
在高等教育中,《数字电子技术》课程的教学不仅是为了满足学生对于这一专业知识的需求,更是为了培养学生的思维能力和创新能力。
当前《数字电子技术》课程内容和教学方法都存在一定的问题,需要进行进一步的探究和改革。
一、课程内容的探究与改革1. 传统课程内容存在的问题传统的《数字电子技术》课程内容主要包括数字电子技术基础知识、数字逻辑电路设计、数字系统设计、数字电子技术应用等方面的内容。
这些内容在一定程度上满足了学生的基础需求,但是随着时代的发展,这些内容已经不能满足学生对数字电子技术的需求了。
传统的课程内容过于注重理论知识的传授,忽视了实践能力的培养。
学生通过课程学习往往只是获得了理论知识,而在实际应用中却无法做到游刃有余。
传统的课程内容没有涉及到数字电子技术在工程领域的最新发展和应用情况,导致了学生对数字电子技术的认识停留在一个相对滞后的阶段,无法与社会实际需求相适应。
传统课程内容没有充分考虑到不同学生的个性化需求,缺乏灵活性和多样性,不能满足不同学生的学习需求。
2. 课程内容的改革方向针对传统课程内容存在的问题,需要进行课程内容的改革。
需要增加实践环节,让学生能够将理论知识应用到实际工程中,培养学生的动手能力和实际操作能力。
课程内容需要与社会需求相结合,增加数字电子技术在工程领域的最新发展和应用情况的介绍,让学生了解数字电子技术的前沿动态,培养学生的创新意识和实践能力。
课程内容需要更加灵活多样化,根据不同学生的需求和兴趣特点,设置不同的选修内容,激发学生的学习兴趣和动力。
二、教学方法的探究与改革传统的《数字电子技术》课程教学方法主要是以教师为中心,传授理论知识为主,学生被动接受。
这种教学方法存在以下问题:一是缺乏互动性,学生无法充分参与到教学过程中;二是缺乏启发性,学生在课堂上缺乏主动思考和创新成果的输出。
“电子技术”实践教学改革探索摘要:针对“电子技术”系列课程实践教学内容的特点,以行业需求为导向,从完善实践教学体系、建立综合性实验室、更新实验教材内容、采用形式多样的教学方法、提高实践教学教师的综合素质、引入电子设计工程师认证培训、改进考核手段等方面进行改革。
实践表明,这些措施取得了较好的教学效果,学生的实践和创新能力得以加强,并促进了学生有效就业。
关键词:电子技术创新能力实践教学工程实践能力电子技术系列课程主要包括“电路分析”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机原理”、“高频电子线路”等课程,是电子通信类、电气类、自控类等专业学生的重要专业课。
其教学任务是培养学生电子技术的基本技能、实践能力及创新能力。
为了培养适应行业和社会需求的创新应用型电子技术人才,应对教学计划及教学体系进行适当调整,加强实践教学改革。
1.完善实践教学体系更新和改革电子技术实践教学内容,形成了由“电路分析基础实验”、“模拟电路实验”、“数字电路实验”、“单片机原理与应用”、“高频电子实验”、“dsp原理与应用”、“可编程逻辑器件实验”、“电子系统综合设计与仿真”等多个实验模块构成的实践教学体系。
逐步形成基础性实验、验证性实验、设计性实验、课程设计、生产实习、社会实践、毕业设计等共存的实践教学体系[1]。
加大实验课时比重,合理设计实践内容,保证内容的连续性、渐进性,避免重复。
2.建立综合性实验室和开放式实验教学基地两级平台设备齐全的综合性实验室是进行项目式实践教学的必要硬件支持。
采用独立模块的结构设计,便于拆装、调试和维修。
积极跟踪国内外的先进技术,不断更新设备,完善实验设备的功能,满足高端设计需求。
开放实验室为学生提供场地、仪器仪表、计算机及相关软件,并安排教师进行专门指导。
学生自行安排实验时间以及实验内容,使学生可以有效利用业余时间进行自己感兴趣的电子系统设计,最大限度地激发学生自主学习的积极性,使学生能够快速跟踪电子技术的最新动态。
试析“数字电子技术”教学与实验改革探索论文摘要:笔者结合多年来“数字电子技术”教学实践与体会,从教学内容、教学方法、实践教学等几个方面对该课程的教学改革提出了一些具体措施和建议。
教学实践表明,这些方法效果较好,显著提高了学生的学习效率。
论文关键词:数字电子技术;教学方法;实验教学“数字电子技术”课程是工科院校电力及其自动化、通信等电类专业的主干专业基础课,具有自身的体系和很强的实践性。
该课程的教学质量、教学效果直接关系到电子信息类各专业学生后续课程的学习。
学习“数字电子技术”课程,对培养学生的科学思维能力、树立理论联系实际的观点以及提高学生分析和解决问题的能力都有着极其重要的作用。
笔者根据近几年的教学实践经验,谈谈对“数字电子技术”课程教学及实验改革的几点思考,希望对相关院校该课程的教学改革有所帮助。
一、理论课教学方面1.教学大纲应与时俱进“数字电子技术”的基础部分包括逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、硬件描述语言、脉冲波形的产生和整形、数-模和模-数转换电路等。
当前科学技术的发展日新月异,特别是电子技术、计算机技术以及芯片技术的发展非常迅速。
而许多高校所用的教材内容更新缓慢,许多新知识、新技术不能及时地补充进来,当前教材讲述的一些器件早已过时或被淘汰。
教学大纲应该不断地进行改革,在保证“数字电子技术”基本知识、基本理论的前提下,使教学内容体系有新的变化。
我们应从基本电路的分析方法和设计方法起步,以大规模集成电路(Large scale integration,LSI)的分析及应用为重点,对课程内容进行优化和改革。
淡化电路的内部结构,强调电路的外部特性。
淡化各种功能模块的电路构成,强调相应集成器件的应用。
用硬件描述语言进行电路系统的设计是当前发展的趋势。
与传统的原理图输入设计方法相比较,硬件描述语言更适用于规模日益增大的电路系统,它还是进行逻辑综合优化的重要工具。
电子技术综合实验教学探索
【摘要】电子技术综合实验是一门独立设课的综合性实验课程。
本文论述了电子技术综合实验的内容、具体实施步骤与考核等环节的问题,并对下一步工作提出了几点看法,以期推动电子技术综合实验教学体系的创新。
【关键词】电子技术;综合实验;教学体系;创新
电子技术综合实验课程是一门独立设课的综合性实验课程,是南华大学电子信息工程、通信工程、电气工程及自动化、自动化、生物医学工程等专业的一门专业选修的技术基础课程。
该课程重点培养学生电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子电路、信号与系统、单片机控制、eda技术等多门课程的综合应用与综合设计的能力训练,工程实践性很强。
电子技术综合实验室隶属南华大学中央与地方共建电工电子实
验中心,该中心抓住“中央与地方”共建的机遇,实验教学环境得到全面改善。
实验室配备了齐全的计算机、信号发生器、稳压电源、多功能模拟电子技术实验箱、多功能数字电子技术实验箱、eda实验箱等仪器。
学生完全可在实验室完成综合实验的设计、仿真、下载、硬件搭接、调试等工作。
经过这几年的教学实践,教学体系和实验内容不断完善、日臻成熟,教学内容始终密切结合国内外最新的科技进展,已初步形成具有自身特色的教学体系,取得了良好的教学效果。
[1]
一、电子技术综合实验的内容
电子技术综合实验是针对本科三年级学生开设的,此阶段的学生已学完电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术等专业技术基础课程,也有基本实验的基础。
因此综合实验的目标是通过系统电路的综合设计和调试,对学生进行综合实验能力的培养。
实验主要从三方面对学生进行培训。
[2]
1、项目的原理设计与仿真调试
要求学生用基本ic器件、二极管、三极管、电阻、电容及输入、输出装置等完成项目的设计。
并用工具软件multisim、pspice等进行项目的原理设计与仿真调试,从而掌握综合应用电路的仿真设计与分析方法,掌握综合应用电路设计的一些技巧,如子电路设计、电路功能的模块化等。
2、硬件综合实验
实验室提供常用ic器件、二极管、三极管、电阻、电容及输入、输出装置等元件。
学生在多功能电子技术实验箱上完成设计项目的组装与调试,进一步培养学生动手操作技能及排除电路故障能力。
3、基于fpga逻辑设计综合实验
要求学生用fpga开发软件ise或quartus ⅱ完成项目系统的底层模块设计、系统顶层原理设计,并用仿真软件modelsim进行各模块及系统的功能仿真及时序仿真,在fpga开发平台上实现系统的集成芯片编程下载与功能检测。
[3]
近几年,我们对实验内容做了大量的更新,我们自编并正式出版了《电工电子实验与计算机仿真》、《基于multisim2001的电子电
路计算机仿真设计与分析》、《eda技术实验教程》、《vhdl/fpga数字系统计算机仿真实验》等一系列的实验指导书。
这些实验项目涉及的知识面宽广,学生可根据自己的兴趣和专业特点部分选取。
二、实验教学手段(具体实施)
1、实验准备阶段
在课程开始之前,实验老师针对本学期的实验项目进行实验仪器仪表的整理、开发软件的装配。
整理实验平台所需要的稳压电源、信号发生器、示波器、万用表、计算机、fpga实验箱、多功能模拟(数字)电子技术实验箱、常用元件等,保证每套实验平台都能正常使用。
安装一系列的开发软件:multism、ise、quartus ⅱ、modelsim、protel、chipscope等,并运行验证软硬件实验平台,保证实验设备正常运行。
2、实验实施
电子技术综合实验分为理论讲授和实验教学两部分。
学生首次进入实验室,实验老师对学生讲解实验规则与过程要求,要求学生课前预习、写好预习报告,能正确使用电子仪器,掌握电子电路系统设计的方法,了解电子电路设计的全过程,完成相关电子电路系统功能模块的电路设计、仿真到硬件安装和指标测试,学会故障分析和数据处理。
实验结束后学生要对所测数据进行整理、分析并写出正确的实验报告。
然后还要讲解电子电路设计的一般思路,常用典型的单元电路、工程实例,电子电路安装、调试、检测的一般方法,常用eda软件的应用技巧等。
实验教学针对不同专业学生的需求,
合理制定不同的实验项目,按照基础型、综合设计型和研究创新型三个层次,循序渐进,由简单到复杂,逐步提高学生综合素质和创新能力。
在指导方法上,立足于启发引导,充分发挥学生的主动性和创造精神。
在实验的进行过程中,学生会遇到很多具体困难,主要表现在对有些实验现象不理解,仪器的实验方法不熟悉,遇到故障不知如何解决。
指导老师要及时抓住典型给予集体分析、讲解使绝大多数学生能在短时间内解决困难,并积极引导学生利用所学理论知识分析、解决问题。
3、实验考核
在实验及整个过程中,实验老师对每个学生的预习报告、实验进程、学习态度、组织纪律、实验质量等方面都有计划、有阶段地进行严格考核。
学生做完实验后,实验老师根据完成情况,当场给评成绩,作为平时成绩的依据。
在学期末对每个学生进行考试,题目的任务要求和指标要求由实验室提供,学生任意抽取,在规定的时间内完成,并根据完成情况当场给出考试成绩。
最后的总成绩结合平时成绩、实验报告成绩和考试成绩。
三、今后的工作
通过这几年的电子技术综合实验开展,学生的实践能力、系统综合设计能力、学习主动性和创新精神得到了明显提高。
很多学生积极参加全国大学生电子设计竞赛,挑战杯竞赛等,并取得了不错佳绩。
但是有些问题还需要改进。
1、电子技术综合实验时间安排都是以班为单位,有些班人数特多,导致实验仪器台套数不够;而有些班人数又少,仪器就有闲置。
而且电子技术综合实验作为一门综合性课程,实验内容以综合性实验为主,因此实验时间一般较长,有些学生在规定的时间完不成实验,有些学生还想更深一步研究,但是由于时间限制,都不得不中断。
如果实验室实行网上预约的方式,实验时间由学生自己自己安排,实验老师可以根据学生人数、各实验的选课情况,进行较为灵活的安排。
实验中心必须尽快做出一套网络管理系统,并挂上南华大学教务管理在线,方便学生上网预约。
[4]
2、电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程,实验内容不再限制于某一门课程,而是多门相关课程的知识相互渗透、有机融合。
在实验项目的设计中,可以融合模拟电子技术、数字电子技术、eda技术、单片机原理等知识模块,让学生运用多种技术完成一个完整的电子系统设计,使学生对电子系统设计的过程有更深入的理解。
同时鼓励学生自拟实验项目,或者直接参与教师的科研项目。
在教师的指导下独立自主或者团队合作开展研究创新型实验。
结合“大学生电子设计”竞赛、“挑战杯”竞赛、大学生实践创新等活动,充分发挥学生学习的自主性和创造性,培养学生的科学研究兴趣和研究创新能力。
3、学生在做综合性实验时,所需元器件比较多,也容易造成电路元器件损坏,造成实验室低值易耗品损耗量增加,实验室必须制定一套行之有效、可操作的规章制度,保证实验室工作的正常运行。
4、学校在不断壮大,学生不断增加,实验教学的工作量相应大大增加。
实验教学人员工作任务重,学习、进修机会很少。
因此学校在引进更多的实验教学设备同时,也要重视实验队伍的建设,引进更多高级技术人才从事实验教学,从而建立一支高水平、高素质、结构合理的实验教学队伍。
总之我们要不断完善、改进电子技术综合实验教学体系,更充分地发挥实验教学在培养创新型科技人才中的作用,促进高等院校教学改革的进一步深化。
【参考文献】
[1] 孙凌翔,王丽君.电气信息专业实验教学创新模式的研究与探索[j].中国电力教育,2009.8.130-131.
[2] 杨德俊.现代电子技术综合实验与能力培养[j].实验科学与技术,2005.10.97-98.
[3] 陈学英.电子技术综合实验教学方法研究与实践[j].实验科学与技术,2011.2.127-130.
[4] 唐续.现代电子技术开放式综合实验的实践[j].实验技术与管理,2007.24(9)35-39.
【作者简介】
赵艳辉(1974-)女,湖南湘潭人,南华大学电气工程学院,实验师,主要从事电工电子实验教学.。