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電子設(shè)計(jì)論文

時(shí)間:2022-04-24 03:06:09

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電子設(shè)計(jì)論文

電子設(shè)計(jì)論文:EDA技術(shù)對(duì)電子設(shè)計(jì)的應(yīng)用

摘要:隨著當(dāng)今經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,一種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的技術(shù)又稱為EDA技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)中并得到了全面的認(rèn)可。EDA技術(shù)成為了傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)發(fā)展上的新機(jī)遇,為電子設(shè)計(jì)帶來了新的技術(shù)理念,對(duì)電子設(shè)計(jì)行業(yè)的影響是巨大的。EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)的發(fā)展中憑借著獨(dú)特的靈活性和便利性占據(jù)著舉足輕重的地位,引領(lǐng)著電子技術(shù)發(fā)展的潮流。本文將針對(duì)以EDA技術(shù)的研究應(yīng)用工作,對(duì)EDA技術(shù)的概念進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述,并根據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)對(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了步驟和環(huán)節(jié)的分析,在EDA技術(shù)的應(yīng)用中分析了它需要注意的問題,希望可以對(duì)電子行業(yè)中更深層次的利用提供幫助,為之后的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)化和現(xiàn)代化的工作提供技術(shù)方面的啟示。

關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì);EDA技術(shù);應(yīng)用;注意事項(xiàng)

引言

EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中是基于網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和眾多科技中的一種新型技術(shù)。目前,在很多西方發(fā)達(dá)國(guó)家中已經(jīng)將EDA這種先進(jìn)的技術(shù)廣泛的應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)中,從在效率、速度和質(zhì)量上都取得了明顯的成效。EDA技術(shù)已經(jīng)全面的引領(lǐng)了電子設(shè)計(jì)發(fā)展的方向,所以,想要有效的利用EDA技術(shù)發(fā)展電子設(shè)計(jì)就要全面的去認(rèn)識(shí)它,正確的以EDA技術(shù)的含義為基礎(chǔ)了解它的優(yōu)勢(shì),并熟練的掌握EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用流程。注意EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中實(shí)際操作中會(huì)出現(xiàn)的問題從而更好的實(shí)現(xiàn)它的技術(shù)價(jià)值,這樣才能在電子設(shè)計(jì)的發(fā)展中追趕發(fā)達(dá)國(guó)家的腳步,才能全面的提升我國(guó)電子設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展水平。

1.EDA技術(shù)概述

EDA(ElectricDesignAutomation)又被稱為電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化[1],EDA技術(shù)作為電子技術(shù)和仿真模擬工作的技術(shù)基礎(chǔ)引領(lǐng)著電子技術(shù)發(fā)展的潮流。EDA技術(shù)在電子行業(yè)中的應(yīng)用為電子設(shè)計(jì)的工作提供了很大的技術(shù)依靠。當(dāng)前,EDA技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷地得到擴(kuò)展,許多電子設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)EDA技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,我國(guó)也應(yīng)該在電子行業(yè)中以EDA技術(shù)為發(fā)展的突破口提高電子設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平,可以讓電子設(shè)計(jì)工作在更加系統(tǒng)和科學(xué)技術(shù)的支撐下實(shí)現(xiàn)更深層次和更廣泛的發(fā)展應(yīng)用。EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中是通過可編程邏輯器件PLD(ProgrammableLogicDevice)技術(shù)在數(shù)字系統(tǒng)上的應(yīng)用發(fā)展而來的。EDA技術(shù)通過計(jì)算機(jī)在PLD技術(shù)的基礎(chǔ)上利用硬件描述語言HDL(HardwareDescripitionLanguage)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)邏輯[2]。設(shè)計(jì)者可以在EDA技術(shù)的支持下完成軟件描述硬件的功能,然后通過現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA(FieldProgrammableGateArray)或者是復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)來完成所要設(shè)計(jì)得結(jié)果。這個(gè)技術(shù)的應(yīng)用為電子設(shè)計(jì)工作帶來了極大的靈活性和便利性。

2.EDA技術(shù)的基本特征及優(yōu)勢(shì)

2.1EDA技術(shù)的基本特征

EDA技術(shù)的設(shè)計(jì)流程與傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)流程恰好相反,它是自上而下的設(shè)計(jì)流程[3]。在傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)中,它是先確定了集成電路的芯片后再根據(jù)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行局部的設(shè)計(jì),然后再完成整個(gè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這種電子設(shè)計(jì)的方法存在著很多的問題和缺陷,需要的器件太多,容易出現(xiàn)故障,對(duì)元件的消耗很大,設(shè)計(jì)的效率很低。而EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中采用相反的電子設(shè)計(jì)流程可以有效的克服傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)中存在的問題和缺陷。它在設(shè)計(jì)之前就從電子設(shè)計(jì)的整體角度考慮將系統(tǒng)中的各部分結(jié)構(gòu)規(guī)劃好,在對(duì)方的框圖進(jìn)行劃分時(shí)對(duì)相關(guān)的工作進(jìn)行仿真和糾錯(cuò),利用HDL進(jìn)行描述高層次邏輯并結(jié)合綜合優(yōu)化的方法來完成所有的工作,在EDA技術(shù)的幫助下實(shí)現(xiàn)對(duì)任意一項(xiàng)硬件功能進(jìn)行系統(tǒng)描述。最后通過FPGA和CPLD來實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)的結(jié)果。這樣的電子技術(shù)的應(yīng)用有效的避免了傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)的問題,降低了實(shí)際操作中可能出現(xiàn)的故障幾率,極大的提高了設(shè)計(jì)的效率。

2.2EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1)應(yīng)用廣泛EDA技術(shù)具有應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)?,F(xiàn)階段,在電子設(shè)計(jì)中比較常用的編程方式酒紅色無線編程和在線編程,而EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中可以很好的適應(yīng)并實(shí)現(xiàn)無障礙編程,同時(shí)讓編程更加具有保密性的特征引領(lǐng)著電子設(shè)計(jì)的發(fā)展潮流。2)可靠性高EDA技術(shù)具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)中具有復(fù)位障礙和跑飛缺陷,EDA技術(shù)不僅可以很好的克服這個(gè)缺陷還可以將電子產(chǎn)品中的各系統(tǒng)通過集成和壓縮在一個(gè)芯片中,在電子設(shè)計(jì)中便于被管理并有效的控制了風(fēng)險(xiǎn),提高了電子設(shè)計(jì)的可靠性。3)普適性好EDA技術(shù)具有普適性好的優(yōu)點(diǎn)。在電子設(shè)計(jì)的升級(jí)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)中,EDA技術(shù)可以憑借其容量大、速度快和效率高的特征被得到有效的應(yīng)用[4],這對(duì)于通信類的電子設(shè)計(jì)具有很大的優(yōu)勢(shì)。4)效率高EDA技術(shù)具有效率高的優(yōu)點(diǎn)。EDA技術(shù)在多種模塊的功能化下可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)的并行,大大的提高了電子設(shè)計(jì)中的速度和效率。超越了傳統(tǒng)的電子設(shè)計(jì),滿足了電子設(shè)計(jì)對(duì)信息化和市場(chǎng)化適應(yīng)的需求。

3.EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的流程

EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的流程(如圖1EDA電子設(shè)計(jì)流程圖)首先是將設(shè)計(jì)的意圖通過EDA工具的文本或圖形編輯器用文本方式或圖形方式表達(dá)出來。在通過設(shè)計(jì)意圖完成設(shè)計(jì)的描述之后就可以進(jìn)行編譯,編譯主要是轉(zhuǎn)換格式和對(duì)一般性的語法及電路進(jìn)行排錯(cuò)。為接下來的邏輯綜合和優(yōu)化做準(zhǔn)備。邏輯綜合是綜合器針對(duì)于FPGA/CPLD供應(yīng)商的具體產(chǎn)品對(duì)源文件進(jìn)行綜合,綜合后得結(jié)果具有硬件可實(shí)現(xiàn)性,這也是硬件電路從軟件轉(zhuǎn)化過來的關(guān)鍵一步。綜合的同時(shí),還將設(shè)計(jì)中冗余邏輯進(jìn)行去除優(yōu)化,從而節(jié)省了資源,提高了效率。一般是對(duì)資源優(yōu)先或是速度優(yōu)先兩種方式進(jìn)行優(yōu)化。綜合優(yōu)化就是對(duì)軟件的設(shè)計(jì)和硬件的可實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行結(jié)合,也就是對(duì)具體型號(hào)的芯片進(jìn)行布局、布線和適配。之后進(jìn)行功能的仿真和時(shí)序的仿真,在這個(gè)階段如果仿真沒有發(fā)現(xiàn)問題就可以通過編程器或者是下載電纜將適配器產(chǎn)生的配置文件下載到目標(biāo)芯片中。然后針對(duì)FPGA/CPLD直接應(yīng)用于系統(tǒng)中通過硬件測(cè)試進(jìn)行檢測(cè)[5]。4.EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在電力的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,電力線主要是通過采用濾波器的低通功能進(jìn)行載波通訊,它是通過濾波器將高頻的信息過濾掉,使得工頻電流可以接地,阻抗可以變換。由于常見的數(shù)字濾波器在實(shí)際操作中有著計(jì)算速度低等缺陷常常使用模擬濾波器來滿足實(shí)際的操作需求,但是模擬的濾波器在應(yīng)用中還是有著很多的問題。比如。在實(shí)際的操作中,模擬的濾波器很難調(diào)試、系統(tǒng)的級(jí)數(shù)低、參數(shù)漂移等。所以為了解決這些問題,就會(huì)在電子設(shè)計(jì)中采用EDA技術(shù)。在EDA技術(shù)中的A/D轉(zhuǎn)換和濾波器可以很好的解決傳統(tǒng)的濾波器存在的問題。如圖2所示就是在電子設(shè)計(jì)中應(yīng)用EDA技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的被遞歸型濾波器的模擬圖[6]。在現(xiàn)場(chǎng)可編程門列陣的內(nèi)容主要由六個(gè)部分組成,是以時(shí)序控制器為核心的非遞歸型濾波器的設(shè)計(jì),在具體的工作過程中是由時(shí)序控制器為其余的五個(gè)模塊進(jìn)行控制信號(hào)的輸送。具體工作流程如下:1)A/D轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換結(jié)束的信號(hào)EOC上升沿發(fā)送給時(shí)在這個(gè)階段如果仿真沒有發(fā)現(xiàn)問題就可以通過編程器或者是下載電纜將適配器產(chǎn)生的配置文件下載到目標(biāo)芯片中。然后針對(duì)FPGA/CPLD直接應(yīng)用于系統(tǒng)中通過硬件測(cè)試進(jìn)行檢測(cè)[5]。

4.EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在電力的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,電力線主要是通過采用濾波器的低通功能進(jìn)行載波通訊,它是通過濾波器將高頻的信息過濾掉,使得工頻電流可以接地,阻抗可以變換。由于常見的數(shù)字濾波器在實(shí)際操作中有著計(jì)算速度低等缺陷常常使用模擬濾波器來滿足實(shí)際的操作需求,但是模擬的濾波器在應(yīng)用中還是有著很多的問題。比如。在實(shí)際的操作中,模擬的濾波器很難調(diào)試、系統(tǒng)的級(jí)數(shù)低、參數(shù)漂移等。所以為了解決這些問題,就會(huì)在電子設(shè)計(jì)中采用EDA技術(shù)。在EDA技術(shù)中的A/D轉(zhuǎn)換和濾波器可以很好的解決傳統(tǒng)的濾波器存在的問題。如圖2所示就是在電子設(shè)計(jì)中應(yīng)用EDA技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的被遞歸型濾波器的模擬圖[6]。在現(xiàn)場(chǎng)可編程門列陣的內(nèi)容主要由六個(gè)部分組成,是以時(shí)序控制器為核心的非遞歸型濾波器的設(shè)計(jì),在具體的工作過程中是由時(shí)序控制器為其余的五個(gè)模塊進(jìn)行控制信號(hào)的輸送。具體工作流程如下:1)A/D轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換結(jié)束的信號(hào)EOC上升沿發(fā)送給時(shí)序控制器,然后時(shí)序控制器接收到信號(hào)之后向并串轉(zhuǎn)換、串行延時(shí)、系數(shù)查表、位移相加、鎖存輸出五個(gè)模塊發(fā)送并串轉(zhuǎn)換信號(hào)、串行延時(shí)信號(hào)、系數(shù)查表信號(hào)、位移相加信號(hào)、鎖存輸出信號(hào)。2)并串轉(zhuǎn)換模塊、串行延時(shí)模塊、系數(shù)查表模塊、位移相加模塊、鎖存輸出模塊這五個(gè)模塊在按照到時(shí)序控制器發(fā)送來的信號(hào)依次進(jìn)行運(yùn)行[7]。對(duì)各個(gè)模塊的描述語言采用的是VHDL語言,系數(shù)查表模塊在設(shè)計(jì)時(shí)元件使用的是ROM元件,把查找的內(nèi)容寫入MIF文件中,采樣的頻率要比截止的頻率小一級(jí),芯片結(jié)構(gòu)在通過對(duì)算法的改進(jìn)過程中得到最佳的匹配[8]。從而運(yùn)算的效率被提高,5.結(jié)論在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的帶動(dòng)下我國(guó)的科學(xué)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步,在科學(xué)技術(shù)的支持下電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平也得到了大幅度的提升?,F(xiàn)如今EDA技術(shù)憑借著自身的優(yōu)勢(shì)儼然已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)過程中的核心技術(shù),成為電子產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用的源動(dòng)力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變革,EDA技術(shù)也將電子設(shè)計(jì)的水平推向新的高度。電子設(shè)計(jì)的工程師要熟練的運(yùn)用和掌握EDA技術(shù),將EDA技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)得以凸顯出來,通過實(shí)際的實(shí)踐操作中不斷的完善和創(chuàng)新,有效的解決傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)中的弊端,減少實(shí)際中的故障幾率,使得設(shè)計(jì)效率大幅度的提高,讓EDA技術(shù)得到更好的推廣前景,提高電子產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)一步促進(jìn)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

作者:陳衛(wèi)東 單位:廣東省新興中藥學(xué)校

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的模擬電子技術(shù)教學(xué)改革

摘要:全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是大學(xué)生參與的重要科技活動(dòng)之一。安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院在總結(jié)學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,完善了以項(xiàng)目化為核心的模擬電子技術(shù)課程教學(xué)體系,革新了以仿真計(jì)算和自制教學(xué)設(shè)備相融合的教學(xué)手段。實(shí)踐表明,教學(xué)改革顯著提升了教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果以及學(xué)生的工程實(shí)踐能力,同時(shí)提高了學(xué)生在電子設(shè)計(jì)大賽中的成績(jī)。

關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽;項(xiàng)目化;電子技術(shù);仿真

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是非常重要的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng),推動(dòng)了高等學(xué)校電子信息類專業(yè)課程體系和課程內(nèi)容的改革,不僅培養(yǎng)了大學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,而且提高了學(xué)生的工程實(shí)踐素質(zhì)。另外,大賽組委會(huì)還增加了全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽模擬電子系統(tǒng)專題邀請(qǐng)賽,命題以模擬電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主題,內(nèi)容涉及模擬信號(hào)獲取、處理、轉(zhuǎn)換、產(chǎn)生以及變換技術(shù)等方面。由此可以看出模擬電子技術(shù)在電子信息類專業(yè)課程體系中的重要地位。模擬電子技術(shù)是電子信息類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,對(duì)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)有著舉足輕重的作用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字電路的應(yīng)用越來越普遍,使得部分學(xué)生產(chǎn)生了模擬電子電路不再重要的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。由于傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在著過分重視理論知識(shí)考核成績(jī),重分析輕設(shè)計(jì),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多綜合性實(shí)驗(yàn)少等問題,加上課程學(xué)時(shí)數(shù)的不斷減少,使得模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)效果不盡理想。綜上所述,進(jìn)行模擬電子技術(shù)課程教學(xué)改革已勢(shì)在必行。安徽工程大學(xué)電氣工程學(xué)院在總結(jié)學(xué)生多年參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用仿真計(jì)算和自制教學(xué)設(shè)備相結(jié)合的教學(xué)手段,建立了以項(xiàng)目化為核心的模擬電子技術(shù)課程教學(xué)體系,并取得了顯著的教學(xué)效果。

1以電子競(jìng)賽題目為依托,設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教學(xué)任務(wù)

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的題目是在廣泛開展賽區(qū)征題的基礎(chǔ)上由專家統(tǒng)一進(jìn)行命題,具有較高的前瞻性。通過分析大賽命題所包含的知識(shí)點(diǎn),結(jié)合模擬電子技術(shù)教學(xué)大綱中的內(nèi)容,建立項(xiàng)目化教學(xué)任務(wù),實(shí)現(xiàn)該課程由重理論到重實(shí)踐的轉(zhuǎn)變[1~3]。電氣工程學(xué)院師生經(jīng)過多年的探索,結(jié)合電子競(jìng)賽中用到的知識(shí)點(diǎn),建立了若干個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)模塊化教學(xué)[4~6]。通過這些項(xiàng)目,學(xué)生可以很輕松得將理論和實(shí)踐聯(lián)系起來,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。這里以其中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“差動(dòng)變壓器式位移傳感器的調(diào)理電路設(shè)計(jì)和制作”為例進(jìn)行說明。圖1所示的是差動(dòng)變壓器式位移傳感器調(diào)理電路原理框圖。圖中正弦波或方波產(chǎn)生電路的功能是產(chǎn)生一定頻率的正弦波或方波,用來激勵(lì)傳感器的初級(jí)線圈;檢波電路的功能是將差動(dòng)變壓器次級(jí)線圈輸出的電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)既能反映位移大小,又能反映位移方向的電壓信號(hào);放大電路的功能是將檢波電路得到的小信號(hào)放大成合適的大信號(hào);濾波電路的功能是將放大信號(hào)的高頻分量濾掉,獲得一個(gè)純凈的直流電壓信號(hào);轉(zhuǎn)換電路的功能是將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào),以便適應(yīng)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸;直流電源電路的功能是對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行供電,一般情況下供電電壓為24VDC。該電路通常用來檢測(cè)物件移動(dòng)的位移量,在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中的應(yīng)用非常普遍,同時(shí)整個(gè)調(diào)理電路基本上包含了模擬電子技術(shù)課程的所有知識(shí)點(diǎn)。表1為調(diào)理電路包含的單元電路和教學(xué)大綱的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2仿真計(jì)算和自制教學(xué)設(shè)備相互融合

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,仿真計(jì)算在學(xué)習(xí)和研究工作中的地位日益提高[7~8]。仿真計(jì)算已經(jīng)與理論分析、科學(xué)實(shí)驗(yàn)成為當(dāng)代科學(xué)研究的三大支柱。在電路板制作之前未能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷可能延遲計(jì)劃,從而顯著增加成本,仿真則有助于這類問題的及時(shí)發(fā)現(xiàn)。在模擬電子技術(shù)教學(xué)過程中,支持“理論分析仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的完整流程。目前,在計(jì)算機(jī)上搭建仿真計(jì)算的平臺(tái)非常容易,這就為課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)踐結(jié)合提供了極大的便利。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽考查參賽者的一項(xiàng)重要能力就是設(shè)計(jì)并制作電路板。我校電氣工程學(xué)院師生結(jié)合歷年電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的題目,先用PSpice軟件進(jìn)行仿真,然后自行設(shè)計(jì)制作了多套實(shí)驗(yàn)裝置,并用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。其中,2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽綜合測(cè)評(píng)題要求利用綜合測(cè)試板上的555芯片和四運(yùn)放324芯片,設(shè)計(jì)制作一個(gè)頻率可變的同時(shí)輸出脈沖波、鋸齒波、正弦波I、正弦波II的波形產(chǎn)生電路。圖2是其中一個(gè)單元電路即方波和鋸齒波產(chǎn)生電路的仿真計(jì)算,(a)圖為方波和鋸齒波產(chǎn)生的電路原理圖,(b)圖為uo1端輸出的方波波形,(c)圖為uo2端輸出為鋸齒波波形。同樣,可以利用PSpice軟件對(duì)其它單元電路進(jìn)行仿真計(jì)算。圖3為自制的2013年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽綜合測(cè)評(píng)題的PCB圖和實(shí)物圖。

3教學(xué)改革的效果

以項(xiàng)目化教學(xué)任務(wù)為載體,結(jié)合大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,優(yōu)化了模擬電子電路課程的教學(xué)內(nèi)容,并采用最新的教學(xué)手段,培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

3.1學(xué)生理論基礎(chǔ)明顯扎實(shí)

以前學(xué)生在學(xué)習(xí)模擬電子電路時(shí),很多概念學(xué)得不是很扎實(shí),自從課堂教學(xué)中使用了仿真計(jì)算后,特別是我校電子電氣類專業(yè)開設(shè)了仿真軟件學(xué)習(xí)課程,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高。學(xué)生可以利用仿真軟件對(duì)學(xué)習(xí)的每一個(gè)電路都進(jìn)行仿真計(jì)算,這樣可以很好地檢驗(yàn)理論學(xué)習(xí)的效果。

3.2學(xué)生競(jìng)賽成績(jī)顯著提高

自從教學(xué)改革以來,參加電子設(shè)計(jì)大賽的人數(shù)大幅度提高,同時(shí)取得了很好的成績(jī)。截止到2017年,我校電氣工程學(xué)院學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,共獲得國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)3個(gè),國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)2個(gè),2014年和2015年蟬聯(lián)安徽省TI杯,成績(jī)喜人。

4結(jié)語

在總結(jié)電子競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué),對(duì)模擬電子技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行了全方位的改革,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,革新教學(xué)手段,形成了完善的課程體系。通過多年的教學(xué)實(shí)踐,該體系能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性,在最近幾年模擬電子技術(shù)課程考試中,學(xué)生的不及格率明顯下降。同時(shí),教學(xué)改革的各項(xiàng)措施,提高了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力,教學(xué)效果顯著。

作者:王冠凌 柏受軍 王正剛 單位:安徽工程大學(xué) 電氣工程學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與實(shí)踐教學(xué)改革分析

【摘要】電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的重要方法。本文以新時(shí)期下電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與實(shí)踐教學(xué)改革作為此次討論的重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽;新時(shí)期;實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新

1前言

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是有教育部和信息產(chǎn)業(yè)部組織的學(xué)科型競(jìng)賽,它是一項(xiàng)面向?qū)W生開展的科技型活動(dòng),主要目的是通過對(duì)高校的電子信息學(xué)科課程的內(nèi)容進(jìn)行改革,從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐的能力,最終解決實(shí)際問題,同時(shí)它還對(duì)學(xué)生協(xié)作能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到積極的推動(dòng)作用。

2新時(shí)期下組織電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的意義

由于當(dāng)今建筑行業(yè)的不斷發(fā)展,促使協(xié)作型人才和創(chuàng)新型人才受到人們?cè)絹碓蕉嗟那嗖A,也正是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的教育方式使得學(xué)生不能掌握最新的技術(shù),即使做實(shí)驗(yàn)也是僅對(duì)一些理論知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的驗(yàn)證,從而不能有效的培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。因此為了培養(yǎng)全方位的社會(huì)型人才,進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是很有必要的。電子設(shè)計(jì)大賽是國(guó)家相關(guān)協(xié)會(huì)和一些知名企業(yè)聯(lián)合組織起來的學(xué)科型競(jìng)賽,它不僅對(duì)協(xié)作能力、操作能力和創(chuàng)新能力的綜合檢驗(yàn)提出了要求,還要求參賽的學(xué)生能熟練完成搜集相關(guān)資料、分析論證、選擇器件、設(shè)備調(diào)試、撰寫報(bào)告等具體過程,而且競(jìng)賽的題目涉及到的內(nèi)容還多、專業(yè)性強(qiáng)、理論技術(shù)新,這就促進(jìn)了電子技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)改革。參賽的學(xué)生還要進(jìn)行競(jìng)賽前的專業(yè)培訓(xùn),通過相關(guān)培訓(xùn)不僅鞏固了基礎(chǔ)理論知識(shí),而且還對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力提到了提升的作用,從而促進(jìn)了創(chuàng)新能力的進(jìn)一步提高。不管能否在設(shè)計(jì)大賽中取得名次,只要是參加過專業(yè)培訓(xùn)和電子設(shè)計(jì)大賽的學(xué)生,都能在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、合作精神、創(chuàng)新能力等方面有不同程度的提升,在設(shè)計(jì)大賽中表現(xiàn)突出的學(xué)生能表現(xiàn)出較好的協(xié)作能力、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)與創(chuàng)新精神,從而得到用人單位的一致好評(píng),有效提升了就業(yè)能力。

3舉例說明新時(shí)期下電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的收獲

在國(guó)家相關(guān)部門的大力支持下,電子技術(shù)學(xué)校將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽當(dāng)做重點(diǎn)任務(wù)來抓,在老師的及時(shí)指導(dǎo)和學(xué)生的不斷努力下,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽在近幾年取得了非常好的成績(jī)。比如說陜西省的一所電子技術(shù)學(xué)校曾多次獲得“優(yōu)秀組織先進(jìn)單位”的光榮稱號(hào),在2012年,在全國(guó)舉辦的技能大賽中,獲得陜西省一等獎(jiǎng)的學(xué)生就有8名,二等獎(jiǎng)的有15名,三等獎(jiǎng)的21名;國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)的有3名,在2014年的專業(yè)人才技能大賽中,這所電子技術(shù)學(xué)校獲得陜西省比賽一等獎(jiǎng)的有4名,二等獎(jiǎng)的有8名,三等獎(jiǎng)的15名;獲得國(guó)家一等獎(jiǎng)的有2名,二等獎(jiǎng)的有5名。這些成績(jī)?yōu)樵撔5膸熒峁┝艘欢ǖ木駝?dòng)力。

4電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)實(shí)踐教學(xué)改革起到推動(dòng)的作用

電子設(shè)計(jì)大賽的特點(diǎn)是努力讓課程內(nèi)容和電子技術(shù)課程體系相結(jié)合,并與學(xué)生綜合素養(yǎng)的提高結(jié)合起來。在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,不僅要求參賽的學(xué)生有較扎實(shí)的基本功,還要具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。它是以電子技術(shù)的設(shè)計(jì)為主,同時(shí)還涉及到可編程器件、微機(jī)等專業(yè),尤其要注意關(guān)于新技術(shù)、新儀器等應(yīng)用方面的導(dǎo)向作用。因此將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中的新知識(shí)、新技術(shù)積極滲透到實(shí)踐教學(xué)中,通過采用靈活的教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。

5實(shí)踐教學(xué)改革的內(nèi)容以及方法

通過將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)階段的整合,對(duì)應(yīng)到相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)中。即:基礎(chǔ)階段對(duì)應(yīng)感性的認(rèn)知、驗(yàn)證原理階段、專題訓(xùn)練階段、測(cè)試階段對(duì)應(yīng)電子設(shè)計(jì)、創(chuàng)新研究階段。

5.1基礎(chǔ)訓(xùn)練階段

首先要求熟悉掌握電子設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的常用儀器,使用的方法以及測(cè)試的方法,接下來進(jìn)行專業(yè)的配套電子系統(tǒng)訓(xùn)練,即設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等主要訓(xùn)練環(huán)節(jié)。緊接著進(jìn)行電子設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練,即電子知識(shí)相關(guān)復(fù)習(xí)、電子設(shè)計(jì)課程從而進(jìn)一步完善數(shù)字電路、電子線路、通信系統(tǒng)、單片機(jī)數(shù)據(jù)搜集系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容的制作與設(shè)計(jì)。在此過程中增加了高頻線路、EDA技術(shù)等方面的內(nèi)容。采用這種基礎(chǔ)訓(xùn)練法,需要采購統(tǒng)一的器件、集體訓(xùn)練,從而進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)與制作,師生間加強(qiáng)交流來一起解決遇到的難題。

5.2專題訓(xùn)練階段

通過對(duì)以往的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目的了解和深層次的研究,及時(shí)掌握同行業(yè)之間電子技術(shù)發(fā)展情況的動(dòng)態(tài)信息,也可以通過互聯(lián)網(wǎng)來關(guān)注各種有關(guān)的信息,并將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的范圍總結(jié)歸納為信號(hào)源、放大器、先進(jìn)儀器、數(shù)據(jù)信息采集、接受系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等六大類型;此項(xiàng)競(jìng)賽涉及到的課程有通信電路原理、電子技術(shù)、單片機(jī)的理論原理和實(shí)際應(yīng)用、邏輯器件、輔助設(shè)計(jì)工具、電子測(cè)量等;涉及到的內(nèi)容包括電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用、最新電路的設(shè)計(jì)方法、電子仿真電路、以及靈活應(yīng)用設(shè)計(jì)工具。并由電子行業(yè)專家和相關(guān)老師進(jìn)行討論和深層次的研究、探討,結(jié)合每期情況從而設(shè)計(jì)出與之相關(guān)的訓(xùn)練題目。但是這些題目不僅要有理論計(jì)算,關(guān)鍵是還要有實(shí)際操作的環(huán)節(jié),例如對(duì)電子儀器的調(diào)試、測(cè)試等;涉及的知識(shí)面要廣,不僅有基礎(chǔ)知識(shí),還應(yīng)該有專業(yè)知識(shí),同樣要有新技術(shù)、新儀器的應(yīng)用。

5.3對(duì)實(shí)踐教學(xué)改革測(cè)試與考核的分析

根據(jù)電子設(shè)計(jì)體系中不同階段的不同特點(diǎn),參考電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽評(píng)分的標(biāo)準(zhǔn)和流程,并按照競(jìng)賽題目基本功能指標(biāo)進(jìn)行必要的測(cè)試和考核。在此過程中要求學(xué)生結(jié)合實(shí)際題目從相關(guān)工藝、制作水平、功能價(jià)格等方面寫出電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的總結(jié)報(bào)告并進(jìn)行答辯。并由教師組對(duì)學(xué)生的總結(jié)報(bào)告、制作的水平、學(xué)生演講、應(yīng)變的能力等作出客觀的評(píng)定并打分。在這個(gè)過程中是培養(yǎng)學(xué)生自我管理能力、邏輯思維能力、決策能力和控制能力的好機(jī)會(huì),同時(shí)對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)和整體教學(xué)水平的提升都有積極的促進(jìn)作用。

6結(jié)語

綜上所述,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽為電子信息技術(shù)相關(guān)知識(shí)的廣泛應(yīng)用提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì),通過開展電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)、實(shí)踐交流不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合能力,通過在實(shí)踐中增加系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制作的環(huán)節(jié),有效提升了學(xué)生的合作能力和創(chuàng)新能力。

作者:李耐根 單位:新余學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)大賽應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案

摘要:本文以電子設(shè)計(jì)大賽下的高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)為切入點(diǎn),從教師輔導(dǎo)與學(xué)生教育兩個(gè)方面,細(xì)致探討具體的應(yīng)用型人才培養(yǎng)思路與方案,期望以電子設(shè)計(jì)大賽為契機(jī),推動(dòng)各高校人才培養(yǎng)工作的優(yōu)化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)教育處創(chuàng)新與實(shí)踐能力更為出色的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo),提供有益的參考。

關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì)大賽;應(yīng)用型人才;培養(yǎng)方案;教師輔導(dǎo)

高校的主要教育任務(wù)在于為社會(huì)培養(yǎng)、提供具備創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的專業(yè)、應(yīng)用型人才,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及文化的發(fā)展帶來相應(yīng)的人才資源與作用。近年來國(guó)家為培養(yǎng)具備相應(yīng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才組織、創(chuàng)辦了多項(xiàng)工作活動(dòng)。這其中全國(guó)的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽,就是專門面向高校學(xué)生所舉辦的科技活動(dòng),為促進(jìn)高等院校電子信息相應(yīng)課程的改革發(fā)展,并推動(dòng)大學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力以及團(tuán)隊(duì)精神的提升鍛煉。有助于高校進(jìn)一步教育培養(yǎng)出社會(huì)所需的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,實(shí)現(xiàn)社會(huì)的高效發(fā)展建設(shè)。

一發(fā)揮教師的輔導(dǎo)作用,做好學(xué)生參賽的準(zhǔn)備工作

要提升高校學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)大賽熱情與力度,不僅需對(duì)其做教育引導(dǎo),還應(yīng)積極調(diào)動(dòng)教師的力量,發(fā)揮出各個(gè)教師的專業(yè)特長(zhǎng)與表率、輔導(dǎo)作用,將電子設(shè)計(jì)的參賽題目劃分為多項(xiàng)專題,由不同專業(yè)的教師做專題教育與輔導(dǎo)。通過開設(shè)專題輔導(dǎo)課程等方式,令學(xué)生能接受系統(tǒng)的電子設(shè)計(jì)賽前輔導(dǎo)與各專題的講解教育。以便充分發(fā)揮高校教師的力量,在提升學(xué)生參賽水平的同時(shí),促進(jìn)其創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的發(fā)展進(jìn)步。賽前的輔導(dǎo)、指引工作是高校學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)大賽極為關(guān)鍵的階段。絕大部分參與競(jìng)賽的大學(xué)生只有兩到三年的高校學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),對(duì)于電子設(shè)計(jì)大賽的相應(yīng)題目進(jìn)行理解與探究,還存在一定的困難。這一方面是因?yàn)殡娮釉O(shè)計(jì)大賽的題目本身就是對(duì)專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)總結(jié)與囊括,相應(yīng)會(huì)檢驗(yàn)大學(xué)生在校期間的學(xué)習(xí)情況與成果。另一方面理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐運(yùn)作也是存在差異的,許多學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握較為牢固熟練,但對(duì)于電子設(shè)計(jì)大賽的實(shí)踐題目就會(huì)顯得無所適從,不知從何下手。對(duì)此就需要高校教師在賽前為學(xué)生做系統(tǒng)、具體的專業(yè)輔導(dǎo)工作,經(jīng)由各專題環(huán)節(jié)的講解教育,幫助學(xué)生有效理清題目的考查思路與范圍,明確自身工作重點(diǎn),在教師的指引下正確進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作與研究,以盡可能降低學(xué)生出現(xiàn)思維誤區(qū)與“走彎路”等情況的概率。并且也能在賽前輔導(dǎo)進(jìn)程中,相應(yīng)培養(yǎng)強(qiáng)化高校學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)造能力,能基于自身所學(xué)知識(shí),在題目的要求與引導(dǎo)之下,懂得從哪方面入手,怎樣操作實(shí)踐。以此發(fā)展學(xué)生將自身思維、學(xué)習(xí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成果的能力。此外高校也應(yīng)高度重視電子設(shè)計(jì)大賽的賽前輔導(dǎo)工作,制定每一年度的賽前輔導(dǎo)、培訓(xùn)規(guī)劃與具體工作安排,確保大學(xué)生能在參與競(jìng)賽之前得到各專業(yè)教師具體、系統(tǒng)的知識(shí)輔導(dǎo)與實(shí)踐教育。以此在保證高校學(xué)生參賽成績(jī)的同時(shí),高效推動(dòng)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)發(fā)展。

二以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)實(shí)施學(xué)生素質(zhì)能力發(fā)展方案

(一)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)發(fā)展方案

電子設(shè)計(jì)大賽相比其他的大學(xué)生專業(yè)競(jìng)賽活動(dòng),在注重考查學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)也更為強(qiáng)調(diào)其創(chuàng)新意識(shí)的運(yùn)用。創(chuàng)新本身是高校學(xué)生教育培養(yǎng)的能力之一,而電子設(shè)計(jì)大賽的每一道題目都含有基本題與發(fā)揮題兩部分,以此即完成對(duì)高校學(xué)生基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)工作過,又能相應(yīng)考查評(píng)估學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。學(xué)生在參與電子設(shè)計(jì)大賽的培訓(xùn)以及實(shí)踐訓(xùn)練過程中,也能相應(yīng)鍛煉自身的創(chuàng)新思維。電子設(shè)計(jì)大賽題目不是傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),本身具備多種實(shí)現(xiàn)手段,以此指引學(xué)生從題目不同角度、方向與思路上尋求更為全面與多樣的實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)而帶動(dòng)高校學(xué)生思維的開拓延伸,并進(jìn)而培養(yǎng)其主動(dòng)進(jìn)行創(chuàng)新探究的思維習(xí)慣,在促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力與意識(shí)發(fā)展的同時(shí),為其今后步入社會(huì)工作打下堅(jiān)實(shí)的能力基礎(chǔ)。對(duì)此高校在電子設(shè)計(jì)大賽的賽前輔導(dǎo)以及平時(shí)訓(xùn)練進(jìn)程中,也應(yīng)重視相應(yīng)的創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)目標(biāo),注意在訓(xùn)練試題上給予學(xué)生更多的思維自由與實(shí)施空間。令其脫離固有思維模式的限制,充分展現(xiàn)、發(fā)揮出學(xué)生自身的思維創(chuàng)造力與想象力,以此提出、實(shí)踐不同角度與層次的題目實(shí)現(xiàn)手段,帶動(dòng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的進(jìn)步發(fā)展。

(二)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力水平的培養(yǎng)鍛煉方案

理論與實(shí)踐是相互存在差異又互為結(jié)合的關(guān)系,高校學(xué)生的理論知識(shí)所學(xué),并需經(jīng)由相應(yīng)的實(shí)踐操作才能轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成果,其實(shí)踐能力也是高素質(zhì)應(yīng)用型人才的基本要求之一。而電子設(shè)計(jì)大賽作為注重實(shí)踐運(yùn)用的大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng),就是專門考查學(xué)生將題目理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)成果的能力水平。整個(gè)競(jìng)賽活動(dòng)從賽前訓(xùn)練到最終參賽,都需要學(xué)生全程進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐,以此驗(yàn)證、檢查自身實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的進(jìn)度、成果以及測(cè)試情況,可以說電子設(shè)計(jì)大賽中學(xué)生就是在進(jìn)行一場(chǎng)沒有停歇的“實(shí)踐競(jìng)賽”。在整個(gè)參與動(dòng)手進(jìn)程中,學(xué)生需要基于大賽題目的要求,將自身要實(shí)現(xiàn)什么以及怎樣實(shí)現(xiàn)作為研究操作的核心目標(biāo)。以此進(jìn)行實(shí)物的設(shè)計(jì)制作,并在整個(gè)操作進(jìn)程中相應(yīng)逐步鍛煉學(xué)生的自主實(shí)踐水平,其也會(huì)在不斷的研究、操作中逐漸掌握到發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì),以及如何解決問題的技巧能力。學(xué)生將從一開始參加競(jìng)賽時(shí)滿腹經(jīng)綸,但是理論與實(shí)踐卻相脫離窘境,到最后發(fā)展為參賽階段高效進(jìn)行動(dòng)手操作的狀態(tài),以此推動(dòng)高校學(xué)生實(shí)踐運(yùn)用水平的不斷發(fā)展提高。學(xué)生也能在自主動(dòng)手實(shí)踐中培養(yǎng)建立起良好的自信心與對(duì)實(shí)踐工作的參與熱情,在優(yōu)化高校應(yīng)用型人才培養(yǎng)成效的同時(shí),也能相應(yīng)為其今后參與社會(huì)崗位的實(shí)踐運(yùn)用工作奠定堅(jiān)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。

(三)對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)創(chuàng)建方案

人類社會(huì)自古以來就是合作發(fā)展的社會(huì),人在社會(huì)中進(jìn)行工作都離不開與集體和團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)作活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)精神也是當(dāng)今社會(huì)與企業(yè)對(duì)人才的重要能力要求之一,也是高校進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重點(diǎn)。電子設(shè)計(jì)大賽的參賽設(shè)置,是以三人為一組組隊(duì)參賽,進(jìn)行小組間的對(duì)抗競(jìng)賽,同時(shí)其大賽還規(guī)定了時(shí)間限制,這就要求同一小組內(nèi)的學(xué)生必須具備團(tuán)隊(duì)合作精神與能力,進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的合作分工,并能默契配合。否則不但難以與其他小組做競(jìng)爭(zhēng),本小組的設(shè)計(jì)任務(wù)也較難完成。因此電子設(shè)計(jì)大賽的競(jìng)賽重點(diǎn),就在于小組團(tuán)隊(duì)的合作效率高低,具備競(jìng)爭(zhēng)力的小組團(tuán)隊(duì)一定是團(tuán)隊(duì)精神優(yōu)異,并且善于配合分工的隊(duì)伍,以此才能有效克服電子設(shè)計(jì)中的各類問題困難以及時(shí)間限制??梢哉f電子設(shè)計(jì)大賽的成績(jī),取決于小組團(tuán)隊(duì)中三個(gè)人之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作與分工情況,小組的設(shè)計(jì)成果也是三人集體合作的體現(xiàn)。因此高校在進(jìn)行學(xué)生教育與賽前訓(xùn)練進(jìn)程中,就應(yīng)針對(duì)性注重對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神、協(xié)作能力的培養(yǎng)發(fā)展,在保證學(xué)生個(gè)性發(fā)揮的同時(shí),令組內(nèi)成員之間做充分的溝通交流,并彼此建立互信關(guān)系。以此強(qiáng)化組內(nèi)學(xué)生間的合作意識(shí)與協(xié)作水平,在電子設(shè)計(jì)大賽的參賽進(jìn)程中,推動(dòng)高校學(xué)生自身團(tuán)隊(duì)協(xié)作水平的發(fā)展提高。

(四)對(duì)學(xué)生求真務(wù)實(shí)作風(fēng)的培養(yǎng)引導(dǎo)

在電子設(shè)計(jì)大賽的參與、訓(xùn)練進(jìn)程中,高校學(xué)生也能在不斷的探究、學(xué)習(xí)與實(shí)踐中,了解到務(wù)實(shí)作風(fēng)的重要性。如果學(xué)生缺乏務(wù)實(shí)精神,凡事眼高手低、不踏實(shí)努力,所設(shè)計(jì)的作品不但難以符合大賽題目要求,更難以解決實(shí)踐運(yùn)用中的各類突發(fā)問題與困境。由于電子設(shè)計(jì)大賽的題目囊括了多方面的專業(yè)學(xué)識(shí)與技能,具備較強(qiáng)的實(shí)踐性與專業(yè)性。學(xué)生對(duì)此進(jìn)行學(xué)習(xí)、參賽,若缺乏相應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的作風(fēng)精神,不能扎實(shí)一步一個(gè)腳印的打下知識(shí)基礎(chǔ),就無法設(shè)計(jì)出合格的產(chǎn)品成果,同時(shí)電子設(shè)計(jì)大賽僅有四天的競(jìng)爭(zhēng)期限,也必須要求學(xué)生放棄投機(jī)取巧的僥幸心理,必須具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)與能力,才能在如此短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的成果。因此也需要高校教師在平時(shí)的教育與訓(xùn)練工作中,強(qiáng)化對(duì)學(xué)生求真務(wù)實(shí)作風(fēng)的培養(yǎng)力度,令其及時(shí)認(rèn)知到,只有平時(shí)的努力積累與嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)習(xí),所打下的能力基礎(chǔ)才能幫助學(xué)生取得好的競(jìng)賽成績(jī)。任何投機(jī)、浮躁的心理與想法都不能幫助學(xué)生提高競(jìng)賽成績(jī),反而會(huì)對(duì)其設(shè)計(jì)水平與應(yīng)用型能力發(fā)展造成不利影響。

三結(jié)語

讓高校學(xué)生參與電子設(shè)計(jì)大賽這類競(jìng)賽活動(dòng),能在高效培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力的同時(shí),極大促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神、綜合素質(zhì)的成長(zhǎng)發(fā)展。各高校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃,也應(yīng)結(jié)合電子設(shè)計(jì)大賽做專門的培養(yǎng)方案設(shè)計(jì),以促進(jìn)參賽學(xué)生在學(xué)習(xí)、培訓(xùn)進(jìn)程中,獲得各方面能力素質(zhì)的高效發(fā)展培養(yǎng)。以此帶動(dòng)整個(gè)院校學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變優(yōu)化,推動(dòng)高校高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)成效的提升。

作者:朱洪杰 單位:廣州工商學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革研究

【摘要】作為高職院校中的一門重要課程,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)質(zhì)量的高低嚴(yán)重影響著高職院校的進(jìn)一步發(fā)展,所以,根據(jù)教學(xué)模式,不斷提高教學(xué)的質(zhì)量,逐漸受到高職院校的重視。本文通過簡(jiǎn)要分析高職院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中存在的問題,指出高職院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革的合理策略。

【關(guān)鍵詞】高職院校;電子設(shè)計(jì);自動(dòng)化;問題;策略

近年來,隨著經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)逐漸受到社會(huì)的普遍關(guān)注和重視,但是,由于教育理念、教學(xué)模式以及評(píng)價(jià)方式的不合理,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的效果較差,所以,了解電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的現(xiàn)狀,合理開展電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)活動(dòng),成為高職院校教育教學(xué)工作中的重點(diǎn)問題。

1高職院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中存在的問題

1.1電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的內(nèi)容安排不合理

傳統(tǒng)的高職院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程設(shè)置以及教學(xué)主要以學(xué)科本位為指導(dǎo),按照教材的章節(jié)結(jié)構(gòu),依次介紹可編程邏輯器件、EDA開發(fā)工具和硬件描述語言等內(nèi)容,系統(tǒng)性和整體性比較強(qiáng),能夠幫助學(xué)生建立扎實(shí)的理論基礎(chǔ),但是,忽視了學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng),導(dǎo)致電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的質(zhì)量很低[1]。在學(xué)習(xí)過程中,由于沒有有效整合教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生只是單獨(dú)地學(xué)習(xí)工具、器件和語言等理論知識(shí),沒有通過實(shí)踐活動(dòng),驗(yàn)證和檢測(cè)理論知識(shí),導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐能力不強(qiáng)。

1.2學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)不僅僅需要扎實(shí)的理論知識(shí),而且需要一定的實(shí)際操作能力,但是,在實(shí)際的教學(xué)過程中,很多教師主要通過語言,講解硬件的特點(diǎn)和用途,沒有根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,適當(dāng)展示相關(guān)的器件或者讓學(xué)生親自動(dòng)手操作,未能讓學(xué)生充分理解和掌握理論知識(shí),導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。另外,在教學(xué)過程中,一些教師一直采用統(tǒng)一的教學(xué)模式,講解教材內(nèi)容,沒有充分考慮不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和理解能力,未能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效率低下、學(xué)習(xí)興趣不足。

1.3沒有有效融合理論與實(shí)踐

雖然在傳統(tǒng)的教學(xué)中,一些高職院校會(huì)開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng),但是,在實(shí)踐教學(xué)中,一些教師把大部分時(shí)間放在理論知識(shí)的分析和講解上,沒有給學(xué)生留夠?qū)嵺`的機(jī)會(huì),難以讓學(xué)生有效做到理論與實(shí)踐相結(jié)合,從而導(dǎo)致電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的質(zhì)量不高[2]。另外,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的實(shí)踐性較強(qiáng),需要一定的教學(xué)設(shè)備和實(shí)踐場(chǎng)地,然而,一些高職院校的教學(xué)條件有限,不能為師生提供合適的教學(xué)條件,使得電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)難以有效開展。

1.4教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方式不科學(xué)

在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中,一些教師經(jīng)常采用灌輸式的教學(xué)模式,講解理論知識(shí),忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),沒有給學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),使得學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不明顯。另外,進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),很多高職院校主要通過理論考試的方式,檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,沒有適當(dāng)考察學(xué)生的實(shí)踐能力,導(dǎo)致學(xué)生重視理論知識(shí)的學(xué)習(xí),忽視實(shí)踐能力的鍛煉,進(jìn)而制約了學(xué)生綜合能力的提高。

2高職院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程改革的合理策略

2.1根據(jù)自身情況,合理制定教學(xué)大綱

高職院校主要以學(xué)生的實(shí)踐能力作為培養(yǎng)目標(biāo),所以,在實(shí)際的教育教學(xué)工作中,高職院校需要根據(jù)教育部的要求,合理制定教學(xué)大綱,把電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化作為電子信息類專業(yè)的核心課程,并且把使用設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)電路作為主要的教學(xué)內(nèi)容,要求學(xué)生熟練掌握應(yīng)用軟件工具,以鞏固學(xué)生的理論知識(shí)[3]。同時(shí),在教學(xué)過程中,高職院??梢约訌?qiáng)專業(yè)課程之間的聯(lián)系,不斷拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí),要求學(xué)生掌握設(shè)計(jì)知識(shí)和技能,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路的理解,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。另外,高職院校應(yīng)該充分重視電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的技能性和應(yīng)用性,以提高學(xué)生的綜合能力,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2合理選擇教材,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

目前,在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的情況下,現(xiàn)有的教材已經(jīng)不能適應(yīng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的需求,所以,在具體的教學(xué)過程中,高職院校應(yīng)該根據(jù)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)際情況,合理選擇教材,不斷增強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的科學(xué)性和時(shí)代性,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)的效果[4]。高職院校可以適當(dāng)省略一些理論知識(shí),詳細(xì)講解PCB知識(shí)、封裝知識(shí)、原理圖元器件知識(shí)和制版知識(shí),促使學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。同時(shí),高職院??梢赃m當(dāng)引入典型性的項(xiàng)目,讓學(xué)生通過親自操作,掌握電路的設(shè)計(jì)流程,引導(dǎo)學(xué)生做到理論與實(shí)踐相結(jié)合,以提高學(xué)生的專業(yè)水平。另外,高職院校應(yīng)該重視實(shí)踐制作,讓學(xué)生通過實(shí)踐制作,掌握電路設(shè)計(jì)的技能,了解工作流程,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有效融合。

2.3有效融合理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué),提高學(xué)生的專業(yè)能力

理論與實(shí)踐相結(jié)合是高職院校教學(xué)中的重點(diǎn),所以,在平時(shí)的教學(xué)過程中,高職院校應(yīng)該根據(jù)自身的教學(xué)特色,合理安排電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)課程,不斷增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,以實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的目標(biāo)。高職院??梢园央娮釉O(shè)計(jì)自動(dòng)化課程與綜合實(shí)訓(xùn)、模擬、數(shù)字、畢業(yè)設(shè)計(jì)等活動(dòng)有效結(jié)合起來,讓學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)理論知識(shí),掌握實(shí)際操作技巧,以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。同時(shí),在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中,高職院??梢赃m當(dāng)增加教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生自己動(dòng)手制作實(shí)物,以增強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的趣味性,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。例如,在教學(xué)過程中,高職院校的教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,讓學(xué)生按照設(shè)計(jì)主題,自行設(shè)計(jì)電路,以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的記憶,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。另外,在平時(shí)的教學(xué)過程中,高職院校的教師應(yīng)該重視學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒,根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容,適當(dāng)安排學(xué)習(xí)任務(wù),以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的有效性。

2.4積極改進(jìn)教學(xué)模式,合理制定評(píng)價(jià)方式

在以往的教學(xué)中,高職院校通常采用考試的方式,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,然而,雖然書面考試成績(jī)能夠反映出學(xué)生的理論知識(shí)掌握情況,但忽視了學(xué)生實(shí)際操作能力的考察,導(dǎo)致學(xué)生的專業(yè)能力不高,所以,在新課改的背景下,高職院校應(yīng)該根據(jù)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)際情況,合理制定評(píng)價(jià)方式,不斷提高電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的質(zhì)量,以提升學(xué)生的專業(yè)水平,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。在教學(xué)過程中,高職院校的教師應(yīng)該重視學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng),盡可能多地為學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會(huì),要求學(xué)生結(jié)合理論知識(shí),設(shè)計(jì)、制作電路,以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的效果。同時(shí),在考試過程中,高職院??梢圆捎脮婵荚嚺c和實(shí)際操作相結(jié)合的方式,讓學(xué)生根據(jù)考試要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作,并且根據(jù)學(xué)生的具體情況,合理進(jìn)行評(píng)價(jià),以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生的專業(yè)水平。

3總結(jié)

總而言之,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)是理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科,對(duì)學(xué)生的專業(yè)要求較高,所以,在教育教學(xué)過程中,高職院校應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的發(fā)展需求,合理安排電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)課程,積極改進(jìn)教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方式,努力創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,不斷增強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)的吸引力,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,提高學(xué)生的綜合能力。

作者:劉薇 單位:永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)模型套裝設(shè)計(jì)分析

摘要:模型套裝主要以單片機(jī)等智能芯片的學(xué)習(xí)和應(yīng)用為基礎(chǔ),可以實(shí)現(xiàn)使用者搭建外圍框架結(jié)構(gòu)。模型套裝所使用的模塊可以根據(jù)使用者的需要自由組合,構(gòu)造出不同結(jié)構(gòu),并配以專用模塊連接固定大小的元器件,完成整體設(shè)計(jì),具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),非常適合電學(xué)的初學(xué)者學(xué)習(xí)和使用。

關(guān)鍵詞:模型套裝;單片機(jī);結(jié)構(gòu)模塊

現(xiàn)在許多電子設(shè)計(jì)愛好者和單片機(jī)初學(xué)者,在學(xué)習(xí)的初期都需要購買單片機(jī)類開發(fā)板。對(duì)于這種類型的開發(fā)板僅僅適合前期的學(xué)習(xí),而不適合后期的進(jìn)階學(xué)習(xí)及做實(shí)際的工程項(xiàng)目,當(dāng)學(xué)有所成后真正需要制作一個(gè)屬于自己的作品時(shí),又會(huì)對(duì)外圍的結(jié)構(gòu)框架不知所措。目前市面上大多數(shù)模型都適合小學(xué)生和DIY愛好者,為了解決這種中后期的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的難題,特此設(shè)計(jì)了萬用模型套裝,此套裝不僅可以搭建幾十種模型,還可以根據(jù)自己的實(shí)際項(xiàng)目需要任意搭建自己的模型,對(duì)后期學(xué)習(xí)和項(xiàng)目的制作有重要的意義。

1總體的設(shè)計(jì)方案

此設(shè)計(jì)主要是將現(xiàn)有的大部分模型模塊化,通過改變其外形,使其能更好的和其他模塊以及主控搭配,完成整體的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要分為三部分。第一部分為主控模塊。主控模塊采用的主控芯片是15單片機(jī)和stm32芯片。針對(duì)兩種芯片設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的基本電路,將電路最小化,引出IO口,并將外形設(shè)計(jì)成適合拼接的形狀。第二部分為專用模塊。專用模塊主要用于固定直流電機(jī)、舵機(jī)、各種傳感器等固定大小和形狀的器件。第三部分為連接板。連接板主要用于搭建主框架和分支結(jié)構(gòu)等起到支撐作用的部分。連接板同時(shí)還包括一些特殊形狀版,例如:六邊形板、機(jī)械手等,用于一些特殊結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。

2模塊設(shè)計(jì)

2.1主控模塊。主控模塊將主控芯片設(shè)計(jì)在固定的PCB板上,PCB板集成主控工作時(shí)需要的最小系統(tǒng)器件。同時(shí)將主控制芯片的所有IO口全部引出,方便設(shè)計(jì)者使用,再用模型將主控制芯片固定,方便和外圍器件進(jìn)行連接,主控的固定板如圖1所示。主控固定板尺寸:寬40mm,小孔孔徑3mm,打孔孔徑5mm,厚度2mm。2.2專用模塊2.2.1舵機(jī)模塊。根據(jù)舵機(jī)的大小確定舵機(jī)模塊尺寸,使其能牢牢固定舵機(jī),同時(shí)可以和不同的零件從上下側(cè)面都能和其他零件的拼接,并進(jìn)行傳動(dòng),舵機(jī)模塊分為凹槽和直角兩種結(jié)構(gòu),分別如圖2和圖3所示。凹槽模塊具體尺寸:孔直徑3mm,長(zhǎng)32mm,寬14.5mm,高23mm,厚度2mm。直角模塊尺寸:寬23mm,高20.5mm,寬18mm,厚度2mm,大孔徑3mm,小孔徑1mm。2.2.2直流電機(jī)模塊。由于直流電機(jī)的使用沒有舵機(jī)靈活,所有直流電機(jī)的連接板只設(shè)計(jì)了與舵機(jī)模塊同尺寸的直角模塊,如圖4所示,效果圖如圖5所示。直角連接板具體尺寸:寬度20mm,長(zhǎng)度24.5mm,高度19.5mm,厚度2mm。2.3連接板模塊2.3.1雪糕板模塊。雪糕板的主要功能就是搭建模型需要的主體框架,需要能方便固定,能隨意連接。雪糕板有兩種尺寸,使用者可以根據(jù)設(shè)計(jì)的需要自由選擇合適的尺寸。雪糕板模塊如圖6所示。雪糕板的兩邊采用三孔一組的設(shè)計(jì),主要功能是連接其它功能模塊,中間采用多個(gè)五孔的組合設(shè)計(jì),這樣的設(shè)計(jì)是為了保證在多個(gè)雪糕板連的接穩(wěn)定。連接板模塊具體尺寸:長(zhǎng)250mm,寬18mm,小孔孔徑3mm,大孔孔徑5mm。2.3.2特殊用板。在設(shè)計(jì)模型時(shí),大多數(shù)都是根據(jù)自己的需要去設(shè)計(jì)模型,在設(shè)計(jì)一些常用但是特殊的器件時(shí),需要一些特殊的模型,比如一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械手、蜘蛛六角模型等一些基本的但特殊的模型,如圖7和圖8所示。2.4設(shè)計(jì)展示。模塊與模塊之間通過Φ5mm的螺絲相互連接,連接位置可以根據(jù)設(shè)計(jì)者的需要而改變,操作簡(jiǎn)單,安裝方便。套裝的設(shè)計(jì)非常有創(chuàng)意,比如仿生六腳蜘蛛、兩足機(jī)器人、四輪小車等模型,如圖9、圖10、圖11所示。結(jié)束語萬用模型套裝可以讓使用者拼湊出自己想要的各種結(jié)構(gòu)模型,為初學(xué)者在學(xué)習(xí)單片機(jī)和STM32智能芯片時(shí)提供極大的便利。同時(shí)此套裝系統(tǒng)還具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等優(yōu)點(diǎn),具有啟發(fā)使用者想象力的作用,充分突出了其實(shí)用性,有較好的推廣前景。

作者:陳浩 張勁松 王艷春 張婷 單位:齊齊哈爾大學(xué)通信與電子工程學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽與學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力探索

摘要:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽有助于優(yōu)化信息與電子類專業(yè)的課程結(jié)構(gòu),及時(shí)更新課程的理論內(nèi)容;提升教師的專業(yè)水平;挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力,使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)和工作態(tài)度,提高實(shí)踐動(dòng)手能力,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí),在實(shí)踐中做到理論和應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合;有助于高校培養(yǎng)出能力型、創(chuàng)新型的優(yōu)秀人才。因此,本文主要從高?,F(xiàn)狀分析、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的重要性,提出培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)實(shí)踐應(yīng)用能力的措施。

關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽;學(xué)生;實(shí)踐應(yīng)用能力

一、引言

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是面向廣大高等學(xué)校在校生舉辦的具有群眾性質(zhì)的科技活動(dòng),是教育部、信息產(chǎn)業(yè)部組織的學(xué)科競(jìng)賽。其目的從學(xué)校層面上講,有利于高等學(xué)校信息與電子類專業(yè)課程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及其內(nèi)容的豐富,樹立理論和實(shí)際相結(jié)合的學(xué)風(fēng),加快在大學(xué)開展素質(zhì)教育的步伐;從學(xué)生的角度出發(fā),有助于開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)際操作能力,提升他們的團(tuán)隊(duì)意識(shí),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問題的能力;支持廣大學(xué)生積極參加課外科技活動(dòng),為有知識(shí)、有能力的優(yōu)秀學(xué)生提供一個(gè)展現(xiàn)自己的舞臺(tái)。競(jìng)賽往往圍繞相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿技術(shù),通過全國(guó)或者指定區(qū)域內(nèi)的高校相互競(jìng)爭(zhēng)比賽,大學(xué)生在綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上,解決相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用問題或者完成主辦方設(shè)定的比賽項(xiàng)目。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)提高大學(xué)生實(shí)踐能力并激發(fā)創(chuàng)新精神,尤其對(duì)參賽者運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的綜合能力的提高具有重要意義。

二、高校培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力現(xiàn)狀

1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)踐教學(xué)不能滿足學(xué)生發(fā)展。目前,我國(guó)大多數(shù)高校的實(shí)踐教學(xué)仍采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法,以講授為主,輔助簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解程度??茖W(xué)技術(shù)日新月異、快速發(fā)展的今天,社會(huì)不斷對(duì)學(xué)生提出新的要求,他們?cè)谝院蟮墓ぷ骱桶l(fā)展中需要具備良好的獨(dú)立思考能力和獨(dú)立實(shí)踐能力,簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)不能滿足學(xué)生的發(fā)展和社會(huì)需求。因此,如何有效地培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考和獨(dú)立實(shí)踐的能力是我們急需解決的問題。2.對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)重視不夠。部分高校忽視對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),特別是學(xué)生設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng),使學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力較差,主要表現(xiàn)在:不會(huì)寫設(shè)計(jì)報(bào)告,報(bào)告格式不規(guī)范,計(jì)算機(jī)應(yīng)用不熟練,對(duì)系統(tǒng)電路缺乏邏輯性,不能對(duì)系統(tǒng)電路進(jìn)行周密分析,調(diào)試中很難準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)并獨(dú)立解決問題,儀器使用、焊接等操作不熟練,缺乏將所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到分析和解決問題中去的能力。3.校內(nèi)課外實(shí)踐活動(dòng)和校外實(shí)踐基地建設(shè)相對(duì)滯后。校內(nèi)課外實(shí)踐活動(dòng)不夠成熟完善,校外實(shí)踐基地建設(shè)滯后,學(xué)生綜合開發(fā)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)缺乏相應(yīng)的環(huán)境和條件。很多高校缺乏引導(dǎo)學(xué)生利用這些第二課堂提高專業(yè)能力的有效方法和手段。4.實(shí)驗(yàn)條件和師資力量有限。對(duì)于很多普通高校來講,開放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和管理模式不夠完善,指導(dǎo)教師隊(duì)伍有待擴(kuò)大,水平有待提高。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)和普通實(shí)驗(yàn)室在建設(shè)和管理方面都有很大區(qū)別,學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室花費(fèi)大量的時(shí)間和精力學(xué)習(xí)和研究,這需要實(shí)驗(yàn)室具備良好的實(shí)驗(yàn)條件以及寬松的研究環(huán)境。因此,高校應(yīng)不斷完善開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè),加強(qiáng)對(duì)指導(dǎo)教師的培養(yǎng)。

三、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力中的重要性

1.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽能深入改革課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽能深入優(yōu)化信息與電子類專業(yè)課程的基本結(jié)構(gòu)、及時(shí)更新調(diào)整課程內(nèi)容、深層次地改革教學(xué)的基本方法。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的舉行為優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),及時(shí)更新課程內(nèi)容提供機(jī)會(huì)。很多參賽高校在總結(jié)分析了相關(guān)的參賽經(jīng)驗(yàn)后都不同程度地優(yōu)化了自己的課程結(jié)構(gòu),在日常的教學(xué)過程中,將計(jì)算機(jī)原理等基本理論課程,提前安排學(xué)習(xí);將以往單純地驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐漸轉(zhuǎn)換成分析、系統(tǒng)驗(yàn)證等綜合性實(shí)驗(yàn),在整合以往實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上,相繼開設(shè)電子設(shè)計(jì)相關(guān)的選修課、專門的綜合實(shí)驗(yàn)課。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的任務(wù)所涉及技術(shù)的深度和知識(shí)面的廣度,不僅檢驗(yàn)參賽選手的理論知識(shí)和創(chuàng)新綜合能力,同時(shí)對(duì)參賽隊(duì)伍的指導(dǎo)教師,更是提出高層次的要求。2.電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是面向全國(guó)的信息與電子類專業(yè)在校大學(xué)生的群眾性競(jìng)賽活動(dòng),能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。其積極作用是傳統(tǒng)課堂的理論教學(xué)模式無法相提并論的。電子設(shè)計(jì)大賽不僅是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)考核,它更要求參賽選手們能綜合、靈活運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí),并把這些知識(shí)和實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合,無論是專業(yè)知識(shí)的深?yuàn)W程度、涉及學(xué)科的廣泛程度、各學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力、實(shí)踐動(dòng)手操作能力,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)參賽學(xué)生都提出了很高要求。大學(xué)生是朝氣蓬勃、思想靈活、獨(dú)具創(chuàng)造能力的,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽這一途徑可以有效地激發(fā)他們的潛力,提高他們分析問題、解決問題、實(shí)踐動(dòng)手等能力,使他們養(yǎng)成更科學(xué)、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,培養(yǎng)他們理論和實(shí)踐有機(jī)結(jié)合的學(xué)習(xí)習(xí)慣,讓他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)更強(qiáng),為日后步入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)踐證明,參加競(jìng)賽并且獲得獎(jiǎng)項(xiàng)的選手,因?yàn)樗麄冏陨淼膭?chuàng)造意識(shí)、動(dòng)手能力有著較為顯著的優(yōu)勢(shì),他們被很多用人單位看好,在激烈的就業(yè)形勢(shì)下,他們能更早地得到用人單位和社會(huì)的認(rèn)可。

四、培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)實(shí)踐應(yīng)用能力的措施

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽不僅能反映學(xué)生綜合能力,還能反映學(xué)校的教學(xué)水平,特別是實(shí)踐教學(xué)水平。針對(duì)目前高校在學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)中存在的問題,我們對(duì)信息與電子類學(xué)生相應(yīng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)進(jìn)行探索。1.切實(shí)加強(qiáng)指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)指導(dǎo)教師隊(duì)伍的素質(zhì)有著很高要求。在當(dāng)今信息、知識(shí)、技術(shù)不斷更新的時(shí)代,高校的師資建設(shè)要與時(shí)俱進(jìn),教師的知識(shí)面要不斷擴(kuò)展、不斷更新,在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)的過程中,不斷提升自己的專業(yè)知識(shí)水平和綜合業(yè)務(wù)素質(zhì),才能更好地指引學(xué)生完成實(shí)踐課程、參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽之類的課外活動(dòng)。因此,學(xué)校要求指導(dǎo)教師閱讀大量文獻(xiàn),擁有清晰的思路,能為學(xué)生指明方向,幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中的各種困難;擁有奉獻(xiàn)精神,在學(xué)生遇到失敗時(shí)給予心理上的支持和鼓勵(lì)。學(xué)校應(yīng)合理安排指導(dǎo)教師進(jìn)修,全方位提高教師的教學(xué)能力、心理素質(zhì)和職業(yè)道德。2.建立開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,舉辦校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生提供了電子設(shè)計(jì)輔導(dǎo)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)的場(chǎng)地,是學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,提高動(dòng)手能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的平臺(tái),同時(shí)為信息與電子類專業(yè)學(xué)生開展課外實(shí)踐活動(dòng)提供了條件。隨著開放性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的完善,學(xué)??梢砸劳袑?shí)驗(yàn)室舉辦校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等信息與電子類專業(yè)學(xué)生的課外實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生可以自發(fā)組織成創(chuàng)新小組、發(fā)明小組等,讓學(xué)生們有更多的時(shí)間走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,展現(xiàn)自己的才能。校內(nèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外實(shí)踐活動(dòng)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,為國(guó)家級(jí)、省級(jí)競(jìng)賽提供技術(shù)支持,人才選拔。3.鼓勵(lì)學(xué)生參加電子類學(xué)科競(jìng)賽。學(xué)科競(jìng)賽是檢驗(yàn)學(xué)生用所學(xué)基本理論知識(shí)解決實(shí)際問題能力的有效途徑,能激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作精神。指導(dǎo)教師通過設(shè)計(jì)基本技能訓(xùn)練與單元電路、EDA軟件系統(tǒng)訓(xùn)練、綜合系統(tǒng)訓(xùn)練與檢驗(yàn)幾個(gè)層次的對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo),以提高學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽,為參賽學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)條件和專業(yè)指導(dǎo)是學(xué)校義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。通過組織和指導(dǎo)學(xué)生比賽,學(xué)校能發(fā)現(xiàn)課程與實(shí)踐之間的差距,及時(shí)對(duì)學(xué)校進(jìn)行課程結(jié)構(gòu)、課程具體內(nèi)容的調(diào)整與改革。4.重視校企合作實(shí)習(xí)基地的建設(shè)。實(shí)習(xí)基地是實(shí)踐教學(xué)的載體,加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè),既能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,彌補(bǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的嚴(yán)重不足,又可以加強(qiáng)與企業(yè)、科研院所的聯(lián)系,擴(kuò)大學(xué)院的知名度,為畢業(yè)生就業(yè)增加新的渠道,同時(shí)對(duì)于了解社會(huì)對(duì)人才素質(zhì)的要求,制定學(xué)科專業(yè)發(fā)展規(guī)劃,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力等都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

五、結(jié)束語

綜上所述,電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽無論是對(duì)高校,還是對(duì)在校教師和學(xué)生產(chǎn)生的影響是積極而長(zhǎng)遠(yuǎn)的,是非常符合我國(guó)關(guān)于培養(yǎng)實(shí)用型人才的總目標(biāo)的。競(jìng)賽可以讓教學(xué)更有實(shí)效,教學(xué)的實(shí)效性又使競(jìng)賽層次更深入,涉及學(xué)科更廣泛,這一良性互動(dòng)的方法值得我們長(zhǎng)久地發(fā)展下去。

作者:嚴(yán)茜 孫麗娜 單位:河南大學(xué)民生學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)研究

【文章摘要】電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),是以強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能為基礎(chǔ),通過與相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試與計(jì)算機(jī)輔助工程結(jié)合而研究發(fā)展過來的,主要是采取計(jì)算機(jī)工具將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、電路理論、信息分析與信號(hào)處理結(jié)合而形成的,在一定程度上,可以大大提高電子設(shè)計(jì)的性能與效率。因此,本文將從電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的概念出發(fā),淺談了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過程,有針對(duì)性地概括了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì);自動(dòng)化技術(shù);電子工程

引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展,電子工程新來了發(fā)展的新時(shí)代,通過合理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù),電子設(shè)計(jì)開始向自動(dòng)化與智能化方向發(fā)展,極大程度促進(jìn)了電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展。因此,關(guān)于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的研究,必須了解電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的基本概念,與電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)中存在的問題,切實(shí)根據(jù)實(shí)際情況完善電子的自動(dòng)化設(shè)計(jì),讓電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)在現(xiàn)代工程科學(xué)技術(shù)中發(fā)揮著作用,切實(shí)促進(jìn)電子設(shè)計(jì)向現(xiàn)代化和科技化方向發(fā)展。當(dāng)然,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),主要是指以計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能系統(tǒng)為工作平臺(tái),在一定程度上,加強(qiáng)了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能化技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合,通過充分發(fā)揮各技術(shù)的優(yōu)勢(shì)資源作用,形成了電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化技術(shù)。一般來說,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),主要是采取和利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具,通過電子工程師的構(gòu)圖與設(shè)計(jì),將電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)納入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的戰(zhàn)略性任務(wù)研究中,從而通過合理的電路設(shè)計(jì),合理分析電子各性能,從而借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)處理和完成電子工程工作各方面的需求。

1.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的概念

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),簡(jiǎn)稱EDA技術(shù),是由“ElectronicDesignAutomation”簡(jiǎn)化而來的,一般來說,主要是將計(jì)算機(jī)科學(xué)與微電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合,以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為發(fā)展先導(dǎo),在一定程度上,融合了電子設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、拓?fù)溥壿媽W(xué)、微電子結(jié)構(gòu)學(xué)等,通過充分發(fā)揮和利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的功能,提高計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域所取得的最新成果,切實(shí)提高電子設(shè)計(jì)過程中的自動(dòng)化,以引進(jìn)和創(chuàng)新電子設(shè)計(jì)過程中的先進(jìn)技術(shù),以計(jì)算機(jī)工作平臺(tái)為基礎(chǔ),專門用于電子工程而開發(fā)出的電子系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工具,極大范圍內(nèi)融入了強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)功能。

2.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過程

2.1初期階段

根據(jù)相關(guān)資料顯示,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的初期階段大約在20世紀(jì)70年代,人們改變了傳統(tǒng)的手工操作與繪圖設(shè)計(jì),逐漸開始利用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng),對(duì)電子設(shè)計(jì)的IC圖進(jìn)行相關(guān)的編輯和PCB布局布線。這個(gè)階段,計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展還在探索階段,初步形成了中小規(guī)模的集成電路,傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能滿足人們生產(chǎn)工藝的需求,因此,必須加強(qiáng)電子制圖的設(shè)計(jì)與印刷,充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)輔助功能與電路板和集成電路的方法,不斷增大電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的效率,切實(shí)降低整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的花費(fèi)成本,適當(dāng)減少整個(gè)設(shè)計(jì)與制造周期,這樣利用二維平面圖形,通過計(jì)算機(jī)加強(qiáng)電子設(shè)計(jì)的編輯與分析,形成電子版圖設(shè)計(jì)、布局布線等一系列基礎(chǔ)的自動(dòng)化技術(shù)。

2.2發(fā)展階段

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展階段開始于20世紀(jì)80年代,此時(shí)也是在純粹的圖形繪制以外,加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)功能中電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),從而加強(qiáng)計(jì)算機(jī)原理圖輸入、邏輯仿真、電路分析等一系列的功能發(fā)揮,從實(shí)際情況出發(fā)加強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和完善,通過逐漸擴(kuò)大集成電路規(guī)模,堅(jiān)持以電子系統(tǒng)為背景、以生產(chǎn)工藝為要求開發(fā)和設(shè)計(jì)各類軟件,促使電子設(shè)計(jì)工具形成巨大的電路功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以編程半導(dǎo)體芯片提高電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。

2.3成熟階段

電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的成熟階段始于20世紀(jì)90年代,隨著微電子技術(shù)迅速發(fā)展,極大程度上促進(jìn)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展,主要是加強(qiáng)了電子設(shè)計(jì)過程中的高級(jí)語言描述,切實(shí)進(jìn)行電子系統(tǒng)級(jí)仿真,綜合作用各種現(xiàn)代化技術(shù),力爭(zhēng)把人們從繁重的設(shè)計(jì)工作中解放出來,但是這個(gè)階段電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化和智能化程度還有待加強(qiáng),缺乏統(tǒng)一的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件界面,由于系統(tǒng)的復(fù)雜性大大增加了其技術(shù)的學(xué)習(xí)與使用的難度,甚至嚴(yán)重影響到電子設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)間各項(xiàng)工作的銜接,因此,必須加強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的研究,促進(jìn)其向智能化方向發(fā)展。

3.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景

加強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,一方面為電子設(shè)計(jì)方案提供了明確的方向,增大了計(jì)算機(jī)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的語言描述范圍,切實(shí)促進(jìn)電子設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝要求結(jié)合,整體性、系統(tǒng)性地進(jìn)行編程,從而在電子設(shè)計(jì)過程中促進(jìn)了自動(dòng)化技術(shù)語言的交流、保存與修改;另一方面,大大提高了電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度,通過各級(jí)的仿真、糾錯(cuò)和調(diào)試,切實(shí)避免設(shè)計(jì)者及時(shí)發(fā)現(xiàn)并改正在電子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤,為電子設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)問題提供了良好的保證,從而充分發(fā)揮電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的功能,提高設(shè)計(jì)效率的同時(shí)降低了設(shè)計(jì)過程中所花費(fèi)的成本,合理加強(qiáng)了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用,通過現(xiàn)代EDA技術(shù)自身為當(dāng)代社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治發(fā)展創(chuàng)造了良好的框架工作環(huán)境,通過不斷發(fā)展,切實(shí)應(yīng)用到人們生活與工作的方方面面中,為人們生活與工作質(zhì)量的提高提供了良好的基礎(chǔ)。

4.結(jié)論

總而言之,從基本概念、發(fā)展歷程與發(fā)展前景三個(gè)方面切實(shí)加強(qiáng)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)的研究,有利于充分利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù),為人們生活與工作需求創(chuàng)造良好的條件。

作者:顏海燕 單位:湖南永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)在虛擬角色動(dòng)畫的應(yīng)用

【文章摘要】虛擬場(chǎng)景中角色的三維模型,是用來描模型內(nèi)部的幾何性質(zhì)的抽象模型,這些模型被計(jì)算機(jī)以特定的信息格式將模型存儲(chǔ)起來,這種存儲(chǔ)過程被稱為三維建模。三維建模主要處理角色的三維信息和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。三維信息是指角色在三維空間中的形體、方位和尺寸,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是物體各分量方向的數(shù)值及其相互之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。當(dāng)今,常用的三維建模系統(tǒng)一般常用三種建模方式,即線框建模,表皮建模和實(shí)物建模。

【關(guān)鍵詞】三維建模;骨骼動(dòng)畫;人物模型

1引言

三維建模的過程涉及到表示三維信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及操縱該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。三模型的建模,需要從描述角色的形狀和外觀兩方面開始入手。角色的形狀由構(gòu)造角色的N邊形、圓和頂點(diǎn)等來確定,角色的外觀由角色表面紋理、色彩、照明等因素來確定。同時(shí),還要滿足建模技術(shù)的三個(gè)指標(biāo):即交互顯示能力、交互操做能力、容易建構(gòu)的能力對(duì)虛擬角色模型的需要。通過對(duì)平臺(tái)的環(huán)境以及虛擬人物進(jìn)行歸類,把平臺(tái)中的模型歸為兩類:靜態(tài)對(duì)象和虛擬人物。靜態(tài)對(duì)象是指三維模型中不隨著時(shí)間改變而改變的不動(dòng)的對(duì)象,平臺(tái)中主要指沒有運(yùn)動(dòng)的實(shí)體,例如模型中的大樓、礦井、樹木等;動(dòng)態(tài)對(duì)象是虛擬人物通過行走模擬真實(shí)礦工的動(dòng)作,是虛擬礦井通風(fēng)環(huán)境構(gòu)建的基礎(chǔ),也是虛擬礦井創(chuàng)建的一項(xiàng)重要步驟。

2人物建模

虛擬人物的構(gòu)建,第一步,要作的是對(duì)骨骼系統(tǒng)模型的三維建模。三維人物建模工作是整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)工作,制作的人物模型不但要真實(shí)逼真,還要滿足平臺(tái)瀏覽即時(shí)性的特點(diǎn)。下面是整個(gè)平臺(tái)設(shè)計(jì)中虛擬人物建模的實(shí)現(xiàn)過程。在3D中,人物模型的建模是很困難的,要求用戶熟練掌握常用的建模方法和步驟,為了省去復(fù)雜的建模過程,也可通過其他人物模型來建模,隨后再將改建好的人物模型導(dǎo)入到3D場(chǎng)景中,例如提供角色建模軟件Poser,如下圖1所示。圖2是POSER軟件的起始界面截圖。它是弗朗科公司出品的一個(gè)三維人物生成模型工具,可輔助設(shè)計(jì)者生成各類角色的圖像、視頻和角色模型。該軟件提供了各類男模類型、女模類型和小孩模型和木偶形狀的骨骼。如對(duì)自有的骨骼特征不滿足,還可利用工具欄中的修改工具進(jìn)行重組。(1)在POSER軟件中建立人物模型人物模型的創(chuàng)建是本平臺(tái)的重要技術(shù),人物模型可以表現(xiàn)整個(gè)人物的形象程度及特色。筆者采用POSER5.0版本對(duì)人物進(jìn)行模型的創(chuàng)建。在人物模型庫中找到適合本平臺(tái)的人物身體模型,再找到恰當(dāng)?shù)哪槻亢兔l(fā)模型,將每個(gè)模型進(jìn)行整體的拼接。利用縮放,拼接,刪除等工具改變模型的原始狀態(tài)。因?yàn)镻OSER人物模型庫三維資源有限,需要通過適當(dāng)調(diào)整才能獲得合適的模型。在該軟件中調(diào)整比在3D中調(diào)整要簡(jiǎn)單一些,也為后面的蒙皮操作提供了方便。將調(diào)好的人物模型導(dǎo)出為3DMAX格式,導(dǎo)入到3D軟件中進(jìn)行調(diào)節(jié),為了適用于特定的場(chǎng)合,從蒙皮插件中建好的人物模型需要在3D軟件中進(jìn)行模型單位的調(diào)節(jié)。本模型不必做單位縮放,隨后要用在VT軟件中可直接進(jìn)行模型的縮放操作。從蒙皮插件中導(dǎo)出的人物模型是以材質(zhì)而不是貼圖的格式進(jìn)行導(dǎo)出的。因此從蒙皮插件中導(dǎo)出的模型在3D軟件中不能進(jìn)行貼圖展開,因此本設(shè)計(jì)用到了兩個(gè)模型,如圖3所示:一個(gè)是臉部比較清晰的人臉模型,第二個(gè)是衣服毛發(fā)完整的人物模型。在3D中將一個(gè)人物模型的下半身刪除,只留下頭部模型,與第二個(gè)模型進(jìn)行附加,就可以拼合形成了一個(gè)完整的人物模型。如圖4所示。需要特別指出的是由于在VIRTOOLS中不能導(dǎo)入高級(jí)模型,即模型面數(shù)多的模型。因此要減少模型面數(shù),筆者在這里用到兩類方法。一類是利用3D自帶的編輯器進(jìn)行自動(dòng)面數(shù)修改,該功能可減少的面數(shù)百分比為:40%。參數(shù)設(shè)置下圖5所示。另一類減少面數(shù)的途徑就是手動(dòng)調(diào)節(jié),對(duì)模型的頂點(diǎn)與線條的刪除合并操作。(2)在3D中建立人物骨骼人物的骨骼是利用3D的插件CAT建立的。該插件比3D自帶的骨骼系統(tǒng)相比,能更好的模仿人體的行動(dòng)。

只要直接拖動(dòng)就可建立人體骨骼。若想要增減人物骨骼的數(shù)量,可直接刪除或復(fù)制原有的骨骼部分,改變其數(shù)量即可,骨骼建模如圖6所示。為設(shè)計(jì)人物骨骼動(dòng)作與人物蒙皮,要將人物骨骼與已建好的模型進(jìn)行匹配調(diào)整,為以后的蒙皮操作做好準(zhǔn)備。主要步驟是將人物骨骼大小調(diào)整,使其與人物模型對(duì)齊。(3)對(duì)人物骨骼進(jìn)行蒙皮對(duì)人物骨骼蒙皮用到的是3D的編輯器。選擇工具面板上的圖標(biāo),選擇人物骨骼的根節(jié)點(diǎn)。對(duì)人物骨骼上的封套進(jìn)行調(diào)節(jié)。封套調(diào)整是人物骨骼蒙皮過程中經(jīng)常出現(xiàn)差錯(cuò)的環(huán)節(jié),調(diào)節(jié)時(shí)要把整個(gè)封套包裹到自身骨骼而又不涉及其他骨骼,否則人物模型在行走過程中就會(huì)發(fā)生破面或粘連現(xiàn)象。在調(diào)整好之后,給骨骼設(shè)置一個(gè)大幅度的動(dòng)作,看模型能否露骨,系統(tǒng)平臺(tái)中的骨骼蒙皮出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)率多。在使用3D中自帶的修改器后,找出發(fā)生錯(cuò)誤的骨骼,進(jìn)行細(xì)心調(diào)整,終因?yàn)槁豆屈c(diǎn)過多調(diào)整頻繁而放棄使用。經(jīng)多次試驗(yàn),選用了3D技術(shù)的另一蒙皮插件進(jìn)行蒙皮。見圖7。打開此蒙皮插件,在修改器菜單中出現(xiàn)此修改器。選擇面板上的將人物骨骼全部選中,細(xì)心調(diào)整。(4)骨骼動(dòng)畫在三維建模的基礎(chǔ)上引入人物的運(yùn)動(dòng)建模,可以增加虛擬場(chǎng)景中三維模型動(dòng)作表現(xiàn)的多樣性。筆者平常立足于通過控制人物模型來完成虛擬教學(xué)的任務(wù),因此骨骼動(dòng)作是核心技術(shù)。在人物模型動(dòng)畫中,三維模型的動(dòng)作路徑由運(yùn)動(dòng)計(jì)算模型來控制。在平臺(tái)中運(yùn)用關(guān)鍵幀手段來生成人物的動(dòng)畫。第一步,確定人物角色的動(dòng)作,第二步,根據(jù)需求確定關(guān)鍵幀數(shù),第三步,調(diào)節(jié)關(guān)鍵幀的每一幀姿勢(shì),動(dòng)畫模塊根據(jù)關(guān)鍵幀,生成動(dòng)畫圖像序列。人是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)體。用生理解剖的醫(yī)學(xué)角度來分類:人體可以分為骨骼、肌肉和皮膚三部分。人體骨骼是由關(guān)節(jié)鏈聯(lián)接而成,骨骼相對(duì)動(dòng)作來說,變形小。人體骨骼的運(yùn)動(dòng)主要是由人的肌肉收縮并拉動(dòng)附骨骼產(chǎn)生的。骨骼決定了角色的姿態(tài)。這里面只需要對(duì)人體骨骼制作關(guān)鍵幀動(dòng)畫即可。見圖8。

由于人體運(yùn)動(dòng)復(fù)雜且虛擬角色是較常見的二足動(dòng)物,筆者運(yùn)用3D插件CAT進(jìn)行骨骼的建構(gòu)。直接通過參數(shù)的調(diào)節(jié)來確定人體骨骼的基本形狀。動(dòng)作生成運(yùn)用“關(guān)鍵幀”技術(shù)。打開人體骨骼模型的時(shí)間軸,調(diào)節(jié)每一幀骨骼的關(guān)鍵動(dòng)作。通過此方法建立虛擬角色的動(dòng)作是比較耗費(fèi)時(shí)間的,需要逐幀來調(diào)節(jié)人體骨骼模型的每一個(gè)動(dòng)作,需要認(rèn)真細(xì)致的觀察人體模型的運(yùn)動(dòng)過程。這樣才能使虛擬人物的骨骼模型動(dòng)畫在場(chǎng)景中始終保持一致,看起來更加真實(shí)美觀。為了讓人體骨骼模型的動(dòng)作看起來更加的穩(wěn)定和流暢,筆者利用了3D中提供的拷貝工具對(duì)對(duì)稱的動(dòng)作進(jìn)行拷貝。此方式減少了人體骨骼模型動(dòng)畫的制作工作量。筆者用到手動(dòng)設(shè)置關(guān)鍵幀的行為,逐幀動(dòng)畫的制作是本平臺(tái)里面最耗時(shí)最難控制的模塊。具體步驟,就是在時(shí)間軸關(guān)鍵幀打開的前提下,調(diào)整骨骼關(guān)鍵幀的位置,此步驟全憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來做。技巧是在還沒完成幀數(shù)時(shí),建立一層保存幀,保證層與層的動(dòng)作不沖突,相互獨(dú)立。動(dòng)畫中具體動(dòng)作效果如圖9所示。

作者:呂闖 單位:重慶工商大學(xué)派斯學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)俱樂部建設(shè)研究

為讓學(xué)員更好的學(xué)好《電子技術(shù)》課程,夯實(shí)學(xué)員的實(shí)踐能力基礎(chǔ)。我們利用課余時(shí)間設(shè)置了“第二課堂”———“電工電子俱樂部”。經(jīng)過兩期活動(dòng)的開展,我們總結(jié)了經(jīng)驗(yàn),也引發(fā)了對(duì)俱樂部建設(shè)的進(jìn)一步思考。

1電子設(shè)計(jì)俱樂部的實(shí)施與收益

1.1俱樂部活動(dòng)分兩個(gè)階段

第一階段:學(xué)員培訓(xùn)階段。學(xué)員隊(duì)抽選電工電子技術(shù)實(shí)踐基礎(chǔ)較好的學(xué)員(約20%),參加由學(xué)院統(tǒng)一計(jì)劃安排的培訓(xùn)課程(設(shè)mutilsim10和protel99軟件以及電子裝配設(shè)計(jì)課程)。培訓(xùn)場(chǎng)地為電工電子實(shí)驗(yàn)室與學(xué)院機(jī)房,時(shí)間三個(gè)月。第二階段:學(xué)院組織競(jìng)賽階段。對(duì)所有經(jīng)過培訓(xùn)的學(xué)員進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試題目由教員參考全國(guó)電子技術(shù)競(jìng)賽與山東電工技能考試試題進(jìn)行出題,在電工電子實(shí)驗(yàn)室與學(xué)院機(jī)房進(jìn)行考試。根據(jù)成績(jī)推薦進(jìn)入?yún)⒓尤珖?guó)電子技術(shù)競(jìng)賽的名單。

1.2俱樂部活動(dòng)收益

課題組成員積極地將本成果推廣應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中,歸納起來取得了以下幾方面的效果:1.2.1充分調(diào)動(dòng)了學(xué)員主動(dòng)性,促進(jìn)其實(shí)踐能力素養(yǎng)的提高俱樂部的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目要求三人一組、合作完成,注重培養(yǎng)學(xué)員善于觀察、勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、沉著有序的工作作風(fēng)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在實(shí)驗(yàn)操作過程中,學(xué)員從每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的細(xì)小處做起,認(rèn)真對(duì)待每個(gè)問題,記錄每個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或指標(biāo)改進(jìn)的方法,養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,使得學(xué)員的認(rèn)真、細(xì)致和耐心都有了很大提高。通過俱樂部培訓(xùn)活動(dòng),給學(xué)員帶來了較大的自由空間,激發(fā)了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情與自信,使其能夠更加積極主動(dòng)地去學(xué)習(xí)理論知識(shí),促進(jìn)了學(xué)員自主分析問題、解決問題能力的形成。對(duì)科研意識(shí)和工程能力的培養(yǎng)起到了一定的促進(jìn)作用,有效的促進(jìn)了學(xué)員的成才。1.2.2充分提升教員的業(yè)務(wù)水平,促進(jìn)了雙師型人才隊(duì)伍建設(shè)一方面,任課教員通過與俱樂部教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)、組織、實(shí)踐,促進(jìn)了電工電子課堂教學(xué)方法手段的創(chuàng)新。任課教員在俱樂部創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)上,注重突出了職業(yè)教育特色,借助實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新、虛擬仿真探究等手段促進(jìn)了一系列的教學(xué)實(shí)踐研究,于2014至2015年度,俱樂部相關(guān)教員分別取得了教學(xué)競(jìng)賽的一、二、三等獎(jiǎng)。另一方面,俱樂部電子競(jìng)賽活動(dòng)的開展,對(duì)教員的實(shí)踐能力提出了更高的要求。一句話,教員是精英,學(xué)員才能成才。俱樂部活動(dòng)的開展,使教員能夠自覺加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)電子產(chǎn)品的新工藝、新技能、新技術(shù),包括仿真、電子設(shè)計(jì)等軟件的運(yùn)用,從而加強(qiáng)了教員實(shí)踐能力提升。另外,根據(jù)學(xué)院要求,課題組有計(jì)劃的組織調(diào)研及培訓(xùn)活動(dòng),并對(duì)教員的專業(yè)技術(shù)能力進(jìn)行定期組織考核,從而有效的促進(jìn)了教員人才隊(duì)伍建設(shè)。

2俱樂部建設(shè)思考

2.1應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的硬件建設(shè)

在俱樂部活動(dòng)中,我們發(fā)現(xiàn)俱樂部的高效運(yùn)行必然離不開有力的實(shí)訓(xùn)保障條件與科學(xué)的管理模式,所以也必須在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面加大投入力度。2014年10月建成的電工電子實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)擁有4個(gè)實(shí)驗(yàn)室,占地320平方米。實(shí)驗(yàn)室共配備了新研制的一體化實(shí)驗(yàn)臺(tái)80臺(tái)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝有LDS21010數(shù)字存儲(chǔ)示波器、YB32020任意波形發(fā)生器、YB1732A直流穩(wěn)壓電源、UT803數(shù)字萬用表以及晶體管特性測(cè)試儀等設(shè)備。經(jīng)過近一年時(shí)間的適用,廣大教員反映實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備功能強(qiáng)大,數(shù)據(jù)精確,能夠提高電子技術(shù)教學(xué)的有效性。

2.2實(shí)驗(yàn)應(yīng)科學(xué)管理

一方面,將學(xué)員的實(shí)驗(yàn)完成情況、實(shí)訓(xùn)報(bào)告提交及教員評(píng)閱情況以及進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室的時(shí)間等分類歸檔管理,既方便教員檢查學(xué)員的學(xué)習(xí)情況,又方便學(xué)員掌握自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度。另一方面,在網(wǎng)上建立試題庫,供學(xué)員對(duì)照實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行檢查并調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。教員也可定期在網(wǎng)上測(cè)試題,及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)員學(xué)習(xí)中的問題,適時(shí)舉辦講座答疑。

2.3鼓勵(lì)探究實(shí)驗(yàn)與俱樂部活動(dòng)相結(jié)合

俱樂部活動(dòng)雖然規(guī)定的項(xiàng)目和培訓(xùn)、競(jìng)賽進(jìn)程,但只有將探究實(shí)訓(xùn)活動(dòng)和俱樂部的相關(guān)培訓(xùn)活動(dòng)有機(jī)融合才能更好的發(fā)揮人才培養(yǎng)的效益。學(xué)員可根據(jù)自己的俱樂部講授內(nèi)容或理論課的學(xué)習(xí)情況、以及感興趣的領(lǐng)域選擇合適的時(shí)間從事創(chuàng)新探索和設(shè)計(jì)。也就是學(xué)員可以根據(jù)自身實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)情況和準(zhǔn)備情況,自主選擇實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)器材。在實(shí)施過程中,實(shí)訓(xùn)室只是提供必要的實(shí)驗(yàn)條件,安排實(shí)驗(yàn)教員以提供必要的指導(dǎo)和管理。總之,俱樂部建設(shè)應(yīng)在人力、物力以及科學(xué)的管理運(yùn)行模式上加大投入,是一個(gè)長(zhǎng)期教學(xué)實(shí)踐的過程,需要師生的不斷探索和創(chuàng)新,才能使學(xué)員在“寬松、和諧、給力”的學(xué)習(xí)氛圍中自覺自愿的提高自己,從而收到較為滿意的教學(xué)效果,有效的促進(jìn)教學(xué)相長(zhǎng)。

作者:高明 單位:火箭軍工程大學(xué)士官學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生隊(duì)伍培養(yǎng)模式

摘要:該文以筆者多年參與大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽前培訓(xùn)和競(jìng)賽指導(dǎo)工作為背景,根據(jù)每年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的總結(jié)經(jīng)驗(yàn),從學(xué)生選拔、賽前培訓(xùn)、平臺(tái)建設(shè)等多個(gè)方面對(duì)學(xué)生競(jìng)賽隊(duì)伍培養(yǎng)模式進(jìn)行探索,總結(jié)出一系列的培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽;培訓(xùn);選拔;創(chuàng)新性

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是國(guó)家教育部、信息產(chǎn)業(yè)部組織的四大學(xué)科競(jìng)賽之一,目前已經(jīng)成為高校電子、電氣等專業(yè)必參加的學(xué)生專業(yè)競(jìng)賽。大賽從1994年開始每?jī)赡昱e辦一次,參與學(xué)校和人數(shù)逐年增加,規(guī)模不斷擴(kuò)大,逐漸演變出其他省市級(jí)、地區(qū)級(jí)以及企業(yè)贊助等形式的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。此類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽涉及到的專業(yè)知識(shí)面廣泛,電子、電氣、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科之間的交叉,要求學(xué)生即要掌握硬件電路的設(shè)計(jì)與分析又要具備程序的編寫能力。通過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)助能力、創(chuàng)新能力,提高大學(xué)生針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的能力。筆者作為學(xué)生參加了2005年的全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,同時(shí)作為指導(dǎo)教師參與了2009年以后的各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,現(xiàn)結(jié)合該院電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽情況談?wù)剬W(xué)生隊(duì)伍培養(yǎng)方面的幾點(diǎn)改革。

1該院電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生隊(duì)伍現(xiàn)狀

目前該院參加的市級(jí)以上電子競(jìng)賽主要有全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和重慶市“合泰”杯單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽,從歷年參賽情況來看,主要存在以下幾個(gè)問題。(1)學(xué)生對(duì)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的認(rèn)識(shí)不夠,積極性不高,來參與培訓(xùn)和競(jìng)賽的學(xué)員不多,造成這種局面主要存在兩個(gè)誤區(qū):一個(gè)是部分學(xué)習(xí)成績(jī)好的同學(xué)認(rèn)為考研更重要,參加培訓(xùn)和比賽會(huì)占用大部分時(shí)間;還有一個(gè)是學(xué)習(xí)成績(jī)中等以下的同學(xué)認(rèn)為自己理論知識(shí)沒有學(xué)好,電子競(jìng)賽相關(guān)的知識(shí)也學(xué)不好。(2)學(xué)生儲(chǔ)備競(jìng)賽相關(guān)知識(shí)不夠。目前該院參與培訓(xùn)的學(xué)生主要來自二年級(jí)和三年級(jí),對(duì)模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)原理、DSP、自動(dòng)控制原理等理論知識(shí)掌握不夠熟練,且二年級(jí)同學(xué)還有部分課程沒有開設(shè),常用儀器儀表操作不熟悉,電路焊接基本功不扎實(shí),沒有親自制作過PCB電路板,更缺少相應(yīng)的工程實(shí)踐環(huán)節(jié)。(3)賽前集中培訓(xùn)時(shí)間過短。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是在8月中旬開始,該院對(duì)選拔出來的二、三年級(jí)的學(xué)員一般是從7月放假開始,只有短短的一個(gè)月時(shí)間,學(xué)員要在這么短的時(shí)間內(nèi)把電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的電源類、儀表類、控制類、飛行類題目都進(jìn)行練習(xí),掌握各類題目的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方法,無論對(duì)于老師還是學(xué)生老師都不容易做到。(4)學(xué)生隊(duì)伍沒有延續(xù)性。由于學(xué)校目前對(duì)于參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽學(xué)生,只在創(chuàng)新學(xué)分上給與了一定學(xué)分的認(rèn)定,導(dǎo)致部分同學(xué)參加完比賽拿到創(chuàng)新學(xué)分后就不再參與相關(guān)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,從而導(dǎo)致部分優(yōu)秀的參賽隊(duì)員流失。

2多渠道、多元化培養(yǎng)電子設(shè)計(jì)人才

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽不僅能夠體現(xiàn)一個(gè)參賽學(xué)員應(yīng)用知識(shí)的能力,更能體現(xiàn)參賽學(xué)員的工程實(shí)踐能力,同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神,協(xié)助能力,提高學(xué)員電子設(shè)計(jì)的綜合能力,一個(gè)優(yōu)秀的學(xué)員需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的系統(tǒng)的培訓(xùn)才能具備電子設(shè)計(jì)所需的相關(guān)知識(shí)和能力。針對(duì)該院學(xué)員隊(duì)伍的實(shí)際情況,進(jìn)行了一系列的實(shí)踐探索。

2.1以學(xué)院電子科協(xié)為載體,廣泛宣傳

學(xué)院電子科技協(xié)會(huì)每年9月新學(xué)期開學(xué)都會(huì)招收一年級(jí)新生為會(huì)員,然后開展一系列的科普活動(dòng)。協(xié)會(huì)采用作品展示的方式進(jìn)行宣傳,將高年級(jí)學(xué)長(zhǎng)制作的一些電子作品,如:光立方、遙控小車、智能臺(tái)燈、無線話筒等有一定科學(xué)趣味的作品進(jìn)行逐一展示,并對(duì)其相關(guān)功能進(jìn)行講解,現(xiàn)場(chǎng)解答疑問。通過這樣的方式,發(fā)現(xiàn)很多新同學(xué)對(duì)電子專業(yè)產(chǎn)生了極大興趣,并且愿意加入到電子科協(xié)這個(gè)團(tuán)體中,學(xué)習(xí)更多的知識(shí)。

2.2合理選拔,分散基礎(chǔ)培訓(xùn)

學(xué)生作為比賽的主體,那么他的專業(yè)知識(shí)、素質(zhì)以及學(xué)習(xí)態(tài)度就成為了比賽成績(jī)的關(guān)鍵因素。如何才能選拔出優(yōu)秀的學(xué)員參與比賽環(huán)節(jié)呢??梢酝ㄟ^先培訓(xùn)再考核,分階段逐步挑選。在這一階段,由于全是一年級(jí)新生,在培訓(xùn)的時(shí)候應(yīng)該注重基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能方面的培訓(xùn)??梢詫⑴嘤?xùn)集中在常用電子元件認(rèn)知和電路板焊接基本功上,學(xué)生通過焊接實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)和了解常用電阻,電容,二極管,集成電路正確使用方法,以及使用萬用表檢測(cè)電路的一般方法,逐步掌握焊接技能。同時(shí),還應(yīng)該注重培訓(xùn)學(xué)生艱苦奮斗的精神。由于很多同學(xué)在剛開始的時(shí)候興趣濃厚、滿腔熱情,但是隨著培訓(xùn)的強(qiáng)調(diào)和難道增加,部分學(xué)生開始失去心情,嚴(yán)重影響整個(gè)培訓(xùn)隊(duì)伍的穩(wěn)定。因此,選拔隊(duì)員時(shí)除了要考慮學(xué)員專業(yè)知識(shí)外還應(yīng)該要充分考慮學(xué)生的毅力和精神。

2.3分年級(jí),開展暑假集中培訓(xùn)

通過前期選拔,將集訓(xùn)隊(duì)伍分為二、三年級(jí)正式參賽組,以及一年級(jí)預(yù)備組。針對(duì)不同組別,合理安排,統(tǒng)籌計(jì)劃,開展相應(yīng)的培訓(xùn)工作。一年級(jí)作為下一屆比賽的預(yù)備隊(duì),主要進(jìn)行以下內(nèi)容的培訓(xùn):電路原理圖與PCB電路板制作設(shè)計(jì);常用電子電路設(shè)計(jì);單片機(jī)編程設(shè)計(jì);通過這一階段的集中培訓(xùn),學(xué)員能掌握用Altiumde-signer進(jìn)行原理圖和PCB圖的設(shè)計(jì);掌握用分立元件設(shè)計(jì)基本的模擬電路和數(shù)字電路;熟悉常用傳感器的應(yīng)用以及單片機(jī)內(nèi)部資源,掌握單片機(jī)開發(fā)技術(shù),能應(yīng)用單片機(jī)解決工程實(shí)踐問題,具備一定的電子產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)能力。二、三年級(jí)作為參賽隊(duì)伍,培訓(xùn)前期先進(jìn)行PID編程技術(shù)、EDA技術(shù)、DSP技術(shù)相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)。然后按照大賽統(tǒng)一模式,三人為一小組,針對(duì)大賽題目命題規(guī)則,按照電源類、信號(hào)類、儀器儀表類、控制類進(jìn)行分組,以4天3晚為時(shí)間段做針對(duì)性的模擬實(shí)戰(zhàn)。并要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成從電路設(shè)計(jì)、程序編寫、電路搭建、系統(tǒng)調(diào)試、指標(biāo)測(cè)試以及報(bào)告撰寫全部任務(wù)。通過這樣的模擬練習(xí),能夠很快地提升學(xué)生的協(xié)作能力,掌握每個(gè)學(xué)生的長(zhǎng)處,為正式比賽打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4依托校級(jí)比賽和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展培訓(xùn)

為了拓展學(xué)生的專業(yè)技能,學(xué)院從2012年開始舉辦校級(jí)單片機(jī)設(shè)計(jì)競(jìng)賽,采用與“合泰”杯單片機(jī)設(shè)計(jì)大賽相同的模式。即首先要求參賽學(xué)生提交作品創(chuàng)意書;其次專業(yè)教師根據(jù)作品創(chuàng)意書確定公布參賽名單,并要求學(xué)生在兩個(gè)月內(nèi)完成作品設(shè)計(jì)和報(bào)告撰寫;最后采用現(xiàn)場(chǎng)答辯的方式評(píng)審出獎(jiǎng)項(xiàng)。通過這個(gè)比賽可以很好的激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,提升學(xué)生的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力,單片機(jī)編程能力,同時(shí)也可以通過比賽發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)生,達(dá)到以賽促賽的目的。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目是以3~5名本科生團(tuán)隊(duì),在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,自主選題設(shè)計(jì)、獨(dú)立組織實(shí)施并進(jìn)行信息分析處理和撰寫總結(jié)報(bào)等工作,以培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析和解決問題的興趣和能力的項(xiàng)目。要求申請(qǐng)項(xiàng)目的學(xué)生具有一定的電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。學(xué)院要求參加過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的同學(xué)必須申請(qǐng),從近幾年的統(tǒng)計(jì)情況來看,申請(qǐng)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到了50多項(xiàng)。通過創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性,促進(jìn)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng),同時(shí)為電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽積累的大量的知識(shí)。

2.5建設(shè)創(chuàng)學(xué)生科技新實(shí)驗(yàn)室,營(yíng)造自主學(xué)習(xí)氛圍

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,方便優(yōu)秀學(xué)生開展實(shí)踐技能訓(xùn)練和科研活動(dòng),學(xué)院建設(shè)了學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室包括一個(gè)元器件室、一個(gè)電子設(shè)計(jì)室以及一個(gè)實(shí)訓(xùn)室,并購置了常用的電子元器件,并為實(shí)驗(yàn)室配置了示波器、電源、信號(hào)源、頻譜分析儀等常用儀器設(shè)備以及計(jì)算機(jī)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以學(xué)生自我管理為主,教師指導(dǎo)為輔,主要成員是參加過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的高年級(jí)學(xué)生。整個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室制定了詳細(xì)的開放計(jì)劃和開放項(xiàng)目,低年級(jí)同學(xué)只需要申請(qǐng)相應(yīng)的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,填寫元器件申請(qǐng)表,便可以在開發(fā)時(shí)間進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)有高年級(jí)的學(xué)長(zhǎng)進(jìn)行指導(dǎo),極大地提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

3結(jié)語

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的最終目的是以競(jìng)賽為平臺(tái),培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。如何才能培養(yǎng)出具備參與電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的優(yōu)秀人才,通過近幾年的實(shí)踐探索,在學(xué)員選拔、培訓(xùn)、自主學(xué)習(xí)以及平臺(tái)建設(shè)方面取得了一些成績(jī)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自身的問題和不足之處,將繼續(xù)努力、不斷探索和改進(jìn)。

作者:邱剛 單位:重慶三峽學(xué)院信號(hào)與信息處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

電子設(shè)計(jì)論文:大學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)探索

[摘要]學(xué)生電子設(shè)計(jì)制作能力是在大學(xué)階段對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的實(shí)踐與提升,較強(qiáng)的動(dòng)手能力會(huì)使學(xué)生在就業(yè)與考研升學(xué)過程中占有較大優(yōu)勢(shì)。為此,希望建立一種比較完備的零起點(diǎn)電子動(dòng)手能力的實(shí)訓(xùn)過程,時(shí)間上力求調(diào)動(dòng)學(xué)生的課外時(shí)間,形式上似于一種電子手作虛擬工作室的形式?;谌舾呻y度階梯式過渡訓(xùn)練項(xiàng)目,使得工科學(xué)生在大一期間就培養(yǎng)出電子手作熱情,并隨著專業(yè)課與理論課的不斷豐富,循序漸進(jìn)地提高。

[關(guān)鍵詞]電子手作;虛擬工作室;階梯式訓(xùn)練

理工類學(xué)生應(yīng)該掌握一些常用的電子類手工制作的能力,通過親力親為的實(shí)際制作可以輔助學(xué)生加深對(duì)課堂理論知識(shí)的理解。同時(shí)電子類手工制作還會(huì)涉及許多課堂上理論知識(shí)學(xué)習(xí)不到的實(shí)際問題,這對(duì)學(xué)生日后無論是工作還是考研都有很大的幫助。在實(shí)際的工作中,越來越多的學(xué)生渴望加入到電子類手作中來。

一、學(xué)生在學(xué)習(xí)電子設(shè)計(jì)制作方面遇到的問題

首先,多數(shù)喜歡電子制作的初學(xué)者,沒有一個(gè)快速高效的學(xué)習(xí)渠道,學(xué)生們彼此沒有交流溝通的平臺(tái),導(dǎo)致初學(xué)者無法很快的入門學(xué)習(xí)。其次,電子手作中使用的工具元件類繁多,初學(xué)者不清楚應(yīng)該買什么、用什么,一個(gè)人也無法購買齊全,這也限制了學(xué)生們?cè)陔娮邮肿鞣矫娴膶W(xué)習(xí)熱情。最后,在組織學(xué)生參加比賽時(shí),往往是比賽前臨時(shí)組隊(duì),這導(dǎo)致參賽隊(duì)伍水平參差不齊,隊(duì)友配合不夠默契,選題方向不明確,對(duì)學(xué)校整體參賽水平有很大影響。因此,現(xiàn)階段急需一套完備的學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)方案,以提高學(xué)生的整體水平與應(yīng)賽能力。

二、培養(yǎng)方案擬解決的主要問題與意義

擬解決的主要問題:1.給喜愛電子設(shè)計(jì)的學(xué)生提供一個(gè)廣闊完善的交流平臺(tái);2.初學(xué)者如何快速入門;3.如何引導(dǎo)更多的學(xué)生加入到電子手作中來。本文詳細(xì)闡述了階梯式的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)方案的具體內(nèi)容與實(shí)施注意事項(xiàng),并在實(shí)際教學(xué)與課外活動(dòng)中積極實(shí)踐。這樣做的目的是給喜愛電子設(shè)計(jì)的學(xué)生一個(gè)更廣闊更完善的交流平臺(tái),對(duì)喜歡電子手作的學(xué)生在學(xué)習(xí)方向、學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)技巧上給予指導(dǎo),引導(dǎo)更多的學(xué)生加入到電子手作中來,達(dá)到從快速入門到自我提高再到互動(dòng)交流的步步提升。同時(shí),也為各類電子設(shè)計(jì)類比賽提供后備人才,讓整個(gè)專業(yè)的參賽水平得到廣泛的提高。

三、具體實(shí)施過程

(一)具體實(shí)施步驟

1.建立移動(dòng)互聯(lián)交流平臺(tái)通過組建虛擬工作室的形式為廣大學(xué)生提供在線實(shí)時(shí)交流平臺(tái)。主要是基于微信、微信訂閱號(hào)、QQ群等網(wǎng)絡(luò)社交平臺(tái),使學(xué)生能不受時(shí)間和地域的限制進(jìn)行技術(shù)交流、資源共享等,方便定期的集體活動(dòng)召集、日常比賽章程等工作的進(jìn)行。2.零起點(diǎn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目方案通過多年的教學(xué)與競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)總結(jié),學(xué)生應(yīng)具備的基本電子設(shè)計(jì)動(dòng)手能力是需要一個(gè)循序漸進(jìn)的階梯式的訓(xùn)練過程培養(yǎng)出來的,沒有辦法一步到位,需要一個(gè)系統(tǒng)體系的培養(yǎng)過程。為此我們提出一種基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的零起點(diǎn)學(xué)生電子手作能力培養(yǎng)流程,具體方案見表1.3.定期展開活動(dòng)圍繞著以下三個(gè)方面展開活動(dòng):(1)開展團(tuán)做活動(dòng),讓學(xué)生們以小組為單位制作電子手作作品,并一起演示講解,以達(dá)到培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作,加強(qiáng)學(xué)習(xí)熱情,分享經(jīng)驗(yàn)的目的;(2)定期進(jìn)行分享,通過PPT等方式講解自己擅長(zhǎng)的某方面,以達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短,互相學(xué)習(xí)的目的;(3)制作PPT,flash等作品需要演示自己的手作作品過程,在實(shí)物演示中發(fā)現(xiàn)自己作品需要改進(jìn)的地方。4.培養(yǎng)電子設(shè)計(jì)大賽預(yù)備團(tuán)隊(duì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)配合訓(xùn)練,定期布置制作內(nèi)容,學(xué)生們自行組織制作,在日常的制作中找到適合自己的團(tuán)隊(duì)伙伴,并在一次次的合作中增強(qiáng)默契程度,形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),有理性、有知識(shí)、有競(jìng)爭(zhēng)力的參賽團(tuán)隊(duì)。電子大賽預(yù)備團(tuán)隊(duì)也是在日常生活中需要重視的問題。如果日常沒有預(yù)備團(tuán)隊(duì)的賽前準(zhǔn)備,遇到比賽就臨時(shí)突擊組隊(duì)參賽的話,有可能遇到以下問題:第一就是團(tuán)隊(duì)成員之間合作度不好,第二是團(tuán)隊(duì)成員的水平參差不齊,第三是團(tuán)隊(duì)成員對(duì)大賽過程不了解。這一系列問題會(huì)導(dǎo)致團(tuán)員參賽過程盲目而沒有效果,這樣不利于學(xué)生整體能力的提升與培養(yǎng),也失去了利用比賽促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)的初衷。5.依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度與水平,不定期地請(qǐng)專業(yè)教師進(jìn)行指導(dǎo)從多年來組織學(xué)生比賽的經(jīng)驗(yàn)來看,學(xué)生能否順利參加省級(jí)以及全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽,需要具有一定指導(dǎo)比賽經(jīng)驗(yàn)的教師給予足夠的賽前指導(dǎo)。專業(yè)知識(shí)是參賽之前必須打好的基礎(chǔ),除了這一塊內(nèi)容外,參賽的流程、制作作品的時(shí)間安排、參賽過程的心理調(diào)適、參賽學(xué)生的整體協(xié)作分工也是需要教師給予指導(dǎo)的。有了專業(yè)指導(dǎo)教師的幫助,學(xué)生才有可能在4到5天的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮出自己的水平,順利完成比賽。為此,我們會(huì)依據(jù)不同類型比賽的時(shí)間節(jié)點(diǎn),分批次、分重點(diǎn)的對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。

(二)實(shí)踐過程需要注意的關(guān)鍵問題

1.如何利用并擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)溝通平臺(tái)應(yīng)充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)社交平臺(tái)的實(shí)時(shí)性、便捷性,給電子愛好者們提供一個(gè)更好的交流學(xué)習(xí)平臺(tái),力爭(zhēng)帶動(dòng)更多學(xué)生加入電子設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的團(tuán)隊(duì)。在實(shí)際操作中,我們主要的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)有QQ群、微信群、微信訂閱號(hào)等。新興的訂閱號(hào)的好處主要是讓對(duì)電子手作、電子競(jìng)賽感興趣的學(xué)生主動(dòng)關(guān)注訂閱號(hào)。訂閱號(hào)就可以依據(jù)各類比賽的比賽時(shí)間節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一關(guān)于比賽的相關(guān)內(nèi)容。QQ群的應(yīng)用主要是便于集中的對(duì)參賽學(xué)生的管理,方便傳達(dá)比賽的相關(guān)信息。同時(shí)QQ群強(qiáng)大的文件上傳功能可以為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資源與資料,對(duì)于新加入的學(xué)生,可以由群成員以老帶新引領(lǐng)其學(xué)習(xí),這樣學(xué)生可以更好地互動(dòng)交流。2.如何合理構(gòu)建訓(xùn)練項(xiàng)目通過對(duì)已經(jīng)掌握電子手作技能學(xué)生的學(xué)習(xí)過程的分析,形成一套健全科學(xué)、有效的電子手作學(xué)習(xí)步驟,幫助學(xué)生們更快地掌握知識(shí)技能,打破以往參賽的匆忙,在課余學(xué)習(xí)中形成參賽團(tuán)隊(duì),提高團(tuán)隊(duì)整體競(jìng)賽水平。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們,需要形成一套完善的訓(xùn)練體系來幫助學(xué)生完成從零基礎(chǔ)到基本運(yùn)用再到實(shí)際項(xiàng)目提高這樣一個(gè)訓(xùn)練過程。合理的訓(xùn)練項(xiàng)目可以使學(xué)生快速入門與提高,實(shí)戰(zhàn)可以讓學(xué)生檢驗(yàn)自己的能力水平,同時(shí)也可以提高教師帶隊(duì)參賽的工作效率。

四、結(jié)束語

通過多年來的實(shí)際實(shí)踐積累,本專業(yè)已經(jīng)建立了一個(gè)具有不同年齡梯度的學(xué)生參與的學(xué)習(xí)小組,定期不定期的組織各種形式的宣講與講座,團(tuán)隊(duì)學(xué)生也已經(jīng)參加過若干不同類型的電子類設(shè)計(jì)比賽,并取得了一些不錯(cuò)的成績(jī)。團(tuán)隊(duì)中的學(xué)生在參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目方面也比較積極,獲得過多個(gè)省級(jí)及校級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目。以后還要繼續(xù)完善團(tuán)隊(duì)成員招新、日?;顒?dòng)、電子手作學(xué)習(xí)的系統(tǒng)規(guī)程,形成一套規(guī)范體系,使每年新生入學(xué)后都有比較順暢的參與流程,并且讓學(xué)生通過我們制訂的能力訓(xùn)練流程高效率的參與學(xué)習(xí),快速提升能力,以應(yīng)對(duì)各種大賽的考驗(yàn)以及社會(huì)企業(yè)的需求。

作者:楊慧英 高宏偉 于洋 趙亞威 宋建輝 單位:沈陽理工大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練平臺(tái)研究

【摘要】針對(duì)電子信息與通信類專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練是保證實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán),以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能,提高學(xué)生實(shí)踐能力為目的,軟件訓(xùn)練平臺(tái)的建設(shè)對(duì)鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力,啟發(fā)創(chuàng)新思維具有重要意義。從軟件訓(xùn)練平臺(tái)的設(shè)計(jì)組織,實(shí)施到考核機(jī)制的安排都做了較為深入地探討,在實(shí)踐教學(xué)改革中是一項(xiàng)有益的嘗試,對(duì)于積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn),探索培養(yǎng)人才模式乃至教育創(chuàng)新具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練平臺(tái);實(shí)踐能力;教學(xué)改革

一、引言

高等教育是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新人才的搖籃。因此如何培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力是建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家對(duì)我國(guó)高等教育提出的新要求。電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練是電類專業(yè)學(xué)生不可或缺的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),要求學(xué)生不僅具備基礎(chǔ)理論知識(shí),還需要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、獨(dú)立分析解決問題的能力。往屆學(xué)生開展軟件訓(xùn)練過程中存在的一些現(xiàn)象:(1)照貓畫虎、不求甚解大多指導(dǎo)老師仍沿用傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)方法,即以教師為主導(dǎo),學(xué)生被動(dòng)地按教師的演示方法或相關(guān)步驟進(jìn)行電路設(shè)計(jì),學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主觀能動(dòng)性、實(shí)際動(dòng)手能力以及獨(dú)立分析問題、處理問題等綜合素質(zhì)必然會(huì)受到扼制和打擊。(2)固步自封,缺乏創(chuàng)新從過往題目設(shè)置來看,缺乏與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合,譬如:學(xué)生在電路設(shè)計(jì)中,依據(jù)任務(wù)書繪制電路圖,對(duì)元器件的相關(guān)原理不求甚解,在實(shí)施軟件設(shè)計(jì)時(shí),大部分內(nèi)容借鑒了網(wǎng)上查閱的資料,并未深入理解。單純?yōu)榱送瓿绍浖?xùn)練而敷衍應(yīng)付。電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練實(shí)踐平臺(tái)的設(shè)計(jì)相信會(huì)有效克服這些困難,為我院學(xué)生提供創(chuàng)新能力培養(yǎng)和鍛煉的機(jī)會(huì)?!败浖?xùn)練實(shí)踐平臺(tái)”將有效整合軟件訓(xùn)練實(shí)踐內(nèi)容、軟件訓(xùn)練電子資源以及訓(xùn)練考核模式。

二、電子設(shè)計(jì)軟件訓(xùn)練平臺(tái)實(shí)施方案

開展“電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練“平臺(tái)設(shè)計(jì)要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段,主要任務(wù)描述如下:(1)軟件訓(xùn)練環(huán)境及開放的教學(xué)資源開放性綜合實(shí)驗(yàn)室為電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練提供必要的教學(xué)場(chǎng)地。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維需要現(xiàn)代化的教學(xué)手段。而基于校園網(wǎng)的“電子設(shè)計(jì)軟件訓(xùn)練”教學(xué)資源將通過大量多媒體資源的呈現(xiàn)為學(xué)生更直觀、生動(dòng)地反映軟件訓(xùn)練的各個(gè)環(huán)節(jié),提高學(xué)生對(duì)軟件訓(xùn)練項(xiàng)目的興趣。(2)電子設(shè)計(jì)軟件訓(xùn)練指導(dǎo)教師隊(duì)伍配備軟件訓(xùn)練的主導(dǎo)是教師,成立教師指導(dǎo)小組,在師資隊(duì)伍中,年輕教師和老教師各有長(zhǎng)處,這無疑要求教師對(duì)本學(xué)科的技術(shù)及交叉學(xué)科的理論和實(shí)踐方法有較為廣泛的涉獵。(3)電子設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件訓(xùn)練的題目甄選軟件訓(xùn)練題目既要體現(xiàn)電子信息及通信技術(shù)的特點(diǎn),又能反映目前這一領(lǐng)域前沿發(fā)展方向,并具備一定的實(shí)際價(jià)值。題目范圍廣,涉及多門課程,包括數(shù)字信號(hào)處理、模擬電子線路、單片機(jī)、微機(jī)原理等,涉及的仿真設(shè)計(jì)工具不僅局限于Protel,Proteus,DXP等,這就要求指導(dǎo)教師要有更寬的知識(shí)面和更豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。(4)網(wǎng)絡(luò)成為輔助軟件訓(xùn)練的主要利器鼓勵(lì)他們?cè)谙嚓P(guān)網(wǎng)絡(luò)資源中找到靈感,瀏覽電子網(wǎng)站及相關(guān)的學(xué)習(xí)論壇,如21IC網(wǎng)、電子工程師網(wǎng)等。通過這些網(wǎng)絡(luò)資源,學(xué)生不僅能夠?qū)W會(huì)查閱芯片資料,而且能找到解決問題的思路。(5)資源整合的“流程化”實(shí)施體系以基本素質(zhì)培養(yǎng)為根本,創(chuàng)新研究能力拓展為外延,有層次的設(shè)置軟件訓(xùn)練題目,并力求使題目覆蓋主要知識(shí)點(diǎn),并與實(shí)際需求銜接。

三、考核體系的設(shè)計(jì)

隨著軟件訓(xùn)練平臺(tái)的不斷完善,基于軟件訓(xùn)練平臺(tái)的考評(píng)與以往的考核標(biāo)準(zhǔn)相比更為高效、科學(xué)。學(xué)生根據(jù)所選題目的層次,提交不同形式的訓(xùn)練報(bào)告。以綜合設(shè)計(jì)性題目為例,設(shè)計(jì)完成后,各組除應(yīng)提交分析報(bào)告、可運(yùn)行的源程序或電路原理圖還要有完備的仿真結(jié)果,都可以在訓(xùn)練平臺(tái)上通過不同的ID,上傳到相應(yīng)入口,由指導(dǎo)老師進(jìn)行審閱。此外,考核機(jī)制還需逐步修正,并在一定程度上側(cè)重學(xué)生科技論文寫作能力。其中,軟件訓(xùn)練報(bào)告的格式要求思路清晰,內(nèi)容上針對(duì)項(xiàng)目的核心原理及實(shí)現(xiàn)步驟作簡(jiǎn)要說明,包括硬件及軟件部分的結(jié)構(gòu)圖、流程圖、電路原理,各電路元器件的參數(shù)設(shè)置等,突出創(chuàng)新發(fā)揮及收獲體會(huì)等部分,為學(xué)術(shù)論文的撰寫打下基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

電子設(shè)計(jì)軟件訓(xùn)練在提高學(xué)生綜合素質(zhì)方面發(fā)揮了重要作用。它不僅改變以往學(xué)生被動(dòng)參與軟件訓(xùn)練的模式,完成學(xué)生的角色轉(zhuǎn)換,而且促進(jìn)了學(xué)生軟件技能方面的發(fā)展。目前,我院與中興通訊在產(chǎn)學(xué)研合作方面保持了良好的互動(dòng),建立與企業(yè)的緊密交流,對(duì)實(shí)現(xiàn)我院課程、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和教學(xué)平臺(tái)緊跟行業(yè)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展都大有裨益。從學(xué)科的教學(xué)改革及發(fā)展上著手,建立新的人才培養(yǎng)模式,從能力、素質(zhì)等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行“工程化”、“應(yīng)用化”教育,把創(chuàng)新教育滲透在軟件訓(xùn)練中,貫穿于整個(gè)實(shí)踐教育環(huán)節(jié)的方方面面。

作者:趙晨光 張麗麗 白玉 單位:沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:航天電子設(shè)計(jì)課堂及翻轉(zhuǎn)教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要:SPOC將優(yōu)質(zhì)MOOCs資源與傳統(tǒng)課堂面對(duì)面教學(xué)的優(yōu)勢(shì)有機(jī)融合,具有小規(guī)模、私有定制、線上MOOC、線下課堂上接受導(dǎo)師輔導(dǎo)的特點(diǎn)。針對(duì)當(dāng)前航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在的問題,闡明建設(shè)該門課程SPOC課堂的必要性,逐步建設(shè)基于SPOC的航天電子設(shè)計(jì)MOOC課程,提出實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)的具體措施,努力提高航天電子設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量。借鑒SPOC,能夠?qū)崿F(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)流程的重構(gòu)與創(chuàng)新,賦予學(xué)生完整、深度和有效地學(xué)習(xí)體驗(yàn),全面提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞:翻轉(zhuǎn)課堂;SPOC;MOOC;航天電子設(shè)計(jì);教學(xué)模式

航天電子設(shè)計(jì)課程是為我??臻g工程專業(yè)專門設(shè)立的、基于小班教學(xué)(人數(shù)在30人左右)的本科專業(yè)選修課程,理論與實(shí)踐結(jié)合較強(qiáng)。隨著學(xué)校新的本科生培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱的頒布,該課程的學(xué)時(shí)進(jìn)一步壓縮。為了保證學(xué)生在更短的學(xué)時(shí)內(nèi)更好地掌握航天電子設(shè)計(jì)的技能,解決現(xiàn)有教學(xué)模式和手段的不足,考慮將SPOC教學(xué)理念引入課堂,實(shí)現(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程翻轉(zhuǎn),提高教師講授和學(xué)員聽課的效果[1]。

一、航天電子設(shè)計(jì)課程性質(zhì)與特點(diǎn)

(一)課程性質(zhì)地位

航天電子設(shè)計(jì)課程安排在大四上學(xué)期。課程的任務(wù)是培養(yǎng)空間工程專業(yè)學(xué)員航天電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本技能,使學(xué)員熟悉航天器電子系統(tǒng)的組成、常用單元設(shè)計(jì)、電路開發(fā)流程,初步具備開展航天電子設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力,為從事航天工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。課程以航天電子系統(tǒng)為主線,系統(tǒng)地闡述航天電子設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和開發(fā)流程,包括電路原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板繪制、電路板焊接調(diào)試、星載計(jì)算機(jī)、航天電源系統(tǒng)等內(nèi)容。

(二)課程基本理念

課程采用以實(shí)踐引導(dǎo)課程教學(xué),講授與實(shí)踐相結(jié)合的指導(dǎo)思想。隨課堂安排作業(yè)和專題實(shí)驗(yàn)?zāi)K,利用實(shí)驗(yàn)加深課程理解,并銜接后續(xù)課程設(shè)計(jì),讓學(xué)員在基于理論和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)換中體會(huì)航天電子設(shè)計(jì)的樂趣,充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)和實(shí)踐的積極性。課程內(nèi)容安排上,突出重點(diǎn)的同時(shí)兼顧內(nèi)容的完整性,在有限課時(shí)內(nèi)使學(xué)員對(duì)航天電子設(shè)計(jì)既有全面認(rèn)識(shí),又熟練掌握實(shí)踐必需的基礎(chǔ)知識(shí)和必備技能。

(三)課程設(shè)計(jì)思路

課程設(shè)計(jì)為理論講授、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)環(huán)節(jié)。三個(gè)環(huán)節(jié)同步穿插進(jìn)行。理論講授環(huán)節(jié)包括電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、PCB設(shè)計(jì)制作技術(shù)和航天電子系統(tǒng)等基本內(nèi)容;現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)以課堂講授內(nèi)容為依托,主要完成電路原理圖設(shè)計(jì)、印刷電路板繪制、電路板焊接調(diào)試等應(yīng)用實(shí)驗(yàn);課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要完成航天器電子系統(tǒng)的幾個(gè)專題實(shí)驗(yàn)任務(wù),拓展學(xué)員航天電子設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力。

二、當(dāng)前航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的主要問題

該課程設(shè)立已有三年,教材為授課組集中編寫,內(nèi)容根據(jù)授課效果在逐年更新。在課程教學(xué)上,目前還存在一些問題。

(一)教學(xué)主體“以教為主”,不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性

當(dāng)前教學(xué)過程中,主體為老師,這種方式節(jié)省時(shí)間,效率高,可以滿足多數(shù)學(xué)生的需求。從教學(xué)實(shí)踐上看,理論教學(xué)環(huán)節(jié),老師講授時(shí)間超過15分鐘,部分學(xué)生注意力就會(huì)發(fā)散,影響授課效果;實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),一般采用老師示范,學(xué)生重復(fù)操作的模式,許多學(xué)生為追求快速完成實(shí)驗(yàn),死記硬背,缺乏思考,不求甚解,一段時(shí)間不用,就忘得一干二凈。因此,這種單一的“以教為主”、單向廣播的教學(xué)模式,學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性不高,效果不佳。

(二)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱,不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力

經(jīng)過連續(xù)幾年的航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué),學(xué)生們普遍反映該門課程實(shí)踐性很強(qiáng)。往往是學(xué)生們興趣高、意猶未盡,但是實(shí)驗(yàn)時(shí)間已經(jīng)用完,經(jīng)常是老師聯(lián)系學(xué)生補(bǔ)課,因此實(shí)踐環(huán)節(jié)仍然顯得薄弱?,F(xiàn)有教學(xué)模式中,理論授課占據(jù)了60%的時(shí)間,主要采用先理論后實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式,實(shí)踐教學(xué)僅限于幾次課內(nèi)實(shí)驗(yàn),并且也多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),只能起到使學(xué)生了解基本實(shí)驗(yàn)操作過程的作用。這種實(shí)驗(yàn)僅能使學(xué)生掌握比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作技能,難以形成航天電子應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)的能力。

(三)完全依賴課堂教學(xué),課前預(yù)習(xí)和課后練習(xí)得不到保障

目前的實(shí)踐教學(xué)主要采用課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方式,利用實(shí)驗(yàn)開發(fā)板和系統(tǒng)開發(fā)軟件進(jìn)行。課堂時(shí)間有限,實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生只需按老師的操作規(guī)范要求來接線,再在軟件中輸入既定程序,然后下載到實(shí)驗(yàn)板就可以從中觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課堂上如果部分操作不熟悉,課后沒有條件來補(bǔ)課。部分學(xué)生希望完成復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開發(fā)與設(shè)計(jì)的愿望也不能實(shí)現(xiàn)。因此,完全依賴課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)效果就不能得到保障。

(四)以考代評(píng),缺乏對(duì)實(shí)踐教學(xué)真實(shí)考核與評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)

目前,對(duì)航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果的考核方式以筆試為主,采用“4+6”的模式,即平時(shí)的課程實(shí)驗(yàn)成績(jī)是40分,期末考試的成績(jī)占60分。實(shí)驗(yàn)成績(jī)多是以學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況來進(jìn)行評(píng)定的,而老師不能一一具體了解每個(gè)學(xué)生的工作量和實(shí)踐水平??梢钥闯觯朔N考核與評(píng)價(jià)方式,體現(xiàn)不出實(shí)踐教學(xué)的重要性,不能較客觀公正地考查學(xué)生的實(shí)踐能力。

三、建立航天電子設(shè)計(jì)課程SPOC課堂的必要性

只有便捷、舒適、高效、滿足學(xué)生需求的課程教學(xué)才具備強(qiáng)大的生命力。現(xiàn)代先進(jìn)教育技術(shù)大量涌現(xiàn)、實(shí)際課堂教學(xué)的不足、學(xué)生們求知的渴望,促使我們積極尋求有效提升實(shí)際航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果的授課模式。當(dāng)今MOOC的興起,給大學(xué)教育帶來了新機(jī)遇、新挑戰(zhàn)[2]。然而,伴隨著MOOC平臺(tái)、上線課程和學(xué)生注冊(cè)數(shù)的巨量增長(zhǎng),數(shù)量的急劇加速引發(fā)了質(zhì)量危機(jī)。近幾年的研究與實(shí)踐表明,由于不設(shè)先修條件,學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)參差不齊,缺乏面授,互動(dòng)性差,教學(xué)過程缺乏監(jiān)督和教學(xué)模式不具普遍性等,不僅損害了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心,也影響了教師教學(xué)的積極性,成為MOOC注冊(cè)率高、完成率低的重要原因[3]。MOOC的發(fā)展是大勢(shì)所趨,我們借助MOOC實(shí)現(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué)效果提升的重要出路就是:轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)工具,進(jìn)入SPOC時(shí)代,將傳統(tǒng)的“堂上聽課堂下答疑”翻轉(zhuǎn)為“堂上討論線上學(xué)習(xí)”。SPOC是英文SmallPrivateonlineCourse的簡(jiǎn)稱,顧名思義為“小眾私密在線課程”[4-5]。SPOC的核心理念是實(shí)行私有的、定制的、高質(zhì)量導(dǎo)師制教學(xué),其基本形式是線上MOOC、線下享受教師的導(dǎo)師制單獨(dú)指導(dǎo),在傳統(tǒng)校園課堂上則可引導(dǎo)學(xué)生討論和解決問題[6-7]。航天電子設(shè)計(jì)課程SPOC建設(shè)有一定基礎(chǔ),其必要性在于:1.人數(shù)規(guī)模合適:學(xué)生規(guī)模一般在30人左右,符合小班制教學(xué),即Small的標(biāo)準(zhǔn);2.學(xué)生層次差異不大:作為校內(nèi)同專業(yè)學(xué)生,他們的學(xué)科基礎(chǔ)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、上課時(shí)間等基本相同,符合限制性、私有的和定制的教學(xué)模式,即Private的標(biāo)準(zhǔn);3.授課時(shí)間安排合理:每周一次課,每次3個(gè)學(xué)時(shí),充分保證了理論教學(xué)、分組實(shí)驗(yàn)的開展;4.課程專題性強(qiáng),知識(shí)點(diǎn)突出:前期課件基礎(chǔ)積累豐富,知識(shí)點(diǎn)容易索引,章節(jié)高度有序,適合MOOC課程專題建設(shè);5.學(xué)校教學(xué)網(wǎng)平臺(tái)可以利用:現(xiàn)有教學(xué)網(wǎng)較為成熟,適合在線課程資料(電子書、短視頻、練習(xí)題等)的上傳和下載,論壇維護(hù)便利;6.教師團(tuán)隊(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,容易實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn):先后有多名骨干教員參與課程建設(shè)、理論授課和實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué),對(duì)課程流程熟悉,同時(shí)親身承擔(dān)了大量科研任務(wù),特別是對(duì)衛(wèi)星電子系統(tǒng)研制經(jīng)驗(yàn)豐富,具備翻轉(zhuǎn)課堂的能力。

四、基于SPOC的航天電子設(shè)計(jì)MOOC課程建設(shè)內(nèi)容

航天電子設(shè)計(jì)課程是實(shí)踐性要求很高的一門專業(yè)課?,F(xiàn)有的教學(xué)模式雖有SPOC教育模式的理念,卻離SPOC之實(shí)相距甚遠(yuǎn)。因此,如何應(yīng)用MOOC的成果和SPOC的先進(jìn)教學(xué)管理模式,逐步改革航天電子設(shè)計(jì)課程教學(xué),是當(dāng)前本課程教學(xué)改革的關(guān)鍵。借助MOOC,實(shí)現(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程SPOC建設(shè),需要完成以下工作[8]:1.制作高度有序的PPT課件,按照章、節(jié)、點(diǎn)、條,精確編號(hào)。2.錄制講解精煉、透徹的視頻,建立與知識(shí)點(diǎn)同名的視頻文件,能夠圍繞知識(shí)點(diǎn)索引。3.提供與知識(shí)點(diǎn)同名的電子文檔,能夠圍繞知識(shí)點(diǎn)索引。4.編寫典型的練習(xí)題,客觀性要強(qiáng),題目與知識(shí)點(diǎn)同名,能夠圍繞知識(shí)點(diǎn)索引。5.完成課程設(shè)計(jì)題目、典型實(shí)驗(yàn)代碼編寫,對(duì)初學(xué)者在關(guān)鍵代碼段預(yù)留中文注釋,學(xué)生進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)試。6.借助教學(xué)網(wǎng)等網(wǎng)站,完成上述資料的上傳。7.積極進(jìn)行網(wǎng)站建設(shè),及時(shí)回答線上學(xué)生提問,能夠隨時(shí)觀察學(xué)生學(xué)情。這樣,圍繞一個(gè)知識(shí)單元,就囊括了短視頻、電子書、練習(xí)題和討論題等重要元素,為實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)提供了條件。圖1為航天電子設(shè)計(jì)MOOC課程建設(shè)示例。

五、基于SPOC的航天電子設(shè)計(jì)課程課堂翻轉(zhuǎn)步驟

航天電子設(shè)計(jì)課程翻轉(zhuǎn)課堂的目的在于,使學(xué)生成為課堂學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)參與者。對(duì)于航天電子設(shè)計(jì)這門實(shí)踐性要求較高的課程,翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手能力。例如,在程序代碼編寫環(huán)節(jié),利用電子教室軟件,老師可在屏幕上實(shí)時(shí)掌控每位學(xué)員的調(diào)試過程,隨時(shí)讓某位學(xué)員進(jìn)行屏幕共享、課堂示范講解,老師及時(shí)引導(dǎo)并解答學(xué)生存在的共性問題,效果非常好。課堂翻轉(zhuǎn)的步驟分為以下幾個(gè)方面:1.提前陸續(xù)釋放相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的課程講解和閱讀資料,讓學(xué)生有的放矢的,提前自由自主的完成高效的預(yù)習(xí)。例如:授課視頻和參考資料課前全部放在網(wǎng)上,24小時(shí)隨時(shí)可以在線讀取;精確到知識(shí)點(diǎn)的視頻和電子書;教師根據(jù)計(jì)劃設(shè)定階段性學(xué)習(xí)內(nèi)容和期限;學(xué)生自主決定在這個(gè)期限內(nèi)如何自由完成。2.課前學(xué)生學(xué)習(xí)高度清醒,知己知彼。學(xué)習(xí)時(shí),可瀏覽個(gè)人進(jìn)度、作業(yè)完成情況、學(xué)習(xí)時(shí)間;掌握每天進(jìn)度排名和耗時(shí)排名;了解論壇熱點(diǎn)信息;自建同步筆記和討論等。3.課堂上實(shí)行小班化教學(xué),任務(wù)驅(qū)動(dòng),分組講解,學(xué)生與老師的角色互換。具體操作時(shí),把班級(jí)分成幾個(gè)小組,每組布置不同的教學(xué)任務(wù),完成翻轉(zhuǎn)任務(wù)書;課堂上各組擔(dān)任教師角色,向其他組教授相應(yīng)內(nèi)容;教師點(diǎn)評(píng)、提問、參與討論;其他組同學(xué)一并參與即時(shí)討論。4.后臺(tái)大數(shù)據(jù)讓教師全程對(duì)課程知識(shí)點(diǎn),對(duì)學(xué)生個(gè)體情況了如指掌。教師可以定時(shí)布置階段性學(xué)習(xí)任務(wù);看到各章節(jié)任務(wù)總體完成情況,個(gè)人完成情況;看到各個(gè)知識(shí)點(diǎn)完成情況,耗時(shí)情況;看到學(xué)生總耗時(shí),視頻耗時(shí);看到學(xué)生個(gè)人各個(gè)知識(shí)點(diǎn)耗時(shí)等;看到個(gè)人學(xué)習(xí)日志;把握課程重點(diǎn)和改進(jìn)難點(diǎn)講授方式等。圖2為航天電子設(shè)計(jì)課程課堂翻轉(zhuǎn)過程示意圖。SPOC的基本流程是:教師把MOOC的豐富視頻材料當(dāng)作家庭作業(yè)布置給學(xué)生預(yù)習(xí)和自學(xué),然后在實(shí)際的課堂教學(xué)中回答學(xué)生問題,了解學(xué)生已經(jīng)吸收的知識(shí)、存在的問題,在課上與學(xué)生一起處理作業(yè)或其他任務(wù)。總之,教師可以根據(jù)自己的偏好和學(xué)生的需求,自由設(shè)置和調(diào)控課程的進(jìn)度、節(jié)奏和評(píng)分系統(tǒng)[9]。

六、基于SPOC實(shí)現(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程課堂翻轉(zhuǎn)的案例實(shí)踐

按照上述理念,選擇航天電子設(shè)計(jì)課程的部分專題進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn)的實(shí)踐。這里,以《星載計(jì)算機(jī)串行通信》專題進(jìn)行示例,這節(jié)課的特點(diǎn)是素材準(zhǔn)備比較充分、知識(shí)點(diǎn)突出、實(shí)踐性要求比較高。下面按照時(shí)間順序進(jìn)行介紹。課前兩周:通過校內(nèi)局域網(wǎng)郵箱、教學(xué)網(wǎng)向?qū)W生投送視頻、設(shè)計(jì)實(shí)例、虛擬開發(fā)軟件。包括串行通信基本概念、星載計(jì)算機(jī)通信接口等。視頻8分鐘左右,實(shí)例演示7分鐘,可重復(fù)播放。課前:要求學(xué)生自主觀看視頻、觀摩實(shí)例;安裝虛擬開發(fā)軟件,參考設(shè)計(jì)實(shí)例完成模擬環(huán)境下的開發(fā);在教學(xué)網(wǎng)或郵箱提出遇到的問題,等待課堂解決。老師在課前一天關(guān)注學(xué)生在概念理解、程序開發(fā)等方面提出的問題,重點(diǎn)做好備課。課堂翻轉(zhuǎn)時(shí)間:課堂上,設(shè)置不同的翻轉(zhuǎn)任務(wù),包括基本概念講解、常用通信接口介紹、實(shí)例演示等。隨機(jī)抽取不同小組進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn),由學(xué)生講解,老師或?qū)W生隨時(shí)發(fā)問。講解完畢,老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng),學(xué)生一起討論問題。該環(huán)節(jié)學(xué)生主導(dǎo),教師引導(dǎo)。課堂練習(xí)時(shí)間:布置隨堂實(shí)驗(yàn)任務(wù),進(jìn)行單機(jī)串行通信接口實(shí)驗(yàn)。這不同于課前模擬環(huán)境下的開發(fā),而是基于星載計(jì)算機(jī)的程序開發(fā)。為突出知識(shí)點(diǎn),提高學(xué)生成就感,提供特定波特率下的串行通信參考程序,而對(duì)要完成的程序段進(jìn)行留白,學(xué)生課堂完成編寫、調(diào)試。該環(huán)節(jié)教師布置任務(wù),學(xué)生隨堂完成。課堂驗(yàn)收時(shí)間:驗(yàn)收的整個(gè)過程可通過專用電子課堂軟件,對(duì)待驗(yàn)收的學(xué)生屏幕同步投影到教室大屏幕,使得每個(gè)學(xué)生都能看到待驗(yàn)收同學(xué)的演示過程。首先,待驗(yàn)收同學(xué)通過單機(jī)和模擬通訊軟件進(jìn)行自發(fā)自收,對(duì)程序質(zhì)量進(jìn)行演示;然后,通過第一步演示的兩個(gè)同學(xué)進(jìn)行雙機(jī)通訊,確?;ヂ?lián)互通;最后,大家對(duì)每個(gè)學(xué)生遇到的共性問題一起解決,共同做出評(píng)價(jià)。該環(huán)節(jié)前兩步學(xué)生主導(dǎo),最后一步教師主持。課后:根據(jù)課堂授課效果,進(jìn)一步把握課程重點(diǎn),改進(jìn)難點(diǎn)講授方式。整理教學(xué)素材,使得知識(shí)點(diǎn)講解更簡(jiǎn)明扼要,演示更清晰到位,預(yù)留問題更有啟發(fā)性。

七、基于SPOC的航天電子設(shè)計(jì)課

程課堂翻轉(zhuǎn)效果問卷調(diào)查本文采用問卷調(diào)查的研究方法,利用校園教學(xué)網(wǎng),對(duì)來自四個(gè)專業(yè)三個(gè)班,學(xué)習(xí)航天電子設(shè)計(jì)課程的76名學(xué)員進(jìn)行了在線郵件問卷調(diào)查。調(diào)查執(zhí)行時(shí)間是2015年9月至10月。共收回有效樣本75個(gè),回收率為98.68%。調(diào)查結(jié)果顯示,學(xué)生們積極評(píng)價(jià)了基于SPOC的課程課堂翻轉(zhuǎn)效果?!跋鄬?duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式,采用SPOC方式學(xué)習(xí)效果更好”(88%)、“知識(shí)點(diǎn)集中,重點(diǎn)突出”(92%)、“師生互動(dòng)增強(qiáng),學(xué)生參與程度加強(qiáng)”(76%)、“可以自由安排時(shí)間預(yù)習(xí),可反復(fù)學(xué)習(xí),效率提高”(96%)、“學(xué)生自控能力、表達(dá)能力、思辨能力、合作能力等得到全面鍛煉,綜合能力得到提升”(92%)、“習(xí)題與測(cè)驗(yàn)量少、精確、高效”(80%)。影響課程的原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:“平時(shí)可以投入的時(shí)間有限”(61%)、“缺乏自控力和毅力”(43%)、“課程內(nèi)容與預(yù)期不符”(19%)、“很難找到學(xué)習(xí)伙伴交流”(21%)、“課前視頻或電子書選用不好用或網(wǎng)絡(luò)不暢”(24%)、“課程難度太高”(16%)、“課程內(nèi)容沒有吸引力”(13%)、“老師教學(xué)方式?jīng)]有吸引力”(11%)、“不習(xí)慣考試方式”(8%)、“不喜歡在線學(xué)習(xí)的方式”(3%)。因此,基于SPOC的課程課堂翻轉(zhuǎn)模式仍然有許多問題值得探討。從教師角度而言,教師自己建設(shè)課程,管理課程,需要耗費(fèi)大量精力;課堂研討的工作量加大,指導(dǎo)學(xué)生的力度增強(qiáng),對(duì)教師的學(xué)術(shù)能力和知識(shí)面有了更高要求;定期布置階段性面授任務(wù),使得學(xué)生全程保持緊密學(xué)習(xí)狀態(tài)。簡(jiǎn)而言之,教師少講、精講,努力節(jié)約講授的時(shí)間,重點(diǎn)放在引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生思路,重點(diǎn)解決共性難題方面。八、結(jié)束語SPOC的核心理念是實(shí)行私有的、定制的、高質(zhì)量導(dǎo)師制教學(xué),實(shí)現(xiàn)這一理念的有效方法是線上MOOC(對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)的課堂下)、線下享受教師的導(dǎo)師制單獨(dú)指導(dǎo)(對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)的課堂上)。要保證SPOC有效實(shí)施,不僅要完成MOOC所需要的優(yōu)質(zhì)視頻、知識(shí)單元化、學(xué)習(xí)管理規(guī)范化等條件,還要有知識(shí)面廣、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富、計(jì)算機(jī)水平相當(dāng)?shù)慕虒W(xué)團(tuán)隊(duì),即:既要有內(nèi)容可翻轉(zhuǎn),還要有能力翻得動(dòng)。因此,從理論上說SPOC可有效解決航天電子設(shè)計(jì)課程現(xiàn)有的所有問題,但實(shí)際中還需要做大量的準(zhǔn)備工作并加快改革步伐。前期積累越充分,后續(xù)全面實(shí)現(xiàn)航天電子設(shè)計(jì)課程“翻轉(zhuǎn)課堂”的效果越好。

作者:張志洲 劉昆 肖凱 謝燕 單位:國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 航天科學(xué)與工程學(xué)院

電子設(shè)計(jì)論文:電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽前培訓(xùn)的思考

1培訓(xùn)中存在的問題及原因分析

1.1認(rèn)識(shí)不到位

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,對(duì)高等教育提出了更高的要求.而培養(yǎng)具有工程實(shí)踐和應(yīng)用能力的學(xué)生已成為高校、企業(yè)以及社會(huì)都關(guān)注的重點(diǎn)[9].因此我國(guó)各部門,社團(tuán)、企業(yè)每年都舉辦大量的比賽,以此鍛煉、培養(yǎng)和選拔人才.各種比賽層次參差不平,而獨(dú)立學(xué)院對(duì)各類比賽沒有具體規(guī)劃,沒有針對(duì)性的培養(yǎng)目標(biāo)和計(jì)劃,導(dǎo)致了電子設(shè)計(jì)大賽不被學(xué)生和教師重視.往往都是在接到比賽報(bào)名通知后,才開始組織部分尖子生進(jìn)行集訓(xùn),而電子設(shè)計(jì)大賽是一項(xiàng)對(duì)學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和動(dòng)手能力要求較高的賽事,臨時(shí)的集訓(xùn),往往效果非常差,也不符合通過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽讓盡可能多的學(xué)生從中獲益的目的[8].

1.2師資力量,實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足

獨(dú)立學(xué)院是近十幾年來才發(fā)展起來的一種新興的教育模式[9],其師資力量、教學(xué)資源、實(shí)驗(yàn)設(shè)備很大程度上任然依賴大校,沒有一只屬于本院的的高水平,教學(xué)實(shí)踐豐富的師資隊(duì)伍.本校的年輕專業(yè)教師,實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)不足缺乏工程意識(shí),對(duì)電子類學(xué)科的知識(shí)掌握任停留在傳統(tǒng)的數(shù)字和模擬電路教學(xué)水平[10],導(dǎo)致的電賽集訓(xùn)期間教師還需要和參賽學(xué)生一起學(xué)習(xí)和練習(xí),沒辦法針對(duì)性的指導(dǎo)學(xué)生.實(shí)驗(yàn)設(shè)備更是嚴(yán)重不足,很多學(xué)校所有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備任然是“老三樣”,示波器,萬用表和信號(hào)源,而這些傳統(tǒng)設(shè)備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的對(duì)電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求.

1.3激勵(lì)不到位

電子設(shè)計(jì)大賽通常在每年的9月舉行,其培訓(xùn)主要在課余時(shí)間以及寒暑假進(jìn)行,需要占用教師和學(xué)生大量的業(yè)余時(shí)間,同時(shí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是以電子技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)為主的比賽,要求學(xué)生具有一定的專業(yè)知識(shí)和技能,因此每年參賽的學(xué)生大部分都是大三的學(xué)生,而大三的學(xué)生往課業(yè)壓力比較大,寒暑假期間又面臨考研復(fù)習(xí)的問題,無法做到學(xué)業(yè),考研,比賽三種兼顧,導(dǎo)致很多優(yōu)秀的學(xué)生因?yàn)榭佳泻蛯W(xué)業(yè)壓力往往放棄比賽.另外擔(dān)任電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)課程的指導(dǎo)教師,因?yàn)榭蒲袎毫?,往往需要在寒暑假期間從事手頭的科研項(xiàng)目,更何況完成電賽的培訓(xùn)和指導(dǎo)工作所花的精力遠(yuǎn)比普通教學(xué)和科研工作要大得多,但得到的認(rèn)可和激勵(lì)往往還不如日常教學(xué)和科研工作,導(dǎo)致了很多教師不愿意從事比賽的培訓(xùn)和指導(dǎo)工作,即使參加了競(jìng)賽指導(dǎo)工作也存在不好好干以及干不好的問題.

2賽前培訓(xùn)的思路與舉措

2.1整合人才資源

打破身份限制,吸引已畢業(yè)并從事相關(guān)電子類產(chǎn)品研發(fā)的學(xué)生參與到電賽的培訓(xùn)中來,這些學(xué)生對(duì)培訓(xùn)工作有興趣,具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力和工程意識(shí),同時(shí)更了解參賽學(xué)生的情況;打破學(xué)科限制,吸引不同專業(yè)領(lǐng)域的教師參與培訓(xùn),電子類專業(yè)的教師往往僅掌握自己專業(yè)學(xué)科的系統(tǒng)知識(shí),因此吸引不同專業(yè)領(lǐng)域有意愿有能力的教師參與競(jìng)賽的培訓(xùn),接受來自不同領(lǐng)域的實(shí)踐挑戰(zhàn),可以進(jìn)一步推進(jìn)培訓(xùn)工作的開展;還可以組織往屆參加電賽并獲獎(jiǎng)的學(xué)生,利于課余時(shí)間和參賽學(xué)生一起分析歷年電賽題目,分享心得經(jīng)驗(yàn),幫助參賽學(xué)生.

2.2項(xiàng)目帶動(dòng)培訓(xùn)

項(xiàng)目可以是教師已完成的科研項(xiàng)目,也可以是已畢業(yè)學(xué)生承接的特定的工業(yè)產(chǎn)品.教師首先將項(xiàng)目細(xì)分成許多的具體任務(wù),參加電賽培訓(xùn)的學(xué)生可以從中任意的選擇一兩項(xiàng)自己感興趣的任務(wù),同一個(gè)任務(wù)可以由多個(gè)學(xué)生選擇,學(xué)生可利用所掌握的知識(shí)提出不同的解決方案,并通過討論確定最合理的方案,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)加以實(shí)現(xiàn),通過做中學(xué),學(xué)中做,商量的做,可以大大提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新能力,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí).

2.3配套政策和激勵(lì)機(jī)制

對(duì)參加電賽并順利提交作品的學(xué)生,學(xué)??梢酝ㄟ^對(duì)培訓(xùn)期間的表現(xiàn)和競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)情況加以評(píng)定,作為素質(zhì)教育學(xué)分,代替實(shí)踐環(huán)節(jié)的一些課程,像電子工藝實(shí)訓(xùn)和數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)等;若參加電賽并獲省級(jí)以上項(xiàng)目獎(jiǎng)項(xiàng)的學(xué)生,除了可以申請(qǐng)學(xué)校的學(xué)術(shù)科技獎(jiǎng)之外,還可以申請(qǐng)用其參賽作品按照畢業(yè)論文的格式和要求加以修改作為畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)定.這樣可以減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力,從而吸引更多的學(xué)生參加比賽,讓更多的學(xué)生從競(jìng)賽中獲益,帶動(dòng)電類學(xué)科教學(xué)內(nèi)容和方法的改革.設(shè)立專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制制度或在現(xiàn)有獎(jiǎng)項(xiàng)中單設(shè)名額,對(duì)于參加電賽培訓(xùn)的教師,可以按照競(jìng)賽的層次獎(jiǎng)勵(lì)相應(yīng)的科研工作量;對(duì)于參加電賽培訓(xùn),其指導(dǎo)的參賽隊(duì)若獲得省級(jí)以上項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì),另外獎(jiǎng)勵(lì)相應(yīng)的工作量,同時(shí)在當(dāng)年崗位評(píng)級(jí)時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬A斜,使得競(jìng)賽指導(dǎo)教師所做的工作能得到認(rèn)可,以更大的熱情投入競(jìng)賽的工作,并將競(jìng)賽中所取得的成果引入教學(xué),進(jìn)一步提高電類學(xué)科的教學(xué)水平和質(zhì)量.

3結(jié)束語

通過幾年的探索和實(shí)踐,我校在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)工作上,取得了一定成績(jī).但電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的目的是培養(yǎng)盡可能多的大學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和綜合素質(zhì)[11],進(jìn)而促進(jìn)高校的實(shí)踐教學(xué)改革,提高電子類實(shí)踐教學(xué)水平,是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù),還有許多工作需要做.我們將繼續(xù)逐步探索適合自身發(fā)展的道路.

作者:方淼 李雙東 單位:安徽大學(xué)江淮學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與電子技術(shù)系