前言:我们精心挑选了数篇优质模拟电子技术基础论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
基金项目:本文系教育部第三批国家级精品资源共享课立项项目的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)15-0040-02
一、教材建设的背景及目标
电子技术基础课程是电类各专业极其重要的专业基础课和技术基础课,随着市场经济对高等学校人才素质的要求,它也成为部分非电类专业的必修课。电子技术基础课程有两个任务:一是使学生在学习的过程中,获得电子技术方面的基本知识、基本理论、基本技能;二是培养学生两方面的能力:分析问题和解决问题的能力,为今后进一步学习、研究、应用电子技术打下基础。
中北大学(以下简称“我校”)电子技术基础课程2007年被评为国家级精品课程,2013年该课程中的模拟电子技术基础申请为国家级精品资源共享课立项项目,同时,数字电子技术申请为山西省精品课程资源共享课。按照教育部颁布的高等学校电子技术基础课程教学基本要求,多年来,教学内容不断更新,采用的基本原则是:保证基础、加强集成、联系实际、体现先进、便于教学。与传统教学内容相比,主要教学内容、教学方法和教学手段都有很大的更新,教师教学经验的积累,迫切希望对教材进行改革和建设。教材建设目标:以现代教育思想为指导,借鉴国内外高校编写教材的精华,结合实际,吸收更新的科技与教学成专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net果,以及本校教学改革的经验,借助网络技术、多媒体技术等现代化的教学手段,打造一套系列化、立体化的教材。为学生提供一套系列化的教材、一个立体化的自主学习空间,使以往的单一的课堂教学或者学习方式向多方式、多途径发展。目前,已经取得了阶段性的成果。[1]
二、教材体系与结构
本教材的特点是系列化、立体化。教材结构如表1所示,它是教学实践改革的产物,也是教学实践改革的载体。
表1 教材结构
纸质教材 电子教案或者课件
模拟电子技术基础 模拟电子技术电子教案与课件
数字电子技术基础 数字电子技术电子教案与课件
模拟电子技术基础学习指导及习题详解 电子教案
数字电子技术基础学习指导及习题详解 电子教案
电子技术实验与课程设计 教学课件、实践课件与EDA软件
1.系列化
如表1所示,本教材共有5本纸质教材,自成体系。基本上包含了本课程的所有教学环节、实践环节和教学内容,与模块化、层次化的教学体系相配套,其中:
(1)本教材的第一层次分为两个主模块编写:《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》。编写时,在保证传统内容的基础上,做了如下改进:1)教材内容以集成电路为主,适当保留作为电子电路基础的分立元件电路内容。模拟电子技术的重点放在讨论各种基本放大电路及分析方法、放大电路中的反馈、模拟集成电路及其应用;数字电子技术的重点放在讨论组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析及设计方法、脉冲信号的产生与整形、大规模集成电路的分析应用、ADC和DAC的分析及应用、VHDL语言及其应用;2)为了激发学生的兴趣,并与所学专业相结合,引入了工程方面的内容,如信号检测中的仪表放大器、精密整流电路、以及采样保持电路等;3)增加了MEMS等新器件和微电子等新技术的教学内容,适当引入新概念、新技术,新器件,做到了经典与现代融合,与实验融合,与工程应用融合,与EDA仿真融合,有利于学生更好地理解电路的基本概念、基本理论知识和基本分析方法;有利于培养学生实践能力、创新能力、分析问题和解决问题的能力;有利于大学生创新和卓越工程师培养计划的实施;4)为解决学生学习电子专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net技术基础入门难的问题,在教学内容安排上,先介绍章节内容、要讨论的主要问题以及要达到的目的,然后进行正文叙述、对本章内容进行小结、最后对应章节内容列出自测题和习题。在内容编写上,做到知识点与例题有机结合,自测题、习题便于学生通过练习巩固本章所学知识。内容安排上,达到循序渐进、有的放矢、前后呼应的目的。
这些方面的改进,既体现了基础,又反映了电子技术的最新发展成果,提高了学生的学习兴趣。
(2)《模拟电子技术基础学习指导及习题详解》和《数字电子技术基础学习指导及习题详解》是对应两本主教材配套的辅导书,为更适合学生参考学习,做到了以下两点:1)对《模拟电子基础》和《数字电子基础》两本主教材中的全部自测题、习题给出了详尽的全解。对学生来说,一册在手,即可全面了解本课程知识结构,课程内容重点、难点和考点,通过详细的习题分析和解答来提高学生分析问题、解决问题的能力,并直接起到检查学习效果的作用;2)在选材上,力求做到由浅入深、循序渐进。“典型例题和考研试题解析”部分围绕主要知识点、重点、难点来选材而非面面俱到,既与主教材有机结合,又对主要知识点进行了更加深入透彻的剖析。“自测题及解答、习题及解答”部分提供了大量丰富的题型及精解。“本科生和研究生试题及答案”部分给出了详尽的参考答案,并在研究生试题保持原有风貌的前提下,在答案中也采用原题逻辑符号,既满足了本科生复习和备考需求,又为硕士研究生入学考试提供了一个复习平台。
(3)《电子技术实验与课程设计》是实验指导教材、课程设计参考书兼各类电子设计竞赛参考书。1)在实验方面,引入仿真实验内容。通过计算机仿真实验,增强学生计算机应用能力以及电路分析、设计和测试能力。[2]模拟电子技术虚拟实验用Multisim软件实现,数字电子技术虚拟实验用QuarterⅡ软件实现。硬件实验保持传统实验的精华,分成验证性、提高性、设计性和综合性四个层次,提高学生动手能力、分析和解决硬件电路中问题的能力;软件实验采用软件测试仿真,提高学生编程、软件分析和解决问题的能力,为学生进行研究开发性实验打下良好的基础。2)课程设计的 内容涵盖了模拟电子系统设计、数字电子系统设计和综合电子系统设计,做到了常规电路设计与EDA技术相结合的设计方法。设计题目新颖,具有实用性。题目给出了设计思路、原理框图,有必做和选做内容。实现了课程设计与设计性实验有机结合,既满足了课程设计的需要,又为学生进行课外科技活动及全国大学生电子设计竞赛奠定了基础。历年来,我校在全国大学生电子设计竞赛中都取得优异的成绩,这本教材功不可没。
2.立体化
对现代教学来说,过去那种“一本教材、一支粉笔”的教学模式早已不适用。我校电子技术基础课程作为国家级精品课程、国家级精品资源共享课和山西省精品资源共享课,在教学中有多样性的特色,体现在教学方法的多样性、教学手段的多样性和教学内容的多样性。每本教材都制作了与之相配套的电子课件、网络电子教案、多媒体资源库等,并引入了现代化的网络教学。
多媒体教材除具有直观形象、信息量大、网络教学便捷的特点外,更因为其趣味性浓、个性色彩强、互动效果好而吸引学生。因此,笔者充分利用多种媒体,建设网络课堂,在已经完成的“模拟电子技术基础”、“数字电子技术基础”、“电子技术实验”等课程的网络电子教案的基础上,根据教学改革经验和实践教学经验,不断完善和更新,建立了多媒体资源库,内容涵盖电子教案、多媒体课件、全程教学录像、案例库、学专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net科知识检索、例题分析、试题库、在线自测、考试系统、学习软件、虚拟仿真、学生作品、专家讲座等。
为了配合课堂教学,解决内容多、难度大、学时少的矛盾,笔者制作了一套网上学习辅导系统——电子技术学习系统。在该系统内,创建师生互动平台,便于师生交流。
通过网络教学,创建师生互动平台,教师随时可以答疑解惑,利于学生个性化学习和自主学习,可以激发学生学习电子技术的热情,培养学生在电子技术方面的创新思维能力;通过网络教学,实现优质资源共享,缓解了教学资源不足的矛盾;通过网络教学,便于教师之间的交流学习,有利于中青年教师的快速成长;通过网络教学,可以大大提高教学管理效能。
三、电子课件的组织形式
由于与纸质教材配套的课件是教学型课件,要求课件文字简练、条理清晰、提纲挈领、能体现教师在教学中的主导地位。[2]所以,为了设计出高质量的电子技术基础多媒体课件,笔者做了如下努力:
第一,充分了解本课件在教学中适用的内容。设计者要熟悉本课程的教学内容,掌握知识结构,掌握各部分内容之间的内在关系及每个知识点之间的内在规律。只有对教学内容的重点和难点有了充分理解,才能设计出恰当的多媒体课件。[3]为此,由教研室一位教师制作,其他教师在此基础上再根据自己的需求和教学风格进行多次修改,才得以在教学中展示应用。
第二,文字简捷,采用文本分时显示。如果在屏幕上出现大段的文字反而会降低讲课效果,为此,制作过程中,多媒体课件上只出现标题、概念、定理、公式、知识点的结论等内容,采用文本分时显示方式逐次显示,用鼠标单击对应参数或键盘控制响应的解释部分。[4]
第三,图形分解演示。电子技术基础课程以分析设计电路图为主,因而电路图多、波形图多。在课件制作中,对于基本电路和重要电路,笔者都对电路进行了拆分。对于最基本的简单电路,一个一个元件加入,介绍各个元件的作用;对于新的重要电路,总是从已经熟知的简单电路入手,采取“提出问题——分析问题——解决问题”的方法,删除或者添加一个个元件,改动一条条线,直到得到目标电路。
第四,在电子课件中添加仿真软件。“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程中分别选用Multisim和QuarterⅡ仿真软件,对课程中的实例进行动态演示。只要参数设置适当,就可以得到几乎与硬件电路实验相同的结果,具有相当高的可信度。[5]为此,事先在软件上编制调试好电路分析程序存入课件中。在需要演示时,点击“仿真演示”键,即可链接进已调试好的相应软件中,进而进行仿真演示。
例如在讲RC桥式振荡电路时,点击“演示”键,就进入了用软件编制好的对应电路,点击“运行”键,即可看到起振、稳幅的过程和波形。这种动态的模拟电路变化过程和仿真效果,使学生对电路的正常工作条件及变化过程有很清晰的理解,是任何动画都不能比拟的。
四、教材的应用效果
该教材的纸质教材和电子课件已使用多年。电子课件在使用过程中,还在不断地制作、改进。由于使用多媒体课件的种种优势,教师对课件制作积极性都很高。大家常常一边讨论、提意见和建议,一边修改,使课件内容越来越完善,也越来越精美。课程组所有教师均采用多媒体上课,电子课件利用率100%。
纸质教材使用多年,受到了教师与学生的一直好评:第一,该教材在编写过程中紧紧围绕课程体系,各层次、各模块都有配套教材与之对应,使用方便。第二,电子课件在制作过程中,讲授内容、顺序、思路等都与纸质教材保持一致。学生在听课过程中,只需要在老师讲授的重点、难点内容上做标记即可,而不会在课堂专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net上因为记笔记影响专心听讲。第三,由于课件由一位教师为主制作,其他教师根据个人授课习惯和经验进行修改、创作,之后才应用于教学,所以教研室教师人手一个课件,却又各有不同、各具特色。课件为教师提供一个广阔的创作空间,减轻了教师的劳动强度,提高了教学效率,却没有限制老师,更没有抹杀老师的讲课特色,这正是笔者追求的课件存在的意义。第四,教材中,加强学生创新性实践环节教学与实践,把最新的科研成果和最新的器件与技术反应到教材和教学当中,开阔了学生眼界,提高学生对电子设计的兴趣和提高了学生的动手能力、综合素质。
这5本纸质教材均已由电子工业出版社和机械工业出版社出版,其中,2005年出版的“十五”国家级规划教材《电子技术实验与课程设计》(第三版),该书已被全国50多个高校使用,年出版量上万册。《模拟电子技术基础》 被评为“十五”国家级规划教材,《数字电子技术》被评为“十二五国家级规划教材”。两本教材均已多次印刷,均有10多所普通高等院校使用,一致认为该教材是联系实际、体现先进、指导创新、便于教学的优秀教材。
五、结束语
立体化教材的建设对课程教学改革具有至关重要的作用。我校电子技术基础立体化教材的建设,虽然已取得较好的成绩,但还有许多不足和不完善之处正在不断改进,期待达到更满意的效果。
参考文献:
[1]范爱平,周常森.电子技术基础课程系列立体化教材建设[J].电气电子教学学报,2003,25(5):42-45.
参考文献
【1】阎石.数字电子技术(第五版):高等教育出版社,2009
【2】王孝俭、邓胜全.数字电子技术实验指导书:西北农林科技大学,2007
【3】唐亚楠.数字电子技术同步辅导:中国矿业大学出版社,2009
【4】邱关源.电路(第五版):高等教育出版社,2008
【5】华成英、童诗白.模拟电子技术基础[M].第四版:高等教育出版社,2006
参考文献
[1]《数字电子技术基础》,伍时和主编,清华大学出版社
[2]《一种电子密码锁的实现》,杨茂涛主编,福建电脑2004
[3]《数字电路逻辑设计》(第二版),王硫银主编,高等教育出版社
[4]《555时基电路原理、设计与应用》,叶桂娟主编,电子工业出版社
[5]《数字电子技术基础》(第四版),阎石主编,高等教育出版社1997
[6]《新型电子密码锁的设计》,李明喜主编,机电产品开发与创新2004
[7]《电子技术基础(数字部分)》(第五版),康华光主编,高等教育出版社
[8]《模拟电子技术基础》(第三版),童诗白华成英主编,高等教育出版社
[9]《电子线路设计·实验·测试》(第三版),谢自美主编,华中科技大学出版社
参考文献
[1]周润景张丽娜丁莉.基于PROTEUS的电路及单片机设计与仿真(第二版).北京航天航空大学出版社2009.12
[2]李朝清.单片机原理及接口技术(第三版).北京航天航空大学出版社.2006.12
[3]周兴华.手把手教你学单片机.北京航天航空大学出版社.2006.12
[4]张文利.微机原理及单片机接口技术.中国科学技术大学出版社2007.7
参考文献
[1].阎石数字电路技术基础[M].高等教育出版社,2005
[2].许琦.基于FPGA的电子密码锁的设计[J].科技信息,2006
【关键词】 模拟电子技术 课程设计 双语教学 教学改革
【中图分类号】 G424 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2013)01(a)-0044-02
1 引言
模拟电子技术课程设计是电类专业的一门重要实践环节的必修课,其教学质量对学生专业素质的培养有着举足轻重的关系。双语教学是教育部2007年推出的高等教育改革的重要手段之一,我们已经在09电子信息工程专业开设了模拟电子技术理论课的双语教学,效果很好。而模拟电子技术课程设计是为能够应用所学理论知识和技能解决生产实际问题而设置的,因此学生必须经过实践教学环节的严格训练才有可能牢固掌握课程的基本内容。电子技术起源于西方,西方电子技术的发展要早于我国。为达到模拟电子技术课程设计的目的和要求,我们一直在探索一种更加适合自己特点并且又能够与国际接轨的教学方式,通过实践教学改革不断提高实践教学的质量。
2 对传统课程设计教学模式的反思
模拟电子技术课程设计是一门实践性很强的技术实践课程,该课程设计是针对《模拟电子技术》课程对学生能力培养的要求进行综合训练性质的课程,其目的是让学生通过有关课题的设计和线路搭试调试,进一步加深对所学基础知识的理解,培养和提高学生实践动手能力和分析解决实际问题的能力。在传统的课程设计教学工作中课程设计总是被看作理论教学的辅环节,例行的设计程序是学生根据教师已编好的课程设计指导书在面包板上搭试实验线路,机械地测试一些数据来验证所讲理论的正确性。在此过程中由于面包板被使用多次,难免有些插孔会变松,一旦导线去后会有接触不良的现象,以至会造成电路调试困难。对于许多异常现象绝大多数学生除了对预先设计好的电路反复检查实物电路有无错误外[1],就根本不知道问题出在哪儿了,即使有的学生很幸运的做出来了,也是知其然而不知其所以然。另外我们实践环节所用的很多芯片资料都是英文的,需要有一定的英文专业述语。因此我们教师的责任就是必须要在教学中不断地探索教学方法;要考虑如何发挥学生学习的主动性,培养学生独立思考、独立工作的能力;如何提高学生应用理论解决实际问题的能力和动手制作能力。
3 构建新的课程设计教学模式的指导思想及其探索
3.1 教学模式改革
为了改变传统实验教学模式所造成的被动局面,须建构一种既发挥教师的主导作用又能充分体现学生认知主体作用的新型教学模式[2]。适量的引入双语教学,对用到的专业述语用英文表达,并告诉学生上网查阅AD芯片、TI芯片、LM芯片和ST等芯片,让学生了解如何与国际接轨。我们必须要求课程设计的主体-学生明白课程设计是单独开设的一门课程,必须要上好。其次给学生提供三个以上的不同课题,课题的选择上既要结合学生目前学到的知识(因为他们才上了电路分析、模拟电子技术双语教学2门专业基础课),又要具有趣味性。让学生选择自己感兴趣的课题去做,其目的是让学生能够根据自己的兴趣自主学习,并同时要求学生仔细阅读课程设计的任务书和指导书,明确要做什么、需要用到哪些英文专业述语、如何去网上检索可能需要用到的相关芯片、将如何使用该芯片以及对芯片的器件的要求等等。再将电子工艺融进课程设计之中,即在课程设计中除了印制线路板不需要做(由于课时与硬件条件的原因,我选用了焊接板)外,要求学生了解设计中所用元器件及材料的类别、型号、规格、参数和符号;主要性能和一般的选用原则以及所用元器件的测量方法;熟悉电子装接工艺的基本知识和要求;掌握电子产品的手工焊接、装配、调试技术。提高了对常用仪器仪表及元器件的选用和使用能力,掌握了焊接的技能。在满足了电子工艺要求的同时还要求学生具有一定的艺术审美眼光,即出来的产品具有艺术欣赏性。
3.2 教学实施
我在带09电子信息工程专业学生模拟电子技术课程设计时已经尝试了上述的教学方法,结果另人满意。例如课程设计的其中一个课题要求学生设计一个简易的电子琴电路,能发出八个基本音阶。该课程设计要涉及到模拟电子技术理论中运算放大器的原理、振荡电路的原理,功放电路的原理。那么在其中学生需要掌握small-signal low-power amplifiers、distortion、driving low-impedance loads、……Wien-Bridge circuit、op-amp等重要的专业述语。使得学生很方便的阅读英文相关资料,同时又进一步加深了对于模拟电子技术双语理论课程概念的理解。
该课程设计另外一个关键知识点是如何选频,RC桥式振荡电路是由RC选频网络和同相比例运算电路组成,对不同频率的输入信号产生不同的响应[3]。通过对RC串并联选频网络的幅频及相频特性的分析找出选频点。起振时>1,=3时,振幅达到稳定且可以自动稳幅;按下不同琴键即改变RC值;八个基本音阶电路的构建基于此原理。在输出级功放选取时,学生又能够进一步加深对功放知识点的理解,学生经过查阅相关资料,选择了低频集成功率放大电路芯片及其所需的电路,设计出一个合理的综合电路图。在安装、调试、测试的过程中,遇到能否通过喇叭发出八个基本音阶问题。声音是否好听即悦耳;若发不出声音,需要找出问题所在,改进电路。这期间学生必须经过反复的独立思考、独立分析问题与解决问题的过程,同时还要有细心、耐心、恒心,从中培养了他们的动手能力与创新能力。在成功调试出电路后,有音乐细胞的学生还激动地当场弹奏了“欢乐颂”,班里其他的学生也都被这个曲子感染得欢呼了起来。虽然感到模拟电子技术这门课程非常抽象、难学;课程设计的过程也是艰苦的,但与有趣的作品结合起来,结果是另人欣慰的。
3.3 课程设计报告撰写
在课程设计教学改革中,对于课程设计报告撰写,我又提出了新的要求,即不能像写模拟电子技术实验报告那样写得简单化、模版化。而是要写成小论文的形式,不需要像写毕业设计论文那样多的字数,大约3000-4000字左右。我告诉学生论文正文应该围绕主题有其整篇论文的结构,即节、段的层次及其划分。正文应充分阐明对课题的观点、原理、方法及具体达到预期目标的整个过程。内容务求客观、科学、完备,要尽量让事实和数据说话。物理量和单位应采用法定计量单位等,完全属于科技论文的写作,虽然有一定的难度,但这样为他们今后毕业设计论文的写作起了一个引子和铺垫作用,让学生脑海里有这么一个意识存在。在我的鼓励下,结果也是非常令人满意。
4 结束语
根据我校以高级应用型人才的培养模式,本次课程设计对原有的教学方法与教学手段进行了改革,并且适当融入了双语教学,跟踪世界的电子技术发展,注重学生实践能力的培养,创新思维的培养。通过课程设计,学生不仅掌握了一个小产品的制作过程,而且掌握了相应的专业英文述语;更加理解和掌握了模拟电子技术课程的精髓。使学生将理论知识点运用到实践中,并通过实践将理论知识点有机的融合起来。使学生从兴趣中感知了理论知识,又从抽象的理论知识中获取兴趣,经过培训的学生已经在参加全国大学生电子设计竞赛中发挥了重要作用。改革也为学生今后的主动学习以及以后的毕业设计打下了良好的基础。
参考文献
[1] 刘长国.模拟电子技术课程设计的探讨[J].电子制作,2006.12,55-56.