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第1篇
关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片
1引言
综观人类社会发展的文明史，一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的，科学技术作为革命的力量，推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，与材料和能源一起是人类社会的重要资源，但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用，更好地满足了人们对信息的需求；而网络化则使人们更为方便地交换信息，使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同，它具有极强的渗透性和基础性，它可以渗透和改造各种产业和行业，改变着人类的生产和生活方式，改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说，没有微电子技术的进步，就不可能有今天信息技术的蓬勃发展，微电子已经成为整个信息社会发展的基石。
50多年来微电子技术的发展历史，实际上就是不断创新的过程，这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验，而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时，每一项重大发明又都开拓出一个新的领域，带来了新的巨大市场，对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新，才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始，与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文，所以有人认为，1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代（siliconage）〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新，没有创新，社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”，但经过这种破坏后，又将开始一个新的处于更高层次的创新循环，社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。
在微电子技术发展的前50年，创新起到了决定性的作用，而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为：目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期，21世纪上半叶，也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面：以硅基CMOS电路为主流工艺；系统芯片（SystemOnAChip，SOC）为发展重点；量子电子器件和以分子（原子）自组装技术为基础的纳米电子学；与其他学科的结合诞生新的技术增长点，如MEMS，DNAChip等。
221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺
微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比，因此便要求提高芯片的集成度，这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例，沟道长度缩小可以提高集成电路的速度；同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸，提高集成度，从而在芯片上集成更多数目的晶体管，将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上；此外，随着集成度的提高，系统的速度和可靠性也大大提高，价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟，这样在器件尺寸缩小后，即使器件本身的性能没有提高，整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。
自1958年集成电路发明以来，为了提高电子系统的性能，降低成本，微电子器件的特征尺寸不断缩小，加工精度不断提高，同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE．Moore1965年预言的摩尔定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸缩小倍。在这期间，虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓，但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测，微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期，这是其它任何产业都无法与之比拟的。
现在，0．18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术，0．035微米乃至0．020微米的器件已在实验室中制备成功，研究工作已进入亚0．1微米技术阶段，相应的栅氧化层厚度只有2．0～1．0nm。预计到2010年，特征尺寸为0．05～0．07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。
21世纪，起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展；但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律，一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间，硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外，全世界数以万亿美元计的设备和技术投入，已使硅基工艺形成非常强大的产业能力；同时，长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步，成为自然界100多种元素之最，这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用，人们不会轻易放弃。
目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0．030～0．015微米的“极限”之后，将是硅技术时代的结束，这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外，还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展，这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术，很多著名的微电子学家也预测，微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域，它仍将保持快速发展趋势，就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。
随着器件的特征尺寸越来越小，不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题，究其原因，主要是：对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上，这些理论适合于描述微米量级的微电子器件，但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用；在材料体系上，SiO2栅介质材料、多晶硅／硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约，已无法满足亚50纳米器件及电路的需求；同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求，必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括：基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件，新型器件结构，高k栅介质材料和新型栅结构，电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀，SOI、GeSi／Si等与硅基工艺兼容的新型电路，低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。
3量子电子器件（QED）和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域
在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术，可称之为“scalingdown”，与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面：
(1)量子电子器件（QED—QuantumElectronDevice）这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动，由于系统能量的改变和库仑作用，一个电子进入到一个势阱，则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高；由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低；由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间，所以速度很快；且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难，特别是制造大量的一致性器件很困难；对环境高度敏感，可靠性难以保证；在室温工作时要求电容极小（αF），要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。
因此，目前可以认为它们的理论是清楚的，工艺有待于探索和突破。
(2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。
量子点阵列由量子点组成，至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快，功耗低，集成密度高。但难以制造，且对值置变化和大小改变都极为灵敏，0．05nm的变化可以造成单元工作失效。
以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强，可支持高密度电流，而热导性能类似于金刚石，能在高集成度时大大减小热耗散，性质类金属和半导体，特别是它有三种可能的杂交态，而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管（CNT）成为当前科研热点，从1991年发现以来，现在已有大量成果涌现，北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0．33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件，更难以集成。
目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。
QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做，有待突破，离开实际应用还需较长时日！但这终究是一个诱人探索的领域，我们期待它们将创出一个新的天地。
4系统芯片（SystemOnAChip）是21世纪微电子技术发展的重点
在集成电路（IC）发展初期，电路设计都从器件的物理版图设计入手，后来出现了集成电路单元库（Cell－Lib），使得集成电路设计从器件级进入逻辑级，这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计，极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品，它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板（PCB）等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展，系统对电路的要求越来越高，传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时，由于IC设计与工艺技术水平提高，集成电路规模越来越大，复杂程度越来越高，已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108－109个晶体管，而且随着微电子制造技术的发展，21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代（即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒传输数据位数）。
正是在需求牵引和技术推动的双重作用下，出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片（SystemOnAChip，简称SOC）概念。
系统芯片（SOC）与集成电路（IC）的设计思想是不同的，它是微电子设计领域的一场革命，它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似，它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。
SOC是从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，在单个（或少数几个）芯片上完成整个系统的功能，它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下（Top－Down）的。很多研究表明，与IC组成的系统相比，由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况，可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0．35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下，能够相当于采用0．18～0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能；还有，与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l～2个数量级。
对于系统芯片（SOC）的发展，主要有三个关键的支持技术。
（1）软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论（FunctionalPartitionTheory），这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。
（2）IP模块库问题。IP模块有三种,即软核，主要是功能描述；固核，主要为结构设计；和硬核，基于工艺的物理设计、与工艺相关，并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础，在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线（Fabless)公司的基础上，90年代后期又出现了一些无芯片（Chipless）的公司,专门销售IP模块。
（3）模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术（gluelogictechnologies）和IP模块综合分析及其实现技术等。
微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前，SOC技术已经崭露头角，21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。
在新一代系统芯片领域，需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革，例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中，由于射频、存储器件的加入，其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构，因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外，为了实现胶联逻辑（GlueLogic）新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。
5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点
微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点，这方面的典型例子便是MEMS（微机电系统）技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的，后者则是与生物工程技术结合的产物。
微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来，它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号，把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号，而且还可以通过电子系统控制这些信号，发出指令并完成该指令。从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域，如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。
MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统（ABS）、稳定控制和玩具；微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护；信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用；同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子，可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。
MEMS技术及其产品的增长速度非常之高，目前正处在技术发展时期，再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年，全世界MEMS的市场达到120到140亿美元，而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。
目前，MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期，其电路在今天看来是很简单的，应用也非常有限，以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资，促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度，对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动，形成了今天的双赢局面，带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强，单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步，最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业，从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。
当前MEMS系统能否取得更更大突破，取决于两方面的因素：第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展，使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统；第二是找准应用突破口，扬长避短，以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破，从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有：MEMS建模与设计方法学研究；三维微结构构造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力学和热学研究；MEMS的表征与计量方法学；纳结构与集成技术等。
微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础，利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程技术相结合进行加工生产，它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点，正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。
采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况，这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。
DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽，然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段，该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA（脱氧核糖核酸）是生物学中最重要的一种物质，它包含有大量的生物遗传信息，DNA芯片的作用非常巨大，其应用领域也非常广泛：它不仅可以用于基因学研究、生物医学等，而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统，这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面，那时，生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。
目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术，在固体芯片表面构建的微分析单元和系统，以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。
6结语
在微电子学发展历程的前50年中，创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的课题，客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。
回顾20世纪后50年，展望21世纪前50年，即百年的微电子科学技术发展历程，使我们深切地感受到，世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇，也是一个严峻的挑战，如果我们能够抓住这个机遇，立足创新，去勇敢地迎接这个挑战，则有可能使我国微电子技术实现腾飞，在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权，促进我国微电子产业的发展，为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础，以重铸中华民族的辉煌！
参考文献
[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.
[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.
[3]张兴、郝一龙、李志宏、王阳元。跨世纪的新技术－微电子机械系统。电子科技导报，1999，4：2
[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997
第2篇
1.1ARM处理部分
针对ARM内核的高速可顺序执行特性，更适合处理复杂协议信息。ARM处理部分在设计中主要负责协议层处理工作，包括通信信息、人机交互设定、系统工作参数监测、报警数据设定、监测以及系统数据分析处理等多方面的工作，整体采用抢占式进行多任务分配，提高CPU利用率以及系统鲁棒性。
1.2FPGA控制部分
总体来看，FPGA主要负责硬件设备底层驱动的读写，作为ARM的一个外部扩展RAM进行外设数据交换，所有FPGA采集、输出的数据均可通过ARM的可变静态存储控制器(FlexibleStaticMemoryController，FSMC)总线读写。在设计中运用FPGA独特的可多任务并行执行的特性，FPGA控制部分主要负责外部通信模式的选择；外部模拟信号的采集、输出温度的控制、时钟同步、时钟移相、数码管计数显示等多项功能的处理。在外部模拟量、氢原子钟内炉温度采集部分，由FPGA内部硬件采用状态机形式通过两片AD7490D对外部32路模拟量采集，并直接用模数转换器进行控制处理；另一个状态机通过热敏电阻对内炉顶，上，底等三部分温度进行采集；在温度输出控制部分，通过三路PWM控制方式，以外部温控器作为驱动信号，调节加热功率。在模数转换部分由专用基准电压芯片REF192产生参考电压，温度转换经过带有前置运算放大器（Operationalamplifier，OP）的模数转换器进行采样，并同时具有抑制50Hz抑制功能，以抵消测量中所产生的工频干扰。在通信电路的设计部分由FPGA来选择所采用的通信方式，其中串口通信采用隔离式电平变换芯片，避免电平不兼容或是不同设备间的静电释放（Electro-Staticdischarge，ESD）所带来的放电损坏；以太网部分采用专用以太网接口模块，可同时兼容TCP/IPv4、用户数据报协议（UserDatagramProtocol，UDP）等。
1.串口通信接口的电路设计
原本的串口通信设计为了满足两路串口通信的技术指标，采用AT89C52结合通用同步异步接收发送器8251A实现双串口的扩展。本文采用ADM3251E[3]来解决多路串口的通信功能。ADM3251E是一款高速、2.5kV完全隔离、单通道RS-232/V.28收发器、具有isoPower隔离电源的双通道数字隔离器，设计中无需使用单独的隔离DC-DC转换器。由于RIN和TOUT引脚提供高压ESD保护，因此该器件非常适合在恶劣的电气环境中工作，或频繁插拔RS-232电缆的场合。ADM3251E采用ADI公司的芯片级变压器iCoupler技术，能够同时用于隔离逻辑信号和集成式DC-DC转换器，因此该器件可提供整体隔离解决方案。
2.ADC模拟量采样电路设计改进
原本的ADC采样电路使用两片ADC0816。ADC0816是逐次比较式16路8位A/D转换器，其内部包含有一个8位A/D转换器和16路的单端模拟信号多路转换开关，转换精度为1/2LSB，转换时间为100us（时钟频率为640KHz）。改进设计中采用AD7490，它是一款12位高速、低功耗逐次逼近型ADC。同时AD7490采用单电源工作，电源电压为2.7V至5.25V，最高吞吐量可达1MSPS；其内置一个低噪声、宽带宽采样/保持放大器，可处理1MHz以上的输入频率；转换过程和数据采集过程通过CS和串行时钟进行控制，从而为器件与微处理器接口创造了条件。
3.温度控制部分的设计改进
温度对于氢原子钟来说是个很重要的因素，温度控制不好会引起氢原子钟稳定度变差；温度失控会直接导致氢原子钟没有中频信号输出。因此在温度控制的设计中首先要做到可靠、稳定。原先的温度控制系统采用模拟控制多块电路板各温度区域独立控制模式，其缺点是变容二极管参数数值不在正常工作范围内之后，需要人为调整电路板的电位器，即通过人为改变电阻的模式来达到调整温度的目的。在数字化智能温控设计中采用AD7792[4]，AD7792具有两个高精度的可编程恒流激励源，内置有可编程的仪表放大器，可以对不同的输入信号选择相对应的放大倍数，实现信号的匹配。它内置16位ADC，采用SPI串行接口，容易实现光耦隔离，有三路差分模拟输入，可以满足设计中分别对内炉顶，上，底三部分温度进行采集的设计要求。AD7792为适应高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端，内置一个低噪声、带有三个差分模拟输入的16位Σ-Δ型ADC。它还集成了片内低噪声仪表放大器，因而可直接输入小信号；内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，而且也可采用一个外部差分基准电压。图2中所示CHAN表示温度区域，其中CH1代表内炉顶，CH2代表内炉上，CH3代表内炉底；ACTU代表采样温度数值，SET代表设定温度数值，OUT代表了输出功率的大小。
4.移相同步精度设计改进
传统控制板同步精度为100ns±逻辑门延时（约几个ns），移相分辨率为0.1us。经过设计改进后，采用独特的先倍频后同步技术，可大大提高移相同步分辨率。在本次应用中，先对外部输入的10MHz方波信号，经过FPGA内部的锁相环（PhaseLockedLoop，PLL）的配置进行零度移相五倍频，得到和输入信号零相位差的50MHz信号。上一幅为10MHz信号波形，下一幅为倍频后的50MHz方波信号波形。
5.DDS电路设计部分
之前控制板在综合器设计输出时，采用AT89C52驱动三片74LS595串入并出输出6位8421码共24位数据信息经25芯弯角插座（DR-25）将数据传输至接收机控制板，再由CPLD处理后输出所需的频率信号。而目前设计中选取AD9956[5]，使用直接数字式频率合成器（DirectDigitalSynthesizer，DDS）技术直接从监控板输出所需的频率信号，AD9956是由美国AnalogDevice公司推出的高性能的DDS芯片，提供速度高达400MHz的内部时钟，可合成频率高达160MHz，支持2.7GHz的时钟输入(可选2，4或8分频)、内部集成14位的D／A转换器，具备快速频率转换、精细频率分辨率和低相位噪声输出的性能，适用于快速跳频频率合成器的设计，本设计DDS输出频率信号可以根据键盘键入的频率值不同而输出不同的频率值。
6.存储器设计改进
氢原子钟必需具有对时间以及对所监测数据实时保存的功能。然而外部存储器的选择也是多种多样的，目前应用最多的仍是SRAM、EEPROM及NVRAM这三种方案。我们目前使用的存储器就是采用SRAM加后备电池的模式，型号62256，它是组织结构为32K*8位字长的高性能CMOS静态RAM。在设备掉电的情况下，存储数据易丢失。同时SRAM加后备电池的方法增加了硬件设计的复杂性，降低了系统的可靠性；EEPROM方式可擦写次数较少(约10万次)，且写操作时间较长(约10ms)；而NVRAM的价格问题又限制了它的普遍应用。因此越来越多的设计者将目光投向了新型的非易失性铁电存储器(FRAM)。铁电存储器具有以下几个优点：可以总线速度写入数据，而且在写入后不需要任何延时等待；有近乎无限次擦写寿命；数据保持45年不丢失；具有较低的功耗。设计中采用的FM25L16是串行FRAM。其内部存储结构形式为2k×8位，地址范围为0000H~07FFH，FM25L16支持SPI方式0和方式3。具有先进的写保护设计，包括硬件保护和软件保护双重保护功能。FM25L16的数据读写速度能达到18MHz，可与当前高速的RAM相媲美。结束语从设计的测试结果来看，全新的设计模式对电路的性能，可靠性，稳定性等多方面都有很大的提高，具体表现如下所示：
（1）设计中采用AD7490替代ADC0816，从而使得ADC精度提高8bit升级到12bit，精度提高了16倍，并且无需经过外接模拟开关，减少了信号经过多个模拟芯片引起误差。
（2）温度控制系统采用全数字化设计模式，提高测量精度，降低干扰，可避免处理运放电路所造成的对温度飘移的影响以及多级模拟带来的累计误差，最重要的一点就是不用再人为的通过改变电阻模式来达到调整温度的目的。
（3）综合器设计部分采用DDS处理技术，直接从监控板输出所需频率信号，从而大大减少设计中潜在的故障点，大大提高了设计的可靠性，稳定性。
第3篇
光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术［1］。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示［2］。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的［3］。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高检测系统输出信号的信噪比。
1光电检测电路的基本构成
光电探测器所接收到的信号一般都非常微弱，而且光探测器输出的信号往往被深埋在噪声之中，因此，要对这样的微弱信号进行处理，一般都要先进行预处理，以将大部分噪声滤除掉，并将微弱信号放大到后续处理器所要求的电压幅度。这样，就需要通过前置放大电路、滤波电路和主放大电路来输出幅度合适、并已滤除掉大部分噪声的待检测信号。其光电检测模块的组成框图如图1所示。
2光电二极管的工作模式与等效模型
2．1光电二极管的工作模式
光电二极管一般有两种模式工作：零偏置工作和反偏置工作，图2所示是光电二极管的两种模式的偏置电路。图中，在光伏模式时，光电二极管可非常精确的线性工作；而在光导模式时，光电二极管可实现较高的切换速度，但要牺牲一定的线性。事实上，在反偏置条件下，即使无光照，仍有一个很小的电流(叫做暗电流或无照电流1。而在零偏置时则没有暗电流，这时二极管的噪声基本上是分路电阻的热噪声；在反偏置时，由于导电产生的散粒噪声成为附加的噪声源。因此，在设计光电二极管电路的过程中，通常是针对光伏或光导两种模式之一进行最优化设计，而不是对两种模式都进行最优化设计［4］。
一般来说，在光电精密测量中，被测信号都比较微弱，因此，暗电流的影响一般都非常明显。本设计由于所讨论的待检测信号也是十分微弱的信号，所以，尽量避免噪声干扰是首要任务，所以，设计时采用光伏模式。
2．2光电二极管的等效电路模型
工作于光伏方式下的光电二极管的工作模型如图3所示，它包含一个被辐射光激发的电流源、一个理想的二极管、结电容和寄生串联及并联电阻。图中，IL为二极管的漏电流；ISC为二极管的电流；RPD为寄生电阻；CPD为光电二极管的寄生电容；ePD为噪声源；Rs为串联电阻。
由于工作于该光伏方式下的光电二极管上没有压降，故为零偏置。在这种方式中，影响电路性能的关键寄生元件为CPD和RPD，它们将影响光检测电路的频率稳定性和噪声性能。CPD是由光电二极管的P型和N型材料间的耗尽层宽度产生的。耗尽层越窄，结电容的值越大。相反，较宽的耗尽层(如PIN光电二极管)会表现出较宽的频谱响应。硅二极管结电容的数值范围大约在20或25pF到几千pF以上。而光电二极管的寄生电阻RPD(也称作"分流"电阻或"暗"电阻)，则与光电二极管的偏置有关。
与光伏电压方式相反，光导方式中的光电二极管则有一个反向偏置电压加至光传感元件的两端。当此电压加至光检测器件时，耗尽层的宽度会增加，从而大幅度地减小寄生电容CPD的值。寄生电容值的减小有利于高速工作，然而，线性度和失调误差尚未最优化。这个问题的折衷设计将增加二极管的漏电流IL和线性误差。
3电路设计
3．1主放大器设计
众多需要检浏的微弱光信号通常都是通过各种传感器来进行非电量的转换，从而使检测对象转变为电量(电流或电压)。由于所测对象本身为微弱量，同时受各种不同传感器灵敏度的限制，因而所得到的电量自然是小信号，一般不能直接用于采样处理。本设计中的光电二极管前置放大电路主要起到电流转电压的作用，但后续电路一般为A／D转换电路，所需电压幅值一般为2V。然而，即使是这样，而输出的电压信号一般还需要继续放大几百倍，因此还需应用主放大电路。其典型放大电路如图4所示。
该主放大器的放大倍数为A=l＋R2/R3，其中R2为反馈电阻。为了后续电路的正常工作，设计时需要设定合理的R2和R1值，以便得到所需幅值的输出电压。即有
3．2滤波器设计
为使电路设计简洁并具有良好的信噪比,设计时还需要用带通滤波器对信号进行处理。为保证测量的精确性，本设计在前置放大电路之后加人二阶带通滤波电路，以除去有用信号频带以外的噪声，包括环境噪声及由前置放大器引人的噪声。这里采用的有源带通滤波器可选通某一频段内的信号，而抑制该频段以外的信号。该滤波器的幅频特性如图5所示。图5中，f1、f2分别为上下限截止频率，f0为中心频率，其频带宽度为：
B=f2-f1=f0/Q
式中，Q为品质因数，Q值越大，则随着频率的变化，增益衰减越快。这是因为中心频率一定时，Q值越大，所通过的频带越窄，滤波器的选择性好。
有源滤波器是一种含有半导体三极管、集成运算放大器等有源器件的滤波电路。这种滤波器相对于无源滤波器的特点是体积小、重量轻、价格低、结构牢固、可以集成。由于运算放大器具有输人阻抗高、输出阻抗低、高的开环增益和良好的稳定性，且构成简单而且性能优良。本设计选用了去处放大器来进行设计。
本设计选用了去处放大器来进行设计。
图6所示的二阶带通滤波器是一种二阶压控电压源(VCVS)带通滤波器，其滤波电路采用有源滤波器完成，并由二阶压控电压源(VCVS)低通滤波器和二阶压控电压源高通滤波器串接组成带通滤波器。
对于第一部分，即低通滤波器，系统要求的低通截止频率为fc，其传递函数为：
第二部分为高通滤波器，系统要求的高通截止频率为fc，其传递函数如下：
4完整的检测电路设计
本光电检测系统设计的完整电路如图7所示。为方便表示，电路中的R2、R3即为前面等效电路模型中的RT、RF。前级部分由光电转换二极管与前级放大器组成，这也是光电检测电路的核心部分，其器件选用高性能低噪声运算放大器来实现电路匹配并将光电流转换成电压信号，以实现数倍的放大。然而，虽然前级放大倍数可以设计得很大，但由于反馈电阻会引入热噪声而限制电路的信噪比，因此前级信号不能无限放大。
第4篇
电工电子是一门实践性很强的学科，然而各院校总是由于这样那样的原因忽视这门学科的实践教学，这就导致学生的实践能力不够强。此外，实际教学中教师将课程的重点放到理论知识上，强化学生电工电子的基本理念、技术经验等理论知识，学生的学习基本处于模仿教师的技巧。课堂上，任课教师专门进行过细知识讲解、故障排除示范，忽略了学生自主操作以及解决实际问题能力的培养。
二、电工电子教学进行改革的主要措施
（一）明确电工电子教学目的，选择适当的教学内容对于教学内容的选择问题，应首先明确电工电子的教学目的，进而再不断结合实际的理论知识以及生产生活经验，不断加强培养学生自身分析问题、处理问题的实践动手能力，从而输送给社会以及国家都满意的电工电子方面的高等技术型人才。这也就决定了电工电子学科的主要工作应以培养学生动手能力为着力点。在实际教学过程中，要分清轻重关系，有所侧重，切不可样样通、样样松。
（二）电工电子教学应采用多种教学方式，进而提升教学效率当前，社会上已经有越来越多的院校在加紧进行教育改革。例如，在实际教学中，普及多媒体技术，在资源得到合理利用前提下，将所学教材中的知识，按照一定的原则进行重组和归类，这样可以使教学内容变得更生动、更具体，同时有助于提升学生的学习兴趣。此外，基于电工电子学科具有一定的独特性，因此可以有针对性的对不同学生采取不同的教学方式，实现因材施教，这样就有效地保证了学习效率。
三、结语
第5篇
西安交通大学王兆安和王进军教授主编的，由机械工业出版社出版的电力电子技术（第5版）第八章8.3.4节中的零转换PWM电路为软开关技术中的教学难点[3]，教材中仅仅对其工作原理做了简单阐述，但是相对于其复杂的工作电路和工作波形，课堂上不但教师难以用最简单的讲解使学生明白，而且学生几乎没有什么兴趣去学习，更谈不上很好地掌握并与实际相结合。笔者经过多年的课堂教学，以教材为主，结合参考书和相关的文献资料，对教材上这部分知识进行了适当的改造，在课堂上将其工作原理的文字部分通过图解或者表格的形式展现在学生面前，让学生理解其基本工作原理，然后将计算机仿真软件引入到课堂教学中，通过课堂理论知识的具体应用，激发学生的学习兴趣，从而突破教学难点。下面将完全的课堂教学演算呈现出来。
1.1升压型零电压转换PWM电路的工作原理教材193页8.3.4节中对零电压转换PWM电路常用的软开关电路—升压型零电压转换PWM电路的工作原理做了简单的叙述，相对于其实际的电路的复杂性，简单的几句话不足以使学生理解并掌握其工作原理。现在笔者将升压型零电压转换PWM电路分为两个教学过程，第一个是工作原理的详细介绍；第二个是课堂知识的具体应用。零电压转换PWM电路如图1所示[3]，相对于传统的升压型变换电路—Boost变换电路[4]（在教材第五章直流-直流变流电路的第123页有详细介绍），升压型零电压转换电路在Boost变换电路的基础上增加了一个辅助网络，该网络由辅助开关QZVT、谐振电感Lr、谐振电容Cr及二极管D2和D3组成。电路工作时，辅助开关QZVT先于主开关QMAIN开通，使ZVT谐振网络工作，电容Cr上电压(即主开关QMAIN两端电压)下降到零，创造主开QMAIN零电压开通条件。下面结合其工作波形图详细介绍其工作原理。
设输入电感足够大，可以用恒流源IIN代替，而输出滤波电容足够大，输出端可用恒压源V0代替。设T<T0时，QMAIN和QZVT均关断，D1导通，一个工作周期可分为七个工作模式[3]，其中每个工作模式可以等效一个电路。图2为BoostZVT-PWM变换器工作波形图。下面是一个周期内Boost型ZVT-PWM变换器各个阶段的运行模式分析，一周期内7个运行模式的等效电路如图3所示。
（1）T0～T1Lr电流线形上升阶段。t=T0，辅助开关Tr1开通，谐振电感电流iLr线形上升，t=T1时达Is，二极管D的电流ID则由Is线形下降，t=T1时降到零电流下关断，等效电路如图3（a）所示。
（2）T1～T2谐振阶段。LrCr谐振，电流iLr谐振上升，而电压Vds由V0谐振下降。T=T2时，Vds=0，Tr的反并联二极管导通。等效电路如图3（b）所示。
（3）T2～T3主开关Tr开通。由于Tr的体二极管已导通，创造了ZVS条件，因此应当利用这个机会，在t=T3时给Tr加驱动信号，使Tr在零电压下导通，等效电路如图3（c）所示。
（4）T3～T4iLr线形下降阶段。t=T3，Tr1关断，由于D1导通，Tr1的电压被钳在V0值，Lr的储能释放给负载，其电流线形下降，等效电路图如图3（d）所示。
（5）T4～T5ids恒流阶段。t=T4，D1关断，这时Boost型ZVT-PWM变换器如同普通Boost型变换器的开关管导通的情况一样，等效电路如图3(e)所示。
（6）T5～T6Cr线形充电阶段。t=T5，Tr关断，恒流源Is对Cr线形充电，直至t=T6时，Vcr=Vo。等效电路图如3（f）所示。
型变换器开关管关断的情况一样，处于续流状态，直到t=T0，下一周期开始，等效电路图如图3(g)所示。刚才图3所示的七个工作原理可以用七个运行从上面的分析可以看出，经过教师的巧妙处理，将教材193页上复杂的升压型零电压转换PWM电路的工作原理通过图解结合文字解说的方式，进行详细的阐述，经过这样的处理，学生都能掌握和理解。接下来笔者将所学课堂理论知识与实际应用相结合，达到加深学生印象和突破难点的效果。
1.2课堂理论知识的具体应用上面对升压型零电压转换PWM电路的工作原理进行了阐述，学生对其工作原理有了一定的理解，但是他们可能疑惑，学了这个知识难点，到底它具体应用在哪些地方呢？逆变电路在教材第五章123页对升压变换电路的作用一个是电压抬升，另外一个是是功率因数校正，这两个知识点我们已经掌握，那针对这次学的升压型零电压转换PWM电路，跟普通升压型电路作用没什么差别。于是笔者就将升压型零电路应用于功率因数校正电路中，一个是验证软开关理论，另一个就是验证其功率因数校正功能。图4所示为升压型零电压转换PWM电路在功率因数校正电路中的具体应用，其整个系统的工作原理首先是市电220V交流输入，通过不控整流变成直流电，但是由于采用二极管整流以及大电感电容滤波，因此系统功率因数比较低，而且含有大量的高次谐波。关于功率谐波的危害在本教材69页第三章整流电路中的3.5.1节中有详细的阐述[6]，在这里不做具体叙述。由此可见，在不控整流电路中引入升压型零电压转换PWM电路的主要目的就是提高系统的功率因数，另外一方面，由于引入了新的电路，因此系统的效率会降低，由此需要采用软开关技术来提升系统效率，这也是本节的软开关技术应用的一个具体体现。根据电路理论和模拟电子技术的知识可以算出系统的元器件参数：输入电压Vin为单相220V，升压电感L为470μH，谐振电感Lr为8.3μH，谐振电感Cr为958pF，输出滤波电容Co为2200μF，开关频率f为100kHz。然后在仿真软件Pspice中搭建仿真模型并进行仿真。图中显示了主开关管Tr是在辅助开关管Tr1关断后才开通的，而且辅助开关管导通时间很短，显著地减少了开关管Tr的损耗。图7为主开关管Tr驱动波形Vgs，漏源电流波形Ids以及漏源电压Vds的仿真波形图。图中我们可以看到主开关管在开通前先有电流反向流过其体内二极管，使漏极电压箝位到零，再加驱动脉冲从而实现零电压开通。当驱动脉冲变为零时，由于主开关管Tr漏源极两端并联着谐振电容，使得主开关管Tr漏源两端的电压缓慢上升，从而实现零电压关断，在这里笔者要特别强调这就是这节课学习难点的软开关的工作原理。图8为输入交流电压和电流波形图，从图中我们清楚地看到输入电流很好跟随交流输入电压，实现了功率因数校正的目的。因此通过零转换PWM电路的课堂教学示范，可以得出以下结论：
1）学生可掌握升压型零电压转换PWM电路的基本工作原理；
2）学生复习了功率因数校正的概念；
3）学生通过课堂所学理论知识的应用将前面所学章节和本节课知识联系起来，达到了融会贯通的效果。
4）最重要的是激发了学生的学习兴趣，帮助他们更加容易地掌握课堂教学难点。
2结论
第6篇
在家用电器发生特殊的、不允许通电的故障时，利用万用表欧姆挡对电路中元器件、连接线所进行的电阻测量称为电阻法。电路中电阻、电容、电感、晶体管、集成电路及一些专用电动机、变压器和调谐器等都可以用电阻法进行测量。这种方法对整机电路中的短、断路识别功能也很强，电阻法是对电路、元器件性能粗略检测的最简单、最基本也是最安全的方法，但它的主要缺点是有局限性，必要时还需配合其他检修方法，而且它还需要注意分析才能有效地排除故障。
二、在线测试方法
在线电流的测试，在电子电路中，任一条线路都存在或大或小的内阻，当电流通过它们时将会产生相应的压降。若知道内阻的大小，并测出内阻上的压降值，则电流就可以知道了。但事实并非如此简单，由于很小电阻上的微弱的压降用普通的仪表是难以准确测试的，故只能应用其中的基本原理，由相应的电子电路来测试导线上的压降，并直接转换成电流值指示出来，这就是常用的“抵消电流测试法”。
三、参数法
参数法是利用不同仪器仪表对电路测量的数据，与电器生产厂家所给用电器正常工作时的各个数据进行比较，经过对比分析推导后得出故障所在部位进而对故障进行针对性维修，此法推理性比较强。
四、温度法
加温烘烤的顺序应该是先晶体管、集成电路、后电阻、电容等，加热要适当。第二种是降温法，在日常情况下，人们有时候发现有的家用电器一经电风扇的吹动就好了，降温法便是由此而得到启发的一种修理方法。最简单的方法是在家用电器出现故障时用镊子夹一块蘸有酒精的棉球靠近被怀疑的元器件，冷却降温，若故障消失则说明该元件有故障对其更换。
五、并联法
并联法是一种比较简便的故障判断方法，它是用一元件并联与已损坏元器件上。这是一种辅判断方法，即经过其他方法的检查，已经大致知道故障的部位，甚至确定损坏的元器件之后，再采用这种方法。
六、调整法
家用电器的故障中很大一部分是使用不当造成的，其中有一部分是由于不正确的调整引起的，还有一些电器故障是由于工作时间常，电子元件电性能发生变化引起工作参数变化，造成工作不正常出现故障。
七、比较法
通常是利用同种正常机器对故障机进行比较，判断，或利用其他类型正常机器对故障机进行检验、判断，还有一种情况是利用家用电器直接作为测试仪器，通过对各种现象的比较来判断故障部位。
八、图解法
第7篇
长期以来由于实验经费的限制，造成实验设备陈旧老化，且由于高校的大规模扩招造成设备数量也明显不足，大大影响了实验教学的质量。同时，实验室的硬件设备缺乏合理的配置，实验室的整体布局是按照开设课程来设置的，但是对于电子信息类专业而言，许多课程的基础理论知识是相通的，单独设置实验室不但造成设备和人员的重复设置，资源得不到充分利用，而且还造成使用者和管理者之间的矛盾。实验教学方法落后传统实验教学模式是形式单一而枯燥的教师教学生学的模式。在学习的过程中，学生处于被动的地位，仅仅按照实验指导书上规定的方法和步骤，简单的重复实验过程。这与实验教学中需要手把手讲解、指导的实际需求是有一定差距的。
这个矛盾单靠写在黑板上的实验指导往往是不能解决的，这样的实验收效甚微，甚至个别学生连示波器、信号发生器等基本仪器都不会使用。学生主体作用发挥不够由于历史的原因，我国高校教育倾向于理论素质的培养，而对实践动手能力的培养重视程度不够。反映到教学层面上，体现在实验教学在一定程度上依附于理论教学，仅仅作为理论教学的辅助内容。再加上大部分的实验教学硬件条件不足，常常出现多个学生共用一台试验设备的局面，学生的实践动手能力得不到充分的锻炼，这些情况常常会造成学生不重视实验课。而且传统实验教学内容老化，缺乏创新精神，不能发挥学生的主观能动性，也束缚了学生的科学思维能力的发展，极不利于培养学生的科学素质和创新能力。
基于上述存在的问题，要求我们必须更新教育理念和实验教学观念，优化实验教学内容，改进实验教学方法、完善电子信息类专业实验教学过程。我们应注重解决以下几个问题。2.1改变理念在实验教学过程中，应当积极探索实验教学理论、改革实验教学体系、方法和手段，淡化理论教学与实验教学的界限，将理论教学与实验教学有机地结合起来。整合实验教学内容，优化实验教学资源，把实验教学从封闭的教学过程转向开放的教学过程。同时教育要与科技发展保持同步，在教学中力求做到教学相长，让学生在做实验的过程中学习，突出对学生技能、实践能力和创新能力的培养。针对实验硬件条件不足的情况，加大实验设备的投资，加强与企业的联合，建立新的实验体系，转变培养方式，输送一部分学生到企业进行实习锻炼，从而让他们将所学的理论知识真正和实践相结合，培养学生的创新意识和工程实践能力。在财力受到限制的情况下，可以组织动手实践能力较强的教师结合本专业的特色，自行开发研制部分实验装置，及时地开发出综合性实验，从而能够不断地提高电子信息类实验教学的质量。
为了进一步提高学生的实践能力，在改进实验装备的同时，需要不断地改进实验内容。根据新的教学理念、实验教学内容和实验教学方法，进行实验教材、实验指导书的编写和修订。使学生在做实验的过程中，既能够获取有效的知识，又能够培养和提高认知能力、自主性学习能力和研究性学习能力。实验教学内容的改革注意充实新理论、新技术，反映本学科最新发展动态，融入最新科研成果，使教学内容得到不断更新。这就要求构建新的实验教学体系，使各门实验教学课程有机地结合，合理精减基础验证性实验内容，逐步增加综合设计性、研究创新性实验教学项目比例，以培养学生综合实践能力特别是创新能力。
第8篇
1.教学模式发展滞后
相比于教育改革的不断深入化，中职电子教学的教学模式一直未发生过多的改变，仍旧传承过去教师为主的课堂教学模式，学生始终处于被动的知识学习中，只需盲目的记录老师所讲述的内容即可，这不仅无法有效激发学生的学习兴趣与主动性更无法对学生的思维能力进行锻炼，对于中职生心智的正常成长造成了负面影响，对于学生创新与思考能力的发展更是起到了抑制作用，从而无益于学生长久的全面发展。
2.教材单一，师资不足
中职院校学生多存在文化基础相对不足的情况，而其教学中所采用的教材内容却同其他高等院校基本相似，这使得教材内容难度相对较大，中职生普遍难以快速有效地对教材内容进行掌握，同时中职电子电工教材内容的设置上亦有不合理之处，很多章节不仅没有很好的开头导入部分和末尾总结部分，其内容多为生涩的理论知识，难以激发学生学习兴趣。此外，中职院校师资力量上存在大龄化严重，青黄不接的情况，许多高龄教师虽有着丰富的教学经验，但其教学方法等亦相对守旧，难以适应新时期教改需要。
3.实践教学严重匮乏
电子电工专业因其为了工作岗位特点作对学生的实践动手能力方面有着相对较高的要求，但当前国内多数中职院校在此方面都无法很好地满足学生的实际需求，一方面学校由于经费问题，对相关实验设备的引进严重不足，且所用设备多为年久失修的老设备根本无法满足大量学生的实际需求。甚至很多中职院校根本不重视对学生实际动手能力的培养，将原本的实验课调换成其他文化课程，以用于提升学生的学习成绩。这些都使对中职学生毕业后的就业造成了负面的影响。
二、实现中职电子教学质量提升的措施
1.转变旧有观念
教师必须积极转变自己旧有的教学观念，意识到自己只是教学的辅助者与引导者，学生才是课题教学的真正核心所在，从而使其自主的通过科学、合理的教学设计实现自身引导作用的最大限度地发挥，在有效激发学生学习兴趣的同时，让学生进行积极主动的思考，帮助其养成善于发现问题、敢于提出问题的能力，并在获得丰富知识的同时使其亦掌握一定的专业实践技能。
2.优化教材设计，提升师资力量
组织专业人才，针对中职学生特点和中职电子电工教学需要，编制适用于其的专门教材，优化教材知识结构，增多实验实践环节，同时革新教材内容，适度地添加当前电子电工学最新发展动态。此外，中职院校还应积极加大对年轻教师的引进力度，提升教师薪酬等，吸引年轻新鲜血液的注入，从而为中职电子教学改革储备力量。
3.增强学生实验实践教学
中职院校领导必须认识到实验实践教学对中职学生长久发展的必要性，在学生学时的制定上，提升实验实践教学的比例，并改变过去演示教学的方法，改用学生亲手操作，从而提升学生动手能力的提升，同时院校还应调配资金，对其老旧的实验设备进行更换，力求其可以与学生未来的工作实现挂钩，最后学校还可以开展校企联合办学，通过与电子企业签订人才定向培养协议，使学生获得真正的工厂实践机会，使学生可以真正实现理论学习与实践的有机结合，从而为学生未来的良好发展奠定基础。
三、结语
第9篇
1.利用多媒体技术，让学生对书本知识有个直观的认识我们在教学媒体上选择采用多媒体教学形式。由于课程特点，电路图形较多，借助多媒体可提高效率，在进行重要电路分析时循循善诱逐步给出分析步骤，给学生消化理解的空间。另外，在一些章节讲解时必须要借助多媒体来教学，借助于现代先进的教育技术手段把微观问题形象化，例如课堂上不易实现的电机工作原理及过程具体化等等都可采用动画演示说明内部的工作过程、功能和特点，使学生有深刻的认识。
2.理论联系实际，提高学生学习兴趣电工电子技术涉及的一些内容较为抽象，学生理解起来比较困难，在具体讲解时可以理论联系实际，提高学生学习兴趣，更好地掌握所学知识点。例如在学习电路的结点和支路时，可以把结点和支路用日常生活中常见的马路和十字路口作比喻，一条马路就是一条支路，十字路口或丁字路口就是一个结点等等，简单明了，学生很容易理解。在讲到功率时可以联系家用电器，每个家用电器用电功率是多少，再联系到所在教室空调功率是多少，根据空调功率的大小让学生计算上两节课的耗电量，由于有实际例子，所以对于用电量的计算公式很容易记忆，再根据当前电价计算出上两节课所需支付的电费，进而鼓励学生要认真学习，节约用电，做到下课关灯关空调的好习惯。在讲到RC电路的应用时，RC电路可作为滤波器，在教学过程中可联系实际生活。先抛出一个问题：现在学生都有手机，他们手机有的用中国移动网络、有的用中国联通网络、还有的用中国电信网络，并且每个运营商又有2G网络、3G网络，但为什么打电话没有出现彼此相互干扰呢？这样可以提高学生的兴趣，先让他们思考一会，然后请学生回答一下原因，再结合实际回答情况给出答案，即滤波器起了作用。国家给每个网络运营商都分配了固定的频带范围，每个网络都有自己的基站，基站有滤波器，会自动滤除不属于自己频带范围的信号。而讲到三相电路时，可以联系具体家庭用电知识，更好地掌握星形联结和三角形联结特点及计算方法，尤其对于星形联结方式还分为有中线（也称作地线或零线）即三相四线制和没有中线即三相三线制的情况，结合我们照明电路，让学生思考照明电路能否去掉中线？再根据理论分析，可以从理论上完全得出结论：照明电路是不能去掉中线的，也就是说我们实际民用负载一定要采用三相四线制，这样才能保证负载都能正常工作；在学习用电常识时可以联系当前由于用电不当引起的火灾事故或触电事故，和同学一起学习一些基本用电常识，甚至可以延伸到一些自然灾害如地震的避难常识，这样既能提高学生的学习兴趣，又能让他们学到实际有用的知识。
3.创造良好的课堂情境有兴趣的问题，可使学生对学习产生浓厚的兴趣，并产生强烈的求知欲，从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。例如在讲到暂态分析时，就可以从日常生活中的一个实例开始，先让学生思考白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点，这时学生注意力就吸引过来了，开始回答问题，课堂气氛马上活跃起来。但课堂气氛活跃的同时，要注意课堂效果，不能让学生停留在新鲜好奇上，每一个教学情境的创设都要紧紧结合教学内容。几分钟时间后，教师就可以总结出白炽灯、日光灯打开和关闭时的特点，白炽灯开关一打开就马上亮起来，一关闭就马上熄灭；而日光灯不管在打开还是关闭时都有一个过程，那为什么同样是照明负载，他们现象会有这么大的区别呢？紧接着这个问题后就可以引出本次授课的知识点：暂态过程。
4.总结所学知识点，让学生更好更快地掌握所学新内容在讲解过程中，一定要善于总结所学知识点，让学生更快更好地掌握所学新内容。例如在讲到电路分析中的电源等效变换方法时就可总结出三要素法，可以强调等效变换过程中时刻注意三个要素：内阻不变、电压源的大小等于电流源的大小乘以电阻的大小、电压源的正方向为电流源电流流出的方向。而在讲到单一参数的交流电路时，电感元件和电容元件容易混淆，怎样分别记忆他们的电压和电流相位关系呢？引导学生只需要记住关于电感和电容电压电流的伏安关系式即可。从伏安关系式就可以看出，电容电流是电压的微分，所以电流超前电压90°；电感电压是电流的微分，所以电压超前电流90°。也就是说针对这两种单一参数元件，哪个电量是另一个电量的微分，哪个电量就超前另一个电量90°。通过总结知识点，让学生知道重点和难点，在课后复习时也能抓大放小，更快地掌握所学内容。
二、组织好实验教学，为更好地掌握课堂知识做铺垫
“电工电子技术”作为一门实践性很强的课程，实验是展示其教学魅力的有效手段，它化枯燥为生动，化抽象为具体，化平淡为神奇，为理解和掌握好新知识创造条件。所以一定要把握好实验教学的效果，为更好地掌握课堂知识做下铺垫。例如在学习电路分析方法中的叠加原理时，很多学生容易混淆不作用的电源处理方法，把恒压源和恒流源处理方法记反，通过实验可以掌握不作用的恒压源的处理方法，而恒流源处理方法则相反，这样就不会在学习中混淆，更好地掌握了该方法。
三、开展考试改革，提高学生平时学习的动力
“电工电子技术”课程是以现代电工电子技术的基本知识、基本理论为主线，以应用为目的，在保证科学性的前提下，删繁就简，使理论分析重点突出、概念清楚、实用性强。通过本课程的学习，使学生掌握近代电工电子技术的基础知识，以及进行电工实验研究的基本技能，为后续课程的学习及今后从事电类各学科领域的学习和工作打下坚实的基础。但针对目前大学现状，再加上该门课程有关知识点比较抽象，使得学生学习积极性普遍不是很高。除了在课堂上提高效率之外，还要从纪律上约束学生，提高平时考核所占的分数比重。例如增加平时练习的机会，把练习成绩计入平时成绩；另外，对于课堂发言积极的学生、勇于上台练习的学生还可以进行奖励平时成绩的政策。这样，双管齐下，一定能提高学生学习兴趣，让学生把这门课程学好。
四、结语
第10篇
知识面广，内容涵盖多个专业领域新技术的应用，学生在连续四天三夜内完成赛题的设计、制作及调试，并写出设计报告。竞赛考察学生的设计能力、实践动手能力，对学生的心理素质及团队精神是一个极大的挑战。在竞赛的过程中，学生应用各种资源，不断提升自己的学习能力、发展创新能力。通过对连年来竞赛作品、设计报告的分析，发现在参赛学生中，以下问题较为普遍。（1）对专业前沿知识了解不足，缺乏对新器件、新技术的应用；（2）知识面较窄，综合分析、设计运用能力不够，创新能力较差；（3）实践动手及调试能力不足。
2.依托电子设计竞赛推动电子信息工程专业教学改革
学生在竞赛中出现的问题，充分说明了在现行的教学过程中，缺乏对学生能力的培养，教学内容没有跟上当代科技的发展，必须进行教学改革。
2.1依托竞赛充实教学内容，更新教学体系
随着科技的高速发展，学科之间相互交叉渗透，电子设计竞赛的题目正朝着新器件、新技术及新应用方面发展，赛题综合性强，设计指标要求高。传统的教学内容和课程体系已不能满足科技的发展，这就需要我们更新教育理念，扩充教学内容。对学生的专业知识结构进行有效的整合，构建新的课程体系，在新课程体系中增设一些综合性课程设计，在毕业设计和课程设计中鼓励学生制作电子实物，以加强学生的工程实践能力。在信息和电子技术飞速发展的今天，相关专业课程内容更新快，课程的内容不仅要有基础知识和专业知识部分，同时还应该注重学科前沿知识，把新技术、新应用充实到教学中。要在有限的学时里增加新知识，我们必须对授课内容做相应调整，在基础课中减少基本公式推导等理论性论证过程。在专业基础课中增加实用性电路设计的实例，而在专业课的教学过程中则需扩充一些综合性电路系统设计的案例。通过相应案例的分析、设计过程来加强学生分析问题、解决问题的能力，强化学生综合运用知识的能力。教学方法上应采用多样化的教学手段，激发学生自主性学习热情，培养学生创新性思维，改变传统的“满堂灌”，以及教学过程中只注重知识的传授，忽视对学生综合应用能力的培养，尤其是创新能力培养的现象。适当地采用启发式、讨论式以及案例教学方法，有意识地把实际工程案例中的某些问题留给学生，引导学生通过思考、讨论、自学等方法解决实际问题，增强学生的成就感，提高学习兴趣，培养他们的自主学习能力、解决问题能力和创新能力。
2.2依托竞赛促进实验教学改革
实验教学的宗旨是促进学生对理论知识的理解，培养学生动手实践能力、提升学生创新能力的发展。目前，我国还有相当数量的高校在教学过程中没有摆脱传统教育理念和模式，存在着偏重知识轻视能力、偏重继承轻视创新、偏重理论轻视实践的教育观[2]。在这种教育思想的指导下，实验教学过程中验证性实验占主导地位，综合性、设计性实验分量不足。这种实验教学模式培养的学生只满足于对书本知识的理解，动手能力不强、创新思维不足、难于将书本知识融合到实践中，解决不了实际问题，很难满足当今社会发展的需求。因此，势必要对实验教学进行改革。针对目前实验教学中存在的问题，借助电子设计竞赛的推动，按照训练层次，重新整合原有的实验，划分为以下三个部分。
2.2.1验证性实验
验证性实验的教学目的是训练学生对常用基础性仪器及基本电子器件的正确使用，验证课堂教学中的基本理论。通过验证性实验加深对理论知识的理解，培养学生正确纪录实验数据，并能够对数据的正确性做出分析、处理。实验内容要尽可能多地涉及理论教学中的重要知识点，实验过程中要对电路的测量和调试方法做重点训练。完成验证性实验后，学生应该掌握信号源、示波器等常用仪器的使用方法，同时应具备测量和调试简单电路的技能。为后面的综合、设计性实验奠定基础。
2.2.2综合性实验
综合性实验的目的是训练学生对多种仪器综合使用的技能及对综合性电路的组建、调试的能力。实验采用模块化结构，将基本的单元电路组合成具有一定功能的小系统电路，实现电路系统的设计。通过综合性实验，学生应具备小系统电路的构建、安装、调试的能力，查阅器件手册及网络查询资料的能力，初步具备现场处理问题的能力。
2.2.3设计性实验
设计性实验的目的是培养学生自主学习能力、设计动手能力、组织管理能力及创新能力。可以是老师出题，也可以学生自拟题目，针对题目，学生首先查阅资料，拟定实验方案，设计出实验电路。然后自己进实验室，通过实验器件、仪器和设备完成实验课题。在设计性实验的全部过程中学生是实验的主体，老师只扮演启发和点拨的角色。设计性实验赋予学生很大的空间，在这种模式下，学生可以独立思考，大胆实验，使自己的创新思维得以体现，通过设计性实验学生应基本具备应用综合知识解决实际问题的能力。
2.3以竞赛促进大学生科技创新活动的开展，培养创新能力
科技创新活动是培养大学生创新能力的不可或缺的手段，是教学工作的延伸。培养学生的创新能力是社会赋予高校的职责，也是当代大学生所应具备的潜质。为了把科技创新活动开展得更好，须从以下几方面入手。
2.3.1学校应加强制度建设，提高管理水平。学校要建立起对学生科技创新活动进行组织和管理的规章制度。设立科技创新活动基金，用于奖励在此项活动中表现突出的学生和指导教师，调动师生的积极性，推动科技创新活动长期有效的开展。另外，可以通过成立电子协会、电子兴趣小组、创新活动小组等多样化的形式，吸引学生参与到课外科技活动中来。
2.3.2采取有效措施，调动老师和学生的积极性。在学校科技创新活动中教师发挥着非常重要的作用。为调动教师积极性，保证学生创新活动的层次和质量，学校应认可指导教师的付出，拨专项经费，建立、开放创新实验室，配备有实践经验的教师指导学生科技创新活动。学校还可以通过制定指导教师工作量，成立科技创新活动指导小组，落实指导教师职责，开展评奖评优等方法促进教师在学生科技创新活动中的积极性。对于学生，学校则可以通过学分对换、设立创新基金等形式，奖励在活动中成绩显著的学生。在创新活动中指导教师要切实起到引领和点拨的作用，首先应保证对学生的指导时间，定期给学生开办讲座，使学生了解专业发展的前沿，组织学生参与到项目研究中来，以提高学生科技创新素质和科研水平，促进科技创新活动的深入开展。
2.3.3建立创新实验室，加大开放力度。无论科技创新活动，还是学科竞赛都离不开实验室。学校应建立专门用于此类活动的创新实验室，添置活动所需的实验设备。更新实验室管理办法，设置实验室开放经费，增加实验室开放时间，安排开放性实验教学，把开放性实验教学纳入学分中，有意识地使开放性实验和科技创新活动相融合，为学生参加学科竞赛搭建良好的平台，为课外科技创新活动奠定重要的基础。
3.结束语
第11篇
中职学校中的学生大都经历过中考的失败，可以说是被中考淘汰的学生群体，所以学生的基础知识非常不牢固，也没有形成良好的学习习惯，针对学生的这一特点，教师应从基础知识抓起，帮助学生夯实基础知识，树立起自信心，激发学生的学习兴趣。在具体教学中，教师一定要细心、耐心，认真面对学生所提出的每一个问题，让学生产生成就感，调动学生的积极性，这样才能促使学生认真解决学习过程中遇到的每一个问题，为提高学生的学习效率奠定基础。例如，在教学“电路的基本概念与基本规律”时，教师应面向全体学生，让每一位学生都能掌握这一类基础知识，比如，理想元件和电路模型、元件的伏安关系、电路基本变量、功率、基尔霍夫定律等，这些知识对于电子专业学生来说，都是最基本的，教师不能放弃任何一名学生，应帮助学生夯实基础。
二、采用分层教学，做到因材施教
由于学生的成长背景、智力水平、接受能力、学习能力等因素各不相同，所以学生在学习过程中会表现出差异性，教师要认真对待学生的差异性，深入了解每一位学生的学习情况，针对学生的实际情况实施分层教学，以满足学生的不同需求。如果教师以基础薄弱的学生为基准，那么将不利于优等生的进一步发展；如果以优等生为基准，那么差等生会越来越差。因此，教师必须立足于学生的差异性，采用因材施教、因人制宜的方式实施教学，以保证优等生吃得饱、差等生吃得好。同时，教师要为每一位学生提供成功的机会，遵循“为了学生一切，为了一切学生”的办学宗旨，保证促进每一位学生的和谐发展。
三、立足学生需求，组织技能竞赛
通过职业技能比赛和竞赛的方式，可以有效激发学生的竞争意识，挖掘学生的内在潜能，促使学生主动参与动手实践操作活动，实践证明，通过此类比赛活动，可以培养出更多、更优秀的技能型人才。因此，作为职业学校，应重视技能比赛的重要性，并认真践行这一宗旨，引导学生积极参与，切实提高学生的动手实践能力。为了促使学生更加扎实地掌握技能，保证学生将来走向社会后能够顺利地就业，适应新的工作岗位，组织技能比赛就是一种很好的方法。很多文化基础较差或对学习有厌烦情绪的学生之所以选择职业学校，实际上就是为了能够更好地就业，基于学生的这一需求，我们要积极帮助他们实现愿望。因此，中职学校要积极开展和组织多种形式的技能比赛活动，带领学生参加各种技能培训与实践，如：组织开展“电子产品装配与调试”比赛、“电工安装与维修”大赛、“机电一体化”竞赛等等，不管是市级的还是区级的比赛，都应鼓励学生积极报名参加，让学生通过多种形式的实践活动，不断提高自身的专业技能，为社会培养更多、更优秀的专业型技术人才。
第12篇
随着教学资源的完善和资金的投入，一般本科院校在专业人才培养方面在财力上都在持续增加，试图满足培养符合社会需求的创新专业人才。其中，一个关键问题就是如何根据实验实践教学体系合理规划专业实验室的建设。专业实验室的规划建设和完善应该包括三个方面:第一，基础专业实验室，比如:现代光学实验室等;第二，仿真、计算实验室;第三，符合高年级技能和创新能力培养的专业实验室。对于这三个方面的实验室建设和完善，应该有侧重的逐步完善，首先侧重于专业基础实验室和仿真计算实验室的建设和完善，然后进行第三个方面的实验室建设和完善，并且根据理论教学进行有梯次地进行技能培训，从而达到技能培养和创新能力培养的目的，又能够加深对理论知识的掌握和理解。专业基础实验室和仿真计算实验室主要是以满足课程实验为主，确保学生能够正确使用各种专业仪器设备、各种主流的专业软件，加深对理论课程的学习以及相关知识的理解和掌握;专业实验室主要是以更高技能和创新能力的培养为主，满足较大难度的专业实验课程的开设以及课程设计、毕业设计、开放实验和各种竞赛使用。从而真正将有限的教学经费用在刀刃上，满足学生的创新能力和专业设计能力的培养。不管是哪一方面的专业实验，其内容都要根据专业实验教学需要进行适当的编排，确定基础性与提高性专业实验之间的关系，体现出从基础性、验证性、综合性、设计性的过渡，逐步提高难度，诱导学生创新性思维的培养，满足培养目标的需要。
2完善和改革现有的实验教学大纲和教学计划
和理论课程一样，专业实验课程也必须具有教学大纲和教学计划，所有的专业实验教学必须按照教学大纲和教学计划进行开展。随着我国国民经济的快速发展和教育经费的不断投入，近年来教学改革方面不断推进。教学改革的推进和科学技术的发展，为了确保实验教学体系不会与整个教学体系脱节，专业实验课程的教学大纲和教学计划也必须进行适度的完善和改革，比如:增加综合性实验项目或者设计性实验项目，或者是不断增加教师的科研课题在专业实验中的比重，培养学生思考问题、解决问题的能力，促使他们创新能力的形成。另外，在完善和改革实验教学大纲和教学计划的过程中，可以根据当前社会对毕业生的需求专业方向进行调整教学教学大纲和教学计划，从而体现专业实验的多样性和应用性，紧跟学科前沿，提高学生对专业知识的了解，激发他们的好奇心，培养他们的创新精神。
3改革专业实验考核方法
专业实验教学的主要目的是培养学生能够正确分析实验现象、解决实验过程中的问题，设计实验，培养专业技能和创新思维，提高动手和创新能力。随着实验教学条件和资源的改善，专业实验多半体现出综合性、设计性和专业应用性的特色，实验最终考核也应该体现出多样性，利用考核来刺激学生创新思维的培养。因此，对于专业实验教学，其考核中的平时成绩和期末成绩可以灵活掌握，平时成绩主要侧重于考勤、预习、仪器操作、实验报告以及对实验现象的分析或者是对实验内容新的建议等方面，期末成绩可以采取综合性实验或者设计性实验现场考核的方式，或者是对该实验进行答辩式的考核，但是这项考核工作量大，需要有学校相应的规定配合。另外，期末考核的综合性实验或设计性实验题目可由学生自由选择。在平时的实验教学过程中，也可以适当增加综合性、设计性实验项目，并且给学生提供较大的学习空间，促使学生试图寻找各种方法去完成实验，培养学生既动脑又动手的习惯。
4鼓励学生完善专业实验教学平台
不同于具有电子科学与技术专业国家一级重点学科的清华大学等重点高校，一般本科院校的电子科学与技术专业，其实验条件和专业实验教学环境远远不如清华大学等重点院校，专业实验条件需要不断完善。由于电子科学与技术专业包含的内容非常广泛，随着科学技术的快速发展，在高年级的创新能力培养方面的专业实验内容需要经常更新，激发学生学习的浓厚兴趣，掌握科技的前沿方向，提升创新能力。因此，在实验教学经费有限的情况下，需要不断完善或更新的专业实验平台还是不少的。在不影响本专业培养方案计划中的既定任务前提下，出台相关规定鼓励有追求、有能力的学生完善专业实验教学平台，让他们能够经历较完整的实验平台建设和完善，从而提高学生实践能力，培养学生创新思维和创新能力的形成。
5建设和完善开放的专业实验室
开放的专业实验室包括开放对象、开放内容和时间，是专业实验教学改革和创新人才培养的需要。当然，开放实验室不是简单的扩大开放对象和延长开放时间，其重点是开放内容，即改革现有的实验教学方式和实验内容，使其有利于创新人才的培养。开放实验室的内容是在满足既定人才培养方案中的基础上，使其符合创新人才的培养。因此，开放的实验内容及其要求必须具有探索性和创新性，以综合性、设计性的专业实验为主，而非验证性等实验，老师在实验过程中主要作用是启发性的指导，然后学生根据老师的指导以及实验要求查找专业知识和相关的文献资料、完成实验方案的设计和实验结果预设，自由讨论、大胆创新、不怕失败，并且在获得实验结果以后对实验方案或理论设计提出合理的改进方案，从而实现学生创新思维的形成和创新能力的培养。开放对象可以是电子科学与技术专业高年级的学生或者是跨年纪的学生，由高年级的学生带着低年级的学生一起实验，让他们更早地进入创新能力培养的训练，也可以是学校跨专业的学生一起组合成实验团队，鼓励他们在不同学科之间进行一些创新性的实验内容或者是不同学科之间的思想进行嫁接。开放时间可以是既定的实验教学时间，也可以是课余时间，由学生提出申请并制定自己的实验方案。对于开放性的专业实验，学校可以制定相关的规定，激励更多的学生参与到开放性的专业实验中去，以及激发相关老师参与到指导工作中，拓宽学生的知识面，从而创造一个更好的激发学生创新思维形成和创新能力培养的条件，更好地提高学生的综合素质。
6结语
第13篇
1.教学内容广而泛电子商务是一门综合性比较强的课程，电子商务不仅要求掌握其涉及的计算机专业知识，还需融会贯通Marketing、管理学、美图设计等知识。这使得在电子商务的教学中容易出现专业性不强、把知识简单的堆砌在一起讲授的问题。使得学生在学习电子商务过程中对各种学科知识都是浅尝辄止，造成学生无法成为专业人才尴尬情况。薄弱的师资力量电子商务这门课程在同一间大学都有很多系开设的，而各个系之间都是各自管理的。特别是民办大学，为了减少教学经营成本，有时候会出现由非电子商务专业毕业的老师来传授这门课程。很多教师可能无法很好的传授这门课程，因为这不是他们所擅长的专业；因此“半路出家”的电子商务老师也是电子商务教学中一个难题，他们对电子商务的教学还是处于一个摸索阶段。
2.教学中缺少实践环节作为一门实用性的专业技术学科，电子商务课程最大特点就是在于它的实践性；把老师所传授的和在书本上学到的东西应用到实际中去。但是很多时候学校的实验室配套数量不够、计算机设备落后、或者设备运行速度过慢、软件版本不更新等问题；使得学生在具体操作中没有办法认真的完成电子商务的实践活动，无法从操作中领悟和理解老师当节课讲授的内容。学生学习兴趣问题对于一门实践性较高的课程，如果只是一味的讲授课程，学生对这门课程的学习兴趣情绪肯定不高。在教学过程中如何引发学生对这门课程的兴趣爱好也是一大难题。
二、电子商务课程改革建议
1.优化课程优选教材作为培养实用型人才的学校，专业课程的设计不仅要符合现代企业对电子商务人才类型的需求情况，还要符合学校的总体规划要求。目前市面上已经出版了非常多和电子商务相关的书本，可是其中的大部分都是缺乏一个有针对性、系统性的内容设计。电子商务这门课程在一些学校还是一门新学科，所以在教材选取上还是很缺乏经验的；所选的教材很多时候都是过于简单方便教学或者课本内容设计比较杂乱；这样的教材是不能够培养的出真正的电子商务人才。因此在教材上的选择需要兼顾理论与实践两者的结合。随着计算机信息技术的发展，将会有越来越多新的技术和知识产生；学校最好能够把这些新的知识收集起来并创建一个线上学习平台，方便学生学习、实践或者老师编写教材。
2.增强师资队伍建设管理学中有句话叫做“一只狮子带着的一群绵羊可以战胜由一只绵羊带领的一群狮子”，由此可见师资在教学中的重要性。老师的素质高低很大程度直接关系到教学水平和学生的培养。学校可以通过“请进来”和“派出去”的方案来培训教师。“请进来”意思是学校可以邀请社会上或者其他高校一些理论知识比较丰富或者实践能力比较强的专家进行交流；提高教师对这门课的理解和教学水平。“派出去”是指学校选取部分老师派到企业中去学习；在企业中学习中吸取最新的电子商务操作经验。同时还要加强和其他高校间的合作，共同探讨和学习最新的技术和经验。
3.加强实践实训阿里巴巴总裁马云说过“如果我们阿里巴巴员工要招聘电脑技术人员的话，我希望看到的是他有没有在淘宝上使用过，他有没有在阿里巴巴用过，他对Ebay懂不懂，有证书很正常，有证书的人太多了，但是实践过的人太少了”。阿里巴巴总裁这句话说明了实践对电子商务的重要性；在教学过程中要重视学生对实践课重要性意识的培养，鼓励和引导学生自己去思考问题，发现问题并解决问题，充分调动学生的动脑动手能力。由于电子商务实用性的原因，在教学过程中教师可以鼓励学生进行自主创业的方法来引导学生增加对这门课程的兴趣；例如，可以鼓励学生开设淘宝店，让学生通过开淘宝店铺的方式把书本中的理论和实际联系在一起。让学生在开店过程中发现问题和学会处理问题、提高他们的问题处理能力。现在有很多淘宝店铺就是由大学生创建和经营的，他们成功的吸引了消费者眼球并能有机会把所学的知识应用到实际中去体现自身的价值。如果可以，最好还能和部分一线企业建立战略合作关系，不断扩展实习实训基地；企业甚至可以提供货源和发货、售后等服务，学生只需要开一个网店就可以进行创业。在学习的过程中也可以初步体验创业的艰辛和快乐，培养商业意识、实际操作能力。
三、结束语
第14篇
首先合理安排教学的顺序和内容,使得整个教学过程由形象到抽象,由简单到复杂,由理论到实用,逐步引导学生深入学习。同时针对独立学院的学生的特点,简化理论内容,增加实践内容,具体改革如下:
1.1引入实例
在讲解每一个知识点之前,通过PPT课件、视频和实物演示的方法,把日常生活中诸如音响、功率、电源、信号源等电子技术的应用实例展示给学生。让大家感性认识这一知识点,体会这个知识点并不只是在死板的书里。从而刺激学生学习的兴趣,调动学生学习的主动性。
1.2讲解基本概念和元器件的外特性
电路的基本概念和元器件的外特性是不变的,但应用是灵活的。所以讲清楚基本概念和元器件的外特性显得尤为重要。讲解基本概念时,要引出它的物理意义;例如输入电阻是指从放大电路输入端看进去的电阻,它的物理含义是它的大小表示了有用信号加入到放大电路的多少;对于元器件的讲解,比如在进行二极管的教学时,应以讲清二极管的伏安特性、应用及应用时注意事项为主,对其内部PN结的形成过程、载流子的运动规律等微观内容要略讲,甚至不讲。
1.3分析电路的特征和功能
首先要分析基本电路构成原则、特点和工作原理,是认清楚电路功能的关键。同类电路构成的原则是不变的,具体电路是多种多样的。所以采用分类学习法。根据通过对教学计划中的专业课程内容和专业岗位群所需技能的分析,模拟电子技术可以分为以下几类电路:二极管保护电路;稳压管稳压电路;放大电路;运算电路、滤波电路、信号转换电路;功放电路;整流电路;以放大电路为例:首先对这类电路进行系统的定性分析,它包括分析基本放大电路的构成原则和特点;各元器件的作用;输入输出电压的相位关系,静态工作点设置对放大电路的影响;当电路出现失真是,如何解决等;这问题进行分析
1.4分析电路性能
不同类型的电路有不同的性能指标和描述方法,因而有不同的分析方法。比如放大电路,评价一个放大电路性能好坏是从电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等性能指标来评价;如何求得这些性能指标能,针对这一类中经典的电路进行定量的分析。为了减小学习的难度,选取经典电路是采用从简单到复杂的、从理论电路到实用电路的原则,逐步进行分析;例如首先选取的顺序是基本共射放大电路、直接耦合放大电路、阻容耦合放大电路、静态工作点稳定电路和差分放大电路;定量分析是学会画交流和直流等效电路图;通过直流通路计算静态工作点,然后通过微变等效电路求出,计算出输入输出电阻和电压放大倍数等参数。
1.5应用体检
电子技术的最大价值就是实践设计,每一章安排一个精巧的实例,可用面包板动手进行实验,达到理论和实践相结合的目的,使呆板的理论变为活生生的现实,使学生们越学越有兴趣,坚定了学好这门课的决心。
2教学方法的改革
教学方法和手段的合理结合,使模拟电子技术教学更加生动、形象。从而激发学生的学习兴趣,调动了学习积极性,学生从被动地接受知识灌输,转为主动参与教学过程,对学生素质和技能的培养起到了重要作用。
2.1引入proteus仿真
对学过的经典电路,通过PROTEUS对电路进行仿真学习,既强化了知识点,也训练了技能。比如基本放大电路的分析,要设置合适的静态工作点,使信号的整个周期内晶体管始终工作在放大状态,输出信号才不会产生失真。但静态工作点的设置比较形象,学生的感知性较差。此时可以在理论讲述时采用PR0TEUS软件进行仿真,帮助学生理解。
2.2引导式教学方法
两节课90分钟分为三个阶段:第一个阶段用5-10分钟复习上节课讲解的重要内容,采用老师提问学生回答的方式,为了激励学生回答问题的积极性,回答问题的好坏以及积极程度计入平时成绩中;第二个阶段用于讲解上次课要求同学预习的内容;采用讨论的方式,针对大家不理解的地方给予重点讲解,这样老师可以做到有的放矢,;第三个阶段:用5-10分钟的时间,说明下次课要讲解的内容,并针对下次课内容的重点,提出几个问题让学生课下去预习,让学生有针对性的预习,对于预习中不理解的地方加以标明,让学生每次做到心中有数,哪些该重点听,哪些听一下就可以了。整个教学过程中,以学生学习为主,老师指导为辅的理念。
3考核模式的改革
除了合理安排教学内容和教学顺序以及改进教学方法外,还必须有合理的考核模式。要改变传统的评价模式,紧靠期末卷面成绩来评价一个学生学习成绩的好坏。这种模式不能及时反映学生的对知识点的掌握情况,而老师只能一味的按照自己的进度进行,会造成部分同学因跟不上进度,从而产生厌学的心理。所以要对学生学习全过程的监控,将考核融入各种日常教学实践活动中,以便能及时发现问题。在《模拟电子技术》课程考核中,从人才培养目标及课程教学目标出发,重点考核学生对单元电路的理解、分析、焊接、调试、设计等综合技能,考核方式包括平时成绩与期末笔试相结合。其中平时成绩包含出勤率、作业、实验和实验报告;期末笔试包含课本上的理论内容和重要的实验内容。另外为了更好的学习本门课程,课程结束时要求学生针对本课程做一个综合的课程设计,对于设计的要求是完成实物作品的设计和设计报告,以及完成答辩环节。中实践项目的考核一定要有答辩的环节,一方面避免学生抄袭,另一方面也能考察出学生对理论的掌握程度。
4结束语
第15篇
专业技能的培养是电子专业学生在学习过程中的重要内容之一,但是教师如何在有限的教学时间内取得较好的教学效果,是值得我们思考研究的地方，在多年的一线教学中我得出了在实训教室上课，能实现教、学、做一体化，从而提高教学质量，取得较好的教学效果。我任中职电工电子类专业课已经五年了，在这五年中我教过《电子技术应用》、《电工基础》等专业课。而这两门课又是电工电子类必修的专业课，是本专业最为基础的课程，也是培养职业类学生专业技能的关键知识之一。学生只有通过系统的学习《电子技术应用》、《电工基础》，掌握了最基础的电子电工理论知识后，才能更好的去学习专业核心课程，之后基本上就能够去开拓更广泛的电子产品的维护、检测、维修了。然而在这两门课程中演示实验几乎没有，教师上课起来感觉教学难度大。若我们在教学过程中改变以往的纯理论讲授式教学。而在实训教室上课，教师在讲课的过程中采用理论与实践结合的方法:先讲后做、边讲边做、先做后讲、师生讨论等方法。采用这种理实一体化的讲课方式,提高了学生的学习兴趣，增加了他们实践动手的机会，学生在这种教学环境中既“能吃饱”又能“消化好”。提高了教学质量，取得了更好的教学效果。
二、教师主导,学生主体
模块式的教学，在教学过程中，把知识分成某几个独立的模块,在讲授的过程中重点培养学生对模块的分析、解决问题的能力。各个模块的知识内容紧贴实际工程,强调可操作性、实践性。在教学的过程中为学生提供优异的学习条件,如开放实验室、教师实验室值班。在模块学习的时候教师事先提出问题,部分情况下教师可以介绍解决问题的关键点,然后要求学生独立的或者按小组研讨论解决问题,教师在旁负责答疑解惑。在单片机中选取了LED灯、数码管显示、LCD点阵、智能键盘等实用性极强的课题,学生带着强烈的求知欲学习,收到了很好的教学效果。在电子专业教学中,将学生在不同阶段的知识情况，分成对学生专业能力的不同去完成。如学生维修电工中级工的考证要求，可以分成电工类和电子类两大模块来培训完成。电工类主要培养学生能工整正确的连线并安全的通电成功，可通过三周的实训完成；电子类主要是培养学生对常用元器件的识别、检测和安装调试，可通过两周的实训完成。这种教学方法既加强了实践教学环节,也强化了岗位技能的针对性。
三、利用信息化手段,计算机辅助教学
计算机技术的普及发展,CAD技术已日臻成熟,电子系统设计与电子专业的教学中已广泛应用,计算机教学已应用于电子专业多门课程中。单片机教学中，我们利用proteus软件进行模拟仿真，学生先在计算机的软件上画出设计电路并进行仿真调试,将仿真调试的结果与题目要求相比较，如不正确则重新画图然后重新仿真调试,直到完成题目的设计要求。采用软件进行模拟调试现实仿真的教学方法,在很多课程的教学过程中都已经应用，如在PLC实验中可进行机械手的动作、电梯的上下等系统的仿真演示,学生的实践操作能力和解决实际问题能力大大提高了,智能实训平台的使用效能也被充分开发。
四、趣味引导式教法
教学方法是教学活动中师生双方行为体系，教师的主导作用虽为重要,但更要的是如何调动学生的主动性,学生学习兴趣的激发,从被动学习变主动学习。在电子专业多个课程教学过程中，上课时在几个趣味性、实用性较强的实验中采用趣味引导式的教学方法，来引导学生学习,起到更好的教学效果。在单片机教学中,讲太多的理论知识对学生来说是枯燥的无聊的,而是要让学生知道单片机在实际生活中的应用,比如给学生演示了LED的“亮灯”程序,当学生看到千变万化的亮灯闪烁时,教师就可以告诉学生在晚上一些路上的霓虹灯、一些广告招牌上的灯闪烁等等，学生会觉得单片机很有意思,学生的学习兴趣就激发出来了，然后教师再给学生演示用单片机控制交通信号灯、显示数字、汉字、图片等等。通过这些实验的演示,让学生们觉得单片机在现实生活中是无处不在,又一次地调动了学生的学习兴趣。然后教师可以让学生自己利用单片机来设计音乐发生器电路,这时候学生就会兴趣盎然地查歌谱、编程序,在听到自己编制的并不十分悦耳的音乐时,学生心中也会充满了一种满足、成就感。在模拟电路教学中,教师可以在实训室组织学生进行电子小制作,如实际生活中很常见的音乐门铃、楼梯中应用的光控灯、一些实际电路中的声光报警器等等,极大地调动了学生的学习主动性、积极性,增强了对知识的重新认识,使得在教学过程中学生主体作用得到体现。
五、导生制的教学模式
