电路设计实训总结范文

导语：如何才能写好一篇电路设计实训总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

数字电路教学设计项目教学学习兴趣现代化电子技术飞速发展，数字电路更是以系统集成化、设计自动化、用户专业化和测试、智能化的趋势出现。数字电路教学中如何能应对电子技术的发展，同时又遵循高等职业教育以职业为基础、以能力为本、理论够用为度的原则，圆满完成课程的教学任务，用项目教学法是行之有效的手段。

一、关于项目教学法

1.项目教学的概念

项目教学法，是围绕一个实践项目而展开的教学活动，其目的是在项目实施过程中使理论与实践教学同步进行，从而充分调动学生参与的积极性，提高学生解决实际问题的综合能力。

2.项目教学法的关键

项目教学法的关键，是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个合适的项目教学方案。这样，不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力。

3.项目教学法的优点

项目教学法，是让学生实施一个具体的项目，学生学习的目的很明确，能极大地调动学生的学习积极性，提高学习兴趣。项目教学法大多要分小组完成，通过小组内及小组间的充分交流、讨论、决策等，提高学生合作能力，强化学生的团队意识。而合作能力和团队意识，恰恰是当前社会化大生产所要求的基本素质。项目教学法在实施过程中会涉及到很多学科知识，能促进课程间的整合。

二、项目教学法的教学实践

数字电路课程是高职电气专业一门承上启下的专业基础课，具有较强的逻辑性、应用性和工程实践性。内容包括数字电路基础、组合逻辑电路基础、组合逻辑集成电路、时序逻辑电路基础、时序逻辑集成电路、半导体存储器与可编程逻辑器件、数模和模数转换器和脉冲信号的产生与整形共8章节。按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体教学设计要求，本门课程以培养灵活应用常用数字集成电路来实现逻辑功能的能力为基本目标，打破学科课程的设计思路，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。本课程可以分成6个项目完成，分别是：全加器电路设计、抢答器的设计与制作、同步计数器电路设计、数字钟电路的设计与制作、用可编程逻辑器件设计数字钟电路和A/D 和D/A 转换功能仿真。第1到3章划为第一个项目，内容是：全加器电路设计。以下就以第一个项目为例完成教学设计。

1.教材分析

这部分内容包含3个章节：数字电路基础、组合逻辑电路基础、组合逻辑集成电路。每章节后面都有本章小结、思考题与习题、技能要求和实训内容以及书最后的实验内容部分。很显然，编者也在强调技能和实训的重要性，但在进行教学设计时采用项目教学法能很好地体现实践能力为主。

2.教学设计

此部分内容重点是掌握逻辑函数的表示方法，会进行逻辑函数的变换和化简；能正确理解基本门电路逻辑功能；会用基本逻辑门电路设计简单组合逻辑电路。如何把内容连贯，用某个项目来体现，我们可以结合实验内容以及常见的电路来解决。那么，学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围，在具体设计过程中，还以相关专业的典型产品为载体，使工作任务具体化，产生具体的学习项目。项目的难度要适中，要适合学情，让学生都能动手参与，能充分调动他们的积极性，使学习更有目的性，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识。本项目内容是全加器的电路设计。采用全加器的设计这样的项目内容，那么，组合逻辑集成电路，此部分章节中的编码器、译码器与数码显示器等内容暂时就使用不到，我们可以把这些内容划分到下一个项目中去，而只是涉及到它的前面一部分内容二进制加法器。这样，不会显得项目量过大，知识太拥挤，学生学习困难的问题。

3.教学过程的组织实施

项目教学法的教学步骤，具体是以下六个步骤：情景设置，操作示范，独立探索，明确项目，协作学习，学习评价。本项目可以包含这几个模块：（1）完成基本门电路的测试；（2）用74LS00实现多种逻辑功能；（3）用基本门电路设计全加器电路。每个模块参考学时都可以是4学时，它们的学习目标不相同，由浅入难，循序渐进，慢慢引导学生掌握理论知识，增加实践经验。每个模块除了列出的工作任务以外，根据学生层次的不同，还可添加相应的拓展知识。模块一逻辑门电路测试工作任务包含测试TTL门电路74LS00、74LS04、74LS20、74LS32、74LS86逻辑功能并记录测试数据和整理归纳总结，列出74LS00、74LS04、74LS32、74LS86 逻辑表达式，状态真值表。它相关的理论知识：基本逻辑运算和复合逻辑运算，基本门电路逻辑功能，逻辑函数的基本表达式。模块二用与非门电路实现多种逻辑功能工作任务有用74LS00实现下列逻辑功能：或非F=A+B、与或F=AB+CD、4输入与F=ABCD、异或和同或。相关理论知识：逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的化简方法，逻辑函数表达式。模块三全加器的设计与制作工作任务：用基本门电路设计判奇电路，用基本门电路设计半加器电路，用基本门电路设计全加器电路。相关理论知识：组合逻辑电路的分析方法，用基本门电路实现组合逻辑功能。全加器是能够计算低位进位的二进制加法电路，全加器的逻辑图如图所示。

篇2

（一）课程设计理念

以企业需求为导向，以专业培养目标为核心；针对电子产品制作、检测、调试与管理岗位的电子工艺技能；以电子产品制图制板员、电子产品维修试验员、工艺助理工程师、SMT操作员的职业能力培养为主线；实训内容源于电子企业产品生产工艺的技术应用；培养胜任电子企业电路设计制作、调试维修与工艺管理工作的高技能应用型人才；教学宗旨是服务于企业，服务于社会。

紧跟企业电子产品生产新工艺、新技术，经过社会调研与岗位分析，确定电子产品制作、检测、调试与管理岗位的电子工艺技术应用职业能力，依据课程教学目标和职业能力要求，开发出实训项目。以项目为引导，选取企业生产的实用电子产品为载体呈现教学内容，依据电子产品生产过程，融入职业资格标准，设计出相应的学习任务。

构建“双师结构”教学团队，与企业兼职教师合作，保障校内外实习实训等教学工作的顺利实施；建设具有模拟真实工作场景的校内生产性实训室和具备实践补充功能的校外实习基地，使学生在真实的生产环境中得到锻炼。

采用基于电子产品制作工艺的“项目引导、任务驱动”教学模式，实施以行动为导向，以电子工艺技能培养为核心的“做前知、做有依、做中思、做有果”四位一体教学组织，运用案例分析、项目教学、分组讨论、角色扮演、现场教学、现代教育技术等多种教学方法和手段，引导学生积极思考、勇于实践，提高教学效果，做到学生、学院和社会三方受益。

二教学内容的选取

（一）教学内容选取步骤

第一，岗位调研分析。针对电子工艺技术应用职业岗位进行调研与分析，得出典型工作任务；依据职业岗位要求，分析出完成典型工作任务所需的知识、技能和素质。

第二，职业能力确定。依据课程教学目标，对同类知识、技能归集和序化，分析出电子工艺技术应用岗位的三层次职业能力。

第三，实训项目开发。以电子工艺技能培养为核心，按照生产现场用到的不同电子产品生产工艺，开发出相应的实训项目。

第四，教学载体确定。以实训项目为引导，选取行业企业生产的，能涵盖实训项目工艺要求的典型电子产品作为教学载体。

第五，学习任务设计。参照“电子设备装接工”和“电子产品制版工”的职业资格标准，融入环保要求和企业安全文化，以电子产品生产过程为主线，设计出相应的学习任务。

（二）选取教学内容

3教学载体确定

选取实际应用多、适用范围广、易于操作的双声道BTL功放、SMT调频收音机和KJD11-36型局部通风机自动切换控制器作为教学载体，分别涵盖了单面板通孔安装电子产品制作、单面板表面安装电子产品制作、单面板混合安装电子产品制作及双面混装电子产品制作的职业能力要求。

载体一为双声道BTL功放，通过载体一的设计制作，可以使学生掌握单面板通孔安装电路的设计制作方法和工艺要求。

载体二为SMT调频收音机，要求学生在掌握单面板通孔安装电路设计制作基础上，通过载体二的设计制作，学习表面安装电路的设计制作方法，并能综合运用所学的通孔安装和表面安装电路设计能力。

载体三为KJD11-36型局部通风机自动切换控制器，通过载体三的设计制作，要求学生在掌握单面板混合安装电路设计制作方法的基础上，学习双面板混合安装电子产品的设计制作方法和工艺要求。

一个教学载体即是一个实用电子产品，教学过程中，要求对产品进行电路板设计制作、检测调试及工艺设计管理。通过3个产品的制作，学生掌握了根据电路要求，选择元器件安装方式，设计并制作单、双面电路板，确定适合的生产工艺，调试组装为电子成品的方法，提高学生专业知识的综合应用能力。

三教学内容的组织与安排

（一）整体教学组织与安排

“做前知”―――学生制作产品前，由教师通过演示操作、视频解说、图片说明等形式，说明学习任务，学生通过听、看、试操作等形式，知道了做什么，明确任务。

“做有依”―――学生动手操作前，教师通过讲演结合、学做结合、讨论互动、设疑、启发等教学方法，将该怎么做所依据的理论知识与操作技能传授给学生。

“做中思”―――学生在产品制作过程中，通过自查，进行质量检测（包括电路设计检验、电路性能检验、电子产品质量检验等），填写学生自查表，反思任务存在的问题，分析、总结任务实施情况。

“做有果”―――在每个任务完成后，学生自制出电子产品，并进行成果展示与考评。

（二）单元教学组织与安排

每个学习任务均以《任务单》的形式呈现，《任务单》使学生在学校的学习过程如同在工作岗位的工作过程。我们设计的《任务单》为校本教材的角本，经过教学实施、信息反馈，优化学习任务及《任务单》，形成校本教材。《任务单》包含教学方案、任务布置、相关知识、技能要点、工作计划表、任务实施、学习考价、相关习题、后续任务安排等部分内容。

教学方案：主要用于指导教师的教学和学生的学习，包括学习目标（知识、技能、素质目标）、学时安排、教学方法和材料等。

任务布置：由3～5名学生组成学习团队，教师通过演示操作、视频解说、图片展示等形式，讲解、说明项目内容，使学生明确学习任务目标。

相关知识：本着“体现职业性和必须够用”的原则，为学生提供与电子产品生产相关的，完成学习任务所需要的基础知识，讲授时注意引导学生自己探索发现规律性技术，鼓励、敦促学生自己动手尝试，在生产实践中思考、总结、创造；学生可浏览网站或查阅教材、参考书进行理论知识和技能操作的学习。

技能要点：为学生提供与产品生产相关的实践知识和岗位所需的职业素养要求。通过教师（师傅）的演示，使学生初步认识产品生产工艺和技能要点，做到有的放矢。

工作计划表：由学生按照电子产品制作的工作过程，列写出工作计划表，使学生熟悉工作步骤，理清工作思路，按工作计划进行操作。

任务实施：通过具体产品的生产工艺过程，训练学生及团队的电子工艺技能，提升安全质量意识，培养职业能力。实际操作时注意为学生提供切磋技艺的机会，即邀请动手能力强、掌握快的同学进行操作示范、经验介绍，同学自由提问，为学生之间的交流、互助创造条件。

学习考评：根据《项目考核标准》、《实训报告考核标准》和教学要求，设计出学生自我考评表、教师（师傅）对学生考评表、教师（师傅）对学生团队考评表。以考评表的方式，检验学生学习效果。考评内容包括学生成果展示、学生自查、自我考评、教师（师傅）考评学生、教师（师傅）考评学生团队、教师考核、点评等。

相关习题：学生通过完成相关习题，巩固所学的知识点、技能点。

后续任务安排：该任务完成后，布置下一阶段的任务要求，学生可以通过团队讨论、查阅资料、现场收集资料等方式，熟悉后续学习任务。

四考核与评价

为充分调动学生的学习积极性，突出对学生职业素养与职业能力的全面考核与综合评价，制订了《项目考核标准》和《实训报告考核标准》，采用学生、专职教师（教师）和企业兼职教师（师傅）三方共同参与的过程考核办法，通过对4个项目中的11个任务进行学生自我考评、教师（师傅）对学生考评和教师（师傅）对学生团队考评，评定学生的综合成绩。

在教学过程中，针对每个学习任务，学生要在校内实训室和校外实习基地完成，需要将学校专职教师与企业兼职教师的考评相结合；在学生走上工作岗位之后，需要对自己的工作表现进行自我评估，为锻炼其自我评价的能力，学生需要对自己的工作表现进行评价。因此，在课程的考核与评价中，学生、专职教师和企业兼职教师共同参与，进行过程考评。

学生综合成绩由对四个项目的过程考核成绩决定，其中，项目一、二各占20%，项目三、四各占30%。过程考核中，学生自我考评占20%、教师（师傅）考评学生占30%、教师（师傅）考评学生团队占30%，实训报告完成情况占20%。

其中，学生自我考评是学生根据自己在任务实施过程中的表现进行考评；教师（师傅）对学生考评是考核学生在产品制作过程中表现出的自主能力、沟通能力、合作能力、新知识和新技能掌握能力、综合应用能力和创新能力，教师（师傅）对学生团队考评是考核学生团队在产品制作过程中表现的团队协作能力，实训报告主要考核学生应知应会内容的理解与领悟情况。各实训项目成绩由四部分组成，任何一部分缺失都不能构成完整的实训过程。

学生综合成绩的评定用如下公式计算：课程综合成绩=

确立学生的主体地位，将“以教为本”转变为“以学为本”，尽可能使教与学的活动在真实的工作情境中进行，促进学生从学习者角色向工作者角色转变。开放校内实验实训室、机房供学生自主学习使用，应用技能实训项目允许学生自由选取、自主完成，让学生的个性得到充分发挥，将学习权还给学生，培养其自主学习的习惯。通过完成学习任务，使学生掌握学习和工作的方法，在群组劳动中学到知识、锻炼能力，并有机会发挥所长，在团队合作中找到自己的位置，分享成功的快乐。这不仅活跃了课堂气氛，还加强了学生的合作能力、交流能力。

（二）把实训教学搬进工厂，贴近企业工程实际

课程每一个实训项目的制作都是在真实的工作环境中边做边学完成的。为在实训室中营造职业氛围，我们不仅购买了工厂生产用的设备，将实训场地按照工厂的标准建设布置，张贴操作规程、安全注意事项等条例标识，还要求学生必须穿着实训服并以实训班组的形式参加实训，让学生尽可能地在真实的岗位环境中实训。

（三）探索实践了基于电子产品制作工艺的“项目引导、任务驱动”教学模式

依据本课程知识、技能、素质目标，选取实用电子产品作为载体引入到教学过程中，基于工作过程构建教学过程，开发具有实用、可操作、可检验，并注重趣味性的实训项目。在项目引导下，以培养单面板通孔安装电子产品制作、单面板混合安装电子产品制、双面混装电子产品的设计与制作三个层次的职业能力为主线，按照电子产品生产工作过程，从电路板设计电路板制作组装产品整机调试维修，分别设计出3个学习任务来完成电子产品的设计、制作与调试维修。

参考文献

[1]职业技能鉴定指导编审委员会.电子设备装接工职业资格标准[M].工业与信息化部出版社，2005.

[2]姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].清华大学出版社，2007.

篇3

关键词：电子科学与技术；实验教学体系；微电子人才

作者简介：周远明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工业大学电气与电子工程学院，讲师；梅菲（1980-），女，湖北武汉人，湖北工业大学电气与电子工程学院，副教授。（湖北 武汉 430068）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用，是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1，2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代，信息科学的基础是微电子技术，它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。此外，从地方发展来看，武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设，形成了以光通信、移动通信为主导，激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局，电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出，而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年，完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求，建设专业方向为微电子技术，毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统（激光器、太能电池、发光二极管等）的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来，始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引，遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络，坚持理论教学与实验教学紧密结合，致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才，就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势，学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验；专业课程实验平台即微电子实验中心，是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题：

第一，突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础（包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等），又要求具有较宽广的系统知识（包括计算机、通信、信息处理等基础知识），同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合，同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练，将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二，构建科学合理的微电子实验教学体系，将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合，相互贯通，有机衔接，搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三，兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域，各个领域对人才的要求既有共性，也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围，实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面，特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四，实验教学与科学研究紧密结合，推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展，教研相长，鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中，以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石，是我国高新技术发展的重中之重，但我国微电子技术人才紧缺，尤其是集成电路相关人才严重不足，培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强，培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心，具体包括四个教学实验室：半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时，本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”，同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

（1）半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论的理解，掌握相关的测试方法与技能，包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

（2）微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解，掌握相关的技能，包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交（直）流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

（3）集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等，并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力，目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体，完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

（4）科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间，为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件，充分发挥他们的想象力，目的是培养学生的创新意识与能力，包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析，制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练，加深对所需知识的接收与理解，初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引，遵循微电子科学的发展规律，通过实验教学来促进理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能，最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献：

[1]刘瑞，伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，（5）：6-9.

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【关键词】合一教学;CAD;三本院校;创新能力

引言

《电子线路CAD及仿真》课程是电子信息技术及相关专业的专业基础课程，是一门直接面向应用的基础课程。现代电子电路设计就是使用计算机辅助电路设计，利用计算机绘制电路图，制作印刷电路板，在计算机的辅助下完成电路设计，利用计算机进行电路优化、数字或模拟电路的仿真。

电子CAD（Protel）已成为当今电子线路设计人员必备的工具。本课程的任务，旨在使学生学会利用Protel进行电路设计的一般方法，为学生将电路理论知识应用于实践建立一座桥梁。

1.《电子线路CAD及仿真》课程现状

每个电子类专业都开设《电子线路CAD及仿真》这门课程，但是普遍存在以下几方面问题：

（1）开课时间太晚

很多学校CAD课程都是在大二上学期才开课，这样就严重影响学生们实际动手能力。电子线路CAD这门课程学习的是一个制图软件protel，如果这个制图软件没学，学生自己想动手做一块板，是非常困难的。很多高校在学生大一的时候就开设了模拟电子线路和数字逻辑电路课程，学习完这两门电子类专业基础课程要参加实训制作电路板，可是由于没有上电子线路CAD这门课程，导致不会制作电路板。从而影响学生实训在制作以及参加一些课外电子制作比赛。所以，我们建议电子线路CAD这门课程越早开设越好，不需要专业课程的知识，只要求掌握protel这个软件的使用，等后续学到了专业课再自己设计电路。

（2）实验教学课时不足

电子线路CAD这门课程是一门实践操作能力很强的软件课程，如果老师只是照本宣科的把知识点从头到尾讲一遍，学生没能够自己及时的动手操作实践一下，理论课程上讲的内容很快就会忘记，等到有机会上机操作的时候，就感觉很难入手。所以，建议在硬件资源条件允许的情况下，把理论课程和实验课程合二为一，统一在机房上课，教师讲完一个知识点，就让学生在电脑上操作，有问题当场解决。授课内容从简单到复杂，从一个个小任务到最后的完整项目。让学生很好的体会一个项目的进行过程。

（3）考核体系不完善

由于是一门软件课程，很多学校在考核上没有制定一个严格的方法，导致学生在学习过程中没有压力，总感觉自己会了，实际动手制板的时候PCB布局布线问题多多。要求加大考核力度，掌握不好的同学不给及格。提高他们的动手实践能力，更早得接触用人单位的人才需求。

2.《电子线路CAD及仿真》课程改革方法

贯彻应用型本科“理论教学与工程实践训练有机融合”的教育教学模式的原则，在具体内容讲述中突出重点和难点，使学生全面了解电子电路设计软件Protel的应用，熟练应用该软件绘制电路图，制作电路印刷板。学习该课程使学生具有电路设计软件的应用能力，掌握电子电路设计软件的一般方法，为学习不断升级的软件和其他电路设计软件打下基础。学生在学习该课程时，应以实操为主。教学方法：课堂理论与实践相结合。

讲授方法以实例贯穿始终。学生要在理解课堂内容的基础上，重在应用，多练多应用。在实际操作过程中理解和掌握Protel99基本原理、操作技能。加大考核要求和难度，平时成绩和期末考试相结合的方式，其中平时成绩占课程成绩40%;期末考试占课程成绩60%。平时考核的内容包括课堂回答问题、上机实验完成情况以及考勤情况等，重在平时课堂教学。强化学生更加熟练掌握电子设计软件的使用以及专业技能的培养和整体素质的培养。增加仿真软件的学习内容，让学生们能够自己独立设计电路，并且掌握如何利用仿真软件进行调试电路和分析电路，从而大大提高学生们独立思考能力和创新能力。掌握了仿真软件的使用，学生们就可以离开实验室，在宿舍调试电路，包括编写程序等。

3.《电子线路CAD及仿真》课程改革目标

争取把全院的电子线路CAD课程全部软件升级，把电子线路CAD课程软件由原来的protel升级为Altium Designer。让学生们更早的接触企业里面使用的软件。提高电子线路CAD课程的教学效果，又能提高学生电子设计的能力，更好的满足用人单位的需求。

电子线路CAD课程我院已经开展了10年了，同时我院计算机辅助设计（电子CAD）认证考试工作也已经开展6年，据统计拿到电子设计初级工程师的学生有800多名，拿到电子设计高级工程师的学生有300多名;拿到证书的毕业生就业前景也比较乐观。对他们的工作也有很大的帮助。

改革目标：

（1）争取调动多数学生学习电子类课程的积极性，重视平时课堂的学习过程，避免平时松散，考前搞突击的现象，平时课堂练习质量较改革前有明显提高;

（2）希望能够提高学生们综合运用能力，由于学生通过自己参加实际项目的设计，使学生较早接触一些综合应用性强的专业知识，学生在实际动手设计上多下功夫，从而提高他们的综合运用能力和表达能力，增加了学生互相交流学习的机会;

（3）培养和锻炼了学生对知识的理解和分析能力、应用能力，有利于解决问题能力、社会调查、交往能力等综合素质的提高。由单纯考核课程的知识转变为知识、能力和综合素质的考核。

4.结束语

我院的《电子线路CAD及仿真》课程采用了此教学模式进行课程教学，从这几年的教学总结情况来看，这种教学方法很受学生欢迎，极大的提高了学生们学习兴趣且提高学生的动手实践能力和创新应用能力，就业情况也非常不错。课程打破了传统的学科型教学体系，按项目重新序化了教学内容，涵盖了常用的两大类PCB（单面板、双面板）的设计技能。通过项目化教学改革，激发了学生学习兴趣，增强了实践能力，培养了电子产品系统设计能力，提高了整体素质。以项目为载体的教学模式取得了显著的教学效果。

通过项目化教学改革，学校学生就业率达到了94%，专业对口率也有较大提高;学生职业能力强，受到用人单位的好评;电子线路CAD初级认证、高级认证工程师通过率均在90%以上;学生参加省级以上竞赛多次获奖。教学改革效果证明项目化教学改革模式是科学的、有效的，符合高职高专学生知识需求和认知规律，符合企业的岗位人才需求。

参考文献

[1]钟爱琴.任务驱动教学法在《电子CAD》课程教学中的运用[J].职业教育研究，2009（1）.

[2]闫瑞瑞，田瑞利，米志红.电子CAD项目化教程[M].北京：电子工业出版社，2010.

[3]张涛.电子CAD课程的教学探讨[J].自动化与仪器仪表，2006（1）.

[4]周玉蓉，徐益，赵平.基于工作过程的模具设计与制造专业课程体系构建与实施[J].教育与职业，2010，5（14）.

篇5

关键词：学情分析；教学思路；认知学徒法；任务设置和分析

单片机技术是中等职业学校电子与信息技术专业的主干课程之一。单片机技术的发展日新月异，应用技术广泛地渗透到生活的方方面面。人们对单片机技术的向往日益强烈，但由于单片机是一门技术含量比较高的学科，学习起来的确存在一些困难。随着时代的变化，传统的授课模式已经不能适应当前的教学需要。如何引导学生科学高效的学习本门课程，是摆在所有任课教师面前的一道难题。下面是笔者在教学过程中总结的一些体悟和感受，与各位同仁分享。

案例背景

1.教材分析

选定教材是电子工业出版社2011年6月第13次印刷，中等职业教育国家规划教材《单片机原理与应用》第二版，经全国中等职业教育教材审定委员会审定，并且荣获了中国电子教育学会首届职业教育电子信息类优秀教材评审二等奖，具有很高的权威性。

本次教学内容选定为第二章“增强型MCS-51单片机结构”中第二节“输入/输出口”。紧承上一章节单片机的基础知识，本章节介绍具体型号单片机结构和使用，尤其是本节“输入/输出口”内容更是重中之中，因为单片机所有数据的采集和反馈都体现在端口上。后面的内容都是对端口的精准使用，所以本节内容是起到承上启下的作用，对本章或是本课程都具有非凡的意义。

2.学情分析

学生均为高一新生，经过前半个学期的学习对专业知识有一定的了解。对绚丽刺激的新事物，好奇心和接受能力强是这个阶段年龄人的普遍共性。叛逆心性和不愿受约束更是直接反映在他们的言语和肢体中，所以采用灌输式教学方式是行不通的。由于中职学生学习积极性和学习能力上有一定的差距，个体之间亦是参差不齐，不会学和厌学的情况比较普遍，上课不注意听讲，偷懒等行为依然存在。这给任课老师的教学提出了更高的要求――不仅要把课程知识更好的呈现出来，还要努力吸引学生的注意力，引导学生科学地学习，掌握学习方法，增强学生的学习兴趣和自信心。因此，根据学情分析和章节的主要内容，我决定主要采用“学徒式”教学模式，制定本节教学目标。

3.教学目标

（1） 理解P1、P2、P3和P4端口的结构。

（2） 理解各端口“输入/输出”特性（不包含第二功能）。

（3） 合理分配和使用端口。

（4） 培养职业素养，增强学习兴趣和自信心。

4.课前准备

根据教学内容，撰写教案和教学PPT，准备学生导学案和工作页。课前布置学生观察交通路口的霓虹灯亮起的时间和相应各路口指示灯的颜色，并记录在工作页上。预习本节内容，思考输入和输出对应的参考量是什么？为课堂的教学做好充分的准备。

5.教学思路

俗话说：“磨刀不误砍柴工”，为了更好的达成教学目标和得到较好的教学效果，在课前要理清教学思路，细分教学环节，把握教学步骤，对可能出现的问题做好充足准备。

课堂教学，以“课前任务提问”开始，“任务设置与分析、分组达成目标、小组汇报、总结和反思”等主要步骤构成教学环节。难点是任务的分析，如何启发和引导学生把任务解析，才能较好的分阶段完成。要让学生体会到“小事做好，难事不难”，把每个小阶段完成好，最终才能完成终极任务。重点是分组达成目标。学生水平不齐，既需要保证动作快的同学有事做，又要保证动作慢的同学跟得上，所以采用分小组的方式将动作快的同学与动作慢的同学混合，利用小组互助学习和教师指导相结合的学习方式。课堂要以学生为主体，以能力为本位，以实践促进思考，实现教学目标和效果。

6.教学手段

（1）任务驱动法：布置任务引导学生积极参与，逐步解决遇到的问题，在实践中学习和掌握本节知识内容，最终达成教学目标。

（2）认知学徒法：教师把解决问题的关键和要领公开化，使学生在教师提供有效的帮助下协同工作解决任务或问题。通过引导学生主动获取、开发和利用真实领域中的活动工具的方法，来支持学习。强调经验活动在学习中的重要性，并突出学习内在固有的、依存于背景的、情境和文化适应的本质，要把学习者和实践世界联系起来。

7.教学课时

为了更好的完成教学内容和教学目标，使学生的收获最大，用4课时达成。

8.教学环境和用具

多功能实训室，相关配套设施。

教学步骤

1.课前任务提问

课前任务布置中，为了采集数据的统一性，需经师生共同讨论，指定交通路口位置，以观测信号灯明亮时间和相应各路口方向信号灯颜色为任务，完成部分学生工作页。然后在课堂中，对同学进行提问，以此统一测量数据。最后对数据符合要求的同学大加鼓励；对数据不符合的同学要分析原因，以勉励和激励为主，帮助其恢复信心，并对不符合数据的共性原因进行总结。任何的发明创造都始于准确的观察，正确的描述，所以该环节不能马虎，需用大约10分钟完成。

2.任务设置与分析

（1）任务设置。利用电脑和相关软件模拟交通路口信号灯，要求实验效果符合课前任务的测量数据，即模拟真实的交通路口信号灯。绘制该电路的原理图和PCB图纸。采购器件和相关耗材。完成实物交通路口信号灯的电路，对它们进行焊接和调试。

（2）任务分析。根据任务设置，师生讨论如何完成任务。经过讨论，该任务可分为三个阶段完成。第一阶段，电路设计：构建和绘制满足要求的交通信号灯电路原理图，反复论证可行性；第二阶段，模拟仿真：利用电脑和相关软件搭接模拟电路，仿真验证第一阶段的电路。如果实验效果不能满足要求，返回第一阶段重新论证；如果满足实验效果，完成该电路的PCB图纸；第三阶段，完成实物交通信号灯电路。根据第二阶段经验证的电路原理图和PCB图纸，罗列器件和耗材清单并利用互联网和其他信息途径查清所需器件和耗材的价格，做好电路预算。在采购器件和相关耗材后，焊接和调试电路，最终完成实物交通路口信号灯电路。

“一年之计在于春”，同样为了完成任务设置，任务分析显得意义重大。由于学生思考必然有不周之处，需教师参与，不断启发，引导学生积极探索求真。学生是高一新生，专业能力还不成熟，独立完成电路设计很困难，所以教师可以给出稍欠缺（根据授课学生水平，本人设置3处故障）的电路设计，交由学生探讨论证，完善电路。无论学生是否全部找出教师欠缺电路设计中的故障，都要进行第二阶段。可在第二阶段中继续排除故障问题，让同学们在操作中发现、思考并解决问题，这样一来教学的效果可能会更好。第二阶段，模拟仿真。利用Proteus仿真软件进行电路仿真能够得到较好的效果。如果仿真效果满足任务要求，再利用绘图软件，完成电路原理图和PCB图纸的任务。第三阶段，需要采购器件和耗材，我们可以分成2个时期完成：初期完成器件和耗材的统计，课后完成电路的预算和采购。为了更好指导学生和把握方向，教师可以利用课余时间与学生一起查找资料，做好电路预算。推选2名采购员，陪同学生代表去采购器件和相关耗材，该环节全部交由采购员完成，教师主要保证学生安全。器件和耗材到位后，即可进行第三阶段后期。按照电路原理图和PCB图纸装配及焊接电路，并调试达到效果。

3.分组达成目标

分组达成目标是本章节的重点。为保证绝大多数同学都能完成，采用分小组学习，动作快和动作慢同学混合搭配。以小组互助学习和老师指导相结合的模式，完成各个阶段任务，使各小组都达成预期目标和效果。该环节学生自由度高，各小组完成进度略有差别，需要教师针对不同情况给予指导或评价。尤其是对进度较慢的小组，要耐心的引导，及时鼓励，防止“破罐破摔”的现象产生，因为中职学生本身受环境影响较大，一旦出现不好苗头，可能“感染”其他同学，导致教学目标付之流水。因此，教师要随时观察各小组进度情况，保证良好的学习氛围，绝大数学生齐头并进。

任务分阶段实施。预计各阶段完成所需要时间如下：任务开始前和第一阶段中电路设计两项讨论大约10分钟完成。第二阶段，模拟仿真大约60分钟完成。第三阶段初期，器件和耗材清单统计，大约10分钟完成。以上阶段内容加上课前任务提问刚好90分钟，即2节课时。第三阶段初期，器件和耗材利用课余时间完成。第三阶段后期，装配、焊接和调试电路。我校本专业学生都有项目实训经验，器件识别和焊接基本功较好，出现故障较低，大约60分钟完成。最后进行小组汇报，大约20分钟。总结和反思，大约10分。

4.小组汇报

小组汇报可分两层含义。第一层含义，是在任务各阶段完成后，各小组汇报完成情况并且比较数据，进行阶段评价。第二层含义，是指项目完成后的各小组的总结汇报。这里指第二层含义，也可以看成是学生自己对本章节学习过后的总结和反思。小组互评和成员互评，对过程中出现的问题总结，反思操作失误和漏洞，进一步巩固学习成果。

5.总结和反思

教师在小组汇报的基础上，再次对本章节内容的进行梳理、总结和反思。

案例反思

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[关键词]EDA技术；电子实训；教学应用

随着社会经济的发展和科学技术的进步，我国的高等职业教育在近几年来得到了很大的发展。高职教育要培养面向生产一线的应用型技术和管理人才，使之具备现代企业和社会所需要的全面素质和综合职业能力。这就要求高职教育必须重视职业岗位和实践教学，实行以职业能力为中心的教学模式，提高应用性和针对性，教学中应注意讲练结合，增强学生的应用和综合能力。教育学家黄炎培曾说过：“职业教育的一个原则，就是手脑并用，做学合一”，如何在教学中实现这一原则，是大家共同关注的问题。

EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automatic）的缩写，EDA就是以计算机为工具，通过仿真和模拟软件（Multisim、Protel99等）进行原理设计和验证，利用PCB（Printed Circuit Board,印制电路板）软件（如Protel99）进行电路板设计，还包括利用可编程逻辑器件（PLD）的设计软件（如Lattice公司的ispDesign EXPERT）进行编程器件的设计。其中Multisim和Protel99SE是较为流行、适于电子线路教学的EDA软件。它在计算机上虚拟出一个元件种类齐备、先进的电子工作台。用它进行实验教学，一方面可以克服实验室各种条件的限制，另一方面又可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。与传统的实验方式相比，采用EDA进行电路的分析与设计，突出了实践教学以学生为中心的开放模式。 不仅实验效率得到了提高，还能训练学生正确的测量方法和熟练的使用仪器。仿真实验几乎可以完成在实验室进行的所有电路的实验，并切和实际，实验情况非常贴切，选用的元器件和仪器也和实际情况非常相近，一般会使用常规仪器的读者，都能很快掌握软件提供的虚拟仪器的使用方法。使学生具有部分EDA软件的操作应用能力。

一、EDA在课程实践教学中的应用

电子线路教学中，有与课程同步的实验。多年来的教学实践表明，有限的实验远不能加深对课程内容的理解，而学生自己又没有足够的实验条件，而且在教师规定的模式下实验，虽说有成功率高、元器件损耗率低的优点，但实验中学生依葫芦画瓢，机械地重复，没有一点创造性可言，学生真正学到的东西很少，只得到了一些实验数据，而对为什么会这样却不会去思考，实验效果可想而知。有时因为设备条件的限制，一些实验还不能开设。因此，加强EDA在实践教学中的应用很有必要。

利用EDA软件提供的虚拟实验平台和多种虚拟仪器来测试电路特性，既可节省多种测试仪器，节约经费开支，同时又可以充分发挥EDA精确分析、直观显示、全频带工作的优良特性。Multisim就是一个类似于电子实验室的电路仿真软件，元器件种类齐全，并提供了强大的分析功能和虚拟仪器，适于作为电子实验室实现形象化的电子教学。更重要的是可以提高实验效率、深度和广度，可以使学生不受规定实验项目的限制，充分发挥学生的主观能动性和创造性，这对于培养学生分析问题、解决问题的综合能力具有重要意义。教师可以设定实验中的电路参数的调整范围，减少学生的失误。

二、EDA在电路设计工程实践中的应用

随着科学技术的发展，现代电子设计技术已迈进EDA时代。要缩短校企之间的距离，使毕业生能以最短的时间进入角色，生产实践是的一个重要环节。通过生产实习需要，查找资料、选方案、设计电路、制作电路印制板、元器件筛选、焊接装配、调试、维修和撰写实验总结报告等形式，使学生获得高职技术人员必须的电子技术工艺和实践的基本知识、基本技能，从而培养解决电子技术工程实际问题的能力。电子产品的设计生产，从选题、方案论证、性能指标确定、装调电路、修改、定型参数直到批量生产，是一个复杂而又费时的过程。该过程的任一环节，都对产品性能和经济效益产生直接影响。传统的电路装配、调试过程，一般均采用面包板或专门的焊接板，通过手工连线装配，检查无误后，进行电路测量，最后评估电路性能。若性能与设计值不符时，需调换参数并重新调试测量，直至符合设计要求为止。但是，当电路非常复杂时，采用插接板或焊接板组装电路时所产生的连线错误、器件损坏等人为错误，常会造成人力、财力、时间的浪费及错误的性能评估。尤其是集成电路的设计，器件在插接板上就无法组合成像集成电路内部那样紧密复杂的电子电路，装配板上的寄生参数与集成环境中的完全不同。因此，在装配板测试的特性将无法准确地描述集成电路的真实特性。所以，电子电路的传统设计方法已经不适应当前电子技术发展的要求，这就要借助计算机完成电子电路的辅助设计。 EDA包括电子工程设计的全过程，我们可以用Multisim软件来完成电路图绘制和仿真分析，进行方案论证，完善设计方案，少走弯路，能更快捷地检验设计者的构想，提高设计效率。电路设计完成后，我们可以将设计结果从Multisim软件中导出到电路板设计软件Protel99 PCB SE中进行电路板走线，从而设计出合格的电路板图，作出美观、规范的电路板。

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电路设计Protel作为船舶电子电气技术的一门专业技能课，要求学生能够在读图识图能力的基础上，以更加贴近设实际的、真实的电子产品为载体，结合项目教学法，抓住原理图设计和PCB设计两条主线，培养学生印制电路板设计的基本技能和相关技术。

微课主要为了突出课堂教学中某个难点、重点、疑点内容的微型视频，为用户提供碎片化、移动化的网络学习新体验。相对于传统课程，微课内容更加精简，资源多样，情境真实。能更好的满足学生对于知识点的个性化学习、按需选择学习。

很多实践性较强的课程，实训环节的设置多以小实验的形式出现，实验内容间相互关系较少，很难培养学生的动手能力和项目设计与开发能力。为了解决现有问题，通过项目教学法与微课相结合的方式，促使Protel课程教学得到了更好的发展，教学效果较好。

2 项目教学法+微课的结合与实施

对于有一定学习能力的学生，采用项目教学方式可取得较好的学习效果，若将Protel项目中的重难点内容做成对应的微课，并提供相关的辅助材料，基础相对差一点的学生能够自主选择网络平台反复学习某一知识点，采用此种方式能够在一定程度上提高项目教学法的教学效果。

3 项目教学法实施

根据在教学过程中项目教学法的具体过程，可以将项目教学法的实施分为三个阶段。

3.1 项目选取遵循“适用”原则

项目的选择至关重要，好的项目，可以极大的提高学生学习的积极性。为提高学生的学习热情，把课程设计成六个项目，每个项目又分成若干个任务，学生在完成任务的同时来达到掌握知识的目的。项目的选择遵循以下几个原则：

①项目的内容尽可能包含课程的知识点，这样学生掌握的知识会更全面；

②项目基于前面课程的基础如两级放大电路PCB设计（模拟电子技术）或者基于当前社会需求量比较多的热门项目中的一部分，学生通过简单的查阅资料能够分析项目。

具体项目设置及分解如下：（图1）

3.2 项目的实施步骤

3.2.1 教学方案设计

在教学过程中，首先介绍项目的设计来源，引导学生们查阅相关资料，明确项目的设计目标。目标进行任务分解，针对每一项开发任务的设计方法传授过程中引入相关的知识点，将开发任务与知识点相对应，为了兼顾学生的接受能力，对于重要知识点制作成微课，提交到微课平台内容，由学生自主学习。其它次要内容可以由学生自主完成。（图2）

3.2.2 师生互动，边练边学

课前，教师下达任务书，学生到微课平台下载资料，领取任务单。课堂中，对于微课内容进行点播引导学生思考练习。微课中提到的重难点问题可以在屏幕循环播放。学生练习的过程中，教师巡回指导并及时发现和解决学生提出的问题，对于典型问题及时向全体学生进行总结。对于学习进度快的学生可以积极跟随大屏幕进入下一阶段练习，进度慢的同学教师就有更多的时间进行指导，经过试验，只要及时地给予引导，同学们都很积极地投入到项目中来，大多数同学都能品尝成功的喜悦。

3.2.3 项目成果的评价

对学生学习情况的总结和评价贯穿于每一个项目中。学生遇到的问题可集中答疑，针对疑难点需反复研究制成微课，为学生平时查阅、期末复习、学习进阶的主要资源，这样学生既可以提高学生的学习效率，巩固学生学习效果。对学生完成的任务及时客观评价，有利于提高学生的积极性，体验到学生学习过程的成就感，树立自信心。

学生要及时对每一项目对应的任务作出实验报告，重点写出项目体会，引导学生对于所学的内容进行归纳、总结。通过项目建立起本项目任务间的联系，加深对知识点的记忆和理解，完成真正意义上的知识架构。如循环彩灯控制电路PCB项目完成后，让学生对原理图设计和PCB设计、原理图元器件制作、网络表、布局和布线中存在的问题和各种常用操作方法进行归纳总结等。

4 微课的制作

微课制作采用屏幕录制软件Camtasia Studio完成，微课的制作过程分为六个阶段，即选题、选人、设计、录制、后期制作、。

通过完成六个设计好的项目，采用微课与项目教学法相结合的方法，同学们可以熟练掌握利用Protel DXP软件设计电路板的全过程，为以后的进一步提高奠定了坚实的基础。

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一、教学设计

智能车作为创意机器人设计的参考原型，是高校进行跨学科创新的典型工程案例，也是实现课赛结合的理想主题，在各类赛事和学科创新活动中获得了较多成果。CDIO理念下的电工电子实习教学改革，将智能车成果转化为教学内容，依据教学需要进行模块化设计，完成教学适配，[7]以智能车主题贯通实习教学的各个环节，增加了课外自学内容，结合虚拟仿真开发技术，使学生在实践中循序渐进，具备安全用电、电子制作、电子设计与应用创新的各项能力，实现了系统性的工程能力培养目标。教学设计方案见表1，下面从安全用电、电子制作、电子设计、进阶引导四个方面进行介绍。

1.安全用电学生具备安全用电常识和解决日常用电问题的能力，是电工电子实习的最低要求。安全用电是工程实践的基础，须克服心理障碍，熟悉用电常识与操作规范，防患于未然，主要内容有安全用电常识、常用工具的使用、单相电路、三相电路。需要注意强弱电、交直流的结合对照，做好与后续实习内容的关联，融会贯通，培养学生的信息获取与利用能力。单相电路侧重培养安全用电技能和看图接线能力，主要内容是照明用电和室内配电实训，了解交流市电的使用，在此基础上加入智能车直流电源课外自学内容。电源作为电子产品系统的供配电部分，是系统调试和故障多发的重点区域，也是安全用电和电路检修的关键环节，智能车电源模块使用了7.2V电池，对外供电采用双电源，7.2V直接为显示模块、循迹模块和驱动模块供电，变换为5V电压后为MCU模块供电，初学者容易接错电源，造成元器件烧坏或者人体烧伤，须提示安全用电。三相电路侧重培养看图接线能力和信息获取与利用能力，有动力用电和PLC自动化两个实训项目，主要内容是电机的继电控制和PLC电气自动化，在此基础上通过智能车的驱动模块了解直流继电器及直流电机的控制，了解H桥驱动原理，智能车的驱动模块用于运动控制，通过两路控制信号分别对开关管和继电器进行控制，以实现电机的速度、转向等动作。达林顿管驱动电机进而控制速度、晶体管驱动继电器进而控制行进方向。因为该部分属选作内容，内容较多，比较实用，有助于培养学生的信息获取与利用能力。

2.电子制作学生具备课外科技制作的能力，是电工电子实习的最低培养目标。电子制作包含仪器的使用、元器件的识读检测、焊接工艺、电路调试和整机装配五个部分。其中仪器的使用和元器件的识读要结合焊接具体电路来教学，尊重学生在实训中的主体地位，边讲边操作，考虑学生信息的获取与利用能力和效率，有的放矢避免泛泛而谈。焊接工艺是电子制作的基本功，主要内容有立方体的焊接、万用板的焊接、印刷电路板的焊接和拆焊练习，其中立方体的焊接是焊接基础，采用“准备-加热-加锡-去锡-去烙铁”五步训练法教学，要求学生握持烙铁要稳，养成焊前对烙铁头和引脚进行预处理的习惯，避免虚焊；万用板的焊接推荐引脚直连法或者用单支线，训练实例为智能车电源模块，要求学生养成“先检测，再焊接，焊前预布局”的习惯；印刷电路板的焊接训练实例为智能车循迹模块，学生通过印刷电路板的焊接对PCB结构和标识有一个初步的了解，为后续设计PCB奠定基础。通电调试前，使用万用表对照原理图检测电路，发现元件焊反或焊错的，须进入拆焊环节，拆焊可用热风机或加锡拆焊法，均匀预热避免长时间加热某个焊点，以免焊盘脱落；调试时沿电流方向依次检测，查找虚焊或问题元件，掌握离线检测电路的方法。通过智能车循迹模块掌握运放的典型应用和运放电路在线调试的方法，初步具备依据电路原理进行调试分析与解决问题的能力。电子制作教学环节，学生多为初学者，要求指导老师“多演示、多巡视、多指导、严验收”，拆焊练习属于选作内容，方便学有余力的同学自我提升。

3.电子设计电子设计是是工程型人才培养的关键，是电工电子实习的重点内容，直接关系到培养学生的自主学习能力、设计开发能力和工程系统能力培养质量，主要内容包含电路仿真、原理图绘制、电路板设计、电路板制作和整车调试。电路仿真是进行电子设计与验证的便捷途径，学生通过Multisim电子电路设计与仿真软件，仿真智能车车灯模块或显示模块，分析电路原理，了解集成运放电路典型应用与调试技巧，掌握电路设计的可行性仿真分析和虚拟仪器在电路验证中的应用，为后续电路板设计奠定基础。使用AltiumDesigner绘制电路原理图，或进行原理图修改，是进行电路板设计的前提，应注意易读性和效率，学生在绘制智能车车灯模块原理图的过程中，要提前发放元器件，自然而然地了解软件界面、元件与封装。AltiumDesigner进行PCB电路板设计之前，利用前面焊接的循迹模块PCB成品，使学生对PCB电路板有个感性认识，然后通过刚绘制的车灯模块原理图快速上手，初步掌握PCB设计流程和使用技巧，布置一些课外内容，例如布局原则、布线技巧、批量修改和机电匹配、帮助学生迅速掌握软件[8]，提高自主学习能力。通过热转印工艺，了解印刷电路板制作流程，每个环节建议设置简短提醒，完成车灯模块PCB的制作，在读懂电路原理的基础上独立完成焊接与调试。最后是整车调试环节。利用已制作并调试成功的五个模块，配上智能车底座和单片机最小系统板成品，要求学生分组完成整车调试，通过检测跑道（或地图）的黑线来自动调整小车前进的方向，使小车不脱离黑线跑完全程，从而实现小车的自动循迹，提高学生的工程系统能力和团队合作能力，通过对电子设计因果的反思总结，提高学生的设计开发能力。

4.进阶引导进阶指导是实习课程的课外拓展，是课外创新的新起点。实习课程结束后，进行一次完整的梳理总结，便于知识结构的系统化，利于后续的课外创新实践。围绕智能车工程案例，总结单片机电路，梳理电子技术知识的典型应用；科普单片机编程和控制算法，引导学生以智能车为原型，进行创意智能车/机器人的扩展设计与创新，组织学生参加相关赛事，提升学生的应用创新能力。

二、成效

电工电子实习是校级公共实践平台，教研组根据现代工程教育理念，采用“分批次多层次多模块”的方式，逐步推进教学改革，满足了各个专业的需要。通过模块化设计的智能车，实现了已学电子技术与后续单片机课程的对接；以单片机电路梳理电子技术典型应用，打通了实习教学各模块和环节，从传统的技能培养成功过渡到系统性的能力培养，提高了人才培养水平。制作的“电工电子实习课件（CDIO版）_跟我学做智能车”系列课件，在2014校多媒体教育课件大赛中获奖，根据5个专业的教学测试，以及教学问卷反馈，完善了教学设计，取得了阶段成果。在此基础上，探索了课赛结合教学模式（图2）。智能车项目的模块化设计，考虑了与后续赛事的对接与关联，预留了MCU编程、创意设计和硬件扩展等内容，把智能车成功打造为学生未来工程实践的创新起点和参考范例，打通了实习与课外创新环节，引导学生提前进入了课外创新阶段，通过组织学生参加智能车、机器人和飞行器等赛事，以竞赛带动学生参加课外创新活动，提高了学生的工程能力和就业竞争力。

三、结论

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关键词：室内配线 实训接线台 教学 改革

一、教学大纲中对室内配线的要求

在中国劳动社会保障出版社出版的教材《维修电工技能训练》中，室内配线主要包括护套线配线、线槽配线、线管配线等内容，实习内容为：在长500mm、宽30mm的木板上做护套线配线练习或者线槽配线练习。

笔者认为，教材的设计还存在一些不足。一是实习内容少，学生练习时间少。二是达不到教学大纲的学时。大纲要求室内配线要达到160学时，而实际的教学情况是该课50学时就匆匆结束。三是与生产实践结合的室内配线的内容太少。实习时，学生都在木板上配线，一般都平放在桌子上，这种实习方法和实际的室内配线之间有差距，过于简单。

二、模拟现场生产情境，改革实习教学

1.增加实物

针对教材中的不足，笔者根据具体情况，设计制作了12个“室内配线实训接线台”。这个接线台采用两个长30mm、厚3mm的角钢焊接，木板均采用宽1m、长2m、厚5cm的五合板，顶面采用一块长0.3m、宽0.2m、厚5cm的五合板，较好地解决了天花板配线的问题。

针对配线中的综合练习，笔者设计了专门的电路，此电路涉及护套线配线、线槽配线、线管配线等多种配线方法。此电路设计的思路如下。每个家庭用户都应有一个空气开关，以备出现故障时断开。一般家庭多为60A空气开关，供家庭电器的短路保护和过载保护用，于是设计了QS；家庭中五孔插座根据需要安装，安装一个插座CZ进行训练；照明线路分别由单联开关K3来控制L3和L4，其中L3、L4为并联的灯泡（在实际中大部分灯为并联）；在上下楼梯照明灯中，分别设计了双控开关K1和K2控制灯泡L1、L2，而L1、L2为串联，此方法是为了练习多种接线的方法。

该电路能够让学生更好地掌握知识点，从以下几个方面培养学生的综合能力。一是正确识读图样，因为电工必须能看懂图样，图样是电工掌握线路组成的起点。二是熟悉布局与走线。对线路的走向、各个开关插座的位置、放置的地方有系统的了解。三是熟练掌握接线操作。该电路接线盒共有21个线头，和建筑工地的复杂接线差不多。其中4个灯泡采用串并联接线，共有8个线头；2个双联开关6个线头；最后一个开关为单联开关，共2个线头；插座3个线头，左零右火，另一个为接地线；电源开关2个接线头；接地线不接开关。四是正确使用万用表。在线路判断中，用万用表测量各元器件的相连方法。一般用电阻挡来判断，让学生明白不要打错挡位，更不要把电阻挡调到电压挡上测量。五是查找故障。当所有的线路安装完成后，通电试车时按双联K1、K2是否接通，接通后阻值R总=R1+R2；K3为单联，接通后看阻值R总=（R1×R2）/（R1+R2），通过此来判断线路是否正确 。也可以由教师设置故障，学生分别用电阻挡和电压挡来查找故障，在查找故障中提高自己的水平。

2.整体房间综合训练

在实训台上配线，总感觉与生产实际还有差距。于是，笔者通过努力把一间大教室改造成一套单元房，供室内配线练习用，在一定程度上缩短了学生实习与建筑工地室内配线之间的距离。具体实施如下。

（1）综合建筑工地室内配线情况，进行暗线配线和槽板配线，对于现在已不使用的护套线配线，不再作为重点内容。

（2）房间改造。根据住宅电路要求，对墙壁和天花板进行切割，把线管埋入墙壁内，线管内放入铁丝，用作电线，最后混凝土抹灰，挖开关、插座洞，暗线布置装插座、开关、灯泡的位置，最后再给所有墙壁上装上木板，木板厚30mm、长100mm，主要用于槽板配线。

（3）配线要求。要求每个学生必须在房间做暗线安装及槽板安装，并全部做一遍，以熟练掌握室内配线方法。

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一、做一个电子产品

让学生把电子技术融入生活中，使学生明白自己可以做”一个有用的电子产品“。增强自信心，提高成就感，这是非常的开课序幕，达到提高学生兴趣的目的。电子技术课程理论知识深奥、抽象，难以掌握，特别是面对职业学校的学生，理论学习难度太大，尽管近年教材的不断删改，为一体化教学服务，但仍缺少一个最关键的知识“结点”，这就是“做”。实训课题中的”做“是为理论教学服务的，难以形成一个链。学生实训后的内容是一个电子垃圾，达不到激励学生学习兴趣的目的，其关键点是”做“不的不是一个产品。我们在教学改革中，采用”先做后学“的倒置式教学模式。在实训课程中做一个产品。教学实例：(1)在半导体二极管整流及滤波电路的章节中，我们把它改为成品直流稳压电源的制作，并将这个电源用在后续的电路中做电源。首先让学生按照老师的教学要求，对照电路图进行元件安装。（这个过程可以是照猫画虎，只就工艺进行讲解，不讲工作原理）。安装完成后，在老师的指导下进行调试。通过万用表、示波器等仪器完成电路的测量。这个过程是教学的重点。在此，学生们看到了交流电和直流电的不同，交流电转化为直流的过程，这个过程就是整流。在此提出电子技术中的第一个知识点，半导体结构及半导体二极管的作用，使学生在看不到二极管的内部结构特征的情况下，一下子就看到二极管的应用过程。从使用的角度告诉学生二极管、电容的元件参数选择和代换方法。（这是职校学生应当认真掌握的内容），并可作为知识的拓展，讲一下”二极管的家族“。其他的内容是作为知识点提出来，在后续的课程中完成。通过”做“和”调“，学生总结出”二极管的单向导电性“和它的V-A关系。这样做，学生有”劲“，兴趣”高“，不仅掌握了知识，更重要的是制作了一个成品稳压电源，获得了成就感，增加了自信心。

(2)我们设计了一个分立元件构成的对讲门铃电路，它采用三级放大，第一级采用固定分压式偏压电路构成的基本放大电路，第二级采用电压并联负反馈放大电路，第三级采用OTL功率放大电路。这个课题是从学生对语言通话的好奇和关注度入手，印刷电路板由老师设计，学生们在老师的指导下进行分级安装和焊接，在“装“的过程中老师可以侧重对器件的介绍。安装完成后，首先是让电路要能够”传声“，使学生产生兴奋感和成就感。然后老师再进行低频小信号电压放大电路的分级讲解，晶体三极管的作用，性能和特征，静态工作点的作用，负反馈的作用，功率放大电路的特征。在知识学习中，为了让学生更加全面地了解三极管的特征，理论分析及电路的定性计算方法，在此通过示波器对电路波形进行测量，让学生真是的看到什么是”放大“。然后当把上偏置电阻去掉后，在无偏置的工作状态下，三极管又如何工作？在调试的过程和老师的演示中都能够充分展的展现出静态工作点设置的重要性。针对这个问题，过去学生很难理解三极管放大电路为什么要设置静态工作点？什么是交流电路？什么是直流电路？什么是负反馈？功率放大电路的作用等等问题在”做“的过程中一目了然了，学生通过”做“能够懂其理、悟其性。重要的是这个课题的设计，让学生收获了一个电子对讲门铃，是他从学习电子技术的困惑中走出来，可能自己的产品不是那么完美，但每个学生都非常高兴，其他专业的学生也十分羡慕，这更激发了学生的学习兴趣，取得了教学上的收获。其实这样的教学实例很多，我们把模拟电子技术和数字电子技术的理论知识都通过”先做后学“的电子实训模式进行一体化的教学课改。最后通过与传统的教学方法对比实试，其结果十分满意。

二、教学实训课题的设计

这是课改最难的一道题，面对教学大纲，教学内容，都是一章一章连续进行的过程，而先做产品就必须是一个全面的知识和技能的结合，所以在本次课改中，没有学到的元件怎样处理需要老师认真地取舍，对于新器件，可以粗讲也可作为黑匣子来用，会用就行，以后再讲，或者留为作业让学生上网查阅资料去学习，但是一个产品必须要与教学的内容相结合，为教学服务，还要有用，有用才有趣。“做“的产品又要遵循三个原则，一是有趣。有趣才能引发学生的学习热情。现在教科书上有很多例子，但都是为理论知识学习服务的，缺少一个“趣”，这对中职学生来说变成了“读死书”，形成了三难“老师教起来难，学生学不会难，学习方向不明确学习方法不正确更难”。要做到有趣，就必须跟生活相结合，在实际生活中找例子。模拟电路中，“有源功放的制作”非常适合于功率放大器的学习；“无线话筒”和“无线遥控”能够同振荡电路配合进行教学；“晶闸管技术应用”在电压调节和触摸开关中都能够很好进行结合；“声光控楼梯开关”在数字逻辑门电路中是一个很好的综合课题；“D触发器组成的电路在家用分级切换开关”很实用；“4017计数器”是一个万能电路，可以组成彩灯控制器等多种功能，并可以引导学生去创新和开发；“555”“4093”在数字电路中都是多用途的电路，能够展开学生飞翔的翅膀，让学生在“做”中体会“创新”的成果和喜悦，但是作为课题的设计还必须遵循一个原则，即难度不能太高，调试过程不能太难，否则电路设计中的缺陷和元件的离散性都会造成“产品”的不成功，这样会挫伤学生的兴趣，事与愿违，适得其反。其二是“有用”，每个实做的课题都能够是一个电子产品，而不是一个电子垃圾。我们现在有的实训教材是为练习而实训，“做”变成了一个过程，这样学生就缺乏兴趣，做的是一个“图”，做完后又成为了一个电子垃圾，所以“做”要为用服务，使学生通过“用”来产生兴趣。其三是“实用“，有用和实用并不矛盾，实用是有用的升级，是配合教学、完成教学内容后设计制作出最适合自己的产品，可以使知识的综合，技能的提升。把电子一体化教学在“有趣”、“有用”、“实用”的课题中得以融合，这就是职业教育中电子技术课应达到的最大目标，这样的教学是通过“做”去掌握电路的原理，了解电子元件的性能，完成教学的任务。反过来，电路理论知识在“做”中得到提高，一种电路多种功能，一个功能又可以由多个电路来完成，使学生从中学会思考，学会创新，敢于去创造。

三、教学方法的改革和创新

“先做后学”是教改。在这个改革的过程中，教学方法和教学手段也应创新和改革。在“做”前，有条件的话，应当是让学生进行电子线路仿真，先让课堂动起来，这时老师可少讲或不讲仿真让学生自己去摸索。在“做”中，要严格工艺要求，按照工厂生产的标准来要求学生。干净、整洁的环境，防静电的保护措施，规范的操作工艺都应做到一个“严”字，为今后学生走向岗位而培养一丝不苟的职业素养和敬业爱岗的职业精神。在“做”后要调试，要总结，“做”有成功也有失败，要通过总结来完善学生的学习，通过调试让学生掌握仪器仪表的使用，掌握电路的工作状态，工作波形，使学生看到的不是一块孤立的电路板，而是在仪器上闪烁着波形的具有生命力的包含着特定功能的产品。这个结果学生看到了，电路就读懂了，理论知识也就掌握了，甚至还会在“做”和“应用”中获得更多书本上没有的新知识。教学方法的改，重点是把知识的传授变成实训指导，作业改为总结，分析电路成为解决问题。