集成电路设计教程范文

导语：如何才能写好一篇集成电路设计教程，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

为了能更好地利用微课，高郊完成《电子线路课程设计》课堂教学，微课视频及学生参与微课的时间尽量不要超过10min，基于微课的课堂内教学活动设计过程如下。

1、微课的制作。(1)微课的时间最好不要超过3min，使学生可以利用课后的少量时间进行学习，从而有郊克服长时学习给学生带来的疲惫感。(2)微课内容要与所讲的知识点紧密结合，不同的知识点应分布在不同微课中，且越细越好，这样学生可以根据自身对知识点的掌握程度，有选择性地学习自己想学的知识。(3)微课的难度要适中，应充分考虑学生的兴趣，针对不同层次的学生制作相应的微课视频。微课最后要说明的问题，不要太多，可以围绕一个问题展开，但解决方案要有多种;难度要适中，不要太难也不能太简单，要有一定的前瞻性，因为太简单的问题不能引起学生讨论的兴趣，太难的问题会使大部分同学产生畏惧感，进而影晌同学们的参与程度。

2、围绕微课进行课堂教学活动设计。微课课堂教学活动的设计应从微课实施的环节来设计，包括分组、讨论、汇报等阶段，微课教学课堂活动各阶段设计的基本原则是让尽量多的学生参与到微课学习过程中。在设计分组时，可以采取就近分组方法，即相邻的3到6个人组成一组，并尽量考虑层次均匀搭配。对微课教学中小组讨论的设计要点是:就微课中提出的观点进行探讨时，讨论的时间要合适，小组讨论的时间一般为3到6min，因为有些小组会迅速得出讨论结果，而有些小组则很长时间得不出结果，这会使他们失去耐心、产生挫败感;且讨论时间过长，会浪费宝贵的课堂时间，影响教学任务的完成。在汇报阶段，可以采取辩论的形式汇报讨论结果，也可教师指定小组进行汇报，具体要教师根据学生课堂讨论情况，决定汇报形式。若是争议很大的问题，可以采取辩论的形式进行汇报;容易的问题，则可由教师指定汇报的小组。但千万不要总是采取辩论的形式汇报，这可能使参与意愿不高的同学永远置于学习之外。感觉讨论与自己无关，而不参与讨论过程。

3、坚持在每周利用微课针对某一知识点进行一次教学活动。刚开始，可能有部分同学参与意愿不强，这时一定要多鼓励。实验表明，比起仅仅通过讲、听和看，通过课堂讨论获取知识会更容易、信息量也更大。加入课堂讨论设计的课堂，将更有活力和激情，学习的效率也更高，坚持一段时间定会有意外收获。

二、结束语

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一、完善课程设置

合理设置课程体系和课程内容，是提高人才培养水平的关键。2009年，黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业制定了该专业的课程体系，经过这几年教学工作的开展与施行，发现仍存在一些不足之处，于是在2014年黑龙江大学开展的教学计划及人才培养方案的修订工作中进行了再次的改进和完善。首先，在课程设置与课时安排上进行适当的调整。对于部分课程调整其所开设的学期及课时安排，不同课程中内容重叠的章节或相关性较大的部分可进行适当删减或融合。如：在原来的课程设置中，“数字集成电路设计”课程与“CMOS模拟集成电路设计”课程分别设置在教学第六学期和第七学期。由于“数字集成电路设计”课程中是以门级电路设计为基础，所以学生在未进行模拟集成电路课程的讲授前，对于各种元器件的基本结构、特性、工作原理、基本参数、工艺和版图等这些基础知识都是一知半解，因此对门级电路的整体设计分析难以理解和掌握，会影响学生的学习热情及教学效果；而若在“数字集成电路设计”课程中添加入相关知识，与“CMOS模拟集成电路设计”课程中本应有的器件、工艺和版图的相关内容又会出现重叠。在调整后的课程设置中，先开设了“CMOS模拟集成电路设计”课程，将器件、工艺和版图的基础知识首先进行讲授，令学生对于各器件在电路中所起的作用及特性能够熟悉了解；在随后“数字集成电路设计”课程的学习中，对于应用各器件进行电路构建时会更加得心应手，达到较好的教学效果，同时也避免了内容重复讲授的问题。此外，这样的课程设置安排，将有利于本科生在“大学生集成电路设计大赛”的参与和竞争，避免因学期课程的设置问题，导致学生还未深入地接触学习相关的理论课程及实验课程，从而出现理论知识储备不足、实践操作不熟练等种种情况，致使影响到参赛过程的发挥。调整课程安排后，本科生通过秋季学期中基础理论知识的学习以及实践操作能力的锻炼，在参与春季大赛时能够确保拥有足够的理论知识和实践经验，具有较充足的参赛准备，通过团队合作较好地完成大赛的各项环节，赢取良好赛果，为学校、学院及个人争得荣誉，收获宝贵的参赛经验。其次，适当降低理论课难度，将教学重点放在掌握集成电路设计及分析方法上，而不是让复杂烦琐的公式推导削弱了学生的学习兴趣，让学生能够较好地理解和掌握集成电路设计的方法和流程。第三，在选择优秀国内外教材进行教学的同时，从科研前沿、新兴产品及技术、行业需求等方面提取教学内容，激发学生的学习兴趣，实时了解前沿动态，使学生能够积极主动地学习。

二、变革教学理念与模式

CDIO（构思、设计、实施、运行）理念，是目前国内外各高校开始提出的新型教育理念，将工程创新教育结合课程教学模式，旨在缓解高校人才培养模式与企业人才需求的冲突。在实际教学过程中，结合黑龙江大学集成电路设计与集成系统专业的“数模混合集成电路设计”课程，基于“逐次逼近型模数转换器（SARADC）”的课题项目开展教学内容，将各个独立分散的模拟或数字电路模块的设计进行有机串联，使之成为具有连贯性的课题实践内容。在教学周期内，以学生为主体、教师为引导的教学模式，令学生“做中学”，让学生有目的地将理论切实应用于实践中，完成“构思、设计、实践和验证”的整体流程，使学生系统地掌握集成电路全定制方案的具体实施方法及设计操作流程。同时，通过以小组为单位，进行团队合作，在组内或组间的相互交流与学习中，相互促进提高，培养学生善于思考、发现问题及解决问题的能力，锻炼学生团队工作的能力及创新能力，并可以通过对新结构、新想法进行不同程度奖励加分的形式以激发学生的积极性和创新力。此外，该门课程的考核形式也不同，不是通过以往的试卷笔试形式来确定学生得分，而是以毕业论文的撰写要求，令每一组提供一份完整翔实的数据报告，锻炼学生撰写论文、数据整理的能力，为接下来学期中的毕业设计打下一定的基础。而对于教师的要求，不仅要有扎实的理论基础还应具备丰富的实践经验，因此青年教师要不断提高专业能力和素质。可通过参加研讨会、专业讲座、企业实习、项目合作等途径分享和学习实践经验，同时还应定期邀请校外专家或专业工程师进行集成电路方面的专业座谈、学术交流、技术培训等，进行教学及实践的指导。

三、加强EDA实践教学

首先，根据企业的技术需求，引进目前使用的主流EDA工具软件，让学生在就业前就可以熟练掌握应用，将工程实际和实验教学紧密联系，积累经验的同时增加学生就业及继续深造的机会，为今后竞争打下良好的基础。2009—2015年，黑龙江大学先后引进数字集成电路设计平台Xilinx和FPGA实验箱、华大九天开发的全定制集成电路EDA设计工具Aether以及Synopsys公司的EDA设计工具等，最大可能地满足在校本科生和研究生的学习和科研。而面对目前学生人数众多但实验教学资源相对不足的情况，如果可以借助黑龙江大学的校园网进行网络集成电路设计平台的搭建，实现远程登录，则在一定程度上可以满足学生在课后进行自主学习的需要。其次，根据企业岗位的需求可合理安排EDA实践教学内容，适当增加实践课程的学时。如通过运算放大器、差分放大器、采样电路、比较器电路、DAC、逻辑门电路、有限状态机、分频器、数显键盘控制等各种类型电路模块的设计和仿真分析，令学生掌握数字、模拟、数模混合集成电路的设计方法及流程，在了解企业对于数字、模拟、数模混合集成电路设计以及版图设计等岗位要求的基础上，有针对性地进行模块课程的学习与实践操作的锻炼，使学生对于相关的EDA实践内容真正融会贯通，为今后就业做好充足的准备。第三，根据集成电路设计本科理论课程的教学内容，以各应用软件为基础，结合多媒体的教学方法，选取结合于理论课程内容的实例，制定和编写相应内容的实验课件及操作流程手册，如黑龙江大学的“CMOS模拟集成电路设计”和“数字集成电路设计”课程，都已制定了比较详尽的实践手册及实验内容课件；通过网络平台，使学生能够更加方便地分享教学资源并充分利用资源随时随地地学习。

四、搭建校企合作平台

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[关键词]： 设计理念教学模式工学结合

《会计电算化》课程设计以《教育部关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》（教职成[2011]12号）文件为指导，贯彻“教学做一体化，教研产一条龙”的教改总目标。

《会计电算化》课程遵循总体设计理念，课程具体设计过程中，深入企业进行岗位调研，明确职业岗位典型工作任务和业务流程，确定岗位知识、技能和素质要求，然后构建教学单元和教学情景框架，根据职业岗位工作任务和业务流程，进行课程教学内容的选取，转换行动领域至学习领域，设定学习情境。同时，考虑学生的学习基础和认知规律，合理序化教学内容，让学生按步骤、分任务地进行学习。为实现教学目标，教学过程以学生为主体，教师为主导，以能力培养为本位，采用教学做一体化教学模式，同时，综合考虑学生规模和特点、单元内容、教学条件等因素，尝试多种适合高职电算化课程的现代教学方法。为保证教学质量和促进学生学习，建立多主体、多形式、开放性、职业性，突出过程化考核的教学评价方式。保证课程教学条件要求并合理高效的利用、开发多种教学资源，通过多种现代化教学手段实现资源高度共享。扩大学生的知识面并培养学生的自学能力，为学生的探究性学习和自主学习的开展提供有效的文献或信息资料。实现学业和就业的零距离，全方位提升学生职业能力。

这一教学模式应该在以下方面进行创新：

1以实际工作过程为主线组织教学

《会计电算化》课程的灵魂和核心就是总账日常业务处理流程，而流程又不是固定不变的，同一业务类型企业也有不同的处理流程，如何设置更合理、企业更适用的业务流程来指导教学很关键。所以我们应该以近三年人才市场、企业、毕业生回访等不同调查形式，掌握了企业实际工作的内容、流程，并以此为教学内容和教学组织顺序，将割裂的各种类型的企业，融于实际工作需求中，既突出了知识的应用性，同时，让学生对企业实际应用的整体框架有了更清晰的思路。

2以实际工作内容设置项目、单元、任务

课程内容的选取是依据工作流程和职业岗位典型工作任务，根据出纳和总账会计、报表会计岗位的典型工作任务，即初始化、日常业务处理、期末业务处理、报表业务处理的工作任务和流程，来确定总账和报表模块内容的学习项目和学习性工作任务。

根据企业调研，一些企业对会计核算岗位还需一些其他核算要求，所以应该开设工资系统等功能模块。工资系统、固定资产系统、应收款系统和应付款系统的内容是依据各岗位工作任务和业务操作流程选取的。各业务模块工作流程图如下：

3以工学结合为原则组织教学

为突出课程实践操作性较强的特点，努力提高课程实践的亲历性，力求教学实践与实际工作的零距离对接，实现工学结合。应该安排如下实训环节：

（1）社会调查：社会调查贯穿于课程始终，从开设课程初始的教学内容、岗位职责、工作过程的整体调查，到每个项目的个别调查，再到最后的成果调查，教师和学生走进企业，感知企业的真实工作环境和氛围，提高学习针对性。

（2）项目实训：在对每个项目社会调查后，均安排对应项目的校内实训，实训案例来自学生整理的社会调查的企业真实资料，让学生在校内就能完成企业工作，是学生也是企业员工。

（3）阶段性实习：几个项目教学结束后，应该安排学生真正深入校外实训基地企业，进行为期一周的阶段性实习，真实的感受企业工作过程。

（4）综合实训、顶岗实习：课程结束后，在第六学期应该安排综合实训和顶岗实习任务，成为一名真正意义的企业员工。

（5）课外教学：不定期邀请外聘兼职教师和校外实训基地企业人员对学生和教师进行业务培训和行业动态讲座，时刻明确为了适应企业需求，现在应该做什么，做到什么程度。

（6）教材的选择：采用校企合作开发的教材。

4教、学、做一体化、教、研、产一条龙

在课程教学中我们应以老师为主体的灌输式教学，转变为以学生为主体的工作导向式教学，在开始每次任务之前，均布置给学生社会调查该任务企业应用情况的工作，让学生根据自我调查流程结果，分组讨论，选出最优化的流程，并说明原因，然后根据选出的优化流程利用软件操作完成案例业务处理任务，对于很多企业经常出现的疑难问题，也就是我们的知识要点和难点，巧妙设定陷阱案例，让学生通过案例实训操作自行总结，增强学生解决实际问题的能力，提高实际工作岗位的适应力。从而将教、学、做有机地结合，突出教学的职业性、实践性特点。

此外，任课教师在完成基本授课任务之余，均应走进企业调研、项目实施，并适时把调研实施结果撰写相关论文，进行课题研究，提高了授课效果的同时，帮助企业解决疑难问题。

5注重对学生职业能力的培养

在对企业多方面调研后，总结出企业对本专业人才的需求标准和能力要求。教学过程中，重视对学生社会适应能力、行业通用能力、专业核心能力、岗位专用能力的培养，把企业能力、素质需求明细划分到本课程每个项目、单元、任务，进行细化培养、考核。

6密切关注行业发展动态，服务区域经济

在教学中我们应密切关注企业流程、业务类型和会计准则、ERP软件的更新和最新动态，及时对课程教学内容进行更新，并与石家庄财政局、会计师协会、用友和金蝶河北分公司、冠瑞恩财务咨询有限公司等相关政府、企业部门建立了积极的联系，及时跟进其对石家庄各单位{查工作的开展，实时体现在课程教学中，以保证教学内容实时反映石家庄实际工作的变化。

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关键词：教学改革；人才培养方案；教学内容；教学方法；教学手段；学时压缩

“电路”是我校各电类专业的专业基础课。2014年8月起，我校实施新的人才培养方案以后，对电类和非电类专业开设的“电路”课程统一规定学时为44学时。新形势下，重新进行课程教学设计，探索新的教学方法、教学手段，帮助学员掌握学习方法，是我们面临的首要课题。通过一学期的实践，我们初步总结出与学时压缩相适应的内容整合、教学方法、教学手段和有效的学习方法。

1 内容整合

针对“电路”课程课时压缩且不分电类和非电类专业、统一定为44学时的情况，我们对“电路”课程的内容进行了优化整合（这个工作已完成，见“电路课程标准”）。在对课程理论体系、电类和非电类专业设置以及学员层次三者的特点，强调保留基本概念、基本原理、基本方法，删减了非正弦周期电流电路、二端口网络、电路方程的矩形形式。在教材方面，我们仍然采用西安交通大学邱关源教员主编的适用于电专业的《电路》，其目的有二：一是要求学员掌握比较扎实的基本电路理论知识；二是对于基础较好学有余力的学员，能够通过自学了解到较全面的电路理论体系，较好地适应相应专业的较高要求。

2 教学方法

在教学观念上，重视学员在教学活动中的主体地位，充分调动学员学习的积极性、主动性和创造性；在教学方法上，采用“以学员为主体，以教员为主导，以问题为中心”的教学模式。在教学过程中，更多应用启发教学，注重基础、理论与实践，及多学科知识间的联系、渗透。力求做到简明扼要，突出重点，提高学员分析电路和应用知识的能力。课后，除作业外布置思考题，培养学员的自学能力，使他们在学习中不仅掌握学习内容，而且掌握学习方法，为今后的进一步发展打下基础。

2.1 “授之以渔”

教学员“会学”，使学员由“学会”变为“会学”，并终生受用。我们做过调查，在学习“电路”这门课程是我院多数学员有一大特点：课堂上基本能听懂，课后却无法独立完成作业，即“听得懂，不会做”的现象。究其实质，问题就在于学员不“会学”，只是停留在理解了教员讲授的内容这个层面，还没有达到“会学”的境界。在电路课程教学过程中我们采用了如下的做法：首先，要求学员了解基本概念，同时引导学员通过抠条件、挖关键词深化对概念的理解。例如在电路中非常重要的概念“等效”，其条件有二：一是端口电压电流关系保持不变；二是对外等效，对内一般不等效。不管是直流电路还是正弦交流电路，这一概念的含义始终不变，其实质也就是它的条件，明确它的实质，就可以正确的应用等效的概念进行电路图的变换求解电路。对于电路的一般分析方法和定理，注重推导过程和证明过程，让学员在推导和证明的过程中理解其实质，搞清“如何过渡的”，“为什么要这样”，“如有不同原因在哪里”。熟悉电路的一般解题思路，对具体的电路，有哪些方法，这些方法有哪些缺点，哪一种方法更适合，原因是什么。采用这样的方式引导学员使学员逐步从“学会”走向“会学”。

2.2 以学员为主体

强调学员以自学为主，自己掌握学习进度，学习中进行自我评价。在教学过程中，更多应用启发式教学，提供学员独立思考问题的机会。在电路教学过程中，应以“内容――例题――例题”的组织框架结构为好，再次重点说一下为什么要两个例题。第一个例题，启发学员对所学知识的应用能力；第二个例题（增加难度），由学员自主独立思考，独立解决问题，更重要的是自我评价，评价自己掌握知识的程度和应用技能的能力。

如果学员自觉运用质量标准评价自己，那么这种评价就会转化为激励学员学号课程的动力。

2.3 以教员为主导

教员在教学过程中起引导、指导、帮带的作用。在教学过程中，教员事先确定每一次教学活动的任务、目标及质量标准，让学员有的放矢；由问题引出任务，指导学员应用前面所学的知识找出完成任务、达到目标的方法和途径；引导学员正确地评价自己，针对学员的状态提出新的认知目标。

2.4 以问题为中心

采用“以问题引问题”的形式激发学员的求知欲，调动学员学习的积极性：通过分析现实生活常见的问题引出教学内容；针对教学中的知识点以及难点，以问题的形式提出，让学员独立思考；对于知识的应用，以问题的形式引导学员学习正确地加以分析，掌握解题思路。例如，在学习戴维南定理时我们是这样引入的：“学习了支路电流法、网孔电流法、节点电压法之后，所有的支路都可以确定；但如果只分析一条支路，以上方法所列的方程较多；显得过于繁琐。如何解决这一问题呢？本次课要讲的戴维南定理就特别适用于只分析一条支路。”以问题引问题，知识点自然地过渡，整门课程的内容也就有机地联系在一起了。

3 教学手段

方法与手段紧密配合可以有效地提高教学效果，所以要选择对感官刺激产生最佳效果的教学手段，重视先进教学技术手段与传统教学方法手段的结合运用，力求在最少课时前提下让学员更多、更好地掌握相关的知识和技术获得尽可能高的教学效率，提高课程教学时效比。根据电路课程理论性较强的特点，在现有的教学条件下，主要采用传统的“黑板+粉笔”和“计算机+大屏幕”相结合的教学手段，使学员既对电路图有一个接受和分析的过程，又可以使教学信息量更大，教学内容更加形象直观，表达方式更加丰富多彩。“电路”课的教学目的是通过对基本概念、基本定理、基本方法的学习，最终具有分析计算电路的能力，因此电路图在课程中无处不在。为了提高学员的电路分析能力，在制作课件时，我们将所有的电路图画得很大、很醒目，教员的分析过程通过教鞭的“游走”展示得淋漓尽致，完美的课件促进了教学效果的提高。

4 学习方法

“电路”课能否学好，不仅取决于教员的“教”，更取决于学员的“学”。为此，教学中我们注意向学员介绍一些学习方法，强调课前预习、课后复习，课堂注意力重点放在认真听讲上。

4.1 课前预习，课堂记笔记，提高听课效率

课前应完成相应内容的预习，做好充分的准备，带着疑难问题和渴求的心情来听课，这样才能收益最大。在听课过程中，听和思考是第一位的，要在努力听懂和积极思考的基础上做好笔记。笔记应做到摘其要点，简洁记录。重要的内容，教员会写在黑板上或通过投影仪呈现出来，并留出一定的时间，提醒你记录。如果听不懂，无法跟上教员的进度时，不要惊慌，应该努力记好笔记，并在课后尽快地寻求负担教员和其他同学的帮助。在听课的过程中和讲课快结束时，教员通常会询问学员有没有问题。此时，学员应该把想问的问题尤其是在自学和听讲中没有理解的问题，赶快提出来。

4.2 制定一个符合自己的实际的学习计划和学习目标

不同的人的学习基础和学习能力是有差异的。这就要求学员正确认识和估价自己，充分估计学习中可能出现的困难。只有正确地评价和认识自己，客观地设定自己的期望值，才不至于因达不到过高目标而失去学习信心。在新的人才培养方案中，所要求掌握的都是基本内容，不强调解题技巧。因而对于绝大多数学员来说，只要循序渐进地达到自己所设定的目标最终是完全可以学好的。

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一、职业学校课程教学资源建设现况

近年来，为了适应教育信息化改革的步伐，适应学生自主学习、实现教学资源共享和提高职业学校的教学效率，各个职业学校积极开展课程资源建设，同时建成了不少精品课程和各类专业的网络课程。但是当前职业学校的课程资源还存在许多问题:第一，课程资源没有以学生为学习主体，课程资源学生利用率非常低;第二，课程资源仅是课件、动画、图片及习题的简单拼凑，内容杂乱无序，缺乏教学资源建设的系统性;第三，电子教材、教学视频及相关教学资料容量较大，学生阅读、下载非常不方便;第四，课程资源仅是电子资料的堆砌，缺乏师生，生生之间的互动。

二、微课的相关概念及特点

职业学校的微课是指按照专业的课程标准和技能实训实践的要求，以视频为主要媒介，记录教师在课堂内绕某个知识点而展开的教学或实践活动。微课主要包含两层含义，时间之“微”和传授知识量之“微”。微课主要是以某个知识点为基本教学模块来设计和组织教育教学活动。微课的核心是短小精炼的课堂教学视频，同时还包括与知识点相关的课程设计、课件材料、教学思考、测试练习及学生评价、教师评价等辅教学与课程资源。因此，微课既与传统意义上的教学资源不一样，又是在教学设计、教学课件、教学课例、教学反思等教学资源其基础上建设和发展起来的一种新型课程教学资源，其主要操作技能流程进行更全面的分解和细化，也让学生对于操作要求和操作流程把握更加准确和更加到位。

三、“电工技术基础与技能”课程及其特点

“电工技术基础与技能”课程是职业教育机电专业学生必修的专业基础课，通过这门电工技术基础与技能课程的学习，使学生能够认识电工实训室、了解安全用电与触电急救，电气火灾的防范及扑救，供电用电与节约用电，常用电工工具的使用，常用电工材料的选择与导线的连接，电压、电流、功率的测量，电阻的测量，基尔霍夫定律的验证，电容、电感的识别，单相交流电的测量，单相交流电路的测量，三相交流电的测量，基本照明电路的安装和家用配电板的安装等工作任务。然而，在电工技术基础与技能课程的教学过程中，还存在一些问题:第一，由于电工实训设备较少，教学过程中不得不进行分批，分组进行，教学效率低下;第二，理论内容比较抽象，让学生理解比较困难;第三，现在的电工技术发展非常快，学校的教学设备也很难与时俱进，无法跟上行业发展的速度，造成学生学习的技能与行业需求脱节。四、基于微课“电工技术基础与技能”课程教学资源库建设基于微课的“电工技术基础与技能”课程教学资源建设，将充分利用信息技术将课程资源进行模块化方式进行设计，将教学重点、实践操作步骤和习题解答录制成微课，让学生通过网络能够全面了解“电工技术基础与技能”课程的理论知识和操作技能。

(一)全面系统地进行课程分析。为了让“电工技术基础与技能”课程教学资源真正服务于学生，并适合学生学习和教学内容符合企业需要，组成由企业专家、课程专家和信息技术工程师的团队对课程进行分析。从企业对技术技能人才知能的要求出发，使得电工技术基础与技能课程能够更加贴近实践的要求，贴近岗位的需求，并根据专业理论和实训教学分成不同层级，让学生根据需要进行不同层级的选择性自主学习，为学生提供专业课程个性化的学习平台。

(二)科学合理地分解教学内容。为了让每一个微课和其他微课之间符合学习规律和教学规律，为了体现微课短小、精炼和高效的特点，需要对理论知识按一定的规律进行细化，也请教育专家按学生的对理论教学和实训教学的内容进行分解和细化，并针对一些难点和重点提出教学设计和教学方法建议;针对相关的实践操作进行了分析和研讨，确定该微课要突出的步骤和细节，给微课的录制提出相应的要求。

(三)高质高效的微课录像与制作。根据教学设计，认真做好相关主题的课件、案例、习题等辅助素材，然后采取现场录像，以显示教育教学的真实性和可靠性。同时，为保障视频的质量，可要请摄像专业的教师加入微课课程资源建设团队，使得视频录制高质有效，以便于学生认真学习和后期推广。

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关键词：电路；MATLAB；教学改革；仿真设计

作者简介：谢迎娟（1976-），女，江苏常州人，河海大学物联网工程学院，讲师；邓立华（1977-），女，江西宜春人，河海大学物联网工程学院，讲师。（江苏 常州 213022）

基金项目：本文系河海大学常州校区2013年教育教学改革项目的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0073-03

“电路”是电类各专业重要的基础课，在专业培养中起着重要作用，课程本身也有着广阔的工程实践背景。“电路”课程的教学重点是电路的基本理论知识和各种分析方法，理解概念和方法的推导过程，但由于分析结果要进行大量的矩阵运算、数值计算和绘图，既不容易求解又容易出错，有时甚至得不到解析解，[1]用FORTRAN、C等语言分析电路，计算问题又转化成复杂的编程问题，对于不具备编程能力的低年级学生来说，仍难以获得计算结果，[2]计算问题成为了学生学习的障碍。很多学生因为求解不出结果，导致对理论不能理解，影响了课程的学习效果，造成了理论与实际的脱节。

在教学中引入仿真技术，可以帮助学生解决计算、绘图等问题，让学生把注意力放到对基本概念和各种分析方法的理解与掌握上，克服理论教学的抽象性。用具体、直接、生动的仿真结果来演示电路分析过程、比较各种分析方法的特点以及电路的特性和技术指标，不仅可以改善教师的教学手段，提高学生的学习兴趣，同时也可以在电路分析过程中帮助学生掌握工具软件，为后续的课程学习和工程实践打下基础。国内外高校和一些优秀教材都把电路的仿真分析作为不可或缺的教学内容，[3-5]仿真软件的应用已成为教学研究与工程应用不可缺少的助手，也是未来电路教学的必然趋势。

常用的电路分析仿真工具有PSpecie、MATLAB、EWB、Multisim、Protel、OrCAD等，[6]这也是工程实践中经常使用的工具软件。本文结合教学实践，重点介绍了MATLAB在电路教学中的具体应用。

一、MATLAB命令输入法的教学应用

MATLAB拥有高效的数值计算、符号计算以及完备的图形处理功能，学生可以根据电路理论列写方程，而将计算、求解和作图交由计算机来处理，同时还可以编制友好的分析界面或建立模型，实现自由探索性的研究。[7]

动态电路的分析包括对一阶电路、二阶电路、状态方程等问题的分析，因为涉及微分方程的建立和求解以及绘图，一直是学生学习的难点。采用MATLAB命令输入法进行计算，命令简单，容易实现，几个简单的命令就可以将学生从繁琐的数学计算中解脱出来，迅速完成作业中的计算和绘图。动态电路的求解可以采用以下三种方法：一是根据电路理论列些方程，然后计算；二是用dsolve函数求解微分方程；三是写成状态方程的形式，用数值计算法（龙格―库塔法）求解。

根据电路理论，因为，所以放电过程是非振荡的。

按照前面介绍的三种求解方法，该二阶电路的求解结果为：

第一种方法：根据电路理论，该电路的特征根为：，为不等实根。因此，根据电路公式，可以计算出电容电压、电感电流和电感电压分别为：

可以看到参数变化对电路响应结果的影响。与命令输入方法观察到的电路特性是完全一样的。

三、Simulink仿真教学设计

Simulink是MATLAB中的重要模型功能，可以实现系统动态数学模型建模和仿真分析，具有可视化、模块化的特点。[8]模型建好后，可以实时改变模块参数，研究不同参数对系统的影响，整个过程形象、直观、交互性强。利用MATLAB/Simulink提供的基本模块，创建用于电路分析的模块，在课堂教学中进行建模和演示，成为增强启发式、互动式的教学手段，也作为课后自由探索性实验，促进学生的研究和创新意识。

单相和三相正弦交流电路一直是电路教学中的重点与难点，对复数运算的不理解和不熟悉导致学生难以理解正弦电路的基本概念。简化正弦电路的计算，让学生专注于理论和分析方法的学习是该部分教学内容的难点。在教学实践中，采用MATLAB来进行复数运算，简化了计算复杂度，也可以在GUI界面中修改参数或进行Simulink仿真，实时观察参数变化对波形变化的影响。图5（a）是一个采用Simulink设计的正弦交流电路，测量电路的有功功率、无功功率、复功率和功率因数等参数的仿真模型。

设置电路的参数为：频率为50Hz，电压有效值为220V，RL串联支路：，RC串联支路：

。在Simulation/Configuration Parameter中将Stop time设为0.1s（5个周期），求解方式设为Variable-step（变步长），ode23tb求解器。在powergui中可以计算出电路中u的有效值为220V，相位0°，i的有效值为1.537A，相位-23.51°。由此可以根据电路定理计算出电路的复功率为。图5（a）电路的仿真运行结果与理论值一致，有功功率和无功功率的结果可以用Active & Reactive Power模块测得。另外，也可以根据功率公式和自定义测量模块组合测得。可以将自定义测量模块组合创建成子模块如图5（b）所示，作为新的模块应用在其他仿真电路中。

四、结束语

本文介绍了MATLAB在电路教学中的一些具体设计与应用，其M文件命令、GUI设计、Simulink仿真在电路教学中应用方法灵活多变、形式多样。由此设计了一套“MATLAB电路教学仿真平台”，用于课堂教学演示，以供学生课后自由研究，从而弥补传统教学模式中的不足，使其成为更新教学观念、完善教学手段的新模式。利用仿真技术，可以在课堂上和课下创建一种探索式、讨论式、参与式的教学方法，充分调动学生学习的积极性，提高学生的综合实践创新能力，为后续课程的学习和解决实际问题打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]蔺红，陈洁.Matlab在电路理论分析中的应用[J].计算机应用与软件，2007，（3）：106-107.

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[6]王群，耿云玲.电路教学中常用的分析和仿真软件[J].高教论坛，2009，（10）：50-54.

篇7

（上海理工大学上海医疗器械高等专科学校 上海 200093）

摘要：精心设计、准确把握教学载体，是顺利完成实践教学的重要前提，是高职教育教学目标成败的关键。以实践教学载体的设计为出发点，通过对“电路基础”课程教学目标的分析，可以设计出突出能力本位的实验、实训项目，同时把EDA教学和网络教学贯穿于教学过程之中。教学实践证明，该方案具有鲜明的时代特征，符合教学的基本规律，有助于实现预期的教学目标。

关键词 ：电路基础；实践教学载体；职业核心能力；EDA教学；网络教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）07-0103-04

实践教学、能力本位是培养学生职业行为能力和创新能力的切入点，是培养学生实践能力的有效途径和手段。实践教学的宽泛性和立体性使其在培养学生创新能力中具有其他教学环节不可替代的作用，没有实践能力，创新能力不可能得到发展。通过构建多渠道的实践教学体系，加强实践教学的质量监控和评估，坚持“实践教学一条线”的思想，多渠道培养学生的创新精神和实践能力，是高职教育区别于普通高等教育的重要特征之一，是高职教育成败的关键。

高职实践教学载体的研究思路

实践教学载体是储存、携带实践教学信息的载体，是教师针对一定的教学目标，在相应的教学策略指导下，为完成实践教学任务而设计、编制的教学内容的组合形式和形态。教学载体的合理设计和顺利实施，对提高学生的认知能力和创造能力、提高实践教学的质量和效果起着至关重要的作用。通过教师对教学目标、教学内容和教学方法的深层次、多视角、全方位的立体把握，可以设计出高效精湛、丰富多彩、寓教于乐的实践教学载体，该教学载体的实施以最大限度调动学生产生最佳的认知反应、激发学生的学习和创造热情为根本目标。

“电路基础”课程是我校医用电子仪器与维护专业与医用治疗设备应用技术专业的专业核心基础课程。多年来，通过对“电路基础”课程实践教学载体的研究和设计，顺利完成了课程实践教学目标，使学生更好地掌握了电路的基本概念、原理和基本规律，提高了学生在医用电子产品的生产、调试、维修过程中发现问题、分析和解决问题的初步职业能力。“电路基础”课程实践教学载体的研究思路如下。

第一，准确定位。通过对“电路基础”课程教学内容和教学目标的深层次、多视角、全方位的立体剖析，突出专业基础课程“培养学生基本能力”的准确定位，总结、提炼和概括出能够涵盖教学任务的知识点和技能要求。

第二，精准设计。通过对教学任务和目标的分析和整理，设计出符合教学规律、与学生身心发展特点相适应、适于学生理解和接受、有利于培养和提高学生学习热情和创造力的实践教学载体，并能够贯穿于整个实践教学活动。

第三，反馈考评。建立科学、完善的跟踪、反馈和评价体系，可以有效评价实践教学载体的有效性，保证教学活动的顺利实施和教学效果；同时，可进一步促进教学目标和任务的准确定位，凝练实践教学的特色。

实践教学目标的分析与定位

教学内容的选择，以培养学生的基本能力和基本专业素质为目标，以重视基础、突出重点、够用为度，以能力本位为原则，以有利于实践教学载体设计的准确定位为落脚点。

对电路教学内容的精心梳理、归类、筛选和整合，总结、提炼出能够培养学生的基本能力和基本素质的三维立体知识结构网络，立足于三个坐标——专业能力、方法能力和社会能力，三管齐下集中锻炼、提高学生的职业核心能力，为进一步学习电路理论、后续课程及参加实际工作积累必要的电路知识和基本技能。

实践教学载体设计应首先注重培养、提高学生的专业能力 一门课程能够独立存在，是因为具有特殊的知识系统，即在知识的范畴、结构、内容、方法、组织及理论的历史发展方面有其自身的独到之处。通过对“电路基础”课程的分析，精准概括、总结了完成课程教学目标所需掌握的4个模块以及对应知识点，这也是培养、提高学生专业能力所需的教学实践载体和典型工作任务设计的重要依据，如表1所示。

将方法能力培养贯穿于专业能力培养和提高的过程中 方法能力是指独立获取新的专业知识和技能的能力以及独立完成复杂任务的能力，教学实践载体设计要涵盖、兼顾两种基本能力的培养要求，两种能力的培养相辅相成、不可分割。“电路基础”课程的方法能力包括职业特定能力、行业通用能力和职业核心能力三个层次，如表2所示。

将社会能力融入专业能力和方法能力的培养过程中 社会能力是指在社会工作、学习中与他人交往联系及合作的能力。社会能力既是基本生存能力，又是基本发展能力，是劳动者在职业活动中，特别是在开放的社会生活中必须具备的基本素质。实践教学载体设计所兼顾的社会能力培养，特指限于电类相关专业领域的狭义的社会能力培养要求，如表3所示。

实践教学载体的设计

实践教学载体设计的基本方法，是把教学活动的主要场所从传统的教室转移到实验实训基地，把学习过程通过实践环节逐步展开，实践教学任务的实施和考核贯穿全部教学活动。

通过精心设计的实践载体，完成课程教学体系中的一个个“任务”，即通过给学生设定明确的学习目标，学生按照步骤操作，分解任务涉及的具体知识点，一步一步完成学习任务。载体设计应突出强调基本的方法能力培养，注重培养学生分析、调试基本电路及初步的故障处理能力，增加EDA教学和网络教学的环节和比重。

开发出适应于工作过程导向和项目化教学的高质量的实验、实训项目 电路基础理论的掌握，是通过精心设计的实验实训项目，由浅入深、由表及里、从简单到复杂的过程。要将行业的岗位标准、技能要求以及新知识、新技术、新工艺融入课程教学之中，开发出体现岗位技能要求、促进学生实践操作能力养成的验证型、综合设计型和创新研究型实训项目。实验实训项目的载体，主要在实验箱、通用电路板上进行，适当借助电脑仿真软件。知识、能力的传授和提高，改变了传统的干巴巴枯燥的说教，通过置身于真实的实训环境中，通过所见即所得的项目化教学，现身说法，由基本的验证性实验到综合设计性、研究创新性实验，逐步展开和深入。为保证有效的教学学时，应主要针对电路的基本概念、基本原理和基本分析方法重点分析掌握，可删除一些不适用于高职学生的繁琐的公式证明和求证及偏重于理论的纯技巧性练习。此外，我们淘汰了传统的模块化实验结构的实验台（箱），采用了自行设计、开发的实验装置。新的实验装置包括电源区、元件区和自由布线区，采用了灵活可靠的手动IC卡座、丰富的各种类型的基本元件和多种外部接口，以方便连接外部仪器，可以在实验箱上灵活、自由地搭接各种电路，有利于锻炼学生的自主性和创新设计能力。经过验证的实验（实训）项目也可以把电路移植、焊接到通用电路板上，通过布局、焊接、调试等环节，进一步锻炼、提高学生的综合能力。

将电路仿真软件引入实践教学项目中 EDA（Electronic Design Automation）的引入是“电路基础”课程实践教学的一个重要组成部分，EDA的使用是电子设计人才高端化的重要标志之一。课程引入了流行的EWB（Electronics Workbench）软件，该软件几乎能对“电路基础”课程中所有的基本定律进行仿真及演示，并且具有操作方便、简单易学、元器件种类齐全、分析方法多等优点，非常适合电子类课程的教学和实验，可为后续Protel等课程的学习奠定良好的基础。同时，可以通过EWB软件高效快速地完成一些来不及在实验箱上完成的项目，完成一些对实验条件要求比较苛刻的实验，有效解决效益和资源的矛盾。比如电路实验中的三相交流电路，电压高达380V，这类实验项目对实验设备以及参加实验学生的安全责任意识和安全实验能力有更高的要求；还有一些实验对实验的精度要求很高，配套试验设备的资金投入大并且利用效率不高。由于这类实验不具有代表性和通用性，使用EDA仿真完成这类实验，具有得天独厚的优势。

将网络教学的方法和手段引入课程教学中 使用网络教学手段包括使用局域网络和广域网络（Internet）。局域网络主要使用在EDA教学中，通过教师机（主控机）对终端发指令组织教学、演示并和学生通过网络互动；广域网络即使用Internet网络，通过网络通知、资源共享、布置提交作业和组织答疑等。使用广域网络教学的一个重要特征是将课程教学从课上拓展、延伸到课外，是课程教学的重要补充，使得教学活动更加完善和丰富。网络教学改变了传统刻板的说教和“填鸭式”教学，采用形象生动直观的多媒体影音、视频、flash和PPT资料，以科普知识的形式导入基本概念和规律，将复杂的问题简单化，抽象的问题形象化，在轻松愉悦和喜闻乐见的氛围中将学生带入奥妙的电路原理中，同时引导学生通过动手实践，加深对理论知识的掌握和理解。教学环境是在有实验台、实验仪器、互联网络和多媒体的现代化的实验室，这样的环境有良好的条件，可随时验证新认识的电路理论中的概念和方法，有利于发挥学生的自主创造性和想象力。在使用网络的教学活动过程中，学生是主角，教师是辅助，是教学活动的主持人；教师的任务是通过多媒体资料的展示，提出问题和任务，让学生明确学习目标，然后引导和激发学生全身心参与教学活动。在教学过程中应随时注意控制和调整教学的进度和方向，根据学生的表现因材施教，对学生的学习效果进行评估，指导学生在专业学习和技术训练的过程中全面提高综合能力，充分实现教师引导下学生自主探索、自发学习的理想教学目标。

教学信息反馈和教学质量评价

控制论的创始人维纳说：“任何有效行为必须由某种反馈过程来提供信息，看是否达到预定目标”。建立完善的教学信息反馈和质量评价体系，可以有效促进课程建设的准确定位，理清实践教学改革的思路和指导思想，凝练课程教学的特色。

教学信息的反馈 通过教学主管部门在学生中选出代表，召开关于课程建设的座谈会，从侧面了解、征询学生对教学活动的要求和教改意见，并实时反馈给参与教改的任课教师。在每学期一次的学生代表座谈会上，学生在轻松活跃的气氛中，围绕教学改革、课程教学的实效性、教学管理、教师人格魅力、课程教学内容、教学手段，以及学生如何端正学习态度、转变学习观念等方面踊跃发言，献言献策。通过这种近距离的有效沟通，教师和学生可从教与学的角度进行充分交流，形成一定的共识。

开展教学效果的问卷调查 问卷包括课程的教学形式、教学内容、教学方法和教学效果，还包括课程教学内容的取舍、所用教材、教学资源、教学活动安排、师生教与学的情况，以及作业答疑、复习考试、实验实训、教学支持技术平台等情况，既围绕教师的教学行为，也关注学生的学习习惯。通过调查，可以比较全面、客观地了解学生对教学的感受，如教学的有效性如何、限制教学有效性的原因等，也可向广大学生征求推进有效教学的意见，如怎样的教学更能取得实效、教师最关键的素质是什么等等。通过问卷调查，可加强教师和学生之间的交流沟通，了解课程计划和实际达到的效果与预期效果之间的差距，总结课程教学的得与失，查缺补漏，不断改进、逐步凝练课程教学的特色，保证课程建设的准确定位。

教学实践的成果及效果

2010年底，在中央和地方财政的大力支持下，我校建成了国家级电子实训基地；通过与江苏绿杨电子集团合作，开发、研制了集实训、实验、设计和仿真为一体的多功能集成电子电路实验实训平台；同时，还合作开发、设计了能完成基础电路实验，并且能自由搭配、自行设计、自由定制的通用电路基础实验箱。

此外，通过多年的教学实践，围绕教学目标，设计了一套系统、完整的教学质量评估、评测体系。对近年来参加教学实验改革学生的跟踪、调查和考评结果的统计分析表明，学生的动手能力、理论水平和综合能力均得到明显改善，达到了课程教学的预期效果。

教学实践的效果和总结表明：教学载体的设计要充分尊重学生的学习兴趣和学习规律，结合课程的性质和能力目标，准确分类，精确把握，遵循由浅入深，从简单到复杂，由验证、设计到创新的教学规律。同时在实践教学中，适时引入EDA教学和网络教学手段，激发学生的学习兴趣和学习热情，可以大大提高教学的质量和效果。教学成功的最终评价标准是学生的学习兴趣和综合职业能力的提高。

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篇8

关键词： 电路实验 综合性 设计性 教学方法 设计原则 考核方式

1.引言

电路实验是自动化专业一门重要的实践教学课程，该课程的教学是自动化专业教学的重要组成部分，全国各高校现有的电路实验课程的实验项目主要以演示性和验证性实验为主，学生学习的主动性不够，自学能力和动手能力的培养无法实现，因此很有必要对现有的实验项目和实验内容进行修改，增加一定数量的综合性实验和设计性实验，并对现有实验的内容进行必要的修改，以适应新时期的实验教学要求，不断提高学生的自学能力和实践动手能力，使学生经历发现问题，研究问题，解决问题的学习过程，具备工科学生必备的科学素养。

2.综合性、设计性电路实验的教学目的和意义

演示实验和验证性实验能让学生加深课程内容的理解，并使学生对于所学理论知识和科学实践相结合有初步的认识；而综合性实验和设计性实验则可以锻炼和提高学生综合运用所学专业知识进行实际电路设计的能力。综合性实验是用3个以上相对独立的知识点完成实验题目的实验，要求能考查学生对多个知识点的掌握程度，多个知识点可以是某一章的内容，也可以是跨多章的内容，但一般都有一定的关联性。设计性实验是由教师给题目或者学生自己确定题目，教师只指出实验目的和要求，由学生自己设计实验步骤完成的实验，考查学生根据现有事要条件和已掌握的专业知识对实验电路、实验方法、实验内容、实验过程、实验方法等方面进行设计的能力，培养学生的科学素养，为今后的学习和工作打好基础。合性和设计性实验是实验教学内容不可缺少的类型，是培养学生综合运用知识能力和创新精神与实践能力的重要实践环节，是培养应用型人才提高教学质量的重要手段。

3.综合性、设计性电路实验的教学方法

3.1选择教学方法的原则。教学方法是为实现既定的教学任务，师生共同活动的方式、手段、办法的总称。教学方法从教师创造性地指导学生通过探索、发现“新知”的意义上说，也是一种科学方法。它是教师施教和学生学习知识、技能，使身心发展而共同活动的方法，因此把教学方法只看作是教师施教活动的方法是片面的。教学方法应是施教、受教双方活动的方法。研究教学方法对指导教师的教和学生的学是必要的，良好的教学方法可以提高教学效率，但任何方法的选择、运用都必须根据各方面条件和实际情况。在实际工作中至关重要的是如何依据不同情况，从众多的教学方法中进行较合理、优化的选择。教学方法的选择标准主要有3个：教学目标、教材特点和学生的年龄特征。前苏联著名的教育家、教学论专家巴班斯基提出了更为具体的标准，即方法必须符合教学原则；符合教学目的和任务；符合该专题的内容；符合学生的学习可能性、年龄的（生理的、心理的）可能性、知识水平（教养、教育和发展水平）、班集体的特点；符合现有的条件和所规定的教学时间；符合教师本身的可能性。这种可能性取决于他们以前的经验、理论修养和实际修养的水平、教师个人的品质等。

3.2多种教学方法灵活运用。在发挥教师主导作用的同时，充分发挥学生的主体作用，要为学生的积极参与创造条件，引导学生去思考、探索和发现，要鼓励学生大胆提出问题，改变过去讲细、讲透的教学方法。一是讨论式教学。在讲授设计性实验时，启发学生用什么仪器，通过什么样的方法来实现实验题目，让学生自己归纳总结出实验的基本步骤、思路和特点，对于比较复杂的实验有实质性的了解，而不再是死记硬背。二是推演性教学。在讲授综合性实验时，通过由简单到复杂、由假设试验到实际试验的逐步分析，使学生不但理解实验原理，而且初步了解和掌握科学研究的基本步骤和思想。三是理论联系实际的教学。这样既能让学生更好地理解实验原理，又能使教学形象、生动、直观，增强教学的效果。四是课内外结合式教学。建立开放实验室实验平台，学生在课堂内学习，在课堂外也可以随时练习课堂上的实践内容，锻炼实际动手能力。

4.综合性、设计性电路实验题目的设计原则

综合性、设计性电路实验是培养自动化专业学生工程综合应用能力的重要的实践教学环节，在综合性、设计性实验的设计时，应该遵守一定的原则。

4.1综合性实验的设计原则。综合性实验的设计有六个原则。一是互补性原则。互补性教学原则是指所开设的实验必须实现实验内容、实验方法与实验手段的互补。互补的含义应包括每一学科的内容互补，也包括各学科研究的方法与手段的互补。二是交融性原则。交融性原则是指实验项目必须是多知识点的综合，或研究方法与手段的综合，即实现实验教学内容、研究方法、手段的综合，这是综合性实验的根本。三是承前启后原则。承前启后原则是要求在教学过程中，始终遵循循序渐进的教学原则，这是认知科学赋予教育工作者的认知理论与认知原则。因此，在实验项目的教学安排过程中，必须按照循序渐进的教学原则，合理安排好教学内容，教学的过程符合认知科学理论与实践。四是递进式原则。递进式原则是指多个实验教学内容按递进式原则进行整合的组织原则。当多个实验教学内容整合成一个综合性实验项目时，各教学内容之间、各知识点之间，按照递进式原则组织时，可以使学生从简单到复杂、从低级到高级、从现象到本质地进行事物发展变化过程的观察与实验。当以某一主线组织实验内容时，要注意符合学生认知与事物发展的客观规律。五是系统性原则。所谓系统性原则是指所设计的综合性实验必须构成一个完整的系统。由相互关联和相互作用的若干组成部分按一定规律组合而成的具有特定功能的整体。六是发展性原则。发展性原则是指所设计的综合性实验，必须具有学生进行发展与研究应用的空间。设计综合性实验的目的，是培养学生的工程综合应用能力，继而培养学生的创新研究能力。针对每一个综合性实验项目，不能像传统的验证性实验项目那样，将实验指导书写得太具体、太呆板、太生硬。而应在综合性实验的开设过程中，有意识地赋予学生较大的发挥空间，并采取积极措施，引导学生进行思维、研究与创新。

4.2设计性实验的设计原则。设计性实验的设计有四个原则。一是科学性原则。科学性是设计实验的首要原则，所谓科学性是指学生的综合性实验和设计实验要依照科学实验原理，他们所使用的实验步骤、操作程序和方法必须与电路理论相一致。二是可行性原则。所谓可行性是指学生在实施电路实验和设计时必须可行，他们所选用的实验步骤和方法大部分必须运用已有的知识，可以开放使用有关仪器、设备和材料，并且已经掌握其操作程序。三是简约性原则。简约性是指在不影响实验结果和培养学生综合实验能力的前提下，尽量采用学生能独立操作使用的仪器设备和方法，选用价格适宜且易获取的实验材料作为实验的对象。四是实用性原则。实用性是指学生的开放性实验和设计性实验要符合客观实际，以解决实际问题为思路，通过综合实验来解决科学发展和社会生活中的某些实际问题。

5.综合性、设计性电路实验的考核形式

考核是教学工作中的重要环节，是检查教学效果、巩固学生所学知识、改进教学工作和督促学校教育目标实现的重要手段。电路实验课程考核中应改变考核内容教材化、考核方式单一化等问题，主要考查学生的综合运用知识、独立分析问题和解决问题的能力。考核改革是教学改革的重要内容之一，从思想观念、考试内容、考核方式等方面进行改革，努力探索并逐步建立以学生素质全面发展为目标、科学的考试体系，从而加强考试功能的正常发挥和教育目标的更好实现，提高教学质量和广大学生学习的积极性，激发高素质人才的培养。综合性、设计性实验的考试分为2部分，一是平时对实验项目的完成情况，二是教师给学生一个具体的实验题目在规定的时间内完成。这主要是考查学生全面的实践能力。

6.小结

综合性、设计性电路实验不仅使学生有效地巩固理论知识，而且使学生学会多种科研方法和思维方法，形成具有自我判断能力、创造能力、科研能力，让学生在充分体验自己探索、自我拓展的乐趣中锻炼分析问题的能力，使学到的东西成为各自内在的潜能和精神品质。因此综合性、设计性电路实验教学对提高学生综合素质教育具有十分重要的意义。

参考文献：

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［2］吴新开.综合性实验的教学原则［J］.电气电子教学学报，2001，23，（5）：68、69.

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【关键词】城市道路下穿立交桥；排水设计；标准；设计方案

城市道路建设对城市发展具有积极的推动作用，随着城市立交和地道桥不断增加，在下穿立交桥的低点往往会形成盆地，且坡度较大，雨水及其他水源很容易在此处形成汇集，造成积水影响交通安全。故而，探究城市道路下穿立交桥排水设计要点显得尤为重要。

1.城市道路下穿立交桥排水系统设计标准

城市道路下穿立交桥的排水系统的设计参数主要包括了径流系数、汇水面积、重现期等。这三个参数在相关的技术标准规范中均有详细的规定，其中重现期跟所处地区的交通量以及汇水面积都具有直接联系。在排水系统的设计过程中，需要在最不利的情况下对下穿立交的雨水泵站进行设计。只有考虑到各种最坏因素，并在设计中制定相应的应对机制，才能在下穿立交桥发生实际的排水问题时迅速解决。汇水面积需要尽量减小，以缩减排水泵站的设计流量。一般采用低水低排、高水高排，互不连通的排水系统，并且设置避免高水进入低水系统的防护措施。在进行排水设计的时候，应该根据实际情况划分排水区域，将可以直接排入市政排水管道的水分为一个排水系统，不能依靠重力流排入市政管道的会分为一个排水系统。

2.城市道路下穿立交桥排水设计方案

2.1上跨桥排水设计

对于下穿立交桥排水设计而言，立交桥的不同部位应该具备不同的排水的方式及标准。对上跨桥而言，一旦上跨桥的道路坡度较缓（小于2%）时，雨水能够从坡道向下自主流动。由于路面的横坡不大，水面的实际宽度将会大于雨水口的宽度，一部分雨水会在雨水口被收集。一部分雨水则会顺着路面继续向下流动，在道路的最低点进行汇集；当上跨桥的坡度较大（大于2%）时，雨水在路面的流速较快，能够进入雨水口的雨水量大大降低，导致道路最低点的积水量不断上升，这种情况在发生暴雨的时候尤其明显。

解决上跨桥的雨水排放问题，可以从高架和桥台两个部分入手。高架桥部分排水系统由排水管、进水口和地面井组成，雨水经过泄水孔后被收集，通过悬吊管和立管排入雨水检查井中。为了保证良好的排水效果，雨水口应该采用顶向式雨水口，加强收水效果。其次，增大排水管直径强化排水效果。桥台部分长度较大，可以沿桥台设置雨水检查井，收集桥面雨水。雨水检查井的间距可以根据水流特点、在高出少量布置，在低处大量布置，确保雨水检查井能够大量排除桥面存在的雨水。

2.2下穿立交一般道路排水设计

下穿立交中与周边地面标高相差不多的道路可以与城市综合排水系统进行结合，利用城市综合排水系统进行排水。这需要优先确定下穿立交雨水流域的汇水面积，从而确定排水规模。然后根据下穿立交的基本特点，选择合理的排水流向，确保排水管道铺设最短，整体埋深科学合理。立交桥具有诸多匝道，而且各个匝道弯道较多，竖向变化复杂，纵坡变化很大，所以雨水口的位置选择就十分重要了。在实际的工程项目中，一般是根据专业的道路竖向图来确定雨水口的分布位置，最大程度避免雨水口位置不合理而引起积水。

2.3下穿道排水设计

下穿道排水一般有自流排水和泵站排水两种方式，当下穿道周边有地狱下穿道最低路面的市政排水管道时，可以采用直流排水法，将下穿道的雨水引流至市政排水管道，让其自然排除。自流排水不需要专业排水设备和专人管理，不仅能够满足排水需求，而且经济安全。在下穿道不满足自流排水的条件时，就需要通过泵站来排除雨水。泵站设计需要考虑三个方面的问题。第一，泵站规模受到下穿道汇水面积的直接影响，需要将汇水面积控制在最小范围，并预留一定的缓冲系数，最大程度减少下穿道的雨水量；第二，为了保证下穿道行车安全不受到积水影响，暴雨设计重现期应该按照最高标准进行；第三，根据暴雨计算流量选择合理的排污泵型号以及组合方式。下穿道纵坡一般坡度较大，以前的设计一般采用坡道截流的方式减少进入下穿道的雨水量，其具体方案就是在下穿道入口处设置横向的截水沟。

2.4排水系统管材选择

适用于排水系统的管材多种多样，既有传统的钢筋混凝土管道，也有新型的聚合塑料管道，还有夹砂玻璃钢管、聚乙烯径向加筋管等新型管材。新型管材具有良好的性能，可以保证排水系统的排水安全。但是新型管材造价较高，而且管径越大，造价差别极大。所以在排水设计过程中，排水管选择应该遵循以下几个基本原则：

第一，以排水需求为前提，在所需管材直径较小时选用新型管材。

第二，在所学管材直径较大时仍然选用传统的钢筋混凝土管材。

第三，排水管在铺设时，应该考虑行车情况，保证其具备足够的刚度和强度。一般来说，人行道下的排水管环刚度不小于4kN/m2，车行道下的排水管环刚度不小于8kN/m2。

3.城市道路下穿立交排水系统管理措施

3.1下穿立交桥排水系统的管理对象及内容

排水系统的管理是维持排水系统具备稳定正常排水功能的基本前提，只有做好日常的管理工作，才能确保排水系统在遭遇问题时能够发挥作用。排水系统的管理对象主要可以分为三个部分。

第一，路面排水渠道。下穿立交桥都具有部分路面排水渠道，比如排水口、排水沟等。在日常工作中，需要加强对这些基础排水渠道的管理，及时进行清污清杂工作，确保排水渠道一致保持通畅。

第二，排水管道。排水管道是排水系统的主要构成部分，尤其是不能通过自流排水的雨水更具依赖于排水管排水。日常管理工作应该以检查排水管是否存在堵塞、是否漏水、是否老化、破裂等情况，在发现问题之后要进行及时解决，及时维修或是更换排水管道。

第三，排水系统机械设备。对机械设备的管理主要是对泵站的排污泵和水泵进行管理，定时检查排污泵和水泵的运行工况，对存在故障的零部件进行维修更换，确保泵能够在需要排水时正常运转，起到排水作用。

3.2下穿立交桥排水系统的管理措施和原则

针对不同的排水系统，具体的管理措施也存在一定的差别，需要遵循的原则也各不相同。但是总的来说，排水系统的管理措施可以从以下几个方面进行：

第一，维护排水系统排水设施的正常顺畅。排水系统的大部分设施都具有引水排水的功用，因此维护排水系统设施的正常顺畅，对排水系统发挥切实的排水功能具有积极的作用。

第二，优化排水系统各个环节设计结构。设计毕竟只是根据已经发生的现实情况以及对未来的预想进行的设计，无法准确贴合排水系统在使用过程中所发生的问题。因此需要在排水系统的运行过程中，根据发生的现实情况对排水系统进行不断优化，使其能够更加符合下穿立交桥的实际排水需求。排水措施的实施应该满足排水需求和安全要求两个原则。

4.结束语

排水设计是下穿立交桥的重点环节，能够在遇到水患的时候切实将水从道路系统中排除，保证交通顺畅和行车安全。排水设计需根据下穿立交桥的特点，从不同的结构部位进行针对性的排水设计，确保排水设计满足排水和安全的双重需求。 [科]

【参考文献】

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【关键词】CDIO 《电路设计软件》 教学改革

1 引言

作为通信、电子及其相关专业课程体系中的核心课程，《电路设计软件》的特点是集理论性和实践性于一体。课程教学的目的是要求学生既要掌握电路设计软件的基本操作方法，又要具备PCB设计的基本能力。在传统教学中，教师往往注重软件的基本操作过程，以至于忽略了学生工程设计能力的培养。通过对电子科技大学成都学院（以下称本院）通信工程系2012级～2013级的15名学生进行问卷调查，结果显示，其中12名学生对软件操作的流程非常熟悉，然而，一旦涉及让学生独立设计简单项目，却仅仅只有4人能够独立开展。由此可知，传统的教学方式已经不再适应时代的人才需求，完善当前的教学方法势在必行。随着社会对大学生动手能力的要求越来越高，CDIO的工程教学模式被许多高校广泛采用。大量案例证明，该模式对于提升学生的动手能力和创新能力都是行之有效的。因此，在《电路设计软件》课程中，拟采用该教学方式进行实践。

2 课程特点分析

《电路设计软件》是一门以实验教学为主的课程，主要的教学内容包括：电路设计软件的使用方法、工程项目的开发流程等。因此，课程教学的首要任务是让学生熟悉软件的操作方法。然而，该环节并非教学的主要目的，仅仅只能作为课程教学的初级目标。而实际工程项目中，掌握电路设计的能力和方法，熟悉基础的设计原理与规范至关重要，故教学中也应该将重心放在该环节中。所以，培养学生的实际工程设计能力，既是教学重点，也是教学难点。针对该难点，拟采取从实际项目出发，让学生参与到电路设计的工程项目中，主动探索问题、发现问题、解决问题，从而达到提升理论知识水平、提高强动手能力的目的。

3 基于CDIO的教学改革方案

CDIO工程教育模式的本质是让学生在“做中学”和“学中做”。因此，在教学培养方案的修订中，必须针对课程的不同知识点，开展各级项目。本课程的实例项目体系如图1所示。

图1 电路设计软件课程实例项目体系

3.1电路设计软件操作基础教学

基础教学是本院《电路设计软件》CDIO教学中的首要环节。具体的教学措施是实例引入，即在实验中将相应的知识点都用实例来说明，如电路原理图设计、报表的生成、pcb版图创建以及布线操作等。通过对各个实例的亲自操作，让学生便能够掌握软件操作基本方法。同时，为培养学生的团队意识，拟采用分组教学模式，将学生按照3～5人分组，每组配合完成每次的课堂操作练习实例。考虑学生基础问题，这些实例的选择首先是基于实际工程案例，同时兼顾学生入门要求，对难度进行控制，详细描述实例的工程应用状况，让学生明白要做什么，在做什么。针对每个实例操作相应地对每组学生进行分数评定。在实验操作过程中，对普遍出现的问题进行集中讲解，个别错误一对一讨论，以这种方式确保学生对实例的理解以及操作的掌握，为后续教学过程打好基础。

3.2电路设计技巧教学

技巧教学集中在电路设计技巧进阶，目的是让学生在掌握了软件操作技巧之后，能够更进一步对电路原理与相对高级的设计技巧有一定了解，为下一板块即项目任务板块打好基础。在传统教学中，这一部分内容往往被忽视，而在实际的工程实践中，要能够设计出满足性能要求的电路板，该方面的能力是必需的。因此，在教学中要引入一定的电路设计理论教学模块，从而培养学生创新设计能力，主要包含软件高级操作技巧，元件相关高级编辑技巧，PCB布局技巧，PCB布线技巧。同时以分组方式对各组成员完成情况进行成绩评定。在电路设计领域，设计技巧难度差异非常大。本部分教学内容经过精挑细选，力求在展示设计高级技巧的同时，全面贴合学生的实际基础水平，以“项目讲座”到“自学提高”模式，充分激发学生自我专研精神与学习兴趣，从而培养学生电路设计的实践能力。

3.3电路设计项目任务教学

贴合学生实际，精选出完整的项目任务。让学生团队完成从需求分析、方案制定，到设计出图、产品调试、成品交付的整个实际产品流程。教学内容包含分组选题与任务下达、方案讨论与定型以及资料收集整理与原理图设计、pcb版图设计布局布线、项目验收与考核。项目选择贴合专业方向，体现工程实际需求，以难度为基准进行项目分集，分为一级项目、二级项目以及三级项目。学生团队可以根据自己的基础情况进行选题，同时鼓励学生创新思路，自主提出项目研究方向，充分激发学生自我专研精神，培养学生实践开发能力。

3.4 考核形式的多样化

CDIO教学模式主要体现在让学生感受工程项目实践的过程。因此，传统的以单一上机考试成绩为评定标准的考核形式应当弱化，取而代之的是将单一成绩转变为综合成绩评定，即项目实施中的每个环节都参与到考核中。例如，在电路设计中，针对学生的原理图设计的合理性，进行阶段性的成绩评定，并以一定比例纳入总成绩。本院的《电路设计软件》课程中，成绩分布比例拟修订为：期末成绩比重为40%，考核方式为上机考试;平时成绩分为三个部分：软件基础部分15%，软件设计技巧部分15%，项目任务部分30%。

4 教学案例分析

以本院13级通信工程专业两个班为教学测试对象，为方便比较，将其定义为A班和B班。测试时间为2014―2015学年第2期。教学模式的选择上，A班沿用传统模式、B班则采用CDIO教学模式。最终，两个班都以一个含耦合电感电路的简单项目设计仿真为测试题目。学生的最终成绩，由4名本系电气工程专家根据项目完成质量，进行综合评定。考核具体情况如图2所示。

图2. A班与B班最终成绩对比

由图2可知，在实施CDIO教学模式后，B班学生在高分段、良好段以及合格段均全面高于传统模式下的A班。由此可以证明，该课程CDIO教学方案的措施，是能够促进教学质量大幅度提高的，值得推广。

5 结语

在《电路设计软件》课程教学中，引入CDIO教学模式，能够有效地培养学生钻研能力，培养学生的创造性思维，提升学生的实践动手能力。在未来的教学中，该教学模式还需要不断完善，因此，教师还需精心设计各个环节的实例与项目任务，从多个方面介绍设计软件操作、设计技巧、工程实践需求等方面，力求让学生的能力得到不断提高。

【参考文献】

[1]魏雄，陆玲.OrCAD和PADS Layout电路设计与实践[M].西安：西安电子科技大学出版社， 2010.