简单的电子电路设计范文

导语：如何才能写好一篇简单的电子电路设计，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。

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关键词：任务驱动法；微任务；电子电路；实训教学

中图分类号：G4

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）22018502

1电子电路设计实训课程教学现状

电子电路设计是电类专业为绘制电子电路图所必需掌握的一门计算机综合性设计课程。然而，随着课程改革在各高校逐渐开展，一些课程的课时量也相应递减，比如笔者所在学校电气自动化专业的《电子电路设计》课程已由原36学时减至24学时。如何在减少的课时的课程中让学生掌握同样程度的技能水平以适应社会的需求，考验着每一位专业教师。

以往传统的电路设计教学的方式大多是由教师先讲授知识点，然后将知识点所涉及到的图例向学生绘制演示，最后让学生依样画葫芦。在整个教学过程中，教师为主导，而学生仅限于单纯的模仿与记忆，并没有主动学习，导致学习效率低下。因此在教学中应该有意识到加入兴趣式教学，调动他们的求知欲，激发学生更积极主动的思考，学习甚至创新，打造优质课堂，全面提高教学质量与学习效率。

2任务驱动法

2.1任务驱动法原理

任务驱动法是近年来被广为应用的一种教学手法，它一改传统的灌输式教学，尝试采用任务驱动式的教学方法。需要教师将课程学习内容划分为多个特定任务，每个任务包含一定知识点，只要学生完成了课程中设定的任务，就可以掌握课程学习的内容。

任务驱动法的核心内容就是由教师在教学过程中创设任务情境，教学任务必须融合学生所需要掌握的技能点和相关的知识点，同时又具有一定的生活性、探究性和创造性，让学生带着解决问题完成任务，激发他们的学习兴趣，让学生自主或协作性学习，使他们真正了解知识点在实际工程中的应用，学以致用。

2.2任务驱动法在电路设计实训中的应用

电路设计实训课程的教学目的为电子电路图形绘制，电路图形仅为简单的二维制版，因此在绘制电路原理图时较为简单易学。但无论多简单的图形，在绘制的过程中都要利用到基本绘图工具、图形编辑和图层管理各知识点综合才能完成。因而课程教授过程中不能简单的按书本章节顺序来讲，而是应该由教师将所有知识融会贯通后重新组织，将它们融入到一个个工程任务中再向学生展示，如向学生展示电动小车电路设计图纸，将其作为一个工程任务，让学生尝试用学过的知识来绘制，或让学生在绘制过程中遇到难题再提出并讲解。这样就更能增添学生的学习兴趣和在完成任务后的成就感，形成良性循环。因此电路设计实训课程非常适合采用任务驱动式教学法。

3微任务驱动法

3.1微任务驱动法原理

采用任务驱动法教学所提供的任务由于综合性较强所以工程量较大且难度较高，学生在一节课中难以完成，即使有些基础好，动手能力强的学生完成了任务，也会因为知识点过多过杂而难以消化。因此需要由教师把握学生素质和能力，将大任务进行科学性的分解，将之细化为中任务，小任务甚至微任务。让具有不同层次知识能力的学生都能被激发兴趣，在任务量合适的微任务环境中尝试和实践。

以上所述即为微任务驱动教学法，它就是以任务驱动法为基础，将总任务依靠知识的内在逻辑或采取分类的方式进行具体化，以微任务的形呈现。较之任务驱动法，其目标更为明确，导向性更强，教师使用这种方法教学也更容易控制课堂教学的节奏，保证能在规定时间内完成教学进度。

3.2微任务教学设计

微任务驱动法的实施过程是：教师先依据教学目标设计一个总任务，引起学生的学习兴趣。再引导学生分析总任务的解决方法并将总任务拆分为一个个的微任务，各微任务之间可以是从属或并列关系。拆分出来的微任务不能太难或任务量太大，应设计为学生较易完成的程度，以便于将学生的理解逐步引向深入。通过一个个的微任务引导和推动学生一步步上升，一层层提高，不断接近并最终达到复杂的学习任务的顶点。

微任务法的核心是如何科学合理的设计微任务。首先，任务必须要有明确的目的性，教师提出的每一个微任务，原则上都是为了完成总任务而设计的，尽量不设置多余任务，不能本末倒置。其次，教师选择微任务时应考虑到大多数学生的水平，注意难易适度。并且在教学过程中，根据学生的反应与掌握程度以及课程进度随时调整微任务，不能任务教条化僵化。第三，微任务还应遵循完整性原则。教师所设计的微任务必须连贯，不能有断续感，让学生知道自己要做什么，可以解决什么问题，使他们获取的知识完整且有条理。最后，微任务的设计要适当增添趣味性，可以在教学过程中加上图片插画，视频音频等数字教学资源，让学生在完成任务的同时体会到学习的乐趣。

3.3微任务驱动法在电路设计实训课程中的应用

Altium Designer软件的工具栏较多，常用工具栏中的各命令参数也较杂，若逐个讲解，则显得各知识点杂乱无章，学生记的多忘得快，但在实际绘图时还是束手无策，不知该用哪个工具来绘制。

例如，在介绍AD软件常用绘图工具栏中的直线、多边形、椭圆弧线、文字和文本框等，若单纯讲述这些知识点，难免枯燥乏味，且容易与布线工具栏的功能弄混。围绕这些教学内容，可设计对应电路制图微任务，围绕一个小目标，教师可以设计多个由简单到复杂的小任务，布置学生循序渐进地完成任务，在练习中熟悉各种命令的操作。例如，基本绘图训练可将学生已在模拟电路和数字电路课程中学过的常用电子元件符号如：变压器、运算放大器（如图1（a）、（b）所示）融入其中，将它们设计为一个个需要完成的微任务。每个任务都考虑到学习课程的前后连贯和趣味性，让学生绘制自己所熟悉的事物。随着学习的深入，可以布置学生完成如图1（c）所示的七段数码管等稍复杂的绘制任务。完成任务后的喜悦感和成就感会更加强烈，也为以后的学习增添了动力。

微任务驱动法在教学过程中将知识点分解到一些小任务中进行，学生头脑中的知识是零散的，有时会降低知识的系统性和完整性。因此，这样的设计任务和完成过程是十分必要的，教师可以通过一个较为完整的任务引导学生将已完成的微任务中的知识点进行归纳总结，加深对所学知识和技能的记忆和理解，完成真正意义上的知识建构。

例如，上完第三次课后，教师即可布置学生完成如图2所示“八路彩灯控制电路图”大任务。从创建元器件、调用常用元件开始，直至综合运用各种绘图指令及编辑工具完成绘图。让学生在本次课中复习巩固了前面微任务中所学的小知识并将其融合，初步完成了一张简单的电子电路设计原理图样，并总体上掌握了一张较完整电子电路工程图的绘制过程，具有综合应用性。

3.4电路设计课程与其余课程的前后融合

电路设计课程在介绍一般电路绘图技巧与制版规则时，还会涉及到数字电路、模拟电路、单片机技术应用等课程的接续关系。将本课程绘制图中所涉及到的器件类原理基础前移到数字电路和模拟电路等课程中解决，诸如实际译码电路、三态电路与缓冲器芯片等知识点不再占用本课程学时。本课程把握好衔接关系，主讲等电路板制版规范、电路设计的仿真方法等要点主题，把以往重复性内容节省的学时用于应用层面。

在重点讲述电子电路图绘制方式的时候，还应适当向学生加强常用接口电路的连接方法知识点，并向学生扩展对嵌入式处理器及新技术的了解，为后续单片机原理课以及传感与检测技术中各种传感器与微处理器的连接使用，智能传感器、数字式一体传感器等内容的讲授打下基础。

4总结

本文提出在电路设计实训课程中提出微任务驱动教学的思路，该方式以“微任务为主线，教师为主导，学生为主题”崭新教学模式，改变了往常的以教定学到被动教学模式，让学生学会在解决任务中学习知识点与解决问题的方法，通过这种方法，既能激发学生勤于思考的热情，有加深了对知识点理解，提高了创新思维的能力。在教学中始终贯穿“应用入手，学中建，建中学；分解项目，逐步深入与完善”的理念，对人才培育重点落在实际操作能力的培养上，提升整体教学水平。

参考文献

[1]苏秋慧.微任务驱动法在中职CAD教学中的实验研究[J].长春：东北师范大学，2013.

[2]周红丽.《电子线路》任务型课堂教学过程和实施步骤的探讨[J].新课程学习，2009，（2）：105108.

[3]杨瑞萍.基于工作过程的项目化课程教学改革实践――以“计算机辅助电子线路设计”课程改革为例[J].吉林省教育学院学报，2015，31（7）.

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1.1逻辑块的设计与实现

当前,我们常见的逻辑块结构有两种,即基于多路选择器和查找表。前者具有失效率低和结构简单的优势,然而每个细胞的功能性较弱。我们知道,大量细胞的逻辑块互相连接就可以实现复杂的系统功能,但是它的布线并不简单,不能适用于大规模电路的实现。近些年,在以太网供电工程的细胞设计中长期采用基于四输入一输出的显示查找表结构,实现了任意的数字逻辑,然而对于较大规模电路设计时仍有诸多不足,主要表现为资源的大量浪费。鉴于此,下面笔者对逻辑块的结构进行了改进,有效节省了大量资源,也极大地增强了细胞设计的灵活性。对于改进后的逻辑块内部电路结构,此处的逻辑块由四个两输入显示查找表和D触发器组合而成。显示查找表主要负责实现组合逻辑的功能,其个个输入端连接着多路选择器,可作为选择开关,同时也能够对控制信号进行约束和控制,从而实现了相邻细胞逻辑块之间的连接。而D触发器以显示查找表的输出为输入,可以有效实现时序电路。根据研究结果显示,如果要确定一个细胞逻辑块实现的逻辑功能,我们至少需要18位控制配置位。结合显示查找表的内容写入方式,笔者给出了两种逻辑块结构:一是直接把逻辑功能的真值表写入其中;另一种是可重写入的逻辑块结构。

1.2换向块的设计与实现

换向块的结构主要由八个八选一多路选择器组成,它能够全方位地改变信号传播方向,它在上下左右四个方向上分别有两根输入线以及输出线,并且各个方向的输出根据配置位决定对八路输入中任何一路进行输出,同时和相邻细胞的换向块对应多路器输入相接。

1.3配置存储器的设计与实现

不难发现,细胞的逻辑块和换向块配置位往往能够决定配置存储器的单元内容。根据它们的结构形式,笔者给出了所有配置位的顺序,如下图所示(其中数字表示比特位的顺序,下方注释是相应的配置信息)。

1.4自修复辅助电路的设计与实现

值得注意的是,上述模块要想完全实现自修复的功能,还不得不加入自修复辅助电路设计。当然,在不同的自修复机制情况下,它的电路设计也会有所不同。现阶段,很多电路设计都是基于列移除机制的,它考虑的是列移除的缺点,主要有两种方案可供参考:

(1)为了增强细胞结构的通用性,可以考虑采用基于查找表型的配置存储器的自修复辅助电路设计方式;

(2)可以考虑基于移位寄存器型的设计方式,总体来说,两种方案都是可行的,需结合实际情况进行取舍。

2结语

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在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。

2非微电子专业集成电路设计课程实践

根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。

丰富的实践操作内容1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。

3结语

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【关键词】Multisim；电子技术；直流稳压；电子仿真

1.引言：Multisim简介

Multisim软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，Multisim是一个完整的集成化设计环境。Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim软件绝对是电子学教学的首选软件工具。

主要特点体现在：

（1）直观的图形界面；

（2）丰富的元器件；

（3）强大的仿真能力；

（4）丰富的测试仪器；

（5）完备的分析手段；

（6）独特的射频（RF）；

（7）模块强大的MCU模块；

（8）完善的后处理；

（9）详细的报告；

（10）兼容性好的信息转换。

2.Multisim辅助教学

在电子技术理论教学中，可以用Multisim软件仿真电路性能的电路很多，现以直流稳压电路为例说明该软件在教学上的重要性和实用性。

2.1 电路工作原理及原理图

如图1所示，是最简单的直流稳压电路，主要由稳压二极管实现稳压。

（1）整流电路：把交流电压变为单向的脉动直流电压。

（2）滤波电路：滤除脉动直流电压中的交流成分，使其成为平滑的直流电压。

（3）稳压电路：把不稳定的直流电压变为基本恒定的，不受市电电压、负载及温度变化影响的、稳定的直流电压。

2.2 操作步骤

（1）开关J1打开，无滤波；开关J2打开，无稳压；开关J3闭合，有负载RL时，双踪示波器显示的波形如图2所示：红线所表示的曲线为电容两端的电压，对应示波器通道A，Y轴量度：10V/Div。直流电压表读数为10.516V。电压为正值。蓝线所表示的曲线为负载两端的电压，对应示波器通道B，Y轴量度：10V/Div。直流电压表读数为10.484V。电压为正值。

（2）开关J1闭合，有滤波；开关J2打开，无稳压；开关J3闭合，有负载RL时，双踪示波器显示的波形如图3所示：红线所表示的曲线为电容两端的电压，对应示波器通道A，蓝线所表示的曲线为负载两端的电压，对应示波器通道B。

（3）开关J1闭合，有滤波；开关J2闭合，有稳压；开关J3闭合，有负载RL时，双踪示波器显示的波形如图4所示：红线所表示的曲线为电容两端的电压，对应示波器通道A，蓝线所表示的曲线为负载两端的电压，对应示波器通道B。

通过Multisim软件仿真，根据双踪示波器显示的波形图可知，交流电经过整流、滤波、稳压电路后，得到平稳的直流电，即上图中的蓝色线为平稳的直线。

2.3 结论

任意改变电容容量的大小，交流电输入值的大小等，输出波形曲线的同样非常直观的显示出来，输出一样是平稳的直流电。

3.总结

（1）本软件操作简单，使用方便，容易上手，给学生提供了一个虚拟实验室，不用去实验室，也可以做实验。既增加了学生的计算机操作能力，又增加了专业实验知识。

（2）本软件将实验室和讲台有机的结合在一起，实现了虚拟化实验室。将交直流电流表和电压表、示波器等仪器在计算机上显示出来，并即时显示电路仿真的结果和波形，生动、形象地验证理论分析结果，并且我们可以任意更改电路参数，添加和删除电路元件，让学生观察到在这一过程中实验结果所发生的变化。其动态效果是其它教学手段较难达到的。在电子技术课程的教学过程中，便于教学分析，大大降低了实际动手实验过程中的数值变换的麻烦，缩短了教学时间，提高了教学效果，增强了学生的学习兴趣。

参考文献

[1]付植桐.电子技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]吴渭.MuItisin2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京：电子工业出版社，2002.

[3]黄智伟等编.基于MuItisin 2001的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2002.

[4]熊伟.MuItisin7电路设计及仿真应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

作者简介：

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关键词：实验教学改革；电子技术；Multisim

中图分类号：TP319 文献标识码：A

1引言

电子技术是工科电子类专业和计算机专业的专业基础课，教学质量的优劣直接影响到该专业后续课程的学习。该课程分为模拟与数字两部分，在教学中有相当难度。一方面由于这门课的内容广泛，涉及了众多的原理电路和应用电路，学生在学习中需要很长时间来消化；另一方面由于电子技术的实践性较强，必须用大量的实验来辅助和加深理论学习。

为解决第一方面的问题，近年来许多高校在电子课程的教学中应用了多媒体技术，并且形成一种趋势，各校多媒体教学课件的水平也在不断提高。使用多媒体课件不仅可以节省大量板书电路图的时间，而且动画的适当应用也使得教学内容更加生动形象，这对于学生理解理论知识有很大的帮助，课堂教学取得了不错的效果。但对于第二方面，限于实验学时的分配与实验室硬件资源的配置，一直没有很好的解决办法。

以往的电子实验教学方法是在课堂教学后进入实验室对若干个电路进行验证，由于实验室不可能同时容纳所有学生，大部分学生要等待较长的时间才能对所学电路进行实验，在等待的过程中容易产生理论与实验相脱节的现象。即使有少数学生能够在课堂学习之后马上进入实验室，刚刚从课堂听来的知识也还没能全面系统地吸收消化，仍然处于一种似懂非懂的状态中，面对实验设备无从下手，实验的效果并不好。

其次，大多数电子技术实验室都存在严重的元器件品种和数量不足，以及实验仪器、电路板陈旧老化的问题。受到这些硬件条件的影响，电子实验开设的学时较少，实验内容局限在一定范围内并且多属验证性实验。而电子技术这门课的要求是学生能够熟悉大量的原理电路并对简单的应用电路具有分析和设计能力，教学资源与教学目标两者之间形成巨大的落差。学生只能在有限的条件下进行指定的实验项目，不能充分展开设计思想，大量的电路也不可能在有限的实验学时中一一进行验证，这在很大程度上影响了学生的学习效果和学习热情。许多教师曾经抱怨学生对实验环节不够重视，我认为这种现象实在不能归咎于学生。

在这种情况下，教师可以尽量开辟渠道，使学生接触更新颖的实验方法，在有限的学时内提高实验的效率，同时提高学生的分析与设计能力。在实验教学中使用电子线路设计和仿真软件Multisim就是一种很好的尝试。

2仿真软件Multisim

EWB(Electronics Workbench)是加拿大Interactive Image Technologies公司(简称IIT公司)推出的专门用于电子线路设计和仿真的工具软件。20世纪80年代推出的EWB 5.0版本，以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，于20世纪90年代在我国得到迅速推广，受到电子行业技术人员的青睐。跨入21世纪初，IIT公司在保留原版本优点的基础上，增加了更多功能，特别是改进了EWB 5.0软件虚拟仪器调用有数量限制的缺陷，推出了EWB 6.0版本，并取名Multisim，意为多重仿真或万能仿真，也就是Multisim 2001版本，2003年又升级为Multisim 7.0版本。Multisim 7.0功能相当强大，它有十分丰富的电子元器件库，可供用户调用组建仿真电路进行实验；它提供18种基本分析方法，可供用户对电子电路进行各种性能分析；它还有多达17台虚拟仪器仪表和一个实时测量探针，能胜任各种电子电路的分析和仿真实验。Multisim 7.0已经相当成熟和稳定，是IIT公司在电子仿真软件领域中的一个里程碑。以后IIT公司又相继推出Multisim 8.0、8.3.30等版本，2005年以后，加拿大IIT公司已经隶属于美国国家仪器公司(National Instrument，简称NI公司)。美国NI公司于2006年初首次推出Multisim 9.0版本，该版本的界面、元件调用方式、搭建电路、虚拟仿真、电路基本分析方法等还是沿袭了之前各版本的优良传统，软件的内容和功能又取得很大进步。比如元件工具条中增加了单片机和先进的三维设备。另外，Multisim 9.0基本界面右边的虚拟仪器工具条下方增加了4台LabVIEW采样仪器，分别是麦克风、播放器、信号发生器和信号分析仪。2007年初，NI公司又推出最新的NI Multisim 10版本。

Multisim操作界面如下图所示，面对显示器如同在实验室面对着一个左面放着器件、右面放着仪表、中间放着实验面包板的工作台，常用元器件库有信号源库、基本元件库、二极管库、晶体管库、模拟器件库、TTL数字集成电路库、CMOS数字集成电路库、其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等，可供用户调用组建电路进行实验；仪器仪表栏依次为数字万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、IV分析仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent示波器等，能胜任各种电子电路的分析和仿真实验。在仿真―分析菜单下，Multisim提供的基本分析功能如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析、失真分析、噪声分析、直流扫描分析、参数扫描分析等等，可供用户对电子电路进行各种性能分析；不仅如此，Multisim的交互式仿真功能，可以在仿真的同时通过键盘简单地改变交互式元件的参数，立即就可以得到相应的仿真结果。可以说，在计算机上运行Multisim，就如同走进一个设备先进功能完善的电子实验室。

3在电子实验教学中运用Multisim 仿真技术的方法和优势

Multisim可以实现仿真实验教学，在实验教学中引入Multisim等仿真技术既是教学内容与手段改革的必然趋势，也是学科建设和发展的迫切需要，但决不能忽视了硬件实验的重要性。只有在教学中将现代化手段与传统模式相结合，才可以帮助学生更快更好地掌握知识，进一步培养和提高学生综合实验和创新的能力。在电子实验教学中运用Multisim仿真技术的方法是让学生在正式实验之前，先在Multisim上模拟实验，然后再在真实实验设备上进行。这样既可以弥补学生实验学时的不足，又可以提高实验效果，对于培养学生的综合实践能力也是非常有益的。与传统的电子实验相比，这种方法具有如下优势。

(1) 经济优势

有些实验设备昂贵，特别是较为先进的实验设备，需

要很大的资金投入，而且平时维护的工作量也比较大。Multisim仿真软件功能强大、动态逼真，它提供的最坏情况分析、温度扫描分析、噪声分析等功能是一般电子实验所不具备的。同时，使用Multisim在计算机上建立虚拟电子电路实验平台，实验中不会消耗元器件，弥补了传统实验元器件损耗大的缺陷，并省去大量的实验准备时间，降低了实验成本。更为重要的是仿真实验的引入突破了时间和空间的限制，使实验场地不再局限于传统意义的实验室，所有配备电脑的教室甚至学生寝室都可以用来进行实验，实现一机多用，一室多用，大大提高了实验设施的利用率。

(2) 提高实验学习效率

利用Multisim软件进行电子技术仿真实验，实验过程非常接近实际操作的效果。学生在这个虚拟的电子实验平台上练习之后，一些注意事项、实验原理、仪器使用方法等已经基本掌握，再到实验室进行实验时就可以很好地避免盲目操作，实验效率大大提高。使用Multisim仿真软件可以方便地建立各种所需电路，快速准确地对电路进行仿真分析。与传统实验过程相比较，节省了实际元器件安装调测的过程。而且Multisim能够进行交互式仿真，学生在实验过程中可以不断修改电路，同时观察仿真结果，发现错误可以立即更正，调试方便，不必重新搭建电路。

(3) 有助于学生创新能力的培养

在Multisim这个虚拟的电子实验平台上，学生可以根据兴趣自己选择实验内容，自行设计实验方案，自主地进行电路分析和设计；实验项目不再局限于实验教材，设计性实验的比例提高了，综合性、研究型实验逐渐进入学习范围。这种方式激发了学生自主学习的积极性，拓展了学生的思维发展空间，培养和提高了学生的综合实验能力。学生在进行仿真实验的过程中会遇到问题、分析问题、解决问题，最终积累经验，这就是一个自我学习的过程。学生有独立思考、自主探索的时间和空间，可以使学生深刻地掌握原理运用知识，还可以帮助他们把各个分离的知识点组合为一个整体。学生的独立思考能力、动手操作能力、分析问题能力、解决问题能力、创新能力也都会得到提高。

4结束语

在实验教学中使用电子线路设计和仿真软件Multisim，解决了学生理论学习与动手实验这两个环节之间的衔接问题；增加了实验的数量、扩展了实验的范围、加大了设计性实验的比例，能够引起学生的兴趣；同时可以在不增加硬件投入的情况下有效地缓解实验室资源的紧张。现今的工程设计人员在做设计时都是先用仿真软件模拟，然后再实践。因此以学生为起点，利用Multisim仿真软件做虚拟实验，使学生既掌握了一种新的电子电路设计软件，又掌握了一门新型的实验分析方法，在将来的就业竞争中具有一定的优势。

参考文献

[1] 华成英,童诗白. 模拟电子技术基础(第四版)[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[2] 韩力,吴海霞,齐春东. Electronics Workbench应用教程[M]. 北京:电子工业出版社,2006.

[3] 余群,舒华,陈新兵. MultiSim进行电子电路设计的教学研究[J]. 实验科学与技术,2007,(10).

Applied Multisim On Electronic Technology Experimental Teaching

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一、传统中职电子实验教学的现状

在传统的中职电子实验教学中，首先，由于受实验室电子设备的限制，一些电路的设计调试要求很难得到满足，而且设备更新慢，一般学生只能在规定的时间和条件下完成老师布置的实验，一些富有创新性的设计、想法和思路很难实现。其次，在电路设计过程中安装、调试、测量，均是在实验箱和面包板上完成，为了完成一个电路的设计，往往要反复多次，一旦连线错误，很容易造成电子元器件和仪器、仪表的损坏。最后，在对电路进行调试时，不仅麻烦而且受电子元器件和仪器仪表功能的限制，可能会产生错误的评价，这样不仅会使学生厌烦，更严重的可能会增加他们对设计型实验的抵触情绪，电子实验课很难达到预期的教学效果。

二、EWB概述

EWB软件是专门用于电子电路设计和仿真的“虚拟电子工作台”软件，它具有更多的内存元器件和更强的虚拟仪器功能，具有较高的可靠性、准确性和和灵敏性。EWB工作平台的工作特点主要包括以下几个方面：

1.界面直观形象，简单、易学、易懂，其元器件和仪器仪表与实际的元器件和仪器外形有着较高的相似度。

2.元器件库和仪器仪表库种类齐全，而且容易操作。EWB软件除了提供数千种电子元器件和仪表外，还提供了相关元器件的特性参数，特别是提供了很多中职学校实验室不具备的仪器仪表，如：扫频仪、数字信号发生器等。通过教师的讲解，学生很容易理解和掌握。

三、EWB对中职电子实验教学的意义

与广大高等院校相比，中职学校学生的理论基础和抽象思维相对较弱，因此在中职电子实验教学过程中，他们很难一下子理解和掌握一些复杂的电路设计和仪器仪表功能操作。将EWB引入中职电子实验教学中，教师在讲授基础理论知识的同时，可以通过EWB进行模拟仿真实验，这样不仅有利于学生理解和掌握相关知识点，而且能够激发他们学习电子技术的兴趣。

因此，EWB对中职电子实验教学具有重要的意义，具体表现为以下几个方面：

1.EWB软件与其他电路仿真软件相比，仿真度较高。首先，EWB软件可以提供电阻、电容、三极管以及集成电路等十几类数千种元件。而且EWB可以提供包括示波器、扫频仪、数字信号发生器、万用表等十几种设计及仪器仪表工具，具有较强的绘制电路图以及显示波形功能，可以将实际电路的结果仿真出来。其次，EWB软件不需要采用文本方式，可以直接从EWB软件中的元器件库和仪器仪表库中选择所需的元器件和仪器仪表。

2.利用EWB软件进行电路设计和分析非常方便。由于EWB软件采用了虚拟技术，设计和开发仿真电路就和在实验室进行实践操作一样，可以根据需要，随时调用所需的元器件和仪器仪表，并对相关参数进行修改。如果设计的方案没有成功，可以重新进行，不用担心出现元器件损坏和仪器仪表出现出现故障等问题，而且不受时间和空间的限制。

3.利用EWB软件，可以很容易使学生理解和掌握各种仪器仪表的功能操作。如，教师在进行信号源的占空比实验时，从理论上来说占空比只对三角波和方波有效，对正弦波无效，但中职学生理解和掌握这一特性参数却有一定的难度。通过EWB软件，教师可以在讲解信号源占空比理论的同时，调整相关参数，并用示波器将最终的结果演示出来，这样中职学生就很容易理解和掌握信号源的占空比概念，为后续的实验奠定良好的基础。

4.利用EWB软件，有利于中职学生更好地理解和掌握相关理论知识，并以此为基础进行电路设计实验，培养他们的实践操作能力。如，在进行电磁继电器特性的实验教学时，本身学生理解这一理论就有困难，很难真正掌握其实际应用。但教师在实验教学中，引导学生联系实际生活中的防汛报警装置，鼓励他们设计一个简单的防汛报警装置，就很容易理解和掌握这一理论知识和实际应用。

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在产品设计与制造方面，包括计算机仿真，产品开发中的EDA工具应用、系统级模拟及测试环境的仿真，生产流水线的EDA技术应用、产品测试等各个环节。EDA软件的功能日益强大，原来功能比较单一的软件，现在增加了很多新用途。如AutoCAD软件可用于机械及建筑设计，也扩展到建筑装璜及各类效果图、汽车和飞机的模型、电影特技等领域。

EDA技术的特点

EDA技术是一种基于计算机和信息技术为一体的电子系统设计技术。这门技术以其自顶向下的设计程序确保了整套设计方案的科学合理。EDA技术具有以下几个特点：①系统的硬件设计采用的是电子软件平台；②设计出来的软件系统到实现硬件系统的过程是由开发软件独立自动完成的；③在设计的过程中可以使用很多相关软件进行具体的仿真；④具有高层综合和优化的功能；⑤有大规模的可编程器件来实现系统；⑥系统升级灵活，可以在现场进行编程；⑦操作环境开放性、标准化，能够实现资源共享和技术移植；⑧平面规划技术的使用，可以将逻辑综合和物理版图设计进行联合管理；⑨支持团队式合作，可以共同协作、分工设计；⑩由于设计过程是在软件上进行的，所以在设计过程中可以不断的进行测试和纠错，达到所要求的标准。EDA的特点有很多，这些方面使得该项技术在未来有很好的发展前景，在更宽广的范围能会得到广泛的运用。

EDA技术的应用

EDA技术使得设计人员无需真正得到设计成果之后才能够测评，只需在设计过程中不断地进行仿真、测试、纠错，就可是实现设计理念的灌输。在电路设计中可以进行温度分析和统计分析，以便于确定最适合元件参数、最佳电路结构和系统的稳定程度，能够方便快捷的优化电路设计。以往的测评都会有一些误差，出现许多相关的问题，而EDA技术的运用正式解决了这一难题，实现了数据测试和特性分析的目标。

常用EDA软件

1PCB

PCB（Printed-CircuitBoard）设计软件更是种类繁多，如Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、CadencePSD、MentorGraphices的Ex－peditionPCB、ZukenCadStart、Winboard/Windraft/Ivex-SPICE、PCBStudio、TANGO、PCBWizard（与LiveWire配套的PCB制作软件包）、ultiBOARD7（与multiSIM2001配套的PCB制作软件包）等等。它在我国使用的比较早，普及的比较广泛，在大多数的电路公司都能够看到使用PCB。PCB设计软件是一个很完整的、全方位的电路设计系统，是一个较为成熟的设计软件，它包括了电路设计过程中的全部环节，并且还可以兼容一些其他的设计软件。

2IC

IC也有很多的设计工具，在ASIC设计领域知名并具有享誉的品牌有Cadence、MentorGraphics和Synopsys。这三家供应商占有比较大的市场份额，具有相当大的权威性。熊猫2000是我国华大公司提供的ASIC设计软件。下面按照用途介绍一些IC设计软件。①设计输入工具。这是EDA软件必备的基本功能，这是使用EDA软件的基本条件。②设计仿真工具。设计、使用EDA进行电路设计，最大的好处就在于不用真实的制作出完成品进行测评，而是通过设计软件就可以进行仿真，以此来验证设计理念是否合理，并且通过仿真还可以进行测试、纠错，完善设计计划。这大大的提高了设计效率和成品的标准性。③布局和布线。Cadence软件是在IC设计中布局布线功能比较满足使用的。

3PLD设计工具

PLD（ProgrammableLogicDevice）是用户依据自己的实际需求而自行构造逻辑功能的数字集成电路。主要应用的有两种类型：CPLD（ComplexPLD)和FPGA(FidldProgrammableGateArray)。这两种类型的基本设计方法主要是通过EDA软件，以其原理图、状态机、布尔表达式、硬件描述语言等方式来实现生成相应的目标文件，而后用编程器或者下载电缆，由目标器件实现。PLD的供应商有很多，其中最知名最权威的商家是Altera、Xilinx和Lattice公司。一般PLD的开发工具都是由生产厂家配送，但科技的进步使得需要的软件越来越复杂，制造商无法满足设计的全部需求，而今主要的功能软件则是由软件公司和生产厂家联合提供。

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关键词：Protel 99 se 项目教学法 学习兴趣 教学质量

随着计算机技术的发展，在电子信息，通信，仪器仪表等领域的电路设计工作中，电子设计自动化EDA已成为不可逆转的时代潮流，它逐步替代了传统的电子电路设计，而Protel 99se正是一套建立在PC环境下的EDA电路集成设计系统，它是由澳大利亚Protel technology公司推出的电子线路设计和布线软件，它一直是从事印刷电路板设计的首选软件。作为一名现代电子专业的学生，掌握这样一项技能是必须的，而对一名中等职业学校的专业课教师来说，对Protel 99se这门课程该怎么样教学才能提高教学质量和学生的学习兴趣呢？下面是我在Protel 99se的教学中运用项目教学法的一点认识。

一、打破传统教学方式，充分利用多媒体教学

随着社会的发展，针对现代职校生的学习态度、学习兴趣，学习观念等情况，传统的教学方法已经不能很好的适应当今社会的要求和学生心理的变化了。面对课程改革，我们更应积极响应，利用这个大好时机努力提高自己，以适应现代教学的要求。近几年学校提出，在专业课的教学中要尝试采用项目教学法，打破传统的教学方式，让学生们真正快乐的学知识、学到知识，运用知识，这样的教学才是成功的教学。那么怎样做到呢？我认为首先要将教材内容进行整理，知识点的增删、顺序根据实际情况进行调整;然后精心的制作课件，让学生在课件的指引下找到重点，有一个清晰的思路;另外，再上网搜集相关教学视频，使学生能够直观的学习，为项目教学奠定基础。

二、采用项目教学，让学生边做边学

在课前将实训项目任务书设计好，并在任务书上附加上评分标准表，让学生在一个项目中完成一个个小任务，而每完成一个小任务都会有相应的得分，项目要从易到难，在课件上将每一个小任务的制作步骤清晰的反映出来，让学生按照步骤制作，这样可以引导学生循序渐进地完成一个项目，让学生在制作过程中得到清晰的思路和方法，逐步体会到成就感。对做得好的同学给予适当的表扬，这样可以提高学生的积极性，增强学生的学习兴趣和信心。当在操作过程中出现一些学生们不知该怎么来解决的问题时，教师要善于启发和引导学生，找出解决的办法，让学生体会到靠自己思考解决问题的成就感。对于一些操作能力强的同学，可以让他做个小老师，为其他学生进行讲解和检查，锻炼学生自我展示能力和增强学生自信心，从而提高教学质量，让老师能够轻松的工作，学生能快乐的学习。

三、增强项目挑战性，提高学生的兴趣

当学生对一些简单的项目掌握后，可以查找一些电子类书籍上有点难度的电路图让学生绘制，增强项目的挑战性，例如：声光控，功放，电子时钟，报警器，流水灯，单片机等，这样由简单到复杂，通过绘制各种各样的电路图，学生的技能就会进一步提高，信心也增强了，兴趣也提高了，再也不在课堂上睡觉、讲小话了，教师上课也轻松了。

四、结束语

以上是我对Protel99 se项目教学的一点认识，在实际的教学中也取得了一定的效果，当然也还存在一些问题和困难。最主要就是实训的设备不够，不能让每个学生都能独立的操作，且学生们将电路原理图绘制出来了、印制电路板制作好了，却无法让学生刻制印制电路板;其次就是学生对印制电路板的制作没有一个感观的认识，如果学生能有机会参观一些电子厂，通过对工厂的实地参观学习，学生才会对这门真正感兴趣，更加清楚这门课的意义何在，才能更好地将所学的知识转化到生产实践当中，我们教师也才会将教学工作与实际工作相结合。

总之，在当前电子技术迅速发展的今天，社会需求什么样的人才？怎样让学生有能力去适应社会？这都是我们专业课教师一直在思考和探究的问题。所以我们要不断去探索新的教学方法，新的教学理论，新的教学模式，来全面提高学生的综合素质，进一步适应社会对新型人才的要求，让学生在社会中占有一席之地。

参考文献：

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集成电路技术和计算机技术的蓬勃发展，让电子产品设计有了更好的应用市场，实现方法也有了更多的选择。传统电子产品设计方案是一种基于电路板的设计方法，该方法需要选用大量的固定功能器件，然后通过这些器件的配合设计从而模拟电子产品的功能，其工作集中在器件的选用及电路板的设计上。

随着计算机性价比的提高及可编程逻辑器件的出现，对传统的数字电子系统设计方法进行了解放性的革命，现代电子系统设计方法是设计师自己设计芯片来实现电子系统的功能，将传统的固件选用及电路板设计工作放在芯片设计中进行。从20世纪90年代初开始，电子产品设计系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化，各种电子系统的设计软件应运而生。

在这些专业化软件中，EDA(Electronic Design Automation)具有一定的代表性，EDA技术是一种基于芯片的现代电子系统设计方法。它的优势主要集中在能用HDL语言进行输入、进行PLD(可编程器件)的设计与仿真等系统设计自动化上;20世纪90年末，可编程器件又出现了模拟可编程器件，由于受技术、可操作性及性价比的影响，今后EDA技术会向模拟可编程器件的设计与仿真方向发展，并占据市场的一定份额。

EDA技术主要包括大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言、开发软件工具及实验开发系统4个方面。其中，大规模可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体硬件，描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段，开发软件工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化与自动化设计工具，实验开发系统则是提供芯片下载电路及EDA实验、开发的外围资源。

FPGA结构概述

现场可编程门阵列FPGA作为集成度和复杂程度最高的可编程ASIC。是ASIC的一种新型门类，它建立在创新的发明构思和先进的EDA技术之上。运算器、乘法器、数字滤波器、二维卷积器等具有复杂算法的逻辑单元和信号处理单元的逻辑设计都可选用FPGA实现。以Xilinx的FPGA器件为例，它的结构可以分为3个部分:可编程逻辑块CLB(Configurable Logic Blocks)、可编程I/O模块IOB(Input/Output Block)和可编程内部连接PI (Programmable Interconnect)。CLB在器件中排列为阵列，周围环形内部连线，IOB分布在四周的管脚上。Xilinx的CLB功能很强，不仅能够实现逻辑函数，还可以配置成RAM等复杂的形式。

现场可编程门阵列FPGA是含有大规模数字电路的通用性器件。这些数字电路之间的互联网络是由用户使用更高级的软件来定义的。FPGA可以进行无限次的重复编程，从一个电路到另一个电路的变化是通过简单的卸载互联文件来实现的，极大地推动了复杂数字电路的设计，缩短了故障检查的时间。

传统的数字逻辑设计使用TTL电平和小规模的数字集成电路来完成逻辑电路图。使用这些标准的逻辑器件已经被证实是最便宜的手段，但是要求做一些布线和复杂的电路集成板(焊接调试)等工作，如果出现错误，改动起来特别麻烦。因此，采用传统电子设计方案人员的很大一部分工作主要集中在设备器件之间物理连接、调试以及故障解决方面。正是因为FPGA的EDA技术使用了更高级的计算机语言，电路的生成基本上是由计算机来完成，将使用户能较快地完成更复杂的数字电路设计，由于没有器件之间的物理连接，因此调试及故障排除更迅速、有效。

可编程特点有助复杂电路设计

FPGA能进行无限次的重复编程。因此能够在相同的器件上进行修改和卸载已经完成好的设计。在一个FPGA芯片上的基本部件数量增加了很多，这使得在FPGA上实现非常复杂的电子电路设计变成比较现实。由于采用FPGA的EDA技术所产生的性价比更高一些，从而使得最近有多家公司开始采用这项技术，并且这种增长趋势仍旧在继续。

FPGA中的逻辑块是CLB，逻辑块是指PLD(Programmable Logic Device)芯片中按结构划分的功能模块，它有相对独立的组合逻辑单元，块间靠互连系统联系。FPGA的逻辑块粒度小，输入变量为4～8，输出变量为1～2，每块芯片中有几十到上千个这样的单元，使用时非常灵活。FPGA内部互连结构是靠可编程互联P I实现逻辑块之间的联接。它的互联是分布式的，它的延时与系统布局有关，不同的布局，互联延时不同。根据FPGA的不同类型，可采用开关矩阵或反熔线丝技术将金属线断的端点连接起来，从而使信号可以交换于任意两逻辑单元之间。

采用FPGA技术集成设计数字电路产品最大的特点就是可以使设计和实现相统一，无须前期风险投资，而且设计实现均在实验室的EDA开发系统上进行，周期很短，大大有利于现代产品的市场竞争需求，所以，FPGA的应用设计，特别适应于电子新产品的小批量开发，科研项目的样机试制以及ASIC产品设计的验证，能够进行现场设计实现、现场仿真及现场修改。由此，受到电子产品设计工程师的广泛推崇和欢迎。

FPGA的应用领域

FPGA所具有的无限次可重复编程能力，灵活的体系结构，丰富的触发器及布线资源等一系列的特点使得它可以满足电子产品设计的多种需求。FPGA的应用领域主要集中在替换通用逻辑和复杂逻辑、重复编程使用、板极设计集成、高速计数器、加减法器、累加器和比较器的实现、总线接口逻辑等方面。

应用和开发FPGA必须对器件的性能有一个全面了解，例如对器件的容量、速度、功耗，接口要求和引脚数目等进行综合考虑，同时还要注意以下几个细节问题:

时序电路应用“上电”复位电路，保证开机加电后，置时序电路于初始状态;

器件的电源与地引脚必须并接一只0.1μF的无感电容，起滤波和去耦作用;

不能采用数目是偶数的反向器串联的方法构成“延时电路”，一则延时的时间不准确，二则自动编译时会作为冗余电路被简化掉;

主要的全局缓冲器必须由半专用的焊盘驱动，次要的全局缓冲器可以来源于半专用的焊盘或内部网线;

引脚之间严禁短路，忌用万用表直接测量器件引脚;

器件的I/ O口如被定义为输出端，忌对该端加信号，否则将损坏芯片;

低功耗的器件如接负载过大时，不仅会使所用器件的工作效率显著降低，甚至会损伤芯片。

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关键词：案例教学法；电子线路CAD；教学改革；教材建设

作者简介：陈晓平（1956-），女，福建福州人，江苏大学电气信息工程学院，教授；李长杰（1972-），男，山东淄博人，江苏大学电气信息工程学院，副教授。（江苏镇江212013）

基金项目：本文系2011年江苏大学教学教改项目“电类专业应用性课程案例教学法的实践研究”（项目编号：2011JGYB016）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）16-0038-02

案例教学法是19世纪70年代美国哈佛大学法学院院长兰德尔首创的，最早属于医学领域，后来广泛运用于法学、军事学、教育学、管理学等学科。案例教学法在西方发达国家非常盛行，是一种已经发展得相当成熟和充分的教学方法和教学手段，有一套行之有效且相当规范的操作理论、操作规范和操作模式。哈佛商学院对案例教学法的成功运用和实施，尤其是使用这种方法为社会培养的大量杰出的工商界骄子，使得案例教学法成为一种风靡全球的、被认为是代表未来教育方向的成功教育模式。

在我国，案例教学法已被越来越多的人所接受，并列入了各高校的教学改革计划，特别是在法学、医学、工商管理类和思想政治教育等专业教学中运用较多。随着新技术突飞猛进的发展以及新技术对教学方法和教学手段革新的迫切要求，案例教学法正在被越来越多的技术类专业教学所青睐，开始被应用到电气、计算机、机械、建筑等相关领域，尤其在电气化和信息化技术快速发展的当前，掌握计算机相关知识与技能已经成为趋势。以电类专业主要应用性课程之一——“电子线路CAD技术”作为载体，研究如何应用案例教学法来进行教学模式、教学内容、教材建设等多方面的改革与实践。

一、“电子线路CAD技术”课程的特点与现状

“电子线路CAD技术”是电类专业重要的应用性课程之一，其人才培养的基本要求是能够熟练使用某一种或多种电子线路CAD软件，能够按一定的规范进行电路图的绘制，能够完成单面、双面或多层PCB板的设计。该课程授课对象是电类专业二年级的学生，他们已经学习过电路原理、电子技术课程，具备一定的电学理论和电子元器件基础，并即将学习单片机原理等相关课程，因此他们进行电子线路CAD软件——PROTEL的学习时，不仅仅是照葫芦画瓢式绘制原理图和PCB版，更重要的是利用他们所学的知识去体会电子电路设计所带给他们的乐趣，引领他们有更多的兴趣进入本专业的学习，为后期参加电子设计实践或科研打下良好的基础。这就需要从课程教学模式入手，将案例教学法理念切实贯穿到教学内容、课程教材、教学实施、教学资源等诸多方面。

从教学内容和课程教材方面看，目前有关PROTEL软件的书籍有很多，但是绝大多数相关书籍往往按照软件菜单命令的顺序讲解，只注重讲授PROTEL软件的各个菜单的功能，其选择的设计实例往往是软件本身提供的Demo中的例子，与学生所学的电学理论实际脱离，少数书籍采用的案例与课程衔接不够紧密，存在或者较为复杂，或者较为简单的情况。使用这样的教材，学生学习起来很难形成一条主线，从枯燥的指令中看不清楚与实际应用的联系，缺少学习动力，不利于教学的有效开展，因此教学方式改革的第一步就要进行教材改进与完善。

二、引入案例教学法改进“电子线路CAD技术”教材

教材是课程运行的载体，要引入案例教学法进行有效的教学，首先要在教材中引入典型案例，[1]以实例为主导的教材进行引导性的教学，来实现以应用为目的的计算机软件的学习。电子线路CAD技术——PROTEL电路设计课程是一门理论与实践结合性很强、极富创造性、具有明显时展特点的课程，其主要目的是培养学生掌握原理图的绘制、PCB板的设计能力，能完成中等复杂程度的PCB板的布局与布线。为此目的就要在充分参阅国内外优秀教材的基础上，立足于“加强基础、结合实际、突出重点、利于教学”的指导思想进行教材内容的选择，[2]将科研成果中的典型案例融入到教材内容中去，及时吸取与本课程有关的新理论、新方法和新技术，提升实践性教材的实用性、通俗性和先进性。通过充分考虑学生的先修课程与后续课程，合理选择实例内容的深度和广度，按照由简单到复杂的次序，利用一个具体实例贯穿课程全过程。通过这个实例的操作来讲授介绍有关命令的使用方法，做到以具备工程背景的实例为主线，按照实际CAD设计的步骤，循序渐进地介绍PROTEL的各种编辑工具的使用方法及进行PCB设计的全过程，使学生在完成实例练习的基础上，由浅入深地逐步掌握应用PROTEL软件进行电子线路CAD设计的各个环节。

对于初学者来讲，首先要了解CAD软件中的指令的意义及使用方法。为了掌握基础指令含义，可在教材中选择只含有分立元件电路板的章节进行介绍，例如“模拟电子技术”课程中介绍的一些基本电路，这些电路都具有实际意义，并且主要由电阻、电感、电容、二极管、三极管等管脚比较少的分立元器件组成，这样使初学者在绘制较为简单的电路原理图及印制板图过程中，直观理解和掌握CAD软件中的指令的意义及使用方法。在经过初级电路绘制后，再选择一些包含有多管脚的数字集成电路进行加强训练。根据案例教学法的思路，在教材中引入具有实际工程背景的典型案例，即一个典型的具体电路作为贯穿全书的基础主线，在对典型实例的运用中理解电子线路CAD的基本知识和方法技能，达到使学生快速、有效地掌握电子电路PCB的设计与制作目的，有效发挥教材这一知识引导的作用。基于这种思考，在2008年编写并由中国科技大学出版社出版了《电子电路CAD实用技术》一书，教学实践表明，该教材较好地实现了“电子线路CAD技术”课程的引导作用，能够使学生在一周课程设计中快速了解和掌握PROTEL软件的使用方法。

三、利用多种渠道完善案例教学法的教学效果

案例教学法的有效实施不仅需要一本好的教材，同时还需要好的教学手段，要引导学生“教中学”、“学中做”、“做中学”。为了让学生有效掌握电子线路CAD技术，可先让他们通过教材上的教学案例掌握电子线路CAD技术的基本语言和基本设计方法，然后再通过一个个具体CAD任务的布置，让学生通过具体CAD案例的设计与实践总结掌握CAD设计技巧，使学生做到触类旁通。为了避免因知识点分散造成学生不能系统掌握知识的问题，在每一个教学单元结束后，教师应当引导学生对所学的内容进行归纳总结，建立起单元内及单元间的联系，以加深对知识的记忆和理解，完成真正意义上的知识建构。如在层次原理图设计学习后，对原理图编辑器工作环境的设置要进行有系统地总结学习，对布线工具栏、画图工具栏及元件的各种操作方法要进行复结。在教学实施过程中针对学生出现的问题，教师要面对面地引导解决，要增强学生的自信心、解决问题的能力和成就感。只有激发了学生的学习热情，才能产生理想的教学效果。

从当前课程教学方式来看，应用性课程教学通常采用的是在实验室由教师统一要求下进行的归一化培训的单一教学手段。这种方式不利于学生个性创造能力的培养，容易产生理论与实际相脱节的现象，要改变这种归一化培训的单一教学手段，就要开拓实验室教学之外的教学形式。其中一种方法就是与企业合作，鼓励学生走到企业参与技术实践，了解产业的最新发展，将企业项目引入到自身的课程设计中，形成既有鲜明个性特色又有实际工程应用价值的设计结果，让理论与实际真正结合起来；或者请与学校有合作关系的企业专家到学校进行具体的课程指导以及典型案例方案的确定，让包含有实际意义的、与生活息息相关的案例直接进入学生的课堂中，使学生明白学习这种技术的实用性与趣味性，使电子线路CAD技术与企业中最新技术应用状况接轨，在课程的教学中体现现代CAD技术的发展趋势。

再有一种方法就是建立基于案例教学法的教学资源库与支撑网站，让学生通过网络这种信息量广泛、方便使用的第二课堂进行学习，加强和提升电子线路CAD技术的掌握，从而熟练使用某一种或多种电子线路CAD软件，能够按规范完成电路图的绘制，实现单面、双面、或多层PCB板的设计，达到符合将来从事的专业工作的需求。

大学生电子设计竞赛能够有力促进培养在校学生的动手能力与创新能力，[3]这项活动在各个高校已逐渐被重视。参加电子设计竞赛的学生虽然只是一小部分，但他们在学生中的影响力却很大。电子设计竞赛离不开电子线路CAD技术，因此参加电子设计竞赛的学生都有自身的实践体会，由此可利用这些优秀学生在班级的影响力带动学生学习的积极性，让初学的学生看到自己同学做出的实物，产生学习的兴趣与热情。兴趣是学习的最大动力，有了学习兴趣就能理性地深入学习，对教学内容理解得更深刻，学习更扎实；反过来也会使他们的学习兴趣更浓，步入良性循环的学习过程。通过优秀学生的以少带多、以强带弱的促进作用，极大发挥了学生的主观能动性，挖掘其学习潜力，从而达到提高教学质量的目的。

四、结论

以我校“电子线路CAD技术”课程为研究对象，以案例教学法应用为主线，从教学内容、教材建设、教学实施、教学资源及支撑网站等多角度入手，研究如何建立一种基于案例教学法的高校电类专业应用性课程实施新模式。为了提高学生电子线路板设计能力，将典型产品案例、实际研发项目及学生创新项目引入到教学过程中，基于实际工作过程构建一种新的教学过程，采用案例教学法，恰当地在各教学环节中融入规范实际生产过程，将“电子线路CAD技术”课程建设成为集能力培养、职业素质培训和孕育学生创新成果的教学平台，使培养的学生具有较高的专业水平与实际应用能力。近几年来，我校培养的学生在全国大学生电子设计竞赛中多人多次获得国家级、省级一等奖等荣誉，这些成绩的取得与“电子线路CAD技术”课程所打下的良好基础是密不可分的。

参考文献：

[1]和卫星,李长杰,汪少华.电子电路CAD实用技术[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2008.