集成电路设计分析范文

导语：如何才能写好一篇集成电路设计分析，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

引言

随着城市化的逐步发展，城市交通也发生了巨大的变化，虽然新修建数条高速公路及普通道路，但随着汽车的日益增长，市区交通仍然变得十分拥挤，而这些因素对人们的安全出行也带来很大隐患。各交通路口的信号灯作为交管部门管理交通的重要工具之一，其合理使用可以为人们的安全出行提供保障。交通信号灯主要由城市交通控制系统控制。现代城市交通监控指挥系统中的城市交通控制系统一个综合化的计算机道路交通管理系统，其主要功能包括城市交通数据监测、交通信号灯控制以及交通疏导。在以计算机为主体的信息化交通管理系统中，如何运用科学的控制方法对已建的城市道路结构进行优化调度，缓解道路的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划系统亟待研究的课题。数字电路具有逻辑性强和灵活性强的特点，数字电路芯片只要在一定范围内输入，都能得到稳定的输出，调试起来比较容易，电路工作也比较稳定，所以被广泛用于各种领域。本文着重介绍运用数字集成电路进行控制的交通灯的设计思路。

1交通灯的设计要求及总体方案

1.1设计要求主干道和支干道十字路口设置交通灯，控制两条交叉道路上的车辆通行。①每条道路设1组由黄、红、绿灯组成的信号灯，绿灯表示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线的车辆继续通行，而未过停车线的车辆停止。②当主干道绿灯亮时，支干道红灯亮，且主干道绿灯亮的时间不少于60s。③当主干道红灯亮时，支干道绿灯亮，且支干道绿灯亮的时间不超过30s。④每次变换通行车道前，要求黄灯先亮5s。1.2总体方案根据设计要求，交通灯控制系统的组成框图如图1所示：十字路通灯工作状态数据由状态控制器进行监测记录，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯，秒脉冲发生器产生整个定时系统时基脉冲，通过减数计数器对脉冲减计数，达到控制每一种工作状态的持续时间，减数计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时译码器根据系统的下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值，减计数器的状态由BCD译码器、数码管显示。

2设计的主体内容

2.1状态控制器的设计①S0状态表示主干道绿灯亮，支干道红灯亮，60s定时开始计时，且通车时间未超过60s。②S1状态表示主干道通车时间已达到30s，此时主干道黄灯亮，支干道红灯亮，5s定时器开始计时。③S2状态表示主干道黄灯时间已超过5s，此时，主干道红灯亮，支干道绿灯亮，30s定时器开始计时。④S3状态表示支干道通车时间已超过30s，此时，主干道红灯亮，支干道黄灯亮，5s定时器开始计时，以后当支干道黄灯计时超过5s时，接S0状态。这四个状态可以用二进制编码表示，S0用00表示，S1用01表示，S2用10表示，S3用11表示，其状态转换图2所示。这是一个二位二进制计数器，可采用中规模集成计数器CD4029构成状态控制器。CD4029是一种CMOS电路二进制/十进制可异步置数的可逆计数器，若要实现多级级联，只需将前级计数器的进/借位信号CO连到下级计数器控制端C1即可，CD4029可实现二进制/十进制的可进位，可预置的加/减数。状态器的脉冲可以用来自减法计数器的借位输出，根据译码显示器的借位变化来改变状态器的输入，控制状态器的输出。由CD4029所组成的状态控制器如图3所示。2.2译码电路的设计主干道上红、绿、黄信号灯的状态主要取决于状态控制器的输出状态，它们之间的关系见真值表，如表1。对于信号灯状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯灭，两个方向的信号灯有4种输出状态。由真值表分析可以求出各信号灯的逻辑关系。选用半导体发光二极管来模拟交通灯，由于门电路的带灌电流的能力比一般带拉电流的能力强，要求门电路输出低电平时，点亮相应的发光二极管，所以在状态输出端设置了与非门和非门，以满足低电平的要求。状态译码电路如图4所示。2.3定时电路的设计定时要求主干道绿灯显示60s，支干道绿灯显示30s，黄灯显示5s，故需要一个能实现自动调节不同时间的定时器74LS245，通过使能端和控制端可以控制不同数字的输出。预置到减数计数器的时间可以通过3片74LS245来实现，3片74LS245的输入数据分别接入60、30、5这3个不同的数字，74LS245的输出数据和减法计数器相连，实现设计要求的计时时间。三片74LS245的输出与否由状态控制器来实现，当状态控制器在S0（Q2Q1=01）状态S4（Q2Q1=11）状态时要求黄灯亮，要求减法计数器从初始值5开始计时，可以看出黄灯亮时Q1必须为1，所以可以用Q1来控制接数字5的74LS245。当主干道绿灯亮时，60s计数器开始计时，由于74LS245的EN端接入低电平有效，而信号灯也是接人低电平有效，所以可以把74LS245的EN端与主干道的绿灯连接，同理，输入数据20的74LS245可以与支干道的绿灯信号相连，74LS245的管脚图如图5所示。它主要实现的是三态门的功能，输出端除了有高电平和低电平两种状态外，还有第三种状态高阻状态。其逻辑功能是：当使能控制信号EN=0时，若DIR=1，则数据传输通路为A到B，若DIR=0，则数据传输通路为B到A；而EN=1时，无论DIR为何值，A、B之间均呈高阻状态。定时器的减数器主要是由异步可逆二/十进制计数器来实现，译码和显示电路主要是由74LS47和数码管来产生，74LS47管脚图如图6所示。2.4脉冲产生电路的设计脉冲的产生电路主要是由555定时器产生的。555定时器是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当的几个元件，就可以构成施密特触发器，单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲与变换电路，该器件的电源电压为4.5~16V，驱动电流可达到200mA左右，并且可以与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。多谐振荡器是一种无稳态电路。对该电路通电后，电路状态可以自动变换并且产生矩形波的输出。555定时器组成的的脉冲发生器如图7所示。将以上各模块进行逻辑连接，得到系统的电路原理图，如图8所示。将各单元部分按照电路图连接后，进行各单元电路调试及整体调试，并通过软件仿真验证，完全达到设计要求数字集成电路具有体积小、重量轻、寿命长、可靠性高、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产，由数字集成电路控制的交通信号灯也会越来越广泛地使用。

参考文献：

[1]李中发．数字电子技术[M]．北京：水利水电出版社，2001．

[2]时万春．现代集成电路测试技术[M]．化学工业出版社，2006．

[3]杨兆生．新一代智能化交通控制系统关键技术及其应用[M]．北京：中国铁道出版社，2008．

篇2

关键词：高速公路；机电工程；建设管理

中图分类号：U412文献标识码： A

一、高速公路机电工程概况

高速公路机电工程一般由通信系统、收费系统、监控系统和供电、照明系统组成。机电工程设备种类多、技术含量高、和其他工程界面交叉复杂，与相邻路段联网通信，特别是省界收费站间的协调，是机电工程建设管理者在满足使用功能、控制工程成本、确保工程进度的前提下必须解决的问题。高速公路机电工程通信系统是收费数据、监控数据、语音、收费监控图像、交通监控图像传输的平台。收费系统是收费政策的体现，是全省联网收费的基础。监控系统负责路况信息、气象信息、交通紧急事件的收集、整理、提供营运管理者，并相应信息，为司乘人员提供行车信息服务，达到控制、引导交通流的目的。供电、照明系统为机电工程运行提供动力，为司乘人员行车安全提供收费广场照明和隧道照明。

二、速公路机电工程设计优化

高速公路机电工程的设计方案及其优化是机电工程质量的保证和顺利实施的前提。高速公路机电工程设计方案的原则是方案先进、功能满足、质量保证、成本可控。高速公路机电工程方案优化的原则是在功能满足、保证质量的前提下，最大限度地节约工程成本。笔者结合多年的工作经验，认为以下几个方面是高速公路机电工程设计的优化方向。①监控中心设置要合理，注意区域监控中心的应用。为了优化整个路段监控系统和隧道机电系统，通过各系统之间相互配合、协调，由于监控中心对路段、隧道进行统一控制，从而节省重复建设中心房建、机电设备等费用，控制工程造价。②收费进行集中管理模式，通信设备设计选型要先进。目前，各大高速公路的收费管理模式大部分还处于分散管理模式，由于每个收费站控制室都设有计算机系统、闭路电视监视系统等投资较大设备，加上一些值班、工作人员的费用，使得整个工程的运营费用也相应的提高。因此，为了确保了经济的合理性与设备的安全实用，不仅设备需要进行更新，也需要采用一些较为先进的管理模式（如集中管理模式等）。

三、加强高速公路机电工程建设管理的途径

1、合同管理

工程实施中，始终坚持以合同为依据，一切按合同办事。一是规范了合同文本和签订程序。二是在合同执行过程中，加强了过程监管，强化履约保证金制度和工程资金保证制度，以合同的形式规范了工程变更、延期、索赔等方面的处理程序，约束双方共同遵守。规范的合同管理确保了进度和费用控制。

2、严格基本建设程序

严格执行了基本建设程序。 机电工程的初步设计工作、 招标文件编制、招标评标、合同谈判签订以及联合设计均按照国家和交通部等相关文件规定进行评审和报批。

3、认真贯彻落实国家的有关法令、法规

1、严格执行招投标制度

按照国家的有关规定，机电工程施工应采取国内公开竞争性招标的方式进行招标确定承包商。 机电工程的监理按照交通部的有关规定，通过国内公开竞争性招标的方式进行选择。

2、严格执行项目监理制

严格执行了工程监理制度的有关规定，通过公开招标方式，选择了具有交通部机电监理资质、 监理业绩较好、符合招标文件中标条件的监理单位。

3、严格执行合同管理制度

在建设管理过程中，严格按照国家有关法令法规，按照招标文件要求和评标报告，与中标单位签订机电工程合同书。 在工程实施过程中，做到了一切严格按合同办事。

4、全面实施“三控两管”，保证机电工程顺利实施

为了加强高速公路机电工程建设管理，必须全面实施“三控两管”。“三控两管”是指“质量控制、进度控制、投资控制、合同管理、信息管理”。①质量控制：质量是工程的核心。高速公路机电工程一开始就树立了争创“优质工程”的目标，把质量控制作为一切工作的落脚点，将质量控制工程贯彻在整个工程的始终。②进度控制：认真编制和落实进度计划，保证机电系统试运行能与高速公路开通同步。一方面要求机高速公路电施工单位首先进行已提供部位的设备的安装；另一方面要求房建单位优先进行收费站机房和配电房的装修和收费岛的施工，以尽早给高速公路机电工程施工提供设备安装部位。在外供电工程未完工、供电前，首先进行柴油发电机的安装调试，以满足机高速公路电工程的调试用电需求。③投资控制：根据机电工程的特点，全过程进行投资控制。一是建立有效的公平投标环境，选择了满足招标文件要求的合理低评标价的承包商中标。二是最大限度地优化技术方案，降低工程造价。④合同管理：工程实施中，始终坚持以合同为依据，一切按合同办事。一是规范了合同文本和签订程序。在合同执行过程中，加强过程监管，强化履约保证金制度和工程资金保证制度，以合同的形式规范了工程变更、延期、索赔等方面的处理程序，约束双方共同遵守。规范的合同管理可以确保进度和费用控制。⑤信息管理：要规范信息管理制度，确保信息渠道和工作指令渠道畅通，从而保证工程的顺利进行。

5、加强项目协调工作

5.1与监理单位的协调

对于监理单位，应注意树立监理对现场管理问题上的权威，尊重监理对于施工质量的否决权、施工调度权等。要及时地与监理单位进行沟通协调，落实监理单位发出相应的工作指令，同时，充分发挥监理在现场施工质量、工期等方面的监督管理作用，双方要力争能协商一致。

5.2与参建单位的协调

对于参建单位，我们要掌握其所承担的任务内容、大小、难易程度、采用的主要施工工艺、及工程的施工进度计划。要熟知各个参建单位的合同及分工，对其可能出现的矛盾进行预先分析，在工作中发现矛盾应及时加以解决。要抓好施工的关键部位，以及各施工单位的衔接界面，以避免和减少因工作划分不清引起的各种矛盾。要做好上述工作，就要全面掌握设计内容，对工程管理做到心中有数。此外要重视开好每周工程例会、专题会议等各种会议，做到会前有准备、会中有重点、会后有检查，确保组织协调工作的效果。

6、营运管理平台与机电工程

高速公路机电工程建设时，必须同时考虑营运管理办公平台的建设。营运管理办公平台建立在机电工程通信系统基础之上。在管理中心、各收费站分别组建局域网，采用VPN虚拟专用网络技术，将管理中心、各收费站办公电脑组建成局域网，形成营运管理办公平台。该平台与收费系统完全隔离，确保收费数据的安全，也满足了营运管理办公需要。营运管理办公平台与机电工程同步建设，降低了营运管理办公平台建设费用，节约了营运管理成本。

结束语

高速机电工程建设是一个庞大的系统工程，所涉及技术、设备科技含量高。作为建设管理者，必须掌握高速公路机电工程的特点、难点与重点，结合实际，全面运筹，不断瞄准行业管理和技术发展的最新动态，充分吸收和运用国内外先进的高速公路机电工程管理经验，努力探索并建立一条具有特色的高速公路机电系统建设的新路子。

参考文献

[1] 胡辉.论高速公路机电工程项目管理[J]. 现代商贸工业. 2013(04).

篇3

硅通孔技术（TSV）是三维集成电路设计关键技术之一，本文从其制备、应用于系统中的性能参数及其意义、具体设计主要思路三个方面，对TSV在三维集成电路设计中的基础概况进行分析探讨。

【关键词】硅通孔技术 三维集成电路 设计原则

三维集成电路是指多层面构建集成电路，可进一步扩展布局空间，减少线路相互之间的干扰，解决信号拥堵问题，扩大频宽，降低功耗，最终提高系统性能。3D封装是三维集成电路关键技术，主要包括裸片堆叠封装、叠层封装与封装内堆叠三种具体实现形式，各有优劣。贯穿硅通孔技术（TSV）是一种系统级架构技术，可实现层级间裸片互联，是目前最先进、应用最广泛的互联方式之一。本次研究就基于硅通孔技术的三维集成电路基本设计进行概述与分析。

1 TSV制备

TSV制备工艺据通孔制作工艺顺序可分为先通孔与后通孔两种，先通孔是指在制备IC时同时通孔，后者是指在制备IC后通孔。

前通孔主要特征包括：（1）工艺在CMOS或BEOL制备前应用；（2）在元件设计阶段即介入应用；（3）需严格的CD控制；（4）通孔宽度为5-20μm；（5）深宽比AR3：1-10：1。而后通孔主要特征为：（1）工艺在BEOL或TSV键合（Bonding）制备后应用；（2）在设计阶段后期介入；（3）CD控制较宽松；（4）通孔宽度20-50μm；（5）深宽比AR3：1-15：1。

通孔刻蚀技术是TSV技术的核心，强调通孔尺寸一致性，无残渣，形成需达到一定速度，规格设计具有一定灵活性，目前仅有IBM及其部分代工厂掌握该核心技术。通孔刻蚀技术主要可分为博世工艺技术、激光刻蚀技术，两者各有优劣。博士工艺孔径大小、数目、深度无特殊要求，但孔径侧面较粗糙，材料成本高，需要光刻。激光刻蚀仅适用于>10μm孔径通孔，孔径数目也受吞吐量影响，但通孔侧壁表明光滑，耗材低，无需光刻。

通孔后，TSV需进行填充，涉及通孔绝缘、淀积与电镀多个工艺步骤，使用材料包括硅烷、正硅酸丁酯等。填充时需要考虑填充绝缘、沉积温度等多个方面因素，一个细节的疏忽都可能影响通孔性能，进而影响系统稳定性与功效。目前，主要填充技术包括溅射沉积、均匀淀积，但考虑到成本因素，电镀铜是目前应用最广泛的硅通孔填充方式。

最后为实现晶体TSV互联，需应用TSV键合技术，目前最常用的键合技术包括金属-金属键合、氧化物共熔键合与高分子黏结键合。三种键合技术各有优劣，应用均十分广泛，但均只适用于满足电学特性的光滑键合表面，不能进行机械表面与电学特性表面键合，金属-金属键合有望打破这种限制。

2 反映TSV性能的参数及其意义

2.1 互联延时

全局互联普遍被认为是集成系统性能提升的设计瓶颈，全局互联产生的连线延时决定系统时钟频率与速度传输限，创造一种更有效的互联策略已成为当今电路设计中研究热点。缓冲器插入式目前应用最广泛的一种缩短全局互联延时的设计，使用灵活，有助于减少硅通孔数目与集成密度，进而降低互联延时效应，提高系统性能，降低误差。

2.2 互联功耗

互联功耗与系统电路规模与集成密度有关，目前，互联电容已取代门电路成为片上功耗与动态功耗主导因素，插入缓冲器后功耗与全局互联规模有关。应用硅通孔三维互联构架，可减少互联需要，但却需要更多的缓冲器，增加片上功耗，在设计PSV时，需充分考虑PSV功耗。

3 TSV三维集成具体设计主要思路

3.1 阻抗特性差异

三维集成虽然可缓解不同材料、工艺差异所产生的串扰噪声，降低混合技术同化复杂度与电路模块电磁干扰，最终降低成本，提高效效能，但与此同时，三维设计也增加了阻抗差异。阻抗差异后是源层互联固有缺陷，应用TSV技术互联则增加了阻抗差异，进一步放大了这种缺陷。因此将TSV应用三维集成系统构架中，需综合考虑阻抗差异，尽力减少阻抗差异对互联信号的影响，避免信号发生反射或失真。

3.2 热管理与优化

电路工作之中不可避免的发散热量，热效应已成为影响集成电路功效、元件可靠性的重要因素之一。三维集成技术增加了芯片物理层数，顶端物理层与散热片距离显著增加；三维集成技术缩短了物理尺寸，芯片功耗密度显著增加，热效应增加，芯片内温度上升，可能造成元件性能下降，电迁移失败，甚至可能造成物理损毁。应用TSV技术，可能影响整个芯片热扩散效果、途径，因此在设计TSV系统构架时，需对热扩散进行预测，分析芯片内外温度分布，并提出热优化技术与策略，降低消热阻。目前常采用的热优化技术策略为减薄衬底厚度，降低散热片等效热阻，热驱动优化，布局优化，热通孔插入，等。

4 碳纳米管TSV设计

碳纳米管具有优良的电热传输特性，平均自由程较长，耐高温，是一种较理想的互联材料，具有较大的发展潜力。碳纳米管电流承载密度极限远高于铜，电子迁移稳定，有助于克服承载不稳定性TSV技术这一固有缺陷。碳纳米管具有一维导体特性，热特性较高，热传导率极高，可达到3000～8000W/m-K，将碳纳米管应用于TSV集成可极大的提高系统散热能力。

5 小结

硅通孔技术是三维集成电路制造核心技术之一，其技术水平直接影响系统性能、稳定性。电路设计工作者，在应用TSV技术过程中，应尽量采用时下成熟的TSV制备技术，把握具体设计思路，从提升系统整体性能出发，提升设计水平。同时，应具有创新、探索精神，积极尝试引入新材料、技术与理念，大胆尝试，开阔设计思路，以探索更优的设计方案。

参考文献

[1]X.ChuanL.Hong，R.Suaya and pact AC modeling and performance analysis of through silicon vias in 3-D ICs.IEEE Trans.Electron Devices，2010，57（12）：3405-3417.

[2]童志义.3D IC集成与硅通孔（TSV）互联[J].电子工业专用设备，2009（27）：26-29.

[3]王高峰，赵文生.三维集成电路中的关键技术问题综述[J].杭州电子科技大学学报，2014，34（2）：1-5.

作者简介

祝竹（1983-），女，安徽省宣城市人。2006年毕业于合肥学院，电子信息工程专业。现为宣城职业技术学院电工与电子技术专业教师。研究方向为电工技术与汽车电子类。

篇4

1高速公路隧道机电消防系统工程建设的原则

1.1高速公路隧道机电消防工程要能够实现对火灾的检测、发现、报警和消灭四个方面的内容，避免对火灾的检测失灵、发现失败、报警缺失以及消灭不力而造成的人和物的损失。

1.2高速公路隧道机电消防工程要以机电自动化实现为主，人力配合为辅。高速公路隧道一般都离市区等较远，相关运行以及监控人员等很难对其进行现场管理，因此，就需要高速公路隧道机电消防工程实现高度的自动化运行，将火灾隐患降到最小。

1.3高速公路隧道机电消防工程要坚持因地制宜原则。隧道消防机电设备的选择、机电工程的布置、用水系统的设置等要根据当地的实际环境来因地制宜地选择，以能够实现最佳地消防效果为最主要目的。

1.4高速公路隧道机电消防工程要坚持易维护的原则。高速公路隧道机电消防系统的维护也是工程建设时需要考虑的一个重要内容，因为只有及时进行有效的维护，隧道机电消防系统才能够保持在最佳的运行状态，才能够及时发现消防问题并进行处理等，因此，高速公路隧道机电消防工程要坚持易维护的原则以保障消防系统的运行效果。

2高速公路隧道机电消防系统工程的建设实现

2.1高速公路隧道消防水的设置。消防水的设置一般可以通过在隧道顶部设立消防水池和设置水井的方式来实现，这两种消防水的来源各有优势，可以根据具体环境来做选择。对于有自来水通过的地区，可以通过设置消防水池的方式来保障隧道内消防水的供应，对于无自来水通过的地区，可以通过挖掘水井的方式来为隧道供应消防水。

2.2高速公路隧道消防管道的设置。消防管道的布置应该根据隧道所在地的实际情况考虑防冻问题，以使消防管道能够在恶劣的环境下实现正常使用，避免因为消防水出现问题而导致消防隐患。消防管道的布置必须要设置于检修道上，这样，在后期的维护过程中，就能够实现对消防管道中存在问题的及时发现和弥补，避免消防管道出现漏水等问题影响后续的使用。

2.3高速公路隧道消防水泵设置。消防水泵的设置应该坚持使用与备用相结合，并且对使用中和备用的水泵都要进行妥善检查，以确保其都能够随时正常使用。消防水泵应该融自动与手动一体，日常进行自动控制，自动控制不灵或者出现异常情况时切换至手动控制。监控中心要实现对水泵运行状况的实时监控和记录，包括其开启、运行、停止以及低频巡检过程，对于任何一个环节出现监控异常的，要及时进行问题排查，以保障水泵处于正常运行状态。同时，实现对消防水池水位的实时监测，水位等于或低于最低线时，自动供水保障水位处于最低线和最高线之间，以满足消防用水的需求。

2.4高速公路隧道消防洞的设置。高速公路隧道消防洞应该根据隧道的实际情况进行合理布置，每个消防洞都应该配置消防栓以及灭火器，以供隧道的使用者在发生火灾时使用。同时，消防洞的间距应该根据消防隧道的长度以及消防难度等来进行合理设置，确保在发生火灾时消防系统的使用人员能够及时地找到并且方便地使用消防工具对火灾进行控制。

2.5高速公路隧道消防火灾检测系统和报警系统的设置。在当前火灾检测技术快速发展的背景之下，火灾检测系统主要是基于火灾发生之后产生的烟、光和热等来判断火灾发生的，同时还有一种能够根据现场的图像判断火灾是否发生的系统。两种系统在判断火灾发生的准确性上区别不大，所以在高速公路隧道消防系统中可以根据实际需求和预算状况等自主选择和安装火灾检测系统，实现对火灾的智能检测。火灾检测之后，需要及时进行自动的报警，如此，才能够实现对火灾的及时有效的控制，避免人力物力的损失和浪费。火灾报警系统与火灾检测系统相连，火灾检测系统一旦检测到火灾的发生，就需要将火灾的具体情形自动地报告给监控室，以方便监控室能够根据实际情况安排消防。同时，火灾报警系统还需要与隧道外显示屏相连接，以警告过往车辆不再进入隧道内并且自动协助灭火等。这样，就实现了隧道内火灾和报警的一体化设置，有效地减轻火灾造成的损失。

3结语

篇5

集成电路作为关系国民经济和社会发展全局的基础性和先导性产业，是现代电子信息科技的核心技术，是国家综合实力的重要标志。鉴于我国集成电路市场持续快速的增长，对集成电路设计领域的人员需求也日益增加。集成电路是知识密集型的高技术产业，但人才缺失的问题是影响集成电路产业发展的主要问题之一。据统计，2012年我国对集成电路设计人才的需求是30万人 [1-2]。为加大集成电路专业人才的培养力度，更好地满足集成电路产业的人才需求，2003年教育部实施了“国家集成电路人才培养基地”计划，同时增设了“集成电路设计和集成系统”的本科专业，很多高校都相继开设了相关专业，大力培养集成电路领域高水平的骨干专业技术人才[3]。

黑龙江大学的集成电路设计与集成系统专业自2005年成立以来，从本科教学体系的建立、本科教学内容的制定与实施、师资力量的培养与发展等方面进行不断的探索与完善。本文将结合多年集成电路设计与集成系统专业的本科教学实践经验，以及对相关院校集成电路设计专业本科教学的多方面调研，针对黑龙江大学该专业的本科教学现状进行分析和研究探索，以期提高本科教学水平，切实做好本科专业人才的培养工作。

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[4]。

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（SAR ADC）”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[5]。

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

篇6

（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。

参考文献：

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[2]萧铭.论作为教学要素的教学载体[J].上海教育研究，2000（12）：39-41.

[3]姜大源.职业教育学基本问题的思考（一）[J].职业技术教育，2006（1）：5-10.

[4]劳动和社会保障部职业技能鉴定中心.自我学习能力训练手册[M].北京：人民出版社，2007.

[5]王民权，梅晓妍.高等职业教育中项目化教学的探索与实践[J].职业教育研究，2007（10）：88-89.

篇7

（1）高职《电路分析》课程基本情况分析

《电路分析》课程是电气信息类专业的基础课程，其主要任务是讨论线性，非时变，集中参数电路的基本理论和分析方法，掌握电路的基本概念，基本原理，提高分析能力，是后续课程的基础。

尽管高职教育进行了各种层面与各种形式的改革，但《电路分析》课程作为整个电气信息类专业的基础课程，其讲授内容与讲授方式基本没有发生太大的改变。与此同时，近年来随着各类各级高校招生规模的扩大以及高考生源的连年下降，使得当前很多高职院校的入取分数线直线下滑，以至于高考两百分的学生也能够有机会参与到高等教育之中。一方面体现了我国当前高等教育的普及化程度逐年提高，能够对整体国民受教育程度进行提升;另一方面也出现了一些比较严峻的问题，特别是理工科相关专业的教师在授课过程中会发现，对于高中知识没有掌握的学生来说，一下进入到《电路分析》这一类的课程之中，学生会出现很大的厌学情绪，特别是对于高中阶段读文科的同学来说，更是一个巨大的挑战。

在这样的情况之下，如何能够在不减少教学内容、不降低教学要求的基础上让学生对所学内容能够产生较大的兴趣，从而完成整个教学计划与内容成为广大高职教育工作者所迫切需要解决的一个问题。

（2）虚拟仿真仿真技术在《电路分析》课程中的应用现状

在电路仿真中常用的软件有：Multisim、EWB、PSPice、Proteus等。这些工具软件都有较强的功能，很多软件都可以进行电路设计与仿真，同时可以进行PCB自动布局布线，可输出多种网表文件有第三方软件接口，各种软件各具优缺点。

・Multisim

MUltisim软件是适用于电路仿真与设计的EDA工具软件，该软件的计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好解决理论教学与实际动手实验相脱节的问题。

・EWB

Electronic Workbench简称EWB，专用于电子电路仿真的“虚拟电子实验平台”软件工具。该软件可以对各种电路进行仿真。EWB软件对电路的输入采用原理图输入方式;软件提供的虚拟仪器与实际仪器外形及其操作基本一致。

・Pspice

PSpice可以绘制非电气性质的图元，可以通过输人VHDL程序来代替绘制原理（Multisim只是可以在原理图中用VHDL器件），在原理图中可以添加网络标识，且网络标识可以直接代替节点编号用于仿真，原理图绘制完成后可以进行DRC（设计规则检查），可以产生元器件之间互连关系的报表，可以对设计的电路进行优化程序设计。

・Proteus

Proteus ISI是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路。

以上的几种软件都有课程讲授过程中有所应用，并将软件的使用融入到课程教材的内容之中，在《电路分析》课程的教学过程中起到了一定的作用，特别是在实训课程中解决了实训资源不充足的问题，为学生对本门课程的学习提供了良好的平台。

除此之外，北京邮电大学网络教育技术研究所开发研制的“虚拟实验教学系列（OWVlab）”中的“电路分析课程虚拟实验教学系统”针对各类大中专院校《电路基础》、《电工原理》实验课程配套开发的可在网上开展的虚拟实验课程，课程模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境。

（3）当前研究现状与本课题研究的目标的区别

首先，当前虚拟仿真技术与平台在《电路分析》课程中更多的是应用于虚拟实训与电路设计的相关课程模块当中。

其次，当前使用的仿真软件往往功能都比较强大，与之相对应的就是软件的学习过程较为复杂;学生要想掌握其中某一种软件的使用，都需要较长的时间进行学习，特别是对于大一新生，无论是计算机的操作能力还是应用软件的学习能力都有所欠缺。

另外，对于非计算机专业的同学来说特别是大一的新生，个人拥有计算机的比例还是比较低，仅仅依靠上课时间的练习与使用很难使学生较好的掌握软件的使用方法并完成一定学习任务。

为此，本课题将主要针对以上所提出的几方面的问题进行较为系统的研究与分析，并做出初步的设计与开发。

2.本课题研究的目的、意义：

针对当前高职教育中所遇到的各种现状与问题，对教学内容与教学方法进行适当的改革，从而更好的满足高职教育的要求，为后续课程奠定较为扎实的基础。

（1）在培养学生电路知识与计算能力的基础上，更加重视学生的动手能力与观察能力，将原来的分析电路与计算电路数据转化为搭建电路与观察电路数据，降低本课程对学生的高中物理与数学知识的要求。

（2）选择一种更加容易上手且跨平台使用的虚拟仿真平台，使得学生能够比较容易掌握软件的使用方法，而且不用局限于计算机平台，从而让学生能够在课上与课下都能进行学习与练习。

（3）为学生将来进行复杂电路的设计奠定一定的软件使用经验与EDA的基本设计方法。

通过本课题的研究与实施，使得当前学生的学习现状进行一定改善与提高，培养学生的学习兴趣、提高学生的学习能力，为相应后续课程的学习奠定较为扎实的基础，从而提升学生的专业知识与专业技能，提高学生的就业竞争力。

3.具体的研究内容和重点解决的关键问题：

（1）研究内容

・根据课题的研究需要与课程的建设需要，从众多的电路虚拟仿真软件中选取较为合适的一种软件平台，拟采用基于安卓平台的《仿真电路模拟器（Droid Tesla Pro）》软件。

・对原有课程教学内容进行重构，以所选定的虚拟仿真平台为载体，将尽量多的课程内容移植到该平台之上。

・对于该平台无法仿真的一些个别知识与内容，通过开发与应用一些较为简便易用仿真演示软件，从而达到提高教育效果的目的。

・开发与本课程相配套的一系列资源，包括相关的教案、教学计划、教学资源、网络资源等。

（2）重点解决的问题

・构建合理的课程体系，使虚拟仿真平台与课程体系相适应。

・开发配套的教学材料，使学生能够通过各种途径进行课堂学习与课后自学。

4.课题的特色和创新之处：

本课题从教学内容的确定，到教学手段的选取以及教学方法的使用都将进行一定程度的改革。

（1）从教学内容来说，在原有课程体系基础上针对高职学生的学习能力与基础知识的掌握情况，适当补充一些基础性的知识与内容;同时针对后续课程的需要，调整一些现有课程知识内容的体系与难易程度。

篇8

关键词：实践能力培养；电路分析；教学模式改革；民办院校

作者简介：王二萍（1980-），女，河南郑州人，黄河科技学院信息工程学院，讲师；张洋洋（1982-），男，河南洛阳人，黄河科技学院信息工程学院，副教授。（河南 郑州 450006）

基金项目：本文系河南省教育厅人文科学研究项目（项目编号：2013-GH-190）、黄河科技学院教育教学改革研究项目（项目编号：JM2012007）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）36-0124-02

课程改革是教学工作的落脚点，是大学教学改革过程中的一项重要内容，它是实现大学人才培养目标的知识框架体系。人才培养的规格和模式最终需要通过课程体系的构建和教学来实现。任何一所名牌高校的课程设置，往往都有自己鲜明的特色，民办三本院校要想保有自己的特色，就必须从课程改革做起。“电路分析”课程是黄河科技学院（以下简称“我校”）电类各专业的重要技术基础课程，该课程的教学效果直接影响电类各专业后续课程的进行，进而影响着人才培养目标落实的程度。

“电路分析”是研究电路及其规律的一门学科，是电类各专业的重要技术基础课程，[1]在我校面向电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器和光电信息工程等专业开设，计划学时为84，理论讲授学时为64，实验学时为20。“电路分析”课程不仅是电类各专业学习后继课程的基础，也直接为解决电工电子工程中的实际问题服务，具有基础科学和技术科学的二重性，这种二重性决定了“电路分析”在电类各专业学生知识结构中的重要地位，在人才培养过程中起着十分重要的作用。[2]

一、现行“电路分析”教学中存在的问题

现行的“电路分析”课程体系是学科性体系，注重科学化、理论化，分立元件电路系统，在这个体系下实施的课程教学往往只能讲到器件、电路，对电路系统的应用基本不涉及。目前，该课程教学基本能满足人才培养的需求，但对提高学生创新能力、适应快速发展的社会需求方面尚显不足，[3]主要表现为几个方面。

1.培养实践能力的目标不明确

随着市场经济的建立和发展，社会对人才的要求发生了深刻的变化，高等工程教育也正在以注重专业教学和技能培养转向普遍的工程基础教育和智力开发。显然，过去那种重理论、轻实践的教学方法是适应不了这种新形势的。一个最现实的现象就可以说明这个问题。例如，虽然相关的理论知识是学过了，很多学生在实验中遇到电路问题仍然是无从下手，只能急于问老师。另外，现有的学时分配是理论64学时，实验20学时，共84学时。教材内容多，总体学时少，与实验教学内容联系又不够紧凑，使教师对教材的处理及指导实践过程的难度加大。这些充分说明应该从教学计划、教学内容、教学方法等各方面做深入细致的分析，研究出相应的对策以改变现状。

2.课程内容体系重全面但细节不够突出

现行的“电路分析”课程采用的教材是邱关源主编，罗先觉修订的《电路（第五版）》，该教材内容体系的完整性好，系统性强，力求概括现代电路理论的方方面面。但正是这种完整性凸显了该教材在知识点细节的处理上无法很深入，对于我校三本类的学生，使用该教材学习“电路分析”稍显吃力。

3.教学方法和教学手段单一

目前主要是板书，这种授课方式虽然节奏适中，使学生有时间理解、吸收知识，有很大的思考、练习及讨论空间。但也存在一些缺点：不形象、不直观、教学面窄，这样就会使学生普遍感觉该课程知识枯燥难懂，缺乏学习兴趣和自主性，导致学生理论知识基础差，实践动手能力不足，自主分析问题、解决问题的能力欠缺，这与我校“应用型人才”的培养宗旨和本专业人才培养目标有一定差距。

4.“电路分析”课程在专业课程体系中的重要性没有充分体现出来

“电路分析”是电子信息工程、通信工程、测控技术与仪器和光电信息工程专业的核心骨干课，本课程提供了上述专业后续专业基础课的主要分析方法和逻辑思维能力的培养。如果本课程掌握不好，将会影响整个专业的最后培养效果，因而其影响之大，作用之广是显而易见的，所以急待改革。

以上表明，现行的课程内容及教学方式和方法已不能适应现代电子、通信等专业的发展要求，也不符合民办三本院校重应用能力培养的办学宗旨。由此教学内容与实际学时分配、教学内容与学生专业需求的矛盾都急剧突显，迫切需要对“电路分析”课程体系、内容以及教学方法进行改革。

二、教学模式改革进行的内容

“电路分析”是电类专业的重要技术基础课。其任务是：通过本课程的教学，使学生掌握电路的基本理论知识、基本分析计算方法和基本实验技能，为学习后续课程打好基础。按过去的教学大纲要求，理论教学64学时，实践教学20学时，为适应新的形势，修订教学大纲，调整教学计划和教学内容，改进教学方法势在必行。

1.改革“电路分析”理论教学内容体系，服务重实践的整体目标

现行教材内容体系较全面，为了兼顾各类高等学校强电和弱电类各专业的需要，内容涉及面很广 。其中除了讲解电路理论中必备的相关知识如线性电阻电路的静态分析、含线性动态元件的电路的动态分析、一般非线性电路的分析等，还涉及到与各种专业接轨的内容。这种局面就导致为了面面俱到而在重点内容上有失细致。对于黄河科技学院三本类的学生来说，基础知识原本就相对薄弱，使用这样“注重全面，有失细节”的教材，如果老师授课时又没有把握好对具体内容的处理方式，那么最终很容易造成老师疲于教授理论，学生疲于应付，该掌握的基础应用知识也没能掌握，当然也无法在实践环节中“学以致用”。因此，当务之急必须对教学内容体系进行改革，根据民办三本院校学生接受的标准，并本着为实践服务的宗旨对“电路分析”的理论教学内容进行合理的取舍。

2.改革“电路分析”实践教学环节，突出对基本实践应用能力的培养，激发学生的创新意识

“电路实验”是“电路分析”课程教学过程必不可缺的环节，同时也是电子技术实验、课程设计、毕业设计等实践性教学环节的基础课程。在实际教学中，普遍存在着两种倾向：一种是把实验看成是理论教学的补充，内容往往只是验证性实验，学生只是简单记录数据；另一种则过于强调综合设计性实验和培养创新能力，而忽略教师的引导以及基础技能的训练，反而影响对后续实践环节的学习。通常开设“电路实验”课程时，学生一般刚刚接触到专业基础课，缺乏系统的电子电路知识和基本的动手实验能力，更缺乏活跃的设计思维能力，不足以进行大型综合性的实验。[4]为了使电路实验达到提高动手能力，培养理论指导实践的能力和创新能力的教学目标，同时为提高实验教学质量，很有必要对电路实验的教学方案、内容和方法进行改革尝试。

3.改革教学方法和教学手段，使之成为贯彻新教改理念的最佳授课方式

教学方法和教学手段都是为教学内容服务的。纯粹板书授课不形象、不直观、教学面窄，这样就会使学生普遍感觉该课程知识枯燥难懂，缺乏学习兴趣和自主性。最终导致学生理论知识基础差，实践动手能力不足，自主分析问题、解决问题的能力欠缺。所以也需要充分利用现代化的教学设备和手段，如通过电视、投影、教学模型等教具来进行形象化教学，以加速学生对问题的理解，提高教学效果。

不仅理论教学需要引入现代计算机技术的优秀成果来丰富教学内容，提高学生学习本课程的积极性、主动性，实验教学中也可以考虑采用相应的电路仿真软件，如Matlab、Multisim、Pspice等，来实现电路实验的分析、设计和仿真。

4.改革“电路分析”课程的教学计划，突出其专业基础课的核心地位

“电路分析”现有的授课总学时只有84，理论64，实验20，虽然为了突出应用能力的培养可以对一部分内容进行压缩或删简，但是作为这门课程的核心，电路分析的方法必须让学生透彻掌握，所以理论教学只有64学时仍然显得捉襟见肘。在实验教学部分仅有20学时只能勉强安排验证性实验，没有安排仿真性和设计性实验的空间，对于这方面能力的培养就无法实现。所以很有必要对“电路分析”现有的教学计划进行调整，对教学大纲和教学内容同步改革。根据新的教学计划和教学内容的安排，“电路分析”总学时应该改为100学时。理论学时需要在原有基础上增加10学时，增加的学时重点放在强化线性电阻电路的分析方法、动态电路的分析方法、正弦稳态电路的分析方法上面，力求让学生通过本课程理论内容的学习能够掌握分析一般实际电路的问题的能力。为了把提高学生动手实践能力和实际应用能力落到实处，根据新的实验内容的安排，实验学时应该增加6学时，主要用来进行仿真性实验。

5.改革考核方法，重点考查实践应用能力

“电路分析”课程教学重在培养学生分析问题、解决问题的能力，[5]而技能考试更能考查出学生实际操作动手能力、对理论的理解状况和掌握程度。为此在原有基础上把仿真性和设计性实验项目也纳入到考核范围，即减少理论课成绩比例，加重实践课成绩比例，将学生从大量记忆公式中解放出来：平时成绩占10%，实验成绩10%，综合技能成绩20%，考试卷面成绩60%。

三、结语

目前，我国工业化发展迅速，社会对工程技术人才需求的巨大缺口和大学生职业素质差导致就业难的阶段性矛盾日益突出。对于三本类民办院校来说，人才培养的主要目标是强化实践应用能力的培养，提高学生实践能力和创新能力，以适应社会发展需要。上述教学模式改革的设计过程已经经过多位电类课程教学方面的专家讨论，一致认为这一改革过程有助于实践能力的培养。

参考文献：

[1]郑君里，龚绍文.电路原理课程改革之路[J].电气电子教学学报，

2007，29（3）：1-7.

[2]龚绍文，郑君里，于歆杰.电路课程的历史、现状和前景[J].电气电子教学学报，2011，33（6）：5-12.

[3]朱桂萍，陆文娟，刘秀成，等.“电路原理”课程教学改革的理念与实践[J].电气电子教学学报，2012，（1）：1-8.

篇9

【关键词】项目管理；高速公路；机电工程建设；应用分析

前言

在高速公路机电工程建设中，项目管理工作具有重要意义。系统的运用科学原理对高速公路机电工程建设进行完善的管理，包括计划、组织与分析控制等等。高速公路机电工程建设需要运用到多个领域的技术，包括机械技术、计算机技术、电子工程技术、土木工程技术等等，通过对这些技术的综合运用，保证高速公路机电工程建设工作的开展。项目管理作为对高速公路机电工程建设的核心，需要不断的完善项目管理工作，优化项目管理结构，使项目管理在高速公路机电工程建设中得到广泛的运用。

一、项目管理的意义

项目管理最早是起源于美国，是在二战之后构造起来的一种新型管理技术。通过管理人员在有限的资源情况下，依靠项目管理的观点与方法，对项目管理工作进行高效的控制，以期实现项目价值。项目管理需要把多种因素综合考虑并且合理安排，把系统、人员、工作方法有机的规划，目的是在规定的范围内完成项目工作，完全的控制项目的所有流程，从投资阶段一直到项目结束。

项目管理在高速公路机电工程建设中，主要是对人员、设备等进行统一调配，建立一个高效的项目经管指挥系统。保证工作安全的前提下，提升工作人员的工作效率，完善相关的责任制度，保证高速公路机电工程建设高效的完成。

二、传统的项目管理在高速公路机电工程建设中存在的问题

2.1忽视投资方满意程度

传统的项目管理在高速公路机电工程建设中一般只会考虑工期、预算与性能能否达标，而忽视投资方是否满意。从某种意义上来说，工程各方面数据均能达标基本上可以满足投资方的要求，实际上，投资方满意程度与投资方要求应该划归于性能指标。笔者通过查阅一些资料发现一个有趣的案例，可以说明传统项目管理对投资方满意程度的忽视。在高速公路机电工程建设中，其紧急电话系统采用的是法国制造的Alcatel，但是这个紧急电话系统从开通以来，一直存在上端主机背景噪声极大而下端分分机声音极小的问题，工程项目管理方也发现了这样的情况，并安排工程师常驻现场并进行处理，但经过一年时间也没有解决。因此投资方要求工程项目管理部门请法国Alcatel公司派遣相关技术专家进行处理，但是这个要求一直没有得到回复。项目管理方认为这些设备已经满足合同的要求，因此他们不会对这些问题进行处理。实际上这些设备也确实达到了合同上规定的最低标准，但是实际考虑到高速公路车辆噪音等问题，设备无法满足日常工作需求。经过前前后后一年时间的协商，项目管理方同意请法国Alcatel公司专业技术人员进行处理，短短两天时间问题便得到了解决。在高速公路机电工程建设过程中，笔者发现这样的问题有很多。因此，项目管理方要把投资方满意程度放在重点，切实的做好高速公路机电工程建设工作。

2.2风险管理意识缺乏

传统的项目管理主要对人员的操作提出了比较高的要求，实际上如果过分在意这些操作手段，则会对其他方面的要求相应降低。项目管理工作一般不会因为实际的管理问题而出现崩溃，更多的是因为管理人员缺乏对风险的意识，导致项目管理工作的失败。就目前我国高速公路机电工程建设中，采用的设备一般都是依靠国外进口，这部分进口设备在入关过程中，往往会因为一些原因而产生迟滞，导致不能按时完工。因此，完善对项目管理人员的相关法律知识，提高其对风险的认识，保证高速公路机电工程建设的高效高质完成。

2.3管理领域定义狭窄

在高速公路机电工程建设项目管理中，往往存在授权范围较小的问题。这样项目管理人员只能在界定的范围内完成工作，这样极大的限制了管理人员的工作能力，无法做到更好的宏观调控。在人员的使用、资金的调配方面，项目管理人员受到的制约直接影响了高速公路机电工程建设的进度、技术质量的保证。因此，保证项目管理人员具有更大的授权，使其能够发挥足够的调配能力，不再处于被动的情况，保证各项资源充分的调配，为高速公路机电工程建设的进度进行提升。如果项目管理人员的活动领域受到极大的限制，这样会影响他们对投资方的服务质量，无法保证高速公路机电工程建设的良好实施。

三、项目管理在高速公路机电工程建设的应用分析

3.1优化高速公路机电工程建设项目管理结构

通过对项目管理进行结构优化，安排正规的管理人员，对项目工作进行合理的调配与安置，保证人员工作的落实到位，确定每个人员的工作目标，然后激励员工努力工作，提升员工工作效率，为高速公路机电工程建设做出贡献。

3.2保证高速公路机电工程建设工期、质量与成本控制

高速公路机电工程建设，不仅仅是需要对科技产品的完善安置，更是要保证施工工艺的体现。完善的质量保证体系，不仅可以使投资方获得满意，而且可以使自己收获良好的口碑。

3.2.1质量与安全作为衡量高速公路机电工程建设的主要标准，需要工程项目管理部门对每个区段每道工序进行全面的掌控，建立完善的工序监督体系，保证其衔接性，把好质量关。

3.2.2通过对之前项目管理工作进行分析，对容易发生质量问题的区段与工序进行严格的监控，切实把握好质量问题。

3.2.3仔细对高速公路机电工程建设所用材料进行检查，保证材料的质量，材料的质量也直接决定了工程的质量。

3.2.4项目管理在高速公路机电工程建设中，也起到了对施工进程的规划与管理作用，合理的控制进度，在保证工期的前提下，提升建设质量，保质保量按时完成投资方的工作任务。如果存在对工期产生影响的因素，应及时对其进行处理，尽量保证高速公路机电工程建设的竣工时间。

3.2.5项目管理在高速公路机电工程建设中，对成本的控制也起到了较好的作用。项目管理人员有着自己固定的采购渠道，可以极大的降低采购材料的成本，也能积极有效的对人员进行分配，提高了人员的工作效率，间接的降低了人力资源成本。

结束语

在高速公路机电工程建设中，项目管理工作具有重要意义。高速公路机电工程建设设计主要依靠诸多领域以及诸多技术的综合应用，项目管理部门可以合理的分配工作人员进行相关技术操作，使高速公路机电工程建设工作高速高效的开展，也能够在竣工时保障产品的质量与安全。项目管理作为对高速公路机电工程建设的核心，需要不断的完善项目管理工作内容，优化项目管理结构，为我国高速公路机电工程建设提供切实有效的保障。

参考文献

[1]，曹海，沈纲.项目管理在高速公路机电工程建设中的应用分析[J].科技信息，2008（10）.

[2]，靳雪梅.项目管理在高速公路机电工程建设中的应用[J].土木建筑学术文库，2011（01）.