电子系统设计心得体会范文

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篇1

关键词：数字电子技术；实验教学；改革；创新能力

Research on training of students’ innovation in experimental teaching

of digital electronic technology

Ma Xiaohong, Yin Xianglei

Shaanxi university of technology, Hanzhong, 723003, China

Abstract: For improving the innovation of students in digital electronic experiment, experiment method had been proposed. Suggestions of innovating the experiment was proposed from the experiment teaching content, experiment teaching means and experimental concrete implementation etc. As the fact proved, the ability in analyzing and solving practical problems of students had been improved. The goal of teaching had achieved.

Key words: digital electronic technique; experimental teaching; reform; innovation ability

数字电子技术是电子、通信、电气信息类等专业的核心基础课之一，是一门实践性、理论性均很强的基础课程。随着各类新型可编程器件的出现，如CPLD，ISP，EDA仿真软件等。这些新技术不管是在验证理论、加深学生对理论理解方面，还是在实验进度方面、远程实验教学方面、实验成本和实验安全方面，都对现有的传统实验具有非常好的互补性[1]。因为数字电子技术实验课程的教学模式发生了很大的改变，学生在创新能力方面就显得不足，实验教学的创新性也要进行与时俱进的改革。因此加强数字电子技术课程的实验教学，培养学生的实践创新能力，是高校理工科专业教学的首要任务。为了达到这一目的，文章从实验教学内容、实验教学手段以及实验的具体实施等方面对该课程的实验教学改革提出几点建议。

1 实验教学内容方面

实验内容的设计是实验教学的重中之重，其设计的好坏会直接影响到实验教学的效果，笔者从以下几方面进行了实验教学内容的改革。

1.1 正确发挥各类实验的作用

对于数字电子技术实验，可以分为基础验证性实验、设计性实验、综合性实验等三类实验[2]。应该以重视基础、发挥能力为原则，正确发挥这几类实验的作用。

1.1.1 扩展和丰富基础验证性实验

基础验证性实验是针对某知识点而设计的实验，是培养基本的实验技能所必须具有的基础实验，也是其他各类实验教学模式的重要基础。通过基础验证性实验，可以让学生熟悉实验的基本原理、方法及实验过程，熟练掌握信号发生器、示波器、万用表等常规实验仪器的使用，电路故障查找、排除方法，牢固掌握实验的基本理论、规范基本实验操作、数据处理方法，并学会如何撰写实验报告、分析实验数据。

以前我校的数字电子技术实验课只进行TTL和CMOS数字集成器件逻辑功能的测试，现在增加了包括高低电平输入电流、高低电平输出电源电流、输入短路电流、平均传输迟延、电压传输特性、空载导出功耗、空载截止功耗、扇出系数等参数在内的TTL和CMOS数字集成器件参数的测试。特别是在进行电压传输特性曲线的绘制时，可以让学生充分理解集成器件的输入输出特性之间的非线性关系，从而进一步理解电平和电压概念之间的关系。实验中用到了信号发生器、示波器、万用表等电子仪器，实验学时也同时由两个学时增加到4个学时。通过这一实验，学生熟练掌握了常用电子仪器的使用方法、常用电子元器件的参数测试，为以后的设计性、综合性实验打下坚实的基础[3]。

1.1.2 加大设计性、综合性实验

设计性实验是针对某章内容而设计的实验，其着重培养学生工程设计、制作等方面的创新能力。这类实验是学生学习知识的目的，也是在为以后的课程设计、毕业设计做准备，对工科学生来说至关重要，应加大力度，重点培养。因为缺少了设计性实验，同时也就缺少了对学生创新能力的培养。因此在进行设计性实验时，例如交通信号灯控制电路设计、60秒计数器实验等，实验教师只给出实验目的和实验的基本要求，由学生自己设计实验方案、实验线路，自己选择实验仪器和设备，经指导教师签字同意后予以实施。整个设计、调试过程完全由学生自己动手。实践证明，设计性实验与实际应用联系得愈加紧密，愈能激发起学生学习的主动性与能动性，从而更容易提高学生的基本技能。

综合性实验是针对某几个章节内容而设计的实验，其内容可以涉及几个理论教学单元，着重于几个理论教学单元相互之间的联系。综合性实验是以培养独立分析问题和解决问题的能力为根本目的，它可以起到把所学到的知识融会贯通的作用。因此在实验教学中，应把培养学生独立分析问题、解决实际问题的能力和提高综合素质的目的放在首要位置。

1.2 延伸性实验阶段

我们面向全院学生开设了电子系统综合设计课程，并结合“‘飞思卡尔’杯全国大学生智能汽车竞赛”“全国大学生电子设计大赛”“高校挑战杯大赛”等比赛，将数字电子技术和模拟电子技术以及单片机等几方面内容结合起来，进一步将先进的CPLD/FPGA器件和EDA技术应用到电子设计系统中，让学生学会电子系统综合设计、电子系统自动化设计及仿真、CPLD/FPGA数字应用系统设计等几个现代电子系统综合设计方法。近几年来，我院参加全国“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛的成绩逐年提高。

2 实验教学手段方面

2.1 引入先进的EDA技术

EDA教学实验环境是一个虚拟模式下的实验环境，是一个理想化的实验环境。EDA技术的出现不仅为电路设计提供了一种崭新的模式，而且它所提供的实验环境更是电工电子类实验教学中的全新模式。它不但提供了丰富的分立元件和集成元器件，而且还提供了最先进的仪器设备。在使用时，不会出现元器件接触不良、损坏等不良因素。对于抽象晦涩的变化过程，它还可以通过波形、图像等形式生动、形象、直观地显示出来，既便于学生理解，又节省了经费。

几年来的改革实践证明，将仿真软件应用到实验教学中，不仅加深了学生对基本概念、基本原理的理解，弥补了实验所用元器件和实验仪器缺乏所带来的不足，避免了对实验器材的损耗，还节省了实验时间，提高了实验效率。

2.2 制作网络课件，引入网络化教学

在实验教学过程中，实验仪器的使用是最基本的。但很多学生因为没有掌握好仪器的使用方法，以至于花费大量的时间在仪器使用上，甚至有些学生因为不会使用仪器而导致实验失败。利用多媒体和网络技术提供一种互动，将各种电子仪器的使用方法做成课件挂在网上，让学生在进实验室之前，先学习仪器的使用方法，再来实验室进行硬件环境下验证。既有利于学生系统掌握相关实验知识，又节约了实验室操作时间，提高了实验效果。

2.3 成立创新实验室和电子设计兴趣小组

为有进一步发展需要的学生提供良好的学习环境和实验室创新场所，培养学生的团队协作精神，培养具有创新精神和领导才能的优秀人才，我们还成立了电子设计兴趣小组和创新实验室。在创新实验室里，学生可以自拟实验项目，然后在实验室教师的指导下，开展设计型实验，使学生把课堂上所学的基本方法、概念理解和掌握得更彻底，并结合校内外创新项目、电子设计大赛、“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛等大赛，充分发挥学生学习的自主性与创造性，充分展现学生内在的创造力与学习力，极大地提高了学生学习知识的兴趣，培养了学生的动手操作能力[4]。

3 实验具体实施

实验可分为预习、验证、总结等三个阶段[5]。

预习阶段，对于验证性实验，主要是在网络课件上提前学习芯片的测试方法、工作条件以及各种常用电子仪器的使用方法等；对于设计性实验，要求熟悉所需知识，能根据大纲进行简单的分析计算；对于综合性实验，除过上述要求外，还需要进行方案评估与设计，并用EDA仿真软件提前模拟。因为预习阶段是整个实验的基础，它的好坏将直接影响实验效果，所以对于任何层次的实验都必须有相应的预习实验报告。

验证阶段，主要是考查学生对方案的验证能力、故障查找和排除能力等实际操作能力。因为学生对于实验相对来说比较生疏，所以故障率就比较高，也没

有实际动手经验。这时候，指导教师的任务就非常重，要引导学生掌握故障分析方法，并教会学生如何正确记录实验数据、分析实验现象。

总结阶段，要求学生写出实验报告。实验报告包括对数据的分析处理、总结以及实验的心得体会等几个方面。

4 结束语

作为省级实验教学示范中心，以提高学生的整体实验素质为前提，在实验教学方面不断做出大胆的改革和创新，学生分析、解决实际问题的能力明显增强。2010年，我校学生在第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛西部赛区的比赛中，共获得1个一等奖，3个二等奖，2个三等奖；全国比赛1个二等奖。2011年我校学生在第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛西部赛区的比赛中，共获得4个一等奖，1个二等奖，1个优胜奖；全国比赛3个一等奖。实践证明，实验教学改革效果明显，总体达到了预期目标。

参考文献

[1] 李升源,刘宏,周克良.电工电子虚拟实验与真实实验的互补性[J].实验技术与管理,2010,27(4):74-76.

[2] 马晓虹.浅析电工电子实验课的教学改革[J].科技广场,2008,2:201-202.

[3] 张晓晖,陈新华.数字电子技术实验教学的改革与实践[J].实验室研究与探索,2008,27(10):120-121,154.