电子课程设计范文

导语：如何才能写好一篇电子课程设计，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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课题内容设计合理与否，将直接影响到课程设计的综合训练效果。在具体课题内容设计时，应注意以下几点：

选择具有实用性和趣味性的课题从学生的实际水平出发，帮助学生选择适合自己的题目，使题目与理论知识密切相关，又具有较强的趣味性和实用性，与生产实际相结合。例如，要求学生组装一整的收音机、家居生活中能用到的声光控开关、门窗防盗报警器等。又如我们选用的《音乐彩灯控制器设计》、《多功能数字钟的电路设计》、《交通灯控制逻辑电路设计》等课题，学生做起来积极性很高。更重要的是通过这一过程，学生运用专业技能解决实际问题的综合能力得到了提高。

选择能综合应用理论知识的课题要求学生综合运用本课程的基本理论和知识，独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试，使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。例如电子脉搏计这一课题，要应用到传感器、放大电路、有源滤波电路、整形电路以及数字电路中的各种门电路、触发器、计数器及译码、驱动显示电路。又如数字钟电路设计这一课题，数字钟是一个典型的数字电路系统，选此作为设计题目，可使学生将学过的比较零散的数字电路知识有机地、系统地联系起来用于实际，培养综合分析、设计电路的能力。还可选用有源滤波器的设计题目，使学生进一步加深领会运算放大器在信号处理电路中的应用，选用交流宽带放大器的设计，使学生对放大电路的三种不同组态的特点、应用场合以及电路的设计方法得到练习，并通过这个对基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度以及引入负反馈对放大器性能的改善得到进一步的理解，同时提高学生理论联系实际的能力。

课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用当今时代电子技术飞跃发展，新技术、新产品层出不穷，课程设计可以弥补教材的滞后性。在电路设计中，应尽量采用集成电路，特别是集成运算放大器和某些专用芯片（如模拟乘法器、锁相环）作为电路的重要构件，体现出现代电子电路的设计是各种集成电路构件的组合的先进设计理念，尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合，以数字电路为主，软硬件结合，以硬件电路设计为主，符合现代电子电路结构的发展方向。例如我们原来经常选定分立元件OTL和OCL功放电路设计课题，随着目前大量的集成功放芯片的上市，我们就把这些课题内容并入《集成电路音响放大器》、《音频信号发生器》等课题中。又如在数字脉搏计课题中，介绍了锁相倍频的新概念，同时介绍了集成电路CC4046和C14526构成的锁相倍频电路。通过这些课题设计将一些集成电路的工作原理以及使用方法介绍给学生，并在实践中得到练习，使所学的理论知识更加丰富。

选择适应专业需要，结合专业特点的课题为了拓宽学生的知识领域，使学生对专业有所认识和了解，提高学生对专业的兴趣和学习的积极性，在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。例如数字转速测试系统与频率计设计，由于转速测量在工业控制领域和人们的日常生活中经常遇到，在工厂里测电机每分钟的转速，自行车里程测速计，心率计以及汽车时速的测量等都属于这一范畴。又如PWM（电动机调速系统），由于该系统在工业控制的调速系统中得到广泛地应用，同时，又由于该系统由脉宽调制器和脉冲放大器两大部分组成，而脉宽调制器又包括锯齿波发生器和电压比较器，密切地联系了电子技术课程的基本内容。这些课题对掌握基础知识，开阔学生的视野，增强对专业课的认识，提高学习的积极性都能起到较大的作用。

注意选择和后续专业课有关的课题为对电子技术课程的进一步提高和为后续课程打下一定基础，可考虑选择一些模拟电路和数字电路综合性的课题，以使学生对电子技术有一个全面的、综合的认识，对后续专业课有一定了解，为后面的学习打好基础。例如《调速系统的给定积分器》课题。

课程设计的组织实施

以人为本，因材施教教师只在大思路上作一定的引导，对具体方案不做过多干预，只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用，放手让学生大胆实践，以充分发挥学生的主动性和创造性。我们的改进做法是:在注重结论正确的同时，强调整个设计方案实施的全过程，即使得出的结论不尽如人意，甚至是错的，只要学生能找出其中的原因并提出相应的改进措施，仍然可获得较好的成绩;相反，如果结论是抄袭得来的，即便是正确的，设计成绩也按不及格处理。如电子脉搏计的设计课题，只给出设计方案的原理框图，讲明基本原理、总体构思和适当的设计提要，在设计任务书中给出原始数据及主要技术要求，而具体的原理图及元件的参数，集成电路的选择，电路的安装调试等工作则要求学生独立完成，这样做可培养学生的自学和独立解决问题的能力，学生的收获更大。

虚实结合，重在“真品”（1）采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台，对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术，它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象，在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术，在电子行业，Miltisim、Protel等电子仿真软件，已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势，将其应用到课程设计领域也是教学改革的方向。一是应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据设计课题拟定初步方案后，要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对于所设计的电路进行仿真，观察电路功能是否满足设计要求，分析主要元器件参数对电路指标的影响，初步了解电路静态和动态的工作情况，在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标，为电路的实调做准备。二是应用ProtelForWindows设计印刷电路板。在Milltisim仿真后，给学生介绍印刷电路板的自动化设计软件ProtelForWindows和设计印刷电路板的基本工程知识，要求学生应用ProtelForWindows设计软件绘制本组设计的电路原理图并设计出印刷电路板图。通过几年课程设计的实践，对有源滤波器、交流宽带放大器、数字温度计、数字钟、交通灯控制器等设计课题采用MilltisimEDA软件与虚拟样机，指导学生进行电子技术课程设计，取得了较好的教学效果。（2）结合传统设计。近年来，全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对机电类专业的学生而言，电子技术课程设计是学生在学完电子技术理论课程后进行的一次综合性训练，其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力和对电子产品实际安装、调试的能力。如果学生没有从原理图设计开始一直做到样机调试成功，经历整个电子产品的设计、开发过程，又如何能提高电子技术课程设计的作用?所以要将传统课程设计与EDA技术的训练相结合，比较电路实测的性能和计算机的仿真结果，以认识计算机仿真在电路设计中所起的作用，使学生对EDA技术的了解不只是停留在软件系统的操作上，而是对该技术在电子设计中所起的作用有一个整体的认识，能对学生综合能力的培养有所帮助。

形成组合，团结协作在组队方面，采取电子设计竞赛的组织方式，2～3人为一组，要求学生不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案，还必须落实自己具体的设计任务，如计算机辅助分析、硬件电路的制作、调试、资料的查阅、整理和总结等，有分工有合作，以培养学生的团队精神。

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2.课程设计理念

以企业真实项目为依托，从企业的真实项目中提炼出与本课程相关的一些项目，如八路抢答器，直流数字电压表等项目，以培养学生职业能力和职业素养为目标，以企业实际生产工作过程为主线，企业参与的多方评价机制。

3.学生基础和智能特点分析

本课程的授课对象为电子信息工程技术专业的大一学生，该学生来源复杂，有理科生、文科生及对口生，该学生的特点是基础和动手能力参差不齐，但有很高的学习热情。基于以上学生基本特点，我们采取的措施主要是：在教学过程中，将学生分成若干个学习小组，每个小组兼有理科生、文科生及对口生，充分发挥理科生逻辑思维较强，文科生语言表达清晰，对口生计算机应用能力较好的优势。以取长补短，实现优势互补。

4.课程内容的选取和教学组织安排

本课程安排了5个综合性的实训项目，声光控制灯电路的制作、八路抢答器电路的制作、电子生日蜡烛电路的制作、流水彩灯电路的制作及直流数字电压表的制作。以上5个实训项目在知识目标和能力目标上都是逐级递深的，这一点也符合我们的认知规律。教学组织安排：对于每个实训项目，都包含知识目标、能力目标以及子任务，在这里，我就不再一一赘述了。

5.教学模式及教学方法手段

在教学实施过程中，综合采用了多种教学方法：项目教学法、演示法、小组讨论法、角色扮演法、实践教学法及汇报展示法。下面我以项目教学法为例，具体介绍一下该教学法在教学实施过程中的应用。本课程安排了5个综合性的实训项目，每个项目都以企业真实项目为依托，通过项目教学法，可以使学生对知识的理解实现从量的变化到质的飞跃，还可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。在教学过程中，我们根据内容的不同，灵活采用不同的教学方法，以满足教学。教学手段包括：多媒体教学与传统板书教学有机结合，可以提高师生之间的互动；利用实训室进行实践教学，提高学生的动手能力；利用仿真软件进行教学，提高教学的直观性。

6.课程对教学条件的要求

师资方面：本课程专任教师共5名，均有丰富的信息类行业企业生产一线的工作阅历，且都具有高级无线电调试师职业资格和电子产品生产调试能力；兼职教师共3名，均有三年以上电子信息类的行业企业生产一线的工作阅历和熟练的电子产品生产调试能力，具有教师基本素质。实训条件方面：我们有数字电子技术实训室，可供学生进行电路搭建，还有EDA实训室，学生可以进行电路仿真，电子工艺实训室可以给学生提供电路焊接及调试的场所；校外实训基地有河北先控电源设备有限公司、河北鼎尚电子设备有限公司、河北方圆测控有限公司以及京华电子实业有限公司，为学生提供了岗位认知及顶刚实习的校外场所。学习资源方面：我们选用的教材为高职高专教材，是由本课程专任教师与企业合作开发的校企合作课程，另外还提供了三本参考教材，给教师教学和学生学习提供了很好的辅助作用，网络资源方面，首先包括《数字电子产品设计与制作》精品课建设，已经通过了学院的遴选，现在正在建设期，目前可提供的资料有课程标准、授课计划、项目评分标准、教学课件、习题及参考答案及数字集成电路资料等。

二、教学单元设计

下面我以项目二“八路抢答器电路的制作”这一项目为例，介绍一下教学单元设计。知识目标：

1.能了解数制与数码的种类及运算；

2.能对较复杂的组合逻辑电路进行分析；

3.会用门电路进行电路设计，实现相应的逻辑功能；

4.了解常用的组合逻辑电路的功能；

5.能分析8路抢答器电路的工作原理。能力目标：

1.按要求用常用的集成门电路实现较复杂的逻辑功能；

2.能对常用组合逻辑集成电路进行测试；

3.用组合逻辑集成电路设计制作8路抢答器。子任务：

1.用门电路制作简单逻辑电路；

2.编码器的逻辑功能测试；

3.译码器的逻辑功能的测试；

4.八路抢答器的制作与调试。教学组织实施过程包括五个环节：资讯、计划、准备、实施及评价环节。在资讯环节，首先明确学习目标要求，教师对项目所能实现的功能进行演示，学生通过观摩学习，阅读并分析参考资料、工艺文件等相关资料，讨论其功能，激发兴趣，明确项目任务，用时1课时。在资讯环节主要采用了演示教学法。在计划环节，班组长先组织小组讨论，然后交流对工作任务的认识及相关知识的分析，将工作任务进行分解，初步制订工作计划，用时1课时。在计划环节主要采用了小组讨论教学法。在准备环节，主要是知识的准备：采用讲授法、演示法、分组讨论等教学方法，使得学生获得相关知识，用时4课时。在实施环节，首先对电路进行设计，利用仿真软件对电路进行仿真调试，观察和测量电路的性能指标，并调整部分元器件参数，从而达到各项指标的要求，用时4课时。然后是材料、工具准备：工具人手一套，芯片等元器件利用课余时间分组去市场购买。接着进行搭建电路、焊接、调试、检查，用时10课时。在评价环节，主要包括四方面的评价：

1.项目积分50%

芯片的使用和检测；电路制作；汇报演讲。

2.课堂表现10%

课堂纪律；学习态度10%。

3.能力表现10%

动手实践；电路分析及调试。

4.企业评价30%

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关键词： 电子技术课程设计 教学设计 教学过程

电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练，是电子技术课程的实践性教学环节，是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程，对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。

1.电子技术课程设计的重点与要求

本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。

电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。

具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

2.电子技术课程设计的教学过程

电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。

教学环节可以分为以下四个部分。

2.1课堂讲授。

课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。

在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。

2.2设计与调试环节。

2.2.1前期准备、方案及电路设计。

前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。

学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。

2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。

在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。

预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。

2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。

撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。

总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。

2.4成绩评定。

课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。

3.电子技术课程设计的步骤

在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。

电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。

虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。

电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。

4.电子技术课程设计的效果

学生经过这样系统训练后，各方面技能都通过考核，为后续课程的学习打下了扎实的基础。

参考文献：

［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计（第二版）［M］.北京：电子工业出版社，2006.

［2］杨志忠，华沙，康广荃.电子技术课程设计［M］.北京：机械工业出版社，2008.

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西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国，家庭常备有用做实验室的房间，父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好，在这方面有投资预算，给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国，课堂的教学内容经常延伸到教室外，比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物；上历史课，就几个学生组成一个组演绎历史剧情，每次课的内容是充满实践的，学生们也并不感到疲惫，教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目，让学生用所学知识解决实际问题，在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。

二、基于专题作业和课程设计的实践性教学

在模电课程中，除了布置与理论教学同步的习题作业外，根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目，专题作业和课程设计与理论教学同步，并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例，介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。

1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器，有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等，此外还提供一些虚拟仪器，如波特仪等，学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解，扩展了知识面。教师可以现场演示，完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证，如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期，讲解了二极管应用电路之后，布置一个电路仿真专题作业，将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图，以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练，学生们基本掌握了仿真软件的使用，并可以用于之后的课程学习中。

2.单元电路分析与设计在期中阶段，学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识，但书本知识限于篇幅，主要讲解直流分析、交流分析及各种参数，以分析为主，这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目，如设计一个多级电压放大器，满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标，要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计，然后在模电实验箱上搭建电路，确定无误后选择电子元器件和万用电路板，然后进行调试和修改，撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成，在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。

3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期，布置一个综合性的功能电路设计与制作题目，包含模电课程的重要知识点（放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源），给出一些题目供学生选择，如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器，要求学生组成项目团队，将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后，安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品，总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法，鼓励同学对演讲的同学进行提问，教师负责掌控课堂秩序和提出问题，把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结，把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中，学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。

三、需要注意的问题

1.学时安排问题在总学时不变的情况下，增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时，如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中，应以理论够用为度。对于一门课程，总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解，对枝节部分则引导学生自学，在实践中巩固理论，用理论指导实践，使学生掌握理论知识的同时，提高实践能力和创新能力。

2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分，应采用传统的板书方式，教师和学生一起努力，完成数学公式的推导、难点的理解，使学生听后印象深刻，思维节奏也容易跟上老师的节奏；而对于难度较小的内容，可以充分利用多媒体课件讲授，使用课件可以使讲课内容形象生动，并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长，二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾，并可以收到良好的教学效果。

3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限，在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容，注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段，学生的专业知识较少，选题除了要紧密结合理论教学内容外，还要注意趣味性，难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性，反而会起到相反的作用。

四、总结

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[关键词]课程内容 教学方法 理实一体化 教学模式

[作者简介]高锐（1975- ），女，吉林长春人，长春职业技术学院工程技术分院，副教授，研究方向为电子电路自动化设计；高芳（1972- ），女，吉林长春人，长春职业技术学院工程技术分院，副教授，研究方向为电子技术应用；吕国策（1984- ），男，吉林长春人，长春职业技术学院工程技术分院，助理讲师，研究方向为电子电路自动化设计。（吉林 长春 130033）

[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）06-0129-02

“电子CAD”课程是我院应用电子技术专业的一门专业核心课程，原有的课程内容偏向于工具软件操作和电路板设计。学生只学会了工具软件操作，而没有掌握实际电路板设计和制作工艺，从而只能停留在电路板理论设计层面，与企业就业岗位需求有较大差距。为了改变这种现状并提高学生的专业技能，本文在原有课程内容中融入了与电路板设计相关的职业资格标准和电路板制作工艺，构建了体现具体课程特点的高职“电子CAD”课程内容，并创新了“理实一体化”教学模式的内容与构成。同时，积累了一些课程设计与开发的实践经验和研究成果，扩展了学生就业领域。

一、课程设计思路

“电子CAD”课程是高职院校电类专业的专业核心课程，也是一门电路板设计制作与计算机技术综合应用的理实一体化课程，课程内容涵盖了电子产品工艺、电子技术和电子产品设计等几个学科的一些知识。笔者根据职业资格标准和课程地位确定课程内容，将传统教学方法和手段与行动导向的教学方法和手段的结合使用，通过完成基于工作过程的实际电路板设计项目，逐步使学生具备进行现代电子产品设计必备的专业技能和从事本专业职业岗位中的电子产品辅助设计工作所必需的专业核心能力，为学生的综合性实践课程提供基本能力支撑，进而提高学生能力，并构建基于工作过程的与具体课程特点相结合的“理实一体化”教学模式。

二、构建课程内容

1.根据职业资格标准和课程地位确定课程内容。电路板设计与制作是现代电子产品设计必备的专业技能，对专业培养目标起着重要的支撑作用。为了使课程内容既符合企业需求从而体现职业资格标准，又能够体现对本专业相关课程的支撑作用，笔者在深入的企业调研和本专业课程体系分析的基础上，确定了四部分课程内容，即工具软件操作、电路板设计、电子元件布局布线工艺应用、电路板制作。该内容是在原有的电路原理图绘制与仿真操作、电路原理图信号完整性分析操作、电路板设计操作内容的基础上，增加了单层和双层电路板制作、原理图与电路板修改、信号完整性分析、电子产品工艺应用等内容与技能点，更侧重培养学生根据实际情况修改电路板的专业技能和制作电路板的专业扩展能力。重新选择的课程内容，使课程培养目标实现了从软件操作技能的训练过渡到电路板设计和制作能力的技能培养，使学生具备电路板设计与制作的专业能力和从事本专业工作所需的方法能力与社会能力。

2.以真实电子产品为载体确定教学项目。笔者通过着重深入地分析电路板设计与制作所需专业技能的层次关系，选择了三个既能够涵盖课程内容又能体现实际电路板设计与制作工艺要求的真实电子产品为教学项目载体，即功率放大器电路板设计与制作、数字钟电路板设计与制作、数控直流稳压电源电路板设计与制作。其中，前两个项目分别是模拟电子产品和数字电子产品，第三个项目是模数混合电路的电子产品。在功率放大器电路板设计项目中，实现的是简单原理图设计、单层板设计与制作、常用模拟元件和工艺应用；在数字钟电路板设计与制作项目中，实现的是层次原理图设计、双层板设计与制作、常用数字元件和工艺应用；在数字直流稳压电源电路板设计与制作项目中，实现的是复杂原理图设计、较复杂双层板设计与制作、模拟和数字元件与工艺的综合应用。

这样进行载体选择和教学项目设计，将课程内容按照简单设计应用简单工艺简单制作复杂设计应用复杂工艺复杂制作的顺序进行了组织序化，实现了电路板设计与制作的从简单到复杂、工艺从到核心的完整工作过程。如此，既使学生掌握了电路板设计与制作的关键技能，又使学生在将电路板设计文件转化为实物时遇到的问题能及时反馈回电路板设计阶段，从而改善了学生的学习方法并提高了主动学习的热情。例如，学生在制作电路板过程中发现，如果在电路板设计文件中的丝印层上的字符覆盖到了焊盘，则在制作丝印层时这些字符就会被去掉，影响了整个电路板的焊接和整体效果；又如，在制作完成的电路板的线宽不合适，会直接影响电子产品的质量等。学生会根据出现的实际情况，重新修改电路板设计文件，真正制作出符合用户需求的电路板。

三、构建课程教学模式

为了能够体现电路板设计与制作的实际工作过程，我们将教学模式由过去的“讲授+验证”模式发展为现在的“理实一体化”课程教学模式，其内容主要包括以下五方面。

1.边学边做边实践的课堂活动模式。在课堂教学活动中，学生先跟着教师进行操作练习，完成教师预先布置学习任务，接着再制作自己设计的电路板。在制作过程中，学生会发现自己设计中存在的问题，再通过解决设计中的问题，学习修改电路板设计的操作方法、设计工艺和技巧。最后，在完成一个项目后再通过逐步复杂的练习任务来进一步巩固知识和提高技能。这样边做边学的课堂活动，使学生既掌握了专业知识与技能，又锻炼了学生解决实际问题的能力。

2.互助合作的学生活动模式。在课堂活动中，将学生分成任务小组，小组成员共同完成工作任务，分工各有侧重。每个组内成员在完成任务过程中，互相帮助，共同解决问题，培养了学生的集体荣誉感和互助合作精神。

3.体现企业真实环境的实践教学模式。与本课程配套的电子产品工艺实训室的场地布置贴近企业真实的生产厂景，分为电路板设计区和生产区；按照企业生产工艺过程布置电路板制作设备，使学生在学习知识的同时也受到了企业文化的熏陶。

4.构建任务分层驱动与多样考核方法结合的课程评价方法。在新的教学模式下，学生在“练”的过程中遇到问题、提出质疑、寻求支持、相互帮助与总结规律。不同的学生，在练习中遇到的问题可能不一样，学习的进度也会不一样。所以课堂教学中学生的“学”就像万马奔腾，学习内容在不断地自觉地进行着任务分层，由于练习题多，任务分层得到了自然驱动。任务分层是通过学生自选考试题目来自觉实现的，对不同的题目有相应不同的选题难度，最终得分是将学生选择的题目实际得分与题目难度按比例计算所得。这种评价方法将结果评价与过程评价相结合，实现从知识、技能到行为、习惯、情感和价值观的综合评价，并且充分考虑到学生考试心理、自我认知能力。

5.综合运用传统教学法和行为引导型教学法。在新的教学模式下，教学过程与真实电子产品辅助设计岗位的工作过程相一致，每一个项目都以工作过程导向为原则组织教学，分为项目描述、项目分析、项目实施、学习指导、项目检查与评价和项目练习六个不同的学习阶段。在完成项目的不同阶段，可以分别采用不同的教学方法。在项目操作中需要注意的问题和重难点问题的解决，通常使用传统的讲授法、演示法等教学方法。例如，在数控直流稳压电源的电路板设计教学中，由原理图向电路板导入过程中最常见的错误，如果只是一笔带过，学生在以后的操作中还容易犯同样或近似的错误，而且修改仍然存在困难。因此，笔者采用讲授和演示法，将每组学生在实际操作遇到的问题进行总结分类并讲解，能够使学生从总体上把握常见的错误位置并学会修改。

项目教学法、任务驱动、引导文教学法等行动导向教学方法则常应用于整个项目的教学过程，引领学生主动学习。又如，项目二数字钟电路板设计与制作的教学中，采用任务驱动和引导文教学法引领学生完成项目设计与操作，学生根据项目任务单和引导文来主动完成项目操作，充分发挥老师主导作用、学生主体作用。

四、课程设计中的反思

1.课程内容需要根据企业需求进行定期调整。随着电路板设计工具软件的不断更新、新型电子元件的出现、电路板工艺的提高，定期对课程内容进行调整，使课程内容始终体现企业需求。

2.提高授课教师的综合专业水平。在实际授课过程中发现，授课教师不仅应该能够掌握电路板设计与制作的专业技能，还应该具备一些应用电子技术专业其他核心课程的专业知识，这样会为专业人才培养提供更强有力的支撑，为学生学习后续课程打牢根基。

[参考文献]

篇6

电子技术的发展，推动各行各业的发展，应用广泛———广播通信、网络、航空航天、工业、交通、医学、消费类电子领域都离不开电子技术。众所周知的北京2008年奥运会的水立方建筑运用50万颗LED灯构成世界上最大的半导体照明工程。学习电子技术基础是适应时展之必须。高职教育不同于普通高等教育，它的专业设置和课程设置指导思想都是以服务为宗旨，以就业为导向。针对区域经济发展的要求，我们进行了广泛的市场调研，重点调研了长三角地区高职毕业生的主要就业岗位，需要具备的职业能力及从业资格证书等问题，应用电子专业的就业岗位主要有：电子产品维修工，电子产品装配工，电子产品调试员，电子产品工艺员。通过岗位的典型工作任务，职业能力分析，归纳出职业行动领域，然后根据我系的实际教学条件，实训条件，将职业行动领域转化为学习领域，构建了《电路与模拟电子技术》这门课程。同时，我们制定了课程标准。

2电路与模拟电子技术课程目标

本课程的总体目标是：通过对电路原理、常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得电路与模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其中包括：（1）知识目标：掌握电路基本概念、基本分析和计算方法；会计算电路主要参数；掌握电路波形图画法、建立电路模型的方法；会判断器件类型、电路工作状态；（2）能力目标：培养学生正确使用常用仪表的能力；培养学生正确选择元器件的能力；培养学生检索与阅读各种电子手册及资料的能力；培养学生识读与分析电路的能力；培养学生安装和焊接电路的能力；培养学生电路测试方案的设计能力和对测试数据的分析能力；培养学生排除电路故障的能力；培养学生进行简单电路设计的能力；（3）情感目标：通过趣味案例激发学生好奇心和学习兴趣；通过学习情境挖掘学生的求知欲和创造欲，树立学生自信心。

3电路与模拟电子技术课程设计

本门课程设计的理念是：以学生职业能力的培养为最根本的出发点，理论学习以必须，够用为度,同时进行课证融合。在课程的教学过程中采用多种教学方法和手段：传统的教学法、直观教学法、探究法、启发式教学和多媒体教学手段。

4电路与模拟电子技术课程实施

在课程的实施过程中教师首先进行了学情分析：高职院校的学生学习基础普遍较差，学习能力欠缺，急于求成，缺乏持久性。虽然学生对电类专业课入门的学习具有一定的兴趣，但这种兴趣不够稳定，需要教师创设适度的情境，适时地激发。所以在教学过程中，教师要力求做到将深奥的知识浅显化，抽象的知识形象化。课程的重点难点是半导体器件，放大电路，负反馈。教师对重点、难点的处理方法有：（1）传统的讲解法；（2）直观式教学；（3）配合flas演示；（4）通过万用表测试加深理解；（5）创建学习情境。例如:在半导体器件的讲解部分，可采用直观式的教学法，带领学生认识各种不同的二极管，三极管。对于三极管的讲解，配合万用表测试加深理解。下面以一次课实验课———三极管电流放大特性为例，来说明课堂的教学组织。三极管的电流放大特性这节内容是深入模拟电子技术部分的第一道难关。学生只有深入到心里层面去理解了这节内容，才可以举一反三去理解后续学习的电子元器件。教师采用基于工作过程“教、学、做”一体化的教学设计，把启发式教学贯穿整个教学过程，通过探究实验操作和多媒体仿真，把抽象的理论知识难度降低，达到突破难点，帮助学生化难为易，让学生轻松愉快充满信心地完成学习。

5考核方案

课程的考核方案根据学院教务处的要求，期中成绩占30%，平时成绩占30%，期末成绩占40%。平时成绩包括：课堂考核，课后作业，单元测验。在学期结束前另有为期一周的教学实习，教师根据维修电工的考试内容结合实际情况申报，并由系部统一采购实习耗材。实习的考核分为：优———电路功能完全实现，性能优良，工艺精美。良———电路功能基本实现，性能优良。中———电路功能基本实现，性能不够稳定。及格———在教师辅助制作下，电路功能基本实现。不及格———电路功能未实现且学习态度有问题。

6教学评价

课程的教学评价包括：校内督导评价，同行专家评价，教师自我评价，学生评价。

7课程特色及展望

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1.电子技术基础课程设计的传统教学模式

我校以往电子技术基础课程设计是由2名指导教师负责一个班级，时间为2周，主要是讲解一些基础知识、焊接和调试技巧。课程设计的具体题目是由知道教师具体给定，一个班级共基本上给定1~2个题目，结果造成了设计方案雷同想象，无法充分发挥学生的主动性和创新性，不利于培养学生的工程实践能力和创新意识。另外，受硬件条件的限制，有些课程设计题目全部利用仿真软件完成，学生的工程实践能力不能得到充分的锻炼，更不用说创新了。

2.基于CDIO理念的电子技术基础课程设计教学改革的措施

“卓越工程师教育培养计划”是我国高等工程教育的重大教学改革项目，旨在培养造就一批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。为此，我院进行相应的改革，把CDIO工程教育思想融入到电子技术基础课程设计中。以电子技术基础课程设计项目为载体，课题设计分为构思、设计、实施和运行四个阶段。（1）构思。学生根据电子技术基础课程设计任务及要求进行分组，每组3~4人，成员以优势互补的方式组成。每一组学生根据项目要求，分析课程设计任务，分解设计任务，每一名同学都有自己的设计任务。学生可以通过网络或者到图书馆查阅资料，初步确定电路设计方案、设计内容以及能达到的性能指标要求；然后小组内学生进行讨论、汇总，确定一个认为合理的方案，再提交给指导教师。指导教师根据每组学生提交的资料进行审核、论证、确定设计题目是否合理以及设计内容能否实现；同时检查是否每名学生都真正参与课题的构思。（2）设计。每组学生根据完善后的电路设计方案，自行查阅相关参考资料，确定单元电路设计、参数计算与器件选择、绘制电路图等；然后运用EDA技术进行仿真，验证设计方案的可行性和正确性；待仿真电路经修改完善之后，绘制出正确的设计电路交指导教师审核。在此阶段主要培养学生综合运用知识和技能解决实际问题的能力。（3）实施。当学生完成了电路设计，并做了相应的论证后送至指导教师进行审核，指导教师列出实现电路设计所需元件清单，到我院电工电子教学与实验中心元器件管理处领取元器件，在多功能的PCB电路板上进行焊接、组装、调试等步骤。在此阶段主要培养学生的工程实践能力和创新能力。（4）运行。学生对完成好的作品按照电子技术基础课程设计的要求进行系统测试，以验证作品是否满足设计要求；指导教师验收作品时，检查电路设计的工艺并给出指导意见，以便学生下一次设计电路时改进。在此阶段主要培养学生可持续发展的能力。总之，电子技术基础课程设计在实施中始终注重将知识、能力、素质的培养紧密结合，将理论、实践、创新合为一体，为卓越工程师技术人才的培养奠定了基础。

3.电子技术基础课程设计教学改革的效果

通过对电子技术基础课程设计进行教学改革，使学生对电子电路的设计过程更加清楚了，充分调动了学生学习积极性、主动性、能动性，同时可以很大程度上提高学生的的工程实践能力、团队协作能力。通过这种模式的培养，我院学生在参加大学生电子设计竞赛和创新创业训练计划项目中取得了较好的成绩。近三年在全国（吉林省）大学生电子设计竞赛中，我院学生获一等奖15项，二等奖34项，三等奖41项；在2016年的吉林省大学生创新创业训练计划项目中我院学生共计申报19项。

4.结束语

实践证明，在电子技术基础课程设计教学中采用的CDIO工程教育模式极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率。CDIO工程教育模式有利于培养学生个人专业能力和素质、实践能力和创新能力、团队精神和沟通能力，为学生今后开展工作打下良好基础，将成为培养卓越工程师人才的有效途径。

作者:孙立辉 单位:吉林化工学院信息与控制工程学院

参考文献：

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关键词：电子技术；课程设计；教学改革

作者简介：金丹（1978-），女，辽宁建平人，上海电力学院电气工程学院，讲师；王鲁杨（1963-），女，天津人，上海电力学院电气工程学院，副教授。（上海 200093）

基金项目：本文系上海电力学院“085智能电网技术本科教改研究”项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0098-02

“电子技术课程设计”是电气与控制类工科专业本科生的必修课程，该课程的基本任务一方面是巩固和加深模拟“电子技术”、“数字电子技术”课程的学习成果和“电子技术基础实验课”中所掌握的实验技能，另一方面是培养和训练学生的科研作风及在电子技术方面的实践技能，提高学生综合运用电子技术知识解决实际问题的能力和创新能力。[1]

学生通过熟悉设计任务、查找资料、设计电路、计算机仿真、安装调试、整理总结等环节，初步掌握电子工程设计思路，了解开展科学实践的程序和步骤。学习电子产品工艺的基本知识和操作技能，培养专业学习的热情，养成良好的专业素质，为较好完成后续课程的学习和设计做准备，为将来能在工作岗位上继续学习接受新知识，进而发明创新打下良好基础。因此综合性强，实践性突出的“电子技术课程设计”对学生的训练和锻炼是其他教学环节所不能替代的，是专业建设中值得重点建设的重要环节。

一、课程设计改革目的

近年来，电子技术课程实验条件不断改善，能够适应“电子技术课程设计”对硬件设施所提出的更加灵活、更加高端的要求，为“电子技术课程设计”改革提供了硬件基础。同时，随着学生人数不断增加，电子技术课程的师资队伍也不断壮大，为丰富课程设计内容、提高课程设计水平提供了人员保证。

在这样的情况下，提出并实施“电子技术课程设计”改革，突出学生在课程设计过程中的主体地位，培养学生实践动手能力与创新能力。结合本校实际，充分利用学校现有的教学资源，提高课程设计的教学效果和水平。

二、课程设计改革中的几个措施

1.优化设计题目

好的设计题目可以激发学生的兴趣，提高学生的积极性，这种内在的学习动力不仅能够提升教学效果，而且真正寓教于乐。

题目的选择原则是内容的丰富性、实用性、趣味性、先进性、创新性。题目的难易程度要适中，能体现出对基本理论、基本概念、基本技能的综合应用。因此，选题时宜选择与生活实际相关的题目；采用的芯片为目前主流的中等规模、大规模芯片；设计成品应该是一个包含信号源、信号处理、输出显示在内的完整的小系统。例如《洗衣机控制器》题目将课堂教学与生活实际密切联系，让学生切身体会到所学课程如何在工作中应用。再例如《乒乓球游戏机》题目，将课程与游戏相联系，活泼新颖，获得了学生的喜爱。

2.采用导师制

通常的课程都是以班级为单位，每个班级配置一名教师，以往的“电子技术课程设计”也采用这种方式。由于课程设计的题目灵活度较大，也具有一定深度，所以一般每个教师只会精通两到三个设计题目，而学生就只能在这几个题目中选择。随着师资队伍地壮大，每个教师掌握两个题目，那么所有教师加在一起就一共有三十几个题目。本校希望这么多的教学资源能够为所有学生所用。因此在本次教学改革中打破班级的概念，采用导师制。所有教师的所有题目均面向全体学生开放，学生可自由选择，选择题目的同时也就选择了导师。对某个题目特别感兴趣，可以直接选择该题目。或者特别喜欢某个教师，也可以为了追随那个教师而选择他的题目。此外，每四个学生为一组，结组时也打破班级的概念，学生可自由选择合作伙伴。所以学生不仅可以选择题目、教师，也可以选择同伴，自足选择性很强。

3.采用项目教学法

以往教学模式中，教师把课程设计的电路、具体步骤都传授给学生，学生很少思考，很少质疑，更没有探索。本次改革中采用项目教学法，由教师引导，学生自主完成一个个具体的工程案例，按行动路线设计教学思路，培养学生的探索精神，提高其实践能力。

设计过程模拟实际的项目开发过程，包含项目任务下达、方案设定、软件仿真、硬件调试等各环节。体现为课程设计中的如下环节：学生选定设计题目与导师、下达任务书、确定设计方案、电路连线图仿真、电子元器件的安装与对所设计电子系统的调试、撰写课程设计报告。

为了提高学生的创新能力，强调学生自主设计，重视启发式教学。教师只在大思路上加以引导，对具体方案和设计细节不做过多干预，只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用，放手让学生大胆实践，充分发挥学生的主动性和创造性。同时，为了配合广大学生大胆的发散的设计，提供了门类齐全、种类丰富的元器件供学生选择。[2]

4.提高工程意识

“电子技术课程设计”本身就是一个工程设计的缩影，具有很强的工程特性，以其为载体，培养学生的工程意识具有天然的优势。

对于一个工程的实施，所设计产品的性能并不是唯一的评价指标。设计周期、设计成本、团队配合也同样重要。为此，在课程改革中相应地采取了一些措施。首先，为了提高对设计周期地重视，在课程考核中加入了时间概念。在完成设计要求的情况下，时间使用最少的组成绩最高。另外，为了提高对设计成本的重视，在设计中引入性价比概念，对高价格器件的领用进行登记、统计与限制，推荐学生采用低价格的元器件完成相同的功能。在帮助学生提高成本概念的同时，也为学校节省资金投入。最后，为了加强团队配合，在每个组的四个人中推举一名组长，负责整个设计过程的协调。由组员共同讨论完成对项目的理解并做出具体的设计方案，然后统一调配每个成员所负责的设计任务。每个成员必须在规定的时间完成自己所负责的部分。在项目调试过程中必定会出现一些问题，而解决这些问题需要各部分的密切配合。因此要求每个人除了了解自己的设计部分以外，还必须了解其他人的设计思路。因此为了考核团队配合，在答辩中除了检验每人分管的部分外，也会检验对整个方案和设计思路的理解。

5.引入模块化设计理念

随着电子电路产业的发展，所设计的产品在功能、线路等各方面都越来越复杂。在实际的电子电路开发中，教师一般将电路划分为多个模块，每个人负责一个模块。先设计单独模块并独立调试，然后再把几个模块联调，最终将整个系统联调。尽管在课程设计中所设计的电路功能较为简单，但是为了模拟电子电路的实际开发过程，仍然希望在设计中能够引入模块化设计理念。因此，每个教师开发自己的题目时，都有意识的使所设计的电路功能齐全，保证整个系统结构完整。所以在每个题目中都包含了信号源、输入、输出、控制等多个部分，可以很方便地划分为几个模块。每组中的四个成员可自行选择设计模块。既让学生学习了电子电路的设计理念，又保证了每个学生的工作量，做到人人动手。

6.软件仿真与实物调试相结合

由于计算机软件和硬件技术的飞速发展，在电子应用领域产生了很多成熟的开发与仿真软件，为实际电子电路的开发提供了准确的保证，同时节约了大量人力物力。EWB、Protel、ORCAD、PSPIC、Multisim等都是目前较为流行的电子电路仿真软件，在实际的电子电路开发中也得到了广泛的应用。因此，在本次教学改革中，模拟实际的电子电路的开发过程共十天的课程，其设计分成五天软件仿真和五天硬件调试。前面五天学生采用自己喜欢的仿真软件设计并调试电路。调试成功后根据所设计的电路制定元器件清单，并进行第一次答辩。答辩通过后根据清单领取元器件以及面包板、导线等硬件设备。后面五天进行实物连线与调试工作，调试成功后进行第二次答辩。然后撰写课程设计总结报告并提交，完成整个课程设计过程。在此过程中，每个学生都能体会到软件仿真与实物连线各自的特点。比如软件仿真在原理性错误的排查方面具有强大的功能，而实物连线除了让学生更熟悉元器件管脚排列以外，更加让学生对元器件的时间延迟以及因此可能引起的误动作产生更深的体会，这些都是在课本以及“电子技术实验”课程中不能收获的。通过课程设计，让学生在软件设计与元器件接线调试中均得到了锻炼。

三、结束语

通过实践，笔者发现这项教学改革效果十分明显。教师们精心准备的题目引起了学生的极大兴趣；采用导师制给了学生更多的自主选择性；采用项目教学法激发了学生的自主性学习，也培养了学生的创新性思维；加入工程意识、模块化设计理念以及软硬件结合的设计方式等改革措施在不同方面让学生体会了实际电子电路的开发过程，真正将理论与实践相结合。

参考文献：

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    所以,引进现代的教育手段,提高现有的教学质量对于计算机教学质量的提高是很重要的。市场的变化要求学校对课时的安排也要做出合理的调整,对教师做好思想工作的安排。教师上课也要讲究从一而终,这样对学生的理解,对老师的整体教学都可以从一个系统性的角度来看待。这是很重要的一点,教学手段的先进与否是学生学习水平高低的一个重要中间点。

    实验课程的设定及其特征。因为实验性教学的迫切和开闸,需要将电子信息的教学与操作系统上的教学相结合。编写专门的教材,其中需要包含与实验、理论都相关联的原理、实验指导,以及实验的参考或者解答之类的。

    这些实验性的教材除了要具有传统教材的基本特征以外,还有专业性要求也很高,覆盖面积要比以前广泛,内容也需要相对丰富,除了最基本的要求以外,还要加上存储,进程上的管理和文件系统的设计之类的实验。

    相关课程的试验方法。对于这个环节,课程组经过长时间的整理,战胜了以前的重教轻用,加强了实践性的教学,不管是讲课还是实践的方法都设计了30个以上的实验,让理论和实践能力得以和谐发展,增强了学生的设计能力,使他们能够掌握技术的开发的实验相关过程,将学生可以做什么作为主要的教学目标。

    这是新的教学方法,它注重培养了学生探索、独立动手的各种能力,以及设计开发的能力,并且注重创新,让之在实验教学中得到深入浅出的贯彻。通过实践性的教学,学生能够把所学的东西从脑袋里转移运用到社会上。

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关键词：Multisim仿真 课程设计 创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0106-02

电子技术课程设计是电类专业一门实践性很强的必修课程。随着电子技术的快速发展，新器件、新电路不断涌现，现有实验室的条件已无法满足各种电路的设计和调试要求，在一定程度上影响了电子技术课程设计的教学效果，也影响了学生的创新能力[1][2]。在电子技术课程设计中引入Multisim仿真软件可以很好的解决这一问题。

1 Multisim仿真软件的功能及特点

Multisim仿真软件是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics）推出的电子线路仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的绘制和仿真，具有很强的仿真分析能力。

利用Multisim仿真软件可以对二极管、三极管、功率管等模拟器件进行仿真、也可以对74系列、COMS系列、PLD、CPLD等数字器件进行仿真[3]。Multisim适用于模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术、单片机技术、PLC等电类课程。

2 Multisim在电子技术课程设计中的作用

在理论课的教学中为了让学生便于理解，一般多采用工程近似的方法对电路进行分析、计算，但对于较复杂的电路，学生很难在短时间内根据元件参数的变化计算出电路的各种性能指标。如果利用，在教学过程中我们能够随时进行实验演示和电路分析。也可以在利用Multisim仿真软件分析各种电路的特性，在讲解各种原件参数改变对电路的影响时，可将各种数据和波形在虚拟仪表上直观的显示出来，并且接近实际效果。通过Multisim仿真软件进行计算机模拟仿真，把电子技术的理论教学和实验教学有机地结合了起来，为课程设计中实物的制作打下一个良好的基础[4]。

3 Multisim在电子技术课程设计中的仿真应用实例

下面以数字抢答器电路为例阐述采用Multisim仿真软件进行课程设计的过程。设计要求如下：

（1）设计一个抢答器，可同时供8名选手参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。

（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，相应选手的灯亮。封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的信号灯一直亮到主持人将系统清零为止。

（4）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示。

（5）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，相应选手的灯亮，显示器上显示抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

（6）如果定时抢答的时间已到，没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。

3.1 实验方案的确立

抢答器系统原理框图如图1所示。它由主电路和扩展电路两部分组成。主电路完成基本的抢答功能，开始抢答后，当选手按动抢答键时，代表这一组的灯亮，同时别组成员按下按钮时不会使自己这一组的灯亮[5][6]。这一功能可以用锁存器或者触发器来实现。主持人按下开始键时，才会使抢答器正常工作；当这个键弹起时，无论8个选手如何按按钮，他们各自所对的指示灯都不会亮。这一功能可以将开始键接到芯片上的清零端或者使能端来实现。

设计电路时可分模块进行，将每一个模块设计仿真成功后，再进行模块间的连接，从而实现整个抢答器系统。

3.2 电路设计与仿真

抢答器包括抢答电路、指示灯电路、主持人开关电路、控制电路、报警电路、脉冲电路、定时电路、显示电路。电路图如图2所示。

3.2.1 抢答电路

抢答电路的功能有两个：（1）能分辨出选手按按钮的先后，并锁存优先抢答者的编号，供显示电路使用；（2）使其他选手的按钮操作无效。抢答电路包括集成D触发器74LS374和8个开关。74LS374为具有三态输出的八D边沿触发器，且是上跳沿触发的。当一个脉冲的上升沿到来时，输出Q端的值为相应D端的值。OC端为使能端，低电平有效，当OC接高电平时，处于高阻状态，OC端接低电平时，芯片能够正常工作。8个D端接8个开关，开关另一端接高电平[7]。

3.2.2 指示灯电路

由于在仿真时要观察灯的亮与熄灭，8个灯的一端分别接在74LS374的8个Q端，另一端分别接地。当Q端输出为高电平时，灯就会被点亮，否则就会熄灭。

3.2.3 主持人开关电路

主持人开关有很多作用，当这个开关弹起时，74LS374将不工作，并且可以控制译码显示电路的清零和置数功能[8]。计数器74LS192的CR端为清零端，当CR端为高电平时，输出为低电平；CR端为低电平时，芯片可以进行别的功能。在CR端为低电平的情况下，LD端为低电平时，输出为4个D端上的值，这就是我们所说的置数功能。在CR为低电平，LD为高电平的情况下，CPU接脉冲信号，CPD接高电平，此时芯片处于加计数状态；CPU接高电平，CPD接脉冲信号，此时芯片处于减计数状态；CPU和CPD均接高电平，芯片处于保持的状态。因此可以将清零端和置数端作为主持人控制开关电路的一部分，将CR端和LD端分别接两个单刀双掷开关，开关一端接高电平，一端接低电平。

3.2.4 控制电路、报警电路、脉冲电路

控制电路是由8个或门组成的。74LS374的8个输出端分别接在4个两输入或门的输入端上，每两组的输出有分别接在另一个或门的输出端，最后输出端和脉冲信号接在一个或门的输入端，输出端接在74LS374的脉冲输入端和74LS192的CPD端。当有一人按下了抢答开关后，所对应的Q端输出为高电平，经过几个或门后，最后输入74LS374和74LS192的脉冲输入端的信号固定为高电平，则我们将脉冲信号锁住了，无论别的抢答开关按下与否，都不会影响结果。这就起到了控制电路的作用。报警电路中，使用灯来表示，当无人抢答时，指示灯亮。本设计中，秒脉冲电路用信号源模拟产生，在制作实物时也可以用555芯片产生。

3.2.5 定时、显示电路

定时、译码、显示电路是由74LS48译码器，74LS192计数器和七段数码管构成的。将74LS192的四个输入端DCBA端分别接上高电平，低电平，低电平，高电平，则通过译码器在七段数码管上显示9，然后通过减计数，依次减一，当抢答按钮按下时，控制电路将会锁住脉冲信号，因此数码管应该显示当前数字不变。直至下一次抢答时，主持人通过置数重新将其置为9。

4 结语

利用可以Multisim软件可以方便地进行各种电路的搭建，并对电路进行仿真与调试，弥补了传统实验教学中存在的设备老化、元器件损耗等不足，激发了学生的学习兴趣。如学生在进行复杂电路设计时，可以先采用Multisim软件进行设计，验证设计方案的可行性，再搭建硬件电路进行调试，可达到事半功倍的效果。实践证明Multisim仿真软件在电子技术课程教学和实验教学中发挥着重要的作用，对于提高实验教学质量、培养学生创新能力和动手能力等方面发挥着非常重要的作用。

参考文献

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[2]习友宝，王厚军，古天祥.工科电子实践教学的改革[J].实验室研究与探索，2005（08）.

[3]邢江勇.“电工电子技术”课程教改实践与探索[J].电气电子教学学报，2009（05）.

[4]李林，丁轶成，戴永寿，马西庚.虚拟仪器在电子专业创新能力培养中的应用[J].自动化技术与应用，2006（12）.

[5]于海涛，王玉松.电子技术课程设计中引入EDA技术探讨[J].实验科学与技术，2008（04）.

[6]石广龙.数字显示倒计时抢答器电路的设计[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2009（02）.