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b体育电路板设计基础知识范例6篇

作者:小编    发布时间:2024-02-07 17:53:26    浏览量:

  创立于1994年的全国大学生电子设计竞赛(以下简称为电子竞赛),是教育部倡导的四大学科竞赛之一,是面向大学生的高参与性的科技活动,目前已成为全国影响范围最广、参与高校最多的一项赛事。我校作为一所以电子类学科为特色的学校,已多次参加电子竞赛,参赛成绩硕果累累。而我院作为高职高专类院系,也同样在高职高专组中取得喜人成绩。然而,通过参加电子竞赛,我们也发现了许多教学短板,提出了诸多问题。

  历年竞赛题目都是全国专家反复推敲、认真琢磨的结晶,既与行业前沿技术息息相关,又与学科基础密不可分,既要求学生具有改革创新的能力,又要求学生基础扎实、技术过硬。

  根据历年参加高职高专组竞赛的经验,总结出高职高专组的几个出题方向:运动控制、功率放大和信号处理。这些题目所涉及的主要专业知识有:电工电子、模拟电子、数字电子、信号处理、传感器和可编程器件b体育。这些专业知识对应的专业课程几乎是所有电信类专业都会开设的课程,可为何各个院校所取得的成果却迥然不同?分析一下历年赛题,从技术层面来讲,并非无从下手,但要求参赛队员在四天三夜完成,也并非易事。许多作品因为一个虚焊浪费许多时间,或是因为PCB布局不合理而严重影响性能,抑或因为设计思路不对,导致参数无法达标。因此,参赛学生应当具有扎实的功底,以保证作品成功率,又要打破陈规,以创新的角度去解决问题。其实,这就是电子竞赛给高等教育指出的方向,基本技能与创新能力,“两手抓,两手都要硬”。具备这样能力的学生,也正是当今社会需要的人才。

  电子竞赛早已指出了教学方向和问题,高校则需要通过教学改革来明确方向、解决问题。回顾传统的教学方法,内容老旧,方法单一,形式呆板,很难使学生对学习产生兴趣,限制了学生在相关学科领域的成长。倘若以新技术、新事物来吸引学生眼球,提起学生兴趣,又容易造成学生眼高手低、好高骛远。因此,我院以电子信息工程技术专业为试点,认真设计人才培养方案、安排教学内容,改进教学方法。

  自学生入校起,就开设《电路基础》和《电子线路CAD》两门专业基础课程。《电路基础》主要学习基础理论知识,而《电子线路CAD》则学习PCB设计软件和手工电路板制作。即入学便开始锻炼学生基本的电路板制作能力,狠抓基本功。同时,由于学生对新鲜事物的好奇感,即便做一块简单的电路板,也兴致盎然、认真对待,无形中提高了教学效果。

  此后,开设《模拟电子技术》和《数字电子技术》这两门重要的专业基础课程。要求学生在学习完理论知识后,完成直流稳压电源、音频功放、七段显示器和数字流水灯四个电路板作品,既巩固了理论知识的学习效果,又再一次锻炼了学生PCB设计、电路板制作、电路分析与调试等基本技能,提升了动手能力。

  最后,开设《C语言程序设计》、《传感器检测技术》和《单片机设计与应用》等专业课程,进一步促进学生在专业领域的成长,激发学生的创新创造能力。

  这样,从一开始的锻炼基本动手能力,到简单模块的设计与调试,自最后的复杂系统的软硬件设计与制作,环环相扣,紧密相连,既强调基本技能,又注重创新能力培养,促使学生达到更高的专业水准。

  要想培养出达到竞赛水准的学生,并非一蹴而就。换言之,要想培养出基本功扎实,又具创新能力的优秀毕业生,不仅需要宏观地设计规划课程体系,确定培养目标和方向,而且需要带动每一门课程,将教学改革落实到教学的每一个环节。

  以《数字电子技术》为例,简述基本技能与创新培养两手一起抓的教学模式。首先将各个知识点划分至表决器、七段显示器、电子秒表和数字流水灯这四个课程项目。然后利用课程项目引出各个知识点,通过理论分析、软件仿真、实验验证等教学手段,传授学生基本专业知识。最后,以七段显示器和数字流水灯作为课程设计,要求学生根据项目要求,自行设计原理图和制作电路板,完成后交予任课教师验收。这样,学生会根据自身所掌握的知识与能力,设计出多种多样的七段显示器和缤纷多彩的数字流水灯,并最终通过制作电路板,验证并实现他们的所思所想,既锻炼了学生基本的动手能力,又激发了学生独立创新能力 ,达到了基本能力与创新能力共同培养的目的。

  从专业培养目标和企业人才需求出发,科学、合理地进行实训项目的设计和开发,将汽车实际应用电路融入到实训项目中,在实训中传授知识,培养职业能力,同时提高教师的教学、科研水平。

  现代汽车的先进技术都离不开电子技术,因此《汽车电工电子技术》课程在汽车技术专业领域的地位进一步提升,已经成为汽车电子技术、汽车检测与维修、汽车新能源技术等专业的非常重要的专业基础课程。各高职院校在积极进行教学改革的同时,努力提高课程内实验实训水平,以适应新形势下对汽车技术专业学生的人才培养要求。在中国制造2025和工业4.0的背景下,企业对人才的需求发生了很大的变化。这就需要高职院校的师生改变传统的教与学的观念,重新调整教与学的目标。在课程开发与设置上,要更加注重培养学生的职业能力,而非过多强调基础知识的灌输。那么,课程的实训教学就要让学生在课堂学习中培养职业与工作能力,真正做到理论与实践相结合。

  《汽车电工电子技术》课程兼具了电工电子技术基础知识的讲授和汽车电路原理的渗透的任务,在实验实训设备的配备上,有的高职院校注重打基础,与汽车电路联系过少;有的高职院校注重品牌,实验台涉及电路功能只针对个别品牌车辆。在新形势下,课程实训项目的开发,要满足企业、学生、教师三方面的需求,做到既符合课程的培养目标,又拓展学生的知识面;既能够与时俱进,又能够节约成本。

  要对企业、学生和任课教师进行调研,通过调研可以获得企业对实训项目内容的建议和对学生各方面能力的需求;可以了解学生对现有实训条件的满意度和对实训内容的需求;可以了解任课教师(包括本课程任课教师和后续课程)对实训操作的建议与意见。调研可通过企业专家座谈、学生问卷调查和教师教研讨论的形式进行。

  实训项目设计要从课程教学内容出发,联系实际车辆中电工电子电路的应用。实训项目是为课程教学服务的,实训电路要在实现汽车应用电路功能的基础上,将课程中所涉及的知识点灵活应用于其中。比如汽车玻璃升降器控制电路中应用了555定时器构成的单稳态触发器、继电器、直流电动机正反转控制等知识内容。实训项目还要留有一定的升级空间,也就是要给学生发挥创新能力的机会。与实训项目相配套的实训指导书设计,也是实训内容开发的一个重要环节。实训指导书的功能不仅仅是简单指导学生实训的步骤,实训过程和任务安排要体现对学生职业能力的培养电路板,比如语言表达、电路图的识读、表格和曲线的分析与绘制、统筹安排时间等。

  实训电路要先经过软件调试,选择合适的电路元件参数;然后再在面包板或简易电路板上做硬件调试,检验电路功能的同时还要检验实训操作的可行性,比如电路元件要实现即插即拔,易于更换;合并掉多余的电源;保险丝便于拆卸等。一切准备就绪后,要制线路板了。由于技术问题,这部分任务可由专业制板人员完成。基本电路元件的焊接,可以让参加汽车电工电子技术兴趣小组的学生参与其中。这不仅可以培养学生负责任的工作态度,还可以调动学生创新的热情,因为学生会从他们使用实训板的角度来提出更好的修改和创新的意见。

  实训板开发制作完成后,应该在学生中进行小范围的试用,然后收集学生的反馈信息,在考验实训板可操作性的同时,能够及时地发现实训板的不足之处。

  依据上述实训板开发思路,确定并制作了10个实训板,并编写相对应的实训指导书。

  随着计算机技术和电子技术的迅速发展,Proel软件已经成为电子设计的至关重要工具。在很多本科院校课程教学中,让学生能熟练掌握Protel软件设计和应用,并能为将来就业奠定良好基础。《Protel电路软件设计》课程已经成为了自动化相关专业必修课程。本文主要针对实践教学中存在的问题,以培养学生能力为宗旨,提出改革的目标和具体措施。

  1.实践教学有利于提高教学质量,突出教学特色。《Protel电路软件设计》课程具有实践性强、操作性强等特点。离开了实践教学,授课的内容多是纸上谈兵,不能做到学以致用。因此,学生通过实践,再加上教师及时地讲解和指导,使得所学的理论与实践相结合,一方面有助于加深对理论知识的理解,另一方面更掌握重要知识点的应用,从而提高了《Protel电路软件设计》专业课程的教学质量,改善了教学效果,突出教学特色。

  2.实践教学更有利于培养学生的实践动手能力和可操作能力。要理解和掌握《Protel电路软件设计》课程的理论知识和专业技能电路板,就必须不断动手操作。因此,学生们在实践当中要经过多次的反复动手操作,才能真正了解和掌握电路板制作的过程。通过教学与实践相结合,让学生的实践能力得到锻炼和提高,掌握绘制原理图、制作电路板的整个过程。

  3.实践教学有利于培养和提高学生的学习兴趣和热情。在理论教学中,内容比较枯燥乏味,再加上学生学习兴趣不够。因此,通过学校的就业及相关部门联系电路板相关单位,带领学生参加电路板单位实习。这样,学生在实践教学中不但可接近实际操作,而且也能亲自体验其中制作电路板的最大乐趣。

  为加强课程建设和课程改革,在充分利用学校拥有的设备基础上,采用先进的教学手段,自作多媒体教学课件,通过专业教学的不断改革,逐步改进和完善理论教学和实践教学两个体系。理论教学体系改革的核心是课程内容的改革。理论教学体系改革还必须改革相应的教学方法、手段,考试方法、方式等等。而实践教学改革必须根据社会的需求量,围绕专业培养目标,制定以培养学生应用能力为主的实践教学体系;必须改革实践教学方法和考核的内容及形式,突出专业技能和能力考核,并且获得相关证书。

  1.实践教学的目标和内容。设置《Protel电路软件设计》课程的实践教学目标如下:本科院校教育主要培养的是技术应用型人才,在教学实践环节中,要以应用、就业为导向,不断提升学生的动手能力、基本技能和理论知识水平,也是提高本科院校学生职业技能的重要手段。因此,本课程教学目标要围绕这个总目标而确定,是让学生通过Protel电路软件设计课程学习,能够掌握原理图及印制电路板图的绘制、制作、检查以及创建立自己的新原理图库和元器件封装库等基本操作,可以独立完成电路原理图和印制电路板设计,拓展就业方向,为未来的学习和工作打下坚实的专业基础。在教学过程中,将原理图设计、印刷电路板设计、原理图库设计、元器件封装库设计和电路原理图仿真等等作为教学内容,并突出教学重点在于原理图设计和印刷电路板设计两方面。

  2.实践教学的具体改革措施。①实验实训教材建设,教材建设是高等学校建设的一项基本内容,也是课程建设的核心,是进行教学工作、稳定教学秩序和提高教学质量的重要保证。实验实训教材也是工科专业建设的特色之一,因此编写《Protel制版实训教材》和《Protel制版课程设计》等等指导书。在实训的过程中,教师需要培养学生加深对课程知识的理解和掌握,选择典型的实例作为学生认识实践的参考对象,采取模拟的实践方法,使学生受到理论联系实际的锻炼,从而提高学生的实践动手能力,有利于培养学生职业能力、电路板设计能力。②加强Protel专业实训基地建设,本科院校实训基地建设包括校内、校外两种实训基地的建设。本科院校充分利用社会资源,在学校之外建设实践教学基地,学校应与企业建立长期的合作关系,让企业参与专业教学计划的制定,按照教学规定对学生进行职业技能训练,主要承担学生生产性实习和顶岗见习的任务。建设校内实训基地,主要承担学生基本职业能力培养和训练的任务。③加强考试考核制度的改革,考试考核制度的改革是落实教学计划、教学内容和教学大纲的基本保证。改革传统的考试考核方式,注重培养学生综合应用知识的能力、解决问题的能力、动手操作能力和实践创新能力。以Protel电路应用软件的考试为例,考试包括理论、实验实训和平时作业及考勤。其中理论部分占50%,主要考核学生知识理解、应用、综合、分析的能力;实验实训占30%,主要考核学生实际动手操作能力;平时作业及考勤占20%,主要考核学生做作业情况、认真态度问题。此外,还要通过相关等级考试,学生必须获得中、高级证书,才能颁发毕业证书。④培养一批有企业实战经验的《Protel电路软件设计》教师队伍,师资队伍是实现本科教育目标的关键。因此需要具有双师素质的教师来完成教学相应任务,特别的是来自企业的一线的,熟悉基于Protel DXP软件的相关项目开发的工程师。同时鼓励在职教师进修,签定相关合同来支持教师到企业单位实践、实习,鼓励教师参加各类执业资格培训和考证。另一方面,鼓励积极从企业引进具有Protel DXP软件方面的工作实践经验丰富和理论基础扎实的高级技术人员充实和扩大教师队伍。还应为受训教师提供充足的训练时间,提高他们的操作技能和工艺水平;再次,适当提高的双师型比例,不断改进教学手段和方法。

  [1]阎金铭,房庆平.改革课程内容构建机械基础类课程教学新体系[J].交通高教研究,2000,(3).

  [2]郭翠菊.教育学课程实践教学的设计与实践探索[J].青海民族大学学报(教育科学版),2011,(4).

  [3]居吉乔.“电子CAD”课程项目式教学的设计与实践[J].中国电力教育,2011,(7).

  Protel99se是目前国内广泛使用的EDA软件之一,深受电路设计工程技术人员的喜欢和职业学校学生的青睐。由于Protel99se是一种集原理图编辑、PCB编辑、图表生成和可编程逻辑器件设计等多种功能于一体的应用型软件,具有外文性、综合性、实践性等特点。要掌握这门技术,既要求学生具有良好的英文功底,又要求具有扎实的电路理论,以及比较强的动手操作能力。因此,在学习过程中,不少人感到困难。采用什么样的方法或手段进行教学,对中等职业(技工)学校的学生来说(因为他们基础差),如何容易学,并对这门课感兴趣,以达到提高教学效果目的?这是教师们一直在探索的问题。经过多年的教学实践,我们从教学目标确定、教材编写、兴趣激发、一体化教学活动组织等几个方面进行了初步探讨,提出了以下比较可行的方法。

  培养学生具备与工作岗位相适应的专业技能和认知水平是中等职业教育的培养目标之一。因此,市场需求是我们确立课程教学目标的立足点。虽然Protel99se具有多种功能,但电子产品制造企业往往只利用它来编辑原理图和设计PCB文件,以便电路板厂根据所设计的文件生产印刷电路板。为此,我们把《Protel99se电路设计》课程的教学目标确立为:比较熟练地运用Protel99se绘制原理图和设计PCB文件,并通过热转印的方法制作印刷电路板。

  尽管目前市面上介绍Protel99se的书籍不少,但这些书籍也是基本按照Protel99se软件所具有的功能模块为主线,分立地向读者介绍各功能模块的使用方法,而且在编写过程中未能考虑中等职业学校的生源特点,可以说还不适合中职生使用的教材。因此,学生辛辛苦苦地学完整本书,到头来连一个简单的PCB电路都无法完成。为此,在教学实践过程中,笔者认为:以设计、制作PCB板这一“工作过程”为主线se知识体系分解为软件安装启动原理图图纸模板设计、调用原理图编辑(包括元件定制)由原理图同步生成PCB文件、编辑PCB文件(包括元件封装定制)PCB文件分图层打印热转印制作印刷电路板等几个部分有机地结合起来,编写成《Protel99se电路设计轻松入门》校本教材。在编写校本教材时,应考虑到中职生“不仅存在知识上的缺陷,还存在较为严重的非智力因素障碍”的特点,以“多一些感性化知识,少一些理性化知识”为编写教材的理念,将设计、制作印刷电路板的整个操作过程分成若干步骤。每操作一步,需要点击哪个菜单(或按钮),执行这个菜单(或按钮)命令会弹出什么样的窗口……用这种图文并茂的方式编写教材的每一个知识点。学生以这种“小人书”式教材为指导,边学边做,就可以在比较短的时间内掌握运用Protel99se设计、制作印刷电路板技能。

  爱因斯坦说:“兴趣是最好的老师。”学生有了兴趣就会爱学、乐学和勤学。因此,提高教学效果的关键在于提高学生对所学知识和技能的兴趣。在教学实践中发现:让学生观察教师设计、制作某个电子产品(如+5V稳压电源)的整个过程,不仅可以使学生在观察过程中大致了解生产电子产品的工艺流程:绘制电路原理图设计PCB文件制作印刷电路板元件焊装、调试,而且可以有效地消除学生对电子知识的“神秘感”和“恐惧感”,树立“只要经过努力,我也能设计制作电子产品”的信心,激发学生学习的兴趣,为今后学习夯实了基础。

  黄炎培先生曾强调指出:“职业教育的目的乃在养成实际的、有效的生产力,欲达到此种境地,需要手脑并用。”因此,在教学过程中让学生在教师指导下系统地完成一些新颖、实用电子产品制作课题,并将电路板设计、制作技能训练贯穿于整个教学过程,对提高教学质量是十分有效的。在Protel99se教学实践中,应遵循“由简单到复杂”和“职业教育实用性”的原则,拟定了“+5V稳压电源”、“电脑音响功放电路”,“遥控开关”等一系列课题,以及结合《单片机应用技能》课程教学设置了“ATmega8单片机控制系统”和“AVR单片机ISP下载线”等课题。学生通过独立完成这些课题的设计和制作,不仅比较好地掌握了Protel99se设计、制作印刷电路板的基本知识,而且学生也掌握了设计原理图需要的《模拟电路》、《数字电路》等专业基础,焊装元件的电子工艺知识,调试、检测电路的技能,更让学生切身体会到电子产品设计制作的综合性特点。

  学生的基础和接受能力是有差异的,基于这种情况,在教学过程中重视个性教育“因人施教”,实施多层次教学。根据学生能力差异,制定不同的发展目标,在完成课题的难度、深度及完成时间上进行调整。对于接受能力较差的学生,可安排简单的课题或适当延长完成课题所需要的时间;对于接受能力较好的学生,可以安排复杂程度略高的课题或限定完成课题时间。在教学中,还要密切注意学生的实践表现,及时对学生做出评价,不断调整或重新分层,以充分挖掘不同层次学生的潜力。

  运用Protel99se和热转印法设计、制作印刷电路板,涉及到的实习器材主要是电脑、激光打印机、电熨斗和30%的双氧水及17%的稀盐酸等。为了让学生充分利用业余时间学操作技能,对学生开放这种实训室是可行的,也是十分必要的。当然,开放并不等于不管,毕竟其中还涉及有对人体可能产生伤害的双氧水、稀盐酸等化学物质。这里所说的开放,指的是在教师统筹安排之下,将管理权下放给指定的、比较信任的学生,由这个学生代管整个实训室的器材、纪律、安全和卫生等管理工作,教师还要进行监督检查,并及时对学生不规范的一些操作指出、纠正。另外,随着人们物质生活水平的提高,许多中等职业学校的学生自己有电脑,可充分挖掘这些有利的资源,将相关的应用软件安装到学生自己的电脑中,引导学生充分利用现有资源进行学习。

  笔者所介绍的方法,经过多年的教学实践,学生的学习氛围效果还是比较明显的,学习电子制作兴趣也提高了;当然,教学方法是多种多样的,只有根据不同的教育对象,不同的教学内容,选择最有效的方法,才能取得较好的教学效果。

  [1]王健娟.论中职教育专业课教材的不适应性及对策.职业教育研究,2007年

  单片机因体积小、功能强、可靠性高和价格低廉等一系列优点,已渗入到人们工作和生活的各个角落,应用前景广阔[1]。目前多数高职院校的机械专业都开设了单片机课程,但大多院校的教学思路仍然借鉴本科先基础后应用的常规教学模式,理论教学与实际应用结合较少。对于高职学生,课程入门比较困难,知识不易掌握,实际应用较少,学习兴趣不高,该课程的实际教学效果并不理想。因此,单片机的教学模式亟需改革,改变原来以知识传授为目标的教学方式,要理论与实践并重,以实践入门来吸引学生学习的兴趣,提高教学质量。

  单片机是一门理论性很强的专业基础课程,同时也是一门实践性和技术性很强的学科。要求学生掌握一定的电子电路知识,还要熟练掌握计算机的相关知识,掌握编程的思维和方法。高职学生的基础知识相对薄弱,对于单片机的学习有一定的困难。

  学习单片机要以电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、计算机基础知识等相关课程的理论知识为基础。与电子专业学生不同的是,我校机械专业学生只开设一门电工电子课程,所有的电路、模电和数电的相关知识都集中在一门课程中讲授,知识点多且课时量偏少,知识点讲授较为粗浅,不能深入展开。因此,学生对于单片机中遇到的一些专业术语和电路,如集电极开路、上拉电阻、存储器地址、D触发器、555振荡电路等,很难理解。这些知识都需要重新讲授,且讲授效果不佳。学生往往在学到单片机的硬件电路部分时,突然间觉得很难,学习的积极性下降,甚至有了厌学的情绪。

  像所有其他的指令一样,汇编指令也是英文的,我校机械专业大部分学生的英语能力比较差,遇到有英文的地方,本能地会回避,更不要说进行深入的研究。单片机中要求他们短时间记忆和理解数十条甚至上百条指令的格式和功能,他们觉得比较有压力,很多学生达不到这个目标。

  如果学生对于硬件结构没有掌握好,那么对于汇编语言的指令也很难完全理解。即使学生勉强知道每条指令的大概意思,但由于没有充分理解其内涵,不能做到融会贯通,常常错误地运用指令b体育,即使在一个程序里运用正确,可能题型改变,就做不出来了。

  我们在学校的教学中,受制于课时量的不足和传统教学思维和方法的限制,通常都以传授理论知识为主,实际应用提到的比较少。因此,出现一些学生直到学完这门课程,都不知道单片机能干什么。有些学生告诉老师,以前我们学过的课程,如机械制图,很有实用性,单片机讲的这么多、这么复杂,到底有什么用,我们机械专业为什么要学这一门课程。学生不能深入理解该门课程的实际应用,认为学了无用知识。

  学习单片机的最终目标是能运用单片机进行一些项目的开发,解决生产和生活中遇到的实际问题。人才市场需要的不是只懂理论、不懂实践的研究型人才,而是既懂理论,又能实践的应用型人才。因此,单片机的改革也要以就业市场为导向,结合高职机械类学生的特点,做一些针对性的调整,使学生既能学好,又能快速地适应社会的需求。本文针对单片机课程在教学方面现有的种种弊端,提出了单片机课程教学改革实施的一些具体措施。

  单片机教学应该采用工程实际应用课题或实践案例进行教学的方法,实施“项目任务驱动法”,即课程教学以单片机应用技术的典型实用案例进行分析讲授的一种教学方法。授课时以单片机技术“案例”演示作为引入,以实现“案例”为主线讲述各相关理论知识。为巩固理论知识的学习和培养学生实际动手的能力,理论教学应与实际“案例”实验教学穿行,以实验教学充实理论内容,使两者融会贯通。整个教学过程的思路设计如下:

  例如,在第一次上单片机的课时,就应该给学生演示单片机的用途,如单片机驱动流水灯、驱动数码管显示数字,驱动16×16点阵显示汉字,驱动蜂鸣器演奏一段铃声等,让学生了解单片机的应用,领略单片机的妙处,激发学生学习的兴趣。兴趣对一个学生学习一门课程很重要,如果学生对某门课程失去兴趣,即使再好的老师也教不好。第二次上课可以选择一个简单的应用,如单片机驱动一个LED的亮灭,通过仿真软件,当堂给学生画电路图,编写软件,使学生感到单片机并不是很难,自己也可以学会,打消他学不好的顾虑。后面每次课都以项目任务为导向,每次课时可以先将我们要实现的功能给学生演示一遍,然后告诉学生我们实现这个功能的思路是什么,我们要实现这个功能,需要学习哪些基础知识,让学生有一个清晰的概况和热切学习的期盼。下表为四个常用的典型项目的实验任务设置:

  每个项目的设计都要以实践应用为导向,让学生感觉到能学以致用。任务的设计应遵循由浅到深、循序渐进的手法,与理论章节知识的进度遥相呼应,使学生能够逐步接受并加深理解。同一个知识点,可以举不同项目中的相近任务反复讲解,使学生对所学知识点理解透彻,达到举一反三的目的。

  目前单片机的实际项目开发多采用C语言程序编写,传统的单片机教材和教学,大多采用汇编语言讲授单片机的指令系统[2]。为了改变传统所学与实际所用的差别,单片机指令系统的教学,应在汇编语言的基础上,增加单片机C语言程序设计内容,采用以C语言为主,汇编语言为辅的编程方式。这样可以使学生尽快与实践接轨,提高单片机的开发效率,使学生毕业后更快更好地适应工作环境。例如:在采用案例教学过程中,同一程序分别用汇编语言和C语言编写,通过比较二者的优缺点,可以真正理解两种语言在实际应用中的效果。Keil C51程序编译工具,既可以实现汇编语言的编程,又可以实现C语言的编程。因此,在我们实际教学工作中,完全可以用Keil C51软件实现了单片机软件开发和应用案例的日常教学,简化理论课学习的内容,降低学习难度,使学生能尽快上手单片机,这样就提高了同学们学习单片机的热情,同时也非常适合实践应用的需求,为将来工作中单片机的开发应用奠定了良好的软件基础。

  实验教学中应实施单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式。开发板是在一块电路板上集成了单片机常用功能模块,虽然体积小,但涵盖了绝大多数单片机常用的实验,并可以根据教学需求,开发扩展相关功能模块[3]。课堂教学结束后,学生可将开发板带回宿舍,只需要一台电脑、一根USB下载线,就可在开发板上自学单片机或是做一些小项目锻炼实际动手能力,充分调动学生学习单片机的积极性。开发板价格便宜,现在市面上简单通用的单片机开发板(适用入门者学习),每套均价不到200元,完全满足初学者做一些常用的开发应用。实验教学中,可先让学生在Keil C51和Proteus软件中编写和仿真单片机案例程序,程序仿真正确无误后,将程序下载到单片机开发板中,在开发板上实现实际电路功能的运行,强化对实际电路的认识和理解。

  在单片机课程结束前,可在临近期末设置3周的单片机课程设计专项实训,一周调研选题,一周设计软硬件、一周焊接电路板,完成作品。具体实施的方法是让学生独立在单片机开发板上完成自选项目的设计与实现,如“数字钟”、“LED显示器”、“数字温度显示计”等智能化小产品。3-4人一组,查阅资料,自选题目,自行设计电路图、编辑程序,然后选择并购买相应的元器件,亲自焊接并完成电路,提交课题设计报告。该课程设计的开展,可以使学生了解市场行情,培养学生开发项目的能力,团队合作能力等,同时也可以作为学生期末考试实践环节的考核成绩。

  为防止学生原搬照抄网上和有关资料的单片机实验设计,达不到课程考核的初衷,单片机的考核还应保留原有的理论考试。应将传统的以理论考核为主的期末闭卷考试与以实践开发应用为主的单片机课程设计考核相结合,将二者的成绩共同作为单片机课程的最终考核成绩。这样,能同时对学生的理论基础知识和实践动手开发能力做出合理的考核评价。

  单片机是高职机械专业学生的重要基础课程,目前教学效果普遍不佳。在分析高职机械专业学生单片机教学难点的基础上,针对传统教学模式的弊端,提出了该课程教学改革的具体实施措施。在教学方法上,实施了“项目任务驱动法”,较好地融合了理论与实践教学;在教学内容上,紧贴能实际运用的教学理论与技术,如以C语言为主,汇编语言为辅的单片机编程语言;在教学手段上,实行单片机仿真软件和实验开发板并重的双重实验教学模式;在考核方式上,采用理论与实践并重的考核方案。实践教学结果表明,改进后的教学模式要优于过去传统教学模式的教学效果,达到了单片机课程教学改革的预期目标。

  [1]王效华,张咏梅.单片机原理与应用[M].北京:北京交通大学出版社,2007:5.

  [2]谢维成.单片机原理及应用C51程序设计[M].北京:清华大学出版社,2008.

  [3]周润景,张丽娜.基于Proteus的电路及单片机系统的设计与仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

  《数字电子技术》课程是高等院校电子技术、通信等电子类专业的主干专业基础课,该课程的教学质量、教学效果直接关系到各相关专业学生后续课程的学习。笔者根据多年的教学实践经验,对该课程的教学改革进行了尝试,取得了一定的效果。

  《数字电子技术》课程内容包括逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和整形、数-模和模-数转换电路等。随着近年来数字电子技术飞速发展,知识更新周期缩短,数字器件不断更新换代,使得该课程授课内容多课时少的矛盾更显突出,因此,有必要对该课程的教学内容进行优化,我们选用的教材是由清华大学余孟尝教授主编,高等教育出版社的《数字电子技术基础简明教程(第三版)》。在保证《数字电子技术》基本知识、基本分析方法和设计方法的前提下,对教学内容进行优化:内容选取上力求少而精,对于学生学过的知识(如:数的表示方法、二极管、三极管、场效应管的结构等)以及无法在较少的学时里充分阐述的知识(如:脉冲产生与整形电路、数模与模数转换电路等)做了较大的删减,并压缩集成器件的内部结构部分的内容,重点放在集成器件的外特性及其应用。组合逻辑电路、时序逻辑电路的分析、设计是本课程的重点,特别是时序逻辑电路的分析、设计是本课程的核心内容,因此这部分安排了较多学时。同时根据学科专业特点增加了电子设计自动化EDA。

  《数字电子技术》课程中有大量用图形、表格表述的知识,如电路图、波形图、时序图、真值表、状态转换图等,如果仅借助板书手绘图表,不仅费时、费力,效果却一般。而且,数字逻辑电路的知识和前面所学的电路分析、模拟电子技术的知识密切相关,利用黑板不方便引用、回顾前面所学知识。

  多媒体技术能够将大量的集成电路、图形、波形、真值表等预先存放在计算机中,上课时教师可以方便、快捷地调用,减少了很多耗时的板书和画图,节省了大量的时间,从而提高教学效率。《数字电路》中组合逻辑电路及时序逻辑电路的分析及设计过程和其他一些章节都存在大量逻辑图、状态转换图、时序图及动画等,用多媒体教学无疑能很好地将这些章节的内容讲解得更具体、清晰、生动。

  实验教学担负着巩固和加深对所学理论知识的理解、培养学生用理论知识分析解决实际问题的能力的任务。考虑到普遍存在的大学生动手能力弱的问题,实验内容中安排了基础性验证性实验;此外,为了适应数字电路的发展和学生就业的需要,在实验中还引入EDA的内容。

  首先,开设基础性验证性实验,锻炼学生的基本技能。通过开设3~4个基础性验证性实验,使学生熟悉实验仪器设备如实验箱、面包板等的使用,掌握基本门电路逻辑功能的测试方法。

  其次,开设综合设计性实验,目标是培养学生运用理论知识分析问题和解决问题的能力。实验室根据该课程的应用要求及学生学习兴趣,安排了数字钟、抢答器、裁判电路、交通灯控制电路设计等,并利用计算机对设计电路进行仿真调试。

  通过这样设计的实验内容,使学生的学习由浅入深,由易到难,循序渐进,学生将理论知识与实践相结合,加深了对所学知识的理解,提高了学习积极性。很好地培养了他们的主动性及动手能力。b体育

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