發(fā)布時間：2023-05-18 16:58:42
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電子電路設(shè)計論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，汽車盜竊技術(shù)與日俱增，已成為全世界汽車領(lǐng)域包括我國在內(nèi)的重要問題。所以，汽車防盜設(shè)計研究不管是對汽車生產(chǎn)商來說，還是對社會保險業(yè)以及個人來說都具有非常重要的意義與價值，怎樣研制出更為安全、有效以及可靠性極高的汽車防盜設(shè)備，最大程度地降低車主的財產(chǎn)損失是當前汽車領(lǐng)域應該加以解決的迫切問題。針對當前世界性的汽車盜竊發(fā)展趨勢，所有的汽車生產(chǎn)商都在努力研發(fā)、改進汽車防盜技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的大踏步前進，更是推動著汽車防盜技術(shù)的自動化與智能化發(fā)展。截至目前，汽車防盜設(shè)備從最初的機械控制，發(fā)展到現(xiàn)在運用電子密碼、使用遙控呼救、利用信息報警，早期階段的防盜設(shè)備主要是應用在門鎖、窗戶、啟動器、供油、制動器等聯(lián)鎖器件的控制，同時還有專為預防盜竊而設(shè)計出的專用型套筒扳手。伴隨著科學技術(shù)的發(fā)展，汽車防盜設(shè)備可以說是日益進步與完善，最主要功能就是防護車輛，并持續(xù)推出全新的產(chǎn)品?，F(xiàn)代化高科技的快速發(fā)展促使產(chǎn)品的各個功能不斷強大，產(chǎn)品的設(shè)計過程與生產(chǎn)過程也更為復雜，這就促使產(chǎn)品的專業(yè)性更為重要，汽車電子防盜報警器當然也包含在內(nèi)。另外，產(chǎn)品的可靠性已經(jīng)成為當前測量產(chǎn)品性能及質(zhì)量的核心標準之一，這主要是由于可靠性不但是產(chǎn)品質(zhì)量的反映，更是產(chǎn)品安全性與維護性等多種性能的代表，因此提升汽車電子防盜報警器可靠性是增強產(chǎn)品市場競爭力與擴大產(chǎn)品市場占有率的重要手段與途徑。
二、汽車電子防盜報警器電路可靠性設(shè)計的必要性
汽車電子防盜報警器對于保護汽車安全起著至關(guān)重要的作用，其可靠性直接決定著汽車的安全性能。因此，針對汽車防盜報警器電路的可靠性設(shè)計研究，可以降低汽車電子防盜報警器出現(xiàn)問題的幾率，整體提升汽車自身的安全性。下面從五方面具體分析汽車電子防盜報警器電路可靠性設(shè)計的必要性:一是能夠預防發(fā)生故障，特別是降低了誤報或者被盜等特殊故障發(fā)生的幾率，從而確保汽車的安全與長期的使用時間。二是能夠從整體上減少電子防盜器的費用成本，因為提升產(chǎn)品的可靠性，就需要質(zhì)量更有保證的元部件，對一些多余功能的部件調(diào)整以及其他部件的可靠性設(shè)計、研究、實驗等，都需要大量的經(jīng)費支撐，因此首先就是在費用方面得到保證。但是，產(chǎn)品一旦可靠性得到提升，就能將花費在修費與停機檢查費用方面的費用降到最低。根據(jù)美國某相關(guān)公司的實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在提升汽車可靠性和維修性研制階段所花費的每一美元，將會在之后的使用與后勤方面節(jié)省至少30美元，即產(chǎn)生30:1的實際效益。同時，可靠性所產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益不但表現(xiàn)在未來實際運用方面，而且在研制過程中還會降低樣機研制的所需次數(shù)，每減少一個樣機，不僅僅能夠節(jié)省很多資金，而且可以節(jié)約大量時間。三是能夠大大縮減停機時間，提升產(chǎn)品的可用率，降低汽車發(fā)生故障或者被盜的概率。四是可以大幅提升產(chǎn)品的可靠性，增強企業(yè)的信譽，提高市場競爭力，拓展產(chǎn)品的銷路，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提升。五是可靠性的提升能夠直接降低汽車發(fā)生其他事故的幾率，這樣就能降低因多種事故所造成的費用支出，從而避免其他不必要的損失。提升產(chǎn)品的可靠性需要從生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)著手，但最為重要的是產(chǎn)品設(shè)計階段，因為缺乏合理性的設(shè)計，如果想在之后的環(huán)節(jié)中加以維修并達到預期的可靠性，其幾率微乎其微。所以，產(chǎn)品設(shè)計者必須具備扎實的可靠性設(shè)計基礎(chǔ)知識與技能，并能夠運用多種方法與手段進行設(shè)計，從多個途徑尋求產(chǎn)品可靠性的突破。
三、汽車電子電路系統(tǒng)可靠性的設(shè)計方案
預計、分析、分配以及改進等一系列產(chǎn)品可靠性研發(fā)活動就是所謂的汽車電子電路系統(tǒng)可靠性研發(fā)設(shè)計，結(jié)合產(chǎn)品技術(shù)文件與圖樣，對汽車某個電子電路系統(tǒng)的可靠性進行定量設(shè)計，進而促進產(chǎn)品的可靠性更加穩(wěn)固。這一過程包括確定的可靠性指標、構(gòu)建的可靠性模型、預計法加速檢驗可靠性指標、分配的可靠性、分析檢驗電路的可靠性、篩選元器件等。
(一)建立可靠性指標。
我國在1997年加以修訂的《汽車報廢標準》，規(guī)定凡是非營運類轎車大于等于10年(經(jīng)過申請通過最多研制15年)或者達到50萬公里之后要進行強制性報廢，這一規(guī)定可以說是汽車電子電路系統(tǒng)可靠性指標的確定范圍。盡管當前新出臺的汽車報廢標準有所改動，但是此規(guī)定依然是檢測機車各個部件功能可靠性指標的主要參考。依據(jù)報廢指定標準的15年計算，汽車報廢的時間長度約為129，600個小時(按照24小時/天計算)，與轎車共計行駛里程達到50萬公里的報廢標準，把這兩種汽車報廢標準的大約值視為同等效率，同國軍標準規(guī)定的不能低于5，000千米的汽車電子系統(tǒng)故障發(fā)生的平均間隔里程數(shù)，計算得出汽車電子系統(tǒng)的可靠性指標即MTBF是1，296小時。
(二)確定可靠性模型。
在設(shè)計產(chǎn)品的最初時期，通常要依據(jù)產(chǎn)品的可靠性指標與其功能，確定具體的可靠性模型，從而為分配可靠性指標作準備。汽車系統(tǒng)一般包括貯備系統(tǒng)、復雜系統(tǒng)與非貯備系統(tǒng)。其中，貯備系統(tǒng)又分為工作貯備系統(tǒng)與非工作貯備系統(tǒng)，而工作貯備系統(tǒng)又分為并聯(lián)、混聯(lián)與表決這三個系統(tǒng)，非工作貯備系統(tǒng)又稱之為旁聯(lián)系統(tǒng);而貯備系統(tǒng)就是串聯(lián)系統(tǒng)。對于普通的電子電氣系統(tǒng)，又可分為并聯(lián)系統(tǒng)、串聯(lián)系統(tǒng)與混聯(lián)系統(tǒng)。并根據(jù)具體系統(tǒng)的模塊功能確定框圖與可靠性模型。構(gòu)建汽車電氣系統(tǒng)的可靠性模型的常規(guī)條件是:在整個汽車電氣系統(tǒng)之中，除去電子的元器件之外，還包括其他部件部分(例如機械元件、系統(tǒng)軟件、同電子的元器件相關(guān)的PCB板和連線等)的可靠性都是徹底可靠的;而所有電子元器件的使用時間則是服從分布的指數(shù)與故障形式的相互獨立。
(三)分配可靠性指標。
分配可靠性指標就是把各個系統(tǒng)中的可靠性指標依照原有的規(guī)則分配給各個單元，并把分配所得的結(jié)果當做各個單元可靠性的定量要求通過設(shè)計加以實現(xiàn)。實際操作中的分配可靠性的方法多種多樣，例如評分型的分配閥、層次型分析法以及工程加權(quán)型的分配法等，就當前而言，最為簡單且容易操作的方法就是工程加權(quán)型的分配法，并且涵蓋的面積比較廣，因此應用愈來愈廣泛。所以，針對汽車電子電路系統(tǒng)的可靠性指標分配也是采用工程加權(quán)型的分配法進行的。
四、結(jié)語
本文主要是向大家介紹了信號發(fā)生器論文參考文獻的寫作標準規(guī)范格式和文獻范例的撰寫，關(guān)注學術(shù)參考網(wǎng)可以查看更多優(yōu)秀的論文參考文獻。希望小編整理的信號發(fā)生器論文參考文獻能給大家在寫作當中帶來幫助。
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關(guān)鍵詞：Multisim 汽車尾燈 仿真軟件
中圖分類號：TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00
本文設(shè)計的汽車尾燈控制電路，使得車輛在進行轉(zhuǎn)彎或者急剎車時能及時對其他車輛發(fā)出信號進行預警，可有效減少交通事故的發(fā)生。通過Multisim仿真軟件對電路進行仿真設(shè)計，Multisim是美國國家儀器公司推出的原理電路設(shè)計、電路功能測試的虛擬仿真軟件，它秉承了其前身虛擬電子工作臺軟件易學易用、形象直觀等優(yōu)點，擴充了元件庫，支持VHDL和Verilog HDL語言及單片機應用電路仿真與設(shè)計，增強了軟件的仿真測試和分析功能，廣泛應用于電子電路的教學與設(shè)計中。在電子設(shè)計中可以利用該軟件實現(xiàn)計算機仿真設(shè)計與虛擬實驗，驗證電路是否達到設(shè)計的要求，設(shè)計與仿真實驗可以同步進行，一邊設(shè)計一邊實驗，不符合要求時可以隨時進行修改、調(diào)試，實驗中不需要消耗任何元器件，根據(jù)仿真實驗的結(jié)果再進行實際電路的制作，大大節(jié)約了成本，縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期，是現(xiàn)代電子設(shè)計的有效方法。
1 電路設(shè)計要求
要求設(shè)計一個控制汽車尾燈的電路，用六個指示燈模擬六個尾燈（汽車尾部左右兩側(cè)各三個燈），并用兩個開關(guān)來控制汽車的運行狀態(tài)，其中一個開關(guān)用于指示右轉(zhuǎn)彎，另一個開關(guān)用于指示左轉(zhuǎn)彎，如果兩個開關(guān)都未接通，表示汽車處于正常行駛狀態(tài)，如果兩個開關(guān)都被接通，表示駕駛員遇到緊急情況，此時需要臨時剎車，緊急閃爍車燈警示其他車輛和行人。電路的具體設(shè)計要求如下：
（1）當汽車正常行駛時，汽車尾燈全部熄滅。（2）當汽車向左轉(zhuǎn)彎時，汽車左側(cè)三個尾燈按順序循環(huán)點亮。（3）當汽車向右轉(zhuǎn)彎時，汽車右側(cè)三個尾燈按順序循環(huán)點亮。（4）當汽車臨時剎車時，汽車后面六個尾燈一起明、暗閃爍。
2 電路設(shè)計分析
根據(jù)以上電路的設(shè)計要求可知，汽車尾燈有正常運行、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎和臨時剎車四種運行狀態(tài)，需要用兩個邏輯開關(guān)組合構(gòu)成開關(guān)的控制端（此處用K1、K0表示），左側(cè)的三個尾燈用D0、D1、D2表示，右側(cè)的三個尾燈用D3、D4、D5表示，可以列出汽車尾燈運行狀態(tài)關(guān)系表，如表1所示。
3 單元電路仿真設(shè)計
3.1 開關(guān)控制電路的仿真設(shè)計
開關(guān)控制電路通過開關(guān)K1、K0控制，選取異或門芯片74LS86N和與非門芯片74LS00N組成組合邏輯電路來實現(xiàn)對尾燈電路的整體控制；在電源庫中選取100HZ/5V的脈沖作為電路的輸入信號，用指示燈G、A表示譯碼控制和驅(qū)動控制兩種輸出狀態(tài)。由此可以構(gòu)建開關(guān)控制電路，如圖2所示。
圖2 開關(guān)控制電路
通過對開關(guān)K1、K2控制，可以仿真分析得出譯碼控制端G和驅(qū)動控制端A的現(xiàn)象，從圖2可以看出：當開關(guān)K1低電平，K0高電平時，指示燈G和A均點亮，當開關(guān)斷開、閉合的情況不同，則G和A的亮暗情況也有所變化，具體關(guān)系如表2所示。
3.2 尾燈電路的仿真設(shè)計
尾燈電路主要由計數(shù)器、譯碼器和顯示驅(qū)動電路三部分組成。其中，計數(shù)器按三進制計數(shù)，用于左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎時控制三個尾燈按周期規(guī)律點亮，選取JK觸發(fā)器74LS112N構(gòu)成三進制計數(shù)器；譯碼器是對運行的狀態(tài)進行譯碼，產(chǎn)生節(jié)拍脈沖輸出，控制尾燈按循環(huán)順序點亮，選取3線―8線譯碼器74LS138N構(gòu)成譯碼電路；顯示驅(qū)動電路用于驅(qū)動LED，選取與非門74LS00N構(gòu)成顯示驅(qū)動電路。尾燈電路中 JK觸發(fā)器的時鐘脈沖信號設(shè)定為100HZ/5V。由此可以構(gòu)建尾燈電路，如圖3所示。
根據(jù)表3的邏輯功能可以分析得出下面的結(jié)論。
（1）當K1=0，G=0，A=1，左側(cè)尾燈和右側(cè)尾燈均不亮，即汽車正常行駛。（2）當K1=0，G=1，A=1，左側(cè)尾燈循環(huán)點亮，右側(cè)尾燈不亮。（3）當K1=1，G=1，A=1，右側(cè)尾燈循環(huán)點亮，左側(cè)尾燈不亮。（4）當K1=1，G=0，A=CP，指示燈隨CP的頻率閃爍。
3.3 時鐘脈沖信號
時鐘脈沖信號源選用的是軟件中的時鐘電壓源，其振蕩頻率設(shè)置在100HZ左右。也可以用555定時器外接電阻、電容元件構(gòu)成多諧振蕩器或用石英晶體多諧振蕩器產(chǎn)生所要求的時鐘脈沖信號。
3.4 總體電路的仿真設(shè)計
將前面設(shè)計好的開關(guān)控制電路和尾燈電路連接在一起后，就可以構(gòu)成了完整的汽車尾燈控制電路系統(tǒng)。
4 結(jié)語
本文所設(shè)計的汽車尾燈電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、操作方便、成本低。應用Multisim13.0進行電子電路設(shè)計和仿真，可利用大量豐富的元器件庫和實用的虛擬儀器，可改變電路元器件參數(shù)來調(diào)整電路，使之更好地接近設(shè)計要求，且操作簡單、構(gòu)建電路方便快捷、電路修改比較方便。在電路仿真設(shè)計完成后再去構(gòu)建實際電路，從而大大的降低了使用成本，提高了電路設(shè)計的效率。
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收稿日期：2016-03-03
關(guān)鍵詞：地方；本科院校；開放實驗室；管理
中圖分類號：TM1-4 文獻標識碼：B 收稿日期：2016-01-20
1.前言
實驗教學是高等學校教學體系的重要組成部分，它對學生科學精神和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)以及實際動手能力的提高都起著重要的作用。利用開放實驗室的契機，充分整合與創(chuàng)造性地應用實驗教學資源，可以提高地方本科院校電子類專業(yè)教師的實驗教學能力，豐富實驗教學內(nèi)容，拓展實驗領(lǐng)域，降低成本和風險。
通過開放實驗室，建立新型的實驗管理模式，可以充分發(fā)揮地方本科學校電子類專業(yè)實驗室資源，為更多的學生提供可靠、安全和經(jīng)濟的實驗項目，為地方本科院校電子類專業(yè)“知識、能力、素質(zhì)”三位一體應用型人才培養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)、高效、豐富的實踐教學環(huán)境。
2.實驗室全面開放的具體步驟
（1）開放模式。實驗室應該根據(jù)其性質(zhì)不同，在開放時間、空間以及實驗內(nèi)容方面有所側(cè)重：基礎(chǔ)實驗室采取半開放時間，實驗內(nèi)容、項目相對固定；創(chuàng)新實驗室條件允許時在時間、空間以及實驗內(nèi)容上全面開放。
（2）開放的具體內(nèi)容。①原則上對于電路、模電、數(shù)電、高頻等基礎(chǔ)課教學實驗室，全面實現(xiàn)時間上及部分內(nèi)容上的開放。內(nèi)容開放主要包括：第一，保留部分必開的實驗教學項目，可占該實驗課程總學時的20%～50%。第二，增加并改造一批綜合性實驗項目，每學期開學根據(jù)學生人數(shù)列出足夠的綜合性實驗項目供學生選擇，綜合性實驗項目占該實驗課程總學時的30%～50%。第三，適當增加具有設(shè)計新穎性和創(chuàng)新性且由學生自主選題的實驗項目，給學生留有一定的時間和學時空間，占該實驗課程總學時的20%～30%。②專業(yè)實驗室定期向?qū)W生一定數(shù)量的綜合性、設(shè)計性的項目供學生選擇，項目以各級電子設(shè)計競賽題目、分解指導教師的科研課題為主，逐步鍛煉學生掌握電子電路設(shè)計方法、電路故障檢測方法、工程應用方法，以提高學生分析問題和解決問題的能力。③以“挑戰(zhàn)杯”“科技文化周”活動為依托，引導、鼓勵學生開展創(chuàng)新實驗。創(chuàng)新實驗項目以團隊形式進行，參與學生不限年級，可自由組合；開放實驗室時可結(jié)合實際條件， 安排實驗場地和教師指導，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和團結(jié)協(xié)作精神，并通過高低年級學生的傳幫帶機制創(chuàng)新技術(shù)成果。④開發(fā)虛擬實驗系統(tǒng)，遇到一些高成本、高消耗、大型或綜合訓練以及現(xiàn)有實驗實訓條件不足或?qū)W生自主開展實驗與創(chuàng)新訓練等情況時，采用虛擬實驗，可以使學生獲得大型和綜合訓練經(jīng)驗。
（3）開放實驗項目課時分配。①電子電路綜合實驗，開設(shè)時間為第三學期。本課程中學生要求修讀2項第一級實驗項目（必修）；要求修讀1項第二級實驗項目和1項第二級或第三級實驗項目。②電子電路綜合實驗，開設(shè)時間為第四學期。本課程中學生要求修讀2項第一級實驗項目、1項第二級實驗項目和1項第二級或第三級實驗項目。③電子電路綜合實驗，開設(shè)時間為第五學期。本課程中學生要求修讀1項第二級實驗項目、1項第三級實驗項目和1項第三級或第四級實驗項目。
（4）管理模式及運行機制。①學生管理。在開放實驗中重點突出學生的自主性。從方案設(shè)計、操作、實驗結(jié)果的分析處理方面最大限度地發(fā)揮學生的作用，擴大學生獨立思考、操作、分析的空間，充分調(diào)動學生的學習積極性和自主性。 ②成績管理。第一，對于驗證性實驗成績的評定，以學生的預習報告、實驗報告和實驗操作為評分依據(jù)。第二，對于綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新型實驗，以實驗成果（包括實物、論文或?qū)嶒瀳蟾妫┖椭笇Ы處熢u價或通過答辯的形式進行評價，作為學生成績和學分的評定依據(jù)。③實驗室人員管理。實驗指導教師負責開放實驗項目的建設(shè)與更新，負責指定開放實驗項目的開題、過程指導、實物驗收與答辯、成績評定等全過程，并負責選取開放實驗優(yōu)秀項目，推薦參加各種比賽和申報評獎。
開放實驗教學將逐漸成為實驗教學的主流， 地方本科院校電子類專業(yè)要不斷探索開放實驗教學模式，深化實驗教學內(nèi)容改革，利用現(xiàn)代技術(shù)，探索實驗管理方法，結(jié)合學校實際，走出一條實驗室開放高效運行的新途徑。
參考文獻：
1993年，由教育部倡導在全國高校中組織開展大學生電子設(shè)計競賽，1994年成功舉辦了第一屆全國大學生電子設(shè)計競賽，緊隨其后的1995年至2009年間，由教育部、工業(yè)與信息化部聯(lián)手舉辦了九屆大學生電子設(shè)計賽。隨著競賽的知名度及其在我國高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工作中產(chǎn)生的影響力的不斷提升，已逐漸發(fā)展成為全國高等教育領(lǐng)域的四大學科競賽之一，同時也為各高校之間的認識、了解提供了機會，并為各校間從政策措施、人才保有程度、實驗設(shè)施及實驗手段和財力等各個因素的融合后的實力展示，提供了一個綜合性的競技平臺[1]。江蘇技術(shù)師范學院電氣信息工程學院在學校領(lǐng)導和相關(guān)職能部門的支持下，于2007年首次組隊參加了第八屆全國大學生電子設(shè)計競賽，并取得了江蘇省賽區(qū)一等獎1項和二等獎3項的不錯成績。隨后又于2009年組隊參加第九屆全國大學業(yè)生電子設(shè)計競賽，取得了國家二等獎2項、江蘇省賽區(qū)一等獎4項的佳績。兩次參賽都有所斬獲，賽事輔導教學團隊的教師們結(jié)合輔導過程及參賽的實際情況進行總結(jié)分析，明確成功的主要亮點和工作過程中的不足之處，力爭在以后的輔導過程中有針對性地開展輔導工作，以便在比賽中獲得更好的成績，同時也為在本科教學工作中培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型高級技術(shù)應用人才奠定基礎(chǔ)。
1簡析電子設(shè)計競賽，明確其輔導重點和難點
古人云：知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆。對于組隊參加全國大學生電子設(shè)計競賽，也同樣需要對這一賽事的難點和重點有所了解。縱觀前九屆的賽事，全國大學生電子設(shè)計競賽系統(tǒng)而全面地檢驗了學生的綜合素質(zhì)及協(xié)同工作的能力。通過對歷屆賽題的歸納大致可分為電源類、信號源類、放大器類、數(shù)據(jù)采集與處理類、無線電技術(shù)類、測量儀器儀表類和自動控制類等。既有以完成功能性設(shè)計內(nèi)容為目的，又有以完成指標性設(shè)計內(nèi)容為目的的題目。競賽中的基本部分、發(fā)揮部分、設(shè)計與總結(jié)報告三部分內(nèi)容是有機結(jié)合的，在注重考察學生的基礎(chǔ)理論知識的情況下，大力推廣新技術(shù)、新器件的應用，同時其涉及的領(lǐng)域越來越廣，對學生解決工程實際的應用能力也越來越強，能全面考察學生的理論知識、實踐能力及創(chuàng)新能力。競賽既有一定的普遍性，同時還有其發(fā)揮部分的深度，能使最為優(yōu)秀的學生脫穎而出。根據(jù)電子設(shè)計競賽的命題及內(nèi)容，可以看出電子設(shè)計競賽的特點是任務(wù)重、時間短、要求高。根據(jù)組委會的規(guī)定，競賽必須在四天三夜內(nèi)完成從方案設(shè)計到電路制作，再到軟件編程和最后的設(shè)計報告工作。這是對參賽學生能力的檢驗，要求學生必須熟練掌握計算機編程、電路分析、設(shè)計與開發(fā)等基礎(chǔ)知識，同時還要非常熟悉誤差、指標、系統(tǒng)等工程概念，熟練使用測試儀器、儀表，快速找出故障及調(diào)試電路的能力。在賽題完成過程中，問題解決的途徑并不是單一的，在不斷探索過程中激發(fā)了學生的思維能力，更提高了他們的創(chuàng)新能力。
2做好參賽選手的選拔工作，發(fā)現(xiàn)并引導優(yōu)秀學生參與
通過對電子設(shè)計競賽內(nèi)容和比賽要求等的全面剖析，可以了解到競賽對學生的知識面、動手能力以及個人品質(zhì)等方面都提出了一定的要求：在能力方面要求學生具備基本的實踐操作能力，如快速準確焊接電路、分析問題的能力、能夠使用科學系統(tǒng)的方法排查故障的能力及文獻及資料查問的能力。在品質(zhì)方面要求學生要有吃苦耐勞及刻苦鉆研的精神、要有團隊意識、要勇于創(chuàng)新，敢于采用新方法，新思路，開拓進取，堅韌不拔[2]。
2.1廣泛開展競賽宣傳活動，引導學生積極報名參賽
對于高等學校來說，選拔優(yōu)秀學生組隊參加全國大學生電子設(shè)計競賽是獲取好成績的前提。因此，參賽選手的選拔是整個訓練與比賽過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，它是整項活動的基礎(chǔ)，參賽選手選拔的成敗直接影響到整個訓練的質(zhì)量與競賽的成績。江蘇技術(shù)師范學院對這項工作給予了格外重視，于每年9月份新生入學后，電氣信息工程學院通過學工辦、分團委發(fā)動、組織賽事的宣傳工作，讓大學生們通過多種形式走進全國大學生設(shè)計電子競賽，了解其性質(zhì)、了解本校參賽人員以往的獲獎情況以及獲獎學生的個人發(fā)展等情況，明白參加全國大學生電子設(shè)計競賽對提高個人創(chuàng)新意識、強化動手能力、提升就業(yè)競爭力等方面的幫助。通過全面的組織和宣傳，可以讓感興趣和有潛質(zhì)的大一新生在入學初始就有了明確的專業(yè)方向感及奮斗目標。
2.2選拔有潛質(zhì)的學生參賽，提升選手的整體水平
通過對全國大學生電子設(shè)計競賽的宣傳與動員，在每年的秋季學期開始，就組織大二、大三的學生報名，通過各種形式進行選拔。首先對學生進行基礎(chǔ)理論考試（電工、電子技術(shù)方面），以實現(xiàn)考查報名學生的電子基礎(chǔ)知識、個人學習能力和理解能力，從中確定參加實際操作測試的學生人選。在實踐操作測試中給出一個簡單的電子產(chǎn)品（如溫度測控系統(tǒng)）的線路圖和元器件，要求學生在規(guī)定時間內(nèi)完成產(chǎn)品的電路分析、安裝與調(diào)試，考查學生的元器件識別、電路分析、焊接、安裝、調(diào)試等方面的動手能力與分析能力。綜合前兩輪考核的成績來確定參加面試學生的名單（優(yōu)先考慮在高中階段參加過科技競賽，動手能力強，有創(chuàng)新意識的學生）。挑選出有扎實的電子類及計算機編程等基礎(chǔ)知識、身體健康、實踐動手能力強、具有團隊意識的優(yōu)秀學生參加賽前集訓隊，并在集訓過程中執(zhí)行嚴格的淘汰制度，最后確定參賽選手。經(jīng)過如此的層層選拔才能使那些真正具有潛質(zhì)的學生脫穎而出，這樣的選手組成集訓隊可以提升參賽隊伍的整體水平，為取得好成績奠定基礎(chǔ)[3]。
3系統(tǒng)科學的賽前輔導，提升學生解決實際問題的能力
有了好的隊伍不等于就可以一勞永逸了，系統(tǒng)科學的賽前輔導才是成功的重要保證。賽前系統(tǒng)科學的輔導決定著整個競賽的最終成敗，所以需要組織好競賽輔導教學團隊全身心地投入到賽前的輔導工作中。競賽輔導教學團隊系統(tǒng)科學的賽前輔導注重知識與技能的統(tǒng)合梳理、理論與實踐充分整合，實現(xiàn)全面提升參賽選手解決實際問題的能力[4]。在這一過程中可以實現(xiàn)對參賽的隊員進行更為嚴格的甄選，推動選手與帶隊的輔導教師進行磨合，因材施教，以期在獲獎的質(zhì)量與數(shù)量上達到最優(yōu)化。為使整個的賽前輔導工作有序有效進行，可以將賽前輔導分為春季學期主題式課程輔導和暑期集訓兩個階段，同時在人力、財力、場地、設(shè)施等各方面都給予相應的支持與配套[5]。成立并開放創(chuàng)新實驗室為參賽團隊的師生提供良好的實踐環(huán)境，建立并不斷擴充電子元器件庫，以解決師生在實踐訓練過程中元件難以配齊的問題。
3.1春季學期主題式課程輔導
春季學期課程輔導主要是以主題式課程輔導的方式進行，每周安排一個主題，圍繞著基礎(chǔ)知識培訓、設(shè)計開發(fā)培訓、綜合系統(tǒng)訓練三大類14個主題（見表1）展開輔導，歷時十四周。大多在春季學期末結(jié)束，并在學期末對參訓學生進行綜合考核，再次選拔并確定進入暑期集訓的參賽隊員名單。從表1中可以看出，整個春季電子設(shè)計競賽輔導課程主要分為基礎(chǔ)知識與基本能力訓練、設(shè)計開發(fā)能力訓練和綜合系統(tǒng)設(shè)計訓練等3大類14個主題式訓練課程。其基礎(chǔ)知識與基本能力的訓練類課程主要作用是培養(yǎng)學生電子電路設(shè)計方面的基本知識，讓學生掌握常用的電子電路模塊、傳感器模塊等設(shè)計與使用。通過7個主題式課程對學生進行訓練，使其達到能熟練使用與運用常用的電源模塊、鍵盤顯示模塊、傳感器模塊以及信號發(fā)生器模塊等目的。在對學生進行基礎(chǔ)知識與基本能力培訓的基礎(chǔ)上，為了進一步培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新設(shè)計能力和動手能力，開設(shè)了設(shè)計開發(fā)能力訓練類課程。在該類課程的訓練中，教師給學生講解系統(tǒng)架構(gòu)與框圖原理，學生根據(jù)教師講解的系統(tǒng)組成原理，來進行相應課題的設(shè)計與測試。它主要是通過5個設(shè)計型開發(fā)課題對學生自主創(chuàng)新設(shè)計能力與動手能力進行培養(yǎng)與訓練，主要培養(yǎng)學生對基本電子電路的設(shè)計思維。經(jīng)過前兩類課程12個主題式課程的訓練，已培養(yǎng)了學生一定的獨立分析問題能力，使其具備按課題任務(wù)要求設(shè)計電子電路的基本能力。最后在高速信號的采集與處理和高頻頻率計的設(shè)計這2個綜合性主題式課程的系統(tǒng)訓練中，教師只給出系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)要求，學生根據(jù)任務(wù)來獨立完成系統(tǒng)實現(xiàn)方案分析、完全自主電路硬件設(shè)計與焊接、軟件程序編寫、系統(tǒng)綜合調(diào)試等訓練科目。通過綜合式系統(tǒng)設(shè)計訓練，學生在電子技術(shù)電路設(shè)計方面形成自主創(chuàng)新設(shè)計能力。從整個輔導內(nèi)容來看，在周期較長的春季學期課程輔導中，由輔導教師負責一個或若干主題的課程，主要是以打基礎(chǔ)，進行初步的電路設(shè)計開發(fā)，以此來拓展學生的知識面和自主創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)。
3.2暑期集訓
暑期集訓的終極目的是在提升個人技能的同時，訓練小組成員之間的相互配合、協(xié)作的能力和意識，并對參賽選手進行適當?shù)馁惽斑m應性訓練。由于全國大學生電子競賽要求參賽學生以三人為一組，在四天三夜內(nèi)，設(shè)計、制作、調(diào)試出一個電子控制系統(tǒng)，并完成報告書。而成績也主要是由測試作品的結(jié)果和形成的報告式論文兩部分組成，比重各占50%。所以針對競賽時間緊、任務(wù)重、設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試，文獻閱讀及撰寫并重等特點，暑期集訓過程中的輔導教學工作更注重對學生實踐動手能力、團結(jié)協(xié)作等方面進行專門訓練。
（1）模擬實際競賽的進度，使其在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。將競賽訓練的任務(wù)進行分解；第一天，確定選題、提出至少一種以上解決方案，并對各方案進行論證、最后確定最優(yōu)方案；第二天，必須完成與硬件相關(guān)的一切工作，包括制板、焊接、調(diào)試等;第三天要完成軟件部分的工作，比如程序的編寫與系統(tǒng)調(diào)試等；在最后一天，要完成作品的測試、裝箱、論文報告的撰寫等工作。
（2）在選定題目后，設(shè)計方案的提出是最關(guān)鍵的一步，也是起著方向性作用的一步，所以要求選擇簡潔新穎、正確可行的設(shè)計方案，為后續(xù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。
（3）為了確保競賽的質(zhì)量，在具體的輔導教學中，對單元電路的制作與調(diào)試這一過程給予充分的重視并開展針對性的訓練。
（4）訓練期間根據(jù)每位學生的特長做好分工。硬件、軟件和文字三部分的工作各由一位同學主要負責。這就要求參賽選手在競賽過程中既要完成好自己的工作，又要與小組其它成員相互配合，團結(jié)一致，在順境時要相互提醒保持冷靜，逆境時要相互鼓勵共度難關(guān)以期取得最好的成績。在學生參賽的輔導過程中，輔導教學團隊教師互相配合，緊扣不同階段訓練的主題，進行兩階段系統(tǒng)而科學的賽前輔導，不僅使學生獲得了實踐創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的良好學風，還培養(yǎng)了學生工程實踐素質(zhì)、提高學生針對實際問題進行電子系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的能力。經(jīng)過參賽師生的不懈努力，在第九屆全國大學生電子設(shè)計競賽中，由筆者所指導的程輝、鄭強、陳杰同學團隊取得了我校該賽事有史以來首次國家二等獎的好成績。
【關(guān)鍵詞】Proteus 電子 虛擬實驗 EDA
一、引言
在電子技術(shù)理論和實驗教學中，經(jīng)常需要設(shè)計出電路，并連接實物進行原理分析和驗證，在電子線路設(shè)計過程中，不僅需要考慮各種元器件的參數(shù)、性能、功耗、封裝等多種因素，而且在電路的實現(xiàn)過程中還需要經(jīng)過大量多次的電路焊接、調(diào)試和實驗，費時費力，這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法很難適應現(xiàn)代電子電路設(shè)計的規(guī)?；⒌统杀?、短周期的設(shè)計要求，當然，也不能很好的適應現(xiàn)代化電子技術(shù)的教學。隨著EDA（電子設(shè)計自動化）技術(shù)的發(fā)展，電子線路設(shè)計過程可以通過計算機軟件，搭建仿真實驗電路，靈活調(diào)整元件參數(shù)進行動態(tài)仿真，進而能顯著提高設(shè)計效率，降低成本，縮短設(shè)計周期。
Proteus是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及器件?？梢詮脑韴D布圖、代碼調(diào)試到單片機與電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。不僅對科研開發(fā)，而且對于電子技術(shù)課程教學、學生實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)論文設(shè)計、電子技能競賽等都提供便捷的輔助功能，對培養(yǎng)電子技術(shù)創(chuàng)新型復合人才提供了最便捷的實驗條件。
二、Proteus在電子技術(shù)虛擬實驗教學中的優(yōu)勢
（一）Proteus軟件的資源豐富
1.Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。
2.Proteus可提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。
3.除了現(xiàn)實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)指標，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。
4.Proteus可提供的調(diào)試手段 Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。
（二）Proteus支持電路仿真
1.Proteus不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將許多單片機實例運行過程通過多媒體展示，這在相當程度上替代了傳統(tǒng)的單片機實驗教學的功能。
2.Proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。
（三）Proteus應用領(lǐng)域廣泛
Proteus軟件是一個巨大的教學、仿真、開發(fā)資源庫，不僅可以用于：模擬電路與數(shù)字電路、單片機、嵌入系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)的教學、實驗與考評，也可以用于真實的項目設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)過程。
三、Proteus在電子技術(shù)虛擬實驗教學中的應用案例分析
（一）Proteus在電路分析課程中應用案例
應用Proteus進行電路分析時，通過如下設(shè)置：點擊system――set Animation options――在對話框的Animation options 區(qū)域選擇show wire current with Arrows，即可以箭頭的方向表示電流的流向，幫助學生理解。同時，可以將電流表、電壓表、功率表等連接到電路中，對電路參數(shù)進行測試，快速得到仿真結(jié)果。
（二）Proteus在數(shù)字、模擬電子技術(shù)課程中應用案例
應用Proteus還可以進行數(shù)字、模擬電路的仿真分析，例如用譯碼器74LS138搭建的仿真電路，當控制信號E1接電源，E2、E3接地時，通過單刀雙擲開關(guān)選擇ABC三個輸入端子的不同組合，即可在八路輸出端子產(chǎn)生相對應的譯碼輸出，控制相應的發(fā)光二極管點亮。將抽象的高低電平用發(fā)光二極管和單刀雙擲開關(guān)形象的表示出來，從而更好地幫助學生理解數(shù)字邏輯器件74LS138的譯碼功能，同時也使枯燥的理論內(nèi)容變得生動形象。
（三）Proteus在單片機技術(shù)課程中應用案例
單片機技術(shù)作為電子專業(yè)課程，一直以來都是學生們反映較難理解的課程，因為其內(nèi)容綜合性強、實踐性強、且比較抽象。單片機課程的實踐教學以往多采用驗證性實驗，學生按照實驗指導書，將所需的器件在單片機實驗箱上進行連線，下載程序并調(diào)試。但是這種方法必須在實驗室內(nèi)依托硬件完成，對實驗室的設(shè)備數(shù)量要求較高，且對于一些綜合性實驗，需要較多的元器件支撐。為了提高實踐教學效率、改善教學效果、降低教學成本，在單片機理論、實踐教學過程中引入Proteus軟件。例如在矩陣按鍵控制實驗中，就只需將元器件從元器件庫中拖放到圖紙上，按照電路圖將元件連接，再將keil編譯好的程序下載到單片機中，按下play鍵即可進行仿真。需要修改電路只需在圖紙上進行，快捷方便。
四、結(jié)語
在電子技術(shù)課程教學中，利用仿真軟件將理論教學、實驗和課程設(shè)計有機結(jié)合，提高了電子技術(shù)課程的教學效果，開發(fā)了學生自主學習的潛在能力，激發(fā)了學生的學習興趣和創(chuàng)新意識，開拓了學生的視野，增強了學生綜合運用知識的能力和實際動手能力，為后續(xù)高頻電路、單片機等專業(yè)課程的學習以及參加電子設(shè)計競賽等奠定了夯實的基礎(chǔ)。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞 大學生電子競賽；競賽培訓課程體系；實踐創(chuàng)新能力
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）02-0092-02
1 引言
全國大學生電子設(shè)計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，中國石油大學（華東）自1997年參加大學生電子設(shè)計競賽以來，成績斐然，先后獲得國家一等獎、國家二等獎多項，山東省獎勵若干。電子設(shè)計競賽的舉行豐富了學生的課外科技活動，營造了良好的校園氛圍，鍛煉了學生的工程實踐能力，有助于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。以電子競賽為契機，完善當前競賽培訓課程體系，加強指導教師隊伍的建設(shè)，積極探索教學模式的改革，切實提高學生的實踐創(chuàng)新能力。
2 完善競賽培訓體系
賽前選拔 首先，根據(jù)競賽的時間，由學校教育處擬定競賽通知，在全校二、三年級的電子類專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的學生中進行選拔。首輪選拔由學生自行填寫個人情況表并參加面試考核。該過程主要考核學生的專業(yè)基礎(chǔ)、實踐能力并是否參與過類似科技活動或工程訓練項目等方面。對于此次選拔未能通過的學生，根據(jù)個人時間與興趣，也可參加暑期的課程培訓，由此既可激發(fā)學生的學習熱情，提高專業(yè)知識水平，也可為今后的競賽提供后備力量。二次選拔在暑期課程培訓后進行，根據(jù)具體情況確定參加競賽學生名單，并由學生每三人一組，根據(jù)個人專業(yè)特長自由組隊，并上報組委會。
題目講座培訓
1）競賽題目解析。培訓之前要對歷年競賽題目進行解析、歸納。近幾年的競賽題目主要可分為以下四大類：通信類、測量類、控制類、電源類。細分的話則包含運動控制類題目，高精度、高速度的儀器制作類題目，電源制作類題目，射頻收發(fā)系統(tǒng)類題目，信號采集類題目，信號放大類題目等。對于儀器制作類題目運用到的知識點有振蕩器、濾波器、放大器、CPLD、TTL電路、單片機等；電源制作類題目運用到的知識點有A/D、D/A、DDS、穩(wěn)壓電路、單片機等；射頻收發(fā)類題目包含調(diào)制解調(diào)電路、射頻功放電路、濾波電路等；信號類題目包含運算放大電路、波形產(chǎn)生電路、濾波電路等。
2）完善培訓課程。根據(jù)對競賽題目的解析以及歸納所能運用到的知識點，建立競賽課程培訓體系。題目所涉及課程廣泛，包含模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯設(shè)計、單片機原理、信號與系統(tǒng)、自動控制原理、電子測量技術(shù)、EDA等課程。根據(jù)所涉及課程及知識點開展專題講座培訓，主要包含單片機系統(tǒng)設(shè)計與實訓、FPGA系統(tǒng)設(shè)計與實訓、PCB印制電路板設(shè)計開發(fā)培訓、模擬電路設(shè)計實訓、常用儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計與實訓、小車及運動控制系統(tǒng)設(shè)計與實訓、電源系統(tǒng)設(shè)計與實訓，以及射頻傳輸、SOPC、嵌入式及操作系統(tǒng)培訓等相關(guān)專題。競賽培訓課程內(nèi)容必須與實際應用相結(jié)合，并以最新器件的功能應用為前提，著重培養(yǎng)學生對最新知識、最新器件的獲取能力。
實訓項目模擬 以3人為一組隊進行實訓模擬，為競賽作提前的檢驗。指導教師以歷年競賽題目為參考，給出實訓項目，對學生進行項目模擬。本隊成員集中討論，分工協(xié)作。
1）制定方案。首先根據(jù)題目和參考器件或芯片，上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，了解芯片以及器件的功能、使用方法，制定出相關(guān)方案。
2）制作PCB印制板電路。在印制電路板的設(shè)計中，元器件布局和電路連接的布線是關(guān)鍵的兩個環(huán)節(jié)。布局是否合理不僅影響后面的布線工作，而且對整個電路板的性能也有重要影響。要求元件應均勻、整齊、緊湊地布放在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
3）焊接、調(diào)試電路。調(diào)試電路是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)和糾正設(shè)計方案的不足和安裝的不合理，然后采取措施加以改進，使電子電路達到預定的技術(shù)指標。調(diào)試的方法首先是不通電檢查，檢查焊接的連線有沒有“虛短虛斷”，焊接器件的引腳有沒有錯誤；接下來通電觀察，觀察電路有無異?，F(xiàn)象，集成芯片有無發(fā)燙現(xiàn)象，如有異常應立即斷電；然后進行靜態(tài)調(diào)試，在不加入輸入信號的情況下使用萬用表測量電路中各點的電位，觀察直流工作狀態(tài)是否正常；最后在此基礎(chǔ)上進行動態(tài)調(diào)試，在輸入端加入合適信號，測量動態(tài)指標，如果發(fā)現(xiàn)不正常現(xiàn)象，分析原因，排除故障再進行調(diào)試。
4）撰寫論文。論文的撰寫應包含方案設(shè)計、電路設(shè)計、測試方法、測試結(jié)果等。方案設(shè)計是指對該題目設(shè)計的可行性方案，提出選擇方案的理由以及方案的優(yōu)缺點。電路的設(shè)計主要指電路原理的敘述和主要參數(shù)的計算。測試方法和測試結(jié)果包含測試用的的儀器、測試的步驟和結(jié)果的記錄。
3 注重學生素質(zhì)教育
培養(yǎng)創(chuàng)新能力與團隊精神
1）培養(yǎng)創(chuàng)新能力。當前教育的方式多數(shù)是填鴨式教育，忽視了學生的批判性思維訓練，人文教育薄弱，學生缺乏積極的思維活動。大學生電子競賽對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力提供了一個良好的平臺。在競賽過程中，面對難題要不斷鉆研、敢于克服、勇于創(chuàng)新。在這個過程中鍛煉了學生分析和解決問題的實踐能力，激發(fā)了學生的創(chuàng)造潛能，同時也在培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。實踐證明，參加過競賽的學生在創(chuàng)新思維與動手能力上要明顯具有優(yōu)勢，越來越受到用人單位的青睞[1]。
2）培養(yǎng)團隊精神。在競賽過程中注重團隊精神的培養(yǎng)，注重與別人討論和分享成果。優(yōu)異成績的取得靠的是隊員的協(xié)同合作、優(yōu)勢互補，是團隊共同努力的結(jié)果。電子競賽是一項團體的比賽，試題往往有一定的難度，各組成員內(nèi)部必須充分交流、集思廣益，才有可能克服種種困難，取得佳績[2]。
樹立正確的參賽觀 在競賽中取得佳績是件令人歡欣鼓舞的幸事，但參加競賽的目的不是盲目追求獎項。國家舉辦電子競賽旨在推動教學改革，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作的人文精神。有些學校一味追求獎項，以獎項來衡量教學，并以高額獎金作為激勵，這與舉辦電子競賽的目的是背道而馳的。通過參加電子競賽來鞏固課堂知識，將理論運用于實踐，而不以追求獎項為目的。培養(yǎng)學生樹立正確的參賽觀，參與競賽拓寬了學生的知識面，提升了知識結(jié)構(gòu)，鍛煉了實踐動手能力和對新技術(shù)、新知識的運用能力。這些能力的培養(yǎng)對學生來講，將來無論是就業(yè)還是考研都是一種優(yōu)勢。
4 競賽后工作總結(jié)
后備力量培養(yǎng) 在國家的大力支持下，面向?qū)W生的科技類活動日益增多，“全國大學生電子競賽”每兩年舉行一次，此外還有“山東省大學生電子競賽”“嵌入式電子設(shè)計競賽”“大學生機器人大賽”等多項賽事。每年在各項賽事如火如荼開展期間，學校需更注重后備力量的培養(yǎng)，鼓勵學生參加科技創(chuàng)新計劃活動，營造濃厚的學習氛圍，推進校園科技文化建設(shè)。在課堂教學之外，學校的創(chuàng)新實驗室、工程訓練中心、實驗中心等實踐教學區(qū)為學生開放，為學生提供一個能切實鍛煉實踐能力和創(chuàng)新能力的訓練場所。
加快資源共享 利用虛擬網(wǎng)絡(luò)平臺，建立資源庫。將歷年來學生參賽作品及項目論文等納入資源庫，實現(xiàn)資源共享。在日常學習、科研與教學中注意相關(guān)資料的積累，將科研課題和學生創(chuàng)新實驗、創(chuàng)業(yè)訓練項目進行匯總納入題庫，以備競賽之前學生使用。將開設(shè)的培訓課程及相關(guān)專題建立網(wǎng)絡(luò)共享，帶動優(yōu)質(zhì)課程資源的建設(shè)。
加強與兄弟院校的交流，以利于指導隊伍建設(shè) 競賽結(jié)束后總結(jié)分析，與兄弟院校間進行交流，借鑒汲取其他院校在競賽培訓中的經(jīng)驗。組織兄弟院校間的科研活動或?qū)ｎ}講座，了解不同的文化氛圍，為科研注入新的活力。加強指導教師隊伍建設(shè)，注重青年教師的培養(yǎng)，競賽指導教師要在知識水平、實踐經(jīng)驗、科研能力上實現(xiàn)自我提高[3]，了解新技術(shù)、新器件的應用及發(fā)展，開闊眼界，拓展知識層面。加強教師之間相互學習、相互補充，積累更豐富的經(jīng)驗，為實現(xiàn)多元化、開放性、多層次的人才培養(yǎng)模式提供一支優(yōu)秀的生力軍。
參考文獻
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針對硬件課程實踐環(huán)節(jié)在提高學生解決實際問題能力上效果不理想、課程之間銜接不好等問題，基于CDIO工程教育理念，結(jié)合“try”教學方法，基于數(shù)字電路設(shè)計課程的實踐環(huán)節(jié)，提出一種新的教學模式。
關(guān)鍵詞：
CDIO；教學模式；實踐環(huán)節(jié)；課程銜接
由麻省理工學院等4所大學創(chuàng)立的CDIO工程教育理念，是繼承和發(fā)展歐美工程教育改革的一種新的教育理念。該理念包括12條標準，涵蓋了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評。它以產(chǎn)品研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式來學習工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗[1-2]。數(shù)字電路設(shè)計是計算機組成原理、接口與通信以及嵌入式類課程的先修課程。如果在數(shù)字電路設(shè)計的教學中沒有考慮好與后續(xù)課程在理論教學與實踐教學內(nèi)容上的銜接，則容易導致學生在后繼課程的學習中遇到困難[3]。
1數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)的教學條件和教學現(xiàn)狀
（1）社會對軟件人才的需求量遠大于對硬件人才的需求量，學生出于就業(yè)考慮，容易形成重軟件輕硬件的觀念。（2）硬件課程入門較難，實踐環(huán)節(jié)大都是驗證性的，缺乏探索性，不利于培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，從而打擊了學生學習硬件課程的積極性，導致學生形成“好軟怕硬”的思想。（3）傳統(tǒng)教學模式是教師課堂講授，適當結(jié)合驗證性實驗，不能激發(fā)學生的學習積極性。學生學完理論、做完實驗后，仍然缺乏解決實際問題的綜合能力、工程實踐能力及創(chuàng)新能力[4]。傳統(tǒng)教學模式的弊端導致在與計算機組成原理等后繼課程的銜接中，學生不能從系統(tǒng)的高度認識數(shù)字邏輯[3-5]。（4）計算機學院開設(shè)的數(shù)字電路設(shè)計和計算機組成原理等課程，采用同一套實驗設(shè)備，在一定程度上能讓學生的學習具有連續(xù)性。（5）自創(chuàng)的“try”教學方法可適用于數(shù)字電路設(shè)計課程及實踐環(huán)節(jié)的教學[6-8]，但由于算機組成原理和數(shù)字電路設(shè)計兩門課程的內(nèi)容和要求不同，“try”教學方法在應用于后者時，應有所調(diào)整。
2數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)改革方案
2.1實踐環(huán)節(jié)的層次設(shè)計為了獲得更好的教學效果，教師探索了各種方法，其中有案例法、項目驅(qū)動法、任務(wù)驅(qū)動法等[9-12]。從實驗室建設(shè)、實驗手法、課程整合等不同角度來提高實踐環(huán)節(jié)質(zhì)量[13-14]也能夠有效提高教學效果。比較上述方法后，考慮與后續(xù)課程的銜接等因素，根據(jù)CDIO標準3、5、7的要求，結(jié)合自創(chuàng)的“try”教學方法，我們將數(shù)字電路設(shè)計課程的實踐環(huán)節(jié)分成兩個層次，從最簡單的門級電路編程開始，難度由低到高、循序漸進，最終讓學生完成源于實際案例的綜合實驗，初步具備實際工程能力。表1從實驗項目設(shè)計、教學方法等7方面對基本實驗和綜合實驗進行了對比。在教學中，學生學習的主要障礙不是掌握理論方法，而是缺乏理論知識和實踐問題認知的溝通[11]。因此，我們在理論教材中選擇15個知識點，設(shè)計成相關(guān)的任務(wù)和實驗內(nèi)容，如全加器、表決器等，采用“try”教學方法并結(jié)合任務(wù)驅(qū)動法，鼓勵學生多動手多嘗試，通過任務(wù)、查資料、仿真、實物驗證、教師驗收、撰寫實驗報告和總結(jié)這7個步驟完成對15個理論知識點的學習。為了進一步提高學生的實際工程能力，基于科研項目，貼近實際生活，我們編寫了自動售貨機、出租車計費器、電梯控制器等6個綜合實驗。實驗采用分組方式，每組學生自行選擇一個題目，在規(guī)定時間內(nèi)完成該綜合實驗。綜合實驗的教學過程一般包括：教師項目及要求、學生分組并認領(lǐng)項目、組內(nèi)分工、查資料、設(shè)計方案、論證可行性、學生在宿舍仿真、學生在實驗室的硬件開發(fā)板上實物驗證、教師驗收、提交實驗報告、實驗答辯、成績評定等13個環(huán)節(jié)。教師在項目要求的時候，只給出最基本的要求，學生在設(shè)計的過程中可以自行擴充，也就是說，同一個綜合實驗題目，其設(shè)計可繁可簡，不同學生設(shè)計的電路可能會不一樣。
2.2實踐環(huán)節(jié)評價體系的構(gòu)建根據(jù)CDIO標準11，構(gòu)建了實踐環(huán)節(jié)的評價體系。
2.2.1基本實驗評價方法基本實驗評價指標是：①時限；②工作量；③完成質(zhì)量；④驗收程序；⑤實驗報告。其中①、②、④、⑤考核了學生的個人能力和表達能力，指標③、④、⑤考核了學生的專業(yè)知識、建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。對這5項指標加權(quán)平均得到該基本實驗項目分數(shù)，如式1所示，其中Sj表示某個基本實驗的得分，Ki表示某個考查指標的系數(shù)，Mi表示在某個考查指標上的得分。由15個基本實驗的得分累加后除以15，得到基本實驗項目的總得分，如式2所示，其中BS表示基本實驗的總得分，Sj表示某一個基本實驗的得分。
2.2.2綜合實驗評價方法綜合實驗評價指標是：①時限；②查資料的能力；③實驗方案；④創(chuàng)新性；⑤設(shè)計說明書；⑥完成質(zhì)量；⑦團隊合作能力；⑧工作量；⑨驗收；⑩實驗報告；實驗答辯。其中①、②、⑤、⑦、⑧、⑨、⑩、項考核了學生的個人自身能力、探究能力、團隊合作能力和表達能力，指標③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了學生的專業(yè)知識、建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。修改式1可對這11項指標的得分加權(quán)平均，從而得到綜合實驗的分數(shù)。
2.2.3實踐環(huán)節(jié)最終成績評定辦法及選優(yōu)措施實踐環(huán)節(jié)總評成績由基本實驗成績和綜合實驗成績兩部分加權(quán)平均得到,從工作量及投入時間方面考慮，一般建議兩者各占50%。綜合實驗結(jié)束后，根據(jù)學生在實踐環(huán)節(jié)的學習情況和成績，特別是綜合實驗中的表現(xiàn)，向各相關(guān)學科實驗室推薦優(yōu)秀本科生，使他們有機會加入科研項目組，參與教師的科研工作。
3實施效果及分析
為檢驗課改成果，我們設(shè)計了一套課程評價系統(tǒng)，包括一套具有反向題的學生調(diào)查問卷、學評教的數(shù)據(jù)、學生的理論課成績單、實踐環(huán)節(jié)成績單、一套后繼課程教師評價學生掌握先修課程知識的調(diào)查問卷、一套學生所在學科實驗室評價該生的調(diào)查問卷等。評價系統(tǒng)還包括對這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在CDIO模式基本實驗和綜合實驗實驗項目設(shè)計上，學生滿意度達到81.6%，在教學內(nèi)容、教學方法、實驗環(huán)節(jié)考核方法等方面，學生滿意度達到97.4%，比傳統(tǒng)模式提高了20幾個百分點。這些數(shù)據(jù)表明，新教學模式比傳統(tǒng)模式更能激發(fā)學生的實驗興趣，促進他們較大幅度地提高項目設(shè)計能力、動手編程能力、團隊合作能力。我們將2013級計算機科學與技術(shù)專業(yè)的學生分成兩組，采用相同的教學資源和不同的教學方式分別授課，一組采用新模式教學，另一組采用傳統(tǒng)模式教學。經(jīng)過一個學期的學習，2015年1月數(shù)字電路設(shè)計課程理論考試中，在試卷相同的情況下，新模式組成績優(yōu)良率達到52.9%，比傳統(tǒng)模式組高24個百分點；新模式組不及格率為15.7%，比傳統(tǒng)模式組低15個百分點；新模式組平均卷面成績?yōu)?8分，比傳統(tǒng)模式組高6.1分。由此可知，基于新標準并結(jié)合“try”方法的新教學模式能夠提高實踐環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量，切實促進學生深入理解理論課的相關(guān)知識點，有助于學生更好地完成課程銜接，為學生后繼課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)。追蹤這些學生后繼課程的學習情況，統(tǒng)計2015年6月計算機組成原理課程設(shè)計期末考試成績后發(fā)現(xiàn)：原新模式組優(yōu)良率達到80.3%，比傳統(tǒng)模式組高25個百分點；原新模式組不及格率為0，比傳統(tǒng)模式組低21個百分點。計算機組成原理課程理論考試中，原新模式組平均卷面成績?yōu)?8分，比傳統(tǒng)模式組高5分；原新模式組不及格率為17.4%，比傳統(tǒng)模式組低5個百分點。此數(shù)據(jù)表明，數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)采用新教學模式教學有助于學生對后繼課程的學習，特別是實踐環(huán)節(jié)成績有了大幅提升，不及格率也明顯下降。
4結(jié)語
新教學模式基于CDIO理論，結(jié)合“try”教學理念，將數(shù)字電路設(shè)計課程實踐環(huán)節(jié)分為基礎(chǔ)實驗和綜合實驗兩個層次,并包含了配套的成績評定方法和課程評價系統(tǒng)。實踐證明，新教學模式能夠更好地促進課程銜接，有利于培養(yǎng)學生自主學習、主動探索的精神和能力，培養(yǎng)學生的工程實踐能力、溝通交流能力及團隊協(xié)作能力。改革的下一步，是根據(jù)每一門課的特點，把基于CDIO理念的教學模式推廣到課程群其他課程的教學中去，以期從課程層次化、課程間網(wǎng)絡(luò)化等多角度、多層面地把學生培養(yǎng)成為優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。
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