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(xué)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(dāng)前汽車領(lǐng)域應(yīng)該加以解決的迫切問題。針對當(dāng)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(jìn)汽車防盜技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的大踏步前進(jìn)，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(jī)械控制，發(fā)展到現(xiàn)在運(yùn)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(yīng)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(yù)防盜竊而設(shè)計出的專用型套筒扳手。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車防盜設(shè)備可以說是日益進(jìn)步與完善，最主要功能就是防護(hù)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(qiáng)大，產(chǎn)品的設(shè)計過程與生產(chǎn)過程也更為復(fù)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(dāng)然也包含在內(nèi)。另外，產(chǎn)品的可靠性已經(jīng)成為當(dāng)前測量產(chǎn)品性能及質(zhì)量的核心標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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(qiáng)產(chǎn)品市場競爭力與擴(kuò)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(hù)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(yù)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(fèi)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(fèi)支撐，因此首先就是在費(fèi)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(fèi)在修費(fèi)與停機(jī)檢查費(fèi)用方面的費(fèi)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(fèi)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(jì)效益不但表現(xiàn)在未來實際運(yùn)用方面，而且在研制過程中還會降低樣機(jī)研制的所需次數(shù)，每減少一個樣機(jī)，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(jī)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(qiáng)企業(yè)的信譽(yù)，提高市場競爭力，拓展產(chǎn)品的銷路，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(fèi)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(dá)到預(yù)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(yùn)用多種方法與手段進(jìn)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(yù)計、分析、分配以及改進(jìn)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(jìn)行定量設(shè)計，進(jìn)而促進(jìn)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(biāo)、構(gòu)建的可靠性模型、預(yù)計法加速檢驗可靠性指標(biāo)、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(biāo)。
我國在1997年加以修訂的《汽車報廢標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定凡是非營運(yùn)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(dá)到50萬公里之后要進(jìn)行強(qiáng)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(biāo)的確定范圍。盡管當(dāng)前新出臺的汽車報廢標(biāo)準(zhǔn)有所改動，但是此規(guī)定依然是檢測機(jī)車各個部件功能可靠性指標(biāo)的主要參考。依據(jù)報廢指定標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到50萬公里的報廢標(biāo)準(zhǔn)，把這兩種汽車報廢標(biāo)準(zhǔn)的大約值視為同等效率，同國軍標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)與其功能，確定具體的可靠性模型，從而為分配可靠性指標(biāo)作準(zhǔn)備。汽車系統(tǒng)一般包括貯備系統(tǒng)、復(fù)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(jī)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(dú)立。
(三)分配可靠性指標(biāo)。
分配可靠性指標(biāo)就是把各個系統(tǒng)中的可靠性指標(biāo)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(biāo)分配也是采用工程加權(quán)型的分配法進(jìn)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(xiàn)的寫作標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范格式和文獻(xiàn)范例的撰寫，關(guān)注學(xué)術(shù)參考網(wǎng)可以查看更多優(yōu)秀的論文參考文獻(xiàn)。希望小編整理的信號發(fā)生器論文參考文獻(xiàn)能給大家在寫作當(dāng)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(xiàn)標(biāo)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(jìn)行轉(zhuǎn)彎或者急剎車時能及時對其他車輛發(fā)出信號進(jìn)行預(yù)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(jìn)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(xué)易用、形象直觀等優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)充了元件庫，支持VHDL和Verilog HDL語言及單片機(jī)應(yīng)用電路仿真與設(shè)計，增強(qiáng)了軟件的仿真測試和分析功能，廣泛應(yīng)用于電子電路的教學(xué)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(jī)仿真設(shè)計與虛擬實驗，驗證電路是否達(dá)到設(shè)計的要求，設(shè)計與仿真實驗可以同步進(jìn)行，一邊設(shè)計一邊實驗，不符合要求時可以隨時進(jìn)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(jìn)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(yùn)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(dāng)汽車正常行駛時，汽車尾燈全部熄滅。（2）當(dāng)汽車向左轉(zhuǎn)彎時，汽車左側(cè)三個尾燈按順序循環(huán)點(diǎn)亮。（3）當(dāng)汽車向右轉(zhuǎn)彎時，汽車右側(cè)三個尾燈按順序循環(huán)點(diǎn)亮。（4）當(dāng)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(yùn)行、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎和臨時剎車四種運(yùn)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(yùn)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(dāng)開關(guān)K1低電平，K0高電平時，指示燈G和A均點(diǎn)亮，當(dāng)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(jìn)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(diǎn)亮，選取JK觸發(fā)器74LS112N構(gòu)成三進(jìn)制計數(shù)器；譯碼器是對運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生節(jié)拍脈沖輸出，控制尾燈按循環(huán)順序點(diǎn)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(dāng)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(dāng)K1=0，G=1，A=1，左側(cè)尾燈循環(huán)點(diǎn)亮，右側(cè)尾燈不亮。（3）當(dāng)K1=1，G=1，A=1，右側(cè)尾燈循環(huán)點(diǎn)亮，左側(cè)尾燈不亮。（4）當(dāng)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(yīng)用Multisim13.0進(jìn)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(xiàn)標(biāo)識碼：B 收稿日期：2016-01-20
1.前言
實驗教學(xué)是高等學(xué)校教學(xué)體系的重要組成部分，它對學(xué)生科學(xué)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(jī)，充分整合與創(chuàng)造性地應(yīng)用實驗教學(xué)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(xué)能力，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容，拓展實驗領(lǐng)域，降低成本和風(fēng)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(xué)校電子類專業(yè)實驗室資源，為更多的學(xué)生提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)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(yīng)用型人才培養(yǎng)提供優(yōu)質(zhì)、高效、豐富的實踐教學(xué)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(yīng)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(xué)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(xué)項目，可占該實驗課程總學(xué)時的20%～50%。第二，增加并改造一批綜合性實驗項目，每學(xué)期開學(xué)根據(jù)學(xué)生人數(shù)列出足夠的綜合性實驗項目供學(xué)生選擇，綜合性實驗項目占該實驗課程總學(xué)時的30%～50%。第三，適當(dāng)增加具有設(shè)計新穎性和創(chuàng)新性且由學(xué)生自主選題的實驗項目，給學(xué)生留有一定的時間和學(xué)時空間，占該實驗課程總學(xué)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(xué)生選擇，項目以各級電子設(shè)計競賽題目、分解指導(dǎo)教師的科研課題為主，逐步鍛煉學(xué)生掌握電子電路設(shè)計方法、電路故障檢測方法、工程應(yīng)用方法，以提高學(xué)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(dǎo)、鼓勵學(xué)生開展創(chuàng)新實驗。創(chuàng)新實驗項目以團(tuán)隊形式進(jìn)行，參與學(xué)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(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，并通過高低年級學(xué)生的傳幫帶機(jī)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(xùn)練以及現(xiàn)有實驗實訓(xùn)條件不足或?qū)W生自主開展實驗與創(chuàng)新訓(xùn)練等情況時，采用虛擬實驗，可以使學(xué)生獲得大型和綜合訓(xùn)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(xué)期。本課程中學(xué)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(xué)期。本課程中學(xué)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(xué)期。本課程中學(xué)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(yùn)行機(jī)制。①學(xué)生管理。在開放實驗中重點(diǎn)突出學(xué)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(xué)生的作用，擴(kuò)大學(xué)生獨(dú)立思考、操作、分析的空間，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)生的預(yù)習(xí)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?dǎo)教師評價或通過答辯的形式進(jìn)行評價，作為學(xué)生成績和學(xué)分的評定依據(jù)。③實驗室人員管理。實驗指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)開放實驗項目的建設(shè)與更新，負(fù)責(zé)指定開放實驗項目的開題、過程指導(dǎo)、實物驗收與答辯、成績評定等全過程，并負(fù)責(zé)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(xué)將逐漸成為實驗教學(xué)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(xué)模式，深化實驗教學(xué)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(xué)校實際，走出一條實驗室開放高效運(yùn)行的新途徑。
參考文獻(xiàn)：
1993年，由教育部倡導(dǎo)在全國高校中組織開展大學(xué)生電子設(shè)計競賽，1994年成功舉辦了第一屆全國大學(xué)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(xué)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(xué)科競賽之一，同時也為各高校之間的認(rèn)識、了解提供了機(jī)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(xué)院電氣信息工程學(xué)院在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)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(xué)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(xué)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(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊的教師們結(jié)合輔導(dǎo)過程及參賽的實際情況進(jìn)行總結(jié)分析，明確成功的主要亮點(diǎn)和工作過程中的不足之處，力爭在以后的輔導(dǎo)過程中有針對性地開展輔導(dǎo)工作，以便在比賽中獲得更好的成績，同時也為在本科教學(xué)工作中培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型高級技術(shù)應(yīng)用人才奠定基礎(chǔ)。
1簡析電子設(shè)計競賽，明確其輔導(dǎo)重點(diǎn)和難點(diǎn)
古人云：知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆。對于組隊參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，也同樣需要對這一賽事的難點(diǎn)和重點(diǎn)有所了解?？v觀前九屆的賽事，全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽系統(tǒng)而全面地檢驗了學(xué)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(biāo)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(jī)結(jié)合的，在注重考察學(xué)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(yīng)用，同時其涉及的領(lǐng)域越來越廣，對學(xué)生解決工程實際的應(yīng)用能力也越來越強(qiáng)，能全面考察學(xué)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(xué)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(diǎn)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(xué)生能力的檢驗，要求學(xué)生必須熟練掌握計算機(jī)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(biāo)、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(xué)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(dǎo)優(yōu)秀學(xué)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(xué)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(xué)生具備基本的實踐操作能力，如快速準(zhǔn)確焊接電路、分析問題的能力、能夠使用科學(xué)系統(tǒng)的方法排查故障的能力及文獻(xiàn)及資料查問的能力。在品質(zhì)方面要求學(xué)生要有吃苦耐勞及刻苦鉆研的精神、要有團(tuán)隊意識、要勇于創(chuàng)新，敢于采用新方法，新思路，開拓進(jìn)取，堅韌不拔[2]。
2.1廣泛開展競賽宣傳活動，引導(dǎo)學(xué)生積極報名參賽
對于高等學(xué)校來說，選拔優(yōu)秀學(xué)生組隊參加全國大學(xué)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(xùn)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(xùn)練的質(zhì)量與競賽的成績。江蘇技術(shù)師范學(xué)院對這項工作給予了格外重視，于每年9月份新生入學(xué)后，電氣信息工程學(xué)院通過學(xué)工辦、分團(tuán)委發(fā)動、組織賽事的宣傳工作，讓大學(xué)生們通過多種形式走進(jìn)全國大學(xué)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(xué)生的個人發(fā)展等情況，明白參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽對提高個人創(chuàng)新意識、強(qiáng)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(xué)初始就有了明確的專業(yè)方向感及奮斗目標(biāo)。
2.2選拔有潛質(zhì)的學(xué)生參賽，提升選手的整體水平
通過對全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的宣傳與動員，在每年的秋季學(xué)期開始，就組織大二、大三的學(xué)生報名，通過各種形式進(jìn)行選拔。首先對學(xué)生進(jìn)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(xué)生的電子基礎(chǔ)知識、個人學(xué)習(xí)能力和理解能力，從中確定參加實際操作測試的學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(qiáng)，有創(chuàng)新意識的學(xué)生）。挑選出有扎實的電子類及計算機(jī)編程等基礎(chǔ)知識、身體健康、實踐動手能力強(qiáng)、具有團(tuán)隊意識的優(yōu)秀學(xué)生參加賽前集訓(xùn)隊，并在集訓(xùn)過程中執(zhí)行嚴(yán)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(xué)生脫穎而出，這樣的選手組成集訓(xùn)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(xué)的賽前輔導(dǎo)，提升學(xué)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(xué)的賽前輔導(dǎo)才是成功的重要保證。賽前系統(tǒng)科學(xué)的輔導(dǎo)決定著整個競賽的最終成敗，所以需要組織好競賽輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊全身心地投入到賽前的輔導(dǎo)工作中。競賽輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊系統(tǒng)科學(xué)的賽前輔導(dǎo)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(jìn)行更為嚴(yán)格的甄選，推動選手與帶隊的輔導(dǎo)教師進(jìn)行磨合，因材施教，以期在獲獎的質(zhì)量與數(shù)量上達(dá)到最優(yōu)化。為使整個的賽前輔導(dǎo)工作有序有效進(jìn)行，可以將賽前輔導(dǎo)分為春季學(xué)期主題式課程輔導(dǎo)和暑期集訓(xùn)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(yīng)的支持與配套[5]。成立并開放創(chuàng)新實驗室為參賽團(tuán)隊的師生提供良好的實踐環(huán)境，建立并不斷擴(kuò)充電子元器件庫，以解決師生在實踐訓(xùn)練過程中元件難以配齊的問題。
3.1春季學(xué)期主題式課程輔導(dǎo)
春季學(xué)期課程輔導(dǎo)主要是以主題式課程輔導(dǎo)的方式進(jìn)行，每周安排一個主題，圍繞著基礎(chǔ)知識培訓(xùn)、設(shè)計開發(fā)培訓(xùn)、綜合系統(tǒng)訓(xùn)練三大類14個主題（見表1）展開輔導(dǎo)，歷時十四周。大多在春季學(xué)期末結(jié)束，并在學(xué)期末對參訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行綜合考核，再次選拔并確定進(jìn)入暑期集訓(xùn)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(dǎo)課程主要分為基礎(chǔ)知識與基本能力訓(xùn)練、設(shè)計開發(fā)能力訓(xùn)練和綜合系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練等3大類14個主題式訓(xùn)練課程。其基礎(chǔ)知識與基本能力的訓(xùn)練類課程主要作用是培養(yǎng)學(xué)生電子電路設(shè)計方面的基本知識，讓學(xué)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(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，使其達(dá)到能熟練使用與運(yùn)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(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)知識與基本能力培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)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(xùn)練類課程。在該類課程的訓(xùn)練中，教師給學(xué)生講解系統(tǒng)架構(gòu)與框圖原理，學(xué)生根據(jù)教師講解的系統(tǒng)組成原理，來進(jìn)行相應(yīng)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(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計能力與動手能力進(jìn)行培養(yǎng)與訓(xùn)練，主要培養(yǎng)學(xué)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(xùn)練，已培養(yǎng)了學(xué)生一定的獨(dú)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(xùn)練中，教師只給出系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)要求，學(xué)生根據(jù)任務(wù)來獨(dú)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(xùn)練科目。通過綜合式系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練，學(xué)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(dǎo)內(nèi)容來看，在周期較長的春季學(xué)期課程輔導(dǎo)中，由輔導(dǎo)教師負(fù)責(zé)一個或若干主題的課程，主要是以打基礎(chǔ)，進(jìn)行初步的電路設(shè)計開發(fā)，以此來拓展學(xué)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(xùn)
暑期集訓(xùn)的終極目的是在提升個人技能的同時，訓(xùn)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(jìn)行適當(dāng)?shù)馁惽斑m應(yīng)性訓(xùn)練。由于全國大學(xué)生電子競賽要求參賽學(xué)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(xiàn)閱讀及撰寫并重等特點(diǎn)，暑期集訓(xùn)過程中的輔導(dǎo)教學(xué)工作更注重對學(xué)生實踐動手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作等方面進(jìn)行專門訓(xùn)練。
（1）模擬實際競賽的進(jìn)度，使其在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。將競賽訓(xùn)練的任務(wù)進(jìn)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(jìn)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(dǎo)教學(xué)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(xùn)練。
（4）訓(xùn)練期間根據(jù)每位學(xué)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(xué)主要負(fù)責(zé)。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(tuán)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(xué)生參賽的輔導(dǎo)過程中，輔導(dǎo)教學(xué)團(tuán)隊教師互相配合，緊扣不同階段訓(xùn)練的主題，進(jìn)行兩階段系統(tǒng)而科學(xué)的賽前輔導(dǎo)，不僅使學(xué)生獲得了實踐創(chuàng)新意識、團(tuán)隊協(xié)作的人文精神和理論聯(lián)系實際的良好學(xué)風(fēng)，還培養(yǎng)了學(xué)生工程實踐素質(zhì)、提高學(xué)生針對實際問題進(jìn)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(xué)生電子設(shè)計競賽中，由筆者所指導(dǎo)的程輝、鄭強(qiáng)、陳杰同學(xué)團(tuán)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(xué)中，經(jīng)常需要設(shè)計出電路，并連接實物進(jìn)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(fèi)時費(fèi)力，這種傳統(tǒng)的設(shè)計方法很難適應(yīng)現(xiàn)代電子電路設(shè)計的規(guī)?；?、低成本、短周期的設(shè)計要求，當(dāng)然，也不能很好的適應(yīng)現(xiàn)代化電子技術(shù)的教學(xué)。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(jī)軟件，搭建仿真實驗電路，靈活調(diào)整元件參數(shù)進(jìn)行動態(tài)仿真，進(jìn)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(jī)及器件?？梢詮脑韴D布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)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(xué)、學(xué)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(fù)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(xué)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(biāo)，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(jī)實例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實例運(yùn)行過程通過多媒體展示，這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實驗教學(xué)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(xué)生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。
（三）Proteus應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
Proteus軟件是一個巨大的教學(xué)、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(jī)、嵌入系統(tǒng)、微控制器系統(tǒng)的教學(xué)、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(xué)中的應(yīng)用案例分析
（一）Proteus在電路分析課程中應(yīng)用案例
應(yīng)用Proteus進(jìn)行電路分析時，通過如下設(shè)置：點(diǎn)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(xué)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(jìn)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(yīng)用案例
應(yīng)用Proteus還可以進(jìn)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(dāng)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(yīng)的譯碼輸出，控制相應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)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(xué)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(jī)技術(shù)課程中應(yīng)用案例
單片機(jī)技術(shù)作為電子專業(yè)課程，一直以來都是學(xué)生們反映較難理解的課程，因為其內(nèi)容綜合性強(qiáng)、實踐性強(qiáng)、且比較抽象。單片機(jī)課程的實踐教學(xué)以往多采用驗證性實驗，學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書，將所需的器件在單片機(jī)實驗箱上進(jìn)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(xué)效率、改善教學(xué)效果、降低教學(xué)成本，在單片機(jī)理論、實踐教學(xué)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(jī)中，按下play鍵即可進(jìn)行仿真。需要修改電路只需在圖紙上進(jìn)行，快捷方便。
四、結(jié)語
在電子技術(shù)課程教學(xué)中，利用仿真軟件將理論教學(xué)、實驗和課程設(shè)計有機(jī)結(jié)合，提高了電子技術(shù)課程的教學(xué)效果，開發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的潛在能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識，開拓了學(xué)生的視野，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和實際動手能力，為后續(xù)高頻電路、單片機(jī)等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)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(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 大學(xué)生電子競賽；競賽培訓(xùn)課程體系；實踐創(chuàng)新能力
中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1671-489X（2014）02-0092-02
1 引言
全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生學(xué)科競賽之一，中國石油大學(xué)（華東）自1997年參加大學(xué)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(xué)生的課外科技活動，營造了良好的校園氛圍，鍛煉了學(xué)生的工程實踐能力，有助于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。以電子競賽為契機(jī)，完善當(dāng)前競賽培訓(xùn)課程體系，加強(qiáng)指導(dǎo)教師隊伍的建設(shè)，積極探索教學(xué)模式的改革，切實提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
2 完善競賽培訓(xùn)體系
賽前選拔 首先，根據(jù)競賽的時間，由學(xué)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(xué)生中進(jìn)行選拔。首輪選拔由學(xué)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(xué)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(xùn)練項目等方面。對于此次選拔未能通過的學(xué)生，根據(jù)個人時間與興趣，也可參加暑期的課程培訓(xùn)，由此既可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xùn)后進(jìn)行，根據(jù)具體情況確定參加競賽學(xué)生名單，并由學(xué)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(xùn)
1）競賽題目解析。培訓(xùn)之前要對歷年競賽題目進(jìn)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(xì)分的話則包含運(yùn)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(yùn)用到的知識點(diǎn)有振蕩器、濾波器、放大器、CPLD、TTL電路、單片機(jī)等；電源制作類題目運(yùn)用到的知識點(diǎn)有A/D、D/A、DDS、穩(wěn)壓電路、單片機(jī)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(yùn)算放大電路、波形產(chǎn)生電路、濾波電路等。
2）完善培訓(xùn)課程。根據(jù)對競賽題目的解析以及歸納所能運(yùn)用到的知識點(diǎn)，建立競賽課程培訓(xùn)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(jī)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(diǎn)開展專題講座培訓(xùn)，主要包含單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與實訓(xùn)、FPGA系統(tǒng)設(shè)計與實訓(xùn)、PCB印制電路板設(shè)計開發(fā)培訓(xùn)、模擬電路設(shè)計實訓(xùn)、常用儀器儀表系統(tǒng)設(shè)計與實訓(xùn)、小車及運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計與實訓(xùn)、電源系統(tǒng)設(shè)計與實訓(xùn)，以及射頻傳輸、SOPC、嵌入式及操作系統(tǒng)培訓(xùn)等相關(guān)專題。競賽培訓(xùn)課程內(nèi)容必須與實際應(yīng)用相結(jié)合，并以最新器件的功能應(yīng)用為前提，著重培養(yǎng)學(xué)生對最新知識、最新器件的獲取能力。
實訓(xùn)項目模擬 以3人為一組隊進(jìn)行實訓(xùn)模擬，為競賽作提前的檢驗。指導(dǎo)教師以歷年競賽題目為參考，給出實訓(xùn)項目，對學(xué)生進(jìn)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(yīng)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(jìn)，使電子電路達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)。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(yīng)立即斷電；然后進(jìn)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(diǎn)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(jìn)行動態(tài)調(diào)試，在輸入端加入合適信號，測量動態(tài)指標(biāo)，如果發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，分析原因，排除故障再進(jìn)行調(diào)試。
4）撰寫論文。論文的撰寫應(yīng)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(diǎn)。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(xué)生素質(zhì)教育
培養(yǎng)創(chuàng)新能力與團(tuán)隊精神
1）培養(yǎng)創(chuàng)新能力。當(dāng)前教育的方式多數(shù)是填鴨式教育，忽視了學(xué)生的批判性思維訓(xùn)練，人文教育薄弱，學(xué)生缺乏積極的思維活動。大學(xué)生電子競賽對培養(yǎng)大學(xué)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(xué)生分析和解決問題的實踐能力，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造潛能，同時也在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。實踐證明，參加過競賽的學(xué)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(tuán)隊精神。在競賽過程中注重團(tuán)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(bǔ)，是團(tuán)隊共同努力的結(jié)果。電子競賽是一項團(tuán)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(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊協(xié)作的人文精神。有些學(xué)校一味追求獎項，以獎項來衡量教學(xué)，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(yùn)用于實踐，而不以追求獎項為目的。培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的參賽觀，參與競賽拓寬了學(xué)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(yùn)用能力。這些能力的培養(yǎng)對學(xué)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(xué)生電子競賽”每兩年舉行一次，此外還有“山東省大學(xué)生電子競賽”“嵌入式電子設(shè)計競賽”“大學(xué)生機(jī)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(xué)校需更注重后備力量的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生參加科技創(chuàng)新計劃活動，營造濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，推進(jìn)校園科技文化建設(shè)。在課堂教學(xué)之外，學(xué)校的創(chuàng)新實驗室、工程訓(xùn)練中心、實驗中心等實踐教學(xué)區(qū)為學(xué)生開放，為學(xué)生提供一個能切實鍛煉實踐能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)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(xué)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(xué)習(xí)、科研與教學(xué)中注意相關(guān)資料的積累，將科研課題和學(xué)生創(chuàng)新實驗、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目進(jìn)行匯總納入題庫，以備競賽之前學(xué)生使用。將開設(shè)的培訓(xùn)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(qiáng)與兄弟院校的交流，以利于指導(dǎo)隊伍建設(shè) 競賽結(jié)束后總結(jié)分析，與兄弟院校間進(jìn)行交流，借鑒汲取其他院校在競賽培訓(xùn)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(qiáng)指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)，注重青年教師的培養(yǎng)，競賽指導(dǎo)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(yīng)用及發(fā)展，開闊眼界，拓展知識層面。加強(qiáng)教師之間相互學(xué)習(xí)、相互補(bǔ)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(xiàn)
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針對硬件課程實踐環(huán)節(jié)在提高學(xué)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(xué)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(xué)模式。
關(guān)鍵詞：
CDIO；教學(xué)模式；實踐環(huán)節(jié)；課程銜接
由麻省理工學(xué)院等4所大學(xué)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(biāo)準(zhǔn)，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(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來學(xué)習(xí)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(jī)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(xué)中沒有考慮好與后續(xù)課程在理論教學(xué)與實踐教學(xué)內(nèi)容上的銜接，則容易導(dǎo)致學(xué)生在后繼課程的學(xué)習(xí)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(xué)條件和教學(xué)現(xiàn)狀
（1）社會對軟件人才的需求量遠(yuǎn)大于對硬件人才的需求量，學(xué)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(xué)生解決實際問題的能力，從而打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)硬件課程的積極性，導(dǎo)致學(xué)生形成“好軟怕硬”的思想。（3）傳統(tǒng)教學(xué)模式是教師課堂講授，適當(dāng)結(jié)合驗證性實驗，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生學(xué)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(xué)模式的弊端導(dǎo)致在與計算機(jī)組成原理等后繼課程的銜接中，學(xué)生不能從系統(tǒng)的高度認(rèn)識數(shù)字邏輯[3-5]。（4）計算機(jī)學(xué)院開設(shè)的數(shù)字電路設(shè)計和計算機(jī)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(xué)生的學(xué)習(xí)具有連續(xù)性。（5）自創(chuàng)的“try”教學(xué)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(xué)[6-8]，但由于算機(jī)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(xué)方法在應(yīng)用于后者時，應(yīng)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(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)3、5、7的要求，結(jié)合自創(chuàng)的“try”教學(xué)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(jìn)，最終讓學(xué)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(xué)方法等7方面對基本實驗和綜合實驗進(jìn)行了對比。在教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)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(rèn)知的溝通[11]。因此，我們在理論教材中選擇15個知識點(diǎn)，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(xué)方法并結(jié)合任務(wù)驅(qū)動法，鼓勵學(xué)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(diǎn)的學(xué)習(xí)。為了進(jìn)一步提高學(xué)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(jī)、出租車計費(fèi)器、電梯控制器等6個綜合實驗。實驗采用分組方式，每組學(xué)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(xué)過程一般包括：教師項目及要求、學(xué)生分組并認(rèn)領(lǐng)項目、組內(nèi)分工、查資料、設(shè)計方案、論證可行性、學(xué)生在宿舍仿真、學(xué)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(xué)生在設(shè)計的過程中可以自行擴(kuò)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(xué)生的個人能力和表達(dá)能力，指標(biāo)③、④、⑤考核了學(xué)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(biāo)加權(quán)平均得到該基本實驗項目分?jǐn)?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(biāo)的系數(shù)，Mi表示在某個考查指標(biāo)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(biāo)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(tuán)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(xué)生的個人自身能力、探究能力、團(tuán)隊合作能力和表達(dá)能力，指標(biāo)③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了學(xué)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(biāo)的得分加權(quán)平均，從而得到綜合實驗的分?jǐn)?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(xué)生在實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況和成績，特別是綜合實驗中的表現(xiàn)，向各相關(guān)學(xué)科實驗室推薦優(yōu)秀本科生，使他們有機(jī)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(xué)生調(diào)查問卷、學(xué)評教的數(shù)據(jù)、學(xué)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(xué)生掌握先修課程知識的調(diào)查問卷、一套學(xué)生所在學(xué)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(xué)生滿意度達(dá)到81.6%，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗環(huán)節(jié)考核方法等方面，學(xué)生滿意度達(dá)到97.4%，比傳統(tǒng)模式提高了20幾個百分點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)表明，新教學(xué)模式比傳統(tǒng)模式更能激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，促進(jìn)他們較大幅度地提高項目設(shè)計能力、動手編程能力、團(tuán)隊合作能力。我們將2013級計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生分成兩組，采用相同的教學(xué)資源和不同的教學(xué)方式分別授課，一組采用新模式教學(xué)，另一組采用傳統(tǒng)模式教學(xué)。經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，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(dá)到52.9%，比傳統(tǒng)模式組高24個百分點(diǎn)；新模式組不及格率為15.7%，比傳統(tǒng)模式組低15個百分點(diǎn)；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(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合“try”方法的新教學(xué)模式能夠提高實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，切實促進(jìn)學(xué)生深入理解理論課的相關(guān)知識點(diǎn)，有助于學(xué)生更好地完成課程銜接，為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。追蹤這些學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)情況，統(tǒng)計2015年6月計算機(jī)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(dá)到80.3%，比傳統(tǒng)模式組高25個百分點(diǎn)；原新模式組不及格率為0，比傳統(tǒng)模式組低21個百分點(diǎn)。計算機(jī)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(diǎn)。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(xué)模式教學(xué)有助于學(xué)生對后繼課程的學(xué)習(xí)，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(xué)模式基于CDIO理論，結(jié)合“try”教學(xué)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(xué)模式能夠更好地促進(jìn)課程銜接，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動探索的精神和能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、溝通交流能力及團(tuán)隊協(xié)作能力。改革的下一步，是根據(jù)每一門課的特點(diǎn)，把基于CDIO理念的教學(xué)模式推廣到課程群其他課程的教學(xué)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(xué)生培養(yǎng)成為優(yōu)秀的工程技術(shù)人才。
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