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時(shí)間：2022-03-13 18:36:13
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1.1課程內(nèi)容
在知識(shí)結(jié)構(gòu)方面，要求學(xué)生有良好的思想素養(yǎng)與專業(yè)知識(shí)。專業(yè)知識(shí)主要有學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課程、高校學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的探討樓然苗（浙江海洋學(xué)院，浙江舟山316022）專業(yè)方向課、專業(yè)選修課。課程設(shè)置一定要有針對(duì)性，象模擬電路、數(shù)字電路、單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)、電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)、電子綜合設(shè)計(jì)等課程一定要重點(diǎn)把握。一些針對(duì)性不強(qiáng)的課程如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)可作為輔修或選修課程。
1.2課程學(xué)時(shí)
以“精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容、壓縮課堂教學(xué)學(xué)時(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的有效性”為原則，合理分配課堂學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例，對(duì)于與學(xué)生電子設(shè)計(jì)能力關(guān)系密切的課程需適當(dāng)增加一些學(xué)時(shí)。如電子信息類專業(yè)方向課中的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、電子綜合設(shè)計(jì)輔導(dǎo)等課程可適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)；專業(yè)核心課中的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程可按2：1.5設(shè)定理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)比（32學(xué)時(shí)+24學(xué)時(shí)）。
1.3集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
去消一些效果不好、由學(xué)生自主聯(lián)系、分散實(shí)習(xí)的課程或減少學(xué)分，減少一些效果不好的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)或改為完成設(shè)計(jì)作品學(xué)分制。為了讓學(xué)生擁有對(duì)一個(gè)電子產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)到成品的全過(guò)程能力，除一般的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)外，可重點(diǎn)開(kāi)設(shè)電路圖與PCB制作、C語(yǔ)言編程、單片機(jī)設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)等綜合技能訓(xùn)練項(xiàng)目。
1.4形成系統(tǒng)教學(xué)
將大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽的培訓(xùn)與輔導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容納入課程學(xué)分系統(tǒng)中，形成系統(tǒng)的教學(xué)計(jì)劃，為提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力及參加全國(guó)全省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽奠定基礎(chǔ)。
1.5學(xué)分的替代制度
建立學(xué)分免修、替代制度，將學(xué)生專利、學(xué)術(shù)論文、競(jìng)賽獲獎(jiǎng)等納入學(xué)分免修、替代等制度中，促進(jìn)學(xué)生參與創(chuàng)新研究的積極性。
2．教材改革與建設(shè)
要鼓勵(lì)教師選用國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教材，鼓勵(lì)教師編寫有校本專業(yè)特色的教材，體現(xiàn)專業(yè)特色、行業(yè)特色和學(xué)校特色。對(duì)電子信息類專業(yè)來(lái)說(shuō)，出版編寫一些實(shí)用性強(qiáng)、有工程項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)例的實(shí)踐教材是非常有必要的，如電子綜合設(shè)計(jì)實(shí)例與輔導(dǎo)、電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)實(shí)例、單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例輔導(dǎo)等等。
3．課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
在課堂教學(xué)中要積極推動(dòng)課程教學(xué)范式的根本性轉(zhuǎn)變，在基礎(chǔ)課程中可探索包班制、分級(jí)制、分層制、掛牌上課等基礎(chǔ)課程綜合改革，逐步實(shí)行教考分離。在學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課中實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)、基于問(wèn)題、合作學(xué)習(xí)、案例教學(xué)等研究性教學(xué)方法，積極探索各種理論與實(shí)踐互動(dòng)的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、研究能力、合作能力。對(duì)一些與電子設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)關(guān)系密切的課程的課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)可作以下一些償試。
3.1將與計(jì)算機(jī)操作關(guān)系密切的如“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)”等理論課放在電子交互教室（機(jī)房）上課，在教學(xué)中將理論教學(xué)與上機(jī)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容交替進(jìn)行，強(qiáng)化教學(xué)效果。
3.2探索慕課等網(wǎng)絡(luò)助學(xué)平臺(tái)教學(xué)方式。分清教師講與學(xué)生學(xué)的內(nèi)容，在網(wǎng)上可布置課外學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)內(nèi)容、探究式學(xué)習(xí)內(nèi)容、拓展性學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。一些選修課、方向課可借助網(wǎng)絡(luò)課堂等形式開(kāi)設(shè)。
3.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目盡量與實(shí)際電子設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，真題真做，促進(jìn)“教、學(xué)、做”相結(jié)合的“理論實(shí)際一體化”教學(xué)模式。
3.4實(shí)施教考分離，以機(jī)考替代紙質(zhì)考試，或?qū)嵤┮栽O(shè)計(jì)作品為主的課程成績(jī)?cè)u(píng)分制度，促進(jìn)實(shí)踐動(dòng)手能力的提高。
4．實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革
通過(guò)對(duì)電子信息類大學(xué)生就業(yè)崗位能力要求的調(diào)研，合理制定學(xué)生的專業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，明確職業(yè)技能考證要求，優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實(shí)踐學(xué)分，從基本素質(zhì)、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、綜合訓(xùn)練四個(gè)步驟及素質(zhì)拓展、基礎(chǔ)技能、專業(yè)技能、專業(yè)綜合能力、綜合實(shí)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐六個(gè)模塊構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系。對(duì)一些效果不好的課程設(shè)計(jì)報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文學(xué)分評(píng)定制，可改成以課程設(shè)計(jì)實(shí)物作品、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物作品、發(fā)表的科技論文、獲得的知識(shí)產(chǎn)權(quán)（專利）證書、學(xué)科競(jìng)賽獲獎(jiǎng)證書等為主的成果學(xué)分評(píng)定制；一些分散的學(xué)生自主生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)可改為教師帶隊(duì)制的集中實(shí)習(xí)；有條件的高?？山ㄔO(shè)校內(nèi)電子焊接加工生產(chǎn)線，使之成為具備電子路線設(shè)計(jì)、加工、生產(chǎn)、測(cè)試全過(guò)程功能的電子設(shè)備校內(nèi)生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地。
5．課外學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)
大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽是促進(jìn)提高創(chuàng)新實(shí)踐能力的重要載體，要建立一套與教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃相輔助的學(xué)科競(jìng)賽教學(xué)體系，適當(dāng)開(kāi)設(shè)一些電子設(shè)計(jì)類知識(shí)的公選課、必修課，成立學(xué)生電子設(shè)計(jì)興趣小組（社團(tuán)），提供開(kāi)放的活動(dòng)場(chǎng)地，在教師指導(dǎo)下開(kāi)展日常的電子設(shè)計(jì)活動(dòng)，鼓勵(lì)并輔導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技、知識(shí)產(chǎn)權(quán)申請(qǐng)等學(xué)術(shù)研究活動(dòng)，活躍校園學(xué)術(shù)研究氣氛，也為大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽打下基礎(chǔ)。
6．職業(yè)證書考證教學(xué)
職業(yè)技能證書是為了適應(yīng)用人單位工作的客觀需求。在教學(xué)上一定要強(qiáng)化與職業(yè)考證相關(guān)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)?？蓪⒙殬I(yè)技能考證培訓(xùn)內(nèi)容整合到相關(guān)教學(xué)課程及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中，減少課外考證輔導(dǎo)的教學(xué)學(xué)時(shí)。建立校內(nèi)電子工程師考證、電工考證、電子CAD考證點(diǎn)并設(shè)立網(wǎng)上輔導(dǎo)平臺(tái)，開(kāi)放考證訓(xùn)練的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，提高電子工程師、板級(jí)工程師、電工等考證學(xué)生的持證率。
由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展,設(shè)計(jì)自動(dòng)化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個(gè)重要方面。國(guó)內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過(guò)程中,始終對(duì)EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視,專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心,旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué),EDA項(xiàng)目開(kāi)發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過(guò)近兩年的建設(shè),EDA中心已初具規(guī)模,為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。
1EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)
EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初,學(xué)校先后投入資金近百萬(wàn)元,第一期工程建立起配備有40臺(tái)Pentium166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個(gè);1999年進(jìn)行了第二期工程,又建起了一個(gè)包含40臺(tái)PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺(tái)專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時(shí)EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)窗口,代表了一個(gè)學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開(kāi)發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn),我們將中心80臺(tái)機(jī)器內(nèi)部互連,整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過(guò)Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過(guò)認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測(cè),對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購(gòu)置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來(lái)說(shuō)是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,劃出專項(xiàng)資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開(kāi)展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開(kāi)發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈(zèng)送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國(guó)Altera公司通過(guò)其大學(xué)項(xiàng)目贈(zèng)送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開(kāi)發(fā)工具等。
(4)鼓勵(lì)師生開(kāi)發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開(kāi)展,目前已自行開(kāi)發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置,全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來(lái)約20臺(tái)淘汰了的386和486微機(jī),建成了硬件機(jī)房,很好地解決了這類問(wèn)題并節(jié)約了不少資金。
2EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動(dòng)控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語(yǔ)音教學(xué)服務(wù),我們購(gòu)買了無(wú)線話筒。有一些國(guó)外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開(kāi)發(fā)。
(2)開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外,保持全日制開(kāi)放。開(kāi)放時(shí)除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非常快,我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢(shì),不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來(lái)介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法,與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國(guó)性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來(lái),已為電類專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號(hào)與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個(gè)實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本?？粕脱芯可谶@里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)?？偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬(wàn)機(jī)時(shí)。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動(dòng)了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時(shí)間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識(shí)的途徑與方法,而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具,學(xué)生通過(guò)EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
(3)開(kāi)放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過(guò)Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了EWB的使用,其原因是他們已主動(dòng)地到EDA中心,通過(guò)自學(xué),進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的例子。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來(lái)自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場(chǎng)地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
1.1收集項(xiàng)目資料教師根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，給出若干項(xiàng)目題目，例如，移動(dòng)機(jī)器人、叉車機(jī)器人、顏色識(shí)別機(jī)器人、抓取機(jī)械手、軌跡搜尋機(jī)器人等。并由學(xué)生自由分組，根據(jù)個(gè)人興趣和能力進(jìn)行項(xiàng)目選擇。選定題目后，每組成員根據(jù)所選項(xiàng)目的任務(wù)要求，開(kāi)始分頭執(zhí)行各自的任務(wù)。包括搜集所用數(shù)據(jù)資料，閱讀交流。在此過(guò)程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生如何搜集信息和處理信息，要讓學(xué)生了解哪些是相關(guān)的信息，如項(xiàng)目產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用背景、工作過(guò)程、注意事項(xiàng)等。指導(dǎo)學(xué)生整理和儲(chǔ)存信息。
1.2準(zhǔn)備基本知識(shí)教師采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方法對(duì)慧魚創(chuàng)意組合模型進(jìn)行講解。結(jié)合慧魚創(chuàng)意組合模型及實(shí)習(xí)任務(wù)要求，通過(guò)課件介紹和上機(jī)演示對(duì)慧魚組合模型、裝配方法等、ROBOTX控制器的使用、ROBOPRO軟件編程等內(nèi)容進(jìn)行講解。ROBOPRO軟件編程采用圖形化的語(yǔ)言，通過(guò)接口板與PC機(jī)相連，大一學(xué)生能夠很快掌握和上手。同時(shí)它的直觀性也容易調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的積極性。
1.3操作練習(xí)教師以一個(gè)典型模型為例，根據(jù)不同的功能要求，進(jìn)行師范編程，實(shí)現(xiàn)提出的功能。學(xué)生分組操作，教師提出不同的功能要求，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。
1.4項(xiàng)目產(chǎn)品裝配、編程、調(diào)試學(xué)生根據(jù)所選項(xiàng)目領(lǐng)取所需的實(shí)驗(yàn)器材，包括慧魚創(chuàng)意組合模型包、慧魚專用電源、慧魚接口板等。根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)要求，分析項(xiàng)目工作原理和步驟等。以叉車機(jī)器人為例，其工作步驟如下。(1)叉車從軌道端點(diǎn)A出發(fā)，此時(shí)叉車前叉升高(由限位開(kāi)關(guān)控制其最高位置)。(2)按壓起動(dòng)按鈕，叉車開(kāi)始沿環(huán)形軌道運(yùn)行。(3)在叉車運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)軌跡傳感器的檢測(cè)信息實(shí)時(shí)調(diào)整叉車的運(yùn)行方向(通過(guò)調(diào)整左右兩側(cè)車輪的運(yùn)行速度實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方向的調(diào)整)。(4)叉車運(yùn)行到軌道端點(diǎn)B后，叉車停止運(yùn)行，并降低前叉(由限位開(kāi)關(guān)控制其最低位置)，然后向前運(yùn)行到工件位置，前叉升高，叉起工件，掉頭沿原路返回。(5)叉車運(yùn)行到端點(diǎn)A后，放下前叉，將工件放置在指定位置(端點(diǎn)A處)，后退一定距離，升起前叉，然后掉頭，恢復(fù)到出發(fā)狀態(tài)。至此叉車的一次工件搬運(yùn)工作結(jié)束。小組成員理解了項(xiàng)目任務(wù)后，進(jìn)行組內(nèi)協(xié)商分工，開(kāi)始模型裝配、編程、調(diào)試等實(shí)際操作，這是項(xiàng)目完成的關(guān)鍵步驟。在進(jìn)行模型裝配之前，讓學(xué)生認(rèn)真閱讀慧魚公司提供的資料，從而獲得大量的感性認(rèn)識(shí)。之后，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐和生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入動(dòng)手創(chuàng)意階段，大膽設(shè)想，進(jìn)行設(shè)計(jì)組合和裝配，構(gòu)件項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)模型，并搭接電路、氣路連接線。然后根據(jù)項(xiàng)目工作原理和步驟進(jìn)行圖形化編程(如圖2所示)。[4]在初步完成了軟件編程后，先檢查程序有無(wú)編寫規(guī)范上的錯(cuò)誤，通過(guò)仿真功能可以進(jìn)一步檢查錯(cuò)誤。初步檢查之后，將接口板連接到電腦，進(jìn)行硬件測(cè)試，即可在線調(diào)試。如果調(diào)試程序無(wú)誤，并且確保接口板與電腦的端口連接正確，即進(jìn)行程序下載。下載完成系統(tǒng)將給予提示，此時(shí)即可斷開(kāi)電腦與接口板之間的連線，在下載模式下運(yùn)行慧魚模型。裝配、調(diào)試完成的幾個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)品模型如圖3所示，包括叉車機(jī)器人、抓取機(jī)械手等。這些產(chǎn)品模型使知識(shí)具體化、形象化，為學(xué)生感知、理解和記憶知識(shí)創(chuàng)造了條件。從而減少學(xué)生掌握抽象概念的困難，助其形成明確的概念，發(fā)展其觀察能力和思維能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。
1.5項(xiàng)目驗(yàn)收最后進(jìn)行實(shí)習(xí)項(xiàng)目驗(yàn)收答辯，檢驗(yàn)實(shí)習(xí)成效。各小組在完成實(shí)習(xí)項(xiàng)目后，要寫出實(shí)習(xí)報(bào)告，詳細(xì)敘述實(shí)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路與實(shí)現(xiàn)方法、遇到的問(wèn)題及解決方法、項(xiàng)目小組的體會(huì)。并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)答辯：陳述制作過(guò)程、展示產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程、解釋關(guān)鍵工作原理和采用的方法、回答教師的提問(wèn)。
復(fù)雜功能
這些特色僅是冰山一角，其它精心設(shè)計(jì)的復(fù)雜功能雖不會(huì)被乘客看到或摸到，卻會(huì)影響他們的行車經(jīng)驗(yàn)，這些功能也逐漸導(dǎo)入汽車設(shè)計(jì)。感應(yīng)照明系統(tǒng)、多軸調(diào)整座椅、智能型天候控制系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)和動(dòng)力巡航控制在21世紀(jì)汽車市場(chǎng)變得格外重要。消費(fèi)者甚至期望車商提供高質(zhì)量的儀表板功能。要將這些先進(jìn)功能導(dǎo)入汽車系統(tǒng)往往需要付出代價(jià)。
汽車電子設(shè)計(jì)人員的一項(xiàng)挑戰(zhàn)是迅速推出新的電子元器件，提高乘客的舒適性、安全保護(hù)和其它加強(qiáng)功能。設(shè)計(jì)人員必須縮短整體的設(shè)計(jì)與認(rèn)證時(shí)間和增強(qiáng)現(xiàn)有系統(tǒng)功能，并且不能影響日益嚴(yán)格的質(zhì)量與可靠性要求和成本目標(biāo)。為了克服這些挑戰(zhàn)，汽車電子設(shè)計(jì)人員需要集成度更高的解決方案以便提高系統(tǒng)的功能密度。混合信號(hào)元器件的高功能集成就是很有吸引力的一項(xiàng)替代方案。
捕捉、運(yùn)算和通訊
幾乎所有的嵌入式汽車電子系統(tǒng)都必須執(zhí)行捕捉、運(yùn)算和通訊等三種功能。“捕捉”是從實(shí)際世界取得信息，再將它轉(zhuǎn)為數(shù)字形式。這可能是車胎監(jiān)控系統(tǒng)的壓力傳感器所傳來(lái)的模擬電壓，或是碰撞偵測(cè)感應(yīng)器I/O接腳的上升沿波形，這個(gè)感應(yīng)器可能會(huì)連接到安全氣囊的觸發(fā)系統(tǒng)。“運(yùn)算”是指在應(yīng)用環(huán)境下處理數(shù)字信息的能力，例如安全氣囊控制器可能在極短時(shí)間內(nèi)就決定不啟動(dòng)安全氣囊，因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)座位上有小孩?！巴ㄓ崱笔侵笇⑻幚斫Y(jié)果傳送給其它需要該信息的系統(tǒng)，譬如啟動(dòng)指示燈就是很簡(jiǎn)單的例子。其它復(fù)雜功能可能會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)總線把排氣系統(tǒng)的一氧化碳含量告知引擎管理計(jì)算機(jī)，以便提高燃油的氧氣混合比例。解決方案的有效性最終將由系統(tǒng)執(zhí)行這三種功能的程度決定。
新設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
油箱感測(cè)是一個(gè)很好例子，說(shuō)明汽車電子設(shè)計(jì)人員所須面對(duì)的挑戰(zhàn)。僅在幾年前，油量傳感器還是一個(gè)相當(dāng)直接的設(shè)計(jì)問(wèn)題。它包含一個(gè)簡(jiǎn)單的浮筒裝置，上面有掃描式碳刷接觸著電阻性表面，它會(huì)使得模擬輸出電壓正比于油箱的剩余油量。但對(duì)今日汽車而言，通常必須等到平臺(tái)設(shè)計(jì)快結(jié)束時(shí)才會(huì)開(kāi)始油箱設(shè)計(jì)，而且多半要利用任何尚未使用的空間。這可能使得油箱的形狀怪異，容量也不再與液面高低成正比，這會(huì)讓浮筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得很復(fù)雜。更重要的是，替代燃料的出現(xiàn)和燃料衍生物讓油箱的燃料成份變得很重要。舉例來(lái)說(shuō)，汽油與乙醇燃料的比例會(huì)影響點(diǎn)火、燃燒時(shí)間和廢氣排放等引擎動(dòng)力特性。廠商現(xiàn)已認(rèn)為新一代油箱傳感器必須能決定燃油成份，同時(shí)將這項(xiàng)信息提供給汽車的其它電子控制系統(tǒng)。這使得過(guò)去被認(rèn)為很簡(jiǎn)單的感測(cè)設(shè)計(jì)現(xiàn)已變?yōu)橐环N復(fù)雜的分析控制挑戰(zhàn)。
值得注意的是，幾乎車內(nèi)的所有系統(tǒng)都在擴(kuò)充功能。主動(dòng)式露點(diǎn)(dew-point)控制器正在取代擋風(fēng)玻璃除霧功能，它可以避免或排除水滴凝結(jié)所需的條件。雨水感應(yīng)雨刷系統(tǒng)則會(huì)把馬達(dá)控制和雨水感應(yīng)功能整合為一套系統(tǒng)。下一代防夾車窗與天窗的關(guān)閉則是這些安全系統(tǒng)的微電子元器件所需整合的另一代表性應(yīng)用。
第一代防夾技術(shù)
第一代防夾設(shè)計(jì)通常包含一套由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。馬達(dá)電流由一顆控制器監(jiān)測(cè)，然后與代表失速狀態(tài)(stallcondition，亦即馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)受阻)的固定臨界值比較；只要達(dá)到該臨界值，車窗方向就會(huì)從上升反轉(zhuǎn)為下降。這套系統(tǒng)如圖1所示。
圖1：第一代防夾車窗升降系統(tǒng)的控制圖
第一代設(shè)計(jì)有幾項(xiàng)缺點(diǎn)。首先是要開(kāi)發(fā)一套方法分辨馬達(dá)啟動(dòng)和車窗受阻時(shí)的馬達(dá)失速電流(圖2和3)。為了達(dá)到這項(xiàng)要求，比較電路中增加一段固定延遲時(shí)間，確保它只在馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)后才開(kāi)始比較失速電流臨界值，只不過(guò)這種做法有時(shí)無(wú)法為半開(kāi)的車窗提供防夾保護(hù)。舉例來(lái)說(shuō)，如果車窗的起始位置僅距頂端10毫米，那么在臨界定時(shí)器的計(jì)時(shí)結(jié)束前，車窗很可能早已撞到頂端的擋板(hard-stop)。
圖2：關(guān)閉車窗時(shí)的電流變化
圖3：關(guān)閉車窗遇到阻礙時(shí)的電流變化
第二個(gè)缺點(diǎn)是機(jī)械系統(tǒng)的參數(shù)會(huì)隨著時(shí)間改變，這會(huì)影響馬達(dá)的工作負(fù)載，使得防夾臨界值變大或變小。
最后，這些系統(tǒng)由于使用固定臨界值，所以無(wú)法適應(yīng)行車環(huán)境的改變。車窗密封條的熱膨脹效應(yīng)會(huì)讓溫度變化對(duì)工作負(fù)載產(chǎn)生很大影響。汽車靜止時(shí)關(guān)閉天窗所需的力量與行駛中車輛有很大不同，在平滑路面升起車窗所需的力量也不同于車輛在石頭路上行駛時(shí)。在這兩種情形中，無(wú)法補(bǔ)償這些變動(dòng)的狀況都會(huì)影響安全或造成車窗無(wú)法正常操作。
設(shè)計(jì)人員過(guò)去是以不同方式應(yīng)付這三項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。在有些情形下，他們會(huì)增加更多的傳感器或使用更精確的控制材料與元器件來(lái)減輕這些問(wèn)題，但這些方法都會(huì)增加設(shè)計(jì)的成本與復(fù)雜性。這使他們?nèi)找嫘枰惶椎统杀镜姆缞A功能設(shè)計(jì)來(lái)克服這些缺點(diǎn)。
新的設(shè)計(jì)解決方案
如圖4所示，一顆包含高速中央處理單元(CPU)和高效能模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(亦即帶寬大于180MSPS和分辨率超過(guò)12位)的混合信號(hào)微控制器是此問(wèn)題的最佳解決方案。
圖4：采用混合信號(hào)微控制器的防夾系統(tǒng)
這種做法讓設(shè)計(jì)人員利用一顆微控制器同時(shí)執(zhí)行馬達(dá)的通訊功能和監(jiān)控馬達(dá)電流。通訊噪聲可由芯片內(nèi)建的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器直接在馬達(dá)電源電路的電流傳感器(亦即分流電阻)上偵測(cè)。這種方法能更精確分辨馬達(dá)處于轉(zhuǎn)動(dòng)或失速狀態(tài)，不僅比較器電路不需再增加一段固定延遲時(shí)間，就算車窗已經(jīng)半開(kāi)也可提供完整的防夾功能。
如圖5所示，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和參數(shù)計(jì)算結(jié)果設(shè)定可變的馬達(dá)電流臨界值，以便動(dòng)態(tài)響應(yīng)馬達(dá)負(fù)載變動(dòng)和將系統(tǒng)扭力限制在適當(dāng)范圍，同時(shí)將長(zhǎng)期因素(例如馬達(dá)磨損和密封材料老化)和短期因素(例如環(huán)境、濕度、溫度和振動(dòng))都列入考慮。另外，系統(tǒng)還能與其它的電子控制裝置(ECU)交換信息，把外界溫度和車速等信息當(dāng)成加權(quán)輸入來(lái)決定適當(dāng)?shù)呐R界值(參考圖6)。利用其它系統(tǒng)不僅會(huì)提高整體系統(tǒng)效能，還能避免在車上重復(fù)安裝傳感器的額外成本。
圖5：使用可變臨界值后的車窗關(guān)閉過(guò)程電流變化
二、課程設(shè)計(jì)實(shí)施
（一）課程的培養(yǎng)目標(biāo)
通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，逐步培養(yǎng)學(xué)生具備以下四種類型的能力：1、專業(yè)核心能力：綜合利用電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行理論設(shè)計(jì)的能力；具備一定的生產(chǎn)、生活中的電子電路的制作及維修能力。2、社會(huì)適應(yīng)能力：自學(xué)創(chuàng)新能力；團(tuán)隊(duì)合作能力；獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。3、行業(yè)通用能力：熟練應(yīng)用Multisim仿真軟件。4、崗位專用能力：元器件識(shí)別檢測(cè)，儀器的使用及保養(yǎng)。知識(shí)目標(biāo)的培養(yǎng)具體包括以下5個(gè)方面：1、認(rèn)識(shí)各種電子元器件，掌握電子元器件的特性、參數(shù)選擇以及檢測(cè)方法。學(xué)會(huì)常用電子儀器的使用及器件手冊(cè)的查閱。2、通過(guò)搭建各種典型電子電路，了解元器件在電路中的作用，掌握典型電路的工作原理。3、通過(guò)焊接技術(shù)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握焊接技術(shù)機(jī)理，掌握合格焊點(diǎn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。了解生產(chǎn)企業(yè)中電子產(chǎn)品的制造過(guò)程。4、熟練掌握Multisim仿真軟件的使用。5、能夠進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單電路或一個(gè)簡(jiǎn)單電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、焊接、制作與調(diào)試。
（二）教學(xué)項(xiàng)目的選取
充分利用校內(nèi)外教學(xué)資源，以項(xiàng)目作為教學(xué)的載體，采納企業(yè)人員的建議，基于工作過(guò)程選取典型功能電路作為教學(xué)項(xiàng)目。教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)程表設(shè)計(jì)如下：企業(yè)常用到的一些大型的焊接設(shè)備，例如：波峰焊和貼片焊，在校內(nèi)無(wú)法讓學(xué)生親身體驗(yàn)，因此可采取帶領(lǐng)學(xué)生去校外的企業(yè)參觀學(xué)習(xí)的形式作為教學(xué)的補(bǔ)充。項(xiàng)目一至五為模擬電路，項(xiàng)目六和七為數(shù)字電路，模擬電路是數(shù)字電路的基礎(chǔ)。電路結(jié)構(gòu)的選取由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，呈遞進(jìn)關(guān)系。教學(xué)中以學(xué)生為主體，體現(xiàn)了“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式。
（三）教學(xué)項(xiàng)目的具體實(shí)施
1、教師給出具體項(xiàng)目后，學(xué)生根據(jù)電路圖選取并檢測(cè)所需的元器件。2、運(yùn)用Multisim仿真軟件進(jìn)行電路的仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)掌握電路的工作原路。3、利用面包板搭建實(shí)際電路，進(jìn)行電路的參數(shù)調(diào)整并調(diào)試電路使其符合性能要求。4、將實(shí)際搭建電路與仿真電路對(duì)比，進(jìn)行誤差分析。5、通過(guò)舉一反三，對(duì)所學(xué)電路進(jìn)行拓展。6、運(yùn)用Multisim仿真軟件仿真拓展電路培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力。
（四）課程教學(xué)方法及手段
本門課程教學(xué)方法的使用大體歸納為三點(diǎn)：1、基于企業(yè)實(shí)際開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程，采用仿真與實(shí)踐相結(jié)合的項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)方法。根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要，將案例教學(xué)法、問(wèn)題教學(xué)法、擂臺(tái)競(jìng)賽法等多種教學(xué)方法靈活應(yīng)用。同時(shí)，注重人文與專業(yè)的結(jié)合，重視做人做事的教育，將職業(yè)道德、職業(yè)規(guī)范、職業(yè)技能的培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。2、教育技術(shù)的應(yīng)用：借助現(xiàn)代教育手段，可以使學(xué)生了解行業(yè)最新的技術(shù)信息，開(kāi)闊學(xué)生的眼界，并促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容更新完善。3、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的廣泛開(kāi)展：通過(guò)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室的實(shí)際動(dòng)手操作，校內(nèi)外企業(yè)的參觀學(xué)習(xí)，使學(xué)生親身體驗(yàn)，產(chǎn)生直觀的感受，通過(guò)體味領(lǐng)悟，使學(xué)生真正弄懂知識(shí)，從而收到良好的教學(xué)效果。所使用到的教學(xué)手段主要有：1、采用多媒體教學(xué)影片。2、準(zhǔn)備電子教案，并且采用多媒體課件輔助教學(xué)。3、充分利用校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)：學(xué)生可以根據(jù)自己掌握知識(shí)的程度有選擇的進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過(guò)校園網(wǎng)隨時(shí)進(jìn)入仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行操作。通過(guò)大量互聯(lián)網(wǎng)的使用使學(xué)生了解最新的行業(yè)資訊。教師也會(huì)給學(xué)生提供一些電子行業(yè)相關(guān)的網(wǎng)站供學(xué)生參考。4、利用真實(shí)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。例如：項(xiàng)目八電子產(chǎn)品的制造過(guò)程這一知識(shí)目標(biāo)的學(xué)習(xí)，通過(guò)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入校外企業(yè)參觀學(xué)習(xí)以及安排學(xué)生觀看多媒體教學(xué)影片的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在參觀的過(guò)程中，由我們頂崗實(shí)習(xí)的學(xué)生給新生做詳細(xì)的介紹。一方面，學(xué)生直觀了解電子產(chǎn)品制造的全過(guò)程，另一方面，親身感受企業(yè)真實(shí)的工作環(huán)境，提前做好心理準(zhǔn)備，明確發(fā)展的方向。
（五）課程的評(píng)價(jià)體系
《電子設(shè)計(jì)初步》課程采用項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程的考核機(jī)制，企業(yè)參與、教師評(píng)定與學(xué)生互評(píng)相結(jié)合?？傇u(píng)成績(jī)由實(shí)踐表現(xiàn)和項(xiàng)目累積成績(jī)兩部分組成。其中，實(shí)踐表現(xiàn)部分結(jié)合企業(yè)用人標(biāo)準(zhǔn)給個(gè)人打分，包括出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度、查閱資料質(zhì)量、電路所測(cè)參數(shù)、校內(nèi)、外企業(yè)參觀實(shí)習(xí)表現(xiàn)等。實(shí)踐表現(xiàn)占個(gè)人總評(píng)成績(jī)的30%。項(xiàng)目累積成績(jī)部分給出的是團(tuán)隊(duì)成績(jī)，學(xué)生互評(píng)推選出優(yōu)秀作品參加小組間的評(píng)比，校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室完成的項(xiàng)目由教師打分給出小組的項(xiàng)目實(shí)踐成績(jī)；校內(nèi)企業(yè)完成的項(xiàng)目請(qǐng)企業(yè)人員參與評(píng)分，項(xiàng)目累積成績(jī)占個(gè)人總評(píng)成績(jī)的70%。
在EDA中心的建設(shè)中,我們遵循以下原則:
(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的掌握,同時(shí)EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)窗口,代表了一個(gè)學(xué)校現(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè),應(yīng)該具有EDA特色,那就是要有豐富的EDA軟硬件支持,要有得力的指導(dǎo)開(kāi)發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境,我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè),并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn),我們將中心80臺(tái)機(jī)器內(nèi)部互連,整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì),能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過(guò)Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安裝了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系統(tǒng)。
(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過(guò)認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究,并嚴(yán)格的檢測(cè),對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī),檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符,立刻退貨,重新購(gòu)置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來(lái)說(shuō)是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè),盡管EDA軟件投資較大,為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量,劃出專項(xiàng)資金,引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。
(3)加強(qiáng)外聯(lián),尋求多方支持。EDA教學(xué)的開(kāi)展需要許多方面的技術(shù)支持,為了做好這方面的工作,我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開(kāi)發(fā)商家的聯(lián)系,可以從中得到了許多必不可少的幫助,如東南大學(xué)贈(zèng)送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備,美國(guó)Altera公司通過(guò)其大學(xué)項(xiàng)目贈(zèng)送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開(kāi)發(fā)工具等。
(4)鼓勵(lì)師生開(kāi)發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)行得比較早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開(kāi)展,目前已自行開(kāi)發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置,全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。
(5)勤儉節(jié)約,變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害,為此我們從校計(jì)算中心等地方找來(lái)約20臺(tái)淘汰了的386和486微機(jī),建成了硬件機(jī)房,很好地解決了這類問(wèn)題并節(jié)約了不少資金。
2EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理
我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動(dòng)控制系學(xué)生,行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理,兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。
在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:
(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作,我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過(guò)網(wǎng)絡(luò)授課,我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語(yǔ)音教學(xué)服務(wù),我們購(gòu)買了無(wú)線話筒。有一些國(guó)外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng),中心工作人員經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn),使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開(kāi)發(fā)。
(2)開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外,保持全日制開(kāi)放。開(kāi)放時(shí)除了安排一般值班人員外,還經(jīng)常安排對(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。
(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非?？?我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢(shì),不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來(lái)介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法,與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國(guó)性的EDA研討班。
3效果分析
(1)EDA中心自投入使用以來(lái),已為電類專業(yè)的學(xué)生開(kāi)設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號(hào)與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個(gè)實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)。總上機(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬(wàn)機(jī)時(shí)。
(2)EDA中心的構(gòu)建,推動(dòng)了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言,迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法,EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作,使教師可以在課常上集中精力和時(shí)間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識(shí)的途徑與方法,而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具,學(xué)生通過(guò)EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。
(3)開(kāi)放式的管理,方便了學(xué)生,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn),原擬定通過(guò)Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法,結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)現(xiàn),不少學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了EWB的使用,其原因是他們已主動(dòng)地到EDA中心,通過(guò)自學(xué),進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的例子。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力,反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲,這也為他們將來(lái)自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。
(4)EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場(chǎng)地,培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽,取得很好的效果,受到了學(xué)生的歡迎。
參考文獻(xiàn):
[1]陳旭,王成華.建好電工電子基地培養(yǎng)面向21世紀(jì)的高素質(zhì)人才[A].國(guó)家工科基礎(chǔ)課程教學(xué)的基地建設(shè)研討會(huì)論文集[C].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1999.4.(166).
2EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
2.1EDA技術(shù)的應(yīng)用范圍廣
當(dāng)前電子設(shè)計(jì)中比較流行的編程方式是無(wú)線編程和在線編程，EDA技術(shù)可以很好地適應(yīng)電子設(shè)計(jì)發(fā)展的潮流，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙編程，同時(shí)也會(huì)使編程具有更高的保密性。
2.2EDA技術(shù)的可靠性高
EDA技術(shù)可以有效克服電子設(shè)計(jì)中復(fù)位障礙和跑飛缺陷，并可以通過(guò)集成和壓縮將電子產(chǎn)品的各系統(tǒng)集成在同一個(gè)芯片之中，便于在電子設(shè)計(jì)中進(jìn)行管理，有利于實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的有效控制，大大提升了電子設(shè)計(jì)的可靠性。
2.3EDA技術(shù)的普適性好
EDA技術(shù)可以在電子設(shè)計(jì)的升級(jí)和創(chuàng)新環(huán)節(jié)中得到有效應(yīng)用，并能發(fā)揮出EDA技術(shù)獨(dú)有的容量大、速度快、效率高的特點(diǎn)，這對(duì)于設(shè)計(jì)通信類電子產(chǎn)品來(lái)講無(wú)疑是具有根本性的優(yōu)勢(shì)。
2.4EDA技術(shù)的效率高
EDA技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行，通過(guò)多種模塊的功能化EDA技術(shù)可以加快電子設(shè)計(jì)中速度和效率的提升，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)的超越，達(dá)到了電子設(shè)計(jì)工作對(duì)信息化和市場(chǎng)化的適應(yīng)。
3EDA技術(shù)的流程
3.1EDA技術(shù)的源程序
EDA技術(shù)通過(guò)EDA工具對(duì)需要編輯的圖形或文本加以編譯，形成規(guī)范的VHDL格式文件，這有利于邏輯綜合過(guò)程之前對(duì)編輯的控制，在形成源程序的同時(shí)將其送入到仿真器中進(jìn)行處理，一般檢驗(yàn)圖形或文字編輯的錯(cuò)漏。
3.2EDA技術(shù)的邏輯綜合
通過(guò)綜合器把電路設(shè)計(jì)的高級(jí)語(yǔ)言描繪轉(zhuǎn)化成為低級(jí)的語(yǔ)言描繪，該過(guò)程就是邏輯綜合。在進(jìn)行邏輯綜合之后能夠?qū)HDL網(wǎng)表文件送到仿真器中進(jìn)行仿真操作，其結(jié)果與功能基本保持一致。
3.3EDA技術(shù)的目標(biāo)器件
邏輯適配是指對(duì)生成的網(wǎng)表文件針對(duì)某個(gè)具體的目標(biāo)器件進(jìn)行映射操作。這個(gè)過(guò)程包括器件配置、布線操作等，在指定的目標(biāo)器件中進(jìn)行配置，產(chǎn)生下載文件，之后可以進(jìn)行時(shí)序仿真操作。VHDL仿真器在運(yùn)行的過(guò)程中已經(jīng)對(duì)EDA器件的屬性特征進(jìn)行了全面充分的考慮，因此能夠保證時(shí)序結(jié)果的精確性。
4EDA技術(shù)的應(yīng)用
本研究以EDA技術(shù)在8255A芯片的設(shè)計(jì)工作為例，來(lái)闡述EDA技術(shù)應(yīng)用的要點(diǎn)。
4.18255A端口及構(gòu)造體說(shuō)明
該設(shè)計(jì)模塊中PPI端口一共定義了40個(gè)引腳，定義與8255A是相同的。端口的構(gòu)造體許多都是輸入輸出的雙向引腳，其端口是相互對(duì)應(yīng)的在芯片端口的構(gòu)造體內(nèi)部，都是通過(guò)EDA技術(shù)的bus-in和bus-out總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4.2構(gòu)造體進(jìn)程
構(gòu)造體進(jìn)程主要包括如下兩個(gè)：一是，讀進(jìn)程工作就是指在片選信號(hào)和讀信號(hào)都有效時(shí)，從各個(gè)端口對(duì)外部設(shè)備提供的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行讀入。二是，寫進(jìn)程工作就是在片選信號(hào)和寫信號(hào)有效時(shí)，將總線上的數(shù)據(jù)信息寫入到bus-out總線上，便于以后對(duì)使用方式的判別。在這兩項(xiàng)進(jìn)程中需要EDA技術(shù)作為系統(tǒng)支撐。
2教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容
電子設(shè)計(jì)實(shí)踐能力提高班的教學(xué)計(jì)劃分為三個(gè)階段，課內(nèi)總學(xué)時(shí)數(shù)108課時(shí)，全年安排36周，每學(xué)期18周，周學(xué)時(shí)數(shù)為3課時(shí)，教務(wù)處教學(xué)計(jì)劃單列組班。第一階段：電工電子認(rèn)知階段，完成12學(xué)時(shí)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容(見(jiàn)表1)。第二階段：集中實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練階段，完成42學(xué)時(shí)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容。集中實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ?xùn)練以AVR單片機(jī)為載體，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的各種功能。AVR單片機(jī)是目前最新的單片機(jī)系列之一，擁有豐富的片內(nèi)硬件資源，功能強(qiáng)大，可靠性高，功耗低，在業(yè)界得到迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用。集中訓(xùn)練環(huán)節(jié)以ATMEGA128A芯片構(gòu)成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成21個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練(見(jiàn)表2)。第三階段：分組分項(xiàng)目綜合訓(xùn)練階段，完成54學(xué)時(shí)教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容。學(xué)生分組，每組2～3人，自由組合，自由選擇項(xiàng)目類別，采用命題作文的形式完成一個(gè)典型電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、組裝、實(shí)驗(yàn)和調(diào)試(見(jiàn)表3)。
3組織方式
學(xué)校教務(wù)處每年下達(dá)單列教學(xué)計(jì)劃，電子設(shè)計(jì)實(shí)踐能力提高班招生名額為30人，招生工作在大一下學(xué)期進(jìn)行，全校理工類專業(yè)一年級(jí)本科生各科成績(jī)合格者均可報(bào)名參加考試。電工電子實(shí)驗(yàn)中心負(fù)責(zé)組織初試和復(fù)試，初試主要考查學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能，初試通過(guò)后，在網(wǎng)上公示名單；對(duì)初試合格學(xué)生進(jìn)行復(fù)試，復(fù)試采用面試形式，主要考查學(xué)生的非智力因素及合作溝通能力，確定最終錄取名單并在網(wǎng)上公示。電子設(shè)計(jì)實(shí)踐能力提高班的教學(xué)安排在大二上、下兩個(gè)學(xué)期，上學(xué)期完成基礎(chǔ)能力訓(xùn)練，下學(xué)期完成綜合能力培養(yǎng)，總學(xué)時(shí)數(shù)為432課時(shí)，其中課內(nèi)108課時(shí)，課外324課時(shí)，由電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)分階段分梯度完成。
4運(yùn)行管理機(jī)制
電子設(shè)計(jì)實(shí)踐能力提高班的學(xué)生來(lái)自學(xué)校不同學(xué)院、不同專業(yè)，為方便教學(xué)，同時(shí)不影響學(xué)生的正常學(xué)習(xí)，提高班教學(xué)時(shí)間一般安排在18:00～21:00。要求教師具有良好的敬業(yè)態(tài)度和較強(qiáng)的奉獻(xiàn)精神；要求學(xué)生既有濃厚的電工電子實(shí)驗(yàn)興趣，又有強(qiáng)烈的責(zé)任心和擔(dān)當(dāng)力；為了不影響常規(guī)教學(xué)，提高班的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)元器件、材料需單獨(dú)購(gòu)置和準(zhǔn)備，不宜與常規(guī)教學(xué)設(shè)備共用；要求教師深入開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，采用自主研究式、探索式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，培養(yǎng)學(xué)生玩中學(xué)、做中學(xué)的能力；引入退出機(jī)制，允許不適應(yīng)這種教學(xué)模式的學(xué)生退出，學(xué)生退出后不能獲得相應(yīng)的學(xué)分；引入新的評(píng)價(jià)機(jī)制，學(xué)生的成績(jī)由綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告和電子作品綜合評(píng)定，所得學(xué)分與其他選修課學(xué)分價(jià)值相同。
5實(shí)踐效果
2013年5月，經(jīng)過(guò)報(bào)名、初試和復(fù)試，我們?cè)谌７秶鷥?nèi)選拔了40名學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計(jì)實(shí)踐能力提高班。在培養(yǎng)過(guò)程中，有4名學(xué)生不適應(yīng)提高班的教學(xué)模式和教學(xué)方法，申請(qǐng)退出，其余36名學(xué)生經(jīng)過(guò)近一年的培養(yǎng)和訓(xùn)練，從不適應(yīng)到適應(yīng)，從被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)，從孤立學(xué)習(xí)到相互啟發(fā)式學(xué)習(xí)，學(xué)生發(fā)生了明顯的變化：(1)主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)明顯增強(qiáng)，綜合實(shí)踐能力得到提高。(2)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)明顯增強(qiáng)，文獻(xiàn)檢索和應(yīng)用能力得到訓(xùn)練。(3)學(xué)生自主參與、自主選擇、自主設(shè)計(jì)、自主實(shí)踐能力得到充分施展。(4)現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試、綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υ鰪?qiáng)，作品不斷增加。(5)學(xué)生參加電子科技創(chuàng)新活動(dòng)的熱情高漲，對(duì)自己的學(xué)習(xí)提出了更高的目標(biāo)。
1．1賽前組織
1．1．1人員組織
學(xué)校成立電子設(shè)計(jì)大賽領(lǐng)導(dǎo)小組．全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽和省級(jí)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽輪流隔年舉辦一次，領(lǐng)導(dǎo)小組是常設(shè)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)電子競(jìng)賽組織、管理、協(xié)調(diào)工作．電子設(shè)計(jì)大賽領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)一般由主管教學(xué)副校長(zhǎng)擔(dān)任，副組長(zhǎng)由學(xué)校教務(wù)處處長(zhǎng)和相關(guān)學(xué)院院長(zhǎng)共同擔(dān)任，辦公室主任由電工電子實(shí)驗(yàn)中心主任擔(dān)任．辦公室設(shè)在實(shí)驗(yàn)中心，負(fù)責(zé)處理大賽日常事務(wù)，成員包括指導(dǎo)老師、實(shí)驗(yàn)員及大賽相關(guān)人員．電子設(shè)計(jì)大賽領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)相關(guān)部門協(xié)調(diào)和政策落實(shí)和大賽組織和宣傳，負(fù)責(zé)參賽人員管理和學(xué)生培訓(xùn)，負(fù)責(zé)賽前制定培訓(xùn)計(jì)劃收集整理資料，負(fù)責(zé)與賽區(qū)組委會(huì)聯(lián)絡(luò)和大賽專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)管理，負(fù)責(zé)元器件及耗材保管、整理、發(fā)放、采購(gòu)和培訓(xùn)競(jìng)賽場(chǎng)地管理，負(fù)責(zé)培訓(xùn)競(jìng)賽后勤保障和學(xué)生管理．電子設(shè)計(jì)大賽人員組織包含指導(dǎo)老師的組織和參賽學(xué)生的組織．強(qiáng)有力的指導(dǎo)老師團(tuán)隊(duì)是電子設(shè)計(jì)大賽取得成功的基礎(chǔ)．隨著技術(shù)發(fā)展，大賽專業(yè)知識(shí)廣度和深度不斷加深，題目更加新穎貼近生活，包括電源類、控制類、無(wú)線收發(fā)類、儀器儀表類等，涉及電子技術(shù)各領(lǐng)域和方向，對(duì)指導(dǎo)老師綜合素質(zhì)和能力提出了更高要求．指導(dǎo)老師需要精通模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路，精通51單片機(jī)和熟練運(yùn)用CORTEX－M3嵌入式系統(tǒng)、CPLD/FPGA可編程邏輯器件、DSP數(shù)字信號(hào)處理器等，有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和極強(qiáng)攻堅(jiān)能力．根據(jù)實(shí)際情況組建指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)給學(xué)生全方位的指導(dǎo)，充分發(fā)揮指導(dǎo)教師特長(zhǎng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互學(xué)習(xí)，共同提高．參賽學(xué)生是大賽主體，加強(qiáng)宣傳，吸引更多同學(xué)參與大賽，同時(shí)保證競(jìng)賽質(zhì)量和水平，經(jīng)選拔合格或任課老師推薦才能正式報(bào)名參加．大三學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和實(shí)踐能力強(qiáng)于大二學(xué)生，選拔時(shí)以大三學(xué)生為主，適當(dāng)選取大一、大二學(xué)生保證后備力量，組成電子設(shè)計(jì)大賽參賽隊(duì)伍．通過(guò)學(xué)校宣傳、領(lǐng)導(dǎo)小組動(dòng)員、輔導(dǎo)員講解，使參賽同學(xué)全方位多角度了解電子設(shè)計(jì)大賽的意義和目的，對(duì)就業(yè)和成長(zhǎng)的幫助，調(diào)動(dòng)學(xué)生競(jìng)賽積極性和熱情．
1．1．2經(jīng)費(fèi)組織
電子設(shè)計(jì)大賽經(jīng)費(fèi)使用原則:預(yù)算清晰，專人管理，?？顚Ｓ?，合理使用，厲行節(jié)約，保證運(yùn)行，各項(xiàng)開(kāi)支在預(yù)算內(nèi)完成，開(kāi)支與預(yù)算一致．經(jīng)費(fèi)來(lái)源分為學(xué)校年度預(yù)算和校內(nèi)部門籌集，用于電子設(shè)計(jì)大賽基本運(yùn)行和指導(dǎo)教師課時(shí)補(bǔ)貼．基本運(yùn)行包含報(bào)名費(fèi)、管理費(fèi)、電子元器件及耗材采購(gòu)添置、競(jìng)賽期間餐費(fèi)及其他雜費(fèi)．指導(dǎo)教師課時(shí)補(bǔ)貼指賽前教師培訓(xùn)課時(shí)費(fèi)、競(jìng)賽期間指導(dǎo)教師補(bǔ)貼．電子設(shè)計(jì)大賽經(jīng)費(fèi)不含教師差旅費(fèi)和競(jìng)賽獲獎(jiǎng)后學(xué)校發(fā)放獎(jiǎng)金，賽后根據(jù)政策另行撥付．
1．1．3設(shè)備耗材組織
大賽設(shè)備耗材專人管理，專人采購(gòu)，統(tǒng)一分配;培訓(xùn)類耗材由培訓(xùn)教師提出計(jì)劃統(tǒng)一采購(gòu)．
1．2賽前培訓(xùn)
電子設(shè)計(jì)大賽賽前對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)是學(xué)生提高的重要過(guò)程，很大程度上決定了比賽成績(jī)．指導(dǎo)教師根據(jù)歷年競(jìng)賽內(nèi)容和特點(diǎn)，結(jié)合自身特長(zhǎng)制定詳盡的培訓(xùn)計(jì)劃和方案．大三學(xué)生知識(shí)相對(duì)全面但實(shí)踐應(yīng)用能力較差，沒(méi)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)點(diǎn)孤立難以將各門課程融合到一起，大二學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)不完整，認(rèn)識(shí)片面，指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況因材施教做出個(gè)性化的培訓(xùn)與輔導(dǎo)，使培訓(xùn)效果達(dá)到最佳．培訓(xùn)分兩個(gè)階段，時(shí)間5～6周．第一階段(3～4周)采用集中授課與實(shí)際制作相結(jié)合的方式，第二階段(2～3周)采用三人一組半開(kāi)放自主設(shè)計(jì)的方式．第一階段包含模塊電路分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、制作、參數(shù)測(cè)試、基本儀器使用及報(bào)告書寫，對(duì)往屆比賽重點(diǎn)模塊電路進(jìn)行有針對(duì)性專題講座和制作．重點(diǎn)模塊有電源電路、信號(hào)調(diào)理與運(yùn)算放大電路、傳感器與微弱信號(hào)檢測(cè)電路、信號(hào)發(fā)生電路、通信電路、電壓與頻率轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)、人機(jī)交互電路、數(shù)據(jù)采集電路、驅(qū)動(dòng)電路等．設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包含:摘要，敘述核心技術(shù)、實(shí)現(xiàn)方法與發(fā)揮;系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，敘述方案選擇、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方法;硬件電路設(shè)計(jì)與分析計(jì)算，敘述硬件電路原理、計(jì)算、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);軟件設(shè)計(jì)，敘述軟件程序思想、流程、實(shí)現(xiàn)方法與重點(diǎn)程序;測(cè)試結(jié)果與分析，敘述測(cè)試儀器、測(cè)試方法、測(cè)試結(jié)果、數(shù)據(jù)分析;總結(jié)與展望，總結(jié)題目完成情況、存在問(wèn)題與展望．第一階段使學(xué)生掌握基本模塊電路，對(duì)電子設(shè)計(jì)進(jìn)一步了解和認(rèn)識(shí)，優(yōu)秀學(xué)生脫穎而出，具備沖擊獎(jiǎng)項(xiàng)實(shí)力，指導(dǎo)教師對(duì)這部分同學(xué)重點(diǎn)關(guān)注，畢竟指導(dǎo)教師精力有限，不可能面面俱到，拿獎(jiǎng)也是一項(xiàng)重要而艱巨的任務(wù)．第二階段3人一隊(duì)進(jìn)行賽前熱身．按比賽要求自主設(shè)計(jì)，鍛煉同學(xué)們系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試、參數(shù)測(cè)試、團(tuán)隊(duì)分工與協(xié)作能力．每隊(duì)由3名同學(xué)自愿組合組成，1名同學(xué)負(fù)責(zé)軟件編寫，1名同學(xué)負(fù)責(zé)硬件制作，1名同學(xué)負(fù)責(zé)報(bào)告撰寫．實(shí)際比賽有很多突況需共同討論、共同參與、共同應(yīng)對(duì)、共同解決．指導(dǎo)教師可以根據(jù)以往題目特點(diǎn)、內(nèi)容和難度自行設(shè)計(jì)題目，也可以直接選擇往屆典型題目．第二階段模擬訓(xùn)練展現(xiàn)了各隊(duì)水平和能力，也暴露存在的問(wèn)題，指導(dǎo)教師根據(jù)每隊(duì)實(shí)際情況進(jìn)行賽前輔導(dǎo)．
2賽期管理
比賽前2～3周，組委會(huì)發(fā)放比賽用單片機(jī)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提前讓參賽隊(duì)熟悉開(kāi)發(fā)環(huán)境，賽前一周公布本屆電子設(shè)計(jì)大賽可能用到的元器件測(cè)試儀器，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)根據(jù)公布元器件清單估計(jì)本屆比賽可能出現(xiàn)的題目和用到的模塊．指導(dǎo)教師對(duì)器件進(jìn)行分析，列出本次大賽可能用到元器件詳細(xì)清單，交器件管理員清理匯總，不足部分立即準(zhǔn)備和采購(gòu)，采購(gòu)應(yīng)確保器件質(zhì)量，排除器件質(zhì)量問(wèn)題帶來(lái)的故障和干擾．參賽隊(duì)在賽前調(diào)試好競(jìng)賽場(chǎng)地儀器設(shè)備，查看元器件清單結(jié)合指導(dǎo)老師分析對(duì)新器件和不熟悉模塊進(jìn)行搭建與調(diào)試，為比賽正式開(kāi)始做好準(zhǔn)備．4天3夜的電子設(shè)計(jì)大賽開(kāi)始后，第一天選擇題目、設(shè)計(jì)方案與具體電路，領(lǐng)取元器件及耗材，不足的元器件匯總立即采購(gòu)．第二天完成軟件編寫和部分模塊電路搭建．第三天完成軟硬件聯(lián)調(diào)和報(bào)告書寫．第四天完成參數(shù)測(cè)試，有能力的同學(xué)完成發(fā)揮部分設(shè)計(jì)．
二、教學(xué)改革與建設(shè)
教學(xué)改革與建設(shè)在課程教學(xué)改革與建設(shè)中，深刻領(lǐng)會(huì)教育部［2012］4號(hào)、教職成［2011］12號(hào)等文件精神，借鑒吸收兄弟院校的優(yōu)秀成果和寶貴經(jīng)驗(yàn)，引入校企合作的開(kāi)發(fā)機(jī)制，著力構(gòu)建基于工作過(guò)程的課程改革模式。
（一）基于企業(yè)應(yīng)用需要，架構(gòu)課程核心。通過(guò)企業(yè)調(diào)研、掛職頂崗等形式，針對(duì)電子類專業(yè)畢業(yè)生從事的崗位群（包括電子產(chǎn)品裝接技師、調(diào)試維修技師、檢驗(yàn)服務(wù)技師和電子設(shè)計(jì)工程師等）進(jìn)行深層調(diào)研分析，確定了崗位群對(duì)職業(yè)能力的要求。同時(shí)，以山東半島制造業(yè)基地為背景，以黃河三角洲地區(qū)引進(jìn)發(fā)展急需人才項(xiàng)目為載體，大力加強(qiáng)與山東五洲電氣有限公司、濰坊華彤電氣有限責(zé)任公司等校外實(shí)訓(xùn)基地的交流與合作，校企雙方共同探討以職業(yè)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向開(kāi)展課程改革的新模式，架構(gòu)了《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）》的課程核心。
（二）基于典型工作過(guò)程，設(shè)計(jì)課程結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，德國(guó)基于工作過(guò)程的職業(yè)教育課程開(kāi)發(fā)方法代表著世界職業(yè)教育課程發(fā)展的方向，比較成功地解決了職業(yè)教育課程改革中的難題。其參照系是工作過(guò)程，但并非所有的、原生態(tài)的工作過(guò)程，而是從職業(yè)群中歸納整合出的典型的職業(yè)工作過(guò)程。根據(jù)工作崗位與工作任務(wù)的調(diào)研結(jié)果，進(jìn)行歸納匯總，得到了電子電路原理圖設(shè)計(jì)、電子電路PCB設(shè)計(jì)、電子電路仿真調(diào)試、EDA綜合應(yīng)用等分解工作任務(wù)，將相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)歸類，得到了《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）》的具體行動(dòng)領(lǐng)域。實(shí)際教學(xué)過(guò)程中采取由易而難、循序漸進(jìn)的方式，將單管放大電路、射極跟隨器等基本電路，單片機(jī)最小系統(tǒng)等中等集成電路，智能手機(jī)拆解電路等實(shí)際復(fù)雜電路逐層展開(kāi)，層層融入課程結(jié)構(gòu)，收到了非常好的效果。
（三）基于企業(yè)發(fā)展前沿，提升教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。鼓勵(lì)學(xué)生考取職業(yè)資格證書，以便有能力在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搏風(fēng)擊浪。在繼續(xù)開(kāi)展維修電工職業(yè)技能鑒定的同時(shí)，也在嘗試將電子制圖員、助理電子設(shè)計(jì)師等職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化新器件、新技術(shù)、新工藝等融入課程內(nèi)容，全面提升教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，以滿足企業(yè)需要，實(shí)現(xiàn)與崗位零距離對(duì)接。將PCB設(shè)計(jì)軟件由舊的Protel99SE升級(jí)為更為完備的ProtelDXP，將電子仿真軟件由舊的EWB5.12升級(jí)為功能更強(qiáng)的Multisim12。在教學(xué)過(guò)程中，將深圳華為技術(shù)有限公司等知名電信電子公司的設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)介紹給學(xué)生，既開(kāi)闊了學(xué)生的眼界，同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。
三、教材選用與處理
根據(jù)最新的教學(xué)大綱，選用教育部高職高專規(guī)劃教材，以提高學(xué)生的動(dòng)手及工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，以電子技術(shù)基礎(chǔ)為背景，以計(jì)算機(jī)為工具，全面培養(yǎng)學(xué)生的工作和實(shí)踐能力。根據(jù)需要，把教材內(nèi)容分為兩大部分：第一部分是電子電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)，包括設(shè)計(jì)的一般方法、元件庫(kù)與封裝庫(kù)的編輯、手工布局與手工布線、自動(dòng)布局與布線等內(nèi)容；第二部分是電子電路仿真，包括仿真軟件的基本操作、分析方法及實(shí)際應(yīng)用等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，又將兩者有機(jī)融合，單獨(dú)開(kāi)辟了EDA綜合應(yīng)用這一環(huán)節(jié)作為第三部分。另外，結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)，突出實(shí)用性、時(shí)代性，以自主、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新為重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的綜合素質(zhì)教育，培養(yǎng)學(xué)生初步的科研和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，選拔優(yōu)秀學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、山東省職業(yè)院校技能競(jìng)賽及機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)競(jìng)賽等活動(dòng)，“走出去———以賽帶練”不失為一條培養(yǎng)高素質(zhì)人才的好路子。
四、教學(xué)方法與手段
借鑒行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法的先進(jìn)理念，注重實(shí)踐活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性。在教學(xué)方法上，不拘泥形式，而是根據(jù)學(xué)生的個(gè)性特征及教學(xué)的實(shí)際需要，綜合設(shè)計(jì)，推陳出新，以達(dá)到教學(xué)的目的。如在電子電路分析方法的選擇上，采用頭腦風(fēng)暴法，讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)興趣；在PCB板的設(shè)計(jì)中，采用角色扮演法，根據(jù)設(shè)計(jì)流程讓學(xué)生在規(guī)范確定、PCB規(guī)劃、封裝選擇、布局布線、DRC檢測(cè)等環(huán)節(jié)擔(dān)任不同角色，合理分工，提高其工作責(zé)任心和學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。在教學(xué)手段上，綜合應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，充分利用電子課件等多種電子資源進(jìn)行多媒體教學(xué)。課件內(nèi)容形式多樣，充分發(fā)揮多媒體的特點(diǎn)，把文字、圖像、聲音、動(dòng)畫及視頻等信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，使得講授更加生動(dòng)，演示更加直觀，上機(jī)練習(xí)更加充分，輔導(dǎo)答疑更加全面。
五、教學(xué)過(guò)程與評(píng)價(jià)
在教學(xué)過(guò)程中，努力營(yíng)造活躍開(kāi)放的課堂氛圍，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)思考。鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)，因?yàn)槊恳粋€(gè)疑問(wèn)都是智慧火花的碰撞，每一個(gè)疑問(wèn)的解決都是能力升華的結(jié)晶。以積極心態(tài)去引導(dǎo)，對(duì)提出問(wèn)題的學(xué)生加以表?yè)P(yáng)，給予平日成績(jī)加分的獎(jiǎng)勵(lì)。在“傳道、授業(yè)、解惑”的過(guò)程中，老師起了一個(gè)傳幫帶的作用，與學(xué)生拉近了距離，是學(xué)生學(xué)習(xí)上的良師，更是生活中的益友。謙遜的態(tài)度使人受用終生，在老師的平易近人面前，學(xué)生也學(xué)會(huì)了彬彬有禮，這便是一個(gè)和諧的教學(xué)氛圍。在授課過(guò)程中，還堅(jiān)持一個(gè)理念，即高職教育培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生不是只會(huì)干活的流水線機(jī)器，而是有思想、有內(nèi)涵的高素質(zhì)人才。教師要教給學(xué)生的，理論知識(shí)固然重要，做人的道理亦不可或缺?！峨娮釉O(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）》作為一門發(fā)展?jié)摿薮蟮膬?yōu)秀課程，教學(xué)考核與評(píng)價(jià)體系也應(yīng)該先進(jìn)實(shí)用，首先要與我國(guó)高等職業(yè)教育要求的通用能力相關(guān)聯(lián)；其次要與對(duì)應(yīng)職業(yè)領(lǐng)域的國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)聯(lián)。為此，初步探索了基于能力評(píng)價(jià)的學(xué)生考評(píng)系統(tǒng)，使之與基于工作過(guò)程的課程內(nèi)容改革相配套，具體包括作業(yè)完成情況、基本能力展示、實(shí)踐操作技能、工作與職業(yè)操守、學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神等考核內(nèi)容。作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，在大力強(qiáng)化技能訓(xùn)練的同時(shí)，并不忽略理論的重要性。重理論、輕實(shí)踐只是紙上談兵：而重實(shí)踐、輕理論則是匹夫之勇；只有理論與實(shí)踐相統(tǒng)一，那才是王者之道?，F(xiàn)代教育培養(yǎng)的學(xué)生不是一個(gè)個(gè)操作工人，而是具有深厚理論功底的能工巧匠。
二、在《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程教學(xué)中引入案例教學(xué)法的方法
《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，但傳統(tǒng)教學(xué)僅僅局限于課堂，學(xué)生只能學(xué)到理論知識(shí)，使得教學(xué)效果大打折扣。將案例教學(xué)法引入《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程的教學(xué)中，利用案例來(lái)解決難懂的理論知識(shí)，不僅能夠讓學(xué)生深刻地了解案例，而且能加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。如在學(xué)習(xí)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化中的555定時(shí)器電路課程時(shí)，因?yàn)?55定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)包括了觸發(fā)器、晶體管、分壓器與電壓比較器等，如果教師只通過(guò)理論教學(xué)來(lái)解釋555定時(shí)器，學(xué)生無(wú)法分清單穩(wěn)態(tài)、脈沖寬度等相關(guān)的概念，也不能理解定時(shí)時(shí)間的算法。于是，筆者把555定時(shí)器的概念滲透到案例中，將555定時(shí)器設(shè)計(jì)成一個(gè)閃光燈的電路，其電路需要接程典型的無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的形式，通過(guò)EWB仿真軟件，在OUT端口高電平的時(shí)候，燈1滅，燈2亮；相反，在OUT端口低電平的時(shí)候，燈1亮，燈2滅。這個(gè)案例能有效解決這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。在課堂上，學(xué)生還可以結(jié)合電路圖動(dòng)手實(shí)踐，親自完成通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變閃光燈頻率時(shí)間的實(shí)驗(yàn)。這樣不僅可以讓學(xué)生直觀地了解多諧振蕩器的原理，而且能使學(xué)生從本質(zhì)上理解脈沖寬帶的含義，并掌握555定時(shí)器定時(shí)的計(jì)算方式。
