电工电子技术实验改革基于电子设计竞赛的探索
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作者: 覃家敦 孙洪民
当前电子设计竞赛进行的如火如荼,作为专业基础课的电工电子技术,其教学和实验安排必然要紧跟时代发展的脉搏,借助于各种仿真手段,通过综合性的设计培训,达到提高基础知识、选拔优秀人才的目的。
[关键词]电工电子 实验 设计竞赛 探索
当前科技发展日新月异,电工电子技术等基础课程的教学改革也必须跟上信息时代的脚步,在国家倡导技能院校的大背景下,高职院校拥有了前所未有的发展机遇,随着大学生电子设计竞赛在全国各个省市地区的深入发展,势必带动一大批优秀的科技人才进入到科研创新的队伍中来,作为高等学校的一部分,高职院校既承担着大学教育的一部分功能,也天然地继承了作为职业院校的技能教育的基本要求。
一、结合电工电子技术实验进行培训
根据我们最近几年所进行的培训和赛前辅导的相关工作,针对高职院校的特点,探讨如何更好地提高电子技术实验在实际教学中的作用,以及如何推动电子设计竞赛在高职教学过程中的改革和创新。为保证竞赛取得佳绩,同时培养大学生的实践创新意识与基本能力、团队协作精神,提高学生的动手能力,各高校都将在竞赛开展前进行相关的培训,并从中遴选出优秀选手参加每两年举行一届的全国大赛。
培训的过程一般从大一新生就开始入手,以电子协会的名义召集有兴趣的同学加入,然后统一培训,培训的思路基本遵从教师辅导有基础的同学,而让有经验的同学去培训新生,这样既可以节省教师的时间,又可以锻炼高年级同学的组织能力和领导能力。本着“实践、服务、创新、提高、发展、学以致用、技术强身、技术为民”的宗旨来开展工作,在传统工作中具体实现形式上要有所创新。
针对电工电子技术课程的特点,指导教师分配了相应的管理任务,具体工作如下:
1.对新会员进行学习相关协会管理制度和各种用电安全,实行一对一的进行教育和学习,力争每个新会员都能够接纳和理解此次教育目的,以便今后更好的开展各项工作。
2.对新进会员开展培训,主要课程有:电子元器件的认识、电子基本电路的认识、简易电路的制作,并开展电子设计、维修方面的学术讲座,电子设计实验:数字温度计、数字钟、秒表、稳压电源、简易液压控制装置、功率放大器、可调基准等电路的制作,单片机的简单程序的设计等。同时开放实验室让同学们能动手进行更多实际的操作。
3.为了让学生在不断发展过程中获得经验,同时也使他们懂得更多做人的道理,传承一种“团结奋进,甘于奉献”的精神,每个月在学校学院进行一次大型的家电义务维修活动,以此来带动学生的学习热情和扩大影响力。
二、开发工具软件的培训
针对以上的项目,进行相应的课程培训,并收集相关的资料。下面简单介绍一下所需的开发工具软件,当前竞赛一般都用到下面三个工具软件:Protel 2004、Keil μVision、Proteus以及EWB软件,下面具体的一一说明。
1.Protel 2004。电工电子技术的教学目的就是要求学生掌握各类元器件的类型,电路图的读图和绘制以及电路的工作原理,并掌握分析电路的方法。然而在教学过程中,电路元件的特性、工作曲线等十分抽象,课堂教学的直观性差,学习这些内容比较吃力。可以应用电路仿真技术来解决这个问题,Protel 2004就是其中之一。
2.Keil μVision。Keil μVision是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。其功能强大,生成的代码紧凑,是目前世界上使用最广的51系列兼容单片机开发工具Keil μVision可以编译汇编语言和C语言,但单片机软件是一般采用C语言编写,C51语言是ANSI C的扩展集,其语法结构、关键字等与ANSI C绝大部分是相同的。
3.Proteus设计仿真。Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合; 支持主流单片机系统的仿真;提供软件调试功能。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU的工作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。可从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。
4.EWB。EWB是一款仿真功能十分强大的电子电路仿真分析设计软件,几乎可以完整地仿真出真实电路的效果。EWB具有完整的混合模拟与数字模拟功能,可任意在系统中集成数字及模拟元器件。EWB能自动进行信号转换,在输出信号的观察上,具备即时显示的功能。该软件带有丰富的元器件库,可提供多种电路分析方法。还有虚拟的仪表设备,比如函数信号发生器、万用表、示波器以及逻辑分析仪等,可具体的模拟实际的测量情况。利用EWB提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验,仿真电路的实际运行情况,熟悉常用电子仪器的测量方法。
三、综合项目设计培训
电子综合设计是电工电子技术实践教学中的重要环节。将“电工技术” “模拟电子技术” “数字电子技术” “电子线路EDA及仿真”等课程融会贯通,整合成一门综合性的实验课程,在前述理论课后单独设课。在设计内容、测试方法及数据处理方面均有一定的深度和广度,在现代电子仪器仪表及设备的使用、实验基本技能方面,使学生得到了很好的锻炼。根据电子设计竞赛所要求的能力,安排相应难度的综合性的设计项目,可以巩固所学的理论知识,并且可以在平时针对竞赛的能力进行分散的锻炼。
电子综合设计的教学目的是培养学生初步具有电子技术的工程技术能力,尽力改变以验证理论性质的纯理论实验,合理使用常用的电子仪器进行电路的设计和测试,巩固和加深所学理论,并通过电子综合设计培养学生的综合能力和创造性,提高实验技能,培养学生严谨的科学态度和作风。电子综合设计以设计为主线,采用仿真与实做调试结合、课内与课外结合、硬件与软件结合的教学模式和手段,全面而系统地培养学生的获知能力、综合设计与研究创新能力。
总之,高职院校由于时间限制,无法开展大规模的系统的集训,只好从开学就着手进行学生的动手能力的培训。经过对电子综合设计教学实践,注意在教学内容上采用适当教学方法,引入EDA仿真技术和现场调试等多种设计手段,完善了设计考核方法,使学生加深了对课程理论内容的理解和消化,培养学生了的综合分析能力和应用能力及创新能力。实践表明这是一种提高电工电子技术课程教学质量和提高学生综合素质的有效方式。
参考文献:
[1]詹善兵,黄崇富.基于EWB的电工电子技术仿真分析探索[J].2008.112-113.
[2]高林,张俊梅等.依托电子综合设计培养学生创新应用能力[J].2010.141-143.
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