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数字电路分析论文样例十一篇

时间:2023-03-21 17:17:11

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数字电路分析论文

篇1

Abstract:Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis,thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed,thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.

Keywords:powernetwork;high_voltagetransmissionline;insulator;typeselection

近几年江苏电网发展迅速,截至2001年底,全省投运的500kV线路3174km、500kV变电站11座。线路使用的绝缘子种类繁多,目前输电线路使用的绝缘子按型式主要分为盘式绝缘子和长棒型绝缘子。下面介绍这2种绝缘子的特点。

1盘式绝缘子的特点

盘式绝缘子按材质可分为盘式瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子。

1.1盘式瓷绝缘子

盘式瓷绝缘子是最早用在线路上的绝缘子,已有一百多年的历史。它具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、耐热性和组装灵活等优点,被广泛用于各种电压等级的线路。盘式瓷绝缘子是属于可击穿型的,它是采用水泥将物理、化学性能各异的瓷件与金属件胶装而构成的,在长期经受电场、机械负荷和大自然的阳光、风、雨、雪、雾等的作用,会逐步劣化,对电网的安全运行带来威胁。特别是含有劣化绝缘子的绝缘子串发生闪络(由于雷击或污闪等原因)时,可能会使劣化的绝缘子头部瞬间发热爆炸,造成导线落地的事故。华东电网在1996年底的大污闪事故中,500kV系统有11条线路因雾闪发生72次跳闸。其中,3条线路因零值绝缘子爆炸造成导线落地;2条线路多串绝缘子结构中有1串因零值绝缘子爆炸断串。

2000年9月22日,江苏省220kV溧阳变电站220kV旁母、正母瓷瓶发生因大量低值绝缘子的存在而导致的掉串事故。所以劣化绝缘子的检测工作非常重要,前系统停电是较难的,即使线路停电,也无足够的时间和人力进行全线绝缘子的检测工作。因劣化绝缘子的安装位置和分布区域的原因,向来是绝缘在线检测的一个难点。目前常用短路叉法和火花间隙法检测,这些方法易于检测零值绝缘子,测试方法简单,但准确性较低,对低值绝缘子,特别是1串中存在多片低值的情况下,则很难作出正确的判断。瓷绝缘子的老化率随其运行时间的延长而逐年上升。

1.2钢化玻璃绝缘子

钢化玻璃绝缘子具有较好的机电性能,其抗拉强度、耐电击穿性能、耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击性能等都优于瓷绝缘子。且与瓷绝缘子不同,玻璃绝缘子具有零值自爆的绝缘自我淘汰能力,这样就很容易被发现,无需对其进行绝缘测试。自爆率通常在前3年较高,这与瓷绝缘子相反。数十年的运行和试验数据证明,钢化玻璃绝缘子具有长期稳定的机电性能和较长的使用寿命。防污型玻璃绝缘子为取得较大的爬电距离,只有在伞裙下表面增加数个深棱来实现(由于工艺的原因,无法像瓷绝缘子通过双伞或三伞增加爬距)。当用于粉尘污染较严重的地区,因这种钟罩深棱的伞型自洁能力差、清扫不便,下表面结垢严重,造成耐污闪能力大大降低。从江苏电网运行情况来看,钟罩深棱型绝缘子(包括瓷的和玻璃的)不适合江苏地区这种以粉尘污染为主、污染较重的地区使用,如果使用,应充分考虑其爬电距离的有效利用系数。1999-2002年,江苏省500kV线路污闪跳闸中,只有7%(一次跳闸)是瓷双伞绝缘子,其余都是玻璃绝缘子。这里针对的是悬垂串绝缘子,全省尚未发生过耐张串绝缘子的污闪跳闸。

2长棒型绝缘子的特点

长棒型绝缘子按材质可分为合成绝缘子和长棒瓷绝缘子。

2.1合成绝缘子

合成绝缘子具有质量小、强度高、耐污性能好、维护工作量小等诸多优点。硅橡胶合成绝缘子表面具有憎水性,且附着在伞裙表面的污染层也具有憎水性(即硅橡胶的憎水性迁移),这大大提高了合成绝缘子的抗污能力。从国内的使用情况来看,历次的大面积污闪事故中,合成绝缘子都表现出优异的抗污闪能力,在外绝缘水平偏低和污染较重的情况下,合成绝缘子是个较好的选择对象。国外合成绝缘子的研制和挂网较早,使用范围很广泛,已取得成功的运行经验。国内合成绝缘子生产厂家经过数代产品的改进,生产技术水平大大提高,主绝缘成型技术已达到国际先进水平。合成绝缘子端头的连接型式是多种型式并存,但逐步趋向国际先进的探伤监控下的压接式,其结构简单、美观,产品质量的人为分散性得到控制。合成绝缘子的长期机械可靠性主要依靠:芯棒的质量和截面尺寸、金属端部附件特性以及附件与芯棒的连接质量。伞套为芯棒提供保护,并提供必要的爬电距离,要求它有长期的憎水性、较好的抗气候变化的性能、较高的撕裂强度等,常采用一些试验(如5000h加速老化试验),可检验伞套的长期性能。为改善端部电场分布,降低无线电干扰程度,提高电晕起始电压等原因,500kV合成绝缘子两端都装有均压环,但均压环的存在降低了放电距离。

从合成绝缘子运行中发生的事故、故障情况来看,大部分是雷击闪络,这可通过增加干弧距离来解决。其次是不明原因的闪络,不明原因的闪络是指闪络发生在系统无任何过电压的情况下,且发生闪络后的绝缘子送到试验室检验时,各项试验结果均合格。目前对不明原因的闪络问题尚无统一的认识,有的认为是绝缘子由于污湿原因,其憎水性会暂时消失;也有的认为是鸟粪引起的。从事故后果的严重性来看,最严重的是合成绝缘子的脆断问题,从20世纪70年代开始,有些合成绝缘子就发生了脆断事故。这种现象是由环氧树脂玻璃纤维芯棒的玻璃纤维受酸蚀引起的,一般在暴露于酸性环境中的玻璃纤维芯棒承受机械负载时发生的。华东电网在1998年发生了2例典型的500kV合成绝缘子脆断事故。一起是1998年3月,上海500kV渡南5101线发现1支合成绝缘子折断,该绝缘子是进口产品,运行时间仅4年多。该产品芯棒的硅橡胶护套厚度仅1.5mm(通常为3~5mm),引起折断的原因是护套厚度太薄,在运行中出现破损,水分渗入至芯棒,最终导致芯棒酸蚀脆断。另一起是1998年8月,浙江500kV兰窑5404线1支国产合成绝缘子发生断裂,原因是该绝缘子金具端头连接密封结构为第一代型,密封层较薄,水气沿着金具与护套间的缝隙渗入芯棒后,形成酸性环境,芯棒在此酸性环境和应力的作用下发生脆断。制造厂和运行部门从多起脆断事故的经验教训中,已认识到伞裙护套与金具之间可靠密封的重要性。

2.2长棒瓷绝缘子

一般情况下,长棒型瓷绝缘子串110kV为1节,220kV为2节,500kV为3节,每节都带有均压环和招弧角。绝缘体由氧化铝高强度瓷制作。江苏省1997年在500kV斗渡线无锡段率先采用了德国CERAM公司的瓷棒绝缘子,98串用在直线塔两边相。运行一段时间后,测量所得盐密较低。盐密的测量结果见表1。

表1盐密测量结果

绝缘子投运时间测量时间测量部位盐密

型式(mg/cm2)

瓷棒1997年12月1998年11月A相上串第2个伞0.0081

A相上串第8个伞0.0098

A相上串第16个伞0.0124

1999年11月C相下串第2个伞0.0061

C相下串第8个伞0.0065

C相下串第16个伞0.0069

2000年3月A相下串第2个伞0.0105

A相下串第8个伞0.0105

A相下串第16个伞0.0184

500kV瓷棒绝缘子由3节组成,每节之间均有均压环和招弧角,与同样棒型的合成绝缘子相比,在相同的结构高度下,空气间隙缩短。如某合成绝缘子供货商提供的产品结构长度4450mm、干弧距离4135mm、负极性50%雷电冲击闪络电压为2540kV;而某瓷棒绝缘子厂商提品的连接长度4452mm、干弧距离4030mm、负极性50%雷电冲击闪络电压为1950kV。因此,要达到一般合成绝缘子所要求的雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压,则瓷棒绝缘子的结构高度将大于合成绝缘子的,这就要求杆塔尺寸应选大一点,对于多雷区线路,作为悬垂串使用时,存在一定的局限性。

使用长棒瓷绝缘子时,需在运输和安装过程别小心。瓷件大而笨,在运输和安装时,有碰撞和损坏的危险。另外,如果制造过程中内部产生细微的缺陷,在运行中,热-机械应力的长期作用会降低绝缘子的机械强度,且巡线时对长棒瓷绝缘子串的观察和检测还不能发现故障绝缘子,这样会导致瓷件意外折断和导线落地。

3对江苏电网输电线路绝缘子选型的建议

(1)悬垂串绝缘子应选用防污型盘式瓷绝缘子或长棒型绝缘子。我国盘悬式瓷绝缘子的生产厂家多、产量大,但不同厂家的产品质量差异很大。输电线路的绝缘子选型时,应对不同厂家生产的瓷绝缘子的运行情况进行详细调查了解,选用高品质的瓷绝缘子。同时,对运行中的瓷绝缘子应加强检测,及时更换劣化绝缘子,确保电网安全运行。除耐张串可选用普通型的外,伞型的应选用双伞或三伞,而钟罩深棱型绝缘子不宜使用。

(2)瓷棒绝缘子的机械强度直接与瓷件有关,由于运输、安装过程中造成的损坏,或运行中外界偶然的撞击,或制造过程中形成的内部缺陷(要求产品有严格的质量检查、优良的制造工艺),可能会在运行中意外折断,所以瓷棒绝缘子应选择质量好的产品,并加强检验工作,小心运输、安装。

(3)钢化玻璃绝缘子具有零值自爆的优点,可节省大量的运行维护费用。由于钟罩深棱型绝缘子的固有缺陷以及江苏省的运行经验证明,这种型式的绝缘子不适合以粉尘污染为主、污染较重的地区使用,如果使用,应充分考虑其爬电距离的有效利用系数。普通型的玻璃绝缘子可在耐张串使用。

(4)合成绝缘子具有维护工作量小、质量小、耐污性能好等优点,这是瓷、钢化玻璃绝缘子不可相比的。目前在我国大气污染严重、输电线路外绝缘水平普遍偏低、塔头尺寸也限制了调爬的选择性的情况下,合成绝缘子应是污染严重地区的选择对象。但是,合成绝缘子运行时间短,运行经验尚嫌不足。对500kV合成绝缘子应慎重选择制造厂家及技术参数,积极研究考核其各项性能、寿命的技术指标及试验方法,对在线运行的合成绝缘子应加强监测。

(5)绝缘子爬电比距的配置应符合本地区审定后最新版污区图的要求,并应参照JB/T5895-91《污秽条件下绝缘子的使用导则》的要求,充分考虑其爬电距离的有效性和运行经验,绝缘子的污闪放电特性与结构造型及自然积污量有关。爬电距离有效利用系数应反映放电发展时爬电距离长度利用的有效性,又能反映绝缘子在运行条件下的积污性能。因此,在相同条件下和在相同的积污时间内,爬电距离有效利用系数应由被试绝缘子与基准绝缘子的污闪电压梯度相比较来确定,在绝缘子选型时应充分考虑。

参考文献:

篇2

1概述

nRF902是一个单片发射器芯片,工作频率范围为862~870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器,因此,频率漂移很低,完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4~3.6V,输出功率为10dBm,电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的数据速率为50kbits/s。因此,该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2引脚功能和结构原理

nRF902采用SIOC-8封装,各引脚功能如表1所列。

表1nRF902的引脚功能

引脚端符号功能

1XTAL晶振连接端/PWR-UP控制

2REXT功率调节/时钟模式/ASK调制器字输入

3XO8基准时钟输出(时钟频率1/8)

4VDD电源电压(+3V)

5DIN数字数据输入

6ANT2天线端

7ANT1天线端

8VSS接地端(0V)

图1所示是nRF902的内部结构,从图中可以看出:该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

通过nRF902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线,该引脚同时必须通过直流通道连接到电源VDD,电源VDD可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200~700Ω。如果需要10dBm的输出功率,则应使用400Ω的负载阻抗。

调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏,晶振的特性应满足:并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64,并联等效电容Co应小于7pF,晶振等效串联电阻ESR应小于60Ω,全部负载电容,包括印制板电容CL均应小于10pF。由于频率调制是通过牵引晶振的负载(内部的变容二极管)完成的,而外接电阻R4将改变变容二极管的电压,因此,改变R4的值可以改变频偏。

将偏置电阻R2从REXT端连接到电源端VDD对可输出功率进行调节。nRF902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。

表2nPF902的工作模式设置

引脚

工作模式XTALREXTXO8DIN

低功耗模式(睡眠模式)GND---

时钟模式VDDGNDVDD-

ASK模式VDDASK数据VDD或者GNDVDD

FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK数据

在FSK模式时,调制数据将从DIN端输入,这是nRF902的标准工作模式。

ASK调制可通过控制REXT端来实现。当R2连接到VDD时,芯片发射载波。当R2连接到地时,芯片内部的功率放大器关断。这两个状态可用ASK系统中的逻辑“1”和逻辑“0”来表示。在ASK模式,DIN端必须连接到VDD。

时钟模式可应用于外接微控制器的情况,nRF902可以给微控制器提供时钟。它可在XO8端输出基准时钟,XO8端输出的时钟信号频率是晶振频率的1/8。如晶振频率为13.567MHz,则XO8输出的时钟信号频率为1.695MHz。

在低功耗模式(睡眠模式),芯片的电流消耗仅10nA。在没有数据发射时,芯片可工作在低功耗模式以延长电池的使用时间。电路从低功耗模式转换到发射模式需要5ms的时间,从时钟模式转换到发射模式需要50μs的时间。

篇3

一、课程体系改革

课堂教学和实验教学是相辅相成的,是学生学习与掌握知识的重要手段。学生在大学期间的学习,是一个认识、实践、再认识、再实践的过程。就认识而言,可以在课堂上认识,也可以在实验室里认识;而就实践而言,也同样可以在课堂上实践。主课程设置上可作如下安排:(1)一年级下学期开设《电路分析》课程并安排实验课,让学生掌握基本的分析电路和设计电路的知识;(2)二年级上学期开设《电子技术基础》课程并安排实验课,在学期末进行两周的电子技术基础课程设计,让学生掌握模拟电路和数字电路的分析和设计知识,锻炼工程实践能力,使学生对电子专业产生浓厚的兴趣;(3)二年级下学期开设《高频电路》《EDA》和《电子电路设计(Protel)》课程并安排实验,培养学生利用计算机设计电路的能力;(4)三年级上学期开设《单片机原理与接口技术》和《传感器原理与应用》两门课程并安排实验,在学期末进行两周的单片机课程设计,让学生制作一个简单实用的电子产品,充分调动学生的积极性,在设计过程中初步掌握程序编制及单片机电路的设计方法,了解电子产品的开发过程;(5)三年级下学期开设《电子测量》和《单片机应用设计》选修课,以单片机为控制核心并结合数字电路和模拟电路设计多个电子产品,使学生熟练掌握程序编制及单片机电路设计方法,熟练掌握各种仪器的使用方法,初步具备独立开发电子产品的能力,为电子设计竞赛培养后备人才。

大学生电子设计竞赛分为全国性比赛和省级比赛,都是每两年举办一次,单数年份为全国性比赛,双数年份为省级比赛,通常在九月初举行。参加竞赛的同学主要为大三的学生,参赛前已系统地完成电子线路理论课和实验课的学习,并掌握了一部分单片机和大规模可编程逻辑器件应用的知识,具有一定的理论基础和动手能力。但是,由于所学各门课程比较独立,同学们普遍缺乏解决实际工程问题和设计制作较大规模应用电路的工作经验。因此,在电子设计竞赛前的暑假,需要对参赛队员进行培训。由于学生已经在《单片机应用设计》选修课中得到锻炼,培训可以在此基础上进行。重点提高学生分析和解决问题的能力、设计制作较大规模应用电路的工作经验和多学科知识的综合应用能力。在培训过程中仿照竞赛要求将同学分组,从较简单的应用电路开始,要求每组学生完成数个难度递增的实验电路设计、制作与调试,并写出详细总结报告。在制作每个电路的训练过程中,鼓励学生用不同的方案实现,培养学生的创新能力。

二、师资队伍建设

现行教育体制目前还存在一些问题,重知识传授而轻素质与能力的培养,重理论研究而轻实践环节的训练,重对传统的继承而轻对现状的突破和创新。认为实验课只是一个辅助环节,实验课的老师可以随意配备,任课老师只要会示波器、信号源和稳压电源等简单仪表的使用就可胜任实验课的教学任务,这种观点是片面的。实验课不单纯是让学生学会仪表的使用,学会测量几个实验数据,更重要的是要帮助他们树立一种系统观念、培养他们系统分析问题、解决问题的能力,提高工程实践能力和培养创新精神。这些不仅要求任课老师有深厚的理论基础,而且还要有较高的业务能力。为此,实验课应该配备一支综合素质高、业务能力强的实验教师队伍。我国现行高等院校大部分实验教师是青年教师,他们理论基础较好,但实践经验缺乏。为了提高教学效果,一方面他们可以向有经验的老教师学习;另一方面,可以到电子企业考察学习,从实际的工作中获取实践经验。

篇4

中图分类号:G423.04

引言

以我校(武汉长江工商学院)为例,电子信息工程专业主要培养能在信息通信、电子技术、智能控制、计算机与网络等领域和行政部门从事各类电子设备和信息系统的科学研究、产品设计、工艺制造、应用开发和技术管理的应用型工程技术人才,因此,我们以培养应用型人才为目标制定了培养方案。

课程设置现状

在我们的培养方案中,除了专业基础课程(C语言程序设计、电路分析、电工基础、数字电路、模拟电路)外,有两条主线:嵌入式方向与信号处理方向。其它方向如微电子、射频、无线电等方向,考虑到我们学生的基础以及培养方案总课时的要求,最终选择了嵌入式与信号处理两个方向,当然,随着社会的不断发展,以后的培养方案可能会考虑微电子等较新的方向。

之所以选择嵌入式硬件方向为我们的一条主线是因为嵌入式系统是当前很热门而且很有发展前景并且对于学生而言也是比较好就业的应用领域之一。嵌入式系统在智能化家居、家电,汽车电子、医疗、交通等各个方面都有应用,我们的生活已经离不开嵌入式系统。嵌入式系统是软硬结合的技术,我们以硬件设计为主设置了我们的课程如下:

表1:嵌入式方向的课程设置

围绕ARM嵌入式技术这门课,还有微机原理、单片机、EDA、DSP等课程及相关实验。

学习了微机原理和单片机这两门课后再学习嵌入式,学生更容易入门,因为嵌入式本身是从单片机发展而来,并且在微机原理与单片机这两门课程中,我们以汇编指令为主,主要是考虑到做嵌入式系统除了了解ARM处理器工作原理和接口技术还要了解ARM的汇编指令系统。

考虑到嵌入式开发的发展方向与相关领域,我们还设置了EDA技术与DSP技术两门课。数字图像压缩技术是嵌入式的应用领域之一,主要是掌握MPEG编解码算法和技术和DSP技术,另外,为追求更高速的信号处理速度,现在一些速度要求较高场合,有不少公司是将一些DSP算法用硬件来实现,这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术。这也是我们将EDA技术与DSP技术这两门课作为这个方向的专业课程的原因。

课程改革思路

首先是微机原理与单片机这两门课,目前我们开设《微机原理与接口技术》理论课54课时,实验课18课时,《单片机原理及其应用》理论课54课时,实验课18课时,课程设计36课时。微机原理课程主要是帮助学生理解一款微型计算机的工作原理、结构、汇编语言编程及其接口电路,为以后的进一步学习不同的CPU以及计算机应用打下基础。目前我们的教学还是以8086/8088作为微机原理主讲芯片,其难度较大,与实验教学和学生在课外的实际应用(如参加电子设计系列竞赛、制作小作品、毕业论文、课程设计等)脱节,教学效果不理想。

随着半导体技术的进步,处理器从单核时代进步到了多核时代,并且将来处理核的数目将会越来越多。随着多核技术的发展,可能不久的将来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台,随之而来的是编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订,对我们专业而言,要考虑的主要是计算机硬件方向的课程设置要进行调整以适应多核时代的到来。经过调研与研讨,我们决定将上述两门课整合优化为《单片机原理与接口技术》54课时及《多核架构与编程技术》54课时。前瞻性的将多核架构及编程技术引入到独立学院电子信息工程本科培养方案中,将培养方案中的专业基础知识进行综合与升华,帮助学生,顺应市场格局变化,接受新技术新理念,建立系统、完整的专业基础理论体系,培养学生综合应用能力与创新型思维,提高动手实践能力,开拓学生的专业学术视野。使我们的学生能顺应时代的变化,在硬件、软件方面能够更好地了解多核思想及编程技术,以适应高新技术的飞速发展的需要。

其次是EDA技术与数字电路的整合。目前我们开设《EDA技术》理论课34课时,实验课18课时,课程设计18课时,《数字电路》理论课54课时,实验课18课时,课程设计36课时。这两门课在实验和课程设计的内容上有一定的重复。我们可以将这两门课整合成一门课《数字电路与VHDL》,理论课72,实验课18,课程设计36课时,改变原有的教学模式和教学内容,建立新的实验体系,让学生感受2种不同的设计方法,摆脱传统的人工设计方法与思维模式,提高学生的创新意识与竞争能力,适应市场的需要。

最后是ARM嵌入式技术,目前我们以ARM7进行理论教学,以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成开发环境进行实验,理论课36学时,实验课18学时,只能满足低端教学任务。在最初制定教学计划,大部分ARM系统都是基于ARM7处理器,但是随着更多应用在嵌入式系统中的实现,嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展,现在基于ARM9处理器的产品越来越多,我们的教学要与时俱进,教学内容也要进行升级为以ARM9进行教学。从ARM体系结构的教学内容上看,ARM9的指令集完全兼ARM7,教学上没有任何区别。并且学生们面对的编程模型和架构基础也保持一致。

总结

本校电子信息工程专业实行3+1培养模式,所有课程安排在大一到大三完成,大四学生全部参加实习,现有培养方案中,专业基础课排在第三、四学期,专业课基本压缩在第五、六学期,比如上面提到的微机原理安排在第五学期,单片机、EDA技术、ARM嵌入式技术安排在第六学期。通常在第六学期,一部分学生忙于考研,一部分学生忙于找工作,精力没有全部用于学习专业知识上,但是,经过上面的整合后,我们可以将单片机以及ARM嵌入式技术提前一个学期,再将EDA技术提前两学期,让学生们在整个大学的学习过程中,尽早的接触到专业课程,提高学生们的学习兴趣,这不仅可以让一部分想参加电子设计系列竞赛的同学可以尽早的进行系统学习,也可以让准备考研和找工作的同学投入更多精力学习专业知识。

篇5

作者简介:何乐生(1977-),男,白族,云南昆明人,云南大学信息学院,副教授;余鹏飞(1975-),男,云南昆明人,云南大学信息学院,副教授。(云南 昆明 650091)

基金项目:本文系2013年云南大学本科实践教学能力提升项目的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)02-0115-02

“数字逻辑设计”是计算机及其相关专业承前启后的重要专业基础课,该课程介绍计算机的基本结构——数字电路的原理以及设计方法,是“计算机组成原理”、“计算机体系结构”等后续专业核心课程的必要基础。

在就业形势严峻的背景下,社会和学生都对课程的内容及其实用性提出了更高的要求。计算机专业学生往往将自己未来的职业规划定位于软件开发,因此认为“数字逻辑设计”课程没有太大用处,出现轻视的思想。另外,大部分高校仍以已经过时的小规模通用集成电路作为主要教学内容,进一步加深了学生对“数字逻辑设计”课程无用的错误认识。怎样合理地将基于EDA技术的现代数字逻辑系统设计方法引入课堂和实践教学;将“数字逻辑设计”课程内容和计算机专业学生感兴趣的东西结合,提高学习积极性,为将来从事相关领域的工作打下必要的硬件基础,成为了“数字逻辑设计”课程改革必须解决的问题。[1-3]

一、目前教学工作中存在的问题及其成因

近年来,以数字技术为核心的半导体技术获得了飞跃式的发展,其功能和复杂程度呈几何级数增长。与之对应的是设计技术的规模化和正规化,软、硬件开发人员的职责划分越来越明显。作为偏软件方向的计算机专业的课程,“数字逻辑设计”的教学内容、体系、方法以及实验环节也应随之改变,以培养具有独立工作能力,满足行业需求的高素质人才。与此相反地,当前该课程依然沿用几十年来形成的精英式的大学教育思路,过于强调知识体系和理论深度,而放松对学生运用新知识进行综合设计的能力的培养。另外,“数字逻辑设计”与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业的“数字电路”课程过于相似,强调电路的物理基础,轻视从宏观的系统层面对数字系统认识,导致教学效果不理想。笔者总结具体原因有以下几点。

1.教学内容脱离工程实际和学生实际情况

在严峻的就业形势下,学生都很关心学习所学课程到底能做什么,为自己提供怎样的竞争力。随着EDA技术的高度发展,基于CPLD和FPGA等可编程逻辑器件的数字系统设计技术已成为主流技术。然而目前大部分教材仍然采用传统理论教科书的编写方式,以“讲理”为主,过分强调双极性工艺的74系列门电路的实现方式,对EDA技术涉及不多。如果教师仍然采用“填鸭式”教学方法教授已经过时的知识,自然无法调动学生的积极性。

2.对不同专业的差异化教学问题注意不足

在软、硬件设计分工差异化的大背景下,应该将“数字逻辑设计”的教学重点放在系统级的设计,而对于门级电路的设计则只需要达到“知其然”的程度。在教学内容、教学体系、教学方法以及实验等具体教学环节上,应与“电子工程”、“通信工程”等偏硬件专业保持合理的差异化。

3.实践教学内容陈旧,无法满足社会对计算机人才的需求

当前实践教学内容多为验证74系列芯片的功能,而计算机相关专业的课程定位应是“理解计算机底层工作原理”,这种基于中小规模集成电路的验证性实验显然与专业定位不吻合。

4.连线式的数字电路实验箱(板),无法使学生建立对现代数字系统的感性认识

高等学校实验设备多采用“傻瓜式”的设计思路,即将实验电路尽量“功能化”和“模块化”,学生只需要在不同功能模块之间连线即可完成硬件设计。诚然,这在降低了实验难度的同时,提高了实验速度,降低了教师讲授实验课和维护实验室的难度。但 “连线式”的设计使学生不明白实验箱(板)上分离的一个个插孔是如何构成系统的,更无从谈到对计算机系统的感性认识。[2]

5.课程考核方式不科学

部分学生采用死记硬背的方式“对付”期末考试,常常出现“高分低能”现象。评价方式在无形中造成学生对实践环节学习的轻视心理,部分学生的学习以成绩合格为目标,忽视能力的获得。

二、“数字逻辑设计”的教学改革方案

综合考虑上述问题,笔者所在的教学团队认为,合理地取舍原有教学内容并将EDA技术引入教学,是提升教学水平和学习积极性的有效手段,并进行了一系列教改尝试。

1.结合学科发展和学生实际情况,合理优化课堂教学内容,提升其实用性

如前所述,数字系统设计已经进入电子设计自动化的“EDA时代”,作为计算机专业的课程,更有必要对传统教学内容有所取舍,做到“有所为,有所不为”。一方面,在保证为后续课程提供必要基础知识的同时,对于陈旧过时的理论加以扬弃;另一方面,必须对于近年来出现的,改变行业面貌的新技术有所涉及。

在传统教学内容的选取上,应秉承“必须”和“够用”的原则,[4,5]对后续课程较难理解的“组合、时序逻辑电路分析、设计方法”、“半导体存储器”等内容应保留较多的课堂教学时间,而对于“门电路的实现方法”、“竞争与冒险”等内容,则应大幅度地降低课堂教学时数。总体来讲,基本取消了74系列中小规模器件的课堂教学时间,而将时间用于进行“原则性”和“说理性”的教学,旨在帮助学生建立“计算机是由什么东西构成的”、“设计计算机时采用了什么原理”等系统性的基本概念。

在EDA新技术的扩展方面,教学团队根据计算机专业学生喜欢编程的特点,在教学中引入了硬件描述语言和可编程逻辑器件(PLD)两方面的内容。硬件描述语言Verilog HDL在语法上接近C语言,而C语言是计算机专业先修课程,学生掌握起来较容易。课堂教学采用了传统内容和描述语言穿行的方式,既保证了教学进度,又能防止学生出现“硬件描述语言和实际电路脱钩”的通病。可编程逻辑器件的教学,则安排在传统教学方案中进行“门电路实现”的学时进行,并将可编程逻辑器件的教学重点放在介绍CPLD和FPGA的原理及其常见问题。根据学生实际情况,还引入数字电路在计算机系统中的应用实例,以提升学生的学习兴趣。例如:加法器、乘法器的实现,点阵LED显示屏的显示与控制,PS/2鼠标键盘控制等内容,不但能帮助学生建立学以致用的学风,而且能够很好地回答学生“‘数字逻辑设计’课程有什么用”这样的问题,提高了学习积极性。

2.根据计算机相关专业学生实际情况,改革实践教学内容和手段

基于实验箱的实验存在诸多问题:首先,不利于学生建立系统观念,而将思路束缚于微小且具体的局部问题。其次,将“培养动手能力”这一广义的命题,狭隘地局限为“能够正确地完成连线”,不符合能力培养的要求。且在实际实验过程中,由于实验设备长期使用,往往由于接触不良等非关键因素造成实验失败,使学生失去学习兴趣。针对实践教学中凸显的问题,教研组采取了以下措施。

首先,将ModelSim和Multisim等EDA仿真软件引入实践教学。由于数字电路的仿真技术已经非常成熟,仿真结果和实际实验结果基本相同。采用软件仿真工具能够将学生从大量的连线工作中解脱出来,把精力集中在“数字系统的设计”本身,提高了实践教学的效率,且方便学生实现更为复杂的逻辑设计。

其次,采用FPGA作为实际动手的实验平台,开发了一种符合计算机专业“数字逻辑设计”教学需要的低成本FPGA实验板——Innovator_FPGA。在实践教学环节中,首先指导学生利用该实验平台,在Quartus II环境中首先采用原理图输入方式完成基本的验证性实验,以熟悉开发工具;然后采用硬件描述语言分别实现加法器、减法器、逻辑移位器等CPU必须的逻辑功能;最后指导学有余力的学生将上述模块综合为一个ALU(算术逻辑单元)。通过训练,学生们发现“数字逻辑设计”与自己天天打交道的计算机有着如此密切的联系,为将来的“计算机体系结构”课程打下了坚实的基础。

3.引导学生通过多种途径学习,改革课程考核方式,培养自学能力和创新能力

电子信息技术发展迅速,任何人都无法在大学阶段获取一生所需的所有知识,学生必须培养自己的自学的能力。教师引导学生采取以下方式自学:

(1)通过网络学习交流,推荐以下网站:可编程逻辑器件网(.cn)、周立功公司网站()、水木清华(\学术交流\电路设计)以及Altera公司官网论坛等。

(2)参与各种竞赛和学生课外科技活动,包括:全国大学生电子设计竞赛、挑战杯和Atlera大学生论文竞赛等。

(3)鼓励学生参与国家级、省级和校级的学生科技立项活动。

另外,课程考核是引导学生培养创新能力的指挥棒,也是帮助教师纠正教学方法的重要手段。在参考兄弟院校经验的基础上,[4-6]教学团队逐渐形成了自己的考核方式:成绩分为课程设计(占30%)、机考(占30%)、笔试(占40%)三个部分。其中课程设计部分要求学生在Innovator_FPGA实验板上设计具有一定功能的数字电路模块,最后根据设计理念的创新性、功能的实现程度和书面报告三者综合,给出课程设计成绩。机考部分要求学生在实验室现场完成一个简单模块的设计,以检验其软件仿真和调试能力。笔试部分则在减少客观题型的基础上,增加电路设计、HDL程序设计等主观性题型的比例。

三、结论

在进行课程改革的数年间,在上述一系列综合措施的促进下,学生的学习热情和创造激情得到了释放。同学们纷纷在实验室和宿舍利用廉价的实验套件开展学习、竞赛和科研活动,取得了一定的成绩,获得全国大学生电子设计竞赛国家级和省级奖项数十项,另外还获得国家级大学生科研立项三项,挑战杯科技作品竞赛获奖多项。越来越多的同学通过“数字逻辑设计”课程的学习建立了现代数字系统的概念,提高了自己的创新能力和综合素质。

参考文献:

[1]官骏鸣,汪虹.计算机专业《数字电路技术》课程教学改革[J].黄山学院学报,2011,13(3):108-110.

[2]于玉婷.EDA技术渐进式教学方法探讨[J].电脑知识与技术,

2011,7(11):8354-8355.

[3]吕燚,邓春健,黄杰勇.利用EDA技术全面改进数字电路课程教学[J].福建电脑,2008,(6):208-209.

[4]邹海云,高胜东,邓娜.《脉冲与数字电路》课程教学改革研究[J].实验科学与技术,2007,(1):71-74.

篇6

1数字电子技术

在2016年夏天,我去表哥家玩,在他的书桌上放着一本有关数字电子技术的书,出于好奇心,于是我就翻看了几页,然后我就喜欢上了数字电子技术这门课。以下是我对数字电子技术的认识。核心内容就是把一系列连续的信息数字化,或者说是不连续化。在电子技术中,信号可以根据是否连续分为两大类:一类信号是连续的模拟信号,这类信号的特征是,无论从时间上还是从信号的大小上都是连续变化的,用于传递、加工和处理模拟信号的技术叫做模拟技术,处理模拟信号的电路称为模拟电路。常用的有整流电路、放大电路等,而且研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系;另一类信号是不连续的数字信号,数字信号的特征是,无论从时间上或是大小上都是离散的,或者说都是不连续的,传递、加工和处理数码信号的叫做数字技术。处理数字信号的电路称为数字电路,它注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系而非大小和相位的关系。“门”电路是数字电路中最基本的逻辑元件。所谓“门”就是一种开关,它能按照特点的的条件去控制电路信号的通过或不通过。门电路的输入和输出之间存在一定的逻辑关系(因果关系),所以“门”电路又称为逻辑门电路。基本逻辑关系为“与”、“或”、“非”三种。数字技术有以下特点:(1)在数字技术中采用二进制,因此凡元件具有的两个稳定状态都可用来表示二进制,(例如“高电平”和“低电平”),所以其基本单元电路简单,电路中各元件对精度要求不严格,允许基本参数有较大的偏差,只要能区分两种截然不同的状态即可。这一特点,降低了数字电路对元件的要求,降低了数字电路的成本,对实现数字电路集成化是十分有利的。(2)抗干扰能力强、精度高。采用二进制的数字技术传递加工和处理的是二值信息,不易受外界的干扰,抗干扰能力强。另外它可用增加二进制数的数位提高精度。(3)数字信号便于长期存贮,使大量可贵的信息资源得以保存。(4)保密性好,在数字技术中可以通过一些特定的逻辑运算进行加密处理使一些可贵信息资源不易被窃取。(5)通用性强,单一元件结构和功能简单,可以采用标准化的逻辑部件来组合构成各种各样的数字系统。

2电路设计

2.1电路分析

逻辑功能图如图1所示。真值表如表1所示。逻辑表达式如图2所示。传统的机械手表功能单一仅有显示时间的功能,为了使日常生活更加方便,可以在机械手表的基础上增加几个按钮使其拥有更多的功能,例如显示时间、计时、闹钟等。设三个按钮为A、B、C是输入端,Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7为输出端显示不同的功能规定输入高电平为有效,输入低电平为无效。(1)当输入端A、B、C输入都为低电平,输出端Y0输出高电平,输出端Y1、Y2Y3、Y4、Y5、Y6输出低电平,此时显示时间,然后输入端A、B、C都输入高电平,则可以更改日期,再次在输入端A输入高电平确定日期。(2)当输入端A、B都输入低电平,输入端C输入高电平时,输出端Y1输出高电平,输出端Y0、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6输出低电平,此时显示日期。(3)当输入端A、C都输入低电平,输入端B输入高电平时,输出端Y2输出高电平,输出端Y0、Y1、Y3、Y4、Y5、Y6输出低电平,此时显示秒表,再次在输入端B处输入高电平,通过三极管使秒表开始计时,再在输入端A输入高电平,使计时停止,然后输入端A输入高电平使秒表清零。(4)当输入端A输入为低电平,输入端B、C输入高电平时,输出端Y3输出高电平,输出端Y0、Y1、Y2、Y4、Y5、Y6输出低电平,设置闹钟。输入端A输入高电平则取消闹钟,当输入端B输入高电平,输入端A、C输入为低电平时更改闹钟。(5)当输入端A输入为高电平,输入端B、C输入低电平时,输出端Y4输出高电平,输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6输出低电平,此时荧光屏发亮。再次在输入端A输入高电平,输入端B、C输入低电平荧光屏熄灭。(6)当输入端A、C输入为高电平,输入端B输入低电平时,输出端Y5输出高电平,输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y6输出低电平,此时开启照明功能,然后在输入端A输入高电平,输入端B、C输入低电平,关闭照明功能。(7)当输入端A、B输入为高电平,输入端C输入低电平时,输出端Y6输出高电平,输出端Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y6输出低电平,此时开启整点报时。再次在输入端A、B输入高电平,输入端C输入低电平则关闭整点报时。波形图如图3所示。

2.2分类模块介绍

2.2.1“与”门介绍“与”逻辑关系是指当决定某事件的条件全部具备时,该事件才发生。如图4所示。真值表如表2所示。规定输入高电平为有效,规定输入低电平为无效。(1)当输入端A、B、C输入低电平时,输出端Y输出低电平。(2)当输入端A、B输入低电平,C输入高电平时,输出端Y输出低电平。(3)当输入端A、C输入低电平,B输入高电平时,输出端Y输出低电平。(4)当输入端A输入低电平,B、C输入高电平时,输出端Y输出低电平。(5)当输入端B、C输入低电平,A输入高电平时,输出端Y输出低电平。(6)当输入端B输入低电平,A、C输入高电平时,输出端Y输出低电平。(7)当输入端C输入低电平,A、B输入高电平时,输出端Y输出低电平。(8)当输入端A、B、C输入高电平时,输出端Y输出高电平。波形图如图5所示。2.2.2“非”门介绍“非”逻辑关系是否定或相反的意思。逻辑功能图如图6所示。真值表如表3所示。规定输入高电平为有效,规定输入低电平为无效。(1)输入端A输入低电平,输出端输出高电平。(2)输入端A输入高电平,输出端输出低电平。波形图如图7所示。

3总结

这一设计使我进一步了解了数字电子技术的理论知识,并且激发了我对这门课程的兴趣。在这篇文章写作的过程中,我了解到了电子技术在我们生活中的应用以及对人们生活的帮助,这使我对数字电子技术的未来更加有信心。但是我也发现自己对数电知识和电子设计软件掌握得不够。我认识到设计每一步都要细心认真,在一个庞大的逻辑关系中,任何一步出错的话,都会导致后面的环节发生错误。初次接触数电设计的我遇到了很多问题,在查找资料解决问题的过程中增长知识、增强解决问题和动手的能力,锻炼我做事细心、用心、耐心的能力。在完成这篇论文的过程中我更加了解office的使用例如字体加粗,居中等基本操作。除此之外,我还体会到科技的进步,通过WPS就可以实现许多操作,例如制作文件、图表等,让我们的生活更加便利。同时也让我对科技的未来产生更加美好的憧憬。对于数电技术,我认为它将会有广大的发展前景。在未来,更加复杂的电子产品将会居主导的地位,而这些电子产品需要各种各样的功能与之匹配。那么数字电子技术就是必不可少的,因为通过数电技术可以制造出不同芯片,以实现多种功能。所以数字电子技术势必会有一个广大的发展。知识如果只停留在理论阶段,那么他除了应付考试别无它用,所以在之后的学习中,我会在学好理论知识的基础上,更加注重知识的应用实践,把自己培养成一个能独立思考,善于实践的综合人才。

参考文献

[1]阎石,清华大学电子学教研组.面向二十世纪课程教材:数字电子技术基础(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2006(05).

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数字电子技术是我校电子专业的基础课程,在整个教学过程中,由于学生基础较差,传统的教学方法难以激发学生的学习兴趣,更别提如何提高学生的动手能力、创新能力,以及综合职业能力。在课堂教学实践中,如何培养学生的创新精神和实践能力,如何提高学生的综合职业能力呢?本人将从以下几个方面浅述自己在数字电子技术教学中的几点认识。

首先,我觉得要上好一堂课应先营造良好的课堂情境,如有趣的设问、合理的设疑等。

爱因斯坦曾说过:“兴趣是最好的老师。”富有情趣的提问会使学生对学习数字电子技术产生兴趣,并产生强烈的求知欲,从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。

另外在采用情境教学法时,教师应在重视学生的基础上,注意循循诱导,层层深入,灵活地创设问题情境和活动情境,激发学生积极思考。在整个授课过程中从思维层次上感受,实现由具体向抽象的提升。如《三人表决器》一节,教师可先采用情景导入,并用设疑的方式把实际任务转换为逻辑变量(真值表),接着进行情景演示,引导学生观看。笔者在整个教学设计中,是从以下几个“问题”出发,层层深入的:

问题1:视频中几名评委亮灯,选手过关?

问题2:如果评委的灯亮表示1,不亮表示0,那么3名评委实现少数服从多数的功能,真值表应为多少?

问题3:请根据真值表写出逻辑函数表达式并进行简化?

问题4:你会设计电路图,并用一些常用的元器件来实现吗?

授课时可以采用把整体性较强的内容分割成几个并列的或递进的小问题来提问的方法。如果一个问题提出来,范围太大,学生不容易回答完整,教师可以采用化整为零,各个击破的分割式提问,把一个个小问题解决了,整个问题自然也就解决了。

其次,还要在课堂教学中注重启发式引导以及设计有利于培养学生创新意识的实验教学。

在启发式引导课堂教学中:

1.加强师生间的双向交流,既要向学生多提问,又要让学生多提问。引导学生在学习过程中发现问题、提出问题,以利于开动学生思维并激发其创造性,使其能灵活应用所学专业知识提高其处理实际问题的能力。

2.创新能力的形成一定程度上依赖于对基础知识、原知识的掌握。但不可忽视的是在学生掌握基础知识的前提下,提高他们的综合运用能力更为重要。因此,设计有利于培养学生创新意识的实验教学是电子基础课程教育创新的重要环节,方法如下:

(1)加强项目内容的基础性和综合性。在教学过程中理论结合实际,采用理论实践一体化的教学方式,采用项目教学法,紧抓重点突破难点。高职生具有程度参差不齐,理论基础水平相对薄弱但喜欢理论实践一体化的教学模式的特点,面对复杂且枯燥的理论推导及复杂的实验原理,学生往往缺乏学习热情。所以,在教学过程中应使用项目教学法,将若干个问题融入某一个项目中,以便解决问题,提高学生的学习热情。

(2)重视任务内容的趣味性和实用性。瑞士著名心理学家皮亚杰曾指出:“教师不应企图将知识硬塞给学生,而应该找出能引起学生兴趣、刺激学生的材料,然后让学生自己解决问题。”教师要精心设计每一个小任务,有目的地引入或创设一定的情境,使之具有一定的趣味和实用意义,让学生产生新鲜感,从而激起他们的兴趣。

最后,要对学生整个实践进行合理的教学评价。目前新课改理念已有所更新,由原来传统的单一评价转变为多元化的评价模式,如自评、互评、教师评价相结合等。另外在教学过程中应鼓励学生的好奇心和探究,多一些鼓励,少一些批评,特别是对制作过程中学生的积极参与、发挥主观能动性以及表现出的良好个性品质应及时给予鼓励性评价。

总之,教学有法,教无定法。只要我们在教学过程中注意优化教学活动的策略,把握好活动过程中的操作环节,就能提高学生的学习兴趣,从而提高数字电子技术这门课的教学质量。同时,笔者认为创新教育要与时俱进,只有在不断的教学实践中,努力适应新形势的不断发展,大胆地尝试,不断地完善,才能培养出适应社会需要的有用人才。

参考文献:

[1]张志良.数字电子技术[M].电子工业出版社,2009.

[2]杨长亮.职业教育项目课程实施研究[J].职教通讯,2006.

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2电子信息工程专业培养方案改革目标

广东省高端新型电子信息产业发展方向包括了软件和集成电路、数字家庭以及高端消费类电子产品。本次电子信息工程专业培养方案改革应契合产业发展方向,针对智能家电、智能家居、智能医疗和智能安防领域,培养应用型本科人才。此次电子信息工程专业培养方案改革的目标是培养学生动手能力,强调与产业的对接,强化学生的就业能力。为实现该目标,需要对目前电子信息工程专业培养方案进行修订。

3电子信息工程专业培养方案改革思路

3.1培养学生的职业定位

以电子信息工程专业为例,研究型高校中电子信息工程专业的学生参加工作后主要从事系统软硬件底层开发。硬件相关工作方面:学生通过传感器、变送器和执行元件等基本原理的学习,能够从事相关基础元器件的研发工作。软件相关工作方面,学生通过操作系统、处理器内部体系结构和接口电路工作原理的学习,能够编写硬件的底层接口程序,从事一些基础的研究工作。高职高专学校培养的电子信息工程专业学生,需要熟悉生产设备的工作过程,能够应用和操作设备生产出合格的产品。应用型高校中电子信息工程专业的学生层次处于上述两种类型学校学生的中间,必须要实现差异化培养,具有自身不同于研究型和高职高专学生的特色,在产业结构中寻找自己的定位,这样才能保证在未来的就业竞争中取得优势。应用型高校培养的电子信息工程专业学生应该熟悉传感器、变送器和执行元件的工作原理,了解元器件的性能参数以及影响其工作的因素,能够根据客户提出的设备的性能指标和不同要求,“选择”传感器、变送器和执行元件,通过合理的组合连接,形成生产设备,或是能够测量某些物理参数的仪器和仪表,或者是智能家居中的控制系统、安防系统等等。该类型学生主要从事的是系统集成工作。从目前我国产业发展结构来看,大部分企业还是生产型的,从事研发的企业和研发方面提供的工作岗位相对较少,所以对从事底层设备研发的人才需求有限,而对系统集成人才需求较大。

3.2工作岗位分析

根据以上分析,确定嘉应学院电子信息工程专业的改革思路。智能化是电子信息技术发展的一个必然的趋势。未来的仪器设备会根据预先设定的程序和算法运行,脱离人的控制,具有一定的智能性。基于此,确定培养的学生的未来的职业定位为智能电子产品设计工程师。广东省电子行业发达,提供的相关产业岗位较多,95%以上的学生会在广东省内就业。就业的学生主要从事智能电子产品的设计、调试和安装工作。作为智能电子产品设计工程师,就业之初可以做为企业研发部门的软件、硬件工程师,随着相关经验和技术的积累,以及自己本人的不断努力和学习,有部分优秀的智能电子产品设计工程师可以成长为产品的项目工程师。如果掌握企业的核心技术,则可以成为企业的技术负责人,只要努力,职业提升空间较大。

3.3课程模块设置

学生要想在将来能够胜任智能电子产品设计和系统集成工作,需要掌握的知识要点包括信息采集、数据处理、信号转换变换、总线接口和软件编程等方面的知识。需要学习的模块设置为基础模块、提高模块和产业对接模块。针对学生将来从事的智能电子产品设计工作,要求学生学习的课程体系如下:基础模块包括了电路分析基础、模拟电子技术、数字电路与数字逻辑、信号与系统、传感与检测、数字信号处理、虚拟仪器设计和C语言程序设计。提高模块包括了应用电子设计自动化、嵌入式系统、微机与单片机原理和数字信号处理技术及应用。产业对接模块含有数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。基础模块电子系统工作的基本原理和基本的分析方法,为提高模块的学习打下基础。提高模块中的课程主要学习由8位,16位和32位处理器内部体系结构和编程方法和系统硬件描述语言,这些是智能电子产品的核心。而产业对接模块开设的课程主要要求学生能够根据所学知识设计满足生产和人民生活需要的智能电子产品系统。

4电子信息工程专业培养方案框架

4.1通识教育课程模块

该模块包括国防教育、思想政治理论课、语言与技能课、体育和全校性公共任选课,总计57学分,1004学时。具体课程为军事理论与训练、思想道德修养与法律基础、廉洁修身、基本原理概论、思想和中国特色社会主义理论体系概论、中国近现代史纲要、形势与政策、大学英语I-IV,含口语与写作)、大学计算机基础、健康与心理教育、大学语文(含应用写作)、大学生职业发展与就业指导、创业教育、体育(含选修),公共任选课。通过通识教育课程的教授使学生掌握一定的外语、法律和国学知识,具有一定的人文情怀,成为一个道德和人格上成熟的人。

4.2专业课程教育模块

该模块包括专业必修课、专业选修课、毕业实习和毕业论文(设计),总计105学分,1498学时。其中专业必修课包括学生必须了解的本专业的一些基础知识。其中学科基础课电子类工科学生必须学习的本学科的基础知识,含30学分,总计548学时,主要课程有:大学物理及实验、高等数学、工程数学、概率论与随机过程、工程制图与AutoCAD、电子工艺训练、电路分析基础、电路分析基础实验。专业基础课是学生学习后续专业课程的基础,是本专业不同于其他专业的基础课程组合,通过专业基础课程的学习学生可掌握本专业的基础知识。含18学分,总计287学时,主要课程有:C语言程序设计、数字电路与数字逻辑、数字电路与数字逻辑实验、通信电子线路、模拟电子技术、模拟电子技术实验、电子技术课程设计及见习。专业课程组合则是本专业的一些较为重要的课,按照不同专业方向开设不同的专业课,总计13学分,204学时。智能电子系统方向主要专业课程有智能电子系统方向、信号与系统、微机与单片机原理、嵌入式系统。专业选修课是本专业的一些特色课程,包括专业限选课18学分,28时,课程主要课程有:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用。专业任选课10学分,170学时,主要课程有计算机网络、印刷电路板设计、Matlab程序设计、电子设计自动化、智能家居系统设计等。毕业设计是本科教学最为重要的环节,需要学生应用所学知识设计符合生产实际的能够实现一定功能的智能电子系统。毕业实习是学生毕业前进行的直接参与企业生产实践的活动,相当于入职前的岗前培训,均为8学分,8学时。

4.3职业教育模块

该模块均为选修课程,包括心理学2学分,32学时;教育学2学分,32学时;教师职业技能2学分,32学时;教育实习4学分,4周。学生可以在修完此模块后申请教师资格证,扩大就业面,从而拓宽就业途径。

5电子信息工程专业培养方案改革内容

5.1调整专业方向,强调产业对接

紧密结合广东省十二五规划中高端新型电子信息产业发展规划内容和专业的发展方向,根据专业技术技能型人才培养需要,将专业方向调整为智能电子系统方向。为实现专业调整和改革的最后一公里,最终摆脱学生所学知识与到企业工作后所需能力相脱节的现状,开设与企业生产实际相近的课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居等课程。提高学生的学习兴趣的同时,真正做到与企业生产实际的对接,让学生到企业工作后可以尽快进入角色,找到自己在企业的一席之地。

5.2突出专业基础课和专业方向课的核心地位

针对学生到企业工作后主要从事智能电子系统设计相关技术的工作,专业基础课中的核心课程设置为:数字电路与数字逻辑、通信电子线路、模拟电子技术、电子技术课程设计及见习、C语言程序设计。专业方向课中的核心课程设置为:数据采集与智能仪器、数字信号处理原理及技术、传感与检测、电子产品设计与实践、虚拟仪器设计与应用、嵌入式系统课程设计及见习。强化学生在智能电子系统设计方面的专业技术知识,为学生将来在本行业从事技术工作打下坚实的基础。让学生在此基础上,能够有较大程度的职业上升空间,使开设的专业课程更有利于学生将来在专业技术方面的成长和发展。由于专业选修方向的调整,增加了相应课程,如数据采集与智能仪器、电子产品设计与实践和智能家居系统设计。删除了理论性较强的相应课程,如信息论基础和数字图像处理。

5.3进一步强化实践教学环节

根据应用型本科教学工作面临的形势和特点,提出加强和改进实践教学工作的几项措施:一是加强实践教学师资队伍建设,鼓励教师从事实践教学工作;二是推进科学研究与实践教学的有效结合,不断提高教师的实践教学水平;三是加大经费投入,通过优化、整合加强实验教学示范中心和工程训练中心等实践教学平台建设;四是推进产学研合作,建设好大学生实习和实践基地;五是实施好卓越工程师计划,培养和造就高层次工程型人才。实践教学是学校进行人才培养的重要组成部分,可以有效提高人才培养质量,是与课堂教学相辅相成和互相促进的重要方面。

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前言

互联网具有丰富的网络资源,人们却普遍认为优质资源匮乏,内容集成度低,针对性不强,希望建立更多优质、高效的专业资源库,一次性获得更多资源。笔者通过分析70多个国内外电气信息类专业网站,收集了国内外网络教育的论文120多篇,采用文献分析法和网络内容分析法研究网络教育资源,对国内外电气信息类网络资源进行了分析。

一、国内外网络教育资源发展态势

2001年4月美国麻省理工学院(MIT)实施开放课程资源项目,迄今在全球范围内获得巨大的成功,截止到2016年把2000多门课程的教学材料呈现在网络上,超过几十亿用户从中受益。在MIT的号召下,哈佛、卡耐基•梅隆、耶鲁、UC伯克利、英国开放大学等世界各国高校也竞相开放了其课程。近年来,我国网络教育资源的开发与应用也取得重要进展,初步形成覆盖各个教育层次的资源体系,促进了教育理念与教学方法的创新。几乎所有高校建立了教学资源库和数字图书馆。据统计我国建成4000多门国家级精品课程,近1000多门大学视频公开课、2800多门大学精品资源共享课。国内三大MOOC联盟组织:2012年5月组建,30所上海高校加入上海课程共享中心。2013年10月9日东西部高校课程共享联盟理事会在北京大学成立,该联盟是在教育主管部门的指导下,为实现高校优质课程资源广泛共享而自愿结成的高校联盟。2014年5月全国地方高校UOOC(UniversityOpenOnlineCourses)联盟在深圳大学成立,56所高校加盟,分布于全国40个城市,广东省18所高校。2014年5月8日,“爱课程”网中国大学MOOC平台正式开通,全国高校通过此平台进行MOOC课程建设和应用,首批10门“985工程”高校课程在2014年5月下旬陆续开课。

二、国内外网络教育平台比较

电气信息类网络教育资源依托于网络教育平台,这些平台主要来自两方面:高校研发或商业开发。国外典型的平台:BlackBoard、Moodle、Sakai、WebCT、Claroline、ATutor、Learningspace、Dokeos和CoSE等提供网络教学资源库及管理系统,集成了网络教学需求的主要模块,形成了一个相对完整的网络教学支撑环境。有研究表明:国外的网络教育平台更加注重教学过程与评价,如课件的制作与、教学组织、教学交互、学习支持和教学评价;国内的网络教育平台更加注重教学组织管理,如用户和课程的管理。专业网络教育机构(开放大学)往往需要注册、付费、获得授权才能登陆、获取网络教育资源。公共门户网站和普通高校往往是免费登陆,通过查找学院、课程等栏目获取网络教育资源。

三、国际开放课程联盟

国际开放课程联盟是全球网络教育的门户网站,了正式大学的课程资源,这些资源可以自由使用、复制、翻译和编辑,禁止商业利用,联盟不授予任何学位或证书。虽然国外网络公开课早在2002年就已经传入我国,但由于语言障碍,一直没有实现较快发展,直到2010年国内一些知名字幕公司,给这些国外高校网络公开课配上中文字幕,各大网站专门推出名校公开课频道,才使得国外高校网络公开课在国内流行。联盟提供课程教学大纲、日历、讲义、阅读材料、作业、考卷等文本资料,部分大学提供讲课视频和音频资源。使用Google浏览器可以在线翻译英、法、德、日、西班牙等语言,按语义、语言或来源搜索,可以快速找到电气信息类课程。2003年11月,国家教育部批准成立中国开放教育资源协会,其宗旨为“吸收以美国麻省理工学院为代表的国内外大学的优秀开放式课件、先进教学技术、教学手段等资源用于教育,以提高中国的教育质量。同时将中国高校的优秀课件与文化精品推向世界,促成教育资源交流和共享”。

四、国内外公共门户和高校网站资源

自2011年中国大学视频公开课通过爱课程网上线以来,提供首批20门课程供学习者共享,2013年首批120门中国大学资源共享课通过爱课程网向社会免费开放,可以按课程名称、作者、学校检索。中国高等学校教学资源网、国家数字化学习资源中心、中国高校电子电气课程网和全国高校微课教学比赛网提供了高校电气信息类专业名师、教材、课件、微课程等数字资源。网易、新浪和搜狐等公共网站开设了名校公开课,网易将哈佛、耶鲁等名校的视频课程翻译后上网,提供电气信息类60多门课程,支持iPhone、iPad等移动终端系统。国家精品课程资源网开放了国家级电气信息类课程246门。北京交通大学《数字逻辑与系统》、《信号与系统》提供完整的视频教程,上海交通大学门户网站链接《基本电路理论》和《电路实验》课程,除介绍专业理论、实验知识外,还设置了特色栏目:科学名家生平、教学顾问、实验演示、自学材料、网络交流和学生优秀小论文等。

五、清华教育在线与美国麻省理工学院开放课程

在清华教育在线课程共享联盟中,可以按教育类型、地区、学校或学科查询课程,国内30个省、市的250余所高校提供了电气信息类课程达2345门次,开放国外课程门数及比例见表一。美国麻省理工学院了230多门电气工程和计算机科学类本科和研究生课程,包括数字系统、电力电子、机器人和控制系统、信号处理和通信工程等方向课程,占2000门开放课程总数的11.5%。表一清华教育在线境外大学开放电气信息类课程门数及比例根据2012年普通高等学校本科专业目录,12个学科门类共设置92个专业类,电气信息类包含电气类、电子信息类、自动化类、计算机类共4个专业类,占总专业类4.3%。由表一看出,电气信息类开放课程门数占总开放课程门数比例是6.5%,高于平均开放课程水平。

六、国内外部分电类网络课程内容比较

在英、美等国高校中,电气信息类偏重电能的课程资源越来越少,大部分都侧重于信息类。国外电路、电子技术与设计类课程的具有以下特点:①教学体系呈现百花齐放的态势,教学内容涵盖面广,除基本电路理论外,还包含模拟电路和数字电路的内容,强调电磁学—电路理论—电子学—数字系统的有机联系。②强调基础知识在各个领域的应用,重点是理解电路。开设与电路交叉学科的课程,与现代先进技术接轨。③强调实验教学,强调学生的动手能力。国内的电路、电子技术与设计类课程,基本按照电路分析—模拟电路—数字电路与系统三门课程顺序讲解,各自形成比较完整但相对封闭的知识体系,课程之间的衔接和联系并不十分紧密,采用的理论体系和分析设计方法各不相同。实验内容独立分散,实验项目多,但缺乏综合性、创新性。

七、国内外电气信息类网络资源、媒体类型比较

无论国内还是国外,电气信息类网络资源媒体类型:文本、PPT、XLS、PDF、音频、视频、图片、动画等。国内网络课程资源开放了虚拟仿真实验系统、网上答疑系统、网上自检系统、网上考试系统等各种形式的教学资源,与教材相结合,形成立体化的教学资源库。有调查显示最受学生欢迎的数字化学习资源:网络课程、在线论坛、教学课件、数字图书馆、试题库、教学专题网站和虚拟软件库等。国外网络课程资源注重课堂演示实验,注重学习进度的安排,重视师生及生生之间的交流与反馈,通常采用BBS、在线答疑、E-mail等手段,或将Blog、Wiki、Facebook、SecondLife等软件引入网络教学领域。

八、结语

有关网络教育的研究可分十二个方面的内容,笔者就国内外电气信息类网络教育资源做了一些比较和分析,提出以下一些观点:

(1)在当今互联网+教育的时代背景下,各个国家都非常重视教育的数字化、信息化、网络化,不同国家、不同地区的网络教育资源分布是不均衡的。国内外高校和教育机构提供了比较丰富的电气信息类网络课程资源,实现了异地网络教育资源共享,打破了区域、语言的限制,因人而异的国际远程网络教育成为现实。

(2)国内外使用不同的网络教学平台,具有课程管理和教学管理功能,通过搜索引擎可以查找不同学校、不同学科的网络课程。国内外电气信息类网络课程内容存在差别:相比较而言,国外课程注重融合、注重实用、注重更新;国内课程注重历史性、系统性和完整性。

(3)纵观国内外电气信息类网络教育的资源建设情况,教育资源库是教育信息化的核心,是方便快捷地利用网络教育资源的平台。随着我国高校不断与国际接轨,加强网络教育的规划和指导,加强国内外的交流,建设基于合理开放、共享规范的组织体系,提高网络教育资源建设、管理、应用、共享水平,是当前高校教育资源建设中的重要任务。

参考文献:

[1]洪岩,唐卉,梁林梅.美国高等网络教育发展的新态势[J].中国远程教育,2013(01).

篇10

由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。

1EDA实验环境的建设

EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。

在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安装了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2)EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4)EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。

篇11

由于集成电路技术和计算机技术的高度发展,设计自动化的观念和EDA工具的使用水平已成为度量工程师能力的一个重要方面。国内各高校都投入了大量的人力物力建立EDA实验室。EDA实验环境的硬件、软件和服务水平在某种程度上已成为衡量该校硬件水平、教学水平和办学水平的一个重要标志。我校在教育部电工电子教学基地的建设过程中,始终对EDA的教学和实验环境的建设给予了足够地重视,专门成立了EDA(实验)中心,旨在负责全校EDA实验教学,EDA项目开发和新技术推广工作。经过近两年的建设,EDA中心已初具规模,为全校的EDA教学提供了良好的实验环境,促进了我校电类现代化课程教育的发展。

1 EDA实验环境的建设

EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium 166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。

在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12,工作站安装了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2 EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3 效果分析

(1) EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2) EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4) EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。