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电子电路创新设计范文1
1 课堂教学改革与创新的思路
要改变课堂无趣的现状，作为课堂教学的实施者――教师必须转变教学理念，从传统的灌输式的课堂教学模式中解脱出来，以“教育+互联网”为载体，合理运用现代化的教育技术，着眼于如何激发学生的学习主动性和积极性，发挥学生的主体性作用，实现课堂的四个转变：教学组织形式由“教师为中心”向“以学生为中心”[1]转变；学生学习形式由“个体”学习向“团队”学习转变；教学模式由“灌输式学习”向“探究式学习”转变；教学目标由“专业成才”向“精神成人、专业成才”转变。
2 课堂教学改革与创新的举措
2.1 上好“开学第一课”，激发学生兴趣――课堂教学改革与创新成败的基础
良好的开端是成功的一半，每一门课程“开学第一课”都是至关重要的，它将决定教师今后上课的格局。那么“开学第一课”应该怎么上呢？首先，“开学第一课”的基调应该是轻松快乐有新意的。其次，“开学第一课”的内容应该包含以下四个方面：
一是师生的相互介绍，作为师生的第一次见面课，教师要把自己的基本情况介绍给学生，这个介绍尽可能幽默风趣些，倘若做不到幽默风趣做到真诚也是可以的。此外，教师要对班级做一个基本的了解，在课前基本了解学情的情况下，摸摸实际情况。二是介绍课程的主要内容以及课程对职业发展的作用，要结合社会实际。《电子线路CAD设计》这门课程学习之后，有些毕业的学生就可能从事PCB设计工程师的工作，其工作前三年的薪资待遇情况及工作几年后的升职空间怎样做一个分析，给学生美好的憧憬和努力的方向。这部分主要是激发学生对课程学习的动力。三是要把课程的教学组织模式说明清楚，准备到位。这门课程采取分组教学，那么分组原则、组长的职责、组内分工、财务清算方法以及SPOC学习的要求等要交代清楚。此外，还应花10～15分钟用于小组的热身。四是要把课程的考核方案介绍给学生，并鼓励学生通过自己的努力都是可以通过考核的。最后，教师要分析“开学第一课”的实际效果，并在课后召集各小组长查找原因，商量应对措施，转换各小组长的身份，从课程学习的参与者转变为课程学习的组织者，发挥其主体性作用。
2.2 开展“每周一品”，促学生“精神成人”――课堂教学改革与创新不断前行的动力
“精神成人”的内涵是，旨在让一个大学生在大学期间初具“独立精神、自由思想”之潜质，认真且持续地向自己追问“如何做人”这一终极命题。教师需要让课堂教学的对象――学生，主动思考人生的近期目标和长远目标：自己为什么上大学？大学的目标是什么？毕业之后的理想职业是什么？从事理想职业需要哪些准备？等等问题，以努力帮助其“精神成人”。在《电子线路CAD设计》课程教学中，教师以十大最重要的品质为主题，开展“每周一品”活动。即每周分享一个品质，以“名人小故事”“新闻评说”“名言名句”为载体，安排课堂的前5～8分钟时间按组交流，提升学生的思想层次。十大品质有“诚信、宽容、豁达、善良、协作、忍耐、自律、责任、反思、知足”。每周一次的分享，不断给予学生以头脑冲击，学生感受到学习的压力和紧迫性，学生学习的主动性和积极性自然而然出来了，而且教室“6S管理”不再难以推行，学生主动规范自己的课堂行为，养成良好的习惯。
2.3 落实课程教学“三环节”，保障课堂质量――课堂教学改革与创新的重要内容
2.3.1 教学内容选择上，学生可自由选择电路图，充分发挥学生主体性作用
本课程主要对Protel软件的学习，教学中用到多个电路图，以往电路图都是教师选取，很多学生常常是依样画葫芦，不一定清楚电路的工作原理和功能，常常是原理图画好后检查不出电源漏画了，或是没有其他驱动源等。而且，学生设计好PCB板之后没有去进行加工，缺少实践认知。课程原来的设计上，知识系统性欠缺，对学生知识的巩固和深化没有起到很好的作用。因此，课程允许由学生自主选取难易程度不一的电路图，要求是学生要掌握电路图的功能和工作原理；另外，课程增加了一周实训，要求学生设计好PCB板之后，制作出印刷电路板，并进行元器件的焊接，并完成电路调试，也就是制作出实际电路作品来。这样做的优势在于：一是学生有明确的任务――制作属于自己的个性化的实际作品，不能寄希望于拷贝；二是学生有充分的自主选择权，可以选择自己喜欢的电路进行设计，比如有些同学选择了放大电路，有些同学选择了彩灯控制器，有些同学选择了计时器，还有同学选择了汉字显示，等等。学生作品丰富多样，有利于互相学习，互相讨论，共同提高。
2.3.2 教学组织形式上，采用混合式学习，提高课堂的效率
软件学习类课程的一大特点是，课程可以被分成很多个学习任务，每个任务完成某一个或某几个知识点的学习。教师在课堂上一般是先讲授演示任务操作过程，然后是学生动手实践完成任务。这个过程中会存在几个问题：一是学生基础的差异导致教师讲授的速度不能适应全部的学生，教师往往选择的是中等偏下学生的学习进度，故一小部分学生是跟不上的，久而久之会放弃学习；二是教师讲授演示时，学生听得头头是道，但一旦要自己动手实践时，常常是忘记操作步骤；三是现在的学生在课堂上玩手机是家常便饭，对手机是欲罢不能，教师的讲授往往不能入他法耳。这样的现状，需要教师进行课堂创新，采取混合学习是比较好的一种方法。做法是：①建立一个课程学习微信群，申请一个微信公众号；②将课程每一个学习任务的操作过程摄制成1分钟到5分钟不等的微视频；③教师课前在公众号上公布学习视频；④课堂上针对重难点加以解释，引导小组讨论加深对知识的巩固，然后布置课堂实践任务和要求；⑤小组展示任务成果，教师评判点评并进行课堂总结。在教学中实施“三混合”[2]：课内课外混合、线上线下混合、理论实验混合，有效提高了课堂教学的质量。
2.3.3 在学习组织形式上，采取小组游戏化学习方式，培养学生团队协作精神
现在的时代，已不再是大鱼吃小鱼的时代，而是群鱼吃大鱼的年代。一个人无论多强，强不过一个团队。培养学生具有协作精神很重要。除了在“每周一品”中对协作展开探讨与交流，在课堂中采取建立小组开展团队学习，培养品质的同时促进教学效果的提高。笔者的做法是：①小组建立――自由与集体：教师限定条件，说明规则，学生自由组团，推选组长，确定小组目标，凝聚集体战斗力；②课堂学习――竞争与激励：教师设定课堂任务目标，目标设定采取游戏化的进阶形式――等级递进。等级可以是按学习者完成同一任务的情况设定，可以是学习内容的难易设定，也可以按完成任务数量的多少设定。小组内互帮互助，团结协作，共同完成。小组间你追我赶，硝烟弥漫。教师根据各小组完成的质量与速度进行评价并给予积分奖励；③学习成果――积累与展示：微信公众号开辟学习成果展示专栏，以小组为单位对每一次课的“每周一品”“课堂作品”“小组合作温馨瞬间”等以图片或视频形式进行记录，作为课程改革与创新的重要资料，告诉学生“你们是开创者”以激发学生学习热情！这样的课堂改革，关键的一个因素是团队一定要有核心人物，同时教师要定时对团队核心人员加以指导，给予激励，这个非常重要。
3 课堂教学改革的成效
本课程以创新为主题，以学生为主体，以教师为主导，培养学生“专业成才”的同时“精神成人”，课内课外联动，线上线下混合，借助教育信息新技术改革课堂教学，尊重并理解学生的真实诉求，注重学生主动性作用的充分发挥和团队协作的培养锻炼，极大地促进了学生的成长，有效地改善了课堂面貌，玩手机现象不见了，用手机现象出现了，有力地提高了教学的效果。以应用电子技术专业来说，2013级采取课堂教学创新后，学生的期末成绩大大提高，没有出现不及格的学生，而以往期末考试还有交白卷的学生呢！
2013级学生期末成绩情况
电子电路创新设计范文2
关键词:电子技术综合设计；实践能力；创新思维
1引言
随着石河子大学人才培养模式的不断改革，以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出，实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1]，成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程，是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路，旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识，解决电子信息方面常见实际问题的能力，培养学生电子电路设计与EDA（ElectronicDesignAutomation）调试工具的使用方法，以及开展项目管理的基本方法。
2现状
以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真，留给学生自己用于思考和设计的时间有限，设计基本停留在纸上和计算机上。因此，教学效果很难达到预期的教学目的。虽然学生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高，但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以，这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。
3课程改革探索与实践
电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。课程目标电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2]，从而培养学生具备电子元器件的识别和选择，电子电路仿真和电路设计软件的使用，电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力，使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3]，帮助学生拓展视野，提升学生参加课外科技活动、校级SRP（StudentResearchProject）活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。教学内容课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排，主要包括：常用电子元器件基础知识；常用电子测量仪表的使用；电路仿真软件的使用；印刷电路板的设计与实现；电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试；撰写总结报告、答辩等。1）常用电子元器件基础知识：主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分，还包括一些电子常用术语，比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。2）常用电子测量仪表的使用：包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。3）电路仿真软件的使用：主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。4）印刷电路板的设计与实现：AltiumDesigner软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。5）电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试：对全班学生进行分组，四个人一组，每组一个设计题目，每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图，仿真没有问题后设计PCB图，然后制成单面板进行元件焊接、调试。6）撰写总结报告、答辩：系统设计完成后，每组撰写总结报告，提出系统的优点和设计不足，以及设计过程中自己的心得体会，最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。教学实施在完成各个教学内容时，课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时，实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行，通过项目的完成，学生逐步完成课程的学习，综合能力也在不知不觉中得到锻炼。1）基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后，要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目，学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。2）电子电路设计和仿真项目。在该项目中，教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法，然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中，教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后，学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后，全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流，碰到问题可询问教师，最终完成项目预期目标。该项目完成后，学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。3）电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后，教师讲解电路制板软件AltiumDesigner的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程，讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例，讲解的过程中学生如果有问题可随时提出，教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制，以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目，学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。4）综合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题，题目内容涵盖模拟电路（如连续可调直流稳压电源）、数字电路（如循环彩灯控制器）、高频电路（如小信号阻容耦合放大电路设计）。题目选定后，题目相同的学生分成一组，组建项目小组。项目组成员提出设计方案，经过理论论证，设计完成仿真电路和PCB电路，然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线，最后进行元件焊接和调试。系统完成后，整个课程基本接近尾声，每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目，学生掌握了复杂电路的设计与实现，以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。教学方法课程的教学方法，打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式，采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路，充分调动积极参与的兴趣。考核方法课程的总评成绩由5个部分组成：考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式，主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量，注重学生实践能力和综合能力的培养。教学效果经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结，学生对于测量仪器的使用更加熟练，对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚，对电子电路的设计和实现更加有信心，分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。
4结论
课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行，学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎，加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养，将项目管理理念贯穿整个课程的始终，加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。
作者:周涛 张锐敏 刘巧 李栓明 钟福如 单位:石河子大学信息科学与技术学院
参考文献
[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.
电子电路创新设计范文3
【关键词】Multisim 仿真 电子技术 教学
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）05-0017-01
Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，是一个专门用于电子电路仿真与设计的工具软件，人们可以用它自由地搭建电路原理图，并用虚拟仪器技术对电路进行仿真。
职业学校的《电子技术基础》教学一般由理论教学和实验教学两个大的教学环节构成。我们在教学过程中，结合理论教学的进程，利用Multisim仿真软件在计算机上进行电子电路实验仿真，作为教学的补充，既帮助学生更好地理解电子技术的理论知识，又能确保电子实验电路参数的准确，实践证明，这种教学、设计手段的运用，有助于增强学生的感性认识，培养学生的创新能力和综合动手能力。
1.多媒体演示仿真实验，提高课堂教学效率
以前的电子技术课程教学，多数教师主要进行理论课教学，注重原理分析、公式推导，学生听起来感觉枯燥无味，难以理解。为了提高教学效率，有时需要配合演示实验。但实物的演示实验，需要花费较多的准备时间，将多种仪器搬到教室，使用不便，而且电子元件或示波器屏幕比较小，坐在后排的同学难以看清演示的内容。而且演示操作过程，也会占用过多时间，影响教学进度。
现在将仿真软件引进课堂，在讲解理论的同时，利用多媒体同步演示，显示实验结果，使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，提高教学的效率。下面举两个应用的实例。
在讲授三极管共发射极放大电路时，三极管具有放大和反相的作用，有的学生理解起来比较困难。我们利用仿真软件来仿真电路的实际效果，并用虚拟示波器观测波形。学生有了感性认识后，理解起来就轻松了不少。
在讲授振荡电路的起振时，通过电路的正反馈作用，输出信号就会逐渐由小变大，当振荡幅度增大到一定的程度后，由于三极管的限幅作用，最后使得输出的波形稳定。其中部分原理学生比较难理解，用实验室现有的仪器根本就不能显示出起振的波形来，现在利用Multisim仿真显示出振荡波形，振荡器起振的过程非常直观，这种教学模式生动活泼，学生自始至终保持着极高的学习兴趣，加深了理解和记忆，有效地提高了课堂教学效率。
将仿真技术应用于课堂教学后，可以把许多抽象的内容变得生动形象，化难为易，使教学中的难点、重点变得一目了然，便于学生观察与思考，从而更好地理解和掌握所学知识。
2.改革实验教学方法，提高实验教学质量
《电子技术基础》是一门实践性比较强的课程，理论学习必须与实践操作结合起来。以前，实践环节主要是上电子实验课，实验内容多为验证性实验，而创新设计、综合性实验较少。
Multisim仿真软件不但提供了各种丰富的分立元件和集成电路等元器件， 还提供了各种丰富的调试测量工具：如各种电压表、电流表、示波器、分析仪等。是一个全开放性的仿真实验平台，用Multisim进行仿真模拟实验，实验过程非常接近实际电路的效果。各种元器件选择范围广，参数修改方便，不会像实际操作那样多次地把元件焊上焊下而损坏器件和印刷电路板，而且电路调试也变得方便快捷。并且《电子技术基础》课程中的大部分实验电路都能应用Multisim进行仿真。
我们在授课的过程中，抽几节课讲解Multisim仿真软件的使用方法。在电子技术实验课之前，学生必须先将电路进行仿真，得到实验结果以后，再进行实际的安装、焊接、调试。学生做实验的兴趣提高了，自信心得到了增强，实验教学质量大大提高，特别是在简单的设计性实验中，可以随时修改元件参数，并能马上获得仿真结果，直到满足电路设计要求。学生可提出各种设计方案，从而大大提高了分析问题、解决问题的能力，激发了他们的创新意识，也大大提高了学生电子电路的设计水平。
3.虚拟仿真实验应注意的问题
虽然采用虚拟仿真辅助教学，改善了教学手段，丰富了教学内容，也能更形象生动地将难以理解的知识用仿真的形式表现出来，能激发出学生设计电路的创新意识。但如果完全用虚拟实验取代实物实验，就只会在电脑上进行操作，学生对真实元器件的封装、检测等认知程度会大大降低，对使用实际仪器的操作能力会大大削弱，缺少对实际电子产品设计的布局能力、布线能力、安装调试能力。为了避免其弊端，使之与传统的教学相得益彰，融于一体，我们采用虚实结合的方式，一方面强调仿真实验对教学的辅助作用，另一方面认识到实际动手能力的重要性，两者必须相辅相成，有机结合。既要合理安排仿真实验课时，又要在实验课堂上进行实际电路的安装调试工作；精心选择仿真实验课题，为学生提供科学、合理的仿真实验题目，让学生通过实验，掌握知识，提高兴趣。还让学生做一些简单的设计性实验，自己设计、制作安装调试电子电路，使虚拟仿真实验变成看得见摸得着的电子电路。
总之，将Multisim仿真软件应用于教学中，不仅可以把许多抽象和难以理解的内容变得生动有趣，化难为易，而且能模拟一些用语言难以清楚表述的，以及现实实验不易进行的内容。它不仅提高了课堂教学效率，而且对于培养学生的创新能力、分析和解决问题的能力都起到了积极的作用。当然，也要注意仿真教学的辅助教学作用和学生实际的操作能力，两者必须相互结合，取长补短，而不能用虚拟仿真完全代替实际操作训练。
参考文献：
电子电路创新设计范文4
1993年，由教育部倡导在全国高校中组织开展大学生电子设计竞赛，1994年成功举办了第一届全国大学生电子设计竞赛，紧随其后的1995年至2009年间，由教育部、工业与信息化部联手举办了九届大学生电子设计赛。随着竞赛的知名度及其在我国高校创新型人才培养工作中产生的影响力的不断提升，已逐渐发展成为全国高等教育领域的四大学科竞赛之一，同时也为各高校之间的认识、了解提供了机会，并为各校间从政策措施、人才保有程度、实验设施及实验手段和财力等各个因素的融合后的实力展示，提供了一个综合性的竞技平台[1]。江苏技术师范学院电气信息工程学院在学校领导和相关职能部门的支持下，于2007年首次组队参加了第八届全国大学生电子设计竞赛，并取得了江苏省赛区一等奖1项和二等奖3项的不错成绩。随后又于2009年组队参加第九届全国大学业生电子设计竞赛，取得了国家二等奖2项、江苏省赛区一等奖4项的佳绩。两次参赛都有所斩获，赛事辅导教学团队的教师们结合辅导过程及参赛的实际情况进行总结分析，明确成功的主要亮点和工作过程中的不足之处，力争在以后的辅导过程中有针对性地开展辅导工作，以便在比赛中获得更好的成绩，同时也为在本科教学工作中培养大量的创新型高级技术应用人才奠定基础。
1简析电子设计竞赛，明确其辅导重点和难点
古人云：知己知彼，方能百战不殆。对于组队参加全国大学生电子设计竞赛，也同样需要对这一赛事的难点和重点有所了解。纵观前九届的赛事，全国大学生电子设计竞赛系统而全面地检验了学生的综合素质及协同工作的能力。通过对历届赛题的归纳大致可分为电源类、信号源类、放大器类、数据采集与处理类、无线电技术类、测量仪器仪表类和自动控制类等。既有以完成功能性设计内容为目的，又有以完成指标性设计内容为目的的题目。竞赛中的基本部分、发挥部分、设计与总结报告三部分内容是有机结合的，在注重考察学生的基础理论知识的情况下，大力推广新技术、新器件的应用，同时其涉及的领域越来越广，对学生解决工程实际的应用能力也越来越强，能全面考察学生的理论知识、实践能力及创新能力。竞赛既有一定的普遍性，同时还有其发挥部分的深度，能使最为优秀的学生脱颖而出。根据电子设计竞赛的命题及内容，可以看出电子设计竞赛的特点是任务重、时间短、要求高。根据组委会的规定，竞赛必须在四天三夜内完成从方案设计到电路制作，再到软件编程和最后的设计报告工作。这是对参赛学生能力的检验，要求学生必须熟练掌握计算机编程、电路分析、设计与开发等基础知识，同时还要非常熟悉误差、指标、系统等工程概念，熟练使用测试仪器、仪表，快速找出故障及调试电路的能力。在赛题完成过程中，问题解决的途径并不是单一的，在不断探索过程中激发了学生的思维能力，更提高了他们的创新能力。
2做好参赛选手的选拔工作，发现并引导优秀学生参与
通过对电子设计竞赛内容和比赛要求等的全面剖析，可以了解到竞赛对学生的知识面、动手能力以及个人品质等方面都提出了一定的要求：在能力方面要求学生具备基本的实践操作能力，如快速准确焊接电路、分析问题的能力、能够使用科学系统的方法排查故障的能力及文献及资料查问的能力。在品质方面要求学生要有吃苦耐劳及刻苦钻研的精神、要有团队意识、要勇于创新，敢于采用新方法，新思路，开拓进取，坚韧不拔[2]。
2.1广泛开展竞赛宣传活动，引导学生积极报名参赛
对于高等学校来说，选拔优秀学生组队参加全国大学生电子设计竞赛是获取好成绩的前提。因此，参赛选手的选拔是整个训练与比赛过程中非常重要的一个环节，它是整项活动的基础，参赛选手选拔的成败直接影响到整个训练的质量与竞赛的成绩。江苏技术师范学院对这项工作给予了格外重视，于每年9月份新生入学后，电气信息工程学院通过学工办、分团委发动、组织赛事的宣传工作，让大学生们通过多种形式走进全国大学生设计电子竞赛，了解其性质、了解本校参赛人员以往的获奖情况以及获奖学生的个人发展等情况，明白参加全国大学生电子设计竞赛对提高个人创新意识、强化动手能力、提升就业竞争力等方面的帮助。通过全面的组织和宣传，可以让感兴趣和有潜质的大一新生在入学初始就有了明确的专业方向感及奋斗目标。
2.2选拔有潜质的学生参赛，提升选手的整体水平
通过对全国大学生电子设计竞赛的宣传与动员，在每年的秋季学期开始，就组织大二、大三的学生报名，通过各种形式进行选拔。首先对学生进行基础理论考试（电工、电子技术方面），以实现考查报名学生的电子基础知识、个人学习能力和理解能力，从中确定参加实际操作测试的学生人选。在实践操作测试中给出一个简单的电子产品（如温度测控系统）的线路图和元器件，要求学生在规定时间内完成产品的电路分析、安装与调试，考查学生的元器件识别、电路分析、焊接、安装、调试等方面的动手能力与分析能力。综合前两轮考核的成绩来确定参加面试学生的名单（优先考虑在高中阶段参加过科技竞赛，动手能力强，有创新意识的学生）。挑选出有扎实的电子类及计算机编程等基础知识、身体健康、实践动手能力强、具有团队意识的优秀学生参加赛前集训队，并在集训过程中执行严格的淘汰制度，最后确定参赛选手。经过如此的层层选拔才能使那些真正具有潜质的学生脱颖而出，这样的选手组成集训队可以提升参赛队伍的整体水平，为取得好成绩奠定基础[3]。
3系统科学的赛前辅导，提升学生解决实际问题的能力
有了好的队伍不等于就可以一劳永逸了，系统科学的赛前辅导才是成功的重要保证。赛前系统科学的辅导决定着整个竞赛的最终成败，所以需要组织好竞赛辅导教学团队全身心地投入到赛前的辅导工作中。竞赛辅导教学团队系统科学的赛前辅导注重知识与技能的统合梳理、理论与实践充分整合，实现全面提升参赛选手解决实际问题的能力[4]。在这一过程中可以实现对参赛的队员进行更为严格的甄选，推动选手与带队的辅导教师进行磨合，因材施教，以期在获奖的质量与数量上达到最优化。为使整个的赛前辅导工作有序有效进行，可以将赛前辅导分为春季学期主题式课程辅导和暑期集训两个阶段，同时在人力、财力、场地、设施等各方面都给予相应的支持与配套[5]。成立并开放创新实验室为参赛团队的师生提供良好的实践环境，建立并不断扩充电子元器件库，以解决师生在实践训练过程中元件难以配齐的问题。
3.1春季学期主题式课程辅导
春季学期课程辅导主要是以主题式课程辅导的方式进行，每周安排一个主题，围绕着基础知识培训、设计开发培训、综合系统训练三大类14个主题（见表1）展开辅导，历时十四周。大多在春季学期末结束，并在学期末对参训学生进行综合考核，再次选拔并确定进入暑期集训的参赛队员名单。从表1中可以看出，整个春季电子设计竞赛辅导课程主要分为基础知识与基本能力训练、设计开发能力训练和综合系统设计训练等3大类14个主题式训练课程。其基础知识与基本能力的训练类课程主要作用是培养学生电子电路设计方面的基本知识，让学生掌握常用的电子电路模块、传感器模块等设计与使用。通过7个主题式课程对学生进行训练，使其达到能熟练使用与运用常用的电源模块、键盘显示模块、传感器模块以及信号发生器模块等目的。在对学生进行基础知识与基本能力培训的基础上，为了进一步培养学生自主创新设计能力和动手能力，开设了设计开发能力训练类课程。在该类课程的训练中，教师给学生讲解系统架构与框图原理，学生根据教师讲解的系统组成原理，来进行相应课题的设计与测试。它主要是通过5个设计型开发课题对学生自主创新设计能力与动手能力进行培养与训练，主要培养学生对基本电子电路的设计思维。经过前两类课程12个主题式课程的训练，已培养了学生一定的独立分析问题能力，使其具备按课题任务要求设计电子电路的基本能力。最后在高速信号的采集与处理和高频频率计的设计这2个综合性主题式课程的系统训练中，教师只给出系统设计任务要求，学生根据任务来独立完成系统实现方案分析、完全自主电路硬件设计与焊接、软件程序编写、系统综合调试等训练科目。通过综合式系统设计训练，学生在电子技术电路设计方面形成自主创新设计能力。从整个辅导内容来看，在周期较长的春季学期课程辅导中，由辅导教师负责一个或若干主题的课程，主要是以打基础，进行初步的电路设计开发，以此来拓展学生的知识面和自主创新设计能力的培养。
3.2暑期集训
暑期集训的终极目的是在提升个人技能的同时，训练小组成员之间的相互配合、协作的能力和意识，并对参赛选手进行适当的赛前适应性训练。由于全国大学生电子竞赛要求参赛学生以三人为一组，在四天三夜内，设计、制作、调试出一个电子控制系统，并完成报告书。而成绩也主要是由测试作品的结果和形成的报告式论文两部分组成，比重各占50%。所以针对竞赛时间紧、任务重、设计、开发、调试，文献阅读及撰写并重等特点，暑期集训过程中的辅导教学工作更注重对学生实践动手能力、团结协作等方面进行专门训练。
（1）模拟实际竞赛的进度，使其在规定时间内完成任务。将竞赛训练的任务进行分解；第一天，确定选题、提出至少一种以上解决方案，并对各方案进行论证、最后确定最优方案；第二天，必须完成与硬件相关的一切工作，包括制板、焊接、调试等;第三天要完成软件部分的工作，比如程序的编写与系统调试等；在最后一天，要完成作品的测试、装箱、论文报告的撰写等工作。
（2）在选定题目后，设计方案的提出是最关键的一步，也是起着方向性作用的一步，所以要求选择简洁新颖、正确可行的设计方案，为后续工作的开展奠定基础。
（3）为了确保竞赛的质量，在具体的辅导教学中，对单元电路的制作与调试这一过程给予充分的重视并开展针对性的训练。
（4）训练期间根据每位学生的特长做好分工。硬件、软件和文字三部分的工作各由一位同学主要负责。这就要求参赛选手在竞赛过程中既要完成好自己的工作，又要与小组其它成员相互配合，团结一致，在顺境时要相互提醒保持冷静，逆境时要相互鼓励共度难关以期取得最好的成绩。在学生参赛的辅导过程中，辅导教学团队教师互相配合，紧扣不同阶段训练的主题，进行两阶段系统而科学的赛前辅导，不仅使学生获得了实践创新意识、团队协作的人文精神和理论联系实际的良好学风，还培养了学生工程实践素质、提高学生针对实际问题进行电子系统设计与调试的能力。经过参赛师生的不懈努力，在第九届全国大学生电子设计竞赛中，由笔者所指导的程辉、郑强、陈杰同学团队取得了我校该赛事有史以来首次国家二等奖的好成绩。
电子电路创新设计范文5
关键词：Proteus;嵌入式系统;实验;动态仿真
1概述
现代电子电路设计已经进入电子设计自动化时代，电路仿真是电子设计自动化中的一项重要技术，可以广泛应用于电子产品的分析、设计、检测、改造和技术革新等方面。嵌入式系统是以计算机体系结构、计算机软件以及其他相关电子技术为基础上发展而来的综合技术。嵌入式系统技术已经成为当下主流发展研究技术，对于具备一定嵌入式开发能力的人才在企业非常受欢迎。在当前高校普遍开设的嵌入式系统课程中，普遍采用的微处理器是8位的单片机8051，32位ARM7TDMI 核的飞利浦NXP LPC系列和三星S3C44B0芯片。实验教学中往往以单片机作为学习嵌入式的基础铺垫，待基础掌握后将ARM7内核CPU 作为升级版单片机引入，轻松过渡到ARM平台。
传统的嵌入式系统教学，课堂环节基本是在传统实验箱基础上辅助纯理论教学，由于硬件的限制，学生可自主实验和拓展项目较少，不利于创新学习。针对传统教学模式的不足，为此将Proteus软件引入到课堂教学、实验、毕业设计、创新设计中，能起到更好的学习效果。这种教学方案将传统理论教学可以实时的与实验相结合，不仅可以提高理论教师的实践能力同时对于学生而言，不会产生对理论的抵触心理，更多的实验自主能够更好的激发学生的学习创新兴趣。
2 Proteus软件介绍
Proteus 嵌入式系统仿真与开发平台是目前世界上最先进、最完整的嵌入式设计与仿真平台，由英国Labcenter 公司开发的[1]。Proteus主要由ARES、ISIS两大模块构成，ARES主要用于印刷电路板（ PCB） 的设计及其电路仿真，ISIS 主要用于原理图的设计并仿真。在Windows 操作系统平台，可以对各种模拟器件和集成电路进行仿真、分析（ SPICE）。
Proteus软件和其它EDA工具软件一样提供仿真功能，但是它还能从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB 设计，实现了真正意义上的从概念到产品的完整设计。能够同时提供将电路仿真软件、PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三大功能的软件目前只有Proteus软件;在编译方面，它也支持IAR、Keil 和MatLAB 等多种编译。
3 Proteus软件在实验教学中的优越性
教师在实际教学中通过Proteus和Keil搭建虚拟实验平台，同时引入仿真平台，辅以硬件实验的验证，可以使得学生更好的由理论过渡到实践，对于产品的电子系统能够有更全面的理解和掌握[2]。毕业生在自己的毕业论文设计中可以采用Proteus软件为辅助手段;学生可以采用Proteus软件为辅助手段，进行大学生科技创新活动，或参加市级以及全国各类电子设计竞赛活动。下面是利用Proteus软件进行仿真和硬件验证的流程图：（图1）
针对Proteus软件以上多种优点，建立一个Proteus实验室，它的出现为电类专业的实验教学带来了前有未有的新思维和解决之道。Proteus实验室可以为教学创造一个更加优质的平台，在现有资源的基础上，实验室具有如下的优点：
3.1 功能多样化 Proteus软件除了提供仿真电路分析实验、模拟电子线路实验、数字电路实验外，同时还可以对嵌入式系统实验仿真，提供嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）仿真实验功能是它区别其它软件的最大特点，因此，Proteus软件是一个多功能的实验平台。它的多样化功能解决了教师教学过程中可能出现硬件设备不齐全问题。
3.2 资源开放 由于其硬件是基于网络平台的，如一个单位内的局域网、或企业网、或校园网（或单机板，基于一台PC）或Internet用户。因此解决了学生受传统实验室的时间、空间、及实验内容的限制问题，可以发挥自身的学习热情来学习，更好的解放由传统硬件带来的思维限制，提高创新能力，同时也可以最大发挥设备的利用率。
3.3 内置资源先进 Proteus实验室主要由其Proteus仿真软件实现，软件内部包括万种以上元器件及多达30多个元件库，多种现实存在的虚拟仪器仪表，丰富的测试信号源，先进的混合仿真系统（SPICE电路仿真器+数字仿真器+MCU仿真器）。基于上述强大的内置配备，可以保证实验室的先进性。另外，软件提供用户自己制作器件模型，英国Labcenter公司也能够为用户制作，此外，软件跟硬件相比升级更为方便，几乎无成本，可以保持软件库中的器件的实时先进性，保证了实验室的先进性。
3.4 实验创新化 Proteus仿真软件内置的丰富资源是进行创新型实验研究的基础。软件库中提供了仪器仪表、信号源、元器件、器件模型，教师利用软件设计相应的教学内容或者进行创新实验的研究，学生除了完成实验内容外可以自己研究感兴趣的内容，由于丰富的软件库中器件，不受到传统硬件的束缚，可以更好的放开思维，展开实验仿真学习，对于提高学生的自主学习，培养创新能力有重大的意义。
3.5 易管理、易维护 由于其核心为Proteus仿真软件，在实验过程中不会产生损耗问题，软件的管理、维护也仅仅是帐户的管理、软件的安装及更新，设备的管理工作量得到了降低，可以将更多的时间精力投入到实验创新研究中。
3.6 低投入、高回报
将Proteus实验室与传统实验室对比，投入低，回报高。教师只需建立相应的计算机网络平台（也可使用已有的计算机网络平台），外加购买一套Proteus网络板软件，部分实验验证板即可。几乎不会产生维护费用，此外，建立这样的实验室还可以被嵌入式系统（单片机应用系统、ARM应用系统）、微机原理与接口技术课程学习用到，做到资源利用的最大化。
4 Proteus软件的应用实例
由于液晶显示器的低功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧等诸多优点，已经被广泛应用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中[3]。在LCD显示电路的硬件电路中，我们通常使用LPC2106芯片和LM016L显示模块。LPC2106由一个支持仿真的ARM7TDMI-S CPU、与片内存储器控制器接口的ARM7 局部总线、与中断控制器接口的AMBA高性能总线（AHB）和连接片内外设功能的VLSI外设总线组成。LM016L液晶模块通过指令编程来完成读写操作、屏幕和光标控制。LCD显示电路电子电路图如下图所示：
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图2 LCD电子电路图
我们可以看到，虽然在这个电路中，电路并不复杂，但是LPC2106这个芯片是双电源芯片，CPU操作电压范围为1.65V～1.95V（1.8V ±8.3%） ，I/O电压范围为3.0V～3.6V（3.3V ±10%） ，这两个小伏电压范围比较难调整，学生在实验过程很容易就会出现电压过大，烧坏芯片的事故。除此之外，学生还很有可能出现电路连接等错误，在实际操作中，这会很大程度地影响教学。所以，我们可以采用用Proteus软件来仿真电路这一方案。
下面是基于ARM7的LCD显示电路仿真，介绍电路的设计和使用Proteus 进行仿真与实现的过程。首先运用Keil编译C语言，连接生成Hex文件，使用PROTEUS 7.8SP2仿真，选用ARM7 LPC2106 芯片和LM016L，将Hex文件导入，然后进行软件仿真调试[4]。其电路原理图如下图所示：
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图3 系统电路图
设计的最终效果是使得字符串从左往右逐个依次出现在屏幕上，同时逐渐右移，直至全部消失。然后再从右向左逐个依次出现，待移到最左端后消失。如此循环往复。其设计效果如以下图所示：
<D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-4-1.jpg><D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-4-2.jpg><D：＼123456＼中小企业管理与科技・下旬刊201511＼1-297＼245-4-3.jpg>
图4 设计效果显示框图
在这个实验中，学生可以通过Proteus模拟ARM7芯片设计，将理论与实际相结合，应用现有的仿真工具和嵌入式软件开发平台，合理规范地设计实现一个小型LCD显示电路功能。同时，提供KeilC51 uVision2软件的调试功能。
如果电路出现结果与实验目的有所偏差，可以利用软件调试系统全速、单步、设置断点等，对各个变量、寄存器状态进行实时观察。只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可，能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法，大大提高了电路设计的效率和可操作性，将解析法在近似处理中带来的较大误差有效的避免，还可以与实物试制和调试相互补充，通过理论与实践相结合的教学，大大提高教学效率，更好的达到教学目的，也能提高学生自主的学习兴趣，培养学生自己的探究研究问题能力，提高创新意识。
5 结语
采用Proteus仿真软件作为嵌入式系统实验教学平台，不仅帮助工科类学院学生更快地掌握业内主流电子设计工具，综合最新的电子设计技术，提升学生的实践动手能力，还使得学生在校期间，比较灵活地将不同学科的电子设计知识融会贯通，为学生提供更多的实践与应用平台，拉近了学习与就业的距离。实践证明，这种教学方法在教学效率、成本预算、后期维护方面优势明显，具有较高的推广价值。
参考文献：
[1]朱清慧，张风蕊，等.Proteus教程-电子线路设计、制版与仿真[M].北京：清华大学出版社，2008.
[2]陈燕，李娜娜.Proteus和Keil在单片机教学中的应用[J].中国科技信息，2009（20）：194-195.
[3]周立功.ARM嵌入式系统基础教程[M].北京航空航天大学出版社，2008年9月第2版.
电子电路创新设计范文6
1对电子设计竞赛高职组试题的探讨
大学生电子设计竞赛命题一般是以电子电路（含模拟和数字电路）应用设计为主要内容，可以涉及模-数混合电路、单片机、可编程器件、EDA软件工具和PC机（主要用于开发）的应用。题目包括“理论设计”和“实际制作与调试”两部分，着重考核学生综合运用基础知识进行理论设计的能力，考核学生的创新精神和独立工作能力，考核学生的实验技能（制作、调试）。具体的竞赛试题一般具有特定工程背景，其涉及的专业知识面广，综合应用性强。在给定功能和性能参数要求的情况下，由一个参赛队在四天内共同设计、制作完成。起初在竞赛的选题上，高职院校的参赛选手与本科生没有什么区别，都是从同一组试题中进行选题，其竞赛的成绩与本科生差距明显，多数参赛队伍都难以按要求完成其中的理论设计部分。从2007年开始，组委会采用了本科生组（甲组）和高职高专学生组（乙组）分开的两组竞赛题目，高职组的题目相对本科组除难度小些，要求降低外，其他方面并没有多大区别，仍然是以电路的综合设计与制作为主，评分标准也大体相同。从今年9月份举办的竞赛来看，仍是这种情况，给人的感觉只是本科生试题要求的缩水。竞赛对高职生在理论设计上的要求分量显得过重，与当前高职教学改革的方向似乎有些偏离。
高职教育在我国经历了十多年的发展，全国各类高职院校成立之初，课程的设置与本科院校同类专业差别不大，许多课程只是本科课程的压缩。随着高职教学改革的深入开展，其培养目标和职业岗位定位越来越清晰。教育部对高职生的培养目标是要求学生具有较强的动手能力与实践能力，要求学生毕业后从事生产第一线的设备维护、维修、安装、调试等工作，这与就业市场对高职生的需求是相符的。高职的课程改革也逐渐走上了以就业为导向，校企合作、工学结合的道路。在这种趋势下，大学生电子竞赛对高职生在电路综合设计方面的要求则难以发挥导向作用，以至于一些院校为了应付竞赛而另外为参赛选手开设培训课程的情况。既然竞赛专门开设了高职高专组，在题目的设计和要求上是否能多考虑高职教育的特点和职业岗位的要求，不仅在难度上与本科组有所区别，在竞赛的侧重点和评分标准也应有所不同。例如本科组可侧重综合设计，高职组侧重制作和测试，这样更符合不同层次的高等院校对人才培养的定位要求。
2综合设计型人才难以成为高职教育的培养目标
虽然高职生也是从每年的高考中录取的，但是在入学分数上毕竟比本科生差了一个等次，这个差距反映出他们的中学知识基础和学习能力与本科生的差距。许多学生读高职是想学一门专业技术，希望在动手能力上强于本科生，在今后的就业市场上找到属于自己的位子。基础、能力和心理上的定位预期决定了他们中的大多数人难以在电子电路的综合设计上有所作为。电子信息技术是现代科学技术中的高新技术，其理论抽象、高深，初学者不容易理解和掌握。高职生由于中学的物理和数学基础较差，教学中他们普遍反映专业理论课程的学习难度大，感到内容抽象、难以掌握，理论考试不及格的情况在各高职院校都较为普遍。另外，高职生在校学习时间短，也制约了他们深入、全面地学习电子信息技术和相关知识。许多高职生实际在校学习时间为2年或2年半，最后一年或半年学校安排到企业实习。所以每届参赛的高职生，多以二年级的学生为主，以他们的课程安排来说，还只是学了一些基础理论，加上近年来的高职教学改革更侧重于培养学生的动手实操能力，许多理论课程被压缩，或降低要求，有设计要求的课程很少。在这种情况下，培养的高职生大多数不具备综合全面的设计能力。
因此，课程难度与学习时间的限制决定了难以将高职生培养成为电子电路方面的设计型人才。就业市场对高职生的需求和定位也越来越清晰，多数电子企业并不要求高职生具备设计开发电子产品的能力。以我校应用电子技术专业多年来毕业生的就业情况来看，在电子行业工作的大多数毕业生都是从事电子产品的生产制造与维修工作，只有极个别的学生有机会从事电子产品的设计开发。因此，就业的导向也决定了高职电子信息类专业教学不能以培养设计开发型的人才为目标。
3以专业职业岗位技能要求为导向设计高职竞赛题目
高职院校的办学目标定位就是要培养出符合区域经济发展需求的高素质技能型人才，其核心任务就是要提高学生的职业技能与综合职业素质。在电子产品的设计、制造和服务领域，职业岗位对高职生技能的要求是能够从事更高级、更复杂、更精细的工作。如果考虑到目前高职教育的特点，以电子专业职业岗位技能要求为导向设计高职电子竞赛试题，可以从两方面考虑出题，一是以电子电路的制作与测试为主；二是以电子产品故障的分析与维修为主。这两方面是电子信息专业的高职生要掌握的主要职业技能，把这两方面的职业技能要求引入到竞赛中，通过赛项的设计将引导高职泛信息类相关专业课程设置和教学改革、人才培养模式改革与创新方向。
大学生电子设计竞赛高职高专组的命题设计，可以侧重考核参赛者的电路制作与测试能力，降低对电路综合与程序设计要求，甚至不做要求，直接给出电路原理图和控制程序，变设计制作为分析、制作和测试为主。让高职生在识读电路原理功能、弄清信号流程、读懂程序设计的基础上，进行PCB电路板的设计制作；元器件的选择安装；程序的输入调试；电路功能的实现；整机性能参数的测量。以充分反映参赛的高职生对电路的理解和将图纸变为实物的技能水平。全国职业院校技能大赛高职电子信息类的选题，可以以电子产品故障的分析与维修为主。今年全国职业院校技能大赛高职组的“芯片级检测维修与信息服务”试题，就是按照完整的芯片级维修工作过程设计竞赛题目，竞赛内容体现实际工作过程的真实性。今后的竞赛若能以电子产品整机的维修作为竞赛项目（如数字电视、手机、电脑、数码产品等），在一个产品上设置多种故障，能涉及更多更全面的维修知识和技能。对高职生的维修技能要求应与经验型维修有所区别，应重点要求能从硬件和软件原理分析，仪器检测等分析复杂故障，写出故障分析报告。对于一般的维修技能也应有所要求，如根据电路板绘出局部电路图、软件的擦写、芯片的拆焊、元器件的代换、维修工具的使用等。
4高职电子信息专业培养的能力目标定位
