电路设计实训总结模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇电路设计实训总结，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

一、关于项目教学法

1.项目教学的概念

项目教学法，是围绕一个实践项目而展开的教学活动，其目的是在项目实施过程中使理论与实践教学同步进行，从而充分调动学生参与的积极性，提高学生解决实际问题的综合能力。

2.项目教学法的关键

项目教学法的关键，是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个合适的项目教学方案。这样，不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力。

3.项目教学法的优点

项目教学法，是让学生实施一个具体的项目，学生学习的目的很明确，能极大地调动学生的学习积极性，提高学习兴趣。项目教学法大多要分小组完成，通过小组内及小组间的充分交流、讨论、决策等，提高学生合作能力，强化学生的团队意识。而合作能力和团队意识，恰恰是当前社会化大生产所要求的基本素质。项目教学法在实施过程中会涉及到很多学科知识，能促进课程间的整合。

二、项目教学法的教学实践

数字电路课程是高职电气专业一门承上启下的专业基础课，具有较强的逻辑性、应用性和工程实践性。内容包括数字电路基础、组合逻辑电路基础、组合逻辑集成电路、时序逻辑电路基础、时序逻辑集成电路、半导体存储器与可编程逻辑器件、数模和模数转换器和脉冲信号的产生与整形共8章节。按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体教学设计要求，本门课程以培养灵活应用常用数字集成电路来实现逻辑功能的能力为基本目标，打破学科课程的设计思路，紧紧围绕工作任务完成的需要来选择和组织课程内容，突出工作任务与知识的联系，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识，增强课程内容与职业岗位能力要求的相关性，提高学生的就业能力。本课程可以分成6个项目完成，分别是：全加器电路设计、抢答器的设计与制作、同步计数器电路设计、数字钟电路的设计与制作、用可编程逻辑器件设计数字钟电路和A/D 和D/A 转换功能仿真。第1到3章划为第一个项目，内容是：全加器电路设计。以下就以第一个项目为例完成教学设计。

1.教材分析

这部分内容包含3个章节：数字电路基础、组合逻辑电路基础、组合逻辑集成电路。每章节后面都有本章小结、思考题与习题、技能要求和实训内容以及书最后的实验内容部分。很显然，编者也在强调技能和实训的重要性，但在进行教学设计时采用项目教学法能很好地体现实践能力为主。

2.教学设计

此部分内容重点是掌握逻辑函数的表示方法，会进行逻辑函数的变换和化简；能正确理解基本门电路逻辑功能；会用基本逻辑门电路设计简单组合逻辑电路。如何把内容连贯，用某个项目来体现，我们可以结合实验内容以及常见的电路来解决。那么，学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的工作领域和工作任务范围，在具体设计过程中，还以相关专业的典型产品为载体，使工作任务具体化，产生具体的学习项目。项目的难度要适中，要适合学情，让学生都能动手参与，能充分调动他们的积极性，使学习更有目的性，让学生在职业实践活动的基础上掌握知识。本项目内容是全加器的电路设计。采用全加器的设计这样的项目内容，那么，组合逻辑集成电路，此部分章节中的编码器、译码器与数码显示器等内容暂时就使用不到，我们可以把这些内容划分到下一个项目中去，而只是涉及到它的前面一部分内容二进制加法器。这样，不会显得项目量过大，知识太拥挤，学生学习困难的问题。

3.教学过程的组织实施

篇2

要具有计算机辅助设计（电路）高级绘图员的岗位能力，首先得熟练掌握电路设计软件工具，这就离不开绘图练习。在进行绘图练习时，软件操作步骤重复繁多，学生在练习中难免觉得枯燥。其实软件操作有很多种方法，在设计中使用快捷键将会大大提高操作速度。可以将快捷方法传授给学生，学生也十分喜爱。快捷方法需要学生记住不少的操作，在教学中要避免简单传授。所谓熟能生巧，该软件的许多快捷方式都是菜单栏缩写字母与键盘操作相结合，比如放置元件，在菜单“放置（P）”-“元件（P）”，使用键盘操作连续两次敲击字母P；如放置导线，在菜单“放置（P）”-“导线（W）”，则是键盘操作分别连续敲击字母P-W；让学生掌握快捷方式的来源与规律，帮助他们迅速掌握快捷方式。对于常用命令，建议学生一定要采用快捷键，养成左手键盘、右手鼠标的习惯。这样使用快捷键比用鼠标点取图标或在菜单上选择命令要快很多。什么算是常用命令呢？建议平均每次画图出现5次以上的命令，都应该归属于常用命令。这可以让学生自由发挥，举一反三，根据自己的绘图习惯，将常用的操作采用键盘快捷方法进行绘图。教师在教学中可采取分组比赛方法促进学习，赛后引导学生对比、总结，促进学生的学习，效果良好。

二、实践对认识起决定作用

在教学中，学生对软件操作非常熟悉，但绘制的电路图就像依葫芦画瓢，表面看起来很好，但是达不到技术要求。例如，元件图形画得与书上图形“一模一样”，但检查其内部参数时却错误极多：元件引脚的编号顺序不对，有的与封装编号不一致，元件没有选择正确的封装，元件名称未按要求重命名等。一再强调，总有学生不认真对待，学生觉得画得对就行了。这正是学生理论知识匮乏、理论与实践严重脱节的表现。而传统的理论讲授往往会导致学生对基本的电子电路设计理念理解不够透彻，学生课后又不去看书或查资料时毫无头绪，便出现学完却不会拓展应用等诸多问题。

1.实践是认识的基础

实践是一切科学知识的源泉。布鲁纳曾说：“不经历真正获得知识的过程而单纯接受知识不能成为生动的知识。”要使学生对知识理解透彻，能够学以致用，有效提高实际操作技能，就要让学生多动手操作，通过实践提高认识。

例如，在学习基本概念自制元件封装时，学生对封装绘制软件操作掌握得非常熟练，若脱离实践，学生只是停留在依葫芦画瓢的阶段，只是使用软件画出一个图形而已，而不能通过软件绘制封装掌握好其含义，更不用说学以致用了。教学中教师应引进常用的元件、元件封装库里没有的封装元件及新元件的封装进行练习。让学生动手去量，去思考如何把一个实物元件的封装表达出来。只有在真实的情境中练习和实践，才能让学生真正提高认识。在实践中又能让学生体会到电子CAD知识的应用，激发学生的兴趣性动机和职业性动机。

2.实践的基础需要设备

电子CAD作为一门联系硬件与软件的重要课程，在硬件方面需要相应的设备支持学生实践。但长期以来实训设备的建设投入不足，严重缺乏实训设备，使得学生对课程的认识不深刻，理论与实践严重脱节，这与我们课程的培养目标极不相符。

实训室的建设要全面，不能仅仅满足于只拥有进行电路设计和仿真的实训平台或设备，在实训室建设中应该配备电路板雕刻机等设备。我校于2012年引进印刷电路板雕刻机，加大对实训教学资源的投入。确保让学生从电路图绘制、PCB制板、电子装配等方面整合完成，能够真正地动手制作一块实际的电路板，有利于学生在实践中培养绘图设计必需的一丝不苟的职业精神。

篇3

项目教学是将某门专业课程按类别分为若干知识和技能单元,每个知识和技能单元作为一个教学项目,每个教学项目都以应用该项知识和技能完成一个具体的项目任务作为目标,所以,项目教学是将理论与实践融于一体的教学模式。把理论知识和实践知识较好的融于到具体项目是搞好项目教学的关键,所以,数字电路课程结构必须按照项目教学模式来重新设置,本文结合作者项目教学实践经验和研究工作对基于项目教学模式的数字电路课程设置进行浅显探讨。

一、课程的性质与作用

《数字电路》是高等职业院校电子信息专业、通信专业等电类专业的一门核心职业技术基础课,是实践性较强的课程。

本课程主要针对企业生产第一线产品装配、调试、检验、维修、生产管理等岗位。通过基于工作任务的项目式教学,培养学生的逻辑电路分析能力、逻辑电路设计能力(即用中小规模集成电路设计具有一定功能的逻辑电路,而不是设计一个编码器、译码器、计数器等)、常用仪器仪表使用能力(如双踪示波器、稳压电源、信号源、计数器、频率计、万用表等仪器仪表使用能力)、逻辑电路制作能力、故障排除能力、仿真工具使用能力、自学能力、设计报告编写能力及职业素质养成,本课程培养的核心能力是逻辑电路分析能力、逻辑电路设计能力。

二、课程结构整体设计

课程教学设计的理念:以项目教学开展课程教学;实现理论实践一体化教学;以职业能力培养为主线,以应用为目的。依据此理念设计出的课程教学内容体系如图1所示。

项目实验包括单元实验、仿真实验、设计实验3个方面。“单元实验”训练常用电子仪器的使用方法和数字电路的基本测试方法,它所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关,充分体现课程的实践性。“仿真实验”主要利用EWB平台进行实验,使学生掌握仿真工具的使用方法,并能利用仿真工具对一些设计实验、项目实训内容进行仿真。“设计实验”是通过常用的数字集成电路实现简单功能的逻辑电路。

项目实训采用EWB仿真设计+实物制作相结合的手段,项目实训内容主要利用中小规模集成电路实现具有一定功能的数字系统。在项目实训中鼓励学生将课外科技活动、数字电路制作大赛纳入教学活动中来,课内外学习相互结合,使学生视野开阔、能力增强。

理论教学与实践教学时间比例为1∶1;并安排2周课程设计进行综合实践训练。

(一)项目设计的思路

项目设计的思路:设计的项目应覆盖整个工作领域和承载这个工作领域所需要的知识和技能;项目结构划分应体现工作体系的特征;在以项目划分为线索进行工作分析的基础上,合理设计项目结构。

项目内容设计具体原则:项目应覆盖知识点和技能要求;知识点的内容应最大限度地融于项目教学之中;项目大小要根据学习内容进度和要求来确定;项目内容设计要考虑教学组织的可行性和合理性。

(二)课程教学实施思路

课程教学实施思路:理论教学主要结合在项目实验、项目实训中进行教学。

课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授,以工作任务完成过程为主线选择和组织课程内容,以完成工作任务为主要学习方式,每一个项目分解为若干个工作任务,通过每一个工作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。大部分内容教学实施在实验室中进行理论实践一体化教学,可先分析再实践,或先实践再分析理论知识,或随讲随练,讲练结合,工学交替,理论教学与实践教学同步进行。教学实施过程中突出“以职业能力培养为主线,以应用为目的”原则,重点加强对学生实践能力的培养,通过对项目设计制作训练,培养学生综合应用知识的能力。

(三)实践教学的4个层面

本课程教学模式是基于工作过程的项目式教学,借助这种教学模式和项目实验、项目实训、课程设计3个实践平台,构建了由基础训练、应用训练、创新训练和综合训练组成的“四个层面”的实践教学体系,为学生实践能力培养提供强有力保障,能使学习者在实践活动中主动学习和有效应用知识,极大提高教学效果和学生职业能力培养的效率。

三、教学内容的选取与规划

(一)教学内容选取依据

教学内容要集中体现课程教学目标,内容的选取应该以企业对岗位知识能力要求和学生适应岗位变化的可持续发展能力要求为依据。这就要求数字电路课程组的教师经常到企业进行知识和能力要求的调研,对企业所要求的知识点和能力进行分析,根据调研结果及时调整教学内容,使数字电路的内容符合行业企业发展的需要。另外,教学内容的选取还要考虑能较好地解决“基础知识、技能与学生适应岗位变化的可持续发展能力”的关系,“基础知识与应用能力”的关系,“理论与实践”的融合关系、比例关系等关系,使《数字电路》课程内容体系具有高等职业教育的针对性,适应电子信息职业岗位能力的培养。

(二)教学内容具体规划

1、理论教学内容。必修模块:数字电路基础,逻辑门电路,组合逻辑电路,触发器,时序逻辑电路,脉冲电路;选修模块:半导体存储器与可编程器件,数/模转换与模/数转换;拓展模块:MAX+PLUSII软件操作训练,用VHDL语言设计功能模块(拓展模块不纳入正常教学,利用课余时间结合数字电路设计制作竞赛开展教学,满足部分学生需求)。

2、项目实训内容。项目实训内容体系如图2所示,具体实训内容:加法计算器的设计与制作包括逻辑门电路功能的测试和加法计算器的设计两个项目。涉及相关知识:与、或、非逻辑运算,复合逻辑运算,TTL门电路,OC门,三态门,TTL门电路、CMOS门电路的分类及其比较,TTL与CMOS数字集成电路的使用规则,逻辑代数的基本定律及规则,组合逻辑电路的描述,组合逻辑电路的分析,最小项与最大项,常用数制与BCD码;逻辑函数的化简,组合电路设计方法,数字信号与模拟信号,组合逻辑电路中的竞争-冒险现象。抢答器的设计与制作包括译码器功能的测试、编码器功能的测试、锁存器功能的测试和抢答器电路设计等4个项目。涉及相关知识:LED显示器,显示译码器,译码器,使用变量译码器实现组合逻辑函数;编码器,二进制优先编码器功能扩展;D 锁存器;抢答器的组成框图(包括编码器、译码器、锁存器)。计数器的设计与制作包括触发器逻辑功能测试、简单计数器逻辑功能测试、集成计数器功能测试和计数器的设计与调试等4个项目。涉及相关知识:基本RS触发器,同步触发器,边沿D触发器,边沿JK触发器;时序逻辑电路的组成,计数器的类型,计数器的分频功能,同步时序电路分析;集成四位二进制加法计数器 74LS161,集成四位二进制同步加法计数器 74LS163,集成异步十进制计数器74LS290,可逆计数器74193;计数器模数的变化,振荡器。数字钟的设计与制作完成有一定功能数字钟(能显示小时分钟基本功能)设计制作,这一个项目是对前面所有相关知识的综合运用和检验。

四、教学组织与实施

教学组织与实施的思路:教学内容结构以项目和案例作为单元展开教学内容,教学组织形式采取实际操作与讲解相结合,单元学习时间为4课时;教学过程中正确处理知识学习与工作任务的关系,做到知识学习为完成任务服务,知识学习为技能形成服务;最后,学生通过学习获得报告、图纸、工艺文件、作品等学习成果。

项目的具体组织实施过程中,重点考虑如何通过设计恰当的工作任务引入相关理论知识。例如通过“三人表决电路设计”、“简单加法计算电路设计”两项工作任务,引入组合电路设计方法、逻辑函数化简方法等知识点;通过这两个任务,学生容易理解化简后结果尽可能用相同芯片去实现它,因此“与或式”结果不如“与非与非式”,“与或式”就意味着要用与门和或门,再简单的逻辑函数至少要两个芯片,“与非与非式”只用与非门,如果逻辑函数不复杂,一个芯片可解决问题。又如通过“用74160及简单门电路构成八进制计数器(0-7)”和“数字钟中分钟指示电路设计与调试”两个工作任务,引入N进制计数器的构成方法:串接法(即级联法)、复 位法、置数法。

五、教材编写与选择

项目式教学教材选用应该是以主、辅两本教材结合使用的选用原则。为了保证项目教学的顺利实施,应该以自编校本教材为主教材,选择理论知识顺序与校本教材基本一致的规划教材为辅助教材。校本教材在章节顺序上,以项目和工作任务为主线来编排内容顺序,兼顾学生的认知规律,并将知识和能力有机地融入到完成工作任务的具体过程中;在内容编排上,按先基本逻辑电路后逻辑部件、先单元电路后系统电路、先数字电路后脉冲电路的原则编排,实践与理论在内容上相互充实、相互补充,边学边做。

采用两本教材的目的是满足部分自学能力较强学生扩展知识的需要,对一些内部电路的分析、原理的分析,自学能力较强学生可通过自学获得知识,培养学生的自学能力。

六、项目教学实例

以“智力竞赛抢答器的设计”这一项目为例说明项目教学的具体实施过程。这个项目的实施过程包括4个阶段:

第一阶段:任务布置。第一步是教师布置工作任务,讲解必要的相关知识,如原理框图;第二步是分小组讨论,按强弱搭配原则分小组讨论,教师参与学生的讨论,提出要解决的关键问题,即如何实现数码管显示与按键数字相对应的数码,如何实现闭锁功能,学生展开对这两个问题的讨论,教师逐步启发学生,得到解决问题的基本方法。

第二阶段:仿真设计。第一步是利用仿真平台在仿真实验室中进行仿真设计,搭接电路并激活仿真软件,查看所设计的电路能否实现工作任务所要求的技术指标;第二步是教师对学生仿真设计结果进行考核。

第三阶段:电路制作。第一步是学生在面包板上搭接电路,自行排除故障;第二步是分小组进行答辩并考核。

第四阶段:教师总结。可挑选1-2个电路进行演示,并讲解工作原理。

通过本项目的学习,学生不仅掌握了锁存器、编码器、显示译码器的原理,动手能力得到了很大提高,电路制作的速度、排除故障能力明显提高。整个项目教学体现了课程整体设计的理念,应用了计算机仿真、实验室制作教学手段,采用了项目教学式、小组讨论式、启发式等教学方法。

随着数字技术的不断发展,数字电路的教学内容和模式应不断的改革,这就要求数字电路课程组老师在总结经验的基础上大胆创新,做到与时俱进,并在今后的教学过程中还要不断深入研究和探索。

参考文献:

1、李珈.数字电路课程教学改革的实践[J].职业教育研究,2008(6).

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以企业需求为导向，以专业培养目标为核心；针对电子产品制作、检测、调试与管理岗位的电子工艺技能；以电子产品制图制板员、电子产品维修试验员、工艺助理工程师、SMT操作员的职业能力培养为主线；实训内容源于电子企业产品生产工艺的技术应用；培养胜任电子企业电路设计制作、调试维修与工艺管理工作的高技能应用型人才；教学宗旨是服务于企业，服务于社会。

紧跟企业电子产品生产新工艺、新技术，经过社会调研与岗位分析，确定电子产品制作、检测、调试与管理岗位的电子工艺技术应用职业能力，依据课程教学目标和职业能力要求，开发出实训项目。以项目为引导，选取企业生产的实用电子产品为载体呈现教学内容，依据电子产品生产过程，融入职业资格标准，设计出相应的学习任务。

构建“双师结构”教学团队，与企业兼职教师合作，保障校内外实习实训等教学工作的顺利实施；建设具有模拟真实工作场景的校内生产性实训室和具备实践补充功能的校外实习基地，使学生在真实的生产环境中得到锻炼。

采用基于电子产品制作工艺的“项目引导、任务驱动”教学模式，实施以行动为导向，以电子工艺技能培养为核心的“做前知、做有依、做中思、做有果”四位一体教学组织，运用案例分析、项目教学、分组讨论、角色扮演、现场教学、现代教育技术等多种教学方法和手段，引导学生积极思考、勇于实践，提高教学效果，做到学生、学院和社会三方受益。

二教学内容的选取

（一）教学内容选取步骤

第一，岗位调研分析。针对电子工艺技术应用职业岗位进行调研与分析，得出典型工作任务；依据职业岗位要求，分析出完成典型工作任务所需的知识、技能和素质。

第二，职业能力确定。依据课程教学目标，对同类知识、技能归集和序化，分析出电子工艺技术应用岗位的三层次职业能力。

第三，实训项目开发。以电子工艺技能培养为核心，按照生产现场用到的不同电子产品生产工艺，开发出相应的实训项目。

第四，教学载体确定。以实训项目为引导，选取行业企业生产的，能涵盖实训项目工艺要求的典型电子产品作为教学载体。

第五，学习任务设计。参照“电子设备装接工”和“电子产品制版工”的职业资格标准，融入环保要求和企业安全文化，以电子产品生产过程为主线，设计出相应的学习任务。

（二）选取教学内容

3教学载体确定

选取实际应用多、适用范围广、易于操作的双声道BTL功放、SMT调频收音机和KJD11-36型局部通风机自动切换控制器作为教学载体，分别涵盖了单面板通孔安装电子产品制作、单面板表面安装电子产品制作、单面板混合安装电子产品制作及双面混装电子产品制作的职业能力要求。

载体一为双声道BTL功放，通过载体一的设计制作，可以使学生掌握单面板通孔安装电路的设计制作方法和工艺要求。

载体二为SMT调频收音机，要求学生在掌握单面板通孔安装电路设计制作基础上，通过载体二的设计制作，学习表面安装电路的设计制作方法，并能综合运用所学的通孔安装和表面安装电路设计能力。

载体三为KJD11-36型局部通风机自动切换控制器，通过载体三的设计制作，要求学生在掌握单面板混合安装电路设计制作方法的基础上，学习双面板混合安装电子产品的设计制作方法和工艺要求。

一个教学载体即是一个实用电子产品，教学过程中，要求对产品进行电路板设计制作、检测调试及工艺设计管理。通过3个产品的制作，学生掌握了根据电路要求，选择元器件安装方式，设计并制作单、双面电路板，确定适合的生产工艺，调试组装为电子成品的方法，提高学生专业知识的综合应用能力。

三教学内容的组织与安排

（一）整体教学组织与安排

“做前知”―――学生制作产品前，由教师通过演示操作、视频解说、图片说明等形式，说明学习任务，学生通过听、看、试操作等形式，知道了做什么，明确任务。

“做有依”―――学生动手操作前，教师通过讲演结合、学做结合、讨论互动、设疑、启发等教学方法，将该怎么做所依据的理论知识与操作技能传授给学生。

“做中思”―――学生在产品制作过程中，通过自查，进行质量检测（包括电路设计检验、电路性能检验、电子产品质量检验等），填写学生自查表，反思任务存在的问题，分析、总结任务实施情况。

“做有果”―――在每个任务完成后，学生自制出电子产品，并进行成果展示与考评。

（二）单元教学组织与安排

每个学习任务均以《任务单》的形式呈现，《任务单》使学生在学校的学习过程如同在工作岗位的工作过程。我们设计的《任务单》为校本教材的角本，经过教学实施、信息反馈，优化学习任务及《任务单》，形成校本教材。《任务单》包含教学方案、任务布置、相关知识、技能要点、工作计划表、任务实施、学习考价、相关习题、后续任务安排等部分内容。

教学方案：主要用于指导教师的教学和学生的学习，包括学习目标（知识、技能、素质目标）、学时安排、教学方法和材料等。

任务布置：由3～5名学生组成学习团队，教师通过演示操作、视频解说、图片展示等形式，讲解、说明项目内容，使学生明确学习任务目标。

相关知识：本着“体现职业性和必须够用”的原则，为学生提供与电子产品生产相关的，完成学习任务所需要的基础知识，讲授时注意引导学生自己探索发现规律性技术，鼓励、敦促学生自己动手尝试，在生产实践中思考、总结、创造；学生可浏览网站或查阅教材、参考书进行理论知识和技能操作的学习。

技能要点：为学生提供与产品生产相关的实践知识和岗位所需的职业素养要求。通过教师（师傅）的演示，使学生初步认识产品生产工艺和技能要点，做到有的放矢。

工作计划表：由学生按照电子产品制作的工作过程，列写出工作计划表，使学生熟悉工作步骤，理清工作思路，按工作计划进行操作。

任务实施：通过具体产品的生产工艺过程，训练学生及团队的电子工艺技能，提升安全质量意识，培养职业能力。实际操作时注意为学生提供切磋技艺的机会，即邀请动手能力强、掌握快的同学进行操作示范、经验介绍，同学自由提问，为学生之间的交流、互助创造条件。

学习考评：根据《项目考核标准》、《实训报告考核标准》和教学要求，设计出学生自我考评表、教师（师傅）对学生考评表、教师（师傅）对学生团队考评表。以考评表的方式，检验学生学习效果。考评内容包括学生成果展示、学生自查、自我考评、教师（师傅）考评学生、教师（师傅）考评学生团队、教师考核、点评等。

相关习题：学生通过完成相关习题，巩固所学的知识点、技能点。

后续任务安排：该任务完成后，布置下一阶段的任务要求，学生可以通过团队讨论、查阅资料、现场收集资料等方式，熟悉后续学习任务。

四考核与评价

为充分调动学生的学习积极性，突出对学生职业素养与职业能力的全面考核与综合评价，制订了《项目考核标准》和《实训报告考核标准》，采用学生、专职教师（教师）和企业兼职教师（师傅）三方共同参与的过程考核办法，通过对4个项目中的11个任务进行学生自我考评、教师（师傅）对学生考评和教师（师傅）对学生团队考评，评定学生的综合成绩。

在教学过程中，针对每个学习任务，学生要在校内实训室和校外实习基地完成，需要将学校专职教师与企业兼职教师的考评相结合；在学生走上工作岗位之后，需要对自己的工作表现进行自我评估，为锻炼其自我评价的能力，学生需要对自己的工作表现进行评价。因此，在课程的考核与评价中，学生、专职教师和企业兼职教师共同参与，进行过程考评。

学生综合成绩由对四个项目的过程考核成绩决定，其中，项目一、二各占20%，项目三、四各占30%。过程考核中，学生自我考评占20%、教师（师傅）考评学生占30%、教师（师傅）考评学生团队占30%，实训报告完成情况占20%。

其中，学生自我考评是学生根据自己在任务实施过程中的表现进行考评；教师（师傅）对学生考评是考核学生在产品制作过程中表现出的自主能力、沟通能力、合作能力、新知识和新技能掌握能力、综合应用能力和创新能力，教师（师傅）对学生团队考评是考核学生团队在产品制作过程中表现的团队协作能力，实训报告主要考核学生应知应会内容的理解与领悟情况。各实训项目成绩由四部分组成，任何一部分缺失都不能构成完整的实训过程。

学生综合成绩的评定用如下公式计算：课程综合成绩=

确立学生的主体地位，将“以教为本”转变为“以学为本”，尽可能使教与学的活动在真实的工作情境中进行，促进学生从学习者角色向工作者角色转变。开放校内实验实训室、机房供学生自主学习使用，应用技能实训项目允许学生自由选取、自主完成，让学生的个性得到充分发挥，将学习权还给学生，培养其自主学习的习惯。通过完成学习任务，使学生掌握学习和工作的方法，在群组劳动中学到知识、锻炼能力，并有机会发挥所长，在团队合作中找到自己的位置，分享成功的快乐。这不仅活跃了课堂气氛，还加强了学生的合作能力、交流能力。

（二）把实训教学搬进工厂，贴近企业工程实际

课程每一个实训项目的制作都是在真实的工作环境中边做边学完成的。为在实训室中营造职业氛围，我们不仅购买了工厂生产用的设备，将实训场地按照工厂的标准建设布置，张贴操作规程、安全注意事项等条例标识，还要求学生必须穿着实训服并以实训班组的形式参加实训，让学生尽可能地在真实的岗位环境中实训。

（三）探索实践了基于电子产品制作工艺的“项目引导、任务驱动”教学模式

依据本课程知识、技能、素质目标，选取实用电子产品作为载体引入到教学过程中，基于工作过程构建教学过程，开发具有实用、可操作、可检验，并注重趣味性的实训项目。在项目引导下，以培养单面板通孔安装电子产品制作、单面板混合安装电子产品制、双面混装电子产品的设计与制作三个层次的职业能力为主线，按照电子产品生产工作过程，从电路板设计电路板制作组装产品整机调试维修，分别设计出3个学习任务来完成电子产品的设计、制作与调试维修。

参考文献

[1]职业技能鉴定指导编审委员会.电子设备装接工职业资格标准[M].工业与信息化部出版社，2005.

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（一）课程设计理念

本课程是一门综合性、实践性很强的课程，在课程设计中注重学生综合职业能力的培养。以学生现有的认知体系为基础，以培养具备技术指导、研发助理所具备的岗位能力为培养目标，课程设计时基于工作过程所需的知识、技能组织课程内容，基于工作过程来设计教学活动，精讲多练、务求实效。

（二）课程设计思路

本课程围绕电子产品设计研发助理、电子产品生产一线技术支持等岗位的职业能力为核心，通过岗位调研和工作任务分析确定课程目标定；根据企业需要以及学生职业能力培养需要，将实际研发项目、典型产品案例及学生创新项目作为载体构建教学内容，基于工作过程构建教学过程。在教学中采用项目引领、任务驱动的教学方法，建立过程化、标准化、开放式的教学评价。

二、《电子产品系统设计》课程教学内容

（一）教学内容的选取

本课程以就业为导向，按照相关岗位的职业能力，来确定知识、能力和素质框架，用从而构建教学内容。要根据电子从业人员的典型岗位，提炼出其典型工作任务有硬件电路设计、测试方案制定、文件整理以及产品故障分析，结合校企合作，本课程中以典型、真实的电子产品为载体构建教学内容。根据电子产品的结构不同，通常可以分为硬件电路、软硬件结合、软硬件结合，本课程选取了直流稳压电源、智能LED照明控制系统、方波信号合成器三个电子产品作为教学内容的载体。其中直流稳压电源为校企合作单位康舒电子的主要产品之一，通过直流稳压电源的设计与制作，加强学生电子产品系统设计的能力以及；智能LED照明控制系统为电子设计工程师认证培训项目，根据电子产品设计与制作的流程将项目分解为若干子任务，在子任务的完成中，学生的系统设计能力特别是程序读写能力以及系统调试能力得到加强，并且学生按照大赛要求进行分组以及分工，学生的团队合作意识得到加强；方波合成电路的制作来自电子设计竞赛，这个项目主要以硬件电路设计与制作为主，强化学生模电、数电等知识的运用能力。

（二）教学内容的序化

以学生现有的知识体系为基础，遵循学生的认知规律，由简单到负责对教学内容进行序化。项目间按照由简单到复杂进行编排，我们的学生普遍程序设计能力较弱，项目1为纯硬件电路，电路结构相对比较简单，成功率通常较高，提高学习积极性；项目2偏软件，注重程序编写和调试能力的培养；项目3是软硬件结合电路，偏硬件，注重软硬件的联合调试。按照电子产品设计与与制作过程对项目内的教学内容进行序化，即由方案分析、总体方案设计、各单元电路设计以及制作，系统统调。

三、《电子产品系统设计》课程教学设计

（一）教学模式设计

本课程以学生主题，采用基于工作过程导向的“教学做一体”教学模式，按照电子产品设计的工作过程进行产品开发,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，以综合的培养方式使学生在基础知识、个人能力、人际团队能力和系统能力达到预定目标。

（二）教学方法和手段

在教学中，提倡教师主导、学生主体的教育思想，融小组讨论法、项目引领任务驱动法、演示法等多种方法，尽可能地发挥学生的主观能动性，由“要我学”到“我要学”。

（三）教学组织与实施

在教学的组织与实施中，采用了基于工作过程导向的设计。教学过程如下：首先展示成品，激发学生的学习热情。根据电子产品设计与制作的工作过程，分为几个主要阶段。在计划阶段，主要任务为资料搜集整理以及方案分析；第二阶段为设计阶段，根据成员分工分别进行硬件设计、软件设计以及文档整理，培养学生的综合知识应用能力、组织能力以及合作精神。第三阶段阶段为实施阶段，即系统联合调试阶段，主要任务是测试方案的制定、测试数据以及故障排除，旨在提高学生的分析问题能力以及解决问题的能力。最后一个阶段评价、总结以及现场清理，以小组为单位对整个设计过程进行总结，分享设计过程中的经验与教训，提高了学生的语言表达能力以及职业素养。

四、《电子产品系统设计》课程教学条件

该课程综合性、实践性较强，对教师提出了更高要求，也促进了“双师型”教师队伍的培养。教师在教学过程中不断关注专业领域的新思想、新成果，并将这些信息及时传递给学生，使学生能较早地接触新知识。在这一过程中，教师之间、学生之间相互促进、共同提高，形成了良好的教学氛围。以国家级电工电子及自动化实训基地为依托，从理实一体化实训场所、校内生产性实训场所以及校外定岗实习三个层次保障课程的教学。

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关键词：MSP430单片机；温度计；实训

1 概述

单片机应用广泛，成本低，种类多，功耗低，能够方便地组装成各种智能的控制设备，能够完成相对比较复杂的控制任务，环境适应性较强，可以很方便的实现多机和分布式控制，已成为微型计算机的一个重要分支，发展速度极快。单片应用人才需求广泛，高职院校在计算机应用类职业人才培养中大多开设单片机应用类课程。专业实训是高职人才培养中的重要一环，包括了从知识准备到实训器材选择、从程序设计到电路设计等环节，对提高学生实践能力起到了重要作用。

2 实训设计与要求

本实训采用现技术已比较成熟且难度适中的“数字温度计”制作作为实训内容。根据系统的设计要求，选择DS18B20作为温度传感器，可以省去采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及串/并转换电路，可以有效简化电路，缩短系统的工作时间，降低了实训难度。选择MSP430单片机为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。本实训采用MSP430单片机作为核心部件，MSP430系列单片机是一种16位的单片机，相对于8位的51单片机来说，它具有功能丰富、较大的内部RAM和程序存储空间，适合开发较复杂的系统。采用C语言开发，程序更容易编写和较好的可读性，可以大大提高软件开发的工作效率。

温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到MSP430单片机上，经过单片机处理，将温度在LED数码管以动态扫描法实现显示。系统由主控制器、测温电路和显示电路3个模块组成。

对学生实训具体要求如下：

（1）熟悉各元器件原理与使用方法，编写程序，实现以单片机为核心器件，使用温度传感器采集温度，通过LED数码管显示器显示温度值。

（2）编写程序，通过液晶显示模块实现汉字和温度值输出显示，实现温度报警功能。

（3）设计制作独立完整实验电路。

3 实训器材

采用MSP430-DEMO16X开发试验板，单片机的所有引脚都已经引出，便于学生进行扩展试验，并对实验的原理、实验环境配置和源程序都进行了详细的说明。使用IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境。

MSP430-DEMO16X开发试验版集成了MSP430F169单片机、MAX7219显示驱动器、DS18B20温度传感器，DS1302实时时钟芯片、LED数码管、蜂鸣器等器件。为进一步提高实训的难度增强实训效果，还需准备1062液晶显示模块和12864多功能液晶显示模块各一块。

4 实训过程

（1）知识准备阶段。在之前的教学过程中和在实训的开始阶段让学生熟悉MSP430-DEMO16X开发试验版的结构使和用方法，各应用元器件的原理、功能、各引脚作用，各元器件之间的连接方法。

（2）程序设计阶段。由于MSP430-DEMO16X开发试验版已将各器件进行了连接，在熟悉硬件后即可指导学生进入程序设计阶段。

系统程序主要包括：①主程序。主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DS18B20的测量温度值；②读出温度子程序。主要功能是读出随机存储器中的内容并进行校验；③计算温度子程序。计算温度子程序将读取的值进行十进制的转换运算；④温度转换命令子程序。主要是发温度转换开始命令；⑤显示数据刷新子程序。主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，进行显示移位操作。

在这个过程中要详细讲解各部分程序的功能，并给出流程图。让学生在IAR Embedded Workbench V3.42A MSP430集成开发环境中编写程序，写入单片机，在实验板中进行实验。在此过程中，教师要以答疑为主，不要参与学生具体程序的编写与修改，要充分发挥学生的主观能动性，让学生相互协作交流。根据多年的教学经验，或是因输入错误或是因逻辑错误，必然有相当数量的学生编写的程序无法在实验板中运行或是能够运行但不能正确显示结果，所以要在程序设计阶段开始后的一个较为合理的时间点，给出条理清晰可执行的参考源程序，让学生能够对照查找问题所在，提高应用能力。在给出源程序前应先让学生上交各自编写的程序，作为实训成绩评定的一个依据。

（3）巩固提高阶段。在学生能够编写程序在LED数码管中正确显示温度后，让学生使用液晶显示模块实现汉字和温度显示。这个过程主要是巩固温度采集与处理部分的知识，掌握液晶显示模块的使用和编程输出。教师要在之前教学过程教授的知识基础上详细讲解液晶显示模块的连接方法，并给出应用实例和参考程序，在此基础上让学生，设计液晶显示电路和编写液晶显示程序，在程序中加入温度判断功能实现温度报警，并显示报警原因。

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作者简介：周远明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工业大学电气与电子工程学院，讲师；梅菲（1980-），女，湖北武汉人，湖北工业大学电气与电子工程学院，副教授。（湖北 武汉 430068）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用，是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1，2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代，信息科学的基础是微电子技术，它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。此外，从地方发展来看，武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设，形成了以光通信、移动通信为主导，激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局，电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出，而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年，完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求，建设专业方向为微电子技术，毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统（激光器、太能电池、发光二极管等）的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来，始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引，遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络，坚持理论教学与实验教学紧密结合，致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才，就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势，学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验；专业课程实验平台即微电子实验中心，是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题：

第一，突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础（包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等），又要求具有较宽广的系统知识（包括计算机、通信、信息处理等基础知识），同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合，同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练，将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二，构建科学合理的微电子实验教学体系，将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合，相互贯通，有机衔接，搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三，兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域，各个领域对人才的要求既有共性，也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围，实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面，特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四，实验教学与科学研究紧密结合，推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展，教研相长，鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中，以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石，是我国高新技术发展的重中之重，但我国微电子技术人才紧缺，尤其是集成电路相关人才严重不足，培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强，培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心，具体包括四个教学实验室：半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时，本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”，同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

（1）半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论的理解，掌握相关的测试方法与技能，包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

（2）微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解，掌握相关的技能，包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交（直）流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

（3）集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等，并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力，目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体，完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

（4）科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间，为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件，充分发挥他们的想象力，目的是培养学生的创新意识与能力，包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析，制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练，加深对所需知识的接收与理解，初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和国家级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引，遵循微电子科学的发展规律，通过实验教学来促进理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能，最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献：

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《单片机应用技术》是电子、电气类专业学生必修的专业技术核心课程,也是学生较难掌握的课程。通过多年的教学改革实践,我们开发了单片机教学实训板,并以此作为实施项目式教学的载体,收到良好的教学效果。

一、开发单片机教学实训板作为项目式教学载体

为帮助单片机学习者创造一个廉价、实用的硬件环境,我们专门设计了单片机教学实训板(图1),利用该板可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学生学习单片机有极大的帮助。由于该板采用了在线可编程的AT89S51单片机,因此,该板还具有单片机程序下载功能,在下载软件的作用下,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。下载完成以后,实验板即可脱机工作。学习者只需有一台电脑就可学习单片机,而无需自备价格较高的仿真器与编程器。

图1 单片机教学实训板

二、以单片机实训板为载体,构建项目式教学学习情境

项目教学就是师生为完成某一具体的工作任务而展开的教学行动。将某门专业课程分为若干知识(技能)单元,每个单元作为一个教学项目,实行理论、实践一体化的单元式教学,每个单元教学以完成一个作业来结束,并进行下一个项目的教学。实施项目式教学,学习情境的构建很关键。

学习情境是教师在典型工作任务的基础上,由教师设计用于学习的“情形”和“环境”,是对典型工作任务进行“教学化”处理的结果,通常用学习任务来表示的主题教学单元。

本课程是以工作过程为导向,以典型任务为基点,综合理论知识、操作技能和职业素质为一体的思路设计的。根据专业能力目标、方法能力目标、社会能力目标,将课程划分成相对独立,整体由简单到复杂的学习情境,见下表:

学习情境的设计既具有真实性,又具有先进性。为了使教学内容更符合工作实际,各学习项目的设计、元器件的选用、电路的焊接、及软件编程都尽可能符合企业产品的生产标准;教学以89S51、89S52为主讲机型,该机型与89C51、89C52相比,具有可在线编程功能,并内置看门狗电路,是比较实用的51系列单片机;教学内容跟踪单片机技术的发展,如引入串行技术,采用I2C总线接口技术的时钟芯片PCF8563、采用单总线(1-wirebus)技术的数字温度传感器DS18B20等。教学中删去了以往以并行接口方式为主的单片机扩展技术,及传统的A/D芯片0809等的介绍。

为避免进行单独的枯燥指令与编程教学,采取体验性学习方式,融理论教学于实践教学及实际工作体验中融编程与指令教学于实训项目中,学生用到哪,学到哪,会用即可,不过于追究指令与程序的原理。

三、学做一体,实施行动导向教学模式

行动导向教学强调不再把教师掌握的现成知识技能专递给学生作为追求的目标,或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,学生去寻找得到这个结果的途径,最终得到这个结果,并进行展示和自我评价。通过完成任务的行动过程,实现专业能力、关键能力(方法能力―学会学习、社会能力―学会生存、学会交往)的有效培养。下面以一个具体学习情境设计对教学过程作以说明。

教学中充分发挥教与学的积极性,由若干问题启动课堂教学,经过启发式的推衍,最后归纳总结,引导学生循问题而思考,提高对知识的领悟力,加强对关键内容的理解;适当加强师生互动环节,活跃课堂气氛,促进学生自主思考提出问题,解答问题,激发学生潜能。

在学习考核中,既考核学生对基本知识与技能的掌握程度,同时考核学生的创新能力。如在彩灯设计、音乐编程中,鼓励学生大胆想象,充分发挥自主创新意识,根据每人完成的复杂程度及创新程度给以成绩鼓励,取消了期末笔试,以平时大作业成绩及期末综合设计作为课程考核总成绩。

按照这种教学模式,学生仅利用课内时间学习是远远不够的。具体的实践操作内容要求学生在课外时间完成,这也相当于改变了传统的课外作业形式与内容。教师在课外时间为学生辅导,同时开放单片机实训室,并由学生自行管理,为学生提供充分的学习条件。通过举办电子设计大赛,进一步提高了学生的创新意识与团结协作精神及独立工作能力。

四、以单片机教学为核心,合理整合相关课程,提高教学效率

1.与《PROTEL99印制板电路设计》课程教学有机结合

《PROTEL99印制板电路设计》是高职电子专业必开的技能课。通常是单独开设该课,需要较多学时,但由于教学针对性不强,学生学习效果并不好。现将该课作为单片机课程教学的一个实践项目,要求学生在两周时间内以实训的方式完成单片机实训板的电路图绘制及制板工作。教学目的明确,针对生强,学生既掌握了PROTEL制板技能,又进一步掌握了单片机实训板的硬件电路设计原理,对单片机教学起到了良好的辅助作用。

2.与《传感器技术》课程相融合

《传感器技术》也是高职电类专业学生应该掌握的内容。但在以往教学中教师过多讲授传感器原理知识,而对具体应用技术讲授很少,主要是缺乏实践载体。现在可以单片机实训板为载体,利用各种传感元件设计不同的项目,既讲授了传感器知识,又进一步巩固了学生单片机应用能力,相得益彰。

参考文献:

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【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）08-0236-02

触摸屏、PLC和变频器融合实训在我院机电一体化教学中，学生通过阅读材料及有关技术资料，专门练习的内容，要求和实施办法， 需要在实习任务的总体实施计划下，确定操作步骤与操作方法。首先要确定的总任务和劳动分工，再绘制电路原理图和安装控制线路，从而进行PLC程序设计，触摸屏显示器，变频器的相关参数设置等。具体的培训工具，设备的准备，安装和检测方法，掌握为了安全操作，同时也为问题的分析和选择解决方案，列举了多种实用的主题，为学生的学习进程，制定相应的系统评价，优化对学生的考核细则，能反映出学生实训真实的学习情况。

一、融合实训的目的要求

1.实训的目的。

PLC、触摸屏、变频器的融合实训，是我院在机电一体化和电气自动化的教学重点。是学生重点需学技术课程和专业课程，是将理论与实践结合，培养学生能力，解决生产中的实际问题，在将来进行必要的毕业设计相结合的重要一步，所以说变频器，触摸屏和PLC综合训练是基于自动化控制系统的设计及主要生产线中的应用。

2.根据课题任务的系统控制设计，程序设计，硬件电路和控制程序的安装的总体方案。

通过学习综合运用技术，变频技术，传感器技术等方面的知识相结合，学生将把多门核心专业课融合起来学习，从而培养学生综合动手能力和整体素质。

二、实训的内容及要求

要求学生理解，PLC控制，触摸屏与变频器的运用基础上，利用系统学习完成下面内容：

1.控制系统设计

①明确控制系统、框图绘制；②变频器，触摸屏和PLC，须选择的对应低压电气元件； ③设计绘制控制系统的电路原理图；④设计控制柜的元件布局；⑤编写PLC控制流程及控制程序；⑥设置变频器的控制参数；⑦设计触摸屏的控制组态。

2.控制系统安装和调试

①在控制柜进行安装及接线；②编写调试流程；③调试硬件电路和软件程序。

三、实训的工作量

1.图纸部分

①绘电路控制的系统原理图 （需A3或A4图纸一张）；②组件机柜方面的布局图（一张A3或A4图纸）；③控制流程 （A3或A4图纸一张）；④调试流程（A3或A4图纸一张）。

2.任务说明指导

任务描述是整个设计过程的培训和指导的叙述性描述，并应包括下列内容：

①题目和控制要求；②控制系统的整个方案分析、控制框图；③硬件电路设计说明；④ 触摸屏、PLC、变频器的相关参数配置的设计规范；⑤系统调试说明；⑥总结。

四、考核内容、考核方式、成绩评价

1.考核内容：在学生接受培训的任务，必须先阅读任务内容，为了设计内容和需要一个全面系统的认识，及时对相关信息收集，然后按照步骤进行，应避免在没有理解就动手。

2.考核方法：在每一个已经完成训练的学生，必须由教师评估。

3.考核评定：学生在完成所有的训练情况后，由学生统一完成一份系统的课题，导师据评估内容评估学习掌握效果。

①控制箱中的多种电器元件的名称、功能、选用；②控制电路的互锁和自锁环节；③PLC与变频器的电路连接原理；④PLC程序的控制流程；⑤变频器控制中，实现其功能关键参数的设置；⑥触摸屏与PLC的通信及变量的连接；⑦控制的软件程序以及硬件电路的匹配情况；⑧系统调试的要点。控制柜的安装及接线情况。

4.评分标准：

实训成绩分为优秀，良好，中，及格、不及格五个层次。各级评分标准如下：

优秀：实训内容完整。按期完成任务。控制系统的思路方案正确可行，论证证据充分。控制系统的硬件电路设计，元件选择完全正确的，安装接线出来的控制柜美观可靠，设计规范整洁有序、质量可靠。能理解的考试和评估内在意义，并完全地、 正确地回答问题。

良好：实训任务按时完成且完整。任务系统设计方案尚可，论证较好。硬件电路的设计合理方面，选用元器件恰当。控制柜的安装接线美观可靠。图纸光滑整洁，操作过程规范，绘图质量好。所评估的知识点的每一个部分，有很好地了解，评估时回答问题正确全面。

中等：实训内容项目按时完成。编程及设定的参数等设计方案基本正确，论证一般。合理的硬件电路设计，选定的组件的正确。控制电气柜的接线安装可靠，整齐美观。说明书图有资料较整洁、质量尚好。考试时，较好地了解每个部分的考试的题目，提示可以正确地回答问题。

及格：基本完成任务实训的规定内容。设计没有原则性的错误，可靠的程序选择与硬件控制柜安装接线。规格和表面粗糙度，平均质量一般，有一定的误差，但在很大程度上符合主要部分的要求，评价列问题认识不足，只能回答一些主要问题。

不及格：内容培训要求未能完成，有一个以上原则性的程序问题、元件选择错误，硬件电路的设计和图纸有重大的错误，控制电气线路柜的安装接线不可靠。该评估点时，所列出的主要问题无法通过提示答案来回答。如考试中发现有别人代作，取消参考的资格，并扣团体分。

五、实训的参考题目

1.多泵切换恒压供水系统

现有两台电动机，水泵控制特点如下：

①用转换开关QS实现手动、自动控制的切换。②手动按钮分别控制两台电机运行、停止。 ③自动切换中两个异步变频器控制，变频器控制开始与PLC，一分钟的延迟，当水压力达到时将被限制。当开关操作，和变频器控制的启动速度；压力上升，当压力到最大延迟30秒时，升至水压力到达上限时，电机M1停止；当压力低于下限和马达的额定频率50HZ， 1分钟水压力的下限延迟，换到工频运行的M2和M1，启动变频器调速控制。如此反复使水压恒定。停止时，电机M1和M2两台同时停机。 ④自动控制时，采用触摸屏来实现控制启动和停止，并能直接设置管道压力值。

2.储水器水位控制系统

在锅炉和许多工业设备中，常采用部分供水系统。即是：泵用于泵水，将水被泵入（水塔，水箱）高的位置的储水器，然后供水至低水位的用户。

此时，水位控制原理：水能导电原理，取得信号的：当两根金属棒都入水，它们之间是“接通”的；当在两个金属棒，只有一个在水中，判断为“关”。其中 1 杆用作公共接点，2，3，4 棒用来控制不同水位。

现在控制要求如下：

1）用转换开关QS来实现手动、自动的切换控制。

2）手动按钮分别实现电机的启动、停止控制。

3）自动过程控制中：通过变频调速来减少泵水的速度实现节能的目的。

①使用正常时，水泵以较低转速nL运行，控制在3号棒LL1和4号棒LH的水位。 ②到用水高峰时间，供水水泵运行低nL不足以补充供水，水位将低至第3号棒后LL1 ，还将继续下降。所以，当水位低于 2号LL2，泵转速增加，提高至nH，以保障增加供水量，以防止水位继续下降。③水位上升，至3号棒LL1以上时，经适当延时后，又可将转速恢复，至低速nL运行。 ④当水位上升，到达上限水位LH时，则水泵断电，停止供水。

4）自动控制过程中，可以触摸屏控制电机的启动和停止，可直接显示水位、水泵转速。

六、融合实训教学的实践小结

本文所采用的PLC、变频器、触摸屏的融合实训体系，在我院已成功地应用于机电一体化、电气自动化等专业的核心课程教学中，从教学效果来看，因教学中能调动学生的参与热情，不断激发学生的学习兴趣，受到了广大教师、学生的好评，教学效果是显著的，是值得推广的教学模式。

参考文献：

[1]周久艳等.《电气时代》.2002年6期.《升、降速控制端的应用电路》；

[2]李曜.《华章》.2012年18期.《基于PLC和触摸屏的变频器固定频率调速设计》

[3]周智敏等.《机械制造》.2009年12期.《供水系统设计与控制》

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引言

《电子线路CAD及仿真》课程是电子信息技术及相关专业的专业基础课程，是一门直接面向应用的基础课程。现代电子电路设计就是使用计算机辅助电路设计，利用计算机绘制电路图，制作印刷电路板，在计算机的辅助下完成电路设计，利用计算机进行电路优化、数字或模拟电路的仿真。

电子CAD（Protel）已成为当今电子线路设计人员必备的工具。本课程的任务，旨在使学生学会利用Protel进行电路设计的一般方法，为学生将电路理论知识应用于实践建立一座桥梁。

1.《电子线路CAD及仿真》课程现状

每个电子类专业都开设《电子线路CAD及仿真》这门课程，但是普遍存在以下几方面问题：

（1）开课时间太晚

很多学校CAD课程都是在大二上学期才开课，这样就严重影响学生们实际动手能力。电子线路CAD这门课程学习的是一个制图软件protel，如果这个制图软件没学，学生自己想动手做一块板，是非常困难的。很多高校在学生大一的时候就开设了模拟电子线路和数字逻辑电路课程，学习完这两门电子类专业基础课程要参加实训制作电路板，可是由于没有上电子线路CAD这门课程，导致不会制作电路板。从而影响学生实训在制作以及参加一些课外电子制作比赛。所以，我们建议电子线路CAD这门课程越早开设越好，不需要专业课程的知识，只要求掌握protel这个软件的使用，等后续学到了专业课再自己设计电路。

（2）实验教学课时不足

电子线路CAD这门课程是一门实践操作能力很强的软件课程，如果老师只是照本宣科的把知识点从头到尾讲一遍，学生没能够自己及时的动手操作实践一下，理论课程上讲的内容很快就会忘记，等到有机会上机操作的时候，就感觉很难入手。所以，建议在硬件资源条件允许的情况下，把理论课程和实验课程合二为一，统一在机房上课，教师讲完一个知识点，就让学生在电脑上操作，有问题当场解决。授课内容从简单到复杂，从一个个小任务到最后的完整项目。让学生很好的体会一个项目的进行过程。

（3）考核体系不完善

由于是一门软件课程，很多学校在考核上没有制定一个严格的方法，导致学生在学习过程中没有压力，总感觉自己会了，实际动手制板的时候PCB布局布线问题多多。要求加大考核力度，掌握不好的同学不给及格。提高他们的动手实践能力，更早得接触用人单位的人才需求。

2.《电子线路CAD及仿真》课程改革方法

贯彻应用型本科“理论教学与工程实践训练有机融合”的教育教学模式的原则，在具体内容讲述中突出重点和难点，使学生全面了解电子电路设计软件Protel的应用，熟练应用该软件绘制电路图，制作电路印刷板。学习该课程使学生具有电路设计软件的应用能力，掌握电子电路设计软件的一般方法，为学习不断升级的软件和其他电路设计软件打下基础。学生在学习该课程时，应以实操为主。教学方法：课堂理论与实践相结合。

讲授方法以实例贯穿始终。学生要在理解课堂内容的基础上，重在应用，多练多应用。在实际操作过程中理解和掌握Protel99基本原理、操作技能。加大考核要求和难度，平时成绩和期末考试相结合的方式，其中平时成绩占课程成绩40%;期末考试占课程成绩60%。平时考核的内容包括课堂回答问题、上机实验完成情况以及考勤情况等，重在平时课堂教学。强化学生更加熟练掌握电子设计软件的使用以及专业技能的培养和整体素质的培养。增加仿真软件的学习内容，让学生们能够自己独立设计电路，并且掌握如何利用仿真软件进行调试电路和分析电路，从而大大提高学生们独立思考能力和创新能力。掌握了仿真软件的使用，学生们就可以离开实验室，在宿舍调试电路，包括编写程序等。

3.《电子线路CAD及仿真》课程改革目标

争取把全院的电子线路CAD课程全部软件升级，把电子线路CAD课程软件由原来的protel升级为Altium Designer。让学生们更早的接触企业里面使用的软件。提高电子线路CAD课程的教学效果，又能提高学生电子设计的能力，更好的满足用人单位的需求。

电子线路CAD课程我院已经开展了10年了，同时我院计算机辅助设计（电子CAD）认证考试工作也已经开展6年，据统计拿到电子设计初级工程师的学生有800多名，拿到电子设计高级工程师的学生有300多名;拿到证书的毕业生就业前景也比较乐观。对他们的工作也有很大的帮助。

改革目标：

（1）争取调动多数学生学习电子类课程的积极性，重视平时课堂的学习过程，避免平时松散，考前搞突击的现象，平时课堂练习质量较改革前有明显提高;

（2）希望能够提高学生们综合运用能力，由于学生通过自己参加实际项目的设计，使学生较早接触一些综合应用性强的专业知识，学生在实际动手设计上多下功夫，从而提高他们的综合运用能力和表达能力，增加了学生互相交流学习的机会;

（3）培养和锻炼了学生对知识的理解和分析能力、应用能力，有利于解决问题能力、社会调查、交往能力等综合素质的提高。由单纯考核课程的知识转变为知识、能力和综合素质的考核。

4.结束语

我院的《电子线路CAD及仿真》课程采用了此教学模式进行课程教学，从这几年的教学总结情况来看，这种教学方法很受学生欢迎，极大的提高了学生们学习兴趣且提高学生的动手实践能力和创新应用能力，就业情况也非常不错。课程打破了传统的学科型教学体系，按项目重新序化了教学内容，涵盖了常用的两大类PCB（单面板、双面板）的设计技能。通过项目化教学改革，激发了学生学习兴趣，增强了实践能力，培养了电子产品系统设计能力，提高了整体素质。以项目为载体的教学模式取得了显著的教学效果。

通过项目化教学改革，学校学生就业率达到了94%，专业对口率也有较大提高;学生职业能力强，受到用人单位的好评;电子线路CAD初级认证、高级认证工程师通过率均在90%以上;学生参加省级以上竞赛多次获奖。教学改革效果证明项目化教学改革模式是科学的、有效的，符合高职高专学生知识需求和认知规律，符合企业的岗位人才需求。

参考文献

[1]钟爱琴.任务驱动教学法在《电子CAD》课程教学中的运用[J].职业教育研究，2009（1）.

[2]闫瑞瑞，田瑞利，米志红.电子CAD项目化教程[M].北京：电子工业出版社，2010.

[3]张涛.电子CAD课程的教学探讨[J].自动化与仪器仪表，2006（1）.