2021-4-9 | 電子設計論文
作者:蔡成煒 單位:蘇州工業職業技術學院
專業課程改革
專業課程是相對于專業基礎課而言的,是學生在學完專業基礎課后對本專業知識的進一步加深和提高,從我院專業課設置來看,盡管各專業之間存在差異,但是《單片機原理及應用》、《傳感器應用》、《高頻電子》、《EDA技術》和《C程序設計》是各專業必須開設的課程。這些課程的開設相對于專業基礎課更接近學生將來的工作崗位的真實工作任務,重要性不可替代。電子設計競賽為這些課程的學習提供了一個非常好的平臺,眾所周知,電子設計競賽的題目不少是控制類的題目,比如AD采樣、PWM控制、人機界面設計等等,如果全部用單純的模擬和數字電路實現顯然是行不通的,“單片機”就成了學生的必選器件,然而用好單片機又是一門比較大的學問,它與各課程之間有著千絲萬縷的聯系,以它為載體,能將其他專業課程有機的聯系到一起。
1“C語言”課程和“單片機”課程結合
傳統的“單片機”課程教學模式是將MCS-51單片機的匯編語言作為貫穿該課程教學以及實踐教學的始終,匯編語言本身擁有它自身的優點,比如編譯速度快、暫用存儲空間小,但它的缺點也是致命的,語句抽象,可讀性差,難理解、編程效率低、學習難度大、代碼結構復雜、難以維護更新,最致命的在單片機完成復雜的控制系統中,總伴有比較復雜的控制算法,匯編語言難以編制比較復雜的控制算法程序,如多字節的乘方和開方運算等。隨著單片機的存儲器容量和運行速度大幅度不斷的提高,如今在工程實踐中C語言的應用越來越廣泛,C語言具有豐富的庫函數,可以直接實現對系統硬件的控制,可以實現復雜的控制算法,編譯效率高,最為突出的它是一種結構化程序設計語言,設計的程序可以方便地在不同類型的單片機上實現移植。目前我們把這兩門課結合在一起,就讓“C語言”課程為“單片機”課程服務,重點學習單片機C語言的編程技巧,掌握一些常用的基本語句,降低學習難度,而從電子設計競賽中所分解出來的各個小項目,正好是學習練兵的好素材,讓學生保持較高的學習興趣。
2“傳感器”課程和“單片機”課程結合
傳感器技術作為高端的現代技術,已成為電子設計中不可缺少的器件。長期以來,我們往往在教學內容上偏重于講解各種傳感器原理以及典型的接口電路,這種枯燥無味的教學方式使學生對傳感器缺乏感性認識,應用傳感器也就更加無從談起。眾所周知,傳感器的種類雖然繁多,但各種傳感器的原理都是基于各種物理效應和物理現象的,都體現了實踐性和應用性。在教學中,應側重于應用。以電子設計競賽平臺為切入點,讓“傳感器”課程和“單片機”課程兩者結合在一起,直接讓學生在單片機的控制下實現傳感器的應用。具體做法是將“傳感器”課程內容分“光電傳感器”、“熱釋電紅外傳感器”、“聲傳感器”、“溫度傳感器”、“位移與角度傳感器”、“磁學量傳感器”、“氣敏傳感器”、“光纖傳感器”、“力傳感器”教學單位,每一個教學單位選擇一款有典型代表的傳感器,提供與單片機的硬件接口電路、數據傳輸特性參數以及參考例程,讓學生按照教師所提出的要求,自行完成電路的設計與制作。通過這種實踐式的學習,可以確立學生的學習動機,從而激發學生的學習興趣。
實驗課程改革
目前大部分學校所開設的實驗多以驗證性為主,不能為學生提供自由發揮的空間,無法提高學生創新能力,因此學生的獨立思考、觀察分析、研究、解決問題的能力很難培養。參加電子設計競賽以后,我們發現有必要在各科驗證性試驗的基礎再增加一門綜合類的實驗選修課——《電子設計綜合實驗》,按照電子設計競賽的要求將實驗的內容分為:(1)電源電路;(2)信號源電路;(3)測量儀器儀表類電路;(4)各類放大電路;(5)多路數據采集電路。建立的實驗教學模式分三個層次即基礎實驗、綜合設計性實驗、研究性實驗。基礎實驗的內容為基本電子元器件的應用性實驗,旨在培養學生裝配與測試能力,加深對基本電路的理解,提高學生對基礎實驗的興趣;綜合設計性實驗的教學內容包括信號的檢測、控制、傳輸和處理等有較強應用性的實驗,強調創造性思維能力的發揮,讓學生以各種設計方案來實現,鼓勵突破與創新;研究性實驗教學內容包括電子學科的科研課題或學生自擬的課題(學生的創新設計課題或者學生將來的畢業設計課題),要求學生自擬設計方案并自行設計電路,查閱資料,應用新器件、新技術,目的是培養學生創新設計能力。
結束語
總之,電子設計競賽平臺下的電子類專業的教學改革是一個系統的、艱巨的、長期的工程他涉及到師資隊伍的調整、教師業務素質的提高、教學和實驗設備的更新、課程體系的調整等眾多方面。幾年的實踐證明,電子設計競賽的走勢為課程的教學方法改革提供了一個良好的導向,把握電子設計競賽方向促進課程教學改革,反過來課程教學改革也將把電子設計競賽推向視野更寬、水準更高的新階段。