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电子技术实验教育简述

2015-06-02 08:51 来源:学术参考网 作者:未知

    基于FPGA逻辑设计综合实验要求学生用FPGA开发软件ISE或QuartusⅡ完成项目系统的底层模块设计、系统顶层原理设计,并用仿真软件Modelsim进行各模块及系统的功能仿真及时序仿真,在FPGA开发平台上实现系统的集成芯片编程下载与功能检测。[3]近几年,我们对实验内容做了大量的更新,我们自编并正式出版了《电工电子实验与计算机仿真》、《基于Multisim2001的电子电路计算机仿真设计与分析》、《EDA技术实验教程》、《VHDL/FPGA数字系统计算机仿真实验》等一系列的实验指导书。这些实验项目涉及的知识面宽广,学生可根据自己的兴趣和专业特点部分选取。

  一、实验教学手段(具体实施)

  1、实验准备阶段在课程开始之前,实验老师针对本学期的实验项目进行实验仪器仪表的整理、开发软件的装配。整理实验平台所需要的稳压电源、信号发生器、示波器、万用表、计算机、FPGA实验箱、多功能模拟(数字)电子技术实验箱、常用元件等,保证每套实验平台都能正常使用。安装一系列的开发软件:Multism、ISE、QuartusⅡ、Modelsim、Protel、Chipscope等,并运行验证软硬件实验平台,保证实验设备正常运行。

  2、实验实施电子技术综合实验分为理论讲授和实验教学两部分。学生首次进入实验室,实验老师对学生讲解实验规则与过程要求,要求学生课前预习、写好预习报告,能正确使用电子仪器,掌握电子电路系统设计的方法,了解电子电路设计的全过程,完成相关电子电路系统功能模块的电路设计、仿真到硬件安装和指标测试,学会故障分析和数据处理。实验结束后学生要对所测数据进行整理、分析并写出正确的实验报告。然后还要讲解电子电路设计的一般思路,常用典型的单元电路、工程实例,电子电路安装、调试、检测的一般方法,常用EDA软件的应用技巧等。实验教学针对不同专业学生的需求,合理制定不同的实验项目,按照基础型、综合设计型和研究创新型三个层次,循序渐进,由简单到复杂,逐步提高学生综合素质和创新能力。在指导方法上,立足于启发引导,充分发挥学生的主动性和创造精神。在实验的进行过程中,学生会遇到很多具体困难,主要表现在对有些实验现象不理解,仪器的实验方法不熟悉,遇到故障不知如何解决。指导老师要及时抓住典型给予集体分析、讲解使绝大多数学生能在短时间内解决困难,并积极引导学生利用所学理论知识分析、解决问题。

  3、实验考核在实验及整个过程中,实验老师对每个学生的预习报告、实验进程、学习态度、组织纪律、实验质量等方面都有计划、有阶段地进行严格考核。学生做完实验后,实验老师根据完成情况,当场给评成绩,作为平时成绩的依据。在学期末对每个学生进行考试,题目的任务要求和指标要求由实验室提供,学生任意抽取,在规定的时间内完成,并根据完成情况当场给出考试成绩。最后的总成绩结合平时成绩、实验报告成绩和考试成绩。

  二、今后的工作

  通过这几年的电子技术综合实验开展,学生的实践能力、系统综合设计能力、学习主动性和创新精神得到了明显提高。很多学生积极参加全国大学生电子设计竞赛,挑战杯竞赛等,并取得了不错佳绩。但是有些问题还需要改进。

  1、电子技术综合实验时间安排都是以班为单位,有些班人数特多,导致实验仪器台套数不够;而有些班人数又少,仪器就有闲置。而且电子技术综合实验作为一门综合性课程,实验内容以综合性实验为主,因此实验时间一般较长,有些学生在规定的时间完不成实验,有些学生还想更深一步研究,但是由于时间限制,都不得不中断。如果实验室实行网上预约的方式,实验时间由学生自己自己安排,实验老师可以根据学生人数、各实验的选课情况,进行较为灵活的安排。实验中心必须尽快做出一套网络管理系统,并挂上南华大学教务管理在线,方便学生上网预约。[4]

  2、电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程,实验内容不再限制于某一门课程,而是多门相关课程的知识相互渗透、有机融合。在实验项目的设计中,可以融合模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术、单片机原理等知识模块,让学生运用多种技术完成一个完整的电子系统设计,使学生对电子系统设计的过程有更深入的理解。同时鼓励学生自拟实验项目,或者直接参与教师的科研项目。在教师的指导下独立自主或者团队合作开展研究创新型实验。结合“大学生电子设计”竞赛、“挑战杯”竞赛、大学生实践创新等活动,充分发挥学生学习的自主性和创造性,培养学生的科学研究兴趣和研究创新能力。

  3、学生在做综合性实验时,所需元器件比较多,也容易造成电路元器件损坏,造成实验室低值易耗品损耗量增加,实验室必须制定一套行之有效、可操作的规章制度,保证实验室工作的正常运行。

  4、学校在不断壮大,学生不断增加,实验教学的工作量相应大大增加。实验教学人员工作任务重,学习、进修机会很少。因此学校在引进更多的实验教学设备同时,也要重视实验队伍的建设,引进更多高级技术人才从事实验教学,从而建立一支高水平、高素质、结构合理的实验教学队伍。总之我们要不断完善、改进电子技术综合实验教学体系,更充分地发挥实验教学在培养创新型科技人才中的作用,促进高等院校教学改革的进一步深化。

  作者:赵艳辉 单位:南华大学电气工程学院

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