2021-4-9 | 电子技术论文
本文作者：张大平 王明娟 单位：钦州学院物理与材料科学学院
明确设计要求，让学生心中有数
要求学生利用已学过的数字电子技术基础知识，充分发挥主动性，自行设计电路，自拟实验方案，最后完成电路设计、实验、测试、撰写设计报告等全部工作。具体是:1)根据设计任务、技术指标对课题进行分析;通过查阅资料、理论计算，得到设计方案;选择元器件，搭接线路，实现方案;分析实验结果，写出设计总结报告。初步掌握典型数字电路的试验、设计方法。2)通过对典型数字电路的设计和仿真，掌握利用EDA技术分析和设计电路。3)通过独立思考问题、查阅工具书、参考文献，寻找解决问题的途径;掌握常用基本电路的调试、测试的一般规律、常用测试仪器仪表的使用;对设计结果独立进行分析、评价，培养自学能力和独立分析问题、解决问题能力。
3切实加强各个实践环节，实现教学目标
数字电子技术课程设计是一个循序渐进的过程，这一过程中每一个阶段的成功与否对下一阶段及整个课程设计是否达到预期效果起着非常重要的作用［1］。因此每个环节都要十分重视，切实做好。利用一定的时间给全体学生讲解教师拟出的每个题目的设计技术指标与要求，让学生充分了解题目设计的性能、指标内容及要求，以便明确设计应完成的任务。同时向学生介绍题目设计的大概思路、基本步骤和方法，这样使学生明确设计的目标和方向。在课程设计教学中，可由学生自己选择课题、自由组合，给学生以更多的时间和空间，有利于学生个性的发挥和创新能力的培养。实践证明，只有学生对课程设计的内容感兴趣，才会产生解决问题的兴趣，才会转化为学习的动力［2］。为了有效杜绝雷同现象，锻炼每个学生的动手能力，我们拟出了16个参考题目。先让学生根据自己的知识水平、兴趣爱好、掌握资料，选择题目;然后老师根据具体情况裁定。一般来说每个教学班大约35人，这样每个题目2～3人，并且要求学生设计电路时，可以发挥创新能力，在完成老师提出的功能基础上，可以进一步拓展电路的功能或提高电路的性能。另外，相同的题目可用不同的芯片来实现，这样学生设计内容雷同的机会就大大减少了。我们所出的题目几乎覆盖了数字电子技术各个知识面，从基本的中小规模集成电路，到随机存取存储器都包括在内，从数字钟、抢答器、交通灯到频率计、电压表、彩灯控制，这些课题既有知识性，又有实用性和趣味性。
EDA技术为分析和设计数字电路提供了一种全新的现代化的方法［3］。电路仿真是利用EDA系统工具的模拟功能对电路环境和电路过程进行仿真［4］。利用仿真软件辅助电路设计，提高了设计的成功率，调动了学生的兴趣和积极性。重要的是学生可以利用该软件进行自主创新设计，通过软件仿真模拟，进行各种测试分析，修改和完善自己的设计，从而大大提高学生电路设计水平和分析问题、解决问题的能力，激发他们的创新意识［5］。因此，我们先让学生根据选定题目的技术指标和要求，在计算机上进行仿真设计。有时实现同一功能，往往可有多种方案，这就要求学生从功能、性能价格比、实现的可能性等角度出发综合考虑，最终制订合理的设计方案。学生根据自己的设计方案，定出元件清单，上报老师。老师根据实验室的情况，确定购买的元件，进行采购。对于中规模集成电路，我们通常利用购买管脚座和共用芯片的方法，也就是学生搭建电路时，焊接的只是管脚座，芯片可反复使用，这样既可节约经费，也可避免因某些学生焊接技术差而损坏集成芯片。学生拿到元件后，必须对元件进行检测，杜绝把参数不符合要求或已损坏的元器件焊接到电路中，进一步提高了学生检测、判别元器件好坏的能力。学生根据设计方案在万能板上进行焊接搭建电路，在装配电路的时候，一定要要求学生认真仔细、一丝不苟，不要出现错接或漏接，杜绝假焊、虚焊，以避免出现人为故障。同时要求元器件在线路板上的排列规范，疏密合理，美观科学。
焊好电路后，在老师的指导下进行通电测试，看是否达到功能指标。对某些较复杂的电路可以先对各单元的电路分别进行装配调试，达到指标要求之后，再联系起来统调。学生在课程设计中出现了故障和问题，要善于用理论与实践相结合的方法，去分析原因，要学会区分是由于接线错误造成的故障还是由于器件本身损坏而造成的故障，这样就可能较快地找出解决问题的方法和途径。在课程设计过程中，还会出现一些预先估计不到的现象，比如电路的接法没有错误，电路仿真也成功，但就是不能实现电路的某些性能指标，这就需要改变某些元件的参数或更换元器件，甚至需要修改方案。作品完成后，每个学生必须认真根据自己的设计方案和设计、检测过程，撰写设计报告。报告必须完整，它包括了技术指标、方案的设计、参数的计算、元器件的选择、流程框图、原理图和装调测试中遇到的问题分析与解决方法及实验结果分析、收获、体会等内容［6］。同时要求设计报告的行文排版要符合规范要求，这样可提高学生的科技写作能力、方案表达能力。每个学生必须做好验收答辩的准备，按时答辩，检测验收，最后上交作品和设计报告。在验收环节上，我们采用了答辩形式，效果很好，使学生加深了对设计的理解，熟练操作，增强技能的目的，同时，提高了表达能力，为今后的毕业设计以及工作提供了一次锻炼机会［7］。
完善考核体系，合理评定学生成绩
建立严格的实践考核与成绩评定体系，可以有效地增强实践指导教师的责任感，公平、公正地评价学生的实践能力，提高了学生对实践课程的重视程度。对于数字电子技术课程设计我们采用了下面的评分标准:1)设计成果(PCB板)质量，占总成绩40。主要考查学生电路设计的难易程度;电路的设计是否规范合理、美观;电路的连接、调试方法是否正确;电路的性能是否能够达到设计的要求。同时，要求学生在设计过程中，要从生产实际和现有条件出发，力争做到制作的项目具有较高的性价比。2)设计总结报告，占总成绩30。提供设计报告，包括方案论证、元件清单、原理图、存在问题、解决方法、调试步骤和数据分析等;书写、排版是否规范。3)答辩占总成绩20。要求每个学生进行答辩，演示设计的作品。主要考查学生对实验涉及的理论知识掌握、叙述的程度，对实验得到的结论和现象是否能够正确理解和分析，并能够合理的解释实验中出现的问题，正确判断实验的成功、失败。4)课程设计期间纪律表现，占总成绩10。主要考核培养学生遵守纪律、安全操作和团结协作的精神。