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大學電路知識點總結范文1
在課堂教學進行中,應及時對教學質量進行適當的自我評估和總結,以便改善教學質量。對于課堂教學質量的自我評估,主要可以從以下幾個方面進行:
1.課堂實際教學情況“電路分析”中的知識點非常多,而其前后有一定的連貫性,這需要在課堂上加強與學生的互動。老師要在講新內容的過程中不斷地回顧前面講過的知識點,同時需要與學生進行課堂交流。比如網孔分析法,實際上是基于KVL來列寫得到的方程組,節點電壓法又是基于KCL來得到的方程組。又比如分析動態電路的三種響應,為什么要對電容的電壓和電感的電流分析列方程,主要是基于電容和電感的基本性質——連續性。通過與學生的交流互動,可以了解學生對這些知識點的掌握情況。如果學生能比較好地跟著老師的思路思考,并能較快較準確地回答老師提出的有關問題,則表明課堂教學情況較好。
2.課后作業完成情況通過學生的課后作業,一方面可以了解他們對待這門課程的學習態度問題,一方面可以了解他們對知識點的掌握情況,特別是有些課后習題需要學生能獨立思考并舉一反三的。如果學生能較為規范并及時、準確完成課后作業,表明學生學習“電路分析”的態度較為端正,且能較好地掌握課堂教學內容,意味著課堂教學質量處于較高水平。反之,如果學生的課后作業較為糟糕,抄襲成風,則反映出課堂教學沒有帶給學生良好的學習興趣,課堂教學質量處于較低的水平。
3.課后與學生的交流利用課間休息的空隙或課后答疑的時間,與學生交流課堂講授內容的節奏與方法,能較為及時地了解學生對課堂教學的評價和要求。通過與學生的交流,可以清楚地了解老師在教學上的不足和特色,也能較為及時地了解到學生的學習動態。這樣,就有助于教師對整個課堂情況的掌握,并能及時調整課堂教學方法和教學內容。綜合以上三方面的考察,教師對教學質量可以有一個較為完善的自我評估,并能較好地總結出老師在課堂教學上的特點和不足。教師需要在課堂教學的進行過程中不斷調整,改進教學方式,使教學質量更優。
二、教學質量的提高
由于學生的基礎不一樣,教學效果必然會存在一定的階梯效應。對課堂教學質量進行自我評估之后,面對不同層次的學生,要盡力采用多種方法提高課堂教學質量。提高或改進課堂質量的主要方法可以從以下幾個方面思考:
1.課堂教學內容要多與實際生活聯系,讓學生始終保持學習的熱情和興趣“電路分析”課程的理論性比較強,內容相對比較枯燥。要激發大部分同學的學習興趣,就需要考慮選取一些生動的實例融入到課堂教學中。生活中有許多與電路分析理論相關的實例。例如在講動態電路的三種不同響應時,就可以聯系路燈的變化情況來講解。當路燈接通電源時,路燈并不是立刻達到最亮,而是逐漸變亮,這就屬于零狀態響應問題。當路燈斷開電源時,路燈也沒有立刻熄滅,而是逐漸變暗,這就屬于零輸入響應問題。此外,也可以將許多事例與電路分析理論進行類比。例如,講基爾霍夫定律時,KVL可類比為大家繞操場跑一圈回到原點,這期間雖然消耗了很多能量,但做功為零。將各種實例不斷引入課堂教學中,就能讓學生保持興趣來學習和消化,保證課堂教學質量。
2.重邏輯,輕計算“電路分析”課程主要是從理論上教會大家怎么去分析電路,電路分析中的計算都是些基本計算,即電路分析方法才是這門課程的重點,而電路分析中的計算則屬于次要部分。要讓這些方法能很好地被學生接受,就需要教師在講授時采用恰當的方式,注重分析方法和分析思路的邏輯性和條理性。如講授戴維南定理時,就需要把置換定理和疊加定理的邏輯性講解透徹,這樣學生就易于理解為什么一個單口網絡可以等效為一個電壓源和一個電阻的串聯。在重視電路的邏輯分析上,進一步強調計算,這樣就可以把整個電路分析弄得非常清楚透徹。
3.前后知識點的關聯對比“電路分析”課程的知識點非常多,但是這些知識點并不是孤立存在的,各部分內容之間都是相互關聯的。這就要求教師在課堂教學時注意各部分的聯系,適時進行對比分析、歸納聯系,幫助學生理順思路,便于理解。如第一章學習的基爾霍夫定律,貫穿于整個電路分析中。第一部分電阻性電路分析中的有關定律、定理以及分析方法同樣也適用于后續部分要學的動態電路的分析。通過這種不斷的對比分析,可以讓學生在學習新內容時,加深對之前學過的知識點的理解,也有助于新內容的消化。
4.例題、課后習題的選擇要得當“電路分析”課程中的許多定理,都需要結合例題來進行講解,以便于學生能更好地理解。教師在選取例題時,也要盡量有針對性地選取有代表性的例題,而不是簡單地照本宣科。例如在講戴維南定理時,可以先講解簡單電路的等效,然后再慢慢過渡到較為復雜電路的戴維南等效。同樣,在給學生布置課后作業時,也要選擇恰當的習題。課后習題不應該僅僅是課上老師講解過的題型,還應該包括少量的老師沒講到的題型,這樣除了讓學生鞏固學過的知識點之外,還可以激發學生的自主思考能力。
5.注重對學生的人文關懷課堂教學質量除了要求保證教師的講授質量之外,還要看學生的接受程度。學生的接受程度又容易受到他們的主觀情緒的影響,比如對教師的形象、儀態以及教學態度等的主觀評價。因此,課后多和學生溝通交流,對學生多一些人文關懷,可以讓學生對教師多一些好的主觀印象,學生對課程的興趣也會相應有所提高。另外,課后的一些交流,也可以幫助學生解決在學習和生活上的一些難題,進一步增進師生之間的了解,加深師生之間的感情,改善師生之間的關系,使學生能全神貫注于課堂上,并注重與教師的教學互動。
三、總結
大學電路知識點總結范文2
關鍵詞:項目教學法;概論性課程;教學改革;集成電路;信號完整性
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)30-0166-02
The Research for the Introduction Course Based on the Project-Based Pedagogy ― In "An Introduction to Integrated Circuits" Case
YANG Ling-ling1,3, XIE Xing2, SUN Ling3, SUN Hai-yan3
(1.Xinglin College, Nantong University, Nantong 226019, China; 2.Engineering Training Center, Nantong 226019, China; 3. Jiangsu Key Laboratory of ASIC Design, Nantong University, Nantong 226019, China)
Abstract: In view of the problems arising from the teaching process of the introduction course, this article, based on the project-based pedagogy, proposes education reforms in an introduction for integrated course. At the same time, combined with teaching for the signal integrity of the integrated package ,the application of the project-based pedagogy is analyzed and explored.In summary, the results shows that it is useful to improve the abilities of understanding and the innovating greatly for students,which also enhance the quality of teaching,by using he project-based pedagogy in teaching of the introduction course.
Key words: project-based pedagogy; introduction course; teaching reform; integrity circuit; signal integrity
概性課程一般設置在新生入學之初,引導新生正確認識和理解專業的性質、特點以及在社會發展中的作用?!都呻娐犯耪摗氛n程,作為集成電路設計與集成系統專業的一門概論性課程,可引導新生正確認識和理解本專業的性質以及今后在社會發展中的作用,為學生較好的開展后續的專業課程的學習,打下良好的基礎。同時可幫助學生提早進入專業的學習中,掌握基本概念及術語,激發學生的學習主動性和創新精神,提高教學質量和學生的綜合素質[1][2]。因此如何提高學生的學習興趣,提高課堂的教學效果,一直是我們教師所關注的重點[3]。
1 教學現狀
1.1教學對象知識匱乏
概論性課程的教授對象一般是剛進入大學校門的大一新生,對于專業知識的了解與掌握基本為零。而集成電路概論課程,研究內容較龐雜,包括集成電路材料與器件物理、制造工藝、版圖設計以及封裝測試等知識點,技術術語及基本概念較多。因此,對于知識基礎匱乏的大一新生來學習這樣一門課程,存在一定的難度。
1.2教學內容龐雜、陳舊
集成電路概論課程的教學內容主要選自教材,研究內容較多,包括集成電路材料與器件物理、制造工藝、版圖設計以及封裝測試等知識點,技術術語及基本概念較多。對于這些抽象與復雜的知識點,大一新生這樣一類特殊的授課對象,很難去很好地理解與掌握。其次書本教材中的教學內容與專業前沿及實際應用涉及較少。例如對于集成電路封裝特性分析這一知識點,書本僅僅去介紹封裝熱分析,電特性分析,而現在隨著封裝研究的不斷深入,封裝中的電磁特性已成為必不可少的分析熱點之一。如果我們單純只去按照書本來講解,使得教學內容與現在實際前沿分析熱點脫節,無法使學生獲得最新的知識,也就很難培養他們的創新理念,失去了開設概論課程的最終意義。
1.3教學方法過于單一
現在集成電路概論課程主要還是以教師為中心的課堂講解的教學模式。這種教學方法一方面很難使得學生去理解與掌握抽象的理論知識;另一方面,學生一直處于接收狀態,扼殺了學生的創新意識和創新思維,不能調動學生的學習主觀能動性[4][5]。
2 教學改革方案
傳統的教學方法存在一些問題,我們可以采用項目教學法。它是指緊扣教學大綱以及課堂教學的目標和要求,學生圍繞某個具體的學習項目而進行的一個教學活動。教學中充分選擇并利用最優化的教學資源,在學習中讓學生完全參與進來,實踐體驗、消化吸收和探索創新,從而提高學生的學習興趣[6]。
項目教學方法主要可分為項目選擇與設計、計劃制定與實施、作品提交與交流和總結評價四個大的方面[7]。根據項目教學法的實施步驟,結合實際的概論性課程的教學研究,可分析如下。
2.1項目選擇與設計
項目選擇與設計即分析與整個課程教學內容,選擇與確定項目任務;概論性課程教學內容知識點龐雜,且復雜與抽象。大一新生這樣一類特殊的授課對象,很難很好去理解與掌握。因此我們在選擇內容上既要考慮教學目標,以書本知識為依據,又要考慮教學效果,從與我們生活比較相關的內容著手,給學生一定的創新空間和求知欲。
2.2計劃制定與實施
根據設定的教學項目,確定教學步驟和教學程序。按照小組形式,根據項目內容以及實施計劃方案,有條不紊地開展教學活動。此過程中,小組成員之間可相互討論交流,也可向老師咨詢,從而順利完成項目;
2.3 作品提交與交流
每組對于自己的研究內容,可以多種形式呈現,比如:PPT總結、實物制作、動畫以及實物等等。同時對于作品,可以加入提問環節,相互交流,以達到教學基本目標。
2.4 總結評價
考核評估,我們以學生的能力為中心,先由學生對自己的工作自我評估,再由每組組員進行相互的評分,最終教師進行總結優缺點,進行最終的考核。
3 項目教學法應用于集成電路概論課程教學的設計實例
項目教學法以學生為主體,以項目選取為關鍵,在項目教學過程中把書本的教學內容融入到項目中,通過獨立思考、交流等教學形式,同時以學生的能力為評價體系的評價方式[8]。本文,以《集成電路概論》課程中集成電路封裝一章的教學為實例,結合實際的教學條件,設計一個項目教學法的教學案例,如下圖1所示。圖1中主要闡述了項目教學法應用于集成電路概論課程教學中的主要流程,可具體分析如下。
3.1選擇教學內容(項目內容)
確立具體項目,得對實際的教學條件進行分析。南通大學江蘇省專用集成電路設計實驗室擁有一整套ANSYS封裝設計與分析軟件,如ANSYS Designer SI 、ANSYS SIwave以及ANSYS HFSS等,本項目可選擇封裝信號完整性一部分的內容,借助于軟件的設計與仿真分析,幫助學生從抽象到具體,更好地掌握封裝知識。
3.2制定與實施具體教學計劃
首先將班級同學進行分組,確立各組的研究內容以及要求;第二部分教師講解,包括信號完整性基本知識的講解以及借助軟件的仿真演示;第三部分學生通過多種途徑收集各自課題的資料,進行整理和歸納,同時借助于軟件學會去進行仿真分析,這個過程不但使得學生對于封裝知識有了一個較為全面的認識,同時還使得學生對軟件的基本使用有了基本了解,充分給出了學生大膽實踐,勇于創新的學習空間,在這個過程中教師也要多給學生指導學習思路,及時指導,增加學生的學習興趣;
3.3成果展示
每組同學結合自己的研究內容,采用PPT結合軟件仿真等形式,對于研究成果進行展示,同時老師及班級其他同學可進行提問與交流,讓學生在交流展示中提高自己的應變能力,提高學生的成就感。
3.4考核評估
最后一部分考核評估,項目教學法的考核核心以能力為中心。教師根據學生得成果展示質量以及回答問題的靈活應變能力,給這一部分的學習情況打分。通過這種考核方式,來激發學生的創新意識,從而鼓勵學生做好下部分知識點的學習。
4 結
本文主要以集成電路概論課程教學為例,介紹了項目教學法在概論性課程中的應用與探索。分析了課程教學現狀以及實際的教改方案,實際教學效果表明,引入項目教學法可以使得學生加深對一些抽象知識的理解與掌握,提高了學生的學習主動性,同時提升了靈活運用知識的能力。
參考文獻:
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大學電路知識點總結范文3
關鍵詞:SOPC技術;教學內容;工程系統
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)21-0062-02
可編程片上系統(system on programmable chip,簡稱SOPC)是在一個可編程芯片上集成一個完整的系統,對所有或必要的電路進行集成。此處所指完整系統包括中央處理器、存儲器、模/數和數/模轉換電路以及電路等;SOPC將原先由許多集成電路組成的電子系統集成在一個單片可編程硅片上,它已經不再是一種功能單一的單元電路,而是將完整的系統功能集成在一起,成為一個專用功能的電子系統芯片。SOPC是目前集成電路在知識集成階段的發展主流和方向,是大規模集成電路技術、計算機輔助技術、電子設計自動化技術和嵌入式系統技術高度發展和融合的產物。SOPC技術目前已經成為現代數字系統設計的主要手段,是現代電子工程師必須要掌握的技術,具有廣泛的應用前景。[1,2]但是“SOPC技術”課程作為一門融合度高、綜合性強的專業課在電子信息工程專業教學中也存在一定的問題:第一,教學內容多,而教學時數少;第二,教材知識點系統化程度低,各知識點間聯系不充分;第三,授課方式未能充分體現課程的工程實踐特點,學生學習的積極性未被完全調動。針對這些問題,提出了一些相應改革方案:適當增加理論知識點所對應的現實例子,提高學生學習的興趣和主動性;合理安排教學內容,優化知識點布局,做到課程知識點成體系;突出案例教學,培養學生的工程思想;強化工程實踐,提高學生綜合運用相關知識理論分析和設計系統的能力。
一、突出實例,激發興趣
“SOPC技術”課程知識點分布范圍廣泛,涉及可編程器件、C語言程序設計、微處理器、硬件描述語言、嵌入式系統、總線等,涵蓋了眾多課程的內容。如果一味脫離實際地灌輸理論知識點,就會使課程失去其工程前沿的本質特點,從而使學生對這門課程失去興趣。如何在課堂上利用有限的時間,結合具體實例來闡述知識點,使其有明確的實際意義,激發學生學習的興趣是本課程教學的重要任務。在講解抽象的知識點時,注意引用與當前科技熱點相聯系的實例,使實例具有直觀性、鮮明性和實效性,以期最大程度引起學生的關注。在具體的課堂實踐中,進行以下嘗試:
第一,在第一章緒論講授SOPC基本概念時,利用圖片形式表述集成電路發展的各個發展階段,逐步引出SOPC的概念,讓學生在了解SOPC技術由來的同時,還能夠掌握SOPC的技術優勢。具體來說,利用世界上第一個晶體管及其發明者William Shockley的圖片表征晶體管發展階段,利用世界上第一個集成電路及其發明者Jack Kilby的圖片表示小規模集成電路階段,利用學生比較熟悉的74LS148編碼器芯片和74LS153數據選擇器芯片闡述中規模集成電路階段,利用典型的CPU芯片圖片說明大規模集成電路階段和超大規模集成電路階段。利用圖片給學生們強烈的視覺沖擊,使其初步理解SOPC技術在當前高新領域中的作用。
第二,在講授SOPC系統的硬件系統和軟件系統協同設計時,首先,播放波音公司客機協同設計的視頻資料,讓學生對最先進的協同設計思想有一個直觀的認識;其次,以該系統為分析對象,講述如何實現系統軟件系統和硬件系統的劃分,如何實現各個設計人員的分工與協作;再次,引入SOPC系統設計問題,講述SOPC系統的軟件系統和硬件系統的功能劃分、功能實現、系統協同問題;最后,對SOPC的軟件系統和硬件系統的協同設計步驟進行總結與歸納。通過這種實例的直觀化表述,使學生對復雜的SOPC系統的軟件系統和硬件系統協同設計有清晰的認識和準確的把握。
第三,在講授NOIS II軟核配置時,引入最典型的嵌入式系統開發實例作為對比,以對比分析的方式講述配置步驟、突出NOIS II軟核配置的優勢。首先,以嵌入式系統的開發框圖為指導,講述如何配置CPU、存儲器、設備,并分析其復雜度;其次,以相同的功能為目標,講述NOIS II是如何配置實現的;最后,總結NOIS II軟核配置的步驟和特點。對比實例的講述,使學生對NOIS II軟核配置的認識更為深刻。
通過對以上不同實例的講授,讓學生們理解SOPC技術是當今電子信息領域的發展方向和發展重點,意識到學好SOPC技術的重要性,從而激發其學習的內動力。
二、教學內容系統化
“SOPC技術”課程內容主要包括可編程邏輯器件、硬件描述語言、硬件系統設計、軟件系統設計、軟件開發環境和硬件開發平臺等,而且“SOPC技術”課程與相關課程知識點的交叉融合度高,對相關知識的掌握程度直接影響到本課程的學習。該課程的綜合性特點決定了現在很難找到一本教材可以涵蓋課程的主要內容,而且由于學生的知識面有限,學習每一章內容時很容易孤立思考,難以“系統化”思考問題,難以把課程內容串聯起來,學生對課程的總體脈絡把握不準確。針對上述問題,按照軟件系統設計、硬件系統設計、軟硬件系統協同設計這條主線組織課程教學內容,對相關內容以講座的形式輔以介紹,從而使課程教學內容成體系、知識點系統化。具體實施方法為:第一,以講座的形式對可編程邏輯器件相關知識進行補充,介紹可編程邏輯器件的主要特點、使用方法、軟件實現等知識點,為SOPC系統的構建奠定物理器件知識基礎。第二,按照功能模塊形式介紹硬件描述語言,忽略具體硬件描述語言編程的語法要素,著重從描述方式和實現功能上闡述與SOPC系統設計相關的硬件描述語言特征。[3]第三,在上述相關知識基礎之上,重點講述利用相關軟件實現軟件系統設計的方法,主要包括設計的輸入、設計的綜合、設計的優化、設計的適配、設計的仿真、設計的時序分析和設計的下載等,涉及到Quartus II、SOPC Builder、Nois II IDE、Signal Tap、TimeQuest等軟件的使用方法;在講述軟件系統設計方法時,以講座的形式補充時序分析和時序約束的相關知識,以彌補學生對此部分知識掌握的欠缺。第四,講授硬件系統的設計,從結構和功能的角度補充硬件系統開發平臺Altera DEII的相關知識,[4]重點講授如何利用Nois II對CPU進行添加和配置、對通訊模式進行選擇、對各種外設進行添加和配置以及如何添加配置自定義外設、自定義指令等。第五,在設計軟件系統和硬件系統的基礎上進行系統的軟硬協同,對整個SOPC系統進行分析,決定哪些部分用硬件實現、哪些部分用軟件實現以及軟硬件系統的搭配方式。此部分協同設計最為靈活,容易發揮學生的創造性,在講授時不拘泥于實現步驟,給學生充分的發揮空間。通過這樣一條主線安排課程教學內容并適當補充相關知識內容,使得學生能夠清晰、系統地掌握課程的各個知識點,把握課程的重要部分。
三、實踐教學案例化
“SOPC技術”是一門工程實踐性很強的課程,實踐教學在課程中占有很大的比重,在課程實踐教學中按照案例化方式進行。通過具體案例的講解和分析,提高學生綜合運用數字系統設計理論解決實際工程的實踐能力。在案例的選擇和制作環節,保證每個案例包含少量知識點,降低了學生學習的難度,實現了重要知識點的分離;此外,還注意案例的新穎性、典型性和代表性,所選擇的案例能夠與授課內容相吻合,案例的內容能夠突出授課的重點,案例內容與整體內容達到統一??傊?,案例的選擇兼顧知識復雜度和知識點數。在具體實施時,主要有如下幾個方面:
第一,在講授利用Quartus II設計系統時,以全加器系統設計為案例講解VHDL和圖形化這兩種典型設計方法,包括每種設計方法的設計流程和詳細步驟。首先,講解如何利用VHDL設計一個半加器,包括工程的建立、器件的選擇、文件的包入、仿真工具的添加、VHDL對電路結構的描述(按照幾種典型方式分別描述)、輸入輸出量的確定、可編程器件管腳地址的分配、功能仿真驗證、時序仿真驗證、工程的編譯、工程目標文件的下載、系統的驗證等環節;其次,對驗證通過的半加器工程文件進行封裝處理,生成半加器元件;再次,講解利用圖形化方式構建全加器數字系統的步驟,包括圖形工程文件的建立、已有元件的調用、自定義元件的使用、信號的連接方式、輸入輸出量的確定、各種仿真驗證環節;最后,對照數字系統設計思想,歸納出兩種設計方法綜合實現全加器的主要步驟。通過這樣一個涵蓋兩個重要知識點的案例,使學生能夠掌握VHDL和圖形化兩種數字系統設計方法與設計步驟。
第二,在講解Nois II的使用時,選擇典型的流水燈系統案例來講解系統設計的各個步驟。首先,講解流水燈的工作原理,對流水燈功能進行劃分,明確系統的哪些功能可以由Nois II來實現;其次,講解Nois II配置系統的各個環節,包括CPU的選擇、通訊方式的選擇、存儲器的選擇、地址的分配、時鐘的選擇、系統的產生、輸入輸出量的確定、系統的綜合;最后,歸納出每個環節所對應的流水燈功能模塊。通過這樣一個具體案例,讓學生直觀地掌握Nois II使用的要點。
教學效果表明,在實踐教學中,隨著案例學習的不斷深入,學生所掌握的知識點也越來越多,運用的技巧也越來越復雜。典型案例對鞏固學生記憶有很大的幫助,特別是具有代表性的案例。案例化教學方式挖掘了學生的創新潛能和創新意識,提高了學生解決實際問題的能力。
四、結束語
筆者僅根據自身的教學經驗,針對“SOPC技術”課程教學進行了一些改革與建設實踐,提出了教學內容系統化、系統設計案例化、理論思想工程化等觀點。結果表明,通過教學改革,極大地調動了學生學習的主動性,加深了學生對SOPC系統設計思想的理解,提高了學生運用相關理論解決實際問題的能力,豐富了學生的工程實踐經驗,取得了良好的教學效果。
參考文獻:
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大學電路知識點總結范文4
關鍵詞 大學生電子競賽;競賽培訓課程體系;實踐創新能力
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:B
文章編號:1671-489X(2014)02-0092-02
1 引言
全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一,中國石油大學(華東)自1997年參加大學生電子設計競賽以來,成績斐然,先后獲得國家一等獎、國家二等獎多項,山東省獎勵若干。電子設計競賽的舉行豐富了學生的課外科技活動,營造了良好的校園氛圍,鍛煉了學生的工程實踐能力,有助于學生創新意識的培養。以電子競賽為契機,完善當前競賽培訓課程體系,加強指導教師隊伍的建設,積極探索教學模式的改革,切實提高學生的實踐創新能力。
2 完善競賽培訓體系
賽前選拔 首先,根據競賽的時間,由學校教育處擬定競賽通知,在全校二、三年級的電子類專業及其他相關專業的學生中進行選拔。首輪選拔由學生自行填寫個人情況表并參加面試考核。該過程主要考核學生的專業基礎、實踐能力并是否參與過類似科技活動或工程訓練項目等方面。對于此次選拔未能通過的學生,根據個人時間與興趣,也可參加暑期的課程培訓,由此既可激發學生的學習熱情,提高專業知識水平,也可為今后的競賽提供后備力量。二次選拔在暑期課程培訓后進行,根據具體情況確定參加競賽學生名單,并由學生每三人一組,根據個人專業特長自由組隊,并上報組委會。
題目講座培訓
1)競賽題目解析。培訓之前要對歷年競賽題目進行解析、歸納。近幾年的競賽題目主要可分為以下四大類:通信類、測量類、控制類、電源類。細分的話則包含運動控制類題目,高精度、高速度的儀器制作類題目,電源制作類題目,射頻收發系統類題目,信號采集類題目,信號放大類題目等。對于儀器制作類題目運用到的知識點有振蕩器、濾波器、放大器、CPLD、TTL電路、單片機等;電源制作類題目運用到的知識點有A/D、D/A、DDS、穩壓電路、單片機等;射頻收發類題目包含調制解調電路、射頻功放電路、濾波電路等;信號類題目包含運算放大電路、波形產生電路、濾波電路等。
2)完善培訓課程。根據對競賽題目的解析以及歸納所能運用到的知識點,建立競賽課程培訓體系。題目所涉及課程廣泛,包含模擬電子技術、數字邏輯設計、單片機原理、信號與系統、自動控制原理、電子測量技術、EDA等課程。根據所涉及課程及知識點開展專題講座培訓,主要包含單片機系統設計與實訓、FPGA系統設計與實訓、PCB印制電路板設計開發培訓、模擬電路設計實訓、常用儀器儀表系統設計與實訓、小車及運動控制系統設計與實訓、電源系統設計與實訓,以及射頻傳輸、SOPC、嵌入式及操作系統培訓等相關專題。競賽培訓課程內容必須與實際應用相結合,并以最新器件的功能應用為前提,著重培養學生對最新知識、最新器件的獲取能力。
實訓項目模擬 以3人為一組隊進行實訓模擬,為競賽作提前的檢驗。指導教師以歷年競賽題目為參考,給出實訓項目,對學生進行項目模擬。本隊成員集中討論,分工協作。
1)制定方案。首先根據題目和參考器件或芯片,上網查閱相關資料,了解芯片以及器件的功能、使用方法,制定出相關方案。
2)制作PCB印制板電路。在印制電路板的設計中,元器件布局和電路連接的布線是關鍵的兩個環節。布局是否合理不僅影響后面的布線工作,而且對整個電路板的性能也有重要影響。要求元件應均勻、整齊、緊湊地布放在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
3)焊接、調試電路。調試電路是關鍵的環節,通過調試發現和糾正設計方案的不足和安裝的不合理,然后采取措施加以改進,使電子電路達到預定的技術指標。調試的方法首先是不通電檢查,檢查焊接的連線有沒有“虛短虛斷”,焊接器件的引腳有沒有錯誤;接下來通電觀察,觀察電路有無異?,F象,集成芯片有無發燙現象,如有異常應立即斷電;然后進行靜態調試,在不加入輸入信號的情況下使用萬用表測量電路中各點的電位,觀察直流工作狀態是否正常;最后在此基礎上進行動態調試,在輸入端加入合適信號,測量動態指標,如果發現不正?,F象,分析原因,排除故障再進行調試。
4)撰寫論文。論文的撰寫應包含方案設計、電路設計、測試方法、測試結果等。方案設計是指對該題目設計的可行性方案,提出選擇方案的理由以及方案的優缺點。電路的設計主要指電路原理的敘述和主要參數的計算。測試方法和測試結果包含測試用的的儀器、測試的步驟和結果的記錄。
3 注重學生素質教育
培養創新能力與團隊精神
1)培養創新能力。當前教育的方式多數是填鴨式教育,忽視了學生的批判性思維訓練,人文教育薄弱,學生缺乏積極的思維活動。大學生電子競賽對培養大學生的創新能力提供了一個良好的平臺。在競賽過程中,面對難題要不斷鉆研、敢于克服、勇于創新。在這個過程中鍛煉了學生分析和解決問題的實踐能力,激發了學生的創造潛能,同時也在培養學生嚴謹的科學態度。實踐證明,參加過競賽的學生在創新思維與動手能力上要明顯具有優勢,越來越受到用人單位的青睞[1]。
2)培養團隊精神。在競賽過程中注重團隊精神的培養,注重與別人討論和分享成果。優異成績的取得靠的是隊員的協同合作、優勢互補,是團隊共同努力的結果。電子競賽是一項團體的比賽,試題往往有一定的難度,各組成員內部必須充分交流、集思廣益,才有可能克服種種困難,取得佳績[2]。
樹立正確的參賽觀 在競賽中取得佳績是件令人歡欣鼓舞的幸事,但參加競賽的目的不是盲目追求獎項。國家舉辦電子競賽旨在推動教學改革,培養學生的實踐創新能力以及團隊協作的人文精神。有些學校一味追求獎項,以獎項來衡量教學,并以高額獎金作為激勵,這與舉辦電子競賽的目的是背道而馳的。通過參加電子競賽來鞏固課堂知識,將理論運用于實踐,而不以追求獎項為目的。培養學生樹立正確的參賽觀,參與競賽拓寬了學生的知識面,提升了知識結構,鍛煉了實踐動手能力和對新技術、新知識的運用能力。這些能力的培養對學生來講,將來無論是就業還是考研都是一種優勢。
4 競賽后工作總結
后備力量培養 在國家的大力支持下,面向學生的科技類活動日益增多,“全國大學生電子競賽”每兩年舉行一次,此外還有“山東省大學生電子競賽”“嵌入式電子設計競賽”“大學生機器人大賽”等多項賽事。每年在各項賽事如火如荼開展期間,學校需更注重后備力量的培養,鼓勵學生參加科技創新計劃活動,營造濃厚的學習氛圍,推進校園科技文化建設。在課堂教學之外,學校的創新實驗室、工程訓練中心、實驗中心等實踐教學區為學生開放,為學生提供一個能切實鍛煉實踐能力和創新能力的訓練場所。
加快資源共享 利用虛擬網絡平臺,建立資源庫。將歷年來學生參賽作品及項目論文等納入資源庫,實現資源共享。在日常學習、科研與教學中注意相關資料的積累,將科研課題和學生創新實驗、創業訓練項目進行匯總納入題庫,以備競賽之前學生使用。將開設的培訓課程及相關專題建立網絡共享,帶動優質課程資源的建設。
加強與兄弟院校的交流,以利于指導隊伍建設 競賽結束后總結分析,與兄弟院校間進行交流,借鑒汲取其他院校在競賽培訓中的經驗。組織兄弟院校間的科研活動或專題講座,了解不同的文化氛圍,為科研注入新的活力。加強指導教師隊伍建設,注重青年教師的培養,競賽指導教師要在知識水平、實踐經驗、科研能力上實現自我提高[3],了解新技術、新器件的應用及發展,開闊眼界,拓展知識層面。加強教師之間相互學習、相互補充,積累更豐富的經驗,為實現多元化、開放性、多層次的人才培養模式提供一支優秀的生力軍。
參考文獻
[1]韋文詳,等.由大學生電子設計競賽引發對就業能力培養的思考[J].實驗室研究與探索,2009,28(10):11-13,175.
大學電路知識點總結范文5
關鍵詞 啟發式教學 電子系統綜合設計 開放式實驗平臺 教學質量
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A
“電子系統綜合設計”是一門運用項目教學理念設計的電類綜合課程。通過較為完整的項目訓練,培養學生的實踐創新能力和工程素養?!半娮酉到y綜合設計”作為項目教學類課程,如按照傳統注入式教學方式設計教學內容,顯然不利于學生自主學習能力的培養且無法滿足學生的個性化設計需求。
文中將德國教育家J.F.赫爾巴特所倡導的“明了”、“聯合”、“系統”、“方法”等啟發式教學方法運用于“電子系統綜合設計”課程內容的制定,①取得了良好的教學效果。
1 課程介紹
“電子系統綜合設計”課程是我校為電子類專業三年級本科生開設的一門綜合設計類課程,主要包括模擬電路、數字電路以及單片機設計等。課程的教學目標是引導學生以“電子工程師”的角色完成從硬件到軟件的全部設計流程,通過較為完整的工程項目訓練,培養學生自主創新能力和工程素養。圖1是我們自主研發的“電子系統綜合設計實驗平臺”,包括電源模塊、單片機模塊、可編程邏輯器件模塊、邏輯筆模塊和學生自主設計模塊。其中單片機和可編程邏輯器件模塊以插接方式與學生設計的萬用板連接。區別于傳統硬件電路固定的實驗箱模式,我們采用核心電路模塊、底層接口電路模塊與擴展電路相結合的方式,②要求學生自主焊接電路元件,解決傳統實驗箱軟硬件脫節的缺陷。
2 啟發式課程教學規劃
“電子系統綜合設計”課程較為新穎且綜合性強,現有教學內容難以滿足教學需求,因此,亟需我們設計配合該開放式實驗平臺的教學內容,以達到預期的教學效果(如圖1)。
圖1 “電子系統綜合設計”開放式實驗平臺
規劃的教學內容中,每個項目均包括“明了”、“聯合”、“系統”、“方法”四部分內容,我們將其具體化為:相關硬件知識、硬件架構框圖、填空式程序配置、重難點詳解、課堂練習、總結與實驗報告等六個步驟,如圖2所示。
圖2 “電子系統綜合設計”教學內容框架
“明了”作為啟發式教學的第一部分主要解決“是什么”的問題。具體分為相關硬件知識和硬件結構。在該部分給學生講授相關硬件內容,主要包括:硬件簡介、寄存器、硬件架構、寄存器架構、相關電路圖,使學生對相關知識點有所了解,能夠從整體上把握各部分內容的聯系。③
“聯合”解決“是什么與怎么做”的問題,側重學與用的結合。該部分要求學生在“明了”的基礎上,以填空的形式完成部分程序設計。經過多章節的訓練,學生可以較為熟練地配置相關功能寄存器,掌握相關問題的解決方法。
“系統”的教學目的是將知識點和問題解決方法歸納為一個系統。該部分主要解決學生常遇到的問題,強調易混、易忽略的知識點。學生根據設計要求自主完成程序練習及變形程序練習,經過反思后再次認識知識點,構建自己的知識系統。④
“方法”作為啟發式教學的第四部分,需要學生在課后撰寫實驗報告。該部分是對課堂內容的總結與歸納。學生在報告內以框圖的形式總結設計中遇到的問題及解決方法,引導學生在總結中發現不足,尋找問題產生的根源,并以書面形式歸納。
3 教師在啟發式教學中的作用
啟發式教學以學生為主體,教師為主導。完善的教學規劃也不能替代教師在啟發式教學中的作用。
首先,教材僅提供了一套學習方法,仍需要教師在課堂引導學生完成教學。⑤相比學生,教師的開發經驗更為豐富,可以解決教材中未列出的難點。其次,教師可以通過批閱學生的設計報告了解教學效果。有相關調查研究顯示,及時的信息反饋能夠鞏固學生所學知識。教師以書面或是面對面方式對學生設計報告中出現問題做出及時反饋,可達成一個良性的學習互動。⑥再次,教師根據教學反饋修正教材和教學方式,逐年積累教學經驗,以達到更好的啟發式教學效果。
4 結語
文中將啟發式教學理念運用于“電子系統綜合設計”課程內容的制定,注重學生自主學習能力的培養,經過實踐教學檢驗,達到預期的教學效果。課程不僅提高了學生的軟硬件設計能力,還為學生創造了更多的創新空間。注重個性化層次化教學,穩步提升教學質量是對綜合設計類課程內容制定的又一創新性探索。
基金項目:吉林大學本科教學改革重大項目(41905055 0039); 吉林大學實驗技術項目(409020720029)
注釋
① 李慧勤,李紅君.現代啟發式教學的內涵與實施[J].中國高等教育,2008(10):21-23.
② 張日欣.啟發式、自主式實驗教學方式探究[J].實驗技術與管理,2005(22):103-105.
③ 田運生,劉維華,王景春. 綜合性設計性實驗項目建設的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2012(29):126-129.
大學電路知識點總結范文6
關鍵詞:電路教學;教學方法;多媒體教學
作者簡介:單小琴(1986-),女,江蘇大豐人,南京理工大學紫金學院電子工程與光電技術系,助教。(江蘇 南京 210046)
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)08-0027-02
電路課程是高校電子信息類專業的第一門專業基礎課,更是自動化、電氣等強電類專業的基礎課,后繼課程如模擬電子技術、數字邏輯電路、電力電子技術、傳感器、運動控制等專業課都以電路為基礎,可見其重要性。其實在初中物理中學生就開始接觸一些最基本的電路知識,所以電路課程對他們來說并不陌生。電路來源于物理,又不同于物理。物理更微觀更抽象,電路雖然也有點抽象,但是畢竟已建立起電路模型,更接近真實。后繼課程中的電子線路就是實際的器件了,比如二極管、三極管(或者晶體管)、電阻器、電容器等都是實實在在的器件,但是要達到熟悉掌握的程度都要以學好電路為基礎。
從目前各高校電路教學的現狀來看,主要存在以下問題:由于電路是基礎課,大多采用大班教學;學生的基礎知識、學習水平參差不齊;很多課堂采用“灌堂式”、“填鴨式”的教學模式,教師采用現代多媒體,一節課下來學生感覺收獲不多。筆者根據近兩年的電路教學實踐,針對目前電路教學中存在的問題提出了自己的一些思考和想法。
一、教學內容的整合和分類
電路理論按研究方法可分為電路分析和電路綜合兩部分。電路分析是指給定電路參數和輸入激勵來求解輸出響應,而網絡綜合則指給定輸入激勵和輸出響應來求電路參數。當然電路分析更直接更基礎,而網絡綜合則要考查學生應用型創新設計思維。而電路課程主要進行電路分析部分的教學。電路分析的主要目的是通過對電路模型的分析計算預測實際電路的特性,從而改進實際電路的電氣特性和設計出新的電路。其主要任務是掌握電路的基本理論和電路分析的方法。從電路性質來分,主要分為幾個大類:直流電路部分、動態電路部分、正弦交流部分和多端網絡部分。其中直流電路部分包括:電路模型和電路定律、簡單電阻電路分析、電阻電路的一般分析、電路定理、運算放大器;動態電路部分即一階電路和二階電路;正弦交流部分包括正弦電流電路基礎、正弦穩態電路的分析、含耦合電感的電路、三相電路、非正弦周期電流電路;多端網絡即二端口網絡中網絡參數和端接電路的分析。
電路的經典理論已經非常精煉,沒有可修改的地方,但是可以按照培養目標從突出各專業特色方面來優化調整教學內容。比如電氣專業可以重點學習網絡函數和頻率響應方面的內容以彌補不開設信號與系統課程的缺陷,將運算放大器的內容放到后續的模擬電子技術中重點討論??傊?,各個專業的授課內容盡量做到全中有重,在經典內容優化的基礎上強調專業的特色。
二、教學方法的研究
1.理論聯系實際,激發學生的學習興趣
電路理論與后繼的電子線路課程相比還是比較抽象,學生在學習的過程中無法體會其在實際生活中的應用。而目前的電子電氣技術迅速發展,作為專業基礎課的電路課程肯定不可能脫離專業學科的內容,而且學生在以后的專業課學習中也會逐步加深對電路理論的理解。所以作為教師,在教學的過程中就要注意把生活中的實際問題與電路理論聯系起來,通過電路理論解決這些遇到的實際問題會激發他們的求知欲,提高學生學習電路的熱情和興趣,同時也加深了學生對理論知識的理解。
舉個例子,在第一節課即電路的緒論中,從最樸實易懂的話語入手介紹電的基本應用。在現代人類生產、生活和科研活動中一刻也離不開電。信息的處理和傳輸也要靠電,計算機、通信網和無線電等無不以電作為信息的載體?,F代高科技的發展也離不開電,從探索物質粒子的加速器到探索宇宙天體的飛船和衛星,從研究可在人體血管內爬行的電機到研究可作為未來能源技術的受控核聚變裝置,都需要電的支撐。人們在實際的工作和生活中會遇到很多的電路。實際電路是由電路元器件(包括電阻器、電容器、電感線圈、晶體管、變壓器、電動機等)相連接而構成的。當電路通上電流就可以進行能量的轉換、傳遞、分配和信號的處理。
在講到電路可以實現能量的傳輸和轉換時,讓學生思考長距離的強電傳輸問題。從南京的發電廠所發出的電要輸送到遙遠的內蒙古該如何實現?學生討論熱烈,氣氛很活躍,很顯然激發起了他們的求知欲。發電廠只發220V的交流電,想要進行長距離的電能傳輸必須進行升壓處理,比如通過升壓變壓器升到500kV,但是經過幾百公里長距離的傳輸到了內蒙古,一個普通的家庭也只需要220V的交流電即可,所以還要通過降壓變壓器進行降壓處理。提醒學生:高壓線旁不安全,不能靠近;若走進高壓,電磁漩渦會把人卷進去,跨步電壓將是致命的;人離6~10kV的高壓線路應10米遠;不要濕手去摸燈口、開關和插座。再比如講弱電的處理問題時可介紹一般大歌星開演唱會時都是自帶大功率功放等音響設備的。從這些最樸素的例子中把抽象的電路理論變成容易理解和摸得著的現實問題,學生也會在今后的學習中更有目的和針對性了。
2.重點難點的講授和強化
對于電路理論第一章節中關于電壓、電流的參考方向以及關聯方向的知識點,學生開始不以為然,覺得很簡單,但是在往后的解題中學生經常會在這個看似很簡單的知識點上出問題,分不清電壓和電流的關聯參考方向如何判斷,就是因為學習的時候掉以輕心,不把這個問題當回事,所以在解題的時候才會出錯。一定要提醒學生這個知識點是重點,不要看似明白卻不真正明白,敲響他們的警鐘會得到很好的效果。同樣對于基爾霍夫定律來說也是如此?;鶢柣舴螂娏鞫桑↘CL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)是電路理論中最基本的兩個定律,在介紹這個章節時一定要強調,雖然不難,但它們是研究電路理論和分析解題的指揮棒,不管多復雜多困難的問題,歸根結底就是要列出電路的KCL和KVL方程,包括以后所學的各種電路分析方法和電路定理都是通過列出KCL、KVL方程整理而得。
再比如說,含受控源的電路分析是電路理論中的一個難點,很多學生見到受控源的電路就傻了眼,不知道該如何處理。所以作為教師就應該想方設法幫助學生克服對受控源的恐懼心理。可以采用受控源專題講授方法,從它的定義來源、各種處理受控源的解題思路著手進行強化訓練,想必經過一到兩次專題訓練,學生會對含受控源的電路分析有很大的收獲。從定義入手,受控源不同于獨立源,是一種非獨立源,當一條支路上的電壓或電流受其他支路上的電壓或電流控制時就稱為受控源。對含有受控源的電路分析時常采用基本的電路分析方法,包括支路電流法、網孔電流法、節點電壓法列寫方程,在建立方程的時候對受控源的處理與相應的獨立源一樣對待,受控電壓源當成獨立電壓源,受控電流源當成獨立電流源,由于引進了控制量這個未知數,所以還要添加控制量與變量之間的補充方程。在用戴維南定理分析含受控源電路時,求開路電壓時將受控源視作對應的獨立源處理,但在求端口等效電阻時采用外加激勵法,這是求解含受控源電路等效電阻的基本方法。在講解的過程中給學生灌輸一種理念:把受控源視作對應的獨立源處理,注意控制量和變量之間的關系。通過不斷練習、不斷強調,學生會漸漸解決電路學習中的難題了,促進他們的學習和探索。
3.歸納總結法
對于電路課程來說,有很多知識前后都是連貫相同的。作為教師應該善于總結歸納,更利于學生把前后的知識融會貫通,有助于更好地吸收和消化。比如說在電路理論中,等效的概念經常出現。等效的定義為:如果一個端口網絡在端口處的伏安關系和另一個端口網絡在端口處的伏安關系完全相同,則稱這兩個端口網絡是等效的。從等效的概念推導出電阻的串并聯、三角型—星型的變換以及電源的串并聯后的等效電阻和等效電源。實際電源的等效變換更是利用等效的概念把由一個電壓源與一個電阻串聯而成的實際電壓源變換成由一個電流源與一個電阻并聯而成的實際電流源,而不改變其端口處的伏安關系。后面二端口網絡的等效同樣遵循這個原理。所以說,一個共通的概念應該貫徹到電路教學的整個過程中,讓學生能夠舉一反三,融會貫通。
電路理論中還有一個重要的思想就是對偶。電路中某些元素之間的關系用它們的對偶元素對應地置換后所得到的新關系也一定成立。如電壓與電流、電阻與電導、電感與電容、串聯與并聯、短路與開路、KCL與KVL等等。對這些對偶關系的總結有利于學生的對比記憶,更有助于消化。
三、多媒體和傳統板書教學完美融合
多媒體教學雖然可以將教學素材更加形象生動地表達出來,通過文字、圖片、動畫的形式讓學生有直觀的感受,但是由于電路課程的理論性,如果只是單純地依賴多媒體,教學的效果并不會很好。有些重要的公式推導、電路的分析還是要求教師采用傳統的板書教學,只有通過學生自己一筆一劃地記下筆記,學習才會打下扎實的基礎。
四、結束語
大學的課堂教學不僅教給學生知識,更要教其學法。通過電路課程的教學,教給學生工科專業的思維方式,指導其在今后的課程學習乃至以后的工作中運用這種思維方式,這才是最重要的,“授之魚,不如授之以漁”。因此,教師在教學過程中就要不斷提高自己、嚴格要求自己,善于發現總結經驗,激發學生主動學習的熱情,培養學生獨立思考的精神,實現真正意義上的自主學習。
參考文獻:
[1]黃錦安.電路[M].北京:機械工業出版社,2007.
[2]劉興華,丁光彬,簡新平.對電路教學的思考[J].河北建筑科技學院學報,2006,23(1).