时间：2022-04-05 22:08:36
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电子束炉按正常程序操作熔炼钽金属时，40KV高压电源突然断电，操作面板上出现报警显示：“HvTransformerBUCHHOLZ”（高压变压器瓦斯继电保护动作）。打开变压器的放气阀放气，报警消失，此时变压器能产生40kv直流电压，但高压既不能保持又不能带负载，2到3分钟后，同样的报警信号再次出现，变压器主回路电源断开，停止工作。
2故障检查
2.1变压器的外部检查
（1）检查油枕内和充油套管内油面的高度，发现油位正常，封闭处无渗漏油现象；
（2）检查变压器的响声，发现噪音稍大，但未有异常声音出现；
（3）检查变压器的绝缘套管及瓷瓶，未发现有破损裂纹及放电烧伤痕迹；
（4）检查一、二次母线，接头接触良好，不过热，外壳接地良好；
（5）检查呼吸器，气路畅通，硅胶的颜色为淡红色，吸潮未达到饱和。
2.2变压器负荷检查
（1）用钳形电流表测量变压器空载时一次绕组的三相空载电流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。
（2）故障发生时，用红外线测温仪测量变压器外壳不同区域的温度，温度为55℃左右，一分钟温升超过5℃。
2.3气相色谱分析检查
采集变压器本体油、瓦斯油、瓦斯气进行气相色谱分析检查，结果见表1。
本体油瓦斯油瓦斯气
氢11091710373350
氧211652119021345
一氧化碳21016528235
二氧化碳53011458570
甲烷309.53284.512659
乙烷38.5947.56592
乙烯535.511309.514516
乙炔380.339860.020725.0
总烃1264.019528.054492.0
表1油样气相色谱分析表
3故障现象及分析
变压器的故障一般分为电路故障和磁路故障。常见的电路故障有线圈绝缘老化、受潮，材料质量及制造工艺不良，二次系统短路引起的故障等。磁路故障常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。
3.1三相电流不平衡
当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中的电流称空载电流I0。通常I0与额定电流IN的关系可表示为：
i0％＝（I0/IN）*100＝1－3％
该变压器的额定电流为577A，空载电流I0应在5.77A到17.3A之间，而实测的一次绕组三相空载电流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相电流极大的不平衡，初步推断为变压器绕组局部发生匝间和层间短路，产生很大的短路电流。
3.2变压器油温不断升高
油温不断升高可能由以下几个方面引起：
（1）涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，铁损增大，油温升高；
（2）穿芯螺丝绝缘破坏后，与硅钢片短接，有很大的电流通过，使螺丝发热，油温升高；
（3）绕组局部发生匝间和层间短路，二次线路上有大电阻短路等，也会使油温升高。
3.3瓦斯继电保护动作
瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的大部分故障。继电保护动作的原因有以下几个方面：
（1）滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器；
（2）变压器内部故障、短路，产生少量的气体；
（3）保护装置二次回路故障。
外部检查未发现变压器有异常现象，应查明瓦斯继电器中气体的性质。从表1瓦斯气体中氢、一氧化碳、甲烷等可燃气体含量剧增，说明变压器内部有故障。气体颜色为灰色和黑色，有焦油味，则说明油因过热分解或油内层发生过闪络故障。
上述分析对变压器内的潜伏性故障还不能作出正确的判断，还需要结合气相色谱法判断：
从表1中可以看出氢、烃类含量急剧增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，这就表明了变压器裸金属方面及固体绝缘物（木质、纸、纸板）的过热性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯气体有所增加，而乙炔含量很高，这表明变压器内出现过电弧放电，使油分解而产生乙烷、乙烯和乙炔，可能为绕组匝间和层间短路放电性故障导致。为更加明确故障点，需要对变压器进行吊芯检查。
4吊芯检查与维修
拆开变压器，用20吨吊车吊出变压器芯部作如下检查：
（1）用万用表依次测量一、二次绕组每个线圈对地的绝缘情况，发现一次绕组U、V相线圈与地及铁芯接通，其他线圈绝缘良好。
（2）用万用表测量硅钢片间、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘良好，铁芯接地良好。
（3）检查保护装置二次回路，将保护开关、保护线路及整流阻容作检查，全部良好。
通过检查与分析，断定变压器故障为一次绕组U、V相线圈绝缘层损怀，匝间短路放电、油过热分解使瓦斯继电保护动作，断开变压器主回路电源。联系变压器生产厂家德国MUNK公司，定购两组线圈，各种费用总计25万元人民币。更换两组线圈后，由国内变压器生产厂家对油进行过滤、干燥处理，对变压器芯部作24小时的烘干处理。安装调试后，变压器恢复正常工作。
5结束语
通过上述分析，可以发现变压器油样气相色谱分析报告中的氢、烃类含量急剧增加，乙炔含量很高，一次绕组空载电流不平衡，油温不断升高等现象。所有这些都说明变压器内部出现了绕组匝间和层间短路的放电性故障。本文介绍的故障检查与分析方法简单、实用、成本低廉，为单位节约资金约20万元，值得同行业用户借鉴。
关键词：项目驱动；习情境；工学结合
作者简介：赵俊英（1981-），女，满族，河北保定人，天津电子信息职业技术学院电子技术系，讲师。（天津 300350）
中图分类号：G712?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0095-02
在高职高专电子、通信类教学中，“数字电路分析与实践”课程作为专业基础课，是后继专业骨干课程的基础，其教学的效果直接关系到学生对后继课程的学习兴趣及学习能力。[1]建设该课程的精品课程，是推进高职电子技术及通信类人才培养的重要手段和必要环节。
一、课程设计思路
在课程建设中，将理论和实践相融合，将学生所学知识转化为技能，将技能用于实践，注重培养学生把技能应用于实践的能力。本课程的设计思路如下：
1.以培养学生职业能力和职业素养为原则构建教学内容
本课程融“教、学、做”三者于一体，采用“项目驱动”教学方法，构建模块化、组合型、进阶式训练体系。将综合能力分解成若干项小的基本能力，选择能涵盖基本能力要素的训练项目实施基本能力训练。通过模块项目训练，建立对电子电路的整体概念，从而全面掌握电子电路的分析能力，以此提高电子电路应用能力和创新能力。
2.产品调研，选取学习情境载体，设计工作任务
该课程共设计了5个学习情境，每个学习情境都围绕着真实的实际产品展开，每个情境由若干个任务组成，每个任务都按资讯—决策—计划—实施—检查—评估六大步骤实施教学。体现了课程的教学目标与社会需求相一致，教学情境与企业工作相一致，教学内容与企业工作任务相一致。学习内容从“单个到系统”，从“典型到一般”，从“简单到复杂”。技术复杂程度和学习难度逐渐增加，学生自主完成工作的程度逐渐增加，符合学习和技能的培养规律。
3.课程总体框架
“教学相长”是我们长期以来追求的目标，课程要有可持续发展性也是我们追寻的原则，所有这一切都需要学生有学习兴趣、积极性做前提。同样的设计题目可能有不同的实现方案，使用不同的数字电路芯片，设计不同的电路参数，但最终都会实现同样的功能。这样不仅充分发挥了学生学习的积极性、主动性，同时也加深了学生对基础知识的理解，为后继的专业课程学习打好坚实基础。
二、教学内容
1.根据项目和企业需要，分析工作任务，制定课程内容
“电子电路分析与实践”课程是一门理论性、实践性、基础性和应用性都很强的学科，根据市场对人才的专业需求和征求企业对课程内容、课程目标的意见分析，通过与企业专家研讨，并结合工业与信息化部和人力资源与社会保障部无线电调试技师职业资格的取证，以电子电路分析与设计流程为主线，提炼出了典型的工作任务。
2.以项目为载体实现课程内容综合化，具有很强的针对性和适用性
教学内容选择真实产品作为学习载体，这些产品必须包含职业岗位能力培养所需的全部知识，按照学生的认知规律、职业能力培养规律和产品的选择，从简单到复杂、从单一到综合，逐步培养学生的职业能力和自主学习能力。[2]本课程设置的教学情境如图1所示。
3.实践教学贯穿于整个教学活动中
本课程的实践性教学主要分为以下几个层次：任务模块实训、情境教学实践、开放性课题、学期项目、专业实习和顶岗实习。教学内容上包括了学习基础（验证）—提高（综合、设计）—创新研究（研究、应用开发）各个阶段，体现了循序渐进的教学过程。其中，既有课内内容，也有课外内容；既有指定性实训项目，也有学生自选的实训项目。同时结合学生专业社团活动，引导和指导部分学生进行项目的研发和研究，使得实践贯穿于整个教学过程，也贯穿于学生在校学习的整个过程。具体的实践环节如下：
（1）实训课。实训课是指随课堂教学的实践课程，包括任务模块实训和情境教学实践。每个实训模块均设有项目参考程序、必须完成的内容和选做的内容，选做部分是为学有余力和感兴趣的学生设计的，这样设计的目的是对具有不同能力的学生提出不同的要求，使每个学生都能学有收获，学有所长。
（2）学期项目。学期项目是指学生每学期依据所学知识，在教师指导下，以小组团队为单位，做一相关课题，课题可以是论文，也可以是具体项目，随着学生知识的增长，项目要求和难度不断增加，最终要完成完整的电子电路。
在“数字电路分析与实践”课程开设时，学生已经具备了一定的分析能力和设计能力，同时，学期项目的实施也巩固了该课程所要求的模电、电路基础知识。教师也可以提供给学生参考项目，由学生选题，学有余力的学生可以利用VHDL编程语言在PFGA或CPLD上实现电路设计。
（3）专业实习。为了提高学生的动手能力和巩固教学成果，在无线电装接和无线电调试实习中，分别安排了电子电路的装接和模块扩展的实习内容。通过课程实习，使学生初步建立正确的设计思想，学会获取信息的方法，并培养分析问题和解决实际问题的能力。在无线电调试实习中扩展模块的题目由教师指定或学生自主选题，题目要兼顾基础性、知识性、前沿性、实用性、可操作性等。并将该部分内容纳入无线电调试中级职业资格证书的考核内容。
（4）顶岗实习。顶岗实习的主要目的是培养学生吃苦耐劳、团结协作的精神，培养学生理论结合实践的能力，进一步增强学生的学习能力、分析解决问题的能力和应用能力，为学生以后更好的走向社会奠定坚实的基础。许多校内外顶岗实习课题是关于电子产品分析与开发的，这也更加突出了该课程在整个教学中的重要地位。
三、教学方法与手段
本课程的教学模式为“教、学、做、练、鉴”立体化教学模式。教学过程中，坚持“教、学、做一体化”，教师是工作过程的主导，学生是工作过程的主体。因此，学是首要因素。以项目为载体的情境化教学设计引导学生以做中学、学中做的方式在完成典型工作任务的过程中自主地完成学习过程。
考虑高职教育本身的教育规律以及学生的学习基础，任何单一的教学方法都难以达到好的教学效果，为此，本课程以工学结合为切入点，在教学过程中采取了以工作过程为导向的学习过程，综合运用基于工作过程的项目引导教学法、任务驱动法、案例分析法、分组讨论法、角色扮演法等教学方法开展教学。各种教学方法交错使用，互相融合。
1.启发式教学法
教学中注意启发式，[3]杜绝注入式。授课时应注意与学生进行交流：学生跟着教师的思路走（循序渐进，接受知识），教师跟着学生的表情走（察言观色，掌握学生听懂、接受的程度）。启发引导以教师为导向，锻炼学生独立思考问题、解决问题的能力。这是一种较高级的学习方法，能够让学生摆脱被动式学习，启发学生自主创新的精神，这也正是教育改革所要达到的真正目的。
2.项目驱动教学法
以工作任务单和计划、实施、评价工作单为引导，通过学习完成工作所需的知识，来完成工作任务，教学任务由师生共同完成。教学地点由传统的先课堂后实验室的模式改为课堂、实验、实训室一体化模式，学习过程在仿真的工厂实训环境中进行，学生可以在学习、实验、实训中将知识转化为技能，实现与企业岗位的零过渡。
3.项目小组教学法
将学生4～5人分为一组，部分教学内容采用学生分组讨论、互相评判，以小组为单位进行课程的讲授，其他学生进行补充的教学方式。引导学生积极思考、乐于实践。在课外开放实训室，小组共同讨论、解决问题，提出方案并共同完成项目。要求学生不断学习、自我完善，构建学习型项目小组团队。
4.学生自主学习
课堂上，在保证基本教学内容完成的基础上，鼓励学生自己拟订方案、方法，自创项目，经指导教师认可后独立完成，培养学生独立的工作能力和创新意识。
5.师生互动
课堂教学、课堂讨论、课后练习、开放性课题、实验、实训教学有机结合，互为补充。对带有普遍性的难题及时设立适当的习题课予以讲解，不积累问题。并采用课堂交流（提问、讨论）、课间交流、答疑、质疑、作业、辅导学生进行电子制作、电子邮件网上交流、QQ流、电话交流等多种方式与学生交流。
四、师资队伍建设
在本课程建设中，打造一支老中青结合、理论与实践结合的教师队伍是必要的、关键的。对教师的要求要满足以下几个方面：
（1）主讲教师师德好，学术造诣高，教学能力强，教学经验丰富，教学特色鲜明。
（2）所有理论教师均同时兼任理论课程和实践课程的教学工作。
（3）课题组一半以上教师都有过企业工作经历。
（4）课题组教师均要达到本科学历，其中，研究生学历要达到50%以上。
在实际的课程建设中，师资队伍要不断完善，教师应具有紧迫感，不断更新知识，不断探索行之有效的教学方法。
五、总结
本文对高职高专“数字电路分析与实践”课程设置、教学内容、教学方法与手段以及师资队伍建设等方面进行了探讨。结合实际项目，加强实践环节，寓教于乐，提高学生的学习兴趣，是本课程改革值得探索的方向。
参考文献：
[1]曹双兰，吴翠娟.高职高专“数字电子技术”课程教学改革初探[J].中国电力教育，2011，（13）：60.
论文关键词：数字电路与逻辑设计,教学模式,教学方法,实践教学
一、三本院校课程教学现状
三本学生中多才多艺的较多，平时开展各种社团活动比较频繁，学生自主创新思维活跃，但能够有条不紊自主学习的学生可能只有一少部分，许多学生对学习没有兴趣，课余时间几乎不学习。在教学过程中，刚开始学生还可以接受一些新知识，但随着教学的深入，学习难度的增大，学生感到了困难，随之学习的兴趣也越来越低，主动学习便是一句空话，学生也就是为了应付考试，甚至不少学生都是考前突击。这一特点在《数字电路与逻辑设计》课程的教学中也同样存在。要提高本课程的教学质量，我们在定位教学目标，设置教学内容，采用教学手段和方法的时候都必须以这一实际情况为前提。
二、教学理念，教育目标
三本教学有别于一本和二本，教学注重于学生应用能力和综合素质的培养，教学过程中突出培养学生应用知识，分析解决实际问题的能力，以学生为主体，以教师为主导，以教学为主线，树立能力培养目标为重中之重的思想，实现人才培养模式多元化，努力培养“宽口径、厚基础、强能力、高素质”，适应国际竞争和社会需求的应用型人才。三本教育要加强通识教育，注重文理渗透理工结合，体现本科教育的基础性和可发展性。努力探索人才培养新举措，深入推进人才培养模式改革，实现多元化人才培养新格局，大力实施“育人为本，全面发展”的人才培养战略，拓宽基础学科的范围和基础教学的内涵。
三、教材选取
考虑到三本学生理论基础较差，教材选取不应选择理论研究或理论推导比较复杂的教
材，否则会让学生还未涉及到重要的知识点就已经因为难度过大而丧失信心。教材选取要以应用为宗旨，强调理论与实践相结合。编写原则遵循由浅入深，通俗易懂，重点和难点采取阐述与比喻相结合，例题与习题相结合，实例与实验相结合，针对数字电路课程实践性强的特点，增加了与教材相应的实践环节教学内容。
四、教学内容
在三本的《数字电路与逻辑设计》教学中，应该注重基础教学，要求学生熟悉布尔代数的基本定律，掌握卡诺图与公式化简法；掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用；掌握常用的中小规模组合逻辑电路和集成电路功能和设计方法。具有查阅集成电路器件手册，合理选用集成电路器件的能力。对集成芯片，重点分析电路的外特性和逻辑功，以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等，使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片[11]。
对于三本学生而言，在电路设计中要求学生掌握基本的设计方法，但可以适当降低对电路设计的要求，增强电路分析方法的教学。学生可以分析较复杂的电路，并且能够利用已有的电路进行修改，使电路满足自己设计的需要。
五、教学手段与教学方法
（一）采用现代化教学
《数字电路与逻辑设计》课程的特点就是电路图、逻辑图特别多，如果采用板书形式教学，既浪费课堂时间也达不到好的教学效果。教学过程中采用多媒体教学，可以使一些抽象的、难以解决的概念变得形象，易于学生接受。对于集成电路的分析和设计，为了增强演示效果，除了在PPT中添加更多的动画效果外，还可以采用Flash或Authorware软件制作动画效果，使电路的变化过程一目了然。
（二）结合实际教学
在授课过程中，针对三本学生可以结合生活中的应用举例，如目前LCD显示、数字温度计、十字路通灯控制、数字频率计、多媒体PC机里的显示卡、声卡是用数电中的数/模(D/A)转换实现图像显示和声音播放、制造业中的数控机床等都应用了数电技术。通过这些实例的介绍，可以使学生真正了解数字电路课程的重要性，从而提高对数字电路学习的兴趣和学习积极性。
（三）网络教学
网络教学可有两种方式，一是上传教师课堂教学过程的视频到校园网；二是教师制作图文并茂的课件，以及与该课程有紧密关系的资料一起上传到网上。目前大部分三本学生宿舍都可以登录校园网，学生可以在任何时间进行网络教学。网络教学的方式解决了学生传统的看书自学枯燥无味的问题。
六、实践教学
实践教学一般分为基础实验和课程设计两大部分。基础实验教学从属于理论教学，实验内容均为验证性实验。教师给出实验步骤、电路图，学生按部就班、验证结果，通过基础实验，使得学生对于课堂所学基本概念和方法的理解和掌握更加透彻，同时培养学生科学实验的精神和方法，训练严格严谨的工作作风。基础实验是理论和实际相互联系的一个重要教学环节，但是仅仅是这种以教师为主导的实验模式，不能激发起学生学习兴趣和积极性，学生仍然不善于综合运用所学知识分析和解决问题。课程设计的目标就是为了加强基础、拓宽知识面、增强学生的自主学习和工程实验能力、发展个性、启发创新、加强理论与实验。学生根据实验任务，自行设计电路和测试方案，增强学生自主学习能力，学生既动脑又动手，解决问题的能力大大提高[12]。
除此之外，还可以设置一些电子设计大赛，成立电子设计兴趣小组，在教师的指导下开展设计性和专题研究性实验，为希望进一步发展的学生提供良好的学习环境和创新研究场所，培养学生的团队协作精神，发挥学生学习的自主性和创造性，极大地提高学生的学习兴趣和动手能力。
七、结束语
随着高等教育的普及，三本学生的数量和质量也在日益增高，同时随着数字技术的广泛
普及，数字化社会已经到来，大规模、超大规模数字集成电路以其低功耗、高速度等特点， 应用越来越广泛。因此如何在有限的时间内使三本的学生扎实掌握数字电路基础知识理论和基本操作技能，培养分析问题、解决问题的能力，是教师在教学过程中需要认真思考的问题。使学生在传统的数字电路逻辑分析、逻辑设计思维训练的基础上进一步建立起现代数字电路的应用与设计思想，掌握现代电子技术的新技术和新器件，为走向实际工作岗位打下坚实的基础。
参考文献
[1] 谢丽.《数字电路与逻辑设计》教学改革实践.吉林省教育学院学报，2012年第02期
[2] 李琰，张翌呖. 数字电路的教学改革与创新.计算机光盘软件与应用，2011年第22期
[3] 李小珉，叶晓慧.深化《数字电路与逻辑设计》课程改革[J].长江大学学报(自科版)，2OO4(4)
[4] 田东.数字电路课程设计的改革与探讨.实验技术与管理，2006年05期
[5] 马达灵，张云云.《数字电路》课程教学改革之我见.集宁师专学报，2008年12月第30卷第4期
[6] 邓朝霞.《数字电路》课程整合与优化的改革.广西教育学院学报，2006年第6期
[7] 张丽.高职《数字电路》课程教学方法的探索.读与写(教育教学刊)，2010年04期
和电路、电磁场、电磁波、信号和系统模块不同的是线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块除了是子信息工程教育中重要基础课，还是一门应用性很强的技术学科。无论是线性、非线性电子电路课程还是数字逻样电路模块都包含着丰富的基本内容。线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程参考学时较多，在一百五十到一百六十之间，数学逻辑电路课程参考学时在七十到八十之间。
二、计算机科学与工程模块
现在计算机成为大家普遍使用的工具，计算机科学也被广大的人民所接受，并得到了广泛的应用，所以现在计算机系列课程成为电子信息工程技术教育的核心课程。根据中国计算机学会“93大纲”的规定，它包括9个领域、3个进程、12个基本概念，基本内容有计算机网络、编程语言和基本算法、计算机原理与体系结构等。
三、试验教学课程体系的初步构想
1.宏观体系的把握—体系结构图大学生步入社会总要开启自己的工作之路，公司看中能力多过于学历，为了帮助更多的大学生在毕业时找到更理想的工作，在学校开设锻炼学生动手能力等的试验性课程是很有必要的。根据现有课程开设存在的弊端和学生工程设计能力的培养目标，我们可以将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门新的学科，内容可以包含整个电子技术基础学科的前两个模块。2.微观世界的分析—各试验模块详细说明我们可以将实验模块分成课程设计性质的电路综合实验、综合专题实习、计算机能力训练三个模块。在第一个模块中，电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置，检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目可以设置包括多级放大器、OTL功放、直流稳压电源等，实验最合适的阶段应该是安排在大学三年级在学生有一定的理论基础的前提下，学时可以控制在六十到七十的范围内；第二个模块—综合专题实习。在这个模块结束时，学生应该在方案论证、工程计算、撰写论文等方面有一定的提高。像学生在实习中遇到的电视机安装与调试、音响系统安装与调试等都可以当作综合专题实习的经典案例，供学生相互之间学习探讨。综合专题实习进行的场所较多，校内、工厂等都可以开展，实习时间可以控制在一个月左右；第三个模块，计算机能力训练。具体可以包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计等，整个课程的安排可以由易到难，先将计算机操作训练安排在前面，计算机编程训练在前者的基础上开展。在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。
四、结语
【关键词】微世界;PSpice;电子教学;模拟仿真
【中图分类号】G420 【文献标识码】B 【论文编号】1009―8097(2010)01―0127―03
一 微世界理论及其在模拟仿真中的应用
微世界(Microworld)一词最早由Papert提及,特指Logo的学习环境。Logo语言主要作为激发学习者思考、创造、认知发展的学习环境。利用简单的电脑几何作图,学习者可以学习基本的程式设计、逻辑思考、几何空间概念与解决问题的方法。它能够让学习者用很简单的指令,学习控制“海龟”的移动,并观察其移动的轨迹和特性;借由将“操作海龟”转变成自己的物件来创造出自己个人的视觉世界,进而产生有趣的逻辑问题与几何现象,探索逻辑与几何观念问题,最后提出假设加以验证并解决问题[1]。
微世界是一种模拟真实世界现象与环境的发现式学习系统(环境)。它只是提供某一个学科知识领域的微小但完整的“世界”,将微世界作为向学习者传递知识和技能的一种环境或一种载体[2]。创建微世界环境的目的是为了向学习者提供一个可供自由探索、完全自主控制的学习环境,在该环境中学习者可以对学习进行自我组织,自行确定学习内容与目标,从而达到帮助教师讲授某个教学难点,或帮助学生学习某个知识技能点和探究新知的效果。
当前微世界的教学或学习环境大多是借助计算机化建模技术构造的,从这个意义上讲,可以将微世界看作是一个有效整合计算机科技与模拟环境的认知学习支援工具。由于微世界具有仿真模拟真实环境的特点,它已经被逐步应用到数学、计算机、经济学等各种不同的领域:20世纪90年代开始在中国广泛应用的“几何画板”工具解决了平面几何、物理矢量分析、作图和函数作图的难题,把抽象的内容以形象的方式呈现给学习者;台湾学者张基成以微世界在自然科学学习上的应用为着眼点,开发出名为《小小旅行家微世界探险》的微世界学习环境,其设计理念正是提供模拟真实世界现象的发现式与探索式的经验学习环境,借助于模拟与实验活动,促进学习者主动发现与探索问题的认知历程,从而激发学习者高层思考、多元创造、主动积极学习与解决问题的能力[3]。
二 PSpice在教学中的应用
在电子技术教学中经常会遇到这样的情况:学生对专业中所涉及的实用技术有浓厚的观察和动手兴趣[4],但对课堂教学却十分厌恶。究其原因主要就是教学时因为学时的限制和实验设备的局限性,使教师无法全部采用边讲理论边做实验的教学模式,以至于学生的好奇心被磨灭,甚至使学生对模电这门课产生畏惧,认为“模电就是魔鬼电路”。
由于微世界要求学生对模拟的环境可操纵、可建构,因此将基于微世界理论的仿真软件引入到电子线路课堂教学中进行辅助教学可以大大改善教学的效果。比如现在比较流行的PSpice软件,它允许学习者利用它提供的元件构造各种模拟电路和数字电路,并可以动态测试电路的性能,帮助学生在理论学习过程中及时印证所学的内容,理解电路的复杂变化工程,达到理论与实践相结合的目的。
PSpice是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美国加州大学伯克利分校于1972年开发的电路仿真程序。随后版本不断更新,功能不断增强和完善。PSPICE可以对众多元器件构成的电路进行仿真分析,能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析。其主要分析功能包括直流分析、瞬态分析、蒙特卡罗(Monte Carlo)分析和最坏情况(Worst Case)分析等,用它还可以观察到变量的各种波形数据列表,功能强大[5]。
下图是PSpice A/D的运行界面,PSpice A/D (included in OrCAD with PSpice v10.5)是一个全功能的模拟与混合信号仿真器,它支持从高频系统到低功耗IC设计的电路设计。PSpice的仿真工具已和 OrCAD Capture及Concept HDL电路编辑工具整合在一起,让工程师方便地在单一的环境里建立设计、控制模拟及得到结果。
在电子技术实验教学中,除了要求学生掌握一些常用仪器的使用方法和参数测量方法外,一般要求学生通过所做实验进一步掌握有关元器件及电路的各种性能,通过直观的实验巩固所学的理论知识。然而对于复杂电路,学生在短时间内很难把握电路输出及各种性能指标。由于PSpice的仿真计算精确,利用PSpice仿真软件进行电子电路的分析验证几乎与真实实验室环境下的实验调试结果一致。PSpice有文本和图形两种输出方式,有利于学生对电路的全面理解,而且具有完全不耗材和元器件资源、仪器仪表资源丰富及设计调试安全等特点。
三 教学应用实例
1 教学问题
我们结合一个具体的教学实例来对PSpice在模拟电子教学中的应用进行详细阐述。如图2a是一个乙类互补对称功放电路(参照PSpice帮助文档中功率放大器电路仿真例题及联系),基于该电路要解决如下问题:
第一,Vi幅值为5V,频率为1KHz的正弦波。作瞬态分析,观察输出Vo形的交越失真。进一步作直流扫描分析,求失真所对应的输入电压范围。
第二,为减小和克服交越失真,在两基极间加上补偿二极管及相应电路,以供给T1和T2两管一定的正向偏压,构成甲乙类互补对称功放电路(图2b)。再作瞬态分析,观察输出Vo交越失真是否消除。
第三,求图2b的最大输出电压范围。
2 教学过程
在PSpice中可以通过以下步骤来分析该电路:首先进入Schematics主窗口,绘出图a所示电路,并设置好参数,接着按以下步骤进行解题:
第一,设置瞬态分析(Transient)功能。得瞬态波形如图2c所示,可看出Vo有交越失真。再设置直流扫描分析(DC Sweep),信号源Vi的扫描范围为-2V~+2V。得电压传输特性如图2d所示,由图中看出,输入电压在-0.68V~+0.68V范围内出现失真。
第二,将电路改成图2b的形式,重复(1)的步骤,可得电路的瞬态波形和传输特性分别如图2e、2f所示,可看出Vo已无交越失真。
第三,设置直流扫描分析,电压源Vi的扫描范围为-10V~+10V。得电压传输特性如图2g所示,由图中看出,最大输出电压范围约为-5V~+5V。
3 讨论
根据上述教学实例,我们可以看出基于微世界理论的PSpice模拟仿真软件在辅助教学中可以起到如下作用:
(1)将实验室引进课堂,提高教学效率
微世界倡导的学习模式是情境式、经验式、自我调节式的“在做中学”。在有关电子技术的部分教学中,实验耗时多,实际操作难度大,难以在课堂时间内穿插演示,而人的记忆具有随时间推移遗忘率增大的特点,如果理论与动手的时间间隔较长,学生的学习效率就会降低。例如在上述“乙类互补对称功放电路”教学中通常采用分段式教学,论教学和实验部分分开进行,但这样会造成知识在传授过程中的断点。应用PSpice辅助教学就能直接在课堂上快速、完整的建构出实验原理图,并且能够展现完美的仿真实验过程,及时显示实验结果。
(2)调动学生学习的主观能动性,培养学生的分析、应用和创新能力
微世界学习环境的出现为学生问题的解决提供了崭新的平台,促进学生在学习后将知识迁移到实际环境中,学生可以借助于微世界建立问题空间的模型,通过假设验证等类似科学家探究问题的方法来解决遇到的问题。例如在该教学实例中,学生可以在PSpice中添加或修改各种元器件以探索解决乙类互补对称功放电路出现的交越失真问题的方法。它可以加强学生与学习环境的交互,使学生明确问题的性质,进而作出明确的表征,并通过建模调试到反思和总结,在遍遍错误和重新寻找解决办法的反复过程帮助学生解决问题。同时学生还能对问题所涉及的相关知识有更深刻的理解,达到将所学知识融会贯通的目的。
(3)可以恰当运用反例教学,培养学生发现与解决问题的能力,优化教学效果[6]
微世界可以培养学生观察现象、发现问题、寻找资料、提出假设、设计实验、执行实验、验证结果与讨论结果等系统化程序的能力。在传统电子技术的实验课中,对实验时接线的要求非常严格,万一接错线可能会烧坏元件甚至烧坏仪表,不仅造成实验材料的浪费而且还有一定的危险性。而将PSpice引入教学后,学生则不必畏首畏尾,可以把电路图故意接错,设置短路、断路、漏电等故障:如在电路中接一指示灯进行故障仿真时会出现指示灯被烧坏或不亮等现象,此时再加上教师的及时解释和强调,将会给学生留下深刻的印象,从而大大减少实际操作中的线路故障率,节约实验材料,提高实验效率,改善和提高学生掌握正确的测量方法和熟练使用仪器方面的能力。PSpice给学生提供了模拟真实情景的问题情境,是学生应用知识、解决问题的一种良好的训练工具。
四 结语
简言之,基于微世界理论的PSpice软件具有逼真再现真实电路并能自行操作的显著特点,将其作为一种教学媒体和教学环境引入电子技术的课堂可以给学生留下深刻的印象,显示出传统教学不可比拟的优势。它能有效地激发学生的学习兴趣和求知欲,激励学生积极主动的学习思考,从而达到认识事物、启发思维、激发想象、引导感情的目的,提高了学生分析问题和解决问题的能力,提高了学生实践和动手能力,培养了学生勇于探索不断创新的能力,促进了电子技术课堂面貌的革新,使电子技术不再枯燥。但同时也应看到电子实验培养学生动手能力的重要性,电路的焊接和调试的实际操作是该软件无法实现的,因此完全依赖微世界而舍弃实际操作是不可取的,在实际教学中必须将两者合理结合,充分发挥仿真软件在电子教学中的魅力,达到最佳教学效果。
参考文献
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关键词：教学改革；实践环节；电子信息工程.
中图分类号：F407文献标识码： A
l 引言
集成电路的飞速发展使电子科学技术的面貌日新月异。电子产品在50年代以前是以电子管为核心器件，60-70年代逐步由晶体管代替，80-90年代则是以集成电路为主，并由全模拟电路转为兼有模拟、数字信号电路且以数字信号电路为主的信号系统。计算机科学的兴起及其广泛应用深人到国民经济的各个领域。计算机技术已成为实现现代化必不可少的手段，没有哪个行业有电子工业这么快速的惊人变化。为适应科技高速发展的形势，适应社会主义市场经济的需要，必须转变我们过去在计划经济休制下形成的教育思想，使教育真正面向社会主义市场经济，面向世界，面向21世纪。
2 电子信息工程类大学本科生培养目标及必备的知识结构和基本素质
2.1 专业教育培养目标
面对当前这一新的形势，新的教学改革大潮，世界上一些发达国家普遍认为大学生的工程教育不可能什么都学，也不可能学得太专，工程教育只能是基础性教育，培养通用的适应能力强的人才。
国家教委结合我国实际情况，提出了高等教育要进一步拓宽专业面，加强基础教育，加强计算机教学，加强实践性环节教学的教学目标。我们认为电子信息工程类核心技术基础课程的设置可以分为3大模块，即：①电路理论、电磁场理论、信号与系统；②线性电子线路、非线性电子线路、数字逻辑电路；③计算机科学与工程。所涉及的内容是电工学、电子学技术中已经成熟的并带有普遍意义的基本理论、基本分析方法和基本技能。它提供了电子信息工程类专业人员所必备的知识结构和基本素质，这些课程的内容是今后学习专业课的基本知识。
2.2.1 电路、电磁场与电磁波、信号与系统模块
① 电路分析、信号与系统课程是电工类各专业的重要技术基础课，它是核心技术的基础与核心。电路分析基本内容是：电路与磁路、交流电路、动态电路的分析等。参考学时为90-100学时。
信号与系统基本内容是线性连续时间系统、线性离散时间系统分析、线性系统的状态变量分析、随机过程和信号处理等。参考学时为80-90学时。
② 电磁场与电磁波课程是核心技术课的组成部分，同时是一些新兴边缘学科的理论基础，基本内容是：电磁场、电磁波、传输线和天线等。参考学时为80-100学时。
2.2.2 线性、非线性电子电路、数字逻样电路模块
线性、非线性电子电路、数字逻辑电路课程是电子信息工程教育中重要基础课，是一门应用性很强的技术学科。线性、非线性电子电路课程的主要内容是：半导体器件、放大器、信号波形变换、功率电路、频率变换等。参考学时为150-160学时。
数字逻辑电路课程的基本内容是：逻辑门电路、数字电子学理论基础、组合逻辑与时序逻辑电路、大规模集成电路、模一数接口电路等。参考学时为70-80学时。
2.2.3 计算机科学与工程模块
由于计算机科学的蓬勃发展及其广泛应用，计算机系列课程是电子信息工程技术教育中的核心课程。根据中国计算机学会“93大纲”的规定，它包括9个领域、3个进程、12个基本概念，按照循序渐进的原则，我们认为包含以下基本内容：计算机数据录入技术、编程语言和基本算法、数据结构与程序设计方法、计算机原理与体系结构、操作系统与软件工程、人工智能、计算机网络等。
2.3 实践环节的改革在培养学生能力中的作用
实践环节的重要性不仅在于加强对理论的理解，而且在学生的工程能力训练和科研能力的培养方面有特别重要意义。实践环节包括实验课、综合专题实习和毕业设计等。
实验是实践的主要环节之一，实验课是综合理论和实验技术应用的联合体，它为学生掌握知识和发展能力的统一提供了最佳条件，是全面培养学生的实践能力（如动手能力、思维创造能力、自学能力、分析问题和解决问题的能力等）的基本环节。对培养学生的基本技能、探索精神、坚强毅力和求实作风等方面都有积极作用。综合专题实习的主要任务是培养学生的工程设计能力，建立正确的工程设计观点和经济观点。
毕业设计是对学生专业知识和能力的综合实践和考查，是学生在校期间受到的工程师素养和科学方法训练的最重要的环节，根据我们的经验，这一环节应当加强而不是削弱。
3 改革实践环节的方案
3.1 基础实验教学应突出能力培养使学生达到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各种常用电子仪器的使用及各种测试方法。
③ 能设计、组装和调试常用电子电路, 检查和排除常见故障。
④ 具有一定的工程设计能力, 建立正确的工程观点和经济观点。
⑤ 能正确处理实验数据, 进行误差分析和撰写科学实验报告。
⑥ 能应用计算机进行工程设计和数据处理, 能利用计算机进行产品的辅助设计、分析等。
3.2 关于实验教学课程体系的初步设想
3.2.1 体系结构框图
根据原来按技术基础课分别开设实验课所存在的问题，为优化能力结构，设想将电路分析、信号与系统、电子线路、数字电路等课程的基础实验部分合并开设一门“基础电工实验”，内容安排由易到难，由简单到综合，覆盖整个电子技术基础学科的前两个模块。再开设一门课程设计性质的综合实验与综合实习，突出培养工程设计能力。将计算机能力的训练贯穿整个大学学习过程中，并与有关学科的教学环节相结合。考虑到计算机学科能为其它学科提供非常先进的工具，计算机学科的成果能为其它学科的发展创造前所未有的条件，因此在综合实习阶段和毕业设计阶段要尽可能地运用计算机学科的成果。
3.2.2 关于各实验模块的说明
(1) 课程设计性质的电路综合实验
电路综合实验要求设计、安装和调试一个电子电路或一个简单装置，检查并排除实验过程中出现的故障。设计题目有：多级放大器、OTL功放、直流稳压电源、调制器、解调器、计数器、分频器及数字钟等。本实验安排在3年级分段进行。参考学时为60-70学时。
(2) 综合专题实习
综合专题实习使学生得到工程设计中的方案论证、工程计算、安装调试及撰写论文等方面的基本训练。综合专题实习应是电子信息工程系统的一个分机，或一个较小的设备，在技术上已较成熟，在设计与调试方面有典型性与先进性。例如：电视机安装与调试、音响系统安装与调试、数字调谐器、各类报警系统、电子裁判系统、家用电器的电脑控制等。本实验可安排在第7学期进行，可在校内进行，也可在工厂进行，可与生产实习、勤工俭学结合起来，实习期约为3-4周。
(3) 计算机能力训练
计算机能力训练包括计算机操作训练、编程训练、计算机辅助分析与设计、计算机接口实验等。根据由浅入深的原则，全面贯彻中国计算机学会“93大纲”的要求，根据目前大多数高中毕业生的现状，可在第一学期安排计算机操作训练，然后是计算机编程训练；在此基础上可在数学、物理、电路与信号、电子线路等课程中应用计算机进行辅助分析和设计。另一方面，在电子电路、数字逻辑电路课程的基础上可以进行计算机接口实验，从而为利用计算机开发产品,进行综合专题实习作好准备。
围绕计算机学科的发展而进行的综合专题实习应在计算机应用的典型系统选题，如数据库管理系统、多路自动监测系统、综合业务数字网（ISDN）通信系统、人工智能系统等。上机时数为150-200小时。
4 结束语
本文在东南大学教改的基础上，根据学校的实际情况提出了实践环节教改的实施方案它将国内外教改指导思想的先进性与国内的实际情况的可行性结合起来，可以为绝大多数院校所接受。写作本文目的也在于抛砖引玉，以求加快教改的步伐。
参考文献
关键词：实践教学；科技创新；综合设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）04-0104-02
针对大学生中普遍存在实践创新能力亟待提高的现状，在教学中积极推进实验教学环节的改革，增加实践教学的比重，强化实践教学环节，提高学生实践创新能力。一直以来，学校非常重视实践性教学环节的改革与建设。在专业实验室建设中，投资大量资金，用于购置实验教学设备，购进诸如EDA实验开发系统、嵌入式操作平台、DSP开发软硬件系统、LabView系统软件、PROTEUS专业仿真软件等高科技、综合性实践教学设备，保证了实验室提供各种层次的实验教学平台，为实验及实践教学提供了牢固的物质保障。如何真正将理论联系实际，通过强化实践教学环节，完善大学生的创新培养机制，培养学生的科技创新能力，结合多年教学经历，提出以下几点构想。
一、合理规划课程结构，培养实践创新能力
大学生从跨进大学校门开始，就为他们四年的培养安排了相应的指导性教学计划，其中就有各种实验、实习等实践环节的课程，就电子技术类实验课程有《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》、《机电传动控制》、《传感器检测技术》、《微机原理》、《单片机技术应用》、《EDA技术》、电子技术综合课程设计等。在传统的实验教学中，开设的验证性实验项目多，教师包办一切，学生在指定的时间进入实验室，按照教师的讲述和实验指导书一步一步去完成。这种教学方法是一种典型的“灌输式”教学法，学生很难有独立思考的空间和自由发挥的余地，更谈不上有所创新、有所突破。为了克服传统实验项目设置上的缺点，修订新的学生培养计划和实验教学内容，对专业基础课程安排一定比例的综合性、设计性实验项目。综合性实验涉及的教学内容广、系统全面，能够培养学生综合、灵活运用所学知识的能力。设计性实验从形式上迫使学生无法按图索骥的完成实验任务，必须调动个人的思维和创造性，有助于培养学生的自主意识、创新意识和创造能力。
二、重视课程设计环节，提升学生的动手能力
为了保证学生真正掌握所学的课程并能应用自如，在每门专业主干课程后，都配套有课程设计环节，以提高学生综合运用课程知识和综合设计的水平，课程设计分为三个阶段完成。
1.在专业基础课配套课程设计，培养学生设计能力和动手能力。在学生大二完成《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》专业基础课后，配套《电子系统综合设计》课程设计，课程设计内容以基本电路设计为核心，针对模拟及数字电路内容进行综合实践。指导学生完成中规模的电路系统设计，例如：针对模拟信号的放大电路设计、滤波电路设计、应用正反馈的信号发生器设计等，针对数字信号，完成数字钟设计、智能抢答器设计、模拟交通灯设计等。在课程设计中，突出培养学生的设计及动手能力。在设计阶段，应用MULTISIM软件进行电路设计，电路的正确性及元器件的参数修正及计算通过软件仿真最终确定。在硬件实现阶段，所设计的系统在软件上仿真通过实现后，需要在实验板上连线、焊接、调试通过完成。在这一环节，通过学生亲手将功能芯片、阻容元件焊接在实际电路板上，并通过调试将题目要求的功能全部实现，对于学生的实际动手能力的提升具有重要意义。
2.在每门主干专业课程完成后配套课程设计，以提高学生对专业技术的应用能力。在这一阶段的课程设计中，更突出设计内容的综合性，并适当增加设计应用技术的难度。以《单片机课程综合设计》为例，在课程设计的选题上，发挥广大教师的积极参与，不断对课程设计的题目进行更新，修改课程设计的内容，增加设计性、综合性设计内容。目前，开设的新增加的课程设计题目包括：基于CAN局域网络的远程数据采集板卡设计实现；基于凌阳单片机的音乐播放器设计开发实例；基于I2C总线的公交语音报站播放器设计；基于ZIGBEE无线通信系统设计；通过大量新颖的具有高技术含量的综合设计，充分调动学生的热情，让学生从实验中既学到知识，由学会探索问题进而解决问题，发挥潜能，提高创造能力。
3.通过智能仪器综合实践，将工程应用与课程教学紧密结合。智能仪器综合实践环节是测控专业第七学期开设的一门综合性设计类课程，是学生在学习完成大学主要所有主干专业课程后的一次设计性实践，其特点是具有系统性和工程性。经过这次课程设计后，学生即将进入毕业设计阶段，因此，课程设计的效果对后期毕业论文的顺利进行及后期学生的就业意义重大。
在课程设计中，注重将大学所学知识的综合运用，因此从设计内容层面，涉及单片机、EDA、模拟电路、数字电路及数字信号处理各个学科的综合知识。除此而外，为增加设计内容的工程性，增加电子线路板设计及绘制环节，为学生讲解PCB电路板的设计方法及技巧，多层电路板的设计技术及高速电路板的设计，等等，进一步提高学生应用所学知识进行工程综合设计的水平。
三、积极开展科技创新活动，提高大学生的科技创新能力
学校每年投入近百万资金，组织开展大学生科技创新活动。活动采用学生自主申报的形式，学生是项目负责人，由学生根据项目需求，联系专业课教师作为指导教师。按照项目具体需求，学生进行项目规划、经费预算，完成项目申请报告。项目执行过程中，为提高创新能力和独立进行系统设计能力，采用以学生设计为主、教师指导为辅的方式，学校通过项目汇报、中期检查及结题报告的形式，监督项目的进行，保证完成的质量。项目完成时间期限一般为1―2年，受益面达到30%以上。学生一般可以在大学一、二年级提出申报项目，然后根据科技创新项目的内容要求，在接下来的学习中逐渐丰富自身的知识和能力，在学习中逐步把项目完成。通过以学校的行为开展科技创新，鼓励学生参加创新实验项目，激发对实践技能的学习热情，吸引大学生积极参与进来，在学生中营造一个科研开发与实践创新的良好风气。激发学生对电子专业课程的学习兴趣，使学生由被动学习状态转入主动学习状态，并以此鼓励学生开拓进取，逐步把自己培养成高素质、强能力、厚知识的新型人才。
四、结语
实验教学对于引导学生掌握科学的思维方法，培养综合分析问题和解决问题的能力，严谨求实的工作作风和协同工作的团队精神，等等方面具有独特的、不可替代的作用。实验教学与理论教学互为依托，相辅相承。以培养学生的实践能力、创新能力和提高教学质量为宗旨，以实验教学改革为核心，以高素质实验教学队伍和完备的实验条件为保障，全面提高实践教学水平，有利于全面推进学生知识、能力、素质协调发展，有利于培养厚基础、强能力、高素质的创新人才。
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Enhance the Experiment Teaching Improve the Mechanism of College Students' Innovation
WEI Xue-liang，CAO Xu-dong，LI Jun-jie
（College of Geophysics and Information Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China）
论文摘要：电子信息类毕业生就业曾有过耀眼的辉煌，但近几年来，其就业形势大不如前。其主要原因有人才市场容量不足的问题，也有毕业生整体就业能力下降的问题。本文从电子信息工程专业学生应具备的专业能力入手，对专业能力实现的几个层次，改革学生评价体系，全面提升学生素质，增强学生就业能力等方面进行了探索。
当前大学生就业是社会关注的热点，高校就业工作面临着越来越大的挑战，如何做到大学生充分就业、合理就业，不仅需要高等学校在就业工作上更新观念，加强指导，同时还需要大学生对就业问题进一步加深认识、理性思考，切实提高自身的就业能力。大学生就业能力是大学生成功地获得工作、保持工作以及转换工作时所具有的能力，是一种与职业相关的综合能力的组合。大学生就业能力培养不仅是高等教育发展的需要，也是社会经济发展的需要，具有重要的理论与现实意义。大学毕业生作为劳动力市场上一个特殊劳动供给群体，其就业能力是指大学毕业生在校期间通过专业及相关知识学习、积累，对自身潜能进行开发而获得的能够实现自我职业生涯目标、满足社会需求、实现自我价值的技能和能力。就业能力是一种综合能力。关于就业能力具体包括一些什么能力，至今仍没有定论，但总的说来可以划分为专业能力和非专业能力，本文以电子信息工程专业为例，从本专业应具备的专业能力入手，探索如何提高学生的专业能力，从而提高学生的就业能力。
一、电子信息工程专业能力
电子信息工程专业作为新兴专业，顺应了知识经济、信息时代的教学、科研和生产发展的需要。但随着我国经济和科学技术的快速发展以及开设电子信息专业的院校逐步增多，未来毕业生的就业形势会更加严峻，竞争会更加激烈。毕业生的质量是电子信息专业竞争成败的关键。从培养规格看，本专业学生应具备各方面的能力，由此我们将培养规格中的各种能力进行分类，整理出与之相对应的各门课程，具体分类如下：
1.工程计算基础能力。主要包括：数学计算及应用能力、建模能力、时域、频域分析，主要涉及的课程有：高等数学、大学物理、工程数学、信号与线性系统。
2.外语应用能力。包括：听、说、读、写能力，本专业英语文献阅读能力，主要涉及的课程有：大学英语、eda技术与应用等。
3.计算机应用能力。主要包括：计算机基础应用能力、程序的设计能力、典型微机系统的分析和应用能力，主要涉及的课程有：计算机应用基础、计算机语言、c语言程序设计、eda技术与应用、微机原理与应用、单片机原理与应用、单片机技术及应用综合训练。
4.电子工程基本分析与应用能力。主要包括：常用电子仪器使用能力，电子电路分析、应用能力，单片机应用能力，eda应用能力，阅读与绘制电气图能力。主要涉及的课程有：电装实习、电气绘图与电子cad、电路原理、模拟电子技术基础、数字电路、电路原理实验、模拟电子技术实验、数字电路实验、单片机原理与应用、eda技术与应用、模拟电路课程设计、数字电路课程设计、单片机技术及应用综合训练。
5.电子信息产品的分析、设计、安装、运行维护等应用能力。主要包括：工业标准的理解能力，电子信息产品分析、方案的理解及初步的设计能力，方案实现和系统测试能力，电子设备维护检修能力，跟踪新技术能力。主要涉及的课程有：工程制图与cad、科技信息检索、通信电子线路、电视技术、电子测量、家用电器技术实训、传感器与检测技术、计算机网络与通信、通信电子线路实验与设计。
6.专业综合能力。主要包括：根据实际应用需求，综合运用所学知识进行电子系统方案设计与实现，创新意识和实践能力，获取新知识的能力。主要涉及的课程有：数字电视、家用电器技术实训、无线电调试中级工实训与考工、毕业设计。
7.技术技能能力。主要包括：获得无线电调试工技术技能能力和考工证书。主要涉及的课程有：测试技术与仪器、大屏幕彩色电视接收机、数字图像处理、无线电调试高级工实训与考工。
8.研究与创新能力。主要包括：培养学生独立思考、探求真理的科学精神，培养学生的创新意识和创业精神，提高学生的科学研究能力，巩固和扩展学生所学的基础理论、专业知识和基本技能，提高学生运用理论知识分析、解决问题的实践能力。主要涉及的课程有：电子应用基本模块训练、数字化测量的实践训练、常用控制系统的设计实践、科研实践、产品开发。
二、专业能力实现的三个层次
1.基础训练。主要通过课堂实验、电子工艺实习等环节，训练学生识别选用电子元器件，使用常用电子仪器仪表，测试简单电路、掌握焊接安装工艺等。通过对电子元器件的识别、性能测试和对各种电路性能指标测量，巩固学生所学电子技术理论知识，学会正确使用仪器仪表和科学测量电路方法，为后续实训环节打下基础。
2.模块训练。就是对某一门或几门课程进行专项实训，也就是课程设计，目的是提高学生的实践动手能力，使学生能掌握一些专项技能，积累一些实际电路知识和工程知识。通过以模拟电路、数字电路、单片机电路等为主的实际应用电路的设计、制作安装、检测与调试，训练学生的基本技能，并为后面的综合训练做好准备。
3.综合训练。主要采用项目、大型设计竞赛、毕业设计等形式。项目主要是在教师指导下，申报校级或院级项目，或是参与教师课题等；大型设计竞赛指的是，参加全国大学生电子设计竞赛、重庆市盛群杯单片机竞赛等；毕业设计是在教师指导下完成最后阶段的教学实践环节。目的是训练学生综合运用知识的能力。通过查阅资料、选择方案、设计电路、制作电路板、安装调试、撰写报告等环节，系统地进行电子电路工程实践训练，从而进一步提高学生分析问题、解决问题的工程应用能力和创新能力。
三、改革评价体系，全面提升学生素质，增强就业能力
目前，各类企、事业单位对毕业生的要求不断提高，对应聘者的要求不仅仅是专业能力，还包括人际交往、组织协调、沟通、适应、团队合作、创新等能力。因此，要求学生对自己所学专业的基础知识牢固掌握的同时，要积极参与社会实践，将所学知识与社会实践紧密结合，只有积极参与社会实践，参加各项活动，才能得到各方面能力的锻炼。为此，必须改革大学生评价体系，改革以前在评优评先中只看学习成绩的做法，增加学生个人素质评价等相关内容，才能全面提升学生素质。如学生个人素质主要包括：基础文明素质、政治素质与道德修养、社会实践与调查、科技文化艺术和体育活动、社团活动和社会工作和课外读书活动等内容。本文以电子信息工程专业为例，就本专业学生应具备的专业能力，以及专业能力的实现的几个层次进行了探索。为全面提升学生素质，提高就业能力，还应包括人际交往能力、组织协调能力、沟通能力、适应能力、团队合作能力、创新能力等非专业能力，对如何提高这些非专业能力还有待进一步探索，也期待同行的指点。
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【关键词】高频 虚拟仿真 教学改革
【基金项目】该篇论文是基于徐州工业职业技术学院院级课题《高频电子技术课程项目化教学改革研究与探索》课题编号：XGY201015。
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）01-0043-02
1.引言
高频电子技术课程是电子信息类与通信类专业的一门重要的专业基础核心课程，在整个学科体系中具有承上启下的重要作用，在专业基础知识体系中有着不可替代的重要地位。该课程的特点是专业性、综合性强，涵盖了高等数学、信号与系统、电路分析、数字电子与模拟电子等知识的应用，对学生基础知识结构要求高。通过本课程的学习，学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法，而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。但在课程实际教学过程中，学生普遍反应该课程抽象、难懂，难以掌握，存在排斥情绪。此外该课程实验复杂，且由于高频电路的特点，在实验过程中，输出波形与数据易受干扰致使波形失真，实验数据与理论数据出入较大，实验教学效果也不理想。基于上述情况，为提高教学效果，在高频电子技术课程的教学过程中可积极引入虚拟仿真技术。通过仿真，可以让抽象的理论通过仿真得到验证，学生易于接受。同时利用仿真软件还可以进行一些实际操作受外界干扰大的且不容易调试的实验，如混频，调幅与解调等等，既解决了实际高频实验中存在的实验复杂，实验效果不理想等问题，同时也节省了实验耗材的经费投入。
2.软件介绍
目前电路仿真软件有很多，每种仿真软件都带有了出版公司自己的特点。根据软件的应用领域和模型以及推广程度，电路仿真软件大致有以下几种：
（1）PSPICE[1]： SPICE是由美国加州大学伯克利（Berkeley）分校电工和计算机科学系分校开发，1972年首次推出。PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国Microsim公司开发，并于1984年首次推出。能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电路分析，该软件现已成为微机级电路模拟标准软件。
（2）Multisim[2]：该仿真软件的前身是EWB（Electronics Workb
？鄄ench）， 是加拿大IIT公司在20世纪80年代后期推出的用于电子电路设计与仿真的EDA软件，一经推出就受到各界好评，尤其在教育领域取得了巨大成功。与其他电子电路设汁软件相比具有界面直观、操作方便等优点。创建电路、选用元器件和测试仪器等均可直接从屏幕上元件库和仪器库中直接选取。电子电路的分析、设计与仿真工作都可通过点击鼠标实现，不仅为电子电路设计者带来了无尽的乐趣，而且大大提高了电路设计工作的质量和效率。
（3）Saber：和PSpice和multisim类似的软件，可以用于系统仿真和电源仿真，在电源仿真方面很有优势，比如大电流，该软件主要用于理论仿真和验证。
（4）ADS：安捷伦公司的顶级理论验证软件，主要用于高频仿真，功能强大，可以用于pcb的验证设计，IC验证设计，系统验证设计（CDMA，DVBT等），是理论仿真的顶级软件，但是让学生在短时间内熟练应用很不容易。
以上介绍的软件都可以应用在高频电路仿真中，但是通过比较，Multisim软件更适合在教学过程中使用，该软件支持直观的示波器图形，带有3D元件库，器件参数修改简单，最重要的是该软件的使用易于掌握，所以在高频课程教学改革实践中采用了multisim软件作为仿真软件。
3.基于虚拟仿真技术的高频电子技术课程教学改革思路
近年来，随着我国高等职业教育改革的不断深入，以“能力本位”为出发点，进行项目化教学改革，是目前高职教学改革的方向之一。高频电子技术课程要进行项目化教学改革必须根据课程特点，找到能够提高学生学习兴趣且与实际生活相关的教学项目，并把课程中所有必需的知识按照知识结构分解到教学项目中去，因此我们把该课程的学习内容按照知识结构分解为两大项目的学习，每个项目学习中又含有若干个教学任务，学生在不断完成任务的过程中掌握知识并增长实践技能，最终完成项目，所以该课程实行理实一体化教学[3]。
课程项目的选取根据高频课程的特点，采用了两个生活中常见的并能典型代表高频知识结构的两个电子产品收音机和无线话筒来承载本课程的所有知识点。为了涵盖所有的知识点并满足课时要求，所以教学项目中两个电子产品所采用的调制方式与作用也不一样。AM收音机主要涵盖信号的接收与AM调制的所有知识。无线调频话筒主要涵盖信号的发射与FM/PM调制的所有知识。
4.虚拟仿真技术在高频课程教学改革中的应用
课程主要采用以实际项目为载体的任务驱动型教学方法，把原本相对独立的一些课程内容，设计成两个大的项目，按照知识相关性把学生的理论知识学习与技能训练在这两个项目中进行细化，分解成独立任务。每个任务的完成步骤如下：
所以该课程必须要在理实一体化教室完成。任何一子项目或任务的完成都必须先经过虚拟仿真验证才能进行实物的装配与调试。
下面以调幅电路与检波电路为例，这两种实际电路原理较复杂，而且电路中器件参数变化都会对电路波形输出有影响，该电路在理论分析时较抽象，学生接受起来比较困难，教学效果较差。引入仿真后，可在讲解调幅与检波电路时，根据理论知识，进行电路的仿真验证。如图1所示，分析调幅电路的工作原理，并用仿真软件仿真出输出波形，如图2所示，这样结果直观，避免了只有单纯的公式推导结果，学生理解与接受起来也比较容易，同时也提高了学生的学习兴趣[4]。
在图1中，改变直流电压U1参数为6V和0V，就可以观察到过调幅现象如图3所示和双边带调幅现象如图4所示，可让学生根据理论知识分析其产生的原因，进一步提高学生学习理论知识的兴趣。
根据检波电路的工作原理，可在multisim软件中搭建二极管包络检波电路，在软件中可以很方便的找到调幅信号源，同时还可根据电路的需要，改变调幅系数，观察调幅系数对检波电路的影响。在二极管包络检波中，根据理论与公式推导得到的二极管包络检波的特有失真现象：惰性失真与负峰切割失真都可以通过改变相应器件的参数，很直观地在仿真电路中模拟，增强了学生对理论知识的理解。同时，利用multisim软件很简单的就可以验证同步检波电路的波形输出，解决了实际电路实验中，同步信号难以与被解调信号同频同相的难题，使复杂的理论与实验简单化，方便了教学，深化了学生的理解。
5.总结
multisim软件在高频教学中的使用，对于老师和学生来说，为我们提供了一个很好的实用工具，使我们能够在高频电子技术课程的教学过程中随时通过仿真进行实验，演示电路的工作状态与输出波形，教师可在多媒体教师中深入浅出地分析各种电路的特性，以及参数变化带给电路的影响，用最直观的输出波形进行讲解，更有说服力。学生结合学习内容在课外进行接近实际电路的装配、调试、分析，有利于加深对理论知识的理解。总之，通过基于虚拟仿真技术的高频电子课程改革实践，大大提高了学生的学习兴趣与学习效果，虚拟仿真软件的应用值得大力推广[5]。
参考文献：
[1]吴建强. PSPICE仿真实践[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.4
[2]张明金，夏淑丽. 电子技术技能实验实训指导[M].北京：化学工业出版社，2007.9
[3]于效宇，刘艳.“高频电子线路”教学方法的研究与改进[J].中国电力教育，2010（30）：67-68
[4]熊伟，侯传教等. Multisim7电路设计与仿真应用[M]. 北京：清华大学出版社，2005.7
[5]王靖. Proteus仿真在模拟电子技术课程中的应用[J]. 电脑知识与技术 2009.7（05）：33-34
