時間：2022-04-05 22:08:36
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電子束爐按正常程序操作熔煉鉭金屬時，40KV高壓電源突然斷電，操作面板上出現報警顯示：“HvTransformerBUCHHOLZ”（高壓變壓器瓦斯繼電保護動作）。打開變壓器的放氣閥放氣，報警消失，此時變壓器能產生40kv直流電壓，但高壓既不能保持又不能帶負載，2到3分鐘后，同樣的報警信號再次出現，變壓器主回路電源斷開，停止工作。
2故障檢查
2.1變壓器的外部檢查
（1）檢查油枕內和充油套管內油面的高度，發現油位正常，封閉處無滲漏油現象；
（2）檢查變壓器的響聲，發現噪音稍大，但未有異常聲音出現；
（3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發現有破損裂紋及放電燒傷痕跡；
（4）檢查一、二次母線，接頭接觸良好，不過熱，外殼接地良好；
（5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達到飽和。
2.2變壓器負荷檢查
（1）用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。
（2）故障發生時，用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區域的溫度，溫度為55℃左右，一分鐘溫升超過5℃。
2.3氣相色譜分析檢查
采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查，結果見表1。
本體油瓦斯油瓦斯氣
氫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
總烴1264.019528.054492.0
表1油樣氣相色譜分析表
3故障現象及分析
變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮，材料質量及制造工藝不良，二次系統短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。
3.1三相電流不平衡
當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關系可表示為：
i0％＝（I0/IN）*100＝1－3％
該變壓器的額定電流為577A，空載電流I0應在5.77A到17.3A之間，而實測的一次繞組三相空載電流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相電流極大的不平衡，初步推斷為變壓器繞組局部發生匝間和層間短路，產生很大的短路電流。
3.2變壓器油溫不斷升高
油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起：
（1）渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高；
（2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過，使螺絲發熱，油溫升高；
（3）繞組局部發生匝間和層間短路，二次線路上有大電阻短路等，也會使油溫升高。
3.3瓦斯繼電保護動作
瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監視變壓器內部發生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面：
（1）濾油、加油和冷卻系統不嚴密，致使空氣進入變壓器；
（2）變壓器內部故障、短路，產生少量的氣體；
（3）保護裝置二次回路故障。
外部檢查未發現變壓器有異常現象，應查明瓦斯繼電器中氣體的性質。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃氣體含量劇增，說明變壓器內部有故障。氣體顏色為灰色和黑色，有焦油味，則說明油因過熱分解或油內層發生過閃絡故障。
上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確的判斷，還需要結合氣相色譜法判斷：
從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物（木質、紙、紙板）的過熱性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯氣體有所增加，而乙炔含量很高，這表明變壓器內出現過電弧放電，使油分解而產生乙烷、乙烯和乙炔，可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導致。為更加明確故障點，需要對變壓器進行吊芯檢查。
4吊芯檢查與維修
拆開變壓器，用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查：
（1）用萬用表依次測量一、二次繞組每個線圈對地的絕緣情況，發現一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通，其他線圈絕緣良好。
（2）用萬用表測量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好，鐵芯接地良好。
（3）檢查保護裝置二次回路，將保護開關、保護線路及整流阻容作檢查，全部良好。
通過檢查與分析，斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷，匝間短路放電、油過熱分解使瓦斯繼電保護動作，斷開變壓器主回路電源。聯系變壓器生產廠家德國MUNK公司，定購兩組線圈，各種費用總計25萬元人民幣。更換兩組線圈后，由國內變壓器生產廠家對油進行過濾、干燥處理，對變壓器芯部作24小時的烘干處理。安裝調試后，變壓器恢復正常工作。
5結束語
通過上述分析，可以發現變壓器油樣氣相色譜分析報告中的氫、烴類含量急劇增加，乙炔含量很高，一次繞組空載電流不平衡，油溫不斷升高等現象。所有這些都說明變壓器內部出現了繞組匝間和層間短路的放電性故障。本文介紹的故障檢查與分析方法簡單、實用、成本低廉，為單位節約資金約20萬元，值得同行業用戶借鑒。
關鍵詞：項目驅動；習情境；工學結合
作者簡介：趙俊英（1981-），女，滿族，河北保定人，天津電子信息職業技術學院電子技術系，講師。（天津 300350）
中圖分類號：G712?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）34-0095-02
在高職高專電子、通信類教學中，“數字電路分析與實踐”課程作為專業基礎課，是后繼專業骨干課程的基礎，其教學的效果直接關系到學生對后繼課程的學習興趣及學習能力。[1]建設該課程的精品課程，是推進高職電子技術及通信類人才培養的重要手段和必要環節。
一、課程設計思路
在課程建設中，將理論和實踐相融合，將學生所學知識轉化為技能，將技能用于實踐，注重培養學生把技能應用于實踐的能力。本課程的設計思路如下：
1.以培養學生職業能力和職業素養為原則構建教學內容
本課程融“教、學、做”三者于一體，采用“項目驅動”教學方法，構建模塊化、組合型、進階式訓練體系。將綜合能力分解成若干項小的基本能力，選擇能涵蓋基本能力要素的訓練項目實施基本能力訓練。通過模塊項目訓練，建立對電子電路的整體概念，從而全面掌握電子電路的分析能力，以此提高電子電路應用能力和創新能力。
2.產品調研，選取學習情境載體，設計工作任務
該課程共設計了5個學習情境，每個學習情境都圍繞著真實的實際產品展開，每個情境由若干個任務組成，每個任務都按資訊—決策—計劃—實施—檢查—評估六大步驟實施教學。體現了課程的教學目標與社會需求相一致，教學情境與企業工作相一致，教學內容與企業工作任務相一致。學習內容從“單個到系統”，從“典型到一般”，從“簡單到復雜”。技術復雜程度和學習難度逐漸增加，學生自主完成工作的程度逐漸增加，符合學習和技能的培養規律。
3.課程總體框架
“教學相長”是我們長期以來追求的目標，課程要有可持續發展性也是我們追尋的原則，所有這一切都需要學生有學習興趣、積極性做前提。同樣的設計題目可能有不同的實現方案，使用不同的數字電路芯片，設計不同的電路參數，但最終都會實現同樣的功能。這樣不僅充分發揮了學生學習的積極性、主動性，同時也加深了學生對基礎知識的理解，為后繼的專業課程學習打好堅實基礎。
二、教學內容
1.根據項目和企業需要，分析工作任務，制定課程內容
“電子電路分析與實踐”課程是一門理論性、實踐性、基礎性和應用性都很強的學科，根據市場對人才的專業需求和征求企業對課程內容、課程目標的意見分析，通過與企業專家研討，并結合工業與信息化部和人力資源與社會保障部無線電調試技師職業資格的取證，以電子電路分析與設計流程為主線，提煉出了典型的工作任務。
2.以項目為載體實現課程內容綜合化，具有很強的針對性和適用性
教學內容選擇真實產品作為學習載體，這些產品必須包含職業崗位能力培養所需的全部知識，按照學生的認知規律、職業能力培養規律和產品的選擇，從簡單到復雜、從單一到綜合，逐步培養學生的職業能力和自主學習能力。[2]本課程設置的教學情境如圖1所示。
3.實踐教學貫穿于整個教學活動中
本課程的實踐性教學主要分為以下幾個層次：任務模塊實訓、情境教學實踐、開放性課題、學期項目、專業實習和頂崗實習。教學內容上包括了學習基礎（驗證）—提高（綜合、設計）—創新研究（研究、應用開發）各個階段，體現了循序漸進的教學過程。其中，既有課內內容，也有課外內容；既有指定性實訓項目，也有學生自選的實訓項目。同時結合學生專業社團活動，引導和指導部分學生進行項目的研發和研究，使得實踐貫穿于整個教學過程，也貫穿于學生在校學習的整個過程。具體的實踐環節如下：
（1）實訓課。實訓課是指隨課堂教學的實踐課程，包括任務模塊實訓和情境教學實踐。每個實訓模塊均設有項目參考程序、必須完成的內容和選做的內容，選做部分是為學有余力和感興趣的學生設計的，這樣設計的目的是對具有不同能力的學生提出不同的要求，使每個學生都能學有收獲，學有所長。
（2）學期項目。學期項目是指學生每學期依據所學知識，在教師指導下，以小組團隊為單位，做一相關課題，課題可以是論文，也可以是具體項目，隨著學生知識的增長，項目要求和難度不斷增加，最終要完成完整的電子電路。
在“數字電路分析與實踐”課程開設時，學生已經具備了一定的分析能力和設計能力，同時，學期項目的實施也鞏固了該課程所要求的模電、電路基礎知識。教師也可以提供給學生參考項目，由學生選題，學有余力的學生可以利用VHDL編程語言在PFGA或CPLD上實現電路設計。
（3）專業實習。為了提高學生的動手能力和鞏固教學成果，在無線電裝接和無線電調試實習中，分別安排了電子電路的裝接和模塊擴展的實習內容。通過課程實習，使學生初步建立正確的設計思想，學會獲取信息的方法，并培養分析問題和解決實際問題的能力。在無線電調試實習中擴展模塊的題目由教師指定或學生自主選題，題目要兼顧基礎性、知識性、前沿性、實用性、可操作性等。并將該部分內容納入無線電調試中級職業資格證書的考核內容。
（4）頂崗實習。頂崗實習的主要目的是培養學生吃苦耐勞、團結協作的精神，培養學生理論結合實踐的能力，進一步增強學生的學習能力、分析解決問題的能力和應用能力，為學生以后更好的走向社會奠定堅實的基礎。許多校內外頂崗實習課題是關于電子產品分析與開發的，這也更加突出了該課程在整個教學中的重要地位。
三、教學方法與手段
本課程的教學模式為“教、學、做、練、鑒”立體化教學模式。教學過程中，堅持“教、學、做一體化”，教師是工作過程的主導，學生是工作過程的主體。因此，學是首要因素。以項目為載體的情境化教學設計引導學生以做中學、學中做的方式在完成典型工作任務的過程中自主地完成學習過程。
考慮高職教育本身的教育規律以及學生的學習基礎，任何單一的教學方法都難以達到好的教學效果，為此，本課程以工學結合為切入點，在教學過程中采取了以工作過程為導向的學習過程，綜合運用基于工作過程的項目引導教學法、任務驅動法、案例分析法、分組討論法、角色扮演法等教學方法開展教學。各種教學方法交錯使用，互相融合。
1.啟發式教學法
教學中注意啟發式，[3]杜絕注入式。授課時應注意與學生進行交流：學生跟著教師的思路走（循序漸進，接受知識），教師跟著學生的表情走（察言觀色，掌握學生聽懂、接受的程度）。啟發引導以教師為導向，鍛煉學生獨立思考問題、解決問題的能力。這是一種較高級的學習方法，能夠讓學生擺脫被動式學習，啟發學生自主創新的精神，這也正是教育改革所要達到的真正目的。
2.項目驅動教學法
以工作任務單和計劃、實施、評價工作單為引導，通過學習完成工作所需的知識，來完成工作任務，教學任務由師生共同完成。教學地點由傳統的先課堂后實驗室的模式改為課堂、實驗、實訓室一體化模式，學習過程在仿真的工廠實訓環境中進行，學生可以在學習、實驗、實訓中將知識轉化為技能，實現與企業崗位的零過渡。
3.項目小組教學法
將學生4～5人分為一組，部分教學內容采用學生分組討論、互相評判，以小組為單位進行課程的講授，其他學生進行補充的教學方式。引導學生積極思考、樂于實踐。在課外開放實訓室，小組共同討論、解決問題，提出方案并共同完成項目。要求學生不斷學習、自我完善，構建學習型項目小組團隊。
4.學生自主學習
課堂上，在保證基本教學內容完成的基礎上，鼓勵學生自己擬訂方案、方法，自創項目，經指導教師認可后獨立完成，培養學生獨立的工作能力和創新意識。
5.師生互動
課堂教學、課堂討論、課后練習、開放性課題、實驗、實訓教學有機結合，互為補充。對帶有普遍性的難題及時設立適當的習題課予以講解，不積累問題。并采用課堂交流（提問、討論）、課間交流、答疑、質疑、作業、輔導學生進行電子制作、電子郵件網上交流、QQ流、電話交流等多種方式與學生交流。
四、師資隊伍建設
在本課程建設中，打造一支老中青結合、理論與實踐結合的教師隊伍是必要的、關鍵的。對教師的要求要滿足以下幾個方面：
（1）主講教師師德好，學術造詣高，教學能力強，教學經驗豐富，教學特色鮮明。
（2）所有理論教師均同時兼任理論課程和實踐課程的教學工作。
（3）課題組一半以上教師都有過企業工作經歷。
（4）課題組教師均要達到本科學歷，其中，研究生學歷要達到50%以上。
在實際的課程建設中，師資隊伍要不斷完善，教師應具有緊迫感，不斷更新知識，不斷探索行之有效的教學方法。
五、總結
本文對高職高專“數字電路分析與實踐”課程設置、教學內容、教學方法與手段以及師資隊伍建設等方面進行了探討。結合實際項目，加強實踐環節，寓教于樂，提高學生的學習興趣，是本課程改革值得探索的方向。
參考文獻：
[1]曹雙蘭，吳翠娟.高職高專“數字電子技術”課程教學改革初探[J].中國電力教育，2011，（13）：60.
論文關鍵詞：數字電路與邏輯設計,教學模式,教學方法,實踐教學
一、三本院校課程教學現狀
三本學生中多才多藝的較多，平時開展各種社團活動比較頻繁，學生自主創新思維活躍，但能夠有條不紊自主學習的學生可能只有一少部分，許多學生對學習沒有興趣，課余時間幾乎不學習。在教學過程中，剛開始學生還可以接受一些新知識，但隨著教學的深入，學習難度的增大，學生感到了困難，隨之學習的興趣也越來越低，主動學習便是一句空話，學生也就是為了應付考試，甚至不少學生都是考前突擊。這一特點在《數字電路與邏輯設計》課程的教學中也同樣存在。要提高本課程的教學質量，我們在定位教學目標，設置教學內容，采用教學手段和方法的時候都必須以這一實際情況為前提。
二、教學理念，教育目標
三本教學有別于一本和二本，教學注重于學生應用能力和綜合素質的培養，教學過程中突出培養學生應用知識，分析解決實際問題的能力，以學生為主體，以教師為主導，以教學為主線，樹立能力培養目標為重中之重的思想，實現人才培養模式多元化，努力培養“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”，適應國際競爭和社會需求的應用型人才。三本教育要加強通識教育，注重文理滲透理工結合，體現本科教育的基礎性和可發展性。努力探索人才培養新舉措，深入推進人才培養模式改革，實現多元化人才培養新格局，大力實施“育人為本，全面發展”的人才培養戰略，拓寬基礎學科的范圍和基礎教學的內涵。
三、教材選取
考慮到三本學生理論基礎較差，教材選取不應選擇理論研究或理論推導比較復雜的教
材，否則會讓學生還未涉及到重要的知識點就已經因為難度過大而喪失信心。教材選取要以應用為宗旨，強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，重點和難點采取闡述與比喻相結合，例題與習題相結合，實例與實驗相結合，針對數字電路課程實踐性強的特點，增加了與教材相應的實踐環節教學內容。
四、教學內容
在三本的《數字電路與邏輯設計》教學中，應該注重基礎教學，要求學生熟悉布爾代數的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡法；掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用；掌握常用的中小規模組合邏輯電路和集成電路功能和設計方法。具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等，使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片[11]。
對于三本學生而言，在電路設計中要求學生掌握基本的設計方法，但可以適當降低對電路設計的要求，增強電路分析方法的教學。學生可以分析較復雜的電路，并且能夠利用已有的電路進行修改，使電路滿足自己設計的需要。
五、教學手段與教學方法
（一）采用現代化教學
《數字電路與邏輯設計》課程的特點就是電路圖、邏輯圖特別多，如果采用板書形式教學，既浪費課堂時間也達不到好的教學效果。教學過程中采用多媒體教學，可以使一些抽象的、難以解決的概念變得形象，易于學生接受。對于集成電路的分析和設計，為了增強演示效果，除了在PPT中添加更多的動畫效果外，還可以采用Flash或Authorware軟件制作動畫效果，使電路的變化過程一目了然。
（二）結合實際教學
在授課過程中，針對三本學生可以結合生活中的應用舉例，如目前LCD顯示、數字溫度計、十字路通燈控制、數字頻率計、多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數/模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放、制造業中的數控機床等都應用了數電技術。通過這些實例的介紹，可以使學生真正了解數字電路課程的重要性，從而提高對數字電路學習的興趣和學習積極性。
（三）網絡教學
網絡教學可有兩種方式，一是上傳教師課堂教學過程的視頻到校園網；二是教師制作圖文并茂的課件，以及與該課程有緊密關系的資料一起上傳到網上。目前大部分三本學生宿舍都可以登錄校園網，學生可以在任何時間進行網絡教學。網絡教學的方式解決了學生傳統的看書自學枯燥無味的問題。
六、實踐教學
實踐教學一般分為基礎實驗和課程設計兩大部分。基礎實驗教學從屬于理論教學，實驗內容均為驗證性實驗。教師給出實驗步驟、電路圖，學生按部就班、驗證結果，通過基礎實驗，使得學生對于課堂所學基本概念和方法的理解和掌握更加透徹，同時培養學生科學實驗的精神和方法，訓練嚴格嚴謹的工作作風。基礎實驗是理論和實際相互聯系的一個重要教學環節，但是僅僅是這種以教師為主導的實驗模式，不能激發起學生學習興趣和積極性，學生仍然不善于綜合運用所學知識分析和解決問題。課程設計的目標就是為了加強基礎、拓寬知識面、增強學生的自主學習和工程實驗能力、發展個性、啟發創新、加強理論與實驗。學生根據實驗任務，自行設計電路和測試方案，增強學生自主學習能力，學生既動腦又動手，解決問題的能力大大提高[12]。
除此之外，還可以設置一些電子設計大賽，成立電子設計興趣小組，在教師的指導下開展設計性和專題研究性實驗，為希望進一步發展的學生提供良好的學習環境和創新研究場所，培養學生的團隊協作精神，發揮學生學習的自主性和創造性，極大地提高學生的學習興趣和動手能力。
七、結束語
隨著高等教育的普及，三本學生的數量和質量也在日益增高，同時隨著數字技術的廣泛
普及，數字化社會已經到來，大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點， 應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使三本的學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能，培養分析問題、解決問題的能力，是教師在教學過程中需要認真思考的問題。使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想，掌握現代電子技術的新技術和新器件，為走向實際工作崗位打下堅實的基礎。
參考文獻
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[7] 張麗.高職《數字電路》課程教學方法的探索.讀與寫(教育教學刊)，2010年04期
和電路、電磁場、電磁波、信號和系統模塊不同的是線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊除了是子信息工程教育中重要基礎課，還是一門應用性很強的技術學科。無論是線性、非線性電子電路課程還是數字邏樣電路模塊都包含著豐富的基本內容。線性、非線性電子電路、數字邏輯電路課程參考學時較多，在一百五十到一百六十之間，數學邏輯電路課程參考學時在七十到八十之間。
二、計算機科學與工程模塊
現在計算機成為大家普遍使用的工具，計算機科學也被廣大的人民所接受，并得到了廣泛的應用，所以現在計算機系列課程成為電子信息工程技術教育的核心課程。根據中國計算機學會“93大綱”的規定，它包括9個領域、3個進程、12個基本概念，基本內容有計算機網絡、編程語言和基本算法、計算機原理與體系結構等。
三、試驗教學課程體系的初步構想
1.宏觀體系的把握—體系結構圖大學生步入社會總要開啟自己的工作之路，公司看中能力多過于學歷，為了幫助更多的大學生在畢業時找到更理想的工作，在學校開設鍛煉學生動手能力等的試驗性課程是很有必要的。根據現有課程開設存在的弊端和學生工程設計能力的培養目標，我們可以將電路分析、信號與系統、電子線路、數字電路等課程的基礎實驗部分合并開設一門新的學科，內容可以包含整個電子技術基礎學科的前兩個模塊。2.微觀世界的分析—各試驗模塊詳細說明我們可以將實驗模塊分成課程設計性質的電路綜合實驗、綜合專題實習、計算機能力訓練三個模塊。在第一個模塊中，電路綜合實驗要求設計、安裝和調試一個電子電路或一個簡單裝置，檢查并排除實驗過程中出現的故障。設計題目可以設置包括多級放大器、OTL功放、直流穩壓電源等，實驗最合適的階段應該是安排在大學三年級在學生有一定的理論基礎的前提下，學時可以控制在六十到七十的范圍內；第二個模塊—綜合專題實習。在這個模塊結束時，學生應該在方案論證、工程計算、撰寫論文等方面有一定的提高。像學生在實習中遇到的電視機安裝與調試、音響系統安裝與調試等都可以當作綜合專題實習的經典案例，供學生相互之間學習探討。綜合專題實習進行的場所較多，校內、工廠等都可以開展，實習時間可以控制在一個月左右；第三個模塊，計算機能力訓練。具體可以包括計算機操作訓練、編程訓練、計算機輔助分析與設計等，整個課程的安排可以由易到難，先將計算機操作訓練安排在前面，計算機編程訓練在前者的基礎上開展。在此基礎上可在數學、物理、電路與信號、電子線路等課程中應用計算機進行輔助分析和設計。
四、結語
【關鍵詞】微世界;PSpice;電子教學;模擬仿真
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)01―0127―03
一 微世界理論及其在模擬仿真中的應用
微世界(Microworld)一詞最早由Papert提及,特指Logo的學習環境。Logo語言主要作為激發學習者思考、創造、認知發展的學習環境。利用簡單的電腦幾何作圖,學習者可以學習基本的程式設計、邏輯思考、幾何空間概念與解決問題的方法。它能夠讓學習者用很簡單的指令,學習控制“海龜”的移動,并觀察其移動的軌跡和特性;借由將“操作海龜”轉變成自己的物件來創造出自己個人的視覺世界,進而產生有趣的邏輯問題與幾何現象,探索邏輯與幾何觀念問題,最后提出假設加以驗證并解決問題[1]。
微世界是一種模擬真實世界現象與環境的發現式學習系統(環境)。它只是提供某一個學科知識領域的微小但完整的“世界”,將微世界作為向學習者傳遞知識和技能的一種環境或一種載體[2]。創建微世界環境的目的是為了向學習者提供一個可供自由探索、完全自主控制的學習環境,在該環境中學習者可以對學習進行自我組織,自行確定學習內容與目標,從而達到幫助教師講授某個教學難點,或幫助學生學習某個知識技能點和探究新知的效果。
當前微世界的教學或學習環境大多是借助計算機化建模技術構造的,從這個意義上講,可以將微世界看作是一個有效整合計算機科技與模擬環境的認知學習支援工具。由于微世界具有仿真模擬真實環境的特點,它已經被逐步應用到數學、計算機、經濟學等各種不同的領域:20世紀90年代開始在中國廣泛應用的“幾何畫板”工具解決了平面幾何、物理矢量分析、作圖和函數作圖的難題,把抽象的內容以形象的方式呈現給學習者;臺灣學者張基成以微世界在自然科學學習上的應用為著眼點,開發出名為《小小旅行家微世界探險》的微世界學習環境,其設計理念正是提供模擬真實世界現象的發現式與探索式的經驗學習環境,借助于模擬與實驗活動,促進學習者主動發現與探索問題的認知歷程,從而激發學習者高層思考、多元創造、主動積極學習與解決問題的能力[3]。
二 PSpice在教學中的應用
在電子技術教學中經常會遇到這樣的情況:學生對專業中所涉及的實用技術有濃厚的觀察和動手興趣[4],但對課堂教學卻十分厭惡。究其原因主要就是教學時因為學時的限制和實驗設備的局限性,使教師無法全部采用邊講理論邊做實驗的教學模式,以至于學生的好奇心被磨滅,甚至使學生對模電這門課產生畏懼,認為“模電就是魔鬼電路”。
由于微世界要求學生對模擬的環境可操縱、可建構,因此將基于微世界理論的仿真軟件引入到電子線路課堂教學中進行輔助教學可以大大改善教學的效果。比如現在比較流行的PSpice軟件,它允許學習者利用它提供的元件構造各種模擬電路和數字電路,并可以動態測試電路的性能,幫助學生在理論學習過程中及時印證所學的內容,理解電路的復雜變化工程,達到理論與實踐相結合的目的。
PSpice是由SPICE發展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美國加州大學伯克利分校于1972年開發的電路仿真程序。隨后版本不斷更新,功能不斷增強和完善。PSPICE可以對眾多元器件構成的電路進行仿真分析,能進行模擬電路分析、數字電路分析和模擬數字混合電路分析。其主要分析功能包括直流分析、瞬態分析、蒙特卡羅(Monte Carlo)分析和最壞情況(Worst Case)分析等,用它還可以觀察到變量的各種波形數據列表,功能強大[5]。
下圖是PSpice A/D的運行界面,PSpice A/D (included in OrCAD with PSpice v10.5)是一個全功能的模擬與混合信號仿真器,它支持從高頻系統到低功耗IC設計的電路設計。PSpice的仿真工具已和 OrCAD Capture及Concept HDL電路編輯工具整合在一起,讓工程師方便地在單一的環境里建立設計、控制模擬及得到結果。
在電子技術實驗教學中,除了要求學生掌握一些常用儀器的使用方法和參數測量方法外,一般要求學生通過所做實驗進一步掌握有關元器件及電路的各種性能,通過直觀的實驗鞏固所學的理論知識。然而對于復雜電路,學生在短時間內很難把握電路輸出及各種性能指標。由于PSpice的仿真計算精確,利用PSpice仿真軟件進行電子電路的分析驗證幾乎與真實實驗室環境下的實驗調試結果一致。PSpice有文本和圖形兩種輸出方式,有利于學生對電路的全面理解,而且具有完全不耗材和元器件資源、儀器儀表資源豐富及設計調試安全等特點。
三 教學應用實例
1 教學問題
我們結合一個具體的教學實例來對PSpice在模擬電子教學中的應用進行詳細闡述。如圖2a是一個乙類互補對稱功放電路(參照PSpice幫助文檔中功率放大器電路仿真例題及聯系),基于該電路要解決如下問題:
第一,Vi幅值為5V,頻率為1KHz的正弦波。作瞬態分析,觀察輸出Vo形的交越失真。進一步作直流掃描分析,求失真所對應的輸入電壓范圍。
第二,為減小和克服交越失真,在兩基極間加上補償二極管及相應電路,以供給T1和T2兩管一定的正向偏壓,構成甲乙類互補對稱功放電路(圖2b)。再作瞬態分析,觀察輸出Vo交越失真是否消除。
第三,求圖2b的最大輸出電壓范圍。
2 教學過程
在PSpice中可以通過以下步驟來分析該電路:首先進入Schematics主窗口,繪出圖a所示電路,并設置好參數,接著按以下步驟進行解題:
第一,設置瞬態分析(Transient)功能。得瞬態波形如圖2c所示,可看出Vo有交越失真。再設置直流掃描分析(DC Sweep),信號源Vi的掃描范圍為-2V~+2V。得電壓傳輸特性如圖2d所示,由圖中看出,輸入電壓在-0.68V~+0.68V范圍內出現失真。
第二,將電路改成圖2b的形式,重復(1)的步驟,可得電路的瞬態波形和傳輸特性分別如圖2e、2f所示,可看出Vo已無交越失真。
第三,設置直流掃描分析,電壓源Vi的掃描范圍為-10V~+10V。得電壓傳輸特性如圖2g所示,由圖中看出,最大輸出電壓范圍約為-5V~+5V。
3 討論
根據上述教學實例,我們可以看出基于微世界理論的PSpice模擬仿真軟件在輔助教學中可以起到如下作用:
(1)將實驗室引進課堂,提高教學效率
微世界倡導的學習模式是情境式、經驗式、自我調節式的“在做中學”。在有關電子技術的部分教學中,實驗耗時多,實際操作難度大,難以在課堂時間內穿插演示,而人的記憶具有隨時間推移遺忘率增大的特點,如果理論與動手的時間間隔較長,學生的學習效率就會降低。例如在上述“乙類互補對稱功放電路”教學中通常采用分段式教學,論教學和實驗部分分開進行,但這樣會造成知識在傳授過程中的斷點。應用PSpice輔助教學就能直接在課堂上快速、完整的建構出實驗原理圖,并且能夠展現完美的仿真實驗過程,及時顯示實驗結果。
(2)調動學生學習的主觀能動性,培養學生的分析、應用和創新能力
微世界學習環境的出現為學生問題的解決提供了嶄新的平臺,促進學生在學習后將知識遷移到實際環境中,學生可以借助于微世界建立問題空間的模型,通過假設驗證等類似科學家探究問題的方法來解決遇到的問題。例如在該教學實例中,學生可以在PSpice中添加或修改各種元器件以探索解決乙類互補對稱功放電路出現的交越失真問題的方法。它可以加強學生與學習環境的交互,使學生明確問題的性質,進而作出明確的表征,并通過建模調試到反思和總結,在遍遍錯誤和重新尋找解決辦法的反復過程幫助學生解決問題。同時學生還能對問題所涉及的相關知識有更深刻的理解,達到將所學知識融會貫通的目的。
(3)可以恰當運用反例教學,培養學生發現與解決問題的能力,優化教學效果[6]
微世界可以培養學生觀察現象、發現問題、尋找資料、提出假設、設計實驗、執行實驗、驗證結果與討論結果等系統化程序的能力。在傳統電子技術的實驗課中,對實驗時接線的要求非常嚴格,萬一接錯線可能會燒壞元件甚至燒壞儀表,不僅造成實驗材料的浪費而且還有一定的危險性。而將PSpice引入教學后,學生則不必畏首畏尾,可以把電路圖故意接錯,設置短路、斷路、漏電等故障:如在電路中接一指示燈進行故障仿真時會出現指示燈被燒壞或不亮等現象,此時再加上教師的及時解釋和強調,將會給學生留下深刻的印象,從而大大減少實際操作中的線路故障率,節約實驗材料,提高實驗效率,改善和提高學生掌握正確的測量方法和熟練使用儀器方面的能力。PSpice給學生提供了模擬真實情景的問題情境,是學生應用知識、解決問題的一種良好的訓練工具。
四 結語
簡言之,基于微世界理論的PSpice軟件具有逼真再現真實電路并能自行操作的顯著特點,將其作為一種教學媒體和教學環境引入電子技術的課堂可以給學生留下深刻的印象,顯示出傳統教學不可比擬的優勢。它能有效地激發學生的學習興趣和求知欲,激勵學生積極主動的學習思考,從而達到認識事物、啟發思維、激發想象、引導感情的目的,提高了學生分析問題和解決問題的能力,提高了學生實踐和動手能力,培養了學生勇于探索不斷創新的能力,促進了電子技術課堂面貌的革新,使電子技術不再枯燥。但同時也應看到電子實驗培養學生動手能力的重要性,電路的焊接和調試的實際操作是該軟件無法實現的,因此完全依賴微世界而舍棄實際操作是不可取的,在實際教學中必須將兩者合理結合,充分發揮仿真軟件在電子教學中的魅力,達到最佳教學效果。
參考文獻
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關鍵詞：教學改革；實踐環節；電子信息工程.
中圖分類號：F407文獻標識碼： A
l 引言
集成電路的飛速發展使電子科學技術的面貌日新月異。電子產品在50年代以前是以電子管為核心器件，60-70年代逐步由晶體管代替，80-90年代則是以集成電路為主，并由全模擬電路轉為兼有模擬、數字信號電路且以數字信號電路為主的信號系統。計算機科學的興起及其廣泛應用深人到國民經濟的各個領域。計算機技術已成為實現現代化必不可少的手段，沒有哪個行業有電子工業這么快速的驚人變化。為適應科技高速發展的形勢，適應社會主義市場經濟的需要，必須轉變我們過去在計劃經濟休制下形成的教育思想，使教育真正面向社會主義市場經濟，面向世界，面向21世紀。
2 電子信息工程類大學本科生培養目標及必備的知識結構和基本素質
2.1 專業教育培養目標
面對當前這一新的形勢，新的教學改革大潮，世界上一些發達國家普遍認為大學生的工程教育不可能什么都學，也不可能學得太專，工程教育只能是基礎性教育，培養通用的適應能力強的人才。
國家教委結合我國實際情況，提出了高等教育要進一步拓寬專業面，加強基礎教育，加強計算機教學，加強實踐性環節教學的教學目標。我們認為電子信息工程類核心技術基礎課程的設置可以分為3大模塊，即：①電路理論、電磁場理論、信號與系統；②線性電子線路、非線性電子線路、數字邏輯電路；③計算機科學與工程。所涉及的內容是電工學、電子學技術中已經成熟的并帶有普遍意義的基本理論、基本分析方法和基本技能。它提供了電子信息工程類專業人員所必備的知識結構和基本素質，這些課程的內容是今后學習專業課的基本知識。
2.2.1 電路、電磁場與電磁波、信號與系統模塊
① 電路分析、信號與系統課程是電工類各專業的重要技術基礎課，它是核心技術的基礎與核心。電路分析基本內容是：電路與磁路、交流電路、動態電路的分析等。參考學時為90-100學時。
信號與系統基本內容是線性連續時間系統、線性離散時間系統分析、線性系統的狀態變量分析、隨機過程和信號處理等。參考學時為80-90學時。
② 電磁場與電磁波課程是核心技術課的組成部分，同時是一些新興邊緣學科的理論基礎，基本內容是：電磁場、電磁波、傳輸線和天線等。參考學時為80-100學時。
2.2.2 線性、非線性電子電路、數字邏樣電路模塊
線性、非線性電子電路、數字邏輯電路課程是電子信息工程教育中重要基礎課，是一門應用性很強的技術學科。線性、非線性電子電路課程的主要內容是：半導體器件、放大器、信號波形變換、功率電路、頻率變換等。參考學時為150-160學時。
數字邏輯電路課程的基本內容是：邏輯門電路、數字電子學理論基礎、組合邏輯與時序邏輯電路、大規模集成電路、模一數接口電路等。參考學時為70-80學時。
2.2.3 計算機科學與工程模塊
由于計算機科學的蓬勃發展及其廣泛應用，計算機系列課程是電子信息工程技術教育中的核心課程。根據中國計算機學會“93大綱”的規定，它包括9個領域、3個進程、12個基本概念，按照循序漸進的原則，我們認為包含以下基本內容：計算機數據錄入技術、編程語言和基本算法、數據結構與程序設計方法、計算機原理與體系結構、操作系統與軟件工程、人工智能、計算機網絡等。
2.3 實踐環節的改革在培養學生能力中的作用
實踐環節的重要性不僅在于加強對理論的理解，而且在學生的工程能力訓練和科研能力的培養方面有特別重要意義。實踐環節包括實驗課、綜合專題實習和畢業設計等。
實驗是實踐的主要環節之一，實驗課是綜合理論和實驗技術應用的聯合體，它為學生掌握知識和發展能力的統一提供了最佳條件，是全面培養學生的實踐能力（如動手能力、思維創造能力、自學能力、分析問題和解決問題的能力等）的基本環節。對培養學生的基本技能、探索精神、堅強毅力和求實作風等方面都有積極作用。綜合專題實習的主要任務是培養學生的工程設計能力，建立正確的工程設計觀點和經濟觀點。
畢業設計是對學生專業知識和能力的綜合實踐和考查，是學生在校期間受到的工程師素養和科學方法訓練的最重要的環節，根據我們的經驗，這一環節應當加強而不是削弱。
3 改革實踐環節的方案
3.1 基礎實驗教學應突出能力培養使學生達到如下要求:
① 熟悉常用的元器件的性能及使用。
② 熟悉各種常用電子儀器的使用及各種測試方法。
③ 能設計、組裝和調試常用電子電路, 檢查和排除常見故障。
④ 具有一定的工程設計能力, 建立正確的工程觀點和經濟觀點。
⑤ 能正確處理實驗數據, 進行誤差分析和撰寫科學實驗報告。
⑥ 能應用計算機進行工程設計和數據處理, 能利用計算機進行產品的輔助設計、分析等。
3.2 關于實驗教學課程體系的初步設想
3.2.1 體系結構框圖
根據原來按技術基礎課分別開設實驗課所存在的問題，為優化能力結構，設想將電路分析、信號與系統、電子線路、數字電路等課程的基礎實驗部分合并開設一門“基礎電工實驗”，內容安排由易到難，由簡單到綜合，覆蓋整個電子技術基礎學科的前兩個模塊。再開設一門課程設計性質的綜合實驗與綜合實習，突出培養工程設計能力。將計算機能力的訓練貫穿整個大學學習過程中，并與有關學科的教學環節相結合。考慮到計算機學科能為其它學科提供非常先進的工具，計算機學科的成果能為其它學科的發展創造前所未有的條件，因此在綜合實習階段和畢業設計階段要盡可能地運用計算機學科的成果。
3.2.2 關于各實驗模塊的說明
(1) 課程設計性質的電路綜合實驗
電路綜合實驗要求設計、安裝和調試一個電子電路或一個簡單裝置，檢查并排除實驗過程中出現的故障。設計題目有：多級放大器、OTL功放、直流穩壓電源、調制器、解調器、計數器、分頻器及數字鐘等。本實驗安排在3年級分段進行。參考學時為60-70學時。
(2) 綜合專題實習
綜合專題實習使學生得到工程設計中的方案論證、工程計算、安裝調試及撰寫論文等方面的基本訓練。綜合專題實習應是電子信息工程系統的一個分機，或一個較小的設備，在技術上已較成熟，在設計與調試方面有典型性與先進性。例如：電視機安裝與調試、音響系統安裝與調試、數字調諧器、各類報警系統、電子裁判系統、家用電器的電腦控制等。本實驗可安排在第7學期進行，可在校內進行，也可在工廠進行，可與生產實習、勤工儉學結合起來，實習期約為3-4周。
(3) 計算機能力訓練
計算機能力訓練包括計算機操作訓練、編程訓練、計算機輔助分析與設計、計算機接口實驗等。根據由淺入深的原則，全面貫徹中國計算機學會“93大綱”的要求，根據目前大多數高中畢業生的現狀，可在第一學期安排計算機操作訓練，然后是計算機編程訓練；在此基礎上可在數學、物理、電路與信號、電子線路等課程中應用計算機進行輔助分析和設計。另一方面，在電子電路、數字邏輯電路課程的基礎上可以進行計算機接口實驗，從而為利用計算機開發產品,進行綜合專題實習作好準備。
圍繞計算機學科的發展而進行的綜合專題實習應在計算機應用的典型系統選題，如數據庫管理系統、多路自動監測系統、綜合業務數字網（ISDN）通信系統、人工智能系統等。上機時數為150-200小時。
4 結束語
本文在東南大學教改的基礎上，根據學校的實際情況提出了實踐環節教改的實施方案它將國內外教改指導思想的先進性與國內的實際情況的可行性結合起來，可以為絕大多數院校所接受。寫作本文目的也在于拋磚引玉，以求加快教改的步伐。
參考文獻
關鍵詞：實踐教學；科技創新；綜合設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）04-0104-02
針對大學生中普遍存在實踐創新能力亟待提高的現狀，在教學中積極推進實驗教學環節的改革，增加實踐教學的比重，強化實踐教學環節，提高學生實踐創新能力。一直以來，學校非常重視實踐性教學環節的改革與建設。在專業實驗室建設中，投資大量資金，用于購置實驗教學設備，購進諸如EDA實驗開發系統、嵌入式操作平臺、DSP開發軟硬件系統、LabView系統軟件、PROTEUS專業仿真軟件等高科技、綜合性實踐教學設備，保證了實驗室提供各種層次的實驗教學平臺，為實驗及實踐教學提供了牢固的物質保障。如何真正將理論聯系實際，通過強化實踐教學環節，完善大學生的創新培養機制，培養學生的科技創新能力，結合多年教學經歷，提出以下幾點構想。
一、合理規劃課程結構，培養實踐創新能力
大學生從跨進大學校門開始，就為他們四年的培養安排了相應的指導性教學計劃，其中就有各種實驗、實習等實踐環節的課程，就電子技術類實驗課程有《電路分析》、《模擬電子線路》、《數字電路》、《機電傳動控制》、《傳感器檢測技術》、《微機原理》、《單片機技術應用》、《EDA技術》、電子技術綜合課程設計等。在傳統的實驗教學中，開設的驗證性實驗項目多，教師包辦一切，學生在指定的時間進入實驗室，按照教師的講述和實驗指導書一步一步去完成。這種教學方法是一種典型的“灌輸式”教學法，學生很難有獨立思考的空間和自由發揮的余地，更談不上有所創新、有所突破。為了克服傳統實驗項目設置上的缺點，修訂新的學生培養計劃和實驗教學內容，對專業基礎課程安排一定比例的綜合性、設計性實驗項目。綜合性實驗涉及的教學內容廣、系統全面，能夠培養學生綜合、靈活運用所學知識的能力。設計性實驗從形式上迫使學生無法按圖索驥的完成實驗任務，必須調動個人的思維和創造性，有助于培養學生的自主意識、創新意識和創造能力。
二、重視課程設計環節，提升學生的動手能力
為了保證學生真正掌握所學的課程并能應用自如，在每門專業主干課程后，都配套有課程設計環節，以提高學生綜合運用課程知識和綜合設計的水平，課程設計分為三個階段完成。
1.在專業基礎課配套課程設計，培養學生設計能力和動手能力。在學生大二完成《電路分析》、《模擬電子線路》、《數字電路》專業基礎課后，配套《電子系統綜合設計》課程設計，課程設計內容以基本電路設計為核心，針對模擬及數字電路內容進行綜合實踐。指導學生完成中規模的電路系統設計，例如：針對模擬信號的放大電路設計、濾波電路設計、應用正反饋的信號發生器設計等，針對數字信號，完成數字鐘設計、智能搶答器設計、模擬交通燈設計等。在課程設計中，突出培養學生的設計及動手能力。在設計階段，應用MULTISIM軟件進行電路設計，電路的正確性及元器件的參數修正及計算通過軟件仿真最終確定。在硬件實現階段，所設計的系統在軟件上仿真通過實現后，需要在實驗板上連線、焊接、調試通過完成。在這一環節，通過學生親手將功能芯片、阻容元件焊接在實際電路板上，并通過調試將題目要求的功能全部實現，對于學生的實際動手能力的提升具有重要意義。
2.在每門主干專業課程完成后配套課程設計，以提高學生對專業技術的應用能力。在這一階段的課程設計中，更突出設計內容的綜合性，并適當增加設計應用技術的難度。以《單片機課程綜合設計》為例，在課程設計的選題上，發揮廣大教師的積極參與，不斷對課程設計的題目進行更新，修改課程設計的內容，增加設計性、綜合性設計內容。目前，開設的新增加的課程設計題目包括：基于CAN局域網絡的遠程數據采集板卡設計實現；基于凌陽單片機的音樂播放器設計開發實例；基于I2C總線的公交語音報站播放器設計；基于ZIGBEE無線通信系統設計；通過大量新穎的具有高技術含量的綜合設計，充分調動學生的熱情，讓學生從實驗中既學到知識，由學會探索問題進而解決問題，發揮潛能，提高創造能力。
3.通過智能儀器綜合實踐，將工程應用與課程教學緊密結合。智能儀器綜合實踐環節是測控專業第七學期開設的一門綜合性設計類課程，是學生在學習完成大學主要所有主干專業課程后的一次設計性實踐，其特點是具有系統性和工程性。經過這次課程設計后，學生即將進入畢業設計階段，因此，課程設計的效果對后期畢業論文的順利進行及后期學生的就業意義重大。
在課程設計中，注重將大學所學知識的綜合運用，因此從設計內容層面，涉及單片機、EDA、模擬電路、數字電路及數字信號處理各個學科的綜合知識。除此而外，為增加設計內容的工程性，增加電子線路板設計及繪制環節，為學生講解PCB電路板的設計方法及技巧，多層電路板的設計技術及高速電路板的設計，等等，進一步提高學生應用所學知識進行工程綜合設計的水平。
三、積極開展科技創新活動，提高大學生的科技創新能力
學校每年投入近百萬資金，組織開展大學生科技創新活動。活動采用學生自主申報的形式，學生是項目負責人，由學生根據項目需求，聯系專業課教師作為指導教師。按照項目具體需求，學生進行項目規劃、經費預算，完成項目申請報告。項目執行過程中，為提高創新能力和獨立進行系統設計能力，采用以學生設計為主、教師指導為輔的方式，學校通過項目匯報、中期檢查及結題報告的形式，監督項目的進行，保證完成的質量。項目完成時間期限一般為1―2年，受益面達到30%以上。學生一般可以在大學一、二年級提出申報項目，然后根據科技創新項目的內容要求，在接下來的學習中逐漸豐富自身的知識和能力，在學習中逐步把項目完成。通過以學校的行為開展科技創新，鼓勵學生參加創新實驗項目，激發對實踐技能的學習熱情，吸引大學生積極參與進來，在學生中營造一個科研開發與實踐創新的良好風氣。激發學生對電子專業課程的學習興趣，使學生由被動學習狀態轉入主動學習狀態，并以此鼓勵學生開拓進取，逐步把自己培養成高素質、強能力、厚知識的新型人才。
四、結語
實驗教學對于引導學生掌握科學的思維方法，培養綜合分析問題和解決問題的能力，嚴謹求實的工作作風和協同工作的團隊精神，等等方面具有獨特的、不可替代的作用。實驗教學與理論教學互為依托，相輔相承。以培養學生的實踐能力、創新能力和提高教學質量為宗旨，以實驗教學改革為核心，以高素質實驗教學隊伍和完備的實驗條件為保障，全面提高實踐教學水平，有利于全面推進學生知識、能力、素質協調發展，有利于培養厚基礎、強能力、高素質的創新人才。
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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）
論文摘要：電子信息類畢業生就業曾有過耀眼的輝煌，但近幾年來，其就業形勢大不如前。其主要原因有人才市場容量不足的問題，也有畢業生整體就業能力下降的問題。本文從電子信息工程專業學生應具備的專業能力入手，對專業能力實現的幾個層次，改革學生評價體系，全面提升學生素質，增強學生就業能力等方面進行了探索。
當前大學生就業是社會關注的熱點，高校就業工作面臨著越來越大的挑戰，如何做到大學生充分就業、合理就業，不僅需要高等學校在就業工作上更新觀念，加強指導，同時還需要大學生對就業問題進一步加深認識、理性思考，切實提高自身的就業能力。大學生就業能力是大學生成功地獲得工作、保持工作以及轉換工作時所具有的能力，是一種與職業相關的綜合能力的組合。大學生就業能力培養不僅是高等教育發展的需要，也是社會經濟發展的需要，具有重要的理論與現實意義。大學畢業生作為勞動力市場上一個特殊勞動供給群體，其就業能力是指大學畢業生在校期間通過專業及相關知識學習、積累，對自身潛能進行開發而獲得的能夠實現自我職業生涯目標、滿足社會需求、實現自我價值的技能和能力。就業能力是一種綜合能力。關于就業能力具體包括一些什么能力，至今仍沒有定論，但總的說來可以劃分為專業能力和非專業能力，本文以電子信息工程專業為例，從本專業應具備的專業能力入手，探索如何提高學生的專業能力，從而提高學生的就業能力。
一、電子信息工程專業能力
電子信息工程專業作為新興專業，順應了知識經濟、信息時代的教學、科研和生產發展的需要。但隨著我國經濟和科學技術的快速發展以及開設電子信息專業的院校逐步增多，未來畢業生的就業形勢會更加嚴峻，競爭會更加激烈。畢業生的質量是電子信息專業競爭成敗的關鍵。從培養規格看，本專業學生應具備各方面的能力，由此我們將培養規格中的各種能力進行分類，整理出與之相對應的各門課程，具體分類如下：
1.工程計算基礎能力。主要包括：數學計算及應用能力、建模能力、時域、頻域分析，主要涉及的課程有：高等數學、大學物理、工程數學、信號與線性系統。
2.外語應用能力。包括：聽、說、讀、寫能力，本專業英語文獻閱讀能力，主要涉及的課程有：大學英語、eda技術與應用等。
3.計算機應用能力。主要包括：計算機基礎應用能力、程序的設計能力、典型微機系統的分析和應用能力，主要涉及的課程有：計算機應用基礎、計算機語言、c語言程序設計、eda技術與應用、微機原理與應用、單片機原理與應用、單片機技術及應用綜合訓練。
4.電子工程基本分析與應用能力。主要包括：常用電子儀器使用能力，電子電路分析、應用能力，單片機應用能力，eda應用能力，閱讀與繪制電氣圖能力。主要涉及的課程有：電裝實習、電氣繪圖與電子cad、電路原理、模擬電子技術基礎、數字電路、電路原理實驗、模擬電子技術實驗、數字電路實驗、單片機原理與應用、eda技術與應用、模擬電路課程設計、數字電路課程設計、單片機技術及應用綜合訓練。
5.電子信息產品的分析、設計、安裝、運行維護等應用能力。主要包括：工業標準的理解能力，電子信息產品分析、方案的理解及初步的設計能力，方案實現和系統測試能力，電子設備維護檢修能力，跟蹤新技術能力。主要涉及的課程有：工程制圖與cad、科技信息檢索、通信電子線路、電視技術、電子測量、家用電器技術實訓、傳感器與檢測技術、計算機網絡與通信、通信電子線路實驗與設計。
6.專業綜合能力。主要包括：根據實際應用需求，綜合運用所學知識進行電子系統方案設計與實現，創新意識和實踐能力，獲取新知識的能力。主要涉及的課程有：數字電視、家用電器技術實訓、無線電調試中級工實訓與考工、畢業設計。
7.技術技能能力。主要包括：獲得無線電調試工技術技能能力和考工證書。主要涉及的課程有：測試技術與儀器、大屏幕彩色電視接收機、數字圖像處理、無線電調試高級工實訓與考工。
8.研究與創新能力。主要包括：培養學生獨立思考、探求真理的科學精神，培養學生的創新意識和創業精神，提高學生的科學研究能力，鞏固和擴展學生所學的基礎理論、專業知識和基本技能，提高學生運用理論知識分析、解決問題的實踐能力。主要涉及的課程有：電子應用基本模塊訓練、數字化測量的實踐訓練、常用控制系統的設計實踐、科研實踐、產品開發。
二、專業能力實現的三個層次
1.基礎訓練。主要通過課堂實驗、電子工藝實習等環節，訓練學生識別選用電子元器件，使用常用電子儀器儀表，測試簡單電路、掌握焊接安裝工藝等。通過對電子元器件的識別、性能測試和對各種電路性能指標測量，鞏固學生所學電子技術理論知識，學會正確使用儀器儀表和科學測量電路方法，為后續實訓環節打下基礎。
2.模塊訓練。就是對某一門或幾門課程進行專項實訓，也就是課程設計，目的是提高學生的實踐動手能力，使學生能掌握一些專項技能，積累一些實際電路知識和工程知識。通過以模擬電路、數字電路、單片機電路等為主的實際應用電路的設計、制作安裝、檢測與調試，訓練學生的基本技能，并為后面的綜合訓練做好準備。
3.綜合訓練。主要采用項目、大型設計競賽、畢業設計等形式。項目主要是在教師指導下，申報校級或院級項目，或是參與教師課題等；大型設計競賽指的是，參加全國大學生電子設計競賽、重慶市盛群杯單片機競賽等；畢業設計是在教師指導下完成最后階段的教學實踐環節。目的是訓練學生綜合運用知識的能力。通過查閱資料、選擇方案、設計電路、制作電路板、安裝調試、撰寫報告等環節，系統地進行電子電路工程實踐訓練，從而進一步提高學生分析問題、解決問題的工程應用能力和創新能力。
三、改革評價體系，全面提升學生素質，增強就業能力
目前，各類企、事業單位對畢業生的要求不斷提高，對應聘者的要求不僅僅是專業能力，還包括人際交往、組織協調、溝通、適應、團隊合作、創新等能力。因此，要求學生對自己所學專業的基礎知識牢固掌握的同時，要積極參與社會實踐，將所學知識與社會實踐緊密結合，只有積極參與社會實踐，參加各項活動，才能得到各方面能力的鍛煉。為此，必須改革大學生評價體系，改革以前在評優評先中只看學習成績的做法，增加學生個人素質評價等相關內容，才能全面提升學生素質。如學生個人素質主要包括：基礎文明素質、政治素質與道德修養、社會實踐與調查、科技文化藝術和體育活動、社團活動和社會工作和課外讀書活動等內容。本文以電子信息工程專業為例，就本專業學生應具備的專業能力，以及專業能力的實現的幾個層次進行了探索。為全面提升學生素質，提高就業能力，還應包括人際交往能力、組織協調能力、溝通能力、適應能力、團隊合作能力、創新能力等非專業能力，對如何提高這些非專業能力還有待進一步探索，也期待同行的指點。
參考文獻：
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【關鍵詞】高頻 虛擬仿真 教學改革
【基金項目】該篇論文是基于徐州工業職業技術學院院級課題《高頻電子技術課程項目化教學改革研究與探索》課題編號：XGY201015。
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0043-02
1.引言
高頻電子技術課程是電子信息類與通信類專業的一門重要的專業基礎核心課程，在整個學科體系中具有承上啟下的重要作用，在專業基礎知識體系中有著不可替代的重要地位。該課程的特點是專業性、綜合性強，涵蓋了高等數學、信號與系統、電路分析、數字電子與模擬電子等知識的應用，對學生基礎知識結構要求高。通過本課程的學習，學生不僅可掌握高頻電子線路的基本理論、基本概念和基本分析方法，而且可運用課程知識去分析、解決實際的工程技術問題。但在課程實際教學過程中，學生普遍反應該課程抽象、難懂，難以掌握，存在排斥情緒。此外該課程實驗復雜，且由于高頻電路的特點，在實驗過程中，輸出波形與數據易受干擾致使波形失真，實驗數據與理論數據出入較大，實驗教學效果也不理想。基于上述情況，為提高教學效果，在高頻電子技術課程的教學過程中可積極引入虛擬仿真技術。通過仿真，可以讓抽象的理論通過仿真得到驗證，學生易于接受。同時利用仿真軟件還可以進行一些實際操作受外界干擾大的且不容易調試的實驗，如混頻，調幅與解調等等，既解決了實際高頻實驗中存在的實驗復雜，實驗效果不理想等問題，同時也節省了實驗耗材的經費投入。
2.軟件介紹
目前電路仿真軟件有很多，每種仿真軟件都帶有了出版公司自己的特點。根據軟件的應用領域和模型以及推廣程度，電路仿真軟件大致有以下幾種：
（1）PSPICE[1]： SPICE是由美國加州大學伯克利（Berkeley）分校電工和計算機科學系分校開發，1972年首次推出。PSPICE是由SPICE發展而來的用于微機系列的通用電路分析程序。目前微機上廣泛使用的PSPICE是由美國Microsim公司開發，并于1984年首次推出。能進行模擬電路分析、數字電路分析和模擬數字混合電路分析，該軟件現已成為微機級電路模擬標準軟件。
（2）Multisim[2]：該仿真軟件的前身是EWB（Electronics Workb
？鄄ench）， 是加拿大IIT公司在20世紀80年代后期推出的用于電子電路設計與仿真的EDA軟件，一經推出就受到各界好評，尤其在教育領域取得了巨大成功。與其他電子電路設汁軟件相比具有界面直觀、操作方便等優點。創建電路、選用元器件和測試儀器等均可直接從屏幕上元件庫和儀器庫中直接選取。電子電路的分析、設計與仿真工作都可通過點擊鼠標實現，不僅為電子電路設計者帶來了無盡的樂趣，而且大大提高了電路設計工作的質量和效率。
（3）Saber：和PSpice和multisim類似的軟件，可以用于系統仿真和電源仿真，在電源仿真方面很有優勢，比如大電流，該軟件主要用于理論仿真和驗證。
（4）ADS：安捷倫公司的頂級理論驗證軟件，主要用于高頻仿真，功能強大，可以用于pcb的驗證設計，IC驗證設計，系統驗證設計（CDMA，DVBT等），是理論仿真的頂級軟件，但是讓學生在短時間內熟練應用很不容易。
以上介紹的軟件都可以應用在高頻電路仿真中，但是通過比較，Multisim軟件更適合在教學過程中使用，該軟件支持直觀的示波器圖形，帶有3D元件庫，器件參數修改簡單，最重要的是該軟件的使用易于掌握，所以在高頻課程教學改革實踐中采用了multisim軟件作為仿真軟件。
3.基于虛擬仿真技術的高頻電子技術課程教學改革思路
近年來，隨著我國高等職業教育改革的不斷深入，以“能力本位”為出發點，進行項目化教學改革，是目前高職教學改革的方向之一。高頻電子技術課程要進行項目化教學改革必須根據課程特點，找到能夠提高學生學習興趣且與實際生活相關的教學項目，并把課程中所有必需的知識按照知識結構分解到教學項目中去，因此我們把該課程的學習內容按照知識結構分解為兩大項目的學習，每個項目學習中又含有若干個教學任務，學生在不斷完成任務的過程中掌握知識并增長實踐技能，最終完成項目，所以該課程實行理實一體化教學[3]。
課程項目的選取根據高頻課程的特點，采用了兩個生活中常見的并能典型代表高頻知識結構的兩個電子產品收音機和無線話筒來承載本課程的所有知識點。為了涵蓋所有的知識點并滿足課時要求，所以教學項目中兩個電子產品所采用的調制方式與作用也不一樣。AM收音機主要涵蓋信號的接收與AM調制的所有知識。無線調頻話筒主要涵蓋信號的發射與FM/PM調制的所有知識。
4.虛擬仿真技術在高頻課程教學改革中的應用
課程主要采用以實際項目為載體的任務驅動型教學方法，把原本相對獨立的一些課程內容，設計成兩個大的項目，按照知識相關性把學生的理論知識學習與技能訓練在這兩個項目中進行細化，分解成獨立任務。每個任務的完成步驟如下：
所以該課程必須要在理實一體化教室完成。任何一子項目或任務的完成都必須先經過虛擬仿真驗證才能進行實物的裝配與調試。
下面以調幅電路與檢波電路為例，這兩種實際電路原理較復雜，而且電路中器件參數變化都會對電路波形輸出有影響，該電路在理論分析時較抽象，學生接受起來比較困難，教學效果較差。引入仿真后，可在講解調幅與檢波電路時，根據理論知識，進行電路的仿真驗證。如圖1所示，分析調幅電路的工作原理，并用仿真軟件仿真出輸出波形，如圖2所示，這樣結果直觀，避免了只有單純的公式推導結果，學生理解與接受起來也比較容易，同時也提高了學生的學習興趣[4]。
在圖1中，改變直流電壓U1參數為6V和0V，就可以觀察到過調幅現象如圖3所示和雙邊帶調幅現象如圖4所示，可讓學生根據理論知識分析其產生的原因，進一步提高學生學習理論知識的興趣。
根據檢波電路的工作原理，可在multisim軟件中搭建二極管包絡檢波電路，在軟件中可以很方便的找到調幅信號源，同時還可根據電路的需要，改變調幅系數，觀察調幅系數對檢波電路的影響。在二極管包絡檢波中，根據理論與公式推導得到的二極管包絡檢波的特有失真現象：惰性失真與負峰切割失真都可以通過改變相應器件的參數，很直觀地在仿真電路中模擬，增強了學生對理論知識的理解。同時，利用multisim軟件很簡單的就可以驗證同步檢波電路的波形輸出，解決了實際電路實驗中，同步信號難以與被解調信號同頻同相的難題，使復雜的理論與實驗簡單化，方便了教學，深化了學生的理解。
5.總結
multisim軟件在高頻教學中的使用，對于老師和學生來說，為我們提供了一個很好的實用工具，使我們能夠在高頻電子技術課程的教學過程中隨時通過仿真進行實驗，演示電路的工作狀態與輸出波形，教師可在多媒體教師中深入淺出地分析各種電路的特性，以及參數變化帶給電路的影響，用最直觀的輸出波形進行講解，更有說服力。學生結合學習內容在課外進行接近實際電路的裝配、調試、分析，有利于加深對理論知識的理解。總之，通過基于虛擬仿真技術的高頻電子課程改革實踐，大大提高了學生的學習興趣與學習效果，虛擬仿真軟件的應用值得大力推廣[5]。
參考文獻：
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[2]張明金，夏淑麗. 電子技術技能實驗實訓指導[M].北京：化學工業出版社，2007.9
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[4]熊偉，侯傳教等. Multisim7電路設計與仿真應用[M]. 北京：清華大學出版社，2005.7
[5]王靖. Proteus仿真在模擬電子技術課程中的應用[J]. 電腦知識與技術 2009.7（05）：33-34
