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谈谈教学电子技术教学中仿真实验综合教学

收藏本文 2024-03-25 点赞:5383 浏览:14952 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:针对目前理工类高等院校的传统教学模式的不足,以及以笔试作为主要考核手段存在的弊端,加之我国当前高校招生现状造成的必然后果,综合学生预习并模拟设计、教师课堂理论教学加针对性讲解、实验和实践检验进行教学,引起并激发学生的学习兴趣,收到了很好的教学效果。
关键词:Proteus;计数器;电子技术
1009-3044(2013)14-3353-03
作为理工类院校,电子技术实验室对在校学生的实验需求基本都能够满足,但是总体效果却并不好。尽管各理工科院校对专业建设都高度重视,为提高教学质量纷纷引进先进的教学实验仪器,提出很多好的教学方法[5-7]。但是,教学模式依然遵循着先课堂教学,后进行实验,很难实现实验与理论教学同步进行相互促进。考核主要是笔试,不过是学生为了应付通过,集中一段时间复习,对于自身并没有多少收获和启发。对于基础较好学习勤奋而又踏实的学生而言,也许有所收获。但是目前的高校扩招造成的学生基础参差不齐,大多数学生都收获甚微。针对这种情况,简单的语言强调该课程与专业的相关性、必要性及重要性,已经无法达到预期的效果。通过实践、示例教学来引起并激发学生的学习兴趣应该是一个行之有效的方法。通过软件仿真技术既能够激发学生学习兴趣、提高教学质量,又能够促使学生学习主动性、节约教学成本。
目前,实现电路分析与实物仿真软件很多,如Multisim、Proteus等[1,2,5,7]。这里主要是利用英国Labcenter公司开发的,可运行于Windows操作系统上的Proteus ISIS。

1 Proteus应用简介

Proteus软件可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路,其特点有:实现单片机仿真和SPICE电路仿真相结合,具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能,有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等;支持主流单片机系统的仿真;提供软件调试功能;具有强大的原理图绘制功能。
在Windows界面下,单击开始,进入所有程序,选择Proteus7 Professional→ISIS 7 Professional,启动Proteus 7,界面如图1。

2 理论仿真实验综合教学

针对目前我国高等教育现状及理工科学生的情况,结合我校多位常年工作在教学第一线的老教师的教学经验及心得,在教学过程中,我们试探着将有些实践性较强、应用广泛的知识点,如单管放大、差分放大、编码器、译码器、计数器、555时基电路等电子技术重要知识点[3-4],通过课前布置设计实例,要求同学们课余时间通过软件仿真来实现实例要求的方式,让学生主动预习并尝试设计来熟悉知识点;再结合课堂上针对性的理论讲解并启发学生思维,达到举一反三;然后再进行实物实验,验证学生的设计思想。这样不仅让学生的主动性得到发挥,激发他们的学习兴趣,同时也让授课老师有针对性的理论指导教学,还能让实验设备的效能得到更大的利用。

3 教学实例演示及考核

上述实例化启示教学法在实行时分为三个步骤:1)给定一个简单实用的应用设计要求,让学生主动预习课程内容,尝试软件仿真模拟设计;2)通过对学生设计的典型电路,进行分析讲解,并讲授理论知识,指出设计过程中需要注意的事项及可以发挥想象的内容;3)实验环节中,学生利用实物搭建自己设计的电路,可以加入自己发挥的部分,验证自己的设计思想并检验对知识点的掌握程度。下面通过一个简单的例子说明该教学法的实行过程。
在讲授计数器之前,我们给学生简单介绍了计数器的基本概念,要求同学们课后预习该部分的内容,并尝试设计一个简单的七进制计数器。在随后的课堂教学中,我们进行了部分抽查,发现基本都能实现所需要的功能,但也存在错误,主要体现在对计数清零的方法不能理解,只是根据书本上的例子照猫画虎。针对学生的设计,我们指出了初始计数值的装入有两种方法:置数法和清零法。两种方法的主要区别在于:置数法在计数到时,在下一个计数脉冲到来时,直接将初始值装入并输出;而清零法在计数到时,在下一个计数脉冲到来时,还有一个短暂的无效状态,紧接着在下几个计数脉冲到来之前,装入初始零值,再接着继续计数。例如:设计一个8进制计数器,若采用清零法:从0000开始计数,当计数到0111后,当下一个计数脉冲到来时有一个短暂1000的状态,接着在下一个脉冲到来前清零,输出0000,接着继续进行计数;若采用置数法:从0000开始计数,当计数到0111后,当下一个计数脉冲到来时,就直接输出预先设置的初始值,这里是0000。两者的区别是:前者通过清零回到计数初始状态,而后者通过直接输出初始值,且从描述中可以看出,由于后者直接回到初始状态,所以速度更快。
此外,我们还引导学生思考并举例日常生活中七进制计数的应用,以及还用到哪些计数进制。很显然,学生很快都指出了星期是采用七进制计数,以及十进制、十二进制、二十四进制、三十进制、六十进制等等。进一步引导学生思考如何设计这些进制,以及如何将这些进制计数器组合在一起构成如万年历等。自始至终,同学们的兴趣都很浓厚。在随后的实验教学环节,我们设置了二十四进制计数器,同学们的设计效果都很不错,说明该教学法效果明显。
最后,我们设置了一个二十四进制的计数器,要求同学们通过实验来验证自己的设计思想,实验结果很理想。
在课程考核成绩的评定方面,并不完全以卷面考试成绩为唯一考核方式,而是综合考虑学生平时的预习、仿真设计及实验结果进行评定。从而,避免了学生只为考试而学习的考前突击现象。
4总结
结合多位教师的教学经验和心得,在教学过程中,试探着以学生预习并运用EDA软件进行模拟设计、教师在课堂理论教学的同时针对学生预习设计的结果有针对性的讲解、实验和实践验证设计相综合的教学方式,取得了很好的教学效果。最后,通过教学实例演示了该教学法的教学过程,并改进了以往的以期终考试为考核依据的单一考核模式,避免了一考定成绩的方式。
参考文献:
朱清慧.Proteus教程:电子线路设计、制版与仿真 [M].北京:清华大学出版社,2008.
董玉冰.基于Multisim9.0简易数字频率计的设计与仿真[J].长春大学学报,2009 (19):6-8.
[3] 华成英.模拟电子技术基础[M]. 5版.北京:高等教育出版社,2005.
[4] 阎石.数字电子技术基础[M]. 5版.北京:高等教育出版社,2005.
[5] 张相胜,孙蕾.数字电子技术课程教学和实践内容的改革[J].江南大学学报:教育科学版,2009,(29):280-281.
[6] 王开宇,唐祯安.数字电子技术的多方位立体教学体验[J].电气电子教学学报,2009(5):12-13.
[7] 荣军,丁跃浇.案例教学法在电力电子技术教学中的应用[J].计算机教育,2012(4):74-75.

摘自:毕业论文免费下载www.udooo.com


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