集成電路的基本知識范文

時間:2023-11-06 17:53:31

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篇1

高速公路機電工程的大致成本控制思路與大多建筑成本控制相同,都是要做好施工前、施工期、施工后的費用控制工作,筆者在此就具體控制部門環(huán)節(jié)做簡單闡述:

1、項目規(guī)劃與設計方面機電工程項目的規(guī)劃與設計直接影響著后期的施工與維修工作,良好的施工方案可以避免因設計不合理而導致的實驗返工、施工混亂的局面,杜絕不必要的浪費。施工企業(yè)應在深入、充分的市場調查基礎上,組織或囑托專業(yè)的成本核算人員對項目的目標成本進行估算,依此進行項目施工的圖紙方案設計和規(guī)劃,在這些估算中應把項目的合同要求、企業(yè)自身的管理水平和機械消耗等因素綜合考慮在內,做好工程的整體規(guī)劃和階段性規(guī)劃,確定好管理方略。項目規(guī)劃與設計時的成本控制反映著企業(yè)對整體工程的成本控制態(tài)度,因此我們因高度重視施工方案這一環(huán)節(jié),在遵守交通部規(guī)定的三級質量管理體制的基礎上,保證質量與效益的同步提高,節(jié)約項目施工中的物力、人力、財力,使得施工方案得到最優(yōu)化,為此后的項目管理和項目節(jié)約打下基礎。

2、人員管理方面現代化的機電體系要求其管理人員和施工技術人員具有更高的職業(yè)素質,這不僅有利于工程的有序開展,保證工程質量與進程,還影響著企業(yè)的建筑能力與資金利用率。因此,工程建設的管理體制應引入競爭體制,合理規(guī)劃成員安排與紀律要求,使得資金投入與技術產量達到正比關系。對于人員管理的方面成本控制,可以采用各種責任分擔方法,例如實行分項承包制,在遵守相關條例和相對平等的條件下,對施工項目進行定額承包,優(yōu)先選擇能力強的單位;對技術人員和單位采取責任制,在設計單位的造價估算與圖紙貢獻上進行獎懲并行的方式;“透明化”項目的一部分建設成本,讓施工建設的成本能夠全過程動態(tài)的顯示出來,保證資金的合理利用和管理。此外,還有許多方法也可以有效控制人員管理方面的成本支出,這里不一而足。

3、設備材料采購方面

高速公路建設是一個龐大的資源消耗工作,其設備、材料的使用在機電工程項目的成本消耗中占有極大比重,因此在保證工程質量的基礎上,如何做好設備材料方面的成本節(jié)約一直是費用控制工作的重點?,F代管理的控制重點主要在以下幾點:

(1)制定合理科學的采購供應計劃,并嚴格遵守。工程管理者應組織專業(yè)人員依據工程的實際情況和施工單位的建設能力計算出實際材料、設備的消耗費用,依此制定合理的分批采購計劃,以規(guī)章保護的形式嚴格實施采購供應計劃。

(2)嚴格材料的使用準則,獎懲施工人員的浪費節(jié)約行為?,F代大部分施工單位都不太重視對基層施工人員的材料節(jié)約意識宣傳,以致施工現場出現很多材料鋪張和設備不合理損耗的情況,這就大大降低了資源的使用率。因此,在機電項目施工中,應把材料的用量控制責任到施工隊里,以經濟強制性方式制裁浪費行為,獎勵節(jié)約。

(3)加強材料設備的采購管理,優(yōu)先物美價廉原則。由于這方面材料設備的廠家很多,因此企業(yè)在進行采購時可以使用公開招標等形式進行透明采購,在把好質量關卡的同時著重考慮材料價格,綜合考慮材料市場價和預算價的對比,擇優(yōu)選擇和利于自己成本控制的供應商合作。2.4維護維修工作方面維護維修工作是高速公路項目建設的重要組成部分,其關系著企業(yè)對政府的后期服務和信用形象,后期的維護費用也是機電工程成本里的一部分,因此施工企業(yè)對維修成本應予以必要重視。在這方面,機電維護維修部門應結合自身企業(yè)的營運策略和管理特點,建立起自身的養(yǎng)護系統(tǒng)評價標準,努力促成機電維護技術的資源共享,加強技術能力的提高和節(jié)約意識的升華。

二、結論

篇2

關鍵詞:微電子;集成電路;課程群;親產業(yè)

中圖分類號:G642.0文獻標志碼:A文章編號:1674-9324(2019)19-0163-02

一、引言

微電子(集成電路)被稱為現代信息社會的“食糧”,是一個國家工業(yè)化和信息化的基礎。自2014年我國《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》,設置千億級的集成電路發(fā)展基金以來,南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門等地相應出臺了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門依據毗鄰臺灣的區(qū)位優(yōu)勢,設立了500億人民幣的集成電路產業(yè)基金,并陸續(xù)了《廈門市加快發(fā)展集成電路產業(yè)實施意見》和《廈門集成電路產業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》,擬形成區(qū)域性的集成電路產業(yè)集聚地,打造集成電路千億產業(yè)鏈,最終形成我國集成電路的東南重鎮(zhèn)。

在此背景下,廈門政府在集成電路設計、生產制造、封測以及人才儲備,全方位進行布局和規(guī)劃。設計方面:紫光集團投資40億元設立紫光展銳產業(yè)園、研發(fā)中心項目,引進展訊等國內通信芯片設計的龍頭企業(yè)。廈門優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設計企業(yè)也在高速、射頻芯片領域取得可喜進展,僅2016年,廈門就新增加60余家集成電路設計企業(yè)。2017年整體產值達到140億元;生產制造方面:與臺灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項目,總投資達62億美元,已于2016年12月正式投產;三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司,主攻三五族化合物半導體芯片生產;泉州晉華12寸存儲器廠則著眼于動態(tài)存儲器的生產和銷售;封測方面則引入通富微電子股份有限公司,力爭打造一小時產業(yè)生態(tài)圈;人才儲備方面:廈門政府與中國科學院微電子所共建中國科學院大學廈門微電子工程學院,輔以廈門大學、廈門理工學院、華僑大學等微電子學科,為廈門集成電路的生產和設計輸送人才。

在此背景下,我校于2016年12月建立微電子學院,聯(lián)合臺灣交通大學、元智大學等微電子老牌名校,共同探索適合廈門及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略,力求建立較為完善的課程群體系,為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。

二、微電子工程專業(yè)特點

首先,微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機械、化工、電子等專業(yè)不同,是一門交叉性很強的學科,需要該專業(yè)學生系統(tǒng)地學習數字、物理、電子、半導體器件、集成電路設計、電路封裝、計算機等多方面的知識理論,并且能夠將各門學科融會貫通,熟練運用。其次,微電子專業(yè)入門門檻高、知識體系更新速度快,貼近產業(yè)。這就要求學生在具有堅實理論基礎的同時,實踐動手能力較強,才能在短時間內將所學理論和實踐結合,迅速融入工業(yè)界或者科學研究。第三,微電子是一個龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設計、封裝、測試五個大方面。但每一個大類又可分為幾個甚至數十個小門類。如設計類又可細分為模擬集成電路、數字集成電路、射頻集成電路、混合信號集成電路等四個門類。而例如數字集成電路,又可繼續(xù)分為數字前端、數字后端、驗證、測試等小方向。各個方向之間知識理論差異較大,對學生素質提出了極高的要求[1]。

三、微電子工程課程群實踐

(一)微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略

結合廈門微電子產業(yè)特點,以市場需求為導向,同時充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢,立足于我校“親產業(yè)、重應用”的辦校原則,我校微電子工程專業(yè)設置為工藝和設計兩大類方向,應對周邊產業(yè)需求,對該專業(yè)學生進行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎上,大三學年,根據學生興趣及教師雙向篩選,確定學生未來兩年的學習方案,分別在器件/制造、模擬/數字集成電路設計兩方面進行課程教授和實踐鍛煉,培養(yǎng)專業(yè)門類細化、適應企業(yè)實用化需要的高素質、實踐型人才。同時,在一些專業(yè)課程講授上,聘請臺灣方面有經驗的教師和工程師,結合產業(yè)現狀進行教授和輔導。

(二)微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標

對于我校應用型本科院校的定位,區(qū)域產業(yè)經濟和行業(yè)的發(fā)展是重要的風向標,因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實用型和快速融入型”的特點。主要培養(yǎng)目標如下:(1)掌握半導體器件及工藝的基本理論基礎、電子線路的基本理論與應用、計算機使用、電子系統(tǒng)信號處理的基本知識、集成電路及板級設計的基本技能。(2)具備半導體及集成電路設計、制造,PCB板級設計、制造、測試的基本能力,工程項目管理、品質管理、設備維護的基本素養(yǎng)。(3)能在半導體、集成電路設計、制造行業(yè),從事集成電路設計、制造、研發(fā)、測試、品質管理、廠務管理、設備維護等相關工作,畢業(yè)三到五年后通過自身學習逐步成長為本領域的骨干技術人員和具有較強工作能力的核心工程師[2]。

(三)微電子工程專業(yè)課程群制定實踐

基于我校應用型本科“親產業(yè)”的學校定位,在微電子專業(yè)課程群建設中,我們首先引入CDIO的教學理念。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即構思—設計—實施—運作)工程教育是以理論教學為基礎,工程實際反饋互動為主要形式的培養(yǎng)方案[3,4]?;诖?,課程群制定從知識邏輯(課程環(huán)節(jié))和項目實施(工程實踐)兩個角度,對學生的綜合素質進行培養(yǎng)、鍛煉。

篇3

關鍵詞:任務驅動法;課堂教學;有效應用

中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)32-0088-02

中職《電工電子技術與技能》課堂教學力求體現“以就業(yè)為導向,以學生為本位”的教學理念,以基礎理論教學“必學”、“夠用”為度,把實踐技能教學放在首位;采用任務驅動,邊做邊學邊教,學以致用,學用結合,以適應職業(yè)崗位實際工作的需要。

一、任務驅動教學法的含義

任務驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的新型教學方法。讓學生在一個個任務的驅動下展開教學活動,引導學生循序漸進地完成一系列任務,掌握知識的脈絡,達到培養(yǎng)提出問題、分析問題、解決問題的能力。在此過程中,學生還會不斷獲得成就感,可以更好地激發(fā)學生的求知欲望,通過任務的完成實現意義上的建構。本文以“制作電子數字鐘”教學為例,解剖任務驅動教學法的有效運用。

二、運用任務驅動教學法的必要性

“制作電子數字鐘”教學要求學生掌握兩個目標:其一為技術目標,掌握集成電路的外形識別、鞏固焊接技能、數字鐘的安裝調試;其二為知識目標,了解時序邏輯電路的結構特點、計數器的分類、寄存器的工作原理等。傳統(tǒng)的教學方法讓學生聽起來枯燥無味,感覺難度較大,產生畏懼心理。而任務驅動教學法以“任務為主線、教師為主導、學生為主體”,為學生設計與教學內容相符、有明確目標、難度適宜、具有實用性和可操作性的“任務”,讓“任務驅動”貫穿于課程教學,把原來的抽象理論轉化為具體的任務,讓學生主動參與,培養(yǎng)實際應用技能。

三、具體應用過程

任務驅動教學法的主要結構分成三個部分:設計任務、完成任務、評價任務。

1.教師設計任務

在“制作電子數字鐘”教學中,教師認真鉆研教學大綱,分析選用教材的內容組合,確定本課目標:掌握集成電路、計數器、寄存器的基本知識,正確操作完成制作與調試。因此,將任務設計為:①識讀數字鐘的原理圖和印制電路板圖(PCB電路板);②根據電路原圖組裝數字鐘所需元器件列表歸類;③元器件電阻、電容、變壓器利用萬用表檢測,集成電路利用專業(yè)儀表測量;④對元器件排線、集成插座、電池極片、晶振、蜂鳴器、熱縮管和大電解電容器的處理;⑤元器件按照電路原理及電路板,先采用模擬安裝來確定安裝的先后順序、總結方法,最后焊接元器件;⑥對安裝完畢后的元器件進行調試。

2.學生完成任務

將學生分成若干個小組,每組3~5名學生為宜,并選舉一名操作能力強的學生擔任小組長,實施“導生制”的管理模式。然后給學生分配任務,每組使用一個PCB電路板,學生圍繞任務展開學習,分工查閱時序邏輯電路的基本知識、脈沖電路的特點、555時基電路組成。小組成員通過分工合作,及時掌握任務、分析任務和解決任務,并在活動中學會與人交流、合作共同完成學習任務。教師主動參與學生活動,引導學生、啟發(fā)學生,記錄學生提出的問題,然后進行總結歸納,讓學生發(fā)揮潛能,按要求完成教學任務。

3.師生評價任務

完成教學任務的學生,要將成果展示出來,由教師組織學生評價。評價分成三種方式:其一是自我評價占30%,主要評價自己的學習情況、團隊合作情況、自身的綜合素質等;其二是小組內其他成員的評價占30%,主要看該生在任務中的參與情況、應用知識能力、任務完成態(tài)度等;其三是教師評價占40%,評價學生對于新知識的掌握程度、技能操作的熟練程度、與師生的配合程度、是否有創(chuàng)新能力等。通過學生之間的相互交流和評價,構建開放式的評價機制,讓學生彌補不足,鍛煉能力。

總之,在任務驅動教學法下,提出任務是前提,分析任務是關鍵。采用任務驅動教學法實施“制作電子數字鐘”教學,學生學習的主動性明顯加強,分析能力有較大提高,團隊精神、合作意識的積極性較強,學習和應用新知識的熱情高漲。還能“溫故而知新”,真正體現了中職教學中理論知識“夠用適度”的要求,也達到了本節(jié)課堂教學的目的。

參考文獻:

篇4

關鍵詞:高職教育;項目化教學;形成性考核

作者簡介:張麗(1981-),女,江蘇南通人,南通農業(yè)職業(yè)技術學院機電系,講師。(江蘇 南通 226007)

中圖分類號:642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)26-0051-02

“數字電路與邏輯設計”是機電專業(yè)中的一門專業(yè)基礎課,它的特點是邏輯性、實踐操作性強。它的先導課程有“電路分析”、“模擬電子技術”和“protel99SE”,后續(xù)課程有“單片機技術”、“家電原理”和“電子測量技術”,在整個學科體系中起著承前啟后的重要作用。

一、“數字電路與邏輯設計”課程設計的理念

以職業(yè)能力培養(yǎng)為出發(fā)點,應遵循“手腦并用”、“做學合一”、“理論與實際并行”、“知識與技能并重”的教學原則,突出以“能力為本位”的課程模式,以應用和就業(yè)為導向,以培養(yǎng)職業(yè)技能為目的。以學生為主體,教師為主導,才能充分發(fā)揮學生的自主學習積極性。把握學生的認知過程和接受能力的規(guī)律,注重對學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、綜合意識與綜合能力、實踐意識與實踐能力的培養(yǎng)。以理論聯(lián)系實際為指導,重點提升學生運用知識的能力,使之養(yǎng)成良好的學習習慣,把握行為引導法促進學生能力提升的發(fā)展性教育理念。

二、高職教育及高職學生的特點

高職學生的特點是基礎知識薄弱、理論學習困難、學習情緒化、對感興趣的事物接受能力強。

高職教育的特點是面向崗位群,機電專業(yè)面向的崗位主要有:

生產現場操作及維修崗位:要求具有機電產品生產現場的工藝實施能力;機電工具設備的使用與操作能力;對機電產品進行裝配、檢測與調試的能力;要求儀表的使用、計算機測試、系統(tǒng)分析或產品故障分析的技術能力要強。

機電產品、設備安裝及調試崗位:能夠對機電設備進行安裝、調試、運行管理與設備維護,并能對一般控制系統(tǒng)進行維護與改造。

機電產品、設備技術管理及服務崗位:要求技術管理人員具備看懂機械圖紙和電氣圖紙的能力;具有機電一體化設備的使用、維護、管理能力,具有一定的生產管理、技術管理等知識。機電設備銷售與售后服務技術人員具有機電設備的原理、裝配工藝等知識,具有機電設備的檢測與維修能力。

三、“數字電路與邏輯設計”項目化教學的必要性

傳統(tǒng)的教學法是從知識點的掌握到電路的分析再到電路的設計,由局部到整體,自下而上。它以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心,忽視了學生積極性、主動性的發(fā)揮,實踐以模仿為主,突出技能性訓練,缺少設計性、創(chuàng)新性,教學效果不是很理想。

因此,必須根據不同的崗位職業(yè)能力要求,確定課程的職業(yè)能力目標:會用各種表示方法描述數字電路邏輯功能,會分析常用電路的功能;能完成數字電路的設計,能分析和排除電路中出現的故障;能通過對數字集成電路芯片資料的閱讀,了解數字集成電路的邏輯功能和使用方法;能熟練掌握數字電路中常用儀器儀表的使用;能畫出所設計的數字邏輯集成電路的電原理圖,能列出所設計的電路的元器件清單,會撰寫所設計電路的測試說明。

根據課程的職業(yè)能力要求確定課程的知識目標:掌握邏輯代數基礎知識;了解集成邏輯門電路內部構造;掌握組合、時序邏輯電路的分析設計;理解觸發(fā)器的工作特性;掌握脈沖波形的產生和整形;A/D及D/A轉換。

在此基礎上采用項目教學法,它是從實際問題出發(fā)來講電路的構造、元器件的選擇,再到知識的運用,由整體到局部,自上而下,宏觀把握,以學生為中心,以項目為中心,以實際經驗為中心,緊緊圍繞工作任務完成的需要來選擇和組織課程內容,突出工作任務與知識的聯(lián)系,讓學生在職業(yè)實踐活動的基礎上掌握知識,增強課程內容與崗位職業(yè)能力要求的相關性,大大提高了學生的就業(yè)能力。

四、“數字電路與邏輯設計”課程設計思路

為落實以培養(yǎng)學生職業(yè)能力為目標的課程實施,給出課程總體設計思路:堅持以高職教育培養(yǎng)目標為依據,遵循“以應用為目的,以必需、夠用為度”的原則,以“掌握概念、強化應用、培養(yǎng)技能”為重點,力圖做到“精選內容、降低理論、加強基礎、突出應用”。

課程設計以電子產品的制作為載體,以便于與企業(yè)共同開發(fā)該課程:項目一,聲光控制燈電路制作;項目二,競賽搶答器制作;項目三,電子生日蠟燭制作;項目四,流水彩燈制作;項目五,31/2位直流數字電壓表的制作。

項目的選擇以課程標準中的教學內容為依據,既與數字電路知識緊密結合,又能夠充分體現當前的工程實際情況,同時具有一定的創(chuàng)新空間,學生可以運用學過的知識進行創(chuàng)造發(fā)揮。

通過任務引領的項目活動將必備的知識、技能、行為、態(tài)度內化融合,使學生具備本專業(yè)的高素質勞動者和高級技術應用人才所必須的數字集成電路設計、制作與測試的基本知識和基本技能,同時培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)、團結協(xié)作的職業(yè)精神。

五、“數字電路與邏輯設計”教學內容的設計

該課程的總體目標:使學生具備本專業(yè)的高素質勞動者和高級技術應用型人才所必需的電子設計基本知識,具備靈活運用常用數字集成電路實現邏輯功能的基本技能;為學生全面掌握電子設計技術和技能,提高綜合素質,增強職業(yè)變化的適應能力和繼續(xù)學習能力打下一定基礎;通過問題的解決,培養(yǎng)學生團結協(xié)作、敬業(yè)愛崗、吃苦耐勞的品德和良好的職業(yè)道德觀。

1.內容的選取

以項目二競賽搶答器的制作為例來說明:

根據總體目標確定該項目的知識目標、技能目標、素質目標。

知識目標:掌握編譯碼器知識、觸發(fā)器知識、計數器知識、脈沖波形的產生和整形知識、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器知識、復習邏輯代數知識。

技能目標:掌握編譯碼器、計數器功能、選擇連接及使用;掌握555定時器的連接及使用;運用仿真軟件畫仿真圖;具備查閱集成芯片產品手冊的能力。

素質目標:培養(yǎng)耐心細致的工作態(tài)度,培養(yǎng)嚴謹扎實的工作作風,培養(yǎng)學生競爭與合作意識。

2.教學內容的序化

(1)任務下達。將項目分解為五個子任務:譯碼電路的設計與制作、搶答電路的設計與制作、倒計時電路的設計與制作、聲響電路的設計與制作、控制電路的設計與制作。

以子任務搶答電路設計與制作為例。知識目標:學習掌握二進制編碼器、二進制優(yōu)先編碼器、BCD編碼器、BCD優(yōu)先編碼器。能力目標:掌握編碼器功能、選擇連接及使用、運用仿真軟件畫仿真圖、具備查閱集成芯片產品手冊的職業(yè)能力。素質目標:培養(yǎng)耐心細致的工作態(tài)度、嚴謹扎實的工作作風、競爭與合作的意識。

對該子任務進行分析:選手搶答情形即選手A首先按下按鈕,顯示屏上顯示A搶答成功,其他選手再按按鈕無效,選手A松開按鈕后,顯示屏上A搶答成功的狀態(tài)保持不變,直到主持人清零,進行下一輪搶答。搶答電路的重要功能:鎖存功能。既要能“鎖”,也要能“存”?!版i”——其他選手,“存”——搶答成功的選手信息。通過類比的方式引入編碼的概念,對該任務進行仿真后下達任務卡。

(2)資訊。讓學生回顧以往解決相關問題的方法,給出用門電路實現的方法;讓學生檢索常用編碼器的數據手冊,通過手冊了解芯片的功能和基本使用,掌握編碼器的測試方法,通過測試加深對芯片的功能和使用方法的了解。

教學重點:二進制編碼器與優(yōu)先編碼器的異同點。教學難點:編碼器的使用。對芯片進行測試后進行芯片用法分析。

(3)計劃決策。通過類似電路分析,啟發(fā)學生思路;引導學生討論該任務中編碼器的選型,分析采用二進制編碼器設計的缺陷;重點討論如何解決優(yōu)先編碼器的硬件電路已經固定好的優(yōu)先級;深入各小組聽取學生決策意見;根據任務要求,各小組討論出任務實施方案,設計出系統(tǒng)框圖,指導老師確認方案的可行性。

(4)任務實施。任務的實施過程主要以學生為主體,學生三人一組,將學習能力較好、中等、較弱的學生合理分配到各組,教師指導、答疑。

(5)檢查評估。根據各小組的演示給出綜合評價(部分實現、全部實現、有創(chuàng)新功能);抽取設計較佳和較差電路進行點評;教師給出優(yōu)化電路,要求學生課后進行分析。

3.教學手段、方法

項目二的教學方法:基于問題教學法 (從實際問題搶答競賽出發(fā));基于興趣的教學法 (向學生進行任務的虛擬仿真flash演示);理論實踐二位一體教學法 (編碼器功能知識的掌握與電路搭建);可視化教學法(芯片功能的測試將傳統(tǒng)測試方法與專用的數字芯片測試儀結合);小組討論法(3人分組);啟發(fā)式教學法(任務分析部分);類比教學法(編碼概念引入部分);探究法(任務實施過程中)。

本門課程教學手段、方法:任務驅動法、行為導向項目教學法;工學結合,現場教學法(項目中每個任務的綜合);傳統(tǒng)教學手段(講解法、示范法、模仿法、練習法);多媒體教學手段(PPT課件、flash仿真、網絡教學及互動平臺)。

六、“數字電路與邏輯設計”考核評價方式

建立終結性評價和過程性評價相結合的評價方式。終結性評價中知識考核占30%,綜合考核占70%。過程性評價以項目為單位,其中教師評價占40%,學習檔案占30%,小組評價和自我評價各占15%。

七、總結

以職業(yè)崗位活動調研為前提進行職業(yè)能力需求分析;以職業(yè)能力需求分析為導向確定課程職業(yè)能力目標;根據職業(yè)能力目標的需求確定知識目標;根據崗位工作過程和認識規(guī)律構建教學模塊;以職業(yè)能力訓練項目作為課程目標和教學內容的載體;以真實的職業(yè)活動實例作為訓練素材;通過項目教學真正實現“教、學、做”三者的融合;建立以形成性考核為主的課程考核體系。

參考文獻:

[1]胡錦.數字電路與邏輯設計[M].第2版.北京:高等教育出版社,2002.

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Abstract: Combining with the practical situation and characteristics of the university, based on training target of micro-electronics specialty and from the concept of undergraduate talents cultivation, this paper discussed the cultivating pattern of applied talents from course offering, teaching contents, teachers team construction, experimental teaching practice, and put forward a series of feasible and effective measures, so as to promote rapid development of our new professionals of microelectronics and cultivate application-oriented talents of microelectronics.

關鍵詞: 應用型人才;微電子專業(yè);素質教育

Key words: applied talents;microelectronics major;quality education

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0234-02

0引言

微電子學是在物理學、電子學、材料科學、計算機科學、集成電路設計制造學等多種學科基礎上發(fā)展起來的一門新興學科,是發(fā)展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。作為電子通信類高校,南京郵電大學建校近50年來,正朝著信息科技類大學進軍。隨著電子、通信和信息等產業(yè)的飛速發(fā)展,國內外微電子學人才都十分緊缺,建立微電子學專業(yè),也可為我國的 ASIC設計方面,培養(yǎng)急需的人才[1-6]。在現代科學和技術迅速發(fā)展的今天,社會要求大學的培養(yǎng)目標同經濟發(fā)展的需要相結合,如果培養(yǎng)出來的學生能夠適應社會的需求,不僅學生能有用武之地,找到自己的價值和自信,而且學校的知名度也得以提升。因此現今的學校越來越注重某一專門職業(yè)的培養(yǎng),注重培養(yǎng)有能力,有效率的人。因此當今的高校教育不僅需要培養(yǎng)大量理論基礎較扎實、具有開拓創(chuàng)新精神的專業(yè)型人才,也更需要培養(yǎng)大量工程應用型人才。應用型人才培養(yǎng)模式的具體內涵是隨著高等教育的發(fā)展而不斷發(fā)展的,“應用型人才培養(yǎng)模式是以能力為中心,以培養(yǎng)技術應用型專門人才為目標的”。本科應用型是本科層次教育,既有著普通本科教育的共性,又有別于普通本科的自身特點,它更加注重的是實踐性、應用性和技術性。即基礎知識比高職高專學生深厚、實踐能力比傳統(tǒng)本科生強,是本科應用型人才最本質的特征。本科應用型人才培養(yǎng)模式是根據社會、經濟和科技發(fā)展的需要,在一定的教育思想指導下,人才培養(yǎng)目標、制度、過程等要素特定的多樣化組合方式[7]。

1培養(yǎng)應用型人才的措施探討

培養(yǎng)應用型人才不是單方面的強化和提升,而是涉及到方方面面。比如,學校自身的特點,目標的定位,課程的設置等等,因此,培養(yǎng)應用型的人才可以采取以下措施:

1.1 明確學校和學科的特點和優(yōu)勢每一所高校都有自身的辦學特色,每一個學科都有自身的歷史傳統(tǒng)。只有實事求是地綜合分析學校已有的學科基礎、特色、優(yōu)勢和不足,才能明確學科發(fā)展的科學定位,才能培養(yǎng)出有自身特色的專業(yè)人才[6]。微電子專業(yè)在我校還是一個新專業(yè),如何把這個新專業(yè)做大做強,真正體現出南京郵電大學的微電子專業(yè)的專業(yè)特色,是一個值得探討的問題。根據我校長期為IT行業(yè)培養(yǎng)人才和相關院系的基礎和優(yōu)勢,設置了以通信集成電路設計為主要方向,并對專業(yè)方向的發(fā)展作了規(guī)劃,同時兼顧工藝設計與器件設計。與此同時,確立我校微電子專業(yè)人才的培養(yǎng)目標為:根據學校的辦學指導思想,樹立“理科本科教育以培養(yǎng)應用基礎和理工融合型人才為主,在堅持人才培養(yǎng)質量統(tǒng)一要求的基礎上,鼓勵學生個性化、多樣化發(fā)展,強化學生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)”的教學工作指導思想。從教育理念上講,應用型人才培養(yǎng)應強調以知識為基礎,以能力為重點,知識能力素質協(xié)調發(fā)展。強調學生綜合素質和專業(yè)核心能力的培養(yǎng)。側重學科、專業(yè)知識的學習和專業(yè)能力的培養(yǎng);培養(yǎng)適應社會主義現代化建設和信息產業(yè)發(fā)展需要,在德智體諸方面全面發(fā)展,具有較高思想道德、良好的科學文化素質、敬業(yè)精神和社會責任感,在擁有微電子學領域內扎實的理論基礎上、還具備實驗能力和專業(yè)知識,具有較強的創(chuàng)新精神和工程實踐能力,能在應用微電子學、半導體技術及相關的電子信息科學領域從事產品設計、科技開發(fā)、工程技術、生產管理與行政管理等工作。

1.2 課程設置課程的設置是否合理對應用型人才的培養(yǎng)起到了至關重要的作用,其結構是否連貫、課程安排是否合理直接影響后續(xù)的教學培養(yǎng)工作。

1.2.1 課程的設置考慮到應用型人才的特點,必須根據行業(yè)的需求來安排和設置課程,在進行課程設置的時候,必須先進行廣泛的調研,考慮到社會的實際需求,社會需要什么樣的人才,對今后畢業(yè)生的去向有充分的了解,了解用人單位的性質,了解用人單位要求畢業(yè)生具備什么知識和能力,更重要的是,培養(yǎng)學生自學的能力、解決問題的能力、判斷能力和創(chuàng)新能力。在微電子專業(yè)正式招生之前,我們組織教師到國內不少高校進行調研,并與多所學校的教師進行了交流。在廣泛調研的基礎上,我們了解了國內外、省內外的同類專業(yè)的發(fā)展狀況和我校微電子專業(yè)的實力、優(yōu)勢及所處的地位,了解到國內外微電子學及集成電路設計人才都十分緊缺,為此,我們提出通訊集成電路和新型微電子器件作為我們的專業(yè)方向和特色,并在教學和科研中體現出來。為此,在課程設置上,我們必須在對已經投入適應的培養(yǎng)方案進行分析和總結、不斷地進行修訂和完善,將整個學科的課程結構體系,到具體到每一門課程的知識體系,都應該進行優(yōu)化設計,以期在最短的學時內使學生掌握牢固的知識。最終使學生獲得以下幾方面的知識和能力:①掌握數學、物理等方面的基本理論和基本知識,具有較好的人文社會科學基礎,并熟練掌握一門外語;掌握微電子學、半導體科學與技術的基本知識、基本理論和基本實驗技能;②熟悉國家信息產業(yè)政策及國內外有關知識產權的法律法規(guī);了解微電子學的理論前沿、應用前景和最新發(fā)展動態(tài),以及信息產業(yè)發(fā)展狀況。③具備較好的運用專業(yè)知識進行器件設計、集成電路設計的能力,成為工程應用型人才。

1.2.2 理論課程的內容針對江蘇省和南京市的集成電路發(fā)展特色,以及南京郵電大學的學科特點和電子科學與工程學院的實際情況,適當加強通訊集成電路、新型微電子器件和光電集成的課程,體現專業(yè)特色。以能力培養(yǎng)為基礎來設計的。在進行社會行業(yè)的調查中,首先考慮學生畢業(yè)后從事何種職業(yè),然后對這種工作需要哪些能力和知識,根據工作的要求對教學終的課程進行專項的能力和綜合能力。在通識基礎課中設置了高等數學、大學物理、物理實驗、程序設計等。學科基礎課中設置了數理方程、概率論、信號與系統(tǒng)、數字電路與邏輯設計、模擬電子技術及電工電子實驗等。這些是所有涉及到電類專業(yè)的學生都必須學習的課程。在微電子專業(yè)的專業(yè)基礎課中安排了固體物理、半導體物理、半導體集成電路工藝、半導體器件物理、通信原理,這些課程都是基礎理論課程,是為微電子專業(yè)的學生打下基本的專業(yè)基礎。考慮到應用型人才的培養(yǎng),在集成電路與CAD的課程設置上,不同于專業(yè)型人才的培養(yǎng)模式,專門設置了16小時的實驗,加強學生的實驗和操作技能。在集成電路分析與設計的課程設置中,專門將模擬和數字分開,設置了各48小時的模擬集成電路分析與設計、數字集成電路分析與設計,這不同于其他院校的課程設置,應該也算是我專業(yè)的一個特色和優(yōu)勢。使學生掌握初步的集成電路設計知識,加強了學生的集成電路分析和設計的能力。另外還設置了32小時的VLSI設計實驗課和32小時的微電子專業(yè)實驗,這也大大加強了實驗和上機比例。具體來講,已經在建設的ASIC設計實驗室的基礎上開展了ASIC設計實驗課程的教學,并籌備建立了微電子專業(yè)實驗室,擁有了一批工作站、計算機等硬件資源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等軟件資源、學會一到兩種EDA工具的使用方法。建設微電子器件和半導體物理專業(yè)實驗課程,在廣泛調研的基礎上購置了必要的儀器設備、編寫了實驗教程、開展了半導體材料實驗和晶體管測試實驗;基于以上措施,建立一整套完備的、覆蓋微電子產業(yè)前端和后端工序的微電子實驗課程體系。開展了器件和工藝設計實驗。掌握一定微電子實驗能力是微電子專業(yè)本科生應當具備的基本素質。在微電子專業(yè)的專業(yè)選修課中設置了VLSI版圖設計基礎、片上系統(tǒng)設計、微電子器件設計、MEMS與微系統(tǒng)設計、新型微電子器件、通信集成電路等多門課程,涵蓋了微電子方向的器件設計、電路設計、工藝設計等各個方面。更好地體現了應用型人才的培養(yǎng)方向和目標。

1.2.3 實踐課程的內容課程突出職業(yè)能力。對于應用型人才來講,在學習過程中訓練學生的職業(yè)技能是學生是否成功的關鍵之一;學習過程重點基于問題的學習,這是培養(yǎng)學生解決問題能力、判斷能力和創(chuàng)新能力的又一關鍵;學習過程還要培養(yǎng)學生的溝通能力。此外,還擬通過建立微電子專業(yè)實驗室,開設微電子和半導體測試實驗課,在培養(yǎng)學生理論知識的同時,加強實踐能力的培養(yǎng),培養(yǎng)既有較深理論基礎,又有一定動手能力的全面發(fā)展的學生。微電子專業(yè)是一個實踐性較強、實踐內容多的專業(yè),從集成電路的生成流程來看,其實踐內容包括系統(tǒng)和電路設計、器件設計、工藝設計、版圖設計、實際流片和測試。作為高等學校,而非生產廠家,不可能具備從前端到后端整個流程的實踐條件,為此,我們擬對其中的主要環(huán)節(jié)開展實踐教學。在實踐型環(huán)節(jié)的課程設置中,通識基礎課和學科基礎課中安排了電類學科所必須的程序設計、電裝實習、電子電路課程設計等。在專業(yè)基礎課和專業(yè)課中,設置了軟件設計、微電子課程設計等,設計內容都是與本專業(yè)緊密相關,全面運用到所學的專業(yè)知識。同時建立校外實習基地,使學生能夠初步了解芯片生產過程。通過參加國外IC CAD公司的大學計劃、購置器件和工藝設計CAD工具,并通過和IC生產企業(yè)建立良好合作關系,建立生產實習基地。注重學生與工業(yè)界的直接聯(lián)系。爭取在畢業(yè)設計階段,大部分學生的畢業(yè)設計都能在企業(yè)完成的,而且不少學生的第一個工作就是在所實習和進行畢業(yè)設計的單位里找到的。

1.3 師資隊伍的建設沒有高水平的師資隊伍,培養(yǎng)高素質的人才也只能是紙上談兵。而且本學院的主要任務就是能培養(yǎng)具有良好的學習、工作和創(chuàng)新的高級應用型人才,因此從這個方面來講,沒有年齡結構、學歷結構、職稱結構合理的高水平師資隊伍,也是不能完成高校所承擔的任務的。而且針對應用型人才的培養(yǎng)目標,師資隊伍本身也要具備能培養(yǎng)應用型人才的能力和水平。

1.3.1 積極培養(yǎng)學科帶頭人培育創(chuàng)新型人才就要統(tǒng)籌考慮學科直接承擔的教學、科研、服務三大職能的關系,加速建設學科帶頭人、重點骨干教師和優(yōu)秀青年教師4個層次的學術梯隊。以中青年學科(術)帶頭人的培養(yǎng)為重點,并加大向青年骨干教師和一線教師傾斜的力度,創(chuàng)造一個公開、平等、競爭、擇優(yōu)的用人環(huán)境,營造一個和諧、寬松、溫馨的工作氛圍。學校要為人才成長創(chuàng)造一流的工作和實驗條件,打造一個凝聚人心的事業(yè)平臺,通過培養(yǎng)和引進,形成一批整體素質高、學術實力強、結構合理、具有團結協(xié)作精神的學術梯隊,使其在學科建設中發(fā)揮突出作用。

1.3.2 在教師中增加培養(yǎng)應用型人才的意識目前,我校的微電子技術系擁有教師7名,平均年齡35歲以下,年輕教師占了90%以上。我們學院的老師都是從大學畢業(yè)直接來教大學,導致對學生的培養(yǎng)從源頭上還是在按照“理論型”或“學術型”的培養(yǎng)模式在進行。因此,建立既具有深厚扎實的理論知識功底,又具有精通實踐,有很強的動手操作能力和解決生產實際問題能力的“雙師型”教師隊伍,培養(yǎng)高層次高質量的實用型、應用型教學人才迫在眉睫。今后學院應把如何培養(yǎng)“應用型教師”作為一個重要目標,來加強師資隊伍的建設。在教師中增加培養(yǎng)應用型人才的意識。

積極籌措資金,進一步完善微電子設計、測試實驗室,開出更多的實驗項目,增加實驗組數,鼓勵教師在課程教學中增加設計、實驗類的課時比例,讓學生多動手動腦。鼓勵教師積極申報應用型或工程類的項目,這樣既可以滿足一定的科研工作量,也可以讓學生參與到項目中來鍛煉學生的從事科研和工程技術類的工作,積累一定的設計、實驗和操作經驗。鼓勵教師與公司、研究所合作,給學生提供實習、工作的機會和場所,也可以提高就業(yè)率。鼓勵教師到國內外高校去做訪問學者,積極參加國內外舉辦的國際會議,從而了解專業(yè)的最新發(fā)展、前沿問題,并開闊了眼界。設立??罱⑶嗄杲處熍囵B(yǎng)基金,資助青年教師開展注重應用類的教學科研工作。在進行教學工作的同時,也與企業(yè)界密切合作進行科研工作和技術開發(fā)工作,保證自己在理論和技術方面的領先性,在授課時結合自己的研究成果、把新的觀念、新的方法、新的理論傳授給學生,當自己的研究成果轉化為產品后,可以將最新產品和最新技術溶入工業(yè)中。

只要通過以上措施,從學科目標、理論課程、實踐環(huán)節(jié)及師資隊伍建設等工作常抓不懈,經過一定的階段,一定會培養(yǎng)出高水平的擁有微電子學領域內扎實的理論基礎、較強的創(chuàng)新精神和工程實踐能力,從事產品設計、科技開發(fā)、工程技術、生產管理與行政管理等工作的應用型人才。

2小結

總的來說,微電子學是發(fā)展現代高新技術和國民經濟現代化的重要基礎。而國內外微電子學人才都十分緊缺,尤其注重某一專門職業(yè)的培養(yǎng)。因此我校也更需要培養(yǎng)大量的微電子方面的工程應用型人才。而培養(yǎng)應用型的人才必須采取的措施是:明確我校的特點和優(yōu)勢,以通信集成電路設計為主要方向,同時兼顧工藝設計與器件設計;在課程的設置上,必須根據行業(yè)的需求來安排和設置課程,除了基礎理論課,也要大大加強實驗和上機比例。在培養(yǎng)學生理論知識的同時,加強實踐能力的培養(yǎng),培養(yǎng)既有較深理論基礎,又有一定動手能力的全面發(fā)展的學生;同時在教師中增加培養(yǎng)應用型人才的意識,鼓勵教師與公司、研究所合作,積極申報應用型或工程類的項目,讓學生參與到項目中積累一定的設計、實驗和操作經驗。鼓勵教師給學生提供實習、工作的機會和場所。相信通過各方面的工作的配合,一定會培養(yǎng)出高質量的微電子學領域內的應用型人才,為我國的微電子工業(yè)做出貢獻。

參考文獻:

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[5]李文石,錢敏,黃秋萍.施敏院士論微電子學教育.教育家,2003,(3):11-16.

篇6

關鍵詞:教學原理;刪繁就簡;注重實踐

中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1009-0118(2012)05-0139-02

我校電子專業(yè)課程設置中有《電視機原理及電路分析》和《電視機維修技術》這兩門課,在教學中我根據實際需要,把這兩門課內容穿插結合起來,講清理論、重在實踐,變理論知識為實踐能力,在實踐中自覺培養(yǎng)學生運用基本知識原理解決實際問題的能力,收到良好的教學效果。

一、刪繁就簡講清基本理論知識,打好學生實踐基礎

《電視機原理及電路分析》和《電視機維修技術》這兩門課內容多,照本宣科,那么所安排的教學時數完成不了教學任務。針對這種情況和學生的接受程度,對課本內容進行了刪減。確定教學目標,講究課程內容的實用性,使同學們感到所學知識能用得上,從而提高學生學習的專業(yè)課的興趣。

(一)μPC系列集成電路

在教學上以μPC系列集成電路組成的黑白機型為主,它包含三塊集成電路:1、中放集成電路μPC1366C,可完成中放、視頻檢波、AGC、ANC、預視放等功能;2、伴音集成電路μPC1353C,可完成伴音中放、鑒頻、音頻的前置放大和功放等整個伴音通道的功能;3、場掃描集成電路μPC1031C,可完成場振蕩、場激勵、場輸出等整個場掃描電路的功能。注意講清各部分電路的組成、功能(略去原理),而后要求學生對整機電路進行分析。

(二)掃描電路的振蕩級

在講授行掃描電路的振蕩級時,先指出它的任務是產生周期為64μs、脈沖寬度為18—20μs、幅度為2—4V的矩形脈沖波,然后畫出具有代表性的電感三點式振蕩器電路,它是由振蕩管、自耦式振蕩線圈和基極電阻、電容、發(fā)射極電阻及集電極負載等組成,再把這電路的工作過程做簡單介紹:1、振蕩管從導通到飽和就是接通電源后,在振蕩管各極將相繼出現電流,必在線圈中產生自感電動勢,經過一個連鎖式正反饋過程,振蕩管很快就達到飽和;2、保持飽和就是等效于將線圈直接與電源相接,造成線圈的電流還是緩慢上升,另一方面向發(fā)射電容充電形成電流,使得發(fā)射電位上升以維持飽和,又經振蕩管向基極電容充電使基極電位上升,由于發(fā)射極電容充電較基極電容時局快達到穩(wěn)定值;3、從飽和到截止就是基極電流控制集電極電流,在線圈中產生反向自感電動勢,又經過連鎖式的正反饋,振蕩管很快就趨向截止;4、從截止到再導通這四個階段,結合圖形進行講解,使學生掌握這種典型電路的工作過程。

為了讓學生對電視機各部分電路故障有一感性認識,在電視機示教板上各部門電路創(chuàng)設故障,開機試驗,要求學生針對屏幕上出現的現象,應用所學的知識來分析,尋找故障點的位置,我根據學生所判斷的位置,并做相應的修理,當場驗證,結果證明,對于一般性故障,判斷準確率達80%。當判斷錯誤或無法排除故障時,教師給予啟發(fā)幫助排除故障。例如,黑白機開機后熒光屏上呈現出一條水平亮線,表明行掃描電路和顯像管電路工作基本正常,故障一定在場掃描電路,是由于電子束集中轟擊熒光屏上一個非常窄小的部分,時間長了會損傷熒光粉而留下痕跡,因此亮度不能太亮,只要能觀察到亮線就行,對場掃描電路的檢測一般分成兩步進行,第一步先檢測后級,常用人體感應電壓注入法(也可叫碰觸法或干擾法),即手持鑷子或螺絲刀的金屬部分,碰觸場掃描電路后級的輸入端,同時觀察碰觸瞬間熒光屏上亮線的變化,若此時亮線變成了亮帶,說明后級有放大能力,基本正常,故障在于前級無鋸齒波信號輸出;若此時亮線完全無反映,說明故障在后級,前級很可能是有鋸齒波信號輸出;如果我們們覺得人體感應信號太小,熒光屏上的反映不明顯,還可以用一個人0.047μF左右的電容隔直,從電源變壓器次級交流18V處取出50HZ的交流信號,由后級電路輸入端注入,若此時水平亮線變成有一定高度的掃描光柵,這就更清楚地說明后級級基本正常;若熒光屏上無反映,則故障在后級。這樣的教學方法,既活躍了課堂氣氛,又激發(fā)了學生的思維,加強了學生對整機電路原理的理解和記憶,為學生自己組裝和維修打下基礎。

二、加強課堂實踐教學,培養(yǎng)學生操作能力

(一)為了滿足學生實踐鍛煉的需要,達到對電子專業(yè)實踐操作預定目標,我校安排專項實踐資金購買黑白電視機套件,劃出整體的實習時間,讓學生對電視機進行整機組裝實習。教師精心組織指導,嚴格把好六關,即:1、管腳上錫關;先用砂紙或小刀把元件引腳上氧化層或污垢去掉,然后用電烙鐵上錫;2、元件測試關:即要求把電阻、電容、晶體管、集成電路等元件逐個用萬能表或測試儀進行測試,不符合要求予以剔除;3、元件插入關:把測試好的元件對照所發(fā)給的電路圖,逐個插入印刷電路板上,插完后要求學生進行互查,并對插錯的個別元件做好記錄;4、焊接關:在整機板上元件插入并通過檢查后,嚴格按照焊接的規(guī)范化進行,即注意控制烙鐵溫度,焊接時間,被焊點吃錫量的大小,嚴防假焊;5、調試關:當整機線路全部焊接完畢,并檢查無誤后,可進行整機調試,調試過程遵循先粗后細原則,在整機各關鍵點電壓正常情況下,先調出圖像、聲音,然后再用儀器(如掃頻儀、電視信號發(fā)生器)仔細調準通頻帶、圖象幅度、線性等;6、μPC1366C、μPC1031C、μPC1353C三片集成塊的測試關:如μPC1366C及全部元件安裝完成后,先用萬用表進行檢測,再用掃頻儀進行調試。例如,對μPC1366C關鍵引出腳的電壓進行檢測:電源加載端七腳電壓應為了10.5V;十二腳為內部穩(wěn)壓輸出,供圖像中頻放大器使用,其電壓應為6.8V左右;四腳電壓大約2.2V左右;當其拔到有信號頻道時電壓上升,在強信號頻道時最高可達4.2V。調節(jié)2W1時,使五腳電壓為5.4—5.6V,六腳電壓應略有上升,一般規(guī)律是當四腳電壓超過3.8V時,六腳電壓即開始上升,表明內部中放和高放AGC電路正常。當學生實踐操作遇到困難時,教師現場給予指導并鼓勵他們耐心、細致、大膽地操作,通過學生自己對電視機元件的測試、安裝、焊接、調試、檢修等,大大地提高了他們分析問題能力和實際操作能力。

(二)加強電子專業(yè)實驗室建設,提高實驗課的開出率。學校單獨組建了電子實驗室,新添了示波器、掃頻儀、信號發(fā)生器等一些電子測試設備,根據教學需要,我們自制了黑白電視機示教板,在課堂教學上應用,以它獨有的直觀性,趣味性、科學性等優(yōu)勢、極大地集中了學生的上課注意力,調動了學生學習的積極性。

(三)為了讓學生學到知識有用武之地,提高學生對自身價值的認識,學校還創(chuàng)辦了家電維修室,開展第二課堂活動,經常由有教學,維修經驗的教師,利用節(jié)假日、星期天時間分批帶領學生上街免費為民維修家用電器,并部分家用電器收集回校,讓學生尋找資料獨立完成,使他們在完成維修任務同時,體會到理論知識學習的重要性。兩年來,通過這一活動的開展發(fā)現,全班40名學生,有36名能夠排除黑白電視機常見故障,其中8名學生還能檢修彩色電視機、錄相機等常見故障。

三、注重課余動手,提高學生操作水平

(一)加強實踐訓練管理,做到有計劃、有措施、有總結

首先根據課程特點,制定了實踐訓練項目與考核標準,使學生在實習時有目的地自發(fā)進行,每個項目的實習,記有成績評定,如黑白電視機組裝,采取人人過關,著重從焊點的光滑程度,各金屬支架,塑料配件,緊固羅絲等安裝是否牢靠,內部連接導線排列是否規(guī)范,調試后圖像伴音質量情況等來確定實習成績。在每一次實習后,要求學生進行總結,并以書面材料上交,總結內容包括:實習器材選擇,過程記錄,所發(fā)生問題及解決的方法,實習電路的改進、建議等。這樣,使學生對理論知識提高了認識,加深了記憶。期末還增設了實踐考試科目、通過考核發(fā)現,學生的實踐技能操作能力明顯提高。

(二)進一步開發(fā)學生智力,開展“三小活動”

即結合其它電子專為科目課程,開展小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作競賽活動,每學期要求每位學生上交兩種以上自制電子作品,如某一電子電路的改進、電路設計、新穎電路介紹、小制作電子產品等項目,期末進行評選,評出獲獎作品,對獲獎學生按不同檔次以一定的比例計分加入技能考核成績中。

參考文獻:

篇7

【關鍵詞】數字電路;VHDL;教學改革;設計方法

1.引言

數字電路是理工科中的電類專業(yè)和計算機專業(yè)必修的專業(yè)基礎課程,也是信息類各專業(yè)的平臺課程。該課程在介紹有關數字系統(tǒng)基本知識、基本理論、基本電路的基礎上,重點討論數字系統(tǒng)中各種邏輯電路分析與設計的基本方法,以及該領域的發(fā)展現狀及最新的技術。設置該課程的主要目的是為了讓學生了解各種基本邏輯電路,能熟練地運用有關知識和理論對各類邏輯電路進行分析設計。目前, 大多數高等院校仍是采用傳統(tǒng)的數字電路教學模式, 以教材為中心,過于強調基本原理、公式的推導以及波形的分析,往往讓學生覺得抽象,不能夠很好地理解電路、集成芯片的功能及應用。而實驗環(huán)節(jié)主要在實驗箱上完成,開設的是一些驗證性的實驗,對各實驗項目的電路設計以手工為主,一般遵循自底向上的設計方法,從電路的功能分析,真值表、表達式、邏輯電路圖到器件的選擇、連線、測試等,學生的認識僅僅停留在局部小部件上,復雜的系統(tǒng)設計思想受到限制。在數字電子技術飛速發(fā)展的今天,大規(guī)模以及超大規(guī)模集成電路的廣泛應用,這種缺乏實用性和創(chuàng)新性的傳統(tǒng)教學模式,已不再適應現代應用型人才的培養(yǎng)。因此,教學需要融入新技術 、突破傳統(tǒng)教學模式,引入VHDL語言的數字電路教學改革就成為一個重要的研究課題。

2.VHDL語言及其特點

超高速集成電路硬件描述語言(VHDL) 是一種用于數字電路設計的高級語言,是被IEEE和美國國防部確認為標準的硬件描述語言,其主要用于描述數字電路的結構,行為,功能和接口。基于這種描述結合相關的軟件工具,可以得到所期望的實際數字電路。利用VHDL語言進行電路設計具有以下幾個特點:

(1)VHDL可用于設計復雜的、多層次的設計,并且支持設計庫和設計的重復使用;

(2)與其他的硬件描述語言相比,VHDL具有更強的行為描述能力;

(3)VHDL有豐富的仿真語句和庫函數,使其在設計的早期就能查驗設計系統(tǒng)的功能可行性,借助于相關仿真器隨時可對設計進行仿真模擬;

(4)對于VHDL完成的一個確定的設計,一般可進行邏輯綜合和優(yōu)化,并能自動的把VHDL描述設計轉變成門級網表;

(5)VHDL語言支持電路描述由高層向低層的綜合變換,便于文檔管理,易于理解和設計的再利用;

(6)VHDL對于設計的描述具有相對獨立性,設計者可以不懂硬件的結構,最終實現的目標器件設計。

3.VHDL語言較傳統(tǒng)設計方法的優(yōu)點

通過上述特點,我們了解到VHDL語言功能強大、設計靈活、容易掌握。將VHDL語言引入數字電路教學中,有利于增強學生對電路設計的認識,掌握更多的設計方法,提高分析設計能力。本文針對六進制約翰遜計數器的設計,分別采用了傳統(tǒng)設計方法和VHDL方法進行設計,通過對比可得出,VHDL可以顯著提升數字電路的教學效果。

3.1 傳統(tǒng)設計方法

傳統(tǒng)電路設計采用自底向上的設計方法如圖1所示。本文選用JK、D觸發(fā)器及門電路來實現,采用3個觸發(fā)器連接產生8個狀態(tài),六進制約翰遜計數器只有6個狀態(tài),將其中的010,011兩個狀態(tài)禁止掉,具體狀態(tài)轉換表如表1所示。

圖1 自底向上設計方法

表1 狀態(tài)轉換表

CLK Q2n'Q1n'Q0n Q2n+1'Q1n+1'Q0n+1

1 0..0..0 0...0...1

2 0..0..1 0...1...1

3 0..1..1 1...1...1

4 1..1..1 1...1...0

5 1..1..0 1...0...0

6 1..0..0 0...0...0

由狀態(tài)轉換表得出狀態(tài)方程:

,,

將Q2,Q1選用D觸發(fā)器,Q0選用JK觸發(fā)器,得出驅動方程:

,,,

根據驅動方程最終畫出邏輯原理圖如圖2所示。

圖2 邏輯原理圖

在得到邏輯原路圖后,還需要進行邏輯驗證,驗證無誤后再對邏輯原理圖進行邏輯驗證無誤后,在PCB版上完成布線、裝配、焊接及調試,如有問題,再進行局部修改,直至整個電路調試完畢為止。

圖3 自頂向下設計方法

3.2 VHDL設計方法

VHDL設計采用自頂向下的設計方法如圖3所示。首先根據設計要求對電路功能進行行為級描述和仿真,然后再進行RTL級描述和仿真,達到預期結果后再進行邏輯綜合、布局布線,最終完成電路設計。

(1)行為描述,也就是對計數器數學模型的描述,通過代碼描述出輸入、輸出引腳和計數過程中狀態(tài)變化時序及關系,具體程序如下:

LIBRARY ieee;

USE ieee.std_logic_1164.all;

entity counter6 is

port(clk,reset:in std_logic;

count_out:out std_logic_vector(2 downto 0));

end counter6;

architecture rtl Of counter6 is

signal next_count:std_logic_vector(2 downto 0);

begin count_proc:process(clk,reset)

begin if reset='0' then

next_count<="000";

elsif clk'event and clk='1' then

case next_count is

when "000"=>next_count<="001";

when "001"=>next_count<="011";

when "011"=>next_count<="111";

when "111"=>next_count<="110";

when "110"=>next_count<="100";

when "100"=>next_count<="000";

when others=>next_count<="000";

end case;

end if;

count_out<=next_count;

end process;

end rtl;

利用Max+plusⅡ軟件對上述程序進行編譯、仿真,仿真結果如圖4所示,結果表明,該方案符合設計要求。

圖4 仿真結果

(2)RTL描述,即用具體門電路、運算器等來描述行為部分。行為描述程序抽象程度較高,故需轉化為RTL方式描述的VDHL程序,以便于映射到具體的邏輯元件,得到硬件的具體實現。對于改寫后的RTL程序同樣需要進行仿真,檢查正確性。

(3)邏輯綜合,利用MAX+PLUS II Advanced Synthsis ALtera將其轉換為門級網絡表,輸出邏輯原理圖并進行仿真、檢查定時關系。最后根據需要利用門級網表做出ASIC芯片或生成FPGA碼點,完成電路設計。

3.3 VHDL與傳統(tǒng)設計方法比較

相較于傳統(tǒng)設計方法,VHDL采用自頂向下的設計方法,可進行結構化、模塊化設計,更利于分工合作,再加上各層次的仿真檢查,便于早期發(fā)現錯誤并改正,提高了設計效率;同時設計描述的相對獨立性,使得學生設計時不必寫表達式、真值表,不必考慮所用器件,降低了設計難度;另外VHDL語言簡單易學,MAX+PLUS II界面友好,通過仿真波形分析,學生能更形象、更深刻的理解所學內容。

4.結束語

數字電路作為專業(yè)基礎課程,其教學效果的好壞,將直接影響后續(xù)相關專業(yè)課程的學習。在數字電路教學中引入VHDL描述語言,利用MAX+PLUS II進行編譯、仿真、演示,不但豐富了教學內容,改進了教學手段,提高學習興趣,還有助于學生消除“抽象感”;另外VHDL能將傳統(tǒng)教學中較難實現的電路設計轉換為軟件設計,不僅簡化了設計工作,還有利于增強學生對集成芯片的認識,提高分析設計能力,掌握更多的設計方法,以適應現代應用型人才培養(yǎng)要求。

參考文獻

[1]張?zhí)扈?基于VHDL的數字電路課程改革研究[J].湖北廣播電視大學學報:2010(02):25-26.

[2]黃紅霞.基于VHDL提升數字電路教學效果的研究[J].黃石理工學院學報,2010(03):66-70.

[3]譚勇,朱斌.基于EDA技術的數字電路實驗教學改革[J].中國現代教育裝備,2012(17):43-44.

篇8

關鍵詞:數字電子電路;VHDL;EDA技術;可編程芯片

中圖分類號:TN702 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)19-0051-02

大規(guī)模集成電路的出現以及計算機技術的不斷更新?lián)Q代與廣泛應用,促使數字電子電路的設計已經發(fā)展到了一個更新的領域,用以下四方面便足以顯示:(1)硬件電路的設計越來越趨向軟件化;(2)數字電路發(fā)展愈加芯片化;(3)電子器件以及與其相關的技術研發(fā)越來越多地朝著服務于EDA的方向;(4)電路設計技術的發(fā)展趨勢朝著更加規(guī)范化、標準化的HDL硬件描述語言及EDA工具的推廣使用上。當今的技術發(fā)展趨勢要求從業(yè)人員在進行數字電子電路設計過程中,必須具備運用電子計算機以及操作超大規(guī)模的可編程邏輯器件的能力。本文通過對以EDA與VHDL為基礎的數字電子電路開發(fā)設計過程進行簡要敘述,為該技術的推廣運用,做出必要的文獻研究支撐。

1 EDA技術概述以及其開發(fā)設計流程

1.1 EDA技術的基本知識

EDA技術指的是以計算機為工作平臺,將應用信息處理、計算機技術、智能化技術及電子技術進行融合的最新成果,進行電子產品的自動設計。20世紀60年代中葉,隨著技術水平的不斷進步逐漸,該技術結合了CAM、CAT、CAD以及CAE的綜合優(yōu)勢被逐步發(fā)展出來。

與其前身相比,EDA在以下五方面擁有著十分明顯的優(yōu)勢:(1)EDA技術能夠對目標進行現場編程,并即時地實現在線升級。(2)硬件電路設計過程中采用軟件設計的方式,通過輸入波形、原理圖、編程語言等指令,可以在進行硬件設計、修改、檢測中,不涉及任何硬件工具進行特定作業(yè)。(3)產品直面設計自動化。EDA技術能夠自動地根據設計輸入的電路原理圖或者HDL進行邏輯編譯、適配、布局、優(yōu)化等一系列工序調整并生成符合要求的目標系統(tǒng)。換句話說,就是運用電路功能完成對電子產品的測試、仿真、優(yōu)化全程操作。(4)EDA技術的經濟實用性更加科學、合理,不僅設計成本保持在較低水平,設計的靈活性也大大提高,同時新技術的開發(fā)周期也明顯縮短。(5)集成化程度更加完善。EDA設計方法,還有另外一種稱呼:利用芯片進行設計的方法,在集成芯片日益大規(guī)模的發(fā)展背景下,利用EDA技術,可以實現在芯片上構建系統(tǒng)的目的。

1.2 EDA技術的開發(fā)設計流程

EDA技術在設計方法上,通過對以往的“電路設計硬件搭試調試”模式進行革命化的轉變,代之以計算機自動化完成的模式(如圖1),完成了數字電子電路設計的巨大飛躍。

筆者將EDA技術設計過程中兩個最基本的組成部分設計載體:可編程邏輯器件PLD以及設計輸入:硬件描述語言VHDL進行具體介紹。

2 可編程邏輯器件PLD

可編程邏輯器件(Programmable Logic Device,PLD)是一種電子零件、電子組件,簡而言之也是一種集成電路、芯片。PLD芯片屬于數字型態(tài)的電路芯片,而非模擬或混訊(同時具有數字電路與模擬電路)芯片。PLD與一般數字芯片不同的是:PLD內部的數字電路可以在出廠后才規(guī)劃決定,有些類型的PLD也允許在規(guī)劃決定后再次進行變更、改變,而一般數字芯片在出廠前就已經決定其內部電路,無法在出廠后再次改變。

3 硬件描述語言VHDL

3.1 VHDL的基本知識

VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,在電子工程領域,已成為事實上的通用硬件描述語言。具有以下特點與優(yōu)勢:(1)更強大的行為描述能力。有效避免具體的器件結構,為實現超大規(guī)模的電子系統(tǒng)設計與描述打下堅實基礎。(2)適用范圍多樣,且易于操作修改。VHDL采用國際通用的編程語言,能夠很好地適用于不同版本的EDA工具,為操作者進行使用和修改提供了極大的便利。(3)設計描述過程獨為一體。編程人員能夠在對設計最終目標以及其他設計領域不甚了解的情況下,完成自身的編程操作工序。(4)使用EDA工具可以十分方便地對VHDL語言進行進一步的優(yōu)化提升,由于EDA工具對其的可識別性,EDA可以實現對VHDL的設計語言重新進行整合、升級,并用門級網表將其表示出來。

3.2 基于VHDL的設計實例

用一個簡單的狀態(tài)機舉例說明

4 結語

通過使用精簡描述語言VHDL進行數字電子電路設計,不僅能夠完成各種邏輯復雜、規(guī)模龐大的數據運算,更可以有效地將設計周期大大縮短,提高整個系統(tǒng)的可靠性以及集成度。

參考文獻

[1] 于玲.EDA應用課程教學改革分析[J].遼寧工業(yè)大學學報(社會科學版),2012,(1):136-138.

[2] 王彩鳳,胡波,李衛(wèi)兵,杜玉杰.EDA技術在數字電子技術實驗中的應用[J].實驗科學與技術,2011,(1):782-783.

[3] 李曉敏,徐濤.EDA技術在“數字電子技術”課程中的應用[J].中國科技信息,2011,(9):167-169.

篇9

【關鍵詞】Cadence;教學方法;教學質量

The Teaching Method Study on Technology and Application of Cadence

YIN Pei-pei

(Computer Center, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu 211106, China)

【Abstract】With the development of electronization,integration and systematization of industrial technology, traditonal circuit design softwares are replaced by Cadence. Some attempts in teaching and study are introduced in this paper. The teaching method, progress and assessment system are also researched to improve the comprehensive qualities and innovation ablity of student, as well as the teaching qulity.

【Key words】Cadence; Teaching method; Teaching qulity

0 引言

隨著工業(yè)技術的電子化、集成化和系統(tǒng)化的迅速發(fā)展,電路設計已經進入的一個全新的時代,目前高速電路設計業(yè)已經成為了電子工程技術發(fā)展的主流。而Cadence以其強大的功能逐漸成為PCB設計行業(yè)中的主導軟件[1]。

Cadence軟件[2]是美國Cadence公司推出的一個大型電子設計自動化(Electronic Design Automation, EDA)軟件,其功能十分強大可以進行專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)設計、現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)設計和印刷電路板(Printed circuit board, PCB)設計。目前Cadence軟件產品分為4個平臺分別為Incisive功能驗證平臺、Encounter數字IC設計平臺、Virtuoso定制設計平臺和Allegro系統(tǒng)互連設計平臺。其中Allegro系統(tǒng)互連設計平臺是能夠協(xié)同設計高性能集成電路封裝和PCB的平臺。

“Cadence軟件技術與應用”這門課程的教學目的,不僅是讓學生掌握Cadence軟件在制作PCB的基本操作流程,同時還對電路板的制作工藝等知識有一定的了解,讓學生能獨立設計一個完整的高速電路系統(tǒng)[3]。為了在有限的時間內使學生熟練掌握Cadence軟件,通過學生實際動手完成具體案例的形式,促使學生自覺學習軟件及電路知識,能夠有效保證課堂的教學效率與教學質量。本文針對該課程的特點,摸索出了一套有效的教學方法,并取得了較好的效果。

1 任務驅動教學

任務驅動教學就是讓學生明確在實驗學習過程中所需完成的任務及所需要掌握的技能,實驗任務由簡到難,循序漸進,每個實驗完成后可激發(fā)學生的成就感。在課程教學中每次備課都會精心設計實驗,把教學目標所要求的知識點融入到每個實驗中。作為校公選課,面對全校不同專業(yè)、不同層次的學生,我們還需要考慮選取什么樣的項目給學生進行實驗。項目的選取主要分為三個部分:基礎項目、綜合項目、設計項目。基礎項目是所有學生必須掌握的實驗內容。綜合項目是在完成基礎項目后完成的,要求80%的學生可以完成實驗任務。設計項目只有少部分學生能夠完成,屬于有挑戰(zhàn)性項目,供有興趣、有能力的學生實驗,從而有效地控制課堂秩序,調動學生主動性、積極性。

2 合理安排教學過程

Cadence軟件技術與應用的最終目的是讓學生能夠獨立完成一個PCB圖的繪制,因此在教學過程中,要針對PCB的設計流程的各個階段進行合理設置,由簡到難,循序漸進。

一般PCB的設計流程分為3個部分[4]:1)前處理,主要是開始PCB設計前的準備工作,主要包括原理圖的設計、網絡表的創(chuàng)建、元器件封裝庫的建立以及機械設計圖的創(chuàng)建。2)中處理,該部分為PCB設計的主要部分,主要包括讀取原理圖的網絡表、擺放元器件和機械圖、設置PCB層面、進行布線以及放置測試點。3)后處理,該部分為輸出的最后工作,包括文字面處理、底片處理以及報表處理。

3 多種教學方法相結合

3.1 演示教學法

教學過程中,為了提高學生的學習興趣并且能更直觀清楚地傳授知識,本人通過利用和教學相關的軟件和素材進行教學,比如采用動畫來生動地演示軟件的使用過程,這不僅可以作為學生課后的復習參考,而且可以大大地調動學生的學習興趣;另外使用Cadence信息記錄窗口可以明確地看到軟件的使用流程,單純通過口頭講授無法清楚地表達及描述,通過演示教學方法不僅使復雜的實驗過程一目了然而且將實驗設計過程進行了分解,這更加有利于學生掌握軟件的使用方法。

3.2 案例教學法

案例教學法是通過對一個案例或者一個情景的描述進行思考以掌握其基本知識和培養(yǎng)學生能力的一種方法,由于它先進的教學理念和鮮活的教學方法,如今它已成為教學中不可替代的重要方法。成功應用案例教學法的關鍵是選取合適的教學案例,選取的教學案例應當與教學大綱、教學目的以及教學內容緊密結合,與學生所學專業(yè)在社會中或行業(yè)中的應用情況相吻合。一般而言,選取和設計案例應具備:(1)針對性和層次性:能滿足教學要求,能被大多數學生接受并與學生的專業(yè)掛鉤;(2)實用性、生動性和趣味性:來源于實際應用并具有使用價值,應能激發(fā)學生的興趣,調動學生學習的積極性和求知欲,選擇的案例應該是一個較完整的項目并能夠貫穿整門課程,而不是用一個個零碎的例題來說明各知識點,當選定合適的案例后,就可以將整個案例分成若干個小的易于實現的小的實驗模塊,并分別作為每次講解的內容對每堂課的知識點進行說明。

4 改善考核制度

對于Cadence這類實踐操作性強的課程,很多老師已經認識到單純的理論考試已不足以衡量學生的知識、技能的掌握情況。因此,給學生一個全新的項目,在電腦上進行軟件的實際操作非常重要,這也是必不可少的考核方法。學生要在規(guī)定的考核時間里完成,考察學生能否考慮到設計的關鍵點和重要的細節(jié)問題。改革考核制度能夠督促學生更加重視實驗環(huán)節(jié),從而進一步提高實驗教學質量。

5 結束語

“Cadence軟件技術與應用”的教學方法改革是一項艱巨而長期的任務,教學改革過程中必須遵循緊密結合學生的實際情況的宗旨,從學生認知的角度出發(fā),發(fā)揮教師的主導性作用,充分調動學生學習的主動性和積極性,并使學生掌握該課程的知識,學會高速電路的PCB設計方法,提升學生的動手能力。

【參考文獻】

[1]張洛花,邢廣成.基于 Protel 軟件教學的新見解[J].大眾科技,2010(10):203.

[2]周明珠.Cadence在集成電路教學中的應用[J].高校實驗室工作研究,2011(108):52-55.

篇10

電子信息工程專業(yè)主要課程

高等數學、線性代數、 概率與統(tǒng)計 、大學物理、信號與系統(tǒng)、大學英語、專業(yè)英語、電路分析、電子技術基礎、C語言、高頻電子技術、電子測量技術、通信技術、自動檢測技術、網絡與辦公自動化技術、多媒體技術、單片機技術、電子系統(tǒng)設計工藝、電子設計自動化(EDA)技術、數字信號處理(DSP)技術、模擬電路、數字電路、微機原理、單片機原理及應用、ARM嵌入式系統(tǒng)、自動控制、傳感器原理與應用、電子電工實習以及電子工藝訓練等實驗課程。

電子信息工程專業(yè)就業(yè)方向

工程技術人員:到各類應用電子技術的企業(yè)從事引進、開發(fā)、運行、維修等工作;軟件工程師:在計算機行業(yè)從事各種軟件開發(fā)工作。

從事行業(yè):

畢業(yè)后主要在電子技術、新能源、計算機軟件等行業(yè)工作,大致如下:

1 電子技術/半導體/集成電路;

2 新能源;

3 計算機軟件;

4 互聯(lián)網/電子商務;

5 通信/電信/網絡設備;

6 儀器儀表/工業(yè)自動化;

7 計算機服務(系統(tǒng)、數據服務、維修);

8 其他行業(yè)。

1.具備對新知識、新技能的學習能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力;

2.具備使用通用電子儀器完成電子產品調試、測試的能力;

3.具備實施弱電工程和網絡工程的綜合布線能力;

4.具備工程制圖和識圖能力;

5.具備識讀技術文件、工程文件的能力;

6.具備系統(tǒng)集成產品調試和測試能力;

7.具備典型系統(tǒng)運行與維護能力;

8.掌握電子技術的基本知識;