电工电子设计论文范文

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2课程内容增多和课时压缩之间的矛盾

随着国家中长期教育发展与改革纲要的落实，高校的社会定位越来越明确。高校近年来不断的扩大招生人数，我国的高等教育已经从传统的精英教育阶段进入大众教育阶段。学生的本科专业范围越来越宽，需要开设的内容范围越来越广，分配给各个课程的课时会减少，电工电子设计的课时也在不断的压缩。与此同时针对电子信息类专业的教学内容却在不断的增多，这对教学工作提出了严峻的挑战。

3电工电子设计实训课教学改革的探讨

3.1研制实训套件针对教学套件陈旧的问题，组织实验教师研制实验套件。每个实验教师带三名学生，完成套件的设计、加工焊接和调试。鼓励学生跨专业组队。充分发挥不同专业的优势，设计出贴近生活的实用套件。通过采用研制的实训套件进行教学，提高了学生的参与积极性，取得了一定的教学效果。研制实验设备是针对电工电子设计课程教学需要的产物，在实验的教学改革过程中发挥了重要的作用。实验教师在套件研制的过程中学习了新的知识，提高了自身的专业素质，同时也培养了一部分学生。

3.2提高实验教师技能电工电子设计课程要求实验老师既要具有完整的理论体系和实践经验，还要求深入浅出的将理论和实践结合起来。工程训练中心充分认识到教师队伍培养的重要性，不断组织相关的学习培训活动，包括基本实验技能培训、业务能力提升培训和科研能力培训。提高了实验技术人员的知识、技能，保持实验室建设和发展的生机与活力。

3.3突出学生主体地位传统的实验课程课时不连续，每节课必须完成对应的操作，学生的自主时间非常少。电工电子设计课程课时连续，时间集中在一两周内。要求突出学生的主体地位，压缩教师的理论授课时间，增加讨论答疑环节。在保证学生的自主时间的基础上，教师在教学内容上要适当引导。首先选择入门型的套件，让学生先深入进去，再适当递进式的增加难度，使学生在掌握知识的同时也获得一定的成就感。最后学生可以根据个人兴趣自主选择提高性套件，既保证了教学受益面也让优秀的学生可以学到更多的知识。

3.4健全课程考核机制实训课程的考核不能仅仅依靠实训报告和一次的实训结果来进行考核。把课程考核分为套件验收部分和设计答辩部分。可以使考核贯穿于整个教学过程，有利于优秀的学生脱颖而出。课程考核的套件验收部分主要考查学生的焊接能力、对基础知识的掌握情况、对电子设计中遇到问题的解决方法的掌握程度和常用的调测仪器仪表的基础知识。对于电子信息类专业学生的要求较高，需要了解基本原理和使用方法。答辩部分主要考核学生的表达能力和对作品的掌握程度，同时也是一个很好的交流学习机会。通过两级考核模式可以促进学生的学习热情，激发学生对专业课的学习兴趣。

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这是一款智能型高科技电能计量产品,该表可以同时计量正/反向有功电能、正/反向无功电能、四象限无功电能,还具有多费率控制,负荷曲线记录,各相失压、过压、频率超限记录,数据LCD显示等多种功能。主站可以通过RS-485总线或手持红外抄表器对该电表进行查表、设表、抄表等操作。

软件代码全部采用C/C++语言编写,编码效率高,可维护性好,便于实现模块化设计,可根据用户的需求方便地对功能模块进行裁剪。而且代码经过优化,其生成的目标代码大小和执行效率已与汇编代码相差无几。该产品的技术指标全面符合GB/T17215-1998《1级和2级静止式交流有功电度表》、DL/T614-1997《多功能电能表》和DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。

多功能电能表的总体结构和硬件设计

多功能表总体结构

电子式多功能电能表硬件的核心MCU主控制器,它负责按键输入扫描、工作状态检测,计量数据的读入、计算和存储、电表参数的现场配置以及与外界的通信控制等。其主要功能单元包括MCU主控制器单元、电量计量模块、红外和RS—485通信模块、校表模块、EEPROM存储阵列等;其他辅助模块主要有:时钟日历电路、工作异常报警电路、按键输入电路、复位和看门狗电路、开关电源模块和后备电池电路、大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。多功能表总体结构框图如图1所示。

高性能主控制器单元

主控制器采用NEC公司8位单片机中的高档产品uPD78P0338。该款单片机为120脚QFP封装,单片集成有60KBFlash、一个异步通信串行口、40x4段LCD驱动器、高达10MHz的总线时钟和10路10位精度的ADC,并可通过简单的接口进行在系统编程,极大地方便在线调试和软件升级。并且支持高级语言,较好地满足了多功能表任务繁多、数据量庞大、算法较复杂的功能要求。

串口复用通信单元

通信电路模块主要包括TSOPl838红外接收头、红外发射二极管、载波电路、MAX487专用485收发电路、驱动/开关二极管和其他元件。

本电能表为便于用户抄表,设计有红外本地抄表和RS-485集中抄表两种串行抄表方式,因为uPD78F0338仅有一个串口,故通信电路设计时采用串口复用技术。由9012、9014和若干电阻等器件组成互补开关,由MCU的一个I/O口来控制红外和RS-485通信方式的切换,如图2所示。

高精度电量计量模块

计量模块由高精度专用电能计量芯片SA9904,电流互感器和其他电路元件组成。SA9904是Sames公司生产的一款三相双向功率/电能计量芯片,可以计量有功/无功功率、电压、频率、相序异常等,可以单独计量每一相的用电信息,符合IEC521/1036标准,可达到1级交流电能表的精度要求,各数据寄存器具有24位精度,可通过三线SPI接口与CPU交换数据。从而可以较好地适应多功能表需要计量多种电量数据的要求。SA9904引脚及其电路图如图3所示。

其中,CLK、DO、DI构成与MCU控制器的接口,用于传输控制命令和测得的电量数据,IIps、IIPt、IIPr用来对电流取样,IVPl、IVP2、IVP3用来对电压取样。

时钟日历模块

时钟电路采用EPSON生产的RTC-4553实时时钟芯片。内部集成了32.768kHz的石英晶体振荡器,简化电路,并可以根据需要进行自由设置以得到较高的频率;同时集成有时钟和日历计数器,可选择24或12小时显示模式,时钟可通过软件方式进行间隔30秒的调整,并提供0.1Hz或1024Hz的定时脉冲输出,以便于在电能表的外部对时钟精度进行定期检查。RTC-4553引脚及其电路图如图4所示。

其中,SCK、Sin、Sout与主处理器接口,用于发送控制指令或者传输日期时间数据,本系统日历时钟模块采用电池作后备电源,以确保在停电状态下,日期时间的准确无误。

多功能电能表的软件设计

数据结构设计

多功能电能表涉及的数据类型种类繁多。按字节分包括单字节、双字节、三字节、四字节和六字节等,按表征的意义分有时间、时刻、电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、次数、功率因数、门限、状态字、系数、表号等。复杂的数据类型对数据结构的设计提出了较高的要求,本实现方案通过采用多种数据寻址方式和多种类型存储器较好地解决了这一问题。

数据结构设计要点

系统的数据存放方式有:内部ROM、RAM和外挂EEPROM。

内部ROM用来存放大量的常数表格,RAM用于存放临时变量和堆栈,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM则存储各种用户电量数据和设表参数,通过12C总线与CPU交换数据,电能表按设计需求的最大要求大约需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通过级联来实现。

数据寻址方式

EEPROM数据访问采用两种方式;直接地址访问,通过数据的EEPROM地址直接读写数据;数据ID寻址,通过数据的编码读写数据。

通信口复用功能设计

红外通信和RS-485共用一个串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信开始都有一低电平位(0),因此将红外接收端(与485接收端用一三极管隔开)引到一中断引脚INTP1,通过其引发的中断可判断串行口数据是否来自红外。发送时按时应方式发送,使其不互相干扰。由于红外通信和遥控接收用同一接收管,因此在判断红外来源的中断中启动定时器INTTM4检测红外接收端,如果检测到脉冲宽度为9ms或0.56ms,则判断为红外遥控,并根据定时检测遥控编码;否则判断为红外产生的串行口接收中断,并将定时检测关闭。

红外38.4kHz调制信号由CPU内部分频输出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。

因红外发送字节之间可选有15～20ms的延时,而485通信则不需要延时。数据发送在发送中断中进行,红外通信在发送操作后立即关闭发送中断允许,待延时时间到后再允许发送中断。

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2电气工程及其自动化的应用

2.1电气工程及其自动化技术在变电站的应用

电力设备运行的平稳、安全以及可靠是电气工程及其自动化技术的基本保障，所以对电力设备进行在线监控、系统保护以及调动控制等措施是必不可少的，但是由于社会经济的不断发展，科学技术的不断进步，变电站的电力设备也逐渐增多，并且电力设备之间的联通方式也越来越复杂，为了确保电网的安全运行，电业部门，投入了大量的人力物力和资金，将电气工程自动化技术引入到了变电站的设备控制之中，应用全微机化设备代替了原有的常规电磁式设备，应用计算机光缆或者电缆作为了电力信号电缆，使得变电站控制中心对变电站设备的控制变得快速而又安全。所以电气工程及其自动化也成为了变电站建设过程中的重要组成部分，进而保证了变电站的自动化调控模式的高效率，所以对变电站实施自动化改造是必不可少的。

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2毕业设计指导工作

毕业设计指导工作是决定整个毕业设计质量好坏的关键。基于专业导师制毕业设计指导工作的实施，有利于密切师生关系、促进教风和学风建设，有助于解决指导环节存在问题。专业导师负责制，即从大三开始，每位学生都选择一名专业指导教师，由专业导师指导专业课程学习、专业技能训练，由专业导师布置和指导其毕业设计。实施专业导师负责制，专业导师来自于科研教学骨干教师与企业工程师，学生和导师双向选择，建立专业导师制度；其次，三年级学生即可进入毕业设计环节，在导师指导下，确定专业方向，学习专业知识。

3毕业设计质量管理

3.1建立毕业设计规范制度

建立毕业设计管理办法与实施细则、毕业设计大纲、指导教师职责、评阅教师职责、成绩考核标准、答辩工作规范、工作流程、论文格式规范等系列文件制度，从过程管理上形成选题、指导、中期检查、评阅、答辩等环节的规范和标准。

3.2选题规范化管理

制定科学、合理、规范化的选题申报制度，毕业设计选题实行一人一题、题目不重复。严把指导教师质量关，选派有教学和科研经验、具有讲师职称或博士学位的教师担任指导教师。

3.3毕业设计过程监控

毕业设计质量监控机构有学校、院（系）及专业建设组（或教研室）三级，采取院（系）自查和学校检查相结合的方式进行，明确各级监控岗位职责。监控环节分为初期检查阶段，包括指导教师资格、选题、开题；中期检查阶段，包括教师指导、设计进度、学生工作情况等；末期检查阶段，包括设计质量、答辩资格审查和答辩情况，整个监控环节形成了毕业设计质量监控闭环。

3.4毕业设计量化考核

毕业设计工作的量化考核应以毕业设计规范制度为依据，对质量监控过程进行量化。毕业设计（论文）工作评估指标体系，分为一级指标（质量监控、题目选择、论文或设计质量），二级指标（组织领导、质量监控、选题、成绩评定、总体水平）及主观观测点，最终达到对毕业设计工作的量化考核。

3.5毕业设计网络化管理

毕业设计网络化管理系统实现了教师网上出题、开题下任务、中期检查、论文审阅的全过程指导，提供师生互动平台，为教学管理人员的组织立题、中期检查、答辩分组、论文评审、归档全过程监督管理提供了工具，从而在很大程度上提高了毕业设计管理水平和毕业设计的质量。

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传统的项目图纸等实物档案，按照卷册号有序地存放于库房的档案排架上，依照档案库的防火、防霉、防盗等规定进行保管。数字档案的安全保管建立在数据中心的系统安全管理、设备操作管理、访问权限管理、数据备份管理等一系列的安全管理措施之上，侧重于防病毒、防攻击、防灾害等数据安全管理，其安全性明显高于传统档案。

2．档案利用方式不同

传统档案利用需要设计人员亲自到档案馆借阅，且受限于实体档案的数量、档案的借阅情况、档案馆的开馆时间等，利用率较低。数字档案充分利用网络数据传输的便捷性和实时性，随时为用户提供浏览或下载档案服务。数字档案的使用率远远高于纸质档案，使档案充分发挥出其自身的价值。但是，数字档案的频繁访问也对数字档案管理在电力工程设计中的应用分析文/周惠平档案系统的健壮性、数据结构的合理性、档案编研的科学性，提出了更高的要求。

二、在电力工程设计中加强数字档案管理的对策

1．加强档案管理业务平台建设

档案管理服务于电力工程设计工作，所以，数字档案管理平台不是孤立的，而是与协同设计平台集成于同一工作平台。电力设计院的设计人员与档案管理人员，都使用该平台进行设计和档案管理等工作，并通过该平台实时在线沟通。在协同设计平台上设计完成的电力工程，其电子档案基于网络审核合格后，由档案管理人员负责接收、整理和网上归档。应用档案管理业务平台实现在线档案收集，保证了电子文档的真实性、及时性和有效性，并能定期对电子文档进行版本更新，极大地提高了工作效率。

2．构建各类档案信息库

档案数字化是一项细致而繁琐的工作，底图和文书档案需进行扫描，声像档案可采用录像转视频文件、照片生成电子图片等方式，集中进行数字化处理。工程档案采用大流水工作方式数字化后，需进一步进行网上编目，自动生成流水号、文档挂接等工作，构建各类档案信息库。档案管理平台具有电子档案密级和权限划分功能，可以根据密级和权限划分规则，对全部电子档案进行密级和权限划分，从而实现了档案信息库的自动安全管理。

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二、Bentley 三维数字化软件在电力工程设计中的应用

1 Bentley 三维数字化软件

概述Bentley 公司的 AutoPLANT P&ID 是一种基于 AutoCAD 的程序，允许您创建智能管道和仪表图、工艺流程图和其他管道图表。通过使用 AutoCAD 和外部关系数据库环境，Bentley AutoPLANT P&ID可创建智能工艺流程图。使用此产品，工程师可以在研究数百个布局工程图或三维模型的同时，抽出少量时间来详细了解电力工程设计。该应用程序可显著缩短捕获系统设计和工程研究（例如，HAZOP 研究）的流程信息所需的设计时间和文档制作时间，确保符合 OSHA1910 和 ISO 标准。通过其可缩放的设计，AutoPLANT P&ID 适用于各大中小型工程公司和运营商，为过程处理工程的生命周期设计和文档制作提供了一款重 要 工 具。Bentley AutoPlant Equipment使用与 Bentley Autoplant P&ID、Piping、Structural、Isometrics 和 Raceways 应用程序相同的项目结构，并将二维数据和三维数据保存在相同的数据库中。如果使用其他应用程序集，那么当管道选路时，三维用户将看到可从中选择的完整线路编号列表。布置设备时，三维用户可以从先前已布置在 P&ID 中的设备标签中进行选择，也可以从使用数据管理器输入数据库中的设备标签中选择。如果该用户仅负责项目的详细设计阶段，那么数据管理器和数据表可以与三维数据结合在一起使用。您可以从二维或三维环境内输入的数据中生成线路列表报告或设备数据表。此外，还有一些二维 / 三维工具可以从三维应用程序内浏览 P&ID，从P&ID 的组件中设置当前规格和大小等。

2 Bentley 三维数字化软件在电力工程设计中的应用

（1）电力工程电气设计

Bentley 包括一个基于 Bentley promise 控制系统设计软件的电气设计引擎。电线就作为电线而不作为图形线处理；它们在放置或取消时会自动粘合和断开。连接处由软件辨认。电线编号可以自动指定，不同类型的电线分配到不同的层以更便于编辑。放置符号时，软件会提示唯一 ID，并自动交叉参考相关符号。通过这种方式，可以迅速生成单线图及保护和控制简图而不会出现错误。而且还可以自动生成电路原理图。工作被组织为项目，使得许多图可以链接在一起以便进行交叉参考、错误检查和清单生成。项目中一个部分的更改便会立即反映在项目的其余部分，从而大大减少了编辑时间，并确保了准确性。组件标识符、页面格式、标题栏等的项目级默认设置确保了与标准相符。此外，Substation 软件还可以完成防雷、接地、照明、电缆敷设、端子接线图等系统的设计，帮助设计人员高质高效地完成电力工程有关电气设计的部分。

（2）自动创建的平剖图

BentleyAutoPlant Equipment 支持自动创建二维平剖图。这些工程图引用自模型，因此，对模型所做的任何更改都会更新平剖图。Autoplant Equipment 提供了许多工具，支持使用从数据库中提取的信息（例如：坐标系、立面图和绝缘厚度等）来添加元素批注。XM Edition 引入了全新的“公文包模式”技术。使用这项技术，只要稍加管理和设置，设计人员不需要项目协同工作功能，即可独立开展工作。使用这项技术后，大型项目模型可以轻松在各个项目之间移动，亦可断开与项目的联系，或者从备份中恢 复 单 个 项 目 模 型。Bentley AutoPlantEquipment 以 AutoCAD 为基础运行。它包括各种旨在创建并修改设备模型的菜单和命令工具栏。Equipment 菜单按级联样式排列，与 AutoCAD 中的菜单类似。此外，Equipment 还提供了许多轻松访问 AutoCAD 的命令，并支持大多数 AutoCAD 命令行键入操作。BentleyAutoPlant Equipment 模型并不仅仅只是工程图。创建该模型时，系统还会维护外部项目数据库中的组件数据。在工程图会话过程中，随时可以编辑组件数据。此外，还可以编辑最初为放置组件而定义的维度参数和位置参数，并重新绘制相应图形以反映所做更改。如果父设备基本工具的维度参数已修改，那么链接的子设备直径也自动进行调整。采用Bentley 三维数字化软件进行电力工程设计，具有较大的便利性。自动创建平剖图。

（3）异地协同设计

电力工程项目往往需要多个专业协同设计完成。电力工程设计是多专业配合设计的成果，强调整体水平和相互协调配合，因此整个设计过程是各专业间反复配合的过程，最终设计成果不是简单的叠加，而是有机结合。协同设计的目的不仅仅是数据设计，更重要的是注重对信息的交流和管理。PDMS 就是作为一体化多专业协同设计数据平台，通过计算机网络使不同专业设计者，分散的设计部门连为一体，改变了以电话、传真、邮件和会议为基础的传统配合模式，从而设计效率达到最大化。对于 PDMS，通过多专业配合，建立整个项目的统一的数字化三维模型，不仅解决了管道、设备、土建、暖通、电缆桥架等各专业详细设计的交叉配合问题，而且能以三维模型为基础在平台上实现各专业间的提资配合、工程图纸和报表的提交等工程配合问题。

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水利水电基础建设在国民经济发展中占领十分重要的地位，发挥好这笔资金的经济效益，对促进经济建设有着十分重要的意义。加强水电工程造价管理是项目正确决策的重要根据，水利水电工程造价管理的要害是通过科学的方法和手段确立工程造价。其核心新问题就是价格机制新问题，它也是投资宏观决策和进步项目投资效益的一个核心新问题。工程造价管理中涌现的众多新问题可以借助于信息技巧进行改良，并且可认为工程造价管理领域供给一个跨越式发展的平台。为更好地对工程造价工作进行科学有效的管理，笔者认为应该加强以下几个方面的工作：

1.加强水电工程造价管理，必须完善工程造价管理系统

一要建立一个统一的工程造价管理机构，强化工程造价管理部门的管理职能。加强宏观调控能力，健全工程造价管理的制度和措施；加快法规建设，规范建筑市场，掩护市场主体的合法权益。二要理顺各种工程造价管理主管部门的关系，建立各部门定期的和谐接洽制度，使工程造价管理的标准和指标能够更好地连接、配套。从政府组织管理逐渐过渡到行业协会管理，勉励设立专业的工程造价咨询中介机构，国家部门对政府和非政府投资离开管理。

2.加强水电工程造价管理，必须建立统一的工程造价信息网

目前国内许多地区建立了当地的工程造价信息网站，一般都是按照当地的习惯来划分工程分类、材料分类、材料编码以及指标和价格等，对全国的应用者来说存在众多不便。从发展的角度来看，根据工程类别划分，统一信息采集标准，统一信息编码，统一口径内容，统一数据库解决方案，建立全国统一的工程造价信息网是信息技巧在工程造价管理领域利用的必定产物，也是造价工作者们所期待的。该网站应供给全国各地的工程造价信息，包含建材价格信息、造价指标、行业动态以及文件法规等等。它不但有利于应用者查询、分析和决策，更有利于国家主管部门履行统一的管理和和谐，使得工程造价管理统一化、规模化、有序化。

3.加强水电工程造价管理，必须打造工程造价网络市场操作平台

利用信息技巧建立工程造价网络市场操作平台，在网上建立虚拟的建材市场，网络管理，开辟网上定购等电子商务利用。从世界领域来看，推动建筑业管理网络化、主动化、电子化和全而信息共享已是大势所趋，建立在现代通信网络基础上的视频会议网络将成为建筑业信息化的重要组成部分，而得到各单位的器重，因而实现网络招投标工作也成为一种必定趋向。在这个操作平台上，可按照这样的程序实行摘要：招标公告、投标单位网上报名、对投标单位的资格预审、随机抽取专家评委、网上递交标书、网上开标、评标、定标，合同管理。这样不但做好了招投标工作，而且加大了管理的公平性、公平性、透明性，更利于工程造价管理领域的健康发展。

4.加强水电工程造价管理，必须完善工程造价管理网络系统

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党的十报告中指出：“全面实施素质教育，深化教育领域综合改革，着力提高教育质量，培养学生社会责任感、创新精神和实践能力”。同志提出的“中国特色、世界水平的现代教育”是“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴梦的重要组成部分。刘延东同志在2014年高校咨询会上也提出：“要把立德树人、提高质量贯穿综合改革全过程，创新人才培养机制，切实落实人才培养中心地位”。当前，高校在人才培养模式、课程教学内容和方法、实践教学环节等方面还存在着一些不足，如何培养创新人才是高校教育工作者需要着重关注和实践的课题。我校电气信息类专业结合2014版培养计划修订，做了部分课程的教学改革与实践尝试，现与大家交流学习。

一、主要改革内容及实施情况

（一）充分发挥培养计划在引领学生创新能力

在2014级电类学生培养计划修订中，对电类三个专业的学科基础课、专业核心课、专业方向课、专业选修课、集中实践教学环节进行课程调整、学时调整。充分发挥培养计划在引领学生创新能力培养中的核心作用。

（1）2014级船舶电子电气工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中：一是新增加了“电路原理图与PCB设计”课程（32学时实验）；二是将“单片机原理及应用”课程（36+20）改为“单片机原理及应用”课程（32学时理论）及“单片机原理及应用实验”课程（32学时实验）两门课程；三是将“电路分析”课程（52+16）改为理论与实验分别独立的两门课程。

在专业核心课中：取消了“船舶通信与导航”课，改列为专业选修课。

在专业选修课中：取消了电子综合设计辅导（2学分、24+8学时、第5学期）课，新增加了“电子技术创新实验辅导”实验课程（1学分、32学时实验、第5学期）。

在集中实践教学环节中：一是取消了“电子技术课程设计”（2学分、2周、第3学期）新增了针对性更强的两门“模拟电子技术课程设计”（1.5学分、1.5周、第4学期）及“数字电子技术课程设计”（1学分、1周、第4学期）课；二是将“单片机课程设计”（1学分、1周、第5学期）改成（1.5学分、1.5周、第4学期）；三是取消了“船舶电气设计与检验课程设计”（1学分、1周、第6学期），新增了“船舶机舱测控系统课程设计”（1.5学分、1.5周、第6学期）。

（2）2014级电气工程及其自动化专业教学计划修订情况

在学科基础课中：一是取消了“电气工程导论”课程；二是取消了“计算机辅助设计”，新增加了“电路原理图与PCB设计”课程（32学时实验）；三是将“单片机原理及应用”课程（42+16）改为“单片机原理及应用”课程（32学时理论）及“单片机原理及应用实验”课程（32学时实验）两门课程；四是将“电路分析”课程（52+16）改为理论与实验独立的两门课程。

在专业核心课中：一是将“单片机原理及应用”调整到学科基础课；二是取消了“供配电系统”课程（2.5学分、36+4学时、第7学期），改增为“工厂供电”课程（3学分、40+8、第7学期）；三是将“检测与转换技术”（2学分、26+6学时、第4学期）学分调整为（2.5学分、28+12学时、第4学期）；四是将“自动控制原理”课程（3.5学分、48+8学时、第5学期）学分调整为（4学分、52+12学时、第5学期）。

在专业方向课中：一是取消了“变压器应用技术”课程（2学分、28+4学时、第7学期）；二是取消了“船舶动力装置与辅助机械”（2学分、28+4学时、第6学期）课；

在专业选修课中：一是取消了6门课程，分别是：信号与系统、文献检索、企业管理、电气工程专题讲座、集散控制系统、电子综合设计辅导；二是新增“电子技术创新实验辅导”（1学分、32学时实验、第5学期）、“新能源技术”（1学分、16学时、第5学期）两门课程；三是将“AUTOCAD”课程（2学分、16+16上机、第5学期）改为实验课程（1学分、32学上机、第5学期）。

在集中实践教学环节中：一是取消了“专业综合课程设计”（2学分、2周、第7学期）；二是新增了“测控技术课程设计”（1学分、1周、第5学期）及“电气控制技术课程设计” （1学分、1周、第6学期）两门课程。

（3）2014级电子信息工程专业教学计划修订情况

在学科基础课中：一是取消“计算机辅助设计”（16+16）课，改成了“电路原理图与PCB设计”课程（32学时实验）；二是增加了由专业核心课调整来“单片机原理及应用”课程（32学时理论）及“单片机原理及应用实验”课程（32学时实验）；三是将“电路分析”课程（52+16）改为理论（56）与实验（16） 两门独立的课程。

在专业核心课中：取消了“信息论与编码”（24+8）课程并调整“单片机原理及应用”课程（40+16）到学科基础课。

在专业方向课中：一是在通信系统方向：将“程控交换”（32）课程换成为“移动通信”（22+10）课程；二是在嵌入系统方向：将“ARM处理器原理及应用”改为“嵌入式系统”（22+10），新增“ 计算机操作系统”（16+16（上机））及调整来“ 电子综合设计辅导”（16+16）；而“DSP原理及应用”、 “多媒体技术”、“ 电子设计自动化”调整到专业选修课中；三是取消了电子系统设计方向。

在专业选修课中：一是取消了“复变函数与积分变换”、“JaVa语言程序设计”、“数据结构”、“数据库技术及应用”、“Linux软件设计”、“计算机接口与通信”、“自动控制原理”、“电视原理”8门课程；二是由专业方向课调整来“DSP原理及应用”、“多媒体技术”、“电子设计自动化”3门选修课；三是新增“专业导论”、“学科前沿信息”、“新能源技术”、“现代控制理论[双语] ”、“信息论与编码”、“集成电路设计”、“计算机网络安全”7门课程。

在集中实践教学环节中：一是取消了“电子设计方向专业课程设计”（2学分、2周、第7学期）；二是新增了“工程训练C”（1周，1学分），调整了“模拟电子技术课程设计”（2周，2学分）、“数字电子技术课程设计”（2周，2学分）、“单片机原理及应用课程设计”（4周，2学分）。

（二）加强几门关键课程的课改示范工作，提升课程在电子能力培养中的关键作用

（1）电子综合设计辅导课程的教改实施情况

电子综合设计辅导课程是训练学生综合设计能力的课程。学院2009年起将原来的“电装实习”改成（电子装配）“工程训练”和“电子综合设计辅导”（2学分、24+8学时、第5学期）两门课程，并结合课余电子制作训练作为补充。电子综合设计辅导课程每一年的设计制作内容在原有的基础上都有新增，加强设计内容的新型性和实用性，至今实验室已有50多个设计实训模数电路板。2014版培养计划中“电子综合设计辅导”课程调整为实验课程“电子技术创新实验辅导”（实验30学时）。

电子装配工艺训练对学生的知识基础要求较低，在原2010版教学计划中安排在大一第二学期进行，重点是训练学生的电子电路焊接技术，为以后的电子装配打下基础。教学时数为一周，时间上分散进行，历时半个学期。电子综合设计辅导课程是学生进行电子设计的入门课，除公选课、选修课形式外，兴趣小组形式的学习培养也是一个最有成效的环节，使得对电子设计有基础、有兴趣的同学得到充分发挥与提升能力。对电子制作训练做到有计划性，一般分为四个阶段：

第一阶段：为电子制作基本能力训练。安排在入学后的第二学期，以兴趣小组形式进行。内容主要为：焊接技术训练、认识基本元器件（学会万用表的使用）、识图、音频放大电路制作。

第二阶段：电子制作入门训练。安排在入学后的第三学期，以公选课的形式进行。主要学习绘图、制作与测量（学习Protel（Altium Designer）软件的使用，学会常用电子仪器的使用，利用波形图分析电路的工作状态，分析能力训练），内容有：简单电源电路、电动机驱动电路、光控灯开关电路、温控加热器电路等。

第三阶段：电子设计基础训练。主要是结合理论知识设计电路，安排在入学后的第四学期，以选修课的形式进行。内容有：音响电路（含音调电路、功率放大器电路）、隔离放大器电路、充电器电路等。

第四阶段：电子设计综合能力提高训练。主要为综合设计中、大规模电路，安排在入学后的第五学期，以选修课的形式进行。内容有：抢答器电路、开关电源电路、数控电源电路、无线通信电路、锁相环振荡电路、转速检测电路、充电器电路。

（2）单片机原理及应用课程的教改情况

单片机作为电子自动化控制的主要手段，其作用越来越重要。我院该课程为省级精品课程，课程组老师进行了一系列的教学实践，编写了新的教学文件，每年修改电子教案、课件，出版新的教材与实验指导书，不断完善学习资源，实施电子考试等等，为学生的自动化电子设计起到了重要的支撑作用。在2014版教学计划中理论学时改为32，实验改为独立设课，学时为32，课程设计为1.5周。单片机实验电路板全部为校内老师设计制作，实验室至今有单片机综合应用设计电路板30多件。

（3）新增电子技术实践公选课

针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题，从2014年下半年开始学院在二年级学生中设立“电子技术实践”公选课程，从学生学习电子技术知识的初始阶段就引导学生向技术应用方向发展，培养学生理论联系实际、实际凝练为理论知识的能力，拓展学生的创新思维能力。电子技术实践课程在一定程度上打破课程的专业界限、学科界限，使得知识、技术、信息等多方面融会贯通，在还不能完全打破现有教学模式的情况下，以教学实验班的形式增加一个补充教学环节，以音频功率放大器的设计制作为立足点，从应用目标出发搜索知识点，解决技术问题，培养思维方式。电子技术实践公选课作为教学模式创新探索，在教学过程中最大程度地改变学生被教师控制之下被动地学习的局面，改变单纯死记硬背完成学业的局面，转而让学生养成从解决问题的角度去思考、查找知识，提高学生的主观能动性、创新意识。在教学环节上将实验教学、理论教学、课程设计三点连成一线。在教学效果上力求学以致用，学有所用，以适应大学生电子设计竞赛的要求，适应技能考证的要求，适应用人单位对应用型人才的需求。

（三）编写、修订教材、教案，建立完善教师与学生教学学习资源

编写出版《电子综合设计常用模块与实例指导》、《单片机设计实例集》等实践指导教材；为学生开展考证培训修订《电子工程师考证培训讲义》等；编写新的教学文件及电子教案、课件等，建立完善教师与学生教学学习资源。

一是修订出版了《单片机实验与课程设计指导（Proteus仿真版）》、《电子设计常用模块与实例》、《单片机设计实例选集（一）》、《51系列单片机原理及应用》等实践指导性强的教材；二是在原网络课程的基础上进行了单片机慕课网站的建设，新编了150题左右的作业练习题库；三是修改2014级教学大纲、电子教案及课件；四是设计开发2014级用的新实验电路板并用于每年的学生电子设计竞赛训练。

（四）加强实践能力培训，提高学生的综合能力

加强实践能力培训，提高学科竞赛的获奖数量、提高学生、专利证书数量、提高学生电子工程师/板级工程师/电工等从职证书数量。

（1）加强了学科竞赛的辅导力度。一是组织学生电子协会，每周至少开展一次活动，以加强低年级同学的基础技能训练；二是与飞思卡尔智能汽车竞赛相结合，利用各种提高学生能力的资源，充实学生的实践活动；三是培养充实指导教师力量，2014年学院的指导教师队伍扩大至9人，落实了组队学生与指导教师的互选环节，密切指导教师与参赛学生的联系，特别是在暑期中通过明确训练计划、训练内容增加指导教师的投入精力；四是针对大学生电子设计竞赛中发现的理论教学与学生实践应用能力脱离现象比较严重的问题，从2014年下半年开始在二年级学生中设立电子技术实践公选课程，在教学效果上力求学以致用，学有所用，以适应大学生电子设计竞赛的要求。

（2）重视指导学生、申报专利工作，培养科学研究能力 。通过学生课程设计、毕业设计、电子竞赛、省创新研究项目等实践，指导学生以论文或专利的形式固化研究成果，近年来学生发表的电子设计类论文、实用专利、省大学生科技创新（电子电气类）项目、国家级大学生创新创业训练项目增加明显。

（3）加强校内电子工程师等考证培训工作。学院培训中心通过了市职业技能鉴定条件验收，成立了市“职业技能鉴定所”和电工方面考证员，可进行中、高级电工，中、高级维修电工，初级电子设计工程师、板级设计工程师、单片机C语言程序设计师7种电子电气类证书的证书认定，为学生培训考评提供了极大的便利。

（4）加强了毕业设计真题实做的要求。学院将毕业设计任务早计划、早布置，以提高毕业设计论文的真题实做时间，现一般是在第7学期初就布置任务，毕业论文答辩分二次进行，在较长的时间内可给学生留出较多时间完成高质量的毕业设计论文，学生毕业设计真题实做的比例在90%以上。

（五）落实考证考级替代学分考试的制度

落实考证考级替代学分考试的制度，将提高从职能力的技能考证、考级、竞赛奖等纳入到教学学分中。

学院出台了关于《本科生毕业设计（论文）替代管理办法》（试行）的文件，规定了5类学生学业成果（考证、考级、论文、专利、竞赛奖）或经学院本科毕业设计（论文）工作小组认定可以代替毕业设计（论文）的其他成果可替代毕业设计（论文）学分。

二、实践成果

两年间，学生在电子工程师、电工考证、学科竞赛获奖方面成绩提高明显，取得电子工程师证书30 人；电工证书192人；在大学生电子设计竞赛中，获省一等奖学生为9人，二等奖学生为18人，三等奖学生为21人；在全国（省）飞思卡尔智能汽车竞赛及智能机器人大赛中获一等奖6人，特等奖2人，二等奖9人，三等奖24人。两年间，学生发表电子设计类论文10篇，取得电子设计类实用专利35项。

三、不足分析

一是教学计划改革后课时量压缩造成教师“抢课”现象，并由课程门数增多及投入精力不足造成教学改革的实践效果下降；二是团队精神在学院教改项目中体现不够，大多数教师还是安于老的教学方式，教改积极性不高，大范围的教改项目推进困难。

提高教学质量不仅需要领导重视，更需要教师的人人参与。教学改革不能停留在口号上，更应建立在教师行动上。高校要把提高教师的影响力与学生的竞争力作为学校发展的基本目标，以社会需求为导向，进一步改革人才培养模式，为社会输送合格的创新创业型应用人才。

参考文献：

[1] 唐树森，李维. 电气信息类专业基础课程综合改革的研究与实践[J]. 中国电子教育，2004，03：44-46.

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中图分类号：G642.44 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2012）33-0142-03

社会对工程实践及科技创新人才的迫切需求，要求高等学校实践教学不断改革，这是广大教育工作者责无旁贷的使命。随着电子技术的迅速发展，要使高等教育与时俱进，建设电子设计科技创新实践基地是工科院校实践教学改革的重要举措，对我国优秀人才的脱颖而出、高等教育的改革与发展将产生深远影响[1-2]。结合山东理工大学实际，为满足电工电子实训教学、大学生电子设计竞赛、信息技术大赛、电子工程师认证、电子行业技能鉴定和职教师资培训等教学任务的要求，以电子设计科技创新实践基地建设为契机，从转变教育理念，更新课程体系，改革教学方法、运行模式和管理模式等方面，进行探讨和实践。

1 科技创新实践基地建设理念

1.1 确立创新人才培养理念，促进教学改革，带动学科建设

为了实现创新人才培养目标，确立以培养学生工程实践能力、创新能力、科研能力为核心目标的建设理念。重要的是要实现教学理念、教学模式的转变，从而为创新教育的实施建立良好的教学平台。与此同时促进教学改革，带动学科建设[3]。

1.2 注重学生个性化培养及突出学生主体性

为了实现学生个性化培养，将以往被动式学习转变为主动式学习。通过有效的组织和引导，使各项创新实践活动尽可能以学生自主设计、自行组织来完成。积极倡导学生自主学习、勇于创新，注重学生的创新意识、团结协作能力的培养，力求为学生创造一个自由、开放的教学空间，激发和释放学生的创新热情。

1.3 强调对学生能力培养的全面性

从理论知识到实践动手能力，从设计技巧到工程规范，从提出问题到解决方案，从开发流程到系统实现，从人员分工到团队合作等多方面，培养学生的工程实践和科技创新能力。

2 实践基地建设目标及举措

2.1 先进的教育思想——培养学生的工程实践能力和科技创新能力

大学生电子设计竞赛、信息技术大赛和挑战杯等，推动了学生科技活动的开展，将学生科技活动作为培养学生实践动手能力和创新精神的重要手段，改革教学方法，建立培养模式和运行机制，培养学生的实践动手能力、科研能力、创新能力和创业能力。培训学生参加各种竞赛，并在国家和省级竞赛中取得好的成绩，使从创新实践基地中走出的学生能成为相关行业的科研骨干力量。

2.2 科学的课程体系——构建多元化的实践教学平台

以学生为本，建立知识、素质、能力协调发展的培养体系，构建多元化的实践教学平台。从科学技术的飞速发展和社会经济对人才培养的要求出发，以培养学生实践创新能力为核心，转变教育观念，更新课程体系，改革教学模式和运行模式，建成一个合理的实验室硬件结构和软件结构，为学生的自主学习和全面发展创造一个科学、合理的多元化实践教学平台，保证创新教育的有效实施。

将课堂教学逐渐延伸到课外，将学生的课外科技活动纳入创新能力培养的过程中，加强对学生的引导，注意对学生实践活动兴趣的培养。通过组织多种形式的实践活动，提供不同层次的实践内容，提出灵活多样的实践要求，提高学生的主动性。同时以开放实验室为平台，将兴趣小组、学生社团、各类竞赛、科技创新、科学研究等课外实践活动，作为培养创新人才、提高学生综合素质的重要环节。

2.3 高水平的教师队伍——提高教师的科研水平和工程实践能力

就电子设计竞赛而言，虽然学生是主体，但没有一支科研水平较高的教师队伍，在大赛中取得突出成绩是很难的。通过科技创新实践基地的建设，使广大教师的科研水平和工程实践能力有所提高，使更多的教师能独立指导学生参加电子设计竞赛及其他各种科技竞赛活动。

2.4 合理建设实验室，使现有教学资源得到充分利用和开发

通过创新基地建设，改善教学条件，加大实验室投资力度，进一步扩展现有实践教学基地的教学功能，使现有教学资源得到充分利用和开发，提高教学资源利用率。

2.5 可持续发展的保障机制

成立实践教学改革领导小组，制定发展规划，实施改革政策，建立评奖制度，设立奖励项目，鼓励教师和学生积极参加实践基地的改革和建设。定期进行大学生科技活动的评比工作，对在科技活动中积极组织、宣传，以及努力开展科研攻关并取得优异成绩的教师和学生，给予表彰和奖励，营造良好的科技氛围，推动科技活动继续向更高层次发展[4]。

2.6 辐射及带动作用

按照创新型人才培养目标要求，在探索中稳步发展，在创新中逐步完善，已发展为一个集实习、培训、竞赛、设计开发、学术交流、产学研于一体的大学生科技创新实践基地。具有较高理论水平和推广价值的实践教学研究成果，为学校乃至全省的实践教学提供借鉴。

2.7 解决电子设计竞赛中存在的问题

全国和山东省电子设计竞赛的共同特点是任务重、时间紧，要求学生四天四夜完成全部设计任务，包括方案论证、理论分析和数据计算、原理图绘制、硬件制作、整机调试和论文撰写的全部工作，这是一项很艰巨的任务。学生在竞赛中暴露出很多不足之处，如有的学生提出的设计方案较少，知识掌握不够全面，不能综合运用所学知识进行分析设计；不能通过实验数据分析、总结、归纳问题及解决问题；在误差分析方面，有的学生不知道如何下手；团队协作精神欠佳，出现错误相互埋怨。种种现象反映出学生的理论基础不够扎实，不能把所学的知识综合运用。随着创新基地的建设和完善，逐渐克服和解决以上问题。

大学生创新实践基地必将为学生的自主学习与实践、积极创新与创业，开辟出更加广阔的学习空间。

3 实践基地运行模式

科学的管理是保证实践基地建设成果的有力措施，有效的运行才能发挥实践基地建设的效益。结合学校实际情况，采用灵活多样的运行模式。

3.1 全面开放管理模式

电子设计科技创新实践基地，包括电子设计创新实验室、单片机同步教学实验室、电子实习与制作室、PCB制作室、SMT实践室、电工实训室、PLC实训室、电子元器件展室、仪器设备存放室等。制定和完善实验室开放制度，周一至周日，从早晨8点至晚上10点，全面开放。暑假和节假日安排专人值班，以最大限度地满足学生需求。学生可随时进入实验室开展活动，大大调动了学生参与实践活动的积极性。实验室的全面开放使学生拥有了更多动手实践的机会，为学生课外实践提供平台，对学生的实践能力和创新精神的培养起到积极作用。

3.2 工程实践教学模式

为提高学生的创新实践能力，改革实践教学课程体系，建立知识、素质、能力协调发展的三级能力培养体系。三级能力培养体系是：基础知识和基本技能培养，系统设计和应用能力培养，综合创新能力和独立工作能力培养。实践基地的指导教师大多都是教学骨干，是优秀的双师型人才，既有坚实的理论知识，又有丰富的实践经验。许多教师曾承担过国家级、省级科研课题，也同时承担着毕业设计、课程设计、实习实训的教学任务，负责安排这些教学环节。

社会对高素质人才的需求和呼唤，触动了对教育深层次问题的思考，必须转变教育思想，更新教育观念，融传授知识、培养能力、提高素质为一体，将提高学生的创新能力渗透到实习实训、课程设计、毕业设计的教学过程中，推行多元化实践教学模式。多元化的教学模式，激发了学生自觉学习积极性，不仅能使拔尖人才脱颖而出，也能使全体学生得到共同提高。

3.3 科技创新竞赛模式

利用科技创新实践基地开展各种科技竞赛活动，如全国和山东省大学生电子设计竞赛、全国大学生信息技术及电子系统设计竞赛、工信部大学生单片机竞赛和电子设计组装竞赛、中国“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛、全国“电脑鼠走迷宫”竞赛、电子工程师认证考试、电子行业职业技能鉴定、全国骨干教师职业技能培训等，还有学校和学院组织的电子设计竞赛、电子组装竞赛、无线电测向竞赛、大学生创新项目、走进实验室系列活动等。

3.4 科研提高模式

积极组织学生在科技创新实践基地搞大学生科技创新项目，参加教师科研课题。通过科研实践和锻炼，学生学会了查阅资料、文献检索、方案论证、撰写工程设计说明书、设计电路、仿真调试、整机安装、试验结果分析等[5-6]。部分优秀学生走向社会，为企业提供技术服务，解决技术难题。

3.5 就业创业培训模式

充分利用科技创新实践基地，依托学院雄厚的教师力量，开展各种社会服务。每年都组织就业培训、创业培训、职业师资培训和电子行业职业技能培训等，指导学生参加各种创业训练[7]。

4 改革成效

1）完善了实践教学体系，构建了多元化的实践教学平台，增加了设计型、研究型、创新型实训项目，全面提高学生创新能力。

2）以大学生电子设计竞赛为载体，营造了良好的创新能力训练气氛。近3年来，获国家级奖励6项，省级一等奖14项、二等奖19项。

3）开展了创新项目立项活动，加强创新能力专项训练，提高了科研水平。近3年来，在基地搞科技创新活动的学生有2100余人，平均每年接纳700余人；提交成果190项，实用新型专利4项，发表学术论文7篇，提交竞赛论文56篇。

4）强调对学生能力培养的全面性，学生综合素质有所提高，扩大了就业面。将提高学生的创新能力渗透到毕业设计、课程设计、实习实训的教学过程中。近3年来，在基地实习实训、毕业设计的学生有9000余人，平均每年接纳3000余人。有360人考取了电子工程师（初级和助级）资格证，有55人进行了电子行业职业资格鉴定认证。学生的成果得到教师和专家的肯定，增强了学生的荣誉感和自信心，勇气、克服困难、团结协作等方面也得到了锻炼。学生毕业时敢于面对社会，扩大了就业面，能够较快适应新的工作，这也是高等教育培养的目标。

虽然做了许多工作，取得较好的效果，但是与优秀院校的电子设计创新实践基地相比还有一定差距，还有许多不足之处。还应继续统一思想，提高认识，全面实施实践创新能力培养计划，进一步制定详细实施方案和考核评价体系，完善激励机制，加大创新能力训练经费投入，为学生开辟更加广阔的学习空间。

参考文献

[1]吕念玲，陈纪鑫，殷瑞祥.大学生实践创新基地建设的思路与实践[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：279-280.

[2]谭博学，宋吉江，苗汇静.电工电子实践教学改革的探讨[J].实验技术与管理，2008，25（7）：112-114.

[3]张树军，王永军，李景华，等.加强电工电子教学基地建设提高学生的创新能力[J].中国冶金教育，2003（1）：42-44.

[4]李震，朱昌平，范新南，等.“3+1”教学模式与学生创新能力的培养[J].实验技术与管理，2007，24（1）：128-130.

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电工电子基础课程是高等学校电类专业的通用基础和专业核心课程，其显著特点是量大面广，教学内容几乎涉及电气电子信息学科的各个领域，在培养学生的工程意识、实践能力和创新精神等方面具有十分重要的作用。近年来，南京航空航天大学以培养航空、航天、民航（以下简称“三航”）领域的未来开拓者为目标，以提升学生实践创新能力为核心，结合国家级电工电子实验教学示范中心建设项目的实施，整合优质教学资源，持续深化电工电子教学改革，形成了具有南航特色的电气电子信息人才培养模式，人才培养质量进一步提高。

一、注重基础与强化能力并重，构建综合性、一体化的电工电子基础课程体系

进入21世纪以来，国家和社会对高素质、创新型工程技术人才的需求越来越强烈，更新教育教学理念、创新人才培养模式是时代对高等学校的客观要求，构建科学合理的课程体系是最基础、最核心的任务。当前，电工电子基础课程体系建设必须遵循两个基本原则：一是适应性原则，即课程体系必须适应国家经济社会发展对创新人才的素质要求，厚基础、强能力、重创新，促进学生的全面发展，提高他们的综合素质和社会适应性。二是针对性原则，即课程体系必须根据不同层次、不同类型高校的人才培养目标，依托学校的办学特色和优势，促进个性化人才培养特色的形成，提高人才培养的针对性。据此，我们做了两个方面的工作：

（1）拓宽知识面向，凸显“三航”特色，构建综合性的电工电子基础理论课程体系。电工电子基础课程是电气电子信息类学科的共同基础和公共平台，不论是电子信息，还是电气自动化，都基于这个公共平台组织教学。同时，航空、航天和民航都是以自动控制为核心，机、电高度综合的学科领域，具有系统化、数字化、信息化、智能化等特点。因此，为适应航空航天器在系统分析、设计、综合等方面对人才知识体系和能力结构的要求，我们依托电气、电子、控制、计算机科学与技术、仪器仪表工程等学科，参照世界一流大学相关学科的课程设置，在传统课程体系的基础上引入“自动控制原理”、“现代控制理论”和“运动控制系统”等“控制”类课程，形成了涵盖“路”、“场”、“信号”、“控制”和“计算机”五大知识模块，基础厚、口径宽、多学科交叉、强弱电结合的综合性电工电子基础理论课程体系，为夯实学生的理论基础、提高综合素质创造了有利条件。

（2）整合实验内容，强化能力培养，构建一体化的电工电子基础实验课程体系。多年来，传统的电工电子实验课程虽然大多已经独立设课，但过分强调实验课程所在学科体系的系统性和完备性，实验内容与理论课程严格对应，将实验项目束缚在课程知识体系之内，容易造成实验课程之间的相互隔离、实验内容的重叠和教学时数的膨胀，不仅影响实验教学效果，而且难以开展跨课程、综合性的创新型实验，制约学生实践创新能力的培养。因此，我们打破实验课程的学科本位桎梏，整合实验教学内容，强化实验课程的整体性，将“电路实验”、“数字电路实验”、“模拟电路实验”、“在系统编程技术”和“电子工艺实践”等课程，融合成为一门分阶段实施、跨多门电工电子基础理论课程的“电工电子实验课程”。主要包括电工电子实验基础（18学时）、数字电路与系统设计（24学时）、模拟电路与系统设计（24学时）、电子电路综合课程设计（36学时）等系列实验模块。新的实验课程体系各实验模块之间相互衔接、逐层深入，最后通过“综合课程设计”对全部实验内容进行系统集成与综合实践训练，使学生在实验中进行大量跨课程的一体化的研究创新实践活动成为现实。

二、知行统一、学思结合，创新实践教学模式

长期以来，电工电子基础实验沿用传统实验教学模式，教学内容和方法单一。从实验教学内容来看，实验项目大都属于基础验证型实验，设计型和研究型实验偏少，具有工程背景或实际应用价值的综合型实验更少，学生在做实验过程中基本上是按照规定的步骤操作，难以激发学习兴趣和主动性，影响学生独立思考问题能力的培养。在实验教学方法上，大多采用老师板书，示范讲授为主，学生自主参与、自行设计的机会较少，不利于学生实践创新能力的培养。

为此，我们遵循知行统一、学思结合的育人原则，坚持以提高学生的实践创新能力为核心，重构实验教学内容体系，改革实验教学方法，完善学生课外科技创新体系，积极推进实践教学模式创新。

（1）重构实验教学内容体系，从“以验证型实验为主”向“以研究创新型实验为主”转变。精心设计实验项目，在优选基础实验项目、减少低水平重复的同时，强调知识的综合应用，依托教师的科研项目，增加跨课程的综合型、设计型项目的比重，增强实验内容的典型性、应用性和研究性，形成了“四层次（验证型、设计型、综合型、创新型）递进、多模块（必做模块、选做模块和拓展模块）菜单式”的实验教学内容体系，有步骤地、系统地提高学生的实践创新能力。该体系有利于学生根据兴趣、特长选择适合自己的实验项目和模块，满足了不同学生的实践能力培养和创新研究需要，为学生提供了自由发展的空间。

（2）改革实验教学方法，从“以教师为中心”向“以学生为中心”的转变。本着“以学生发展为本”的理念，实施以学生为主体、教师为主导、强调学生“三动”的实验教学方法，即学生自己动手、自己动脑、主动学习。针对每一个实验模块，教师重点讲解实验目的、内容与要求，注重启发式、讨论式、引导式等多种教学方法的有机运用，倡导学生多动脑、勤思考、勤提问，引导学生运用所学知识自主解决实验中的问题，而整个实验过程则由学生独立自主地完成，学生必须自己查找资料，自己制订实验方案、设计电路、选择、安装和调试仪表、测量和分析实验数据、撰写实验报告，真正实现从“以教师为中心”到“以学生为中心”的转变，从而开拓学生思维的深度与广度，培养学生善于思考、主动解决问题的能力。同时，高度重视现代教育技术的运用，注重将多媒体教学与网络化辅助教学、实验室做实验与网络化虚拟仿真实验相结合、纸质教材与CAI课件相结合，用多样化的教学手段赋予学生更大的学习自主性，充分调动了他们的学习积极性和主动性。

（3）完善学生课外科技创新体系，将创新实践由课内延伸到课外。学校整合全校资源，建成了智能控制系统实验室、嵌入式系统开发实验室等6个集综合性、先进性、开放性为一体大的学生电类创新实验室。学校为实验室配备科技创新指导教师，实验室的日常运行全部由学生自主管理，向学生全天开放。依托这些科技创新平台，我们以“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛和全国大学生电子设计竞赛为龙头，以国家、省、校、学院四级大学生科技创新项目及教师科研项目为载体，鼓励学生积极开展参与科技创新沙龙、科技节等各类丰富多彩的课外科技创新活动，努力打造系列化、特色化、品牌化的课外科技创新体系。多角度、多层面、大范围资助学生的创新实践，让学生享受到参与科技创新的愉悦，在愉悦的参与中培养学生的实践能力和创新意识。

三、坚持问题导向，引导自主探索，积极推进研究性教学

研究性教学是以研究解决问题为主线，以充分调动学生的主动性和积极性为前提，以培养学生的探究意识和研究能力为目的的教学模式。它一般由五个基本环节有机组合而成：“设趣与展演”、“指要与自学”、“精讲与答疑”、“研讨与回顾”及“训练与总结”。其中，“设趣与展演”是引导激发学生善学、乐学、会学的前提；“指要与自学”是帮助学生自主、自为、探究的关键环节；“精讲与答疑”是传道、授业、解惑的主要途径；“研讨与回顾”是夯实与深化知识的重要保障；“训练与总结”是知识提升与转化为能力的实践检验。这五个教学环节相对独立、互相依存，形成了一个有机整体，层层深入、环环紧扣，体现了以问题为导向、以引导学生自主探索为重点的现代教学理念。从2006年开始，我们以强化“国家级电工电子实验教学示范中心”的内涵建设为契机，以学生的自主性、探索性学习为基础，在“电子线路”、“电路理论基础”、“自动控制原理”等电工电子基础理论课程推行研究性教学，深受学生欢迎。比如，在“电子线路”课程的研究性教学中，我们将“电子线路”理论教学内容划分为半导体器件及模性、二极管应用电路、集成放大器、电路的频率响应、信号运算及处理电路、波形的产生与变换电路、电子系统设计自动化等13个专题及若干子专题，针对这些专题进行 “五环节”教学。下面以“集成放大器”专题下的子专题“差分放大器”的教学为例加以说明：在“设趣与展演”阶段，首先简要介绍集成工艺的特点，如大电容不宜集成、直接耦合易集成等，引导学生得出集成放大器应采用直接耦合，然后通过PSPICE等仿真软件演示直接耦合放大器在环境温度变化时存在温漂现象，从而引出集成放大器如何克服温漂的问题。在“指要与自学”阶段，提示学生思考克服温漂的可能方法，结合集成工艺的特点找出可行方案——差分放大器，然后指导学生从提高共模抑制比的角度出发，逐步完成由“基本差放”到“长尾差放”最终到“恒流差放”的差分放大器的改进和完善过程。在“精讲与答疑”阶段，对差分放大器的特点、结构和主要技术指标计算等重点、难点及关键之处，或学生自学中存在的其他共性的问题进行精讲与答疑。在“研讨与回顾”阶段，分组讨论差分放大器的特点、结构和主要技术指标的计算方法，让同学们竞相发言、表达观点，形成共识，并可利用PSPICE等仿真软件对“基本差放”、“长尾差放”和“恒流差放”进行仿真比较，引导学生系统回顾有关差分放大器的教学内容，帮助学生梳理知识体系。在“训练与总结”阶段，进行差分放大器的分析计算和差分放大器的设计调试训练，前者就是通常的习题训练，后者在实验室进行，在此基础上，学生在教师的指导下，对有关差分放大器的教学内容进行总结，也可以撰写课程研究论文。

研究性教学极大地激发了学生的学习积极性，促进了研究能力和创新精神的提高。我们对近三届全国大学生电子设计竞赛获奖学生的调查结果表明，92%的学生认为研究性教学中的探索过程训练及课程研究论文的写作训练，让他们受益最大，对他们高质量完成竞赛作品起到了非常关键的作用。

四、面向过程，突出创新，实施多元化的学生考评体系

学生学习效果的考评是人才培养的重要环节，考评方法直接影响教学效果。传统的终结性考评方式，主要是依据一张试卷或一份实验报告来评定学生的学业成绩，直接导致学生格外关注考评结果，忽视学习过程，抑制了学生自主学习、自由探索的积极性，不利于实践创新能力的培养。因此，我们把学生考评体系建设作为深化电工电子基础课程教学改革的重要内容，按照“面向教学过程，重平时表现，重实践能力，重创新思维”的原则，建立和实施总结性考试与过程性考查相结合的多元化考评体系。根据理论课程的目标要求，我们主要采用“随堂测试+课程研究论文”的方式，全面评价学生的学习效果。具体做法是：在课堂教学中，强化诊断性的过程考核，每完成一个知识点的教学任务，随即进行随堂测试，及时了解和反馈学生对已讲授知识的理解和掌握情况，并据此及时调整教学进程，使得教师的教与学生的学同步、协调。同时，在课程学习结束后，学生需要撰写相应的课程研究论文，并将其纳入学习效果评价之中。在课程总评成绩中，随堂测试成绩和课程考试成绩占70%，课程研究论文占30%，对于少量创新性强、具有较高研究水平的论文，其占比最高可以达到50%。

针对实验课程教学形式多样、过程复杂的特点，我们采用“平时成绩+实验操作考核+实验报告”的形式，把实验过程的各个环节均纳入考评要素中，从实验态度、能力、结果几个方面进行学习效果的综合评定。在教学过程中，教师通过观察，了解每位学生的实验态度及动手能力；通过提问和讨论，了解学生对理论和实验的掌握程度；通过实验报告，了解学生分析和处理实验结果的水平。在实验成绩中，实验操作占60%，课堂讨论和提问占15%，预习报告占10%，实验报告仅占15%。实践表明，这种考评形式突出强调了实验教学的过程性，有利于引导学生做好、做透、做精每一个实验项目，可以有效地提高实验教学质量。

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中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）31-7049-02

1 概述

教育的核心是人才综合素质的提高和完善。“知识来源于实践，能力来自于实践，素质更需要在实践中养成”。 实践教学是高素质人才培养过程中非常重要的一个环节， 是提高学生综合素质的重要保证。随着用人单位对大学生实践能力和创新意识要求的提高，实践教学已成为各高校改革的重点。

2 实践教学存在的问题

近几年，国内很多高校根据自己学校实践教学的条件及要求开展了实践教学改革的理论与探索实践工作。我校于2007年按照学科相近的原则，将分散在不同系部的电子电工类实验室调整组合，组建了电子电工实验中心，面向全校开展实验教学。2008年，电子电工实验中心被确定为湖南省普通高等学校实践教学示范中心建设单位，2012年通过了湖南省普通高等学校实践教学示范中心合格评估。

近几年来，我校实践教学改革取得了一定的成效，但也还存在一定的问题，主要有以下几个方面：1）基础实验实行开放实验教学，但开放力度不够；2）精品实验教材少，多为设备自带的指导书；3）实验教学内容和方法还比较单一；4）电子电工实习与课程设计流于形式；5）考核方式不全面；6）专职实验教师缺乏。

3 建立科学的实践教学体系

我校电子电工实验中心经过多年的探索，围绕培养学生的实际动手操作能力、综合能力和创新研究能力，构建了实验室、实习与实训基地和创新研究3类实践教学平台，形成了以基础实验、专业实验、工程训练和应用创新为层次内容的实践教学体系，可开设各层次的实验项目（验证性、实训性、综合性、设计性、创新性和研究性）300多个。其中基础验证性实验占23%，综合设计性实验占70%，创新研究性实验占7%。中心的实验教学紧紧跟随新技术的发展，不断更新计算机辅助设计和电子设计自动化软件。

基础实验层：以电路、电工技术、通信原理、电机与拖动、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子线路等课程实验为主，着重培养学生的基本实验技能，基本分析与处理问题的能力。

专业实验层：以数据通信课程、微波通信、光纤通信、现场总线、可编程控制器、DSP原理及应用、ARM嵌入式系统等课程实验为主，采用集中指导和自主训练相结合的教学模式，培养学生自主学习、系统分析、综合实验能力和工程素养。

工程训练层：以电工电子实训、单片机原理及应用课程设计、电子技术课程设计、毕业设计等。通过综合与设计实践活动，培养学生工程应用能力和独立分析处理问题的能力。

应用创新层：主要是国家级、省级和校级等各类大学生创新性实践计划、电子设计大赛、挑战杯赛、飞思卡尔智能小车赛、课外科技活动、学生科研等。采用全面开放和高度自主相结合的实践教学方式，培养学生的创新精神和严谨的科研态度及团队合作精神。

4 教学改革的探索及实践

4.1 优化整合实践教学课程与教学内容

根据各专业的人才培养目标，以传授知识、培养能力和提高素质协调发展为方向，以能力培养为核心，优化整合实践教学课程。根据各专业的培养目标将实践教学时段分布在大学四年的各个不同学期，使课程体系在知识层面上表现为由基础到专业基础再至专业，层次逐渐提升；而在知识结构上体现为由点及面再到系统。

教学内容不断更新，同时将科技创新成果、工程思想和实践教学改革成果不断融入实验项目中。鼓励学生参与教师科研项目，在开放实验室开展自主实验和学生科研；鼓励学生充分发挥自己所学知识的专长，积极投身科研、工程和社会应用实践。同时，定期开设电子设计竞赛、程序设计竞赛等竞赛专项培训课程，不定期开办科研、工程项目、学术论文撰写专题讲座等。

4.2 逐步完善开放性实验教学环节，积极拓展校外实践空间

在原有开放基础上逐步加大开放力度，目前实行“全天开放”、“预约开放”和“网络开放”三种形式：基础创新实验室和专业机房对学生常年全天候开放，学生利用课余时间，在此按照指导教师的要求或自主地进行学习、实验和研究，以及电子设计竞赛等培训；电路实验室、模拟电子技术实验室和数字电子技术实验室对学生实行预约式开放；精品课程、教学资源库、实验室综合管理系统、中心网站等网络信息平台向全校开放共享，学生可登录系统提交实验报告、浏览网站信息、下载相关实践教学资源等。

在加强校内实验室开放建设的同时，积极拓展校外实践空间，与企业进行广泛合作，建立现场实践教学基地，从而使学生在生产实践中得到充分锻炼，使其认知能力、实践能力、工程能力和创新能力得到很大提高。

4.3构建以学生为主体的实践教学模式

根据实践环节的培养目标、其所在层次及实践项目内容等，建立集中指导、自主训练、项目驱动、课外指导等教学模式。

集中指导教学模式：在实验教师的集中指导下，由学生依据实验指导书完成实践项目。主要应用于验证性的基础实验，其主要目的是使学生掌握基本实验技能和方法。如电路、电子技术、专业课程的验证性实验，以及一般规模的综合性和设计性实验。

自主训练教学模式：以学生独立设计和完成实验为主，教师指导为辅。主要用于部分设计型、创新型实验及综合实践环节，由指导教师出题或学生自主选题，指导教师审核并指导，学生自行设计并完成实验，指导教师跟踪实验进程并与学生进行研讨，主要培养学生自主学习、独立思考意识和工程实践能力，如电子技术课程设计等。

项目驱动教学模式：所有实践活动围绕项目需要展开的教学模式。主要用于各种专业竞赛的培训，如电子设计大赛，着重培养学生的创新能力和团队精神。

课外指导教学模式：主要应用于工程训练、毕业设计及课外实践活动。

4.4 建立多元化的考核体系

考核方法主要依据学生的培养目标及实验课程的教学目的，采取平时实验过程控制考核与实验项目最终考核相结合的方法；针对不同性质的实验考核项目，采取不同的考核内容与评分标准，已形成多元化的综合考核方式。凡独立开设实验课的，单独进行考试，单独记成绩。含实验的理论课程，实验成绩占总成绩的30%，非独立开设的实验课程根据专业和课程的性质，分为考试和考查两种，其实验成绩按实践教学大纲规定的比例记入该课程的期评成绩中。实验考查、考试的内容，包括实验理论、实验操作，数据处理、分析问题及撰写报告的能力等，补考不及格者，不得参加本课程理论课的期末考试，下学期理论课补考前必须先补考实验，补考实验及格后，才能参加理论课的补考。否则，该课程以不及格论处。

4.5 不断提高教师专业化水平

进一步加强教师的实践教学培训，加大对具有丰富实践教学经验和工程经历的高层次人才的引进力度，加大激励力度，督促和吸引更多高水平教师积极投身于实践教学工作。

5 结束语

我校电子电工实践教学改革取得了一定的成效，这种“层次+模式”的实践教学体系和教学模式充分调动了学生的学习积极性和主动性，使学生的实验基本知识和基本技能扎实，实践能力和创新能力增强。每年学生承担湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划省级项目多项；在近3届国家或省级电子设计大赛中，共获得国家一等奖1项，二等奖1项，省一等奖3项，省二、三等奖共6项；挑战杯省级奖2项；飞思卡尔智能小车华南赛区奖1项。

参考文献：

[1] 化晓茜，王紫婷. 改革电工电子实验教学培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：151-153.

[2] 徐红东， 谢秀颖. 改革电工电子实践教学， 提高创新实践能力[J].电气电子教学学报，2008（s1）：85-87.

[3] 刘宇刚.电工电子技术实践教学目标与教学模式的研究[J].教育研究与实验，2009：60-62.

[4] 王龙.电工电子实践教学中心建设的对策[J].湘南学院学报，2011，32（2 ）：62-64.

篇12

【Abstract】The research-based teaching requires teachers to organize teaching by explore ways to cultivate students’curiosity and creativity.Using the FPGA technology students’learning interest and study effect can be inspired and improved in experiment teaching of digital circuits and system. Though the reform and exploration， the students’ability of exploration research and engineering skills can be improved for the national undergraduate electronic design contest.In this paper，under the guidance of research-based teaching，application of FPGA technology to the digital circuits and system experiment teaching be carried on the investigative teaching method and the exploration practice.

【Key words】Digital circuits and system experimental course；Research-based teaching；Bachelor engineering education；Interactive teaching

0 引言

课程教学是高等教育的主渠道，推动课程体系创新和教学内容、方法、手段的改革，已逐渐成为高等教育创新性人才培养目标改革的趋势之一[1-3]。电子信息类实验教学是高等院校理工类专业学生重要的专业基础课，也是学生在大学教育阶段的主要工程性实践环节，它对培养学生的素质和能力十分重要，实验教学效果对学生专业技能的培养以及就业都将产生直接影响[4-8]。

数字电路与系统实验课程是数字电路理论课程学习到工程师转换的一座重要的实践桥梁。我们采用研究性教学模式为了进一步提升学生的创新意识和创新能力，创立类似科学研究的氛围，以引起学生深刻体验和共鸣。通过该实践环节的磨砺，使学生巩固和加深对数字电路和模数混合系统的理解，增强工程应用和工程实践能力，为学生参加全国大学生电子设计大赛打下了坚实的基础。电工电子实验系列课程是南京邮电大学独立设置的实验实践课程，也是重要的学科基础课程；同时也是理论性、实践性和工程技术性都很强的必修课程；是江苏省重点建设课程和省级精品课程。本文在研究性教学思想的指导下， 应用FPGA技术对数字电路与系统实验教学进行研究性教学实践， 探索实施研究性教学的教学方法。

1 授课内容的变化

目前CPLD/FPGA有着越来越广阔的应用前景，它和DSP及CPU并称为电子系统的三大基石。CPLD/FPGA具有体系结构先进、支持在线编程、应用灵活、集成度高、功能强大、设计周期短、开发成本低、开发工具先进、产品标准化程度高、性能稳定以及可在线检验等优点，被广泛应用于通信、仪器仪表、工业控制、信息处理等系统的设计与生产中。而掌握CPLD/FPGA设计技术已成为当今硬件工程师和IC设计工程师的必备技能。

在授课内容上体现了继承与发展。即：继承基于中小规模集成的电路设计并实现数字电路，发展目前产业常用的CPLD/FPGA实现数字电路。通过本课程授课内容的更新，使学生通过本课程掌握VHDL的程序设计方法与CPLD/FPGA的硬件设计与实现方法，培养在硬件、软件方面独立分析问题、解决问题的能力。

通过授课内容的变化，使学生既掌握设计与调测基于中小规模集成电路的方法，锻炼学生的基本电路的调测和差错能力，同时训练学生掌握新技术、新工艺和新软件，为学生解决复杂工程问题提供必要的知识积累。

2 授课形式的变化

依托我校电子科学与技术国家级实验中心平台，并结合授课教师的科研背景，我们编写了偏重与基础实验技术与工程应用的普通高等院校电工电子实验实践系列教材，通过具有代表性的工程案例，强化电工电子实验课程的工程技术性，并形成电工电子实验技术知识体系。同时积极完善该课程的教学视频、电子教案、综合芯片数据表文件、实验案例以及工程案例等线上资源，保证课程的系统性与完整性。

在授课形式上打通理论课和实践课程的鸿沟，将数字电路理论课中的设计报告和研究报告在实践课程中加以实现。要求实验报告都要以科技论文的形式书写，尽早锻炼学生的实验设计能力和文字表达能力，提升学生的研究和沟通能力。

3 考核形式的变化

针对研究性教学的形式，我们构建了多元化的考核方式。评分标准既包括了平时实验报告的提交与报告质量、实验操作情况、期中考试成绩和期末考试成绩，同时还包括了交互式学习的内容。在传统的“平时+期中+期末”考核方式的基础上，加入了平时实验操作成绩。考试和期中测验允许学生携带自行准备的参考资料进入考场，同时试卷分为实践部分（60分）和实验技术与实验理论部分（40分）。同时，由学生自主完成各种创新实验，培养学生的工程实践能力和创新能力。这种灵活的考核模式，有利于学生锻炼工程实践能力，完备学生的电子电路设计与实现的知识体系。

4 结束语

针对学生在工程实践、创新能力薄弱的难题和瓶颈，我们在电工电子实验实践课程中引入研究型教学模式，以有效地培养学生的创新能力。改进教学内容，切实倡导以学生为主体的教学模式，促使学生主动学习，独立思考，营造了良好的学习氛围。该教学改革的实施有力地推动了我校实践教学课程教学体系的改革与创新，学生参加创新实践活动积极踊跃，表现出极大的热情和自信，参加竞赛并获各类奖项越来越多。我校在大学生电子设计大赛、挑战杯、全国大学生机器人大赛和美国机器人公开赛等重要赛事中，屡创佳绩，近3年来获得省级以上大学生电子类设计竞赛奖共计近200项，其中国家级90余项。基于研究型的数字电路与系统实验实践课程改革有效地提升了学生的综合素质和创新能力。

【参考文献】

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[2]成谢锋，郭宇锋，黄丽亚，肖建，孙科学.大电子实验教学平台建设和教学方式的改革[J].实验室研究与探索，2015（9）：164-167.

[3]K-xue Sun，Yu-han Cheng，Xie-feng Cheng and Jian Xiao.Massively open online courses effective practices on engineering education.2015 International Conference on Education，Management and Systems Engineering（EMSE2015）.2015（8）：127-130

[4]郭志雄.电工电子实践教学改革的探索与实践[J].教育与职业，2013（2）：155-156.

[5]李锡，林连山，麻志滨，樊薇薇.加强实验教学改革与创新，推动电工电子实验中心建设[J].实验技术与管理，2012（7）：118-120.