模拟电路课程设计十篇

模拟电路课程设计篇1

模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。依据能力目标的不同，可以划分不同的任务类型，并据此确定任务目标，设计任务结构。

关键词：模拟电路电路设计教学模式

以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来，由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性，逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的，因此，任何数字化系统都包含有模拟电路部分，模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。

模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言，模拟电子技术都处于较为底层的位置，通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。

模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于，学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路；模拟电路“数字化”、结构化程度低，表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂；模拟电路的工程技术方法很难实现程序化，常常需要依赖经验知识解决问题。

电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程，模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务，依据设计工作过程组织教学活动，能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。

1、工作过程、能力与任务类型

一个较完整的电子系统电路设计的工作过程，包括：技术指标分析，方案设计，单元电路设计与参数调整，电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析，完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型：识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。

单元电路设计与电路综合是基本任务，它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。

不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度，作为单独的任务存在，与相关的设计任务共同组成学习项目，也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如，反馈放大器设计可以作为一个学习项目，由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。

识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计，特别是在原理设计和电路结构设计时，极少原理性的创新，绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合，这种改进和组合需要阅读已有的设计资料，借鉴他人的技术经验和成果；为提高电路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在电路中采用新出现的电子元器件，例如集成电路芯片，需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。

目前，电子电路计算机辅助设计（EDA）包括电子工程设计的全过程，例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作PCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用，是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中，主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。

在电路设计的实际工作过程中，编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件，无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言，编写设计文件，是一个总结和提高的过程，有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。

2、任务目标

(1)电路识读任务，是对针对设计任务收集技术资料（主要是可供设计参考的电路）并进行分析，属于电路设计的准备工作，任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次：1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础，作为专业入门课程，对此应该给与一定程度的注意，要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件，往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元，判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成，功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路，例如放大器可分为输入级、中间级和输出级；稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析，得出对整个系统功能的判断，并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点，估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构，可以得出电路大致的技术性能指标，定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析，可以大致得出放大器的输入、输出特性；对中间级的分析，可以大致判断放大能力；依据级间耦合方式，可以判断放大器频率响应范围；甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。

(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计，在定性分析的基础上实现定量估算，自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程，可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求，分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求，正确分析和理解各项技术指标的含义，分析实现任务要求的技术途径，这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图，分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案，选用能够满足技术指标要求的核心器件，完成方案论证。对于同一个任务，实现的方案可以有多个，应具备将不同方案加以分析、比较的能力，从中确定一种相对较优的方案。

依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块，将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求，参考典型电路，确定电路结构，计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路，比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐，需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试，修改电路参数，观测性能指标，直至满足技术指标要求。5)电路联调，测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上，通常依据信号流向，逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成，系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程，也可以在计算机上模拟仿真实现。

(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性，计算分析器件容差对电路的影响量，用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度，实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上，通过仿真测试与分析加以调整，能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件，包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。

3、任务结构及实施

一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”，工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例，解决关于学习目标的问题。

3.2 任务要求

设计任务必须具备明确的工程应用背景，必须提出具体的设计要求（技术指标）。例如交流放大器设计任务，应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求，应依据由浅入深循序渐进的原则，从体现基本功能的一两个技术指标开始，逐步增加技术指标数量，提高设计难度。

3.3基础知识学习

基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的，因为它是能力的组成部分，同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力，因此应该以实现电路设计任务为依据，确定理论知识的学习内容和学习深度，力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。

提供设计参考的电路必须是工程电路，但学习是一个循序渐进的过程，基础知识的学习会使用原理电路为学习对象，原理电路不能仅有电路结构和元器件标号，也要标注元器件主要参数，使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像，逐步建立数量观念，这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。

3.4设计方法与步骤

不同功能和结构的电路，具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路，技术要求不同，设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别，但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。

以反馈放大器为例，设计步骤如下:

选择反馈组态，选择反馈深度，选择反馈级数，确定放大级数，确定输入级、中间级、输出级的电路结构，计算电路参数，仿真测试和参数调整。容易理解，上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。

3.5 电路设计

这是学生在相对独立的情况下，完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。

不同类型的学习任务，其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。

不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。

4、结语

电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算，依据模拟电路原理设计过程构建学习任务，组织和实施教学过程，不仅能够有效控制理论知识学习深度，促使学生较为自主地获取经验知识，并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力，更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。

参考文献

[1] Sergio Franco.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计[M].西安交通大学出版社,2009.

[2] 谢自美 等.电子线路综合设计[M].华中科技大学出版社,2006.

[3] 赵世强 等. 电子电路EDA技术[M].西安电子科技大学出版社,2000.

[4] M.Herpy.模拟集成电路[M].高等教育出版社,1984.

模拟电路课程设计篇2

关键词：Proteus；电子技术；仿真

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）04-0215-02

一、引言

将EDA（Electronic Design Automatic，电路设计自动化）软件应用于电子电路的辅助教学，可以使课堂讲解和实验演示更生动、形象，使学生更快、更好地掌握课堂教学的内容，加深对概念、原理的理解。目前常用于电路设计、分析的EDA软件有PSpice、Protel、Multisim（EWB）和Proteus等，其中Proteus除了可以仿真、分析各种模拟和数字电路以外，其最大的特点是可以支持许多型号的微处理器仿真，所以非常适合电子信息专业基础课，如电路、模拟电子技术、数字电子技术、高频电路、通信原理和单片机等课程的辅助教学。

二、Proteus仿真软件

Proteus仿真开发平台是由英国Labcenter公司开发的，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台，是一个完整的硬件、软件设计仿真平台，包括原理图输入系统ISIS、带扩展的ProSpice混合模型仿真器、动态器件库、高级图形分析模块和处理器虚拟系统仿真模型VSM，主要特点有以下几点。

1.可以仿真数千种模拟、数字器件和集成电路，并且提供了大量的动态仿真器件，使仿真运行效果更逼真；支持多种型号的微处理器、微控制器芯片的仿真，如51系列、PIC系列、AVR系列单片机、摩托罗拉的68MH1l系列，以及philips的LPC系列ARM芯片等。

2.Proteus的仿真是基于SPICE3F5的，因此它也能像其他的EDA软件那样对各种分立与集成的模拟、数字进行电路分析，如模拟分析、数字分析、混合信号分析、频率分析等。

3.提供了虚拟示波器、逻辑分析仪、信号发生器、计数器、电表、虚拟终端（VirtualTerminal使用电脑的键盘和显示器通过串口与外部的单片机系统通讯）等虚拟仪器仪表供选用。

4.由ISIS及ARES两大功能模块构成，既能够进行SCH（原理图）的设计，也能够进行PCB（印制板）的设计，并且在ISIS环境中能够对设计的电路进行交互式实时仿真。

5.能和Keil、Matlab等软件整合使用，使得用户可以在设计中直接编辑修改源代码，并即时观察运行效果。

鉴于proteus软件的特点，我们将proteus的应用融合进了教学的多个环节，进行了较为深入的实践应用。

三、Proteus在电子技术课程教学中的应用

模拟电子技术、数字电子技术是电子技术课程的两个分支，模拟电子技术一般设置在数字电子技术之前，这两门课程是电类相关专业的专业基础课，是后续专业课程的基石，具有实践性、系统性较强的特点，并且课程内容较多，相对学时较少。为了加强课程的学习，对于电子信息专业的学生我们在培养计划中设置了理论教学、实验、课程设计等环节，结合各个教学环节的特点，我们辅助应用proteus仿真软件加强教学效果，有效地提高了学生电子线路系统性设计及创新性的能力。

1.在模拟电子技术课堂教学中，将proteus的交互式仿真运行融于基于多媒体的课堂理论教学之中，具有即时、直观、生动的特点，有利于学生快速理解电路工作原理，了解相关器件的作用、掌握参数的调整、电量的测量方法等。模拟电子技术的主要教学内容是采用工程近似法对非线性器件二极管和三极管构成的单级、多级放大电路及集成放大电路的工作原理和性能指标的分析计算。我们利用proteus的ISIS编辑环境功能结合教材上的电路，搭建了各个章节中的主要基本单元电路的仿真原理电路，在相关教学内容中尽量充分利用仿真电路增强课堂教学的效果。例如在讲解固定偏流共射组态放大电路时，结合图1，分析了电路的静态、动态工作原理，利用交互式仿真功能，在断开vi时，调整相关器件参数，在虚拟电压表、电流表上观察Q点相关电量的值的变化。在加入vi时，利用示波器或通过添加探针，利用模拟图表观察输入输出波形放大情况和相位关系，同时还可以通过改变输入信号幅度或元件参数大小分析输出动态范围，观察饱和、截止失真，使学生在理论学习的同时，能够感受实验操作的生动性，提高学生的学习兴趣，并加快知识的掌握，为实验课程做好铺垫，避免学生在用实验箱进行实验时，不明就里，只按照指导书盲目接线测量。

在数字电子技术的教学中，proteus的仿真作用更加有效和形象直观。在基本逻辑门电路、门电路或集成电路构成的组合电路、时序电路、波形产生及电源电路的教学过程中，都融入了仿真电路运行演示，增强课堂教学效果，并且设计了有关单元电路的综合应用电路。例如，在讲完编码器、显示译码器后，仿真演示了如图2所示的组合应用电路，该电路能将BCD优先编码器74LS147的最高编码通过显示译码器74LS48驱动显示在数码管上，同时也可以改变译码器的控制信号状态，展示74LS48的功能，使学生对单元电路的原理、应用、接口、系统性有了更深入的理解。

又如，对于利用加法器实现减法运算的应用，我们设计了图3所示的电路，说明了加法器的应用及有符号数的补码、原码之间的关系，该电路可以将两个4位二进制数的差以原码的方式输出。

作业是学生巩固课堂所学知识不可或缺的环节，在布置作业时，我们建议学生对于设计性的题目利用仿真软件完成，加强电路设计、原理、功能等方面的理解。

2.利用proteus辅助实验及课程设计。虽然模电、数电实验都有现成的实验箱，但是硬件是固定的，实验课时是有限的，并且必须在规定的时间地点进行。而proteus却可以不受时间场地的限制，器件选择上也更具灵活便利性，虽然不能代替硬件实验，却是很好的辅助工具。在实验课的基础上，我们鼓励学生结合实验教材，利用proteus软件设计调试没有安排进实验课的有关电路，不少学生都根据自己的兴趣爱好设计调试了相关电路，培养了学生的自主学习能力。课程设计安排在理论教学及实验课结束之后，是电子技术课程重要的实践教学环节，经过前两个教学环节的学习，学生已经初步具备了分析设计、调试基本单元电路的能力。综合考虑系统性、实用性、启发性等因素，我们给学生提供了多个难度适中的选题，学生也可以自行选择合适的选题。要求学生首先利用proteus软件仿真电路，充分理解系统电路的工作原理，再安装制作、调试实际硬件电路系统，实现系统功能，PCB板的设计也最好利用proteus的ARES模块实现。学生按要求历经基于仿真基础上的综合应用电路的设计、分析、安装调试硬件电路的过程，进一步巩固了基本单元电路的掌握和应用，增强了系统设计的能力与综合分析问题、解决问题的能力，收获很大。

四、结语

在电子技术课程教学中，利用仿真软件将理论教学、实验和课程设计有机结合，提高了电子技术课程的教学效果，开发了学生自主学习的潜在能力，激发了学生的学习兴趣和创新意识，开拓了学生的视野，增强了学生综合运用知识的能力和实际动手能力，为后续高频电路、单片机等专业课程的学习以及参加电子设计竞赛等奠定了夯实的基础。在今后的教学实践中，我们将更加深入地研究、探索更加行之有效的教学方法。

参考文献：

[1]朱清慧，张凤蕊，翟天嵩，等.Proteus教程――电子线路设计、制版与仿真（第2版）[M].北京：清华大学出版社，2011.

模拟电路课程设计篇3

关键词：微电子；课程设计；教学体系；改革研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0083-02

一、改革研究背景

微电子课程设计是微电子等专业本科学生必修的一门专业实验课，是理论性和实践性都非常强的一门课程[1-4]。微电子课程设计涉及了集成电路设计、半导体物理、半导体器件、工艺及材料等多个专业方面。笔者经过多年的教学与实践，总结分析后发现如下两点不足：

1.课程内容主要集中在电路方面，忽略了对微电子工艺及器件方面的教学与考核。对于微电子专业的本科生而言，该实验应该重点包括两部分内容――微电子工艺与器件、集成电路设计。其中，微电子工艺与器件主要包括微电子工艺模拟、微电子器件模拟和MEMS器件模拟三个模块，相关软件有Sentaurus Process、Taurus MEDICI、ANSYS等。学生掌握完成各种半导体器件的工艺方案设计、工艺参数优化、直流特性分析、交流特性分析、频率特性分析和简单门电路的器件级模拟，加深学生对专业知识的理解和把握，培养设计创新能力[5]。

2.在电路方面，现有的教学内容过多偏重于模拟部分。课程应该加强数字集成电路的讲解。传统的集成电路主要分为数字集成电路和模拟集成电路两部分，主要软件有Cadence、Actel Designer、ADS等设计软件。通过EDA软件，实现不同层次和复杂度的模拟、数字集成电路设计实验。完整的电路实验可以切实提高学生的实践能力，增强就业竞争力。

二、改革研究目标和思路

本文研究目标是针对微电子等专业的本科生，依托南京邮电大学电子科学与工程实验教学中心良好的软硬件环境，改革微电子课程设计课程内容和方法，形成一套完整的课程内容，涵盖从微电子工艺器件，到集成电路设计。要求学生掌握半导体材料特性测试技术、微电子技术工艺参数测试分析技术和微电子器件设计与参数提取技g，能够熟练使用集成电路EDA工具软件，独立完成基本电路设计。改革对加深学生对微电子专业知识的系统理解和掌握，培养设计创新能力，提高就业竞争力有着良好的推动作用[6]。

改革主要思路是将课程内容分成两部分，即微电子器件的设计及模型参数的提取、集成电路设计，根据团队中各个老师的研究方向，安排专人进行课程内容建设，设计出符合本科生知识背景的专业实验。特别针对器件级和电路级的衔接，制定出可行的实验内容。本课程要求学生先修完大学物理实验，半导体物理，半导体器件，微电子学概论，模拟电子技术，数字集成电路设计，微电子制造技术和计算机辅助设计等理论课程后，再进行本课程的学习。

三、改革研究内容

为了紧跟当今科学技术的飞速发展，进一步加强微电子专业学生的综合基础知识和专业素养，了解集成电路的整个设计流程，本改革全面系统地进行了涉及从微电子工艺、器件、模型、IC设计等整个流程。旨在培养学生运用Sentaurus，ICCAP，Candece，Synopsys等EDA软件进行微电子工艺，器件模型以及IC集成电路设计，熟悉从工艺，器件至电路的整个设计流程，能进行工艺级，器件级和电路级的设计工作[7]。改革内容主要包括如下两部分：

1.微电子器件的设计及模型参数的提取。利用Sentaurus和ICCAP等仿真软件，进行集成电路工艺和器件的设计与模拟，然后对于建立的器件结构进行相关模型参数的提取。具体包括：①器件结构的实现；②器件特性的表征；③器件模型参数的提取。

2.集成电路设计。①模拟集成电路模块包括了从最基本的单管放大器到具有较为完整功能的集成电路芯片的设计内容，借助于实验内容的推进，学生可以实现从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证、芯片测试的模拟集成电路设计流程。②数字集成电路模块可以完成包括数字集成电路前端和后端实验内容，学生可以完成从系统定义、RTL综合、时序分析、可测性设计到版图实现的完整数字集成电路设计流程[8]。并且配备了先进的集成电路测试系统，做到虚拟仿真与实际硬件仿真相结合，进行复杂系统功能的验证。

四、改革研究意义

1.加强学生对整个集成电路设计流程的掌握，充实南京邮电大学微电子专业面向“卓越工程师”培养的实践教学体系的建设，提高学生们的实践操作能力，加深对理论知识的理解和掌握。

2.重构优化现有的微电子专业设计课程安排，针对当今先进集成电路设计，形成涉及从微电子底端（工艺级和器件级）至顶端（电路级和系统级）的一整套课程设计。

3.培养学生对微电子相关的EDA软件的学习与使用，并形成一批具有理论基础、能提高学生EDA使用技能的创新项目，提升学生们的创新意识，培养他们探索新事物的勇气，使他们更加适应新世纪的挑战。

五、总结

改革内容涉及了微电子工艺、器件制作、参数提取以及IC电路设计，这些知识和技能的培养是作为微电子专业学生必备的，同时也是学生后续进入研究生阶段从事微电子相关科学研究的基础；改革中涉及到的各种EDA软件的学习与使用，均是当今先进集成电路设计中正在使用的，这些技能的学习与掌握有助于提高学生们的综合素质，提升他们将来毕业后的就业竞争力，也有助于加快我国的现代化建设，实现“中国梦”。

参考文献：

[1]方玉明，夏晓娟，吉新村，等.微电子专业课程体系结构优化研究[J].教育教学论坛，2014（4）：33-35.

[2]姜岩峰，张晓波，杨兵，等.微电子实践教学内容的研究和改革[C].北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集，2007：88-89.

[3]李l，方玉明，徐跃，等.微电子专业实验教学改革和探索[J].考试：教研版，2013，（3）：19-19.

[4]王莉，梁齐，张广斌.微电子专业课程建设与教学改革的探索[J].中国现代教育装备，2008，（10）：92-93.

[5]梁齐，杨明武，刘声雷，张彦，陈士荣，宣晓峰.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008，（01）：45-46.

[6]毛剑波，易茂祥，张天畅.微电子学专业实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索，2005，（12）：78-79.

[7]杨虹，冯世娟.面向21世纪的微电子技术人才培养――微电子技术专业本科生教学计划的制订[J].重庆邮电学院学报（社会科学版），2004，（S1）：24-25.

[8]周金运，胡义华，吴福根.电子科学技术本科专业课程设置改革的依据与实践[J].广东工业大学学报（社会科学版），2003，（02）：66-67.

Research on the Reform of the Teaching System of Microelectronics Course Design

CAI Zhi-kuang，WANG Zi-xuan，HU Shan-wen

（College of Electronic Science and Engineering，Nanjing University of Posts and Telecommunications，Nanjing，Jiangsu 210023，China）

模拟电路课程设计篇4

关键词：电路与电子技术课程；计算机专业；电路与模拟电子技术；数字逻辑电路

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0061-02

计算机相关专业是软硬件结合，面向系统开发和应用的一个宽口径专业，与许多其他学科紧密相关，有着明显交叉的领域，同时也存在着明显的差异。作为计算机相关专业培养的本科毕业生来说应该在掌握计算机组成与体系结构、程序设计语言、操作系统、网络与通信等计算机科学基本理论的基础上，同时具备电子技术相关的基本知识与基本技能，以获得从事计算机硬件系统开发与设计的基本能力，为计算机专业毕业生就业拓展更宽的范围。

一、计算机专业电路与电子技术课程概况和特点

1.课程概况。电路与电子技术课程是计算机相关专业非常重要的专业基础课程，该课程分为两个学期授课，包括《电路与模拟电子技术》和《数字逻辑电路》两个部分。其中《电路与模拟电子技术》由《电路原理》与《模拟电子技术》两门课程合并而成，调整了教学要求并压缩了教学和实验学时，课程的主要任务是通过讲授电路模型的基本定律和模拟电子技术部分晶体管电路的一般原理，掌握电路的基本分析方法和一般晶体管放大电路的分析。而《数字逻辑电路》和其他电子类相关专业的《数字电子技术》要求近似，但更偏重计算机专业特点，教学中应注重于计算机专业后续课程的衔接。《电路与模拟电子技术》和《数字逻辑电路》共同构成了计算机相关专业的硬件基础。

2.课程特点。（1）课程的知识量大，知识点多，教学时间短。电路与电子技术课程是计算机相关专业学生学习硬件的基础课程，包含了以后将大量使用的专业基础知识。但是由于教学时间只有2个学期，特别是《电路与模拟电子技术》将其他专业需要利用3个学期来学习的《电路原理》与《模拟电子技术》被浓缩为1个学期的《电路与模拟电子技术》，知识点多，知识量大，对于学生来说掌握起来难度较大。（2）课程各个部分分割明确。电路与电子技术课程可以分为三大部分，电路原理部分通过学习基本电路定理和理想元件的伏安特性，研究经过理想化和模型化后的电路模型的定量分析方法；模拟电子技术部分通过学习晶体管元件的基本特性，掌握一般模拟电子电路，特别是放大电路的分析方法；数字逻辑电路部分学习基本逻辑门的构成方法，研究组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析方法。（3）面向学生为计算机专业学生。电路与电子技术课程面向的是计算机相关专业的同学，从整个课程的设计和讲授过程中需要考虑计算机专业同学的特点和专业发展的特点，使之更好地与后续的计算机专业课程相衔接。

二、电路与电子技术课程课堂教学存在的问题

1.电路与电子技术课程内容多，知识点繁杂，学生掌握困难。对于计算机专业的学生来说，利用2个学期的时间掌握其他电类专业4个学期的内容，相对难度较高，虽然课程设置调整了教学要求和教学课时，但是对于刚开始接触专业基础课程的大二同学来说仍然存在一定的困难。特别是《电路与模拟电子技术》中分两部分讲授电路原理和模拟放大电路的知识，更使得学生在思路转换上可能出现问题。

2.授课教师对于计算机专业同学学习电路与电子技术课程的目标认识不明确。对于计算机专业的同学来说，电路与电子技术课程的授课大多由其他电学专业专业基础相关老师来进行。教师很容易进行计算机专业的电路与电子技术的教学，但是教学内容偏多，理论偏深，不能激发学生学习的兴趣。

3.计算机专业学生对于电路与电子技术课程的重要性认识不够。计算机专业学生学习电路与电子技术的过程中，由于第一次接触专业基础课程，很可能无法掌握有效的学习方法，同时由于对于这部分课程的课时缩减，可能造成学生认为这部分课程不重要，没有认真学习的心态和热情。同时如果学生没有打好电子技术的基础的话，会使学生在学习后续计算机专业各门后续课程的时候出现各种困难，从而引发整个知识体系的不牢固，影响到学生之后的就业和工作。

三、电路与电子技术课程课堂教学存在的问题的解决办法

1.在课程开始让学生明确课程的学习方法和重要性，激发学生学习兴趣。教师在教学过程中应当首先让学生明确这部分课程在自己整个知识体系的作用和地位，使得学生了解到电路与电子技术课程是计算机专业同学需要掌握的第一门硬件相关专业基础课程，对于以后整个专业的学习有着不可替代的作用。同时还要在课程之初提醒学生本课程的知识点较多，复杂程度较高，加强学生的重视程度。并且在整个教学过程中随时把握学生学习的效果，随时调整教学的方式方法，来使得学生抓住学习的时机真正掌握相关知识。

2.针对专业特点合理分配学时，帮助学生掌握课程特点和重点，同时紧跟当前电子技术发展现状，提高学生学习兴趣。针对计算机专业的特点，加强课时的合理分配，突出重点难点。授课过程中首先培养学生对整个课程知识脉络的掌握，培养学生对电路与电子技术课程的一般分析思路。对于《电路与模拟电子技术》部分，应该在课程中强调课程中《电路原理》部分着重于对于抽象后的理想电路元件和电路网络的分析，要求对于电路分析的基本定理、方程分析以及等效变换熟练掌握，强调定量的确定性计算，整体分析偏重于理想化抽象化，应提醒学生注重掌握最基本的分析思路和基本定理。而其中的《模拟电子技术》则开始接触更加接近实际应用的实际电路，应从电子信息系统出发向学生解释一般系统中的构成，以及模拟电子电路和数字电子电路包含的部分，帮助学生建立起整体概念，在学习的过程中应该向学生强调模拟电子技术部分的分析多为近似分析，目的是在不同的条件下分析电路的整体表现，注重理解电路所完成的输入与输出大小关系和功能。而《数字逻辑电路》部分是计算机专业电子技术课程的重点，着重分析电路输入与输出之间的逻辑关系。同时电路与电子技术课程知识相对稳定，在电子技术高速发展的当今，应当适当引入相关最新电子技术发展的相关知识，提升学生学习的兴趣并且提升课程与学生以后专业发展的相关性和实效性，同时可邀请部分教授或者计算机专业学者为学生进行相关的讲座，以帮助学生了解计算机专业的电路与电子技术课程的重要性，并且让学生对于整个专业体系有所了解，来让学生具有自主学习的意愿以对自己的职业生涯有所规划。

3.采用现代教学和实验手段，提高学生对于课程的理解，强化对于课程知识点和动手能力的掌握。在课程教学中针对计算机专业电路与电子技术课程知识点多与实际硬件联系紧密的特点，可以多采用多媒体课件教学来提高讲授速度，并且利用生动的多媒体图像声音或者动画的演示来增强课程的生动性，激发学生学习的积极性。同时针对课程安排实验较少的现状，适当安排部分EWB等仿真实验，提高学生的动手能力和对课程知识的感性认识，并且鼓励学生参与开放性实验[2]。同时还可以为学生提供相关计算机辅助电路设计软件比如Protel系列软件的实验和学习机会，帮助学生建立初步的电路设计能力。最终鼓励学生在课程教学之外，提供各种相对独立的小项目，培养其实际设计电路的能力，为其参与各类电子设计竞赛打下坚实的基础，培养出计算机专业学生对于本专业的兴趣和热情，建立良好的学习风气[3]。同时为计算机专业学科建设提供辅助支撑，为学校培养宽口径的优秀的计算机专业毕业生打下基础。

4.建立精品课程，培养优秀的教师团队。对于学生的学习指导最终还要落到计算机专业电路与电子技术课程授课教师的身上，只有培养优秀的教师队伍才能为计算机专业电路与电子技术课程的发展提供必要的条件。应当利用助课、集体备课等多种形式将有经验教师的经验传授给团队其他老师，培养合理的教师团队配置，积极鼓励教师去高水平大学进修，并努力建设计算机专业电路与电子技术精品课程，培养对于计算机专业课程教学的先进理念，不断提升计算机专业电路与电子技术课程教学团队的水平和能力。同时计算机专业电路与电子技术课程的授课教师应当对于计算机专业有深刻而清晰的认识，通过自身的学习和提高，高屋建瓴地把握计算机专业电路与电子技术课程在整个计算机专业体系教育中的重要作用，并有意识地加以引导，从而使得计算机专业电路与电子技术课程的教学区别与其他专业的电子技术教育，做出特点合理发展。最后应当大力开展课程教材建设，对于计算机专业电路与电子技术课程这部分相对稳定的知识而言，需要结合计算机专业自身特点，与时俱进地编制符合自己学校定位和学生特点的精品教材。

总之，对于计算机专业电路与电子技术课程教学的改革是一个长期的过程，通过努力建设精品课程，培养优秀的教学团队，提升课程的吸引力，将能够有效地激发学生学习的兴趣，帮助学生建立良好的专业基础，这还需要在实践的基础上不断加以完善。

参考文献：

[1]杨睿.《电路与电子技术概述》课程课堂教学问题及对策研究[J].沈阳师范大学学报：自然科学版，2014，32（3）：397-400.

模拟电路课程设计篇5

将EDA仿真软件应用于模拟电子技术理论和实践教学，提出一种基于EDA仿真平台的理论分析与仿真分析相辅相成、虚拟仿真实验和实际实践相结合的教学模式。通过仿真电路和波形显示，加深学生对理论的理解，有效解决模拟电子技术理论概念抽象，电路分析复杂的难题。同时通过EDA技术的引入，引导学生进行基本电路的分析和设计，为实际电路的设计应用打下基础。

2.EDA技术在模拟电子技术理论教学中的应用

EDA即电子设计自动化，以计算机和仿真软件为工具，可以完成整个电路从系统级到物理级的设计与分析。常用仿真软件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等，考虑到Multisim先进的电路仿真和设计功能且一年级时曾作为学生的自修课程，本次教学研究采用Multisim软件。在模拟电子技术的理论教学中，对于那些概念分析抽象、不易理解的部分，利用Multisim，教师可以构建电子电路模型进行仿真演示，通过波形图和数据直观展示各种参数变化和虚拟故障对电路静态动态性能的影响，具体而又生动，不仅可以加强学生对理论知识的理解，还可以激发学生的学习兴趣，提高课堂教学效果。例如在模拟电子教学中第一次讲解共射放大电路时，很多同学对放大线路中各个节点的波形分不清楚，不知道直流信号和交流信号如何叠加在同一个电路中，电路中各节点信号的相位关系如何觉得难以理解。传统教学中，仅仅靠在黑板上画图讲解，教师难讲，学生难懂，费事费力效果却不好。现在针对这个问题，教师可以通过Multisim搭建基本共射放大电路模型，设置模型参数，观察仿真波形。共射电路输入信号（节点2波形）和输出信号（节点5波形）的反相关系，并且根据波形的峰值可以直接算出电路的电压放大倍数。节点2和节点4波形是静态工作点电压和交流信号叠加信号，c1和c2两个电容起到隔直作用。通过Multisim软件的演示过程，直接把抽象的理论转化成直观的视觉感受，电路各点波形在学生的脑海里留下深刻的印象，教学效果事半功倍。教学过程的前期，可以在课堂上现场建立电路模型，演示如何进行仿真，让学生逐渐掌握Multisim的使用。在教学过程的中后期，随着学生对Multisim软件的熟悉，为了节约课堂时间，可以事先把教材中需要讲解的电路模型搭建好，用到时直接调用即可。通过这种理论教学和软件演示相辅相成的教学方式，使得学生把电路原理、工作波形和数学关系等紧密结合在一起，全面掌握模拟电路的基础理论，更好地理解这门课程。

3.EDA技术在模拟电子技术实践教学中的应用

模拟电子技术在传统的教学过程中，实践教学基本都是基于实验平台操作。实验平台的特点是安全、便于操作，但是平台电路有限，只能覆盖课程教学中一部分基础电路，基于实验平台的实验基本都是验证型实验，且操作过程中平台电路元件易损坏，不能很好地达到锻炼学生动手能力的目的。这就使得学校教学比工程实际滞后，不利于工科应用型人才的培养，造成学生眼高手低，进一步影响学生的就业和发展。因此，模拟电子技术实践教学中引入仿真软件，将平台实验和软件虚拟实验结合，先采用软件对实验进行设计仿真，后平台实验进行实际电路搭建，既加强了学生对理论的理解，又突出了学生的动手能力。实践教学分成两部分，第一部分是基本电路的验证和演示实验，加深学生对书本基础理论的理解。该部分实验相对比较简单，学生主要在实验平台上进行操作，同时以Multisim仿真为辅，对一些在实验平台上难以操作的部分进行仿真验证。如研究静态工作点对电路动态性能的影响，实验平台操作只能观察电路中的一个电阻参数改变对电路输出波形的影响，而在虚拟仿真平台上，可以对电路中所有涉及到静态工作点的元件参数进行更改，进而观察电路波形的变化，并且还可以连续改变元件参数对波形的变化进行实时观测。第二部分是模拟电子技术课程设计，要求学生自己分析设计一个较大规模复杂模拟电路，给出严格的设计思路、理论推导和元件选型依据，在仿真软件平台上搭建出具体电路模型并通过仿真实验验证，然后进行实际电路焊接，充分发挥学生的主体作用，调动学生对该课程学习的主动性、积极性和创造性，提高学生对模拟电路的认识分析能力和创造能力。

模拟电路课程设计篇6

[关键词]电子技术课程；教学模式；实验教学

0引言

《模拟电子技术》课程是第四军医大学生物医学工程专业一门非常重要的骨干专业基础课程，主要是培养学员对模拟电路的分析、设计、调试等能力，为其毕业后能够胜任军队医疗卫生装备的维修与研发岗位需求打下坚实的理论基础。《模拟电子技术》课程的授课内容涵盖器件、电路及电路应用3个部分，要求学员完成课程学习后，应具备会计算电路参数、会选择器件、会设计电路、会测试电路参数“四会”基本技能[1]。实验是《模拟电子技术》课程非常重要的教学环节，通过实验既可以检验学员的理论学习效果，又能提高学员的实际动手能力。但是，传统的实验教学模式主要以验证性实验为主，即教员指定实验内容、提供实验元器件和实验仪表，学员按照教材中的电路图完成实验、测试电路参数后完成实验报告，整个过程学员始终处于被动，不能形成实验过程教与学动态交互的平台，无法激发学员对电子技术的兴趣，距离培养创新性思维方式甚远[2-5]。在这种实验教学模式下，学员只是能够计算电路参数、测试电路参数，并不知道如何选择器件、如何设计电路，无法满足实用、高素质军队医疗卫生装备研发人才的培养目标和要求。针对以上问题教学组融合课程特点，在实验教学设计中大胆创新与改革。在完成模拟电子技术经典实验项目的前提下，整合验证性实验内容，将实践教学拓展由课堂延伸到课外[6-7]，增加以问题和需求牵引为导向的综合设计性实验，开放性地提出了“五自”实验教学模式；引导学员主动参与实际科研活动，灵活地选取探索的方法，为学员提供发展创造性思维和实践的机会，激发了学员对电子技术类课程学习的热情，同时加强了团队的协作，锻炼了对科研活动的总结和表达能力。

1“五自”实验教学模式

调动学员在《模拟电子技术》课程实验过程的主观能动性和学习积极性，教学组在基本要求“会分析计算、会使用常用的仪器仪表、会测量基本的参数”的指标基础上增加了“会设计电路”和“会选元器”件2个环节；开放性地提出学员自由选题与分组、自行管理与实现、自主设计与实施、自行调试与安装以及自主答辩与论文完成的“五自”实验教学模式。现将具体实施步骤介绍如下。

1.1自由选题与分组

为了培养学员之间的团结协作精神，在其即将完成模拟电子技术课程学习的前2个月，由授课教员针对军队卫生装备中研究的热点问题以及附属医院临床科室的实际需求，发现问题，并联系所学理论知识提出问题；重点列出5~10个综合设计实验题目（如便携式心电图机、自动输液器、电加热手套、太阳能电源等），提出电路设计要求和预期达到的主要性能指标，要求学员自主设计实现电路。学员针对教员指定的实验题目，根据每名同学自身的兴趣和专业特长，自由选题与分组。一般每组不超过3人，组内学员自行分配任务，包括文献查阅、电路设计、电路仿真、印刷电路板（printedcircuitboard，PCB）可在共享上查到制作、元器件购买、电路调试、幻灯制作及答辩等环节。

1.2自行管理与实现

整个教学的实施过程中，教学组采用开放式的管理模式，即教学实验室时间和空间对学员全部开放，所有的测量仪器仪表设备全部开放。模拟电子技术的网络教学交互平台全时段开放，学员选题之后，每个小组的时间和进度节点都自行管理、自行实现，完全发挥学员的主动性。教员只需做好的监督安全、答疑引导工作[8]。

1.3自行设计与实施

在学员完成自由选题与分组之后，可根据实验项目的要求查阅文献资料、提出技术方案和实施路线、设计电路并进行电路仿真，通过仿真测试电路的功能及主要性能指标，不断优化电路结构。当学员在电路设计时遇到问题和困难，由教员针对学员的设计进行专题辅导和引导，突出以学员自行设计为主、教员引导为辅。自行设计重在培养学员灵活运用理论知识、信息检索工具、电路设计与仿真软件的综合能力，是“五自”实验教学模式中最为重要的一个环节。在学员完成电路设计与仿真之后，教员对学员的设计审核后由学员列出所需元器件型号、数量和主要参数等。学员自行购买，选择性价比高的元器件，自行购买元器件重在培养学员选择器件的能力。元器件参数的合理设置是电路设计的基本内容，而器件的性能优劣直接影响到电路实现的功能正常与否，因此综合性实验项目增加该环节强化锻炼学员基本的器件选型能力。

1.4自行调试与安装

学员将购买的元器件进行分类，按照电路原理图在PCB上完成焊接，并进行调试、排除电路中可能存在的故障，发现问题，小组内部探讨，网上教学平台发动教学资源共同解决问题，很好地培养了学员解决问题的基本技能，以问题为导向培养了团队协作能力。设计实验过程的测试方案，选用合适的仪器仪表测量不同的参数指标，并记录描绘特征曲线。规范实验测试流程，熟悉常用仪器仪表的特性、使用条件和使用注意事项。完成电路板调试后，学员自行将电路板安装到实验箱内，提供电源输入接口、信号输入输出接口等。自行调试安装重在培养学员的电路故障排除、仪表使用、电路焊接和安装等综合能力。

1.5自行答辩与论文完成

学员完成综合实验项目后，要完整地记录项目的设计和实现过程，准确地记录实验结果，提交规范的设计论文，并自行制作PPT，内容包括课题背景、设计思路、方案、电路及主要参数、改进方法及措施等，汇报时间10min。学员答辩时，教员可以针对学员的电路设计、实验方案或实验结果随时提出质疑，其他组的学员也可以提出质疑。自行答辩与论文完成重在培养学员系统化的科研思维和实践规范，逻辑性的总结能力，精炼客观的表述能力[9-10]。

2教改效果

从2007届生物医学工程专业本科学员开始，我们将“五自”实验教学模式应用到模拟电子技术课程教学中，通过发放调查问卷和对考试成绩分析反馈等方式，对教改效果进行分析和总结。图1为2007—2011届学员对“五自”实验教学模式的问卷调查分析结果，问卷调查采用百分制打分，内容设计“五自”实验环节的执行效果评价（每项20分）。从结果分析中可以看出，学员对“五自”实验教学模式的评价分数逐届提高。2007年级学员评价分数较低，这是因为我们首次改革实验教学模式，在实验项目的设立、学员答辩组织等环节存在不足，学员的建议大多是增加实验项目、不要限制答辩形式；2011年级学员评价分数最高，这是因为我们不断积累经验和教训，灵活设置实验设计题目、灵活学员答辩形式，使“五自”实验教学模式日趋完善。对2007—2011届学员《模拟电子技术》课程考试平均成绩（如图2所示）分析，结果显示平均成绩的提升与“五自”实验教学模式的配套使用有紧密的关系。2007年级学员模拟电子技术的考试分数较低，这是因为我们首次采用“五自”实验教学模式，学员准备时间过短，没有将理论紧密联系实际，直接影响了理论考试时间；2011年级学员评价分数最高，综合实验设计题目选择来源于实际生活或科研需求，且紧密和理论知识相连接，激发了学员对《模拟电子技术》的极大兴趣，巩固了学员的理论知识，提高了学员的理论考试成绩。

3结语

“五自”实验教学模式在2007—2011级生物医学工程专业的《模拟电子技术》课程教学实践中取得了很好的效果。与传统的实验教学模式相比“，五自”教学模式将学员的学习模式从被动变为主动，充分发挥和调动了学员的主观能动性。同时，用问题导向和需求牵引来提高学员的创新意识，用大科学的理念来培养学员的团结协作精神，为学员毕业后的第一岗位任职需求奠定了基础。为了更好地发挥“五自”实验模式在军内生物医学工程人才方面的培养作用，我们将在今后《模拟电子技术》课程的实验教学中令实验项目选题更贴近部队实际需求，即实验调试环节增加机电一体化、电磁兼容、特殊环境设计的内容，使新的实验教学模式更加实用、有效。

[参考文献]

[1]路国华，王华，秦明新.浅析《模拟电子技术基础》课程的教学改革和实践[J].军队医学教育，2006，14（1）：40-41.

[2]路国华，王华，秦明新.电路仿真软件在《模电》中的应用[J].医疗卫生装备，2006，27（9）：288-290.

[3]张华，王健琪，荆西京，等.《模拟电子技术》实验考核的探索和实践[J].医疗卫生装备，2014，35（5）：330-332.

[4]张华，荆西京，路国华，等.电子技术实验教学中的师生关系[J].军队医学教育，2011，19（3）：68-70.

[5]蔡晓艳.模拟电子技术实验教学改革的研究与探索[J].实验室科学，2013，16（3）：51-53.

[6]王革思.“模拟电子技术”课程开放式实验教学平台的研究与实践[J].实验技术与管理，2014，31（8）：170-173.

[7]唐铁军，王平祥，王春潮.课内外结合构建研究型大学本科生科研能力培养体系[J].实验技术与管理，2010，27（4）：19-22.

[8]李淑明，姜玉婷，李晓冬.“虚实”结合的模拟电子技术实验模式[J].大众科技，2014，16（10）：3-4.

[9]郭东亮.“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索[J].实验实践教学，2014，33（29）：81-86.

模拟电路课程设计篇7

关键词:模拟电子技术;教学;实践;教学改革

中图分类号:TN701文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)09-2191-03

Some Thoughts about Analog Electronics Teaching

WANG Feng

(School of Computer and Information of Fuyang Teachers College, Fuyang 236041, China)

Abstract: For Analog electronic technology teaching existing common problems currently, combined with author many years teaching experience, some improved adviceare proposed about Analog electronic teaching technology from the following teaching contents, practice contents and assessment methods and so on. In addition, the author further discusses about carrying out the second class activity to cultivate innovative talents and enhance the quality. Improved teaching methods and teaching means can act as a reference in the future.

Key words: analog electronic technology; teaching; practice; teaching innovation

1 模拟电子技术的教学基本要求[4]

模拟电子技术是电子信息类专业的必修课。随着自动化、计算机及电子信息技术的飞速发展,该课程不仅显得更加重要,同时它的教学内容也变得越来越丰富。因此,通过课程建设,对于提高课程的现代化教学手段,提高实验教学的水平和效果,有着重要的现实意义。

模拟电子技术又是计算机课程和集成电路应用及数字电子技术课程的基础内容,它始终反映和跟踪着当今计算机技术发展的最新动态与理论。尤其是EDA和计算机仿真技术的引入,使得它成为一门前沿的、基础的、又是应用型的课程。

模拟电子技术课程逻辑性强,数学基础要求高,对电路课程的应用要求也高。一些电路结构比较复杂,集成化程度高。因此,它比较适合采用与多媒体教学的方式相结合。而多媒体教学的不断完善,使又使得它的教学形式更加生动有趣,形象生动,具有观赏性和知识性,便于学生更快地融入到教与学的环境中,同时也为双语教学的引入提供了一个平台。

教学内容安排理论联系实际,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,增加了以实验环节为主的开放型实验,引入计算机仿真实验。让学生学到较实用的知识,掌握电子电路设计应用的基本技能和分析能力。同时充分运用多媒体教学和网络教学,制作了多媒体教学课件,可开设网络教学。在教学中能够实行课堂讨论式、学生积极参与的生动活泼的教学方法,启发学生思考,以学生为本、以解题带动理论知识的掌握来实现师生互动。

2 模拟电子技术的教学存在问题

模拟电子技术课程是在介绍一些常用的半导体器件的基础上,着重研究电子线路的基本概念、原理和一些基本电路的分析方法。内容多,大部分学生在学完这门课程后只是了解一些专业术语,掌握了一些基本电路的原理以及计算公式,但理论知识运用不灵活,稍微复杂的电路图就看不懂了,也不会分析和调试电路,更谈不上设计和制作电路了。实践教学的主要目的应是让学生学会理论联系实际,掌握各种实验技术和测试技术,具备借助各种设备仪器进行综合实验、测试和设计的能力。然而在模拟电子技术实验教学中,以基础验证型实验为主,实验数量少,内容陈旧,而且基本上没有综合型、设计性实验,从而导致学生做实验的兴趣不高,课堂理论与实验脱节,综合动手能力和实践创新能力得不到有效的提高。该课程的整个教学过程中的实验部分也只是对理论教学的简单验证,导致理论和实践脱节。按道理来说,学生对实践性强的课程会很感兴趣,但是长期以来,学生对这门课程的学习普遍感到比较吃力,甚至一些学生由于在学习该课程时产生的畏惧感,导致在以后的学习中凡是遇到跟模拟电路有关联的课程都不自觉的带有畏难情绪,从而影响了后继相关专业课程的学习;对于教师来说,也有许多老师反映难教,教学效果比较差。另外,课时的不足以及课程内容的陈旧、繁多使得教学理论不能深入,实验流于形式或是根本没有实验课程的安排。实际上,看似枯燥的课程在理论的运用上有很强的灵活性,对于该课程在教学中存在的问题,已经有许多文献进行了相关的讨论,本人根据几年来的教学体会,在提高教学效率及培养学生的学习兴趣的基础上,阐述自己的几点看法。

3 教学改革几点建议

3.1 理论教学改进

3.1.1 优化教学内容,提高教学质量[1]

考虑到“模拟电子技术基础”课程学时数少但内容多,重点和难点多,学生普遍反映比较难等问题。为此我们重新整合了“模拟电子技术”课程内容结构,编写“模拟电子技术”教学大纲,逐步减少理论学时,增加实验学时,使二者比例达到一个最合理值。删减部分陈旧知识,融入新技术的应用,课程内容的构成注重新技术的引入和理论与实践的结合,内容更加新颖 , 信息量增大,具有先进性,以此激发学生学习的积极性。课程结构分为分立元件电路和集成运放两大模块。本课程的讲授按照先器件后电路、先小信号后大信号、先基础后应用的原则。我们对于教学内容进行优化以分立为基础突出集成,以理论为基础强调应用,精选传统模拟电子技术内容,加强新技术应用内容,将理论与实践、技术与应用较好的融合在一起。

3.1.2 改进教学方法,将多媒体教学与传统板书教学结合起来

为解决教学内容和教学学时的矛盾,我们改进了教学方法,将多媒体教学与传统板书教学结合起来发挥现代教学技术和传统教学技法的各自优势。对于典型电路的分析方法、典型的应用电路等我们采用板书教学。教师能够发挥个性化教学,学生也有时间思考和做笔记,为学生打下扎实的理论基础。对于结构复杂的大规模集成电路的特性及应用我们充分发挥多媒体课件生动形象、直观快捷、信息量大等优势,先将已学电路清晰、扼要地演示,助学生理顺基本概念、基本电路、基本方法,再利用仿真软件演示电路的动态效果,寓教于乐,提高学生的学习兴趣,充分发挥多媒体教学方式的优点,达到巩固基本理论,提升感性认识,适应新的教学方式的目的。

3.1.3 建立开放性的多媒体教学平台,进行协作学习

为有效地延伸教学时间和空间,加大课堂信息量的传递,专门制作了开放性的电子技术多媒体教学平台。它由课件教学、辅导交流中心及题库三个子系统构成,具有灵活的交互性,界面友好,使用方便。校园网内学生可随时进入课件教学子系统学习多媒体课件;题库子系统按章节单独调题或随机组卷进行模拟考试,自我检测所学知识的掌握程度,还可以在辅导交流中心查阅各任课教师的各类教学信息(如所留作业、习题解答、仿真软件介绍、考试通知等)或与教师在BBS上以在线或者留言方式进行交流讨论。

3.1.4 教考分离[2]

教考分离保证了教学质量评价的公正性。教考分离制度的一大特点是,在考核学生的同时,可以用统一的标准来考查教师的授课水平,这就对教师提出了更高的要求,促使教师要以科学、严谨和实事求是的态度组织教学,改进教学方法,潜心钻研,以提高所讲授知识的深度和广度。这种制度下的评价机制会比较公平、合理,还有一定的透明度。考试成绩如何,将对教师的业务考核,甚至教师的聘用产生直接影响。因此,从某种意义上讲,教考分离也是在考教师。教考分离无疑对教师产生了压力。但实践证明,这种压力实际上是一种动力。因为题库是按教学大纲制定的,这就使教师在授课中更能严格地按教学大纲进行教学,这也从根本上保证了教学大纲所规定的教学任务得到贯彻落实。同时教师在备课、教学及教研活动中投入了更多的精力,并且从未像现在这样关心自己所任课的成绩,从未像现在这样在课下认真解答学生的问题,这也就将大大促进教与学、促进教学质量的提高。

3.2 实践性教学改进

实验课程的考核是实验教学改进内容的一个重要部分,仅凭学生上交的实验报告打分,这不利于进一步提高实验教学效果.我们可采用按验证性实验、自拟性实验和设计性实验、实验考试四个模块对实验课程进行考核:

验证性实验:根据实验预习报告、实验操作、实验报告等打分。

自拟性和综合设计性实验:根据学生的设计、调试和结论、实验报告等方面评价。

《模拟电子技术》的实验思路和理念是:

1) 改变实验模式,即:

传统的实验是看指导书,按指导书的内容一步一步地按步骤做实验,而现在我们是把实验指导书作为参考,提出理论定理,要求学生自己定实验方案、实验电路和元件参数,在实验课上进行验证。

实验报告要求学生写实验方法、实验过程、理论依据、实验结果和结论,使以保证学生在实验中的主动性和创造性;同时也注重学生的个性发展,报告形式呈现出多样性。

2) 改变实验的考核模式:

经过改进实验的模式,几个学期的实践,学生的实验能力有了提高,并加深理解了理论知识,同时提高了学生的实验兴趣,最重要的是学生的动手能力得到了提高,创新精神得到了培养,效果较好。

3.3 开展第二课堂

开展第二课堂是拓宽学生知识面、培养学生动手能力和创新能力、强化学生基本技能训练、深化和补充第一课堂知识的重要措施,可进一步提高学生的实践动手能力和培养创新思维。为此我们建立了电子创新设计实验室,每年有计划地从二年级学生中招收第二课堂活动小组成员。经过自愿报名、面试、考察、淘汰等几个步骤,最终确定学习成绩好、能遵守活动纪律、肯钻研的学生作为第二课堂活动小组成员。

在课余时间先学习焊接导线,再学习焊接线路板,逐渐进行到用EDA技术设计实用模拟电子系统。指导老师预先给出题目让学生自选。使学生不仅学会了设计制作电路原理图,而且学会了运用Protel软件进行印刷电路的设计和制作,大大激发了学生的学习积极性,提高了学生实践动手能力,培养了他们的创新思维能力。近两三年来,我院组织学生积极参加各种部级、省级大赛,为学校争得很大的荣誉,同时也培养了学生创新能力、协作精神,提高了学生综合素质。

4 总结

几年来,在模拟电子技术课教学过程中采用以上的教学方法,收到了较好的教学效果。模拟电子技术课内容繁多复杂,只有合理整合教学内容,优化教学方法,运用各种教学手段,调动学生的学习积极性,克服学生的厌学心理,激发学生的学习兴趣,做到教与学紧密配合,才能收到良好的教学效果,从而培养出具有独立思考能力、综合实践能力和创新意识的技术型人才。

参考文献:

[1] 张志伟,傅明星,朱亚利. 模拟电子技术基础课程教学改进探索[J]. 黑龙江生态工程职业学院学报,2009,22(1):127-128.

[2] 王鹏 对教考分离考试制度的认识与思考[J]. 辽宁工业大学学报(社会科学版),2008,10(4):92-95.

模拟电路课程设计篇8

1.课程设计：培养动手能力课程设计是课堂教学和课程实验结束后的综合应用实践环节。本项教学改革将模电课程设计分为两部分，一是为弥补实验设备不足而进行的仿真设计。仿真设计包括三个环节，首先进行常用单元模块电路仿真；然后结合课本知识，给定电路参数和设计要求，进行仿真电路设计；最后拓展内容，对一些实际应用广泛的应用电路仿真进行学习。三个环节对学生的要求层层递进，前两个环节为“必做”，第三个环节为“选做”。二是从设计、制版、焊接直至调试全过程的综合设计制作选题。有两个题目供学生选择：MAX038函数发生器的设计和音频功率放大器的设计与调试。题目要求尽可能实用有趣。

2.综合实训：提升综合素质模拟电子技术实践教学改革的最后一个环节是综合实训。这其中已经不只是模拟电子技术一门课程，它将与数字电子技术、单片机技术应用等课程综合开发设计题目，训练学生的系统设计的能力。在训练方法上通过主动学习、自主设计和创新设计三个步骤激发学生的求知欲望和创新意识。（1）主动学习：根据实验系统需要实现的基本功能和达到的指标要求，学生通过查阅文献，确定自己的设计方案；利用软件仿真电路，并通过调试确定适合的参数；写出预习报告。（2）自主设计：根据软件仿真电路搭建实际系统的硬件组件；完成系统程序设计；进行软硬件调试，通过查找错误、解决问题，达到锻炼提高的作用；测试系统的基本参数和功能。（3）创新设计：完成实验系统的进阶指标：如增加功能或提高指标；对系统进行最终测试，给出误差分析；写出实验报告，提交实验作品。综合实训使学生较系统地掌握电子系统设计过程的选题、立项、方案论证、电路设计、装配调试、系统测试、总结报告、文档整理等全过程，培养学生理论知识的综合运用能力。

二、进一步完善实践教学体系

1.严格考核制度

要想使模拟电子技术实践教学顺利地进行下去，必须进行严格的考核制度，以保证实践教学的良好效果。（1）基础实验。根据学生每次做实验前的预习报告和实验中的操作表现、实验后的结果分析，给出实验成绩，占模拟电子技术课程总成绩的20%。模拟电子技术课程总成绩=70%的期末考试卷面成绩+20%的实验成绩+10%的平时成绩。（2）课程设计。完成课程设计中常用单元模块电路仿真，成绩为“及格”；完成课程设计中常用单元模块电路和规定电路的仿真设计，成绩为“中等”；完成课程设计中全部软件仿真设计，成绩为“良好”；完成课程设计中全部软件仿真设计和一个综合设计制作选题，成绩为“优秀”。

2.完善实践教学体系的配套工作

除上述改革措施外，为进一步完善实践教学体系，实验室硬件设备和运行经费的投入是必要条件；编写相应教材，加强较适合学生之间的交流也十分重要。已经完成或正在进行的工作如下：（1）吸取经典教材的宝贵经验和新的教学理念，结合独立学院的人才培养目标以及本院课程设置和课程大纲的要求，编写适用于应用型本科的教材——《模拟电子技术基础》以及配套的实验及课程设计指导书。（2）开设电子设计工程师认证考试（EDP），为学生就业增加砝码；指导优秀学生参加全国大学生电子竞赛、全国大学生专业竞赛等，促进“因材施教的个性化培养”。（3）建立了模拟电子技术课程与实验的网站，实现了指导教师与学生、学生与学生之间的互动，拓宽了主动学习的空间。

三、结论

模拟电路课程设计篇9

在独立学院的模拟电子技术的理论教学中，众多学生感到此课程教学与实际严重脱节，学习模拟电路知识仅仅停留在解题上，教师在授课的时候也只专注于电路分析、定理证明、公式推导等计算问题上，却无法说出相关电路在实际电子产品中的应用。另一方面在模拟电子技术的实验教学中，实验流于形式，学生使用现成的实验箱，在过多的验证性实验“指导”下机械的插拔导线，使得实验课程枯燥乏味，难以提起学生兴趣。学生无法对实际元器件进行感性了解，这样就直接造成学的知识与实际严重脱节。更有甚者在分组实验时小组中只有少部分学生动手，学生做完实验不知所谓。此外由于大学扩招的影响，造成学生质量下降，学生自学能力、逻辑分析问题能力不强，如何提升他们学习模拟电路的效率，提高其分析问题、解决问题以及动手的能力，是摆在教师面前的一个难题。所以现有的模拟电子技术课程教学无法满足独立学院培养应用性人才的目标。这样不仅背离了应用型人才培养的宗旨，也严重制约应用型人才培养的质量，使得独立学院毕业的学生处于理论上不如重点本科院校、实践能力不如高职学生的尴尬局面。在如今严峻的就业形势下，必须在学生理论知识学习的同时，加强学生分析问题、解决问题的实践能力的培养。

2独立学院模拟电子技术课程项目化教学改革

为了满足独立学院将学生培养成为应用型人才的目标，借鉴职业教育理念，我们准备对模拟电子技术课程进行项目化教学改革，目的是将传统意义下的模拟电子技术课程知识进行解构、整合、序化，加入电子工艺学知识，配合课程实验、课程设计项目，按照“做中学，学中做，递进交互”的教学理念，以行业和岗位需求为导向，以培养学生的实践技能为主线，以具体的电路产品为载体，实施项目化教学，一步步提升学生的专业实践能力。

2.1项目化教学目标的分析

根据项目化教学要求，以社会就业行业和岗位需求为导向，通过对独立学院往届电信和通信相关专业的毕业生及其就业单位企业、工作需求市场进行调研，分析其就业岗位，总结出主要的职业岗位群；然后通过分析各种岗位群对模电课程相关内容的要求，确立独立学院模拟电子技术课程的知识要求、能力要求及素质目标。

2.2项目化教学理念与思路的确立

根据项目化教学要求，以生活中具体的电路产品为载体，探索基于工作过程的课程开发与设计，通过分析真实产品的生产流程，以培养学生的实践技能为主线，以职业资格标准为参照来开发和设计模拟电子技术项目化教学中合适的项目，实施行动导向的项目式教学方法，使学生在获取知识、提高实践能力的同时，获得再学习能力和职业技术能力。

2.3项目化教学课程内容新体系的构建

模拟电子技术项目化教学中，课程内容和体系改革是课程建设的核心。本课程在进行教学的时候，应考虑哪些知识是进行项目所需的基础，或者项目进行过程中关键点所在。课程内容选取遵循独立学院教育的基本规律，基于行动优先原则，针对独立学院电信和通信类专业培养目标及学生就业岗位需求，以职业能力培养为重点，根据职业岗位的任职要求，构建新的教学做一体化课程内容体系。根据课程教学的需要，将教学内容划分为两个大的模块。基础模块：包括基本器件和基本放大电路。在教学过程中，突出应用，以电子产品实例为载体，使学生掌握模电基本知识点、基本放大电路的分析和设计方法。这个模块应该强调基础，支撑后续课程的学习，培养学生的学习兴趣。实用模块：包括集成运放电路和应用模块。通过该模块的学习，基本掌握实用模拟电子系统分析、计算、调试、检测、设计的能力。教学过程中知识应该精炼，教学内容及时更新，尽量与实际岗位工作要求相符，更好地培养学生的应用能力和实践能力。

2.4项目化教学方法与手段的设计

对课程进行基于行动导向的教学改革与实践。实践课程中选取多个项目，根据项目重新整理课程内容，将原模拟电子技术课程理论教学与实践教学有机融合到这些制作项目中，通过完成产品组件的分析、制作与调试等综合性学习任务，使教学内容更加丰富、直观，更加贴近工程实际。理论教学主要采用以下方式：（1）“精讲+演示”的教学方式，通过各个具体项目的实物电路呈现，使学生最直观地认识电子产品的设计、制作与调试等相关知识，通过应用实例启发学生兴趣、举一反三。（2）根据学习情境和教学对象的特点，灵活运用基于行动导向的多种教学方法，通过多媒体课件、动画演示、课程学习网站及基于Protel、Proteus、EWB、Multisim的软件测试等多种现代化教学手段。将传统教学手段与现代教学手段紧密结合，增强教学内容的动感和趣味性，从而实现更生动的教学模式。（3）引导学生使用相关软件工具分析和设计电子电路、重视课后答疑并及时组织习题讨论课，引导学生进行研究性的学习，鼓励学生大胆提出问题、研究解决问题的途径和方法。实践教学主要采用以下方式：

       （1）基础实验：“模拟电子技术实验”。学生通过实际元器件的识别和基本电路的测试等训练，对基本放大电路、差分放大电路、功率放大电路、集成运放电路等相关电路的性能有了更进一步的认识和理解。基础实验的具体目标是使学生从枯燥的理论知识和乏味的实验箱操作回归实际，让学生对实际元器件和电路进行感性认识，并在此基础上培养他们识图、识器件的基本能力以及实际电路调试能力，加强理论和实际的结合。（2）提高性实训：“专业实训”和“电子工艺实训”。完成Protel、Proteus等电子相关软件的学习，指导学生利用软件完成功能较为简单的电路的分析与设计。要求学生利用仿真软件绘制原理图，利用软件中的函数发生器、示波器、万用表等虚拟仪器仿真。通过仿真，及时修改电路中出现的错误，经过反复调试、修改，确定电路参数、验证电路设计的正确性，直到电路仿真通过，达到设计要求。根据仿真成功的电路确定具体电路。然后要求学生利用实验室提供的元器件和工具，自己焊接电路板，并进行调试。（3）综合性设计：“模拟电子技术课程设计”。①为了更好地灵活应用所学的理论知识，将实际结合到理论中去，在广泛调研的基础上，依据工作任务分析，以小型的电子产品组件的制作、调试作为能力培养的主线，教师确定多个项目任务，每个项目囊括较多的模拟电路知识点。②要求学生选取项目任务，根据教师下达的任务和要求，讨论系统的规范与功能，并提出系统框图。③将框图具体电路细化，利用理论知识，针对实际要求，完成电路的设计。④利用软件仿真来确定设计电路元器件的参数，验证电路的正确性。⑤根据设计电路，学生列出元器件采购清单，要求亲自到市场调研采购，并结合成本考虑，采购元器件。⑥学生通过自己搭接或焊接电路、测试电路性能，最终设计方案实现。⑦设计完成之后，学生必须参加项目答辩，完成设计报告。

模拟电路课程设计篇10

【关键词】模拟电子技术；教学改革；措施

引言

模拟电子技术是工科类专业基础课程，它能够让学生掌握专业课程的学习方法，该课程是否学好，直接关系到相关后续课程的学习。为了使学生能够更加轻松地学好《模拟电子技术》这门课程，更好地掌握模拟电子电路的基本概念，基本原理，基本分析方法和基本应用技能，提高该课程的通过率，有必要对该门课程在教学方法、教学手段及教学内容进行相应的探索研究及教学改革。

1“模拟电子技术”课程特点及存在的问题

《模拟电子技术》课程是工科专业的核心基础课程，其教学内容涵盖电子技术的电子元器件、晶体管放大电路、集成运放放大电路、负反馈放大电路、信号发生振荡电路等等，该课程知识点和概念多，基本电路类型多，相关计算量大，与其他基础课程相比，“模电”理论体系完整、实践性较强，学生学习该课程后，应具备独立完成简单电路安装、调试、分析、设计等能力。然而“模电”涉及知识点多，对理论部分要求较高。随着时代的发展，模拟电子技术课程传统教学模式远远不能满足社会需求。抽象的专业知识，单一乏味的教学模式，增加了学生对于抽象知识理解的难度。教学实践中学生主动参与的思想意识不高，学生的潜能得不到深度挖掘。实验教学需要理论与实践相辅相成，但是在模拟电子技术教学过程中，理论与实践严重脱节，陈旧传统的实验内容及实验项目，时代信息比较匮乏，实验项目不具有设计性与综合性，验证实验项目较多。在学习该门课程时，学生虽然已掌握了大量的理论知识，却不知怎么在工程中应用，使得理论知识与实际运用相分离，导致部分学生产生畏难情绪，学习积极性不高，学习效果差。面对如此困境，制定有效措施，提高学习积极性，激发学习兴趣，提升学生实践能力与独立创作能力等等。

2促进教学改革的有效策略

2.1教学手段改革

采用多元化教学手段，提高教学效果。在课内，查阅并跟踪国内外电子技术的发展现状，通过将多媒体教学和板书有机地结合，加大课堂讲授内容的信息量，并拓宽视野。同时，添加一些语音、视频及动画演示，通过听觉和视觉的感官刺激，进一步激发学生的学习兴趣，同时将电路仿真软件Multisim引入课堂教学中，比如讲解正弦波的形成时，用虚拟示波器将正弦波的形成过程形象地展示出来，在课堂上随时连接电路，测量电路，很好演示出仿真的过程，使课程内容变得简单、通俗、生动，也有助于加强课堂互动，激发并调动学生的学习兴趣；在课外，充分利用课后习题答案详解、考试试题库、精品课程以及知名大学电子技术课程的网站等网络资源，引导学生，辅助学生合理利用网络资源进行自主学习，从而提高学生学习的兴趣和教学质量。同时，借助QQ、微信以及公众号等网络互动平台，经常与学生进行在线讨论与答疑。

2.2增加习题教学课

习题教学，也是模电课程教学的一种重要形式。充分利用现有资源，编辑经典的习题册。入选习题册的选题的要具有典型性、代表性和不重复性。在讲述若干重要概念和解题规律后安排对应的习题课，及时而有重点地进行概念复习和解题训练，达到事半功倍的效果。

2.3实践教学的改革

学生的学习能力、实践操作能力、兴趣爱好和接受新事物的能力因人而异，在做好正常实验教学的同时，通过开展第二课堂，给一些学有余力的学生提供一个个性发展的空间。课题设计内容可由教师拟定，也可由学生自己设定，为了促进学生实践能力的提高，让学生利用multisim软件设计电路，并进行仿真，增强学生独立思考能力和动手设计能力，同时做出电子作品实物，激发学生的创新思维。在设计的过程中，教师可对学生遇到的难题给予帮助与引导。课件设计完成后，组织作品展览，开展学术交流等等，通过对比分析对设计作品中的不足之处及时整改。使学生在校期间真正做到理论联系实际，学以致用，为将来的升学和就业打好坚实基础。

3结语

已对我校2015级电子工程与光电技术学院学生的模拟电子技术课程教学进行了改革实践，学生的成绩都有了很大的进步，而且在我校大学生科研训练计划、全国大学生电子设计竞赛等电子竞赛中也取得了骄人成绩。这些都表明了课程改革与探索是可行的和有效的。通过改革与探索，提高了学生学习的积极性，使得学生对学习产生兴趣，提高了学生的学习能力；增加第二课堂，使学生的实践能力及创新精神得到极好培养，同时也有利于教学质量及教学效率的提高。

参考文献：

［1］李琪，杨欣.仿真软件在模拟电子技术课程项目教学中的应用［J］.赤峰学院学报：自然科学版，2013（15）：35-37.

［2］吴国祥，沈晓燕，章国安“.模拟电子技术”课程的教学改革与探讨［J］.中国电力教育，2013，31:58-59+63.

［3］童诗白．模拟电子技术基础［M］．北京：高等教育出版社，1980．