電子技術(shù)專業(yè)教學內(nèi)容連貫性探析

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摘要：將民航類學生在大學期間所學相關(guān)聯(lián)知識進行連貫性整合，既有利于先前知識的回顧，又有利于對新知識的認知，使知識構(gòu)成一個完整的體系，進而使學生對各課程相關(guān)專業(yè)知識點進行連接，連貫性地學習掌握相關(guān)專業(yè)課程。本文以民航類電子技術(shù)專業(yè)中的電子線路技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、電子設(shè)計自動化技術(shù)、電子綜合設(shè)計四門課程為例，結(jié)合具體課程教學實例，探討電子技術(shù)專業(yè)教學內(nèi)容連貫性的必要性。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)專業(yè)教學內(nèi)容連貫性知識整合

1引言

電子技術(shù)專業(yè)是以現(xiàn)代電子設(shè)備及通訊信息系統(tǒng)為主要方向，掌握電工電子技術(shù)、信息控制技術(shù)等專業(yè)知識的一門學科。電子技術(shù)專業(yè)主要涉及的課程包括電工原理、電子線路、模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、微機原理、控制技術(shù)、通信原理等[1-3]。目前的教學方式基本上采用單課程單教師模式，教師只針對自己負責的課程，完成教學大綱任務(wù)，學生掌握本門課程的知識點，并進行實踐運用。這樣一來往往學生會把每一門課程當作一個個獨立的個體，容易犯“學過就忘”的問題。若將每一門課程串聯(lián)構(gòu)成一個完整的體系，將有利于學生對電子技術(shù)這一專業(yè)的整體認知學習。本文以電子線路技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)、電子設(shè)計自動化技術(shù)、電子綜合設(shè)計四門課程為例，結(jié)合教學實例，談?wù)勅绾螌崿F(xiàn)電子技術(shù)專業(yè)連貫性教學的問題。

2教學過程連貫性

2.1電子線路技術(shù)

航空工程類電子技術(shù)專業(yè)學生在大一下學期或大二上學期便開始接觸電學類的專業(yè)基礎(chǔ)知識，如電學基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路。在有一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識后，開始接觸電子線路技術(shù)這門課程，電子線路技術(shù)這門課程主要涉及基本電子元器件的特性、用法、性能檢測和電路設(shè)計方法[4]。學以致用是學習的根本也是最終目的，因而在掌握課程知識點后會緊跟有實際操作設(shè)計電路。根據(jù)課程知識內(nèi)容設(shè)計了“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”、“飛機尾燈顯示控制電路設(shè)計”、“機場信號燈循環(huán)控制電路設(shè)計”等多組題目的電路設(shè)計，并將學生分組，協(xié)作探討完成電子線路設(shè)計任務(wù)。以“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”為例，要求學生設(shè)計一個飛機起飛30秒計時器，具有30秒計時功能。設(shè)置外部操作開關(guān)，具有直接清零、啟動和暫停功能。計時器為30秒遞減計時器，其計時間隔為1秒，數(shù)碼顯示器實時顯示，計時器遞減到零時，發(fā)出光電報警信號。要求學生：1）擬定設(shè)計方案，畫出原理框圖；2）設(shè)計單元電路，畫出邏輯電路圖；3）設(shè)計總電路原理圖；4）撰寫課程設(shè)計報告。“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”需要學生掌握模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，所以設(shè)計的本身既是對電子線路技術(shù)這門課程知識點的考察，又是對模擬電路、數(shù)字電路這兩門課程的回顧。采用555構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生周期1.0秒脈沖，74LS192芯片計數(shù)，192芯片8421碼計時，4511芯片譯碼推動LED顯示。計時器設(shè)計啟動和暫停/連續(xù)計數(shù)功能，實現(xiàn)斷點計時，當計時器倒計時為零時，會發(fā)出光電報警信號。飛機起飛30秒計時器采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要包括計時模塊、控制模塊以及譯碼顯示模塊。在設(shè)計計時器時，指導學生采用模塊化設(shè)計思想，使設(shè)計起來更加簡單、方便、快捷。學生在熟練掌握電子線路器件知識的同時，還要會運用proteus仿真軟件進行仿真驗證設(shè)計線路的準確性，掌握知識，提高技能，又會在仿真過程中排除故障，達到電子線路技術(shù)這門課程的教與學的目的。對學過PCB設(shè)計與制作技術(shù)這門課程的學生，設(shè)計亦要利用protel完成SCH原理圖的設(shè)計，從而完成課程之間的鏈接，使得電子線路技術(shù)這門課程與之前所學諸多課程連貫性交叉網(wǎng)狀銜接，達到學生連貫性學習運用知識的目的。

2.2微機原理與接口技術(shù)

在大二下學期的時候，民航類航空工程電子技術(shù)專業(yè)普遍會開設(shè)微機原理與接口技術(shù)或者單片機及嵌入式微機技術(shù)這門課程，主要介紹微機系統(tǒng)的原理以及語言程序設(shè)計。學生在了解了微處理器結(jié)構(gòu)、存儲器、CPU接口、輸入輸出以及常用的微機接口電路后，最主要的是運用單片機進行匯編語言或C語言的程序設(shè)計，進而實現(xiàn)某種功能[5-6]。為了達到學以致用的教學目的，在課程的后期添加了實際操作部分。實現(xiàn)“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”、“飛機溫度儀設(shè)計”、“機場流水燈設(shè)計”、“多功能電壓檢測儀”等設(shè)計功能。同樣以“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”為例，此時無需多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖和74LS192芯片計數(shù)，只需學生采用C51單片機編寫C語言程序，實現(xiàn)計時器功能。本部分設(shè)計主要考察學生對C51編程定時器、中斷服務(wù)的運用，以及數(shù)碼管賦值顯示。數(shù)碼管賦值前需提醒學生查看原理圖中數(shù)碼管的鏈接方式是共陽極還是共陰極，以及區(qū)分段碼和位碼的賦值，從而正確顯示計數(shù)數(shù)值。同樣需要設(shè)計單片機外圍電路圖，利用protel完成SCH原理圖的設(shè)計，運用proteus仿真軟件進行仿真驗證，并完成課程設(shè)計報告。有實驗條件的學校，還可以下載到單片機開發(fā)板上進行功能驗證。同電子線路技術(shù)這門課程相比較，可以發(fā)現(xiàn)，完成同樣的任務(wù)，采用了不同的設(shè)計方法和思路，但又有相同的部分，如數(shù)碼管顯示部分的設(shè)計，proteus仿真工具的運用等。兩門課程之間很好地做到了連貫性教學，使學生既對先前學到的知識進行了回顧，又比較了新的設(shè)計思路與先前的設(shè)計思路的不同，連貫性的教與學得以體現(xiàn)。

2.3電子設(shè)計自動化技術(shù)

電子設(shè)計自動化技術(shù)也就是通常所說的EDA技術(shù)，航空工程電子技術(shù)專業(yè)會在大三上學期開設(shè)這門課程。電子設(shè)計自動化技術(shù)主要讓學生了解CPLD／FPGA基于硬件描述語言和原理圖的基本開發(fā)流程，并利用VHDL語言完成小規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)或底層模塊設(shè)計。同樣，可以采用實際操作練習，實現(xiàn)連貫性教學，提高學生的動手操作能力。設(shè)計了“機場電子時鐘設(shè)計”、“機場交通燈控制器的設(shè)計”、“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”、“數(shù)控脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器”、“五相十步步進電機脈沖分配器設(shè)計”等多個實際操作題目供學生練習。還是以“飛機起飛30秒計時器設(shè)計”為例，同樣還是實現(xiàn)30秒的計時顯示，并附加有清零、裝數(shù)、啟動和暫停/連續(xù)等多種功能。不同的是，在EDA設(shè)計中，需要學生選擇適當?shù)腃PLD/FPGA芯片并設(shè)計相關(guān)電路，利用VerilogHDL語言設(shè)計計數(shù)器程序，并在QuartusII仿真環(huán)境下驗證相應(yīng)設(shè)計功能。利用protel完成SCH原理圖的設(shè)計，并完成相關(guān)設(shè)計報告。飛機起飛30秒計時器的設(shè)計采用HDL語言生成74LS161作為分頻器，然后和74LS192遞減計數(shù)器，74LS48七段碼顯示器分別組成從30到00的遞減功能并顯示，且在為00的時候報警器工作。控制模塊是由防抖動開關(guān)，控制清零、暫停、啟動的按鍵組成。計時器的設(shè)計采用自上到下的設(shè)計思想，使設(shè)計的思路更加清晰，也更加便于功能的仿真。顯然，電子設(shè)計自動化技術(shù)與先前學習的電子線路技術(shù)、微機原理與接口技術(shù)兩門課程達到了三門課的連貫性教學，使得教學內(nèi)容連續(xù)，知識點連續(xù)，進而使得學生對電子技術(shù)專業(yè)整體知識完成銜接，達到連貫性教學目的。

2.4電子綜合設(shè)計

在學生掌握一定的電子技術(shù)專業(yè)知識后，在大三下學期或大四上學期會開設(shè)一門綜合性電子設(shè)計相關(guān)課程電子綜合設(shè)計。該課程是對先前所學知識的綜合和擴展，仍然沿用連貫性的教學思路。可針對民航學生設(shè)計如下實際操作題目：“可程控飛機溫度監(jiān)測系統(tǒng)”、“可程控飛機起飛30秒計時器”、“基于LCD液晶顯示的機場多功能數(shù)字鐘”、“帶溫度顯示的多功能機場數(shù)字鐘的設(shè)計”、“太陽能供電的飛機測速裝置”等。以“可程控飛機起飛30秒計時器”為例，繼續(xù)沿用之前設(shè)計思路，以單片機AT89C52為控制中心，數(shù)碼管顯示計時，同時利用VB或LabVIEW編寫上位機程序，RS232串口通訊，實現(xiàn)上位機計時器的顯示，以及對下位機單片機的控制。綜合電子設(shè)計除了需要考察學生對下位C語言的編程能力，亦考察了學生上位機程控界面的設(shè)計能力。通常要求學生采用LabVIEW編寫程序控制界面。虛擬儀器技術(shù)在高校教學方面發(fā)展迅速，采用可視化圖像編程，可讓學生快速上手，采用模塊式編程方式，可讓學生對各部分精確把握，進而增強整體編程效果，達到一定設(shè)計要求。要求學生選擇合適的元器件，焊接最小系統(tǒng)開發(fā)板，并調(diào)試設(shè)計程序，完成設(shè)計報告。在微機原理與接口技術(shù)這門課程的實操部分已經(jīng)完成部分C語言程序的開發(fā)，學生只需要添加通訊控制模塊，但又要修改已有程序，使其完成設(shè)計要求。這更符合工作單位的工作模式，一項程序的開發(fā)都是在已有的工作基礎(chǔ)上進行擴展或更改。同樣，課程智能化設(shè)計技術(shù)這門課程的設(shè)計也提高了學生對于上位機界面設(shè)計的能力，學習了新的知識點。可見，連貫性教學在電子技術(shù)專業(yè)是可實現(xiàn)、可操作的。

3結(jié)束語

連貫性教學方式將獨立的課程采用某種鏈接方式鏈接，使得學生在整個學習過程中思維連貫，學習連貫。電子技術(shù)專業(yè)的其他課程，以及其他專業(yè)的課程，只要找到合適的銜接點，連貫性教學同樣適用。針對具有特色的民航類院校，學習模式的建設(shè)亦要根據(jù)其特點展開，要結(jié)合民航實際運用實例，有針對性地進行課程建設(shè)。連貫性教學是以已學知識為基礎(chǔ)進行新知識點的擴展，可以更好地達到教與學的目的。

參考文獻

[1]蔡俊，郭來功.電子技術(shù)教學與學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)淺析[J].中國科技信息，2010(14)：196-197

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[3]裴忠貴，李瑋.應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)課程教學內(nèi)容連貫性探討[J].高教高職研究，2010(39)：208

作者：劉希軍 單位：中國民航飛行學院