電子技術專業(yè)教學內容連貫性探析

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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，使知識構成一個完整的體系，進而使學生對各課程相關專業(yè)知識點進行連接，連貫性地學習掌握相關專業(yè)課程。本文以民航類電子技術專業(yè)中的電子線路技術、微機原理與接口技術、電子設計自動化技術、電子綜合設計四門課程為例，結合具體課程教學實例，探討電子技術專業(yè)教學內容連貫性的必要性。

關鍵詞：電子技術專業(yè)教學內容連貫性知識整合

1引言

電子技術專業(yè)是以現(xiàn)代電子設備及通訊信息系統(tǒng)為主要方向，掌握電工電子技術、信息控制技術等專業(yè)知識的一門學科。電子技術專業(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、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，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)構成一個完整的體系，將有利于學生對電子技術這一專業(yè)的整體認知學習。本文以電子線路技術、微機原理與接口技術、電子設計自動化技術、電子綜合設計四門課程為例，結合教學實例，談談如何實現(xiàn)電子技術專業(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

航空工程類電子技術專業(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)基礎知識，如電學基礎、模擬電路、數(shù)字電路。在有一定的專業(yè)基礎知識后，開始接觸電子線路技術這門課程，電子線路技術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計電路。根據(jù)課程知識內容設計了“飛機起飛30秒計時器設計”、“飛機尾燈顯示控制電路設計”、“機場信號燈循環(huán)控制電路設計”等多組題目的電路設計，并將學生分組，協(xié)作探討完成電子線路設計任務。以“飛機起飛30秒計時器設計”為例，要求學生設計一個飛機起飛30秒計時器，具有30秒計時功能。設置外部操作開關，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）擬定設計方案，畫出原理框圖；2）設計單元電路，畫出邏輯電路圖；3）設計總電路原理圖；4）撰寫課程設計報告?！帮w機起飛30秒計時器設計”需要學生掌握模擬電子技術和數(shù)字電子技術，所以設計的本身既是對電子線路技術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構，主要包括計時模塊、控制模塊以及譯碼顯示模塊。在設計計時器時，指導學生采用模塊化設計思想，使設計起來更加簡單、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，達到電子線路技術這門課程的教與學的目的。對學過PCB設計與制作技術這門課程的學生，設計亦要利用protel完成SCH原理圖的設計，從而完成課程之間的鏈接，使得電子線路技術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

在大二下學期的時候，民航類航空工程電子技術專業(yè)普遍會開設微機原理與接口技術或者單片機及嵌入式微機技術這門課程，主要介紹微機系統(tǒng)的原理以及語言程序設計。學生在了解了微處理器結構、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秒計時器設計”、“飛機溫度儀設計”、“機場流水燈設計”、“多功能電壓檢測儀”等設計功能。同樣以“飛機起飛30秒計時器設計”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。本部分設計主要考察學生對C51編程定時器、中斷服務的運用，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。同樣需要設計單片機外圍電路圖，利用protel完成SCH原理圖的設計，運用proteus仿真軟件進行仿真驗證，并完成課程設計報告。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。同電子線路技術這門課程相比較，可以發(fā)現(xiàn)，完成同樣的任務，采用了不同的設計方法和思路，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，又比較了新的設計思路與先前的設計思路的不同，連貫性的教與學得以體現(xiàn)。

2.3電子設計自動化技術

電子設計自動化技術也就是通常所說的EDA技術，航空工程電子技術專業(yè)會在大三上學期開設這門課程。電子設計自動化技術主要讓學生了解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)設計開發(fā)或底層模塊設計。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。設計了“機場電子時鐘設計”、“機場交通燈控制器的設計”、“飛機起飛30秒計時器設計”、“數(shù)控脈沖寬度調制信號發(fā)生器”、“五相十步步進電機脈沖分配器設計”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設計中，需要學生選擇適當?shù)腃PLD/FPGA芯片并設計相關電路，利用VerilogHDL語言設計計數(shù)器程序，并在QuartusII仿真環(huán)境下驗證相應設計功能。利用protel完成SCH原理圖的設計，并完成相關設計報告。飛機起飛30秒計時器的設計采用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，控制清零、暫停、啟動的按鍵組成。計時器的設計采用自上到下的設計思想，使設計的思路更加清晰，也更加便于功能的仿真。顯然，電子設計自動化技術與先前學習的電子線路技術、微機原理與接口技術兩門課程達到了三門課的連貫性教學，使得教學內容連續(xù)，知識點連續(xù)，進而使得學生對電子技術專業(yè)整體知識完成銜接，達到連貫性教學目的。

2.4電子綜合設計

在學生掌握一定的電子技術專業(yè)知識后，在大三下學期或大四上學期會開設一門綜合性電子設計相關課程電子綜合設計。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?？舍槍γ窈綄W生設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，并調試設計程序，完成設計報告。在微機原理與接口技術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上進行擴展或更改。同樣，課程智能化設計技術這門課程的設計也提高了學生對于上位機界面設計的能力，學習了新的知識點?？梢?，連貫性教學在電子技術專業(yè)是可實現(xiàn)、可操作的。

3結束語

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，學習模式的建設亦要根據(jù)其特點展開，要結合民航實際運用實例，有針對性地進行課程建設。連貫性教學是以已學知識為基礎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

[2]丁超.數(shù)字電子技術實驗教學改革探索[J].中國成人教育，2012(04)：134-135

[3]裴忠貴，李瑋.應用電子技術專業(yè)課程教學內容連貫性探討[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