電子系統課程設計教學改革與實踐

林和志,謝作生

（廈門大學信息科學與技術學院,福建廈門,361005）

電子系統課程設計教學改革與實踐

林和志,謝作生

（廈門大學信息科學與技術學院,福建廈門,361005）

本文介紹了我校電子通信類專業的電子系統課程設計的教學改革與實踐，分析了課程的特點及重要性，課程改革的基本思路，通過分層次、分階段的綜合訓練及創新訓練，培養學生系統設計的基本方法和手段，培養學生分析問題及解決問題的能力，訓練學生團隊協作精神。

電子系統；課程設計；教學改革

0 引言

當前電子信息技術發展日新月異，新知識、新技術、新工具層出不窮,這種現象對大學的電子信息教學的內容和教學方法也提出了更高的要求，在教學中應該更加重視學生綜合素質和能力的培養，注重培養學生掌握扎實的基礎理論知識、培養較強的實踐創新能力和團隊協調能力。本校開設的電子系統課程設計以理論、實踐、創新為主線,設計了層次化、模塊化的新型的實驗教學體系。

電子系統課程設計是一門綜合性、設計性、創新性課程，通過綜合性的實驗課題的設計,將公共基礎知識、專業基礎知識及專業知識融于多個獨立的綜合性設計課題之中，同時，引導學生對進行相關課題進行創新設計，以期通過學習和實踐讓學生能順利地過渡到獨立完成畢業設計、及科研訓練。它是電子信息專業教學中必不可少的重要環節。

1 課程的主要特點及問題

電子系統課程設計在我校開設有20年的歷史了，隨著電子通信技術的飛快發展，該課程不斷發展變化，我們用四個詞概括了這個課程的四個主要鮮明特點：由點及面、承上啟下、與時俱進、以靜制動。

1)由點及面，主要是如何引導學生通過先修的各專業基礎知識及專業知識的分散知識點綜合應用到系統的工程設計中，如何運用計算機、微機、嵌入式等工具進行項目設計，如何運用各種現代系統仿真工具解決近代電子技術有關課題。

2)承上啟下，主要是如何通過課程中各個課題的學習和訓練，掌握系統設計的理論與方法，順利地過渡到獨立完成畢業設計、及科研訓練，

3)與時俱進，主要是如何適應當前科學技術尤其是電子技術、通信技術發展的需要，擴大學生的科學視野，提高學生近代電子技術、通信技術的專業水平。

4)以靜制動，主要是如何通過課題訓練，給學生說明設計的方法及設計的思路是可以舉一反三，是以不變應萬變的。

這四個特點同時也給教學帶來極大的挑戰，也是課程不斷發展變化中，我們亟待解決的問題。

2 課程的改革基本思路

如何把握課程的四個特點，解決以上四個問題，主要是把握課程中的“變”與“不變”，主要是要做到：（1）課題取材適應當前科學技術尤其是電子技術、通信技術發展的需要，擴大學生的科學視野，跟蹤當前科學技術的前沿水平，尤其是通信系統、嵌入式系統技術、電子技術的最新發展動向。（2）如何使用電子技術、通信技術中的研究方法、研究手段等相對不變的研究思路和實驗手段，來解決課程中提供的實驗內容。（3）如何結合在課程中，通過工程系統設計的方法結合教學中的創新要求，在較高的層次上引導學生進行創新訓練，同時培養學生的團隊合作精神。

3 課程的改革和實施

本課程是電子通信專業的必修課，一般在第三學年第三學期開設，共有64學時，分布在連續的2周時間內。該課程主要訓練學生綜合應用各種電子技術知識，掌握一些小型電子系統的設計方法和制作過程的能力；培養學生們的科學性、系統性、及全面性的設計素質；在于開拓學生的設計思路，增強他們把理論知識與實踐相結合的能力。在課程改革方面根據現階段教學的需要，在課題取材和實驗方法上進行更新，課程實施上進行分階段、分層次訓練。

3.1 課題取材

在課題的來源上，做到與時俱進，課題取材反映當前主要技術的發展，同時，能涵蓋通信電子技術的主要知識點做到由點及面，承上啟下。根據全國電子設計大賽的發展情況也更新了課程設計的電路搭接部分，去掉了原來“鎖相環原理實驗”，引人了“數字基帶信號傳輸性能分析”子課題；去掉了“pic單片機實踐”課題，引人了“信號采集與分析系統”。從而全面更新了電子系統課程設計的課程內容。課程設計組的老師每年都會根據課題的變化調整講義的相應部分，目前更新的講義有《數字基帶信號傳輸性能分析》，《信號采集與分析系統》。

大膽創新，使用適合自己實驗設備，自主創新的自制實驗設備。課題設計組的老師，就課程設計的電子系統設計部分做了專項研究，按照本學院學生的基本情況定制的自己的實驗箱系統，同年使用了自主設計的“綜合創新實驗箱”；

3.2 分階段的訓練

課程分兩個階段進行訓練，綜合訓練階段及創新訓練階段，各占32學時。

（1）綜合訓練階段，側重硬件方面及系統設計的總體概念的培養，學生根據既定的課題目標進行軟件仿真和硬件設計，通過模塊化設計及模塊聯調的方式，最終在面包板上實現設計方案。

該階段規定了課題的設計參數、原理框圖及器件，通過軟件仿真等輔助設計手段來設計電路，學生在設計過程中需要應用已經學過的知識來設計電路，同時，在實際設計中必須對器件的數據表有所了解，不至于原版照抄，一定程度上學習了電子系統的設計過程。

方案的實現是在面包板上進行的。該階段我們一直堅持在面包板上進行方案實現，這是因為面包板是問題的“放大鏡”，很多直接使用PCB制版的電路不會出現的問題，在面包板上都會出現。例如，在面包板上很容易看出不同模塊之間的干擾，電源線上的干擾可以通過示波器看到，器件使用去耦電容前后的電源波形，長線與短線對電路的影響，模擬電路中干擾的產生，測試點不同對測試結果的影響等問題，在面包板上能很容易觀察。

在面包上問題容易產生，調試過程的難度也增加了，必須想辦法來解決，培養了學生發現問題解決問題的能力。

綜合訓練的題目是不斷在變化的，目前使用的題目是“數字基帶信號傳輸性能分析”，主要側重以下電路的設計調試：時鐘產生電路設計，數字信號發生器設計，放大和低通濾波器設計，噪聲信號產生電路，加法器和衰減器設計，同步提取和譯碼電路設計，數字信號觀測，低通濾波器性能分析，同步提取模塊測試，眼圖觀測實驗。

（2）創新訓練階段，要求學生掌握電子綜合設計的一般方法，使學生掌握對電子線路進行分析和設計,并根據所給定的題目要求，擬定設計方案，利用輔助軟件在計算機上完成原理分析、電路設計和模擬仿真。在仿真通過的基礎上，經過選定元器件、制板、組裝、焊接、調試等環節，最終完成設計項目。

和綜合訓練階段不同的是，本階段側重的是軟件和硬件綜合的訓練。同時，在上階段的基礎上更加深入的了解項目設計的方法，通過團隊（一般是3人一組）的運作配合完成給定或自選的項目設計，更加強調團隊協作精神。

課程還根據學生程度的不同“因材施教”。對于程度好的學生，提供了層次更高、難度更大的課題研究，如“手持示波器”，“模擬駕駛裝備”，“四軸飛行器”等課題研究。其中擬定的基本題目是“信號采集與分析系統”，主要內容是CORTEX-M3核心板硬件資源及開發環境，CORTEX-M3核心板的主要外部設備實驗（按鍵、lcd顯示，AD/DA實驗），正弦信號失真度儀原理，音頻信號的傅里葉分析，信號頻率分量的功率值表示，提高輸入信號動態范圍測試，提高測試靈敏度實驗。

4 結語

通過幾年來得教學改革與實踐，通過分層次、分階段的綜合訓練及創新訓練，培養學生系統設計的基本方法和手段，培養學生分析問題及解決問題的能力，訓練學生團隊協作精神。通過該課程的學習，使學生對所學知識融匯貫通，綜合運用；使他們的專業素質產生質的飛躍；為學生即將從事的工作打下扎實的基礎。

[1]盧亞玲，張雙德，周龍，等．電子信息專業課程設計的改革探索［J］．電氣電子教學學報，2012，34( 4) :78－79．

[2］劉穎,侯建軍,黃亮．電子技術課程設計精品課程建設與改革實踐［J］．電氣電子教學學報,2008,30(2)：3-4

[3]胡兵．信息工程專業綜合課程設計教學改革探討［J］．高等教育研究2011,28(6)：28-30

[4]許茹,黃云鷹,鄭福林.課程設計實驗教學改革的探討[J]. 實驗室研究與探索, 1998, (4): 26-27.

林和志，男，漢族，出生于1977年5月，高級工程師，碩士研究生學歷。

The teaching reform and practice of course design of electronic system

Lin Hezhi,Xie Zuosheng
(Xiamen university,college of information science and technology Xiamen city in fujian,361005)

This paper introduces the electronic communication engineering in our school's teaching reform and practice of the curriculum design of electronic systems,analyses the course characteristics and the importance of the curriculum reform of basic thought,through hierarchical and phases of comprehensive training and innovation training,trains the student to system design,the basic method and means to cultivate students the ability to analyze and solve problems,training students' team cooperation spirit.

electronic system;Curriculum design;The teaching reform

TP368.1-4 文獻識別碼：A