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【關鍵詞】電子信息科學與技術微電子課程體系建設教學改革
【基金項目】大連海事大學教改項目：電子信息科學與技術專業工程人才培養實踐教學改革（項目編號：2016Z03）；大連海事大學教改項目：面向2017級培養方案的《微電子技術基礎》課程教學體系研究與設計（項目編號：2016Y21）。
【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089（2018）01-0228-02
1.開設《微電子技術基礎》的意義
目前，高速發展的集成電路技術產業使集成電路設計人才成為最搶手的人才，掌握微電子技術是IC設計人才的重要基本技能之一。本文希望通過對《微電子技術基礎》課程教學體系的研究與設計，能夠提高學生對集成電路制作工藝的認識，提高從事微電子行業的興趣，拓寬知識面和就業渠道，從而培養更多的微電子發展的綜合人才，促進我國微電子產業的規模和科學技術水平的提高。
2.目前學科存在的問題
目前電子信息科學與技術專業的集成電路方向開設的課程已有低頻電子線路、數字邏輯與系統設計、單片機原理、集成電路設計原理等。雖然課程開設種類較多，但課程體系不夠完善。由于現在學科重心在電路設計上，缺少對于器件的微觀結構、材料特性講解[1]，導致學生在后續課程學習中不能夠完全理解。比如MOS管，雖然學生們學過其基本特性，但在實踐中發現他們對N溝道和P溝道的工作原理知之甚少。
近來學校正在進行本科學生培養的綜合改革，在制定集成電路方向課程體系時，課題組成員對部分學校的相關專業展開調研。我們發現大部分擁有電子信息類專業的高校都開設了微電子課程。譬如華中科技大學設置了固體電子學基礎、微電子器件與IC設計、微電子工藝學以及電子材料物理等課程。[2]又如電子科技大學設置了固體物理、微電子技術學科前沿、半導體光電器件以及高級微電子技術等課程。[3]因此學科課題組決定在面向2017級電子信息科學與技術專業課程培養方案中，集成電路設計方向在原有的《集成電路設計原理》、《集成電路設計應用》基礎上，新增設《微電子技術基礎》課程。本課程希望學生通過掌握微電子技術的原理、工藝和設計方法，為后續深入學習集成電路設計和工程開發打下基礎。
3.微電子課程設置
出于對整體課程體系的考慮，微電子課程總學時為32學時。課程呈現了微電子技術的基本概論、半導體器件的物理基礎、集成電路的制造工藝及封裝測試等內容。[4]如表1所示，為課程的教學大綱。
微電子技術的基本概論是本課程的入門。通過第一章節的學習，學生對本課程有初步的認識。
構成集成電路的核心是半導體器件，理解半導體器件的基本原理是理解集成電路特性的重要基礎。為此，第二章重點介紹當代集成電路中的主要半導體器件，包括PN結、雙極型晶體管、結型場效應晶體管（JFET）等器件的工作原理與特性。要求學生掌握基本的微電子器件設計創新方法，具備分析微電子器件性能和利用半導體物理學等基本原理解決問題的能力。
第三章介紹硅平面工藝的基本原理、工藝方法，同時簡要介紹微電子技術不斷發展對工藝技術提出的新要求。內容部分以集成電路發展的順序展開，向學生展示各種技術的優點和局限，以此來培養學生不斷學習和適應發展的能力。
第四章圍繞芯片單片制造工藝以外的技術展開，涵蓋著工藝集成技術、封裝與測試以及集成電路工藝設計流程，使學生對微電子工藝的全貌有所了解。
4.教學模式
目前大部分高校的微電子課程仍沿用傳統落后的教學模式，即以教師灌輸理論知識，學生被動學習為主。這種模式在一定程度上限制了學生主動思考和自覺實踐的能力，降低學習興趣，與本課程授課的初衷相違背。[5]為避免上述問題，本文從以下幾個方面闡述了《微電子技術基礎》課程的教學模式。
教學內容：本課程理論知識點多數都難以理解且枯燥乏味，僅靠書本教學學生會十分吃力。因此，我們制作多媒體課件來輔助教學，將知識點采用動畫的形式來展現。例如可通過動畫了解PN結內電子的運動情況、PN結的摻雜工藝以及其制造技術。同時課件中補充了工藝集成與分裝測試這部分內容，加強課堂學習與實際生產、科研的聯系，便于學生掌握集成電路工藝設計流程。
教學形式：課內理論教學+課外拓展。
1）課內教學：理論講解仍需教師向學生講述基本原理，但是在理解運用方面采用啟發式教學，課堂上增加教師提問并提供學生上臺演示的機會，達到師生互動的目的。依托學校BBS平臺，初步建立課程的教學課件講義、課后習題及思考題和課外拓展資料的體系，以方便學生進行課后的鞏固與深度學習。此外，利用微信或QQ群，在線上定期進行答疑，并反饋課堂學習的效果，利于老師不斷調整教學方法和課程進度。還可充分利用微信公眾號，譬如在課前預習指南，幫助學生做好課堂準備工作。
2）課外拓展：本課程目標是培養具有電子信息科學與技術學科理論基礎，且有能力將理論付諸實踐的高素質人才。平時學生很難直接觀察到半導體器件、集成電路的模型及它們的封裝制造流程，因此課題組計劃在課余時間組織同學參觀實驗室或當地的相關企業，使教學過程更為直觀，加深學生對制造工藝的理解。此外，教師需要充分利用現有的資源（譬如與課程有關的科研項目），鼓勵學生參與和探究。
考核方式：一般來說，傳統的微電子課程考核強調教學結果的評價，而本課程組希望考核結果更具有前瞻性和全面性，故需要增加教學進度中的考核。課題組決定采用期末筆試考核與平時課堂表現相結合的方式，期末筆試成績由學生在期末考試中所得的卷面成績按照一定比例折合而成，平時成績考評方式有隨堂小測、課后習題、小組作業等。這幾種方式將考核過程融入教學，能有效地協助老師對學生的學習態度、學習狀況以及學習能力做出準確評定。
5.結語
第一，教學內容的設計要注重學生能力與綜合素質的培養。
職業教育的培養目標是造就出適應生產、建設、管理、服務第一線需要的高等技術應用型專門人才，它要求受教育者最終應"具備較快適應生產、建設、管理、服務第一線崗位需要的實際工作能力。"職業教育教學要強調針對性、實用性、和先進性，刪除陳舊過時、偏多偏深而又不實用的內容。
1．從課程的教學目標出發，選擇教學內容，把握理論上的度。
《數字電子技術》是應用電子技術、信息工程、電子設備運行與管理等電子類專業的主干技術基礎課程，其教學目標是通過本課程的學習使學生掌握數字電子技術的基礎知識、基本理論、基本分析和設計方法，訓練學生數字應用電路制作與調試的基本技能；培養學生嚴謹的科學態度、科學思維方式以及創新意識和創新能力。為學習后續課程提供必要的理論基礎知識和實踐技能，為今后可能從事的職業打好基礎。因此，基于本課程的教學目標和高職教育的培養目標，我們在教學內容的選擇上突出了基本理論，基本分析方法和知識的應用，回避了繁鎖的集成電路內部分析和數學推導。著重外部邏輯功能的描述、分析和應用。強調外特性和主要參數。
2、從培養能力出發，將理論教學與實踐教學融為一體。
由于《數字電子技術》是一門應用性很強的技術基礎課，其基本理論與實踐技能是許多后續課程的基礎，理論與實踐的密切結合，在本門課程中顯得尤為重要。因此，我們在各章都設置了相應的實踐訓練環節--技能訓練。它包括基本性技能訓練和設計性技能訓練兩部分。"基本性技能訓練"所涉及的內容與課堂教學內容緊密相關，充分體現課程的實踐性。"設計性技能訓練"是根據給出的實際問題，由學生自己設計實現邏輯功能的電路、選用芯片、進行安裝調試、排除故障。同時還設置了理論與實踐綜合課程--課程設計內容，將理論教學與實踐教學緊密結合。通過理論課程的學習和實訓課程的實踐，使學生基本掌握電子技術基礎知識和基本技能，再通過相應的課程設計將理論用于實踐，將設計和實現融為一體，使學生在課程設計中即能提高運用所學知識進行設計的能力，又能在這一過程中體會到理論設計與實際實現中的距離。
第二，教學方法的設計要調動學生學習主動性，激發學生創造性。
教學改革的核心是教學方法的改革，教學方法要體現在整個課堂教學過程中。在教學方法上，基于職教學生底子薄、基礎差、學習水平參差不齊的現狀，我們力求避免單純的注入式，改用啟發式、討論式、答辯式的教學方法。將課堂講授、課內討論、課外自學、技能訓練等合理結合，把教學過程分為課題引入、設疑激學、講練結合、精選例題、總結鞏固等環節進行教學實踐。
1．由設計實例或工程實際問題引入課題。
在介紹一些重要章節前，列舉一個設計實例或工程實際問題，通過分析、設計、引入相關知識和理論。例如：在學習中規模集成組合邏輯電路一節時，先讓學生用已學過的SSI組合電路的設計方法"設計一個交通燈故障報警電路。交通燈有紅、黃綠三色。只有當其中一只燈亮時為正常，其余狀態為故障，要求用與非門實現。"然后提出問題，"用SSI組合電路進行設計時，是以門作為電路的基本單元，我們能否用其它邏輯部件來實現這個電路的設計呢？"在給予學生一定的思考時間后，教師可以直接給出總是的答案："本節將要學習的內容中，譯碼器、數據選擇器這兩種中規模邏輯器件都可以完成上述電路的邏輯功能"。同時畫出相應的設計電路。這樣學生的興趣馬上被調動起來，并產生諸多疑問：什么是譯碼器、數據選擇器？為什么它們也能實現上述電路設計？等等。
2．設疑激學
古人云："學貴知疑，小疑則小進，大疑則大進，疑者覺悟之機，一番覺悟，一番長進"。只有不斷提出問題，才能探究解決問題。設疑激學，就是教師用問題來啟發學生思考，培養學生"生疑、質疑和釋疑"的能力。提問方式的設計包括"何時提問"、"提哪些問題"、"如何提問"等等。這些問題可以是教師事先設計好的，也可以是學生提出的對學生共同感興趣的問題。將相關知識有機地組織起來，進行探討，激發學生的思維活動，引導他們分析解決問題。
3．現場教學，講練結合
將課堂講授與技能訓練合理結合，有些教學內容可以安排在實驗、實訓中進行。邊講邊練，講練結合。邊講邊練主要用于介紹集成電路工作原理后，由學生對電路的功能及外部特性進行測試：練講結合則是由學生根據集成電路的功能表對電路進行測試。而后由老師和學生對測試結果進行討論，歸納總結，以加深對理論的理解。這樣，將教學過程放在實驗、實訓中，有利于學生實現由感性到理性的自然過渡。在邊學邊練中更深刻地領會所學知識，在頭腦中建立起理論與實際的聯系，使學生逐步提高學習能力和實踐技能。引導學生將基本理論、基本分析方法應用于解決實際問題。
關鍵詞：技工電子教學；課程定位；激發興趣；教學方法
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）23-174-01
針對技校學生理論知識接受能力差的情況，結合學生喜歡動手，感性認識敏銳的特點，在教學過程上進行多方面的探索。筆者結合自己的教學經歷就電子技術基礎的教學過程談幾點想法。
一、明確課程目標和課程定位
為了進一步深化職業教學改革，切實加強技能型人才的培養，國家每年都舉辦中等職業教育技能比賽。我們專業教師可以以比賽為導向，按照比賽的形式設計教學內容、教學過程，結合課程本身所要求掌握的知識，確定其教學目標。
1、是熟悉掌握元件識別、檢測、儀器、儀表的使用：元件除了包括半導體晶體管外，還有電阻、電容、電感以及各種傳感器等元件。
2、掌握電路安裝調試的實際操作技能：有良好的電路焊接技術和安裝工藝知識，能使用儀器、儀表調試電路。
3、具有較扎實的理論基礎知識：熟悉各基本電路的形式、作用、應用及簡單估算等。
4、具有企業職工所需的職業素養和綜合技能。
5、具有自我學習和自我發展的能力。
綜上所述，本課程的定位是：既是一門基礎學科，又能為技能比賽做訓練課程，提高學生的比賽成績，增加學習興趣，培養學生學習榮譽感，做到知識學習與自身素質相結合。
二、合理選擇內容，激發學生學習興趣
電子技術基礎是一門基礎學科，理論性較強，內容抽象，單調枯燥，因此我們在教學上應減少數理論證，以掌握概念，突出應用技能的教學重點。比如，在講授二極管的特性曲線時，只單純介紹曲線的基本含義，而特性曲線有什么實際應用并不介紹，這種從概念到知識的灌輸，使學生對課程的學習感到抽象和無用。只有注意了知識與工程應用的密切聯系，在介紹曲線的基本概念后，進一步說明二極管特性曲線可由晶體管圖示儀來測量獲得，利用特性曲線可以觀測二極管主要參數和檢測性能的優劣，從而體會特性曲線的作用和應用。
三、發揮學生主體作用，調動學生學習積極性
電子技術基礎是一門實踐性很強的課程。所以教師應該把學生作為主體，在課堂上增強實踐環節，注重對學生技能的培養，實訓課程對于電子技術基礎的學習起著至關重要的作用。教師可以安排從身邊入手，找一些電子小產品，如：日常穩壓器、充電器和收音機等。一開始讓學生觀察它們的內部結構，讓他們發現把電阻、電容、電感、二極管、三極管和變壓器等元件通過某種連接組合就構成一個實用電路，從而引出學習的目的和知識，讓學生形成先入為主的求知欲。
在實驗、實訓中專業教師特別要注意的是，學生作為初學者來說，對電路圖中元件外形、符號、極性與印刷板電路圖的元器件位置、連線、標識的識別尤為困難，經常出現對不上號，極性搞錯，連線錯（位置不對或不會看圖搞錯），即便是裝配對了也不知為何裝的，錯了的也更難查找。
四、采用靈活多樣的教學方法，保證教學效果
在電子技術迅速發展的今天，我們的學生獲取信息的多渠道，給我們的教學帶來了便利的同時，也給我們帶來了更大的挑戰。教師傳統的教學已不能適應現在教學的需要，靈活多樣的教學方法對提高教學質量具有十分重要的意義，教師只有采用靈活多樣的教學方法，才能使學生易于接受和牢固掌握知識，從而有成效地完成教學任務。
1、采用多媒體教學 電子技術基礎課程中有一些內容比較抽象難以理解，教師用語言不容易描述，某些規律學生又難以捕抓，需要通過多媒體教學，多媒體技術與電子電工專業的整合能將事物形象、直觀、動態、逼真地表現出來，而且對于電子技術基礎教學中抽象內容，能予以形象、具體化展示，化解思維上的障礙，吸引學生的注意力，有效調動學生參與，利用生動、形象、具體的文字等，向學生傳遞信息。
［關鍵詞］電子技術基礎;微課;教學設計
一、電子技術基礎課程概述
電子技術基礎是機電類專業的一門重要專業基礎課程，該課程有一定的理論體系而且實踐性強。通過對電子技術基礎課程的學習，學生可以獲得必要的電子技術基本理論、基本知識和基本技能，了解電子技術的應用和發展概況;熟悉常用電子儀器的使用方法和電路的基本測試方法，掌握電子設計的一般方法和步驟;學會選擇不同類型的電路元件設計、搭建電子電路。但是，由于很多學生的學習基礎較差，對電子技術基礎課程不夠重視，學習習慣不好，高職電子技術基礎課程教學面臨諸多問題。“微學習”是現代社會的一種學習方式，“微”即微小、碎片化，它符合學生的習慣，一次只學一點。為“微學習”量身定制的課程就是微課程，簡稱微課。微課要求形式多樣化，具備靈活性，滿足學習者隨時隨地的學習需求。［1］微課構建的自主學習模式是指以學生為主體，以教師為主導的互動性的自助式學習，是對傳統的教學方式和教學內容的革新。教師可以在課前預習中引入微課，把理論知識和實際應用結合起來，以視頻的方式將教學內容提前呈現出來，視頻帶來的視覺沖擊，會激發學生的學習興趣，讓學生提前了解學習內容，帶著問題進行課堂學習。教師也可以在課堂教學中使用微課，微課資源豐富，對于學習上存在的難點、疑點，教師可以結合微課形象生動地講解，更好地闡述問題。微課能夠成為課堂教學的有效補充形式，適應個性化、深度教學的需求。
二、微課的概念及特點
國內外許多學者和機構都界定了微課，教育部全國高校教師網絡培訓中心提出:微課是以視頻為主要載體，記錄教師圍繞某個知識點或教學環節而開展的簡短、完整的教學活動。［2］微課的時長為5～10分鐘。微課的核心組成內容是教學微視頻，還包含與該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思、練習測試及學生反饋。微課的主要特點如下:教學時間短，主題突出，內容少，資源容量小，資源使用方便，以學生自主學習為主，教學設計力求精致。［3］微課的講解可結合講授法、啟發法、演示法等教學方法，教師可采用錄屏和實景拍攝等方式來制作微課。
三、微課的教學設計與實踐
微課的設計需考慮知識點之間的邏輯關系，選擇小而完整的知識點作為微課內容，提供齊全、實用的教學資源，宜采用簡潔的授課方式，從學生的角度思考問題，使學生更容易理解學習內容，激發學生的學習興趣。微課的設計還需精選理論知識，降低理論難度，鼓勵學生鉆研課程的重點，把理論知識和實際應用結合起來，使學生真正掌握知識和技能。微課的開發流程如下:確定教學目標與重難點，進行教學過程的設計，制作課件，拍攝上課過程或使用錄屏軟件對講解過程進行錄屏，編輯視頻，輸出視頻。下面重點介紹“三人表決器的設計與仿真”微課的教學設計和微課的制作。
(一)微課的教學設計
組合邏輯電路的設計是電子技術基礎課程中數字電路部分的重要內容，三人表決器是組合邏輯電路的設計在生活中的典型應用。本次課的教學目的是使學生掌握組合邏輯電路設計的方法，會設計三人表決器組合邏輯電路，能使用Proteus軟件完成三人表決器電路的仿真。教學重點:第一，三人表決器組合邏輯電路的設計;第二，三人表決器電路的Proteus仿真。教學難點:根據邏輯表達式完成邏輯電路圖的構建。組合邏輯電路的設計的講授過程如下:本次課采用基于問題的教學模式，播放《出彩中國人》視頻，進行“任務導入—提出任務—分析任務—完成任務—課堂總結—習題布置”的教學環節。第一，播放《出彩中國人》中的一段視頻。《出彩中國人》是大家熟悉的真人秀節目，在節目中有三個評委，他們共同決定選手是否晉級。在觀看視頻后，教師引出問題:如何為《出彩中國人》節目設計一個三人表決器?第二，提出任務要求。設計一個三人表決器電路，三個人各控制A、B、C三個按鍵中的一個，按鍵按下表示同意，否則為不同意。三個人中有兩個或兩個以上的人同意，表決通過，指示燈亮，選手晉級;否則，指示燈不亮，表決不通過，選手被淘汰。用與非門實現上述功能，使用Proteus軟件實現三人表決器電路的仿真。第三，對任務進行分析。任務的實質是用三個按鍵控制指示燈的狀態，可以通過兩個環節來完成任務:第一環節，三人表決器組合邏輯電路的設計;第二環節，三人表決器電路的Proteus仿真，驗證電路的正確性。第四，實施任務。第一環節，三人表決器組合邏輯電路的設計，介紹組合邏輯電路分析的四個步驟:1．分析邏輯功能要求，將生活的實際問題轉換為數字電路的語言，確定輸入變量和輸出變量，并定義相應的邏輯狀態;2．列真值表，在不同的輸入情況下得到相應的輸出;3．根據真值表寫邏輯表達式并簡化表達式;4．根據表達式畫出邏輯電路圖，得到三人表決器的組合邏輯電路圖。第二環節，三人表決器電路的Proteus仿真，在三人表決器組合邏輯電路的基礎上設計三人表決器電路原理圖。在Proteus軟件中繪制三人表決器電路原理圖，步驟如下:1．選取按鈕(button)、二輸入與非門4011、紅色發光二極管、四輸入與非門74LS20、電阻等元器件，選取電源Vcc和地。2．放置元器件，設置各元器件參數。3．把各元器件用導線連接起來。4．電路功能調試，觀察調試現象，當按下其中任意一個按鈕，紅色指示燈不亮;當按下其中任意兩個按鈕，紅色指示燈亮;當按下三個按鈕，紅色指示燈亮，實驗現象表明電路圖能實現所需功能。第五，對本次課進行總結，本次微課講解了組合邏輯電路設計的一般步驟，重點介紹了三人表決器組合邏輯電路的設計，對三人表決器電路進行了Proteus仿真。總結之后，教師可以布置作業，考查學生對相關知識點的掌握情況。
(二)微課的制作
首先，收集好素材，包括文字、表決器的圖片、電路圖、《出彩中國人》的視頻，制作課件。其次，使用錄屏軟件CamtasiaStudio對課件的播放、《出彩中國人》的視頻以及三人表決器電路的Proteus仿真過程進行錄屏。最后，對視頻進行后期處理，添加字幕、片頭，進行視頻的輸出。此次微課的學習學生的接受情況良好，掌握了組合邏輯電路設計的步驟，會設計三人表決器。微課學習滿足了學生的個性化學習需求，學生可以按需選擇學習，加強了學生的自主學習能力，提高了學生的學習效率。對教師而言，提高了教師的信息素養，微課的制作要求教師具備豐富的信息處理技術，制作的微課應具有良好的視頻和音頻效果。微課還使得教師的備課更富有針對性，對課堂教學實施有更深層次的思考，對教師的綜合能力提出了更高的要求。
參考文獻:
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［3］張一春．精品微課設計與開發［M］．北京:高等教育出版社，2016．
［4］王嵐，張一春．微課的評價指標體系研究［J］．教育現代化，2015(5)．
關鍵詞：Moodle；Proteus；信息化；微課；任務驅動；電子技術；仿真；教學
《電子技術基礎與技能》是中等職業學校電子技術應用、電器安裝與維修、制冷與空調、物聯網等電類專業的一門基礎課程。它涉及到較多的概念、知識點、元器件，理論性、實踐性和實用性都很強。該課程的教學對象為中等職業學校電類專業二年級學生。他們思維活躍，喜歡電腦操作，但基礎參差不齊；對于單純的理論學習感覺枯燥、不感興趣，因為不明白具體用在何處、怎么應用。教學中若采用信息化教學手段——運用Moodle網絡學習平臺結合Proteus軟件仿真將知識點轉化為具體任務，可以將學生覺得枯燥乏味的理論知識與具體應用結合起來，進而激發學生的學習興趣，提高教學效果。
1Moodle平臺和Proteus軟件簡介
1.1Moodle平臺簡介
Moodle(ModularObject-OrientedDynamicLearningEnvironment)即模塊化面向對象的動態學習環境，也被稱為魔燈。它是一個基于社會建構主義理論而設計開發的開源課程管理系統，也被稱為學習管理系統和虛擬學習環境。它需要被安裝在Web服務器上才能正常運行，是一種網絡教學平臺。對使用者而言，只要掌握計算機的基本操作且會上網就可以方便地使用。教師可以利用Moodle網絡教學平臺創建課程。從使用者的角色上看，除了課程創建者，還有無編輯權的教師、學生以及訪客。課程創建者可以根據需要隨時調整課程界面；增加或刪減內容；添加各種課程活動，如測驗、反饋、互相評價、SCORM課件、Wiki協作、投票、聊天、討論區、作業、問卷調查等；添加各種資源，如網頁、文件、文件夾、標簽、URL、IMS內容包等。其中作業模塊支持指定作業的截止日期和最高分，教師的反饋也會顯示在學生的作業頁面。測驗模塊可以為測驗指定開放時間；設置答題次數、評分方法，如最高分、平均分、最后一次答題等，并能顯示反饋和正確答案；限制訪問，如要求學生完成（未完成）其他活動、要求學生達到指定的分數；題目和答案可以亂序（隨機）顯示，減少作弊。題目既可以在線創建，也可以從外部文件導入。在Moodle中創建的題目可以導出，導入到任何支持國際標準的學習管理系統。Moodle加強了學習者的歷程紀錄，教師通過它可以更深入地分析學生的學習歷程。學生可以通過個人電腦或者手機客戶端登陸Moodle網絡平臺進行隨時隨地的學習。
1.2Proteus軟件簡介
Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司研發的一種EDA工具軟件。它包含ISIS（智能原理圖輸入系統，系統設計與仿真的基本平臺）和ARES（高級PCB布線編輯）。它能對模擬電路、數字電路、模數混合電路、單片機及元器件進行仿真，真正實現了在計算機上完成從原理圖、電路分析與仿真、單片機代碼調試與仿真、系統測試與功能驗證到PCB板生成的完整的電子產品研發過程。是目前同類軟件中最先進最完善的電路設計與仿真平臺之一。Proteus軟件的用戶界面友好。它的操作界面就像一個電子實驗工作臺，使用者可以通過元件拾取功能選定好所需的元器件，然后單擊鼠標左鍵，在工作區合適位置連續單擊鼠標兩次或者雙擊鼠標左鍵即可完成放置，通過單擊鼠標即可完成連線。需要注意的是Proteus里面有不少器件沒有仿真模型。如果需要仿真，必須選用含仿真模型的器件。拾取具有仿真模型的器件時預覽窗會顯示“SchematicModel”或“SPICEModel”，否則預覽窗會顯示“NoSimulatorModel”。
2Moodle平臺和Proteus軟件在教學中的應用
Moodle網絡教學平臺的使用，打破了時間、空間的限制，將課堂擴大化，極大地優化了教學環境。課前，教師精心創建Moodle平臺課程，學習指導書，針對教學難點錄制微課視頻，滿足學生學習需要；學生用手機端登錄Moodle網絡學習平臺，預習學習指導書，完成預習測驗，明確學習要求。Proteus軟件具有強大的仿真功能，通過其顏色、圖表、聲音等多種形式，學生可以直觀了解電路的運行情況，加深對所學內容的理解，提高學習效率，有助于解決傳統教學中存在的學生學習困難、積極性不高等問題。運用Moodle網絡教學平臺結合Proteus軟件仿真開展自主學習，較好地解決了學生基礎參差不齊的問題，有助于學習效果的改善。在自主學習過程中，學生可以利用Moodle平臺反復學習。學有余力的同學還可以進一步進行進階學習。學生在進行自主探索過程中，發現問題、分析問題、解決問題，在問題的分析與解決中主動構建知識。教師通過測評表對學生的學習過程、仿真結果及課堂表現評分，結合Moodle平臺的成績反饋及時掌握學生的學習情況。下面以《電子技術基礎與技能》中數電部分的“集成十進制計數器的應用”內容為例進行說明。“集成計數器的應用”是在2進制計數器內容之后編排的。該部分內容既是對計數器知識的進一步鞏固和深化，同時又是實訓——“制作數碼顯示計數器”的理論基礎。它的重點有2個：1.集成十進制計數器的功能；2.集成十進制計數器的引腳功能。難點是應用74LS160實現不同進制計數功能。為了激發學生的學習興趣，教學中采用信息化教學設計，教學環境選擇有網絡功能的Proteus仿真實驗室，之所以要求上網功能是方便學生登錄Moodle教學平臺。同時對教材進行了如下處理：⒈將教材中只給出框圖的應用實例——數字鐘，處理為分別給出時鐘、秒鐘的具體電路原理圖，讓學生明確集成計數器在電路中的具體作用，提高學習興趣。2.引入Proteus軟件的運用，利用其強大的仿真功能對電路進行仿真運行。教學中采用任務驅動法，運用網絡教學平臺結合軟件仿真將集成計數器的應用與具體任務：實現數字鐘內不同進制計數功能結合起來。課前，教師通過Moodle平臺“集成十進制計數器的應用”任務指導書，錄制“應用74LS160實現不同進制計數方法”的微課視頻；學生可以用手機客戶端登錄Moodle網絡學習平臺，預習任務指導書，完成預習測驗，明確任務要求。教學中以教師為主導，學生為主體，教師是引導者、參與者、促進者；學生是學習者、體驗者、探索者。學生在“做中學”，教師在“做中教”。學生通過完成任務，明確集成計數器的應用。兩課時的教學安排需要完成創設情境、引導分析、自主學習和總結評價這幾個環節。在創設情境環節中，引導學生從紅綠燈計時器、籃球計時計分器、車位計數器以及數字時鐘等具體多樣的應用中整理概括其共同點，從而順利引出本節課的學習對象——集成十進制計數器。并以其中一種典型器件74LS160作為教學應用。74LS160可以實現加法計數功能，教學中引導學生將器件與電路聯系起來，在電路中認識器件，初步了解器件的使用。進而引出今天的任務——應用74LS160實現數字鐘內不同進制的計數功能。這時教師提出如下幾個問題：1.數字鐘組成框圖中計數器部分時鐘、分鐘、秒鐘分別采用何種進制計數？2.如何利用74LS160實現對應進制的計數功能？針對這個問題設計了3個思考問題循序漸進引導學生思考：1.74LS160的引腳功能是什么？2.利用1片74LS160如何實現計數？3.如果要實現11-100范圍內任意一種進制計數，需要2片74LS160，它們之間應如何連接，進而實現24進制、60進制計數？帶著這些問題學生明確了學習思路，主動運用Moodle平臺和Proteus軟件進行自主學習。學生登錄Moodle平臺后，通過內容導讀（見圖1），大致了解本次課的內容。其中，任務1和任務2都是針對教學重點設計的。任務1是利用Proteus軟件對教師給定的集成計數器74LS160功能測試電路（見圖2）進行仿真運行并完成計數器邏輯功能測試表（見表1）；任務2是利用Proteus軟件完成給定的24進制計數電路（見圖3）中紅色框所示部分的電路連接并仿真運行通過。學生通過完成任務1或者任務2掌握教學重點。測驗2是對其學習成果的檢驗；任務3是利用Proteus軟件完成給定的60進制計數電路（見圖4）中橢圓框所示部分的電路連接并仿真運行通過。它是針對教學難點設計的，測驗3是對其學習成果的檢驗。針對不同學生的學習特點，教師提供2種任務完成方式供學生自主選擇。其中：方式1為：任務2測驗1任務3測驗2；方式2為：任務1、2測驗1任務3測驗2。學生按照自己的學習特點，自主選擇方式1或者方式2進行學習。方式1與方式2的不同在于方式1直接跳過了任務1。選擇方式1的同學可以通過自主選擇課件、教學視頻、微課、課本等掌握74LS160的功能。通過平臺資源介紹部分，學生可以了解平臺提供的資源及其用途。其中教學視頻介紹了集成十進制計數器的功能，微課視頻介紹了實現不同進制計數的方法。任務實施階段，學生通過完成任務1掌握74LS160的功能；在任務2中，學生只要正確完成了教師給定的24進制計數電路中集成電路74LS160的引腳連接部分，就可以正常實現24進制計數功能，從而進一步熟悉74LS160的引腳功能。通過任務1、任務2突出了重點，接著通過測驗2檢驗其學習成果。在任務3中，學生只要正確設置了簡易電子秒表中進位清零信號，就可以順利實現60進制計數功能。通過任務3，突破難點。接著利用測驗3檢驗其學習成果。教學中采用任務驅動法結合Moodle平臺、Proteus軟件等信息化教學工具，將學生覺得枯燥乏味的理論知識與具體任務結合起來，通過完成任務掌握知識點，即做中學。教師在學生完成任務的過程中予以適時指導，即做中教。做中學、做中教，突出了重點，突破了難點。教師通過Moodle平臺提供的“成績管理”中的“評分人報表”，了解學生的具體情況；通過“成績管理”中的“用戶報表”了解班級的整體情況。隨著任務的逐步完成，課程也接近了尾聲。教師請同學上臺分享成功的經驗和不足之處，最后由教師進行總結、點評并布置下節課的任務。
3結束語
1.電子技術基礎課程設計的傳統教學模式
我校以往電子技術基礎課程設計是由2名指導教師負責一個班級，時間為2周，主要是講解一些基礎知識、焊接和調試技巧。課程設計的具體題目是由知道教師具體給定，一個班級共基本上給定1~2個題目，結果造成了設計方案雷同想象，無法充分發揮學生的主動性和創新性，不利于培養學生的工程實踐能力和創新意識。另外，受硬件條件的限制，有些課程設計題目全部利用仿真軟件完成，學生的工程實踐能力不能得到充分的鍛煉，更不用說創新了。
2.基于CDIO理念的電子技術基礎課程設計教學改革的措施
“卓越工程師教育培養計劃”是我國高等工程教育的重大教學改革項目，旨在培養造就一批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才。為此，我院進行相應的改革，把CDIO工程教育思想融入到電子技術基礎課程設計中。以電子技術基礎課程設計項目為載體，課題設計分為構思、設計、實施和運行四個階段。（1）構思。學生根據電子技術基礎課程設計任務及要求進行分組，每組3~4人，成員以優勢互補的方式組成。每一組學生根據項目要求，分析課程設計任務，分解設計任務，每一名同學都有自己的設計任務。學生可以通過網絡或者到圖書館查閱資料，初步確定電路設計方案、設計內容以及能達到的性能指標要求；然后小組內學生進行討論、匯總，確定一個認為合理的方案，再提交給指導教師。指導教師根據每組學生提交的資料進行審核、論證、確定設計題目是否合理以及設計內容能否實現；同時檢查是否每名學生都真正參與課題的構思。（2）設計。每組學生根據完善后的電路設計方案，自行查閱相關參考資料，確定單元電路設計、參數計算與器件選擇、繪制電路圖等；然后運用EDA技術進行仿真，驗證設計方案的可行性和正確性；待仿真電路經修改完善之后，繪制出正確的設計電路交指導教師審核。在此階段主要培養學生綜合運用知識和技能解決實際問題的能力。（3）實施。當學生完成了電路設計，并做了相應的論證后送至指導教師進行審核，指導教師列出實現電路設計所需元件清單，到我院電工電子教學與實驗中心元器件管理處領取元器件，在多功能的PCB電路板上進行焊接、組裝、調試等步驟。在此階段主要培養學生的工程實踐能力和創新能力。（4）運行。學生對完成好的作品按照電子技術基礎課程設計的要求進行系統測試，以驗證作品是否滿足設計要求；指導教師驗收作品時，檢查電路設計的工藝并給出指導意見，以便學生下一次設計電路時改進。在此階段主要培養學生可持續發展的能力。總之，電子技術基礎課程設計在實施中始終注重將知識、能力、素質的培養緊密結合，將理論、實踐、創新合為一體，為卓越工程師技術人才的培養奠定了基礎。
3.電子技術基礎課程設計教學改革的效果
通過對電子技術基礎課程設計進行教學改革，使學生對電子電路的設計過程更加清楚了，充分調動了學生學習積極性、主動性、能動性，同時可以很大程度上提高學生的的工程實踐能力、團隊協作能力。通過這種模式的培養，我院學生在參加大學生電子設計競賽和創新創業訓練計劃項目中取得了較好的成績。近三年在全國（吉林省）大學生電子設計競賽中，我院學生獲一等獎15項，二等獎34項，三等獎41項；在2016年的吉林省大學生創新創業訓練計劃項目中我院學生共計申報19項。
4.結束語
實踐證明，在電子技術基礎課程設計教學中采用的CDIO工程教育模式極大地激發了學生的學習興趣，提高了學習效率。CDIO工程教育模式有利于培養學生個人專業能力和素質、實踐能力和創新能力、團隊精神和溝通能力，為學生今后開展工作打下良好基礎，將成為培養卓越工程師人才的有效途徑。
作者:孫立輝 單位:吉林化工學院信息與控制工程學院
參考文獻：
一、激發學生學習興趣，努力提高教學質量
興趣是最好的老師，要想提高教學質量，激發學生的學習興趣是擺在我們面前的首要問題。一個好的課堂教學導入，能激發起學生的認識興趣和情感，啟發學生的思維，讓學生用最短的時間投入到課堂教學的最佳狀態中去。教學中通過生活經驗引入法、演示實驗引入法、設問引疑法等不同方法進行教學導入，激發學生的學習興趣。例如，在進行二極管單向導電性應用的教學時，常規的實例都是整流電路，雖然這部分知識是重要的教學內容但是演示較復雜，也缺乏生動性。如果此前插入一個二極管對白熾燈調光電路則效果非常生動有趣，因這個電路非常簡單實用，學生觀察后可自己動手制作。精心設計的課堂導入，既能激發學生學習本節內容的興趣和求知欲，又能引導學生積極思維，自然地引入新課內容。當眾多學生對學習有了興趣時，教學質量也會隨之提高。
二、把學生的“學”貫穿于課堂教學的始終
教師組織學生進行自主有效的學習，要面向全體學生，使每一位學生能積極、主動地投入到學習活動中去。如今相當一部分中職生在學習上不是成功者，長期受到責備和批評，學習上缺乏自信心，遇到困難輕言放棄。專業理論課的學習對他們來說是一個難點，不容易學好。筆者在上電子技術基礎課時，采取項目教學法。例如，直流穩壓電源是一個典型的教學實例，很多教材都將這部分內容放在教學內容的后面。事實上，完全可以將這個實例設計為一個教學項目。作為第一個實踐教學項目，主要完成以下教學內容：萬用表的使用；電阻的鑒別、測量及其在電路中的作用；變壓器的鑒別、測量及其在電路中的作用；二極管的特性、鑒別、測量及其在電路中的作用；電容器的特性、鑒別、測量及其在電路中的作用；三極管的特性、鑒別、測量及其在電路中的作用；電子產品裝配工藝等等。在組織教學的過程中，讓每一個學生自己裝配一個直流穩壓電源，這個產品還可用于今后其他實踐教學項目，使學生一開始接觸電子技術這門課就充滿成就感。通過此法運用于教學中，以學生為本位，讓學生成為學習的主人。通過研究方法的正遷移，學生自主地實現了知識的內化，提高了學習興趣。
三、將現代信息技術有機地滲透到課堂教學中
1.用PowerPoint、Director制作學習的內容
利用PowerPoint或Director的強大功能，將原先電子技術基礎課中的板書、推導、作圖等制作成放映文稿。不僅可以在文稿中寫字、畫圖，還可以穿插動畫，引入其他應用程序。這樣的板書規范、美觀，再配上聲音，使原本枯燥的講解變得活潑有趣，能強烈地吸引學生的注意力。例如，筆者在上電子技術基礎課中畫電路圖時，像在黑板上一樣一根根地畫出來，對電路圖一個一個地引入元件，再用導線連接起來。
2.應用電子工作臺Multisim 10進行實驗教學
Multisim 10具有界面形象，操作方便，且采用圖形創建電路等特點，非常適合電子、電工類課程的實驗教學。筆者主要應用Multisim 10對電路進行實物模擬和調試，一方面驗證電子技術基礎給出的電路是否達到了所要求的技術指標，另一方面通過改變電路元器件的參數，使整個電路性能達到最佳值。幫助學生更快、更好地掌握學習的內容，加深對概念、原理的理解。通過電路仿真，學生可以熟悉常用電子儀器的測量方法，進一步培養綜合分析能力、排除故障能力、創新能力。
四、理論聯系實際，提倡“學以致用”的教育理念
關鍵詞： 技工電子教學；課程定位；激發興趣；教學方法
針對學生理論知識接受能力差的情況，結合學生喜歡動手，感性認識敏銳的特點，在教學過程上進行多方面的探索。筆者結合自己的教學經歷就電子技術基礎的教學過程談幾點想法。
一、明確課程目標和課程定位
為了進一步深化職業教學改革，切實加強技能型人才的培養，國家每年都舉辦中等職業教育技能比賽。我們專業教師可以以比賽為導向，按照比賽的形式設計教學內容、教學過程，結合課程本身所要求掌握的知識，確定其教學目標。
（1）是熟悉掌握元件識別、檢測、儀器、儀表的使用：元件除了包括半導體晶體管外，還有電阻、電容、電感以及各種傳感器等元件。
（2）掌握電路安裝調試的實際操作技能：有良好的電路焊接技術和安裝工藝知識，能使用儀器、儀表調試電路。
（3）具有較扎實的理論基礎知識：熟悉各基本電路的形式、作用、應用及簡單估算等。
（4）具有企業職工所需的職業素養和綜合技能。
（5）具有自我學習和自我發展的能力。
綜上所述，本課程的定位是：既是一門基礎學科，又能為技能比賽做訓練課程，提高學生的比賽成績，增加學習興趣，培養學生學習榮譽感，做到知識學習與自身素質相結合。
二、合理選擇內容，激發學生學習興趣
電子技術基礎是一門基礎學科，理論性較強，內容抽象，單調枯燥，因此我們在教學上應減少數理論證，以掌握概念，突出應用技能的教學重點。比如，在講授二極管的特性曲線時，只單純介紹曲線的基本含義，而特性曲線有什么實際應用并不介紹，這種從概念到知識的灌輸，使學生對課程的學習感到抽象和無用。只有注意了知識與工程應用的密切聯系，在介紹曲線的基本概念后，進一步說明二極管特性曲線可由晶體管圖示儀來測量獲得，利用特性曲線可以觀測二極管主要參數和檢測性能的優劣，從而體會特性曲線的作用和應用。
三、發揮學生主體作用，調動學生學習積極性
電子技術基礎是一門實踐性很強的課程。所以教師應該把學生作為主體，在課堂上增強實踐環節，注重對學生技能的培養，實訓課程對于電子技術基礎的學習起著至關重要的作用。教師可以安排從身邊入手，找一些電子小產品，如：日常穩壓器、充電器和收音機等。一開始讓學生觀察它們的內部結構，讓他們發現把電阻、電容、電感、二極管、三極管和變壓器等元件通過某種連接組合就構成一個實用電路，從而引出學習的目的和知識，讓學生形成先入為主的求知欲。
在實驗、實訓中專業教師特別要注意的是，學生作為初學者來說，對電路圖中元件外形、符號、極性與印刷板電路圖的元器件位置、連線、標識的識別尤為困難，經常出現對不上號，極性搞錯，連線錯（位置不對或不會看圖搞錯），即便是裝配對了也不知為何裝的，錯了的也更難查找。
四、采用靈活多樣的教學方法，保證教學效果
在電子技術迅速發展的今天，我們的學生獲取信息的多渠道，給我們的教學帶來了便利的同時，也給我們帶來了更大的挑戰。教師傳統的教學已不能適應現在教學的需要，靈活多樣的教學方法對提高教學質量具有十分重要的意義，教師只有采用靈活多樣的教學方法，才能使學生易于接受和牢固掌握知識，從而有成效地完成教學任務。
（1）采用多媒體教學，電子技術基礎課程中有一些內容比較抽象難以理解，教師用語言不容易描述，某些規律學生又難以捕抓，需要通過多媒體教學，多媒體技術與電子電工專業的整合能將事物形象、直觀、動態、逼真地表現出來，而且對于電子技術基礎教學中抽象內容，能予以形象、具體化展示，化解思維上的障礙，吸引學生的注意力，有效調動學生參與，利用生動、形象、具體的文字等，向學生傳遞信息。
