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基于模块化电子实训平台的研究与改革

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  摘要:本文阐述一个基于模块化的电子实训平台的设计和改革。利用模块化电子实训平台可以完成单元电路、电子系统的实验实训,更能帮助学生构建电子技术系统化的理念,提升其电子系统综合设计、维护的能力,为其今后的软硬件设计与工程应用能力打下坚实的基础。
  关键词:模块 实训平台 实验改革 电子技术
  中图分类号:TN710 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2011)10-0171-02
  
  高职教育的实践教学是人才培养和教学体系的重要组成部分,是体现高职教育技术型、高技能人才才培养不可缺少的教学环节。但是进入21世纪以来,电子技术特别是电子信息技术的飞速发展使我国高职的实验(实训)室设备陈旧,功能过于单一,管理手段和方法不能满足实训教学的需要,严重影响着我国高职教育的教学质量。建立多功能分层次电子技能实验(实训)室,研究和完善科学的管理方法是工程实践教学是高等工程教育人才培养不可缺少的重要环节,是树立学生实践观念、培养学生分析及解决实际问题的能力、启迪创新思维、提高综合素质的重要环节[1]。
  常州机电职业技术学院在建立模块化、分层次、开放性实验教学体系过程中,不断探索,以能力培养为基本目标,改变过去仅以传授知识为终极目的的教育模式,提升学生学习、实训的效率,提到学生的学习兴趣,确立以培养学生的创造、创新、创业精神和能力为目的。目前高校实验室的设备更新速度缓慢,特别是基础实验设备,学生做实验只是居于形式,测量几个数据或看看图形,没有真正达到实验的目的。以现有的电子考证为例,现有的电子考证(实训)硬件资源是传统理论教学、实验实训的产物(见图1),是为了完成验证某一个个单元电路而设置和生产的,各个单元电路不能互通互联,因此在电子考证培训过程中,电子系统的统调能力的强化就无法进行,学生也以为电子考证的主要内容就是调试个单元电路,而不是整机或系统的设计、调试。这种实训的现状不能调动学生的学习兴趣,不能锻炼学生的实训技能,因此改革和完善现有的实验、实训设备是非常有必要[2]。
  1、模块化电子实训平台的搭建
  借鉴已有的实验实训设施和其它院校模块化实验理念,结合我院的特点研制了模块化电子实训平台DQ-001。该DQ-001模块化电子实训平台由系统平台(母板)和多个功能模块(子板)构成,系统平台(母板)和功能模块(子板)间有相应的插拔接口相互连接,各功能模块(子板)完成相对独立的功能,比如电源子板,各子板通过母板获得电源供给以及与其他各子板互通互联,见图2。
  1.1 母板的设计
  母板是模块化电子实训平台搭建的基础,就是一块PCB基板,上面设计有与子板连接的接口和相应的印制电路。
  1.2 子板的设计
  子板的设计要根据模块化电子实训平台实际的使用来确定,但是根据电子实训的内容范畴,我们基本确定了以下几大块:
  2、模块化电子实训平台的优点
  模块化电子实训平台有如下优点:
  2.1 容易操作,实训效率强
  以做功率放大器实验为例,只要在母板板上插入相应的电源子板和功率放大器子板,系统就搭建完成了,不用的子板不用插入,这样实验实训系统简单、直观。
  2.2 资源丰富,功能灵活
  如表1所示,模块化电子实训平台可以做模电、数电、单片机实验实训,也可以满足电子考证培训过程中对单元电路和系统的要求;在电子考证培训过程中,要求培养学生的维修能力和系统组装机调试能力,模块化电子实训平台更能适应这种实训要求。
  2.3 综合性强
  实验模块采用灵活可以更换的形式,可以满足不同实验层次的要求。在保留经典验证性实验的基础上,利用模块化实验增加综合性实验的比例;利用多个模块电路完成小型电子系统的设计,还可完成各式的趣味性综合实验,充分调动学生学习的主动性和积极性,有利于学生逐步学会综合运用前期所学的知识,形成较强的研究能力;充分发挥学生的推理力和创造力,对培养学生的创新精神和实践能力具有重要意义。
  2.4 硬件参数标准化
  基于系统平台后,研发和设计各模块的机械尺寸、电气参数、与平台的接口,使模块的功能丰富,而且与平台的接口灵活可靠。
  3、结语
  模块化电子实训平台不仅仅能够完成相关验证类或设计类的实验实训任务,还能完成电子考证培训对维修能力和系统组装机调试能力的培养,为有能力和感兴趣的同学提供更广阔的自由发挥的空间,让学生寓乐于学,同时迅速提高他们的动手能力、分析问和解决问题的能力以及综合设计能力,满足了社会的需要。
  参考文献
  [1]杨桂芳,蔡安江.工科院校实践教学体系的构建与实践[J].西北工业大学学报,2005(4):86-88.
  [2]陈琼,郭启利.基于模块化实验平台的电子系统实验改革[J].实验室科学,第3期,2011.6.
  [3]江世明.构建开放式模块化电子实验平台的教学研究与实践[J].邵阳学院学报,2011.10.

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